专利名称：微生物检测细胞芯片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微生物检测细胞芯片，尤指一种应用于检测细胞特定检体定位的生物芯片。
背景技术：
生物芯片是运用分子生物学、基因信息、分析化学等原理进行设计，以硅芯片、玻璃或高分子有机塑料为载板，配合微机电或其它精密加工技术所制作成的高科技元件，具有反应迅速、结果精确及低成本的生物分析检验能力。在欧美先进国家中常利用芯片功能，以加速生命科学研究，缩短新药开发的时程。
生物芯片的概念起源于1980年代，生物芯片依照其特性可分为基因芯片(gene chip)、程序芯片(process chip，lab-on chip)及蛋白质芯片(protein chip)1.基因芯片(gene chip)是在面积数平方厘米的载板上，安置数千到数万支不同的基因段(称为核酸探针)所制成的芯片。使用时将芯片置于受测液体中，使芯片上的核酸探针与液体中的待测基因进行杂交(Hybridization)，若是某段基因有杂交反应，则会显现出不同萤光色，得以借由肉眼或是特殊仪器加以辨视。其好处是经由一次检测，就可提供大量各种不同的基因序列相关信息，免除以往一次只能检测一个基因表现的耗时费力情况，大幅节省时间及手续，对加速解读基因信息有很大的助益。基因芯片最重要且最基本的原理就是利用基因所具有杂交反应的特性，来达到辨识基因的目的。
2.蛋白质芯片(protein chip)以蛋白质为生物探针，整齐的排列在芯片上，进行抗原-抗体免疫反应，用以检测蛋白质。
3.程序芯片(process chip，lab-on chip)目的是将生化实验室某段实验环境及器材微型化，等于是将生化实验移置在芯片上进行，因此在微流体芯片中利用光罩蚀刻许多毛细管道，管道内径约在几百微米甚至几微米左右，再配合微机电技术将待测液体泵入毛细管道中，使液体在设计好的环境中，进行分离(Separated)、混合(Mixed)、培养(Incubation)、加热(Heated)、聚合酵素连锁反应PCR(Polymerase Chain Reaction)等与实验室相同的反应。
为了能大量同步平行对检测的细胞或基因进行分析，许多研究者无不绞尽脑汁研究如何有效地将待检体定位于生物芯片上，最常使用的莫过于微点阵技术，该项技术是利用机械手臂以高密度阵列方式将生物探针固定于生物芯片上，再以抽取针将待检体与生物探针接触，进行检测分析，然而此方式每一阵列点均需配置一生物探针及抽取针，构件过于复杂，而且使用抽取针吸取待检体，容易导致待检体及生物探针损坏。
另一种方式则为设有固定生物探针的反应区及配合样本溶液注入、抽离的微流道，此种配置虽可有效隔离样本与外界的接触，达到良好的实验控制效果，而且不会损伤待检体，但是碍于成本及技术的考虑，一个生物芯片上仅能配置数个反应区，难以大量检测，而且单一反应区内可能借由探针吸附有多个检体，进行后续萤光检测时，由于每一检体的活性及生物特性均不相同，会影响检测精确度。
发明内容
本发明的主要目的在于解决上述的缺陷，避免缺陷的存在，本发明是在微生物检测芯片上根据特定检体大小开设有容置区，且于容置区外覆盖有钝化层及检测层，使得每一检体被精确定位于单一容置区，可进行后续检测。
有关本发明的详细说明及技术内容，现配合
如下。
图1为本发明的制造流程示意图。
图2-1为本发明的外观立体示意图。
图2-2为图2-1的局部放大断面示意图。
图3为本发明的实施例示意图。
图4为本发明的实施例断面示意图。
图5所示为常见检体尺寸大小。
具体实施例方式
参见图1、2-1、2-2，为本发明的制造流程、外观立体及局部放大断面示意图。如图所示前述生物芯片的制造方法包括以下步骤定义检体容置空间1，是在硅晶圆所切割的长、宽各为2厘米芯片上，以晶圆蚀刻及阵列排列方式(长宽各100点，共一万点)在微生物检测芯片10上限定出向下渐缩状的检体留置空间，该容置空间上方为一滴入口11，前述的蚀刻技术可为湿蚀刻或干蚀刻，湿蚀刻是以化学反应进行蚀刻，干蚀刻则利用物理作用来进行。
在检体留置空间完成后，切割非检体抽离口2，根据特定检体大小切割留置空间底部，使得留置空间底部形成一抽离口12，借由前述滴入口11及抽离口12限定出一壁面向下渐缩的容置区13。
包覆钝化层3，完成容置区13后，为进一步精确控制容置区13的大小，在前述容置区13表面形成一钝化层14，该钝化层14为金属铬电镀于容置区13表面形成，该钝化层14有二个作用(一)可通过此金属钝化层14修补前述容置区13尖锐的接触角，并进一步精确控制抽离口12的孔径；(二)在检测物进行萤光检测时，背景最好不要产生光线反射，而影响扫描仪CCD(charge-coupled device)或共焦激光扫描(confocal laser scanning)检测数值，理想状况为黑色阵列(black matrix)，通过铬的吸光性，减少光学检测误差。
在完成钝化层后，为了避免钝化层14对检体产生影响而导致检测误差，披覆检测层4，该检测层15是沉积一生物相容性聚合物在钝化层14表面上形成，该生物相容性聚合物为聚对苯二甲烯(Parylene，poly-p-xylylene)在经过汽化(150℃)与裂解(650℃)的过程后以沉积方式生成，聚对苯二甲烯的优点在于披覆性良好，可完全隔绝下方钝化层14。
参见图3、4，为本发明的实施例示意图。如图所示该微生物检测芯片10可组装在一基座20上使用，该基座20包括供微生物检测芯片10容置的定位区21及位于该定位区21下方且两侧分别连接于泵(图中未示)的抽离通道22，使用时，将微生物检测芯片10安置于基座20的定位区21，并将基座20的抽离通道22分别连接至泵，此时即完成检测系统配置。进行实验时，将样本溶液由滴入口11滴进前述微生物检测芯片10，再启动泵将样本溶液中的杂质及水分借由下方抽离口12及抽离通道22抽出，同时，由于泵提供一压力差，使检体可更加稳固定位于微生物检测芯片10的容置区13(参见图2)内，关闭泵，则每一检体分别被定位于各容置区13内，即可进行后续检测。
由于本发明的容置区13用以定位特定尺寸的检体，因此抽离口12的孔径必须针对检体大小而设置，常见检体的尺寸大小详见图5所示。最常用以检测人体疾病的检体包括肝细胞、红血球及细菌，其大小介于100nm-10μm(微米尺寸)，因此，如欲针对此种细胞进行检测，则本发明的抽离口12孔径大小必须小于100nm，如要检测更大(植物细胞)或更小(病毒、蛋白质或DNA等纳米尺寸)的检体，只需更改抽离口12的孔径大小，即可将特定检体定位于容置区13内，至于尺寸更小的杂质或水，则会由容置区13下方抽离口12被析离。
权利要求
1.一种微生物检测细胞芯片，其特征在于，该微生物检测细胞芯片包括有一容置区，其容置空间对应各检体大小设置，该容置区上方设有供检体液进入的滴入口，下方设有非属检体析离的抽离口；一钝化层，披覆于前述容置区表面，用以修补钝化前述容置区及提供光学检测的背景；及一检测层，是以生物相容性聚合物包覆于前述钝化层表面形成。
2.根据权利要求1所述的微生物检测细胞芯片，其特征在于，该微生物检测细胞芯片可为长、宽各2厘米的芯片。
3.根据权利要求2所述的微生物检测细胞芯片，其特征在于，该容置区在微生物检测细胞芯片上采用长、宽各超过5点以上阵列方式设置。
4.根据权利要求1所述的微生物检测细胞芯片，该容置区的滴入口孔径大于抽离口，使得容置区的壁面成一向下渐缩状。
5.根据权利要求1所述的微生物检测细胞芯片，其特征在于，该钝化层由金属铬或铬氧化物制成，可修补钝化容置区尖锐的接触角，并借由铬或铬氧化物对光的低反射性，提供光学检测的背景。
6.根据权利要求1所述的微生物检测细胞芯片，其特征在于，该生物相容性的聚合物层如聚对苯二甲烯(Parylene，poly-p-xylylene)等，使得该芯片与检体接触时，不致影响检体的活性。
7.根据权利要求1所述的微生物检测细胞芯片，其特征在于，该微生物检测细胞芯片可组装在一基座上使用，该基座包括供微生物检测芯片容置的定位区及位于该定位区下方且两侧分别连接于泵的抽离通道。
8.根据权利要求1所述的微生物检测细胞芯片，其特征在于，该抽离口的孔径直接对应检体的大小，该抽离口的孔径略小于检体。
9.根据权利要求1所述的微生物检测细胞芯片，其特征在于，检体的大小可分成厘米、微米与次微米之间植物细胞、动物细胞、一般血球及细菌。
10.根据权利要求1所述的微生物检测细胞芯片的制造方法，其特征在于，该制造方法包括以下步骤a)限定检体容置空间，以晶圆蚀刻方式在微生物检测芯片上根据检体大小形成向下渐缩状的检体容置空间，该容置空间上方为一滴入口；b)切割非检体抽离口，根据特定检体大小切割前述容置空间底部，使得该容置空间底部形成一供非检体析离的抽离口，借由前述滴入口及抽离口限定出一壁面向下渐缩的容置区；c)包覆钝化层，为精确控制容置区大小，在前述容置区表面形成一钝化层；及d)披覆检测层，避免检体的活性受到影响，在前述钝化层表面形成有一生物相容性聚合物层。
11.根据权利要求10所述的微生物检测细胞芯片的制造方法，其特征在于，该微生物检测细胞芯片可为长、宽各0.2厘米以上的芯片。
12.根据权利要求10所述的微生物检测细胞芯片的制造方法，其特征在于，该容置空间在微生物检测芯片上以长、宽各超过5点以上阵列方式配置。
13.根据权利要求10所述的微生物检测细胞芯片的制造方法，其特征在于，该晶圆蚀刻可为湿蚀刻或干蚀刻。
14.根据权利要求10所述的微生物检测细胞芯片的制造方法，其特征在于，该钝化层可以金属铬电镀于容置区表面，可修补钝化容置区尖锐的接触角，并借由铬或铬氧化物对光的低反射性，提供光学检测的背景。
15.根据权利要求10所述的微生物检测细胞芯片的制造方法，其特征在于，该检测层为聚对苯二甲烯(Parylene，poly-p-xylylene)以沉积方式形成于钝化层表面，使得该芯片与检体接触时，不致影响检体的活性。
全文摘要
一种微生物检测细胞芯片，该微生物检测细胞芯片包括有一对应各检体大小设置的容置区，该容置区上方设有供检体液进入的滴入口，下方设有非属检体析离的抽离口；一钝化层，披覆于前述容置区表面，用以修补钝化前述容置区及提供光学检测的背景；一检测层，是以生物相容性聚合物包覆于前述钝化层表面，使得每一检体被精确定位于单一容置区，可进行后续检测。
文档编号C12Q1/04GK1504579SQ0215383
公开日2004年6月16日 申请日期2002年11月28日 优先权日2002年11月28日
发明者苏友欣, 鲁希连, 刘大章, 龙训民, 黄荣山, 林世明, 刘得杏, 陈建勋, 李世光 申请人:公准精密工业股份有限公司