[发明专利]核酸配基组芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种核酸配基的生物芯片检测技术，尤其涉及一种采用配体和配基作用原理，通过固载相关系列特异性寡核苷酸配基，并行集成捕捉混合物中靶分子配体，再对靶分子配体实施定性和定量检测的核酸配基组芯片；本发明同时涉及一种核酸配基组芯片的制备和使用。

背景技术

生物芯片技术是近年来兴起的一项综合性的高技术，它以微机电系统技术和生物技术为依托，将生命科学研究中的许多不连续过程(如样品制备、生化反应、检测等步骤)集成并移植到一块普通邮票大小的芯片上去，并使这些分散的过程连续化、微型化，以实现对大量生物信息进行快速、并行处理的要求。

生物芯片概念的提出受到了计算机芯片的启发。狭义的生物芯片是指包埋在固相载体(如硅片、玻璃和塑料等)上的高密度DNA、蛋白质、细胞等微阵列芯片，如cDNA微阵列、寡核苷酸微阵列和蛋白质微阵列等。这些微阵列由生物活性物质以点阵的形式有序地固定在固相载体上形成。在一定的条件下进行生化反应，将反应结果用化学荧光法、酶标法、电化学法显示，然后用专用的生物芯片扫描仪或电子信号检测仪采集数据，最后通过专门的计算机软件进行数据分析。广义的生物芯片是指任何能对生物分子进行快速并行处理和分析的微型固体薄型器件。

自从1991年福多尔(S.P.A.Fodor)等人提出DNA芯片至今，以DNA芯片为代表的生物芯片技术已经得到了快速的发展。生物芯片则是在很小几何尺度的表面积上，装配一种或集成多种生物活性，仅用微量生理或生物采样，即可以同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和DNA的特性，以及它们之间的相互作用，获得生命微观活动的规律。生物芯片可以粗略地分为细胞芯片、蛋白质芯片(生物分子芯片)和基因芯片(即DNA芯片)等几类，都有集成、并行和快速检测的优点。

随着人类基因工程的发展，基因芯片(即DNA芯片)得到迅速的发展。DNA芯片又称为寡核苷酸阵列或杂交阵列分析，它是根据DNA双螺旋原理而发展的核酸链间分子杂交的技术。它的基本结构是在芯片表面能够制备成千上万的基因单元作为配基，对待测基因进行筛选。待测基因通过PCR扩增技术得到数量放大，再进行荧光标记，使其在筛选过程中产生可识别的荧光发射或光谱转移。此荧光信号被荧光显微镜检出，达到基因识别的目的。将已知的DNA(探针)和未知的核酸序列之间的一方以有序的阵列固定到载玻片或硅片上，再与荧光标记的另一方进行杂交。当荧光标记的一方在DNA芯片上发现互补序列时即发生杂交，杂交的结果以荧光和模式识别分析来检测。DNA芯片技术可以快速分析大量的基因信息，从而使生物医学工作者可以研究并收集基因表达和变异信息。目前国内外已有公司生产并销售的DNA芯片有两类，一类是在芯片上原位合成待测的寡核苷酸，再与荧光标记的DNA探针放在一起，当DNA探针杂交到寡核苷酸阵列上后，互补序列通过荧光扫描确定。该寡核苷酸阵列格式可用于检测变异，在基因中定位目标区域，和基因表达的研究，以及确定基因功能。

另一类DNA芯片利用微量点样技术在芯片上制作互补DNA(cDNA)阵列再与荧光标记的DNA探针杂交。cDNA阵列格式用于快速筛选。如位于Santa Clara CA的Affymetrix公司生产的GeneChip，含高密度的DNA探针阵列，可以用于人类基因组中遗传信息的分析。具特殊用途的DNA探针阵列可以在人类基因组中快速筛选已知的DNA序列。DNA芯片还可用于监测不同的人体细胞和组织基因表达，以检测癌症或其它疾病所对应的基因的变化。随着DNA芯片及杂交技术的发展，DNA芯片将有可能直接应用于临床诊断，药物开发和人类遗传诊断。