生物芯片封装的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物芯片封装，特别是涉及一种具有微流体操作系统的生物芯片封装。
【背景技术】
[0002]生物芯片(b1chip)利用微机电技术将探针分子(probe)植入芯片中，再通过生物结合特性进行各种生化分析，其作用对象可包括基因、蛋白质或细胞组织等，其可应用于诸如:生物医学研究、疾病诊断、食品病原体检测、环境分析和鉴识等领域，并具有可携带、分析灵敏度及专一性高、分析速度快、仅需少量检测样品及试剂等优点，是生物技术产业中蓬勃发展的新领域。
[0003]然而，由于生物分析往往涉及许多步骤，例如:样品制备、反应及样本分析等。若可整合分析中所需的种种元件集中在单一生物芯片封装，再驱动样品或试剂在连接各元件间的流体信道中移动以完成分析，将可大幅提高便利性。因此，开发出结构简单的设备并实现有效的微流体运输和控制已成为生物芯片研究的重要课题。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种生物芯片封装，包括:(a)底板，包括:底部基板；第一电极层设置于底部基板上；及第一疏水层设置于第一电极层上；(b)顶板，包括:顶部基板；及第二疏水层设置于顶部基板上，且第一疏水层及第二疏水层对向设置且彼此间隔以形成流体通道；(c)控制单元，连接第一电极层以于第一方向上操作流体；(d)至少一生物芯片，经由多个连接柱架设于底板上方并与底板彼此间隔，以使流体流经至少一生物芯片及底板之间。
【附图说明】
[0005]图1A-1B示出本发明一些实施例中生物芯片封装的示意图；
[0006]图2示出本发明一实施例的生物芯片封装的剖面图；
[0007]图3A-3I示出本发明一实施例的流体操作的示意图；
[0008]图4示出本发明另一实施例的生物芯片封装的剖面图，其包括第二电极层位于顶板中；
[0009]图5示出本发明又一实施例的生物芯片封装的剖面图，其包括第二电极层位于底板中；
[0010]图6示出本发明再一实施例的生物芯片封装的上视图，其包括多个生物芯片。
[0011]附图标记
[0012]10:入口20:出口
[0013]30、40:区域100:生物芯片封装
[0014]110:底板112:底部基板
[0015]114:第一电极层114a、114b、114c、114d:电极
[0016]116:第一疏水层120:顶板
[0017]122:顶部基板126:第二疏水层
[0018]130:流体通道140:生物芯片
[0019]140a、140b、140c:生物芯片150:连接柱
[0020]160:控制单元170:流体
[0021]170a、170b、170c、170d:液滴180:分析光源
[0022]400:生物芯片封装410:第二电极层
[0023]500:生物芯片封装510:第二电极层
[0024]520:介电层600:生物芯片封装
[0025]V1、V2:流动方向
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的目的、特征和优点能更清楚易懂，以下举出较佳实施例并配合所附附图，对本发明的应用方式作详细说明。然而应注意的是，本发明提供许多可供应用的发明概念，其可以多种特定型式实施。文中所举例讨论的特定实施例仅用于说明制造与使用本发明的特定方式，而非用以限制本发明的范围。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关连性。
[0027]本发明中特定的元件及安排为了简化，而不以此为限。举例而言，当述及第一元件形成于第二元件上时，可包括第一元件与第二元件直接接触的情形，亦包括具有额外的元件形成在第一元件与第二元件之间，使得第一元件与第二元件并未直接接触的情形。
[0028]此外，根据常规的作法，附图中各种特征并未依比例示出。相反地，为简化或是方便标示，各种特征的尺寸可能任意放大或缩小。再者，图中未示出或描述的元件，可为所属技术领域中具有通常知识的人员所知的形式。
[0029]此处所述的“流体”指各种欲经由生物芯片进行纯化、处理、分析等各项作业的样本、试剂等各种液体。本发明所述“流体(fluid)”可为任何适宜的形式，例如:液滴(droplet)。因此，本发明所述“流体”与“液滴”可具有相同的意思或概念。
[0030]本文所述的“流体操作(fluidoperat1n) ”或“液滴操作(droplet operat1n) ”是指对流体或液滴的任何操作行为(manipulat1n),例如:设置(dispose)流体或加载(load)流体于生物芯片封装；由流体供应源分散(dispense)出一份或多份流体或液滴；分裂(split)、分离(separate)或分割(divide)流体为两份或多份流体或液滴；在任一方向上将流体从一个位置运送到另一个位置；将两份或多份流体或液滴合并(merge)或结合(combine);稀释(dilute)流体；混合(mix)流体；搅拌(agitate)流体；使流体或液滴产生形变(deform);本文所述的其它流体操作；及/或前述的组合。
[0031 ] 前述“分散”、“分裂”、“分离”或“分割”流体或液滴等用语，用以描述由一份流体中创造两份或更多份流体或自单一液滴中创造两个或更多个液滴。例如:“分割A液滴为B液滴及C液滴”可经由运输部分A液滴至另一位置来实现(亦即，保留于原位置的部分A液滴为B液滴，而经运输至另一位置的部分A液滴为C液滴)，而所产生的液滴的尺寸大小可以是相同的或不同的。
[0032]前述“合并”或“结合”流体或液滴等用语，用以描述由两份或更多份流体中创造一份流体或自两个或更多个液滴中创造单一液滴。例如:“合并A液滴与B液滴”可经由运输A液滴与B液滴接触或运输B液滴与A液滴接触来实现。
[0033]本文所述“活化” 一个或多个电极是指改变一个或多个电极的电性状态(electrical state)以进行流体操作。
[0034]本发明提供一种生物芯片封装及其形成方法。在此生物芯片封装中，包括用以控制微流体运输的构造及装置，其可于生物芯片封装中操作流体，并运送流体至生物芯片封装的不同区域以进行处理或分析等各项程序。
[0035]图1A-1B示出本发明一些实施例中生物芯片封装的示意图。如图1A-1B所示，本实施例的生物芯片封装主要包括:底板110、顶板120、流体通道130、至少一生物芯片140、连接柱150以及控制单元160。本领域所属技术人员当可理解，可于生物芯片封装上依需求设置开口以载入或移除欲处理或分析的流体。以下仅配合图1A-1B示例一些用以加载或移除流体的开口设计作为说明。
[0036]如图1A所示，于一实施例中，入口 10及出口 20可为设置于顶板120的孔洞，流体170可由入口 10导入流体通道130，并在流体完成各项程序(例如:处理或分析)后由出口20移除流体170。于一些实施例中，更可于入口 10处设置流体储存槽(reservoir)(未示出)作为流体供应源。
[0037]于另一实施例中，如图1B所示，顶板120小于底板110，使底板110超出顶板120的区域30、40可用以载入或移除流体，例如:可将流体170装载于区域30，并在流体完成各项程序(例如:处理或分析)后由区域40移除流体。同样地，可于区域30设置流体储存槽(未示出)作为流体供应源。
[0038]为简化图标，以下图标并未示出生物芯片封装的流体出入口设计。图2示出本发明一实施例的生物芯片封装100的剖面图，如图2所示，本实施例的生物芯片封装100主要包括:底板110、顶板120、流体通道130、至少一生物芯片140、连接柱150以及控制单元160。其中，底板110及顶板120对向设置且彼此间隔一段距离使流体可于底板110及顶板120之间流动(即流体通道130);至少一生物芯片140由多个连接柱150架设于底板110上方，且生物芯片140与底板110彼此间隔一段距离使流体可流经生物芯片140与底板110之