TWI432727B - 製造微陣列生物晶片的裝置以及方法 - Google Patents

製造微陣列生物晶片的裝置以及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI432727B
TWI432727B TW100114915A TW100114915A TWI432727B TW I432727 B TWI432727 B TW I432727B TW 100114915 A TW100114915 A TW 100114915A TW 100114915 A TW100114915 A TW 100114915A TW I432727 B TWI432727 B TW I432727B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
carrier
substrate
microfluidic
manufacturing
disc
Prior art date
Application number
TW100114915A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201243324A (en
Inventor
Sheng Li Chang
Hann Wen Guan
Kuo Chi Chiu
chu yu Huang
Original Assignee
Ind Tech Res Inst
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 Ind Tech Res Inst filed Critical Ind Tech Res Inst
Priority to TW100114915A priority Critical patent/TWI432727B/zh
Priority to CN2011101620667A priority patent/CN102755914A/zh
Priority to US13/183,457 priority patent/US20120277123A1/en
Publication of TW201243324A publication Critical patent/TW201243324A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI432727B publication Critical patent/TWI432727B/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
    • B01L3/508Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00351Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00421Means for dispensing and evacuation of reagents using centrifugation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00479Means for mixing reactants or products in the reaction vessels
    • B01J2219/00488Means for mixing reactants or products in the reaction vessels by rotation of the reaction vessels
    • B01J2219/0049Means for mixing reactants or products in the reaction vessels by rotation of the reaction vessels by centrifugation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00497Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/00527Sheets
    • B01J2219/00531Sheets essentially square
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00497Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/00527Sheets
    • B01J2219/00533Sheets essentially rectangular
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00585Parallel processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00596Solid-phase processes
    • 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
    • B01L2200/10Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
    • 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
    • B01L2200/12Specific details about manufacturing 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
    • B01L2300/0819Microarrays; Biochips

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

製造微陣列生物晶片的裝置以及方法
本發明是有關於一種製造微陣列生物晶片的裝置以及方法。
生物晶片可以實現同時觀察數百種甚至上千種基因或蛋白質的表現,並從中挑選出有意義的基因或蛋白質。另外,藉由DNA晶片技術,也可大量地快速尋找標的基因並發展出基因探針或所謂的報導基因(reporter gene)來建立分子影像。因此,生物晶片將在未來成為非常重要的生物醫學研究工具。
一般來說,生物晶片是指將與生物有關的分子(如基因、蛋白質、碳水化合物或細胞等)利用高精密度的製作技術,精確地點製在晶片上。而依點製在晶片上的物質的不同,可以分成基因晶片與蛋白質晶片兩大類型。通常,含有生物分子的液體以各式各樣的點製方法點製在晶片上之後,通常需要很長一段時間讓生物分子定錨(immobilze)在晶片上。究其原因,就是生物分子在液珠中是以自由擴散運動、自由沈積來接觸晶片表面。因此必須給予充分的時間來確保有足夠量的生物分子可以定錨在晶片上,另外,這種自由接觸的定錨方式,不僅點製區域中的生物分子分佈不均勻,且單位密度也不高,因此降低了生物晶片的檢測靈敏度與精確度,為目前各種製作方法所共同面臨的問題;同時,由於傳統點製設備需要高精密度的移動平台及高精密度的控制系統,所以設備成本高昂,這也是製作成本高昂的原因之一。
本發明提出一種製造微陣列生物晶片的裝置,其包括旋轉台、至少一載具以及至少一基板。載具固定於旋轉台上,其中載具包括至少一條微流管道,且微流管道包括一入口端以及一出口端。基板附著在載具之微流管道的出口端。
本發明提出一種製造微陣列生物晶片的方法,包括提供至少一載具,所述載具上包括至少一條微流管道,且微流管道包括入口端以及出口端。將至少一基板附著在載具上之微流管道的出口端。將樣品從載具之微流管道的入口端或出口端注入。將載具以及晶片固定於旋轉台上。啟動旋轉台,以提供載具離心力,使得樣品從微流管道的入口端流向出口端,進而定錨(immobilize)於基板之表面上。
為讓本發明之上述特徵能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
第一實施例
圖1是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的裝置的示意圖。請參照圖1,本實施例之製造微陣列生物晶片的裝置包括旋轉台100、至少一載具200以及至少一基板300。
在本實施例中,旋轉台100包括旋轉馬達100a以及裝設於旋轉馬達100a上之旋轉盤100b。當啟動旋轉馬達100a時,旋轉馬達100a可帶動旋轉盤100b進行順時針旋轉或是逆時針旋轉。另外,透過調整旋轉馬達100a之轉速,也可以控制旋轉盤100b之旋轉速度。
載具200固定於旋轉台100上。更詳細來說,載具200是固定於旋轉台100之旋轉盤100b上。在本實施例中,載具200為塊狀載具,其包括上表面200a、下表面200b以及多個側表面200c。載具200之下表面200b面向旋轉盤100b,以使載具200之下表面200b可固定在旋轉盤100b上。
圖2進一步繪示出圖1之裝置中的載具200之結構。如圖2所示,載具200包括至少一條微流管道202,且每一條微流管道202包括入口端202a以及出口端202b。因此,載具200之微流管道202的兩端皆為開放之開口。倘若載具200包括多條微流管道202,那麼後續可一次於晶片上定錨多個樣品。根據本實施例,微流管道202之入口端202a是位於載具200之上表面200a,且微流管道202之出口端202b是位於載具200之其中一側表面200c。因此,本實施例之微流管道202是L型管道。然,本發明不限於此,根據其他實施例,載具200之微流管道202除了可以是如圖3A所示之L型管道202之外,其還可以是如圖3B所示之L型且包括導斜角之管道、如圖3C所示之L型且包括導弧角之管道、如圖3D所示之直線型管道、如圖3E所示之傾斜直線型管道、或是如圖3F所示之曲線型管道。
請同時參照圖1及圖2,基板300是附著在載具200之微流管道202的出口端202b。基板300可以是直接附著在載具200或是間接附著於載具200上。在本實施例中,基板300是直接附著在載具200上,因此基板300是緊密地固定在載具200之側表面200c上,以使得載具200之微流管道202的出口端202b與基板300之表面300a相接觸。上述之基板300可為玻璃基板、塑膠基板、矽基板或是其他合適的基板。
根據本發明之另一實施例,上述之製造微陣列生物晶片的裝置可進一步在載具200與基板300之間設置墊片400,如圖4所示,以使得基板300間接附著於載具200上。上述之墊片400包括至少一貫孔402,此貫孔402與載具200之微流管道202相通,以使得載具200之微流管道202之出口端202b仍可暴露出基板300之表面300a。在此,墊片400採用軟性材質之墊片,其可以增加載具200與基板300之間的密合度,以防止於載具200之微流管道202中液體滲漏。值得一提的是,若載具200本身即為軟性材質之載具,那麼可以直接省略墊片400。如果載具200本身為硬質載具,那麼可以在載具200與基板300之間設置墊片400。
利用上述裝置來製造微陣列生物晶片之方法如下所 述。以下之說明是以圖1之裝置為例來說明。此領域技術人員藉由以下採用圖1之裝置之說明,應當可清楚的理解以圖4之裝置來製造微陣列生物晶片之方法。
請參照圖1,將基板300附著在載具200上,以使載具200之微流管道202的出口端202b與基板300之表面300a相接觸。在此實施例中,基板300之表面300a為經過表面處理之表面,例如,基板300之表面300a上鍵結有金、或其他金屬原子、或是其他能與生物分子產生吸引或是鍵結之官能基。此外,基板300之表面300a可為點狀局部表面處理或是全面表面處理。之後,將樣品500從載具200之微流管道202的入口端202a注入。在此,所述樣品500為含有特定生物分子或粒子502之生物樣品。此時,樣品500藉由毛細現象而自動吸入微流管道202之中。如圖5A所示,樣品500自微流管道202的入口端202a注入之後,樣品500可藉由毛細現象而自動吸入微流管道202之中。
然後,將載具200以及基板300一同固定於旋轉台100上。啟動旋轉台100以提供載具200離心力(Centrifugal force),使得微流管道202中的樣品500可從微流管道200的入口端202a流向出口端202b,進而定錨(immobilize)於基板300之表面300a上。如圖5B所示,由於離心力的作用,生物分子或粒子502會往出口端202b移動並且集中,進而使生物分子或粒子502快速且均勻地定錨(immobilize)於基板300之表面300a上。由於基板300之表面300a包括可與生物分子或粒子502產生互相吸引(鍵結)的金屬原子或官能基,因而生物分子或粒子502可定錨於基板300之表面300a上。
值得一提的是,在啟動旋轉台100以提供載具200離心力之步驟中,更進一步對載具200之微流管道202內的樣品500進行擾動程序。所述擾動程序包括使旋轉台100進行正反轉旋轉或是進行加減速旋轉。由於旋轉台100在旋轉的過程之中,位於微流管道202內的樣品500會受到科氏力(Coriolis Force)、尤拉力(Euler Force)以及離心力的作用。因此,當旋轉台100的旋轉參數改變(正反轉或是加減速)時,在微流管道202之不同位置的樣品500也會受到不同程度的科氏力、尤拉力以及離心力的作用,因而對微流管道202內的樣品500產生擾動作用。如此,可將未能成功定錨於基板300表面的生物分子或粒子502帶離基板300之表面300a,以使樣品500中之其他生物分子或粒子502有更多機會能與基板300之表面300a接觸。
完成上述之步驟之後,將基板300自載具200移出,即可得到如圖5C之晶片CH,此晶片CH包括基板300以及位於基板300之表面300a上之包括生物分子或粒子502之多個區域。在基板300之表面300a上的多個包括特定生物分子或粒子502的區域可定錨不同的生物分子或粒子,或是相同的生物分子或粒子,其主要是根據微陣列生物晶片的應用而定。
在上述之實施例中,樣品500是以含有特定生物分子 或粒子502之生物樣品為例,且基板300之表面300a為已經過表面處理之表面為例來說明。實際上,本發明不限於此。根據另一實施例,上述之樣品500也可以是針對基板300的表面處理試劑,以對基板300之局部區域進行表面處理。換言之,當將含有表面處理試劑之樣品500注入載具200,並且啟動旋轉台100之後,藉由離心力的作用,所述含有表面處理試劑之樣品500可於基板300之表面300a上作定錨或化學反應,以使得基板300之表面300a包括表面處理試劑(例如是金、或其他金屬原子、或是其他能與生物分子產生吸引或是鍵結之官能基)。之後,可進一步將含有特定生物分子之生物樣品500注入所述載具200,並啟動旋轉台100。藉由離心力的作用使得生物樣品500中含有的特定生物分子或粒子502定錨於基板300之經表面處理之表面300a上。
另外,在此實施例中,樣品500是從載具200之微流管道202的入口端202a注入。然,根據其他實施例,樣品500也可從載具200之微流管道202的出口端202b注入。之後,樣品500可藉由毛細現象而自動吸入微流管道202之中。樣品500也可從載具200之微流管道202的出口端202b注入可以防止氣泡的產生,以避免氣泡的存在影響樣品500中含有的特定生物分子或粒子502定錨於基板300上之區域輪廓。如此一來,便可使得樣品500中含有的特定生物分子或粒子502能夠更均勻地且完整地定錨於基板300之表面300a上。
圖6A至圖6B是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的流程示意圖。請參照圖6A,此實施例之製造微陣列生物晶片的裝置與上述圖1以及圖4之實施例相似,因此與圖1以及圖4相同的元件以相同的符號表示,且不再重覆贅述。圖6A之實施例與圖1及圖4之實施例不同之處在於,本實施例是在旋轉台100上放置了多個載具200,且每一個載具200對應設置一個基板300。如果要在載具200與基板300之間設置墊片400,則每一個載具200與對應的基板300之間都設置對應的墊片400。
請參照圖6B,將基板300各自附著在載具200上之後,將樣品500從載具200之微流管道202的入口端202a注入。此時,樣品500藉由毛細現象而自動吸入微流管道202之中。然後,啟動旋轉台100以提供載具200離心力,使得微流管道202中的樣品500可從微流管道202的入口端202a流向出口端202b,進而使樣品500中的特定生物分子或粒子502定錨於基板300之表面300a上。
由於此實施例是在旋轉台100上放置了多個載具200以及多個基板300。因此,當進行一次的旋轉程序之後,便可同時完成多個微陣列生物晶片CH的製作。
值得一提的是,在圖4、圖6A以及圖6B之實施例中,雖然載具200與基板300之間都設置有墊片400,然,在其他實施例中,也可以考慮省略墊片400的設置。此外,在圖4、圖6A以及圖6B之實施例中,每一個載具200之微流管道202可以是L型管道202之外,其還可以是如圖3B所示之L型且包括導斜角之管道、如圖3C所示之L型且包括導弧角之管道、如圖3D所示之直線型管道、如圖3E所示之傾斜直線型管道、或是如圖3F所示之曲線型管道。另外,在此實施例中,樣品500是從載具200之微流管道202的入口端202a注入。然,根據其他實施例,樣品500也可從載具200之微流管道202的出口端202b注入。之後,樣品500可藉由毛細現象而自動吸入微流管道202之中。如果品500也可從載具200之微流管道202的出口端202b注入可以防止氣泡的產生,以避免氣泡的存在影響樣品500中含有的特定生物分子或粒子502定錨於基板300上之區域輪廓。如此一來,便可使得樣品500中的特定生物分子或粒子502能夠更均勻地且完整地定錨於基板300之表面300a上。
第二實施例
圖7是根據另一實施例之載具的示意圖。圖8A至圖8E是圖7之載具的分解圖。請參照圖7以及圖8A至圖8E,本實施例之製造微陣列生物晶片的裝置的載具210是由頂部碟片210a(如圖8A所示)以及至少一通道碟片210b~210e(如圖8B~圖8E所示)堆疊而成。載具210包括旋轉軸孔211以及包括至少一微流管道212,每一微流管道212包括入口端212a以及出口端212b。換言之,載具210之每一條微流管道212是由頂部碟片210a以及通道碟片210b~210e中的孔洞及通道組合而成。
在本實施例中,載具210是以由頂部碟片210a以及第一通道碟片210b、第二通道碟片210c、第三通道碟片210d、第四通道碟片210e堆疊而成為例來說明。然,本發明不限制通道碟片的數目,其也可以是少於四片或者是多於四片。
詳細來說,圖8A所示之頂部碟片210a包括旋轉軸孔211a以及多排注入孔222a~222d。圖8B所示之第一通道碟片210b包括旋轉軸孔211b、注入開口224a~224d以及流道230a,其中流道230a與注入開口224d相通。圖8C所示之第二通道碟片210c包括旋轉軸孔211c、注入開口226a~226c以及流道230b,其中流道230b與注入開口226c相通。圖8D所示之第三通道碟片210d包括旋轉軸孔211d、注入開口228a~228b以及流道230c,其中流道230c與注入開口228b相通。圖8E所示之第四通道碟片210e包括旋轉軸孔211e、注入開口229以及流道230d,其中流道230d與注入開口229相通。
而圖8A之頂部碟片210a之第一排注入孔222a之位置是對應圖8B之第一通道碟片210b之注入開口224a的位置、對應圖8C之第二通道碟片210c之注入開口226a的位置、對應圖8D之第三通道碟片210d之注入開口228a的位置、以及對應圖8E之第四通道碟片210e之注入開口229的位置。
圖8A之頂部碟片210a之第二排注入孔222b之位置是對應圖8B之第一通道碟片210b之注入開口224b的位置、對應圖8C之第二通道碟片210c之注入開口226b的位置、以及對應圖8D之第三通道碟片210d之注入開口228b的位置。
圖8A之頂部碟片210a之第三排注入孔222c之位置是對應圖8B之第一通道碟片210b之注入開口224c的位置、以及對應圖8C之第二通道碟片210c之注入開口226c的位置。
圖8A之頂部碟片210a之第四排注入孔222d之位置是對應圖8B之第一通道碟片210b之注入開口224d的位置。
因此,當將頂部碟片210a以及第一通道碟片210b、第二通道碟片210c、第三通道碟片210d、第四通道碟片210e堆疊起來之後,頂部碟片210a以及各通道碟片210b~210e中的孔洞及流道即可組合成載具210之微流管道212。而頂部碟片210a以及各通道碟片210b~210e中的旋轉軸孔211a~211e即構成載具210之旋轉軸孔211。
利用上述裝置來製造微陣列生物晶片之方法如下所述。請先參照圖9A以及圖9B,藉由載具210之旋轉軸孔211將載具210裝設於旋轉台100上。將基板300附著在載具210上之後(可選擇性地在基板300與載具210之間加裝墊片400),將樣品500從載具210之微流管道212的入口端212a注入。此時,樣品500藉由毛細現象而自動吸入微流管道212之中。然後,啟動旋轉台100以提供載具210離心力,使得微流管道212中的樣品500可從微流管道212的入口端212a流向出口端212b,進而使樣品500中的特定生物分子或粒子502定錨於基板300之表面300a上。
完成上述之步驟之後,將基板300自載具210移出,即可得到如圖10之晶片CH,其包括基板300以及位於基板300之表面300a的多個包括特定生物分子或粒子502的區域。在基板300之表面300a上的多個包括特定生物分子或粒子502的區域可定錨不同的生物分子或粒子,或是相同的生物分子或粒子,其主要是根據微陣列生物晶片的應用而定。
值得一提的是,在圖7、圖8A至圖8E以及圖9A至圖9B之實施例中,雖然載具210與基板300之間都設置有墊片400,然,在其他實施例中,也可以考慮省略墊片400的設置。此外,在圖7、圖8A至圖8E以及圖9A至圖9B之實施例中,載具210之微流管道212除了可以是如圖7所示之L型管道之外,還可以是如圖3B所示之L型且包括導斜角之管道、如圖3C所示之L型且包括導弧角之管道、如圖3D所示之直線型管道、如圖3E所示之傾斜直線型管道、或是如圖3F所示之曲線型管道。另外,根據其他實施例,樣品500也可從載具200之微流管道202的出口端202b注入。之後,樣品500可藉由毛細現象而自動吸入微流管道202之中。如果樣品500也可從載具210之微流管道212的出口端212b注入可以防止氣泡的產生,以避免氣泡的存在而影響樣品500中的特定生物分子或粒子502定錨於基板300上之區域輪廓。如此一來,便可使得樣品500中的特定生物分子或粒子502能夠更均勻地且完整地定錨於基板300之表面300a上。
圖11是根據另一實施例之載具的示意圖。圖12A至圖12E是圖11之載具的分解圖。圖11之載具與圖7之載具相似,不同之處在於,圖11之載具250中設計了更多的微流管道252。同樣地,載具250之每一條微流管道252包括入口端252a及出口端252b。而圖11之載具250也同樣包括旋轉軸孔251。
在本實施例中,載具250是由頂部碟片250a以及第一通道碟片250b、第二通道碟片250c、第三通道碟片250d、第四通道碟片250e堆疊而成。圖12A所示之頂部碟片250a包括旋轉軸孔251a以及多排注入孔262a~262d。圖12B所示之第一通道碟片250b包括旋轉軸孔251b、注入開口264a~264d以及流道270a,其中流道270a與注入開口264d相通。圖12C所示之第二通道碟片250c包括旋轉軸孔251c、注入開口266a~266c以及流道270b,其中流道270b與注入開口266c相通。圖12D所示之第三通道碟片250d包括旋轉軸孔251d、注入開口268a~268b以及流道270c,其中流道270c與注入開口268b相通。圖12E所示之第四通道碟片250e包括旋轉軸孔251e、注入開口269以及流道270d,其中流道270d與注入開口269相通。
如同上述,當將頂部碟片250a以及第一通道碟片250b、第二通道碟片250c、第三通道碟片250d、第四通道碟片250e堆疊起來之後,頂部碟片250a以及各通道碟片250b~250e中的注入開口及流道即可組合成載具250之微流管道252。而頂部碟片250a以及各通道碟片250b~250e中的旋轉軸孔251a~251e即構成載具250之旋轉軸孔251。
利用上述裝置來製造微陣列生物晶片之方法如下所述。請先參照圖13A、圖13B,以及同時參照圖11,藉由載具250之旋轉軸孔251將載具250裝設於旋轉台100上。將基板300附著在載具200上之後(可選擇性地在基板300與載具250之間加裝墊片400),將樣品500從載具250之微流管道252的入口端252a注入。此時,樣品500藉由毛細現象而自動吸入微流管道252之中。然後,啟動旋轉台100以提供載具250離心力,使得微流管道252中的樣品500可從微流管道252的入口端252a流向出口端252b,進而使樣品500中的特定生物分子或粒子502能定錨(immobilize)於基板300之表面300a上。
完成上述之步驟之後,將基板300自載具250移出,即可得到如圖10之晶片CH,其包括基板300以及位於基板300之表面300a上之多個包括特定生物分子或粒子502的區域。在基板300之表面300a上的多個包括特定生物分子或粒子502的區域可定錨不同的生物分子或粒子,或是相同的生物分子或粒子,其主要是根據後續微陣列生物晶片的應用而定。
類似地,在圖11、圖12A至圖12E以及圖13A至圖13B之實施例中,雖然載具250與基板300之間都設置有墊片400,然,在其他實施例中,也可以考慮省略墊片400的設置。此外,在圖11、圖12A至圖12E以及圖13A至圖13B之實施例中,載具250之微流管道252可以是如圖3A所示之L型管道,如圖3B所示之L型且包括導斜角之管道、如圖3C所示之L型且包括導弧角之管道、如圖3D所示之直線型管道、如圖3E所示之傾斜直線型管道、或是如圖3F所示之曲線型管道。另外,根據其他實施例,樣品500也可從載具200之微流管道202的出口端202b注入。之後,樣品500可藉由毛細現象而自動吸入微流管道202之中。如果樣品500也可從載具210之微流管道212的出口端212b注入可以防止氣泡的產生,以避免氣泡的存在而影響樣品500中含有的特定生物分子或粒子502定錨於基板300上之區域輪廓。如此一來,便可使得樣品500中含有的特定生物分子或粒子502能夠更均勻地且完整地定錨於基板300之表面300a上。
第三實施例
圖14是根據另一實施例之載具的示意圖。請參照圖14,本實施例之載具1200為盤式載具,且所述盤式載具1200包括至少一微流管道1202,其是採用直線貫孔形式。類似地,載具1200之微流管道1202包括入口端1202a以及出口端1202b。本實施例之微流管道1202是直線型管道,然本發明不限於此。換言之,在其他實施例中,盤式載具1200之微流管道1202也可以是如圖3A所示之L型管道,如圖3B所示之L型且包括導斜角之管道、如圖3C所示之L型且包括導弧角之管道、如圖3E所示之傾斜直線型管道、或是如圖3F所示之曲線型管道。
利用上述之載具來製造微陣列生物晶片之方法如下所述。首先請參照圖15A,提供旋轉台100,其包括旋轉馬達100a以及轉盤100b。在此,為了配合載具1200是盤式載具,因此對轉盤100b之結構作了特殊設計,也就是,將轉盤100b設計成包括多個垂直固定板。而盤式載具1200則可固定在旋轉台100之轉盤100b(垂直固定板)上。之後,將樣品500從載具1200之微流管道1202的入口端1202a注入,此時樣品500藉由毛細現象而自動吸入微流管道1202之中。
請參照圖15B,將基板300附著在載具1200上。然後,啟動旋轉台100以提供載具1200離心力,使得微流管道1202中的樣品500從可從微流管道1200的入口端1202a流向出口端1202b,進而使樣品500中的特定生物分子或粒子502定錨於基板300之表面300a上。
完成上述之步驟之後,將基板300自載具1200移出,即可得到如圖16之晶片CH,其包括基板300以及位於基板300之表面300a上之多個包括特定生物分子或粒子502的區域。在基板300之表面300a上的多個包括特定生物分子或粒子502的區域可定錨不同的生物分子或粒子,或是相同的生物分子或粒子,其主要是根據微陣列生物晶片的應用而定。
在圖14以及圖15A至圖15B之實施例中,雖然載具 1200是直接與基板300附著在一起。然,在其他實施例中,也可以在載具1200與基板300之間進一步設置墊片。另外,根據其他實施例,樣品500也可從載具1200之微流管道1202的出口端1202b注入。之後,樣品500可藉由毛細現象而自動吸入微流管道1202之中。如果樣品500也可從載具1200之微流管道1202的出口端1202b注入可以防止氣泡的產生,以避免氣泡的存在而影響樣品500中含有的特定生物分子或粒子502定錨於基板300上之區域輪廓。如此一來,便可使得樣品500中含有的特定生物分子或粒子502能夠更均勻地且完整地定錨於基板300之表面300a上。
圖17A至圖17B是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的流程示意圖。請參照圖17A,此實施例之製造微陣列生物晶片的裝置與上述圖15A之實施例相似,因此與圖15A相同的元件以相同的符號表示,且不再重覆贅述。圖17A之實施例與圖15A之實施例不同之處在於,本實施例是在旋轉台100之轉盤100b(多個垂直固定板)上放置了多個載具1200。類似地,將樣品500從載具1200之微流管道1202的入口端1202a注入之後,樣品500藉由毛細現象而自動吸入微流管道1202之中。
請參照圖17B,在每一個載具1200上附著一個對應的基板300。當然,在載具1200與基板300之間可以選擇性地設置墊片(未繪示)。然後,啟動旋轉台100以提供載具1200離心力,使得微流管道1202中的樣品500可從微 流管道1200的入口端1202a流向出口端1202b,進而使樣品500中的特定生物分子或粒子502定錨(immobilize)於基板300之表面300a上。
由於此實施例是在旋轉台100上放置了多個載具1200以及多個基板300。因此,當進行一次的旋轉程序之後,便可同時完成多個微陣列生物晶片的製作。
在圖17A至圖17B之實施例中,雖然每一個載具1200是直接與對應的基板300附著在一起。然,在其他實施例中,也可以在每一個載具1200與對應的基板300之間進一步設置墊片。
圖18A是根據一實施例之載具的示意圖,且圖18B是圖18A之載具的分解示意圖。請同時參照圖18A以及圖18B,本實施例之盤式載具1200也可以是由頂部碟片1200a以及至少一個通道碟片1200b~1200f堆疊而成,而且每一個通道碟片1200b~1200f包括至少一微流管道1202。在本實施例中,頂部碟片1200a不具有微流管道。當頂部碟片1200a與通道碟片1200b~1200f堆疊在一起之後,即可形成貫穿載具1200之微流管道1202。
在上述各實施例中,載具1200之微流管道1202是直線型管道,然本發明不限於此。換言之,在其他實施例中,盤式載具1200之微流管道1202也可以是如圖3A所示之L型管道,如圖3B所示之L型且包括導斜角之管道、如圖3C所示之L型且包括導弧角之管道、如圖3E所示之傾斜直線型管道、或是如圖3F所示之曲線型管道。另外,根 據其他實施例,樣品500也可從載具1200之微流管道1202的出口端1202b注入。之後,樣品500可藉由毛細現象而自動吸入微流管道1202之中。如果樣品500也可從載具1200之微流管道1202的出口端1202b注入可以防止氣泡的產生,以避免氣泡的存在而影響樣品500中含有的特定生物分子或粒子502定錨於基板300上之區域輪廓。如此一來,便可使得樣品500中含有的特定生物分子或粒子502能夠更均勻地且完整地定錨於基板300之表面300a上。
第四實施例
圖19是根據另一實施例之載具的示意圖。請參照圖18,本實施例之載具2200為圓盤式載具,且載具2200包括上表面2200a、下表面2200b以及環狀側表面2200c。此外,載具2200同樣包括至少一微流管道2202。類似地,載具2200之微流管道2202包括入口端2202a以及出口端2202b,而且微流管道2202之入口端2202a位於載具2200之上表面2200a上,且微流管道2202之出口端2202b位於載具2200之環狀側表面2200c上。
利用上述之載具來製造微陣列生物晶片之方法如下所述。首先請參照圖20A,將載具2200裝設於旋轉台100,上。為了配合載具1200是圓盤式載具,本實施例之基板2300是採用可撓式基板,且可撓式基板2300是附著在圓盤式載具2200之環狀側表面2200c上。
請同時參照圖20A及20B,將樣品500從載具2200 之微流管道2202的入口端2202a注入,此時樣品500藉由毛細現象而自動吸入微流管道2202之中。然後,啟動旋轉台100以提供載具2200離心力,使得微流管道2202中的樣品500可從微流管道2200的入口端2202a流向出口端2202b,進而使樣品500中的特定生物分子或粒子502定錨於基板2300之表面上。
完成上述之步驟之後,將基板2300自載具2200移出,即可得到如圖21之基板2300,其表面2300a上形成多個包括特定生物分子或粒子502的區域。在基板2300之表面2300a上的多個包括特定生物分子或粒子502的區域可定錨不同的生物分子或粒子,或是相同的生物分子或粒子,其主要是根據後續微陣列生物晶片的應用而定。而此基板2300上包括多個晶片單元CH。最後,再將基板2300進行切割,即可得到多個如圖5C所示之晶片CH。
在圖19以及圖20A至圖21B之實施例中,雖然載具2200是直接與基板2300附著在一起。然,在其他實施例中,也可以在載具2200與對應的基板2300之間進一步設置墊片。另外,根據其他實施例,樣品500也可從載具2200之微流管道2202的出口端2202b注入。之後,樣品500可藉由毛細現象而自動吸入微流管道2102之中。如果樣品500也可從載具2200之微流管道2202的出口端1202b注入可以防止氣泡的產生,以避免氣泡的存在而影響樣品500中含有的特定生物分子或粒子502定錨於基板2300上之區域輪廓。如此一來,便可使得樣品500中含有的特定 生物分子或粒子502能夠更均勻地且完整地定錨於基板2300之表面2300a上。
圖22是根據另一實施例之載具的示意圖。請參照圖22,圖22之載具3200之結構與圖19之載具2200相似,不同之處在於載具3200為輪框型載具。換言之,載具3200是空心結構。載具3200包括環狀內側表面3200a以及環狀外側表面3200b。此外,載具3200同樣包括至少一微流管道3202。類似地,對於載具3200而言,其微流管道3202之入口端位於環狀內側表面3200a且出口端位於環狀外側表面3200b。
因此,當要利用上述之載具來製造微陣列生物晶片之方法時,先從位於載具3200之環狀內側表面3200a之微流管道3202的入口端將樣品注入,此時樣品藉由毛細現象而自動吸入微流管道3202之中。然後,如同圖20B之步驟一樣,將可撓式基板2300附著在載具3200之環狀外側表面3200b上。之後,當旋轉台提供載具3200離心力時,可使得微流管道3202中的樣品500流向微流管道3202的出口端,而使樣品500中的特定生物分子或粒子502能定錨於晶片之表面上。
根據另一實施例,將樣品注入載具3200之方式也可以從位於載具3200之環狀外側表面3200b之微流管道3202的出口端將樣品注入,此時樣品藉由毛細現象而自動吸入微流管道3202之中。然後,如同圖20B之步驟一樣,將可撓式基板2300附著在載具3200之環狀外側表面 3200b上。之後,當旋轉台提供載具3200離心力時,可使得微流管道3202中的樣品500往微流管道3202的出口端流出,而使樣品500中的特定生物分子或粒子502能定錨於晶片之表面上。
類似地,載具3200與的基板2300之間也可進一步設置墊片。
圖23A是根據一實施例之載具的示意圖,且圖23B是圖23A之載具的分解示意圖。請同時參照圖23A以及圖23B,本實施例之輪框型載具3200也可以是由頂部碟片3200a以及至少一個通道碟片3200b~3200c堆疊而成,而且每一個通道碟片3200b~3200c包括至少一微流管道3202。在本實施例中,頂部碟片3200a不具有微流管道。當頂部碟片3200a與通道碟片3200b~3200c堆疊在一起之後即可形成具有微流管道3202之載具3200。
而無論是圓盤式載具2200或是輪框型載具3200,其微流管道2202(或3202)可以是L型管道、或是如圖3B所示之L型且包括導斜角之管道、如圖3C所示之L型且包括導弧角之管道、如圖3D所示之直線型管道、如圖3E所示之傾斜直線型管道、或是如圖3F所示之曲線型管道。
第五實施例
圖24A至圖24B是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的示意圖。請參照圖24A,在本實施例中,製造微陣列生物晶片的裝置中的載具4200包括至少一微流管道 4202。本實施例之圖示是單一微流管道4202之剖面圖為例來說明,然實際上載具4200上可包括多個微流管道4202。在此,微流管道4202為V型管道。V型管道4202之兩端之其中之一為入口端4202a。另外,在V型管道4202之兩端之間的區域為中間區域4210,而在中間區域4210中則設計有微流管道4202之出口端4202b。根據一實施例,此V型管道4202之兩端之其中之一是作為入口端4202a,而另一端可作為收集區4202c,以收集多餘的液體,另外也可包含有一排氣孔設置於收集區4202c。類似地,基板300是附著於載具4200上,且載具4200之微流管道4202的出口端4202b與基板300之表面300a相接觸。倘若收集區4202c設置有排氣孔,那麼可使得V型管道4202內的氣體不會累積在出口端4202b,意即氣泡不會佔據出口端4202b,如此便能使樣品500完全地與出口端4202b之基板300接觸。
利用上述之載具4200來製作微陣列生物晶片的方法如下。首先,將上述之載具4200及基板300固定於旋轉台(如圖1所示之旋轉台100),並且從V型管道4202之入口端4202a將樣品500注入載具4200之V型管道4202中。類似地,樣品500可藉由毛細現象而自動吸入微流管道4202之中。
之後,啟動旋轉台以提供載具4202離心力。在本實施例中,啟動旋轉台以提供載具4200離心力之步驟中,更進一步對載具4200之微流管道4202內的樣品500進行擾 動程序。所述擾動程序包括使旋轉台進行正反轉旋轉,例如是以圖24A之旋轉方向4204a正轉以及以圖24B之旋轉方向4204b反轉,或是進行加減速旋轉。而上述擾動程序可以樣品500於微流管道4202的變化如圖24A以及圖24B所標示之液面4206變化。換言之,藉由上述之擾動程序,可使樣品500於微流管道4202中反覆沖刷(如箭頭4208a,4208b所示),以使樣品500中的特定生物分子或粒子502經由微流管道4202之出口端4202b而定錨於基板300之表面300a上。
藉由上述之擾動程序,位於微流管道4202內的樣品500與特定生物分子或粒子502會受到科氏力、尤拉力以及離心力的作用。因此,當旋轉台的旋轉參數改變(正反轉或是加減速)時,在微流管道4202之不同位置的樣品500與特定生物分子或粒子502也會受到不同程度的科氏力、尤拉力以及離心力的作用,因而對微流管道4202內的樣品500與特定生物分子或粒子502產生擾動作用。如此,可將樣品500中未能成功定錨於基板300表面300a的特定生物分子或粒子502帶離基板300之表面300a,以使樣品500中其他特定生物分子或粒子502有機會能與基板300之表面300a接觸。
在圖24A以及圖24B之實施例中,雖然載具4200是直接與基板300附著在一起。然,在其他實施例中,也可以在載具4200與對應的基板300之間進一步設置墊片。另 外,根據其他實施例,樣品500也可從載具4200之微流管道4202的出口端4202b注入。之後,樣品500可藉由毛細現象而自動吸入微流管道4202之中。如果樣品500也可從載具4200之微流管道4202的出口端4202b注入可以防止氣泡的產生,以避免氣泡的存在而影響樣品500中含有的特定生物分子或粒子502定錨於基板300上之區域輪廓。如此一來,便可使得樣品500中含有的特定生物分子或粒子502能夠更均勻地且完整地定錨於基板300之表面300a上。
圖25A是根據一實施例之載具的示意圖,且圖25B是圖25A之盤式載具的分解示意圖。請同時參照圖25A以及圖25B,本實施例之載具4200也可以是由頂部碟片4200a以及至少一個通道碟片4200b~4200f堆疊而成,而且每一個通道碟片4200b~4200f包括至少一V型管道4202。在本實施例中,頂部碟片4200a不具有微流管道。當頂部碟片4200a與通道碟片4200b~4200f堆疊在一起之後即可形成具有V型管道4202之載具4200。
值得一提的是,本實施例之V型管道也可以應用於輪框型載具中。如圖26所示,根據另一實施例,輪框型載具4300是由頂部碟片4300a以及至少一個通道碟片4300b~4300c堆疊而成,而且每一個通道碟片4300b~4300c包括至少一V型管道4302。當頂部碟片4300a與通道碟片4300b~4300c堆疊堆疊在一起之後即可形成具有V型管道4302之載具4300。
圖27是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的示意圖。請參照圖27,此實施例與上述圖24A及圖24B之實施例相似,不同之處在於,載具5200之微流管道5202為波浪型管道。類似地,本實施例之圖示是以單一微流管道5202之剖面圖為例來說明,然實際上載具5200上可包括多個微流管道5202。波浪型管道5202之兩端其中之一為入口端5202a,而另一端可作為收集區5202c,以收集多餘的液體,另外也可包含有一排氣孔設置於收集區5202c。另外,在波浪型管道5202之兩端之間的區域為中間區域5210,而在中間區域5210中則設計有多個出口端5202b。類似地,基板300是附著於載具5200上,且載具5200之微流管道5202的多個出口端5202b與基板300之表面300a相接觸。倘若收集區5202c設置有排氣孔,那麼可使得微流管道5202內的氣體不會累積在出口端5202b,意即氣泡不會佔據出口端5202b,如此便能使樣品500完全地與出口端5202b之基板300接觸。
利用上述之載具5200來製作微陣列生物晶片的方法如下。首先,將上述之載具5200及基板300固定於旋轉台(如圖1所示之旋轉台100),並且從波浪型管道5202之入口端5202a將樣品500注入載具5200之波浪型管道5202中。類似地,樣品500可藉由毛細現象而自動吸入微流管道5202之中。
之後,啟動旋轉台,以提供載具5202離心力5204。由於離心力5204的作用,可使得樣品500往微流管道5202 之出口端5202b移動,進而使樣品500中的特定生物分子或粒子502能定錨於基板300之表面。
類似地,在本實施例中,啟動旋轉台以提供載具5200離心力之步驟中,更進一步對載具5200之微流管道5202內的樣品500進行擾動程序。所述擾動程序包括使旋轉台進行正反轉旋轉或是進行加減速旋轉。換言之,藉由上述之擾動程序,可使樣品500於微流管道5202中反覆沖刷,以使樣品500中的特定生物分子或粒子502經由微流管道5202之出口端5202b而定錨於基板300之表面300a上。
藉由上述之擾動程序,位於微流管道5202內的樣品500與特定生物分子或粒子502會受到科氏力、尤拉力以及離心力的作用。因此,當旋轉台的旋轉參數改變(正反轉或是加減速)時,在微流管道5202之不同位置的樣品500與特定生物分子或粒子502也會受到不同程度的科氏力、尤拉力以及離心力的作用,因而對微流管道5202內的樣品500與特定生物分子或粒子502產生擾動作用。如此,可將樣品500中未能成功定錨於基板300表面300a的特定生物分子或粒子502帶離基板300之表面300a,以使樣品500中其他特定生物分子或粒子502有機會能與基板300之表面300a接觸。
由於本實施例之單一波浪型管道5202即包括多個出口端5202b,因此在進行一次的旋轉步驟之後,每一波浪型管道5202即可在基板300上形成多個包括特定生物分子或粒子502的區域。不同條波浪狀管道5202可以注入含有相同或不同特定生物分子或粒子502的樣品500。
在圖27之實施例中,雖然載具5200是直接與基板300附著在一起。然,在其他實施例中,也可以在載具5200與對應的基板300之間進一步設置墊片。另外,根據其他實施例,樣品500也可從載具5200之微流管道5202的出口端5202b注入。之後,樣品500可藉由毛細現象而自動吸入微流管道5202之中。如果樣品500也可從載具5200之微流管道5202的出口端5202b注入可以防止氣泡的產生,以避免氣泡的存在而影響樣品500中含有的特定生物分子或粒子502定錨於基板300上之區域外型。如此一來,便可使得樣品500中含有的特定生物分子或粒子502能夠更均勻地且完整地定錨於基板300之表面300a上。
圖28是根據一實施例之載具的分解示意圖,且為波浪型管道應用於盤式載具之實施例。請參照圖28,本實施例之載具5300是由頂部碟片5300a以及至少一個通道碟片5300b~5300c堆疊而成,而且每一個通道碟片5300b~5300c包括至少一波浪型管道5302。在本實施例中,頂部碟片5300a不具有微流管道。當頂部碟片5300a與通道碟片5300b~5300c堆疊在一起之後即可形成具有波浪型管道5302之載具5200。
值得一提的是,本實施例之波浪型管道也可以應用輪框型載具中。如圖29所示,根據另一實施例,輪框型載具5400是由頂部碟片5400a以及至少一個通道碟片5400b~5400c堆疊而成,而且每一個通道碟片5400b~5400c包括至少一波浪型管道5402。當頂部碟片5400a與通道碟片5400b~5400c堆疊堆疊在一起之後即可形成具有波浪型管道5402之載具5400。
綜上所述,本發明利用離心力的作用,使得樣品從微流管道的入口端流向出口端,並且集中於出口端,使得能夠接觸晶片之表面的樣品的濃度提高,進而大幅縮短樣品成功定錨於晶片上的時間,達到較高密度的點製結果,同時特殊的微流道結構,也可以產生沖刷效果,進而提高定錨之均勻性。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故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。
100...旋轉台
100a...馬達
100b...轉盤
200,210,250,1200,2200,3200,4200,5200...載具
200a,2200a...上表面
200b,2200b...下表面
200c,2200c...側表面
202,202a~202e,212,252,1202,2202,3202,4202,5202...微流管道
202a,212a,252a,1202a,2202a,4202a,5202a...入口端
202b,212b,252b,1202b,2202b,4202b,5202b...出口端
210a,250a,1200a,3200a,4200a,4300a,5300a,5400a...頂部碟片
210b~210e,250b~250e,1200b~1200f,3200b~3200c,4200b~4200f,4300b~4300c,5300b~5300c,5400b~5400c...通道碟片
211,211a~211e,251,251a~251e...旋轉軸孔
222a~222d,262a~262d...注入孔
224a~224d,226a~226c,228a~228b,229,264a~264d,266a~266c,268a~268b,269...注入開口
230a~230d,270a~270d...流道
300,2300...晶片
300a,2300a...表面
400...墊片
402...貫孔
500...樣品
3200a...內側表面
3200b...外側表面
4202c,5202c...收集區
4204a,4202b...旋轉方向
4206...液面
4208a,4208b,5208...方向
4210...中間區域
502...生物分子或粒子
5204...離心力
圖1是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的裝置的示意圖。
圖2是根據一實施例之載具的示意圖。
圖3A至圖3F是根據數個實施例之載具中的微流管道的示意圖。
圖4是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的裝置的示意圖。
圖5A至圖5B是利用圖1之裝置來製造微陣列生物晶片的流程示意圖。
圖5C是利用圖1之裝置所製造出的微陣列生物晶片的示意圖。
圖6A至圖6B是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的流程示意圖。
圖7是根據另一實施例之載具的示意圖。
圖8A至圖8E是圖7之載具的分解圖。
圖9A至圖9B是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的流程示意圖。
圖10是利用圖9A及圖9B之方法所製造出的微陣列生物晶片的示意圖。
圖11是根據另一實施例之載具的示意圖。
圖12A至圖12E是圖11之載具的分解圖。
圖13A至圖13B是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的流程示意圖。
圖14是根據另一實施例之載具的示意圖。
圖15A至圖15B是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的流程示意圖。
圖16是利用圖15A及圖15B之方法所製造出的微陣列生物晶片的示意圖。
圖17A至圖17B是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的流程示意圖。
圖18A是根據一實施例之載具的示意圖,且圖18B是圖18A之載具的分解示意圖。
圖19是根據另一實施例之載具的示意圖。
圖20A至圖20B是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的流程示意圖。
圖21是利用圖20A及圖20B之方法所製造出的微陣列生物晶片的示意圖。
圖22是根據另一實施例之載具的示意圖。
圖23A是根據一實施例之載具的示意圖,且圖23B是圖23A之載具的分解示意圖。
圖24A至圖24B是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的示意圖。
圖25A是根據一實施例之載具的示意圖,且圖25B是圖25A之載具的分解示意圖。
圖26是根據一實施例之載具的分解示意圖。
圖27是根據一實施例之製造微陣列生物晶片的示意圖。
圖28是根據一實施例之載具的分解示意圖。
圖29是根據一實施例之載具的分解示意圖。
100...旋轉台
100a...馬達
100b...轉盤
200...載具
200a...上表面
200b...下表面
200c...側表面
300...基板
300a...表面
500...樣品

Claims (31)

  1. 一種製造微陣列生物晶片的裝置,包括:一旋轉台;至少一載具,固定於該旋轉台上,其中該載具包括至少一條微流管道,且該微流管道包括一入口端以及一出口端;以及至少一基板,具有一表面附著在該載具之該微流管道的該出口端,其中該基板具有垂直於該表面的一法線,其中一樣品從該載具之該微流管道的該入口端或該出口端注入,當該旋轉台被啟動以提供該載具一離心力,該旋轉台之該離心力的一施力方向平行於該基板之該法線方向,使得該樣品從該微流管道的該入口端流向該出口端,進而定錨於該基板之該表面上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該微流管道為一L型管道、一L型且包括導斜角之管道、一L型且包括導弧角之管道、一直線型管道、一傾斜直線型管道或是一曲線型管道。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,更包括一墊片,位於該載具與該基板之間,其中該墊片包括至少一貫孔,其與該載具之該微流管道相通。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該載具為一塊狀載具,且該塊狀載具包括一上表面、一下表面以及多個側表面,該微流管道之入口端位於該上表面,該微流管道之出口端位於其中一側表面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該載具為一圓盤式載具且包括一上表面、一下表面以及一環狀側表面,該基板為一可撓式基板且附著在該圓盤式載具之該環狀側表面上,該圓盤式載具之該微流管道之該入口端位於該上表面上,且該出口端位於該環狀側表面上。
  6. 如申請專利範圍第4或5項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該載具包括一頂部碟片以及至少一個通道碟片堆疊而成,該頂部碟片包括至少一注入孔,該通道碟片包括至少一注入開口以及至少一流道,該頂部碟片之注入孔與該通道碟片之注入開口及流道構成該載具之該微流管道。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該微流管道為一L型管道、一L型且包括導斜角之管道、一L型且包括導弧角之管道、一直線型管道、一傾斜直線型管道或是一曲線型管道。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該載具為一盤式載具,且該盤式載具包括至少一貫孔以作為該載具之微流管道。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該載具為一輪框型載具且包括一環狀內側表面以及一環狀外側表面,該基板為一可撓式基板且附著在該輪框型載具之環狀外側表面上。
  10. 如申請專利範圍第8或9項所述之製造微陣列生 物晶片的裝置,其中該載具由包括一頂部碟片以及至少一個通道碟片堆疊而成,且該通道碟片包括該至少一微流管道。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該微流管道為一V型管道,其入口端位於該V型管道兩端之其中之一,且其出口端位於該V型管道之一中間區域。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該V型管道兩端之其中之一為該入口端,且另一端為一收集區,且該收集區包括一排氣孔。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該載具由包括一頂部碟片以及至少一個通道碟片堆疊而成,且該通道碟片包括該至少一V型管道。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該載具為一盤式載具或是一輪框型載具。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該微流管道為一波浪型管道,其入口端位於該波浪型管道兩端之其中之一,且於該波浪型管道之一中間區域包括至少一出口端。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該波浪型管道之兩端的其中之一為該入口端,且另一端為一收集區,且該收集區包括一排氣孔。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該載該載具由包括一頂部碟片以及至少 一個通道碟片堆疊而成,且該通道碟片包括該至少一波浪型管道。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之製造微陣列生物晶片的裝置,其中該載具為一盤式載具或是一輪框型載具。
  19. 一種製造微陣列生物晶片的方法,包括:提供至少一載具,該載具上包括至少一條微流管道,且該微流管道包括一入口端以及一出口端;將至少一基板附著在該載具上,以使該基板之一表面附著在該載具之該微流管道的該出口端,其中該基板具有垂直於該表面的一法線;將一樣品從該載具之該微流管道的該入口端或是該出口端注入;將該載具以及該基板固定於一旋轉台上;以及啟動該旋轉台,以提供該載具一離心力,其中該旋轉台之該離心力的一施力方向平行於該基板之該法線方向,使得該樣品經由該微流管道的該出口端而定錨(immobilize)於該基板之該表面上。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之製造微陣列生物晶片的方法,更包括在該載具與該基板之間裝設一墊片,該墊片包括至少一貫孔,其與該載具之該微流管道相通。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之製造微陣列生物晶片的方法,其中該至少一載具為多個載具,該至少一基板為多個基板,且每一基板附著在對應的一個載具上。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之製造微陣列生物 晶片的方法,其中該至少一載具由一頂部碟片以及多個通道碟片堆疊而成。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之製造微陣列生物晶片的方法,其中該載具為一塊狀載具、一盤式載具、一圓盤式載具或是一輪框型載具。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之製造微陣列生物晶片的方法,其中該微流管道為一L型管道、一L型且包括導斜角之管道、一L型且包括導弧角之管道、一直線型管道、一傾斜直線型管道或是一曲線型管道。
  25. 如申請專利範圍第19項所述之製造微陣列生物晶片的方法,其中該載具為一圓盤式載具或是一輪框型載具,且該基板為一可撓式基板。
  26. 如申請專利範圍第19項所述之製造微陣列生物晶片的方法,其中啟動該旋轉台之步驟更包括對該微流管道內的該樣品進行一擾動程序。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之製造微陣列生物晶片的方法,其中該擾動程序包括使該旋轉台進行一正反轉旋轉或是進行一加減速旋轉。
  28. 如申請專利範圍第19項所述之製造微陣列生物晶片的方法,其中該微流管道為一V型管道,且該出口端位於該V型管道之一中間區域,當啟動該旋轉台時,該樣品經由該出口端定錨於該基板之表面上。
  29. 如申請專利範圍第19項所述之製造微陣列生物晶片的方法,該微流管道為一波浪型管道,且該波浪型管 道之一中間區域包括多個出口端,當啟動該旋轉台時,該樣品經由該些出口端定錨於該基板之表面上。
  30. 如申請專利範圍第19項所述之製造微陣列生物晶片的方法,其中該樣品為一生物樣品,且該基板之表面為一經處理之表面,當啟動該旋轉台之後,該生物樣品定錨於該基板之經處理之表面上。
  31. 如申請專利範圍第19項所述之製造微陣列生物晶片的方法,其中該樣品為一表面處理試劑,當啟動該旋轉台之後,該表面處理試劑定錨或反應於該基板之表面上。
TW100114915A 2011-04-28 2011-04-28 製造微陣列生物晶片的裝置以及方法 TWI432727B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100114915A TWI432727B (zh) 2011-04-28 2011-04-28 製造微陣列生物晶片的裝置以及方法
CN2011101620667A CN102755914A (zh) 2011-04-28 2011-06-13 制造微阵列生物芯片的装置以及方法
US13/183,457 US20120277123A1 (en) 2011-04-28 2011-07-15 Apparatus and method for manufacturing microarray biochip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100114915A TWI432727B (zh) 2011-04-28 2011-04-28 製造微陣列生物晶片的裝置以及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201243324A TW201243324A (en) 2012-11-01
TWI432727B true TWI432727B (zh) 2014-04-01

Family

ID=47050702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100114915A TWI432727B (zh) 2011-04-28 2011-04-28 製造微陣列生物晶片的裝置以及方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20120277123A1 (zh)
CN (1) CN102755914A (zh)
TW (1) TWI432727B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI576154B (zh) * 2015-06-10 2017-04-01 台灣粒線體應用技術股份有限公司 生物樣品分割機與生物樣品分割方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110864468A (zh) * 2019-10-22 2020-03-06 杭州电子科技大学 采用微通道金属圆管换热器做级后冷却器的低温制冷机

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1209626C (zh) * 2002-04-27 2005-07-06 公准精密工业股份有限公司 生物芯片工作平台
WO2005043154A2 (en) * 2003-10-27 2005-05-12 Massachusetts Institute Of Technology High density reaction chambers and methods of use
US20060263832A1 (en) * 2005-05-16 2006-11-23 Wen Shang Patterning of centrosomes and centrosome fragments as templates for directed growth of microtubules
US8383059B2 (en) * 2005-09-30 2013-02-26 University Of Utah Research Foundation Microfluidic interface for highly parallel addressing of sensing arrays
EP2066437A2 (en) * 2006-09-21 2009-06-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Ink jet device and method for producing a biological assay substrate by releasing a plurality of substances onto the substrate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI576154B (zh) * 2015-06-10 2017-04-01 台灣粒線體應用技術股份有限公司 生物樣品分割機與生物樣品分割方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20120277123A1 (en) 2012-11-01
CN102755914A (zh) 2012-10-31
TW201243324A (en) 2012-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11857963B2 (en) Microfluidic structure, microfluidic device having the same and method of controlling the microfluidic device
US8216516B2 (en) Analytical system, analytical method and flow-path structure
US9849455B2 (en) Flow control in microfluidic systems
US8383059B2 (en) Microfluidic interface for highly parallel addressing of sensing arrays
EP1773498B1 (en) Spotting device and method for high concentration spot deposition on microarrays and other microscale devices
JP4597664B2 (ja) 微細流体構造
EP2715357B1 (en) Microfluidic disc for use in with bead-based immunoassays
US7914753B2 (en) Analytical system, and analytical method and flow structure thereof
JP2005230816A (ja) 液体を処理するためのマイクロ構造化されたプラットフォーム及び該プラットフォームの使用法
Gubala et al. Simple approach to study biomolecule adsorption in polymeric microfluidic channels
CN104561286B (zh) 一种新型聚合酶链反应微流体芯片控制系统及其制备方法
WO2021185086A1 (zh) 检测芯片及其修饰方法
JP2004536694A (ja) 標的−受容体との結合を促進および強化する方法、およびそのための装置
TWI432727B (zh) 製造微陣列生物晶片的裝置以及方法
EP2270515B1 (en) Microchannel and analyzing device
Ukita et al. Stacked centrifugal microfluidic device with three-dimensional microchannel networks and multifunctional capillary bundle structures for immunoassay
CN109073518B (zh) 使用磁性微粒将分析物从大体积浓缩至较小体积中的dmf方法和系统
CN104792845A (zh) 传感装置
JP4372790B2 (ja) 縁取りされた作用区域を備える作用装置、オンチップラボ及びマイクロシステム
CN1316040C (zh) 加快生物芯片微流体反应的装置及方法
JP2014219424A (ja) 回転式分析チップおよびそれを用いた測定システム
JP4869205B2 (ja) マイクロ流体デバイス及びマイクロ流体デバイス装置
KR101048858B1 (ko) 개방형 그루브 채널 칩
CN111443194A (zh) 免疫检测方法