TWI499779B - 檢測晶片及其使用方法 - Google Patents
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Description
本揭露是有關於一種檢測晶片及其使用方法,且特別是有關於一種試劑可保存和回復使用的檢測晶片及其使用方法。
近年來,隨著生物科技蓬勃發展及醫療上對預防醫學、早期診斷等的需求提高的趨勢,利用微機電系統技術製作的生物晶片深受矚目。
目前生物晶片檢測雖蓬勃發展出不同方法,但對於試劑的保存和使用卻著墨不多。詳細而言,大多數在使用生物晶片時,需要額外地將多種不同反應試劑加入生物晶片中。這意味著使用者在使用微小的生物晶片時,卻仍需要準備許多其他的試劑。此外,在某些情況下,上述操作仍需要在實驗室進行,因此無法有效發展定點或田野使用。因此,亟需一種自包含反應試劑且可快速回復使用檢測的晶片。
本揭露提供一種檢測晶片,所述檢測晶片內包含檢測所需的試劑。
本揭露提供一種檢測晶片的使用方法,使存放在檢測晶片內的試劑可回復以利使用。
本揭露的檢測晶片包括基板、活性試劑、親水性液滴及親油性物質。基板包括設置有第一容置槽,其中第一容置槽包括彼此相鄰的第一空間及第二空間。活性試劑配置於第一容置槽的第一空間中。親水性液滴配置於第一容置槽的第二空間中。親油性物質配置於第一容置槽中,其中親油性物質與活性試劑及親水性液滴不互溶,且將活性試劑與親水性液滴隔開。
本揭露的檢測晶片的使用方法包括下列步驟。提供如上所述之檢測晶片。使檢測晶片中的親油性物質由固態轉換成液態。使用外力裝置使親水性液滴與活性試劑接觸,以使活性試劑溶解於親水性液滴中,以形成第一液滴試劑。使檢體與第一液滴試劑接觸。
基於上述,本揭露的實施例所提出之檢測晶片可妥善將活性試劑及親水性液滴存放於其內部。此外,本揭露的檢測晶片透過簡易操作即可使活性試劑回復使用,因此其不需在進行檢測時額外添加反應試劑,進而改善檢測晶片的使用方便性。
為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、100’、100”、200、300、400、500‧‧‧檢測晶片
102‧‧‧基板
104、504‧‧‧活性試劑
106、506‧‧‧親水性液滴
108‧‧‧親油性物質
110、502‧‧‧第一容置槽
110a、110b‧‧‧空間
112‧‧‧流道
113a‧‧‧起點端
113b‧‧‧終點端
114‧‧‧注入槽
116‧‧‧偵測槽
118‧‧‧外力裝置
120、120’‧‧‧檢體
122‧‧‧磁珠顆粒
140、140’、140”‧‧‧第一液滴試劑
202、302、402‧‧‧第二容置槽
204、304、404‧‧‧第二液滴試劑
θ‧‧‧角度
D、D”、D'''、D''''‧‧‧方向
S1000~S1600‧‧‧步驟
圖1是依照本揭露一實施例之檢測晶片的立體示意圖。
圖2是依照本揭露一實施例之使用檢測晶片的流程圖。
圖3A至圖3C是圖1之檢測晶片之親水性液滴與活性試劑接觸的流程剖面圖。
圖4A至圖4C是依照本揭露一實施例之親水性液滴與活性試劑接觸的流程剖面圖。
圖5A至圖5C是依照本揭露一實施例之親水性液滴與活性試劑接觸的流程剖面圖。
圖6是依照本揭露一實施例之檢體與第一液滴試劑接觸的立體示意圖。
圖7是依照本揭露另一實施例之檢體與第一液滴試劑接觸的立體示意圖。
圖8是依照本揭露又一實施例之檢體與第一液滴試劑接觸的立體示意圖。
圖9是依照本揭露另一實施例之檢測晶片的立體示意圖。
圖10是依照本揭露又一實施例之檢測晶片的立體示意圖。
圖11是依照本揭露再一實施例之檢測晶片的立體示意圖。
圖12是依照本揭露又再一實施例之檢測晶片的立體示意圖。
圖1是依照本揭露一實施例之檢測晶片的立體示意圖。在圖1中,檢測晶片100例如是一種微流體晶片,因此檢測晶片100具有微流體晶片相應的元件,包括流道112、注入槽114以及偵測槽116。當然,根據檢測晶片100的應用,其還可包括微感測器(未繪示)、微致動器(未繪示)、微幫浦(未繪示)及微流體混合器(未繪示)等等其他元件。然而,本揭露並不限於此。本領域具有通常知識者藉由以下對圖1之檢測晶片100的說明,應可理解本揭露的檢測晶片也可以是微陣列晶片或其他種類的晶片。倘若檢測晶片100為陣列晶片或其他種類的晶片,其對應更進一步設置有微陣列晶片或其他種類的晶片的所需的元件。因此,本揭露的檢測晶片並不以圖1中所繪者為限。
請參照圖1,檢測晶片100包括基板102、活性試劑104、親水性液滴106及親油性物質108。
基板102包括設置有第一容置槽110,且第一容置槽110包括彼此相鄰的空間110a及空間110b。在此,基板102的材質包括矽基板、玻璃基板、塑膠基板或其他合適的基板。
在本實施例中,基板102更包括流道112,其與第一容置槽110的空間110b相連通,且流道112具有起點端113a及相對於起點端113a的終點端113b。另外,在本實施例中,基板102更包括注入槽114,其配置於流道112的起點端113a處,以及基板102更包括偵測槽116,其配置於流道112的終點端113b處。本領域具有通常知識者應理解,可由注入槽114加入檢體120至檢測晶
片100中,以及根據實際上檢測的需求,可將移動至偵測槽116中的檢體120以不同的偵測系統進行偵測。然而,在其他實施例中,基板102可以不包括偵測槽116。也就是說,檢測晶片100可不需透過偵測槽116來得到檢測結果。上述流道112、第一容置槽110、注入槽114以及偵測槽116的形成方法例如是採用微影與蝕刻製程、光刻技術或是其他合適的製程方法。
活性試劑104配置於第一容置槽110的空間110b中。在本實施例中,活性試劑104可以乾燥的固體狀態存在,也可以液體狀態存在。也就是說,活性試劑104可以是乾燥固體活性試劑,也可以是液體活性試劑。更詳細地說,在生化檢測中,許多活性試劑104若以活化狀態保存在檢測晶片100中,其檢測活性極易衰減,從而降低檢測晶片100的使用性。因此,對於以溶液狀態保存會有活性衰退的試劑,本揭露可將活化前的該試劑以粉末固體狀態或液體狀態存在於檢測晶片100,使得其保存在檢測晶片100中的時間增加。在本實施例中,活性試劑104例如是含酵素的試劑、含抗體的試劑、含抗原的試劑、含蛋白質的試劑、含核苷酸的試劑、含引子的試劑或含金屬化合物的試劑。
親水性液滴106配置於第一容置槽110的空間110a中。在本實施例中,親水性液滴106可溶解活性試劑104。因此,當親水性液滴106與活性試劑104接觸時,活性試劑104可由保存狀態(乾燥固體或液體)變成使用狀態(溶液),以利檢測反應進行。在本實施例中,親水性液滴106例如是水、緩衝液、界面活性劑
或含生物分子的檢測試劑。此外,倘若活性試劑104是受其他物質活化才具有檢測活性的情況下,亦可將該些物質加入親水性液滴106中。舉例而言,當活性試劑104為含酵素的試劑時,親水性液滴106可為可溶解酵素並在溶解後提供酵素活化環境的緩衝液,或是可在親水性液滴106中加入活化酵素的物質。另外,值得注意的是,雖然在圖1所繪示的實施例中,活性試劑104是配置於空間110b中,而親水性液滴106是配置於空間110a中,但本發明並不限於此。在其他實施例中,活性試劑104也可以是配置於空間110a中,而親水性液滴106則是配置於空間110b中。
親油性物質108配置於第一容置槽110中,其中親油性物質108與活性試劑104及親水性液滴106不互溶,且親油性物質108將活性試劑104與親水性液滴106隔開。詳細而言,透過油水不互溶的特性,親油性物質108所提供的油性環境,使得活性試劑104與親水性液滴106可彼此分開地存在於檢測晶片100中。
根據一實施例,親油性物質108在小於約10℃下為固體狀態,而在約15至30℃下為液體狀態。詳細而言,如上所述,活性試劑104與親水性液滴106之間只有親油性物質108相隔,故在運輸檢測晶片100時,親水性液滴106仍可能會移動而接觸到活性試劑104。因此,透過親油性物質108在不同溫度環境下相變的特性,使得親水性液滴106在親油性物質108為固體狀態時可被固定在適當的位置而利於運輸。在本實施例中,親油性物質108
例如是液態蠟。親油性物質108的材料性質不特別限制,只要能夠在特定環境下相變為固態或液態即可。
另外一提的是,在本實施例中,除了如上述利用改變溫度的方式外,亦可利用照光的方式,使得呈現固體狀態的親油性物質108轉變為液體狀態以利於後續步驟進行。然而,本揭露並不限於此,只要能夠使親油性物質108由固體狀態轉變為液體狀態即可。
另外,在本實施例中,檢測晶片100更包括外力裝置118,其配置於基板102的外部。外力裝置118用以產生外力,以使得親水性液滴106往特定方向移動。在本實施例中,外力裝置118例如是電力裝置、磁力裝置或超音波裝置。舉例而言,當外力裝置118為磁力裝置時,親水性液滴106中可更含有磁珠顆粒,從而透過外力裝置118內部構建的線圈所產生的磁力來使親水性液滴106移動。在圖1中,雖然繪示檢測晶片100包括位在基板102下方的外力裝置118,然而本揭露並不限於此。在其他實施例中,檢測晶片100可包括位於基板102上下兩方的外力裝置118,或是也可不包括外力裝置118。
接著,將詳細說明本揭露之檢測晶片的使用方法。
圖2是依照本揭露一實施利之使用檢測晶片的流程圖。請參照圖2,本揭露之檢測晶片的使用方法包括下列步驟。提供檢測晶片(步驟S1000)。使檢測晶片中的親油性物質由固態轉換成液態(步驟S1200)。使用外力裝置使親水性液滴與活性試劑接觸,
以使活性試劑溶解於親水性液滴中,以形成第一液滴試劑(步驟S1400)。使檢體與第一液滴試劑接觸(步驟S1600)。在下文中,將以圖1之檢測晶片100為例進行說明。
首先,在步驟S1000中,此實施例之檢測晶片是檢測晶片100。檢測晶片100中各元件的材料與功效已於上述實施例中進行詳盡地說明,故於此不再贅述。
接著,進行圖2之步驟S1200。根據上文描述關於檢測晶片100中之親油性液體108的內容可知,利用改變溫度或照光的方式,可使得呈現固體狀態的親油性液體108轉變為液體狀態以利於後續步驟進行。
接著,將以圖3A至圖3C來說明步驟S1400,詳細說明如下,然而本揭露並不限於以下揭露內容。
圖3A至圖3C是圖1之檢測晶片之親水性液滴與活性試劑接觸的流程剖面圖,其中圖3A為圖1之A-A’線的剖面圖。
首先,請參照圖3A,在一實施例中,外力裝置118為電力裝置,且外力裝置118對親水性液滴106施加電力,以使親水性液滴106因電泳力作用沿著方向D而朝向活性試劑104移動,進而與活性試劑104接觸。接著,請接續地參照圖3B至圖3C,親水性液滴106與活性試劑104接觸後,活性試劑104溶解於親水性液滴106中,而形成第一液滴試劑140。
在上述實施例中,親水性液滴106是以本身含有特定極性分子或離子性化合物等物質來進行說明。然而,本揭露多方面
地不限於此。其中,上述藉由電泳力作用而使親水性液滴106朝向活性試劑104移動的過程可透過額外地將帶電顆粒加入親水性液滴106中來進行。此外,在上述外力裝置118對親水性液滴106施加電力的情況下,還可透過電濕潤力作用改變親水性液滴106的表面張力,以使親水性液滴106沿著方向D朝向活性試劑104移動。並且,在其他實施例中,外力裝置118可以是超音波裝置,且對親水性液滴106施加超音波振動,以使親水性液滴106沿著方向D而朝向活性試劑104移動,進而與活性試劑104接觸。
另外,步驟S1400還可透過其他種方式來實現。也就是說,除了圖3A至圖3C所教示的方式之外,步驟S1400亦可以其他實施例來進行,以下將提供相關說明。
圖4A至圖4C是依照本揭露一實施例之親水性液滴與活性試劑接觸的流程剖面圖。請同時參照圖4A及圖3A,此實施例之檢測晶片100’與上述圖3A之檢測晶片100相似,因此與圖3A相同的元件以相同的符號表示。然而,在圖4A的實施例中,親水性液滴106中還含有磁珠顆粒122,且對應於磁珠顆粒122,外力裝置118在此實施例中為磁力裝置。
再次參照圖4A,利用外力裝置118對親水性液滴106施加磁力,以使親水性液滴106因磁力作用沿著方向D而朝向活性試劑104移動,進而與活性試劑104接觸。接著,請接續地參照圖4B至圖4C,親水性液滴106與活性試劑104接觸後,活性試劑104溶解於親水性液滴106中,而形成第一液滴試劑140’。
另外,圖5A至圖5C是依照本揭露一實施例之親水性液滴與活性試劑接觸的流程剖面圖。請同時參照圖5A及圖3A,此實施例之檢測晶片100”與上述圖3A之檢測晶片100相似,因此與圖3A相同的元件以相同的符號表示。
首先,請參照圖5A,在一實施例中,外力裝置118為可傾斜使重力作用的裝置,且透過外力裝置118,檢測晶片100”可傾斜一角度θ,藉此親水性液滴106因為地心引力的作用,以使親水性液滴106因重力作用沿著方向D”而朝向活性試劑104移動,進而與活性試劑104接觸。然而,本揭露並不限於此。在其他實施例中,使用者可透過其雙手而使檢測晶片100”傾斜一角度θ來同樣達到上述目的。
接著,請接續地參照圖5B至圖5C,親水性液滴106與活性試劑104接觸後,活性試劑104溶解於親水性液滴106中,而形成第一液滴試劑140”。
依照上述方法使得活性試劑104溶解於親水性液滴106中而形成第一液滴試劑(即圖2之步驟S1400)之後。接著,進行圖2之步驟S1600。請同時參照圖2、圖3C及圖6以說明步驟S1600。檢體120’可由注入槽114加入,且經由流道112沿著方向D'''朝向第一液滴試劑140移動,而與第一液滴試劑140接觸。本領域具有通常知識者藉由上述的說明應理解,檢體120’亦可以相同方式與第一液滴試劑140’或第一液滴試劑140”接觸。另外,在此實施例中,檢體與第一液滴試劑140接觸後,可從容置槽110
透過目測或其他觀測方式來得到檢測結果。
另外,根據上述關於使用外力裝置使親水性液滴與活性試劑接觸的揭露內容,本領域具有通常知識者應可理解,檢體120’亦可以類似的方式與第一液滴試劑140、140’或140”接觸。舉例而言,在一實施例中,檢體120’中可更含有磁珠顆粒122,且對應於磁珠顆粒122,外力裝置118在此實施例中為磁力裝置。詳細而言,請參照圖7,利用外力裝置118對檢體120’施加磁力,以使檢體120’因磁力作用經由流道112沿著方向D'''而朝向第一液滴試劑140移動,進而與第一液滴試劑140接觸。
另外,步驟S1600還可透過其他種方式來實現。也就是說,除了圖6所教示的方式之外,步驟S1600亦可以透過使第一液滴試劑(例如第一液滴試劑140、140’或140”)朝向檢體(例如檢體120’)移動來進行,以下將提供詳細說明。
圖8是依照本揭露又一實施例之檢體與第一液滴試劑接觸的立體示意圖。值得注意的是,圖8的實施例是以第一液滴試劑140’為例進行說明。如此一來,根據上述關於圖4A至圖4C的揭露內容,第一液滴試劑140’中含有磁珠顆粒122,且對應於磁珠顆粒122,外力裝置118在此實施例中為磁力裝置。詳細而言,請參照圖8,利用外力裝置118對第一液滴試劑140’施加磁力,以使第一液滴試劑140’因磁力作用經由流道112沿著方向D''''而朝向檢體120’移動,進而與檢體120’接觸。
在另一實施例中,在進行步驟S1600後,可更包括使檢
體經由流道112移動至偵測槽116,並從偵測槽116進行偵測步驟以得到檢測訊號。偵測步驟可例如是透過電化學法、螢光檢測法、冷光檢測法、吸收光譜、反射光譜或質譜分析等等來進行。
基於上述實施例可知,本揭露的檢測晶片內已存放有活性試劑104與親水性液滴106,並且透過簡易操作即可使活性試劑104回復使用。因此,不需在進行檢測時額外添加反應試劑,進而改善檢測晶片的使用方便性。
圖9是依照本揭露另一實施例之檢測晶片的立體示意圖。請同時參照圖9及圖1,此實施例之檢測晶片200與上述圖1之檢測晶片100相似,因此與圖1相同的元件以相同的符號表示,且不再重覆贅述。圖9之檢測晶片200與圖1之檢測晶片100的差異僅在於:基板102更包括第二容置槽202,其與流道112相連通,以及第二容置槽202中更包括設置有第二液滴試劑204,且第二液滴試劑204與親油性物質108不互溶。詳細而言,對於在溶液狀態下保存且不易喪失其檢測活性的第二液滴試劑204,可直接將其設置於檢測晶片200的第二容置槽202中。第二液滴試劑204例如是水、緩衝液、醇類分子或界面活性劑。
另外,雖然上述是以檢測晶片100來說明本揭露之檢測晶片的使用方法,但本領域具有通常知識者藉由所揭露的內容,應可理解檢測晶片200的使用方法。換言之,檢測晶片200的使用方法與上述檢測晶片100相似,也就是可以同樣藉由圖3A至圖3C、圖4A至圖4C及圖5A至圖5C所揭露的方式來進行。在此,
檢測晶片200的使用方法與先前所述之使用方法不同之處在於:檢體在與第一液滴試劑(例如第一液滴試劑140、140’或140”)接觸之前,更包括先與第二液滴試劑204接觸。之後,可從第一容置槽110及第二容置槽202透過目測或其他觀測方式來得到檢測結果。
圖10是依照本揭露又一實施例之檢測晶片的立體示意圖。請同時參照圖10及圖9,此實施例之檢測晶片300與上述圖9之檢測晶片200相似,因此與圖9相同的元件以相同的符號表示,且不再重覆贅述。圖10之檢測晶片300與圖9之檢測晶片200的差異僅在於:圖10之實施例之第二容置槽302及設置在第二容置槽302內的第二液滴試劑304是配置在靠近流道112的終點端113b,而圖9的第二容置槽202及第二液滴試劑204則是配置在靠近流道112的起點端113a。
類似地,雖然上述是以檢測晶片100來說明本揭露之檢測晶片的使用方法,但本領域具有通常知識者藉由所揭露的內容應能理解圖10之檢測晶片300的使用方法。換言之,檢測晶片300的使用方法與上述檢測晶片100相似,也就是可以同樣可藉由圖3A至圖3C、圖4A至圖4C及圖5A至圖5C所揭露的方式來進行。在此,檢測晶片300的使用方法與先前所述之使用方法不同之處在於:在圖10之實施例中,檢體在與第一液滴試劑(例如第一液滴試劑140、140’或140”)接觸之後,更包括與第二液滴試劑304接觸。之後,可從第一容置槽110及第二容置槽302透過目測或
其他觀測方式來得到檢測結果。
圖11是依照本揭露再一實施例之檢測晶片的立體示意圖。請同時參照圖11及圖9,此實施例的檢測晶片400與上述圖9的檢測晶片200相似,因此與圖9相同的元件以相同的符號表示,且不再重覆贅述。此實施例之檢測晶片400與圖9之檢測晶片200的差異僅在於:圖11之基板102包括多個第二容置槽402,且每個第二容置槽402對應設置有一個第二液滴試劑404,其中第二液滴試劑404的種類彼此之間可相同或不相同。另外,在圖11中,雖然繪示多個第二容置槽402的數量為四個,但本揭露並不限定於此。
類似地,雖然上述以檢測晶片100來說明本揭露之檢測晶片的使用方法,但本領域具有通常知識者藉由所揭露的內容,應理解圖11之檢測晶片400的使用方法。換言之,檢測晶片400的使用方法與上述檢測晶片100相似,也就是可以同樣可藉由圖3A至圖3C、圖4A至圖4C及圖5A至圖5C所揭露的方式來進行。在此,檢測晶片400的使用方法與先前所述之使用方法不同之處在於:在圖11之實施例中,檢體除了與第一液滴試劑(例如第一液滴試劑140、140’或140”)接觸外,更包括與多個第二液滴試劑404接觸。之後,可從第一容置槽110及第二容置槽402透過目測或其他觀測方式來得到檢測結果。
圖12是依照本揭露又再一實施例之檢測晶片的立體示意圖。請同時參照圖12及圖11,此實施例的檢測晶片500與上述圖
11的檢測晶片400相似,因此與圖11相同的元件以相同的符號表示,且不再重覆贅述。此實施例之檢測晶片500與圖11之檢測晶片400的差異僅在於:圖12之基板102包括多個第一容置槽502,且每個第一容置槽502對應設置有一個活性試劑504及一個第一液滴試劑506,其中活性試劑504的種類彼此之間可相同或不相同,且第一液滴試劑506的種類彼此之間可相同或不相同。另外,在圖12中,雖然繪示多個第一容置槽502的數量為兩個以及多個第二容置槽402的數量為兩個,但本揭露並不限定於此。
類似地,雖然上述以檢測晶片100來說明本揭露之檢測晶片的使用方法,但本領域具有通常知識者藉由所揭露的內容,應理解圖12之檢測晶片500的使用方法。換言之,檢測晶片500的使用方法與上述檢測晶片100相似,也就是可以同樣可藉由圖3A至圖3C、圖4A至圖4C及圖5A至圖5C所揭露的方式來進行。在此,檢測晶片500的使用方法與先前所述之使用方法不同之處在於:在圖12之實施例中,檢體可依序與由活性試劑504與第一液滴試劑506接觸所形成的第一液滴試劑(如與第一液滴試劑140、140’或140”相似)及多個第二液滴試劑404接觸。之後,可從第一容置槽502及第二容置槽402透過目測或其他觀測方式來得到檢測結果。
由上述圖9至圖12之實施例可知,本揭露的檢測晶片可因應不同檢測的需求來調整檢測晶片的佈置以及所含試劑的種類,因此本揭露的檢測晶片及其使用方法可應用於更多領域中。
綜上所述,上述實施例所提出的檢測晶片內已妥善存放檢測所需的活性試劑及可溶解活性試劑的親水性液滴。此外,上述實施例所提出的檢測晶片透過簡易操作即可使活性試劑回復使用,因此其不需在進行檢測時額外添加反應試劑,進而改善檢測晶片的使用方便性。另外,上述實施例所提出的檢測晶片可依據實際上檢測的需求來調整檢測晶片的佈置、使用方法以及所含試劑的種類,因此可提供多元化的應用。
雖然本揭露已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本揭露,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本揭露的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧檢測晶片
102‧‧‧基板
104‧‧‧活性試劑
106‧‧‧親水性液滴
108‧‧‧親油性物質
110‧‧‧第一容置槽
110a、110b‧‧‧空間
112‧‧‧流道
113a‧‧‧起點端
113b‧‧‧終點端
114‧‧‧注入槽
116‧‧‧偵測槽
118‧‧‧外力裝置
120‧‧‧檢體
Claims (17)
- 一種檢測晶片,包括:一基板,該基板包括設置有一第一容置槽,其中該第一容置槽包括彼此相鄰的一第一空間及一第二空間;一活性試劑,配置於該第一容置槽的該第一空間中;一親水性液滴,配置於該第一容置槽的該第二空間中;以及一親油性物質,配置於該第一容置槽中,其中該親油性物質與該活性試劑及該親水性液滴不互溶,且將該活性試劑與該親水性液滴隔開,其中該親油性物質在存放或運輸時為固態,使用時為液態,以及其中該活性試劑可溶於該親水性液滴,且該活性試劑是乾燥固體活性試劑或是液體活性試劑。
- 如申請專利範圍第1項所述的檢測晶片,其中該活性試劑包括含酵素的試劑、含核苷酸的試劑、含引子的試劑、含抗體的試劑、含抗原的試劑、含蛋白質的試劑或含金屬化合物的試劑。
- 如申請專利範圍第1項所述的檢測晶片,其中該親水性液滴包括水、緩衝液、界面活性劑或可活化該活性試劑之成分的液滴。
- 如申請專利範圍第1項所述的檢測晶片,其中該親水性液滴中更含有磁珠顆粒。
- 如申請專利範圍第1項所述的檢測晶片,更包括一外力裝置,配置於該基板的外部,該外力裝置用以產生一外力,以使該親水性液滴移動。
- 如申請專利範圍第5項所述的檢測晶片,其中該外力裝置包括一磁力裝置、一電力裝置、一可傾斜使重力作用的裝置或一超音波裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述的檢測晶片,其中該基板更包括至少一流道,其與該第一容置槽的該第一空間相連通,且該流道具有一起點端及相對於該起點端的一終點端。
- 如申請專利範圍第7項所述的檢測晶片,其中該基板更包括一第二容置槽,其與該流道相連通,該第二容置槽中更包括設置有一液滴試劑,且該液滴試劑與該親油性物質不互溶。
- 如申請專利範圍第7項所述的檢測晶片,其中該基板更包括一注入槽,配置於該流道的該起點端處。
- 如申請專利範圍第7項所述的檢測晶片,其中該基板更包括一偵測槽,配置於該流道的該終點端處。
- 一種檢測晶片的使用方法,包括:提供一檢測晶片,其如申請專利範圍第1項所述;使該檢測晶片中的該親油性物質由固態轉換成液態;使用一外力裝置使該親水性液滴與該活性試劑接觸,以使該活性試劑溶解於該親水性液滴中,以形成一第一液滴試劑;以及使一檢體與該第一液滴試劑接觸。
- 如申請專利範圍第11項所述的檢測晶片的使用方法,其中該外力裝置包括一磁力裝置、一電力裝置、一可傾斜使重力作用的裝置或一超音波裝置。
- 如申請專利範圍第12項所述的檢測晶片的使用方法,其中當該外力裝置為該磁力裝置時,該親水性液滴中更含有磁珠顆粒,且使該親水性液滴與該活性試劑接觸的方法包括透過該磁力裝置使該親水性液滴因為磁力作用而朝向該活性試劑移動。
- 如申請專利範圍第12項所述的檢測晶片的使用方法,其中當該外力裝置為該電力裝置時,使該親水性液滴與該活性試劑接觸的方法包括透過該電力裝置使該親水性液滴因為電泳力作用而朝向該活性試劑移動。
- 如申請專利範圍第12項所述的檢測晶片的使用方法,其中當該外力裝置為該電力裝置時,使該親水性液滴與該活性試劑接觸的方法包括透過該電力裝置使該親水性液滴因為電濕潤力作用改變其表面張力而朝向該活性試劑移動。
- 如申請專利範圍第11項所述的檢測晶片的使用方法,其中該基板更包括與該第一容置槽相連通的一第二容置槽,該第二容置槽中更包括設置有一第二液滴試劑,其與該親油性物質不互溶,且該檢體與該第一液滴試劑接觸之前或是之後,與該第二液滴試劑接觸。
- 如申請專利範圍第11項所述的檢測晶片的使用方法,其中該檢體中更含有磁珠顆粒。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015104363A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | セイコーエプソン株式会社 | 核酸増幅反応用カートリッジ、及び核酸増幅反応用カートリッジキット |
CN108472647B (zh) * | 2015-10-16 | 2021-06-29 | 牛津大学科技创新有限公司 | 微流体布置 |
TWI651074B (zh) * | 2017-10-25 | 2019-02-21 | 台達電子工業股份有限公司 | 粒子凝集混合方法及混合設備 |
DE102018200520A1 (de) * | 2018-01-15 | 2019-07-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Bereitstellen einer Lösung der Substanz in einer mikrofluidischen Vorrichtung |
CN115445677A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-12-09 | 深圳市第二人民医院(深圳市转化医学研究院) | 一种与maldi-tof-ms分析联用的微流控芯片 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200911375A (en) * | 2007-07-03 | 2009-03-16 | Nxp Bv | A microfluidic chip for and a method of handling fluidic droplets |
TW201015059A (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-16 | Samsung Electronics Co Ltd | Microfluidic device using centrifugal force and sample analyzing method using the microfluidic device |
CN102586226A (zh) * | 2011-01-14 | 2012-07-18 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种基于连续液滴操控的微流控芯片核酸纯化平台 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2854058B2 (ja) * | 1987-12-01 | 1999-02-03 | ベーリンガー マンヘイム コーポレイション | アッセイを実施するための方法及び装置 |
TW221493B (zh) | 1990-07-10 | 1994-03-01 | Cardiovascular Diagnostics Inc | |
CA2156174A1 (en) | 1993-02-17 | 1994-09-01 | Bruce Oberhardt | Dry chemistry cascade immunoassay and affinity assay |
US5670329A (en) | 1993-05-28 | 1997-09-23 | Cardiovascular Diagnostics, Inc. | Method and analytical system for performing fibrinogen assays accurately, rapidly and simply using a rotating magnetic field |
CN2864677Y (zh) * | 2003-09-17 | 2007-01-31 | 中山大学达安基因股份有限公司 | 设有内部分隔的聚合酶链反应试剂盒组分容器 |
DE102004021780B4 (de) | 2004-04-30 | 2008-10-02 | Siemens Ag | Verfahren und Anordnung zur DNA-Isolierung mit Trockenreagenzien |
DE102004021822B3 (de) | 2004-04-30 | 2005-11-17 | Siemens Ag | Verfahren und Anordnung zur DNA-Amplifikation mittels PCR unter Einsatz von Trockenreagenzien |
JP5165383B2 (ja) * | 2004-12-23 | 2013-03-21 | アイ−スタツト・コーポレイシヨン | 分子診断システム及び方法 |
EP1890157A4 (en) * | 2005-06-07 | 2011-11-02 | Arkray Inc | LIQUID REPLACEMENT METHOD, COMPONENT EXTRACTING METHOD, COMPOSITE CONTAINER, AND AUTOMATIC ANALYZER |
US8093604B2 (en) | 2005-12-28 | 2012-01-10 | Group Iv Semiconductor, Inc. | Engineered structure for solid-state light emitters |
US7998433B2 (en) | 2006-04-04 | 2011-08-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Valve unit and apparatus having the same |
US7901947B2 (en) * | 2006-04-18 | 2011-03-08 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Droplet-based particle sorting |
EP1884284A1 (en) | 2006-08-04 | 2008-02-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Closing valve unit and reaction apparatus having closing valve |
US7906074B2 (en) | 2007-04-09 | 2011-03-15 | Auburn University | Microfluidic array system for biological, chemical, and biochemical assessments |
TWI350370B (en) | 2007-04-26 | 2011-10-11 | Nat Univ Tsing Hua | A method and control devices for changing wettability on solid surface by electric or magnetic field |
KR101258434B1 (ko) | 2007-05-03 | 2013-05-02 | 삼성전자주식회사 | 미세유동 시스템 및,이의 제조방법 |
WO2009052095A1 (en) * | 2007-10-17 | 2009-04-23 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Reagent storage and reconstitution for a droplet actuator |
US8911938B2 (en) | 2007-12-10 | 2014-12-16 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Reaction chamber having pre-stored reagents |
WO2009111316A2 (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-11 | Northwestern University | Barriers for facilitating biological reactions |
US8852952B2 (en) * | 2008-05-03 | 2014-10-07 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Method of loading a droplet actuator |
TWI348900B (en) | 2008-06-18 | 2011-09-21 | Ind Tech Res Inst | Fluidic device |
CN101748204B (zh) * | 2008-12-08 | 2012-07-18 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种基于微流控的核酸杂交平台及杂交分析方法 |
KR20120080765A (ko) * | 2011-01-10 | 2012-07-18 | 삼성전자주식회사 | 미세유동장치 및 이를 이용한 검체검사방법 |
BR112014000257A2 (pt) * | 2011-07-06 | 2017-03-01 | Advanced Liquid Logic Inc | armazenamento de reagente em um atuador de gota |
-
2013
- 2013-07-04 TW TW102124053A patent/TWI499779B/zh active
- 2013-10-14 CN CN201310478858.4A patent/CN104276539B/zh active Active
-
2014
- 2014-03-21 US US14/221,289 patent/US9381513B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200911375A (en) * | 2007-07-03 | 2009-03-16 | Nxp Bv | A microfluidic chip for and a method of handling fluidic droplets |
TW201015059A (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-16 | Samsung Electronics Co Ltd | Microfluidic device using centrifugal force and sample analyzing method using the microfluidic device |
CN102586226A (zh) * | 2011-01-14 | 2012-07-18 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种基于连续液滴操控的微流控芯片核酸纯化平台 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201502515A (zh) | 2015-01-16 |
CN104276539A (zh) | 2015-01-14 |
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