改良的生物芯片微孔感测器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关一种微流(miCTofluidic)生物芯片，特别是关于一种生物芯片微孔(micro-porous)感测器。
【背景技术】
[0002]根据库尔特(Coulter)原理，悬浮于电解液的颗粒通过小管口时，取代相同体积的电解液，使得小管口两侧电极之间的电阻发生瞬时变化。由于电极间的电流保持固定，因而会产生电脉冲。电脉冲的大小与数目正比于颗粒的大小与数目。构成微流芯片的微孔感测器即可根据库尔特原理来制作。为了侦测通过微孔的细胞或颗粒，微孔必须具有极小的截面积。研宄显示当微孔截面积为细胞或颗粒截面积的2?20倍时会有较佳的效果。例如，精子细胞的直径为2微米或者截面积为9平方微米，则微流生物芯片的微孔感测器的截面积为50?300平方微米。常见的微孔尺寸有5x10微米、10x50微米及30x100微米，其中较小数字代表微孔的深度，较大数字代表微孔的宽度。微孔的深度受限于细胞或颗粒的截面积。另一方面，目前生物芯片的制造是使用半导体技术及激光数据储存碟片技术。其中，在硅玻璃蚀刻出微通道，再借由一系列技术将通道的图样复制到高分子材料的表面。因此，绝大部分生物芯片的设计者与制造者采用单层结构，所有微通道具有相同深度，而宽度则不同。如前所述，微孔的深度受限于细胞或颗粒的截面积，此限制也造成对微通道深度的限制。为了达到更好的制造及封装质量，微通道(特别是高分子微通道)的宽深比通常为2?20，最大不超过20。因此，单层结构也限制了生物芯片微通道的宽度。鉴于上述，目前生物芯片微孔感测器存在以下问题:第一，由于微通道的流速受限于细胞或颗粒的截面积，因此很难获得高流速的微流生物芯片；第二，使用阻抗分析技术的生物芯片微孔感测器中，难以优化微通道中导电溶液的阻抗分配，因而影响微孔感测器的灵敏度；第三，在微通道设置功能模块的空间受到局限，对于微孔感测器而言，电极愈靠近微孔的两侧，愈能降低电阻的影响，但是却提高了制造的困难度；第四，封装技术的选择度也受到限制。因此，亟需提出一种改良机制，用以克服目前技术的缺失。
[0003]有鉴于上述现有的生物芯片微孔感测器存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研宄创新，以期创设一种改良的生物芯片微孔感测器，能够改进一般现有的生物芯片微孔感测器，使其更具有实用性。经过不断的研宄、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
【发明内容】
[0004]鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种改良的生物芯片微孔感测器，用以克服传统感测器的缺失。
[0005]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。根据本发明实施例，改良的生物芯片微孔感测器包含基板，设有微孔、至少二个感测电极及多个微通道，该微孔设于所述多个微通道之间。至少一个过渡通道设于微孔的一侧。至少一个池分别连接至所述多个微通道。至少二个感测电极分别设于微孔的左侧与右侧。突起物设于过渡通道，该突起物由微孔逐渐降至微通道的底面，使得所述多个微通道与该至少一个池的深度大于微孔的深度。
[0006]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0007]前述改良的生物芯片微孔感测器，其中所述多个微通道包含分析通道、试剂通道与废液通道。
[0008]前述改良的生物芯片微孔感测器，其中该至少一个过渡通道包含左过渡通道与右过渡通道，分别设于该微孔的左侧与右侧。
[0009]前述改良的生物芯片微孔感测器，其中该左过渡通道连接至该废液通道。
[0010]前述改良的生物芯片微孔感测器，其中该分析通道与该试剂通道连接至该右过渡通道，以形成一个锐角在该分析通道与该试剂通道之间。
[0011]前述改良的生物芯片微孔感测器，其中该至少一个池包含:废液池，连接至该废液通道相对于该微孔的一侧；样本池，连接至该分析通道相对于该微孔的一侧；及试剂池，连接至该试剂通道相对于该微孔的一侧。
[0012]前述改良的生物芯片微孔感测器，其中该至少二个感测电极之一设于该废液池，且另一个感测电极设于该试剂池。
[0013]前述改良的生物芯片微孔感测器，其中所述多个微通道之一包含多个次通道，其并行设置。
[0014]前述改良的生物芯片微孔感测器，其中每一该次通道设有感测电极，且所述多个次通道共享一个共同感测电极。
[0015]前述改良的生物芯片微孔感测器，更包含盖板，设于该基板上方。
[0016]前述改良的生物芯片微孔感测器，其中该突起物包含多个台阶。
[0017]前述改良的生物芯片微孔感测器，其中该突起物包含斜面、凹曲面或凸曲面。
[0018]前述改良的生物芯片微孔感测器，其中该突起物具有平滑表面或粗糙表面。
[0019]前述改良的生物芯片微孔感测器，其中该突起物具有沟槽。
[0020]借由上述技术方案，本发明改良的生物芯片微孔感测器至少具有下述优点及有益效果:本发明可大量提升感测器的灵敏度，且可大量降低制造的困难度。
[0021]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0022]图1显示本发明实施例的改良的生物芯片微孔感测器的分解透视图。
[0023]图2A显示图1的基板的透视图。
[0024]图2B显示图1的基板的另一角度的透视图。
[0025]图3显示图1的基板的俯视图。
[0026]图4A至图4D例示一些突起物。
[0027]图5显示本发明实施例的改良的生物芯片微孔感测器的等效电路。
[0028]图6A至图6C显示微通道的俯视图，其包含多个次通道。
[0029]图7显示微通道的局部俯视图，其包含彼此并行设置的多个次通道。
[0030]图8A至图8K例示本实施例的微通道的截面形状。
[0031]【主要元件符号说明】
[0032]1:基板2:盖板
[0033]3:微孔4:感测电极
[0034]5:分析通道 6:试剂通道
[0035]7:废液通道 8:左过渡通道
[0036]801:左台阶 9:右过渡通道
[0037]901:右台阶 902:表面
[0038]903:沟槽10:废液池
[0039]11:试剂池 12:样本池
[0040]13:精子细胞 61:次通道
[0041]62:源流池 63:汇集池
[0042]64:感测电极 65:共同感测电极
[0043]Rl:微孔电阻 R2:电解液电阻
[0044]R3:电解液电阻R4:电极电阻
[0045]R5:电极电阻
【具体实施方式】
[0046]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的改良的生物芯片微孔感测器其【具体实施方式】、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
[0047]图1显示本发明实施例的改良的生物芯片微孔感测器的分解透视图。图2A显示图1的基板I的透视图，且图2B显示图1的基板I的另一角度的透视图。图3显示图1的基板I的俯视图。
[0048]在本实施例中，改良的生物芯片微孔感测器(以下简称感测器)包含基板I及设于基板I上方的盖板2。本实施例的感测器可用以侦测精子细胞，但不限定于此。基板I可形成或设有微孔3、二个感测电极4、一些微通道(包含分析通道5、试剂通道6及废液通道7)。微孔3设于废液通道7、分析通道5、试剂通道6之间。左过渡通道8与右过渡通道9分别设于微孔3的左侧与右侧。其中，左过渡通道8连接至废液通道7，且废液通道7相对于微孔3的一侧连接至废液池10。分析通道5与试剂通道6连接至微孔3的右过渡通道9，并形成一个锐角。分析通道5相对于微孔3的一侧连接至样本池12，且试剂通道6相对于