液相檢測芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型主要涉及液相檢測用的芯片，用以檢知液相檢體中特定分析物的存在或是檢測其濃度。
【背景技術】
[0002]隨著醫學技術的發展，我們發現，許多的疾病，可以從人體的血液、尿液、淚液、綞液或是其他的體液中，檢知特定的生物分子(如某種蛋白質)，或是檢測特定的生物分子濃度，由這些檢知的特定分子的濃度，可以估算出疾病目前的狀況。這些量化的征侯性指標對疾病的早期發現或是在過程中掌握病情的發展，有很大的幫助。為了頻繁地檢測，以得到對于疾病精確的掌握，低成本以及快速的生物分子檢測就成為早期疾病偵測、傳染控制、品質保證的關鍵因素，同時，方便操作的特性也成為即時檢測的基礎。
[0003]對于特定生理狀態，可用特定的分子或蛋白質在體液中的含量來評估。該特定生理狀態可以是:心臟疾病、癌癥或壓力造成的生理反應…等，而上述的特定分子或蛋白質則稱為生物指標(b1marker)。然而，對于檢測特定的生物指標，目前檢測的過程不僅費時費力，而且須要受過專業訓練的人員參與。例如常用的酶聯免疫吸附試驗(ELISA, enzyme-linked immunosorbent assay),這個試驗在檢測蛋白質的程序中，被視作〃黃金標準〃，其中包含有大量的樣品準備工作以及純化程序，這些工作都有賴于專業人員的參與、巨大實驗儀器的使用以及數個小時乃至數天的時間才能得到結果。因此，在上述所提到疾病的早期發現以及治療過程的緊密追蹤等等的應用領域中，傳統的ELISA檢測不僅不夠經濟也不夠快速，須要新的方法及檢測設備來滿足這個需求。
[0004]排除勞師動眾的檢查程序對醫藥的發展有很大的幫助。例如在醫藥上市前后的不良反應統計，或是慢性處方的治療追蹤，都須要定時定期或是頻繁的檢測來追蹤即時的狀況，如果每次檢測，都要病人或是參與實驗的人親自到醫院檢測，舟車往返，報到檢驗，很不方便，尤其是那些行動不便的病人，而往往那些有病的身的人，往往常常是行動不便或是體能狀況較差，因此，也導致執行的成效及參與的意愿受到很大的影響。運用芯片技術短、小、精、薄的特性，居家檢測，再透過云端技術整合，有助于解決這個檢測不便、勞師動眾以及曠日費時的問題，有利于醫藥的發展，有益社會并且造服人群。
[0005]能源是另外一個問題，傳統的設備需要消耗較大的能源，這也是無法移動或是隨地設置的原因之一。芯片技術提供了一個有效的解決方案。芯片需要的能源就小得非常多。因為芯片所須要的能源較少，一方面是節省能源，一方面是容易滿足，可以運用自然能源，例如溫差、太陽能等等綠色能源。在自然能源的發展上，更是日新月異，例如透過溫差，甚至于身體內的溫差，就可以產生芯片操作所需要的能源；或是使用可見光，不必是陽光就可以將光的能源轉化為電能或是用動力，例如在使用前，將芯片甩幾下，就可以產生一次檢測所需要的能源，這些都是現成或是即將實用的技術。
[0006]無線傳輸能源是另一個發展，透過無線傳輸能源的技術，將芯片所需要的能源傳入，這樣就可以避免芯片在存放的過程中能源耗盡的問題。透過芯片在使用時再傳入能源，就可以進一步地在設備中沒有配置電池。
[0007]除了人體及動物體液的檢測，植物汁液還有大自然許多液相物質的檢測，這些待檢測的液相物質，我們統稱為液相檢體，或是檢體，這些檢體檢測的過程有著很大的共同特征和原理。而這些檢體的檢測，對于疾病的控制與了解，或是其他自然現象的追蹤，液相檢體的檢測都是非常重要的一環，因此，如何簡化檢測的程序，減少專業人員的參與一直都是很重要的課題。
[0008]要能夠節省成本、縮小體積、方便使用、降低能耗同時快速得到結果，尤其是應用在即時檢測中，芯片科技的發展提供一個有效的管道。除了芯片技術的進步，配合微機電技術及奈米技術的發展，讓電路控制或是各樣的組件，可以發展到很細小，也讓本實用新型得以實現。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型揭露一個液相檢測芯片，用以分析在液相檢體，檢測特定分析物的濃度或含量。檢體可以是人體或是其他動物的體液，通常是血液、尿液淚液或者唾液；待檢測的特定分析物可以是特定抗原或是可以是用以診斷人類疾病的生物指標，如:特定的分子或特定的蛋白質。
[0010]檢體除了可以是人類或是動物的體液，也可以是植物的汁液，或是大自然中的液相物質，因為檢測的程序及原理，相對于本實用新型的訴求是相同的，因此，本實用新型也是可以一體適用。
[0011]為了因應即時檢測的需要，液相芯片的發展方興未艾，現有技術著重在捕獲物質、標記微粒及檢測方法。本實用新型主要揭露一個將捕獲、檢測、傳輸及電源功能都整合成一個完整功能的檢測芯片。同時，也提供多種檢驗方式與能量收集的設備。
[0012]為因應檢測芯片的重復使用及不同使用環境的需求，本實用新型進一步將芯片上的裝置設計為模組化芯片，使得檢測芯片能便利的調整成不同的資料傳輸方式或不同的電源供系統。
[0013]根據一個或多個實施方案，本實用新型描述了一種液相檢測芯片，用以檢測液相檢體中特定分析物的濃度，包含有一個或者多個儲槽，用以留滯液相檢體；感測裝置，被設置于所述儲槽的至少一個中，所述感測裝置表面涂布有捕獲物質，用以捕獲液相檢體中特定的分析物，所述感測裝置用以檢測所述捕獲物質捕獲特定分析物的數量；報告裝置，用以將感測的結果顯明以供判讀或是傳輸以供判讀或是后續分析；電源裝置，用以提供啟動或者操作所須要的電源；控制器，用以控制各個裝置并作數據計算。
【附圖說明】
[0014]圖1不出檢測芯片基本結構；
[0015]圖2示出檢測芯片側邊接合結構；
[0016]圖3示出標記微粒、特定分析與捕獲物質的關系；
[0017]圖4示出雙槽的芯片結構；
[0018]圖5示出上下都有感應裝置的芯片結構；
[0019]圖6示出透過變形來檢測的原理；
[0020]圖1示出一個不使用標記微粒的實施例。
【具體實施方式】
[0021]在下文提供對創造性工作主體的詳細描述。雖然描述了若干實施方案，但是應理解，創造性工作主體不限于任何一個實施方案，而是包含眾多的替代、修改和等效形式。另夕卜，雖然在以下描述中陳述了眾多具體細節以便提供對創造性工作主體的透徹理解，但是一些實施方案可以在沒有這些細節中的一些或全部的情況下進行實踐。此外，為了清楚起見，并未詳細描述相關領域中已知的某些技術材料，以免不必要地混淆創造性工作主體。
[0022]圖1是整個芯片的俯視示意圖，芯片100包含有五個主要的裝置，儲槽101、感測裝置102、報告裝置104、控制器105和電源裝置103。在圖1中，儲槽101底部備置了感測裝置，檢體置入所述儲槽之后，藉儲槽中所述感測裝置上涂覆的捕獲物質來捕獲所述檢體中的特定分析物，而所述感測裝置會檢測所述特定分析物被捕獲狀況并將這檢測結果透過控制器105的計算，送至報告裝置。所述報告裝置會將計算后檢測結果送出，可用電腦或行動裝置，如手機、平板來接收。在圖1的儲槽中同時也顯示了涂覆捕獲物質的標記微粒108和電解電極106。所述涂覆捕獲物質標記微粒，可有兩方面的作用，一方面協助捕獲檢體中的特定分析物，一方面讓感測裝置藉檢測標記微粒數量來計算所述特定分析物的的含量。所述電解電極可藉電解儲槽中的液體，產生氣泡來推動所述儲槽中的液體流動或混和。在一個實施例中，捕獲物質為抗體，標記微粒為涂覆抗體的磁珠，感測裝置為表面涂覆抗體的霍爾感應陣列，電解電極電解所述儲槽內液體產生的氣泡能加速混和所述檢體與所述涂覆抗體的磁珠。在圖1中電源裝置103提供微機電系統及電解所需的能量，所述電源裝置可以是微燃氣禍輪發動機(Micro Gas Turbine Engine)利用內建之燃料盒(Fuel Cartridge)作為能量來源或是可以經有線、無線方式進行能源接收的裝置。
[0023]捕獲是指檢體中的特定分析物與捕獲物質特定地結合在一起的過程。所選擇的捕獲物質只會捕獲特定的分析物，而不會捕獲檢體中其他的成份。捕獲物質可以是固定的，例如涂布在固定的部件上，也可以是不固定的，例如涂布在特別設計的微粒上，也可以物質本身的存在。
[0024]選擇的捕獲物質，隨著分析物和檢體的不同而有不同的選擇，捕獲物質要能捕獲特定的分析物即可。在一個典型的實施例中，為了檢測血液中的N端P型腦鈉肽(N-terminal-pro-BNP, NT-pro-BNP)，用以協助檢測、診斷和評估心臟疾病的嚴重程度，選擇NT-pro-BNP抗體來當作補獲物質。
[0025]在有些應用中，可以直接用感測裝置上面涂布捕獲物質，感測裝置直接檢測所涂布的捕獲物質捕獲的狀況，因此，在這個應用中，儲槽101中不預先備置涂布捕獲物質的微粒，而直接用涂布捕獲物質的感測裝置來檢測檢體。
[0026]芯片的模組化，可減低生產的復雜度、增加使用的彈性和部分模組的重復使用，模組芯片是將必要功能的模組設計在一個芯片上。本實用新型芯片可由模組芯片組成，所述模組芯片主要包含了四個模組芯片:整合一或多個儲槽和感測裝置感測模組芯片，報告裝置為報告模組芯片，電源裝置為電源模組芯片以及控制器對應的控制模組芯片。芯片在某些應用中，僅會有感測模組芯片受到檢體污染，其余報告模組芯片、電源模組芯片和控制