一種生物芯片分析工藝及其控制方法技術

本發明專利技術公開了一種生物芯片分析方法，包括步驟：Ａ）將覆蓋有不同檢測抗體的生物芯片放于分析樣品反應裝置中與待檢測樣品進行反應；Ｂ）通過第一多自由度機械手對反應后的生物芯片進行洗滌、烘干；Ｃ）將生物芯片放置于反應液反應裝置進行反應；Ｄ）通過第二多自由度機械手對反應后的生物芯片進行洗滌、烘干；Ｅ）將生物芯片放置于發光液反應裝置進行反應；Ｆ）通過圖像處理裝置攝取反應后的生物芯片的光學信息；Ｇ）分析處理數據并輸出結果。本發明專利技術還公開了一種生物芯片分析控制方法。本發明專利技術采用一體化工作站的形式，綜合利用運動控制技術、計算機技術、傳感技術、圖像處理技術等，通過計算機的統一控制，實現對樣品處理過程全自動化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于生物芯片分析
，尤其是涉及一種全自動、多樣本同時檢測的生物芯片分析工藝及其控制方法。
技術介紹
生物芯片是指在幾平方厘米大小的的硅片、玻璃、凝膠或尼龍膜等固相支持介質 上，通過機器人自動打印或光引導化學合成技術，制作的高密度生物分子(如寡核苷酸、基 因片段、cDNA片段或多肽、蛋白質)微陣列，然后與標記的樣品分子進行雜交，通過檢測雜 交信號的強度及分布對靶分子的序列和數量進行準確、快速、大信息量的識別、篩選與分析 的一項技術。目前廣泛應用于生物醫學和生命科學研究中。生物芯片技術的發展，將為基 礎研究的成果更好地服務于人類健康提供平臺，快捷、價廉的多種蛋白質檢測和分析應用 于腫瘤及其它疾病診斷得以實現。 目前，腫瘤位居各類死因的第一位，我國每年有200萬新發病例，150萬人死于惡 性腫瘤。早期發現，早期診斷，早期治療是提高腫瘤患者生存率的關鍵。腫瘤標志物在腫瘤 高危人群的篩查、腫瘤診斷、預后判斷、轉歸及療效評價等方面具有重要的價值。腫瘤標志 物單指標檢測在臨床已應用多年，但單項檢測存在特異性不強、檢出率低等不足。多項腫瘤 標志物聯合檢測具有敏感性高、特異性強、適應性廣的特點，因此，開發組合型腫瘤標志物 檢測產品和設備是腫瘤診斷和治療領域非常重要的發展方向。 目前生物芯片技術對操作人員要求較高，需要專門的技術人員去建立并操作。由 于生物芯片是在微小的載體中放置高密度的生物分子微陣列，作為微量分析，采用手工操 作，使用時檢測條件的不一致對結果影響很大。在操作過程中，還需要嚴格防止外界對生物 芯片的污染以及不同生物芯片之間的交叉污染。研發高精度性、高可靠性以及高效性的全 自動的生物芯片分析儀使廣大臨床檢驗人員或實驗分析人員擺脫傳統的檢測方式，將是生 物芯片技術未來發展，走向臨床的一個重要的發展方向。 全球(包括中國在內)的生物芯片企業以及相關行業正面臨著前所未有的機遇與 挑戰，幾乎所有國際知名的生物芯片公司都在盡可能地擴大自有的產品線，以迎合更多客 戶提出的不同需求。在過去10年間，美國政府和產業界共投入將近20億美元用于生物芯 片的研究開發與產業化。世界上幾乎所有的跨國制藥公司都投入巨資，利用生物芯片開展 新藥的超高通量篩選和藥理遺傳學、藥理基因組學等研究。許多著名的IT、電氣企業，例如 摩托羅拉、IBM、日立等也參加到生物芯片設備的研發行列。 而作為生物芯片檢測分析的重要設備，針對組合型腫瘤標志物檢測的全自動生物 芯片分析儀尚存在多項有待突破的技術難點。 國內市場2009年出現的首個"多腫瘤標志物蛋白芯片檢測系統"——HD-2002A 生物芯片工作站，由上海數康公司研發完成。該系統是專門針對以硝酸纖維膜為芯片基質 的自動化分析儀。由于硝酸纖維膜是多層結構，芯片使用時洗滌難度大，導致芯片檢測的結 果波動大，同時存在芯片檢測范圍、芯片檢測內容的組合等方面的不足，目前臨床上使用并不普遍，難以實現同時檢測多樣本。 國夕卜，同類產品中有英國RAND0X(朗道)公司提供的Evidence⑧全自動的蛋白芯 片分析系統。核心技術是RAND0X的蛋白芯片，在一塊9mmX9mm的固態基質表面，運用了專 利的有機金屬硅烷化芯片表面處理技術和納米分配技術，精確分布25個分散獨立測試區 (DTR)，每個DTR由可與分析物特異結合的抗體或其他物質組成。但該產品存在以下不足 首先，因反應過程中需保證抗原抗體的充分結合，并需要反復洗滌，反應時間相對較長；其 次，樣本只能批量檢測，不能對單個樣本隨時進行測定；第三，其日內和日間的CV值相對較 大，因此在試劑制備和檢測流程上有待進一步改進。
技術實現思路
本專利技術的目的之一在于提供一種簡單易行的，能同時檢測多樣本的全自動生物芯片分析工藝，解決現有技術存在的缺陷。 為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案 —種生物芯片分析方法，包括如下步驟 A)將覆蓋有不同檢測抗體的生物芯片放置于盛有待檢測分析樣品的分析樣品反 應裝置中與待檢測樣品進行反應； B)通過第一多自由度機械手對反應后的生物芯片進行洗滌、烘干； C)將生物芯片放置于盛有反應液的反應液反應裝置進行反應； D)通過第二多自由度機械手對反應后的生物芯片進行洗滌、烘干； E)將生物芯片放置于盛有發光液的發光液反應裝置進行反應； F)通過圖像處理裝置攝取反應后的生物芯片的光學信息； G)分析處理數據并輸出結果。 優選的方案是所述的待檢測分析樣品為血清，所述的生物芯片表面分為不同的 離散測試區域(discrete test regions, DTR)，每個離散測試區域覆蓋不同的檢測抗體。 更為優選的方案是所述的生物芯片檢測抗體與待檢測分析樣品的檢測方法為夾 心法ELISA ;首先在生物芯片加入稀釋液；然后加入待檢測血清樣品，溫育10min 2h，使 樣品中的待檢物與芯片表面離散測試區域中的特異性抗體結合，洗滌3 5次后，加入定量 的酶標檢測抗體試劑，溫育10min 2h，使酶標檢測抗體和已與離散測試區域特異性抗體 結合的待檢物結合，形成抗體一抗原一抗體復合物，洗滌3 5次，加入定量的信號試劑，產 生熒光信號。 更為優選的方案是酶標檢測抗體為辣根過氧化物酶標記后的酶標抗體。 本專利技術的另一 目的在于提供一種生物芯片分析儀的控制方法，為實現本目的，本專利技術采用如下技術方案 —種自動生物芯片分析控制方法，包括 1)用于獲取定標樣本數據，并控制定標樣本進行反應的步驟； 2)用于測取生物芯片圖像信息，并依據該圖像信息曲線擬合構成反應曲線擬合模 型的步驟； 3)用于獲取質控樣本數據，并控制質控樣本進行反應的步驟； 4)用于測取質控樣本光學信息，判斷質控結果，并將質控結果與定標樣本結果進行比較的步驟； 5)用于獲取檢測樣本數據，并控制檢測樣本進行反應的步驟； 6)用于測取檢測樣本光學信息，判斷檢測結果，并將檢測結果與定標樣本結果和 質控結果集惡性比較的步驟； 7)用于樣本分析計算，建立檢測樣本結果集，并將該結果集輸出的步驟； 8)用于將檢測樣本數據的結果數據集打印為紙質文檔的結果數據集打印裝置。 優選的方案是 所述的步驟1)，或步驟3)，或步驟5)所述的控制樣本進行反應的步驟包括 a)用于控制樣本在樣品反應裝置反應的步驟； b)用于控制第一多自由度機械手在樣品反應裝置與反應液反應裝置之間運動的 步驟； c)用于控制樣本在反應液反應裝置反應的步驟； d)用于控制第二多自由度機械手在反應液反應裝置與發光液反應裝置之間運動 的步驟； e)用于控制樣本在發光液液反應裝置反應的步驟。 作為檢測工作介質的生物芯片是長方形玻璃基片固相載體，芯片表面分為不同的 離散測試區域(discrete test regions, DTR)。使用毫微分布技術，使樣品以精確的預定 義坐標沉淀在生物芯片表面，每個DTR區域覆蓋不同的抗體。 產品利用抗原與其相應抗體特異性結合的免疫學原理，在固相基質上結合多種腫 瘤標志物的單克隆抗體，捕捉被檢者血清中的對應腫瘤標志物，并通過特定的化學反應產 生光信號，根據光信號強度對腫瘤標志物進行定量檢測。生物芯片一次可同時檢測癌胚抗 原(cEA)、甲胎蛋白(AFP)等16 20種不同的腫瘤標志物。 腫瘤標志物本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生物芯片分析方法，包括如下步驟：　　　　Ａ）將覆蓋有不同檢測抗體的生物芯片放置于盛有待檢測分析樣品的分析樣品反應裝置中與待檢測樣品進行反應；　　　　Ｂ）通過第一多自由度機械手對反應后的生物芯片進行洗滌、烘干；　　　　Ｃ）將生物芯片放置于盛有反應液的反應液反應裝置進行反應；　　　　Ｄ）通過第二多自由度機械手對反應后的生物芯片進行洗滌、烘干；　　　　Ｅ）將生物芯片放置于盛有發光液的發光液反應裝置進行反應；　　　　Ｆ）通過圖像處理裝置攝取反應后的生物芯片的光學信息；　　　　Ｇ）分析處理數據并輸出結果。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣仕龍，黃平，龍騰宇，施啟堯，吳堂明，
申請(專利權)人：深港產學研基地，江蘇三聯生物工程有限公司，
類型：發明
國別省市：94[中國|深圳]