[发明专利]一种微球编码载体及其应用

说明书

本发明涉及一种微球编码载体及其应用，该编码载体通过已知粒径、荧光种类及荧光强度的、表面具有至少一种可偶联基团的微粒载体与具有至少一种可偶联基团和一段特异性的核酸序列的捕获探针分子结合而成，该捕获探针的特异性核酸序列能够与被检测目标核酸分子形成一定程度的互补配对、可偶联基团可与微粒载体表面的可偶联基团发生偶联作用。本发明的微球编码载体可实现1×10⁵种不同微球编码，不同编码微球可根据粒径、荧光颜色、荧光强度区分度明显，显著提高了微球载体编码的通量和可区分度。将该微球编码载体应用于核酸检测，结合本发明的宽场显微成像技术进行成像分析，显著提高分析速度，可同时对数十种已知的核酸分子同时进行定性、定量检测。

技术领域

本发明属于分子生物学技术及核酸检测技术领域，具体涉及一种微球编码载体及其应用。

背景技术

近年来，生物医学研究在功能基因分析、药物筛选和临床诊断等诸方面取得了令人瞩目的成绩。与此同时，随着组合化学、天然产物化学以及基因组学的快速发展，大量需要筛选的化合物不断增加。如何从大规模、复杂的体系中高效快速地筛选出目标物质，以促进生物医学研究的发展，是目前生物分析技术面临的巨大挑战。在传统方法所采用的基于微孔板的筛选技术中，通常采用的方法是减小样品体积、提高集成度和自动化程度等方法，提高筛选样品的通过量。例如，采用以微阵列和微流控技术为基础的芯片实验室(Lab-on-a-chip) 技术，可以大大提高筛选效率(Weigi B H，Bardeii R L，Cabrera C R.AduancedDrug Deliuery Reuiews，2003，55：349～377)。样品体积的减小大大地降低了待筛选物和其它试剂的需求，很大程度上降低了实验成本；另外，自动化程度的提高可以进一步减少工作量，提高重现性，减少人为误差。所以，样品测试体积从早期的毫升发展到了现在的纳升；这些自动化系统的开发与实现对于提高筛选速度和效率有着非常重要的意义(BattersbyB J，Tran M.Trends in Biotechnology，2002，20：l67～l73)。然而，随着样品体积的减小，出现了一些新的问题，例如，微量样品的挥发和毛细渗漏使化合物和靶点的相互作用难以进行，对测试结果造成较大的影响；另外，微量样品溶液的定量加入、操纵和充分的相互作用等问题在实际操作中较难解决，同时也提高了仪器成本(Khandurina J，GuttmanA.Curr.Opin.Chem.Biol.，2002，6：359～366； Hertzberg R P，PopeAJ.Curr.Opin.Chem.Biol.，2004，4：445～45l)。考虑到这些问题，基于微载的筛选分析技术开始得到研究人员的关注。其中，利用聚合物树脂微球作为微载体的筛选技术，发展尤为迅速。

为了解决大规模化合物库的筛选分析问题，Lam等于1991年提出了 OBOC(One-Bead-One-Compound)筛选方法，可以在短时间内合成大量的化合物，而且每一个树脂微球上面都只负载一个待筛选物质。此外，每个树脂微球相当于一个微小的反应单元。由于各种不同物质在空间上相互分离，所以各种不同物质能够独立并且同时被检测。因而，这种树脂微球-待检物的方式可直接用于筛选和检验。而与底物发生反应的微球一旦被鉴定出来，通过微球解码，可以很容易确定微球的身份，从而确定微球上面的负载待筛选物质(Lam K S，Liu R W，Miyamoto S，Lehman AL，tuscano J M.Accounts of Chemical Research，2003，36：370～377)。研究人员将这种基于聚合物微球的筛选技术加以推广，并利用流式细胞仪作为检测手段，发展出悬浮阵列技术(Verpoorte E.Lab.Chip，2003，3：60N～68N)。该技术利用具有唯一编码特征的微球作为反应单元，检测、筛选和分离均在同一个微球上快速完成；另外，根据实际筛选要求，还可以对微球的种类和粒径进行优化。这些特点大大缩短了阵列制备时间、提高了阵列密度。基于以上优点，近年来，基于编码微球的筛选检测技术得到研究人员的广泛关注，并且已经开始应用。

虽然基于编码微球的筛选检测方法可以有效降低仪器成本和检测费用，但目前也面临如何提高编码数量、简化解码过程、提高检测速度和准确性、降低成本等方面问题。