空间转录组生物芯片的组装方法及其产品与流程

本发明涉及空间转录组生物芯片加工领域，尤其涉及一种空间转录组生物芯片的组装方法及其产品。

背景技术：

1、生物芯片，又称基因芯片或蛋白芯片，是核酸分子杂交探针技术与半导体工业技术相结合的产物。该技术是将大量探针分子固定于支持物(硅片、玻片、塑料片、凝胶、尼龙膜等)上后与带荧光标记的分子(例如寡核苷酸、dna、蛋白质、多肽等)进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列位置信息。生物芯片最大的用途在于疾病检测。

2、牛血清白蛋白(bsa)，是牛血清中的一种球蛋白，是一种使用广泛的封闭试剂。通过使用bsa进行修饰，可以增强微球的亲水性和生物相容性，同时还可以提供更多的活性位点，以实现与生物分子和细胞的相互作用。将bsa加入到微球，可以形成bsa的包裹层，使微球表面钝化。

3、在微结构加工的芯片上加入随机编码的微球，是一种生物芯片的加工方式，而这种方法由于芯片刻蚀线宽及深度的误差以及微球大小的不均一，导致会出现微球落孔率不高，表面残留较多微球的情况。

4、近年来，空间基因表达技术飞速发展，其中最成熟的商业化平台是来自10×genomics公司的visium，可实现在形态学背景下进行基因表达谱分析。但其高成本阻碍了推广应用。

5、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种空间转录组生物芯片的组装方法及其产品，具有加工技术简单、落孔率高、稳定性强、背景信号弱的优点。

2、具体的，本发明的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供了一种空间转录组生物芯片的组装方法，包括如下步骤：使用浓度为0.04-0.2μg/μl的bsa溶液对带有微孔的二氧化硅玻片表面进行覆膜，然后使用浓度为0-0.2μg/μl的bsa溶液稀释二氧化硅微球使其浓度为3×105-5×105个/μl，将稀释好的二氧化硅微球悬液滴加至覆膜后的玻片表面，离心使微球落入玻片的微孔中。

4、优选地，所述覆膜的bsa溶液的浓度为0.1±0.02μg/μl；更优选为0.1μg/μl。

5、优选地，所述二氧化硅微球悬液的浓度为3.5×105-4.5×105个/μl；更优选为4×105个/μl。

6、优选地，所述二氧化硅微球悬液的溶剂为0.01-0.2μg/μl bsa溶液；更优选为0.2μg/μl bsa溶液。

7、优选地，bsa溶液选自sigma-aldrich bsa溶液。

8、优选地，覆膜厚度为1-3微米。

9、优选地，二氧化硅微球的直径为2-3微米。

10、优选地，所述二氧化硅玻片上的微孔深度为1.5-2.5微米；

11、优选地，玻片上均匀分布的微孔按玻片总面积7mm×7mm计算，两个相邻微孔圆心之间的距离为4-6微米。

12、优选地，所述离心的转速为2800-3000rpm，离心时间为10-30s。

13、优选地，所述二氧化硅微球共价连接有核酸、蛋白或多肽。

14、在本发明提供的其中一种较为具体的实施方式中：

15、本发明提供微球芯片的组装方式(二氧化硅芯片与微球自组装的方法)，包括以下步骤：

16、1)对带有微孔的二氧化硅玻片进行清洁处理；

17、2)将bsa加入到清洁后的玻片表面，真空处理后静置3h，在玻片表面覆盖一层bsa薄膜；

18、3)配制二氧化硅微球溶液，使微球浓度为3×105 -5×105个/μl，然后将微球溶液滴加至所述带有薄膜的玻片中间，离心使微球落入玻片的微孔中；

19、4)移除玻片表面上残留的液体并进行干燥；

20、5)用毛刷清洁玻片表面，清理掉多余的微球；

21、其中，微孔直径与二氧化硅微球的直径近似，应保证二者相匹配。

22、所述bsa为牛血清白蛋白，可购买自如sigma-aldrich的牛血清白蛋白或者赛宝生物、魏氏试剂等厂家。

23、薄膜厚度大致为1-3微米(优选1微米)，bsa尽量均匀的覆盖在芯片微孔表面。所述二氧化硅玻片上微孔的深度为1.5-2.5微米(优选2.1微米左右)，玻片上均匀分布的微孔按玻片总面积7mm×7mm计算，两个相邻微孔圆心之间的距离为4-6微米(优选为5微米左右)。

24、步骤2)中，bsa加入玻片后的处理优选为真空4min。

25、步骤3)中，离心优选使用板式离心机，转速2800rpm-3000rpm(优选3000rpm)，离心时间10s-30s(优选30s)。

26、步骤3)中，用于稀释二氧化硅微球溶液的试剂可选为无酶水、浓度为0.04μg/μlbsa溶液、浓度为0.1μg/μl bsa溶液和0.2μg/μl bsa溶液。

27、步骤1)所述清洁处理优选包括如下步骤：将二氧化硅玻片100℃水浴30min，然后依次用无酶水、无水乙醇清洗后干燥。

28、所述二氧化硅微球共价连接有核酸、蛋白或多肽。

29、第二方面，本发明提供了一种空间转录组生物芯片，其是由前面所述的方法组装得到。

30、有益效果：

31、本发明提供了一种空间转录组生物芯片的组装方法及其获得的产品。本发明提供的组装方法基于牛血清白蛋白(bsa)处理二氧化硅芯片，进而组装微球，可以实现99％以上的落孔率，杂质少，背景信号弱且目标荧光信号强。使用的仪器耗材均为常规采购用品，较国外成熟进口芯片，生产成本大幅降低。本发明提供的组装方法简单，可同时进行，批量生产，适于工厂化生产制造。本发明组装获得的微球芯片尤其适合空间转录组试验。

技术特征：

1.空间转录组生物芯片的组装方法，其特征在于，包括如下步骤：使用浓度为0.04-0.2μg/μl的bsa溶液对带有微孔的二氧化硅玻片表面进行覆膜，然后使用浓度为0-0.2μg/μl的bsa溶液稀释二氧化硅微球使其浓度为3×105-5×105个/μl，将稀释好的二氧化硅微球悬液滴加至覆膜后的玻片表面，离心使微球落入玻片的微孔中。

2.根据权利要求1所述空间转录组生物芯片的组装方法，其特征在于，对带有微孔的二氧化硅玻片表面进行覆膜的bsa溶液的浓度为0.1±0.02μg/μl。

3.根据权利要求1或2所述空间转录组生物芯片的组装方法，其特征在于，所述二氧化硅微球悬液的浓度为3.5×105-4.5×105个/μl。

4.根据权利要求1-3任意一项所述空间转录组生物芯片的组装方法，其特征在于，所述二氧化硅微球悬液的溶剂为0.01-0.2μg/μl的bsa溶液。

5.根据权利要求1-4任意一项所述空间转录组生物芯片的组装方法，其特征在于，bsa溶液选自sigma-aldrich bsa溶液；覆膜厚度为1-3微米。

6.根据权利要求1-5任意一项所述空间转录组生物芯片的组装方法，其特征在于，二氧化硅微球的直径为2-3微米。

7.根据权利要求1-6任意一项所述空间转录组生物芯片的组装方法，其特征在于，所述二氧化硅玻片上的微孔深度为1.5-2.5微米；玻片上均匀分布的微孔按玻片总面积7mm×7mm计算，两个相邻微孔圆心之间的距离为4-6微米。

8.根据权利要求1-7任意一项所述空间转录组生物芯片的组装方法，其特征在于，所述离心的转速为2800-3000rpm，离心时间为10-30s。

9.根据权利要求1-8任意一项所述空间转录组生物芯片的组装方法，其特征在于，所述二氧化硅微球共价连接有核酸、蛋白或多肽。

10.空间转录组生物芯片，其特征在于，其是由权利要求1-9任意一项所述的方法组装得到。

技术总结
本发明涉及空间转录组生物芯片加工领域，尤其涉及一种空间转录组生物芯片的组装方法及其产品。本发明提供的组装方法基于牛血清白蛋白(BSA)处理二氧化硅芯片，进而组装微球，可以实现99％以上的落孔率，杂质少，背景信号弱且目标荧光信号强。使用的仪器耗材均为常规采购用品，较国外成熟进口芯片，生产成本大幅降低。本发明提供的组装方法简单，可同时进行，批量生产，适于工厂化生产制造。本发明组装获得的微球芯片尤其适合空间转录组试验。

技术研发人员：郑洪坤,刘敏,张梦龙,窦燚萍
受保护的技术使用者：青岛百创智能制造技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23