基因芯片杂交盒和基因芯片套装的制作方法

[0001]
本实用新型涉及用于生物技术领域，并且具体地涉及基因芯片杂交盒和基因芯片套装。


背景技术：

[0002]
基因芯片是一种新兴的生物技术，可用于dna测序、基因表达谱的鉴定及基因突变体检测、分析等。基因芯片的基本原理是根据已知的核苷酸序列设计探针与标记的靶核苷酸序列进行杂交，通过对信号的检测进行定性与定量分析。基因芯片可在一微小的基片(硅片、玻璃片等)表面集成大量的分子识别探针，与标记的样品杂交，通过对杂交信号的检测分析即可得到样品遗传信息，能够在同一时间内平行分析大量基因，进行大信息量的检测分析。
[0003]
原位合成芯片是以美国affymetrix公司为代表制备的一类dna芯片，在芯片的特定部位原位合成寡核苷酸而制成。原位合成法主要包括光脱保护法、喷印合成法、光致酸合成法、电喷雾合成法、虚拟掩模法和分子印章压印法等。原位合成芯片为高密度基因芯片，集成了大量的密集排列的基因探针，在同一时间内分析大量基因，迅速获得遗传信息。
[0004]
液相杂交，即靶标样品核酸分子与芯片探针之间的选择性结合，属于固液杂交，将液相中标记好的样品与固化于芯片固体表面的已知序列探针进行杂交，可同时平行检测许多基因序列，杂交效果受液体盐浓度、温度、反应时间、dna二级结构等许多因素影响。杂交后，样品与探针匹配程度越高，则热力学稳定性越高，产生的荧光信号越强。扫描采集杂交信号(包括位置、强度、颜色)并比较、软件分析，即可得到样品信息。
[0005]
将杂交液与包含探针区的芯片表面进行接触杂交时，芯片需要在一定的空间内浸没于杂交液中，以确保杂交液与芯片表面充分接触。因此，该空间(如深孔)中的杂交液需要达到规定的体积。为达到检测效果，各种试剂在杂交液中需达到规定的浓度，故试剂用量与杂交液规定体积成正比。检测中需要使用各种价格昂贵的试剂，因此需要降低杂交液的规定体积，以有效降低单次检测的成本。
[0006]
但是，当减少杂交液的用量时，存在的一个风险在于，杂交液未能布满芯片表面，从而无法充分地与芯片表面进行接触杂交。


技术实现要素：

[0007]
为了克服或者至少部分地减轻上述技术问题，根据本实用新型的第一方面，提供一种基因芯片杂交盒，所述基因芯片杂交盒包括：基板，所述基板具有至少一个基因芯片布置区域，基因芯片的不包括探针区的第一表面能够接合到所述基因芯片布置区域；盖板，所述盖板设置有至少一个通孔，其中，所述通孔设置成与所述基因芯片布置区域相对；和设置在所述基板和所述盖板之间的间隔片，所述间隔片用于使所述基板和所述盖板之间产生预定间隔，并且所述间隔片在面对所述至少一个基因芯片布置区域的区域中具有开孔，从而在所述基板、盖板之间限定基因芯片容纳空间；其中，所述预定间隔设置成使得当基因芯片
固定在所述基因芯片布置区域中时，所述基因芯片的与所述第一表面相对并且包括探针区的第二表面与所述盖板的面向所第二表面的表面的间隔在0.05mm至0.15mm之间，使得当通过所述盖板的至少一个通孔注入杂交液时，所述杂交液能够通过毛细作用布满所述基因芯片的第二表面。
[0008]
根据一个实施例，所述基因芯片布置区域设置有用于通过紧配合的方式固定并且容纳所述基因芯片的凹部。
[0009]
根据一个实施例，所述基板设置有用于将基因芯片固定在所述基因芯片布置区中的至少两个定位卡钩。
[0010]
根据一个实施例，所述基板和所述间隔片一体形成；或者，所述盖板和所述间隔片一体形成。
[0011]
根据一个实施例，所述基因芯片布置区域设置有用于通过紧配合固定并且容纳基因芯片的至少一个封闭式凸缘，当所述基板、间隔片和盖板相互固定时，所述封闭式凸缘抵接所述盖板，从而在所述封闭式凸缘和所述盖板之间形成封闭空间。
[0012]
根据一个实施例，所述盖板在与所述封闭空间的边缘部分相对的位置处设置有与所述封闭空间连通的排气孔。
[0013]
根据一个实施例，所述通孔设置成与所述基因芯片的中心位置相对。
[0014]
根据一个实施例，所述预定间隔设置成使得当至少一个基因芯片固定在所述基板上时，所述基因芯片的与所述第一表面相对并且包括探针区的第二表面与所述盖板的面向所第二表面的表面的间隔在0.08mm至0.12mm之间。
[0015]
根据一个实施例，所述基因芯片杂交盒还设置有至少一个夹持装置，用于将所述基板、间隔片和盖板能够释放地夹持在一起。
[0016]
根据一个实施例，所述基因芯片布置区域中设置有导电元件，所述导电元件设置成使得当基因芯片的不包括探针区的第一表面接合到所述基因芯片布置区域时，所述导电元件与所述第一表面电连接。
[0017]
根据一个实施例，所述基板由导电材料形成，使得当基因芯片的不包括探针区的第一表面接合到所述基因芯片布置区域时，所述导电材料与所述第一表面电连接。
[0018]
根据上述实施例，通过设定基因芯片的第二表面与盖板的面向所述第二表面的表面之间的间隔，使得杂交液通过毛细作用布满(浸润)基因芯片的所述第二表面，使得杂交液与基因芯片的第二表面充分接触杂交。
[0019]
根据本实用新型的第二方面，提供一种基因芯片杂交盒，所述基因芯片杂交盒包括：基板；盖板，所述盖板具有至少一个基因芯片布置区域，基因芯片的不包括探针区的第一表面能够接合到所述基因芯片布置区域，所述盖板在基因芯片布置区域之外并且毗邻基因芯片布置区域的位置处设置通孔；和设置在所述基板和所述盖板之间的间隔片，所述间隔片用于使所述基板和所述盖板之间产生预定间隔，并且所述间隔片在面对所述至少一个基因芯片布置区域的区域中具有开孔，从而在所述基板、盖板之间限定基因芯片容纳空间；其中，所述预定间隔设置成使得当基因芯片固定在所述基因芯片布置区域中时，所述基因芯片的与所述第一表面相对并且包括探针区的第二表面与所述基板的面向所第二表面的表面的间隔在0.05mm至0.15mm之间，使得当通过所述盖板的至少一个通孔注入杂交液时，所述杂交液能够通过毛细作用布满所述基因芯片的第二表面。
[0020]
根据一个实施例，所述基因芯片布置区域设置有用于通过紧配合的方式固定并且容纳所述基因芯片的凹部。
[0021]
根据一个实施例，所述盖板设置有用于将基因芯片固定在所述基因芯片布置区中的至少两个定位卡钩。
[0022]
根据一个实施例，所述基板和所述间隔片一体形成；或者，所述盖板和所述间隔片一体形成。
[0023]
根据一个实施例，所述盖板设置有包围所述基因芯片布置区域以及毗邻的通孔的封闭式凸缘，当所述基板、间隔片和盖板相互固定时，所述封闭式凸缘抵接所述基板，从而在所述封闭式凸缘和所述基板之间形成封闭空间；或者所述基板设置有包围所述基因芯片布置区域以及毗邻的通孔的封闭式凸缘，当所述基板、间隔片和盖板相互固定时，所述封闭式凸缘抵接所述盖板，从而在所述封闭式凸缘和所述盖板之间形成封闭空间。
[0024]
根据一个实施例，所述盖板设置有与所述封闭空间连通的排气孔。
[0025]
根据一个实施例，所述通孔和排气孔设置成沿着基因芯片布置区域的对角线相对。
[0026]
根据一个实施例，所述预定间隔设置成使得当至少一个基因芯片固定在所述基板上时，所述基因芯片的与所述第一表面相对并且包括探针区的第二表面与所述盖板的面向所第二表面的表面的间隔在0.08mm至0.12mm之间。
[0027]
根据一个实施例，所述基因芯片杂交盒还设置有至少一个夹持装置，用于将所述基板、间隔片和盖板能够释放地夹持在一起。
[0028]
根据一个实施例，所述基因芯片布置区域中设置有导电元件，所述导电元件设置成使得当基因芯片的不包括探针区的第一表面接合到所述基因芯片布置区域时，所述导电元件与所述第一表面电连接。
[0029]
根据一个实施例，所述盖板由导电材料形成，使得当基因芯片的不包括探针区的第一表面接合到所述基因芯片布置区域时，所述导电材料与所述第一表面电连接。
[0030]
根据第二方面的实施例能够实现与根据第一方面的实施例相同的有益技术效果(即使得杂交液通过毛细作用布满基因芯片的第二表面)。除此之外，由于用于注入杂交液的通孔位于基因芯片的侧面且背离基因芯片的包含探针的第二表面，因此能够防止在注入杂交液时，移液枪的末端无意地接触基因芯片的第二表面上的探针而导致探针损坏。
[0031]
根据本实用新型的第三方面，还提供一种基因芯片套装，所述基因芯片套装包括：至少一个基因芯片；和上述基因芯片杂交盒。
附图说明
[0032]
下面，将结合示意性附图详细说明根据本实用新型的优选实施方式。附图中：
[0033]
图1a和图1b分别是根据本实用新型的第一实施例的基板的主视图和侧视图；
[0034]
图2a和图2b分别是根据本实用新型的第一实施例的盖板的主视图和侧视剖视图；
[0035]
图3a和图3b分别是根据本实用新型的第一实施例的间隔片的主视图和侧视剖视图；
[0036]
图4是根据本实用新型的第一实施例的基板、间隔片和盖板组装到一起侧视剖视图，其中还示出了移液枪；
[0037]
图5a和图5b分别是根据本实用新型的第二实施例的基板的主视图和通过基因芯片的中心线的侧视剖视图；
[0038]
图6是根据本实用新型的第二实施例的基板、间隔片和盖板组装到一起侧视剖视图，其中还示出了移液枪；
[0039]
图7a和图7b分别是根据本实用新型的第三实施例的基板的主视图和侧视图；
[0040]
图8a和图8b分别是根据本实用新型的第三实施例的盖板的主视图和侧视剖视图；和
[0041]
图9是根据本实用新型的第三实施例的基板、间隔片和盖板组装到一起侧视剖视图，其中还示出了移液枪。
[0042]
附图示例性示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的，并不限制权利要求的保护范围。在所有附图中，相同的附图标记指代相同或类似的要素。
具体实施方式
[0043]
在本实用新型中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素并不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于将一个要素与另一要素区分开。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向该要素的同一示例，而在某些情况下，基于上下文的描述，它们也可以指代不同示例。
[0044]
在本实用新型中对各种所述示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的，而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明，如果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本实用新型中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。
[0045]
下面，将结合图1a至图9细描述根据本实用新型的基因芯片杂交盒的实施例。
[0046]
图1a至图4示出了本实用新型的第一实施例的基因芯片杂交盒100，所述基因芯片杂交盒100包括：基板110(图1a和图1b)，所述基板110具有多个基因芯片布置区域111，基因芯片200的不包括探针区的第一表面(未示出)能够接合到所述基因芯片布置区域111，所述基因芯片布置区域111设置有用于通过例如紧配合的方式固定并且容纳所述基因芯片200的凹部112；盖板120(图2a和图2b)，所述盖板120设置有多个通孔121，其中，所述通孔121设置成与所述基因芯片布置区域111的中心位置相对并且因此与所述基因芯片200的中心位置相对(参见图4)；和设置在所述基板110和所述盖板120之间的间隔片130(图3a和图3b)，所述间隔片130用于使所述基板110和所述盖板120之间产生预定间隔d(参见图4)，并且所述间隔片130在面对所述基因芯片布置区域111的区域中具有开孔131，从而在所述基板110、盖板120之间限定基因芯片容纳空间131a；其中，所述预定间隔d设置成使得当基因芯片200固定在所述基因芯片布置区域111中时，所述基因芯片200的与所述第一表面相对并且包括探针区的第二表面210与所述盖板120的面向所第二表面210的表面的间隔d1在0.05mm至0.15mm之间，优选地在0.08mm至0.12mm之间，并且例如可以是0.08mm、0.09mm、0.10mm、0.11mm等，使得当通过所述盖板120的通孔121注入杂交液时，所述杂交液能够通过毛细作用布满所述基因芯片200的第二表面210。
[0047]
任选地，根据本实用新型的基因芯片杂交盒100还设置有至少一个夹持装置(未示
出)，用于将所述基板110、盖板120和间隔片130能够释放地夹持在一起。夹持装置可以具有本领域技术人员公知的任何结构，因此在此不再详细描述。
[0048]
在图1a至图4所示的实施例中，基因芯片200通过与凹部112紧配合的方式固定在基因芯片布置区域111中。但是应当理解的是，也可以通过其它方式将基因芯片200固定到基因芯片布置区域111中。例如所述基板110设置有用于将基因芯片200固定在所述基因芯片布置区111中的至少两个并且优选地至少三个定位卡钩，所述定位卡钩可以具有电连接器领域常见的卡钩的形状和结构，例如具有cn205985544u所描述并示出的卡钩的形状和结构。
[0049]
在图1a至图4所示的实施例中，所述通孔121设置成与所述基因芯片布置区域111的中心位置相对并且因此与所述基因芯片200的中心位置相对(参见图4)。当时应当理解的是，通孔121也可以设置成与所述基因芯片布置区域111的边缘位置相对并且因此与所述基因芯片200的边缘位置相对，并且优选地通孔121设置成从基因芯片200的第二表面210的探针区偏移，以避免在通过移液枪400通过通孔121注入杂交液时，移液枪400的末端无意地触碰到基因芯片200的第二表面210的探针区而导致探针区损坏。
[0050]
在图1a至图4所示的实施例中，基板110、盖板120和间隔片130示出为三个分离的部件。但是应当理解的是，根据本实用新型，所述基板110可以和所述间隔片130一体形成；或者，所述盖板120可以和所述间隔片130一体形成。
[0051]
根据本实用新型的第二实施例，作为第一实施例图1a和图1b所示的基板110的变型，如图5a和5b所示，所述基因芯片布置区域111设置有用于通过紧配合固定并且容纳基因芯片200的封闭式凸缘113，当所述基板110、间隔片130和盖板120相互固定时(参见图6)，所述封闭式凸缘113抵接所述盖板120，从而在所述封闭式凸缘113和所述盖板120之间形成封闭空间113a。另外，为了避免封闭空间113a内的空气无法顺畅排出而阻碍杂交液的顺畅流动，所述盖板120在与所述封闭空间113a的边缘部分相对的位置处设置有与所述封闭空间113a连通的排气孔122。
[0052]
根据本实用新型的第二实施例的盖板120和间隔片130与第一实施例的盖板120和间隔片130相同，因此在此不再详述。
[0053]
在上述第一实施例和第二实施例中，基板110的所述基因芯片布置区域中111设置有导电元件(未示出)，所述导电元件设置成使得当基因芯片200的不包括探针区的第一表面接合到所述基因芯片布置区域111时，所述导电元件与所述第一表面电连接，以向基因芯片200施加电场，从而解决基因芯片200由于带负电而不容易杂交dna的问题。此外，通过上述导电元件，可以调整基因芯片的电位，以更好地满足检测需要。
[0054]
替代地，在上述第一实施例和第二实施例中，基板110可以由导电材料制成，使得当基因芯片200的不包括探针区的第一表面接合到所述基因芯片布置区域111时，所述导电材料与所述第一表面电连接，这同样可以解决基因芯片200由于带负电而不容易杂交dna的问题，并且能够调整基因芯片的电位，以更好地满足检测需要。
[0055]
上述导电元件和导电材料可以包括是任何导电材料，例如铁、铜、铝、锡、银、铂、金以及它们的任何组合和/或合金，并且可以例如是不锈钢材料。
[0056]
根据上述第一实施例和第二实施例，通过设定基因芯片200的第二表面210与盖板120的面向所述第二表面210的表面之间的间隔，使得杂交液通过毛细作用布满(浸润)基因
芯片200的所述第二表面210，使得杂交液与基因芯片200的第二表面210充分接触杂交，并且能够避免第二表面210上的杂交液没有气泡。
[0057]
根据本实用新型的第二实施例与第一实施例相比，由于通过设置封闭凸缘113而形成了封闭空间113a，在确保杂交液能够通过毛细作用布满基因芯片200的整个第二表面210的同时，进一步减少了不必要的杂交液填充空间，从而进一步减少了杂交液用量。
[0058]
在上述第一实施例和第二实施例中，基因芯片200放置在基板110上的基因芯片布置区域111中，并且用于注入杂交液的通孔设置在盖板120上。作为一种可行的实施例(下文中称作“第三实施例”)，也可以将基因芯片200以及用于注入杂交液的通孔设置在盖板上。
[0059]
如图3a和图3b以及图7a至图9所示，根据本实用新型的第三实施例的基因芯片杂交盒300包括：基板310(图7a和图7b)，该基板310为一块平板；盖板320(图8a和图8b)，所述盖板320具有多个基因芯片布置区域321，基因芯片200的不包括探针区的第一表面接合到所述基因芯片布置区域321，所述盖板320在基因芯片布置区域321之外并且毗邻基因芯片布置区域321的位置处设置通孔322；和设置在所述基板310和所述盖板320之间的间隔片130(图3a和图3b)，所述间隔片130用于使所述基板310和所述盖板320之间产生预定间隔d(图9)，并且所述间隔片130在面对所述基因芯片布置区域321的区域中具有开孔131，从而在所述基板310、盖板320之间限定基因芯片容纳空间131a；其中，所述预定间隔d设置成使得当基因芯片200固定在所述基因芯片布置区域321中时，所述基因芯片200的与所述第一表面相对并且包括探针区的第二表面210与所述基板310的面向所第二表面210的表面的间隔d1在0.05mm至0.15mm之间，优选地在0.08mm至0.12mm之间，并且例如可以是0.08mm、0.09mm、0.10mm、0.11mm等，使得当通过所述盖板320的通孔322注入杂交液时，所述杂交液能够通过毛细作用布满所述基因芯片200的第二表面210。
[0060]
与上述第一实施例和第二实施例类似，所述基因芯片布置区域321可以设置有用于通过紧配合的方式固定并且容纳所述基因芯片200的凹部，并且/或者，所述盖板320设置有用于将基因芯片200固定在所述基因芯片布置区321中的至少两个定位卡钩。所述基板310可以和所述间隔片130一体形成；或者，所述盖板320可以和所述间隔片130一体形成。此外，任选地，所述基因芯片杂交盒300还可以设置有至少一个夹持装置，用于将所述基板310、间隔片130和盖板320能够释放地夹持在一起。
[0061]
此外，与所述第二实施例类似，在第三实施例中，所述盖板320可以设置有包围所述基因芯片布置区域321以及毗邻的通孔322的封闭式凸缘(未示出)，当所述基板310、间隔片130和盖板320相互固定时，所述封闭式凸缘抵接所述基板310，从而在所述封闭式凸缘和所述基板310之间形成封闭空间；或者所述基板310设置有包围所述基因芯片布置区域321以及毗邻的通孔322的封闭式凸缘(未示出)，当所述基板310、间隔片130和盖板320相互固定时，所述封闭式凸缘抵接所述盖板320，从而在所述封闭式凸缘和所述盖板320之间形成封闭空间。在这两种情况下，所述盖板320设置有与所述封闭空间连通的排气孔(未示出)，并且优选地所述通孔322和排气孔设置成沿着基因芯片布置区域321的对角线相对。
[0062]
与上述第一实施例和第二实施例类似，在第三实施例中，盖板320的所述基因芯片布置区域中321设置有导电元件(未示出)，所述导电元件设置成使得当基因芯片200的不包括探针区的第一表面接合到所述基因芯片布置区域111时，所述导电元件与所述第一表面电连接，以向基因芯片200施加电场，从而解决基因芯片200由于带负电而不容易杂交dna的
问题。此外，通过上述导电元件，可以调整基因芯片的电位，以更好地满足检测需要。
[0063]
替代地，在第三实施例中，盖板320可以由导电材料制成，使得当基因芯片200的不包括探针区的第一表面接合到所述基因芯片布置区域111时，所述导电材料与所述第一表面电连接，这同样可以解决基因芯片200由于带负电而不容易杂交dna的问题，并且能够调整基因芯片的电位，以更好地满足检测需要。此外，通过上述导电元件，可以调整基因芯片的电位，以更好地满足检测需要。
[0064]
类似地，上述导电元件和导电材料可以包括是任何导电材料，例如铁、铜、铝、锡、银、铂、金以及它们的任何组合和/或合金，并且可以例如是不锈钢材料。
[0065]
根据本实用新型的第三实施例能够实现与根据第一实施例和第二实施例相同的有益技术效果(即使得杂交液通过毛细作用布满基因芯片的第二表面)。除此之外，由于用于注入杂交液的通孔322位于基因芯片200的侧面且背离基因芯片200的包含探针的第二表面210，因此能够防止在注入杂交液时，移液枪400的末端无意地接触基因芯片200的第二表面210上的探针而导致探针损坏。
[0066]
应当注意的是，由于根据本实用新型的上述第一实施例、第二实施例和第三实施例的基因芯片杂交盒100和300是通过毛细作用将杂交液分布在基因芯片200的第二表面210上，所以根据本实用新型的上述第一实施例、第二实施例和第三实施例的基因芯片杂交盒100和300既可以分别以图4、图6和图9中所示的状态(即基板在盖板下方)使用，也可以以图4、图6和图9旋转180度后的状态(即盖板在基板下方)使用。
[0067]
当根据本实用新型的上述第一实施例、第二实施例和第三实施例的基因芯片杂交盒100和300以图4、图6和图9旋转180度后的状态(即盖板在基板下方)使用时，杂交液在基因芯片杂交盒的下方进入，并通过毛细作用分布在基因芯片200的第二表面210上。在这种情况下，杂交液可以通过移液枪400注入，也可以通过将盖板浸没在杂交液中，使得杂交液通过毛细作用自动吸入到基因芯片200的第二表面210和盖板120之间的间隙(对于第一实施例和第二实施例)或进入到基因芯片200的第二表面210和基板310之间的间隙(对于第三实施例)，从而分布在基因芯片200的第二表面210上。
[0068]
根据本实用新型，还提供一种基因芯片套装，所述基因芯片套装包括：至少一个基因芯片200；和根据第一实施例、第二实施例和/或第三实施例基因芯片杂交盒。
[0069]
虽然已经参照附图描述了本实用新型的实施例，但应当理解的是，本实用新型的范围并不由这些实施例或示例限制，而是仅由授权后的权利要求书及其等同范围来限定。实施例或示例中的各种要素可以被省略或者可由其等同要素替代。还应当理解的是，随着技术的演进，在此描述的很多要素可以由本实用新型之后出现的等同要素进行替换。

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