利用超声波对杂交反应后固体基质进行清洗的方法技术

利用超声波对杂交反应后固体基质进行清洗的方法及装置，该方法及装置是将已完成杂交反应的固体基质放入盛有清洗液的容器中，利用超声波发生器产生一定强度的超声并将其传导至清洗液中，利用该超声在清洗液中产生的空化效应进行清洗。由于清洗液中的空化气泡会对固体表面产生强烈射流及局部微冲流，显著减弱液体表面张力及摩擦力，增强液体的流动，从而可以将固体基质表面结合较弱的非特异性吸附及沉淀快速清洗掉。与常规清洗技术相比，可显著缩短清洗时间，提高杂交信号与背景信号的对比度。其装置结构简单，没有运动部件，易于实现集成化和自动化。本发明专利技术可应用于Ｓｏｕｔｈｅｒｎ、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ及基因芯片等各种杂交反应体系。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用超声波手段促进杂交反应后对固体基质进行清洗的方法及其装置，特别是涉及生物芯片杂交反应后清洗过程的方法及其装置。此方法及装置可应用于临床诊断、生命科学基础研究、农业及环境监测等技术的领域。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的一种利用超声波对杂交反应后的固体基质进行清洗的方法，该方法是将已完成杂交反应的固体基质放入盛有清洗液的容器中，利用超声波发生器产生一定强度的超声并将其传导至清洗液中，利用该超声在清洗液中产生的空化效应促进清洗。本专利技术还提供了一种实施上述清洗方法的装置，该装置包括盛有清洗液的容器，放置在清洗液中的已完成杂交反应的固体基质，其特征在于在所述的已完成杂交反应后的固体基质的上方、下方或四周至少放置一个超声波谐振元件，该超声波谐振元件与谐振电路连接。实施清洗时，首先将已完成杂交反应的固体基质放入清洗液中，然后开通超声波谐振电路，驱动超声波谐振元件产生超声，利用此超声传导至清洗液中产生的空化效应促进清洗。因为清洗液中的空化气泡会对固体表面产生强烈射流及局部微冲流，显著减弱液体的表面张力及磨擦力，并破坏固-液界面的附面层，增强液体的流动，从而可以将固体基质表面结合较弱的非特异性吸附及沉淀快速清洗掉。本专利技术与常规杂交反应清洗技术相比，可以显著缩短清洗时间(实施例结果显示利用超声波可使基因芯片杂交后的清洗时间比常规机械振荡方法缩短5倍)，提高杂交信号与背景信号的对比度。另外，本专利技术装置结构简单(核心元件仅有超声谐振元件和相应谐振电路及盛装清洗液的容器)，没有运动部件，易于实现集成化和自动化。图2为本专利技术提出的实施例中采用压电陶瓷片作为超声波谐振元件的正面视图。图3为本专利技术提出的实施例中采用压电陶瓷片作为超声波谐振元件的背面视图。图4为本专利技术提出的实施例与常规机械振荡清洗方法所得到的杂交荧光信号比较图。图5为本专利技术提出的实施例与常规机械振荡清洗方法得到的背景荧光的比较图。附图说明图1为本专利技术的一个具体实施例，该实施例利用超声波促进基因芯片的杂交反应后清洗过程。将一直径为2.5厘米频率为1.7MHz的圆形压电陶瓷片2贴附于一尺寸为8.5cm×5cm×2cm的塑料盒1中，压电陶瓷片2通过塑料盒1侧壁所钻小孔引出导线3与超声波谐振电路5相接。超声波谐振电路5的输出功率为20W。然后将导线引出孔用环氧树脂胶密封。压电陶瓷片2边缘套有环形橡皮密封圈4，橡皮密封圈4通过环氧树脂胶7固定于塑料盒1底部，其作用是使焊点与清洗液隔离，防止引起短路。清洗时，待清洗的基因芯片6浸没于塑料盒1中盛装的清洗液8中。图2和图3为本专利技术采用压电陶瓷片作为超声波谐振元件的电极排布图。图2为压电陶瓷片正面视图，图3为压电陶瓷片背面视图9指示超声压电陶瓷片表面所镀金属电极，3指示与超声压电陶瓷片焊接的导线，10指示超声压电陶瓷片背面裸露的压电材料。图4和图5为本专利技术提出的实施例与常规清洗方法所得到的杂交荧光信号及背景荧光强度的比较图。如图4和图5所示实施例的清洗条件1为用机械振荡清洗固液杂交体系15分钟，(振荡频率80转/分钟，振幅15mm)，清洗条件2为以1.7MHz的压电陶瓷片在20W功率下清洗同样的固液杂交体系3分钟。清洗时，基因芯片置于压电陶瓷片上方约2mm处，有探针的一面背对压电陶瓷片，并加入清洗液浸没基因芯片，清洗液体积为10mL，清洗液成份为0.2％SDS。点阵1和点阵2所用的探针、杂交样品及杂交条件均相同。探针为35个碱基的寡核苷酸，通过共价方式连接于醛基修饰的玻片上，样品长度为1045bp的DNA，其中一段与探针完全匹配，样品DNA链上带有Cy5荧光标记分子，杂交条件为65℃、90分钟，检测方法为激光诱导荧光检测，所用仪器为ScanArray 4000，检测器光电倍增管(PMT)的设置值为仪器最大值的75％，激光光源功率均设定为仪器最大值的80％。从图4和图5中的信号值可以看出，超声辅助条件下清洗3分钟可达到与常规清洗相同的清洗效果，其杂交荧光信号(图4)及背景荧光强度值(图5)均无显著差异。此实验已重复8-9次，实验表明利用超声的空化效应可在较短的时间达到与机械清洗相同的清洗效果，从而可以加快整个检测的速度。权利要求1.一种利用超声波对杂交反应后的固体基质进行清洗的方法，该方法是将已完成杂交反应的固体基质放入盛有清洗液的容器中，利用超声波发生器产生一定强度的超声并将其传导至清洗液中，利用该超声在清洗液中产生的空化效应促进清洗。2.按照权利要求1所述的清洗方法，其特征在于所述超声波发生器的功率可在0.1W到200W之间变化。3.按照权利要求1所述的清洗方法，其特征在于超声波发生器所产生的超声波频率可在20kHz到100MHz之间变化。4.按照权利要求1所述的清洗方法，其特征在于所述的超声波发生器产生超声波的方式可以连续进行或间断进行。5.实施如权利要求1所述对杂交反应后的固体基质进行清洗的装置，该装置包括盛有清洗液的容器，放置在清洗液中的已完成杂交反应的固体基质，其特征在于在所述的已完成杂交反应的固体基质的上方、下方或四周至少放置一个超声波谐振元件，该超声波谐振元件与谐振电路连接。6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于超声波发生器的谐振元件与清洗液可以直接接触或间接接触。全文摘要利用超声波对杂交反应后固体基质进行清洗的方法及装置，该方法及装置是将已完成杂交反应的固体基质放入盛有清洗液的容器中，利用超声波发生器产生一定强度的超声并将其传导至清洗液中，利用该超声在清洗液中产生的空化效应进行清洗。由于清洗液中的空化气泡会对固体表面产生强烈射流及局部微冲流，显著减弱液体表面张力及摩擦力，增强液体的流动，从而可以将固体基质表面结合较弱的非特异性吸附及沉淀快速清洗掉。与常规清洗技术相比，可显著缩短清洗时间，提高杂交信号与背景信号的对比度。其装置结构简单，没有运动部件，易于实现集成化和自动化。本专利技术可应用于Southern、Northern及基因芯片等各种杂交反应体系。文档编号C12M1/00GK1397790SQ02128860公开日2003年2月19日 申请日期2002年8月16日 优先权日2002年8月16日专利技术者李刚, 邢婉丽, 吴瑞阁, 郭旻, 程京 申请人:清华大学, 北京博奥生物芯片有限责任公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用超声波对杂交反应后的固体基质进行清洗的方法，该方法是将已完成杂交反应的固体基质放入盛有清洗液的容器中，利用超声波发生器产生一定强度的超声并将其传导至清洗液中，利用该超声在清洗液中产生的空化效应促进清洗。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，邢婉丽，吴瑞阁，郭旻，程京，
申请(专利权)人：清华大学，北京博奥生物芯片有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]