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CN113150680B - 一种芯片涂层、其制备方法和应用 - Google Patents

一种芯片涂层、其制备方法和应用 Download PDF

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CN113150680B CN202011558121.XA CN202011558121A CN113150680B CN 113150680 B CN113150680 B CN 113150680B CN 202011558121 A CN202011558121 A CN 202011558121A CN 113150680 B CN113150680 B CN 113150680B
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Abstract

本发明提供了一种芯片涂层、其制备方法和应用，所述芯片涂层由儿茶酚胺类物质与正电荷胺类聚合物于金属表面共聚合形成聚合层，并修饰羟基分子制得。本发明利用儿茶酚胺类分子(如多巴胺DA)与正电荷胺类聚合分子于金属表面共聚合，其中正电荷胺类聚合分子主要通过氨基将DA分子进一步交联加固，从而牢固结合于金属表面；并且共聚合形成的聚合层修饰羟基分子，即得可用于合成DNA等的芯片涂层。由于DA的邻苯二酚基团与氨基的协同作用，本发明获得粘附性高的芯片涂层，其稳定地结合于金属表面。本发明所述芯片涂层在热水和碱性条件下稳定，具有较好的导电性，加电稳定，抗DNA合成所需有机溶剂，对于后续的DNA合成及其他应用极其有利。

Description

一种芯片涂层、其制备方法和应用
本申请要求于2019年12月25日提交中国专利局、申请号为201911358129.9、发明名称为“一种芯片涂层、其制备方法和应用”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及生物芯片制备技术领域，尤其涉及一种芯片涂层、其制备方法和应用。
背景技术
生物芯片中最早实现商品化的是DNA芯片，其制备方法大致可分为两类：一是原位合成法，即按预先设计的序列顺序有规律地在固相支持物上直接合成各种不同的DNA片段；二是交联制备法，即在经特殊处理的载体上，通过共价交联或非共价吸附固定不同种类的核酸分子。芯片合成核酸的稳定连接体(linker)非常重要，其可用于表面原位合成或预制备大量的DNA探针，牢固连接核酸以便进行后续的原位杂交等应用，通过对样品杂交信号的检测分析，得到样品的遗传信息(基因序列及表达的信息)。DNA芯片可在疾病诊断、药物筛选和新药开发、农业与环境研究等领域发挥巨大的应用，具有非常广阔的发展前景。
现有的一些方法制备芯片合成核酸的linker，其主要是利用高浓度小分子的粘附性粘于芯片表面形成linker，此方法的缺点在于粘附性不牢固，对水敏感，特别在后续应用时会脱落，难以进一步开发所需的芯片诊断产品。另有方法利用巯基与金属反应所形成的共价键物质作为linker，此方法问题在于进行加电合成核酸时，巯基会被还原而从金属表面脱落，导致核酸合成失败，更难于进行后续应用。
目前，尚有利用涂敷聚合物或纳米材料于芯片表面，再修饰相应分子来形成linker，虽然有一定的牢固性，但涂敷材料与金属表面结合的稳定性，特别是在热水或碱性条件下尚存在不足，急需解决。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种芯片涂层、其制备方法和应用，本申请提供的芯片涂层具有优异的稳定性，利于合成DNA等应用。
本发明提供一种芯片涂层，其由儿茶酚胺类物质与正电荷胺类聚合物于金属表面共聚合形成聚合层，并修饰羟基分子制得。
优选地，所述儿茶酚胺类物质选自多巴胺、去甲基肾上腺素和甲基肾上腺素中的一种或多种；所述正电荷胺类聚合物选自聚乙烯亚胺和聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯中的一种或多种。
优选地，所述儿茶酚胺类物质为多巴胺；所述正电荷胺类聚合物为聚乙烯亚胺。
优选地，所述羟基分子为巯基脂肪醇和脂肪醇胺中的一种或多种。
优选地，所述羟基分子为巯基乙醇和/或乙醇胺。
优选地，所述羟基分子为包含长碳链且含有酯基的羟基物质。
优选地，所述羟基分子的长碳链的碳原子数为9～24。
优选地，所述金属的成分选自金、铂和铝中的一种或多种。
本发明提供一种芯片涂层的制备方法，包括以下步骤：
提供包含儿茶酚胺类物质和正电荷胺类聚合物的混合溶液；
将金属表面与所述混合溶液接触，并使所述儿茶酚胺类物质与正电荷胺类聚合物反应，在所述金属表面形成聚合层；
将所述金属表面的聚合层与羟基分子溶液接触，得到修饰有羟基分子的芯片涂层。
优选地，所述儿茶酚胺类物质选自多巴胺、去甲基肾上腺素和甲基肾上腺素中的一种或多种；所述正电荷胺类聚合物选自聚乙烯亚胺和聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯中的一种或多种；所述金属的成分选自金、铂和铝中的一种或多种。
优选地，所述儿茶酚胺类物质为多巴胺；所述正电荷胺类聚合物为聚乙烯亚胺。
优选地，使所述儿茶酚胺类物质与正电荷胺类聚合物反应的温度为50～80℃，优选60～80℃，例如50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80，最优选65℃；反应时间为1～3小时，例如1、1.25、1.5、1.75、2、2.25、2.5、2.75、3小时，最优选1.5小时。
优选地，在所述金属表面的聚合层与羟基分子溶液接触之前，还包括：将具有聚合层的金属表面与碱性缓冲溶液接触的步骤。
优选地，所述碱性缓冲溶液的pH值为8～14，优选8-12，更优选8-11，再优选9-11，又优选10-11，最优选10；其它优选的pH值，例如8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0。
优选地，所述羟基分子溶液包含巯基脂肪醇和脂肪醇胺中的一种或多种，所述羟基分子溶液优选包含巯基乙醇和/或乙醇胺。
优选地，所述羟基分子溶液包含长碳链且含有酯基的羟基物质，所述羟基物质的碳原子数优选为9～24，例如9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24。
本发明还提供如前文所述的芯片涂层在合成DNA或制备芯片试剂盒中的应用。
与现有技术相比，本发明利用儿茶酚胺类分子(如多巴胺DA)与正电荷胺类聚合分子(如聚乙烯亚胺PEI)于金属表面共聚合，其中正电荷胺类聚合分子主要通过氨基将DA分子进一步交联加固，从而牢固结合于金属表面；并且共聚合形成的聚合层修饰羟基分子，即得可用于合成DNA等的芯片涂层。由于DA的邻苯二酚基团与氨基的协同作用，本发明获得粘附性高的芯片涂层，其稳定地结合于金属表面。本发明所述芯片涂层在热水和碱性条件下稳定，具有较好的导电性，加电稳定，抗DNA合成所需有机溶剂，对于后续的DNA合成以及其他应用极其有利。
附图说明
图1为本发明实施例芯片涂层制备及合成DNA的示意图；
图2为本发明实施例1芯片涂层用于DNA合成的实际效果图；
图3为本发明实施例1方法合成的涂层与传统涂层稳定性对比示意图；
图4为本发明实施例2中仅采用多巴胺形成涂层的对比效果图；
图5为本发明实施例3中芯片涂层制备的DNA可切割性示意图；
图6为本发明实施例1的芯片涂层稳定性试验示意图；
图7为本发明实施例1的芯片涂层清洗前后示意图；
图8为不同的芯片涂层氨解条件下稳定性示意图；
图9为本发明实施例的芯片涂层用于DNA合成后的杂交实验示意图；
图10为本发明实施例8芯片涂层用于DNA合成的实际效果图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种芯片涂层，其由儿茶酚胺类物质与正电荷胺类聚合物于金属表面共聚合形成聚合层，并修饰羟基分子制得。
本发明描述的芯片涂层是一种连接金属表面、可用于电辅助合成核酸的稳定连接体(linker)，该涂层是稳定结合在金属表面的膜层。其中，所述的金属一般是片状的金属材料，也就是金属芯片，金属成分可选自金、铂和铝中的一种或多种。
在所述金属表面，本发明使儿茶酚胺类物质与正电荷胺类聚合物共聚合形成聚合层。其中，所述儿茶酚胺类物质即含有邻苯二酚(即儿茶酚)基团的胺类化合物，包括但不限于多巴胺(DA)、去甲基肾上腺素和甲基肾上腺素中的一种或多种，优选为多巴胺。所述正电荷胺类聚合物是在水中以聚合阳离子存在的胺类聚合物，可选自聚乙烯亚胺(PEI)和聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯中的一种或多种，优选为聚乙烯亚胺。
本发明芯片涂层中的混合共聚合，其稳定性优于现有技术，其粘附性是由于DA等的邻苯二酚基团与氨基的协同作用；暴露于空气中的金属表面常会存在一些其他基质，如水合盐离子，首先氨基取代金属表面的水合盐离子，然后邻苯二酚基团接近金属表面并与表面发生共价结合或螯合等相互作用，从而稳定的结合于金属表面。
以多巴胺和PEI为例，本发明实施例通过混合共聚法获得聚合层的优点在于：多巴胺边聚合边与PEI交联加固，使整个涂层变得更加紧密牢固。而如果先形成聚多巴胺层再加PEI，其只会加固表面一层分子，整个涂层依然是蓬松状态，不足够稳定。多巴胺边聚合边以PEI交联，最终的涂层表面依然可以暴露足够的聚多巴胺，便于羟基分子的修饰；而如果先形成聚多巴胺层再加PEI，PEI会掩盖表面最上层的聚多巴胺，从而阻碍后续相关分子与聚多巴胺的进一步反应。因此，多巴胺与PEI混合共聚，所制得的涂层具有优异的稳定性，可进行后续的DNA的合成，尤其是抗多种有机溶剂；而单纯的多巴胺聚合涂层的稳定性有限，特别是对于后续的DNA合成。
在本发明所述的芯片涂层中，所形成的聚合层上修饰有羟基分子，所述的羟基分子为含有羟基的物质，例如巯基乙醇、乙醇胺等，其可通过物理吸附、化学反应等作用修饰在聚合层上。本发明实施例要求羟基分子铺满整个芯片，常用250mM，保证过量反应。对于涂层厚度，本发明实施例主要是通过共聚反应时间来控制，通常反应1小时到2小时，1.5小时最优。所述芯片涂层具有导电性，但对导电具体能力没有严格限制。本发明的涂层可用于芯片上DNA的合成，并且其加电稳定，可用于电辅助合成核酸等。
本发明提供了一种芯片涂层的制备方法，包括以下步骤：
提供包含儿茶酚胺类物质和正电荷胺类聚合物的混合溶液；
将金属表面与所述混合溶液接触，并使所述儿茶酚胺类物质与正电荷胺类聚合物反应，在所述金属表面形成聚合层；
将所述金属表面的聚合层与羟基分子溶液接触，得到修饰有羟基分子的芯片涂层。
本发明提出了一种简单而实用的稳定linker的制备方法，所制备的芯片涂层稳定性优异，利于应用。
图1是本发明实施例芯片涂层制备及合成DNA的示意图，其中①是金属芯片，②是本方法制得的涂层linker，③是在此涂层linker上合成的DNA。本发明实施例首先提供清洁的金属芯片，并配制包含儿茶酚胺类物质和正电荷胺类聚合物的混合溶液。
在本发明的实施例中，所述金属芯片的成分可选自金、铂和铝中的一种或多种，例如市售的金属铂片、铝片等。本发明实施例可依次用水、醇冲洗，再用酸溶液浸泡金属片，并加热至一定温度例如40～70℃，放置5到30分钟，最后用水冲洗，干燥，即得干燥清洁的金属表面。其中，所述水一般为蒸馏水，醇为乙醇，而酸溶液主要采用prinaha溶液(H2SO4:H2O2＝3:1体积比)，主要去除污染物质如其他杂质金属粉尘、无机颗粒和有机小分子。
本发明实施例优选以Tris-HCl缓冲液(或者pH＝8.5的碳酸盐缓冲液)作溶剂，将正电荷胺类聚合物溶液置于容器中，并加入多巴胺等儿茶酚胺类物质，得到包含儿茶酚胺类物质和正电荷胺类聚合物的混合溶液。其中，所述Tris-HCl缓冲液是三羟甲基氨基甲烷溶液与盐酸混匀后加水稀释的碱性缓冲溶液，pH＝8.5。所述儿茶酚胺类物质优选选自多巴胺、去甲基肾上腺素和甲基肾上腺素中的一种或多种；所述正电荷胺类聚合物优选选自聚乙烯亚胺和聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯中的一种或多种，更优选为聚乙烯亚胺(PEI)。所述的聚乙烯亚胺可采用市售产品，例如纯度99％、分子量600、支链状的PEI。并且，PEI和多巴胺的质量比例范围可在1:0.5～1:1，最优在1：0.67。在示例的所述混合溶液中，PEI与多巴胺的浓度比为3mg/mL：2mg/mL。
本发明实施例可将清洗后的金属芯片快速浸泡于含有儿茶酚胺类物质和正电荷胺类聚合物的混合溶液中，即金属表面与所述混合溶液接触一定时间，使所述儿茶酚胺类物质与正电荷胺类聚合物反应，在所述金属表面形成聚合层。其中，所述的反应包括儿茶酚胺类分子自身的聚合，儿茶酚胺类物质(包括其低聚物和聚合物)与正电荷胺类聚合物之间的交联等。
作为优选，本发明中使所述儿茶酚胺类物质与正电荷胺类聚合物反应的温度为50～80℃，例如65～75℃；反应时间优选为1小时～3小时，更优选为1.5小时～2.5小时。本发明实施例中具体的高温条件下制备涂层，有助于涂层最终的耐高温性能。另外，所述反应的时间太短，容易使涂层不稳定，且不能形成足够的用于后续修饰的聚多巴胺层等；反应的时间太长，容易导致涂层厚度增加，芯片电阻过大，对后续DNA合成不利。
反应后，本发明实施例将形成聚合层的金属片用水冲洗，再将其浸泡于碱性缓冲液(优选pH＝8～11)中进行碱洗，即本发明优选将具有聚合层的金属表面与pH值为8～11的缓冲水溶液接触一定时间，例如静置2～4小时，进一步氧化加固聚合层，并去除未聚合的残余分子或不稳定的吸附分子；否则，对后续应用时的稳定性可能有影响。其中，所述的碱性缓冲液可为碳酸盐、碳酸氢盐如碳酸氢钠缓冲水溶液。
最后，本发明实施例利用所述的聚合层与含有氨基或巯基等基团的羟基分子溶液接触，使该聚合层修饰上羟基分子，一般要求羟基分子铺满整个芯片，常用250mM，保证过量反应，便完成此稳定linker(即芯片涂层)的制备。
在本发明的一些实施例中，所述羟基分子溶液包含首末端分别为羟基和氨基(或巯基)的长链分子，例如巯基脂肪醇和脂肪醇胺中的一种或多种，包括但不限于巯基乙醇、乙醇胺；羟基分子是分子中包含羟基的物质，可选地包含氨基、巯基等基团，上述长链分子一端的巯基或氨基是用来与涂层反应，另一端的羟基是用来合成DNA。
在本发明的另一些实施例中，可分两步修饰上羟基分子，先在聚合层上连接氨基分子(例如脂肪胺，包括但不限于乙二胺、三乙胺)或巯基分子，然后与羟基物质反应。此时，所述羟基分子溶液可包含C2～4短链一元或多元醇，优选包含长碳链且含有酯基的羟基物质，所述羟基物质的碳原子数优选为9～24，例如1,10-癸二醇，1,14-十四碳二醇，十二甘醇，N-(2-羟乙基)乙二胺等；分子中含有酯基，可用于DNA切割。所述的酯基是切割位点，为了把芯片上合成的DNA切下来，成自由溶液状的oligo pool。
在示例的羟基分子溶液中包含丁二酸酐修饰的碱基单体，碱基单体可以是：A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、C(胞嘧啶)或G(鸟嘌呤)，其中T(胸腺嘧啶)最优。另外，所述羟基分子溶液还可包含用于功能化修饰的活化剂等，例如NHS(N,N-羟基琥珀酰亚胺)、EDC(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)。
本发明实施例制备的涂层导电性好，加电稳定，可在后续的DNA合成用电辅助，如涂层没有此性质会影响DNA合成。本发明的涂层抗DNA合成所需的有机溶剂，否则无法进行DNA合成。
综上所述，本发明利用儿茶酚胺类分子(如多巴胺DA)与正电荷胺类聚合分子(如聚乙烯亚胺PEI)于金属表面共聚合，其中正电荷胺类聚合分子主要通过氨基将DA分子进一步交联加固，从而牢固结合于金属表面；并且共聚合形成的聚合层修饰羟基，即得可用于合成DNA等的芯片涂层。由于DA等的邻苯二酚基团与氨基的协同作用，本发明获得粘附性高的芯片涂层，其稳定地结合于金属表面。本发明所述芯片涂层在热水和碱性条件下稳定，具有较好的导电性，加电稳定，抗DNA合成所需有机溶剂，对于后续的DNA合成以及其他应用极其有利。
本发明还提供如前文所述的芯片涂层在合成DNA或制备芯片试剂盒中的应用。本发明的涂层包含如下应用：在芯片上DNA合成；疾病标志物芯片检测，用于开发POCT的芯片试剂盒；高通量芯片筛选试剂盒。在芯片linker再利用和芯片后续杂交检测应用中，本发明可解决现有涂层对水敏感、对热不稳定等问题。
为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的芯片涂层、其制备方法和应用进行具体地描述。但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例1：芯片linker用于DNA合成
1.金属铂芯片(现用金属层厚度100nm以内皆可)如图1中①所示，依次用蒸馏水冲洗5次，乙醇冲洗5次，prinaha溶液(H2SO4:H2O2＝3:1,v:v)浸泡芯片，于65℃放置30分钟，浸泡后的铂片用蒸馏水冲洗5次，氮气吹干；
2.以Tris-HCl缓冲液(50mM,pH＝8.5)作溶剂，配制3.0mg/mL的PEI(99％，分子量600，支链状)溶液于离心管，快速加入多巴胺(DA)成2.0mg/mL，得到包含PEI和DA的混合溶液；
3.将上述清洗后的芯片快速浸泡于包含多巴胺和PEI的混合溶液的离心管中，将该离心管放置于65℃烘箱，静置反应1.5小时，形成聚合层；
4.用蒸馏水冲洗有聚合层的铂片5次，再将该铂片浸泡于碳酸氢钠缓冲液中(50mM,pH＝10.0)，静置3小时，进一步氧化加固聚合层，并去除未聚合的残余分子等；
5.取出上述碱洗加固的铂片，蒸馏水冲洗7次，氮气吹干；
6.将步骤5得到的芯片浸泡于250mM的乙二胺水溶液中，静置反应4小时，蒸馏水冲洗5次，氮气吹干；
7.将步骤6得到的芯片浸泡于羟基分子混合溶液中(A液：NHS 1.53mg和EDC7.64mg溶于300μL水，B液：丁二酸酐修饰的胸腺嘧啶6.44mg和三乙胺5.5μL溶于700μL乙醇，A液与B液混合均匀后先放置1小时，待用)，静置反应8小时；
8.将上述反应后的铂片依次用乙醇、丙酮、乙醇、蒸馏水冲洗5次，氮气吹干，便得到此稳定涂层linker，如图1中②所示；
9.将上述带有涂层的芯片放置于DNA合成仪上，合成DNA，如图1中③所示。
通过以上操作制备的linker，再进行DNA合成(应用CustomArray芯片合成仪)，所得效果示意图如图2所示，可以合成出DNA。图2为本发明实施例1芯片涂层用于DNA合成的实际效果图，其中，①为涂层连接体(linker)，②为DNA，③为空白区。
实施例2：合成DNA的稳定性对比
图3为本发明实施例1方法合成的涂层与传统涂层稳定性对比示意图，图中左侧为原有linker的效果，右侧为新linker的效果。
原有linker是在芯片上沉积饱和的多羟基类小分子(参见US20060105355A1中实施例1)，蒸馏水清洗后干燥，应用CustomArray芯片合成仪在芯片上合成33bp的DNA，然后将此芯片浸泡于TE缓冲液中，于80℃烘箱放置24小时，蒸馏水冲洗芯片，于GenePix4000B芯片扫描仪上扫面，结果如图3中左边所示，大部分DNA与linker发生了脱落。
新linker是按本发明实施例1方法所做，应用CustomArray芯片合成仪在芯片上合成33bp的DNA，然后将此芯片浸泡于TE缓冲中，于80℃烘箱放置24小时，蒸馏水冲洗芯片，于芯片扫描仪上扫面，结果如图3中右侧所示，芯片表面DNA依然能稳定存在，说明此新linker在热水中有足够稳定性，这对后续芯片表面的高温杂交或其他检测应用有巨大的价值。
此外，仅采用多巴胺的Tris-HCl缓冲在芯片表面形成涂层，按照实施例1中去掉PEI和碱性加固的操作，再经巯基乙醇修饰，并进行DNA的合成，经对比，该芯片上DNA大片脱落。
实施例3：DNA从芯片上可切割
应用本发明实施例1方法制得linker(图5中a)，再应用CustomArray芯片合成仪在芯片上合成120bp的DNA(图5中b)，所形成的linker包含了切割基团(酯基)，可在碱性加热条件下(氨水，65℃)，将oligo从芯片上切割下来形成自由oligo(用时16小时)，水洗芯片后用芯片扫面仪扫描，结果参见图5中c，说明DNA基本全被切割下来。
实施例4：涂层稳定性测试
将实施例1制备好涂层的芯片浸泡于TE缓冲中，放于80℃烘箱两天，之后扫描芯片，再将此芯片浸泡于氨水，放于65℃烘箱两天，再次扫描芯片。结果参见图6，其中，①是清洗后的芯片，再用本发明方法在芯片上制备稳定涂层linker②，③是TE缓冲放置两天后芯片扫描图像，④是氨水浸泡放置两天后芯片扫描图像。
从图6可知，在以上高温或强碱条件下，涂层linker依然稳定存在于芯片上，有利于芯片再次进行DNA合成，节省成本。而现有方法在如此高温或氨解条件下都会发生脱落，影响DNA的合成和后续的应用。
实施例5：涂层的清洗处理
图7为本发明实施例1的芯片涂层清洗前后示意图，其中a是本发明制得涂层经过氨解后的芯片扫描图像，涂层依然稳定存在于其上；图7中b是用65℃piranha溶液浸泡清洗40分钟后的芯片扫面图像，可以发现此涂层linker在经过piranha溶液清洗后，涂层可以被清洗去，芯片会回到最开始洁净状态，可用于涂层再次制备或其他修饰应用。
实施例6：两种修饰方法在氨解条件下稳定性对比
图8为不同的芯片涂层氨解条件下稳定性示意图，其中a是在使用本发明实施例1做的涂层linker后，下半部分再经过NaIO4(20mM，溶于乙酸钠缓冲50mM，pH5.0)，浸泡氧化1小时，蒸馏水冲洗干净，氮气吹干。
将整个芯片放于65℃氨水浸泡16小时，并进行芯片扫描，结果如图8中b，可以发现下半部分高碘酸钠氧化后的基本脱落，而不氧化的DA/PEI涂层依然稳定存在，进一步说明了DA/PEI涂层的稳定性。
实施例7：DNA合成后表面杂交
图9为本发明实施例的芯片涂层用于DNA合成后的杂交实验示意图。
用本发明实施例1方法制作的linker，再进行33bp DNA的合成，芯片扫描如图9中a所示。将该芯片置于65℃，乙二胺的乙醇溶液中，碱基脱保护1小时，冷却后通入0.1nM的修饰有荧光分子Cy5的探针进行杂交，37℃杂交反应1小时，洗去未反应探针，再于芯片扫描仪上测试，如图9中b，每个点均显示出明显的荧光，说明此图层在用于芯片DNA合成后，可进一步应用于芯片表面DNA的杂交应用。
实施例8：芯片linker用于DNA合成
本实施例采用巯基乙醇修饰碱洗后的涂层，然后进行DNA合成，实施步骤是将实施例1中的步骤6、7换成250mM的巯基乙醇，室温反应12h即可，其他步骤与实施例1相同。结果如图10所示，其能够实现DNA合成，可见该芯片涂层也是稳定的。
由以上实施例可知，本发明获得粘附性高的芯片涂层，其稳定地结合于金属表面。本发明所述芯片涂层在热水和碱性条件下稳定，具有较好的导电性，加电稳定，抗DNA合成所需有机溶剂，对于后续的DNA合成以及其他应用极其有利。本发明的涂层包含如下应用：在芯片上DNA合成；疾病标志物芯片检测，用于开发POCT的芯片试剂盒；高通量芯片筛选试剂盒。在芯片linker再利用和芯片后续杂交检测应用中，本发明可解决现有涂层对水敏感、对热不稳定等问题。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (19)

1.一种芯片涂层，其特征在于，由儿茶酚胺类物质与正电荷胺类聚合物于金属表面共聚合形成聚合层，并通过将所述聚合层与羟基分子溶液接触以在所述聚合层上修饰羟基分子制得，其中，所述羟基分子溶液包含首末端分别为羟基和巯基的长链分子，所述长链分子的一端的巯基用于与涂层反应，所述长链分子的另一端的羟基用于合成DNA。
2.根据权利要求1所述的芯片涂层，其特征在于，所述儿茶酚胺类物质选自多巴胺、去 甲基肾上腺素和甲基肾上腺素中的一种或多种；所述正电荷胺类聚合物选自聚乙烯亚胺和 聚甲基丙烯酸N,N二甲基氨基乙酯中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的芯片涂层，其特征在于，所述儿茶酚胺类物质为多巴胺；所述正电荷胺类聚合物为聚乙烯亚胺。
4.根据权利要求1所述的芯片涂层，其特征在于，所述羟基分子为巯基脂肪醇。
5.根据权利要求4所述的芯片涂层，其特征在于，所述羟基分子为巯基乙醇。
6.根据权利要求1所述的芯片涂层，其特征在于，所述羟基分子为包含长碳链且含有酯基的羟基物质。
7.根据权利要求6所述的芯片涂层，其特征在于，所述羟基分子的长碳链的碳原子数为9～24。
8.根据权利要求1至7任一项所述的芯片涂层，其特征在于，所述金属的成分选自金、铂和铝中的一种或多种。
9.一种如权利要求1所述的芯片涂层的制备方法，包括以下步骤：
提供包含儿茶酚胺类物质和正电荷胺类聚合物的混合溶液；
将金属表面与所述混合溶液接触，并使所述儿茶酚胺类物质与所述正电荷胺类聚合物反应，在所述金属表面形成聚合层；
将所述金属表面的聚合层与羟基分子溶液接触，得到修饰有羟基分子的芯片涂层，其中，所述羟基分子溶液包含首末端分别为羟基和巯基的长链分子，所述长链分子的一端的巯基用于与涂层反应，所述长链分子的另一端的羟基用于合成DNA。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述儿茶酚胺类物质选自多巴胺、去 甲基肾上腺素和甲基肾上腺素中的一种或多种；所述正电荷胺类聚合物选自聚乙烯亚胺和 聚甲基丙烯酸N,N二甲基氨基乙酯中的一种或多种；所述金属的成分选自金、铂和铝中 的一种或多种。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述儿茶酚胺类物质为多巴胺；所述正电荷胺类聚合物为聚乙烯亚胺。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，使所述儿茶酚胺类物质与正电荷胺类聚合物反应的温度为50～80℃，时间为1～3小时。
13.根据权利要求9～12中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述金属表面的聚合层与羟基分子溶液接触之前，还包括：将具有聚合层的金属表面与碱性缓冲溶液接触的步骤。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述碱性缓冲溶液的pH值为8～14。
15.根据权利要求9～12中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述羟基分子溶液包含巯基脂肪醇。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述羟基分子溶液包含巯基乙醇。
17.根据权利要求9～12中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述羟基分子溶液包含长碳链且含有酯基的羟基物质。
18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述羟基物质的碳原子数为9～24。
19.如权利要求1～8中任一项所述的芯片涂层在合成DNA或制备芯片试剂盒中的应用。
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