物理吸附作用是简单粗糙的,下面用一个例子定性地感受一下。有研究者在2005年使用原子力显微镜和中子反射研究了一种抗体(小鼠抗人绒毛膜单抗体)在亲水性二氧化硅和水界面处的取向排列方式,结果显示:抗体主要以“平躺”的方式排列在界面处,即抗体的Fc和Fab端均与二氧化硅表面接触。在一些地方会形成2-15个抗体分子大小的不均匀团簇,不添加水的对比实验显示抗体在二氧化硅表面会形成更大的团簇。结果表明抗体与亲水表面的作用力很弱,相邻蛋白质之间的疏水引力是导致团簇形成的原因。
感受完这种粗糙度之后,2010年就有人把疏水蛋白引入到检测中,改善这种基质表面抗体堆积不均匀的情况。疏水蛋白能够自组装形成10nm厚的两亲性膜,疏水性一侧贴在疏水性的聚板上,亲水性的一侧伸向溶液中,可以物理吸附抗体,用于组装一抗。石英晶体微天平结果显示在pH=5时,聚板上形成一层致密的膜;X射线光电子能谱和水接触角测试显示疏水蛋白修饰后,疏水的聚板能够保持长达3个月的亲水性;原子力显微镜结果显示,连接到疏水蛋白上的抗体也终于站起来了,是一种“end-on”的取向排列。
以合成寡核苷酸探针为例,该技术主要步骤为:首先使支持物羟基化,并用光敏保护基团将其保护起来。每次选取择适当的蔽光膜( mask )使需要聚合的部位透光,其它部们不透光。这样,光通过蔽光膜照射到支持物上,受光部位的羟基解保护。因为合成所用的单体分子一端按传统固相合成方法活化,另一端受光敏保护基的保护,所以发生偶联的部位反应后仍旧带有光敏保护基团。因此,每次通过控制蔽光膜的图案(透光与不透光)决定哪些区域应被活化,以及所用单体的种类和反应次序就可以实现在待定位点合成大量预定序列寡聚体的目的。
按照芯片上的探针对微阵列芯片进行分类,有核酸芯片、蛋白质芯片和组织芯片等,目前应用泛的是核酸芯片,核酸芯片又有两种类型,分别是cDNA微阵列和寡核苷酸微阵列。
cDNA基因文库由PCR产物组成,为双链结构,长度一般在数百至数千碱基对,因而芯片的杂交条件对每个基因不能保证是的,假阳性率较高,因此,判定cDNA微阵列的终结果时,有必要对筛选出的基因进行测序。在应用cDNA微阵列进行研究时,一般需要提供一个对照样本,将其与需要研究的标本给予不同的标记,将二者灯亮混合后共同注入芯片进行孵育。扫描后得到的原始数据是各个单元格中信号强度的比率。