光子生物传感芯片、微流控系统及光子生物测试系统的制作方法

本技术涉及生物传感器，尤其涉及一种光子生物传感芯片、微流控系统及光子生物测试系统。

背景技术：

1、光子生物传感器融合了生物学、化学、光学、信息科学及相关技术于一体，已经发展成一个活跃的研究领域。且光子生物传感器与传统电化学生物传感器相比，具有不受电磁干扰、耐酸碱腐蚀、微型化等优点，因此受到青睐。根据传感器的信号转换方式，目前研究较多的生物传感器为倏逝波传感器、表面等离子体共振传感器(spr)、荧光猝灭传感器和光栅传感器等。

2、但是，现有的光子生物传感器存在着样本需求量大、制作复杂、成本高、操作复杂等问题，并且容易受到光源、连接损耗等方面的影响而造成灵敏度和精度不等多方面的损耗。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种光子生物传感芯片、微流控系统及光子生物测试系统，用以解决现有技术中的光子生物传感器存在着样本需求量大、制作复杂、成本高、操作复杂的缺陷，实现了对生物分子免标记、测试过程简单直接，可以有效提高检测的灵敏度和精度。

2、本实用新型提供一种光子生物传感芯片，包括：

3、微流控芯片，所述微流控芯片具有输出口和输入口以及连接所述输出口和输入口的感应腔体；

4、光学传感芯片，所述光学传感芯片设于所述微流控芯片的一侧，所述光学传感芯片具有光学感应环，所述光学感应环的外侧涂覆有生物受体分子层，所述光学感应环的周向设置有输入光栅和输出光栅，所述输入光栅和所述输出光栅通过光波导连接，所述光波导与所述光学感应环耦合连接；以及

5、生物双面胶带，所述生物双面胶带粘接于所述微流控芯片和所述光学传感芯片之间，所述生物双面胶带具有导流槽，所述导流槽连接于所述感应腔体和所述光学感应环。

6、根据本实用新型提供的一种光子生物传感芯片，所述光学传感芯片还包括待测生物分子槽，所述待测生物分子槽与所述感应腔体相对设置，且所述待测生物分子槽通过所述导流槽与所述感应腔体相互连通，所述光学感应环的部分设于所述待测生物分子槽内。

7、根据本实用新型提供的一种光子生物传感芯片，所述输入光栅和所述输出光栅在所述光学感应环的外周侧呈中心对称分布，所述输入光栅和所述输出光栅分别朝向远离彼此的方向渐扩式设置。

8、根据本实用新型提供的一种光子生物传感芯片，所述微流控芯片还包括导入槽和导出槽，所述导入槽连接于所述输入口和所述感应腔体之间，由所述输入口朝向所述感应腔体呈渐扩设置；所述导出槽连接于所述输出口和所述感应腔体之间，由所述输出口朝向所述感应腔体呈渐扩式设置。

9、根据本实用新型提供的一种光子生物传感芯片，所述微流控芯片还包括多个连接凸部，多个所述连接凸部包括入口凸部和出口凸部，所述输入口贯穿所述入口凸部与外部连通，所述输出口贯穿所述出口凸部以与外部连通。

10、根据本实用新型提供的一种光子生物传感芯片，所述微流控芯片还包括通光槽，所述通光槽与所述输出口和所述输入口设于所述微流控芯片的同一侧，且与所述输出口和所述输入口并列设置。

11、根据本实用新型提供的一种光子生物传感芯片，所述生物双面胶带还包括通光孔，所述通光孔位于所述输入光栅和输出光栅与所通光槽之间。

12、根据本实用新型提供的一种光子生物传感芯片，所述光学传感芯片包括衬底层、波导芯层和包层，所述波导芯层设于所述衬底层的一侧，所述包层嵌设于所述波导芯层内。

13、本实用新型还提供一种微流控系统，用于对上述任意一种所述的光子生物传感芯片的流量进行控制，该微流控系统包括待测管路、清洗管路和回收管路，所述待测管路和所述清洗管路与所述输入口连接，所述回收管路与所述输出口连接。

14、本实用新型还提供一种光子生物测试系统，包括微流量控制系统、光学测试装置和上述任意一种所述的光子生物传感芯片，所述光学测试装置包括计算机、光源和接收器，所述计算机分别与所述光源和所述接收器电连接，所述光源与所述接收器相对设置于所述光子生物传感芯片的一侧，所述计算机用于控制所述光源发出光学扫描信号，以及通过所述接收器接收在光子生物传感芯片内传输后的光学信号，所述微流量控制系统用于控制所述光子生物传感芯片的流量。

15、本实用新型提供的一种光子生物传感芯片包括微流控芯片、光学传感芯片和生物双面胶带，所述微流控芯片具有输出口和输入口以及连接所述输出口和输入口的感应腔体；所述光学传感芯片设于所述微流控芯片的一侧，所述光学传感芯片具有光学感应环，所述光学感应环的外侧涂覆有生物受体分子层，所述光学感应环的周向设置有输入光栅和输出光栅，所述输入光栅和所述输出光栅通过光波导连接，所述光波导与所述光学感应环耦合连接；所述生物双面胶带粘接于所述微流控芯片和所述光学传感芯片之间，所述生物双面胶带具有导流槽，所述导流槽连接于所述感应腔体和所述光学感应环。本申请通过双面生物胶带将所述微流控芯片和光学传感芯片进行粘接，所述导流槽连通所述所述感应腔体和所述光学感应环，所述光学感应环上涂覆有生物受体分子层，使用时，待测生物液体从所述微流控芯片的输入口进入所述所述感应腔体，沿着所述导流槽扩流至涂覆有生物受体分子层的光学感应环上，待测生物液体在所述感应腔体内和所述光学传感芯片内的光学感应环的生物分子发生化学反应或固定，改变了感应环的光学条件，这种变化会被光学测试装置检测出，通过前后对比光学条件的改变从而得到测试结果，反应完的待测生物液体从输出口直接排出。如此以实现对生物分子免标记、并行、快速、实时的高灵敏度折射率测量，通过光学把生物反应转变成可测信号，不需要加入标记物。同时，测试过程简单直接，且灵敏度高、结构简单、不易受电磁干扰。

技术特征：

1.一种光子生物传感芯片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光子生物传感芯片，其特征在于，所述光学传感芯片还包括待测生物分子槽，所述待测生物分子槽与所述感应腔体相对设置，且所述待测生物分子槽通过所述导流槽与所述感应腔体相互连通，所述光学感应环的部分设于所述待测生物分子槽内。

3.根据权利要求2所述的光子生物传感芯片，其特征在于，所述输入光栅和所述输出光栅在所述光学感应环的外周侧呈中心对称分布，所述输入光栅和所述输出光栅分别朝向远离彼此的方向渐扩式设置。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的光子生物传感芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括导入槽和导出槽，所述导入槽连接于所述输入口和所述感应腔体之间，由所述输入口朝向所述感应腔体呈渐扩设置；所述导出槽连接于所述输出口和所述感应腔体之间，由所述输出口朝向所述感应腔体呈渐扩式设置。

5.根据权利要求4所述的光子生物传感芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括多个连接凸部，多个所述连接凸部包括入口凸部和出口凸部，所述输入口贯穿所述入口凸部与外部连通，所述输出口贯穿所述出口凸部以与外部连通。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的光子生物传感芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括通光槽，所述通光槽与所述输出口和所述输入口设于所述微流控芯片的同一侧，且与所述输出口和所述输入口并列设置。

7.根据权利要求6所述的光子生物传感芯片，其特征在于，所述生物双面胶带还包括通光孔，所述通光孔位于所述输入光栅和输出光栅与所通光槽之间。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的光子生物传感芯片，其特征在于，所述光学传感芯片包括衬底层、波导芯层和包层，所述波导芯层设于所述衬底层的一侧，所述包层嵌设于所述波导芯层内。

9.一种微流控系统，用于对如权利要求1至8任意一项所述的光子生物传感芯片的流量进行控制，其特征在于，包括待测管路、清洗管路和回收管路，所述待测管路和所述清洗管路与所述输入口连接，所述回收管路与所述输出口连接。

10.一种光子生物测试系统，其特征在于，包括微流量控制系统、光学测试装置和如权利要求1至8任意一项所述的光子生物传感芯片，所述光学测试装置包括计算机、光源和接收器，所述计算机分别与所述光源和所述接收器电连接，所述光源与所述接收器相对设置于所述光子生物传感芯片的一侧，所述计算机用于控制所述光源发出光学扫描信号，以及通过所述接收器接收在光子生物传感芯片内传输后的光学信号，所述微流量控制系统用于控制所述光子生物传感芯片的流量。

技术总结
本技术提供一种光子生物传感芯片、微流控系统及光子生物测试系统，其中，光子生物传感芯片包括微流控芯片、光学传感芯片和生物双面胶带，微流控芯片具有输出口和输入口以及连接输出口和输入口的感应腔体；光学传感芯片设于微流控芯片的一侧，光学传感芯片具有光学感应环，光学感应环的外侧涂覆有生物受体分子层，光学感应环的周向设置有输入光栅和输出光栅，输入光栅和输出光栅通过光波导连接，光波导与光学感应环耦合连接；生物双面胶带粘接于微流控芯片和光学传感芯片之间，生物双面胶带具有导流槽，导流槽连接于感应腔体和光学感应环。本技术具有不需要加入标记物，测试过程简单直接，具有灵敏度高、结构简单和不易受电磁干扰的优点。

技术研发人员：隋军,韩付海,余朝晃
受保护的技术使用者：中科鑫通微电子技术（北京）有限公司
技术研发日：20230207
技术公布日：2024/1/13