用于制备生物芯片的溶胶-凝胶试剂盒及使用其制备芯片的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过使溶胶混合物凝胶化来制备蛋白质芯片的方法。在该方法中，按顺序混合特定的硅酸盐单体，如SolB1、SolB2和SolB3、SolBH的混合物以及SolBS、蒸馏水和检测蛋白质的混合物，从而延迟溶胶混合物的凝胶化速度，因此包括混合物的稳定成胶。此外，通过使用阵列器或如吸液管的工具，手工地分配溶胶混合物，可简单且容易地构建生物芯片。另外，可通过按顺序地将溶胶混合物、溶液I(SolBH)和溶液II(缓冲液、SolBS、蒸馏水和检测蛋白质的混合物)分配到基底上，无需传统的、如混合的预处理工艺，来制备均匀的生物芯片。

【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以简单的方式制备生物芯片的方法以及一种用于制备生物芯片的溶胶-凝胶试剂盒，所述方法或者使用通过按顺序地混合特定溶液而制备的溶胶组合物或者直接将这些溶液按顺序地分配到基底上而不用预处理工艺。
技术介绍
生物芯片技术是基于纳米技术(NT)、生物技术(BT)和信息技术(IT)结合的新技术的典型实例。生物芯片是高密度的微阵列，包括在固体支持物表面上的多种生物材料，并根据附在固体支持物表面的生物材料种类而可以分类为DNA芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、神经元芯片等。此外，生物芯片技术与微观流体技术的结合使得LOC(芯片上的实验室)技 术得以发展。生物芯片技术包括固定化生物材料的技术、使固体支持物与生物材料相容的技术、制作生物材料微阵列的技术、在制备的芯片上进行多种生物反应的分析技术、检测反应结果的技术、制备待被固定化的生物材料的蛋白质工程、基因重组技术等等。蛋白质芯片是一种生物芯片，是在单位面积的固体支持物表面的上包括多种蛋白质的高密度微阵列。近年来，人们试图用制作市售可得的DNA芯片的原理和技术来制作蛋白质芯片。通常，市售可得的DNA芯片大多数是通过将DNA固定化到玻璃基底上而制作，基底表面用包覆材料进行预处理。当用与制作DNA芯片相似的方法来制作蛋白质芯片时，也就是说，当通过将蛋白质固定到玻璃基底(基底表面用包覆材料进行预处理)上来制作蛋白质芯片时，由于待固定化的目标蛋白质之间的物理和化学性质的差异，会导致许多问题。以前的蛋白质芯片是通过将蛋白质固定化到经表面处理过的玻璃基底上而制作的并用于进行简单的结合分析。蛋白质芯片的性能是通过固定化的蛋白质的活性来测定并且所述蛋白质芯片很难成功地工作(MacBeath and Schreiber,Science 289:1760,2000)。这些问题是由于蛋白质间固有的物理和化学性质的差异所引起的蛋白质变性、失活和降解造成的。为了克服这些问题，人们进行了与DNA不同的、符合蛋白质特性的、用于固定化蛋白质的表面处理技术以及对用于固定化蛋白质的材料的研究。这些研究致力于在蛋白质芯片表面上执行固定化同时维持蛋白质活性的方法。实例包括Hydrogel -包覆的载片(PerkinElmer)、Versalinx 芯片(Prolinx)、PDC 芯片(可自 Zyomyx 购得的生物芯片)，等坐寸ο同时，溶胶-凝胶工艺是一种被用于通过微处理以制造微结构的技术。具体地，溶胶-凝胶工艺是一种包括，通过温和加工来形成结合网，并通过用共价结合方法以外的方法，在结合网内固定化生物分子以代替将生物分子化学地附着于无机材料的技术(Gill，I.和 Ballesteros, A.，Trends Biotechnol.，18 :282,2000)。此外，许多生物分子，包括酶，被固定在一团溶胶-凝胶基质上并用于制作生物催化剂或生物传感器(Reetz等人，Adv. Mater. ,9 :943,1997)。具体地，由于这些生物分子的光学透明性质，它们还用于检测光学颜色的产生(Edminston等人，Coll. Interf. Sci.,163 395,1994)。此外，已知生物分子当被固定化到溶胶-凝胶基质上时，不仅有化学的稳定性还有热力学的稳定性(Dave等人，Anal. Chem. ,66 :1120,1994)。以生物传感器为例，溶胶-凝胶反应被用作在固体支持物上形成微结构并对该微结构图案化的方法，以及用作简单的固定化的方法。就这方面而言，图案化的方法包括使用模具，通过流体动力学成型液体状态的溶胶，使成型的材料胶化并去除模具，从而形成图案。例如，一种被称为毛细血管内微模块化(MIMIC)的技术是使介观二氧化硅图案化的技术(Kim E,Xia Y,Whitesides GM. 1995. Polymer microstructures formed by moulding incapillaries. Nature 376 :581-584 ；Marzolin 等人，Adv. Mater 10 :571,1998 ；Schuller等人，Appl. Optics 38 :5799,1999) 0这种技术可以用于微流体工程的基础图案化。然而，由于蛋白质的活性会受到诸如pH的多种因素的影响，因此在溶胶-凝胶的过程中通过加入来自其溶胶状态的蛋白质来设定用于保持活性的条件很重要。为了这个目的，提出了通过用多种温和的条件，如中性PH使溶胶与蛋白质预混合而将蛋白质图案化的技术(Kim等人，Biotechnol. Bioeng. 73 :331_337，2001)，但却存在一些问题， 因为在中性PH下，溶胶-凝胶过程快速进行，因此根据添加剂的选择，可能会出现裂缝或者凝胶变得不透明。此外，还有另外一个问题，因为要进行溶胶与蛋白质混合的预处理工艺，所以各样点(spot)的浓度可能不均勻。在涉及溶胶-凝胶工艺的现有专利中，有专利涉及用于改善生物材料反应性的溶胶-凝胶生物芯片，其中溶胶-凝胶生物芯片的制作是通过将含有生物材料的溶胶混合物在芯片基底上进行胶凝，从而将生物材料包封到凝胶基质的孔中并通过在凝胶基质上形成的孔成为胶囊式结构。另外，还有专利涉及用溶胶-凝胶工艺制作生物芯片的方法，所述方法包括筛选用于溶胶-凝胶生物芯片的溶胶组合物，该组合物防止所固定化的生物材料发生改变或者该组合物增加生物材料的灵敏性。然而，因为制作方法复杂，还因为在制备溶胶组合物的工艺中，生物材料的活性下降或者生物材料分解，所以存在许多问题。因此，为了防止在制备溶胶组合物的过程中生物材料活性下降以及生物材料分解，本专利技术人付出了许多努力，结果发现，当以特定的顺序先后混合特定的硅酸盐单体和添加剂并将它们分配到基底上，或者当将这些组分按顺序直接分配到基底上并胶凝，与常规的制作方法相比较，其凝胶化速度可以被延迟，从而使得制作明显均匀的生物芯片成为可能，并且通过上述组分可以防止生物材料的活性下降和分解，从而使制作极高灵敏度的生物芯片成为可能，由此完成了本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种试剂盒形式的溶胶-凝胶材料，从而任何人都可以用所述试剂盒来容易地制造并分析生物芯片，而无需特殊的设备或技术。本专利技术的另一个目的是提供一种无需任何预处理工艺而制备均匀的生物芯片的方法，其建立了这样的方法其中将通过按顺序地混合溶液所获得的特定的溶胶组合物分配到基底上，或者其中将溶液按顺序地直接分配到基底上。本专利技术的又另一个目的是提供一种用所述生物芯片来分析目标材料的方法。为了达到上述目的，本专利技术的一个实施方式提供一种制备生物芯片的方法，所述方法包括步骤按顺序混合溶胶-凝胶试剂盒(SolB试剂盒)中的液体，所述液体包括S0lBl、S0lB2、S0lB3、S0lBH和SolBS ;将混合液体与检测材料(如蛋白质)相混合；以及将混合物分配到基底上。本专利技术的另一个实施方式提供一种通过将溶胶组合物胶凝而无需任何预处理工艺来制备生物芯片的方法，所述方法包括步骤将由SolBl、SolB2和SolB3组成的溶胶组合物分配到基底上；将SolBH分配到基底上；以及将包括SolBS、检测蛋白质和蒸馏水的溶液分配到基底上，然后使分配的溶液胶凝。关于可以用来制备生物芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：曺旼廷，李世蓝，
申请(专利权)人：PCL公司，
类型：
国别省市：