基(ji)因芯(xin)片(pian)技術(shu)主(zhu)要(yao)分(fen)類(lei)

基(ji)因芯(xin)片(pian)技術(shu)主(zhu)要(yao)分(fen)類(lei)

國(guo)產(chan)ELISA試(shi)劑(ji)盒目(mu)前已(yi)有多種(zhong)方法(fa)可(ke)以(yi)將(jiang)寡核(he)苷酸或(huo)短(duan)肽(tai)固定(ding)到(dao)固相支持(chi)物上(shang)。這些方法(fa)總體(ti)上有兩(liang)種(zhong)，即原(yuan)位(wei)合成與合成點(dian)樣兩(liang)種(zhong)。支持(chi)物有多種(zhong)如玻璃片、矽片、聚(ju)丙(bing)烯膜(mo)、硝(xiao)酸纖維素膜(mo)、尼(ni)龍膜(mo)等(deng)，但(dan)需(xu)經(jing)特(te)殊(shu)處理(li)。作(zuo)原位(wei)合成的支(zhi)持(chi)物在聚合反(fan)應前(qian)要先使其(qi)表(biao)面(mian)衍(yan)生(sheng)出羥基(ji)或(huo)氨(an)基（視(shi)所要固定(ding)基(ji)因芯(xin)片(pian)

的分(fen)子為(wei)核酸或(huo)寡肽(tai)而(er)定(ding)）並(bing)與保護(hu)基建(jian)立(li)共價連接(jie)；作(zuo)點(dian)樣用的支(zhi)持(chi)物為(wei)使其(qi)表(biao)面(mian)帶(dai)上正電荷(he)以(yi)吸附帶負(fu)電荷(he)的探針(zhen)分(fen)子，通(tong)常需(xu)包(bao)被(bei)以(yi)氨(an)基(ji)矽烷(wan)或(huo)多聚賴氨酸等。

原(yuan)位(wei)合成法主(zhu)要(yao)為(wei)光引導聚合技(ji)術(shu)，它(ta)不僅(jin)可(ke)用於寡聚(ju)核(he)苷酸的合成，國(guo)產(chan)ELISA試(shi)劑(ji)盒也(ye)可(ke)用於合成寡肽(tai)分(fen)子。光引導聚合技(ji)術(shu)是照(zhao)相(xiang)平板印(yin)刷(shua)技(ji)術與傳統的核(he)酸、多肽(tai)固相合成技術(shu)相結(jie)合的產(chan)物(wu)。半(ban)導體技術(shu)中(zhong)曾(zeng)使用照(zhao)相(xiang)平板技術(shu)法在半(ban)導體矽片上(shang)制(zhi)作(zuo)微(wei)型(xing)電子線路。固相合成技術(shu)是當前(qian)多肽(tai)、核(he)酸人工(gong)合成中(zhong)普遍(bian)使用的方(fang)法，技術(shu)成熟(shu)且(qie)已實現自動化(hua)。二(er)者的結(jie)合為(wei)合成高密度核酸探針(zhen)及短(duan)肽(tai)陣(zhen)列(lie)提(ti)供(gong)了(le)壹條快捷的途(tu)徑(jing)。

該(gai)方(fang)法(fa)的主(zhu)要(yao)優(you)點(dian)是可(ke)以(yi)用很少的步(bu)驟合成極其(qi)大(da)量的探針(zhen)陣(zhen)列(lie)。例(li)如(ru)，合成 48 （ 65536 ） 個(ge)探針(zhen)的 8 聚(ju)體寡核(he)苷酸序列(lie)僅(jin)需(xu) 4 × 8=32 步(bu)操作(zuo)， 8 小時(shi)就可(ke)以(yi)完成。而如(ru)果(guo)用傳統方(fang)法合成然後點(dian)樣，那麽(me)工作(zuo)量的巨(ju)大將(jiang)是不可(ke)思(si)議的。同(tong)時(shi)，用該方(fang)法(fa)合成的探針(zhen)陣(zhen)列(lie)密度可(ke)高(gao)達(da)到(dao) 06/cm2 。不過(guo)，盡(jin)管該(gai)方法看(kan)來比較(jiao)簡(jian)單，實際上(shang)並(bing)非如此(ci)。主(zhu)要(yao)原(yuan)因是，合成反(fan)應每(mei)步(bu)產(chan)率比較(jiao)低(di)，不到(dao) 95% 。而通(tong)常固相合成反(fan)應每(mei)步(bu)的產(chan)率在 99% 以上。因此(ci)，探針(zhen)的長(chang)度受(shou)到(dao)了(le)限制(zhi)。而且(qie)由(you)於(yu)每(mei)步(bu)去(qu)保(bao)護不很(hen)*，致(zhi)使雜(za)交(jiao)信號(hao)比較(jiao)模糊，信噪(zao)比降(jiang)低(di)。為此(ci)有人(ren)將(jiang)光引導合成技術(shu)與半(ban)異體(ti)工(gong)業(ye)所用的光敏抗(kang)蝕(shi)技術相(xiang)結(jie)合，以(yi)酸作(zuo)為去(qu)保(bao)護劑(ji)，使每(mei)步(bu)產(chan)率增加到(dao) 98% 。原因是光敏抗(kang)蝕(shi)劑(ji)的解離(li)對照(zhao)度的依賴是非線性的，當(dang)照(zhao)度達到(dao)特(te)定(ding)的閾(yu)值(zhi)以(yi)上保護劑(ji)就會(hui)解離(li)。所以，該方法(fa)同(tong)時(shi)也(ye)解決了(le)由(you)於(yu)蔽光膜(mo)透(tou)光孔(kong)間距(ju)離(li)縮小而(er)基因芯(xin)片(pian)

引起的光衍(yan)射(she)問(wen)題(ti)，有效(xiao)地提(ti)高(gao)了(le)聚合點(dian)陣(zhen)的密度。另據報導 ，利用波長(chang)更(geng)短(duan)的物(wu)質波如(ru)電子射(she)線去(qu)除(chu)保(bao)護(hu)可(ke)使點(dian)陣(zhen)密度達到(dao) 00/cm2 。

復(fu)雜(za)，除(chu)了(le)在基因芯(xin)片(pian)研究(jiu)方面(mian)享(xiang)有盛譽(yu)的 Affymetrix 等(deng)公(gong)司(si)使用該技(ji)術(shu)合成探針(zhen)外(wai)，其(qi)它(ta)中(zhong)小型(xing)公(gong)司(si)大(da)多使用合成點(dian)樣法。

以(yi)合成寡核(he)苷酸探針(zhen)為(wei)例，國(guo)產(chan)ELISA試(shi)劑(ji)盒該(gai)技(ji)術主(zhu)要(yao)步(bu)驟為(wei)：首(shou)先使支持(chi)物羥基(ji)化(hua)，並(bing)用光敏保(bao)護基團將(jiang)其(qi)保(bao)護起來。每(mei)次(ci)選取(qu)擇適(shi)當的蔽光膜(mo)（ mask ）使需(xu)要(yao)聚(ju)合的部(bu)位(wei)透光，其(qi)它(ta)部(bu)們不透(tou)光。這樣，光通(tong)過蔽光膜(mo)照(zhao)射(she)到(dao)支持(chi)物上(shang)，受(shou)光部(bu)位(wei)的羥基(ji)解保護。因為(wei)合成所用的單(dan)體分(fen)子壹端按(an)傳(chuan)統固相合成方法(fa)活(huo)化(hua)，另(ling)壹端受(shou)光敏保(bao)護基的保(bao)護，所以發生(sheng)偶聯的部(bu)位(wei)反(fan)應後仍(reng)舊帶有光敏保(bao)護基團。因此(ci)，每(mei)次(ci)通(tong)過控制蔽光膜(mo)的圖(tu)案(an)（透光與(yu)不透(tou)光）決(jue)定(ding)哪(na)些區域應被活(huo)化(hua)，以(yi)及所用單體(ti)的種(zhong)類(lei)和(he)反(fan)應次(ci)序就可(ke)以(yi)實現在待定(ding)位(wei)點(dian)合成大量(liang)預定(ding)序(xu)列(lie)寡聚(ju)體(ti)的目(mu)的。