基于编码芯片的微阵列、其制备方法及应用与流程

本申请具体涉及一种基于编码芯片的微阵列、其制备方法及应用，例如在多重生化检测分析中的应用。

背景技术：

生物芯片技术是二十世纪后期兴起的一门多学科交叉技术，它借助微电子、微机械、光机电软件一体化集成技术等工程技术，将生命科学研究中样品制备、化学反应和分析检测等不连续过程集成到一块芯片中，实现处理过程连续化、集成化和微型化。

传统的平面微阵列芯片主要采用原位合成法、点样法制备，但此类制备方案会产生诸多问题，例如制备过程中传感材料间的相互污染，以及，点样法密度低而原位合成法成本过高的缺陷。

悬浮阵列芯片技术，又称微载体技术，是近年来发展出的一种新的芯片技术。悬浮阵列芯片技术主要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。悬浮阵列芯片技术相较于传统的平面微阵列芯片技术有着许多突出的优势，例如：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，等等。

目前的图案编码微载体悬浮阵列芯片均通过流式细胞术进行检测，以规避微载体在溶液中运动状态下难以聚焦以获取信号，以及在检测过程中由于遮挡等问题而易于相互干扰等问题。但这导致其不能在片检测，并使其检测通量受到很大限制。同时，通过流式细胞术对图案编码微载体进行检测也受到运动中图案识别存在困难的状况。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种基于编码芯片的微阵列、其制备方法及应用，以克服现有技术中的不足。

本申请实施例提供了一种基于编码芯片的微阵列的制备方法，其包括：

提供至少一承载面；

在所述承载面上均匀覆设粘接剂；

使复数个编码微芯片以离散状态沉积到所述承载面上，并与分布在所述承载面上的粘接剂结合；

使所述粘接剂固化，从而将所述编码微芯片固定在所述承载面上。

在一些较佳实施方案中，所述基于编码芯片的微阵列的制备方法包括：

提供载体，所述载体具有至少一流体容置腔，所述流体容置腔中分布有至少一承载面；

在所述承载面上均匀覆设粘接剂；

于所述流体容置腔中加入选定流体，直至所述承载面被所述选定流体浸没；

使分散在所述选定流体内的编码微芯片(如下亦可简称微芯片)沉积到所述承载面上，并与分布在所述承载面上的粘接剂结合；

使所述粘接剂固化，从而将所述编码微芯片固定在所述承载面上。

在一些实施方案中，所述的制备方法包括：使分散在所述选定流体内的编码微芯片在重力场、外加磁场、外加电场中任一者或两者以上的组合的作用下沉积到所述承载面上，并与分布在所述承载面上的粘接剂结合。

在一些较为优选的实施方案中，所述承载面为平整面。

在一些较为优选的实施方案中，所述编码微芯片以平躺的姿态分布在所述承载面上。

本申请实施例还提供了一种基于编码芯片的微阵列，其包括载体和复数个编码微芯片，所述载体具有至少一承载面，复数个编码微芯片离散分布在所述承载面上，并与所述承载面粘接固定。

在一些较佳实施方案中，所述基于编码芯片的微阵列包括载体和复数个编码微芯片，所述载体具有至少一流体容置腔，所述流体容置腔中分布有至少一承载面，复数个编码微芯片离散分布在所述承载面上，并与所述承载面粘接固定。

在一些较为优选的实施方案中，所述编码微芯片通过覆设在承载面上的固化的粘接剂与所述承载面固定结合。

在一些较为优选的实施方案中，所述承载面为平整面。

在一些较为优选的实施方案中，所述编码微芯片以平躺的姿态分布在所述承载面上。

在一些较为优选的实施方案中，所述承载面为所述流体容置腔的底端面。

本申请实施例还提供了所述基于编码芯片的微阵列的用途。

进一步的，本申请实施例还提供了一种生化试剂盒，其包括前述的任一种基于编码芯片的微阵列。

进一步的，所述的生化试剂盒还包括数据集，所述数据集包括与分布在承载面上的复数个编码微芯片相应的定位信息及解码信息。

进一步的，本申请实施例还提供了一种生化检测系统，其包括：

前述的任一种生化试剂盒；

以及，光学成像设备，至少用于在以所述生化试剂盒检测待测分析物的过程中采集相关图像信息。

进一步的，所述的生化检测系统还包括：数据处理设备，至少用于对光学成像设备所采集的图像信息进行处理，并结合所述生化试剂盒内的数据集，实现对待测分析物的定性和/或定量检测。

进一步的，本申请实施例还提供了一种生化检测方法，其包括：

提供前述的任一种生化试剂盒；

将可能包含有目标物质的液相样品加入所述微阵列的流体容置腔内，使目标物质与固定在载体上的捕捉物质结合；

之后，以成像设备采集所述微阵列的图像信息，并将所采集的图像信息与所述生化试剂盒内的数据集进行比对，实现对待测分析物的定性和/或定量检测。

进一步的，所述成像设备所采集的图像信息包括各编码微芯片在与测分析物反应后所展示的图像编码信息、光学强度信息、光谱编码信息中的至少一种。

较之现有技术，本发明通过将众多基于编码微芯片在基底表面随机散布并固定而形成微阵列，继而通过成像技术对编码微芯片进行检测，在检测的多重性、高效性和灵敏性等方面均展现出显著的优势，且操作简单，制备和成本低，能实现高通量、高准确性的样品检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明一典型实施例中一种基于编码芯片的微阵列的制备及应用示意图。

图2是本发明实施例4中显微镜下的微流道图像。

图3是本发明实施例4中固定于流道中的一种编码芯片示意图。

图4是本发明实施例4中固定于流道中的多种编码芯片示意图。

图5、图6分别是本发明实施例5中反应后微流道的明场和荧光图像。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

在本说明书中术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本申请实施例一方面提供的一种基于编码芯片的微阵列的制备方法包括：

提供载体，所述载体具有至少一流体容置腔，所述流体容置腔中分布有至少一承载面；

在所述承载面上均匀覆设粘接剂；

于所述流体容置腔中加入选定流体，直至所述承载面被所述选定流体浸没；

使分散在所述选定流体内的编码微芯片沉积到所述承载面上，并与分布在所述承载面上的粘接剂结合；

使所述粘接剂固化，从而将所述编码微芯片固定在所述承载面上。

其中，在所述粘接剂固化后，至少应满足如下要求，即：当在载体的流体容置腔内加入流体，且在对流体进行振荡、超声、搅拌等操作的情况下，以及，对流体进行加热(加热温度不超过所述粘接剂的固化物的分解温度、熔融温度)的情况下，编码微芯片不会从承载面上脱落并随流体运动。

前述编码微芯片又可称为悬浮芯片(suspensionarray)或液体芯片(liquidarray)，其技术原理可参阅如下文献：j.immunol.methods.,2000,243,243-255；exp.hematol.,2002,30,1227-1237。

适用于本发明的编码微芯片可具有如下特征：

a)所述编码微芯片的尺寸(长宽尺寸或者直径等)在1μm～1000μm之间。

b)所述编码微芯片采用固态材料，例如可以由si、铁氧化物等无机非金属材料，金属材料，荧光材料、高分子材料等制成，并可展示出磁性、电学性质等。

c)所述编码微芯片具有经过设计的光学结构(如轮廓形状、尺寸、光谱、表面图案等或其组合)，此光学结构可以用于标识其身份(即对其进行光学编码，包括图形编码、光谱编码等，且不限于此)，且此外观结构(以及所述编码微芯片本身)可以在被成像设备(例如可见光成像设备或荧光成像设备等，也可以是显微光学成像设备等)成像，并被人眼或机器辨认出来(即对其进行解码)。

其中，对于前述编码微芯片的形态并无任何限制，其可以是球状、片状、块状或其它规则或不规则形状。

在一些较为典型的实施案例中，一类编码微芯片包括具有光学识别码基底。其中，所述基底可以是球状、片状、块状或其它规则或不规则形状的。所述光学识别码包括图形识别码或光谱编码，例如可优选自图形识别码。其中，图形识别码可以通过肉眼或可见光、非可见光类光学设备识别，而光谱编码可以通过诸如荧光发射谱成像等方式进行识别。

在一些较为典型的实施案例中，一类编码微芯片可以包括基底以及与所述基底连接的、用作光学识别码的微结构。其中所述微结构可以是在基底上一体加工形成，也可以是通过诸如物理、化学沉积，化学生长，粘接、金属键合等方式结合在基底上。其中，微结构可以是图形结构，其可以是在基底表面加工形成，也可以是将基底镂空形成，或者也可以将基底的局部区域镂空并在镂空区域填充特定的光学物质(例如具有特殊光折射率、高反光率，或者能发射特定波长光的物质)形成。

在一些更为具体的实施方案中，一类编码微芯片包括透明基底以及用作图形识别码的不透明平面微结构，所述不透明平面微结构分布在透明基底表面。

更为具体的，一类编码微芯片设计方案可以包括：通过微加工工艺在对可见光充分透明的固态基底上生长和/或加工出一组由特定材料(优选例：氧化硅、氮化硅等硅系材料)形成的、对可见光特定波段具有高反射率的平面微结构作为图形识别码。该图形识别码在可见光照明下经光学成像(如显微镜等)后，即可被肉眼或计算机控制的传感器所辨识，并可根据预设的规则或程序将其转化为数字编码(例如条形码或二维码)，用于标明所在编码微芯片的身份(id、类型)。通过加工不同的图形即可对大量不同类型的微芯片进行编码。一些典型编码微芯片的制作流程细节可参见cn101543755a及cn102788779a等。进一步的以cn102788779a为例，其中的微芯片中编码图形采用介电高反膜原理，对特定波长的可见光具有高反射率，因而其透光率很低，与用透明材料制作的基底之间的光学对比度很高。当使用光学仪器对芯片成像时，所得的图像其基底部分明亮，而编码图形晦暗，人眼或识别软件很容易从其中辨认出图形结构，并对其解码。

此外，适用于本申请的其它类型的编码微芯片还可以选自业界已知的各类荧光编码微球(如染料荧光编码微球、量子点荧光编码微球等)、sers编码微球、磁性悬浮编码微芯片等等，且不限于此。

进一步的，所述编码微芯片表面可以固定(例如通过化学偶联或物理吸附等方法)特定的生化试剂(亦可认为是捕捉试剂，例如抗体、抗原、蛋白质、酶、酶底物、核酸等，其能够特异捕获目标物质，如化学分子、生物分子等)。

更为具体的，在一些实施方案中，针对一组待测的生化分析物(如抗原、核酸等)，为其中每一个检测指标分配一个特定的图形编码(各图形编码与指标一一对应，相互间不重复)。将具有对应图形编码的微芯片通过生化方法在其表面偶联固定能够特异捕获该分析物的试剂(如抗体、核酸dna/rna等)。这样，经过修饰的微芯片能够特异地将其编码所对应的分析物捕获至表面。此类偶联反应一般在溶液中进行，反应结束后，清洗、回收完成功能化修饰的各组微芯片，进而可根据多重检测需求进行混合。

在本发明中，前述的粘接剂可以是一种特殊的流体，其可以被通过涂布等方式在承载面上形成厚度可控的涂层，或者被注入且填充一定的立体空间，并具有将两个以上物体粘接的能力。特别是当本发明中所述的粘接剂被敷设在承载面后可通过重力作用自流平，覆盖整个承载面。并且所述粘接剂可以在一定外界条件下(如加入固化剂、延长反应时间、加热等)发生固化，失去原有的流动性。适用于本发明的粘接剂可以是业界已知的任何合适类型，例如环氧类粘接剂、硅胶类粘接剂等等，且不限于此。

前述承载面可以分布在前述载体的流体容置腔内的任何合适位置，例如流体容置腔的底端面、侧壁，或者被一个或多个支撑体固定于流体容置腔的中央处。

并且，前述承载面可以是任何合适形式的平面、曲面，但应有利于成像设备对分布在承载面上的各编码微芯片进行尽量准确的成像。

较为优选的，所述承载面为平整面。

当然，依据实际应用的需要，亦可在所述承载面上的某些区域设置凸起和/或凹下结构，但应不影响各编码微芯片在成像设备中的成像。

在一些较为优选的实施方案中，所述编码微芯片以平躺的姿态分布在所述承载面上。即，在所述承载面上形成平面阵列(planermicroarray)。

在一些实施方案中，所述的制备方法具体可以包括：

将复数个编码微芯片均匀分散于溶剂内，形成编码微芯片的悬浮液，作为所述选定流体，所述溶剂包括水和/或有机溶剂，优选的，所述溶剂选自水或水溶液(aqueoussolution)，例如常规的缓冲溶液(典型的如pbs等)；

之后，将所述编码微芯片的悬浮液加入所述流体容置腔，直至所述承载面被所述编码微芯片的悬浮液浸没；

使所述编码微芯片的悬浮液内的复数个编码微芯片离散沉积到所述承载面上，且与分布在所述承载面上的粘接剂结合；

使所述粘接剂固化，从而将复数个编码微芯片固定在所述承载面上，形成编码微芯片的微阵列。

在一些实施方案中，所述的制备方法具体也可以包括：

将选定流体加入所述流体容置腔，直至所述承载面被所述选定流体浸没，所述选定流体包括水和/或有机溶剂，优选的，所述溶剂选自水或缓冲溶液；

将复数个编码微芯片分散到所述选定流体内，并使复数个编码微芯片离散沉积到所述承载面上，且与分布在所述承载面上的粘接剂结合；

使所述粘接剂固化，从而将复数个编码微芯片固定在所述承载面上，形成编码微芯片的微阵列。

在一些实施方案中，所述的制备方法还可以包括：使分散在所述选定流体内的编码微芯片在重力场、外加磁场、外加电场中任一者或两者以上的组合的作用下沉积到所述承载面上，并与分布在所述承载面上的粘接剂结合。

在前述实施方案中，还可以通过调节诸如选定流体于流体容置腔中的流动状态，磁场、电场的强度等，或者通过调整重力场、磁场、电场的组合形式，进而调节编码微芯片在承载面上的分布密度等，减少甚至避免出现编码微芯片在承载面上交叉、堆叠等现象。

在一些较为优选的实施方案中，所述的制备方法还可以包括：使分散在所述选定流体内的编码微芯片在自身重力作用下沉积到所述承载面上，并与分布在所述承载面上的粘接剂结合；其中所述编码微芯片的密度大于所述选定流体的密度。

在前述实施方案中，还可以通过采用诸如对流体容置腔中的选定流体进行振荡、超声、搅拌等方式使选定流体产生扰动，从而调整编码微芯片的沉降速度、沉降姿态等，进而调节编码微芯片在承载面上的分布密度等。

进一步的，在前述实施方案中，在粘接剂固化完成后，也可以通过振荡、超声、搅动等方式使液体容置腔内的流体被扰动，进而使未能与承载面牢固结合的微芯片脱离承载面。继而，可以将这些脱落的微芯片与流体一起从液体容置腔中移除，而使编码微芯片形成的微阵列固定在液体容置腔内。

在一些较为优选的实施方案中，所述承载面为水平承载面。优选的，所述编码微芯片以平躺的姿态分布在所述承载面上并形成平面阵列(planermicroarray)。

在一些较为具体的实施方案中，所述的制备方法也可包括：将流体状的粘接剂均匀涂布在所述承载面上。

在一些较为优选的实施方案中，所述的制备方法包括：将流体状的粘接剂施加在所述承载面上，使所述粘接剂在所述承载面上自然铺展形成平面状。

在一些较为优选的实施方案中，所述编码微芯片可选自硅基编码微芯片，所述粘接剂选自硅氧树脂粘接剂。由于微芯片本身为硅系材料，其与pdms等硅氧树脂的结合力较强。当硅氧树脂因聚合反应逐渐固化时，芯片被牢固地结合在其表面上。

当然，前述粘接剂亦可选用环氧树脂类等常规粘接剂。

优选的，所述承载面为所述流体容置腔的底端面。

前述的载体可以是多种材质和形态的，例如可优选自具有平坦底部的容器。一个更为典型优选例是在生化检测和临床诊断中广泛使用的多孔板(multe-wellplates)，微孔板(microplates)、基于微流体的装置(例如微流控芯片)，类似表面皿的容器，等等，且不限于此。

在一些较为具体的实施方案中，可以在前述载体(常见的如微孔板等)的液体容置腔底部加入少量高分子粘接剂(优选如硅氧树脂/silicone，如聚二甲基硅烷/polydimethylsiloxane,pdms)前体混合物。此时粘接剂为流体状态，因重力作用会自然在容器底部铺展为平面。在粘接剂未固化前，加入与欲检测的全部分析物所对应的编码微芯片的混合悬液，则微芯片将沉降至硅氧树脂表面，并散落分布在整个载体的液体容置腔底部，进而，当硅氧树脂因聚合反应逐渐固化时，微芯片被牢固地结合在载体的液体容置腔底面上，如此即可在液体容置腔底部形成了一组散落分布的微芯片所组成的平面微阵列(planermicroarray)，组成该平面微阵列的基本单元是不会随容器内液体运动而发生位移的微芯片。在固化结束后，可去除液体容置腔内的液体。

进一步的，所述的制备方法还可包括：对分布在承载面上的复数个编码微芯片进行成像和识别，实现对各个编码微芯片进行定位和解码，获得包括与分布在承载面上的复数个编码微芯片相应的定位信息及解码信息的数据集。其中的解码信息可以包括编码微芯片所展示的图形编码信息、特定波长范围的一种或多种发射光等所呈现的光谱编码信息、光学强度信息等等，且不限于此。

前述实施方案中，采用的成像检测手段可以选自荧光(fluorescence),化学发光(chemiluminescence)和生物发光(bioluminescence)等在内的多种发光成像检测手段，且不限于此。

在一些较为具体的实施方案中，可以使用显微光学设备等成像设备在明场照明条件下采集每个液体容置腔内的微芯片阵列的图像，其分辨力和聚焦位置以保证清晰拍摄到所有微芯片表面的编码图形为准。通过图像处理软件，将每个液体容置腔内的微芯片阵列的全部照片融合为单一图像(可命名为图像b)，该图像上包含有各液体容置腔内所有微芯片的位置和编码信息。进而，使用图像识别和解码软件对图中所有微芯片进行定位和解码。在计算机中记录各液体容置腔内全部微芯片的上述信息(如坐标、轮廓、编码等，但不限于此)并保存为电子文件(即前述的数据集)。

本申请实施例另一方面相应提供了一种基于编码芯片的微阵列，其包括载体和复数个编码微芯片，所述载体具有至少一流体容置腔，所述流体容置腔中分布有至少一承载面，复数个编码微芯片离散分布在所述承载面上，并与所述承载面粘接固定。

进一步的，所述编码微芯片通过覆设在承载面上的固化的粘接剂与所述承载面固定结合。

其中，所述承载面的形态、分布位置等，所述载体的选材范围，所述编码微芯片的结构、形态、材质、类型等，所述粘接剂的材质、厚度、布置形式等均可如前文所述，此处不在赘述。

本申请实施例另一方面还提供了一种生化试剂盒，其包括前述的任一种基于编码芯片的微阵列。

进一步的，所述的生化试剂盒还包括数据集，所述数据集包括与分布在承载面上的复数个编码微芯片相应的定位信息及解码信息。

进一步的，所述的生化试剂盒还可包括使用说明书等。

进一步的，所述的生化试剂盒还可包括缓冲液、检测试剂、稀释液、洗液中的至少一种，且不限于此。

较为典型的检测试剂包括带荧光染料标记的检测抗体或配体、带生物素标记的检测抗体或配体、亲和素-荧光蛋白(优选如藻红蛋白)偶联物、亲和素-辣根过氧化物酶复合物、化学发光试剂(如鲁米诺、鲁米诺衍生物、吖啶酯、萤光素酶以及氧化剂如过氧化氢等)中的至少一种，且不限于此。

本申请实施例另一方面还提供了一种生化检测系统，其包括：

前述的任一种生化试剂盒；

以及，光学成像设备，至少用于在以所述生化试剂盒检测待测分析物的过程中采集相关图像信息。

进一步的，所述的生化检测系统还可包括：数据处理设备(例如可选自个人计算机系统等)，至少用于对光学成像设备所采集的图像信息进行处理，并结合所述生化试剂盒内的数据集，实现对待测分析物的定性和/或定量检测。

进一步的，所述光学成像设备所采集的图像信息包括各编码微芯片在与测分析物反应后所展示的图像编码信息、光学强度信息、光谱编码信息中的至少一种，且不限于此。

本申请实施例另一方面还提供了一种生化检测方法，其包括：

提供前述的任一种生化试剂盒；

将可能包含有目标物质的液相样品加入所述微阵列的流体容置腔内，使目标物质与固定在载体上的捕捉物质结合；

之后，以成像设备采集所述微阵列的图像信息，并将所采集的图像信息与所述生化试剂盒内的数据集进行比对，实现对待测分析物的定性和/或定量检测。

进一步的，所述成像设备所采集的图像信息包括各编码微芯片在与测分析物反应后所展示的图像编码信息、光学强度信息、光谱编码信息中的至少一种。

在一些实施方案中，所述生化检测方法还可包括：将可能包含有目标物质的液相样品加入所述微阵列的流体容置腔内，使目标物质与固定在载体上的捕捉物质结合，并通过与试剂盒中的其它试剂反应，在捕获到目标物质的芯片表面形成某种光学信号(如荧光、光谱)。一般来说，这些光学信号的强度与目标物质的浓度呈正相关。

在一些实施方案中，所述生化检测方法还可包括：以成像设备采集所述微阵列的图像信息，并将所采集的图像信息与所述生化试剂盒内的数据集进行比对，即可识别出每个芯片的身份信息，再提取图像中每个芯片的光学信号强度，结合标准品的检测结果，即可实现对分析物的定性、半定量以及定量等全部应用。

请参阅图1所述，在本申请的一些具体实施方案中，无需使用各种精密昂贵的机械点样装置或原位合成设备制作规律排布的平面微阵列，仅凭微芯片在重力作用下的自然沉降即可实现不同检测点的位置分配，通过随后进行的成像和图像识别，对各个微芯片进行定位和解码，使用者能够预先掌握阵列上各个检测点的坐标和所检测的分析物身份，从而实现与传统平面微阵列完全等效的应用模式。

进而，对待测分析物采用发光成像方法获取其检测信号。可使用化学发光；或荧光等。在应用场合(即客户端，例如临床检验科或者科研实验室)，对成像设备的分辨率要求不高，只需要能够清晰拍摄到芯片轮廓即可，这样已经能够满足提取发光/荧光信号强度的需求。在通过与随试剂盒一起提供的前述电子文件进行比对，即可获取每个微芯片对应的分析物信息。由于在客户端检测过程中省去了图像识别和解码过程，可以大大节省检测时间。

以夹心法化学发光免疫检测为例，本申请微阵列及试剂盒的应用方法包括：

(1)向载体的液体容置腔中加入样品(液体样品)进行孵育，各个微芯片表面预先偶联的捕获试剂(抗体)将特异性地与样品中对应的分析物(抗原)发生特异性结合。洗去样品后，再依次加入各种检测试剂(一般为带生物素标记的检测抗体、亲和素-辣根过氧化物酶(sa-hrp)复合物以及化学发光试剂等进行反应。

(2)在捕获到分析物的微芯片表面，由于形成了夹心复合体并结合sa-hrp，可催化化学发光反应，从而在微芯片表面产生光信号。此时，通过化学发光成像设备对置于暗室中的载体的液体容置腔底部拍照，并将每个载体的液体容置腔底部的全部视野照片合并为单一图像。所获取的图像(图像l)为暗背景，而其中发生化学发光反应的微芯片在图像上呈现出明显高于背景的亮度，且分析物浓度与发光强度呈正相关。

(3)使用软件将前述图像l与前述图像b进行重叠比对，并导入前述电子文档(即前述的数据集)中的数据，就可以将各载体的液体容置腔底部所有微芯片的位置、轮廓和编码在图像l上标记出来。每一微芯片的编码表明此芯片对应的分析物身份，而微芯片轮廓内部的光信号强度数值则表明分析物浓度高低。通过使用预知浓度的标准品建立标准曲线，即可对未知浓度的分析物进行定量。而由于各载体的液体容置腔底部有多个不同编码的芯片，在一次检测中可以获取多个分析物的浓度定量信息。

上述应用形式可根据需要进行拓展。例如，可以将前述亲和素-辣根过氧化物酶(sa-hrp)替换为荧光标记的亲和素(例如藻红蛋白-亲和素，sa-rpe)等，并可将前述化学发光成像设备替换为荧光成像设备等，即可将其改为荧光免疫检测。

较之现有技术，本申请至少具有如下优点：

(1)提供的微阵列可以通过众多微芯片在基底表面(承载面)随机散布而形成，无须要求各个阵列点分布在特定和预设的位置上，操作简单，成本低，且在制备过程中不存在各位点相互污染的问题。

(2)采用的编码微芯片易于使用微加工工艺方法批量精确加工制造，成本相对低廉且批次重复性好，其编码特征结构仅取决于加工精度，而不会受到溶液、染料、光电场影响，解码准确率高。同时，采用的编码微芯片尺寸小，以载体为96孔板为例，其各孔内可以容纳的编码微芯片数量在数百片至上千片量级，并能实现数十重并行检测。

(3)提供的微阵列可配合常规的荧光(fluorescence)，化学发光(chemiluminescence)和生物发光(bioluminescence)试剂等实现检测，可大幅降低耗材成本。

(4)提供的微阵列可配套常规的分析设备如荧光或化学发光显微成像仪器等使用，设计和制造技术成熟，在使用中易于操作和维护。

总而言之，本申请的技术方案在检测的多重性、高效性和灵敏性等方面均展现出显著的优势，能实现高通量、高准确性的样品检测，且操作简单，以及具备制造上的简便性和经济性。

下面将结合若干实施例及附图对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而并非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：检测生物样品中的多个寡聚核苷酸片段(核酸检测)。

实施例2：检测临床样品中的多个抗原蛋白质(免疫检测)。

实施例3：检测法医学样品中的多个药物小分子。

前述实施例中采用的编码微芯片可选自荧光编码微球、图形编码微芯片、带磁性的luminex珠等，且不限于此。

实施例4

本实施例制作了基于载玻片和pdms的微流反应装置

实验过程包括以下步骤：

该装置包括两个组成部分：1)表面涂布未完全固化的pdms薄膜的玻璃基底；2)具有微流道沟槽的pdms盖子。制作步骤如下：

1.用pdc-mg等离子清洗机(以氧气为气源)处理载玻片，使其表面进行充分活化。

2.将载玻片置于旋涂机上，加负压吸片。再将单体和引发剂配比为10：1的pdms混合物滴加在载玻片表面，随后以2000rpm转速运行旋涂机2分钟，使pdms混合物均匀涂布于载玻片表面。

3.载玻片转入80℃烘箱中保持5分钟，使载玻片表面的pdms薄膜通过聚合反应发生部分固化。

4.取出载玻片，将预先通过微加工工艺制作的pdms盖子(其表面具有1mm宽、100μm深的微流沟槽)置于其涂布pdms薄膜的表面上。如此，沟槽与载玻片表面形成了密闭的腔体结构(微流道)，显微镜下的微流道的结构参见图2，其中白色标尺代表10mm。

5.使用微量注射泵将预先混合的多种编码微芯片(其表面根据具体检测应用偶联有相应的捕获配体，如抗体或dna等)悬液通过pdms盖子上的沟槽开口注入微流道内部，并置于4℃下24小时。在此过程中，微芯片先是沉降至部分固化的、粘性的pdms薄膜表面，进而其后的低温放置过程中由于薄膜逐渐完全固化而被牢固地结合在薄膜表面。同时，pdms微流道本身也完成了密封，具体可参见图3和图4。

到此，即获得了可以泵入样品溶液进行检测的微流反应装置。

实施例5

在带有多种编码芯片的微流反应装置中进行pcr产物的杂交，用于检测样品中多种hpv(人乳头瘤病毒)

实验过程包括以下步骤：

通过多重扩增pcr反应，将样品中的hpv基因片段进行扩增，再将扩增产物加入流道中与表面连接对应的捕获dna探针的芯片进行杂交，从而对样品中hpv各亚型病毒实现并行检测。主要实验步骤如下：

1.微流道反应装置的制备。通过edc反应将带有氨基修饰的dna捕获探针(针对4种高危型hpv:hpv16,hpv18,hpv31,hpv58)共价连接至具有不同编码的芯片表面(每种芯片约200个)。再将芯片与流道按实施例4中的方式组装成反应装置。

2.配制pcrmix.使用takarataqhspcrkit,ungplus.各组分按照试剂盒说明书添加。

3.pcr扩增。通过巢式-非对称pcr扩增目标序列获得单链dnapcr产物。共需进行两轮扩增，其中第一轮使用外引物，第二轮使用内引物。反向引物上标记荧光或者生物素。第一轮pcr循环使用较高的退火温度扩增，外引物对起主要作用；第二轮pcr扩增采用较低的退火温度，此时外引物大部分被消耗掉，内引物起主要作用，产生较短的单链dna产物。在一台abi9500pcr仪上，使用如下程序进行：

4.杂交。杂交体系(50μl)：pcr产物10μl加杂交缓冲液(5×ssc，0.05％tween20)至50μl，用注射泵注入微流反应装置。将装置在95℃水浴5min，冰浴1min，55℃孵育2小时后以200μl清洗液(1×ssc，0.01％tween20)清洗2次。

5.检测。注入链霉亲和素-藻红蛋白sape(2μg/ml)孵育1小时(与被捕获的产物dna上的生物素反应)，200μl清洗液清洗2次。使用nikonti-u倒置荧光显微镜成像，通过明场识别芯片编码，荧光分析靶标信号。反应后微流道的明场和荧光图像分别参见图5和图6所示。

6.芯片与对应靶标结合特异性结果参见下表，可见带有捕获探针的芯片与对应靶标的结合信号显著高于非对应靶标产生的信号。

应当理解，以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。