[实用新型]一种生物芯片

说明书

本实用新型公开了一种生物芯片。所述生物芯片包括芯片基体，设置在芯片基体上的定量取样装置、多个试剂腔、以及反应器；每个所述试剂腔设有与所述反应器连通的管道，在每根管道中设有常闭微阀；所述定量取样装置具有样本出口，所述样本出口与所述反应器连通。本实用新型的生物芯片体积小，但结合了集成大型自动化分析仪器以及生物芯片的所有优点，不仅严格实现了传统自动化分析仪器的分析精度，甚至在有些功能方面超过了传统自动化分析仪器。

技术领域

本实用新型涉及一种生物芯片，属于生物芯片领域。

背景技术

目前市场上现有技术分为两种：传统大型自动化分析仪器检测技术和串行生物芯片技术。

如图1和2所示，传统大型自动化分析仪器是采用并行式技术，这种技术优点是能做到高精度定量分析检测。而并行式技术的特点是每种试剂单独存储，根据检测反应需要，试剂依次通过独立的液路进入到同一个反应器，实现对样本的分析检测。

传统大型自动化分析仪器检测技术的优点是：

1、样本及试剂都可以采用样品针精确定量加入到反应器。2、独立管路避免了试剂间的交叉污染。3、各种试剂独立储存，便于处理有特殊要求的试剂。4、反应清洗彻底，清洗残余物可以控制在很小CV。5、因为是独立反应器，可以便于对反应器做各种检测处理。6、基于以上的优点，可以得出一个精确定量的分析结果。

传统检测分析仪器在实现精确定量分析结果的同时，也存在一些缺点：

1、结构复杂，维护不便。2、存在较多液路及废液排放。3、需要对样品针进行清洗等作业，消耗试剂量大。4、无法做到便携式及现场即时诊断。

由于存在上述缺陷，微加工技术及材料技术的发展使得生物芯片成为一种可能。而生物芯片是把生物、化学、医学等领域分析样品的过程，包括制备、反应、分离、检测等基本单元集成到一块几平方厘米甚至更小的芯片上，自动完成分析的全过程，其中比较典型的技术是串行微流控芯片技术。

如图3和4所示，串行微流控芯片技术比较典型的例如深圳华迈兴微的M2型分析芯片。其中串行式技术在加入样本后，样本每经过一种试剂存储管道或是存储腔的时候，把该管道或是存储腔当作反应器，进行反应。反应结束后，在驱动力作用下，反应后的混合液再流往下一种试剂继续下一步的生物反应，直到最终的结果检测。这种串行微流控芯片技术存在的优点是：芯片制备技术简单，设计制造成本低，操作简易，可以实现现场即时诊断等。

但因为这种串行微流控芯片技术基于上述固有特性，它无法达到大型自动化分析仪器的精度，存在以下缺点：

1、这种方法无法避免交叉污染。2、这种方法无法达到试剂量的精准加样。3、混匀过程不可逆，存在混匀程度不一致的风险。4、清洗过程不可逆，存在清洗不彻底的风险。

基于以上这些缺点，串行式生物芯片无法完成样本的高精度定量分析。

生物芯片技术在近20年得到了快速发展，尤其是微流控技术、新材料技术以及人工智能技术的快速发展，使得生物芯片技术逐渐走向产业化。但是，现在生物芯片中的微量定量取样是一个普遍性的难题。

微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。

现有的微量定量取样结构包括定量管，使用时，首先将定量管内的空气排除，再利用负压原理从某种容器中定量吸取微量的液体至定量管，然后将定量管移位（移动或是旋转）至指定位置，再利用空气将液体推出定量管，达到取样的目的。