[发明专利]一种聚丙烯酸酯胶粘剂键合的生物芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于基因领域，具体涉及一种聚丙烯酸酯胶粘剂键合的生物芯片及其制备方法。

背景技术

生物芯片作为一种高通量、大规模、高效率获取生物信息的技术手段，已经开始广泛应用于基因组学研究、蛋白质组学研究、单核苷酸多态性分析、临床医学检验等方面。生物芯片一般来说选择经过相应处理的玻璃、石英、金属等作为载体。玻璃片由于具有廉价、低荧光背景及性能稳定等优点，已经被广泛应用于DNA芯片的制作。

自生物芯片问世以来，芯片键合就一直是芯片设计过程中的关键步骤。目前生物芯片在国内外比较常用的键合方式主要包括热压法、封合法、表面活化辅助键合法和有机溶剂辅助键合法等。传统的封合法是使用与基片材质不同的粘性乳胶对芯片进行简单的胶粘封合，不经过升温热熔，容易造成芯片密封不严密，反应腔漏液。常规的热压法是利用高温使基底材料自身热熔进行键合，容易造成微流道形状和容积的改变，并且极易导致微流道阻塞。面活化辅助键合法和有机溶剂辅助键合法需要真空密闭环境，依赖大型键合设备，成本昂贵，不适宜商品化、规模化生产。总之，上述生物芯片的键合方法在实际应用过程中存在各种实际问题，限制了生物芯片技术在各个领域的推广和应用。

聚丙烯酸酯是以丙烯酸酯类为单体的均聚物或共聚物。丙烯酸酯在光、热或是引发剂作用下非常容易聚合。聚丙烯酸酯能形成光泽好而耐水的膜，粘合牢固，不易剥落，在室温下柔韧而有刚性，不易形变，有优异的光稳定性和耐候性，良好的耐水、耐碱、耐化学品性能和粘接性能，是金属、玻璃、皮革、木材等的良好胶粘剂，被广泛的应用于生物医学。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的第一个技术问题是提供了一种聚丙烯酸酯胶粘键合的生物芯片。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供了上述生物芯片的制备方法。

技术方案：为了解决上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种聚丙烯酸酯胶粘键合的生物芯片，芯片分为三层结构，上层为带有进液孔的基片，中层为镂刻有微流道的聚丙烯酸酯胶条，下层为不带孔基片，三层结构键合形成具有微流道生化反应腔的封闭式生物芯片。

其中，上述基片的材料为透明玻璃、石英、硅、金属、尼龙膜、陶瓷、塑料中的一种或几种。

其中，上述聚丙烯酸酯的材料为聚丙烯酸乙酯、α－氰代丙烯酸酯、其他以丙烯酸酯类为单体的均聚物或共聚物中一种或几种。

上述的聚丙烯酸酯胶粘键合的生物芯片的制备方法，包括以下步骤：

(1)将上下两层基片用去离子水和少量洗涤剂清洗干净，放入体积比为V_盐酸:V_甲醇＝1:1的36～38％盐酸和甲醇混合溶液中25℃浸泡洗涤0.5～1h，然后用去离子水冲洗干净；

(2)将步骤(1)获得的基片采用物理化学修饰法，将生物活性探针固定在基片表面上，被修饰的基片是上层基片或下层基片，或上下两层基片均被修饰；

(3)将步骤(2)获得的上下两层基片用镂刻有微流道的聚丙烯酸酯类胶粘剂进行热压键合，键合温度为70～200℃，键合时间为1～10min，键合压力为0.1～3MPa。

其中，上述的物理化学修饰法为氨基化、醛基化、羧基化、巯基化或是环氧乙基化修饰中的一种。

其中，上述生物活性探针为DNA、RNA、寡核苷酸、蛋白质、多肽、多糖、细胞或微组织中的一种。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：(1)芯片为三层结构，上下基片通过聚丙烯酸酯的热压键合，将每条微流道密封形成封闭的生化反应腔，生化试剂可以通过进液孔流进或流出反应腔，从而降低外界环境对生化反应的不良影响，避免空气流动污染样品或是相邻流道间样品的相互污染，提高生物芯片检测结果的科学性和准确性。

(2)聚丙烯酸酯类胶粘剂成本低，适用性广，对基片材质无特殊要求，可以键合透明玻璃、石英、硅、金属、尼龙膜、陶瓷或是塑料等常规基片材料，进而从整体上降低生物芯片的制作成本，利于商品化和规模化生产。

(3)聚丙烯酸酯类胶粘剂化学性质稳定，键合温度符合生物学规律，胶条可以根据需要自行设计，操作简便。聚丙烯类胶粘剂的键合温度范围在70～200℃，可以满足常规生化反应温度要求，不会发生胶条溶解，微流道变形阻塞而造成反应腔容积改变，有利于生化反应的量化控制，提高生物芯片的可操控性。工艺简单易行，可以根据需要设计反应腔形状、容积及个数，操作简便，对人员技术和设备的要求低，提高了制片的效率。

具体实施方式