本发明专利技术公开了一种微阵列芯片和包括其的寡核苷酸合成装置。所述微阵列芯片从上至下包括导液层和反应层，所述导液层和所述反应层为一体结构或分体结构，其中：所述导液层具有多个贯通导液孔；所述反应层的上表面具有多个非贯通一级孔，在每个所述一级孔的底面具有多个贯通至所述反应层底面的二级孔。本发明专利技术可实现低成本高质量的寡核苷酸合成，允许高通量地进行毫升或微升级液体的平行流通、分散和反应。分散和反应。分散和反应。
【技术实现步骤摘要】
微阵列芯片和包括其的寡核苷酸合成装置
[0001]本专利技术涉及基因芯片
，尤其是涉及一种微阵列芯片和包括其的 寡核苷酸合成装置。
技术介绍
[0002]高效、高保真和低成本的基因片段是生物技术、基础医学、信息技术等 研究的目标和核心。现有基因合成技术尽管各有优点，但对于高通量智能合 成系统的适用性仍有待提高。关于辅助高通量智能合成系统，实现高效、高 质量、长片段和高通量地合成寡核苷酸片段的技术、结构和设备鲜有报道。 同样，对于高通量可单独定位的微流体平行反应，也缺少能够在微流控尺度 上精准操控和划分反应溶液的技术。
[0003]因此，为了解决现有技术中存在的问题，需要一种微阵列芯片进行改进 的技术。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供了一种微阵列芯片及包括其的寡核苷酸合成装置，以解决现 有基因合成技术中试剂消耗量过大、利用率较低、均一性差等问题，实现高 通量、低成本、高质量的寡核苷酸合成，更好地服务未来高通量低成本的基 因合成技术和智能高通量合成系统。
[0005]根据一个方面，本专利技术提供了一种微阵列芯片，所述微阵列芯片从上至 下包括导液层和反应层，所述导液层和所述反应层为一体结构或分体结构， 其中：
[0006]所述导液层具有多个贯通导液孔；
[0007]所述反应层的上表面具有多个非贯通一级孔，在每个所述一级孔的底面 具有贯通至所述反应层底面的二级孔；
[0008]所述导液孔大于所述一级孔，每个所述导液孔对应于一个或者多个一级 孔，每个所述导液孔对应的一级孔组成一个一级反应单元；所述一级孔大于 所述二级孔，每个所述一级孔对应于一个或多个二级孔，每个所述一级孔对 应的二级孔组成一个二级反应单元。
[0009]在一个较佳的实施例中，所述导液层与所述反应层为分体结构，之间设 置有密封层，所述密封层具有与所述导液孔对应的贯通孔。
[0010]在一个较佳的实施例中，所述反应层之下为支撑层，所述支撑层具有贯 通排液孔，所述排液孔用于导流所述二级孔的流出液。
[0011]在一个较佳的实施例中，所述导液层的上下表面、所述密封层的上下表 面、所述反应层的上下表面，以及所述支撑层的上下表面中的至少一个表面 有疏水性修饰；和/或所述导液孔、所述密封层的贯通孔，以及所述排液孔内 表面有疏水性修饰。
[0012]在一个较佳的实施例中，所述一级孔、所述二级孔内表面做亲水性修饰， 所述一级孔口周围0.05mm内有亲水性修饰。
[0013]在一个较佳的实施例中，每个所述导液孔对应于多个一级孔，所述多个 一级孔呈多边形排列，相邻的一级孔之间的间距相等。
[0014]在一个较佳的实施例中，所述多个一级孔呈等边三角形排列。
[0015]在一个较佳的实施例中，所述导液层的导液孔结构和所述支撑层的排液 孔结构的尺寸、数目和排布规律是一致的。
[0016]在一个较佳的实施例中，所述微阵列芯片通过定位装置固定各层的相对 位置，优选所述定位装置为定位杆、定位预紧螺钉或定位凹槽。
[0017]在一个较佳的实施例中，所述支撑层上、所述导液层、所述反应层和优 选的所述密封层相应位置具有配合所述定位装置的定位孔。
[0018]在一个较佳的实施例中，所述定位预紧螺钉为沉头螺钉，导液层的上表 面和支撑层的下表面通过沉头螺钉保证组装完成后平整无凸起的平面结构。
[0019]在一个较佳的实施例中，所述反应层与支撑层为分体结构，之间设置有 密封层，所述密封层具有与所述排液孔对应的贯通孔。
[0020]根据另一个方面，本专利技术提供了一种寡核苷酸合成装置，所述寡核苷酸 合成装置包括本专利技术的微阵列芯片。所述寡核苷酸合成装置通过外形尺寸控 制与合成仪配合、定位并安装。
[0021]本方案提出了一种芯片在传统合成仪上应用的设计理念。本专利技术的微阵 列芯片采用液滴精准控制的分层结构，并结合表面差分功能化的芯片表面处 理技术，从空间上阻隔了孔之间液体的交叉流通。利用本专利技术的微阵列芯片， 可以在保证寡核苷酸合成质量和效率的同时，提高合成试剂的利用率，降低 合成试剂的消耗量，从而降低合成成本。同时，分层结构搭配微阵列芯片的 组合方式，使得本专利技术的微阵列芯片能够在普通的柱式合成仪器中得以使 用，从而加快柱法合成仪向高通量芯片合成仪进化的速度，对于高通量芯片 合成仪的开发具有先驱指导意义。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面 将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。下面 描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在 不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施方案。
[0023]图1是本专利技术寡核苷酸合成微阵列芯片的结构示意图。其中，1是导液 层，2是密封层，3是反应层，4是支撑层，5是支撑层上的定位杆。
[0024]图2示出了根据一个实施方案的多层芯片组装后的三维剖视图，其中1 是导液层；2是密封层；3是反应层；4是支撑层。
[0025]图3示出了根据另一个实施方案的寡核苷酸合成微阵列芯片的结构示意 图；其中导液层和反应层为一体结构，11表示导液孔，31表示一级孔，32 表示二级孔。
[0026]图4示出了根据一个实施方案的寡核苷酸合成微阵列芯片的反应层结构 的示意图，一个导液孔对应的反应层上表面(A)，包括数个一级孔，组成 一个一级反应单元，301表示的是一级孔的孔径，单个导液孔所对应的所有 反应单元内，发生同一种化学反应；302表示的是一级孔的孔间距，相邻孔 中心统一间距，保证每个孔与周围相邻孔的间距都是相同的；一个导液孔对 应的反应层下表面(B)，303表示的是二级孔组成的二级反应单元。利用 反应层下表面连接更加精密的单点给液系统，可控制单个二级孔内发生一种 化学反应。
[0027]图5是本专利技术实施例中微阵列合成芯片合成应用过程中的方法流程图， 包括芯片
组装、芯片安装、添加反应试剂、密封反应和氨解反应等五个步骤。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一 步描述本专利技术。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员 解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
[0029]在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本专利技术的透彻理解。然而， 对于本领域普通技术人员来说将明显的是，不需要采用具体细节来实践本发 明。在其他情况下，未详细描述众所周知的步骤或操作，以避免模糊本专利技术。
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、
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长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、
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右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、
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逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微阵列芯片，其特征在于，所述微阵列芯片从上至下包括导液层和反应层，所述导液层和所述反应层为一体结构或分体结构，其中：所述导液层具有多个贯通导液孔；所述反应层的上表面具有多个非贯通一级孔，在每个所述一级孔的底面具有多个贯通至所述反应层底面的二级孔；所述导液孔大于所述一级孔，每个所述导液孔对应于一个或者多个所述一级孔，每个所述导液孔对应的一级孔组成一个一级反应单元；所述一级孔大于所述二级孔，每个所述一级孔对应于一个或多个二级孔，每个所述一级孔对应的二级孔组成一个二级反应单元。2.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其特征在于，所述导液层与所述反应层为分体结构，之间设置有密封层，所述密封层具有与所述导液孔对应的贯通孔。3.根据权利要求1或2所述的微阵列芯片，其特征在于，所述反应层之下还设置有支撑层，所述支撑层具有贯通排液孔，所述排液孔用于导流所述二级孔的流出液。4.根据权利要求2所述的微阵列芯片，其特征在于，所述导液层的下表面、所述密封层的上下表面以及所述反应层的上下表面中的至少一个表面有疏水性修饰；和/或所述导液孔、所述密封层的贯通孔，以及所述排液孔的内表面有疏水性修饰。5.根据权利要求3所述的微阵列芯片，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜军，陈园园，马石金，朱强，李刚，尤俊龙，
申请(专利权)人：北京擎科生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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