一种微载体制备系统技术方案

一种微载体的制备系统，涉及将微量液体分配器与XYZ位移平台及不粘模板结合从而大规模地制备悬浮阵列芯片用微载体。将微载体原料液储液池连接微量液体分配器，将不粘模板放在XYZ位移平台上，通过微量液体分配器在XYZ位移平台将微量液体分配器与不粘模板空间位置定位的情况下，分配微载体原料液至不粘模板上固化，然后将固化的微载体与不粘模板分离以批量获得微颗粒，随后固化的微颗粒固定传感敏感材料后用于悬浮阵列芯片的检测，本发明专利技术的制备系统具有结构简单、易于自动化、适用材料广、可编码方法多等特点从而期盼能够有助于基于微载体的悬浮阵列芯片的进一步发展和应用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种微载体的制备系统，涉及将微量液体分配器与XYZ位移平台及不粘模板结合从而大规模地制备悬浮阵列芯片用微载体。将微载体原料液储液池连接微量液体分配器，将不粘模板放在XYZ位移平台上，通过微量液体分配器在XYZ位移平台将微量液体分配器与不粘模板空间位置定位的情况下，分配微载体原料液至不粘模板上固化，然后将固化的微载体与不粘模板分离以批量获得微颗粒，随后固化的微颗粒固定传感敏感材料后用于悬浮阵列芯片的检测，本专利技术的制备系统具有结构简单、易于自动化、适用材料广、可编码方法多等特点从而期盼能够有助于基于微载体的悬浮阵列芯片的进一步发展和应用。【专利说明】一种微载体制备系统
本专利技术涉及一种微载体制备系统，特别是将储液池、微量液体分配器、不粘模板及定位系统结合，通过储存在储液池中的液体原料藉由微量液体分配器在定位系统将微量液体分配器的喷嘴与不粘模板空间位置定位的情况下分配微量液体至不粘模板上固化以获得微颗粒，然后将固化的微颗粒与不粘模板分离以批量制备微载体。
技术介绍
随着人类文明的进展，在医疗卫生、生物工程、环保及食品安全等众多领域人们对高通量、低成本、方便可靠的多功能生物传感器件的需求越来越多、越来越迫切。为此，在上个世纪九十年代，人们开发了以平面微阵列和悬浮微阵列为基础的生物芯片技术。近十多年来生物芯片技术以其无可比拟的高信息量、高通量、灵敏、快速、准确的特点而显示出了巨大威力，并因此受到世界各国学术界和工业界的瞩目，从而被公认将会给21世纪的生命与医学科学研究带来一场革命。其中悬浮阵列芯片技术也称微载体技术，它是一种通过编码微颗粒上固定的传感敏感材料与待测样品间特异性相互作用而在流体中进行多目标检测分析的工具。它不仅具有通常多目标检测分析技术所具备的信息量大、检测时间短、所需检测样品体积小以及检测成本相对传统检测方法低的特点，而且无论是制备还是使用，它均较另外一种多目标检测分析技术-平面微阵列芯片技术有着许多突出的优势:更大的产量、更灵活的检测目标安排、更快速的反应以及更高质量的实验结果。因此，悬浮阵列芯片的研发正越来越受到了人们的高度关注。在国际上悬浮阵列芯片研发中取得巨大成功的具代表性的例子是美国的Luminex公司的双突光标记微球技术以及Illumina公司的微球阵列芯片技术。目前悬浮阵列芯片不仅广泛应用于包括药物筛选在内的科研领域，而且已被美国FDA批准而成功应用于临床诊断。悬浮阵列芯片的关键技术主要包括三个方面。首先是微载体的制备技术。人们已经开发了包括液相合成法、模板法及石板印刷法在内的制备技术。其中液相合成法在液体环境中将液态微载体原料转化为固态微载体，它具有制备量大、廉价等优点，但存在质量控制及难以制备图案编码微载体等问题。模板法则通过复制包括阳极氧化铝等模板在内的特定形貌及尺寸而制备微载体，该方法通常在液态环境中实现，因此其方法简单且易于操作，但存在模板形貌及尺寸受限等问题。而石板印刷术则通过微电子工艺中成熟的光刻技术通过光刻胶制备微载体，该方法具有二维微载体形貌控制精确的优点，但存在难以制备三维形貌微载体及制备成本较高等问题。悬浮阵列芯片的另外一个关键技术是其编码-解码技术。由于微颗粒在流体中进行检测而又难以采取平面微阵列的位置编码，因此需要对所有的微颗粒编码并在检测时解码识别。而包括核酸、蛋白在内的生物分子的检测数量常常非常大，因此人们需要的编码种类也非常多。例如高密度平面微阵列芯片检测核酸时常常需要在I平方厘米的区域固定数以万计的微探针以检测核酸序列。目前悬浮阵列芯片中人们常用的编码方法包括荧光及吸收光编码在内的光学编码、核酸编码在内的化学编码、尺寸及形状编码在内的物理编码、射频编码在内的电子编码、条纹及点阵列编码在内的图案编码。其中，采用荧光或者吸收光的光学编码方法编码数量相对有限。而包括核酸编码在内的化学编码虽然编码数量大，但如果通过平面微阵列进行解码则不仅复杂而且耗时，这些将影响其在高通量检测中的应用。包括尺寸及形状编码的物理编码同样存在编码量少的问题。射频编码编码量极大，其在250X250X100微米的微颗粒上编码数量接近无穷大-大于1012，但是其昂贵且慢速的合成限制了其大规模使用。图案编码中虽然编码条纹杆连接敏感材料繁杂困难，微坑图案修饰颗粒只在荧光强度足够大的时候才能够识别其图案，而光漂白编码微球无论合成还是解码都比较费时，但是2007年Daniel C等人采用微孔点阵列图案的悬浮微阵列芯片的编码工作首次提示图案编码在悬浮阵列芯片中的巨大潜力:该方法不仅编码量大-其所制备的90微米宽30微米厚180至270微米长的微颗粒编码数量可达百万级别，而且能够重复批量制备、检测灵敏并与流式细胞术兼容。微孔点阵列图案编码技术的问题在于其流式细胞术检测难以高速进行，因此限制了其在高通量检测中的应用。悬浮阵列芯片的另外一个关键技术则是微载体的检测。其方法主要有两种:流式细胞术及显微成像方法。前者通过双激光系统对在设计通道内的单个微载体进行解码及信号读取。事实上，它已经成为目前微载体颗粒多目标分析的一个通用平台。流式细胞术检测方法的问题在于非在片检测且能够高速检测的是编码量小的光学编码微载体，而编码量大的图案编码微载体则难以高速检测，因此其高通量检测存在发展瓶颈。而后者则通过包括荧光显微镜在内的成像系统对编码微颗粒进行解码及信号识别，它是图案编码悬浮阵列芯片检测过程中必不可少的工具，目前多孔板中编码微颗粒的检测分析已经获得应用。该方法的主要问题是在流体中编码微颗粒取向的不确定、溶液中编码微颗粒的运动影响成像系统聚焦与识别等。而近些年产生的微颗粒捕捉及组装技术为这些问题的解决提供了可能。例如Illumina公司开发了将不同编码微球自组装到刻蚀过的数以万计的光纤束微井阵列或者平面硅微井阵列中进行检测的技术。这些微颗粒的捕捉或者组装技术使得悬浮阵列芯片通过显微成像技术进行解码及信号检测不仅可以克服微颗粒的取向确定及微颗粒的运动对检测的干扰，而且它可以采用如平面微阵列芯片中的显微图像拼接技术而实现更高通量的检测分析。事实上，Illumina公司开发的化学编码微珠阵列芯片已经发展成为全球最大平面微阵列芯片生产商Affymetrix公司的有力竞争者并在商业上取得巨大成功。对比流式细胞术及显微成像方法我们可以发现显微成像方法还具有特别的优势:显微成像方法是在片解码及信号读取。这对于需要多步骤检测分析体系尤其显得重要-其在片解码及信号读取意味着平行检测时间的节省及通量的提高。纵观悬浮阵列芯片的关键技术，我们可以发现悬浮阵列芯片在通量的提高上受制于流式细胞术只能高速检测低编码量的光学编码微载体，及显微成像方法的快速检测只能用于编码量大但检测复杂费时的化学编码微载体。其通量的进一步提高有赖于显微成像方法与图案编码微载体的有机结合。然而人们开发的图案编码微载体难以满足这种要求。因此迫切需要开发能够与显微成像技术匹配的图案编码微载体技术以促使悬浮阵列芯片更好地服务社会。为此我们在组件式多功能传感器件(专利号ZL2005100406340)中首次提出了不倒翁状微载体的技术。然而在前期申请中我们采用了模压技术制备不倒翁状微载体。而随着包括喷墨打印技术在内微量液体分配技术的发展本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微载体制备系统，其特征在于该系统包括XYZ位移平台（a）、校正器件（a1）、不粘模板（b）、微量液体分配器（c）、微载体原料液储液池（c1）；将微载体原料液储液池连接微量液体分配器，将不粘模板放在XYZ位移平台上，通过微量液体分配器在XYZ位移平台将微量液体分配器与不粘模板空间位置定位的情况下，分配微载体原料液至不粘模板上固化，然后将固化的微载体与不粘模板分离以批量获得微颗粒，随后固化的微颗粒固定传感敏感材料后用于悬浮阵列芯片的检测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张继中，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32