CN102998153A - 一种基于一次成型的组织芯片制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于一次成型的组织芯片制作方法，其特征在于组织芯片制备一次成型，不需要制备供体石蜡和受体石蜡组织块。具体步骤为：首先取铸模框，将组织按照所需要的大小和切面放入铸模框的包埋管中，倒入石蜡包埋，静置一段时间，使石蜡聚合成型。然后，再取石蜡包埋框，将第一步得到的具有包埋组织的铸模框放置在平板玻璃上的包埋框中，将融化的石蜡倒入石蜡包埋框，等待铸模框孔管中的石蜡与包埋框中的石蜡融化后，撤除包埋框，完成组织包埋。本发明严格控制组织的位置和包埋的精确度，不会出现打孔时的毛刺或歇裂，因此，具有廉价、方便、高效和省时省力的优点，能普及至每一个病理科及相关研究单位。

Description

一种基于一次成型的组织芯片制作方法

技术领域

本发明涉及一种基于一次成型的组织芯片制作方法，用于制备组织芯片，属于组织芯片技术领域。

背景技术

组织芯片(tissue chip)是生物芯片技术的一个重要分支，可以将数十个甚至上千个不同个体的临床组织标本按预先设计的顺序排列在一张玻片进行分析研究，进行同一指标的原位组织学研究是一种高通量、多样本的分析工具。组织芯片技术可以同时对几百甚至上千种组织样本同时进行分析，进行某一个或多个特定的蛋白质表达的研究。该技术自1998年问世以来，以其大规模、高通量、标准化等优点得到大范围的推广应用。组织芯片与基因芯片和蛋白质芯片一起构成了生物芯片系列，使人类第一次能够有效利用成百上千份组织标本，在基因组、转录组和蛋白质组三个水平上进行研究，被誉为医学、生物学领域的一次革命。组织芯片技术可以与其他很多常规技术如免疫组织化学(IHC)、核酸原位杂交(ISH)、荧光原位杂交(FISH)、原位PCR等结合应用，它的应用领域正在不断地拓展。作为一项新兴的生物学研究技术，对基因和蛋白质与疾病关系的研究，疾病相关基因的验证、新药物的开发与筛选、疾病的分子诊断，治疗过程的追踪和预后等方面具有实际意义和广阔的市场前景，组织芯片技术正以它绝对的优越性展示着自己的潜力。

目前，美国Clontech等少数生物技术公司己开展了人及动物的组织芯片产品开发和销售，但数量少、价格高、品种单一，满足不了医学科研和医药工业研发的需要。中国在组织芯片技术方面的研究进展迅速，中国国家科技部将组织芯片技术列为“十五”国家科技攻关西部开发重大项目，并己在西安正式立项。该立项分成7个子项目，包括组织芯片技术、组织芯片生物信息数据库、自动化组织芯片仪、自动分析装置、组织芯片相关技术与试剂、组织芯片实际应用技术，为中国与世界相关技术同步发展奠定了基础。

目前，在组织芯片的制作过程中，需要制备空白受体蜡块和组织供体蜡块。组织芯片的制备主要依靠机械化芯片制备仪来完成。制备仪包括操作平台、特殊的打孔采样装置和一个定位系统。打孔采样装置对供体组织蜡块进行采样，同时也可对受体蜡块进行打孔，其孔径与采样直径相同，两者均可精确定位。制备仪的定位装置可使穿刺针或受体蜡块线性移动，从而制备出孔径、孔距、孔深完全相同的组织微阵列蜡块。通过切片辅助系统将其转移并固定到硅化和胶化玻片上即成为组织芯片。根据样本直径(0. 2-2. 0 mm)不同，在一张45 mm X 25。的玻片上可以排列40-2000个以上的组织标本。常用组织芯片含有组织标本的数目在50-800个之间。根据研究目的不同，芯片种类可以分成肿瘤组织芯片、正常组织芯片、单一或复合、特定病理类型等数10种组织芯片。

但是，依据上述方法制备组织芯片有以下不足：第一，现有组织芯片制作成本很高。除特殊的仪器设备外(数十万元)，制作1个组织芯片的费用在万元以上，每张切片单价在50-100元；第二，仅能在己有的蜡块上取样，组织芯片制备受到限制；第三，根据现有设备和方法制备的芯片，切片量仅约50张，因为是在原有蜡块上点孔取样，组织厚度有限；第四，高密度芯片虽然通量大，但由于每枚组织微小，难以提供组织结构的信息；第五，仅在大型研究单位，才有经费和条件进行组织芯片的相关研究，难以推广。

为解决以上问题，很多石蜡组织芯片的制作方法涌现出来。中国专利ZL02292521公开了一种制备组织芯片空心蜡模的模具，采用多孔板和芯柱结构。中国专利CN 101556224A提供了一种石蜡组织芯片制作方法，将待包埋的组织在融化的石蜡中浸没后排列在蜡模内部的一侧，融化的石蜡沿空位处倒入蜡模内，直至将组织浸没，使石蜡聚合，撤除蜡模。但是，这些模具在浇注蜡凝固后，芯柱不易取出，容易破坏蜡模，造成各孔毛刺或澈裂，芯柱的长短不好控制，打孔深度不易精确控制，容易造成蜡模上的孔出现通孔，为放入供体组织以及试验过程造成了困难。同时这些方法都需要制备空白受体蜡块和组织供体蜡块。

因此，为了克服存在的问题，我们提出一种制作石蜡组织芯片的方法，该方法的特点在于不需要制作受体蜡块，能够实现石蜡组织芯片的一次成型，并且在制作过程中不会对成品蜡块造成损坏，保证在蜡块均匀，不会出现毛刺或澈裂，组织定位的深度和精确度容易控制，从而能够保证蜡块的制作质量，避免一边打孔，一边放入供体组织，在省时省力的同时，提高了工作效率。

发明内容

本发明的目的是开发一种简易制作组织芯片的方法，制备低密度和大距离芯片，兼顾样本的通量、组织结构和芯片产量等多方面的要求，使组织芯片技术的作用得到充分发挥。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种石蜡组织芯片制作方法，其特征在于不需要制备供体石蜡和受体石蜡组织块，组织芯片制备一次成型完成，具体步骤为：

第一步：将所需要包埋的组织编号后脱水和浸蜡备用，如果是已有的蜡块，则标记所需要的组织后编号；将组织切成所需大小；用电炉使石蜡加热至60一65℃融化；

第二步：取芯片阵列孔板和包埋管，装配成铸模框，将组织按照所需要的大小和切面放入包埋管中，放置在平板玻璃上，再取包埋框，组合形成组织芯片包埋整体框架，倒入60-65℃包埋石蜡，在18-25℃静置10-30min使石蜡聚合成型，然后，去除包埋管周围的石蜡，完成第一次包埋成型；

第三步：取第一步得到的具有包埋组织的铸模框放置在平板玻璃上，的包埋框中；再取包埋框，组合形成组织芯片包埋整体框架，倒入60-65℃包埋石蜡，在18-25℃静置，等待铸模框包埋管中的石蜡与包埋框中的石蜡融合后，向上撤除包埋管，包埋组织冷却后沿平行于玻璃板方向切片。

本发明利用石蜡受热易溶解、易聚合的特性，先使用包埋管下端的小窗孔让石蜡进入包埋管中的组织，完成第一次包埋，使组织成型。在第二次包埋中，由于包埋框中的石蜡温度高于包埋管中的温度，通过包埋管的金属传热作用，使包埋管中的石蜡融化，然后，向上撤除组织芯片包埋管，留下包埋组织，得到所需要的组织芯片蜡块。    

本发明严格控制组织的位置和包埋的精确度，不会出现打孔时的毛刺或歇裂。因此具有廉价、方便、高效、省时省力的优点，能普及至每一个病理科及相关研究单位。制作的组织芯片，组织形状不受限制，可为长条形，长方形，方形，圆柱形，圆筒形或不规则形；组织大小可根据需要而定，在50mmX 25mm的面积上可排列20-300个组织，能满足研究需要。组织芯片的高度也可根据需要而定，在5mm-20mm厚的组织芯片上可切制500张--2000张切片，远高于现有组织芯片切制50张切片的产量，约为10-40倍；成本远低于现有制作方法。

附图说明

图1是本发明所提供的组织芯片包埋框架整体结构示意图。其中：1为包埋框，2为铸模框。

具体实施方式

下面结合实施例来具体说明本发明。

1、准备制作组织芯片的铸模框和包埋框：

如图1所示，为组织芯片铸模框示意图，铸模框由芯片阵列孔板和包埋管组成。铸模框架的四周有支架，通过螺帽来控制位置的高低。组织芯片的包埋框由2个垂直弯折的铜条组成，长为70mm，宽为40mm，高为20mm，可以自由分合组装成为不同内经的长方形。

2、组织取样：

对照需要制备的组织，找出并标记目的组织区域，根据目的区域大小，选用合适宽度的平口刀，沿标记线，垂直向下切，得到与包埋管口径大小相当的组织块。

3、包埋前准备：

将组织切成所需大小，对其进行组织编号，脱水和浸蜡备用，用电炉使石蜡加热至60一65℃融化；如果是已有的蜡块，则标记所需要的组织后编号，将组织切成所需大小，放在烫台上，在60-65℃将其上的石蜡融化得到待包埋的组织。

4、用包埋管实施第一次包埋：

取芯片阵列孔板和包埋管，装配成铸模框，将组织按照所需要的大小和切面放入包埋管中，放置在平板玻璃上，再取包埋框，组合形成组织芯片包埋整体框架（见图1），倒入60-65℃包埋石蜡，在18-25℃静置10-30min使石蜡聚合成型，然后，去除包埋管周围的石蜡，完成第一次包埋成型。

4、用包埋框整体包埋组织：

取第一步得到的具有包埋组织的铸模框放置在平板玻璃上，的包埋框中；再取包埋框，组合形成组织芯片包埋整体框架，倒入60-65℃包埋石蜡，在18-25℃静置，等待铸模框包埋管中的石蜡与包埋框中的石蜡融合后，向上撤除包埋管，包埋组织冷却后沿平行于玻璃板方向切片。

Claims (4)

1.一种基于一次成型的组织芯片制作方法，其特征性的具体步骤为：

第一步：将所需要包埋的组织编号后脱水和浸蜡备用，如果是已有的蜡块，则标记所需要的组织后编号；将组织切成所需大小；用电炉使石蜡加热至60一65℃融化；

第二步：取铸模框，将组织按照所需要的大小和切面放入铸模框的包埋管中，倒入60一65℃石蜡包埋，在18-25℃静置10-30min使石蜡聚合成型，第一次包埋成型；

第三步：取石蜡包埋框，将第二步得到的具有包埋组织的铸模框放置在平板玻璃上的包埋框中，将融化的石蜡倒入石蜡包埋框，在60-65℃静置3-5min，等待铸模框孔管中的石蜡与包埋框中的石蜡融合后，撤除包埋框和包埋管，包埋组织冷却后沿平行于玻璃板方向切片。

2.如权利要求1所述的一种基于一次成型的组织芯片制作方法，其特征在于，是一种大间距组织芯片制作方法，在孔板上分布有多个来源于相同组织的小组织样本，构成不同规格的微阵列，如4行X8列，4行X5列等，每行中相邻小组织样本之间的间距为2-4毫米，组织为方体状或圆柱体状。

3.如权利要求1所述的大间距组织芯片制作方法，其特征在于不需要制备供体石蜡和受体石蜡组织块，组织芯片制备一次成型完成，其方法是：取铸模框和包埋管，将组织按照所需要的大小和切面放入铸模框的包埋管中，将铸模框放置入包埋框中，倒入包埋石蜡，让石蜡通过包埋金属管下端的小窗孔浸润进入包埋管，静置一段时间后，完成组织在包埋管中的聚合成型。

4. 如权利要求1所述的一种基于一次成型的组织芯片制作方法，其方法特征在于，在完成第一次包埋成型后，第二步，取石蜡包埋框，将融化的石蜡倒入放置在玻璃板上的石蜡包埋框，将第一步得到的具有包埋组织的铸模框放置在包埋框的石蜡中浸没融化，使铸模框孔管中的石蜡与包埋框中的石蜡融合，撤除包埋框，包埋组织冷却后沿平行于玻璃板方向切片。

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