生物芯片是指通过微加工工艺同时将大量的探针分子固定到固相支持物上后与标记的样品分子进行杂交配对,通过检测每个探针分子的杂交信号进而实现对细胞、蛋白、核酸以及其他生物组分的准确、快捷、大信息量的检测。它是集物理学、化学、微电子学、机械学和生命科学等相关学科交叉综合的高科技研究课题,是一门既具有重大的学术价值,又同时具有明显产业化前景的快速发展的高新科技学科。随着研究的不断深入,人们发现低密度生物芯片是生物芯片进入临床检测的切入口,因此,作为生物芯片关键部分——点样头也随之进入中低密度的研究。针对国内外现有微阵列制备技术在中低密度存在的一些不足,主要研究内容及结果如下:1.提出一种新型的、实用的微阵列生物芯片制备技术——集成化低密度表面张力驱动微阵列液体转移芯片,根据实际需求与工作原理设计芯片结构由储液槽、微通道、亲水膜组成。实验使用CO₂激光为主要加工设备制作液体转移芯片,其主要参数:芯片大小为75×30mm²,内有3×8椭圆阵列,行中心间距为4mm,列中心间距为8mm,储液槽为5×3mm²,深2mm,微通道设计平均直径为0.5mm,长1mm,亲水膜附着于微通道尾端中心,平均直径为1.97mm。2.参照现有点样仪主要参数,组装点样仪并进行改进,调试。点样仪每次点样最多2×6片,在点样针高为5mm时,最高效率为170 spots/s,最低效率为:17 spots/s。分析了操作过程中各参数意义及其设定时应注意的事项。3.使用自制点样头及点样仪点样。在不同的基底材料上,点样参数相同,所得样点直径不同,样点直径CV值均在0.3%以下。采用FITC荧光物质样品点样发现,样点荧光强度基本相同,说明各样点点样体积基本一致;单一样点内荧光强度呈中间最大、扁平,边缘逐渐衰减,消除了传统针式点样样点内荧光“咖啡环”效应,样点中间荧光强度大且扁平说明样点内部样品分布均一,能显著提高样点质量。从点样原理和实验结论对点样过程中的影响因素进行讨论,影响样点质量的主要因素有点样头本身及基底表面性质、点样过程中因素如点样接触时间与间隔时间、点样环境因素及样品物化性质等。4.初步探索了超疏水表面的一般性质,模板法制备了间距6μm,边长14μm,高14μm微柱阵列的规则超疏水PDMS表面,其静态接触角为151°。制备了亲疏水图案化基底,对并其在生物芯片点样中的应用作了初步考察,研究表明,亲疏水基底作为生物芯片基底比具有单一性质基底优越,具体表现为样点面积均一性良好,形状一致性加强,检测灵敏度得到提高,即很大程度上提高了样点质量。