生物晶片載具的制作方法

本發(fā)明是關(guān)于一種承載生物晶片以進行感測的載具。

背景技術(shù)：

生物晶片是指運用分子生物學、分析化學、生化反應等原理，以硅晶片、玻璃、或高分子為基材，結(jié)合微積電技術(shù)與生物醫(yī)學技術(shù)設計及制作具有微小化、快速處理能力的生物及醫(yī)療用檢測元件，可在微小面積上快速進行大量生化感測或反應，用以執(zhí)行醫(yī)療檢測、環(huán)境檢測、食品檢測、新藥開發(fā)、基礎(chǔ)研究、軍事防御、化學合成等用途的精密微小化設備。

生化感測晶片屬于生物晶片中的一個類型，用于一待測物的定性及定量，該待測物可選自蛋白質(zhì)、細胞、化合物、金屬離子及其組合所組成的群組。該晶片大致包含一基材、分別設置于該基材上的一納米粒子單元及一感測單元。該基材由可透光的材質(zhì)所制成，該納米粒子單元包括多數(shù)個相間隔地形成于該基材一表面的金屬納米粒子，該感測單元包括多數(shù)個修飾在該基材上，并位于該等金屬納米粒子之間且鄰近該等金屬納米粒子的接收器。當該感測單元的接收器與目標分析物形成專一性接合時，金屬納米粒子誘發(fā)的局部性電磁場會受周遭環(huán)境影響而變化，并導致光譜信號變化，藉此能偵測目標分析物。

生物感測晶片在感測過程需與含待測物的液體接觸、進行專一性鍵結(jié)反應、反復清洗、及最終的干燥程序，感測結(jié)果可通過外部的光譜儀進行讀取。在感測過程和光譜結(jié)果讀取時，生物感測晶片應通過一載具支持。

中國臺灣新型專利M488629(以下簡稱629案)揭露一種承載生物感測晶片的載具，該載具為有孔元件，有孔元件具有一孔，孔的一端設有一槽，晶片設置于該槽中而位于該孔的一端，含待測物的液體滴注于孔中與晶片表面接觸。629案說明書進一步指出，該可裝卸晶片與該有孔元件的連接方式可為黏接、鉚接、螺接、焊接、嵌接及鉸接，該晶片被固定于該孔的一端。

如上所述，生物感測晶片在感測過程中需經(jīng)過反復的清洗，629案所揭的載具在晶片清洗過程中，需先將含待測物的液體從孔中移除，接著，在孔中添加沖洗液，之后，將沖洗液移除。因此629案的載具需要反復實 施數(shù)次的液體添加和移除的動作且最終可能有水份殘留于孔，因此適用于不需干燥條件的光譜偵測，例如酵素連結(jié)免疫吸附法測讀儀(ELISA reader)，在需要干燥模式的局部表面電漿共振(localized surface plasmon resonance,LSPR)可能降低判讀靈敏度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種生物晶片載具，本發(fā)明載具以一次性的沖洗動作改進了現(xiàn)有技術(shù)的載具在清洗過程中需反復添加液體和移除液體的復雜性；另一方面，本發(fā)明載具可通過干燥程序使晶片獲得充份的干燥，較現(xiàn)有技術(shù)的載具更適用于干燥模式的光譜檢測。

本發(fā)明的生物晶片載具，包括：

一載具本體；

一貫通該載具本體上、下表面的通孔；

一成型于該通孔內(nèi)部的環(huán)形側(cè)壁，該環(huán)形側(cè)壁與該通孔內(nèi)壁具有一間距，該環(huán)形側(cè)壁的外壁與該通孔的內(nèi)壁以一連接部連接，該連接部保持該間距的暢通據(jù)以形成一液體流通部；該環(huán)形側(cè)壁之內(nèi)為一光路通道；

一晶片承載部，位于該光路通道的環(huán)形側(cè)壁的一端；該晶片承載部的高度低于該載具本體的上表面；該晶片承載部至該本體上表面之間為一容載空間；該晶片承載部上設置一生化感測晶片(以下簡稱晶片)。

優(yōu)選地，上述的通孔、環(huán)形側(cè)壁、連結(jié)部、液體流通部、光路通道、晶片承載部、和容載空間構(gòu)成一承載單元；在一個載具本體上可設置一個承載單元。

優(yōu)選地，上述的通孔、環(huán)形側(cè)壁、連結(jié)部、液體流通部、光路通道、晶片承載部、和容載空間構(gòu)成一承載單元；在一個載具本體上可設置多數(shù)個承載單元。

優(yōu)選地，上述的通孔、環(huán)形側(cè)壁、連結(jié)部、液體流通部、光路通道、晶片承載部、和容載空間構(gòu)成一承載單元；在一個載具本體上可設置1～384個承載單元，該承載單元為矩陣排列。

優(yōu)選地，所述載具本體及其上的承載單元是通過一體成型技術(shù)制成。

優(yōu)選地，所述載具本體及其上的承載單元為塑膠材料制成。

生物感測晶片在感測過程中需與含待測物的液體接觸，進行專一性鍵結(jié)反應，含待測物的液體通過該容載空間滴注于該晶片表面，與該晶片表面充份接觸，以預定的時間進行鍵結(jié)反應；之后，需以沖洗液沖洗多余的 含待測物的液體，充足量的沖洗液通過該容載空間以及液體流通部，將含待測物的液體一并帶離該晶片；沖洗程序完成可視檢測需要進行干燥程序或不進行干燥程序，在干燥程序中，因該液體流通部、光路通道以及容載空間使晶片可獲得充份的干燥，無液體殘留。一光譜儀的光線可通過該光路通道照射并通過該晶片，肉眼或探測儀可通過該容載空間辨識或收集該晶片的光信號。

上述載具更包含一上蓋，該上蓋包括：一上蓋本體；一成型于該上蓋本體下表面的環(huán)形限制部；一貫通該環(huán)形限制部與該上蓋本體的貫孔。

該上蓋本體以下表面相對于該載具本體上表面的方式蓋覆于該載具上，該環(huán)形限制部伸入該容載空間，包圍且限制于該晶片的外圍。

優(yōu)選地，上述的環(huán)形限制部及貫孔構(gòu)成一限制單元，在一個上蓋本體上可設置1～384個限制單元，該限制單元為矩陣排列。

優(yōu)選地，所述上蓋本體及其上的限制單元是通過一體成型技術(shù)制成。

優(yōu)選地，所述上蓋本體及其上的限制單元為塑膠材料制成。

生物感測晶片于感測過程中需與含待測物的液體接觸，進行專一性鍵結(jié)反應，含待測物的液體通過該蓋本體的貫孔而滴注于該晶片表面或者是充滿于整個貫孔中，含待測物的液體與該晶片表面充份接觸，以預定的時間進行鍵結(jié)反應；之后，取下該上蓋，再以沖洗液沖洗多余的含待測物的液體，充足量的沖洗液通過該容載空間以及液體流通部，將含待測物的液體一并帶離該晶片；沖洗程序完成可視檢測需要進行干燥程序或不進行干燥程序，在干燥程序中，因該液體流通部、光路通道以及容載空間使晶片可獲得充份的干燥，無液體殘留。一光譜儀的光線可通過該光路通道照射并通過該晶片，肉眼或探測儀可通過該容載空間辨識或收集該晶片的光信號。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的載具可供一次性充足的沖洗液對晶片持續(xù)進行沖洗，無需反復執(zhí)行添加液體和移除液體的動作。

本發(fā)明的載具可通過干燥程序使晶片獲得充份的干燥，較現(xiàn)有技術(shù)的載具更適用于干燥模式的光譜檢測，例如表面電漿共振(localized surface plasmon resonance,LSPR)，并增進靈敏度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明晶片載具正面外觀暨內(nèi)部透視圖。

圖2為圖1的2-2剖面圖。

圖3為本發(fā)明陣列式晶片載具的外觀圖。

圖4為本發(fā)明的晶片載具承載一晶片并進行感測步驟的示意圖。

圖5為本發(fā)明晶片載具的上蓋的外觀圖。

圖6為圖5的6-6剖面圖。

圖7為本發(fā)明陣列式上蓋的外觀圖。

圖8為本發(fā)明晶片載具與上蓋的組合剖面圖。

圖9為本發(fā)明的晶片載具與上蓋承載一晶片并進行感測步驟的示意圖。

附圖標記

10：載具本體；11：通孔；12：環(huán)形側(cè)壁；13：液體流通部；14：連接部；15：光路通道；16：晶片承載部；17：容載空間；20：生化感測晶片；31：含待測物的液體；32：沖洗液；33：光線；40：上蓋；41：上蓋本體；42：下表面；43：環(huán)形限制部；44：貫孔；100：承載單元；101：上表面；102：下表面；400：限制單元。

具體實施方式

為便于說明上述發(fā)明內(nèi)容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件系按適于說明的比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪制，合先敘明。

如圖1至圖3，本發(fā)明的生物晶片載具，包括：

一載具本體10；

一貫通該載具本體10上表面101及下表面102的通孔11；該通孔的斷面形狀可為圓形、橢圓形、多邊形、多角形、或其他各式幾何形狀；

一成型于該通孔11內(nèi)部的環(huán)形側(cè)壁12，該環(huán)形側(cè)壁12與該通孔11內(nèi)壁具有一間距，該環(huán)形側(cè)壁12的外壁與該通孔11的內(nèi)壁以至少一連接部14連接，該連接部14保持該間距的暢通據(jù)以形成一液體流通部13；該環(huán)形側(cè)壁12之內(nèi)為一光路通道15；該環(huán)形側(cè)壁12的斷面形狀可為圓形、橢圓形、多邊形、多角形、或其他各式幾何形狀；

一晶片承載部16，位于該環(huán)形側(cè)壁12的一端；該晶片承載部16的高度低于該載具本體10的上表面101；該晶片承載部16至該載具本體10上表面 101之間為一容載空間17；該晶片承載部16上以可組卸的技術(shù)手段(包括黏合)設置一生化感測晶片20(以下簡稱晶片)。

該晶片20的面積為1～2500mm²，舉例來說，可為(1～43mm)×(1～43mm)。該晶片20的輪廓形狀可為圓形、橢圓形、多邊形、不規(guī)則形及其組合所組成的群組。該晶片20包含一基材、一納米粒子單元以及一感測單元，其中該基材是以一透光材質(zhì)所制成，該納米粒子單元設置于該基材之上，并包含復數(shù)個相間隔的納米粒子，各該納米粒子由一金屬所制成，該納米粒子的粒徑為1～200nm，該納米粒子之間具有一間距，該間距為1～200nm，該晶片20更包含設置于該些納米粒子間的復數(shù)個接收器。

所述的通孔11、環(huán)形側(cè)壁12、液體流通部13、光路通道15、晶片承載部16、和容載空間17在本發(fā)明中被定義為一個承載單元100。如圖1，在一個載具本體10上可設置一個承載單元100，如圖3，該載體本體10上可設置多數(shù)個承載單元100，且承載單元100呈矩陣排列。換言之，該載具本體10上所設的承載單元數(shù)目100可為1～384間的整數(shù)。所述的載具本體10及其上的承載單元100可通過一體成型技術(shù)制成，載具本體10的材料包含但不限于聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(Nylon)。

如圖4，晶片20在感測過程中需與含待測物的液體接觸，進行專一性鍵結(jié)反應，該待測物選自由一蛋白質(zhì)、一細胞、一化合物、一金屬離子及其組合所組成的群組。含待測物的液體31通過該容載空間17滴注于該晶片20表面，與該晶片表面充份接觸，并以預定的時間進行鍵結(jié)反應(如圖4(B))；之后，需以沖洗液32沖洗多余的含待測物的液體31，充足量的沖洗液32通過該容載空間17以及液體流通部13，將含待測物的液體31一并帶離該晶片20及載具本體10(如圖4(C))。沖洗程序完成可視檢測需要進行干燥程序或不進行干燥程序，在干燥程序中，因該液體流通部13、光路通道15以及容載空間17使晶片20可獲得充份的干燥，無液體殘留(如圖4(D))。一可見光的光線33可通過該光路通道15照射并通過該晶片20，肉眼或光譜儀可通過該容載空間17辨識或收集該晶片的光信號(如圖4(E))。

如圖5至圖8，上述載具更包含一上蓋40，該上蓋40包括：一上蓋本體41；一成型于該上蓋本體41下表面42的環(huán)形限制部43；一貫通該環(huán)形限制部43與該上蓋本體41的貫孔44。

該上蓋本體41以下表面42相對于該載具本體10上表面101的方式蓋覆于該載具本體10上，該環(huán)形限制部43伸入該容載空間17，包圍且限制于該 晶片20的外圍。

所述的環(huán)形限制部43及貫孔44在本發(fā)明中被定義為一個限制單元，如圖5，在一個上蓋本體41上可設置一個限制單元400，如圖7，該上蓋本體41上可設置多數(shù)個限制單元400，且限制單元400呈矩陣排列。換言之，該上蓋本體41上所設的限制單元400數(shù)目可為1～384間的整數(shù)。所述的上蓋本體41及其上的限制單元400可通過一體成型技術(shù)制成，上蓋本體41的材料包含但不限于聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(Nylon)。

如圖9，晶片20在感測過程中需與含待測物的液體31接觸，進行專一性鍵結(jié)反應，含待測物的液體31通過該上蓋本體41的貫孔44而滴注于該晶片20表面或者是充滿于整個貫孔44中(如圖4(B))，含待測物的液體31與該晶片20表面充份接觸，以預定的時間進行鍵結(jié)反應；之后，移除該上蓋40(如圖4(C))，再以沖洗液32沖洗多余的含待測物的液體31，充足量的沖洗液通過該容載空間17以及液體流通部13，將含待測物的液體31一并帶離該晶片20及載具本體10(如圖4(D))；沖洗程序完成可視檢測需要進行干燥程序或不進行干燥程序，在干燥程序中，因該液體流通部13、光路通道15以及容載空間17使晶片20可獲得充份的干燥，無液體殘留(如圖4(E))。一可見光的光線33可通過該光路通道15照射并通過該晶片20，肉眼或光譜儀可通過該容載空間17辨識或收集該晶片的光信號(如圖4(F))。