生物检测芯片、生物检测装置及其检测方法制造方法及图纸

一种生物检测芯片、生物检测装置及其检测方法。该生物检测芯片包括第一衬底基板；多个检测单元，沿行方向和列方向阵列设置在第一衬底基板上，各检测单元包括薄膜晶体管和电极，薄膜晶体管设置在第一衬底基板上且包括栅极、源极和漏极，电极设置在薄膜晶体管远离第一衬底基板的一侧且与漏极相连，电极被配置为承载待检测的生物材料。由此，该生物检测芯片可降低多个检测单元的走线的复杂程度，从而可增加多个检测单元的密度，进而可实现对待检测的生物材料(例如神经细胞)不同位置的电刺激和冲动检测的灵活控制。

Biological Detection Chip, Biological Detection Device and Detection Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物检测芯片、生物检测装置及其检测方法
本公开的实施例涉及一种生物检测芯片、生物检测装置及其检测方法。
技术介绍
微流控(Microfluidics)技术是一种可在微米尺度对流体进行操控或检测的技术。微流控技术具有将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米的芯片上的能力，从而可自动完成生化分析过程中的样品制备、反应、分离、检测等基本操作。微机电系统(MEMS)技术是在微电子、微机械加工基础上发展起来的新型学科，在生物检测领域发挥出越来越大的作用。神经细胞也叫神经元，是构成哺乳动物神经系统的基本结构和功能单元。从结构上讲，神经元分为细胞体(soma)和突起(neurite)两部分，其中突起又分为树突和轴突。树突多呈树状分支，它可接受刺激并将冲动传向胞体；轴突多呈细长状，且分支较少，它可实现冲动传导。通常，神经元包括一个至多个树突，但轴突只有一条。冲动在神经元之间的传递主要依靠突触，大量神经元通过突触互相接触，组成神经系统。通常，突触包括两层膜，分别称为突触前膜和突触后膜(厚度范围在7-10纳米)，突触前膜和突触后膜之间为突触间隙(20-30纳米)。当突触前神经元的冲动到达突触小体时，小泡内的递质从突触前膜释放出来，进入突触间隙，并作用于突触后膜。当化学作用效应超过一定阈值后，可引起突触后神经元发生兴奋或抑制反应，从而将冲动传递至突触后神经元。
技术实现思路
本公开实施例提供一种生物检测芯片、生物检测装置及其检测方法。该生物检测芯片包括第一衬底基板；多个检测单元，沿行方向和列方向阵列设置在第一衬底基板上，各检测单元包括薄膜晶体管和电极，薄膜晶体管设置在第一衬底基板上且包括栅极、源极和漏极，电极设置在薄膜晶体管远离第一衬底基板的一侧且与漏极相连，电极被配置为承载待检测的生物材料。由此，该生物检测芯片可降低多个检测单元的走线的复杂程度，从而可增加多个检测单元的密度，进而可实现对待检测的生物材料(例如神经细胞)不同位置的电刺激和冲动检测的灵活控制。另一方面，该生物检测芯片还可增大用于培养和检测待检测的生物材料的有效面积，并且可避免待检测的生物材料的电刺激过程对栅线和数据线的干扰。本公开至少一个实施例提供一种生物检测芯片，其包括：第一衬底基板；多个检测单元，沿行方向和列方向阵列设置在所述第一衬底基板上，各所述检测单元包括薄膜晶体管和电极，所述薄膜晶体管设置在第一衬底基板上且包括栅极、源极和漏极，所述电极设置在所述薄膜晶体管远离所述第一衬底基板的一侧且与所述漏极相连，所述电极被配置为承载待检测的生物材料。例如，本公开一实施例提供的生物检测芯片还包括：多条栅线；以及多条数据线，与所述多条栅线交叉设置，各所述栅线与同属一行的所述检测单元的所述栅极相连且同层设置，各所述数据线与同属一列的所述检测单元的所述源极相连且同层设置。例如，在本公开一实施例提供的生物检测芯片中，所述多个检测单元包括刺激单元和接收单元，所述刺激单元被配置为施加刺激电压，所述接收单元被配置为接收电生理信号。例如，在本公开一实施例提供的生物检测芯片中，在所述行方向上，所述刺激单元和所述接收单元交替设置，相邻的一个所述刺激单元和一个所述接收单元关于所述相邻的一个所述刺激单元和一个所述接收单元之间的分隔线呈轴对称。例如，在本公开一实施例提供的生物检测芯片中，在所述列方向上，所述刺激单元和所述接收单元交替设置，两个所述刺激单元和两个所述接收单元组成一个检测点，在所述检测点中，两个所述刺激单元在所述衬底基板上的正投影和两个所述接收单元在所述衬底基板上的正投影组成一个2*2的矩阵。例如，在本公开一实施例提供的生物检测芯片中，所述检测点在所述第一衬底基板上的正投影大致为矩形，所述矩形的边长范围为4-6微米。本公开至少一个实施例提供一种生物检测装置，其包括：上述任一项所述的生物检测芯片；以及对置基板，与所述生物检测芯片对盒设置，以在所述生物检测芯片和所述对置基板之间形成培养腔。例如，在本公开一实施例提供的生物检测装置中，所述对置基板包括：第二衬底基板；透气膜，位于所述第二衬底基板远离所述生物检测芯片的一侧；以及盖板，位于所述透气膜远离所述第二衬底基板的一侧，所述盖板与所述透气膜间隔设置以形成位于所述盖板和所述透气膜之间的气体通道，所述第二衬底基板上开设有通气孔，所述通气孔在所述第二衬底基板上的正投影位于所述气体通道在所述第二衬底基板上的正投影之内。例如，本公开一实施例提供的生物检测装置还包括：多个支撑件，位于所述生物检测芯片和所述对置基板之间且围绕所述多个检测单元，所述多个支撑件间隔设置以在相邻的所述支撑件之间形成与所述培养腔相连通的液体流道。例如，本公开一实施例提供的生物检测装置还包括：试剂模块，通过所述液体流道与所述培养腔相连通，所述试剂模块包括至少两个试剂存储池和试剂混合区，所述至少两个试剂存储池被配置为存储不同种类的检测试剂，所述试剂混合区被配置为将不同种类的检测试剂混合。例如，在本公开一实施例提供的生物检测装置中，所述试剂混合区还包括鱼骨混匀结构。本公开至少一个实施例还提供一种生物检测装置的生物检测方法，所述生物检测装置为上述的生物检测装置，所述生物检测方法包括：在所述生物检测芯片上的所述电极上培养待检测的生物材料，所述待检测的生物材料覆盖至少部分所述检测单元；将所述生物检测芯片和所述对置基板对盒；向所述培养腔通入检测试剂；以及利用被所述待检测的生物材料覆盖的所述检测单元检测所述检测试剂对所述待检测的生物材料的影响。例如，在本公开一实施例提供的生物检测方法中，所述对置基板包括：第二衬底基板；透气膜，位于所述第二衬底基板远离所述生物检测芯片的一侧；以及盖板，位于所述透气膜远离所述第二衬底基板的一侧，所述盖板与所述透气膜间隔设置以形成位于所述盖板和所述透气膜之间的气体通道，所述第二衬底基板上开设有通气孔，所述通气孔在所述第二衬底基板上的正投影位于所述气体通道在所述第二衬底基板上的正投影之内，所述生物检测方法还包括：向所述气体通道通入气体；以及利用被所述待检测的生物材料覆盖的所述检测单元检测所述气体对所述待检测的生物材料的影响。例如，在本公开一实施例提供的生物检测方法中，被所述待检测的生物材料覆盖的所述检测单元包括位于所述待检测的生物材料的刺激位置的第一检测点和位于所述待检测的生物材料的接收位置的第二检测点，所述利用被所述待检测的生物材料覆盖的所述检测单元检测所述检测试剂对所述待检测的生物材料的影响包括：利用所述第一检测点向所述待检测的生物材料的刺激位置施加电刺激；以及利用所述第二检测点接收所述待检测的生物材料的接收位置上的电生理信号，所述第一检测点包括至少一个所述检测单元，所述第二检测点包括至少一个所述检测单元。例如，在本公开一实施例提供的生物检测方法中，被所述待检测的生物材料覆盖的所述检测单元包括位于所述待检测的生物材料的刺激位置的第一检测点和位于所述待检测的生物材料的接收位置的第二检测点，利用被所述待检测的生物材料覆盖的所述检测单元检测所述气体对所述待检测的生物材料的影响包括：利用所述第一检测点向所述待检测的生物材料的刺激位置施加电刺激；以及利用所述第二检测点接收所述待检测的生物材料的接收位置上的电生理信号，所述第一检测点包括至少一个所述检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物检测芯片，包括：第一衬底基板；多个检测单元，沿行方向和列方向阵列设置在所述第一衬底基板上，其中，各所述检测单元包括薄膜晶体管和电极，所述薄膜晶体管设置在第一衬底基板上且包括栅极、源极和漏极，所述电极设置在所述薄膜晶体管远离所述第一衬底基板的一侧且与所述漏极相连，所述电极被配置为承载待检测的生物材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生物检测芯片，包括：第一衬底基板；多个检测单元，沿行方向和列方向阵列设置在所述第一衬底基板上，其中，各所述检测单元包括薄膜晶体管和电极，所述薄膜晶体管设置在第一衬底基板上且包括栅极、源极和漏极，所述电极设置在所述薄膜晶体管远离所述第一衬底基板的一侧且与所述漏极相连，所述电极被配置为承载待检测的生物材料。2.根据权利要求1所述的生物检测芯片，还包括：多条栅线；以及多条数据线，与所述多条栅线交叉设置，其中，各所述栅线与同属一行的所述检测单元的所述栅极相连且同层设置，各所述数据线与同属一列的所述检测单元的所述源极相连且同层设置。3.根据权利要求1所述的生物检测芯片，其中，所述多个检测单元包括刺激单元和接收单元，所述刺激单元被配置为施加刺激电压，所述接收单元被配置为接收电生理信号。4.根据权利要求3所述的生物检测芯片，其中，在所述行方向上，所述刺激单元和所述接收单元交替设置，相邻的一个所述刺激单元和一个所述接收单元关于所述相邻的一个所述刺激单元和一个所述接收单元之间的分隔线呈轴对称。5.根据权利要求4所述的生物检测芯片，其中，在所述列方向上，所述刺激单元和所述接收单元交替设置，两个所述刺激单元和两个所述接收单元组成一个检测点，在所述检测点中，两个所述刺激单元在所述衬底基板上的正投影和两个所述接收单元在所述衬底基板上的正投影组成一个2*2的矩阵。6.根据权利要求5所述的生物检测芯片，其中，所述检测点在所述第一衬底基板上的正投影大致为矩形，所述矩形的边长范围为4-6微米。7.一种生物检测装置，包括：根据权利要求1-6中任一项所述的生物检测芯片；以及对置基板，与所述生物检测芯片对盒设置，以在所述生物检测芯片和所述对置基板之间形成培养腔。8.根据权利要求7所述的生物检测装置，其中，所述对置基板包括：第二衬底基板；透气膜，位于所述第二衬底基板远离所述生物检测芯片的一侧；以及盖板，位于所述透气膜远离所述第二衬底基板的一侧，其中，所述盖板与所述透气膜间隔设置以形成位于所述盖板和所述透气膜之间的气体通道，所述第二衬底基板上开设有通气孔，所述通气孔在所述第二衬底基板上的正投影位于所述气体通道在所述第二衬底基板上的正投影之内。9.根据权利要求7或8所述的生物检测装置，还包括：多个支撑件，位于所述生物检测芯片和所述对置基板之间且围绕所述多个检测单元，其中，所述多个支撑件间隔设置以在相邻的所述支撑件之间形成与所述培养腔相连通的液体流道。10.根据权利要求7-9中任一项所述的生物检测装置，还包括：试剂模块，通过所述液体流道与所述培养腔相连通，其中，所述试剂模块包括至少两个试剂存储池和试剂混合区，所述至少两个试剂存储池被配置为存储不同种类的检测试剂，所述试剂混合区被配置为将不同种类的检测试剂混合。11.根据权利要求10所述的生物检测装置，其中，所述试剂混合区还包括鱼骨混匀结构。12.一种生物检测装置的生物检测方法，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚文亮，赵楠，蔡佩芝，庞凤春，耿越，古乐，肖月磊，廖辉，赵莹莹，樊博麟，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11