[发明专利]一种检测多种肝炎的检测型基因芯片

说明书

技术领域

本发明所涉及的技术领域是一种肝炎基因芯片，特别是一种检测肝炎突变的基因芯片。

背景技术

生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术，在固体芯片表面构建的微分析单元和系统。生物芯片可把许多不同功能器件：集成在一起，例如，生物样品的预处理，遗传物质的提取，特定基因片段的扩增，生物探针阵列以及毛细管电泳形成整体的微流体系统，以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。基因芯片是最重要的一类生物芯片，它集成了大量的密集排列的基因探针，能够在短时间内分析大量的基因，使人们可迅速地读取和分析生命的程序。

生物芯片在生物检测、医学检验、药物筛选和基因序列分析上有着极其重要的意义。例如在生物学中，随着分子生物学的不断发展，特别是举世瞩目的人类基因组计划实施以酸、蛋白质序列和结构的数据呈指数增长。而下世纪最富挑战性的工作就是人划完成后，即在后基因时代，我们如何运用大量的生物分子信息服务于人类社会，并使医学、治疗产生根本革命。在医学中，“系统、器官、组织、细胞层次上的第二阶段医学”正在向“基因水平上的，DNA-RNA-蛋白质-蛋白质与核酸相互作用，以及它们与环境相互作用水平上的第三阶段医学”转化。这种在分子层次上进行的基因诊断与基因台疗，将根本地认识疾病产生的根源，并将有希望根本认识和治疗包括癌症在内的重大疾病。这些生物学、医学的根本变革，一个根本的前提是基因序列的测定和分析。能否有效快速地进行基因测序与分析，将影响到人类基因组计划的实施，从而影响生物学、医学的进一步发展。传统基因测序所采用的方法包括化学反应、凝胶电泳法、图像处理等一系列繁杂的步骤，这些方法花费时间较长，且操作繁复，尤其在大规模测序方面费时，并且不适宜便携化快速测序。在对传统基因测序方法进行改进的过程中，以基因芯片为代表的生物芯片技术应运而生。生物芯片技术是将生命科学研究中所涉及的许多不连续的分析过程，如样品制备，化学反应和分析检测等通过采用微电子，微机械等工艺集成到芯片中，使之连续化，集成化，微型化和自动化。这一技术的成熟和应用将在下世纪的疾病诊断和治疗、新药开发、司法鉴定、食品和环境监测等生命科学相关领域带来一场革命，为生物信息的获取及分析提供虽有力的手段。

生物芯片(基因芯片)近年来一直是国际上的一个研究热点，并正以惊人的速度向前发展。国际上已经有多家公司进入生物芯片领域，研究出把PCR与DNA阵列集成的生物芯片。这些系统通常在芯片上制备出一个PCR微反应池，通过控制微反应的温度循环，进行基因扩增，接着将扩增后的基因引入杂交池中，与固相微阵列探针杂交，进行检测。Affymetrix公司则把PCR微反应池进一步制成微流体通道。尽管已有将PCR技术芯片检测合为一体的报导，但其特点是整个PCR过程在一个微反应池中进行。因而需对器件的同一部位反复地升温、降温，这将无法对PCR结合进行动态跟踪和定量分析。而且目前升温、降温需一定时间，延长了工作时间。

基因芯片(DNA Chip)是生物技术与微电子芯片融合的结晶，是由固定于固相载体(如硅片、玻璃、塑料等)表面的核苷酸阵列构成的一种新型微型器件。它集成了基因探针，通过与被检测基因的碱基序列进行互补匹配，实现核酸序列的分子识别。由于其快速、微量、准确的应用优点，正在成为新一代的自动化医学检验工具。肝炎病毒的高突变率导致药物疗效不高，并且使病情加重。通过设计针对突变基因的探针，与被检测基因的碱基序列进行互补匹配，可快速、微量、准确地检测到突变基因，指导临床诊断和治疗。美国affymetrix公司于二十世纪八十年代术至90年代初，率先开展了这方面的研究。1992年，该公司运用半导体照相平板技术，在1cm²左右的玻片上原位合成寡聚核苷酸片段，诞生了世界上第一块基因芯片.同时，探针的荧光标记，激光共聚焦扫描和计算机分析等技术也随之发展。1995年，第一块以玻璃为载体的基因芯片(微矩阵)在美国Stanford大学诞生，这标志着基因芯片技术步入了广泛研究和应用的时期。东南大学吴健雄实验室成功地开发了分子印章原位合成高密度基因芯片技术，标志着国内高密度基因芯片研究和应用的开端。

病毒性肝炎是我国感染率和发病率最高的传染病。据估计，乙型肝炎病毒携带者有1.2亿，其中有症状者约占1/10，约1/4患者转为慢性，3％患者转变为肝炎后肝硬化。原发性肝癌中90％以上由病毒性肝炎所引起。本病至今尚缺乏特效治疗方法，因此早期诊断和病情监测就尤为重要。