该文对如何降低分子信标固定化所带来的负面作用进行了深入的实验研究,以期提高信噪比.研究结果表明通过在载玻片表面修饰一层水凝胶薄膜,可为固定在其中的分子信标提供一个近似液相的环境,有效的解决了分子信标直接固定在玻璃表面时,固液界面引起的空间构像改变以及分子热力学等问题.我们首先设计了用于固定在固相载片上的具有独特结构的分子信标.其特点是在分子信标5端荧光素位置末端修饰有20个碱基的胸腺嘧啶(T)作为手臂分子,并在末端修饰有氨基,通过形成席夫碱可将该信标分子固定在修饰改性的琼脂糖或聚丙烯酰凝胶膜中.这20个碱基的胸腺嘧啶可以提高分子信标的柔韧性,显著减少了5端固定对分子信标发夹式结构稳定性的影响.然后我们优化了琼脂糖和聚丙烯酰水凝胶膜的制备、修饰条件,成功地在玻片表面修饰了用于固定分子信标微阵列的琼脂糖凝胶膜和聚丙烯酰胺凝胶膜,具体分析了它们的性质,并在起上制备了分子信标微阵列.将制备的分子信标与靶序列杂交后,虽然完全匹配探针与单碱基错配探针的荧光强度增值比没有液相环境中的大,但是仍可明显区分出完全匹配序列及单碱基错配序列.通过实时观测分子信标微阵列杂交过程,固定在琼脂糖凝胶膜和聚丙烯酰胺凝胶膜上的分子信标微阵列杂交后的结果表明:随着时间的延长,完全互补序列和单碱基错配序列的区分变得愈加容易.杂交完成后,完全匹配的探针荧光强度比单碱基错配的增强了三倍多.而在普通改性载玻片上,正配与单碱基错配的杂交荧光信号强度比通常只有1/(0.5-0.75).上述结果可以归因于这两种凝胶膜具有良好的孔性结构,它们在反应过程中为分子信标微阵列提供了近似液相的环境,从而保证了分子信标的高特异性.在实验中我们还发现,由于琼脂糖凝胶膜的孔系结构更为发达,不仅表现出较高的固定能力,而且在杂交过程中立体空间阻碍较小,因而对分子信标探针的固定能力较聚丙烯酰胺膜强,为区分完全匹配序列和单碱基错配序列所需反应时间也较短,而且两者的荧光强度差别更为明显.上述结果表明,这两种凝胶膜,尤其是琼脂糖凝胶膜,可望在基因组水平上应用于大规模、高通量的基因分析.