[发明专利]IDE叉指电极的制作以及预功能化处理方法

说明书

本发明提供了一种IDE叉指电极的制作以及预功能化处理方法，通过微纳加工技术将具有高精度的微型IDE传感器和生物传感器相结合，提高了后续检测的灵敏度。由于与功能化步骤中探针的结合位置不在传统的电极上，因此不需要特定的氧化还原剂/标记来产生检测目标的信号。此外，设计和制造的IDE传感器类型可以根据检测目标、注意使用事项，以及用户电子要求轻松优化和使用。

技术领域

本发明涉及IDE生物传感器技术领域，具体涉及一种IDE叉指电极的制作以及预功能化处理方法。

背景技术

叉指电极(IDE)是指沉积在基底上的微电极，其工作电极和对电极呈现间距很小的交错指状或图案周期性重复出现的外观。叉指电极一般用于微波滤波器、表面声波装置、电光快门，同时也应用在具有电气和介电特性的材料中，比如亲和型生物传感器，包括无标记型(直接/无氧化还原)和标记型(氧化还原)生物传感器。

目前已经开发出许多用于检测病原体、病毒、等温扩增和PCR扩增产物的方法。其中，生物传感器的应用已被广泛报道。然而，大多数生物传感器需要特定的氧化还原剂或标记来产生信号，并且仅限于特定的电极设计，制造复杂，信号测量也需要高端仪器。另外部分传感器是通过在金上面形成硫金键继而固定所需要的生物探针，导致了其成本高，杂质中的氧化还原剂也容易影响电信号。同时，生物传感器的检测方法还需要初始读数来进行基准线的比较。因此需要提供一种检测灵敏度高，且可以采用多样性电极设计的IDE生物传感器，无需测量初始读数也能得到检测结果。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种IDE叉指电极的制作以及预功能化处理方法。上述方法包括在洁净室中使用微纳加工技术制造出间距只有数微米的叉指电极(IDE)结构，并且通过一系列的化学反应成功将和目标基因互补的寡核苷酸探针序列固定在电极上，实现了叉指电极的预功能化。加工后的叉指电极(IDE)可以用于基因序列等遗传学的检测。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明涉及一种IDE叉指电极的制作以及预功能化处理方法，包括以下步骤：

(1)IDE传感器的制作

(1-1)根据设计的结构制作掩膜版；

(1-2)在洁净室环境中制作IDE生物传感器

优选地，所述在洁净室环境中制作IDE生物传感器的具体工艺包括以下步骤：

(1-2-1)在通风橱内对晶圆进行清洗；

(1-2-2)对所述晶圆进行旋涂；

优选地，所述晶圆为4英寸晶圆，材质为硼硅酸盐玻璃。

(1-2-3)对所述掩膜版进行光刻掩模对准和紫外线(UV)曝光；

(1-2-4)在通风橱内对所述晶圆进行显影；

(1-2-5)在偏振光下用显微镜检查显影后的光刻胶图案；

(1-2-6)采用电子束蒸发器对所述晶圆进行金属沉积，在整个衬底上沉积一层Cr/Au金属；

(1-2-7)在通风柜内对所述晶圆进行金属剥离；

(1-2-8)对所述晶圆进行高速旋涂，在晶圆表面制备保护层；

(1-2-9)对所述晶圆进行湿切割；

(2)IDE传感器的预功能化处理

优选地，所述IDE传感器的预功能化处理方法包括以下步骤：

(2-1)采用超声波和溶剂，对所述IDE传感器进行清洗；