ИЗГОТОВЛЕНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ МИКРОЧИПОВ БЕЛКОВ И ДНК МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОНАПЫЛЕНИЯ
Морозов В. Н., Морозова Т. Я.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино; Лаборатория микроскопии биомолекул, Нью-йоркский университет, Нью-Йорк, 10003 США
Предложен новый подход
к созданию миниатюрных многокомпонентных чипов, основанный на
использовании явления электрораспыления (ЭР) растворов биологических
и биологически-активных молекул. Электростатическое поле контролирует
движение электрически заряженных продуктов электрораспыления (субмикронные
капли, кластеры и\или отдельные ионы), направляя их на заданные
участки подложки. Простейший способ такого контроля заключается
в напылении через диэлектрическую маску с сеткой отверстий. Освещение
определенных областей подложки, покрытой слоем фотопроводящего
полимера, может быть также использовано для контроля напыления.
Показано, что таким способом можно наносить пятна белков, ДНК
и низкомолекулярных органических веществ на подложки из разных
материалов, включая металлы, полупроводники, стекло, слюду, бумагу
и фильтры. Размер пятен можно варьировать в пределах от нескольких
мм до 1-2 микрон. При условии, что распыление каждого нового вещества
осуществляется после сдвига маски на некоторое расстояние, превосходящее
размер пятна, но меньшее, чем расстояние между отверстиями в маске,
идентичные многокомпонентные матрицы образуются под каждым отверстием.
Показано, что при соблюдении определенных условий (ток при
ЭР, растворитель, влажность, присутствие протекторов в растворе)
сохраняется 100% удельной ферментативной активности, сохраняется
антигенная активность белков и способность молекул ДНК к гибридизации
с комплементарными пробами. Поэтому электронапыление может быть
использовано при решении широкого круга задач при создании и массовом
производстве биосенсоров, библиотек веществ, матриц для многокомпонентного
анализа в фармакологических и медицинских исследованиях.
Метод электронапыления обладает следующими преимуществами
по сравнению с другими известными методами создания биочипов:
(1) высокое разрешение, позволяющее разместить, например,
все 105
генов человека
на чипе размером 1х1 мм2;
(2) высокую скорость параллельного изготовления идентичных
чипов, 105 указанных чипов могут быть изготовлены в
течение месяца на небольшой установке; (3) отсутствие перекрестного
загрязнения элементов матрицы и (4) отсутствие необходимости
в использовании сложных прецизионных роботов.