[發明專利]一種以基因芯片轉制印板再大量印制基因芯片的方法

在審

• 申請號: 202011270744.7
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN114471394A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 華子昂;劉寶全;朱美瑛;王明齊;萬君興;竹添;孫寧;張建;李娜
• 申請（專利權）人: 北京華牛世紀生物技術研究院
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于生物芯片領域，尤其是涉及一種以基因芯片轉制印板再大量印制基因芯片的方法，具體為：以成品的初始基因芯片為母板，利用DNA聚合酶將母板上的探針序列按堿基互補配對的原則轉變為印板上的對應位置上的模板序列，母板的探針序列與印板的模板序列一一對應，再將印板的模板序列利用DNA聚合酶轉成新基因芯片上的探針序列，新基因芯片上的探針序列與印板的模板序列一一對應，通過兩次DNA聚合酶催化的高保真DNA復制過程將初始基因芯片上的探針序列轉變為新基因芯片上的探針序列。本發明可以像制版印刷術一樣，利用初始基因芯片制造印板，再利用印板大量、快速、低成本制備新基因芯片。

技術領域

本發明涉及生物芯片領域，特別涉及一種以基因芯片轉制印板再大量印制基因芯片的方法。

背景技術

生物芯片技術已經廣泛應用于臨床疾病診斷、健康管理、藥物研究開發、動植物檢疫、食品檢測、環境監測、科學研究、法醫學檢測等眾多領域，有廣闊的應用前景，市場需求量非常大。

基因芯片是生物芯片中的一類，是通過在芯片的基片上定植一系列的序列已知探針而制備，可用于特定標記核酸的雜交檢測，能通過識別檢測與信息處理來報告檢測對象中核酸信息，有效解決基因芯片產業的“卡脖子”問題。基因芯片制造的關鍵技術就包括如何有效地將探針定植在基因芯片的特定位點上。當前基因芯片上探針的制作方法主要分為兩類：一類是原位化學合成法，在基片的特定位置上按設計程序以化學合成法將核苷酸一個一個地連接在一起形成設計的探針；另一類合成后交聯法，先合成探針，再將合成好的探針定植在基片的特定位置上。

原位化學合成法是在基片上直接合成探針，將基片特定位點活化后逐一添加核苷酸制備，能夠制造高密度基因芯片，探針共價交聯在基片上非常穩定，優勢顯著；其不足之處在于，造價昂貴，每一步都要在特定位置去保護基團，且探針長度每增加一個核苷酸，設備都要進行四輪操作，每一輪完成四種核苷酸中的一種的定位合成，占用機器工作時間長；同時，核酸化學合成法沒有校正機制，合成過程不能像生物體系那樣保證100%的準確性。在化學合成法中，如果每一步產率以95%計算，兩步合成產率就是90.3%，三步合成產率只有85.7%。原位合成法制造高密度基因芯片，由于合成產率低、合成步驟多、（帶保護基團的核苷酸）原料造價高且保護基因脫除效率偏低，造成高密度基因芯片造價昂貴，無法大規模應用。

合成后交聯法是先完成探針制備，再打印到基片上，芯片制造成本大幅度降低，但芯片的探針密度受到限制。

發明內容

本發明為解決現有技術中存在不足，利用生物體系中核酸合成的酶法合成技術，以DNA聚合酶將基因芯片的探針序列轉換為印板上微針尖端的模板序列，利用DNA聚合酶的校正活性保證序列轉換的忠實性，利用DNA聚合酶的持續合成能力一次性完成模板序列合成，從而以現有的基因芯片制造獲得可大量生產該基因芯片的印板。利用這一技術，只有完成一塊印板或一塊基因芯片，就可以實現基因芯片與印板的互相復制，從而能夠制造大量的印板啟動完成基因芯片的大規模生產制造。

本發明的發明構思是：利用DNA聚合酶的高保真活性與自動持續合成的特點，按堿基互補配對原則以初始基因芯片的探針序列指導印板上模板序列的合成，再按堿基互補配對原則以印板上模板序列指導新的基因芯片上的探針合成。

為解決上述問題，一種以基因芯片轉制印板再大量印制基因芯片的方法的技術方案如下：

S1 獲得初始基因芯片成品及相關信息，包括：探針序列及其相關排列順序、初始基因芯片的點陣密度。

S2 在印板材料上以蝕刻技術制備微針集群，微針集群與初始基因芯片的點陣密度匹配，保證每一個微針位置對應一個探針序列。

S3 對微針尖端進行表面活化，將表面活化基團進行化學修飾保護，再對印板材料進行表面鈍化處理，消除印板材料影響后繼模板序列合成的影響；