生物分子微阵列及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种生物分子微阵列及其制备方法与应用，属于生物检测技术领域。本发明专利技术通过在固体基底表面形成间隔排列的数个反应区，之后分别在数个反应区固定生物分子，从而形成排列有序的数个阵点，本发明专利技术制得的生物分子微阵列应用于DNA测序时能够提高单克隆簇比例，进而产生高信噪比的测序信息，提高测序结果的准确性，同时显著提高测序仪的检测通量。

Biomolecular microarray and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
生物分子微阵列及其制备方法与应用
本专利技术涉及生物检测
，尤其涉及一种生物分子微阵列及其制备方法与应用。
技术介绍
生物分子微阵列包含多种类型，如DNA微阵列、蛋白质微阵列、抗体微阵列、半抗原微阵列、碳水化合物微阵列等，生物分子微阵列广泛用于即时检测(Point-of-caretesting，POCT)技术中定性和定量检测生物样品中某种生物分子。其中DNA微阵列又称DNA阵列或DNA芯片，比较通俗的名字是基因芯片(genechip)，它是基因组学和遗传学研究的工具，研究人员应用基因芯片就可以在同一时间定量的分析大量(成千上万个)基因表达的水平，具有快速、精确、低成本的生物分析检验能力。DNA微阵列广泛用于基因表达和基因分型，在高通量基因测序技术中也有用到DNA微阵列，DNA微阵列作为高通量测序中的流动池，如图1所示，现有的流动池是在活化玻片表面铺上一层带反应基团的高分子后再共价固定反应性引物(reactiveprimers)，然后在流动池内进行就地桥式PCR扩增形成有几千或上万同一种DNA分子的超大量单克隆簇和两种以上DNA分子的多克隆簇，最后在流动池里进行边合成边测序(SequencingbySynthesis，SBS)得到DNA测序信息。但是由于只有单克隆簇才会产生有用的测序信息，而现有的流动池中通常只有约30％的簇是单克隆簇，其他高于60％的簇为多克隆簇，因此其产生的测序信息没有实用价值，导致产生的测序信息的信噪比较低，测序结果准确性较低，同时导致测序仪的检测通量较低。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种生物分子微阵列及其制备方法与应用，本专利技术制备的生物分子微阵列应用于DNA测序时能够提高单克隆簇比例，进而产生高信噪比的测序信息，提高测序结果的准确性，同时显著提高测序仪的检测通量。为实现以上目的，本专利技术首先提供一种生物分子微阵列的制备方法，包括：步骤一、提供固体基底；步骤二、在所述固体基底表面形成间隔设置的数个反应区以及位于所述数个反应区外围的非反应区，所述反应区表面具有反应基团；步骤三、利用所述反应区的反应基团固定功能高分子聚合物；步骤四、在所述功能高分子聚合物上固定生物分子，得到生物分子微阵列。在本专利技术的一些实施例中，所述固体基底表面设有间隔设置的数个特征结构，所述反应区形成于所述特征结构的位置。在本专利技术的一些实施例中，所述步骤二包括：在所述固体基底表面形成第一反应基团；利用所述第一反应基团固定可裂解链接链分子；对所述固体基底表面的可裂解链接链分子进行图案化裂解，形成间隔设置的数个反应区。在本专利技术的一些实施例中，所述可裂解链接链分子本身不携带反应基团，所述可裂解链接链分子被裂解后暴露出所述固体基底表面的第一反应基团；在图案化裂解过程中，所述反应区的可裂解链接链分子被裂解掉，所述非反应区的可裂解链接链分子未裂解。在本专利技术的一些实施例中，所述可裂解链接链分子本身携带第二反应基团，所述可裂解链接链分子被裂解后第二反应基团消失；在图案化裂解过程中，所述反应区的可裂解链接链分子未裂解，所述非反应区的可裂解链接链分子被裂解掉。在本专利技术的一些实施例中，所述可裂解链接链分子本身携带被保护的第二反应基团，所述可裂解链接链分子裂解后第二反应基团消失并产生第三反应基团；在图案化裂解过程中，所述反应区的可裂解链接链分子未裂解，所述非反应区的可裂解链接链分子被裂解掉；图案化裂解后，对所述反应区的可裂解链接链分子的第二反应基团进行去保护，使所述第二反应基团恢复反应活性；对所述非反应区的可裂解链接链分子的第三反应基团进行保护，使所述第三反应基团失去反应活性。在本专利技术的一些实施例中，所述数个反应区呈矩阵式排列。在本专利技术的一些实施例中，所述数个反应区中，任意两个相邻的反应区之间的距离为0.5μm-20μm。本专利技术还提供一种生物分子微阵列，采用上述生物分子微阵列的制备方法制备得到。本专利技术还提供一种上述生物分子微阵列在DNA测序中的应用。本专利技术的有益效果：本专利技术通过在固体基底表面形成间隔排列的数个反应区，之后分别在数个反应区固定生物分子，从而形成排列有序的数个阵点，本专利技术制得的生物分子微阵列应用于DNA测序时能够提高单克隆簇比例，进而产生高信噪比的测序信息，提高测序结果的准确性，同时显著提高测序仪的检测通量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有的DNA微阵列的制备方法的示意图；图2为本专利技术实施例1的步骤2与步骤3的示意图；图3与图4为本专利技术实施例1的步骤4的示意图；图5为本专利技术实施例1的步骤5与步骤6的示意图；图6为本专利技术实施例3的步骤3的示意图；图7与图8为本专利技术实施例3的步骤4的示意图；图9为本专利技术实施例3的步骤5的示意图；图10为本专利技术实施例4将反应区的反应基团由COOH基团改变为NH2基团的示意图；图11与图12分别为本专利技术实施例5的步骤3与步骤4的示意图；图13示出了本专利技术实施例6的透明固体基底的特征结构以及反应区的位置。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本专利技术提供一种生物分子微阵列的制备方法，包括：步骤一、提供固体基底。具体的，固体基底的材料可以是不溶于水的稳定固体材料。固体基底可以是刚性的或柔性的。固体基底可以做成一种几何结构或几种几何结构的组合。具体的，固体基底的大小和形状由检测方法的要求来定，固体基底的材料可以是无机晶体、无机玻璃、无机氧化物、有机高分子中的一种或几种的组合。固体基底的材料也可以是惰性的高分子聚合物，比如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚酮、聚脂肪醚、聚醚酮、聚醚醚酮、聚芳醚、聚酰胺-聚酰亚胺、聚酯、聚酯-聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚烯烃、聚环烯烃、聚乙烯醇、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物、多种高分子聚合物的混合物、高分子聚合物的卤代衍生物、高分子聚合物的交联衍生物等。优选的，基于荧光检测的高通量基因测序仪的流动池选用高透明性的材料作为固体基底。透明固体基底最好是对250nm到800nm波长光的透过率高于90％，并在特定激发波长下的自体荧光低。同时，固体基底需要足够亲水从而减少非特性吸附，对有机溶剂和检测用溶液有强抵抗性，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物分子微阵列的制备方法，其特征在于，包括：/n步骤一、提供固体基底；/n步骤二、在所述固体基底表面形成间隔设置的数个反应区以及位于所述数个反应区外围的非反应区，所述反应区表面具有反应基团；/n步骤三、利用所述反应区的反应基团固定功能高分子聚合物；/n步骤四、在所述功能高分子聚合物上固定生物分子，得到生物分子微阵列。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物分子微阵列的制备方法，其特征在于，包括：
步骤一、提供固体基底；
步骤二、在所述固体基底表面形成间隔设置的数个反应区以及位于所述数个反应区外围的非反应区，所述反应区表面具有反应基团；
步骤三、利用所述反应区的反应基团固定功能高分子聚合物；
步骤四、在所述功能高分子聚合物上固定生物分子，得到生物分子微阵列。


2.如权利要求1所述的生物分子微阵列的制备方法，其特征在于，所述固体基底表面设有间隔设置的数个特征结构，所述反应区形成于所述特征结构的位置。


3.如权利要求1所述的生物分子微阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤二包括：
在所述固体基底表面形成第一反应基团；
利用所述第一反应基团固定可裂解链接链分子；
对所述固体基底表面的可裂解链接链分子进行图案化裂解，形成间隔设置的数个反应区。


4.如权利要求3所述的生物分子微阵列的制备方法，其特征在于，所述可裂解链接链分子本身不携带反应基团，所述可裂解链接链分子被裂解后暴露出所述固体基底表面的第一反应基团；
在图案化裂解过程中，所述反应区的可裂解链接链分子被裂解掉，所述非反应区的可裂解链接链分子未裂解。


5.如权利要求3所述的生物分子微阵列的制备方法，其特征在于，所述可裂解链...

【专利技术属性】
技术研发人员：向国兵，张明航，吕华，施琦，
申请(专利权)人：南京溯远基因科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32