专利名称：一种用于生物芯片的接口装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于生物芯片的接口装置。
背景技术：
生物芯片是20世纪末发展起来的一门多学科综合技术，生物芯片作为一个技术平台已广泛应用于基因表达、功能基因组学、疾病诊断、药物筛选等多个领域，并逐步扩展到生物合成，生化反应及纳米生物学等其他领域。生物芯片需要配套大型仪器对芯片及样品进行操作和处理，为了避免不同样品间的交叉污染，目前大多数的生物芯片采用一次性使用的方式，然而，仪器与芯片的接口却不是一次性使用的，每张芯片操作完成后，都需要对仪器和芯片的接口进行长时间的清洗和消毒等操作，以避免化学或生物分子在接口的残留造成的污染。虽然，增加清洗的流程可以在一定程度上减少污染的发生，但是繁琐的操作流程、大体积的清洗试剂以及清洗和消毒的不彻底性等问题仍然困扰着使用者，在一定程度上制约了生物芯片技术的推广和使用。
发明内容
本发明的目的提供一种结构简单、操作简便、成本低廉的生物芯片接口装置。该生物芯片接口装置将样品溶液与仪器接口隔离，避免多个样品溶液与仪器接口的直接接触而导致的样品污染。本发明提供的用于生物芯片的接口装置，至少含有一个接口单元，所述接口单元由仪器接口层、流体通道层、样品接口层封固形成，仪器接口层设置有至少一个仪器接口， 流体通道层设置有一条镂空的流体通道，样品接口层设置至少一个样品接口，所述流体通道两端分别与样品接口和仪器接口连通。本发明提供的用于生物芯片的接口装置的接口单元也可以由仪器接口层与样品接口层两层封固形成，仪器接口层设置有至少一个仪器接口和一凹槽，样品接口层设置至少一个样品接口，所述凹槽两端分别与样品接口和仪器接口连通，作为流体通道。本发明提供的用于生物芯片的接口装置的接口单元也可以由仪器接口层与样品接口层两层封固形成，仪器接口层设置至少一个仪器接口，样品接口层设置有至少一个样品接口和一凹槽，所述凹槽两端分别与样品接口和仪器接口连通，作为流体通道。本发明提供的用于生物芯片的接口装置的形状可以是板状，也可以是盘状，可以按照实际需要设计。相关人员可以对本文所述的产品进行改动或适当变更，来实现和应用本发明技术，所有类似的替换和改动都被视为包括在本发明的保护范围之内。本发明提供的用于生物芯片的接口装置，所述仪器接口层、流体通道层、样品接口层的材料独立选自玻璃、高分子聚合物、硅片、金属或金属氧化物，优选聚碳酸酯、聚丙烯、 有机玻璃、聚苯乙烯、AB S、聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲醛。本发明提供的用于生物芯片的接口装置，所述仪器接口层、流体通道层、样品接口层之间的封固可以通过粘合剂、焊接、或者加密封件的方式进行封固。各层材料为玻璃、高分子聚合物、硅片、金属或金属氧化物时，优选通过粘合剂进行封固，所述粘合剂为压延型粘合剂、热熔型粘合剂、反应型粘合剂、溶剂型粘合剂、乳液型粘合剂或无溶剂液体粘合剂； 各层材料为金属或金属氧化物时，还可以通过焊接等方式进行封固。为了达到同时对多个生物芯片样品进行处理并且避免样品间相互污染的目的，本发明提供的用于生物芯片的接口装置的样品接口的数目为1-8个，不仅可避免样品与仪器之间的接触污染，还可避免生物样品之间的交叉污染。作为优选，本发明提供的用于生物芯片的接口装置所述仪器接口的数目为1-8 个。本发明提供的用于生物芯片的接口装置，可以独立使用，也可以是以防污染功能单元的形式集成于生物芯片之上。本发明所述用于生物芯片的接口装置可用于防止静态杂交生物芯片污染。在生物芯片的样品孔加入样品溶液后，将本发明所述接口装置与生物芯片采用胶粘剂或机械夹子夹紧的方式进行封接，使接口装置的样品接口与生物芯片的样品孔连通，将接口装置的仪器接口封闭。将接口装置与生物芯片置于杂交盒后，进行静态水浴或空气浴杂交，可以避免样品溶液和杂交盒之间的接触污染，以避免杂交盒的清洗步骤，可利用同一个杂交盒重复进行多次生物芯片的杂交实验。本发明所述用于生物芯片的接口装置还可用于防止往复流式杂交生物芯片的污染。往复流式动态杂交的生物芯片包含进样单元和生物芯片，所述进样单元至少含有一个杂交反应腔室、两个微流体通道和两个通孔，所述进样单元由盖片层和微流体层封固形成， 所述盖片层设置有两个通孔，所述微流体层设置有一个镂空的杂交反应腔室和两个镂空的微流体通道，每个微流体通道一端与杂交反应腔室连通，另一端分别与盖片层的一个通孔连通；所述进样单元的微流体层与生物芯片封固，其杂交反应腔室与生物芯片的生物探针点阵区连通。在往复流式杂交生物芯片的通孔处加入样品溶液后，将本发明所述接口装置与往复流式杂交生物芯片采用密封圈、密封件或机械夹子夹紧的方式进行封接，且使接口装置的样品接口与生物芯片的一个通孔连通，用于提供往复流动力的泵阀系统气体出口与接口装置的仪器接口连通。当提供气体压强泵阀系统开始工作，先以正压方式推动样品溶液，直至DNA样品抵达杂交反应腔室时停止，此后，改用负压方式驱动样品溶液回流，样品溶液在杂交反应腔室往复运动时，样品溶液从下层的往复流式杂交生物芯片通过样品接口流往上层接口装置的流体通道，由于流体通道设计得足够长，保证了样品溶液在往复流过程中不会触及仪器接口，因此可以避免样品溶液与泵阀系统接口的直接接触而导致的污染问题。本发明提供的一种生物芯片的接口装置在用于防止往复流式杂交生物芯片的污染时，是通过流体通道内的流体将样品溶液与仪器接口隔离，从而避免样品溶液与仪器接口的直接接触而导致仪器污染。所述流体通道内的流体为不与样品溶液发生扩散、溶解和反应的气体或液体。本发明提供的用于生物芯片的接口装置在使用时，样品接口、仪器接口与相应的生物芯片的样品孔或仪器连通后，再通过密封垫和密封圈等起密封功能的部件使其与生物芯片封接；密封垫和密封圈材料可为金属材料，也可以是非金属材料，如橡胶、塑料、陶瓷、
4石墨等和复合材料，如橡胶-石棉板，目前使用最多的是橡胶类弹性体材料。本发明的优点在于使用本发明所述用于生物芯片的接口装置可防止样品污染仪器，省略仪器使用后的繁琐的清洗流程，具有结构简单、操作简便、成本低廉等特点，适用于化学、生物和医学分析等多个领域，具有可预见的巨大的经济价值和社会价值。
图1为一种防止单个样品与仪器接口污染的接口装置示意图；(a)为平面示意图，(b)为立体结构示意图。其中1为生物芯片接口装置的仪器接口，2为流体通道，3为生物芯片接口装置的样品接口。图2为一种防止多个样品间交叉污染以及样品与仪器接口污染的接口装置示意图，1为生物芯片接口装置的仪器接口，3为生物芯片接口装置的样品接口，2-1为用于防止样品与仪器接口污染的流体通道，2-2为用于防止不同多个样品间交叉污染的流体通道。图3为本发明所述生物芯片接口装置用于防止静态杂交生物芯片污染的使用效果示意图；其中1为生物芯片接口装置的仪器接口，3为生物芯片接口装置的样品接口，4 为接口装置，5为静态杂交生物芯片。图4为本发明所述接口装置用于防止往复流式杂交生物芯片污染的使用流程示意图；图如1为生物芯片接口装置的仪器接口，2为流体通道，3为生物芯片接口装置的样品接口，4为接口装置，5为往复流式杂交生物芯片；图4b与图如显示气体压强推动溶液在流体通道往复流动；图4d为往复流式杂交生物芯片的结构示意图，其中11为盖片层，12为微流体层， 13为微阵列芯片，可为DNA芯片或蛋白质芯片，其规格为25 X 75mm，14为通孔，15为微流体通道，16为杂交反应腔室，17为生物探针点阵。
具体实施例方式本发明公开了一种用于生物芯片的接口装置，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的产品及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。实施例1防止单个样品与仪器接口污染的接口装置示意图如图1所示，(a)为平面示意图， (b)为立体结构示意图。其中1为接口装置的仪器接口，2为流体通道，3为接口装置的样品接口 °实施例2防止多个样品间交叉污染以及样品与仪器接口污染的生物芯片接口装置示意图如图2所示，其中1为接口装置的仪器接口，3为接口装置的样品接口，2-1为用于防止不同多个样品间交叉污染的流体通道，2-2为用于防止样品与仪器接口污染的流体通道。实施例3本发明所述用于生物芯片的接口装置用于防止静态杂交生物芯片污染的使用效果示意图见图3。如图所示，杂交芯片为目前常见的一种微阵列杂交芯片，可为DNA芯片或蛋白质芯片，由一个密闭腔体和两个样品孔构成。在生物芯片的样品孔加入样品溶液后，将本发明所述接口装置的样品接口与生物芯片的样品孔连通，并采用胶粘剂或机械夹子夹紧的方式进行封接，并将所述接口装置的仪器接口封闭。将接口装置与生物芯片置于杂交盒后，进行静态水浴或空气浴杂交，可以避免样品溶液和杂交盒之间的接触污染，该接口装置为一次性使用，因此可以避免杂交盒的清洗步骤，利用同一个杂交盒重复进行多个生物芯片的杂交实验。实施例4本发明所述用于生物芯片的接口装置防止往复流式杂交生物芯片的污染效果示意图见图4。图如中1为生物芯片接口装置的仪器接口，2为流体通道，3为生物芯片接口装置的样品接口，4为接口装置，5为往复流式杂交生物芯片，其结构图见图4(d)，其中11为盖片层，12为微流体层，13为微阵列芯片，可为DNA芯片或蛋白质芯片，其规格为25X75mm， 14为通孔，15为微流体通道，16为杂交反应腔室，17为生物探针点阵，微流体层材质为硅片，通过乳液型粘合剂与微阵列芯片封接，形成内部具有微流体通道的板状结构，所述杂交反应腔室与所述微阵列芯片的生物探针点阵区连通，其形状与面积与所述微阵列芯片的生物探针点阵区相对应。当在往复流式杂交生物芯片的通孔处加入样品溶液后，将本发明所述接口装置的样品接口与通孔连通，样品接口与通孔之间可以采用胶粘剂或机械夹子夹紧的方式进行封接。用于提供往复流动力的泵阀系统气体出口与所述接口装置的仪器接口连通，可以采用密封圈、密封件进行紧密连接。如图4b与图如所示，当提供气体压强泵阀系统开始工作，先以正压方式推动样品溶液，直至DNA样品抵达杂交反应腔室时停止，此后，改用负压方式驱动样品溶液回流，样品溶液在杂交反应腔室往复运动时，样品溶液会从下层的生物芯片通过样品接口流往上层接口装置的流体通道，由于流体通道设计得足够长，保证了样品溶液在往复流过程中不会触及仪器接口，因此可以避免样品溶液与泵阀系统接口的直接接触污染问题。由于该生物芯片接口装置为一次性使用芯片，因此可以避免泵阀的导管或接口的清洗步骤，利用同一套泵阀系统重复进行多次芯片杂交实验。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于生物芯片的接口装置，其特征在于，至少含有一个接口单元，所述接口单元由仪器接口层、流体通道层、样品接口层封固形成，仪器接口层设置有至少一个仪器接口， 流体通道层设置有一条镂空的流体通道，样品接口层设置至少一个样品接口，所述流体通道两端分别与样品接口和仪器接口连通。
2.一种用于生物芯片的接口装置，其特征在于，至少含有一个接口单元，所述接口单元由仪器接口层与样品接口层封固形成，仪器接口层设置有至少一个仪器接口和一凹槽，样品接口层设置至少一个样品接口，所述凹槽两端分别与样品接口和仪器接口连通。
3.一种用于生物芯片的接口装置，其特征在于，至少含有一个接口单元，所述接口单元由仪器接口层与样品接口层封固形成，仪器接口层设置至少一个仪器接口，样品接口层设置有至少一个样品接口和一凹槽，所述凹槽两端分别与样品接口和仪器接口连通。
4.根据权利要求1-3任一项所述接口装置，其特征在于所述仪器接口层的材料选自玻璃、高分子聚合物、硅片、金属或金属氧化物。
5.根据权利要求1所述接口装置，其特征在于所述流体通道层的材料选自玻璃、高分子聚合物、硅片、金属或金属氧化物。
6.根据权利要求1-3任一项所述接口装置，其特征在于所述样品接口层的材料选自玻璃、高分子聚合物、硅片、金属或金属氧化物。
7.根据权利要求1所述的接口装置，其特征在于所述封固为用粘合剂进行封固。
8.根据权利要求7所述接口装置，其特征在于所述粘合剂为压延型粘合剂、热熔型粘合剂、反应型粘合剂、溶剂型粘合剂、乳液型粘合剂或无溶剂液体粘合剂。
9.根据权利要求1所述接口装置，其特征在于所述封固为焊接。
10.根据权利要求1所述接口装置，其特征在于所述封固为加密封件封固。
11.根据权利要求1所述接口装置，其特征在于所述样品接口的数目为1-8个。
12.根据权利要求1所述接口装置，其特征在于所述仪器接口的数目为1-8个。
全文摘要
本发明公开了一种用于生物芯片的接口装置，至少含有一个接口单元，所述接口单元由仪器接口层、流体通道层、样品接口层封固形成的芯片结构，仪器接口层设置有至少一个仪器接口，流体通道层设置有一条镂空的流体通道，样品接口层设置至少一个样品接口，所述流体通道两端分别与样品接口和仪器接口连通。该接口装置通过流体通道的气体或液体将样品溶液与仪器接口隔离，从而避免样品溶液与仪器接口直接接触而导致污染，省略了仪器使用后的清洗流程，具有结构简单、操作简便、成本低廉的特点，适用于化学、生物和医学分析领域。
文档编号C12M1/00GK102250751SQ201110068678
公开日2011年11月23日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日
发明者叶嘉明, 王品虹, 王国青, 邢婉丽 申请人:博奥生物有限公司, 清华大学