基于微反應(yīng)腔陣列的寡核苷酸合成儀研究的開題報(bào)告

基于微反應(yīng)腔陣列的寡核苷酸合成儀研究的開題報(bào)告一、研究背景與意義核酸合成是生物學(xué)等領(lǐng)域中的基礎(chǔ)研究?jī)?nèi)容之一。在過去的幾十年中，隨著工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，核酸合成技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善。針對(duì)寡核苷酸的合成，常規(guī)的方法是在液相條件下進(jìn)行。然而，這種方法存在一定的局限性，如反應(yīng)速度慢、產(chǎn)率低、結(jié)構(gòu)中不能含有復(fù)雜的堿基序列等問題。為了克服這些局限性，研究者們開始嘗試?yán)梦⒎磻?yīng)腔陣列技術(shù)進(jìn)行寡核苷酸的合成研究。微反應(yīng)腔陣列技術(shù)能夠?qū)⒎磻?yīng)物固定在微米級(jí)的反應(yīng)腔中，并通過微型流體控制技術(shù)精確控制反應(yīng)條件，從而提高反應(yīng)速度和產(chǎn)率，并且可以合成復(fù)雜的堿基序列。本課題旨在通過建立一臺(tái)基于微反應(yīng)腔陣列的寡核苷酸合成儀，實(shí)現(xiàn)普通寡核苷酸合成技術(shù)的突破，并為核酸合成技術(shù)的發(fā)展提供新的思路和途徑。二、研究?jī)?nèi)容1.設(shè)計(jì)并制作微反應(yīng)腔陣列，對(duì)反應(yīng)腔形狀、大小、距離等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。2.建立反應(yīng)物的供應(yīng)系統(tǒng)和微型流體控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)物分別供應(yīng)以及不同反應(yīng)條件的實(shí)時(shí)控制。3.針對(duì)不同的堿基序列，設(shè)計(jì)相應(yīng)的反應(yīng)流程，并進(jìn)行微反應(yīng)腔陣列內(nèi)的寡核苷酸合成試驗(yàn)。4.對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)和分析，驗(yàn)證基于微反應(yīng)腔陣列的寡核苷酸合成技術(shù)的可行性和優(yōu)勢(shì)。三、研究方法1.設(shè)計(jì)和制作微反應(yīng)腔陣列基于MEMS技術(shù)，采用軟光刻技術(shù)制作模板，在聚酯薄膜表面通過紫外光刻形成一系列微反應(yīng)腔，將其與單個(gè)透明片結(jié)合形成微反應(yīng)腔陣列。2.建立反應(yīng)物的供應(yīng)系統(tǒng)和微型流體控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作微型泵、微型閥和微通道等，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)物分別供應(yīng)以及不同反應(yīng)條件的實(shí)時(shí)控制。3.合成寡核苷酸制備反應(yīng)物和反應(yīng)體系，開展基于微反應(yīng)腔陣列的寡核苷酸合成實(shí)驗(yàn)。4.反應(yīng)產(chǎn)物的檢測(cè)和分析采用毛細(xì)管電泳技術(shù)、電噴霧質(zhì)譜技術(shù)和核磁共振技術(shù)等對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)和分析。四、研究預(yù)期結(jié)果1.設(shè)計(jì)和制作基于微反應(yīng)腔陣列的寡核苷酸合成儀，驗(yàn)證其合理性和實(shí)用性。2.驗(yàn)證基于微反應(yīng)腔陣列的寡核苷酸合成技術(shù)的可行性，從而推廣應(yīng)用。3.探索核酸合成領(lǐng)域的新思路和新方法，促進(jìn)核酸合成技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。五、研究進(jìn)度安排1.前期準(zhǔn)備閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)微反應(yīng)腔陣列的參數(shù)和結(jié)構(gòu)，搭建基本實(shí)驗(yàn)室。2.制備微反應(yīng)腔陣列制作模板，采用軟光刻技術(shù)制備微反應(yīng)腔陣列。3.建立反應(yīng)物的供應(yīng)系統(tǒng)和微型流體控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所需的微型泵、微型閥和微通道等裝置。4.合成寡核苷酸制備反應(yīng)物和反應(yīng)體系，完成基于微反應(yīng)腔陣列的寡核苷酸合成試驗(yàn)。5.檢測(cè)和分析采用毛細(xì)管電泳技術(shù)、電噴霧質(zhì)譜技術(shù)和核磁共振技術(shù)等對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)和分析。六、參考文獻(xiàn)1.Ning,Y.,Meng,F.,Zhang,Y.,Cai,L.,&Lu,H.(2010).Anintegratedmicrofluidicsystemforthesynthesisofpeptidenucleicacidsviamicrowave-assistedsolid-phasechemistry.LabonaChip,10(4),452-458.2.David,R.S.,Haubert,K.,&Seeger,S.(2003).Microfluidictechnologiesforminiaturizedanalysissystems.AnalyticalandBioanalyticalChemistry,377(3),506-517.3.Liu,R.X.,Guo,Y.F.,&Liu,H.W.(2012).Recentprogressinmicrofluidicsyn