[发明专利]生物芯片高通量杂交的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物芯片，特别是涉及一种在毛细管内或微流控芯片上进行高通量核酸杂交的方法。

背景技术

生物芯片是将大量的生物分子或材料(如核酸片段、蛋白质、药物或受体、细胞或组织等)按照预先设计的排列方式固定在载体表面，以此作为探针，与样品中待测物进行特异性的吸附或反应，实现对样品信息的检测。成千上万的反应在一块芯片上同时进行，具有大规模并行分析的能力。生物芯片一般加工在玻璃片、硅片、尼龙膜等载体材料上，探针阵列的制作方法主要有点样法(Schena M，Shalon D，Davis R W.et al.Science.，1995，20：467-470)和原位合成法(Fodor S P A，Read J L，Pirrung M C，et al.Science，1991，251：767-773)。将样品覆盖在探针阵列表面进行杂交反应，然后进行检测(范金坪，中国医学物理杂志，2009，26：1115-1117)。但生物芯片需要比较长的杂交反应时间，一般要几个小时到十几个小时；一块芯片只用于一次杂交反应。

毛细管成本低廉，用来进行生物芯片分析能够降低加工难度，有效减少成本。而且常规生物芯片的杂交过程受扩散过程的控制，一般杂交反应需要十几个小时，而在毛细管类似尺寸的微通道内进行杂交反应由于流动杂交过程促进混合而且扩散距离短，能够缩短反应时间、增强检测信号、提高检测灵敏度(Benn J A，Hu J，Hogan B J，et al.Anal.Biochem.，2006，348：284-293)。授权公告号为CN2483395Y的实用新型专利公开一种内设有毛细纤维丝(条)的透明毛细管作为毛细管生物芯片装置，该装置将点样线、相应标记物、阳性和阴性对照线制作在毛细纤维丝(条)上，然后插在毛细管内，分析时通过毛细管的毛细作用将样品吸入到毛细管内并浸渍毛细纤维丝(条)，样品中的待测物与毛细纤维丝(条)上的点样物和标记物发生杂交反应。这一方法，点样物和标记物是制作在毛细管内的毛细纤维丝(条)上，而不是毛细管的管壁上。而且一般只是用于一次杂交反应，即只用于检测一个样品。如要检测多个样品，需要加工多根毛细管芯片，降低了分析效率。

微流控芯片是利用各种微加工技术在芯片材料(如玻璃、PDMS或PMMA等其他材料)上加工出具有各种功能的微结构，实现反应、分离、检测等功能，最大限度地把实验室的功能集成到便携的芯片上。自20世纪90年代初Manz和Widmer等(ManzA，GraberN，WidemerH M.Sens.Acturators，B，1990，B1：244)首次提出以来，微流控芯片技术得到了快速发展，已经从单纯的化学分析扩展到各个方向，包括核酸分析、蛋白质分析和细胞分析等。在微流控芯片上进行生物芯片分析，能够有效增强检测信号、提高灵敏度、减少试剂和样品消耗、缩短分析时间等(Chen H，Wang L，Li P C H.Lab Chip，2008，8：826-829)。已有报道在微流控芯片上进行核酸杂交分析(Wang L，Li P C H.J.Agric.Food Chem.，2007，55：10509-10516)，将杂交反应时间缩短到5min以内，但一般还只是用于一次杂交反应，即只用于检测一个样品。如要检测多个样品，需要加工多块芯片，极大地降低了分析效率。

发明内容

本发明的目的在于针对上述方法存在的缺点，提供一种生物芯片高通量杂交的方法。

本发明包括以下步骤：

1)将溶液引入到微通道内；

2)样品溶液进入微通道后，样品分子会由于序列互补或亲和作用而与特定的探针产生特异性的结合而被保留在特定探针所在区域，根据探针的信息获得样品分子的相应信息；

3)样品分子已经条形码标记、荧光标记、量子点标记、光子晶体标记、拉曼标签标记、红外光谱标记、电化学标记等中的至少一种进行标记，判断样品分子是否被保留在探针区域以及保留所在位置等信息；

4)检测完成后，利用变性将已结合在探针上的样品分子从探针上洗脱下来并清洗干净，恢复探针阵列；

5)恢复探针阵列后，加入另一种样品，进行杂交反应和检测，重复这一过程，实现生物芯片高通量杂交。