CN100480385C

CN100480385C - 一种生物芯片杂交盒

Info

Publication number: CN100480385C
Application number: CNB2006101144123A
Authority: CN
Inventors: 程京; 张亮; 鲜飞军; 高华方; 潘满根
Original assignee: Tsinghua University; CapitalBio Corp
Current assignee: Tsinghua University; CapitalBio Corp
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: CN1948479A

Abstract

本发明公开了一种生物芯片杂交盒，它包括有一底座、一上盖、一夹槽以及一托架；其中该托架设置于所述底座与上盖所形成的密封腔体内，该夹槽夹设于所述底座与上盖外部的两侧。本发明中芯片杂交盒的上盖和底座采用子口配合(即周边定位)方式配合，使得上盖和底座形成一个密闭腔体：本发明在芯片反应前将水加于吸水材料表面，在芯片反应时，水能够从吸水性物质中挥发出，在芯片杂交盒中形成一定湿度，从而防止芯片杂交过程中反应液挥发。

Description

一种生物芯片杂交盒

技术领域

本发明涉及生物芯片杂交盒，特别是涉及一种结构简单、使用方便、能有效保持杂交盒中湿度的生物芯片杂交盒。

背景技术

生物芯片是20世纪90年代末发展起来的一门多学科综合技术，生物芯片作为一个技术平台已广泛应用于基因表达、功能基因组学、疾病诊断、药物筛选等多个领域。狭义地生物芯片是指固定在固相载体(如硅片、玻璃、塑料和尼龙膜等)上的高密度核酸、蛋白质、细胞等生物活性物质的微阵列，主要包括cDNA微阵列、寡核苷酸微阵列和蛋白质微阵列。这些微阵列是由生物活性物质以点阵的形式有序地固定在固相载体上形成的。在一定条件下进行生化反应，反应结果用化学荧光法、酶标法、同位素法显示，再用扫描仪等仪器进行数据采集，最后通过专门的计算机软件进行数据分析。

固定于固相载体表面的生物活性物质同待检测的样品之间的反应效果直接取决于温度、湿度等反应条件。如果反应条件中湿度不够高，导致样品易挥发，进而引起芯片背景的升高和均匀性欠佳。为了能够保证基因芯片反应时温度、湿度恒定，必须提供一个能够同外界隔绝的杂交盒，并且在这个装置能够保持一定湿度，避免反应液的挥发。

通常杂交盒是由上、下两部分组成，上、下两部分通过螺丝或夹槽方式相结合，固定有生物活性物质的基因芯片置于杂交盒中，这种结构的杂交盒是同外界环境隔绝的密闭体系。Telechem公司的杂交盒的上、下两部分通过螺丝方式固定，而Corning公司的US6555361中所描述的杂交盒是通过夹槽的方式组成杂交盒。在目前的杂交盒中设置至少一个小孔结构，在小孔中加入液体，加入小孔中的液体能够在芯片杂交过程中挥发，使杂交盒中保持一定的湿度，避免反应液在芯片反应过程中的挥发。但由于加水孔中的液体存在，使得芯片杂交操作过程中小孔中的液体容易溅出，从而容易污染芯片，甚而影响杂交结果；另外，芯片进行长时间杂交反应时，由于杂交盒中湿度高，使得在杂交盒的上部分容易形成液体，液体容易溅落到反应的芯片表面，从而影响芯片杂交结果。

为了改善杂交结果，在基因芯片反应中围栏和/或盖片越来越被广泛应用。围栏和盖片类型随着芯片类型不同有着很大差别，在基因芯片中应用较多的是：厚度为0.1mm左右的盖片如LifterSlips^TM；Fast Pak的围栏(incubation chamber)和盖片(chamber covers)，以及CapitalBio的SmartCover^TM盖片和SmartGrid^TM围栏；后述的两种围栏和盖片的厚度达5mm左右。由于目前芯片杂交盒深度是固定的，使得杂交盒的应用范围受到很大限制，用普通盖片进行杂交时，为方便操作，杂交盒需要较浅深度；但是对含有围栏的芯片进行杂交时，由于围栏有较高的厚度，盖片也有较高的厚度，导致杂交盒需要较深深度。目前所使用的杂交盒的通用性不够，影响了其在生物芯片反应中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、使用方便、能有效保持杂交盒中湿度的生物芯片杂交盒。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种生物芯片杂交盒，它包括有一底座、一上盖、一夹槽以及一托架；其中该托架设置于所述底座与上盖所形成的密封腔体内，该夹槽夹设于所述底座与上盖外部的两侧。

在实际操作中，所述底座由一下底板和一围绕下底板四周的凸出围槽组成，围槽将底座的底板分成内、外两部分，围槽内部为芯片反应区域；上盖由一上底板和一围绕上底板四周的凸出围槽组成；上底板凸出的围槽同下底板凸出的围槽外部配合，使得上盖和底座形成密封腔体。另外，所述下底板凸出围槽的顶部、或者所述上底板凸出围槽的底部设置有一沟槽设置有一沟槽，该沟槽内设置有O型密封圈；在所述芯片反应区域内还设置有限定托架位置的定位柱。

上述的生物芯片杂交盒中，所述上盖内部还设置有一用于装配吸水材料的凹槽。

上述的生物芯片杂交盒中，所述托架的至少一端设置有缺口，以方便芯片从底座中取出；所述托架离芯片远端还固定有一吸水性材料。

上述的生物芯片杂交盒中，所述底座、上盖、托架的材料优选聚碳酸酯、聚丙烯、有机玻璃、聚苯乙烯、ABS、聚乙烯、聚氯乙烯或聚甲醛；所述夹槽的材料优选硬铝或者不锈钢。

本发明由于采取以上设计，其具有以下优点：本发明中芯片杂交盒的上盖和底座采用子口配合(即周边定位)方式配合，使得上盖和底座形成一个密闭腔体：本发明在芯片反应前将水加于吸水材料表面，在芯片反应时，水能够从吸水性物质中挥发出，在芯片杂交盒中形成一定湿度，从而防止芯片杂交过程中反应液挥发。

本发明中的吸水材料主要优点在于：1、收集挥发的反应液或水，防止滴落于芯片表面，避免影响芯片反应结果；2、在芯片反应前将水加于吸水材料表面，在芯片反应时，水能够从吸水性物质中挥发出，在芯片杂交盒中形成一一定湿度，从而防止芯片杂交过程中反应液挥发。

附图说明

图1是本发明整个芯片杂交盒装配后立体图。

图2是本发明整个芯片杂交盒装配后前视图。

图3是本发明整个芯片杂交盒分解图的立体图。

图4是本发明芯片杂交盒的底座立体图。

图5是本发明芯片杂交盒的无吸水性材料上盖立体图。

图6是本发明芯片杂交盒的装有吸水性材料上盖的立体图。

图7是本发明芯片杂交盒的无吸水性材料的托架的立体图。

图8是本发明芯片杂交盒的装有吸水性材料托架的立体图。

图9是本发明芯片杂交盒的装有普通芯片无盖片的立体图。

图10是本发明芯片杂交盒的装有普通芯片有盖片的立体图。

图11是本发明芯片杂交盒的装有围栏芯片的立体图。

图12是本发明芯片杂交盒的装有围栏芯片和盖片的立体图。

图13是普通芯片在本发明芯片杂交盒中反应结果。

图14是围栏芯片在本发明芯片杂交盒中反应结果。

具体实施方式

如图1至图3所示，为本发明所提供的一种生物芯片杂交盒，它包括有一底座1、一上盖2、一夹槽3以及一托架4；其中该托架4设置于底座1与上盖2所形成的密封腔体内，该夹槽3夹设于底座1与上盖2外部的两侧。

如图4所示，所述底座1由一下底板6和一围绕下底板6四周的凸出围槽7组成，围槽7将底座的下底板6分成内、外两部分，内部形成芯片杂交区域8，外部形成与上盖2相配合的定位区域。另配合图5、图6，上盖2由一上底板11和一围绕上底板四周的凸起围槽12组成，上盖2凸出的围槽12同底座1的围槽7外部形成孔轴配合关系，使得上盖和底座形成密封腔体。上盖2还可以有凹槽13，用于装配吸水材料14。

下底板凸出围槽7的顶部设置有一沟槽9，该沟槽9内设置有O型密封圈5；在芯片杂交区域8内还设置有限定托架4位置的定位柱10。装上夹槽3后，O型密封圈5被压缩，从而在底座1、上盖2之间形成了密封腔体。当然，也可以在所述上底板凸出围槽12的底部设置所述沟槽，在此不作赘述。

如图7所示，托架4用于支撑芯片，托架4的至少一端设置有缺口15，以方便芯片从底座1中取出。托架4离芯片远端还可以固定有一吸水性材料16，如图8。

上述的底座1、上盖2、托架4的材料优选聚碳酸酯、聚丙烯、有机玻璃、聚苯乙烯、ABS、聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲醛等塑料，加工工艺为注塑。夹槽3的材料优选硬铝、不锈钢等金属，加工工艺为机加工。O型密封圈5的材料优选橡胶或橡塑聚合物。

本发明中芯片杂交盒的上盖2和底座1采用子口配合(即周边定位)方式配合，使得上盖2和底座1形成一个密闭腔体：本发明中的吸水材料可以是硝酸纤维素、布、海绵、泡棉等；在芯片反应前将水加于吸水材料表面，在芯片反应时，水能够从吸水性物质中挥发出，在芯片杂交盒中形成一定湿度，从而防止芯片杂交过程中反应液挥发。

本杂交盒中的上盖部分也可以固定一吸水性材料，吸水材料可以是硝酸纤维素、布、海绵、泡棉等；在芯片反应时这些吸水材料可以起两个作用：(1)收集挥发的反应液或水，防止滴落于芯片表面，避免影响芯片反应结果；(2)在芯片反应前将水加于吸水材料表面，在芯片反应时，水能够从吸水性物质中挥发出，在芯片杂交盒中形成一定湿度，从而防止芯片杂交过程中反应液挥发。

本发明的具体实施例如下：

实施例1

芯片杂交盒

本芯片杂交盒中两根夹槽的尺寸相同，每根夹槽的长度是104mm，宽度是11.1mm，开口距离是12.9mm，壁厚是2.1mm。上盖底板高度是2.6mm，凸起的围槽高度是4mm，壁厚是2.6mm。底座的底板高度是2.6mm，底板四周的围槽高度是7.4mm；内部芯片反应区域长度为75.9mm，宽度为26mm；反应区域的限定托架的定位柱的外直径为3.9mm。托架的宽度为25.9mm，长度为81.5mm，在距离顶端约75.5mm处有一凸出块状物，用于同定位柱配合以固定托架；在托架顶端处有一缺口。底座上O型密封圈的材料是硅橡胶，截面直径为2.5mm。

实施例2

普通芯片在杂交盒中的反应

见图9和10，将托架4置于杂交盒底座1的反应区域，将点样固定了核酸样品的芯片17带点阵面朝上置于托架4的上表面，将0.5ml的纯化水加于底座1的反应区域，也可以加入托架4上的吸水材料16。在芯片点阵位置上加入配制好的100μL杂交液，将盖片18(LifterSlips^TM)加盖于芯片17的表面。然后，将杂交盒上盖2扣入底座3，卡上2根夹槽3，放入42℃的水浴锅中杂交反应12h。杂交反应后，将杂交盒从水浴锅中取出，将夹槽取出，然后从托架上取出芯片17，除去盖片18后将芯片17放入42℃的0.1％SDS清洗液中清洗2分钟；氮气吹干，用扫描仪扫描。图13是扫描结果。

实施例3

围栏芯片在芯片杂交盒中的反应

见图11和12，将托架4置于杂交盒底座的反应区域，将点样固定了基因样品的含有12孔SmartGrid^TM围栏芯片19置于托架4的上表面，其中含有围栏(即带有点阵)的面朝上，将SmartCover^TM盖片20放入围栏芯片上表面；然后将1ml的纯化水加入杂交盒的底座2的芯片反应区域；向每个围栏中加入30μL的反应液。将上盖扣入底座，卡上夹槽，放入37℃的烘箱中反应2h。反应后将杂交盒从烘箱中取出，将夹槽从杂交盒中取出，然后从托架上取出围栏芯片，除去盖片后将围栏芯片放入0.1％PBST清洗液中清洗2分钟，氮气吹干，用扫描仪扫描。图14是扫描结果。

Claims

1、一种生物芯片杂交盒，它包括有一底座、一上盖以及一托架；其中该托架设置于所述底座与上盖所形成的密封腔体内，其特征在于：所述上盖内部还设置有一用于装配吸水材料的凹槽，所述凹槽中设置有吸水材料。

2、根据权利要求1所述的生物芯片杂交盒，其特征在于：所述托架离芯片远端还固定有吸水性材料。

3、根据权利要求1所述的生物芯片杂交盒，其特征在于：所述生物芯片杂交盒还包括有一夹槽，该夹槽夹设于所述底座与上盖外部的两侧。

4、根据权利要求1所述的生物芯片杂交盒，其特征在于：所述底座由一下底板和一围绕下底板四周的凸出围槽组成，围槽将底座的底板分成内、外两部分，围槽内部为芯片反应区域；上盖由一上底板和一围绕上底板四周的凸出围槽组成；上底板凸出的围槽同下底板凸出的围槽外部配合，使得上盖和底座形成密封腔体。

5、根据权利要求4所述的生物芯片杂交盒，其特征在于：所述下底板凸出围槽的顶部、或者所述上底板凸出围槽的底部设置有一沟槽，该沟槽内设置有O型密封圈。

6、根据权利要求4所述的生物芯片杂交盒，其特征在于：在所述芯片反应区域内还设置有限定托架位置的定位柱。

7、根据权利要求1至6中任一所述的生物芯片杂交盒，其特征在于：所述托架的至少一端设置有缺口。

8、根据权利要求7所述的生物芯片杂交盒，其特征在于：所述托架的两端设置有缺口。

9、根据权利要求1至6中任一所述的生物芯片杂交盒，其特征在于：所述底座、上盖、托架的材料为聚碳酸酯、聚丙烯、有机玻璃、聚苯乙烯、ABS、聚乙烯、聚氯乙烯或聚甲醛；所述夹槽的材料为硬铝或者不锈钢。

10、根据权利要求7所述的生物芯片杂交盒，其特征在于：所述底座、上盖、托架的材料为聚碳酸酯、聚丙烯、有机玻璃、聚苯乙烯、ABS、聚乙烯、聚氯乙烯或聚甲醛；所述夹槽的材料为硬铝或者不锈钢。

11、根据权利要求8所述的生物芯片杂交盒，其特征在于：所述底座、上盖、托架的材料为聚碳酸酯、聚丙烯、有机玻璃、聚苯乙烯、ABS、聚乙烯、聚氯乙烯或聚甲醛；所述夹槽的材料为硬铝或者不锈钢。