專利名稱：生物芯片及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種生物芯片及其制造方法，更具體而言，涉及一種直接將生物分子以穩(wěn)定鍵結方式直接固著在有機聚合物基質之裸表面上的生物芯片及其制造方法，這種生物芯片是用來進行各種生化反應，特別是生化檢測反應的。
近年來生物科技產業(yè)中將所需的檢測試劑固著于基質上的產品愈來愈多，尤其是在疾病診斷方面，而所需的相關技術需求亦不斷增加。這里所提到的試劑主要是指蛋白質、核酸、細胞、藥物及小分子的半抗原。而基質包括塑料、玻璃、硅化物、碳纖維、纖維素及其他物質，其中以塑料最為廣泛使用，主要是由于塑料有高度的生物相容性及極佳的可塑性、光學性質，此外塑料可于其表面覆以某些化學物質以改變塑料表面特性，以符合特別的需求。塑料于這方面應用時就形狀而言常見的有杯狀(cups)、盤狀(discs)、管狀(tubes)、球形(spheres)、纖維(fibers)、薄膜(membranes)或粒狀(particles)，型態(tài)的可變性極高。塑料的種類繁多，常用于做為基質的材質包括，聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚碳酸酯、醋酸纖維素等，這些材質中以聚苯乙烯、聚氯乙烯及聚碳酸脂的光學透光性最佳。
過去塑料材質雖會被用來做為生物分子固著的基質，但多利用分子吸附的性質，如聚苯乙烯及聚氯乙烯因具有靜電的吸引力而利于較大的分子吸附，但此種吸附力的固著效果通常不佳，易造成分子的剝離。而如寡核苷酸等較小的分子要固著于基質需仰賴事前已涂覆在基質上的較大分子做為媒介，如此這些小分子才可順利固著在塑料基質上。為此，有不少方法用來改性塑料的表面，以增加表面的靜電及結合能力。由于基質需進行前處理因而降低了塑料基質應用的便利。
過去分子生物技術中核酸通常固著于硝化纖維膜(nitrocellulosemembrane)及尼龍膜，固著時以吸附及共價鍵結的方式進行，共價結合的化學反應是發(fā)生于核酸及基質上的氨基。單股的DNA、RNA及寡核苷酸中的腺嘌呤、鳥嘌呤及胞嘧啶等堿基上具游離的氨基，這些氨基即可用于共價固著，過去依學理推論認為利用這些游離的氨基固著時，由于兩股核酸配對時所需的氫鍵不易形成故會較不利于進行雜交，因此一般會在核酸的5’端或3’端以合成的方式加入額外的氨基，再以此氨基和經改性的固態(tài)基質進行固著反應，但如此一來即會造成成本增加。
過去的分子生物研究中很早就開始使用尼龍膜作為核酸固著的基質，主要是利用其具有微孔的特性，此特性有助于核酸分子吸附到膜上，之后再以80℃加熱2小時的方式或照射紫外光，使核酸得以共價鍵結固著于尼龍膜上，因此這種固著方式嚴格來看具有兩個步驟首先是核酸的吸附，再者是以80℃加熱2小時的方式或照射紫外光進行固著。事實上，如不進行80℃加熱2小時或照射紫外光形成共價鍵結仍會有部分核酸吸附于尼龍膜上。
塑料材質中，以聚苯乙烯制成的孔盤目前最常見于商品化之生物分子固著基質，而這些孔盤大多先經表面處理。這類孔盤為目前在免疫分析時廣泛使用的一種器皿。此外，亦有某些商品是以經前處理的孔盤作為偵測聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction，PCR)產物的器皿，其方法是以固著于微量孔盤上的特異性探針來和PCR產物雜交，之后進行呈色。由于以聚苯乙烯為基質的固著應用越來越廣泛，因此改善舊有的固著方式，使核酸固著得以更有效率、更方便、更省時、更省錢變得相當重要。
目前有不少方法可用于將寡核苷酸及蛋白質固著于基質，然而這些方法均較昂貴或耗時。這些固著的方法大致分為兩類，一為非共價結合，另一為共價鍵結合。一般以非共價結合的固著強度較弱。就共價結合而言，寡核苷酸本身或基質表面必須先進行改性，以增加兩者間鍵結時的反應性，其甚至可使核酸固著時具有方向性，即5’端固著3’端游離，或反之。寡核苷酸上常見的改性方式為在5’端或3’端加上氨基或硫基(thio)基團。Pegg等人的美國專利5663318是以具有親水性及疏水性基團的異雙功能交聯試劑(heterobifunctionalcrosslined agents)涂覆作用于包括乙烯基乙烯、丙烯、砜、碳酸酯之聚合物或這些單體之復合塑料基質上，之后包括核酸、抗體或抗原、酶及藥物等生物分子再和此交聯試劑中的活性基團反應而達到固著的效果。Carrico等人的美國專利4806631是以烷基化劑處理尼龍類塑料，核酸分子在適當的緩沖液中作用一段時間后吸附固著。Van Ness等人的美國專利5514785先將聚環(huán)乙亞胺、聚烯丙胺或聚乙烯胺等含氨基的聚合物裹覆于尼龍小球上，5’端或3’端改性為氨基的核酸分子再固著到聚合物上。Sheridan等人的美國專利5747244則是將5’端改性為氨基的核酸固著于改性過的聚苯乙烯上。
而Holmstrom等人的研究(Anal.Biochem.209:278-283(1993))，是以生物素及抗生物素蛋白間的特異性結合為基礎進行核酸分子的固著，將抗生素蛋白/抗生蛋白鏈菌素(streptavidin)先粘附于固態(tài)基質表面，標示有生物素的核酸再和固態(tài)基質上的抗生素蛋白/抗生蛋白鏈菌素作用，以達到固著的目的。聚L型賴氨酸(Poly-L-Lys)或聚L型賴氨酸-苯丙氨酸(poly-L-Lys-Phe)是目前較常用于前處理的物質，作法是先在玻璃或聚苯乙烯覆上聚L型賴氨酸或聚L型賴氨酸-苯丙氨酸，經氨基或巰基改性的核酸即可于雙功能生物媒介試劑存在下和固態(tài)基質上的氨基酸做共價結合，Gadow等人的美國專利4657873發(fā)明即是以苯丙氨酸及賴氨酸這兩種氨基酸的聚合物做為媒介以進行核酸固著的。另一種固著則是利用甲基亞胺(methyl imine)做為媒介(NUNC,Naperville,Ill)。Bienarz等人的美國專利5002883是在塑料表面改性為具氨基以作為固著的媒介。Nikiforov等人的美國專利5610287是將核酸于鹽或陰離子清潔劑存在下以非共價鍵的方式固著于含親水基團的聚苯乙烯表面。以上所提的方法均有共同的不便之處，即核酸需先改性及固態(tài)基質需事先進行處理。
至于直接固著方面，Kawai等人曾直接將寡核苷酸覆于聚苯乙烯表面，在MgCl2及NaCl存在下使核酸吸附到經改性的聚苯乙烯表面，之后以254nm波長的UV照射將核酸固著于聚苯乙烯上(Kawai,S.et al.,Anal.Biochem.209:63-69(1993))，以此法固著時需有適當的鹽濃度，且核酸吸附到聚苯乙烯表面所需的時間較長。Rasmussen等人(Anal.Biochem.198:138-142(1991))是將5’端磷酸化的寡核苷酸在水溶性碳二亞胺(carbodimide)下，經濃縮反應固著于改性的聚苯乙烯上，其固著為具方向性。Maskos等人(Nucl.Acids Res.20:1679-1684(1992))是將寡核苷酸接上含一級羥基的接頭，藉由羥基來和固態(tài)基質上的甘油醚氧丙基硅烷(glycidoxypropyl silane)反應，以直接進行固著。這些方法均相當耗時，往往需要一天的作用時間，且需其他試劑存在，才有利核酸的固著。
目前己知的一些核酸固著方式若欲應用于生物芯片的制備均會面臨幾個問題。首先，雖然亦有以不經改性的5’端或3’端為-OH基團的寡核苷酸固著于改性后的固態(tài)基質(如美國專利第5919626號)，一般欲固著的核酸需先經改性，使成為具氨基或硫基的分子。其次，用來作為連接核酸與基質間的雙功能交聯試劑一般較為昂貴，且這些試劑對空氣及濕度相當敏感。于塑料表面進行改性時常會將其表面改為碳氫基胺、羥基或巰基作為固著的媒介，但其易造成塑料透明度降低等不良的現象。最后，用來固著核酸的固態(tài)基質大多需要經過前處理，使其表面具親水性基團。
Church等人于Natl.Acad.Sci.USA 81:1991-1995(1984)教導的尼龍膜上固著核酸的研究，認為核酸的共價固著是因為紫外光使核酸上胸腺嘧啶的殘基和膜上的氨基反應所致；尼龍膜因為具有微孔，有利于核酸分子吸附，而得以未經改性形式用于核酸的固著。然光滑表面的被認為不利直接固著生物分子于其上，再者，以尼龍膜為基質，其材質具有可曲撓性，不利于作為生物芯片，而且其不具透光性，只適用于以肉眼判讀之化學呈色。
目前分子生物研究仍常以尼龍膜作為核酸固著的基質，主要是應用尼龍膜的微孔特性及具氨基的單體可和核酸中的堿基作用的特性，但尼龍膜因不具透光性而不易應用于生物芯片。近幾年來生物芯片技術的發(fā)展相當迅速，而所采用的基質都以玻璃材質為主，待究其原因主要是玻璃的生物相容性不錯且透光性佳，而塑料和玻璃一樣具有高的生物相容性及透光性，并且，塑料另具有一些玻璃所沒有的優(yōu)點，包括可塑性高、顏色變化多及便宜等，此外最重要的是玻璃需先改性才可用于固著核酸，本發(fā)明揭示塑料表面不需改性即可用于核酸固著，其固著機制不同于尼龍膜利用微孔特性及以其具氨基的單體和核酸中的堿基作用的固著原理，不限于需含氨基單體的塑料，如聚乙烯及聚丙烯均可用于核酸固著。因此相較于玻璃，以塑料作為生物芯片中核酸固著的基質將更方便且經濟。
從以上的現有技術中可得知，過去以塑料為基質時，塑料所扮演的角色均為支持性基質，塑料中原始的化學分子單體并不直接參與生物分子的固著，生物分子固著時主要是和涂覆于塑料表面的化學介質和改變過特性的塑料表面分子產生反應而達到固著的目的。由于必須先經涂覆或表面特性的改性，因此制程較為繁瑣、耗時且成本較高。本發(fā)明的特色即采用未經改性材質做為生物固著的基質，生物分子直接和基質表面上的組成成分產生鍵結而達到固著的目的，因此較為方便且成本低廉。
本發(fā)明之目的在于提供一種簡便、有效且節(jié)省成本的生物芯片及制造方法，其中的生物分子系以穩(wěn)定鍵結的方式直接鍵結于有機聚合物基質之未經改性處理的裸表面上，其可以改善現有技術基質裸表面必須經過改性處理繁瑣的程序、以及生物分子僅以吸附方式不足以穩(wěn)定地固著在基質表面上所導致效果不佳的缺點。
本發(fā)明之另一目的在于提供一種生物芯片，包含一有機聚合物基質，該基質具有一由該有機聚合物所直接組成的裸表面、以及多個固著于該基質上之生物分子，其中所述生物分子是以穩(wěn)定鍵結方式直接固著于該基質的裸表面上的，藉此所述生物分子得以穩(wěn)定地直接固著于該基質未經由表面處理的裸表面上，并得以進行各種生化反應，其可達成上述目的并避免現有技術的缺點。
本發(fā)明之再一目的在于提供一種制造生物芯片之方法，包含下列步驟(a)提供一有機聚合物基質，該基質具有一由該有機聚合物所直接組成的裸表面，(b)提供多個生物分子于該基質的裸表面上，以及(c)以紫外光照射該等生物分子與該基質，使所述生物分子與該基質之裸表面產生化學鍵結并固著于該基質上，藉此，所述生物分子得以穩(wěn)定且直接地固著于該基質上，并得以進行各種生化反應。
為簡化生化檢測反應，本發(fā)明提供了一種生物芯片，包含一有機聚合物基質，該基質具有一由該有機聚合物所直接形成的裸表面；以及多個固著于該基質上之生物分子；其中，所述生物分子經由能量給予之方式以穩(wěn)定鍵結方式直接固著于該基質的裸表面上，藉此，所述生物分子得以穩(wěn)定且直接地固著于該基質未經由表面處理的裸表面上，并得以進行各種生化反應。
本發(fā)明生物芯片的有機聚合物基質系選自丙烯酸樹脂，丙烯、苯乙烯、乙烯、氯乙烯、砜、碳酸酯或醋酸纖維素等單體之單一聚合物或混合聚合物、或橡膠或乳膠，其中較優(yōu)選者為丙烯酸樹脂。該有機聚合物基質可為片狀、杯狀、盤狀、管狀、球形或粒狀。
在實施上，有機聚合物基質形狀的可變性大，而且可添加不同的添加劑藉以改變其顏色，這種顏色的改變將有助于結果的判讀，如白色的基質有利于化學呈色時顏色觀察，透明基質適用于化學呈色時顏色觀察及螢光顯色時于顯微鏡下的觀察，黑色基質適用于螢光顯色的觀察等。
本發(fā)明生物芯片的有機聚合物基質系選自丙烯酸樹脂，丙烯、苯乙烯、乙烯、氯乙烯、砜、碳酸酯、或醋酸纖維素等單體之單一聚合物或混合聚合物、或橡膠或乳膠，其中較優(yōu)選者為丙烯酸樹脂。該有機聚合物基質可為片狀、杯狀、盤狀、管狀、球形或粒狀。
在實施應用上，有機聚合物基質形狀的可變性大，而且可添加不同的添加劑藉以改變其顏色，這種顏色的改變將有助于結果的判讀，如白色的基質有利于化學呈色時顏色觀察，透明基質適用于化學呈色時顏色觀察及螢光顯色時于顯微鏡下的觀察，黑色基質適用于螢光顯色的觀察等。
所述生物分子選自蛋白質、核酸、細胞或半抗原，較優(yōu)選者為核酸分子。再者，該等生物分子系經由能量給予之方式以與該基質的裸表面進行反應并固著于該基質上，該能量給予之方式包括經紫外光照射或以其他能量處理，譬如紅外線照射、微波處理或加熱，其中較優(yōu)選者為紫外光照射。
本發(fā)明中所采用的有機聚合物基質，生物分子在經紫外光照射或在其他能量存在下即可進行固著。就有機聚合物的單體成分而言，各聚合物的單體組成皆和尼龍不同。尼龍膜因具微孔特性而有利于核酸分子固著前進行吸附而能以未經改性材質形式用于核酸的固著。
本發(fā)明中所謂的穩(wěn)定鍵結指的是于1N NaOH存在、溫度為4-70℃下雜交反應后清洗最低臨界條件(stringent)下不被破壞。
本發(fā)明中所采用之有機聚合物材質，生物分子在經紫外光照射或以其他能量處理即可進行固著。就有機聚合物的單體成分而言，各聚合物的單體組成皆和尼龍不盡相同，而一般認為核酸之所以得以固著于尼龍膜上的另一因素是，由于照射紫外光后核酸上的氨基和尼龍膜上的氨基形成共價鍵所致。
本發(fā)明中所謂的裸表面特別指的是未經過改性或表面處理的有機聚合物基質表面，以有別于習知技術。因此本發(fā)明中生物分子的固著系藉由外在所施予的能量造成生物分子與有機聚合物材質間形成鍵結所致。
有機聚合物基質在進行生物分子固著前需先進行表面的清潔，任何習知之清潔方式均可使用于本發(fā)明中。舉例而言，此清潔的執(zhí)行是先以70％灑精于其表面擦拭，待擦干凈后再以丙酮擦拭，干燥后即可進行生物分子固著。
本發(fā)明中用于固著所使用的核酸探針不需進行改性。經測試發(fā)現固著的核酸探針濃度0.5-50μM，均可獲得雜交信號，1-10μM可獲得較佳的雜交信號，探針濃度太高時反而只有周圍會有信號，中央部位因受干擾而無或僅有較弱的雜交信號。
核酸探針的長度及組成取決于所要雜交的靶核酸的長度及組成，一般的長度介于15-100個核苷酸，但通常是20-30個。核酸探針的稀釋液中加入適當濃度的SDS(十二烷基硫酸鈉)，有助于適度降低點于基質上的水滴之內聚力，以獲得較佳的雜交信號。
本發(fā)明實施例中所用的探針在5’端加上25個胸腺嘧啶，以利核酸固著。當以標定有生物素的寡腺嘌呤核苷酸、寡胸腺嘧啶核苷酸、寡鳥嘌呤核苷酸及寡胞嘧啶核苷酸直接固著于丙烯酸樹脂基質進行驗證時發(fā)現，固著的能力以寡胸腺嘧啶核苷酸及寡鳥嘌呤核苷酸最佳，寡腺嘌呤核苷酸及寡胞嘧啶核苷酸次之。之后的實驗更驗證了核酸探針并不需額外在5’端加多個胸腺嘧啶，核酸探針可以任何堿基系列組成，照射紫外光后直接有效的固著于基質。
本發(fā)明主要的優(yōu)點在于利用基質的裸表面進行生物分子的固著，由于不需經過基質表面的改性前處理，故較現有技術節(jié)省時間及金錢。另一方面，所應用的有機聚合物基質具有容易取得且價格低廉的優(yōu)點。再者，本發(fā)明之一具體實施例以紫外光照射作為固著時所需的能量來源，在制造過程上較現有技術以試劑進行固著來得方便且所需的時間也比較短。
再者，本發(fā)明以有機聚合物材料做為基質，使生物分子穩(wěn)定鍵結固著于其上具有下列優(yōu)點第一，核酸得以共價等穩(wěn)定方式固著于未經改性的有機聚合物表面；第二，有機聚合物為強韌堅固的材質，足以承受一般生化反應所使用的溫度及清洗時的離子強度；以及第三，有機聚合物可制成非孔性表面材質，如此可減少雜交時雜交緩沖液所需的體積，因而增加探針和靶核酸作用的機會。最后，由于為非孔性表面，故背景的雜信號會較低。
本發(fā)明另一方面系提供一種制造生物芯片之方法，包含下列步驟(a)提供一有機聚合物基質，該基質具有一由該有機聚合物所直接形成的裸表面；(b)提供多個生物分子于該基質的裸表面上；以及(c)以經由能量給予之方式，使該等生物分子與該基質之裸表面產生化學鍵結并固著于該基質上；藉此，該等生物分子得以穩(wěn)定且直接地固著于該基質上，并得以進行各種生化反應。
依據本發(fā)明步驟(c)中，該能量給予之方式包括經紫外光照射或以其他能量處理，譬如紅外線照射、微波處理或加熱，其中較優(yōu)選者為紫外光照射。
實施例1核酸探針選擇選自腸病毒基因體5’端未轉譯區(qū)間之核酸序列，在探針的5’端接有25個胸腺嘧啶，共設計三種探針，序列分別為cEV探針15′-(T)25TCCTCCGGCCCCTGAATGCGGCTAATC-3′52聚體cEV探針25′-(T)25TGTCGTAACGG(/C)GCAAC(/G)TCT(/C)GC(/T)A(/G)GCGGAACCGAC-3′58聚體cEV探針35′-(T)25TACTTTGGGTGTCCGTGTTTCT(/C/A)TTTTAT-3′53聚體核酸引物選擇選自腸病毒基因體5’端未轉譯區(qū)間之核酸序列，在引子的5’端接有生物素。正向及反向引子分別為f-cEV 2:5′-生物素CAAGCACTTCTGTT(/A/C)T(/A/C)CCCCGG-3′21聚體r-cEV 2:5′-生物素ATTGTCACCATAAGCAGCCA-3′20聚體核酸探針固著于丙烯酸樹脂基質以丙烯酸樹脂材質作為核酸固著的基質，將丙烯酸樹脂板裁剪成大小約8×15mm。所使用的探針溶在0.05％SDS中調配成2μM。將探針點于塑料基質上，每點的體積為0.3μl，每種探針點三點，除此之外以M13通用引物作為陰性對照。待點上去的探針風干后，以254nm波長的紫外光距1.5cm照射3分鐘。
靶核酸(targer DNA)之制備核糖核酸逆轉錄作用及PCR取適量的腸病毒RNA 10μl置于逆轉錄-聚合酶鏈反應(RT-PCR)反應試液中(Ready-TO-GO，Amersham Pharmacia Biotech.)，加入24μM的r-cEV2 1μL，置于70℃加熱10分鐘旋即加入冰浴2-3分鐘，加水使管內體積成50μL。于42℃反應45分鐘，再于70℃反應10分鐘，待冷卻后進行PCR。PCR前加入另一引物f-cEV2。反應的條件為94℃3分鐘后，94℃40秒、54℃40秒、72℃40秒進行35個循環(huán)，最后再予72℃10分鐘。
雜交反應雜交反應的進行，首先將點好探針的塑料芯片置于適當大小的容器中，將雜交緩沖液(5X SSC，0.1％N-十二烷基肌氨酸，0.02％SDS，1％封閉劑(Boehringer Mannheim))，預溫至45℃。于5mL雜交緩沖液中加入2.5μL以上所生產的PCR產物(約10ng/μL)，加以緩沖液入承載芯片的容器，于45℃下進行雜交反應20分鐘。雜交完成后以2X SSC/0.1％SDS洗2次每次1分鐘。以順丁烯二酸緩沖液(0.1M順丁烯二酸，0.15M NaCl，pH7.5)潤濕。之后以抗生蛋白鏈菌素接合堿性磷酸酶(原液2000倍稀釋于0.1M順丁烯二酸，0.15M NaCl，1％封閉劑，pH7.5中)作用20分鐘接著用順丁烯二酸緩沖液洗2次每次各1分鐘。呈色時首先以顯色緩沖液(100mM Tris-HCl,100mM NaCl,50mM MgCl2,pH 9.5)平衡2分鐘。呈色液的配制是在10ml顯色緩沖液加入200μL氮藍四唑(NB3T)/5-溴-4-氯-3-吲引哚磷酸(BCIP)(Boehringer Mannheim)，加呈色液后反應10分鐘，之后以水洗5分鐘終止呈色。結果三種探針均有出現雜交信號，但陰性對組則沒有信號，表示三探針的陽性結果為特異的結果。且每種探針所做的三個重復點其信號強弱一致，表示以此材質作為核酸的固著時，雜交信號的穩(wěn)定性佳。
實施例2如實施例1，但以改變UV照射的時間來了解照射UV時間的長短對核酸固著的影響。紫外光照射的時間分別是10秒、20秒、30秒、1分鐘、3分鐘、5分鐘。結果紫外光只照射10秒時無任何雜交信號出現，而雜交信號隨照射時間增加而加強，這表示紫外光的照射有助于核酸的固著。
實施例3如實施例1，但以不同波長紫外光照射來了解對核酸固著的影響。以分別屬于UVC的254波長紫外光及UVB的312波長紫外光作為核酸固著時所需的能量來源，紫外光照射時間為6分鐘。結果可見到兩種波長均有助核酸固著，254波長照射6分鐘時三種探針均可有效固著，但312波長照射6分鐘則cEV探針2尚無法固著，但在其他實驗結果中發(fā)現當照射10分鐘后三種探針均可固著。
實施例4以聚苯乙烯材質的96孔孔盤、橡膠、乳膠、PP、PE、3M Scotch tape作為核酸固著材質，如實施例1中的作法進行探針固著及雜交反應。結果以上的材質核酸均可有效固著。
實施例5
蛋白質于塑料上的固著效果。將取自豬的血清以PBS(磷酸緩沖鹽水)進行10倍稀釋，稀釋后的血清點5μL于丙烯酸樹脂上，待風干后一組照射254nm波長的紫外光距1.5cm照射3分鐘，另一組未照射紫外光。
以接合堿性磷酸酶的小鼠抗豬抗體(原液50倍稀釋于0.1M順丁烯二酸，0.15M NaCl，1％封閉劑，pH7.5中)37℃下作用30分鐘接著用順丁烯二酸緩沖液洗2次每次各1分鐘。呈色時首先以顯色緩沖液(100mM Tris-HCl,100mM NaCl,50mM MgCl2,pH 9.5)平衡2分鐘。呈色液的配制是在10ml顯色緩沖液中加入200μL氮藍四唑(NBT)/5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸(BCIP)儲存溶液，加呈色液后反應10分鐘，之后以水洗5分鐘終止呈色。結果不論有無照射紫外光，蛋白質均可有固著于丙烯酸樹脂板上，但照射紫外光者信號強度會較強。
藉由本發(fā)明的揭示所得到的一種生物芯片及其制造方法，能夠提供有效且簡便方案以解決先前技術的缺點，而且于基質的取材上更方便以及節(jié)省成本，且提供不需改性即可進行以化學鍵結方式穩(wěn)定固著生物分子于基質上的優(yōu)點，對于產業(yè)發(fā)展具有前瞻性的貢獻。
以上所述之詳細說明，僅為本發(fā)明之優(yōu)選實施方案，并非據以限定本發(fā)明之保護范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示精神之衍生或改變，均應該由下列所述之權利要求所界定。
權利要求
1.一種生物芯片，包含一有機聚合物基質，該基質具有一由該有機聚合物所直接形成的裸表面；以及多個固著于該基質上之生物分子；其中，所述生物分子經由能量給予之方式以穩(wěn)定鍵結方式直接固著于該基質的裸表面上，藉此，所述生物分子得以穩(wěn)定且直接地固著于該基質未經由表面處理的裸表面上，并得以進行各種生化反應。
2.根據權利要求1所述的生物芯片，其中該有機聚合物基質是丙烯酸樹脂。
3.根據權利要求1所述的生物芯片，其中該有機聚合物基質系選自丙烯、苯乙烯、乙烯、氯乙烯、砜、碳酸酯、或醋酸纖維素等單體之單一聚合物或混合聚合物、或橡膠或乳膠。
4.根據權利要求1所述的生物芯片，其中所述生物分子選自蛋白質、核酸、細胞、或半抗原。
5.根據權利要求1所述的生物芯片，其中該經由能量給予之方式包括經紫外光照射或以其他能量處理之方式。
6.根據權利要求1所述之生物芯片，其中所述生物分子是經由紫外光照射方式以與該基質的裸表面進行反應并固著于該基質上的。
7.根據權利要求1所述的生物芯片，其中所述生物分子是經由能量給予之方式以與該基質的裸表面進行反應并固著于該基質上的。
8.根據權利要求7所述的生物芯片，其中該能量給予之方式是紅外線照射、微波處理或加熱。
9.一種制造生物芯片之方法，包含下列步驟(a)提供一有機聚合物基質，該基質具有一由該有機聚合物所直接形成的裸表面；(b)提供多個生物分子于該基質的裸表面上；以及(c)以經由能量給予之方式，使所述生物分子與該基質之裸表面產生化學鍵結并固著于該基質上；藉此，所述生物分子得以穩(wěn)定且直接地固著于該基質上，并得以進行各種生化反應。
10.根據權利要求9所述的制造生物芯片的方法，其中該有機聚合物基質是丙烯酸樹脂。
11.根據權利要求9所述的制造生物芯片的方法，其中該有機聚合物基質選自丙烯、苯乙烯、乙烯、氯乙烯、砜、碳酸酯、或醋酸纖維素等單體之單一聚合物或混合聚合物、或橡膠或乳膠。
12.根據權利要求9所述的制造生物芯片的方法，其中所述生物分子選自蛋白質、核酸、細胞、或半抗原。
13.根據權利要求9所述的制造生物芯片的方法，其中該經由能量給予之方式包括紫外光照射或以其他能量處理之方式。
14.根據權利要求9所述的制造生物芯片的方法，其中所述生物分子是經由紫外光照射方式以與該基質的裸表面進行反應并固著于該基質上。
15.根據權利要求9所述的制造生物芯片的方法，其中所述生物分子是經由能量給予之方式以與該基質的裸表面進行反應并固著于該基質上。
16.根據權利要求15所述的制造生物芯片的方法，其中該能量給予之方式是紅外線照射、微波處理或加熱。
全文摘要
本發(fā)明提供一種簡便、有效且節(jié)省成本的生物芯片及其制造方法,其中該生物芯片包含一有機聚合物基質,該基質具有一由該有機聚合物所直接組成的裸表面、以及多個固著于該基質上之生物分子,其中,所述的生物分子是穩(wěn)定鍵結(以共價鍵結或離子鍵結方式)而直接固著于該基質的裸表面上的,藉此這些生物分子得以穩(wěn)定且直接地固著于該基質上,并得以進行各種生化反應。
文檔編號C12Q1/68GK1299057SQ9912547
公開日2001年6月13日 申請日期1999年12月6日 優(yōu)先權日1999年12月6日
發(fā)明者李泔泓, 施宇豪, 蔡娟美, 王意雯, 蕭夐, 白啟宏, 王獻煌 申請人:晶宇生物科技實業(yè)股份有限公司