[發明專利]一種微陣列芯片在微生物檢測中的應用

在審

• 申請號: 201711353447.7
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN107841569A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 許家峰
• 申請（專利權）人: 佛山市校友橋網絡科技有限公司
• 主分類號: C12Q1/689
• 分類號: C12Q1/689;C12Q1/04
• 代理公司: 佛山幫專知識產權代理事務所(普通合伙)44387
• 代理人: 顏春艷

技術領域

本發明涉及生物檢測領域，特別是指一種微陣列芯片在微生物檢測中的應用。

背景技術

生物芯片(biochip)是20世紀90年代初出現的一種高通量、并行分析的微量分析技術。它構建在玻璃片、硅片、塑料片、尼龍膜或凝膠等載體材料上，表面上固定了不同的生物分子(如：寡核苷酸、cDNA、基因組DNA、多肽、抗原、抗體等)，形成可與目的靶分子互相作用和反應的固相表面。將芯片與待檢靶生物分子進行化學反應(如雜交、免疫反應等)，然后利用相應的檢測手段進行信號的收集，得出檢測結果。

生物芯片以具有高通量、高靈敏性、高特異性的優點廣泛應用于生鮮食品中病原微生物的檢測，其主要特點有：(1)高通量：采用原位合成法或直接點樣法將探針排列在濾膜、硅片、玻璃等介質上形成微矩陣，待檢樣品用同位素或熒光分子標記后，與芯片雜交，通過掃描及計算機分析即可獲得。樣品中大量的基因序列及表達信息，以達到快速、高效、高通量地分析生物信息的目的；(2)高靈敏度：芯片檢測結果的敏感性為96.2％，每種病毒檢測的最低量為10copies/μL，使生物芯片具有較的高靈敏度；(3)高特異性：芯片在雜交反應完畢后進行洗脫，使不與靶標結合或非特異性結合的部分洗脫掉，芯片檢測結果的特異性為99.3％。在生物大分子功能研究、食品安全檢測、病原微生物檢測和鑒定等方面發揮著越來越重要的作用。本文簡述了幾種生物芯片檢測技術及其在微生物檢測中的應用，為生物芯片在微生物檢測中廣泛應用提供數據參考。

生物芯片根據其構造不同可分為陣列型芯片、微流控芯片、納米芯片等；根據其分析的探針不同可分為基因芯片、糖芯片、蛋白芯片、細胞芯片、組織芯片等；根據其應用不同可分為表達譜芯片、診斷芯片、檢測芯片、基因組SNP分析芯片、基因組染色體變異分析芯片以及藥物分析芯片等。各種芯片有其各自的特點，但是都具有高通量，高特異性和高效的特點。

微陣列芯片主要包括基因芯片、蛋白質芯片和細胞芯片等生物芯片，是將數十甚至數萬種生物探針分子以陣列的形式固定在厘米級別的固體載體上，利用生物分子間的相互作用，與樣品中的靶分子結合，通過熒光、同位素放射顯影、酶標顯色及化學發光來顯示出每個位點的復雜信息。WANG等設計了一個微陣列芯片，對PCR產物進行分析。對80個季節性流感病毒的臨床樣本進行檢測，其中有66個陽性樣本，檢測的特異性和敏感性分別為95.5％和100％，認為微陣列芯片具有快速，可靠，價格低廉的檢測方法。ALEXANDER等設計了一種高度并行的微生物檢測的寡核苷酸芯片，對多種微生物在單一芯片中高通量的并行檢測，結果顯示，10～30個樣本可以在24小時內得到可靠的分析，適合于檢測大規模基因表達等的研究，及微生物的定性分析。基于這種快速、高效的特點，微陣列生物芯片在生物學和醫學等領域獲得了廣泛應用，包括測定基因或蛋白質表達圖譜、研究特定的基因或蛋白質功能、研究分子間交互作用、尋找疾病的生物學標記、微生物鑒別以及微生物族群分析等。

發明內容

本發明提出一種微陣列芯片在微生物檢測中的應用。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種微陣列芯片在微生物檢測中的應用。

進一步，利用共聚物吸附的方法在芯片表面用聚二甲基硅氧烷涂層，通過共聚物涂層的聚二甲基硅氧烷的芯片，同共價結合氨基修飾的DNA片段結合，應用于細菌基因分型實驗。

進一步，共聚涂層的聚二甲基硅氧烷的芯片可作為半自動的DNA微陣列芯片來快速檢測食品中的病原菌。

進一步，涂膜的芯片既因微陣列而具有高通量，可以同時檢測多種菌，又因聚二甲基硅氧烷使芯片具有最佳的特異性和靈敏度。

進一步，對芯片的修涂層修飾可提高芯片的靈敏度和特異性，但探針的設計也十分重要，利用23 SrDNA和16 S-23 SrDNA基因間隔區(ISR)進行探針的設計，因為在23 SrDNA和16 S-23 SrDNAISR中既有保守區又有特異性的區域。并且利用這樣的探針，設計出了微陣列芯片，應用于39種致病菌的檢測，這種微陣列芯片檢測的檢出限在10～10³CFU/mL，能夠應用于多種致病菌的檢測。