简介:摘要目的探讨ZNA (ZIP Nucleic Acid)探针的PCR性能及其在沙眼衣原体(CT)核酸定量检测中的研究。方法使用CT阳性质粒,比较偶联不同ZIP数量的ZNA探针的PCR扩增曲线差异;比较ZNA探针与29mer普通Taqman探针(DNA长探针)、20mer普通Taqman探针(DNA短探针)、MGB探针在PCR扩增曲线、反复冻融稳定性及低浓度质粒检出率的差异;使用CT阳性临床样本,比较ZNA探针与DNA长探针、DNA短探针、MGB探针扩增曲线差异及低浓度样本检出率的差异。结果(1)偶联5个ZIP单位的ZNA探针Ct值和荧光值最优,与偶联1个ZIP的探针相比:Ct值提升1.34 (灵敏度提升2.37倍),荧光值提升30%。(2)偶联5个ZIP的ZNA探针的扩增效率是优选的普通Taqman探针和MGB探针的2.14~2.64倍,荧光值高17%~90%。(3)四组探针冻融稳定性结果显示,ZNA探针的稳定性最佳,低浓度(1×104拷贝/mL)的Ct值偏离最小(CV%= 1.4),优于DNA长探针、DNA短探针、MGB探针(CV%= 1.7~3.7)。(4)用35例CT临床样本比较四组探针(DNA长探针、DNA短探针、MGB探针、ZNA探针)的PCR扩增性能,相对于其他三组探针,ZNA探针的扩增灵敏度分别提升1.60倍、0.99倍和1.06倍,且Ct值一致性分析结果显示,ZNA探针对临床样本的检出性能提升更优。(5)使用低浓度质粒模板(分别为200、100、50和10拷贝/mL)比较四组探针的扩增灵敏度,ZNA探针的检出率均优于DNA长探针、DNA短探针、MGB探针;在最低浓度10拷贝/mL时,其他三组探针的检出率只有15%~20%,ZNA探针仍有30%。(6)在20例不同低浓度(分别为200、150、100和50拷贝/mL)临床样本中ZNA探针检出率最高,分别为100%、95%、90%和70%。结论偶联5个ZIP的ZNA探针的扩增效率、荧光值、冻融稳定性、临床样本的扩增性能及低浓度样本检出灵敏度都优于普通Taqman探针和MGB探针,ZNA探针可作为一种设计灵活和合成易得的新探针技术,在基因表达领域可进一步提升检测的灵敏度及低浓度样本的检出率。
简介:目的:探索建立一种利用核酸酶免疫试验中探针的熔解温度差异检测已知突变位点的方法.方法:目的靶基因经扩增后,5'末端标记洋地黄毒苷(digoxigenin,Dig)的等位基因探针与已结合在酶标板上的扩增产物杂交,其杂交的探针-DNA二聚体的碱基错配与未错配之间存在变性温度差异.选择适宜的熔解温度进行已知突变位点的检测,并利用酶联免疫吸附试验对标记探针进行识别、放大和结果判断.结果:实验结果表明,当熔解温度为37℃时,扩增产物的加样量为5μl/孔和检测探针加入量为10pmol/孔时所测得A450值为0.800~0.923.等位基因检测探针的熔解温度为53℃,P1、P2与靶DNA结合率分别为86%和16%.当P1、P2按不同比例杂合时,其与结合率存在着明显的线性关系(r=0.9985).从8例人类乙型肝炎病毒(HBV)DNA阳性的血清标本检测中证实1例酪氨酸-缬氨酸-天冬氨酸-天冬氨酸(YVDD)突变、3例野生型,其余4例可能是杂合型突变.结论:本法具较高的检测灵敏度,且其突出的特点是能检测出标本中杂合突变所占的比例,间接反映出患者体内突变的类型和比例.这对于疾病的诊断、治疗、预后评价等都具有较高的价值.
简介:摘要:晶圆测试是半导体封测的生产的重要环节。晶圆测试中,探针与其对应测试垫的位置对准非常关键。但该技术在准确性和效率方面仍有不足。尽管探针痕迹自动检测技术逐渐成熟,但利用探针痕迹对针位进行修正的主流方法仍为手动或者半自动,导致自动生产过程中断。随着图像处理水平的提高,从针痕自动检测时采集的图片中,可以快速准确的提取针痕和测试垫的几何信息,进而利用刚体运动模型和最小二乘拟合计算出最优修正参数。应用该方法于探针测试控制系统,开发出新型探针与测试垫对准修正系统。该系统部署在服务器端,通过网络与探针机通信,使图像采集、信息处理、修正控制全部自动化、标准化,提高了准确性和生产效率。 关键词:探针对准;探针痕迹处理;刚体运动;最小二乘 一、简介 晶圆测试工序是芯片封测流程的重要步骤,主要是对晶圆上的裸晶颗粒进行电性测试,筛选出良品送入后续封装环节。进行电性测试,需要通过大量探针连接测试资源和待测裸晶颗粒,每颗探针都需要准确可靠的接触裸晶颗粒上的对应金属测试垫。不良接触严重影响测试效果,甚至,探针接触到测试垫有效区域外面,产生结构缺陷,如裂纹,影响芯片可靠性。尤其近年来芯片集成度不断提高,边长40微米的方形测试垫越来越多的出现在产品中,对探针和测试垫的对准要求越来越高。而且,基于成本的考虑,测试并行度也在提升,同时测试上百个产品的测试方案越来越多,原有的对准方法在原理、速度方面不再适用。 通常,每个生产批次开始前,探针机要进行探针和测试垫的对准,之后进行探针与测试垫的试接触。会在测试垫金属表面留下探针痕迹,它反应了接触状况,影响测试效果和质量。因此,试接触后,要进行探针痕迹检查。对准是通过相机获取针尖和测试垫的位置信息计算的,针尖状态、探针滑动情况、对准系统误差等因素会影响对准效果。另外,提取针尖信息需要频繁对焦,速度较慢,限制了参与对准计算的针尖测试垫对的数量。因此,利用探针痕迹和测试垫的几何位置进行对准更加直接。 探针设备不断进步,可以在自动检测探针痕迹的同时,通过网络将相应图片传送到服务器。服务器上运行的离线对准系统对图片进行分析,识别探针痕迹和测试垫,提取其几何信息【1】,利用刚体运动模型和最小二乘拟合方法在探针机承载台平面内进行对准计算,产生沿承载台X、Y和θ轴的修正参数【2】。再远程控制探针机进行位置修正,改善接触情况。对于高并行度测试,由于探针众多,需要处理大量针痕图片。在服务器端,利用人工智能技术和并行计算,可以大幅提高图像处理速度和准确性,减少延迟。且通过并行处理,使探针设备的运行不受影响,同时进行生产测试。该独立运行于服务器的对准系统可以直接接入探针机测试机系统,也可以通过其它控制系统接入测试系统。 二、传统探针对准方法及系统 晶圆测试阶段,晶片未切割封装,需要通过探针连接裸晶颗粒上的金属测试垫和测试资源,进行电性测试。测试开始前,探针台对探针和金属测试垫进行位置对准,修正X、Y、Z和θ轴的运动参数,减小平移和旋转误差,确保良好的接触效果。测试过程中,探针机承载台将晶圆运至探针卡下并升起,使测试垫与探针针尖接触。在接触处会留下探针痕迹。 如图1所示,传统对准方法包括三个步骤:自动探针对准,自动晶圆对准和手动修正。探针对准时,探针机相机依次移动到待测针尖处,测量针尖位置。由于该测量需要在Z轴方向上通过多次聚焦搜寻针尖准确位置,较耗时,每根探针平均需要2秒。因此,尽管探针卡针数不断增加,但是由于时间成本,通常只选择少数探针进行对准。当然抽样量小会产生较大的误差,尤其是某些针尖磨损或位置偏移时。晶圆对准时,探针台通过相机获取探针对准中所选探针的对应测试垫的位置信息。探针机利用这些针尖和测试垫的位置信息,进行拟合计算并初步设定探针机载物台运动参数,并按照该参数进行试接触。 试接触时,常出现误对准情况,即在X轴、Y轴或θ轴上存在较大误差。严重时导致针痕在测试垫上的位置显著偏移,超过测试垫边缘,产生质量风险,此类芯片视为废品(MIL-STD-883)。该问题更多是由θ轴的转动误差造成,而非X轴或Y轴的移动误差。这是因为转动误差依三角关系沿晶片直径转化为X和Y向误差并放大。常见现象是沿一方向各裸晶颗粒上的针痕偏移程度逐渐严重。即使没有显著的误差,针痕位置也会在几个微米的范围内波动。再考虑针痕尺寸通常大于10微米,对于如今常见的40微米的方形测试垫,挑战严峻。因此,如何使针痕尽量靠近测试垫中心而远离其边缘非常重要。这对于安装数千甚至数万根探针的针卡,极具挑战,需要巧妙的算法和强悍的算力。但目前仍然需要操作人员手动修正。 手动修正是为了削减探针台自动对准误差,尽量使所有针痕接近理想位置。如图1虚线框内所示,包括试接触、目检和调整三个步骤。首先通过试接触产生针痕,以反映当前对准情况。然后观察针痕并依经验判断误差情况。接着对X、Y和θ轴误差进行手动修正。再循环进行试接触、目检、修正,直到针痕位置比较理想,结束手动修正,继续生产。该步骤需要操作人员手动操作、人为判断,非常耗时。对于针数较多的产品,人为判断常不理想,尤其θ轴误差常需调整,占时超过5%。考虑大量针痕的情况并做出判断,直觉和经验不够准确,需要自动的、定量的计算解决该问题。 三、新型探针对准方法及系统 传统探针和测试垫位置对准存在两大问题,一是探针对准步骤虽然是自动化的,但由于在Z轴上频繁对焦而耗时,只能抽样少量探针,而Z向误差较大。二是手动修正步骤耗时且不够准确,对X、Y和θ上的误差的修正不理想。对于问题一,已有电学接触方法来快速准确的对Z轴参数进行修正。因此对问题二,需找到新方法来解决X、Y和θ轴参数修正问题。随着技术发展,探针机自动目检功能逐渐成熟,大量包括针痕和测试垫的清晰图片可以在自动目检运行的同时从探针机相机发送到服务器,延时很短,不会对生产过程和效率产生影响。这些图片包含着进行X、Y和θ轴对准修正的完整信息。而且,生产中针尖常常变形或者被污染,针尖图像噪声大于针痕图像。利用这些几何信息可以分析出如何调整,但需要大量运算。因此,在新对准系统中, 利用服务器进行该计算,可以减少探针机系统负载。这样,在自动针痕检查时,探针机将图片和相关信息发送到服务器,并通知服务器开始运行新型对准修正系统。 图1 传统与新型探针对准流程
简介:摘要:本项目针对卵巢肿瘤标志miRNAs,从精简传感体系组成和级联信号放大的综合效应出发,构建集目标miRNA识别、聚合引物、聚合模板、信号报告功能于一体的功能能集成式核酸探针(FOP),同时利用核酸聚合醇、内切酶等工具酶的功能特性和球形纳米材料的大比表面积、电学效应等优势,研发相应的级联放大型核酸电化学纳米生物传感识别新策略。本项目拟深入开展卵巢肿瘤标志物检测技术的前沿性研究,进而形成一批恶性卵巢肿瘤早期针对行之有效的新方法与新技术,有利于推动卵巢肿瘤早期诊断技术和生物医学的进一步发展,具有十分重要的现实意义。