[发明专利]薄膜分层离心装置及使用其的分析方法

说明书

本申请是国际申请日为2009年1月21日、国家申请号为200980102692.8、发明名称为“薄膜分层离心装置及使用其的分析方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施例涉及一种薄膜分层离心装置及使用其的分析方法。更具体地，本发明的实施例涉及一种薄膜分层离心装置及使用其的分析方法，在该薄膜分层离心装置中，薄膜旋转体与诸如芯片上实验室、蛋白质芯片及DNA芯片的机构集成，这些机构用来诊断和检测液体中存在的少量材料。

背景技术

一般的用于检测液体中的少量分析物的临床诊断和分析机构包括多个样品布置及自动样品供给装置，并具有这样的结构即其中用于连续或并行地分析大量测试样品的机构集成在旋转的薄膜体上以改善分析效率和经济效益。这样的用于临床测试的薄膜分析仪能够基于生物盘的旋转产生的离心力利用少量的样品和试样精确而自动地进行各种分析。

考虑薄膜型CD和DVD，标准的光盘能够由12cm的聚碳酸酯衬底、反射金属层和保护层涂覆形成。CD、DVD和CD-ROM的格式可以基于ISO9660工业标准。聚碳酸酯衬底由光学品质的透明聚碳酸酯制成。标准印制或批量拷贝的CD中的数据层是聚碳酸酯衬底的一部分并且在注射成型中数据通过压模（stamper）以一系列凹坑的形式印制。在注射成型过程中熔化的聚碳酸酯以高压注入到模具中，然后被冷却以得到模具、压模或其镜像形式的聚碳酸酯，盘衬底上表示二进制数据的凹坑形成在聚碳酸酯衬底上。压印母体可以是玻璃。这样的盘可以改造成用于诊断和检测液体中的少量材料的薄膜分析仪。在这种情况下，取代凹坑，允许液体流动的通道、存储缓冲溶液的腔室以及孔或阀可以形成在盘的表面上。

在下文，其中用来诊断和检测液体中的少量材料的诸如芯片上实验室、蛋白质芯片及DNA芯片的生物芯片集成在诸如常规的CD-ROM或DVD的盘片中的盘，或用来完成生物或化学过程以诊断和检测液体中的少量材料的盘，被称为生物盘。

常规的生物盘可以包括多个腔室以存储化学过程所需的大量的液相生物及化学材料。生物及化学过程包括从样品制备试样、离心分离、DNA扩增、杂交、抗原-抗体反应、混合、清洗等。生物和化学过程可以在生物盘上顺序地自动进行，这在本领域是公知的。然而，为了使实际应用成为可能，需要解决与生物盘相关的下列问题。

对于其中从样品中提取试样的离心分离过程，需要在离心分离过程中不泄漏的阀。基于物理移动实现关闭/打开操作的常规阀以这样的方式进行操作，即球或关闭部件与孔或通道接触或者球或关闭部件与孔或通道分离，这在本领域是公知的。然而，这些阀不可避免地允许基于物理移动的打开，因而导致不完全的关闭。因此，液体的固有液压会在离心分离期间引起泄漏。该泄漏妨碍通过离心分离从样品中提取所需量的试样，因而导致测定的可靠性和精度变差。因此，需要一种在快速旋转期间不产生泄漏的离心装置。

发明内容

因此，本发明的一个方面提供了一种薄膜分层离心装置以及使用该薄膜分层离心装置的分析方法，在该薄膜分层离心装置中薄膜旋转主体与用来诊断和检测液体中存在的少量材料的诸如芯片上实验室、蛋白质芯片及DNA芯片的装置集成。当试样通过离心分离从样品提取时，通过提供具有不引起泄漏的离心装置的薄膜主体，实施例提供了一种薄膜离心装置以及使用该薄膜分层离心装置的分析方法，所述薄膜离心装置中集成有用于诊断和检测液体中的材料的生物芯片例如芯片上实验室、蛋白质芯片及DNA芯片。

本发明的其它方面将在下面的描述中部分阐述，并且将部分地从该描述中变得明显，或者可以通过本发明的实践而习知。

根据本发明的一个方面，提供了一种薄膜离心装置，包括：样品入口，用于注入样品；样品腔室，存储注入到样品入口的样品；试样腔室，存储离心分离期间从样品获得的试样；残余物腔室，存储离心分离期间产生的残余物而不是试样；瓶颈通道（bottle neck channel），连接试样腔室和残余物腔室；一个或多个测定点（assay site），其中固定有将要被结合到试样的捕获探针并且/或者存储用于与试样的生化反应的反应物；废物腔室，通过清洗工艺收集未结合到捕获探针的碎片（debris）；可旋转的疏水主体，其中集成样品入口、样品腔室、试样腔室、残余物腔室、废物腔室、瓶颈通道和测定点；一个或多个液体流动装置，在主体不旋转时将试样从试样腔室转移到测定点，液体流动装置选自由亲水液体流动泵、腔室泵、红细胞泵和吸收泵构成的组；以及液体阀，用超亲水材料涂覆，以提供将试样腔室连接到测定点的通路，允许离心分离期间保留在试样腔室的试样在主体不旋转时通过液体流动装置流动到测定点。