[发明专利]用于核酸分子痕量检测的功能化微井芯片及其制备方法

摘要

本发明涉及用于核酸分子痕量检测的功能化微井芯片及其制备方法。是以纳米二氧化硅为基底，修饰十八烷基三氯硅烷，覆盖掩膜板，紫外光降解未覆盖区域的十八烷基三氯硅烷，得到图案化纳米二氧化硅超亲水微井，在超亲水微井区域修饰功能化硅烷试剂，功能化硅烷试剂通过共价键在纳米二氧化硅超亲水微井区域修饰上功能化基团，功能化基团可与配基结合，形成具有生物特异亲和性的功能化微井芯片。这种功能化微井芯片具备定点限域富集的优点，使点样简单方便、点样点规整均一，提高了检测的准确性，同时这种功能化微井芯片光学性质良好、化学性质稳定，以共价键牢牢键合相应配基修饰的核酸捕获链，提高了核酸固化量，可实现对核酸生物分子的痕量检测。

主权项

一种用于核酸分子痕量检测的功能化微井芯片的制备方法，是用功能化硅烷试剂(2)修饰纳米二氧化硅超亲水微井(1)，其特征在于：功能化硅烷试剂通过共价键在纳米二氧化硅超亲水微井区域修饰上了功能化基团，功能化基团包括环氧基、氨基，以便于配基结合，形成具有生物特异亲和性的功能化微井芯片，功能化微井芯片包括环氧基功能化微井芯片、氨基功能化微井芯片；作为纳米二氧化硅功能化微井芯片的载体选择光学性质良好的玻璃片、石英片中的一种；功能化微井芯片的厚度即纳米二氧化硅基底的厚度为10μm～25μm；具体制备步骤如下：(1)清洗基片，氮气吹净，烘箱烘干，然后将基片以恒定的速度于稳定燃烧的蜡烛火焰上方反复平移数次，在基片表面物理沉积得到均匀分布的、具有一定厚度的炭纳米颗粒；将沉积好炭纳米颗粒的基片放入含硅化合物的气相沉积容器中，得到二氧化硅包覆炭颗粒的纳米复合结构，高温煅烧去除炭核，从而得到均匀具有微米厚度的空心纳米二氧化硅基底；(2)将步骤(1)得到的纳米二氧化硅基底等离子体处理后，采用单分子膜自组装法，在其表面修饰十八烷基三氯硅烷；(3)将步骤(2)得到的由十八烷基三氯硅烷修饰的纳米二氧化硅基底用圆形图案光掩模板覆盖，采用光刻技术紫外光降解未覆盖区域的十八烷基三氯硅烷，得到具有定点限域功能的以纳米二氧化硅为基底的超亲水微井；(4)将步骤(3)得到以纳米二氧化硅为基底的超亲水微井放入功能化硅烷化试剂的乙醇溶液中反应，功能化硅烷试剂通过共价键在纳米二氧化硅超亲水微井区域修饰功能化基团，然后用乙醇反复洗涤，晾干后放入烘箱120℃烘干，得到用于核酸分子痕量检测的功能化微井芯片；所述的微井芯片的厚度即二氧化硅层厚度是由炭纳米层厚度和含硅化合物沉积时间所控制的：炭纳米层厚度根据基片在蜡烛火焰上方移动速度、次数来调控，基片以2cm/s的速度在蜡烛火焰上方平移7次～15次；含硅化合物沉积时间为24h～48h；所述的高温煅烧所选择的温度为550℃～600℃，处理时间：1h～3h；去除炭核后二氧化硅基底的厚度即芯片的厚度是10μm～25μm，此时纳米二氧化硅基底具有超亲水性；所述的采用单分子膜自组装法修饰十八烷基三氯硅烷所需反应时间为0.5h～3h，修饰后的纳米二氧化硅基底具有超疏水性；所述的紫外光降解时间为0.5h～2h，紫外光降解未被掩膜板覆盖区域的十八烷基三氯硅烷，该区域又恢复超亲水性，被掩膜板覆盖的保护区域仍然保持超疏水性；所选择的功能化试剂(2)选自短链硅烷化试剂(3‑环氧乙基甲氧基丙基)三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷中的一种，所修饰的相应功能化基团(F)是环氧基、氨基，得到相应的功能化微井芯片是环氧基微井芯片、氨基微井芯片。