一種新型多頻點、高靈敏太赫茲傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太赫茲傳感器的制造方法，特別涉及一種新型多頻點、高靈敏太赫茲傳感器的制造方法，以及用于生物腫瘤細(xì)胞檢測的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲技術(shù)在國際安全、通訊、以及生物醫(yī)學(xué)等方面有深遠(yuǎn)的學(xué)術(shù)意義和重大的應(yīng)用價值。要實現(xiàn)對太赫茲波切實有效的應(yīng)用，特別是在生物醫(yī)學(xué)方面，太赫茲傳感器之類的功能器件至關(guān)重要。隨著近年來的研宄發(fā)展，有人開始提出利用電磁超材料結(jié)構(gòu)實現(xiàn)太赫茲傳感器。
[0003]電磁超材料的電磁性能高度依賴于其組成的單元幾何結(jié)構(gòu)，人們只需要通過設(shè)計諧振結(jié)構(gòu)就可以靈活地控制其電磁特性?，F(xiàn)在廣泛使用的生物分子、細(xì)胞檢測的熒光標(biāo)記法會因加入標(biāo)記物對待側(cè)樣品產(chǎn)生影響，且操作步驟繁瑣，影響結(jié)果的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種新型多頻點、高靈敏太赫茲傳感器的制造方法，以及用于生物腫瘤細(xì)胞檢測的方法，實現(xiàn)太赫茲波段多頻點、高靈敏度傳感的檢測以及生物傳感識別的多頻點和高靈敏度測量。
[0005]技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的第一種技術(shù)方案為一種新型多頻點、高靈敏太赫茲傳感器的制造方法，包括如下步驟：
(1)清洗基片；
(2)在所述基片上涂覆聚酰亞胺膜；
(3)在所述聚酰亞胺膜上涂覆光刻膠LOR并烘干；
(4)在所述光刻膠LOR上涂覆光刻膠AZ1500并烘干；
(5)對光刻膠進行曝光、顯影和烘干；
(6)在所述光刻膠AZ1500和露出的聚酰亞胺膜上蒸發(fā)一層金屬；
(7)將蒸發(fā)一層金屬的基片浸泡在丙酮溶液中剝離去除剩下的光刻膠AZ1500與所述光刻膠AZ1500上的一層金屬，然后用顯影液去除剩余的光刻膠LOR ;
(8)去除基片：將基片和聚酰亞胺膜剝離。
[0006]進一步的，所述步驟（I)中，分別用丙酮、酒精和去離子水超聲清洗基片。
[0007]進一步的，所述步驟（2)中，采用兩次旋轉(zhuǎn)涂法甩粘度為3600厘泊的聚酰亞胺溶液并進行固化，得到厚度為10 μ m的聚酰亞胺膜。
[0008]進一步的，所述步驟（3)中的烘干溫度為150°C，時間5分鐘；所述步驟（4)中的烘干溫度不超過90 °C，時間10分鐘。
[0009]進一步的，所述步驟（5)中曝光時所用掩膜板結(jié)構(gòu)為周期結(jié)構(gòu)，每個單元為5個同心圓環(huán)。
[0010]進一步的，所述一層金屬包括厚度為20nm的鈦和厚度為200nm的金。
[0011]進一步的，所述步驟(9)中，用HF酸溶液浸泡涂覆聚酰亞胺膜的基片，然后取出所述基片，把聚酰亞胺膜從基片上剝離掉，在90°C的溫度下固化10分鐘左右。更進一步的，所述步驟(9 )中，浸泡的時間約為15分鐘。
[0012]進一步的，所述基片為娃基片。
[0013]本發(fā)明采用的第二種技術(shù)方案為一種新型多頻點、高靈敏太赫茲傳感器用于腫瘤細(xì)胞檢測的方法，包括如下步驟:
(1)在培養(yǎng)板中加入含有5%胎牛血清的DMEM(Dulbecco's Modified Eagle Medium，達爾伯克氏必須基本培養(yǎng)基)高糖培養(yǎng)基和腫瘤細(xì)胞，將所述培養(yǎng)板置于二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)腫瘤細(xì)胞；
(2)待腫瘤細(xì)胞長滿培養(yǎng)板底時，利用酶解法消化腫瘤細(xì)胞，得到單細(xì)胞懸液并進行細(xì)胞計數(shù)；
(3)將所述太赫茲傳感器放置并浸泡在含有DMEM高糖培養(yǎng)基的培養(yǎng)板底上，設(shè)置腫瘤細(xì)胞懸液，放置于有所述太赫茲傳感器的培養(yǎng)板中培養(yǎng)；
(4)待腫瘤細(xì)胞完全貼壁后，取出所述太赫茲傳感器，使用純水沖洗傳感器表面，去除殘留的DMEM高糖培養(yǎng)基；
(5)去除所述太赫茲傳感器表面的水分，即得到生長有單層腫瘤細(xì)胞的太赫茲傳感器。
[0014]進一步的，所述腫瘤細(xì)胞為貼壁型腫瘤細(xì)胞。
[0015]進一步的，所述步驟(4)中，腫瘤細(xì)胞在8-12小時后即完全貼壁。
[0016]有益效果:本發(fā)明制造的太赫茲傳感器相比以往結(jié)構(gòu)，可以多個頻點測量，并且由于所用襯底為聚酰亞胺薄膜，厚度可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)非常高的靈敏度。用于生物分子、細(xì)胞檢測時，可以實現(xiàn)無標(biāo)記檢測，相比現(xiàn)在廣泛使用的熒光標(biāo)記法，不會對待測樣品產(chǎn)生外加影響，從而減少操作步驟，提高檢測結(jié)果可靠性，這在生物傳感等功能器件方面展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用前景，尤其是在生物醫(yī)學(xué)的高靈敏傳感識別方面。
【附圖說明】
[0017]圖1為多頻點、尚靈敏太赫茲傳感器的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2為多頻點、高靈敏太赫茲傳感器的制作示意圖；
圖3為多頻點、高靈敏太赫茲傳感器的顯微鏡照片；
圖4為結(jié)合了待測腫瘤細(xì)胞的多頻點、高靈敏太赫茲傳感器的顯微鏡照片；
圖5為用本發(fā)明的多頻點、高靈敏太赫茲傳感器的測試樣例的傳輸譜圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的使用范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0019]一、設(shè)計多頻點、高靈敏太赫茲傳感器
為設(shè)計多頻點、高靈敏太赫茲傳感器的結(jié)構(gòu)，研宄了各種各樣的超材料結(jié)構(gòu)。但是之前的結(jié)果基本都是單個頻點的測量，很少考慮存在色散問題的待測物，而且靈敏度不夠高?；谶@些，我們設(shè)計了一種簡單的基于柔性基底polyimide (聚酰亞胺)的多頻點、高靈敏太赫茲傳感器結(jié)構(gòu)，示意圖如圖1所示，該傳感器的整體結(jié)構(gòu)為polyimide-metal，包括2層，polyimide主要做柔性基底的作用，金屬結(jié)構(gòu)層做諧振傳感的作用。該金屬結(jié)構(gòu)是由5個同心的圓環(huán)組成。選擇這種結(jié)構(gòu)主要原因在于金屬結(jié)構(gòu)形狀比較簡單，制作容易，5個圓環(huán)可以形成多個頻點(4個)的測量，并且該結(jié)構(gòu)的對稱性對電場極化方向不敏感。
[0020]為確定該結(jié)構(gòu)的具體參數(shù)，先用基于時域積分算法的電磁場軟件CST進行大量模擬仿真，X與I方向分別設(shè)置為電邊界與磁邊界，電磁場傳輸方向沿著Z方向，最后根據(jù)傳輸特性確定最佳具體參數(shù)。圖1中聚酰亞胺的厚度lOMffl，金屬結(jié)構(gòu)層包括厚度20nm的鈦和厚度200nm的金。金屬結(jié)構(gòu)中5個圓環(huán)的內(nèi)徑分別為:R1= 20 Mm, ^=28 Mm, R3二?Mm,R4=^ Mm, ^=52 Mm,環(huán)與環(huán)間距及環(huán)寬度為f 4 Mm。
[0021 ] 二、多頻點、高靈敏太赫茲傳感器加工制作
按照如圖1模擬的太赫茲傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)進行實際制作，首先用L-edit軟件將圖1的結(jié)構(gòu)畫出掩膜板文件，再做成掩膜板。接著樣品制作的具體步驟如圖2所示:
對于該樣品的實際制作，示意圖如圖(2)所示，過程如下:
(I)MlOym厚聚酰亞胺膜
首先丙酮、酒精、去離子水超聲清洗大小為1mm X 1mm,厚度為500 μ m的娃基片。然后在清洗干凈的硅片上分兩次甩粘度為3600 (厘泊)聚酰亞胺溶液，得到1ym厚聚酰亞胺薄膜。
[0022](2)甩兩層光刻膠
在聚酰亞胺薄膜上，依次甩兩層光刻膠LOR與AZ1500，先甩下層光刻膠L0R，轉(zhuǎn)速分別為600/4000 rpm，時間為6/40秒，烘烤溫度150 V，時間為5分鐘。再甩上層光刻膠AZ1500，轉(zhuǎn)速分別為600/6000 rpm,時間為6/30秒，烘烤溫度為90°C，時間為10分鐘。
[0023](3)紫外曝光與顯影
在光刻機上放置涂好光刻膠的基片和掩模板(MASK)并對準(zhǔn)，掩膜板結(jié)構(gòu)為5個同心圓環(huán)的周期結(jié)構(gòu)。曝光時間為16秒，曝光完以后接著用正膠顯影液進行顯影，顯影時間為15秒，然后進行后烘，烘烤溫度為90°C，時間為10分鐘。
[0024](4