TW579430B - Automatic micro-fluid hybridization chip platform - Google Patents

Automatic micro-fluid hybridization chip platform Download PDF

Info

Publication number
TW579430B
TW579430B TW092112137A TW92112137A TW579430B TW 579430 B TW579430 B TW 579430B TW 092112137 A TW092112137 A TW 092112137A TW 92112137 A TW92112137 A TW 92112137A TW 579430 B TW579430 B TW 579430B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
hybrid wafer
patent application
scope
item
microfluidic hybrid
Prior art date
Application number
TW092112137A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200424522A (en
Inventor
Chien-An Chen
Meng-Yu Chen
Ming-Yuan Huang
Original Assignee
Dr Chip Biotechnology Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Chip Biotechnology Inc filed Critical Dr Chip Biotechnology Inc
Priority to TW092112137A priority Critical patent/TW579430B/zh
Priority to US10/638,531 priority patent/US7358078B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TW579430B publication Critical patent/TW579430B/zh
Publication of TW200424522A publication Critical patent/TW200424522A/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/30Staining; Impregnating ; Fixation; Dehydration; Multistep processes for preparing samples of tissue, cell or nucleic acid material and the like for analysis
    • G01N1/31Apparatus therefor
    • G01N1/312Apparatus therefor for samples mounted on planar substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/025Align devices or objects to ensure defined positions relative to each other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/026Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
    • B01L2200/027Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details for microfluidic devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0822Slides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0867Multiple inlets and one sample wells, e.g. mixing, dilution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/087Multiple sequential chambers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887Laminated structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/18Means for temperature control
    • B01L2300/1805Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
    • B01L2300/1827Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using resistive heater
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/18Means for temperature control
    • B01L2300/1883Means for temperature control using thermal insulation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0433Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces vibrational forces
    • B01L2400/0439Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces vibrational forces ultrasonic vibrations, vibrating piezo elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0442Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces thermal energy, e.g. vaporisation, bubble jet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L9/00Supporting devices; Holding devices
    • B01L9/52Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips
    • B01L9/527Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips for microfluidic devices, e.g. used for lab-on-a-chip
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N2035/00099Characterised by type of test elements
    • G01N2035/00158Elements containing microarrays, i.e. "biochip"

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

579430 五、發明說明(1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一錄白舍Wi- > , 廡用於揭*々> # 種自動化之微流體雜交晶片平台, 應用於樣本之核酸雜交反應試驗。 【先前技術】 (Nucleic-Acid Hybridizati^^^,例如P⑶嘗核酸雜交 科學、生物資訊學盘電子科技2術等,稍地’和材料 #暑產A 電子科技4不同學科產生科技整合, 二;5庙ί I 日片(Bi〇ChiP)的新領域;而其中核酸雜 物檢測程序中必須且最為關鍵的-個程 :、、:夂雜交程序操作複雜且耗時甚久,為整 大瓶頸所在。一般而言、雜交反應約需4_12小 ΪΙ右Γ*間化紅作流程與反應時間,則此檢驗方式將可推 廣Γ/i診所(PGlnt Qf care)或家庭(h—㈣),對ί it: i而言,能提供最佳之解決方帛,促進檢驗效率,、 此市%商機無可限量。 傳統之雜交反應,其整個操作程序複雜、耗時,且使 用概略有雜交反應箱、離心機、漩窩震盪機(vortex)、掃 描辨識機等等諸多設備,增加了相當多的成本。目前歐美 日、雖然有很多國際大i,❹自動化技術已開發了減少部 分人力的雜交反應平台,取代雜交反應箱,然而,其規格 仍為載玻片,無法達到大量篩選之目的,如Biogem、
Genomic PerkinElmer lifesciences 及Tecan 等大廠的產 =都是載玻片的設計。而如美國專利第62389 1 〇號專利的 設計’其優點為雜交反應室可依需求放置二種不同大小的
第5頁 579430 發明說明(2) :t Di是其缺點同樣是接管為裸露在外’易造成操作 d:上可見之雜交反應平台皆是針對載玻片 藥物研笋軍彳/、的者眼點都定位於分子生物實驗室、 探針,^#立、醫療檢驗中心等,且多仍為高密度微陣列 對於疾病之檢測並不實際且成本過高,無法被大量 【發明内容】 ^本發明為解決上述問題而 交晶片平台,係設計以微流體 在晶片内完成,而晶片之大小 微流體晶片之優點在於其輕便 本發明所揭露之自動化之 含有一試劑承載座、一流體控 片’減劑承載座用以承載至少 试劑瓶利用細管連接至連接管 系統’再連通至微流體雜交晶 有至少一相對應連通之微流道 經微流道之試劑,推動其進入 试>’IL體雜父晶片包含有一 區以及一雜交反應與檢測區, 之樣本,並藉由流體控制系統 混合與變性區,藉由混合與變 本與試劑充分混合與變性,接 提供一種自動化之微流體雜 晶片為主,整過雜交過程皆 即是一般載玻片規格大小, 性與可拋棄性。 微流體雜交晶片平台,係包 制系統以及一微流體雜交晶 一個具有一試劑之試劑瓶, 頭並可向外連通至流體控制 片’而且流體控制系統上具 藉由空氣動力推動並控制流 微流體雜交晶片。 樣本進樣區、一混合與變性 樣本進樣區可直接接受外界 將所需試劑以及樣本推動至 性區繞蜒延長之路徑,使樣 著進入雜交反應與檢測區,
579430 五、發明說明(3) 雜交反應與檢測區係為一大於混合與變性區之區域,可使 樣本與試劑之混合液進行雜交反應以供檢測。 透過這樣的,平台可排除傳統雜交反應所需使用的多項 設備(雜交反應箱、離心機、漩窩震盪機(v〇rtex)、掃描 辨識機等會本更能簡化操作流程與反應時間。因此將可推 廣到一般診所(point 0f care)或家庭(h〇me care), 潛力無窮。 【實施方式】 本發明係為一種自動化之微流體雜交晶片平台,請參 閱「第1圖」,外觀看來,罩有一殼體10,殼體1〇 一側設 計可供微流體雜交晶片20插入,也就是將其設計為模组 化,依的樣本需纟來設計,i頂端具有一為透明材 質之檢視窗U以及操控窗12,可藉由檢視扣檢視反應的 過程以&檢測反應的結|,並將所有的控制介面 窗12。其内部構造如「第2圖」戶斤示,包含平台基座3〇、 微流體雜交晶片20、微流體雜交晶片承載座6〇、微流體雜 交晶片之流體控制系統50、微流體雜交晶片之試 = 系統(見第U圖)。平台基座3。用以提供承 ^載與置放’而以下針對其餘部份之功能結構配合圖示做一 詳述。 微流體雜交晶片承載座6 〇,請參閱「 是由上蓋61與下蓋62所組成,其目的是# "」, μ οη ^ ^ 、日的疋做為微流體雜交晶 座’:利用數個固定螺絲622穿過穿孔621加以固 疋。另外,下盍62含有可容納加熱板置放槽625、似,此 579430 五、發明說明(4) 加熱區之配置是配合微流體雜交晶片所設計,容後詳述。 如「第4圖」所示,上蓋6丨的設計之功能主要是將微流體 雜父晶片2 0置於固定位置,而且利用細管6 1 2作為反應試 劑進入微流體雜交晶片2 〇的流道,此細管6 1 2的固定方式 是利用套圈611與固定螺絲將其固定承載座模組上蓋 6 1 ’當螺絲鎖緊時,套圈6丨1將會迫緊細管6丨2。微流體雜 父晶片2 0在插入後,其定位方式是採用定位銷6丨3配合晶 片上之定位孔2 11與滑槽21 2加以固定,且微流體雜交晶片 2 0的前端是設計成斜角形狀,以方便使用者將晶片插入微 流體雜父晶片承載座6 〇。整個定位方式敘述如後,在定位籲 銷613穿過上蓋61之穿孔616,且後端裝置一彈簧614,以 提供定位銷6 1 3往外頂之彈力,後面在用固定螺絲6丨5加以 固定,圖中繪示有複數個定位銷6丨3,僅以其中一個做說 明’其餘結構功能類似。當微流體雜交晶片2 〇被插入微流 體雜交晶片承載座60之容置空間619時,位於上蓋61兩側 ,定位銷6 13會頂住微流體雜交晶片2〇側邊之滑槽212 (見 第6圖)’使得微流體雜交晶片2〇不會上下移動,可以順 · 利將微流體雜交晶片20推至底部。而微流體雜交晶片承載 座60底部係利用一滑塊617結合有數個彈簧618,滑塊617 " 上f對應之穿孔6 1 71可供前述的細管6丨2穿入。當微流體 _ 雜父晶片2 0被推至底時,會壓縮置於滑塊6丨7後方之彈簧 6 1 \ 見第4圖),當釋放此推力時,微流體雜交晶片2 0受 =彈黃6 1 8之彈力會往外移動,使微流體雜交晶片2〇上之 疋位孔2 11移至其中一定位銷6丨3處,而定位銷6丨3因受彈
第8頁 579430 五、發明說明(5) ---- 黃614彈力作用會往外了頁,而插人微流體雜交晶片20之定 位孔211内,此時微流體雜交晶片2〇會被固定於此處,待 ,測兀畢:欲取出微流體雜交晶片2 〇時,只須將微流體雜 父晶片20往外輕拉即可取出。此種微流體雜交晶片2〇定位 方式’不須複雜之結構設計即可達到精確之定位效果。 微流體雜交晶片20前端的流道出入口與細管612連接 處的密封方式是採用彈性套環8丨,如「第5圖」所示,當 微流體雜交晶片2 0在插入微流體雜交晶片承載座6 〇後,如 前所述,會壓縮置於滑塊617後方之彈簧618,當釋放此推 力時’微流體雜交晶片2 0受到彈簧6 1 8之彈力會往外移 動’此時微流體雜交晶片2 〇會被固定於此處,另壓縮彈簣 618會推動滑塊617,將滑塊617迫緊於微流體雜交晶片20 前端’並壓緊彈性套環8 1,使得細管6 1 2與微流體雜交晶 片2 0前端的流道出入口得以密封,此種不同流道間之接合 方式既簡單又方便,且成本低廉,是一種極佳之接合方· 式。 請參閱「第6圖」,微流體雜交晶片2 0可設計為多層 結構,主要包含上蓋板21、流道層22與下蓋板23。微流體 雜交晶片20材質的選擇可為高分子材料(PMMA、PET、 PDMS、PVC、PS等)、玻璃等。上蓋板21係形成前述之定位 孔211與滑槽21 2以及樣本進入口 21 3,並與下蓋板23共同 夾置流道層22,且流道層22也可設計為多層的結構,主要 提供微流體通道與反應等,共包含樣本進樣區221、混合 與變性區222、雜交反應與檢測區2 23、廢液排放區224以
第9頁 579430 五、發明說明(6) 及隔熱區225、226、227,如「第8圖」所示。此種多声 計的微流體雜交晶片20,其中流道層可為多層設計,二: 合各種需求。其製造方式可為將各層分開加工製作,4 用接合技術(如熱壓技術等)將其接在一起,亦可是射 •型製作,,直:接將'微流^ 而微流體雜交晶片流體控制系統5〇包含有控制電 53、驅動幫浦52、微流體傳輸模組51。控制電ς53主 控制驅動幫浦52與微流體傳輸模組51,用以控制流體= 微流體雜交晶片20之程序。此驅動幫浦52之目的主要曰: 為流體輸送之動力源,其可為注射幫浦、熱驅動式幫=, 壓電式幫浦等。其中流體傳輸模組51之主要功能為將 承載座40内之試劑經由此流體傳輸模組51進入微流體雜二 晶片20,並將反應完之廢液排回廢液管,整個雜交過程= 需之反應試劑進出微流體雜交晶片2〇皆透過此流體 組51。主要結構請參閱「第9圖」,包含流體切換控制、 511、流體傳輸模組上蓋板512、細管模組513、流體 ,組下蓋板514。其中上蓋板512與下蓋板514是靠螺絲= 疋在一起(圖中未示),在下蓋板5 14前端裝置有三個彈 性套環81,用以將微流體雜交晶片承載座6〇的細管612與 流體傳輸模組51作密封,其密封之原理與方式,承如前、 述。而驅動幫浦52與流體傳輸模組51的連接方式亦^ ^過 細管516加套環的固定方式。另外,連接流體傳輸模組51 與δ式劑承載座4 〇之方式也是透過細管加套環的固定方式, 利用細管是固定於固定塊上形成細管模組5丨3,固定方式
五、發明說明(7) 與原理相同,不再g、+、 切換栌制卩1卩11 *协、述,因而可藉由驅動幫浦52透過流體 刀換控制閥511來控制流體的進出,使 接流體傳輸模組51透過n 片載座 連 連通。 笾過锨抓道515而與微流體雜交晶片20 试劑承載座40包含一庙辨」n 1甘 軟管405遠接光系香士座體4〇4其上利用連接套管4〇3與 告此承#底择工载有複數個試劑瓶4 〇 1以及廢液瓶4 0 2, 田此承載座插入平台基座3〇時,盆 採用定位銷配合承载座上之定你式如别所述,疋 載終此試劑承載座亦包含承載座上 進入試劑存放區(見第2圖)。 以防止灰塵 後,過樣本進入口213滴入樣本進樣區221 ί入= ; = Ϊ入口 213 ’再把微流體雜交晶片2〇 妒將4本抽1 : s 7 座6〇 ’此時驅動幫浦52啟動,開 ^樣本抽人混合與變性區222,並將試劑由試劑瓶4〇1内 至此區域混合,因為混合與變性區222蜿蜒延長的$ 計可2使其充分混合變性,待變性完成後再將樣本液的體抽 入雜父反應與檢測區223,當樣本液體到達雜交反應與 測區223時’驅動幫浦52持續進行吸入、推出的動;:、二 =雜交反應進行,此時可控制部分混合液體流入混合盘變 = £222,讓未雜交之雙股謝再進行變性,然後 父反應與檢測區223,再次進行雜交,如此,反覆數次/、 以達到完全雜交之目的。另外,為促進雜交效率人 反應與檢測區223上,裝置有微震動器,以增進雜交反應 (圖中未示)。且加熱板置放槽624、625也可分別X裝設^有 579430 五、發明說明(8) 加熱器’對雜交反應與檢測區223與混合與變性區222加熱 以利反應進行,並可藉由與微流體雜交晶片2〇底部電性相 接的接觸彈片座6 2 3來加以控制。為了確保熱量不影響到 其他區域,於兩這兩側設計有隔熱區225、226、227,確 保之熱量▼會由侧邊傳導出去,以增進熱傳效率;,雷熱區 225、226、227的作法可為將流道層22挖出數個鏤空區 域’或是在其中充填隔熱材料即可。 反應完成後,可利用一訊號檢出系統加以測試,可採 用螢光(fluorescence)偵測系統,請參閱「第11圖」,其 中光源71透過一分光片73與一物鏡72激發接合在探針上的 螢光染料分子,使其散射出螢光訊號,此螢光訊號通過遽 光片74濾掉不必要之雜光後,再為光接收器75所吸收,最 後再到訊號處理系統7 6。此光源71可為雷射光、汞燈等 等,光源之目的主要是用來激發接合在探針上的螢光染料 分子。而光接收器75可為CCD或是光電倍增管(pMT)等。'而 本訊號檢出系統也可以直接架設於平台上,可直接對微流 體雜父晶片20檢測。檢測完後,利用相同的控制原理,可 將廢液集中至廢液瓶4 0 2内。 針對與先前技術之比較,本發明提供一種反應迅迷、 自動化操作以及輕便化機台的雜交反應檢測系統,此系 較先前技術更優良之設計為: >' ' 1 ·本創作為小型化之平台設計。 相較之前之習知技術,本創作之自動化操控系統,包 含试劑流體之傳輸與定位控制、雜交反應監控與檢測訊號
579430 五、發明說明(9) 之控制等,皆f透過觸控式螢幕控制,既方便亦簡單。 2 ·本創作之理念是以微流體晶片為基礎之雜交反應設 計’能提供迅速且正確之結果。 3 ·本創作之微流體晶片雜交平台,可因應需求,針對不同 設計之微流體雜交晶片,皆能適用—σ 以上所述者,僅為本發明其甲的較佳實施例而已, 非用=限定本發明的實施範圍;即凡依本發 f 圍所作的均等變化與修飾,"本發明專利範圍所涵』孰 第13頁 579430 圖式簡單說明 第1圖係為本發明之外觀示意圖; 第2圖係為本發明之示意圖; 第3圖係為本發明微流體雜交晶片承載座之分解示意 圖, 第4圖係為微流體雜交晶片承載座與微流體雜交晶片 之結合示意圖; 第5圖係為彈性套環之示意圖; 第6圖係為微流體雜交晶片之分解圖; 第7圖係為微流體雜交晶片之上視圖; 第8圖係為流體控制系統之示意圖; 第9圖係為流體傳輸模組示意圖; 第1 0圖係為試劑承載座之示意圖;及 第11圖係為訊號檢出系統示意圖。 【圖式符號說明】 10 11 12 2 0 2 1 2 11 2 12 2 1 3 2 2 2 2 1 殼體 檢視窗 操控窗 微流體雜交晶片 上蓋板 定位孔 滑槽 樣本進入口 流道層 樣本進樣區
第14頁 579430 圖式簡單說明 2 2 2 混 合與變 性 區 2 2 3 雜 交反應 與 檢 測區 2 2 4 廢 液排放 區 2 2 5 隔 熱區 2 2 6 隔 熱區 2 2 7 隔 熱區 2 3 下 蓋板 3 0 平 台基座 4 0 試 劑承載 座 4 0 1 言式 劑瓶 4 0 2 廢 試劑瓶 4 0 3 連接管頭 4 0 4 座 體 4 0 5 軟 管 5 0 流 體控制 系 統 5 1 微 流體傳 模 組 5 1 1 流 體切換 控 制 閥 5 1 2 上 蓋板 5 1 3 細 管模組 5 1 4 下 蓋板 微流道 5 1 5 2 細管 驅動幫浦 控制電路
第15頁 579430
圖式簡單說明 6 0 微 流體 雜 交 晶 6 1 上 蓋 6 1 1 套 圈 6 1 2 細 管 6 1 3 定 位銷 6 1 4 彈 簧 6 1 5 固 定螺 絲 6 1 6 穿 孔 6 1 7 滑 塊 6 1 7 1 穿 孔 6 1 8 彈 簧 6 1 9 容 置空 間 6 2 下 蓋 6 2 1 穿 孔 6 2 2 固 定螺 絲 6 2 3 接 觸彈 片 座 6 2 4 加 熱板 置 放 槽 6 2 5 加 熱板 置 放 槽 7 1 光 源 7 2 物 鏡 7 3 分 光片 7 4 渡 光器 7 5 光接收 器 7 6 訊 號處 理 系 統 第16頁 579430 圖式簡單說明 8 1 彈性套環 第17頁

Claims (1)

  1. 六、申請專利範圍 1. -種自動化之微流體雜交晶片平 核酸雜交反應,至少包含有·· 用Μ對一樣本進4丁 一試劍承載座,用以承截小一 瓶,且一側具有連通於該試劑接^之試劍 動並控制流ί該微:道藉由空氣動力推 一微流體雜交晶片,係包含有·· 一樣本進樣區,係用以接受該樣本; 一 2合與變性區,連通於該樣本進樣區以及該流體控 糸、、先可藉由§亥流體控制系統將該試劑瓶内之試 劑推動至該混合與變性區與該樣本混合,並藉由該 混合與變性區蜿蜒延長之路徑’使該樣本與該試劑 充分混合與變性;以及 一雜交反應與檢測區,係連通於該混合與變性區,使 遠樣本與該試劑之混合液進行雜交反應以供檢測。 2 ·如申請專利範圍第1項所述自動化之微流體雜交晶片平 台’更包含有一平台基座,用以承載該試劑承載座、該 流體控制系統以及該微流體雜交晶片。 3 ·如申請專利範圍第1項所述自動化之微流體雜交晶片平 台,其中該試劑承載座之連接管頭更裝設有一彈性套 環,以確保連通的密閉性。 4·如申請專利範圍第1項所述自動化之微流體雜交晶片平 台’更包含有一微流體雜父曰曰片承載座,用以連通該流 第18頁 579430 六、申請專利範圍 體控制系統,並供該微流體雜交晶片裝設。 5 ·如申請專利範圍第4項所述自動化之微流體雜交晶片平 台,其中該微流體雜交晶片承載座係具有一容置空間’ 該容置空間兩侧具有相對應之上蓋,供該微流體雜交晶 片插入。, 6 ·如申請專利範圍第5項所述自動化之微流體雜交晶片平 台,其中該微流體雜交晶片之前端係為配合該微流體雜 交晶片承載座係之容置空間的斜角狀,方便該微流體雜 父晶片插入。 7 ·如申請專利範圍第5項所述自動化之微流體雜交晶片平 台,其中該微流體雜交晶片承載座之溝槽上具有一定位 銷,配合該微流體雜交晶片設計有一定位點,而可定位 該微流體雜交晶片之位置。 8 ·如申請專利範圍第1項所述自動化之微流體雜交晶片平 台,其中該微流體雜交晶片係包含有一上蓋板、一流道 層與一下蓋板,藉由該上蓋板與該下蓋板夾持該流道層 而形成該樣本進樣區、該混合與變性區與該雜交反應與 檢測區。 9.如申請專利範圍第8項所述自動化之被々,L體雜交晶片平 台,其中該流道層係由複數個流道板所組成。 I 0.如申請專利範圍第丨項所述自動化之微流體雜交晶片平 台,其中該流體控制系統係包含/驅動幫浦,用以做為 流體輸送之動力源。 / II ·如申請專利範圍第丨〇頊所述自動化之微流體雜交晶片
    第19頁 579430 六、申請專利範圍 平台,其中該驅動幫浦係選自注射幫浦、熱驅動式幫浦 以及壓電式幫浦所構成之組合的其中之一。 1 2.如申請專利範圍第1項所述自動化之微流體雜交晶片平 台’其中該微流體雜交晶片之底部對應於該混合與變性 區與該雜交反應與檢測區的區域係包含有一加熱器,用 以對該混合與變性區與該雜交反應與檢測區加熱,提高 反應速度。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項所述自動化之微流體雜交晶片 平台’其中該混合與變性區與該雜交反應與檢測區之間 更包含有一隔熱區,用以卩旦絕兩側之熱交換。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項所述自動化之微流體雜交晶片 平台’其中該隔熱區係由該微流體雜交晶片充填部分隔 熱材料或是挖空形成。 1 5.如申請專利範圍第1項所述自動化之微流體雜交晶片平 台’其中該微流體雜交晶片更包含有一廢液排放區,連 通於該雜交反應與檢測區及該流體控制系統,可經雜交 反應後之廢液透過該流體控制系統排放至該試劑承載座 之空試劑瓶。 1 6 ·如申請專利範圍第1項所述自動化之微流體雜交晶片平 台,.更包含一訊號檢出系統,相鄰於該微流體雜交晶 片’用以檢測該混合液雜交反應後之結果。 1 7.如申請專利範圍第丨6項所述自動化之微流體雜交晶片 平台,其中該訊號檢出系統係採用螢光(Π uorescenee) 偵測系統,利用一光源激發一接合在一探針上之螢光染
    579430 六、申請專利範圍 料分子,使其散射出一螢光訊號’並過濾該螢光訊號之 雜光,再為一光接收器所吸收檢測。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項所述自動化之微流體雜交晶片 平台,其中該光源係為一雷射光或一汞燈。 1 9 ·如申請專利範圍第1:7項所述自動化之微流體雜交晶片 平台,其中該光接收器係為一電荷耦合元件(CCD )或 是一光電倍增管(PMT)。 2 0 ·如申請專利範圍第1項所述自動化之微流體雜交晶片平 台,更包含一僅可露出該微流體雜交晶片區域之視窗的 殼體。 2 1 · —種自動化之微流體雜交晶片平台,利用一微流體雜 交晶片接收一試劑而對一樣本進行核酸雜交反應,其中 該微流體雜交晶片至少包含有: 一樣本進樣區,係用以接受該樣本; 一混合與變性區,連通於該樣本進樣區並可接受該試 劑’受外界動力推動使該試劑與該樣本混合,並藉 該混合與變性區蜿蜒延長之路徑,使該樣本與該試 充分混合與變性;以及 雜父反應與檢測區,係連通於該混合與變性區,使 樣本^與該試劑之混合液進行雜交反應以供檢測。 平如/請甘專利範圍第21項所述自動化之微流體雜交晶> M I,I、中該混合與變性區裝設有一彈性套環,以確 接叉該試劑時的密閉性。 23.如申請專利範圍第21項所述自動化之微流體雜交晶少
    第21頁 579430 六、申請專利範圍 平台,更包含有一微流體雜交晶片承載座,用以供該微 流體雜交晶片裝設。 24_如申請專利範圍第23項所述自動化之微流體雜交晶片 半△,盆中該微流體雜交晶片承載座係具有一谷置工 間了該容置空間兩側具有相對應之溝槽,供該微流曹雜 交晶片插入。 2 5 ·如申請專利範圍第2 4項所遂自動化之微流體雜交晶片 平台,其中該微流體雜交晶片之前端係為配合該微流體 雜交晶片承載座係之容置空間的斜角狀,方便該微流體 雜交晶片插入。 2 6 ·如申請專利範圍第2 4項所述自動化之微流體雜交晶片 平台,其中該微流體雜交晶月承載座之溝槽上具有一定 位銷,配合該微流體雜交晶片設計有一定位點,而可定 位該微流體雜交晶片之位置。 2 7 ·如申請專利範圍第21項所述自動化之微流體雜交晶片 平台,其中該微流體雜交晶片係包含有一上蓋板、一流 道層與一下蓋板,藉由該上蓋板與該下蓋板夾持該流道 層而形成該樣本進樣區、該混合與變性區與該雜交反應 與檢測區。 2 8 ·如申請專利範圍第2 7項所述自動化之微流體雜交晶片 平台’其中該流道層係由複數個流道板所組成。 2 9 ·如申請專利範圍第2 1項所述自動化之微流體雜交晶片 平台’其中該微流體雜交晶片之底部對應於該混合與變 性區與該雜交反應與檢測區的區域係包含有一加熱器,
    第22頁 579430 六、申請專利範圍 用以對該混合與變性區與該雜交反應與檢測區加熱,提 南反應速度。 3 0.如申請專利範圍第2 9項所述自動化之微流體雜交晶片 平台,其中該混合與變性區與該雜交反應與檢測區之間 更包含有一隔熱區,用以阻絕兩侧之熱交換。 3 1.如申請專利範圍第30項所述自動化之微流體雜交晶片 平台,其中該隔熱區係由該微流體雜交晶片充填部分隔 熱材料或是挖空形成。
    3 2.如申請專利範圍第21項所述自動化之微流體雜交晶片 平台,其中該微流體雜交晶片更包含有一廢液排放區, 連通於該雜交反應與檢測區及該流體控制系統,可經雜 交反應後之廢液排出。 33·如申請專利範圍第32項所述自動化之微流體雜交晶片 平台,其中該廢液排放區裝設有一彈性套環,以確保排 出該廢液時的密閉性。
    第23頁
TW092112137A 2003-05-02 2003-05-02 Automatic micro-fluid hybridization chip platform TW579430B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW092112137A TW579430B (en) 2003-05-02 2003-05-02 Automatic micro-fluid hybridization chip platform
US10/638,531 US7358078B2 (en) 2003-05-02 2003-08-12 Auto microfluidic hybridization chip platform

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW092112137A TW579430B (en) 2003-05-02 2003-05-02 Automatic micro-fluid hybridization chip platform

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW579430B true TW579430B (en) 2004-03-11
TW200424522A TW200424522A (en) 2004-11-16

Family

ID=32924640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW092112137A TW579430B (en) 2003-05-02 2003-05-02 Automatic micro-fluid hybridization chip platform

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7358078B2 (zh)
TW (1) TW579430B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI649125B (zh) * 2017-11-14 2019-02-01 上準微流體股份有限公司 微流體晶片盒以及其流體連結組件

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10352716A1 (de) * 2003-11-05 2005-06-16 Einsle, Xaver Plattform
WO2006122311A2 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Microfluidic chip
US7754148B2 (en) 2006-12-27 2010-07-13 Progentech Limited Instrument for cassette for sample preparation
US7727473B2 (en) 2005-10-19 2010-06-01 Progentech Limited Cassette for sample preparation
CA2731413A1 (en) 2008-07-21 2010-01-28 Valorbec S.E.C. A microfluidic device and method for fabricating the microfluidic device
US8501115B2 (en) 2008-10-24 2013-08-06 Statspin, Inc. Modular system for performing laboratory protocols and associated methods
US20110086434A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 Electronics And Telecommunications Research Institute Microfluidic device and method for controlling fluid flow using the same
KR101372233B1 (ko) * 2009-10-09 2014-03-11 한국전자통신연구원 미세 유체 소자 및 이를 이용한 유체 흐름 제어 방법
CN102713621B (zh) 2009-11-23 2016-10-19 西维克公司 用于施行化验的方法和设备
US9651568B2 (en) 2009-11-23 2017-05-16 Cyvek, Inc. Methods and systems for epi-fluorescent monitoring and scanning for microfluidic assays
US9500645B2 (en) 2009-11-23 2016-11-22 Cyvek, Inc. Micro-tube particles for microfluidic assays and methods of manufacture
US9759718B2 (en) 2009-11-23 2017-09-12 Cyvek, Inc. PDMS membrane-confined nucleic acid and antibody/antigen-functionalized microlength tube capture elements, and systems employing them, and methods of their use
US9855735B2 (en) 2009-11-23 2018-01-02 Cyvek, Inc. Portable microfluidic assay devices and methods of manufacture and use
US10065403B2 (en) 2009-11-23 2018-09-04 Cyvek, Inc. Microfluidic assay assemblies and methods of manufacture
US9700889B2 (en) 2009-11-23 2017-07-11 Cyvek, Inc. Methods and systems for manufacture of microarray assay systems, conducting microfluidic assays, and monitoring and scanning to obtain microfluidic assay results
KR20110090394A (ko) * 2010-02-03 2011-08-10 삼성전자주식회사 마이크로어레이 반응 장치 및 이를 이용하는 방법
BR112012021202B1 (pt) 2010-02-23 2020-06-09 Genturadx Usa Inc aparelho e métodos para preparação, reação e detecção integradas de amostras
WO2011139888A2 (en) 2010-04-29 2011-11-10 Statspin, Inc. Analytical system for performing laboratory protocols and associated methods
WO2011147421A1 (en) * 2010-05-27 2011-12-01 Danmarks Tekniske Universitet Chip connector
CH703278B1 (fr) * 2010-06-15 2016-11-15 Csem Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa - Rech Et Développement Appareil et plateforme pour analyse multiplex.
US8961906B2 (en) * 2010-07-27 2015-02-24 General Electric Company Fluid connector devices and methods of making and using the same
US8951781B2 (en) 2011-01-10 2015-02-10 Illumina, Inc. Systems, methods, and apparatuses to image a sample for biological or chemical analysis
CN106552682B (zh) 2011-03-22 2020-06-19 西维克公司 微流体装置以及制造方法和用途
CN104023834B (zh) 2011-05-04 2016-09-28 卢米耐克斯公司 用于集成的样品制备、反应和检测的设备与方法
CN102507962B (zh) * 2011-10-31 2013-08-28 上海裕隆生物科技有限公司 全自动反应仪的振荡反应机构
CN102507965B (zh) * 2011-10-31 2013-08-14 南京裕隆生物医学发展有限公司 全自动反应仪的载物平台
EP2822689B1 (en) * 2012-03-08 2023-07-26 Cyvek, Inc. Micro-tube particles for microfluidic assays and methods of manufacture
CA2866854C (en) 2012-03-09 2020-08-18 Leica Biosystems Richmond, Inc. Device and method for controlling the temperature in a moving fluid in a laboratory sample processing system
US10228367B2 (en) 2015-12-01 2019-03-12 ProteinSimple Segmented multi-use automated assay cartridge
CN105457695B (zh) * 2016-01-12 2017-08-04 苏州汶颢微流控技术股份有限公司 可逆微流控芯片夹具
WO2017167575A1 (en) * 2016-03-29 2017-10-05 Ge Healthcare Bio-Sciences Corp. Self-contained slide processing unit for biological specimens
RU2743388C2 (ru) * 2016-11-23 2021-02-17 Иллюмина, Инк. Система и способ фиксации узла проточной ячейки
EP3366370A1 (de) * 2017-02-22 2018-08-29 Briefcase Biotec GmbH Vorrichtung zur synthese von oligonukleotiden
TWI636244B (zh) * 2017-03-24 2018-09-21 國立清華大學 檢測試片製造裝置及製造方法
CN107084916B (zh) * 2017-03-29 2023-12-01 上海纳奥生物科技有限公司 一种循环肿瘤细胞分离微流控芯片装置及其使用方法
EP3619291A1 (en) * 2017-05-04 2020-03-11 Universität Zürich Cell culture device
JP2018198543A (ja) * 2017-05-25 2018-12-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 核酸増幅装置
CN107955778B (zh) * 2017-11-19 2021-03-19 杭州安弼晟生物科技有限公司 新型分子诊断设备
CN110540935A (zh) * 2019-09-09 2019-12-06 成都万众壹芯生物科技有限公司 一种新型基因测序仪
CN112113901A (zh) * 2020-09-18 2020-12-22 深圳先进技术研究院 芯片固定装置
CN112774744B (zh) * 2020-12-15 2022-01-11 扬州大学 一种多靶标定量检测的微流控装置
CN113814009B (zh) * 2021-08-26 2023-03-10 杭州电子科技大学 一种可快速键合的模块化微液滴装置
CN114137045B (zh) * 2021-11-17 2024-04-16 中国计量大学 一种用于电化学检测的微流控芯片测试设备

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5726026A (en) * 1992-05-01 1998-03-10 Trustees Of The University Of Pennsylvania Mesoscale sample preparation device and systems for determination and processing of analytes
US6114122A (en) * 1996-03-26 2000-09-05 Affymetrix, Inc. Fluidics station with a mounting system and method of using
WO2000009650A1 (en) * 1998-08-10 2000-02-24 Genomic Solutions, Inc. A thermal/fluidic cycling device for the purpose of nucleic acid hybridization
US20020177135A1 (en) * 1999-07-27 2002-11-28 Doung Hau H. Devices and methods for biochip multiplexing
US6977145B2 (en) * 1999-07-28 2005-12-20 Serono Genetics Institute S.A. Method for carrying out a biochemical protocol in continuous flow in a microreactor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI649125B (zh) * 2017-11-14 2019-02-01 上準微流體股份有限公司 微流體晶片盒以及其流體連結組件
US10843197B2 (en) 2017-11-14 2020-11-24 Micareo Taiwan Co., Ltd. Fluidic connector, microfluidic chip cartridge, and fluidic connector assembly thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20040219661A1 (en) 2004-11-04
TW200424522A (en) 2004-11-16
US7358078B2 (en) 2008-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW579430B (en) Automatic micro-fluid hybridization chip platform
CN104023834B (zh) 用于集成的样品制备、反应和检测的设备与方法
CN105004596B (zh) 用于整合的样品制备、反应和检测的器械和方法
CN102803147B (zh) 通用样品准备系统以及在一体化分析系统中的用途
CN101990516B (zh) 多用试样准备系统及其在集成分析系统中的使用
JP6630566B2 (ja) 分析評価カートリッジのバルブシステム
CN1145704C (zh) 中型多核苷酸扩增装置
EP2524234B1 (en) Apparatus for analyzing sample
CN108139418B (zh) 受试体处理芯片、受试体处理装置及受试体处理方法
US20050221281A1 (en) Self-contained microfluidic biochip and apparatus
CN110038653A (zh) 包括基本仪器和可拆卸盒的用于生物化学分析的系统和方法
CN104411406A (zh) 具有集成传送模块的测试盒
JP2010505108A (ja) カートリッジシステム
WO2008006502A1 (en) Disposable device for analyzing a liquid sample containing a nucleic acid with a nucleic acid amplification apparatus
US20170001196A1 (en) Microfluidic based integrated sample analysis system
JP2005504974A (ja) 物質ライブラリー基板保持装置
WO2020056998A1 (zh) 一种全自动生物芯片工作站及其检测方法
CN109517732A (zh) 一体化dna分析系统
JPWO2017061620A1 (ja) 検体処理チップ、検体処理装置および検体処理方法
CN205576142U (zh) 单分子基因测序仪
CN114182000B (zh) 一种基于crispr技术的一体化核酸检测芯片及方法
JP2006337214A (ja) 生体サンプル判別装置、生体サンプル判別用プレートカートリッジ、及び生体サンプル判別用プレート供給装置
CN113164951B (zh) 使用半导体检测芯片的样品处理系统、装置及方法
JP2023501226A (ja) 生物分析用流体の蠕動運動式送出、並びに関連する方法、システム、及び機器
CN115058314A (zh) 基于旋转阀的pcr装置及检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees