[發(fā)明專利]一種準(zhǔn)三維生物芯片的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110408027.0
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102520151A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張繼中
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01N33/531
• 分類號: G01N33/531;G01N33/569;G01N21/64;C12Q1/68
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種準(zhǔn)三維生物芯片的制備方法，尤其是在生物芯片基底通過生長一維的桿狀、纖維狀或者管狀材料的基礎(chǔ)上再通過在片合成或者點樣法固定傳感敏感材料而制備準(zhǔn)三維生物芯片。由于一維材料傳感性能優(yōu)良且生長易于控制，因此該方法具有操作簡單，成本低廉及能夠批量制備的特點，因此有助于平面微陣列生物芯片的進一步發(fā)展。

背景技術(shù)

隨著人類文明的進步，醫(yī)療衛(wèi)生、生物工程、環(huán)保及食品安全等眾多領(lǐng)域?qū)Ω咄俊⒌统杀尽⒎奖憧煽康亩喙δ苌飩鞲衅骷男枨笤絹碓蕉唷⒃絹碓狡惹小榇耍谏蟼€世紀(jì)九十年代，人們開發(fā)了生物芯片。生物芯片技術(shù)的最初構(gòu)想來源于美國Affymetrix公司的前身Affymax公司里的一次即興的建議，F(xiàn)odor組織半導(dǎo)體專家和分子生物學(xué)專家借助于Ed?Southern提出的核酸雜交理論，即標(biāo)記的核酸分子能夠與被固化的與之互補配對的核酸分子雜交，于1993~1994年首先設(shè)計出了寡核苷酸生物芯片。生物芯片通過縮微技術(shù)，根據(jù)分子間特異性地相互作用的原理，將生命科學(xué)領(lǐng)域中不連續(xù)的分析過程集成于硅、玻璃或者高分子材料表面的微型生物化學(xué)分析系統(tǒng)中，以實現(xiàn)對細(xì)胞、蛋白質(zhì)、基因及其它生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測，其檢測效率是傳統(tǒng)檢測技術(shù)手段的成百上千倍。伴隨著人類基因組計劃(HGP)的發(fā)展，借助于電子學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、計算機科學(xué)的融合，近十多年來生物芯片技術(shù)獲得了長足的進展，并以其無可比擬的高信息量、高通量、微型化和自動化等優(yōu)點應(yīng)用在包括疾病診斷和治療、藥物篩選、食品衛(wèi)生監(jiān)督、環(huán)境檢測、國防等領(lǐng)域，顯示出了巨大的應(yīng)用價值，因此受到世界各國學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的矚目，被公認(rèn)將會給21世紀(jì)的生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)研究帶來一場革命。

目前的生物芯片主要包括平面微陣列芯片及懸浮陣列芯片。其中平面微陣列芯片具有位置編碼、能與微電子工藝相兼容且制備工藝成熟，因此是目前商業(yè)化應(yīng)用程度較高的生物芯片。然而在應(yīng)用過程中，含量較低物質(zhì)檢測對生物芯片靈敏度及檢測精度的挑戰(zhàn)卻仍然有待人們進一步的探索與發(fā)展。為此人們開發(fā)了三維凝膠DNA芯片。人們的研究表明三維凝膠DNA芯片由于三維結(jié)構(gòu)所具有的較高的固定容量而使得其檢測靈敏度明顯提高。而另一方面人們的研究還表明氧化鋅納米桿微陣列制備成傳感器件同樣具有較高的檢測靈敏度。這些均表明具有三維或者準(zhǔn)三維特性的材料在傳感器件中具有一定的應(yīng)用前景。然而目前的生物芯片除了三維凝膠DNA芯片外尚無其它類似的三維或者準(zhǔn)三維生物芯片，為此本申請在國際上首次提出首先在基底上生長一維的桿狀、纖維狀或者管狀材料陣列然后結(jié)合生物芯片的點樣或者原位合成技術(shù)固定傳感敏感材料以形成具有準(zhǔn)三維特性的生物芯片。該技術(shù)具有操作簡單，成本低廉及能夠與現(xiàn)有平面微陣列生物芯片技術(shù)兼容的特點。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種準(zhǔn)三維生物芯片的制備方法，即在基底上首先生長一維的管狀或者桿狀微陣列，然后通過點樣法或者在片合成法固定傳感敏感材料以獲取具有準(zhǔn)三維特性的生物芯片。

技術(shù)方案：?為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種準(zhǔn)三維生物芯片的制備方法，該方法包括如下步驟：

a、在基底上生長一維材料的陣列以獲得含有一維材料陣列的平面材料；

b、在平面材料的一維材料陣列上不同區(qū)域分別固定不同傳感敏感材料以獲得準(zhǔn)三維生物芯片。?

優(yōu)選的，所述一維材料為長度與直徑之比大于2的材料。

優(yōu)選的，固定所述傳感敏感材料是指在一維材料陣列表面先固定連接材料再通過連接材料連接傳感敏感材料。

優(yōu)選的，所述的在一維材料的不同區(qū)域分別固定不同傳感敏感材料的方法包括點樣法及在片合成法。

優(yōu)選的，所述的在基底上生長一維材料是指采用在基底面內(nèi)均勻生長或者在基底上預(yù)先構(gòu)建的點陣列上生長。

優(yōu)選的，該方法包括對生長了一維材料陣列的平面材料進行切割、組裝以構(gòu)建準(zhǔn)三維生物芯片。

所述準(zhǔn)三維生物芯片通過與待檢樣品作用而用于檢測。

有益效果：本發(fā)明首次將檢測基底上一維材料陣列的生長與平面微陣列生物芯片的點樣法及在片合成法結(jié)合，即準(zhǔn)三維生物芯片的制備與傳統(tǒng)的平面微陣列生物芯片的制備兼容，因此所制備的生物芯片不僅具有準(zhǔn)三維的特性，而且易于批量進行生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為一維材料生長法制備準(zhǔn)三維生物芯片示意圖。

1?基底；

2?基底生長了一維材料陣列的側(cè)視圖；

3?一維材料陣列上分別固定了傳感敏感材料a、b及c的側(cè)視圖；