一種液態生物晶片分析儀的製作方法

2023-10-11 14:38:19 1

本專利涉及新一代的生物技術領域，尤其涉及一種新型的液態生物晶片分析儀器。

背景技術：

生物晶片是用來檢測生物樣品的，該技術誕生於上世紀80年代初，通過微加工工藝在晶片中集成有成千上萬個與生命相關的信息分子，它可以對生命科學與醫學中的各種生物化學反應過程進行集成。相比較於傳統的生化檢測技術，其優點是理論上能夠同時測試和分析幾種甚至幾千、幾力種不同的生物指標。廣泛應可基因序列分析、基因突變檢測及多態性分析、基因組文庫圖形分析、疾病的基因診斷和抗原、抗體檢測等領域。被認為是新世紀最有前途的生物技術領域之一。

生物晶片按載體不同分為微陣列式和懸浮式(又稱流式)兩種。微陣列式生物晶片，簡單地說就是在一塊指甲大小的有多聚賴氨酸包被的矽片上將生物分子探針以大規模陣列的形式排布，形成可與目的分子相互作用，交行反應的固相表面，在雷射的順序激發下標記螢光根據實際反應情況分別呈現不同的螢光發射譜徵，CCD相機或雷射共聚焦顯微鏡根據其波長及波幅特徵收集信號，計算機分析數據結果。目前最成功的形成一定商業市場的是DNA晶片，即將無數預先設計好的寡核苷酸或cDNA在晶片上做成點陣，與樣品中同源核酸分子雜交。 其實理論上允許幾乎所有種類的生物分子作晶片上的探針，比如蛋白、糖、脂類和其它小分子。理論上能夠同時測量多達幾萬個指標，但晶片的製備比較複雜，製備成本高，樣品的標記過程繁瑣，信號靈敏度低，測試的重複性差。使得該技術只能可科研，難以在臨床診斷中普及。

懸浮式生物晶片技術又稱為流式技術，是對微陣列技術的重大改進。現有技術中，它的技術特點是：用不同顏色的微球作為不同生物探針的載體，微球的顏色和生物探針的種類一一對應，將微球做上不同強度的雙色螢光標記，檢測時通過液體流場使得微球在確定的軌跡上排成一條線，順序通過探測區。兩束雷射交叉照射在探測區，一束用來探測微球的標記顏色，另一束用來測定待測成分的螢光強度。該技術與微陣列式技術相比，優點是易於大批量生產，測量重複性好，靈敏度高。缺點是微球製備複雜，反應體系繁複，背景要經多次洗滌，操作不易，同時，可探測微球的顏色的設備要求高。

專利內容

為了克服現有生物晶片及分析技術的不足，本專利的目的在於：提供一種液態生物晶片分析儀，可方便地探測出不同生物探針的種類，並判斷標本中是否含有某種待測成分及其濃度。

本專利解決其技術問題所採用的技術方案是：一種液態生物晶片分析儀，其特徵在於：所述分析儀包括可稀釋所述生物晶片的稀釋池；產生低壓並可盛裝廢液的廢液瓶；可產生強光的激發光源；可連接所述稀釋池1和廢液瓶的導管以及可支撐所述導管的檢測箱。

本專利的顯著效果是，懸浮式生物晶片由於採用不同大小的微球作為不同生物探針或抗原、抗體的載體，微球的大小與探針或抗原、抗體的種類一一對應，使得分析儀在分析時，僅僅通過探測微球的大小即可辨別出探針或抗原、抗體的種類，相對於探測微球的標記顏色的方法來說，不僅簡單可靠，而且對設備的要求大為減低，從而也減低了加上和檢測成本。通過充分稀釋混合液的方法代替了背景經多次洗滌的方法，同樣使操作簡單化，同時提高了檢測效率。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本專利進一步說明。

圖1是本專利懸浮式生物晶片分析儀的結構示意圖。

附圖符號的說明：

1-稀釋池；2-電極；光電倍增管；聚光鏡；激發光源；6-廢液瓶；電極；8-待測微球；檢測箱；10-小孔；11-攪拌槳。

具體實施方式

如圖1所示，本專利懸浮式生物晶片分析儀包括但不限於結構：可稀釋所述生物晶片的稀釋池1；產生低壓並可盛裝廢液的廢液瓶6；可產生強光的激發光源5；可連接所述稀釋池1和廢液瓶6的導管12；可支撐所述導管12的檢測箱9。

所述稀釋池1內放置有攪拌槳11和電極2，導管12—端接通稀釋池1的下部，便於液體流出，另一端連接廢液瓶6的頂部，便於液體流入廢液瓶6。所述導管12中段設置有小孔10，小孔10的孔徑大於微球的最大直徑，優選地方案是，小孔10的孔徑與微球的最大 直徑之比約為3：2，當液體流經小孔10時，懸浮在液體中的微球只能是在確定的軌跡上排成一條線，順序通過探測區，從而便於檢測可精確地進行。所述導管12後段設置有電極7，由於液體的導電作用，電極2和7之間形成通路。激發光源5位於檢測箱9的上側，由激發光源5發出的強光通過聚光鏡4，聚焦在導管12中，形成探測區。待測微球8將光線反射到光電倍增管3上。

檢測時，將該晶片倒入反應皿，再加入待測樣品和螢光標記物，在一定溫度下反應一定時間。如果樣品中含有某種待測成分，則會形成微球待測成分標記物的複合體。檢測裝置(分析儀)的工作原理如下：測量微球的大小可以採用小孔電阻原理(又稱「庫爾特原理」)、光阻原理或者光散射(衍射)原理。

下面以小孔電阻原理為例作說明。將反應後的混合液移入稀釋池1，再往池中衝進足量的電解液，使混合液被充分稀釋，這樣單位體積稀釋液中自由的螢光標記物的濃度就足夠低。讓攪拌槳11保持轉動，使微球維持懸浮狀態。讓廢液瓶6處於低氣壓狀態，即低於大氣壓，則微球將隨著電解液流進廢液瓶。當微球經過小孔10時，由於擋住了部分導電截面，兩個電極2和7之間的電阻將增大。電阻法粒度測量原理告訴我們，電阻升高的峰值正比於顆粒的體積。因此通過測量電阻的變化可以判定流過小孔的微球的種類。微球繼續往前經過螢光測量區時，微球被來自激發光源5的強光照射，從而產生螢光輻射。螢光被光電倍增管3接受。通過螢光強度可以判斷標本中是否含有某以待測成分及其濃度。

由於每種微球的數量有成百上千個，因此每個項目的測量值都是成百上千次測量的平均值，測量結果的可靠性非常高。其次，每種小球均可大批量生產，分別包被上某一種探針或抗原、抗體後再混合，因此易於大批量生產，且成本低廉。第三，晶片與標本和標記物反應後，不需洗滌背景，只需稀釋就可測量，大大方便了使用。