[發(fā)明專利]液滴的傳輸方法及裝置、液滴運輸路徑的清洗方法

有效

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• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110694701B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 趙陽;陳嵐;馮燕
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 董文倩

本申請公開了一種液滴的傳輸方法及裝置、液滴運輸路徑的清洗方法。其中，該方法包括：獲取二維微流控陣列的無向圖，其中，該無向圖中包括頂點集和邊集，頂點集中的每個頂點表示微流控陣列中的一個電極，兩個相鄰頂點之間的邊表示兩個相鄰頂點之間的路徑；確定無向圖中互不相交的頂點或互不相交的邊；基于互不相交的頂點或互不相交的邊確定液滴運輸路徑，其中，每一組液滴運輸路徑中的液滴運輸路徑是互不相交的；按照液滴運輸路徑傳輸液滴。本申請解決了相關(guān)技術(shù)中液滴傳輸路徑會存在交叉污染問題且清洗交叉污染點的清洗效果不佳的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及數(shù)字微流領(lǐng)域，具體而言，涉及一種液滴的傳輸方法及裝置、液滴運輸路徑的清洗方法。

背景技術(shù)

數(shù)字微流是一種能夠在芯片上處理流體的新興技術(shù)。這種技術(shù)推進了生化實驗室程序的自動化發(fā)展。數(shù)字微流控生物芯片通過降低樣品和試劑消耗的速度，從而保證樣本采樣與分析連續(xù)可用，從而完成實時生化分析。在二維電極陣列上的時鐘控制下，采用電潤濕方法，以一種“數(shù)字”方式來操縱納升級的液滴(“單元”)。目前，已經(jīng)在數(shù)字微流控芯片上成功實現(xiàn)了酶測定法、DNA測序、細胞實驗和免疫測定法。臨床診斷所用的數(shù)字微流樣片包括超過5000個電極，而一枚商業(yè)用數(shù)字微流芯片就能嵌入超過300,000個20μm×20μm帶有集成光學檢測器的電極。這些技術(shù)的進步推動了對計算機輔助設計工具的研究，以便能夠設計這種芯片。目前，人們已經(jīng)為這種數(shù)字微流芯片的自動化設計研發(fā)出了結(jié)構(gòu)綜合，物理設計和液滴運輸路徑等方法。

例如，相關(guān)技術(shù)中提出了一項基于網(wǎng)絡流的路徑算法，可同時沿特定路徑移動一組互不干擾的網(wǎng)絡，解決了生物芯片上的液滴運輸路徑問題。另外，相關(guān)技術(shù)中可以利用液滴傳送器傳送具有較高旁路性質(zhì)的液滴，這是一種不太可能阻止其它液滴移動的方法。人們針對微流生物芯片，提出了一種液滴路徑感知的自動合成工具。然而，它在合成過程中并不會產(chǎn)生任何特定的液滴路徑。為此，將一種系統(tǒng)液滴輸運方法與生物芯片合成相集成，提出的方法將用于液滴路徑的單元數(shù)量降至最少，同時還滿足了考慮吞吐量和流體特性所施加的約束。然而，由于微流生物芯片中的路徑被視為虛擬路徑，液滴路徑可以在不同時間間隔內(nèi)彼此相交或重疊。因此，液滴之間的交叉污染可能發(fā)生在重疊部位。

大多數(shù)自動的液滴輸運方法都有一個缺點，它們都以通過各種液滴路徑而無限地共享生物芯片上的單元為基礎(chǔ)。因此，這種情況下的交叉污染是不可避免的。將樣本和試劑液滴的路徑稱為功能液滴路徑。當一個功能液滴留下的殘留物轉(zhuǎn)移到另一個功能液滴時，則發(fā)生了交叉污染，就會導致不利后果，比如誤導化驗結(jié)果(假陽性、錯誤診斷等等)。例如，在多次重復使用的體外診斷環(huán)節(jié)中，如果尿液和血清的液滴路徑是交叉的，尿液樣本液滴留下的殘留物轉(zhuǎn)移到另一個血清樣本液滴中，就會污染血清樣品液滴。

當多液滴路徑彼此相交時，在較早時鐘周期通過的一個液滴留下的殘留物，就可能會污染稍后的時鐘周期到達相交點的液滴。因此，交叉污染就發(fā)生在這個交叉點，被稱為“交叉污染點”。由此，生物芯片的液滴路徑問題必須要考慮在液滴運輸過程中避免交叉污染。

但是，目前的避免交叉污染的方式效果不佳，例如，假設液滴運輸不會與生物測定操作(比如混合)同時發(fā)生。然而實際上，液滴路徑與混合操作經(jīng)常會同時進行。此外，在該方案中，采用的是同一組的清洗液滴來清洗多個生物測定和路徑階段中的殘留物。然而，因為清洗液滴內(nèi)部殘留物過多會降低清除電極上多余殘留物的能力，因此特定的清洗液滴不能用于多次清洗操作。

針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例提供了一種液滴的傳輸方法及裝置、液滴運輸路徑的清洗方法，以至少解決相關(guān)技術(shù)中液滴傳輸路徑會存在交叉污染問題且清洗交叉污染點的清洗效果不佳的技術(shù)問題。