基于千兆赫兹体声波谐振器的生物微阵列制造方法研究

发布时间：2020-05-10 12:54

【摘要】：生物微阵列技术因为其高通量、多路复用、样品消耗量低以及灵敏度高等独特的优势,被广泛地应用于生命科学及医学检测等领域。因此,如何快速、高效地制造出高质量的生物分子微阵列一直是人们关注的焦点。目前国内外主流的生物微阵列制造技术包括针尖打印、微印章技术、电喷墨印刷以及光刻等。这些方法虽然有些已经成功商品化,但仍然有一些缺点,例如针尖易损耗、喷嘴易堵塞、使用成本高、生物兼容性差等。微阵列制造需满足四个关键点:(1)微阵列的点应具有很好的均匀性和形貌;(2)微阵列各点的大小能够保持均一;(3)制造过程中能够很好地保留生物材料的活性;(4)制造成本低、制造过程简单、易于操作。本文提出了一种基于千兆赫兹体声波谐振器的微阵列制造新方法。我们利用微机电系统(Micro-electromechanical system,MEMS)工艺设计并制造了谐振频率为2.45GHz的固体装配型薄膜体声波谐振器(Solidly mounted film bulk acoustic wave resonator,SMR)。通过对SMR施加一定的功率激发其声流效应,并将其应用于液体的驱动,使液体表面产生形变,形成一个微米尺度的液体尖峰。然后通过精密位移台控制液体尖峰与基底表面的接触,以及基底的水平移动,从而实现生物微阵列的制造。与传统的微阵列制造方法相比,我们提出的这种方法不需要针尖或者喷嘴,因而避免了因使用针尖或者喷嘴而带来的各种问题。在微阵列质量方面,通过这种方法制造出的微阵列具有很好的均匀性和形貌以及很低的变异系数。另外,微阵列点的大小可以被很好地调控,且最小直径低至8μm(对应液滴的体积为飞升(fL)级)。本文所提出的这种基于声学谐振器的微阵列制造方法具有低成本、方便使用、生物兼容性好等优点。除此之外,因为本文中制造SMR的工艺是与CMOS工艺相兼容的,因此可以很容易地对SMR进行大规模集成,从而实现更加快速、高效的高通量微阵列制造。
【图文】：

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1en Chang 在 1983 年用微型移液管制始崭露头角的是“基因芯片”（法（如：RNA 印记法或差别显上限制了人们对基因以及细胞内学的 Ron Davis 和 Pat Brown 等监测基因表达的文章[4]。他们A 的微阵列，并将其用于相应非常小，所以其密度非常高，文章被认为是该年度最有影响力包括 Affymetrix、Arrayjet、Il微阵列成为微阵列技术中最为复

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第 1 章绪论与“DNA 芯片”这两个名词经常被混用。的基因芯片（即 DNA 微阵列）扩展至蛋白、纳米粒子[17]等各类生物化学材料。微阵列路径映射、疾病诊断、蛋白间相互作用分析和免疫分析等工具的开发[18]，其研究领域也，，乃至整个生命科学领域。图 1-2 是生物 M及微全分析系统（μTAS）三大领域的维恩域内都有着重要的作用。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH77

【参考文献】