CN101886126B - 一种用于生物芯片分析的毛细管探针阵列的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于生物芯片分析的毛细管探针阵列的制备方法，涉及生物芯片。将溶液引入到毛细管内；将储有矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂，以及探针溶液的储液池或小试管间隔排列作为供液，通过更换毛细管入口的供液，在毛细管内实现“矿物油-探针溶液-矿物油-探针溶液-矿物油剂-...”的液滴序列，其中矿物油作为载流，探针溶液作为在载流中流动的液滴；在探针液滴序列在毛细管中流动到预定位置后，停止流动，液滴中的探针会自发或者在光、电、磁等外界引发下通过反应或吸附而被固定到毛细管管壁上，固定反应完成后，排出矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂和探针液滴，然后用缓冲液进行清洗以完成整个步骤。

Description

一种用于生物芯片分析的毛细管探针阵列的制备方法
技术领域
本发明涉及生物芯片，特别是涉及一种用于生物芯片分析的毛细管探针阵列的制备方法。
背景技术
生物芯片是将大量的生物分子或材料(如核酸片段、蛋白质、药物或受体、细胞或组织等)按照预先设计的排列方式固定在载体表面，以此作为探针，与样品中待测物进行特异性的吸附或反应，实现对样品信息的检测。成千上万的反应在一块芯片上同时进行，具有大规模并行分析的能力。生物芯片一般加工在玻璃片、硅片、尼龙膜等载体材料上，探针阵列的制作方法主要有点样法(Schena M，Shalon D，Davis R W.et al.Science.，1995，20：467-470)和原位合成法(Fodor S P A，Read J L，Pirrung M C，et al.Science，1991，251：767-773)，点样法是用点样仪将探针点在载体表面再进行固定反应从而将探针牢固结合在载体表面，原位合成主要用于寡聚核苷酸，利用多步反应，依次将脱氧核苷酸单体连接在探针尾部，实现在载体表面的延伸。这些方法技术要求高、加工成本高、制作速度慢，而且都需要比较昂贵的精密仪器。
毛细管成本低廉，用来进行生物芯片分析能够降低加工难度，有效减少成本。而且常规生物芯片的杂交过程受扩散过程的控制，一般杂交反应需要十几个小时，而在毛细管类似尺寸的微通道内进行杂交反应由于流动杂交过程促进混合而且扩散距离短，能够缩短反应时间、增强检测信号、提高检测灵敏度(Benn J A，Hu J，Hogan B J，et al.Anal.Biochem.，2006，348：284-293)。授权公告号为CN2483395Y的实用新型专利提供一种设有毛细纤维丝(条)的透明毛细管作为毛细管生物芯片装置，将点样线、相应标记物、阳性和阴性对照线制作在毛细纤维丝(条)上，然后插在毛细管内，分析时通过毛细管的毛细作用将样品吸入到毛细管内并浸渍毛细纤维丝(条)，样品中的待测物与毛细纤维丝(条)上的点样物和标记物发生杂交反应。这一方法，点样物和标记物是制作在毛细管内的毛细纤维丝(条)上，而不是毛细管的管壁上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生物芯片分析的毛细管探针阵列的制备方法。
本发明包括以下步骤：
1)将溶液引入到毛细管内；
2)将储有矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂，以及探针溶液的储液池或小试管间隔排列作为供液，通过更换毛细管入口的供液，在毛细管内实现“矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂-探针溶液-矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂-探针溶液-矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂-...”的液滴序列，其中矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂作为载流，探针溶液作为在载流中流动的液滴；
3)在探针液滴序列在毛细管中流动到预定位置后，停止流动，液滴中的探针会自发或者在光、电、磁等外界引发下通过反应或吸附而被固定到毛细管管壁上，固定反应完成后，排出矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂和探针液滴，然后用缓冲液进行清洗以完成整个步骤。
在步骤1)中，所述将溶液引入到毛细管内，可将毛细管的入口插入到储液池或小试管中将溶液通过入口引入到毛细管内；所述毛细管可为玻璃毛细管、石英毛细管或高聚物毛细管等，所述毛细管可以是直形毛细管或弯曲形毛细管；所述毛细管的管径可为1nm～5cm；所述毛细管可设至少1根毛细管，多根毛细管可以是多根毛细管并联，还可以是多根毛细管串联。
在步骤3)中，所述在毛细管内流动的驱动力由电场、毛细作用、表面张力或者由连接在通道出口的注射泵、重力等提供；所述探针不仅可以是核酸，还可以是小分子化合物、多肽、蛋白质、抗原、多糖、配体、药物、受体、细胞或组织等。
本发明的优点在于：在试剂消耗少的情况下，能简单有效地在毛细管管壁上加工探针阵列，而且能通过供液切换的速度调节探针的密度，并降低对昂贵仪器的依赖，降低加工成本低，加快制作速度。
附图说明
图1是本发明的探针阵列的加工示意图。
图2是本发明同时对多根毛细管加工探针阵列的示意图。
图3是本发明采用注射器作为驱动力时的示意图。
图4是本发明的已固定的探针阵列荧光信号强度。在图4中，横坐标为探针浓度(μm)，纵坐标为荧光信号强度。
以下给出图1～3中的标记：1毛细管，2矿物油，3探针溶液，4水平储液池，5载流，6液滴序列，A储液小试管。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
实施例1
参见图1，毛细管1的入口插入到储液小试管A中，储液小试管A间隔排列分别装有矿物油2和探针溶液3。毛细管1出口与一水平储液池4相连，利用重力驱动液体流动，在毛细管1内实现载流5携带液滴序列6流动的形式。流动到预定位置后，停止流动并进行探针的固定反应以完成生物芯片的加工。
图4是不同浓度的核酸探针固定30min所得的荧光信号强度，探针含有20个碱基，3’标记有FITC，5’标记有氨基，通过与修饰在毛细管管壁的游离醛基发生的化学反应而被固定在毛细管内。
实施例2
参见图2，毛细管1为多根平行毛细管，每根通道均有一个入口和出口，加工多个平行的探针阵列用于多个平行的生物芯片分析。在图2中，各标记与图1相同。
实施例3
参见图3，毛细管1的出口与一注射器相连，通过注射器产生的负压驱动液体的流动。在图3中，各标记与图1相同。

Claims (8)

1.一种用于生物芯片分析的毛细管探针阵列的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将毛细管的入口插入到储液池或小试管中将溶液通过入口引入到毛细管内；
2)将储有矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂，以及探针溶液的储液池或小试管间隔排列作为供液，通过更换毛细管入口的供液，在毛细管内实现“矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂-探针溶液-矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂-探针溶液-矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂-...”的液滴序列，其中矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂作为载流，探针溶液作为在载流中流动的液滴；
3)在探针液滴序列在毛细管中流动到预定位置后，停止流动，液滴中的探针会自发或者在光、电、磁外界引发下通过反应或吸附而被固定到毛细管管壁上，固定反应完成后，排出矿物油或其他不与水互溶的有机溶剂和探针液滴，然后用缓冲液进行清洗以完成整个步骤；
所述在毛细管内流动的驱动力由电场、毛细作用、表面张力、重力或者由连接在通道出口的注射泵提供。
2.如权利要求1所述的一种用于生物芯片分析的毛细管探针阵列的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述探针为药物、细胞或组织。
3.如权利要求1所述的一种用于生物芯片分析的毛细管探针阵列的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述探针为核酸、抗原、多糖、配体或受体。
4.如权利要求1所述的一种用于生物芯片分析的毛细管探针阵列的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述探针为多肽或蛋白质。
5.如权利要求1所述的一种用于生物芯片分析的毛细管探针阵列的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述毛细管为玻璃毛细管或高聚物毛细管。
6.如权利要求1所述的一种用于生物芯片分析的毛细管探针阵列的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述毛细管为石英毛细管。
7.如权利要求1所述的一种用于生物芯片分析的毛细管探针阵列的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述毛细管为直形毛细管或弯曲形毛细管。
8.如权利要求1所述的一种用于生物芯片分析的毛细管探针阵列的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述毛细管设至少1根毛细管，多根毛细管是多根毛细管并联，或多根毛细管串联。
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