專利名稱：磁珠式檢體分離裝置的制作方法
磁珠式檢體分離裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于 一種磁珠式檢體分離裝置，且特別是有關(guān)于一種使用 多重序列反應(yīng)槽及錯(cuò)位式微流道網(wǎng)移動(dòng)方式的磁珠式檢體分離裝置。背景技術(shù)：
磁珠分離技術(shù)已被廣泛地使用在免疫分析(immunoassays )上，尤其是 在蛋白質(zhì)、脫氧核糖核酸(DNA )及核糖核酸RNA等檢體萃取物的分析上。 其中，磁珠分離的操作技術(shù)一般有兩種方式， 一個(gè)是用人力操作，另一個(gè) 是使用機(jī)械自動(dòng)化儀器。在人力操作流程方面，請(qǐng)參照第1圖，其繪示為美國(guó)專利US6187270B1 利用磁珠分離出檢體萃取物的流程示意圖。首先，將混合液ll倒入試管16 中，混合液ll包含多顆磁珠15，磁珠15表面吸附有檢體萃取物。接著， 以磁鐵14吸住吸附有檢體萃取物的磁珠15，并將試管16內(nèi)溶液吸出。然 后，倒入清洗緩沖液(washing buffer)12于試管16內(nèi)，以清洗吸附有檢體萃 取物的磁珠15上的雜質(zhì)。接著，以磁鐵14吸住吸附有檢體萃取物的磁珠 15,并將試管16內(nèi)溶液吸出。需要注意的是，以清洗緩沖液12清洗吸附 有檢體萃取物之磁珠15的步驟，可以視清洗程度而彈性地增加。然后，倒 入分離緩沖液(elutionbuffer)13于試管16內(nèi)，以分離磁珠15及檢體萃取物。 接著，以磁鐵14吸住磁珠15,并將試管16內(nèi)溶液吸出，以獲得檢體萃取 物溶液。然而，從磁珠15與檢體萃取物結(jié)合，經(jīng)過多次反應(yīng)試劑定量、吸取及 加注等繁復(fù)步驟，然后隔離磁珠15拿出所想要的檢體萃取物溶液的過程皆 是人力操作。如此一來，不但耗費(fèi)人力，而且操作時(shí)間的花費(fèi)相對(duì)較多。請(qǐng)參考另一美國(guó)專利US648810B1，其利用彈簧壓縮力量，使得磁鐵在 吸管底部吸住已連結(jié)細(xì)胞(如檢體萃取物)的磁珠。同時(shí)，多支試管能在 相對(duì)應(yīng)的試管內(nèi)進(jìn)行純化及清洗程序。最后，將彈簧松開，使得磁鐵離開 吸管底部而磁珠分離，以進(jìn)行析出程序。同樣地，還是會(huì)有操作流程復(fù)雜，
以及操作時(shí)間冗長(zhǎng)之情況產(chǎn)生。另外，在機(jī)械自動(dòng)化儀器方面，其所有過程皆可自動(dòng)搡作，可以減少 人力及時(shí)間的花費(fèi)，且同時(shí)可以操作多樣檢體。雖然檢體萃取物的產(chǎn)量較 大，不過自動(dòng)化儀器的價(jià)錢通常都很昂貴而且體積龐大，不符合經(jīng)濟(jì)效益。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種磁珠式檢體分離裝置。其使 用序列式的反應(yīng)槽裝載磁珠分離所需要的反應(yīng)試劑，反應(yīng)槽間由微流道連 接，使用磁鐵將磁珠從第一個(gè)反應(yīng)槽經(jīng)微流道搬運(yùn)至第二個(gè)反應(yīng)槽，依此 類推，完成整個(gè)磁珠式檢體萃取生化流程。此外，本發(fā)明可整合多重序列 反應(yīng)槽形成數(shù)組，并使用微流道網(wǎng)的錯(cuò)位式移動(dòng)，提供多樣反應(yīng)試劑的同 步裝填，與序列反應(yīng)槽數(shù)組的同步啟動(dòng)。所以，本發(fā)明使用多重序列反應(yīng)槽及錯(cuò)位式微流道網(wǎng)移動(dòng)方式，可以同步裝填試劑，且同步完成^ 茲珠式檢 體萃取生化流程。如此一來，可以增加磁珠萃取率，且提升磁珠萃取產(chǎn)量。 此外，本發(fā)明在封閉空間進(jìn)行，大大地降低污染的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種磁珠式檢體分離裝置，包括本體、第一 反應(yīng)槽、第二反應(yīng)槽、第三反應(yīng)槽、第一微流管及第二微流管。第一反應(yīng) 槽、第二反應(yīng)槽及第三反應(yīng)槽設(shè)置于該本體內(nèi)。第一反應(yīng)槽用以被注入混 合液，混合液至少包含多個(gè)磁珠及檢體萃取物，檢體萃取物與此磁珠結(jié)合。 第二反應(yīng)槽用以被注入清洗緩沖液。第三反應(yīng)槽用以被注入分離緩沖液， 第二反應(yīng)槽位于第一反應(yīng)槽及第三反應(yīng)槽之間。第一微流道及第二微流道 設(shè)置于本體內(nèi)，第一微流道用以連通第一反應(yīng)槽及第二反應(yīng)槽。第二微流 道用以連通第二反應(yīng)槽及第三反應(yīng)槽。其中，此磁珠透過磁力帶動(dòng)，從第 一反應(yīng)槽經(jīng)由第 一微流道移動(dòng)至第二反應(yīng)槽，使清洗緩沖液清洗此磁珠。 此磁珠再透過磁力帶動(dòng)，從第二反應(yīng)槽經(jīng)由第二微流道移動(dòng)至第三反應(yīng)槽， 使分離緩沖液分離此些磁珠及檢體萃取物。根據(jù)本發(fā)明的另一目的，提出一種磁珠式檢體分離裝置，包括反應(yīng)槽 數(shù)組底座及微流道數(shù)組上蓋。反應(yīng)槽數(shù)組底座包括底座本體、二個(gè)以上第 一反應(yīng)槽、二個(gè)以上第二反應(yīng)槽及二個(gè)以上第三反應(yīng)槽。此二個(gè)以上第一 反應(yīng)槽、此二個(gè)以上第二反應(yīng)槽及此二個(gè)以上第三反應(yīng)槽設(shè)置于底座本體 上，并分別橫向間隔排列。此二個(gè)以上第一反應(yīng)槽、此二個(gè)以上第二反應(yīng) 槽及此二個(gè)以上第三反應(yīng)槽 一 對(duì) 一 地縱向?qū)?yīng)設(shè)置，各第二反應(yīng)槽系位于 第 一反應(yīng)槽及第三反應(yīng)槽之間。微流道數(shù)組上蓋以可滑動(dòng)方式與反應(yīng)槽數(shù) 組底座結(jié)合，并包括上蓋本體、二個(gè)以上第一微流道、二個(gè)以上第二微流 道及三個(gè)以上第三微流道。上蓋本體具有第一開口、第二開口及二個(gè)以上 第三開口，第一反應(yīng)槽及第二反應(yīng)槽分別與第一開口及第二開口連通，此 二個(gè)以上第三反應(yīng)槽對(duì)應(yīng)地與此二個(gè)以上第三開口連通。此二個(gè)以上第一 微流道、此二個(gè)以上第二微流道及此三個(gè)以上第三微流道設(shè)置于上蓋本體 上，并橫向等間隔排列。此二個(gè)以上第一微流道與此二個(gè)以上第二微流道 一對(duì)一地縱向?qū)?yīng)設(shè)置。相鄰的三個(gè)以上第三微流道分別位于此二個(gè)以上 第 一微流道之間以及此二個(gè)以上第二微流道之間。此三個(gè)以上第三微流道 分別連通此二個(gè)以上第 一反應(yīng)槽、此二個(gè)以上第二反應(yīng)槽及此二個(gè)以上第 三反應(yīng)槽。其中，此二個(gè)以上第一反應(yīng)槽用以透過第一開口及第三微流道 被注入混合液，混合液至少包含多個(gè)磁珠及檢體萃取物，檢體萃取物與此 ^茲珠結(jié)合。此二個(gè)以上第二反應(yīng)槽用以透過此第二開口及此第三微流道被 注入清洗緩沖液。此二個(gè)以上第三反應(yīng)槽用以透過此第三開口及第三微流 道被注入一分離緩沖液。當(dāng)微流道數(shù)組上蓋及反應(yīng)槽數(shù)組底座相對(duì)移動(dòng)一 距離時(shí)，各第一微流道連通相鄰的第一反應(yīng)槽及第二反應(yīng)槽，各第二微流 道連通相鄰的第二反應(yīng)槽及第三反應(yīng)槽，該第三微流道無法分別連通此二 個(gè)以上第一反應(yīng)槽、此二個(gè)以上第二反應(yīng)槽及此二個(gè)以上第三反應(yīng)槽。此 磁珠透過磁力帶動(dòng)，從此二個(gè)以上第 一反應(yīng)槽經(jīng)由此二個(gè)以上第 一微流道 移動(dòng)至此二個(gè)以上第二反應(yīng)槽，使清洗緩沖液清洗此些磁珠。此磁珠系再 透過磁力帶動(dòng)，從此二個(gè)以上第二反應(yīng)槽經(jīng)由此二個(gè)以上第二微流道移動(dòng) 至此二個(gè)以上第三反應(yīng)槽，使分離緩沖液分離此磁珠及檢體萃取物。為讓本發(fā)明之上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下
第1圖.為美國(guó)專利US6187270B1利用磁珠分離出檢體萃取物的流程示 意圖。第2A圖為依照本發(fā)明實(shí)施例一磁珠式檢體分離裝置的俯視透視圖。 第2B圖為第2A圖中磁珠式檢體分離裝置的橫向剖面圖。
第3A圖為第2A圖中石茲珠式檢體分離裝置中磁珠經(jīng)由微流道從第 一個(gè)
反應(yīng)槽進(jìn)入第二個(gè)反應(yīng)槽的狀態(tài)的俯視透視圖。
第3B圖為第3A圖中磁珠式檢體分離裝置的橫向剖面圖。
第4A圖為第3A圖中磁珠式檢體分離裝置中磁珠移動(dòng)至第二個(gè)反應(yīng)槽
的狀態(tài)的俯視透^L圖。
第4B圖為第4A圖中磁珠式檢體分離裝置的橫向剖面圖。
第5A圖為第3A圖中磁珠式檢體分離裝置中磁珠移動(dòng)至最后一個(gè)反應(yīng)
槽的狀態(tài)的俯視透視圖。
第5B圖為第5A圖中磁珠式檢體分離裝置的橫向剖面圖。
第6A圖為依照本發(fā)明之實(shí)施例二中磁珠式檢體分離裝置的俯視透視圖。
第6B圖為第6A圖中磁珠式檢體分離裝置的縱向剖面圖。 第6C圖為第6A圖中磁珠式檢體分離裝置的橫向剖面圖。 第7A圖為第6A圖中磁珠式檢體分離裝置中底座及上蓋相對(duì)移動(dòng)一距 離后之狀態(tài)的俯視透視圖。
第7B圖為第7A圖中磁珠式檢體分離裝置的縱向剖面圖。 第7C圖為第7A圖中磁珠式檢體分離裝置的橫向剖面圖。 第8圖為依照本發(fā)明之實(shí)施例三中磁珠式檢體分離裝置的俯視透視圖。
主要組件符號(hào)說明
11、 25a、 59a:混合液
12、 25b 25d、 59b ~ 59d:清洗緩沖液
13、 25e、 59e:分離緩沖液
14、 27、 61:磁鐵
15、 26、 60:磁珠 16:試管
20、 30、 90:磁珠式檢體分離裝置 21:本體 21a:底座 21b:上蓋
22a 22e、 42a 42b、 43a 43b、 44a 44b、 45a 45b、 46a 46b:反
應(yīng)槽
23a 23d、 52a 52b、 53a 63b、 54a 54b、 55a 55b、 57a 57e:微
流道
24a 24f、 56a 56f:開口 40、 70:反應(yīng)槽數(shù)組底座 41:底座本體 50、 80: ^t流道數(shù)組上蓋 51:上蓋本體
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
請(qǐng)同時(shí)參照第2A及2B圖，第2A圖為依照本發(fā)明實(shí)施例一中磁珠式 檢體分離裝置的俯視透視圖，第2B圖為第2A圖中磁珠式檢體分離裝置的 橫向剖面圖。磁珠式檢體分離裝置20包括本體21、五個(gè)反應(yīng)槽22a 22e 及四個(gè)微流管23a ~ 23d。本體21具有六個(gè)開口 24a ~ 24f。反應(yīng)槽22a ~ 22e 設(shè)置于本體21內(nèi)。反應(yīng)槽22a (如第一反應(yīng)槽)用以被注入混合液25a,混 合液25a至少包含多個(gè)磁珠26及檢體萃取物，檢體萃取物與此磁珠26結(jié)合。 反應(yīng)槽22b (如第二反應(yīng)槽)被注入清洗緩沖液25b。反應(yīng)槽22c被注入清 洗緩沖液25c。反應(yīng)槽22d被注入清洗緩沖液25d。反應(yīng)槽22e(如第三反 應(yīng)槽)被注入分離緩沖液25e。反應(yīng)槽22a 22e于第2A ~ 2B圖中由左而右 依序排列于本體21中。反應(yīng)槽22b ~ 22d位于反應(yīng)槽22a及22e之間。反應(yīng) 槽22c位于反應(yīng)槽22b及22d之間。
微流道23a 23d依序等間隔地設(shè)置于本體21內(nèi)，且微流道23a 23d 分別與開口24b、 24c、 24d及24f連通。微流道23a (如第一微流道)用以 連通反應(yīng)槽22a及22b，并允許/磁珠26通過。；微流道23b (如第二微流道) 用以連通反應(yīng)槽22b及22c，并允許磁珠26通過。微流道23c用以連通反 應(yīng)槽22c及22d，并允許》茲珠26通過。微流道23d用以連通反應(yīng)槽22d及 22e，并允許^f茲珠26通過。因此，在開口 24c 24f被暫時(shí)封住的情況下， 反應(yīng)槽22a可以透過開口 24a(如第一開口 )與24b其中之一被注入混合液 25a。在開口 24a與24d 24f被暫時(shí)封住的情況下，反應(yīng)槽22b可以透過開 口 24b (如第二開口 )與24c其中之一被注入清洗緩沖液25b。在開口 24a
與24b及24e 24f被暫時(shí)封住的情況下，反應(yīng)槽22c可以透過開口 24c與 24d其中之一被注入清洗緩沖液25c。在開口 24a 24c及24f被暫時(shí)封住的 情況下，反應(yīng)槽22d可以透過開口 24d與24e其中之一被注入清洗緩沖液 25d。在開O 24a ~ 24d ^皮暫時(shí)委;H主的'f青-兄下，i應(yīng)才曹22e可以透過開cr 24e (如第三開口 )與24f其中之一被注入分離緩沖液25e。當(dāng)然，混合液25a、 清洗緩沖液25b ~ 25d及分離緩沖液25e分別被注入反應(yīng)槽22a ~ 22e之方式 不局限于上述內(nèi)容，任何注入方式皆可應(yīng)用于本實(shí)施例中。在本實(shí)施例中， 微流道23a位于反應(yīng)槽22a槽頂及反應(yīng)槽22b槽頂之間。微流道23b位于反 應(yīng)槽22b槽頂及反應(yīng)槽22c槽頂之間。微流道23c位于反應(yīng)槽22c槽頂及反 應(yīng)槽22d槽頂之間。微流道23d位于反應(yīng)槽22d槽頂及反應(yīng)槽22e槽頂之間。 此外，微流道23a 23d各微流道的管徑大小大于各磁珠26的直徑大小。另 外，微流道23a 23d之各微流道的管徑大小約為50微米(pm) ~ 500微 米(jim)，各磁珠的直徑大小約為50納米(nm) ~ 40微米(|im )。
如第3A~3B圖所示，結(jié)合有檢體萃取物的磁珠26透過如磁鐵27移動(dòng) 時(shí)所提供的磁力的帶動(dòng)，從反應(yīng)槽22a經(jīng)由微流道23a移動(dòng)至反應(yīng)槽22b, 且檢體萃取物隨著磁珠26移動(dòng)至反應(yīng)槽22b。如第4A 4B圖所示，清洗 緩沖液25b清洗此磁珠26，以第一次清除磁珠26上的雜質(zhì)。依此類推，這 些結(jié)合有檢體萃取物的磁珠26透過上述磁力的帶動(dòng)，從反應(yīng)槽22b經(jīng)由微 流道23b移動(dòng)至反應(yīng)槽22c，使清洗緩沖液25c清洗此磁珠26，以第二次清 除磁珠26上的雜質(zhì)。接著，此結(jié)合有檢體萃取物的磁珠26透過上述磁力 的帶動(dòng)，從反應(yīng)槽22c經(jīng)由微流道23c移動(dòng)至反應(yīng)槽22d，使清洗緩沖液25d 清洗此些》茲珠26,以第三次清除磁珠26上的雜質(zhì)。
如第5A ~ 5B圖所示，此結(jié)合有檢體萃取物的》茲珠26再透過上述磁力 的帶動(dòng)，從反應(yīng)槽22d經(jīng)由微流道23d移動(dòng)至反應(yīng)槽22e，使分離緩沖液25e 分離此磁珠26及檢體萃取物。更進(jìn)一步地，此已與檢體萃取物分離的磁珠 26透過上述磁力被吸住于反應(yīng)槽22e中，而與此些磁珠26分離的檢體萃取 物及分離緩沖液25e由開口 24e被吸出于反應(yīng)槽22e外。
需要注意的是，本體21除了可以是一體成型的結(jié)構(gòu)外，還可具有相互 接合的底座21a及上蓋21b,底座21a具有上述反應(yīng)槽22a 22e，上蓋21b 具有上述開口 24a 24f及上述微流道23a 23d。底座21a及上蓋21b的材 質(zhì)包含聚曱基丙烯酸曱酯(Polymethylmethacrylate, PMMA )，但其它適合
材料亦可應(yīng)用于本實(shí)施例中。此外，底座21a及上蓋21b未4妻合固定時(shí)，其 接觸面還具有疏水層，疏水層的材質(zhì)包含鐵氟龍(Teflon),但其它適合材 料亦可應(yīng)用于本實(shí)施例中。在制作》茲珠式檢體分離裝置20時(shí)，將兩片PMMA 的接觸面皆涂布鐵氟龍(Teflon),以壓力方式接合，鐵氟龍使PMMA表面成 疏水性。如此一來，可以有效地防止反應(yīng)槽中的反應(yīng)試劑乂人兩片PMMA(即 底座21 a及上蓋21 b )移動(dòng)時(shí)的空隙中溢出，避免造成不同反應(yīng)試劑的混合 及污染。但底座21a及上蓋21b非膠合固定(如鎖接固定)時(shí)，不需涂布鐵 氟龍以形成疏水層。
另外，上述混合液25a還包含溶解液(lysis)及結(jié)合緩沖液(binding buffer),溶解液用以破壞檢體而使檢體產(chǎn)生檢體萃取物，結(jié)合緩沖液用以結(jié) 合磁珠26及檢體萃取物。再者，上述檢體萃取物包含蛋白質(zhì)、脫氧核糖核 酸(DNA)及核糖核酸(RNA)等等。
雖然本實(shí)施例以五個(gè)反應(yīng)槽22a-22e為例作說明，其中三個(gè)反應(yīng)槽 22b ~ 22d用以分別容納清洗緩沖液25b ~ 25d來依序清洗》茲珠26，但本實(shí) 施例之技術(shù)并不局限在此。例如，本實(shí)施例之磁珠式檢體分離裝置20亦可 簡(jiǎn)化為只需要三個(gè)反應(yīng)槽22a、 22b及22e和二個(gè)微流道23a及23b。也就 是說，本實(shí)施例可以省略反應(yīng)槽22c ~ 22d及其對(duì)應(yīng)所需的二個(gè)微流道23c ~ 23d，只需要一個(gè)反應(yīng)槽22b用以容納清洗緩沖液25b來清洗磁珠26。
在利用本實(shí)施例磁珠式檢體分離裝置20時(shí)，首先，將檢體(例如為實(shí)驗(yàn) 所用的檢體微沙氏桿菌)與溶解液混合。待檢體被溶解液破壞后，加入磁珠 26和結(jié)合緩沖液，將此混合液25a透過開口 24a填入反應(yīng)槽22a中。接著， 將清洗緩沖液25b 25d及分離緩沖液25e依序裝入所對(duì)應(yīng)的反應(yīng)槽22b ~ 22e中。相鄰反應(yīng)槽之間藉由微流道相互連通，微流道同時(shí)為相鄰反應(yīng)槽之 間的試劑混合緩沖區(qū)。接著，以在磁珠式檢體分離裝置20上以移動(dòng)磁鐵27 方式帶動(dòng)磁珠26,以搬運(yùn)吸附有檢體萃取物的磁珠26，使其依序從第一個(gè) 反應(yīng)槽22a被運(yùn)至最后一個(gè)反應(yīng)槽22e。
因此，本實(shí)施例磁珠式檢體分離裝置20屬于一維序列式裝置，每個(gè)反 應(yīng)槽裝載反應(yīng)試劑，使用磁鐵將磁珠從第一個(gè)反應(yīng)槽經(jīng)微流道搬運(yùn)至第二 個(gè)反應(yīng)槽。依此類推，直到磁珠移動(dòng)至最后一個(gè)反應(yīng)槽，以完成整個(gè)磁珠 式檢體萃取生化流程。此外，微流道可以減低檢體碎屑在末端反應(yīng)槽的殘
留量。另外，微流道為相鄰反應(yīng)槽之間反應(yīng)試劑的混合緩沖區(qū)。再者，反
應(yīng)槽間以孩史流道相互連結(jié)構(gòu)成封閉空間。 實(shí)施例二
請(qǐng)同時(shí)參照第6A ~ 6C圖，第6A圖為依照本發(fā)明實(shí)施例二中磁珠式檢 體分離裝置的俯視透視圖，第6B閨為第6A圖中磁珠式檢體分離裝置的縱 向剖面圖，第6C圖為第6A圖中磁珠式檢體分離裝置的橫向剖面圖。需要 說明的是，第6B圖是針對(duì)第6A圖中最右邊那一行反應(yīng)槽及微流道所剖視 的圖，第6C圖是針對(duì)第6A圖中最上面那一列反應(yīng)槽及微流道所剖視的圖。 磁珠式檢體分離裝置30包括反應(yīng)槽數(shù)組底座40及微流道數(shù)組上蓋50。反 應(yīng)槽數(shù)組底座40包括底座本體41、二個(gè)同一列排列的反應(yīng)槽42a與42b(如 第一反應(yīng)槽)、二個(gè)同一列排列的反應(yīng)槽43a與43b (如第二反應(yīng)槽)、二個(gè) 同一列排列的反應(yīng)槽44a與44b、 二個(gè)同 一列排列的反應(yīng)槽45a與45b及二 個(gè)同一列排列之反應(yīng)槽46a與46b(如第三反應(yīng)槽)。反應(yīng)槽42a與42b、 43a 與43b、 44a與44b、 45a與45b、 46a與46b設(shè)置于底座本體41上，并分別 橫向等間隔排列。反應(yīng)槽42a、 43a、 44a、 45a及46a—對(duì)一地縱向?qū)?yīng)設(shè) 置，且由上而下依序排列成同一行。反應(yīng)槽42b、 43b、 44b、 45b及46b — 對(duì)一地縱向?qū)?yīng)設(shè)置，且由上而下依序排列成同一行。反應(yīng)槽43a、 44a及 45a位于反應(yīng)槽42a及46a之間，反應(yīng)槽43b、 44b及45b位于反應(yīng)槽42b 及46b之間。反應(yīng)槽44a位于反應(yīng)槽43a及45a之間，反應(yīng)槽44b位于反應(yīng) 槽43b及45b之間。
微流道數(shù)組上蓋50以可滑動(dòng)方式與反應(yīng)槽數(shù)組底座40結(jié)合，并包括 上蓋本體51、 二個(gè)同一列排列的微流道52a與52b (如第一微流道)、二個(gè) 同一列排列的微流道53a與53b (如第二微流道)、二個(gè)同一列排列的微流 道54a與54b、 二個(gè)同 一列排列的微流道55a與55b及五個(gè)逐列排列的微流 道57a 57e (如第三微流道)。上蓋本體51具有二個(gè)開口 56a、 二個(gè)開口 56b、 二個(gè)開口 56c、 二個(gè)開口 56d、 二個(gè)開口 56e及二個(gè)開口 56f，反應(yīng)槽 42a與43a分別與一個(gè)開口 56a與一個(gè)開口 56b (如第一開口與第二開口 ) 連通，反應(yīng)槽42b與43b分別與另一個(gè)開口 56a與另一個(gè)開口 56b連通。反 應(yīng)槽44a與45a分別與一個(gè)開口 56c與一個(gè)開口 56d連通，反應(yīng)槽44b與 45b分別與另一個(gè)開口 56c與另一個(gè)開口 56d連通。反應(yīng)槽46a及46b分別 與開口 56e與56f (如第三開口 )連通。微流道52a與52b、 53a與53b、 54a
與54b、 55a與55b及57a 57ei殳置于上蓋本體21上，并4黃向等間隔排列。 微流道52a、 53a、 54a及55a—對(duì)一地縱向?qū)?yīng)設(shè)置，并由上而下依序排列 成一4亍。-微流道52b、 53b、 54b及55b —對(duì)一地i縱向?qū)?yīng)設(shè)置，并由上而 下依序排列成一行。微流道57a位于微流道52a與52b之間，微流道57b 位于孩i流道53a與53b之間。4敞流道57c位于孩史流道54a與54b之間，；微流 道57d位于微流道55a與55b之間。孩i流道57e鄰近于《效流道57d，且等間 隔位于微流道57d下方。其中，微流道52a與52b、 53a與53b、 54a與54b 及55a與55b屬于縱向微流道，而微流道57a~ 57e屬于橫向微流道。
微流道57a連通反應(yīng)槽42a與42b，微流道57b連通反應(yīng)槽43a與43b。 微流道57c連通反應(yīng)槽44a與44b,微流道57d連通反應(yīng)槽45a與45b。微 流道57e連通反應(yīng)槽46a與46b。反應(yīng)槽42a與42b透過任一開口 56a及微 流道57a被注入混合液59a,混合液59a至少包含多個(gè)磁珠60及檢體萃取 物，檢體萃取物與此磁珠60結(jié)合?；谶B通管原理，反應(yīng)槽43a與43b透 過任一開口 56b及微流道57b被注入清洗緩沖液59b?；谶B通管原理，反 應(yīng)槽44a與44b透過任一開口 56c及微流道57c被注入清洗緩沖液59c?；?于連通管原理，反應(yīng)槽45a與45b透過任一開口 56d及微流道57d被注入清 洗緩沖液59d?；谶B通管原理，反應(yīng)槽46a與46b透過開口 56e與56f其 中之一及微流道57e被注入分離緩沖液59e。其中，部分結(jié)合有檢體萃取物 的磁珠60透過例如磁鐵所提供磁力的帶動(dòng)，從反應(yīng)槽42a經(jīng)由微流道57a 移動(dòng)至反應(yīng)槽42b。當(dāng)然，混合液59a、清洗緩沖液59b ~ 59d及分離緩沖液 59e分別被注入反應(yīng)槽42a與42b、 43a與43b、 44a與44b、 45a與45b及 46a與46b的方式不局限于上述內(nèi)容，任何注入方式皆可應(yīng)用于本實(shí)施例中。
如第7A ~ 7C圖所示，當(dāng)微流道數(shù)組上蓋50及反應(yīng)槽數(shù)組底座40相對(duì) 移動(dòng)一距離時(shí)，微流道52a連通反應(yīng)槽42a及43a，微流道53a連通反應(yīng)槽 43a及44a。微流道54a連通反應(yīng)槽44a及45a,微流道55a連通反應(yīng)槽45a 及46a。同樣地，微流道52b系連通反應(yīng)槽42b及43b,微流道53b系連通 反應(yīng)槽43b及44b。微流道54b系連通反應(yīng)槽44b及45b,微流道55b系連 通反應(yīng)槽45b及46b。
在利用磁珠式檢體分離裝置30進(jìn)行磁珠分離技術(shù)過程中，首先，結(jié)合 有檢體萃取物的磁珠60透過例如磁鐵61所提供磁力的帶動(dòng)，從反應(yīng)槽42a 與42b經(jīng)由微流道52a與52b移動(dòng)至反應(yīng)槽43a與43b,使清洗緩沖液59b
清洗此些》茲3朱60 ，以第 一 次清除》茲珠60上的雜質(zhì)。接著，上述結(jié)合有檢體萃取物的磁珠60透過上述磁力的帶動(dòng)，從反應(yīng) 槽43a與43b經(jīng)由微流道53a與53b移動(dòng)至反應(yīng)槽44a與44b，使清洗緩沖 液59c清洗此些磁珠60，以第二次清除磁珠60上的雜質(zhì)。然后，上述結(jié)合有4全體萃取物的磁珠60透過上述磁力的帶動(dòng)，從反應(yīng) 槽44a與44b經(jīng)由微流道54a與54b移動(dòng)至反應(yīng)槽45a與45b,使清洗緩沖 液59d清洗此些磁珠60,以第三次清除磁珠60上的雜質(zhì)。接著，上述結(jié)合有檢體萃取物的磁珠60透過上述磁力的帶動(dòng)，從反應(yīng) 槽45a與45b經(jīng)由微流道55a與55b移動(dòng)至反應(yīng)槽46a與46b，使分離緩沖 液59e分離此些石茲珠60及檢體萃取物。更進(jìn)一步地，相對(duì)移動(dòng)微流道數(shù)組 上蓋50及反應(yīng)槽數(shù)組底座40,以恢復(fù)到原來第6A 6B圖的狀態(tài)。此時(shí)， 已與檢體萃取物分離的磁珠60可透過上述磁力被吸住于反應(yīng)槽46a與46b 中，而與》茲珠60分離的檢體萃取物及分離緩沖液59e由開口 56e 56f被吸 出于反應(yīng)槽46a與46b外。需要注意的是，若各列反應(yīng)槽透過橫向微流道橫向連通時(shí)，則各行反 應(yīng)槽無法透過縱向微流道縱向連通。相反地，若各行反應(yīng)槽透過縱向微流 道縱向連通時(shí)，則各列反應(yīng)槽無法透過橫向微流道橫向連通。雖然本實(shí)施例以十個(gè)反應(yīng)槽42a與42b、 43a與43b、 44a與44b、 45a 與45b及46a與46b為例作說明，其中六個(gè)反應(yīng)槽43a與43b、 44a與44b、 45a與45b用以分別容納清洗緩沖液59b ~ 59d來依序清洗-磁珠60，但本實(shí) 施例之技術(shù)并不局限在此。例如，本實(shí)施例中磁珠式檢體分離裝置30亦可 簡(jiǎn)化為只需要六個(gè)反應(yīng)槽及七個(gè)微流道。也就是說，本實(shí)施例可以省略反 應(yīng)槽44a與44b、 45a與45b及其對(duì)應(yīng)所需之六個(gè)微流道53a與53b、 54a與 54b及57c與57d，只需要二個(gè)反應(yīng)槽43a與43b用以容納清洗緩沖液59b 來清洗磁珠60而已。另外，上述混合液59a還包含溶解液及結(jié)合緩沖液，溶解液用以破壞檢 體而使檢體產(chǎn)生檢體萃取物，結(jié)合緩沖液用以結(jié)合此些磁珠60及檢體萃取 物。再者，上述檢體萃取物包含蛋白質(zhì)、脫氧核糖核酸(DNA)及核糖核 酸RNA等等。底座本體41及上蓋本體51的材質(zhì)包含聚曱基丙烯酸曱酯。在本實(shí)施例中，微流道57a ~ 57e的管徑大小大于各磁珠60的直徑大小， 且微流道52a與52b、 53a與53b、 54a與54b及55a與55b的各微流道的管
徑大小亦大于各石茲珠60的直徑大小。其中，微流道57a 57e的管徑大小和 微流道52a與52b、 53a與53b、 54a與54b及55a與55b之各微流道的管徑 大小大約為50微米(|Lim ) ~ 500微米(pm )，而各^f茲珠60的直徑大小系大 約為50納米(nm ) ~ 40孩i米(pm )。本實(shí)施例之錯(cuò)位式的磁珠式檢體分離裝置30由序列式反應(yīng)槽數(shù)組底座 40和微流道數(shù)組上蓋50所組成，以形成二維序列式分離裝置。其運(yùn)用微流 道錯(cuò)位式移動(dòng)連通同行反應(yīng)槽或同列反應(yīng)槽。當(dāng)填充混合液、清洗緩沖液 及分離緩沖液等反應(yīng)試劑時(shí)，序列式同行反應(yīng)槽間的連通關(guān)閉，需填充相 同反應(yīng)試劑的非序列式同列反應(yīng)槽間的連通開啟(如第6A 6C圖所示)。當(dāng) 進(jìn)行磁珠式檢體萃取生化反應(yīng)流程時(shí)，序列式同行反應(yīng)槽間的連通開啟， 需填充相同反應(yīng)試劑的非序列式同列反應(yīng)槽間之連通關(guān)閉，即可啟動(dòng)多重 磁珠式檢體分離流程(如第7A 7C圖所示)。實(shí)施例三請(qǐng)參照第8圖，其為依照本發(fā)明實(shí)施例三中磁珠式檢體分離裝置的俯 視透視圖。磁珠式檢體分離裝置90系包括反應(yīng)槽數(shù)組底座70及微流道數(shù) 組上蓋80,本實(shí)施例中反應(yīng)槽數(shù)組底座70可由實(shí)施例二中反應(yīng)槽數(shù)組底座 40擴(kuò)充至二列以上中反應(yīng)槽(如四列反應(yīng)槽，每一列有五個(gè)反應(yīng)槽)，且本 實(shí)施例中微流道數(shù)組上蓋80亦可由實(shí)施例二中微流道數(shù)組上蓋50擴(kuò)充至 二列以上的縱向微流道(如四列縱向微流道，每一列有四個(gè)縱向微流道) 與一列以上的橫向微流道(如三列橫向微流道，每一列有五個(gè)橫向微流道)。本發(fā)明上述實(shí)施例所揭露的磁珠式檢體分離裝置，其使用多重序列反 應(yīng)槽及錯(cuò)位式微流道網(wǎng)移動(dòng)方式，可以同步裝填試劑，且同步完成磁珠式 檢體萃取生化流程。如此一來，可以增加磁珠萃取率，且提升磁珠萃取產(chǎn)量。此外，本發(fā)明在封閉空間進(jìn)行，大大地降低污染的風(fēng)險(xiǎn)。 因此，本發(fā)明之磁珠式檢體分離裝置具有以下幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)一、 利用磁珠的主動(dòng)運(yùn)輸取代反應(yīng)試劑的反復(fù)灌洗，可減少人工操作 試劑定量、吸取、加注等繁復(fù)步驟，并增強(qiáng)磁珠萃取效率。二、 錯(cuò)位式微流道網(wǎng)移動(dòng)方式，減少人工操作磁珠式檢體萃取生化流 程的繁復(fù)步驟，增加檢體萃取的多樣性及產(chǎn)量。三、 序列式反應(yīng)槽與微流道構(gòu)成封閉空間，可降低檢體分離過程污染
的風(fēng)險(xiǎn)。綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限 定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不分離本發(fā)明之精 神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種之更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視后 附之申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種磁珠式檢體分離裝置，包括本體；第一反應(yīng)槽，設(shè)置于該本體內(nèi)，用以被注入混合液，該混合液至少包含復(fù)數(shù)個(gè)磁珠及檢體萃取物，該檢體萃取物與該磁珠結(jié)合；第二反應(yīng)槽，設(shè)置于該本體內(nèi)，用以被注入清洗緩沖液；第三反應(yīng)槽，設(shè)置于該本體內(nèi)，用以被注入分離緩沖液，該第二反應(yīng)槽位于該第一反應(yīng)槽及該第三反應(yīng)槽之間；第一微流道，設(shè)置于該本體內(nèi)，用以連通該第一反應(yīng)槽及該第二反應(yīng)槽；以及第二微流道，設(shè)置于該本體內(nèi)，用以連通該第二反應(yīng)槽及該第三反應(yīng)槽；其中，上述磁珠是透過磁力帶動(dòng)，從該第一反應(yīng)槽經(jīng)由該第一微流道移動(dòng)至該第二反應(yīng)槽，使該清洗緩沖液清洗磁珠；其中，該磁珠是再透過該磁力帶動(dòng)，從該第二反應(yīng)槽經(jīng)由該第二微流道移動(dòng)至該第三反應(yīng)槽，使該分離緩沖液分離上述磁珠及該檢體萃取物。
2. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一微流道位于第一反應(yīng)槽槽頂 及第二反應(yīng)槽槽頂之間，該第二微流道位于第二反應(yīng)槽槽頂及該第三反應(yīng) 槽槽頂之間。
3. 權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第一微流道的管徑大小及該第二 微流道的管徑大小是分別大于各上述磁珠的直徑大小。
4. 權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第一微流道的管徑大小及該第二 微流道的管徑大小分別為50微米(|im) ~ 500微米(nm)。
5. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中該本體還具有相互接合的底座及上蓋， 該底座具有上述第一反應(yīng)槽、上述第二反應(yīng)槽及上述第三反應(yīng)槽，該上蓋 具有上述第 一微流道及上述第二微流道。
6. 權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述底座及所述上蓋的材質(zhì)包含聚曱 基丙烯酸曱酯。
7. 權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述底座及所述上蓋的接觸面還具有 疏水層。
8. 權(quán)利要求7所述的裝置，其中該疏水層的材質(zhì)包含鐵氟龍。
9. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中該磁力由磁鐵提供。
10. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中該混合液還包含檢體、溶解液及結(jié)合 緩沖液，該溶解液用以破壞該檢體而使其產(chǎn)生檢體萃取物，該結(jié)合緩沖液 用以結(jié)合磁珠及檢體萃取物。
11. 權(quán)利要求l所述的裝置，其中該本體具有第一開口、第二開口、第 三開口及第四開口，該第一開口、該第二開口、該第三開口及該第四開口 分別與第一反應(yīng)槽、第一微流道、第二微流道及第三反應(yīng)槽連通。
12. 權(quán)利要求11所述的裝置，其中該磁珠透過磁力被吸住于第三反應(yīng) 槽中，而該檢體萃取物及該分離緩沖液由第四開口被吸出于第三反應(yīng)槽外。
13. —種磁珠式檢體分離裝置，包括 反應(yīng)槽數(shù)組底座，包括 底座本體；二個(gè)以上第一反應(yīng)槽，設(shè)置于該底座本體上，并橫向間隔排列； 二個(gè)以上第二反應(yīng)槽，設(shè)置于該底座本體上，并橫向間隔排列；及 二個(gè)以上第三反應(yīng)槽，設(shè)置于該底座本體上，并橫向間隔排列，上述二個(gè)以上第一反應(yīng)槽、上述二個(gè)以上第二反應(yīng)槽及上述二個(gè)以上第三反應(yīng)槽是一對(duì)一地縱向?qū)?yīng)設(shè)置，各個(gè)上述第二反應(yīng)槽是位于對(duì)應(yīng)的上述第一反應(yīng)槽及對(duì)應(yīng)的上述第三反應(yīng)槽之間；以及微流道數(shù)組上蓋，以可滑動(dòng)方式與上述反應(yīng)槽底座結(jié)合，并包括 上蓋本體，具有第一開口、第二開口及二個(gè)以上第三開口，該第一開口及該第二開口分別與第一反應(yīng)槽及第二反應(yīng)槽連通，上述二個(gè)以上第三開口對(duì)應(yīng)地與上述二個(gè)以上第三反應(yīng)槽連通；二個(gè)以上第一微流道，設(shè)置于上述上蓋本體上，并橫向間隔排列； 二個(gè)以上第二微流道，設(shè)置于上述上蓋本體上，并橫向間隔排列，上述二個(gè)以上第一微流道與上述二個(gè)以上第二微流道一對(duì)一地縱向?qū)?yīng)設(shè)置；及三個(gè)以上第三微流道，設(shè)置于上述上蓋本體上，相鄰的上述二個(gè)以上 第三微流道分別位于上述二個(gè)以上第 一微流道之間以及上述二個(gè)以上第二 微流道之間，該三個(gè)以上第三微流道系分別連通上述二個(gè)以上第 一反應(yīng)槽、 上述二個(gè)以上第二反應(yīng)槽及上述二個(gè)以上第三反應(yīng)槽；3其中，上述二個(gè)以上第一反應(yīng)槽透過該第一開口及對(duì)應(yīng)的上述第三樹: 流道被注入混合液，該混合液至少包含復(fù)數(shù)個(gè)磁珠及檢體萃取物，該檢體 萃取物與該磁珠結(jié)合；其中，上述二個(gè)以上第二反應(yīng)槽透過該第二開口及對(duì)應(yīng)的上述第三微流道被注入清洗緩沖液；其中，上述二個(gè)以上第三反應(yīng)槽透過該第三開口及對(duì)應(yīng)的上述第三微 流道被注入分離緩沖液；其中，當(dāng)上述微流道數(shù)組上蓋及該反應(yīng)槽數(shù)組底座相對(duì)移動(dòng)一距離時(shí)， 各個(gè)上述第一微流道連通相鄰的上述第一反應(yīng)槽及上述第二反應(yīng)槽，各個(gè) 上述第二微流道連通相鄰的上述第二反應(yīng)槽及上述第三反應(yīng)槽；其中，該磁珠透過磁力帶動(dòng)，從上述二個(gè)以上第一反應(yīng)槽經(jīng)由上述二 個(gè)以上第一微流道移動(dòng)至上述二個(gè)以上第二反應(yīng)槽，使該清洗緩沖液清洗 該磁珠；其中，該磁珠再透過磁力帶動(dòng)，從上述二個(gè)以上第二反應(yīng)槽經(jīng)由上述 二個(gè)以上第二微流道移動(dòng)至上述二個(gè)以上第三反應(yīng)槽，使該分離緩沖液分 離該磁珠及該檢體萃取物。
14. 權(quán)利要求13所述的裝置，其中各個(gè)上述第一微流道的管徑大小及 各個(gè)上述第二微流道的管徑大小分別大于各所述磁珠直徑大小。
15. 權(quán)利要求14所述的裝置，其中各個(gè)上述第一微流道的管徑大小及 各個(gè)上述第二微流道的管徑大小分別為50微米(jam) ~ 500微米(pm)。
16. 權(quán)利要求13所述的裝置，其中用以連通上述二個(gè)以上第一反應(yīng)槽 的上述第三微流道的管徑大小大于各上述磁珠的直徑大小。
17. 權(quán)利要求16所述的裝置，其中用以連通上述二個(gè)以上第一反應(yīng)槽 的上述第三微流道的管徑大小為50微米(pm) ~ 500微米(pm)。
18. 權(quán)利要求13所述的裝置，其中該底座本體及該上蓋本體的材質(zhì)包 含聚曱基丙烯酸曱酯。
19. 權(quán)利要求13所述之裝置，其中該混合液還包含檢體、溶解液及結(jié)合緩沖液用以結(jié)合該磁珠及該檢體萃取物。
20. 權(quán)利要求13所述之裝置，其中該磁珠透過該磁力被吸住于上述二 個(gè)以上第三反應(yīng)槽中，而該檢體萃取物及該分離緩沖液由上述二個(gè)以上第三開口被吸出出于上述二個(gè)以上第三反應(yīng)槽外。
全文摘要
一種磁珠式檢體分離裝置，包括第一反應(yīng)槽、第二反應(yīng)槽、第三反應(yīng)槽、第一微流管及第二微流管。第一反應(yīng)槽具有混合液，混合液包含多個(gè)磁珠及檢體萃取物，檢體萃取物與這些磁珠結(jié)合。第二反應(yīng)槽具有清洗緩沖液，以清洗磁珠。第三反應(yīng)槽具有分離緩沖液，以分離磁珠及清洗緩沖液。第一微流道用以連通第一反應(yīng)槽及第二反應(yīng)槽，并允許磁珠由第一反應(yīng)槽移動(dòng)至第二反應(yīng)槽。第二微流道用以連通第二反應(yīng)槽及第三反應(yīng)槽，并允許磁珠由第二反應(yīng)槽移動(dòng)至第三反應(yīng)槽。
文檔編號(hào)G01N33/53GK101149376SQ20061013884
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2006年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月19日
發(fā)明者余東銘 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院