什么是光纤微珠芯片:光纤微珠芯片的特点原理

光纤微珠芯片(beadarray microarray)是利用无孔无荧光硅珠阵列(beadarray)的技术制备的一种芯片,是新一代的基因芯片。

光纤微珠芯片具备如下特点:

①密度高,该类芯片是目前最高密度的芯片制备技术,每平方厘米有约400万个点(微珠);

②上样量低,每个芯片在一轮反转录的情况下仅需50~100ng RNA;

③重复性高,芯片设计中的“无序自组装”方式以及每种类型微珠的30倍重复的特点保证了芯片的高重复性;

④数据准确性高,定量PCR(qPCR)是检验芯片数据的黄金标准,实验表明全基因组表达芯片(Human-6,Humanref-8)和qPCR相关系数 =0.93,特定基因组研究芯片和qPCR相关系数 =0.97;

⑤100%质量控制,芯片生产过程中采用专利的解码技术,质量控制能深入到每张芯片上每个微珠的每个特性,保证数据的可靠性和重复性;

⑥性价比高,光纤微珠芯片价格是传统商品化芯片的1/2~1/3,有效降低了芯片成本。

光纤微珠芯片设计的基本原理,其主要组成元件是光导纤维和纳米材料(微珠),探针连接在微珠上,每个探针由两部分组成:23bp的地址序列(address)和50bp的探针序列。地址序列对每种微珠进行编码,特异对应于某个微珠,而探针序列则代表某个基因的特异片段。探针在合成纯化后与微珠通过化学反应连接,每个微珠可以连接100万左右相同的探针,为保证充足的探针数目,每个微珠还设计了30个重复。

将不同类型的微珠进行混合形成“微珠池”,将若干束微小光纤插入微珠池,每5万根光纤组成一束,每根光纤的末端有一个用化学方法蚀刻的微孔,每个微孔内恰好仅可容纳一个直径为3μm的微珠,微珠以“无序自组装”的方式随机进入光纤束上的微孔组装成芯片。

将从样本中提取的mRNA反转录成cDNA,并进一步产生cRNA(通过掺入带荧光标记的核苷酸进行标记),带有标记的cRNA与微珠上的特异性探针杂交。从激光扫描仪上发出激光通过光纤传递给荧光素,后者发出的光又通过光纤传递给检测器。

最后,采用解码流程对芯片上微珠的类型、位置、数量、信号强弱进行解读,如果某个微珠的质量控制不达标,该通道将被关闭。解码过程同时完成了对芯片信息的采集以及100%的质量控制。

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