芯片点样仪的原理|发展趋势

　　芯片点样仪是用接触法制备生物芯片的主要设备。芯片点样仪的点样方法可分非接触喷点和接触点样两种。现在国内外绝大部分生物芯片公司采用的都是接触点样法，但非接触点样法也在不断发展。

芯片点样仪的原理

　　接触式芯片点样仪：即点样针直接与固相支持物表面接触，将DNA样品留在固相支持物上，此种点样方式适合一次取样点50张芯片以下的情况;其二为非接触式点样，即喷点，它是以压电原理将DNA样品通过毛细管直接喷至固相支持物表面，此种点样方式适合一次取样点50张芯片以上的情况，并且非接触式点样的密度不如接触式点样，主要适合于膜芯片，对于高密度的玻璃芯片一般均采用接触式点样。

　　非接触式芯片点样仪：系统构成除了运动机构之外需要高精度柱塞泵和压电喷头。运动机构用来移动喷头实现在试剂盒取样，到薄片喷样以及到水槽清洗等功能，柱塞泵用来完成连续向喷头供给样品液，以及在洗针过程中从喷嘴汲取清洗液和冲洗喷头腔体等动作。

　　喷头结构原理：它是在硅片上刻蚀出腔体和细小的喷嘴，腔体的背面贴上压电陶瓷，腔体的顶部用玻璃材料对腔体进行密封。工作时对压电陶瓷施加电压，压电陶瓷产生形变并带动硅片产生弯曲和凸凹形变，使腔体的体积迅速发生变化，进而喷射出液体微滴。这种形变喷射出的液体体积在纳升和皮升量级，工作的频率可达1kHz，所以非常适合高精度的纳升皮升级点样系统。

芯片点样仪使用方法

　　1、点制芯片前半小时，将GMP内空调温度设置为室温;

　　2、点样开始前，检查加湿器和系统内的水位，不足时补充离子水，废液桶内水满时应及时倒去;

　　3、进入操作系统后，进入点样仪操作程序，初始化芯片点样仪;

　　4、检查芯片点样仪针头及与针头相连的导管中是否有气泡，如有气泡应反复排空，待导管完全排空后，再将其充盈;

　　5、排完气泡后，将针头清洗干净，然后在频闪仪下观察液滴形态，保证形态良好;

　　6、从冰箱内取出点样板，将其放入芯片点样仪中;

　　7、整齐放入待点的芯片，注意片间不留空隙;

　　8、编制点样程序;

　　9、点样开始时，先进行模拟，没有错误后方可正式点样;

　　10、点样完毕后，芯片在65%的芯片点样仪中放置5min后再取出，注意观察芯片的洁净度，有无漏点，重复点，点融合，散点及位置偏差等;

　　11、关闭程序，再关闭芯片点样仪、加湿器、电脑电源。

芯片点样仪的优点

　　生物芯片的制作主要有光引导原位合成法、电喷射原位合成法、接触式点涂法和非接触喷射法(通过压电晶体或其他推进形式)四种，前两种方法都是在芯片上直接合成探针，后两种方法是把事先已制备好的探针样品(如通PCR方法)移植固定在玻璃或硅片上，通常通过电脑自动化操作呈阵列状分布。其中Z经济gao效的还是后两种方法。

　　接触式点样和非接触式点样各有优点：

　　性能上：接触式芯片点样仪控制精度低于非接触式芯片点样仪，点出的微小液滴图案也不如非接触式点样更接近圆形。但压电陶瓷喷头在处理黏稠度较大的液体时显得非常困难，采用的解决办法是对喷头腔体进行加热，但加热会造成蛋白变性，所以对热敏感的样品，无法进行点样;而接触式芯片点样仪对各类黏稠度的样品基本上都可以工作。

　　强度上：接触式点样针更安全，因为针体结构简单，工作过程中，针体在针导向槽内滑动，所以点样动作比较安全;而压电喷头结构复杂，点样头固定在喷头上，上下运动稍有不慎就会损坏压电喷头，操作起来安全性较低。

　　这两种芯片点样仪都互相不可替代。接触式芯片点样仪已经很成熟，价格也基本稳定，是点样设备的主流。非接触式芯片点样仪，只有少数公司具备喷头的设计加工能力，而且喷头属于耗材，目前成本高，售价单支1万元人民币左右，在制备技术和成本方面还有较大的开拓空间。

芯片点样仪发展趋势

　　目前的芯片点样仪已经很成熟，功能完备，软件操作灵活方便，可以满足绝大部分使用者的需要。虽然芯片点样仪将继续在市场和实验室中占有很大的份额，但由于它体积大而且只是作为生物芯片应用的一个环节存在，这样当它和样品制备、试验检测等等一起使用时总体上不易得到很好的一致性，所以芯片点样仪的小型化、集成化、自动化将成为发展的趋势。