专利名称：一种微载体的编码方法
技术领域：
本发明涉及一种微载体的编码方式及其应用，特别是将易于识别的字符作为编码 与微载体结合从而推动微载体的应用。
背景技术：
能够同时检测多种材料的多功能传感器件由于其体积小、信息量大、性能良好、使 用方便、可靠性高，是生物、化学传感器件的发展方向，受到全世界科研工作者及传感器供 应商的高度关注。目前，生物、化学材料多功能传感器件主要集中在阵列式传感芯片及微流 体芯片上。阵列式传感芯片主要通过在某载体表面由点样、原位合成而制备传感敏感材料 阵列后与样品反应后检测多种生物、化学物质。该方法存在的主要问题是扩散反应时间长、 传感敏感材料间可能存在相互污染的问题及使用范围局限于核酸及蛋白材料而且点样法 密度低，而原位合成技术成本高的问题。该方法的主要优点是通量大。微流体芯片也叫微 流控芯片它通过微管道网络将整个化验室的功能包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测 等集成在可多次使用的微芯片上。微流体芯片的优点是适用范围广。但是其主要问题包括 通量低、关键技术尚需开发等限制它的广泛应用。在这种情况下，基于包括微球在内微载体(Microcarrier)的分析技术开始得到 研究人员的关注。为了解决大规模化合物库的筛选分析问题，Lam等于1991年提出了 OBOC (One-Bead-One-Compound)筛选方法，即将大量表面负载不同待筛选化合物的编码树脂微 球与待测样品作用并同步检测，从而确定不同微球上面的负载待筛选化合物。该技术与流 式细胞术结合诞生了所谓的悬浮阵列技术(Suspension array technology)。该技术利 用具有唯一编码特征的微球作为反应单元进行检测、筛选和分离。这些特点大大缩短了阵 列制备(Array preparation)时间、提高了阵列密度(Array density)。将微载体或者微 球用于生物芯片的一个成功代表是美国的Luminex公司。他们推出Luminex 100液态芯片 检测仪，其检测体系由100种直径为5.6μπι的染有荧光染料的聚苯乙烯微球(多为羧基 末端微球)构成，该荧光微球通过共价键偶联氨基标记的核酸探针(或蛋白质探针)，将偶 联有100种不同探针的微球与待检分子反应后，加入合适的报告分子，再用两束不同波长 的光照射该体系，一束光用来激发荧光微球自身的荧光物质，根据探测到的荧光强度对探 针分子进行定性测定；另一束光用来激发报告分子所携带的荧光物质，根据荧光强度值对 待检生物分子进行定量测定。该公司技术已经成功地在包括生物芯片、药物筛选等领域获 得广泛应用。到目前为止仅中国就购买了数以百台计的Luminex 100液态芯片检测仪。悬浮阵列芯片的微载体除了上述球状外还可以是片状、块状和杆状等其它形状， 但以球状为主，这主要与其编码及检测方法相关。微载体由于在检测过程中位置不定因此 需要标志易于识别的编码，然后在检测过程中通过解码而用于检测。为此人们发展了包括 光学编码(荧光或者颜色)、化学编码(易于识别的核酸或者其它分子或者颗粒)、图形编码 (条纹等图案)、电子编码(无线射频编码)和物理编码(颗粒尺寸等)。由国外公司开发的荧 光光学编码及核酸化学编码微球微载体由于能够与流式细胞术结合进行高速、高通量检测目前已经得到商业应用，而其它大部分编码方式则还停留在试验阶段。更为重要的是由于 上述编码方式往往需要昂贵的检测仪器进行解码，使得其成本难以下降，从而限制了微载 体进一步的推广应用。而且与流式细胞术结合的分析方法也难以与微阵列芯片的分析速度 抗衡。因此人们急需开发易于解码，与高通量或者大规模推广相兼容的微载体编码技术。在人类文明的进程中文字的出现是一个里程碑式的跨越。通过对大量图案的筛选 许许多多的文明体均形成了自己独有的文字。各种各样的文字由于其易于学习识别、表达 内容丰富而准确从而成为图案编码中的一种优化选择并因此极大推进了文明的发展。特别 是我国宋代开发的活字印刷术由于能够廉价、快速地印刷书籍-文字的载体，从而为文化 的留存、传播及发展做出了巨大的贡献。随着人类文明的发展文字字符也在发生深刻的变 化。目前人们不仅可以书写纳米尺寸的文字字符，通过软件能够轻易识别包括手写体在内 的不标准的文字字符，而且文字字符的有效组合能够更为简洁地表达复杂的含义，如用大 写的CN就可以表达能为全世界大多数人能够认知的中国的含义。这些都使得文字字符满 足了微载体编码要求的易于识别、高通量及大规模推广的要求。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种微载体的编码方法，将易于学习、识别且表达内 容丰富准确的文字用于微载体的编码，该编码能够帮助改善微载体的识别应用。技术方案本申请首次将文字字符用于微载体的编码以期为微载体的应用推广做 出贡献。本发明的微载体的编码方法是将文字字符编码于微载体上。编码用的文字字符包括一个或一个以上的字符。编码用的文字字符包括文字、字母、数字及符号。编码用的文字字符通过相较于周围基体具有突起、凹陷、颜色区别及纯文字字符， 而用于编码。文字字符编码的微载体通过微载体表面文字字符图案的获取、读取识别而进行微 载体的解码。有益效果目前微载体的编码虽然已经发展了很多技术，但是一方面目前能够使 用的编码技术往往需要昂贵的仪器设备，而另一方面其它包括图案编码在内的技术由于在 可识别性、编码量等方面问题所导致的不成熟，使得编码微载体的使用受到很大限制。为此，本发明将易于识别、易于制造、表达含义丰富且易于推广的文字用于微载体 的编码将能够有效改善微载体在传感、分离、催化等领域的性能并拓展其应用范围。
图1为突起型文字字符编码的圆片微载体。图2为凹陷型文字字符编码的方片微载体。图3为镶嵌型文字字符编码的圆片微载体。图4为纯文字字符编码的微载体。图5为塑封文字字符编码的微载体。图6为四个文字字符编码的微载体平面的俯视图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明。所述的文字字符编码的微载体的尺寸小于5厘米。实施例一
先通过注塑法分别制备表面字符尺寸约为4毫米高度约为0. 1毫米的甲、乙、丙突起型 文字字符的聚苯乙烯薄片，通过切割制备约5毫米上有甲、乙、丙文字字符的圆片，然后通 过氮等离子气体处理其上表面使其表面带有氨基，后用连接试剂戊二醛在刻有突起“甲”字 的圆片表面连接甲肝抗体，得到能够检测甲肝抗原的传感功能单元。重复上述步骤，分别批 量制备乙、丙文字字符编码的能够检测乙肝、丙肝的圆片状聚苯乙烯传感功能单元。将上述 三种传感功能单元各取一片放入一个上盖透明，下底平整的直径约2厘米的微盒中，并与 人体血清样品混勻反应，倾倒去除血清样品并用PBS缓冲液清洗后再与荧光标记的甲肝抗 体、乙肝抗体、丙肝抗体溶液反应并再次用PBS缓冲液进行清洗，通过显微镜检测不同突起 文字字符编码圆片表面有无荧光即可判断人体血清样品中是否含有甲肝、乙肝、丙肝病毒。实施例二
首先获取上有不同突起文字字符Al (编码甲流)、A2 (编码乙流)、A3 (编码丙流)(字 符尺寸约2毫米，深度约0. 1毫米)的镍板，然后通过热压法分别制备上有凹陷文字A1、A2、 A3的聚乙烯薄片并通过机械切割获得直径尺寸约为3毫米上有凹陷文字的聚乙烯圆片。通 过氨等离子处理后用戊二醛与圆片文字对应分别批量连接乙型流感病毒单克隆抗体、甲型 流感病毒单克隆抗体及丙型流感病毒单克隆抗体中的一种抗体，然后各取一片放入直径约 为1厘米的微盒内并注入待分析血液样品反应后加入金标记的三种流感病毒多克隆抗体 的溶液，PBS缓冲液清洗并通过肉眼观察即可通过字母表面有无胶体金而判断测定样品中 是否含有三种流感病毒。实施例三首先通过打印机在投影片基上打印文字甲流、乙流、丙流，然后通过机 械切割形成尺寸约为2毫米的方片，然后通过塑封技术包覆圆片并再次通过机械切割制备 尺寸约为2. 5毫米左右的圆片。通过氨等离子处理上述方片后用戊二醛与方片文字对应分 别批量连接乙型流感病毒单克隆抗体、甲型流感病毒单克隆抗体及丙型流感病毒单克隆抗 体中的一种抗体，然后各取一片放入直径约为1厘米的微盒内并注入待分析血液样品反应 后加入荧光标记的三种流感病毒多克隆抗体的溶液，PBS缓冲液清洗并通过荧光显微镜观 察即可通过圆片表面有无荧光而判断测定样品中是否含有三种流感病毒。实施例四
首先通过刻蚀技术分别制备上有直径约为50微米间距约为200微米的半球形微坑的 不锈钢板及与上述不锈钢钢板微坑位置对应50微米直径范围内有2 排列的一组尺寸分 别约为8微米高度约为10微米的凹陷字符包括AAAA/AAAB/AAAC···ABBA/ABBB/ABBC···ZZZX/ ZZZY/ZZZZ的不锈钢钢板。然后在有微坑的不锈钢钢板上涂布含20%W/W氧化硅包覆软磁 粉的聚苯乙烯使得聚苯乙烯填充微坑并且覆盖整个不锈钢表面，然后将有凹陷字符的不锈 钢钢板盖在上述钢板上并使得微坑与4个一组的凹陷字符位置吻合且面-面相对，然后通 过热压法去除不锈钢钢板间多余的聚苯乙烯，得到上有4个字符组合编码的聚苯乙烯半球 微载体。该微载体由于含有大比重的氧化硅包覆软磁粉使得其重心位于半球的下部从而具 有不倒翁的特性即半球微载体含字母编码平面在沉降后总位于半球的上方。不同字符编码
5的半球微载体通过氧等离子处理后连接不同核酸片段，然后混合即成为悬浮微载体芯片可 用于核酸检测及测序使用。
实施例五
首先获取上有不同突起文字字符Al (编码核酸序列ATCGCCGTATATTAGCGCTA)、A2 (编码 核酸序列 ATCGCCGTATATAAGCGCTA)、A3 (编码核酸序列 ATCGCCGTATATCAGCGCTA)、A4 (编码 核酸序列ATCGCCGTATATGAGCGCTA)(字符尺寸约2毫米，深度约0. 1毫米)的镍板，然后通过 热压法分别制备上有凹陷文字Al、A2、A3、A4的聚乙烯薄片并通过机械切割获得直径尺寸 约为3毫米上有凹陷文字的聚乙烯圆片。通过氧等离子处理后用分别批量连接A1、A2、A3、 A4对应的核酸序列并与荧光标记的核酸待测样品杂交，清洗后观测不同文字字符编码的聚 乙烯圆片表面有无荧光即可知晓待测核酸样品中有无相关核酸序列。该工作可用于核酸多 态性的检测。
权利要求
1.一种微载体的编码方法，其特征在于将文字字符编码于微载体上。
2.根据权利要求1所述微载体的编码方法，其特征在于编码用的文字字符包括一个或 一个以上的字符。
3.根据权利要求1所述微载体的编码方法，其特征在于编码用的文字字符包括文字、 字母、数字及符号。
4.根据权利要求1所述微载体的编码方法，其特征在于编码用的文字字符通过相较于 周围基体具有突起、凹陷、颜色区别及纯文字字符，而用于编码。
5.根据权利要求1所述的微载体的编码方法，其特征在于文字字符编码的微载体通过 微载体表面文字字符图案的获取、读取识别而进行微载体的解码。
全文摘要
一种微载体的编码方法涉及一种微载体的编码方式及其应用，特别是将易于识别的字符作为编码与微载体结合从而推动微载体的应用，微载体是适用多目标检测分析的可运动传感器件。微载体需要编码以便在检测分析时进行识别。目前的微载体检测分析技术往往需要昂贵的仪器以进行解码及分析且分析速度还有待进一步提高。为此，本申请将易于识别、易于制造、表达含义丰富且易于推广的文字字符用于微载体的编码以期改善微载体的使用性能并拓展其应用范围。
文档编号G06K19/06GK102147872SQ20111000068
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月5日 优先权日2011年1月5日
发明者张继中 申请人:东南大学