[發明專利]一種微陣列生物芯片制備方法

無效

• 申請號: 201210167347.6
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102649931A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 蔡錦達;蔣振飛;齊建虹
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;G01N33/68
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種生物芯片制備技術，特別涉及一種微陣列并行檢測用微陣列生物芯片的制備方法。

背景技術

現有生物芯片的制備方法，基本上可分為兩類：一類是原位合成(即在支持物表面直接原位合成寡核苷酸探針)；一類是預合成后直接點樣，將微量DNA溶液直接以微陣列的形式點放并固化在生物芯片基質上。由于原位合成方法非常復雜，所以大多數的DNA微陣列芯片都是采用合成點樣法。而蛋白芯片的制備，由于方法的限制，都是采用先合成后點樣的方法制備。合成點樣法是將預先通過液相化學合成好的探針經純化、定量分析后，通過微陣列點樣平臺，準確、快速地將不同探針樣品定量點樣于帶正電荷的尼龍膜或硅片等相應位置上，固化后即得到DNA微陣列或蛋白芯片。

傳統點樣的方式分兩種，其一為接觸式點樣，即點樣針直接與生物芯片基質表面接觸，將樣品留在基質上；其二為非接觸式點樣，使用壓電原理或微量電磁閥通斷原理制作的專用微噴點樣噴頭，通過毛細管將樣品噴至生物芯片基質表面。

接觸式點樣中，點樣針需要先浸入源板中蘸取樣品，提起后在針的頂端形成一定體積的液滴，移動到相應的玻片位置上，接觸基片把樣品轉移，形成樣點，不斷重復這一過程，直至芯片制備完成。接觸式點樣缺點明顯：實心點樣針攜帶樣品量很小，每次取樣只能點樣一次，生產過程很慢；每張芯片離源板的距離不一，點樣針從微孔板轉移樣品到芯片需時間不等，蒸發對液滴的影響程度變化很大，使得樣點直徑均一性較差：離源板近的樣點直徑較大，遠的直徑則較小。

非接觸式點樣中，空心點樣針先浸入源板中吸取少量的樣品，然后點樣針噴嘴把樣品逐點噴射到芯片表面上。相比于接觸式點樣，非接觸式點樣針可以一次吸樣多次點樣，可以相對提高點樣效率，但仍需要逐點噴樣，無法同時進行多人份、多指標點樣。

經過調研和實驗表明，工業用噴墨頭物理精度可以達到185dpi-360dpi，墨滴容積最小可達14pL-80pL不等，完全能夠用于生物芯片的噴制。

發明內容

本發明是針對現在的生物制備效率低、無法多份同時點樣的問題，提出了一種微陣列生物芯片制備方法，使用工業噴墨打印噴頭的“噴印式”微陣列生物芯片制備方法，可以實現多指標、多人份檢測用微陣列生物芯片的快速生產。?

本發明的技術方案為：一種微陣列生物芯片制備方法，具體包括如下步驟：

1）使用M個打印噴頭組成噴頭組，噴頭平行于X方向安裝，沿Y方向排列；

2）生物芯片基質沿Y方向與噴頭組相對步進運動，通過驅動信號控制每個步進位置所對應噴頭上相應噴嘴的動作，將一個指標的生物分子溶液噴射到沿X方向排列的一個或者多個微陣列生物芯片基質的預定位置上；

3）經過通過M個噴頭的順序動作，將M個指標的生物分子溶液依次逐行噴射到生物芯片基質的預定位置上，形成點樣陣列。

所述點樣密度和點樣陣列的間距通過驅動信號控制一定間距上噴嘴的選通實現，若相鄰噴嘴的間距為e，則點樣陣列中樣點間距為n·e，即兩個工作噴嘴間距為n·e，n為兩個工作噴嘴之間的噴嘴間隔個數，點樣陣列的間距控制方法相似，記相鄰兩個點樣陣列間距為m·e，即相隔m個噴嘴間距。

所述點樣的大小由驅動信號的振幅大小和頻率控制。

所述每個噴頭只噴射一種指標的生物分子溶液。

所述點樣陣列中樣點在X方向和Y方向上間距相同，為噴嘴間距的整數倍。

所述X方向上排列的同一指標的樣品點所對應的噴嘴由同一驅動信號驅動。

所述芯片基質沿Y方向與噴頭組相對運動可以是噴頭組運動，芯片基質固定；也可以是噴頭組固定，芯片基質運動。

所述所使用的噴頭工作方式可以為壓電式或熱力式。

所述生物分子溶液可以是核酸或蛋白質，核酸包括DNA探針。

所述生物芯片基質可以是一張或多張膜基質，也可以是一個或多個玻片，還可以是一塊或多塊多孔板。

本發明的有益效果在于：本發明微陣列生物芯片制備方法，可以實現多指標、多人份并行檢測用微陣列生物芯片的制備；與目前已有的產品相比，速度快、精度高、適用性廣、效率高、交叉污染少、維護使用簡便、制造成本低等特點，非常適用于生物芯片的規模化生產，也適合于科研和應用。

附圖說明

圖1為本發明用于制備生物芯片的點樣儀噴頭組示意圖；

圖2為本發明微陣列生物芯片制備方法實例示意圖；

圖3為本發明微陣列生物芯片制備方法所制備的生物芯片微陣列結構圖。

具體實施方式