[发明专利]一种微阵列芯片的表面改性方法

说明书

本发明属于表面改性技术领域，具体涉及一种微阵列芯片的表面改性方法，所述方法为采用氧化性物质与硅基芯片氧化生成具有亲水Si‑OH基团的芯片表面及微孔，覆盖微孔后利用硅烷类物质与芯片表面反应得到具有疏水性的芯片表面。本发明采用分步改性的方法对芯片表面进行改性，减少了芯片表面的液体残留，避免了样品以及检测信号间的交叉污染，降低了后期信号图像处理的难度，大大提高了生物样品检测的精度与灵敏度。与现有技术中通过对芯片表面涂覆亲水/疏水膜的方式来改变芯片表面的亲水及疏水性相比，本发明的改性方法得到的芯片其亲水及疏水性质更均匀稳定，在空气、弱酸或弱碱环境中不易被腐蚀氧化。

技术领域

本发明属于表面改性技术领域，具体涉及一种微阵列芯片的表面改性方法。

背景技术

生物芯片(biochip或bioarray)是根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。狭义的生物芯片概念是指通过不同方法将生物分子(寡核苷酸、cDNA、genomicDNA、多肽、抗体、抗原等)固着于硅片、玻璃片(珠)、塑料片(珠)、凝胶、尼龙膜等固相递质上形成的生物分子点阵，因此生物芯片又称为微阵列芯片。微阵列芯片的主要特点体现在：微型化，成千上万个生化反应同时在芯片上进行；高通量化，通过一次检测即可得出成千上万条信息；高度交叉化，其涉及生命科学、医学、材料科学、信息科学等技术的交叉与融合。因微阵列芯片具有多方面的优点，其广泛应用于基因组学与蛋白质组学的科学研究、临床疾病诊断、新药研发、司法鉴定和食品安全等领域。

现有的微阵列芯片每平方厘米具有2～100万个几何形状的微孔，每个微孔间具有一定的间距，其制备过程一般为：先在基板的主表面形成膜并在膜表面涂覆抗蚀剂，然后经由具有微孔图案的掩膜对抗蚀剂曝光后除去抗蚀剂的非硬化部分，再刻蚀掩膜和基板的暴露部分，最后除去刻蚀剂。虽然通过上述方法能实现各微孔间完全的物理隔离，但由于芯片表面的疏水程度及微孔内的亲水程度不够，进样时液体不易进入微孔，大量液体残留在芯片表面，从而导致样品以及检测信号间的交叉污染，增加了后期信号图像处理的难度且影响生物样品检测的精度与灵敏度。因此，有必要对微阵列芯片进行表面改性以改变其疏水/亲水性。

现有技术中，对芯片表面的改性主要是通过微接触压印或等离子体等方式来实现亲疏水区域的图案化修饰，如中国专利文献CN101080670A公开了一种通过表面改性以图案化处理的方法，包括将可改变位置的孔眼掩膜定位于衬底附近以及选择性地暴露所述衬底的一部分以进行表面改性处理，然而，通过上述涂覆方式得到的膜亲疏水性不均一，且在一定的条件下如高温、光照下，膜易脱落，同时，该方法操作繁琐，不便于工业化批量生产。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的表面改性工艺得到的芯片存在亲水疏水性质不稳定的缺陷，从而提供一种亲水及疏水性质均匀稳定且工艺简单的微阵列芯片的表面改性方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种微阵列芯片的表面改性方法，包括如下步骤：

对所述微阵列芯片的表面进行亲水化处理；

至少填充所述微阵列芯片上微孔的端口；

对所述微阵列芯片的表面进行疏水化处理；

去除所述微孔中的填充物。

进一步地，所述对所述微阵列芯片的表面进行亲水化处理步骤包括：将所述微阵列芯片浸没于亲水化试剂中，35～45℃下加热反应至少1min。

进一步地，所述亲水化试剂包括双氧水，还包括氨水、醋酸、浓硫酸、盐酸或氢氧化钠中的至少一种；所述亲水化试剂中双氧水的体积含量为15～50％。

进一步地，所述填充物为水、三氯乙烯、正己烷、硅油、液体石蜡、固体石蜡、氟化油、蓝膜或PDMS中的至少一种。