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CN116496889A - 非接触式分选装置与其光触发结构及生物微粒分选设备 - Google Patents

非接触式分选装置与其光触发结构及生物微粒分选设备 Download PDF

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CN116496889A
CN116496889A CN202210070820.2A CN202210070820A CN116496889A CN 116496889 A CN116496889 A CN 116496889A CN 202210070820 A CN202210070820 A CN 202210070820A CN 116496889 A CN116496889 A CN 116496889A
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CN
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Application number
CN202210070820.2A
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黄忠谔
陈圣文
何信呈
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Yihua Shengtech Co ltd
Original Assignee
Yihua Shengtech Co ltd
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Abstract

本发明公开一种非接触式分选装置与其光触发结构及生物微粒分选设备。所述光触发结构包含一第一基板、形成于所述第一基板上的一第一电极层、形成于所述第一电极层上的一光电二极管层及覆盖于所述光电二极管层的一绝缘层。所述光电二极管层的厚度介于1微米～3微米且包含自所述第一电极层依序堆栈的一第一掺杂层、一I型层及一第二掺杂层。所述第二掺杂层包含彼此间隔设置的多个触发垫，每个所述触发垫具有介于3微米～7微米的一宽度，并且相邻的任两个所述触发垫之间具有不大于2微米的一距离。据此，所述光电二极管层具有特定的结构设计，使其能以光电耦合方式来产生较为集中的电场，进而能准确地移动所述目标生物微粒至任意区域。

Description

非接触式分选装置与其光触发结构及生物微粒分选设备
技术领域
本发明涉及一种分选装置，尤其涉及一种非接触式分选装置与其光触发结构及生物微粒分选设备。
背景技术
现有的生物微粒分选装置可以通过施加电场的方式，来驱使目标生物微粒进行移动。然而，如何在不接触目标生物微粒的情况下，使所述目标生物微粒更为准确地沿着预定路线移动，此为现有生物微粒分选装置需被进一步改良与精进的方向。
于是，本发明人认为上述缺陷可改善，乃特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。
发明内容
本发明实施例在于提供一种非接触式分选装置与其光触发结构及生物微粒分选设备，用于解决现有生物微粒分选装置所可能产生的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种生物微粒分选设备，用于从一液态检体之中分选一目标生物微粒，生物微粒分选设备包括：一非接触式分选装置，以及一交流电源装置；
非接触式分选装置包含有：一光触发结构，光触发结构包含有：一第一基板；一第一电极层，形成于第一基板上；一光电二极管层，形成于第一电极层上，并且光电二极管层的厚度介于1微米(μm)～3微米；其中，光电二极管层包含有：一第一掺杂层，形成于第一电极层上；一I型层，形成于第一掺杂层上；及一第二掺杂层，包含形成于I型层上且彼此间隔设置的多个触发垫；其中，每个触发垫具有介于3微米～7微米的一宽度，并且相邻的任两个触发垫之间具有不大于2微米的一距离；一绝缘层，覆盖于光电二极管层；
一配合结构，与光触发结构呈间隔设置且至少其中一个呈透明状，并且配合结构包含有一第二基板及形成于第二基板的一第二电极层，并且第二电极层面向光触发结构；
交流电源装置电性耦接于第一电极层与第二电极层；
其中，当液态检体位于非接触式分选装置的绝缘层与第二电极层之间时，非接触式分选装置用于供一光源照射于至少一个触发垫上，以使非接触式分选装置在液态检体处产生集中且非均匀的电场，对目标生物微粒施予一能驱使其移动的介电电泳力。
优选地，如上所述的生物微粒分选设备，其中，光电二极管层进一步包含有分别形成于多个触发垫的多个透明电极垫，并且每个触发垫的宽度大于相对应的透明电极垫的宽度。
优选地，如上所述的生物微粒分选设备，其中，每个触发垫的厚度为相对应透明电极垫的厚度的3％～10％。
优选地，如上所述的生物微粒分选设备，其中，第一掺杂层覆盖第一电极层的至少90％区域，并且I型层覆盖于整个第一掺杂层。
优选地，如上所述的生物微粒分选设备，其中，I型层凹设有一图案化沟槽，以使I型层构成间隔排列的多个凸台，并且多个触发垫分别形成于多个凸台上。
优选地，如上所述的生物微粒分选设备，其中，每个触发垫的边缘对齐于相对应凸台的边缘，并且图案化沟槽的深度为I型层的厚度的1％～5％。
优选地，如上所述的生物微粒分选设备，其中，I型层包含有间隔设置于第一掺杂层上的多个I型垫，并且多个触发垫分别形成于多个I型垫上，并且每个触发垫的宽度小于相对应的I型垫的宽度。
优选地，如上所述的生物微粒分选设备，其中，第一掺杂层包含有间隔设置于第一电极层上的多个间隔垫，并且多个I型垫分别形成于多个间隔垫上，并且每个I型垫的边缘对齐于对应的间隔垫的边缘。
优选地，如上所述的生物微粒分选设备，其中，每个触发垫的厚度和第一掺杂层的厚度分别为I型层的厚度的1％～5％，并且每个触发垫的厚度小于第一掺杂层的厚度。
优选地，如上所述的生物微粒分选设备，其中，非接触式分选装置进一步包含：
一贴合层，连接于光触发结构与配合结构之间，以共同包围界定出一容置空间，并且光电二极管层对应位于容置空间内；及
多个隔间墙，位于容置空间内且连接光触发结构和配合结构；其中，多个隔间墙彼此间隔地排成一列，并且相邻的任两个隔间墙之间形成有一培养区域，该列隔间墙的一侧形成有连通于每个培养区域的一第一流道，而该列隔间墙的另一侧形成有连通于每个培养区域的一第二流道；
其中，当第一流道注入液态检体时，非接触式分选装置能通过移动光源来驱使目标生物微粒移动至一个培养区域并受其拘束而无法移动至第二流道。
优选地，如上所述的生物微粒分选设备，其中，多个触发垫的部分埋置于多个隔间墙内，每个隔间墙包含有：
一隔板段；
两个第一引导段，相连于隔板段的一端，并且任一个第一引导段与隔板段相夹有介于110度～160度的一第一夹角；及
两个第二引导段，相连于隔板段的另一端，并且任一个第二引导段与隔板段相夹有介于100度～160度的一第二夹角；
其中，于相邻的任两个隔间墙之中，彼此相邻但分属不同隔间墙的两个第一引导段共同界定一第一开口，彼此相邻但分属不同隔间墙的两个第二引导段共同界定一第二开口，并且第一开口大于第二开口。
优选地，如上所述的生物微粒分选设备，其中，第一流道界定一第一流动方向；于定义出任一个第一开口的两个第一引导段之中，位于第一流动方向上游的一个第一引导段，其长度大于另一个第一引导段的长度、并用以供液态检体沿第一流动方向以介于70度～20度的一锐角与其接触。
优选地，如上所述的生物微粒分选设备，其中，每个培养区域具有连通于第一流道的第一开口及连通于第二流道的一第二开口，并且第一开口大于第二开口；于非接触式分选装置的容置空间内，第一流道仅能通过任一个培养区域而连通于第二流道。
优选地，如上所述的生物微粒分选设备，其中，于相邻的任两个隔间墙之中的至少其中之一形成有位于相对应培养区域内的一布局段，用以延长液态检体自第一开口流至第二开口的路径。
本发明实施例还公开一种非接触式分选装置，用来从一液态检体之中分选一目标生物微粒，非接触式分选装置包括：一光触发结构及一配合结构；
光触发结构包含有：
一第一基板；
一第一电极层，形成于第一基板上；
一光电二极管层，形成于第一电极层上，并且光电二极管层的厚度介于1微米～3微米；其中，光电二极管层包含有：一第一掺杂层，形成于第一电极层上；一I型层，形成于第一掺杂层上；及一第二掺杂层，包含形成于I型层上且彼此间隔设置的多个触发垫；其中，每个触发垫具有介于3微米～7微米的一宽度，并且相邻的任两个触发垫之间具有不大于2微米的一距离；及一绝缘层，覆盖于光电二极管层；
配合结构与光触发结构呈间隔设置且至少其中一个呈透明状，并且配合结构包含有一第二基板及形成于第二基板的一第二电极层，并且第二电极层面向光触发结构；其中，非接触式分选装置的绝缘层与第二电极层之间能用来容置液态检体，以进行对应于目标生物微粒的一分选作业。
优选地，如上所述的非接触式分选装置，其中，光电二极管层进一步包含有分别形成于多个触发垫的多个透明电极垫，并且每个触发垫的宽度大于相对应的透明电极垫的宽度，而每个触发垫的厚度为相对应透明电极垫的厚度的3％～10％。
优选地，如上所述的非接触式分选装置，其中，每个触发垫的厚度与第一掺杂层的厚度分别为I型层的厚度的1％～5％，并且每个触发垫的厚度小于第一掺杂层的厚度。
优选地，如上所述的非接触式分选装置，其中，非接触式分选装置进一步包含：
一贴合层，连接于光触发结构与配合结构之间，以共同包围界定出一容置空间，并且光电二极管层对应位于容置空间内；及
多个隔间墙，位于容置空间内且连接光触发结构与配合结构；其中，多个隔间墙彼此间隔地排成一列，并且相邻的任两个隔间墙之间形成有一培养区域，该列隔间墙的一侧形成有连通于每个培养区域的一第一流道，而该列隔间墙的另一侧形成有连通于每个培养区域的一第二流道；
其中，于非接触式分选装置的容置空间内，第一流道仅能通过任一个培养区域而连通于第二流道。
本发明实施例还公开一种非接触式分选装置的光触发结构，包括：
一第一基板；
一第一电极层，形成于第一基板上；
一光电二极管层，形成于第一电极层上，并且光电二极管层的厚度介于1微米～3微米；其中，光电二极管层包含有：一第一掺杂层，形成于第一电极层上；及一I型层，形成于第一掺杂层上，并且I型层凹设形成有一图案化沟槽，以使I型层构成间隔排列的多个凸台；其中，每个凸台具有介于3微米～7微米的一宽度，并且相邻的任两个凸台之间具有不大于2微米的一距离；
一绝缘层，覆盖于光电二极管层。
优选地，如上所述光触发结构，其中，光电二极管层进一步包含有分别形成于多个凸台的多个透明电极垫，并且每个凸台的宽度大于相对应的透明电极垫的宽度。
与现有技术相比，本申请实施例提供的非接触式分选装置与其光触发结构及生物微粒分选设备，至少具有以下有益效果：
本发明实施例所公开的非接触式分选装置与其光触发结构及生物微粒分选设备，其所采用的所述光电二极管层具有特定的结构设计(如：多个所述触发垫或多个所述凸台以所述距离隔开且各具有预定数值的所述宽度)，使其能够有助于以非接触的光电耦合方式，来(通过所述触发垫)产生较为集中的电场(类似于尖端放电的效果)，进而能够用来准确地移动(或捕捉)所述目标生物微粒至任意区域。
附图说明
图1为本发明实施例一的生物微粒分选设备的立体示意图。
图2为图1的生物微粒分选设备用于注入液态检体的立体剖视示意图。
图3为图1沿剖线III-III的剖视示意图。
图4为图3中的IV区域的放大示意图。
图5为图1沿剖线V-V的剖视示意图。
图6为本发明实施例一的生物微粒分选设备另一态样的立体示意图。
图7为本发明实施例二的生物微粒分选设备的局部放大示意图。
图8为本发明实施例三的生物微粒分选设备的局部放大示意图。
图9为本发明实施例四的生物微粒分选设备的立体示意图。
图10为图9沿剖线X-X的剖视示意图。
图11为图9沿剖线XI-XI的剖视示意图。
图12为图11的生物微粒分选设备用于注入液态检体与培养液的剖视示意图。
图13为图12的生物微粒分选设备的后续操作示意图。
图14本发明实施例五的生物微粒分选设备的剖视示意图。
图15本发明实施例六的生物微粒分选设备的局部放大示意图(一)。
图16本发明实施例六的生物微粒分选设备的局部放大示意图(二)。
具体实施方式
为使本申请要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本申请的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。
实施例一
请参阅图1至图6，其为本发明的实施例一。如图1和图2所示，本实施例公开了一种生物微粒分选设备1000，用来从一液态检体300之中分选一目标生物微粒301。也就是说，非用于生物微粒的任何分选设备皆不同于本实施例所指的所述生物微粒分选设备1000。
其中，所述液态检体300可以是来自于动物的体液检体(如：血液、淋巴液、唾液、或尿液)，并且所述目标生物微粒301可以是特定种类的细胞，例如：循环肿瘤细胞(circulating tumor cells，简称：CTC)、胎儿有核红血球细胞(fetal nucleated redblood cells，简称：FNRBC)、病毒、或细菌，但本发明不以上述为限。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，所述液态检体300也可是来自植物的液态检体。
再者，所述生物微粒分选设备1000在本实施例中包含有一非接触式分选装置100及电性耦接于所述非接触式分选装置100的一交流电源装置200，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，所述非接触式分选装置100也可以被单独地应用(如：贩卖)或搭配其他装置使用。以下将先说明所述非接触式分选装置100的具体构造，而后再适时介绍其与所述交流电源装置200的连接关系。
需先说明的是，所述非接触式分选装置100于本实施例中为芯片级尺寸(如：所述非接触式分选装置100的厚度不大于100微米)，并且所述非接触式分选装置100于图中是以矩形状结构来说明，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，所述非接触式分选装置100也可以呈曲线形构造或不规则状结构。
进一步地说，所述非接触式分选装置100在本实施例中包含有一光触发结构1、与所述光触发结构1呈间隔设置的一配合结构2及连接于所述光触发结构1和所述配合结构2之间的一贴合层3。其中，为便于说明，所述配合结构2在本实施例中是呈透明状，但所述配合结构2与所述光触发结构1在实际应用时可以是至少一个呈透明状，据以使所述非接触式分选装置100被正常操作。
如图2至图4所示，所述光触发结构1包含有一第一基板11、形成于所述第一基板11上的一第一电极层12、形成于所述第一电极层12上的一光电二极管层13及覆盖于所述光电二极管层13的一绝缘层14。其中，所述第一电极层12可以是覆盖于所述第一基板11的整个板面上，而所述光电二极管层13则是位于所述第一电极层12与所述绝缘层14之间(也就是，所述光电二极管层13是埋置于所述第一电极层12与所述绝缘层14之内)。
在本实施例中，所述第一基板11为一玻璃板，所述第一电极层12为一薄金属层或一氧化铟锡(ITO)层，所述光电二极管层13为一PIN型二极管层且其厚度T13介于1微米(μm)～3微米(如：大约1.5微米)，而所述绝缘层14为一氮化硅层或一氧化硅层且其厚度T14介于10奈米(nm)～100奈米。
更详细地说，所述光电二极管层13可以包含有形成于所述第一电极层12上的一第一掺杂层131、形成于所述第一掺杂层131上的一I型层132、形成于所述I型层132上的一第二掺杂层133及形成于所述第二掺杂层133上的多个透明电极垫134，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，所述光电二极管层13可以依据设计需求而省略或是以其他结构取代多个所述透明电极垫134。
在本实施例中，所述第一掺杂层131为镀设于所述第一电极层12上的一N型层(如：高掺杂N型非晶硅层)，并且所述第一掺杂层131优选为至少覆盖所述第一电极层12的90％区域。所述I型层132为镀设于所述第一掺杂层131上的一低掺杂(或无掺杂)I型非晶硅层，并且所述I型层132优选为覆盖整个所述第一掺杂层。也就是说，所述第一掺杂层131和所述I型层132在本实施例中各呈单片状构造。
再者，所述第二掺杂层133为镀设于所述第一掺杂层131上的一P型层(如：低掺杂P型非晶硅层)，并且所述第二掺杂层133包含彼此间隔设置的多个触发垫1331，而多个所述透明电极垫134分别形成于多个所述触发垫1331上。其中，多个所述触发垫1331在本实施例中是呈规则状排列(如：图5所示的矩阵状排列)，但本发明不以此为限。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，所述第一掺杂层131可以是一P型层，而所述第二掺杂层133则可以是一N型层。
进一步地说，每个所述触发垫1331具有介于3微米～7微米的一宽度W1331，并且每个所述触发垫1331的所述宽度W1331(如：5微米)优选为大于相对应的所述透明电极垫134的宽度W134(如：3微米)，而相邻的任两个所述触发垫1331之间则是具有不大于2微米的一距离G(如：大约1微米)。
换个角度来看，每个所述触发垫1331的厚度T1331(如：大约10奈米)为相对应的所述透明电极垫134的厚度T134(如：大约200奈米)的3％～10％。此外，每个所述触发垫1331的所述厚度T1331与所述第一掺杂层131的厚度T131分别为所述I型层132的厚度T132(如：大约1000奈米)的1％～5％，并且每个所述触发垫1331的所述厚度T1331(如：大约10奈米)小于所述第一掺杂层131的所述厚度T131(如：大约20奈米)。
需额外说明的是，当以所述目标生物微粒301的角度来看时，所述非接触式分选装置100之中的任何细微变化都会对所述目标生物微粒301产生显著的影响，因而本实施例中在上述说明中，提出利于以较低外力分选所述目标生物微粒301的所述光电二极管层13各个组件的尺寸与排列，但本发明不以此为限。
所述配合结构2包含有一第二基板21及形成于所述第二基板21的一第二电极层22，并且所述第二电极层22面向所述光触发结构1。所述贴合层3连接于所述光触发结构1和所述配合结构2之间(如：所述贴合层3连接于所述绝缘层14与所述第二电极层22之间)，以共同包围界定出一容置空间C。其中，所述非接触式分选装置100的所述绝缘层14和所述第二电极层22之间(如：所述容置空间C)能用来容置所述液态检体300，以进行对应于所述目标生物微粒301的一分选作业。
更详细地说，所述配合结构2与所述贴合层3的至少其一个形成有分别连通于所述容置空间C两端的一输入口E与一输出口O(如：图1和图6)；所述非接触式分选装置100能从所述输入口E注入所述液态检体300，并使所述液态检体300从所述输出口O流出。
需额外说明的是，所述非接触式分选装置100于本实施例中是以所述光触发结构1搭配于所述配合结构2和所述贴合层3来说明，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，所述非接触式分选装置100可以通过其他结构取代所述贴合层3；或者，所述光触发结构1也可以被单独地应用(如：贩卖)或搭配其他装置使用。
所述交流电源装置200电性耦接于所述非接触式分选装置100的所述第一电极层12和所述第二电极层22。其中，当所述液态检体300位于所述非接触式分选装置100的所述绝缘层14和所述第二电极层22之间时，所述非接触式分选装置100能用来供一光源P照射于至少一个所述触发垫1331上，以使其在所述液态检体300产生集中且非均匀的电场，进而对所述目标生物微粒301施予能驱使其移动的一介电电泳(Dielectrophoresis，简称：DEP)力。
依上所述，所述生物微粒分选设备1000(或所述非接触式分选装置100)在本实施例中所采用的所述光电二极管层13具有特定的结构设计(如：多个所述触发垫1331以所述距离G隔开且各具有预定数值的所述宽度W1331、，或是进一步增设有多个所述透明电极垫134)，使其利于以非接触的光电耦合方式，来通过所述触发垫1331产生较为集中的电场(类似于尖端放电的效果)，进而能够用来准确地移动(或捕捉)所述目标生物微粒301至任意区域。
实施例二
请参阅图7，其为本发明的实施例二的示意图。由于本实施例类似于上述实施例一，所以两个实施例的相同处不再加以赘述，而本实施例相较于上述实施例一的差异主要在于：所述光电二极管层13。
在本实施例中，所述I型层132凹设有一图案化沟槽1321，以使所述I型层132构成间隔排列的多个凸台1322，并且多个所述触发垫1331分别形成于多个所述凸台1322上。每个所述触发垫1331的边缘对齐于相对应所述凸台1322的边缘，并且所述图案化沟槽1321的深度D1321(如：大约20奈米)为所述I型层132的所述厚度T132的1％～5％。
实施例三
请参阅图8，其为本发明的实施例三的示意图。由于本实施例类似于上述实施例一和二，所以上述多个实施例的相同处不再加以赘述，而本实施例相较于上述实施例一和二的差异主要在于：所述光电二极管层13。
在本实施例中，所述I型层132包含有间隔设置于所述第一掺杂层131上的多个I型垫1323，并且多个所述触发垫1331分别形成于多个所述I型垫1323上，并且每个所述触发垫1331的所述宽度W1331(如：大约5微米)小于相对应的所述I型垫1323的宽度W1323(如：大约10微米)。
再者，所述第一掺杂层131优选为包含有间隔设置于所述第一电极层12上的多个间隔垫1311，并且多个所述I型垫1323分别形成于多个所述间隔垫1311上，并且每个所述I型垫1323的边缘对齐于对应的所述间隔垫1311的边缘，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，所述I型层132可以包含有多个所述I型垫1323，但所述第一掺杂层131则是如同实施例一所示的单片状构造。此外，所述绝缘层14可以依据设计需求而加以调整其厚度。
实施例四
请参阅图9至图13，其为本发明的实施例四的示意图。由于本实施例类似于上述实施例一至三，所以上述多个实施例的相同处不再加以赘述，而本实施例相较于上述实施例一至三的差异主要在于：所述非接触式分选装置100于本实施例中进一步包含有位于所述容置空间C内且连接所述光触发结构1与所述配合结构2的多个隔间墙4。
在本实施例中，如图9和图10所示，任一所述隔间墙4所采用的材质为软质高生物亲和性材料，例如：厚膜光阻(SU-8)/聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)/压克力泡棉/硅胶。每个所述隔间墙4连接于所述绝缘层14和所述第二电极层22之间，以使所述光电二极管层22的局部(如：多个所述触发垫1331的部分)埋置于多个所述隔间墙4内。
再者，如图10至图13所示，多个所述隔间墙4彼此间隔地排成一列，并且相邻的任两个所述隔间墙4之间形成有一培养区域R，该列所述隔间墙4的一侧形成有连通于每个所述培养区域R的一第一流道C1，而该列所述隔间墙4的另一侧形成有连通于每个所述培养区域R的一第二流道C2。
进一步地说，当所述第一流道C1注入所述液态检体300时，所述非接触式分选装置100能用来供一光源照射于所述光电二极管层13上(如：图12和图13中以点链线所包围呈现的光照射区域)，以使其对所述目标生物微粒301施予一介电电泳力，进而能够通过移动所述光源的位置，来驱使所述目标生物微粒301移动至一个所述培养区域R，并受其拘束而无法移动至所述第二流道C2。
据此，所述非接触式分选装置100(或所述生物微粒分选设备1000)在本实施例中通过多个所述隔间墙4而构成有连通于每个所述培养区域R的一双流道结构(如：所述第一流道C1与所述第二流道C2)，以使得由所述第一流道C1进入任一个所述培养区域R的所述目标生物微粒301，其代谢物能够流至所述第二流道C2，以有效地提升所述目标生物微粒301的培养或生长效果。
再者，所述非接触式分选装置100在每个所述培养区域R内所配置的多个所述触发垫1331通过设计特定的结构(如：多个所述触发垫1331以所述距离G隔开且各具有预定数值的所述宽度W1331)，有助于刺激位于所述培养区域R内的所述目标生物微粒301。
需说明的是，所述配合结构2和所述贴合层3中的至少一个形成有分别连通于所述第一流道C1端的一第一输入口E1和一第一输出口O1，并且所述配合结构2和所述贴合层3中的至少一个形成有分别连通于所述第二流道C2两端的一第二输入口E2和一第二输出口O2。
在本实施例中，所述第一流道C1具有一第一流动方向F1(如：所述第一输入口E1朝向所述第一输出口O1的方向)，所述第二流道C2界定一第二流动方向F2，其优选地是平行于所述第一流动方向F1，并且所述第二流道C2的宽度优选地是小于所述第一流道C1的宽度，但本发明不受限于此。再者，所述第一输入口E1邻近于所述第二输入口E2，而所述第一输出口O1邻近于所述第二输出口O2。
据此，所述非接触式分选装置100能从所述第一输入口E1注入所述液态检体300，并使所述液态检体300从所述第一输出口O1流出；所述非接触式分选装置100能于所述第二输入口E2注入一培养液400，并使所述培养液400从所述第二输出口O2流出。
更详细地说，每个所述培养区域R具有连通于所述第一流道C1的第一开口R1及连通于所述第二流道C2的一第二开口R2，并且所述第一开口R1大于所述第二开口R2(如：大约2微米)；在所述非接触式分选装置100的所述容置空间C内，所述第一流道C1能通过任一个所述培养区域R而连通于所述第二流道C2。
多个所述隔间墙4具有符合上述条件的众多实施态样，而为便于说明，本实施例于下述仅以一种优选地实施态样来介绍所述隔间墙4的构造，但本发明不以此为限。再者，多个所述隔间墙4在本实施例中的结构设计大致相同，而位于末端的两个所述隔间墙4的结构略为不同于其他所述隔间墙4。为便于说明，以下先以一个所述隔间墙4的结构设计来说明，但本发明不以此为限。
具体来说，所述隔间墙4于本实施例中包含有呈长形的一隔板段41、相连于所述隔板段41一端的两个第一引导段42及相连于所述隔板段41另一端的两个第二引导段43。其中，所述隔板段41垂直于所述第一流动方向F1(或所述第二流动方向F2)，任一个所述第一引导段42与所述隔板段41相夹有介于110度～160度的一第一夹角α1，并且任一个所述第二引导段43与所述隔板段41相夹有介于100度～160度的一第二夹角α2，而任一个所述第二引导段43的长度优选的是大于任一个所述第一引导段42的长度，但本发明不以此为限。
换个角度来看，在相邻的任两个所述隔间墙4之中，彼此相邻但分属不同所述隔间墙4的两个所述第一引导段42共同界定一第一开口R1，彼此相邻但分属不同所述隔间墙4的两个所述第二引导段43共同界定一第二开口R2，并且所述第一开口R1大于所述第二开口R2(如：大约2微米)，以利于所述目标生物微粒301由所述第一流动C1通过所述第一开口R1而进入所述培养区域R，并使所述目标生物微粒301受限于所述第二开口R2而无法移动至所述第二流道C2。
再者，在界定出的任一个所述第一开口R1的两个所述第一引导段42之中，位于所述第一流动方向F1上游的一个所述第一引导段42的长度大于另一个所述第一引导段42的长度，用以供所述液态检体300沿所述第一流动方向F1以介于70度～20度的一锐角α与其接触。据此，长度较大的所述第一引导段42能够避免所述液态检体300中的细胞意外地落入相对应的所述培养区域R。
需额外说明的是，在所述非接触式分选装置100之中，多个所述隔间墙4所搭配的其他构造可以依据设计需求而加以调整变化，并不以实施例一至三所载为限。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，所述光电二极管层13可以采用PIN型二极管层以外的构造。
实施例五
请参阅图14，其为本发明的实施例五的示意图。由于本实施例类似于上述实施例四，所以两个实施例的相同处不再加以赘述，而本实施例相较于上述实施例四差异主要在于：多个所述隔间墙4的构造。
在本实施例中，相邻的任两个所述隔间墙4中的至少一个形成有位于相对应所述培养区域R内的一布局段44，用以延长所述液态检体300自所述第一开口R1流至所述第二开口R2的路径，以有效地避免所述液态检体300之中非为所述目标生物微粒301的物体流入所述培养区域R。
实施例六
请参阅图15和图16，其为本发明的实施例六的示意图。由于本实施例类似于上述实施例二，所以两个实施例的相同处不再加以赘述，而本实施例相较于上述实施例二差异主要在于：所述光电二极管层13。
在本实施例中，如图15所示，所述光电二极管层13仅包含有形成于所述第一电极层12上的所述第一掺杂层131及形成于所述第一掺杂层131上的一I型层132。其中，所述I型层132凹设有所述图案化沟槽1321，以使所述I型层132构成间隔排列的多个所述凸台1322。进一步地说，每个所述凸台1322具有介于3微米～7微米的一宽度W1322(如：5微米)，并且相邻的任两个所述凸台1322之间具有不大于2微米的一距离G(如：1微米)。
再者，如图16所示，所述光电二极管层13可以进一步包含有分别形成于多个所述凸台1322上的多个透明电极垫134，并且每个所述凸台1322的所述宽度W1322大于相对应的所述透明电极垫134的宽度W134(如：3微米)。
综上所述，本发明实施例所公开的非接触式分选装置与其光触发结构及生物微粒分选设备，其所采用的所述光电二极管层具有特定的结构设计(如：多个所述触发垫或多个所述凸台以所述距离隔开且各具有预定数值的所述宽度，或是进一步增设有多个所述透明电极垫)，使其能够有助于以非接触的光电耦合方式，来通过所述触发垫产生较为集中的电场(类似于尖端放电的效果)，进而能够用来准确地移动(或捕捉)所述目标生物微粒至任意区域。
再者，本发明实施例所公开的非接触式分选装置及生物微粒分选设备，通过多个所述隔间墙而构成有连通于每个所述培养区域的一双流道结构(如：所述第一流道与所述第二流道)，以使得由所述第一流道进入任一个所述培养区域的所述目标生物微粒，其代谢物能够流至所述第二流道，据以有效地提升所述目标生物微粒的培养效果。
进一步地说，所述非接触式分选装置在每个所述培养区域内所配置的多个所述触发垫通过设计特定的结构(如：多个所述触发垫以所述距离隔开且各具有预定数值的所述宽度)，据以有助于刺激位于所述培养区域内的所述目标生物微粒。
此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (20)

1.一种生物微粒分选设备，其特征在于，所述生物微粒分选设备用于从一液态检体之中分选一目标生物微粒，所述生物微粒分选设备包括：一非接触式分选装置以及一交流电源装置；
所述非接触式分选装置包含有：
一光触发结构，所述光触发结构包含有：一第一基板；一第一电极层，形成于所述第一基板上；一光电二极管层，形成于所述第一电极层上，并且所述光电二极管层的厚度介于1微米～3微米；其中，所述光电二极管层包含有：一第一掺杂层，形成于所述第一电极层上；一I型层，形成于所述第一掺杂层上；及一第二掺杂层，包含形成于所述I型层上且彼此间隔设置的多个触发垫；其中，每个所述触发垫具有介于3微米～7微米的一宽度，并且相邻的任两个所述触发垫之间具有不大于2微米的一距离；一绝缘层，覆盖于所述光电二极管层；
一配合结构，与所述光触发结构呈间隔设置且至少其中一个呈透明状，并且所述配合结构包含有一第二基板及形成于所述第二基板的一第二电极层，并且所述第二电极层面向所述光触发结构；
所述交流电源装置电性耦接于所述第一电极层与所述第二电极层；
其中，当所述液态检体位于所述非接触式分选装置的所述绝缘层与所述第二电极层之间时，所述非接触式分选装置用于供一光源照射于至少一个所述触发垫上，以使所述非接触式分选装置在所述液态检体处产生集中且非均匀的电场，对所述目标生物微粒施予一能驱使其移动的介电电泳力。
2.依据权利要求1所述的生物微粒分选设备，其特征在于，所述光电二极管层进一步包含有分别形成于多个所述触发垫的多个透明电极垫，并且每个所述触发垫的所述宽度大于相对应的所述透明电极垫的宽度。
3.依据权利要求2所述的生物微粒分选设备，其特征在于，每个所述触发垫的厚度为相对应所述透明电极垫的厚度的3％～10％。
4.依据权利要求1所述的生物微粒分选设备，其特征在于，所述第一掺杂层覆盖所述第一电极层的至少90％区域，并且所述I型层覆盖于整个所述第一掺杂层。
5.依据权利要求4所述的生物微粒分选设备，其特征在于，所述I型层凹设有一图案化沟槽，以使所述I型层构成间隔排列的多个凸台，并且多个所述触发垫分别形成于多个所述凸台上。
6.依据权利要求5所述的生物微粒分选设备，其特征在于，每个所述触发垫的边缘对齐于相对应所述凸台的边缘，并且所述图案化沟槽的深度为所述I型层的厚度的1％～5％。
7.依据权利要求1所述的生物微粒分选设备，其特征在于，所述I型层包含有间隔设置于所述第一掺杂层上的多个I型垫，并且多个所述触发垫分别形成于多个所述I型垫上，并且每个所述触发垫的所述宽度小于相对应的所述I型垫的宽度。
8.依据权利要求7所述的生物微粒分选设备，其特征在于，所述第一掺杂层包含有间隔设置于所述第一电极层上的多个间隔垫，并且多个所述I型垫分别形成于多个所述间隔垫上，并且每个所述I型垫的边缘对齐于对应的所述间隔垫的边缘。
9.依据权利要求1所述的生物微粒分选设备，其特征在于，每个所述触发垫的厚度和所述第一掺杂层的厚度分别为所述I型层的厚度的1％～5％，并且每个所述触发垫的所述厚度小于所述第一掺杂层的所述厚度。
10.依据权利要求1所述的生物微粒分选设备，其特征在于，所述非接触式分选装置进一步包含：
一贴合层，连接于所述光触发结构与所述配合结构之间，以共同包围界定出一容置空间，并且所述光电二极管层对应位于所述容置空间内；及
多个隔间墙，位于所述容置空间内且连接所述光触发结构和所述配合结构；其中，多个所述隔间墙彼此间隔地排成一列，并且相邻的任两个所述隔间墙之间形成有一培养区域，该列所述隔间墙的一侧形成有连通于每个所述培养区域的一第一流道，而该列所述隔间墙的另一侧形成有连通于每个所述培养区域的一第二流道；
其中，当所述第一流道注入所述液态检体时，所述非接触式分选装置能通过移动所述光源来驱使所述目标生物微粒移动至一个所述培养区域并受其拘束而无法移动至所述第二流道。
11.依据权利要求10所述的生物微粒分选设备，其特征在于，多个所述触发垫的部分埋置于多个所述隔间墙内，每个所述隔间墙包含有：
一隔板段；
两个第一引导段，相连于所述隔板段的一端，并且任一个所述第一引导段与所述隔板段相夹有介于110度～160度的一第一夹角；及
两个第二引导段，相连于所述隔板段的另一端，并且任一个所述第二引导段与所述隔板段相夹有介于100度～160度的一第二夹角；
其中，于相邻的任两个所述隔间墙之中，彼此相邻但分属不同所述隔间墙的两个所述第一引导段共同界定一第一开口，彼此相邻但分属不同所述隔间墙的两个所述第二引导段共同界定一第二开口，并且所述第一开口大于所述第二开口。
12.依据权利要求11所述的生物微粒分选设备，其特征在于，所述第一流道具有一第一流动方向；在界定出任一个所述第一开口的两个所述第一引导段之中，位于所述第一流动方向上游的一个所述第一引导段的长度大于另一个所述第一引导段的长度，并用以供所述液态检体沿所述第一流动方向以介于70度～20度的一锐角与其接触。
13.依据权利要求10所述的生物微粒分选设备，其特征在于，每个所述培养区域具有连通于所述第一流道的第一开口及连通于所述第二流道的一第二开口，并且所述第一开口大于所述第二开口；在所述非接触式分选装置的所述容置空间内，所述第一流道能通过任一个所述培养区域而连通于所述第二流道。
14.依据权利要求13所述的生物微粒分选设备，其特征在于，于相邻的任两个所述隔间墙之中的至少一个形成有位于相对应所述培养区域内的一布局段，用以延长所述液态检体自所述第一开口流至所述第二开口的路径。
15.一种非接触式分选装置，其特征在于，所述非接触式分选装置用于从一液态检体之中分选一目标生物微粒，所述非接触式分选装置包括：一光触发结构及一配合结构；
所述光触发结构，包含有：
一第一基板；
一第一电极层，形成于所述第一基板上；
一光电二极管层，形成于所述第一电极层上，并且所述光电二极管层的厚度介于1微米～3微米；其中，所述光电二极管层包含有：一第一掺杂层，形成于所述第一电极层上；一I型层，形成于所述第一掺杂层上；一第二掺杂层，包含形成于所述I型层上且彼此间隔设置的多个触发垫；其中，每个所述触发垫具有介于3微米～7微米的一宽度，并且相邻的任两个所述触发垫之间具有不大于2微米的一距离；及一绝缘层，覆盖于所述光电二极管层；
所述配合结构与所述光触发结构呈间隔设置且至少其中一个呈透明状，并且所述配合结构包含有一第二基板及形成于所述第二基板的一第二电极层，并且所述第二电极层面向所述光触发结构；
其中，所述非接触式分选装置的所述绝缘层与所述第二电极层之间能用来容置所述液态检体，以进行对应于所述目标生物微粒的一分选作业。
16.依据权利要求15所述的非接触式分选装置，其特征在于，所述光电二极管层进一步包含有分别形成于多个所述触发垫的多个透明电极垫，并且每个所述触发垫的所述宽度大于相对应的所述透明电极垫的宽度，而每个所述触发垫的厚度为相对应所述透明电极垫的厚度的3％～10％。
17.依据权利要求16所述的非接触式分选装置，其特征在于，每个所述触发垫的所述厚度与所述第一掺杂层的厚度分别为所述I型层的厚度的1％～5％，并且每个所述触发垫的所述厚度小于所述第一掺杂层的所述厚度。
18.依据权利要求15所述的非接触式分选装置，其特征在于，所述非接触式分选装置进一步包含：
一贴合层，连接于所述光触发结构与所述配合结构之间，以共同包围界定出一容置空间，并且所述光电二极管层对应位于所述容置空间内；及
多个隔间墙，位于所述容置空间内且连接所述光触发结构与所述配合结构；其中，多个所述隔间墙彼此间隔地排成一列，并且相邻的任两个所述隔间墙之间形成有一培养区域，该列所述隔间墙的一侧形成有连通于每个所述培养区域的一第一流道，而该列所述隔间墙的另一侧形成有连通于每个所述培养区域的一第二流道；
其中，于所述非接触式分选装置的所述容置空间内，所述第一流道仅能通过任一个所述培养区域而连通于所述第二流道。
19.一种非接触式分选装置的光触发结构，其特征在于，所述非接触式分选装置的光触发结构包括：
一第一基板；
一第一电极层，形成于所述第一基板上；
一光电二极管层，形成于所述第一电极层上，并且所述光电二极管层的厚度介于1微米～3微米；其中，所述光电二极管层包含有：一第一掺杂层，形成于所述第一电极层上；及一I型层，形成于所述第一掺杂层上，并且所述I型层凹设形成有一图案化沟槽，以使所述I型层构成间隔排列的多个凸台；其中，每个所述凸台具有介于3微米～7微米的一宽度，并且相邻的任两个所述凸台之间具有不大于2微米的一距离；
一绝缘层，覆盖于所述光电二极管层。
20.依据权利要求19所述的非接触式分选装置的光触发结构，其特征在于，所述光电二极管层进一步包含有分别形成于多个所述凸台的多个透明电极垫，并且每个所述凸台的所述宽度大于相对应的所述透明电极垫的宽度。
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