专利名称：一种有机高分子聚合物组合式芯片的制作方法
技术领域：
本实用新型一种有机高分子聚合物组合式芯片，涉及的是一种以有机高分子材料为载体，并将载体用水解、还原、等离子体或其他化学方法修饰后合成有生物大分子的有机高分子聚合物膜片或颗粒进行组合，构建而成生化分析器件。
背景技术：
多孔检测板(如96孔板)是现行普遍使用的一种用于医药、生化检测和筛选的常规器具。但试剂消耗量相对较大，并且须使用价格通常较为昂贵的试剂盒，这些试剂盒的量通常是针对一块微孔板所需量设计的，一打开就必须一次性使用完，但标本的数量通常并没有一块微孔板的孔数那么多，因而常常造成试剂的浪费而使检测分析成本增高。近年生物芯片技术的出现，使人们真正有希望实现试剂用量的微量化，并可针对每个个体实现多指标的同时检测。
生物芯片目前通常用点样法和原位合成法来制备，探针较少时多采用前者，探针较多时多采用后者。但即使这样，这两种方法还各有缺点，前者在点样和后期处理时易受偶然的环境因素影响而质量不稳，后者的主要缺点是以现行的原位合成方法来制备生物芯片时，价格较为昂贵，不适合低密度芯片和小批量生产，使得生物芯片难以进入临床诊断。较为理想的办法是综合应用各种生物芯片制备方法的优势，既利用原位合成探针分布均匀和可按任何用户设计要求灵活制备的特点，也利用点样法所具有的按要求从制备的探针库选取探针进行点样的灵活多变的特点。较直接的想法是容易使人联想到先在目前通常使用的基因芯片常用基片玻璃或硅片上每片合成同样的探针，然后将不同基片切割成小片进行拼接得到所需的生物分子微阵列，但由于玻璃和硅片的的脆性，要想将它们切割成小尺寸边长的小片将十分困难，这样必然导致单位面积内能够排布的小片数是非常有限的，因而应用也将是有限的。
发明内容
本实用新型目的是针对上述不足而提出了一种有机高分子聚合物组合式芯片，它通过人工或自动化过程构建，达到批量化生产生物芯片、特别是基因芯片；并提供了一种简单易行、易于推广、性能可靠的生物大分子分析方法，以实现对生物组分的准确而快速的高通量分析。
一种有机高分子聚合物组合式芯片实施方案有机高分子聚合物组合式芯片结构包括基片、高分子载体、功能性基团和大分子化合物。即先将有机高分子聚合物表面进行功能化处理使带有功能基团，然后应用组合化学原理在大面积载体表面合成同种大分子，但不同载体上合成的大分子不同，再将合成有不同大分子的载体分割成小块，将来自于不同载体的小块进行拼接组装在基片上，构成组合式大分子芯片；芯片的载体材料包括尼龙、涤龙、聚丙烯、聚酯等高分子膜、片基或微型颗粒；上述载体可以是致密的，也可以是微孔的；其中所说的有机高分子颗粒形状是立方体或其它任何形状；有机高分子载体表面是经过水解、还原、等离子体或其他化学方法修饰处理，接枝了功能性基团；载体上组装的是有生物学意义的有机大分子化合物，包括寡核苷酸、蛋白质、其他生物大分子及其混合物；有机大分子化合物采用原位合成或点样合成在载体上；组合方式有膜片组合或颗粒组合；颗粒阵列采用平面阵列，线形微阵列或环形阵列；组合的膜片或颗粒是按照形状编码、或以数字、符号及形状、数字、符号等标记的组合编码。
一种有机高分子聚合物组合式芯片的制备方法先将有机高分子聚合物膜片或颗粒进行功能化处理，使其表面带有功能基团，然后应用组合化学原理在大面积载体表面合成同种大分子，但不同载体上合成的大分子不同，然后将合成有不同大分子的载体分割成小块，将来自于不同载体的小块进行拼接，即构成功能聚合物组合大分子芯片；再制备大量具有相同形状或不同形状小型块体或膜片并通过组合化学原理在这些小型块体或膜片上合成不同的大分子，然后进行拼接、组合构建成大分子芯片。这里的大分子是指具有生物学意义的大分子如寡核苷酸、蛋白质、糖、细胞等。
一种有机高分子聚合物组合式芯片的组合方式是通过下列三种途径来实现的1.在大面积载体(膜或块材)表面合成同种大分子，但不同载体上合成的大分子不同，然后将合成有不同大分子的载体分割成小块，将来自于不同载体的小块进行拼接，即构成功能聚合物组合大分子芯片。
2.制备大量具有相同形状或不同形状小型颗粒或膜片并通过组合化学原理在这些小型块体或膜片上合成不同的大分子，然后进行拼接组合构建成大分子芯片。在对靶分子进行分析时，将靶分子溶液与1或2所得芯片杂交，即可获得靶分子的生物学信息；3.并不需要象途径1和2那样将微小的几何体进行拼接，而是可直接将编码的微小几何体投入溶液中与靶分子作用而获得生物学信息。
在途径1和2中，微小几何体可以不进行编码，此时主要根据微小几何体的位置坐标来判断检测结果；在途径1、2和3中的微小几何体也可以编码，此时微小几何体不必进行有序组合，与靶序列杂交后，根据给出信号的微小几何体的编码就可知道相应的生物学意义。而编码可采用几何形状、字母或数字或这些标识方法的组合。
本实用新型提出的这种有机高分子聚合物组合式芯片充分利用了高分子材料易加工的特点，与玻璃载体芯片相比具有亲和力强、灵敏度高的优点，且杂交技术也相当成熟，其应用也更容易掌握，可以广泛应用于医药、生化检测和筛选。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型实施例1组合式高分子膜芯片。
图2为本实用新型实施例2形状相同的高分子颗粒组合式芯片。
图3为本实用新型实施例3形状不同的高分子颗粒组合式芯片。
具体实施方式
实施实例1参照附图1为本实用新型组合式高分子膜芯片先在图1-1所示已经水解、还原、等离子体和其他化学方法处理分别带有羟基、氨基、羧基、巯基或其他功能性基团的整块有机聚合物膜载体A、B、C、D上合成出相应的寡核苷酸或蛋白质等生物大分子化合物a、b、c和d，再如图1-2所示将A、B、C、D分割成小块，然后如图1-3所示将分别已带有a、b、c和d的分割的小块按照设计的坐标组合在一张基片上，即得到一张化合物a、b、c和d的微阵列。这里所指的化合物绝不只限于a、b、c和d四种，实际上可以有任意多种。分割的小块形状也不只限于正方或立方，可以是任何形状。在对待分析样品进行检测时，根据给出信号的位置及相应微小聚合物块体上的已知生物分子探针的性质，就可得到待分析样品的生物学信息。
实施实例2参照附图2为本实用新型形状相同的高分子颗粒组合式芯片图2-1为已经水解、还原、等离子体和其他化学方法处理分别带有羟基、氨基、羧基、巯基或其他功能性基团的整块有机聚合物颗粒载体A、B、C、D具有相同形状，应用组合化学原理，先在图2-1所示的A、B、C、D上合成出相应的寡核苷酸或蛋白质等生物大分子化合物a、b、c和d，再如图2-2所示分别从A、B、C、D四种带有a、b、c和d的微小有机聚合物颗粒中取出一颗按照设计的坐标组装在一张基片上，即得到一张化合物a、b、c和d的微阵列。这里所指的有机聚合物颗粒绝不只限于A、B、C、D四种，可以有任意种，化合物也绝不只限于a、b、c和d四种，可以有任意多种。微小颗粒的形状也不只限于正方或立方，可以是任何形状。在对待分析样品进行检测时，根据给出信号的位置及相应微小聚合物颗粒上的已知生物分子探针的性质，就可得到待分析样品的生物学信息。
实施实例3参照附图3为本实用新型形状不同的高分子颗粒组合式芯片如图3-1所示，将已经水解、等离子体和其他化学方法处理分别带有羟基、氨基、羧基、巯基或其他功能性基团的整块有机聚合物颗粒载体A、B、C、D，其形状各不相同。先如图3-2所示，应用组合化学原理在这些微小有机聚合物材料上合成出相应的寡核苷酸或蛋白质等生物大分子化合物a、b、c和d，再如图3-3所示分别从A、B、C、D四种分别已合成带有a、b、c和d的微小有机聚合物颗粒中取出一颗随意组装在一张基片上。即得到一张载有化合物a、b、c和d的基片。这里所指的有机聚合物颗粒绝不只限于A、B、C、D四种，可以有任意种，化合物也绝不只限于a、b、c和d四种，可以有任意多种。微小颗粒的形状也不只限于所给出的形状，可以是任何形状。并且还可以不通过形状，而是通过在微小颗粒上进行数字或字母或以形状、字母、数字的组合对微小颗粒进行标记。在对待分析样品进行检测时，并不需要知道出现信号的相应微小颗粒的位置，只需知道出现信号的微小颗粒的标记即可获得被分析样品的生物学信息。
权利要求1.一种有机高分子聚合物组合式芯片，特征在于其结构包括基片、高分子载体、功能性基团和大分子化合物，有机高分子聚合物载体表面带有功能性基团和大分子，不同载体的小块进行拼接组装在基片上，构成组合式大分子芯片。
2.根据权利要求1所述的有机高分子聚合物组合式芯片，其特征在于芯片的载体材料包括尼龙、涤龙、聚丙烯、聚酯等高分子膜、片基或颗粒；上述载体可以是致密的，也可以是微孔的；其中所说的有机高分子颗粒形状是立方体。
3.根据权利要求1或2所述的有机高分子聚合物组合式芯片，其特征在于有机高分子载体表面有功能性基团。
4.根据权利要求1所述的有机高分子聚合物组合式芯片，其特征在于载体上组装的是有生物学意义的有机大分子化合物，包括寡核苷酸、蛋白质、其他生物大分子及其混合物。
5.根据权利要求1所述的有机高分子聚合物组合式芯片，其特征在于组合方式有膜片组合或颗粒组合；颗粒阵列有平面阵列，线形微阵列，环形阵列。
6.根据权利要求1或2所述的有机高分子聚合物组合式芯片，其特征在于组合的膜片或颗粒是按照形状编码、或以数字、符号及形状、数字、符号 标记的组合编码。
专利摘要本实用新型一种有机高分子聚合物组合式芯片涉及的是一种以有机高分子材料为载体，并将载体用水解、还原、等离子体或其他化学方法修饰后合成有生物大分子的有机高分子聚合物膜片或颗粒进行组合，构建而成生化分析器件。其结构包括基片、高分子载体、功能性基团和大分子化合物即先将有机高分子聚合物表面进行功能化处理使带有功能基团，然后应用组合化学原理在大面积载体表面合成同种大分子，但不同载体上合成的大分子不同，再将合成有不同大分子的载体分割成小块，将来自于不同载体的小块进行拼接组装在基片上，构成组合式大分子芯片。载体材料包括尼龙、涤纶、聚丙烯、聚酯等高分子膜、片基或微型颗粒。
文档编号G01N33/50GK2636239SQ0225781
公开日2004年8月25日 申请日期2002年10月17日 优先权日2002年10月17日
发明者何农跃, 汤建新, 肖鹏峰, 陆祖宏 申请人:何农跃, 汤建新