[发明专利]一种生物样本处理芯片装置及处理方法

说明书

本发明公开了一种生物样本处理芯片装置及处理方法。芯片装置包含装置本体，所述装置本体设置有用于容纳溶液的腔体，所述腔体分隔成若干个处理腔室，相邻所述处理腔室上端连通，每个所述处理腔室设置有用于添加反应液的第一进样孔，所述装置本体上设置有用于向所述腔体内添加油溶液的第二进样孔，所述腔体设置有用于腔体内气体交换的气压平衡孔。本发明可以确保在液体样本处理与转移过程中，与外部环境隔离，有效避免了样本处理过程中产生的生物气溶胶对环境的污染。

技术领域

本发明涉及一种生物芯片，特别涉及一种生物样本处理芯片装置及处理方法。

背景技术

磁珠(磁性纳米粒子)的尺寸一般在几十纳米到几百纳米，具有较强的顺磁性，在磁场中能够迅速聚集，离开磁场后又具有均匀分散特性。经活性基团功能化修饰的磁珠可以偶联特异性抗体、受体及核酸探针等生物分子识别元件，在外加磁场的作用下可实现生物样本目标分子的分离、纯化和转移等样本处理步骤，在免疫分析、核酸提取、细胞分选等多个生化分析领域具有广泛应用。基于磁分离的样本处理技术已经成为生物医学分子诊断应用的核心关键技术，对改善生物样品的纯化效率以及检测分析结果具有重要意义。

现有基于磁分离的样本处理方法主要有:(1)针对大体积样本的磁分离与转移方法；(2)针对微量体积样本的微流控芯片方法。方法(1)主要是通过一定规格耗材(如96孔深孔板与离心管)，基于磁分离装置如可移动磁棒或固定磁体，通过移液器对耗材内液体进行转移或磁棒对磁珠的移动，实现样本磁分离与转移控制。该方法有助于高通量移液工作站开展大批量样本前处理。工作站平台需要占用较大空间，涉及多次吸放液等步骤，容易形成气溶胶环境污染。方法(2)有助于研制更加灵活的小型化检测分析仪器，实现病原现场快速诊断(POCT)的目标。其将样品进样、混合、分离、纯化等样本处理步骤集中在微小尺寸的微流体芯片上完成，操作简单，易于集成，试剂消耗量极低。但是这类微流体芯片受微流道限制，样本磁分离与转移效率低；复杂的微流道制备工艺要求高，成本高，芯片产品良率低。

为此，提高磁珠吸放控制与转移效率，同时降低芯片制备难度和成本，对于发展小型化POCT分子诊断应用具有重要意义。

发明内容

发明目的：针对病原微生物样本的现场快速诊断需要，本发明提供了一种生物样本处理芯片装置及处理方法，通过双向磁场控制，实现生物样本靶标分子的快速分离和转移。

技术方案：本发明所述的一种生物样本处理芯片装置，包含装置本体，所述装置本体设置有用于容纳溶液的腔体，所述腔体分隔成若干个处理腔室，相邻所述处理腔室上端连通，每个所述处理腔室设置有用于添加反应液的第一进样孔，所述装置本体上设置有用于向所述腔体内添加油溶液的第二进样孔，所述腔体设置有用于腔体内气体交换的气压平衡孔。

所述芯片装置包含磁体装置，所述磁体装置包括对所述处理腔室施加恒定磁场的第一磁体以及对所述处理腔室施加可变磁场的第二磁体。

每个所述处理腔室下方设置有第一磁体；所述第二磁体设置于所述腔体上方。

所述芯片装置包含盖板，所述盖板上设置有与所述第一进样孔对应的第一通孔，所述盖板上设置有与所述第二进样孔对应的第二通孔，所述盖板上设置有与气压平衡孔对应的第三通孔。

所述第一进样孔的出口位于所述处理腔室底端。

所述第二进样孔的出口位于所述腔体上方。

所述气压平衡孔设置于所述腔体上方。

所述第一磁体为磁场大小恒定的磁体、磁场大小恒定的永磁体或为电压恒定的电磁体中的一种；所述第二磁体为与所述腔体的相对位置可调的永磁体或电压可控的电磁体。

本发明还提供了利用上述的生物芯片进行样品处理的方法，具体地，所述的处理方法包括以下步骤：