一種炔基修飾的基因晶片、其製備方法及應用的製作方法
2023-06-04 07:11:26
專利名稱：一種炔基修飾的基因晶片、其製備方法及應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種基因晶片，具體地說，涉及一種炔基修飾的基因晶片、其製備方法 及應用。
背景技術：
基因晶片(Gene Chip)通常指DNA晶片，其基本原理是指將大量寡核苷酸分子固 定於支持物上，然後與標記的樣品進行雜交，通過檢測雜交信號的強弱進而判斷樣品中靶 分子的數量。基因晶片的概念現已泛化到生物晶片(biochip)、微陣列(Microarray)、DNA 晶片(DNAchip)，甚至蛋白晶片。基因晶片集成了探針固相原位合成技術、照相平板印刷技 術、高分子合成技術、精密控制技術和雷射共聚焦顯微技術，使得合成、固定高密度的數以 萬計的探針分子以及對雜交信號進行實時、靈敏、準確的檢測分析變得切實可行。基因晶片 技術在分子生物學研究領域、醫學臨床檢驗領域、生物製藥領域和環境醫學領域顯示出了 強大的生命力，其中關鍵技術在於基因晶片具有微型化、集約化和標準化的特點，從而有望 實現「將整個實驗室縮微到一片晶片上」的願望。基因晶片在國內外已形成研究與開發的 熱潮，許多科學家和企業家將基因晶片同當年的PCR技術相提並論，認為核酸雜交技術的 集成化已經和正在使分子生物學領域發生一場變革，將帶來巨大的社會效益和經濟效益。寡核苷酸在基片表面的固定是製作基因晶片的第一步，因此製備高質量的基因芯 片基片，實現寡核苷酸的有效固定是基因晶片研究的關鍵技術之一。基片載體的材料表面 必須有可以進行化學反應的活性官能團，以便與生物分子進行偶聯；而載體本身應當是惰 性的，即有足夠的穩定性和良好的生物兼容性。理想的基因晶片基片應具有以下特點1) 基片的螢光背景信號低；2)固定的寡核苷酸必須穩定，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能產生足夠強的檢測信號；4)適度的固定容 量；5)儘量減少非特異性吸附。目前適用於製作基片載體的材料有玻璃片、矽片、金基底、 尼龍、纖維素和聚丙烯醯胺等。基片表面的活性官能團修飾主要有氨基、醛基、環氧基等，但 是環氧基修飾基片過程較為複雜，固定效率不高；氨基修飾基片雖較為簡單，但結合固定效 果不理想；醛基修飾基片的固定量較低，靈敏度不高，穩定性方面也存在問題。
發明內容
本發明旨在克服現有技術的不足，提供一種穩定的、結合強度大、固定效率高、熒 光背景低的炔基修飾的基因晶片。本發明的另一目的是提供上述炔基修飾的基因晶片的製備方法。本發明的進一步目的是提供用上述炔基修飾的基因晶片在固定寡核苷酸中的應用。為了實現本發明目的，本發明的一種炔基修飾的基因晶片，其基因晶片的基片載 體表面上帶有末端含碳碳叄鍵的活性官能團，其結構如式1所示，formula see original document page 4
其中，η為1-10的整數，m為大於1的整數。前述的基因晶片，其中製備所述基片載體的材料包括無機材料或有機高分子材 料，所述無機材料包括玻璃、矽片、金屬(例如金、銀、鐵、鋅、銅)等；有機高分子材料包括 殼聚糖、葡聚糖、聚乙烯醇、纖維素、聚丙烯醯胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乳酸或聚丙烯酸酯寸。製備本發明炔基修飾的基因晶片的方法，其包括步驟1)用乙醇將基片載體洗淨；2)採用分子自組裝技術將10_15mM的三乙氧基矽炔組裝在羥基化或氨基化的基 片載體表面，形成一層末端為叄鍵的單分子自組裝膜，在無水乙醇中漂洗兩遍，氮氣吹乾；3)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。本發明提供的炔基修飾的基因晶片在固定寡核苷酸中的應用，其具體方法為1)將1當量5』 -端帶有疊氮基修飾的寡核苷酸和0. 5% -1%當量CuI催化劑溶 於DMSO中，配製成寡核苷酸濃度為ImM的點樣液；2)用點樣儀吸取上述點樣液，在基片上設定的矩陣上點樣，點樣量是5_20nL，點 樣後的基片放置在37°C相對溼度為75%的恆溫恆溼箱中避光固定8-12小時；3)清洗，甩幹。所述的5』 _端帶有疊氮基修飾的寡核苷酸，其3』 -端還帶有螢光基團，其結構如 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，F代表螢光基團。本發明的優點和有益效果是(1)本發明提供的炔基修飾的基因晶片，其基片修飾方法簡單、方便，適合大規模 生產，基片載體來源豐富。(2)本發明採用分子自組裝技術，將活性基團通過共價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的高密度性和均一性。(3)本發明提供的炔基修飾的基因晶片適於固定末端有疊氮基修飾的寡核苷酸， 固定方法利用點擊化學原理，結合強度大，固定效率高。(4)本發明提供的炔基修飾的基因晶片不會導致螢光信號的明顯增大，螢光背景 低，635nm波長下的螢光背景小於100，平均固定效率大於50%。
圖1為本發明炔基修飾的基因晶片基片表面修飾原理圖；圖2為本發明炔基修飾的基因晶片固定末端有疊氮基修飾的寡核苷酸原理圖。
權利要求
一種炔基修飾的基因晶片，其特徵在於，所述基因晶片的基片載體表面上帶有末端含碳碳叄鍵的活性官能團，其結構如式1所示，式1其中，n為1-10的整數，m為大於1的整數。FSA00000133892200011.tif
2.根據權利要求1所述的基因晶片，其特徵在於，製備所述基片載體的材料包括玻璃、 矽片、金、銀、鐵、鋅、銅、殼聚糖、葡聚糖、聚乙烯醇、纖維素、聚丙烯醯胺、聚碳酸酯、聚苯乙 烯、聚乳酸或聚丙烯酸酯。
3.製備權利要求1或2所述的基因晶片的方法，其特徵在於，其包括步驟1)用乙醇將基片載體洗淨；2)採用分子自組裝技術將10-15mM的三乙氧基矽炔組裝在羥基化或氨基化的基片載 體表面，形成一層末端為叄鍵的單分子自組裝膜，在無水乙醇中漂洗兩遍，氮氣吹乾；3)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.權利要求1或2所述的基因晶片在固定寡核苷酸中的應用，其具體方法為1)將1當量5』-端帶有疊氮基修飾的寡核苷酸和0. 5 % -1 %當量Cul催化劑溶於DMS0 中，配製成寡核苷酸濃度為ImM的點樣液；2)用點樣儀吸取上述點樣液，在基片上設定的矩陣上點樣，點樣量是5-20nL，點樣後 的基片放置在37°C相對溼度為75%的恆溫恆溼箱中避光固定8-12小時；3)清洗，甩幹。
5.根據權利要求4所述的應用，其特徵在於，所述的5』-端帶有疊氮基修飾的寡核苷 酸，其3』 -端還帶有螢光基團，其結構如式2所示，formula see original document page 2其中，n為1-10的整數，F代表螢光基團。
全文摘要
本發明提供了一種炔基修飾的基因晶片，該基因晶片的基片載體表面上帶有末端含碳碳叄鍵的活性官能團，其結構如式1所示，式1，其中，n為1-10的整數，m為大於1的整數。本發明還提供了該炔基修飾的基因晶片的製備方法及其應用。本發明提供的炔基修飾的基因晶片適於固定末端有疊氮基修飾的寡核苷酸，結合強度大，固定效率高，螢光背景低。
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 優先權日2010年5月21日
發明者劉迎春, 高源 申請人:北京歐凱納斯科技有限公司