[發明專利]一種高通量微液滴梯度稀釋裝置和方法

在審

• 申請號: 201810594519.5
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108837718A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 沈峰;俞夢超
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B01F3/08
• 分類號: B01F3/08;B01L3/00
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種高通量微液滴梯度稀釋裝置和方法，涉及梯度稀釋領域，包括上子芯片和下子芯片，通過上子芯片和下子芯片的相對位移達到第二個位置，系列1微孔與第一排系列2微孔重疊，系列1微孔中溶液1的濃度被第一排系列2微孔中的溶液2所改變；待溶液充分混合，將上子芯片相對下子芯片位移到第三個位置使系列1微孔與第二排系列2微孔重合，系列1微孔中溶液1的濃度被系列2微孔中的溶液2第二次改變。上自芯片和下子芯片可進行多次相對位移，從而達到對系列1微孔中溶液1進行梯度改變的目的。本發明對納升級別及更小體積進行準確梯度稀釋，同時進行多個比例平行操作，不需復雜人工或昂貴的移液機器人，方便控制梯度稀釋的環境條件。

技術領域

本發明涉及梯度稀釋領域，尤其涉及一種高通量微液滴梯度稀釋裝置和方法。

背景技術

梯度稀釋(serial dilution)在化學、生物以及醫學等領域已經有很長時間的廣泛應用。例如檢測一種新的化合物對細菌的有效性，通常會將藥物進行梯度稀釋(例如濃度100nM,10nM,1nM,100pM…)檢測。

梯度稀釋的一般方法是按一定的比例用稀釋液對含有特定濃度的目標物質的初始溶液進行稀釋，再按同樣的或不同的比例取稀釋后的溶液與稀釋液再次進行稀釋，同樣的步驟可以反復操作直至達到所需要稀釋的目標物質的濃度。例如需要從1mM的NaOH溶液制備1nM的NaOH溶液，可以采用1：9的稀釋比例，使1體積的1mM的溶液與9體積的稀釋液(例如水)進行混合，達到0.1mM；再將1體積的0.1mM的溶液與9體積的稀釋液進行混合，得到0.01mM的溶液；通過此方法多次稀釋后達到1nM的NaOH溶液。

在通常的生物或者化學檢測中，一般需要多通道的同時稀釋操作。例如在生物實驗中，會使用96孔板(8×12排列)，所需稀釋的原始溶液通常會在縱向的8個微池，操作人員使用8通道的移液槍可以同時對這8個微池中的溶液進行上述的梯度稀釋。這一操作也可以通過移液機器人完成。移液機器人通常配備有至少一個機械臂，以及類似于移液槍的液體操縱設備。通過移液機器人進行梯度稀釋可以進一步的提高操作的準確性并減小人為的實驗誤差。

雖然梯度稀釋的原理很成熟并且在實驗及檢測中得到了非常廣泛的應用，但其一般局限于微升或者更大的體積，對納升及更小的體積進行梯度稀釋是非常難以達到的。例如液滴的方法，把一個液滴與另一個液滴進行融合，達到對液滴中的物質的稀釋。但這些方法都無法達到對多通道微體積進行梯度稀釋。

現有技術存在下面各種問題：

1、很難準確的對小于微升的液體進行梯度稀釋操作；

2、也很難進行多通道的操作，例如只能做8個通道；

3、一次操作通常稀釋比例是固定的，例如1：9；

4、需要較為復雜的人工操作或者昂貴的移液機器人；

5、不容易控制整個實驗的環境(例如溫度)，一些蛋白質需要在4度進行稀釋，一般則需要冷室(cold room)等裝置。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種可以對納升級別以及更小的體積進行準確的梯度稀釋的裝置和方法，可以高通量(多通道)的平行操作，可以同時進行多個比例的平行操作，不需要復雜的人工或者昂貴的移液機器人，可以方便的控制梯度稀釋的環境(溫度)條件。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是對納升級別以及更小的體積進行準確的梯度稀釋，高通量(多通道)的平行操作，同時進行多個比例的平行操作，不需要復雜的人工或者昂貴的移液機器人，方便控制梯度稀釋的環境(溫度)條件。

為實現上述目的，本發明提供了一種高通量微液滴梯度稀釋裝置和方法。