一种线阵喷头动态制备生物芯片的方法和系统
技术领域：tt
本发明涉及一种线阵喷头动态制备生物芯片的方法和系统。tt
背景技术：tt
生物芯片以样品点的微阵列存在形式为主要特征，微阵列的密度tt为从几十到上万点每平方厘米,一块芯片上有多个方阵,方阵内的样tt品点不同,有的样品点需复制几次。生物芯片的制备方法主要采用生tt物芯片点样仪(或亦可称作“点样装置”)把所要研究或检验用的DNA，ttRNA，蛋白质及其他生物成分按所希望的矩阵点以高密度和高精度的tt方式固定在硅片、玻璃片或陶片等固相密质载体上，进而形成生物分tt子点阵。tt
非接触式点样法是点样设备的主要发展方向，但目前的点样方式tt均局限在以单喷头(针)或多喷头(针)组合进行喷印样品制备生物tt芯片。该种方式不仅点样工艺繁琐，同时由于单次喷嘴喷出的样品液tt滴容积过小，无法满足样点需求，故多采用静止、喷射多次的方式达tt到要求，但该方式的点样速度较低；为提高点样速度，一些企业采用tt多喷头(针)组合提升点样速度，但由于加工精度，导致每个喷嘴孔tt径不一，采用这种点样方式易造成误差累积，造成所制备的生物芯片tt样点均一性较低；再者多喷头(针)组合造成点样设备工作空间较大、tt制作成本较高，以至于大多数科研机构难以接受。tt
发明内容：tt
本发明方法的之一是提供线阵喷头制备生物芯片的方法以改善tt点样效率，提高生物芯片的加工效率。tt
根据本发明的生物芯片点样方法包括步骤：tt
将生物芯片基质固定在托盘上，基质上存在有多个生物芯片有序tt阵列分布；tt
通过线阵喷头(压电喷头线性排列组合)按照下面叙述方式将样tt品喷印至生物芯片基质上生物芯片的相应样点上；tt
以规定的点样路径，通过系统控制组合喷头同时取样、同时喷射、tt同时清洗、同时干燥等环节并重复执行上述步骤，完成点样过程；tt
在本发明的一个优选实施例中，通过纵向移动组合喷头的方式，tt由位移传感器检测组合喷头移动的距离，达到设定距离后，将反馈信tt号传送给控制装置；继而控制装置发出脉冲信号控制喷嘴处的压电晶tt体变形，迫使样品从喷嘴喷射出。tt
通过该方法实现喷头所有喷嘴在纵向移动的过程中对同一样点tt的依次连续喷印，满足生物芯片上样点容积要求；避免传统点样设备tt为满足样点容积要求，需在样点处静止、喷射多次的状态，大幅度提tt高点样效率，缩短生物芯片的制备时间。tt
在本发明的另一个优选实施例中，该线阵喷头中每个喷嘴由各自tt压电晶体独立控制，可使得在移动过程中的多喷嘴多路喷射。若喷头tt的有效打印宽度大于生物芯片样点间距，可实现多路喷射制备多个样tt点，进一步缩短生物芯片的制备时间。tt
在本发明的另一个优选实施例中，因为采用喷头纵向移动完成样tt点逐一制备有效降低对所需喷嘴数量，减少设备工作空间，降低点样tt设备制作成本。tt
在本发明的另一个优选实施例中，由于加工问题，喷头上不同喷tt嘴孔径不一，造成所喷射出的液滴容积大小不一,导致制备的生物芯tt片样点一致性不高。采用纵向移动喷头进行喷印点样的方式，使得所tt制备的生物芯片样点均是多个相同喷嘴制备而成，保证制备样点的一tt致性。tt
在本发明的另一个优选实施例中，该生物芯片制备方式采用的是tt线阵喷头的形式。可对组合喷头中的不同喷头添加不同的样品，从而tt实现多样品的同时喷射点样，进而再次缩短生物芯片的加工时间，提tt高生物芯片的制备效率。tt
一种线阵喷头动态制备生物芯片的方法，其特征在于：tt
采用线阵式组合喷头即将多个压电喷头以线性排列起来的喷头tt形式，对生物芯片上样点的动态点样；tt
通过纵向移动组合喷头，实现喷头上多个喷嘴对生物芯片上同一tt样点进行依次连续喷射，以达到样点容积要求。tt
如上所述的一种线阵喷头制备生物芯片的方法，其中点样过程线tt阵喷头的移动喷印方式如下：tt
喷头中的第i号喷嘴对准该行样点中的第k号样点，控制装置发tt出脉冲信号控制该喷嘴完成对第k号样点的第1次喷样；喷头移动ttmd即每移动喷嘴间距d的m倍喷射一次，此时第i+m号喷嘴对准第ktt号样点，完成对第k号样点的第2次喷样，以此类推，第i+(n-1)×mtt号喷嘴完成对第k号样点的第n次喷样，此时该样点制备完成，tt
其中：d为单个喷头中喷嘴的间距；D为生物芯片样点间距；ntt为单个样点需要单个喷嘴喷射的次数；单个样点所需容积为V样点；单tt个喷嘴一次喷射出的样品液滴容积为V喷点，故有：tt
n＝V样点/V喷点；n不能整除则四舍五入取整。tt
当位移传感器检测喷头生物芯片样点间距D，第i号喷头对准该tt行样点中的第k+1号样点，该喷嘴完成对此样点的第1次喷样，移动ttD+md距离时，第i+m号喷头对准该行样点中的第k+1号样点，该喷tt嘴完成对此样点的第2次喷样，以此类推，第i+(n-1)×m号喷嘴对准tt该行样点中的第k+1号样点,该喷嘴完成对该样点的第n次喷样，此tt时该样点制备完成；tt
喷头移至下一行，重复上述喷样方式，直至点样基质上所有样点tt制备完成。tt
如上所述的一种线阵喷头动态制备生物芯片的方法，其中采用的tt线阵喷头喷嘴数N为：tt
N≥n。tt
一种线阵喷头系统，包括线阵喷头，控制装置和位移传感器，tt其中：tt
线阵喷头采用将多个压电喷头以线性排列起来的线阵式组合喷tt头形式，，对生物芯片上的样点动态点样；tt
控制装置根据位移传感器反馈的线阵喷头的位置信息通过纵向tt移动组合喷头，实现喷头上多个喷嘴对生物芯片上同一样点进行依次tt连续喷射，以达到样点容积要求。tt
如上所述的一种线阵喷头系统，其中点样过程线阵喷头的移动喷tt印方式如下：tt
喷头中的第i号喷嘴对准该行样点中的第k号样点，控制装置发tt出脉冲信号控制该喷嘴完成对第k号样点的第1次喷样；喷头移动ttmd即每移动喷嘴间距d的m倍喷射一次，此时第i+m号喷嘴对准第ktt号样点，完成对第k号样点的第2次喷样，以此类推，第i+(n-1)×mtt号喷嘴完成对第k号样点的第n次喷样，此时该样点制备完成，tt
其中：d为单个喷头中喷嘴的间距；D为生物芯片样点间距；ntt为单个样点需要单个喷嘴喷射的次数；m取值为正整数；tt
单个样点所需容积为V样点；单个喷嘴一次喷射出的样品液滴容积tt为V喷点，故有：tt
n＝V样点/V喷点；tt
当位移传感器检测喷头生物芯片样点间距D，使第i号喷嘴对准tt该行样点中的第k+1号样点，该喷嘴完成对此样点的第1次喷样，移tt动D+md距离时，第i+m号喷嘴对准该行样点中的第k+1号样点，该tt喷嘴完成对此样点的第2次喷样，以此类推，第i+(n-1)×m号喷嘴对tt准该行样点中的第k+1号样点,该喷嘴完成对该样点的第n次喷样，tt此时该样点制备完成；tt
喷头移至下一行，重复上述喷样方式，直至点样基质上所有样点tt制备完成。tt
如上所述的一种线阵喷头系统，其中采用的线阵喷头喷嘴数Ntt为：tt
N≥n。tt
如上所述的一种线阵喷头系统，其中纵向移动线阵喷头使多个相tt同喷嘴依次对某个样点喷印点样，使得生物芯片中的每一个样点均是tt由多个相同喷嘴制备，避免因喷嘴孔径不一带来的喷射液滴容积tt差异，保证制备的生物样点一致性。tt
如上所述的一种线阵喷头动态制备生物芯片的方法，其中纵向移tt动线阵喷头使多个相同喷嘴依次对某个样点喷印点样，使得生物芯片tt中的每一个样点均是由多个相同喷嘴制备，避免因喷嘴孔径不一带来tt的喷射液滴容积差异，保证制备的生物样点一致性。tt
附图说明：tt
图1生物芯片基质示意图tt
图2生物芯片微阵列示意图tt
图3动态点样方式示意图tt
图4线阵喷头系统示意图tt
具体实施方式：tt
下面结合附图详细描述本发明的一种线阵喷头动态制备生物芯tt片的方法流程，本领域技术人员应当理解，下面描述的实施例仅是对tt本发明的示例性说明，而非用于对其作出任何限制。tt
在每一张生物芯片基质上存在多个生物芯片以阵列(A行B列)tt形式有序排列而成；其中每个芯片又是由多个微阵列以阵列(a行btt列)有序排列而成，如图1所示；tt
其中单个微阵列上又是由不同样品的样点以阵列(p行q列)形tt式有序排列而成，如图2所示；为方便说明，以组合式点样喷头阵列tt以单个喷头制备单个样点为例，其他形式均类似，而非用于对其作出tt任何限制。如图3所示实现动态点样。tt
单个喷头中喷嘴的间距为d；样点直径为D；。一个样点所需容积tt为V样点；单个喷嘴一次喷射出的样品液滴容积为V喷点。因此，在单个tt样点处需要一个喷嘴喷射的次数n：tt
n＝V样点/V喷点
启动点样装置，在预点样确认喷头各个喷嘴喷射情况良好，无堵tt塞。将喷头开始移动，使得压电喷头以一定速度做纵向运动，期间由tt位移传感器将喷头移动的距离实时反馈给控制装置，实现对喷头喷嘴tt喷射的精确控制。tt
喷头中的第i号喷嘴对准该行样点中的第k号样点，控制装置发tt出脉冲信号控制该喷嘴完成对第k号样点的第1次喷样；喷头移动ttmd(即每移动喷嘴间距d的m倍喷射一次)，此时第i+m号喷嘴对准tt第k号样点，完成对第k号样点的第2次喷样，以此类推，第i+(n-1)×mtt号喷嘴完成对第k号样点的第n次喷样，此时该样点制备完成。tt
当位移传感器检测喷头生物芯片样点间距D，第i号喷嘴对准该tttttt行样点中的第k+1号样点，该喷嘴完成对此样点的第1次喷样。移动ttD+md距离时，第i+m号喷嘴对准该行样点中的第k+1号样点，该喷tt嘴完成对此样点的第2次喷样，以此类推，第i+(n-1)×m号喷嘴对准tt该行样点中的第k+1号样点,该喷嘴完成对该样点的第n次喷样，此tt时该样点制备完成。tt
喷头移至下一行，重复上述喷样方式，直至点样基质上所有样点tt制备完成。tt
如图4所示，线阵喷头系统包括线阵喷头，控制装置和位移传感tt器，其中：线阵喷头采用将多个压电喷头以线性排列起来的线阵式组tt合喷头形式，，对生物芯片上的样点动态点样；控制装置根据位移传tt感器反馈的线阵喷头的位置信息通过纵向移动组合喷头，实现喷头上tt多个喷嘴对生物芯片上同一样点进行依次连续喷射，以达到样点容积tt要求。tt
其中点样过程线阵喷头的移动喷印方式如下：喷头中的第i号喷tt嘴对准该行样点中的第k号样点，控制装置发出脉冲信号控制该喷嘴tt完成对第k号样点的第1次喷样；喷头移动md即每移动喷嘴间距dtt的m倍喷射一次，此时第i+m号喷嘴对准第k号样点，完成对第ktt号样点的第2次喷样，以此类推，第i+(n-1)×m号喷嘴完成对第k号tt样点的第n次喷样，此时该样点制备完成，d为单个喷头中喷嘴的间tt距；D为生物芯片样点间距；n为单个样点需要单个喷嘴喷射的次数；ttm取值为正整数；tt
单个样点所需容积为V样点；单个喷嘴一次喷射出的样品液滴容积tt为V喷点，故有：tt
n＝V样点/V喷点；tt
当位移传感器检测喷头生物芯片样点间距D，使第i号喷嘴对准tt该行样点中的第k+1号样点，该喷嘴完成对此样点的第1次喷样，移tt动D+md距离时，第i+m号喷嘴对准该行样点中的第k+1号样点，该tt喷嘴完成对此样点的第2次喷样，以此类推，第i+(n-1)×m号喷嘴对tt准该行样点中的第k+1号样点,该喷嘴完成对该样点的第n次喷样，tt此时该样点制备完成；tt
喷头移至下一行，重复上述喷样方式，直至点样基质上所有样点tttttt制备完成。线阵喷头喷嘴数N为：N≥n。tt
纵向移动线阵喷头使多个相同喷嘴依次对某个样点喷印点样，使tt得生物芯片中的每一个样点均是由多个相同喷嘴制备，避免因喷嘴孔tt
径不一带来的喷射液滴容积差异，保证制备的生物样点一致性。tt纵向移动线阵喷头使多个相同喷嘴依次对某个样点喷印点样，使得生tt物芯片中的每一个样点均是由多个相同喷嘴制备，避免因喷嘴孔径不tt一带来的喷射液滴容积差异，保证制备的生物样点一致性。tt
