[发明专利]化学传感器、生物分子检测装置和生物分子检测方法

权利要求书

1.一种化学传感器，包括：

基板，在所述基板上形成有平面状配置的多个光电二极管；

在所述基板上层叠的光学层，在所述光学层内形成有将荧光引导到所述各光电二极管的波导；以及

在所述光学层上层叠的中间层，在所述中间层上针对每个波导形成有探针保持区域，所述探针保持区域能够保持探针材料。

2.根据权利要求1所述的化学传感器，其中

所述波导被具有光反射性的反射面包围。

3.根据权利要求2所述的化学传感器，其中

所述波导具有其直径从所述中间层侧到所述光电二极管侧逐渐减小的锥形形状。

4.根据权利要求2所述的化学传感器，其中

所述波导内形成有使激励光衰减并由使荧光透过的分光材料制成的分光滤波器。

5.根据权利要求4所述的化学传感器，其中

所述分光滤波器是使荧光的波长的一部分透过的滤色器。

6.根据权利要求5所述的化学传感器，其中

所述滤色器具有与在相邻的波导中形成的透过波长不同的透过波长。

7.根据权利要求2所述的化学传感器，其中

所述探针保持区域形成为具有对向于所述波导的大小。

8.根据权利要求7所述的化学传感器，其中

所述探针保持区域相对于所述波导的一部分形成。

9.根据权利要求2所述的化学传感器，还包括

在所述探针保持区域上形成的由生物分子粘合剂制成的粘合剂层。

10.根据权利要求9所述的化学传感器，还包括

探针材料层，所述探针材料层由粘附在所述粘合剂层上的探针材料制成。

11.根据权利要求10所述的化学传感器，其中

所述探针材料是DNA、RNA、蛋白质和抗原中的一种。

12.一种生物分子检测装置，包括：

化学传感器，所述化学传感器包括基板、在所述基板上层叠的光学层以及在所述光学层上层叠的中间层，在所述基板上形成有平面状配置的多个光电二极管，在所述光学层内形成有将荧光引导到所述各光电二极管的波导，在所述中间层上针对每个波导形成有探针保持区域，所述探针保持区域能够保持探针材料；以及

信号处理电路，所述信号处理电路处理所述化学传感器的所述各光电二极管的输出信号。

13.根据权利要求12所述的生物分子检测装置，其中

所述信号处理电路提取设置有所述探针保持区域的所述光电二极管和未设置所述探针保持区域的所述光电二极管的输出信号之间的差作为对应于荧光的信号。

14.根据权利要求12所述的生物分子检测装置，其中

所述信号处理电路将遮光的光电二极管的输出信号设定为参考信号。

15.一种生物分子检测方法，包括：

准备化学传感器，所述化学传感器包括基板、在所述基板上层叠的光学层以及在所述光学层上层叠的中间层，在所述基板上形成有平面状配置的多个光电二极管，在所述光学层内形成有将荧光引导到所述各光电二极管的波导，在所述中间层上针对每个波导形成有探针保持区域，所述探针保持区域能够保持探针材料；

在所述探针保持区域上形成由生物分子粘合剂制成的粘合剂层；

使不同的探针材料粘附在所述粘合剂层上以形成探针材料层；

使测量目标物质与所述探针材料层接触，以使所述测量目标物质中含有的靶材料与所述探针材料结合；

除去未与所述探针材料结合的测量目标物质；以及

利用所述光电二极管检测通过所述靶材料与所述探针材料的结合引起的荧光。

16.根据权利要求15所述的生物分子检测方法，其中

所述波导被具有光反射性的反射面包围，

所述波导内形成有使激励光衰减并由使荧光透过的分光材料制成的分光滤波器，以及

在检测荧光的步骤中，用利用倾斜入射光和环形照射光中的一种的激励光照射所述化学传感器。

17.根据权利要求16所述的生物分子检测方法，其中

在检测荧光的步骤中，预先荧光标记的所述探针材料和所述靶材料的相互作用引起的荧光的波长和亮度的变化由所述化学传感器检测。