CN1523354A - 用于生物分子芯片微量加样和反应的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及直接在生物分子芯片上进行微量加样和即时反应的方法以及装置。该方法包括：在外压力的作用下微阵列与光滑的芯片表面紧密接触形成密封的空腔。需要固定的生物配基分子通过微流道进入空腔与芯片表面进行反应，反应后的配基分子再通过微流道排出。该装置包括：弹性材料片刻有凹槽，凹槽按阵列式排列微阵列，和与其相匹配的微流道；微阵列或微流道基片两侧开有液体进出口，以及在微流道上覆盖的弹性材料膜片。由于本发明的方法将制备生物芯片和即时进行检测反应在同一装置中进行，而该芯片上配基生物分子固定的区域是严格限定的，固定和反应后的表面再经过缓冲液冲洗，使表面上生物分子的固定和反应均匀一致，有效地提高了检测的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物分子芯片的制备方法及其装置，尤其涉及一种直接在生物分子芯片上进行微量加样和即时反应的方法以及实现该方法的装置。
背景技术
生物分子芯片是近几年才发展起来的一种集成并行生物检测技术，在微小的几何尺度上可以集成多种配基，这样就可以同时对微量样品的多种指标进行检测。由于生物分子样品价格高，要求用量尽可能少，因此要求生物分子芯片所使用的生物分子试剂和样品微量化，这也就要求芯片加样和反应装置微型化。目前，生物芯片的加样主要采用的是点样仪。根据点样方式的不同分为两类，一类是接触式，首先用点样针蘸取待用的配基，然后通过接触芯片表面把配基点在芯片上；一类是喷印式，先用空心点样针吸取少量的待点的配基，然后通过类似喷墨打印机的方式把配基加到芯片表面上。这两种方式的共同缺点是点样量不均匀，单个点内配基分子的面密度分布也不均匀，这将严重影响检测结果的质量。当前，生物芯片反应采用的大多是整体反应方式，就是把芯片整个浸泡在待测样品溶液中反应。这种方法需要的待测样品溶液量较多，反应时间长，灵敏度不高。
另外一种芯片加样和反应技术是微流道输运和微腔反应器。目前，普遍使用的微流道技术的芯片是一体化的，即芯片与微流道是制作在同一块材料上，如文献1：Dielectrophoretic cell separation and gene expression profiling onmicroelectronic chip arrays.July 15，2002 Huang Y，Joo S，Duhon M，Heller M，Wallace B，Xu X Anal Chem 2002 Jul 15；74(14)：3362-71之中所述的。该方法所使用的微流道为一次性使用，该微流道制作复杂，且成本较高，使应用受到限制。同时进行生物分子固定和检测反应的操作是在两种装置中分2次进行的，因此，制备工艺烦琐。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述已有技术的缺点；为了大幅度地降低生物芯片的制作成本和简化生物分子固定和检测反应的工艺，从而提供一种生物芯片制作、以及在这种生物芯片上即时直接进行生物分子固定和检测反应的方法和装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明提供的生物芯片制备方法，包括按如下步骤顺序进行：
(1)将芯片的基底材料和微阵列模板紧密接触，并通过外力压紧微流道；
(2)把配基分子通过微流道的微细管子输送到芯片基底表面上的选定区域；等到配基分子固定在芯片基底上以后；
(3)将步骤(2)制备得到的固定有生物分子的芯片基底用缓冲液冲洗，通过微流道将缓冲液输送到芯片表面的不同区域内；清洗掉没有被固定在芯片表面上的配基分子；
(4)通过一块弹性膜片，使固定有配基分子的区域串联起来；或者通过挤压弹性膜片上的节点形成的开关使固定有配基分子的区域串联起来；
(5)把待检测的生物样品通过微流道再输送到步骤(4)制备得到的芯片表面上的各个单元里，即时进行检测反应；
(6)取下步骤(5)制备而得到的载有检测反应结果的芯片，使用芯片检测器检测其反应结果。
所述的步骤(2)中所使用的配基分子浓度为0.001-1mg/ml；所述的配基分子在微流道中的流速为0.1-100微升/分钟。
所述的步骤(5)中生物样品通过微流道的流速为1-100微升/分钟。
所述的芯片基底材料包括：硅、玻璃、金属、塑料等材料或上述几种的复合材料，优选硅。
该方法把微流道与微阵列组合在一起。微阵列是指制作在具有弹性的固体材料上的微型凹槽，微阵列中凹槽的数目根据检测的指标来定，从一个到几百个或更多。微流道是指与微型凹槽相连接的微小内径的管道。
在外压力的作用下微阵列可以与光滑的芯片表面紧密接触形成一个个密封的空腔。需要固定的生物配基分子可以通过微流道进入空腔与芯片表面进行反应，反应后的配基分子再通过微流道排出。这样就实现了在芯片表面上的不同区域内进行微量加样。然后，待检测的生物样品也是通过微流道进入各个空腔，与芯片表面上已固定的生物配基分子反应后，再通过出口排出。生物芯片是用来同时检测待测生物样品中多种生物分子的。该方法中设计了流动控制部分，使同一份待测生物样品依次与芯片上预固定的多种生物配基分子反应，有效地降低了样品用量。通过流动控制部分可以实现任意数目凹槽间串联。芯片上配基分子固定的区域是严格限定的，固定和反应后的表面再经过缓冲液冲洗，可以使表面上生物分子的固定和反应均匀一致，有效地提高了检测的质量。芯片反应被限定在微小区域内，并且在流动状态下，加速了生物分子的传质速率，有效地缩短了反应时间，提高了灵敏度。生物分子固定和反应后的芯片与微阵列模板分离后，使用芯片检测器检测反应结果。与芯片材料分离后的微阵列模板可以重复使用，以多次进行芯片上生物分子固定与反应。
本发明提供的生物芯片制备方法的专用装置根据构成微流道的方式不同，该装置包括：两种。
首先叙述第一种，该装置包括：一块表面上刻有凹槽2的弹性材料片3，其凹槽2按列阵式排列，凹槽2两端分别开有第一通孔10；其中每个凹槽的通孔包括一进一出两条微流道；一块刚性固体材料块4的一表面上也刻有凹槽2’，凹槽2’的两端分别开有第二通孔11，弹性材料片3的刻有凹槽一面与刚性固体材料块4不带凹槽一面相对固定在一起；该刚性固体材料块4上的通孔与弹性材料片3上的通孔错开一个对应并孔相通，即第一凹槽2的一个通孔作为溶液出口与凹槽2’的一个通孔作为溶液进口相通，凹槽2’的出口与下一个凹槽2的进口相通；固体材料块4两侧面分别开有一个待测液体进口7和一个待测液体出口8，进口上安装一开关；芯片1紧密接触在弹性材料片3上，在固体材料块4的通孔中插装直径相近的管子12，微流道是通过管子12同微阵列模板上的通孔相连接形成。
在外压力的作用下微阵列模板上的凹槽与光滑的芯片表面紧密接触形成一个个密封的空腔。需要固定的配基分子可以在泵浦的驱动下，通过微流道进入空腔与芯片表面进行反应，反应后的样品再通过微流道排出。这样就实现了在芯片上的不同区域上进行微量加样。加样后的芯片不必从装置上取下，可以直接进行检测反应。从微阵列上取下微细的管子，使用弹性膜封闭凹槽2’，把凹槽2串联起来，留下一个进口和一个出口。待检测的生物样品通过进口依次进入每个空腔，与芯片表面上已固定的配基分子反应后再通过出口排出。反应后的芯片可以从装置上取下，通过检测器对芯片上配基和受体的反应结果进行检测。
还包括一块弹性膜，和在固体材料块两侧面分别开有一个进口和一个出口，或者在固体材料块一侧面开有一个进口，再在弹性材料块一侧面开有一个出口；其进口上安装一开关；加样后的芯片不必从装置上取下，可以直接进行检测反应。从微阵列上取下微细的管子，使用一块弹性膜盖在固体材料块上，封闭凹槽2，把弹性材料片上的凹槽串联起来，与溶液进口相对的在弹性膜处开一孔，作为检测液进口，和把固体材料块侧面开的孔作为检测溶液出口。待检测的生物样品通过溶液进口依次进入每个空腔，与芯片表面上已固定的生物样品反应后再通过溶液出口排出。反应后的芯片可以从装置上取下，通过检测器对结果进行检测。
本发明的直接制备生物芯片和即时进行检测反应的装置的第二种结构包括：微流道5，还包括与其相匹配的微阵列模板；其中微阵列模板包括：一表面上刻有至少2个凹槽2的弹性材料片3，弹性材料片3有凹槽2的面朝上，每个凹槽2的两端分别开一通孔10，弹性材料片3的另一面与芯片1表面紧密接触；微流道包括：一弹性材料膜片13，在弹性材料膜片13上制有凹沟14，其凹沟14的一端对应微阵列上凹槽2的通孔10位置上制作出的，另一端口6与外界联通；每个凹槽的通孔10对应一条凹沟14；并且把弹性材料膜片13上相对应的微阵列弹性材料膜片13通孔处的膜打通成孔，在再带凹沟14弹性材料膜片13上面再覆盖一层弹性材料膜，并把两层膜周边粘合在一起，由凹沟14形成了微流道5，微流道5之间互相连通，在节点位置，通过外力挤压的方法形成第一、第二开关15、17。
还包括一刚性固体材料块4，该固体材料块4固定在弹性材料膜片3带凹槽2的面上，弹性材料膜块3凹槽2的两端开的通孔10贯穿刚性固体材料块4，弹性材料膜片16不带有凹沟的弹性材料膜与微阵列的固体材料块4上表面粘合在一起。
在外压力的作用下微阵列上的凹槽可以与光滑的芯片表面紧密接触形成一个个密封的空腔。加样时，通过外力挤压使微流道间的通道关闭，也就是关闭第二开关。每个凹槽都有独立的进出流道。在泵浦的驱动下，不同的配基蛋白质溶液进入到空腔中与芯片表面反应，从而固定在表面上。然后使用缓冲液清洗，去除未固定在表面上的蛋白质。这样就实现了在芯片上的不同区域内进行微量加样的目的。进行检测反应时，打开微流道间的第二开关，关闭微流道上的第一开关，这样就把多个空腔串联在一起，只留下一个进口，一个出口。待测的蛋白质溶液沿进口依次进入各个空腔与已固定在表面上的配基蛋白质反应；反应后，使用缓冲液清洗，硅片从装置上取下检测。
所述的弹性材料片包括：硅胶、橡胶、塑料、玻璃或其它具有弹性的材料。
所述的固体材料块包括：硅胶、橡胶、塑料、金属、玻璃等材料，其厚度1mm到10mm。
所述的凹槽为条形凹槽，其条形凹槽面积从0.01mm2-1mm2；深度从10μm-1mm；其条形凹槽的数目至少2个，例如可以从2-1000个。
所述的通孔内径可以从10μm到1mm。
所述的微流道的内径可以从10μm到1mm。
所述的凹沟的内径可以从10μm到1mm。
本发明的优点在于：
由于本发明的用于直接制备生物分子芯片和即时进行检测反应的方法可以将制备生物芯片和即时进行检测反应在同一装置中进行，而该芯片上配基生物分子固定的区域是严格限定的，固定和反应后的表面再经过缓冲液冲洗，可以使表面上生物分子的固定和反应均匀一致，有效地提高了检测的质量。芯片反应被限定在微小区域内，并且在流动状态下，加速了生物分子的传质速率，有效地缩短了反应时间，提高了灵敏度。与制作好的芯片分离后的微阵列模板可以重复使用，进行芯片上生物分子固定与反应。
附图说明
图1a是本发明第一种装置中的微阵列模板平面示意图
图1b是本发明第一种装置中的微阵列模板侧视图
图2是本发明的第一种装置用于直接制备生物分子芯片时的结构图
(微阵列模板凹槽两端的通孔与刚性固体材料块凹槽两端的通孔错开对应相通形成微流道配合示意图)
图3是本发明的第一种装置用于即时进行检测反应时的装置结构图
图4a是本发明第二种装置中的微阵列(弹性材料片)模板平面示意图
图4b是图4a的微阵列模板侧视图
图5是本发明的第二种装置的结构示意图
图6是本发明第二种装置另一种实施例结构示意图
图7是本发明的第二种装置中的微流道俯视图
图面说明如下：
1-芯片 2第一凹槽 3-弹性材料块或膜片
4-固体材料块 5-微流道 6-液体进出口
7-待测液体进口 8-待测液体出口 9-封闭用弹性膜
10-第一通孔 11-第二通孔(在图中未示出) 2’-第二凹槽
12-管子 13-带凹沟的弹性膜片 14-凹沟
15-第一开关 16-弹性材料膜(在图中未示出) 17-第二开关
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细地说明
实施例1
制作第一种的装置，并在其上进行十二种蛋白质的固定和检测的方法。本装置包括十二个凹槽。凹槽面积为1mm2，深为0.1mm，微流道内径0.5mm。弹性材料为橡胶，固体材料为有机玻璃，管子为聚四氟乙烯，用于封闭的弹性材料膜为硅胶。芯片材料为硅。
按图1-2制作一微阵列模板；采用厚度为1mm的橡胶做弹性材料块3，其上列阵式排列有十二个凹槽2，该凹槽2面积为1mm2，深为0.1mm；该凹槽2两端开一内径0.5mm的第一通孔10作为微流道5(如图1所示)。采用厚度为5mm的有机玻璃做固体材料块4，在有机玻璃块4上列阵式排列有十二个凹槽2’，该凹槽2’面积为1mm2，深为0.1mm；该凹槽2’两端开一内径0.5mm的第二通孔11；其中每凹槽的通孔包括一进一出两条微流道5；该橡胶片3带凹槽的面与有机玻璃块4不带凹槽的面相对固定在一起；该有机玻璃块4上的第二通孔11与橡胶片3上的第一通孔10相通，并且橡胶片3表面上的凹槽2两端的第一通孔10与有机玻璃块4凹槽2’两端的通孔11错开对应，即凹槽2’的第二通孔11中的一个作为溶液出口与凹槽2的第一通孔10作为溶液进口相通，凹槽2’的出口与凹槽1的进口相通；有机玻璃块4两侧面分别开有2个孔，其中一个孔作为检测时检测液的进口7，并且该进口7安装一开关，另一个孔作为检测液的出口8；芯片1紧密接触在橡胶片3上，在有机玻璃块4的第二通孔11中安有微细管子12，微流道5是通过微细管子12同有机玻璃块4上的第二通孔11相连接形成(如图2所示)。本实施例的微流道5用的管子12为聚四氟乙烯，用于封闭的弹性材料膜9为硅胶。芯片1材料为硅。
使用本发明的方法，在上述实施例的装置中进行十二种蛋白质的固定和检测，其步骤如下：
(1)工作时在外压力的作用下(如图2所示)，硅片1与微阵列紧密接触，这样硅片1与凹槽2之间形成12个独立的密封的空腔，每个空腔有一进一出两根微流道5；
(2)在微量柱塞泵的推动下，例如将12种蛋白质溶液，或者将乙肝表面抗原、乙肝e抗原、乙肝核心抗原、乙肝表面抗体、乙肝e抗体溶液10微升(浓度为0.1mg/ml)分别通过微流道输送到硅片上不同区域，流速控制在1微升/分钟，等配基分子固定在芯片1上之后；
(3)然后，通过微流道输送磷酸缓冲液到上述步骤(2)制备的芯片1表面上，清洗掉没有被固定在硅片表面上的生物分子；
(4)取下微流道5用的管子12，使用一块封闭的硅胶膜9盖在微流道5上，使固定有配基分子的区域串联起来；
(5)通过向待测液体进口7注入100微升待检患者血清，以流速为10微升/分钟通过一条微流道注入反应后，经待测液体出口8流出，再使用磷酸缓冲液冲洗(如图3所示)；
(6)取下芯片1，使用检测器检测反应结果。
通过微流道进入空腔与硅片表面接触反应，从而把蛋白质固定在硅片表面上。再使用缓冲液清洗硅片表面、空腔和微流道，把未固定在硅片表面上的蛋白质排出。
实施例2
制备一有100个独立的密封的空腔的本发明的装置。
本实施例的弹性材料块3为硅胶，其上包括刻有100个凹槽2。该凹槽2面积为0.1mm2或0.01mm2；深为0.1mm；凹槽2两端开有内径为0.2mm的第一通孔10，一块固体材料4为铝，其上包括刻有100个凹槽2’。该凹槽2’面积为0.1mm2，深为0.1mm；凹槽2’两端开有内径为0.2mm的第二通孔11。弹性材料块3有凹槽面与固体材料4没有凹槽面相对固定，其中第一通孔10、第二通孔11错位相通，形成微流道5，其微流道5内径0.2mm，微流道5的上口插有不锈钢管子12，不锈钢管子12的上口为液体进口6，其余结构同实施例1。
当进行检测时还包括一用于封闭用的硅胶膜9，该硅胶膜9盖在有机玻璃4的凹槽2’上，镀金的玻璃材料做为芯片1，其余结构同实施例1。
使用本实施例的装置，进行1000种基因的固定和检测，其步骤如下：
(1)当进行制备基因芯片时，在外压力的作用下，硅片与微阵列模板紧密接触，这样硅片与凹槽之间就形成了1000个独立的密封的空腔，每个空腔有一进一出两根微流道；
(2)在微量柱塞泵的推动下，通过微流道分别把1000种不同序列的DNA分子溶液10微升(浓度为0.1μg/ml)输送到硅片上不同区域，流速控制在1微升/分钟，等DNA分子固定后；
(3)然后，使用磷酸缓冲液冲洗，清洗掉没有被固定在硅片表面上的分子；
(4)取下微流道5用的管子12，使用一块封闭的硅胶膜9盖在微流道5上，1000个凹槽串联起来，使固定有DNA分子的区域串联起来；
(5)通过向待测液体进口7注入100微升经过变性处理的待测DNA样品，以流速为10微升/分钟注入，经一条微流道流经步骤(4)制得的芯片上各个区域反应后，从待测液体出口8流出；使用磷酸缓冲液冲洗；
(7)取下硅片，使用检测器检测反应结果。
当进行检测时：上述加样后的芯片不必从装置上取下，可以直接进行检测反应。从微阵列模板上上取下微细的管子12，使用一块硅胶膜9密封有机玻璃4上的凹槽2’，把弹性材料片3上100个凹槽串联起来，与溶液进口相对的在弹性膜处开一孔，作为检测液进口7，和把固体材料块侧面开的孔作为检测溶液出口8，待检测的生物样品通过溶液进口7依次进入每个空腔，与芯片1表面上已固定的生物样品反应后再通过溶液出口8排出。反应后的芯片1可以从装置上取下，通过检测器对结果进行检测。
实施例3
制作第一种的装置，如图1-3所示；采用本发明的方法进行100种蛋白质的固定和检测。
本装置包括100个凹槽。凹槽面积为0.06mm2，深为0.1mm，微流道内径0.2mm。弹性材料为硅胶，固体材料为铝，管子为不锈钢材料，用于封闭的弹性材料膜为硅胶。芯片材料为镀金的玻璃，其余结构同实施例1。
在外压力的作用下，硅片与微阵列紧密接触，这样硅片与凹槽之间就形成了100个独立的密封的空腔。每个空腔有一进一出两根微流道。在微量柱塞泵的推动下，100种蛋白质溶液通过微流道进入空腔与硅片表面接触反应，从而把蛋白质固定在硅片表面上。再使用缓冲液清洗硅片表面、空腔和微流道，把未固定在硅片表面上的蛋白质排出。取下不锈钢管子，使用硅胶膜密封有机玻璃上的凹槽，把100个凹槽串联起来。在微量柱塞泵的推动下，待测的溶液从有机玻璃块侧面的进口进入空腔与已固定在硅片表面上的蛋白质反应。待测的溶液依次流过100个空腔，最后从出口排出，然后使用缓冲液清洗。反应完的硅片从微阵列上取下检测。
实施例4
制作第二种装置(如图4、5、7所示)，包括：微流道5和与其相匹配的微阵列模板；其中微阵列模板包括：一面积为20mm×20mm的橡胶片作为弹性材料块3，其表面上刻有100个凹槽2的弹性材料块3，每个条形凹槽2深度为0.01mm、截面积为0.1mm2。100个分为10排有规则地排列在橡胶片1上，一排有10个凹槽3。弹性材料块3有凹槽2的面朝上，每个条形凹槽2的两端分别开一通孔10，该通孔4内径为0.1mm，共200条。橡胶块3的另一面与芯片1表面紧密接触；微流道制作在硅胶膜13上，在硅胶膜13上制有宽0.1mm，深0.1mm的凹沟14，其凹沟14的一端对应微阵列上凹槽2的通孔10位置上制作出的，凹沟14的另一端口6延长至硅胶膜13边缘与外界联通；每个凹槽的通孔10对应一条凹沟14；并且把硅胶膜13上相对应的微阵列硅胶膜13通孔处的膜打通成孔，在再带凹沟14硅胶膜13上面再覆盖一层塑料膜16，并把硅胶膜13与塑料膜16两层膜周边粘合在一起，由凹沟14形成了微流道5，微流道5之间开有宽0.1mm，深0.1mm的凹沟，使其互相连通，在节点位置，通过外力挤压的方法形成第一、第二开关15、17。
实施例5
在实施例4的基础上还包括一有机玻璃块4上作为刚性固体快4，该固体材料块4为25mm×25mm的有机玻璃块；一面积为20mm×20mm的橡胶片3，该橡胶片3黏结在有机玻璃块4上3在橡胶片1上刻有深度0.01mm的条形凹槽2，共100个，每个条形凹槽2截面积为0.1mm2。100个分为10排有规则地排列在橡胶片3上，一排有10个凹槽2。该基片的弹性材料片3上的100个凹槽2的两端分别开一通孔10，该通孔4内径为0.1mm，共200条。微流道制作在硅胶膜13上，在硅胶膜13上开有宽0.1mm，深0.1mm凹沟14(如图4、6、7所示)。
在外压力的作用下，硅片与微阵列紧密接触，形成100个空腔。加样时，关闭微流道间的第二开关II，每个凹槽都有独立的进出流道。在柱塞泵的驱动下，不同的蛋白质溶液进入到空腔中与硅片表面反应，从而固定在表面上。然后使用缓冲液清洗，去除未固定在表面上的蛋白质。打开微流道间的第二开关17，关闭微流道上的第一开关15，这样就把100个空腔串联在一起，只留下一个进口6，一个出口。待测的蛋白质溶液沿进口6依次进入各个空腔与已固定在表面上的蛋白质反应。反应后，使用缓冲液清洗。硅片从装置上取下检测。
Claims (13)
1.一种用于生物分子芯片微量加样和反应的方法，包括按如下步骤顺序进行：
(1)将芯片的基底材料和微阵列模板紧密接触，并通过外力压紧微流道；
(2)把配基分子通过微流道的微细管子输送到芯片基底表面上的选定区域；等到配基分子固定在芯片基底上以后；
(3)将步骤(2)制备得到的固定有生物分子的芯片基底用缓冲液冲洗，通过微流道将缓冲液输送到芯片表面的不同区域内；清洗掉没有被固定在芯片表面上的配基分子；
(4)通过一块弹性膜片，使固定有配基分子的区域串联起来；或者通过挤压弹性膜片上的节点形成的开关使固定有配基分子的区域串联起来；
(5)把待检测的生物样品通过微流道再输送到步骤(4)制备得到的芯片表面上的各个单元里，即时进行检测反应；
(6)取下步骤(5)制备而得到的载有检测反应结果的芯片，使用芯片检测器检测其反应结果。
2.如权利要求1所述的用于生物分子芯片微量加样和反应的方法，其特征在于：所述的芯片基底材料包括：硅片或镀金膜的硅片。
3.如权利要求1所述的用于生物分子芯片微量加样和反应的方法，其特征在于：所述的配基分子是蛋白质，DNA，其配基分子浓度为0.001-1mg/ml。
4.如权利要求1所述的用于生物分子芯片微量加样和反应的方法，其特征在于步骤(3)中配基分子在微流道中的流速为0.1-100微升/分钟。
5.一种权利要求1所述的用于生物分子芯片微量加样和反应的方法的专用装置，包括：微流道(5)；其特征在于：还包括与其微流道(5)相匹配的微阵列模板；该微阵列模板包括：一块表面上刻有凹槽(2)的弹性材料片(3)，其凹槽(2)按列阵式排列，凹槽(2)两端分别开有第一通孔(10)；一块刚性固体材料块(4)的一表面上也刻有凹槽(2’)，凹槽(2’)的两端分别开有第二通孔(11)，弹性材料片(3)的刻有凹槽一面与刚性固体材料块(4)不带凹槽一面相对固定在一起；该刚性固体材料块(4)上的通孔与弹性材料片(3)上的通孔错开一个对应并相通，固体材料块(4)两侧面分别开有一个待测液体进口(7)和一个待测液体出口(8)，进口上安装一开关；芯片(1)紧密接触在弹性材料片(3)上，在固体材料块(4)的通孔中插装直径相近的管子(12)，微流道是通过管子(12)同微阵列模板上的通孔相连接形成。
6.按权利要求5所述的用于生物分子芯片微量加样和反应的方法的专用装置；其特征在于：还包括一块封闭凹槽(2)的弹性膜(9)；该弹性膜(9)盖在取下管子(12)的固体材料块(4)上，在与溶液进口相对的弹性材料块(3)侧壁处开一孔，作为检测液进口(7)，和把固体材料块(4)侧面开的孔作为检测溶液出口(8)，或者在与溶液进口相对的固体材料块(4)两侧面分别开有一个作为检测溶液出口(8)和进口(7)的孔。
7.一种权利要求1所述的用于生物分子芯片微量加样和反应的方法的专用装置，包括：微流道(5)，其特征在于：还包括与其相匹配的微阵列模板；其中微阵列模板包括：一表面上刻有至少2个凹槽(2)的弹性材料片(3)，弹性材料片(3)有凹槽(2)的面朝上，每个凹槽(2)的两端分别开一通孔(10)，弹性材料片(3)的另一面与芯片(1)表面紧密接触；微流道包括：一弹性材料膜片(13)，在弹性材料膜片(13)上制有凹沟(14)，其凹沟(14)的一端对应微阵列上凹槽(2)的通孔(10)位置上制作出的，另一端口(6)与外界联通；每个凹槽的通孔(10)对应一条凹沟(14)；并且把弹性材料膜片(13)上相对应的微阵列弹性材料膜片(13)通孔处的膜打通成孔，在再带凹沟(14)弹性材料膜片(13)上面再覆盖一层弹性材料膜，并把两层膜周边粘合在一起，由凹沟(14)形成了微流道(5)，微流道(5)之间互相连通，在节点位置，通过外力挤压的方法形成第一、第二开关(15)、(17)。
8.按权利要求7所述的用于生物分子芯片微量加样和反应的方法的专用装置；其特征在于：还包括一刚性固体材料块(4)，该固体材料块(4)固定在弹性材料膜片(3)带凹槽(2)的面上，弹性材料膜块(3)凹槽(2)的两端开的通孔(10)贯穿刚性固体材料块(4)，弹性材料膜片(16)不带有凹沟的弹性材料膜与微阵列的固体材料块(4)上表面粘合在一起。
9.按权利要求5、6、7或8所述的用于生物分子芯片微量加样和反应的方法的专用装置；其特征在于：所述的弹性材料片(3)包括：硅胶、橡胶、塑料或其它具有弹性的材料。
10.按权利要求5、6、7或8所述的用于直接制备生物分子芯片和即时进行检测反应的装置；其特征在于：所述的固体材料块(4)包括：硅胶、橡胶、塑料、金属、玻璃等材料，其厚度1mm到10mm。
11.按权利要求5、6、7或8所述的用于生物分子芯片微量加样和反应的方法的专用装置；其特征在于：所述的凹槽(2)或(2’)为条形凹槽，条形凹槽为2-1000个；其条形凹槽面积从0.01mm2-1mm2；深度从10μm-1mm。
12.按权利要求5或7所述的用于直接制备生物分子芯片和即时进行检测反应的装置；其特征在于：所述的通孔(10)或(11)的内径从10μm到1mm。
13.按权利要求7所述的用于直接制备生物分子芯片和即时进行检测反应的装置；其特征在于：所述的凹沟(14)的内径从10μm到1mm。
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