一种生物芯片基片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物芯片基片及其制备方法。本发明专利技术所提供的生物芯片基片是在氨基化片基表面接枝上醛基化葡聚糖的基片；所述醛基化葡聚糖是将葡聚糖的糖苷单元上的邻羟基氧化为醛基得到的。本发明专利技术的葡聚糖醛基基片作为一种高分子三维醛基基片，其键合容量大，不仅核酸固定能力得到了很大提高，点形状饱满；而且解决了普通醛基基片存在的点制高密度芯片大部分样品固定弱或固定不上的问题，提高了长时间处于点样环境（点样环境湿度大）下基片的稳定性，适合点制长时间点样的高密度芯片的点制。因此，本发明专利技术的葡聚糖醛基基片是一种性能优良的生物芯片基底材料，可广泛应用于各种生物芯片的制备上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。技术背景现今，芯片技术已经成为生命科学研究中必不可少的一部分，在表征复杂的生 物过程或需要测定大量的诊断参数时，芯片大规模、高通量分析的特征使得芯片在 分析基因组序列突变、基因表达谱、蛋白质间反应中而被广泛采用。基片是芯片的基础，基片的制备在生物芯片的研制中具有举足轻重的作用。 通常，基片按分子结构分为三种第一种，简单的硅垸化基片，如在玻片表面 进行硅垸化修饰上氨基，醛基，环氧基团，巯基等，这种类型基片存在着较大的空 间位阻，有较强的非特异吸附，在早期芯片研究中应用较多；第二种，玻片在简单 硅烷化后再进行小分子修饰的基片，这种类型基片表面空间有所增加， 一定程度上 减小了非特异吸附；第三种，聚合物基片，可以分为分子没有活性基团的聚合物基 片、分子含有一个活性基团的聚合物基片以及分子含有多个活性基团的聚合物基 片。聚合物基片提供一个附加的表面保护层，从而减小非特异性吸附，分子含有多 个活性基团的聚合物基片单位表面还提供了更多的活性位，因而导致更有效的样品 固定。聚合物基片还可以分为树枝状大分子聚合物基片、滤过膜基片以及水凝胶基 片。普通醛基基片属于简单的硅垸化基片，是一种一维基片。实际应用中，普通醛 基基片的固定量较低，灵敏度不高；而且在点制高密度芯片过程中存在稳定性问题， 即在点样环境下(点样环境湿度大)长时间点样出现点样刚开始时点直径正常、往 后绝大部分点直径越来越小的现象，也即星星点现象，导致芯片杂交后刚开始点样 的区域点大小和信号正常、往后绝大部分点小至星星点以至无法提取数据，也就是 常用的简单硅烷化醛基基片在长时间点样过程中存在稳定性问题，而且点样时间越 长，这种问题越严重。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种生物芯片基片。本专利技术所提供的生物芯片基片，是在氨基化片基表面接枝上醛基化葡聚糖的基片；所述醛基化葡聚糖是将葡聚糖的糖苷单元上的邻羟基氧化为醛基得到的。其中，所述醛基化葡聚糖用高碘酸或水溶性高碘酸盐氧化葡聚糖得到。葡聚糖 聚合物分子结构如图l所示，经过高碘酸或水溶性高碘酸盐处理后，只是所有或部 分糖苷单元上的邻羟基被打断变成两个醛基，所以醛基化后的葡聚糖聚合物分子基本骨架和长度不变，是一种所有或部分糖苷单元含有两个醛基的长链聚合物，如图 2所示。所述葡聚糖可选分子量从10000多到几十万的分子，具体可为葡聚糖T40或葡 聚糖T70。其中，氨基化片基可从商业途径得到，也可对玻片、塑料、硅片等采用现有的 方法进行氨基修饰得到，如采用氨基硅垸化方法或物理吸附氨基化方法。当所述片 基为玻片时，所述氨基化片基可采用如下物理吸附氨基化方法制备将玻片用六甲 基二硅氮烷进行气相沉积，然后再用含有氨基的聚硅氧烷进行处理，得到氨基化玻 片。本专利技术的另一个目的是提供两种制备上述生物芯片基片的方法。本专利技术所提供的一种制备上述生物芯片基片的方法，是将葡聚糖醛基化后接枝 到氨基化片基表面上得到生物芯片基片。本专利技术所提供的制备上述生物芯片基片的另一种方法，是将葡聚糖醛基化后接 枝到氨基化片基表面上后再用高碘酸或水溶性高碘酸盐氧化得到生物芯片基片。其中，后一方法制备的葡聚糖醛基基片点样点直径大小可以控制，相比前一方 法的点直径大小，可以相等也可以更大。这两种醛基化方法制备的葡聚糖醛基基片 可以通过控制工艺条件达到相同的结果。在实际应用中，可根据需要，选择上述两 种方法中的任一种方法进行制备。其中，所述葡聚糖醛基化具体可用高碘酸或水溶性高碘酸盐氧化葡聚糖。上述方法中的葡聚糖具体可为葡聚糖T70或葡聚糖T40。其中，氨基化片基可从商业途径得到，也可对玻片、塑料、硅片等采用现有的 方法进行氨基修饰得到，如采用氨基硅垸化方法或物理吸附氨基化方法。当所述片 基为玻片时，所述氨基化片基可采用如下物理吸附氨基化方法制备将玻片用六甲 基二硅氮烷进行气相沉积，然后再用含有氨基的聚硅氧烷进行处理，得到氨基化玻 片。由本专利技术基片制得的生物芯片也属于本专利技术的保护范围。本专利技术的葡聚糖醛基基片中，葡聚糖本身是一种高分子聚糖化合物，具有优良 的生物兼容性，有非常低的非特异性吸附和自发荧光背景，使得样品检测的灵敏度 有了明显提高；葡聚糖是亲水性高分子化合物，而较长的亲水连接臂有足够柔韧度， 能够使通过共价或高亲和力的方式使固定于基片表面的样品分子同目标分子充分 接触而结合；以它为骨架进行活性基团改性，由此制备的富含醛基的葡聚糖醛基基 片，不仅生物分子固定灵敏度大大提高，信号梯度明显，而且能够较快的实现分子 之间的结合而平衡。所以，作为一种高分子三维醛基基片，其键合容量大，固定量 高，信号梯度明显，不仅核酸固定能力得到了很大提高，点形状饱满，而且长时间 样品点制过程中样品点的形状始终保持均一，解决了普通醛基基片存在的点制高密 度芯片大部分样品固定不上的问题，提高了点样环境下基片的稳定性，适合点制需 长时间点样的高密度芯片。因此，本专利技术的葡聚糖醛基基片是一种性能优良的生物 芯片基底材料，可广泛应用于各种生物芯片的制备上。 附图说明图1为改性前的葡聚糖分子结构；图2为葡聚糖醛基基片表面分子的结构示意图；图3为葡聚糖醛基基片和普通醛基基片核酸样品固定能力比较扫描图； 图4为葡聚糖醛基基片和普通醛基基片核酸样品固定信号值比较柱状图； 图5为葡聚糖醛基基片和普通醛基基片点制高密度人的启动子芯片的点制效果 对比图；图6为葡聚糖醛基基片和普通醛基基片点制高密度人的启动子芯片的杂交效果 对比图。具体实施方式本专利技术中涉及的氨基化片基具体可用以下几种方法制备。基片的片基可以为玻片或塑料等，塑料具体可为P丽A。玻片片基可以通过氨基 硅垸化或物理吸附的方法使其表面氨基化；塑料片基一般通过氨基硅烷化的方法使 其表面氨基化。与硅垸氨基化的玻片表面相比，物理吸附氨基化的玻片表面和硅烷 氨基化的塑料表面都更为疏水。其中，氨基硅烷化所用到的硅垸化试剂可选用3-氨丙基三乙氧基硅垸、3-氨丙 基二乙氧基硅垸、3-氨丙基一乙氧基硅烷等氨基硅垸化试剂；物理吸附可用含有氨基的聚硅氧烷，如Poly等。下面具体分述1) 氨基硅垸化玻片的方法如下将玻片表面用Piranha (浓H2S04: 30% H202， V/V=7:3)溶液浸泡2h以上或用 铬酸溶液浸泡过夜，然后用去离子水清洗、甩干；或将玻片去离子水清洗甩干后进 行等离子处理2rain;将处理后的上述玻片与1% (体积百分含量)3—氨基丙基三 甲氧基硅烷(APTES)的乙醇溶液中反应；乙醇清洗后甩干即得表面氨基硅垸化的 玻片。2) 物理吸附氨基化玻片的方法如下清洗玻片；将干净的烧杯放于12(TC烘箱中烘烤30min后拿出，迅速滴加几滴 HMDS (六甲基二硅氮垸)并立即盖上干净的表面皿，IO秒后揭开表面皿，将清洗干 净的玻片放入烧杯中并立即盖上表面皿，使玻片表面进行HMDS气相沉积30 min; 配制0. 5% (体积百分含量)的Poly的二氯甲烷溶液；将处理后的玻片在上述二氯甲烷溶液中通过提 拉法使玻片表面物理吸附上一层带氨基的聚硅氧垸，从而实现玻片的氨基化。3) 氨基硅烷化塑料的方法如下(以P醒A为例)PMMA片基清洗、甩干后，进行表面臭氧处理l h或Plasma处理30min。配制 1% (体积百分含量)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物芯片基片，是在氨基化片基表面接枝上醛基化葡聚糖的基片；所述醛基化葡聚糖是将葡聚糖的糖苷单元上的邻羟基氧化为醛基得到的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：甘五鹏，王佳，黄明贤，
申请(专利权)人：博奥生物有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]