[發(fā)明專利]一種用于二維液滴陣列形成和篩選的裝置及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610926445.1
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN106568982B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許錦鋼;方群;祝瑩;黃夢詩
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00
• 代理公司: 杭州之江專利事務(wù)所(普通合伙) 33216
• 代理人: 張勛斌

1.一種用于二維液滴陣列形成和篩選的裝置，包括：用于鋪展和固定單層液滴的陣列芯片(1)；其特征在于，所述的陣列芯片(1)上設(shè)有由三個以上的微柱(5)構(gòu)成的微柱陣列，相鄰微柱(5)之間留有間隙以形成捕陷單個液滴的微槽單元(6)；

所述陣列芯片(1)帶有微柱(5)的一面配合有用于輔助液滴鋪展的刮板(2)；

所述的微槽單元(6)的內(nèi)直徑或者最大內(nèi)對角線大于單個液滴(7)直徑，小于兩個液滴(7)直徑之和；

組成微槽單元(6)的相鄰微柱(5)之間的間距小于單個液滴(7)的直徑；

所述的微柱(5)的高度大于單個液滴(7)直徑的1/3，小于單個液滴(7)直徑的2倍；

所述的刮板(2)的一個邊或一個面與陣列芯片(1)表面平行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于二維液滴陣列形成和篩選的裝置，其特征在于，還包括用于操作液滴的探針(3)；

所述的陣列芯片(1)、刮板(2)和探針(3)中的一個或者多個，獨立地或組合地固定在一個或多個三維平移臺(4)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于二維液滴陣列形成和篩選的裝置，其特征在于，所述的微柱(5)的橫截面的形狀為圓形、方形、菱形、六邊形或十字形；

當(dāng)液滴(7)為水相液滴，間隔相(8)為疏水性液體時，所述的陣列芯片(1)表面為疏水性表面；當(dāng)液滴(7)為疏水性液滴，間隔相(8)為親水性液體時，所述的陣列芯片(1)表面為親水性表面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于二維液滴陣列形成和篩選的裝置，其特征在于

所述刮板的邊的長度或所述刮板的面的寬度大于陣列芯片(1)上微柱陣列的整體寬度；

當(dāng)液滴(7)為水相液滴時，所述的輔助液滴鋪展的刮板(2)的表面為疏水性表面；當(dāng)液滴(7)為疏水性液滴時，所述的輔助液滴鋪展的刮板(2)的表面為親水性表面。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于二維液滴陣列形成和篩選的裝置，其特征在于，所述的探針(3)為具有通道的毛細(xì)管形結(jié)構(gòu)或不具有通道的實心結(jié)構(gòu)；

探針(3)與液滴(7)的接觸端為平整截面結(jié)構(gòu)或錐形尖端結(jié)構(gòu)，所述的接觸端的表面經(jīng)過疏水化處理、親水化處理、拋光處理或者選擇性親水/疏水化處理。

6.一種如權(quán)利要求1～5任一項所述的用于二維液滴陣列形成和篩選的裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)將預(yù)先形成的含有具有良好尺寸均一性的液滴(7)和間隔相(8)的液滴懸液(9)傾倒在所述的陣列芯片(1)上；

(b)利用所述的刮板(2)在所述的陣列芯片(1)表面的刮動，使液滴懸液(9)與陣列芯片(1)上表面產(chǎn)生平行相對運(yùn)動，使得液滴(7)呈單層鋪展于微槽單元(6)陣列中，且一個液滴(7)捕陷于一個微槽單元(6)；

(c)在形成液滴(7)陣列的陣列芯片(1)上補(bǔ)充間隔相(8)；

(d)在陣列芯片(1)上的各液滴(7)內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)、生物反應(yīng)或細(xì)胞培養(yǎng)；

(e)對陣列芯片(1)上的液滴(7)進(jìn)行檢測，確定并獲得目標(biāo)液滴的位置信息；

(f)利用探針(3)進(jìn)行接觸式操作或者非接觸式操作的方式，將目標(biāo)液滴從微槽單元(6)中取出，實現(xiàn)目標(biāo)液滴的篩選，并進(jìn)行后續(xù)操作。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的使用方法，其特征在于，步驟(e)中，檢測手段包括肉眼識別、熒光檢測、吸收光度檢測、電化學(xué)檢測、色譜檢測、電泳檢測或質(zhì)譜檢測。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的使用方法，其特征在于，步驟(f)中，將目標(biāo)液滴從微槽單元(6)中取出時，可以采用逐個取出的方法，或是多個液滴連續(xù)取出的方法，或是多個液滴同時取出的方法；

當(dāng)對多個液滴同時取出的時候，采用多個用于操縱液滴的探針(3)組成的探針陣列，同時對陣列芯片(1)的多個目標(biāo)液滴(7)進(jìn)行高通量取出操作。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的使用方法，其特征在于，步驟(f)中，采用接觸式操作時，利用三維平移臺(4)調(diào)整所述的探針(3)與陣列芯片(1)的相對位置，使得探針(3)位于微槽單元(6)內(nèi)的目標(biāo)液滴(7)的上方，利用探針(3)將目標(biāo)液滴從微槽單元(6)中取出，進(jìn)行后續(xù)操作；

采用非接觸式操作時，所述的非接觸方法包括介電液滴操控、電磁液滴操控、超聲液滴操控或光鑷液滴操控。