微陣列式制備生物芯片的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微陣列式制備生物芯片的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]生物芯片以樣品點(diǎn)的有序排列方陣存在形式為主要特征，樣點(diǎn)密度從幾十到上萬點(diǎn)每平方厘米，一塊生物芯片上有多個(gè)方陣，方陣內(nèi)的樣品點(diǎn)不同，有的樣品點(diǎn)需復(fù)制幾次。目前生物芯片的制備方法主要采用生物芯片點(diǎn)樣儀(或亦可稱作“點(diǎn)樣裝置”)把所要研宄或檢驗(yàn)用的DNA，RNA，多膚，蛋白質(zhì)及其他生物成分按所希望的矩陣點(diǎn)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(zhì)載體上，從而形成生物分子點(diǎn)陣。
[0003]其中，采用非接觸式點(diǎn)樣法具有點(diǎn)樣速度快、噴點(diǎn)量準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)成為了點(diǎn)樣儀發(fā)展的主要趨勢。特別是基于噴印技術(shù)生物芯片的制作已經(jīng)成為研宄熱點(diǎn)，采用壓電式噴頭進(jìn)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(dāng)小(約5?40pL)，為了滿足生物芯片單個(gè)芯片樣點(diǎn)的容積(約為10?15nL)要求，需要噴頭移動(dòng)到樣品點(diǎn)位置處，靜止不動(dòng)，多次噴射，使沉積在點(diǎn)樣基質(zhì)上的液滴容積達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)后才移動(dòng)至下一點(diǎn)。但是由于噴嘴尺寸不可能做到完全一樣，總會(huì)有一點(diǎn)誤差，如果噴射一次，誤差可以忽略不計(jì)，可單個(gè)芯片樣點(diǎn)需要噴嘴多次噴射(幾十或幾百次)，累計(jì)的誤差比較大，不可以忽略不計(jì)；且由于樣點(diǎn)是由噴嘴在同一位置多次噴射的液滴沉積擴(kuò)散形成，在微觀上造成擴(kuò)散后的樣點(diǎn)物質(zhì)分布不均勻，不利于后續(xù)生物芯片充分反應(yīng)，如上圖。
[0004]由于上述原因降低了生物芯片上樣點(diǎn)的質(zhì)量，在一定程度上影響研宄或檢驗(yàn)的結(jié)果O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是提供一種微陣列點(diǎn)樣的方法和設(shè)備以改善樣點(diǎn)質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明的生物芯片點(diǎn)樣方法包括以下步驟:
[0007]將生物芯片基質(zhì)固定在托盤上，基質(zhì)上存在有多列生物芯片有序分布；
[0008]通過多排噴嘴式噴頭(類似于現(xiàn)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(cuò)開的距離為e，e彡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(zhì)的相應(yīng)位置上；
[0009]以規(guī)定的點(diǎn)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(shù)量以完成一個(gè)圓形或多邊形的微陣列，重復(fù)點(diǎn)樣以完成同一種樣品的點(diǎn)樣；然后清洗、干燥、取樣，進(jìn)行另一種樣品的點(diǎn)樣，重復(fù)執(zhí)行以上動(dòng)作以完成生物芯片的制作。
[0010]一種微陣列制備生物芯片的方法:橫向移動(dòng)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(gè)噴射位置處工作噴嘴的數(shù)量，點(diǎn)出一個(gè)圓形或多邊形的微陣列，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單個(gè)樣占.V，
[0011]根據(jù)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(gè)芯片樣點(diǎn)容積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于噴嘴單次噴射出液滴容積。故一個(gè)樣點(diǎn)容積為Vim ;—個(gè)噴嘴單次噴射出的樣品液滴容積為;則單個(gè)芯片樣點(diǎn)需要噴射的微陣列網(wǎng)格總數(shù)n:n = V^ /V噴點(diǎn)。
[0012]根據(jù)以上所述的一種微陣列制備生物芯片的方法，其中，因?yàn)樯镄酒臉狱c(diǎn)容積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單次噴射出液滴容積(幾十或幾百倍)，所以樣點(diǎn)劃分的微陣列網(wǎng)格數(shù)很多，即使有個(gè)別噴嘴的噴射量不一致，總的樣品量具有誤差平均效應(yīng)；且在微觀上樣點(diǎn)里物質(zhì)分布均勻，樣點(diǎn)的質(zhì)量較高。
[0013]一種微陣列式制備生物芯片的方法，包括:
[0014]移動(dòng)多排噴嘴式噴頭到指定位置；
[0015]控制由哪些噴嘴進(jìn)行工作；
[0016]控制工作噴嘴在每相隔微小距離處噴射溶液進(jìn)行點(diǎn)樣；
[0017]點(diǎn)出一個(gè)圓形或多邊形的微陣列的樣點(diǎn)。
[0018]根據(jù)上述的一種微陣列式制備生物芯片的方法，
[0019]其中，一個(gè)樣點(diǎn)容積為Vti^;
[0020]一個(gè)噴嘴單次噴射出的樣品液滴容積為；
[0021]則單個(gè)芯片樣點(diǎn)需要噴射的微陣列網(wǎng)格總數(shù)η:η= V樣點(diǎn)/V噴點(diǎn)。
[0022]根據(jù)上述的一種微陣列式制備生物芯片的方法，其中:
[0023]在每一張生物芯片基質(zhì)上存在多個(gè)樣品方陣，樣品方陣又是由不同的樣點(diǎn)有序組合而成，在完成一個(gè)樣點(diǎn)的噴射點(diǎn)樣后，繼續(xù)控制噴嘴執(zhí)行其他樣點(diǎn)的點(diǎn)樣。
[0024]根據(jù)上述的一種微陣列式制備生物芯片的方法，當(dāng)噴頭移動(dòng)到指定位置，工作噴嘴同時(shí)噴射溶液。
[0025]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(gè)樣點(diǎn)的噴射點(diǎn)樣后，控制噴嘴移動(dòng)到另一個(gè)樣點(diǎn)位置噴射點(diǎn)樣。
[0026]一種制備生物芯片的設(shè)備，包括:
[0027]多排噴嘴式噴頭、驅(qū)動(dòng)裝置和控制裝置，其中，
[0028]驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)多排噴嘴式噴頭到指定位置；
[0029]控制裝置控制由哪些噴嘴進(jìn)行工作；
[0030]控制裝置控制工作噴嘴在每相隔微小距離處噴射溶液進(jìn)行點(diǎn)樣；
[0031]工作噴嘴點(diǎn)出一個(gè)圓形或多邊形的微陣列的樣點(diǎn)。
[0032]如上所述的一種制備生物芯片的設(shè)備，
[0033]其中，一個(gè)樣點(diǎn)容積為V樣點(diǎn)；
[0034]一個(gè)噴嘴單次噴射出的樣品液滴容積為；
[0035]則單個(gè)芯片樣點(diǎn)需要噴射的微陣列網(wǎng)格總數(shù)η:η= V樣點(diǎn)/V噴點(diǎn)。
[0036]如上所述的一種制備生物芯片的設(shè)備，其中:
[0037]在每一張生物芯片基質(zhì)上存在多個(gè)樣品方陣，樣品方陣又是由不同的樣點(diǎn)有序組合而成，在完成一個(gè)樣點(diǎn)的噴射點(diǎn)樣后，控制裝置繼續(xù)控制噴嘴執(zhí)行其他樣點(diǎn)的點(diǎn)樣。
[0038]如上所述的一種制備生物芯片的設(shè)備，當(dāng)噴頭移動(dòng)到指定位置，工作噴嘴同時(shí)噴射溶液。
[0039]如上所述的一種制備生物芯片的設(shè)備，其中在完成一個(gè)樣點(diǎn)的噴射點(diǎn)樣后，控制裝置控制驅(qū)動(dòng)裝置使噴頭移動(dòng)到另一個(gè)樣點(diǎn)位置噴射點(diǎn)樣。
[0040]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，為了方便敘述，假定點(diǎn)出圓形的微陣列，且噴頭中相鄰兩排噴嘴在垂直方向上錯(cuò)開的距離e為零(每排噴嘴齊平)。樣點(diǎn)里每個(gè)噴射位置相應(yīng)數(shù)量噴嘴同時(shí)噴射，通過移動(dòng)多排噴嘴式噴頭，以實(shí)現(xiàn)樣品點(diǎn)的點(diǎn)樣，以此避免因噴頭上噴嘴尺寸的略微差異，在同一位置處累計(jì)噴射造成樣點(diǎn)大小的不一和在微觀上造成擴(kuò)散后的樣點(diǎn)物質(zhì)分布不均勻。由于噴頭多個(gè)噴嘴同時(shí)工作，提高了點(diǎn)樣效率，縮短了生物芯片的制備時(shí)間。
[0041]本發(fā)明提供一種微陣列替代單個(gè)樣點(diǎn)制備生物芯片的方法。噴頭由一排或多排陣列噴嘴組成，噴嘴單次噴射的液滴容積相當(dāng)小(為單個(gè)芯片樣點(diǎn)的幾十或幾百分之一)，傳統(tǒng)的制備方法是噴頭移至相應(yīng)樣品點(diǎn)位置靜止不動(dòng)，噴嘴多次噴射液滴以達(dá)到樣點(diǎn)的容積要求，液滴沉積擴(kuò)散形成一個(gè)圓形或者多邊形生物樣點(diǎn)。由于噴頭上的噴嘴尺寸不可能做到完全一樣，總會(huì)有一點(diǎn)誤差，如果噴射一次，誤差可以忽略不計(jì)，但是單個(gè)芯片樣點(diǎn)需要噴嘴多次噴射(幾十或幾百次)，累計(jì)的誤差比較大，不可以忽略不計(jì)；且由于樣點(diǎn)是由噴嘴在同一位置多次噴射的液滴沉積擴(kuò)散形成，在微觀上造成擴(kuò)散后的樣點(diǎn)物質(zhì)分布不均勻，不利于后續(xù)生物芯片充分反應(yīng)。為了克服以上兩個(gè)生物芯片的不足，本發(fā)明提出把傳統(tǒng)上的單個(gè)樣點(diǎn)劃分為許多網(wǎng)格，在每個(gè)網(wǎng)格里噴射一個(gè)液滴，形成微陣列。這樣形成的樣點(diǎn)大小與傳統(tǒng)的單個(gè)樣點(diǎn)相同，樣點(diǎn)內(nèi)的物質(zhì)分布均勻，且由于樣點(diǎn)由多個(gè)微陣列組成，即使有個(gè)別噴嘴的噴射量不一致，總的樣品量具有誤差平均效應(yīng)，有利于后續(xù)生物芯片充分反應(yīng)，可以大幅度提尚樣點(diǎn)質(zhì)量。
【附圖說明】