TWI786896B - 指壓式電晶體微流道晶片及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種指壓式電晶體微流道晶片，包含一本體、一指壓結構、一印刷電路板以及一電晶體晶片。本體包含一滴樣口、一檢測流道、一檢體滴樣口及一吸收槽。檢體滴樣口管路連通檢測流道。吸收槽包含一吸收墊。指壓結構的滴樣槽連通滴樣口與一晶片外部空間。印刷電路板固定設置於本體。電晶體晶片電路連接印刷電路板。藉此，本發明之指壓式電晶體微流道晶片透過指壓結構之滴樣槽與晶片外部空間連通的方式，可免去習知指壓式微流道晶片的封閉腔體設計，以減小體積與節省製備成本。本發明同時提供指壓式電晶體微流道晶片的操作方法。

Description

指壓式電晶體微流道晶片及其操作方法

本發明是關於一種微流道晶片及其操作方法，特別是有關於一種利用電晶體進行檢測之指壓式電晶體微流道晶片與指壓式電晶體微流道晶片的操作方法。

有鑑於生物醫學的發展，如何快速且精準地於體外進行疾病診斷，已然成為相關領域所致力發展的目標，而訴求快速進行檢測之裝置亦隨之蓬勃發展。

生物感測器(biosensor)是一種運用生物反應及專一性辨識的特性所發展出的整合型分析系統，其包含生物性識別裝置及信號傳輸轉換裝置兩部分。在進行檢測時，待測物質將與生物識別裝置反應並產生光、熱、質量或電化學訊號，此時信號傳輸轉換裝置將會轉換前述之光、熱、質量或電化學訊號為可輸出信號，以進行後續分析，並達成檢測的目的。

再者，市面上用以進行檢測之生物感測器的種類多元，而不同類型之生物性識別裝置及信號傳輸轉換裝置的搭配與使用可使生物感測器滿足不同的檢測需求。因此，如何提供一種兼具低成本與高檢測效率之生物感測器，並進一步應用於生物醫學相關的測試上，遂成為相關學界及業界所致力發展的目標。

本發明之一態樣是在於提供一種指壓式電晶體微流道晶片，包含一本體、一指壓結構、一印刷電路板以及一電晶體晶片。本體包含一滴樣口、一檢測流道、一檢體滴樣口及一吸收槽。檢測流道具有一第一端與一第二端，其中第一端與滴樣口連通。檢體滴樣口管路連通檢測流道。吸收槽與檢測流道的第二端連通，其中吸收槽包含一吸收墊。指壓結構設置於本體上並具有一滴樣槽，其中滴樣槽連通滴樣口並與一晶片外部空間連通，且指壓結構包含一第一按壓片及一第二按壓片。第一按壓片包含一第一孔腔，其中第一按壓片的材質為一緩衝材料。第二按壓片設置於本體與第一按壓片之間，其中第二按壓片包含一第二孔腔，第二孔腔對應連通第一孔腔以形成所述之滴樣槽，且第二按壓片的材質為一硬質材料。印刷電路板固定設置於本體上並包含一容置槽。電晶體晶片嵌設於容置槽中並電路連接印刷電路板，其中電晶體晶片包含複數個工作電極，且電晶體晶片係對應檢測流道並使工作電極暴露於檢測流道中。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片，其中印刷電路板可設置於本體異於指壓結構的一表面。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片，其中印刷電路板可更包含一參考電極，參考電極係暴露於滴樣口中。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片，其中電晶體晶片可為離子敏感場效應電晶體(ion-sensitive field-effect transistor, ISFET)晶片。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片，其中本體可更包含二焊接槽，二焊接槽分別設置於檢測流道的二側，其中二焊接槽係用以將印刷電路板的複數個電極與電晶體晶片的工作電極焊接在一起，以形成一電導通回路。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片，其中第一按壓片的材質可為泡棉、矽膠、橡膠或其組合。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片，其中檢體滴樣口可開設於檢測流道上並位於檢測流道靠近第二端的一側。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片，其中檢體滴樣口與滴樣口可彼此分離地設置於本體上，且檢體滴樣口可透過一連接流道與檢測流道連通。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片，其中檢測流道的長軸與連接流道之間具有一夾角，且夾角的大小可為10°至90°。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片，其中本體可包含一本體表面，且本體由本體表面往下可依序由一上基板、一管路基板及一底板所組成。上基板、管路基板、底板與電晶體晶片依序層疊以形成檢測流道。上基板可包含一第一基板開口，管路基板可包含一第一管路開口，第一基板開口對應連通第一管路開口，且第一基板開口、第一管路開口與底板依序層疊以形成吸收槽。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片，其中第一基板開口的開口尺寸可小於吸收墊的表面積。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片，其中底板、印刷電路板與電晶體晶片彼此接合，且底板包含一參考電極開口、一晶片電極開口與二焊接槽開口。

藉此，透過指壓結構之滴樣槽與晶片外部空間連通的方式，本發明之指壓式電晶體微流道晶片不僅可免去習知指壓式微流道晶片的封閉腔體設計，更可降低指壓式電晶體微流道晶片的體積並節省製備成本。再者，透過指壓結構的第一按壓片為緩衝材質製成而第二按壓片為硬質材料製成的方式，硬質之第二按壓片不僅可限制使用者指壓第一按壓片的深度，也能夠避免壓按時使用者的手指接觸滴樣口中的液體，進而使本發明之指壓式電晶體微流道晶片的使用更為安全與便利。另外，透過吸收槽中設置吸收墊的方式，能夠吸收自檢測流道排出的廢液，避免發生廢液汙染或漏液等情形，進而提升本發明之指壓式電晶體微流道晶片的檢測精確度與使用便利性。

本發明之另一態樣是在於提供一種指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，包含下述步驟。提供一前段所述之指壓式電晶體微流道晶片，且所述之指壓式電晶體微流道晶片係電訊連接一檢測儀。進行一第一量測步驟，其係將一第一檢測液加入滴樣槽，以使第一檢測液由滴樣口輸入並充滿檢測流道，此時操作檢測儀以使印刷電路板通電並驅動電晶體晶片，以量測各工作電極的一背景值。進行一第一按壓排空步驟，其係壓按所述之指壓結構並使滴樣槽封閉，以使第一檢測液從檢測流道排出並進入吸收槽。進行一檢體反應步驟，其係將一待測檢體加入檢體滴樣口，以使待測檢體充滿檢測流道並反應一預定反應時間。進行一第二按壓排空步驟，其係壓按所述之指壓結構並使滴樣槽封閉，以使待測檢體從檢測流道排出並進入吸收槽。進行一第二量測步驟，其係將一第二檢測液加入滴樣槽，以使第二檢測液由滴樣口輸入並充滿檢測流道，此時操作檢測儀以使印刷電路板通電並驅動電晶體晶片，以量測各工作電極的一檢測值。進行一數據分析步驟，其係分析各工作電極的背景值與檢測值，以得各工作電極的一檢測結果。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中第一檢測液的添加量為A，第二檢測液的添加量為B，其可滿足下述條件：2A ≤ B。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中印刷電路板可設置於本體異於指壓結構的一表面。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中印刷電路板可更包含一參考電極，參考電極係暴露於滴樣口中。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中電晶體晶片可為離子敏感場效應電晶體晶片。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中第一按壓片的材質可為泡棉、矽膠、橡膠或其組合。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中檢體滴樣口可開設於檢測流道上並位於檢測流道靠近第二端的一側。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中檢體滴樣口與滴樣口可彼此分離地設置於本體上，且檢體滴樣口可透過一連接流道與檢測流道連通。

依據前述實施方式之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中檢測流道的長軸與連接流道之間具有一夾角，且夾角的大小可為10°至90°。

藉此，本發明之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法以本發明之指壓式電晶體微流道晶片檢驗待測檢體，可多次排空檢測流道內的液體並達到清洗的效果，使本發明之指壓式電晶體微流道晶片能夠進行多次的重覆量測，進而提升本發明之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法的檢測精確度與使用便利性，並具有相關市場的應用潛力。

下述將更詳細討論本發明各實施方式。然而，此實施方式可為各種發明概念的應用，可被具體實行在各種不同的特定範圍內。特定的實施方式是僅以說明為目的，且不受限於揭露的範圍。

一、本發明之指壓式電晶體微流道晶片

請參照第1圖與第2圖，第1圖係繪示本發明一實施方式之指壓式電晶體微流道晶片100的示意圖，而第2圖係繪示第1圖之指壓式電晶體微流道晶片100的一爆炸圖。指壓式電晶體微流道晶片100包含一本體110、一指壓結構120、一印刷電路板130以及一電晶體晶片140。

本體110包含一滴樣口111、一檢測流道112、一檢體滴樣口113及一吸收槽114。

檢測流道112具有一第一端1121與一第二端1122，第一端1121與滴樣口111連通，第二端1122與吸收槽114連通，而檢體滴樣口113則管路連通檢測流道112。詳細而言，在本發明之指壓式電晶體微流道晶片100中，檢測流道112為一直線型的流道，而檢體滴樣口113是開設於檢測流道112上並位於檢測流道112靠近第二端1122的一側。藉此，透過滴樣口111和檢體滴樣口113分別設置於檢測流道112的二個端部的方式，可避免待測檢體中的生物活性物質汙染印刷電路板130上的參考電極132等其它重要元件，以確保本發明之指壓式電晶體微流道晶片100的檢測準確度及延長使用壽命。再者，由於檢體滴樣口113是開設於檢測流道112上，使檢體滴樣口113具有液體體積控制閥門的效果，而檢測流道112中的檢測液或待測檢體的液體將止於檢體滴樣口113，以控制檢測液或待測檢體填充於檢測流道112的體積，以及確保液體覆蓋電晶體晶片140的工作電極141，進而提升本發明之指壓式電晶體微流道晶片100的檢測準確度。

吸收槽114包含一吸收墊115。透過吸收槽114中設置吸收墊115的方式，能夠吸收自檢測流道112排出的廢液，避免發生廢液汙染或漏液等情形，進而提升本發明之指壓式電晶體微流道晶片100的檢測精確度與使用便利性。另外，吸收墊115係由紙、棉花或高分子吸水材料等吸水性高的材質所製成，但本發明並不以此為限。

指壓結構120設置於本體110上並具有一滴樣槽1201，滴樣槽1201連通滴樣口111並與一晶片外部空間(圖未標示)連通。詳細而言，指壓結構120係提供使用者進行按壓，當使用者以手指壓按指壓結構120時，手指將會覆蓋滴樣槽1201而使其封閉，以使滴樣槽1201與晶片外部空間隔離而形成類似於封閉式腔體的配置。在使用者壓按指壓結構120的同時將會使滴樣槽1201的體積發生變化，並使滴樣槽1201的內部壓力對應地發生改變而呈現如真空泵的效果，進而使檢測流道112中的檢測液或待測檢體排出，以利於檢測、清洗及重複進行量測之用。

再者，指壓結構120包含一第一按壓片121及一第二按壓片122。第一按壓片121包含一第一孔腔1211，其中第一按壓片121的材質為一緩衝材料。較佳地，第一按壓片121的材質可為泡棉、矽膠、橡膠或其它可壓縮的材質，但本發明並不以此為限。第二按壓片122設置於本體110與第一按壓片121之間，其中第二按壓片122包含一第二孔腔1221，第二孔腔1221對應連通第一孔腔1211以形成滴樣槽1201，且第二按壓片122的材質為一硬質材料。藉此，透過指壓結構120之滴樣槽1201與晶片外部空間連通的方式，不僅可免去習知指壓式微流道晶片的封閉腔體設計，更可節省製備成本和縮減指壓式電晶體微流道晶片100的體積。再者，透過第一按壓片121為緩衝材質製成而第二按壓片122為硬質材料製成的方式，硬質之第二按壓片122不僅可限制使用者按壓第一按壓片121的深度，也能夠避免使用者壓按指壓結構120時手指接觸到滴樣口111中的檢測液，進而使本發明之指壓式電晶體微流道晶片100的使用更為安全與便利。

印刷電路板130固定設置於本體110上並包含一容置槽131。詳細而言，印刷電路板130係連接一檢測儀並作為檢測儀與電晶體晶片140之間電訊傳遞的橋樑，而在第1圖的指壓式電晶體微流道晶片100中，印刷電路板130係設置於本體110異於指壓結構120的一表面，以避免使用者施力於指壓結構120時不慎破壞印刷電路板130而影響後續檢測的效果。另外，印刷電路板130可為市面上所販售之印刷電路板，亦可視需求而設計具有特殊電路配置之印刷電路板，但本發明並不以此為限。再者，印刷電路板130可更包含一參考電極132，參考電極132係暴露於滴樣口111中，以防止汙染並提升檢測的效率。

電晶體晶片140嵌設於容置槽131中並電路連接印刷電路板130，其中電晶體晶片140包含複數個工作電極141，且電晶體晶片140係對應檢測流道112並使工作電極141暴露於檢測流道112中，以對檢測流道112中的檢測液或待測檢體進行檢測。詳細而言，在本發明之指壓式電晶體微流道晶片100中，電晶體晶片140可為離子敏感場效應電晶體晶片。離子敏感場效應電晶體晶片(ion-sensitive field-effect transistor, ISFET)是用於測量溶液中離子濃度的場效應電晶體晶片，當離子的濃度發生變化時，流經離子敏感場效應電晶體晶片的電流會相應變化並產生對應之電訊號，並可進一步分析所述之電訊號而達成檢測的目的。

再請同時參考第1圖、第2圖與第3圖，其中第3圖係繪示第1圖之指壓式電晶體微流道晶片100的另一爆炸圖。如第1圖至第3圖所示，本體110包含一本體表面1101，且本體110由本體表面1101往下依序由一上基板1102、一管路基板1103及一底板1104所組成。上基板1102、管路基板1103、底板1104與電晶體晶片140依序層疊以形成檢測流道112，以使電晶體晶片140的工作電極141暴露於檢測流道112中而對檢測液或待測檢體進行檢測。再者，上基板1102包含一第一基板開口1105，管路基板1103包含一第一管路開口1106，第一基板開口1105對應連通第一管路開口1106，且第一基板開口1105、第一管路開口1106與底板1104依序層疊以形成吸收槽114。再者，第一基板開口1105的開口尺寸可小於吸收墊115的表面積，以防止吸收墊115從第一管路開口1106掉出，並可增加吸收墊115吸收廢液的效率。另外，上基板1102、管路基板1103與底板1104的材質可為塑膠材料或高分子材料，以降低本發明之指壓式電晶體微流道晶片100的製造成本及簡化其製造工序，並可大量進行製造。另外，底板1104、印刷電路板130與電晶體晶片140彼此接合，且底板1104包含一參考電極開口1107、一晶片電極開口1108與二焊接槽開口1109，其中參考電極開口1107與滴樣口111連通，晶片電極開口1108與檢測流道112連通。

再者，在第1圖的指壓式電晶體微流道晶片100中，本體110更包含二焊接槽116，二焊接槽116分別設置於檢測流道112的二側，而底板1104的二焊接槽開口1109則與二焊接槽116連通。二焊接槽116係用以將印刷電路板130的複數個電極133(標示於第2圖)與電晶體晶片140的工作電極141焊接在一起，以形成一電導通回路，進而讓印刷電路板130的插槽(圖未標示)能跟外接儀器連結。

請參照第4圖與第5圖，第4圖係繪示本發明另一實施方式之指壓式電晶體微流道晶片200的示意圖，而第5圖係繪示第4圖之指壓式電晶體微流道晶片200的一爆炸圖。指壓式電晶體微流道晶片200包含一本體210、一指壓結構220、一印刷電路板230以及一電晶體晶片240。

本體210包含一滴樣口211、一檢測流道212、一檢體滴樣口213及一吸收槽214。檢體滴樣口213管路連通檢測流道212，而吸收槽214則包含一吸收墊(圖未標示)。

指壓結構220設置於本體210上並具有一滴樣槽2201。滴樣槽2201連通滴樣口211並與一晶片外部空間(圖未標示)連通，且指壓結構220包含一第一按壓片221及一第二按壓片222，且第二按壓片222設置於本體210與第一按壓片221之間。第一按壓片221的材質為一緩衝材料，而第二按壓片222的材質為一硬質材料。

印刷電路板230固定設置於本體210下方並包含一容置槽231與一參考電極232，而電晶體晶片240則嵌設於容置槽231中並電路連接印刷電路板230。

另外，第4圖之指壓式電晶體微流道晶片200與第1圖之指壓式電晶體微流道晶片100在元件的結構及其配置大致相仿，是以其它相同或相似之元件的配置細節請參第1圖之指壓式電晶體微流道晶片100的說明，在此將不再另行贅述。

如第4圖與第5圖所示，在本發明之指壓式電晶體微流道晶片200中，檢體滴樣口213與滴樣口211彼此分離地設置於本體210上，且檢體滴樣口213係透過一連接流道217與檢測流道212連通，其中檢測流道212的長軸與連接流道217之間具有一夾角θ，且夾角θ的大小可為10°至90°，或者，夾角θ的大小可為90°。藉此，透過檢體滴樣口213與滴樣口211彼此分離地設置於本體210上，且檢體滴樣口213透過連接流道217與檢測流道212連通的方式，檢體滴樣口213的開口大小配置具有較大的裕度，並可視需求而加大檢體滴樣口213的開口大小，以利於直接使用滴管進行滴樣，進而提升本發明之指壓式電晶體微流道晶片200的使用廣度和操作方便性。

再者，如第4圖所示，本體210可更包含一氣孔218，氣孔218對應設置於檢測流道212上，以控制檢測流道212中的檢測液或待測檢體的體積，以及確保液體覆蓋電晶體晶片240上方的工作電極241。再者，本體210亦可更包含一封口膠片219，封口膠片219可拆卸地設置於本體表面2101並封閉檢體滴樣口213，以防止檢測流道212中的檢測液流至檢體滴樣口213，待欲進行滴樣時，再行移除檢體滴樣口213上封口膠片219即可，但本發明並不以此為限。

二、本發明之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法

請參照第6圖，其係繪示本發明又一實施方式之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法300的步驟流程圖。指壓式電晶體微流道晶片的操作方法300包含步驟310、步驟320、步驟330、步驟340、步驟350、步驟360以及步驟370。

步驟310為提供一指壓式電晶體微流道晶片，且指壓式電晶體微流道晶片係電訊連接一檢測儀。詳細而言，本發明之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法300是用以操作本發明之指壓式電晶體微流道晶片100或指壓式電晶體微流道晶片200，而本發明之指壓式電晶體微流道晶片100與指壓式電晶體微流道晶片200的結構細節請參前段所述，在此將不再贅述。

步驟320為進行一第一量測步驟，其係將一第一檢測液加入滴樣槽，以使第一檢測液由滴樣口輸入並充滿檢測流道。在此同時，使用者將進一步操作檢測儀，以使印刷電路板通電並驅動電晶體晶片，以量測各工作電極的一背景值。

步驟330為進行一第一按壓排空步驟，其係壓按指壓結構並使滴樣槽封閉，以使第一檢測液從檢測流道排出並進入吸收槽。具體而言，當使用者以手指壓按指壓結構時，手指將會覆蓋滴樣槽而使其封閉，以使滴樣槽與晶片外部空間隔離而形成類似於封閉式腔體的配置，而在使用者壓按指壓結構的同時將會使滴樣槽的體積發生變化，並使滴樣槽的內部壓力對應地發生改變而呈現如真空泵的效果，使第一檢測液從檢測流道排出並進入吸收槽，以達成多次排空檢測流道內的液體並達到清洗的效果，進而使本發明之指壓式電晶體微流道晶片能夠進行多次的重覆量測。

步驟340為進行一檢體反應步驟，其係將一待測檢體加入檢體滴樣口，以使待測檢體充滿檢測流道並反應一預定反應時間，此時待測檢體並不會流到滴樣口中的參考電極。前述之預定反應時間將視檢測類型及待測檢體種類而定，並可為1分鐘至30分鐘，但本發明並不以此為限。

步驟350為進行一第二按壓排空步驟，其係壓按指壓結構並使滴樣槽封閉，以使待測檢體從檢測流道排出並進入吸收槽。

步驟360為進行一第二量測步驟，其係將一第二檢測液加入滴樣槽，以使第二檢測液由滴樣口輸入並充滿檢測流道。在此同時，使用者將進一步操作檢測儀，以使印刷電路板通電並驅動電晶體晶片，以量測各工作電極的一檢測值。再者，第一檢測液的添加量為A，第二檢測液的添加量為B，其可滿足下述條件：2A ≤ B。藉此，以添加大於第一檢測液的添加量至少二倍之第二檢測液的方式，可使殘留於檢測流道中的待測檢體被過量之第二檢測液的沖洗而排出檢測流道並為吸收墊吸收，而餘留於檢測流道中的第二檢測液將會進一步充滿檢測流道，以進行後續的量測。

步驟370為進行一數據分析步驟，其係分析各工作電極的背景值與檢測值，以得各工作電極的一檢測結果。

另外，在本發明之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法300中，第一檢測液與第二檢測液之「第一」、「第二」係用於命名，並非用於表示品質優劣或其它意義，特此先敘明。再者，在本發明中，第一檢測液與第二檢測液可為相同成分之檢測液，亦可視需求而使用不同成分之檢測液，但本發明並不以此為限。

藉此，本發明之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法300以本發明之指壓式電晶體微流道晶片檢驗待測檢體，不僅可多次排空檢測流道內的液體而達到清洗的效果，更能使本發明之指壓式電晶體微流道晶片能夠進行多次的重覆量測，進而提升本發明之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法的檢測精確度與使用便利性，並具有相關市場的應用潛力。

三、本發明之指壓式電晶體微流道晶片的操作測試

以下將分別以本發明之第一實施例的指壓式電晶體微流道晶片400與第二實施例的指壓式電晶體微流道晶片500搭配本發明之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法300進行測試。

詳細而言，第一實施例的指壓式電晶體微流道晶片400與第1圖之指壓式電晶體微流道晶片100在元件的結構及其配置相仿，而第二實施例的指壓式電晶體微流道晶片500與第4圖之指壓式電晶體微流道晶片200在元件的結構及其配置相仿，其差異僅在於第一實施例的指壓式電晶體微流道晶片400與第二實施例的指壓式電晶體微流道晶片500是以一不透明之基板設置於本體(圖未標示)異於指壓結構420與指壓結構520的一表面並封閉檢測流道412與檢測流道512而代表印刷電路板及電晶體晶片的配置位置，以更清楚的說明第一檢測液、第二檢測液與待測檢體於指壓式電晶體微流道晶片400與指壓式電晶體微流道晶片500中的輸送情形。因此，第一實施例的指壓式電晶體微流道晶片400與第二實施例的指壓式電晶體微流道晶片500的各元件的配置細節請分別參照第1圖之指壓式電晶體微流道晶片100與第4圖之指壓式電晶體微流道晶片200的說明，在此將不再贅述。再者，指壓式電晶體微流道晶片的操作方法300的各步驟細節請參指壓式電晶體微流道晶片的操作方法300的說明，在此亦不再贅述。

[第一實施例]

請參照第7圖，其係繪示本發明之第一實施例之指壓式電晶體微流道晶片400的一連續操作圖。詳細而言，第7圖中由左到右分別為指壓式電晶體微流道晶片400在不同操作步驟的狀態，以及第一檢測液、第二檢測液與待測檢體在不同步驟時於指壓式電晶體微流道晶片400中的分布情形。

在實驗方面，首先將指壓式電晶體微流道晶片400置於一操作平台上，並將第一檢測液(橘色)加入指壓結構420的滴樣槽4201，以使第一檢測液經由滴樣口(圖未呈現)而輸入檢測流道412。此時，若指壓式電晶體微流道晶片400係電訊連接一檢測儀，使用者將可操作檢測儀以使印刷電路板通電並驅動電晶體晶片，以量測電晶體晶片之各工作電極的一背景值。

接著，壓按指壓結構420並使滴樣槽4201封閉，以使第一檢測液從檢測流道412的第二端4122排出並進入吸收槽414，此時第一檢測液將會進一步被吸收墊415吸收。

而後，將待測檢體(藍色)加入檢體滴樣口413，以使待測檢體充滿檢測流道412並反應一預定反應時間。

接著，再次壓按指壓結構420並使滴樣槽4201封閉，以使待測檢體從檢測流道412排出並進入吸收槽414，此時待測檢體將會進一步被吸收墊415吸收。

最後，將一第二檢測液(橘色)加入滴樣槽4201，以使第二檢測液由滴樣口413輸入並充滿檢測流道412，此時殘留於檢測流道412中的待測檢體將被過量之第二檢測液沖洗而排出檢測流道412並進入吸收槽414，並為吸收墊415吸收。在此同時，若指壓式電晶體微流道晶片400係電訊連接檢測儀，使用者將操作檢測儀以使印刷電路板通電並驅動電晶體晶片，以量測電晶體晶片之各工作電極的一檢測值。而後，收集各工作電極的背景值與檢測值，以得各工作電極的一檢測結果。

[第二實施例]

第8圖，其係繪示本發明之第二實施例之指壓式電晶體微流道晶片500的一連續操作圖。詳細而言，第8圖中由左到右分別為指壓式電晶體微流道晶片500在不同操作步驟的狀態，以及第一檢測液、第二檢測液與待測檢體在不同步驟時於指壓式電晶體微流道晶片500中的分布情形。

在實驗方面，首先將指壓式電晶體微流道晶片500置於一操作平台上，並將第一檢測液(橘色)加入指壓結構520的滴樣槽5201，以使第一檢測液經由滴樣口(圖未呈現)而輸入檢測流道512。此時，若指壓式電晶體微流道晶片500係電訊連接一檢測儀，使用者將可操作檢測儀以使印刷電路板通電並驅動電晶體晶片，以量測電晶體晶片之各工作電極的一背景值。

接著，壓按指壓結構520並使滴樣槽5201封閉，以使第一檢測液從檢測流道512的第二端5122排出並進入吸收槽514，此時第一檢測液將會進一步被吸收墊515吸收。

而後，將檢體滴樣口513上方的封口膠片移除，將待測檢體(藍色)加入檢體滴樣口513，以使待測檢體通過連接流道517而充滿檢測流道512(綠色)，並反應一預定反應時間。

接著，再次壓按指壓結構520並使滴樣槽5201封閉，以使待測檢體從檢測流道512排出並進入吸收槽514，此時待測檢體將會進一步被吸收墊515吸收，而連接流道517中的待測檢體則會形成一液體屏障，防止檢測流道512中的待測檢體逆流至檢體滴樣口513。

最後，將一第二檢測液(橘色)加入滴樣槽5201，以使第二檢測液由滴樣口輸入並充滿檢測流道512，此時殘留於檢測流道512中的待測檢體將被過量之第二檢測液沖洗而排出檢測流道512並進入吸收槽514，並為吸收墊515吸收，而連接流道517中待測檢體所形成之液體屏障則可防止過量之第二檢測液逆流至檢體滴樣口513而滲出。此時，若指壓式電晶體微流道晶片500係電訊連接檢測儀，使用者將操作檢測儀以使印刷電路板通電並驅動電晶體晶片，以量測電晶體晶片之各工作電極的一檢測值。而後，收集各工作電極的背景值與檢測值，以得各工作電極的一檢測結果。

綜上所述，本發明之指壓式電晶體微流道晶片與指壓式電晶體微流道晶片的操作方法有以下優點。其一，本發明之指壓式電晶體微流道晶片透過指壓結構之滴樣槽與晶片外部空間連通的方式，不僅可免去習知指壓式微流道晶片的封閉腔體設計，更可節省製備成本和減縮指壓式電晶體微流道晶片的體積。其二，透過指壓結構的第一按壓片為緩衝材質製成而第二按壓片為硬質材料製成的方式，硬質之第二按壓片不僅可限制使用者按壓第一按壓片的深度，也能夠避免按壓時使用者的手指接觸滴樣口中的液體，進而使本發明之指壓式電晶體微流道晶片的使用更為安全與便利。其三，透過吸收槽中設置吸收墊的方式，能夠吸收自檢測流道排出的廢液，避免發生廢液汙染或漏液等情形，進而提升本發明之指壓式電晶體微流道晶片的檢測精確度與使用便利性。其四，指壓式電晶體微流道晶片的操作方法以本發明之指壓式電晶體微流道晶片檢驗待測檢體，可多次排空檢測流道內的液體而達到清洗的效果，使本發明之指壓式電晶體微流道晶片能夠進行多次的重覆量測，進而提升本發明之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法的檢測精確度與使用便利性，並具有相關市場的應用潛力。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100,200,400,500:指壓式電晶體微流道晶片 110,210:本體 1101,2101:本體表面 1102:上基板 1103:管路基板 1104:底板 1105:第一基板開口 1106:第一管路開口 1107:參考電極開口 1108:晶片電極開口 1109:焊接槽開口 111,211:滴樣口 112,212,412,512:檢測流道 1121:第一端 1122,4122,5122:第二端 113,213,413,513:檢體滴樣口 114,214,414,514:吸收槽 115,415,515:吸收墊 116:焊接槽 120,220,420,520:指壓結構 1201,2201,4201,5201:滴樣槽 121,221:第一按壓片 1211:第一孔腔 122,222:第二按壓片 1221:第二孔腔 130,230:印刷電路板 131,231:容置槽 132,232:參考電極 133:電極 140,240:電晶體晶片 141,241:工作電極 217,517:連接流道 218:氣孔 219:封口膠片 300:指壓式電晶體微流道晶片的操作方法 310,320,330,340,350,360,370:步驟 θ:夾角 A:第一檢測液的添加量 B:第二檢測液的添加量

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖係繪示本發明一實施方式之指壓式電晶體微流道晶片的示意圖； 第2圖係繪示第1圖之指壓式電晶體微流道晶片的一爆炸圖； 第3圖係繪示第1圖之指壓式電晶體微流道晶片的另一爆炸圖； 第4圖係繪示本發明另一實施方式之指壓式電晶體微流道晶片的示意圖； 第5圖係繪示第4圖之指壓式電晶體微流道晶片的一爆炸圖； 第6圖係繪示本發明又一實施方式之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法的步驟流程圖； 第7圖係繪示本發明之第一實施例之指壓式電晶體微流道晶片的一連續操作圖；以及 第8圖係繪示本發明之第二實施例之指壓式電晶體微流道晶片的一連續操作圖。

100:指壓式電晶體微流道晶片

110:本體

1101:本體表面

113:檢體滴樣口

114:吸收槽

116:焊接槽

120:指壓結構

1201:滴樣槽

121:第一按壓片

122:第二按壓片

130:印刷電路板

Claims (21)

1. 一種指壓式電晶體微流道晶片，包含： 一本體，包含： 一滴樣口； 一檢測流道，具有一第一端與一第二端，其中該第一端與該滴樣口連通； 一檢體滴樣口，管路連通該檢測流道；及 一吸收槽，與該檢測流道的該第二端連通，其中該吸收槽包含一吸收墊； 一指壓結構，設置於該本體上並具有一滴樣槽，其中該滴樣槽連通該滴樣口並與一晶片外部空間連通，且該指壓結構包含： 一第一按壓片，包含一第一孔腔，其中該第一按壓片的材質為一緩衝材料；及 一第二按壓片，設置於該本體與該第一按壓片之間，其中該第二按壓片包含一第二孔腔，該第二孔腔對應連通該第一孔腔以形成該滴樣槽，且該第二按壓片的材質為一硬質材料； 一印刷電路板，固定設置於該本體上並包含一容置槽；以及 一電晶體晶片，嵌設於該容置槽中並電路連接該印刷電路板，其中該電晶體晶片包含複數個工作電極，且該電晶體晶片係對應該檢測流道並使該些工作電極暴露於該檢測流道中。
2. 如請求項1所述之指壓式電晶體微流道晶片，其中該印刷電路板設置於該本體異於該指壓結構的一表面。
3. 如請求項2所述之指壓式電晶體微流道晶片，其中該印刷電路板更包含一參考電極，該參考電極係暴露於該滴樣口中。
4. 如請求項1所述之指壓式電晶體微流道晶片，其中該電晶體晶片為離子敏感場效應電晶體(ion-sensitive field-effect transistor, ISFET)晶片。
5. 如請求項1所述之指壓式電晶體微流道晶片，其中該本體更包含： 二焊接槽，分別設置於該檢測流道的二側，其中二該焊接槽係用以將該印刷電路板的複數個電極與該電晶體晶片的該些工作電極焊接在一起，以形成一電導通回路。
6. 如請求項1所述之指壓式電晶體微流道晶片，其中該第一按壓片的材質為泡棉、矽膠、橡膠或其組合。
7. 如請求項1所述之指壓式電晶體微流道晶片，其中該檢體滴樣口開設於該檢測流道上並位於該檢測流道靠近該第二端的一側。
8. 如請求項1所述之指壓式電晶體微流道晶片，其中該檢體滴樣口與該滴樣口彼此分離地設置於該本體上，且該檢體滴樣口透過一連接流道與該檢測流道連通。
9. 如請求項8所述之指壓式電晶體微流道晶片，其中該檢測流道的長軸與該連接流道之間具有一夾角，且該夾角的大小為10°至90°。
10. 如請求項1所述之指壓式電晶體微流道晶片，其中該本體包含一本體表面，且該本體由該本體表面往下依序由一上基板、一管路基板及一底板所組成； 其中，該上基板、該管路基板、該底板與該電晶體晶片依序層疊以形成該檢測流道； 其中，該上基板包含一第一基板開口，該管路基板包含一第一管路開口，該第一基板開口對應連通該第一管路開口，且該第一基板開口、該第一管路開口與該底板依序層疊以形成該吸收槽。
11. 如請求項10所述之指壓式電晶體微流道晶片，其中該第一基板開口的開口尺寸小於該吸收墊的表面積。
12. 如請求項10所述之指壓式電晶體微流道晶片，其中該底板、該印刷電路板與該電晶體晶片彼此接合，且該底板包含一參考電極開口、一晶片電極開口與二焊接槽開口。
13. 一種指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，包含： 提供如請求項1所述之指壓式電晶體微流道晶片，其中該指壓式電晶體微流道晶片係電訊連接一檢測儀； 進行一第一量測步驟，其係將一第一檢測液加入該滴樣槽，以使該第一檢測液由該滴樣口輸入並充滿該檢測流道，此時操作該檢測儀以使該印刷電路板通電並驅動該電晶體晶片，以量測各該工作電極的一背景值； 進行一第一按壓排空步驟，其係壓按該指壓結構並使該滴樣槽封閉，以使該第一檢測液從該檢測流道排出並進入該吸收槽； 進行一檢體反應步驟，其係將一待測檢體加入該檢體滴樣口，以使該待測檢體充滿該檢測流道並反應一預定反應時間； 進行一第二按壓排空步驟，其係壓按該指壓結構並使該滴樣槽封閉，以使該待測檢體從該檢測流道排出並進入該吸收槽； 進行一第二量測步驟，其係將一第二檢測液加入該滴樣槽，以使該第二檢測液由該滴樣口輸入並充滿該檢測流道，此時操作該檢測儀以使該印刷電路板通電並驅動該電晶體晶片，以量測各該工作電極的一檢測值；以及 進行一數據分析步驟，其係分析各該工作電極的該背景值與該檢測值，以得各該工作電極的一檢測結果。
14. 如請求項13所述之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中該第一檢測液的添加量為A，該第二檢測液的添加量為B，其滿足下述條件： 2A ≤ B。
15. 如請求項13所述之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中該印刷電路板設置於該本體異於該指壓結構的一表面。
16. 如請求項13所述之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中該印刷電路板更包含一參考電極，該參考電極係暴露於該滴樣口中。
17. 如請求項13所述之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中該電晶體晶片為離子敏感場效應電晶體晶片。
18. 如請求項13所述之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中該第一按壓片的材質為泡棉、矽膠、橡膠或其組合。
19. 如請求項13所述之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中該檢體滴樣口開設於該檢測流道上並位於該檢測流道靠近該第二端的一側。
20. 如請求項13所述之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中該檢體滴樣口與該滴樣口彼此分離地設置於該本體上，且該檢體滴樣口透過一連接流道與該檢測流道連通。
21. 如請求項20所述之指壓式電晶體微流道晶片的操作方法，其中該檢測流道的長軸與該連接流道之間具有一夾角，且該夾角的大小為10°至90°。

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