一種微陣列生物芯片制備裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種微陣列生物芯片制備裝置，包括M個打印噴頭組成噴頭組、生物芯片基質和驅動器，M個打印噴頭平行于X方向安裝，沿Y方向排列；驅動器驅動生物芯片基質沿Y方向與噴頭組相對步進運動，M個噴頭將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。此裝置可以實現多指標、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。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術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裝置。
技術介紹
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。
技術實現思路
本技術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裝置，使用工業噴墨打印噴頭的“噴印式”微陣列生物芯片制備裝置，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。本技術的技術方案為一種微陣列生物芯片制備裝置，包括M個打印噴頭組成噴頭組、生物芯片基質和驅動器，M個打印噴頭平行于X方向安裝，沿Y方向排列；驅動器驅動生物芯片基質沿Y方向與噴頭組相對步進運動，M個噴頭將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。本技術的有益效果在于本技術微陣列生物芯片制備裝置，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I為本技術用于制備生物芯片的點樣儀噴頭組示意圖；圖2為本技術微陣列生物芯片制備裝置實例示意圖；圖3為本技術微陣列生物芯片制備裝置所制備的生物芯片微陣列結構圖。具體實施方式如圖I或圖2所示，1-8為噴頭組成的噴頭組，9為生物芯片基質，10-17為工作噴嘴的示意位置，a、b為典型陣列結構中的兩種不同指標樣點。生物芯片基質9沿Y方向移動，當芯片基質9的預定位置運動到第一個噴頭I的位置時，驅動信號控制噴頭I的10、11和12、13處對應的噴嘴動作，將生物分子溶液樣品a噴射到基質上。當芯片預定位置運動到第二個噴頭2所在位置時，驅動信號控制噴頭的14、15和16、17處對應的噴嘴動作，將生物溶液樣品b噴射到基質上。這樣就在X方向上完成了第一列點樣列。其它點樣列的制備方法相同，分別由3到8號噴頭完成，最終結果如圖3所示生物芯片微陣列結構圖。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10、11的間距為e，則點樣陣列中樣點間距為η · e,即兩個工作噴嘴間距為η · e，η為兩個工作噴嘴之間的噴嘴間隔個數。選通的工作噴嘴之間的噴嘴間隔個數越小，樣點間距越小，點樣密度越高。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。樣點的大小由驅動信號的振幅大小和頻率控制，振幅較小的驅動信號產生小液滴，振幅較大的信號能產生中型液滴，而兩個緊密的脈沖可以連續噴出小液滴和中型液滴，它們在空中完成合并過程，落在基質上形成較大的樣點。本技術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，比接觸式機械點樣方法和非接觸式微噴點樣針式點樣速度快，尤其是大規模生產；精度高，噴墨式點樣液滴小，密度高，精度好，定量準確、樣點均一，重現性好；適用性廣，可以對多種材料的片基進行點樣，可以是一張或多張尼龍膜或者硝酸纖維膜等膜基質，也可以是一個或多個玻片等剛性基質，還可以是一塊或多塊多孔板；效率高，本點樣平臺橫向可以對噴墨范圍內多個人份同時點樣，也多個噴頭組同時作業；縱向可以對多人份流水作業，并且可以進行多指標樣品的點樣，大大提高了點樣效率；交叉污染少，一個噴頭單元只負責點其中一個指標的樣品，節省了更換樣品時 清洗時間，還有效的減少了不同樣品間的交叉污染。權利要求1.一種微陣列生物芯片制備裝置，其特征在于，包括M個打印噴頭組成噴頭組、生物芯片基質和驅動器，M個打印噴頭平行于X方向安裝，沿Y方向排列；驅動器驅動生物芯片基質沿Y方向與噴頭組相對步進運動，M個噴頭將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。2.根據權利要求I所述微陣列生物芯片制備裝置，其特征在于，所述點樣的大小由驅動號的振幅大小和頻率控制。3.根據權利要求I所述的微陣列生物芯片制備裝置，其特征在于，所述每個噴頭只噴射一種指標的生物分子溶液。4.根據權利要求I所述的微陣列生物芯片制備裝置，其特征在于，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。5.根據權利要求I所述的微陣列生物芯片制備裝置，其特征在于，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。6.根據權利要求I所述的微陣列生物芯片制備裝置，其特征在于，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。專利摘要本技術涉及一種微陣列生物芯片制備裝置，包括M個打印噴頭組成噴頭組、生物芯片基質和驅動器，M個打印噴頭平行于X方向安裝，沿Y方向排列；驅動器驅動生物芯片基質沿Y方向與噴頭組相對步進運動，M個噴頭將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。此裝置可以實現多指標、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本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微陣列生物芯片制備裝置，其特征在于，包括M個打印噴頭組成噴頭組、生物芯片基質和驅動器，M個打印噴頭平行于X方向安裝，沿Y方向排列；驅動器驅動生物芯片基質沿Y方向與噴頭組相對步進運動，M個噴頭將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。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡錦達，蔣振飛，齊建虹，
申請(專利權)人：上海理工大學，
類型：實用新型
國別省市：