[发明专利]通过磁性组装形成的微型设备阵列

说明书

本申请要求于2007年1月24日递交的美国临时申请序列号no.60/886370和2007年1月24日递交的美国临时申请序列号no.60/886373的优先权。

技术领域

本发明涉及部分(moiety)或分子的分离、分析、检测、操作和合成领域。更具体地，本发明提供了一种通过磁性组装形成微型颗粒阵列来对微型设备进行操作和展示的设备。

背景技术

基于颗粒的液体阵列技术提供了多种超越固定阵列的优势，例如部分附着的分批法、合成的简化、实施过程中成本的减少、自动化的简化以及增加的容易程度(即，可以向混合物中加入另一种颗粒)。固定阵列通常比液体阵列需要较廉价的读数设备(reading device)，并更顺应于档案存储，而且它们在需要高倍增(例如，基因表达)的应用中占据主导地位的原因是对部分的鉴别是通过位置来确认的，从而实际上允许使用固定阵列平台进行无限次的分析——通常用于基因表达的固定阵列显示了数千种不同部分的100s。相反，液体阵列要求每一个颗粒被编码以对每个颗粒所表现的部分进行鉴别。

已经使用了多种方法来解决液体阵列的编码和解码问题。一种广泛使用的方法是向磁珠中掺入荧光团(由流明克斯(Luminex)、英杰公司通过量子点(Invitrogen via Quantum Dots)，以及碧迪生物科学所使用(BD Biosciences))。荧光团以不同的比例混合从而产生编码结构和改变。使用基于荧光激活细胞分选仪(Fluorescence Activated Cell Sorters，FACS)的技术读出这些混合的荧光团所发射的波长和强度。虽然有效，但该技术受到染料的数量和可以被毫无疑义编码的强度的限制。目前，该方法的这种限制为100-200个编码。

生物阵列溶液公司(BioArray Solutions)已经使用了表面附近颗粒的由光控制的电动力学组装(Light-controlled Electrokinetic Assembly of Particles nearSurfaces，LEAPS)来在表面上形成磁珠阵列(WO 97/40385)。然而，这种LEAPS方法在可用的编码类型方面仍然受到与基于磁珠的技术相同的限制。

结合了平面阵列的优势和编码的微颗粒的系统将解决现有方法中许多固有的问题。伊鲁米娜有限公司(Illumina，Inc.)通过使用蚀刻的玻璃纤维来提供产生微磁珠阵列的方法已经部分地实现了该目标(例如，由费格森等人的“高强度光纤DNA随机微球阵列”，分析化学(Anal.Chem.)，72：5618-5624(2000)(“High-density fiber-optic DNA random microsphere array”，Ferguson et al.Anal.Chem.，72：5618-5624(2000))。该方法涉及将捕获分子(capture molecule)(例如，寡核苷酸)与微颗粒在溶液中结合然后将微颗粒持久地附着在与被蚀刻的玻璃纤维直接接触的固体载体上。对微颗粒上的捕获分子的鉴别可以通过其所结合的光纤电缆对颗粒进行的“可视化(visualization)”来进行鉴别。然而，这种结合是不可逆的并且在进行阵列时，颗粒保持为平面阵列的一部分——对它的鉴别是与其固定位置有关的。虽然通过液体方法或3D方法便利了阵列的制备，但在实际上阵列还是作为2D固定阵列使用。