[发明专利]生物芯片及其制造方法、操作方法、生物检测系统

说明书

一种生物芯片及其制造方法、操作方法、生物检测系统，该生物芯片包括衬底基板和多个工作单元。多个工作单元设置在所述衬底基板上，每个所述工作单元包括用于与对象物质接触的工作电极，所述工作电极包括金属电极和形成在所述金属电极表面的电场可控表面修饰层。该生物芯片可以实现基因片段的固定位置可控化，能够改善相互之间的荧光串扰等问题，并且兼容半导体制备工艺，生产成本低，有助于提高检测精确度和检测通量。

技术领域

本公开的实施例涉及一种生物芯片及其制造方法、操作方法、生物检测系统。

背景技术

随着人类基因组(测序)计划(Human genome project)的逐步实施以及分子生物学相关学科的发展，越来越多的动植物、微生物基因组序列得以测定，基因序列数据正在以前所未有的速度迅速增长。在相关技术的发展驱动下，基因芯片技术应运而生。基因芯片技术是指通过微阵列技术将高密度的基因(DNA)片段通过一定的方式以一定的顺序或排列方式使其附着在玻璃片等固相表面，以荧光标记的DNA探针，通过碱基互补杂交原理，进行大量的基因表达及监测等方面研究的一种技术。

发明内容

本公开至少一个实施例提供一种生物芯片，包括：衬底基板；多个工作单元，设置在所述衬底基板上；其中，每个所述工作单元包括用于与对象物质接触的工作电极，所述工作电极包括金属电极和形成在所述金属电极表面的电场可控表面修饰层。

例如，在本公开一实施例提供的生物芯片中，所述电场可控表面修饰层包括电场可控异构化有机分子，所述电场可控异构化有机分子的端部连接到所述金属电极表面。

例如，在本公开一实施例提供的生物芯片中，所述电场可控异构化有机分子包括硫代醇酸或硫代醇酸衍生物分子，所述硫代醇酸或硫代醇酸衍生物分子通过端部的巯基连接到所述金属电极表面。

例如，在本公开一实施例提供的生物芯片中，所述金属电极的材料包括金或银。

例如，在本公开一实施例提供的生物芯片还包括设置在所述衬底基板上的流道界定层，其中，所述流道界定层包括流道，所述多个工作单元沿所述流道分布，以允许包括所述对象物质的流体经所述流道到达所述多个工作单元至少之一。

例如，在本公开一实施例提供的生物芯片中，所述流道包括相对设置的侧壁，所述相对设置的侧壁构成多个支路，所述多个支路呈十字交叉且在交叉点处连通。

例如，在本公开一实施例提供的生物芯片中，每个所述工作单元还包括开关元件，所述开关元件包括控制端、第一端和第二端，所述工作电极与所述开关元件的第二端电连接，所述开关元件配置为根据控制信号确定是否允许对所述工作电极施加工作电压。

例如，在本公开一实施例提供的生物芯片中，所述衬底基板为玻璃基板。

例如，在本公开一实施例提供的生物芯片中，所述对象物质包括基因片段，所述基因片段固定在所述工作电极上。

例如，在本公开一实施例提供的生物芯片中，所述基因片段的端部包括巯基、氨基、羟基、羧基、磷酸酯基、烷氧基、胺基、含氟基团、季胺基、季磷基中的一种或多种。

例如，在本公开一实施例提供的生物芯片还包括对置基板，其中，所述对置基板与所述衬底基板相对设置，所述工作单元位于所述对置基板和所述衬底基板之间。

例如，在本公开一实施例提供的生物芯片还包括对置电极，其中，所述对置电极设置在所述对置基板与所述衬底基板相对的表面上且与所述工作单元相对。

本公开至少一个实施例还提供一种生物检测系统，包括本公开任一实施例所述的生物芯片，以及还包括控制单元，其中，所述控制单元配置为对所述生物芯片的多个工作单元施加控制信号。