專利名稱：一種炔基修飾的基因芯片、其制備方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基因芯片，具體地說，涉及一種炔基修飾的基因芯片、其制備方法 及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
基因芯片(Gene Chip)通常指DNA芯片，其基本原理是指將大量寡核苷酸分子固 定于支持物上，然后與標(biāo)記的樣品進(jìn)行雜交，通過檢測雜交信號的強(qiáng)弱進(jìn)而判斷樣品中靶 分子的數(shù)量?；蛐酒母拍瞵F(xiàn)已泛化到生物芯片(biochip)、微陣列(Microarray)、DNA 芯片(DNAchip)，甚至蛋白芯片。基因芯片集成了探針固相原位合成技術(shù)、照相平板印刷技 術(shù)、高分子合成技術(shù)、精密控制技術(shù)和激光共聚焦顯微技術(shù)，使得合成、固定高密度的數(shù)以 萬計(jì)的探針分子以及對雜交信號進(jìn)行實(shí)時(shí)、靈敏、準(zhǔn)確的檢測分析變得切實(shí)可行?；蛐酒?技術(shù)在分子生物學(xué)研究領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)臨床檢驗(yàn)領(lǐng)域、生物制藥領(lǐng)域和環(huán)境醫(yī)學(xué)領(lǐng)域顯示出了 強(qiáng)大的生命力，其中關(guān)鍵技術(shù)在于基因芯片具有微型化、集約化和標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，從而有望 實(shí)現(xiàn)“將整個(gè)實(shí)驗(yàn)室縮微到一片芯片上”的愿望?；蛐酒趪鴥?nèi)外已形成研究與開發(fā)的 熱潮，許多科學(xué)家和企業(yè)家將基因芯片同當(dāng)年的PCR技術(shù)相提并論，認(rèn)為核酸雜交技術(shù)的 集成化已經(jīng)和正在使分子生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)生一場變革，將帶來巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。寡核苷酸在基片表面的固定是制作基因芯片的第一步，因此制備高質(zhì)量的基因芯 片基片，實(shí)現(xiàn)寡核苷酸的有效固定是基因芯片研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。基片載體的材料表面 必須有可以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的活性官能團(tuán)，以便與生物分子進(jìn)行偶聯(lián)；而載體本身應(yīng)當(dāng)是惰 性的，即有足夠的穩(wěn)定性和良好的生物兼容性。理想的基因芯片基片應(yīng)具有以下特點(diǎn)1) 基片的熒光背景信號低；2)固定的寡核苷酸必須穩(wěn)定，在雜交、洗滌和分析過程中不易脫 落；3)有足夠的固定密度以保證檢測分析時(shí)能產(chǎn)生足夠強(qiáng)的檢測信號；4)適度的固定容 量；5)盡量減少非特異性吸附。目前適用于制作基片載體的材料有玻璃片、硅片、金基底、 尼龍、纖維素和聚丙烯酰胺等?；砻娴幕钚怨倌軋F(tuán)修飾主要有氨基、醛基、環(huán)氧基等，但 是環(huán)氧基修飾基片過程較為復(fù)雜，固定效率不高；氨基修飾基片雖較為簡單，但結(jié)合固定效 果不理想；醛基修飾基片的固定量較低，靈敏度不高，穩(wěn)定性方面也存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種穩(wěn)定的、結(jié)合強(qiáng)度大、固定效率高、熒 光背景低的炔基修飾的基因芯片。本發(fā)明的另一目的是提供上述炔基修飾的基因芯片的制備方法。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供用上述炔基修飾的基因芯片在固定寡核苷酸中的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的一種炔基修飾的基因芯片，其基因芯片的基片載 體表面上帶有末端含碳碳叁鍵的活性官能團(tuán)，其結(jié)構(gòu)如式1所示，<formula>formula see original document page 4</formula>
其中，η為1-10的整數(shù)，m為大于1的整數(shù)。前述的基因芯片，其中制備所述基片載體的材料包括無機(jī)材料或有機(jī)高分子材 料，所述無機(jī)材料包括玻璃、硅片、金屬(例如金、銀、鐵、鋅、銅)等；有機(jī)高分子材料包括 殼聚糖、葡聚糖、聚乙烯醇、纖維素、聚丙烯酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乳酸或聚丙烯酸酯寸。制備本發(fā)明炔基修飾的基因芯片的方法，其包括步驟1)用乙醇將基片載體洗凈；2)采用分子自組裝技術(shù)將10_15mM的三乙氧基硅炔組裝在羥基化或氨基化的基 片載體表面，形成一層末端為叁鍵的單分子自組裝膜，在無水乙醇中漂洗兩遍，氮?dú)獯蹈桑?)將上述所得基片載體放置在烘箱中，50-120°C下烘烤30-60min，即得。本發(fā)明提供的炔基修飾的基因芯片在固定寡核苷酸中的應(yīng)用，其具體方法為1)將1當(dāng)量5’ -端帶有疊氮基修飾的寡核苷酸和0. 5% -1%當(dāng)量CuI催化劑溶 于DMSO中，配制成寡核苷酸濃度為ImM的點(diǎn)樣液；2)用點(diǎn)樣儀吸取上述點(diǎn)樣液，在基片上設(shè)定的矩陣上點(diǎn)樣，點(diǎn)樣量是5_20nL，點(diǎn) 樣后的基片放置在37°C相對濕度為75%的恒溫恒濕箱中避光固定8-12小時(shí)；3)清洗，甩干。所述的5’ _端帶有疊氮基修飾的寡核苷酸，其3’ -端還帶有熒光基團(tuán)，其結(jié)構(gòu)如 式2所示，八少O、J^O 式 2 5， N3 ^Tn ^NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN 3'其中，η為1-10的整數(shù)，F(xiàn)代表熒光基團(tuán)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是(1)本發(fā)明提供的炔基修飾的基因芯片，其基片修飾方法簡單、方便，適合大規(guī)模 生產(chǎn)，基片載體來源豐富。(2)本發(fā)明采用分子自組裝技術(shù)，將活性基團(tuán)通過共價(jià)鍵固定在基片載體表面，不 易脫落，固定率高，而且可以保證表面活性基團(tuán)的高密度性和均一性。(3)本發(fā)明提供的炔基修飾的基因芯片適于固定末端有疊氮基修飾的寡核苷酸， 固定方法利用點(diǎn)擊化學(xué)原理，結(jié)合強(qiáng)度大，固定效率高。(4)本發(fā)明提供的炔基修飾的基因芯片不會(huì)導(dǎo)致熒光信號的明顯增大，熒光背景 低，635nm波長下的熒光背景小于100，平均固定效率大于50%。


圖1為本發(fā)明炔基修飾的基因芯片基片表面修飾原理圖；圖2為本發(fā)明炔基修飾的基因芯片固定末端有疊氮基修飾的寡核苷酸原理圖。
權(quán)利要求
一種炔基修飾的基因芯片，其特征在于，所述基因芯片的基片載體表面上帶有末端含碳碳叁鍵的活性官能團(tuán)，其結(jié)構(gòu)如式1所示，式1其中，n為1-10的整數(shù)，m為大于1的整數(shù)。FSA00000133892200011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基因芯片，其特征在于，制備所述基片載體的材料包括玻璃、 硅片、金、銀、鐵、鋅、銅、殼聚糖、葡聚糖、聚乙烯醇、纖維素、聚丙烯酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙 烯、聚乳酸或聚丙烯酸酯。
3.制備權(quán)利要求1或2所述的基因芯片的方法，其特征在于，其包括步驟1)用乙醇將基片載體洗凈；2)采用分子自組裝技術(shù)將10-15mM的三乙氧基硅炔組裝在羥基化或氨基化的基片載 體表面，形成一層末端為叁鍵的單分子自組裝膜，在無水乙醇中漂洗兩遍，氮?dú)獯蹈桑?)將上述所得基片載體放置在烘箱中，50-120°C下烘烤30-60min，即得。
4.權(quán)利要求1或2所述的基因芯片在固定寡核苷酸中的應(yīng)用，其具體方法為1)將1當(dāng)量5’-端帶有疊氮基修飾的寡核苷酸和0. 5 % -1 %當(dāng)量Cul催化劑溶于DMS0 中，配制成寡核苷酸濃度為ImM的點(diǎn)樣液；2)用點(diǎn)樣儀吸取上述點(diǎn)樣液，在基片上設(shè)定的矩陣上點(diǎn)樣，點(diǎn)樣量是5-20nL，點(diǎn)樣后 的基片放置在37°C相對濕度為75%的恒溫恒濕箱中避光固定8-12小時(shí)；3)清洗，甩干。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的5’-端帶有疊氮基修飾的寡核苷 酸，其3’ -端還帶有熒光基團(tuán)，其結(jié)構(gòu)如式2所示，<formula>formula see original document page 2</formula>其中，n為1-10的整數(shù)，F(xiàn)代表熒光基團(tuán)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種炔基修飾的基因芯片，該基因芯片的基片載體表面上帶有末端含碳碳叁鍵的活性官能團(tuán)，其結(jié)構(gòu)如式1所示，式1，其中，n為1-10的整數(shù)，m為大于1的整數(shù)。本發(fā)明還提供了該炔基修飾的基因芯片的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明提供的炔基修飾的基因芯片適于固定末端有疊氮基修飾的寡核苷酸，結(jié)合強(qiáng)度大，固定效率高，熒光背景低。
文檔編號C12Q1/68GK101831504SQ20101018706
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者劉迎春, 高源 申請人:北京歐凱納斯科技有限公司