[發明專利]用于藥敏實驗的抗生素編碼微芯片及其制備和檢測方法

有效

• 申請號: 201710729421.1
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107475071B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 劉冉;劉哲;費捷;田喻
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12Q1/18
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

1.一種用于藥敏實驗的抗生素編碼微芯片，其特征在于：該芯片包括攜帶抗生素信息的二維碼編碼層、抗生素藥物以及用于包裹抗生素藥物的載藥層；所述抗生素信息包括抗生素名稱、分子量、使用濃度、使用劑量和使用日期；所述的微芯片尺寸為400～900μm；用于包裹抗生素藥物的載藥層材料為透明質酸、藥用級明膠、聚乙烯醇或絲素蛋白。

2.如權利要求1所述的一種用于藥敏實驗的抗生素編碼微芯片，其特征在于：所述使用濃度為1～10mg/ml，使用劑量為1～3μl。

3.一種如權利要求1所述用于藥敏實驗的抗生素編碼微芯片的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1)使用二維碼自動生成軟件生成一幅存儲有一種抗生素的名稱、分子量、使用濃度、藥物劑量和使用日期的二維碼圖片；

2)采用有掩模光刻加工工藝，將步驟1)中的二維碼圖片刻蝕在二氧化硅或玻璃片基底上，二維碼尺寸為300～800μm；

3)使用劃片機將二維碼從基底上取下得到一個模板，尺寸為400～900μm；

4)將聚二甲基硅氧烷液體倒入模板中，在0～-0.1MPa的氣壓下常溫抽真空30min～60min，至聚二甲基硅氧烷內沒有氣泡為止；

5)將抽完氣泡的聚二甲基硅氧烷放入真空干燥箱中，在80℃～100℃的溫度下烘烤120min～240min后取出，得到一個與模板同尺寸的二維碼編碼層；

6)重復步驟4)～5)，制得多個信息相同的二維碼編碼層；

7)對每個二維碼編碼層進行清洗、高溫滅菌和紫外滅菌；

8)在每個二維碼編碼層無二維碼圖案的一面滴上劑量為1～3μl、濃度為1～10mg/ml的相同抗生素溶液，并在常溫下固化干燥；

9)在每個固化后的抗生素上滴入劑量為1～3μl、濃度為1～10mg/ml的載藥層材料，并在常溫下固化干燥；

10)高溫滅菌和紫外滅菌后制得多個信息相同的抗生素編碼微芯片。

4.一種如權利要求1所述用于藥敏實驗的抗生素編碼微芯片的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1)使用控制立體光固化成型裝置的軟件同時設計多個二維碼結構，每個二維碼分別存儲不同抗生素的名稱、分子量、使用濃度、使用劑量和使用日期的信息；

2)選取二氧化硅或玻璃片作為基底并進行表面親水處理，使用無掩模光刻加工工藝在基底上一次制作多個信息不同、尺寸相同的二維碼，二維碼尺寸為300～800μm；

3)使用劃片機從基底上得到多個信息不同、尺寸相同的二維碼編碼層，編碼層尺寸為400～900μm；

4)對每個二維碼編碼層進行清洗、高溫滅菌和紫外滅菌；

5)根據二維碼的信息在每個二維碼編碼層無二維碼圖案的一面滴上對應的抗生素名稱、分子量、使用濃度、使用劑量和使用日期的抗生素溶液，并在常溫下固化干燥，每種抗生素溶液的使用濃度為1～10mg/ml、使用劑量為1～3μl；

6)在每個固化后的抗生素上滴入劑量為1～3μl、濃度為1～10mg/ml的載藥層材料，并在常溫下固化干燥；

7)高溫滅菌和紫外滅菌后一次制得多個抗生素信息不同的編碼微芯片。

5.一種如權利要求1所述的用于藥敏實驗的抗生素編碼微芯片的識別方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1)拍攝一張抗生素編碼微芯片上的二維碼圖像；

2)在MATLAB中打開圖像，圖像尺寸大小控制在500×500像素之內；

3)利用Ostu方法計算整幅圖像最適應閾值t后，遍歷每個像素點的灰度值，如果灰度值t,則賦值為255；反之則賦值為0；

4)提取圖像中連通區域并進行標記，用jet顯色方式表示；

5)遍歷所有的連通區域，計算它們的最小外接矩形；

6)對每個最小外接矩形中的每個像素進行判斷，如果在該像素的四領域或八領域方向存在非區域點，則繼續下一個像素的判斷；若不是非區域點，則填充為區域點，直到遍歷結束，得到處理后的二維碼圖像；

7)使用MATLAB中的二維碼識別方法或直接用手機掃描得到抗生素的信息。