專利名稱：一種一次成型的組織芯片制作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利涉及ー種石蠟組織芯片制作裝置，用于制備組織芯片，屬于組織芯片技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
組織芯片(tissue chip)是生物芯片技術(shù)的ー個(gè)重要分支，可以將數(shù)十個(gè)甚至上千個(gè)不同個(gè)體的臨床組織標(biāo)本按預(yù)先設(shè)計(jì)的順序排列在ー張玻片進(jìn)行分析研究，進(jìn)行同一指標(biāo)的原位組織學(xué)研究是ー種高通量、多祥本的分析工具。組織芯片技術(shù)可以同時(shí)對(duì)幾百甚至上千種組織樣本同時(shí)進(jìn)行分析，進(jìn)行某ー個(gè)或多個(gè)特定的蛋白質(zhì)表達(dá)的研究。該技術(shù)自1998年問(wèn)世以來(lái)，以其大規(guī)模、高通量、標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn)得到大范圍的推廣應(yīng)用。組織芯片 與基因芯片和蛋白質(zhì)芯片一起構(gòu)成了生物芯片系列，使人類第一次能夠有效利用成百上千份組織標(biāo)本，在基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組三個(gè)水平上進(jìn)行研究，被譽(yù)為醫(yī)學(xué)、生物學(xué)領(lǐng)域的一次革命。組織芯片技術(shù)可以與其他很多常規(guī)技術(shù)如免疫組織化學(xué)(IHC)、核酸原位雜交(ISH)、熒光原位雜交(FISH)、原位PCR等結(jié)合應(yīng)用，它的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地拓展。作為一項(xiàng)新興的生物學(xué)研究技術(shù)，對(duì)基因和蛋白質(zhì)與疾病關(guān)系的研究，疾病相關(guān)基因的驗(yàn)證、新藥物的開發(fā)與篩選、疾病的分子診斷，治療過(guò)程的追蹤和預(yù)后等方面具有實(shí)際意義和廣闊的市場(chǎng)前景，組織芯片技術(shù)正以它絕對(duì)的優(yōu)越性展示著自己的潛力。目前，美國(guó)Clontech等少數(shù)生物技術(shù)公司己開展了人及動(dòng)物的組織芯片產(chǎn)品開發(fā)和銷售，但數(shù)量少、價(jià)格高、品種單一，滿足不了醫(yī)學(xué)科研和醫(yī)藥エ業(yè)研發(fā)的需要。中國(guó)在組織芯片技術(shù)方面的研究進(jìn)展迅速，中國(guó)國(guó)家科技部將組織芯片技術(shù)列為“十五”國(guó)家科技攻關(guān)西部開發(fā)重大項(xiàng)目，并己在西安正式立項(xiàng)。該立項(xiàng)分成7個(gè)子項(xiàng)目，包括組織芯片技術(shù)、組織芯片生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)、自動(dòng)化組織芯片儀、自動(dòng)分析裝置、組織芯片相關(guān)技術(shù)與試齊U、組織芯片實(shí)際應(yīng)用技術(shù)，為中國(guó)與世界相關(guān)技術(shù)同步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。目前，在組織芯片的制作過(guò)程中，需要制備空白受體蠟塊和組織供體蠟塊。組織芯片的制備主要依靠機(jī)械化芯片制備儀來(lái)完成。制備儀包括操作平臺(tái)、特殊的打孔采樣裝置和ー個(gè)定位系統(tǒng)。打孔采樣裝置對(duì)供體組織蠟塊進(jìn)行采樣，同時(shí)也可對(duì)受體蠟塊進(jìn)行打孔，其孔徑與采樣直徑相同，兩者均可精確定位。制備儀的定位裝置可使穿刺針或受體蠟塊線性移動(dòng)，從而制備出孔徑、孔距、孔深完全相同的組織微陣列蠟塊。通過(guò)切片輔助系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)移并固定到硅化和膠化玻片上即成為組織芯片。根據(jù)樣本直徑(O. 2-2. O mm)不同，在ー張45 mm X 25。的玻片上可以排列40~_2000個(gè)以上的組織標(biāo)本。常用組織芯片含有組織標(biāo)本的數(shù)目在50-800個(gè)之間。根據(jù)研究目的不同，芯片種類可以分成腫瘤組織芯片、正常組織芯片、単一或復(fù)合、特定病理類型等數(shù)10種組織芯片。但是，依據(jù)上述方法制備組織芯片有以下不足第一，現(xiàn)有組織芯片制作成本很高。除特殊的儀器設(shè)備外(數(shù)十萬(wàn)元)，制作I個(gè)組織芯片的費(fèi)用在萬(wàn)元以上，每張切片單價(jià)在50-100元；第二，僅能在己有的蠟塊上取樣，組織芯片制備受到限制；第三，根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備和方法制備的芯片，切片量?jī)H約50張，因?yàn)槭窃谠邢瀴K上點(diǎn)孔取樣，組織厚度有限；第四，高密度芯片雖然通量大，但由于每枚組織微小，難以提供組織結(jié)構(gòu)的信息；第五，僅在大型研究単位，才有經(jīng)費(fèi)和條件進(jìn)行組織芯片的相關(guān)研究，難以推廣。為解決以上問(wèn)題，很多石蠟組織芯片的制作方法涌現(xiàn)出來(lái)。中國(guó)專利ZL02292521公開了ー種制備組織芯片空心蠟?zāi)５哪＞?，采用多孔板和芯柱結(jié)構(gòu)。中國(guó)專利CN101556224A提供了ー種石蠟組織芯片制作方法，將待包埋的組織在融化的石蠟中浸沒(méi)后排列在蠟?zāi)?nèi)部的ー側(cè)，融化的石蠟沿空位處倒入蠟?zāi)?nèi)，直至將組織浸沒(méi)，使石蠟聚合，撤除蠟?zāi)?。但是，這些模具在澆注蠟?zāi)毯?，芯柱不易取出，容易破壞蠟?zāi)?，造成各孔毛刺或澈裂，芯柱的長(zhǎng)短不好控制，打孔深度不易精確控制，容易造成蠟?zāi)Ｉ系目壮霈F(xiàn)通孔，為放入供體組織以及試驗(yàn)過(guò)程造成了困難。同時(shí)這些方法都需要制備空白受體蠟塊和組織供體蠟塊。因此，需要ー種制作石蠟組織芯片的方法，該方法的特點(diǎn)在于不需要制作受體蠟塊，能夠?qū)崿F(xiàn)石蠟組織芯片的一次成型，并且在制作過(guò)程中不會(huì)對(duì)成品蠟塊造成損壞，保證在蠟塊均勻，不會(huì)出現(xiàn)毛刺或澈裂，組織定位的深度和精確度容易控制，從而能夠保證蠟塊的制作質(zhì)量，避免一邊打孔，一邊放入供體組織，在省時(shí)省力的同時(shí)，提高了工作效率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型專利的目的是開發(fā)一種簡(jiǎn)易制作組織芯片的裝置，制備低密度和大距離芯片，兼顧樣本的通量、組織結(jié)構(gòu)和芯片產(chǎn)量等多方面的要求，使組織芯片技術(shù)的作用得到充分發(fā)揮。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型專利的技術(shù)方案是提供ー種石蠟組織芯片制作裝置，不需要制備供體石蠟和受體石蠟組織塊，大間距組織芯片制備一次成型，其特征性在于該裝置由包埋框和鑄模框組成。所述的芯片陣列孔板可選用塑料、竹和木等材料制作，長(zhǎng)80-100mm,寬40-50mm,厚10_20mm。在其中央長(zhǎng)50mm,寬25mm的范圍內(nèi)，鑄造直徑為2mm-10mm園形孔槽構(gòu)成孔槽陣列。組織芯片陣列孔板上可準(zhǔn)備不同規(guī)格的微陣列，如4行X8列，4行X5列等，每行中相鄰小組織樣本之間的間距為2-4毫米。周邊預(yù)留的范圍內(nèi)可標(biāo)記排數(shù)(如A，B,C，D......)和行數(shù)(如1，2，3，4......)，便于組織芯片定位(圖I)。所述的包埋管與組織芯片陣列孔板上的孔道相匹配，由金屬制成直徑為2mm-10mm等不同規(guī)格的口徑，包埋管分為上下兩端，中間一體。金屬管的下端為包埋端，在包埋端的管壁上有讓石蠟浸潤(rùn)進(jìn)出的小窗孔(圖2)。所述的鑄?？蛴尚酒嚵锌装搴桶窆芙M成。鑄模框架的四周有支架，通過(guò)螺帽來(lái)控制位置的高低(圖3)。所述的包埋框由2個(gè)垂直彎折呈L型的銅條組成，70mm,寬為40mm，高為20mm。與鑄?？蛳嗥ヅ洌恍枰苽涔w石蠟和受體石蠟組織塊，組織芯片制備一次成型完成(圖4)。所述的組織芯片包埋框架整體結(jié)構(gòu)由鑄模框和包埋框組成(圖5)。本發(fā)明具有廉價(jià)、方便、快速、產(chǎn)量高、取材多樣的優(yōu)點(diǎn)，能普及至每ー個(gè)病理科及相關(guān)研究単位。制作的組織芯片，組織形狀不受限制，可為長(zhǎng)條形，長(zhǎng)方形，方形，圓柱形，圓筒形或不規(guī)則形；組織大小可根據(jù)需要而定，在50mmX 25mm的面積上可排列20-300個(gè)組織，能滿足研究需要。組織芯片的高度也可根據(jù)需要而定，在5mm-20mm厚的組織芯片上可切制500張一2000張切片，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有組織芯片切制50張切片的產(chǎn)量，約為10-40倍；成本遠(yuǎn)低于現(xiàn)有制作方法。

圖I是本發(fā)明所提供的芯片陣列孔板結(jié)構(gòu)圖。組織芯片陣列孔板可選用塑料、竹和木等材料制作，大小可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求制作不同規(guī)格的組織陣列。本圖所示，長(zhǎng)
80-100mm,寬40_50臟，厚10_20臟。在其中央長(zhǎng)50mm,寬25mm的范圍內(nèi)，打造直徑為
2mm-10mm園形孔槽構(gòu)成孔槽陣列。周邊預(yù)留的范圍內(nèi)可標(biāo)記排數(shù)(如A, B, C，D......)
和行數(shù)(如1，2，3，4......)，便于組織芯片定位。圖2是本發(fā)明所提供的芯片陣列孔板的包埋管框圖。為組織芯片包埋管示意圖，包埋管由金屬制成5mm-10mm等不同規(guī)格口徑的包埋管，分為上下兩端，中間一體，上端比下端粗，直徑相差2_，下端為包埋端，在包埋端的管壁上有讓石蠟浸潤(rùn)通過(guò)的小窗孔；其中1為上端，2為下端。圖3是本發(fā)明所提供的組織芯片鑄?？蚪Y(jié)構(gòu)示意圖，鑄?？蛴尚酒嚵锌装搴涂坠芙M成。鑄?？蚣艿乃闹苡兄Ъ?，通過(guò)螺帽來(lái)控制位置的高低。其中I為芯片陣列孔板，2為螺帽，3為支架。圖4是本發(fā)明所提供的組織芯片包埋框的結(jié)構(gòu)示意圖。為組織芯片包埋框示意圖，包埋框由2個(gè)垂直彎折的銅條組成,長(zhǎng)為70mm,寬為40mm,高為20mm,可以自由分合組裝成為不同內(nèi)經(jīng)的長(zhǎng)方形。其中1為芯片陣列孔板，2為包埋框。圖5是本發(fā)明所提供的組織芯片包埋框架整體結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為包埋框，2為鑄?？?。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明本裝置的實(shí)施方法。I、組織芯片制作裝置(I)組織芯片陣列孔板的制備組織芯片陣列孔板可選用塑料、竹和木等材料制作，大小可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求制作不同規(guī)格的組織陣列。例如圖I所示，長(zhǎng)80-100mm，寬40-50mm，厚10-20mm。在其中央長(zhǎng)50mm,寬25mm的范圍內(nèi)，打造直徑為2mm-10mm園形孔槽構(gòu)成孔槽陣列。周邊預(yù)留的范圍內(nèi)可標(biāo)記排數(shù)(如A，B, C，D......)和行數(shù)(如1，2，3，4......)，便于組織芯片定位。(2)組織芯片包埋管的制備如圖2所示，為組織芯片包埋管示意圖，包埋管由金屬制成5mm-10mm等不同規(guī)格口徑的包埋管，分為上下兩端，中間一體，上端比下端粗，直徑相差2mm，下端為包埋端，在包埋端的管壁上有讓石蠟浸潤(rùn)通過(guò)的小窗孔。(3)組織芯片鑄?？蚣艿闹苽淙鐖D3所示，為組織芯片鑄模框示意圖，鑄?？蛴尚酒嚵锌装搴涂坠芙M成。鑄?？蚣艿乃闹苡兄Ъ埽ㄟ^(guò)螺帽來(lái)控制位置的高低。(4)組織芯片包埋框的制備[0030]如圖4所示，為組織芯片包埋框示意圖，包埋框由2個(gè)垂直彎折的銅條組成，長(zhǎng)為70mm,寬為40mm,高為20mm,可以自由分合組裝成為不同內(nèi)經(jīng)的長(zhǎng)方形。2、芯片組織取樣對(duì)照脊髄組織，找出并標(biāo)記目的區(qū)域。如果是石蠟組織，找出并標(biāo)記目的組織；根據(jù)目的區(qū)域大小，選用合適寬度的平ロ刀，沿標(biāo)記線，垂直向下切，得到與包埋管口徑大小相當(dāng)?shù)慕M織塊。3、用包埋管實(shí)施第一次包埋將所需要的組織編號(hào)，如果是已有的蠟塊，則標(biāo)記所需要的組織后編號(hào)；將組織切成所需大小，放在燙臺(tái)上，在60-65°C將其上的石蠟融化得到待包埋的組織。用小鑷子鉗夾組織塊放置在平板玻璃上，將組織按照所需要的大小和切面，置 入包埋管中，按照?qǐng)D5所示安裝好包埋框架，倒入60-65 °C石蠟包埋，在18-25 °C靜置10-30min,使石蠟聚合成型，撤除包埋框架，去除包埋管周圍的蠟，完成第一次包埋。4、芯片組織整體包埋取石蠟放入燒杯，用電爐加熱至60_65°C使石蠟融化。如圖3所示，第一次包埋得到的組織位于包埋管中，將第一次包埋得到的鑄?？蚝桶窆芊胖迷诓ＡО迳?。如圖5所示，安裝好包埋框架，將所述的由2個(gè)垂直彎折的銅條拼成內(nèi)腔長(zhǎng)為80-100mm、寬為25-30_、高為20_的長(zhǎng)方形圍住鑄?？?，內(nèi)腔的長(zhǎng)寬尺寸能覆蓋組織芯片鑄?？虻姆秶⑷诨氖炑匕窨蛞欢说谷氚窨蛑?，在60-65°C靜置3-5min，使鑄?？虬窆苤械氖炁c包埋框中的石蠟相互融化融合，向上平行取出組織芯片包埋管，然后包埋組織在20-25°C靜置60min，待包埋組織冷卻后，再撤除包埋框，沿平行于玻璃板方向切片。
權(quán)利要求1.ー種一次成型的組織芯片制作裝置，其特征性在于制作裝置由包埋框和鑄?？蚪M成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一次成型的組織芯片制作裝置，其特征在于鑄模框由組織芯片陣列孔板和包埋管組成，組織芯片陣列孔板上可準(zhǔn)備不同規(guī)格的微陣列，4行X8列，4行X5列等，每行中相鄰小組織樣本之間的間距為2-4毫米，鑄?？蛴尚酒嚵锌装搴涂坠芙M成；鑄?？蚣艿乃闹苡兄Ъ?，通過(guò)螺帽來(lái)控制位置的高低。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一次成型的組織芯片制作裝置，其特征在于鑄?？虻陌窆芘c組織芯片陣列孔板上的孔道相匹配，包埋管由金屬制成5mm-10mm等不同規(guī)格口徑的包埋管，分為上下兩端，中間一體，上端比下端粗，直徑相差2mm，下端為包埋端，在包埋端的管壁上有讓石蠟浸潤(rùn)通過(guò)的小窗孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一次成型的組織芯片制作裝置，其特征在于包埋框由2個(gè)垂直彎折呈L型的銅條組成，70mm,寬為40mm，高為20mm ;與鑄?？蛳嗥ヅ?。
專利摘要本實(shí)用新型涉及生物學(xué)、動(dòng)物學(xué)及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的組織芯片一次性成型的模具。本實(shí)用新型公開了一種一次成型的組織芯片制作裝置，包括鑄?？蚝桶窨?。鑄模框由芯片陣列孔板和包埋管組成，孔板上設(shè)置按行列規(guī)則排列的孔道和與孔道相匹配的包埋管，其包埋管壁的下端具有小孔窗。包埋框由2個(gè)垂直彎折呈L型的銅條組成。采用上述模具可有效定位包埋組織的軸向位置，控制包埋的精確度，不會(huì)出現(xiàn)通常打孔出現(xiàn)的毛刺或歇裂，在制作過(guò)程中不會(huì)對(duì)成品蠟塊造成損壞，從而能夠保證組織芯片蠟塊的制作質(zhì)量，因此，本方案具有廉價(jià)、方便、快速、高效、省時(shí)省力的優(yōu)點(diǎn)，能普及至每一個(gè)病理科及相關(guān)研究單位。
文檔編號(hào)G01N1/28GK202471473SQ20112034245
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者饒瑩 申請(qǐng)人:饒瑩