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CN106391160B - 生物晶片载具 - Google Patents

生物晶片载具 Download PDF

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Abstract

一种生物晶片载具，是在一载具本体上成型一通孔，在通孔中成型一环形侧壁，该环形侧壁内部形成一光路通道，该环形侧壁与该通孔之间通过至少一连接部连接，该环形侧壁与该通孔之间保持一畅通的间距而形成一液体流通部；一晶片承载部，位于该光路通道的环形侧壁的一端，该晶片承载部至该本体上表面之间为一容载空间；该晶片承载部上设置一生化感测晶片。该载具可供一次性充足的冲洗液对晶片持续进行冲洗，也可使晶片在一干燥程序中被充份干燥而无液体残留，一可见光的光线通过该光路通道照射并穿出该晶片，肉眼或探测仪可通过该容载空间观察或接收从通过该晶片而出射的光信号。

Description

生物晶片载具
技术领域
本发明是关于一种承载生物晶片以进行感测的载具。
背景技术
生物晶片是指运用分子生物学、分析化学、生化反应等原理，以硅晶片、玻璃、或高分子为基材，结合微积电技术与生物医学技术设计及制作具有微小化、快速处理能力的生物及医疗用检测元件，可在微小面积上快速进行大量生化感测或反应，用以执行医疗检测、环境检测、食品检测、新药开发、基础研究、军事防御、化学合成等用途的精密微小化设备。
生化感测晶片属于生物晶片中的一个类型，用于一待测物的定性及定量，该待测物可选自蛋白质、细胞、化合物、金属离子及其组合所组成的群组。该晶片大致包含一基材、分别设置于该基材上的一纳米粒子单元及一感测单元。该基材由可透光的材质所制成，该纳米粒子单元包括多数个相间隔地形成于该基材一表面的金属纳米粒子，该感测单元包括多数个修饰在该基材上，并位于该等金属纳米粒子之间且邻近该等金属纳米粒子的接收器。当该感测单元的接收器与目标分析物形成专一性接合时，金属纳米粒子诱发的局部性电磁场会受周遭环境影响而变化，并导致光谱信号变化，藉此能侦测目标分析物。
生物感测晶片在感测过程需与含待测物的液体接触、进行专一性键结反应、反复清洗、及最终的干燥程序，感测结果可通过外部的光谱仪进行读取。在感测过程和光谱结果读取时，生物感测晶片应通过一载具支持。
中国台湾新型专利M488629(以下简称629案)揭露一种承载生物感测晶片的载具，该载具为有孔元件，有孔元件具有一孔，孔的一端设有一槽，晶片设置于该槽中而位于该孔的一端，含待测物的液体滴注于孔中与晶片表面接触。629案说明书进一步指出，该可装卸晶片与该有孔元件的连接方式可为黏接、铆接、螺接、焊接、嵌接及铰接，该晶片被固定于该孔的一端。
如上所述，生物感测晶片在感测过程中需经过反复的清洗，629案所揭的载具在晶片清洗过程中，需先将含待测物的液体从孔中移除，接着，在孔中添加冲洗液，之后，将冲洗液移除。因此629案的载具需要反复实施数次的液体添加和移除的动作且最终可能有水份残留于孔，因此适用于不需干燥条件的光谱侦测，例如酵素连结免疫吸附法测读仪(ELISAreader)，在需要干燥模式的局部表面电浆共振(localized surface plasmon resonance,LSPR)可能降低判读灵敏度。
发明内容
本发明提出一种生物晶片载具，本发明载具以一次性的冲洗动作改进了现有技术的载具在清洗过程中需反复添加液体和移除液体的复杂性；另一方面，本发明载具可通过干燥程序使晶片获得充份的干燥，较现有技术的载具更适用于干燥模式的光谱检测。
本发明的生物晶片载具，包括：
一载具本体；
一贯通该载具本体上、下表面的通孔；
一成型于该通孔内部的环形侧壁，该环形侧壁与该通孔内壁具有一间距，该环形侧壁的外壁与该通孔的内壁以一连接部连接，该连接部保持该间距的畅通据以形成一液体流通部；该环形侧壁之内为一光路通道；
一晶片承载部，位于该光路通道的环形侧壁的一端；该晶片承载部的高度低于该载具本体的上表面；该晶片承载部至该本体上表面之间为一容载空间；该晶片承载部上设置一生化感测晶片(以下简称晶片)。
优选地，上述的通孔、环形侧壁、连接部、液体流通部、光路通道、晶片承载部、和容载空间构成一承载单元；在一个载具本体上设置一个承载单元。
优选地，上述的通孔、环形侧壁、连接部、液体流通部、光路通道、晶片承载部、和容载空间构成一承载单元；在一个载具本体上设置多数个承载单元。
优选地，上述的通孔、环形侧壁、连接部、液体流通部、光路通道、晶片承载部、和容载空间构成一承载单元；在一个载具本体上设置1～384 个承载单元，该承载单元为矩阵排列。
优选地，所述载具本体及其上的承载单元是通过一体成型技术制成。
优选地，所述载具本体及其上的承载单元为塑胶材料制成。
生物感测晶片在感测过程中需与含待测物的液体接触，进行专一性键结反应，含待测物的液体通过该容载空间滴注于该晶片表面，与该晶片表面充份接触，以预定的时间进行键结反应；之后，需以冲洗液冲洗多余的含待测物的液体，充足量的冲洗液通过该容载空间以及液体流通部，将含待测物的液体一并带离该晶片；冲洗程序完成可视检测需要进行干燥程序或不进行干燥程序，在干燥程序中，因该液体流通部、光路通道以及容载空间使晶片可获得充份的干燥，无液体残留。一光谱仪的光线可通过该光路通道照射并通过该晶片，肉眼或探测仪可通过该容载空间辨识或收集该晶片的光信号。
上述载具更包含一上盖，该上盖包括：一上盖本体；一成型于该上盖本体下表面的环形限制部；一贯通该环形限制部与该上盖本体的贯孔。
该上盖本体以下表面相对于该载具本体上表面的方式盖覆于该载具上，该环形限制部伸入该容载空间，包围且限制于该晶片的外围。
优选地，上述的环形限制部及贯孔构成一限制单元，在一个上盖本体上设置1～384个限制单元，该限制单元为矩阵排列。
优选地，所述上盖本体及其上的限制单元是通过一体成型技术制成。
优选地，所述上盖本体及其上的限制单元为塑胶材料制成。
生物感测晶片于感测过程中需与含待测物的液体接触，进行专一性键结反应，含待测物的液体通过该盖本体的贯孔而滴注于该晶片表面或者是充满于整个贯孔中，含待测物的液体与该晶片表面充份接触，以预定的时间进行键结反应；之后，取下该上盖，再以冲洗液冲洗多余的含待测物的液体，充足量的冲洗液通过该容载空间以及液体流通部，将含待测物的液体一并带离该晶片；冲洗程序完成可视检测需要进行干燥程序或不进行干燥程序，在干燥程序中，因该液体流通部、光路通道以及容载空间使晶片可获得充份的干燥，无液体残留。一光谱仪的光线可通过该光路通道照射并通过该晶片，肉眼或探测仪可通过该容载空间辨识或收集该晶片的光信号。
本发明的有益效果在于：
本发明的载具可供一次性充足的冲洗液对晶片持续进行冲洗，无需反复执行添加液体和移除液体的动作。
本发明的载具可通过干燥程序使晶片获得充份的干燥，较现有技术的载具更适用于干燥模式的光谱检测，例如表面电浆共振(localized surface plasmon resonance,LSPR)，并增进灵敏度。
附图说明
图1为本发明晶片载具正面外观暨内部透视图。
图2为图1的2-2剖面图。
图3为本发明阵列式晶片载具的外观图。
图4为本发明的晶片载具承载一晶片并进行感测步骤的示意图。
图5为本发明晶片载具的上盖的外观图。
图6为图5的6-6剖面图。
图7为本发明阵列式上盖的外观图。
图8为本发明晶片载具与上盖的组合剖面图。
图9为本发明的晶片载具与上盖承载一晶片并进行感测步骤的示意图。
附图标记
10：载具本体；11：通孔；12：环形侧壁；13：液体流通部；14：连接部；15：光路通道；16：晶片承载部；17：容载空间；20：生化感测晶片；31：含待测物的液体；32：冲洗液；33：光线；40：上盖；41：上盖本体；42：下表面；43：环形限制部；44：贯孔；100：承载单元；101：上表面；102：下表面；400：限制单元。
具体实施方式
为便于说明上述发明内容一栏中所表示的中心思想，兹以具体实施例表达。实施例中各种不同物件系按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量而描绘，而非按实际元件的比例予以绘制，合先叙明。
如图1至图3，本发明的生物晶片载具，包括：
一载具本体10；
一贯通该载具本体10上表面101及下表面102的通孔11；该通孔的断面形状可为圆形、椭圆形、多边形、多角形、或其他各式几何形状；
一成型于该通孔11内部的环形侧壁12，该环形侧壁12与该通孔11内壁具有一间距，该环形侧壁12的外壁与该通孔11的内壁以至少一连接部14连接，该连接部14保持该间距的畅通据以形成一液体流通部13；该环形侧壁 12之内为一光路通道15；该环形侧壁12的断面形状可为圆形、椭圆形、多边形、多角形、或其他各式几何形状；
一晶片承载部16，位于该环形侧壁12的一端；该晶片承载部16的高度低于该载具本体10的上表面101；该晶片承载部16至该载具本体10上表面 101之间为一容载空间17；该晶片承载部16上以可组卸的技术手段(包括黏合)设置一生化感测晶片20(以下简称晶片)。
该晶片20的面积为1～2500mm2，举例来说，可为(1～43mm)×(1～43 mm)。该晶片20的轮廓形状可为圆形、椭圆形、多边形、不规则形及其组合所组成的群组。该晶片20包含一基材、一纳米粒子单元以及一感测单元，其中该基材是以一透光材质所制成，该纳米粒子单元设置于该基材之上，并包含复数个相间隔的纳米粒子，各该纳米粒子由一金属所制成，该纳米粒子的粒径为1～200nm，该纳米粒子之间具有一间距，该间距为1～200nm，该晶片20更包含设置于该些纳米粒子间的复数个接收器。
所述的通孔11、环形侧壁12、液体流通部13、光路通道15、晶片承载部16、和容载空间17在本发明中被定义为一个承载单元100。如图1，在一个载具本体10上可设置一个承载单元100，如图3，该载体本体10上可设置多数个承载单元100，且承载单元100呈矩阵排列。换言之，该载具本体10 上所设的承载单元数目100可为1～384间的整数。所述的载具本体10及其上的承载单元100可通过一体成型技术制成，载具本体10的材料包含但不限于聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(Nylon)。
如图4，晶片20在感测过程中需与含待测物的液体接触，进行专一性键结反应，该待测物选自由一蛋白质、一细胞、一化合物、一金属离子及其组合所组成的群组。含待测物的液体31通过该容载空间17滴注于该晶片 20表面，与该晶片表面充份接触，并以预定的时间进行键结反应(如图 4(B))；之后，需以冲洗液32冲洗多余的含待测物的液体31，充足量的冲洗液32通过该容载空间17以及液体流通部13，将含待测物的液体31一并带离该晶片20及载具本体10(如图4(C))。冲洗程序完成可视检测需要进行干燥程序或不进行干燥程序，在干燥程序中，因该液体流通部13、光路通道15以及容载空间17使晶片20可获得充份的干燥，无液体残留(如图4(D))。一可见光的光线33可通过该光路通道15照射并通过该晶片20，肉眼或光谱仪可通过该容载空间17辨识或收集该晶片的光信号(如图4(E))。
如图5至图8，上述载具更包含一上盖40，该上盖40包括：一上盖本体 41；一成型于该上盖本体41下表面42的环形限制部43；一贯通该环形限制部43与该上盖本体41的贯孔44。
该上盖本体41以下表面42相对于该载具本体10上表面101的方式盖覆于该载具本体10上，该环形限制部43伸入该容载空间17，包围且限制于该晶片20的外围。
所述的环形限制部43及贯孔44在本发明中被定义为一个限制单元，如图5，在一个上盖本体41上可设置一个限制单元400，如图7，该上盖本体 41上可设置多数个限制单元400，且限制单元400呈矩阵排列。换言之，该上盖本体41上所设的限制单元400数目可为1～384间的整数。所述的上盖本体41及其上的限制单元400可通过一体成型技术制成，上盖本体41的材料包含但不限于聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(Nylon)。
如图9，晶片20在感测过程中需与含待测物的液体31接触，进行专一性键结反应，含待测物的液体31通过该上盖本体41的贯孔44而滴注于该晶片20表面或者是充满于整个贯孔44中(如图9(B))，含待测物的液体31与该晶片20表面充份接触，以预定的时间进行键结反应；之后，移除该上盖40(如图9(C))，再以冲洗液32冲洗多余的含待测物的液体 31，充足量的冲洗液通过该容载空间17以及液体流通部13，将含待测物的液体31一并带离该晶片20及载具本体10(如图9(D))；冲洗程序完成可视检测需要进行干燥程序或不进行干燥程序，在干燥程序中，因该液体流通部13、光路通道15以及容载空间17使晶片20可获得充份的干燥，无液体残留(如图9(E))。一可见光的光线33可通过该光路通道15照射并通过该晶片20，肉眼或光谱仪可通过该容载空间17辨识或收集该晶片的光信号(如图9(F))。

Claims (10)

1.一种生物晶片载具，其特征在于，包括：
一载具本体；
一贯通该载具本体的上表面及下表面的通孔；
一成型于该通孔内部的环形侧壁，该环形侧壁与该通孔内壁具有一间距，该环形侧壁的外壁与该通孔的内壁以至少一连接部连接，该连接部保持该间距的畅通据以形成一液体流通部；该环形侧壁之内为一光路通道；
一晶片承载部，位于该环形侧壁的一端；该晶片承载部的高度低于该载具本体的上表面；该晶片承载部至该载具本体上表面之间为一容载空间；该晶片承载部上以可组卸的技术手段设置一生化感测晶片。
2.如权利要求1所述的生物晶片载具，其特征在于，上述的通孔、环形侧壁、连接部、液体流通部、光路通道、晶片承载部、和容载空间构成一承载单元；在一个载具本体上设置一个承载单元。
3.如权利要求1所述的生物晶片载具，其特征在于，上述的通孔、环形侧壁、连接部、液体流通部、光路通道、晶片承载部、和容载空间构成一承载单元；在一个载具本体上设置多数个承载单元。
4.如权利要求1所述的生物晶片载具，其特征在于，上述的通孔、环形侧壁、连接部、液体流通部、光路通道、晶片承载部、和容载空间构成一承载单元；在一个载具本体上设置1～384个承载单元，该承载单元为矩阵排列。
5.如权利要求2至4的其中任一项所述的生物晶片载具，其特征在于，所述载具本体及其上的承载单元是通过一体成型技术制成。
6.如权利要求2至4的其中一项所述的生物晶片载具，其特征在于，所述载具本体及其上的承载单元为塑胶材料制成。
7.如权利要求1所述的生物晶片载具，其特征在于，更包含一上盖，该上盖包括一上盖本体、一成型于该上盖本体下表面的环形限制部；一贯通该环形限制部与该上盖本体的贯孔；该上盖本体以下表面相对于该载具本体上表面盖覆于该载具本体上，该环形限制部伸入该容载空间，包围且限制于该晶片的外围。
8.如权利要求7所述的生物晶片载具，其特征在于，上述的环形限制部及贯孔构成一限制单元，在一个上盖本体上设置1～384个限制单元，该限制单元为矩阵排列。
9.如权利要求8所述的生物晶片载具，其特征在于，所述上盖本体及其上的限制单元是通过一体成型技术制成。
10.如权利要求9所述的生物晶片载具，其特征在于，所述上盖本体及其上的限制单元为塑胶材料制成。
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