微流控器件及制作方法、生物分子数量检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种微流控器件及制作方法、生物分子数量检测方法及系统，包括玻璃衬底；形成在玻璃衬底上的多个第一金属条；覆盖多个第一金属条的光刻胶体；形成在光刻胶体中的流道空腔；形成在光刻胶体上的多个第二金属条，其中第一金属条的首端和尾端与相邻的第二金属条的首端和尾端电连接从而多个第一金属条和第二金属条围绕流道空腔构成空心电感结构。本发明专利技术通过在空心电感内腔修饰抗原/抗体对目标分子进行捕获，并通过修饰磁性颗粒的抗原/抗体分子进行标记，通过在电感内腔的抗原/抗体携带的磁性颗粒引起的电感值变化来测量目标分子的数量，无需荧光显微镜等大型设备，便携性和实用性高，测试成本低，并且拆卸维护方便。

Microfluidic Devices and Fabrication Methods, Biomolecular Quantity Detection Method and System

【技术实现步骤摘要】
微流控器件及制作方法、生物分子数量检测方法及系统
本专利技术涉及生物检测领域。更具体地，涉及一种微流控器件及制作方法、生物分子数量检测方法及系统。
技术介绍
使用微流控器件对生物目标分子数量/浓度进行分析已经成为现代医学常用的分析手段。但是常见的微流控器件完成标定后通常采用光学测试的方法进行数量表征，需要涉及荧光显微镜等大型设备，导致器件的便携性/使用的方便性等降低，同时测试设备的成本居高不下，不便于长期维护。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微流控器件及制作方法、生物分子数量检测方法及系统，通过半导体工艺制备空心螺线管电感，通过表征标记在电感内腔的抗原/抗体携带的磁性颗粒引起的电感值变化来测量目标分子的数量。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种微流控器件，包括玻璃衬底；形成在所述玻璃衬底上的沿第一方向排列的多个第一金属条；沿所述第一方向延伸的光刻胶体，覆盖所述多个第一金属条，露出每个第一金属条的首端和尾端；形成在所述光刻胶体中沿所述第一方向延伸的流道空腔；形成在所述光刻胶体上的沿所述第一方向排列的多个第二金属条，所述第二金属条沿所述光刻胶体侧壁向所述玻璃衬底方向延伸形成各自的首端和尾端，其中相邻第一金属条的首端和尾端通过一个第二金属条的首端和尾端电连接从而所述多个第一金属条和第二金属条围绕流道空腔构成空心电感结构；形成在所述光刻胶体的沿所述第一方向的两端的进液口和出液口，与所述流道空腔液体连通。进一步的，第1个第二金属条的首端作为所述空心电感结构的第一电极，第n个第二金属条的尾端与第n个第一金属条的首端电连接，第n个第一金属条的尾端与第(n+1)个第二金属条的首端电连接，所述第N个第二金属条的尾端与所述第N个第一金属条的首端电连接，所述第N个第一金属条的尾端作为所述空心电感结构的第二电极，其中，N、n为自然数，且1≤n≤N-1。进一步的，所述多个第一金属条均沿第二方向延伸；所述多个第二金属条均沿第三方向延伸，其中所述第二方向和第三方向夹角为锐角。本专利技术的一个实施例还提供了一种微流控器件的制作方法，包括：在玻璃衬底上形成沿第一方向排列的多个彼此电绝缘的第一金属条；形成沿所述第一方向延伸的光刻胶体，覆盖所述多个第一金属条，露出每个第一金属条的首端和尾端；对所述光刻胶体中预形成流道空腔的位置进行曝光；形成牺牲胶体，覆盖所述光刻胶体和露出的每个第一金属条的首端和尾端；对覆盖每个第一金属条的首端和尾端位置处的牺牲胶体以及所述光刻胶体的沿所述第一方向的两端预形成进液口和出液口位置处的牺牲胶体进行曝光显影，以露出每个第一金属条的首端和尾端并形成进液口和出液口；在所述牺牲胶体上形成沿所述第一方向排列的多个彼此电绝缘的第二金属条，所述第二金属条沿所述牺牲胶体侧壁向所述玻璃衬底方向延伸形成各自的首端和尾端，所述第二金属条的首端和尾端与延伸到的对应第一金属条的首端和尾端电连接；对经过曝光的预形成流道空腔的位置处的光刻胶体进行显影，以形成沿所述第一方向延伸的流道空腔，其中所述多个第一金属条和第二金属条围绕流道空腔构成空心电感结构。进一步的，对所述光刻胶体和牺牲胶体采用不同显影液进行显影。本专利技术的另一个实施例还提供了一种微流控器件的制作方法，包括：在玻璃衬底上形成沿第一方向排列的多个彼此电绝缘的第一金属条；形成沿所述第一方向延伸的光刻胶体，覆盖所述多个第一金属条，露出每个第一金属条的首端和尾端；对所述光刻胶体中预形成流道空腔的位置进行曝光显影，形成沿所述第一方向延伸的流道空腔；在所述流道空腔中形成图案化金属膜；形成牺牲胶体，覆盖所述光刻胶体和露出的每个第一金属条的首端和尾端；对覆盖每个第一金属条的首端和尾端位置处的牺牲胶体以及所述光刻胶体的沿所述第一方向的两端预形成进液口和出液口位置处的牺牲胶体进行曝光显影，以露出每个第一金属条的首端和尾端并形成进液口和出液口；在所述牺牲胶体上形成沿所述第一方向排列的多个彼此电绝缘的第二金属条，所述第二金属条沿所述光刻胶体侧壁向所述玻璃衬底方向延伸形成各自的首端和尾端，所述第二金属条的首端和尾端与延伸到的对应第一金属条的首端和尾端电连接，其中所述多个第一金属条和第二金属条围绕流道空腔构成空心电感结构。进一步的，对所述光刻胶体和牺牲胶体采用不同显影液进行显影。本专利技术的一个实施例还提供了一种生物分子数量检测系统，包括：控制器；信号源；电压表；可变电容器；如上述的微流控器件，其中微流控器件的空心电感的第一电极与可变电容器的第一电极电连接，空心电感的第二电极与可变电容器的第二电极电连接；所述控制器用于调整所述信号源频率以使得所述空心电感和可变电容器谐振；所述电压表用于通过显示的可变电容器的第一电极和第二电极间的电压值判断是否达到谐振。进一步的，所述可变电容器制作在柔性印刷电路板上。本专利技术的一个实施例还提供了一种利用上述系统进行生物分子数量检测的方法，包括：在所述流道空腔中修饰抗原或抗体，其中所述抗原或抗体带有磁性量子点标志物；通过调整所述信号源频率以使得所述空心电感和可变电容器谐振；将包含目标物质的待测液体从所述进液口进入所述流道空腔并从出液口流出，从而导致所述电感的电感值改变；调整所述可变电容器的电容值以使得所述空心电感和可变电容器再次谐振；根据调整后的电容值和再次谐振的频率得到改变后的所述电感值；根据所述电感值得到所述目标物质的数量。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述技术方案通过多次曝光，牺牲层释放等手段，在玻璃基板上通过半导体工艺制备空心螺线管电感。在电感内腔修饰抗原/抗体对目标分子进行捕获，并通过修饰磁性颗粒的抗原/抗体分子进行标记。通过表征标记在电感内腔的抗原/抗体携带的磁性颗粒引起的电感值变化来测量目标分子的数量，无需荧光显微镜等大型设备，便携性和实用性高，测试成本低，并且拆卸维护方便。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明；图1为本专利技术的一个实施例中一种微流控器件结构俯视图和对应的主视剖面图；图2为本专利技术的一个实施例中一种微流控器件制作流程示意图；图3为本专利技术的一个实施例中一种生物分子数量检测系统电路图；图4为本专利技术的一个实施例中一种生物分子数量检测系统结构示意图；图5为本专利技术的一个实施例中一种生物分子数量检测方法示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。如图1所示，为本专利技术一个实施例公开的一种微流控器件结构俯视图和对应的主视剖面图(上图为俯视图，下图为位置对应的主视剖面图)，包括玻璃衬底(图中未示出)；形成在所述玻璃衬底上的沿第一方向排列的多个第一金属条1；沿所述第一方向延伸的光刻胶体2，覆盖所述多个第一金属条1，露出每个第一金属条1的首端和尾端；形成在所述光刻胶体2中沿所述第一方向延伸的流道空腔3；形成在所述光刻胶体2上的沿所述第一方向排列的多个第二金属条6，所述第二金属条沿所述光刻胶体2侧壁向所述玻璃衬底方向延伸形成各自的首端和尾端，其中相邻第一金属条1的首端和尾端通过一个第二金属条6的首端和尾端电连接从而所述多个第一金属条1和第二金属条6围绕流道空腔构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控器件，其特征在于，包括玻璃衬底；形成在所述玻璃衬底上的沿第一方向排列的多个第一金属条；沿所述第一方向延伸的光刻胶体，覆盖所述多个第一金属条，露出每个第一金属条的首端和尾端；形成在所述光刻胶体中沿所述第一方向延伸的流道空腔；形成在所述光刻胶体上的沿所述第一方向排列的多个第二金属条，所述第二金属条沿所述光刻胶体侧壁向所述玻璃衬底方向延伸形成各自的首端和尾端，其中相邻第一金属条的首端和尾端通过一个第二金属条的首端和尾端电连接从而所述多个第一金属条和第二金属条围绕流道空腔构成空心电感结构；形成在所述光刻胶体的沿所述第一方向的两端的进液口和出液口，与所述流道空腔液体连通。

【技术特征摘要】
1.一种微流控器件，其特征在于，包括玻璃衬底；形成在所述玻璃衬底上的沿第一方向排列的多个第一金属条；沿所述第一方向延伸的光刻胶体，覆盖所述多个第一金属条，露出每个第一金属条的首端和尾端；形成在所述光刻胶体中沿所述第一方向延伸的流道空腔；形成在所述光刻胶体上的沿所述第一方向排列的多个第二金属条，所述第二金属条沿所述光刻胶体侧壁向所述玻璃衬底方向延伸形成各自的首端和尾端，其中相邻第一金属条的首端和尾端通过一个第二金属条的首端和尾端电连接从而所述多个第一金属条和第二金属条围绕流道空腔构成空心电感结构；形成在所述光刻胶体的沿所述第一方向的两端的进液口和出液口，与所述流道空腔液体连通。2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，第1个第二金属条的首端作为所述空心电感结构的第一电极，第n个第二金属条的尾端与第n个第一金属条的首端电连接，第n个第一金属条的尾端与第(n+1)个第二金属条的首端电连接，所述第N个第二金属条的尾端与所述第N个第一金属条的首端电连接，所述第N个第一金属条的尾端作为所述空心电感结构的第二电极,其中，N、n为自然数，且1≤n≤N-1。3.根据权利要求1或2所述的器件，其特征在于，所述多个第一金属条均沿第二方向延伸；所述多个第二金属条均沿第三方向延伸，其中所述第二方向和第三方向夹角为锐角。4.一种微流控器件的制作方法，其特征在于，包括：在玻璃衬底上形成沿第一方向排列的多个彼此电绝缘的第一金属条；形成沿所述第一方向延伸的光刻胶体，覆盖所述多个第一金属条，露出每个第一金属条的首端和尾端；对所述光刻胶体中预形成流道空腔的位置进行曝光；形成牺牲胶体，覆盖所述光刻胶体和露出的每个第一金属条的首端和尾端；对覆盖每个第一金属条的首端和尾端位置处的牺牲胶体以及所述光刻胶体的沿所述第一方向的两端预形成进液口和出液口位置处的牺牲胶体进行曝光显影，以露出每个第一金属条的首端和尾端并形成进液口和出液口；在所述牺牲胶体上形成沿所述第一方向排列的多个彼此电绝缘的第二金属条，所述第二金属条沿所述牺牲胶体侧壁向所述玻璃衬底方向延伸形成各自的首端和尾端，所述第二金属条的首端和尾端与延伸到的对应第一金属条的首端和尾端电连接；对经过曝光的预形成流道空腔的位置处的光刻胶体进行显影，以形成沿所述第一方向延伸的流道空腔，其中所述多个第一金属条和第二金属条围绕流道空腔构成空心电感...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙拓，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11