用于生物芯片的微光学集成探测器

来源 :第五届全国微米/纳米技术学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yinleish
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为便携式生物化学分析器的核心技术,生物芯片在近十年中发展非常迅猛.它通过微加工和生化处理等技术,将成千上万的生命信息集成在很小的芯片上,在芯片上进行一系列生化反应,并通过检测结果获得相关信息.生物芯片发展的最终目标是将从样品制备、化学反应到检测的整个生化分析过程集成化以获得所谓的微全分析系统或称缩微芯片实验室.文章提出一种在微全分析系统中担任探测功能的微光学集成探测器.该探测器是基于激光诱导荧光探测原理,光束经耦合光栅进入平面导波层照射标记了荧光染料的样品,被激发的荧光由微透镜阵列组收集并会聚到探测面,并与一特殊设计的微腔集成,实现生化反应与在线探测.该探测器集成度高,探测灵敏,功能全,成本低,可以应用于中等密度的DNA点阵杂交芯片等生物芯片的探测,有希望集成到如便携式DNA突变诊断仪等微全分析系统中.
其他文献
主要论述了一种具有温度补偿的新型高精度、高过载复合硅加速度计的结构及工作原理,并对研制这种集成加速度计的关键工艺艺以及与之集成的CMOS电路部分进行了探讨.
提出一种新型的由静电驱动的微型操控系统,可用来夹持50~200μm的微粒.文中阐述了用碳纤制做微型镊子的过程,对其电压-位移进行测定,对该系统进行理论模拟计算.本文中的碳纤维微型镊子臂在电压加到208V时突然合拢,与理论值230V基本相符.
介绍了一种光谱分析用的高灵敏度、高分辨率CMOS阵列探测器.这种阵列探测器采用了有源像元单元电路作前级放大器,用相关双采样(CDS)电路减小噪声.文中给出了初步的实验结果.
提出了一种利用微机械工艺制造的红外热堆探测器阵列,阐述了红外热堆探测器的结构、工作机理与工艺步骤.该探测器阵列用氮化硅与氧化硅的介质复合膜作为热堆的支撑结构,热偶材料采用多晶硅与金属,制作工艺与标准IC工艺兼容.实验得到1×8的线列,芯片尺寸21.5mm×2mm.
提出一种基于硅压阻效应并能够采用MEMS技术制作的微探针式六维力传感器,它具有成本低、尺寸小、精度高的优点.文中分析了微探针式六维力传感器在受力情况下的应力状态,进而阐述了它的工作原理.该传感器的尺寸拟定为3mm×1mm×0.5mm.
介绍了一种利用硅的各向异性腐蚀特性在SOI材料上实现的光功率分配器,文中阐述了分配器的结构原理,制作方法,并给出了初步的测试结果.该功率分配器利用硅和空气的界面作为全反射镜面在短距离内实现了输出分支的间距为250μm的低损耗功分器.
提出了一种微带馈电的微机械双C微带天线.天线由两C型贴片构成,贴片间通过短路壁相连.天线采用硅和Teflon材料作混合基底.采用微机械加工技术在硅基底中构盛誉空腔结构,从而有效降低基底的有效介电常数.天线尺寸约为λ/12,带宽约为2﹪(电压驻波比≤2).利用有限时域差分法(FDTD法)对该天线进行了仿真计算,并与测试结果进行了比较,基本相符.
基于MEMS技术设计和制作了一种微型的、集成的生物化学反应器.文中阐述了微反应器的结构、工艺及工作特性.该反应器的反应池体积的2μL,集成了加热子,温度传感器.为了得到比较均匀的温度场,设计了两种形式的加热子,利用IntelliSuite商业软件计算了它们的热分布状况,工艺实现了一种结构.微反应器的热响应速度快,可达15℃/s.该反应器可用于DNA的PCR扩增反应中,也是实验室芯片中的一个重要的部
研究了一种新型硅-空气复合基底层叠短接式微机械贴片天线,采用微机械工艺和有效的宽带化技术制造 的天线长度只有1/8波长,带宽达到了8﹪.
微小型的光谱仪器是如今光谱研究的一大重点,其小尺寸、高稳定和成本低的特点有利于光谱分析的广泛应用.本文提出了一种新型的微小型光谱仪,其核心是一种特殊的色散成像器件.这种器件基于体全息存储技术,利用体全息光栅的布喇格选择性,针对不同波长多重记录而成,其工作原理与传统的色散光栅大不相同,具有人为地确定色散规律,降低成像要求的优点.讨论了这种器件的原理与设计方法,并实验制作了离散型的原理性器件.