芯片點樣儀的原理|發展趨勢

　　芯片點樣儀是用接觸法制備生物芯片的主要設備。芯片點樣儀的點樣方法可分非接觸噴點和接觸點樣兩種。現在國內外絕大部分生物芯片公司采用的都是接觸點樣法，但非接觸點樣法也在不斷發展。

芯片點樣儀的原理

　　接觸式芯片點樣儀：即點樣針直接與固相支持物表面接觸，將DNA樣品留在固相支持物上，此種點樣方式適合一次取樣點50張芯片以下的情況;其二為非接觸式點樣，即噴點，它是以壓電原理將DNA樣品通過毛細管直接噴至固相支持物表面，此種點樣方式適合一次取樣點50張芯片以上的情況，并且非接觸式點樣的密度不如接觸式點樣，主要適合于膜芯片，對于高密度的玻璃芯片一般均采用接觸式點樣。

　　非接觸式芯片點樣儀：系統構成除了運動機構之外需要高精度柱塞泵和壓電噴頭。運動機構用來移動噴頭實現在試劑盒取樣，到薄片噴樣以及到水槽清洗等功能，柱塞泵用來完成連續向噴頭供給樣品液，以及在洗針過程中從噴嘴汲取清洗液和沖洗噴頭腔體等動作。

　　噴頭結構原理：它是在硅片上刻蝕出腔體和細小的噴嘴，腔體的背面貼上壓電陶瓷，腔體的頂部用玻璃材料對腔體進行密封。工作時對壓電陶瓷施加電壓，壓電陶瓷產生形變并帶動硅片產生彎曲和凸凹形變，使腔體的體積迅速發生變化，進而噴射出液體微滴。這種形變噴射出的液體體積在納升和皮升量級，工作的頻率可達1kHz，所以非常適合高精度的納升皮升級點樣系統。

芯片點樣儀使用方法

　　1、點制芯片前半小時，將GMP內空調溫度設置為室溫;

　　2、點樣開始前，檢查加濕器和系統內的水位，不足時補充離子水，廢液桶內水滿時應及時倒去;

　　3、進入操作系統后，進入點樣儀操作程序，初始化芯片點樣儀;

　　4、檢查芯片點樣儀針頭及與針頭相連的導管中是否有氣泡，如有氣泡應反復排空，待導管完全排空后，再將其充盈;

　　5、排完氣泡后，將針頭清洗干凈，然后在頻閃儀下觀察液滴形態，保證形態良好;

　　6、從冰箱內取出點樣板，將其放入芯片點樣儀中;

　　7、整齊放入待點的芯片，注意片間不留空隙;

　　8、編制點樣程序;

　　9、點樣開始時，先進行模擬，沒有錯誤后方可正式點樣;

　　10、點樣完畢后，芯片在65%的芯片點樣儀中放置5min后再取出，注意觀察芯片的潔凈度，有無漏點，重復點，點融合，散點及位置偏差等;

　　11、關閉程序，再關閉芯片點樣儀、加濕器、電腦電源。

芯片點樣儀的優點

　　生物芯片的制作主要有光引導原位合成法、電噴射原位合成法、接觸式點涂法和非接觸噴射法(通過壓電晶體或其他推進形式)四種，前兩種方法都是在芯片上直接合成探針，后兩種方法是把事先已制備好的探針樣品(如通PCR方法)移植固定在玻璃或硅片上，通常通過電腦自動化操作呈陣列狀分布。其中Z經濟gao效的還是后兩種方法。

　　接觸式點樣和非接觸式點樣各有優點：

　　性能上：接觸式芯片點樣儀控制精度低于非接觸式芯片點樣儀，點出的微小液滴圖案也不如非接觸式點樣更接近圓形。但壓電陶瓷噴頭在處理黏稠度較大的液體時顯得非常困難，采用的解決辦法是對噴頭腔體進行加熱，但加熱會造成蛋白變性，所以對熱敏感的樣品，無法進行點樣;而接觸式芯片點樣儀對各類黏稠度的樣品基本上都可以工作。

　　強度上：接觸式點樣針更安全，因為針體結構簡單，工作過程中，針體在針導向槽內滑動，所以點樣動作比較安全;而壓電噴頭結構復雜，點樣頭固定在噴頭上，上下運動稍有不慎就會損壞壓電噴頭，操作起來安全性較低。

　　這兩種芯片點樣儀都互相不可替代。接觸式芯片點樣儀已經很成熟，價格也基本穩定，是點樣設備的主流。非接觸式芯片點樣儀，只有少數公司具備噴頭的設計加工能力，而且噴頭屬于耗材，目前成本高，售價單支1萬元人民幣左右，在制備技術和成本方面還有較大的開拓空間。

芯片點樣儀發展趨勢

　　目前的芯片點樣儀已經很成熟，功能完備，軟件操作靈活方便，可以滿足絕大部分使用者的需要。雖然芯片點樣儀將繼續在市場和實驗室中占有很大的份額，但由于它體積大而且只是作為生物芯片應用的一個環節存在，這樣當它和樣品制備、試驗檢測等等一起使用時總體上不易得到很好的一致性，所以芯片點樣儀的小型化、集成化、自動化將成為發展的趨勢。