一種分子檢測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??；本發(fā)明分子檢測用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的制備方法簡便易行，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，可用于病原體檢測和分子識別，通過分子官能團(tuán)的振動吸收信號放大并與分子特征圖譜對比獲得被檢測分子信息。
【專利說明】
一種分子檢測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)行病原體檢測和分子識別的分子檢測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]對生物分子進(jìn)行檢測的方法有很多，目前，使用最廣泛的生物成分識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DNA/RNA和蛋白質(zhì)，也可以用來檢測細(xì)菌?；陉嚵械姆治鲋饕褂脽晒狻⒚?、放射性同位素示蹤分子來進(jìn)行目標(biāo)的識別，但在分析前臨時去標(biāo)記生物分子是不太現(xiàn)實的，因此，無標(biāo)記檢測技術(shù)就顯現(xiàn)出了它的優(yōu)勢。
[0003]無標(biāo)記檢測技術(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)行測量，可以用來檢測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)證實了細(xì)菌靶體能被識別及區(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?，我們推測，在中紅外傳感器提供特征振動指紋的同時，也可以執(zhí)行生物傳感器的功能，從而形成一個基本的無標(biāo)記綜合檢測系統(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兩個透過窗口，可廣泛用于各類紅外光學(xué)器件。同時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、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)存儲功能的光學(xué)元件，這個過程比使用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)對分子官能團(tuán)的振動吸收放大并與分子特征圖譜對比獲得分子信息。

【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)行病原體檢測和分子識別的分子檢測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，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)檢測物中的細(xì)胞分子信息，最后通過對比抗體吸附靶體前后的分子紅外譜進(jìn)行檢測和指紋識別。
[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，可用于病原體檢測和分子識別，通過分子官能團(tuán)的振動吸收信號放大并與分子特征圖譜對比獲得被檢測分子信息。
[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，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兩個大氣透過窗口。
[0011]—種上述分子檢測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)向濺射腔室內(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)明分子檢測用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片的制備方法簡便易行，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，可用于病原體檢測和分子識別，通過分子官能團(tuán)的振動吸收信號放大并與分子特征圖譜對比獲得被檢測分子信息。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。
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]實施例1的分子檢測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)向濺射腔室內(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，即得到實施例1的分子檢測用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0016]實施例1的分子檢測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。檢測時，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，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]實施例2的分子檢測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)向濺射腔室內(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，即得到實施例2的分子檢測用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0018]實施例2的分子檢測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]實施例3的分子檢測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)向濺射腔室內(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，即得到實施例3的分子檢測用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0020]實施例3的分子檢測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]實施例4的分子檢測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)向濺射腔室內(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，即得到實施例4的分子檢測用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0022]實施例4的分子檢測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]實施例5的分子檢測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)向濺射腔室內(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，即得到實施例5的分子檢測用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0024]實施例5的分子檢測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]實施例6的分子檢測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)向濺射腔室內(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，即得到實施例6的分子檢測用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0026]實施例6的分子檢測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]實施例7的分子檢測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)向濺射腔室內(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，即得到實施例7的分子檢測用硫系玻璃薄膜生物傳感芯片。
[0028]實施例7的分子檢測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】
1.一種分子檢測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)向濺射腔室內(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】G01N21/3563GK105911013SQ201610242902
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】張妍, 許銀生, 唐俊州, 王國祥, 戴世勛, 張培晴
【申請人】寧波大學(xué)