微阵列生物芯片的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微阵列生物芯片的制备方法，将内有通孔的直线形棒材按阵列排列并固定；根据待制备的生物芯片上所安排的探针物质情况，将这些探针物质的溶液分别注入上述内有通孔的直线形棒材的孔中，并在０～６０℃下冷冻固化；沿与内有通孔的直线形棒材垂直的方向通过机械切片得到包含固化探针物质的膜片；取表面有活性基团的基片，将包含固化探针物质的膜片置于基片上，自然升温至５－３５℃并解冻，解冻后的探针物质与基片上的活性基团连接，构成微阵列生物芯片。由于采用快捷阵列平行点样的方法制备生物芯片，提高了芯片制备的速度；由于对块体进行机械切割，可以同时得到许多相同的多孔膜片，继而可以制备许多相同的化合物芯片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物芯片的制备方法，尤其设计一种。
技术介绍
一种新的快捷通过阵列平行点样制备生物芯片的新手段。生物芯片主要指在固体芯片中组装的生物活性物质(包括核酸、蛋白质、细胞及微小组织等)构成的微阵列，以实现对化合物(包括药物)、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。多孔检测板(如96孔板)是现行普遍使用的一种用于医药、生化检测和筛选的常规器具。分别把不同蛋白质、核酸探针、细胞株、或生物组织放置或固定于不同的孔洞之中，通过加入不同的化学物，或化合物组合，或生化试剂，或被检测的生物样品，观察不同化学/生物物质的反应，进行快速并行的生化分析、临床检验、或药物筛选。其上的96个反应池彼此隔离，根据用户需要可任意选用反应池的个数。这是现行普遍使用的一种用于生化研究和开发的方法。但这种方法仍需要逐个地把不同化合物、生物分子等分配到各个孔洞之中，制备过程仍较复杂，尤其是试剂成本高，也不便于同时快速连续操作，更不便于同时对试样中多组分的连续快速检测。点样法制备生物芯片是先将分析的生物分子固定在基片材料连接。其主要缺点为探针密度不高，但作为一种生物平行性分析的新途径和手段具有灵活、简单、投资不高等特点，因而是一种特别适合各种生物样品早期进行科研的手段和方法。但目前点洋仪的费用高达几十万人民币，不利于推广；虽然人工点样则具有费用低廉的优秀，但也存在样品阵点排列不整齐，样品阵点不规则和样品阵点上结合的化合物分子数量不均匀和一致的缺点。
技术实现思路
本专利技术提供一种能使阵点上探针物质分子密度均匀且适合于标准化、批量化生产芯片的。本专利技术的技术方案如下一种第一步将内有通孔的直线形棒材按阵列排列并固定，第二步根据待制备的生物芯片上所安排的探针物质情况，将这些探针物质的溶液分别注入上述内有通孔的直线形棒材的孔中，并在-60~0℃下冷冻固化，第三步沿与内有通孔的直线形棒材垂直的方向通过机械切片得到包含固化探针物质的膜片，第四步取表面有活性基团的基片，将包含固化探针物质的膜片置于基片上，自然升温至5~35℃并解冻，解冻后的探针物质与基片上的活性基团连接，构成微阵列生物芯片。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点1)由于采用快捷阵列平行点样的方法制备生物芯片，提高了芯片制备的速度；2)由于对块体进行机械切割，可以同时得到许多相同的多孔膜片，继而可以制备许多相同的化合物芯片。因而，可以标准化和大批量化生产，制备成本低；使本专利技术能够标准化和大批量地生产生物芯片，制备成本低。3)本专利技术既具有手工点样制备法所具有的设备简单、成本低廉的优点，又能使所得到的化合物分子阵点排列整齐，便于扫描分析。4)由于阵列平行点样的方法使每个膜孔中有充足的反应液体与基片上的活性基团结合，得到的阵点上化合物分子密度更趋均匀，使化合物阵列芯片分析的准确性更高；5)点样仪点样制备化合物阵列芯片相比，不需要昂贵的点样设备，尤其适合成熟生物芯片产品的规模化生产。6)在-60~0℃下冷冻固化的技术措施，可以更为有效地避免不同探针之间的交叉污染，尤其适合于诸如活细胞芯片的制备。具体实施方案实施例1 一种第一步将内有通孔的直线形棒材按阵列排列并固定，内有通孔的直线形棒的固定可用不与探针分子发生物理吸附和化学键合反应的材料固定，包括无机材料(如陶土等)、有机材料(如橡胶、塑料、凝胶、石蜡、尼龙、生物大分子、聚电聚合物等高分子材料)，或者是由无机材料和有机材料的复合物，第二步根据待制备的生物芯片上所安排的探针物质情况，将这些探针物质的溶液分别注入上述内有通孔的直线形棒材的孔中，并在-60~0℃下冷冻固化，这些探针物质主要包括寡核苷酸、多肽、多糖、以及肽核酸等生物大分子及其复合物，探针物质的溶液的注入可以是手工借助注射器等仪器直接注入，也可以采用机械装置自动注入，第三步沿与内有通孔的直线形棒材垂直的方向通过机械切片得到包含固化探针物质的膜片，第四步取表面有活性基团的基片，将包含固化探针物质的膜片置于基片上，自然升温至5~35℃并解冻，解冻后的探针物质与基片上的活性基团连接，构成微阵列生物芯片，上述表面有活性基团的基片可由本身具有活性基团无机材料(玻璃、石英等)、有机高分子材料(聚硝酸纤维素、聚酰胺、聚赖氨、凝胶等)，或者是通过物理或者化学改性后表面具有活性基团有机高分子材料(聚丙烯、聚苯乙烯等)制成，活性基团包括羟基、氨基、醛基、羧基等能与其它化合物分子发生化学作用的化学基团，例如玻璃载片表面通过3-氨基丙基三甲氧基硅烷反应得到活性基团氨基，同时可以进一步与戊二醛反应得到活性基团醛基等。这些活性基团可以与修饰的生物分子结合，而使生物分子在基片上得到固定(如载体表面的氨基与磷酸根修饰的寡核苷酸发生化学反应而使寡核苷酸得到固定；载体表面的醛基与蛋白质中的氨基发生化学反应而使蛋白质分子得到固定)。实施例2 一种(1)化合物微阵列的制备A、化合物微阵列的制备方式一a)在一定空间内平行排列了若干直线空管如微小玻璃管、金属管、高分子管等，在这些微管道的外面填充或者浇注高分子预聚体，当高分子预聚体完全聚合后，这些平行排列的若干空管便与高分子聚合体形成一体，空心管内不填充或者浇注高分子预聚体，使微小直线空管之间通过高分子材料隔离。b)在微小直线空管中注入含有特定的化学分子，包括生物分子的溶液，不同位置的空心管所包含的化合物分子不同，并使空管中溶液在-60～0℃冷冻固化，这些化合物分子不与高分子材料发生物理吸附和化学键合作用；c)沿填充化合物分子空管垂直的方向通过冷冻机械切片得到一系列包含微小直线空管中化合物分子的膜片；B、化合物微阵列的制备方式二a)在一块固体基板上打(钻)孔得到的一系列平行排列的线性微管道，这些平行排列的若干微管道与固体基板形成一体，微管道之间由固体基板相分隔。b)在线性微管道中注入含有特定的化学分子，包括生物分子的溶液，不同位置的微管道所包含的化合物分子不同，并使微管道中溶液在0～-60℃冷冻固化；c)沿填充化合物分子空管垂直的方向通过冷冻机械切片得到一系列包含微小直线空心管中化合物分子的膜片；(2)化合物阵列的固定方式和化合物阵列芯片的制备将(1)A(c)和(1)B(c)中得到的化合物阵列膜片固定于一经过修饰的基片上，自然升温度至室温(5～35℃)使冷冻固化溶液解冻，并使其化合物分子与基片上的羟基、醛基等活性基团反应，使化合物分子与基片相连接，不同位置上固定的不同化合物构成化合物阵列芯片。实施例3 寡核苷酸阵列膜芯片的制备若干密集平行排列的、内径0.35毫米外径0.40毫米的中空纤维管通过胶粘剂粘和成一个整体，中空纤维间通过胶粘剂相互隔离；不同中空纤维管里填充不同的寡核苷酸构成寡核苷酸微阵列，并使中空纤维管中溶液冷冻固化；沿填充寡核苷酸中空纤维管垂直的方向通过冷冻机械切片得到一系列中空纤维管中包含寡核苷酸分子的膜片；将膜片贴和于一经过修饰的基片上，自然升温使冷冻固化溶液解冻，并使寡核苷酸与基片上的活性分子连接；寡核苷酸分子与基片连接完成后将胶粘剂等膜片剔除，这些不同位置上固定的不同化合物便构成寡核苷酸阵列芯片。实施例4 蛋白质膜芯片的制备在一块聚丙烯材料上钻出若干密集平行的微小直线空管，微小直线空管之间由聚丙烯材料隔离；在不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微阵列生物芯片的制备方法，其特征在于：第一步：将内有通孔的直线形棒材按阵列排列并固定，第二步：根据待制备的生物芯片上所安排的探针物质情况，将这些探针物质的溶液分别注入上述内有通孔的直线形棒材的孔中，并在－６０～０℃下冷冻 固化，第三步：沿与内有通孔的直线形棒材垂直的方向通过机械切片得到包含固化探针物质的膜片，第四步：取表面有活性基团的基片，将包含固化探针物质的膜片置于基片上，自然升温至５～３５℃并解冻，解冻后的探针物质与基片上的活性基团连接， 构成微阵列生物芯片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖鹏峰，陆祖宏，张胜友，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]