原位合成是一種制作基因芯片的方法，它最初被應(yīng)用于電子芯片的制作過程中，后轉(zhuǎn)化為核酸序列的合成技術(shù)。這種技術(shù)利用光罩控制反應(yīng)位置，逐個連接核苷酸分子，能夠大量生產(chǎn)超高密度的芯片。然而，由于制程和光罩成本的影響，使用此方法生產(chǎn)的探針長度通常在25-mer以下，因此對于同一基因，需要使用多個探針以避免誤判。
應(yīng)用范圍
復(fù)合材料制備
原位合成技術(shù)在復(fù)合材料制備中有廣泛應(yīng)用。相對于傳統(tǒng)的粉末冶金法、噴射成型法以及各種鑄造技術(shù)，原位合成技術(shù)能夠在基體內(nèi)原位生成增強(qiáng)相，如TiB2、Al2O3、TiC等，從而獲得具有更精細(xì)增強(qiáng)顆粒、更高熱力學(xué)穩(wěn)定性、更強(qiáng)界面結(jié)合力的復(fù)合材料。這一技術(shù)尤其適用于碳納米管的強(qiáng)韌化處理，其中羥基磷灰石包覆碳納米管的過程就采用了原位合成法。
生物芯片制備
在生物基因工程領(lǐng)域，原位合成法是生物芯片制備的一種重要方法。與點樣法相比，原位合成法可以直接在固體基質(zhì)上合成所需的脫氧核糖核酸片段。Affymetrix公司的GeneChipTM系列芯片就是通過原位光刻合成技術(shù)實現(xiàn)的高密度寡聚核苷酸微陣列。此外，原位合成技術(shù)還包括光敏抗蝕層并行合成法、微流體通道在片合成法、噴印合成法及分子印章在片合成法等多種方法。
制作方法
原位合成芯片的制作方法多種多樣，其中包括：
Affymetrix公司的方法
該公司將光平版印刷技術(shù)應(yīng)用于DNA合成化學(xué)中，利用固相化學(xué)、光敏保護(hù)基及光刻技術(shù)，通過一系列掩膜控制光照區(qū)域，合成所需長度的寡核苷酸片段。這種方法使得每平方厘米的探針數(shù)量可達(dá)數(shù)百萬個，且探針間的距離非常緊密。
Agilent公司的方法
通過機(jī)械手臂直接將堿基合成試劑點樣到芯片適當(dāng)位置，循環(huán)合成預(yù)期的寡聚核苷酸片段。這種方法靈活度高，能夠合成任意長度的寡核苷酸。
物理方法
利用掩蔽體限制前體物質(zhì)的位置，通過正交管道快速合成選定長度的所有相關(guān)序列的陣列。另一種方法則使用微型電極矩陣對特定位置上的寡核苷酸鏈進(jìn)行去保護(hù)和延伸。
分子印章法
東南大學(xué)發(fā)明的分子印章法原位合成脫氧核糖核酸，采用涂有單核苷酸的印章多次壓印在同一位置上。
NimbleGen公司的方法
該公司使用獨特的光導(dǎo)合成化學(xué)結(jié)合無掩膜陣列合成技術(shù)(MAS)，通過數(shù)碼微鏡裝置(DMD)創(chuàng)造虛擬掩膜，實現(xiàn)了精確位置上的寡聚核苷酸合成。
參考資料 >
原位合成.分析測試百科網(wǎng).2024-10-28
基因芯片.gbw114.2024-10-28
原位合成的基因芯片制備技術(shù).原位合成的基因芯片制備技術(shù).2024-10-28