[发明专利]一种结核杆菌基因芯片及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于生命科学技术领域，尤其涉及一种结核杆菌基因芯片及其使用方法。

背景技术

目前，结核杆菌，是引起结核病的病原菌。可侵犯全身各器官，但以肺结核为最多见。结核病至今仍为重要的传染病。据WHO报道，每年约有800万新病例发生，至少有300万人死于该病。我国建国前死亡率达200-300人/10万，居各种疾病死亡原因之首，建国后人民生活水平提高，卫生状态改善，特别是开展了群防群治，儿童普遍接种卡介苗，结核病的发病率和死亡率大为降低。但应注意，世界上有些地区因艾滋病、吸毒、免疫抑制剂的应用、酗酒和贫困等原因，发病率又有上升趋势。

基因芯片(genechip)(又称DNA芯片、生物芯片)的原型是80年代中期提出的。基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法，在一块基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列。

现有的技术可以用来筛选农作物的基因突变，并寻找高产量、抗病虫、抗干旱、抗冷冻的相关基因，也可以用于基因扫描及基因文库作图、商品检验检疫等领域。

但是，现有的技术的结核杆菌基因芯片及其使用方法存在着，功能不够完善，检测不准确，灵敏度低，使得患者使用不灵活，不方便携带，使用范围窄的问题。

因此，发明一种结核杆菌基因芯片及其使用方法显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结核杆菌基因芯片及其使用方法，以解决现有的技术的结核杆菌基因芯片及其使用方法存在的功能不够完善，检测不准确，灵敏度低，使得患者使用不灵活，不方便携带，使用范围窄的问题。一种结核杆菌基因芯片包括支持物，连接层和DNA分子探针。

所述的DNA分子探针经过合理布局，形成优化的探针阵列。

一种结核杆菌基因芯片及其使用方法包含以下步骤：

步骤一：结核杆菌基因芯片制备；

步骤二：结核杆菌基因样品制备；

步骤三：杂交反应；

步骤四：信号检测和结果分析；

步骤五：药物筛选和新药开发。

进一步，在步骤一中，制备芯片主要以玻璃片或硅片为载体，采用原位合成和微矩阵的方法将寡核苷酸片段或cDNA作为探针按顺序排列在载体上。芯片的制备除了用到微加工工艺外，还需要使用机器人技术。以便能快速、准确地将探针放置到芯片上的指定位置。

进一步，在步骤二中，生物样品往往是复杂的生物分子混合体，除少数特殊样品外，一般不能直接与芯片反应，有时样品的量很小。所以，必须将样品进行提取、扩增，获取其中的蛋白质或DNA、RNA，然后用荧光标记，以提高检测的灵敏度和使用者的安全性。

进一步，在步骤三中，杂交反应是荧光标记的样品与芯片上的探针进行的反应产生一系列信息的过程。选择合适的反应条件能使生物分子间反应处于最佳状况中，减少生物分子之间的错配率。

进一步，在步骤四中，各个反应点的荧光位置、荧光强弱经过芯片扫描仪和相关软件可以分析图像，将荧光转换成数据，即可以获得有关生物信息。基因芯片技术发展的最终目标是将从样品制备、杂交反应到信号检测的整个分析过程集成化以获得微型全分析系统(micro total analytical system)或称缩微芯片实验室(laboratory on a chip)。使用缩微芯片实验室，就可以在一个封闭的系统内以很短的时间完成从原始样品到获取所需分析结果的全套操作。

进一步，在步骤五中，由于所有药物(或兽药)都是直接或间接地通过修饰、改变人类(或相关动物)基因的表达及表达产物的功能而生效，而芯片技术具有高通量、大规模、平行性地分析基因表达或蛋白质状况(蛋白质芯片)的能力，在药物筛选方面具有巨大的优势。用芯片作大规模的筛选研究可以省略大量的动物试验甚至临床，缩短药物筛选所用时间，提高效率，降低风险，通过使用基因芯片筛选药物具有的巨大优势决定它将成为本世纪药物研究的趋势。