[发明专利]一种准三维生物芯片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种准三维生物芯片的制备方法，尤其是在生物芯片基底通过生长一维的杆状、纤维状或者管状材料的基础上再通过在片合成或者点样法固定传感敏感材料而制备准三维生物芯片。由于一维材料传感性能优良且生长易于控制，因此该方法具有操作简单，成本低廉及能够批量制备的特点，因此有助于平面微阵列生物芯片的进一步发展。

背景技术

随着人类文明的进步，医疗卫生、生物工程、环保及食品安全等众多领域对高通量、低成本、方便可靠的多功能生物传感器件的需求越来越多、越来越迫切。为此，在上个世纪九十年代，人们开发了生物芯片。生物芯片技术的最初构想来源于美国Affymetrix公司的前身Affymax公司里的一次即兴的建议，Fodor组织半导体专家和分子生物学专家借助于Ed Southern提出的核酸杂交理论，即标记的核酸分子能够与被固化的与之互补配对的核酸分子杂交，于1993~1994年首先设计出了寡核苷酸生物芯片。生物芯片通过缩微技术，根据分子间特异性地相互作用的原理，将生命科学领域中不连续的分析过程集成于硅、玻璃或者高分子材料表面的微型生物化学分析系统中，以实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的准确、快速、大信息量的检测，其检测效率是传统检测技术手段的成百上千倍。伴随着人类基因组计划(HGP)的发展，借助于电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学的融合，近十多年来生物芯片技术获得了长足的进展，并以其无可比拟的高信息量、高通量、微型化和自动化等优点应用在包括疾病诊断和治疗、药物筛选、食品卫生监督、环境检测、国防等领域，显示出了巨大的应用价值，因此受到世界各国学术界和工业界的瞩目，被公认将会给21世纪的生命与医学科学研究带来一场革命。

目前的生物芯片主要包括平面微阵列芯片及悬浮阵列芯片。其中平面微阵列芯片具有位置编码、能与微电子工艺相兼容且制备工艺成熟，因此是目前商业化应用程度较高的生物芯片。然而在应用过程中，含量较低物质检测对生物芯片灵敏度及检测精度的挑战却仍然有待人们进一步的探索与发展。为此人们开发了三维凝胶DNA芯片。人们的研究表明三维凝胶DNA芯片由于三维结构所具有的较高的固定容量而使得其检测灵敏度明显提高。而另一方面人们的研究还表明氧化锌纳米杆微阵列制备成传感器件同样具有较高的检测灵敏度。这些均表明具有三维或者准三维特性的材料在传感器件中具有一定的应用前景。然而目前的生物芯片除了三维凝胶DNA芯片外尚无其它类似的三维或者准三维生物芯片，为此本申请在国际上首次提出首先在基底上生长一维的杆状、纤维状或者管状材料阵列然后结合生物芯片的点样或者原位合成技术固定传感敏感材料以形成具有准三维特性的生物芯片。该技术具有操作简单，成本低廉及能够与现有平面微阵列生物芯片技术兼容的特点。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种准三维生物芯片的制备方法，即在基底上首先生长一维的管状或者杆状微阵列，然后通过点样法或者在片合成法固定传感敏感材料以获取具有准三维特性的生物芯片。

技术方案： 为解决上述技术问题，本发明提供一种准三维生物芯片的制备方法，该方法包括如下步骤：

a、在基底上生长一维材料的阵列以获得含有一维材料阵列的平面材料；

b、在平面材料的一维材料阵列上不同区域分别固定不同传感敏感材料以获得准三维生物芯片。 

优选的，所述一维材料为长度与直径之比大于2的材料。

优选的，固定所述传感敏感材料是指在一维材料阵列表面先固定连接材料再通过连接材料连接传感敏感材料。

优选的，所述的在一维材料的不同区域分别固定不同传感敏感材料的方法包括点样法及在片合成法。

优选的，所述的在基底上生长一维材料是指采用在基底面内均匀生长或者在基底上预先构建的点阵列上生长。

优选的，该方法包括对生长了一维材料阵列的平面材料进行切割、组装以构建准三维生物芯片。

所述准三维生物芯片通过与待检样品作用而用于检测。

有益效果：本发明首次将检测基底上一维材料阵列的生长与平面微阵列生物芯片的点样法及在片合成法结合，即准三维生物芯片的制备与传统的平面微阵列生物芯片的制备兼容，因此所制备的生物芯片不仅具有准三维的特性，而且易于批量进行生产。

附图说明

图1为一维材料生长法制备准三维生物芯片示意图。

1 基底；

2 基底生长了一维材料阵列的侧视图；

3 一维材料阵列上分别固定了传感敏感材料a、b及c的侧视图；