自黏贴片式SPR传感芯片的制作方法

自黏贴片式spr传感芯片
技术领域
1.本发明涉及光学测试或分析领域，具体涉及一种自黏贴片式spr传感芯片。


背景技术：

2.表面等离子体谐振(surface plasmon resonance，spr)检测技术是一种基于spr原理的新型生物化学传感分析技术。因该项技术具有灵敏度高、实时响应、动态监测、高通量、样品量少且无需标记等特点，使其在生命科学、医疗检测、药物筛选、食品检测、兴奋剂检测、毒品检测以及环境监测等领域具有广泛的应用需求。
3.在表面等离子体谐振(spr)检测装置中，棱镜传感器既是光路中的导光元件，又是spr传感器件。目前spr传感器的构造主要有以下两种方式：
4.一种方式为一体化棱镜spr传感器(以下简称棱镜传感器)，是在光路中的导光棱镜的反射面上直接镀金膜，构成棱镜传感器，使用时，将微流路板与棱镜传感器上的镀金膜紧密接触，即可进行检测操作。这种棱镜传感器操作简单，使用方便。但由于其是一种实验耗材，较高的成本是无法回避的问题。
5.另一种方式为spr芯片方案，在一张载玻片上镀金膜，构成spr传感玻片，按惯例称之为spr传感芯片(以下简称spr芯片)；使用时，将spr芯片安置在光路中的导光棱镜的反射面上，再将微流路板与spr芯片上的镀金膜紧密接触，即可进行检测操作，spr芯片安置之前，要在棱镜反射面上滴少量显微镜油(简称镜油，包括香柏油、白油等)，然后将芯片轻柔贴合在棱镜上，不能有气泡或留白。这种spr芯片成本较低，但对操作人员的技术要求较高，且由于镜油可能渗出，容易污染光路和设备，增加了光路和设备清洁保养的工作量。


技术实现要素：

6.为了降低耗材成本，且简化实验操作，本发明提出了一种毋需预滴镜油的、具备自黏性的、操作简单的自黏贴片式spr传感芯片。
7.本发明提供一种自黏贴片式spr传感芯片，该传感芯片与导光棱镜2以及微流路板配套使用，载玻片1是传感芯片的基片；在载玻片1的一面镀金膜作为spr传感面；传感面上根据特定的生物检测需求形成阵列分布的spr感应区11；在载玻片1的另一面，即传感面的对面为贴合面；其特征在于：所述自黏贴片式spr传感芯片的贴合面上制备多个导光胶膜12和多个支撑胶膜13，传感芯片通过导光胶膜12和支撑胶膜13与导光棱镜2的反射面21贴合；导光胶膜12的分布阵列与感应区11的分布阵列对应；在每个导光胶膜12的四个角向位置均匀分布多个支撑胶膜13。
8.进一步地，导光胶膜12的形状为长圆形。
9.进一步地，支撑胶膜13形状为圆形。
10.进一步地，位于载玻片1边角处的支撑胶膜13分别被沿载玻片1的边缘切割成半圆形或扇形。
11.进一步地，导光胶膜12和支撑胶膜13的材质为双组份液态硅胶或双组份透明聚氨
酯或双组份透明乙丙橡胶。
12.进一步地，导光胶膜12的材质的折射率不低于1.48，透光率不低于85％。
13.进一步地，导光胶膜12和支撑胶膜13厚度为0.1-0.2毫米。
14.进一步地，导光棱镜2的反射面21具备疏水特性，其接触角≥110
°
；载玻片1的贴合面具备亲水特性，其接触角≤70
°
。
15.本发明具有如下优点：本发明提供了一种成本低廉的spr传感贴片，不但能够取代经典的棱镜传感器，也对当前的镜油耦合传感芯片进行了全方位改进。在安置spr贴片到棱镜反射面之前，不再需要预滴镜油，降低了操作难度，也不再有镜油渗出污染光路和设备的困扰，从而简化了操作，降低了设备清洁保养的工作量。本发明的spr传感贴片与棱镜的贴合面上，不再像镜油那样铺满整张芯片，而是预先涂覆了散点阵列分布的多个点状胶膜，由于每个点位的胶膜面积都很小，在胶膜贴合变形的时候，空气会自动排出，不会出现气泡或留白，所以检测光能够顺利地通过导光胶膜从棱镜反射面传导到芯片的传感区并反射出来。
附图说明
16.图1为本发明自黏贴片式spr传感芯片的贴合面上胶膜的构造示意图；
17.图2为本发明自黏贴片式spr传感芯片的传感面上spr感应区分布示意图；
18.图3为与本发明自黏贴片式spr传感芯片配套使用的导光棱镜的示意图；
19.图4为本发明自黏贴片式spr传感芯片与导光棱镜配套使用状态的示意图。
20.图5为本发明实施例二所述自黏贴片式spr传感芯片的贴合面上胶膜的构造示意图；
21.图6为本发明实施例二所述自黏贴片式spr传感芯片的传感面上spr感应区分布示意图；
22.图7为本发明实施例二所述自黏贴片式spr传感芯片与导光棱镜配套使用状态的示意图。
23.图8为本发明实施例三所述自黏贴片式spr传感芯片的贴合面上胶膜的构造示意图；
24.图9为本发明实施例三所述自黏贴片式spr传感芯片的传感面上spr感应区分布示意图；
25.图10为本发明实施例三所述自黏贴片式spr传感芯片与导光棱镜配套使用状态的示意图。
26.图中：1：载玻片；11：spr感应区；12：导光胶膜；13：支撑胶膜；2：导光棱镜；21：棱镜反射面。
具体实施方式
27.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不经过创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，皆应属于本发明保护的范围。
28.实施例一：
29.本实施例描述了一种自黏贴片式spr传感芯片，该传感芯片与导光棱镜2以及微流路板(未图示)配套使用，其结构如图1-4所示，载玻片1是传感芯片的基片；在载玻片1的一面镀金膜作为spr传感面。实机操作时，传感面是与微流路板相接触的一面，微流路板上根据特定的生物检测需求阵列布置有反应池，反应池在传感面上的投影形成相应的阵列分布的spr感应区11，只是在所述感应区11内可以发生spr感应；在载玻片1的另一面，即传感面的对面为贴合面，载玻片1的贴合面上涂敷有多个导光胶膜12和多个支撑胶膜13。由于与本实施例所述的自黏贴片式spr传感芯片配套使用的微流路板上依4x8矩阵方式分布有32个反应池，相应的在传感面上形成4x8矩阵方式分布的共32个spr感应区11，所以本实施例所述的载玻片1的贴合面上相应地涂覆有32个导光胶膜12，该32个导光胶膜12同样依4x8矩阵方式分布，与spr感应区11对应，所述每个导光胶膜12的面积应当尽量小，只要足够涵盖相应的spr感应区11即可。本实施例中各导光胶膜12的形状均为长圆形，没有尖角，与其它形状如矩形和正方形相比，在导光胶膜12受压时，没有局部的应力集中，受力更加均匀。在与导光棱镜2贴合变形的时候，有利于空气会自动排出，不会出现气泡或留白，保证检测光能够无损通过各个导光胶膜12并传导到相应感应区11。各导光胶膜12的材质为具备自黏性的柔性无色透明胶膜，可以采用双组份液态硅胶或双组份透明聚氨酯或双组份透明乙丙橡胶等，其折射率应不低于1.48，透光率不低于85％，本实施例中具体采用双组份透明聚氨酯材质，导光胶膜12的厚度为0.1-0.2毫米。
30.所述的支撑胶膜13的厚度与导光胶膜12的厚度相同，支撑胶膜13的材质与导光胶膜12的材质相同，在每个导光胶膜12的四个角向位置均匀分布多个支撑胶膜13。所述各支撑胶膜13的形状设计为圆形，并且位于载玻片1边角处的支撑胶膜13可以沿载玻片1的边缘切割成半圆形或扇形等相应形状，设置所述支撑胶膜13可以更好地分散和平衡传感芯片所承受的压力。
31.所述导光胶膜12和支撑胶膜13的胶膜材料在制备过程中，为保证导光胶膜12和支撑胶膜13具备一定的柔性，首先要选择适当的两个组分之间的配比。为保证胶膜具备一定的黏度，涂覆完成后进行交联(熟化)时，要控制聚合物交联的温度和时间，使聚合物处于半熟化的状态。
32.为便于从导光棱镜2上揭取传感芯片，且传感芯片上的导光胶膜12不会剥落，所述导光棱镜2的反射面21与传感芯片的贴合面的亲疏水状态应有所区别：棱镜反射面21应具备疏水特性(接触角≥110
°
)，使导光胶膜12、支撑胶膜13与导光棱镜2的黏合力略低；载玻片1的贴合面应具备亲水特性(接触角≤70
°
)使导光胶膜12和支撑胶膜13与传感芯片之间有较高的粘合力。
33.所述导光胶膜12和支撑胶膜13制备可选掩膜刮涂、掩膜喷涂、丝网印刷、转移印、点胶机点胶等公知工艺。
34.本实施例所述的自黏贴片式spr传感芯片在实机操作时，微流路板(包含流路及反应流池)要压在传感芯片上的传感面上，传感芯片的另一面利用导光胶膜12和支撑胶膜13粘在导光棱镜2的棱镜反射面21上，检测光从棱镜反射面21出来，经导光胶膜12射到感应区11上并反射回导光棱镜2。检测结束后，可以方便地将传感芯片从导光棱镜2上取下。
35.实施例二：
36.本实施例描述了一种自黏贴片式spr传感芯片，该传感芯片与导光棱镜2以及微流路板(未图示)配套使用，其结构如图5-7所示。与实施例一的不同之处在于，与本实施例所述的自黏贴片式spr传感芯片配套使用的微流路板上依3x8矩阵方式分布有24个反应池，相应的在传感面上形成3x8矩阵方式分布的共24个spr感应区11，所以本实施例所述的载玻片1的贴合面上相应地涂覆有24个导光胶膜12，该24个导光胶膜12同样依3x8矩阵方式分布，与spr感应区11对应。各导光胶膜12的材质为双组份液态硅胶，其折射率应不低于1.48，透光率不低于85％，本实施例中具体采用双组份透明聚氨酯材质，导光胶膜12的厚度为0.1-0.2毫米。所述的支撑胶膜13的厚度与导光胶膜12的厚度相同，支撑胶膜13的材质与导光胶膜12的材质相同。
37.实施例三：
38.本实施例描述了一种自黏贴片式spr传感芯片，该传感芯片与导光棱镜2以及微流路板(未图示)配套使用，其结构如图8-10所示。与实施例一的不同之处在于，与本实施例所述的自黏贴片式spr传感芯片配套使用的微流路板上依3x4矩阵方式分布有12个反应池，相应的在传感面上形成3x4矩阵方式分布的共12个spr感应区11，所以本实施例所述的载玻片1的贴合面上相应地涂覆有12个导光胶膜12，该12个导光胶膜12同样依3x4矩阵方式分布，与spr感应区11对应。各导光胶膜12的材质为双组份透明乙丙橡胶，其折射率应不低于1.48，透光率不低于85％，导光胶膜12的厚度为0.1-0.2毫米。所述的支撑胶膜13的厚度与导光胶膜12的厚度相同，支撑胶膜13的材质与导光胶膜12的材质相同。
39.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员利用上述技术方案对本发明作出的等同变换，均未脱离本发明的保护范围。本发明的保护范围以权利要求书记载的内容为准。