[发明专利]浓缩包含细胞或病毒的样品和溶解细胞或病毒的微观流体装置和方法及制造该微观流体装置的方法

说明书

本申请是中国发明申请(发明名称：浓缩包含细胞或病毒的样品和溶解细胞或病毒的微观流体装置和方法及制造该微观流体装置的方法，申请日：2006年12月25日；申请号：200610171139.8)的分案申请。

技术领域

本发明涉及浓缩包含细胞或病毒的样品和溶解细胞或病毒的微观流体装置(microfluidic device)，制造该微观流体装置的方法，以及使用该微观流体装置浓缩包含细胞或病毒的样品和溶解细胞或病毒的方法。

背景技术

通常，生物分析方法，例如病原体检测和分子诊断，包括从样品中分离出目标细胞，浓缩含有细胞的样品，从细胞中分离并扩增生物分子、杂交及检测。

芯片实验室(lab-on-a-chip)(LOC)，使得这一系列生物分析方法在微芯片上快速并自动进行，它是目前正在研究的课题。

LOC包括为了进行这些生物分析步骤的微观流体装置。微观流体装置指进口、出口、反应室等通过微通道流体连接的装置。除了其上形成的微通道之外，该微观流体装置通常包括输送流体的微型泵，混合流体的微混合器，过滤被输送流体的微过滤器，等等。

预计集成所述生物分析步骤的常规装置包括细胞计数室、细胞分选室、DNA抽取室和PCR扩增室，这些室通过通道顺序并流体连接，且分别具有阀门和泵。

然而，在构建简单集成所述生物分析方法的装置时，需要大量阀门和微流体控制器，因此难以在单个装置中集成这些生物分析方法，而且还需要大量腔室，从而使得装置体积过大且过于昂贵。另外，在腔室之间输送样品溶液时产生气泡和损失样品的可能性很高。

因此，为了使LOC小型化，需要在单个室中进行尽可能多的生物分析方法。

发明内容

本发明提供了允许在单个室中形成含有细胞或病毒的样品的浓缩物并溶解细胞或病毒的微观流体装置。

本发明还提供制造该微观流体装置的方法。

本发明还提供在该微观流体装置的单个室中同时浓缩含有细胞或病毒的样品及溶解细胞或病毒的方法。

根据本发明的一个方面，提供了用于浓缩包含细胞或病毒的样品和溶解细胞或病毒的微观流体装置，该装置包括含有阳极的阳极室，含有阴极的阴极室及分隔阳极室和阴极室的离子交换膜，其中阴极室包括固体载体。

根据本发明的一实施方案，固体载体的表面涂布有细胞结合物质(cell-binding substance)。

根据本发明的另一实施方案，细胞结合物质是水接触角为70°-90°的疏水性物质，或者给电荷物质。

根据本发明的另一实施方案，疏水性物质选自十八烷基三氯硅烷(OTS)、十三氟四氢辛基三甲氧基硅烷(DTS)、十八烷基二甲基(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氯化铵(OTC)、聚乙烯亚胺三甲氧基硅烷(PEIM)，及其混合物。

根据本发明的另一实施方案，固体载体的结构选自扁平结构、柱状结构、珠粒结构和筛网结构。

根据本发明的另一实施方案，离子交换膜传导电流但不允许阳极室和阴极室中的电解反应产生的离子和气体通过。

根据本发明的另一实施方案，阴极由能够吸附氢气的金属形成，而阳极由标准氧化电位高于水且不和水反应的金属形成。

根据本发明的另一实施方案，阴极由钯(Pd)形成。

根据本发明的另一实施方案，阳极由选自以下的金属形成：铜(Cu)、铅(Pb)、银(Ag)、铬(Cr)、钛(Ti)、镍(Ni)、锌(Zn)、铁(Fe)和锡(Sn)。

根据本发明的另一实施方案，阴极室和阳极室分别还包括引入和排放溶液的进口和出口。

根据本发明的另一实施方案，浓缩包含细胞或病毒的样品和溶解细胞或病毒的微观流体装置还包括：离子交换膜；在离子交换膜的一侧上形成的第一粘结层；在离子交换膜的另一侧上形成的第二粘结层；粘附在第一粘结层上并具有梯状开口的阳极支持基底；固定在阳极支持基底上并与阳极支持基底的梯形开口形状对应的阳极；形成阳极室同时覆盖阳极的阳极室基底；粘附在第二粘结层上的阴极室基底，该阴极室基底形成阴极室并包括上表面粘附在第二粘结层上的固体载体；以及固定在阴极室底部的阴极。

根据本发明的另一实施方案，第一粘结层和第二粘结层可分别具有足够的粘合力，并可以足够薄以传导电流。

根据本发明的另一实施方案，阳极支持基底可以由印刷电路板(PCB)形成。