[發明專利]微陣列式制備生物芯片的方法和設備

有效

• 申請號: 201510053924.2
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104630902B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 蔡錦達;姚尚金;劉勁陽;許智;郭振云;張治亞;楊寶山;唐靜;陟俊杰
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: C40B60/14
• 分類號: C40B60/14
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所31259
• 代理人: 脫穎

技術領域

本發明涉及一種微陣列式制備生物芯片的方法和設備。

背景技術

生物芯片以樣品點的有序排列方陣存在形式為主要特征，樣點密度從幾十到上萬點每平方厘米,一塊生物芯片上有多個方陣,方陣內的樣品點不同,有的樣品點需復制幾次。目前生物芯片的制備方法主要采用生物芯片點樣儀(或亦可稱作“點樣裝置”)把所要研究或檢驗用的DNA，RNA，多膚，蛋白質及其他生物成分按所希望的矩陣點以高密度和高精度的方式固定在硅片、玻璃片或陶片等固相密質載體上，從而形成生物分子點陣。

其中，采用非接觸式點樣法具有點樣速度快、噴點量準確、重現性好、使用壽命長等優點成為了點樣儀發展的主要趨勢。特別是基于噴印技術生物芯片的制作已經成為研究熱點，采用壓電式噴頭進行噴印樣品制備生物芯片，噴頭上有許多噴嘴，且噴嘴每次噴射出的液滴容積相當小(約5～40pL)，為了滿足生物芯片單個芯片樣點的容積(約為10～15nL)要求，需要噴頭移動到樣品點位置處，靜止不動，多次噴射，使沉積在點樣基質上的液滴容積達到預期標準后才移動至下一點。但是由于噴嘴尺寸不可能做到完全一樣，總會有一點誤差，如果噴射一次，誤差可以忽略不計，可單個芯片樣點需要噴嘴多次噴射(幾十或幾百次)，累計的誤差比較大，不可以忽略不計；且由于樣點是由噴嘴在同一位置多次噴射的液滴沉積擴散形成，在微觀上造成擴散后的樣點物質分布不均勻，不利于后續生物芯片充分反應。

由于上述原因降低了生物芯片上樣點的質量，在一定程度上影響研究或檢驗的結果。

發明內容

本發明是提供一種微陣列點樣的方法和設備以改善樣點質量。

本發明的生物芯片點樣方法包括以下步驟：

將生物芯片基質固定在托盤上，基質上存在有多列生物芯片有序分布；

通過多排噴嘴式噴頭(類似于現有的噴墨打印噴頭，噴頭中相鄰兩排噴嘴水平方向上的距離是d，垂直方向上錯開的距離為e，e≥0，每排噴嘴中相鄰噴嘴的距離為D)按照下面敘述方式將樣品噴印至生物芯片基質的相應位置上；

以規定的點樣路徑，在每相隔微小距離的噴射位置處，控制噴頭上噴嘴工作的數量以完成一個圓形或多邊形的微陣列，重復點樣以完成同一種樣品的點樣；然后清洗、干燥、取樣，進行另一種樣品的點樣，重復執行以上動作以完成生物芯片的制作。

一種微陣列制備生物芯片的方法：橫向移動多排噴嘴式噴頭(類似于噴墨打印頭，噴頭上有多排噴嘴，每排噴嘴間距非常小)，噴頭在每相隔微小距離處噴射溶液，通過控制每個噴射位置處工作噴嘴的數量，點出一個圓形或多邊形的微陣列，代替傳統的單個樣點；

根據以上所述的一種微陣列式制備生物芯片的方法，其中生物芯片的單個芯片樣點容積遠遠大于噴嘴單次噴射出液滴容積。故一個樣點容積為V_樣點；一個噴嘴單次噴射出的樣品液滴容積為V_噴點；則單個芯片樣點需要噴射的微陣列網格總數n:n＝V_樣點/V_噴點。

根據以上所述的一種微陣列制備生物芯片的方法，其中，因為生物芯片的樣點容積遠遠大于單次噴射出液滴容積(幾十或幾百倍)，所以樣點劃分的微陣列網格數很多，即使有個別噴嘴的噴射量不一致，總的樣品量具有誤差平均效應；且在微觀上樣點里物質分布均勻，樣點的質量較高。

一種微陣列式制備生物芯片的方法，包括：

移動多排噴嘴式噴頭到指定位置；

控制由哪些噴嘴進行工作；

控制工作噴嘴在每相隔微小距離處噴射溶液進行點樣；

點出一個圓形或多邊形的微陣列的樣點。

根據上述的一種微陣列式制備生物芯片的方法，

其中，一個樣點容積為V_樣點；

一個噴嘴單次噴射出的樣品液滴容積為V_噴點；

則單個芯片樣點需要噴射的微陣列網格總數n:n＝V_樣點/V_噴點。

根據上述的一種微陣列式制備生物芯片的方法，其中：

在每一張生物芯片基質上存在多個樣品方陣，樣品方陣又是由不同的樣點有序組合而成，在完成一個樣點的噴射點樣后，繼續控制噴嘴執行其他樣點的點樣。

根據上述的一種微陣列式制備生物芯片的方法，當噴頭移動到指定位置，工作噴嘴同時噴射溶液。

如上所述的一種微陣列式制備生物芯片的方法，其中在完成一個樣點的噴射點樣后，控制噴嘴移動到另一個樣點位置噴射點樣。

一種制備生物芯片的設備，包括：