[发明专利]一种炔基修饰的基因芯片、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种基因芯片，具体地说，涉及一种炔基修饰的基因芯片、其制备方法及应用。

背景技术

基因芯片(Gene Chip)通常指DNA芯片，其基本原理是指将大量寡核苷酸分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强弱进而判断样品中靶分子的数量。基因芯片的概念现已泛化到生物芯片(biochip)、微阵列(Microarray)、DNA芯片(DNAchip)，甚至蛋白芯片。基因芯片集成了探针固相原位合成技术、照相平板印刷技术、高分子合成技术、精密控制技术和激光共聚焦显微技术，使得合成、固定高密度的数以万计的探针分子以及对杂交信号进行实时、灵敏、准确的检测分析变得切实可行。基因芯片技术在分子生物学研究领域、医学临床检验领域、生物制药领域和环境医学领域显示出了强大的生命力，其中关键技术在于基因芯片具有微型化、集约化和标准化的特点，从而有望实现“将整个实验室缩微到一片芯片上”的愿望。基因芯片在国内外已形成研究与开发的热潮，许多科学家和企业家将基因芯片同当年的PCR技术相提并论，认为核酸杂交技术的集成化已经和正在使分子生物学领域发生一场变革，将带来巨大的社会效益和经济效益。

寡核苷酸在基片表面的固定是制作基因芯片的第一步，因此制备高质量的基因芯片基片，实现寡核苷酸的有效固定是基因芯片研究的关键技术之一。基片载体的材料表面必须有可以进行化学反应的活性官能团，以便与生物分子进行偶联；而载体本身应当是惰性的，即有足够的稳定性和良好的生物兼容性。理想的基因芯片基片应具有以下特点：1)基片的荧光背景信号低；2)固定的寡核苷酸必须稳定，在杂交、洗涤和分析过程中不易脱落；3)有足够的固定密度以保证检测分析时能产生足够强的检测信号；4)适度的固定容量；5)尽量减少非特异性吸附。目前适用于制作基片载体的材料有玻璃片、硅片、金基底、尼龙、纤维素和聚丙烯酰胺等。基片表面的活性官能团修饰主要有氨基、醛基、环氧基等，但是环氧基修饰基片过程较为复杂，固定效率不高；氨基修饰基片虽较为简单，但结合固定效果不理想；醛基修饰基片的固定量较低，灵敏度不高，稳定性方面也存在问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种稳定的、结合强度大、固定效率高、荧光背景低的炔基修饰的基因芯片。

本发明的另一目的是提供上述炔基修饰的基因芯片的制备方法。

本发明的进一步目的是提供用上述炔基修饰的基因芯片在固定寡核苷酸中的应用。

为了实现本发明目的，本发明的一种炔基修饰的基因芯片，其基因芯片的基片载体表面上带有末端含碳碳叁键的活性官能团，其结构如式1所示，

式1

其中，n为1-10的整数，m为大于1的整数。

前述的基因芯片，其中制备所述基片载体的材料包括无机材料或有机高分子材料，所述无机材料包括玻璃、硅片、金属(例如金、银、铁、锌、铜)等；有机高分子材料包括壳聚糖、葡聚糖、聚乙烯醇、纤维素、聚丙烯酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乳酸或聚丙烯酸酯等。

制备本发明炔基修饰的基因芯片的方法，其包括步骤：

1)用乙醇将基片载体洗净；

2)采用分子自组装技术将10-15mM的三乙氧基硅炔组装在羟基化或氨基化的基片载体表面，形成一层末端为叁键的单分子自组装膜，在无水乙醇中漂洗两遍，氮气吹干；

3)将上述所得基片载体放置在烘箱中，50-120℃下烘烤30-60min，即得。

本发明提供的炔基修饰的基因芯片在固定寡核苷酸中的应用，其具体方法为：

1)将1当量5’-端带有叠氮基修饰的寡核苷酸和0.5％-1％当量CuI催化剂溶于DMSO中，配制成寡核苷酸浓度为1mM的点样液；

2)用点样仪吸取上述点样液，在基片上设定的矩阵上点样，点样量是5-20nL，点样后的基片放置在37℃相对湿度为75％的恒温恒湿箱中避光固定8-12小时；

3)清洗，甩干。

所述的5’-端带有叠氮基修饰的寡核苷酸，其3’-端还带有荧光基团，其结构如式2所示，

式2

其中，n为1-10的整数，F代表荧光基团。

本发明的优点和有益效果是：

(1)本发明提供的炔基修饰的基因芯片，其基片修饰方法简单、方便，适合大规模生产，基片载体来源丰富。

(2)本发明采用分子自组装技术，将活性基团通过共价键固定在基片载体表面，不易脱落，固定率高，而且可以保证表面活性基团的高密度性和均一性。