一种微阵列反应装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微阵列反应装置及其应用。本发明专利技术提供的微阵列反应装置的芯片和盖片具有多个凸台，在凸台之间形成了多个反应空间，反应空间的高度由支撑结构的高度决定和控制，凸台与凸台之间的相对位置由定位结构控制。此外，本发明专利技术还提供了包括该微阵列反应装置的试剂盒以及用该微阵列反应装置分析样品的方法。本微阵列反应装置及微阵列分析方法与试剂盒可应用于疾病预后或诊断、生命科学研究、农业及环境监测、食品卫生检测及司法鉴定。可以有效防止不同样品之间的交叉污染，特别适用于多样品的同时检测，如：用于多种疾病预后或诊断，可以同时诊断多人份、多种指标及多种疾病。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微阵列反应装置及其应用，特别涉及一种可控制反应体积的微阵列反应装置及其包括该反应装置的试剂盒与利用该反应装置分析样品的方法。
技术介绍
微阵列装置及其应用已成为生物化学和分子生物学中的一个基本组成部分。它作为一种高通量的检测工具而广泛应用于生物、医学及其它相关领域，如生命科学研究、药物筛选、疾病诊断、农业与环境监测、食品卫生检测、司法鉴定等(Bull et al.，Br.J.Cancer，84(11)1512-9(2001)；and Zhu et al.，Science，2932101-5(2001))。微阵列反应需要一定的反应装置来完成。微阵列反应装置的质量不仅决定反应的速度、操作过程的便捷与否，而且决定反应结果的质量，如信号的强度、噪声的强度、信号的均一性及分析结果的可靠性。以基因芯片为例，现有的微阵列反应装置通常是由微阵列芯片、盖片及杂交盒三部分组成。微阵列芯片通常是普通的标准载玻片(尺寸为1″× 3″)，盖片是厚度约为0.16mm的平面形状的塑料或玻璃，杂交或反应盒的材料通常是金属、塑料、或者二者的结合。微阵列反应装置，特别是杂交盒或反应盒部分，已获得了较大的发展(U.S.PatentNos.6,159,727 and 6,258,593)。然而，对于微阵列反应装置的芯片及盖片部分，仍存在着一些有待完善之处，包括(1)由于使用标准的载玻片，需要较多的样品去覆盖玻片上的点阵，因此在样品稀有、昂贵时，会造成成本的浪费。(2)当在一块芯片上进行多样品分析时，易造成交叉污染而降低反应结果的可靠性。(3)盖片与芯片间无定位结构，盖片可能会沿芯片表面滑动，导致杂交液的厚度不均一，从而引起反应信号均一性降低和部分区域背景增高。(4)当在一块芯片上进行多样品分析时，盖片操作往往需要寻找点阵的位置，导致操作不方便、降低了操作速度和分析的可信度。当在一块芯片上进行多样品分析时，已有人提出采用栅格粘贴在芯片表面进行分隔的做法(CN1264669)，这种设计在一定程度上方便了操作，但仍未能很好地解决反应的重现性与稳定性问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种操作简便，可靠性高的微阵列反应装置。本专利技术提供的微阵列反应装置包括具有多个凸台的芯片；具有多个凸台的盖片；设在所述芯片和(或)盖片上的支撑结构；设在所述芯片凸台和(或)盖片凸台上的定位结构；所述芯片凸台和盖片凸台之间形成多个反应空间，所述反应空间的高度由所述支撑结构的高度控制，所述芯片凸台和盖片凸台之间的相对位置通过所述定位装置控制。其中，所述微阵列芯片和(或)盖片的材料为硅、塑料、玻璃、陶瓷、橡胶、金属、聚合物中的一种或任意组合。所述凸台表面的材料为硅、塑料、玻璃、陶瓷、橡胶、金属、聚合物中的一种或任意组合。所述凸台表面可以制成疏水性的或亲水性的。所述凸台的表面形状可以是正方形、长方形、圆形、椭圆形、卵形或不规则形状。所述凸台的高度可在0.1mm至2mm间变化。所述凸台的表面积在1mm2到600mm2之间。所述凸台的数量在2到2500之间。所述芯片上的多个凸台的形状和表面积可以一致，也可以不一致。所述盖片上的多个凸台的形状和表面积可以一致，也可以不一致。所述芯片上的凸台与盖片上的凸台的个数可以一致，也可以不一致。所述芯片上的凸台与盖片上的凸台的形状和表面积可以一致，也可以不一致。所述芯片和(或)盖片的凸台上固定有阵列探针点。所述支撑结构和定位结构的材料为硅、塑料、玻璃、陶瓷、橡胶、金属、聚合物中的一种或任意组合。所述支撑结构固定在微阵列芯片上或盖片上。所述定位结构固定在微阵列芯片或盖片上。为了使密封性更好，所述定位结构还包括一个密封圈。所述芯片、芯片上的凸台、盖片、盖片上的凸台、支撑结构和(或)定位结构可以采用注塑、胶粘结、划片、切片、阳极键合、超声波焊接、电火花线切割、机加工的一种或多种方法加工。基于上述结构，在所述芯片凸台与盖片凸台之间形成多个反应空间。反应空间的高度在0.01mm到1mm之间变化。所述反应空间的体积在0.01mm3到600mm3之间变化。所述多个反应空间是相互分隔的，以避免交叉污染。本专利技术的另一个目的是提供一种微阵列分析方法。本专利技术所提供的微阵列分析方法包括1)在所述微阵列反应装置的芯片凸台和(或)盖片凸台上固定反应物，以便至少一种所述反应物能与待分析物结合；2)使所述反应物与可能含有所述待分析物的样品在合适的条件下接触，从而与所述待分析物(如果存在于该样品)结合；和 3)评价所述待分析物与所述反应物的结合以对样品中的待分析物进行定性和(或)定量。本专利技术提供的分析方法中，所述待分析物是细胞、细胞器、病毒、分子和集合体或它们的混合物。具体地说，所述细胞是动物细胞、植物细胞、真菌细胞、细菌细胞、重组细胞或培养的细胞，动物细胞、植物细胞、真菌细胞，细菌细胞可以来源于动物、植物、真菌、细菌的任何属或亚属。所述细胞器是细胞核、线粒体、叶绿体、核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体、蛋白酶体、分泌小泡、液泡或微粒体；所述分子是无机分子、有机分子或它们的混合物；所述有机分子是氨基酸、肽、蛋白质、核苷、核苷酸、寡核苷酸、核酸、维生素、单糖、寡糖、碳水化合物、脂类或它们的混合物。所述蛋白质或肽包括酶、转运蛋白如离子通道和泵、营养或储藏蛋白、收缩或运动蛋白如肌动和肌球蛋白、结构蛋白、防御蛋白和调节蛋白如抗体、激素和生长因子等。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)，组氨酸His(H)，异亮氨酸Ile(I)，亮氨酸Leu(L)，赖氨酸Lys(K)，甲硫氨酸Met(M)，苯丙氨酸Phe(F)，脯氨酸Pro(P)，丝氨酸Ser(S)，苏氨酸Thr(T)，色氨酸Trp(W)，酪氨酸Tyr(Y)and缬氨酸Val(V)。所述核酸包括单、双和三链核酸，这样的核酸样品包括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、鸟嘌呤核苷、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单磷酸核苷、鸟嘌呤单磷酸核苷、胞嘧啶单磷酸核苷、尿嘧啶单磷酸核苷、腺嘌呤二磷酸核苷、鸟嘌呤二磷酸核苷、胞嘧啶二磷酸核苷、尿嘧啶二磷酸核苷、腺嘌呤三磷酸核苷、鸟嘌呤三磷酸核苷、胞嘧啶三磷酸核苷、尿嘧啶三磷酸核苷、腺嘌呤单磷酸脱氧核苷、鸟嘌呤单磷酸脱氧核苷、胞嘧啶单磷酸脱氧核苷、胸腺嘧啶单磷酸脱氧核苷、腺嘌呤二磷酸脱氧核苷、鸟嘌呤二磷酸脱氧核苷、胞嘧啶二磷酸脱氧核苷、胸腺嘧啶二磷酸脱氧核苷、腺嘌呤三磷酸脱氧核苷、鸟嘌呤三磷酸脱氧核苷、胞嘧啶三磷酸脱氧核苷、胸腺嘧啶三磷酸脱氧核苷。所述维生素包括水溶性维生素如硫胺素、核黄素、烟酸、泛酸、吡哆醇、生物素、叶酸、维生素B12和抗坏血酸，脂溶性维生素如维生素A、维生素D、维生素E和维生素K等。所述单糖包括D-或L-单糖、醛糖和酮糖，如丙糖(甘油醛)，丁糖(赤藓糖和苏糖)，戊糖(核糖、脱氧核糖、木糖、来苏糖和核酮)，己糖(阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、古罗糖、艾杜糖、半乳糖、塔罗糖和果糖)和庚糖(景天庚糖)等。所述脂类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微阵列反应装置，该装置包括：　　　　具有多个凸台的芯片；　　　　具有多个凸台的盖片；　　　　设在所述芯片和（或）盖片上的支撑结构；　　　　设在所述芯片凸台和（或）盖片凸台上的定位结构；　　　　所述芯片凸台和盖片凸台之间形成多个反应空间，所述反应空间的高度由所述支撑结构的高度控制，所述芯片凸台和盖片凸台之间的相对位置通过所述定位装置控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邢婉丽，鲜飞军，王宪华，程京，
申请(专利权)人：北京博奥生物芯片有限责任公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]