生物芯片技术光引导原位合成

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生物芯片技术中，光引导原位合成是一种特别适用于制造寡核苷酸和寡肽微点阵芯片的方法。它凭借其快速的合成速度、相对低廉的生产成本和便于大规模生产的优点，备受青睐。这种技术结合了照相平板印刷，即平板印刷与DNA和多肽固相化学合成的巧妙融合，能按照预设位置和序列，高效地合成大量寡核苷酸或多肽分子。

以美国Affymetrix公司为例，他们利用这项技术制造出大规模集成的Genechip。在原位合成过程中，寡核苷酸或多肽分子会与玻片通过共价键牢固连接。整个过程利用预先制作的蔽光板和修饰的四种碱基，通过光激活单体分子，实现固相方式的微点阵合成。在合成开始前，玻片首先被氨基化，并使用光不稳定保护剂保护活化的氨基。聚合用的单体分子一端被活化，另一端则由光敏保护剂防护。通过选择性透光和蔽光的挡光板，只在需要聚合的位置进行反应，确保单体分子只在特定位点发生偶联反应，每次反应都在大量位点上添加一个特定的碱基。

然而，照相平板印刷技术的每步合成效率较低，例如合成30个碱基对的寡核苷酸，最终的产率只有20%。为提高效率，有人尝试将光引导合成与半导体工业的光敏抗蚀技术结合，利用酸作为去保护剂，虽然将产率提升到了99%，但工艺复杂度也随之增加。因此，如何简化工艺并提高合成产率，是光引导原位合成技术目前面临的一大挑战。（图片见此处）

生物芯片技术是通过缩微技术，根据分子间特异性地相互作用的原理，将生命科学领域中不连续的分析过程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的准确、快速、大信息量的检测。按照芯片上固化的生物材料的不同，可以将生物芯片划分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和组织芯片。