酵素微反应器的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型关于一种生物检测晶片，尤指一种酵素微反应器。
【背景技术】
[0002]生物检测晶片(b1chip)是一种微型装置，利用微电子技术将仪器微小化，然后在微小化后的装置上放置特定的生物材料(例如核酸或蛋白质)，这些生物材料可以与其他预测生物样品发生特异性的生化反应，反应后的信号可经各种感应器或感应物质定量，进而得知生物反应。此种利用微电子、微流体及生物技术所制出的微型装置称之为生物检测晶片，它结合了各层面的专业领域，如医学诊断、基因探针、制药、生物技术、微机电、半导体及电脑等领域发展而成的。
[0003]生物检测晶片通常以硅晶片、玻璃或高分子为基材(substrate)，以微小化技术整合生物有机分子如核酸或蛋白质为生化探针，用来检测或分析生物性分子。生物检测晶片的体积小、反应快速并且能够平行分析大量生物资讯，因此适用于生化处理、分析、检验、新药开发及环境监测等用途上。生物晶片大致上可分为两大类，一为着眼于功能整合的处理型晶片(lab-on-a-chip)，二为能获得大量资讯的微阵列晶片(microarray)。微阵列晶片因其探针种类不同又可分为基因晶片(gene chip)及蛋白质晶片(protein chip)两种，主要是将不同的DNA或蛋白质分子，以数百微米的间距，密集地固定排列在数平方公分的面积上做为探针，待检测的生物样品经过处理后与晶片上的探针进行反应，产生的信号由扫描仪器与分析仪器判读，如此便可以在短时间内一次提供大量的基因序列或蛋白质表现的相关讯息。
[0004]生物检测晶片是半导体积体电路制程技术应用在生物医学科学研宄非常成功的实例。传统的生物检测晶片在基材上形成一层光阻图案层后，便直接在其表面结合生物材料用以检测待测物，但此种作法可能因生物材料与光阻结合力不足，导致检测上的不精准及稳定性不足等问题，因此，如何发展一种可改善现有技术缺失的生物检测晶片，实为目前迫切需解决的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的在于提供一生物检测晶片，俾解决现有生物检测晶片检测不精准及稳定性不足的问题，并同时达到成本降低及制程方便快速的目的，使生物检测晶片的应用更加广泛。
[0006]本实用新型的又一目的在于提供一酵素微反应器，以检测酵素与酵素抑制剂或酵素受质的反应，藉此定量并筛选样品溶液中酵素抑制剂或酵素受质的含量，并可进一步应用于药物的开发筛选。
[0007]为达上述目的，本实用新型的提供一种酵素微反应器，至少包括:一基材；一光阻图案层，形成于该基材的一表面；一阻断层，形成于该基材的该表面未被该光阻图案层覆盖的区域；一键结层，以共价键结方式形成于该光阻图案层上；至少一衔接分子，以共价键结方式与该键结层结合；以及一探针分子，由一酵素所构成，并以共价键结方式与该衔接分子结合，用以与一酵素抑制剂或一酵素受质结合。
[0008]本实用新型提供的酵素微反应器中，该基材为玻璃、硅晶片或塑胶。
[0009]本实用新型提供的酵素微反应器中，该光阻图案层成分为SU-8光阻。
[0010]本实用新型提供的酵素微反应器中，该光阻图案层每一点的直径大小为10至300 μ m0
[0011]本实用新型提供的酵素微反应器中，该光阻图案层利用无光罩微影技术所形成。
[0012]本实用新型提供的酵素微反应器中，该阻断层成分为二甲基二氯硅烷(dimethyldichlorosilane)。
[0013]本实用新型提供的酵素微反应器中，该键结层成分为3-[双(2-羟乙基)氨基]丙基三乙氧基娃烧(3-[Bis (2-hydroxyethyl) amino] propyl-triethoxy si lane)。
[0014]本实用新型提供的酵素微反应器中，该衔接分子成分为1，4-苯二异硫氰酸(I, 4-phenylene diisoth1cyanate)。
[0015]本实用新型提供的酵素微反应器中，该酵素为甲型醣苷酶、葡萄糖神经酰胺合成酶、或尿素酶。
[0016]本实用新型提供的酵素微反应器藉由键结层及衔接分子的设计，使探针分子以共价键结方式结合于光阻图案层上，故具有较强的结合力，使本实用新型的酵素微反应器具有较佳的稳定性以及精准度，同时还具有成本低、制程方便的优点。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型较佳实施例的生物检测晶片结构示意图。
[0018]图2为本实用新型较佳实施例的生物检测晶片制造方法流程图。
[0019]图3A至3F为本实用新型较佳实施例的生物检测晶片制造方法的结构示意图。
[0020]其中，附图标记说明如下:
[0021]1:生物检测晶片
[0022]10:基材
[0023]11:光阻图案层
[0024]12:阻断层
[0025]13:键结层
[0026]14:衔接分子
[0027]15:探针分子
【具体实施方式】
[0028]体现本实用新型特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
[0029]本实用新型的酵素微反应器可为一生物检测晶片。请参阅图1，其为本实用新型较佳实施例的生物检测晶片结构示意图。如图所示，本实用新型的生物检测晶片I至少包括基材10、光阻图案层11、阻断层12、键结层13、衔接分子14及探针分子15。其中，光阻图案层11形成于基材10的表面，阻隔层12形成于基材10表面未被光阻图案层11覆盖的区域，键结层13以共价键结方式形成于光阻图案层11上，衔接分子14以共价键结方式与键结层13结合，探针分子15以共价键结方式与衔接分子14结合，用以与一待测分子进行特异性反应。以下则进一步说明本实用新型生物检测晶片的制造方法。
[0030]请同时参阅图2及图3A至3F，其中图2为本实用新型较佳实施例的生物检测晶片制造方法流程图，图3A至3F为本实用新型较佳实施例的生物检测晶片制造方法的结构示意图。如图3A所示，制造生物检测晶片I首先必须提供一基材10(步骤S10)，其中基材10可为但不限于玻璃、硅晶片、塑胶、或其他高分子材料。接着，如图3B所示，使用微影技术于基材10的表面上形成一光阻图案层11 (步骤Sll)，其首先于基材10表面上形成一光阻层，并于光阻层的特定区域上照光，使光阻产生聚合反应，再利用显影液将未产生聚合反应的光阻洗掉，以形成光阻图案层11。该光阻图案层11即定义出微阵列结构，其中每一点的直径大小约为10至300 μ m，高度约为1-5 μ m，且该光阻较佳为环氧树脂类的SU-8光阻，但不以此为限。
[0031]传统的微影技术藉由一光罩进行图案转移。使用该技术前，须将预先设计好的微结构图形制作在光罩上，并将基材10表面清洁干净，以增加基材10与光阻的附着性。接着以光阻涂布机将光阻均匀涂布在基材10上，经过软烤，再以UV光照射光罩上的图形，使得光阻能呈现出光罩上所设计的图形，最后再以显影液将图形显影呈现出来，经过硬烤后，便能制作出经设计的光阻图案层11。
[0032]另外，也可使用无光罩微影技术进行光阻图案层11的制作。此技术由一数字化微镜面取代传统的光罩，以数字化微镜面元件的晶片控制聚合反应的光阻图案形状。UV光源通过聚光镜、数字化微镜面、光圈、准直镜以及反射镜等光路架设系统直接投影于倒立式萤光显微镜的样品平台，再经由自行撰写设计的电脑程序控制数字化微镜面的方向及入射光的曝光图形影像成像，以于基材10表面上形成光阻图案层11。
[0033]然后，如图3C所示，再于基材10表面未覆盖光阻图案层11的区域形成一阻断层12(步骤S12)，其中阻断层12的表面不具有活性官能基，可阻断待测分子以非特异性反应附着于此，使得后续生物检测反应可精确地发生于由光阻图案层11所定义的微阵列结构上。在一较佳实施例中，阻断层12可藉由娃烧化反应(silanizat1n)来形成，例如以二甲基二氯娃烧(dimethyldichlorosi lane)与基材10进行反应而形成阻断层12，且可形成于微结构的微小间隔(例如约50-150 μπι)中。在另一些实施例中，阻断层12成分亦可为氧化娃(silicon oxide)、聚乙稀卩比略烧酮(polyvinylpyrrolidone, PVP)、小牛血清蛋白(bovine serum albumin, BSA)或脱脂奶粉，但不以此为限。
[0034]之后，如图3D所示，以共价键结方式形成一键结层13于光阻图案层11上(步骤S13)，且键结层13具有至少一活性官能基，例如氢氧基或胺基，可用来连接衔接分子14。在一较佳实施例中，键结层13成分可为但不限于3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane, APTES)，例如3-[双(2-轻乙基)氨基]丙基三乙氧基娃烧(3_ [Bis (2-hydroxyethyl) amino] propyl-triethoxy si lane)，其可与光阻图案层 11 表面的氧原子形成共价键结，并具有氢氧基作为活性官能基，用以连接衔接分子14。在另一些实施例中，键结层13成分亦可为环氧丙氧丙基三甲氧基娃烧(glycidoxypropyltrimethoxysilane)、正十八烧基三氯娃烧(n-octadecyltrichlorosilane)或氯二甲基辛娃烧(chlorodimethyloctylsilane)，但不以此为限。
[0035]接着，如图3E所示，形成至少一衔接分子14于键结层13上(步骤S14)，其中衔接分子14以共价键结方式与键结层13的活性官能基结合。在一较佳实施例中，衔接分子14成分可为但不限于1，4-苯二异硫氰酸(1，4-phenylene diisoth1cyanate, F1DITC)，其所含的一异硫氰酸官能基可与键结层13的活性官能基结合，另一异硫氰酸官能基则可与探针分子15的活性官能基结合，例如与蛋白质分子N端的胺基结合。在另一些实施例中，衔接分子14成分亦可为戊二醛(glutaraldehyde)、1_甲基咪挫(l-methylimidazole)、4-轻基苯甲酸(4-hydroxybenaldehyde)或4_氨基