组织微阵列生物芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种组织微阵列生物芯片，采用机械化制备，将数十至数千个供体石蜡组织或细胞标本集成到空白受体蜡块之中形成组织微阵列蜡块，通过切片辅助系统将微阵列切片转移到硅化和胶化玻片上，制成一种高通量、大样本的组织微阵列生物芯片，其阵列的大小、排列和组合可预先设定，可同时对大量同类型或彼此相关的不同类型的组织样本进行各种平行的组织学或分子生物学分析，以阐明组织标本中特定的核酸或蛋白质分子的异同、变化及其与疾病的相关关系及临床意义。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及生物医学研究领域的一种生物芯片，进一步涉及一种采用机械化制备的用于多种生物医学研究目的的组织微阵列生物芯片。二.
技术介绍
正确的诊断对于疾病的治疗至关重要。随着医学的进步和发展，新的诊断方法不断涌现。但迄今为止，最直接、最可靠的诊断方法依然是传统的病理学方法。其判断依据主要是光镜下的细胞形态和染色特征，据此可对疾病进行定义、分类、分型、诊断、指导治疗和评估预后等。但传统的病理学方法提供的诊断依据和分子水平的信息是十分有限的。如某些乳腺癌，其细胞表面有高表达的雌激素受体，故是一种典型的雌激素依赖性肿瘤，提示抗雌激素药物治疗有效，但传统的病理学方法却难以发现这一分子水平的变化，对于肿瘤细胞的特异性抗原、癌胚抗原及其基因的改变等也是如此。分子医学方面的新进展使这一问题迎刃而解，如免疫组织化学染色、原位杂交以及原位PCR等。疾病的诊断和治疗均与组织细胞的基因及其相关的分子变化密切相关，这一分子变化带有普遍性时才具有临床价值。实际上，对于一个分子标志物的评价需要数百至数千个不同发展阶段的组织标本。然而传统的病理学方法以及建立在其基础之上的免疫组织化学，原位杂交和原位PCR等所检测的组织标本在大多数情况下都是单个的、散在的、偶然的、孤立的。若要对一个分子标志进行正确的评价则需要花费很多的人力、物力和财力，而且是一个十分漫长和复杂的过程。为了解决这一难题，许多科学家进行了大量了研究，如Battifora等人曾报道(LabInvest 1986，55244-248)将脱蜡脱水的组织标本手动包裹成香肠形，随机组合，石蜡重新包埋，常规切片，然后用免疫组织化学方法检测同一张玻片上多个组织标本。次年，Wan等人报道了一种改良法(Wan et al，J Immumol Meth1987 103121-129)，该法是将石蜡包埋的组织软化，制成管状，手工铺展，随机排列，常规切片后可同步检测多个组织标本，主要用于检测单克隆抗体的性质。Miler和Groothuis也报道了类似的方法(A.J.C.P.1991，96228-232)，即将组织条卷成圆柱状，石蜡包埋，横向切片，制成多个组织的切片，也可应用于抗体的研究。1990年Battifora和mithta将组织标本切成细条，分别置于带有沟槽的模具之中，加入琼脂糖凝胶，包埋组织标本，重叠凝胶，石蜡重新包埋，制成多个组织的切片。Sundblad也采用类似的方法(A.J.C.P.1993，102192-193)，只是模具稍加改良。经检索国内10年(1991～2001)专利文献，尚未发现此方面的研究报道。上述所有制备方法之中，在一个石蜡块中放置的组织标本数目是十分有限的，组织脱水、包埋、固定的方法和程序难以标准化，处于同一切片上的不同组织标本大小不同，间距不一，整体形状不规则，难以进行自动化分析。由于蜡块中的组织标本深度不一，形状各异，也难以连续切片和进行立体研究(这对于肿瘤研究是十分重要的)，而且需要很高的手工技巧和劳动强度，随机排列后难以识别特定的组织标本，检测效率低，进行大量的标本分析时实验条件难以统一，实验结果的可比性较差，大大限制了这些技术的进一步发展和应用。而且这些技术仅能用于检测抗体或用于少数免疫组织化学检测，难以用于荧光原位杂交(FISH)、原位PCR、原位RT-PCR、原位DNA或mRNA扩增等基因分析。多年研究已经证实肿瘤的发生和发展是一个多步骤、多阶段的过程，涉及染色体及多基因的缺失、突变、甲基化、重排、扩增或失活，这些变化使细胞生长、凋亡、分化等关键信号的传导途径产生障碍，至今这一过程复杂的分子机理尚未完全阐明，其重要原因之一就是没有建立一种同时分析数百甚至数千个不同组织标本中基因变化的方法。在肿瘤研究中，对于生长调控的关键性以及限速性步骤的研究、对信号的传导及其相关基因的研究、对基因结构、数量、排列及变异的研究，对新基因的发现及其调控功能的研究均是十分重要的。这些研究全都建立在对大量组织标本进行检测和分析的基础之上。偶然的基因变异往往不具有普遍的意义，大量不同的组织标本同时出现某种基因的异常则具有重要的临床价值。由于需要大量的组织标本，因而限制了研究工作的进程。所以对于提高组织标本的获取、固定、保存和使用的效率，同时最大限度地降低标本的消耗是十分重要的，尤其是特殊的、少见的肿瘤或其他疾病的组织标本。三、技术方案针对上述现有技术部分存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种采用机械化制备的用于多种生物医学研究目的的组织微阵列生物芯片。这种组织微阵列生物芯片的组织点阵的排列顺序是预先设定的，并可进行多种组合排列，每张组织微阵列生物芯片上至少可以放置不同大小的一个组织阵列，可进行各种不同的生物学分析，可同时比较和分析数十个乃至数千个同一类型或不同类型的不同个体的组织样本的异同、变化及其相互关系和临床意义。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是采用机械化制备的组织微阵列生物芯片，包括来源于各种恶性肿瘤、各种良性肿瘤、各种癌前病变、各种非肿瘤性疾病、各种正常组织、各种胚胎组织、各种血液和造血组织、各种细胞提取物、各种活检组织或细胞、各种胸水、腹水、尿液、痰液、渗出液中的细胞、各种体外培养的组织细胞及细胞系、各种细菌及酵母菌、各种动物的正常组织、各种动物的病变组织、各种动物的胚胎组织、各种动物模型组织、各种转基因动物组织或各种转基因器官的供体石蜡组织标本，其特点是采用机械化制备仪器或自动化制备仪器从供体石蜡组织标本中取出圆柱状组织核心，将每一个圆柱状组织核心按设计顺序放置在另一块空白蜡块(受体块)中，形成组织微阵列蜡块，从这个组织微阵列蜡块上可获得大量组织微阵列切片，将切片放置在硅化和胶化的玻片上即形成组织微阵列生物芯片，每一个组织微阵列生物芯片上包含大量有序的各种不同的供体石蜡组织标本。本专利技术的其他一些特点是供体石蜡组织标本均要经过取材、乙醇或甲醛固定、脱水、透明、浸蜡、包埋、切片、HE染色或其他特殊染色、光学显微镜下观察、诊断和定位组织标本所要研究和取样的特定部位。每种组织微阵列蜡块的面积分别为15mm×15mm、15mm×20mm、15mm×25mm、15mm×30mm、15mm×35mm、15mm×40mm、15mm×45mm、15mm×50mm、20mm×15mm、20mm×20mm、20mm×25mm、20mm×30mm、20mm×35mm、20mm×40mm、20mm×45mm、20mm×50mm；25mm×15mm、25mm×20mm、25mm×25mm、25mm×30mm、25mm×35mm、2.5mm×40mm、25mm×45mm、25mm×50mm。每种组织微阵列蜡块的厚度分别为2.0mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm、6.0mm、7.0mm、8.0mm、9.0mm、10.0mm、11.0mm、12.0mm、13.0mm、14.0mm、15.0mm、16.0mm、17.0mm、18.0mm、19.0mm、20.0mm。从供体石蜡组织标本上所取的圆柱状组织核心，其直径为0.2mm～4.0mm，常用的是0.5mm～2.0mm；圆柱状组织核心的高度为1.0mm～8.0mm，经常采用的高度为2.0mm～5.0mm。每张组织微阵列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组织微阵列生物芯片，包括来源于各种恶性肿瘤、各种良性肿瘤、各种癌前病变、各种非肿瘤性疾病、各种正常组织、各种胚胎组织、各种血液和造血组织、各种细胞提取物、各种活检组织或细胞、各种胸水、腹水、尿液、痰液、渗出液中的细胞、各种体外培养的组织细胞及细胞系、各种细菌及酵母菌、各种动物的正常组织、各种动物的病变组织、各种动物的胚胎组织、各种动物模型组织、各种转基因动物组织或各种转基因器官的供体石蜡组织标本，其特征在于：采用机械化制备仪器或自动化制备仪器从供体石蜡组织标本中取出圆柱状组织核心，将每一个圆柱状组织核心按设计顺序放置在另一块空白蜡块（受体块）中，形成组织微阵列蜡块，从这个组织微阵列蜡块上可获得大量组织微阵列切片，将切片放置在硅化和胶化的玻片上即形成组织微阵列生物芯片，每一个组织微阵列生物芯片上包含大量有序的各种不同的供体石蜡组织标本。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，步雪，王学民，
申请(专利权)人：陕西超英生物医学研究开发有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]