生物分子微阵列及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及生物检测技术领域，尤其涉及一种生物分子微阵列及其制备方法与应用。
背景技术
生物分子微阵列包含多种类型，如DNA微阵列、蛋白质微阵列、抗体微阵列、半抗原微阵列、碳水化合物微阵列等，生物分子微阵列广泛用于即时检测(Point-of-caretesting，POCT)技术中定性和定量检测生物样品中某种生物分子。其中DNA微阵列又称DNA阵列或DNA芯片，比较通俗的名字是基因芯片(genechip)，它是基因组学和遗传学研究的工具，研究人员应用基因芯片就可以在同一时间定量的分析大量(成千上万个)基因表达的水平，具有快速、精确、低成本的生物分析检验能力。
DNA微阵列广泛用于基因表达和基因分型，在高通量基因测序技术中也有用到DNA微阵列，DNA微阵列作为高通量测序中的流动池，如图1所示，现有的流动池是在活化玻片表面铺上一层带反应基团的高分子后再共价固定反应性引物(reactive primers)，然后在流动池内进行就地桥式PCR扩增形成有几千或上万同一种DNA分子的超大量单克隆簇和两种以上DNA分子的多克隆簇，最后在流动池里进行边合成边测序(Sequencing by Synthesis，SBS)得到DNA测序信息。但是由于只有单克隆簇才会产生有用的测序信息，而现有的流动池中通常只有约30％的簇是单克隆簇，其他高于60％的簇为多克隆簇，因此其产生的测序信息没有实用价值，导致产生的测序信息的信噪比较低，测序结果准确性较低，同时导致测序仪的检测通量较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物分子微阵列及其制备方法与应用，本发明制备的生物分子微阵列应用于DNA测序时能够提高单克隆簇比例，进而产生高信噪比的测序信息，提高测序结果的准确性，同时显著提高测序仪的检测通量。
为实现以上目的，本发明首先提供一种生物分子微阵列的制备方法，包括：
步骤一、提供固体基底；
步骤二、在所述固体基底表面形成间隔设置的数个反应区以及位于所述数个反应区外围的非反应区，所述反应区表面具有反应基团；
步骤三、利用所述反应区的反应基团固定功能高分子聚合物；
步骤四、在所述功能高分子聚合物上固定生物分子，得到生物分子微阵列。
在本发明的一些实施例中，所述固体基底表面设有间隔设置的数个特征结构，所述反应区形成于所述特征结构的位置。
在本发明的一些实施例中，所述步骤二包括：
在所述固体基底表面形成第一反应基团；
利用所述第一反应基团固定可裂解链接链分子；
对所述固体基底表面的可裂解链接链分子进行图案化裂解，形成间隔设置的数个反应区。
在本发明的一些实施例中，所述可裂解链接链分子本身不携带反应基团，所述可裂解链接链分子被裂解后暴露出所述固体基底表面的第一反应基团；
在图案化裂解过程中，所述反应区的可裂解链接链分子被裂解掉，所述非反应区的可裂解链接链分子未裂解。
在本发明的一些实施例中，所述可裂解链接链分子本身携带第二反应基团，所述可裂解链接链分子被裂解后第二反应基团消失；
在图案化裂解过程中，所述反应区的可裂解链接链分子未裂解，所述非反应区的可裂解链接链分子被裂解掉。
在本发明的一些实施例中，所述可裂解链接链分子本身携带被保护的第二反应基团，所述可裂解链接链分子裂解后第二反应基团消失并产生第三反应基团；
在图案化裂解过程中，所述反应区的可裂解链接链分子未裂解，所述非反应区的可裂解链接链分子被裂解掉；
图案化裂解后，对所述反应区的可裂解链接链分子的第二反应基团进行去保护，使所述第二反应基团恢复反应活性；对所述非反应区的可裂解链接链分子的第三反应基团进行保护，使所述第三反应基团失去反应活性。
在本发明的一些实施例中，所述数个反应区呈矩阵式排列。
在本发明的一些实施例中，所述数个反应区中，任意两个相邻的反应区之间的距离为0.5μm-20μm。
本发明还提供一种生物分子微阵列，采用上述生物分子微阵列的制备方法制备得到。
本发明还提供一种上述生物分子微阵列在DNA测序中的应用。
本发明的有益效果：
本发明通过在固体基底表面形成间隔排列的数个反应区，之后分别在数个反应区固定生物分子，从而形成排列有序的数个阵点，本发明制得的生物分子微阵列应用于DNA测序时能够提高单克隆簇比例，进而产生高信噪比的测序信息，提高测序结果的准确性，同时显著提高测序仪的检测通量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的DNA微阵列的制备方法的示意图；
图2为本发明实施例1的步骤2与步骤3的示意图；
图3与图4为本发明实施例1的步骤4的示意图；
图5为本发明实施例1的步骤5与步骤6的示意图；
图6为本发明实施例3的步骤3的示意图；
图7与图8为本发明实施例3的步骤4的示意图；
图9为本发明实施例3的步骤5的示意图；
图10为本发明实施例4将反应区的反应基团由COOH基团改变为NH2基团的示意图；
图11与图12分别为本发明实施例5的步骤3与步骤4的示意图；
图13示出了本发明实施例6的透明固体基底的特征结构以及反应区的位置。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明提供一种生物分子微阵列的制备方法，包括：
步骤一、提供固体基底。
具体的，固体基底的材料可以是不溶于水的稳定固体材料。固体基底可以是刚性的或柔性的。固体基底可以做成一种几何结构或几种几何结构的组合。
具体的，固体基底的大小和形状由检测方法的要求来定，固体基底的材料可以是无机晶体、无机玻璃、无机氧化物、有机高分子中的一种或几种的组合。固体基底的材料也可以是惰性的高分子聚合物，比如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚酮、聚脂肪醚、聚醚酮、聚醚醚酮、聚芳醚、聚酰胺-聚酰亚胺、聚酯、聚酯-聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚烯烃、聚环烯烃、聚乙烯醇、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物、多种高分子聚合物的混合物、高分子聚合物的卤代衍生物、高分子聚合物的交联衍生物等。
优选的，基于荧光检测的高通量基因测序仪的流动池选用高透明性的材料作为固体基底。透明固体基底最好是对250nm到800nm波长光的透过率高于90％，并在特定激发波长下的自体荧光低。同时，固体基底需要足够亲水从而减少非特性吸附，对有机溶剂和检测用溶液有强抵抗性，所述有机溶剂和检测用溶液例如是甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、稀酸、稀碱、合成表面活性剂、高盐度水溶液等。
透明固体基底可以是各种透明玻片，例如石英、熔融石英、碱石灰玻璃、硼硅酸盐玻璃等材质的透明玻片，以及各种透明塑料片、透明硅片、透明纤维片、透明尼龙片中的任一种。透明固体基底也可以是在有机高分子表面涂一层可以透光的金属氧化物形成的结构。
步骤二、在所述固体基底表面形成间隔设置的数个反应区以及位于所述数个反应区外围的非反应区，所述反应区表面具有反应基团。
具体的，所述步骤二包括：
在所述固体基底表面形成第一反应基团；
利用所述第一反应基团固定可裂解链接链分子；
对所述固体基底表面的可裂解链接链分子进行图案化裂解，形成间隔设置的数个反应区。
具体的，所述反应基团既可以为对所述固体基底进行活化处理后在所述固体基底表面形成的第一反应基团，也可以为与第一反应基团共价连接的可裂解链接链分子中的第二反应基团。所述反应基团用于与功能高分子聚合物发生反应从而将功能高分子聚合物固定于固体基底表面。
具体的，所述反应基团是可以发生点击反应的功能团，比如-N3基团、-C≡CH(三键)基团、-CH＝CH2(双键)基团、-CH＝CH-CH＝CH(共轭双键)基团等。
具体的，在所述固体基底表面形成第一反应基团的方法可以为：采用化学方法或/和物理方法对固体基底进行表面活化，活化后的固体基底表面上形成一层带活性的第一反应基团，该第一反应基团是可以和可裂解链接链分子反应形成共价键连接的功能基团，当固体基底为高分子聚合物时，所述第一反应基团也可以是高分子聚合物自带的反应基团。
具体的，第二反应基团可以是-OH、-NH2、-NHNH2、-ONH2、-CHO、-COOH及其活化酯(NHS、SO3H-NHS、Pfp...)、环氧基团、卤素基团、马来酰亚胺基团、-N3基团、-C≡CH(三键)基团、-CH＝CH2(双键)基团、-CH＝CH-CH＝CH(共轭双键)基团、-OSO3H、-SO3Cl、-SO3F、-SO3H、-SO2Cl、-SO2F、-SH等基团。
如图1所示，现有的生物分子微阵列中，固体基底表面形成的反应基团(R)无序且密集，因此在后续反应中连接的生物分子探针彼此之间的距离太近，相互影响，从而会影响样品的检测效果。
为了防止生物分子探针之间距离太近相互影响，本申请对形成固体基底表面形成的反应基团进行图案化处理，使其间隔规则排列，即，将反应基团限定在呈阵列排布的数个反应区内，所述反应区的形状可以为正方形、长方形、等边三角形排列等规则形状，可选的，任意相邻的两个反应区的间距相同，使数个反应区排列整齐，形成反应性微阵列。反应区(即微阵列点)的大小可以根据应用的需要进行调整，以反应区为圆形为例，反应区的直径可以为0.5μm-20μm(例如0.5μm、1μm、5μm、10μm、15μm、20μm)，当然，根据需要也可以小于0.5μm或者大于20μm。反应区的直径为1μm左右的微阵列点流动池可以用于高通量DNA测序应用。
在本发明的一些实施例中，所述数个反应区呈矩阵式排列，任意两个相邻的反应区之间的距离为0.5μm-20μm(例如0.5μm、1μm、5μm、10μm、15μm、20μm)。
可选的，固体基底的表面可以是平滑的，这样利于用光的检测方法进行检测，当然固体基底的表面也可以做成具有特征结构的图案化的表面。
在本发明的一些实施方式中，所述固体基底表面设有间隔设置的数个特征结构，所述反应区形成于所述特征结构的位置。
具体的，所述特征结构可以是固体基底上的小坑、圈、隔栏、突出点、凹点、进口、出口、通道、槽沟、衍射光栅等。所述特征结构可以使用微接触印刷、光刻、点样、喷墨沉积、摩擦、腐蚀、压纹、开槽、拉伸以及金属薄膜的斜沉积等技术形成。
可选的，图案化裂解的过程可以为：采用掩膜板(MASK)将所述固定基底表面不需要被裂解的区域遮挡住，需要被裂解的区域不进行遮挡。
在本发明的一些实施例中，所述可裂解链接链分子本身不携带反应基团，所述可裂解链接链分子被裂解后暴露出所述固体基底表面的第一反应基团；
在图案化裂解过程中，所述反应区的可裂解链接链分子被裂解掉，所述非反应区的可裂解链接链分子未裂解。
在本发明的另一些实施例中，所述可裂解链接链分子本身携带第二反应基团，所述可裂解链接链分子被裂解后第二反应基团消失；
在图案化裂解过程中，所述反应区的可裂解链接链分子未裂解，所述非反应区的可裂解链接链分子被裂解掉。
在本发明的另一些实施例中，所述可裂解链接链分子本身携带被保护的第二反应基团，所述可裂解链接链分子裂解后第二反应基团消失并暴露出第三反应基团；
在图案化裂解过程中，所述反应区的可裂解链接链分子未裂解，所述非反应区的可裂解链接链分子被裂解掉；
图案化裂解后，对所述反应区的可裂解链接链分子的第二反应基团进行去保护，使所述第二反应基团恢复反应活性；对所述非反应区的可裂解链接链分子的第三反应基团进行保护，使所述第三反应基团失去反应活性。
具体的，所述保护指的是采用保护基团与需要被保护的基团反应，使需要被保护的基团失去反应活性。
可以理解的是，本发明中使用的可裂解链接链分子在被裂解时需要具有较高的裂解效率。
具体的，根据不同的可裂解链接链分子的裂解要求的不同，本发明中使用的裂解方法可以是光解法或者化学裂解法等。
采用光解法对可裂解链接链分子进行裂解时，根据不同的可裂解链接链分子的裂解要求的不同，采用的光的波长可以是254nm、300nm、308nm、312nm、315nm、320nm、333nm、337nm、342nm、348nm、350nm、355nm、334-365nm、365nm、366nm、400nm、420nm或更高等。
采用化学裂解法对可裂解链接链分子进行裂解时，根据不同的可裂解链接链分子的裂解要求的不同，采用的化学试剂可以是酶、酸、碱、亲核试剂、亲电试剂、有机金属或/和金属催化剂、还原剂、氧化剂、F负离子等。
步骤三、利用所述反应区的反应基团固定功能高分子聚合物。
具体的，功能高分子聚合物是由单体聚合而成的大分子，其可以由一种单体聚合而成，也可以由两种以上的单体共聚合而成，其中，由两种单体共聚合而成的高分子聚合物是共聚物，由三种单体共聚合而成的高分子聚合物是三元共聚物。
通常由两种以上的单体共聚合而成的高分子聚合物还被称为无规聚合物，比如无规共聚物(由两种单体共聚合而成)和无规三元共聚物(由三种单体共聚合而成)。无规聚合物的单体间的链接位置是无规律的任意链接，无规聚合物的几种单体的摩尔比可以按应用需要任意变化。无规聚合物的通式为：-(M1)n1-(M2)n2-(M3)n3-(不同单体的聚合物之间有交联或者无交联)，其中n1、n2、n3是任意自然数，M1是单体1，M2是单体2，M3是单体3，M1、M2、M3在无规高分子聚合物中的位置是任意的。
具体的，可以聚合成功能高分子聚合物的单体例如是具有烯丙基、乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基等基团的单体、2-乙烯基-4、4’-二甲基阿扎内酯、缩水甘油羧酸、胺、酸酐、醛、脲、硫脲、异氰酸酯、硫代异氰酸酯等。
高分子聚合反应需要使用引发剂来引发单体发生聚合反应，所述引发剂比如是用于自由基高分子反应的AIBN系列引发剂、二苯甲酮引发剂等。引发剂在高分子聚合物上的残余是通过自由基反应或其他反应机理链接在高分子聚合物头和尾端上的引发剂部分。
带活性反应基团的功能高分子聚合物是由带活性反应基团的单体聚合而成，通常是由带活性反应基团的单体和不带活性反应基团的单体按特定比例共聚合而成。带活性反应基团的功能高分子聚合物的活性反应基团具有反应活性，可以和特定的另一种活性反应基团(比如可裂解链接链分子与生物分子携带的活性反应基团)形成共价键链接，所述另一种活性反应基团比如是-OH、-NH2、-NHR、-NH2OH、-NH2NH2、-N3、-C≡CH、-CHO、-COOH等。
只带一种活性反应基团的功能高分子聚合物可以是由带活性反应基团的单体聚合而成，也可是由带活性反应基团的单体和一种或两种以上不带活性反应基团的单体聚合而成，这样的功能高分子聚合物只带有一种活性反应基团。
带两种活性反应基团的功能高分子聚合物可以是由带两种活性反应基团的单体共聚合而成，也可是由带两种活性反应基团的单体和另一种或两种以上不带活性反应基团的单体聚合而成，这样的功能高分子聚合物带有两种活性反应基团。
步骤四、在所述功能高分子聚合物上固定生物分子，得到生物分子微阵列。
具体的，生物分子微阵列用于实现检测目的时，所述生物分子即可称为生物分子探针。
具体的，固定于固体基底表面的功能高分子聚合物用于作为支撑物来共价固定带活性反应基团的生物分子探针形成生物分子微阵列。比如功能高分子聚合物与生物分子探针之间形成酯键、酰胺键、醚键、胺基键、亚胺基键、肟基键、酰肟基键、腙基键、肼基键、硫酸酯基键、硫酰胺基键、硫酰肟基键、硫酰肼基键、磺酸酯基键、磺酸胺基键、磺酰肟基键、磺酰肼基键、硫醚键等共价键，点击化学反应形成的共价键(比如1，3-取代的三氮唑基团)，或其他共轭加成化学形成的共价键(比如CH＝CH2基团和CH＝CH-CH＝CH基团)。
只带一种活性反应基团的功能高分子聚合物和固体基底反应时，只有和固体基底靠得够近的活性反应基团才会和固体基底表面间隔规则排列的反应基团共价反应固定住功能高分子聚合物，大部分未反应的活性反应基团用来和带活性反应基团的生物分子探针反应共价形成生物分子微阵列。
带有两种活性反应基团的功能高分子聚合物中的一种活性反应基团用于和固定基底表面的间隔规则排列的反应基团反应来固定功能高分子聚合物，另一种活性反应基团用于和带活性反应基团的生物分子探针在特定反应条件下反应来固定生物分子探针形成生物分子探针微阵列。
共价固定了生物分子探针的微阵列表面(固体基底表面和功能高分子聚合物上)有剩余的反应活性基团可能会导致表面呈疏水性，需要共价固定反应性的亲水小分子来形成亲水表面。所述固体基底表面和功能高分子聚合物与亲水小分子之间形成的共价键比如是酯键、酰胺键、醚键、胺基键、亚胺基键、肟基键、酰肟基键、腙基键、肼基键、硫酸酯基键、硫酰胺基键、硫酰肟基键、硫酰肼基键、磺酸酯基键、磺酸胺基键、磺酰肟基键、磺酰肼基键、硫醚键等。
具体的，所述生物分子探针可以包括捕获探针和分析物探针，所述捕获探针用于捕获待测分析物，所述分析物探针用于对捕获探针捕获的待测分析物进行分析检测。
具体的，所述捕获探针和分析物探针可以是肽、蛋白质、酶、抗体、抗原、激素、糖基化肽、糖缀合物、契合寡聚物、碳水化合物、多核苷酸、寡核苷酸、寡肽、DNA等。
所述待测分析物是待分析的对象，待测分析物例如是DNA、RNA、蛋白质、碳水化合物、脂类、药物、候选药物、辅因子、代谢产物、有机分子、无机分子、金属离子等。
所述分析物探针可以带荧光基团或荧光淬灭基团，捕获探针可以带或不带荧光基团，检测的信号可以是荧光信号，分析物探针和捕获探针发生相互作用可以导致荧光信号增强或减弱。
DNA微阵列是指共价固定于流动池里的固体基底表面上的功能高分子聚合物上共价固定了DNA探针，DNA探针可以就地于流动池内扩增形成DNA簇达到足够的量以方便检测，DNA簇可以用来做高通量DNA测序。
本发明还提供一种生物分子微阵列，采用上述生物分子微阵列的制备方法制备得到。
本发明还提供一种上述生物分子微阵列在DNA测序中的应用。
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
一种生物分子微阵列的制备方法，包括：
步骤1、对透明固体基底进行活化处理。
用氧等离子体发生器和X-Y机械手在透明固体基底(25毫米×75毫米×0.5毫米玻片)表面引入带氧基团，将玻片基底样品放于X-Y机械手的铝扫描平台上，把要处理的面朝上离离子体源4毫米，设置等离子体发生器的参数为60W，氦气流速15升每分钟，氧气流速0.05升每分钟，等离子体扫描源速度为每秒20毫米，扫描次数1到10次，以调节透明固体基底表面上的羟基密度，活化处理好的透明固体基底可以马上用于形成一层NH2基团。
步骤2、用3-氨基丙基三甲氧基硅烷处理活化后的透明固体基底表面。
在带螺旋盖的聚丙烯芯片管内加入30毫升无水乙醇、500微升3-氨基丙基三甲氧基硅烷和20微升三乙胺，然后放入5片预先活化处理过的玻片后摇动3小时。把玻片取出来后用足量95％乙醇清洗，用氩气吹干后放于110℃烘箱里退火处理5分钟，在活化后的玻片表面形成一层NH2基团(即第一基团)，如图2所示。制备好的玻片要立刻用于下一步共价固定一层可裂解链接链分子于玻片表面上。
步骤3、带NH2基团的玻片表面上共价固定1-(溴甲基)-2-硝基苯(即可裂解链接链分子)。
在2毫升5mM的无水乙醇中加入2.16mg 1-(溴甲基)-2-硝基苯，再加入2微升6mM的二异丙基乙胺(Diisopropylethylamine，DIPEA)，溶解混匀后滴加到带NH2基团表面的玻片表面上，静置3小时，用乙醇冲洗，用氩气吹干，在带NH2基团的玻片表面上固定了不带反应基团的可裂解链接链分子，如图2所示。
步骤4、光解步骤3得到的玻片表面的形成NH2微阵列(即反应区微阵列)。
如图3所示，使用365nm的紫外光光解在上述步骤3得到的带NH2基团的玻片表面上固定的不带反应基团的可裂解链接链分子，紫外光照射过程中，对非反应区进行遮挡，避免非反应区的可裂解链接链分子被裂解掉，仅照射反应区(圆圈内，反应区直径为1μm)1分钟，光照后反应区内的可裂解链接链分子被裂解掉，暴露出固体基底表面的NH2基团(如图4所示)，反应区内的R表示NH2基团。
步骤5、在步骤4得到的数个反应区表面固定功能高分子聚合物形成功能高分子微阵列。
在室温下，将步骤4得到的带有NH2微阵列的基底玻片做成高通量测序的流动池表面，在流动池中加入0.5毫升N，N-二甲基丙烯酰胺-2-乙烯基-4，4’-二甲基阿扎内酯共聚物Poly(DMA-co-VAL)的无水乙腈溶液，配方为：在25毫升乙腈溶液里添加15微升三乙胺与87.0毫克的N，N-二甲基丙烯酰胺-2-乙烯基-4，4’-二甲基阿扎内酯共聚物(50％DMA和50％VAL二元聚合物)。轻轻翻滚摇动19小时后取出流动池，用足量的乙腈冲洗后吹干，得到功能高分子聚合物微阵列(如图5所示)。
步骤6、制作寡核苷酸引物微阵列。
把25μM 5’H2N标记的寡核苷酸引物(即DNA)加入50mM pH8.5的磷酸钠溶液中，然后将磷酸钠溶液加入上述步骤5得到的功能高分子聚合物微阵列流动池里。然后在75％湿度下放置4-18小时后用蒸馏水冲洗干净，吹干，得到寡核苷酸引物微阵列，如图5所示，CL为可裂解链接链分子，R为NH2基团(第一反应基团)，10为功能高分子聚合物。该寡核苷酸引物微阵列可用于基因的高通量测序。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，所述步骤1中，对透明固体基底进行活化处理的方式不同。该实施例2中，对透明固体基底进行活化处理的方式为：玻片在0.5wt％SDS水溶液中超声处理20分钟后用去离子水彻底清洗干净。随后在29wt％氨水、30wt％过氧化氢、去离子水的体积比为1:1:5的混合溶液中超声处理20分钟后用去离子水彻底清洗干净。再在38wt％HCl、30wt％过氧化氢、去离子水的体积比为1:1:6的混合溶液中超声处理20分钟，之后用去离子水彻底清洗干净。处理好的玻片放置于去离子水中保存，使用时取出用氩气吹干，之后在110℃烘烤5分钟，这种预先活化处理过的玻片的水接触角小于10度。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，步骤3中，在带NH2基团的玻片表面上共价固定的可裂解链接链分子为4-(溴甲基)-3-硝基苯甲酸，所述4-(溴甲基)-3-硝基苯甲酸本身携带COOH基团(即第二反应基团)。
在2毫升无水乙醇中加入2.6mg 4-(溴甲基)-3-硝基苯甲酸和2微升6mM二异丙基乙胺，然后将混合溶液滴加到带NH2基团的玻片表面上，静置3小时，用乙醇冲洗，用氩气吹干，如图6所示，在带NH2基团的固体基底固定了带有第二反应基团的可裂解链接链分子。
步骤4中，按如图7所示的方法对固体基底表面的可裂解链接链分子进行光解形成呈阵列排布的数个反应区，光照时，所述反应区未受到光线照射，所述反应区(圆圈内)的可裂解链接链分子未被光解，具有COOH基团(即第二反应基团)，所述COOH基团具有反应活性，所述非反应区(圆圈外)的可裂解链接链分子被光解掉，暴露出固体基底表面的NH2基团(即第一反应基团)，之后将所述非反应区的NH2基团保护起来，使其失去反应活性(如图8所示)，保护方法为：在2毫升DMF中加入5微升乙酸酐(Ac2O)和2微升三乙胺混匀后滴加在光解后的玻片表面上，静置2小时后用DMF冲洗，再用乙醇冲洗后吹干。
所述反应区(圆圈内)的可裂解链接链分子的COOH基团即为第二反应基团，用于在步骤5中与功能高分子聚合物通过共价键连接，如图9所示，CL为可裂解链接链分子，R为COOH基团(第二反应基团)，CL’为可裂解链接链光解后的产物，是不反应基团，10为功能高分子聚合物。
实施例4
实施例4与实施例3的区别在于，步骤3中，将实施例3中形成的COOH微阵列进一步转化为NH2微阵列，也即是说，将反应区的反应基团由COOH基团改变为NH2基团，如图10所示。
配制混合溶液：120微升水、80微升5M的NaCl、1毫升DMSO、400微升1M的NHS、400微升新鲜配制的1M EDC(EDC溶解于pH值为5的5mM咪唑盐酸盐溶液中)，共2毫升，混合后放置40分钟，然后在混合溶液中加入40微升2M溶解在DMSO中的LiCl溶液和400微升10mM的H2NCH2CH2NHBoc进一步混合，之后将进一步混合的溶液滴加到实施例3步骤3获得的带有COOH微阵列的玻片表面上。静置2小时后用DMSO冲洗，然后滴加三氟乙酸(Trifluoroaceticacid，TFA)在玻片表面后静置10分钟，用水冲洗，最后用乙醇冲洗，吹干，从而将实施例3步骤3中形成的COOH微阵列转变为NH2微阵列。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于，步骤3中，带NH2基团的玻片表面上共价固定的可裂解链接链分子本身携带受保护的第二反应基团，如图11所示。
在2毫升5mM的无水乙醇中加入3.59mg叔丁基(4-(溴甲基)-3-硝基苯乙基)氨基甲酸酯和2微升6mM的二异丙基乙胺，然后滴加到带NH2基团的玻片表面上，从而在玻片表面固定了带有受保护的第二反应基团的可裂解链接链分子，如图11所示，可裂解链接链分子携带的第二反应基团为NH2基团，NH2基团的保护基团为Boc基团。
步骤4中，对非反应区的可裂解链接链分子进行光解，使非反应区的可裂解链接链分子被裂解掉，露出固体基底表面的NH2基团(即第一反应基团)，之后采用乙酸酐(Ac2O)对非反应区的NH2基团进行保护，使其失去反应活性，然后再去除反应区的可裂解链接链分子中的NHBoc基团的Boc基团，从而在反应区形成NH2基团(即第二反应基团)，形成NH2微阵列，如图12所示。
实施例6
实施例6与上述实施例1至实施例5的区别在于，透明固体基底的表面不是平滑的，而是具有间隔设置的数个凹槽(特征结构)，所述数个反应区分别位于所述数个凹槽的位置，所述第二反应基团位于所述凹槽的底部，如图13所示。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
