[发明专利]高分辨率DNA阵列的制备方法及其在测序中的应用

说明书

公开提供了在微阵列上形成寡核苷酸图案的方法和过程。在微阵列上形成寡核苷酸图案的方法可包括，通过将光刻胶组合物施加到基板的底层上而形成光刻胶层，将一定剂量的光通过带图案的掩模曝光到基板上，并去除基板的至少一个曝光区域内的多个官能团的一部分上的保护基团。其中所述光刻胶组合物包含光酸产生剂、除酸剂和光敏剂，其中所述底层包含由保护基团保护的多个官能团；从而在基板上形成图案，其中所述图案包括至少一个曝光区域，并且其中至少一个曝光区域在至少一个维度上不大于1微米。

交叉引用

本申请要求2018年1月5日提交的第62/614,307号美国临时专利申请的优先权，出于所有目的，其通过引用全文被纳入本文。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

本发明是在美国政府的支持下，由美国国立卫生研究院授予的拨款号为1R43HG008582-01和5R43HG008582-02的专利。政府拥有本发明的某些权利。

背景技术

生物科学的重大进步使人们在了解生命、健康、疾病和治疗机制方面取得了前所未有的进展。具体来说，基因组测序已被用于获取包括诊断、预后、生物技术、个体化医疗和法医等领域的生物医学信息。高密度核酸微阵列已被广泛应用于基因组序列分析，包括突变和多态性的检测和分析、细胞遗传学(拷贝数)、核蛋白质组学、基因表达谱和转录组分析。

将生物分子固定在固体载体上的生物分子阵列已被应用于分子生物学领域。生物分子固定化可以提供例如允许使用多种样本和靶分子信号的位置寻址识别的优势。在平坦的固体载体上建立生物分子阵列(包括寡核苷酸阵列)，已经吸引了大量的研究。

具体来说，微阵列(DNA芯片)是生物分子高通量分析的重要工具。微阵列制备的一个关键组成部分是固定DNA探针的化学方法。其他需要考虑的因素包括表面的亲水性、表面结合探针的可及性、探针的密度以及基本化学过程的再现性。A.Sassolas等人，Chem.Rev.(2008)108(1):109-39。构建寡核苷酸微阵列的一种方法是使用光刻或沉积方法在芯片表面原位合成寡核苷酸。D.Sethi等人，Bioconjugate Chem.(2008)19(11):2136-43。

发明内容

尽管核酸测序技术的最新进展极大地改进了核酸(包括脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA))的常规检测，但解析大型生物分子的精确序列仍是一项重大挑战。核酸测序是现代技术例如个体化医疗的必不可少的一项基本技术。尽管近年来DNA测序技术发展迅速，但仍然需要改进DNA和RNA测序方法，包括长核酸测序。

本发明提供了用于制备在至少一个维度上的特征不大于1μm的寡核苷酸微阵列的方法、系统和组合物。

一个方面，本发明提供了一种在微阵列上形成寡核苷酸的方法，包括：(a)通过将光刻胶组合物施加到基板的底层上而形成光刻胶层，其中所述光刻胶组合物包括光酸产生剂和光敏剂，底层包括多个被保护基团保护的官能团；(b)通过带图案的掩模将一定剂量的光照射到基板上；以及(c)去除基板的至少一个曝光区域内的多个官能团的一部分上的保护基团；从而在所述基板上形成图案，其中所述图案包括至少一个曝光区域，并且其中至少一个曝光区域在至少一个维度上不大于1微米。