A large-scale DNA chip technology. Based on the combination of molecular bioanalysis, nanomaterials and scanning electron microscopy, DNA, RNA and other biomolecular base sequences can be detected directly. The main principle is to make use of dNTP (deoxynucleotide triphosphate base monomer) and Ag nanoparticles to adsorb and couple the two kinds of particles. Four different bases are hybridized with the bases of the sample DNA fragments. The position and order of the nanoparticles can be read out directly from the results of each hybridizing reaction test, and then the results of the scanning electron microscope can be read through the computer Analyze and process to get the position and sequence of bases on DNA or RNA fragments. It is characterized by a large detection flux, which can quickly detect millions or tens of millions of sites at a time. The reading length of sequencing time depends on the size of the tested fragment, which makes it possible to sequence very long full-length transcripts. It can make sequencing with high efficiency, high accuracy and low cost.
【技术实现步骤摘要】
大规模DNA芯片技术本专利技术专利涉及生物基因芯片即一种DNA和RNA测序芯片技术,具体为一种大规模DNA芯片。
技术介绍
DNA分子是生物和动植物的重要生物形态表现物质,它包含了重要遗传信息,是现代生命科学、分子生物学和遗传基因工程等能够检测、分析、病理检测、以及制药等提供关键信息。高效准确测定DNA分子碱基序列,特别是精准、高通量检测DNA中的碱基序列变化,具有重要现实意义,同时也具有临床、病理及药理等实际应用价值,以及基因工程中不可或缺的重要工具。目前DNA分子或RNA分子测序已经发展有三代DNA芯片技术,这些现有测定DNA或RNA序列的技术方法:其主要原理是用生成探针(Probe)、碱基(Base)的杂交配对、以及荧光标记显示等进行DNA碱基序列的检测。这些技术手段和方法都有其缺陷和局限性,体现在检测周期长,效率很低,成本昂贵,各种技术方案都无法在市场大规模推广和普及,更重要的是,序列检测的准确性不高,特别是对已知DNA或RNA序列进行验证性重复检测的一致性和准确率更低。而且目前的技术方法和技术手段都属于DNA序列非直接检测的方式,就不可避免会出现准确率不高,成本过高和检测周期长等弊端。第一代至第三代DNA测序方法,主要存在的一些缺陷在于技术复杂成本昂贵,检测灵敏度较低,重复性差,分析范围较狭窄,无法进行高通量检测。用合成寡核苷酸序列以及原位合成技术在作为基板芯片上生成探针的检测方式,主要弊病和缺陷是探针灵敏性(Sensitivity)和特异性(Specificity),以及不可避免地会出现非特异性杂交干扰 ...
【技术保护点】
1.一种大规模DNA芯片技术,其特征在于,包括:/n四种脱氧核苷酸三磷酸碱基单体分别是,dATP, dTTP, dGTP, dCTP :/n其中,这四种dNTP碱基单体分别对应与银纳米粒子进行吸附,使即两种粒子互相耦合,其中纳米粒子颗径为1nm, 耦合后对应的四种核苷酸碱基单体,A+Ag
【技术特征摘要】
1.一种大规模DNA芯片技术,其特征在于,包括:
四种脱氧核苷酸三磷酸碱基单体分别是,dATP,dTTP,dGTP,dCTP:
其中,这四种dNTP碱基单体分别对应与银纳米粒子进行吸附,使即两种粒子互相耦合,其中纳米粒子颗径为1nm,耦合后对应的四种核苷酸碱基单体,A+Ag+,T+Ag+,G+Ag+,C+Ag+;
以及待测DNA样板片段在DNA聚合酶催化下分解为单链,或者:
本发明可对未知序列DNA采用单链测序,对已知DNA序列可采用双链测序,包括:
将已经分解待测样板单链DNA片段固化在基板上;
本发明测序反应液的组成:反应缓冲液、DNA聚合酶、Mgcl2、和纯水;
纳米粒子,颗粒直径为1nm,分别加入四个反应管中与脱氧核苷酸三磷酸单体与其进行吸附使其互相耦合结合在一起;
四种与银纳米粒子偶合的单体碱基依次先后顺序分别加入基板上与待测样板片段DNA单链进行杂交反应包括:
每次dNTP杂交反应后,其结果由计算机依据纳米粒子:(1)出现的先后顺序,(2)所在位置,进行记录并与获得被测样板DNA片段的碱基杂交的位置,基于图像传感器测定其银纳米粒子的相对位置。
2.四种dNTP即脱氧核苷酸三磷酸单体分别与银纳米粒子进行吸附耦合处理,其特征在于:
分别是在四个不同容器内进行,并标示其将与样板片段DNA进行杂交反应的顺序。
3.待测样板DNA片段的3’端固定在有环氧硅基玻璃基底的基板上,其特征在于:固化在基板上片段的长度完全满足高通量测序技术要求,能够一次并行对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定和一般读长:
其中,包括每次进行DNA或RNA测序时,读长的长度仅仅取决于取样并固化在基板上的DNA或RNA片段的大小,使得这种技术可以测序非常长的全长转录本成为可以实现的手段:
其中,除可以完成对DNA、RNA多肽等生物分子检测外,也包括蛋白质等多种生物物质的检测。
4.固定被测DNA样板片段的基板进行序列测定时,采用高分辨率扫描电镜技术且至少保证扫描DNA分子片段碱基杂交后附带银纳米粒子的成像其像素分辨率需达到...
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