生物感测芯片的制作方法

本发明涉及生物感测，特别是有关于一种生物感测芯片及其感测方法。

背景技术：

1、生物传感器(biosensors)为感测与检测生物分子的装置，而其基于电子、电化学、光学及机械等检测原则而进行操作。包括晶体管的生物传感器为可电性感测生物体(bio-entities)或生物分子(biomolecules)的电荷、光子与机械等特性的传感器。检测可藉由侦测生物体或是生物分子其本身或透过特定反应物与生物体或生物分子之间的交互作用(interaction)与反应(reactions)等方式而施行。此类型的生化传感器可采用半导体制程制作，因而可以快速地转换电子讯号以及可以轻易地应用于集成电路(ics)及微机电系统(mems)中。

2、生物芯片实质上为可以同时施行数百或是数千种的生化反应的数个微型化实验室。生物芯片可检测特定生物分子，量测其特性、处理讯号、且更可以直接分析数据。生物芯片使得研究者可以基于疾病诊断(disease diagnosis)至检测生物反应因子(detectionof bioreaction agents)等多种目的而快速地筛检大批但少量的生物分析物(biologicalanalytes)。先进的生物芯片使用了伴同有微流体(microfluidics)的多个传感器以整合反应、感测与试样管理。生物场效晶体管(biofet，biological field-effect transistor orbio-organic field-effect transistor)可以是包括用于电性感测生物分子或是生物体的晶体管的一种生物传感器。于生物场效晶体管于许多方面应用为有效的同时，于其制作及/或操作的挑战也随之提升，如此挑战起因于半导体制程、生物应用、半导体制程的限制及/或极限，电子讯号与生物应用的灵敏度与分辨率，及/或源自于实施大规模集成电路制程(lsi process)的其他挑战。

技术实现思路

1、根据现有技术的缺陷，本发明的主要目的在于将场效晶体管的闸极延伸，形成具有微感应闸极构造的生物感测芯片，其利用微感应闸极来检测待样品内的目标物，藉由延伸出的微感应闸极来避免场效晶体管与待测样品直接接触，可以提高整个生物感测芯片的稳定性。

2、本发明的又一目的在于提供一种由具有微感应闸极的场效晶体管所构成的生物感测芯片，利用表面化学固定技术将多个生物探针固定在场效晶体管的微感应闸极上，利用这些探针来捕捉待测样品内的目标物，且这些目标物本身的负电荷会影响场效晶体管的电荷分布，进而造成场效晶体管的电性以产生可量测的讯号变化，这些讯号变化可以表示在待测样品中的目标物的数量或是浓度。

3、本发明的又一目的在于提供一种生物感测芯片，于生物感测芯片上具有多个感测区域，且每一个感测区域内具有多个感测单元，在不同的感测区域内的感测单元具有不同的生物探针，每一种类的探针对应特定的目标物，使得在同一个时间内，生物感测芯片可以检测在同一个待测样品中不同目标物的浓度或是数量，可以快速的得到检测结果。

4、本发明的另一目的在于提供一种生物感测芯片，其利用天线效应来放大经由生物感测芯片与待测样品接触之后所得到的生物讯号，使其检测结果更为精准。

5、本发明的再一目的在于提供一种生物感测芯片。此生物感测芯片的制程可以配合标准半导体制程，因此具有良好的稳定性且可以大量的生产。

6、根据上述目的，本发明披露一种生物感测芯片，包括：基板及至少两个感测单元在基板上，且两个感测单元分别与基板电性连接，于其中一个感测单元上具有多个生物探针及于另一个感测单元上没有生物探针，当具有目标物的待测样品分别与两个感测单元接触之后，在其中一个感测单元的多个生物探针用以捕捉在待测样品中的目标物，使得其中一个感测单元产生电压变化而产生可量测的讯号变化，以及在另一个感测单元作为阴性对照组(negative control)，藉由阴性对照组及讯号变化得到在待测样品的目标物的浓度或是数量。

7、根据上述，本发明还披露一种生物感测芯片，包括：基板，在基板上至少具有第一感测区及第二感测区以及多个感测单元，这些感测单元设置基板上且与基板电性连接，其中部分感测单元设置在基板的第一感测区及其他部分感测芯片设置在基板的第二感测区，在第一感测区内的部分感测单元具有多个第一生物探针及其中一个感测芯片不具有生物探针，且第二感测区内的其他部分感测单元具有多个第二生物探针及在第二感测区内的其中一个感测单元不具有第二生物探针，当待测样品与在该第一感测区的部分感测单元及与在第二感测区的其他部分感测单元接触之后，在第一感测区中，部分感测单元的第一生物探针捕捉在待测样品的第一目标物，使得在第一感测区的具有第一生物探针的部分感测单元产生第一总电压变化而产生可量测的第一讯号变化，及在第一感测区中，不具有第一生物探针的其中一个感测单元作为第一阴性对照，使得由第一感测区中得到的第一阴性对照组及第一讯号变化得到在待测样品的第一目标物的第一浓度或是第一数量，以及在第二感测区中，其他部分感测单元的第二生物探针捕捉在待测样品的第二目标物，使得在第二感测区的具有第二生物探针的其他部分感测单元产生第二总电压变化而产生可量测的第二讯号变化，及在第二感测区中，不具有第二生物探针的其中一个感测单元作为第二阴性对照组，使得由第二感测区中得到的阴性对照及第二讯号变化得到在待测样品的第二目标物的第二浓度或是第二数量。

技术特征：

1.一种生物感测芯片，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的生物感测芯片，其特征在于，所述两个感测单元是具有微感应闸极的场效晶体管。

3.如权利要求1所述的生物感测芯片，其特征在于，所述待测样品的所述目标物可以是细菌或是病毒。

4.如权利要求1或3所述的生物感测芯片，其特征在于，所述待测样品可以是血浆或是全血。

5.一种生物感测芯片，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的生物感测芯片，其特征在于，所述感测单元为具有微感应闸极的场效晶体管。

7.如权利要求5所述的生物感测芯片，其特征在于，在所述第一感测区的所述感测芯片彼此电性连接及在所述第二感测区的其他所述感测单元彼此电性连接，且在所述第一感测区的所述感测单元与在所述第二感测区的其他所述感测单元彼此电性独立。

8.如权利要求1所述的生物感测芯片，其特征在于，所述待测样品可以是血浆或是全血。

9.如权利要求1所述的生物感测芯片，其特征在于，所述第一目标物与所述第二目标物不同。

10.如权利要求1所述的生物感测芯片，其特征在于，所述第一目标物可以是细菌及该第二目标物可以是病毒。

技术总结
一种生物感测芯片，包括：基板及至少两个感测单元在基板上，且两个感测单元分别与基板电性连接，于其中一个感测单元上具有多个生物探针及于另一个感测单元上没有生物探针，当具有目标物的待测样品分别与两个感测单元接触之后，在其中一个感测单元的多个生物探针用以捕捉在待测样品中的目标物，使得其中一个感测单元产生电压变化而产生可量测的讯号变化，以及在另一个感测单元作为阴性对照组(negative control)，藉由阴性对照及讯号变化得到在待测样品内的目标物的浓度或是数量。

技术研发人员：高熹腾,郑采和
受保护的技术使用者：凌阳科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15