[发明专利]一种微阵列芯片及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物技术领域，公开了一种微阵列芯片及其制备方法和应用。本发明提供的微阵列芯片，具有亲水性的反应孔及疏水性的非反应区域，反应孔的深度为20‑50μm，刻蚀深度远高于传统激光刻蚀3‑10μm的深度，非反应区域的疏水角为110°以上，且芯片表面平整、光滑。本发明采用双重光刻及表面疏水化处理，可快速制得具有多个亲水性一致的反应孔及疏水性的非反应区域的微阵列芯片，适应大规模工业化生产需要；可通过设计不同图形化的掩膜，得到不同形状的反应孔用于不同的检测场景。

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及一种微阵列芯片及其制备方法和应用。

背景技术

亲水-疏水交错的微阵列芯片被广泛应用于高通量生物分子检测、药物筛选领域，具有体积小、实验效能高等优点。虽然芯片上区域亲水、疏水的特性能够有效避免样品交叉污染、提高检验结果的可靠性，但由此大大提高了该微阵列芯片的制备难度。目前，大部分亲水-疏水交错的微阵列芯片都是通过疏水化后，激光刻孔获得，存在技术成本高，刻孔后表面不光滑的缺点。而先通过光刻技术，再逐孔亲水化处理的方式虽能解决表面不光滑的缺点，但需要耗费大量的时间(反应孔的数量越多，耗费的时间越多)，且由于单孔亲水化过程的时间不一致，导致反应孔的亲水性并不一致，影响后续的检测过程。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种微阵列芯片及其制备方法和应用，本发明采用双重光刻及表面疏水化处理，可快速制得具有亲水性一致的反应孔及具有疏水性的非反应区域的微阵列芯片。

本发明的第一方面在于提供一种微阵列芯片，所述微阵列芯片具有亲水性的反应孔及疏水性的非反应区域，所述反应孔的深度为20-50μm，所述非反应区域的疏水角为110°以上。

优选地，所述微阵列芯片具有多个亲水性一致的反应孔。

优选地，所述反应孔为圆形反应孔，所述反应孔的直径为10μm-1mm。可以理解的是，本发明的反应孔还可以为其他形状，如椭圆形反应孔，锥形反应孔，多边形反应孔等。

优选地，所述非反应区域的疏水角为110-130°。

本发明的第二方面在于提供所述微阵列芯片的制备方法，包括以下步骤：

在二氧化硅芯片的非反应区域形成第一光刻胶层；

通过湿法腐蚀工艺除去所述二氧化硅芯片中反应区域的二氧化硅，形成反应孔；反应孔的表面为二氧化硅，为亲水性；而非反应区域因第一光刻胶层的保护，不受腐蚀工艺的影响；

对所述第一光刻胶层进行去除，得到目标芯片；

在所述目标芯片的反应孔的表面形成第二光刻胶层；

对所述目标芯片的非反应区域进行疏水化处理；目标芯片的反应孔因第二光刻胶层的保护而不受疏水工艺的影响；

对所述第二光刻胶层进行去除，得到所述微阵列芯片。

作为上述方案的进一步改进，在二氧化硅芯片的非反应区域形成第一光刻胶层，具体过程包括：

在所述二氧化硅芯片的表面形成正性光刻胶层；

采用具有与反应区域相对应的透光区域的掩膜，对所述正性光刻胶层进行曝光显影，在所述二氧化硅芯片的非反应区域形成第一光刻胶层。

具体地，在二氧化硅芯片的非反应区域形成第一光刻胶层，包括以下步骤：

匀胶：将二氧化硅芯片放置于匀胶台上，打开真空吸附开关，确保芯片稳固在匀胶台，将正性光刻胶均匀涂覆在所述二氧化硅芯片的表面中央，低速旋涂5-20min，将正性光刻胶铺在整个芯片的表面，设置2000-5000rpm，高速旋涂5-20min，使光刻胶厚度均匀，光刻胶厚度为2-10μm，形成正性光刻胶层；