專利名稱：陣列微量多通道移液器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微小體積液體的量取轉(zhuǎn)移裝置，尤其是一種可以同時(shí)進(jìn)行多通道的微量液體量取和轉(zhuǎn)移的陣列微量多通道移液器。
背景技術(shù)：
生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的重要性日益增長，醫(yī)療診斷、新藥物篩選以及大量樣品的分析都需要平行大通量轉(zhuǎn)移極小體積(微升、納升、皮升)液體的技術(shù)以節(jié)約樣品消耗并保護(hù)環(huán)境。
常規(guī)使用的多通道移液管(multi channel pipette)只能達(dá)到微升級(jí)且價(jià)格昂貴。目前更小體積(皮升至納升)溶液量取轉(zhuǎn)移的裝置和技術(shù)，主要可以分為兩大類第一類方法為噴墨式(Inkjet)，主要采取在噴射小孔附近安裝壓電晶體(如德國GeSiM公司的Nano-Plotter技術(shù)，和美國Packard公司的點(diǎn)樣技術(shù))，或使用注射器泵結(jié)合高速螺線管閥(如美國CartesianTechnologies公司)的方法來噴射微小體積溶液，最近美國Wisconsin-Madison大學(xué)的B.J.Larson(B.J.Larson，Reviews of Scientific Instruments，2004，Vol.75，No.4，832-836)使用超聲波來驅(qū)動(dòng)壓電晶體。第二類方法為針接觸式轉(zhuǎn)移(pin transfer)，其主要原理為使用剛性細(xì)針，蘸取溶液后在固體表面敲擊，使微量體積的液體轉(zhuǎn)移到固體上。這兩類技術(shù)的機(jī)械結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，無法陣列化，至多也只能同時(shí)進(jìn)行數(shù)十個(gè)樣品的同時(shí)轉(zhuǎn)移。
此外，加拿大Alberta大學(xué)的Monica M.Palcic(J.Lorieau，G.K.Shoemaker and M.M.Palcic，Anal.Chem.，2003，75，6351-6354)在注射器針頭前連接一根毛細(xì)管，利用氣體壓力減量傳遞進(jìn)行納升級(jí)溶液的量取，并將之應(yīng)用于毛細(xì)管電泳進(jìn)樣，該方法也不能陣列化。德國Freiburg大學(xué)Roland Zengerle(Roland Zengerle，德國專利，19,913,076，1999年，同年P(guān)CT)發(fā)明的TopSpot技術(shù)和臺(tái)灣國立清華大學(xué)Tseng Fangang發(fā)明的陣列點(diǎn)樣頭技術(shù)，可以進(jìn)行陣列化的微量溶液分配，但其只是將所附儲(chǔ)液部的溶液分多次進(jìn)行分配，無法進(jìn)行溶液的量取轉(zhuǎn)移。日本Osaka Prefecture大學(xué)的Minoru Seki(Masumi Yamada and MinoruSeki，Anal.Chem.，2004，76，895-899)及美國Cincinnati大學(xué)的AniruddhaPuntambekar(Aniruddha Puntambekar，et al.，Lab on a chip，2002，2，213-128)在PDMS微流控芯片上集成了多個(gè)主動(dòng)閥，用于向微通道中注射分配納升級(jí)的溶液，但此類技術(shù)無法進(jìn)行溶液的量取和轉(zhuǎn)移。
綜上所述，目前尚無可以陣列化(一維或二維)量取轉(zhuǎn)移微小體積(微升數(shù)量級(jí)至皮升數(shù)量級(jí))的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種可以大批量量取、轉(zhuǎn)移和分配微小體積(微升數(shù)量級(jí)至皮升數(shù)量級(jí))液體的陣列微量多通道移液器?？勺鳛閷?shí)驗(yàn)室多通道微量移液管、多通道微量進(jìn)樣裝置、二維陣列點(diǎn)樣裝置等等。
本發(fā)明設(shè)有基板，基板上設(shè)有至少一個(gè)上下貫通的通道，稱閥通道，在基板底部相應(yīng)于閥通道底部(稱閥通道進(jìn)口或入口)處設(shè)取樣針，取樣針的量液通道與閥通道相通，量液通道的橫截面積大于量液通道與閥通道相交處的橫截面積，為數(shù)平方微米至數(shù)平方毫米之間。
量液通道和閥通道的表面均為疏液表面(如量取溶液為水溶液，則為疏水表面，反之，則為親水表面)。閥通道可為柱形，或鐘形，或錐形，或鼓形，或球形。量液通道可為柱形，或鐘形，或錐形，或鼓形，或球形，其體積為數(shù)皮升至數(shù)微升之間。
所說的量液通道和閥通道的表面疏液其性質(zhì)是本體材料的性質(zhì)或表面修飾或涂敷的材料的性質(zhì)。通道單元的間距為數(shù)微米至數(shù)毫米之間。取樣針的長度在數(shù)微米至數(shù)厘米之間。取樣針的直徑在數(shù)微米至數(shù)厘米之間。
本發(fā)明類似一集成塊，集成有數(shù)道至數(shù)千道貫通的通道單元，通道單元由相通的量液通道和閥通道組成，兩者相交處的截面積小于量液通道的截面積，量液通道和閥通道的表面均為疏液表面(如量取溶液為水溶液，則為疏水表面，反之，則為親水表面)。當(dāng)在閥通道的出口側(cè)施加負(fù)壓時(shí)，溶液即進(jìn)入量液通道。由于溶液進(jìn)入閥通道需要比進(jìn)入量液通道大得多的壓力，因此調(diào)節(jié)適當(dāng)壓力，可以使溶液充滿量液通道而不進(jìn)入閥通道，即閥通道起閥門作用。撤去負(fù)壓或施加正壓，則可以使量液通道中的溶液流出，從而完成溶液的量取，轉(zhuǎn)移和分配。由此可見，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)為移液體積可達(dá)微升至皮升，平行通量極大(例如可數(shù)十道一列，成千道二維陣列)，結(jié)構(gòu)簡單且價(jià)格非常便宜，容易洗滌，可重復(fù)使用，也可一次性使用，減少交叉污染?？勺鳛閷?shí)驗(yàn)室多通道微量移液管，多通道微量進(jìn)樣裝置，二維陣列點(diǎn)樣裝置，等等。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的組成單元結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例將結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本發(fā)明的具體內(nèi)容。
如圖1所示，本發(fā)明設(shè)有基板3，基板3上設(shè)有數(shù)至數(shù)千個(gè)通道單元，在上下貫通的閥通道1底部(稱閥通道入口)處設(shè)中空的取樣針2，取樣針2的量液通道4與閥通道1相通，量液通道的橫截面積大于量液通道4與閥通道1相交處的橫截面積，為數(shù)平方微米至數(shù)平方毫米之間。例如，量液通道的橫截面積為量液通道4與閥通道1相交處的橫截面積的至少5倍。閥通道和量液通道為柱形，量液通道和閥通道的表面均為疏液表面(如量取溶液為水溶液，則為疏水表面，反之，則為親水表面)。量液通道的體積為皮升至微升之間。
所說的量液通道和閥通道的表面疏液其性質(zhì)是本體材料的性質(zhì)或表面修飾或涂敷的材料的性質(zhì)。每個(gè)通道單元的間距為數(shù)微米至數(shù)厘米之間，也可根據(jù)酶標(biāo)板或PCR板的池距設(shè)定，以直接將取樣針插入板的小池中，進(jìn)行批量取樣/進(jìn)樣。取樣針的長度在數(shù)微米至數(shù)厘米之間。取樣針的直徑在數(shù)微米至數(shù)厘米之間。
在圖2中，量液通道4和閥通道1相通。兩者相交處的截面積小于量液通道的截面積，例如閥通道的截面積為數(shù)十微米，而量液通道的截面積為數(shù)百微米。量液通道和外壁形成中空的取樣針。在閥通道的出口側(cè)施加負(fù)壓，使溶液進(jìn)入量液通道。由于溶液進(jìn)入閥通道需要比進(jìn)入量液通道大的壓力，因此調(diào)節(jié)適當(dāng)壓力，可以使溶液充滿量液通道而不進(jìn)入閥通道，即閥通道起閥門作用。當(dāng)撤去負(fù)壓或施加正壓時(shí)，則可以使量液通道中的溶液流出，從而完成溶液的量取、轉(zhuǎn)移和分配。量取溶液的體積可由量液通道的體積設(shè)定。如量液通道不是柱形而是鐘形或錐形，則可以通過壓力調(diào)節(jié)，控制溶液進(jìn)入量液通道的高度，量取不同體積的溶液。
權(quán)利要求
1.陣列微量多通道移液器，其特征在于設(shè)有基板，基板上設(shè)有至少一個(gè)上下貫通的通道，稱閥通道，在基板底部相應(yīng)于閥通道底部(稱閥通道進(jìn)口或入口)處設(shè)取樣針，取樣針的量液通道與閥通道相通，量液通道的橫截面積大于量液通道與閥通道相交處的橫截面積，為數(shù)平方微米至數(shù)平方毫米之間。
2.如權(quán)利要求1所述的陣列微量多通道移液器，其特征在于所說的量液通道和閥通道的表面均為疏液表面。
3.如權(quán)利要求1所述的陣列微量多通道移液器，其特征在于閥通道為柱形，或鐘形，或錐形，或鼓形，或球形。
4.如權(quán)利要求1所述的陣列通道移液器，其特征在于量液通道為柱形，或鐘形，或錐形，或鼓形，或球形。
5.如權(quán)利要求1或4所述的陣列微量多通道移液器，其特征在于量液通道其體積為皮升至微升之間。
6.如權(quán)利要求1或2所述的陣列微量多通道移液器，其特征在于所說的量液通道和閥通道的表面疏液其性質(zhì)是本體材料的性質(zhì)或表面修飾或涂敷的材料的性質(zhì)。
7.如權(quán)利要求1所述的陣列微量多通道移液器，其特征在于通道單元的間距為數(shù)微米至數(shù)厘米之間。
8.如權(quán)利要求1所述的陣列微量多通道移液器，其特征在于取樣針的長度在數(shù)微米至數(shù)厘米之間。
9.如權(quán)利要求1或8所述的陣列微量多通道移液器，其特征在于取樣針的直徑在數(shù)微米至數(shù)毫米之間。
全文摘要
陣列微量多通道移液器，涉及一種微小體積液體量取轉(zhuǎn)移裝置，提供可大批量量取、轉(zhuǎn)移和分配微小體積液體的移液器。設(shè)有基板，基板上設(shè)通道，在閥通道底部處設(shè)取樣針，取樣針的量液通道與閥通道相通，量液通道橫截面積大于量液通道與閥通道相交處橫截面積，為數(shù)平方微米至數(shù)平方毫米?？勺鳛閷?shí)驗(yàn)室多通道微量移液管、多通道微量進(jìn)樣裝置、二維陣列點(diǎn)樣裝置等。由于溶液進(jìn)入閥通道需比進(jìn)入量液通道大的壓力，調(diào)節(jié)適當(dāng)壓力可使溶液充滿量液通道而不進(jìn)入閥通道，即閥通道起閥門作用。撤去負(fù)壓或施加正壓，可使量液通道中的溶液流出，完成溶液的量取、轉(zhuǎn)移和分配。移液體積可達(dá)微升至皮升，平行通量極大，容易洗滌，可重復(fù)或一次性使用，減少交叉污染。
文檔編號(hào)B01L3/02GK1772388SQ20041009457
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2004年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月10日
發(fā)明者田昭武, 周勇亮, 林華水 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)