一种检测核苷酸特异性和/或非特异性吸附的方法技术

一种检测核苷酸特异性和/或非特异性吸附的方法，包括：使待测核苷酸与第一模板链反应，第一模板链与第一芯片上的探针连接，待测核苷酸能够与第一模板链的相应碱基配对而使探针延伸一个碱基，第一模板链和待测核苷酸带有产生不同信号的标记；检测第一芯片上的信号，获得第一检测结果；使待测核苷酸与第二模板链反应，第二模板链与第二芯片上的探针连接，第二模板链和待测核苷酸带有不同标记，待测核苷酸与第二模板链的相应碱基不能配对；检测第二芯片上的信号，获得第二检测结果；基于上述检测结果，检测待测核苷酸的特异性和/或非特异性吸附。本方法能够对核苷酸与基底表面或其上探针的特异性和/或非特异性吸附进行检测，用于芯片生产质控。

A method for detecting nucleotide specificity and / or non-specific adsorption

A method for detecting the specific and / or non specific adsorption of nucleotides, including the reaction of the nucleotides to the first template chain, the first template chain connected to the probe on the first chip, and the pending nucleotides pairing the corresponding base of the first template chain to enable the probe to extend a base, the first template chain and the nucleotides to be measured. The first detection result is obtained by detecting the signal on the first chip, the first detection result is obtained, the second template chain is reacted with the second template chain, the second template chain is connected with the probe on the second chip, the second template chain and the tested nucleotide have different markers, and the corresponding base of the nucleoside acid and the second template chain is not measured. Can be paired; the signal on the second chip is detected and the second detection results are obtained; based on the above detection results, the specificity and / or non specific adsorption of the tested nucleotides are detected. This method can detect the specificity and / or non-specific adsorption of nucleotides on the substrate surface or the probes on them, and is used for quality control of chip production.

【技术实现步骤摘要】
一种检测核苷酸特异性和/或非特异性吸附的方法
本专利技术涉及核酸检测领域，具体涉及一种检测核苷酸特异性和/或非特异性吸附的方法。
技术介绍
在芯片上进行核酸检测，例如利用表面固定有探针的芯片捕获核酸以及进一步对捕获得的核酸进行分析检测，包括序列测定、信息分析等，芯片表面和/或其上的探针/核酸复合物对反应底物(例如测序反应中加入的核苷类似物)的非特异性吸附，会影响获得的有效数据量以及检测结果的准确性。对非特异性吸附情况的定性或定量检测，能够判定芯片的质量以及用于检测结果预测等。例如在目前的核酸测序中，特别是利用芯片的基因测序中，在芯片上存在底物核苷酸(Terminator)的非特异性吸附，包括芯片表面对底物核苷酸的非特异性吸附和芯片表面上的探针/探针复合物对核苷酸的非特异性吸附。这些非特异性吸附会造成测序结果错误率增加、测序通量和/或测序质量下降等。另外，核苷酸包括核苷酸类似物，不同的核苷酸类似物对芯片表面、探针/核酸复合物的非特异性吸附能力可能不同。例如，在芯片上进行核酸序列测定，底物即生化反应中加入的核苷酸类似物的分子大小、结构以及在反应体系中的电荷性质等，影响底物与芯片和/或核酸复合物的结合/吸附。因此，检测这些非特异性吸附情况，对于核苷酸包括核苷酸类似物的结构设计、制备生产，芯片生产，利用芯片进行核酸序列检测等领域具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一或者至少提供一种有用的商业选择。为此，本专利技术提供一种检测核苷酸特异性和/或非特异性吸附的方法。根据第一方面，提供一种检测核苷酸特异性和/或非特异性吸附的方法，该方法包括：使待测核苷酸与第一模板链反应，该第一模板链与第一芯片上的探针连接，该第一芯片包括基底表面以及一端固定在该基底表面的探针，第一模板链带有第一标记，待测核苷酸能够与第一模板链的相应碱基配对，从而使探针的另一端延伸一个碱基，待测核苷酸带有第二标记，第一标记能够产生第一信号，第二标记能够产生第二信号；检测第一芯片上的信号，获得第一检测结果；使待测核苷酸与第二模板链反应，该第二模板链与第二芯片上的探针连接，该第二芯片包括基底表面以及一端固定在该基底表面的探针，第二模板链带有第一标记，待测核苷酸与第二模板链的相应碱基不能配对，无法使探针的另一端延伸一个碱基；检测第二芯片上的信号，获得第二检测结果；基于第一检测结果和第二检测结果，检测待测核苷酸的特异性和/或非特异性吸附。根据第二方面，提供一种检测核苷酸非特异性吸附的方法，该方法包括：使待测核苷酸与第三模板链反应，该第三模板链与第三芯片上的探针连接，该第三芯片包括基底表面以及一端固定在该基底表面的探针，第三模板链带有第三标记，待测核苷酸与第三模板链的相应碱基不能配对，无法使探针的另一端延伸一个碱基，待测核苷酸带有第四标记，第三标记能够产生第三信号，第四标记能够产生第四信号；检测第三芯片上的信号，获得第三检测结果；使待测核苷酸与第四模板链反应，该第四模板链与第四芯片连接，第四芯片包括不带探针的基底表面，第四模板链带有第三标记，待测核苷酸能够与第四模板链的相应碱基配对；检测第四芯片上的信号，获得第四检测结果；基于第三检测结果和第四检测结果，检测待测核苷酸的非特异性吸附。根据第三方面，提供一种检测核苷酸特异性和/或非特异性吸附的方法，该方法包括：使待测核苷酸与第五模板链反应，该第五模板链与第五芯片上的探针连接，该第五芯片包括基底表面以及一端固定在该基底表面的探针，第五模板链带有第五标记，待测核苷酸能够与第五模板链的相应碱基配对，从而使探针的另一端延伸一个碱基，待测核苷酸带有第六标记，第五标记能够产生第五信号，第六标记能够产生第六信号；检测第五芯片上的信号，获得第五检测结果；使待测核苷酸与第六模板链反应，该第六模板链与第六芯片上的探针连接，该第六芯片包括基底表面以及一端固定在该基底表面的探针，第六模板链带有第五标记，待测核苷酸与第六模板链的相应碱基不能配对，无法使探针的另一端延伸一个碱基；检测第六芯片上的信号，获得第六检测结果；使待测核苷酸与第七模板链反应，该第七模板链与第七芯片连接，该第七芯片包括不带探针的基底表面；检测第七芯片上的信号，获得第七检测结果；基于第五检测结果、第六检测结果和第七检测结果中的至少两个检测结果，检测待测核苷酸的特异性和/或非特异性吸附。上述检测核酸特异性和/或非特异性吸附的方法，能够定性或定量检测基底表面和/或基底表面上的探针/模板链对核苷酸的非特异吸附情况和/或特异性吸附情况；通过检测系统检测基底表面的信号，能够定性或定量区分特异性和非特异性吸附，获得非特异性或特异性吸附的定量、分布情况等信息，能够用于核苷类似物结构设计及制备，芯片生产以及所有涉及芯片检测核酸过程的方法或应用中，例如用于核酸序列测定中的反应底物的结构设计、空载芯片(不带探针)或者捕获芯片(带探针)性能的评价、芯片生产的质控，用于芯片检测核酸的效果的预测、分析比较等。附图说明图1为本专利技术实施方式中的待测核苷酸与模板链上相应碱基的配对/不配对关系示意图；图2为本专利技术实施方式中的图像处理方法的流程示意图；图3为本专利技术实施方式中的图像处理方法的另一流程示意图；图4为本专利技术实施方式中一个基底表面上探针固定、模板链杂交和核苷酸聚合/吸附的原理示意图；图5为本专利技术实施方式中另一个基底表面上探针固定、模板链杂交和核苷酸聚合/吸附的原理示意图；图6为本专利技术实施方式中又一个基底表面上模板链杂交和核苷酸吸附的原理示意图；图7为本专利技术实施例中实验组拍照获得的一个视野中的Cy3荧光点(左图)和ATTO647N荧光点(右图)图像；图8为本专利技术实施例中对照组1拍照获得的一个视野中的Cy3荧光点(左图)和ATTO647N荧光点(右图)图像；图9为本专利技术实施例中对照组2拍照获得的一个视野中的Cy3荧光点(左图)和ATTO647N荧光点(右图)图像。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本专利技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员不需创造性劳动可以认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。本领域技术人员能够根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识实现相关操作。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。为便于理解，以下结合附图通过举例的方式对本专利技术实施例进行详细说明。应当理解的是，如下举例中的对具体操作及操作细节的描述为示意，非对专利技术方案的限定。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性、相对顺序或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测核苷酸特异性和/或非特异性吸附的方法，其特征在于，所述方法包括：使待测核苷酸与第一模板链反应，所述第一模板链与第一芯片上的探针连接，所述第一芯片包括基底表面以及一端固定在该基底表面的探针，所述第一模板链带有第一标记，所述待测核苷酸能够与所述第一模板链的相应碱基配对，从而使所述探针的另一端延伸一个碱基，所述待测核苷酸带有第二标记，所述第一标记能够产生第一信号，所述第二标记能够产生第二信号；检测所述第一芯片上的信号，获得第一检测结果；使所述待测核苷酸与第二模板链反应，所述第二模板链与第二芯片上的探针连接，所述第二芯片包括基底表面以及一端固定在该基底表面的探针，所述第二模板链带有所述第一标记，所述待测核苷酸与所述第二模板链的相应碱基不能配对，无法使所述探针的另一端延伸一个碱基；检测所述第二芯片上的信号，获得第二检测结果；基于所述第一检测结果和所述第二检测结果，检测所述待测核苷酸的特异性和/或非特异性吸附。

【技术特征摘要】
1.一种检测核苷酸特异性和/或非特异性吸附的方法，其特征在于，所述方法包括：使待测核苷酸与第一模板链反应，所述第一模板链与第一芯片上的探针连接，所述第一芯片包括基底表面以及一端固定在该基底表面的探针，所述第一模板链带有第一标记，所述待测核苷酸能够与所述第一模板链的相应碱基配对，从而使所述探针的另一端延伸一个碱基，所述待测核苷酸带有第二标记，所述第一标记能够产生第一信号，所述第二标记能够产生第二信号；检测所述第一芯片上的信号，获得第一检测结果；使所述待测核苷酸与第二模板链反应，所述第二模板链与第二芯片上的探针连接，所述第二芯片包括基底表面以及一端固定在该基底表面的探针，所述第二模板链带有所述第一标记，所述待测核苷酸与所述第二模板链的相应碱基不能配对，无法使所述探针的另一端延伸一个碱基；检测所述第二芯片上的信号，获得第二检测结果；基于所述第一检测结果和所述第二检测结果，检测所述待测核苷酸的特异性和/或非特异性吸附。2.一种检测核苷酸非特异性吸附的方法，其特征在于，所述方法包括：使待测核苷酸与第三模板链反应，所述第三模板链与第三芯片上的探针连接，所述第三芯片包括基底表面以及一端固定在该基底表面的探针，所述第三模板链带有第三标记，所述待测核苷酸与所述第三模板链的相应碱基不能配对，无法使所述探针的另一端延伸一个碱基，所述待测核苷酸带有第四标记，所述第三标记能够产生第三信号，所述第四标记能够产生第四信号；检测所述第三芯片上的信号，获得第三检测结果；使所述待测核苷酸与第四模板链反应，所述第四模板链与第四芯片连接，所述第四芯片包括不带探针的基底表面，所述第四模板链带有所述第三标记，所述待测核苷酸能够与所述第四模板链的相应碱基配对；检测所述第四芯片上的信号，获得第四检测结果；基于所述第三检测结果和所述第四检测结果，检测所述待测核苷酸的非特异性吸附。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一芯片和第二芯片上的探针随机分布和/或规则分布在基底表面上；和/或所述第三芯片上的探针随机分布和/或规则分布在基底表面上。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，(i)所述检测所述第一芯片上的信号，获得第一检测结果包括：通过成像系统对所述第一芯片表面进行拍照，获得第一图像；以及检测所述第一图像，以获得所述第一检测结果；所述检测所述第二芯片上的信号，获得第二检测结果包括：通过所述成像系统对所述第二芯片表面进行拍照，获得第二图像；以及检测所述第二图像，以获得所述第二检测结果；和/或(ii)所述检测所述第三芯片上的信号，获得第三检测结果包括：通过成像系统对所述第三芯片表面进行拍照，获得第三图像；以及检测所述第三图像，以获得所述第三检测结果；所述检测所述第四芯片上的信号，获得第四检测结果包括：通过所述成像系统对所述第四芯片表面进行拍照，获得第四图像；以及检测所述第四图像，以获得所述第四检测结果。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，(i)中检测所述第一图像，以获得所述第一检测结果包括：检测所述第一图像，以确定所述第一芯片表面上同时存在第一信号和第二信号的位置的数量Na1以及只存在第二信号的位置的数量Na3；检测所述第二图像，以获得所述第二检测结果包括：检测所述第二图像，以确定所述第二芯片表面上同时存在第一信号和第二信号的位置的数量Nb1以及只存在第二信号的位置的数量Nb3；和/或(ii)中检测所述第三图像，以获得所述第三检测结果包括：检测所述第三图像，以确定所述第三芯片表面上同时出现第三信号和第四信号的位置的数量Nc1以及只出现第四信号的位置的数量Nc3；检测所述第四图像，以获得所述第四检测结果包括：检测所述第四图像，以确定所述第四芯片表面上同时出现第三信号和第四信号的位置的数量Nd1以及只出现第四信号的位置的数量Nd3。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进行(i)后，所述基于所述第一检测结果和所述第二检测结果，检测所述待测核苷酸的特异性和/或非特异性吸附包括进行以下(a)，(b)和(c)中的至少之一：(a)利用公式(Nb1+Nb3)/(Na1+Na3)确定所述待测核苷酸非特异性吸附在所述基底表面和第一模板链的比例；(b)利用公式Nb1/(Na1+Na3)确定所述待测核苷酸非特异性吸附在第一模板链上的比例；(c)利用公式(Na1+Na3-Nb1-Nb3)/(Na1+Na3)确定所述待测核苷酸特异性结合到所述第一模板链的比例；和/或进行(ii)后，所述基于所述第三检测结果和所述第四检测结果，检测所述待测核苷酸的非特异性吸附包括：利用公式(Nc1+Nc3-Nd1-Nd3)/(Nc1+Nc3)确定基...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵陆洋，黄天逊，吴增丁，颜钦，
申请(专利权)人：深圳市瀚海基因生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44