專利名稱：一種基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料，尤其是一種 適于無(wú)標(biāo)記電學(xué)檢測(cè)技術(shù)的基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料。
技術(shù)背景以基因芯片為代表的生物芯片技術(shù)，由于能夠?qū)?xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸 以及其它生物分子等進(jìn)行準(zhǔn)確、快速、高通量的檢測(cè)，因而在疾病的快速 診斷與治療，新藥的篩選及藥物基因組學(xué)，基因突變檢測(cè)，農(nóng)作物的優(yōu)育 優(yōu)選，司法鑒定、環(huán)境檢測(cè)和國(guó)防等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而盡管 基因芯片技術(shù)經(jīng)歷了十多年的飛速發(fā)展，但在臨床醫(yī)療和實(shí)驗(yàn)研究方面， 仍然無(wú)法成為可以普遍采用的技術(shù)，其面臨著許多亟待解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。目前在基因芯片中應(yīng)用最為成熟和廣泛的檢測(cè)技術(shù)是熒光標(biāo)記法，該 方法存在的不足是待檢測(cè)的靶標(biāo)樣品需要進(jìn)行熒光素標(biāo)記，其過(guò)程復(fù)雜 且技術(shù)成本較高；生物信號(hào)的檢測(cè)設(shè)備(基因芯片掃描儀)價(jià)格昂貴而且 體積尺寸比較大，難以實(shí)現(xiàn)便攜化和微型化；生物信號(hào)檢測(cè)靈敏度及芯片 穩(wěn)定性差等等。這使得基因芯片技術(shù)無(wú)法在臨床和實(shí)驗(yàn)研究上得到普遍應(yīng) 用。除此之外，還有基因芯片的無(wú)標(biāo)記電學(xué)檢測(cè)技術(shù)，它是利用DNA的雜 交反應(yīng)會(huì)給生物分子載體材料界面的電位、電勢(shì)或電導(dǎo)帶來(lái)變化的這一原 理實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的，僅用現(xiàn)有的電學(xué)(電化學(xué))檢測(cè)儀器就可輕易地檢測(cè)和分 析生物信號(hào)，與熒光標(biāo)記法相比，電學(xué)檢測(cè)技術(shù)不需要對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行標(biāo) 記，檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單，檢測(cè)靈敏度和特異性也比較高，特別是檢測(cè)設(shè)備成本 遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于用于熒光檢測(cè)分析的基因芯片掃描儀，可以真正實(shí)現(xiàn)基因芯片低 成本，小型化和便攜化的目的。因此，基于DNA雜交的無(wú)標(biāo)記電學(xué)檢測(cè)技 術(shù)，是獲得高靈敏度、高通量、高可靠性、強(qiáng)特異性、檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單、微 型便攜化及成本低廉的基因芯片的重要途徑之一。傳統(tǒng)的基因芯片的載體材料(或稱為基片、襯底)， 一般是用表面功能 化后的玻片、硅片、塑料等。但是在采用無(wú)標(biāo)記電學(xué)檢測(cè)技術(shù)中的基因芯片中，DNA雜交反應(yīng)所產(chǎn)生的電信號(hào)需要通過(guò)載體材料來(lái)傳遞，因而載體 材料必須具有優(yōu)異的電學(xué)性及良好的化學(xué)穩(wěn)定性等物理化學(xué)特性，并且載 體表面要求易于實(shí)現(xiàn)化學(xué)修飾功能化，以便于探針?lè)肿幽軌蚍€(wěn)定的固定在 載體表面。顯然，傳統(tǒng)的載體材料并不適用于無(wú)標(biāo)記電學(xué)檢測(cè)技術(shù)的基因 芯片。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，能夠應(yīng)用于無(wú)標(biāo)記電學(xué)檢測(cè)技術(shù)的 基因芯片載體材料有硅系材料(Si/Si02薄膜、單晶Si基片、Si納米線等)、 導(dǎo)電金屬(Au、 Pt等)、碳材料(石墨、碳納米管等)及導(dǎo)電樹(shù)脂等等，但 是由于上述材料中的硅系材料和導(dǎo)電樹(shù)脂的電阻率較高、金屬薄膜和碳材 料在DNA液相雜交時(shí)的化學(xué)穩(wěn)定性較差，難以滿足基因芯片高靈敏度、強(qiáng) 特異性和高可靠性的無(wú)標(biāo)記電學(xué)檢測(cè)的要求。以摻雜氧化錫(Sn02)薄膜為代表的金屬氧化物透明導(dǎo)電薄膜(TCO) 由于具有電性能優(yōu)異(電阻率可達(dá)1(^ 10"^'cm)、對(duì)可見(jiàn)光幾乎透明、 化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性高與基底的附著性能優(yōu)異等特性，能夠很容易的 利用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積方法直接沉積在不同基底上，因而成為 基因芯片載體材料的理想選擇。鉭(Ta)是一種5價(jià)元素，將其作為氧化 錫薄膜的摻雜元素可以顯著提高薄膜的電學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性； 同時(shí)Ta元素沒(méi)有毒性而且具有優(yōu)異的生物相容性。因此，鉭摻雜氧化錫薄 膜可以作為基因芯片載體材料。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索，尚未發(fā)現(xiàn)關(guān) 于鉭摻雜氧化錫薄膜用作基因芯片載體材料的相關(guān)報(bào)導(dǎo)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料，該載體材料可以用于無(wú)標(biāo)記電學(xué)檢測(cè)技術(shù)的基因芯片。本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料，其特征在于載體材料由基底材料、鉭摻雜氧化錫薄膜及醛基活性修飾層組成，并且鉭摻雜氧化錫薄膜的成分為下列質(zhì)量百分含量(wt.。/c): Ta0.8 8.20/0; Sn70.9 78%; O20.9 21.2%。所述載體材料中的基底材料為普通玻片或單晶硅片。 所述載體材料中鉭慘雜氧化錫薄膜的厚度為100 300nm。 所述載體材料中鉭摻雜氧化錫薄膜的電阻率為(2.1 9.2)xl(T^cm。所述載體材料中醛基活性修飾層是經(jīng)過(guò)對(duì)鉭摻雜氧化錫薄膜表面進(jìn)行 羥基化、氨基硅烷化、醛基化修飾而獲得。本發(fā)明提供的一種基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料，可以經(jīng)過(guò) 下列工藝步驟制得(1) 將純度為99.99%的氧化鉭(Ta205)和氧化錫(Sn02)粉末充分 混合，在60 80Mpa的壓強(qiáng)下壓制成坯后，放入高溫?zé)Y(jié)爐，在空氣中 1500 165(TC下燒結(jié)3 5小時(shí)，燒結(jié)成鉭摻雜氧化錫濺射靶材；(2) 將所制得的鉭摻雜氧化錫濺射靶材用分析純丙酮和去離子水充分 清洗，然后在120 14(TC保溫2 3小時(shí)，去除表面油污等雜質(zhì)；(3) 采用普通載玻片或單晶硅片作為薄膜基底材料，在濺射前先用分 析純丙酮和去離子水對(duì)載玻片進(jìn)行清洗，之后在80 9(TC保溫1 2小時(shí)， 以去除表面油污等雜質(zhì)；(4) 將經(jīng)步驟(2)和(3)處理過(guò)的濺射靶材及玻片放入磁控濺射儀 中，抽真空使得濺射室本底真空度達(dá)到lxl(T4 Pa，然后持續(xù)充入純度為 99.999%的氬氣和99.99%的氧氣的混合氣體，接著對(duì)靶材預(yù)濺射5 min，去 除表面雜質(zhì)后，保持玻璃基底溫度25 10(TC，再對(duì)靶材進(jìn)行濺射，制得鉭 摻雜氧化錫透明導(dǎo)電薄膜；(5) 將(4)步驟所得薄膜放入熱處理爐中，在溫度為400 600°C， 保溫0.5 3小時(shí)的條件下進(jìn)行熱處理，之后將樣品冷卻至室溫；(6) 將(5)步驟所得薄膜樣品放入濃度為2 4 M的NaOH溶液中浸 泡2 3小時(shí)，然后用無(wú)水乙醇清洗，并在40 60。C溫度下烘干，保溫2 3小時(shí)，以便對(duì)鉭摻雜氧化錫薄膜表面進(jìn)行羥基化處理；(7) 將(6)步驟所得薄膜樣品再放入濃度為0.5 1 M的3-氨丙基-三乙氧基硅烷(APTES)中浸泡12 24小時(shí)，用無(wú)水乙醇和去離子水清洗 后，在100 150'C保溫3 4小時(shí)，使樣品干燥并冷卻至室溫；以便對(duì)鉭摻 雜氧化錫薄膜表面進(jìn)行氨基硅垸化處理；(8) 將(7)步驟所得薄膜樣品在質(zhì)量濃度為8 12%的戊二醛溶液中 浸泡1 2小時(shí)，然后用去離子水清洗，40 6(TC烘干，保溫2 3小時(shí)后 冷卻至室溫，即得醛基修飾的基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料。所述步驟(1)中，鉭摻雜氧化錫濺射靶材的成分靶材中Ta2(D5的質(zhì)量百分含量(wtQ/。)控制在1 10%，其余為Sn02。所述步驟(3)中單晶硅片的取向?yàn)?100)或(111)。所述步驟(4)中的薄膜濺射工藝條件為濺射功率50 400W，濺射過(guò)程中，控制濺射室內(nèi)氬氣壓力為0.4 1 Pa，氧氣分壓為0.5 1.5Pa，以便控制氬氣和氧氣的混合比例，濺射時(shí)間15 50min。 所述步驟(5)中的熱處理氣氛為空氣、氮?dú)饣驓鍤狻?所述步驟(6)中使用的2 4M的NaOH溶液，采用濃度為95°/。的乙醇配制而成。所述步驟(7)中使用的0.5 1 M的3-氨丙基-三乙氧基硅垸溶液，采 用濃度為95%的乙醇配制而成。所述步驟(8)中使用的質(zhì)量濃度為8 12%的戊二醛溶液，采用去離 子水配制而成。本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)標(biāo)記電學(xué)檢 測(cè)技術(shù)所用的基因芯片載體材料不能滿足既有優(yōu)異的導(dǎo)電性又具有良好的 化學(xué)穩(wěn)定性的缺點(diǎn)和局限性，充分利用鉭摻雜氧化錫薄膜具有優(yōu)異的導(dǎo)電 性、表面親水性、化學(xué)穩(wěn)定性、生物相容性等物化特性，以及薄膜表面易 于實(shí)現(xiàn)化學(xué)修飾功能化等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了生物信號(hào)的高靈敏度和強(qiáng)特異性無(wú) 標(biāo)記電學(xué)檢測(cè)。本發(fā)明提供的鉭摻雜氧化錫薄膜基因芯片載體材料具有表 面平坦致密、厚度均勻、活性基團(tuán)密度高、親水性能好、化學(xué)穩(wěn)定性高、 電阻率低以及生物相容性好等特性，同時(shí)本發(fā)明還具有制備工藝簡(jiǎn)單易行， 成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。


圖1為鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為不同鉭含量的摻雜氧化錫透明導(dǎo)電薄膜的電阻率；圖1中，l為玻片或單晶硅片，2為鉭摻雜氧化錫薄膜及醛基活性修飾層。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1(1 )將純度為99.99%的Ta205和Sn02粉末充分混合，在80Mpa的壓 強(qiáng)下壓制成坯后，放入高溫?zé)Y(jié)爐經(jīng)165(TC下燒結(jié)3小時(shí)，獲得鉭摻雜氧 化錫濺射靶材，靶材中Ta205的質(zhì)量百分含量(wtM)為1 %， Sn02的質(zhì)量百 分含量(^.%)為99 %，靶材的尺寸為直徑60mm、厚度6mm;(2) 將所制得的鉭摻雜氧化錫濺射靶材用分析純丙酮和去離子水充分 清洗，然后置入烘箱中，在12(TC保溫3小時(shí)，去除表面油污等雜質(zhì)；(3) 采用普通載玻片作為薄膜基底材料，在濺射前用分析純丙酮和去 離子水充分清洗，然后放入烘箱中，在80。C保溫2小時(shí)；(4) 將(2)和(3)步驟預(yù)處理過(guò)的靶材及玻片安裝、放入磁控濺射 儀中，抽真空使得濺射室本底真空度達(dá)到lxl0'4 Pa，然后持續(xù)充入純度為 99.999%的氬氣和99.99%的氧氣的混合氣體，接著對(duì)靶材預(yù)濺射5 min，去 除表面雜質(zhì)后，將玻璃基底加熱到100'C，再對(duì)靶材濺射25min，從而制得 濺射態(tài)鉭摻雜氧化錫薄膜，濺射工藝條件為濺射功率200 W，濺射過(guò)程 中，控制濺射室內(nèi)氬氣壓為0.6Pa，氧氣分壓為lPa;(5) 將(4)步驟制成的薄膜放入熱處理爐中進(jìn)行熱處理，熱處理氣 氛為空氣，溫度600'C，保溫時(shí)間0.5小時(shí)，之后將樣品冷卻至室溫；(6) 采用濃度為95%的乙醇作為溶劑配制濃度為4 M的NaOH溶液， 再將(5)步驟制成的薄膜樣品放入溶液中浸泡2小時(shí)，然后用無(wú)水乙醇充 分清洗后，放入烘箱中在60'C保溫2小時(shí)，以對(duì)鉭摻雜氧化錫薄膜表面進(jìn) 行羥基化處理；(7) 采用濃度為95%的乙醇作為溶劑配制濃度為0.5 M的3-氨丙基-三乙氧基硅烷(APTES)，再將清洗烘干后的薄膜樣品放入溶液中浸泡24 小時(shí)，用無(wú)水乙醇和去離子水充分清洗后，在15(TC保溫3小時(shí)使樣品干燥， 然后冷卻至室溫，以便對(duì)鉭慘雜氧化錫薄膜表面進(jìn)行氨基硅烷化處理；(8) 將干燥后的薄膜樣品在質(zhì)量濃度為12%的戊二醛水溶液中浸泡1.5 小時(shí)，然后取出樣品用去離子水充分清洗，放入烘箱中在6(TC保溫2小時(shí)， 冷卻至室溫，即得醛基修飾的基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料，其 中薄膜的成分為下列質(zhì)量百分含量(wtn/。) Ta0.8%、 Sn78%、 0 21.2%，薄膜的厚度為120nm，電阻率為9.2xl(TYH;m。 實(shí)施例2除濺射靶材的成分與制備參數(shù)與實(shí)施例1不同外將純度為99.99%的 丁3205和Sn02粉末充分混合，在80Mpa的壓強(qiáng)下壓制成坯后，放入高溫?zé)?結(jié)爐經(jīng)160(TC下燒結(jié)4小時(shí)，獲得鉭摻雜氧化錫濺射耙材，耙材中Ta205 的質(zhì)量百分含量(wt。/。)為5 %, Sn02的質(zhì)量百分含量(wtn/。)為95 %，靶材 的尺寸為直徑60mm、厚度6mm，制得的薄膜的成分為下列質(zhì)量百分含量 (wt.%): Ta 4,1°/。、 Sn 74.8%、 O 21.1%,薄膜的厚度為120nm，電阻率為 2.1xl(T3Q.cm。其余工藝步驟與實(shí)施例l相同。實(shí)施例3(1) 將純度為99.99%的Ta205和Sn02粉末充分混合，在80Mpa的壓 強(qiáng)下壓制成坯后，放入高溫?zé)Y(jié)爐經(jīng)1600'C下燒結(jié)4小時(shí)，獲得鉭摻雜氧 化錫濺射靶材，靶材中Ta205的質(zhì)量百分含量(wt。/。)為5 %， Sn02的質(zhì)量百 分含量(wt。/。)為95 %，靶材的尺寸為直徑60mm、厚度6 mm;(2) 將所制得的鉭摻雜氧化錫濺射靶材用分析純丙酮和去離子水充分 清洗，然后置入烘箱中，在14(TC保溫2小時(shí)，去除表面油污等雜質(zhì)；(3) 采用普通載玻片作為薄膜基底材料，在濺射前用分析純丙酮和去 離子水充分清洗，然后放入烘箱中，在9(TC保溫1小時(shí)；(4) 將(2)和(3)步驟預(yù)處理過(guò)的靶材及單晶硅(100)片安裝、放入 磁控濺射儀中，抽真空使得濺射室本底真空度達(dá)到lxl(T4 Pa，然后持續(xù)充 入純度為99.999%的氬氣和99.99%的氧氣的混合氣體，接著對(duì)靶材預(yù)濺射 5min，去除表面雜質(zhì)后，玻璃基底溫度為25。C，再對(duì)靶材濺射15min,從 而制得濺射態(tài)鉭摻雜氧化錫薄膜，濺射工藝條件為濺射功率400 W，濺 射過(guò)程中，控制濺射室內(nèi)氬氣壓為0.4Pa，氧氣分壓為0.5Pa;(5) 將(4)步驟制成的薄膜放入熱處理爐中進(jìn)行熱處理，熱處理氣 氛為空氣，溫度400'C，保溫時(shí)間3小時(shí)，之后將樣品冷卻至室溫；(6) 采用濃度為95%的乙醇作為溶劑配制濃度為2 M的NaOH溶液， 再將(5)步驟制成的薄膜樣品放入溶液中浸泡3小時(shí)，然后用無(wú)水乙醇充分清洗后，放入烘箱中在40'C保溫3小時(shí)，以便對(duì)鉭摻雜氧化錫薄膜表面 進(jìn)行羥基化處理；(7) 采用濃度為95%的乙醇作為溶劑配制濃度為1 M的3-氨丙基-三 乙氧基硅烷(APTES)，再將清洗烘干后的薄膜樣品放入溶液中浸泡12小 時(shí)，用無(wú)水乙醇和去離子水充分清洗后，在10(TC保溫4小時(shí)使樣品干燥， 然后冷卻至室溫，以便對(duì)鉭摻雜氧化錫薄膜表面進(jìn)行氨基硅烷化處理；(8) 將干燥后的薄膜樣品在質(zhì)量濃度為8%的戊二醛水溶液中浸泡2 小時(shí)，然后取出樣品用去離子水充分清洗，放入烘箱中在6(TC保溫2小時(shí), 冷卻至室溫，即得醛基修飾的基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料，其 中薄膜的成分為下列質(zhì)量百分含量(wtn/。) Ta4.1%、 Sn74.8%、 0 21.1%， 薄膜的厚度為150nm，電阻率為4.6xl(^Ocm。實(shí)施例4(1) 將純度為99.99%的Ta205和Sn02粉末充分混合，在60Mpa的壓 強(qiáng)下壓制成坯后，放入高溫?zé)Y(jié)爐經(jīng)150(TC下燒結(jié)5小時(shí)，獲得鉭摻雜氧 化錫濺射靶材，靶材中Ta205的質(zhì)量百分含量(wt。/。)為10%， Sn02的質(zhì)量 百分含量(wt。/。)為90 %，靶材的尺寸為直徑60mm、厚度6mm;(2) 將所制得的鉭摻雜氧化錫濺射靶材用分析純丙酮和去離子水充分 清洗，然后置入烘箱中，在12(TC保溫3小時(shí)，去除表面油污等雜質(zhì)；(3) 采用普通載玻片作為薄膜基底材料，在濺射前用分析純丙酮和去 離子水充分清洗，然后放入烘箱中，在8(TC保溫2小時(shí)；(4) 將(2)和(3)步驟預(yù)處理過(guò)的靶材及玻片安裝、放入磁控濺射 儀中，抽真空使得濺射室本底真空度達(dá)到lxl0—4 Pa，然后持續(xù)充入純度為 99.999%的氬氣和99.99%的氧氣的混合氣體，接著對(duì)靶材預(yù)濺射5 min，去 除表面雜質(zhì)后，將玻璃基底加熱到10(TC，再對(duì)靶材濺射25min，從而制得 濺射態(tài)鉭摻雜氧化錫薄膜，濺射工藝條件為濺射功率200 W，濺射過(guò)程 中，控制濺射室內(nèi)氬氣壓為0.6Pa，氧氣分壓為lPa;(5) 將(4)步驟制成的薄膜放入熱處理爐中進(jìn)行熱處理，熱處理氣 氛為空氣，溫度60(TC，保溫時(shí)間0.5小時(shí)，之后將樣品冷卻至室溫；(6) 采用濃度為95%的乙醇作為溶劑配制濃度為4 M的NaOH溶液，再將(5)步驟制成的薄膜樣品放入溶液中浸泡2小時(shí)，然后用無(wú)水乙 醇充分清洗后，放入烘箱中在60"C保溫2小時(shí)，以便對(duì)鉭摻雜氧化錫薄膜 表面進(jìn)行羥基化處理；(7) 采用濃度為95%的乙醇作為溶劑配制濃度為0.5 M的3-氨丙基-三乙氧基硅垸(APTES)，再將清洗烘干后的薄膜樣品放入溶液中浸泡24 小時(shí)，用無(wú)水乙醇和去離子水充分清洗后，在15(TC保溫3小時(shí)使樣品干燥， 然后冷卻至室溫，以便對(duì)鉅摻雜氧化錫薄膜表面進(jìn)行氨基硅烷化處理；(8) 將干燥后的薄膜樣品在質(zhì)量濃度為12%的戊二醛水溶液中浸泡1.5 小時(shí)，然后取出樣品用去離子水充分清洗，放入烘箱中在6(TC保溫2小時(shí)， 冷卻至室溫，即得醛基修飾的基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料，其 中薄膜的成分即質(zhì)量百分含量(wtQ/。)為T(mén)a8.2%、 Sn70.9°/。、 0 20.9%,薄 膜的厚度為130nm，電阻率為7.9xl(T3￡>cm。為了檢測(cè)采用本發(fā)明所制備的醛基修飾的鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料 能否用于無(wú)標(biāo)記檢測(cè)技術(shù)的基因芯片，將具有標(biāo)準(zhǔn)序列的并與待測(cè)靶標(biāo)樣 品互補(bǔ)的寡核苷酸探針(5'-NH2-TTTTTGATAAACCC ACTCTA-3')，和 為了確定雜交特異性而選擇的非互補(bǔ)探針(5'-NH2-TTTTT TTT CCA AGA AAGGAC CCG-3')固定在醛基修飾后的薄膜表面。待測(cè)耙標(biāo)樣品采用與探 針互補(bǔ)的序列，樣品序列為5'-NH2-CATAGAGTGGGTTTATCCA-3'。雜 交反應(yīng)在自制的生物信號(hào)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行，采用電化學(xué)綜合測(cè)量?jī)x 檢測(cè)雜交前后電導(dǎo)性質(zhì)的變化規(guī)律，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物信號(hào)的檢測(cè)、識(shí)別和 分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與雜交前相比，雜交反應(yīng)后的阻抗值的實(shí)部在很寬的頻率 范圍內(nèi)(10 105Hz)發(fā)生了顯著的變化，增大了 180%以上，這表明鉭摻 雜氧化錫薄膜載體材料作為工作電極對(duì)生物信號(hào)具有很高的檢測(cè)靈敏度和 特異性，非常適用于作為無(wú)標(biāo)記電學(xué)檢測(cè)技術(shù)的基因芯片載體材料。上述結(jié)果表明，本發(fā)明提供的鉭摻雜氧化錫薄膜基因芯片載體材料具 有表面平坦致密、厚度均勻、活性基團(tuán)密度高、親水性能好、化學(xué)穩(wěn)定性 高、電阻率低以及生物相容性好等特性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生物信號(hào)的高靈敏度、 高可靠性和強(qiáng)特異性無(wú)標(biāo)記電學(xué)檢測(cè)、識(shí)別與分析。同時(shí)本發(fā)明還具有制 備工藝簡(jiǎn)單易行，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1. 一種基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料，其特征在于載體材料由基底材料、鉭摻雜氧化錫薄膜及醛基活性修飾層組成，并且鉭摻雜氧化錫薄膜的成分為下列質(zhì)量百分含量Ta 0.8～8.2％；Sn 70.9～78％；O 20.9～21.2％。
2、 按權(quán)利要求1所述的基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料，其特 征在于所述載體材料中的基底材料為普通玻片或單晶硅片。
3、 按權(quán)利要求1所述的基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料，其特 征在于所述載體材料中鉭摻雜氧化錫薄膜的厚度為100 300nm。
4、 按權(quán)利要求1所述的基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料，其特 征在于所述載體材料中鉅摻雜氧化錫薄膜的電阻率為(2.1 9.2)xl(^acm。
5、 按權(quán)利要求1所述的基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料，其特 征在于所述載體材料中醛基活性修飾層是經(jīng)過(guò)對(duì)鉭摻雜氧化錫薄膜表面進(jìn) 行羥基化、氨基硅烷化、醛基化修飾而獲得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料，它由普通玻片或單晶硅片基底材料、鉭摻雜氧化錫薄膜及醛基活性修飾層組成，并且鉭摻雜氧化錫薄膜的成分為下列質(zhì)量百分含量Ta 0.8～8.2％；Sn 70.9～78％；O 20.9～21.2％。所提供的載體材料具有表面平坦致密、厚度均勻、活性基團(tuán)密度高、親水性能好、化學(xué)穩(wěn)定性高、電阻率低以及生物相容性好等特性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物信號(hào)的高靈敏度、高可靠性和強(qiáng)特異性無(wú)標(biāo)記電學(xué)檢測(cè)、識(shí)別與分析，該載體材料適于采用無(wú)標(biāo)記電學(xué)檢測(cè)技術(shù)的基因芯片。本發(fā)明還具有制備工藝簡(jiǎn)單易行，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C03C17/34GK101265501SQ200810058310
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月23日
發(fā)明者榮 周, 張玉勤, 蔣業(yè)華 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)