專利名稱：一種集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及生物技術(shù)檢測(cè)領(lǐng)域，通過(guò)在微光學(xué)結(jié)構(gòu)表面固定靶標(biāo)分子而構(gòu)建微分析系統(tǒng)，特別地，涉及一種集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中，微陣列技術(shù)是一種平面載體，它上面按照行和列整齊地排列著許多單元，每個(gè)單元中規(guī)則地、特異性地吸附著基因或蛋白質(zhì)分子。一個(gè)分析裝置被稱為微陣列，應(yīng)當(dāng)符合①是平面的、②有規(guī)則的和③是在顯微尺度上的三項(xiàng)要求。微陣列的顯微尺度在反應(yīng)動(dòng)力學(xué)上使得反應(yīng)可以迅速發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)大量指標(biāo)的快速檢測(cè)。目前微陣列芯片通常使用標(biāo)準(zhǔn)玻璃載片(I英寸*3英寸)，然而，使用玻璃載片的微陣列芯片存在著如下問(wèn)題I.操作繁鎖，例如芯片圍欄的粘貼、玻片的清洗，且均為人工操作，不利于反應(yīng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。2.檢測(cè)不靈活，每次必須使用整張玻片，若樣本數(shù)目比較少，則會(huì)造成浪費(fèi)。3.玻璃表面包被的有機(jī)分子膜容易脫落，致使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不穩(wěn)定。4.玻璃載片的平面結(jié)構(gòu)導(dǎo)致熒光收集效率低，玻璃表面又不易于做化學(xué)處理，并且玻璃的背景信號(hào)高，導(dǎo)致其不利于進(jìn)行高靈敏度的檢測(cè)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的是，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種新型集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，它可以提高生物芯片的信號(hào)收集效率，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，還可以增強(qiáng)檢測(cè)的靈活性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其中，它包括集成有微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的固態(tài)基底和框架；所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列有多組，且各組微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列在一個(gè)平面上呈陣列排布；所述框架結(jié)合在固態(tài)基底上并將各組微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列分隔開(kāi)。所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)突光、化學(xué)發(fā)光、時(shí)間分辨突光、表面等離子共振(SPR, SurfacePlasmon resonance)等信號(hào),都有信號(hào)增強(qiáng)的作用。如上所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其中，所述固態(tài)基底由多個(gè)結(jié)構(gòu)和尺寸均相同的孔結(jié)構(gòu)等間距地排列組成；每個(gè)孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部的底面上均集成有一組微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列，且孔結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面上結(jié)合有能與生物分子結(jié)合的活性基團(tuán)，外表面設(shè)有卡位結(jié)構(gòu)；所述框架上設(shè)有多個(gè)在同一平面上呈矩形陣列排布的孔格，每個(gè)孔格上設(shè)有定位結(jié)構(gòu)，每個(gè)孔格內(nèi)分別容置一個(gè)所述孔結(jié)構(gòu)，且定位結(jié)構(gòu)與所述孔結(jié)構(gòu)外表面的卡位結(jié)構(gòu)相卡制，將所述固態(tài)基底固定在框架上，且各個(gè)孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部底面上的微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列位于同一平面上。[0015]如上所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，優(yōu)選地，所述固態(tài)基底的材料為聚苯乙烯、環(huán)烯烴聚合物和苯乙烯/丙烯腈共聚物中的一種。如上所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，優(yōu)選地，所述固態(tài)基底和所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)是一體加工成型。如上所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其中，所述固態(tài)基底為平面結(jié)構(gòu)，所述各組微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列集成于固態(tài)基底的上表面并呈矩形陣列排布；所述框架結(jié)合于所述固態(tài)基底的上表面，其上設(shè)有多個(gè)通孔，各通孔呈矩形陣列排布，所述通孔與所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的位置一一對(duì)應(yīng)而使微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列從通孔中暴露出來(lái)；在所述固態(tài)基地的上表面，從所述通孔中暴露出來(lái)的位置上結(jié)合有能與生物分子結(jié)合的活性基團(tuán)。如上所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)和固態(tài)基底一體加工成型。如上所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，優(yōu)選地，所述框架為剛性材料，與所述固態(tài)基底與通過(guò)膠粘或機(jī)械固定的方式結(jié)合在一起；或者所述框架為橡膠材料，粘貼在固態(tài)基底的上表面。如上所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，優(yōu)選地，所述集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置的大小與標(biāo)準(zhǔn)微孔板的大小相同，且所述各組微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的位置與標(biāo)準(zhǔn)微孔板上的孔
--對(duì)應(yīng)。如上所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)微孔板可以是標(biāo)準(zhǔn)384孔板、96孔板、72孔板、48孔板、8孔板條、12孔板條、16孔板條等。如上所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其中，所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)為轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)，或者是由轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)和聚光結(jié)構(gòu)集合而成。如上所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)、圓柱結(jié)構(gòu)、方柱結(jié)構(gòu)、六面柱結(jié)構(gòu)和八面柱結(jié)構(gòu)中的一種，且所述轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)的上表面呈平面。如上所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)的外表面鍍有反射膜，所述反射膜為金屬反射膜，電介質(zhì)反射膜和金屬電介質(zhì)反射膜中的一種。如上所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，優(yōu)選地，所述聚光結(jié)構(gòu)為凸透鏡和菲涅爾透鏡中的一種，所述聚光結(jié)構(gòu)集成于轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)的底部。如上所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，優(yōu)選地，所述聚光結(jié)構(gòu)和所述轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)一體成型。本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型的微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其采用的微光學(xué)結(jié)構(gòu)提高了信號(hào)的收集效率，并因此降低了檢測(cè)設(shè)備的要求，該微光學(xué)結(jié)構(gòu)還能夠提供信號(hào)的位置信息，簡(jiǎn)化軟件處理的時(shí)間和工作量；其采用的微微孔板結(jié)構(gòu)兼容現(xiàn)有設(shè)備，可使整個(gè)檢測(cè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性；其采用的可拆卸結(jié)構(gòu)使檢測(cè)更靈活，每板可實(shí)現(xiàn)1-96個(gè)樣品的檢測(cè)。
圖I為本實(shí)用新型集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置的實(shí)施例I的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例I中其中一個(gè)孔的縱向剖視圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2和3的集成了微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的固態(tài)基底的俯視外觀示意圖。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2的微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的排布示意圖。圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2的帶孔框架的俯視外觀示意圖。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例2的一種帶孔框架的縱剖示意圖。圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例2的另一種帶孔框架的縱剖示意圖。圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例2的板架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例3的帶孔框架的俯視外觀示意圖。圖10為本實(shí)用新型所采用的微光學(xué)結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施例的縱剖示意圖。圖11為本實(shí)用新型所采用的微光學(xué)結(jié)構(gòu)的另一種實(shí)施例的縱剖示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。(—)集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)施例I如圖I的結(jié)構(gòu)示意圖和圖2的縱向剖視圖所示，在本實(shí)施例中，集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置由集成了微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的板條100與板框200組成。所述板條100的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中ELISA (酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn))所用的酶標(biāo)板條相同，其可以是8孔、12孔、16孔等常用規(guī)格，并可以被拆卸成任意孔數(shù)置于板框上。板條100的單個(gè)孔結(jié)構(gòu)110可以是圓形或方形等形狀，孔間距與標(biāo)準(zhǔn)微孔板的孔間距相同。每個(gè)孔結(jié)構(gòu)110的內(nèi)表面112經(jīng)過(guò)表面處理，具有能與生物分子結(jié)合的活性基團(tuán)，例如可與蛋白樣品結(jié)合的醛基或環(huán)氧基團(tuán)等，而內(nèi)底面上集成了微光學(xué)結(jié)構(gòu)111的陣列，且優(yōu)選地，孔結(jié)構(gòu)110與微光學(xué)結(jié)構(gòu)111的高度比大于100倍。所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)111具有轉(zhuǎn)光作用，可提高信號(hào)的收集率。每個(gè)孔結(jié)構(gòu)110的外表面還設(shè)有卡位結(jié)構(gòu)113，用于與板框200固定。所述板框200可以參照現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)微孔板的規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如標(biāo)準(zhǔn)384孔板、標(biāo)準(zhǔn)96孔板、標(biāo)準(zhǔn)48孔板、8孔板條等。具體地，以采用標(biāo)準(zhǔn)96孔板規(guī)格為例，所述板框200可容納1-96個(gè)孔結(jié)構(gòu)110，其上具有按照標(biāo)準(zhǔn)96孔板的布局(12x8)排布的117 (13x9)組用于固定孔結(jié)構(gòu)的花瓣結(jié)構(gòu)210。具體地，所述板框200包括一個(gè)外框，其所包圍的空間由相互垂直的11條橫條及7條縱條分隔，形成呈網(wǎng)格狀分布的96個(gè)正方形孔格，所述花瓣結(jié)構(gòu)210設(shè)置在每個(gè)孔格的四個(gè)直角處。在橫條與縱條的交叉點(diǎn)上的花瓣結(jié)構(gòu)由四片花瓣形彈性?shī)A片組成；在橫條或縱條與外框的交叉點(diǎn)處的花瓣結(jié)構(gòu)由兩片花瓣形彈性?shī)A片組成。每片彈性?shī)A片均呈一弧面，該弧面向其所在的孔格的中心方向凸出，因此在板框200的每個(gè)孔格的四角均設(shè)有一個(gè)向其中心凸出的彈性?shī)A片，可將一個(gè)孔結(jié)構(gòu)110固定在其中。當(dāng)板條100放置在板框200上時(shí)，位于每個(gè)孔格四角處的四片彈性?shī)A片夾持在每個(gè)孔結(jié)構(gòu)Iio的卡位結(jié)構(gòu)113中，實(shí)現(xiàn)孔結(jié)構(gòu)110在板框200上的固定，從而組成本實(shí)施例中的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置。所述彈性?shī)A片和卡位結(jié)構(gòu)113的相互作用，還可保證在板框200倒置的時(shí)候即使用力拍打板框200，板條100仍可固定在板框200上，這種良好的固定性，使得該集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置易于取放。本實(shí)施例中，集成了微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的板條100的材料可以為聚苯乙烯、環(huán)烯烴聚合物、苯乙烯/丙烯腈共聚物等材料，其是通過(guò)注塑工藝一體加工成型。本實(shí)用新型的板條100的每個(gè)孔結(jié)構(gòu)110的內(nèi)底面上，在直徑約4mm的圓周內(nèi)形成8*8的微光學(xué)結(jié)構(gòu)的陣列；令上表面直徑為百微米的微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列均勻分布，并處于同一水平面上，且每個(gè)微光學(xué)結(jié)構(gòu)的高度誤差嚴(yán)格控制在5%以內(nèi)。本實(shí)用新型板條100的注塑模具的模芯采用EDM電火花加工方式，具體工藝路線為①采用五軸加工中心雕刻電極，且電極經(jīng)過(guò)表面拋光處理EDM機(jī)床配置微細(xì)加工電 源，保證模芯的尺寸、形狀、表面粗糙度要求；③模芯最后綜合利用機(jī)械、物理、化學(xué)相結(jié)合的表面處理技術(shù)，在不破壞尺寸、形狀的情況下，使表面粗糙度達(dá)到Ra ( O. 02 μ m。上述集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置在應(yīng)用于檢測(cè)時(shí)，在微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的上表面進(jìn)行點(diǎn)樣，再經(jīng)過(guò)固定、封閉、清洗等操作后，可直接將微陣列裝置置于全自動(dòng)酶聯(lián)免疫工作站或其他通用的可用于96孔板的自動(dòng)化儀器中進(jìn)行加樣、孵育、洗板等操作；操作結(jié)束后，將其置于特定的掃描儀中進(jìn)行讀取結(jié)果?；蛘?，可將該集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置直接置于具有加樣、孵育、洗板、掃描功能的全自動(dòng)的工作站中進(jìn)行全自動(dòng)化處理。此外，也可以將該微陣列裝置應(yīng)用于手工操作。實(shí)施例2如圖3與圖5所示，在本實(shí)施例中，集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置由表面集成了微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的固態(tài)基底300和帶孔框架400組成。所述固態(tài)基底300的尺寸可以是I英寸*3英寸、O. 72英寸*3英寸、2英寸*6英寸等常用尺寸，其材料可以是玻璃或高分子材料。所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列310集成于固態(tài)基底表面，二者一體加工成型。如圖4所示，微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列310的密度與位置可根據(jù)需求而定。所述帶孔框架400可以為標(biāo)準(zhǔn)16孔、24孔、48孔、72孔或96孔等常用規(guī)格，孔410可以是圓形或方形等形狀，孔為通孔、無(wú)底。固態(tài)基底300與帶孔框架400可以通過(guò)多種方式結(jié)合，優(yōu)選的結(jié)合方式有三種。第一種是通過(guò)膠合的方式結(jié)合，即使用對(duì)反應(yīng)無(wú)影響的醫(yī)用膠粘貼。第二種是通過(guò)墊圈的方式結(jié)合，即先在固態(tài)基底300表面固定墊圈，然后通過(guò)墊圈將固態(tài)基底300與帶孔框架400結(jié)合在一起。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，帶孔框架400可與墊圈拆除，是一種可拆卸結(jié)構(gòu)。第三種方法是通過(guò)機(jī)械的方法結(jié)合，即通過(guò)夾具將固態(tài)基底300與帶孔框架400結(jié)合。如圖6所示，帶孔框架400下表面的外緣具有向下凸出的臺(tái)階結(jié)構(gòu)420，使得其與固態(tài)基底結(jié)合后，該臺(tái)階結(jié)構(gòu)420的下緣突出于固態(tài)基底的底面，因此當(dāng)進(jìn)行檢測(cè)操作時(shí)，固態(tài)基底的檢測(cè)底面不會(huì)接觸操作臺(tái)面，從而避免固態(tài)基底被劃傷或污染以至于影響檢測(cè)結(jié)果。如圖7所示，帶孔框架400上表面的外緣還可以帶有在水平面上向外凸出的臺(tái)階結(jié)構(gòu)430，使得帶孔框架400可以放置在如圖8所示的板架500上。優(yōu)選地，板架500的尺寸可與標(biāo)準(zhǔn)96孔板尺寸相同，若帶孔框架400為24孔，則板架500可放置4個(gè)已結(jié)合固態(tài)基底300的帶孔框架400，臺(tái)階結(jié)構(gòu)430的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。[0059]所述固態(tài)基底300的表面處理可在其與帶孔框架400結(jié)合之前或之后進(jìn)行，通過(guò)表面處理，使得固態(tài)基底300的表面具有可與生物分子結(jié)合的活性基團(tuán)。若表面處理在固態(tài)基底300與帶孔框架400結(jié)合前進(jìn)行，則在表面處理點(diǎn)樣完成后，使固態(tài)基底300與帶孔框架400結(jié)合，然后在集成于固態(tài)基底300表面的微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列310的上表面點(diǎn)制生物活性分子。若表面處理在固態(tài)基底300與帶孔框架400結(jié)合后進(jìn)行，則在表面處理完成后，在集成于固態(tài)基底表面300的微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列310的上表面點(diǎn)制生物活性分子。在點(diǎn)樣完成后，再經(jīng)過(guò)固定、封閉、清洗等操作，可直接將本實(shí)施例的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置置于具有加樣、孵育、洗板、掃描等自動(dòng)化功能的儀器中操作，也可進(jìn)行手工操作。實(shí)施例3如圖3與圖9所示，本實(shí)施例中，集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置由表面集成了微光學(xué)結(jié)·構(gòu)陣列的固態(tài)基底300與芯片圍欄600組成。所述固態(tài)基底300的尺寸可以是I英寸*3英寸、O. 72英寸*3英寸、2英寸*6英寸等常用尺寸，其材料可以是玻璃或高分子材料。所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列310集成于固態(tài)基底表面，二者一體加工成型。所述芯片圍欄600是橡膠材料，質(zhì)地柔軟，較容易粘貼在固態(tài)基底300的表面，其功能主要為了隔離樣品，避免交叉污染，適合待測(cè)樣品較少的場(chǎng)合。先對(duì)集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列310的固態(tài)基底300進(jìn)行表面處理使其表面具有活性基團(tuán)，然后在微光學(xué)結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行點(diǎn)樣。在點(diǎn)樣完成后，再經(jīng)過(guò)固定、封閉、清洗等操作，之后將芯片圍欄600粘貼于基底表面，然后即可以將本實(shí)施例的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置應(yīng)用于加樣、孵育、洗板、掃描等手工操作。所述芯片圍欄600的孔610大小及密度可根據(jù)需要靈活選擇。(二)微光學(xué)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)在上述集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置中，微光學(xué)結(jié)構(gòu)111可以是轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)，具體地，可以設(shè)計(jì)為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)、圓柱結(jié)構(gòu)、方柱結(jié)構(gòu)、六面柱結(jié)構(gòu)或八面柱結(jié)構(gòu)等。通過(guò)所述轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)，可以改變發(fā)散信號(hào)的方向，使其能夠被置于芯片本體下方的信號(hào)探測(cè)器探測(cè)到，從而提高信號(hào)的收集率。此外，微光學(xué)結(jié)構(gòu)111也可以由轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)和聚光結(jié)構(gòu)集合而成，即在轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)的底部集成聚光結(jié)構(gòu)，例如凸透鏡結(jié)構(gòu)和菲涅爾透鏡等。由于轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)主要依靠反射作用將信號(hào)轉(zhuǎn)向，因此可在微光學(xué)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)的反射面(即外表面)上鍍反射膜增加信號(hào)反射率，減少信號(hào)透射損失，例如金屬反射膜，電介質(zhì)反射膜，金屬電介質(zhì)反射膜等。當(dāng)微光學(xué)結(jié)構(gòu)111為轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)時(shí)，由該種結(jié)構(gòu)組成的陣列分布于固態(tài)基底的上表面；當(dāng)微光學(xué)結(jié)構(gòu)111由轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)和聚光結(jié)構(gòu)集合而成時(shí)，該種結(jié)構(gòu)從固態(tài)基底的上表面從上往下縱向貫穿整個(gè)固態(tài)基底，其中轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)分布于基底上表面，而聚光結(jié)構(gòu)位于基底以下。實(shí)施例4如圖10的縱剖圖所示，在本實(shí)施例中，微光學(xué)結(jié)構(gòu)111由轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)和聚光結(jié)構(gòu)組成。其中轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)Illc,聚光結(jié)構(gòu)為菲涅爾透鏡Illd,它集成在轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)下方。整個(gè)微光學(xué)結(jié)構(gòu)111從固態(tài)基底表面從上往下縱向貫穿整個(gè)固態(tài)基底，其中圓臺(tái)結(jié)構(gòu)Illc分布于固態(tài)基底表面。圓臺(tái)結(jié)構(gòu)Illc的底面與側(cè)面的夾角設(shè)計(jì)為一固定值Θ，該角度Θ在45-70度之間，具體數(shù)值則根據(jù)其采用的材料而定。圓臺(tái)結(jié)構(gòu)Illc的圓臺(tái)界面I (即轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)的外表面)為鍍反射膜表面，分布在圓臺(tái)上表面Illa的突光分子層Illb所產(chǎn)生的一定角度范圍內(nèi)的光線在該界面I處發(fā)生全反射，反射出的光線在聚光界面II處發(fā)生反射，然后光線在聚光界面III處發(fā)生折射，最后光線在聚光界面IV處被反射至位于芯片本體正下方的探測(cè)器接收。實(shí)施例5如圖11的縱剖圖所示，在本實(shí)施例中，微光學(xué)結(jié)構(gòu)111由轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)和聚光結(jié)構(gòu)組成。其中轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)111c，其具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)施例4相同，聚光結(jié)構(gòu)為凸透鏡llle，它集成在轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)下方。整個(gè)微光學(xué)結(jié)構(gòu)111從固態(tài)基底表面從上往下縱向貫穿整個(gè)固態(tài)基底，其中圓臺(tái)結(jié)構(gòu)Illc分布于固態(tài)基底表面。分布在圓臺(tái)上表面Illa的熒光分子層Illb所產(chǎn)生的一定角度范圍內(nèi)的光線在圓臺(tái)界面I處發(fā)生全反射，而反射出的光線在聚光界面V發(fā)生折射位于芯片本體正下方的探測(cè)器接收。 應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，并非對(duì)本實(shí)用新型的權(quán)利要求進(jìn)行任何限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神的指導(dǎo)下，對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行的修改或等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其特征在于，它包括集成有微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的固態(tài)基底和框架；所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列有多組，且各組微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列在一個(gè)平面上呈陣列排布；所述框架結(jié)合在固態(tài)基底上并將各組微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列分隔開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其特征在于， 所述固態(tài)基底由多個(gè)結(jié)構(gòu)和尺寸均相同的孔結(jié)構(gòu)等間距地排列組成；每個(gè)孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部的底面上均集成有一組微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列，且孔結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面上結(jié)合有能與生物分子結(jié)合的活性基團(tuán)，外表面設(shè)有卡位結(jié)構(gòu)； 所述框架上設(shè)有多個(gè)在同一平面上呈矩形陣列排布的孔格，在每個(gè)孔格上設(shè)有定位結(jié)構(gòu)，每個(gè)孔格內(nèi)分別容置一個(gè)所述孔結(jié)構(gòu)，且定位結(jié)構(gòu)與所述孔結(jié)構(gòu)外表面的卡位結(jié)構(gòu)相卡制，將所述固態(tài)基底固定在框架上，且各個(gè)孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部底面上的微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列位于同一平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其特征在于， 所述固態(tài)基底為平面結(jié)構(gòu)，所述各組微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列集成于固態(tài)基底的上表面并呈矩形陣列排布； 所述框架結(jié)合于所述固態(tài)基底的上表面，其上設(shè)有多個(gè)通孔，各通孔呈矩形陣列排布，所述通孔與所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的位置一一對(duì)應(yīng)而使微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列從通孔中暴露出來(lái)； 在所述固態(tài)基地的上表面，從所述通孔中暴露出來(lái)的位置上結(jié)合有能與生物分子結(jié)合的活性基團(tuán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其特征在于， 所述框架為剛性材料，與所述固態(tài)基底與通過(guò)膠粘或機(jī)械固定的方式結(jié)合在一起；或者 所述框架為橡膠材料，粘貼在固態(tài)基底的上表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其特征在于，所述集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置的大小與標(biāo)準(zhǔn)微孔板的大小相同，且所述各組微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的位置與標(biāo)準(zhǔn)微孔板上的孔對(duì)應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其特征在于，所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)為轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)，或者是由轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)和聚光結(jié)構(gòu)集合而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)、圓柱結(jié)構(gòu)、方柱結(jié)構(gòu)、六面柱結(jié)構(gòu)和八面柱結(jié)構(gòu)中的一種，且所述轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)的上表面呈平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)的外表面鍍有反射膜，所述反射膜為金屬反射膜、電介質(zhì)反射膜和金屬電介質(zhì)反射膜中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，其特征在于，所述聚光結(jié)構(gòu)為凸透鏡和菲涅爾透鏡中的一種，所述聚光結(jié)構(gòu)集成于轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)的底部。
專利摘要一種集成微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列裝置，它包括集成有微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的固態(tài)基底和框架；所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列有多組，且各組微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列在一個(gè)平面上呈陣列排布；所述框架結(jié)合在固態(tài)基底上并將各組微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列分隔開(kāi)。所述微光學(xué)結(jié)構(gòu)為轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)，或由轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)和聚光結(jié)構(gòu)集合而成，其中轉(zhuǎn)光結(jié)構(gòu)為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)、圓柱結(jié)構(gòu)、方柱結(jié)構(gòu)、六面柱結(jié)構(gòu)或八面柱結(jié)構(gòu)，聚光結(jié)構(gòu)為凸透鏡或菲涅爾透鏡。所述裝置的大小與標(biāo)準(zhǔn)微孔板相同，且各組微光學(xué)結(jié)構(gòu)陣列的位置與標(biāo)準(zhǔn)微孔板上的孔一一對(duì)應(yīng)。微光學(xué)結(jié)構(gòu)提高了信號(hào)的收集效率，其標(biāo)準(zhǔn)微孔板結(jié)構(gòu)兼容現(xiàn)有設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化。
文檔編號(hào)G01N21/01GK202794012SQ20122015005
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者王振宇, 董凌志, 梁銀針, 馬貴蘭, 戴良 申請(qǐng)人:無(wú)錫國(guó)盛精密模具有限公司