CN111100785A - 固相基底、其处理方法和确定处理条件的方法 - Google Patents
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Abstract
一种固相基底、其处理方法和确定处理条件的方法，该固相基底具有至少一个硅烷化的表面，所述表面为暴露于特定环境中一定时长的表面，该表面能够实现固定到其上的核酸分子的量达到期望值，所述特定环境为惰性气体环境，所述特定环境的温度选自37℃至60℃，所述一定时长满足预设关系，所述预设关系为所述表面暴露于所述特定环境的时长和该表面能够固定上的核酸分子的量之间的关系。本发明提高了芯片老化实验的准确性，能够准确地用于指导芯片的生产或研发，尤其能够适用对芯片高要求的应用情景。
Description
技术领域
本发明涉及芯片技术领域，具体涉及一种固相基底、其处理方法和确定处理条件的方法。
背景技术
芯片是核酸检测中的重要工具，广泛应用于各种类型的核酸测序和核酸检测中，尤其是第三代单分子测序芯片是由核酸(例如DNA)片段随机固定在玻璃等基底上形成数百万个单分子点而得到。核酸分子密度及稳定性主要由基底表面活性基团镀层的密度及分布状态决定。
现有技术中，通常使用硅烷分子在芯片基底表面进行硅烷化反应形成硅烷化的改性表面，即活性基团镀层。硅烷化反应后的芯片基底一般保存在惰性气体中。但是，在实际生产与研发过程中，会出现核酸分子分布密度不易控制，且稳定性差等问题，直接影响测序质量。
国际申请WO2012027561公开了一种将核酸分子固定在基底表面上用于增强DNA测序的方法，该方法中在核酸分子固定之前或之后，在90℃以上的高温水性环境中处理。该方法能够改善核酸分子在基底表面上的固定效果。但是核酸分子分布密度以及稳定性方面依然存在难以控制和不稳定的问题。
核酸测序芯片，特别是第三代核酸测序芯片，较第二代芯片在质量上有了质的提高，不仅制作条件更加苛刻，保存条件也非常关键，且保存时限因技术原因不会太长。通过根据“温度升高10℃，反应速度增加2倍”的保守条件来指导化学反应。这一原则在大部分情况下是可靠的，但对于核酸芯片这种特殊材料，使用上述原则会有很大误导或不精确，进而导致加速实验的不确认或失败。
发明内容
本发明提供一种固相基底、其处理方法和确定处理条件的方法，能够用于芯片的生产或研发中，提高保存实验的准确性。
根据第一方面，一种实施例中提供一种固相基底，该固相基底具有至少一个硅烷化的表面，上述表面为暴露于特定环境中一定时长的表面，该表面能够实现固定到其上的核酸分子的量达到期望值，
上述特定环境为惰性气体环境，
上述特定环境的温度选自37℃至60℃，
上述一定时长满足预设关系，上述预设关系为上述表面暴露于上述特定环境的时长和该表面能够固定上的核酸分子的量之间的关系。
进一步地，上述特定环境的温度选自37℃至57℃。
进一步地，上述特定环境的温度为37℃、47℃或57℃。
进一步地，上述特定环境的相对湿度为30-70％。
进一步地，上述特定环境的相对湿度为45-55％。
进一步地，上述特定环境的相对湿度为55％。
进一步地，上述固相基底为玻璃和/或石英。
进一步地，上述预设关系为线性关系。
进一步地，上述预设关系的确定包括：
连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，上述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，上述第一表面为硅烷化的表面；
连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，上述第二表面为暴露于上述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，上述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及
利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于上述温度的预设关系。
进一步地，通过化合物修饰获得上述硅烷化的表面，上述化合物包含能够与氨基化核酸分子中的氨基或者巯基化核酸分子中的巯基发生共价连接的基团。
进一步地，上述基团选自环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺和马来酰亚胺基团中的一种或多种。
进一步地，上述化合物选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
根据第一方面，一种实施例中还提供一种芯片，该芯片包括上述第一方面的固相基底。
根据第一方面，一种实施例中还提供一种芯片，该芯片包括上述第一方面的固相基底以及固定在上述固相基底的表面上的核酸分子。
根据第一方面，一种实施例中还提供第一方面的固相基底和/或芯片在核酸捕获和/或核酸检测分析中的用途。
根据第二方面，一种实施例中提供一种处理固相基底的方法，上述固相基底具有至少一个硅烷化的表面，上述方法包括将上述表面暴露于特定环境中一定时长，
上述特定环境为惰性气体环境，
上述特定环境的温度选自37℃至60℃，
上述一定时长满足预设关系，上述预设关系为上述表面暴露于上述特定环境的时长和该表面能够固定上的核酸分子的量之间的关系。
进一步地，上述特定环境的温度选自37℃至57℃。
进一步地，上述特定环境的温度为37℃、47℃或57℃。
进一步地，上述特定环境的相对湿度为30-70％。
进一步地，上述特定环境的相对湿度为45-55％。
进一步地，上述特定环境的相对湿度为55％。
进一步地，上述固相基底为玻璃和/或石英。
进一步地，上述预设关系为线性关系。
进一步地，上述预设关系的确定包括：
连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，上述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，上述第一表面为硅烷化的表面；
连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，上述第二表面为暴露于上述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，上述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及
利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于上述温度的预设关系。
进一步地，通过化合物修饰获得上述硅烷化的表面，上述化合物包含能够与氨基化核酸分子中的氨基或者巯基化核酸分子中的巯基发生共价连接的基团。
进一步地，上述基团选自环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺和马来酰亚胺基团中的一种或多种。
进一步地，上述化合物选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
根据第二方面，一种实施例中还提供一种固相基底，该固相基底利用第二方面的处理固相基底的方法处理获得。
根据第二方面，一种实施例中还提供一种芯片，该芯片包括利用第二方面的处理固相基底的方法处理获得的固相基底。
根据第二方面，一种实施例中还提供一种芯片，该芯片包括利用第二方面的处理固相基底的方法处理获得的固相基底以及固定在上述固相基底的表面上的核酸分子。
根据第二方面，一种实施例中还提供利用第二方面的处理固相基底的方法处理获得的固相基底和/或包括该固相基底的芯片在核酸捕获和/或核酸检测分析中的用途。
根据第三方面，一种实施例中提供一种固相基底，该固相基底具有至少一个硅烷化的表面，上述表面为暴露于特定环境中一定时长P的表面，该表面能够实现固定到其上的核酸分子的量Q，
上述特定环境为惰性气体环境，
上述特定环境的温度T、上述一定时长P和上述核酸分子的量Q满足第二关系，上述第二关系通过多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立，
上述第一关系对应于上述特定环境的温度，
上述第一关系为上述一定时长P与上述核酸分子的量Q之间的关系。
进一步地，上述特定环境的温度T选自37℃至60℃。
进一步地，上述特定环境的温度T选自37℃至57℃。
进一步地，上述特定环境的温度T为37℃、47℃或57℃。
进一步地，上述特定环境的相对湿度为30-70％。
进一步地，上述特定环境的相对湿度为45-55％。
进一步地，上述特定环境的相对湿度为55％。
进一步地，上述固相基底为玻璃和/或石英。
进一步地，上述第一关系为线性关系。
进一步地，上述第一关系的确定包括：
连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，上述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，上述第一表面为硅烷化的表面；
连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，上述第二表面为暴露于上述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，上述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及
利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于上述温度的预设关系。
进一步地，通过化合物修饰获得上述硅烷化的表面，上述化合物包含能够与氨基化核酸分子中的氨基或者巯基化核酸分子中的巯基发生共价连接的基团。
进一步地，上述基团选自环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺和马来酰亚胺基团中的一种或多种。
进一步地，上述化合物选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
进一步地，上述第二关系的确定包括：
分别确定对应于第一温度T1的第一关系y1和对应于第二温度T2的第一关系y2，以获得第一温度T1时的反应速率常数k1和第二温度T2时的反应速率常数k2；
基于反应速率常数k1、k2和阿伦尼乌斯公式确定第一参数和第二参数的关系，上述第一参数与反应速率常数k1和k2相关，上述第二参数与上述第一温度T1和第二温度T2相关；以及
基于上述第一参数和第二参数的关系以及上述第一关系y1或y2，确定上述第二关系。
进一步地，上述第一参数为反应速率常数k1和k2的比值。
进一步地，上述第二关系为
其中T0为标准温度，C0为常数、对应于暴露于上述特定环境时长为0的表面能固定到其上的核酸分子的量。
根据第三方面，一种实施例中还提供一种芯片，该芯片包括上述第三方面的固相基底。
根据第三方面，一种实施例中还提供一种芯片，该芯片包括上述第三方面的固相基底以及固定在上述固相基底的表面上的核酸分子。
根据第三方面，一种实施例中还提供上述第三方面的固相基底和/或芯片在核酸捕获和/或核酸检测分析中的用途。
根据第四方面，一种实施例中提供一种处理固相基底的方法，上述固相基底具有至少一个硅烷化的表面，上述方法包括将上述表面暴露于特定环境中一定时长P，以获得上述表面能够实现固定到其上的核酸分子的量Q的固相基底，
上述特定环境为惰性气体环境，
上述特定环境的温度T、上述一定时长P和上述核酸分子的量Q满足第二关系，上述第二关系通过多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立，
上述第一关系对应于上述特定环境的温度，
上述第一关系为上述一定时长P与上述核酸分子的量Q之间的关系。
进一步地，上述特定环境的温度T选自37℃至60℃。
进一步地，上述特定环境的温度T选自37℃至57℃。
进一步地，上述特定环境的温度T为37℃、47℃或57℃。
进一步地，上述特定环境的相对湿度为30-70％。
进一步地，上述特定环境的相对湿度为45-55％。
进一步地，上述特定环境的相对湿度为55％。
进一步地，上述固相基底为玻璃和/或石英。
进一步地，上述第一关系为线性关系。
进一步地，上述第一关系的确定包括：
连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，上述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，上述第一表面为硅烷化的表面；
连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，上述第二表面为暴露于上述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，上述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及
利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于上述温度的预设关系。
进一步地，通过化合物修饰获得上述硅烷化的表面，上述化合物包含能够与氨基化核酸分子中的氨基或者巯基化核酸分子中的巯基发生共价连接的基团。
进一步地，上述基团选自环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺和马来酰亚胺基团中的一种或多种。
进一步地，上述化合物选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
进一步地，上述第二关系的确定包括：
分别确定对应于第一温度T1的第一关系y1和对应于第二温度T2的第一关系y2，以获得第一温度T1时的反应速率常数k1和第二温度T2时的反应速率常数k2；
基于反应速率常数k1、k2和阿伦尼乌斯公式确定第一参数和第二参数的关系，上述第一参数与反应速率常数k1和k2相关，上述第二参数与上述第一温度T1和第二温度T2相关；以及
基于上述第一参数和第二参数的关系以及上述第一关系y1或y2，确定上述第二关系。
进一步地，上述第一参数为反应速率常数k1和k2的比值。
进一步地，上述第二关系为
其中T0为标准温度，C0为常数、对应于暴露于上述特定环境时长为0的表面能固定到其上的核酸分子的量。
根据第四方面，一种实施例中还提供一种固相基底，该固相基底利用上述第四方面的方法处理获得。
根据第四方面，一种实施例中还提供一种芯片，该芯片包括利用上述第四方面的方法处理获得的固相基底。
根据第四方面，一种实施例中还提供一种芯片，该芯片包括利用上述第四方面的方法处理获得的固相基底以及固定在上述固相基底的表面上的核酸分子。
根据第四方面，一种实施例中还提供第四方面的固相基底和/或芯片在核酸捕获和/或核酸检测分析中的用途。
根据第五方面，一种实施例中提供一种确定固相基底的表面的处理条件的方法，上述固相基底具有至少一个硅烷化的表面，上述方法利用第二关系确定上述表面的处理条件，上述处理条件包括在惰性气体环境中处理该表面的时长P和处理该表面的温度T中至少一个；
上述第二关系为处理后的表面能够固定上的核酸分子的量Q、处理该表面的时长P和处理该表面的温度T之间的关系，
上述第二关系利用多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立，
上述第一关系对应于上述处理该表面的温度T，
上述第一关系为上述处理该表面的时长P与上述处理后的表面能够固定上的核酸分子的量Q之间的关系。
进一步地，上述处理该表面的温度T选自37℃至60℃。
进一步地，上述处理该表面的温度T选自37℃至57℃。
进一步地，上述处理该表面的温度T为37℃、47℃或57℃。
进一步地，上述惰性气体环境的相对湿度为30-70％。
进一步地，上述惰性气体环境的相对湿度为45-55％。
进一步地，上述惰性气体环境的相对湿度为55％。
进一步地，上述固相基底为玻璃和/或石英。
进一步地，上述第一关系为线性关系。
进一步地，上述第一关系的确定包括：
连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，上述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，上述第一表面为硅烷化的表面；
连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，上述第二表面为暴露于上述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，上述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及
利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于上述温度的预设关系。
进一步地，通过化合物修饰获得上述硅烷化的表面，上述化合物包含能够与氨基化核酸分子中的氨基或者巯基化核酸分子中的巯基发生共价连接的基团。
进一步地，上述基团选自环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺和马来酰亚胺基团中的一种或多种。
进一步地，上述化合物选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
进一步地，上述第二关系的确定包括：
分别确定对应于第一温度T1的第一关系y1和对应于第二温度T2的第一关系y2，以获得第一温度T1时的反应速率常数k1和第二温度T2时的反应速率常数k2；
基于反应速率常数k1、k2和阿伦尼乌斯公式确定第一参数和第二参数的关系，上述第一参数与反应速率常数k1和k2相关，上述第二参数与上述第一温度T1和第二温度T2相关；以及
基于上述第一参数和第二参数的关系以及上述第一关系y1或y2，确定上述第二关系。
进一步地，上述第一参数为反应速率常数k1和k2的比值。
进一步地，上述第二关系为
其中T0为标准温度，C0为常数、对应于暴露于上述特定环境时长为0的表面能固定到其上的核酸分子的量。
与现有技术相比，本发明的固相基底及其处理方法中，表面为暴露于特定环境中一定时长的表面，该表面能够实现固定到其上的核酸分子的量达到期望值，其中特定环境的温度优选37℃至60℃，表面在特定环境中的暴露时长由预设关系确定，提高放置实验的准确性，且相比现有技术核酸分子分布密度更稳定、更均匀。本发明广泛地适用于第三代和第二代核酸测序芯片，尤其是第三代单分子测序芯片。
本发明的确定固相基底的表面的处理条件的方法，利于处理该表面的时长与处理后的表面能够固定上的核酸分子的量之间的第一关系以及多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立的第二关系来确定处理条件，相比现有的“温度升高10℃，反应速度增加2倍”的指导原则，本发明的方法提高处理条件的准确性，能够准确地用于指导芯片的生产或研发，尤其是能够更精确地指导第三代核酸测序芯片的保存。
附图说明
图1为本发明实施例中298K(即25℃)下核酸分子密度-时间曲线图；其中线性曲线为拟合曲线，另一条曲线为实测曲线，方程式为用于拟合的数学方程y＝a+b*x，相关系数0.9889，校正的相关系数0.96688，截距值2344.18841，截距标准偏差1433.73414，斜率32.632，斜率标准偏差3.46713，表明拟合结果好。
图2为本发明实施例中330K(即57℃)下核酸分子密度-时间曲线图；其中线性曲线为拟合曲线，另一条曲线为实测曲线，方程式为用于拟合的数学方程y＝a+b*x，相关系数0.99006，校正的相关系数0.97033，截距值7691.542，截距标准偏差783.28824，斜率1877.448，斜率标准偏差188.59364，表明拟合结果好。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本发明能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以本领域技术人员认识到的任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本发明中为某些特征所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。
本发明从特定温度下保存的密度-时间曲线出发，经推导和实验确定出广泛适合各种核酸芯片，尤其是第三代核酸测序芯片的加速老化保存实验经验公式，用于指导核酸芯片的生产与研发。
本发明中，所谓芯片/固相基底的“老化”一般是指，将芯片/固相基底的表面“暴露于特定环境中一定时长”，由于该表面是硅烷化的表面，表面的硅烷化处理在前进行，硅烷化处理使用特定化合物，这些化合物包含能够与核酸分子发生共价连接的官能基团。硅烷化处理虽然是在容器内进行，但是硅烷化处理之后硅烷化反应仍然持续、缓慢地进行，使得结合不牢的官能基团逐渐结合加强，形成更稳定的基底。从微观机理而言，在“老化”过程中，硅烷化修饰后的基底表面的各种表征参数，如非特异性吸附、游离基团活性等逐渐趋于相对不变或在特定范围内，使得表面各个参数的变化范围处于适合进行下一步处理如探针固定反应的状态。因此，该“老化”过程的控制对于获得高质量的基底至关重要，尤其是老化温度的控制直接影响基底质量。本发明通过将固相基底在选自37℃至60℃的温度下暴露于一定时长，且该时长通过提前获取的预设关系来确定，使得表面能够实现固定到其上的核酸分子的量达到期望值。
本发明的芯片/固相基底适用于任何核酸分子——包括但不限于DNA、RNA等核酸分子在其表面上的固定。这种“固定”，可以是核酸分子在基底表面上的特异性吸附(例如，共价键连接)或非特异性吸附(例如，通过范德华力等方式的非共价键连接)。本发明优选适用于DNA分子在芯片基底上的固定，特别是基因测序芯片，包括第二代基因测序芯片和第三代基因测序芯片，特别是第三代单分子测序芯片。同样适用于其它以硅烷-玻璃/石英等为基底的核酸芯片或生物芯片。
本发明中，凡涉及到数值或者数值范围均包括允许在指定数值或者数值范围左右存在一定范围的波动，例如，对于温度37℃，既包括37℃本身，也包括±1℃变化的温度；对于相对湿度55％，既包括55％本身，也包括±5％变化的相对湿度值，即50％和60％的相对湿度值。其他任何温度和相对湿度的数值或者数值范围均以此类推。
本发明中，使用相对湿度来表征环境湿度，相对湿度按照常用的一般概念理解，例如相对湿度表示环境中实际所含水蒸气密度与同温度下饱和水蒸气密度的百分比值。与相对湿度对应的是绝对湿度，其表示单位环境中所含水蒸气的质量，它是大气干湿程度一种物理表达方式，通常用1立方米内所有的水蒸气的克数来表示。在特定温度下，相对湿度与绝对湿度可以互相转换，任何用绝对湿度表示的环境湿度都可以转换为以相对湿度表示。无论是相对湿度、绝对湿度的测量方式还是其转换方法都是本领域技术人员按照其掌握的知识获得的。
以下分别详述本发明实施例的各部分的内容。
第一部分：
本发明的一种实施例中提供一种固相基底，该固相基底具有至少一个硅烷化的表面，该表面为暴露于特定环境中一定时长的表面，该表面能够实现固定到其上的核酸分子的量达到期望值，上述特定环境为惰性气体环境，上述特定环境的温度选自37℃至60℃，上述一定时长满足预设关系，上述预设关系为上述表面暴露于上述特定环境的时长和该表面能够固定上的核酸分子的量之间的关系。
本发明实施例中，固相基底的硅烷化可以按照本领域公知的方法进行，其中硅烷化使用的硅烷分子和固相基底都有非常广泛的选择。
硅烷分子中包含能够与核酸分子上的对应基团发生连接反应的活性基团。作为典型但非限定性的实例，核酸分子一般是氨基化核酸分子或巯基化核酸分子，其中氨基或巯基是能够与硅烷分子上的活性基团反应的对应基团。硅烷分子中的活性基团一般位于硅烷分子一端，而硅烷分子的另一端与芯片基底表面发生硅烷化反应将其固定在芯片基底表面上。活性基团的典型但非限定性的实例包括环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺、马来酰亚胺基团等，这些基团可以单独或组合的形式出现在硅烷分子中。作为典型但非限定性的实例，硅烷分子可以选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
固相基底可以是玻璃或石英，术语“玻璃”和“石英”均按其最宽泛的概念理解，包括任何方法制得的适合用于核酸固定的玻璃或石英，另外，“石英玻璃”作为一种只含二氧化硅单一成份的特种玻璃，也归于本发明的玻璃概念中。在本发明一个实施例中，采用玻璃基底(例如，德国肖特nexterion-coverslip 1620415芯片，也称为“5003芯片”)，但是基于含有共同的有SiO2等成分，石英或其他基底也是显然可用的。此外，也可以是镀有Al、Al2O3涂层的玻璃基底等，或者镀有SiO2涂层的金属或塑料基底等。
本发明中，硅烷分子在固相基底表面的硅烷化反应可以按照本领域常用的方法进行，例如溶液法或化学气相沉积法(CVD)等。在本发明实施例中，采用溶液法进行硅烷化反应，而化学气相沉积法是利用CVD设备进行硅烷化反应的一种方法，与本发明实施例中的溶液法作用相似。
在进行硅烷化反应之前，固相基底可能需要一些清洗和/活化处理，这些处理按照本领域的公知做法进行即可，例如用盐酸清洗固相基底表面，然后用食人鱼溶液浸泡，再依次用超纯水和乙醇清洗。在本发明实施例中，首先用5％盐酸清洗表面3小时，然后用食人鱼溶液浸泡30分钟，超纯水清洗5次，乙醇清洗1次(表面羟基化)，能取得良好的效果。
本发明实施例中，固相基底的表面暴露于特定环境中一定时长。在本发明一个实施例中，通过将固相基底在惰性气体环境中保存一定时长来实现上述固相基底的表面的处理。本发明中“惰性气体环境”包括任何惰性气体，包括但不限于氮气、氩气等，本发明实施例中优选氮气环境。一般而言，通过抽真空再充惰性气体的方式获得惰性气体环境，压强允许在较大的范围内变化，但是优选的气体压力是10000Pa。在没有特别说明的情况下，本发明任何步骤中“惰性气体环境”均按此处定义理解。
本发明实施例中，固相基底的表面在特定环境中暴露的一定时长满足预设关系，该预设关系为表面暴露于特定环境的时长和该表面能够固定上的核酸分子的量之间的关系。发明人已经证实，对于给定的固相基底，在一定温度下将基底置于惰性气体环境中一定时长后，将核酸分子固定到基底表面，发现固定到表面的核酸分子的量与基底在一定温度下放置的时长之间呈线性关系。其中核酸分子的量可以是绝对量或相对量，绝对量如核酸分子的个数，相对量如核酸分子的密度或归一化密度等。在本发明一个实施例中，核酸分子的量可以表示为Q，放置时长可以表示为P，相应地，放置时长和该表面能够固定上的核酸分子的量之间的关系可以表示为：Q＝a+b*P。在一个具体实施例中，核酸分子的量用密度表示，相应地，上述预设关系体现为密度-时间曲线公式，例如y＝a+b*x，其中y表示核酸分子的密度，x表示时间，a表示常数，b表示斜率，即特定温度下的反应速率。
由放置时长和固定上的核酸分子的量之间的关系公式Q＝a+b*P可以看出，若要实现表面固定到其上的核酸分子的量达到期望值Q，根据公式即可确定放置时长P。
在本发明一个实施例中，通过如下方法确定预设关系：连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，上述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，上述第一表面为硅烷化的表面；连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，上述第二表面为暴露于上述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，上述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于上述温度的预设关系。
本发明实施例中，第一表面和第二表面除在特定环境中暴露的时长不同以外，其他条件控制相同，例如提供第一表面和第二表面的固相基底的材质、制备方法和生产批次等相同，表面处理如硅烷化处理条件相同。第一表面和第二表面可以由独自的固相基底提供，也可以由共同的固相基底的不同区域来提供。
发明人已经证实，在本发明实施例中，特定环境的温度选自37℃至60℃能取得更好的效果，即相比现有技术核酸分子分布密度更稳定、更均匀，例如37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、37℃至57℃、37℃至55℃、37℃至52℃、37℃至50℃、37℃至47℃、37℃至45℃、37℃至42℃、40℃至60℃、40℃至57℃、40℃至55℃、40℃至50℃、40℃至45℃、42℃至57℃、42℃至55℃、42℃至52℃、42℃至50℃、42℃至46℃、45℃至60℃、45℃至57℃、45℃至55℃、45℃至50℃、45℃至48℃、47℃至57℃、47℃至55℃、47℃至52℃、50℃至55℃等，优选的37℃至57℃，更优选37℃、47℃或57℃。
在本发明的优选实施例中，特定环境的相对湿度控制在30-70％的范围内，能取得较好的效果，优选45-55％的范围，更优选55％。
本发明的实施例还提供一种芯片，该芯片包括上述第一部分的固相基底；或者，该芯片包括上述第一方面的固相基底以及固定在上述固相基底的表面上的核酸分子。需要说明的是，本发明实施例中“芯片”取广义含义，即带有核酸分子的芯片，或没有核酸分子但能够用于固定核酸分子的芯片。这样的芯片，例如可以是基因测序芯片，包括第二代基因测序芯片和第三代基因测序芯片，特别是第三代单分子测序芯片。同样也适用于其它以硅烷-玻璃/石英等为基底的核酸芯片或生物芯片。
本发明的实施例还提供第一部分的固相基底和/或芯片在核酸捕获和/或核酸检测分析中的用途。
第二部分：
本发明的一种实施例中提供一种处理固相基底的方法，上述固相基底具有至少一个硅烷化的表面，上述方法包括将上述表面暴露于特定环境中一定时长，上述特定环境为惰性气体环境，上述特定环境的温度选自37℃至60℃，上述一定时长满足预设关系，上述预设关系为上述表面暴露于上述特定环境的时长和该表面能够固定上的核酸分子的量之间的关系。
本发明实施例中，固相基底的硅烷化可以按照本领域公知的方法进行，其中硅烷化使用的硅烷分子和固相基底都有非常广泛的选择。
硅烷分子中包含能够与核酸分子上的对应基团发生连接反应的活性基团。作为典型但非限定性的实例，核酸分子一般是氨基化核酸分子或巯基化核酸分子，其中氨基或巯基是能够与硅烷分子上的活性基团反应的对应基团。硅烷分子中的活性基团一般位于硅烷分子一端，而硅烷分子的另一端与芯片基底表面发生硅烷化反应将其固定在芯片基底表面上。活性基团的典型但非限定性的实例包括环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺、马来酰亚胺基团等，这些基团可以单独或组合的形式出现在硅烷分子中。作为典型但非限定性的实例，硅烷分子可以选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
固相基底可以是玻璃或石英，术语“玻璃”和“石英”均按其最宽泛的含义理解，包括任何方法制得的适合用于核酸固定的玻璃或石英，另外，“石英玻璃”作为一种只含二氧化硅单一成份的特种玻璃，也归于本发明的玻璃的含义中。在本发明一个实施例中，采用玻璃基底(例如，德国肖特nexterion-coverslip 1620415芯片，也称为“5003芯片”)，但是基于含有共同的有SiO2等成分，石英或其他基底也是显然可用的。此外，也可以是镀有Al、Al2O3涂层的玻璃基底等，或者镀有SiO2涂层的金属或塑料基底等。
本发明中，硅烷分子在固相基底表面的硅烷化反应可以按照本领域常用的方法进行，例如溶液法或化学气相沉积法(CVD)等。在本发明实施例中，采用溶液法进行硅烷化反应，而化学气相沉积法是利用CVD设备进行硅烷化反应的一种方法，与本发明实施例中的溶液法作用相似。
在进行硅烷化反应之前，固相基底可能需要一些清洗和/活化处理，这些处理按照本领域的公知做法进行即可，例如用盐酸清洗固相基底表面，然后用食人鱼溶液浸泡，再依次用超纯水和乙醇清洗。在本发明实施例中，首先用5％盐酸清洗表面3小时，然后用食人鱼溶液浸泡30分钟，超纯水清洗5次，乙醇清洗1次(表面羟基化)，能取得良好的效果。
本发明实施例中，固相基底的表面暴露于特定环境中一定时长。在本发明一个实施例中，通过将固相基底在惰性气体环境中保存一定时长来实现上述固相基底的表面的处理。本发明中“惰性气体环境”包括任何惰性气体，包括但不限于氮气、氩气等，本发明实施例中优选氮气环境。一般而言，通过抽真空再充惰性气体的方式获得惰性气体环境，压强允许在较大的范围内变化，但是优选的气体压力是10000Pa。在没有特别说明的情况下，本发明任何步骤中“惰性气体环境”均按此处定义理解。
本发明实施例中，固相基底的表面在特定环境中暴露的一定时长满足预设关系，该预设关系为表面暴露于特定环境的时长和该表面能够固定上的核酸分子的量之间的关系。发明人已经证实，对于给定的固相基底，在一定温度下将基底置于惰性气体环境中一定时长后，将核酸分子固定到基底表面，发现固定到表面的核酸分子的量与基底在一定温度下放置的时长之间呈线性关系。其中核酸分子的量可以是绝对量或相对量，绝对量如核酸分子的个数，相对量如核酸分子的密度或归一化密度等。在本发明一个实施例中，核酸分子的量可以表示为Q，放置时长可以表示为P，相应地，放置时长和该表面能够固定上的核酸分子的量之间的关系可以表示为：Q＝a+b*P。在一个具体实施例中，核酸分子的量用密度表示，相应地，上述预设关系体现为密度-时间曲线公式，例如y＝a+b*x，其中y表示核酸分子的密度，x表示时间，a表示常数，b表示斜率，即特定温度下的反应速率。
由放置时长和固定上的核酸分子的量之间的关系公式Q＝a+b*P可以看出，若要实现表面固定到其上的核酸分子的量达到期望值Q，根据公式即可确定放置时长P。
在本发明一个实施例中，通过如下方法确定预设关系：连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，上述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，上述第一表面为硅烷化的表面；连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，上述第二表面为暴露于上述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，上述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于上述温度的预设关系。
本发明实施例中，第一表面和第二表面除在特定环境中暴露的时长不同以外，其他条件控制相同，例如提供第一表面和第二表面的固相基底的材质、制备方法和生产批次等相同，表面处理如硅烷化处理条件相同。第一表面和第二表面可以由独自的固相基底提供，也可以由共同的固相基底的不同区域来提供。
发明人已经证实，在本发明实施例中，特定环境的温度选自37℃至60℃能取得更好的效果，即相比现有技术核酸分子分布密度更稳定、更均匀，例如37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、37℃至57℃、37℃至55℃、37℃至52℃、37℃至50℃、37℃至47℃、37℃至45℃、37℃至42℃、40℃至60℃、40℃至57℃、40℃至55℃、40℃至50℃、40℃至45℃、42℃至57℃、42℃至55℃、42℃至52℃、42℃至50℃、42℃至46℃、45℃至60℃、45℃至57℃、45℃至55℃、45℃至50℃、45℃至48℃、47℃至57℃、47℃至55℃、47℃至52℃、50℃至55℃等，优选的37℃至57℃，更优选37℃、47℃或57℃。
在本发明的优选实施例中，特定环境的相对湿度控制在30-70％的范围内，能取得较好的效果，优选45-55％的范围，更优选55％。
本发明的实施例还提供一种固相基底，该固相基底利用第二部分的处理固相基底的方法处理获得。
本发明的实施例还提供一种芯片，该芯片包括上述第二部分的处理固相基底的方法获得的固相基底；或者，该芯片包括上述第二部分的处理固相基底的方法获得的固相基底以及固定在上述固相基底的表面上的核酸分子。需要说明的是，本发明实施例中“芯片”取广义含义，即带有核酸分子的芯片，或没有核酸分子但能够用于固定核酸分子的芯片。这样的芯片，例如可以是基因测序芯片，包括第二代基因测序芯片和第三代基因测序芯片，特别是第三代单分子测序芯片。同样也适用于其它以硅烷-玻璃/石英等为基底的核酸芯片或生物芯片。
本发明的实施例还提供上述第二部分的处理固相基底的方法获得的固相基底，或者包括该固相基底的芯片在核酸捕获和/或核酸检测分析中的用途。
第三部分：
本发明的一种实施例中提供一种固相基底，该固相基底具有至少一个硅烷化的表面，上述表面为暴露于特定环境中一定时长P的表面，该表面能够实现固定到其上的核酸分子的量Q，上述特定环境为惰性气体环境，上述特定环境的温度T、上述一定时长P和上述核酸分子的量Q满足第二关系，上述第二关系通过多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立，上述第一关系对应于上述特定环境的温度，上述第一关系为上述一定时长P与上述核酸分子的量Q之间的关系。
本发明实施例中，固相基底的硅烷化可以按照本领域公知的方法进行，其中硅烷化使用的硅烷分子和固相基底都有非常广泛的选择。
硅烷分子中包含能够与核酸分子上的对应基团发生连接反应的活性基团。作为典型但非限定性的实例，核酸分子一般是氨基化核酸分子或巯基化核酸分子，其中氨基或巯基是能够与硅烷分子上的活性基团反应的对应基团。硅烷分子中的活性基团一般位于硅烷分子一端，而硅烷分子的另一端与芯片基底表面发生硅烷化反应将其固定在芯片基底表面上。活性基团的典型但非限定性的实例包括环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺、马来酰亚胺基团等，这些基团可以单独或组合的形式出现在硅烷分子中。作为典型但非限定性的实例，硅烷分子可以选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
固相基底可以是玻璃或石英，术语“玻璃”和“石英”均按其最宽泛的含义理解，包括任何方法制得的适合用于核酸固定的玻璃或石英，另外，“石英玻璃”作为一种只含二氧化硅单一成份的特种玻璃，也归于本发明的玻璃的含义中。在本发明一个实施例中，采用玻璃基底(例如，德国肖特nexterion-coverslip 1620415芯片，也称为“5003芯片”)，但是基于含有共同的有SiO2等成分，石英或其他基底也是显然可用的。此外，也可以是镀有Al、Al2O3涂层的玻璃基底等，或者镀有SiO2涂层的金属或塑料基底等。
本发明中，硅烷分子在固相基底表面的硅烷化反应可以按照本领域常用的方法进行，例如溶液法或化学气相沉积法(CVD)等。在本发明实施例中，采用溶液法进行硅烷化反应，而化学气相沉积法是利用CVD设备进行硅烷化反应的一种方法，与本发明实施例中的溶液法作用相似。
在进行硅烷化反应之前，固相基底可能需要一些清洗和/活化处理，这些处理按照本领域的公知做法进行即可，例如用盐酸清洗固相基底表面，然后用食人鱼溶液浸泡，再依次用超纯水和乙醇清洗。在本发明实施例中，首先用5％盐酸清洗表面3小时，然后用食人鱼溶液浸泡30分钟，超纯水清洗5次，乙醇清洗1次(表面羟基化)，能取得良好的效果。
本发明实施例中，固相基底的表面暴露于特定环境中一定时长P。在本发明一个实施例中，通过将固相基底在惰性气体环境中保存一定时长P来实现上述固相基底的表面的处理。本发明中“惰性气体环境”包括任何惰性气体，包括但不限于氮气、氩气等，本发明实施例中优选氮气环境。一般而言，通过抽真空再充惰性气体的方式获得惰性气体环境，压强允许在较大的范围内变化，但是优选的气体压力是10000Pa。在没有特别说明的情况下，本发明任何步骤中“惰性气体环境”均按此处定义理解。
本发明实施例中，固相基底的表面在特定环境中暴露的一定时长P由第二关系确定，该第二关系是特定环境的温度T、一定时长P和核酸分子的量Q之间的关系，而该第二关系又是根据多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立的，其中第一关系对应于特定环境的温度，该第一关系为一定时长P与核酸分子的量Q之间的关系。
发明人已经证实，对于给定的固相基底，在一定温度下将基底置于惰性气体环境中一定时长P后，将核酸分子固定到基底表面，发现固定到表面的核酸分子的量Q与基底在一定温度T下放置的一定时长P之间呈线性关系，即第一关系是线性关系。其中，核酸分子的量可以是绝对量或相对量，绝对量如核酸分子的个数，相对量如核酸分子的密度或归一化密度等。在本发明一个实施例中，核酸分子的量可以表示为Q，放置时长可以表示为P，相应地，在一定温度下，放置时长P和该表面能够固定上的核酸分子的量Q之间的关系可以表示为：Q＝a+b*P。在一个具体实施例中，核酸分子的量用密度表示，相应地，第一关系体现为密度-时间曲线公式，例如y＝a+b*x，其中y表示核酸分子的密度，x表示时间，a表示常数，b表示斜率，即特定温度下的反应速率。
在本发明一个实施例中，通过如下方法确定第一关系：
连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，上述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，上述第一表面为硅烷化的表面；连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，上述第二表面为暴露于上述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，上述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于上述温度的预设关系。
本发明实施例中，第一表面和第二表面除在特定环境中暴露的时长不同以外，其他条件控制相同，例如提供第一表面和第二表面的固相基底的材质、制备方法和生产批次等相同，表面处理如硅烷化处理条件相同。第一表面和第二表面可以由独自的固相基底提供，也可以由共同的固相基底的不同区域来提供。
在确定了多个第一关系以后，通过多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立第二关系。在本发明一个实施例中，通过如下方法确定第二关系：分别确定对应于第一温度T1的第一关系y1和对应于第二温度T2的第一关系y2，以获得第一温度T1时的反应速率常数k1和第二温度T2时的反应速率常数k2；基于反应速率常数k1、k2和阿伦尼乌斯公式确定第一参数和第二参数的关系，上述第一参数与反应速率常数k1和k2相关，上述第二参数与上述第一温度T1和第二温度T2相关；以及基于上述第一参数和第二参数的关系以及上述第一关系y1或y2，确定上述第二关系。
例如，在本发明一个实施例中，第一关系y表示密度-时间曲线公式y＝a+k*x。根据两个时间和对应的密度即可计算出常数a和k，相应地，对应于第一温度T1的第一关系y1和对应于第二温度T2的第一关系y2均可确定，其斜率k1和k2表示各自温度下的反应速率。将各自温度下的反应速率常数k1和k2相除(即二者的比值)，即得到第一参数，将第一参数带入阿伦尼乌斯公式得到任一温度T相对于第一温度T1下的相对反应速率的倍数X，其中X＝f(T)(公式1)，即上述温度T的函数。然后，根据X＝f(T)(公式1)和公式D＝K1*X*d+C0(公式2)，其中D表示上述温度T下的密度，K1表示第一温度T1下密度-时间曲线斜率，X表示上述温度T相对于第一温度T1下的相对反应速率的倍数，d表示上述温度T下的保存时间(天数)，C0表示硅烷化后的待测芯片在保存时间为0时的密度常数，即可推导出温度T、时长P和预定量Q三者之间的关系，即第二关系。
在本发明一个优选实施例中，第二关系为
其中T0为标准温度，C0为常数、对应于暴露于上述特定环境时长为0的表面能固定到其上的核酸分子的量。本发明实施例中，对作为标准温度的T0没有特别限制，例如可以以第一温度T1或第二温度T2中任意一个作为标准温度。
发明人已经证实，在本发明实施例中，特定环境的温度选自37℃至60℃能取得更好的效果，即相比现有技术核酸分子分布密度更稳定、更均匀，例如37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、37℃至57℃、37℃至55℃、37℃至52℃、37℃至50℃、37℃至47℃、37℃至45℃、37℃至42℃、40℃至60℃、40℃至57℃、40℃至55℃、40℃至50℃、40℃至45℃、42℃至57℃、42℃至55℃、42℃至52℃、42℃至50℃、42℃至46℃、45℃至60℃、45℃至57℃、45℃至55℃、45℃至50℃、45℃至48℃、47℃至57℃、47℃至55℃、47℃至52℃、50℃至55℃等，优选的37℃至57℃，更优选37℃、47℃或57℃。
在本发明的优选实施例中，特定环境的相对湿度控制在30-70％的范围内，能取得较好的效果，优选45-55％的范围，更优选55％。
本发明的实施例还提供一种芯片，该芯片包括上述第三部分的固相基底；或者，该芯片包括上述第三部分的固相基底以及固定在上述固相基底的表面上的核酸分子。需要说明的是，本发明实施例中“芯片”取广义含义，即带有核酸分子的芯片，或没有核酸分子但能够用于固定核酸分子的芯片。这样的芯片，例如可以是基因测序芯片，包括第二代基因测序芯片和第三代基因测序芯片，特别是第三代单分子测序芯片。同样也适用于其它以硅烷-玻璃/石英等为基底的核酸芯片或生物芯片。
本发明的实施例还提供上述第三部分的固相基底，或者包括该固相基底的芯片在核酸捕获和/或核酸检测分析中的用途。
第四部分：
本发明的一种实施例中提供一种处理固相基底的方法，上述固相基底具有至少一个硅烷化的表面，上述方法包括将上述表面暴露于特定环境中一定时长P，以获得上述表面能够实现固定到其上的核酸分子的量Q的固相基底，上述特定环境为惰性气体环境，上述特定环境的温度T、上述一定时长P和上述核酸分子的量Q满足第二关系，上述第二关系通过多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立，上述第一关系对应于上述特定环境的温度，上述第一关系为上述一定时长P与上述核酸分子的量Q之间的关系。
本发明实施例中，固相基底的硅烷化可以按照本领域公知的方法进行，其中硅烷化使用的硅烷分子和固相基底都有非常广泛的选择。
硅烷分子中包含能够与核酸分子上的对应基团发生连接反应的活性基团。作为典型但非限定性的实例，核酸分子一般是氨基化核酸分子或巯基化核酸分子，其中氨基或巯基是能够与硅烷分子上的活性基团反应的对应基团。硅烷分子中的活性基团一般位于硅烷分子一端，而硅烷分子的另一端与芯片基底表面发生硅烷化反应将其固定在芯片基底表面上。活性基团的典型但非限定性的实例包括环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺、马来酰亚胺基团等，这些基团可以单独或组合的形式出现在硅烷分子中。作为典型但非限定性的实例，硅烷分子可以选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
固相基底可以是玻璃或石英，术语“玻璃”和“石英”均按其最宽泛的含义理解，包括任何方法制得的适合用于核酸固定的玻璃或石英，另外，“石英玻璃”作为一种只含二氧化硅单一成份的特种玻璃，也归于本发明的玻璃的含义中。在本发明一个实施例中，采用玻璃基底(例如，德国肖特nexterion-coverslip 1620415芯片，也称为“5003芯片”)，但是基于含有共同的有SiO2等成分，石英或其他基底也是显然可用的。此外，也可以是镀有Al、Al2O3涂层的玻璃基底等，或者镀有SiO2涂层的金属或塑料基底等。
本发明中，硅烷分子在固相基底表面的硅烷化反应可以按照本领域常用的方法进行，例如溶液法或化学气相沉积法(CVD)等。在本发明实施例中，采用溶液法进行硅烷化反应，而化学气相沉积法是利用CVD设备进行硅烷化反应的一种方法，与本发明实施例中的溶液法作用相似。
在进行硅烷化反应之前，固相基底可能需要一些清洗和/活化处理，这些处理按照本领域的公知做法进行即可，例如用盐酸清洗固相基底表面，然后用食人鱼溶液浸泡，再依次用超纯水和乙醇清洗。在本发明实施例中，首先用5％盐酸清洗表面3小时，然后用食人鱼溶液浸泡30分钟，超纯水清洗5次，乙醇清洗1次(表面羟基化)，能取得良好的效果。
本发明实施例中，固相基底的表面暴露于特定环境中一定时长P。在本发明一个实施例中，通过将固相基底在惰性气体环境中保存一定时长P来实现上述固相基底的表面的处理。本发明中“惰性气体环境”包括任何惰性气体，包括但不限于氮气、氩气等，本发明实施例中优选氮气环境。一般而言，通过抽真空再充惰性气体的方式获得惰性气体环境，压强允许在较大的范围内变化，但是优选的气体压力是10000Pa。在没有特别说明的情况下，本发明任何步骤中“惰性气体环境”均按此处定义理解。
本发明实施例中，固相基底的表面在特定环境中暴露的一定时长P由第二关系确定，该第二关系是特定环境的温度T、一定时长P和核酸分子的量Q之间的关系，而该第二关系又是根据多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立的，其中第一关系对应于特定环境的温度，该第一关系为一定时长P与核酸分子的量Q之间的关系。
发明人已经证实，对于给定的固相基底，在一定温度下将基底置于惰性气体环境中一定时长P后，将核酸分子固定到基底表面，发现固定到表面的核酸分子的量Q与基底在一定温度T下放置的一定时长P之间呈线性关系，即第一关系是线性关系。其中，核酸分子的量可以是绝对量或相对量，绝对量如核酸分子的个数，相对量如核酸分子的密度或归一化密度等。在本发明一个实施例中，核酸分子的量可以表示为Q，放置时长可以表示为P，相应地，在一定温度下，放置时长P和该表面能够固定上的核酸分子的量Q之间的关系可以表示为：Q＝a+b*P。在一个具体实施例中，核酸分子的量用密度表示，相应地，第一关系体现为密度-时间曲线公式，例如y＝a+b*x，其中y表示核酸分子的密度，x表示时间，a表示常数，b表示斜率，即特定温度下的反应速率。
在本发明一个实施例中，通过如下方法确定第一关系：连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，上述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，上述第一表面为硅烷化的表面；连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，上述第二表面为暴露于上述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，上述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于上述温度的预设关系。
本发明实施例中，第一表面和第二表面除在特定环境中暴露的时长不同以外，其他条件控制相同，例如提供第一表面和第二表面的固相基底的材质、制备方法和生产批次等相同，表面处理如硅烷化处理条件相同。第一表面和第二表面可以由独自的固相基底提供，也可以由共同的固相基底的不同区域来提供。
在确定了多个第一关系以后，通过多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立第二关系。在本发明一个实施例中，通过如下方法确定第二关系：分别确定对应于第一温度T1的第一关系y1和对应于第二温度T2的第一关系y2，以获得第一温度T1时的反应速率常数k1和第二温度T2时的反应速率常数k2；基于反应速率常数k1、k2和阿伦尼乌斯公式确定第一参数和第二参数的关系，上述第一参数与反应速率常数k1和k2相关，上述第二参数与上述第一温度T1和第二温度T2相关；以及基于上述第一参数和第二参数的关系以及上述第一关系y1或y2，确定上述第二关系。
例如，在本发明一个实施例中，第一关系y表示密度-时间曲线公式y＝a+k*x。根据两个时间和对应的密度即可计算出常数a和k，相应地，对应于第一温度T1的第一关系y1和对应于第二温度T2的第一关系y2均可确定，其斜率k1和k2表示各自温度下的反应速率。将各自温度下的反应速率常数k1和k2相除(即二者的比值)，即得到第一参数，将第一参数带入阿伦尼乌斯公式得到任一温度T相对于第一温度T1下的相对反应速率的倍数X，其中X＝f(T)(公式1)，即上述温度T的函数。然后，根据X＝f(T)(公式1)和公式D＝K1*X*d+C0(公式2)，其中D表示上述温度T下的密度，K1表示第一温度T1下密度-时间曲线斜率，X表示上述温度T相对于第一温度T1下的相对反应速率的倍数，d表示上述温度T下的保存时间(天数)，C0表示硅烷化后的待测芯片在保存时间为0时的密度常数，即可推导出温度T、时长P和预定量Q三者之间的关系，即第二关系。
在本发明一个优选实施例中，第二关系为
其中T0为标准温度，C0为常数、对应于暴露于上述特定环境时长为0的表面能固定到其上的核酸分子的量。本发明实施例中，对作为标准温度的T0没有特别限制，例如可以以第一温度T1或第二温度T2中任意一个作为标准温度。
发明人已经证实，在本发明实施例中，特定环境的温度选自37℃至60℃能取得更好的效果，即相比现有技术核酸分子分布密度更稳定、更均匀，例如37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、37℃至57℃、37℃至55℃、37℃至52℃、37℃至50℃、37℃至47℃、37℃至45℃、37℃至42℃、40℃至60℃、40℃至57℃、40℃至55℃、40℃至50℃、40℃至45℃、42℃至57℃、42℃至55℃、42℃至52℃、42℃至50℃、42℃至46℃、45℃至60℃、45℃至57℃、45℃至55℃、45℃至50℃、45℃至48℃、47℃至57℃、47℃至55℃、47℃至52℃、50℃至55℃等，优选的37℃至57℃，更优选37℃、47℃或57℃。
在本发明的优选实施例中，特定环境的相对湿度控制在30-70％的范围内，能取得较好的效果，优选45-55％的范围，更优选55％。
本发明的实施例还提供一种固相基底，该固相基底利用上述第四部分的方法处理获得。
本发明的实施例还提供一种芯片，该芯片包括上述第四部分的处理固相基底的方法获得的固相基底；或者，该芯片包括上述第四部分的处理固相基底的方法获得的固相基底以及固定在上述固相基底的表面上的核酸分子。需要说明的是，本发明实施例中“芯片”取广义含义，即带有核酸分子的芯片，或没有核酸分子但能够用于固定核酸分子的芯片。这样的芯片，例如可以是基因测序芯片，包括第二代基因测序芯片和第三代基因测序芯片，特别是第三代单分子测序芯片。同样也适用于其它以硅烷-玻璃/石英等为基底的核酸芯片或生物芯片。
本发明的实施例还提供上述第四部分的处理固相基底的方法获得的固相基底，或者包括该固相基底的芯片在核酸捕获和/或核酸检测分析中的用途。
第五部分：
本发明的一种实施例中提供一种确定固相基底的表面的处理条件的方法，上述固相基底具有至少一个硅烷化的表面，上述方法利用第二关系确定上述表面的处理条件，上述处理条件包括在惰性气体环境中处理该表面的时长P和处理该表面的温度T中至少一个；上述第二关系为处理后的表面能够固定上的核酸分子的量Q、处理该表面的时长P和处理该表面的温度T之间的关系，上述第二关系利用多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立，上述第一关系对应于上述处理该表面的温度T，上述第一关系为上述处理该表面的时长P与上述处理后的表面能够固定上的核酸分子的量Q之间的关系。
本发明实施例中，固相基底的硅烷化可以按照本领域公知的方法进行，其中硅烷化使用的硅烷分子和固相基底都有非常广泛的选择。
硅烷分子中包含能够与核酸分子上的对应基团发生连接反应的活性基团。作为典型但非限定性的实例，核酸分子一般是氨基化核酸分子或巯基化核酸分子，其中氨基或巯基是能够与硅烷分子上的活性基团反应的对应基团。硅烷分子中的活性基团一般位于硅烷分子一端，而硅烷分子的另一端与芯片基底表面发生硅烷化反应将其固定在芯片基底表面上。活性基团的典型但非限定性的实例包括环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺、马来酰亚胺基团等，这些基团可以单独或组合的形式出现在硅烷分子中。作为典型但非限定性的实例，硅烷分子可以选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
固相基底可以是玻璃或石英，术语“玻璃”和“石英”均按其最宽泛的含义理解，包括任何方法制得的适合用于核酸固定的玻璃或石英，另外，“石英玻璃”作为一种只含二氧化硅单一成份的特种玻璃，也归于本发明的玻璃的含义中。在本发明一个实施例中，采用玻璃基底(例如，德国肖特nexterion-coverslip 1620415芯片，也称为“5003芯片”)，但是基于含有共同的有SiO2等成分，石英或其他基底也是显然可用的。此外，也可以是镀有Al、Al2O3涂层的玻璃基底等，或者镀有SiO2涂层的金属或塑料基底等。
本发明中，硅烷分子在固相基底表面的硅烷化反应可以按照本领域常用的方法进行，例如溶液法或化学气相沉积法(CVD)等。在本发明实施例中，采用溶液法进行硅烷化反应，而化学气相沉积法是利用CVD设备进行硅烷化反应的一种方法，与本发明实施例中的溶液法作用相似。
在进行硅烷化反应之前，固相基底可能需要一些清洗和/活化处理，这些处理按照本领域的公知做法进行即可，例如用盐酸清洗固相基底表面，然后用食人鱼溶液浸泡，再依次用超纯水和乙醇清洗。在本发明实施例中，首先用5％盐酸清洗表面3小时，然后用食人鱼溶液浸泡30分钟，超纯水清洗5次，乙醇清洗1次(表面羟基化)，能取得良好的效果。
本发明实施例中，固相基底的表面暴露于特定环境中一定时长P。在本发明一个实施例中，通过将固相基底在惰性气体环境中保存一定时长P来实现上述固相基底的表面的处理。本发明中“惰性气体环境”包括任何惰性气体，包括但不限于氮气、氩气等，本发明实施例中优选氮气环境。一般而言，通过抽真空再充惰性气体的方式获得惰性气体环境，压强允许在较大的范围内变化，但是优选的气体压力是10000Pa。在没有特别说明的情况下，本发明任何步骤中“惰性气体环境”均按此处定义理解。
本发明实施例中，固相基底的表面在特定环境中暴露的一定时长P由第二关系确定，该第二关系是特定环境的温度T、一定时长P和核酸分子的量Q之间的关系，而该第二关系又是根据多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立的，其中第一关系对应于特定环境的温度，该第一关系为一定时长P与核酸分子的量Q之间的关系。
发明人已经证实，对于给定的固相基底，在一定温度下将基底置于惰性气体环境中一定时长P后，将核酸分子固定到基底表面，发现固定到表面的核酸分子的量Q与基底在一定温度T下放置的一定时长P之间呈线性关系，即第一关系是线性关系。其中，核酸分子的量可以是绝对量或相对量，绝对量如核酸分子的个数，相对量如核酸分子的密度或归一化密度等。在本发明一个实施例中，核酸分子的量可以表示为Q，放置时长可以表示为P，相应地，在一定温度下，放置时长P和该表面能够固定上的核酸分子的量Q之间的关系可以表示为：Q＝a+b*P。在一个具体实施例中，核酸分子的量用密度表示，相应地，第一关系体现为密度-时间曲线公式，例如y＝a+b*x，其中y表示核酸分子的密度，x表示时间，a表示常数，b表示斜率，即特定温度下的反应速率。
在本发明一个实施例中，通过如下方法确定第一关系：连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，上述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，上述第一表面为硅烷化的表面；连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，上述第二表面为暴露于上述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，上述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于上述温度的预设关系。
本发明实施例中，第一表面和第二表面除在特定环境中暴露的时长不同以外，其他条件控制相同，例如提供第一表面和第二表面的固相基底的材质、制备方法和生产批次等相同，表面处理如硅烷化处理条件相同。第一表面和第二表面可以由独自的固相基底提供，也可以由共同的固相基底的不同区域来提供。
在确定了多个第一关系以后，通过多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立第二关系。在本发明一个实施例中，通过如下方法确定第二关系：分别确定对应于第一温度T1的第一关系y1和对应于第二温度T2的第一关系y2，以获得第一温度T1时的反应速率常数k1和第二温度T2时的反应速率常数k2；基于反应速率常数k1、k2和阿伦尼乌斯公式确定第一参数和第二参数的关系，上述第一参数与反应速率常数k1和k2相关，上述第二参数与上述第一温度T1和第二温度T2相关；以及基于上述第一参数和第二参数的关系以及上述第一关系y1或y2，确定上述第二关系。
例如，在本发明一个实施例中，第一关系y表示密度-时间曲线公式y＝a+k*x。根据两个时间和对应的密度即可计算出常数a和k，相应地，对应于第一温度T1的第一关系y1和对应于第二温度T2的第一关系y2均可确定，其斜率k1和k2表示各自温度下的反应速率。将各自温度下的反应速率常数k1和k2相除(即二者的比值)，即得到第一参数，将第一参数带入阿伦尼乌斯公式得到任一温度T相对于第一温度T1下的相对反应速率的倍数X，其中X＝f(T)(公式1)，即上述温度T的函数。然后，根据X＝f(T)(公式1)和公式D＝K1*X*d+C0(公式2)，其中D表示上述温度T下的密度，K1表示第一温度T1下密度-时间曲线斜率，X表示上述温度T相对于第一温度T1下的相对反应速率的倍数，d表示上述温度T下的保存时间(天数)，C0表示硅烷化后的待测芯片在保存时间为0时的密度常数，即可推导出温度T、时长P和预定量Q三者之间的关系，即第二关系。
在本发明一个优选实施例中，第二关系为
其中T0为标准温度，C0为常数、对应于暴露于上述特定环境时长为0的表面能固定到其上的核酸分子的量。本发明实施例中，对作为标准温度的T0没有特别限制，例如可以以第一温度T1或第二温度T2中任意一个作为标准温度。
发明人已经证实，在本发明实施例中，特定环境的温度选自37℃至60℃能取得更好的效果，即相比现有技术核酸分子分布密度更稳定、更均匀，例如37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、37℃至57℃、37℃至55℃、37℃至52℃、37℃至50℃、37℃至47℃、37℃至45℃、37℃至42℃、40℃至60℃、40℃至57℃、40℃至55℃、40℃至50℃、40℃至45℃、42℃至57℃、42℃至55℃、42℃至52℃、42℃至50℃、42℃至46℃、45℃至60℃、45℃至57℃、45℃至55℃、45℃至50℃、45℃至48℃、47℃至57℃、47℃至55℃、47℃至52℃、50℃至55℃等，优选的37℃至57℃，更优选37℃、47℃或57℃。
在本发明的优选实施例中，特定环境的相对湿度控制在30-70％的范围内，能取得较好的效果，优选45-55％的范围，更优选55％。
以下通过举例说明一种确定固相基底的表面的处理条件的方法。
例如，在本发明一个较优的实施例中提供一种确定固相基底的表面的处理条件的方法，包括：
(1)将表面硅烷化后的固相基底在惰性气体环境中分别在第一温度T1和第二温度T2下放置。
由于后续步骤需要在不同的时间点取出固相基底并在表面上固定核酸分子以检测其密度，因此，步骤(1)中在第一温度T1和第二温度T2下放置的固相基底可以分别有多个(例如5个、10个、20个等)，为了保持实验一致性，这些固相基底最好来自同一批次。在每个时间点都可以取出一个或多个(例如3个)固相基底进行试验。当然，步骤(1)中在第一温度T1和第二温度T2下放置的固相基底也可以分别只有一个，每个芯片分别划分了不同区域，用于在不同时间点进行试验，每次试验以后将芯片再次放回保存环境中继续保存。本发明实施例优选多个芯片的情况，并且优选每个时间点取出多个(例如3个)芯片进行平行试验以获得结果的平均值，降低实验误差。
本发明实施例中，第一温度T1和第二温度T2是不同的温度，并且本领域技术人员不言自明地知晓，第一温度T1和第二温度T2最好有一定距离，即一定温差，例如5℃、10℃、20℃、30℃、32℃、40℃、10-40℃、12-38℃、15-32℃、20-30℃、22-28℃或25-28℃的温差。
作为优选方案，第一温度T1和第二温度T2选自20℃至60℃中两个不同的温度值，例如25℃至57℃中两个不同的温度值，例如22℃、25℃、28℃、30℃、32℃、35℃、40℃、45℃、47℃、50℃、55℃和57℃中两个不同的温度值，优选25℃和57℃。
需要说明的是，第一温度T1和第二温度T2没有顺序限定，即二者中任意一个都可以是相对较高的温度，也可以是相对较低的温度。例如，在第一温度T1和第二温度T2选自25℃和57℃的情况下，第一温度T1可以是25℃，也可以是57℃，同理，第二温度T2可以是57℃，也可以是25℃。
(2)在至少两个时间点分别取出第一温度T1和第二温度T2下放置的固相基底并在其表面上固定带有可检测标记的核酸分子，然后检测各自芯片上的核酸分子的密度。
本发明实施例中，在至少两个时间点取出固相基底并在其表面上固定核酸分子以检测其密度。考虑到曲线拟合的准确性要求，一般而言选择的时间点越多越好，例如3个、4个、5个、8个、10个或12个时间点。在本发明一个实施例中，在第一温度T1和第二温度T2下，分别取3-8个放置时间的固相基底并在其表面上固定带有可检测标记的核酸分子并检测密度。在本发明一个实施例中，选择4个时间点。在本发明一个实施例中，第一温度T1和第二温度T2分别是25℃和57℃。相应地，在25℃下，分别在60天、180天、360天和720天共4个时间点取出固相基底并在其表面上固定核酸分子以检测其密度；在57℃下，分别在0天、2天、4天和7天共4个时间点取出固相基底并在其表面上固定核酸分子以检测其密度。
核酸分子上的可检测标记没有特别限制，一般选择荧光标记，例如CY5或CY3等荧光标记。在本发明实施例中，选择CY3荧光标记。检测荧光标记的点数即得到核酸分子的密度。本发明实施例中，可以使用显微镜检测荧光标记，例如全内反射荧光成像(Tirf)显微镜等。检测光波长根据采用的荧光标记分子而定，在采用CY3荧光标记的情况下，检测光波长530纳米。荧光点可以采用图像处理软件(ImageJ)等自动计数。
(3)根据步骤(2)得到的时间与密度数据，分别拟合出第一温度T1和第二温度T2下的密度-时间曲线，其斜率代表各自温度下的反应速率。
密度-时间曲线公式：y＝a+b*x，其中y表示核酸分子的密度，x表示时间，a表示常数，b表示斜率，即特定温度下的反应速率。例如，第一温度T1和第二温度T2下的反应速率可以分别表示为k1和k2。
(4)将各自温度下的反应速率(k1和k2)分别带入阿伦尼乌斯公式得到任一温度T相对于第一温度T1下的相对反应速率的倍数X，其中X＝f(T)(公式1)，即上述温度T的函数。
例如，将比值k2/k1代入阿伦尼乌斯公式(积分变型公式)，得到-Ea/R的值，
其中k1和k2分别表示温度T1和T2时的反应速率常数，Ea表示实验活化能，一般可视为与温度无关的常数，其单位为J·mol-1或·kJ·mol-1，T1和T2是热力学温度，单位K(开尔文)，R表示摩尔气体常数，单位J/mol·K。
在本发明一个实施例中，第一温度T1为25℃(即298K)，作为标准温度；第一温度T1下的相对反应速率k1作为参考标准，通过上述公式可以得到任一实验温度T下，相对于标准温度下的相对反应速率的倍数X，满足如下函数：
需要说明的是，本实施例仅是示例性的，在第一温度T1为其他温度的情况下，倍数X相对于温度T的函数也会发生变化。
需要说明的是，如上述，第一温度T1和第二温度T2没有顺序限定。因此，以第一温度T1作为标准温度，并不意味着必须选择两个温度中相对更高或更低的一个作为标准温度，而是指任何一个温度均可以作为标准温度。
需要说明的是，本发明的公式中涉及的温度均是热力学温度(单位为K)，本发明中提及的任何温度在代入公式时均转化为热力学温度，例如25℃在代入公式时，转化为298K，其他温度以此类推。
(5)根据X＝f(T)(公式1)和公式D＝K1*X*d+C0(公式2)，其中D表示上述温度T下的密度，K1表示第一温度T1下密度-时间曲线斜率，X表示上述温度T相对于第一温度T1下的相对反应速率的倍数，d表示上述温度T下的保存时间(天数)，C0表示硅烷化后的待测芯片在保存时间为0时的密度常数，推导出如下(a)至(c)中任意一项或多项：(a)给定温度T和给定密度D下的保存时间d；(b)给定温度T和给定保存时间d下的密度D；和(c)给定保存时间d和给定密度D下的温度T。
需要说明的是，C0表示硅烷化后的待测芯片在保存时间为0时的密度常数，该常数与芯片批次相关，代表芯片的背景密度(如背景荧光)水平。
以下通过实施例详细说明本发明的技术方案和效果，应当理解，实施例仅是示例性的，不能理解为对本发明保护范围的限制，本发明保护范围以所附权利要求为准。
以下实施例中使用的核酸分子是氨基-DNA-CY3(NH2-T50-Cy3，其中T50表示50个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，Cy3表示染料分子，NH2修饰在T50的3’或5’末端的核苷酸上)；芯片基底是玻璃基底，即5003芯片(德国肖特nexterion-coverslip 1620415)。在其它实施例中，染料分子可以是Cy3以外的其他染料分子，氨基可以是其他基团，如巯基等。
首先，制作25℃和57℃下芯片保存的密度-时间曲线。
实验例125℃下保存芯片
取同一批次芯片若干(12个以上，例如15个)进行如下处理：
(1)清洗玻璃基底：用5％盐酸清洗表面3小时；
(2)活化玻璃基底：用食人鱼溶液(piranha solution)浸泡30分钟，超纯水清洗5次，乙醇清洗1次；
(3)表面硅烷衍生化反应：配制2％GOPTS(3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)乙醇溶液，37℃反应5小时，然后5次纯水、5次乙醇、1次丙酮清洗，氮气吹干，备用；
(4)低温保存处理：将制备好的芯片保存在氮气柜中，在温度25℃，相对湿度55％，保存不同时间(0天、60天、180天、360天、720天)；
(5)氨基-DNA-CY3分子固定：分别在0天、60天、180天、360天、720天取出若干芯片(例如3个)；配制含有氨基DNA-CY3分子的0.25M磷酸缓冲液，涂布在芯片表面，37℃反应10小时，然后用1XPBS(pH＝7.4)与纯水交叉清洗2次；
(6)荧光检测：在Tirf显微镜上检测芯片表面不同区域荧光点数，检测波长530纳米，根据3个芯片检测结果取平均值，得到核酸分子固定密度(dot/1024*1024pix)；
(7)根据所获得的60天、180天、360天、720天时核酸分子固定密度，制作25℃下的密度-时间曲线，结果如图1所示，曲线斜率为32.632，即25℃下相对反应速率k1为32.632。
实验例257℃下保存芯片
取同一批次芯片若干(12个以上)进行如下处理：
(1)清洗玻璃基底：用5％盐酸清洗表面3小时；
(2)活化玻璃基底：用食人鱼溶液浸泡30分钟，超纯水清洗5次，乙醇清洗1次；
(3)表面硅烷衍生化反应：配制2％GOPTS乙醇溶液，37℃反应5小时，然后5次纯水、5次乙醇、1次丙酮清洗，氮气吹干，备用；
(4)低温保存处理：将制备好的芯片保存在氮气柜中，在温度57℃，相对湿度55％，保存不同时间(0天、2天、4天、7天)；
(5)氨基-DNA-CY3分子固定：分别在0天、2天、4天、7天取出若干芯片(例如3个)；配制含有氨基-DNA-CY3分子的0.25M磷酸缓冲液，涂布在芯片表面，37℃反应10小时，然后用1XPBS(pH＝7.4)与纯水交叉清洗2次；
(6)荧光检测：在Tirf显微镜上检测芯片表面不同区域荧光点数，检测波长530纳米，根据3个芯片检测结果取平均值，得到核酸分子固定密度(dot/1024*1024pix)；
(7)根据所获得的0天、2天、4天、7天时核酸分子固定密度，制作57℃下的密度-时间曲线，结果如图2所示，曲线斜率为1877.448，即57℃下相对反应速率k2为1877.448。
将上述相对反应速率k1、k2，以及T1(25℃，即298K)和T2(57℃，即330K)代入如下阿伦尼乌斯公式(积分变型公式)，得到-Ea/R的值：
然后，以T1(25℃，即298K)作为标准温度，通过上述公式得到实验温度(T)下相对于标准温度下的相对反应速率的倍数
最后，推导出某一实验温度(T)下，加速老化经验的密度-温度公式为：
其中，32.6表示25℃下相对反应速率k1，d表示温度(T)下的保存时间(天数)，C0表示硅烷化后的待测芯片在保存时间为0时的密度常数。
以下通过实施例验证某一实验温度(T)下，根据上述加速老化经验的密度-温度公式推算出的核酸密度与实测数据的吻合程度。
实施例3硅烷化后25℃保存
(1)清洗玻璃基底：用5％盐酸清洗表面3小时；
(2)活化玻璃基底：用食人鱼溶液浸泡30分钟，超纯水清洗5次，乙醇清洗1次；
(3)表面硅烷衍生化反应：配制2％GOPTS乙醇溶液，37℃反应5小时，然后5次纯水、5次乙醇、1次丙酮清洗，氮气吹干，备用；
(4)荧光检测：在Tirf显微镜上检测芯片表面不同区域荧光点数，检测波长530纳米，得到芯片在保存时间为0时的密度常数C0；
(5)低温保存处理：将制备好的芯片保存在氮气柜中，保存条件：温度25℃，相对湿度55％，保存时间4天；
(6)氨基-DNA-CY3分子固定：配制含有氨基-DNA-CY3分子的0.25M磷酸缓冲液，涂布在表面，37℃反应10小时，然后用1XPBS(pH＝7.4)与纯水交叉清洗2次；
(7)荧光检测：在Tirf显微镜上检测芯片表面不同区域荧光点数，检测波长530纳米，得到核酸分子实测密度(dot/1024*1024pix)。
实施例4硅烷化后37℃保存
(1)清洗玻璃基底：用5％盐酸清洗表面3小时；
(2)活化玻璃基底：用食人鱼溶液浸泡30分钟，超纯水清洗5次，乙醇清洗1次；
(3)表面硅烷衍生化反应：配制2％GOPTS乙醇溶液，37℃反应5小时，然后5次纯水、5次乙醇、1次丙酮清洗，氮气吹干，备用；
(4)荧光检测：在Tirf显微镜上检测芯片表面不同区域荧光点数，检测波长530纳米，得到芯片在保存时间为0时的密度常数C0；
(5)低温保存处理：将制备好的芯片保存在氮气柜中，保存条件：温度37℃，相对湿度55％，保存时间4天；
(6)氨基-DNA-CY3分子固定：配制含有氨基-DNA-CY3分子的0.25M磷酸缓冲液，涂布在表面，37℃反应10小时，然后用1XPBS(pH＝7.4)与纯水交叉清洗2次；
(7)荧光检测：在Tirf显微镜上检测芯片表面不同区域荧光点数，检测波长530纳米，得到核酸分子实测密度(dot/1024*1024pix)。
实施例5硅烷化后47℃保存
(1)清洗玻璃基底：用5％盐酸清洗表面3小时；
(2)活化玻璃基底：用食人鱼溶液浸泡30分钟，超纯水清洗5次，乙醇清洗1次；
(3)表面硅烷衍生化反应：配制2％GOPTS乙醇溶液，37℃反应5小时，然后5次纯水、5次乙醇、1次丙酮清洗，氮气吹干，备用；
(4)荧光检测：在Tirf显微镜上检测芯片表面不同区域荧光点数，检测波长530纳米，得到芯片在保存时间为0时的密度常数C0；
(5)低温保存处理：将制备好的芯片保存在氮气柜中，保存条件：温度47℃，相对湿度55％，保存时间4天；
(6)氨基-DNA-CY3分子固定：配制含有氨基-DNA-CY3分子的0.25M磷酸缓冲液，涂布在表面，37℃反应10小时，然后用1XPBS(pH＝7.4)与纯水交叉清洗2次；
(7)荧光检测：在Tirf显微镜上检测芯片表面不同区域荧光点数，检测波长530纳米，得到核酸分子实测密度(dot/1024*1024pix)。
实施例6硅烷化后57℃保存
(1)清洗玻璃基底：用5％盐酸清洗表面3小时；
(2)活化玻璃基底：用食人鱼溶液浸泡30分钟，超纯水清洗5次，乙醇清洗1次；
(3)表面硅烷衍生化反应：配制2％GOPTS乙醇溶液，37℃反应5小时，然后5次纯水、5次乙醇、1次丙酮清洗，氮气吹干，备用；
(4)荧光检测：在Tirf显微镜上检测芯片表面不同区域荧光点数，检测波长530纳米，得到芯片在保存时间为0时的密度常数C0；
(5)低温保存处理：将制备好的芯片保存在氮气柜中，保存条件：温度57℃，相对湿度55％，保存时间4天；
(6)氨基-DNA-CY3分子固定：配制含有氨基-DNA-CY3分子的0.25M磷酸缓冲液，涂布在表面，37℃反应10小时，然后用1XPBS(pH＝7.4)与纯水交叉清洗2次；
(7)荧光检测：在Tirf显微镜上检测芯片表面不同区域荧光点数，检测波长530纳米，得到核酸分子实测密度(dot/1024*1024pix)。
表1示出了不同温度下保存4天的芯片进行DNA固定以后检测的密度与依据密度公式计算出的密度的数据。
表1
表1显示，通过将不同温度下保存4天的预设条件代入密度公式，可以得到相应计算密度，与实测密度对比发现，最大偏离在8.78％，计算值与实际值偏差不大，可以用于指导实际生产。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种固相基底，其特征在于，所述固相基底具有至少一个硅烷化的表面，所述表面为暴露于特定环境中一定时长的表面，该表面能够实现固定到其上的核酸分子的量达到期望值，
所述特定环境为惰性气体环境，
所述特定环境的温度选自37℃至60℃，
所述一定时长满足预设关系，所述预设关系为所述表面暴露于所述特定环境的时长和该表面能够固定上的核酸分子的量之间的关系。
2.根据权利要求1所述的固相基底，其特征在于，所述特定环境的温度选自37℃至57℃；
任选地，所述特定环境的温度为37℃、47℃或57℃；
任选地，所述特定环境的相对湿度为30-70％；
任选地，所述特定环境的相对湿度为45-55％；
任选地，所述特定环境的相对湿度为55％；
任选地，所述固相基底为玻璃和/或石英；
任选地，所述预设关系为线性关系；
任选地，所述预设关系的确定包括：
连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，所述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，所述第一表面为硅烷化的表面；
连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，所述第二表面为暴露于所述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，所述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及
利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于所述温度的预设关系；
任选地，所述固相基底通过化合物修饰获得所述硅烷化的表面，所述化合物包含能够与氨基化核酸分子中的氨基或者巯基化核酸分子中的巯基发生共价连接的基团；
任选地，所述基团选自环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺和马来酰亚胺基团中的一种或多种；
任选地，所述化合物选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
3.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括权利要求1至2任一项所述的固相基底；
任选地，所述芯片还包括固定在所述固相基底的表面上的核酸分子。
4.权利要求1至2任一项所述的固相基底和/或权利要求3所述的芯片在核酸捕获和/或核酸检测分析中的用途。
5.一种处理固相基底的方法，其特征在于，所述固相基底具有至少一个硅烷化的表面，所述方法包括将所述表面暴露于特定环境中一定时长，
所述特定环境为惰性气体环境，
所述特定环境的温度选自37℃至60℃，
所述一定时长满足预设关系，所述预设关系为所述表面暴露于所述特定环境的时长和该表面能够固定上的核酸分子的量之间的关系；
任选地，所述特定环境的温度选自37℃至57℃；
任选地，所述特定环境的温度为37℃、47℃或57℃；
任选地，所述特定环境的相对湿度为30-70％；
任选地，所述特定环境的相对湿度为45-55％；
任选地，所述特定环境的相对湿度为55％；
任选地，所述固相基底为玻璃和/或石英；
任选地，所述预设关系为线性关系；
任选地，所述预设关系的确定包括：
连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，所述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，所述第一表面为硅烷化的表面；
连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，所述第二表面为暴露于所述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，所述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及
利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于所述温度的预设关系；
任选地，所述固相基底通过化合物修饰获得所述硅烷化的表面，所述化合物包含能够与氨基化核酸分子中的氨基或者巯基化核酸分子中的巯基发生共价连接的基团；
任选地，所述基团选自环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺和马来酰亚胺基团中的一种或多种；
任选地，所述化合物选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
6.一种固相基底，其特征在于，所述固相基底具有至少一个硅烷化的表面，所述表面为暴露于特定环境中一定时长P的表面，该表面能够实现固定到其上的核酸分子的量Q，
所述特定环境为惰性气体环境，
所述特定环境的温度T、所述一定时长P和所述核酸分子的量Q满足第二关系，所述第二关系通过多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立，
所述第一关系对应于所述特定环境的温度，
所述第一关系为所述一定时长P与所述核酸分子的量Q之间的关系；
任选地，所述特定环境的温度T选自37℃至60℃；
任选地，所述特定环境的温度T选自37℃至57℃；
任选地，所述特定环境的温度T为37℃、47℃或57℃；
任选地，所述特定环境的相对湿度为30-70％；
任选地，所述特定环境的相对湿度为45-55％；
任选地，所述特定环境的相对湿度为55％；
任选地，所述固相基底为玻璃和/或石英；
任选地，所述第一关系为线性关系；
任选地，所述第一关系的确定包括：
连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，所述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，所述第一表面为硅烷化的表面；
连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，所述第二表面为暴露于所述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，所述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及
利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于所述温度的预设关系；
任选地，所述固相基底通过化合物修饰获得所述硅烷化的表面，所述化合物包含能够与氨基化核酸分子中的氨基或者巯基化核酸分子中的巯基发生共价连接的基团；
任选地，所述基团选自环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺和马来酰亚胺基团中的一种或多种；
任选地，所述化合物选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；
任选地，所述第二关系的确定包括：
分别确定对应于第一温度T1的第一关系y1和对应于第二温度T2的第一关系y2，以获得第一温度T1时的反应速率常数k1和第二温度T2时的反应速率常数k2；
基于反应速率常数k1、k2和阿伦尼乌斯公式确定第一参数和第二参数的关系，所述第一参数与反应速率常数k1和k2相关，所述第二参数与所述第一温度T1和第二温度T2相关；以及
基于所述第一参数和第二参数的关系以及所述第一关系y1或y2，确定所述第二关系；
任选地，所述第一参数为反应速率常数k1和k2的比值；
任选地，所述第二关系为
其中T0为标准温度，C0为常数、对应于暴露于所述特定环境时长为0的表面能固定到其上的核酸分子的量。
7.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括权利要求6所述的固相基底；
任选地，所述芯片还包括固定在所述固相基底的表面上的核酸分子。
8.权利要求6所述的固相基底和/或权利要求7所述的芯片在核酸捕获和/或核酸检测分析中的用途。
9.一种处理固相基底的方法，其特征在于，所述固相基底具有至少一个硅烷化的表面，所述方法包括将所述表面暴露于特定环境中一定时长P，以获得所述表面能够实现固定到其上的核酸分子的量Q的固相基底，
所述特定环境为惰性气体环境，
所述特定环境的温度T、所述一定时长P和所述核酸分子的量Q满足第二关系，所述第二关系通过多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立，
所述第一关系对应于所述特定环境的温度，
所述第一关系为所述一定时长P与所述核酸分子的量Q之间的关系；
任选地，所述特定环境的温度T选自37℃至60℃；
任选地，所述特定环境的温度T选自37℃至57℃；
任选地，所述特定环境的温度T为37℃、47℃或57℃；
任选地，所述特定环境的相对湿度为30-70％；
任选地，所述特定环境的相对湿度为45-55％；
任选地，所述特定环境的相对湿度为55％；
任选地，所述固相基底为玻璃和/或石英；
任选地，所述第一关系为线性关系；
任选地，所述第一关系的确定包括：
连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，所述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，所述第一表面为硅烷化的表面；
连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，所述第二表面为暴露于所述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，所述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及
利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于所述温度的预设关系；
任选地，通过化合物修饰获得所述硅烷化的表面，所述化合物包含能够与氨基化核酸分子中的氨基或者巯基化核酸分子中的巯基发生共价连接的基团；
任选地，所述基团选自环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺和马来酰亚胺基团中的一种或多种；
任选地，所述化合物选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；
任选地，所述第二关系的确定包括：
分别确定对应于第一温度T1的第一关系y1和对应于第二温度T2的第一关系y2，以获得第一温度T1时的反应速率常数k1和第二温度T2时的反应速率常数k2；
基于反应速率常数k1、k2和阿伦尼乌斯公式确定第一参数和第二参数的关系，所述第一参数与反应速率常数k1和k2相关，所述第二参数与所述第一温度T1和第二温度T2相关；以及
基于所述第一参数和第二参数的关系以及所述第一关系y1或y2，确定所述第二关系；
任选地，所述第一参数为反应速率常数k1和k2的比值；
任选地，所述第二关系为
其中T0为标准温度，C0为常数、对应于暴露于所述特定环境时长为0的表面能固定到其上的核酸分子的量。
10.一种确定固相基底的表面的处理条件的方法，其特征在于，所述固相基底具有至少一个硅烷化的表面，所述方法利用第二关系确定所述表面的处理条件，所述处理条件包括在惰性气体环境中处理该表面的时长P和处理该表面的温度T中至少一个；
所述第二关系为处理后的表面能够固定上的核酸分子的量Q、处理该表面的时长P和处理该表面的温度T之间的关系，
所述第二关系利用多个第一关系和阿伦尼乌斯公式建立，
所述第一关系对应于所述处理该表面的温度T，
所述第一关系为所述处理该表面的时长P与所述处理后的表面能够固定上的核酸分子的量Q之间的关系；
任选地，所述处理该表面的温度T选自37℃至60℃；
任选地，所述处理该表面的温度T选自37℃至57℃；
任选地，所述处理该表面的温度T为37℃、47℃或57℃；
任选地，所述惰性气体环境的相对湿度为30-70％；
任选地，所述惰性气体环境的相对湿度为45-55％；
任选地，所述惰性气体环境的相对湿度为55％；
任选地，所述固相基底为玻璃和/或石英；
任选地，其特征在于，所述第一关系为线性关系；
任选地，所述第一关系的确定包括：
连接核酸分子于第一表面并检测固定到该第一表面的核酸分子的量Q1，所述第一表面为暴露于恒定温度的特定环境达时长P1的固相基底的表面，所述第一表面为硅烷化的表面；
连接核酸分子于第二表面并检测固定到该第二表面的核酸分子的量Q2，所述第二表面为暴露于所述恒定温度的特定环境达时长P2的固相基底的表面，所述第二表面为硅烷化的表面，其中P1不等于P2；以及
利用P1、Q1、P2、Q2确定对应于所述温度的预设关系；
任选地，通过化合物修饰获得所述硅烷化的表面，所述化合物包含能够与氨基化核酸分子中的氨基或者巯基化核酸分子中的巯基发生共价连接的基团；
任选地，所述基团选自环氧基、醛基、羧基、马来酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺和马来酰亚胺基团中的一种或多种；
任选地，所述化合物选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)、环氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；
任选地，所述第二关系的确定包括：
分别确定对应于第一温度T1的第一关系y1和对应于第二温度T2的第一关系y2，以获得第一温度T1时的反应速率常数k1和第二温度T2时的反应速率常数k2；
基于反应速率常数k1、k2和阿伦尼乌斯公式确定第一参数和第二参数的关系，所述第一参数与反应速率常数k1和k2相关，所述第二参数与所述第一温度T1和第二温度T2相关；以及
基于所述第一参数和第二参数的关系以及所述第一关系y1或y2，确定所述第二关系；
任选地，所述第一参数为反应速率常数k1和k2的比值；
任选地，所述第二关系为
其中T0为标准温度，C0为常数、对应于暴露于所述特定环境时长为0的表面能固定到其上的核酸分子的量。
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Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001042501A1 (en) * | 1999-12-09 | 2001-06-14 | Karolinska Innovations Ab | Method for immobilisation |
| EP1291655A2 (en) * | 2001-08-21 | 2003-03-12 | Samsung SDI Co., Ltd. | Substrate for immobilizing physiological material and method of fabricating same |
| WO2003020981A1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-13 | Xtrana, Inc. | Nucleic acid archiving |
| WO2003102578A2 (en) * | 2002-06-03 | 2003-12-11 | Pamgene B.V. | High throughput cellular response assay using microarrays |
| CN1584052A (zh) * | 2004-05-26 | 2005-02-23 | 中国人民解放军基因工程研究所 | 一种新型基因芯片表面的处理方法 |
| CN1649887A (zh) * | 2002-04-23 | 2005-08-03 | 贝克曼考尔特公司 | 用于固定生物分子和细胞的聚合物涂覆的基底 |
| US20080145862A1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-06-19 | Edelmira Cabezas | Molecular microarrays and helical peptides |
| CN101363870A (zh) * | 2008-09-18 | 2009-02-11 | 清华大学 | 生物传感芯片及其制备方法 |
| US20110116992A1 (en) * | 2009-11-17 | 2011-05-19 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Processing microtitre plates for covalent immobilization chemistries |
| CN105431554A (zh) * | 2013-07-01 | 2016-03-23 | Illumina公司 | 无催化剂的表面官能化和聚合物接枝 |
| CN105854962A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-08-17 | 北京瑞联安科技有限公司 | 一种生物识别分子固定到生物芯片的方法 |
| CN107964373A (zh) * | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 罗门哈斯电子材料Cmp控股股份有限公司 | 含有氨基硅烷基团的稳定二氧化硅粒子的水性组合物 |
| CN108545958A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-09-18 | 新疆大学 | 一种聚合物涂层的制备方法 |
-
2018
- 2018-10-25 CN CN201811250804.1A patent/CN111100785B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001042501A1 (en) * | 1999-12-09 | 2001-06-14 | Karolinska Innovations Ab | Method for immobilisation |
| EP1291655A2 (en) * | 2001-08-21 | 2003-03-12 | Samsung SDI Co., Ltd. | Substrate for immobilizing physiological material and method of fabricating same |
| WO2003020981A1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-13 | Xtrana, Inc. | Nucleic acid archiving |
| CN1649887A (zh) * | 2002-04-23 | 2005-08-03 | 贝克曼考尔特公司 | 用于固定生物分子和细胞的聚合物涂覆的基底 |
| WO2003102578A2 (en) * | 2002-06-03 | 2003-12-11 | Pamgene B.V. | High throughput cellular response assay using microarrays |
| CN1584052A (zh) * | 2004-05-26 | 2005-02-23 | 中国人民解放军基因工程研究所 | 一种新型基因芯片表面的处理方法 |
| US20080145862A1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-06-19 | Edelmira Cabezas | Molecular microarrays and helical peptides |
| CN101363870A (zh) * | 2008-09-18 | 2009-02-11 | 清华大学 | 生物传感芯片及其制备方法 |
| US20110116992A1 (en) * | 2009-11-17 | 2011-05-19 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Processing microtitre plates for covalent immobilization chemistries |
| CN105431554A (zh) * | 2013-07-01 | 2016-03-23 | Illumina公司 | 无催化剂的表面官能化和聚合物接枝 |
| CN105854962A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-08-17 | 北京瑞联安科技有限公司 | 一种生物识别分子固定到生物芯片的方法 |
| CN107964373A (zh) * | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 罗门哈斯电子材料Cmp控股股份有限公司 | 含有氨基硅烷基团的稳定二氧化硅粒子的水性组合物 |
| CN108545958A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-09-18 | 新疆大学 | 一种聚合物涂层的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| CHUNSUN ZHANG等: "Miniaturized PCR chips for nucleic acid amplification and analysis: latest advances and future trends", vol. 35, no. 35, pages 4223 * |
| 岳龙涛等: "固相生物芯片表面处理及化学修饰的研究进展", vol. 21, no. 21, pages 727 - 732 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111100785B (zh) | 2023-08-11 |
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