一种用于oird检测方法的生物芯片及其制造方法和检测方法_4

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于OIRD检测装置的探测光。
[0125] 其中缓冲层的厚度根据上文中所述的关于"四层模型"的公式(1)、(2)的计算结 果而设计。例如,对于本实施例来说,OIRD装置所采用的探测激光的波长λ = 632. 8nm,探 测光的入射角锗衬底的折射率ns = 5. 47+0. 82i,SiO2缓冲层的折射率np = 1. 5, 流体腔内的液体(反应溶液)的折射率近似等于水的折射率η。= 1. 33,生物样品的折射率 为1. 52。OIRD检测装置中相移器的相位差取Φ。= Φ3ρ-Φ3;5,检偏器的角度α = 45°。生 物样品1的厚度d = lnm。将上述参数带入公式(1)、(2)中,可计算得到SiO2缓冲层厚度 h从0增加到300nm时,OIRD基频和倍频信号随h的变化关系。
[0126] 图8a和8b分别显示了对于锗做衬底的生物芯片,OIRD信号中的基频和倍频信号 随SiO 2缓冲层厚度的变化情况。从图8a可以看出,在厚度h为0或250nm时,基频信号到 达负极大值;在厚度h为125nm时,基频信号到达正极大值;在厚度h为95nm时,倍频信号 到达负极大值;在厚度h为155nm时,倍频信号到达正极大值;在厚度h为85或170nm时, 基频信号为〇,在厚度h为0、125或250nm时,倍频信号为0。
[0127] 因此,可以按照该计算结果来选取缓冲层的厚度。
[0128] 在本实施例2中,SiO2缓冲层被选择为125nm,以使得最终得到的生物芯片能够获 得最佳的OIRD基频信号,即OIRD基频信号到达正极大值。实施例3
[0129] 根据上述制作生物芯片的方法(二),本实施例提供了一种生物芯片的制造方法, 该方法与实施例2中所述的方法基本相同,其不同之处在于,SiO 2缓冲层的厚度被选择为 95nm〇
[0130] 如图8b所示,本实施例得到的生物芯片能够获得最佳的OIRD倍频信号,即OIRD 倍频信号到达负极大值。
[0131] 实施例4
[0132] 根据上述制作生物芯片的方法(二),本实施例提供了一种生物芯片的制造方法, 该方法与实施例2中所述的方法基本相同,其不同之处在于,SiO 2缓冲层的厚度被选择为 250nm〇
[0133] 如图8a所示,本实施例得到的生物芯片能够获得最佳的OIRD基频信号,即OIRD 基频信号到达负极大值。
[0134] 实施例5
[0135] 根据上述制作生物芯片的方法(二),本实施例提供了一种生物芯片的制造方法, 该方法与实施例2中所述的方法基本相同,其不同之处在于,SiO 2缓冲层的厚度被选择为 155nm〇
[0136] 如图8b所示,本实施例得到的生物芯片能够获得最佳的OIRD倍频信号,即正极大 值的OIRD倍频信号,制备可获取OIRD倍频信号正极大值的生物芯片。
[0137] 实施例6
[0138] 根据上述制作生物芯片的方法(二),本实施例提供了一种生物芯片的制造方法, 该方法与实施例2中所述的方法基本相同,其不同之处在于,SiO 2缓冲层的厚度被选择为 55nm〇
[0139] 如图8a和8b所示,本实施例得到的生物芯片能够同时获取OIRD基频和倍频两路 信号,其中基频信号的强度约为0.004,约为基频信号强度负极大值的55%,倍频信号的强 度约为0. 003,约为倍频信号强度负极大值的约60%。
[0140] 由此可见,本实施例提供的生物芯片,通过选择缓冲层的厚度,可获得强度均较强 的基频和倍频两路信号。
[0141] 实施例7
[0142] 根据上述制作生物芯片的方法(二),本实施例提供了一种生物芯片的制造方法, 该方法与实施例2中所述的方法基本相同,其不同之处在于,SiO 2缓冲层的厚度被选择为 140nm〇
[0143] 如图8a和8b所示,本实施例得到的生物芯片能够同时获取OIRD基频和倍频两路 信号,其中基频信号的强度约为0.007,约为基频信号强度正极大值的70%,倍频信号的强 度约为0. 004,约为倍频信号强度正极大值的约80%。
[0144] 由此可见,本实施例提供的生物芯片,通过选择缓冲层的厚度,可获得强度均较强 的基频和倍频两路信号。
[0145] 实施例8
[0146] 根据上述制作生物芯片的方法(二),本实施例提供了一种生物芯片的制造方法, 该方法与实施例2中所述的方法基本相同,其不同之处在于,衬底由表面抛光的单晶硅片 构成,流体腔内未填充反应液,而仅填充空气,另外SiO 2缓冲层的厚度被选择为128nm。
[0147] 本实施例提供的生物芯片的结构参数以及测试参数符合图6a和图6b所对应的实 施例的结构参数和测试参数,因此本实施例中的缓冲层的厚度可参照图6a和图6b中描述 的变化规律而进行设计。
[0148] 在本实施例中,SiO2缓冲层的厚度被设计为128nm。如图6a所示,本实施例得到 的生物芯片能够获得最佳的OIRD基频信号,即OIRD基频信号到达正极大值。
[0149] 实施例9
[0150] 根据上述制作生物芯片的方法(二),本实施例提供了一种生物芯片的制造方法, 该方法与实施例8中所述的方法基本相同,其不同之处在于SiO 2缓冲层的厚度被选择为 90nm〇
[0151] 如图6b所示,本实施例得到的生物芯片能够获得最佳的OIRD倍频信号,即OIRD 倍频信号到达负极大值。
[0152] 实施例10
[0153] 根据上述制作生物芯片的方法(二),本实施例提供了一种生物芯片的制造方法, 该方法与实施例8中所述的方法基本相同,其不同之处在于SiO 2缓冲层的厚度被选择为 160nm〇
[0154] 如图6b所示,本实施例得到的生物芯片能够获得最佳的OIRD倍频信号,即OIRD 倍频信号到达正极大值。
[0155] 实施例11
[0156] 根据上述制作生物芯片的方法(二),本实施例提供了一种生物芯片的制造方法, 该方法与实施例8中所述的方法基本相同,其不同之处在于SiO 2缓冲层的厚度被选择为 55nm〇
[0157] 如图6a和6b所示,本实施例得到的生物芯片能够同时获取OIRD基频和倍频两路 信号,其中基频信号的强度约为0.003,约为基频信号强度负极大值的80%,倍频信号的强 度约为0. 0025,约为倍频信号强度负极大值的约55%。
[0158] 由此可见,本实施例提供的生物芯片,通过选择缓冲层的厚度,可获得强度均较强 的基频和倍频两路信号。
[0159] 实施例12
[0160] 根据上述制作生物芯片的方法(二),本实施例提供了一种生物芯片的制造方法, 该方法与实施例8中所述的方法基本相同,其不同之处在于SiO 2缓冲层的厚度被选择为 140nm〇
[0161] 如图6a和6b所示,本实施例得到的生物芯片能够同时获取OIRD基频和倍频两路 信号,其中基频信号的强度约为0.003,约为基频信号强度正极大值的50%,倍频信号的强 度约为0. 003,约为倍频信号强度正极大值的约65%。
[0162] 由此可见,本实施例提供的生物芯片,通过选择缓冲层的厚度,可获得强度均较强 的基频和倍频两路信号。
[0163] 实施例13
[0164] 根据上述制作生物芯片的方法(二),本实施例提供了一种生物芯片的制造方法, 包括:
[0165] 提供由表面抛光的单晶硅片构成的衬底;
[0166] 在衬底上形成缓冲层,该缓冲层由具有结合生物分子特性的聚合物构成,例如聚 乙烯,由于构成缓冲层的材料具有结合生物分子特性,换句话说,构成缓冲层的材料本身 也是一种活化层材料,因此可有效地对生物样品产生固定作用,因此不必再额外设置活化 层;
[0167] 在缓冲层上制作生物样品。
[0168] 将该方法得到的生物芯片放置在具有透明窗口的容器所形成的流体腔中,流体腔 内填充有反应溶液。其中生物芯片的具有生物样品的一侧与该透明窗口相对放置,从而使 生物样品通过该透明窗口被暴露于OIRD检测装置的探测光。
[0169] 其中缓冲层的厚度根据上文中所述的关于"四层模型"的公式(1)、(2)的计算结 果而设计。例如,对于本实施例来说,OIRD装置所采用的探测激光的波长λ = 632. 8nm,探 测光的入射角外严6〇°,硅衬底2的折射率ns = 3. 88+0. 02i,聚合物缓冲层的折射率np = 1. 54,流体腔4内的液体(反应溶液)的折射率近似等于水的折射率η。= 1. 33,生物样品 1的折射率为1.52。OIRD检测装置中相移器的相位差取Φ。= Φ3ρ-Φ3;5,检偏器的角度α = 45°。生物样品的厚度d= lnm。将上述参数带入公式(1)、(2)中,可计算得到缓冲层 厚度h从0增加到300nm时,OIRD基频和倍频信号随h变化的关系。
[0170] 图9a和9b分别显示对于上述生物芯片,OIRD基频
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