專利名稱：適配子型生物芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于臨床標(biāo)本檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適配子型生物芯片。
背景技術(shù)：
隨著人類基因組計劃的完成、蛋白質(zhì)組計劃的啟動，基因序列數(shù)據(jù)及蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)正在以前所未有的速度迅速增長。然而怎樣去研究如此眾多基因及蛋白質(zhì)在生命過程中所擔(dān)負(fù)的功能就成了全世界生命科學(xué)工作者共同的課題，生物芯片(biochip)正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生的。生物芯片技術(shù)是融合微電子學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、計算機(jī)科學(xué)為一體的高度交叉的新技術(shù)，具有重大的基礎(chǔ)研究價值，又具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。生物芯片是指通過微加工技術(shù)，將生物大分子如核酸片段、多肽分子甚至組織切片、細(xì)胞等生物樣品有序地固化于支持物的表面，然后與已標(biāo)記的待測生物樣品中的靶分子雜交，通過特定的儀器如激光共聚焦顯微掃描儀或電荷偶聯(lián)攝影像機(jī)(charge couple device, CCD)等對雜交信號的強(qiáng)度進(jìn)行快速、并行、高效的檢測，再經(jīng)計算機(jī)分析數(shù)據(jù)和處理結(jié)果，從而獲得相關(guān)的生物信息。由于生物芯片可將極其大量的探針同時固定于固相支持物上，所以可一次對大量的生物分子進(jìn)行檢測分析，從而解決傳統(tǒng)生物學(xué)分析方法技術(shù)復(fù)雜、自動化程度低、檢測目的分子數(shù)量少、通量低等不足。 目前，臨床上在對標(biāo)本中靶分子進(jìn)行生物芯片檢測時，通常都是在芯片基片上固定DNA探針(基因芯片)或免疫抗體(免疫芯片)。但DNA探針或抗體在檢測過程中都存在著特異性差及檢測靈敏度低的問題。 傳統(tǒng)的基因芯片表面固定的大都是DNA探針，這帶來了兩個嚴(yán)重的"瓶頸"問題一是檢測靈敏度不夠高，探針一般長20個堿基左右，在與較長的靶序列雜交時，存在著結(jié)合力不夠高的問題。二是特異性不強(qiáng)，經(jīng)常有堿基錯配的序列與之發(fā)生非特異性雜交。這兩大問題使基因芯片在進(jìn)行臨床標(biāo)本檢測時需要預(yù)先經(jīng)PCR擴(kuò)增，操作繁瑣的同時也影響了檢測的特異性和穩(wěn)定性，且存在假陽性結(jié)果的問題，從而大大降低了其實用性，無法滿足進(jìn)行直接檢測的要求。國內(nèi)外學(xué)者對如何避開PCR直接對核酸分子進(jìn)行檢測，都進(jìn)行了系統(tǒng)的相關(guān)研究。有學(xué)者提出采用PNA探針取代傳統(tǒng)的DNA探針，PNA探針是一種人工合成的DNA模擬物，其與靶序列雜交的穩(wěn)定性和親和力都高于DNA探針，但PNA作為一種新型探針合成成本非常高，同時目前只研究設(shè)計出針對幾種有限靶序列的PNA探針，這使得PNA探針的應(yīng)用受到了極大的限制。 單克隆抗體則存在難以區(qū)分結(jié)構(gòu)類似物或交叉抗原，檢測特異性差從而影響檢測結(jié)果；另外其檢測靈敏度也較低，不能令使用者滿意。 因此解決當(dāng)前生物芯片所存在的問題，研制新型的生物芯片就顯得尤為重要。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種適配子型生物芯片，可以克服傳統(tǒng)生物芯片檢測特異性差、檢測靈敏度低的缺陷。[0008] 本實用新型采用的技術(shù)方案如下 適配子型生物芯片，包括芯片基片，所述芯片基片的上表面和下表面分別鍍有金膜層，上表面的金或銀膜層上固定有適配子分子層。 所述的芯片基片為玻璃、石英晶體、金屬、膜、硅片或有機(jī)聚合物。[0011]所述的金膜層厚度為50-300nm。 本實用新型通過固定于芯片基片上金膜層上的適配子分子來實現(xiàn)直接、準(zhǔn)確、靈敏地檢測臨床標(biāo)本中的靶分子。 因為適配子是經(jīng)過層層篩選，且與配體高度特異結(jié)合的，因此適配子可以做為抗體的替代品，且適配子為一段核酸序列，所以比較抗體優(yōu)勢很明顯，合成簡單、廉價、穩(wěn)定性好。由于適配子分子與靶分子的結(jié)合具有高靈敏度、高特異性的特點(diǎn)，因此基于適配子-靶分子生物識別原理的適配子型生物芯片與以往的生物芯片相比，具有高效、準(zhǔn)確、靈敏度高等顯著特點(diǎn)。同時由于適配子分子生物學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，易于長時間保存，可以耐受反復(fù)的變性復(fù)性，因此既可在常溫下存儲和運(yùn)輸，又可耐受反復(fù)再生多次使用，具備經(jīng)濟(jì)簡便的優(yōu)點(diǎn)。對于核酸分子的檢測，由于適配子分子體積小，可以在芯片表面高密度固定，因此具有較低的檢測限，可以避免以往核酸分子檢測過程中的多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增，簡化了操作步驟的同時提高了結(jié)果的準(zhǔn)確性；由于適配子及其延長臂序列只要通過化學(xué)合成和修飾就可以得到，目前DNA合成技術(shù)已經(jīng)非常成熟，因此合成成本極低；通過SELEX技術(shù)，可在1個月內(nèi)得到與目標(biāo)分子高度特異結(jié)合的適配子，因此新產(chǎn)品研發(fā)周期短。 具體使用時，根據(jù)所檢測的靶分子，篩選其對應(yīng)的適配子分子并對其序列和結(jié)構(gòu)
進(jìn)行分析；將適配子分子固定于芯片金膜表面，制備得到適配子型生物芯片。將制備好的適
配子型生物芯片放入相應(yīng)生物傳感器的檢測裝置中，進(jìn)行實際檢測時，將待測標(biāo)本滴加在
適配子分子層表面，便可從檢測儀上觀察到檢測數(shù)據(jù)。整個檢測步驟簡單、迅速，結(jié)果準(zhǔn)確。 將適配子分子固定于芯片基片上表面的金膜層表面時，可采用包括各種物理、化
學(xué)方法在內(nèi)的方法，如物理吸附、分子自組裝方法、生物素-親和素結(jié)合等方法。 可適用檢測的靶分子包括蛋白、核酸，金屬離子、有機(jī)染料、氨基酸、抗生素、核苷、
肽等小分子物質(zhì)，也包括完整的病毒顆粒、細(xì)胞等混和物。 所述的生物傳感器可為激光掃描、壓電生物傳感器、表面等離子體共振傳感器(SPR)等各種生物芯片檢測形式的生物傳感器。[0018] 本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，有以下優(yōu)點(diǎn) 本實用新型適配子型生物芯片具有高效、準(zhǔn)確、靈敏度高等顯著特點(diǎn)，將賦予臨床診斷更為精確的檢測信息，更符合臨床檢測的實際需要；可以耐受反復(fù)再生多次使用，且運(yùn)輸保存條件簡單，檢測成本更加低廉，適合我國的國情及醫(yī)療現(xiàn)狀；生產(chǎn)成本低；新產(chǎn)品研發(fā)周期短。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型技術(shù)方案進(jìn)一步說明[0021]


圖1是本實用新型所述的適配子型生物芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式以下以具體實施例來說明本實用新型的技術(shù)方案，但本實用新型的保護(hù)范圍不限于此 適配子型生物芯片，如
圖1所示，包括芯片基片l，所述芯片基片的上表面和下表面分別鍍有金膜電極層2和4，上表面的金膜電極層2上固定有適配子分子層3。[0024] 所述的芯片基片材料可以為玻璃、石英晶體、金屬、膜、硅片或有機(jī)聚合物等。[0025] 當(dāng)然，這種適配子型生物芯片基片的上表面和下表面也可以分別鍍有銀膜電極層，上表面的銀膜電極層上固定有適配子分子層。
權(quán)利要求適配子型生物芯片，包括芯片基片，其特征在于，所述芯片基片的上表面和下表面分別鍍有金或銀膜電極層，上表面的金或銀膜層上固定有適配子分子層。
2. 如權(quán)利要求1所述的適配子型生物芯片，其特征在于，所述的芯片基片為玻璃、石英晶體、金屬、膜、硅片或有機(jī)聚合物。
3. 如權(quán)利要求1所述的適配子型生物芯片，其特征在于，所述的金或銀膜層厚度為50-300nm。
專利摘要本實用新型屬于臨床檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適配子型生物芯片。所述適配子型生物芯片，包括芯片基片，所述芯片基片的上表面和下表面分別鍍有金或銀膜電極層，上表面的金膜電極層上固定有適配子分子層。本實用新型適配子型生物芯片具有高效、準(zhǔn)確、靈敏度高等顯著特點(diǎn)，將賦予臨床診斷更為精確的檢測信息，更符合臨床檢測的實際需要；可以耐受反復(fù)再生多次使用，且運(yùn)輸保存條件簡單，檢測成本更加低廉，適合我國的國情及醫(yī)療現(xiàn)狀；生產(chǎn)成本低；新產(chǎn)品研發(fā)周期短。
文檔編號C12Q1/70GK201473549SQ20092017048
公開日2010年5月19日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者姚春艷, 府偉靈, 齊永志 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院