本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種微流控芯片及其應(yīng)用。該微流控芯片包括基片和蓋片；所述基片上設(shè)有微反應(yīng)器陣列；所述微反應(yīng)器陣列包括至少1個主通道和至少2個分別與所述主通道相連通的微池；所述微流控芯片還包括至少1個局部溫控裝置，所述局部溫控裝置對所述主通道加熱或?qū)λ鑫⒊剡M(jìn)行冷卻。使用此微流控芯片，在局部溫控裝置的作用下，微池內(nèi)的試劑不會在主通道內(nèi)冷凝，這樣各微池內(nèi)的試劑體積保持不變，保證了微池的均一性，主通道內(nèi)沒有與各微池連通的液膜，保證了微池的獨立性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種微流控芯片及其應(yīng)用，屬于微流控芯片領(lǐng)域以及生物檢測領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
微流控芯片是以微機(jī)電加工技術(shù)為基礎(chǔ)，由微管路在芯片上形成網(wǎng)絡(luò)，以可控微流體貫穿整個系統(tǒng)并完成各種生物和化學(xué)過程的一種技術(shù)。在微流控芯片技術(shù)發(fā)展早期，芯片毛細(xì)管電泳是其主流技術(shù)，所用芯片結(jié)構(gòu)簡單，功能單一；近年來，微流控芯片開始向功能化、集成化方向飛速發(fā)展，諸如DNA擴(kuò)增反應(yīng)、免疫反應(yīng)、細(xì)胞裂解等重要的生物和化學(xué)過程成為新的熱點，而為了研究這些復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)，通常需要在芯片上制作大量、獨立、均一的微池，這些微池共同構(gòu)成了微反應(yīng)器陣列。構(gòu)建微反應(yīng)器陣列需要兩步第一步，分配試劑以形成大量、均一的微池(見圖 O;第二步，運(yùn)用閥或介質(zhì)隔離微池，保證各微池的均一性和獨立性。對于第一步，當(dāng)前的試劑分配方式多種多樣，如親水管路式(CN1996009B)、真空負(fù)壓式(CN101590389A)、離心式(US6627159, US20050199500A1, US6919058B2, US20030166265A1, W09533986A1)等。對于第二步，微池的隔離方式比較有限，只有管路變形隔離(US6627159)，礦物油/硅油隔離(CN101590389A),空氣自然隔離。管路變形隔離是采用外部設(shè)備將附有壓敏膠的金屬基材變形，進(jìn)而堵塞流路。此方法的缺陷是無法自動化，對芯片基材的材質(zhì)有限制性要求，而且壓敏膠的成分會對反應(yīng)器產(chǎn)生干擾。礦物油隔離是在試劑完成分配后，再次加入礦物油，利用油/水的表面張力差異來進(jìn)行隔離。此方法的缺陷是需要使用者二次加樣，而且由于芯片通常使用膠條封閉進(jìn)出口，礦物油會溶蝕膠條造成試劑泄露，污染環(huán)境。空氣自然隔離是在試劑完成分配后，原來的主通道就變?yōu)榱丝諝猓米匀恍纬傻目諝忾g隔來隔離。此方法原理簡單，使用方便，但缺陷也最突出。在實際使用過程中，包含微池的芯片通常是整體溫度控制，而芯片的不同區(qū)域存在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)差異，這就導(dǎo)致微池內(nèi)的液體會逐漸蒸發(fā)并在沒有液體的主通道內(nèi)冷凝，冷凝出的小液滴會逐漸擴(kuò)大甚至形成液膜。蒸發(fā)首先導(dǎo)致各反應(yīng)池試劑不同程度的減少，損害各微池的均一性(見圖2);而且形成的液膜會連通各微池，造成交叉污染，損害各微池的獨立性(見圖3 )。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種微流控芯片及其在應(yīng)用，所述微流控芯片設(shè)有局部溫度控制裝置，可以控制芯片內(nèi)主通道內(nèi)溫度高于微池內(nèi)溫度，可以有效避免微池試劑減少并避免冷凝液體產(chǎn)生液膜，保證微池的均一性和獨立性。本專利技術(shù)所提供的一種微流控芯片，包括基片和蓋片；所述基片上設(shè)有微反應(yīng)器陣列；所述微反應(yīng)器陣列包括至少I個主通道和至少2個分別與所述主通道相連通的微池；所述微流控芯片還包括至少I個局部溫控裝置，所述局部溫控裝置對所述主通道加熱或?qū)λ鑫⒊剡M(jìn)行冷卻。上述的微流控芯片中，所述微流控芯片包括2個平行的主通道，所述2個主通道之間連通有若干個所述微池；所述局部溫控裝置為設(shè)置于所述蓋片上的Pt電極，所述Pt電極與所述主通道的位置相應(yīng)。本專利技術(shù)所提供的第2種微流控芯片，所述微流控芯片包括2個平行的主通道，所述2個主通道之間連通有若干個所述微池；所述局部溫控裝置為設(shè)置于玻璃基片上的冷卻管路，所述玻璃基片貼附于所述基片或蓋片上，且所述冷卻管路與所述微池的位置相應(yīng)。本專利技術(shù)所提供的第3種微流控芯片，所述微流控芯片包括I個圓形的主通道，所述主通道由若干個V型管路首尾連接而成；所述微池包括相連通的緩沖區(qū)和反應(yīng)區(qū)；每個所 述V型管路的頂部與所述緩沖區(qū)相連通；所述局部溫控裝置為一環(huán)形的電阻膜；所述電阻膜設(shè)于所述基片或蓋片上且與所述基片或蓋片之間設(shè)有間距；所述電阻膜與所述主通道的位置相應(yīng)。上述的微流控芯片，所述電阻膜與所述基片或蓋片之間的間距為(H). 5mm，但不為O ;所述基片或蓋片上與所述電阻膜的空心部位相對應(yīng)處設(shè)有定位孔。上述的微流控芯片，所述基片的上表面為經(jīng)硅烷化試劑疏水化的表面，所述疏水化的試劑可為十八燒基二氣娃燒、十八燒基二甲氧基娃燒、羊基二乙氧基娃燒、異丁基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷或其同系物及其衍生物；所述蓋片為一鋁箔膜；所述微流控芯片還包括機(jī)械變形裝置，該機(jī)械變形裝置的凸臺上設(shè)有若干個圓柱形凸起，若干個所述圓柱形凸起呈圓形排列且可與若干個所述緩沖區(qū)位置對應(yīng)。本專利技術(shù)所提供的第4種微流控芯片，所述微流控芯片包括相連通的若干排主通道，所述若干排主通道呈矩形排列；所述主通道由若干個V型管路首尾連接而成，每個所述V型管路的頂部與所述微池相連通；所述局部溫控裝置包括帕爾貼，所述帕爾貼上設(shè)有若干個導(dǎo)熱鋁塊；所述帕爾貼與所述基片或蓋片配合時，所述導(dǎo)熱鋁塊與所述主通道的位置相應(yīng)。本專利技術(shù)所提供的第5種微流控芯片，所述微流控芯片包括I個螺旋形的主通道，所述主通道的外壁與若干個稱量池相連通，所述稱量池與所述微池相連通；所述局部溫控裝置包括一環(huán)形的鋁箔和若干個呈環(huán)形排列的LED燈；所述環(huán)形的鋁箔貼附于所述基片或蓋片上且與所述主通道的位置相應(yīng)；所述LED燈設(shè)于所述環(huán)形的鋁箔上且與所述環(huán)形的鋁箔之間設(shè)有間距。上述的微流控芯片，所述LED燈與所述環(huán)形的鋁箔之間的間距為(TlOmm，但不為O;所述基片或蓋片上與所述鋁箔的空心部位相對應(yīng)處設(shè)有定位孔。本專利技術(shù)所提供的第6種微流控芯片，所述微流控芯片包括I個由若干個橢圓形區(qū)域連接而成的圓形的主通道；每個所述橢圓形區(qū)域與所述微池相連通；所述局部溫控裝置為一銅質(zhì)圓環(huán)；所述銅質(zhì)圓環(huán)貼附于所述基片或蓋片上且與所述微池的位置相應(yīng)。上述的微流控芯片，所述基片或蓋片上與所述銅質(zhì)圓環(huán)的空心部位相對應(yīng)處設(shè)有定位孔。利用上述微流控芯片的保證微池均一性和獨立性的方法，包括如下步驟開啟所述局部溫控裝置以對所述主通道進(jìn)行加熱或?qū)λ鑫⒊剡M(jìn)行冷卻，使所述主通道內(nèi)的溫度高于所述微池內(nèi)的溫度，即可保證所述微池的均一性和獨立性。本專利技術(shù)還提供了上述微流控芯片在生物檢測或醫(yī)療檢驗中的應(yīng)用；所述生物檢測或醫(yī)療檢驗具體可為免疫分析、核酸擴(kuò)增反應(yīng)、核酸雜交反應(yīng)分析或蛋白一受體結(jié)合反應(yīng)。本專利技術(shù)提供的此微流控芯片，在局部溫控裝置的作用下，微池內(nèi)的試劑不會在主通道內(nèi)冷凝，這樣各微池內(nèi)的試劑體積保持不變，保證了微池的均一性，主通道內(nèi)沒有與各微池連通的液膜，保證了微池的獨立性。附圖說明 圖I為現(xiàn)有微流控芯片中試劑分配后的微池示意圖。圖2為對現(xiàn)有微流控芯片整體溫控時微池示意圖，此時各微池內(nèi)液體的體積不再均一。圖3為對現(xiàn)有微流控芯片整體溫控時微池示意圖，此時各微池內(nèi)液體不再獨立。圖4為實施例I中的微流控芯片示意圖。圖5為實施例2中的微流控芯片示意圖。圖6為實施例2中的電阻膜示意圖。圖7為實施例2中實驗組的等溫擴(kuò)增反應(yīng)熒光圖。圖8為實施例2中對照組的等溫擴(kuò)增反應(yīng)熒光圖。圖9為實施例3中的微流控芯片示意圖。圖10為實施例3中的紅外LED加熱裝置示意圖。圖11為實施例4中的機(jī)械變形裝置示意圖。圖12為實施例5中的微流控芯片示意圖。圖13為實施例6中的微流控芯片示意圖。圖14為實施例7中的微流控芯片示意圖。圖15為實施例7中的帕爾貼示意圖。圖16為對實施例7中的微流控芯片進(jìn)行手動離心的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下401主通道；402微池；403局部溫控區(qū)；501Pt電極；601反應(yīng)區(qū)；602緩沖區(qū)；603定位孔；7本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種微流控芯片，包括基片和蓋片；所述基片上設(shè)有微反應(yīng)器陣列；所述微反應(yīng)器陣列包括至少1個主通道和至少2個分別與所述主通道相連通的微池；其特征在于：所述微流控芯片還包括至少1個局部溫控裝置，所述局部溫控裝置對所述主通道加熱或?qū)λ鑫⒊剡M(jìn)行冷卻。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張國豪，黃國亮，王璨，郭素，王磊，邢婉麗，程京，
申請(專利權(quán))人：博奧生物有限公司，清華大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。