一种基因芯片的制备方法与流程

本发明涉及生物芯片领域，尤其涉及一种基因芯片的制备方法。

背景技术：

1、高密度基因芯片是目前基因分析检测中最具前景的尖端科技产物，具有极好的应用前景。在世界范围内，伴随着近年来人们生命健康意识不断增强，相关基因检测、疾病筛查行业得到快速发展，高密度基因芯片凭借其检测便捷性、高通量、分析迅速及高灵敏度等优势，目前已广泛用于包括遗传病检测、动植物育种、新药研发、个性化医疗等多种场景中。

2、基因芯片制备中材料的固定方式主要包括原位合成法、点样法以及微球装载法等，其中微球装载法是制备高密度基因检测芯片成本最低、最高效的方法。通常的制备方法是以硅基板作为基体，表面有数十万、数百万甚至上亿的小孔，每个小孔用来固定一个微球，微球表面共价偶联用于检测的核酸探针。

3、微球在硅基板上的装载和固着是基因芯片制备的关键步骤。通常将数十万种修饰有不同核酸探针的微球按比例混合均匀，之后随机装载在硅基板的小孔中。如何提供微球的装载率和固着程度，并且适合大规模生产是生物芯片生产制造过程的重难点之一。除此之外，微球的装载常常伴随多层微球的重叠，增加清洗难度和微球回收成本，因此避免多层重叠也是提高生物芯片生产效率的有效途径之一。

技术实现思路

1、本发明的一个方面提供了一种基因芯片的制备方法，以解决现有技术中微球装载不牢固，易形成多层重叠，不适宜规模化生产的缺点。

2、本发明所提供的基因芯片的制备方法，包括：

3、1）蚀刻硅基板得到具有形状、直径与待装载的微球相匹配的孔的硅基板阵列；

4、2）将单分散的聚苯乙烯微球溶液添加到所述硅基板阵列上，并对装有单分散的聚苯乙烯微球溶液和硅基板的装载模具进行封装；将封装后的装载模具置于超声波装置中，在超声波的条件下进行组装，以将聚苯乙烯微球装载到所述硅基板阵列的孔中；以及

5、3）清洗所述硅基板阵列，然后进行超声清洗；

6、4）将封装后的装载模具置于加热装置中，在加热作用下使微球形变，获得基因芯片。

7、在一个具体实施方案中，所述聚苯乙烯微球为共价结合有寡核苷酸链的聚苯乙烯微球。

8、在一个具体实施方案中，所述基因芯片制备方法在装载模具中进行，所述装载模具包括主体和设置在所述主体上的多个芯片凹槽。

9、在一个具体实施方案中，通过以下方式对装有单分散的聚苯乙烯微球溶液和硅基板的装载模具进行封装：在所述模具上覆盖载玻片，然后密封，所述载玻片面朝上进行超声装载。

10、在一个具体实施方案中，通过edc和nhs活化表面修饰羧基的聚苯乙烯微球，获得活化的聚苯乙烯微球；将活化的聚苯乙烯微球与5’端修饰氨基的寡核苷酸链一起孵育，获得共价结合有寡核苷酸链的聚苯乙烯微球。

11、在一个具体实施方案中，在超声波的功率为110 w的条件下进行组装。

12、在一个具体实施方案中，所述聚苯乙烯微球在超纯水中经过超声分散获得浓度为1 mg/ml-5 mg/ml的单分散的聚苯乙烯微球溶液。

13、在一个具体实施方案中，所述超声清洗中的功率为40 w，清洗3次，每次清洗时间为2 min。

14、在一个具体实施方案中，所述加热的温度为80 ℃，加热时间为10 min。

15、本发明的另一方面提供了上述方法制备的基因芯片。

16、本发明的基因芯片制备方法具有较高的微球入孔率，达到96.72％以上，且装载的微球非常稳固，允许多次超声清洗，从而减少微球多层重叠粘连，此外微球在后续的实验步骤中也不易脱落。

技术特征：

1.一种基因芯片的制备方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚苯乙烯微球为共价结合有寡核苷酸链的聚苯乙烯微球。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述装载模具包括主体和设置在所述主体上的多个芯片凹槽。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过edc和nhs活化表面修饰羧基的聚苯乙烯微球，获得活化的聚苯乙烯微球；将活化的聚苯乙烯微球与5’端修饰氨基的寡核苷酸链一起孵育，获得所述共价结合有寡核苷酸链的聚苯乙烯微球。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在超声波的功率为110 w的条件下进行组装。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚苯乙烯微球在超纯水中经过超声分散获得浓度为1 mg/ml-5 mg/ml的单分散的聚苯乙烯微球溶液。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热装置中的温度为80℃，加热时间为10 min。

8.由权利要求1-7中任一项所述的方法制备的基因芯片。

技术总结
本发明公开了一种基因芯片的制备方法，包括蚀刻硅基板得到具有形状、直径与待装载的微球相匹配的孔的硅基板阵列；将单分散的聚苯乙烯微球溶液添加到所述硅基板阵列上，并对装有单分散的聚苯乙烯微球溶液和硅基板的装载模具进行封装；将封装后的装载模具置于超声波装置中，在超声波的条件下进行组装，以将聚苯乙烯微球装载到所述硅基板阵列的孔中；以及清洗所述硅基板阵列，然后进行超声清洗；将封装后的装载模具置于加热装置中，在加热条件下使所述聚苯乙烯微球形变，获得基因芯片。本发明的基因芯片制备方法具有较高的微球入孔率。

技术研发人员：张迪鸣,张云山,杨知昊
受保护的技术使用者：之江实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16