[发明专利]制备高密度阵列的方法

说明书

背景

固定化的天然或合成的目标物质的高密度阵列允许在同一时间筛选分析物中是否存在特定的性质。已在许多技术领域证明了这种高密度阵列的用途，包括化学、遗传学、免疫学、材料科学、医药、分子生物学和药理学。例如，核酸高密度阵列可用于证实基因序列，检测遗传突变的存在与否，以及定性和定量检测基因产物的差异表达。类似地，肽高密度阵列可用于绘制引发免疫应答的表位序列图谱。此外，目标物质阵列可用于鉴定用来开发药物的化合物。

目前，用于构建待测物的高密度阵列的方法一般有两种。第一种，是将预制的天然或合成目标物质(如生物分子)单独地直接施加于支持物上的特定位置。支持物包括硝酸纤维素膜、尼龙膜、聚二氟乙烯膜、玻璃、硅或其它材料，可通过将支持物暴露于紫外线照射或通过焙烤支持物或其它技术将目标物质固定于支持物上。一种这样的方法公开于Pietu等人，“通过高密度cDNA阵列的定量杂交揭示的人肌肉中优势表达的新基因转录子”，基因组研究(Genome Research)，(1996)6：492-503，此处全文引入作为参考。已设计了多种设备以使应用方法自动化。

第二种构建高密度阵列的方法涉及，于支持物的特定位点上原位合成单独的目标物质。在一种这样的方法中，使用光合成化学以在支持物上独特位点处同时制备一系列不同的目标物质。在另一种这样的方法中，通过物理性地掩蔽或封闭支持物上的所选区域，且在未掩蔽的支持物上的部分进行所需化学合成反应，合成了目标物质。这种方法的实例公开于Fodor等人，“光指导的空间上可确定的平行化学合成”，科学，(1991)，251：767-777；美国专利5,436,327；Southern E.M.等人，“通过与寡核苷酸阵列杂交分析并比较核酸阵列；利用实验模型评价”，基因组学(Genomics)，1992，13：1008-1017，此处全文引入作为参考。

上述两种高密度阵列构建方法均有许多缺点。首先，一次仅能制备相对有限数量的相同阵列。第二，很难在生产中检查由这些方法制备的阵列以确定生产步骤的完整性。第三，用目前的方法无法将许多潜在的目标物质施加于支持物上，也不能于支持物上原位合成。另外，未描述由多于一种化学种类的待测物组成的阵列，如肽和核酸待测物组成的阵列。还有，这些方法仅能在具有相对有限厚度的片层上制备目标物质阵列。再者，每种方法只能制备区域面积尺寸相对有限的目标物质阵列。

因此需要制备高密度阵列的替代方法，其不具有已知高密度阵列制备方法中固有的缺陷。例如，该方法应能优选地可同时、快速且经济地制备大量相同的阵列。该方法应能使用多种多样的目标物质和支持物，包括不能被目前方法掺入阵列的待测物和支持物。该方法应能以多种厚度和尺寸制备多于二维的阵列，且可为除了平面形状之外的形状。另外，该方法应可制备具有多种目标物质区域面积的阵列，包括在一块阵列上不同目标物质的不相类似的尺寸的区域。而且，该方法应能制备来自不同类型或化学种类的待测物的高密度阵列，如肽和核酸待测物的阵列。此外，该方法应能使用预制的目标物质(或需要时于原位合成的目标物质)以结合这些方法的优点。

发明概述

根据本发明的一个方面，提供了一种制备目标物质的高密度阵列的方法，包括切割一束目标线的步骤，其中目标线包含目标物质，其中切割得到高密度阵列。该方法也包括稳定化线束，向线束中掺入其它物质，及检查高密度阵列的步骤。

本发明还提供了一种通过切割含有多个目标线的线束制备的高密度阵列，其中多个目标线包含目标物质。高密度阵列可具有存在于一个、两个或三个笛卡尔坐标上的目标物质。

本发明还提供了一种制备高密度阵列的方法，包括将包含目标物质线的膜卷曲或堆叠以制备线束的步骤。还提供了利用根据本发明制备的高密度阵列确证基因序列、检测遗传突变的存在与否、定性或定量检测基因产物的差异表达、绘制引发免疫应答的表位序列图谱、或用于鉴定用来开发药物的化合物的方法。

附图说明

参考下列描述、所附权利要求书及附图可更好地理解本发明的特点、方面和优点，其中：

图1-图3，描绘用包含本发明的目标物质的纤维束制备高密度阵列；

图4-图5，描绘用含膜的线束制备高密度阵列，其中膜具有根据本发明施加于膜上的目标物质的线；

图6-图8，描绘用包含多个膜的线束制备高密度阵列，其中膜具有根据本发明施加于膜上的已知目标物质的线；

图9-图11，描绘用包含卷曲膜的线束制备高密度阵列，其中膜具有根据本发明施加于膜上的已知目标物质的线；