一种新型高通量封闭式微阵列印刷系统技术方案

本实用新型专利技术涉及生物芯片技术领域，具体涉及一种新型高通量封闭式微阵列印刷系统，包括：微阵列印刷模块，包括微阵列印刷板和温控单元，用于将微阵列制作溶液中的核酸，蛋白质等印刷到芯片表面的同时提供一个最佳吸附温度；微阵列印刷液路系统，包括加样泵、供液泵和阀，用于持续向微阵列印刷模块添加定体积的微阵列制作溶液；微阵列印刷运动系统，用于移动微阵列印刷模块。本实用新型专利技术结构简单，可以提高微阵列斑点间的均一性，避免斑点间的交叉污染，特别是提高蛋白微阵列中的斑点的蛋白质固定量，以突破限制生物芯片发展的瓶颈。以突破限制生物芯片发展的瓶颈。以突破限制生物芯片发展的瓶颈。

【技术实现步骤摘要】
一种新型高通量封闭式微阵列印刷系统


[0001]本技术涉及生物芯片
，具体涉及一种新型高通量封闭式微阵列印刷系统。

技术介绍

[0002]生物芯片是利用制作在基底上的微阵列实现特定功能的检测方法，可应用于包括基因组学﹑蛋白质组学﹑脂质组学﹑代谢组学和细胞组学的广阔领域。由于生物芯片具有检测通量高，灵敏度高，样品/试剂消耗少，使用方便等优点，所以生物芯片相关技术广受生命科学﹑医学﹑药学与体外诊断等领域关注。生物芯片作为当代极为重要的新兴科学技术平台和国家层面产业转型的潜在战略领域，正处于一个非常重要的发展阶段。
[0003]生物芯片制作工艺复杂，制作产品良率低是限制生物芯片发展的瓶颈。目前，特别是在蛋白质芯片制作中，例如Aurora VERSA 10 Spotter，Genetix Qarray
®
，BioJet
™ꢀ
Non
‑
Contact Nanoliter to Microliter Solenoid Dispenser等产品大多采用销钉印刷，喷印，压电喷印的技术制作微阵列。除现有产品以外，例如US6594432，US6110426等专利中使用了毛细管制作微阵列，但其操作与销钉印刷所进行的操作是相似的。US6623696，US6391625，JP10084639等专利利用了一种旋转涂布的方法。但是，上述技术手段制作的微阵列中常会出现咖啡圈（coffee ring）和彗星拖尾（comet tailing）现象。并且，在微阵列制作过程中，也将会因为环境温度，湿度，缓冲液粘度，表面张力，离子强度等因素造成微阵列斑点间的均一性差，斑点间的交叉污染等问题。特别是在制作蛋白微阵列的过程中，蛋白质的浓度和纯度会严重限制现行技术产生的斑点的固定量。因此，解决上述问题是突破生物芯片发展瓶颈的重要方向。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本技术提供了一种新型高通量封闭式微阵列印刷系统。
[0005]为实现上述目的，本技术采取的技术方案为：一种新型高通量封闭式微阵列印刷系统，包括：微阵列印刷模块，包括微阵列印刷板和温控单元，用于将微阵列制作溶液中的核酸，蛋白质等印刷到芯片表面的同时提供一个最佳吸附温度；微阵列印刷液路系统，包括加样泵、供液泵和阀，用于持续向微阵列印刷模块添加定体积的微阵列制作溶液；微阵列印刷运动系统，用于移动微阵列印刷模块。
[0006]进一步地，所述微阵列印刷板内载多条微阵列印刷板内流路和微阵列印刷板内储液腔，微阵列印刷板内储液腔设置在微阵列印刷板的末端，每条微阵列印刷板内流路对应不同种类或不同浓度的微阵列溶液。
[0007]进一步地，所述微阵列印刷板内加装质控传感器，采用但不限于压力传感器、霍尔传感器、光电传感器、位移传感器、力传感器等及其组合。
[0008]进一步地，所述供液泵与加样泵采用但不限于压力泵﹑注射泵﹑蠕动泵﹑齿轮泵、螺杆泵、柱塞泵、隔膜泵等及其组合，阀采用但不限于电磁阀，液压阀、气动阀、截止阀、旋塞
阀、球阀、蝶阀、旋转分配阀等及其组合。
[0009]进一步地，所述微阵列印刷运动系统采用但不限于单轴机械臂、多轴机械臂、单轴滑台、多轴滑台、载物台及其组合，且，为了便于微阵列印刷模块与芯片的贴合，设置有用于实现芯片夹持固定的夹具。
[0010]进一步地，温控单元采用但不限于固相（金属板，导热板等）导热温控、液相（水，硅油等）导热温控、气相（惰性气体）导热温控、全包裹式导热温控、半包裹式导热温控、局部导热温控及其组合。
[0011]本技术具有以下有益效果：
[0012]可以提高微阵列斑点间的均一性，避免斑点间的交叉污染，特别是提高蛋白微阵列中的斑点的蛋白质固定量，以突破限制生物芯片发展的瓶颈。
附图说明
[0013]图1为本技术实施例新型高通量封闭式微阵列印刷系统结构示意图；
[0014]图2为本技术实施例新型高通量封闭式微阵列印刷系统内单通道印刷示意图；
[0015]图3为本技术实施例中微阵列印刷板结构示意图。
具体实施方式
[0016]为了使本技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0017]如图1
‑
图2所示，本技术的一种新型高通量封闭式微阵列印刷系统，包括：微阵列印刷模块1，包括微阵列印刷板11和温控单元12，用于将微阵列制作溶液中的核酸，蛋白质等印刷到芯片4的表面的同时提供一个最佳吸附温度；微阵列印刷液路系统2，包括加样泵21、供液泵22和阀23，用于持续向微阵列印刷模块添加定体积的微阵列制作溶液；微阵列印刷运动系统3，用于移动微阵列印刷模块1。
[0018]本实施例中，如图3所示，所述微阵列印刷板11内载多条微阵列印刷板内流路111和微阵列印刷板内储液腔112，每条微阵列印刷板内流路111对应不同种类或不同浓度的微阵列溶液。所述微阵列溶液包括但不限于蛋白质、核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）、细胞、肽、凝集素、修饰的多糖、合成的复合大分子、功能化的纳米结构、合成聚合物、修饰/封闭的核苷酸/核苷、合成寡核苷酸、修饰/封闭的氨基酸、荧光团、发色团、配体、螯合物、半抗原、药物化合物、抗体、糖、脂质、脂质体、组织、病毒、任何纳米或微米级物体及其任何组合。对应不同的用途，微阵列印刷板内流路111的形状可采用但不限于圆形、矩形、菱形、三角形等多种形态；微阵列印刷板内流路111的直径/宽度尺寸可根据需求采用适当数值。微阵列印刷板内储液腔112设置在微阵列印刷板11的末端，储液腔的设置有利控制微阵列斑点的大小与形状的灵活控制，微阵列印刷板内储液腔112的形状可采用但不限于圆形、矩形、菱形、三角形、六边形、八边形、多边形等多种形状。并且储液腔的设计也可以灵活控制微阵列最终形成的图形图案。此外，储液腔的设计有利于节省微阵列制作溶液使用量。最重要的是，储液腔的设计可以有效地减小微阵列制作溶液固定到芯片时地溶剂蒸发，从而
提高微阵列的质量。但在不同的需求中，也可以取消储液腔的设计。微阵列印刷板的材质可使用任何与微阵列制作溶液兼容的任何合适材料制成，可采用但不限于硅、二氧化硅、砷化镓、玻璃、陶瓷、石英、氯丁橡胶、聚四氟乙烯聚合物、全氟烷氧基聚合物、氟化乙烯丙烯聚合物、四氟乙烯共聚物、聚乙烯弹性体、聚丁二烯/SBR、聚二甲基硅氧烷（PDMS）等及其组合。在实施例中，微阵列印刷板使用了聚二甲基硅氧烷（PDMS）。
[0019]本实施例中，可以根据需要，在所述微阵列印刷板11内加装质控传感器13。
[0020]本具体实施在制作微阵列时，首先由微阵列印刷液路系统2向微阵列印刷板内流路111中加入定体积的微阵列制作溶液，然后由微阵列印刷液路系统将微阵列印刷板内流路中的微阵列制作溶液推至微阵列印刷板内储液腔112，此时，由于液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型高通量封闭式微阵列印刷系统，其特征在于：包括：微阵列印刷模块（1），包括微阵列印刷板（11）和温控单元（12），用于将微阵列制作溶液中的核酸，蛋白质印刷到芯片表面的同时提供一个最佳吸附温度；微阵列印刷液路系统（2），包括加样泵（21）、供液泵（22）和阀（23），用于持续向微阵列印刷模块添加定体积的微阵列制作溶液；微阵列印刷运动系统（3），用于移动微阵列印刷模块（1）。2.如权利要求1所述的一种新型高通量封闭式微阵列印刷系统，其特征在于：所述微阵列印刷板（11）内载多条微阵列印刷板内流路（111）和微阵列印刷板内储液腔（112），微阵列印刷板内储液腔（112）设置在微阵列印刷板（11）的末端，每条微阵列印刷板内流路（111）对应不同种类或不同浓度的微阵列溶液。3.如权利要求1所述的一种新型高通量封闭式微阵列印刷系统，其特征在于：所述微阵列印刷板（11）内加装质控传感器（13），该质控传感器（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王倩，宋书香，王静，徐波，许迎利，闪烨，朱先伟，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：新型
国别省市：