面向新一代生物芯片的多组分生物分子纳米阵列的构建

目前的生物微芯片技术由于受到检测灵敏度和检测通量的限制，越来越难以满足其在后基因组学和蛋白组学研究中的需要。尤其在重大流行性疾病的早期检测、疫苗和药物的研发、生化反恐等方面，对生物芯片的性能提出了更高的要求。本课题拟设计合成多功能光去保护分子修饰固体表面，控制生物分子在表面的非特异性吸附，利用近场光学曝光技术，激发表面纳米区域的光化学反应，实现生物分子在纳米尺度上的原位定位固定。结合微流控技术，输运不同生物分子至不同曝光区域，实现多组分生物分子的表面纳米定位固定，构建多组分生物分子纳米阵列。在此基础上，制备生物纳米芯片原型器件并测试芯片性能，力争使检测灵敏度较传统芯片有至少三个数量级的提高。

目前的生物微芯片技术由于受到检测灵敏度和检测通量的限制，越来越难以满足其在后基因组学和蛋白组学研究中的需要。尤其在重大流行性疾病的早期检测、疫苗和药物的研发、生化反恐等方面，对生物芯片的性能提出了更高的要求。纳米生物芯片是解决上述瓶颈问题的有效手段。多组分生物分子纳米阵列的构建及其信号读出是纳米生物芯片构建和应用的基础。本课题将自组装单分子膜的设计、制备与近场光学曝光方法和激光直写技术相结合，用简单的光学技术，结合分子的光化学反应，制备生物分子的纳米阵列，并研究了利用拉曼增强这一新颖的技术实现了纳米阵列信号的快速读出。同时，利用量子点模拟生物分子，实现了双组分量子点的表面定向固定和荧光读出。这些工作为纳米生物芯片的进一步发展和应用提供了全新的思路。最后，对所构建的纳米芯片进行的评价实验表明，该纳米阵列用于生物分子检测的灵敏度明显高于传统的微阵列芯片。