[发明专利]生物分子分离、测定和分选微阵列芯片及方法

说明书

一种生物分子分离、测定和分选微阵列芯片及方法，其中，生物分子分离、测定和分选微阵列芯片包含多于一个样品处理区和多于一个分子分离区，样品处理区与分子分离区连通。样品处理区包含微流控区域，分子分离区包含凝胶分子层可以对生物分子进行分离。该微阵列芯片可以通过外部编程电信号的给入，能够驱动痕(微)量的生物分子完成移动、分选和测定，并且实现了整个分子操作过程的微量化、集成化、数字化和自动化，更有利于对生物分子的精确、精细和大规模操作。

技术领域

本文涉及微流控技术，尤指一种用于分离、测定和分选生物分子的微阵列芯片及方法。

背景技术

目前，对于生物大分子如蛋白质，核酸，多糖等的分离与测定的方法主要是基于生物大分子的分子量和带电特征的电泳技术，如琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳等。并且在此基础上衍生出用于蛋白分析的蛋白质印迹法，即Western Blot。这些方法作为经典的生物分子分离和测定技术，被广泛地使用，且已成为了每个分子生物学实验室的常规实验。但是技术本身的发展却非常缓慢，存在技术操作复杂、需要大量的样本和时间、人效低、不同批次试验间定量(对比)不准、重复性差等劣势。

微流控技术是一种可在微米尺度对流体进行操控的技术，在一些已知的技术方案中，微流控芯片可以通过调整施加在液滴-电极之间的电势，来改变液滴和疏水电介质之间的表面张力，造成液滴不对称形变并产生内部压强差，从而实现对液滴的操作和控制。根据不同的技术路线和方法，也有其他控制微液滴的微流控技术。

发明内容

基于上述相关的技术背景和问题，本申请提供了一种生物分子分离、测定和分选微阵列芯片和其应用于生物大分子分离、测定和分选的方法。并在此基础上提供了一种薄膜晶体管微阵列芯片。

在本申请的一个方面，提供了一种生物分子分离、测定和分选微阵列芯片，包括：基底；

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。

另一方面，本申请还提供了一种分离、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本申请的生物分子分离、测定和分选微阵列芯片中；

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。