CN1369709A - 组合式生物芯片及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组合式生物芯片及其制造方法。现有生物芯片是将大量多种的检测分子固定于载体的表面,因其表面固定大密度的检测分子,因而生产难度大,难以实现多样性。本发明是由多个小芯片和大芯片框架构成,将小芯片的载体进行APS－PDC化学物质处理后,在小芯片的表面固定含一种或一类的检测分子,再通过大芯片框架将多种小芯片组合在框架内,这样可以实现生物芯片的标准化生产,既降低了大规模生产难度,又实现了生物芯片的多样性,确保产品质量的稳定。
Description
本发明涉及生物医学领域，具体说是一种组合式生物芯片及其制造方法。
在现有技术中，生物芯片包括蛋白芯片和基因芯片，蛋白芯片是将特异性抗体、抗原分子固定在载体表面；基因芯片是将特异的DNA探针固定在载体表面；总之，生物芯片的制造方法是将大量检测分子通过打点方式或照像平板印刷术原位合成方式固定在载体表面上。采用打点方式生产的芯片检测分子的密度可达1000点/cm2。采用照像平板印刷术原位合成方式可在1.6cm2内集成40万个位点的寡聚核苷酸探针点阵，每一点可包括1000万条3′端固定的探针。而在这种高密度生物芯片生产过程中，其高密度的检测分子不仅增大了大规模生产芯片的难度，而且容易出现质量问题，造成生产成本大幅度的增加。
本发明的目的是提供一种制造成本低，便于大规模生产的组合式生物芯片及其制造方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种组合式生物芯片，包括壳体、载体，其特殊之处在于：所述生物芯片的壳体采用设置有凹形槽组合区4的壳体1，所述带检测分子的多个小芯片载体2固定于壳体的凹形槽组合区4内。
上述小芯片载体2可通过粘合剂固定于凹形组合区的壳体1内。
上述小芯片载体2可通过嵌合式固定于凹形组合区的壳体1内。
上述小芯片载体2可采用钢性材料。
上述小芯片载体2上可设置条形码。
所述组合式生物芯片的制造方法，其步骤如下：
1)、小芯片载体的预处理
将小芯片的载体在中无水乙醇荡洗5分钟，然后于45℃～60℃的烘干10分钟，然后进行APS-PDC化学物质处理。
2)、检测分子寡聚核苷酸链或蛋白质或多肽的修饰和连接：
3)、小芯片的粘合安装：
A、将大芯片的框架内的底部均匀喷涂一层粘合剂，将小芯片按要求的
种类组合并紧密排列地粘合于大芯片框内。
B、将组装好的芯片放置于37℃干燥箱内干燥3小时，以挥干粘合剂中
的有机溶剂。
C、将质检合格的组合式芯片打上条形码封存于塑料袋中。
上述小芯片可采用嵌合式安装方式。
上述检测分子为寡核苷酸链时：在寡核苷酸链的5′或3′端修饰氨基酸、吡咯基团，醛基，或修饰生物素基团。
上述检测分子为蛋白质或多肽时的不需要修饰。
上述APS-PDC化学物质处理步骤如下：
1)、将干燥的小芯片浸入，0.5％APS中2分钟后用丙酮浸泡5分钟。
2)、在烘箱100℃烘烤30分钟。
3)、用0.01％PDC浸泡40分钟。
4)、丙醇浸泡5分钟。
5)、40℃烘箱内放置。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是组合式生物芯片的结构示意图；
图2是图1横截面的局部放大剖面图；
图3是生物芯片的嵌合式结构示意图。
参见图1、图2，本发明由大芯片的壳体1、小芯片载体2、粘合剂层3构成。大芯片壳体1为一个带有凹形槽组合区4的壳体，凹形槽4是小芯片的载体组合和固定的区域。小芯片载体2可采用玻片，硅片，塑料片，甚至是金属片等钢性材料，载体表面通过打点方式将一种或一类检测用分子固定在小芯片2的载体表面上，检测分子根据需要可采用抗原、抗体或DNA探针等。在生产时，以一个小芯片载体2的大小作为单位面积，而带有凹形槽组合区4的壳体可呈现方形或长方形，其面积可容纳小芯片组合成的2×2、2×3、3×3、3×4、4×4、2×4等组合体。例如，要生产检测TB、HAV、HIV、HCV、HBV、HGV六种病原体基因的基因芯片，就可选用3×2的组合式芯片框架，再大规模单独生产六种病原体的小芯片。将大芯片框架的组合区内涂有一层粘合剂后，就可将六种小芯片紧密排列于其中，从而构成检测TB、HAV、HIV、HBV、HCV、HGV的组合式生物芯片。当然，若要检测其中TB、HAV、HIV、HCV四种病原体基因，则可选用2×2的组合式芯片壳体，再组装成能检测四种病原体基因的组合式生物芯片，这样既降低了生产难度，又有利于提高产品质量。
在生产的过程中，组合式生物芯片制造包括：小芯片载体的预处理，检测分子寡聚核苷酸，蛋白质和多肽的修饰和连接，小芯片的组合安装。
小芯片的材料采用玻璃片、硅片等钢性材料。采用玻璃片时，其长为0.38cm，宽为0.38cm，厚为3cm。将玻璃片放置于专用的固定架中。该固定架是为了固定小玻璃片，以便于进行生产操作，以及成品小芯片的保存和最后的小芯片的提取组装。每个固定架可装小芯片的数量根据点样器的规格而定。
首先，将小芯片载体的进行预处理：将小芯片连同固定架无水乙醇荡洗5分钟，然后于45℃～60℃的烘干10分钟。将小芯片用APS-PDC进行化学物质处理，APS为3胺丙基三甲氧基硅烷(3-aminopropyltrimethoxysilane，APS)，PDC为1，4-苯二异硫氰酸盐(1，4phenylene diisothiocyanate；PDC)。其APS-PDC具体处理方法为：
1)、将干燥的小芯片浸入，0.5％APS中2min后用丙酮5分钟。
2)、于烘箱100℃烘烤30min。
3)、用0.01％PDC浸泡40分钟。
4)、丙醇浸泡5min。
5)、40℃烘箱内放置，备用。
其次，检测分子寡聚核苷酸，蛋白质和多肽的修饰和连接：
当检测分子为寡核苷酸链时：在寡核苷酸链的5′或3′端修饰氨基酸、吡咯基因，醛基，或修饰生物素基因。
当检测分子为蛋白质或多肽时的不需要修饰。
以基因芯片生产为例，将检测用的DNA(30碱基的寡聚核苷酸链)探针5′端连接上Amino基团。该Amino基团为：N-trifluoroacctyl-6-aminohexyl-2-cyanocthylN′，N′-diisopropyl-phosphoroamidite(ABI)。连接方法以及探针的纯化等操作按常规操作进行。
将处理好的放置于固定架中的小芯片置于点样器中，将修饰好的DNA探针点于小芯片上。点样体积一般在5μl，探针浓度为3mM，点完后于无菌干燥箱内干燥24小时。将小芯片连同固定架用三蒸水荡洗5分钟。然后37℃干燥3小时。最后将小芯片连同固定架一同封存于塑料袋中。
最后，将小芯片的组合安装：将大芯片的框内的底部均匀喷涂一层粘合剂，将小芯片按要求的种类组合并紧密排列地粘合于大芯片框内。将组装好的芯片放置于37℃干燥箱内干燥3小时，以挥干粘合剂中的有机溶剂。
参见图3，将小芯片固定于大芯片框架内还可采用嵌合式结构，将小芯片载体做成带楔形的载体，而壳体的底部设置与楔形相吻合的槽，可将不同的小芯片根据需要嵌入壳体的组合区内，即可形成组合式生物芯片。
在生产的过程中，为便于识别，可在芯片上设有芯片条形码，记录该芯片检测分子的分布资料，这样就可实现大规模生产方式，并且生产出多种个性化的组合式生物芯片。
本发明相对于现有技术，其优点如下：
1、根据需要大规模生产小芯片，这样有利于控制生产质量，降低生产难度，提高生产率。
2、因采用组合方式，因而可根据客户需求，组合成多种个性化生物芯片。
Claims (10)
1、一种组合式生物芯片，包括壳体、载体，其特征在于：所述生物芯片的壳体采用设置有凹形槽组合区(4)的壳体(1)，所述带检测分子的多个小芯片载体(2)固定于壳体的凹形槽组合区(4)内。
2、根据权利要求1所述的组合式生物芯片，其特征在于：所述小芯片(2)的载体通过粘合剂固定于凹形组合区的壳体(1)内。
3、根据权利要求1所述的组合式生物芯片，其特征在于：所述小芯片(2)的载体通过嵌合式固定于凹形组合区的壳体(1)内。
4、根据权利要求1或2或3所述的组合式生物芯片，其特征在于：所述小芯片载体(2)采用钢性材料。
5、根据权利要求4所述的组合式生物芯片，其特征在于：所述小芯片载体(2)上设置条形码。
6、一种组合式生物芯片的制造方法，其步骤如下：
1)、小芯片载体的预处理
将小芯片的载体在中无水乙醇荡洗5分钟，然后于45℃～60℃的烘干10分钟，然后进行APS-PDC化学物质处理。
2)、检测分子寡聚核苷酸链或蛋白质或多肽的修饰和连接：
3)、小芯片的粘合安装：
A、将大芯片的框架内的底部均匀喷涂一层粘合剂，将小芯片按要求的
种类组合并紧密排列地粘合于大芯片框内。
B、将组装好的芯片放置于37℃干燥箱内干燥3小时，以挥干粘合剂中
的有机溶剂。
C、将质检合格的组合式芯片打上条形码封存于塑料袋中。
7、根据权利要求6所述的组合式生物芯片的制造方法，其特征在于：所述小芯片采用嵌合式安装方式。
8、根据权利要求6所述的组合式生物芯片的制造方法，其特征在于：
所述检测分子为寡核苷酸链时，在寡核苷酸链的5′或3′端修饰氨基酸、吡咯基团，醛基，或修饰生物素基团。
9、根据权利要求6所述的组合式生物芯片的制造方法，其特征在于：
所述检测分子为蛋白质或多肽时的不需要修饰。
10、根据权利要求6所述的组合式生物芯片的制造方法，其特征在于：所述APS-PDC化学物质处理步骤如下：
1)、将干燥的小芯片浸入，0.5％APS中2分钟后用丙酮浸泡5分钟。
2)、在烘箱100℃烘烤30分钟。
3)、用0.01％PDC浸泡40分钟。
4)、丙醇浸泡5分钟。
5)、40℃烘箱内放置。
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| CN103068486A (zh) * | 2010-07-09 | 2013-04-24 | 索菲昂生物科学有限公司 | 用于微流体分析系统中的芯片组件 |
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2001
- 2001-02-12 CN CN 01106740 patent/CN1369709A/zh active Pending
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| US9975120B2 (en) | 2010-07-09 | 2018-05-22 | Sophion Bioscience A/S | Chip assembly for use in a microfluidic analysis system |
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