專利名稱：細(xì)胞微陣列芯片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物芯片及其制備方法，尤其為細(xì)胞微陣列芯片及其制備方法。
細(xì)胞微陣列芯片是生物芯片中的一種，生物芯片主要指在固體基片上組裝的生物活性物質(zhì)(包括核酸、蛋白質(zhì)、細(xì)胞及微小組織等)構(gòu)成的微陣列，以實(shí)現(xiàn)對化合物(包括藥物)、蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞以及其它生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的篩選或檢測。生物芯片的主要特點(diǎn)包括(1)可在一個較小的固體基片上組裝大量的(102～106種)生物活性物質(zhì)，獲取的信息量大，效率高，消耗的生物試劑少，可節(jié)約大量的試劑費(fèi)用，成本低；(2)采用了微細(xì)加工技術(shù)，可以通過提高集成度，降低單個芯片的制備成本，實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)；(3)結(jié)合微機(jī)械技術(shù)(MEMS)，可把生物樣品的預(yù)處理，提取，擴(kuò)增，反應(yīng)，以及信息檢測相集成，制備成微型、全自動化、無污染、可用于微量試樣檢測的高度集成的智能化生物芯片。
生物芯片在生物檢測、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)和疾病診斷、藥物篩選和基因序列分析上有著極其重要的意義。傳統(tǒng)生物檢測所采用的方法包含一系列繁雜的步驟，尤其在大規(guī)?；衔锖Y選方面費(fèi)時、費(fèi)力、成本高，不能滿足大規(guī)模高通量藥物篩查的需要。在對傳統(tǒng)方法進(jìn)行改進(jìn)的過程中，以細(xì)胞芯片為代表的生物芯片技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這一技術(shù)的成熟和應(yīng)用將為新藥的開發(fā)和鑒定、食品和環(huán)境等生命科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域帶來一場革命，為生物信息的獲取及分析提供強(qiáng)有力的手段。
多孔檢測板(如96孔板)是現(xiàn)行普遍使用的一種用于醫(yī)藥、生化檢測和篩選的常規(guī)器具。在藥物檢測和篩選時分別把不同效應(yīng)的細(xì)胞株放置或固定于不同的孔洞之中，通過加入不同的化學(xué)物，或化合物組合，或生化試劑，觀察不同效應(yīng)細(xì)胞對于化學(xué)/生物物質(zhì)的反應(yīng)，進(jìn)行快速藥物篩選。其上的96個反應(yīng)池彼此隔離，根據(jù)用戶需要可任意選用反應(yīng)池的個數(shù)。這是現(xiàn)行普遍使用的一種用于藥物研究和開發(fā)的方法。為了提高藥物篩選的效率，人們通過微加工技術(shù)，在硅，玻璃，塑料等基片上制造密度更高，孔徑更小的檢測板，把不同的細(xì)胞固化于空洞之中，并在檢測空洞中制備電極等微型檢測探頭。但這種方法仍需要逐個地把不同單個細(xì)胞株分配到各個空洞之中，不能批量化和標(biāo)準(zhǔn)化制備，制備過程仍較復(fù)雜，成本較高，也不便于同時快速連續(xù)操作，更不便于同時對試樣中多組分的連續(xù)快速檢測，而且空洞中不同細(xì)胞處于不同的周期狀態(tài)，給藥物的篩選造成了許多困難。本發(fā)明所提出的細(xì)胞微陣列芯片能夠批量化地制備同一種細(xì)胞微陣列芯片，能通過控制細(xì)胞的培養(yǎng)條件使芯片上的所有細(xì)胞處于同一細(xì)胞周期，這對藥物篩選很重要；同時可進(jìn)行多信息量和多參數(shù)的檢測；小型化；成本低；無污染。
本發(fā)明的目的就是針對目前藥物研究和開發(fā)中常規(guī)器具存在的不足之處，提出一種新的細(xì)胞微陣列芯片及其制備方法。該細(xì)胞微陣列芯片可標(biāo)準(zhǔn)化和批量化生產(chǎn)，可對大量化合物分子進(jìn)行多項(xiàng)生物活性指標(biāo)連續(xù)快速分析，試樣和試劑消耗量小，操作簡易可行。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提出的細(xì)胞微陣列芯片，它由細(xì)胞芯片裸片、封裝蓋板和底板構(gòu)成，細(xì)胞芯片裸片上密集排列若干微小通孔，細(xì)胞芯片裸片封裝于蓋板和底板之間。封裝蓋板形式之一是該封裝蓋板面對芯片裸片的一面上布有微流體溝槽，該微流體溝槽正好將芯片裸片上的微小孔連通起來，并設(shè)置一對液體的輸入和輸出端口；封裝蓋板形式之二在硬質(zhì)板材(如玻璃、塑料等)上打若干通孔，通孔的數(shù)目與芯片裸片上微小孔的數(shù)目相等，且各通孔的位置與裸片上微小孔的位置能一一對應(yīng)，并在此蓋板上覆蓋保護(hù)膜。底板形式之一是采用硬質(zhì)材料制成，其大小與芯片裸片大小相應(yīng)；底板形式之二是采用硬質(zhì)材料制成，其大小與芯片裸片大小相應(yīng)，且在底板上設(shè)置有微電極陣列，微電極陣列與芯片裸片陣列一一對應(yīng)；底板形式之三也是采用硬質(zhì)材料制成，其大小與芯片裸片大小相應(yīng)，且在底板上設(shè)置傳感器陣列(聲傳感器或熱傳感器或化學(xué)傳感器陣列)，并使傳感器陣列與芯片裸片陣列一一對應(yīng)。
此外，為了防止細(xì)胞芯片裸片受環(huán)境不良影響，在裸片的單面或雙面覆蓋防護(hù)膜。該防護(hù)膜采用高分子材料或玻璃纖維或布等多孔網(wǎng)狀材料制成，此防護(hù)膜一方面可以防止裸片受到環(huán)境影響，另一方面此防護(hù)膜可以使?fàn)I養(yǎng)液能滲透進(jìn)去，而細(xì)胞從裸片中不能出來；為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明給出的細(xì)胞微陣列芯片的制備方法包括以下內(nèi)容，
一、芯片裸片的制備，1.芯片裸片形式一的制備，1)制模制備有微細(xì)柱狀陣列的模具；2)注塑將高分子材料(如硅橡膠、纖維素、塑料、導(dǎo)電高分子蛋白等)注入模具中，脫模后形成一內(nèi)部分布有大量平行密集排列的微小空心管道的塊體高分子材料，微小空心管道內(nèi)部可以是全空的，也可以是網(wǎng)狀多孔填充物；3)引入細(xì)胞株并培養(yǎng)應(yīng)用微量點(diǎn)樣方法或其它微量分配方法，將不同細(xì)胞株引入不同的管道，并在適當(dāng)?shù)臈l件下培養(yǎng)，使之生長，直至在塊體材料內(nèi)所有的管道中長滿所需的細(xì)胞；4)切片應(yīng)用快速切片機(jī)械，將塊體材料沿垂直于微小管道的方向切或削成薄片；5)覆蓋防護(hù)膜在裸片的單面或雙面覆蓋防護(hù)膜，該防護(hù)膜采用高分子材料或玻璃纖維或布等多孔網(wǎng)狀材料制成，此防護(hù)膜一方面可以防止裸片受到環(huán)境影響，另一方面此防護(hù)膜可以使?fàn)I養(yǎng)液能滲透進(jìn)去，而細(xì)胞從裸片中不能出來；2.芯片裸片形式二的制備，1)細(xì)胞引入向空心微管道(如中空纖維管道)中引入不同的細(xì)胞；2)細(xì)胞培養(yǎng)在不同的培養(yǎng)液和條件下，使各空心微管道中長滿所需的細(xì)胞；3)諸管道排列定位、注塑用一個注模把不同管道拉緊并排布成二維陣列，用高分子材料注入模具中，制備成內(nèi)部分布有大量空心微管道陣列的塊體材料；4)切片應(yīng)用快速切片機(jī)械，將塊體材料沿垂直于微小管道的方向切或水削成薄片；5)覆蓋防護(hù)膜在裸片的一面或雙面覆蓋防護(hù)膜，該防護(hù)膜或采用高分子材料或玻璃纖維或布等多孔網(wǎng)狀膜，此防護(hù)膜一方面可以防止裸片受到不良環(huán)境的影響，另一方面此防護(hù)膜不影響裸片的正常使用，即營養(yǎng)液能滲透進(jìn)去，而細(xì)胞從裸片中不能出來；二、封裝蓋板的制備1.蓋板形式一的制備，采用機(jī)械鉆孔、激光打孔、化學(xué)腐蝕等加工工藝在硬質(zhì)板材面向芯片裸片的一側(cè)面加工成有供液體流動的微流體溝槽，并設(shè)置一對液體的輸入和輸出端口。
2.蓋板形式二的制備，采用機(jī)械鉆孔、激光打孔、化學(xué)腐蝕等加工工藝在硬質(zhì)板材(如玻璃、塑料等)上打若干通孔，通孔的數(shù)目與芯片裸片上微小孔的數(shù)目相等，且各通孔的位置與裸片上微小孔的位置能一一對應(yīng)，并在此蓋板上覆蓋保護(hù)膜。
三、底板的制備1.底板形式一的制備，采用硬質(zhì)材料制成大小與芯片裸片大小相應(yīng)的底板。
2.底板形式二的制備，采用硬質(zhì)材料制成大小與芯片裸片大小相應(yīng)的底板，并在底板上設(shè)置有微電極陣列，微電極陣列與芯片裸片陣列一一對應(yīng)。
3.底板形式三的制備，采用硬質(zhì)材料制成大小與芯片裸片大小相應(yīng)的底板，并在底板上設(shè)置傳感器陣列(聲傳感器或熱傳感器或化學(xué)傳感器陣列)，并使傳感器陣列與芯片裸片陣列一一對應(yīng)。
四、封裝將上述芯片裸片形式中的任一種與蓋板形式中的任一種以及底板形式中的任一種進(jìn)行組合封裝成為一體，就能得到某種細(xì)胞芯片的結(jié)構(gòu)形式，通過三種部件的各種組合封裝即得到不同結(jié)構(gòu)形式的細(xì)胞芯片，以滿足不同檢測方法(如光學(xué)方法、電化學(xué)方法、傳感器方法)檢測的需要。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是所提出的細(xì)胞微陣列芯片可在同一塊芯片上同時進(jìn)行一種藥物對于不同細(xì)胞作用的定性或定量分析，所得結(jié)果可以用光、電、熱、聲、或化學(xué)等方法進(jìn)行檢測。例如可用普通光學(xué)顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、CCD觀察或表面激元共振(SPR)，表面干涉反射(RIFS)等光學(xué)、電流和電位等電學(xué)技術(shù)，或者熱敏電阻、石英晶振等方法來觀察細(xì)胞或微生物的狀態(tài)并給出結(jié)果，也可用其它標(biāo)記的或非標(biāo)記的方法檢測。從而大大提高工作效率，減少試劑用量，真正做到快速、適時、準(zhǔn)確、自動化和無污染的藥物篩選及其藥物檢測。
另外，各細(xì)胞或微生物反應(yīng)位點(diǎn)上所進(jìn)行的微反應(yīng)可以通過電、光、聲、或熱等物理方法進(jìn)行加速和調(diào)控，例如，可以在各微孔通道內(nèi)分別設(shè)置微電極，通過調(diào)控電場來控制通道上的微反應(yīng)；通過控制電流的大小和方向，使所需的反應(yīng)物快速聚集或分散，或改變其它物理化學(xué)環(huán)境，從而改變細(xì)胞或微生物與藥物的作用，提高檢測靈敏度或縮短檢測時間。本發(fā)明所給出的細(xì)胞微陣列芯片包括動物細(xì)胞、植物細(xì)胞及微生物微陣列芯片。它可用于化合物及其組合、生物分子或藥物的高通量篩選，傳統(tǒng)藥物的現(xiàn)代化研究，以及基因組或cDNA文庫的篩選，新基因的發(fā)現(xiàn)和基因功能的研究，蛋白質(zhì)組學(xué)的研究等。本發(fā)明將大大加快新藥開發(fā)的速度，減少開發(fā)成本，提高效率和準(zhǔn)確性，而且對傳統(tǒng)藥物(包括中藥)的現(xiàn)代化具有重要的價值。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述


圖1本發(fā)明提出的細(xì)胞芯片裸片示意圖。
圖2本發(fā)明提出的細(xì)胞芯片封裝蓋板之一示意圖。
圖3本發(fā)明提出的微流體型細(xì)胞芯片示意圖。
圖4本發(fā)明提出的細(xì)胞芯片封裝蓋板之二示意圖。
圖5本發(fā)明提出的多孔型細(xì)胞芯片示意圖。
圖6本發(fā)明提出的內(nèi)部含有大量長滿細(xì)胞管道陣列的塊體材料示意圖。
圖7本發(fā)明提出的制備細(xì)胞芯片裸片的方法示意圖。
圖8本發(fā)明提出的細(xì)胞芯片底板示意圖。
以上附圖中，
圖1為本發(fā)明提出的一種細(xì)胞芯片的裸片示意圖它是由許多微小細(xì)胞通孔1密集排列的細(xì)胞芯片裸片2，芯片裸片上的小通孔中分別固定不同的細(xì)胞。
圖2為本發(fā)明提出的一種細(xì)胞芯片封裝蓋板其表面可有微流體通道的蓋板3，該蓋板上設(shè)置有微流體溝槽4，當(dāng)蓋板以有微流體溝槽一面蓋在與
圖1對應(yīng)的細(xì)胞芯片裸片上時，蓋板上的微流體溝槽正好將細(xì)胞芯片裸片上的微通孔聯(lián)起來，使細(xì)胞芯片裸片上的細(xì)胞微通孔位點(diǎn)通過微流體溝槽通道連結(jié)成一封閉的具有微流體輸入端口5和輸出端口6的細(xì)胞芯片。
圖3為與圖2對應(yīng)的微流體型細(xì)胞芯片，藥液可以通過微流體管道的輸入口5直接加入到不同的細(xì)胞株中，其中7為底板。
圖4為本發(fā)明提出的另外一種細(xì)胞芯片封裝蓋板，蓋板上具有與
圖1對應(yīng)的細(xì)胞芯片裸片上的微孔相對應(yīng)的注液通孔，其中8為細(xì)胞芯片通孔，9為封裝多孔型蓋板。
圖5為與圖4對應(yīng)的多孔型細(xì)胞芯片，藥液可以通過注液通孔分別直接加入不同的細(xì)胞株中，其中7為底板，2為細(xì)胞芯片裸片，9為封裝多孔型蓋板，10為保護(hù)膜。
圖6為本發(fā)明提出的內(nèi)部分布有大量平行細(xì)小空心管道11的塊體材料12，在各個微小管道內(nèi)生長和固化了不同的細(xì)胞。
圖7為本發(fā)明提出的制備細(xì)胞芯片裸片的方法通過快速切片機(jī)將與圖6對應(yīng)的塊體材料12沿垂直于微小管道的方向上切成薄片，即制成了細(xì)胞芯片的裸片，其中13為刀具。
圖8為本發(fā)明提出的設(shè)置有微電極陣列或傳感器陣列14的細(xì)胞芯片底板。
以下結(jié)合幾個具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明實(shí)施例一細(xì)胞微陣列芯片的制備。
1.細(xì)胞芯片裸片(一)的制備1)首先利用機(jī)械加工方法(如線切割加工，切削加工等工藝)或LIGA工藝，體硅加工工藝，注塑加工工藝等或應(yīng)用其他方法制備一個具有微細(xì)柱狀陣列的模具，每個柱狀的尺寸為100um×100um。
2)應(yīng)用注塑工藝將一種硅橡膠的原料注入金屬模具中，脫模后形成一內(nèi)部分布有大量平行密集排列的微小空心管道的塊體硅橡膠材料，微小空心管道內(nèi)部可以是全空的，也可以是網(wǎng)狀多孔填充物。
3)其中不同管道中可灌注不同的適合該細(xì)胞株培養(yǎng)的營養(yǎng)液，使管道內(nèi)部適合于細(xì)胞生長。
4)應(yīng)用微量點(diǎn)樣方法或其它微量分配方法，將不同細(xì)胞株引入不同的孔道，在適當(dāng)?shù)臈l件(如營養(yǎng)液在管道內(nèi)流動，在二氧化碳、氧氣等一定比例混合氣體)培養(yǎng)，使之生長，直至在塊體材料內(nèi)所有的管道中長滿了所需的細(xì)胞。
(如附圖6所示)5)應(yīng)用快速切片機(jī)械，將塊體材料沿垂直于微小管道的方向切成薄片，(如附圖7所示)即制得所需的細(xì)胞芯片裸片(如附
圖1所示)。
6)采用高分子材料或玻璃纖維或布等多孔材料制成的網(wǎng)狀膜依附在在成型裸片的一面或雙面，覆蓋此防護(hù)膜一方面可以防止裸片受到環(huán)境影響，另一方面此防護(hù)膜能保證裸片的正常使用，即營養(yǎng)液能滲透進(jìn)去，而細(xì)胞從裸片中不能出來，并要求此防護(hù)膜與裸片(固體微芯片基片)表面接觸性好，有一定彈性，不容易在接觸基片界面上引起反應(yīng)溶液泄漏。
2.細(xì)胞芯片裸片(二)的制備1)首先利用若干中空纖維管道，在不同的中空纖維管道中引入不同的細(xì)胞。
2)在不同的培養(yǎng)液和條件下使各中空纖維管道中長滿所需的細(xì)胞。
3)用一個注模把不同管道拉緊并排布成二維陣列，用高分子材料注入模具中，制備成內(nèi)部分布有大量中空管道陣列的塊體材料。
4)應(yīng)用快速切片機(jī)械，將塊體材料沿垂直于微小管道的方向切成薄片，即制得所需的細(xì)胞微陣列芯片裸片。
5)采用高分子材料或玻璃纖維或布等多孔材料制成的網(wǎng)狀防護(hù)膜依附在成型裸片的單面或雙面，覆蓋此防護(hù)膜，一方面可以防止裸片受到環(huán)境的不良影響，另一方面此防護(hù)膜能保證裸片的正常使用，即營養(yǎng)液能滲透進(jìn)去，而細(xì)胞從裸片中不能出來，并要求此防護(hù)膜與裸片(固體微芯片基片)表面接觸性好，有一定彈性，不容易在接觸基片界面上引起反應(yīng)溶液泄漏。
3.封裝蓋板(一)的制備采用機(jī)械鉆孔、激光打孔、化學(xué)腐蝕等加工工藝在硬質(zhì)板材面向芯片裸片的一側(cè)面加工成有供液體流動的微流體溝槽，并設(shè)置一對液體的輸入和輸出端口。(如附圖2所示)4.封裝蓋板(二)的制備采用機(jī)械鉆孔、激光打孔、化學(xué)腐蝕等加工工藝在硬質(zhì)板材(如玻璃、塑料等)上打若干通孔，通孔的數(shù)目與芯片裸片上微小孔的數(shù)目相等，且各通孔的位置與裸片上微小孔的位置能一一對應(yīng)，并在此蓋板上覆蓋保護(hù)膜。
5、底板(一)的制備采用硬質(zhì)材料制成大小與芯片裸片大小相應(yīng)的底板。
6、底板(二)的制備采用硬質(zhì)材料制成大小與芯片裸片大小相應(yīng)的底板，并在底板上設(shè)置有微電極陣列，微電極陣列與芯片裸片陣列一一對應(yīng)。
7、底板(三)的制備采用硬質(zhì)材料制成大小與芯片裸片大小相應(yīng)的底板，并在底板上設(shè)置傳感器陣列(聲傳感器或熱傳感器或化學(xué)傳感器陣列)，并使傳感器陣列與芯片裸片陣列一一對應(yīng)。
8、封裝將上述芯片裸片形式中的任一種與蓋板形式中的任一種以及底板形式中的任一種進(jìn)行組合封裝成為一體，就能得到某種細(xì)胞芯片的結(jié)構(gòu)形式，通過三種部件的各種組合封裝成不同結(jié)構(gòu)形式的，尺寸為2cm×2cm的細(xì)胞微陣列芯片，以滿足不同檢測方法(如光學(xué)方法、電化學(xué)方法、傳感器方法)檢測的需要。實(shí)施例二基因組DNA或cDNA文庫芯片制備多管道塊體硅橡膠材料的制備方法同實(shí)施例一，在管道內(nèi)灌注供大腸桿菌生長的LB液體培養(yǎng)劑，將攜帶不同大小基因或cDNA片段的大腸桿菌引入不同的孔道，使之在培養(yǎng)箱中生長，直至在塊體材料內(nèi)不同的管道中長滿攜帶不同大小基因或cDNA片段的大腸桿菌，將該塊體材料沿垂直于微小管道的方向切成薄片；最后用布有微流體如溝槽通道或多孔的硬質(zhì)板材進(jìn)行封裝，構(gòu)成基因組DNA或cDNA文庫芯片。實(shí)施例三不同細(xì)胞周期的細(xì)胞芯片多管道塊體硅橡膠材料的制備方法同實(shí)施例一，在平行的微小管道內(nèi)引入同一種細(xì)胞株，但在不同的管道內(nèi)灌注不同的液體培養(yǎng)劑，通過控制培養(yǎng)液的化學(xué)組分，氣體成分以及溫度、壓力等物理參數(shù)，控制不同管道中細(xì)胞的生長狀態(tài)、營養(yǎng)狀態(tài)、細(xì)胞周期，以及耐藥性，從而可制備在同一芯片上獲得不同狀態(tài)的相同細(xì)胞株陣列。該芯片可用于研究化學(xué)藥品對細(xì)胞的作用。
權(quán)利要求
1.細(xì)胞微陣列芯片，它由細(xì)胞芯片裸片、封裝蓋板和底板構(gòu)成，細(xì)胞芯片裸片上密集排列若干微小通孔，細(xì)胞芯片裸片封裝于蓋板和底板之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞微陣列芯片，其特征在于細(xì)胞芯片裸片的單面或雙面覆蓋有防護(hù)膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的細(xì)胞微陣列芯片，其特征在于防護(hù)膜采用高分子材料或玻璃纖維布等多孔網(wǎng)狀材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞微陣列芯片，其特征在于所述封裝蓋板面對芯片裸片的一面上布有微流體溝槽，該微流體溝槽正好將芯片裸片上的微小孔連通起來，并設(shè)置一對液體的輸入和輸出端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞微陣列芯片，其特征在于所述封裝蓋板在硬質(zhì)板材上設(shè)置若干通孔，通孔的數(shù)目與芯片裸片上微小孔的數(shù)目相等，且各通孔的位置與裸片上微小孔的位置能一一對應(yīng)，并在此蓋板上覆蓋保護(hù)膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞微陣列芯片，其特征在于所述的底板是采用硬質(zhì)材料制成，其大小與芯片裸片大小相應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞微陣列芯片，其特征在于所述的底板是采用硬質(zhì)材料制成，其大小與芯片裸片大小相應(yīng)，且在底板上設(shè)置有微電極陣列，微電極陣列與芯片裸片陣列一一對應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞微陣列芯片，其特征在于所述的底板是采用硬質(zhì)材料制成，其大小與芯片裸片大小相應(yīng)，且在底板上設(shè)置傳感器陣列(聲傳感器陣列或熱傳感器陣列或化學(xué)傳感器陣列)，并使傳感器陣列與芯片裸片陣列一一對應(yīng)。
9.細(xì)胞微陣列芯片制備方法，其特征在于該制備方法包括以下內(nèi)容(1)芯片裸片的制備，A、芯片裸片形式一的制備，a)制模制備有微細(xì)柱狀陣列的模具；b)注塑將高分子材料(如硅橡膠、纖維素、塑料、導(dǎo)電高分子蛋白等)注入模具中，脫模后形成一內(nèi)部分布有大量平行密集排列的微小空心管道的塊體高分子材料，微小空心管道內(nèi)部可以是全空的，也可以是網(wǎng)狀多孔填充物；c)引入細(xì)胞株并培養(yǎng)應(yīng)用微量點(diǎn)樣方法或其它微量分配方法，將不同細(xì)胞株引入不同的管道，并在適當(dāng)?shù)臈l件下培養(yǎng)，使之生長，直至在塊體材料內(nèi)所有的管道中長滿所需的細(xì)胞；d)切片應(yīng)用快速切片機(jī)械，將塊體材料沿垂直于微小管道的方向切或削成薄片；e)覆蓋防護(hù)膜在裸片的單面或雙面覆蓋多孔網(wǎng)狀防護(hù)膜；B、芯片裸片形式二的制備，a)細(xì)胞引入向空心微管道(如中空纖維管道)中引入不同的細(xì)胞；b)細(xì)胞培養(yǎng)在不同的培養(yǎng)液和條件下，使各空心微管道中長滿所需的細(xì)胞；c)諸管道排列定位、注塑用一個注模把不同管道拉緊并排布成二維陣列，用高分子材料注入模具中，制備成內(nèi)部分布有大量空心微管陣列的塊體材料；d)切片應(yīng)用快速切片機(jī)械，將塊體材料沿垂直于微小管道的方向切或削成薄片，即制得所需的細(xì)胞微陣列芯片裸片；e)覆蓋防護(hù)膜在裸片的單面或雙面覆蓋多孔網(wǎng)狀防護(hù)膜；(2)封裝蓋板的制備，A、蓋板形式一的制備采用機(jī)械鉆孔、激光打孔、化學(xué)腐蝕等加工工藝在硬質(zhì)板材面向芯片裸片的一側(cè)面加工成有供液體流動的微流體溝槽，并設(shè)置一對液體的輸入和輸出端口；B、蓋板形式二的制備采用機(jī)械鉆孔、激光打孔、化學(xué)腐蝕等加工工藝在硬質(zhì)板材(如玻璃、塑料等)上打若干通孔，通孔的數(shù)目與芯片裸片上微小孔的數(shù)目相等，且各通孔的位置與裸片上微小孔的位置一一對應(yīng)，并在此蓋板上覆蓋保護(hù)膜；(3)底板的制備，A.底板形式一的制備，采用硬質(zhì)材料制成大小與芯片裸片大小相應(yīng)的底板；B.底板形式二的制備，采用硬質(zhì)材料制成大小與芯片裸片大小相應(yīng)的底板，并在底板上設(shè)置微電極陣列，微電極陣列與芯片裸片陣列一一對應(yīng)；C.底板形式三的制備，采用硬質(zhì)材料制成大小與芯片裸片大小相應(yīng)的底板，并在底板上設(shè)置傳感器陣列，并使傳感器陣列與芯片裸片陣列一一對應(yīng)；(4)封裝將上述芯片裸片形式中的任一種與蓋板形式中的任一種以及底板形式中的任一種進(jìn)行組合封裝成為一體，就能得到某種細(xì)胞芯片的結(jié)構(gòu)形式，通過三種部件的各種組合封裝即得到不同結(jié)構(gòu)形式的細(xì)胞芯片，以滿足不同檢測方法(如光學(xué)方法、電化學(xué)方法、傳感器方法)檢測的需要。
全文摘要
本發(fā)明涉及細(xì)胞微陣列及其制備方法。該細(xì)胞微陣列芯片由芯片裸片、封裝蓋板和底板層迭封裝而成,在芯片裸片上的微小通孔中植入細(xì)胞株,通過在封裝蓋板上設(shè)置微流體溝槽或設(shè)置注液通孔,向裸片上的細(xì)胞株加入藥液。此外,在底板上設(shè)置相應(yīng)微電極陣列或傳感器陣列,使該細(xì)胞微陣列芯片可適用于光學(xué)、電化學(xué)、傳感器等不同檢測方法。本發(fā)明提出的細(xì)胞微陣列芯片可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和批量化制備,并且可以嚴(yán)格控制芯片上細(xì)胞株的狀態(tài)(如細(xì)胞周期等)。本發(fā)明的細(xì)胞微陣列芯片可用于化合物及其組合、生物分子或藥物的高通量篩選,傳統(tǒng)藥物的現(xiàn)代化研究,以及基因組或cDNA文庫的篩選,新基因的發(fā)現(xiàn)和基因功能的研究,蛋白質(zhì)組學(xué)的研究等。
文檔編號C12Q1/68GK1330154SQ0012206
公開日2002年1月9日 申請日期2000年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月27日
發(fā)明者陸祖宏, 朱紀(jì)軍, 唐祖明, 朱毅, 陳勁松, 趙雨杰, 何農(nóng)躍, 劉全俊, 程璐 申請人:南京益來基因醫(yī)學(xué)有限公司