[實用新型]一種生物芯片

有效

• 申請號: 201821674513.0
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN209155881U
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 鄔鵬程;琚新軍;周孝祥
• 申請（專利權）人: 湖南樂準智芯生物科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;李發軍

本實用新型公開了一種生物芯片。所述生物芯片包括芯片基體，設置在芯片基體上的定量取樣裝置、多個試劑腔、以及反應器；每個所述試劑腔設有與所述反應器連通的管道，在每根管道中設有常閉微閥；所述定量取樣裝置具有樣本出口，所述樣本出口與所述反應器連通。本實用新型的生物芯片體積小，但結合了集成大型自動化分析儀器以及生物芯片的所有優點，不僅嚴格實現了傳統自動化分析儀器的分析精度，甚至在有些功能方面超過了傳統自動化分析儀器。

技術領域

本實用新型涉及一種生物芯片，屬于生物芯片領域。

背景技術

目前市場上現有技術分為兩種：傳統大型自動化分析儀器檢測技術和串行生物芯片技術。

如圖1和2所示，傳統大型自動化分析儀器是采用并行式技術，這種技術優點是能做到高精度定量分析檢測。而并行式技術的特點是每種試劑單獨存儲，根據檢測反應需要，試劑依次通過獨立的液路進入到同一個反應器，實現對樣本的分析檢測。

傳統大型自動化分析儀器檢測技術的優點是：

1、樣本及試劑都可以采用樣品針精確定量加入到反應器。2、獨立管路避免了試劑間的交叉污染。3、各種試劑獨立儲存，便于處理有特殊要求的試劑。4、反應清洗徹底，清洗殘余物可以控制在很小CV。5、因為是獨立反應器，可以便于對反應器做各種檢測處理。6、基于以上的優點，可以得出一個精確定量的分析結果。

傳統檢測分析儀器在實現精確定量分析結果的同時，也存在一些缺點：

1、結構復雜，維護不便。2、存在較多液路及廢液排放。3、需要對樣品針進行清洗等作業，消耗試劑量大。4、無法做到便攜式及現場即時診斷。

由于存在上述缺陷，微加工技術及材料技術的發展使得生物芯片成為一種可能。而生物芯片是把生物、化學、醫學等領域分析樣品的過程，包括制備、反應、分離、檢測等基本單元集成到一塊幾平方厘米甚至更小的芯片上，自動完成分析的全過程，其中比較典型的技術是串行微流控芯片技術。

如圖3和4所示，串行微流控芯片技術比較典型的例如深圳華邁興微的M2型分析芯片。其中串行式技術在加入樣本后，樣本每經過一種試劑存儲管道或是存儲腔的時候，把該管道或是存儲腔當作反應器，進行反應。反應結束后，在驅動力作用下，反應后的混合液再流往下一種試劑繼續下一步的生物反應，直到最終的結果檢測。這種串行微流控芯片技術存在的優點是：芯片制備技術簡單，設計制造成本低，操作簡易，可以實現現場即時診斷等。

但因為這種串行微流控芯片技術基于上述固有特性，它無法達到大型自動化分析儀器的精度，存在以下缺點：

1、這種方法無法避免交叉污染。2、這種方法無法達到試劑量的精準加樣。3、混勻過程不可逆，存在混勻程度不一致的風險。4、清洗過程不可逆，存在清洗不徹底的風險。

基于以上這些缺點，串行式生物芯片無法完成樣本的高精度定量分析。

生物芯片技術在近20年得到了快速發展，尤其是微流控技術、新材料技術以及人工智能技術的快速發展，使得生物芯片技術逐漸走向產業化。但是，現在生物芯片中的微量定量取樣是一個普遍性的難題。

微流控芯片技術是把生物、化學、醫學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動完成分析全過程。由于它在生物、化學、醫學等領域的巨大潛力，已經發展成為一個生物、化學、醫學、流體、電子、材料、機械等學科交叉的嶄新研究領域。

現有的微量定量取樣結構包括定量管，使用時，首先將定量管內的空氣排除，再利用負壓原理從某種容器中定量吸取微量的液體至定量管，然后將定量管移位（移動或是旋轉）至指定位置，再利用空氣將液體推出定量管，達到取樣的目的。