CN1193105C - 阵列式生物芯片的微流道系统 - Google Patents
阵列式生物芯片的微流道系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1193105C CN1193105C CNB021184003A CN02118400A CN1193105C CN 1193105 C CN1193105 C CN 1193105C CN B021184003 A CNB021184003 A CN B021184003A CN 02118400 A CN02118400 A CN 02118400A CN 1193105 C CN1193105 C CN 1193105C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- reaction zone
- sprue system
- runner
- array
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
一种阵列式生物芯片的微流道系统，主要具有一基板，在基板上是以一预定深度凹设有至少一个以上供生物探针固定的反应区，并在每个反应区侧壁超过生物探针高度的位置设有一抽取流道，并且在基板一侧具有连通抽取流道的抽离口，这样，由反应区加入欲检测的样本溶液，并且经由抽取流道将未反应的样本溶液由抽离口抽出，就构成一阵列式生物芯片的微流道系统。
Description
技术领域
本发明是有关一种阵列式生物芯片的微流道系统，尤指一种运用于DNA、蛋白质或生物细胞微阵列芯片上的微流道系统。
背景技术
以量子电动力学的开拓性理论获得诺贝尔奖殊荣的理察-费因曼(Richard P.Feynman)博士，在1959年美国物理学会年会中，通过主题为“窥究到底，空间无限(There is a plenty of room at thebottom.)”的演讲，引领人们进入科学界中的一个崭新领域，年会中以针头上的大英百科全书开场，并陆续揭示了超微电子显微镜、微小计算器、微小工厂、原子重组等缩小化微小世界的理念，因而成为“微机电系统(micro electromechanical system；MEMS)”或“微系统技术(micro-system technology；MST)”的开山祖师。
随着人类基因组解读计划(Human Genome Project)揭示基因染色体中DNA(脱氧核醣核酸)的排序初稿，带领人类历史进入21世纪生物医学的可媲美1960年代登陆月球的新里程碑，科学家的下一个课题便是了解数万个基因所代表的意义和其相互关系，以及蛋白质体(proteomics)功能及结构研究，而借助微机电、微系统等工业技术所形成的生物芯片正是解决此微小、复杂的生物分子的最佳利器。
生物芯片主要是利用微电子、微机械等工业技术，将具有特异性的生物分子固定在拇指大小的基材上作为生物探针(biologicalprobe)，以判断欲检测的样本溶液否具有相对应生物探针的目标物质(target)，并通过化学反应产生标记信息作为判断机制，以供后续光学感测装置分析比对。
如果以芯片型微实验室(laboratory-on-a-chip)的观念看待生物芯片，通过生物探针与样本溶液的操作流程加以区分，其主要可分为以下二种系统：
一、开放式系统：即是一般仅具反应区的生物芯片，其上仅含有固定有生物探针的反应区，其可以在芯片上设有多个反应区(即是以生物探针聚集形成的阵列点)，其样本溶液的加入与抽离需要借助外在的设备，如滴针、吸取针或清洗盘，这样的设计虽然在加注样本溶液时较为方便，但是抽取时，每个阵列点都要配置一个吸取针或离线置在清洗盘中清洗，使得构件过于复杂，同时，以垂直方式的吸取针抽离容易破坏生物探针的固定及作用后结合的目标物质，因此仍有待改善。
二、封闭式系统：其上具有可固定生物探针的反应区及配合样本溶液注入、抽离的微流道，并在流道中段设有复杂并且制作成本较高的微流阀及注射阀装置，虽然此系统能够有效隔离样本溶液与外界的接触，达到良好的实验控制，但是，碍于技术及成本上的考虑，一个芯片只能设有少数个反应区，难以应用在不同反应区的阵列式芯片上，并且在微流道的注入端内容易产生气泡及微生物样品的阻塞，造成实际检测上的困扰，因此仍有待改善。
发明内容
本发明的主要目的，在于解决上述的问题，避免缺陷的存在，本发明提供一种可避免阻塞、搭配多个反应点并且仅需一台抽离装置的阵列式生物芯片的微流道系统。
为达到上述目的，本发明为阵列式生物芯片的微流道系统，主要具有一基板，在基板上是以一预定深度凹设有至少一个以上供生物探针固定的反应区，并在每个反应区侧壁超过生物探针高度的位置设有一抽取流道，并且在基板一侧具有连通抽取流道的抽离口，这样，由反应区加入欲检测的样本溶液，并且以抽取流道将未反应的样本溶液由抽离口抽出，就构成一阵列式生物芯片的微流道系统。
有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：
附图说明
图1，是本发明的平面示意图；
图2，是本发明第1图的局部放大示意图；
图3，是本发明的剖面示意图；
图4，是本发明的另一实施例剖面示意图；
图5，是本发明的再一实施例剖面示意图。
具体实施方式
请参见图1、2、3，是本发明平面、第1图的局部放大及剖面示意图，如图所示：本发明为一种阵列式生物芯片的微流道系统，主要具有一基板10，在基板10上是以一预定深度凹设有至少一个以上供生物探针70固定的反应区20，并在每个反应区20侧壁超过生物探针70高度的位置设有一抽取流道30，并且在基板10一侧具有连通抽取流道30的抽离口40，这样，由反应区20加入欲检测的样本溶液，并且以抽取流道30将未反应的样本溶液由抽离口40抽出，就构成一阵列式生物芯片的微流道系统。
制造时，基板10可以由玻璃或硅基材制成，如图所示，通过微机电技术在基板10上先阵列凹设有十六个反应区20(但不以十六个反应区20为限，也可以是2×2、3×3或5×5矩阵)，并相对应于每个反应区20侧壁设有一次流道32，并且同一行中每个次流道32以一汇流点33连接在纵向的主流道31上，通过这种方式使抽取流道30在阵列同一横向层的各个反应区20至抽离口40的距离相等，这样，可以控制在同一横向各个反应区20的抽取时间，此外，该次流道32延伸方向是通过反应区20中心，用以在抽离时在反应区20内形成对称涡流，避免破坏生物探针70。
再者，主流道31及次流道32主要是以直线布设在基板10上，并且各汇流点33二流道夹角是大于135°，用以形成平滑的转角，使抽取更加流畅。
使用时，先在各反应区20底部固定生物探针70，将欲检测的样本溶液加入反应区20，此时，由于抽取流道30孔径小于200μm，样本溶液并不会经由抽取流道30外泄，并且通过反应区20的预定深度承载样本溶液，使生物探针70与样本溶液可以充分反应；反应后，以连接抽离口40的流量控制装置(图中未示)进行抽离，由于在阵列中同一横向层的抽取流道30由反应区20至抽离口40的距离均相等，因此，流量控制装置将由第一横向层至第四横向层依次抽干样本溶液，同时，由于抽取流道30高于生物探针70，其抽取力度不会直接施加在生物探针70上，能够有效保护生物探针70及结合的目标物，待各层反应区20内的样本溶液都抽离后，即可利用光学判断装置进行扫描比对。
为了制造方便，请参见图4，是本发明的另一实施例剖面示意图，如图所示：本发明是一种阵列式生物芯片的微流道系统，其包括一下基板50及一上基板60，在下基板50表面是凹设有多个供生物探针70固定的反应区20a，并在上基板60相对应各反应区20a位置设有一穿孔61，并且在上基板60底面布设有抽取流道30a，另在上基板60一侧具有连通抽取流道30a的抽离口40，这样，加入欲检测的样本溶液在反应区20a上，并且以抽取流道30a将未反应的样本溶液由抽离口40抽出，就构成一阵列式生物芯片的微流道系统。
此外，请参阅图5，是本发明的再一实施例剖面示意图，如图所示：本发明是一种阵列式生物芯片的微流道系统，其包括一下基板50a、中基板80及一上基板60a，在下基板50a表面设有多个供生物探针70固定的反应区20b，并在中基板80相对应各反应区设有一通孔81，并且在上基板60a相对应通孔81及其底面设有穿孔61a及连通穿孔61a的抽取流道30b，另在上基板60a一侧具有连通抽取流道30b的抽离口40a，这样，加入欲检测的样本溶液在反应区20b上，并且以抽取流道30b将未反应的样本溶液由抽离口40a抽出，就构成一阵列式生物芯片的微流道系统。
上述上基板、中基板及下基板可以是成本低廉的高分子材料(例如聚甲基丙烯酸甲酯polymethyl methacrylate、塑料)、玻璃或硅基材，并以加热熔接或接口黏着剂方式相互结合，这样，可以分开以微机电制成或传统微加工技术制作反应区及抽取流道，用以降低成本符合市场需要。
Claims (12)
1.一种阵列式生物芯片的微流道系统，其特征在于：
所述微流道系统主要具有一基板(10)，在基板(10)上是以一预定深度凹设有至少一个以上供生物探针(70)固定的反应区(20)，并在每个反应区(20)侧壁超过生物探针(70)高度的位置设有一抽取流道(30)，并且在基板(10)一侧具有连通抽取流道(30)的抽离口(40)，这样，由反应区(20)加入欲检测的样本溶液，并且以抽取流道(30)将未反应的样本溶液由抽离口(40)抽出，就构成一阵列式生物芯片的微流道系统。
2.根据权利要求1所述的阵列式生物芯片的微流道系统，其特征在于，所述抽取流道(30)由抽离口(40)至同一横向层的反应区(20)距离相等。
3.根据权利要求1所述的阵列式生物芯片的微流道系统，其特征在于，所述抽取流道(30)相对应每个反应区(20)具有一个次流道(32)，并且所述次流道(32)的延伸方向是通过反应区(20)中心，并且每个次流道(32)是以一汇流点(33)连通于一主流道(31)。
4.根据权利要求1所述的阵列式生物芯片的微流道系统，其特征在于，所述抽取流道(30)主要是以直线布设在基板(10)上，并且在各直线交会点是以大于135°的角度相邻连接。
5.根据权利要求1所述的阵列式生物芯片的微流道系统，其特征在于，所述基板(10)可以由玻璃或硅基材制做形成。
6.根据权利要求1所述的阵列式生物芯片的微流道系统，其特征在于，所述基板(10)是可以一下基板(50)及一上基板(60)所构成，在下基板(50)表面是凹设有多个供生物探针(70)固定的反应区(20a)，并在上基板(60)相对应各反应区(20a)设有一穿孔(61)，并且在上基板(60)面布设有连通穿孔(61)的抽取流道(30a)，另在上基板(60)一侧具有连通抽取流道(30a)的抽离口(40)，这样，由反应区(20a)加入欲检测的样本溶液，并且以抽取流道(30a)将未反应的样本溶液由抽离口(40)抽出，就构成一阵列式生物芯片的微流道系统。
7.根据权利要求6所述的阵列式生物芯片的微流道系统，其特征在于，所述上基板(60)及下基板(50)是高分子材料、玻璃或硅基材，并以加热熔接或接口黏着剂方式相互结合。
8.根据权利要求1所述的阵列式生物芯片的微流道系统，其特征在于，所述基板(10)可以由一下基板(50a)、中基板(80)及一上基板(60a)所构成，在下基板(50a)表面设有多个供生物探针(70)固定的反应区(20b)，并在中基板(80)相对应各反应区(20b)设有一通孔(81)，并且在上基板(60a)相对应通孔(81)及其底面设有穿孔(61a)及连通穿孔(61a)的抽取流道(30b)，另在上基板(60a)一侧具有连通抽取流道(30b)的抽离口(40a)，这样，由反应区(20b)加入欲检测的样本溶液，并且以抽取流道(30b)将未反应的样本溶液由抽离口(40a)抽出，就构成一阵列式生物芯片的微流道系统。
9.根据权利要求8所述的阵列式生物芯片的微流道系统，其特征在于，所述穿孔(61)大于通孔(81)。
10.根据权利要求8所述的阵列式生物芯片的微流道系统，其特征在于，所述上基板(60a)、中基板(80)及下基板(50a)是高分子材料、玻璃或硅基材，并以加热熔接或接口黏着剂方式相互结合。
11.根据权利要求7所述的阵列式生物芯片的微流道系统，其特征在于，所述高分子材料是聚甲基丙烯酸甲酯。
12.根据权利要求10所述的阵列式生物芯片的微流道系统，其特征在于，所述高分子材料是聚甲基丙烯酸甲酯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021184003A CN1193105C (zh) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 阵列式生物芯片的微流道系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021184003A CN1193105C (zh) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 阵列式生物芯片的微流道系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1453366A CN1453366A (zh) | 2003-11-05 |
| CN1193105C true CN1193105C (zh) | 2005-03-16 |
Family
ID=29257347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB021184003A Expired - Fee Related CN1193105C (zh) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 阵列式生物芯片的微流道系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1193105C (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2895589B1 (en) * | 2011-09-14 | 2018-08-01 | The University of Queensland | Substance exposure apparatus |
| CN103417212B (zh) * | 2012-05-21 | 2015-09-16 | 中华大学 | 生物探针组件 |
| WO2014186440A2 (en) * | 2013-05-14 | 2014-11-20 | President And Fellows Of Harvard College | Rapid production of droplets |
-
2002
- 2002-04-25 CN CNB021184003A patent/CN1193105C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1453366A (zh) | 2003-11-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107904163B (zh) | 一种基于数字微流控技术的全自动单颗粒/单细胞捕获芯片及其应用 | |
| Patabadige et al. | Micro total analysis systems: fundamental advances and applications | |
| Kim et al. | A high-throughput microfluidic single-cell screening platform capable of selective cell extraction | |
| Kaigala et al. | A vertical microfluidic probe | |
| Taff et al. | A scalable addressable positive-dielectrophoretic cell-sorting array | |
| Martinez‐Duarte | Microfabrication technologies in dielectrophoresis applications—A review | |
| US9891157B2 (en) | Microanalysis of cellular function | |
| US6742661B1 (en) | Well-plate microfluidics | |
| JP7257565B2 (ja) | マイクロ流体デバイス、その製造方法、およびその使用 | |
| Sedgwick et al. | Lab-on-a-chip technologies for proteomic analysis from isolated cells | |
| CN110437992B (zh) | 一种液相样品大规模、快速数字化分解芯片及其使用方法 | |
| Aubry et al. | Advances in microfluidics: technical innovations and applications in diagnostics and therapeutics | |
| CN101223101A (zh) | 具有集成的微型泵尤其是生化微反应器的微流体装置及其制造方法 | |
| CN104360091B (zh) | 一种芯片、使用方法及用途 | |
| JP2008509387A (ja) | マイクロ流体デバイスを流体処理デバイスと接続する装置及び方法 | |
| CN1193105C (zh) | 阵列式生物芯片的微流道系统 | |
| EP2397224A1 (en) | Apparatus and platform for multiplex analysis | |
| Nelson et al. | Monolithic fabrication of EWOD chips for picoliter droplets | |
| Papautsky et al. | Micromachined pipette arrays | |
| Talary et al. | Future trends in diagnosis using laboratory-on-a-chip technologies | |
| NL1032425C2 (nl) | Samenstel van ten minste één microfluïdische inrichting en een opzetstuk, opzetstuk en werkwijzen voor het vervaardigen en gebruik van zo een samenstel. | |
| Chartier et al. | Fabrication of hybrid plastic-silicon microfluidic devices for individual cell manipulation by dielectrophoresis | |
| US9527078B2 (en) | Fluid handling device, fluid handling method, and fluid handling system | |
| CN115427149A (zh) | 以微移液器形式进行的多重聚合酶链反应 | |
| CN217140442U (zh) | 一种基于磁控技术的微流控动力芯片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |