專利名稱：應用微流體傳送及分析系統的方法
技術領域：
本發明涉及一種流體傳送及分析匣及一外接式線性致動器。特別是一種在微流體傳送及分析匣中進行不同程序的系統，該程序包括篩選、免疫學診斷、DNA診斷。
背景技術：
近年來，高度并行方法已被發展用于生物物質(例如蛋白質及DNA)的分析。大量的不同結合物質可被固定化于固體表面，且在此等物質及其它化合物的交互反應可以高度并行方式測得。近年來，盡管固體表面的大小已被顯著地降低，且被固定化物種的密度亦已被戲劇性地增加，但典型地，此種分析仍需要一些液體操作步驟，在沒有液體操作的自動控制裝置或類似的裝置下，使得其自動化變得困難。
最近，已發展一些微流體平臺，以解決此等液體操作問題，降低反應試劑消耗及增加此等方法的速度。此種平臺的范例敘述于美國專利第5,856,174及5,922,591號中。如Anderson等人在1997年的Tranducers‘97，1997 International Conference on Solid-State Sensors and Actuators的議程中所發表的「微流體生化分析系統」第477-480頁所述，此裝置后來顯示可針對HIV病毒樣品進行核酸抽取、增幅及雜交。藉由利用氣體控制的閥、疏水性排氣孔及差別的壓力來源，液體反應物可在微流體匣中操作以進行核酸分析。
此種微流體平臺的另一范例是描述于美國專利第6,063,589號中，其中向心力的使用系用于灌注液體以通過一個包含在光盤上液體流體匣的毛細網絡中。被動缺口閥是用以控制液體流動以進行生物分析，如Kellog等人在2000年的uTas 2000討論會議程中的Micro Total Analysis System2000所發表的「Centrifugal MicrofluidicsApplicaions」所敘述。被動表面在此種微型及微流裝置的進一步利用，已被敘述于美國專利第6,296,020號中，以控制微型裝置的液體。
另一種壓力驅動液體操作裝置是藉由電場的利用，以控制液體及分子移動。利用此等電動方法以驅動反應物通過液體介質，及利用電泳方法在此種系統中分離及進行特定分析中，在微流體傳送及分析系統中已有許多工作已被完成。利用此種方法的裝置已被敘述于美國專利第4,908,112號、美國專利第6,033,544號及美國專利第5,858,804號中。
其它利用靜電閥矩陣(美國專利第6,240,944號)，含鐵流體微泵(美國專利第6,318,970號)，及流體流度調節器(美國專利第5,839,467號)的微流體操作裝置亦已被敘述。
此種微流體操作裝置的應用，具有增加分析產率、降低反應物消耗、簡化診斷設備及降低分析成本的潛力。
發明內容
本發明的目的在于提供一種進行流體樣品免疫學診斷分析或DNA分析程序的微流體傳送及分析系統。
本發明的系統包括一具有至少一個透過毛細通道及外接式線性致動器的塑料流體裝置，其連接至灌注結構的反應室。此裝置包括二個塑料基層，一第一基層及一第二基層，其含有毛細通道，反應室及泵/閥室，及一介于第一及第二基層的可彎曲中間隔板，其可提供流體結構及閥及泵隔板的密閉界面。被動止回閥結構在此三層裝置中形成，其是由提供一種用于氣體或流體元件，利用中間隔板的彎曲，自下基層的通道流至第一基層的通道。再者，在相反方向的流動是以第二基層限制隔板彎曲動作。或者，被動止回閥結構可被做成藉由輕擊該裝置結構可使第一基層流動至第二基層。泵結構在該裝置的形成是由組合泵室及二個操作相同方向的被動止回閥結構而成。在底層也有對應于泵室的孔洞。線性致動器-在塑料流體裝置的外部-可置于該孔洞中以彎曲泵中間隔板，因此可提供泵作用至裝置中的流體。此種泵結構本來就為單向的。
本發明的有益效果在于在一較佳實例中，上述系統可用于進行免疫分析，其是以泵灌注來自入口貯存槽的不同的反應物，通過一個含有一或多種固定化抗體或抗原反應室，最后流至出口。在另一較佳實例中，此系統可用于進行DNA分析的檢測，例如對固定在反應室的DNA探針的雜交。此系統可用于在反應室中合成一系列的寡核苷酸。盡管本發明的系統非常適合在反應室中進行固相反應及提供分散來自反應室的不同反應物及將不同反應物分散至反應室，其并非限制至僅進行固相反應。
本發明的系統也非常適合用于丟棄式診斷應用。本系統的利用可減少消耗品至僅為塑料流體匣，并去除普遍在高量應用時使用固定吸管尖式自動化滴管造成的交叉污染問題。
圖1A為在本發明塑料流體裝置的泵結構的俯視圖。
圖1B為在本發明塑料流體裝置的泵結構的橫切面圖。
圖2為本發明塑料流體裝置裝配為單一流體傳送及分析裝置的俯視圖。
圖3為本發明塑料流體裝置裝配為五種流體傳送及分析裝置的俯視圖。
圖4為本發明塑料流體裝置裝配為再循環三種流體傳送及分析裝置的俯視圖。
具體實施例方式
本發明的流體傳送及分析系統，包括一流體匣，其包括第一基層、第二基層及密閉位于該第一及第二基層間的界面的可彎曲性中間層隔板以在其中形成一或多個毛細尺寸的通道、至少一流體貯存槽、至少一接口、至少一泵室，及至少一透過該等管道連接至該泵室的反應室；一流體流動控制結構，其在該流體匣中形成，限制流體僅單向地經由該等管道流動通過該反應室；及一線性制動器，其系在該泵室中提供一泵作用，以將該流體自該流體貯存槽通過該反應室及該等管道而灌注至該接口。
本發明另提供一種用于流體傳送及分析系統的流體裝置，其包括第一基層、第二基層及密閉位于該第一及第二基層間的界面的可彎曲性中間層隔板以在其中形成一或多個毛細尺寸的通道，及至少一連接至該等管道的反應室；及限制流體僅單向地經由該等管道流動通過該反應室的元件。
圖1B顯示在本發明塑料流體裝置的泵結構的橫切面圖。如圖1B所示，該塑料流體匣包括三個主要基層第一基層21、第二基層22，及一個可彎曲性中間層23。此三層可由不同塑料組裝方法所組裝，例如螺釘組裝、熱壓、超音波結合、夾模、或適當的反應性/粘著性結合方法。該第一及第二基層均含有在匣中不同定義為毛細尺寸通道及泵室、閥室、反應室、貯存槽及入口/出口的特征。圖1A為圖1B的泵結構的俯視圖。該泵結構定義為一泵室14及二個被動止回閥15可提供高阻抗使流動僅為單向。被動止回閥15包括一第二基層通道13及一第一基層通道11，由中間層所分隔，使得通過中間層12的孔洞包含在第一基層通道11但不在第二基層通道13中。此種被動止回閥結構可提供低阻抗使氣體/流體自第二基層通道13流動至第一基層通道11，同樣地也提供高阻抗使氣體/流體自第一基層通道11流動至第二基層通道13。泵室14具有一個第一基層室及一個在第二基層的入口孔洞以釋放中間層作為隔板。外接在流體匣的線性致動器24可提供必要的力量使隔板變形。其中該二個被動檢查閥的每一個包括由該中間層分隔的一個第一基層管道及一個第二基層管道，其中通過在該中間層形成的孔洞系包含在該第一基層管道但不包含在第二基屋管道。
圖2顯示本發明塑膠流體裝置裝配為單一流體傳送及分析裝置的俯視圖。首先將流體以人工或自動方式利用滴管或相似的設備放入貯存槽31中，類似圖1A的泵結構32包括在此裝置中。藉由重復地致動外部線性致動器，在貯存槽31中的流體經泵灌注經過泵結構32、毛細通道33并進入反應室34。反應室34包括數個與該流體進行獨特固相反應的固定化生物分子35。在一特定反應時間后，該流體經泵灌注通過反應室34及通出開口36。
本發明塑膠流體匣的第一及第二基層可利用不同塑膠材料，例如甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯或聚乙烯氯所制成。由于在反應室中反應結果的光學特性，第一基層較佳為用透明塑膠材料所制成。毛細管、反應室及泵室可利用例如注射成形、壓縮成形、熱壓成形或機械加工的方法在此種基層中形成。第一及第二基層的厚度較適合但不限制在1毫米至3毫米范圍的厚度。可彎曲中間層可以多種聚合物及橡膠材料所形成，例如乳膠、矽彈性體、聚乙烯氯及氟彈性體所形成。在中間層形成此種特征的方法，包括模切、旋轉模切、雷射雕刻、注射成形及反應注射成形。
本發明的線性致動器較佳為但不限制為電磁螺線管。其它適合的線性致動器包括馬達/凸輪/活塞結構、壓電線性致動氣及馬達/線性齒輪結構。
本發明另提供一種應用本發明系統進行含有未知濃度的數種生物分子的流體樣品免疫分析的方法，其包括下列步驟(a)將該流體樣品或該與共軛物摻合的流體樣品放至流體匣中的至少一個流體貯存槽；(b)將該流體樣品或該與共軛物摻合的流體樣品自該流體貯存槽以泵灌注至該流體匣中含有一種或數種的固定化抗原或抗體的反應室中；(c)使得該流體樣品或該與共軛物摻合的流體樣品與該固定化抗原或抗體反應一段預定反應時間；及(d)將該流體樣品或該與共軛物摻合的流體樣品自該反應室通過排出口排出。
較佳地，該方法可進一步包括下列步驟
(e)將含有與可偵測分子共軛化的特異性二級抗體溶液放至該流體貯存槽中；(f)將該抗體溶液自該流體貯存槽以泵灌注至該反應室；(g)在一段預定反應時間后將該抗體溶液以泵灌注通過排出口排出；(h)產生一可偵測的訊號。
此外，該方法可進一步包括至少一個將放在該流體貯存槽中的清洗緩沖液以泵灌注通過該反應室及通過排出口排出的清洗步驟。或在步驟(d)之后，進一步包括將基質緩沖液放入使得基質與該與共軛摻合的流體樣品混合的步驟。
在上述方法中，該流體貯存槽、該反應室及該排出口是由一或多個毛細尺寸的通道所連接，其中該流體匣包括包括第一基層、第二基層及密閉位于該第一及第二基層間的界面以在其中形成該流體貯存槽、該等管道、該反應室及該排出口的可彎曲性中間層隔板，其中該流體匣進一步提供流體流動控制結構以限制該流體樣品僅單向地經由該等管道流動通過該反應室。
本發明另提供一種應用本發明系統進行含有一或數種未知濃度的生物分子的樣品免疫分析方法，其包括下列步驟(a’)將該樣品放至流體匣中的至少一個樣品貯存槽；(b’)將清洗緩沖液放至流體匣中的緩沖液貯存槽；(c’)在該流體匣中提供一個保持空的空氣清洗貯存槽以提供空氣清洗；(d’)將對二級抗體共軛物特異的基質溶液放至該流體匣的一個基質貯存槽中；(e’)將二級抗體共軛物放至該流體匣的一個抗體貯存槽中；(f’)將該樣品、該清洗緩沖液、該基質溶液及該二級抗體共軛物以泵結構灌注通過第一反應室一段預定反應時間；(g’)提供一個第二反應室作為對照并由止回閥自該第一貯存槽的該樣品分離出；(h’)由光學測量方法確認免疫分析結果。
較佳地，在該方法中的步驟(f’)進一步可包括下列步驟(f-1’)將該樣品自該樣品貯存槽以泵灌注至該第一反應室直到該樣品充滿該第一反應室；(f’-2)將該樣品在一段第一預定反應時間后自該第一貯存槽以泵灌注至該廢液槽；(f’-3)將該清洗緩沖液自該緩沖液貯存槽以泵灌注至該第一反應室中；(f’-4)將該二級抗體共軛物自該抗體貯存槽以泵灌注至該第一反應室中；(f’-5)將該二級抗體共軛物在一段第二預定反應時間后自該第一反應室以泵灌注至該廢液槽中；(f’-6)將該基質溶液自該基質貯存槽以泵灌注至該第一反應室中；及(f’-7)將該基質溶液在一段第三預定反應時間后自該第一反應室以泵灌注至該廢液槽中，并將該第一反應槽以自該請洗緩沖液貯存槽的清洗緩沖液取代。
在上述方法中，其中該流體貯存槽及該反應室由一或多個毛細尺寸的通道所連接，其中該流體匣包括包括第一基層、第二基層及密閉位于該第一及第二基層間的界面以在其中形成該流體貯存槽、該緩沖液貯存槽、該空氣清洗貯存槽、該基質貯存槽、該抗體貯存槽、該等管道及該反應室的可彎曲性中間層隔板，其中該流體匣進一步提供流體流動控制結構以限制該樣品、該清洗緩沖液、該基質溶液、該二級抗體共軛物僅單向地經由該等管道流動通過該反應室。
本發明另提供一種應用本發明系統進行DNA雜交分析的方法，其包括下列步驟(a″)將數種DNA探針固定在流體匣中的反應室；(b″)將含有一或多種經螢光標記并擴增的未知序列DNA的流體樣品放至流體匣的樣品貯存槽中；(c″)將第一嚴格清洗緩沖液放至該流體匣的第一清洗緩沖液貯存槽中；(d″)將第二嚴格清洗緩沖液放至該流體匣的第二清洗緩沖液貯存槽中；(e″)在一恒定溫度下維持一反應室；(f″)將該流體樣品自該樣品貯存槽以泵灌注通過該反應室至該流體匣的一循環貯存槽中一段預定雜交時間；(g″)將該流體樣品自該循環貯存槽及該反應室以泵灌注排出；(h″)將該第一嚴格清洗緩沖液自該第一清洗緩沖液貯存槽以泵灌注至該循環貯存槽并循環該第一嚴格清洗緩沖液通過該反應室一段第一預定清洗時間；(i″)將該第一嚴格清洗緩沖液自該循環貯存槽及該反應室以泵灌注排出；(j″)將該第二嚴格清洗緩沖液自該第二清洗緩沖液貯存槽以泵灌注至該循環貯存槽并循環該第二嚴格清洗緩沖液通過該反應室一段第二預定清洗時間；(k″)將該第二嚴格清洗緩沖液自該循環貯存槽及該反應室以泵灌注排出；及(l″)達成DNA雜交。
在上述方法中，其中該樣品貯存槽、該第一緩沖液清洗貯存槽、第二緩沖液清洗貯存槽、該循環貯存槽及該反應室是由一或多個毛細尺寸的通道所連接，其中該流體匣包括第一基層、第二基層及密閉位于該第一及第二基層間的界面以在其中形成該樣品貯存槽、該第一清洗緩沖液貯存槽、第二清洗緩沖液貯存槽、該循環貯存槽及該反應室的可彎曲性中間層隔板，其中該流體匣進一步提供流體流動控制結構以限制該流體樣品、該第一及第二嚴格清洗緩沖液僅單向地經由該等管道流動通過該反應室。
本發明將利用本發明的塑膠流體匣及外部致動器，在一系列敘述進行不同分析的不同結構的實例中進一步描述。
本發明經由下列實施例進一步加以詳細描述，但這些實施例僅用以例示說明本發明的具體實施態樣，并非用以對本發明范圍作任何限制。任何熟悉此項技術的專家可輕易達成的修飾及改變均包含在說明書及權利要求的范圍內。
實施例1免疫分析圖2的塑膠流體匣可在反應室34中固定化一或多種抗體35而用于進行免疫分析。首先，將含有未知濃度的一或多種抗原或抗體或生物分子核酸放入貯存槽31中，然后將線性致動器重復地驅動將樣品自貯存槽31以泵灌注至反應室34。然后使樣品與固定化抗體35反應一段設定時間。在一段設定的反應時間后，然后將樣品自反應室34經過出口36排出。然后將清洗緩沖液放入貯存槽31中并重復驅動外部線性致動器將清洗緩沖液以泵灌注經過反應室34并排出出口36。此種清洗步驟可視需要重復進行。含有與可偵測分子，例如辣根過氧化物酵素、堿性磷酸酵素及螢光標簽共軛化的特異性二級抗體溶液，放入貯存槽31中，然后將二級抗體溶液重復地驅動線性致動器以泵灌注至反應室34中。在一段預定時間后，將溶液以泵灌注排出出口36。然后將反應室34以前述的相似方式清洗。使用酵素共軛物時，將基質溶液放入貯存槽31中并以泵灌注至反應室34中。然后基質將與先前與提供可偵測分子的固定化抗體反應所捕獲的酵素進行反應。為增進分析效果，反應室34可維持在恒定37℃下。
根據本發明，塑膠流體匣不需構裝成單一流體傳送及分析裝置。圖3顯示構裝成五種流體傳送及分析裝置的塑膠匣。此種裝置可由在反應室34中提供固定化抗體而進行免疫分析。在此反應室并不構裝成廣角矩形區域，而為類似毛細尺寸的彎曲通道空間。此種構形以浪費的空間提供更均勻的流動通過反應室。為進行免疫分析，將含有未知濃度的一或多種抗體放入貯存槽34中，并將清洗緩沖液放入貯存槽42中。貯存槽43保持空的以提供空氣清洗，并將對二級抗體共軛物特異的基質溶液放入貯存槽45中。將所有的貯存槽連接至相似于圖1的泵結構并自所連接的貯存槽經過反應室46提供泵灌注至廢液槽49。另提供第二反應室47作為對照，并由止回閥48將貯存槽的樣品分離出。在此裝置中進行免疫分析的方法相當于前述用于單一流體構形，但不同的是每種個別分離的反應試劑系包含在個別的貯存槽中，并利用個別的外部線性致動器以個別的泵結構灌注。首先，連接至貯存槽41相對于泵的外部線性致動器重復地驅動，直到樣品填滿反應室46。在一段預定反應時間后，將樣品利用連接至相對于樣品貯存槽41的泵或連接至空氣清洗槽43的泵灌注至廢液貯存槽49中。隨后將清洗緩沖液由重復地驅動連接至相對于清洗貯存槽42的泵結構的外部線性致動器，以泵灌注至反應室46中。清洗循環及空氣清洗可視需要重復。然后將二級抗體藉由重復地驅動連接至相對于貯存槽45的泵結構的外部線性致動器，以泵灌注至反應室46中。在一段預定反應時間后，將此二級抗體利用連接至貯存槽45的泵或連接至空氣清洗槽43的泵自反應室46排出。反應室46隨后以如前方式清洗。將基質由重復地驅動連接至相對于貯存槽44的泵結構的外部線性致動器，以泵灌注至反應室46中。在一段預定反應時間后，將基質自反應室排出并以貯存槽42的清洗緩沖液取代。免疫分析的結果可隨后透過第一基層以光學測量方法確定。
再者，以本發明塑膠流體匣進行的反應，不需限定為在靜止液體中所進行的反應。圖4顯示根據本發明塑膠流體匣建構成提供經過反應室的連續流體移動。在此構形中，貯存槽51，52及53連接至相似于圖3的五種流體構形的個別泵結構，但在此為連接至中間循環貯存槽56。泵結構57連接至循環貯存槽56以提供流體連續循環，自循環貯存槽56通過反應室55再流回至循環貯存槽56中。以此種方式，流體可循環通過反應室而不停止。此種流體移動可提供較好的混合效果，較快的反應時間及使樣品與反應室55的固定化物質反應完全。將泵結構58連接使得其可提供流體自循環貯存槽56以泵灌注至廢液槽54中。相似于前述的免疫分析可藉由在反應室55中固定抗體在此裝置中進行。
將含有未知濃度的抗原或抗體樣品放入循環貯存槽56中，將二級抗體共軛物溶液放入貯存槽52中，將基質溶液放入貯存槽53中，并將清洗緩沖液放入貯存槽51中。剩余的方法與前述方法相同，并加上將流體轉移至循環貯存槽56及自循環貯存槽56轉移，并在所有反應時間內連續地循環。
實例2DNA雜交本發明的系統也可用于進行DNA雜交分析。利用圖4的塑膠流體匣，將一或多種DNA探針固定在反應室55中。將含有一或多種螢光標記并擴增的未知序列的DNA流體樣品放入貯存槽52中。將第一嚴格清洗溶液放入貯存槽51中，將第二嚴格清洗溶液放入貯存槽53中。將反應室維持在52℃的恒定溫度下。將樣品藉由重復地驅動連接至相對于貯存槽52的泵結構的線性致動器，移轉至循環貯存槽56中。然后將樣品藉由重復地驅動連接至相對于泵結構57的線性致動器，循環經過反應室55。將樣品連續循環一段預定雜交時間，一般為三十分鐘至二小時。然后將樣品利用驅動泵結構57及58以相反方式自循環貯存槽56及反應室55排出。然后將第一嚴格清洗溶液由重復地驅動對應于連接至貯存槽51的泵結構的線性致動器，移轉至循環貯存槽中。隨后將緩沖液以前述相同方式循環經過反應室55。在一段預定清洗時間后，將緩沖液自反應室55及循環貯存槽56排出。然后將第二嚴格清洗緩沖液以相似于前述的方式移轉至循環貯存槽56并循環經過反應室55。在第二清洗緩沖液排出后，DNA雜交的結果可以螢光顯影、比色法、冷光檢測或生物素-鏈霉抗生素蛋白-酵素檢測讀出。
權利要求
1.一種應用流體傳送及分析系統進行含有未知濃度的數種生物分子的流體樣品免疫分析的方法，其特征在于，包括下列步驟(a)將該流體樣品或該與共軛物摻合的流體樣品放至流體匣中的至少一個流體貯存槽；(b)將該流體樣品或該與共軛物摻合的流體樣品自該流體貯存槽以泵灌注至該流體匣中含有數種的固定化抗原或抗體的反應室中；(c)使得該流體樣品或該與共軛物摻合的流體樣品與該固定化抗原或抗體反應一段預定反應時間；及(d)將該流體樣品或該與共軛物摻合的流體樣品自該反應室排出通過排出口。
2.如權利要求1的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟(e)將含有與可偵測分子共軛化的特異性二級抗體溶液放至該流體貯存槽中；(f)將該抗體溶液自該流體貯存槽以泵灌注至該反應室；(g)在一段預定反應時間后將該抗體溶液以泵灌注排出該開口；(h)提供一可偵測的訊號。
3.如權利要求1的方法，其特征在于進一步包括將放在該流體貯存槽中的清洗緩沖液以泵灌注通過該反應室及排出該開口的清洗步驟。
4.如權利要求1的方法，其特征在于，在步驟(d″)之后，進一步包括將基質緩沖液放入使得基質與該與共軛物摻合的流體樣品混合的步驟。
5.如權利要求2的方法，其特征在于，在步驟(d)及步驟(g)之后，進一步包括將放在該流體貯存槽中的清洗緩沖液以泵灌注通過該反應室及排出該開口的清洗步驟。
6.如權利要求1或3的方法，其特征在于，其中該流體樣含有多種不同的抗體。
7.如權利要求2或4的方法，其特征在于，其中該可偵測分子是選自包括辣根過氧化物酵素、堿性磷酸酶酵素及螢光標簽所構成群組。
8.如權利要求2或4的方法，其特征在于，其中該抗體溶液為一基質溶液，可與在步驟(g)中被提供可偵測訊號的固定化抗體所捕獲的任何酵素反應。
9.如權利要求1或3的方法，其特征在于，其中該流體貯存槽、該反應室及該排出口是由一或多個毛細尺寸的管道所連接，其中該流體匣包括第一基層、第二基層及密閉位于該第一及第二基層間的界面以在其中形成該流體貯存槽、該等管道、該反應室及該排出口的可彎曲性中間層隔板，其中該流體匣進一步提供流體流動控制結構以限制該流體樣品僅單向地經由該等管道流動通過該反應室。
10.如權利要求1或3的方法，其特征在于，其中在該泵灌注步驟(b)及(d)中，該流體樣品系由線性致動器在流體匣中的泵室提供泵作用，將該流體自該流體貯存槽以泵灌注經由該等管道通過該反應室而至該排出口。
11.如權利要求2或4的方法，其特征在于，其中該流體貯存槽、該反應室及該排出口系由一或多個毛細尺寸的管道所連接，其中該流體匣包括包括第一基層、第二基層及密閉位于該第一及第二基層間之界面以在其中形成該流體貯存槽、該等管道、該反應室及該排出口的可彎曲性中間層隔板，其中該流體匣進一步提供流體流動控制結構以限制該流體樣品及抗體溶液僅單向地經由該等管道流動通過該反應室。
12.如權利要求10的方法，其特征在于，其中在該泵灌注步驟(b)、(d)、(f)及(g)中，該流體樣品及該抗體溶液系分別由線性致動器在流體匣中的泵室提供泵作用，將該流體及該抗體溶液自該流體貯存槽以泵灌注經由該等管道通過該反應室至該排出口。
13.如權利要求9的方法，其特征在于，其中該泵室含有在該第一基層上形成的一基質室及在第二基層上形成的一孔洞，以釋放該中間層以作為泵中間層隔板，其中該線性制動器在該孔洞中移動以彎曲該泵中間層隔板且因此提供一種必要力量以使該泵中間層隔板變形，以在該泵室中提供該泵作用以將該流體樣品自該流體貯存槽以泵灌注經由該等管道通過該反應室至該排出口。
14.如權利要求11的方法，其特征在于，其中該泵室含有在該第一基層上形成的一基質室及在第二基層上形成的一孔洞，以釋放該中間層以作為泵中間層隔板，其中該線性制動器在該孔洞中移動以彎曲該泵中間層隔板且因此提供一種必要力量以使該泵中間層隔板變形，以在該泵室中提供該泵作用以將該流體樣品自該流體貯存槽以泵灌注經由該等管道通過該反應室至該排出口。
15.如權利要求9的方法，其特征在于，其中該流體流動控制結構包括二個在該流體匣中位于該泵室前及后的被動檢查閥，以提供較低阻抗至該流體樣品自該流體貯存槽通過該反應室并經由該等管道而流動至該排出口，及提供較高阻抗至該流體樣品自該排出口流至該流體貯存槽。
16.如權利要求11的方法，其特征在于，其中該流體流動控制結構包括二個在該流體匣中位于該泵室前及后的被動檢查閥，以提供較低阻抗至該流體樣品及該抗體溶液自該流體貯存槽通過該反應室并經由該等管道而流動至該排出口，及提供較高阻抗至該流體樣品及該抗體溶液自該排出口流至該流體貯存槽。
17.如權利要求9的方法，其特征在于，其中該流體流動控制結構包括二個在該流體匣中的被動檢查閥，以限制流體樣品自該第二基層上的一個該通道流動至該第一基層上的另一該通道，其系藉由該泵中間層隔板的彎曲以控制該流體樣品自該流體貯存槽流動至該排出口，其中自該排出口的該流體樣品的任何流動流回至該流體貯存槽系由以該第二基層限制該泵中間層隔板的彎曲所控制。
18.如權利要求11的方法，其特征在于，其中該流體流動控制結構包括二個在該流體匣中的被動檢查閥，以限制流體樣品及該抗體溶液自該第二基層上的一個該通道流動至該第一基層上的另一該通道，其是由該泵中間層隔板的彎曲以控制該流體樣品及該抗體溶液自該流體貯存槽流動至該排出口，其中自該排出口的該流體樣品及該抗體溶液的任何流動流回至該流體貯存槽是由以該第二基層限制該泵中間層隔板的彎曲所控制。
19.一種應用流體傳送及分析系統進行含有未知濃度的數種生物分子的樣品免疫分析的方法，其特征在于，包括下列步驟(a’)將該樣品放至流體匣中的至少一個樣品貯存槽；(b’)將清洗緩沖液放至流體匣中的緩沖液貯存槽；(c’)在該流體匣中提供一個保持空的空氣清洗貯存槽以提供空氣清洗；(d’)將對二級抗體共軛物特異的基質溶液放至該流體匣的一個基質貯存槽中；(e’)將二級抗體共軛物放至該流體匣的一個抗體貯存槽中；(f’)將該樣品、該清洗緩沖液、該基質溶液及該二級抗體共軛物以泵結構灌注通過第一反應室一段預定反應時間；(g’)提供一個第二反應室作為對照并由檢查閥自該第一貯存槽的該樣品分離出；(h’)由光學測量確認免疫分析結果。
20.如權利要求18的方法，其特征在于，其中該步驟(f’)進一步包括下列步驟(f’-1)將該樣品自該樣品貯存槽以泵灌注至該第一反應室直到該樣品充滿該第一反應室；(f’-2)將該樣品在一段第一預定反應時間后自該第一貯存槽以泵灌注至該廢液槽；(f’-3)將該清洗緩沖液自該緩沖液貯存槽以泵灌注至該第一反應室中；(f’-4)將該二級抗體共軛物自該抗體貯存槽以泵灌注至該第一反應室中；(f’-5)將該二級抗體共軛物在一段第二預定反應時間后自該第一反應室以泵灌注至該廢液槽中；(f’-6)將該基質溶液自該基質貯存槽以泵灌注至該第一反應室中；及(f’-7)將該基質溶液在一段第三預定反應時間后自該第一反應室以泵灌注至該廢液槽中，并將該第一反應槽以自該清洗緩沖液貯存槽的清洗緩沖液取代。
21.如權利要求19的方法，其特征在于，其中該泵結構包括數個分別連接至該樣品貯存槽、該清洗緩沖液槽、該空氣清洗貯存槽、該基質貯存槽及該抗體貯存槽的泵，分別將該樣品、該清洗緩沖液、該基質溶液及該二級抗體共軛物以泵灌注通過該第一反應槽至該廢液貯存槽中。
22.如權利要求19的方法，其特征在于，其中樣品貯存槽為一循環貯存槽，且該泵結構連接至該循環貯存槽以提供液體自該循環貯存槽通過該第一反應室連續循環至該廢液貯存槽中并流回至該循環貯存槽中，使得該樣品、該清洗緩沖液、該基質溶液及該二級抗體共軛物能夠循環通過該第一反應而不停止。
23.如權利要求19、20或21的方法，其特征在于，其中該流體貯存槽及該反應室由一或多個毛細尺寸的管道所連接，其中該流體匣包括第一基層、第二基層及密閉位于該第一及第二基層間的界面以在其中形成該流體貯存槽、該緩沖液貯存槽、該空氣清洗貯存槽、該基質貯存槽、該抗體貯存槽、該等管道及該反應室的可彎曲性中間層隔板，其中該流體匣進一步提供流體流動控制結構以限制該樣品、該清洗緩沖液、該基質溶液、該二級抗體共軛物僅單向地經由該等管道流動通過該反應室。
24.如權利要求22的方法，其特征在于，其中在該泵灌注步驟(f’)中，該樣品、該清洗緩沖液、該基質溶液及該二級抗體共軛物，分別由數個線性致動器在流體匣中的泵室提供泵作用，將該樣品、該清洗緩沖液、該基質溶液及該二級抗體共軛物分別自該樣品貯存槽、該緩沖液貯存槽、該空氣清洗貯存槽、該基質貯存槽及該抗體貯存槽以泵灌注經由該等管道通過該反應室。
25.一種應用流體傳送及分析系統進行DNA雜交分析的方法，其特征在于，包括下列步驟(a″)將數種DNA探針固定在流體匣中的反應室；(b″)將含有一或多種經螢光標記并增幅DNA的未知序列的流體樣品放至流體匣的樣品貯存槽中；(c″)將第一嚴格清洗緩沖液放至該流體匣的第一清洗緩沖液貯存槽中；(d″)將第二嚴格清洗緩沖液放至該流體匣的第二清洗緩沖液貯存槽中；(e″)在一恒定溫度下維持一反應室；(f″)將該流體樣品自該樣品貯存槽以泵灌注通過該反應室至該流體匣的一循環貯存槽中一段預定雜交時間；(g″)將該流體樣品自該循環貯存槽及該反應室以泵灌注排出；(h″)將該第一嚴格清洗緩沖液自該第一清洗緩沖液貯存槽以泵灌注至該循環貯存槽并循環該第一嚴格清洗緩沖液通過該反應室一段第一預定清洗時間；(i″)將該第一嚴格清洗緩沖液自該循環貯存槽及該反應室以泵灌注排出；(j″)將該第二嚴格清洗緩沖液自該第二清洗緩沖液貯存槽以泵灌注至該循環貯存槽并循環該第二嚴格清洗緩沖液通過該反應室一段第二預定清洗時間；(k″)將該第二嚴格清洗緩沖液自該循環貯存槽及該反應室以泵灌注排出；及(l″)達成DNA雜交。
26.如權利要求24的方法，其特征在于，其中該樣品貯存槽、該第一緩沖液清洗貯存槽、第二緩沖液清洗貯存槽、該循環貯存槽及該反應室是由一或多個毛細尺寸的管道所連接，其中該流體匣包括包括第一基層、第二基層及密閉位于該第一及第二基層間之界面以在其中形成該樣品貯存槽、該第一清洗緩沖液貯存槽、第二清洗緩沖液貯存槽、該循環貯存槽及該反應室的可彎曲性中間層隔板，其中該流體匣進一步提供流體流動控制結構以限制該流體樣品、該第一及第二嚴格清洗緩沖液僅單向地經由該等管道流動通過該反應室。
27.如權利要求25的方法，其特征在于，其中在該泵灌注步驟(f″)至(k″)中，該流體樣品及該第一及第二嚴格清洗緩沖液，由線性致動器在流體匣中的至少一個泵室提供泵作用，將該流體樣品及該第一及第二嚴格清洗緩沖液自該樣品貯存槽、該第一嚴格清洗緩沖液貯存槽、該第二嚴格清洗緩沖液貯存槽以泵灌注經由該等管道通過該循環貯存槽及該反應室。
28.如權利要求26的方法，其特征在于，其中該其中該泵室含有在該第一基層上形成的一基質室及在第二基層上形成的一孔洞，以釋放該中間層以作為泵中間層隔板，其中該線性制動器在該孔洞中移動以彎曲該泵中間層隔板且因此提供一種必要力量以使該泵中間層隔板變形，以在該泵室中提供該泵作用以將該流體樣品及第一及第二嚴格清洗緩沖液自該樣品貯存槽、該第一嚴格清洗緩沖液貯存槽、該第二嚴格清洗緩沖液貯存槽以泵灌注經由該等管道通過該循環貯存槽及該反應室。
29.如權利要求24的方法，其特征在于，其中該達成DNA雜交系以螢光顯影、色計檢測、發光檢測或生物素-鏈霉抗生素蛋白-酵素檢測進行。
全文摘要
應用微流體傳送及分析系統的方法。包括一具至少一個透過毛細通道的流體單向流動控制結構及外接式線性致動的塑膠流體裝置，其連接至灌注結構的反應室。此裝置包括二個塑料基層及密閉于二基層界面之間的可彎曲的中間層隔板，以在其中形成一個或多個毛細尺寸口管道、至少一個流體貯存槽、至少一接口、至少一泵室及至少一透過該管道連接至該泵室的反應室。此系統宜用于進行免疫分析和進行DNA雜交分析，或用來在反應室中合成一系列的寡核苷酸。并能避免普遍使用的自動化滴管所造成的交叉污染問題。
文檔編號G01N33/53GK1696694SQ20051006820
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月12日 優先權日2004年5月12日
發明者韋雅各, 張平, 王紹祖, 陳啟楨, 洪榮一 申請人:洹藝科技股份有限公司