[发明专利]基于纳米压印微流芯片的生物医学检测系统及其制作方法

权利要求书

1.基于纳米压印微流芯片的生物医学检测系统，其特征在于:包括微流控芯片(5)、SPR检测芯片(10)、机械夹具(11)和环形LED发光阵列(12)，所述SPR检测芯片(10)主要由衬底(1)、纳米压印胶(2)、铬膜(3)和金膜(4)自下而上复合而成，其中金膜(4)上开设若干个周期性纳米孔；所述微流控芯片(5)中设置多组利用SU-8胶光刻和PDMS成膜的方式制作微流通道，微流通道主要由S形微流通道(8)及两端连通的加样通道和流出通道(9)构成，其中加样通道包括用于分别添加待检测的溶液和检测试剂的加样通道A(6)和加样通道B(7)，加样通道A(6)和加样通道B(7)呈Y状分布；所述微流控芯片(5)有微流通道的一面与SPR传感器芯片(10)有周期性纳米孔的一面通过二氧化硅键合，得到SPR传感器芯片和微流控芯片键合成的检测芯片(13)；所述SPR传感器芯片和微流控芯片键合成的检测芯片(13)通过机械夹具(11)连接嵌入式设备(16)。

2.根据权利要求1所述的基于纳米压印微流芯片的生物医学检测系统，其特征在于，所述机械夹具(11)用于固定嵌入式设备(16)的两端中的一端连接有检测芯片安装筒，检测芯片安装筒朝向嵌入式设备的摄像头(17)的一端开口，且开口内侧固定安装环形LED发光阵列(12)；所述检测芯片安装筒的侧面开设检测芯片插接口(15)，检测芯片插接口(15)与环形LED发光阵列(12)平行设置；所述SPR传感器芯片和微流控芯片键合成的检测芯片(13)放置在透明材质制造的卡槽(14)内，并插入到检测芯片插接口(15)内，其中微流控芯片(5)朝向环形LED发光阵列(12)。

3.根据权利要求1所述的基于纳米压印微流芯片的生物医学检测系统，其特征在于，所述铬膜(3)的厚度为20nm，金膜(4)的厚度为200nm。

4.根据权利要求1所述的基于纳米压印微流芯片的生物医学检测系统，其特征在于，所述周期性纳米孔的直径为250nm，周期为500nm。

5.根据权利要求1-4中任一所述的基于纳米压印微流芯片的生物医学检测系统的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：制作SPR传感器芯片和微流控芯片；

步骤二：将微流控芯片有微流通道的一面与SPR传感器芯片有周期性纳米孔的一面通过二氧化硅键合，得到SPR传感器芯片和微流控芯片键合成的检测芯片；

步骤三：将SPR传感器芯片和微流控芯片键合成的检测芯片放置在卡槽内，然后再插入到机械夹具上对应的芯片插接口内；

步骤四：将步骤三中准备好的夹具加持嵌入式设备上，且SPR传感器芯片和微流控芯片键合成的检测芯片位于嵌入式设备的摄像头上方。

6.根据权利要求5所述的基于纳米压印微流芯片的生物医学检测系统的制作方法，其特征在于，所述SPR传感器芯片的具体制作步骤如下：

步骤一：基片清洗及烘干：清洗一片单面抛光的硅片并吹干，在135℃的真空干燥箱中放置2-4小时；

步骤二：旋涂纳米压印胶：滴加适量的纳米压印胶到步骤一处理过的硅片抛光面上，将硅片置于匀胶机中，设置转速约2000转/分钟，时长约20-40秒，使硅片上所涂的压印胶的厚度为200nm；

步骤三：纳米压印：将表面具有纳米图形的压印模板压在步骤二旋涂好的光刻胶表面，将其从室温加热，然后加压，使压印胶对IPS模板的空腔进行填充，直至达到均衡状态；

步骤四：反应等离子刻蚀：将步骤三中所得的模具用反应等离子刻蚀法除去纳米压印胶；

步骤五：金属层沉积：用电子束蒸镀仪在步骤四所得的基片上先后蒸镀一层20nm厚的铬膜和200nm厚的金膜。

7.根据权利要求6所述的基于纳米压印微流芯片的生物医学检测系统的制作方法，其特征在于，所述SPR传感器芯片制作步骤三中的模板为表面具有纳米图形的软模板，是由表面干净的中间聚合物软膜放在镍模板进行热纳米压印得到的。