实物芯片与图文的直接拷贝复制方法

摘要

一种DNA芯片技术领域的实物芯片与图文的直接拷贝复制方法，步骤如下：1)在各种水溶性材料配成水溶液后，向其中加入由聚乙烯醇600、乙烯醇苯醚、聚乙二醇200、甘油、聚乙烯吡咯烷酮k－30溶液等体积混合而成的添加剂混合液，添加剂混合液加入溶液的量占溶液体积的0.1～3％；2)将步骤1)配制的溶液作为原料在乳胶橡胶膜表面构建母体模板；3)将母体模板至于通风干燥处放置，使溶液进一步浓缩；4)以母体模板为模板，使母体模板分布有材料的一面与另一空白的乳胶膜表面接触，以胶辊辗压使母体模板上的内容转移到空白乳胶膜表面；5)重复上面第4)步的复印操作，得到多个拷贝复制品。本发明操作简单，成本低廉，应用范围广，可以多次复制。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种DNA芯片技术领域的方法，具体是一种实物芯片与图文的直接拷贝复制方法。

背景技术

随着数字技术的发展，人们对获得信息彩色化和图象逼真的形象需求也越来越迫切。特别是近年来，A4幅面的彩色激光多功能复合机也纷纷踏入了市场，成为普及的商用彩色打印机。其中，有的是采用数字技术和激光扫描电子照相印字系统相结合的方式；有的采用数字技术和热转移印字系统相结合的方式。应用数字技术进行彩色复印其最大的优点是可以对彩色分离特性和彩色平衡通过计算机进行校正和调节，从而得到优质的彩色复印品。无论是进行彩色分离或彩色合成，数字彩色复印机都比模拟彩色复印机有更大的优越性。所谓彩色复印技术实质上就是扫描仪加彩色打印机方案，通过扫描将模板上的图文转换成数字文件在通过激光彩色打印机或喷墨彩色打印机打印到承印介质上。因此，彩色复印技术也不能实现模板上实物的直接转移，不能满足实物型芯片和图案的复制要求。因为实物型芯片和图案的复制要求复制品与母体模板具有相同的实物组分和分布格式，要求芯片组成材料本身的直接转移。

经对现有技术的文献检索发现，近年发展出一种直接转印DNA阵列或芯片的化学方法，如Anil kumar等在《Nucleic Acid Research》Vol29，No.2 e2，2001上发表的“Chemical nanoprinting：a novel method for fabricating DNAmicrochips”(《核酸研究》，29卷，2001年，“化学材料纳米印刷：DNA微阵列制造的新方法”)，该方法首先将DNA的末端通过化学标记联接上巯基，其次，把巯基化的DNA与一带巯基的硅烷双功能基试剂混合，使巯基DNA与巯基硅烷反应形成硫硫键，然后通过硅烷双功能试剂与玻璃表面相连，使DNA分子锚泊在玻璃表面，第三步将聚丙烯酰胺，过硫酸铵及交联剂N，N，N’，N’-四甲基乙二胺的混合液置于玻璃上部分着DNA的区域，70-95℃范围内使聚丙烯酰胺体系凝固形成凝胶，同时在此温度范围内二硫健与丙烯酰胺单体双键发生化学反应，通过这一个过程使DNA分子转移到聚丙烯酰胺凝胶表面，从而实现DNA芯片的复制。该技术可以有同一母体模板产生10个芯片复制品。而该方法存在如下不足：首先需要使DNA分子巯基化，这将增加制造成本和难度；该方法手续较为复杂，尤其是聚丙烯酰胺凝胶反应一步条件控制困难；第三，该方法应用范围小，仅限于巯基与聚丙烯酰胺体系。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种实物芯片与图文的直接拷贝复制方法，使其克服了现有的复印机复印技术不能直接从模板上以实物转移方式复制的问题，同时也克服了化学纳米印刷方法中直接转印实物需要依赖化学反应且能用于该方法转印的实物种类少的缺陷。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括如下步骤：

1)配制能多次转印转移的实物溶液

多次转印溶液配制方法：在各种水溶性材料配成水溶液后，向其中加入一种添加剂混合液作为溶液转印性能调节材料，添加剂混合液由聚乙烯醇600、乙烯醇苯醚、聚乙二醇200、甘油、30％聚乙烯吡咯烷酮k-30溶液等体积混合而成。通过该混合液的加入改善溶液的粘度和干燥性能，混合液加入量视溶液材料的不同进行加减，添加剂混合液加入溶液的量(体积)占溶液体积的0.1～3％。

对于不溶于水的材料，可以通过乳化成为胶体溶液，然后再向其中加上述的添加剂混合液，在向胶体溶液中加入添加剂混合液时，除要求是惰性材料外，还要求不破坏胶体溶液结构，不使胶体聚沉。混合液添加剂体系能有效地使实物芯片及其图文可以多次复制。

2)以上述方法配制的溶液作为原料在乳胶橡胶膜表面构建母体模板，具体构建方法可以灵活多样。可以借助于喷墨打印机生成，可以是点样仪点制而成。

3)将母体模板至于通风干燥处放置30～120分钟，使溶液进一步浓缩。

4)以母体模板为模板，使母体模板分布有材料的一面与另一空白的乳胶膜表面接触，以胶辊辗压使母体模板上的内容转移到空白乳胶膜表面。

5)重复上面第4)步的复印操作，得到多个拷贝复制品。

本发明所说的母体模板制备技术可以用各种现有技术如喷墨打印技术、或芯片点样机技术或是手工书写、绘画等等，从事高通量芯片的人及会用打印机的人都可以根据自己的要求实现这一技术，其后的复印操作更是简单易行。各种实物材料溶液的配置，具有化工行业应知应会技能的普通技术人员即可操作。

本发明一方面针对功能型高通量芯片制造和表面图形化客观要求：将实物及有实物构成的图案直接减量转移进行多拷贝复制；另一方面则鉴于现有的复印技术不能进行模板内容组份直接转移的事实，提出一种基于实物的直接减量转移多拷贝复制方法。与传统的复印技术相比，具有如下特点：1)模板组分的直接转移，不是由外来替代材料如墨粉对母体模板的模拟再现；2)实物减量转移，也就是每次转移一部分，不是一次全部转移，这是本复制方法的基础；3)多种不同组分的同时转移；4)实物和由实物组成的图形图案的同步复制，即复制体具有与模板母体相同的实物组成和分布格式；5)复制体和模板母体具有相同但有别于常规复印件的功能和用途；6)不损害实物的性能。

此外，本发明操作简单，成本低廉，对于高通量芯片的制造和复制具有实用价值，例如用现行的点样技术点制10万种不同材料的高通量芯片，如果每次用10个针以平均每秒1次的点样速度点制这10万种不同材料，需要花费近3个小时；如果用一个针每秒点一个样，日夜不停的点样需要1天多才能完成。花这么长的时间就为制取一块芯片，其工作效率太低。而采用本发明所述方法，花同样多的时间制取模板，而在几分钟内完成高通量芯片的复制。

本发明方法适用于各种水溶性材料：各种生物材料，水溶性的化学试剂和可以转化成水溶液的材料。应用范围广，适用于高通量生物芯片、材料芯片和药物芯片的多拷贝复制，同时也适用于各种图文目的图案的多拷贝复制及表面图形化。

具体实施方式

结合本发明技术方案提供以下实施例：

实施例1-3，罗丹明染料水溶液阵列的直接多次复制

供多次转印用的罗丹明溶液配置：罗丹明水溶液在乳胶膜上易于渗透到乳胶膜中，扩散导致边缘不清晰，改用1，4-二氧六环作溶剂溶解罗丹明，浓度为10％(重量体积比)作为母液。向此溶液中加入添加剂混合液，添加剂混合液由聚乙烯醇600、乙烯醇苯醚、聚乙二醇200、甘油、30％聚乙烯吡咯烷酮k-30溶液等体积混合。添加剂混合液的量分别按罗丹明溶液体积的0.1％(实施例1)，0.55％(实施例2)和1.1％(实施例3)加入。

以海绵芯蘸取母液直接在乳胶膜表面手工点置一5×5阵列作为母体模板，点完待放置30分钟后以母体模板作为印章在空白的同一种乳胶表面复制该阵列，可以产生5个复制阵列。

往母液中加入添加剂后，同样以海绵芯蘸取含添加剂混合物的溶液在乳胶膜表面点制5×6的阵列。当添加剂混合物体积比0.55％时，产生10个复制阵列；当添加剂混合物含量1.1％时，产生14个阵列，当添加剂浓度为1.5％时，产生14个复制阵列。以上各复制阵列均以肉眼可判断为标准。从复制阵列效果看，1.1％的添加剂含量较好。1.5％的添加剂含量时，模板的第一个复制阵列有扩散现象，且第一次复制时转移效率太高，转移的量比较大，因此，从第四个复制阵列开始，复制阵列的颜色就变淡，其第四个复制阵列的色度与1.1％添加剂含量复制阵列系列的第八、第九个相当。

实施例4-6，多组分实物阵列的直接多次复制

供多次转印的实物材料溶液配置：分别取爱普生深兰色、黑色和深红色三色喷墨打印墨水，往三种墨水中分别加添加剂混合液(添加剂混合液由聚乙烯醇600、乙烯醇苯醚、聚乙二醇200、甘油、30％聚乙烯吡咯烷酮k-30溶液等体积混合)至体积比为分别为0.1％(实施例4)，1.1％(实施例5)和3％(实施例6)。配好可共多次转印的溶液后，三种添加不同添加剂混合液的墨水分三批分别贯注于三个不同的圆珠笔芯，每一批含相同添加剂混合液的三个颜色墨水同时点制三色阵列于乳胶膜表面作为模板阵列。待空气中干燥120分钟后转印至乳胶膜表面，制成模板芯片，分别得到三个系列复制的阵列。

复制结果：第一系列无添加剂的原始墨水组成的模板只能复制3个复制品(实施例4)；第二系列墨水含添加剂混合液1.1％(体积比)，可以复制6个复制阵列(实施例5)；第三系列墨水含添加剂混合液3％(体积比)，可以复制7个复制阵列，但是在第三系列中的第一个和第二个复制品有弥撒现象，复制品总体质量不及第二系列复制阵列，因此，以添加剂1.1％作为中间值，比较好。