专利名称：全息大脑组织芯片组及其制作方法
技术领域：
本发明涉及生物芯片领域，具体涉及全息大脑组织芯片组及其制作方法。
背景技术：
组织芯片是将数十个甚至数千个不同个体(可以是同一个体)的组织标本集成在一张固相载体上所形成的组织微阵列。组织芯片的出现，使人类可有效利用成百上千份自然或处于疾病状态下的组织标本来研究特定基因及其所表达的蛋白质与疾病之间的相关关系，对于疾病的分子诊断，预后指标和治疗靶点的定位、抗体筛选等方面均有十分重要的实用价值。相对于传统的病理组织切片，组织芯片具有以下优势①高通量一次检测可以获取大量的生物学信息；②多样本一次实验可分析成百上千种同一或不同疾病的组织标本；③省时1-2周内可完成数千个组织标本的数十个基因检测或蛋白分子的定位、定量和定性分析；④简便经济是传统组织学方法所需费用的1/100-1/10 ；⑤结果可靠一次实验可同时完成数千个组织标本的分析，减少批内和批间误差，实验结果更准确可靠；⑥便于设计实验对照；⑦用途广泛即可用于基础研究，又可用于临床研究。可用于分子诊断、预后指标的筛选、治疗靶点的定位、抗体和药物的筛选、基因和蛋白表达分析等；⑧可进行自动化分析用特殊的扫描和分析仪器即可对组织芯片进行自动化分析；⑨与其他生物医学技术(HE染色、免疫组织化学、原位杂交、原位PCR、原位RT-PCR等)相结合，就可以组成免疫组织化学检测分析系统，若再与基因芯片、蛋白芯片相结合，即可组成完整的基因表达分析系统。目前，组织芯片技术已经成熟，国内外均有公司生产销售。但目前市面上见到的组织芯片产品上的每个组织标本点，仅有生物学信息(有的可能会附带临床资料)，均没有标本的空间位置信息，不能反映出每一个组织点的空间相关关系。同时，在市面上也没有见到有关完整大脑的组织芯片产品。大脑是当前神经科学、神经药物研制、人工智能、老年病等领域研究的首要对象。 比如，要研究某种成瘾性药物的靶位置在大脑中的分布情况，人们只能通过动物试验，用药物将动物致瘾，然后处死动物，取脑来进行取材，对每块组织块进行研究，得到结论。一旦脑组织比较大，如灵长类，组织块数量将会有成百上千，没有正确的取材方法和对每块组织进行编码管理的方案，研究工作将会举步维艰。本发明的目的，首创一种全息大脑组织芯片组产品，同时创造出一种结合编码方案的取材方法，对全大脑进行取材并编码，保留了每个组织块的空间位置信息，芯片上每个标本点包含空间位置信息，每一张芯片上的样本点来自于全息大脑取材的同一个切面，一系列来自同一类型切面(冠状切面、矢状切面或水平切面)的芯片组织成一组，完全反映出整个大脑的空间结构，从而使得进一步的研究更方便，更有条理。
发明内容
本发明首创了全息大脑组织芯片组产品，芯片上每个标本点包含空间位置信息，每一张芯片上的样本点来自于全息大脑取材的同一个切面，一系列来自同一类型切面(冠状切面、矢状切面或水平切面)的芯片组织成一组，完全反映出整个大脑的空间结构。本发明同时创造出一种以结合编码方案的取材方法为主要内容的制作方法，对全大脑进行取材并编码，保留了每个组织块的空间位置信息，使得进一步的研究更方便，更有条理。全息大脑组织芯片组，其特征是这一组芯片上的组织样本点来自于同一个大脑， 每张芯片上的组织样本点均来自同一个全息取材得到的切面，每张芯片均是同一类型切面 (矢状切面、冠状切面或水平切面)，每张芯片上组织样本点的排列方式，反映出其来源的全息大脑组织蜡块在该切面上的相对空间位置。一种全息大脑取材方法及编码方案，其特征在于通过一系列冠状切面、矢状切面和水平切面将大脑组织分割成组织块，用三维正交坐标系标注了每一组织块的空间位置， 包括以下步骤(一)取材及编码(1)按正常体位放置脑底向下，脑顶向上，额叶向前，枕叶向后，(2)从胼质体处剖开大脑成左右两个半球，位置不变，(3)沿大脑两半球的中线，做冠状切，每个半球分为前后两个部分，此冠状切面叫做冠状基面，(4)左半球位置不变，将右半球水平旋转180度，并平移到左半球额叶前方，将两半球的胼质体切面对齐，(5)沿大脑两半球的中线，做矢状切，贯穿两个半球。此矢状切面叫做矢状基面，每个半球被分为四个部分，全脑被分为八块。将右半球的位置还原成1)的模样，(6)在每个半球，按照平面垂直直角坐标系的象限规定，分别编码为右I、右II、 右III、右IV、左 I、左II、左III、左IV，(7)自脑底到脑顶的中间位置，做水平切，横贯两半球，此水平切面叫做水平基面，(8)编码方案i.三维正交坐标系冠状基面、矢状基面、水平基面的交点定义为三维正交坐标系的原点，冠状基面与水平基面的交线定义为X轴，矢状基面与水平基面的交线定义为Y 轴，冠状基面与矢状基面的交线定义为Z轴，这样每个半脑存在一个坐标系，ii.X轴方向以(1)的位置放置，自左至右为X轴的正向，iii.Y轴方向以(1)的位置放置，自后向前为Y轴的正向，iv.Z轴方向以(1)的位置放置，自下向上为Z轴的正向，(9)右I部分的取材(上下两部分):i.将冠状基面翻转向下放置，自矢状基面起每隔相同间隔向另一侧做平行于矢状基面的矢状切，切下的第一部分组织定义为X = 0，第二片X = 1，……，依此类推，ii.将这些片层整理整齐，将矢状基面翻转向下放置，自冠状基面每隔相同间隔向另一侧，做平行于冠状基面的冠状切，切下的第一部分组织定义为Y = 0，第二片Y = 1，……，依此类推。此时已将右I全部切割分解成了垂直于水平基面的柱状组织，每一个组织柱具有了一对(χ，γ)坐标，并且都被水平基面一分为二，iii.将每一个组织柱(上下两段)取出，自水平基面起分别(上下两段)每隔相同间隔向另一侧(脑顶或脑底)做平行于水平基面的水平切，向脑顶侧切下的第一块组织定义为Z = 0，第二块Z = 1，……，依此类推；向脑底侧切下的第一块组织定义为Z = -1， 第二块Z = -2，……，依此类推。按相同方法将右I的全部组织柱切割完毕形成若干具有三维正交坐标值的组织块；(10)右II部分的取材(上下两部分)i.同(9) i.，只是坐标定义不同切下的第一部分组织定义为X = -1，第二片X =_2，……，依此类推。其余相同。ii.同(9)ii.，iii.同(9)iii.，(11)右III部分的取材(上下两部分):i.同(10)i.，ii.同(9)ii.，只是坐标定义不同切下的第一部分组织定义为Y = -1，第二片Y =_2，……，依此类推，其余相同，iii.同(9) iii.，(12)右IV部分的取材(上下两部分):i.同(9) i.，ii.同(11) ii.，iii.同(9) iii.，(13)左I部分的取材(上下两部分)同(9)，(14)左II部分的取材(上下两部分)同(10)，(15)左III部分的取材(上下两部分)同(11)，(16)左IV部分的取材(上下两部分)同(12)，(17)至此，已将整个大脑全部分解切割成具有三维正交坐标的组织块，但两个半球可能会有许多组织块坐标相同，需要进一步进行坐标值的标准化；( 二 )坐标标准化只需将X坐标进行标准化就可以使整个大脑的每块组织块具有唯一一个坐标值， 方法如下(1)列出右半球的 X 值(XR)范围(-NR，_NR+l，…，_1，0，1，…，MR_1，MR)(2)列出左半球的 X 值(XL)范围(-NL，_NL+l，...，_1，0，1，…，ML_1，ML)(NR、MR、NL、ML 都是自然数)(3UR 均加上 NR，得到 XR，的范围(0，1，2，···, MR+NR)(4) XL 均减去(ML+1)，得至Ij XL，的范围(-NL-ML-l，-NL-ML,…，-2，-1)(5)XL'和XR’分别是左半球和右半球组织块标准化后的X坐标，标准化后的X轴坐标范围是(-NL-ML-l，-NL-ML，…，-2，-1，0，1，2，...，MR+NR)。至此全部的组织块被唯一一个正交坐标系的三个坐标值一一确定，全息取材、编码完成，(6)将全部矢状切面的组织芯片集合起来，制作出全息大脑冠状切面组织芯片组和全息大脑水平切面组织芯片组。有益效果全息大脑组织芯片组及其制作方法，填补了世界空白，为神经科学研究生物信息的空间分布位置提供了极大便利。本发明可以保持全息组织块在原大脑中的位置信息，使得接下来的研究可以始终知道组织块的生物学性状与解剖学部位的联系，并且尽可能的保存了完整的大脑组织，为脑的研究提供了更全面、更丰富的素材，同时也使大脑标本更易保存、管理，不但可以满足完整大脑的研究需要，更可满足区域脑组织研究的需要，填补了世界空白，为神经科学研究生物信息的空间分布位置提供了极大便利。
具体实施例方式为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。一、固定大脑标本离体后，立即放置于固定液中进行固定，以防止腐烂、保存形态。二、大脑全息取材将完整大脑按全息取材的方法进行取材，得到若干组织块，并将每个组织块进行坐标标准化(按上次申报的方法)，组织块的长宽厚分别为2cm、1.5cm和0. 5cm。(一 )取材及编码1)按正常体位放置脑底向下，脑顶向上，额叶向前，枕叶向后。2)从胼质体处剖开大脑成左右两个半球，位置不变。幻沿大脑两半球的中线，做冠状切，每个半球分为前后两个部分。此冠状切面叫做冠状基面。4)左半球位置不变，将右半球水平旋转180度，并平移到左半球额叶前方，将两半球的胼质体切面对齐。5)沿大脑两半球的中线，做矢状切，贯穿两个半球。此矢状切面叫做矢状基面。每个半球被分为四个部分，全脑被分为八块。将右半球的位置还原成1)的模样。6)在每个半球，按照平面垂直直角坐标系的象限规定，分别编码为右I、右II、 右III、右IV、左 I、左II、左III、左IV。7)自脑底到脑顶的中间位置，做水平切，横贯两半球。此水平切面叫做水平基面。8)编码方案i.三维正交坐标系冠状基面、矢状基面、水平基面的交点定义为三维正交坐标系的原点，冠状基面与水平基面的交线定义为X轴，矢状基面与水平基面的交线定义为Y 轴，冠状基面与矢状基面的交线定义为Z轴。这样每个半脑存在一个坐标系。ii.X轴方向以1)的位置放置，自左至右为X轴的正向。iii.Y轴方向以1)的位置放置，自后向前为Y轴的正向。iv.Z轴方向以1)的位置放置，自下向上为Z轴的正向。9)右I部分的取材(上下两部分):i.将冠状基面翻转向下放置，自矢状基面起每隔相同间隔向另一侧做平行于矢状基面的矢状切，切下的第一部分组织定义为X = 0，第二片X = 1，……，依此类推。ii.将这些片层整理整齐，将矢状基面翻转向下放置，自冠状基面每隔相同间隔向另一侧，做平行于冠状基面的冠状切，切下的第一部分组织定义为Y = 0，第二片Y = 1，……，依此类推。此时已将右I全部切割分解成了垂直于水平基面的柱状组织，每一个组织柱具有了一对(X，Y)坐标，并且都被水平基面一分为二。iii.将每一个组织柱(上下两段)取出，自水平基面起分别(上下两段)每隔相同间隔向另一侧(脑顶或脑底)做平行于水平基面的水平切。向脑顶侧切下的第一块组织定义为Z = 0，第二块Z = 1，……，依此类推；向脑底侧切下的第一块组织定义为Z = -1， 第二块Z = -2，……，依此类推。按相同方法将右I的全部组织柱切割完毕形成若干具有三维正交坐标值的组织块。10)右II部分的取材(上下两部分)i.同9) i.，只是坐标定义不同切下的第一部分组织定义为X = -1，第二片X =_2，……，依此类推。其余相同。ii.同 9)ii.。iii.同 9) iii.。11)右III部分的取材(上下两部分)i.同 10)i.。ii.同9) ii.，只是坐标定义不同切下的第一部分组织定义为Y = -1，第二片Y =_2，……，依此类推。其余相同。iii.同 9) iii.。12)右IV部分的取材(上下两部分)i.同 9) i.。ii.同 11) ii.。iii.同 9) iii.。13)左I部分的取材(上下两部分)同9)。14)左II部分的取材(上下两部分)同10)。15)左III部分的取材(上下两部分)同11)。16)左IV部分的取材(上下两部分)同12)。17)至此，已将整个大脑全部分解切割成具有三维正交坐标的组织块，但两个半球可能会有许多组织块坐标相同，需要进一步进行坐标值的标准化。( 二 )坐标标准化只需将X坐标进行标准化就可以使整个大脑的每块组织块具有唯一一个坐标值。 方法如下1)列出右半球的 X 值(XR)范围(-NR，_NR+l，...，_1，0，1，...，MR_1，MR)2)列出左半球的 X 值(XL)范围(-NL，_NL+l，...，_1，0，1，…，ML_1，ML)3) (NR、MR、NL、ML 都是自然数)4)XR 均加上 NR，得到 XR，的范围(0，1，2，···, MR+NR)5) XL 均减去(ML+1)，得至Ij XL，的范围(-NL-ML-l，-NL-ML,…，-2，-1)6)XL'和XR’分别是左半球和右半球组织块标准化后的X坐标，标准化后的X轴坐标范围是(-NL-ML-l，-NL-ML，…，-2，-1，0，1，2，...，MR+NR)。至此全部的组织块被唯一一个正交坐标系的三个坐标值一一确定，全息取材、编码完成。三、组织块脱水、处理、包埋组织块按常规病理技术进行脱水、透明、浸蜡处理，最后包埋成石蜡组织块，程序如下70%酒精2小时一80%酒精2小时一95%酒精I 2小时一95%酒精II 2小时一无水乙醇I 2小时一无水乙醇II 2小时一正丁醇2小时一二甲苯I 2小时一二甲苯II 0小时)一浸蜡I缸2小时一浸蜡II缸2小时一浸蜡III缸2小时。四、阵列设计与芯片制作选择X坐标相同(同一矢状切面)的组织蜡块，按其Y、Z轴坐标的相对位置排列整齐，按照这种排列，在空白蜡块(组织阵列块)上打孔(洞)。每行孔的行间距相同，列间距也相同。再从这些蜡块上各挖取一个组织圆柱，并按其在该切面上的相对位置在空白阵列块上点样(将组织圆柱填入孔洞中)。按常规病理切片技术将阵列块切片，制成组织芯片。五、产品组合将全部矢状切面的组织芯片集合起来，就成为全息大脑矢状切面组织芯片组。同理，可以制作出全息大脑冠状切面组织芯片组和全息大脑水平切面组织芯片组。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.全息大脑组织芯片组，其特征在于，组芯片上的组织样本点来自于同一个大脑，每张芯片上的组织样本点均来自同一个全息取材得到的切面，每张芯片均是同一类型切面，矢状切面、冠状切面或水平切面，每张芯片上组织样本点的排列方式，反映出其来源的全息大脑组织蜡块在该切面上的相对空间位置。
2.一种全息大脑取材方法及编码方案，其特征在于，通过一系列冠状切面、矢状切面和水平切面将大脑组织分割成组织块，用三维正交坐标系标注了每一组织块的空间位置，包括以下步骤(一)取材及编码(1)按正常体位放置脑底向下，脑顶向上，额叶向前，枕叶向后，(2)从胼质体处剖开大脑成左右两个半球，位置不变，(3)沿大脑两半球的中线，做冠状切，每个半球分为前后两个部分，此冠状切面叫做冠状基面，(4)左半球位置不变，将右半球水平旋转180度，并平移到左半球额叶前方，将两半球的胼质体切面对齐，(5)沿大脑两半球的中线，做矢状切，贯穿两个半球，此矢状切面叫做矢状基面，每个半球被分为四个部分，全脑被分为八块，将右半球的位置还原成1)的模样，(6)在每个半球，按照平面垂直直角坐标系的象限规定，分别编码为右I、右II、右 III、右IV、左 I、左II、左III、左IV，(7)自脑底到脑顶的中间位置，做水平切，横贯两半球，此水平切面叫做水平基面，(8)编码方案v.三维正交坐标系冠状基面、矢状基面、水平基面的交点定义为三维正交坐标系的原点，冠状基面与水平基面的交线定义为X轴，矢状基面与水平基面的交线定义为Y轴，冠状基面与矢状基面的交线定义为Z轴，这样每个半脑存在一个坐标系，vi.X轴方向以(1)的位置放置，自左至右为X轴的正向，vii.Y轴方向以(1)的位置放置，自后向前为Y轴的正向，viii.Z轴方向以(1)的位置放置，自下向上为Z轴的正向，(9)右I部分的取材(上下两部分)iv.将冠状基面翻转向下放置，自矢状基面起每隔相同间隔向另一侧做平行于矢状基面的矢状切，切下的第一部分组织定义为X = 0，第二片X= 1，……，依此类推，v.将这些片层整理整齐，将矢状基面翻转向下放置，自冠状基面每隔相同间隔向另一侧，做平行于冠状基面的冠状切，切下的第一部分组织定义为Y = 0，第二片Y= 1，……， 依此类推。此时已将右I全部切割分解成了垂直于水平基面的柱状组织，每一个组织柱具有了一对(X，Y)坐标，并且都被水平基面一分为二，vi.将每一个组织柱(上下两段)取出，自水平基面起分别(上下两段)每隔相同间隔向另一侧(脑顶或脑底)做平行于水平基面的水平切，向脑顶侧切下的第一块组织定义为Z = 0，第二块Z = 1，……，依此类推；向脑底侧切下的第一块组织定义为Z = -1，第二块Z = -2，……，依此类推。按相同方法将右I的全部组织柱切割完毕形成若干具有三维正交坐标值的组织块；(10)右II部分的取材(上下两部分)iv.同(9)i.，只是坐标定义不同切下的第一部分组织定义为X = -1，第二片X =_2，……，依此类推，其余相同，v.同(9)ii.，vi.同(9)iii.,(11)右III部分的取材(上下两部分)iv.同(10)i.，v.同(9)ii.，只是坐标定义不同切下的第一部分组织定义为Y = -1，第二片Y =-2，……，依此类推，其余相同，vi.同(9)iii.,(12)右IV部分的取材(上下两部分)iv.同(9)i.，v.同(ll)ii.，vi.同(9)iii.,(13)左I部分的取材(上下两部分)同(9)，(14)左II部分的取材(上下两部分)同(10)，(15)左III部分的取材(上下两部分)同(11)，(16)左IV部分的取材(上下两部分)同(12)，(17)至此，已将整个大脑全部分解切割成具有三维正交坐标的组织块，但两个半球可能会有许多组织块坐标相同，需要进一步进行坐标值的标准化；(二)坐标标准化只需将X坐标进行标准化就可以使整个大脑的每块组织块具有唯一一个坐标值，方法如下(1)列出右半球的X 值(XR)范围(-NR，-NR+l，…，-1，0，1，…，MR-I，MR)(2)列出左半球的X 值(XL)范围:(-NL, -NL+1, ...，-1，0，1，-,ML-1,ML) (NR、MR、NL、ML都是自然数)(3UR均加上NR，得到XR，的范围:(0,1,2,…，MR+NR)(4)XL 均减去(ML+1)，得至Ij XL，的范围(-NL-ML-l，-NL-ML,…，-2，-1)(5)XL'和XR’分别是左半球和右半球组织块标准化后的X坐标，标准化后的X轴坐标范围是(-NL-ML-1，-NL-ML,…，-2，-1,0,1,2,…，MR+NR)。至此全部的组织块被唯—— 个正交坐标系的三个坐标值一一确定，全息取材、编码完成，(6)将全部矢状切面的组织芯片集合起来，制作出全息大脑冠状切面组织芯片组和全息大脑水平切面组织芯片组。
全文摘要
本发明首创了全息大脑组织芯片组产品，同时公开了一种全息大脑组织芯片组的制作方法，通过大脑全息取材，组织块脱水、处理、包埋，阵列设计与芯片制作，制作出全息大脑冠状切面组织芯片组和全息大脑水平切面组织芯片组。本发明中制得的全息组织块在原大脑中的位置信息，为神经科学研究生物信息的空间分布位置提供了极大便利。
文档编号C12M1/00GK102517192SQ20111038568
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者艾立平 申请人:艾立平