用于制備生物芯片的溶膠-凝膠試劑盒及使用其制備芯片的方法技術

本發明專利技術涉及一種通過使溶膠混合物凝膠化來制備蛋白質芯片的方法。在該方法中，按順序混合特定的硅酸鹽單體，如SolB1、SolB2和SolB3、SolBH的混合物以及SolBS、蒸餾水和檢測蛋白質的混合物，從而延遲溶膠混合物的凝膠化速度，因此包括混合物的穩定成膠。此外，通過使用陣列器或如吸液管的工具，手工地分配溶膠混合物，可簡單且容易地構建生物芯片。另外，可通過按順序地將溶膠混合物、溶液I(SolBH)和溶液II(緩沖液、SolBS、蒸餾水和檢測蛋白質的混合物)分配到基底上，無需傳統的、如混合的預處理工藝，來制備均勻的生物芯片。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種以簡單的方式制備生物芯片的方法以及一種用于制備生物芯片的溶膠-凝膠試劑盒，所述方法或者使用通過按順序地混合特定溶液而制備的溶膠組合物或者直接將這些溶液按順序地分配到基底上而不用預處理工藝。
技術介紹
生物芯片技術是基于納米技術(NT)、生物技術(BT)和信息技術(IT)結合的新技術的典型實例。生物芯片是高密度的微陣列，包括在固體支持物表面上的多種生物材料，并根據附在固體支持物表面的生物材料種類而可以分類為DNA芯片、蛋白質芯片、細胞芯片、神經元芯片等。此外，生物芯片技術與微觀流體技術的結合使得LOC(芯片上的實驗室)技 術得以發展。生物芯片技術包括固定化生物材料的技術、使固體支持物與生物材料相容的技術、制作生物材料微陣列的技術、在制備的芯片上進行多種生物反應的分析技術、檢測反應結果的技術、制備待被固定化的生物材料的蛋白質工程、基因重組技術等等。蛋白質芯片是一種生物芯片，是在單位面積的固體支持物表面的上包括多種蛋白質的高密度微陣列。近年來，人們試圖用制作市售可得的DNA芯片的原理和技術來制作蛋白質芯片。通常，市售可得的DNA芯片大多數是通過將DNA固定化到玻璃基底上而制作，基底表面用包覆材料進行預處理。當用與制作DNA芯片相似的方法來制作蛋白質芯片時，也就是說，當通過將蛋白質固定到玻璃基底(基底表面用包覆材料進行預處理)上來制作蛋白質芯片時，由于待固定化的目標蛋白質之間的物理和化學性質的差異，會導致許多問題。以前的蛋白質芯片是通過將蛋白質固定化到經表面處理過的玻璃基底上而制作的并用于進行簡單的結合分析。蛋白質芯片的性能是通過固定化的蛋白質的活性來測定并且所述蛋白質芯片很難成功地工作(MacBeath and Schreiber,Science 289:1760,2000)。這些問題是由于蛋白質間固有的物理和化學性質的差異所引起的蛋白質變性、失活和降解造成的。為了克服這些問題，人們進行了與DNA不同的、符合蛋白質特性的、用于固定化蛋白質的表面處理技術以及對用于固定化蛋白質的材料的研究。這些研究致力于在蛋白質芯片表面上執行固定化同時維持蛋白質活性的方法。實例包括Hydrogel -包覆的載片(PerkinElmer)、Versalinx 芯片(Prolinx)、PDC 芯片(可自 Zyomyx 購得的生物芯片)，等坐寸ο同時，溶膠-凝膠工藝是一種被用于通過微處理以制造微結構的技術。具體地，溶膠-凝膠工藝是一種包括，通過溫和加工來形成結合網，并通過用共價結合方法以外的方法，在結合網內固定化生物分子以代替將生物分子化學地附著于無機材料的技術(Gill，I.和 Ballesteros, A.，Trends Biotechnol.，18 :282,2000)。此外，許多生物分子，包括酶，被固定在一團溶膠-凝膠基質上并用于制作生物催化劑或生物傳感器(Reetz等人，Adv. Mater. ,9 :943,1997)。具體地，由于這些生物分子的光學透明性質，它們還用于檢測光學顏色的產生(Edminston等人，Coll. Interf. Sci.,163 395,1994)。此外，已知生物分子當被固定化到溶膠-凝膠基質上時，不僅有化學的穩定性還有熱力學的穩定性(Dave等人，Anal. Chem. ,66 :1120,1994)。以生物傳感器為例，溶膠-凝膠反應被用作在固體支持物上形成微結構并對該微結構圖案化的方法，以及用作簡單的固定化的方法。就這方面而言，圖案化的方法包括使用模具，通過流體動力學成型液體狀態的溶膠，使成型的材料膠化并去除模具，從而形成圖案。例如，一種被稱為毛細血管內微模塊化(MIMIC)的技術是使介觀二氧化硅圖案化的技術(Kim E,Xia Y,Whitesides GM. 1995. Polymer microstructures formed by moulding incapillaries. Nature 376 :581-584 ；Marzolin 等人，Adv. Mater 10 :571,1998 ；Schuller等人，Appl. Optics 38 :5799,1999) 0這種技術可以用于微流體工程的基礎圖案化。然而，由于蛋白質的活性會受到諸如pH的多種因素的影響，因此在溶膠-凝膠的過程中通過加入來自其溶膠狀態的蛋白質來設定用于保持活性的條件很重要。為了這個目的，提出了通過用多種溫和的條件，如中性PH使溶膠與蛋白質預混合而將蛋白質圖案化的技術(Kim等人，Biotechnol. Bioeng. 73 :331_337，2001)，但卻存在一些問題， 因為在中性PH下，溶膠-凝膠過程快速進行，因此根據添加劑的選擇，可能會出現裂縫或者凝膠變得不透明。此外，還有另外一個問題，因為要進行溶膠與蛋白質混合的預處理工藝，所以各樣點(spot)的濃度可能不均勻。在涉及溶膠-凝膠工藝的現有專利中，有專利涉及用于改善生物材料反應性的溶膠-凝膠生物芯片，其中溶膠-凝膠生物芯片的制作是通過將含有生物材料的溶膠混合物在芯片基底上進行膠凝，從而將生物材料包封到凝膠基質的孔中并通過在凝膠基質上形成的孔成為膠囊式結構。另外，還有專利涉及用溶膠-凝膠工藝制作生物芯片的方法，所述方法包括篩選用于溶膠-凝膠生物芯片的溶膠組合物，該組合物防止所固定化的生物材料發生改變或者該組合物增加生物材料的靈敏性。然而，因為制作方法復雜，還因為在制備溶膠組合物的工藝中，生物材料的活性下降或者生物材料分解，所以存在許多問題。因此，為了防止在制備溶膠組合物的過程中生物材料活性下降以及生物材料分解，本專利技術人付出了許多努力，結果發現，當以特定的順序先后混合特定的硅酸鹽單體和添加劑并將它們分配到基底上，或者當將這些組分按順序直接分配到基底上并膠凝，與常規的制作方法相比較，其凝膠化速度可以被延遲，從而使得制作明顯均勻的生物芯片成為可能，并且通過上述組分可以防止生物材料的活性下降和分解，從而使制作極高靈敏度的生物芯片成為可能，由此完成了本專利技術。
技術實現思路
本專利技術的主要目的是提供一種試劑盒形式的溶膠-凝膠材料，從而任何人都可以用所述試劑盒來容易地制造并分析生物芯片，而無需特殊的設備或技術。本專利技術的另一個目的是提供一種無需任何預處理工藝而制備均勻的生物芯片的方法，其建立了這樣的方法其中將通過按順序地混合溶液所獲得的特定的溶膠組合物分配到基底上，或者其中將溶液按順序地直接分配到基底上。本專利技術的又另一個目的是提供一種用所述生物芯片來分析目標材料的方法。為了達到上述目的，本專利技術的一個實施方式提供一種制備生物芯片的方法，所述方法包括步驟按順序混合溶膠-凝膠試劑盒(SolB試劑盒)中的液體，所述液體包括S0lBl、S0lB2、S0lB3、S0lBH和SolBS ;將混合液體與檢測材料(如蛋白質)相混合；以及將混合物分配到基底上。本專利技術的另一個實施方式提供一種通過將溶膠組合物膠凝而無需任何預處理工藝來制備生物芯片的方法，所述方法包括步驟將由SolBl、SolB2和SolB3組成的溶膠組合物分配到基底上；將SolBH分配到基底上；以及將包括SolBS、檢測蛋白質和蒸餾水的溶液分配到基底上，然后使分配的溶液膠凝。關于可以用來制備生物芯片本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：曺旼廷，李世藍，
申請(專利權)人：PCL公司，
類型：
國別省市：