CN102350889B - 一种图案编码微载体的批量制备方法 - Google Patents

Abstract

图案编码微载体的批量制备方法涉及一种图案编码微载体的批量制备方法，尤其是将液态材料采用接触印刷方法分配至有编码图案模板的基底上并固化以形成上有图案的微颗粒，从基底上分离收集图案编码微颗粒并固定传感敏感材料而成为图案编码微载体。该方法采用下述步骤制备：a、制备具有凹型或者凸型的编码图案阵列的基底；b、将可固化液态材料通过接触印刷方法分配到基底包含编码图案的区域并固化液态材料以形成表面有图案编码的微颗粒；c、从基底上分离收集微颗粒并固定传感敏感材料而成为图案编码微载体；d、重复步骤a、b及c分别制备不同图案编码的微载体。该方法具有操作简单，成本低廉及能够批量制备的特点。

Description

一种图案编码微载体的批量制备方法

技术领域

本发明涉及一种图案编码微载体的批量制备方法，尤其是将液态材料采用接触印刷方法分配至有编码图案模板的基底上并固化以形成上有图案的微颗粒，从基底上分离收集图案编码微颗粒并固定传感敏感材料而成为图案编码微载体。该方法具有操作简单，成本低廉及能够批量制备的特点。

背景技术

悬浮阵列芯片技术也称微载体技术，它是一种通过编码微颗粒上固定的传感敏感材料与待测样品间特异性相互作用而在流体中进行多目标检测分析的工具。它不仅具有通常多目标检测分析技术所具备的信息量大、检测时间短、所需检测样品体积小以及检测成本相对传统检测方法低的特点，而且无论是制备还是使用它均较另外一种多目标检测分析技术-平面微阵列芯片技术有着许多突出的优势：更大的产量、更灵活的检测目标安排、更快速的反应以及更高质量的实验结果。因此，悬浮阵列芯片的研发正越来越受到了人们的高度关注并逐渐在药物筛选、医疗卫生、食品安全、反恐等领域得到广泛应用。其中具代表性的例子是美国的Luminex公司的双荧光标记微球技术。

目前人们开发了多种微载体的制备方法包括液相合成法、模板法、刻蚀法等，并且制备出了包括球状、杆状、片状及块状等多种形貌的微载体。然而目前在微载体的制备成本、制备产量及制备性能方面却还存在诸多问题。这些都限制了悬浮阵列芯片的进一步推广应用。

而另外一方面虽然图案编码作为方便、廉价、高效的编码方式已经在包括条形码等商业领域广泛使用，但是目前在悬浮阵列芯片领域却由于其制备方法需要微流体芯片或者微电子工艺而使得其制备仍然局限于实验室。目前商业上人们使用的悬浮阵列芯片编码方式仍然主要是荧光编码微球微载体。由于图案编码微载体能够与具有前景的显微成像检测方法兼容，因此迫切需要人们开发能大批量生产、高通量、低成本、方便可靠、易于操作的图案编码微载体的制备方法。为此本申请首次将接触印刷技术与图案模板技术结合以批量制备图案编码微载体，以期为悬浮阵列芯片的发展及应用做出贡献。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种适合于大批量生产的图案编码微载体的制备方法，特别是将接触印刷技术与图案模板结合批量制备图案编码微载体。

技术方案： 本发明的图案编码微载体的批量制备方法采用下述步骤制备：

a、制备具有凹型或者凸型的编码图案阵列的基底；

b、 将可固化液态材料通过接触印刷方法分配到基底包含编码图案的区域

并固化液态材料以形成表面有图案编码的微颗粒；

c、从基底上分离收集微颗粒并固定传感敏感材料而成为图案编码微载体；

d、重复步骤a、b及c分别制备不同图案编码的微载体。 

所述固定传感敏感材料的方法是指在液态材料中添加传感敏感材料并在随后

的微颗粒固化过程中固定在微颗粒上或者在液态材料中添加传感敏感材料的模板并在微颗粒固化后去除模板而暴露传感敏感材料或者在微颗粒固化后连接传感敏感材料。

所述基底要满足可固化液态材料在基底上的接触角大于10度且可固化液态材

料固化后的微颗粒与基底间的界面张力小于微颗粒的表面能及基底的表面能。

所述固化液态材料是通过溶剂挥发溶质沉积、液态材料聚合或者液态材料凝固

而固化。

所述接触印刷方法是指借助转移媒介与基底接触而将液态材料分配至基底图

案上。

所述转移媒介为微针阵列、微柱阵列或者微坑阵列。

所述微针阵列的针为实心的、头部含孔的、头部含沟槽的或者中空的，而微柱

阵列的微柱为实心的、头部含孔的或头部含沟槽的。

所述微颗粒固定传感敏感材料的方法是指通过物理方法或者化学方法固定传

感敏感材料。

所述图案编码微载体通过与待检样品混合作用而用于检测。

有益效果：本发明首次将接触印刷技术与图案模板技术结合以批量制备图案编码微载体，由于通过该技术生产的图案编码微载体图案编码丰富、产量大、成本低从而可以获得廉价、高效可同步检测多种生物、化学物质的高性能图案编码微载体。

附图说明

图1是本发明微针阵列的侧视截面图。A、实心微针放大图；B、头部含微孔微

针放大图；C、头部含沟槽微针放大图；D、中空微针放大图；

图2 是本发明圆形图案微坑阵列结构图。A、俯视图；B、侧视截面图。

图3：凹形三角形图案微坑阵列不锈钢基底俯视图

图4：凹型字符A图案阵列PDMS基底俯视图

具体实施方式

  下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一：

先通过激光器在边长为10厘米的方形不锈钢钢板上制备间距为2000微米，深度为50微米，边长尺寸为1000微米的三角形微坑阵列。然后将与20%(W/V)聚苯乙烯甲苯溶液连接的接触式点样仪的针头通过接触方法在不锈钢板上三角形微坑区依次点样。待甲苯挥发，固化后获得聚苯乙烯三角形片状微颗粒。在水中超声不锈钢板可将三角形片状微颗粒从不锈钢板上分离，清洗后聚苯乙烯三角形片状微颗粒干燥备用。通过相似方法分别制备边长为1000微米的方形及直径为1000微米的圆形片状微颗粒。将聚苯乙烯三角形片状微颗粒通过氨等离子气体处理使其表面带有氨基，然后用连接试剂戊二醛连接甲肝抗体（即传感敏感材料），得到能够检测甲肝抗原的三角形图案编码片状微载体。将方形及圆形片状微颗粒通过相似方法分别固定乙肝抗体及丙肝抗体从而获得能够检测乙肝的方形图案编码片状微载体及能够检测丙肝的圆形图案编码片状微载体。将上述三种编码微载体各取一颗放入96孔板中，并与人体血清样品37摄氏度反应2h，用PBS缓冲液清洗后，再与CY3荧光标记的甲肝抗体、乙肝抗体、丙肝抗体溶液反应1h并清洗，通过荧光即可判断人体血清样品中是否含有甲肝、乙肝、丙肝病毒。

实施例二： 

先通过掩膜板结合光刻技术在硅片上刻蚀出中心间隔约为150微米大小约为50微米深度约为10微米的正写凸型字符A阵列模板。然后将道康宁SYLGARD 184硅橡胶的基本组分与固化剂按10:1重量比完全混合，将其倒入含凸型字符硅片模板的容器中，抽真空至无气泡，并于100℃条件下固化1.5h，冷却、脱模即得到含凹型反写字符A阵列的PDMS模板。该PDMS模板在氧等离子处理30秒后用甲基三乙氧基硅烷蒸汽处理并依次用乙醇、丙酮、水、乙醇清洗后干燥备用。然后在甲基硅烷偶联剂处理过的PDMS模板上涂布正型光刻胶并通过掩膜板将以字符为中心直径50微米区域的正型光刻胶曝光并清洗后通过氧等离子处理以保证字符及其周围50微米区域为亲水区。然后将剩余的正型光刻胶去除并清洗。得到字符周围为亲水区，而其余部分为疏水特性的凹型反写字符A阵列的PDMS模板。然后配制含2%二氧化硅、1%聚乙烯醇1750，10%丙烯酰胺和5% N,N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液，混合均匀后在用前加入1%过硫酸铵（APS）的溶液，备用。将尾部直径为150微米，头部直径为60微米且头部中心含一个约50微米直径微孔的不锈钢微针以针头在同一方向且在同一平面的情况下进行排列，即所排微针所形成的行或者列皆互相平行且行与列垂直。且在排列微针阵列角部微针旁边各留一个对准空位。然后通过环氧树脂在微针尾部将不锈钢微针阵列固定。将不锈钢微针阵列固定在显微镜上，在显微镜载物台上放置前述凹型反写字符A阵列的PDMS模板。将不锈钢微针阵列上的微针在浸入上述加入了引发剂过硫酸铵的丙烯酰胺溶液后提起并通过预留的对准空位与PDMS模板上的凹型字符对准，然后通过接触印刷将不锈钢微针阵列头部包括微孔内的溶液转移至PDMS模板的凹型字符A处。将在PDMS模板上的丙烯酰胺溶液在氮气及饱和水气的保护下聚合24小时。随后通过去离子水将聚合完成的聚丙烯酰胺微颗粒从PDMS模板上冲洗下来并清洗去除包括未反应的单体及引发剂等杂质即得到凸型字符A图案编码的聚丙烯酰胺不倒翁状的微颗粒。重复制备凸型字符B及C图案编码的聚丙烯酰胺不倒翁微颗粒。将凸型字符A、B及C图案编码的不倒翁微颗粒通过戊二醛分别连接甲型肝炎抗体、乙型肝炎抗体及丙型肝炎抗体（这些抗体为传感敏感材料）即获得凸型字符图案编码的聚丙烯酰胺不倒翁微载体。分别取少量连接了甲肝抗体、乙肝抗体及丙肝抗体的凸型字符图案编码聚丙烯酰胺不倒翁微载体与人的血清样在37摄氏度混合反应2h后，用PBS缓冲液清洗，再与CY3荧光标记的甲肝抗体、乙肝抗体、丙肝抗体溶液反应1h并清洗，通过荧光即可判断人体血清样品中是否含有甲肝病毒、乙肝病毒或者丙肝病毒。

实施例三：

先通过掩膜板结合光刻技术在边长为1厘米的方形硅片上刻蚀出中心间隔为150微米大小为50微米深度为10微米的正写凸型字符A阵列模板且在模板两边缘处预留十字对准标志。将由PDMS 前体与固化剂按质量比10∶1 混匀，去除气泡后浇铸于正写凸型字符A阵列的硅片模具，置于烘箱加热固化。脱模后获得反写凹型字符A阵列的PDMS模板。

再通过掩膜板结合光刻技术在另一块边长1厘米方形硅片上刻蚀出中心间隔为150微米直径为50微米深度为100微米的圆形微坑阵列模板且在模板与上模板对应两边缘处同样预留十字对准标志。将反写凹型字符A阵列模板的PDMS模板及圆形微坑阵列模板通过掩模光刻技术在字符处及微坑处包覆正型光刻胶而其周围则没有光刻胶的情况下氧等离子处理使得模板字符周围处及微坑周围处亲水然后用氟代烷基硅烷偶联剂蒸汽处理2小时，清除剩余光刻胶并暴露字符及微坑部分。将含有微坑的硅片模板浸入含2%w/v的L-多巴,1%w/v的偶氮二异丁腈，40%v/v的甲基丙烯酸，20%v/v的乙二醇双丙烯酸酯，30%v/v的乙醇及10%v/v的水组成的混合溶液中，取出并通过氮气去除表面多余溶液，然后将含有微坑的硅片模板覆盖于含有凹型反写字符A的PDMS模板上并借助两模板边缘处十字对准标志的对准使得微坑与字符对准，然后通过机械作用力使得凹型微坑中的液体注入凹型字符中，同时将含有微坑的硅片模板与含有凹型字符的PDMS模板分离。将注入了混合液体的凹型字符PDMS模板置于20W的照射波长为365纳米的紫外灯下反应两小时后用蒸馏水将交联聚甲基丙烯酸A字符微颗粒从硅片表面分离然后用0.1M的乙酸水溶液浸泡2小时后用去离子水彻底清洗以保证在320纳米处检测不到L-多巴的荧光峰（此时L-多巴去除留下的分子印迹材料即为传感敏感材料）则获得能够用于检测L-多巴的交联聚甲基丙烯酸A字符图案编码微载体。将该微载体与待测样品的PBS缓冲溶液作用后用PBS缓冲液清洗，然后在微流体芯片中激发L-多巴的荧光，如果字符A图案编码微载体有荧光则表明样品中含有L-多巴。

实施例四

先通过掩膜板结合光刻技术在边长为1厘米的方形硅片上刻蚀出中心间隔为350微米大小为50微米深度为10微米的正写凸型字符A阵列模板。将由PDMS 前体与固化剂按质量比10∶1 混匀，去除气泡后浇铸于正写凸型字符A阵列的硅片模具，置于烘箱加热固化。脱模后获得反写凹型字符A阵列的PDMS模板。将头部为50微米直径为150微米的不锈钢微针以200微米间隔的方式排列成微针阵列并在阵列一角两侧各预留一个对准空位。然后将该微针阵列浸入0.5%（W/V）平均直径为300纳米聚苯乙烯微球的含10%乙二醇的水溶液中，随后提升不锈钢微针阵列并在显微镜的协助下移动使其针头与反写凹型字符A阵列的PDMS模板上的字符位置对准并降低微针阵列以接触印刷的方法将不锈钢微针上的溶液转移至反写凹型字符A阵列上。待溶液挥发后，150摄氏度处理，使得聚苯乙烯纳米微球部分融合，冷却至室温并用去离子水将由聚苯乙烯构建的A字符微颗粒与PDMS模板分离。微颗粒清洗干燥后，用氨等离子处理1分钟后用用1%的戊二醛PB缓冲液室温反应4小时，随后用PBS缓冲液10分钟清洗三次。然后用0.2mg/ml的甲肝抗体（传感敏感材料）的PBS缓冲溶液4摄氏度反应12小时。未反应的戊二醛用1%的BSA的PBS缓冲溶液反应2小时进行阻塞。用PBS缓冲液清洗后，4摄氏度保存。得到能够检测甲肝的A字符图案编码微载体。分别重复制备能够检测乙肝由B字符图案编码的微载体及能够检测丙肝的由C字符图案编码的微载体。取少量三种微载体混合后与人体血清样品在37摄氏度反应2h，用PBS缓冲液清洗后，再与CY3荧光标记的甲肝抗体、乙肝抗体、丙肝抗体溶液反应1h并清洗，通过荧光即可判断人体血清样品中是否含有甲肝、乙肝、丙肝病毒。

实施例五：

首先将不锈钢板用丙酮、乙醇分别清洗后干燥并通过匀胶方法在其表面涂布SU-8胶。然后通过前烘、曝光、后烘以及显影制备间隔为1000微米，尺寸为400微米的凹型反写字符A的SU-8胶-不锈钢复合模板。

将内径为110微米外径为210微米的不锈钢微针喷嘴以垂直向上的方式置于浓度为10%w/v 尺寸约为200纳米的交联聚甲基丙烯酸甲酯微球含40%乙二醇的水溶液中，喷嘴离液面高度为8毫米。在喷嘴的上方固定凹型反写字符A阵列SU-8胶-不锈钢复合模板作为接收板并确保凹型字符阵列面向下且与不锈钢喷嘴垂直。将喷嘴连接高压电源的正极，而不锈钢接收板连接高压电源的负极。通过精密机器人使得不锈钢接收板上的字符与喷嘴对齐且喷嘴距离接收板50微米时施加2千伏电压；施加电压时间为0.025秒，则有一液滴出现于喷嘴及不锈钢接收板的字符A之间，随后不锈钢接收板以2mm/s的速度离开则液滴附着于不锈钢接收板的凹型反写字符A上，通过机器人移动不锈钢接收板使得喷嘴与不锈钢接收板上的下一个凹型字符A对齐，通过高压静电重复分配液体直至不锈钢接收板上所有凹型字符A处皆分配了溶液。待溶液挥发干燥后，150摄氏度处理10分钟然后冷却至室温。随后用去离子水将由交联聚甲基丙烯酸甲酯构建的微颗粒从SU-8胶-不锈钢复合模板上分离则获得由交联聚甲基丙烯酸甲酯构建的凸型字符A图案编码微颗粒。将该微颗粒用氨等离子处理1分钟后用1%的戊二醛PB缓冲液室温反应4小时，随后用PBS缓冲液10分钟清洗三次。然后用0.2mg/ml的甲肝抗体（即传感敏感材料）的PBS缓冲溶液4摄氏度反应12小时。未反应的戊二醛用1%的BSA的PBS缓冲溶液反应2小时进行阻塞。PBS缓冲液清洗后，4摄氏度保存。得到能够检测甲肝的凸型A字符图案编码微载体。分别重复制备能够检测乙肝由凸形B字符图案编码的微载体及能够检测丙肝的由凸型C字符图案编码的微载体。取少量三种微载体混合后与人体血清样品反应2h，用PBS缓冲液清洗后，再与CY3荧光标记的甲肝抗体、乙肝抗体、丙肝抗体溶液反应1h并清洗，通过荧光即可判断人体血清样品中是否含有甲肝、乙肝、丙肝病毒。

实施例六； 

先通过掩膜板结合光刻技术在边长为1厘米的方形硅片上刻蚀出中心间隔为350微米大小为100微米深度为10微米的正写凸型字符A阵列模板。将由PDMS 前体与固化剂按质量比10∶1 混匀，去除气泡后浇铸于正写凸型字符A阵列的硅片模具，置于烘箱加热固化。脱模后获得反写凹型字符A阵列的PDMS模板。分别制备反写凹型字符B、C、D阵列的PDMS模板。然后将另外一块同尺寸方形硅片通过30%双氧水与70%浓硫酸混合液清洗6小时后氮气干燥，随后用SU-8 负性光刻胶在硅片上通过匀胶、前烘、、曝光、后烘以及显影制备间隔为350微米，直径为100微米的，高度为100微米的SU-8微坑模板。将由PDMS 前体与固化剂按质量比10∶1 混匀，去除气泡后浇铸于SU-8 模具，置于烘箱加热固化。脱模后获得PDMS中心间隔为350微米，直径为100微米，高度约为100微米的微柱阵列模板。另外配制含1%丙烯酰氧基在5’位修饰的核酸探针序列及0.1%偶氮二异丁腈光引发剂的35wt%的平均分子量为700的聚乙二醇双丙烯酸酯PBS缓冲溶液。核酸探针序列即传感敏感材料分别为：a：5’-丙烯酰氧基-TTT TGA TGT AGA TGT TTT ATT AGG GTT GT-3’； b：5’-丙烯酰氧基-TAT TGA TGT AGA TGT TTT ATT AGG GTT GT-3’；C：5’-丙烯酰氧基-TCT TGA TGT AGA TGT TTT ATT AGG GTT GT-3’； d：5’-丙烯酰氧基-TGT TGA TGT AGA TGT TTT ATT AGG GTT GT-3’；将PDMS微柱阵列浸入含a的聚乙二醇双丙烯酸酯溶液中，取出后将微柱与反写凹型字符A阵列的PDMS模板上的A字符通过显微镜远心镜头对准后下压使得微柱阵列上的聚乙二醇双丙烯酸酯溶液分配至其下方的每一个反写凹型字符A上，然后在16瓦紫外灯的照射下，反应12小时后，用去离子水清洗，获得能够检测核酸序列a的微载体。依次制备能够检测核酸序列b、c及d的微载体。从四种微载体中各取三个微载体与0.2M的氯化钠及含0.05%的Tween-20的Tris-EDTA缓冲液中的生物素连接待测样品杂交后用PBS缓冲液清洗。随后将微载体进一步与连接有藻红蛋白的抗生蛋白链菌素的PBST缓冲液在37摄氏度混合孵育30分钟。随后用PBS清洗。在荧光显微镜下观察不同字符编码微载体上的荧光即可判断核酸序列a、b、c及d的有或者无。

实施例7

先通过掩膜板结合光刻技术在边长为1厘米的方形硅片上刻蚀出中心间隔为350微米大小为50微米深度为10微米的正写凸型字符A阵列模板。将由PDMS 前体与固化剂按质量比10∶1 混匀，去除气泡后浇铸于正写凸型字符A阵列的硅片模具，置于烘箱加热固化。脱模后获得反写凹型字符A阵列的PDMS模板。将该PDMS模板首先通过氧等离子处理1分钟，然后通过氟代烷基硅烷蒸汽处理使其具有疏水、疏油的特性。清洗、干燥后备用。

将头部为50微米直径为150微米的不锈钢微针首先通过800号砂纸然后通过2000号砂纸打磨其头部使其表面带有沟槽结构，清洗干净后备用。然后以200微米间隔的方式排列打磨过的微针用环氧树脂固定使成微针阵列且在排列微针阵列角部微针旁边各留一个对准空位。然后将该微针阵列浸入15%（W/V）平均分子量为28万的聚苯乙烯N,N-二甲基甲酰胺溶液中，随后提升不锈钢微针阵列并移动使其针头与反写凹型字符A阵列的PDMS模板上的字符位置对准并降低微针阵列以接触印刷的方法将不锈钢微针上的溶液转移至反写凹型字符A阵列上。待溶液挥发后，用去离子水将由聚苯乙烯构建的A字符图案编码微颗粒与PDMS模板分离。微颗粒清洗干燥后，用氨等离子处理1分钟后用用1%的戊二醛PB缓冲液室温反应4小时，随后用PBS缓冲液10分钟清洗三次。然后用0.2mg/ml的甲肝抗体（传感敏感材料）的PBS缓冲溶液4摄氏度反应12小时。未反应的戊二醛用1%的BSA的PBS缓冲溶液反应2小时进行阻塞。PBS缓冲液清洗后，4摄氏度保存。得到能够检测甲肝的凸型A字符图案编码微载体。分别重复制备能够检测乙肝由凸型B字符图案编码的微载体及能够检测丙肝的由凸型C字符图案编码的微载体。取少量三种微载体混合后与人体血清样品在37摄氏度反应2h，用PBS缓冲液清洗后，再与荧光标记的甲肝抗体、乙肝抗体、丙肝抗体溶液反应1h并清洗，通过荧光即可判断人体血清样品中是否含有甲肝、乙肝、丙肝病毒。

实施例八

先通过掩膜板结合光刻技术在边长为1厘米的方形硅片上刻蚀出中心间隔为210微米大小为100微米深度为10微米的正写凸型字符A阵列模板。将由PDMS 前体与固化剂按质量比10∶1 混匀，去除气泡后浇铸于正写凸型字符A阵列的硅片模具，置于烘箱加热固化。脱模后获得反写凹型字符A阵列的PDMS模板。清洗、干燥后备用。

向浓度为10wt%尺寸介于90纳米至110纳米的二氧化硅500毫升乙醇胶体溶液中加入500毫升5%氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液室温反应8小时后离心并用乙醇清洗后分散于PB缓冲液中形成浓度为1wt%的二氧化硅胶体水溶液。向上述二氧化硅胶体水溶液中加入戊二醛使得其浓度为1%v/v，然后在室温下反应4小时后离心并用PBS缓冲液清洗三次。随后将连接了戊二醛的二氧化硅胶体以终浓度为1wt%的量分散至含0.2毫克/毫升的甲肝病毒PBS缓冲溶液中于4摄氏度反应12小时后离心用1%的牛血清白蛋白BSA于室温反应2小时以阻塞未反应的戊二醛。然后将连接了甲肝抗体的二氧化硅胶体以终浓度5wt%的量加入2M丙烯酰胺及2mM甲叉双丙烯酰胺及1.5%v/v的2-羟基-2-甲基苯丙酮中备用。

将内径为110微米外径为210微米的不锈钢微针即中空微针以针头在同一方向且在同一平面的情况下进行排列，即所排微针所形成的行或者列皆互相平行且行与列垂直。且在排列微针阵列角部微针旁边各留一个对准空位。然后通过环氧树脂在微针尾部将中空不锈钢微针阵列固定。将中空不锈钢微针阵列固定在显微镜上，在显微镜载物台上放置前述凹型反写字符A阵列的PDMS模板。将不锈钢微针阵列上的微针在浸入上述加入了引发剂2-羟基-2-甲基苯丙酮的丙烯酰胺溶液后提起并通过预留的对准空位与PDMS模板上的凹型字符对准，然后通过接触印刷将中空不锈钢微针阵列内的溶液转移至PDMS模板的凹型字符A处。

将承有丙烯酰胺溶液的PDMS模板在100瓦365纳米波长的紫外灯下照射10分钟后用PBS缓冲液将字符A编码交联聚丙烯酰胺微颗粒从PDMS模板上冲洗下来。随后将字符A图案编码交联聚丙烯酰胺微颗粒置于1%的氢氟酸水溶液中反应以去除二氧化硅并用去离子水彻底冲洗后得到内有甲肝病毒印迹（即传感敏感材料）的字符A图案编码聚丙烯酰胺微载体。重复制备内有乙肝病毒印迹的字符B图案编码聚丙烯酰胺微载体及内有丙肝病毒印迹的字符C图案编码聚丙烯酰胺微载体。从上述不同字符图案编码的微载体中各取三个置于PBS缓冲液中与待测样品混合后并在37摄氏度与待测样品在振荡器中以180rpm速度孵育2小时，然后用PBST溶液清洗三次。加入4微克/毫升的CY3标记甲肝抗体、乙肝抗体及丙肝抗体PBS缓冲溶液，在37摄氏度以60RPM的速度孵育1小时，随后用PBS清洗三次并在荧光显微镜下观察字符A、字符B及字符C编码微载体上的荧光即可判断待测样品中甲肝病毒、乙肝病毒及丙肝病毒的有无。例如，如果字符B编码微载体上有荧光则待测样品中有乙肝病毒。

实施例九

先通过掩膜板结合光刻技术在边长为10厘米的方形不锈钢片上刻蚀出中心间隔为400微米大小为200微米深度为10微米的反写凹型字符A阵列模板。将该模板通过保温套固定在金相显微镜的载物平台上并且恒温在200摄氏度。

将内径为200微米外径为400微米的不锈钢微针即中空微针以针头在同一方向且在同一平面的情况下进行排列，即所排微针所形成的行或者列皆互相平行且行与列垂直。然后通过环氧树脂在微针尾部将中空不锈钢微针阵列固定。对中空不锈钢微针阵列尾部进行切割以保持微针的通透性。在通透的中空不锈钢微针阵列外包覆保温套以确保能在室温至250摄氏度间恒温。然后将通透的中空不锈钢微针阵列通过调节阀与注塑机喷嘴连接。随后将加入了聚苯乙烯母粒的注塑机料筒温度控制在200摄氏度，喷嘴温度为190摄氏度，而中空不锈钢微针阵列温度由保温套恒定在190摄氏度。开启调节阀，注塑压力为100    MPa情况下当中空不锈钢微针阵列头部显现液态聚苯乙烯时关闭调节阀。然后将内含液态聚苯乙烯的不锈钢微针阵列通过机器人机械臂移动至上有反写凹型字符A阵列的不锈钢模板上方并通过显微镜远心镜头调节使得不锈钢微针阵列与反写凹型字符A阵列对齐，下压不锈钢微针阵列使得其头部的液态聚苯乙烯分配至凹型字符A阵列的不锈钢模板上后，移走不锈钢微针阵列，同时恒定凹型字符A阵列的不锈钢模板温度为180摄氏度30分钟，然后冷却至室温。用水将在凹型字符A阵列的不锈钢模板上聚苯乙烯微颗粒清洗下来并清洗、干燥，得到A字符图案编码微颗粒。将该微颗粒用氨等离子处理1分钟后用1%的戊二醛PB缓冲液室温反应4小时，随后用PBS缓冲液10分钟清洗三次。然后用0.2mg/ml的甲肝抗体（即传感敏感材料）的PBS缓冲溶液4摄氏度反应12小时。未反应的戊二醛用1%的BSA的PBS缓冲溶液反应2小时进行阻塞。PBS缓冲液清洗后，4摄氏度保存。得到能够检测甲肝的A字符图案编码微载体。分别重复制备能够检测乙肝由B字符图案编码的微载体及能够检测丙肝的由C字符图案编码的微载体。从三种字符图案编码的微载体中各取三颗在PBS缓冲液中混合后与人体血清样品在37摄氏度振荡器中以180rpm速度孵育2小时，然后用PBST溶液清洗三次。加入4微克/毫升的FITC标记甲肝抗体、乙肝抗体及丙肝抗体PBS缓冲溶液，在37摄氏度以60RPM的速度孵育1小时，随后用PBS清洗三次并在荧光显微镜下观察字符A、字符B及字符C编码微载体上的荧光即可判断待测样品中甲肝病毒、乙肝病毒及丙肝病毒的有无。例如，如果字符B编码微载体上有荧光则待测样品中有乙肝病毒。

实施例十

先通过掩膜板结合光刻技术在边长为1厘米的方形硅片上刻蚀出中心间隔为500微米大小为200微米深度为10微米的正写凸型字符A阵列模板。将由PDMS 前体与固化剂按质量比10∶1 混匀，去除气泡后浇铸于正写凸型字符A阵列的硅片模具，置于烘箱加热固化。脱模后获得反写凹型字符A阵列的PDMS模板。清洗、干燥后备用。

另取外壳为不锈钢的直径为200微米的石英光纤并在预留一端1厘米为头部的情况下将光纤剩余部分外层涂覆150微米厚的环氧树脂并固化。然后将多根环氧树脂涂覆过的光纤以头部在同一方向且在同一平面的情况下进行四方排列（即行及列皆平行且垂直）而形成边长为1厘米的方形光纤微柱阵列。其中光纤中心间隔为500微米，且在排列微柱阵列角部微柱旁边各留一个对准空位。然后通过环氧树脂在微柱尾部将石英光纤微柱阵列固定。进一步通过1%氢氟酸腐蚀光纤微柱阵列使其头部石英腐蚀去除而形成含微孔的微柱阵列。将光纤微柱阵列固定在显微镜上，在显微镜载物台上放置前述凹型反写字符A阵列的PDMS模板。将光纤微柱阵列上的微柱在浸入含2%二氧化硅，1%聚乙烯醇1750，10%丙烯酰胺，5% N,N-亚甲基双丙烯酰胺及1.5%v/v的2-羟基-2-甲基苯丙酮的水溶液后提起并通过预留的对准空位与PDMS模板上的凹型字符对准，然后通过接触印刷将光纤微柱阵列头部包括微孔内的溶液转移至PDMS模板的凹型字符A处。将在PDMS模板上的丙烯酰胺溶液在100瓦365纳米波长的紫外灯下照射10分钟后通过去离子水将聚合完成的聚丙烯酰胺微颗粒从PDMS模板上冲洗下来并清洗去除包括未反应的单体及引发剂等杂质即得到凸型字符A图案编码的聚丙烯酰胺不倒翁状的微颗粒。重复制备凸型字符B及C图案编码的聚丙烯酰胺不倒翁微颗粒。将凸型字符A、B及C图案编码的不倒翁微颗粒通过戊二醛分别连接甲型肝炎抗体、乙型肝炎抗体及丙型肝炎抗体（这些抗体为传感敏感材料）即获得凸型字符图案编码的聚丙烯酰胺不倒翁微载体。分别取少量连接了甲肝抗体、乙肝抗体及丙肝抗体的凸型字符图案编码聚丙烯酰胺不倒翁微载体与人的血清样在37摄氏度混合反应2h后，用PBS缓冲液清洗，再与CY3荧光标记的甲肝抗体、乙肝抗体、丙肝抗体溶液反应1h并清洗，通过荧光即可判断人体血清样品中是否含有甲肝病毒、乙肝病毒或者丙肝病毒。

Claims (6)

1.一种图案编码微载体的批量制备方法，其特征是采用下述步骤制备：

a、制备具有凹型或者凸型的编码图案阵列的基底；

b、将可固化液态材料通过接触印刷方法分配到基底包含编码图案的区域并固化液态材料以形成表面有图案编码的微颗粒；所述接触印刷方法是指借助转移媒介与基底接触而将液态材料分配至基底图案上；

c、从基底上分离收集微颗粒并固定传感敏感材料而成为图案编码微载体；

d、重复步骤a、b及c分别制备不同图案编码的微载体。

2.根据权利要求1所述的图案编码微载体的批量制备方法，其特征是所述固定传感敏感材料的方法是指在液态材料中添加传感敏感材料并在随后的微颗粒固化过程中固定在微颗粒上或者在液态材料中添加传感敏感材料的模板并在微颗粒固化后去除模板而暴露传感敏感材料或者在微颗粒固化后连接传感敏感材料。

3.根据权利要求1所述的图案编码微载体的批量制备方法，其特征是所述基底要满足可固化液态材料在基底上的接触角大于10度且可固化液态材料固化后的微颗粒与基底间的界面张力小于微颗粒的表面能及基底的表面能。

4.根据权利要求1所述的图案编码微载体的批量制备方法，其特征是所述固化液态材料是通过溶剂挥发溶质沉积、液态材料聚合或者液态材料凝固而固化。

5.根据权利要求1所述的图案编码微载体的批量制备方法，其特征是所述转移媒介为微针阵列、微柱阵列或者微坑阵列；

所述微针阵列的针为实心的、头部含孔的、头部含沟槽的或者中空的，而微柱阵列的微柱为实心的、头部含孔的或头部含沟槽的。

6.根据权利要求1所述的图案编码微载体的批量制备方法，其特征是所述微颗粒固定传感敏感材料的方法是指通过物理方法或者化学方法固定传感敏感材料。

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