[發(fā)明專利]帶有預(yù)反應(yīng)功能的多指標(biāo)分析芯片及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810186044.6
• 申請(qǐng)日: 2018-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN108490197B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐友春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N35/00
• 分類號(hào): G01N35/00;B01L3/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;趙靜

本發(fā)明公開了一種帶有預(yù)反應(yīng)功能的多指標(biāo)分析芯片及其使用方法。所述芯片包括基片，所述基片的一側(cè)端面上包括至少一個(gè)反應(yīng)單元，每個(gè)所述反應(yīng)單元均包括：多個(gè)反應(yīng)孔、與各反應(yīng)孔一一對(duì)應(yīng)連通的注入管、與各注入管道連通的分配管、與分配管通過(guò)虹吸管連通的混合腔、與混合腔通過(guò)連接管道連通的至少一個(gè)預(yù)反應(yīng)腔和反應(yīng)液腔、以及分別與預(yù)反應(yīng)腔和反應(yīng)液腔連通的至少兩個(gè)加樣孔；所述分配管由粗細(xì)深淺不一的管道結(jié)構(gòu)組成。本發(fā)明提供的芯片可廣泛應(yīng)用于生物檢測(cè)或醫(yī)療檢驗(yàn)領(lǐng)域，如生化分析、免疫分析、核酸擴(kuò)增反應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶有預(yù)反應(yīng)功能的多指標(biāo)分析芯片及其使用方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，微流控技術(shù)得以迅速發(fā)展，其在流體操控和快速生化反應(yīng)等方面的優(yōu)勢(shì)使得其在多個(gè)領(lǐng)域獲得應(yīng)用。生物醫(yī)學(xué)是其應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域，微流控技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞刺激、細(xì)胞分析、核酸提取、核酸擴(kuò)增、生化檢測(cè)、免疫檢測(cè)等各種應(yīng)用中。在對(duì)生化指標(biāo)進(jìn)行分析的應(yīng)用中，對(duì)樣本的多個(gè)指標(biāo)的并行分析和檢測(cè)是常見的需求。而要實(shí)現(xiàn)對(duì)同一個(gè)樣本的多指標(biāo)并行分析，往往涉及到樣本和試劑的分配過(guò)程，即將同一種液體分配到用于分析不同指標(biāo)的多個(gè)反應(yīng)孔中。如何實(shí)現(xiàn)液體的分配以及避免其后生化反應(yīng)過(guò)程中各個(gè)反應(yīng)孔之間的交叉污染成為多指標(biāo)分析芯片中的一個(gè)關(guān)鍵。

利用微流控芯片的多個(gè)腔體來(lái)進(jìn)行多指標(biāo)的反應(yīng)和檢測(cè)是便利的方案，但其帶來(lái)一個(gè)潛在的問(wèn)題，即樣本被分割分配到多個(gè)反應(yīng)腔體中，每個(gè)腔體中的樣本量就減少了，相當(dāng)于降低了整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)靈敏度。以細(xì)胞的多指標(biāo)核酸分析為例，如果樣本中只有5個(gè)細(xì)胞，但要分析的指標(biāo)有10個(gè)，直接將樣本分配到10個(gè)腔體中，每個(gè)腔體分析一個(gè)指標(biāo)的話，就有很多腔體分配不到細(xì)胞，從而不能擴(kuò)增檢測(cè)。如果將這5個(gè)細(xì)胞放在一個(gè)含有10重引物的腔體里反應(yīng)，則每對(duì)引物都能接觸到細(xì)胞的核酸而正常發(fā)生擴(kuò)增，這種方式的檢測(cè)靈敏度比上述樣本直接分配多腔體擴(kuò)增檢測(cè)的方法靈敏度理論上就明顯高。而直接開發(fā)一個(gè)10重的核酸擴(kuò)增體系并能檢測(cè)目前來(lái)講是一個(gè)難題，所以研究人員往往將上述兩種方法相結(jié)合實(shí)現(xiàn)高靈敏度的多指標(biāo)檢測(cè)，即先進(jìn)行一步單腔體的多指標(biāo)預(yù)擴(kuò)增，然后將擴(kuò)增產(chǎn)物分配到多個(gè)腔體里每個(gè)腔體檢測(cè)一個(gè)指標(biāo)，進(jìn)行多指標(biāo)的并行檢測(cè)。這種應(yīng)用需求帶來(lái)了研制具有預(yù)反應(yīng)功能的多指標(biāo)分析芯片的必要性。

此外，除了上述需要預(yù)擴(kuò)增的分析外，還有一大類應(yīng)用需要提前進(jìn)行反應(yīng)去除干擾物質(zhì)再進(jìn)行多指標(biāo)分析，如污水中的一些化學(xué)污染物的檢測(cè)需要提前螯合沉淀掉污水中溶解的有機(jī)質(zhì)等，這類應(yīng)用同樣需要具有預(yù)反應(yīng)功能的多指標(biāo)分析芯片。

綜上所述，目前很多應(yīng)用需要帶有預(yù)反應(yīng)功能的多指標(biāo)分析芯片。因此，如何實(shí)現(xiàn)預(yù)反應(yīng)功能和后續(xù)的多指標(biāo)分配檢測(cè)，以及如何避免不同反應(yīng)孔之間的潛在交叉污染成為相關(guān)研究的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一套便于使用的能杜絕交叉污染的帶有預(yù)擴(kuò)增功能的離心式多指標(biāo)分析芯片及其使用方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種帶有預(yù)反應(yīng)功能的多指標(biāo)離心式分析芯片，包括基片1，所述基片1的一側(cè)端面上包括至少一個(gè)反應(yīng)單元，每個(gè)所述反應(yīng)單元均包括：多個(gè)反應(yīng)孔101、與各反應(yīng)孔一一對(duì)應(yīng)連通的注入管102、與各注入管道連通的分配管103、與分配管103通過(guò)虹吸管104連通的混合腔105、與混合腔105通過(guò)連接管道106連通的至少一個(gè)預(yù)反應(yīng)腔107、與混合腔105通過(guò)連接管道106連通的反應(yīng)液腔108、以及分別與預(yù)反應(yīng)腔107和反應(yīng)液腔108連通的至少兩個(gè)加樣孔109。

所述多個(gè)反應(yīng)孔101位于遠(yuǎn)離離心中心的最外側(cè)，以離心中心為圓心沿周向等間隔分布；所述注入管102位于所述反應(yīng)孔101靠近離心中心的內(nèi)側(cè)，朝向離心中心與所述的分配管103相連；所述混合腔105位于所述分配管103的內(nèi)側(cè)，所述預(yù)反應(yīng)腔107和反應(yīng)液腔108位于所述混合腔105靠近離心中心的內(nèi)側(cè)；

所述分配管103由粗細(xì)深淺不一的管道結(jié)構(gòu)組成；