生物芯片及其设备制作方法与相关技术

本技术提供了一种生物芯片，包括：衬底基底，以及一个或多个生物芯片单元，集成到衬底基底上，其中，生物芯片单元包括微清洗系统、温控系统、生物芯片系统、色彩识别系统、微泵和供电系统。本技术还提供了一种制备上述生物芯片的方法，包括上述生物芯片的生物检测系统，以及上述生物芯片的应用。由于采用半导体制造工艺等制备上述生物芯片，所以生物芯片的尺寸较小，可以高度集成到便携式设备中，并且可以在制备便携式设备的半导体器件的同时集成生物芯片，减小了这些器件的尺寸和重量。通过本技术制备的生物芯片不仅实现了生物检测设备的便携性，降低了设备和检测成本，而且还可以减少对环境的污染，增加快速检测的普及性。权利要求书1.一种生物芯片，其特征在于，包括：衬底基底，以及一个或多个生物芯片单元，集成到所述衬底基底上，其中，所述生物芯片单元包括微清洗系统、温控系统、生物芯片系统、色彩识别系统、微泵和供电系统。2.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述生物芯片系统包括微流道和固定在所述微流道上的化学修饰单元。3.根据权利要求1或2所述的生物芯片，其特征在于，所述生物芯片单元还包括用于协助所述微清洗系统对所述微流道进行清洗的等离子体系统。4.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述衬底基底为刚性材料或柔性材料中的一种或两种的组合。5.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述微清洗系统为紫外线清洗系统。6.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述温控系统为红外加热器或导电加热材料中的一种或两种的组合。7.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述色彩识别系统包括用于将光信号或电信号传递给所述生物芯片系统的互补金属氧化物半导体(CMOS)光学传感器、摄像系统、光谱敏感元件、电感耦合(CCD)相机中的一种或多种的组合。8.一种制备权利要求1-7任一项所述的生物芯片的方法，其特征在于，包括：在衬底基底上制备生物芯片系统，其中，所述生物芯片系统包括微流道和固定在所述微流道上的化学修饰单元；以及分别采用半导体制造工艺在所述衬底基底上制备其他元器件，其中，所述其他元器件包括微清洗系统、温控系统、色彩识别系统、微泵、供电系统和等离子体系统。9.一种生物检测系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的生物芯片，优选地，所述生物芯片集成到便携式或可穿戴设备中，其中，所述便携式或可穿戴设备包括存储设备、手机、手表、平板电脑、笔记本电脑、手环、眼镜、衣服、项链或耳环。10.权利要求1-7任一项所述的生物芯片在食品安全检测、检验检疫、疾病检测、流行病检测、传染病检测、空气中病毒细菌检测中的应用。技术说明书技术说明书一种生物芯片及其制备方法技术领域本技术涉及生物检测领域，具体而言，涉及一种生物芯片，包括其的生物检测系统及其制备方法和应用。背景技术当前在食品安全、检验检疫、疾病检测、流行病检测、传染病检测、空气中病毒细菌检测中，必须要用到大型或者无法轻松携带的检测仪器，样品采集后，必须送到专业检测机构进行检测，因此，大幅延长了得到检测结果的时间。此外，目前市面上使用的检测过程、检测设备和被检测芯片是独立的，即待测试剂注入或者涂敷于生物芯片中后，再放置在检测设备中，检测设备对生物芯片和试机进行分析，将分析结果反馈和存储到检测设备中。部分生物芯片还需要对试机进行培养，这样也需要额外的系统辅助。这种分体式检测过程不仅不利于快速检测的进行，而且设备沉重，造价高昂，不利于快速检测的普及。另外此类型的生物芯片使用寿命很短，大部分使用一次就被丢弃，这样既是浪费，也是对环境的不友好。虽然目前市场上已经出现了便携式检测设备，然而体积和重量仍然较大。从而导致使用者无法像携带手机、平板电脑、笔记本电脑一般方便地携带检测设备。技术内容针对相关技术中的问题，本技术提供了一种生物芯片及其制备方法。本技术提供了一种生物芯片，包括：衬底基底，以及一个或多个生物芯片单元，集成到所述衬底基底上，其中，所述生物芯片单元包括微清洗系统、温控系统、生物芯片系统、色彩识别系统、微泵和供电系统。在一个实施例中，所述生物芯片系统包括微流道和固定在所述微流道上的化学修饰单元。在一个实施例中，所述生物芯片单元还包括用于协助所述微清洗系统对所述微流道进行清洗的等离子体系统。在一个实施例中，所述衬底基底为刚性材料或柔性材料中的一种或两种的组合。在一个实施例中，所述微清洗系统为紫外线清洗系统。在一个实施例中，所述温控系统为红外加热器或导电加热材料中的一种或两种的组合。在一个实施例中，所述色彩识别系统包括用于将光信号或电信号传递给生物芯片系统的互补金属氧化物半导体(CMOS)光学传感器、摄像系统、光谱敏感元件、电感耦合(CCD)相机中的一种或多种的组合。在一个实施例中，本技术还提供了一种制备上述生物芯片的方法，包括：在衬底基底上制造生物芯片系统，其中，所述生物芯片系统包括微流道和固定在所述微流道上的用于生物检测的化学修饰单元；以及分别采用半导体制造工艺在所述衬底基底上制备其他元器件，其中，所述其他元器件包括微清洗系统、温控系统、色彩识别系统、微泵、供电系统和等离子体系统。在一个实施例中，本技术还提供了一种包括上述生物芯片的生物检测系统，优选地，所述生物检测系统中的所述生物芯片集成到便携式或可穿戴设备中，其中，所述便携式或可穿戴设备包括存储设备、手机、手表、平板电脑、笔记本电脑、手环、眼镜、衣服、项链或耳环。本技术提供了一种微型生物芯片，该生物芯片可集成到诸如存储设备、手机、手表、平板电脑、笔记本电脑、手环、眼镜、衣服、项链、耳环、显示器件等便携式或可穿戴设备中，使得这些手持式设备具备快速检测功能，从而实现快速检测、即时检测等，通过上述技术方案不仅实现了生物检测设备的便携性，降低了设备和检测成本，而且还可以减少对环境的污染，增加快速检测的普及性。本技术提供的生物芯片可以应用在食品安全检测、检验检疫、疾病检测、流行病检测、传染病检测、空气中病毒细菌检测等各个领域中。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示意性地示出根据本技术的一些实施例的生物芯片单元的侧视图。图2示意性地示出根据本技术的一些实施例的由三个生物芯片单元构成的生物芯片阵列的顶视图。图3是根据本技术的一些实施例的生物检测设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术的实施例中的，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术提供了一种制备生物芯片的方法，包括以下步骤：首先，在衬底基底上制备生物芯片系统，包括，采用半导体制造工艺在衬底基底上制作微流道，在微流道上固定基因探针等化学修饰单元。然后，分别采用半导体制造工艺和激光微加工工艺在衬底基底上制备其他元器件，包括：采用半导体制造工艺在微流道旁边制作温控系统；采用半导体制造工艺在微流道旁边制作微清洗系统，用于对微流道进行清洗；采用半导体制造工艺在微流道旁边制作等离子体系统，此系统可以协助微清洗系统对微流道进行清洗工作；采用半导体制造工艺在微流道旁边制作微泵，微泵用于液体或者气体的传送，从而使被测物质可以导入和导出生物芯片系统，并且可以辅助微流道清洗；采用半导体制造工艺在衬底基底上在微流道旁边制作色彩识别系统，其中，色彩识别系统要紧邻生物芯片系统，并且此系统可以传递光信号或者电信号给生物芯片系统。在一些实施例中，每个生物芯片单元中都具有一个单独的色彩识别系统。在一些其他实施例中，多个生物芯片单元中可以共用一个色彩识别系统；以及采用半导体制造工艺在衬底基底上制作供电系统，供电系统主要用于对微清洗系统、温控系统和色彩识别系统进行供电。在本技术中，所采用的半导体制造工艺是本领域常用的用于制造相应的半导体元器件的常用工艺，因此，在此不作进一步的限定。在一些实施例中，可以使用多个供电系统以分别与微清洗系统、温控系统和色彩识别系统集成以对相应系统进行供电。在另外一些实施例中，也可以采用一个供电系统对微清洗系统、温控系统和色彩识别系统进行供电，这样可以进一步减小生物芯片单元的面积。在一些实施例中，供电系统可以用半导体工艺制作在生物芯片的上下面上。在一些实施例中，衬底基底可以采用柔性或者刚性材料，并且在其他实施例中，衬底基底可以采用玻璃、石英、硅片、塑料、PI、PMMA中的一种或多种的组合。在一些实施例中，温控系统可以是红外加热器，并且在其他实施例中，温控系统可以是采用镀膜工艺在微流道旁边沉积一层透明或者不透明的导电加热材料，并且在另外一些实施例中，导电加热材料可以是ITO(氧化铟锡)导电玻璃、Mo、W、银、金属、纳米材料、有机物等。在一些实施例中，微清洗系统是紫外线(UV)清洗系统。在一些实施例中，色彩识别系统包括互补金属氧化物半导体光学传感器、摄像系统或光谱敏感元件中的一种或多种的组合。在一些实施例中，供电系统可以是太阳能电池或储能元件，并且在其他实施例中，供电系统可以是固态电池。在一些实施例中，本技术还提供了一种通过上述方法制备的生物芯片，包括：衬底基底；以及集成到衬底基底上的一个或多个生物芯片单元，其中，生物芯片单元包括微清洗系统、温控系统、生物芯片系统、色彩识别系统、微泵和供电系统。如图1所示，图1示意性地示出生物芯片单元的侧视图，由图1可以看出，在衬底基底上依次制造色彩识别系统、生物芯片系统、温控系统和微清洗系统，但是衬底基底上的这几个系统的制造顺序不限于此，并且在图1中示出多个供电系统分别与色彩识别系统、温控系统和微清洗系统集成的情况。图2示意性地示出由三个生物芯片单元组成的生物芯片阵列的顶视图，在图2中，首先在衬底上制作色彩识别系统和供电系统，然后在色彩识别系统和供电系统上制作由除了上述两个系统之外的生物芯片单元组成的生物芯片阵列，一个生物芯片阵列中生物芯片单元的数量不限于三个，并且多个生物芯片单元可以以各种排列方式存在于生物芯片阵列中。在图2中示意性地示出色彩识别系统和供电系统制作在生物芯片单元的同一面上，并且其中生物芯片单元的结构如图1所示，不同之处在于图2中的生物芯片单元共用一个色彩识别系统和供电系统，色彩识别系统和供电系统位于生物芯片单元中其他部分的最下方。在一些实施例中，生物芯片系统包括微流道和固定在所述微流道上的用于生物检测的化学修饰单元，在用于生物检测的过程中，具体如何判定疾病、病毒、细菌、基因等指标，主要靠生物芯片系统中的化学修饰单元，根据化学修饰单元的不同来进行不同疾病的快速检测。在进一步的实施例中，因为采用纳米技术制造，所以可以将芯片做成多个阵列，每个阵列可以具有多个生物芯片单元，其中的每个生物芯片单元可以具有相同的检测功能，以同时用于同一种检测，这样可以增加生物芯片检测的可靠性，并且同时衬底基底上的多个阵列可以具有不同的检测功能，以用于不同的检测，这样可以增加生物芯片的检测功能，检测更多生物和化学特征。在一些实施例中，如图3所示，本技术还提供了一种生物检测系统，该生物检测系统包括通过上述方法制备的生物芯片，并且还包括控制系统，该控制系统用于对生物芯片中的多个生物芯片单元施加控制信号。在一些实施例中，生物检测系统中的生物芯片可以集成到便携式或可穿戴设备中，本技术采用半导体工艺，激光微加工等高精度工艺制作生物芯片，器件沟道和电路线款在微米级以下，所以生物芯片可以做到高集成度的芯片，尺寸很小，便于集成到便携式设备中。并且也是由于采用的半导体工艺，可以在制作诸如半导体显示器、半导体芯片、固态电池的半导体器件的同时，一起制作生物芯片，这又大大提高了显示器、半导体芯片、固体电池的集成度，减小了这些器件的尺寸和重量。在一些实施例中，所述便携式或可穿戴设备包括存储设备、手机、手表、平板电脑、笔记本电脑、手环、眼镜、衣服、项链或耳环