一種分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片，包括自下而上依次疊置的襯底、包層薄膜、芯層薄膜和功能化層；襯底為硅片或石英玻璃片；包層薄膜的組成為Ge?Te系硫系玻璃材料，包層薄膜的厚度為10～1000 μm；芯層薄膜的組成為Ge?Ga?Te系硫系玻璃材料，芯層薄膜的厚度為0.5～10 μm；功能化層為金納米層，功能化層的厚度為5～100 nm；與III?V半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的傳感芯片相比，本發(fā)明生物傳感芯片采用硫系玻璃材料，其毒性較小；本發(fā)明分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的制備方法簡(jiǎn)便易行，制備的通過形成倏逝波原理的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，工作范圍在2～20 μm，可用于病原體檢測(cè)和分子識(shí)別，通過分子官能團(tuán)的振動(dòng)吸收信號(hào)放大并與分子特征圖譜對(duì)比獲得被檢測(cè)分子信息。
【專利說明】
一種分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于無標(biāo)記檢測(cè)用生物傳感芯片及其制備領(lǐng)域，具體涉及一種可在2?20μπι范圍內(nèi)進(jìn)行病原體檢測(cè)和分子識(shí)別的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)生物分子進(jìn)行檢測(cè)的方法有很多，目前，使用最廣泛的生物成分識(shí)別方法是固定化的生物大分子多組分陣列分析，它既可以用于檢測(cè)DNA/RNA和蛋白質(zhì)，也可以用來檢測(cè)細(xì)菌?；陉嚵械姆治鲋饕褂脽晒?、酶、放射性同位素示蹤分子來進(jìn)行目標(biāo)的識(shí)別，但在分析前臨時(shí)去標(biāo)記生物分子是不太現(xiàn)實(shí)的，因此，無標(biāo)記檢測(cè)技術(shù)就顯現(xiàn)出了它的優(yōu)勢(shì)。
[0003]無標(biāo)記檢測(cè)技術(shù)中，應(yīng)用最多的是表面等離子體共振(SPR)生物傳感器，該生物傳感器利用陣列表面目標(biāo)物的吸收/解吸作用所引起的光學(xué)性質(zhì)(即反射率)的改變進(jìn)行測(cè)量，可以用來檢測(cè)DNA/RNA、肽/蛋白質(zhì)、碳水化合物和細(xì)菌。而相比于SPR生物傳感器，中紅外生物傳感器可以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的功能。
[0004]中紅外生物傳感器因其固有的分子選擇性而獲得關(guān)注，它可以用于各種化學(xué)成分及生物種類的定性和定量分析。波導(dǎo)和在中紅外光譜區(qū)域透明的光纖材料使有機(jī)分子能夠?qū)崿F(xiàn)本振指紋吸收。中紅外波導(dǎo)的應(yīng)用有助于將臺(tái)式光學(xué)儀器，如FT-1R光譜儀，轉(zhuǎn)變成為有著更高敏感度的小型便攜生物光學(xué)傳感器。例如，Afanasyeva等使用光纖倏逝波傳感器來診斷乳腺癌[Proc SPIE, 1998，3250:140] ;Bruch等人調(diào)查了許多種在皮膚學(xué)中利用中紅外光纖傳感器的方式[Proc SPIE, 1998, 3564:42] ;Yu和Iruclayaraj已經(jīng)證實(shí)了細(xì)菌靶體能被識(shí)別及區(qū)分，是基于它們的種類及應(yīng)變水平的中紅外特征的不同[J.B1polymers, 2005, 77(6): 368]?；诖耍覀兺茰y(cè)，在中紅外傳感器提供特征振動(dòng)指紋的同時(shí)，也可以執(zhí)行生物傳感器的功能，從而形成一個(gè)基本的無標(biāo)記綜合檢測(cè)系統(tǒng)。
[0005]硫系玻璃在光譜的紅外區(qū)域的透過性好，尤其是Te基玻璃，其透過范圍覆蓋大氣的3?5 μπι和8?12 Mi兩個(gè)透過窗口，可廣泛用于各類紅外光學(xué)器件。同時(shí)也覆蓋分子的官能團(tuán)區(qū)，利用倏逝波波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，可制備用于分子檢測(cè)、醫(yī)學(xué)診斷等的生物傳感器。盡管許多的111-7半導(dǎo)體材料已被用于紅外設(shè)備，但是這些材料的毒性及制作的成本限制了其應(yīng)用。而非晶硫化物，特別是含Ge的硫族化合物毒性較小。此外，無定型硫族化合物獨(dú)特的光敏性，如光暗化效應(yīng)、光學(xué)帶隙和折射率的改變，可以用于制作具有通信和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的光學(xué)元件，這個(gè)過程比使用II1-V半導(dǎo)體波導(dǎo)的化學(xué)蝕刻過程更加簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)有效?；诹蛳挡ＡУ纳飩鞲行酒诶碚撋鲜强梢岳闷鋵捦高^范圍，通過倏逝波原理的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)對(duì)分子官能團(tuán)的振動(dòng)吸收放大并與分子特征圖譜對(duì)比獲得分子信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可在2?20μπι范圍內(nèi)進(jìn)行病原體檢測(cè)和分子識(shí)別的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片及其制備方法。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片，包括自下而上依次疊置的襯底、包層薄膜、芯層薄膜和功能化層;所述的襯底為硅片或石英玻璃片;所述的包層薄膜的組成為Ge-Te系硫系玻璃材料，所述的包層薄膜的厚度為10?1000 μπι;所述的芯層薄膜的組成為Ge-Ga-Te系硫系玻璃材料，所述的芯層薄膜的厚度為0.5?10 μπι;所述的功能化層為金納米層，所述的功能化層的厚度為5?100 nm。
[0008]本發(fā)明公開的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片，其包層薄膜由具有較低折射率的Ge-Te系硫系玻璃材料組成，芯層薄膜由具有較高折射率的Ge-Ga-Te系硫系玻璃材料組成，形成波導(dǎo)結(jié)構(gòu);芯層薄膜表面的功能化層為金納米層，在使用時(shí)，可通過在該金納米層的表面涂覆類錨分子MPA(即3-巰基丙酸)和MHA(S卩16-巰基十六烷基酸)與金原子結(jié)合形成自組裝層，使抗體可被連接，進(jìn)而抗體捕獲目標(biāo)檢測(cè)物中的細(xì)胞分子信息，最后通過對(duì)比抗體吸附靶體前后的分子紅外譜進(jìn)行檢測(cè)和指紋識(shí)別。
[0009]與II1-V半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的傳感芯片相比，本發(fā)明生物傳感芯片采用硫系玻璃材料，其毒性較小。本發(fā)明生物傳感芯片通過形成倏逝波原理的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，工作范圍在2?20 Mi，可用于病原體檢測(cè)和分子識(shí)別，通過分子官能團(tuán)的振動(dòng)吸收信號(hào)放大并與分子特征圖譜對(duì)比獲得被檢測(cè)分子信息。
[0010]作為優(yōu)選，所述的包層薄膜的組成為GeTe4硫系玻璃材料，所述的芯層薄膜的組成為Ge15Ga1QTe75硫系玻璃材料。Ge15Ga1QTe75硫系玻璃材料具有優(yōu)異的透紅外性能，作為芯層薄膜的組成材料時(shí)，賦予薄膜生物傳感芯片更優(yōu)異的性能，使薄膜生物傳感芯片的工作范圍為2?20 μπι，完全覆蓋了分子官能團(tuán)區(qū)及3?5 μπι和8?12 μπι兩個(gè)大氣透過窗口。
[0011]—種上述分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的制備方法，包括以下步驟:
1)在磁控濺射鍍膜系統(tǒng)中，采用硅片或石英玻璃片為襯底，將Ge-Te系硫系玻璃材料靶材安裝在直流磁控濺射靶中，將Ge-Ga-Te系硫系玻璃材料靶材安裝在射頻磁控濺射靶中；
2)對(duì)磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室進(jìn)行抽真空直至濺射腔室內(nèi)真空度小于5X10—4
Pa；
3)向?yàn)R射腔室內(nèi)通入體積流量為47.6mL/min的高純氬氣直至濺射腔室內(nèi)氣壓達(dá)到濺射所需的起輝氣壓0.25 Pa;
4 )調(diào)整直流磁控濺射靶的濺射功率為1?90 W，濺射速率為1?20 A/ s，進(jìn)行直流磁控濺射，在硅片或石英玻璃片襯底的表面濺射得到厚度為10?1000 Mi的包層薄膜；
5)調(diào)整射頻磁控濺射靶的濺射功率為10?50W，濺射速率為4?10 A /s，進(jìn)行射頻磁控濺射，在包層薄膜的表面濺射得到厚度為0.5?10 Mi的芯層薄膜，獲得疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底；
6)向磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室充入空氣后打開，取出步驟5)獲得的疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底，采用熱蒸發(fā)法在芯層薄膜的表面鍍金，熱蒸發(fā)真空度小于5X10—4Pa，在芯層薄膜的表面得到厚度為5?100 nm的功能化層。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:與II1-V半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的傳感芯片相比，本發(fā)明生物傳感芯片采用硫系玻璃材料，其毒性較小。本發(fā)明分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的制備方法簡(jiǎn)便易行，制備的通過形成倏逝波原理的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，工作范圍在2?20 Mi，可用于病原體檢測(cè)和分子識(shí)別，通過分子官能團(tuán)的振動(dòng)吸收信號(hào)放大并與分子特征圖譜對(duì)比獲得被檢測(cè)分子信息。進(jìn)一步地，可選用GeTe4硫系玻璃材料作為包層薄膜，Ge15Ga1QTe75硫系玻璃材料作為芯層薄膜，完全覆蓋了分子官能團(tuán)區(qū)及3?5 μπι和8?12 μπι兩個(gè)大氣透過窗口。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為實(shí)施例1的硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的傳輸光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]實(shí)施例1的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的制備方法，包括以下步驟:
1)在磁控濺射鍍膜系統(tǒng)中，采用硅片為襯底，將GeTe4硫系玻璃材料靶材安裝在直流磁控濺射靶中，將Ge15Ga1QTe75硫系玻璃材料靶材安裝在射頻磁控濺射靶中；
2)對(duì)磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室進(jìn)行抽真空直至濺射腔室內(nèi)真空度小于5X10—4
Pa；
3)向?yàn)R射腔室內(nèi)通入體積流量為47.6mL/min的高純氬氣直至濺射腔室內(nèi)氣壓達(dá)到濺射所需的起輝氣壓0.25 Pa;
4 )調(diào)整直流磁控濺射靶的濺射功率為1 W，濺射速率為1 A/s，進(jìn)行直流磁控濺射，在硅片襯底的表面濺射得到厚度為10 Mi的包層薄膜；
5)調(diào)整射頻磁控濺射靶的濺射功率為10W，濺射速率為4 A /s，進(jìn)行射頻磁控濺射，在包層薄膜的表面濺射得到厚度為0.5 Mi的芯層薄膜，獲得疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底；
6)向磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室充入空氣后打開，取出步驟5)獲得的疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底，采用熱蒸發(fā)法在芯層薄膜的表面鍍金，熱蒸發(fā)真空度小于5X10—4Pa，在芯層薄膜的表面得到厚度為5 nm的功能化層，即得到實(shí)施例1的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0016]實(shí)施例1的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該薄膜生物傳感芯片包括自下而上依次疊置的襯底1、包層薄膜2、芯層薄膜3和功能化層4，其中，包層薄膜2的厚度為10 μπι，芯層薄膜3的厚度為0.5 μπι，功能化層4的厚度為5 nm。檢測(cè)時(shí)，在圖1所示的薄膜生物傳感芯片的左側(cè)耦合注入紅外光，右側(cè)使用紅外光譜儀進(jìn)行檢測(cè)，得到的傳輸光譜圖如圖2所示，紅外光在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的傳輸路徑示意圖如圖1中箭頭所示。從圖2可見其傳輸透過范圍為2?20 μπι。
[0017]實(shí)施例2的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的制備方法，包括以下步驟:
1)在磁控濺射鍍膜系統(tǒng)中，采用石英玻璃片為襯底，將GeTe4硫系玻璃材料靶材安裝在直流磁控濺射靶中，將Ge15Ga1QTe75硫系玻璃材料靶材安裝在射頻磁控濺射靶中；
2)對(duì)磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室進(jìn)行抽真空直至濺射腔室內(nèi)真空度小于5X10—4
Pa；
3)向?yàn)R射腔室內(nèi)通入體積流量為47.6mL/min的高純氬氣直至濺射腔室內(nèi)氣壓達(dá)到濺射所需的起輝氣壓0.25 Pa;
4)調(diào)整直流磁控濺射靶的濺射功率為30W，濺射速率為12 A/s，進(jìn)行直流磁控濺射，在石英玻璃片襯底的表面濺射得到厚度為50 μπι的包層薄膜；
5)調(diào)整射頻磁控濺射靶的濺射功率為15W，濺射速率為6 A /s，進(jìn)行射頻磁控濺射，在包層薄膜的表面濺射得到厚度為I μπι的芯層薄膜，獲得疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底；
6)向磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室充入空氣后打開，取出步驟5)獲得的疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底，采用熱蒸發(fā)法在芯層薄膜的表面鍍金，熱蒸發(fā)真空度小于5X10—4Pa，在芯層薄膜的表面得到厚度為10 nm的功能化層，即得到實(shí)施例2的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0018]實(shí)施例2的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該薄膜生物傳感芯片包括自下而上依次疊置的襯底1、包層薄膜2、芯層薄膜3和功能化層4，其中，包層薄膜2的厚度為50 μπι，芯層薄膜3的厚度為I μπι，功能化層4的厚度為10 nm。
[0019]實(shí)施例3的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的制備方法，包括以下步驟:
1)在磁控濺射鍍膜系統(tǒng)中，采用硅片為襯底，將GeTe4硫系玻璃材料靶材安裝在直流磁控濺射靶中，將Ge15Ga1QTe75硫系玻璃材料靶材安裝在射頻磁控濺射靶中；
2)對(duì)磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室進(jìn)行抽真空直至濺射腔室內(nèi)真空度小于5X10—4
Pa；
3)向?yàn)R射腔室內(nèi)通入體積流量為47.6mL/min的高純氬氣直至濺射腔室內(nèi)氣壓達(dá)到濺射所需的起輝氣壓0.25 Pa;
4)調(diào)整直流磁控濺射靶的濺射功率為40W，濺射速率為15 A/s，進(jìn)行直流磁控濺射，在硅片襯底的表面濺射得到厚度為100 μπι的包層薄膜；
5)調(diào)整射頻磁控濺射靶的濺射功率為20W，濺射速率為8 A /s，進(jìn)行射頻磁控濺射，在包層薄膜的表面濺射得到厚度為2 M的芯層薄膜，獲得疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底；
6)向磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室充入空氣后打開，取出步驟5)獲得的疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底，采用熱蒸發(fā)法在芯層薄膜的表面鍍金，熱蒸發(fā)真空度小于5X10—4Pa，在芯層薄膜的表面得到厚度為20 nm的功能化層，即得到實(shí)施例3的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0020]實(shí)施例3的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該薄膜生物傳感芯片包括自下而上依次疊置的襯底1、包層薄膜2、芯層薄膜3和功能化層4，其中，包層薄膜2的厚度為100 μπι，芯層薄膜3的厚度為2 μπι，功能化層4的厚度為20 nm。
[0021]實(shí)施例4的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的制備方法，包括以下步驟:
1)在磁控濺射鍍膜系統(tǒng)中，采用石英玻璃片為襯底，將GeTe4硫系玻璃材料靶材安裝在直流磁控濺射靶中，將Ge15Ga1QTe75硫系玻璃材料靶材安裝在射頻磁控濺射靶中；
2)對(duì)磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室進(jìn)行抽真空直至濺射腔室內(nèi)真空度小于5X10—4
Pa；
3)向?yàn)R射腔室內(nèi)通入體積流量為47.6mL/min的高純氬氣直至濺射腔室內(nèi)氣壓達(dá)到濺射所需的起輝氣壓0.25 Pa;
4)調(diào)整直流磁控濺射靶的濺射功率為50W，濺射速率為15 A/s，進(jìn)行直流磁控濺射，在石英玻璃片襯底的表面濺射得到厚度為200 Mi的包層薄膜； 5)調(diào)整射頻磁控濺射靶的濺射功率為25W，濺射速率為8 A /s，進(jìn)行射頻磁控濺射，在包層薄膜的表面濺射得到厚度為3 M的芯層薄膜，獲得疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底；
6)向磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室充入空氣后打開，取出步驟5)獲得的疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底，采用熱蒸發(fā)法在芯層薄膜的表面鍍金，熱蒸發(fā)真空度小于5X10—4Pa，在芯層薄膜的表面得到厚度為20 nm的功能化層，即得到實(shí)施例4的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0022]實(shí)施例4的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該薄膜生物傳感芯片包括自下而上依次疊置的襯底1、包層薄膜2、芯層薄膜3和功能化層4，其中，包層薄膜2的厚度為200 μπι，芯層薄膜3的厚度為3 μπι，功能化層4的厚度為20 nm。
[0023]實(shí)施例5的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的制備方法，包括以下步驟:
1)在磁控濺射鍍膜系統(tǒng)中，采用石英玻璃片為襯底，將GeTe4硫系玻璃材料靶材安裝在直流磁控濺射靶中，將Ge15Ga1QTe75硫系玻璃材料靶材安裝在射頻磁控濺射靶中；
2)對(duì)磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室進(jìn)行抽真空直至濺射腔室內(nèi)真空度小于5X10—4
Pa；
3)向?yàn)R射腔室內(nèi)通入體積流量為47.6mL/min的高純氬氣直至濺射腔室內(nèi)氣壓達(dá)到濺射所需的起輝氣壓0.25 Pa;
4)調(diào)整直流磁控濺射靶的濺射功率為90W，濺射速率為20 A/s，進(jìn)行直流磁控濺射，在石英玻璃片襯底的表面濺射得到厚度為500 Mi的包層薄膜；
5)調(diào)整射頻磁控濺射靶的濺射功率為50W，濺射速率為10 A /s，進(jìn)行射頻磁控濺射，在包層薄膜的表面濺射得到厚度為5 Mi的芯層薄膜，獲得疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底；
6)向磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室充入空氣后打開，取出步驟5)獲得的疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底，采用熱蒸發(fā)法在芯層薄膜的表面鍍金，熱蒸發(fā)真空度小于5X10—4Pa，在芯層薄膜的表面得到厚度為50 nm的功能化層，即得到實(shí)施例5的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0024]實(shí)施例5的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該薄膜生物傳感芯片包括自下而上依次疊置的襯底1、包層薄膜2、芯層薄膜3和功能化層4，其中，包層薄膜2的厚度為500 μπι，芯層薄膜3的厚度為5 μπι，功能化層4的厚度為50 nm。
[0025]實(shí)施例6的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的制備方法，包括以下步驟:
1)在磁控濺射鍍膜系統(tǒng)中，采用硅片為襯底，將GeTe4硫系玻璃材料靶材安裝在直流磁控濺射靶中，將Ge15Ga1QTe75硫系玻璃材料靶材安裝在射頻磁控濺射靶中；
2)對(duì)磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室進(jìn)行抽真空直至濺射腔室內(nèi)真空度小于5X10—4
Pa；
3)向?yàn)R射腔室內(nèi)通入體積流量為47.6mL/min的高純氬氣直至濺射腔室內(nèi)氣壓達(dá)到濺射所需的起輝氣壓0.25 Pa;
4)調(diào)整直流磁控濺射靶的濺射功率為90W，濺射速率為20 A/s，進(jìn)行直流磁控濺射，在硅片襯底的表面濺射得到厚度為1000 Mi的包層薄膜；
5)調(diào)整射頻磁控濺射靶的濺射功率為50W，濺射速率為10 A /s，進(jìn)行射頻磁控濺射，在包層薄膜的表面濺射得到厚度為10 MI的芯層薄膜，獲得疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底；
6)向磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室充入空氣后打開，取出步驟5)獲得的疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底，采用熱蒸發(fā)法在芯層薄膜的表面鍍金，熱蒸發(fā)真空度小于5X10—4Pa，在芯層薄膜的表面得到厚度為100 nm的功能化層，即得到實(shí)施例6的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0026]實(shí)施例6的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該薄膜生物傳感芯片包括自下而上依次疊置的襯底1、包層薄膜2、芯層薄膜3和功能化層4，其中，包層薄膜2的厚度為1000 μπι，芯層薄膜3的厚度為10 μπι，功能化層4的厚度為100 nm。
[0027]實(shí)施例7的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的制備方法，包括以下步驟:
1)在磁控濺射鍍膜系統(tǒng)中，采用石英玻璃片為襯底，將GeTe4硫系玻璃材料靶材安裝在直流磁控濺射靶中，將Ge15Ga1QTe75硫系玻璃材料靶材安裝在射頻磁控濺射靶中；
2)對(duì)磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室進(jìn)行抽真空直至濺射腔室內(nèi)真空度小于5X10—4
Pa；
3)向?yàn)R射腔室內(nèi)通入體積流量為47.6mL/min的高純氬氣直至濺射腔室內(nèi)氣壓達(dá)到濺射所需的起輝氣壓0.25 Pa;
4)調(diào)整直流磁控濺射靶的濺射功率為75W，濺射速率為18 A/s，進(jìn)行直流磁控濺射，在石英玻璃片襯底的表面濺射得到厚度為800 Mi的包層薄膜；
5)調(diào)整射頻磁控濺射靶的濺射功率為45W，濺射速率為9 A /s，進(jìn)行射頻磁控濺射，在包層薄膜的表面濺射得到厚度為8 M的芯層薄膜，獲得疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底；
6)向磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室充入空氣后打開，取出步驟5)獲得的疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底，采用熱蒸發(fā)法在芯層薄膜的表面鍍金，熱蒸發(fā)真空度小于5X10—4Pa，在芯層薄膜的表面得到厚度為75 nm的功能化層，即得到實(shí)施例7的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0028]實(shí)施例7的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該薄膜生物傳感芯片包括自下而上依次疊置的襯底1、包層薄膜2、芯層薄膜3和功能化層4，其中，包層薄膜2的厚度為800 μπι，芯層薄膜3的厚度為8 μπι，功能化層4的厚度為75 nm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片，其特征在于包括自下而上依次疊置的襯底、包層薄膜、芯層薄膜和功能化層;所述的襯底為硅片或石英玻璃片;所述的包層薄膜的組成為Ge-Te系硫系玻璃材料，所述的包層薄膜的厚度為10?1000 μπι;所述的芯層薄膜的組成為Ge-Ga-Te系硫系玻璃材料，所述的芯層薄膜的厚度為0.5?10 μπι;所述的功能化層為金納米層，所述的功能化層的厚度為5?100 nm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片，其特征在于所述的包層薄膜的組成為GeTe4硫系玻璃材料，所述的芯層薄膜的組成為Ge15Ga1OTe75硫系玻璃材料。3.—種權(quán)利要求1或2所述的分子檢測(cè)用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的制備方法，其特征在于包括以下步驟: .1)在磁控濺射鍍膜系統(tǒng)中，采用硅片或石英玻璃片為襯底，將Ge-Te系硫系玻璃材料靶材安裝在直流磁控濺射靶中，將Ge-Ga-Te系硫系玻璃材料靶材安裝在射頻磁控濺射靶中； 2)對(duì)磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室進(jìn)行抽真空直至濺射腔室內(nèi)真空度小于5X10—4Pa； 3)向?yàn)R射腔室內(nèi)通入體積流量為47.6 mL/min的高純氬氣直至濺射腔室內(nèi)氣壓達(dá)到濺射所需的起輝氣壓0.25 Pa; .4 )調(diào)整直流磁控濺射靶的濺射功率為1?90 W，濺射速率為1?20 A/s,進(jìn)行直流磁控濺射，在硅片或石英玻璃片襯底的表面濺射得到厚度為10?1000 Mi的包層薄膜； 5)調(diào)整射頻磁控濺射靶的濺射功率為10?50W，濺射速率為4?10 A /s，進(jìn)行射頻磁控濺射，在包層薄膜的表面濺射得到厚度為0.5?10 Mi的芯層薄膜，獲得疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底； .6)向磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的濺射腔室充入空氣后打開，取出步驟5)獲得的疊置有包層薄膜和芯層薄膜的襯底，采用熱蒸發(fā)法在芯層薄膜的表面鍍金，熱蒸發(fā)真空度小于5X10—4Pa，在芯層薄膜的表面得到厚度為5?100 nm的功能化層。
【文檔編號(hào)】G01N21/3563GK105911013SQ201610242902
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】張妍, 許銀生, 唐俊州, 王國(guó)祥, 戴世勛, 張培晴
【申請(qǐng)人】寧波大學(xué)