[发明专利]一种简易低成本微阵列芯片点样器及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微阵列芯片点样器及使用方法，更确切地说所述微阵列芯片点样器具有简易和低成本特点，所述的点样器可应用于生物医学的高通量分析和筛选等领域。

背景技术

微阵列芯片（Microarray）是近年发展起来的一种新的分子生物学研究工具，它通过在基片表面有序地排列大量具有生物识别功能的分子或生物样品，利用生物分子间特异相互作用，实现对核酸、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。微阵列芯片技术可以在一次实验中特异性检出样品中的多种成分或致病因子，在基因研究、临床诊断、新药开发、环境保护等多个领域都具有广泛的应用价值，已成为当前生物医学领域的革命性前沿技术之一。虽然微阵列芯片技术具有非常突出的技术上的优势，虽也经历了近二十年的发展，但是目前并未能获得到广泛应用，主要原因在于微阵列芯片价格太高，限制了其用户规模。所以，要实现微阵列芯片技术的广泛应用，关键在于降低微阵列芯片的应用成本。目前微阵列芯片制作技术主要包括：接触式点样技术和非接触式点样技术；接触式点样技术一般是利用点样针头与基片表面直接接触，实现样品在基片表面的有序分配；而非接触式点样技术类似于喷墨打印技术，利用压电、静电或热膨胀等方法将微喷头中的样品喷射至基片表面，实现微阵列芯片制作。虽然这两种技术均已相当成熟，但市场上也有不少相关产品，但是这两种技术在实际应用中均存在以下局限：1.点样设备所用点样针头（或喷头）和点样机器人价格昂贵，导致微阵列芯片制作成本居高不下；2.点样设备精密复杂，需要经过专门培训的技术人员操作，增加了人力成本；3.点样设备体积庞大，且对环境条件有较高要求，需要专门的存放空间；4.点样设备所用点样针头（或喷头）均为重复使用，存在样品交叉污染的危险；5.点样过程对样品的表面张力和粘度等性质敏感，易造成不同样品在最终点样效果的不均一和不一致，从而影响数据分析的可靠性和可信度[Barbulovic-Nad I,Lucente M,Sun Y,Zhang M,Wheeler AR,Bussmann M.Bio-microarray fabrication techniques--a review.Crit Rev Biotechnol.2006,26(4):237-59;Dufva M.Fabrication of high quality microarrays.Biomol Eng.2005,22(5-6):173-84.]。此外，这两种技术虽然在大批量芯片制作中，具有自动化和速度方面的优势，但是不适宜用于微阵列芯片的小批量、DIY（Do it yourself）制作，因此在众多普通实验室中难以得到推广应用。为了实现微阵列芯片技术的广泛应用，将微阵列芯片用户范围从大型科研单位扩大到数量众多的医院和普通实验室，真正发挥微阵列技术在临床诊断、基因研究、新药开发等领域的优势，迫切需要发展一种新型、低成本、简易的微阵列芯片制备装置，以大幅度降低微阵列芯片的制作成本，拓展其应用规模，直接为亿万病人和众多中小实验室服务。这无疑成为本发明的构思。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简易低成本微阵列芯片点样器，所提供的点样器无需精密昂贵的机械装置和外接供能单元，可简便、迅速地制备高质量的微阵列芯片，具有操作简便、成本低廉的特点，从而可望实现微阵列芯片技术在临床和高通量生化分析方面的的普及应用。

本发明提供的一种简易低成本微阵列芯片点样器，其特征在于：所述点样器为一个包含微通孔阵列和一组微管道的硅橡胶芯片，芯片上微通孔阵列的每个通孔至少与一条微管道相通，各条微管道之间相互独立，且每条微管道至少连接一个进样口。所述点样器包含至少一个微通孔阵列，且每个微通孔阵列所有通孔几何形状尺度均一致，通孔的几何形状可以为圆形、椭圆形和多边形中任意一种。对于简单的样品点阵排布来说，点样器的各条微管道可以位于同一层；对于复杂的点阵排布来说，为了防止样品分配过程中各条管道中样品的交叉混合，点样器的各条微管道可以位于二层及以上不同层，不同层的微管道均与对应的进样口和微通孔相连。

依据使用过程中的作用，所述点样器包含上下两个功能表面（如图2所示），上表面包含进样口，用于加样；下表面包含微通孔阵列，用于限定待固定样品与基片接触反应区域。而且，点样器下表面除微通孔区域外其余为平整平面，以保证点样过程中点样器与基片的紧密贴合；下表面面积应等于或小于待点样基片面积，以保证点样过程中所有微通孔阵列均坐落于基片上。