專(zhuān)利名稱(chēng)：一種微陣列反應(yīng)裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微陣列反應(yīng)裝置及其應(yīng)用，特別涉及一種可控制反應(yīng)體積的微陣列反應(yīng)裝置及其包括該反應(yīng)裝置的試劑盒與利用該反應(yīng)裝置分析樣品的方法。
背景技術(shù)：
微陣列裝置及其應(yīng)用已成為生物化學(xué)和分子生物學(xué)中的一個(gè)基本組成部分。它作為一種高通量的檢測(cè)工具而廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)及其它相關(guān)領(lǐng)域，如生命科學(xué)研究、藥物篩選、疾病診斷、農(nóng)業(yè)與環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品衛(wèi)生檢測(cè)、司法鑒定等(Bull et al.，Br.J.Cancer，84(11)1512-9(2001)；and Zhu et al.，Science，2932101-5(2001))。
微陣列反應(yīng)需要一定的反應(yīng)裝置來(lái)完成。微陣列反應(yīng)裝置的質(zhì)量不僅決定反應(yīng)的速度、操作過(guò)程的便捷與否，而且決定反應(yīng)結(jié)果的質(zhì)量，如信號(hào)的強(qiáng)度、噪聲的強(qiáng)度、信號(hào)的均一性及分析結(jié)果的可靠性。
以基因芯片為例，現(xiàn)有的微陣列反應(yīng)裝置通常是由微陣列芯片、蓋片及雜交盒三部分組成。微陣列芯片通常是普通的標(biāo)準(zhǔn)載玻片(尺寸為1″× 3″)，蓋片是厚度約為0.16mm的平面形狀的塑料或玻璃，雜交或反應(yīng)盒的材料通常是金屬、塑料、或者二者的結(jié)合。微陣列反應(yīng)裝置，特別是雜交盒或反應(yīng)盒部分，已獲得了較大的發(fā)展(U.S.PatentNos.6,159,727 and 6,258,593)。然而，對(duì)于微陣列反應(yīng)裝置的芯片及蓋片部分，仍存在著一些有待完善之處，包括(1)由于使用標(biāo)準(zhǔn)的載玻片，需要較多的樣品去覆蓋玻片上的點(diǎn)陣，因此在樣品稀有、昂貴時(shí)，會(huì)造成成本的浪費(fèi)。
(2)當(dāng)在一塊芯片上進(jìn)行多樣品分析時(shí)，易造成交叉污染而降低反應(yīng)結(jié)果的可靠性。
(3)蓋片與芯片間無(wú)定位結(jié)構(gòu)，蓋片可能會(huì)沿芯片表面滑動(dòng)，導(dǎo)致雜交液的厚度不均一，從而引起反應(yīng)信號(hào)均一性降低和部分區(qū)域背景增高。
(4)當(dāng)在一塊芯片上進(jìn)行多樣品分析時(shí)，蓋片操作往往需要尋找點(diǎn)陣的位置，導(dǎo)致操作不方便、降低了操作速度和分析的可信度。
當(dāng)在一塊芯片上進(jìn)行多樣品分析時(shí)，已有人提出采用柵格粘貼在芯片表面進(jìn)行分隔的做法(CN1264669)，這種設(shè)計(jì)在一定程度上方便了操作，但仍未能很好地解決反應(yīng)的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種操作簡(jiǎn)便，可靠性高的微陣列反應(yīng)裝置。
本發(fā)明提供的微陣列反應(yīng)裝置包括具有多個(gè)凸臺(tái)的芯片；具有多個(gè)凸臺(tái)的蓋片；設(shè)在所述芯片和(或)蓋片上的支撐結(jié)構(gòu)；設(shè)在所述芯片凸臺(tái)和(或)蓋片凸臺(tái)上的定位結(jié)構(gòu)；所述芯片凸臺(tái)和蓋片凸臺(tái)之間形成多個(gè)反應(yīng)空間，所述反應(yīng)空間的高度由所述支撐結(jié)構(gòu)的高度控制，所述芯片凸臺(tái)和蓋片凸臺(tái)之間的相對(duì)位置通過(guò)所述定位裝置控制。
其中，所述微陣列芯片和(或)蓋片的材料為硅、塑料、玻璃、陶瓷、橡膠、金屬、聚合物中的一種或任意組合。所述凸臺(tái)表面的材料為硅、塑料、玻璃、陶瓷、橡膠、金屬、聚合物中的一種或任意組合。所述凸臺(tái)表面可以制成疏水性的或親水性的。所述凸臺(tái)的表面形狀可以是正方形、長(zhǎng)方形、圓形、橢圓形、卵形或不規(guī)則形狀。所述凸臺(tái)的高度可在0.1mm至2mm間變化。所述凸臺(tái)的表面積在1mm2到600mm2之間。所述凸臺(tái)的數(shù)量在2到2500之間。所述芯片上的多個(gè)凸臺(tái)的形狀和表面積可以一致，也可以不一致。所述蓋片上的多個(gè)凸臺(tái)的形狀和表面積可以一致，也可以不一致。所述芯片上的凸臺(tái)與蓋片上的凸臺(tái)的個(gè)數(shù)可以一致，也可以不一致。所述芯片上的凸臺(tái)與蓋片上的凸臺(tái)的形狀和表面積可以一致，也可以不一致。所述芯片和(或)蓋片的凸臺(tái)上固定有陣列探針點(diǎn)。所述支撐結(jié)構(gòu)和定位結(jié)構(gòu)的材料為硅、塑料、玻璃、陶瓷、橡膠、金屬、聚合物中的一種或任意組合。所述支撐結(jié)構(gòu)固定在微陣列芯片上或蓋片上。所述定位結(jié)構(gòu)固定在微陣列芯片或蓋片上。為了使密封性更好，所述定位結(jié)構(gòu)還包括一個(gè)密封圈。所述芯片、芯片上的凸臺(tái)、蓋片、蓋片上的凸臺(tái)、支撐結(jié)構(gòu)和(或)定位結(jié)構(gòu)可以采用注塑、膠粘結(jié)、劃片、切片、陽(yáng)極鍵合、超聲波焊接、電火花線切割、機(jī)加工的一種或多種方法加工。
基于上述結(jié)構(gòu)，在所述芯片凸臺(tái)與蓋片凸臺(tái)之間形成多個(gè)反應(yīng)空間。反應(yīng)空間的高度在0.01mm到1mm之間變化。所述反應(yīng)空間的體積在0.01mm3到600mm3之間變化。所述多個(gè)反應(yīng)空間是相互分隔的，以避免交叉污染。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種微陣列分析方法。
本發(fā)明所提供的微陣列分析方法包括1)在所述微陣列反應(yīng)裝置的芯片凸臺(tái)和(或)蓋片凸臺(tái)上固定反應(yīng)物，以便至少一種所述反應(yīng)物能與待分析物結(jié)合；2)使所述反應(yīng)物與可能含有所述待分析物的樣品在合適的條件下接觸，從而與所述待分析物(如果存在于該樣品)結(jié)合；和
3)評(píng)價(jià)所述待分析物與所述反應(yīng)物的結(jié)合以對(duì)樣品中的待分析物進(jìn)行定性和(或)定量。
本發(fā)明提供的分析方法中，所述待分析物是細(xì)胞、細(xì)胞器、病毒、分子和集合體或它們的混合物。具體地說(shuō)，所述細(xì)胞是動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞、真菌細(xì)胞、細(xì)菌細(xì)胞、重組細(xì)胞或培養(yǎng)的細(xì)胞，動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞、真菌細(xì)胞，細(xì)菌細(xì)胞可以來(lái)源于動(dòng)物、植物、真菌、細(xì)菌的任何屬或亞屬。所述細(xì)胞器是細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、蛋白酶體、分泌小泡、液泡或微粒體；所述分子是無(wú)機(jī)分子、有機(jī)分子或它們的混合物；所述有機(jī)分子是氨基酸、肽、蛋白質(zhì)、核苷、核苷酸、寡核苷酸、核酸、維生素、單糖、寡糖、碳水化合物、脂類(lèi)或它們的混合物。所述蛋白質(zhì)或肽包括酶、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白如離子通道和泵、營(yíng)養(yǎng)或儲(chǔ)藏蛋白、收縮或運(yùn)動(dòng)蛋白如肌動(dòng)和肌球蛋白、結(jié)構(gòu)蛋白、防御蛋白和調(diào)節(jié)蛋白如抗體、激素和生長(zhǎng)因子等。所述氨基酸包括D-和L-氨基酸，如丙氨酸Ala(A)，精氨酸Arg(R)，天冬酰氨Asn(N)，天冬氨酸Asp(D)，半胱氨酸Cys(C)，谷氨酰氨Gln(Q)，谷氨酸Glu(E)，甘氨酸Gly(G)，組氨酸His(H)，異亮氨酸Ile(I)，亮氨酸Leu(L)，賴(lài)氨酸Lys(K)，甲硫氨酸Met(M)，苯丙氨酸Phe(F)，脯氨酸Pro(P)，絲氨酸Ser(S)，蘇氨酸Thr(T)，色氨酸Trp(W)，酪氨酸Tyr(Y)and纈氨酸Val(V)。所述核酸包括單、雙和三鏈核酸，這樣的核酸樣品包括DNA如A-、B-或Z-型DNA，RNA如mRNA、tRNA和rRNA。所述核苷，包括腺嘌呤核苷、鳥(niǎo)嘌呤核苷、胞嘧啶核苷、胸腺嘧啶核苷和尿嘧啶核苷。所述核苷酸包括腺嘌呤單磷酸核苷、鳥(niǎo)嘌呤單磷酸核苷、胞嘧啶單磷酸核苷、尿嘧啶單磷酸核苷、腺嘌呤二磷酸核苷、鳥(niǎo)嘌呤二磷酸核苷、胞嘧啶二磷酸核苷、尿嘧啶二磷酸核苷、腺嘌呤三磷酸核苷、鳥(niǎo)嘌呤三磷酸核苷、胞嘧啶三磷酸核苷、尿嘧啶三磷酸核苷、腺嘌呤單磷酸脫氧核苷、鳥(niǎo)嘌呤單磷酸脫氧核苷、胞嘧啶單磷酸脫氧核苷、胸腺嘧啶單磷酸脫氧核苷、腺嘌呤二磷酸脫氧核苷、鳥(niǎo)嘌呤二磷酸脫氧核苷、胞嘧啶二磷酸脫氧核苷、胸腺嘧啶二磷酸脫氧核苷、腺嘌呤三磷酸脫氧核苷、鳥(niǎo)嘌呤三磷酸脫氧核苷、胞嘧啶三磷酸脫氧核苷、胸腺嘧啶三磷酸脫氧核苷。所述維生素包括水溶性維生素如硫胺素、核黃素、煙酸、泛酸、吡哆醇、生物素、葉酸、維生素B12和抗壞血酸，脂溶性維生素如維生素A、維生素D、維生素E和維生素K等。所述單糖包括D-或L-單糖、醛糖和酮糖，如丙糖(甘油醛)，丁糖(赤蘚糖和蘇糖)，戊糖(核糖、脫氧核糖、木糖、來(lái)蘇糖和核酮)，己糖(阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、古羅糖、艾杜糖、半乳糖、塔羅糖和果糖)和庚糖(景天庚糖)等。所述脂類(lèi)包括任何脂類(lèi)。例如三酰基甘油，如三硬脂酸甘油脂、棕櫚精、三油精、蠟；磷酸甘油酯，如磷脂酰乙醇胺、卵磷脂、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰肌醇和心肌磷脂；鞘脂如鞘磷脂、腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂；甾醇，如膽固醇和斑點(diǎn)醇以及甾醇脂肪酸酯；飽和脂肪酸，如月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸和木焦油酸，或不飽和酸，如棕櫚油酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸。
可能包含上述待分析物的樣品是動(dòng)植物、微生物或臨床等樣品。所述動(dòng)物可以是非脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物，脊椎動(dòng)物可以是魚(yú)類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)如雞、哺乳動(dòng)物如牛類(lèi)、山羊、綿羊、馬、兔、豚鼠、鼠、人、貓、猴、狗或豬。所述臨床樣品為血清、血漿、全血、痰液、腦脊髓液、羊水、尿液、腸胃內(nèi)容物、毛發(fā)、唾液、汗液、牙齦刮擦物或活體組織。這些臨床樣品可以來(lái)自結(jié)締、上皮、肌肉、神經(jīng)組織細(xì)胞，眼的附屬器官，環(huán)旋(annulospiral)器官，聽(tīng)覺(jué)器官，契維茨氏器官，心室周?chē)鞴?，耳蝸，臨界器官，釉質(zhì)器官，終末器官，女性外生殖器官，男性外生殖器官，游離器官，羅芬尼花枝狀器官，生殖器官，高爾基腱器官，味器官，聽(tīng)力器官，女性內(nèi)生殖器官，男性內(nèi)生殖器官，插入(intromittent)器官，雅各布遜氏器官，神經(jīng)體液器官，神經(jīng)腱器官，嗅器官，耳石器官，Rosenmuller器官，感覺(jué)器官，嗅覺(jué)器官，螺旋器官，連合下器官，穹隆下器官，額外器官，觸器官，目標(biāo)器官，味覺(jué)器官，觸覺(jué)器官，泌尿器官，終板脈管器官，前庭器官，前庭耳蝸器官，殘遺器官，視覺(jué)器官，犁鼻器，游走(wandering)器官，Weber器官和Zuckerkandl器官，這些樣品尤其是來(lái)自動(dòng)物內(nèi)部器官如腦、肺、肝、脾、骨髓、胸腺、心臟、淋巴、血液、骨、軟骨、胰、腎、膽囊、胃、腸、睪丸、卵巢、子宮、直腸、神經(jīng)系統(tǒng)、腺、內(nèi)部血管等的細(xì)胞。來(lái)源于纖毛蟲(chóng)、多孔狀粘土霉菌、鞭毛蟲(chóng)和小孢子蟲(chóng)目的任何屬或亞屬的細(xì)胞樣品中的待分析物也可用本方法分析。所述微生物為真菌如酵母，細(xì)菌如真細(xì)菌或古細(xì)菌的細(xì)胞。反應(yīng)物與待分析物特異性結(jié)合。所述反應(yīng)物可以為細(xì)胞、細(xì)胞器、病毒、分子和集合體或它們的混合物以及抗體與核酸。
可采用直接分析、夾心分析或競(jìng)爭(zhēng)分析的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的微陣列分析。所述方法用不同的多個(gè)反應(yīng)物分析單一待分析物或用不同的多個(gè)反應(yīng)物分析多元待分析物。所述多個(gè)反應(yīng)物固定在微陣列芯片的多個(gè)凸臺(tái)上。所有的反應(yīng)物能與待分析物結(jié)合用于分析。
本發(fā)明方法可用于檢測(cè)細(xì)胞、細(xì)胞器、病毒、分子和集合體或它們的混合物之間的相互作用，例如，檢測(cè)如DNA-DNA、DNA-RNA、RNA-RNA、DNA-蛋白質(zhì)、RNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)等大分子之間的相互作用。本方法還可用于檢測(cè)大-小分子或小分子-小分子之間的相互作用。本方法還可用于檢測(cè)多種復(fù)雜相互作用，包括兩種以上組分之間的相互作用。當(dāng)檢測(cè)DNA-DNA、DNA-RNA、RNA-RNA之間的相互作用時(shí)，接觸步驟如雜交可在適當(dāng)?shù)臈l件如在低、中、高嚴(yán)謹(jǐn)度下進(jìn)行。
上述檢測(cè)組分和目標(biāo)組分之間的相互作用可用任何合適的方法如標(biāo)記的方法檢測(cè)。任何合適的標(biāo)記均可采用。標(biāo)記物包括放射、熒光、化學(xué)、酶、發(fā)光和熒光共振能量轉(zhuǎn)移標(biāo)記物。發(fā)光標(biāo)記物為化學(xué)發(fā)光或生物發(fā)光標(biāo)記物。標(biāo)記物可以直接或間接地只附著或結(jié)合在待測(cè)組分、目標(biāo)組分上，也可以二者都標(biāo)記。結(jié)果可以是陽(yáng)性或陰性信號(hào)。任何適當(dāng)?shù)姆治瞿Ｊ桨▕A心分析或競(jìng)爭(zhēng)分析都可采用。
本發(fā)明方法可用于檢測(cè)一種待測(cè)組分與多個(gè)基因、基因片段或它們的編碼產(chǎn)物之間的相互作用。也可以用于檢測(cè)單個(gè)待測(cè)組分或物質(zhì)與多個(gè)目標(biāo)組分之間的相互作用。本方法更適用于高通量模式，如檢測(cè)多個(gè)待測(cè)組分或物質(zhì)與多個(gè)目標(biāo)組分之間的相互作用。多個(gè)待測(cè)組分或物質(zhì)與多個(gè)目標(biāo)組分之間的相互作用可同時(shí)或連續(xù)檢測(cè)。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種試劑盒。
本發(fā)明所提供的試劑盒包括包裝材料及所述微陣列反應(yīng)裝置。
在實(shí)際應(yīng)用中，試劑盒還應(yīng)該包括其用途標(biāo)簽。
所述試劑盒中還包括至少一種能與待分析物結(jié)合用于微陣列分析的多元反應(yīng)物和用試劑盒分析待分析物的使用說(shuō)明。
本試劑盒可用于檢測(cè)細(xì)胞、細(xì)胞器、病毒、分子和集合體或它們的混合物之間的相互作用，如檢測(cè)大分子如DNA-DNA、DNA-RNA、RNA-RNA、DNA-蛋白質(zhì)、RNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)等之間的相互作用。本試劑盒還可用于檢測(cè)大-小分子或小分子-小分子之間的相互作用、檢測(cè)多種復(fù)雜相互作用包括兩種以上組分之間的相互作用。當(dāng)檢測(cè)DNA-DNA、DNA-RNA、RNA-RNA之間的相互作用時(shí)，接觸步驟如雜交可在適當(dāng)?shù)臈l件如在低、中、高嚴(yán)謹(jǐn)度下進(jìn)行。上述檢測(cè)組分和目標(biāo)組分之間的相互作用可用任何合適的方法如標(biāo)記的方法檢測(cè)。任何合適的標(biāo)記均可采用。標(biāo)記物包括放射、熒光、化學(xué)、酶、發(fā)光和熒光共振能量轉(zhuǎn)移標(biāo)記物。發(fā)光標(biāo)記物為化學(xué)發(fā)光或生物發(fā)光標(biāo)記物。標(biāo)記物可以直接或間接地只附著或結(jié)合在待測(cè)組分、目標(biāo)組分上，也可以二者都標(biāo)記。結(jié)果可以是陽(yáng)性或陰性信號(hào)。任何適當(dāng)?shù)姆治瞿Ｊ桨▕A心分析或競(jìng)爭(zhēng)分析都可采用。
本試劑盒可用于檢測(cè)一種待測(cè)組分與多個(gè)基因、基因片段或它們的編碼產(chǎn)物之間的相互作用。
本試劑盒可用于檢測(cè)單個(gè)待測(cè)組分或物質(zhì)與多個(gè)目標(biāo)組分之間的相互作用。本試劑盒更適用于高通量模式，如檢測(cè)多個(gè)待測(cè)組分或物質(zhì)與多個(gè)目標(biāo)組分之間的相互作用。多個(gè)待測(cè)組分或物質(zhì)與多個(gè)目標(biāo)組分之間的相互作用可同時(shí)或連續(xù)檢測(cè)。
本發(fā)明的微陣列反應(yīng)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)小面積的凸臺(tái)使所需樣品體積減小，從而節(jié)約了成本；(2)決定蓋片與芯片間相對(duì)位置的定位結(jié)構(gòu)使反應(yīng)液如雜交液的體積或厚度的均一性得到了保證；(3)當(dāng)分析多樣品時(shí)，獨(dú)立的反應(yīng)液(如雜交液)存儲(chǔ)空間，減少了交叉污染，保證了反應(yīng)結(jié)果的可靠性；(4)多樣品反應(yīng)時(shí)，由于有定位結(jié)構(gòu)，蓋片操作時(shí)不用尋找點(diǎn)陣的位置，既方便了操作，又保證了可靠性。
本微陣列反應(yīng)裝置及微陣列分析方法與試劑盒可應(yīng)用于疾病預(yù)后或診斷、生命科學(xué)研究、農(nóng)業(yè)及環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品衛(wèi)生檢測(cè)及司法鑒定中?？梢杂行Х乐共煌瑯悠分g的交叉污染，特別適用于多樣品的同時(shí)檢測(cè)，如用于多種疾病預(yù)后或診斷，可以同時(shí)診斷多人份、多種指標(biāo)及多種疾病。


圖1是微陣列反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意2是芯片凸臺(tái)與蓋片凸臺(tái)間形成的反應(yīng)空間示意3是圖1中芯片部分的三維視4是圖1中帶有支撐結(jié)構(gòu)的蓋片部分的三維視5是圖1中定位結(jié)構(gòu)部分的三維視6是設(shè)有2×3個(gè)凸臺(tái)的微陣列芯片的三維視7是利用本發(fā)明的微陣列反應(yīng)裝置檢測(cè)兩個(gè)不同樣品的熒光掃描結(jié)果具體實(shí)施方式
實(shí)施例1、微陣列反應(yīng)裝置如圖1-5所示，本發(fā)明的微陣列反應(yīng)裝置由芯片1、蓋片2、支撐結(jié)構(gòu)3及反應(yīng)空間組成。其中，反應(yīng)空間包括定位結(jié)構(gòu)4、密封圈5及上蓋等。芯片1用于點(diǎn)樣；芯片1、蓋片2、支撐結(jié)構(gòu)3及定位結(jié)構(gòu)4共同形成反應(yīng)空間。
芯片1的表面有兩到數(shù)個(gè)凸臺(tái)6，蓋片2的表面有與芯片1相同數(shù)量的凸臺(tái)7，支撐結(jié)構(gòu)3與定位結(jié)構(gòu)4用于控制芯片1與蓋片2上凸臺(tái)的相對(duì)位置，以形成具有一定厚度或體積多個(gè)反應(yīng)空間8。相同樣品的反應(yīng)可以在多個(gè)反應(yīng)空間進(jìn)行，以評(píng)價(jià)可靠性；也可以進(jìn)行不同樣品的反應(yīng)，以同時(shí)檢測(cè)多個(gè)樣品或指標(biāo)。各個(gè)反應(yīng)空間之間保持足夠的距離，以減小交叉污染、提高分析的準(zhǔn)確性。
微陣列芯片的材料可以是硅、塑料、玻璃、陶瓷、橡膠、金屬、聚合物中的一種或任意組合。其成形方法為注塑、膠粘結(jié)、劃片、切片、陽(yáng)極鍵合、超聲波焊接、電火花線切割、機(jī)加工中的一種或多種方法。例如芯片1的基底與凸臺(tái)可以都是玻璃，然后采用膠粘結(jié)的方法連接，專(zhuān)用粘結(jié)夾具的使用提高了粘結(jié)效率。為了保證粘結(jié)的可靠性，采用一種特定的紫外膠，以保證能經(jīng)受住水、水蒸汽、鉻酸洗液及有機(jī)溶劑等的侵蝕而不脫落。芯片1上的凸臺(tái)6用于點(diǎn)樣，其形狀為正方形、長(zhǎng)方形、圓形、橢圓形、卵形和不規(guī)則形狀，其面積在1mm2到600mm2之間。
蓋片2的材料與加工方法同芯片1。蓋片2提供另一組凸臺(tái)，與芯片1的凸臺(tái)形成反應(yīng)空間8；此外，通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)控制反應(yīng)空間的高度。
定位結(jié)構(gòu)4的材料最好是塑料，通過(guò)注塑方法成型。定位結(jié)構(gòu)用于控制芯片凸臺(tái)與蓋片凸臺(tái)的相對(duì)位置，以準(zhǔn)確形成反應(yīng)空間。此外，定位結(jié)構(gòu)還可以有與密封圈5配合的環(huán)形槽9。密封圈4可以采用氣密性好的軟性材料或橡膠。
一種設(shè)有2×3個(gè)凸臺(tái)的微陣列芯片如圖6所示，可用于檢測(cè)兩個(gè)樣品，每個(gè)樣品重復(fù)三次。
圖6所示的微陣列反應(yīng)裝置可用于核酸反應(yīng)、蛋白質(zhì)免疫反應(yīng)、蛋白質(zhì)與核酸相互作用、配體-受體反應(yīng)、小分子與蛋白質(zhì)或核酸相互作用。整個(gè)裝置可以承受高達(dá)80℃的反應(yīng)溫度，也可以經(jīng)受液體的沖洗。
實(shí)施例2、微陣列反應(yīng)裝置的使用方法微陣列反應(yīng)裝置的使用過(guò)程如下1)根據(jù)所需檢測(cè)樣品確定芯片每個(gè)凸臺(tái)上的探針排布，使用合適的點(diǎn)樣儀將探針點(diǎn)到芯片上，并固定化；2)根據(jù)需要在芯片的每個(gè)凸臺(tái)上加相同或不同的樣品；3)裝上蓋片，并扣上上蓋，進(jìn)行反應(yīng)；4)待反應(yīng)結(jié)束后，去掉蓋片后進(jìn)行清洗，用熒光掃描儀對(duì)芯片進(jìn)行檢測(cè)與分析。
實(shí)施例3、微陣列反應(yīng)裝置在核酸雜交中的應(yīng)用分別用樣品A和樣品B與芯片凸臺(tái)A上的探針和凸臺(tái)B上探針進(jìn)行反應(yīng)，兩個(gè)凸臺(tái)上固定的探針組成是相同的，每個(gè)凸臺(tái)分別固定了可與樣品A中的核酸雜交的探針(第一、二行，共10個(gè)平行點(diǎn))和可與樣品B中的核酸雜交的探針(第三、四行，共10個(gè)平行點(diǎn))，反應(yīng)在65℃進(jìn)行1小時(shí)。樣品中的核酸標(biāo)記了Cy5熒光染料，它可在掃描儀635nm的激光誘導(dǎo)下發(fā)出675nm的熒光，直接反映出樣品中與探針雜交的核酸量。掃描參數(shù)為激光，80％；光電倍增管，80％；檢測(cè)限，10um。結(jié)果如圖7所示，其中圖7A是樣品A與凸臺(tái)A上的探針?lè)磻?yīng)后的熒光掃描圖，只有第一、二行有可檢測(cè)信號(hào)，圖7B是樣品B與凸臺(tái)B上探針?lè)磻?yīng)后的熒光掃描圖，只有第三、四行有可檢測(cè)信號(hào)，表明信號(hào)均勻，無(wú)交叉污染。
權(quán)利要求
1.一種微陣列反應(yīng)裝置，該裝置包括具有多個(gè)凸臺(tái)的芯片；具有多個(gè)凸臺(tái)的蓋片；設(shè)在所述芯片和(或)蓋片上的支撐結(jié)構(gòu)；設(shè)在所述芯片凸臺(tái)和(或)蓋片凸臺(tái)上的定位結(jié)構(gòu)；所述芯片凸臺(tái)和蓋片凸臺(tái)之間形成多個(gè)反應(yīng)空間，所述反應(yīng)空間的高度由所述支撐結(jié)構(gòu)的高度控制，所述芯片凸臺(tái)和蓋片凸臺(tái)之間的相對(duì)位置通過(guò)所述定位裝置控制。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述微陣列芯片和(或)蓋片的材料為硅、塑料、玻璃、陶瓷、橡膠、金屬、聚合物中的一種或任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述凸臺(tái)表面的材料為硅、塑料、玻璃、陶瓷、橡膠、金屬、聚合物中的一種或任意組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述凸臺(tái)表面是疏水的或親水的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述凸臺(tái)的表面形狀為正方形、長(zhǎng)方形、圓形、橢圓形、卵形或不規(guī)則形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述凸臺(tái)的高度為0.1mm-2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述凸臺(tái)的表面積為1mm2-600mm2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述凸臺(tái)的數(shù)量在2到2500之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述芯片上的多個(gè)凸臺(tái)的形狀和表面積相同或不相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述蓋片上的多個(gè)凸臺(tái)的形狀和表面積相同或不相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述芯片上的凸臺(tái)與蓋片上的凸臺(tái)的個(gè)數(shù)相等或不相等。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述芯片上的凸臺(tái)與蓋片上的凸臺(tái)的形狀和表面積相同或不相同。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述芯片和(或)蓋片的凸臺(tái)上固定有微陣列探針點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述支撐結(jié)構(gòu)和定位結(jié)構(gòu)的材料為硅、塑料、玻璃、陶瓷、橡膠、金屬、聚合物中的一種或任意組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述支撐結(jié)構(gòu)固定在微陣列芯片上。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述支撐結(jié)構(gòu)固定在蓋片上。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述定位結(jié)構(gòu)固定在微陣列芯片上。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述定位結(jié)構(gòu)固定在蓋片上。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述定位結(jié)構(gòu)還包括一個(gè)密封圈。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述芯片、芯片上的凸臺(tái)、蓋片、蓋片上的凸臺(tái)、支撐結(jié)構(gòu)和(或)定位結(jié)構(gòu)采用注塑、膠粘結(jié)、劃片、切片、陽(yáng)極鍵合、超聲波焊接、電火花線切割、機(jī)加工的一種或多種方法加工。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于在所述芯片凸臺(tái)與蓋片凸臺(tái)之間為多個(gè)反應(yīng)空間。
22.根據(jù)權(quán)利要求1或21所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述反應(yīng)空間的高度為0.01mm-1mm。
23.根據(jù)權(quán)利要求1或21所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述反應(yīng)空間的體積為0.01mm3-600mm3。
24.根據(jù)權(quán)利要求1或21所述的微陣列反應(yīng)裝置，其特征在于所述多個(gè)反應(yīng)空間是相互分隔的，以避免交叉污染。
25.一種試劑盒，包括包裝材料及權(quán)利要求1所述的微陣列反應(yīng)裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的試劑盒，其特征在于所述試劑盒中還包括至少一種能與待分析物結(jié)合用于微陣列分析的多元反應(yīng)物。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的試劑盒，其特征在于所述試劑盒還包括用試劑盒分析待分析物的使用說(shuō)明。
28.一種微陣列分析方法，包括1)在權(quán)利要求1所述微陣列反應(yīng)裝置的芯片凸臺(tái)和(或)蓋片凸臺(tái)上固定反應(yīng)物2)使所述反應(yīng)物與可能含有所述待分析物的樣品接觸；3)評(píng)價(jià)所述待分析物與所述反應(yīng)物的結(jié)合以對(duì)樣品中的待分析物進(jìn)行定性和(或)定量。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述待分析物是細(xì)胞、細(xì)胞器、病毒、分子和集合體或它們的混合物。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述細(xì)胞是動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞、真菌細(xì)胞、細(xì)菌細(xì)胞、重組細(xì)胞或培養(yǎng)的細(xì)胞。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述細(xì)胞器是細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、蛋白酶體、分泌小泡、液泡或微粒體。
32.據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述分子是無(wú)機(jī)分子、有機(jī)分子或它們的混合物。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于所述有機(jī)分子是氨基酸、肽、蛋白質(zhì)、核苷、核苷酸、寡核苷酸、核酸、維生素、單糖、寡糖、碳水化合物、脂類(lèi)或它們的混合物。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述樣品為動(dòng)物、植物及微生物樣品。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于所述動(dòng)物樣品為哺乳動(dòng)物樣品，其中所述哺乳動(dòng)物尤指牛類(lèi)、山羊、綿羊、馬、兔、豚鼠、鼠、人、貓、猴、狗或豬。
36.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述樣品為臨床樣品。
37.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述臨床樣品為血清、血漿、全血、痰液、腦脊髓液、羊水、尿液、腸胃內(nèi)容物、毛發(fā)、唾液、汗液、牙齦刮擦物或活體組織。
38.根據(jù)權(quán)利要求28或36所述的方法，其特征在于所述臨床樣品為人的臨床樣品。
39.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)物與待分析物特異性結(jié)合。
40.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)物為細(xì)胞、細(xì)胞器、病毒、分子和集合體或它們的混合物。
41.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)物為抗體。
42.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)物為核酸。
43.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述分析方式為直接分析、夾心分析或競(jìng)爭(zhēng)分析。
44.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述方法用不同的多個(gè)反應(yīng)物分析單一待分析物。
45.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述方法用不同的多個(gè)反應(yīng)物分析多元待分析物。
46.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述多個(gè)反應(yīng)物固定在微陣列芯片的多個(gè)凸臺(tái)上。
47.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所有的反應(yīng)物能與待分析物結(jié)合用于分析。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種微陣列反應(yīng)裝置及其應(yīng)用。本發(fā)明提供的微陣列反應(yīng)裝置的芯片和蓋片具有多個(gè)凸臺(tái)，在凸臺(tái)之間形成了多個(gè)反應(yīng)空間，反應(yīng)空間的高度由支撐結(jié)構(gòu)的高度決定和控制，凸臺(tái)與凸臺(tái)之間的相對(duì)位置由定位結(jié)構(gòu)控制。此外，本發(fā)明還提供了包括該微陣列反應(yīng)裝置的試劑盒以及用該微陣列反應(yīng)裝置分析樣品的方法。本微陣列反應(yīng)裝置及微陣列分析方法與試劑盒可應(yīng)用于疾病預(yù)后或診斷、生命科學(xué)研究、農(nóng)業(yè)及環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品衛(wèi)生檢測(cè)及司法鑒定?？梢杂行Х乐共煌瑯悠分g的交叉污染，特別適用于多樣品的同時(shí)檢測(cè)，如用于多種疾病預(yù)后或診斷，可以同時(shí)診斷多人份、多種指標(biāo)及多種疾病。
文檔編號(hào)C12Q1/68GK1523344SQ0310466
公開(kāi)日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2003年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月20日
發(fā)明者邢婉麗, 鮮飛軍, 王憲華, 程京 申請(qǐng)人:北京博奧生物芯片有限責(zé)任公司, 清華大學(xué)