专利名称：用于制作微阵列的点样器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于制作微阵列的点样器，特别是涉及用于制作cDNA、寡核苷酸及蛋白阵列的点样器。
微阵列(microarray)从九十年代初出现以来，发展非常迅速，由于其广阔的应用前景，如疾病诊断，病理研究，药物筛选，卫生检测，环境检测，国防战争等，许多科研人员花费精力进行研究开发。如今微阵列制作已有多种技术目前应用最为广泛的是基于机械手的金属针点样系统，如图8所示，该金属针在其末端开有狭缝，利用带有狭缝的末端进行吸样和点样，金属针随着机械手作三维运动，用来吸样和点样。由于上述金属针加工工艺要求高，成本高昂，因此被多次反复在不同的样品中使用，于是上述现有的点样技术面临的一个挑战是在换样过程中的金属针的清洗。使用何种清洗剂，清洗多长时间才能保证在金属针中前一种点样的样品对后一种点样样品的没有影响而不致产生错判。对于基于机械手运动的金属针点样系统，清洗过程相对来说比较简单，但所需时间在整个制作微阵列的过程中所占比例还是很大，也不能保证前后点样的样品完全没有影响。
因此，本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，解决清洗的瓶颈问题，提出了一种一次性的用于制作微阵列的点样器。
该点样器包括多个点样针该点样针包括一段毛细管；一内径与上述毛细管外径相配合的套管，上述毛细管固定连接在上述套管的内孔中并且从套管的下端伸出；一固定在上述套管的配重环。
优选的是，所述点样针还包括一细毛细管，所述细毛细管具有与所述毛细管的内径相配合的外径并固定结合在上述毛细管之内并从其下端伸出。
优选的是，所述的套管和配重环是一体形成的。另外，所述的套管和配重环是用胶粘合固定的，或通过机械方式连接的。
优选的是，所述的套管和毛细管是用胶粘合固定的，所述的毛细管和细毛细管是用胶粘合固定的，所述胶为紫外胶。
优选的是，所述套管的材料为不锈钢，所述毛细管的材料为硅玻璃。
在本发明中，仍然使用机械手作为点样平台，但将金属针用毛细管制作的点样针取代。利用毛细管制作的点样针由于其价格便宜，这使得我们可以对其只作一次性使用，即每根毛细管点样针只负责点一种样品，节省了清洗的时间，也彻底消除了不同样品之间的交叉污染。本点样针的吸样及点样不需要借助任何附加的外力(只是利用了毛细作用，液体对固体的沾湿、浸润作用)，也就使系统结构能够做得比较简单。
下面结合附图对本发明优选实施例进行详细描述。
图1为根据本发明优选实施例的毛细管点样针的结构图。
图2为根据本发明优选实施例的细毛细管点样针的结构图。
图3A和图3B为根据本发明优选实施例的装载毛细管点样针的卡具的前视图及俯视图的示意图。
图4为根据本发明优选实施例的毛细管点样针装入卡具后的前视图的示意图。
图5为根据本发明优选实施例的点样过程中毛细管点样针被基片顶起时的示意图。
图6为根据本发明优选实施例的点样针吸样时的照片。
图7为根据本发明优选实施例的点样照片。
图8为现有技术的采样器采用的钢针。
图1为根据本发明优选实施例的毛细管点样针的结构图(该毛细管的外径足够大，能够与普通套管相配。)。该点样针包括一段毛细管3，内径与毛细管外径相配的套管2，以及配重环1。套管2的内径与毛细管3的外径相配合，毛细管3固定连接在套管2的内孔中并且从套管2的下端伸出，也可以从套管3的上下两端伸出。配重环1可固定连接在套管2上，或与套管2一体形成。
套管2和配重环1优选用胶粘合固定的，也可以通过螺纹或焊接等机械方式连接。套管2和毛细管3是用胶粘合固定的。此外，三者可以优选用胶相连，优选采用紫外胶粘接。
毛细管3可以是普通玻璃，硅玻璃，塑料，陶瓷等具有一定刚度且不易折断的材料制成，优选方案中采用的是外表面涂敷有聚酰亚胺的硅玻璃。
优选方案中套管2采用不锈钢制作，当然也可以用其他一些耐磨的刚性材料制成，要求具有很好的准直度。套管2的内径须与毛细管3的外径配合得当，不宜过紧，影响制作，也不宜过松，影响点样精度。
配重环1有双重作用。图4是毛细管点样针已经装入卡具后的示意图。从图中可以看出，配重环1与套管2形成的台阶具有限位的作用，即在点样过程中限制点样针的向下移动范围。另一方面配重环1须具有一定的重量。在点样过程中，当点样针头末端与基片接触后，机械手臂(未示出)会继续向下移动，此时点样针相对于卡具被向上顶起，如图5所示。当一个点被点完后(对一根点样针而言)，机械手臂向上抬起，如果配重环1的重量不够，由于毛细管外的套管与卡具上的小孔之间存在摩擦力，这有可能使点样针不能顺利下落回位。
图2为根据本发明一个优选实施例的细毛细管点样针的结构图(细毛细管是指其外径较小，不能够直接与普通套管相配。)。在细毛细管4与套管2之间是较粗的毛细管3，其与套管2、细毛细管4都相互配合。细毛细管4具有与毛细管3的内径相配合的外径并固定结合在毛细管3之内并从其下端伸出。另外毛细管3和细毛细管4之间优选用胶粘合固定的。
图2只是解决配合问题的一种可选方案。本技术领域的普通技术人员应该理解，可以通过减少套管2的内径使其直接与细毛细管4外径相配。
图1和图2中毛细管3的外径可以从5μm到1mm，内径从1μm到300μm。如优选方案图1中毛细管3的内外径分别是180μm和340μm，图2中细毛细管4的内外径分别是100μm和164μm。
图3A和图3B为根据本发明优选实施例中的针架前视图及俯视图。针架可以用金属如黄铜、硬铝等制成。中间可用钻头或线切割加工出排列成方阵的一系列小孔，孔径须与点样针的外径相配，能够使毛细管点样针在其中顺利地上下滑动，而又不至于使针在水平方向产生明显的晃动，如优选方案中孔径与针外径之差为30μm。
孔中心距可以根据实际需要进行选配，但最好与一个标准的多孔板相配，如标准的96孔板，384孔板，1356孔板。因为样品多在这些标准板中进行制备、保存，点样时直接使用这些标准板，可以使点样针在机械手臂的带动下直接从这些标准板中吸样。图中所示优选方案为与384孔板相配的针架，孔中心距为4.5mm。
除了采用图中所示的中间铣空的这中针架结构外，针架也可以采用实心结构，即在一实心金属块上利用钻孔或线切割的方法制作一系列小孔。
图6为根据本发明优选实施例的吸样图。装好点样针的针架随着机械手臂的运动到达装有样品的384孔板上方，然后向下运样品会自动进入毛细管中直至上升到一个极限高度或者充满整个毛细管，这个过程的时间长短会随样品粘度不同而有差异。然后机械手臂带动针架上升并移至须进行点样的玻璃片上方，进入如图7中的点样过程。当吸样、点样完成一个周期后，装有毛细管点样针的卡具将被从机械手臂上自动卸下，另一个装好新毛细管点样针的卡具被自动连接到机械手臂上，开始下一个周期的吸样、点样。所以在点样之前须将所需的毛细管点样针都一一装到各个卡具上。
权利要求
1.一种用于制作微阵列的点样器，该点样器包括多个点样针，其特征在于，该点样针包括一段毛细管；一内径与上述毛细管外径相配合的套管，上述毛细管固定连接在上述套管的内孔中并且从套管的下端伸出；一固定在上述套管的配重环。
2.如权利要求1所述的点样器，其特征在于，所述点样针还包括一细毛细管，所述细毛细管具有与所述毛细管的内径相配合的外径并固定结合在上述毛细管之内并从其下端伸出。
3.如权利要求1所述的点样器，其特征在于，所述的套管和配重环是一体形成的。
4.如权利要求1所述的点样器，其特征在于，所述的套管和配重环是用胶粘合固定的。
5.如权利要求1所述的点样器，其特征在于，所述的套管和配重环是通过机械方式连接的。
6.如权利要求1所述的点样器，其特征在于，所述的套管和毛细管是用胶粘合固定的。
7.如权利要求2所述的点样器，其特征在于，所述的毛细管和细毛细管是用胶粘合固定的。
8.如权利要求1所述的点样器，其特征在于，所述套管的材料为不锈钢。
9.如权利要求1所述的点样器，其特征在于，所述毛细管的材料为硅玻璃。
10.如权利要求6所述的点样器，其特征在于，所述胶是紫外胶。
全文摘要
本发明涉及用于制作微阵列的点样器,该点样器包括多个点样针,该点样针包括:一段毛细管;一内径与上述毛细管外径相配合的套管,上述毛细管固定连接在上述套管的内孔中并且从套管的下端伸出;一固定在上述套管的配重环。利用毛细管制作的点样针由于其价格便宜,这使得我们可以对其只作一次性使用,即每根毛细管点样针只负责点一种样品,节省了清洗的时间,也彻底消除了不同样品之间的交叉污染。
文档编号G01N1/10GK1353300SQ0013350
公开日2002年6月12日 申请日期2000年11月6日 优先权日2000年11月6日
发明者张坚, 赖亚明, 王国青, 邢婉丽, 周玉祥, 程京 申请人:清华大学