一种面向核酸合成的微反应器阵列芯片及其制备方法

技术特征：
1.一种面向核酸合成的微反应器阵列芯片，其特征在于：自上而下包括微反应器阵列以及基底芯片，其中，所述微反应器阵列为具有良好生物兼容性的纳米粒子固相载体，用于提供核酸合成所需的物理合成区域，所述基底芯片的材料为耐高温或耐高压材料，用于提供微反应器阵列形成的平面支撑。2.权利要求1所述面向核酸合成的微反应器阵列芯片的制备方法，其特征在于：首先对芯片基底表面进行疏水处理，获取疏水基底表面，然后配置适用于液滴滴定的纳米粒子溶液并通过各种试剂添加技术，对芯片基底进行滴定，最后通过调控三相接触线的移动实现纳米粒子的聚集，构建微反应器阵列；针对纳米粒子聚集之后的芯片，为保证在寡核苷酸合成过程中单液滴纳米粒子聚集结构的稳定性，采用加热、高温烧结或者高压的方式对纳米粒子微反应器进行固定，实现纳米粒子之间的稳定粘结；最后针对微反应器阵列进行功能化修饰，采用芯片式核酸合成技术，实现核酸高通量与高载量合成。3.根据权利要求2所述的面向核酸合成的微反应器阵列芯片制备方法，其特征在于：所述纳米粒子的材料为二氧化硅、硅、聚苯乙烯、四氧化三铁、纳米金、纳米银、纳米铜；所述基底芯片的材料为硅、铝硅铸铁、高铝铸铁、聚苯乙烯或碳基材料；所述试剂添加技术为喷墨打印、微流控技术、点胶技术或喷涂的方法。4.根据权利要求2所述的面向核酸合成的微反应器阵列芯片制备方法，其特征在于：通过改变所述纳米粒子溶液的浓度，控制所述纳米粒子的聚集尺寸。5.根据权利要求2所述的面向核酸合成的微反应器阵列芯片制备方法，其特征在于：纳米粒子在芯片表面实现聚集后，通过高温烧结的手段实现纳米粒子之间的紧密固定，构建片上多孔反应器阵列结构。6.根据权利要求2所述的面向核酸合成的微反应器阵列芯片制备方法，其特征在于：在纳米粒子聚集的过程中，通过改变基底芯片温度以控制所述纳米粒子的聚集速率。7.根据权利要求2所述的面向核酸合成的微反应器阵列芯片制备方法，其特征在于：通过合成芯片表面构建亲疏水图案，实现纳米粒子图案化聚集。8.根据权利要求2所述的面向核酸合成的微反应器阵列芯片制备方法，其特征在于：基于喷墨打印技术对碱基单体试剂和催化剂进行喷射，实现微反应器表面碱基单体的偶联；基于光敏酸脱保护原理，采用数字微镜技术对不同反应器位点进行光照，实现不同反应器位点的脱保护，用于下一步骤碱基单体偶联反应；基于电化学生酸原理，在不同反应器位点进行电化学反应，生成一定浓度的氢离子，实现碱基单体的脱保护反应。9.根据权利要求2所述的面向核酸合成的微反应器阵列芯片制备方法，其特征在于：通过使用高温烧结炉，以1-5℃/min的升温速率烧结并在900℃下保持1小时，以获取稳定的纳米反应器结构。10.根据权利要求2所述的面向核酸合成的微反应器阵列芯片制备方法，其特征在于：在纳米反应器表面修饰氨基、羟基、醛基或寡核苷酸单体作为有效作用基团或分子，从而提供寡核苷酸单体偶联的起始位点。

技术总结
本发明提供了一种面向核酸合成的微反应器阵列芯片及其制备方法，通过在合成芯片表面喷墨打印纳米粒子液滴阵列，同时结合三相接触线调控方法与高温烧结技术，从而构建具备高表面积的微反应器阵列芯片，实现高通量与高载量合成，提升合成芯片整体的合成产量，可应用于有机合成领域。有机合成领域。有机合成领域。


技术研发人员：栗大超 张祎 苏晓 李小平
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2021.12.22
技术公布日：2022/5/17