[发明专利]一种集成生物传感器芯片

说明书

一种集成生物传感器芯片，包括：基板，其上包含通孔阵列；若干个电极针脚，插入基板的通孔；若干个电极镀层，镀于电极针脚的上端面，形成电极单元；若干个促电化学反应酶包被层，包被在电极镀层的上表面，依据待测物质的不同而不同，酶包被层用于促进待测物相关的电化学反应发生，产生电信号；培养隔离支架，贴合在基板上，在不覆盖电极镀层的情况下形成分隔腔室，每个分隔腔室中含有由两个以上电极单元组成的一个传感器单元；仿生组织单元，用于提供仿生组织及培养液环境。本发明的芯片可以同时实现多种生物信号在不同参数条件的实时测量，可以运用于高通量的药物筛选、病理研究和疗法研究，具备耗时短、响应快、高通量等优势。

技术领域

本发明涉及一种集成生物传感器芯片。

背景技术

在药物开发、病理研究和疗法研究的过程中，需要测量大量的代谢产物、给予复杂的外界刺激；实时的电化学测量检测方法相对于传统的免疫荧光染色等方法而言存在着测量准确、快速便捷的优势。

目前的生物传感器含针脚在内都是片式结构，面积大而单元少，很难实现多参数的同时测量，因此不能满足高通量的需求，限制了药物开发、病理研究和疗法研究的效率。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种集成生物传感器芯片，在一个小面积集成芯片上同时实现多种生物信号在不同参数条件的实时测量，具备耗时短、响应快、高通量、低成本等优势。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种集成生物传感器芯片，包括：

基板，其上包含通孔阵列，优选为PCB电极基板；

若干个电极针脚，插入所述基板的通孔，固定在所述基板中；

若干个电极镀层，镀于所述电极针脚的上端面，形成电极单元；

若干个促电化学反应酶包被层，包被在所述电极镀层的上表面，依据待测物质的不同而不同，所述酶包被层用于促进待测物相关的电化学反应发生，产生电信号，优选包括响应待测物浓度的电信号；

培养隔离支架，贴合在所述基板上，在不覆盖所述电极镀层的情况下形成分隔腔室，每个分隔腔室中含有由两个以上电极单元组成的一个传感器单元；

与所述传感器单元的数量相同的仿生组织单元，位于所述分隔腔室中，用于提供仿生组织及培养液环境，能够代谢产生待测产物，优选地，通过添加理化刺激，实现仿生组织单元的环境控制，模拟药物反应、疗法反应和病理反应。

进一步地：

所述通孔为沉头通孔，所述电极针脚与所述沉头通孔相适配，所述电极针脚的下部穿过所述沉头通孔的细孔端，所述电极针脚的上部固定在所述沉头通孔的粗孔端，优选地，孔的尺寸为粗端长度0.05～0.2mm、直径φ0.6～1mm，细端长度1～2mm、直径φ0.1～0.5mm。

所述传感器单元包括三个电极单元，分别为一个工作电极、一个对电极和一个参比电极，或者包括两个电极单元，分别为一个工作电极和一个对电极。

在所述工作电极上的所述电极镀层的材料为Au，在所述参比电极和所述对电极上的所述电极镀层的材料为Ag和AgCl。

所述沉头通孔阵列在横纵方向上等距设置，优选地，孔距为0.6～1mm。

所述电极针脚与所述通孔的配合方式为间隙配合，通过钎焊/热熔胶实现粘合，优选的，针脚细端长度超出细端孔的长度1～2mm。

所述电极镀层采用蒸镀，优选地，所述电极针脚的材料为镀金铜。

所述培养隔离支架通过增材制造的方法打印在所述基板上。