[发明专利]一种生物芯片及其制备方法

说明书

本申请公开了一种生物芯片及其制备方法。本申请的生物芯片为DNA芯片或蛋白质芯片，该生物芯片基底表面具有小分子修饰试剂结合在基底表面形成的抗非特异性吸附层，小分子修饰试剂为式一所示通式的化合物中的至少一种；式一中R₁、R₂和R₃分别选自亲水基团或氢原子。本申请的生物芯片，采用式一化合物作为小分子修饰试剂形成抗非特异性吸附层，该吸附层可有效防止测序所用核苷酸的非特性吸附，提高特性检测信号比率，降低非特信号干扰，且本申请中的生物芯片的抗非特异性吸附层连接强度高、不易脱落；而且，本申请的小分子修饰试剂反应可控、可重复性好，使得本申请的生物芯片质量高、重复性好，具有高可用性，并且特别适用于单分子检测。

技术领域

本申请涉及生物芯片领域，特别是涉及一种生物芯片及其制备方法。

背景技术

单分子检测技术能做到以下两点：1)识别单个分子的信号，而不是分子群体的平均信号，2)跟踪单分子的动力学过程，提供分子运动或反应的细节。得益于上述的优异性能，基于单分子的检测以及识别技术受到了学术界和产业界的高度关注。其中，单分子DNA测序技术尤为受到广泛的关注与研究。当前，主流的DNA单分子测序技术包括：瀚海基因的TIRF技术、Paciffic的ZMW技术以及牛津公司的Nanopore技术。这些测序技术的实现都有赖于高可用的测序芯片，即DNA芯片；因此，对DNA芯片的性能要求至少包括：1)良好和可重复的单分子修饰效率，例如TIRF中的DNA；2)可控的、极低的非特异性吸附。其中，可控的非特异性吸附是实验成败的重要因素。在DNA测序过程中，特异的单分子信号与非特异的吸附信号都会被仪器识别收集，非特异的吸附信号会严重地干扰特异信号的识别，给仪器的后期信号处理构成极大的障碍。

因此，制备具有抗非特异性吸附的芯片对分子检测领域具有重要价值。

发明内容

本申请的目的是提供一种改进的生物芯片及其制备方法。

本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种生物芯片，本申请的生物芯片为DNA芯片或蛋白质芯片，该生物芯片的基底表面具有抗非特异性吸附层，抗非特异性吸附层由小分子修饰试剂结合在基底表面形成，该小分子修饰试剂为式一所示通式的化合物中的至少一种；

式一

其中，R₁、R₂和R₃分别选自亲水基团或氢原子。

需要说明的是，本申请的生物芯片，其关键在于采用式一所示通式的化合物作为小分子修饰试剂，形成芯片的抗非特异性吸附层。本申请所采用的小分子修饰试剂，与现有的小分子修饰试剂相比，具有可控性好、可重复性好等优点，能够精确控制非特异性吸附，从而获得高可用的单分子检测的DNA芯片或蛋白质芯片。本申请的小分子修饰试剂，是指相对分子质量在1000以下的小分子化合物。

任选的，式一所示通式的化合物中，亲水基团为负电基团。

任选的，亲水基团含有磷酸基团、磷酸酯基团、磺酸基团、羧酸基团、羟基或酰胺基团。

任选的，式一所示通式的化合物为牛磺酸、氨丙基磺酸、丝氨酸、谷氨酸和磷酸丝氨酸中的至少一种。

任选的，生物芯片的基底表面具有环氧硅烷修饰。

可以理解，小分子修饰试剂与基底表面结合，可以通过共价键结合，也可以通过非共价键结合。本申请的一种实现方式中，小分子修饰试剂通过共价键结合在基底表面，从而形成稳定、可控的抗非特异性吸附层。

本申请的另一方面公开了一种生物芯片的制备方法，该生物芯片为DNA芯片或蛋白质芯片，本申请的制备方法包括采用式一所示通式的化合物中的至少一种作为小分子修饰试剂，与基底表面结合，固定在基底表面，形成抗非特异性吸附层；

式一