[发明专利]用于利用变性功能在微阵列中活性杂交的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于利用分离的变性功能活性杂交的方法。

背景技术

微阵列作为现代分子生物学的研究体系而已知。而其允许以少量的生物样品材料进行数以千计的单个检验的平行分析。与之相应地，已确立了不同形式的微阵列，所述微阵列按照其相互作用的类型分类。属于此的一方面是基于核酸的微阵列，所述微阵列例如用于检验生物体的特定基因的DNA，mRNA或者rRNA。为此，将与mRNA互补的PCR产品的cDNA、寡核苷酸或者片段印在基板材料（“斑点微阵列”）上。在“寡核苷酸微阵列”中，将合成制成的寡核苷酸施加到例如玻璃基板上。在基板上作为探针起作用的寡核苷酸在该基板上在最小的空间上形成尽可能大的信息密度-类似于计算机芯片，从而也习惯将微阵列称作“基因芯片”或者“生物芯片”。

作为其他的实施方式已知蛋白质阵列，所述蛋白质阵列检验例如抗原-抗体-，酶-底物-，受体-蛋白质-或其他蛋白质-蛋白质-相互作用。也可以对核酸在蛋白质上的结合进行检验和定量。

在微生物学中使用微阵列时，将来自通常经过加工和预处理的样品的生物分子供给到微阵列上，在此在各位置（“斑点”）上发生特定的结合反应，所述结合反应随后给出关于在样品中某种分子，例如DNA片段的存在的信息。该结合反应的前提在于DNA或者RNA以单链存在，从而事前的变性步骤是不可避免的。在一般先进的自动化中，存在大量方法，在设备单元内部进行尽可能多的分析单个步骤，以节省时间和成本。此外使用了微型泵，利用所述微型泵在设备单元内运输极少量的样品量，对此参见文献例如US 2004/0141856A1。

另一方面，微阵列的探针上的实际结合过程或杂交可能需要数小时，因为颗粒的运动遵循布朗分子运动，并且因此仅缓慢进行。此外，仅仅一部分存在于样品中的目标分子由此到达各自的捕获器结构，也就是说探针。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法，即该方法包括：生物分子的变性，例如将以双链存在的核酸熔解为单链；以及将经变性的生物分子结合到微阵列的探针上，并且加速原本的杂交，而不对分析的灵敏度产生负面的损害。

因而本发明的主题为用于在微阵列的至少一个探针上活性杂交的方法，所述方法包括以下几个步骤：

a）准备具有反应成分的样品液体，

b）将样品液体导入到具有泵区段中，所述泵区段具有：至少一个泵单元；至少一个温度受控的变性单元；和至少一个与变性单元在空间上分离的温度受控的、带有至少一个微阵列的反应区域，

c）泵送所述样品液体，

d）在所述变性单元中对所述样品液体的反应成分进行变性，并且

e）在所述反应区域中的微阵列的至少一个探针上杂交经变性的成分。

在微阵列上的杂交一般通过在样品液体中生物分子的扩散运动来发生。所述扩散运动可以借助振摇或振动样品液体进行。对此，已知各种系统，例如Bio Micro Systems Inc.的Mau^?Mixer。相对于此，按照本发明的方法提供了决定性的优点，即通过样品液体的泵运动支持所述扩散过程。通过泵送可以产生均匀的、受控的样品液体流，所述样品液体流使得在探针上保留有总是足够数量的待结合的粒子。因此，如在扩散控制的过程中总是存在的待结合的粒子的贫乏将被克服。具有微阵列的反应区域既可以由样品液体直接流入，又可以布置在反应室内。然而在任何情况下都必须确保在微阵列的一个或者多个探针上的均匀的、受控的流。此外，所述反应区域可以配备有多个微阵列，在所述微阵列上分别布置有一个或者多个探针。

在实施方式之一中，将所述泵区段布置为循环回路，这附加地支持了微阵列的探针上的均匀的、受控的样品液体流。泵送速度如此设计，即样品以几毫米/分钟在反应区域中流动。这支持了在其他情况下受扩散限制的杂交反应。例如核酸在约54℃时进行杂交反应。

其他积极的效果通过以下方式产生，即变性单元与反应区域在空间上分开，从而使得首先能够实施单链的变性。在核酸的情况下，将用于将双链熔解成单链的样品液体导引到更高温度（例如94℃）的范围内。核酸作为单链在样品中的存在是用于随后布置的反应区域中的微阵列（杂交）的探针上的紧接着的结合的前提。通过增加可支配的单链分子来改善在微阵列的斑点上的结合反应的速度以及灵敏度。在下述情况下情况如此：所述泵区段构造为圆形，并且将已经重新或者一直仍然以双链分子存在的核酸循环地输送给重新的变性和接下来的杂交。因此，尚未结合的分子能够在下一轮中结合到微阵列的探针上。