[发明专利]一种微点阵芯片及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种微点阵芯片及其制备方法和应用，所述的微点阵芯片包括基片和基片上表面连接的核酸分子标识符微点阵，所述的微点阵为四边形，所述的微点阵芯片实现了在极小的基片面积下能高密度修饰有核酸分子标识符微点阵，同时使用了极微量的核酸分子标识符，以极低的试剂成本实现芯片的制备，且操作简单，适用于大规模工业化制作，应用领域广泛，可以用于基因、蛋白等生物分子的检测，提高了检测的分辨率。

技术领域

本发明属于生物芯片及其检测的技术领域，具体涉及一种微点阵芯片，所述的微点阵的制备方法，所述的微点阵芯片的应用。

背景技术

目前，形成核酸分子微阵列主要是原位合成法和点样法。原位合成法指的是利用光罩控制反应位置，从而将核苷酸分子按序列接到载体表面，由于合成效率低，工艺复杂，导致其通量较低且应用受限；点样法是利用自动化微量点样装置，通过微量打印技术将核酸分子在支持物(例如基片)表面进行高精度修饰，以形成大量有序排列的微阵列。由于其工艺比较简单、分析设备易于获取和设计灵活，已广泛用于科研和实践工作。

但是，微量打印技术也有一些不可忽视的短板：首先，基于自动化微量点样装置所产生的核酸分子微阵列，阵列分辨率通常要在50微米以上，分辨率较低限制了这种通过点样法形成的微阵列在一些领域的应用，例如单细胞分析或空间组学分析；其次，这种方法在开启点样装置后需要一次性使用大量承载微阵列的支持物，造成了潜在成本的增加和资源浪费；同时，点样装置还会出现漏印的现象，也就是在有些点位没有打印所需的生物分子；最后，这种自动化微量点样装置价格昂贵，限制了这种技术的广泛普及。

上述传统技术的缺陷和局限性是亟待优化和解决的，这也是行业的共同诉求和普遍共识。因此，开发出一种拥有高分辨率、高样本捕获率、高通量、经济、易操作且具有普适性的装置或设备是很有必要且十分迫切的。

发明内容

本发明的目的是提供了一种微点阵芯片，包括基片，所述的基片上表面修饰有核酸分子标识符微点阵，所述的微点阵为四边形。所述的微点阵芯片实现了在极小的基片面积下能高密度修饰有核酸分子标识符微点阵，同时使用了极微量的核酸分子标识符，以极低的试剂成本实现芯片的制备，且操作简单，适用于大规模工业化制作，应用领域广泛，可以用于基因、蛋白等生物分子的检测，提高了检测的分辨率。

可选地，所述的基片材质不局限于普通玻璃基片，也可以是石英、单晶硅、聚赖氨酸涂层、硝化纤维、聚苯乙烯、环状烯烃共聚物(COCs)、环状烯烃高分子(COPs)、聚丙烯、聚乙烯和聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或是本领域其他已知的材质或其任何组合。

可选地，所述基片的长度为1-100cm，优选为7.5cm；宽度可为1-100cm，优选为2.5cm；厚度可为0.1-10mm，优选为1mm。

可选地，可以使用本领域任何已知的方法对所述的基片进行预处理，以在基片表面产生四边形微孔，例如激光蚀刻法。其中，每个微孔的宽度可为0.1nm-1000μm，优选为10-50μm；每个微孔的深度可为0.1nm-1000μm，优选为10-50μm；相邻微孔的中心间距可为0.2nm-1000μm，优选为10-50μm。每个微孔的面积可为0.1nm²-10cm²，优选为100μm²-2500μm²。

其中，所述基片的功能化预处理有助于核酸分子标识符的打印或修饰。该步骤可以通过本领域任何已知的方法实现，例如将聚合物涂覆固定于基片表面、活化聚合物内的化学基团、将活性或可活化的官能团掺入聚合物结构。

其中，可以使用适当的方法将本领域任何已知的具有任何反应性的或能够被活化以形成具有反应性官能团的前体修饰于基片表面，例如经1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化的羧酸基团、醛基基团、环氧基、1,4-苯基异硫氰酸异氰酸酯(PDITC)基团、链霉亲和素基团等。