TWI296713B - Magnetic beads-based sample separating device - Google Patents

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. TW3〇33PA 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種磁珠式檢體分離裝置，且特別是 有關於一種使用多重序列反應槽及錯位式微流道網移動 方式之磁珠式檢體分離裝置。 【先前技術】 磁珠分離技術已被廣泛地使用在免疫分析 參 （immunoassays)上，尤其是在蛋白質、去氧核糖核酸 (DNA)及核糖核酸等檢體萃取物的分析上。其中， 磁珠分離的操作技術一般有兩種方式，一個是用人力操 . 作，另一個是使用機械自動化儀器。 在人力操作流程方面，請參照第1圖，其繪示乃 US6187270B1利用磁珠分離出檢體萃取物的流程示意 圖。首先’將混合液1丨倒入試管16中，混合液U包含 多顆磁珠15，磁珠15之表面吸附有檢體萃取物。接著， • 以磁鐵14吸住吸附有撿體萃取物之磁珠η，並將試管16 内>谷液吸出。然後，倒入清洗鍰衝液12於試管16内，以 清洗吸附有檢體萃取物之磁珠15上之雜質。接著，以磁 鐵14吸住吸附有檢體萃取物之磁珠15，並將試管16内溶 液吸出。系要/主意的是，以清洗緩衝液12清洗吸附有檢 體萃取物之磁珠15之步驟，可以視清洗程度而彈性地增 加。然後，倒入分離緩衝液13於試管16内，以分離磁珠 15及檢體萃取物。接著，以磁鐵14吸住磁珠15，並將試

^MmWu : TW3033PA •管16内溶液吸出，以獲得檢體萃取物溶液。 然而，從磁珠15與檢體萃取物結合，經過多次反應 試劑定量、吸取及加注等繁複步驟，然後隔離磁珠15二 出所想要的檢體萃取物溶液的過程皆是人力操作。如此一 來，不但耗費人力，而且操作時間的花費相對較多。 請參考另一 US648810B1，其係利用彈簧壓縮力量， 使得磁鐵在吸管底部吸住已連結細胞（如檢體萃取物^之 磁珠。同時，多支試管能在相對應之試管内進行純化及清 ❿洗程序。最後，將彈簧鬆開’使得磁鐵離開吸管之底部二 磁珠分離，以進行析出之程序。同樣地’還是會有操作流 程複雜，以及操作時間冗長之情況產生。 • 另外，在機械自動化儀器方面，其所有過程皆可自動 -操作，可以減少人力及時間的花費，且同時可以操作多樣 檢體。雖然檢體萃取物的產量較大，不過自動化儀器的價 錢通常都很昂貴而且體積龐大，不符合經濟效益。 【發明内容】 有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種磁珠式檢體 分離裝置。其使用序列式的反應槽裝載磁珠分離所需要的 反應試劑，反應槽間由微流道連接，使用磁鐵將磁珠從第 一個反應槽經微流道搬運至第二個反應槽，依此類推，完 成整個磁珠式檢體萃取生化流程。此外，本發明可整合多 重序列反應槽形成陣列，並使用微流道網的錯位式移動， 提供多樣反應試劑的同步裝填，與序列反應槽陣列的同步 7

騎：TW3033PA 啟動。所α ’本發明㈣多重相反應槽及錯位式微流道 =移動方式，可以同步裝填試劑，且同步完成磁珠式檢體 萃取生化流程。如此一來，可以增加磁珠萃取率，且提昇 磁珠萃取產量。此外，本發明在封閉空間進行，大大地降 低污染的風險。 根據本發明的目的，提出一種磁珠式檢體分離裝置， 包括一本體、一第一反應槽、一第二反應槽、一第三反應 槽、一第一微流管及一第二微流管。第一反應槽、第二反 應槽及第三反應槽設置於該本體内。第一反應槽用以被注 入一混合液，混合液至少包含多個磁珠及一檢體萃取物， 檢體卒取物與此些磁珠結合。第二反應槽用以被注入一清 洗緩衝液（washing buffer)。第三反應槽用以被注入一分 離緩衝液（elution buffer)，第二反應槽位於第一反應槽及 第三反應槽之間。第一微流道及第二微流道設置於本體 内，第一微流道用以連通第〆反應槽及第二反應槽。第二 微流道用以連通第二反應槽及第三反應槽。其中，此些磁 珠係透過一磁力之帶動，從第一反應槽經由第一微流道移 動至第二反應槽，使清洗缓衡液清洗此些磁珠。此些磁珠 係再透過磁力之帶動，從第；反應槽經由第二微流道移動 至第三反應槽，使分離缓衝浪分雜此些磁珠及檢體萃取 物。 根據本發明的另一目的，提出一種磁珠式檢體分離裝 置，包括一反應槽陣列底座及一微流迢陣列上蓋。反應槽 陣列底座包括一底座本體、>個以上第一反應槽、二個以

：TW3033PA 上第二反應槽及二個以上第三反應槽。此二個以上第一反 應槽、此二個以上第二反應槽及此二個以上第三反應槽設 置於底座本體上，並分別橫向間隔排列。此二個以上第一 反應槽、此二個以上第二反應槽及此二個以上第三反應槽 係一對一地縱向對應設置，各第二反應槽係位於第一反應 槽及第三反應槽之間。微流道陣列上蓋係以可滑動之方式 與反應槽陣列底座結合，並包括一上蓋本體、二個以上第 一微流道、二個以上第二微流道及三第三微流道。上蓋本 體具有一第一開口、一第二開口及二個以上第三開口，第 一反應槽及第二反應槽係分別與第一開口及第二開口連 通，此二個以上第三反應槽係對應地與此二個以上第三開 口連通。此二個以上第一微流道、此二個以上第二微流道 及此三第三微流道設置於上蓋本體上，並横向間隔排列橫 向等間隔排列。此二個以上第一微流道與此二個以上第二 微流道係一對一地縱向對應設置。相鄰之二個以上第三微 流道係分別位於此二個以上第一微流道之間以及此二個 以上第二徵流道之間。此三第三微流道係分別連通此二個 以上第一反應槽、此二個以上第二反應槽及此二個以上第 三反應槽。其中，此二個以上第一反應槽用以透過第一開 口及第三微流道被注入一混合液，混合液至少包含多個磁 珠及一檢體萃取物，檢體萃取物與此些磁珠結合。此二個 以上第二反應槽用以透過此第二開口及此第三微流道被 注入一清洗缓衝液。此二個以上第三反應槽用以透過此第 三開口及第三微流道被注入一分離緩衝液。當微流道陣列

：TW3033PA 上蓋及反應槽陣列底座相對移動一距離時，各第一微、、宁… 係連通相鄰之第一反應槽及第二反應槽，各第二“: 連通相鄰之第二反應槽及第三反應槽，該三第三微流道係 無法分別連通此二個以上第一反應槽、此二個以上第_ '、 應槽及此二個以上第三反應槽。此些磁珠：透過磁力：$ 動，從此二個以上第一反應槽經由此二個以上第一微产菁 移動至此二個以上第二反應槽，使清洗緩衝液清統= 珠。此些磁珠係再透過磁力之帶動，從此二個以上第二反 應槽經由此二個以上第二微流道移動至此二個以上第三 反應槽’使分離緩衝液分離此些磁珠及檢體萃取物。 ^為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 懂’下文特舉-較佳實施例’並配合所附圖<，作詳細說 明如下： 【實施方式】 貫施例一 請同時參照第2A及2B圖，第2A圖繪示乃依照本發 明之實施例一之磁珠式檢體分離裝置的俯瞰透視圖，第2B 圖繪示乃第2A圖之磁珠式檢體分離裝置的橫向剖面圖。 磁珠式檢體分離裝置20包括一本體21、五個反應槽22a 〜22e及四個微流管23a〜23d。本體21具有六偭開口 24a 〜24f。反應槽22a〜22e設置於本體21内。反應槽22a(如 第一反應槽）用以被注入一混合液25a，混合液25a至少 包含多個磁珠26及一檢體萃取物，檢體萃取物與此些磁

1296JM ：TW3033PA - 珠26結合。反應槽22b (如第二反應槽）用以透過被注入 一清洗缓衝液（washing buffer) 25b。反應槽22c用以透 過被注入一清洗缓衝液25c。反應槽22d用以透過被注入 一清洗緩衝液25d。反應槽22e (如第三反應槽）用以透 過被注入一分離緩衝液（elution buffer) 25e。反應槽22a 〜22e於第2A〜2B圖中由左而右依序排列於本體21中。 反應槽22b〜22d位於反應槽22a及22e之間。反應槽22c 位於反應槽22b及22d之間。 • 微流道23a〜23d依序等間隔地設置於本體21内，且 微流道23a〜23d係分別與開口 24b、24c、24d及24f連通。 微流道23a(如第一微流道）用以連通反應槽22a及22b， 、 並允許磁珠26通過。微流道23b (如第二微流道）用以連 通反應槽22b及22c，並允許磁珠26通過。微流道23c用 Λ 以連通反應槽22c及22d，並允許磁珠26通過。微流道 23d用以連通反應槽22d及22e，並允許磁珠26通過。因 此，在開口 24c〜24f被暫時封住的情況下，反應槽22a可 • 以透過開口 24a (如第一開口）與24b其中之一被注入混 合液25a。在開口 24a與24d〜24f被暫時封住的情況下， 反應槽22b可以透過開口 24b (如第二開口）與24c其中 之一被注入清洗缓衝液25b。在開口 24a與24b及24e〜24f 被暫時封住的情況下，反應槽22c可以透過開口 24c與24d 其中之一被注入清洗缓衝液25c。在開口 24a〜24c及24f 被暫時封住的情況下，反應槽22d可以透過開口 24d與24e 其中之一被注入清洗緩衝液25d。在開口 24a〜24d被暫時 11

：TW3033PA 封住的情況下，反應槽22e可以透過開口 24e (如第三開 口）與24f其中之一被注入分離緩衝液25e。當然，混合 液25a、清洗緩衝液25b〜25d及分離緩衝液25e分別被注 入反應槽22a〜22e之方式不侷限於上述内容，任何注入方 式皆可應用於本實施例中。在本實施例中，微流道23a係 位於反應槽22a之槽頂及反應槽22b之槽頂之間。微流道 23b係位於反應槽22b之槽頂及反應槽22c之槽頂之間。 微流道23c係位於反應槽22c之槽頂及反應槽22d之槽頂 之間。微流道23d係位於反應槽22d之槽頂及反應槽22e 之槽頂之間。此外，微流道23a〜23d之各微流道的管徑 大小係大於各磁珠26之直徑大小。另外，微流道23a〜23d 之各微流道的管徑大小係約為5〇微米（以❿）〜5〇〇微米 (//m)，各磁珠之直徑大小係約為5〇奈米 (nm)〜40微 米（// m) 〇 如第3A〜3B圖所示，此些結合有檢體萃取物的磁珠 26係透過一如磁鐵27移動時所提供之磁力的帶動，從反 應槽22a經由微流道23a移動至反應槽2处，且檢體萃取 物隨著磁珠26移動至反應槽22b。如第4A〜4B圖所示， 清洗緩衝液25b清洗此些磁珠26，以第一次清除磁珠26 上之雜質。依此類推，此些結合有檢體萃取物的磁珠26 係透過上述磁力的帶動，從反應槽22b經由微流道23b移 動至反應槽22c，使清洗緩衝液25c请洗此些磁珠26，以 第一次清除磁珠26上之雜質。接著，此些結合有檢體萃 取物的磁珠26係透過上述磁力的帶動，從反應槽22c經

：TW3033PA • 由微流道23c務動至反應槽22d，使清洗缓衝液25d清洗 此些磁珠26，以第三次清除磁珠26上之雜質。 如第5A〜5B圖所示，此些結合有檢體萃取物的磁珠 26係再透過上述磁力之帶動，從反應槽22d經由微流道 23d移動至反應槽22e，使分離緩衝液25e分離此些磁珠 26及檢體萃取物。更進一步地，此些已與檢體萃取物分離 的磁珠26透過上述磁力被吸住於反應槽22e中，而與此 些磁珠26分離之檢體萃取物及分離缓衝液25e由開口 24e _ 被吸出於反應槽22e外。 需要注意的是，本體21除了可以是一體成型之結構 外，更可具有相互接合之一底座21a及一上蓋21b，底座 . 21a具有上述反應槽22a〜22e，上蓋21b具有上述開口 24a 〜24f及上述微流道23a〜23d。底座21a及上蓋21b之材 貝包各來甲基丙稀酸曱酉旨（p〇lymethyi methacrylate， PMMA) ’但其他適合材料亦可應用於本實施例中。此外， 底座21a及上蓋21b未接合固定時，其接觸面更具有一疏 •水層’疏水層之材質包含鐵氟龍（Tefi〇n)，但其他適合材 料亦可應用於本實施例中。在製作磁珠式檢體分離裝置2〇 吩，將兩片PMMA的接觸面皆塗佈鐵氟龍(Tefl〇n)，以壓 力方式接合，鐵氟龍使PMMA表面成疏水性。如此一來， 可以有效地防止反應槽中的反應試劑從兩片 PMMA (即底 座21a及上盘21b)移動時的空隙中溢出，避免造成不同 士應試劑的混合及污*。但底座21a及上 蓋21b非膠合固 疋（如鎖接固定）時，不需塗佈鐵氟龍以形成疏水層。 ⑧ 13

：TW3033PA 另外’上述混合液25a更包含一溶解液（lysis)及一 結合緩衝液（binding buffer)，溶解液用以破壞檢體而使檢 體產生檢體萃取物，結合緩衝液用以結合此些磁珠26及 檢體萃取物。再者，上述檢體萃取物包含蛋白質、去氧核 糖核酸（DNA)及核糖核酸（RNA)等等。 雖然本實施例以五個反應槽22a〜22e為例作說明， 其中三個反應槽22b〜22d用以分別容納清洗緩衝液25b 〜25d來依序清洗磁珠26，但本實施例之技術並不侷限在 此。例如，本實施例之磁珠式檢體分離裝置20亦可簡化 為只需要三個反應槽22a、22b及22e和二個微流道23a 及23b。也就是說，本實施例可以省略反應槽22c〜22d及 其對應所需之二個微流道23c〜23d，只需要一個反應槽 22b用以容納清洗緩衝液25b來清洗磁珠26而已。 在利用本實施例磁珠式檢體分離裝置20時，首先， 將檢體(例如為實驗所用的檢體微沙氏桿菌）與溶解液混 合。待檢體被溶解液破壞後，加入磁珠26和結合缓衝液， 將此混合液25a透過開口 24a填入反應槽22a中。接著， 將清洗缓衝液25b〜25d及分離緩衝液25e依序裝入所對 應的反應槽22b〜22e中。相鄰反應槽之間藉由微流道相 互連通，微流道同時為相鄰反應槽之間的試劑混合緩衝 區。接著，以在磁珠式檢體分離裝置20上移動磁鐵27之 方式帶動磁珠26’以搬運吸附有檢體萃取物的磁珠％依 序從第一個反應槽22a至最後一個反應槽22e。 因此，本實施例之磁珠式檢體分離裝置20屬於一維

l2^M :TW3033PA 序列式裝置，每個反應槽裝載反應試劑，使用磁鐵將磁珠 從第-個反應槽經微流道搬運至第二個反應槽。依此類 推，直到磁珠移動至最後-個反應槽，以完成整個磁珠式 檢體萃取生化流程。此外’微流道可以減低檢體碎屑在末 端反應槽的殘留量。另外，微流道為相鄰反應槽之間反應 試劑的混合緩衝區。再者，反應槽間以微流道相互連結構 成一封閉空間。 口 • 實施例二 請同時參照第6A〜6C圖，第6A圖繪示乃依照本發 明之貫施例一之磁珠式檢體分離裝置的俯瞰透視圖，第沾 . 圖繪示乃第6A圖之磁珠式檢體分離裝置的縱向剖面圖， 第6C圖繪示乃第6A圖之磁珠式檢體分離裝置的橫向剖面 圖。需要說明的是，第6B圖是針對第6A圖中最右邊那一 行反應槽及微流道所剖視的圖式，第6C圖是針對第6A圖 中最上面那一列反應槽及微流道所剖視的圖式。磁珠式檢 # 體分離裝置30包括一反應槽陣列底座40及一微流道陣列 上蓋50。反應槽陣列底座40包括一底座本體41、二個同 一列排列之反應槽42a與42b (如第一反應槽）、二個同一 列排列之反應槽43a與43b (如第二反應槽）、二個同一列 排列之反應槽44a與44b、二個同一列排列之反應槽45a 與45b及二個同一列排列之反應槽46a與46b (如第三反 應槽）。反應槽 42a 與 42b、43a 與 43b、44a 與 44b、45a 與45b、46a與46b設置於底座本體41上，並分別橫向等 (§> 15

Ι2963ϋ ：TW3033PA ' 間隔排列。反應槽42a、43a、44a、45a及46a係一對一地 縱向對應設置，且由上而下依序排列成同一行。反應槽 42b、43b、44b、45b及46b係一對一地縱向對應設置，且 由上而下依序排列成同一行。反應槽43a、44a及45a係位 於反應槽42a及46a之間，反應槽43b、44b及45b係位於 反應槽42b及46b之間。反應槽44a係位於反應槽43a及 45a之間，反應槽44b係位於反應槽43b及45b之間。 微流道陣列上蓋50係以可滑動之方式與反應槽陣列 φ 底座40結合，並包括一上蓋本體51、二個同一列排列之 微流道52a與52b (如第一微流道）、二個同一列排列之微 流道53a與53b (如第二微流道）、二個同一列排列之微流 道54a與54b、二個同一列排列之微流道55a與55b及五 Μ 個逐列排列之微流道57a〜57e (如第三微流道）。上蓋本 - 體51具有二個開口 56a、二個開口 56b、二個開口 56c、 二個開口 56d、二個開口 56e及二個開口 56f，反應槽42a 與43a係分別與一個開口 56a與一個開口 56b (如第一開 • 口與第二開口）連通，反應槽42b與43b係分別與另一個 開口 56a與另一個開口 56b連通。反應槽44a與45a係分 別與一個開口 56c與一個開口 56d連通，反應槽44b與45b 係分別與另一個開口 56c與另一個開口 56d連通。反應槽 46a及46b係分別與開口 56e與56f (如第三開口）連通。 微流道 52a 與 52b、53a 與 53b、54a 與 54b、55a 與 55b 及57a〜57e設置於上蓋本體21上，並橫向等間隔排列。 微流道52a、53a、54a及55a係一對一地縱向對應設置，

12馳 :TW3033PA 、 並由上而下依序排列成一行。微流道52b、53b、54b及55b 係一對一地縱向對應設置，並由上而下依序排列成一行。 微流道57a係位於微流道52a與52b之間，微流道57b係 位於微流道53a與53b之間。微流道57c係位於微流道54a 與54b之間，微流道57d係位於微流道55a與55b之間。 微流道57e係鄰近於微流道57d，且等間隔位於微流道57d 之下方。其中，微流道52a與52b、53a與53b、54a與54b 及55a與55b屬於縱向微流道，而微流道57a〜57e屬於橫 φ 向微流道。 微流道57a係連通反應槽42a與42b，微流道57b係 連通反應槽43a與43b。微流道57c係連通反應槽44a與 44b，微流道57d係連通反應槽45a與45b。微流道57e係 連通反應槽46a與46b。反應槽42a與42b用以透過任一 '開口 56a及微流道57a被注入一混合液59a，混合液59a 至少包含多個磁珠60及一檢體萃取物，檢體萃取物與此 些磁珠60結合。基於連通管原理，反應槽43a與43b用 • 以透過任一開口 56b及微流道57b被注入一清洗缓衝液 59b。基於連通管原理，反應槽44a與44b用以透過任一 開口 56c及微流道57c被注入一清洗緩衝液59c。基於連 通管原理，反應槽45a與45b用以透過任一開口 56d及微 流道57d被注入一清洗缓衝浪59d。基於連通管原理，反 應槽46a與46b用以透過開口 56e與56f其中之一及微流 道57e被注入一分離缓衝液59e °其中’部分之結合有檢 體萃取物的磁珠60係透過一例如是磁鐵所提供之磁力的 17

I2967JS :TW3033PA ' 帶動，從反應槽42a經由微流道57a移動至反應槽42b。 當然，混合液59a、清洗緩衝液59b〜59d及分離緩衝液 59e分別被注入反應槽42a與42b、43a與43b、44a與44b、 45a與45b及46a與46b之方式不侷限於上述内容，任何 注入方式皆可應用於本實施例中。 如第7A〜7C圖所示，當微流道陣列上蓋40及反應 槽陣列底座50相對移動一距離時，微流道52a係連通反 應槽42a及43a，微流道53a係連通反應槽43a及44a。微 ，流道54a係連通反應槽44a及45a，微流道55a係連通反 應槽45a及46a。同樣地，微流道52b係連通反應槽42b 及43b，微流道53b係連通反應槽43b及44b。微流道54b 係連通反應槽44b及45b，微流道55b係連通反應槽45b 及 46b。 在利用磁珠式檢體分離裝置30進行磁珠分離技術之 過程中，首先，此些結合有檢體萃取物的磁珠60係透過 例如一磁鐵61所提供之磁力的帶動，從反應槽42a與42b .經由微流道52a與52b移動至反應槽43a與43b，使清洗 緩衝液59b清洗此些磁珠6〇，以第一次清除磁珠60上之 雜質。 接著’此些結合有檢體萃取物的磁珠6〇係透過上述 磁力的帶動’從反應槽43a與43b經由微流道53a與53匕 移動至反應槽44a與44b，使清洗緩衝液59c清洗此些磁 珠60，以第二次清除磁珠6〇上之雜質。 然後’此些結合有檢體萃取物的磁珠6〇係透過上述 18

1296¾¾ ：TW3033PA ’ 磁力的帶動，從反應槽44a與44b經由微流道54a與54b 移動至反應槽45a與45b，使清洗緩衝液59d清洗此些磁 珠60，以第三次清除磁珠60上之雜質。

接著，此些結合有檢體萃取物的磁珠60係透過上述 磁力之帶動，從反應槽45a與45b經由微流道55a與55b 移動至反應槽46a與46b，使分離緩衝液59e分離此些磁 珠60及檢體萃取物。更進一步地，相對移動微流道陣列 上蓋40及反應槽陣列底座50，以恢復到原來第6A〜6B • 圖之狀態。此時，此些已與檢體萃取物分離的磁珠60可 透過上述磁力被吸住於反應槽46a與46b中，而與此些磁 珠60分離之檢體萃取物及分離缓衝液59e由開口 56e〜56f • 被吸出於反應槽46a與46b外。 需要注意的是，若各列反應槽透過橫向微流道橫向連

«I 通時，則各行反應槽無法透過縱向微流道縱向連通。相反 地，若各行反應槽透過縱向微流道縱向連通時，則各列反 應槽無法透過横向微流道橫向連通。 參 雖然本實施例以十個反應槽42a與42b、43a與43b、 44a與44b、45a與45b及46a與46b為例作說明，其中六 個反應槽43a與43b、44a與44b、45a與45b用以分別容 納清洗緩衝液59b〜59d來依序清洗磁珠60，但本實施例 之技術並不侷限在此。例如，本實施例之磁珠式檢體分離 裝置30亦可簡化為只需要六個反應槽及七個微流道。也 就是說，本實施例可以省略反應槽44a與44b、45a與45b 及其對應所需之六個微流道53a與53b、54a與54b及57c

I296Z ：TW3033PA 與57d ’只需要二個反應槽43a與43b用以容訥清洗緩衝 液59b來清洗磁珠60而已。 另外，上述混合液59a更包含一溶解液（lysis)及一 結合緩衝液（binding buffer)，溶解液用以破壞撿體而使檢 體產生檢體萃取物，結合緩衝液用以結合此些礤珠⑹及 檢體萃取物。再者，上述檢體萃取物包含蛋白質、去氧校 糖核酸（DNA)及核糖核酸RNA等等。底座本麗41及上 盍本體51之材質包含聚甲基丙稀酸曱醋。 在本實施例中，微流道57a〜57e的管徑大小係大於 各磁珠60的直徑大小，且微流道52a與52b、53a與53b、 54a與54b及55a與55b之各微流道的管徑大小亦/大於各 磁珠60的直徑大小。其中，微流道57a〜57e的管徑大 和微流道 52a 與 52b、53a 與 53b、54a 與 541)及 55b ^各微流道的管徑大小係大約為5〇微米（^切）〜微 米（// m )，而各磁珠60的直徑大小係大約為5〇奈米 \ 〜40微米（# m)。 、 、本實施例之錯位式的磁珠式檢體分離裝置3〇由序列 式反應槽陣列底座40和微流道陣列上蓋5〇所魬成，以形 f二維序列式分離裝置。其運賴流道錯位式移動連通同 仃反應槽或同列反應槽。當填充混合液、清洗緩衝液及分 離緩衝液等反應試劑時，序列式同行反應槽間的連通關 閉，需填充相同反應試劑的非序列式同列反應槽間的連通 開啟(如第6A〜6C圖所示）。當進行磁珠式檢體萃取生化 流程時’序列式同行反應槽_連通開啟，需填充相同反 20

129^¾¾ ： TW3033PA ' 應試劑的非序列式同列反應槽間之連通關閉，即可啟動多 重磁珠式檢體分離流程（如第7A〜7C圖所示）。 實施例三 請參照第8圖，其繪示乃依照本發明之實施例三之礙 珠式檢體分離裝置的俯瞰透視圖。磁珠式檢體分離裝置9〇 係包括一反應槽陣列底座70及一微流道陣列上蓋80，本 實施例之反應槽陣列底座70可由實施例二之反應槽陣列 • 底座4〇擴充至二列以上之反應槽（如四列反應槽，每一 列有五個反應槽），且本實施例之微流道陣列上蓋80亦< 由實施例二之微流道陣列上蓋50擴充至二列以上的縱向 • 微流道（如四列縱向微流道，每一列有四個縱向微流道） 與一列以上之的橫向微流道（如三列橫向微流道，每〆夕】 有五個橫向微流道）。 本發明上述實施例所揭露之磁珠式檢體分離裝置’其 使用多重序列反應槽及錯位式微流道網移動方式，可以的 ^ 步裝填試劑，且同步完成磁珠式檢體萃取生化流程。妒此 一來，可以增加磁珠萃取率，且提昇磁珠萃取產量。此外’ 本I明在封閉空間進行，大大地降低污染的風險。 因此’本發明之磁珠式檢體分離裝置具有以下幾读樣 點· 一、利用磁珠的主動運輸取代反應試劑的反覆灌洗’ 可減少人工操作試劑定量、吸取、加注等繁複步驟，爹播 強磁珠萃取效率。 21

：TW3033PA • 二、錯位式微流道網移動方式，減少人工操作磁珠式 檢體萃取生化流程的繁複步驟，增加檢體萃取的多樣性及 產量。 三、序列式反應槽與微流道構成封閉空間，可降低檢 體分離過程污染的風險。 綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通 常知識者，在不分離本發明之精神和範圍内，當可作各種 ❿ 之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請 專利範圍所界定者為準。

Ί296Ϊ TW3033PA ' 【圖式簡單說明】 第1圖繪示乃US6187270B1利用磁珠分離出檢體萃 取物的流程示意圖。 第2A圖繪示乃依照本發明之實施例一之磁珠式檢體 分離裝置的俯瞰透視圖。 第2B圖繪示乃第2A圖之磁珠式檢體分離裝置的橫 向剖面圖。 第3A圖繪示乃第2A圖之磁珠式檢體分離裝置中磁 鲁 珠經由微流道從第一個反應槽進入第二個反應槽之狀態 的俯眼透視圖。 第3B圖繪示乃第3A圖之磁珠式檢體分離裝置的橫 < 向剖面圖。 第4A圖繪示乃第3A圖之磁珠式檢體分離裝置中磁 珠移動至第二個反應槽之狀態的俯瞰透視圖。 第4B圖繪示乃第4A圖之磁珠式檢體分離裝置的橫 向剖面圖。 • 第5A圖繪示乃第3A圖之磁珠式檢體分離裝置中磁 珠移動至最後一個反應槽之狀態的俯瞰透視圖。 第5B圖繪示乃第5A圖之磁珠式檢體分離裝置的橫 向剖面圖。 第6A圖繪示乃依照本發明之實施例二之磁珠式檢體 分離裝置的俯瞰透視圖。 第6B圖繪示乃第6A圖之磁珠式檢體分離裝置的縱 向剖面圖。 (§： 23

1296¾¾ ：TW3033PA 第6C圖繪示乃第6A圖之磁珠式檢體分離裝置的橫 向剖面圖。 第7A圖繪示乃第6A圖之磁珠式檢體分離裝置中底 座及上蓋相對移動一距離後之狀態的俯瞰透視圖。 第7B圖繪示乃第7A圖之磁珠式檢體分離裝置的縱 向剖面圖。 第7C圖繪示乃第7A圖之磁珠式檢體分離裝置的橫 向剖面圖。 第8圖繪示乃依照本發明之實施例三之磁珠式檢體 分離裝置的俯瞰透視圖。

(§： 24

129¾ ：TW3033PA 【主要元件符號說明】 11、 25a、59a :混合液 12、 25b〜25d、59b〜59d :清洗緩衝液 13、 25e、59e :分離缓衝液 14、 27、61 ·•磁鐵 15、 26、60 ··磁珠 16 ·•試管 20、30、90 :磁珠式檢體分離裝置 21 :本體 21a :底座 21b :上蓋 22a〜22e、42a〜42b、43a〜43b Λ 44a〜44b、45a〜 45b、46a〜46b :反應槽 23a〜23d、52a〜52b、53a〜63b、54a〜54b、55a〜 55b、57a〜57e :微流道 24a〜24f、56a〜56f :開口 • 40、70 :反應槽陣列底座 41 :底座本體 50、80 :微流道陣列上蓋 51 :上蓋本體 25

Claims (1)

1. :TW3033PA 十、申請專_範圍· 1. 一種磁珠式檢體分離裝置，包括： /本體； 一第一反應槽，設置於該本體内，用以被注入一混合 液，該混合液至少包含複數個磁珠及一檢體萃取物，該檢 體萃取物與該些磁珠結合； 一第二反應槽，設置於該本體内，用以被注入一清洗 緩衝液（washing buffer); 一第三反應槽，設置於該本體内，用以被注入一分離 緩衝液（elution buffer)，該第二反應槽位於該第一反應槽 及該第三反應槽之間； 一弟一微流道’设置於該本體内’用以連通該第一反 應槽及該第二反應槽；以及 一第二微流道’設置於該本體内，甩以連通該第二反 應槽及該第三反應槽； 其中，該些磁珠係透過一磁力之帶動，從該第一反應 槽經由該第一微流道移動至該第二反應槽，使該清洗缓衝 液清洗該些磁珠； 其中，該些磁珠係再透過該磁力之帶動，從該第二反 應槽經由該第二微流道移動至該第三反應槽，使該分離缓 衝液分離該些磁珠及該檢體萃取物。 μ 士 2.如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該第一 微流道係位於該第-反應槽之槽頂及該第二反應槽之槽 頂之間’該第二微流道係位於該第二反應槽之槽頂及該第 1296713 三達編號：TW3033PA 三反應槽之槽頂之間。 3.如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該第一 微流道之管徑大小及該第二微流道之管徑大小係分別大 於各該磁珠之直徑大小。 屯如申請專利範圍第3項所述之裝置，其中該第一 微流道之管徑大小及該第二微流道之管徑大小係分別為 50 微米（//m)〜500 微米（//m)。 5. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該本體 • 更具有相互姜合之一底座及一上蓋，該底座具有該第一反 應槽、該第二反應槽及該第三反應槽，該上蓋具有該第一 微流道及該第二微流道。 6. 如申請專利範圍第5項所述之裝置，其中該底座 及該上蓋之材質包含聚曱基丙烯酸曱酯（Polymethyl methacrylate，PMMA) 〇 7. 如申請專利範圍第5項所述之裝置，其中該底座 及該上蓋的接觸面更具有一疏水層。 * 8.如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中該疏水 層之材質包含鐵氟龍（Teflon)。 9. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該磁力 係由一磁鐵提供。 10. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該混合 液更包含一檢體、一溶解液（lysis)及一結合緩衝液 (binding buffer )，該溶解液用以破壞該檢體而使該檢體產 生該檢體萃取物，該結合缓衝液用以結合該些磁珠及該檢 ⑧ 27 TW3033PA 體萃取物。 11·如申請專利範圍第1項所述么装置’其中該本體 具有一第-開口、一第二開口一第彡開口及-第四開 口，該第-開口、該第二開口、該第多開口及該第四開口 係分別與該第一反應槽、該第一微流道、該第二微流道及 該第三反應槽連通。 12·如申請專利範圍第11項所述之瓜置，其中该些 磁珠透過該磁力被吸住於該第三反應槽中’而該檢體萃取 物及該分離緩衝液由該第四開口被吸出於该第二反應槽 外。 13· —種磁珠式檢體分離裝置，包括： 一反應槽陣列底座，包括： 一底座本體； 二個以上第一反應槽，設置於該底座本體上， 並橫向間隔排列； 二個以上第二反應槽，設置於該底座本體上， 並橫向間隔排列；及 二個以上第三反應槽，設置於該底座本體上， 亚橫向間隔排列，該二個以上第一反應槽、該二個以上第 μ反應槽及該—個以上第三反應槽係—對—地縱向對應 ^繁各該第—反應槽係位於對應之該第-反應槽及對應 之鑲弟二反應槽之間；以及 二微流道_上蓋，似可滑動之方 反應槽底 座結合，並包括： 28 I29· ：TW3033PA 一上蓋本體，具有一第一開口、一第二開口及 二個以上第三開口，該第一開口及該第二開口係分別與該 第一反應槽及該第二反應槽連通，該二個以上第三開口係 對應地與該二個以上第三反應槽連通； 二個以上第一微流道，設置於該上蓋本體上， 並橫向間隔排列； 二個以上第二微流道，設置於該上蓋本體上， 並橫向間隔排列，該二個以上第一微流道與該二個以上第 參 二微流道係一對一地縱向對應設置；及 三個以上第三微流道，設置於該上蓋本體上， 相鄰之該二個以上第三微流道係分別位於該二個以上第 —微流道之間以及該二個以上第二微流道之間，該三個以 上第三微流道係分別連通該二個以上第一反應槽、該二個 以上第二反應槽及該二個以上第三反應槽； 其中，該二個以上第一反應槽用以透過該第一開口及 對應之該第三微流道被注入一混合液，該混合液至少包含 _ 複數個磁珠及一檢體萃取物’該檢體萃取物與該些磁珠結 合； 其中，該二個以上第二反應槽用以透過該第二開口及 對應之該第三微流道被注入一清洗缓衝液； 其中，該二個以上第三反應槽用以透過該第三開口及 對應之該第三微流道被注入一分離緩衝液； 其中，當該微流道陣列上蓋及該反應槽陣列底座相對 移動一距離時，各該第一微流道係連通相鄰之該第一反應 29 ：TW3033PA •槽及該第二反應槽，各該第二微流道係遠 反應槽及該第三反應槽； I目郇之該第二 其中，該些磁珠係透過該磁力之帶動，從該一 第一反應槽經由該二個以上第一微流道移動===個以上 上第二反應槽，使該清洗緩衝液清洗該些磁珠丨個以 其中，該些磁珠係再透過該磁力之帶動楚 上第二反應槽經由該二個以上第二微流道移個以 14.如申請專利範圍第13項所述之裝置，其該 第一微流道之管徑大小及各該第二微流道之管徑大小係" 分別大於各該磁珠之直徑大小。 ^ ,15·如申請專利範圍第14項所述之裝置，其中各該 =運之官徑大小及各該第二微流道係分別為刈微 求（//m)〜500 微米（#m)。 遠、甫二6:如申請5利範圍第13項所述之裝置，其中用以 ^—個以上第—反應槽之該第三微流道的管 係大於各該磁珠之直徑大小。 17’ *申请專利範圍第16項所述之裝置，其中用以 二個以上第一反應槽之該第三微流道的管徑大小 係為5〇微米Um)〜5〇〇微米（㈣。 座本Γ及:1C圍第13項所述之裝置，其中該底 "盖本體之材質包含聚甲基丙烯酸甲酯。 19·如申睛專利範圍帛13項所述之裝置，其中該混 30 Ί296713 三達編號：TW3033PA 合液更包含一檢體、一溶解液及一結合緩衝液，該溶解液 用以破壞該檢體而使該檢體產生該檢體萃取物，該結合緩 衝液用以結合該些磁珠及該檢體萃取物。 20.如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中該些 磁珠透過該磁力被吸住於該二個以上第三反應槽中，而該 檢體萃取物及該分離緩衝液由該二個以上第三開口被吸 出於該二個以上第三反應槽外。

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