[發明專利]一體化生物自動反應芯片及其使用方法

在審

• 申請號: 201810838779.2
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN110408534A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 郭敏;吳亮;于雪
• 申請（專利權）人: 康碼（上海）生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/40
• 分類號: C12M1/40;C12M1/00;C12P21/02;B01J19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種一體化生物自動反應芯片。具體地，其包括反應裝置單元、第一控制裝置、第二控制裝置及外殼體（1）；所述反應裝置單元包括：第一存放室（2）、第二存放室（3）、反應室（4）及設于反應室下部的出口（14）；以及使各個存放室、反應室及出口之間處于流體不連通狀態的薄膜結構。以及一種使用所述反應芯片體外無細胞合成蛋白質的方法。

本案是在先申請的分案申請，在先申請的申請日為20180428，申請號為201810404885X，發明名稱為：陣列式一體化生物自動反應芯片及其使用方法。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體地涉及一種用于生物反應的自動反應芯片以及應用所述反應芯片體外無細胞合成蛋白的方法。

背景技術

本世紀最重要的前沿技術之一的微流控技術在生物、化學、醫藥等領域發揮著重要的作用，逐漸成為科學家手中流動的“芯”。微流控芯片具有流體可控、低樣品耗損、易集成、反應快速、低成本等特征，在生物分子的體外合成、體外分離、體外檢測方面具有廣泛的應用。微流控芯片可由多種不同類型的材料制備，如聚二甲基硅氧烷（PDMS）、3D打印材料、玻璃、紙基材料、塑料等，我們既可利用不同材料的制備方法制得結構功能多樣的反應芯片，又可根據不同類型的生物反應選擇合適的制備材料。然而具有多功能區的反應芯片往往需要專業人士對其進行嚴格規范的專業化操作，同時配備相關專業設備；并且生物反應通常也涉及諸多的反應原料和試劑，多步驟的實驗操作和重復性的多組實驗既增加了對操作人員的專業性要求，也增大了發生操作錯誤的概率。

因此，一體化生物自動反應、檢測芯片的研制是未來微流控芯片發展的趨勢，以降低芯片使用過程中對專業化的要求，易于操作，提高反應、檢測效率，并便于此類芯片的商業化推廣。

綜上，本領域迫切需要開發一種一體化的反應芯片，這種芯片通過一次人工操作可以同時實現對多組重復性實驗的操作（例如，開啟反應，添加試劑等），可有效減少重復實驗中的人為誤差或者同時且操作簡單地通過體外無細胞系統合成多種不同的蛋白質。

發明內容

本發明的目的是開發一種一體化的反應芯片，這種芯片通過一次人工操作可以同時實現對多組重復性實驗的操作（例如，開啟反應，添加試劑等），可有效減少重復實驗中的人為誤差或者同時且操作簡單地通過體外無細胞系統合成多種不同的蛋白質。

本發明的第一方面提供了一種陣列式一體化生物自動反應芯片，包括反應裝置單元、可同時開啟各個所述反應裝置單元的第一控制裝置、第二控制裝置及外殼體；

其中，所述反應裝置單元位于外殼體內，且所述第一控制裝置及所述第二控制裝置可活動地固定于外殼體上；

所述反應裝置單元包括：第一存放室、第二存放室、反應室及設于反應室下部的出口；第一存放室與第二存放室之間設有第一薄膜結構，第二存放室與反應室之間設有第二薄膜結構，反應室與出口之間設有第三薄膜結構；各個薄膜結構用于使各個存放室、反應室及出口之間處于流體不連通狀態；且所述第一存放室位于所述第二存放室上方、所述第二存放室位于所述反應室上方；

所述第一控制裝置包括：第一穿刺結構以及第一聯動結構；其中，第一穿刺結構固定于第一聯動結構上并通過第一聯動結構實現聯動控制，且所述的第一穿刺結構用于破壞第一薄膜結構及第二薄膜結構，使第一存放室與第二存放室之間、及第二存放室與反應室之間從流體不連通狀態變為流體連通狀態；

所述第二控制裝置包括：第二穿刺結構以及第二聯動結構；其中，第二穿刺結構固定于第一聯動結構上并通過第二聯動結構實現聯動控制，且所述的第二穿刺結構用于破壞第三薄膜結構，反應室與出口之間從流體不連通狀態變為流體連通狀態。

在另一優選例中，所述第一穿刺結構和/或所述第二穿刺結構與所述反應裝置單元的數量相等且一一對應。

在另一優選例中，所述的反應芯片用于體外無細胞蛋白質的合成。