反应。
[0030]本发明的有益效果:
[0031]本发明用于电化学实时PCR的芯片，具有高稳态电流密度、高信噪比、极小时间常数，低溶液电位降等优点。微阵列电极时间常数小，在短时间内达到稳态，电极能够实现快速响应。此外，本发明微阵列电极的电极尺寸、形状、密度均有很大的调节范围，适合多种应用需求。将本发明的芯片用于实时PCR不仅具备普通PCR的特异性强、灵敏度高、简便快速等特点，还具备高精度、高通量、低浓度定量检测的优势。
【附图说明】
[0032]图1为本发明制备用于电化学实时PCR的芯片的流程图；
[0033]图2为从俯视角度看，本发明实施例制备用于电化学实时PCR的芯片的步骤示意图；
[0034]图3为从纵剖面看，本发明实施例制备用于电化学实时PCR的芯片的步骤示意图，其中，101-基片，102-绝缘层，103-辅助电极，104-工作电极，105-参比电极，106-绝缘薄膜，107-微阵列电极。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图，通过实施例进一步阐述本发明。
[0036]请参阅图1?图3，本发明的电化学实时PCR芯片的制作方法，包括如下步骤:
[0037]步骤1:取一基片101，清洗去除基片101表面的有机及无机杂质，并进行真空干燥。
[0038]所述基片为硅片，先使用超声波在分析纯丙酮、去离子水中清洗，去除硅片表面的有机杂质，然后使用浓硫酸和双氧水的混合液加热煮沸硅片，并使用去离子水冲洗，去除硅片表面的无机杂质，将清洗后的硅片用氮气吹干后装入培养皿中，之后放入真空干燥箱内120°C烘干，此操作目的是去除基硅片本身附带的水蒸气。
[0039]步骤2:在基片101正面生长绝缘层102。
[0040]所述绝缘层材料和生长厚度依据绝缘性能和成本而定。绝缘层材料包括二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆等。生长绝缘层的方法包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、热氧化法等，本实施例使用热氧化法。
[0041]步骤3:通过光刻工艺和蒸镀工艺在绝缘层上制作电极、电极引线以及引线接口。所述光刻工艺包括匀胶、前烘、曝光、显影等步骤，通过光刻工艺在绝缘层上光刻出需要的图形，光刻胶作为掩膜，可以使用正胶，也可以使用负胶。通过蒸镀工艺，在图形区先蒸镀一层金属缓冲层，金属缓冲层可以是钛，也可以是锆。由于金属电极与二氧化硅的粘附性不好，钛或者锆起到粘附缓冲层作用。之后将电极对应的金属蒸镀到缓冲层上，最后剥离掉掩膜。电极分为三电极，工作电极104，辅助电极103和参比电极105，电极材料可以为金、银、铂、铬、碳等，电极材料可以和电极引线以及引线接口的材料一致，也可以不同。如图2所示，本实施例的工作电极104为圆形，辐照电极103和参比电极105为围绕该圆形的圆弧段。
[0042]步骤4:在工作电极104表面生长绝缘薄膜106，用以微阵列电极的绝缘。
[0043]生长绝缘薄膜106的方法为化学气相沉积法，采用该方法形成的薄膜颗粒较小且厚度均匀。
[0044]步骤5:通过光刻工艺以及腐蚀工艺将掩膜版图形转移到绝缘层薄膜上。
[0045]在绝缘薄膜106上涂覆一层光刻胶，通过光刻工艺在绝缘薄膜106上光刻出需要的图形，通过湿法腐蚀，将掩膜图形转移到绝缘薄膜106上，湿法腐蚀到电极截止层。
[0046]步骤6:生成微阵列电极107。
[0047]通过蒸镀或溅射工艺，在工作电极上湿法腐蚀掉的区域生成微阵列电极107，微阵列中的每个微凸台都是一个微电极，成为一个独立反应单元，用于电化学实时PCR反应。
[0048]图2和图3中所述微阵列电极为圆柱状，上表面为圆形，排布为正六边形阵列。
[0049]需要说明的是，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何等效替换，简单修改、等同变化与修饰，具体方式的选择等，仍属于本发明技术方案范围内，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。
【主权项】
1.一种用于电化学实时PCR的芯片，包括基底、基底正面的绝缘层，以及位于绝缘层上的三电极，所述三电极是工作电极、辅助电极和参比电极，其特征在于，所述工作电极表面覆盖有绝缘薄膜，在绝缘薄膜中排布有微阵列电极，各微阵列电极的下面连接工作电极，而侧面通过绝缘薄膜彼此隔开。2.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述微阵列电极为平行排布、交叉排布或圆形排布;所述微阵列电极上表面形状为圆形、环形或正多边形。3.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述微阵列电极的上表面至少有一维尺寸在I?ΙΟΟμπι范围内；从上表面看，所述微阵列电极的一维尺寸与相邻微阵列电极的间距之比为1:1?1:20。4.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述基底材料为硅、玻璃或聚合物;所述绝缘层材料为二氧化硅、三氧化二铝或二氧化锆;所述三电极和微阵列电极的材料为金、银、铂、络或碳。5.—种用于电化学实时PCR的芯片的制备方法，包括以下步骤: 1)清洗基底并干燥，然后在基底上生长绝缘层； 2)在绝缘层上制作三电极、电极引线和引线接口，所述三电极包括工作电极、辅助电极和参比电极； 3)在工作电极表面生长绝缘薄膜； 4)通过光刻工艺和腐蚀工艺将微阵列电极的掩膜版图形转移到步骤3)生长的绝缘薄膜上； 5)在工作电极上腐蚀掉绝缘薄膜的区域生成微阵列电极。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤I)所述基底为硅片、玻璃片或聚合物基片，清洗去除基底表面的有机和无机杂质，然后干燥;所述绝缘层材料为二氧化硅、三氧化二铝或二氧化锆，生长绝缘层的方法为物理气相沉积法、化学气相沉积法或热氧化法。7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2)通过光刻工艺和蒸镀工艺，在绝缘层上制作电极、电极引线以及引线接口，所述电极材料为金、银、铂、铬或碳。8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述工作电极为圆形，所述辅助电极和参比电极为弧形，设置在工作电极的外围。9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)在工作电极表面通过化学气相沉积法生长绝缘薄膜。10.如权利要求5所述的芯片，其特征在于，步骤4)在工作电极表面的绝缘薄膜上涂覆一层光刻胶，通过光刻工艺光刻出需要的图形，然后通过湿法腐蚀将掩膜图形转移到绝缘薄膜上，湿法腐蚀到电极截止;步骤5)通过蒸镀或溅射工艺，在湿法腐蚀掉绝缘薄膜的区域生成微阵列电极。
【专利摘要】本发明公开了一种可用于电化学实时PCR的芯片及其制备方法，在基片上生长绝缘层，然后制作三电极，包括工作电极、辅助电极和参比电极；接着在工作电极表面生长绝缘薄膜，通过光刻工艺和腐蚀工艺将微阵列电极的掩膜版图形转移到绝缘薄膜上；再在工作电极上腐蚀掉绝缘薄膜的区域生成微阵列电极。每个微阵列电极就是一个独立反应单元，用于电化学实时PCR反应。本发明的芯片可通过串联或并联方式联用，同时进行很多PCR反应，大大提高检测通量，具备高精度、高通量、低浓度定量检测的优势。
【IPC分类】G01N27/30, G01N27/26
【公开号】CN105606673
【申请号】CN201610074948
【发明人】陆祖宏, 李清宁, 李成强, 严勇, 魏颖颖, 孙利, 王磊, 孙杰
【申请人】北京大学, 北京普若博升生物科技有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年2月3日