确定基底表面硅烷密度的方法以及制备芯片的方法技术

本发明专利技术提供了一种确定基底表面硅烷密度的方法，包括：(1)使所述基底表面的所述硅烷与荧光分子连接；(2)对经过步骤(1)处理的所述基底表面进行钝化处理；和(3)基于所述荧光分子的信号，确定所述基底表面的所硅烷密度。利用该方法能够有效地确定基底表面的硅烷密度。

【技术实现步骤摘要】
确定基底表面硅烷密度的方法以及制备芯片的方法
本专利技术涉及生物
具体而言，本专利技术涉及确定芯片表面硅烷密度的方法和制备芯片的方法。背景介绍在生物
中，利用硅烷修饰玻璃基底的表面，经常应用于传感芯片、微流控芯片，特别基因芯片和测序芯片。通常而言，硅烷通过水解能够形成活性硅羟基，进而能够与玻璃基底表面的活性羟基反应，从而硅烷可以与玻璃基底会形成Si-O-Si共价键而连接在玻璃基底上。该反应能够将硅烷连接在玻璃基底上，显然，硅烷密度将决定后续可以结合的核酸分子的密度。然而，目前的工艺很难控制玻璃基底表面的硅烷密度，究其原因之一在于，硅烷分子与玻璃基底表面链接数目无法得到简单、快捷和有效的确定。目前常用的检测芯片表面硅烷密度，通常采用高端仪器或复杂操作流程来检测，研发和生产成本较高。因此，目前确定芯片表面硅烷密度的方法仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种确定基底表面硅烷密度的方法，根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)使基底表面的硅烷与荧光分子连接；(2)对经过前述处理的所述基底表面进行钝化处理；(3)基于所述荧光分子的信号，确定所述基底表面的所硅烷密度。由此，利用该方法能够有效地通过荧光分子的信号，确定硅烷在基底表面的密度，该方法能够简单、便捷地对基底表面所结合的硅烷数目进行量化，进一步可以有效地控制基底处理工艺，从而能够有效地控制可以和硅烷连接的目标分子数目，例如核酸分子的数目。在本专利技术第二方面，本专利技术提出了一种制备芯片的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(a)对所述芯片的基底进行表面活化处理，以便在所述基底的表面形成活性羟基基团；(b)使所述活性羟基基团与硅烷基团连接；(c)使所述硅烷基团与目标分子相连；(d)对经过步骤(c)处理的所述芯片基底进行钝化处理。利用该方法，能够有效地在芯片基底的表面形成期望的硅烷密度和目标分子的密度。由此，根据本专利技术的实施例，基于目前对芯片表面硅烷密度的检测方法存在的不足，本专利技术提供了一种检测芯片表面硅烷密度的方法，该方法操作简单、可以对芯片表面硅烷密度进行定量检测。另外，根据本专利技术的实施例，根据硅烷芯片在不同溶液中的稳定性不同，本专利技术提供了一种制备芯片的方法可以针对不同平台和需求提供不同硅烷密度的芯片。附图说明图1显示了根据本专利技术一个实施例，芯片表面的环氧硅烷密度变化曲线示意图；图2显示了根据本专利技术一个实施例，芯片表面的氨基硅烷密度变化曲线示意图；图3显示了根据本专利技术一个实施例，芯片表面硅烷的基本结构示意图；图4显示了根据本专利技术一个实施例，NHS芯片的结构示意图。具体实施方式下面参考具体实施例和附图，对本专利技术进行说明。需要说明的是，这些实施例仅仅是说明性的，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场购买获得的常规产品。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种确定基底表面硅烷密度的方法，根据本专利技术的实施例，该方法包括：在第(1)步中，使基底表面的硅烷与荧光分子连接。可以应用于本专利技术方法的基底材料并不受特别限制，根据本专利技术的实施例，所述基底由玻璃、硅片、塑料、凝胶和尼龙膜的至少之一形成。其中，优选采用玻璃作为基底的材料，由此，可以方便地通过对玻璃进行活化处理后，在经过活化的玻璃表面形成活性羟基基团，进一步通过硅烷基团与该活性羟基基团形成共价键，从而在基底的表面连接硅烷基团。根据本专利技术的实施例，硅烷与荧光分子的连接并不受特别限制，其中，优选通过共价键连接。根据本专利技术的实施例，所述荧光分子适于与所述硅烷通过氨基或亚氨基形成共价键合。根据本专利技术的实施例，所述硅烷携带环氧基团、NHS基团、醛基、氨基、亚氨基和羧基的至少之一，所述荧光分子携带氨基、亚氨基和NHS基团的至少之一。本领域技术人员能够理解的是，检测的荧光数目的多少与参与反应的硅烷数目相对应，通过荧光数目和分布可对芯片表面硅烷的密度进行定量分析。由此，可以进一步有效地形成稳定的共价连接，以便用于后期通过检测荧光分子的信号，确定基底表面所形成的硅烷的密度。根据本专利技术的实施例，所述基底为芯片的至少一部分。根据本专利技术的实施例，所述芯片是通过溶液或者化学气相沉积法形成的。在本文中所使用的术语“芯片”的含义是表面固定可以参与化学反应的物质(例如硅烷)的固相支持物。在本文中所使用的术语“硅烷”是硅与氢的化合物，是一系列化合物的总称，在本专利技术中硅烷包含环氧硅烷、羧基硅烷和氨基硅烷。在本专利技术的一个实施例中，芯片表面的硅烷为环氧基硅烷或羧基硅烷。根据本专利技术的具体实施例，环氧硅烷是3-缩水甘油醚氧基丙基和羟基丙基三甲氧基硅烷在带有活性羟基表面的玻璃片表面形成环氧硅烷。所称羧基硅烷指的是含有羧基的硅烷，羧基作为活性基团参与反应，如与NHS(N-羟基丁二酰亚胺)反应形成NHS芯片，羧基转化为酰基。在本专利技术的一个实施例中，与芯片表面的环氧基硅烷或羧基硅烷反应的荧光分子是与玻璃表面环氧基或者酰基/羧基产生化学链接的荧光分子，如氨基荧光分子。所称氨基荧光分子指的是荧光分子与含有氨基的基团链接，如氨基cy3分子(NH2-Cy3、NH2-核酸-Cy3)、氨基atto647(NH2-atto647、NH2-核酸-atto647)分子、Cy3-PEG-NH2，等，荧光基团与氨基的链接方式可以用生化反应常用的化学键进行链接，氨基作为与活性基团与芯片表面的环氧基硅烷或羧基硅烷反应。在本专利技术的一个实施例中，芯片表面的硅烷为氨基硅烷。氨基硅烷为硅烷带有氨基或亚氨基，可以理解，氨基硅烷是一类化合物的总称，参考图3，当芯片表面为氨基硅烷时，R1含有NH2或NH，在具体实施例中，利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷制备氨基硅烷芯片。在本专利技术的一个实施例中，与芯片表面的氨基硅烷反应的荧光分子是与玻璃表面氨基产生化学链接的荧光分子，如NHS荧光分子，或COOH荧光分子，其中所称NHS荧光分子指的是荧光分子与含有NHS的基团链接，如NHS-核酸-cy3分子。根据本专利技术的实施例，氨基芯片可为溶液法制备的芯片和/或化学气相沉积法制备的芯片，不同制备方法制备的芯片，在进行过后续钝化处理时，芯片表面的硅烷密度变化趋势不同，即两者在钝化溶液中的稳定性不同，根据芯片硅烷密度需求，两种芯片选择不同的钝化处理条件，如pH值、时间等。从实验结果看，在相同的钝化处理条件下，溶液法制备的芯片稳定性低于化学气相沉积法制备的芯片。在第(2)步中，对经过前述处理的所述基底表面进行钝化处理。在该步骤中，可以通过钝化处理，去除芯片表面不稳定的活性基团和/或降低、稳定芯片表面参与反应的活性基团密度，以及去除因非特异性吸附等方式非特异性地结合到芯片表面的物质如荧光分子或其它分子。根据本专利技术的实施例，活性基团包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定基底表面硅烷密度的方法，其特征在于，包括：/n(1)使所述基底表面的所述硅烷与荧光分子连接；/n(2)对经过步骤(1)处理的所述基底表面进行钝化处理；和/n(3)基于所述荧光分子的信号，确定所述基底表面的所述硅烷密度。/n

【技术特征摘要】
1.一种确定基底表面硅烷密度的方法，其特征在于，包括：
(1)使所述基底表面的所述硅烷与荧光分子连接；
(2)对经过步骤(1)处理的所述基底表面进行钝化处理；和
(3)基于所述荧光分子的信号，确定所述基底表面的所述硅烷密度。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底由玻璃、硅片、塑料、凝胶和尼龙膜的至少之一形成。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底为芯片的至少一部分；
任选地，所述芯片是通过溶液或者化学气相沉积法形成的。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钝化处理是通过使所述基底与所述碱性溶液接触进行的，所述碱性溶液的pH值为8～11；
任选地，所述碱性溶液包括选自磷酸盐缓冲液和碳酸盐缓冲液的至少之一；
任选地，所述磷酸盐缓冲液含有磷酸氢钾和磷酸二氢钾，所述碳酸盐缓冲液含有碳酸钠和碳酸氢钠。


5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述荧光分子适于与所述硅烷通过氨基或亚氨基形成共价键；
任选地，所述硅烷携带环氧基团、NHS基团、醛基、氨基、亚氨基和羧基的至少之一，所述荧光分子携带氨基、亚氨基和NHS基团的至少之一；
任选地，所述硅烷携带环氧基硅烷或羧基硅烷，所述荧光分子携带氨基，所述钝化处理是在20～42摄氏度的温度下进行8～24小时；
任选地，所述硅烷携带氨基，所述荧光分子携带NHS基团，所述钝化处理是在20～42摄氏...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，赵智，孙雷，陈方，颜钦，
申请(专利权)人：深圳市真迈生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44