疾病检测仪制造技术

特别的，本发明专利技术提供了一种疾病检测的仪器，包含生物样品输送系统，检测器件和探测器件。所述检测器件和探测器件包含一种微型器件，支持微型器件的衬底，接触待测生物样品的微型器件，能够测量生物材料在微观尺度的电学、磁学、电磁学、热学、光学、声学、生物学、化学或力学性质。

【技术实现步骤摘要】
疾病检测仪相关的专利申请本申请是中国专利201180041957.5(母案)的分案申请，母案专利为国际申请日为2011年6月30日的PCT国际申请(国际申请号：PCT/US2011/042637)的中国国家阶段案件，其专利技术创造名称为疾病检测仪。该专利申请要求以下美国专利申请的优先权，2010年6月30日提交的第61/360,041号；2010年10月5日提交的61/389,960号；2011年1月7日提交的61/430,641号；2011年3月24日提交的61/467,097；2011年6月20日提交的61/498,954；本专利包含所引用的上述专利的全部内容。对于许多高发病率，高死亡率的重大疾病，包括癌症和心脏疾病，早期准确诊断是非常困难的。目前的疾病诊断技术通常依赖于宏观数据和信息，如体温、血压、身体扫描图像。现在用于检测癌症等重大疾病的常用仪器大多是基于图像技术的设备，包括X射线，CT扫描和核磁共振(NMR)成像技术。这些仪器在一定程度上对于疾病诊断是有帮助的，但是他们大多不能在发病早期(如癌症)提供准确的，完全安全的，并符合成本效益的诊断。此外，许多现有的诊断技术及相关设备是侵入性的，有时不容易获得，尤其是在偏远地区或农村地区。即使最近出现了DNA检测也不能对多种疾病进行快速的、可靠的、准确的、低成本的诊断。今年来，人们在将纳米技术应用于多种生物领域方面做了诸多努力，大量的工作集中在疾病检测领域中基因图谱及其微小变化。例如，Pantel等人讨论了利用微机电系统传感器(MEMS)在体外检测血液和骨髓内的癌细胞的方法(详见《自然评论》2008，8，329KlausPantel等人)；Kubena等人在美国专利6,922,118提到利用MEMS检测生物药剂；Weissman等人在美国专利6,330,885中提到的利用MEMS传感器检测生物物质的增生。然而，迄今为止，上述技术大多仅限于使用功能有限，结构简单的系统进行传感和感应，缺乏敏感性和特异性。此外，一些利用纳米粒子和生物方法诊断疾病的技术功能有限，往往需要复杂的样品制备程序(如使用化学或生物标志物)，数据解释的困难，过多地依赖于视觉和色彩的变化，这些使得它们不适合用于如癌症等重大疾病的早期检测。需要新的方法克服这些缺点，并且能够进行更高精度，更高特异性，更高效率，非入侵性的，快速的疾病早期检测，同时使成本降低。本专利技术涉及一类集成了多种微器件或功能的具有创新性的疾病检测仪器，能够在体内或体外，对单一细胞、单一的生物分子(例如，DNA、RNA或蛋白质)、单一的生物体(例如，一个单一的病毒)或其他的足够小的单元或基本的生物成分。制造该检测仪可使用最先进的微型器件制造技术和新工艺，如集成电路制造技术。本文中“疾病检测仪器”、“疾病检测器件”、“集成了多个微器件的装置”或任何其他类似的术语具有相同的含义。本专利技术涉及的检测仪含有多个微型器件，可检测的生物样品的多个参数。该疾病检测仪能够进行疾病早期检测，具有高度的敏感性，特异性，便利性(如设备尺寸小)，并且速度快，成本低。检测仪的一个关键组成部分是一系列微器件，使用新颖工艺加工的微器件在性能上优于传统仪器和技术，检测灵敏度高，特异性好，速度快。可用于制备本文所述微器件的技术包括但并不限于机械，化学，物理化学，化学机械，生物物理，生物物理机械，机电，生物电机械，微电机械，电学，化学机械，生物电化学机械，纳米制造技术，集成电路和半导体的制造技术和工艺。相关技术的说明详见R.Zaouk等人的《微细加工技术》，微流控技术，2006年Humana出版社；(Geschke，Klank&Telleman，eds.)，JohnWiley&Sons的《片上实验室微系统工程》2004年第一版。微型设备的功能至少包括传感，检测，测量，诊断，监测，疾病的诊断和分析。检测仪集成了多个微器件，能够使检测仪更加先进和复杂，进一步提高检测的灵敏度、特异性、速度和功能、能够检测一种或多种不同参数。检测仪包括很多可选器件，他们能够对从每个探针获得的信号进行寻址、控制、偏置、接收、放大或存储。这些器件可以是一个中央控制单元，包括一个控制电路、一个寻址单元、一个放大器电路、逻辑处理电路、存储单元、一个特殊应用芯片、信号传输器、信号接收器或传感器。具体而言，本专利技术提供了用于检测疾病的仪器，每一个仪器包括第一微器件和支承第一微器件的第一衬底，第一微器件接触被测生物样品，在微观水平测量生物样品的电学、磁学、电磁学、热学、光学、声学、生物学、化学、电气机械电化学、电学、化学机械、生化、生物力学、生物电机械、生物电化学、生物电化学机械、物理或机械属性。该仪器可以进一步任选地包括一个用于读取测量数据的器件。在某些实例中，被测生物样品与无疾病样品在某些属性上的差异在发病早期是可以表征出来的。在一些其它实例中，电特性是指表面电荷，表面电势，电信号的振荡(例如，离子振荡、脉冲电场、脉冲的表面电荷、脉冲电压)、电场、电场分布、电荷分布或阻抗；热学性质是温度；化学性质是pH值，离子强度，健接强度；物理性质是密度；机械性质是指硬度、剪切强度、拉伸强度、断裂应力、粘附性、弹性或密度。其他一些具体实例中，每个检测仪器至少包括一个或多个微器件。同时每个微器件包括导电材料，电气绝缘材料和半导体材料；每个微器件包含相同或不同的材料，可以在相同或不同的时间测量相同或不同的属性。这些微器件在衬底上至少间隔10埃。集成于疾病检测仪内的多个微器件可以按一定顺序或者同时对生物体的参数进行宏观或微观检测。有时，带有多个微器件的检测仪，其内部有些微器件能够做为探测器件来干扰生物样品，触发响应，同时，另外一些微器件能够作为检测器件用以检测生物样品的响应。在某些实例中，每个微器件的尺寸范围从1埃到5毫米不等(例如从到1毫米)。检测仪包括一个或多个衬底用于放置微器件。每个衬底包括相同或不同的材料(例如导体和绝缘体)，可以是相同或不同的形状(例如可以是平板状，管状)，每个衬底可以是两维或三维状。为了进一步改善测量灵敏度，特异性，速度快，样本大小，并降低成本和尺寸可以选择缸状、板状或任何其他所需的形状和配置。用于检测仪的微器件，采用了新颖的设计，增强了测试灵敏度，微器件安装在两个基板上，两个基板中间留有一定空隙让样品通过，样品用于快速的疾病检测，微器件可以与样品平行的进行细胞，DNA或其他特定物质的检测。尽量使基板最大化，以放置更多的微器件，提高检测效率和速度。基板上微器件的尺寸可以和细胞，DNA及其它被测样品的线度相匹配。另一种新颖的配置方式是，将带有微器件的检测仪做成圆筒形，微器件的探针在圆筒的内表面，被测样品(例如血液或淋巴液)在圆筒内部流过。另一种新颖的配置方式是，将带有微器件的检测仪做成方筒形，微器件的探针在方筒的内表面，被测样品(例如血液)在方筒内部流过。另一方面，本专利技术涉及的用于检测生物体疾病的检测仪包括用于传输被测生物样品的样品输运系统和用于检测生物样品的检测器件。被检生物样品的属性与标准生物样品的差异可作为判断可能发生疾病的指标。探测器件包含第一微器件以及一个支撑其的基底，此微器件探触被检生物样本，并可以在微观水平下测量生物样本的如下性质包括、电学、磁学、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测生物样本中疾病的装置，包括由一方法制造的检测器件和通道或腔室，该方法包括：提供一个衬底；选择性图形化衬底以形成至少一个凹陷区域；将材料A淀积至衬底上以覆盖至少衬底上选择的凹陷区域；将材料A平坦化以去除衬底上至少部分材料A，并在选择的凹陷区域保留材料A；将材料B淀积至材料A上及选择性地淀积至衬底上的凹陷区域；将材料B图形化以形成至少一个凹陷区域；将材料X淀积至材料B上以覆盖材料B及其凹陷区域；将材料X图形化以在材料B凹陷区域上形成至少一个比材料B凹陷区域小的通孔；通过湿法刻蚀、等离子刻蚀、或活气相刻蚀去除至少部分材料B与部分材料A，以在材料X和衬底或材料A间形成通道或腔室；及淀积材料Y以密封材料X上的至少一个小通孔。

【技术特征摘要】
2010.06.30 US 61/360,041;2010.10.05 US 61/389,960;1.一种检测生物样本中疾病的装置，包括由一方法制造的检测器件，该方法包括：提供一个衬底；选择性图形化衬底以形成至少一个凹陷区域；将材料A淀积至衬底上以覆盖至少衬底上选择的凹陷区域；将材料A平坦化以去除衬底上至少部分材料A，并在选择的凹陷区域保留材料A；将材料B淀积至材料A上及选择性地淀积至衬底上的凹陷区域；将材料B图形化以形成至少一个凹陷区域；将材料X淀积至材料B上以覆盖材料B及其凹陷区域；将材料X图形化以在材料B凹陷区域上形成至少一个比材料B凹陷区域小的通孔；通过湿法刻蚀、等离子刻蚀、或活气相刻蚀去除至少部分材料B与部分材料A，以在材料X和衬底或材料A间形成通道或腔室；及淀积材料Y以密封材料X上的至少一个小通孔。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的检测器件能够测量生物样本在微观水平下的物理学的性质。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所有的凹陷区域有重叠。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的凹陷区域有重叠；材料A包括电绝缘材料；且材料B包括导电材料、压电材料、半导体材料、热敏材料、光学材料、压敏材料、离子发射敏感材料或以上的任意组合。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述方法进而包括：材料B图形化后，且材料X淀积之前，淀积材料C至材料B上以至少覆盖材料B上凹陷区域；选择性的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞昌，杜学东，俞和，
申请(专利权)人：安派科生物医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：维尔京群岛;VG