CN115651821A - 一种分子检测单元、芯片以及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分子检测单元、芯片以及制备方法，其中的分子检测单元包括：单孔储液腔、液体电阻流道、缓冲液流道、感测电极、基底、第一结构层、第二结构层和样品流道；第一结构层设置在基底的顶部；单孔储液腔和缓冲液流道设置在第一结构层中且相互独立；液体电阻流道设置在第一结构层中，两端分别与单孔储液腔和缓冲液流道连通；第二结构层设置在第一结构层的顶部，覆盖在缓冲液流道的顶部；样品流道与单孔储液腔连通；感测电极设置在基底中；感测电极的一端与单孔储液腔连接。应用本发明可以提高基于电压测序方法的芯片制作效率，提升纳米孔测序器件通量。

Description

一种分子检测单元、芯片以及制备方法

技术领域

本申请涉及生物检测技术领域，尤其涉及一种分子检测单元、芯片以及制备方法。

背景技术

纳米孔测序器件是一种通过检测DNA分子穿过纳米大小的孔洞时产生的电学信号变化，从而测定DNA分子碱基对序列的器件。该类型的器件一般包括一个可以隔离两个储液腔的薄膜和一个镶嵌在该薄膜中的纳米孔。

在现有技术中，通常是采用制作基底通孔的方式来实现上述纳米孔测序器件中的液体电阻流道和缓冲液流道。因此，储液腔和缓冲液流道将分别位于基底的两侧。

然而，在微纳加工技术领域，常用的通孔制作方式对于材料的厚度和通孔的几何形状都有一定程度的要求。目前绝大部分纳米孔测序器件是基于硅晶圆制作的，其厚度多为几百微米，而纳米孔测序器件中所需要的通孔的直径则常常在几微米的范围。在现有技术中，由于负载效应和掩膜层面积等因素，较为成熟的高深宽比微纳加工技术在实际生产中一般只能有效地完成深宽比最高为15：1的深孔蚀刻。因此，如何有效地制作这类基底通孔结构成为了制约纳米孔测序器件的制作以及量产的一个重要因素。

发明内容

本公开的实施例提供了一种分子检测单元、芯片以及制备方法。

第一方面，本公开的实施例提供了一种分子检测单元，该分子检测单元包括：单孔储液腔、液体电阻流道、缓冲液流道、感测电极、基底、第一结构层、第二结构层和样品流道；

所述第一结构层设置在所述基底的顶部；

所述单孔储液腔和缓冲液流道设置在所述第一结构层中且相互独立；

所述液体电阻流道设置在所述第一结构层中；所述液体电阻流道的两端分别与所述单孔储液腔和所述缓冲液流道连通；

所述第二结构层设置在所述第一结构层的顶部，且覆盖在所述缓冲液流道的顶部；

所述样品流道与所述单孔储液腔连通；

所述感测电极设置在所述基底中；所述感测电极的一端与所述单孔储液腔连接。

第二方面，本公开的实施例提供了一种分子检测芯片，该分子检测芯片包括：分子检测阵列；

所述分子检测阵列包括至少一排分子检测单元；每排分子检测单元包含多个如上所述的分子检测单元；

其中，每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道相互连通为公共样品流道；

其中，每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道。

第三方面，本公开的实施例提供了一种分子检测芯片的制备方法，该方法包括：

制备得到基底，并在基底上分别形成分子检测芯片中的各个分子检测单元的感测电极；

在基底上形成第一结构层，并在第一结构层中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成对应的单孔储液腔、液体电阻流道和缓冲液流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道；

对于分子检测阵列，在第一结构层上形成第二结构层，封闭公共缓冲液流道和各个分子检测单元的缓冲液流道，并在所述第二结构层中为每个分子检测单元均形成样品流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道相互连通为公共样品流道；

在第二结构层上形成第三结构层，并为分子检测阵列形成与所述公共样品流道的两端连通的样品出入口以及与所述公共缓冲液流道的两端连通的缓冲液出入口；

在第三结构层上形成上盖，并在上盖上为分子检测阵列形成第一接口和第二接口；其中，第一接口位于样品出入口的上方，第二接口位于缓冲液出入口的上方。

第四方面，本公开的实施例提供了另一种分子检测芯片的制备方法，该方法包括：

制备得到基底，并在基底上分别形成分子检测芯片中的各个分子检测单元的感测电极；

在基底上形成第一结构层，并在第一结构层上中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成对应的单孔储液腔、液体电阻流道、缓冲液流道和样品流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道相互连通为公共样品流道，每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道；

在第一结构层上形成第二结构层，并为分子检测阵列形成与所述公共样品流道的两端连通的样品出入口，以及与所述公共缓冲液流道的两端连通的缓冲液出入口；

在所述第二结构层上形成上盖，并在上盖上为每个分子检测阵列均形成第一接口和第二接口；其中，第一接口位于样品出入口的上方，第二接口位于缓冲液出入口的上方。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。

其中：图1为本公开一具体实施例中的分子检测单元的结构示意图。

图2为图1的AA＇截面示意图。

图3为本公开一具体实施例中的设置有膜层的分子检测单元的结构示意图。

图4为本公开另一具体实施例中的分子检测单元的结构示意图。

图5为图4的BB＇截面示意图。

图6为本公开另一具体实施例中的分子检测单元的剖面示意图。

图7为本公开另一具体实施例中的分子检测单元的剖面示意图。

图8为本公开一具体实施例中的分子检测单元的工作原理示意图一。

图9为本公开一具体实施例中的分子检测单元的工作原理示意图二。

图10为本公开另一具体实施例中的分子检测单元的剖面示意图。

图11为本公开另一具体实施例中的分子检测单元的剖面示意图。

图12为本公开一具体实施例中的液体电阻流道的形状示意图。

图13为图12的FF＇截面示意图。

图14为本公开另一具体实施例中的液体电阻流道的形状示意图。

图15为图14的EE＇截面示意图。

图16为本公开另一具体实施例中的液体电阻流道的形状示意图。

图17为图16的FF＇A截面示意图。

图18为图16的F＇BF＇C截面示意图。

图19为本公开一具体实施例中的分子检测阵列的结构示意图。

图20为本公开另一具体实施例中的分子检测阵列的结构示意图。

图21为图20的CC＇截面示意图一。

图22为图20的DD＇截面示意图。

图23为图20的CC＇截面示意图二。

图24为本公开另一具体实施例中的分子检测阵列的结构示意图。

图25为图24的HH＇截面示意图。

图26为图24的II＇截面示意图。

图27为本公开另一具体实施例中的分子检测阵列的结构示意图。

图28为图27的JJ＇截面示意图。

图29为图27的KK＇截面示意图。

图30为本公开另一具体实施例中的分子检测阵列的结构示意图。

图31为图30的MM＇截面示意图。

图32为本公开另一具体实施例中的分子检测阵列的结构示意图。

图33为图32的NN＇截面示意图。

图34为本公开一具体实施例中的分子检测芯片的制备方法的流程示意图。

图35为本公开一具体实施例中的分子检测芯片的制备工艺的示意图一。

图36为本公开一具体实施例中的分子检测芯片的制备工艺的示意图二。

图37为本公开一具体实施例中的分子检测芯片的制备工艺的示意图三。

图38为本公开一具体实施例中的分子检测芯片的制备工艺的示意图四。

图39为本公开一具体实施例中的分子检测芯片的制备工艺的示意图五。

图40为本公开一具体实施例中的分子检测芯片的制备工艺的示意图六。

图41为本公开一具体实施例中的分子检测芯片的制备工艺的示意图七。

图42为本公开一具体实施例中的形成初始液体电阻流道的示意图。

图43为图42的GG＇截面示意图。

图44为本公开一具体实施例中的进行孔径缩小操作的示意图。

图45为图44的GG＇截面示意图。

图46为本公开另一具体实施例中的分子检测芯片的制备方法的流程示意图。

图47为本公开另一具体实施例中的分子检测芯片的制备工艺的俯视和截面示意图一。

图48为本公开另一具体实施例中的分子检测芯片的制备工艺的俯视和截面示意图二。

图49为本公开另一具体实施例中的分子检测芯片的制备工艺的俯视和截面示意图三。

图50为本公开另一具体实施例中的分子检测芯片的制备工艺的俯视和截面示意图四。

图51为本公开另一具体实施例中的分子检测芯片的制备工艺的截面示意图五。

图52为本公开另一具体实施例中的分子检测芯片的制备工艺的截面示意图六。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为使本公开的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本公开作进一步详细的说明。

本公开中提出了一种分子检测单元。

如图1和图2所示，在本公开中的一个具体实施例中，所述分子检测单元可以包括：单孔储液腔1、液体电阻流道2、缓冲液流道3、感测电极4、基底5、第一结构层6、第二结构层7和样品流道12；

所述第一结构层6设置在所述基底5的顶部；

所述单孔储液腔1和缓冲液流道3设置在所述第一结构层6中且相互独立；

所述液体电阻流道2设置在所述第一结构层6中；所述液体电阻流道2的两端分别与所述单孔储液腔1和所述缓冲液流道3连通；

所述第二结构层7设置在所述第一结构层6的顶部，且覆盖在所述缓冲液流道3的顶部；

所述样品流道12与所述单孔储液腔1连通；

所述感测电极4设置在所述基底5中；所述感测电极4的一端与所述单孔储液腔1连接。

另外，在本公开的技术方案中，还可以根据实际应用场景的需要，进一步在上述的分子检测单元中设置相应的膜层和纳米孔。

例如，作为示例，如图3所示，在本公开的一个具体实施例中，上述的分子检测单元中还可以进一步包括：膜层102；

所述膜层102设置在所述样品流道12与所述单孔储液腔1的连接处；所述膜层102上设置有纳米孔。

另外，在本公开的技术方案中，还可以根据实际应用场景的需要，在上述的分子检测单元中形成不同的膜层。

例如，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，所述膜层102可以是双分子层，也可以是单分子层。

举例来说，当膜层的材料为磷脂时，所述膜层102为双分子层；而当膜层的材料为其他聚合物材料时，所述膜层102为单分子层。

在使用上述的分子检测单元之前，考虑到存储、运输等要求，可以分别向样品流道12和缓冲液流道3中注入并填满缓冲液（一种包含所需电解质的极性溶液）。由于单孔储液腔1通过液体电阻流道2与所述缓冲液流道3连通，因此单孔储液腔1和液体电阻流道2中也将填满缓冲液。

而在需要使用上述的分子检测单元时，可以将样品溶液注入样品流道12中，以替换掉样品流道12中原有的缓冲液。

在此过程中，可以通过外接泵提供的正压力或负压力来驱动液体产生流动。例如，当采用正压力驱动样品溶液进入样品流道12中时，样品溶液储液装置（例如，储液瓶等）中的样品溶液将在外接泵提供的压力下从样品流道12的一端进入样品流道12 ，流经样品流道12并从样品流道12的另一端离开样品流道12，并被废液收集装置（例如，废液瓶等）收集，以防止造成污染。

在压力驱动下，样品溶液在样品流道12内运动时的雷诺数较低，表现为层流状态，此时样品溶液不会穿过膜层102进入单孔储液腔1。而当无压力驱动时，膜层102作为单孔储液腔1和样品流道12之间的薄膜，也可以阻止样品流道12中的样品溶液与单孔储液腔1中的缓冲液之间的相互扩散。

当上述的分子检测单元处于工作状态时，可以在样品流道12一侧施加一个电压（例如，对样品流道12中的样品溶液施加电压，可记为V₃），并在缓冲液流道3的一侧施加一个电压（例如，对缓冲液流道3中的缓冲液施加电压，可记为V₂）。由于液体电阻流道2的存在，因此最终施加在单孔储液腔1一侧的电压V₁会与电压V₂存在一定的差值。当样品溶液中的DNA分子101通过膜层102中嵌入的纳米孔（例如，纳米孔蛋白）时，嵌有纳米孔的膜层102与液体电阻流道2之间的电阻值之比会发生变化。因此，根据被感测电极4所探测的电压V₁的变化规律，可以确定得到DNA分子101的碱基排列。

在本公开的上述分子检测单元中，单孔储液腔1、液体电阻流道2、缓冲液流道3和样品流道12都是设置在所述基底5的同一侧，因此可以在基底的同一表面构建液体电阻流道和缓冲液流道，从而可以有效地提高基于电压测序方法的芯片制作效率，进一步提升纳米孔测序器件的通量。

另外，在本公开的上述分子检测单元中，样品流道12和缓冲液流道3之间是相互隔离的，样品溶液可以从样品流道12的一端流入，然后从样品流道12的另一端流出，该样品溶液不会进入到缓冲液流道3中；同样，缓冲液可以从缓冲液流道3的一端流入，然后从缓冲液流道3的另一端流出，缓冲液流道3中的缓冲液并不会进入到样品流道12中。

由于上述的两个流道是分离的，因此可以在两个流道中的不同液体中施加不同电压，从而可以保证电压测序基本原理的实现。另外，上述分离的两个流道还可以大大减少样品间的交叉污染和漏电，提高信号的信噪比。

另外，作为示例，如图4和图5所示，在本公开的一个具体实施例中，上述分子检测单元还可以进一步包括：两个样品出入口11和两个缓冲液出入口31；

所述两个样品出入口11分别与所述样品流道12的两端连通；

所述两个缓冲液出入口31分别与所述缓冲液流道3的两端连通。

举例来说，如图4和图5所示，上述的样品出入口11可以贯穿第二结构层7与第二结构层7中的样品流道12连通；而缓冲液出入口31则可以贯穿第二结构层7和第一结构层6之后，与第一结构层6中的缓冲液流道3连通。

在上述的分子检测单元中，样品流道12和两个样品出入口11可以构成样品的微流道系统，而缓冲液流道3和两个缓冲液出入口31则可以构成缓冲液的微流道系统。两个微流道系统的液体均从本系统的一个出入口进入，再从另一个出入口流出，彼此之间是相互隔离的。例如，样品溶液只会从一个样品出入口11进入样品流道12，然后从另一个样品出入口11流出样品流道12；在此过程中，样品溶液不会进入到缓冲液的微流道系统。同样，缓冲液可以从一个缓冲液出入口31进入缓冲液流道3，然后从另一个缓冲液出入口31流出缓冲液流道3；在此过程中，缓冲液的微流道系统中的缓冲液也不会进入到样品的微流道系统。

由于上述的两个微流道系统是分离的，因此可以在两个微流道系统中的不同液体中施加不同电压，从而可以保证电压测序基本原理的实现。另外，上述分离的两个微流道系统还可以大大减少样品间的交叉污染和漏电，提高信号的信噪比。

另外，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，上述分子检测单元还可以进一步包括：第三结构层8；

所述第三结构层8设置在所述第二结构层7的顶部。

另外，作为示例，如图6所示，在本公开的一个具体实施例中，上述第三结构层8可以覆盖在所述样品流道12的顶部。

通过上述的第三结构层8，可以进一步封闭样品流道12。

另外，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，还可在所述第三结构层8中形成样品出入口11的顶部和缓冲液出入口31的顶部，从而形成完整的样品出入口11和缓冲液出入口31。

另外，作为示例，如图7所示，在本公开的一个具体实施例中，上述分子检测单元还可以进一步包括：上盖9、第一接口91和第二接口92；

所述上盖9设置在所述第三结构层8之上，并覆盖在所述样品出入口11和缓冲液出入口31的顶部；

所述样品出入口11的顶部设置有贯穿所述上盖9的第一接口91；

所述缓冲液出入口31的顶部设置有贯穿所述上盖9的第二接口92。

在本公开的技术方案中，上述的上盖9可以通过某种方式与第三结构层8 进行键合，形成一块微流控芯片。另外，还可以在该上盖9上形成上述的第一接口91和第二接口92，即在每个样品出入口11的顶部都设置一个第一接口91，并在每一个缓冲液出入口31的顶部都设置一个第二接口92，从而可以通过第一接口91与样品出入口11连通，并通过第二接口92与缓冲液出入口31连通。

另外，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，所述第一接口91中还可以设置有第一驱动电极，所述第二接口92中还可以设置有第二驱动电极。

此时，上述的第一接口91和第二接口92可以是一种允许液体进出和驱动电极接入的结构，从而可以通过该第一接口91将相应的液体注入样品出入口11中或使得相应的液体从样品出入口11流出，并可以通过该第一接口91中的第一驱动电极向样品流道12中的液体施加相应的电压。同理，可以通过上述的第二接口92将相应的液体注入到缓冲液出入口31中或使得相应的液体从缓冲液出入口31流出，并可以通过该第二接口92中的第二驱动电极向缓冲液流道3中的液体施加相应的电压。

例如，在本公开的技术方案中，可以先在在单孔储液腔1与样品流道12的连接处形成膜层102，并在该膜层102上形成纳米孔，如图8所示。

当需要使用上述分子检测装置对DNA分子进行测序时，可以先将样品溶液通过第一接口91从一个样品出入口11注入样品流道12中，替换掉样品流道12中原有的缓冲液；然后，可以通过第一接口91向膜层102位于样品流道12的一侧施加电压V₃，并通过第二接口92向膜层102位于缓冲液流道3的一侧施加电压V₂（如图8所示）；由于液体电阻流道2的存在，因此最终施加在单孔储液腔1一侧的电压V₁会与电压V₂存在一定的差值。当样品溶液中的DNA分子101通过膜层102中嵌入的纳米孔（例如，纳米孔蛋白）时，嵌有纳米孔的膜层102与液体电阻流道2之间的电阻值之比会发生变化。因此，根据感测电极4所探测到的电压V₁的变化规律，可以计算得到DNA分子101的碱基排列，实现对DNA分子101的测序。

例如，作为示例，在本公开的另一个具体实施例中，上述的电压V₂与V₃之间的电阻主要由嵌有纳米孔的膜层102的电阻R1和液体电阻流道2的电阻R2组成，电压V₁会被一个放大电路93所采集放大，并传输记录到测序系统94（例如，计算机等）的电信号数据库之中，如图9所示。由于在测序过程中，DNA分子会通过纳米孔，而不同时刻通过纳米孔的DNA碱基组合存在差异，导致了嵌有纳米孔的膜层102的总体电阻R1会随时间发生变化，即电阻R1可以视为一个可变电阻。因此，通过给定时刻下的电压V₁可以确定嵌有纳米孔的膜层102以及当前通过纳米孔的碱基组合的总电阻，再采用深度学习算法，就可以计算得到通过孔蛋白的DNA分子碱基序列。

另外，在本公开的技术方案中，还可以根据实际应用场景的需要，灵活设置上述分子检测单元中的驱动电极。

例如，作为示例，在本公开的另一个具体实施例中，上述分子检测单元可以进一步包括：第一驱动电极41和第二驱动电极42；

所述第一驱动电极41设置在所述第一接口91中，且所述第一驱动电极41的一端与一个样品出入口11连通，从而可以通过该第一驱动电极41向样品流道12中的液体施加相应的电压；

所述第二驱动电极42设置在所述第二接口92中，且所述第二驱动电极42的一端与一个缓冲液出入口31连通，从而可以通过该第二驱动电极42向缓冲液流道3中的液体施加相应的电压。

再例如，作为示例，如图10所示，在本公开的另一个具体实施例中，上述分子检测单元可以进一步包括：第一驱动电极41和第二驱动电极42；

所述第一驱动电极41设置在所述样品流道12的底部，且所述第一驱动电极41的一端与所述样品流道12连通；

所述第二驱动电极42设置在所述缓冲液流道3的底部，且所述第二驱动电极42的一端与所述缓冲液流道3连通。

在上述具体实施例中，第一驱动电极41和第二驱动电极42可以分别设置在样品流道12和缓冲液流道3的底部。因此，第一驱动电极41可以与样品流道12直接连通，从而可以通过该第一驱动电极41向样品流道12中的液体施加相应的电压；第二驱动电极42可以与缓冲液流道3直接连通，从而可以通过该第二驱动电极42向缓冲液流道3中的液体施加相应的电压。

另外，作为示例，如图10所示，在本公开的一个具体实施例中，所述第一驱动电极41和第二驱动电极42可以设置在所述基底5中。其中，第一驱动电极41的一端可以被第一结构层6暴露于第二结构层7中的样品流道12（例如，可以在基底5中分别设置可暴露第一驱动电极41的通孔），以使得第一驱动电极41的一端可以与样品流道12连通，第二驱动电极42的一端可暴露于第一结构层6中的缓冲液流道3，以使得第二驱动电极42的一端可以与缓冲液流道3连通。当然，所述第一驱动电极41和第二驱动电极42也可以设置在其它合适的位置，在此不再一一列举。

再例如，作为示例，如图11所示，在本公开的另一个具体实施例中，上述分子检测单元可以进一步包括：第一驱动电极41和第二驱动电极42；

所述第一驱动电极41设置在所述样品出入口11的底部，且所述第一驱动电极41的一端与所述样品出入口11连通；

所述第二驱动电极42设置在所述缓冲液出入口31的底部，且所述第二驱动电极42的一端与所述缓冲液出入口31连通。

在上述具体实施例中，第一驱动电极41和第二驱动电极42可以分别设置在样品出入口11和缓冲液出入口31的底部。因此，第一驱动电极41可以与样品出入口11连通，从而可以通过该第一驱动电极41向样品流道12中的液体施加相应的电压；第二驱动电极42可以与缓冲液出入口31连通，从而可以通过该第二驱动电极42向缓冲液流道3中的液体施加相应的电压。

另外，作为示例，如图11所示，在本公开的一个具体实施例中，所述第一驱动电极41和第二驱动电极42也可以设置在所述基底5中。其中，第一驱动电极41和第二驱动电极42的一端均可以被第一结构层6暴露（例如，可以在基底5中分别设置可暴露第一驱动电极41和第二驱动电极42的通孔），以使得第一驱动电极41的一端可以与样品出入口11连通，第二驱动电极42的一端可以与缓冲液出入口31连通。当然，所述第一驱动电极41和第二驱动电极42也可以设置在其它合适的位置，在此不再一一列举。

此时，所述样品出入口11和缓冲液出入口31均可以贯穿所述第一结构层6、第二结构层7和第三结构层8，从而可以使得第一驱动电极41可以与样品流道12中的液体连通，并使得第二驱动电极42可以与缓冲液流道3中的液体连通。

另外，在本公开的技术方案中，还可以根据实际应用需要，来预先设计样品流道12和单孔储液腔1的位置关系。

例如，作为示例，如图2、图3、图5~图8所示，在本公开的一个具体实施例中，所述样品流道12可以设置在第二结构层7中，且位于所述单孔储液腔1的顶部。此时，样品流道12设置在第二结构层7中，而单孔储液腔1则设置在第一结构层6中，两者分别设置在不同的层中。

再例如，作为示例，如图49~图52所示，在本公开的一个具体实施例中，所述样品流道12可以设置在第一结构层6中，且位于所述单孔储液腔1的一侧（例如，可以位于单孔储液腔1的外侧，即单孔储液腔1的远离缓冲液流道3的一侧）；所述第二结构层7覆盖在所述样品流道12和单孔储液腔1的顶部。此时，样品流道12和单孔储液腔1设置在同一结构层中。

另外，在本公开的技术方案中，可以根据实际应用场景的需要，设置液体电阻流道2的形状。

例如，作为示例，如图1、图4、图12和图13所示，在本公开的一个具体实施例中，所述液体电阻流道2的形状可以为单层折叠线型。

在该实施例中，液体电阻流道2可以是单层结构，且整个液体电阻流道2呈现为折叠线的形状。

再例如，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，所述液体电阻流道2的形状可以为单层直线型。

在该实施例中，液体电阻流道2可以是单层结构，且整个液体电阻流道2呈现为直线的形状。

再例如，作为示例，如图14和图15所示，在本公开的另一个具体实施例中，所述液体电阻流道2的形状可以为单层弧线型。

在该实施例中，液体电阻流道2可以是单层结构，且液体电阻流道2的一部分（例如，位于样品流道12下方的部分）呈现为弧线（例如，环绕单孔储液腔1）的形状，而另一部分（例如，位于单孔储液腔1和缓冲液流道3之间的部分）则呈现为直线的形状。

再例如，作为示例，如图16~图18所示，在本公开的另一个具体实施例中，所述液体电阻流道2的形状可以为多层弧线型。

在该实施例中，液体电阻流道2可以是多层结构，且液体电阻流道2的一部分（例如，位于样品流道12下方的部分）呈现为多层弧线（例如，环绕单孔储液腔1的上、下两层弧线）的形状，而另一部分（例如，位于单孔储液腔1和缓冲液流道3之间的部分）则呈现为单层直线的形状。

另外，在本公开的技术方案中，还提出了一种分子检测芯片。

例如，作为示例，在本公开的另一个具体实施例中，所述分子检测芯片包括：分子检测阵列；

所述分子检测阵列包括至少一排分子检测单元；每排分子检测单元包含多个分子检测单元；所述分子检测单元可以为上述任意一个实施例中的分子检测单元；

其中，每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道可相互连通为公共样品流道；

每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道可相互连通为公共缓冲液流道。

在该分子检测芯片中，可以设置分子检测阵列，并在该分子检测阵列中设置一排或多排分子检测单元，且每排分子检测单元包含多个分子检测单元。在每一排分子检测单元中，各个分子检测单元的样品流道可以根据各自的排列顺序相互连通，形成公共样品流道，每一排分子检测单元中的各个分子检测单元的缓冲液流道也可以根据各自的排列顺序相互连通，形成公共缓冲液流道。因此，每一排分子检测单元中的各个分子检测单元可以共用上述的公共样品流道，并共用上述的公共缓冲液流道。因此，可以通过上述公共样品流道向各个分子检测单元分别注入所需的液体（例如，缓冲液和/或样品溶液），也可以通过上述公共缓冲液流道向各个分子检测单元分别注入所需的液体（例如，缓冲液）。

另外，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，所述的分子检测芯片中还可以进一步包括：两个样品出入口和两个缓冲液出入口；所述公共样品流道的两端分别与两个样品出入口连通；所述公共缓冲液流道的两端分别与两个缓冲液出入口连通。

也就是说，当分子检测芯片中的各个分子检测单元共用公共样品流道，并共用公共缓冲液流道时，可以在整个分子检测芯片中仅设置两个样品出入口和两个缓冲液出入口，将所共用的公共样品流道的两端分别与两个样品出入口连通，并将所共用的公共缓冲液流道的两端分别与两个缓冲液出入口连通。因此，相当于分子检测阵列中的所有的分子检测单元均共用两个样品出入口以及两个缓冲液出入口。在需要使用上述的分子检测阵列时，可以将缓冲液或样品溶液从一个样品出入口分别注入各个分子检测单元的样品流道中，并从另一个样品出入口流出样品流道；可以将缓冲液从一个缓冲液出入口分别注入各个分子检测单元的缓冲液流道中，并从另一个缓冲液出入口流出缓冲液流道。

另外，在本公开的技术方案中，可以根据实际应用场景的需要，在分子检测阵列中设置一排分子检测单元，也可以在分子检测阵列中设置多排分子检测单元。此外，还可以根据实际应用场景的需要，预先设置所述分子检测阵列中的公共样品流道和/或公共缓冲液流道的数量。

例如，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，当分子检测阵列包括一排或多排分子检测单元时，可以使得该分子检测阵列中的公共样品流道的数量等于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数。

再例如，作为示例，在本公开的另一个具体实施例中，当分子检测阵列包括多排分子检测单元时，可以使得该分子检测阵列中的公共样品流道的数量小于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数。

再例如，作为示例，在本公开的另一个具体实施例中，当分子检测阵列包括一排或多排分子检测单元时，可以使得该分子检测阵列中的公共缓冲液流道的数量等于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数。

再例如，作为示例，在本公开的另一个具体实施例中，当分子检测阵列包括多排分子检测单元时，可以使得该分子检测阵列中的公共缓冲液流道的数量小于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数。

在本公开的技术方案中，可以根据实际应用场景的需要，对上述各个具体实施例进行相应的组合，从而可以得到各个不同的具体实现方式。以下将以几种具体实现方式为例，对本公开中的不同具体实施例之间的组合方式进行详细地说明。

举例来说，如图19所示，在本公开的一个具体实施例中，可以在分子检测阵列中只设置一排分子检测单元、一个公共样品流道和一个公共缓冲液流道。因此，该分子检测阵列中的公共样品流道的数量和公共缓冲液流道的数量均等于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数，一排分子检测单元中的多个分子检测单元共用一个公共样品流道13和一个公共缓冲液流道33。

在该具体实施例中，分子检测阵列中的多个分子检测单元设置为一排，一排分子检测单元中包括多个分子检测单元，各个分子检测单元的样品流道根据各自的排列顺序相互连通为一个公共样品流道13，而各个分子检测单元的缓冲液流道则根据各自的排列顺序相互连通为一个公共缓冲液流道33。

由于上述分子检测阵列中仅具有一排分子检测单元，因此在该分子检测阵列中可以只设置一个公共样品流道13和一个公共缓冲液流道33。该分子检测阵列中的所有的分子检测单元均共用同一个公共样品流道13和同一个公共缓冲液流道33，并共用两个样品出入口11以及两个缓冲液出入口31。公共样品流道13的两端分别与两个样品出入口11连通，而公共缓冲液流道33的两端则分别与两个缓冲液出入口31连通。

再例如，作为示例，如图20~图23所示，在本公开的另一个具体实施例中，可以在分子检测阵列中设置多排分子检测单元（图20中仅显示两排分子检测单元的情况）、多个公共样品流道和多个公共缓冲液流道，且该分子检测阵列中的公共样品流道的数量和公共缓冲液流道的数量均等于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数，同一排的各个分子检测单元共用一个公共样品流道13和一个公共缓冲液流道33。

在本公开的另一个具体实施例中，假设在一个分子检测阵列中设置了n（n≥2）排分子检测单元（例如，图20中仅显示n=2，即两排分子检测单元的情况），且每一排中的各个分子检测单元的样品流道根据各自的排列顺序相互连通为一个公共样品流道13，每一排中的各个分子检测单元的缓冲液流道则根据各自的排列顺序相互连通为一个公共缓冲液流道33，则可以在该分子检测阵列中设置n个公共样品流道13和n个公共缓冲液流道33，每一排分子检测单元分别使用相应的公共样品流道13和公共缓冲液流道33。n个公共样品流道13共用两个样品出入口11，n个公共缓冲液流道33共用两个缓冲液出入口31，各个公共样品流道13的两端分别与两个样品出入口11连通，而各个公共缓冲液流道33的两端则分别与两个缓冲液出入口31连通，因此仍然形成了n组相互独立的流道系统。

再例如，作为示例，如图24~图26所示，在本公开的另一个具体实施例中，可以在分子检测阵列中设置多排分子检测单元（图24中仅显示两排分子检测单元的情况）、多个公共样品流道和多个公共缓冲液流道，且该分子检测阵列中的公共样品流道的数量小于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数，该分子检测阵列中的公共缓冲液流道的数量等于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数；其中，一个公共样品流道可以被至少两排分子检测单元中的多个分子检测单元所共用，例如，该分子检测阵列中的两排或更多排的分子检测单元共用一个公共样品流道13，而每一排的各个分子检测单元则共用一个公共缓冲液流道33。

在本公开的另一个具体实施例中，假设在一个分子检测阵列中设置了n（n≥2）排分子检测单元（例如，图24中仅显示n=2，即两排分子检测单元的情况），且n排中的各个分子检测单元的样品流道根据各自的排列顺序相互连通为一个公共样品流道13，而每一排中的各个分子检测单元的缓冲液流道则根据各自的排列顺序相互连通为一个公共缓冲液流道33，则可以在该分子检测阵列中仅设置一个公共样品流道13和n个缓冲液流道33。从图25所示的截面可以看出，与图21所示实施例的区别在于，公共样品流道13还形成在第三结构层8中，且其在第三结构层8中形成的范围覆盖多排（例如，n排，n≥2）分子检测单元。因此，该分子检测阵列中的n排分子检测单元均共用同一个公共样品流道13，但n排分子检测单元分别使用其对应的公共缓冲液流道33。1个公共样品流道13使用两个样品出入口11，n个公共缓冲液流道33共用两个缓冲液出入口31。此实施例技术效果在于增大公共样品流道13的体积。

另外，在本公开的技术方案中，也可以根据实际应用场景的需要，预先设置多个公共样品流道和多个公共缓冲液流道，并使得公共样品流道的数量小于分子检测阵列中的分子检测单元的排数，而公共缓冲液流道的数量则等于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数。

例如，作为示例，在本公开的另一个具体实施例中，也可以在分子检测阵列中设置n（n≥2）排分子检测单元、m（m＜n）个公共样品流道和n个公共缓冲液流道。因此，该分子检测阵列中的公共样品流道的数量小于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数，该分子检测阵列中的公共缓冲液流道的数量等于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数；其中，有至少一个公共样品流道可以被至少两排分子检测单元中的多个分子检测单元所共用。

例如，假设n=3，m=2，即分子检测阵列中设置有3排分子检测单元、2个公共样品流道和3个公共缓冲液流道，则可以使得该分子检测阵列中的2排分子检测单元共用其中的一个公共样品流道，而剩下的1排分子检测单元则使用另一个公共样品流道；同一排的各个分子检测单元则分别共用对应的公共缓冲液流道，即3个公共缓冲液流道分别对应于3排分子检测单元。

再例如，假设n=4，m=2，即分子检测阵列中设置有4排分子检测单元、2个公共样品流道和4个公共缓冲液流道，则可以使得该分子检测阵列中的2排分子检测单元共用其中的一个公共样品流道，而剩下的2排分子检测单元则共用另一个公共样品流道；或者，可以使得该分子检测阵列中的3排分子检测单元共用其中的一个公共样品流道，而剩下的1排分子检测单元则共用另一个公共样品流道；同一排的各个分子检测单元则分别共用对应的公共缓冲液流道，即4个公共缓冲液流道分别对应于4排分子检测单元。

另外，在本公开的其他具体实施例中，当n和m的取值为其他取值时，可以参考上述的具体实施例来具体设置各个公共样品流道和公共缓冲液流道与各排分子检测单元之间的对应关系，在此不再一一列举。

再例如，作为示例，如图27~图29所示，在本公开的另一个具体实施例中，可以在分子检测阵列中设置多排分子检测单元（图27中仅显示两排分子检测单元的情况）、多个公共样品流道和多个公共缓冲液流道，且该分子检测阵列中的公共样品流道的数量等于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数，该分子检测阵列中的公共缓冲液流道的数量小于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数；其中，一个公共缓冲液流道可以被相邻两排分子检测单元中的多个分子检测单元所共用，例如，该分子检测阵列中的多个分子检测单元可以设置为两排；每一排的各个分子检测单元共用一个公共样品流道13，两排分子检测单元共用一个公共缓冲液流道33。

在该具体实施例中，在分子检测阵列中设置了两排分子检测单元，并在该分子检测阵列中设置了两个公共样品流道13和一个公共缓冲液流道33。因此，该分子检测阵列中的两排分子检测单元分别使用其对应的公共样品流道13，但两排分子检测单元均共用同一个公共缓冲液流道33。2个公共样品流道13共用两个样品出入口11，1个公共缓冲液流道33使用两个缓冲液出入口31。此实施例技术效果在于减小公共缓冲液流道33的数量，从而能够增大分子检测阵列中所包括的分子检测单元的数量，进一步提高通量。

另外，在本公开的技术方案中，也可以根据实际应用场景的需要，预先设置多个公共样品流道和多个公共缓冲液流道，并使得公共样品流道的数量等于分子检测阵列中的分子检测单元的排数，而公共缓冲液流道的数量则小于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数，本领域技术人员能够设想通过将图19至图29所示的实施例之间进行自由组合来实现。

例如，作为示例，在本公开的另一个具体实施例中，也可以在分子检测阵列中设置n（n≥2）排分子检测单元、n个公共样品流道和m（m＜n）个公共缓冲液流道。因此，该分子检测阵列中的公共样品流道的数量等于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数，而该分子检测阵列中的公共缓冲液流道的数量则小于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数；其中，有至少一个公共缓冲液流道可以被相邻两排分子检测单元中的多个分子检测单元所共用。

例如，假设n=3，m=2，即分子检测阵列中设置有3排分子检测单元、3个公共样品流道和2个公共缓冲液流道，则可以使得该分子检测阵列中的2排分子检测单元共用其中的一个公共缓冲液流道，而剩下的1排分子检测单元则使用另一个公共缓冲液流道；同一排的各个分子检测单元则分别共用对应的公共样品流道，即3个公共样品流道分别对应于3排分子检测单元。

再例如，假设n=4，m=2，即分子检测阵列中设置有4排分子检测单元、4个公共样品流道和2个公共缓冲液流道，则可以使得该分子检测阵列中的2排分子检测单元共用其中的一个公共缓冲液流道，而剩下的2排分子检测单元则共用另一个公共缓冲液流道；或者，可以使得该分子检测阵列中的3排分子检测单元共用其中的一个公共缓冲液流道，而剩下的1排分子检测单元则共用另一个公共缓冲液流道（例如，可以在分子检测芯片中设置一个公共缓冲液流道层，该公共缓冲液流道层可以位于各个分子检测单元的缓冲液流道的上方或下方，从而可以在该缓冲液流道层中分别形成上述的2个公共缓冲液流道；另外，如图28和29所示，还可以在第一结构层6和第二结构层7之间增加一个结构层61，以实现公共样品流道13和公共缓冲液流道33之间的液体隔离）；同一排的各个分子检测单元则分别共用对应的公共样品流道，即4个公共样品流道分别对应于4排分子检测单元。

另外，在本公开的其他具体实施例中，当n和m的取值为其他取值时，可以参考上述的具体实施例来具体设置各个公共样品流道和公共缓冲液流道与各排分子检测单元之间的对应关系，在此不再一一列举。

另外，在本公开的技术方案中，也可以根据实际应用场景的需要，预先设置多个公共样品流道和多个公共缓冲液流道，并使得公共样品流道的数量小于分子检测阵列中的分子检测单元的排数，而公共缓冲液流道的数量也小于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数。

例如，作为示例，在本公开的另一个具体实施例中，也可以在分子检测阵列中设置n（n≥2）排分子检测单元、m（m＜n）个公共样品流道和k（k＜n）个公共缓冲液流道。因此，该分子检测阵列中的公共样品流道的数量和公共缓冲液流道的数量均小于该分子检测阵列中的分子检测单元的排数；其中，有至少一个公共样品流道可以被至少两排分子检测单元中的多个分子检测单元所共用，有至少一个公共缓冲液流道可以被相邻两排分子检测单元中的多个分子检测单元所共用。

例如，假设n=3，m=2，k=2，即分子检测阵列中设置有3排分子检测单元、2个公共样品流道和2个公共缓冲液流道，则可以使得该分子检测阵列中的2排分子检测单元共用其中的一个公共样品流道，而剩下的1排分子检测单元则使用另一个公共样品流道；同时，该分子检测阵列中的2排分子检测单元共用其中的一个公共缓冲液流道，而剩下的1排分子检测单元则使用另一个公共缓冲液流道。

再例如，假设n=4，m=2，k=2，即分子检测阵列中设置有4排分子检测单元、2个公共样品流道和2个公共缓冲液流道，则可以使得该分子检测阵列中的2排分子检测单元共用其中的一个公共样品流道，而剩下的2排分子检测单元则共用另一个公共样品流道；或者，可以使得该分子检测阵列中的3排分子检测单元共用其中的一个公共样品流道，而剩下的1排分子检测单元则共用另一个公共样品流道；同时，可以使得该分子检测阵列中的2排分子检测单元共用其中的一个公共缓冲液流道，而剩下的2排分子检测单元则共用另一个公共缓冲液流道；或者，可以使得该分子检测阵列中的3排分子检测单元共用其中的一个公共缓冲液流道，而剩下的1排分子检测单元则共用另一个公共缓冲液流道。

另外，在本公开的其他具体实施例中，当n、m和k的取值为其他取值时，可以参考上述的具体实施例来具体设置各个公共样品流道和公共缓冲液流道与各排分子检测单元之间的对应关系，在此不再一一列举。

另外，在本公开的技术方案中，也可以根据实际应用场景的需要，灵活设置分子检测阵列中的每排分子检测单元中的分子检测单元的数量。

例如，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，当所述分子检测阵列包括多排分子检测单元时，每排分子检测单元中的分子检测单元的数量可以相等，如图20、图24和图27所示。

再例如，作为示例，在本公开的另一个具体实施例中，当所述分子检测阵列包括多排分子检测单元时，每排分子检测单元中的分子检测单元的数量可以不相等。

另外，在本公开的技术方案中，可以根据实际应用场景的需要，灵活设置分子检测芯片中的第一驱动电极和第二驱动电极的数量以及具体位置。

例如，作为示例，如图30和图31所示，在本公开的一个具体实施例中，所述分子检测芯片中还可以进一步设置有两个第一驱动电极41和两个第二驱动电极42；所述第一驱动电极41和第二驱动电极42可以分别设置在样品出入口11和缓冲液出入口31的底部。此时，相当于在分子检测芯片中一共设置了两个第一驱动电极41和两个第二驱动电极42。每个第一驱动电极41可以与一个样品出入口11连通，从而可以通过该第一驱动电极41向样品流道12中的液体施加相应的电压；而每个第二驱动电极42可以与一个缓冲液出入口31连通，从而可以通过该第二驱动电极42向缓冲液流道3中的液体施加相应的电压。

另外，作为示例，如图31所示，在本公开的一个具体实施例中，所述第一驱动电极41和第二驱动电极42可以设置在所述基底5中；其中，第一驱动电极41和第二驱动电极42的一端可以被第一结构层6暴露（例如，可以在基底5中分别设置可暴露第一驱动电极41和第二驱动电极42的通孔），以使得所述第一驱动电极41的一端与所述样品出入口11连通，所述第二驱动电极42的一端与所述缓冲液出入口31连通。

此时，所述样品出入口11和缓冲液出入口31均可以贯穿所述第一结构层6、第二结构层7和第三结构层8，从而可以使得第一驱动电极41可以与公共样品流道13中的液体连通，并使得第二驱动电极42可以与公共缓冲液流道33中的液体连通。

此实施例将驱动电极设置在基底上的好处在于可以将电路进一步整合在芯片上，减少了外部连接的麻烦（如接口91，92，这样接口91，92只需要完成液体通路）。

另外，作为示例，如图32和图33所示，在本公开的另一个具体实施例中，所述分子检测芯片中的每个分子检测单元中均设置有一个第一驱动电极41和一个第二驱动电极42；所述第一驱动电极41和第二驱动电极42可以分别设置在分子检测单元的样品流道12的底部和缓冲液流道3的底部。此时，相当于为每个分子检测单元都分别设置了一个第一驱动电极41和一个第二驱动电极42。因此，每个第一驱动电极41可以与样品流道12直接连通，从而可以通过该第一驱动电极41向样品流道12中的液体施加相应的电压；而每个第二驱动电极42则可以与缓冲液流道3直接连通，从而可以通过该第二驱动电极42向缓冲液流道3中的液体施加相应的电压。

另外，作为示例，如图33所示，在本公开的一个具体实施例中，所述第一驱动电极41和第二驱动电极42可以设置在所述基底5中；其中，第一驱动电极41的一端可以被第一结构层6暴露于第二结构层7中的样品流道12（例如，可以在基底5中分别设置可暴露第一驱动电极41的通孔），以使得所述第一驱动电极41的一端与所述样品流道12连通，所述第二驱动电极42的一端可暴露于第一结构层6中的缓冲液流道3，以使得第二驱动电极42的一端与所述缓冲液流道3连通。

此实施例解决的技术问题是：在例如图30-31的实施例中，由于与分子检测阵列相比驱动电极41、42的尺寸较小，所以驱动电极比较靠近一些分子检测单元，但与其它分子检测单元相隔较远。例如，如图30中所示，与位于中央的分子检测单元相比，左右两侧的分子检测单元更靠近驱动电极。当分子检测阵列中包括更多的分子检测单元时，随着检测单元离驱动电极的距离增加，公共样品流道13和公共缓冲液流道33造成的电阻也会增加。为了尽量减少公共流道电阻增加的影响，可以在各检测单元两侧设计处于基底的驱动电极对。

本实施例的技术效果为，在图32的实施例中，每对驱动电极41、42被定位为与相应的分子检测单元基本上等距，由导电流体电阻导致的电压降对于所有分子检测单元变为基本上相同，并且不同分子检测单元之间的电压的变化因此显著减小。

另外，在本公开的技术方案中，所述第一驱动电极41和第二驱动电极42的上平面可以与基底5的上平面平齐（例如，如图10、图11、图31和图33所示），或者可以高于基底5的上平面；或者，所述第一驱动电极41和第二驱动电极42也可以是设置在基底5的上平面上，并通过设置在基底5中的金属引线与相应的电路结构连接。

另外，在本公开的技术方案中，可以根据实际应用场景的需要，将上述各个具体实施例（例如，图30~图34中所示出的多个具体实施例）中的第一驱动电极和第二驱动电极的任意一种设置方式，应用于包括上述图19~图29所示的具体实施例中的任一种形式的分子检测芯片中，在此不再一一列举。

另外，在本公开的技术方案中，还提出了一种分子检测芯片的制备方法。

例如，作为示例，如图34所示，在本公开的一个具体实施例中，上述分子检测芯片的制备方法可以包括如下的步骤：

步骤A1，制备得到基底，并在基底上分别形成分子检测芯片中的各个分子检测单元的感测电极。

例如，作为示例，如图35所示，在本公开的一个具体实施例中，可以先通过半导体工艺来制作基底层（即基底5），该基底层可以用于包含器件所需的电路结构。另外，在制作基底5的过程中，可以采用半导体工艺手段在基底5中分别形成分子检测芯片中的各个分子检测单元的感测电极4。该感测电极4可以通过不同的半导体封装方式与不同类型的电路板或电路芯片连接，在此不再一一赘述。

另外，在本公开的技术方案中，所述感测电极4的上平面可以与基底5的上平面平齐（例如，如图2、图3、图5~图8、图10、图11、图13、图15、图17、图18、图21、图23、图25、图28、图31、图33、图35~41所示），或者可以高于基底5的上平面；或者，所述感测电极4也可以是设置在基底5的上平面上，并通过设置在基底5中的金属引线与不同类型的电路板或电路芯片连接。

步骤A2，在基底上形成第一结构层，并在第一结构层中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成对应的单孔储液腔、液体电阻流道和缓冲液流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道。

在本步骤中，将先在所述基底5上形成第一结构层6，然后再在该第一结构层6中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成对应的单孔储液腔1、液体电阻流道2和缓冲液流道3；而且，还可以使得每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道3相互连通为公共缓冲液流道33。

另外，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，还可以进一步在第一结构层6中为分子检测芯片中的分子检测阵列形成与公共缓冲液流道33的两端连通的两个缓冲液出入口31的底部。

另外，在本公开的技术方案中，可以使用多种实现方式来实现上述的步骤A2。以下将以其中的几种具体实现方式为例，对本公开的技术方案进行介绍。

例如，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，上述步骤A2可以包括如下的步骤：

步骤A201，对于分子检测芯片中的每个分子检测单元，在基底上的预设位置处形成液体电阻流道牺牲结构。

例如，作为示例，如图36所示，在本公开的一个具体实施例中，对于分子检测芯片中的每个分子检测单元，可以通过某种图形转移方法（例如，电子束曝光或激光直写等）和材料沉积工艺（例如，物理气相沉积或化学气相沉积等），在基底5上的预设位置处（即需要形成各个分子检测单元的液体电阻流道2的位置处）形成液体电阻流道牺牲结构21。

例如，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，所述液体电阻流道牺牲结构21可以是无定形硅等牺牲材料。

步骤A202，在基底和液体电阻流道牺牲结构上形成第一结构层，并在第一结构层中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成对应的单孔储液腔和缓冲液流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道。

例如，作为示例，如图37所示，在本公开的一个具体实施例中，对于分子检测芯片中的每个分子检测单元，可以通过某种材料沉积工艺（例如，物理气相沉积或化学气相沉积等），形成覆盖在基底5和液体电阻流道牺牲结构21上的第一结构层6；然后，再通过某种图形转移方法（例如，光刻等）和某种腐蚀工艺（例如，反应离子刻蚀等），在该第一结构层6中形成各个分子检测单元的单孔储液腔1和缓冲液流道3；而且，还可以使得每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道3相互连通为公共缓冲液流道33。

另外，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，还可以进一步在该第一结构层6中为分子检测芯片中的分子检测阵列形成与公共缓冲液流道33的两端连通的两个缓冲液出入口31的底部。

步骤A203，移除各个分子检测单元中的液体电阻流道牺牲结构。

例如，作为示例，如图38所示，在本公开的一个具体实施例中，可以使用某种腐蚀工艺（例如，氟化氙硅刻蚀等）来移除各个分子检测单元中的液体电阻流道牺牲结构21，以形成连接单孔储液腔1和缓冲液流道3的液体电阻流道2，从而可以将两套微流道系统（样品的微流道系统和缓冲液的微流道系统）连接起来。

因此，通过上述的步骤A201~A203，可以形成上述第一结构层6，并在该第一结构层6中形成分子检测芯片中的各个分子检测单元的单孔储液腔1、液体电阻流道2和缓冲液流道3，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道3相互连通为公共缓冲液流道33。另外，还可以进一步在该第一结构层6中为分子检测阵列形成与公共缓冲液流道33的两端连通的两个缓冲液出入口31的底部。

在上述的步骤A201~A203中，液体电阻流道是通过先在基底上的预设位置处添加牺牲层材料（即液体电阻流道牺牲结构），而后再移除该牺牲层材料的方法来实现的。

在本公开的技术方案中，还可以通过其他的方式来实现上述的液体电阻流道。

例如，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，可以通过如下步骤形成液体电阻流道2：

步骤A211，在基底上形成第一结构层，并在第一结构层上形成初始液体电阻流道。

在本公开的技术方案中，可以先在基底5上形成第一结构层6，然后再在该第一结构层6上形成初始液体电阻流道22；该初始液体电阻流道22的两端分别连接单孔储液腔1和缓冲液流道3，如图42和图43所示。

该初始液体电阻流道22的高度和宽度可以均大于所需的液体电阻流道2的高度和宽度，以便于可以先使用特征尺寸较大的图形化技术来形成该初始液体电阻流道22。

步骤A212，使用薄膜沉积方法在初始液体电阻流道中制作沉积层，对所述初始液体电阻流道进行孔径缩小操作，形成所需的液体电阻流道。

例如，作为示例，如图44和图44所示，在本公开的另一个具体实施例中，可以使用保型性较好的薄膜沉积方法（例如，原子层沉积方法），在初始液体电阻流道22中制作相应的沉积层23，从而对初始液体电阻流道22进行孔径缩小操作，以形成所需的液体电阻流道。

完成孔径缩小操作之后，初始液体电阻流道22的高度和宽度均被所形成的沉积层23减小，使得初始液体电阻流道22的截面积也被相应减小，从而可以使得孔径缩小操作之后所形成的液体电阻流道2的电阻值达到预设的要求。

通过上述的步骤A211和步骤A212，即可形成所需的液体电阻流道。

通过模拟计算可以得知，液体电阻的大小与液体电阻率和液体电阻流道长度成正比，与液体电阻流道的截面积成反比。沉积层23造成的液体流道截面积变化，通常可以使初始电阻流道22的截面积从大约1平方微米减小到最终液体电阻流道2的截面积为0.01平方微米甚至100平方纳米。所以，通过使用上述的方法，可以使液体电阻流道的阻值提高到初始状态下的一百倍甚至一万倍，从而可以为液体电阻流道的设计制作提供一些工程上的便利。

再例如，作为示例，在本公开的另一个具体实施例中，也可以通过对基底或第一结构层进行刻蚀，然后再通过将二者键合组装的方式来实现上述的液体电阻流道。

步骤A3，对于分子检测阵列，在第一结构层上形成第二结构层，封闭公共缓冲液流道和各个分子检测单元的缓冲液流道，并在该第二结构层中为每个分子检测单元均形成样品流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道相互连通为公共样品流道。

例如，作为示例，如图39所示，在本公开的一个具体实施例中，对于分子检测芯片中的分子检测阵列，可以通过相应的半导体工艺（例如，干膜光刻工艺等）在第一结构层6上形成第二结构层7，并在该第二结构层7中为每个分子检测单元均形成一个样品流道12，使得单孔储液腔1与该样品流道12连通（此时，所述样品流道12位于所述单孔储液腔1的顶部）；而且，还可以使得每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道12相互连通为公共样品流道13。同时，使得该第二结构层7覆盖在公共缓冲液流道33和各个分子检测单元的缓冲液流道3的顶部，以封闭公共缓冲液流道33和各个分子检测单元的缓冲液流道3，实现了缓冲液流道3和公共缓冲液流道33的整体密封，使得单孔储液腔1和缓冲液流道3在结构上只能通过液体电阻流道2相连。

此外，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，还可以进一步在该第二结构层7中为分子检测阵列形成与公共样品流道13的两端连通的两个样品出入口11，并在该第二结构层7中为分子检测阵列形成与公共缓冲液流道33的两端连通的两个缓冲液出入口31的上部。因此，此时的位于公共缓冲液流道33两端的缓冲液出入口31实际上贯穿了所述第一结构层6和第二结构层7。

步骤A4，在第二结构层上形成第三结构层，并为分子检测阵列形成与所述公共样品流道的两端连通的样品出入口，以及与所述公共缓冲液流道的两端连通的缓冲液出入口。

在本公开的技术方案中，对于分子检测芯片中的分子检测阵列，可以先通过相应的半导体工艺（例如，干膜光刻工艺等）在第二结构层7上形成第三结构层8；然后，再根据实际应用场景的需要，在该第三结构层8中形成各种所需的结构。

例如，作为示例，如图40所示，在本公开的一个具体实施例中，对于分子检测芯片中的分子检测阵列，可以通过相应的半导体工艺（例如，干膜光刻工艺等）在第二结构层7上形成第三结构层8，使得该第三结构层8覆盖在公共样品流道13和各个分子检测单元的样品流道12的顶部，以封闭公共样品流道13和各个分子检测单元的样品流道12，实现了样品流道12和公共样品流道13的整体密封。

再例如，作为示例，如图24~26所示，在本公开的另一个具体实施例中，对于分子检测芯片中的分子检测阵列，也可以先通过相应的半导体工艺在第二结构层7上形成第三结构层8，然后在该第三结构层8中将分子检测阵列中的公共样品流道13连通为一个整体。举例来说，可以在该第三结构层8中形成一个与分子检测阵列中的各个公共样品流道13连通的沟槽，覆盖在多排（例如，两排）分子检测单元的样品流道的顶部，从而将各个公共样品流道13连通为一个整体。

另外，还可以在该第三结构层8中为分子检测阵列形成与所述公共样品流道的两端连通的样品出入口，以及与所述公共缓冲液流道的两端连通的缓冲液出入口。

例如，如图40所示，可以在该第三结构层8中为分子检测阵列形成与公共样品流道13的两端连通的两个样品出入口11的顶部，以及与公共缓冲液流道33的两端连通的两个缓冲液出入口31的顶部。因此，此时的缓冲液出入口31实际上贯穿了所述第一结构层6、第二结构层7和第三结构层8，而样品出入口11则贯穿了所述第二结构层7和第三结构层8。

步骤A5，在第三结构层上形成上盖，并在上盖上为分子检测阵列形成第一接口和第二接口；其中，第一接口位于样品出入口的上方，第二接口位于缓冲液出入口的上方。

例如，作为示例，如图41所示，在本公开的一个具体实施例中，可以在第三结构层8上形成上盖9。

例如，在本公开的一个具体实施例中，所述上盖9的材料可以是某种可与光刻胶进行键合的塑料，可以使用注塑成型的方式来制造。举例来说，所述上盖9的材料可以是聚二甲基硅氧烷（PDMS）；所述上盖9也可以是具有PDMS层的多层结构。

例如，该上盖9可以通过某种方式与第三结构层8 进行键合，并封闭各个样品出入口11和缓冲液出入口31，形成一块微流控芯片。同时，还将在该上盖9上为分子检测阵列形成两个第一接口91和两个第二接口92，即在每个样品出入口11的上方都设置一个第一接口91，并在每一个缓冲液出入口31的上方都设置一个第二接口92，从而可以通过第一接口91与样品出入口11连通，并通过第二接口92与缓冲液出入口31连通。

另外，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，所述第一接口91中还可以设置有第一驱动电极，所述第二接口92中还可以设置有第二驱动电极。

此时，上述的第一接口91和第二接口92可以是一种允许液体进入和驱动电极接入的结构，从而可以通过该第一接口91将相应的液体注入到样品出入口11中，并通过该第一接口91中的第一驱动电极向样品流道12中的液体施加相应的电压；通过该第二接口92将相应的液体注入到缓冲液出入口31中，并通过该第二接口92中的第二驱动电极向缓冲液流道3中的液体施加相应的电压。

通过上述的步骤A1~A5，即可制备得到所需的分子检测芯片。

另外，在本公开的技术方案中，通过上述的步骤A1~A5制备得到的分子检测芯片中可以包括如上述图23、图25和图28中所示的任意一种截面的分子检测阵列。

另外，在本公开的技术方案中，还可以进一步在各个分子检测单元的单孔储液腔1与样品流道12的连接处形成膜层102，并在该膜层102上形成纳米孔。

例如，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，所述分子检测芯片的制备方法还可以进一步包括：

步骤A6、在各个分子检测单元的单孔储液腔与样品流道的连接处形成膜层，并在该膜层上形成纳米孔。

在本公开的技术方案中，可以根据各个分子检测单元的单孔储液腔1和样品流道12的位置，在两者的连接处形成膜层102；然后，再在该膜层102上形成相应的纳米孔。

另外，在本公开的技术方案中，可以使用多种实现方式来形成膜层102，并在该膜层102上形成纳米孔。

例如，作为示例，在本公开的另一个具体实施例中，可以先通过样品出入口11和缓冲液出入口31分别向样品流道12和缓冲液流道3中注入并填满缓冲液（一种包含所需电解质的极性溶液），缓冲液将填满样品流道12、缓冲液流道3、液体电阻流道2和单孔储液腔1。然后，通过样品出入口11注入包含双极性分子（例如，磷脂分子）的非极性溶液。由于微流道内液体的层流特性，非极性溶液只会替换掉样品流道12 内的缓冲液，而不会移除单孔储液腔1内的缓冲液；而且，由于两种液体具有不同的极性，双极性分子将会在单孔储液腔1与样品流道12 的连接处的液体界面构成一层双极性分子薄膜。最后，再将缓冲液通过样品出入口11注入到样品流道12中，以替换掉非极性溶液。同理，由于两种液体的极性不同，双极性分子将会在单孔储液腔1与样品流道12 的连接处构成膜层102，例如，一个由两层双极性分子构成的双分子层薄膜。

在形成上述膜层102之后，还将在膜层102上形成纳米孔。作为示例，在本公开的一个具体实施例中，上述设置纳米孔的方法（嵌孔方法）可以包含以下流程：首先，通过样品出入口11向样品流道12注入包含孔蛋白的嵌孔溶液，以替换原本存在于样品流道12内的缓冲液。然后再分别向样品流道12和缓冲液流道3施加相应的电压（例如，可以通过第一接口91向样品流道12施加电压V₃，并通过第二接口92向缓冲液流道3施加相应的电压V₂），从而在膜层102的两侧形成电势差。该电势差将改变膜层的通透性，从而在膜层表面形成纳米大小的微孔。与此同时，嵌孔溶液中的孔蛋白将会由于其电性，在电场作用下向微孔移动，并最终镶嵌在微孔处。最后，再通过样品出入口11向样品流道12注入缓冲液，以替换掉嵌孔溶液，方便后续保存。在实际操作中，考虑到存储，运输等要求，样品流道12和缓冲液流道3内的液体可以存在一定差距。

因此，通过上述的步骤，可以在分子检测单元的单孔储液腔1与样品流道12的连接处形成膜层102，并在该膜层102上形成纳米孔。

另外，在本公开的技术方案中，还可以根据实际应用需要，来预先设计样品流道12和单孔储液腔1的位置关系。

例如，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，所述样品流道12可以设置在所述单孔储液腔1的顶部，二者分别设置在不同的层（第一结构层6和第二结构层7）中，如图2、图4~图8所示。

此时，位于单孔储液腔1与样品流道12的连接处的膜层102，可以采用平行于基底5的方式构建。具体的构建方式可以参照前述实施例中形成具有纳米孔的膜层102的方法，在此不再赘述。

再例如，作为示例，在本公开的另一个具体实施例中，所述样品流道12也可以设置在所述单孔储液腔1的一侧，即设置在同一结构层（第一结构层6）中。

此时，位于单孔储液腔1与样品流道12的连接处的膜层102，可以采用垂直于基底5的方式构建。具体的构建方式可以参照前述实施例中形成具有纳米孔的膜层102的方法，在此不再赘述。

为了采用垂直于基底5的方式构建膜层102，在本公开的技术方案中，还提出了另外一种分子检测芯片的制备方法。

例如，作为示例，如图46所示，在本公开的一个具体实施例中，上述分子检测芯片的制备方法可以包括如下的步骤：

步骤B1，制备得到基底，并在基底上分别形成分子检测芯片中的各个分子检测单元的感测电极。

例如，作为示例，如图47所示（其中，在图47中，下图为上图的LL＇截面示意图），在本公开的一个具体实施例中，步骤B1可以参照前述实施例中的步骤A1的部分，在此不再赘述。

步骤B2，在基底上形成第一结构层，并在第一结构层中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成对应的单孔储液腔、液体电阻流道、缓冲液流道和样品流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道相互连通为公共样品流道，每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道。

在本步骤中，将先在所述基底5上形成第一结构层6，然后再在该第一结构层6中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成单孔储液腔1、液体电阻流道2、缓冲液流道3和样品流道12；而且，还可以使得每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道12相互连通为公共样品流道，每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道3相互连通为公共缓冲液流道。

另外，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，还可以进一步在第一结构层6中为分子检测芯片中的分子检测阵列形成与公共样品流道的两端连通的两个样品出入口11的底部，并在第一结构层6中为分子检测芯片中的分子检测阵列形成与公共缓冲液流道的两端连通的两个缓冲液出入口31的底部。

另外，在本公开的技术方案中，可以使用多种实现方式来实现上述的步骤B2。以下将以其中的一种或几种具体实现方式为例，对本公开的技术方案进行介绍。

例如，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，上述步骤B2可以包括如下的步骤：

步骤B201，对于分子检测芯片中的每个分子检测单元，在基底上的预设位置处形成液体电阻流道牺牲结构。

例如，作为示例，如图48所示（其中，在图48中，下图为上图的LL＇截面示意图），在本公开的一个具体实施例中，步骤B201可以参照前述实施例中的步骤A201的部分，在此不再赘述。

步骤B202，在基底和液体电阻流道牺牲结构上形成第一结构层，并在第一结构层中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成对应的单孔储液腔、缓冲液流道和样品流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道相互连通为公共样品流道，每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道。

例如，作为示例，如图49所示（其中，在图49中，下图为上图的ALAL＇截面示意图），在本公开的一个具体实施例中，对于分子检测芯片中的每个分子检测单元，可以通过某种材料沉积工艺（例如，物理气相沉积或化学气相沉积等），形成覆盖在基底5和液体电阻流道牺牲结构21上的第一结构层6；然后，再通过某种图形转移方法（例如，光刻等）和某种腐蚀工艺（例如，反应离子刻蚀等），在该第一结构层6中形成各个分子检测单元的单孔储液腔1、缓冲液流道3和样品流道12，使得单孔储液腔1与该样品流道12连通；其中，样品流道12位于所述单孔储液腔1的一侧（例如，可以位于单孔储液腔1的外侧，即单孔储液腔1的远离缓冲液流道3的一侧）；而且，还可以使得每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道12相互连通为公共样品流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道3相互连通为公共缓冲液流道。

另外，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，还可以进一步在该第一结构层6中为分子检测芯片中的分子检测阵列形成与公共样品流道的两端连通的两个样品出入口11的底部，并在该第一结构层6中为分子检测芯片中的分子检测阵列形成与公共缓冲液流道的两端连通的两个缓冲液出入口31的底部。

另外，作为示例，如图49所示，在本公开的一个具体实施例中，由于样品流道12设置在单孔储液腔1的一侧，因此所述单孔储液腔1的侧壁可以构成一个C型结构，且该C型结构靠近样品流道12 的侧壁上开设有一个开口，该设有开口的侧壁用于支撑纳米孔，从而便于在后续步骤中使用基于微流控原理和极性/非极性溶剂界面效应的成膜嵌孔流程在单孔储液腔1与该样品流道12的连接处形成具有纳米孔的膜层102。侧壁间的开口限定了可形成膜的孔径，这允许减少膜的尺寸和面积,以降低膜的电容,并提高了膜的稳定性。

另外，该C型结构靠近缓冲液流道3的侧壁则可以与液体电阻流道牺牲结构21连接。

步骤B203，移除各个分子检测单元中的液体电阻流道牺牲结构。

例如，作为示例，如图50所示（其中，在图50中，下图为上图的ALAL＇截面示意图），在本公开的一个具体实施例中，步骤B203可以参照前述实施例中的步骤A203的部分，在此不再赘述。

上述液体电阻流道牺牲结构21被移除之后，可以形成连接单孔储液腔1和缓冲液流道3的液体电阻流道2，从而可以将两套微流道系统（样品的微流道系统和缓冲液的微流道系统）连接起来。

通过上述的步骤B201~B203，可以形成上述的第一结构层6，并在该第一结构层6中形成分子检测芯片中的各个分子检测单元的单孔储液腔1、液体电阻流道2、缓冲液流道3和样品流道12，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道12相互连通为公共样品流道，每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道3相互连通为公共缓冲液流道。另外，还可以进一步在该第一结构层6中为分子检测阵列均形成与公共样品流道的两端连通的两个样品出入口11的底部和与公共缓冲液流道的两端连通的两个缓冲液出入口31的底部。

步骤B3，在第一结构层上形成第二结构层，并为分子检测阵列形成与所述公共样品流道的两端连通的样品出入口，以及与所述公共缓冲液流道的两端连通的缓冲液出入口。

在本公开的技术方案中，对于分子检测芯片中的分子检测阵列，可以先通过相应的半导体工艺（例如，某种键合、组合或者干膜工艺等）在第一结构层6上形成第二结构层7；然后，再根据实际应用场景的需要，在该第二结构层7中形成各种所需的结构。

例如，作为示例，如图51所示，在本公开的一个具体实施例中，对于分子检测芯片中的分子检测阵列，可以通过相应的半导体工艺（例如，某种键合、组合或者干膜工艺等）在第一结构层6上形成第二结构层7。该第二结构层7覆盖在公共缓冲液流道、公共样品流道、缓冲液流道3和样品流道12的顶部，以封闭公共缓冲液流道、公共样品流道、缓冲液流道3和样品流道12，实现了公共缓冲液流道、公共样品流道、缓冲液流道3和样品流道12的整体密封。此时，单孔储液腔1和缓冲液流道3在结构上只能通过液体电阻流道2相连。

另外，还可以在该第二结构层中为分子检测阵列形成与所述公共样品流道的两端连通的样品出入口，以及与所述公共缓冲液流道的两端连通的缓冲液出入口

例如，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，还可以进一步在该第二结构层7中为分子检测阵列形成与公共样品流道的两端连通的两个样品出入口11的上部，并在该第二结构层7中为分子检测阵列形成与公共缓冲液流道的两端连通的两个缓冲液出入口31的上部。因此，此时的样品出入口11和缓冲液出入口31实际上都贯穿了所述第一结构层6和第二结构层7。

步骤B4，在第二结构层上形成上盖，并在上盖上为每个分子检测阵列均形成第一接口和第二接口；其中，第一接口位于样品出入口的上方，第二接口位于缓冲液出入口的上方。

例如，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，步骤B4可以参照前述实施例中的步骤A5的部分，在此不再赘述。

因此，通过上述的步骤B1~B4，即可制备得到本公开中的上述分子检测芯片。

另外，在本公开的技术方案中，还可以进一步在各个分子检测单元的单孔储液腔1与样品流道12的连接处形成膜层102，并在该膜层102上形成纳米孔。

例如，作为示例，在本公开的一个具体实施例中，所述分子检测芯片的制备方法还可以进一步包括：

步骤B5，在各个分子检测单元的单孔储液腔与样品流道的连接处形成膜层，并在该膜层上形成纳米孔。

例如，作为示例，如图52所示，在本公开的一个具体实施例中，步骤B5可以参照前述实施例中的步骤A6的部分，在此不再赘述。

在本步骤中，可以采用垂直于基底5的方式来构建上述的膜层102。因此，上述的膜层102可以通过相应的成膜嵌孔方式形成于单孔储液腔1与样品流道12的之间的侧壁开口，并在该膜层102上形成相应的纳米孔。

此制备方法的效果在于能够简单地在单孔储液腔1与样品流道12的之间制作出悬臂结构。

综上所述，在本公开的技术方案中，由于采用多层流道来构建两套相互独立的微流道系统，并可以在最终应用之前通过移除这两套系统之间的液体电阻流道牺牲结构达成互联，实现在基底同一侧完成液体电阻流道和缓冲液流道的制作，使得单孔储液腔、液体电阻流道、缓冲液流道和样品流道都位于所述基底的同一侧，因此可以在基底的同一表面构建液体电阻流道和缓冲液流道，从而可以有效地提高基于电压测序方法的芯片制作效率，进一步提升纳米孔测序器件的通量。

另外，在本公开的技术方案中，由于样品流道和缓冲液流道之间是相互隔离的，因此可以在两个流道中的不同液体中施加不同电压，从而可以保证电压测序基本原理的实现。另外，上述分离的两个流道还可以大大减少样品间的交叉污染和漏电，提高信号的信噪比。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。

Claims (39)

1.一种分子检测单元，其特征在于，该分子检测单元包括：单孔储液腔、液体电阻流道、缓冲液流道、感测电极、基底、第一结构层、第二结构层和样品流道；

所述第一结构层设置在所述基底的顶部；

所述单孔储液腔和缓冲液流道设置在所述第一结构层中且相互独立；

所述液体电阻流道设置在所述第一结构层中；所述液体电阻流道的两端分别与所述单孔储液腔和所述缓冲液流道连通；

所述第二结构层设置在所述第一结构层的顶部，且覆盖在所述缓冲液流道的顶部；

所述样品流道与所述单孔储液腔连通；

所述感测电极设置在所述基底中；所述感测电极的一端与所述单孔储液腔连接。

2.根据权利要求1所述的分子检测单元，其特征在于，所述分子检测单元还包括：膜层；

所述膜层设置在所述样品流道与所述单孔储液腔的连接处；

所述膜层上设置有纳米孔。

3.根据权利要求1所述的分子检测单元，其特征在于：

所述样品流道设置在第二结构层中，且位于所述单孔储液腔的顶部。

4.根据权利要求1所述的分子检测单元，其特征在于：

所述样品流道设置在第一结构层中，且位于所述单孔储液腔的一侧；所述第二结构层覆盖在所述样品流道和单孔储液腔的顶部。

5.根据权利要求1所述的分子检测单元，其特征在于，所述分子检测单元还包括：两个样品出入口和两个缓冲液出入口；

所述两个样品出入口分别与所述样品流道的两端连通；

所述两个缓冲液出入口分别与所述缓冲液流道的两端连通。

6.根据权利要求5所述的分子检测单元，其特征在于：

所述样品出入口贯穿所述第二结构层与所述样品流道连通；

所述缓冲液出入口贯穿所述第二结构层和第一结构层与所述缓冲液流道连通。

7.根据权利要求6所述的分子检测单元，其特征在于，所述分子检测单元还包括：第三结构层；

所述第三结构层设置在所述第二结构层的顶部；

所述第三结构层中设置有样品出入口的顶部和缓冲液出入口的顶部。

8.根据权利要求7所述的分子检测单元，其特征在于：

所述第三结构层覆盖在所述样品流道的顶部。

9.根据权利要求7所述的分子检测单元，其特征在于，所述分子检测单元还包括：上盖、第一接口和第二接口；

所述上盖设置在所述第三结构层之上，并覆盖在所述样品出入口和缓冲液出入口的顶部；

所述样品出入口的顶部设置有贯穿所述上盖的所述第一接口；

所述缓冲液出入口的顶部设置有贯穿所述上盖的所述第二接口。

10.根据权利要求9所述的分子检测单元，其特征在于，所述分子检测单元还包括：第一驱动电极和第二驱动电极；

所述第一驱动电极设置在所述第一接口中，所述第二驱动电极设置在所述第二接口中。

11.根据权利要求9所述的分子检测单元，其特征在于，所述分子检测单元还包括：第一驱动电极和第二驱动电极；

所述第一驱动电极设置在所述样品流道的底部，且所述第一驱动电极的一端与所述样品流道连通；

所述第二驱动电极设置在所述缓冲液流道的底部，且所述第二驱动电极的一端与所述缓冲液流道连通。

12.根据权利要求9所述的分子检测单元，其特征在于，所述分子检测单元还包括：第一驱动电极和第二驱动电极；

所述第一驱动电极设置在所述样品出入口的底部，且所述第一驱动电极的一端与所述样品出入口连通；

所述第二驱动电极设置在所述缓冲液出入口的底部，且所述第二驱动电极的一端与所述缓冲液出入口连通。

13.根据权利要求11或12所述的分子检测单元，其特征在于：

所述第一驱动电极和第二驱动电极设置在所述基底中。

14.根据权利要求1所述的分子检测单元，其特征在于：

所述液体电阻流道的形状为单层折叠线型、单层直线型、单层弧线型或多层弧线型。

15.一种分子检测芯片，其特征在于，该分子检测芯片包括：分子检测阵列；

所述分子检测阵列包括至少一排分子检测单元；每排分子检测单元包含多个如权利要求1~14任意一项所述的分子检测单元；

其中，每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道相互连通为公共样品流道；

每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道。

16.根据权利要求15所述的分子检测芯片，其特征在于：

所述分子检测阵列中的所述公共样品流道的数量等于所述分子检测阵列中的分子检测单元的排数。

17.根据权利要求16所述的分子检测芯片，其特征在于：

一个所述公共样品流道被一排分子检测单元中的多个分子检测单元所共用。

18.根据权利要求15所述的分子检测芯片，其特征在于：

当所述分子检测阵列包括多排分子检测单元时，所述分子检测阵列中的所述公共样品流道的数量小于所述分子检测阵列中的分子检测单元的排数。

19.根据权利要求18所述的分子检测芯片，其特征在于：

一个所述公共样品流道被至少两排分子检测单元中的多个分子检测单元所共用。

20.根据权利要求15至19中任一项所述的分子检测芯片，其特征在于：

所述分子检测阵列中的所述公共缓冲液流道的数量等于所述分子检测阵列中的分子检测单元的排数。

21.根据权利要求20所述的分子检测芯片，其特征在于：

一个所述公共缓冲液流道被一排分子检测单元中的多个分子检测单元所共用。

22.根据权利要求15至19中任一项所述的分子检测芯片，其特征在于：

当所述分子检测阵列包括多排分子检测单元时，所述分子检测阵列中的所述公共缓冲液流道的数量小于所述分子检测阵列中的分子检测单元的排数。

23.根据权利要求22所述的分子检测芯片，其特征在于：

一个所述公共缓冲液流道被相邻两排分子检测单元中的多个分子检测单元所共用。

24.根据权利要求15所述的分子检测芯片，其特征在于：

当所述分子检测阵列包括多排分子检测单元时，每排分子检测单元中的分子检测单元的数量相等或不相等。

25.根据权利要求15所述的分子检测芯片，其特征在于，所述的分子检测芯片还包括：两个样品出入口和两个缓冲液出入口；

所述公共样品流道的两端分别与两个样品出入口连通；

所述公共缓冲液流道的两端分别与两个缓冲液出入口连通。

26.一种分子检测芯片的制备方法，其特征在于，该方法包括：

制备得到基底，并在基底上分别形成分子检测芯片中的各个分子检测单元的感测电极；

在基底上形成第一结构层，并在第一结构层中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成对应的单孔储液腔、液体电阻流道和缓冲液流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道；

对于分子检测阵列，在第一结构层上形成第二结构层，封闭公共缓冲液流道和各个分子检测单元的缓冲液流道，并在所述第二结构层中为每个分子检测单元均形成样品流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道相互连通为公共样品流道；

在第二结构层上形成第三结构层，并为分子检测阵列形成与所述公共样品流道的两端连通的样品出入口以及与所述公共缓冲液流道的两端连通的缓冲液出入口；

在第三结构层上形成上盖，并在上盖上为分子检测阵列形成第一接口和第二接口；其中，第一接口位于样品出入口的上方，第二接口位于缓冲液出入口的上方。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述在基底上形成第一结构层，并在第一结构层中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成对应的单孔储液腔、液体电阻流道和缓冲液流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道包括：

对于分子检测芯片中的每个分子检测单元，在基底上的预设位置处形成液体电阻流道牺牲结构；

在基底和液体电阻流道牺牲结构上形成第一结构层，并在第一结构层中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成对应的单孔储液腔和缓冲液流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道；

移除各个分子检测单元中的液体电阻流道牺牲结构。

28.根据权利要求26或27所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在第一结构层中为分子检测芯片中的分子检测阵列形成与公共缓冲液流道的两端连通的两个缓冲液出入口的底部。

29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在第二结构层中为所述分子检测阵列形成与公共样品流道的两端连通的两个样品出入口，并在所述第二结构层中为所述分子检测阵列形成与公共缓冲液流道的两端连通的两个缓冲液出入口的上部。

30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在所述第三结构层中为所述分子检测阵列形成与公共样品流道的两端连通的两个样品出入口的顶部，以及与公共缓冲液流道的两端连通的两个缓冲液出入口的顶部。

31.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在所述第三结构层中将分子检测阵列中的公共样品流道连通为一个整体。

32.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，通过以下步骤形成液体电阻流道：

在基底上形成第一结构层，并在第一结构层上形成初始液体电阻流道；

使用薄膜沉积方法在初始液体电阻流道中制作沉积层，对所述初始液体电阻流道进行孔径缩小操作，形成所需的液体电阻流道。

33.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在各个分子检测单元的单孔储液腔与样品流道的连接处形成膜层，并在所述膜层上形成纳米孔。

34.一种分子检测芯片的制备方法，其特征在于，该方法包括：

制备得到基底，并在基底上分别形成分子检测芯片中的各个分子检测单元的感测电极；

在基底上形成第一结构层，并在第一结构层上中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成对应的单孔储液腔、液体电阻流道、缓冲液流道和样品流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道相互连通为公共样品流道，每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道；

在第一结构层上形成第二结构层，并为分子检测阵列形成与所述公共样品流道的两端连通的样品出入口，以及与所述公共缓冲液流道的两端连通的缓冲液出入口；

在所述第二结构层上形成上盖，并在上盖上为每个分子检测阵列均形成第一接口和第二接口；其中，第一接口位于样品出入口的上方，第二接口位于缓冲液出入口的上方。

35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述在基底上形成第一结构层，并在第一结构层上中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成对应的单孔储液腔、液体电阻流道、缓冲液流道和样品流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道相互连通为公共样品流道，每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道包括：

对于分子检测芯片中的每个分子检测单元，在基底上的预设位置处形成液体电阻流道牺牲结构；

在基底和液体电阻流道牺牲结构上形成第一结构层，并在第一结构层中为分子检测芯片中的每个分子检测单元均形成对应的单孔储液腔、缓冲液流道和样品流道，且每排分子检测单元中的多个分子检测单元的样品流道相互连通为公共样品流道，每排分子检测单元中的多个分子检测单元的缓冲液流道相互连通为公共缓冲液流道；

移除各个分子检测单元中的液体电阻流道牺牲结构。

36.根据权利要求34或35所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在第一结构层中为分子检测芯片中的分子检测阵列形成与公共样品流道的两端连通的两个样品出入口的底部，并在第一结构层中为分子检测芯片中的分子检测阵列形成与公共缓冲液流道的两端连通的两个缓冲液出入口的底部。

37.根据权利要求36所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在所述第二结构层中为分子检测阵列形成与公共样品流道的两端连通的两个样品出入口的上部，并在所述第二结构层中为分子检测阵列形成与公共缓冲液流道的两端连通的两个缓冲液出入口的上部。

38.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在各个分子检测单元的单孔储液腔与样品流道的连接处形成膜层，并在所述膜层上形成纳米孔。

39.根据权利要求38所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

采用垂直于基底的方式来构建所述膜层。

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