[发明专利]DNA芯片

说明书

技术领域

本发明涉及到一种高度敏感的DNA芯片，该芯片可用于基因分析领域。本发明还涉及到一种用于该芯片的制备的DNA溶剂以及一种用于该芯片的制备的方法。

背景工艺

随着基因组分析计划的进展，多种生物体的基因组的完整核苷酸序列已经被阐明。正在进行新的计划以在总基因组的水平上根据核苷酸序列的信息检测基因表达模式和基因产物的功能。

DNA芯片被开发作为可显著地促进该功能分析计划的手段。DNA芯片工艺已经被用于对酵母的所有基因或者对被培养的细胞或器官的基因进行分析。

用于制备DNA芯片(DNA阵列)的已知方法包括，例如，一种方法，在该方法中在芯片的固相上的预先确定的位置合成了一种单链的DNA，还包括另一种方法，在该方法中在芯片的固相上的预先确定的位置上定位有一种事先制备的单链或者双链DNA。根据前一种方法制备的DNA芯片的例子为在美国专利No.5,445,934、5,744,305和5,700,637中描述的高密度寡核苷酸阵列。根据后一种方法制备的DNA芯片的例子为在美国专利No.5,807,522和WO 98/18961中描述的样点阵列(spotting array)。但是，对于上述的高密度寡核苷酸阵列，需要一种用于高密度固相合成的大型设备。进一步，合成一种该方法的长核苷酸链由于其合成产量而十分困难。对于具有被定位的双链DNA的样点阵列，一个将固定化于DNA芯片的双链DNA变性成为单链DNA的步骤是必不可少的，这复杂化了分析过程。对于具有被定位的单链DNA的样点阵列，需要在将其固定化于固相之前从双链DNA制备单链DNA，这复杂化了该芯片的制备过程。如上所述，传统的DNA芯片和制备这样的DNA芯片的传统方法存在诸多问题。

另外，提供在其上排列和固定化有一些含有开放读码框架(此后称为ORF)的DNA以在一种生物体的全基因水平上测定基因表达模式或者基因产物的功能的DNA芯片是需要的。但是，排列和固定化有不同链长度的DNA的DNA芯片存在一些问题，例如，微弱的杂交信号以及短DNA的低固定化速度。因此，提供产生高固定化速度和强杂交信号的DNA芯片是需要的。

发明目标

本发明的主要目标为提供一种高敏感的DNA芯片，该芯片可用于在总基因组的水平上检测一种生物体内的基因表达。

发明概要

本发明提要如下。本发明的第一个方面涉及到一种DNA芯片，该芯片在一种基片(substrate)表面的预定区域排列和固定化有DNA，该DNA通过一种方法制备，该方法包括在变性条件下将双链DNA固定化于一种固定化基片的表面。

在该第一个方面中，含有一种挥发性酸或其盐类的一种DNA溶液可优选地用于该DNA在该固定化基片表面的固定化。尽管不期望以此对本发明进行限制，在优选的情况下使用的为一种含有挥发性有机酸或其盐类的DNA溶液。更优选的情况下，该DNA溶液含有乙酸或其一种盐。本发明提供一种DNA芯片，该芯片在预定区域排列和固定化有DNA，固定化于一种固定化基片表面的DNA至少是部分单链的。只要能够用于高密度固定化DNA，在该第一个方面中使用的固定化基片没有特定的限制。在优选的情况下使用一种无孔基片。尽管不期望以此对本发明进行限制，例如，该无孔基片在优选的情况下由玻璃制成。

本发明的第二个方面涉及到一种用于制备DNA芯片的DNA溶液，该溶液含有一种挥发性酸或其一种盐。在该第二个方面中，该挥发性酸或其盐在优选的情况下为一种挥发性有机酸或其一种盐。尽管不期望以此对本发明进行限制，在优选的情况下该挥发性有机酸或其盐类为乙酸或一种乙酸盐。

本发明的第三个方面涉及到一种用于制备单链DNA芯片的方法，该方法包括使用一种DNA溶剂在一种固定化基片的预定区域上排列和固定化DNA，该DNA溶剂含有一种挥发性的酸或其一种盐。在该第三个方面中，该挥发性酸或其盐在优选的情况下为一种挥发性有机酸或其一种盐。尽管不期望以此对本发明进行限制，在优选的情况下该挥发性有机酸或其盐类为乙酸或一种乙酸盐。进一步，在该第三个方面中使用的固定化基片在优选的情况下为一种无孔基片。例如，该无孔基片由玻璃制成。

本发明者致力于研究开发一种可被用于在总基因组水平上检测一种生物体内的基因表达的基因芯片并且发现了一种新的方法，该方法实现了DNA有效地固定化。进一步，本发明者使用该方法成功地开发出一种高度敏感的DNA芯片，该芯片产生高杂交效率和低背景。这样就已经完成了本发明。发明详述