[发明专利]生物分子分离、测定和分选微阵列芯片及方法

权利要求书

1.一种生物分子分离、测定和分选的微阵列芯片，包括：

基板；

多于一个样品处理区和多于一个分子分离区，所述样品处理区与所述分子分离区连通；

所述样品处理区包括上层和第一下层，所述上层与所述第一下层互相分离，并在之间形成微流控区域，所述第一下层包括多于一个驱动电极，所述驱动电极呈阵列且互相独立排布在所述第一下层中；

所述分子分离区包括所述上层、第二下层和竖向电极，所述第二下层包括凝胶分子层和所述驱动电极，所述驱动电极呈阵列且互相独立排布在所述第二下层中；

所述上层和所述驱动电极的至少部分表面涂布有功能性膜，在电场的调控下，所述功能性膜的亲/疏水状态能发生改变。

2.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其中，所述驱动电极耦合至薄膜晶体管。

3.根据权利要求2所述的微阵列芯片，其中，所述驱动电极由外部信号线连接输入信号直接控制，或者通过有源寻址的方式间接控制。

4.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其中，还包括多个通道，所述通道在所述样品处理区、所述分子分离区及外部之间提供流体连通。

5.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其中，所述上层包含整面电极。

6.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其中，所述凝胶分子包括琼脂糖或聚丙烯酰胺中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其中，所述竖向电极分布在分子分离区的两侧，用于提供平行于凝胶分子层的均匀电场。

8.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其中，所述功能性膜为由含氟聚合物构成的膜，所述含氟聚合物优选为聚四氟乙烯。

9.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其中，所述样品处理区、所述分子分离区和所述驱动电极的尺寸在10nm-10mm。

10.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其中，所述样品处理区、所述分子分离区和所述驱动电极的尺寸在100nm-1mm。

11.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其中，所述样品处理区、所述分子分离区和所述驱动电极的尺寸在1μm-100μm。

12.一种分离、测定和分选生物分子的方法，包括以下步骤：

a)将包含生物分子的液体样品注入权利要求1所述的微阵列芯片中；

b)液体样品进入所述样品处理区形成包含处理前生物分子的第一微液滴；

c)在所述样品处理区的所述驱动电极的驱动下使所述第一微液滴进行多种动作，形成包含处理后生物分子的第二微液滴；

d)所述第二微液滴进入所述分子分离区；

e)在所述分子分离区的所述驱动电极和/或所述竖向电极的驱动下使所述第二微液滴中的所述处理后生物分子在所述凝胶分子层中移动，实现所述处理后生物分子的分离；

f)分离过程结束后对分离的生物分子进行分析或分选。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，步骤a)中的所述生物分子包括：DNA、RNA、多肽和蛋白质中的一种或更多种。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，步骤c)中的所述动作包括所述液滴的移动、原位震荡、微液滴间的合并、大液滴至小液滴的撕裂。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，步骤c)中还包括根据需要从外部加入其他试剂或其他样本。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，在步骤c)中，对所述处理前生物分子的处理包括分子的连接、封端、修饰、裂解和活化。