专利名称：生物传感器和生物传感器的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种检测生物体试样的生物传感器，特别是涉及生物传感器的小型化。
背景技术：
短时间内有效、正确识别DNA、蛋白质、抗体分子等的检测对象，抽出检测对象试样的结构、机能、重量、电性质等的信息的生物传感器，是在结束人体染色体组解析之后，变为越来越重要。在生物传感器中有例如用荧光强度来测定DNA杂交反应的方法(例如，美国专利5445934号)、使用胞质基因组共鸣(SPR)来测定DNA杂交反应的方法(例如，特开2001-296172号公报)。根据这些光学方法检测的情况下，可以比较快地得到测定结果。另外，还使用由于施加电场而变化的DNA移动量之差的计测方法(电迁移)。在这种情况下，可以用简单的设备来进行检测。
专利文献1美国专利第5,445,934号公报专利文献2特开2001-296172号公报然而，前两者进行光学测定时，由于测定装置规模宏大，测定成本高。后者的电迁移法是获得测定结果为止的时间长，在检查大量试样上是不太合适。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种短时间内可以测定多个试样，同时，适合只使用一次(一次性用完)的低价的生物传感器。
另外，本发明的目的在于，提供一种这样的生物传感器的制造方法。
为了达到上述目的的本发明的生物传感器，包括透光性基板；设在上述透光性基板的一面的探针固定区域；设在上述透光性基板的另一面，从背面照射上述探针固定区域的发光元件。在此，发光元件不只是单位元件组成而可以包含有关发光功能的电路。
根据所述的构成，可以获得在一个基板上具有探针固定区域和发光元件的生物传感器基板。在该基板上，滴下(滴下)试样，进行杂交。在基板的探针固定区域，固定与生物体试样特异作用的、已知结构的探针(DNA片)，用杂交方法，使具有互补结构的生物体试样结合。在该生物体试样，预先附加荧光色素，或是，在由于结合而变为双螺旋结构的部分，作为嵌入片(inter calater)，也可以插入荧光色素。使直接形成在基板的发光元件发光，使伴随结合在相应探针的生物体试样的荧光色素发生荧光。将其通过从外部观察，可以判别生物体试样的存在。通过使基板和光源的一体化，测定装置变为简单。另外，应用喷墨技术的液滴喷出装置来可以自动进行试样的滴下(spotting)。
另外，本发明的生物传感器是包括透光性基板；设在上述透光性基板的一面的探针固定区域；设在上述透光性基板的另一面，检测出上述探针固定区域的该透光性基板侧的光强度的受光元件。在此，受光元件不只是单位元件组成而可以包含有关接受光功能的电路。
根据所述的构成，可以获得在滴下试样的一个基板上，具有探针固定区域和受光元件的生物传感器的基板。在基板的探针固定区域上，固定与生物体试样特异作用的、已知结构的探针(DNA片)，用杂交方法，结合具有互补结构的生物体试样。在该生物体试样上，预先附加有荧光色素。或者，在结合部分，作为嵌入片可以插入荧光色素。从外部向基板照射光，在结合了该探针的生物体试样上产生荧光。通过在基板上直接形成的发光元件进行观察，可以判别生物体试样的存在。通过使基板和受光元件(扫描仪)一体化，测定装置变为简单。
另外，本发明的生物传感器是包括透光性基板；设在上述透光性基板的一面的探针固定区域；设在上述透光性基板的另一面，从该透光性基板侧照射上述探针固定区域的发光元件；设在所述透光性基板的另一面，检测出上述探针固定区域的该透光性基板侧的反射光光强度的受光元件。在此，发光元件和受光元件不只是单位元件组成而可以包含有关发光功能和接受光功能的电路。
根据所述的构成，可以获得在试样被滴下(spotting)的一个基板上，具有探针固定区域、发光元件和受光元件的基板。在基板的探针固定区域，固定与生物体试样特异作用的、已知结构的探针(DNA片)，用杂交方法，使具有互补结构的生物体试样结合。在该生物体试样上，预先附加荧光色素。或者，在结合部分，作为嵌入片，可以插入荧光色素。从设在基板的发光元件，向生物体试样照射光，使结合在该探针的生物体试样发生荧光。设在基板的受光元件来检测其的方法，可以判别生物体试样的存在。通过排列了试样的基板、发光元件和受光元件(析像器)的一体化，测定装置变为简单。
另外，所述的构成，是使用表面胞质基因组共鸣(SPR)法来进行生物体试样检测的生物传感器的形成成为可能。
另外，本发明的生物传感器是包括透光性基板；设在上述透光性基板的一面的多个探针固定区域；设在透光性基板的一面，邻接的上述探针固定区域之间进行遮光的遮光区域；设在上述透光性基板的另一面的每一个探针固定区域，从该透光性基板一侧照射上述探针固定区域的发光元件；和检测出上述探针固定区域的该透光性基板侧的反射光光强度的受光元件。
根据所述的构成，可以获得在一个基板上具有多个以探针固定区域、发光元件和受光元件的组为一个单位的多个生物传感器的生物传感器基板。在基板的每一个探针固定区域，固定与生物体试样特异作用的、已知结构的探针(DNA片)，用杂交方法，使具有互补结构的生物体试样结合。
在该生物体试样上预先附加荧光色素。或者，在结合部分，作为嵌入片，可以插入荧光色素。从设在基板的每一个单位区域的发光元件，向滴下在该探针固定区域的生物体试样，照射光，使结合在该探针的生物体试样上发生荧光。通过用设在该单位区域的受光元件来检测其的方法，可以判别每一个单位区域的生物体试样的存在。通过排列试样的基板、发光元件和受光元件(扫描仪)的一体化，测定装置变为简单。另外，每一个单位区域进行遮光的方法，可以抑制邻接区域的发光元件(光源)的漏光，减轻对受光元件受影响(噪声)。
另外，每一个单位区域的发光元件同时发光的情况下、使每一个发光元件交错状发光的情况下、使任意的发光元件单独发光等的情况下，各种阵列的发光形态，可以进行试样的测定。由此，可以重视防止其他区域的漏光影响或可以优先测定时间的缩短。
另外，所述的构成，也是使用表面胞质基因组共鸣(SPR)法来进行生物体试样检测的生物传感器的形成成为可能。
上述的透光性基板，最好是形成了上述探针固定区域的第一基板和至少形成了上述发光元件或受光元件中的任一的第二基板粘合在一起形成。由此，形成探针的基板(第一基板)尽可能避免受到形成发光元件或受光元件的第二基板的半导体制造工序影响，以防止基板的由于化学物质等而引起的污染。另外，对每一个基板并行制造工序，对各自制造法或工序条件实行最优化的方法，可以缩短制造时间，可以提高性能·可靠性。
另外，上述的透光性基板是在形成上述探针固定区域的第一基板和形成上述受光元件的第二基板之间，介入使特定波长光通过的滤光层，而可以进行层叠。此种情况下，通过滤光层，抽出试样的荧光，使用受光元件检测出该荧光成为可能。
上述透光性基板的探针固定区域可以设定在上述透光性基板上形成的微型透镜或微型棱镜上。通过形成在上述透光性基板的探针固定区域下的微透镜或微棱镜，上述发光元件的射出光被引导出上述探针固定区域背面。另外，从上述透光性基板的探针固定区域的反射光，通过形成在上述透光性基板的微透镜或微棱镜，被引导出布置在上述透光性基板另一面的上述受光元件上。所述构成，是在使用表面胞质基因组共鸣(SPR)法来进行生物体试样检测的生物传感器的形成上最为合适。
上述发光元件或上述受光元件最好是用薄膜电路来形成。用薄膜电路形成发光电路和接受光电路的方式，能够使生物传感器的外形近似等于试样放置基板的形状。另外，也可以使用外延卸下工序(ELO)的化合物半导体芯片的基板间的转印或特开平10-125929号、特开平10-125930号、和特开平10-125931号公开的半导体薄膜电路剥离转印技术，将在另外的用耐热基板形成的发光元件、受光元件的半导体薄膜电路，转印在试验基板的方法来制造。由此，在生物传感器基板上可以形成性能良好的半导体薄膜电路。另外，用批量生产的方法，可以更低价提供生物传感器成为可能，可以提供一次性使用形式的生物传感器。
上述的发光元件可以使用有如发光二极管、面发光型激光器和有机EL元件。另外，上述的受光元件可以使用光电二极管、光电晶体管和CCD。
在上述探针固定区域，固定与特定的生物体试样特异作用的探针。
上述的生物体试样，包括例如DNA、蛋白质、抗体。可以在生物传感器的基板上预先固定探针的状态，提供给客户；另外，也可以客户在生物传感器基板上固定所望的探针。
对上述透光性基板的探针固定区域实施亲液处理，其他的区域实施疏液处理。由此，提高试样的滴下或液滴喷出的分配精度。
在上述的透光性基板的探针固定区域，形成金属薄膜。例如，使用金。通过金作为底座，DNA片的在探针固定区域的固定变为容易。另外，可以使用在表面胞质基因组共鸣的检测。
本发明的生物传感器是在一个方向按顺序配置在一面形成薄膜发光元件的基板；在一面形成探针固定区域的透光性基板；形成使特定波长的光通过的薄膜滤光片的基板；在一面形成薄膜受光元件的基板而成。
根据所述的构成，重合已形成薄膜元件的基板的方法，能够构成生物传感器。
另外，本发明的生物传感器是在一个方向按顺序配置在一面排列多个薄膜发光元件的基板；对应于上述多个薄膜发光元件，在一面排列多个探针固定区域的透光性基板；形成使特定波长的光通过的薄膜滤光片的基板；对应于上述多个探针固定区域，在一面排列多个薄膜受光元件的基板而成。
根据所述的构成，通过重合已形成薄膜元件的基板的方法，能够构成阵列的生物传感器。
本发明的生物传感器的制造方法，包括在透光性基板的一面的一部分或全面，实施亲液性处理或形成金属薄膜，以形成探针固定区域的工序；在上述基板的另一面，对应于探针固定区域，至少转印发光元件芯片和受光元件芯片中的任一种的工序。
根据所述的构成，在一个基板上能够形成生物传感器。
本发明的生物传感器的制造方法，包括在透光性的第一基板的一面，形成探针固定区域的工序；在第二基板的一面，对应于所述探针固定区域，至少转印发光元件芯片和受光元件芯片中的任一种的工序；把所述第一和第二基板粘合在一起的工序。
根据所述的构成，粘合两个基板能够制作生物传感器。
最好是，形成上述的基板后，在探针固定区域形成探针。由此，能够尽可能地避免探针的污染和制造工序中的探针的损坏。
根据本发明，在一个基板或合成为一个的基板上，尽可能集中了探针、发光元件、受光元件、微透镜等，所以，能够获得小型而低价的生物传感器。
图1是说明有关本发明实施例的、在基板上形成薄膜装置而成为生物传感器的说明图。
图2是说明层叠基板而构成生物传感器例子的说明图。
图3是说明在一个基板的表面和里面形成光源和探针的说明图。
图4是说明粘合图3所示基板而形成的例子的说明图。
图5是说明在基板的中间形成滤光片的例子的说明图。
图6(a)是说明在基板的一面形成发光元件和受光元件，在另一面形成探针的例子的说明图。图6(b)是说明粘合基板而形成的例子的说明图。
图7是说明在图6的构成的基础上还形成遮光区域的例子的说明图。
图8是说明在一个基板上形成进行表面胞质基因组共鸣(SPR)法测定的生物传感器的例子的说明图。
图9是说明在图8的构成的基础上还形成了遮光区域的例子的说明图。
图10是说明用DNA片的试验的说明图。
图11是说明转印在玻璃基板的薄膜发光元件(VCSEL)·受光元件的说明图。
图12是说明用化合物半导体基板制造的化合物半导体设备(VCSEL、LED、光电晶体管等)转印在其他的基板上的概念图。
图13是说明使用外延卸下(lift off)工序(ELO)在玻璃基板上转印化合物半导体设备过程的工序图。
图14是说明用ELO制造的基板的说明图。
图15是说明两个基板粘合工序的工序图。
图中100-发光元件基板，110-发光元件，200-探针基板，210-探针，300-滤光片，400-发光元件基板，410-发光元件。
具体实施例方式
下面，参照
本发明的实施方式。
图1是表示本发明的基本构成，表示生物传感器的各个要素形成为基板或薄膜，在一个方向配置有每一个基板的情形。在图1中，生物传感器包括发光元件基板100、探针基板200、光学滤光片300和受光元件基板400。
发光元件基板100是在绝缘基板101的一个面(上面)排列面发光型激光(VCSEL)、发光二极管(LED)、有机EL等的多个发光元件而形成的。如后面叙述，发光元件110的排列对应于探针(或探针固定区域)的排列。发光元件110可以个别或全部同时发光。
如图10所示，探针基板200是在玻璃、塑料等的透明的基板201的一面(上面)上多个排列的探针固定区域202的每一个上，作为探针，固定有DNA探针分子(DNA片)210。探针固定区域或固定DNA探针分子的区域202是1～500μm、最好是10～100μm的范围形成。导入DNA探针分子的方法有多种。具体地，用等离子表面处理变为亲液性表面、或是在蒸镀金属膜而形成的探针固定区域202上，在末端形成譬如氨基酸基、或具有马来亚胺基的自组织化膜(SAM)。使该形成在氨基、或马来酸酐缩亚胺基等与修饰在DNA探针分子末端的琥珀酸酯基、硫醇基等形成共价键的方法，使DNA探针可以结合在探针固定区域202上。
光学滤光片300是在由后面要叙述的杂交反应而变为双螺旋结构的DNA探针上，通过变为嵌入片的色素分子所发生的荧光波长的光，衰减其他波长的光(发光元件110所发出的光)。另外，可以使预先附加在生物体试样的荧光色素结合(杂交)在探针上。
受光元件基板400是在绝缘基板401的一面(面向探针基板200的面)，布置多个受光元件410。受光元件410是电荷耦合设备(CCD)、光电二极管(PD)、光电晶体管等来构成。受光元件410测定通过滤光片300的每一个探针分子膜210的荧光强度。
实施例1图2是表示图1所示的基板作为生物传感器来使用的第一实施例，在图2中，和图1对应的部分，附以相同的符号，省略其说明。
如图2(a)所示，在探针基板200的探针固定区域202，滴下试样，使其发生杂交反应。即，固定在探针固定区域202的DNA探针分子膜210上，液滴喷出包含荧光色素的互补的目标DNA和非互补的DNA微量溶液(生物体试样)，或是用微测位仪来向排列形成在基板201的多个探针固定区域210喷出供给，使其与DNA探针分子产生杂交。DNA探针分子和互补的DNA进行反应，构成双螺旋结构DNA。色素分子插入(嵌入片)在该双螺旋部分，因为DNA探针分子和非互补的DNA不进行反应而不构成双螺旋DNA，色素不能插入。进行杂交之后，洗掉DNA探针和没有构成(没有结合)双螺旋的试样。
然后，如图2(b)所示，一边进行各个元件110、410、探针固定区域202的定位，一边组合发光元件基板100、探针基板200、滤光片300和受光元件基板400。滤光片300和受光元件基板400是与探针210没有接种。
接着，使发光元件基板100的发光元件110发光，使和试样构成双螺旋的探针210的荧光色素激励而发生荧光。使用光学滤光片300选择该荧光，用受光元件410(例如，高灵敏度CCD)来观测。发光元件110发出的光是被光学滤光片300阻止。在观测荧光的光时，使多个发光元件110分割时间来发光的方法，在漏光影响的范围内，使一个发光元件工作，可以避免邻接光的影响。如后面叙述，在单位检测区域相互间设置遮光层，或在相互的漏光影响少的情况下，可以使多个发光元件工作。使用受光元件410观测每一个探针210所发生的荧光强度。
这样，接近探针布置受光元件的方法，能够以高精度检测出杂交反应的有无。检测出的每一个受光元件的输出是使用电脑处理。另外，因为每一个要素是薄的基板来构成，生物传感器(检测部分)全体变为小型化。另外，根据本实施例的构成，还有，能够反复使用发光元件基板100、滤光片300和受光元件基板400的优点。
实施例2图3是表示在一个基板上布置发光元件和DNA探针的第二实施例。对图3的和图1对应的部分附以相同的符号，省略其有关的说明。
在该实施例中，图1所示的发光元件基板100和探针基板200集中在一个复合基板500。即，如在玻璃、塑料等的透光性的绝缘基板501的一面(下面)，布置有多个发光元件110。如上所述，作为发光元件110，能够使用VCSEL、LED、有机EL等。在图11中，表示在基板上设置VCSEL的例子。
在基板501的另一面(上面)的多个探针固定区域，布置有DNA探针210。另外，在图3中是探针210从基板501的表面凸出形成，但是，和图1情况同样，也可以在凹部内形成探针210。
这样的构成是在基板501的一面(上面)实施由等离子体的亲液处理之后，如后面叙述，在基板501的另一面(下面)，转印发光元件110的芯片(参照图13)，进一步地，把DNA探针固定在探针固定区域的方法而可以获得。
如果使用使该发光元件110和探针210一体化的光源·探针基板500，在上述的图1和图2所示的构成中，可以减少一个基板100或200。另外，相应地能够使生物传感器小型化。
实施例3图4是表示两个基板100和200粘合在一起形成实施例2所示的光源·探针基板500的第三实施例。如果是这样，具有的优点是使用不同的制造方法(或制造工序)或工序条件个别制造发光元件基板100和探针基板。
实施例4
图5是表示在一个基板上布置了受光元件和DNA探针的第四实施例。对图5的和图1对应的部分附以相同的符号，省略其有关的说明。
在该实施例中，图1所示的探针基板200、滤光片300和受光元件基板400集中在一个接受光·探针基板600。即，玻璃、塑料等的透光性的绝缘基板401的一面(下面)，排列有多个受光元件410。如上所述，作为受光元件410能够使用PD、CCD、光电晶体管等。在探针基板200的透光基板201的一面(上面)的多个探针固定区域，布置有DNA探针210。另外，在图5中探针210从基板201的表面凸出形成，但是，和图1情况同样，也可以在凹部内形成探针210。探针基板200和受光基板400相互间，布置滤光片300，层叠探针基板200、滤光片300和受光元件基板400而形成接受光·探针基板(复合基板)600。
这样的构成是，例如，在玻璃基板201的一面(图示的上面)实施用等离子体的亲液处理而获得探针基板200。在玻璃基板401的另一面(图示的下面)，转印受光元件410的芯片(参照图13)而形成受光元件基板400。滤光片300可以用混入色素的明胶膜、颜色玻璃、衍射格子等来构成。探针基板200、滤光片300和受光元件基板400粘合在一起获得受光·探针基板600。进一步地，在受光·探针基板600的基板201的探针固定区域，固定DNA探针的方法而完成(这样的构成)。
在这样构成的受光·探针基板600上，向探针滴下生物体试样，使其发生杂交反应。DNA探针分子和互补的DNA反应而构成双螺旋结构DNA。色素分子插入在该双螺旋部分。
进行杂交之后，洗掉DNA探针和没有构成(没有结合)双螺旋的试样。从该基板600的上方，使用发光元件基板100，给予激励光，使用受光元件410观察每一个探针210的荧光的有无。
如果使用该受光元件410和探针210一体化的受光·探针基板600，可以减少上述的图1和图2所示的构成的一个基板200或400。另外，相应地实现生物传感器的小型化。
实施例5图6(a)和图6(b)是表示在一个基板上形成发光元件、探针、受光元件的第五实施例。在图6中，和图1对应的部分附以相同的符号，省略有关的说明。
在该实施例中，在玻璃或塑料等的透光性基板701的一面(上面)的多个探针固定区域，固定探针210，基板701的另一面(下面)，布置有发光元件110和受光元件410。发光元件110激励由于杂交反应对探针嵌入片荧光色素。受光元件410观察荧光色素的发光，输出判断互补的DNA结合的有无的受光强度信号。
另外，发光元件110的输出光在探针固定区域反射之后没有返回受光元件410的情况下，衰减发光元件110的输出并选择性地让荧光色素的荧光通过的滤光片300是不需要的，但是，发光元件110的输出光的一部分射入受光元件410的情况下，在基板701与受光元件410之间可以布置滤光片300。另外，可以使用对荧光色素的荧光波长的灵敏度高、且对发光元件110的输出光波长的灵敏度低的波长选择性的受光元件410来替代滤光片300的布置。
如图6(b)所示，在该实施例中也可以粘合基板701的方法来形成。如果是这样的话，就有使用不同的制造工序或工序条件来个别制造发光元件·受光元件基板和探针基板的优点。
实施例6图7(a)和图7(b)是表示第六实施例。在图7中，和图6对应的部分附以相同的符号。
如图7(a)所示，在该实施例中，在一个基板701具备发光元件110、探针210和受光元件410的构成中，由发光元件110、探针210和受光元件410所组成的单位传感器区域之间，布置了遮光层710。用遮光层710可以防止发光元件110输出光漏光到邻接区域和探针210荧光色素的荧光漏出到邻接区域。例如，在基板701上，用液滴喷头向切割或蚀刻法形成的沟槽喷出黑色树脂的方法(喷墨法)，形成遮光层710。
根据所述的构成，在第五实施例(参照图6)公开的构成中，漏光成为问题情况下，能够消除它。
图7(b)是表示用两个基板的层叠(粘合在一起)的方法构成基板701的例子。如果是这样，就有使用不同的制造工序或工序条件来个别制造发光元件·受光元件基板和探针基板的优点。
实施例7图8(a)和图8(b)是表示使用表面胞质基因组共鸣(SPR)法来判别DNA探针的生物体试样的杂交反应有无的第七实施例。
在图8中，和图1对应的部分附以相同的符号，省略有关的说明。
如图8(a)所示，在该实施例中，使用溅射法、蒸镀法，在玻璃或塑料等的透光性基板801的一面(上面)的多个探针固定区域，形成金属薄膜810。最好是使用约500埃的金(Au)薄膜810。在该金薄膜上，固定以硫醇修饰的DNA探针210。在金薄膜810下(背面)，由微透镜820形成折射率为1.50～1.80左右的棱镜。
在基板801的另一面(下面)，布置了发光元件110和受光元件410。作为激励棱镜的发光元件110能够使用由微透镜引出输出光束的VCSEL、有机EL点等。作为受光元件410能够使用光电二极管、CCD等。从发光元件110输出的激励光经过微棱镜820由金表面810反射。反射光经过微棱镜820射入到受光元件410。如果在金薄膜表面发生DNA探针分子的杂交反应，则在金薄膜的折射率发生大的变化。由受光元件检测出表面胞质基因组共鸣角度的变化。如果没有发生杂交反应的情况下，表面胞质基因组共鸣角度不发生变化。由此，短时间内可以观察每一个探针固定区域的反应。
图8(b)是进一步表示用两个基板的层叠(粘合)来构成基板801的例子。如果是这样，就有使用不同的制造工序或工序条件来个别制造发光元件·受光元件基板和微型棱镜的优点。
实施例8图9是表示第八实施例。在图9中，和图8对应的部分附以相同的符号，省略有关的说明。在该例子(图9(a)和图9(b))中，每一个单位传感器区域相互之间，使用遮光膜830来遮光的。由此，能够遮蔽邻接传感器的发光元件的泄露光、由于基板内反射光的泄露光，能够使每一个单位传感器同时工作。
实施例9下面，说明生物传感器的制造工序。在上述的生物传感器的基板上布置发光元件、受光元件。在本实施例中，该发光元件等的在基板的布置是使用「转印技术」来进行。
图11是表示在玻璃基板上转印发光元件(VCSEL)的芯片的例子。发光元件是介入聚酰亚胺树脂或环氧树脂等的薄膜粘接层而固定在玻璃基板或塑料基板上。
图12是概念性地说明「转印技术」的说明图，从化合物半导体基板，剥离形成在砷化钾基板等的化合物半导体基板的发光元件或受光元件(VCSEL、LED、PD(光电二极管)、PTr(光电晶体管)等)的芯片，而粘合(转印)在玻璃基板或硅基板等上。玻璃基板或硅基板等可以是玻璃TFT基板、硅LSI基板。相应的剥离转�。梢允褂檬纯绦酒闹屑洳愣胄酒赡艿耐庋有断录际�(ELO)。
参照图13说明使用「转印技术」来制造生物传感器的制造工序。首先，在砷化钾基板10上形成多个元件(发光元件、受光元件)。在图示的例子中是形成发光元件110。此时，在发光元件110的下层作为中间层20形成铝砷(AlAs)层。形成发光元件110后，进行切割，切出到砷化钾基板10中途为止的围棋盘形状的沟槽(图13(a))。
从该沟槽，横向进行湿蚀刻，以剥离发光元件芯片110可能的程度去除中间层20。把在表面涂敷粘接剂的中间转印薄膜30，粘合在发光元件110上(图13(b))。拉上中间转印薄膜30，从砷化钾基板10剥离每一个发光元件110，作为元件芯片转移到中间转印薄膜30侧(图13(c))。
其次，把转移到中间转印薄膜30的发光元件芯片110，进行应该转印在玻璃基板101的所定位置的定位。在玻璃基板101的所定位置，预先薄薄地涂敷有粘接剂103(图13(d))。从中间转印薄膜30的背后(上方)，压下冲压机40(捣实器)，把发光元件芯片110与玻璃基板101密接而固定。
此时，涂敷在玻璃基板101上的粘接剂103可以为热固化性(或光固化性)、中间转印薄膜30的粘接剂可以为热软化性(或光软化性)。
在冲压机40上安装加热器(省略图示)，加热为适当的温度的方法，可以把发光元件芯片110粘接在玻璃基板101。粘接剂为光硬化性的情况下，进行紫外线等的照射。另外，使用激光擦伤法可以促使从中间转印薄膜30的剥离(图13(e))。
接着，拉上中间转印薄膜30，从中间转印薄膜30把发光元件芯片110转移到基板101(图13(f))。
这样，在玻璃基板101的规定位置转印发光元件110。
对形成在化合物半导体基板的受光元件410，也可以进行在玻璃基板的转印。这样，在玻璃基板或塑料基板101，可以「转印」元件芯片110(图14)。在上述的玻璃基板101的形成探针的面(图示的上面)，在基板上面的一部分或全部上实施等离子体的亲液处理，形成多个探针固定区域，在上述发光元件芯片、受光元件芯片的转印后，进一步，在该探针固定区域上固定DNA探针。
另外，转印的元件芯片可以是发光元件110或是受光元件410。在一个基板上转印发光元件110和受光元件410的方法，可以获得如图6所示的一个基板构成生物传感器的复合基板。
图15是两个基板粘合在一起形成复合基板的例子的说明图。
如图15(a)所示，准备被等离子体处理的基板200和转印上述的发光元件110的基板100。其次，如图15(b)所示，通过粘接剂粘合两个基板。进一步地，在已经进行亲液处理的基板200的上面，固定DNA探针分子而形成探针210(参照图4)。由此，能够获得图4所示的层叠基板。
这样，用基板的粘合的方法，也可以制造生物传感器。
权利要求
1.一种生物传感器，其特征在于，包括透光性基板；设在所述透光性基板的一面的探针固定区域；设在所述透光性基板的另一面，从背面照射所述探针固定区域的发光元件。
2.一种生物传感器，其特征在于，包括透光性基板；设在所述透光性基板的一面的探针固定区域；设在所述透光性基板的另一面，检测出所述探针固定区域的该透光性基板侧的光强度的受光元件。
3.一种生物传感器，其特征在于，包括透光性基板；设在所述透光性基板的一面的探针固定区域；设在所述透光性基板的另一面，从该透光性基板侧照射所述探针固定区域的发光元件；设在所述透光性基板的另一面，检测出所述探针固定区域的该透光性基板侧的反射光光强度的受光元件。
4.一种生物传感器，其特征在于，包括透光性基板；设在所述透光性基板的一面的多个探针固定区域；形成在所述透光性基板上，并将所述探针固定区域之间进行遮光的遮光区域；设在所述透光性基板的另一面的每一个探针固定区域，以从该透光性基板一侧照射所述探针固定区域的发光元件和检测出所述探针固定区域的该透光性基板侧的反射光的光强度的受光元件。
5.根据权利要求1至4的任一项所述的生物传感器，其特征在于所述透光性基板是把形成了所述探针固定区域的第一基板和至少形成所述发光元件或受光元件中的任一的第二基板粘合在一起而形成的。
6.根据权利要求2所述的生物传感器，其特征在于所述透光性基板是把形成了所述探针固定区域的第一基板和形成了所述受光元件的第二基板之间，介入使特定波长光通过的滤光层，层叠而成的。
7.根据权利要求1至6的任一项所述的生物传感器，其特征在于所述透光性基板的探针固定区域是设定在所述透光性基板上形成的微透镜或微棱镜上。
8.根据权利要求1至7的任一项所述的生物传感器，其特征在于所述发光元件和所述受光元件是用薄膜电路形成的。
9.根据权利要求1、3和4的任一项所述的生物传感器，其特征在于所述发光元件是至少包含发光二极管、面发光型激光器和有机EL元件中的任一种。
10.根据权利要求2至4的任一项所述的生物传感器，其特征在于所述受光元件是至少包含光电二极管、光晶体管和CCD中的任一种。
11.根据权利要求1至8的任一项所述的生物传感器，其特征在于在所述探针固定区域，固定对特定的生物体试样起特异作用的探针。
12.根据权利要求11所述的生物传感器，其特征在于所述生物体试样是至少包含DNA、蛋白质、抗体中的任一种。
13.根据权利要求1至12的任一项所述的生物传感器，其特征在于所述透光性基板的探针固定区域是实施亲液性处理，其他区域是实施疏液性处理。
14.根据权利要求1至12的任一项所述的生物传感器，其特征在于在所述透光性基板的探针固定区域，形成金属薄膜。
15.一种生物传感器，其特征在于，在一个方向按顺序配置在一面形成了薄膜发光元件的基板；在一面形成了探针固定区域的透光性基板；形成了使特定波长的光通过的薄膜滤光片的基板；在一面形成了薄膜受光元件的基板而成的。
16.一种生物传感器，其特征在于，在一个方向按顺序配置在一面排列了多个薄膜发光元件的基板；对应于所述多个薄膜发光元件，在一面排列了多个探针固定区域的透光性基板；形成了使特定波长的光通过的薄膜滤光片的基板；对应于所述多个探针固定区域，在一面排列了多个薄膜受光元件的基板而成的。
17.一种生物传感器的制造方法，其特征在于，包括在透光性基板的一面的一部分或全面，实施亲液性处理或形成金属薄膜，形成探针固定区域的工序；在所述基板的另一面，对应于探针固定区域，至少转印发光元件芯片和受光元件芯片中的任一种的工序。
18.一种生物传感器的制造方法，其特征在于，包括在透光性的第一基板的一面，形成探针固定区域的工序；在第二基板的一面，对应于所述探针固定区域，至少转印发光元件芯片和受光元件芯片中的任一种的工序；将所述第一和第二基板粘合在一起的工序。
19.根据权利要求17或18所述的生物传感器的制造方法，其特征在于，还包括在所述基板的探针固定区域，形成探针的工序。
全文摘要
本发明提供一种短时间内可以测定多个试样，同时，适合只使用一次(一次性)的低价的生物传感器。本发明的生物传感器包括透光性基板(700)；设在上述透光性基板的一面的探针固定区域(210)；设在该基板的另一面，从背面照射上述探针固定区域的发光元件(110)；设在该基板的另一面，检测来自上述探针固定区域背面的反射光光强度的受光元件(410)。由此，可以获得形成在一个基板的生物传感器。
文档编号G01N21/27GK1626680SQ20041006822
公开日2005年6月15日 申请日期2004年8月25日 优先权日2003年9月1日
发明者福岛均, 近藤贵幸 申请人:精工爱普生株式会社
专业数控铣床产品供应商
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