专利名称：用于细胞或微生物检测的微阵列芯片及其制备方法
技术领域：
本发明提出一种可同时检测多种细胞、细胞碎片或微生物的微阵列芯片及其制备方法，属于生物芯片及其检测的技术领域。
背景技术：
细胞和微生物检测在疾病诊断、预防与治疗、食品安全和发酵工业、环境监测、农业和畜牧业、科学研究等领域中有着重要的应用。传统的微生物检验方法是通过培养鉴定，不仅花费的时间长，而且只能对有限的种类进行逐个的检测。随着现代科学发展，一些新的技术应用于细胞和微生物检测，如免疫荧光法，电子显微镜、流式细胞仪等。
免疫荧光法是利用活细胞或微生物表面的抗原或受体，制备出相应的用荧光标记的特异性抗体，通过与细胞或微生物表面相应抗原结合后，采用流式细胞仪是和显微镜计数方法，测定所结合的细胞或细菌数，进行细胞或微生物的检测。该方法是目前常用的细胞和微生物检测方法之一。通过用不同波长的荧光分子标记不同的特异性抗体，可以在一个样品中同时检测多种细胞和微生物。但由于荧光分子的种类的限制，一般只能同时检测2-3种。
基因芯片技术是把不同的DNA探针，通过位置编码的方法，固定于基底表面上。应用基因芯片可同时检测大量不同的基因序列信息。蛋白质芯片是把大量不同的蛋白质抗体编码固定于固体基底上，可以对样品中大量的蛋白质进行检测。
发明内容
(1)发明目的本发明提出一种以使细胞检测和微生物检测的方法更为便捷，在短时间内一次完成多种相关系列细胞或微生物检测的微阵列芯片及其制备方法。
(2)技术方案一种用于细胞或微生物检测的微阵列芯片及其制备方法，其特征在于该微阵列芯片以基底材料作为载体，在基底材料的不同区域上设有根据多种不同的被测细胞所确定的、对被测细胞有特异性结合作用的分子探针，这些不同作用的分子探针分别设定在各个预先规定的区域内，形成可以在基底不同区域上特异性结合不同细胞或细胞器或细胞碎片或其它微生物的微阵列芯片，基底材料上固定分子探针的区域为平板状、或呈微形槽、或微凹坑、或微凸台等结构，将基底材料通过化学的方法进行表面修饰，使其表面带有醛基或巯基等活性基团或分子刷，然后按照预先的位置规定，在不同区域对应的修饰上与多种目的细胞或微生物特异性结合的各种蛋白质、或寡糖、或钛、或其它分子，形成微阵列芯片。
(3)技术效果本发明提出的可同时检测多种细胞、细胞碎片或微生物的微阵列芯片，是把不同的细胞特异性结合的分子探针，通过位置编码，固定于基底的不同区域，可在一次试验中对样品中多种不同细胞或微生物进行检测。由于基底上固定的分子探针的数量可以很大，因此，本发明提出的细胞芯片可在一次试验中对于大量种类的细胞或微生物进行检测。载体表面经过化学修饰后产生一些活性基团，点于修饰后的载体上的蛋白质、寡糖、肽或其它分子与载体表面的活性基团发生化学反应，使蛋白质、寡糖、肽或其它分子牢固地固定在载体表面，形成微阵列芯片。
如果样本中的细胞或细菌含有与微阵列中的蛋白质、寡糖、肽或其它分子特异性结合的蛋白质，则含有特异性蛋白质的细胞或细菌将很快与微阵列上对应的分子发生特异性发应，这样在较短的时间内，便可通过微阵列一次性完成多种细胞或细菌的检测，方便快捷，检测费用大大降低。
四
图1是本发明固相载体为上表面平板式的结构示意图。
图2是本发明固相载体为上表面设有微形槽的结构示意图。
图3是本发明固相载体为上表面设有微形孔的结构示意图。
图4是本发明固相载体为上表面设有微突点的结构示意图。
五具体实施例方式
为了达到上述发明目的，本发明的用于检测细胞或微生物的微阵列芯片包括固相载体(如玻璃、金膜、高分子材料)，所述载体的表面经过化学修饰，经过化学修饰的表面固定有与目的细胞或微生物特异性结合的多种蛋白质、寡糖、肽、或其它分子组成的微阵列，微阵列芯片的结构包括平板、微孔、微槽、微突点等多种形式。
本发明用于检测细胞和微生物的微阵列的制备方法如下a.载体通过化学方法进行表面修饰，使其表面带有醛基、巯基等活性基团或分子刷以结合蛋白质、寡糖、肽或其它分子，并将表面制成各种形式的微阵列；b.将所需的各种蛋白质、寡糖、肽或其它分子点于修饰后的载体上，形成微阵列，完成微阵列的制备。
本发明用于检测细胞或微生物的微阵列的使用方法如下使用时，只需要将待查样本溶液作用于本发明的微阵列芯片上，还可以外加电场、温度、以及机械振动等方式，使细胞或微生物黏附在载体表面固定的分子探针区域，洗涤除去非特异性结合的样本，检测不同探针分子区域捕获的细胞或细菌的数量(可以采用各种显微镜、扫描仪、电化学方法等)，可以实现细胞或微生物的高通量检测。
所检测的细胞包括整体细胞、细胞核、细胞器、细胞膜碎片；所检测的微生物包括球形菌和杆形菌等，可以用于检测血液、痰液等体液中的细胞组分，粪便、土壤、大气、食品、发酵材料等环境中的微生物组分以及微生物生态评估。
实施例一本实施例的用于检测细胞和微生物的蛋白质微阵列采用聚苯乙烯塑料板为基底材料，板片的上表面修饰有醛基，醛基的上表面点有多种蛋白质形成的微阵列。
本实施例的基于蛋白质微阵列的细胞检测芯片采用以下步骤制备A.将聚苯乙烯塑料板置于1％～10％的戊二醛PBS溶液中，室温下反应2小时，取出，用纯水洗净，氮气吹干；B.将所需的蛋白质溶液点于以上“A”步骤所得的板片上，完成蛋白质微阵列的制备。
使用时，只需要将待测样本作用于蛋白质微阵列上，洗去未结合的样本溶液后，用光学显微镜观察检测结果，或用CCD采集图像，进行图像分析。
实施例二本实施例的用于检测细胞和微生物的蛋白质微阵列采用金膜为基底材料，金膜1的上表面制备有微形槽，在微形槽的上表面修饰有巯基基团，巯基基团的上表面点有多种蛋白质形成的微阵列。
A.用酸碱清洗液清洗金膜表面，再用纯水冲洗干净，氮气吹干；B.在A所得的金膜表面制备微槽；C.在微槽内的上表面修饰巯基；D.将所需的蛋白质溶液点于C所得的玻片上，完成蛋白质微阵列的制备。
使用时，将需要检测的样本溶液作用于蛋白质微阵列上，清洗未结合的样本溶液后，用电化学方法检测结果。
实施例三本实施例的用于检测细胞和微生物的蛋白质微阵列采用载玻片为基底材料，载玻片的上表面修饰有琼脂糖形成微突点，微突点的上表面点有多种蛋白质或寡糖形成的微阵列。
本实施例的用于检测细胞和微生物的微阵列采用以下步骤制备A.将载玻片置于含有1％-5％氨基硅烷的95％的丙酮-水溶液中，室温下反应30分钟，取出，用纯水清洗干净，氮气吹干；B.将琼脂糖溶于水中，浓度控制在0.5-3.0％，涂附于B所得的玻片上，在玻片上形成琼脂糖微阵列C；C.将C所得琼脂糖微阵列的表面用NaIO4溶液活化，生成具有反应活性的基团；D.将不同种类的蛋白质或寡糖固定于活化后的琼脂糖表面，形成微阵列，完成微阵列的制备。
使用时，只要将待查样本溶液作用在上述实施例的载体上，在1～2小时左右的时间内，便可通过一片微阵列芯片一次性完成多种细胞的检测，方便快捷。实验证明，其灵敏度及特异性均十分理想，其成本与其它检测方法相比大大降低。
除上述实施例外，本发明还有其他多种实施方式。例如，载体可采用聚赖氨酸、聚丙烯酰氨凝胶等修饰。
权利要求
1.一种用于细胞或微生物检测的微阵列芯片，其特征在于该微阵列芯片以基底材料作为载体，在基底材料的不同区域上设有根据多种不同的被测细胞所确定的、对被测细胞有特异性结合作用的分子探针，这些不同作用的分子探针分别设定在各个预先规定的区域内，形成可以在基底不同区域上特异性结合不同细胞或细胞器或细胞碎片或其它微生物的微阵列芯片。
2.根据权利要求1所述的用于细胞或微生物检测的微阵列芯片，其特征在于基底材料上固定分子探针的区域为平板状、或呈微形槽、或微凹坑、或微凸台等结构。
3.一种用于细胞或微生物检测的微阵列芯片的制备方法，其特征在于首先将基底材料通过化学的方法进行表面修饰，使其表面带有醛基或巯基等活性基团或分子刷，然后按照预先的位置规定，在不同区域对应的修饰上与多种目的细胞或微生物特异性结合的各种蛋白质、或寡糖、或钛、或其它分子，形成微阵列芯片。
全文摘要
用于细胞或微生物检测的微阵列芯片及其制备方法是一种可同时检测多种细胞、细胞碎片或微生物的微阵列芯片及其检测方法，该芯片以基底材料1作为载体，在基底材料的不同区域上设有根据多种不同的被测细胞所确定的、对被测细胞有特异性结合作用的分子探针，这些不同作用的分子探针分别设定在各个预先规定的区域内，形成可以在基底不同区域上特异性结合不同细胞或细胞器或细胞碎片或其它微生物的微阵列芯片，基底材料1上固定分子探针的区域为平板状、或呈微形槽、或微凹坑、或微凸台等结构，本发明在短时间内，便可通过一片芯片一次性完成同一样本中多种细胞或微生物的检测，方便快捷，其成本大大低于其它细胞检测或微生物检测方法的费用。
文档编号G01N33/569GK1410545SQ02138639
公开日2003年4月16日 申请日期2002年11月22日 优先权日2002年11月22日
发明者张春秀, 刘和平, 唐祖明, 何农跃, 陆祖宏 申请人:东南大学
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