[發明專利]診斷檢測芯片裝置以及制造和組裝方法

有效

• 申請號: 201980091325.6
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN113396016B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 道格拉斯·B·多里特
• 申請（專利權）人: 塞弗德公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;B01L9/00;C12Q1/6869;G01N35/00
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;王艷春

本文描述了降低制造和組裝成本的診斷檢測芯片裝置設計。這種芯片裝置設計包括便于芯片載體裝置內芯片的使用的特征，芯片載體裝置具有集成的流體流量控制特征并且具有與常規的樣品盒和樣品處理系統的兼容性。本文還提供了芯片裝置的制造和組裝的相關聯的方法。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年12月14日提交的第62/780126號美國臨時申請的優先權，該美國臨時申請的全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本申請總體涉及于2019年9月20日提交的題目為“使用半導體檢測芯片的樣品處理的系統、裝置和方法”的第16/577650號美國申請；于2017年9月28日提交的題目為“流體橋裝置和樣品處理方法”的第15/718840號美國申請；于2000年8月25日提交的題目為“流體控制和處理系統”的第6374684號美國專利；于2002年2月25日提交的題目為“流體處理和控制”的第8048386號美國專利；以及于2016年7月22日提交的題目為“熱控制裝置和使用方法”的第15/217902號美國申請；其中的每個的全部內容通過引用出于所有目的并入本文。

背景技術

本發明總體涉及診斷檢測芯片裝置以及制造和組裝方法。特別地，本發明關于配置成與流體樣品傳送裝置和樣品處理系統一起使用的半導體檢測芯片裝置。

近年來，在使用半導體檢測芯片來執行流體樣品分析(例如，臨床、生物或環境樣品的測試)方面有相當大的發展。常規MEM技術在診斷方面的一個持續挑戰是缺乏靈活性的樣品制備前端以提供適于用半導體芯片分析的流體樣品。這種流體樣品的樣品制備通常涉及一系列處理步驟，該處理步驟可包括流體樣品的化學、光學、電學、機械、熱或聲學處理。無論是集成到臺式儀器、便攜式分析器、一次性盒或者其組合中，這種處理通常涉及復雜的流體組件和處理算法。開發穩健的流體樣品處理系統可以是極具挑戰性和昂貴的。

用于處理流體樣品的常規方法通常涉及大量手動操作，然而近來的方法已經尋求自動化許多處理步驟，并且可包括樣品盒的使用，該樣品盒采用各自配置為使流體樣品經歷特定處理步驟的一系列區域或腔室。當流體樣品從盒的區域或腔室到隨后的區域或腔室依次流過盒時，流體樣品根據特定協議經受處理步驟。然而，這種系統通常包括集成的分析裝置，并且一般不適于與半導體芯片一起使用。利用半導體檢測芯片(諸如“芯片上實驗室”裝置)的標準方法通常需要相當復雜、耗時且昂貴的努力，要求將芯片集成到常規的芯片封裝中并且然后利用常規的流體傳送裝置將流體樣品傳送到芯片裝置中而集成到更大的系統中。流體樣品通常通過一個或多個完全獨立的系統(常常包括手動交互)來制備，并且然后移入流體傳送系統中以供應到芯片封裝。與測試前和測試后過程相關聯的這些挑戰常常使這種“芯片上實驗室”裝置的優點和益處最小化，并對它們在診斷測試中的廣泛使用和接受造成實際障礙。與MEMS診斷技術的常規方法相關聯的另一個缺點或限制是成本。為了使高功能性MEMS/硅芯片技術在高容量診斷測試的背景下是可行的，裝置的成本應該盡可能低。

因此，需要降低診斷芯片的成本并改善與流動單元組件的集成的方法。還需要開發與現有樣品處理技術兼容的芯片裝置，以允許與現有樣品制備技術無縫集成并改善流體樣品處理和操作中的效率和通量，來克服上述挑戰。

發明內容