CN104507563B - 用于将蛋白质微结构接枝到基底上的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于将多个蛋白质微结构接枝在基底上的装置，其包括基底(7)、层、基质(10)、光源(9)、光学系统(11)、接纳第一水溶液的第一容器(1)、接纳第二水溶液的第二容器(2)及微流体环路，其中所述层置于所述基底上，所述光源适合用光照亮所述基质，所述基质适合在第一结构图案中传播光，所述基质包括用于用第二结构图案置换第一结构图案的光学工具，所述光学系统适合在所述层上形成第一图案的第一微结构图像，所述环路适合含有第一水溶液，所述环路包含开口，将第一溶液与所述层在开口处接触，所述环路包括用于用第二溶液置换第一溶液的微流体工具，及所述层包含聚乙二醇。

Description

用于将蛋白质微结构接枝到基底上的装置

技术领域

本发明涉及根据图案(pattern)及根据不同浓度而将蛋白质接枝(grafting)到基底(substrate)上或者蛋白质印刷或印刷的一般领域，所述印刷是通过光化学接枝工具获得。本发明特别涉及以自动化或可自动化方式将多个、即至少2个蛋白质光化学接枝到基底上的领域。

根据本申请，蛋白质是由大量由肽键连接在一起的氨基酸链组成的生物大分子。与含有少量氨基酸的肽或寡肽相反，蛋白质组合大量氨基酸。蛋白质进行活细胞的功能。

在基底上放置不同浓度和不同构型或图案的印刷的蛋白质或表面层蛋白质对于在活生物体之外的活细胞“体外”研究是关键的，因为其使得可以重建如所希望复杂的蛋白质环境，使得特别是在动物上的“体内”测试更加不必要。

因此，现有技术中希望具有蛋白质印刷工具，其是通用的或者能够使用例如包含在容器中的具有给定浓度的蛋白质或DNA或生物分子的溶液在基底上重建任何图案或设计。

还希望能够工业印刷多个蛋白质就像印刷单个蛋白质一样简单。

背景技术

现有技术中预想的用于在同一基底上光化学印刷一或多种蛋白质的方案有相当的限制，阻碍了其工业应用。

光化学印刷在于通过光诱导粘附将分子化学接枝或附着于表面上，选择性地在该表面的照明区域中。

因此，在现有技术中，用于印刷或接枝的光化学工具一般包含基底、用于照亮(illuminating)基底的光学工具、用于将含有在水溶液中的生物分子(如待接枝到基底上的蛋白质、寡肽或DNA)的流体带到基底表面的流体工具，以及在照明或光粘附分子胶(photoadhesive molecular glue)存在下是粘附性的分子，所述分子可以被沉积到基底上或者存在于具有蛋白质的流体溶液中。

当所述粘附分子位于沉积在基底上的固体层中时，光化学接枝工具在本申请中描述为“层接枝(layer grafting)”。

当所述粘附分子在与基底接触的液体溶液中时，光化学接枝工具在本申请中描述为“溶液接枝(solution grafting)”。

对于层接枝，其是现有技术中第一种接枝技术，其利用固体层处理的基底，所述固体层与基底是一个整体，其对于待印刷的“小”分子是光粘附性的，并且其完全覆盖在这个基底与小分子溶液之间的基底表面。所述小分子可以是核苷酸以获得DNA合成，或者是肽以获得寡肽合成。在希望印刷到基底上的图案的应用时间尺度上，从这些分子必须不具有“非特异性”接枝到基底上的性质的意义上，层接枝限于与蛋白质大小相比时是“小”的分子。当光印刷分子大小增加时观察到“非特异性”接枝性质，这一性质可以表征为在一段时间在光印刷图案之外分子侵入基底，使得基底由于筛选印刷图案而在实践中不可用。

用于层接枝的常用照明工具包含已知方式的数字控制的微镜基质，其能够通过轻击组成其的每个微镜而产生任何图案，该基质作为物镜对象，其在与含有小分子的溶液接触的光粘附层的表面上形成任何图案的微结构图像。

使用层接枝工具可以印刷多个小分子，但是在每个新印刷之前，其需要针对已沉积分子的保护层，由此使这第一种技术的应用在工业上复杂化了。

但是，因为蛋白质精确具有非特异性接枝的性质，在现有技术中层接枝工具被证明对于印刷单个蛋白质是不适合的，更不必说印刷多个蛋白质。

对于溶液接枝，其是现有技术中第二种接枝技术，其利用层及胶处理的基底，所述层对于蛋白质或防污漆(antifouling)是非粘性的，所述胶对于光粘附层和蛋白质均是光粘附性的，所述光粘附胶存在于含有蛋白质的水溶液中，所述溶液与基底接触并被照明。以对蛋白质或防污漆是非粘性的层形式致力于防止非特异性接枝到基底上的工具的存在使这第二种技术适合印刷单个蛋白质。

但是，溶液接枝利用光刻掩模(photolithography mask)而无任何聚焦光学镜片，因此需要蛋白质溶液及光粘附胶的膜(film)，其在所述掩模与非粘附层或防污漆之间尽可能薄，典型地几微米。因此使用以固定方式相互定位的挤入掩模和平坦基底之间的溶液滴。这种光机结构使得将这第二种技术推广至印刷多个蛋白质存在问题，有至少两个原因。

首先，很难设想通过改变溶液的微流体泵工具将膜中蛋白质变化自动化。这是因为压力下降随着流体膜厚度或膜包被降低而增加，这个厚度必须最小以使光学质量最大化，典型厚度是5微米，该值1微米的精确度被认为是希望的。因为基底和掩模平整度(flatness)中的相对变化是不可避免的，发现对于这第二种技术，适合溶液及因此蛋白质自动化变化的微流体装置的大小难以设想。

第二，需要使用与待印刷蛋白质一样多的掩模。这需要将掩模排列或定位于基底上的工具，不仅在这个基底平面，而且针对基底和掩模之间的平行性，其光学影响印刷的图案。这意味着每个掩模必须相对于基底三维定位。另外，为了考虑掩模和基底平整度的相对变化，需要使用其中平整度缺陷非常小的掩模和基底，或者针对每个基底重新计算每个掩模，这是在工业上不可能设想的。

结果，由于这两个原因，第二种技术不能容易地在现有技术中应用，以在基底上工业印刷一种以上的蛋白质。

因此，以可自动化和工业方式在基底上顺序或一个接一个印刷几个蛋白质对于现有技术是个难题，在本发明之前看起来在本领域不能预见设计一种快速系统，用于在相同基底上印刷几个蛋白质，品质与再现微结构图案或者具有大约1微米精细度细节的图案相容。

发明概述

本发明是用于将几个蛋白质微结构接枝(microstructured grafting)在基底上的装置，其包含基底、层、基质、光源、光学系统、接纳第一水溶液的第一容器、接纳第二水溶液的第二容器及微流体环路，其中所述层置于所述基底上，所述光源适合用光照亮所述基质，所述基质适合在第一结构图案中传播光，所述基质包含用于用第二结构图案置换第一结构图案的光学工具，所述光学系统适合在所述层上形成第一图案的第一微结构图像，所述环路适合含有所述第一水溶液，所述环路包含开口，用于将所述第一溶液与所述层在所述开口处接触，所述环路包含微流体工具用于用所述第二溶液置换所述第一溶液，所述层在其表面包含聚乙二醇。

在上述装置的变体中：

-所述基质是微镜基质，通过反射传播所述光，

-所述光学系统是显微镜物镜，

-所述光源是在紫外波长发射的激光，

-所述紫外波长是365nm。

本发明还涉及使用上述装置将蛋白质微结构接枝到基底上的方法，包含如下步骤：

-用包含二苯甲酮和第一蛋白质的第一水溶液填充第一容器，

-用所述第一水溶液填充所述微流体环路，以使第一溶液与所述层在所述开口处接触，

-通过所述光在所述层上形成所述第一结构图案的所述第一微结构图像，以将所述第一蛋白质光印刷在所述层上。

在上述方法的一个变体中：

-所述第一蛋白质是荧光的。

本发明还涉及包含如下步骤的上述方法：

-用包含二苯甲酮和第二蛋白质的第二水溶液填充第二容器，

-用所述第二水溶液置换所述第一水溶液，以使第二溶液与所述层在所述开口处接触，

-用所述第二结构图案置换所述第一结构图案，以将所述第二蛋白质光印刷在所述层上。

在上述方法的一个变体中：

-所述第二蛋白质是荧光的。

附图说明

本发明参照图1以括号中的编号进行描述。

图1代表本发明第一个实施方案，其是能通过由微镜基质限定的图案在相同基底上印刷两种不同蛋白质的系统。在紫外范围发射的激光(9)为此目的布置以照亮微镜基质(10)。作为光学系统的物镜(11)在透明基底(7)上经这个基底的内部在基底的第一表面上成像所述基质(10)。在基底外部，与这个第一表面接触的是微通道(6)，其是流体环路的一部分，该流体环路包含与微通道第一入口相连的微型泵(5)、第一容器(1)以及第二容器(2)，当第一电控制微型阀(3)由计算机(未示出)打开时所述第一容器可以供应所述微型泵，当第二电控制微型阀(4)由计算机打开时所述第二容器可以供应所述微型泵；所述环路的微通道也包含出口，其开口在径流(run-off)或排水容器(8)。

发明详述

在本发明第一个实施方案中，第一蛋白质包含在第一容器(1)中，第二蛋白质包含在第二容器(2)中。

第一蛋白质是绿色纤维蛋白原(green fibrinogen)，名称为Fibrinogen-Alexa Fluor 488，第二蛋白质是红色纤维蛋白原，名称为Fibrinogen Alexa Fluor 546。对于两种蛋白质之一或两者还可以选择纤连蛋白作为所述纤维蛋白原的替换。下述蛋白质：纤维蛋白原、纤连蛋白、层粘连蛋白、胶原蛋白和玻连蛋白也可以用于本发明。用于显示在基底上产生的印刷，荧光蛋白例如特别是绿色纤维蛋白原和红色纤维蛋白原，对于本发明是有利的。

第一蛋白质稀释在包含在第一容器中的水性或缓冲的第一流体或第一溶液中，第一溶液还包含水和第一接枝工具，其是二苯甲酮或苯甲酰苄基三甲基氯化铵，以该产品的水溶性版本。

第二蛋白质稀释在包含在第二容器中的水性或缓冲的第二流体或第二溶液中，第二溶液还包含水和第二接枝工具，其也是所述二苯甲酮。

在本发明任一实施方案中，可以使用一种溶液，其使用非水的但是不使蛋白质变性的液体。

第一容器与第一微型阀(3)相连接，第二容器与第二微型阀(4)相连接。第一微型阀和第二微型阀与微型泵(5)相连接。微型泵与在玻璃基底(7)上的微通道(6)的第一末端相连接，该玻璃基底(7)在其第一表面上用一大约2nm的聚乙二醇(PEG)薄层处理。所述基底形成对微通道的覆盖，其在基底具有开口，由此流经微通道的流体与所述基底的第一表面接触，或者更具体地与PEG薄层接触或者与所述处理过的基底接触。

所述微通道在第二末端是开口的，允许液体流经其进入径流容器(8)。当合适时，如果不担心容器的污染，可以提供用于将离开所述微通道的流体再循环进入所述流体所来自的容器中。

适用于本发明的微型泵例如是不可逆恒定输送微型泵。

适用于本发明的微型阀可以特别是单向阀，通常由流体阻断并且由电控制打开。能开关或多路复用连接于微型泵的单导管中的容器的任何其它液压滑阀适用于本发明。

在本发明中，前缀“微型”对于流体技术领域的术语在尺寸上不限于微米级大小的物体，而是指用于形成本发明流体环路或系统的流体元件尽可能小，以避免当第一溶液和第二溶液通过所述环路的流体元件与基底接触然后排放到径流容器中时，浪费第一溶液和第二溶液。如果印刷表面或基底的印刷表面是固定的，例如在1cm x 1cm平方，微通道或者从第一表面向该第一表面外侧的微通道延长的深度可以因此是200微米，以获得在印刷表面之上20微升的溶液体积。因此可以通过本发明某些工具的微流体方面限制溶液和蛋白质更新是少量的，由此具有工业优势。

在本申请中，当层是基底的表面处理，具有与基底相比较低的厚度时，认为“在基底上印刷”是“在层上印刷”的同义词。本发明中的层和基底是这样的情况。

在本申请中，基底是玻璃或ITO或光通过时是透明的任何其它材料，以获得印刷。类似地，如果光通过时层是透明的，以获得印刷。当基底天然对蛋白质或防污漆是非粘性的时，应理解层是基底的表面层，在其上发生接枝，而不偏离本发明教导。

鉴于上述说明，微流体领域的技术人员根据他们的常规知识，可以无特别难度地按尺寸制作适用于本发明的流体或微流体环路。本发明因此包含置于所述层与分别含有第一和第二蛋白质水溶液的第一和第二容器之间的微流体环路。在本发明流体环路概括中，微流体环路包含用于将环路出口与多个水溶液接触的工具，所述水溶液各自含有特定蛋白质和二苯甲酮，例如作为由计算机根据编程选择进行自动控制的功能。在所示实施方案中，其中流体结构相应于具有两个入口(一个容器一个入口)和在微通道的一个出口的倍增器(multiplexer)，可以通过已知流体工具向倍增器添加容器和入口以增加可以填充微通道的蛋白质溶液数量。本发明因此在第一个实施方案中示出具有两种蛋白质的结构，但是不特别限于这个数目。

另外，在本发明第一个实施方案中，所述装置中包括紫外光源(9)，其是在365nm波长发射的紫外激光，任选地是脉冲激光，以得益于高光学功率，其照亮由计算机(未示出)数字控制的微镜的平面基质(10)。这个基质使得能产生物体，物体每个像素均可以被逐个控制以形成任何复杂度的物体图案，具有与基质微镜数相同的独立点数。每个微镜可以被减小至一个暗或亮像素，基质在其平面形成图案，即二维图案。这个基质由针对紫外光优化的物镜(11)成像，在基底中间的基底第一表面上形成基质图像。光学系统或物镜可以是倒置显微镜，即其中光方向是倒置的显微镜物镜，以将结构化在具有大约10微米分辨率的图案的基质转化成具有大约1微米分辨率或精细度的微结构图像，放大倍数小于1，约1/10。

基底有利地如此布置，由激光发射的光首先通过这个基底，之后在其第一表面上形成图像。换句话说，如果基底具有在第二表面和第一表面之间延伸的第一厚度，在光传播方向，第二表面被紫外光接触，然后第一表面被紫外光接触。这种安排在本申请中称为“基底从内部照亮”，与光以这种顺序遇到第一表面和第二表面的情况不同，后者称为“基底从外部照亮”。经过基底内部照明使得可以避免溶液的光学缺陷；这是本发明优选的实施变体。

基底、光、二苯甲酮、PEG和蛋白质如下选择：对于给定蛋白质，PEG被选择作为对蛋白质或防污漆非粘性但是粘附于基底上的层，二苯甲酮被选择作为胶，其在光照明下对于蛋白质和层是粘性的。因此可以确定其他材料，使得可以针对其他蛋白质实施本发明。

用于以第一个结构图案将第一蛋白质光印刷在处理的基底上的装置通过包含如下步骤的方法获得：

-用含有第一蛋白质的第一水溶液填充微流体环路直至所述第一溶液和PEG层在由沉积在基底上的PEG层覆盖的微通道开口处接触，

-通过所述光，在层上形成第一个微结构图案的由显微镜物镜减小的第一个微结构图像，以将第一蛋白质光印刷在层上。

本发明然后采取第一构型，与通过第一容器的印刷相关。通过用第二溶液置换第一溶液及通过用第二图案置换由基质展示或反射或传播或透射的第一图案，基于该第一构型可以容易地产生用于将两种蛋白质印刷在基底上的复杂图案。

因此，为了获得第一构型，需要打开第一微型阀和关闭第二微型阀并且用微型泵泵送，以获得在层上的第一蛋白质。为了获得在层上的第一微结构图案，还需要向光源供应动力并选择基质上的第一图案。

应理解在第一个实施方案中，微镜基质具有光学工具，用于用不同的第二结构图案置换第一结构图案。

还应理解在第一个实施方案中，微流体环路，定义为用于将溶液供应给由所述层形成的区域的工具，所述层对于蛋白质或防污漆是非粘性的，所述微流体环路具有微流体工具，用于在所述层用第二溶液置换第一溶液。

然后在所述层用第二水溶液置换第一水溶液及在基质上用第二结构图案置换第一结构图案，所述第二图案的第二微结构图像继而在层上形成是简便的。

由此，其产生本发明的第一个实施方案的第二种构型，其中第二种蛋白质根据第二图案的图像光印刷在所述层上。

还可以用多种蛋白质和分子的水溶液置换第一溶液，所述分子是光活化的(磺基-SANPAH或磺基琥珀酰亚氨基6-((4-叠氮基-2-硝基苯基)氨基)己酸盐、蒽醌-2-磺酸钠一水合物、二苯甲酮-4-马来酰亚胺,二苯甲酮-4-异氰酸盐、4-叠氮基-2,3,5,6-四氟苯甲酸、琥珀酰亚氨基酯)，以及用与所述多种蛋白质溶液的希望印刷相关的多个图案置换微镜基质的第一结构图案，以在PEG层上获得其微结构图像。本发明因此适用于将多种蛋白质以任意选择的图案容易地印刷在基底上，因此是任意复杂的印刷。

还可以通过添加用缓冲液溶液填充的第三容器添加第三个冲洗线路(rinsing line)，其与第三个自动化控制微型阀连接，该阀与第一个和第二个微型阀是相同类型的，所述第三个阀的出口与微型泵连接。冲洗缓冲溶液可以特别是蒸馏水或生理盐水或其它洗涤蛋白质的溶液(离子或非离子表面活性剂：Tween 20，Triton X100)。

因此，本发明特别感兴趣用于将几个蛋白质快速及通用印刷到基底上，其使用几个容器，具有高和长期的化学反差(chemical contrast)，即没有非特异性接枝。本申请中化学反差定义是常规的，即在不同位置同一蛋白质的浓度差异，所述差异除以在这些相同位置所述相同蛋白质浓度之和。

本发明还具有工业运作的能力，因为还应注意到，在本发明所有构型中，通过提供现有技术中已知的自动化控制，计算机可以有利地控制本发明的每个元件：光源、微镜基质、流体环路(微型泵、微型阀)。

本发明印刷两种蛋白质的应用例如根据两个构型获得。

在第一个应用构型中，第一容器(1)经打开的第一微型阀(3)与微型泵(5)及与微通道(6)连接，第二微型阀(4)被关闭以防止第一和第二容器中所含的流体在微流体环路中混合。含有第一蛋白质的第一流体因此从第一容器流动到微通道中，然后离开进入径流容器(8)。在该第一个构型中，第一图案由计算机(未示出)画在微镜基质(10)上，这个第一图案或第一光学图案的图像在基底的第一表面上形成。第一容器含有第一流体(含有第一蛋白质)和用于在紫外照明下将第一蛋白质溶液-接枝到第一表面上的工具。第一光学图案的图像由第一接枝工具转换成第一蛋白质的第一化学图案形式，其具有与第一光学图案相同的空间范围，并且其上是可叠加的(superimposable)。

在第二个应用构型中，第二容器(2)经打开的第二微型阀(4)与微型泵(5)及与微通道(6)连接，第一微型阀(3)被关闭以防止第一和第二容器中所含的流体混合。含有第二蛋白质的第二流体因此从第二容器流动到微通道中，然后离开进入径流容器(8)。在该第二个构型中，第二图案由计算机画在微镜基质(10)上，这个第二图案或第二光学图案的图像在基底的第一表面上形成。第二容器含有第二流体(含有第二蛋白质)和用于在紫外照明下将第二蛋白质溶液-接枝到第一表面上的第二工具。第二光学图案的图像由第二接枝工具转换成第二蛋白质的第二化学图案形式，其具有与第二光学图案相同的空间范围，并且其上完全可叠加，在应用过程中基底未移动，这对于印刷多种蛋白质是显著优势，针对第二蛋白质进行的操作可以无困难地重复用于每种待印刷的蛋白质。

本发明还可以用于产生同一种蛋白质的浓度梯度，尤其是通过调节基底表面处理的照明时间，或者通过使用相同时间但是选择含有不同浓度的相同蛋白质的容器。

通过使用不同照明时间投影格栅图像，本发明已特别获得绿色纤维蛋白原(Alexa 488)、红色纤维蛋白原(Alexa 546)及黄色纤维蛋白原(Alexa 532)的梯度。

关于本发明一般及其它实施方案或应用，适用下述事项：

-除微镜之外任何在光学反差图案中传播光的基质适用于本发明。通过光透射而非反射或吸收而操作的液晶空间调制器适用于本发明；

-在层上产生图案和产生其图像的任何工具均适用于本发明。光源透射系统也适用于本发明，其通过光透射产生反差图案(contrasted pattern)或发光图案或图案，所述图案由物镜复制并由物镜成像到基底的第一表面上。因此，本发明第一个实施方案通过微镜基质反射联合倒置显微镜物镜的操作是用于本发明目的的照明工具或光源空间调制器的例子。

在所有实施方案中，本发明对于印刷几个蛋白质有实用优势：

‐系统的光学和尺寸稳定性，不需要拆卸(dismantling)，同时通过使用PEG作为印刷层及在溶液中使用二苯甲酮，可以限制蛋白质的非特异性接枝，这在应用中是必需的。

‐通过简单增加微型阀数量和使用打开这些微型阀的逻辑操作(其中一个时间仅打开一个微型阀，其余均关闭)，适应于任意数量的容器及适应于多种蛋白质。因此本发明可以在基底上印刷任意数目的蛋白质，与印刷单个蛋白质相比反差没有任何减少，并且无时间损失，条件是可以具有在具有每种蛋白质的溶液中接枝每种蛋白质的工具，这种接枝工具适用于基底。逻辑操作可以特别通过计算机控制，由此使本发明的印刷系统尽可能自动化。

‐光学操作无需冲洗线路。事实上，从本发明第一个实施方案的描述看出，溶液在层上的流动帮助洗涤当其无照明而活化时的第一表面。当从第一个实施方案的第一个构型转换到第二个构型时，这种洗涤适用于通过第二流体洗涤第一流体。在转换即改变与第一表面接触的流体期间，或者转换期，液体混合物与第一表面接触；然后希望的是关闭照明以避免附着或印刷蛋白质混合物。当认为仅具有希望的用于印刷的精确度的纯流体与第一面接触时，即当可以实现第一表面上单个蛋白质的希望的化学反差时，可以重建照明。间歇照明可以容易地由本领域技术人员根据针对每种印刷的蛋白质获得的反差标准而确定。

本发明在将蛋白质印刷在基底上的领域是工业实用的。

下述事项也适用于本发明。

应理解，为本发明目的，所述微流体系统可以包含用于在真空下保持基底的环路。这提供了在印刷结束时通过破坏真空容易地回收处理的基底的可能性。

应理解，根据本发明教导，对于所有其装置，所述微流体环路包含连接于缓冲溶液的洗涤环路以及针对待印刷蛋白质的溶液用于洗涤所述层的工具，所述缓冲溶液例如是生理盐水或与待印刷的蛋白质相容的另一种溶液。在这种情况中，印刷层可以原位洗涤，其使得可以在置换待印刷蛋白质溶液期间不用针对待印刷图案的图像移动基底，并且使得可以在不同蛋白质的图案或相同蛋白质的不同图案之间保持高相对印刷精度。

应理解，在使用包含连接于缓冲溶液和所述洗涤工具的洗涤环路的本发明装置时，用所述第二水溶液置换所述第一水溶液以使第二溶液与所述层在所述开口处接触的步骤，可以包含下述分步：

‐通过洗涤工具用所述缓冲溶液置换所述第一水溶液，及

‐用第二水溶液置换缓冲溶液，以将第二溶液和所述层在所述开口处接触。

应理解，在包含连接于缓冲溶液和所述洗涤工具的所述洗涤环路及用于印刷相应于N个蛋白质集合的N个图案集合的工具的本发明装置中，使用所述装置的方法的实例包含下述步骤：

‐对于每种蛋白质i，i范围为从1至N，进行下述分步：

ο打开控制容器i的微型阀i，所述容器i含有光可活化的水溶液，其中水溶液含有至少一个光可活化分子，所述水溶液还含有蛋白质i，使得可以将所述层与蛋白质i的水溶液接触，

ο通过光源特别是紫外(UV)光源照明所述层而印刷图案i，使得可以将蛋白质i印刷在所述层上，

ο消除光源照明，

ο关闭微型阀i，及

ο打开控制缓冲液容器的缓冲液微型阀，所述容器含有缓冲溶液，用于通过洗涤工具洗涤蛋白质i的水溶液的层。

应理解，本发明还包含用于将几个蛋白质微结构接枝在基底上的装置，其包含基底、层、基质、光源、光学系统、第一水溶液、第二水溶液及微流体环路，其中所述层置于所述基底上，所述光源用光照亮所述基质，所述基质在第一结构图案中传播光，所述基质包含用于用第二结构图案置换第一结构图案的光学工具，所述光学系统在所述层上形成第一图案的第一微结构图像，所述环路含有所述第一水溶液，所述环路包含用于所述第一溶液的开口，所述第一溶液与所述层在所述开口处接触，所述环路包含用于用所述第二溶液置换所述第一溶液的微流体工具，所述层在其表面包含聚乙二醇，所述第一溶液包含二苯甲酮和第一蛋白质，所述第二溶液包含二苯甲酮和第二蛋白质，在所述装置中，用于用所述第二溶液置换所述第一溶液的所述微流体工具包含用与所述第一和第二蛋白质相容的缓冲溶液洗涤所述层的工具，所述洗涤工具能洗涤所述第一蛋白质水溶液的层。

Claims (7)

1.用于将几个蛋白质微结构接枝在基底上的装置，其包含：

基底(7)，

层，包含聚乙二醇并置于所述基底上，

基质，适合在第一结构图案中传播光，并包含用于用第二结构图案置换第一结构图案的光学工具，

光源，适合照亮所述基质，

显微镜物镜(11)，适合在所述层上形成第一图案的第一微结构图像，

接纳第一水溶液的第一容器(1)，

接纳第二水溶液的第二容器(2)，以及

微流体环路，适合含有第一水溶液，所述环路包含开口，适于将第一溶液与所述层在开口处接触，并包含用于用第二溶液置换第一溶液的微流体工具，

其中所述基质是通过反射传播光的微镜的平面基质(10)。

2.权利要求1的装置，其中所述光源是在紫外波长发射的激光。

3.权利要求2的装置，其中所述紫外波长是365nm。

4.用权利要求1-3任一项的装置将蛋白质微结构接枝在基底上的方法，包含如下步骤：

-用包含二苯甲酮和第一蛋白质的第一水溶液填充第一容器，

-用所述第一水溶液填充所述微流体环路，以将所述第一溶液与所述层在所述开口处接触，及

-通过所述光在所述层上形成所述第一结构图案的所述第一微结构图像，以将所述第一蛋白质光印刷在所述层上。

5.权利要求4的方法，其中所述第一蛋白质是荧光的。

6.权利要求4的方法，包含下述步骤：

-用包含二苯甲酮和第二蛋白质的第二水溶液填充第二容器，

-用所述第二水溶液置换所述第一水溶液，以将所述第二溶液与所述层在所述开口处接触，及

-用所述第二结构图案置换所述第一结构图案，以将所述第二蛋白质光印刷在所述层上。

7.权利要求6的方法，其中所述第二蛋白质是荧光的。