一种生物集成免疫芯片、电信号检出接口及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种生物集成免疫芯片、电信号检出接口及其制作方法。把在两块基片上的金属薄膜制成多个有一定形状、面积和间隔的电极、与各个电极相连接的引线和与各个引线相连接的外接测量端子。在电极上吸附有生物免疫抗体。吸附有生物免疫抗体的各个电极一一面对面、准确定位放置并封装在一个三面封闭、一面敞开的Ｕ字型墙壁构成的容器室内。采用挠性线路板与橡胶板组合成专用电信号检出接口。优点在于检测快速、准确。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供了一种生物集成免疫芯片、电信号检出接口及其制造技术。特别是提供了一种采用了镀膜技术和半导体集成电路制作技术中的匀胶、光刻、刻蚀工艺制作该生物集成免疫芯片的方法；提供了一种采用挠性线路板与柔性橡胶板组合成专用电信号检出接口的方法。现代医学告诉我们，许多恶性肿瘤都有一个从良性到恶性的转变过程。由于现有的许多医疗检测手段灵敏度较低，不能在肿瘤转变初期就作出正确诊断，因而错过了最有效的治疗时机，延误了病人的生命。而生物免疫芯片利用免疫学原理可以从病人发病的最初期，甚至是从疾病的形成阶段对人体的免疫状况作出判断，从而检测人体的各种疾病，尤其是象癌症、心血管疾病和糖尿病等一些疑难病症。生物免疫芯片检测的原理是利用某种疾病的抗原和与其相应抗体结合的唯一性，亦即不同种类的抗原(病毒、细菌、毒素等)与其相应抗体的结合过程具有特异性和排它性，来分析人体中与某种疾病相应的抗原的数量，从而对人体将产生某种疾病的可能性作出判断。目前生物免疫芯片制备的一个典型过程是首先在某种基片(如玻璃或硅片)上镀一层能吸附某种活化剂的薄膜材料(目前较常用的材料是金)，经过处理使之吸附一层生物分子活化剂，然后将要检测的各种疾病的抗体用化学方法吸附到活化层上，便构成生物免疫芯片。一般当生物免疫芯片用于临床时，假设与某种疾病相应的抗体已均匀地吸附在了芯片的活化层上，然后将被检人体的血液试样涂在芯片上，再检测芯片上是否有、有多少抗原与芯片上某种疾病的抗体相结合。芯片上抗体分布的均匀性和致密性直接影响到诊断结果的正确性。只有此项测量准确无误，才能对人体的健康状况作出正确判断，因此，生物免疫芯片技术的关键是①提高芯片上抗体分布的密度；②改善芯片上抗体分布的均匀性，③准确读出与抗体结合的抗原数。目前国际上广泛使用的生物免疫芯片检测技术主要有原子力显微镜(AFM)、化学发光、标致荧光和等离子体共振等方法。几种方法检测方式不同，各有其优点，但都存在一定的局限性。例如利用AFM，可以直观地观察到生物分子的形貌，但缺点是不仅仪器本身价格昂贵，而且检测速度受到很大限制。化学发光方法，由于所用发光材料的发光时间有限，很难检测准确。标致荧光方法是目前在生物免疫芯片检测中比较有效和被广泛应用的方法，它是基于对抗体进行某种荧光标志，从而通过检测荧光信号的强度来实现对抗原数量的检测。其优点是原理简单，检测手段比较直接。但其最大的缺点是不仅实现多种疾病的同时检测非常困难，而且由于对抗体进行荧光标志过程复杂，成本很高。等离子体共振方法的应用也受到检测速度和仪器成本的限制。本专利技术的目在于提供。实现快速、准确检测。本专利技术的构成1、生物集成免疫芯片由基片及在基片上生成的金属薄膜组成。基片可以采用非晶态材料或高分子材料，还可以采用金属氧化物陶瓷材料或半导体材料。金属薄膜可以是单质金属薄膜；也可以是合金金属薄膜；也可以是金属氧化物薄膜；还可以是金属多层膜。金属薄膜的厚度为20纳米——5000纳米。用半导体集成电路制作技术中的匀胶、光刻、刻蚀工艺把金属薄膜制成电极、与各个电极相连接的电极引线和与各个电极引线相连接的电极外接端子。使两块基片上的电极吸附上生物免疫抗体。把两块基片上吸附有生物免疫抗体的各个电极一一面对面、采用标记线定位放置并封装在一个三面封闭、一面敞开的U字型墙壁构成的容器室内，而电极外接测量端子位于容器室的外侧。从而制成生物集成免疫芯片。2、电信号检出接口由挠性线路板与柔性橡胶板组成。挠性线路板的一端制成与本专利技术的生物集成免疫芯片的电极外接端子的图形大小、数量和间距完全相对应的焊点电路图形。焊点为大小均匀、厚度相等的镀金层，镀金层厚度为0.02毫米——2毫米。挠性线路板的另一端通过引线拓宽到与通用多极插线端子相衔接的尺寸。在挠性线路板镀金焊点一侧的背面衬垫上一块柔性橡胶板。当对挠性线路板和柔性橡胶板均匀施加压力时，挠性线路板上的各个镀金焊点将同其相对应的电极外接测量端子保持良好的接触导通。从而制成电信号检出接口。3、制作上述生物集成免疫芯片的方法由选择基片、在基片上制备金属薄膜、电极和与各个电极相连接的电极引线及与各个电极引线相连接的电极外接端子的成形、在金属电极上吸附生物免疫抗体、制作一个包含有全部吸附有生物免疫抗体的电极的容器室。具体工艺过程为选择基片→制备金属薄膜→成形→吸附生物免疫抗体→制作容器室。(1)选择基片基片可以是生物载玻片，普通玻璃，二氧化硅等非晶态材料；也可以是塑料，聚四合物等高分子材料；也可以是氧化锌，钛酸钡，钛酸铅，钛酸锆酸铅(PZT)等金属氧化物陶瓷材料；还可以是硅，砷化镓等半导体材料。(2)制备金属薄膜在基片上用物理沉积或化学沉积的方法镀上20纳米——5000纳米厚的金属薄膜。可采用真空沉积法、直流/射频等离子体磁控溅射法、电子束真空沉积法、激光融化法、离子束溅射法、分子束外延生长法等物理沉积法或金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)、溶胶-凝胶法(Sol-Gel)、金属有机物分解法(MOD)等化学沉积的方法，在上述基片上镀金属薄膜。所沉积的金属薄膜可以是Au，Al，Pt，Ir，Cu，Ag，Ni，Co，Fe等单质金属薄膜；也可以是AuCu，NiCo，NiFe，PtCu，CuAg等合金金属薄膜；也可以是二氧化铱(IrO2)，二氧化钌(RuO2)等金属氧化物薄膜；还可以是Au/Cr，Au/Al，Au/Ti等金属多层膜。(3)成形工艺采用上述镀膜技术制成各种金属薄膜后，用半导体集成电路制作技术中的匀胶、光刻、刻蚀工艺把金属薄膜制成电极、与各个电极相连接的电极引线和与各个电极引线相连接的电极外接端子。刻蚀成形方法，如离子刻蚀法，化学侵蚀法，激光刻蚀法，模具成型法，掩膜法等。(4)吸附生物免疫抗体利用生物活化技术对采用上述成型工艺制成的电极进行表面活化处理，在电极上吸附一层活化物质，然后将要检测的各种疾病的生物免疫抗体用化学方法吸附到活化层上。(5)制作容器室把两块基片上吸附有生物免疫抗体的各个电极一一面对面、采用标记线定位放置并封装在一个三面封闭、一面敞开的U字型墙壁构成的容器室内，而电极外接测量端子位于容器室的外侧，从而制成生物集成免疫芯片。制作容器室的U字型墙壁的封装材料可以是环氧树脂，也可以是塑料、聚四合物和橡胶材料等。两块基片间的距离从0.05毫米——10毫米。4、制作前述电信号检出接口的方法如下挠性线路板的一端制成与本专利技术的生物集成免疫芯片的电极外接测量端子的图形大小、数量和间距完全相对应的焊点电路图形。焊点为大小均匀、厚度相等的镀金层，镀金层厚度为0.05毫米——2毫米。挠性线路板的另一端通过引线拓宽到与通用多极插线端子相衔接的尺寸。在挠性线路板镀金焊点一侧的背面衬垫上一块柔性橡胶板。当对挠性线路板和柔性橡胶板均匀施加压力时，挠性线路板上的各个镀金焊点将同其相对应的电极外接测量端子保持良好的接触导通。从而制成电信号检出接口。上述的电信号检出接口中，挠性线路板上的焊点镀层材料除了采用金以外，还可以采用银、铜、铝、镍、焊锡等材料。或者上述的电信号检出接口中，挠性线路板上的各个镀金焊点也可以用同电极外接测量端子相同数量的内置微型弹簧的压线端子代替。本专利技术的优点在于检测方法与目前使用的生物免疫芯片的检测方法相比，具有检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物集成免疫芯片，其特征在于：在基片（２、２′）上制备金属薄膜，用半导体集成电路制作技术中的匀胶、光刻、刻蚀工艺把金属薄膜制成电极、与各个电极相连接的电极引线及与各个电极引线相连接的电极外接端子；使基片（２、２′）上的电极吸附上生物免疫抗体；把基片（２、２′）上吸附有生物免疫抗体的各个电极一一面对面、采用标记线定位放置并封装在一个三面封闭、一面敞开的Ｕ字型墙壁构成的容器室内，而电极外接测量端子位于容器室的外侧；从而制成生物集成免疫芯片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：田跃，潘礼庆，鲁武军，周怀安，胡庚熙，邱宏，黄筱玲，王凤平，吴平，
申请(专利权)人：北京科大天宇微电子材料技术开发有限公司，上海数康生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]