[发明专利]用于核酸富集提取的基因芯片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种核酸富集提取的基因芯片及其制备方法，制备方法包括如下步骤：获得所要提取的目标核酸的序列信息；根据目标核酸的序列信息分析获得特征基因序列；根据特征基因序列制备核酸捕获探针；设计连接臂分子，将连接臂分子和探针分子的5’端连接；对固相基片表面进行处理，制成电极基片；通过连接臂末端的连接分子，固定核酸捕获探针在固相基片表面上，得到用于核酸富集提取的基因芯片。本发明通过采用连接臂与电场加速相结合，来提高核酸杂交的效率和杂交速度，相较于普通基因芯片可以显著缩短杂交时间；随后通过DNA变性使杂交结合的目标核酸与捕获探针脱离，在反向电场的作用下快速离开提取芯片表面，显著地提高了芯片的工作效率。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种用于核酸富集提取的基因芯片及其制备方法。

背景技术

基因芯片是指通过微加工技术将大量的DNA片段有序地、高密度排列在固相载体表面，形成储存有大量信息的DNA阵列。这些固定于基因芯片上的DNA片段可以为碱基序列已知的cDNA或寡核苷酸片段，被称为探针。探针阵列与标记的靶核酸分子杂交后，能在短时间内快速、准确地获取大量信息。基于它的高通量、微型化和平行分析的特点，目前已广泛用于基因组功能研究、基因表达、突变检测，SNP分析、药物筛选、法医鉴定、临床诊断、农业食品卫生和环境监测等领域。该技术主要包括4个部分：DNA微阵列的制备，样品制备及标记，分子杂交与检测，生物信息学分析。

DNA微阵列的制备主要有两种方法，原位合成与合成后点样。原位合成是指利用光导合成的方法在载体表面逐个合成寡核苷酸片段，每个寡核苷酸片段代表了一种特定的基因，存在于DNA芯片的特定位置上；合成后点样可以将寡核苷酸或cDNA用针点或喷点的方法直接排列到玻片等固相载体上制成寡核昔酸芯片或cDNA微阵列。核酸芯片的固相载体主要有玻璃、金属、陶瓷、塑料、硅等物质构成的基片，目前应用较为广泛的是玻璃基片。

基因芯片是基于DNA杂交的基本原理，即A和T、G和C的互补关系。基因芯片上的探针位点使用不同分子生物学技术和碱基互补配对原则与靶核酸分子杂交，检出杂交或反应信号强度表示靶核酸分子的含量，而通过标记信号所在位置可以得到待测核酸种类。这些信息经由计算机处理、分析，从而实现定性、定量分析的目的。因此杂交的效率高低和杂交时间长短是决定基因芯片的性能的重要指标。

然而固定于芯片表面的探针与位于液相的靶核酸分子进行生化反应的过程不完全相同于液相中生化反应。其原因在于，芯片生物大分子与固相支持物的结合导致了溶液中的靶分子与其不能迅速地发生作用，延长了反应时间，必要时还必需提高靶分子的浓度以加快反应。而且，固相化的生物大分子，特别是空间体积较小的芯片分子，很容易受到支持物对生化反应的空间阻碍作用。如何解决以上问题是生物芯片技术应用中的关键之一。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种用于核酸富集提取的基因芯片及其制备方法，以采用连接臂与电场加速相结合，来提高核酸杂交的效率和杂交速度，相较于普通基因芯片可以显著缩短杂交时间；随后通过DNA变性使杂交结合的目标核酸与捕获探针脱离，在反向电场的作用下快速离开提取芯片表面，显著地提高了芯片的工作效率。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明提供了一种用于核酸富集提取的基因芯片的制备方法，包括如下步骤：获得所要提取的目标核酸的序列信息；根据目标核酸的序列信息分析获得特征基因序列；根据特征基因序列制备核酸捕获探针；设计连接臂分子，将连接臂分子和探针分子的5’端连接；对固相基片表面进行处理，制成电极基片；通过连接臂末端的连接分子，固定核酸捕获探针在固相基片表面上，得到用于核酸富集提取的基因芯片。

优选地，获得所要提取的目标核酸的序列信息的方法是基因测序方法。

优选地，特征基因序列为一个或多个。

优选地，核酸捕获探针是寡核苷酸、cDNA序列和其他PCR产物中的一种或多种。