БИОЧИП ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КЛЕТОК

Полезная модель относится к области медицины, но также может быть использована в ветеринарии, биологии и криминалистике.
Известен биочип для определения поверхностных антигенов клеток (см. Belov L., Huang P., Barber N., Mulligan S.P., Christopherson R.I. Identification of repertoires of surface antigens on leukemias using an antibody microarray // Proteomics. -2003. -Vol.3. -P.2147 -2154.), представляющий пластинку из нитроцеллюлозы, на которой в строго определенных участках (пятнах) иммобилизованы антитела, каждое из которых специфично к определенному клеточному поверхностному антигену.
Известен биочип для определения поверхностных антигенов клеток (см. А.В.Шишкин, И.И.Шмырев, С.А.Кузнецова, Н.Г.Овчинина, А.А.Бутылин, Ф.И.Атауллаханов, А.И. Воробьев «Иммунологические биочипы для параллельного определения поверхностных антигенов и морфологического исследования клеток», Биологические мембраны, 2008, том 25, №4, с 277-284), взятый в качестве прототипа, представляющий собой твердую прозрачную пластиковую пластинку, на которой в строго определенных участках (пятнах) иммобилизованы антитела, каждое из которых специфично к определенному клеточному поверхностному антигену.
Недостатком известных биочипов является то, что для проведения дополнительных исследований связавшихся клеток требуется большой расход реактивов, кроме того, на одном биочипе не может быть параллельно выполнено несколько разных дополнительных исследований клеток, связавшихся в одном участке с иммобилизованными антителами или в разных участках. Недостатком аналога также является использование непрозрачной положки, что делает невозможным исследование биочипа с помощью микроскопии в проходящем свете.
Задачей заявленной полезной модели является создание возможности параллельного выполнения нескольких разных дополнительных исследований клеток и сокращение расхода исследуемого материала и реактивов.
Поставленная задача решается за счет того, что согласно полезной модели, биочип для исследования клеток, содержащий подложку, имеющую рабочую область, в которой расположены тестовые участки с иммобилизованными молекулами веществ, способных связываться с поверхностными молекулами клеток, снабжен съемной рамкой с отверстиями, герметично фиксируемой на поверхности подложки.
Тестовые участки, выполнены в виде полос.
Отверстия в рамке выполнены в виде линейных прорезей, при этом при установке рамки на подложку образуются каналы.
Отверстия рамки заполнены гелем или иной субстанцией, в которой содержатся вещества, необходимые для выполнения дополнительных исследований клеток.
Рамка имеет покрытие, обеспечивающие герметизацию ее соединения с подложкой.
Биочип снабжен бортиком, ограничивающим по периметру рабочую область.
Бортик выполнен съемным.
Биочип снабжен съемной крышкой, закрывающей рабочую область.
Подложка имеет участки, выступающие за пределы рабочей области
Биочип снабжен приспособлением, прижимающим рамку к подложке.
Использование заявленной полезной модели позволяет параллельно выполнять на одном и том же биочипе несколько различных дополнительных исследований клеток, связавшихся с биочипом. При этом сокращается расход используемых реактивов. Кроме того, сокращается расход исследуемого материала.
Наличие съемного бортика, ограничивающего рабочую область биочипа позволяет получить общую емкость, на дне которой располагаются тестовые фоновые и контрольные участки. Это делает более удобным проведение начальных стадий исследования (инкубацию биочипа блокирующим раствором, инкубацию с клеточной суспензией, отмывку, и, если это необходимо, обработку растворами реагентов, которой должны подвергаться все связавшиеся клетки).
Наличие рамки с отверстиями (прорезями), герметично прижимаемой к подложке позволяет получить несколько емкостей (каналов), дно которых образовано различными участками поверхности биочипа. При этом при последующих этапах проведения анализа в каждой такой емкости (канале) клетки подвергаются воздействию различных сред или реагентов, которыми заполняются эти емкости (каналы).
Наличие прижимающего приспособления повышает надежность герметизации соединения рамки с поверхностью биочипа, что исключает смешивание между собой содержимого разных каналов.
Благодаря наличию крышки исключается изменение концентрации растворов и высыхание биочипа вследствие испарения жидкости, предотвращается разбрызгивание жидкости при выполнении анализа.
Описание полезной модели поясняется чертежом, на котором изображено:
на фиг.1 представлен вид сверху биочипа со снятой рамкой и надетой крышкой.
на фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1
на фиг.3 представлен вид биочипа сверху со вставленной рамкой и снятой крышкой
на фиг.4 представлен разрез В-В на фиг.3
Биочип представляет собой прозрачную подложку 1 (фиг.1), имеющую рабочую область 2, содержащую тестовые участки 3 с иммобилизованными антителами или иными веществами, способными связываться с поверхностными молекулами клеток. Данные участки выполнены в виде параллельных полос. На подложке биочипа имеется реперный участок 4, указывающий на порядок считывания результата.
На подложке также присутствует контрольный участок 5 (например, участок положительного или отрицательного контроля). Тестовые участки 3 отделены друг от друга и от участков 4 и 5 фоновыми участками 6, не содержащими молекул иммобилизованных антител или молекул иных веществ, способных связываться с поверхностными молекулами клеток. Рабочая область 2 отделена от остальной поверхности подложки бортиком 7, который выполнен съемным или отламывающися. Рабочая область 2 и бортик 7 образуют емкость биочипа 8 (фиг.2), которая закрывается сверху съемной крышкой 9, предотвращающей испарение жидкости, а также ее выливание или разбрызгивание. Крышка 9 устанавливается на бортик 7 биочипа. Подложка 1 имеет выступающие участки 10, обеспечивающие ее удобное расположение на предметном столике микроскопа, либо ее закрепление в ином вспомогательном устройстве. В емкость 8 вставляется съемная рамка 11 (фиг.3) с отверстиями (прорезями) 12. Отверстия 12 выполнены в виде параллельных линейных прорезей. (Но возможна конструкция с отверстиями 12 другой формы). При этом при установке рамки 11 на поверхность подложки образуются каналы (емкости) 13 (фиг.4). Отверстия (прорези) 12 (фиг.3) могут быть пустыми, но могут быть исходно заполнены веществами, необходимым для дополнительного исследования клеток, например, гелем, содержащим флуоресцентно меченные полинуклеотидные зонды или меченные антитела или питательную среду для роста клеток. Отверстия 12 выполнены сквозными, что позволяет вводить в них нужные растворы в процессе выполнения анализа. Но в некоторых случаях может быть целесообразным исполнение рамки 11 с глухими отверстиями (прорезями) 12 (например в тех случаях, если они должны быть заполнены твердой питательной средой или гелем, содержащим реагенты). Рамка 11 (фиг.4) снизу имеет герметизирующее эластичное покрытие 14 и герметично прижата к поверхности подложки 1 с помощью съемной струбцины 15.
Биочип работает следующим образом.
В емкость 8 биочипа, пипеткой наливают жидкость, которая не растекается за пределы рабочей области 2 благодаря бортику 7. Емкость 8 при необходимости закрывают крышкой 9 предотвращающей испарение или разбрызгивание жидкости. Осуществляют инкубацию биочипа с данной жидкостью, которую после этого сливают. В процессе анализа последовательно используются различные жидкости. Последовательность выполнения манипуляций может быть следующей: обработка блокирующим раствором, отмывка детергентом, инкубация с исследуемым образцом клеточной суспензии, отмывка буферным раствором для устранения не связавшихся с антителами клеток, обработка веществом, повышающим прочность связывания оставшихся клеток. Затем из емкости 8 сливают жидкость и вставляют в нее рамку 11, которую герметично закрепляют, прижимая с помощью съемной струбцины 15 или иного приспособления. Рамку закрепляют таким образом, чтобы отверстия (прорези) 12 располагались поперек областей 3 и 5 в которых связались клетки. Каждый тестовый участок 3 подложки 1 пересекает несколько прорезей 12. В результате образуется несколько каналов 13, на дне каждого из которых находится по одному фрагменту каждого из тестовых участков 3 и фрагмент контрольного участка 5. В каналы 13 микропипеткой вводят вещества, необходимые для проведения дополнительных исследований клеток. При этом в разные каналы 13 могут быть введены реагенты для выполнения разных исследований. В некоторых случаях каналы 13 могут быть изначально заполнены субстанцией, например, гелем, содержащим необходимые реагенты. Каналы 13 также могут быть заполнены питательными средами, необходимыми для роста клеток, или любыми иными веществами. Выполняют манипуляции, необходимых для осуществления дополнительных исследований. После этого рамку снимают, убирают бортик, а биочип подвергают микроскопическому или иному исследованию.