[发明专利]一种电化学基因传感器生物芯片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电化学基因传感器生物芯片，特别涉及到利用二茂铁衍生物作为电化学指示剂的方法，通过特制的点样针以接触式点样方式固定合成的DNA捕获探针而制备的一种电化学生物芯片。该电化学生物芯片表面覆盖一层金属金，便于与特殊化学方法标记的的核酸探针和蛋白质性质的抗原抗体以及其它物质的共价化学结合。电化学基因传感器生物芯片是用普通的印刷电路板(PCB)按照一定的工艺制备而成，该芯片上有许多金属电极，每个金属电极表面固定有合成的DNA捕获探针。捕获探针的序列长度从20个碱基到30个碱基不等。本发明适合于核酸类、蛋白质类和其它种类的探针、模板片段点制微阵列芯片，具有牢固的特异的化学键结合特点，为生物芯片的制备提供可靠的载体。

背景技术

1998年底美国科学促进会将电化学基因传感器技术列为1998年度自然科学领域十大进展之一，足见其在科学史上的意义。它以其可同时、快速、准确地分析数以千计基因组信息的本领而显示出了巨大的威力。这些应用主要包括基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析和基因文库作图以及杂交测序等方面。

生物芯片以其高通量、多靶位的检测模式正在被越来越多地应用于生物科学领域。以印刷电路板为载体的微阵列芯片，更以其高效、高通量、低价位等特点，已经广泛用于基础研究和临床筛查、辅助诊断。

微阵列芯片包括寡核苷酸芯片、cDNA芯片、抗原芯片、抗体芯片等，电化学基因传感器芯片以特殊化学方法处理后的印刷电路板为载体，将各种探针或靶标片段以化学键结合的方式固定在印刷电路板表面，并利用二茂铁衍生物作为电化学指示剂，形成可用于杂交反应或抗原抗体反应的微阵列芯片。

目前国内外基于电化学传感器技术大多数都不是用二茂铁作为电化学指示剂，只有极少数用二茂铁衍生物作为电化学指示剂。本专利的电化学基因传感器生物芯片将完全不同于国外专利的二茂铁衍生物，完全形成具有自主知识产权的核心专利。此外，本专利拟构建的新型基因芯片不同于传统的基因芯片，无需采用载玻片、尼龙膜、磁珠等为基质，而是采用普通的印刷电路板，通过特制的点样针以接触式点样方式固定合成的DNA捕获探针，再将印刷电路板表面覆盖一层胶膜，并组装上微流样品管，实现了密闭微流杂交通道，大大提高了杂交效率和速度，实现了传统基因芯片上的技术革新。

发明内容

本发明的目的是提供一种用特殊技术和工艺制备的电化学基因传感器生物芯片，该电化学基因传感器生物芯片是采用普通的印刷电路板(PCB)做成，该印刷电路板(PCB)上有许多金属电极，前期完成银胶处理工艺及等离子处理工艺后，在每个金属电极表面通过特制的点样针以接触式点样方式固定上合成的DNA捕获探针，点制好捕获探针的芯片通过清洗及组装工艺组装成电化学基因传感器生物芯片。该电化学基因传感器生物芯片本底低、表面均一、结合力强、杂交分辨率高、点样点大小和形状规整。可以广泛用于高质量的寡核苷酸芯片、cDNA芯片、抗原芯片、抗体芯片的制备，可应用于系列病临床原体高通量检测和系列个体化用药靶标的临床检测领域。

本发明提供的电化学基因传感器生物芯片，制备程序如下：

1、空白电化学基因传感器生物芯片处理工艺：在印刷电路板的电极上均匀覆盖预混好的银胶，，点好银胶的印刷电路板放在恒温干燥箱中95℃60分钟烘干；等离子处理1分钟。

2、在电极上偶联捕获探针工艺：在等离子处理之后的印刷电路板的金电极表面点上相应的捕获探针，在85％湿度、温度26.7℃的条件下孵育10～15分钟。

3、清洗工艺：使用去离子纯化水将印刷电路板表面没有结合的探针溶液冲洗2分钟，取出置于真空干燥箱中30℃15分钟干燥。

4、成品组装工艺：将塑料板、密封盖及大胶膜、小胶膜按孔上相应位置组装好，跟烘干好的印刷电路板对准位置在气液增压机上压制成电化学基因传感器生物芯片，并盖好塑料外壳。

通过以上特殊制备工艺，制成本发明电化学基因传感器生物芯片，放置一周后，可以用于系列病临床原体高通量检测和系列个体化用药靶标的临床检测领域。

大多数传统的芯片需要自动化设备或人工手动来做多级流体处理过程。这些自动化设备一般体积庞大，复杂，昂贵，而且往往限制DNA芯片的高成本科研应用，不适合用于体外诊断。人工手动则耗费人力，容易出错。而我们的电化学基因传感器生物芯片完全不需要清洗。检测人员只需将PCR产物与信号探针杂交液混合，然后移入到电化学基因传感器生物芯片里，并将芯片插入电化学基因传感器生物芯片检测系统里，30分钟之后，便有结果，中间无需任何操作。

附图说明