專利名稱：使用于生物芯片上的攪拌構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用于生物芯片上的攪拌構(gòu)造，尤指一種能夠有效混合與分離生物芯片固-液界面生物樣本溶液的攪拌構(gòu)造。
隨著人類(lèi)基因組圖譜即將定序完成，科學(xué)家的下一個(gè)課題便是了解數(shù)萬(wàn)個(gè)基因所代表的意義和其相互關(guān)系，以及蛋白質(zhì)體(Proteomics)的功能研究。而生物芯片正是解決此復(fù)雜難題的最佳利器。生物芯片技術(shù)的主要特點(diǎn)是其分析精確性高、分析速度快，所需使用的檢體樣品及試劑少，并且一次實(shí)驗(yàn)就可獲得整體性(平行化)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此，生物芯片的可應(yīng)用范圍涵蓋了基因功能研究、新藥開(kāi)發(fā)、臨床檢驗(yàn)、菌種篩選、環(huán)境控制等等。
生物芯片的原理是利用微電子、微機(jī)械等工業(yè)技術(shù)，將生物探針(Probe)(主要來(lái)源有有機(jī)化合物、核酸、蛋白質(zhì)、醣類(lèi)、細(xì)胞或組織等)固定在拇指大小的基片(Substrate)(其材質(zhì)可為玻璃、硅片、塑料等)上，將所欲檢測(cè)的生物樣品溶液(含有目標(biāo)物(Target)的血液、尿液、體液或是溶液)在芯片上進(jìn)行混合，由于目標(biāo)物與相對(duì)應(yīng)芯片上的生物探針具有特異性并且能夠相互作用(相互結(jié)合或相互反應(yīng))而引起信號(hào)(包括光學(xué)、壓電、電化學(xué)、能量信號(hào))的改變，或是在進(jìn)一步的分離過(guò)程中將結(jié)合的目標(biāo)物與未結(jié)合的干擾物(Interferent)予以清洗分離，之后利用光學(xué)(螢光、酵素比色)或是放射物質(zhì)等各種標(biāo)示方法對(duì)生物探針-目標(biāo)物復(fù)合物進(jìn)行光學(xué)或放射強(qiáng)度檢測(cè)定量及數(shù)據(jù)分析，這樣便可取得檢測(cè)生物樣本的分析信息。
但是，傳統(tǒng)混合以及分離的步驟非常簡(jiǎn)單，是將加入生物樣品溶液的芯片放置一側(cè)，待預(yù)定時(shí)間后，直接用水沖洗將結(jié)合的目標(biāo)物與其它干擾物予以清洗分離，這樣粗糙的方法，很容易因?yàn)轭A(yù)定混合時(shí)間的誤差以及清洗液體的加入造成定量分析上的困擾。
有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明及技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)就結(jié)合


如下
請(qǐng)參閱圖2，是本發(fā)明的剖面示意圖，本發(fā)明的震蕩單元1主要包括有一壓電致動(dòng)器11(Peizoelectric actuator)，該壓電致動(dòng)器11是由多個(gè)陶瓷壓電組件111(Peizoelectric ceramicelements)堆棧而成，其中，每一個(gè)陶瓷壓電組件111經(jīng)過(guò)極化處理(Poling process)且具有極性，能夠通過(guò)電壓震蕩所造成的相位轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生機(jī)械性震動(dòng)，此外，在上述壓電致動(dòng)器11外側(cè)包覆有一具有屏蔽效果的殼體12，并在該壓電致動(dòng)器11一端連接一貫穿上述殼體12的傳動(dòng)部2，通過(guò)該傳動(dòng)部2以連接并帶動(dòng)上述攪拌單元3。
使用時(shí)，先將生物樣本溶液5以及相對(duì)應(yīng)的生物芯片6準(zhǔn)備好，其生物樣本溶液5含有欲檢測(cè)的目標(biāo)物51以及干擾物52，另外，其生物芯片6是其上固定有生物探針61的基片，該生物探針61能夠與相對(duì)應(yīng)目標(biāo)物51進(jìn)行親合性結(jié)合或進(jìn)行催化性反應(yīng)，之后，將生物芯片6插入本發(fā)明攪拌單元3下方，啟動(dòng)本發(fā)明下降至芯片上方特定位置并以特定頻率開(kāi)始震蕩，即可進(jìn)行生物樣本溶液5混合、相互作用與清洗分離的步驟。
其混合與分離的過(guò)程，請(qǐng)參閱圖3、4、5，是本發(fā)明的使用狀態(tài)、水平動(dòng)作以及垂直動(dòng)作示意圖，如圖所示，將外加有生物樣本溶液5的生物芯片6置于本發(fā)明攪拌單元3的下方，并且將生物芯片6上具有生物探針61的區(qū)域?qū)?zhǔn)相對(duì)應(yīng)的攪拌棒31，且由于攪拌棒31下端的攪拌環(huán)32可容納生物樣品液體5，當(dāng)啟動(dòng)震蕩單元1產(chǎn)生針對(duì)生物樣本溶液5的特定頻率震動(dòng)時(shí)，該攪拌單元3受到傳動(dòng)部2帶動(dòng)，其連接于攪拌單元3下端的攪拌環(huán)32即在生物芯片6上由生物探針61與生物樣本溶液5形成的固液接口開(kāi)始擾動(dòng)，其擾動(dòng)方向可垂直或平行作用于該生物樣本溶液5，由于生物探針61與目標(biāo)物51具有單一對(duì)應(yīng)的特性，并且其攪拌單元3擾動(dòng)頻率所產(chǎn)生的能量恰小于生物探針61與目標(biāo)物51結(jié)合的能量，使得攪拌時(shí)所產(chǎn)生的擾動(dòng)不但能夠促進(jìn)生物探針61與目標(biāo)物51結(jié)合，并且清洗、分離生物探針61上的其它干擾物52，用以達(dá)到有效混合與分離生物樣本溶液5的功效。
請(qǐng)參閱圖6，是本發(fā)明的整體配置圖，本發(fā)明生物芯片6的攪拌構(gòu)造設(shè)置在一具有芯片插槽7的生物芯片6的分析儀上，在本發(fā)明與芯片插槽7之間設(shè)有一固定座8，并于該固定座8上開(kāi)設(shè)有供相對(duì)應(yīng)攪拌棒31穿過(guò)的穿孔9，且本發(fā)明與固定座8可供使用者上下調(diào)整，用使生物芯片6置入芯片插槽7，并且方便使用者加入檢測(cè)生物樣品溶液5。
權(quán)利要求
1.一種使用于生物芯片(6)上的攪拌構(gòu)造，其特征在于所述攪拌構(gòu)造包括有一可控制震蕩頻率的震蕩單元(1)、一受震蕩單元(1)震蕩傳動(dòng)的傳動(dòng)部(2)、一與傳動(dòng)部(2)連接并位于生物芯片(6)上方特定距離的攪拌單元(3)，使震蕩單元(1)對(duì)要檢驗(yàn)的生物樣本溶液(5)產(chǎn)生特定頻率的震蕩，以帶動(dòng)傳動(dòng)部(2)帶動(dòng)攪拌單元(3)，使攪拌單元(3)對(duì)生物樣本溶液(5)產(chǎn)生特定頻率的震動(dòng)予以攪拌、混合，并使生物樣本溶液(5)中的目標(biāo)物(51)與生物芯片(6)相互作用，且將未作用的其它干擾物(52)予以清洗分離，這樣，構(gòu)成一種有效混合與分離生物樣本溶液(5)的生物芯片(6)攪拌構(gòu)造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物芯片(6)的攪拌構(gòu)造，其特征在于，所述震蕩單元(1)可對(duì)應(yīng)于有機(jī)化合物、核酸、蛋白質(zhì)、醣類(lèi)等不同生物樣本溶液(5)調(diào)整不同震蕩頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物芯片(6)的攪拌構(gòu)造，其特征在于，所述攪拌單元(3)可對(duì)應(yīng)于生物樣本溶液(5)進(jìn)行垂直于生物芯片(6)表面方向的震蕩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物芯片(6)的攪拌構(gòu)造，其特征在于，所述攪拌單元(3)可對(duì)應(yīng)于生物樣本溶液(5)進(jìn)行平行于生物芯片(6)表面方向的震蕩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物芯片(6)的攪拌構(gòu)造，其特征在于，震蕩單元(1)包含有一壓電致動(dòng)器，一包覆所述壓電致動(dòng)器具有屏蔽效果的殼體(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物芯片(6)的攪拌構(gòu)造，其特征在于，所述壓電致動(dòng)器系由多個(gè)陶瓷壓電組件(111)堆棧而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物芯片(6)的攪拌構(gòu)造，其特征在于，所述攪拌單元(3)連接有至少一個(gè)以上的攪拌棒(31)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物芯片(6)的攪拌構(gòu)造，其特征在于，所述攪拌棒(31)的底端配置一垂直于攪拌棒(31)的攪拌環(huán)(32)，用以增加攪拌范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物芯片(6)的攪拌構(gòu)造，其特征在于，所述生物芯片(6)上點(diǎn)設(shè)有至少一個(gè)以上與上述目標(biāo)物(51)作用的生物探針(61)。
全文摘要
一種使用于生物芯片上的攪拌構(gòu)造，包括有一可控制震蕩頻率的震蕩單元，一受震蕩單元震蕩傳動(dòng)的傳動(dòng)部，一與傳動(dòng)部連接并位于生物芯片上方特定距離的攪拌單元，使震蕩單元對(duì)要檢驗(yàn)的生物樣本溶液產(chǎn)生特定頻率的震蕩，以帶動(dòng)傳動(dòng)部帶動(dòng)攪拌單元，使攪拌單元對(duì)生物樣本溶液產(chǎn)生特定頻率的震動(dòng)予以攪拌、混合，并使生物樣本溶液中的目標(biāo)物(Target)與生物芯片上的生物探針(Probe)相互作用，且將未作用的其它干擾物(Interferent)予以清洗分離，這樣，構(gòu)成一種有效混合與分離生物樣本溶液的生物芯片攪拌構(gòu)造。
文檔編號(hào)G01N33/68GK1453585SQ02118329
公開(kāi)日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2002年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月24日
發(fā)明者蘇友欣, 魯希連, 龍訓(xùn)民, 董忠和, 劉大章, 林世明, 黃榮山, 林啟萬(wàn), 許世明, 李世光, 王安邦 申請(qǐng)人:公準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司