[发明专利]基因芯片微点阵操作平台

说明书

本发明涉及微点阵芯片的制备。

基因微阵列芯片是生物芯片中最常见的一种，它可以同时对成千上万个基因进行分析，基因微点阵芯片的制作主要有两大类：一是采用在芯片点阵上直接合成寡核苷酸的方式，如Affymetrix公司利用半导体工业中的光板印刷技术定点曝光点阵，在使用固相光化学合成方法，并行合成高密度的寡核苷酸点阵。二是采用点阵式或喷墨式印刷法将微量DNA溶液直接已阵列形式点放并固相化在芯片载体上以制备DNA微点阵芯片。

由于大多数的DNA微点阵芯片都是采用第二类制作工艺制备，因此Microarray仪器在国外的研制开发非常迅速，已有很多国外公司推出了具有自己特色的产品。国外同类产品技术特点主要分为三类：Piezoelectric Printing Technology(压电印刷技术)、Syringe-Solenoid Printing Technology(注射器-螺线管印刷技术)和Pin Printing Technology(点针印刷技术)。压电印刷技术利用一个压电晶体(如陶瓷材料)与储液室相连，储液室由玻璃毛细管制成，其内部可储藏液体DNA样品。当加上电压后引起晶体的变形，从而挤压毛细管，从尖端喷射出一小滴液体。注射器一螺线管印刷技术，原理与注射器类似通过一个高精密度的注射器，将液体样品压出。以上两种技术都属于非接触印刷技术，即点样时针尖不与固体介质直接接触，而点针印刷技术属于接触性印刷技术，点样时针尖与固体介质直接接触把样品点于介质上。点针印刷技术是应用最广泛的一种技术，常用的点样针有Solid Pin(实心针)、Split Pin(狭缝针)、Tweezer、Micro Spotting Pin等。

上述的设备昂贵，耗材成本高，不适合在国内进行推广，而且大都是将探针点在载玻片上，很少有点尼龙膜的装置。

本发明目的是提供一种基因芯片微点阵操作平台，可以克服上述技术的不足，本发明具有成本低、效率高、精确、操作简单、防止交叉污染等特点使基因芯片技术能在国内广泛推广。

本发明包括三个电控平移台组成的三维机械手、点样头、电控箱、计算机构成，机械手具有单臂和双臂，同时具有1-18针的点样头，在计算机软件的控制下操作电控箱和机械手。三维机械手有X、Y和Z轴。

本发明结合附图详细描述如下：

图1是本发明基因芯片微点阵操作平台示意图；图2是针架的俯视图；图3是点样针的剖面示意图；图4是点样针在针架上的排列剖面图。

如图所示，1为点样臂，为有机玻璃制作，可以是一个以上；2为精密平移台，为一维精密操纵器；3为点样头架，有机玻璃制作，用于装载针架；4为针架；5为精密电控平移台Z轴；6为精密电控平移台Y轴；7为精密电控平移台X轴；8为光学平台；9为电控箱；10为计算机；11为放置点样针的通道，共3×6=18个；12为贮液腔；13为点样针头壁；14为样品通道；15为点样针外套；16为点样针样品出口。

精密电控平移台X轴7固定到为光学平台8，精密电控平移台Y轴6连接到精密电控平移台X轴7，精密电控平移台Z轴5连接到精密电控平移台Y轴6，点样臂1连接到精密电控平移台Z轴5上，精密平移台2连接到点样臂1上，点样头架3连接到精密平移台2上，针架4放置到点样头架3上，点样针放置到针架4的放置点样针的通道11上，用数据线分别把精密电控平移台Z轴5、精密电控平移台Y轴6和精密电控平移台X轴7连接到电控箱上，最后把电控箱9连接到计算机10上。

使用方法：将尼龙膜固定到玻璃板上，玻璃板装到光学平台8上，打开电控箱9电源，启动计算机10并打开电控箱控制软件，将精密电控平移台Z轴5归零，用精密平移台2调整点样头架3的高度，将样品置入点样针的贮液腔中，然后把点样针放置到针架4的放置点样针的通道11上，设计点样模板并执行进行点样，当一组样品点样完成后取下针架4，换上装有下一组样品针架进行点样直到完成所有样品的点样。

点样针上部是贮液腔12下部是点样针颈由点壁13和样品通道14构成，点样针颈外装有点样针外套15，点样针样品出口16设计为锥形。

点样针的制作可选用下列参数：

点样针上部为一贮液腔12可贮存样品5-100微升，样品通道14直径为0.1-0.17mm，长度为1.2-1.7mm，外径为0.5mm，点样针外还套有一个直径为2mm的点样针外套15，点样针样品出口16设计为锥形。

计算机控制软件的设计模型是控制三微机械手、控制点的数目和能在相同的点上重复。