本發(fā)明涉及芯片生產設備，尤其是基于spr與mit技術的高精度化學芯片批量生產設備。

背景技術：

1、表面等離子體共振(surface?plasmon?resonance，spr)是一種物理光學現(xiàn)象，其原理是指：當光線由光密介質照射到光疏介質時，在入射角大于某個特定的角度時，界面會發(fā)生全反射現(xiàn)象。如果在兩種介質界面之間存在一定厚度的金屬薄膜，那么全反射時產生的消逝波會與金屬薄膜中的自由電子相互作用，激發(fā)出沿金屬薄膜表面?zhèn)鞑サ谋砻娴入x子體波(surface?plasmon?wave，spw)。當入射光沿界面方向波矢分量與spw的波矢相同時，即可激發(fā)表面等離子體共振現(xiàn)象；入射光的能量被spw吸收，使得反射電磁波能量急劇下降，在反射光譜上可以觀察到明顯的吸收峰，此時入射光的角度被稱作共振角(spr角)。

2、當一束p偏振光在一定的角度范圍內入射到棱鏡端面，在棱鏡與金屬薄膜(au或ag)的界面將產生表面等離子波。當入射光波的傳播常數與表面等離子波的傳播常數相匹配時，引起金屬膜內自由電子產生共振，即表面等離子共振。分析時，先在傳感芯片表面固定一層生物分子識別膜，然后將待測樣品流過芯片表面，若樣品中有能夠與芯片表面的生物分子識別膜相互作用的分子，會引起金膜表面折射率變化，最終導致spr角變化，通過檢測spr角度變化，獲得被分析物的濃度、親和力、動力學常數和特異性等信息。

3、生物分子相互作用分析是基于spr原理的新型生物傳感分析技術，無須進行標記，也可以無須純化各種生物組分。在天然條件下通過傳感器芯片實時、原位和動態(tài)測量各種生物分子如多肽、蛋白質、寡核苷酸、寡聚糖，以及病毒、細菌、細胞、小分子化合物之間的相互作用過程。表面等離子共振是表面增強拉曼的重要增強機理之一，由于貴金屬納米粒子的尺寸效應及量子效應通過激發(fā)光照射能引起表面等離子共振，從而大大增強拉曼散射信號，已達到痕量檢測的目的。

4、分子印跡技術(molecular?imprinting?technology，mit)是模擬自然界所存在的分子識別作用，如酶與底物、抗體與抗原等，制備對某一特定目標分子具有特異選擇性的聚合物，即分子印跡聚合物(molecularly?imprinted?polymers，mips)的過程。它是通過以下方法來實現(xiàn)的：以特定目標分子為模板，將具有結構互補的功能單體通過共價鍵或非共價鍵與模板分子相結合，在一定的溶液中利用交聯(lián)劑使功能單體聚合，從而在模板分子周圍形成高度交聯(lián)的具有一定剛性的高分子聚合物。反應完成后設法將模板分子從聚合物中去除，聚合物的內部就形成了與模板分子在空間位置和結合位點完全匹配的結構。印跡分子去除后留下的孔穴與印跡分子在空間結構、大小、電荷等方面都具有非常好的互補性，因而這種聚合物具有特異性識別印跡分子的功能。該技術是近年來發(fā)展起來的一種合成對某一特定分子(印跡分子)具有選擇性的聚合物的方法，已成為高分子聚合物中儲藏分子信息的有效手段，可以使聚合物在分子水平(層次)上對特定物質進行識別。分子印跡聚合物膜正是研制傳感器關鍵器件的最佳選擇。分子印跡聚合物膜具有操作簡便，耗能少，反應時間短，干凈無污染，識別性能高，穩(wěn)定性好等特點。同生物膜相比，又具有耐惡劣環(huán)境、穩(wěn)定性高、易于處理和應用的優(yōu)點。

5、cn104360019a公開了一種結合mit與spr技術檢測二氧化硫的方法，屬于二氧化硫檢測領域。用真空蒸鍍法在基片上鍍一層金屬膜后自組裝；將自組裝后基片覆蓋在spr檢測系統(tǒng)的反應池上，注滿反應液，引發(fā)聚合，在基片的金屬膜上形成分子印跡膜；通入洗脫液，洗脫處理后得到so2分子印跡傳感芯片；通入n2，測量共振角1；通入so2，測量共振角2；根據共振角1和共振角2的大小，判斷分子印跡傳感芯片對so2是否有響應。上述方法操作簡單，可以直接測定樣品中的二氧化硫含量，且靈敏度高，檢測成本低，耗能少，反應時間短，干凈無污染，易于推廣。然而，該現(xiàn)有技術報道了結合mit與spr技術制備傳感芯片的方法，并未提供制備化學傳感芯片的生產設備，尤其是實現(xiàn)化學傳感芯片的批量化生產，以進行產業(yè)化的生產設備，依然是行業(yè)中難以解決的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術存在的不足，提供了基于spr與mit技術的高精度化學芯片批量生產設備，實現(xiàn)了芯片的自動化批量生產，解決了芯片批量生產難以產業(yè)化的同時，確保生產質量。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：基于spr與mit技術的高精度化學芯片批量生產設備，包括光學生產平臺，在光學生產平臺上設有由垂直上料模組及水平送料模組組成的用于輸送芯片基材的輸送機構，用于接收輸送機構輸送的芯片基材的生產定位機構，以及用于接收制備完成的芯片的收料組件，在生產定位機構兩側分別設有光學生產檢測調節(jié)模組，以及紫外進給模組，還包括控制器；

3、在垂直上料模組上設有一承載板，在承載板上水平設有多個導向工位槽，在各導向工位槽內均設有與導向工位槽滑動連接的輸送板，在輸送板上設有多個用于夾持芯片基材的料夾；

4、所述生產定位機構由上板體、下板體以及用于將二者連接的固定板組成，所述上板體、下板體相對面上均開設有直線槽，兩直線槽之間形成用于容納輸送板的容納槽；

5、所述光學生產檢測調節(jié)模組包括用于產生滿足表面等離子共振要求的入射光的光學系統(tǒng)、用于實時監(jiān)測芯片基材上的聚合物薄膜厚度的變化、監(jiān)測芯片的合成過程的檢測器，以及用于不斷調整光學系統(tǒng)及檢測器與芯片基材的相對位置、使光束入射到芯片基材基底中央的控制機構；

6、所述紫外進給模組包括多個上下表面分別對應設有出液口和進液口的反應池，以及用于驅動反應池與輸送板對接密封的進給機構，在進給機構上設有紫外光源，還包括用于將樣品預聚液以及溶劑壓入到反應池中的微流控管路系統(tǒng)；

7、所述輸送板經垂直上料模組及水平送料模組輸送至容納槽內，經光學生產檢測調節(jié)模組與紫外進給模組生產加工完成后，由水平送料模組繼續(xù)將輸送板推送到收料組件。

8、上述的基于spr與mit技術的高精度化學芯片批量生產設備，所述垂直上料模組包括第一支架，在第一支架的頂部及底部分別設有第一驅動電機及第一軸承，在第一驅動電機與第一軸承之間設有用于將二者連接的第一絲桿，沿第一支架的高度方向設有第一滑軌，在第一滑軌上設有第一滑塊，在第一滑塊上設有具有用于與第一絲桿配合的具有第一螺孔的第一驅動塊，在第一滑塊的表面設有第一驅動板，所述承載板設于第一驅動板上，所述第一驅動電機與控制器信號連接。

9、上述的基于spr與mit技術的高精度化學芯片批量生產設備，所述水平送料機構包括兩個對應設置的第二支架，以及設于兩個第二支架頂部的用于將二者連接的連接板，在連接板的兩端分別設有第二驅動電機及第二軸承，在第二驅動電機與第二軸承之間設有用于將二者連接的第二絲桿，沿連接板的長度方向設有第二滑軌，在第二滑軌上設有第二滑塊，在第二滑塊上設有用于與第二絲桿配合的第二螺孔，在第二滑塊上設有用于推動輸送板的推塊，在固定板上設有一往復電動缸，在往復電動缸上設有一用于阻擋輸送板的阻擋桿，所述第二驅動電機及往復電動缸均與控制器信號連接。

10、上述的基于spr與mit技術的高精度化學芯片批量生產設備，所述光學系統(tǒng)包括紅外激光發(fā)生器，偏振晶體，以及斬波器。

11、上述的基于spr與mit技術的高精度化學芯片批量生產設備，所述控制機構包括一設于光學生產平臺上的定位板，以及多個設于定位板上的第一絲桿步進電機，在第一絲桿步進電機上設有第二驅動板，在第二驅動板一側設有用于將定位板與連接板連接的光軸，在光軸上設有與第二驅動板連接的用于安裝光軸直線軸承的軸承座，在生產定位機構上設有多個半圓形的板體，在板體上設有位移角度測量傳感器以及半圓形的環(huán)形滑軌，在環(huán)形滑軌上設有沿環(huán)形滑軌運行的上滑座及下滑座，在上滑座上設有用于安裝檢測器的檢測器安裝座，以及光電開關檢測板，在下滑座上設有用于安裝紅外激光發(fā)生器的紅外激光發(fā)生器安裝座，以及用于安裝偏振晶體的偏振晶體安裝座，在上滑座與第二驅動板之間設有兩端分別與上滑座及第二驅動板轉動連接的第一驅動桿，在下滑座與第二驅動板之間設有兩端分別與下滑座及第二驅動板轉動連接的第二驅動桿，在板體上開設有允許第二滑塊通行的通行槽，所述第一絲桿步進電機與控制器信號連接。

12、上述的基于spr與mit技術的高精度化學芯片批量生產設備，所述檢測器包括硅光電池，以及運算放大器。

13、上述的基于spr與mit技術的高精度化學芯片批量生產設備，所述進給機構包括設于光學生產平臺上的支板，在支板與生產定位機構之間設有用于將二者連接的導向軸，以及沿導向軸運行的用于固定紫外光源的支架，在支架前方設有一與紫外光源連接的用于承載反應池的反應池承載板，在支板上設有用于驅動支架沿導向軸運行的第二絲桿步進電機，在第二絲桿步進電機上設有壓力傳感器，所述第二絲桿步進電機以及壓力傳感器均與控制器信號連接。

14、上述的基于spr與mit技術的高精度化學芯片批量生產設備，所述微流控管路系統(tǒng)包括蠕動泵，設于蠕動泵上的輸送管路，在輸送管路上設有用于控制反應池中的液體的夾管閥、截止閥。

15、上述的基于spr與mit技術的高精度化學芯片批量生產設備，所述基片為jgs2石英玻璃鏡片，所述紫外光源與jgs2石英玻璃鏡片的距離不超過1cm。

16、上述的基于spr與mit技術的高精度化學芯片批量生產設備，在輸送板上設有用于容納料夾的定位槽，所述料夾包括對應設于定位槽內的芯片基材承載板，在芯片基材承載板上開設有與芯片基材適配的承載槽，在承載槽兩側分別設有固定夾板以及伸縮夾板，所述伸縮夾板包括一固定基座，以及設于固定基座上的滑動夾，在固定基座內設有用于驅動滑動夾的壓縮彈簧，在滑動夾與固定基座之間設有導向定位銷，在芯片基材承載板兩側設有用于將芯片基材承載板與輸送板連接的連接螺釘。

17、本發(fā)明基于spr與mit技術的高精度化學芯片批量生產設備的有益效果是，傳感芯片組件由光學棱鏡以及鍍在其上的金屬膜、自組裝膜和分子印跡聚合物膜由下至上的順序依次排列組成，本設備在原生傳感芯片薄膜的基礎上利用紫外光聚合生成分子印跡聚合物膜。通過設置在光學生產平臺上的垂直上料模組及水平送料模組，將多個輸送板逐一輸送至生產定位機構，由于各輸送板均設有多個夾持芯片基材的料夾，因此，實現(xiàn)了芯片的自動化批量生產，解決了芯片批量生產難以產業(yè)化的技術問題。

18、通過設置控制機構，第一絲桿步進電機以芯片鍍膜面中心點為中心進行機械旋轉轉動，第一絲桿步進電機在角度掃描過程中通過計算機程序協(xié)調控制，控制角度位移，不斷調整入射光及硅光電池檢測器與芯片基材的相對位置，利用位移角度測量和反饋控制系統(tǒng)讓光束入射到芯片基材的基底中央，從而達到準確定位以確保生產質量的目的。