[发明专利]基因检测芯片、检测装置及检测方法

说明书

                    技术领域

本发明涉及用于检测基因的芯片，检测装置及检测方法，所述检测芯片，检测装置及检测方法，能够检测并分析基因碱基序列，除此之外，还有基因异常情况如DNA中的一个碱基置换SNP(人类遗传密码的变种)、多个碱基置换，占突变，基因缺失等。

                    背景技术

所谓一个碱基置换SNP一般认为是在人的DNA碱基序列中1000bp到2000bp中有一个碱基的变化。不管是正常人还是病人，认为有从十万到数百万的SNP，人们正期待着SNP成为分析病因及预防疾病的有效标记。

所谓多个碱基置换是在基因碱基序列中有多个碱基变化。

所谓点突变是在已知基因中碱基序列中的一个碱基变化，由此可以发现翻译出的蛋白质的机能异常，有时成为疾病的原因。

所谓基因的易位是指碱基序列的顺序有一部分逆转，有时成为疾病的原因。

所谓基因的缺失是指一部分碱基序列欠缺。有时成为疾病的原因。

所谓基因的扩增是指一部分碱基序列重复。有时成为疾病的原因。

所谓三联体重复是三个碱基对重复延长。有时成为疾病的原因。

作为检测、分析基因DNA的碱基序列差异的手段，采用DNA测序法(碱基序列测定法)、PCR-SSCP(聚合酶链反应—单股链构象多态性(双脱氧链终止法)、等位基因特异杂交法、DNA芯片法等方法。

DNA测序法有Maxam-Gilbert(化学降解法)和Sanger-coulson法。现在主要使用Maxam-Gilbert(化学降解法)。在用PCR(聚合酶链反应)法扩增分析人的DNA区域之后，使用在PCR法中使用的引物或在扩增DNA内已设定的引物进行测序，决定该区域内DNA的序列。

PCR-SSCP法是用PCR法扩增分析的人的基因的区域后，由于热变性形成单链，将其在非变性聚丙烯酰胺凝胶中进行电泳，由此使PCR法扩增的双链DNA的每个链形成二次结构(分子内氢键)。由于一个碱基序列的不同，所形成的二次结构(分子内氢键)不同，使得电泳距离不同，从而检测出基因的一个碱基置换SNP和点突变等。

等位基因特异杂交法是用PCR法扩增想要分析的区域后，在膜(尼龙过滤膜)区域内作成20个碱基程度的PCR产物或寡聚核苷酸探针，在此，将用放射性同位素32P等标记的DNA样品(被检DNA)杂交。调节其温度等杂交条件，用放射性同位素的强度差检测基因中的一个碱基SNP和点突变。

DNA芯片法在原理方面与等位基因特异杂交法几乎相同。它是将20个碱基程度的PCR产物或寡聚核苷酸探针排列在固定相(基盘上)，使其与荧光标记的DNA样品(被检DNA)杂交。通过调节温度等杂交条件，根据荧光强度的差别检测人基因中的一个碱基置换SNP等。

在等位基因特异杂交法中的杂交场合，由于使用放射性同位素标记DNA，所以放射性同位素的处理和管理需要较多的费用是一个问题。另外，在DNA芯片法的场合，使用荧光素标记，由于荧光素是大分子结构，在足够的频率下，荧光不能捕捉到DNA。荧光标记探针的荧光强度不高，更使得荧光褪色及玻璃等基盘有荧光(背景部分的荧光)成为问题。

为了解决这些问题，作为检测DNA杂交的形成、检测双链DNA的简单、高敏感度的好方法，将DNA探针固定在电极上，让该DNA探针在有嵌入化合物的情况下与DNA样品反应，用电化学方式检测双链DNA和杂交形成体，该方法已被公开。(参照特开平9-288080号公报及1996年第57届分析化学研讨会论文集P137-138)

但是，基因中的一个碱基置换SNP和基因突变等的数量非常大，例如为了制作一个人的15KB密度(分辨率)的一个碱基置换SNP图，必须至少鉴定二百万的一个碱基置换SNP。另外，与已知疾病有关的基因点突变的数量也极多。采用现有的方法笼统地分析一个碱基置换和点突变在现实中几乎是不可能的。

本发明的目的就是解决上述现有的问题，以多个DNA样品为检测对象可以进行检测、分析大量的基因，即可以进行高处理的能力(高速、大量)的处理，而且可以提供高敏感度地检测和分析基因的鉴定装置。总之，本发明是特开平9-288080号公报记载的、根据电化学进行双链DNA的检测和杂交形成体的检测的原理，力图实现大量、高敏感度地检测、分析基因的装置。

而且本发明是力图实现在实际检测等操作中操作简单、容易作业的基因检测的方法、检测装置及检测芯片的发明。

                    发明内容