CN1238526C - 微阵列生物芯片的层式制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微阵列生物芯片的层式制造工艺，取网状或多孔材料并将其制成细长直线形状，根据待制备的微阵列生物芯片上所安排的化学物质，确定、选取化学物质并将其修饰在网状或多孔材料上；取固体基片，将修饰有上述化学物质的直线形网状或多孔材料平行排列在固体基片；将按上述步骤制得的固体基片叠放并粘合在一起，最后对叠放并粘合在一起的固体基片进行机械切片且其切削方向与直线形网状或多孔材料相交，所得切片片体即为微阵列生物芯片。本发明操作简易可行且由本发明制得的微阵列生物芯片的阵点上的化合物分子密度均匀，化合物阵列芯片分析的准确性更高。

Description

微阵列生物芯片的层式制造工艺

                        技术领域

本发明涉及一种生物芯片的制备方法，尤其涉及一种微阵列生物芯片的层式制造工艺。

                        背景技术

微阵列生物芯片的卷筒式制造工艺是生物芯片一种新的制备方法。生物芯片主要指在固体芯片中组装的生物活性物质(包括核酸、蛋白质、细胞及微小组织等)构成的微阵列，以实现对化合物(包括药物)、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要特点包括：(1)可在一个较小的固体芯片内组装大量的(10²~10⁶种)生物活性物质，获取的信息量大，效率高，消耗的生物试剂少，可节约大量的试剂费用，成本低；(2)采用了平面和立体微细加工技术，可以通过提高集成度，降低单个芯片的制备成本，实现大批量生产；(3)可把生物样品的预处理，提取，扩增，反应，以及信息检测相集成，制备成微型、全自动化、无污染、可用于微量试样检测的高度集成的智能化生物芯片。

生物芯片在生物检测、医学检验和疾病诊断、药物筛选和基因序列分析上有着极其重要的意义。传统生物检测所采用的方法包含一系列繁杂的步骤，尤其在大规模生物化合物检测和筛选方面费时、费力、成本高，不能满足需要。在对传统方法进行改进的过程中，以基因芯片为代表的生物芯片技术应运而生。这一技术的成熟和应用将为新药的开发和鉴定、食品和环境等生命科学相关领域带来一场革命，为生物信息的获取及分析提供强有力的手段。

目前，生物芯片有两种主要的制备方法：几点样制备和原位合成。但这两种方法均不适合大规模的生产。

                        技术内容

本发明提供一种能够降低成本且适合于批量规模生产使用的微阵列生物芯片的层式制造工艺，本发明操作简易可行且由本发明制得的微阵列生物芯片的阵点上的化合物分子密度均匀，化合物阵列芯片分析的准确性更高。

本发明即一种微阵列生物芯片的层式制造工艺：

第一步：取网状或多孔材料并将其制成细长直线形状，根据特制备的微阵列生物芯片上所安排的化学物质，确定、选取化学物质并将其修饰在网状或多孔材料上；

第二步：取固体基片，将修饰有上述化学物质的直线形网状或多孔材料平行排列在固体基片；

第三步：将按上述步骤制得的固体基片叠放并粘合在一起，最后对叠放并粘合在一起的固体基片进行机械切片且其切削方向与直线形网状或多孔材料相交，所得切片片体即为微阵列生物芯片。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明具有制备成本低、操作简易可行，可以标准化和大批量化生产，与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1)由于对块体进行机械切割，可以同时得到许多相同的多孔膜片，继而得到许多相同的贴合在玻璃载片表面的多孔膜片，根据待制备的化合物微阵列芯片上的化合物种类及其分布的需要，可以制备许多相同或者不同的化合物芯片。因而，可以标准化和大批量化生产，制备成本低；

2)由于在平面上按直线排布探针，可以严格按照等密度排列，操作方便，不容易造成错误，不需要昂贵的设备，同时化合物阵列芯片的制作能力得到大大提高；

3)由于在平面上按直线排布探针，不合乎要求的可以及时剔除，所得到的化合物分子阵点排列整齐，便于扫描分析。

                     具体实施方案

实施例1：一种微阵列生物芯片的层式制造工艺：

第一步：取网状或多孔材料并将其制成细长直线形状，根据待制备的微阵列生物芯片上所安排的化学物质，确定、选取化学物质并将其修饰在网状或多孔材料上；

第二步：取固体基片，将修饰有上述化学物质的直线形网状或多孔材料平行排列在固体基片；

第三步：将按上述步骤制得的固体基片叠放并粘合在一起，最后对叠放并粘合在一起的固体基片进行机械切片且其切削方向与直线形网状或多孔材料相交，所得切片片体即为微阵列生物芯片。

上述化学物质的选择是根据在设计微阵列生物芯片时，生物芯片所需安排、布置的化学物质来确定的，通常为同一系列的化合物。例如：碱基数目相近，但排列不同的寡核苷酸系列；各种不同的蛋白质系列；多肽系列等等。网状或多孔材料可采用如：玻璃、石英、陶瓷、晶体、金属等、橡胶、塑料、凝胶、尼龙、生物大分子、聚电聚合物等高分子材料。在网状或多孔材料上修饰化学物质的方法可以采用现有技术中常见的方法，例如：玻璃纤维材料通过3-氨基丙基三甲氧基硅烷反应后得到含有活性基团氨基的表面，而表面的活性氨基又可以进一步与戊二醛反应得到活性基团醛基的表面。而含有活性基团氨基的表面可以与磷酸根修饰的化合物(如寡核苷酸等)发生反应使化合物分子在玻璃表面得到固定；而含有活性基团醛基的表面可以与含有氨基的化合物(如氨基修饰的寡核苷酸、蛋白质等)发生反应使化合物分子在玻璃表面得到固定。

实施例2寡核苷酸阵列膜芯片的制备

在软固体基片的不同区域上化学修饰醛基，与氨基修饰的寡核苷酸通过牢固的化学键结合，使化学修饰不同的区域的软固体基片上直接平行固定不同的寡核苷酸构成寡核苷酸平面微阵列；然后将这些寡核苷酸平面微阵列叠放并粘合在一起构成块体层式寡核苷酸微阵列，最后沿与微小寡核苷酸区域垂直的方向切成薄片，构成寡核苷酸膜芯片。

实施例3基因组DNA或cDNA文库膜芯片制备

将不同大小基因或cDNA片段引入不同的填充柱，通过化学键键和，或者通过紫外光交联使之固定在填充柱中，然后将填充柱用胶粘剂将其固定在软固体材质上；然后将这些基因组DNA或cDNA文库膜微阵列叠放并粘合在一起构成块体层式基因组DNA或cDNA文库膜阵列，最后沿与微小基因组DNA或cDNA文库膜区域垂直的方向切成薄片，构成基因组DNA或cDNA文库膜膜芯片。

实施例4蛋白质膜芯片的制备

在软固体基片醛基修饰不同的区域与蛋白质中的氨基通过化学键结合、在化学修饰的软固体基片上平行固定不同的蛋白质构成蛋白质平面微阵列，然后将这些蛋白质平面微阵列叠放并粘合在一起构成块体层式蛋白质微阵列，最后沿与微小蛋白质区域垂直的方向切成薄片，构成蛋白质膜芯片。

Claims (1)

1、一种微阵列生物芯片的层式制造方法，其特征在于：

第一步：取网状或多孔材料并将其制成细长直线形状，根据待制备的微阵列生物芯片上所安排的化学物质，确定、选取化学物质并将其修饰在网状或多孔材料上；

第二步：取固体基片，将修饰有上述化学物质的直线形网状或多孔材料平行排列在固体基片；

第三步：将按上述步骤制得的固体基片叠放并粘合在一起，最后对叠放并粘合在一起的固体基片进行机械切片且其切削方向与直线形网状或多孔材料相交，所得切片片体即为微阵列生物芯片。