【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物芯片及其检测， 特别涉及一种条码阵列可再生芯片及其制备方法和应用。
技术介绍
1、空间组学是一项前沿技术，它是用来解析生物组织或细胞在空间尺度上的组学信息。目前，空间组学有很多类型，主要包括空间转录组学、空间蛋白组学和空间代谢组学等。空间转录组学作为一门新兴热门技术，将空间信息与基因表达数据相结合，使研究人员能够准确地看到组织中特定基因的表达位置。这种方法提供了对组织在分子水平上的空间组织的见解，空间转录组学绘制了组织内基因表达的位置，这对于理解复杂的生物过程、疾病机制和组织结构至关重要。传统的转录组学（如rna测序）提供了许多基因被表达的数据，但却丢失了它们的空间背景信息。而空间转录组学保留了这种空间背景信息。因此，空间转录组学技术代表了分子生物学领域的重大进步，为基因表达的空间动态提供了前所未有的视角。随着技术的不断进步，有望在个性化医疗中发挥关键作用，为健康和疾病的分子基础提供新的见解。
2、空间转录组分析技术主要是基于具有空间位置的条码阵列实现对组织内的基因捕获。主要分为显微切割、荧光原位杂交、荧光原位测序、原位捕获这四部分内容，显微切割技术主要依赖于激光获取不同部位的组织，但是其操作复杂，对仪器精度要求高。荧光原位杂交主要依据靶向探针进行原位识别，在这个过程中有可能会导致分析得到的信息缺失，并且依赖于多轮成像，操作复杂。荧光原位测序虽然利用非靶向探针识别目标物，但是依然操作复杂，成本高。原位捕获是基于polyt探针捕获mrna信息，操作简单，结合测序数据分析，可以准确判断组织内基因分布情况
3、目前，空间转录组学测序分析技术主要包括以下几个：1）10x genomics visium，作为最早专利技术空间组技术的公司，利用条码阵列上修饰polyt捕获探针，细胞内的mrna与芯片上的探针配对，原位逆转录使得细胞内的信息对应于芯片上的空间组位置信息。2）slide-seq技术，为了提高空间分辨率，该技术采用10 μm 条码bead作为基底，bead界面修饰polyt探针，原位逆转录获得组织空间信息分布。但是需要测序确定其每个bead所带的条码信息，需要原位多轮成像程序，时间长，测序流程复杂、繁琐。3）华大基因在条码bead的基础上，利用dna nanoball（dnb，即dna纳米球）作为捕获分子，使得分辨率提高至220 nm，但是需要测序获得每个位置的条码信息，变成单链需要碱处理，制作方法繁琐，成本高。
4、条码芯片制备过程中，dna条码探针均需要较高的浓度，并且需要特定仪器或微流装置，操作复杂。现有的空间转录组分析方法中，条码探针在原位逆转录过程中均会被聚合延伸，无法实现条码的再次使用。因此，开发一种方法简单、成本低的条码阵列可再生芯片对于空间组分析具有重要的意义。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种条码阵列可再生芯片及其制备方法和应用，以解决现有的条码芯片均为一次性产品，无法重复使用，且制备设备复杂的技术问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术的目的之一在于提供一种条码阵列可再生芯片，包括：芯片基底、条码探针、通用引物探针、捕获探针和链置换探针；其中：
4、所述条码探针与芯片基底偶联，且条码芯片上设有位置条码区，用于确定空间位置；
5、所述通用引物探针，用于pcr扩增；
6、所述捕获探针，用于捕获组织内的mrna；
7、所述链置换探针，用于与其互补序列进行杂交，通过聚合链置换反应释放出带有空间位置条码、分子条码和通用引物的探针。
8、本专利技术的目的之二在于提供上述条码阵列可再生芯片的制备方法，包括以下步骤：
9、1）将条码探针通过化学反应偶联至芯片基底上，得到条码芯片；
10、2）将包含有通用引物区、链置换区、捕获区的核酸探针杂交至条码芯片的条码探针上，通过聚合、连接，生成空间位置条码，即获得空间位置信息；
11、3）采用步骤2）处理后的条码芯片捕获待检测分子，并通过聚合链置换反应释放出用于建库的核酸探针；
12、4）对步骤3）处理后的条码芯片再次进行聚合、连接操作，生成空间位置条码，即获得具有空间位置信息的条码阵列可再生芯片，实现条码再生。
13、优选地，利用点样机将条码探针点在芯片基底上。
14、优选地，所述芯片基底选择塑料片、硅芯片、载玻片或聚甲基丙烯酸甲酯片；所述芯片基底的长度为1-100 cm，宽度为1-100 cm，厚度为0.1-10 mm。
15、优选地，芯片基底表面通过修饰基团进行修饰（对芯片进行化学修饰，然后把带有特定基团的条码探针点样上去），所述修饰基团通常是醛基、环氧基、炔基、n-羟基琥珀酰亚胺、羧基、链霉亲和素基团活本领已知的基团或其任何组合。
16、进一步优选地，核酸探针通过核酸分子上的特定基团与修饰基团进行连接；所述特定基团包括氨基、巯基、环氧基或本领域其他已知方法或其任何组合。
17、优选地，所述条码探针为单条探针；可以通过split-pool方法生成，或是本领域其他已知的材质或其任何组合。
18、本专利技术所描述的“split-pool方法”核心思想是通过将样本或反应物分成多个部分（split），分别进行不同的处理或标记，然后再将这些部分合并（pool）起来，进行下一轮的处理或分析。在分子生物学中，split-pool方法常用于dna、rna和蛋白质的标记和测序。
19、进一步优选地，所述的条码探针包括分子条码区、pcr扩增引物区、链置换区和捕获探针区；
20、更进一步地，通用引物探针与捕获探针之间的空间位置条码通过dna聚合酶和连接酶补齐或者本领域其他已知方法或其任何组合。
21、本专利技术的目的之三在于提供上述的条码阵列可再生芯片在空间组学分析中的应用，包括：
22、将组织切片贴附于所述条码阵列可再生芯片上，然后进行原位逆转录处理，将mrna逆转录变成cdna；随后去除组织，使芯片上结合带有条码的cdna序列，再经过聚合链置换反应，完成对组织细胞中的转录组进行空间编码，得到文库。
23、优选地，所述组织切片的厚度为0.1-1000 μm；使用前采用表面活性剂进行组织透化处理。
24、优选地，组织透化使用胃蛋白酶、trionx-100、np-40等表面活性剂的物质，优选为胃蛋白酶。
25、优选地，原位逆转录处理反应温度是37-56℃；进一步优选为42℃；
26、反应时间是1-24 h；进一步优选为6 h。
27、优选地，去除组织所使用的试剂包括蛋白酶k或本领域其他已知方法或其他任何组合。
28、本专利技术还公开了上述的条码阵列可再生芯片在制备dna文库中的应用。
29、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种条码阵列可再生芯片，其特征在于，包括：芯片基底、条码探针、通用引物探针、捕获探针和链置换探针；其中：
2. 根据权利要求1所述的条码阵列可再生芯片，其特征在于，所述芯片基底选择塑料片、硅芯片、载玻片或聚甲基丙烯酸甲酯片；所述芯片基底的长度为1-100 cm，宽度为1-100cm，厚度为0.1-10 mm。
3.根据权利要求1所述的条码阵列可再生芯片，其特征在于，芯片基底表面通过修饰基团进行修饰，所述修饰基团包括醛基、环氧基、炔基、N-羟基琥珀酰亚胺、羧基和链霉亲和素基团中任意一种或几种。
4.根据权利要求3所述的条码阵列可再生芯片，其特征在于，核酸探针通过核酸分子上的特定基团与修饰基团进行连接；所述特定基团包括氨基、巯基或环氧基。
5.根据权利要求1所述的条码阵列可再生芯片，其特征在于，所述条码探针为单条探针。
6.权利要求1~5中任意一项所述的条码阵列可再生芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.权利要求1~5中任意一项所述的条码阵列可再生芯片在空间组学分析中的应用，其特征在于，包括：>
8. 根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述组织切片的厚度为0.1-1000 μm；使用前采用表面活性剂进行组织透化处理。
9. 根据权利要求7所述的应用，其特征在于，原位逆转录处理反应温度是37-56℃，反应时间是1-24 h。
10.权利要求6所述的条码阵列可再生芯片在制备DNA文库中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种条码阵列可再生芯片，其特征在于，包括：芯片基底、条码探针、通用引物探针、捕获探针和链置换探针；其中：
2. 根据权利要求1所述的条码阵列可再生芯片，其特征在于，所述芯片基底选择塑料片、硅芯片、载玻片或聚甲基丙烯酸甲酯片；所述芯片基底的长度为1-100 cm，宽度为1-100cm，厚度为0.1-10 mm。
3.根据权利要求1所述的条码阵列可再生芯片，其特征在于，芯片基底表面通过修饰基团进行修饰，所述修饰基团包括醛基、环氧基、炔基、n-羟基琥珀酰亚胺、羧基和链霉亲和素基团中任意一种或几种。
4.根据权利要求3所述的条码阵列可再生芯片，其特征在于，核酸探针通过核酸分子上的特定基团与修饰基团进行连接；所述特定基团包括氨...
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