用于生物芯片制备的点样机器人系统
论文 生物芯片技术
生物芯片技术——生物化学分析论文08应化2江小乔温雪燕袁伟豪张若琦2011-5-3一、摘要：生物芯片技术，被喻为21世纪生命科学的支撑技术，是便携式生化分析仪器的技术核心，是90年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一，是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术，具有重大的基础研究价值，又具有明显的产业化前景。
由于用该技术可以将极其大量的探针同时固定于支持物上，所以一次可以对大量的生物分子进行检测分析，从而解决了传统核酸印迹杂交（Southern Blotting 和Northern Blotting 等）技术复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、低通量(low through-put)等不足。
二、关键词生物芯片；检测；基因三、正文（一）、生物芯片的简介生物芯片技术是一种高通量检测技术，通过设计不同的探针阵列、使用特定的分析方法可使该技术具有多种不同的应用价值，如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序（Sequencing by hybridization, SBH）等，为"后基因组计划"时期基因功能的研究及现代医学科学及医学诊断学的发展提供了强有力的工具，将会使新基因的发现、基因诊断、药物筛选、给药个性化等方面取得重大突破，为整个人类社会带来深刻广泛的变革。
该技术被评为1998年度世界十大科技进展之一。
（1）它包括基因芯片、蛋白芯片及芯片实验室三大领域。
基因芯片(Genechip)又称DNA芯片(DNAChip)。
它是在基因探针的基础上研制出的，所谓基因探针只是一段人工合成的碱基序列，在探针上连接一些可检测的物质，根据碱基互补的原理，利用基因探针到基因混合物中识别特定基因。
它将大量探针分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。
蛋白质芯片与基因芯片的基本原理相同，但它利用的不是碱基配对而是抗体与抗原结合的特异性即免疫反应来检测。
一种用于生物芯片标记效率的研究方法
一种用于生物芯片标记效率的研究方法（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）作者：王治伟，马文丽，夏巍，杨琼，郑文岭【摘要】目的利用自杂交的方法对芯片杂交样品的标记效率进行检测和实验质控。
方法提取人红白血病K562细胞RNA后，将核酸样品等分成两等份，分别应用通用引物标记Cy3和Cy5荧光物质，然后和制备的K562芯片进行杂交，通过比较杂交后探针上Cy3和Cy5的荧光信号强度，对样品的标记效率和杂交流程进行实验分析和质控。
结果杂交后的芯片探针显示为等量的Cy3和Cy5重叠后的黄色荧光，由于样品是等量的同一种核酸物质，从而证明了样品标记的效率一致性较好。
结论通过自身杂交方法来比较相同样品两种荧光标记物的信号强度，对芯片本身的质量进行检测，分析标记物的标记效率，可以应用于生物芯片实验的质量控制。
【关键词】生物芯片;标记;杂交Abstract:Objective To investigate the effect of self hybridization method of analyzing samples labeling for microarray experiment. Methods The total RNAs were extracted and purified from K562 cells to synthesize double strandedcDNAs by reverse transcription. Then two homologous samples were labeled with two different fluorescent dyes Cy3 and Cy5. And the labeled samples were examined with the printed microarray. Results With the same quantity of fluorescence Cy3 and Cy5 overlap, the microarray image showed almost yellow color. And the self hybridization method could be used to control the fluorescence quality. Conclusion The method that used self hybridization method to obtain quality data set from a microarray experiment for assessment of the microarray and labeled samples quality can be used in quality control of microarray experiment.Key words:microarray; label; hybridization生物芯片实验是一个多阶段的实验流程，包括了从芯片的打印制备、样品的分离提取、荧光物质的标记、芯片的杂交和扫描等［1］。
生物芯片与分子诊断仪器考核试卷
A.提高检测灵敏度
B.优化探针设计
C.增加生物分子浓度
D.使用阻断剂
11.以下哪个不是生物芯片的优势？（）
A.高通量
B.高灵敏度
C.高特异性
D.低成本
12.生物芯片技术中，以下哪种技术主要用于提高检测灵敏度？（）
A.增加探针长度
B.优化检测系统
生物芯片与分子诊断仪器考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.生物芯片技术中，以下哪种技术不常用于生物分子的检测？（）
10.生物芯片在医学诊断中的应用范围有限，只能用于少数疾病的检测。（）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1.请简述生物芯片技术在基因表达分析中的应用，并列举至少三种生物芯片在基因表达分析中的具体应用场景。
2.描述分子诊断技术在肿瘤研究中的作用，并讨论分子诊断技术在提高肿瘤诊断准确性和个体化治疗方面的潜在价值。
A.遗传性疾病
B.感染性疾病
C.肿瘤
D.心血管疾病
5.以下哪些是生物芯片检测技术的优点？（）
A.高通量
B.高灵敏度
C.快速
D.成本低
6.生物芯片的数据分析过程中，以下哪些方法被采用？（）
A.信号处理
B.图像分析
C.数据归一化
D.统计分析
7.以下哪些技术可以用于生物芯片的检测？（）
A.荧光检测
B.电化学检测
3.请阐述生物芯片在药物筛选和开发过程中的作用，并说明生物芯片技术如何帮助研究人员在药物发现早期阶段进行高通量筛选。
生物芯片
化学喷射技术
将事先合成好的寡聚核苷酸探针喷射到芯片上指定
的位置 优点：定量、准确，重现性好,使用寿命长 缺点：喷印的斑点大，探针密度低（每平方厘米只 有400个探针）
4.样品制备
• 待分析基因在与芯片结合探针杂交之前必需进 行分离、扩增用标记。根据样品来源、基因含 量用检测方法和分析目的不同，采用的基因分 离、扩增及标记方法各异。 • 为了获得基因的杂交信号必须对目的基因进行 标记，目前采用的最普遍的荧光标记方法与传 统方法如体外转录、PCR、逆转录等。原理上 并无多大差异，只是采用的荧光素种类更多， 这可以满足不同来源样品的平行分析。
点样法
点样法是将合成好的探针、 cDNA或基因组DNA 通过 特定的高速点样机器人直 接点在芯片上。采用的机 器人有一套计算机控制三维移动装置；多个打印 喷印头；一个减震底座，上面可放内盛探针的多 孔板和多个芯片。
优点：探针密度高（每平方厘米2500个探针），芯片制造速 度快
缺点：探针需事先合成、纯化，定量准确性及重现性不好
目前芯片价格昂贵，实际应用受到一定限制。各 大公司正在实行技术共享以降低成本。 探针的合成与固定比较复杂，难以保证好的聚合 效果，一些新的方法正应运而生。
3.前景
• 目前国外正在致力于这些问题的解决与 研究，国内也有研究者正在积极地开展 该项研究工作。我们有理由相信，随着 该技术的不断完善与发展，在将来，无 论是基因芯片还是蛋白芯片都会作为一 种简便快捷的技术，为我们的研究工作 与临床检测带来极大的便利。
4）光刻掩膜 5）按上述步骤选择性保护、偶联、即可接上第二个
核苷酸（如C） 6） 重复 光引导固相合成芯片上寡核苷酸阵列 采用这种技术生产的DNA芯片探针阵列密度可以高达
106-1010/cm2，即在1厘米见方的片基上排列几百万个
生物芯片技术
FGR
FES
ABL
INT2
PIK3CA
NMYC
AKT2
FGFR1
JUNB
AKT1
KRAS2
CDK4
AR
RDA Protocol
RNA extraction and cDNA preparation from archived tissue specimens(tester and driver) Generation of amplified cDNA fragments (‘amplicons’) Subtractive hybridization of amplicons Enrichment of cDNA fragments from differentially expressed genes
DNA Chip Technology
Solid support (glass, plastic, metal, silicon) Miniaturized array of DNA (genetic material) Work on the biochemical principle of DNA/DNA hybridization Hybridized probes (DNA molecules) are fluorescently labeled
应用之一 基因表达谱（gene expression pattern）
Research Use. Clinical Diagnostic Use.
Biological Sample
Functional Information
One Disease——One Gene Expression Pattern
Prototype AmpliOnc™ I Biochip
微机电系统与生物芯片
利用微电子技术和微加工工艺，将生 物分子或细胞等生物样本固定在硅、 玻璃、聚合物等材料制成的芯片上。
对获取的数据进行预处理、分析和解 释，以获取生物学信息。
信号检测技术
利用光学、电学、磁学等手段检测生 物样本的信号，并将信号转化为可处 理和分析的数据。
应用领域
01
02
03
04
基因测序
利用生物芯片技术可以对基因 进行高通量测序，快速准确地
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特点
微型化、高精度、高可靠性、低 能耗、低成本等。
发展历程
01
02
03
起源
20世纪80年代，随着集成 电路技术的发展，人们开 始探索微型化机械系统的 可能性。
初步发展
20世纪90年代，随着材料 科学和制造技术的进步， MEMS开始进入初步实用 阶段。
广泛应用
进入21世纪，随着物联网、 智能制造等领域的快速发 展，MEMS的应用领域不 断扩大。
产业融合
随着技术的不断发展，微机电系统 与生物芯片技术将与其他相关产业 融合，形成更加完整的产业链。
04
微机电系统与生物芯片 的挑战与解决方案
技术挑战
制造工艺
微机电系统与生物芯片的制造需 要高精度、高稳定性的工艺，以
确保芯片的性能和可靠性。
信号噪声处理
生物芯片在检测生物分子时，容 易受到噪声干扰，如何提高检测 的灵敏度和特异性是关键问题。
交叉污染
在生物芯片的制备和使用过程中， 交叉污染是一个常见问题，如何 避免交叉污染也是技术挑战之一。
解决方案
优化制造工艺
通过不断改进制造工艺，提高微机电系统与生物芯片的精度和稳 定性。
微机电系统在生物医学领域中的应用研究
微机电系统在生物医学领域中的应用研究随着科技的不断进步，微机电系统（Micro-electro-mechanical Systems，MEMS）已经成为了很多领域中不可或缺的重要技术。
在生物医学领域中，MEMS技术的应用也越来越广泛，不仅提升了技术水平，也改进了医疗手段，使医疗工作更高效、精准、便捷。
本文将对MEMS技术在生物医学领域中的应用研究进行探讨。
一、MEMS技术在生物医学领域中的应用MEMS技术在生物医学领域中的应用主要包括以下几个方面：1、微控制器件MEMS技术可以利用微型传感器和微控制器件进行微小生物样品的迅速分析和处理。
这些微型传感器和微控制器件可以在实验室和临床现场使用，从而提供速度更快、准确度更高、便利性更强的分析结果。
以微型传感器为例，其种类繁多，包括声波传感器、压力传感器、温度传感器、光学传感器等，可广泛应用于生物医学检测技术领域。
2、生物芯片生物芯片是基于MEMS技术的一种应用，它由微电子芯片、生物晶片、微流控芯片和微加工生产技术组成。
生物芯片的功能包括DNA序列分析、蛋白质鉴定、细胞检测和药物筛选，可以在生物医学研究领域中起到更为精准和高效的作用。
3、微机械机制MEMS技术可以制造出微型定位器和微型钳子等微机械机制，用于在微小尺度下进行治疗，可大大提高手术精度，减小创伤。
例如，通过微型钳子可以进行细胞基因组操作，探究细胞的功能特征，同时也可以用于显微手术、良性肿瘤切除、肾结石切除等疾病的手术治疗。
二、MEMS技术在生物医学领域中的优势MEMS技术在生物医学领域的应用具有如下优势：1、高灵敏度和高精度MEMS技术制造微机电传感器的优势在于可以做到微小尺寸和高灵敏度，从而提高了传感器的性能和测量精度。
采用MEMS制造技术制造的生物芯片具有独特的微流控和微纳米传感器结构，其高精度和高灵敏度可对微量物质进行检测和测量，可以实现高效、准确的医学检测。
2、体积小、重量轻MEMS技术的微型化和集成化特点，使MEMS器件在生物医学领域中更加便携、实用，可以用于病人病床的实时监测，还可以在手术实施中大幅降低手术量。
生物芯片全自动杂交仪
Hybstation 系统应用于基因芯片
Hybstation 系统应用于蛋白芯片
Digilab Genomic Solution 公司成立于 1901 年，是基因组、蛋白组学 领域的著名仪器生产企业。Digilab 公司从基因组学的核酸分装、点 样、扫面成像、数据分析道蛋白组学的二位电泳、自动切胶、蛋白 酶解、点样、数据分析，都提供完整的自动化仪器，是值得信赖的 专业生物仪器制造商。
Digilab 公司生产的 Hybstation 全自动生物芯片杂交洗涤系统，正是基于此设想而研发。用杂交盒进 行手工杂交时，探针仅通过扩散作用与玻片上的靶序列杂交，这种方法杂交的效率不高。Hybstation 系 统仪器内有多个预设程序，杂交液的流动方向可通过电磁阀控制，精确控制杂交及洗涤过程中的液流行 为、温度、时间等条件，从而杂交液能充分接触玻片上的样品，使探针和靶序列的结合效率提高，在节 省劳动力的同时有效提高了杂交效率。并且 Hybstation 系统是全自动的杂交洗涤系统，还可同时运行多 个不同的杂交程序，各反应模块可以独立控制，不同反应模块上可运行不同程序，可充分应用于实验条 件的摸索，将复杂难掌握芯片杂交变更简便易 懂的实验过程。
HYB 4 型自动杂交洗涤系统
配件
Cat ID B01419UK HYB10102
Description Hyb4 适配电脑 18mm 加样塞 (24pk)
H2300019 HYB10204
红色连接环 (24pk) 橡胶密封圈 (12pk)
MEP00264
Waste Bottle 2 Port
MHC220V
4-99℃ +/- 0.5℃
1℃/s 110 ul 5 个 125ml 洗液瓶+1 个废液体瓶 内置触摸屏控制 61 x 53.4 x 58.5 cm
生物芯片技术简介
政策法规支持与行业标准制定
政策扶持
政府加大对生物芯片技术的投入，设立专项资金，支持相关研发和 产业化项目，推动技术创新和成果转化。
法规保障
制定和完善生物芯片技术相关法规和标准体系，确保技术应用的安 全性和有效性，保护知识产权，促进产业健康发展。
行业协作
加强产学研用合作，建立行业协作机制，共同制定技术标准和规范， 推动生物芯片技术的标准化和规范化发展。
生物芯片技术简介
• 生物芯片技术概述 • 生物芯片类型及特点 • 生物芯片制备技术 • 生物芯片在医学领域应用 • 生物芯片在农业领域应用
• 生物芯片在食品安全领域应用 • 生物芯片技术发展挑战与趋势
01
生物芯片技术概述
定义与发展历程
定义
生物芯片技术是一种将生物分子（如DNA、蛋白质等）固定在微型芯片表面， 利用微电子技术进行检测和分析的技术。
发展，为患者提供更加个性化、高效的治疗方案。
05
生物芯片在农业领域应用
农作物品种鉴定与选育
农作物基因型鉴定
利用生物芯片技术对农作物基因型进行快速、准 确的鉴定，为品种选育提供重要依据。
分子标记辅助育种
结合生物芯片技术与分子标记技术，实现农作物 性状的精准选择与改良，提高育种效率。
转基因作物检测
利用生物芯片技术检测转基因作物中的外源基因， 确保转基因作物的安全性。
前景
随着技术的不断进步和应用需求的拓展，生物芯片技术将朝着更高通量、更高灵敏度、更低成本的方 向发展。同时，其在精准医疗、个性化治疗等新兴领域的应用潜力巨大，有望为未来的医学诊断和治 疗提供更加高效、便捷的技术手段。
02
生物芯片类型及特点
基因芯片
01
《信息化能力建设》填空、选择、判断、简答
1需的密钥和证书管理体系。
P1252病和诊疗过程的病历资料，是以电子化方式管理的有关病患个人健康状态和医疗保健行为的信息，它涉及了病人信息的采集、存储、传输、处理和利用的所有过程信息。
(填空)P2293P1544序地固化于载体的表面，组成密集二维份子罗列，然后与已标记的待测生物样品中的靶份子杂交，通过特定的仪器检测分析，从而得到靶份子的数量。
(填空)P2245分共享的资源集成，其中与教育、教学相关的资源就称之为网络教育资源。
P 2176 Twitter，这是一个成立于2022 年的美国微博网站。
(填空)P2547 (填空)P2708 、P19 、软件及相关数据，使之不因为偶然或者恶意侵犯而遭受破坏、更改及泄露，保证信息系统能够连续、可靠、正常地运行。
(填空)P1021011 P912通过对信息外在特征和内容特征的表征和排序，实现无序信息流向有序信息流的转换。
P5713、按工作流程中基本环节分类，信息技术可分为信息获取技术、信息技术、信息存储技术、信息加工技术及信息技术。
(填空)P1314、从产生的角度看，信息化层次包括信息产业化与信息化、产品信息化与企业信息化、信息化和社会生活信息化。
P515、从内容层次看，信息化内容包括层、支撑层、应用层与层等几个方面。
P516 、电子政务安全原则是安全、成本、的权衡。
P14617 、根据多级安全模型，通常将信息的密级由低到高划分为秘密级、级和绝密级。
P12318、根据信息源的差异，采集的信息可分为原始信息和信息。
P8019 、顾名思义，就是物物相连的互联网。
P27020、建设信息系统所需要的人员有两大类：一类是管理人员，另一类是人员。
P7621 、教育信息化包含六个组成要素：、信息网络、信息技术应用、信息技术和产业、信息化人材、信息化政策、法规和标准。
P20922、两化融合是指化与化。
P18523、所谓教育，是指在教育领域全面深入地运用计算机多媒体技术和网络信息技术，以现代信息技术来促进教育的全面改革，使之适应信息化社会对教育发展的新要求，最终实现教育现代化的过程。
(项目管理)2020年第五届“挑战杯”大学生创业计划竞赛获奖项目汇总
《第五届“挑战杯”大学生创业计划竞赛获奖项目汇总》由共青团中央、中国科协、教育部、全国学联主办，山东大学和济南市政府承办的第五届“挑战杯”飞利普中国大学生创业计划竞赛于10月15日至17日在山东大学隆重举行。
15日，全国学联主席刘凯，共青团中央学校部部长周长奎，中国科协青少部副部长蒙星，竞赛评委会常务副主任吴世农，全国人大代表、香港特别行政区立法会议员、香港青年企业家发展局主席梁刘柔芬，共青团山东省委书记张光峰，共青团中央学校部副部长陈光浩，教育部科技司高新处处长邰忠志等领导和嘉宾出席了开幕式。
在山东大学参加大学校长论坛的部分大学的校长和党委书记也应邀出席了开幕式并在前排就座。
参赛高校领导，全国部分省级团委的领导、评委，冠名赞助商及其他赞助商代表，内地81所高校、13所港澳台地区大学的领导、指导教师与参赛学生，以及观摩团共约2000人参加了开幕式。
开幕式由山东大学党委副书记方宏建主持。
团中央书记处书记尔肯江吐拉洪在15日的开幕式讲话中指出，“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛是共青团、学联组织服务科教兴国战略和人才强国战略，服务素质教育和科技创新的重要载体。
他强调，在全国上下深入学习贯彻党的十六届六中全会精神、努力构建社会主义和谐社会的背景下，办好“挑战杯”创业计划竞赛是构建社会主义和谐社会、建设创新型国家、服务青年学生成长发展的需要。
他希望各级共青团、学联组织要紧紧围绕“育人”这一宗旨，强化群众性、发挥导向性、突出实效性，进一步深化以“挑战杯”为龙头的科技创新创业工作。
经过三天的激烈角逐，本届竞赛评审委员会对来自全国包括港澳台在内的22个赛区的129件作品进行了评审，最终，河海大学的“Nature生态食品股份有限公司”等30件作品获得全国金奖，南通大学的“通康特种滤棒开发有限责任公司”等80件作品获得全国银奖；来自港澳台的“点心屋有限公司产业计划”等2件作品获得全国金奖，“狮子山酒店管理信息技术解决方案”等5件作品获得全国银奖。
生物芯片微阵列分配机器人系统的研制和开发
（ ．Ｍ ａ ｕ ａ ｔ ｒ ｇ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｎｔ ｕｅ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆ Ｐ ｅｉ ｏ ｎ ｔｕ ｎｓ Ｍｅ ｈ ｎｃ ，Ｔｓ ｇ ｕ ＆ｅ ｓ ｙ １ ｎ ｆ ｃ ｕ ｉ ｇ ｎ ｅｉ ｇ］ ｓ＇ ｔ ， ｐ ｒｍｅ ｔ ｒ ｃ ｉｎ Ｉ ｓ ｍｅ ｔ ＆ ｎ ｌ ｔ ｏ ｓ ｒ ｃ ａ ｉｓ ｉ ｈ ａ Ｕｎ ’ ｉ ｎ ｒｔ ２ ．Ｔｈ ｅ ｔｒｏ ｓａ ｃ ｎ ｚ ｌｐ ｎ Ｊ Ｂ ｏ ｈ ｐ， ｉｇ ｕ ｉ ｅｓｔ ；Ｂｅ ｉｇ｛ｌ ０ ８ ） ｅＣ ｎ ｅ Ｒｅｅ ｒ ｈａ ｄ Ｄｅ・ ｏ ｍｅ ｔ ｉｃ ｉ Ｔｓ ｈ ａＵｎｖ ｔｉ ｆ ｅ ｏ ｎ ‘ｙ ｕｎ ０ ０ ４
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生 物 芯 片 微 阵 列 分 配 机 器 人 系统 的研 制 和 开 发
李 志明 王 东
北 京 ｌ ０ ８ ００４Biblioteka 宋 立 滨 陈 恳
北 京 １ ０ ８ ） ０ ４ ０
（． 华大学精 密仪器系制造 工程研究所 １清
生物芯片系统简介
生物芯片系统简介一. 主要配置本团队生物芯片系统主要由以下4台设备构成：1. 微阵列芯片点样系统接触式与非接触式一体点样系统, 标配1个纳升喷点模块,1个纳升喷点针,1个接触点样针模块, 2根SMP3进口接触点样钢针。
Dell标配电脑1台及配套软件。
2. 芯片杂交仪一次可进行6张芯片杂交，标配3个芯片杂交盒和两个清洗盒。
3. 芯片洗干仪可用于8张芯片清洗甩干。
4. 芯片扫描仪532nm和635nm双激光微阵列芯片扫描仪，Dell标配电脑1台及配套软件。
二. 性能指标1．SmartArrayerTM 48微阵列芯片点样系统1.1点样方式：针点喷点一体机1.2 样品板承载能力:喷样模式下1块96孔板或者384孔板；点样模式下1块384孔板1.3 芯片承载能力: 48片标准玻片或者8块96孔微孔板（需定制）或者一定尺寸的膜（需定制）1.4 最高点样密度: 4500点/cm2，70000点/张1.5 吸样量: 针点模式最小0.25μl；喷点模式最小3μl1.6点样量: 针点模式最小0.6nl；喷点模式最小10nl1.7 点样速度: 针点模式单轮循环时间<90s；喷点模式单轮循环时间<100s1.8 芯片固定方式: 卡具装置1.9重复定位精度: ±3μm1.10运动分辨率: X、Y轴1.2μm；Z轴0.6μm1.11 平台运动速度: 可调1.12 清洗模式: 超声、清水、真空抽干三种模式任意组合1.13 清洗设置: 任意设置顺序和时间1.14 驱动装置: 高精度丝杆传动、伺服电机驱动工作平台1.15喷头数：标配1个（2,4,8可选）1.16点样体积：点样0.1~1nl量级；喷样10nl~10μl量级1.17取样量：点样0.25~1.25μl；喷样3~50μl1.18最小样品体积：点样5μl(384孔板)；喷样15μl（384孔板）1.19自带加湿器控制湿度软件功能：1.20 中英文操作语言，使用方便易用，免费升级1.21 点样设置：图形化设置界面；软件自动提示范围；取样顺序、位置和时间可任意设置；预点样片数可任意设置；点样顺序可任意设置；可视化点阵设置1.22 点样预览功能：可避免点阵设置错误1.23 点样阵列对应文件：可以生成GAL文件,可以输出Excel表格1.24实时温度监控功能1.25 湿度控制功能：加湿器控制，通过调节干湿空气的比例，自动控制密封舱内的湿度1.26 点样过程：自动取样补偿功能；漏点补点功能；跳点功能；屏幕上可以实时显示点样操作过程及所需时间，同时还具有进程显示及点样监控功能，预点样玻片与样品板的更换有进程显示；1.27对照点可以一次点出。
生物芯片分类及应用
Liquichip技术特点描述
1．基于bead的这种固相反应技术，具有 灵敏度高、信号强度高、灵活性好、所需样品量少的特点。 2．与传统的蛋白芯片相比，有两大优势，反应速度更快，灵活性更好。 3．由于检测方法的特点，在大部分的实验过程中，都不需要洗脱步骤，省时，且不会破坏反应的动态平衡。 4．有配套的蛋白表达和纯化体系。（his-tag）
Lquichip应 用 领 域：
蛋白质定量 蛋白质功能研究 蛋白表达谱分析。 蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸相互作用的研究。包括：免疫分析、酶分析、受体-配基分析、蛋白质核酸相互作用分析分析。
微阵列芯片
蛋白芯片 基因芯片
蛋白芯片(Protein Chips)
高通量微阵列蛋白分析方法
微阵列芯片 （Microarray） 微型实验室芯片 (Lab-on-a-chip) 液体芯片 (Liquichip)
（二）、生物芯片分类及应用
Lab-on-a-chip
微型实验室芯片是通过在芯片上刻成微流路径从而将涉及生物检测的主要步骤—样品准备/生化反应/结果检测—整合在一张芯片上。
D
P
非接触式点样： synQUAD Technology
Œ
Aspirate and Print for Making Arrays
Characteristics of synQUAD Technology
Wide dispense range Low nanoliter to high microliter Excellent linearity Precise and accurate CV’s typically less than 10% Precision less than 5% Non-contact dispense mechanism Easier mechanical alignment (384, 1536,…) “On-the-fly” printing possible Capable of dispensing onto membranes or slides Multiple liquid handling modes Aspirate/Dispense Continuous Reagent Dispensing
poct生物芯片技术原理 -回复
poct生物芯片技术原理-回复生物芯片技术是一种将生物学原理与电子学原理相结合的创新技术，可以用来研究和解读生物体内复杂的生物学过程。
其中，POCT（Point-of-care testing）生物芯片技术是一种即时、快速和便携的检测方法，可以在患者身边进行临床诊断。
本文将介绍POCT生物芯片技术的原理，并逐步解析其工作原理。
一、生物芯片的基本构成POCT生物芯片由三个主要组成部分构成：微阵列、生物传感器和微流控系统。
1. 微阵列：微阵列是一种可以在芯片上固定DNA、RNA、蛋白质等生物分子的结构。
在POCT生物芯片中，微阵列通过将具体的生物分子固定在芯片的特定位置上，可以实现对生物分子的高通量检测。
2. 生物传感器：生物传感器是用来检测特定分子的仪器。
在POCT生物芯片中，生物传感器通过与固定在微阵列上的生物分子相互作用，可以将生物分子的特异识别转化为电子信号。
3. 微流控系统：微流控系统是一种可以控制微小液体流动的技术。
在POCT生物芯片中，微流控系统通过控制样本的流动和反应的时间，可以实现对生物反应的精确控制和调节，从而提高检测的准确性和灵敏度。
二、POCT生物芯片的工作原理POCT生物芯片的工作原理可以分为样本制备、生物反应和信号检测三个步骤。
1. 样本制备：首先，从患者体内获取样本，比如血液、尿液、唾液等。
然后，将样本经过一系列的预处理步骤，去除杂质和干扰物，以保证后续的生物反应可以得到准确的结果。
2. 生物反应：样本制备完成后，将样本注入生物芯片中。
在生物芯片中，微阵列上的生物分子与样本中的目标分子通过特异性识别相互作用，从而触发生物反应。
生物反应可以是DNA的杂交、蛋白质的结合、酶的催化等。
这些生物反应会导致一系列的信号变化，比如荧光信号、电化学信号等。
3. 信号检测：生物反应完成后，通过生物传感器对生物芯片上的信号进行检测和记录。
生物传感器可以将生物芯片上的特定生物分子与电子信号相互转化。
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Ａｂ ｔａｔ ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ａｒ ｂ ｔｓ ｓｅ ｕ ｉｇｃ ｙ ａｔｐｉ ｔ ｔ ｏ ｅｉｎ ｄ， ｉｈｃ ｎ ａ ｔ ｍａ ｉ ｌ ｋ ｓ ｒ ｃ ：Ｉ ｈｓ ａ ｅ ， ｏ ｏ ｙ ｔｍ ｓｎ ｏ＿ ｃ ｒｎｉ ｍｅｈ ｄｉ ｄ ｓｇ ｅ ｗｈｃ ａ ｕ ｏ ｔｃ ｌ ｍａ ｅ ｔ ｇ ｎ ｓ ａｙ
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第２ ４卷第 ２期 ２０ ０ ２年 ３月 文章缡号 ：１０ —４ ６ ２ ０ ） ２０ ４ —５ ０ ２０ ４ （０ ２０ — １９０ Ｎ． ｏ【ｃ ２ ０２ １ｒ． ｏ２ ． ｈ．０ ２
用于生物芯 片制备 的点样机器 人系统
赵
摘
东 周 强 毕树 生 宗光华
（ 北京航空航 天大学机器人研究 所 １０ ８ ） ０ Ｏ ３
要 ： 文设计 了一种接触法点样 机器 人系统 ， 本 实现 了低成本 、 高精度 、 逮度 ， 高 大通量 的生 物芯片制备过程
的 自动化 ． 结合生物芯 片制备过程的特点 ， 提出 了系统设 计准皿 ， ｌ研究了系统的一些关健 技术 问题 ， ｌ 并初步探讨了液 体样品的分配机理 ． 最后 给出了实验结 果＿ 美 蕾词 ： 生物芯 片 ； 精密定位 ； 点样机器人 ； 品分配 样 中圈分 号 Ｔ ２ Ｐ４ 文献标识码 ： Ｂ
制备要求高度 的 自动化 ， 将成为机器人技术一个 必 新 的应 用 领 域． 体 样 品精 确 的微 量分 配是 生 物 芯 液 片制备过程 要解 决的关键 问题 ； 由于一 次要制备的 芯片数量多、 品点的直径小、 样 密度大， 制备 的芯片 致性有严格要求 ， 以机器人应兼具精度 高、 所 速度 快 和 长时 间 稳 定 工 作 等 特 点 ， 因此 只 有装 备 了独 特
ｈｇ ｒ ｕ ｈ ｕ ￣ｃ ｉ ｃｏ ｒａｓｗ ｔ ｗ ｃ ｓ ｂ ｔ ｉ ｐｅｉｏ ．Ａｃｏｄｎ ｏｔｅｓｅｉ ｔ ｆ ｃ ａｒｙ ｉｈｔ ｏ ｇ ｏ ｔｂｏｈｐｍｉｒａｒｙ ｉ ａｌ ｏｔ ｕ 曲 ｒｃ ｉ ｈ ｈ ｏ ｈ ｓｎ ｃｒｉ ｔ ｈ ｐｃａ ｙ ｏ ｒ ｒａ ｇ ｌ ｍｉ ｏ
ｐ ｎ￣ ｎ ｐ ｏ ｅｓ， ｄ ｓｇ ｒ ｌｓ ｃ ｉｃ ｌ ｓｕ ｓ ｎ ｉｕｄ ａ ｌ ｉｉ ＇ｅ ｒｎ ｉｌ ａｅ ｄｓ ｕ ｓ ｄ Ａｎ ｈ ｇ ｒ ｃｓ ｅｉ ｎ ｕｅ ． ｒｔ ａ ｉｓ ｅ ａ ｄ ｌ ｉ ｓ ｍｐｅ ｄｓ￣ ， ｐ ｉｃｐｅ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ｉ ｑ ｓ ｄ ｔｅ
ｍｅ ｈ ｄ ｔ ｋ ｃ ｏ ｒ ａ ｓ ｔ ｏ ｏｍａ ｅ ｍｉ ｒ ａ ｒ ｙ ）
２ １ 生物芯片制备方法的比较 ．
生物 芯片是指在基片上制造 的生物分子微阵列 （ 图 １ ． 主要功能是与标 记的样 品分 子进行 杂 如 ）其 交 ， 过检测每个分 子的杂交信号强度进而 获取样 通 品分 子的数 量和序列 信息， 从而 进行高 通量、 大规 模、 平行化、 集约化的信息处理和功能研究．
样 品板 中． 每个孔 中的样 品量 只有几 微升 ． 放 置样 品板 和 基 片 ： 备 好 的 样 品 板 和基 片按 将
ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｒｓ ｌ ｒ ｒｓ ｎ ｅ ． ｘ ｉ ｎ ｅ ｕ ｔ ａｅｐ ｅｅ ｔｄ ｅ ｓ
Ｋｅ ｗ￣ ｄ ｙ ｓ：ｂｏ ｈｐ，ｐ ｅ ｉｅｐ ｓｔ ｎｎ ，ｍｉｒ ａｒ ｙ ｒ ａ ｌ ｉｐ ｎ ｅ ｉｃ ｉ ｒ ｃｓ ｏ ｉｏ ｉ ｉ ｇ ｃｏ ｒ ａ ｅ ，ｓ ｍｐｅｄｓ ｅ ｓ
１ 引言 （ｎｒ ｄ ｃｉｎ Ｉ ｔｏ ｕ ｔ ） ｏ
生 物芯 片 技术 是 近年 出现 的一 种 通 过生 物技 术 与 ＭＥ Ｓ 自动化 ， Ｍ 、 激光 和计 算机等 技术 相结合而 衍
才能完成该任务． 尽管国外现在 已有几种成熟 的产品出现 ， 由 但 于品种少 ， 价格高 ， 用户迫切需要一种具有较高性能
作 为 生 物 芯 片 技术 必不 可 少 的 一 个 环 节 ， 片 芯
价格 比的精密生物芯片制备系统． 为此 ， 北京航空航 天大学机 器人研究所研制 了一种接触法点样机器人
系统 ， 在低成 本的基础上实现 了生物芯 片制备过程
的 自动化．
２ 制备 生物芯 片的 点样 方 法 （ ｈ ｒｎｉｇ Ｔ ｅｐｉｔ ｎ
一
的末端执行器 ， 并具有精密定位能力的机器人系统
收稿 日 ｔ ０ 一Ｏ —２ 期 ２ １ ９ ７ ０
生物芯片上微阵列 的密度为从几 十到上万点每 平方厘米． 最复杂的情况： 一块芯片上有多个方阵，
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机
器
人
２０ ０ ２年 ３月
方 阵 内的样 品点 不 同 ， 但有 的样 品点 需复制几 次．
Ｒ０Ｂ０Ｔ Ｓ ＴＥＭ ０ ＡＫＥ ＢＩ ＹＳ Ｔ Ｍ ＯＣＨＩ Ｉ Ｐ Ｍ ＣＲＯＡＲＲＡＹＳ
Ｚ ＨＡＯ ｎ ＺＨＯＵ ａ ｇ ＢＩＳ ｕ ｓ ｅ ｇ Ｚ Ｄｏ ｇ Ｑｉｎ ｈ — ｈ ｎ ＯＮＧ ａ ｇ ｈ ａ Ｇｕ ｎ － ｕ
（ Ｒ ＲｅｅｒｈＩｓｉ ｔ，Ｂ ｉｎ ｓａｃ ｎｔｕｅ ｅ ｉｇＵ￣ ． ｔ 厂 ｔ ｊ ｒ ｙｑ 研 ｄ ａｉ ｄ 咖 Ｂ ｌ ｇ １ ０８ ） ｅ Ｏｎ ００ ３
生 出的涉及分子生物学、 电子学、 微 微机械学、 光学、 化学 和 计算 机 学等 领域 的综 合性 、 叉性 、 缘 性分 交 边 析技 术 ， 突 出特 点 在于 高 度 并 行 性 样 性 、 型 其 多 微 化和 自动化 ， 是后基 因组时代基 因功能分析的最重 要技术之一． 生物芯片技术的出现将会给生命科学 、 医学 、 化学、 新药开发， 生物 武器 战争、 司法鉴定、 食 品和 环境 卫 生监督 等领 域带 来一 场革命 ［． １ ］