[发明专利]不同表面密度的分子的制备和应用

说明书

关于联邦资助研究开发的声明

本发明部分工作受美国国立卫生研究院经费资助(NIH，项目号：R21CA126209和R43 GM076941)。

相互参照相关应用

本发明优先日为美国临时申请专利，专利号No.60/817,498，申请日，该专利于2006年6月29 日递交。该专利申请在此编入参考。

发明背景

发明领域

本发明涉及微阵列合成的定量和数量的方面以及用微阵列作为脱离微阵列表面应用的合成分 子的高容量制备器件和用微阵列作为在微阵列表面应用的分析器件.

本发明特别涉及到在一个微阵列的不同位点控制表面分子密度来制备一个密度变化阵列的方 法。这些阵列可以用于在阵列表面或脱离表面的应用，如用于高通量定量测量蛋白结合、核酸结合 及生物标志物的灵敏检测。阵列所包含的密度变化位点可用于获得分子化合物的结合和解离曲线， 并且对于有精确检测需要的临床医学应用有特殊的价值。

本发明也涉及修饰微阵列表面的领域，用于至少提高平行阵列合成分子数量至10倍以上。这 些高容量阵列将在阵列表面或脱离表面的情况下应用于基因组或蛋白质组范围的检测分析。分子的 修饰也提供了大量材料用于准备纳米阵列、单分子阵列、结构研究或核酸、蛋白和多聚糖的序列分 析或其他类型的生物多聚物和嵌合生物多聚物、亲和纯化、药物筛选、生物标志物检测、遗传分析、 核酸图谱、蛋白或其他类型的生物分子表达谱、临床诊断及病患样品分析、序列文库制备、基于微 珠的核酸序列文库制备、蛋白、多肽和其他类型分子的文库制备。

本发明也涉及到合成包含修饰分子阵列的方法。阵列上所合成的分子将在阵列表面或脱离表面 应用于基因组或蛋白质组范围的分析。分子修饰将提供独特的配体阵列用于不仅可以分析蛋白质、 核酸、糖，也包括细胞和细胞生物，分子修饰也提供大量的材料用于准备纳米阵列、单分子阵列的 制备、核酸、蛋白质、多糖、其他类生物聚合体和嵌合生物聚合体的结构和序列分析、亲和纯化、 药物筛选、生物标志物检测、遗传分析、核酸图谱、蛋白或其他类型的生物分子的表达谱、临床诊 断及病患样品分析、序列文库制备、基于微珠的核酸序列文库制备、蛋白、多肽和其他类型分子的 文库制备。

相关现有技术的描述

基因组学(在这里基因组学广泛定义为细胞分子及其相互作用相关的科目，包括核酸、蛋白、多 肽、糖、脂质、代谢分子和其他功能分子)和相关科学的快速发展创造了微型化技术的需要。众所 周知，每一轮在现有技术上进一步微型化都需要在方法和器件上有重大进展。当今，受人关注的人 类基因组中的30亿碱基对和超过十万个蛋白及其异构体正是需要微型化技术研究的一个明显的例 子。对于这么大数字的遗传密码和它们的产物，已经有大量关于对它们的分析(找出编码子)和做表 达谱(检测它们有多少存在，及存在的数量)的信息。这些信息对于从根本上理解细胞分子关联准则， 鉴定个人遗传问题、健康状况、疾病状况、药物反应、免疫反应是必要的。

对生物分子进行分析和做表达谱要求保证特异性和灵敏性。虽然这些对于当前很多分析手段来 说普遍具备，但这些分析方法一次只能进行一个反应或分析。在理想情况下，至少样品的一种成分 不存在竞争(或交叉反应的可能)。因此，获得的结果可能是特异性的。例如，用Northern杂交来分 析RNA需要选择一个特异的探针与靶标分子杂交来与其他非特异探针竞争。另一个例子是，在蛋 白激酶分析试剂盒需要包括蛋白激酶和一个多肽作为酶的底物或是在蛋白激酶分析试剂盒里需要 包括蛋白激酶、多肽和一个用于衡量酶活性或抑制影响的多肽抑制剂。传统分析的结果由于其简单 的实验条件而变得更加可靠。这些实验不需要较多的重复或是检测特异性的完整曲线。