[发明专利]一种微阵列生物芯片制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物芯片制备技术，特别涉及一种微阵列并行检测用微阵列生物芯片的制备方法。

背景技术

现有生物芯片的制备方法，基本上可分为两类：一类是原位合成(即在支持物表面直接原位合成寡核苷酸探针)；一类是预合成后直接点样，将微量DNA溶液直接以微阵列的形式点放并固化在生物芯片基质上。由于原位合成方法非常复杂，所以大多数的DNA微阵列芯片都是采用合成点样法。而蛋白芯片的制备，由于方法的限制，都是采用先合成后点样的方法制备。合成点样法是将预先通过液相化学合成好的探针经纯化、定量分析后，通过微阵列点样平台，准确、快速地将不同探针样品定量点样于带正电荷的尼龙膜或硅片等相应位置上，固化后即得到DNA微阵列或蛋白芯片。

传统点样的方式分两种，其一为接触式点样，即点样针直接与生物芯片基质表面接触，将样品留在基质上；其二为非接触式点样，使用压电原理或微量电磁阀通断原理制作的专用微喷点样喷头，通过毛细管将样品喷至生物芯片基质表面。

接触式点样中，点样针需要先浸入源板中蘸取样品，提起后在针的顶端形成一定体积的液滴，移动到相应的玻片位置上，接触基片把样品转移，形成样点，不断重复这一过程，直至芯片制备完成。接触式点样缺点明显：实心点样针携带样品量很小，每次取样只能点样一次，生产过程很慢；每张芯片离源板的距离不一，点样针从微孔板转移样品到芯片需时间不等，蒸发对液滴的影响程度变化很大，使得样点直径均一性较差：离源板近的样点直径较大，远的直径则较小。

非接触式点样中，空心点样针先浸入源板中吸取少量的样品，然后点样针喷嘴把样品逐点喷射到芯片表面上。相比于接触式点样，非接触式点样针可以一次吸样多次点样，可以相对提高点样效率，但仍需要逐点喷样，无法同时进行多人份、多指标点样。

经过调研和实验表明，工业用喷墨头物理精度可以达到185dpi-360dpi，墨滴容积最小可达14pL-80pL不等，完全能够用于生物芯片的喷制。

发明内容

本发明是针对现在的生物制备效率低、无法多份同时点样的问题，提出了一种微阵列生物芯片制备方法，使用工业喷墨打印喷头的“喷印式”微阵列生物芯片制备方法，可以实现多指标、多人份检测用微阵列生物芯片的快速生产。 

本发明的技术方案为：一种微阵列生物芯片制备方法，具体包括如下步骤：

1）使用M个打印喷头组成喷头组，喷头平行于X方向安装，沿Y方向排列；

2）生物芯片基质沿Y方向与喷头组相对步进运动，通过驱动信号控制每个步进位置所对应喷头上相应喷嘴的动作，将一个指标的生物分子溶液喷射到沿X方向排列的一个或者多个微阵列生物芯片基质的预定位置上；

3）经过通过M个喷头的顺序动作，将M个指标的生物分子溶液依次逐行喷射到生物芯片基质的预定位置上，形成点样阵列。

所述点样密度和点样阵列的间距通过驱动信号控制一定间距上喷嘴的选通实现，若相邻喷嘴的间距为e，则点样阵列中样点间距为n·e，即两个工作喷嘴间距为n·e，n为两个工作喷嘴之间的喷嘴间隔个数，点样阵列的间距控制方法相似，记相邻两个点样阵列间距为m·e，即相隔m个喷嘴间距。

所述点样的大小由驱动信号的振幅大小和频率控制。

所述每个喷头只喷射一种指标的生物分子溶液。

所述点样阵列中样点在X方向和Y方向上间距相同，为喷嘴间距的整数倍。

所述X方向上排列的同一指标的样品点所对应的喷嘴由同一驱动信号驱动。

所述芯片基质沿Y方向与喷头组相对运动可以是喷头组运动，芯片基质固定；也可以是喷头组固定，芯片基质运动。

所述所使用的喷头工作方式可以为压电式或热力式。

所述生物分子溶液可以是核酸或蛋白质，核酸包括DNA探针。

所述生物芯片基质可以是一张或多张膜基质，也可以是一个或多个玻片，还可以是一块或多块多孔板。

本发明的有益效果在于：本发明微阵列生物芯片制备方法，可以实现多指标、多人份并行检测用微阵列生物芯片的制备；与目前已有的产品相比，速度快、精度高、适用性广、效率高、交叉污染少、维护使用简便、制造成本低等特点，非常适用于生物芯片的规模化生产，也适合于科研和应用。

附图说明

图1为本发明用于制备生物芯片的点样仪喷头组示意图；

图2为本发明微阵列生物芯片制备方法实例示意图；

图3为本发明微阵列生物芯片制备方法所制备的生物芯片微阵列结构图。

具体实施方式