專利名稱：用于制作微陣列的點(diǎn)樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制作微陣列的點(diǎn)樣器，特別是涉及用于制作cDNA、寡核苷酸及蛋白陣列的點(diǎn)樣器。
微陣列(microarray)從九十年代初出現(xiàn)以來(lái)，發(fā)展非常迅速，由于其廣闊的應(yīng)用前景，如疾病診斷，病理研究，藥物篩選，衛(wèi)生檢測(cè)，環(huán)境檢測(cè)，國(guó)防戰(zhàn)爭(zhēng)等，許多科研人員花費(fèi)精力進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。如今微陣列制作已有多種技術(shù)目前應(yīng)用最為廣泛的是基于機(jī)械手的金屬針點(diǎn)樣系統(tǒng)，如圖8所示，該金屬針在其末端開(kāi)有狹縫，利用帶有狹縫的末端進(jìn)行吸樣和點(diǎn)樣，金屬針隨著機(jī)械手作三維運(yùn)動(dòng)，用來(lái)吸樣和點(diǎn)樣。由于上述金屬針加工工藝要求高，成本高昂，因此被多次反復(fù)在不同的樣品中使用，于是上述現(xiàn)有的點(diǎn)樣技術(shù)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是在換樣過(guò)程中的金屬針的清洗。使用何種清洗劑，清洗多長(zhǎng)時(shí)間才能保證在金屬針中前一種點(diǎn)樣的樣品對(duì)后一種點(diǎn)樣樣品的沒(méi)有影響而不致產(chǎn)生錯(cuò)判。對(duì)于基于機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的金屬針點(diǎn)樣系統(tǒng)，清洗過(guò)程相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，但所需時(shí)間在整個(gè)制作微陣列的過(guò)程中所占比例還是很大，也不能保證前后點(diǎn)樣的樣品完全沒(méi)有影響。
因此，本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，解決清洗的瓶頸問(wèn)題，提出了一種一次性的用于制作微陣列的點(diǎn)樣器。
該點(diǎn)樣器包括多個(gè)點(diǎn)樣針該點(diǎn)樣針包括一段毛細(xì)管；一內(nèi)徑與上述毛細(xì)管外徑相配合的套管，上述毛細(xì)管固定連接在上述套管的內(nèi)孔中并且從套管的下端伸出；一固定在上述套管的配重環(huán)。
優(yōu)選的是，所述點(diǎn)樣針還包括一細(xì)毛細(xì)管，所述細(xì)毛細(xì)管具有與所述毛細(xì)管的內(nèi)徑相配合的外徑并固定結(jié)合在上述毛細(xì)管之內(nèi)并從其下端伸出。
優(yōu)選的是，所述的套管和配重環(huán)是一體形成的。另外，所述的套管和配重環(huán)是用膠粘合固定的，或通過(guò)機(jī)械方式連接的。
優(yōu)選的是，所述的套管和毛細(xì)管是用膠粘合固定的，所述的毛細(xì)管和細(xì)毛細(xì)管是用膠粘合固定的，所述膠為紫外膠。
優(yōu)選的是，所述套管的材料為不銹鋼，所述毛細(xì)管的材料為硅玻璃。
在本發(fā)明中，仍然使用機(jī)械手作為點(diǎn)樣平臺(tái)，但將金屬針用毛細(xì)管制作的點(diǎn)樣針取代。利用毛細(xì)管制作的點(diǎn)樣針由于其價(jià)格便宜，這使得我們可以對(duì)其只作一次性使用，即每根毛細(xì)管點(diǎn)樣針只負(fù)責(zé)點(diǎn)一種樣品，節(jié)省了清洗的時(shí)間，也徹底消除了不同樣品之間的交叉污染。本點(diǎn)樣針的吸樣及點(diǎn)樣不需要借助任何附加的外力(只是利用了毛細(xì)作用，液體對(duì)固體的沾濕、浸潤(rùn)作用)，也就使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能夠做得比較簡(jiǎn)單。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖1為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的毛細(xì)管點(diǎn)樣針的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的細(xì)毛細(xì)管點(diǎn)樣針的結(jié)構(gòu)圖。
圖3A和圖3B為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的裝載毛細(xì)管點(diǎn)樣針的卡具的前視圖及俯視圖的示意圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的毛細(xì)管點(diǎn)樣針裝入卡具后的前視圖的示意圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的點(diǎn)樣過(guò)程中毛細(xì)管點(diǎn)樣針被基片頂起時(shí)的示意圖。
圖6為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的點(diǎn)樣針吸樣時(shí)的照片。
圖7為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的點(diǎn)樣照片。
圖8為現(xiàn)有技術(shù)的采樣器采用的鋼針。
圖1為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的毛細(xì)管點(diǎn)樣針的結(jié)構(gòu)圖(該毛細(xì)管的外徑足夠大，能夠與普通套管相配。)。該點(diǎn)樣針包括一段毛細(xì)管3，內(nèi)徑與毛細(xì)管外徑相配的套管2，以及配重環(huán)1。套管2的內(nèi)徑與毛細(xì)管3的外徑相配合，毛細(xì)管3固定連接在套管2的內(nèi)孔中并且從套管2的下端伸出，也可以從套管3的上下兩端伸出。配重環(huán)1可固定連接在套管2上，或與套管2一體形成。
套管2和配重環(huán)1優(yōu)選用膠粘合固定的，也可以通過(guò)螺紋或焊接等機(jī)械方式連接。套管2和毛細(xì)管3是用膠粘合固定的。此外，三者可以優(yōu)選用膠相連，優(yōu)選采用紫外膠粘接。
毛細(xì)管3可以是普通玻璃，硅玻璃，塑料，陶瓷等具有一定剛度且不易折斷的材料制成，優(yōu)選方案中采用的是外表面涂敷有聚酰亞胺的硅玻璃。
優(yōu)選方案中套管2采用不銹鋼制作，當(dāng)然也可以用其他一些耐磨的剛性材料制成，要求具有很好的準(zhǔn)直度。套管2的內(nèi)徑須與毛細(xì)管3的外徑配合得當(dāng)，不宜過(guò)緊，影響制作，也不宜過(guò)松，影響點(diǎn)樣精度。
配重環(huán)1有雙重作用。圖4是毛細(xì)管點(diǎn)樣針已經(jīng)裝入卡具后的示意圖。從圖中可以看出，配重環(huán)1與套管2形成的臺(tái)階具有限位的作用，即在點(diǎn)樣過(guò)程中限制點(diǎn)樣針的向下移動(dòng)范圍。另一方面配重環(huán)1須具有一定的重量。在點(diǎn)樣過(guò)程中，當(dāng)點(diǎn)樣針頭末端與基片接觸后，機(jī)械手臂(未示出)會(huì)繼續(xù)向下移動(dòng)，此時(shí)點(diǎn)樣針相對(duì)于卡具被向上頂起，如圖5所示。當(dāng)一個(gè)點(diǎn)被點(diǎn)完后(對(duì)一根點(diǎn)樣針而言)，機(jī)械手臂向上抬起，如果配重環(huán)1的重量不夠，由于毛細(xì)管外的套管與卡具上的小孔之間存在摩擦力，這有可能使點(diǎn)樣針不能順利下落回位。
圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的細(xì)毛細(xì)管點(diǎn)樣針的結(jié)構(gòu)圖(細(xì)毛細(xì)管是指其外徑較小，不能夠直接與普通套管相配。)。在細(xì)毛細(xì)管4與套管2之間是較粗的毛細(xì)管3，其與套管2、細(xì)毛細(xì)管4都相互配合。細(xì)毛細(xì)管4具有與毛細(xì)管3的內(nèi)徑相配合的外徑并固定結(jié)合在毛細(xì)管3之內(nèi)并從其下端伸出。另外毛細(xì)管3和細(xì)毛細(xì)管4之間優(yōu)選用膠粘合固定的。
圖2只是解決配合問(wèn)題的一種可選方案。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以通過(guò)減少套管2的內(nèi)徑使其直接與細(xì)毛細(xì)管4外徑相配。
圖1和圖2中毛細(xì)管3的外徑可以從5μm到1mm，內(nèi)徑從1μm到300μm。如優(yōu)選方案圖1中毛細(xì)管3的內(nèi)外徑分別是180μm和340μm，圖2中細(xì)毛細(xì)管4的內(nèi)外徑分別是100μm和164μm。
圖3A和圖3B為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的針架前視圖及俯視圖。針架可以用金屬如黃銅、硬鋁等制成。中間可用鉆頭或線切割加工出排列成方陣的一系列小孔，孔徑須與點(diǎn)樣針的外徑相配，能夠使毛細(xì)管點(diǎn)樣針在其中順利地上下滑動(dòng)，而又不至于使針在水平方向產(chǎn)生明顯的晃動(dòng)，如優(yōu)選方案中孔徑與針外徑之差為30μm。
孔中心距可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選配，但最好與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的多孔板相配，如標(biāo)準(zhǔn)的96孔板，384孔板，1356孔板。因?yàn)闃悠范嘣谶@些標(biāo)準(zhǔn)板中進(jìn)行制備、保存，點(diǎn)樣時(shí)直接使用這些標(biāo)準(zhǔn)板，可以使點(diǎn)樣針在機(jī)械手臂的帶動(dòng)下直接從這些標(biāo)準(zhǔn)板中吸樣。圖中所示優(yōu)選方案為與384孔板相配的針架，孔中心距為4.5mm。
除了采用圖中所示的中間銑空的這中針架結(jié)構(gòu)外，針架也可以采用實(shí)心結(jié)構(gòu)，即在一實(shí)心金屬塊上利用鉆孔或線切割的方法制作一系列小孔。
圖6為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的吸樣圖。裝好點(diǎn)樣針的針架隨著機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)到達(dá)裝有樣品的384孔板上方，然后向下運(yùn)樣品會(huì)自動(dòng)進(jìn)入毛細(xì)管中直至上升到一個(gè)極限高度或者充滿整個(gè)毛細(xì)管，這個(gè)過(guò)程的時(shí)間長(zhǎng)短會(huì)隨樣品粘度不同而有差異。然后機(jī)械手臂帶動(dòng)針架上升并移至須進(jìn)行點(diǎn)樣的玻璃片上方，進(jìn)入如圖7中的點(diǎn)樣過(guò)程。當(dāng)吸樣、點(diǎn)樣完成一個(gè)周期后，裝有毛細(xì)管點(diǎn)樣針的卡具將被從機(jī)械手臂上自動(dòng)卸下，另一個(gè)裝好新毛細(xì)管點(diǎn)樣針的卡具被自動(dòng)連接到機(jī)械手臂上，開(kāi)始下一個(gè)周期的吸樣、點(diǎn)樣。所以在點(diǎn)樣之前須將所需的毛細(xì)管點(diǎn)樣針都一一裝到各個(gè)卡具上。
權(quán)利要求
1.一種用于制作微陣列的點(diǎn)樣器，該點(diǎn)樣器包括多個(gè)點(diǎn)樣針，其特征在于，該點(diǎn)樣針包括一段毛細(xì)管；一內(nèi)徑與上述毛細(xì)管外徑相配合的套管，上述毛細(xì)管固定連接在上述套管的內(nèi)孔中并且從套管的下端伸出；一固定在上述套管的配重環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)樣器，其特征在于，所述點(diǎn)樣針還包括一細(xì)毛細(xì)管，所述細(xì)毛細(xì)管具有與所述毛細(xì)管的內(nèi)徑相配合的外徑并固定結(jié)合在上述毛細(xì)管之內(nèi)并從其下端伸出。
3.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)樣器，其特征在于，所述的套管和配重環(huán)是一體形成的。
4.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)樣器，其特征在于，所述的套管和配重環(huán)是用膠粘合固定的。
5.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)樣器，其特征在于，所述的套管和配重環(huán)是通過(guò)機(jī)械方式連接的。
6.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)樣器，其特征在于，所述的套管和毛細(xì)管是用膠粘合固定的。
7.如權(quán)利要求2所述的點(diǎn)樣器，其特征在于，所述的毛細(xì)管和細(xì)毛細(xì)管是用膠粘合固定的。
8.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)樣器，其特征在于，所述套管的材料為不銹鋼。
9.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)樣器，其特征在于，所述毛細(xì)管的材料為硅玻璃。
10.如權(quán)利要求6所述的點(diǎn)樣器，其特征在于，所述膠是紫外膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制作微陣列的點(diǎn)樣器,該點(diǎn)樣器包括多個(gè)點(diǎn)樣針,該點(diǎn)樣針包括:一段毛細(xì)管;一內(nèi)徑與上述毛細(xì)管外徑相配合的套管,上述毛細(xì)管固定連接在上述套管的內(nèi)孔中并且從套管的下端伸出;一固定在上述套管的配重環(huán)。利用毛細(xì)管制作的點(diǎn)樣針由于其價(jià)格便宜,這使得我們可以對(duì)其只作一次性使用,即每根毛細(xì)管點(diǎn)樣針只負(fù)責(zé)點(diǎn)一種樣品,節(jié)省了清洗的時(shí)間,也徹底消除了不同樣品之間的交叉污染。
文檔編號(hào)G01N1/10GK1353300SQ0013350
公開(kāi)日2002年6月12日 申請(qǐng)日期2000年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月6日
發(fā)明者張堅(jiān), 賴亞明, 王國(guó)青, 邢婉麗, 周玉祥, 程京 申請(qǐng)人:清華大學(xué)