专利名称：高密度生物芯片及其制作方法
技术领域：
本发明属于生命科学领域，涉及一种对基因、蛋白质、药物或受体、多糖或凝集素、组织或细胞进行并行检测、识别、鉴定的装置，特别是一种高密度生物芯片。本发明还涉及该高密度生物芯片的制作、检测方法和用途。
现有的生物芯片(Bio-chip)是指包被在固相载体上的高、中、低密度核酸(cDNA、mRNA、PNA)探针、蛋白质(多肽、酶分子、抗原、抗体)、药物或受体、细胞或组织的微点阵(Microarray)。是利用生物大分子间具有特异相互识别的能力而将他们有序的排列在固相载体基片(膜、玻璃片、硅片、瓷片等)上，与待检样品和相应的标记生物分子同时进行特异性反应或杂交，通过自动阅读设备可获得大量有用的生命科学信息。
基因芯片(Gene chip)，又称DNA芯片，是一种高、中密度的寡聚核苷酸(cDNA、mRNA、PNA探针)微阵列。其制备方法有其一是采用光蚀刻和原位组合合成化学技术，将大量特定序列的核酸探针有序地固化在载体基片上；其二是将已纯化好的核酸探针利用自动点样设备点样(喷印)于载体基片上；其三是利用光诱导技术使基因探针在光导纤维的一端生长；其四是采用分子印章方法多次压印原位定点DNA合成于载体基片上；从而构成储存有大量生命信息点阵的基因芯片。
蛋白质芯片(Protein chip)又称肽芯片，是将蛋白质(多肽、酶分子、抗原或抗体)固定到固相载体基片上，利用蛋白质分子能特异性与配体分子(抗原或抗体、受体)相结合的原理，然后通过相应的标记分子，用来大规模检测抗原、抗体、受体或酶分子、多肽片段。其制作方法其一是将已纯化好的蛋白质分子通过不同的方式点样(喷印)于固相载体上；其二是采用光导向多肽合成技术，将具有特定氨基酸序列的多肽链有序地固化在载体基片上。
在上述生物芯片的制作方法中，点样法适用于低密度生物芯片的制作，具有操作简易、准确性高的优点，但点阵密度低(100-1000点阵/cm2)，点阵材料需预先合成和纯化；喷印法适用于中密度生物芯片的制作，所用点阵材料可预先合成和纯化，也可以原位喷印合成，点阵密度为5000-10000点阵/cm2，缺点是需要特殊的喷印设备，价格昂贵；光诱导原位合成法适用于高密度生物芯片的制作，点阵密度可达10-40万/cm2，探针的空间尺度是10-20μm，但合成的探针分子长度有限且错误率高，重复性极差，随着点阵密度的增加相邻点阵常发生污染而产生串扰现象，且需要价格昂贵的光掩膜。总之上述生物芯片的制作方法还存在密度低或重复性差或工艺复杂、需要昂贵设备等不足，不利于常规应用。
生物芯片常用的固相载体基片有有机和无机聚合物薄膜、玻璃片、硅片、瓷片等，该类载体基片通常经过修饰处理，即用各种不同的活化试剂通过化学反应在载体基片表面键合上各种各样的活性基团，以便与点样物共价结合，形成具有不同生物特异性的亲和型载体基片，即生物芯片，用来固定和检测各种不同的活性生物分子，如蛋白质、多肽、酶、核酸、抗原、抗体、药物和受体等；甚至在载体基片上构建各种各样的微结构(微坑、微沟、微槽、微管、微泵等微型结构或装置)，以利于样品的处理和试剂的分配。
毛细纤维或光纤作为生物芯片的载体具有结构细微(外径为5-20μm)、易于大批量处理和加工的优点，可以在毛细纤维或光纤的三维立体结构上固定大量的生物点阵(包括核苷酸探针、酶分子或多肽、抗原或抗体、药物或受体、多糖或凝集素、细胞或组织等)，其点阵密度可达10-400万/cm2。
本发明的任务是提供一种结构简单、操作方便、点阵密度高和灵敏、准确、无串扰现象且制备工艺简单，成本低廉，可进行大规模自动化生产的高密度生物芯片。
本发明还涉及上述高密度生物芯片的制作、检测方法和用途。
本发明的任务是这样实现的一种高密度生物芯片，用于检测待测样品中的蛋白质、互补DNA或RNA、抗原或抗体、药物或受体、多糖或凝集素、组织或细胞的存在与否，主要由固化在毛细纤维载体单元上(或内)的生物点阵和亲和型载体单元之间的微结构、图案、区域及沉积在微结构、图案、区域内的相应标记物试剂和标示毛细纤维组成，其特征在于生物点阵固化于毛细纤维载体单元上(或内)构成亲和型载体单元，通过编(纺)织技术使亲和型载体单元和标示毛细纤维纵横交错有序排列，呈二维或三维立体分布，亲和型载体单元之间构成微结构、图案和区域，在该微结构、图案、区域内沉积有相应的标记物试剂，上述亲和型载体单元、微结构、图案和区域、标记物试剂和标示毛细纤维相互组合共同构成一层或多层亲和型载体基片，剪切或重叠或卷曲或拼接该亲和型载体基片而成为本发明。其厚度为5μm-2mm，长为1cm-100m，宽为1cm-2m；本发明中生物点阵呈二维或三维立体分布，生物点阵的密度为10-400万/cm2，其点阵大小为0.1-500μm；上述生物点阵包括核苷酸探针、酶分子或多肽、抗原或抗体、药物或受体、多糖或凝集素中的任一种或任一组合；上述毛细纤维载体单元或标示毛细纤维包括一根或一束有机或无机聚合物纤维、玻璃纤维、光纤、塑料光纤、金属丝的丝、线、管；所述的微结构包括微坑、微沟、微槽、微管、微孔、微缝、微凹凸和微网格中的任一种或任一组合；所述的图案包括动植物、人物、建筑物、机械物、及各种字符等图案中的任一种或任一组合；所述的区域包括三角形、正方形、长方形、菱形、梯形、多边形中的任一种或任一组合；上述所述的生物点阵和标记物试剂在亲和型载体基片上呈点状或线形分布，在亲和型载体基片上相同一面的小片段中和正反两面相对应的位点上的生物点阵和标记物试剂是相同的。
其制作方法主要是a)将已合成或纯化好的稳定化的不同类型的生物大分子固化于已活化的一根或一束载体单元上(或内)或将已活化好的一根或一束载体单元浸入或插入或吸入不同的稳定化的生物大分子溶液中进行原位合成或生长或结合以制作不同类型的一根或一束亲和型载体单元；b)将上述亲和型载体单元和标示毛细纤维编(纺)织加工成一层或多层亲和型载体基片或多层亲和型载体基片重叠或卷曲或拼接或剪切加工而成为本发明；或将上述亲和型载体单元拼接后再编(纺)织加工成一层或多层亲和型载体基片或多层亲和型载体基片重叠或卷曲或拼接或剪切加工而成本发明；c)在已编(纺)织加工好的亲和型载体基片上编(纺)织加工或重叠或卷曲或加工形成微结构、图案和区域；d)在上述微结构、图案和区域内沉积相关的标记物试剂。
本发明制作方法的特征是以预先设有生物点阵的毛细纤维亲和型载体单元和标示毛细纤维为骨架编(纺)织加工或拼接后再编(纺)织加工而成的一层或多层亲和型载体基片或多层亲和型载体基片再重叠或卷曲或拼接或剪切加工而成为本发明。
本发明制作方法的另一特征是编(纺)织加工或重叠或卷曲或加工亲和型载体单元形成微结构、图案和区域。
本发明制作方法的又一特征是在上述亲和型载体基片上的微结构、图案和区域内沉积相关的标记物试剂。
本发明制作方法的特征还包括固化生物点阵于毛细纤维载体单元的方法是涂复、点样、浸渍、掺入的方法；拼接亲和型载体单元和亲和型载体基片的方法是化学溶接、激光焊接、粘合剂粘接、热电熔合或其他拼接方法；编(纺)织加工上述亲和型载体单元和亲和型载体基片的方法是编(纺)织机械编(纺)织或手工编织，所用设备可以是微型编(纺)织机。
本发明的特征还包括用于检测本发明的方法是基于化学反应的可见光检查、化学沉积、电子探查、机械感应、磁感应和电化学检测。
本发明的特征还包括本发明适用于基因测序、疾病诊断、法医鉴定、药物筛选、基因表达谱和蛋白质组学研究及其他生命科学研究。
本发明由于采用预先设有生物点阵的毛细纤维亲和型载体单元为骨架编织加工或拼接后再编(纺)织加工而成和微结构内相关标记物试剂的存在，只需向本发明上加入待测样品和附加试剂包括其他相应标记物和洗涤液，待测样品中如果含有相应待测物质，则待测样品中的待测物质就被特异性结合到本发明相应生物点阵的位点上而不被洗涤出去，然后再特异性地结合相应标记物而被显示，否则，待测样品中无待测物质，就不能结合相应标记物，该位点就不被显示，显示与否的结果通过判读仪自动化判读。本发明具有结构简单、操作方便、点阵密度高和灵敏、准确且无串扰现象的优点，而且制备工艺简单，成本低廉，可进行大规模自动化生产。使用本发明可微量化、并行化快速进行蛋白质或多肽、抗原或抗体、互补DNA或RNA、药物或受体、多糖或凝集素的检测、识别和鉴定，适用于基因测序、疾病诊断、法医鉴定、药物筛选、基因表达谱和蛋白质组学研究等众多生命科学领域。
附
图1为本发明中亲和型载体单元的横向拉长的剖面图。
附图2为本发明中亲和型载体基片的纵横向拉长的顶视图。
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
附图1中，1为毛细纤维载体单元、22为生物点阵、32为亲和型载体单元。
附图2中，2为亲和型载体基片、3为标示毛细纤维、4为图案、5为区域、22为生物点阵、32为亲和型载体单元、42为微结构、52为标记物试剂如附图1、2所示，本发明为一种高密度生物芯片，主要由固化在毛细纤维载体单元1上(或内)的生物点阵22和亲和型载体单元32之间的微结构42、图案4、区域5及沉积在微结构42、图案4、区域5内的相应标记物试剂52和标示毛细纤维3组成，其特征在于生物点阵22固化于毛细纤维载体单元1上(或内)构成亲和型载体单元32，通过编(纺)织技术使亲和型载体单元32和标示毛细纤维3纵横交错有序排列，呈二维或三维立体分布，亲和型载体单元32之间构成微结构42、图案4和区域5，在该微结构42、图案4、区域5内沉积有相应的标记物试剂52，上述亲和型载体单元32、微结构42、图案4和区域5、标记物试剂52和标示毛细纤维3相互组合共同构成一层或多层亲和型载体基片2，剪切或重叠或卷曲或拼接该亲和型载体基片2而成为本发明。其厚度为5μm-2mm，长为1cm-100m，宽为1cm-2m；本发明中生物点阵22呈二维或三维立体分布，生物点阵22的密度为10-400万/cm2，其点阵大小为0.1-500μm；上述生物点阵22包括核苷酸探针、酶分子或多肽、抗原或抗体、药物或受体、多糖或凝集素中的任一种或任一组合；上述毛细纤维载体单元1或标示毛细纤维3包括一根或一束有机或无机聚合物纤维、玻璃纤维、光纤、塑料光纤、金属丝的丝、线、管；所述的微结构42包括微坑、微沟、微槽、微管、微孔、微缝、微凹凸和微网格中的任一种或任一组合；所述的图案4包括动植物、人物、建筑物、机械物、及各种字符等图案中的任一种或任一组合；所述的区域5包括三角形、正方形、长方形、菱形、梯形、多边形中的任一种或任一组合；上述所述的生物点阵22和标记物试剂52在亲和型载体基片2上呈点状或线形分布，在亲和型载体基片2上相同一面的小片段中和正反两面相对应的位点上的生物点阵22和标记物试剂52是相同的。
上述生物点阵22和标记物试剂52多是已合成或纯化好的并采用海藻糖或其他稳定技术进行稳定化处理，其机理是基于海藻糖类似于水化膜的性质，可使生物点阵22和标记物试剂52的局部区域处于水化状态，从而使生物点阵22和标记物试剂52中的生物分子的活性保持稳定，更重要的是可使亲和型载体基片2上的生物分子的活性在干燥状态保持稳定。其制作方法是取1-10mg干重的生物点阵22或标记物试剂52和30-100mg海藻糖加1ml的蒸馏水溶解即为稳定化液，也可以向含有1-10mg/ml生物点阵22或标记物试剂52的溶液1ml中加入30-100mg的海藻糖，生物点阵22或标记物试剂52与海藻糖的重量比为1∶10-30。
本发明的制作方法主要包括a)将已合成或纯化好的稳定化的不同类型的生物大分子固化于已活化的一根或一束毛细纤维载体单元1上(或内)或将已活化好的一根或一束毛细纤维载体单元1浸入或插入或吸入不同的稳定化的生物大分子溶液中进行原位合成或生长或结合以制作不同类型的一根或一束亲和型载体单元32；b)将上述亲和型载体单元32和标示毛细纤维3编(纺)织加工成一层或多层亲和型载体基片2或多层亲和型载体基片2重叠或卷曲或拼接或剪切加工而成为本发明；或将上述亲和型载体单元32拼接后再编(纺)织加工成一层或多层亲和型载体基片2或多层亲和型载体基片2重叠或卷曲或拼接或剪切加工而成为本发明；c)在亲和型载体基片2上编(纺)织加工或重叠或卷曲或加工形成微结构42、图案4和区域5；d)在上述微结构42、图案4和区域5内沉积相关的标记物试剂52。
本发明制作方法的特征是以预先设有生物点阵22的亲和型载体单元32和标示毛细纤维3为骨架编(纺)织加工或拼接亲和型载体单元32后再编(纺)织加工而成的一层或多层亲和型载体基片2即为本发明；或多层亲和型载体基片2再重叠或卷曲或拼接或剪切加工而成为本发明。上述亲和型载体单元32上或内的生物点阵22是采用定点涂复或原位合成或生长的方法以共价键或非共价键的方式结合于毛细纤维载体单元1的活性基团位点上，通过剪切一根或一束含有相同或不同生物点阵22的亲和型载体单元32而得到大量亲和型载体单元32的小片断，然后再将其拼接成一根或一束含有不同生物点阵22的亲和型载体单元32作为编(纺)织骨架而备用；将上述一层或多层亲和型载体基片2按规定尺寸剪切后再重叠或卷曲或拼接成含有大量不同生物点阵22的高通量三维立体高密度生物芯片，或者将上述一层或多层亲和型载体基片2重叠或卷曲或拼接后再按规定尺寸剪切成含有大量不同生物点阵22的高通量三维立体高密度生物芯片。
本发明制作方法的另一特征是编(纺)织加工或重叠或卷曲或加工亲和型载体单元32形成微结构42、图案4和区域5。在采用各种编(纺)织加工或重叠或卷曲或加工方案编(纺)织加工上述亲和型载体单元32时，相邻或不相邻亲和型载体单元32之间就会形成各种各样的微结构42，包括微坑、微沟、微槽、微管、微孔、微缝、微凹凸和微网格，用于加入和容纳待检样品或其他附加材料或试剂包括洗涤液，同时也为亲和型载体单元32上的生物点阵22同待检样品中的待检物和相应标记物试剂52发生特异性结合反应提供了必要的场所和空间，使它们在二维或三微立体空间内发生特异性结合反应，从而避免空间位阻现象的发生，同时也使各种生物大分子有更多的空间取向，避免了串扰现象的发生，相对也增加了生物点阵22的密度。如上所述在采用各种编(纺)织加工或重叠或卷曲或加工方案编(纺)织加工上述亲和型载体单元32时，相邻或不相邻亲和型载体单元32之间就会按预定的设计形成各种各样的图案4，包括动、植物、人物、建筑物、机械物、及各种字符等图案，用于标示各种各样不同种类的本发明，该图案4根据预定的设计可以是外观显示图案和隐含图案或者是二者兼有之，外观显示图案就是外观可见的图案形状，隐含图案是在激光扫描仪或其他设备判读时所见到的图案形状或者是显色后在激光扫描仪或其他设备判读时所见到的图案形状。如上所述在采用各种编(纺)织加工或重叠或卷曲或加工方案编(纺)织加工上述亲和型载体单元32时，掺入少量的一根或一束标示毛细纤维3，其上涂有有色染料或发光物质，根据预定的设计编(纺)织加工形成具有各种各样几何形状的区域5，包括三角形、正方形、长方形、菱形、梯形、多边形中的任一种或任一组合，该区域5用于本发明的分区和标示，使本发明中相同或不同的检测区域分隔开来，也可以按照该区域5的形状剪切或拼接或组合本发明。
本发明制作方法的又一特征是在上述亲和型载体基片2上的微结构42、图案4和区域5内沉积相关的标记物试剂52。采用涂复、渗透、掺入等方法向上述微结构42、图案4和区域5内沉积相关的标记物试剂52，包括金属标记、酶标记、荧光标记、化学发光标记、电化学发光标记、染料标记和放射性标记中的任一种或任一组合，使待检样品中的待检物与生物点阵22发生特异性结合反应的同时特异性结合该标记物试剂52，然后通过标记物试剂52的显色反应来显示待检样品中待检物的存在与否。该标记物试剂52是以物理吸附、氢键、范德华力等非共价键沉积在上述微结构42、图案4和区域5内的，容易被洗涤液洗涤除去，从而避免假阳性结果的产生。
本发明制作方法的特征还包括固化生物点阵22于毛细纤维载体单元1的方法是涂复、点样、浸渍、掺入或其他方法；拼接亲和型载体单元32和亲和型载体基片2的方法是化学溶接、激光焊接、粘合剂粘接、热点熔合或其他方法；编(纺)织加工上述亲和型载体单元32和亲和型载体基片2的方法是编(纺)织机械编(纺)织或手工编织，所用设备可以是微型编(纺)织机或其他相关设备。
本发明的特征还包括用于检测本发明的方法是基于化学反应的可见光检查、化学沉积、电子探查、机械感应、磁感应和电化学检测，可采用激光扫描仪或共聚焦激光扫描显微镜或CCD芯片扫描仪检测本发明，可进行正反双面检测，由于在亲和型载体基片2上相同一面的小片段中和正反两面相对应的位点上的生物点阵22和标记物试剂52是相同的，故正反双面检测结果是相同的，正反双面检测结果相互印证，可增加本发明的准确性和重复性。
本发明的特征还包括本发明适用于基因测序、疾病诊断、法医鉴定、药物筛选、基因表达谱和蛋白质组学研究及其他生命科学研究。
本发明中毛细纤维载体单元1的活化，是通过化学反应用各种不同的活化试剂在毛细纤维载体单元1表面键合上各种各样的活性基团，以便与生物点阵22共价结合，形成具有不同生物特异性的亲和型载体单元32，用来固定和检测各种不同的活性生物分子，如蛋白质、多肽、酶、核酸、抗原、抗体、药物或受体、组织或细胞等。不同材质的毛细纤维载体单元1可以用不同的活化试剂把毛细纤维载体单元1表面活化，如表面为羧基的毛细纤维载体单元1，用1-乙基-3-(3-二甲氨基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS)把表面变成活泼酯，然后再同生物点阵22中的各种不同的生物分子偶联，如此采用类似公知共用的方法，可以分别把含有羟基、氨基、醛基、肼基、巯基等基团的毛细纤维载体单元1表面活化成不同的活性基团，然后再与生物点阵22中的各种不同的生物分子进行不同的键合反应，从而把生物点阵22中的各种不同的生物活性分子以共价结合的方式固定于毛细纤维载体单元1上，从而形成各种各样的具有不同生物特异性的亲和型载体单元32。
操作时，取1-2ml的待检样品加入本发明的微结构42中或将本发明侵入待检样品中。本发明由于在亲和型载体基片2上同时含有生物点阵22和标记物试剂52，加入待检样品后，37℃待反应30-60分钟，标记物试剂52和生物点阵22中的生物大分子与待检样品中的待检物组分发生特异性的生化或免疫或互补或偶合反应，然后取洗涤液洗涤本发明，共洗三遍，洗涤掉未发生反应的物质，或随后加入显色剂，待反应，通过标记物试剂52的显色反应判读结果，或用洗涤液洗涤后在激光扫描仪或共聚焦激光扫描显微镜或CCD芯片扫描仪或其他设备上判读结果，斑点显色为阳性，斑点无色为阴性。如果待检样品中有相应的待检物组分，就能特异性结合标记物试剂52而发生显色反应，结果为阳性；如果待检样品中没有相应的待检物组分，就不能特异性结合标记物试剂52，标记物试剂52被洗涤除去，就不能发生显色反应，结果为阴性。
本发明中的基因芯片为本发明的一种特殊形式，其主要区别为标记物试剂52为待测样品中DNA的标记物，可以是金属标记、酶标记、荧光标记、化学发光标记、电化学发光标记、染料标记和放射性标记等标记物。沉积待检样品DNA标记物的过程就是加待检样品的过程，之后待检样品DNA标记物与本发明上生物点阵22包括DNA探针、cDNA探针、PNA探针和mRNA发生互补作用，用于显示被生物点阵22捕获的待检样品中的互补DNA标记物的存在与否。其具体操作是加入或沉积待检样品DNA标记物后，37℃待反应30-60分钟，待检样品DNA标记物与亲和型载体基片2上生物点阵22包括DNA探针、cDNA探针、PNA探针和mRNA发生互补作用，然后取洗涤液洗涤本发明，共洗三遍，洗涤掉未发生反应的物质，或随后加入显色剂待反应，通过DNA标记物的显色反应判读结果，或用洗涤液洗涤后直接在激光扫描仪或共聚焦激光扫描显微镜或CCD芯片扫描仪或其他设备上判读结果，斑点显色为阳性，斑点无色为阴性。如果待检样品中有互补DNA或RNA的存在，就能特异性结合在亲和型载体基片2上而不能被洗涤除去，继而发生显色反应，结果为阳性；如果待检样品中无互补DNA或RNA的存在，就不能特异性结合在亲和型载体基片2上而被洗涤除去，就不能发生显色反应，结果为阴性。
权利要求
1.一种高密度生物芯片，主要由固化在毛细纤维载体单元(1)上(或内)的生物点阵(22)和亲和型载体单元(32)之间的微结构(42)、图案(4)、区域(5)及沉积在微结构(42)、图案(4)、区域(5)内的相应标记物试剂(52)和标示毛细纤维(3)组成，其特征在于生物点阵(22)固化于毛细纤维载体单元(1)上(或内)构成亲和型载体单元(32)，通过编(纺)织技术使亲和型载体单元(32)和标示毛细纤维(3)纵横交错有序排列，呈二维或三维立体分布，亲和型载体单元(32)之间构成微结构(42)、图案(4)和区域(5)，在该微结构(42)、图案(4)、区域(5)内沉积有相应的标记物试剂(52)，上述亲和型载体单元(32)、微结构(42)、图案(4)和区域(5)、标记物试剂(52)和标示毛细纤维(3)相互组合共同构成本发明。其厚度为5μm-2mm，长为1cm-100m，宽为1cm-2m；本发明中生物点阵(22)呈二维或三维立体分布，生物点阵(22)的密度为10-400万/cm2，其点阵大小为0.1-500μm；上述生物点阵(22)和标记物试剂(52)在亲和型载体基片(2)上呈点状或线形分布，在亲和型载体基片(2)上相同一面的小片段中和正反两面相对应的位点上的生物点阵(22)和标记物试剂(52)是相同的。
2.根据权利要求1所述的高密度生物芯片，其特征在于上述生物点阵(22)或标记物试剂(52)采用海藻糖或其他稳定化技术进行稳定化处理；上述生物点阵(22)或标记物试剂(52)为含有海藻糖稳定化的混合物；生物点阵(22)和标记物试剂(52)与海藻糖的重量比为1∶10-30。
3.根据权利要求1或2所述的高密度生物芯片，其特征在于上述生物点阵(22)可以为DNA探针、cDNA探针、PNA探针、mRNA、多肽、抗原、抗体、药物受体、多糖凝集素、细胞或组织中的任一种或任一组合；上述标记物试剂(52)可以为金属标记、酶标记、荧光标记、化学发光标记、电化学发光标记、染料标记和放射性标记中的任一种或任一组合。
4.根据权利要求1所述的高密度生物芯片，其特征在于上述微结构(42)为微坑、微沟、微槽、微管、微孔、微缝、微凹凸和微网格中的任一种或任一组合。上述图案(4)为动、植物、人物、建筑物、机械物及各种字符图案中的任一种或任一组合，上述图案可以是外观显示图案和隐含图案或者是二者兼有之；上述区域(5)为三角形、正方形、长方形、菱形、梯形及多边形中的任一种或任一组合。
5.根据权利要求1所述的高密度生物芯片，其特征在于上述毛细纤维载体单元(1)和标示毛细纤维(3)为一根或一束有机或无机聚合物纤维、玻璃纤维、光纤、塑料光纤、金属丝的丝、线、管中的任一种或任一组合，其外径为5μm-2mm；上述的标示毛细纤维(3)上涂有有色染料或发光物质。
6.根据权利要求1所述的高密度生物芯片，其特征在于上述亲和型载体单元(32)包括用一根或一束含有多种生物点阵(22)的亲和型载体单元(32)拼接而成的任一种或任一组合，其拼接后的外径为5μm-2mm，长为1cm-100m。
7.一种制造权利要求1所述的高密度生物芯片的方法，其特征是a)将已合成或纯化好的稳定化的不同类型的生物大分子固化于已活化的一根或一束毛细纤维载体单元(1)上(或内)或将已活化好的一根或一束毛细纤维载体单元(1)浸入或插入或吸入不同的稳定化的生物大分子溶液中进行原位合成或生长或结合以制作不同类型的一根或一束亲和型载体单元(32)；b)以预先设有生物点阵(22)的亲和型载体单元(32)和标示毛细纤维(3)为骨架编(纺)织加工或拼接后再编(纺)织加工而成为本发明；或一层或多层亲和型载体基片(2)再重叠或卷曲或拼接或剪切加工而成为本发明；c)编(纺)织加工或重叠或卷曲或加工上述亲和型载体单元(32)和标示毛细纤维(3)形成微结构(42)、图案(4)和区域(5)；d)在上述微结构(42)、图案(4)和区域(5)内沉积相关的标记物试剂(52)。
8.根据权利要求7所述的高密度生物芯片的制造方法，其特征是固化生物点阵(22)于毛细纤维载体单元(1)的方法是涂复、点样、浸渍、掺入的方法；拼接亲和型载体单元(32)和亲和型载体基片(2)的方法是化学溶接、激光焊接、粘合剂粘接、热点熔合或其他拼接方法；编(纺)织加工上述亲和型载体单元(32)和亲和型载体基片(2)的方法是编(纺)织机械编(纺)织或手工编织，所用设备可以是微型编(纺)织机。
9.一种检测权利要求1所述的高密度生物芯片的方法，其特征是基于化学反应的可见光检查、化学沉积、电子探查、机械感应、磁感应和电化学检测，并可进行正反双面检测且正反双面检测结果相同。
10.根据权利要求1所述的高密度生物芯片，适用于基因测序、疾病诊断、法医鉴定、药物筛选、基因表达谱和蛋白质组学研究及其他生命科学研究。
全文摘要
本发明涉及一种高密度生物芯片及其制作方法,用于检测待检样品中的抗原或抗体、药物或受体、互补DNA或RNA的存在与否,主要由固化在毛细纤维载体单元上的生物点阵及亲和型载体单元之间的微结构内沉积的标记物试剂组成,其特点是以预先设有生物点阵的亲和型载体单元为骨架编(纺)织加工或拼接后再编(纺)织加工而形成的亲和型载体基片,具有结构简单、操作方便、点阵密度高和灵敏、准确、无串扰现象的优点,其制备工艺简单,成本低廉,可进行大规模自动化生产。
文档编号G01N27/26GK1333376SQ0112153
公开日2002年1月30日 申请日期2001年6月20日 优先权日2001年6月20日
发明者郭占军, 赵华, 郭爱芹 申请人:郭占军