[发明专利]一种生物芯片点样平台

说明书

技术领域

本发明涉及微阵列生物芯片的制备，更确切的说，涉及一种多指标、多人份并行检测用微阵列生物芯片的快速点样平台。

背景技术

现有的几种生物芯片制备的方法，基本上可分为两大类：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芯片载体上。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。点样的方式分两种，其一为接触式点样，即点样针直接与固相支持物表面接触，将样品留在固相支持物上；其二为非接触式点样，即喷点，它是以压电原理或微量电磁阀通断原理将样品通过毛细管直接喷至固相支持物表面。国内外的很多公司和科研机构先后开发出了各种具有各自特色的生物芯片点样仪。

现有的生物芯片点样仪，主要分为两种：一种是面向个人、实验室和医院的小型点样仪，其操作灵活，可满足各种个性化的点样要求，且价格低廉，但是点样效率较低，精度和工作稳定性较差，适用于科学研究与其他简单的应用。另一种是提供给生物芯片制造商或者专业研究机构的大型工作站，这些设备多采用精密的电控平台组成机械手，运动精度、点样效率、和工作稳定性都有明显提高，但是其价格高昂，所以该类设备适用于具有一定实力的生物芯片制造商或者专业研究机构进行深入研究和生产，且该类设备多为国外进口设备，由于其价格昂贵，耗材成本高，不适合在国内进行推广。另外，目前大多生物芯片点样设备都是设计为将探针点在玻片等刚性载体上，很少有点在膜等软性载体上，面向点样基质比较单一。

但是随着生物芯片技术的发展，生物芯片的需求增加，对生物芯片点样仪的要求也进一步提高，向精度更高、速度更快、效率更高、适用性更广的方向发展，而目前现有的生物芯片点样仪已经无法满足这种快速大型化生产的需要。与此同时，随着科学技术的进步，其它相关技术的迅速发展，却为生物芯片制备提供了更好的技术支持，比如运动控制技术中更高速、精度更高的精密线性电机的发明，必然会带来生物芯片点样技术中的革命。

发明内容

本发明的目的是提供一种微阵列生物芯片快速制备平台，可以克服上述技术的不足，提供一种高精度、快速高效、模块化、功能齐全、结构紧凑、可以应用于多指标、多人份检测用微阵列生物芯片的生产制备。本发明具有操作简便、速度快、效率高、精度高、适用性广等特点，不仅适用于实验室和医院研究用生物芯片的制备，而且适用于生物芯片制造商的生物芯片大规模生产，能加快生物芯片技术产业在国内的广泛推广及发展。

本发明的技术方案如下：

一种生物芯片点样平台，由工作平台、三维分配机械手、点样头、芯片固定平台、样品盒平台、点样针清洗干燥装置、电控箱、计算机组成；其中三维分配机械手、芯片固定平台、样品盒平台、点样针超声清洗干燥装置都固定在工作平台上，点样头固定或连接在三维分配机械手上；三维分配机械手、点样头、点样针清洗干燥装置、电控箱和计算机之间由数据线连接并受计算机软件控制。

所述的三维分配机械手由X轴、Y轴和Z轴组合而成，作为本发明的一种改进，其中X轴、Y轴由精密线性电机(或称线性马达)组合，而其中Z轴运动平台可以为线性电机，也可以为普通电控平移台。精密线性电机(或称线性马达)具有精密编码器进行反馈，形成闭环式控制。所述的三维分配机械手可以为龙门式结构——即X轴线性电机直接安装在底座上，包括相互平行的两条导轨和驱动电机，Y轴线性电机呈门字形安装在X轴上，Z轴运动平台连接在Y轴线性电机上，点样头安装在Z轴之上；也可以为倒垂式——即X轴线性电机通过支柱架在底座上空，Y轴线性电机直接安装在X轴上，然后Z轴运动平台连接在Y轴线性电机上，点样头安装在Z轴之上。