发明名称 离心式非径向微流道之生物晶片检测系统及方法
摘要 本发明系一种离心式非径向微流道之生物晶片检测系统及方法,主要系一晶片体上设置若干供待验物质放置之样本槽、一与该样本槽相连通之混合室、若干用以观视检测结果之检视槽,以及与该检视槽连通接设之试剂槽,且该检视槽与混合室之间并沿离心力旋转之切线方向设置一与旋转圆心延伸之径向呈一夹角之旋向流道,藉以当生物晶片置于离心机上进行生医检测作业时,可一次完成一系列取样、分离、检测等检测程序,同时并可同步达到多项检测目的之需求,以提升检测效率及品质。
申请公布号 TWI278623 申请公布日期 2007.04.11
申请号 TW094103910 申请日期 2005.02.05
申请人 南亚技术学院 发明人 廖威量;陈夏宗;林昭仁
分类号 G01N33/53(2006.01);C12M1/34(2006.01) 主分类号 G01N33/53(2006.01)
代理机构 代理人
主权项 1.一种离心式非径向微流道之生物晶片检测系统, 其系于一晶片板上成型一系列之检测室槽,包含有 : 样本槽,用以供如血液等欲检测之待验物质放置; 混合室,位于该样本槽下方,其与该样本槽间设有 一毛细管开关,令待验物质于检测作业过程中,利 用旋转之离心力经毛细管开关流入该混合室内进 行混合作业,待转速进一步增加而分离出检测物质 及沉淀物质; 检视槽,位于该混合室水平方向一侧,其与该混合 室之间桥设有一旋向流道,令位于混合室内之检测 物质经由该旋向流道流往该检视槽中; 旋向流道,设于任意二相邻之检测室槽间,且系沿 着晶片板旋转之切线方向延伸设置,而与旋转圆心 延伸之径向呈一夹角,又该旋向流道上适处另设有 一毛细管开关,以阻隔检测物质随意流通; 藉此,当该晶片板置于离心机上进行生医检测作业 时,得同步完成取样、分离、检测等检测程序者。 2.依申请专利范围第1项所述之离心式非径向微流 道之生物晶片检测系统,其中该混合室与旋向流道 相接之适当处系开设一斜向开口,当晶片利用旋转 之离心力进行检测作业时,较重之沉淀物质会因旋 转离心力之压力而被压制于混合室下方,而较轻之 检测物质则位于该斜向开口之水平延伸面处,当转 速超过一设定値,离心力克服毛细管开关之毛细现 象时,只有高于该斜向开口水平面上之检测物质通 过毛细管开关而流向检视槽。 3.依申请专利范围第1项所述之离心式非径向微流 道之生物晶片检测系统,其中该晶片板于检视槽上 方另可设置试剂槽,用以供如血糖等检验试剂放置 ,同时该试剂槽与检视槽间接设有试剂流道,而该 试剂流道适当处并设有毛细管开关,令检验试剂于 检测进行之转速达一定値时,自该试剂流道流向该 检视槽中。 4.依申请专利范围第1或第3项所述之离心式非径向 微流道之生物晶片检测系统,其中各该毛细管开关 系利用液体之表面张力与微流道管壁间之附着力 之变化产生毛细现象,达到隔绝、阻挡待验物质等 液体流动之目的,而随着各该毛细管开关微流道管 径的粗细、径向位置及倾斜角度不同,其隔绝之阻 力値亦有所差异。 5.依申请专利范围第1或第3项所述之离心式非径向 微流道之生物晶片检测系统,该样本槽、检视槽及 试剂槽系可视多项之检测目的而分别设置多数之 数量,其中可将复数样本槽沿该混合室上缘之外围 设置,而该等样本槽上除了可置放待验物质外,亦 可视测试需求放置缓冲液;而若干检视槽系沿着旋 转之切线方向相邻设置,并于二相邻之检视槽间设 连通之检视流道,该检视流道中段系较二侧为高而 约略呈拱桥状,进而于其中段适处形成一气室,以 及一自该气室往外延伸至第二检视槽之副流道,作 为控制二检视槽间液体流动之开关;而随着多数检 视槽的设置,该试剂槽亦呈相对数量设置,且视检 测目的之需求,每一检视槽可同时接设二试剂槽, 俾使得较复杂之检测项目亦可同步完成。 6.依申请专利范围第1项所述之离心式非径向微流 道之生物晶片检测系统,其中该晶片板于样本槽、 混合室、检视槽,以及试剂槽之间,另需设集中气 孔及气道,令空气流通而利于液体之流动。 7.依申请专利范围第1项所述之离心式非径向微流 道之生物晶片检测系统,其中该旋向流道与晶片测 试时旋转圆心延伸之径向夹角系小于90度者。 8.一种离心式非径向微流道之生物晶片检测系统, 其系于一晶片板上成型一系列之检测室槽,包含有 : 若干样本槽,用以供血液等欲检测之待验物质放置 ; 一混合室,位于该等样本槽下方,各该样本槽与混 合室之间分别设有相接通之毛细管开关,令待验物 质于检测作业过程中,利用旋转之离心力经毛细管 开关流入该混合室内进行混合作业,待转速增加而 进一步分离出检测物质及沉淀物质; 若干检视槽,系沿着晶片板旋转之切线方向相邻设 置,其第一检视槽与对应之混合室间桥设有一旋向 流道,令位于混合室内之检测物质经由该旋向流道 流往该检视槽中,此外二相邻之检视槽间系设连通 之检视流道,该检视流道中段系较二侧为高而约略 呈拱桥状,进而于其中段适处形成一气室,以及一 自该气室往外延伸至第二检视槽之副流道,作为控 制二检视槽间液体流动之开关; 若干试剂槽,用以供如血糖等检验试剂放置,同时 各该试剂槽与对应之检视槽间接设有试剂流道,而 该试剂流道适当处并设有毛细管开关,令检验试剂 于检测进行之转速达一定値时,自该试剂流道流向 连通之检视槽中; 一旋向流道,设于任意二相邻之检测室槽间,且系 沿着晶片板旋转之切线方向延伸设置,而与旋转圆 心延伸之径向呈一夹角,又该旋向流道上适处另设 有一毛细管开关,以阻隔检测物质随意流通; 藉此,当该晶片板置于离心机上进行生医检测作业 时,得一次完成取样、分离、检测等检测程序,同 时并可同步达到多项检测目的之需求者。 9.依申请专利范围第8项所述之离心式非径向微流 道之生物晶片检测系统,其中该混合室与旋向流道 相接之适当处系开设一斜向开口,当晶片利用旋转 之离心力进行检测作业时,较重之沉淀物质会因旋 转离心力之压力而被压制于混合室下方,而较轻之 检测物质则位于该斜向开口之水平延伸面处,当转 速超过一设定値,离心力克服毛细管开关之毛细现 象时,只有高于该斜向开口水平面上之检测物质通 过毛细管开关而流向检视槽。 10.依申请专利范围第8项所述之离心式非径向微流 道之生物晶片检测系统,其中各该毛细管开关系利 用液体之表面张力与微流道管壁间之附着力之变 化产生毛细现象,达到隔绝、阻挡待验物质等液体 流动之目的,而随着各该毛细管开关微流道管径的 粗细、径向位置及倾斜角度不同,其隔绝之阻力値 亦有所差异。 11.依申请专利范围第8项所述之离心式非径向微流 道之生物晶片检测系统,其中各该检视槽系可视检 测之需求而同时接设二试剂槽,且该二试剂槽并呈 高、低位差之设置,令不同之检验试剂往下流动至 检视槽时具有时间差。 12.依申请专利范围第8项所述之离心式非径向微流 道之生物晶片检测系统,其中该晶片板于样本槽、 混合室、检视槽,以及试剂槽之间,另需设集中气 孔及气道,令空气流通而利于液体之流动。 13.依申请专利范围第8项所述之离心式非径向微流 道之生物晶片检测系统,其中该旋向流道与晶片测 试时旋转圆心延伸之径向夹角系小于90度者。 14.一种利用非径向微流道之生物晶片进行检测之 方法,该生物晶片系于一晶片体上设置供待验物质 放置之样本槽、与该样本槽相连通之混合室,以及 用以观视检测结果之检视槽,其检测方法包含: A.取样,将欲检测之待验物质放置于该样本槽处; B.分离,利用旋转之离心力控制位于该样本槽内之 待验物质流入该混合室中,并进一步将该待验物质 分离出检测物质及沉淀物质; C.输送,于该混合室适处沿离心力旋转之切线方向 设置一斜向开口,该斜向开口与旋转圆心延伸之径 向呈一夹角,并向该检视槽处延伸接设一旋向流道 ,令该检测物质于旋转速超过一设定値时,通过该 旋向流道流入检视槽中; D.检测,当检测物质藉由旋转之离心力控制而流入 该检视槽中时,可将检验试剂加入而进行检测作业 ; 据此,当该生物晶片置于离心机上进行生医检测作 业时,藉上述之检测步骤,得同步完成一系列取样 、分离、检测等检测程序者。 15.依申请专利范围第14项所述之利用非径向微流 道之生物晶片进行检测之方法,其中该晶片板于检 视槽上方另可设置试剂槽,用以供检验试剂放置, 同时该试剂槽与检视槽间接设有试剂流道,而该试 剂流道适当处并设有毛细管开关,令检验试剂于检 测进行之转速达一定値时,自该试剂流道流向该检 视槽中。 16.依申请专利范围第15或第14项所述之利用非径向 微流道之生物晶片进行检测之方法,其中该样本槽 与混合室之间系设有毛细管开关,而该旋向流道相 邻该混合室适当处亦设有毛细管开关,各该毛细管 开关系利用液体之表面张力与微流道管壁间之附 着力之变化产生毛细现象,达到隔绝、阻挡待验物 质等液体流动之目的,而随着各该毛细管开关微流 道管径的粗细、径向位置及倾斜角度不同,其隔绝 之阻力値亦有所差异。 17.依申请专利范围第14或第15项所述之利用非径向 微流道之生物晶片进行检测之方法,该样本槽、检 视槽及试剂槽系可视多项之检测目的而分别设置 多数之数量,其中可将复数样本槽沿该混合室上缘 之外围设置,而该等样本槽上除了可置放待验物质 外,亦可视测试需求放置缓冲液;而若干检视槽系 沿着旋转之切线方向相邻设置,并于二相邻之检视 槽间设连通之检视流道,该检视流道中段系较二侧 为高而约略呈拱桥状,进而于其中段适处形成一气 室,以及一自该气室往外延伸至第二检视槽之副流 道,作为控制二检视槽间液体流动之开关;而随着 多数检视槽的设置,该试剂槽亦呈相对数量设置, 且视检测目的之需求,每一检视槽可同时接设二试 剂槽,俾使得较复杂之检测项目亦可同步完成。 18.依申请专利范围第14项或第15项所述之利用非径 向微流道之生物晶片进行检测之方法,其中该晶片 板于样本槽、混合室、检视槽,以及试剂槽之间, 另需设集中气孔及气道,令空气流通而利于液体之 流动。 19.依申请专利范围第14项所述之利用非径向微流 道之生物晶片进行检测之方法,其中该旋向流道与 晶片测试时旋转圆心延伸之径向夹角系小于90度 。 图式简单说明: 第1图:系为一般利用离心力达成生物晶片检测之 离心机外观简示图。 第2图:系为习用生物晶片置于转盘上之示意图。 第3图:系为本发明之生物晶片平面示意图。 第4图:系为本发明进行检测之程序步骤图。 第5图:系为本发明生物晶片进行实际检测之实施 例图。 第6图:系为本发明检视流道流动示意图。 第7图:系为本发明离心机装置之立体外观图。 第8图:系为本发明之转盘仰视平面图。 第9图:系为本发明理论推导之流体压力图。 10图:系为本发明离心力作用下之倾斜储槽开口理 论图。
地址 桃园县中坜市中山东路3段414号