CN1204405C

CN1204405C - 组织微阵列生物芯片

Info

Publication number: CN1204405C
Application number: CN 01128783
Authority: CN
Inventors: 李军; 步雪; 王学民
Original assignee: Chaoying Bio-Medical Research And Development Co Ltd Shaanxi
Current assignee: Shaanxi Chaoying Biotechnology Co ltd
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2005-06-01
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: CN1356553A

Abstract

本发明公开了一种组织微阵列生物芯片及其制备方法，采用机械化制备，将数十至数千个供体石蜡组织或细胞标本集成到空白受体蜡块之中形成组织微阵列蜡块，通过切片辅助系统将微阵列切片转移到硅化和胶化玻片上，制成一种高通量、大样本的组织微阵列生物芯片，其阵列的大小、排列和组合可预先设定，可同时对大量同类型或彼此相关的不同类型的组织样本进行各种平行的组织学或分子生物学分析，以阐明组织标本中特定的核酸或蛋白质分子的异同、变化及其与疾病的相关关系及临床意义。

Description

组织微阵列生物芯片

一.技术领域

本发明涉及生物医学研究领域的一种生物芯片，进一步涉及一种采用机械化制备的用于多种生物医学研究目的的组织微阵列生物芯片。

二.背景技术

正确的诊断对于疾病的治疗至关重要。随着医学的进步和发展，新的诊断方法不断涌现。但迄今为止，最直接、最可靠的诊断方法依然是传统的病理学方法。其判断依据主要是光镜下的细胞形态和染色特征，据此可对疾病进行定义、分类、分型、诊断、指导治疗和评估预后等。但传统的病理学方法提供的诊断依据和分子水平的信息是十分有限的。如某些乳腺癌，其细胞表面有高表达的雌激素受体，故是一种典型的雌激素依赖性肿瘤，提示抗雌激素药物治疗有效，但传统的病理学方法却难以发现这一分子水平的变化，对于肿瘤细胞的特异性抗原、癌胚抗原及其基因的改变等也是如此。分子医学方面的新进展使这一问题迎刃而解，如免疫组织化学染色、原位杂交以及原位PCR等。

疾病的诊断和治疗均与组织细胞的基因及其相关的分子变化密切相关，这一分子变化带有普遍性时才具有临床价值。实际上，对于一个分子标志物的评价需要数百至数千个不同发展阶段的组织标本。然而传统的病理学方法以及建立在其基础之上的免疫组织化学，原位杂交和原位PCR等所检测的组织标本在大多数情况下都是单个的、散在的、偶然的、孤立的。若要对一个分子标志进行正确的评价则需要花费很多的人力、物力和财力，而且是一个十分漫长和复杂的过程。

为了解决这一难题，许多科学家进行了大量了研究，如Battifora等人曾报道(Lab Invest1986，55：244-248)将脱蜡脱水的组织标本手动包裹成香肠形，随机组合，石蜡重新包埋，常规切片，然后用免疫组织化学方法检测同一张玻片上多个组织标本。次年，Wan等人报道了一种改良法(Wan et al，J Immumol Meth1987 103：121-129)，该法是将石蜡包埋的组织软化，制成管状，手工铺展，随机排列，常规切片后可同步检测多个组织标本，主要用于检测单克隆抗体的性质。Miler和Groothuis也报道了类似的方法(A.J.C.P.1991，96：228-232)，即将组织条卷成圆柱状，石蜡包埋，横向切片，制成多个组织的切片，也可应用于抗体的研究。1990年Battifora和mithta将组织标本切成细条，分别置于带有沟槽的模具之中，加入琼脂糖凝胶，包埋组织标本，重叠凝胶，石蜡重新包埋，制成多个组织的切片。Sundblad也采用类似的方法(A.J.C.P.1993，102：192-193)，只是模具稍加改良。经检索国内10年(1991～2001)专利文献，尚未发现此方面的研究报道。

上述所有制备方法之中，在一个石蜡块中放置的组织标本数目是十分有限的，组织脱水、包埋、固定的方法和程序难以标准化，处于同一切片上的不同组织标本大小不同，间距不一，整体形状不规则，难以进行自动化分析。由于蜡块中的组织标本深度不一，形状各异，也难以连续切片和进行立体研究(这对于肿瘤研究是十分重要的)，而且需要很高的手工技巧和劳动强度，随机排列后难以识别特定的组织标本，检测效率低，进行大量的标本分析时实验条件难以统一，实验结果的可比性较差，大大限制了这些技术的进一步发展和应用。而且这些技术仅能用于检测抗体或用于少数免疫组织化学检测，难以用于荧光原位杂交(FISH)、原位PCR、原位RT-PCR、原位DNA或mRNA扩增等基因分析。

多年研究已经证实肿瘤的发生和发展是一个多步骤、多阶段的过程，涉及染色体及多基因的缺失、突变、甲基化、重排、扩增或失活，这些变化使细胞生长、凋亡、分化等关键信号的传导途径产生障碍，至今这一过程复杂的分子机理尚未完全阐明，其重要原因之一就是没有建立一种同时分析数百甚至数千个不同组织标本中基因变化的方法。

在肿瘤研究中，对于生长调控的关键性以及限速性步骤的研究、对信号的传导及其相关基因的研究、对基因结构、数量、排列及变异的研究，对新基因的发现及其调控功能的研究均是十分重要的。这些研究全都建立在对大量组织标本进行检测和分析的基础之上。偶然的基因变异往往不具有普遍的意义，大量不同的组织标本同时出现某种基因的异常则具有重要的临床价值。由于需要大量的组织标本，因而限制了研究工作的进程。所以对于提高组织标本的获取、固定、保存和使用的效率，同时最大限度地降低标本的消耗是十分重要的，尤其是特殊的、少见的肿瘤或其他疾病的组织标本。

三、技术方案

针对上述现有技术部分存在的缺陷，本发明的目的是提供一种采用机械化制备的用于多种生物医学研究目的的组织微阵列生物芯片。这种组织微阵列生物芯片的组织点阵的排列顺序是预先设定的，并可进行多种组合排列，每张组织微阵列生物芯片上至少可以放置不同大小的一个组织阵列，可进行各种不同的生物学分析，可同时比较和分析数十个乃至数千个同一类型或不同类型的不同个体的组织样本的异同、变化及其相互关系和临床意义。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种组织微阵列生物芯片，包括来源于各种恶性肿瘤、各种良性肿瘤、各种癌前病变、各种非肿瘤性疾病、各种正常组织、各种胚胎组织、各种血液和造血组织、各种细胞提取物、各种活检组织或细胞、各种胸水、腹水、尿液、痰液、渗出液中的细胞、各种体外培养的组织细胞及细胞系、各种细菌及酵母菌、各种动物的正常组织、各种动物的病变组织、各种动物的胚胎组织、各种动物模型组织、各种转基因动物组织或各种转基因器官的供体石蜡组织标本，其特征在于，该芯片的结构包括：

①特殊粘胶处理过的硅化玻片；

②硅化玻片上粘附有从微阵列蜡块上切下的3μm～8μm厚的正方形或长方形的微阵列片状组织，放置在硅化和胶化的玻片上即形成组织微阵列生物芯片；

③经过固定、脱胶、脱蜡、HE染色或其他特殊染色或不染色的组织微阵列生物芯片；

每张组织微阵列生物芯片上可以放置不同大小的一个组织阵列，或放置同等大小或不同大小的二个组织阵列，或放置同等大小或不同大小的三个组织阵列，或放置同等大小或不同大小的四个组织阵列；

组织标本点的直径为0.2mm～4.0mm，高度为1.0mm～8.0mm；每种组织阵列的面积为15mm×15mm、15mm×20mm、15mm×25mm、15mm×30mm、15mm×35mm、15mm×40mm、15mm×45mm、15mm×50mm、20mm×15mm、20mm×20mm、20mm×25mm、20mm×30mm、20mm×35mm、20mm×40mm、20mm×45mm、20mm×50mm；25mm×15mm、25mm×20mm、25mm×25mm、25mm×30mm、25mm×35mm、25mm×40mm、25mm×45mm、25mm×50mm厚度分别为2.0mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm、6.0mm、7.0mm、8.0mm、9.0mm、10.0mm、11.0mm、12.0mm、13.0mm、14.0mm、15.0mm、16.0mm、17.0mm、18.0mm、19.0mm、20.0mm。

本发明的其他一些特点是：供体石蜡组织标本均要经过取材、乙醇或甲醛固定、脱水、透明、浸蜡、包埋、切片、HE染色或其他特殊染色、光学显微镜下观察、诊断和定位组织标本所要研究和取样的特定部位。

每张组织微阵列生物芯片上可以放置不同大小的一个组织阵列，或放置同等大小或不同大小的二个组织阵列，或放置同等大小或不同大小的三个组织阵列，或放置同等大小或不同大小的四个组织阵列。

可以从供体石蜡组织标本中取出圆柱状织核心，直径为0.2mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～8000个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～5000个组织样本；取出直径为0.3mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～5000个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～2180个组织样本；取出直径为0.4mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～3000个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～1250个组织样本；取出直径为0.5mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～2000个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～800个组织样本；取出直径为0.6mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～1500个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～640个组织样本；取出直径为0.7mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～1200个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～520个组织样本；取出直径为0.8mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～960个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～450个组织样本；取出直径为0.9mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～800个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～390个组织样本；取出直径为1.0mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～640个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～330个组织样本；取出直径为1.1mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～520个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～300个组织样本；取出直径为1.2mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～450个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～270个组织样本；取出直径为1.3mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～390个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～240个组织样本；取出直径为1.4mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～330个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～210个组织样本；取出直径为1.5mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～300个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～200个组织样本；取出直径为1.6mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～270个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～180个组织样本；取出直径为1.7mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～240个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～160个组织样本；取出直径为1.8mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～210个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～140个组织样本；取出直径为1.9mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～200个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～130个组织样本；取出直径为2.0mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～170个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～125个组织样本；取出直径为2.1mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～160个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～120个组织样本；取出直径为2.2mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～140个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～110个组织样本；取出直径为2.3mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～130个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～105个组织样本；取出直径为2.4mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～125个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～95个组织样本；取出直径为2.5mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～120个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～90个组织样本；取出直径为2.6mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～110个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～85个组织样本；取出直径为2.7mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～105个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～80个组织样本；取出直径为2.8mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～95个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～75个组织样本；取出直径为2.9mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～90个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～70个组织样本；取出直径为3.0mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～85个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～65个组织样本；取出直径为3.1mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～80个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～60个组织样本；取出直径为3.2mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～75个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～55个组织样本；取出直径为3.3mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～68个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～52个组织样本；取出直径为3.4mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～65个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～48个组织样本；取出直径为3.5mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～60个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～44个组织样本；取出直径为3.6mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～56个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～40个组织样本；取出直径为3.7mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～52个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～36个组织样本；取出直径为3.8mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～48个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～32个组织样本；取出直径为3.9mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～44个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～28个组织样本；取出直径为4.0mm的圆柱状组织核心，在一张玻片上可制备2个～40个样本的组织微阵列，较佳的阵列数目为20个～24个组织样本；

该组织微阵列生物芯片的组织点阵的排列顺序是预先设定的，并按如下组合进行排列：1).同一疾病排列：即将同一种疾病的不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；2).不同疾病排列：即将不同疾病的不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；3).同一疾病同一部位排列：即将同一器官的病变组织，病变旁组织；正常组织以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；4).不同疾病同一部位排列：即将不同器官的病变组织，病变旁组织，正常组织以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；5).同一疾病同一组织类型排列：即将同一疾病同一种组织类型不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；6).不同疾病同一组织类型排列：即将不同疾病同一种组织类型不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；7).同一疾病同一临床分期排列：即将同一种疾病同一种临床分期不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；8).不同疾病同一临床分期排列：即将不同疾病同一种临床分期不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；9).同一疾病同一性别排列：即将同一种疾病同一种性别不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；10).不同疾病同一性别排列：即将不同疾病同一种性别不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；11).同一疾病同一年龄段排列：即将同一种疾病同一种年龄段不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；12).不同疾病同一年龄段排列：即将不同疾病同一种年龄段不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；13).同一疾病治疗前后排列：即将同一种疾病治疗前或治疗后不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；14).不同疾病治疗前或后排列：即将不同疾病治疗前或治疗后不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；15).同一疾病同一治疗方式排列：即将同一种疾病同一种治疗方式不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；16).不同疾病同一治疗方式排列：即将不同疾病同一种治疗方式不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；17).同一疾病同一分子标记排列：即将同一种疾病含有相同分子标记不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；18).不同疾病同一分子标记排列：即将不同疾病含有相同分子标记不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；19).同一疾病原发、继发(转移)、复发病灶排列：即将同一种疾病不同个体的原发或继发或复发病灶的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；20).不同疾病原发、继发(转移)、复发病灶排列：即将不同疾病不同个体的原发或继发或复发病灶的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；21).同一疾病同一组织起源排列：即将同一种疾病同一种组织起源不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；22).不同疾病同一组织起源排列：即将不同疾病同一种组织起源不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；23).同一疾病同一分化程度排列：即将同一种疾病同一种分化程度不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；24).不同疾病同一分化程度排列：即将不同疾病同一种分化程度不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；25).同一疾病同一分级排列：即将同一种疾病同一分级不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；26).不同疾病同一分级排列：即将不同疾病同一分级不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；27).同一系统排列：即将人体同一系统内不同疾病不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；28).多系统排列：即将人体多系统内不同疾病不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；29).同一疾病相同病史的排列：即将同一种疾病，具有相同病史不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；30).同一疾病不同病史的排列：即将同一种疾病，具有不同病史不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；31).同一疾病相同感染类型的排列：即将同一种疾病，具有相同感染类型的不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；32).同一疾病不同感染类型的排列：即将同一种疾病不同感染类型的不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；33).同一器官正常组织排列：即将人体同一器官不同个体的组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；34).不同器官正常组织排列：即将人体不同器官不同个体的组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；35).同一器官同一发育阶段胚胎组织排列：即将同一发育阶段同一胚胎器官不同个体的组织样本以及不同个体成人的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；36).不同器官同一发育阶段胚胎组织排列：即将同一发育阶段不同器官胚胎组织不同个体的组织标本以及不同个体成人的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；37).同一器官不同发育阶段胚胎组织排列：即将同一器官不同发育阶段胚胎组织不同个体的组织标本以及不同个体成人的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；38).不同器官不同发育阶段胚胎组织排列：即将不同器官不同发育阶段胚胎组织不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常成人对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；39).动物组织排列：其中包括各种不同动物的不同疾病、不同器官的正常组织、不同发育时期的胚胎组织、各种转基因动物的器官和组织的不同个体的组织标本。其排列基本与上述(1～34)人类组织标本的排列相同；40).同种同组织细胞系排列：即将同种同组织体外培养的细胞系标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；41).异种同组织细胞系排列：即将异种同组织体外培养的细胞系标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；42).同种细胞系混合排列：即将同种属各种不同的体外培养的细胞系排列在一张组织微阵列生物芯片上；43).异种细胞系混合排列：即将不同种属各种不同的体外培养的细胞系排列在一张组织微阵列生物芯片上；44).同类型微生物排列：即将同一种类型的微生物细胞排列在一张组织微阵列生物芯片上；45).不同类型微生物排列：即将不同类型的微生物细胞排列在一张组织微阵列生物芯片上。

本发明采用机械化制备的用于多种生物医学研究目的的组织微阵列生物芯片。这种组织微阵列生物芯片的组织点阵的排列顺序是预先设定的，并可进行多种组合排列，每张组织微阵列生物芯片上至少可以放置不同大小的一个组织阵列，可进行各种不同的生物学分析，具有大量的组织标本，对这些标本可同时比较和分析数十个乃至数千个进行各种不同的生物学分析，以确定不同个体的组织样本中同一特定分子或不同分子的异同、变化与疾病的相互关系及临床意义。

四、附图说明

图1、图2是机械化组织微阵列制备仪的示意图；

图3～图9是机械化组织微阵列制备仪的工作示意图；

图10是自动化高速组织微阵列制备仪的示意图；

图11～图18是自动化高速组织微阵列制备仪的工作状态示意图；

图19～图42是本发明的组织微阵列生物芯片排列示意图。

五、具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

制备组织微阵列生物芯片所需要的材料有：

①常规病理学方法制备的包括人和各种动物所有部位不同病种以及不同发育时期的组织蜡块或细胞蜡块(简称供体块)。其中来源于人或其他动物的所有供体组织标本均伴有相应的临床信息，包括年龄、性别、临床症状、病变部位以及病理诊断结果包括肿瘤或其他疾病的分期、分级、分化、细胞起源、组织类型以及免疫组织化学染色结果等。

②用于接受从供体块获取的微小圆柱状组织或细胞的空白蜡块(简称受体块)。

③用于诊断和定位来源于同一供体块的苏木精-伊红(HE)染色切片。

④普通玻片和用特殊粘胶处理的硅化玻片、相应的盖玻片和封片胶。

⑤特殊处理的胶带。

⑥相应的脱胶及脱蜡剂。

制备组织微阵列生物芯片所需要的设备包括：

(一)机械化组织微阵列制备仪

参见图1，供体块1放置在容器2的位置中，固定平台32上面有一个L形导向杆4，用以固定容器2的位置，冲压装置5安装在平台3上，包括一个垂直向上的导向盘6和水平方向上的定位板7，定位板7安装在X-Y计量仪上(未显示)，这样可以精确的进行微米水平的测量和调节。垂直导向盘6，提供了精确的导向平面，在平面上冲压底座8可沿着伸缩轨道9滑动。如图2所示9为展开的轨道，弹性绷带48协助冲压底座8沿轨道9复位，冲压管11为尖端锐利的不锈钢管，安置在底座8上面，冲压管11可向平板3和容器2伸出或缩回，冲压管11的内孔延至底座8，开口12位于唇状缘14上。

如图1所示，经过HE染色或其他方法染色的组织切片可以从供体块1得到，并放置到玻片13上，进行诊断并对所需要的病变部位或其他所要研究的部位进行不同颜色的标记，如黑色表示癌组织、兰色表示癌旁组织、黄色表示肿瘤转移组织、绿色表示正常组织等等。玻片13被具有关节结构的臂架26抓持并置于供体1上(参见图9)，臂架26上的夹钳24抓持着透明的载玻片23的边缘，臂架54可以在关节25处改变角度，第一位置将载玻片23固定于容器2上，第二位置使载玻片23水平方向移开以显露冲压管11。具体操作如下：容器2放置在平台3上(参见图1)并使其边缘靠近导向杆4以保证容器2固定在指定的位置，供体块中的组织已经石蜡包埋(肿瘤样品15)常规切片(3μm～5μm)并将样品15固定于玻片13上进行HE染色，然后放置于载玻片23上，并定位于供体块1之上(参见图9)，玻片13可以在载玻片23上移动，直至样品16和供体块中的组织样品15完全重合，如图9中虚线所示，将臂架26固定于第一位置，按病理诊断所标记的选定病变部位17(如当组织样品为乳腺癌时，病变部位17就是具有乳腺癌特征结构的组织)，其下面的供体块1有相同结构的组织标本15同时被定位。如图1所示，定位板7可以在千分尺和操作杆控制下在X-Y轴方向移动。将冲压管11对准供体块1中选定的组织部位，移开载玻片23，将冲压管11打入供体块1中选定的组织部位(参见图2)，导引杆6沿着轨道9向下移动直至平板8(通过装置5预先设定)，冲压管11向下挖取组织块1中的组织，回缩后即可获取组织样品，用探针伸入开口12即可得到圆柱形的组织样品。将其放入形状和大小完全相同的受体决18中，受体块18可在取样之前准备，操作方法是将空白蜡块放在容器2中，用冲压管11打出圆柱形孔(如图3所示)。

获得常规空白矩阵蜡块排列的方法是：首先将冲压管放置在起始位置(如空白蜡块左上角)，用冲压管打孔，再在X-Y轴方向移动冲压装置或受体块18，重复以上步骤，不同矩阵的空白阵列蜡块(受体块)就制成了。如图3所示，孔径为0.6mm，孔与孔的中心距离为0.7mm，相邻孔距则为0.1mm。在一般情况下，圆柱形组织挖取高度为2mm～6mm，半径为0.3mm～1.0mm。从供体块的标记区域取样，并排列至新的含微阵列孔径的受体块，其面积为20mm～25mm×15mm～50mm。取样半径可以在0.1mm～2.0mm之间任意调节，一般情况下取样半径在0.3mm～1.0mm之间较为合适，不但可供分析之用，同时不至于对原供体块中的组织结构造成损坏。在20mm×45mm的受体块上可放置1000个以上的圆柱形组织标本。

图4所示为已经放置好样品的微阵列组织蜡块，在切片之前，先将微阵列组织蜡块放在37℃温箱15分钟，以增加圆柱形组织样本与空白蜡块之间的粘性和微阵列组织蜡块的柔韧性，并使其表面光滑平整，再用粘性膜19覆盖，当粘性膜放置好以后，沿纵轴方向切取4μm～8μm厚的组织微阵列切片20，放置于玻片(需用特殊粘胶处理表面)21上，平整之后除去粘性膜19，玻片的一端22用于识别和标记方向。

(二)自动化高速组织微阵列制备仪

参见图10，制备仪包括平台27，含有X传动装置28和Y传动装置29，各自具有一个传动轴30和31。传动轴31使制作台32沿着Y轴方向移动，而传动轴30则使样品架33沿着X轴方向移动，在样品架33前端固定的是3个容器34、35和36，每个容器装有受体石蜡块37、38和39，供体块容器40也安装在此，供体块41放置于容器40中，而供体块41中含有组织标本42，在其后缘是两个多孔的供体块托架42和43(含有多个可容纳液状样品的容器)，以及一个废物容器44。平板27上是一个冲压打孔装置45，后者可以沿着z轴方向上下移动，冲压打孔装置45中心部位是一个垂直方向的探针架46，其上带有一个空心针51，冲压打孔装置45还包含一个斜面受体打孔架48和一个斜面供体打孔架47，打孔架48包括一个交互撞杆49，在其远端为一个管形受体打孔器50，打孔架47包含一个交互撞杆53，在其远端为一个管形供体打孔器52，当交互撞杆49伸展开时(参见图11)，管形受体打孔器50的开口正对着空心针51，而当交互撞杆53伸展时，管形供体打孔器52也正对空心针51，打孔装置45的操作顺序如图11～14所示。

图10是安装好的整套装置，电脑控制可使其效率大为提高，可自行启动，自行调节，自动制备组织微阵列蜡块。图10中的样品架33上容器的位置已经确定，图11所示的是X-Y调节器决定制作台32和样品架33的相对位置，然后交互撞杆49伸展开，管形受体打孔器50对准受体石蜡块37上的起始位置(1，1)，当管形受体打孔器50到位之后，装置将沿z轴方向移动，在受体石蜡块上打孔，装置45向上移开受体石蜡块37，完成打孔，然后X-Y驱动器调整制作台32和废物容器44处在管形受体打孔器50之下，探针46推出空心针51中的石蜡核至废物容器44中，缩回空心针51，交互撞杆49复位，X-Y驱动器移动制作台32和样品架33使供体容器40置于图13所示位置，交互撞杆53伸出供体管形打孔器52于供体石蜡块41，打孔装置45向下移动从供体石蜡块41中挖取圆柱形组织块，然后打孔装置45收回供体管形打孔器52，X-Y驱动器移动制作台32和样品架33至图14所示位置，打孔设备45向下移动，将供体管形打孔器52置于供体块中相应的位置(1，1)，供体管形打孔器52正对空心针51，将组织块挖出，缩回供体管形打孔器52和交互撞杆53。上述过程反复进行直至获得足够的样品数量。尽管图示为先制作受体石蜡块37，38和39中的一块，再添加管形组织，其实也可以先将所有的受体石蜡块先行制作，然后一起添加组织，既可以重复使用组织块42，也可以在供体容器40中添加新的组织块41，如果每次取样以后更换新的不同的组织块41，微阵列中每个位置就包含有不同的组织样本。

图15所示的是一个定位仪，有助于从标本中切取所选定的组织样品，定位仪包括一个载玻片57，位于供体容器40的两个壁之间，样品玻片58上面包括一薄层染色的组织样品42，使用45上的显微镜，可以观察和确定所需要的组织部位，使用定位光源54和55可以确定打孔设备45距离供体石蜡块41的合适位置，当位于理想的位置时，从54和55上发出的光束59和61会聚焦于一点，进而确定交互撞杆53和50的位置，供体石蜡块41的圆柱形组织紧密地放置在受体块中是比较理想的，如果供体管形打孔器52和受体管形打孔器50具有相同的内外径，供体管形组织的大小由打孔器内径决定，而受体孔径的大小则由打孔器的外径决定，这样常常导致受体孔大于圆柱形组织。因此如图16、17所示供体管形打孔针管的半径略大于受体管形打孔针管的半径，这样可以确保供体管状组织与受体孔径大小相同。图18显示受体蜡块充填好组织后，少量的石蜡将管状组织分隔开来，受体孔略深于供体管状组织，在样品和受体孔底之间有一定距离，当组织微阵列形成之后，可以从受体微阵列蜡块37上切片，观察样品42来确定所选取的部位，也可以切取组织，进行不同的分子生物学研究。

上述制备系统还包括计算机辅助系统，伴有多种操作程序，各自承担不同的任务，共同完成自动化高速制作组织微阵列的任务。

不管是机械化或者是全自动化制作的组织微阵列生物芯片，均具有相同的结构，仅是制作的方式不同。组织微阵列生物芯片的基本结构包括以下几个部分：①特殊粘胶处理过的硅化玻片。②硅化玻片上粘附有从微阵列蜡块上切下的3μm～8μm厚的正方形或长方形的微阵列片状组织。③经过固定、脱胶、脱蜡和HE染色或其他特殊染色的组织微阵列生物芯片。主要用于定性和诊断。④未经脱胶，脱蜡和HE染色，基本结构，排列，大小及内容与染色的玻片完全相同的组织微阵列生物芯片。主要用于各种不同的生物学研究目的。

组织微阵列生物芯片的排列有如下方式：

1).同一疾病排列：即将同一种疾病的不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是不同个体的不同分期或不同组织类型或不同年龄不同性别或不同级别或不同治疗方式或治疗前后或不同组织起源或原发、继发、复发的胃癌或肺癌或其他疾病的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

2).不同疾病排列：即将不同疾病的不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体的胃癌或其他疾病的组织标本，30个是不同个体的肺癌或其他疾病的组织标本，30个是不同个体的肝癌或其他疾病的组织标本，30个是不同个体的乳腺癌或其他疾病的组织标本，30个是不同个体的结肠癌或其他疾病的组织标本，30个是不同个体的直肠癌或其他疾病的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

3).同一疾病同一部位排列：即将同一器官的病变组织，病变旁组织，正常组织以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中60个是不同个体的乳腺癌或食道癌或其他疾病的组织样本，60个是同一器官的癌旁或其他病变旁组织标本，60个是同一器官的正常组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

4).不同疾病同一部位排列：即将不同器官的病变组织，病变旁组织，正常组织以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中20个是不同个体的乳腺癌或其他疾病的组织标本，20个是同一个体的乳腺癌癌旁或其他疾病病变旁的组织标本，20个是同一个体的乳腺癌或其他疾病的正常组织标本；20个是不同个体的前列腺癌或其他疾病的组织标本，20个是同一个体的前列腺癌癌旁或其他疾病病变旁的组织标本，20个是同一个体的前列腺癌或其他疾病的正常组织标本；20个是不同个体的卵巢癌或其他疾病的组织标本，20个是同一个体的卵巢癌癌旁或其他疾病病变旁的组织标本，20个是同一个体的卵巢癌或其他疾病的正常组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

5).同一疾病同一组织类型排列：即将同一疾病同一种组织类型不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是肺鳞癌或肺腺癌或其他组织类型疾病的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

6).不同疾病同一组织类型排列：即将不同疾病同一种组织类型不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体的肺鳞癌或其他类型疾病的组织标本，30个是不同个体的食道鳞癌或其他类型疾病的组织标本，30个是不同个体的宫颈鳞癌或其他类型疾病的组织标本，30个是不同个体的胃鳞癌或其他类型疾病的组织标本，30个是不同个体的胆管鳞癌或其他类型疾病的组织标本，30个是不同个体的喉鳞癌或其他类型疾病的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

7).同一疾病同一临床分期排列：即将同一种疾病同一种临床分期不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是胃癌II期或食道癌III期或肺癌IV期或其他疾病同一临床分期的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

8).不同疾病同一临床分期排列：即将不同疾病同一种临床分期不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体的胃癌II期或其他疾病同一分期的组织标本，30个是不同个体的结肠癌II期或其他疾病同一分期的组织标本，30个是不同个体的肺癌II期或其他疾病同一分期的组织标本，30个是不同个体的乳腺癌II期或其他疾病同一分期的组织标本，30个是不同个体的直肠癌II期或其他疾病同一分期的组织标本，30个是不同个体的前列腺癌II期或其他疾病同一分期的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

9).同一疾病同一性别排列：即将同一种疾病同一种性别不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是男性肺癌或女性胃癌或同一性别其他疾病的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

10).不同疾病同一性别排列：即将不同疾病同一种性别不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体的男性肺癌或同一性别其他疾病的组织标本，30个是不同个体的男性胃癌或同一性别其他疾病的组织标本，30个是不同个体的男性肝癌或同一性别其他疾病的组织标本，30个是不同个体的男性结肠癌或同一性别其他疾病的组织标本，30个是不同个体的男性前列腺癌或同一性别其他疾病的组织标本，30个是不同个体的男性甲状腺癌或同一性别其他疾病的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

11).同一疾病同一年龄段排列：即将同一种疾病同一种年龄段不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是31岁～40岁乳腺癌或41岁～50岁前列腺癌或同一年龄段其他同一疾病的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

12).不同疾病同一年龄段排列：即将不同疾病同一种年龄段不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体31岁～40岁的乳腺癌或同一年龄段其他疾病的组织标本，30个是不同个体31岁～40岁的前列腺癌或同一年龄段其他疾病的组织标本，30个是不同个体31岁～40岁的肺癌或同一年龄段其他疾病的组织标本，30个是不同个体31岁～40岁的胃癌或同一年龄段其他疾病的组织标本，30个是不同个体31岁～40岁的结肠癌或同一年龄段其他疾病的组织标本，30个是不同个体31岁～40岁的肝癌或同一年龄段其他疾病的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

13).同一疾病治疗前后排列：即将同一种疾病治疗前或治疗后不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是肝癌治疗前或膀胱癌治疗后或其他同一疾病治疗前或治疗后的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

14).不同疾病治疗前或后排列：即将不同疾病治疗前或治疗后不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体的肝癌治疗前或治疗后或其他疾病治疗前或治疗后的组织标本，30个是不同个体的膀胱癌治疗前或治疗后或其他疾病治疗前或治疗后的组织标本，30个是不同个体的卵巢癌治疗前或治疗后或其他疾病治疗前或治疗后的组织标本，30个是不同个体的胰腺癌治疗前或治疗后或其他疾病治疗前或治疗后的组织标本，30个是不同个体的肺癌治疗前或治疗后或其他疾病治疗前或治疗后的组织标本，30个是不同个体的前列腺癌治疗前或治疗后或其他疾病治疗前或治疗后的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

15).同一疾病同一治疗方式排列：即将同一种疾病同一种治疗方式不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是睾丸癌化学药物治疗或肾癌放射治疗或其他疾病采用同一方式治疗后的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

16).不同疾病同一治疗方式排列：即将不同疾病同一种治疗方式不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体的睾丸癌化学药物治疗或其他疾病采用同一方式治疗后的组织标本，30个是不同个体的肾癌化学药物治疗或其他疾病采用同一方式治疗后的组织标本，30个是不同个体的甲状腺癌化学药物治疗或其他疾病采用同一方式治疗后的组织标本，30个是不同个体的肝癌化学药物治疗或其他疾病采用同一方式治疗后的组织标本，30个是不同个体的卵巢癌化学药物治疗或其他疾病采用同一方式治疗后的组织标本，30个是不同个体的乳腺癌化学药物治疗或其他疾病采用同一方式治疗后的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

17).同一疾病同一分子标记排列；即将同一种疾病含有相同分子标记不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是结肠癌CEA阳性或胃癌ErbB-2阳性或其他疾病同一分子标记阳性的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

18).不同疾病同一分子标记排列：即将不同疾病含有相同分子标记不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体的结肠癌CEA阳性或其他疾病同一分子标记阳性的组织标本，30个是不同个体的直肠癌CEA阳性或其他疾病同一分子标记阳性的组织标本，30个是不同个体的宫颈癌CEA阳性或其他疾病同一分子标记阳性的组织标本，30个是不同个体的胃癌CEA阳性或其他疾病同一分子标记阳性的组织标本，30个是不同个体的肝癌CEA阳性或其他疾病同一分子标记阳性的组织标本，30个是不同个体的鼻咽癌CEA阳性或其他疾病同一分子标记阳性的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

19).同一疾病原发、继发(转移)、复发病灶排列：即将同一种疾病不同个体的原发或继发或复发病灶的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是肝癌原发病灶或肺癌转移病灶或乳腺癌复发病灶的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

20).不同疾病原发、继发(转移)、复发病灶排列：即将不同疾病不同个体的原发或继发或复发病灶的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体的肝癌原发或继发或复发的病灶或其他疾病的原发或继发或复发病灶组织；30个是不同个体的肺癌原发或继发或复发病灶或其他疾病的原发或继发或复发病灶组织；30个是不同个体的乳腺癌原发或继发或复发病灶或其他疾病的原发或继发或复发病灶组织：30个是不同个体的结肠癌原发或继发或复发病灶或其他疾病的原发或继发或复发病灶组织；30个是不同个体的甲状腺癌原发或继发或复发病灶或其他疾病的原发或继发或复发病灶组织；30个是不同个体的卵巢癌原发或继发或复发病灶或其他疾病的原发或继发或复发病灶组织；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

21).同一疾病同一组织起源排列：即将同一种疾病同一种组织起源不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是起源于上皮组织的肺癌或起源于间叶组织的平滑肌肉瘤或同一组织起源的其他疾病的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

22).不同疾病同一组织起源排列：即将不同疾病同一种组织起源不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体起源于上皮组织的肺癌或其他疾病同一起源的组织标本，30个是不同个体起源于上皮组织的胆管癌或其他疾病同一起源的组织标本，30个是不同个体起源于上皮组织的肝癌或其他疾病同一起源的组织标本，30个是不同个体起源于上皮组织的宫颈癌或其他疾病同一起源的组织标本，30个是不同个体起源于上皮组织的甲状腺癌或其他疾病同一起源的组织标本，30个是不同个体起源于上皮组织的结肠癌或者其他疾病同一起源的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

23).同一疾病同一分化程度排列：即将同一种疾病同一种分化程度不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是高分化肺鳞癌或低分化胃腺癌或同一种疾病的其他分化类型的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

24).不同疾病同一分化程度排列：即将不同疾病同一种分化程度不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体的高分化肺鳞癌或其他疾病同一分化类型的组织标本，30个是不同个体的高分化肝癌或其他疾病同一分化类型的组织标本，30个是不同个体的高分化乳腺癌或其他疾病同一分化类型的组织标本，30个是不同个体的高分化胰腺癌或其他疾病同一分化类型的组织标本，30个是不同个体的高分化食道癌或其他疾病同一分化类型的组织标本，30个是不同个体的高分化卵巢癌或其他疾病同一分化类型的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

25).同一疾病同一分级排列：即将同一种疾病同一分级不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是肺腺癌II级或胃鳞癌III级或其他疾病同一分级的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

26).不同疾病同一分级排列：即将不同疾病同一分级不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体的肺腺癌II级或其他疾病同一分级的组织标本，30个是不同个体的食道鳞癌II级或其他疾病同一分级的组织标本，30个是不同个体的肝癌II级或其他疾病同一分级的组织标本，30个是不同个体的胰腺癌II级或其他疾病同一分级的组织标本，30个是不同个体的甲状腺癌II级或其他疾病同一分级的组织标本，30个是不同个体乳腺癌II级或其他疾病同一分级的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

27).同一系统排列：即将人体同一系统内不同疾病不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含220个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中50个是食道癌，50个是胃癌，50个是结肠癌，50个是直肠癌组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

28).多系统排列：即将人体多系统内不同疾病不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含220个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中50个是不同个体的消化系统食管癌或其他系统疾病的组织标本，50个是不同个体的呼吸系统肺癌或其他系统疾病的组织标本，50个是不同个体的泌尿系统肾癌或其他系统疾病的组织标本，50个是不同个体的中枢神经系统视网膜母细胞瘤或其他系统疾病的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

29).同一疾病相同病史的排列：即将同一种疾病，具有相同病史不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是具有吸烟5年病史的不同个体的肺癌或其他疾病具有相同病史的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

30).同一疾病不同病史的排列：即将同一种疾病，具有不同病史不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含220个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中50个是吸烟五年的不同个体的肺癌组织标本，50个是吸烟十年的不同个体的肺癌组织标本，50个是吸烟十五年的不同个体的肺癌组织标本，50个是吸烟二十年的不同个体的肺癌组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

31).同一疾病相同感染类型的排列：即将同一种疾病，具有相同感染类型的不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是乙肝病毒阳性的不同个体的肝癌组织标本或感染其他病毒的不同个体的组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

32).同一疾病不同感染类型的排列：即将同一种疾病不同感染类型的不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中60个是乙肝病毒阳性的不同个体的肝癌组织标本，60个是丙肝病毒阳性的不同个体的肝癌组织标本，60个是丁肝病毒阳性的不同个体的肝癌组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

33).同一器官正常组织排列：即将人体同一器官不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是不同个体的正常肝脏或正常肺脏或其他脏器组织标本；20个是不同个体的正常组织对照样本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

34).不同器官正常组织排列：即将人体不同器官不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体的肝脏或其他正常组织标本，30个是不同个体的脾脏或其他正常组织标本，30个是不同个体的肺脏或其他正常组织标本，30个是不同个体的胰腺或其他正常组织标本，30个是不同个体的卵巢或其他正常组织标本，30个是不同个体的前列腺或其他正常组织标本；20个是不同个体的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

35).同一器官同一发育阶段胚胎组织排列：即将同一发育阶段同一胚胎器官不同个体的组织样本以及不同个体成人的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中180个是3个月胚胎肝脏或5个月胚胎肺脏或其他脏器同一发育阶段的胚胎组织标本；20个是不同个体成人的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

36).不同器官同一发育阶段胚胎组织排列：即将同一发育阶段不同器官胚胎组织不同个体的组织标本以及不同个体成人的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体的3个月胚胎肝脏或其他器官同一发育阶段的胚胎组织标本，30个是不同个体的3个月胚胎肺脏或其他器官同一发育阶段的胚胎组织标本，30个是不同个体的3个月胚胎脾脏或其他器官同一发育阶段的胚胎组织标本，30个是不同个体的3个月胚胎脑组织或其他器官同一发育阶段的胚胎组织标本，30个是不同个体的3个月胚胎肾脏或其他器官同一发育阶段的胚胎组织标本，30个是不同个体的3个月胚胎心脏或其他器官同一发育阶段的胚胎组织标本；20个是不同个体成人的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

37).同一器官不同发育阶段胚胎组织排列：即将同一器官不同发育阶段胚胎组织不同个体的组织标本以及不同个体成人的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含220个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中50个是3个月胚胎肝脏，50个是5个月胚胎肝脏，50个是7个月胚胎肝脏，50个是9个月胚胎肝脏或其他脏器的组织标本；20个是不同个体成人的正常组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

38).不同器官不同发育阶段胚胎组织排列：即将不同器官不同发育阶段胚胎组织不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常成人对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上(也可不含正常对照组织标本)。如含200个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中30个是不同个体的3个月胚胎肝脏，30个是4个月胚胎脾脏，30个是5个月胚胎肺脏，30个是不同个体的6个月胚胎肾脏，30个是7个月胚胎胰脏，30个是8个月胚胎心脏，20个是不同个体的正常成人组织对照标本包括心、脑、肌肉、淋巴结、前列腺、肾上腺、睾丸、肝、脾、甲状腺、胰腺或其他部位的正常组织。

39).动物组织排列：其中包括各种不同动物的不同疾病、不同器官的正常组织、不同发育时期的胚胎组织、各种转基因动物的器官和组织的不同个体的组织标本。其排列基本与上述(1～34)人类组织标本的排列相同。

40).同种同组织细胞系排列：即将同种同组织体外培养的细胞系标本排列在一张组织微阵列生物芯片上。如含50个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中40个是不同来源的人体肝癌细胞株或胃癌细胞株或其他组织来源的细胞株；10个不同的非前述组织来源的细胞株作为对照。

41).异种同组织细胞系排列：即将异种同组织体外培养的细胞系标本排列在一张组织微阵列生物芯片上。如含50个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中20个是不同来源的人体肝癌细胞株，20个是不同来源的小鼠肝癌细胞株或其他种属来源的肿瘤细胞株；10个不同的非前述组织来源的细胞株作为对照。

42).同种细胞系混合排列：即将同种属各种不同的体外培养的细胞系排列在一张组织微阵列生物芯片上。如含50个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中10个是人肝癌细胞系，10个是人胃癌细胞系，10个是人乳腺癌细胞系，10个是人宫颈癌细胞系；10个不同的非上述来源的其他人源细胞系作为对照。

43).异种细胞系混合排列：即将不同种属各种不同的体外培养的细胞系排列在一张组织微阵列生物芯片上。如含50个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中10个是人肝癌细胞系，10个是鼠肝癌细胞系，10个是兔肝癌细胞系，10个是狗肝癌细胞系；10个不同的非上述来源的其他人源细胞系作为对照。

44).同类型微生物排列：即将同一种类型的微生物细胞排列在一张组织微阵列生物芯片上。如含50个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中40个为各种不同球菌或杆菌或其他微生物细胞标本；10个不同的非前述微生物细胞作为对照。

45).不同类型微生物排列：即将不同类型的微生物细胞排列在一张组织微阵列生物芯片上。如含50个不同样品的组织微阵列生物芯片，其中10个为各种不同球菌，10个为杆菌，10个为螺旋菌，10个为衣原体或其他微生物；10个不同的非前述微生物细胞作为对照。

组织微阵列蜡块的面积大小分别为：15mm×15mm、15mm×20mm、15mm×25mm、15mm×30mm、15mm×35mm、15mm×40mm、15mm×45mm、15mm×50mm、20cm×15mm、20mm×20cm、20cm×25cm、20cm×30cm、20cm×35cm、20cm×40cm、20cm×45cm、20cm×50cm；25cm×15mm、25mm×25cm、25cm×30cm、25cm×35cm、25cm×40cm、25cm×45cm、25cm×50cm。

组织微阵列蜡块的厚度分别为2.0mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm、6.0mm、7.0mm、8.0mm、9.0mm、10.0mm、11.0mm、12.0mm、13.0mm、14.0mm、15.0mm、16.0mm、17.0mm、18.0mm、19.0mm、20.0mm。

组织微阵列生物芯片上点阵的大小与取样针的内径有关，排列如下：

采样针内半径(mm) 最小和最大点样数目(个) 最佳点样数目(个)

0.10 2～8000 ≤5000

0.15 2～5000 ≤2180

0.20 2～3000 ≤1250

0.25 2～2000 ≤800

0.30 2～1500 ≤640

0.35 2～1200 ≤520

0.40 2～960 ≤450

0.45 2～800 ≤390

0.50 2～640 ≤330

0.55 2～520 ≤300

0.60 2～450 ≤270

0.65 2～390 ≤240

0.70 2～330 ≤210

0.75 2～300 ≤200

0.80 2～270 ≤180

0.85 2～240 ≤160

0.90 2～210 ≤136

0.95 2～200 ≤130

1.00 2～170 ≤128

1.05 2～160 ≤118

1.10 2～136 ≤108

1.15 2～130 ≤102

1.20 2～128 ≤94

1.25 2～118 ≤88

1.30 2～108 ≤82

1.35 2～102 ≤78

1.40 2～94 ≤72

1.45 2～88 ≤68

1.50 2～82 ≤64

1.55 2～78 ≤60

1.60 2～72 ≤56

1.65 2～68 ≤52

1.70 2～64 ≤48

1.75 2～60 ≤44

1.80 2～56 ≤40

1.85 2～52 ≤36

1.90 2～48 ≤32

1.95 2～44 ≤28

2.00 2～40 ≤24

组织微阵列生物芯片切片的厚度一般为2μm～8μm，较常用3μm～6μm，最常用5μm。组织微阵列生物芯片的分布主要包括：一个部分排列：即在一张组织微阵列生物芯片上含有点阵数目不同的等距排列的一个部分，如图19、图20和图21；两个部分排列：即在一张组织微阵列生物芯片上含有点阵数目相等或不相等的等距排列的两个部分，如图22～图27；三个部分排列：即在一张组织微阵列生物芯片上含有点阵数目相等或不相等的等距排列的三个部分，如图28～图31；四个部分排列：即在一张组织微阵列生物芯片上含有点阵数目相等或不相等的等距排列的四个部分，如图32～图42。

组织微阵列生物芯片提供了一种高容量，大样本的组织标本，可同时对大量特定的组织标本进行相关性分析。组织微阵列生物芯片可对于正常人、正常人不同的生长时期、胚胎不同的发育阶段、各种动物的肿瘤、各种动物的其他疾病、动物不同的生长时期、动物胚胎不同片的应用不仅仅局限于人类肿瘤的研究，也适用于人类其他疾病的发育阶段、各种转基因动物、体外培养的各种组织或细胞系、各种细菌、病毒、真菌和其他微生物的各种基因的活化、缺失、突变、各种mRNA表达、各种蛋白分子的定性、定量、定位以及与细胞功能的相关关系研究。

此外，组织微阵列生物芯片可用于大量基因组(如DNA测序)分析和特定基因靶点分析。可用于评估肿瘤诊断试剂或其他疾病诊断试剂，如特异性抗体或特定的基因探针。组织微阵列生物芯片可同时进行数十个乃至数千个已知肿瘤组织中一个或多个DNA、RNA或蛋白质分析，对于确定肿瘤或其他疾病的诊断指标、预后指标或治疗预测指标均是十分有用的。组织微阵列生物芯片还有助于制定具有特定分子标记的肿瘤病人或其他疾病的个性化治疗方案。还可用于寻找新的基因治疗的靶点并以此设计出不同的治疗方案。

组织微阵列生物芯片可进行各种不同的生物学分析，包括：

(1)可进行HE染色

主要显示组织细胞的基本形态以及细胞核、细胞质及细胞间质的基本结构。可用于诊断、鉴别诊断，判定组织和细胞的病理类型，判定组织的起源和分化，可同时比较和分析数十个乃至数千个同一类型或不同类型的不同个体的组织样本的异同、变化及其相互关系和临床意义。

(2)可进行各种特殊染色

主要显示病原微生物及其代谢产物、原虫及寄生虫，内源性色素、人为色素沉淀颗粒、外源性色素及无机盐类，显示肌纤维、胶原纤维、网织纤维和弹力纤维，淀粉样物质、碳水化合物，中性脂肪及脂质，蛋白质与核酸以及含有酚基基团的物质。可用于诊断各种病源微生物、原虫及寄生虫感染性疾病，特殊物质沉淀或积累性疾病，区分上皮性或非上皮性肿瘤，诊断含特殊结构及物质的肿瘤等。可同时比较和分析数十个乃至数千个同一类型或不同类型的不同个体或不同发展时期组织样本内异常物质的异同、变化及其相互关系和临床意义。

(3)可进行各种酶组织化学染色

主要显示各种氧化还原酶类、集团转移酶类、水解酶类以及合成酶类的活性或含量。常用于酶活性异常性疾病的诊断。可同时比较和分析数十个乃至数千个同一类型或不同类型的不同个体或不同发展时期组织样本内酶活性的异同、变化及其与疾病的相互关系和临床意义。

(4)可进行免疫组织化学染色

主要显示细胞核内、核膜上、细胞质内、细胞膜上、细胞器内、细胞器包膜上以及组织内几乎所有的蛋白及多肽类抗原分子。主要包括上皮组织及其相关肿瘤的标志物，软组织及其相关肿瘤的标记物，淋巴造血组织及其相关的肿瘤标记物，神经内分泌细胞的抗原标记及其受体，各种细胞因子及其相关受体，各种酶类及人类组织相容性抗原和各种病原微生物包括细菌、病毒、霉菌、原虫、寄生虫等的特异性抗原。常用于肿瘤及非肿瘤性疾病的诊断、鉴别诊断、治疗方式的选择及预后评估，判定细胞的起源与分化，确定各种相关抗原分子的组织及细胞内定位，研究细胞形态与功能的相关关系，研究各种蛋白分子与细胞生长、发育、代谢、分化的相关关系；研究各种抗原分子的含量是否增加、减少或位点是否变化及其与细胞功能及疾病的相关关系。更为重要的是可同时比较和分析数十个乃至数千个同一类型或不同类型的不同个体或同一发展时期的不同个体或不同发展时期的不同个体的组织样本中同一特定分子或不同分子的异同、变化及其与疾病的相互关系和临床价值。

(5)可进行核酸原位杂交检测

原位杂交包括DNA-DNA、DNA-RNA、RNA-RNA杂交。其具体方法包括荧光原位杂交(FISH)，原位PCR、原位RT-PCR、寡核苷酸启动的原位DNA合成(PRINS)等。主要显示染色体，染色体某一区域，染色体结构和数目上的改变；显示染色体上基因组，基因，基因片段或某一位点在数量、结构或功能上的改变。显示基因表达正常、过表达、表达缺失或表达水平的改变。常用于检测肿瘤组织各种癌基因和抗癌基因的表达分析；检测胚胎组织中特定的基因对组织发育的影响；研究特异的病原微生物的核酸序列在某些肿瘤或非肿瘤性疾病中的作用机制；探讨各种内分泌激素和各种细胞因子基因和相应受体基因的表达及对神经、内分泌、造血和免疫系统的调节和影响；筛选和评价诊断肿瘤性疾病的指标和药物；筛选和评价预测和治疗各种疾病的潜在靶标；评价和选择各种疾病的治疗方案；筛选和评价治疗监测和预后评估的指标。可同时平行分析数十个乃至数千个同一类型或不同类型的不同个体，同一类型或不同类型的同一或不同发展时期的组织标本中同一个特定基因或不同基因表达的异同、变化、水平及其与疾病的相互关系和临床意义。原位杂交技术也可以与免疫组化技术、DNA芯片技术、cDNA阵列技术，mRNA点阵技术，PCR技术，Southern blotting，Northern blotting，和Western blotting等技术结合使用，可明显提高检测的效率，提高检测的敏感性和准确性，有助于促进研究的进程。

发明人给出了以下的实施例，但本发明不限于这些实施例。

实施例1.组织微阵列生物芯片的HE染色比较诊断

为了对不同的肿瘤组织或其他组织标本进行进一步的诊断并同时进行比较和分析，所有组织标本均经乙醇或甲醛固定，石蜡包埋，HE染色诊断定位，然后用机械化或自动化阵列制备仪制备成样本直径为1.5mm的不同个体的多样本肿瘤组织微阵列生物芯片，芯片上含180个不同个体的胃癌组织标本，其中40例乳头状腺癌，31例管状腺癌，25例粘液腺癌，16例印戒细胞癌，15例低份化腺癌，14例未分化癌，14例腺鳞癌，13例鳞型细胞癌，12例类癌；20个不同个体的正常组织对照标本，包括心，脑，肌肉，淋巴结，前列腺，肾上腺，睾丸，肝，脾，甲状腺，胰腺或其他部位的正常组织，也可制备其他类型排列的组织微阵列生物芯片，按照常规方法进行HE染色。首先将组织微阵列生物芯片进行脱蜡、脱水、透明、水化，用苏木精染液浸泡5-10分钟后水洗，继而使用盐酸酒精(70％酒精99ml，浓盐酸1ml)分化数秒钟，水洗。用1％氨水返蓝片刻(也可在自来水中返蓝5分钟)。返蓝后，显微镜下检查细胞核染色是否恰当。如果染色过深，需重复分化；如果过淡，则可重复染色。然后再进行水洗，用伊红染液浸泡2分钟，水洗，最后脱水、透明、封固。组织微阵列生物芯片的HE染色主要显示组织和细胞的基本形态以及细胞核，细胞质及细胞间质的基本结构。可用于诊断，鉴别诊断，判定组织和细胞的病理类型，判定组织的起源和分化，同时可比较和分析数十个乃至数千个同一类型或不同类型以及各种不同排列的组织标本的异同、变化、与疾病的相互关系和临床意义。

实施例2.组织微阵列生物芯片的特殊染色比较诊断

为了对不同个体的肿瘤组织或其他组织细胞中某些特殊的结构和物质进行进一步的诊断并同时进行比较和分析，必须采取特殊的染色方法才能显示。所有组织标本均经乙醇或甲醛固定，石蜡包埋，HE染色诊断定位，然后用机械化或自动化阵列制备仪制备成样本直径为1.3mm的不同个体的多样本肿瘤组织或其他组织微阵列生物芯片，芯片上含180个不同个体的平滑肌肉瘤组织标本，20个是不同个体的正常组织对照标本，包括心，脑，肌肉，淋巴结，前列腺，肾上腺，睾丸，肝，脾，甲状腺，胰腺或其他部位的正常组织，也可制备其他类型排列的组织微阵列生物芯片，按照常规方法进行肌纤维染色。首先将组织微阵列生物芯片进行脱蜡、脱水、透明、水化，用酸性重铬酸钾溶液处理30分钟(经Zenker液固定的组织可省去此步)后，自来水洗2分钟，再用酸性高锰酸钾水溶液氧化1分钟后水洗，由1％草酸漂白1分钟后行水洗，用磷钨酸苏木素浸染过夜，95％酒精及无水酒精脱水，二甲苯透明，中性树胶封固。可显示平滑肌肉瘤肌纤维分布排列情况。如果采用其他特殊染色还可显示组织细胞中的病原微生物及其代谢产物、原虫及寄生虫，内源性色素、人为色素沉淀颗粒、外源性色素及无机盐类，显示肌纤维、胶原纤维、网织纤维、弹力纤维及淀粉样物质，碳水化合物，中性脂肪及脂质，蛋白质与核酸以及含有酚基基团的物质。组织微阵列生物芯片的特殊染色可用于诊断各种病原微生物、原虫及寄生虫感染性疾病，特殊物质沉淀或积累性疾病，区分上皮性或非上皮性肿瘤，诊断含特殊结构及物质的肿瘤等。同时可比较和分析数十个乃至数千个同一类型或不同类型的不同个体或不同发展时期或其他各种不同排列的组织样本内异常物质的异同、变化、与疾病的相互关系及临床意义。

实施例3：组织微阵列生物芯片的酶组织化学染色比较诊断

为了对不同的肿瘤组织或其他组织细胞中各种酶的活性进行测定，以便进行进一步的诊断并同时对大量的组织标本进行比较和分析，必须采用酶组织化学方法进行染色。所有组织标本均经乙醇固定，然后采用机械化或自动化阵列制备仪制备成样本直径为1.2mm的不同个体的多样本肿瘤组织微阵列生物芯片，芯片上含180个不同个体的各种肿瘤组织标本，其中50个是不同个体的肝癌组织标本(包括43个肝细胞癌，5个胆管细胞癌和2个混合细胞癌)，50个是不同个体的胃癌组织标本(包括21例乳头状腺癌，9例管状腺癌，7例粘液腺癌，5例印戒细胞癌，3例低份化腺癌，2例未分化癌，2例腺鳞癌，1例鳞型细胞癌)，50个是不同个体的结肠癌组织标本(包括16例乳头状腺癌，13例管状腺癌，11例粘液腺癌，4例印戒细胞癌，2例低份化腺癌，2例未分化癌，1例腺鳞癌，1例鳞型细胞癌)；20个是不同个体的正常组织对照标本，包括心，脑，肌肉，淋巴结，前列腺，肾上腺，睾丸，肝，脾，甲状腺，胰腺或其他部位的正常组织，也可制备其他类型排列的组织微阵列生物芯片。按照常规方法进行碱性磷酸酶组织化学染色。在酶染色前标本须在4℃冰箱中进行固定、水洗，以保存酶的活性，用钙钴法中的作用液37℃孵育2小时后蒸馏水洗2次，于1％硫化铵中作用2分钟后再用蒸馏水清洗；将其放入2％甲基绿(经氯仿提取)复染后充分水洗，用甘油明胶封固。可将碱性磷酸酶活性区染成黑色或棕黑色，核呈绿色。如果采用其他酶组织化学染色还可显示各种氧化还原酶类，集团转移酶类，水解酶类以及合成酶类的活性或含量。常用于酶活性异常疾病的诊断。同时可比较和分析数十个乃至数千个同一类型或不同类型的不同个体或不同发展时期或其他各种不同排列的组织样本内酶活性的异同、变化、与疾病的相互关系及临床意义。

实施例4：组织微阵列生物芯片的免疫组化分析

为了对不同个体的乳腺癌组织标本P53蛋白和雌激素受体(ER)的表达进行检测，以便确定治疗方案和评估预后，并同时对大量的乳腺癌组织标本进行比较和分析。首先选择210例不同个体的组织标本，其中包括60例新鲜冰冻乙醇固定的乳腺癌组织，120例福尔马林固定的乳腺癌组织，20例不同个体的正常乳腺癌组织和10例不同个体的其他正常组织对照。乳腺癌的组织学类型包括107例导管型，41例小叶型，11例髓样型，2例粘液型，5例管状型，4例乳头型，3例术前接受过化疗的乳腺癌，5例复发乳腺癌，2例转移癌。PT分期I期27％，II期52％，III期13％，IV期8％；腋淋巴结PN₀ 43％，PN₁ 47％，PN₂ 10％。10例不同个体的正常组织包括脑，心，肝，肺，肌肉，甲状腺，前列腺，胰腺，胃和肾上腺。所有组织均4℃固定过夜，石蜡包埋，切片，HE染色，诊断定位后用机械化或自动化阵列制备仪制备成每个样本直径为1mm的组织微阵列块，经切片并固定在硅化玻片上即成为乳腺癌组织微阵列生物芯片。经脱蜡，脱水，透明，水化之后用90℃微波进行抗原修复15分钟，加抗p53蛋白或抗ER的第一抗体(DAKO)，60分钟后洗涤，再加过氧化物酶标记的第二抗体(抗抗体)。60分钟后加二氨基联苯胺显色，用已知染色阳性的肿瘤细胞作为阳性对照，以不加第一抗体的染色片作为阴性对照。如果10％以上的肿瘤细胞核被明显染色即为阳性。免疫组化方法主要用于显示细胞核内，核膜上，细胞质内，细胞膜上，细胞器内，细胞器包膜上以及组织内几乎所有的蛋白及多肽类抗原分子。主要包括上皮组织及其相关肿瘤的标志物，软组织及其相关肿瘤的标记物，淋巴造血组织及其相关肿瘤的标记物，神经内分泌细胞的抗原标记及其受体，各种细胞因子及其相关受体，各种酶类及人类组织相容性抗原和各种病原微生物包括细菌、病毒、霉菌、原虫、寄生虫等的特异性抗原。常用于肿瘤及非肿瘤性疾病的诊断、鉴别诊断治疗方式的选择及预后评估，判定细胞的起源与分化，确定各种相关抗原分子的组织及细胞内定位，研究细胞形态与功能的相关关系，研究各种蛋白分子与细胞生长、发育、代谢、分化的相关关系；研究各种抗原分子的含量是否增加、减少或位点是否变化及其与细胞功能及疾病的相关关系。更为重要的是可同时比较和分析数十个乃至数千个同一类型或不同类型的不同个体或同一发展时期的不同个体或不同发展时期的不同个体的组织样本中同一特定分子或不同分子的异同、变化与疾病的相互关系及临床价值。

实施例5：组织微阵列生物芯片的荧光原位杂交(FISH)分析

为了快速筛选和研究不同肿瘤组织中特定基因的扩增情况，首先用机械化或自动化阵列制备仪制备不同个体的多样本肿瘤组织微阵列生物芯片。采用三种荧光素标记的FISH法分析不同肿瘤标本中三种癌基因即Cyclin D1、myc、ErbB-2的扩增情况。

组织微阵列由500个组织样本组成，包括15种类型的430例原发肿瘤及70例正常组织标本，标本用冰冻乙醇4℃固定16小时，石蜡包埋，切片用HE染色进行诊断和取样标记，用机械化或自动化阵列制备仪制备成样本直径为0.6mm的组织微阵列块，采用石蜡切片辅助系统将5μm厚、0.6mm的阵列切片转移到硅化玻片上即成为肿瘤组织微阵列生物芯片。

原发肿瘤包含86例乳腺癌(31例导管型，27例管状型，23例胶样型)，81例肺癌(31例鳞癌，29例腺癌，9例大细胞癌，6例小细胞癌，3例支气管肺泡癌)，73例胃腺癌，39例卵巢癌(19例浆液型，17例粘液型，3例子宫内模型)，23例子宫内膜癌，23例结直肠癌，17例头颈部癌(15例喉癌，2例口腔鳞癌)，15例透明细胞癌，14例睾丸肿瘤(10例精原细胞癌，4例畸胎瘤)，16例膀胱移行细胞癌，13例甲状腺癌，15例前列腺癌，6例类癌(3例来源于肺，3例来源于小肠)，5例嗜铬细胞癌，4例恶性黑色素瘤。来源于乳腺，肺，前列腺，胰腺，小肠，胃，结肠，肾，肝，甲状腺，膀胱的正常组织作为对照。

杂交前，组织微阵列生物芯片先行脱蜡、脱水、透明、水化，首先用Rnase和蛋白酶进行预处理以减少背景显色，用2×SSC 37℃浸洗5分钟，加100μl RNase 37℃1小时，用2×SSC漂洗2次，PBS漂洗1次，37℃5分钟/次，固定液室温固定10分钟，PBS漂洗2次，5分钟/次，递度乙醇脱水，晾干。加100μl变性液80℃2-5分钟，2×SSC漂洗5分钟，递度乙醇脱水，晾干后进行杂交。用橙光标记的Cyelin D1、myc和ErbB-2作为探针，绿光标记着丝粒探针(CEP11和CEP17)作为参照；75℃变性5分钟，加杂交缓冲液100μl，其中含30ng探针和15ng人Cot1-DNA，37℃湿盒中杂交过夜，用预热至37℃的漂洗液37℃漂洗3次，5分钟/次，再用125μg/ml DAPI衬染，用盖玻片覆盖，4℃暗盒保存。FISH信号采用配有双色滤光器的BX-51荧光显微镜同时观察绿光和橙光信号。结果判定为至少5％的肿瘤细胞有10个以上的FISH信号；或其中5个信号为强光信号；或大于常染色体上着丝点信号3倍以上均视为目标基因扩增。结果发现Cyclin D1基因扩增常见于乳腺(26％)，肺(10％)，颈(41％)，和膀胱(13％)等部位的肿瘤以及黑色素瘤(25％)；ErbB-2基因扩增常见于膀胱(13％)，乳腺(10％)，结肠(3％)，胃(19％)，睾丸(7％)，肺(6％)等部位的肿瘤；myc基因扩增常见于乳腺(12％)，结肠(3％)，肾(7％)，肺(9％)，头颈(6％)，膀胱(16％)，卵巢(8％)及子宫内膜(18％)，睾丸(7％)等部位的肿瘤。其中有3例乳腺癌Cyclin D1和myc基因同时扩增；2例乳腺癌，1例睾丸畸胎瘤和1例肺癌Cyclin D1和ErbB-2基因同时扩增；1例乳腺癌myc和ErbB-2基因同时扩增。三种癌基因同时扩增的仅见于1例乳腺癌。同时发现这三种癌基因在正常组织中并无扩增。由于组织微阵列生物芯片技术可一次检测多种组织的DNA、RNA及蛋白分子的多种靶点，故具有容量大，自动化，对供体组织块损伤小等优点，可对组织标本精确定位并用于不同的分子和免疫染色。根据原始组织块的厚度，可制成150-300张连续的组织微阵列生物芯片，这样即可对微小的肿瘤标本进行立体分析，保留了稀有珍贵的肿瘤标本。此项技术不但适用于各种肿瘤性疾病，同时也适用于所有其他疾病，包括动物的各种疾病；适用于所有癌基因，抑癌基因或其他疾病相关基因的扩增、变异、失活等的交叉检测，各种疾病和正常组织的不同组合的检测。

实施例6：组织微阵列生物芯片用于肿瘤组织中血小板生长因子基因的检测

采用相同的FISH流程分析例5中的多种肿瘤组织微阵列标本中血小板生长因子(PDGFB)基因，结果PDGFB高水平扩增仅见于特定类型的恶性肿瘤，如乳腺癌(3.7％)，肺癌(19.2％)，结肠癌(3.2％)，睾丸癌(7.1％)膀胱移行细胞癌(37.5％)和子宫内膜癌(28.6％)，而其它恶性肿瘤和正常对照均无PDGFB扩增。由于本方法能在每个组织微阵列中高通量的分析数百乃至数千个样本，即可用于DNA分析，也可用于RNA和蛋白分子的分析和定位。由于其技术本身的特点，即可同时研究同一类型肿瘤或其他疾病，也可同时研究不同类型肿瘤或其他疾病，或同时研究进展期肿瘤，缓解期肿瘤，治疗前肿瘤，治疗后肿瘤，或同时研究同一类型肿瘤的几十至几百个预后诊断分子标志物。而且组织微阵列蜡块中的每一种圆柱状组织标本也可作为DNA和RNA分子的储备，对其进行提取、分离和纯化可用于进一步的分子生物学分析。

实施例7：组织微阵列生物芯片用于研究前列腺癌发展过程中多种基因的扩增

按实施例1的方式制备前列腺癌组织微阵列生物芯片，共涉及112例不同的前列腺癌标本及32例转移癌标本；31例良性前列腺增生标本(BPH)作为对照，正常组织对照同实施例1。双色FISH法采用橙色荧光素标记AR、c-myc、ErbB-2、Cyclin D1四种基因探针，FITC(异硫氰酸荧光素)标记着丝粒探针作为对照。单色FISH采用橙色荧光素标记n-myc基因探针。操作按实施例5进行。基因扩增标准为10％肿瘤细胞中的荧光信号大于对照探针(着丝粒)3倍以上；待测和对照基因探针荧光计数之比在1-3之间时，不能作为基因特异性扩增的依据，只能视为低水平扩增；无对照的n-mcy基因扩增的标准为10％以上的肿瘤细胞中有5个以上的荧光信号。

分析结果表明，96％的BPH标本中X染色体AR基因、84％的8号染色体c-myc基因、81％的17号染色体ErbB2基因和83％的11号染色体cyclin D1基因的扩增均伴有着丝粒的强荧光信号。在上皮细胞中常染色体具有两种荧光信号的平均百分比为75％，只有一种荧光信号为20％，无荧光信号的仅占5％。另外，33例激素治疗无效的局部复发灶中24.0％有AR基因扩增，在32例激素治疗无效的转移癌中25％有AR基因扩增。在112例原发肿瘤中仅有1例(1％)有AR基因扩增，而31例BPH对照中无AR基因扩增。表明激素治疗无效的前列腺癌与AR基因扩增密切相关。而且，原发肿瘤中若有AR基因扩增，则相应的转移癌中也必然有AR基因的扩增。在11％的转移灶和5％的复发病灶中，均有高水平c-myc基因扩增；但在112例原发病灶以及31例BPH对照中均无扩增。另外在22例AR扩增的肿瘤标本中同时有12％的c-myc基因扩增，而在96例无AR基因扩增的标本中仅2％的标本有c-myc基因扩增。充分说明AR与c-myc基因具有明显的相关性。

在原发肿瘤中，仅2％有cyclin D1基因扩增，而在复发肿瘤中高达9％，在转移灶中为5％。在60％的cyclin D1扩增的肿瘤中不伴有其他基因的扩增。前列腺癌中很少有ErbB-2基因和n-myc基因的扩增，BPH中亦无ErbB-2基因扩增。

上述实验结果表明激素治疗无效的肿瘤细胞的生长与AR基因扩增密切相关，而c-myc基因扩增则与转移相关。AR基因的扩增在前列腺癌中最为常见，常独立于c-myc和cyclin D1。偶见cyclin D1基因扩增，而ErbB-2和n-myc基因在前列腺癌中的任何时期均无扩增。

实施例8：组织微阵列生物芯片技术结合cDNA微阵列技术快速筛选肾细胞癌(RCC)预后标志物

首先应用cDNA微阵列技术识别RCC中起重要作用的基因，然后通过肿瘤组织微阵列生物芯片技术进一步分析这些基因可能的临床意义。

采用标准化实验方法，提取正常肾脏及肾癌细胞系CRL-1933的总RNA，合成cDNA并用荧光标记，与5200个点阵的已知基因或表达序列(EST)的cDNA微阵列进行杂交并分析正常肾组织及CRL-1933的5200种基因表达的方式。某个基因或EST的低或高表达需满足以下二个条件：①正常肾组织与CRL-1933表达相差10倍以上，②肉眼观察cDNA点阵滤膜有显著的差别。分析结果发现有89个基因或EST表达不同。CRL-1933中有38个序列呈高表达，包括26个已知的基因及几个EST；51个序列呈低表达，包括25个已知的基因及26个EST序列。在肿瘤细胞中，其中一个上调的基因序列与波形蛋白的序列相同。

肾肿瘤组织微阵列生物芯片的构建同实施例1。包括250种肾脏肿瘤标本及30例正常肾组织标本。采用标准的间接免疫过氧化物酶法进行免疫组化染色。一抗为波形蛋白单克隆抗体，用内皮细胞波形蛋白的阳性组织作为阳性对照，以不加一抗的组织标本作为阴性对照。肿瘤细胞内有明显的细胞染色即为波形蛋白阳性，无染色者则为阴性。结果发现，232例(91％)肿瘤组织标本和30例正常肾组织标本波形蛋白为阳性，其表达多见于非嗜色RCC中，而嗜色RCC中表达很少。正常肾小管不表达波形蛋白。在非染色RCC中，其波形蛋白的表达随TNM分期而增高。经对非嗜色RCC病人进行随访(平均52个月)发现，波形蛋白表达越强，病人生存期越短。表明波形蛋白表达可作为一个独立的预后判断标志。另外，波形蛋白在非嗜色性RCC中阳性率较高，而在嗜色性RCC中较为少见，故波形蛋白也可作为两者鉴别诊断的指标。

上述结果表明，肿瘤组织微阵列生物芯片技术联合cDNA微阵列技术，在识别和评估人类恶性肿瘤中的基因表达、基因筛选、基因定位、基因功能以及临床价值的判定中均起十分重要的作用。若采用传统病理学试验方法，完成这一过程大约需要数年的时间，而肿瘤组织微阵列生物芯片技术由于可同时分析成百上千个不同的肿瘤组织标本中的DNA、RNA和蛋白质，从而大大缩短了同类工作的研究时间。另外，肿瘤组织微阵列生物芯片技术可加速基础研究中的成果向临床应用转化，由于同步的快速分析在不同步骤的研究中得以实现，如先在不同类型的多种肿瘤标本点阵中进行特定基因或分子标志物的筛选和检测，如发现特定基因或分子标志物在特定肿瘤中高表达，则再通过特定肿瘤组织微阵列进行进一步分析或通过微阵列免疫组化技术进行前瞻性研究，并评价其临床价值，从而使基础研究的成果向临床应用转化的时间大为缩短，而且简便、经济。如通过上述方法对乳腺癌细胞株SKBR3中血小板衍化生长因子B(PDGFB)进行检测，DNA微阵列检测发现SKBR3中有PDGFB扩增，利用这个发现制备了PDGFB探针，用于筛选乳腺癌组织微阵列，结果发现仅2％的乳腺癌有PDGFB扩增。然而采用该探针检测多种肿瘤组织微阵列时则发现，PDGFB基因在肺癌及膀胱癌中高表达，这样就发现了一个新的肿瘤诊断标志物。

实施例9：组织微阵列生物芯片技术用于基因表达频率、分布以及癌症发展过程中基因变化的分析

组织微阵列生物芯片技术可用于大量基因的研究，结合cDNA阵列技术，对比基因表达的模式，可更好地了解肿瘤发生的分子机理以及发现新的预诊标志和潜在的治疗靶点。

为了研究胰岛素生长因子结合蛋白2(IGFBP2)与人类前列腺癌进展的关系，首先采用cDNA微阵列技术筛选异常表达的基因IGFBP2，然后构建前列腺癌组织微阵列生物芯片。选择福尔马林固定及石蜡包埋的96例原发性前列腺癌，39例局部复发前列腺癌的组织标本，以31例良性前列腺肥大的组织标本作为对照。采用标准的间接免疫过氧化物酶法，进行免疫组化染色。用微波修复抗原，一抗(C-18)为羊多克隆抗体IGFBP2，反应以DAB显色。IGFBP2阳性对照为肾脏皮质，不加一抗的标本作为阴性对照。细胞浆染色者为阳性。结果发现非激素耐受原发性肿瘤中的阳性率为30％，复发肿瘤中的阳性率高达96％，而正常组织对照阴性。表明经过cDNA微阵列杂交所发现的可疑基因可直接经过组织微阵列生物芯片技术进行证实。上述结果表明IGFBP2可作为进展期前列腺癌诊断和判断预后的指标，也可作为治疗肿瘤的新的靶点。

实施例10：组织微阵列生物芯片技术可用于确定肿瘤的治疗方案

组织微阵列生物芯片技术可用于筛选少量的肿瘤组织标本中与治疗相关的基因表达。如对乳腺癌组织标本进行HER-2基因筛选，高表达的乳腺癌患者可用特异性抗体(Herceptin)进行治疗。Herceptin可与HER特异结合，从而抑制HER-2基因的表达，故具有良好的治疗效果。这一信息也可用于判定其他肿瘤是否可用于Herceptin的治疗。

实施例11：组织微阵列生物芯片技术用于肿瘤预后标志物的筛选

构建已知病史和结果的病人的肿瘤组织微阵列生物芯片，用于筛选预后标志物是十分有用的。采用原位RT-PCR技术、免疫组化技术和限制性片段长度多态性分析技术检测各种不同的已知的肿瘤组织微阵列中的组织标本，分析结果表明40％的乳腺癌、60％的结肠癌、60％的膀胱癌、40％的食道癌、37％的胃癌以及50％的卵巢癌均有P53基因的突变、失活或缺失，而且P53的高突变率与病人预后差密切相关。

实施例12：组织微阵列生物芯片技术用于寻找新的基因治疗的靶点

组织微阵列生物芯片技术用于寻找治疗肿瘤的新的靶基因是十分有效的。在含有上千个不同肿瘤样本的组织微阵列生物芯片上采用不同的探针进行检测，以发现新的原癌基因或编码新的信号转导分子的基因。这样的探针可与一种或多种肿瘤发生反应。如果探针揭示某种特殊基因过度表达或在许多肿瘤中表达增强，则此基因就成为一种十分重要的靶基因。此靶基因在同种的不同肿瘤或不同类型的肿瘤中起重要作用，那么抑制这种基因的表达或抑制此基因所表达的产物的功能的物质可能就是极具潜力的新药。表明肿瘤组织微阵列生物芯片技术在研制新的抗癌药物时首先对靶基因进行筛选是十分重要的。

实施例13：组织微阵列生物芯片技术在细胞系中的应用

体外培养的细胞或从非固体组织如血液、骨髓、细针穿刺标本、胸水、腹水中分离的细胞也可用于制作组织微阵列生物芯片进行分析，这是组织微阵列生物芯片技术用于细胞个体分析的重要进展，这将使白血病、淋巴瘤和骨髓瘤等非固体肿瘤的研究进程大为加快。

将体外培养的或从其他体液分离的细胞或细胞系，用胰蛋白酶处理后制成细胞悬液，1200G离心，所得细胞沉淀用甲醛-乙醇基质固定，常规石蜡包埋，按上述制作组织微阵列生物芯片的方法制备包含数十种到数千种不同细胞群体的细胞微阵列生物芯片。这种细胞微阵列生物芯片可用不同的方式进行分析，不仅可以用正常的，也可以用异常的细胞标本对特殊基因的功能、分布、表达进行分析。

正常的组织标本包括正常人组织，胚胎样组织，不同发育阶段的正常人组织，正常动物组织，不同发育阶段的动物组织、动物胚胎组织以及各种转基因动物组织。

组织微阵列技术不但可用于分析肿瘤性疾病和遗传性疾病，也适用于非基因性疾病。在分析过程中如果发现某个基因或蛋白表达方式有所异常，这种异常对疾病的发生以及诊断可能是至关重要的。

酵母或细菌也可制成细胞悬液，悬液中的细胞离心后可制成固体或半固体的小块，然后固定并制备细胞微阵列生物芯片。液体细胞悬液也可通过导管导入基质之中制成细胞微阵列生物芯片，如培养于微量培养板中的用于化疗检测的细胞悬液，每个孔中的细胞接受不同种类的药物或不同浓度的药物，先后观察和分析治疗药物作用下的植入细胞微阵列中的每个细胞系的功能、特征、形态、生存率及特殊基因的表达。应用细胞微阵列技术可进行组织学或免疫学研究，也可无限制地用于核酸杂交、原位PCR、PRINS、连接酶链反应等等。

组织微阵列生物芯片技术除以上应用外，也可用于活检标本的检测，如手术活检、穿刺活检、各种内镜活检标本。这些标本可直接固定，制备成活检标本组织微阵列生物芯片，以供临床或研究使用。如使用各种不同的分子标记物预测各种癌前病变的预后和发展，或者在不能手术切除的转移或复发肿瘤中检测对治疗的反应和对治疗效果的预测以及病人的预后评估等。

此外，宫颈涂片、血液标本、分离的血细胞、尿沉渣细胞、腹水中细胞、各种渗出液中的细胞，痰液细胞等也可经离心、固定后制成各种不同的细胞微阵列生物芯片，这不但提供了一种快速的细胞学诊断法，而且可同时对各种不同的细胞形态和分子特征进行手工、半自动或自动分析。这种方法对于白血病、淋巴瘤、恶性胸腹水以及血痰等的分析和诊断十分重要。同时可进行多标本的免疫表型、病毒抗原，病毒DNA或其他病理因子的检测和分析。

不同发展阶段的肿瘤组织微阵列生物芯片可反映出肿瘤的发展进程，通过分析特定生化分子或基因表达可对肿瘤进行诊断，鉴别诊断、治疗监测和预后评估。

从模型动物或转基因动物在生长发育的不同时期获取突变或特定模型的生物标本，或从不同发育期的胚胎组织以及出生后的不同发育阶段获取生物标本进行各种多样的分析，从而比较正常或异常胚胎发展过程中基因表达的分子差异。

利用组织微阵列生物芯片技术可对所有动物(包括人)的所有细胞进行所有的分析。

Claims

1.一种组织微阵列生物芯片，包括来源于各种恶性肿瘤、各种良性肿瘤、各种癌前病变、各种非肿瘤性疾病、各种正常组织、各种胚胎组织、各种血液和造血组织、各种细胞提取物、各种活检组织或细胞、各种胸水、腹水、尿液、痰液、渗出液中的细胞、各种体外培养的组织细胞及细胞系、各种细菌及酵母菌、各种动物的正常组织、各种动物的病变组织、各种动物的胚胎组织、各种动物模型组织、各种转基因动物组织或各种转基因器官的供体石蜡组织标本，其特征在于，该芯片的结构包括：

①特殊粘胶处理过的硅化玻片；

每张组织微阵列生物芯片上放置不同大小的一个组织阵列，或放置同等大小或不同大小的二个组织阵列，或放置同等大小或不同大小的三个组织阵列，或放置同等大小或不同大小的四个组织阵列；

组织标本点的直径为0.2mm～4.0mm，高度为1.0mm～8.0mm；每种组织阵列的厚度为2.0mm～20.0mm；面积为15mm×15mm、15mm×20mm、15mm×25mm、15mm×30mm、15mm×35mm、15mm×40mm、15mm×45mm、15mm×50mm、20mm×15mm、20mm×20mm、20mm×25mm、20mm×30mm、20mm×35mm、20mm×40mm、20mm×45mm、20mm×50mm；25mm×15mm、25mm×20mm、25mm×25mm、25mm×30mm、25mm×35mm、25mm×40mm、25mm×45mm、25mm×50mm。

2.根据权利要求1所述的组织微阵列生物芯片，其特征在于，该组织微阵列生物芯片的组织点阵的排列顺序是预先设定的，并按如下组合进行排列：1).同一疾病排列：即将同一种疾病的不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；2).不同疾病排列：即将不同疾病的不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；3).同一疾病同一部位排列：即将同一器官的病变组织，病变旁组织，正常组织以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；4).不同疾病同一部位排列：即将不同器官的病变组织，病变旁组织，正常组织以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；5).同一疾病同一组织类型排列：即将同一疾病同一种组织类型不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；6).不同疾病同一组织类型排列：即将不同疾病同一种组织类型不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；7).同一疾病同一临床分期排列：即将同一种疾病同一种临床分期不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；8).不同疾病同一临床分期排列：即将不同疾病同一种临床分期不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；9).同一疾病同一性别排列：即将同一种疾病同一种性别不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；10).不同疾病同一性别排列：即将不同疾病同一种性别不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；11).同一疾病同一年龄段排列：即将同一种疾病同一种年龄段不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；12).不同疾病同一年龄段排列：即将不同疾病同一种年龄段不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；13).同一疾病治疗前后排列：即将同一种疾病治疗前或治疗后不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；14).不同疾病治疗前或后排列：即将不同疾病治疗前或治疗后不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；15).同一疾病同一治疗方式排列：即将同一种疾病同一种治疗方式不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；16).不同疾病同一治疗方式排列：即将不同疾病同一种治疗方式不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；17).同一疾病同一分子标记排列：即将同一种疾病含有相同分子标记不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；18).不同疾病同一分子标记排列：即将不同疾病含有相同分子标记不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；19).同一疾病原发、继发(转移)、复发病灶排列：即将同一种疾病不同个体的原发或继发或复发病灶的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；20).不同疾病原发、继发(转移)、复发病灶排列：即将不同疾病不同个体的原发或继发或复发病灶的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；21).同一疾病同一组织起源排列：即将同一种疾病同一种组织起源不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；22).不同疾病同一组织起源排列：即将不同疾病同一种组织起源不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；23).同一疾病同一分化程度排列：即将同一种疾病同一种分化程度不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；24).不同疾病同一分化程度排列：即将不同疾病同一种分化程度不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；25).同一疾病同一分级排列：即将同一种疾病同一分级不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；26).不同疾病同一分级排列：即将不同疾病同一分级不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；27).同一系统排列：即将人体同一系统内不同疾病不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；28).多系统排列：即将人体多系统内不同疾病不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；29).同一疾病相同病史的排列：即将同一种疾病，具有相同病史不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；30).同一疾病不同病史的排列：即将同一种疾病，具有不同病史不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；31).同一疾病相同感染类型的排列：即将同一种疾病，具有相同感染类型的不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；32).同一疾病不同感染类型的排列：即将同一种疾病不同感染类型的不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；33).同一器官正常组织排列：即将人体同一器官不同个体的组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；34).不同器官正常组织排列：即将人体不同器官不同个体的组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；35).同一器官同一发育阶段胚胎组织排列：即将同一发育阶段同一胚胎器官不同个体的组织样本以及不同个体成人的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；36).不同器官同一发育阶段胚胎组织排列：即将同一发育阶段不同器官胚胎组织不同个体的组织标本以及不同个体成人的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；37).同一器官不同发育阶段胚胎组织排列：即将同一器官不同发育阶段胚胎组织不同个体的组织标本以及不同个体成人的多种正常对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；38).不同器官不同发育阶段胚胎组织排列：即将不同器官不同发育阶段胚胎组织不同个体的组织标本以及不同个体的多种正常成人对照组织标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；39).动物组织排列：其中包括各种不同动物的不同疾病、不同器官的正常组织、不同发育时期的胚胎组织、各种转基因动物的器官和组织的不同个体的组织标本，其排列基本与上述(1～34)人类组织标本的排列相同；40).同种同组织细胞系排列：即将同种同组织体外培养的细胞系标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；41).异种同组织细胞系排列：即将异种同组织体外培养的细胞系标本排列在一张组织微阵列生物芯片上；42).同种细胞系混合排列：即将同种属各种不同的体外培养的细胞系排列在一张组织微阵列生物芯片上；43).异种细胞系混合排列：即将不同种属各种不同的体外培养的细胞系排列在一张组织微阵列生物芯片上；44).同类型微生物排列：即将同一种类型的微生物细胞排列在一张组织微阵列生物芯片上；45).不同类型微生物排列：即将不同类型的微生物细胞排列在一张组织微阵列生物芯片上。

3.根据权利要求1所述的组织微阵列生物芯片，其特征在于，所述组织标本的直径为0.2mm的组织，在一张玻片上制备2个～8000个样本的组织微阵列；直径为0.3mm的组织，在一张玻片上制备2个～5000个样本的组织微阵列；直径为0.4mm的组织，在一张玻片上制备2个～3000个样本的组织微阵列；直径为0.5mm的组织，在一张玻片上制备2个～2000个样本的组织微阵列；直径为0.6mm的组织，在一张玻片上制备2个～1500个样本的组织微阵列；直径为0.7mm的组织，在一张玻片上制备2个～1200个样本的组织微阵列；直径为0.8mm的组织，在一张玻片上制备2个～960个样本的组织微阵列；直径为0.9mm的组织，在一张玻片上制备2个～800个样本的组织微阵列；直径为1.0mm的组织，在一张玻片上制备2个～640个样本的组织微阵列；直径为1.1mm的组织，在一张玻片上制备2个～520个样本的组织微阵列；直径为1.2mm的组织，在一张玻片上制备2个～450个样本的组织微阵列；直径为1.3mm的组织，在一张玻片上制备2个～390个样本的组织微阵列；直径为1.4mm的组织，在一张玻片上制备2个～330个样本的组织微阵列；直径为1.5mm的组织，在一张玻片上制备2个～300个样本的组织微阵列；直径为1.6mm的组织，在一张玻片上制备2个～270个样本的组织微阵列；直径为1.7mm的组织，在一张玻片上制备2个～240个样本的组织微阵列；直径为1.8mm的组织，在一张玻片上制备2个～210个样本的组织微阵列；直径为1.9mm的组织，在一张玻片上制备2个～200个样本的组织微阵列；直径为2.0mm的组织，在一张玻片上制备2个～170个样本的组织微阵列；直径为2.1mm的组织，在一张玻片上制备2个～160个样本的组织微阵列；直径为2.2mm的组织，在一张玻片上制备2个～140个样本的组织微阵列；直径为2.3mm的组织，在一张玻片上制备2个～130个样本的组织微阵列；直径为2.4mm的组织，在一张玻片上制备2个～125个样本的组织微阵列；直径为2.5mm的组织，在一张玻片上制备2个～120个样本的组织微阵列；直径为2.6mm的组织，在一张玻片上制备2个～110个样本的组织微阵列；直径为2.7mm的组织，在一张玻片上制备2个～105个样本的组织微阵列；直径为2.8mm的组织，在一张玻片上制备2个～95个样本的组织微阵列；直径为2.9mm的组织，在一张玻片上制备2个～90个样本的组织微阵列；直径为3.0mm的组织，在一张玻片上制备2个～85个样本的组织微阵列；直径为3.1mm的组织，在一张玻片上制备2个～80个样本的组织微阵列；直径为3.2mm的组织，在一张玻片上制备2个～75个样本的组织微阵列；直径为3.3mm的组织，在一张玻片上制备2个～68个样本的组织微阵列；直径为3.4mm的组织，在一张玻片上制备2个～65个样本的组织微阵列；直径为3.5mm的组织，在一张玻片上制备2个～60个样本的组织微阵列；直径为3.6mm的组织，在一张玻片上制备2个～56个样本的组织微阵列；直径为3.7mm的组织，在一张玻片上制备2个～52个样本的组织微阵列；直径为3.8mm的组织，在一张玻片上制备2个～48个样本的组织微阵列；直径为3.9mm的组织，在一张玻片上制备2个～44个样本的组织微阵列；直径为4.0mm的组织，在一张玻片上制备2个～40个样本的组织微阵列。

4.根据权利要求1所述的组织微阵列生物芯片，其特征在于：所述的供体石蜡组织标本均要经过取材、乙醇或甲醛固定、脱水、透明、浸蜡、包埋、切片、HE染色或其他特殊染色、光学显微镜下观察、诊断和定位组织标本所要研究和取样的特定部位。