專利名稱：：可設(shè)計的分子條碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本方法、組合物和設(shè)備涉及分子條碼(molecularbarcode)領(lǐng)域。本發(fā)明的具體實施方式涉及從有機(jī)聚合物骨架構(gòu)建分子條碼的方法。通過將標(biāo)簽(tag)連接于骨架上不同的位置，使用同一骨架可以產(chǎn)生多種分子條碼。在其它實施方式中，分子條碼可以包括探針區(qū)域(proberegion)和一種或多種碼組分(codecomponent)。在其它實施方式中，分子條碼可以包括聚合物拉曼標(biāo)記，連接于一個或多個探針以檢測靶分子。
背景技術(shù)：
：生物分子的檢測和/或鑒定可用于多種應(yīng)用，用于醫(yī)學(xué)診斷、法醫(yī)學(xué)、毒物學(xué)、病理學(xué)、生物戰(zhàn)、公共衛(wèi)生和許多其它領(lǐng)域。雖然被研究的生物分子的主要類型是核酸和蛋白質(zhì)，但對其它生物分子也感興趣，例如糖類、脂類、多糖、脂類、脂肪酸和其它感興趣分子。存在對快速、可靠和低成本的生物分子鑒定方法、區(qū)別相似生物分子的方法以及分析大分子復(fù)合體如病原孢子或微生物的需要。核酸檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法，例如DNA印跡法、RNA印跡法或與核酸芯片結(jié)合，都依賴于熒光、化學(xué)發(fā)光或放射探針分子與靶核酸分子的雜交。在基于寡核苷酸雜交的測試中，在序列中與靶核酸互補(bǔ)的標(biāo)記寡核苷酸探針被用于與核酸結(jié)合并檢測核酸。最近，DNA(脫氧核糖核酸)芯片已經(jīng)被設(shè)計，其可以包含上百個或上千個連接的寡核苷酸探針，以結(jié)合靶核酸。不完全互補(bǔ)的序列之間的核酸雜交可能產(chǎn)生靈敏性和/或特異性問題?；蛘?，樣品中存在的低含量靶核酸可能檢測不出。多種技術(shù)可用于鑒定蛋白質(zhì)、多肽和肽。通常地，這些都涉及抗體的結(jié)合和檢測。雖然基于抗體的鑒定相當(dāng)快速，但這些測試有時顯示高水平的假陽性或假陰性。這些測試的成本高而且同時測試一個以上靶是困難的。進(jìn)一步，這些方法要求在進(jìn)行測試之前，針對感興趣的靶蛋白，制備出抗體。在分子生物學(xué)、基因組學(xué)、疾病診斷和藥物響應(yīng)預(yù)測中的許多應(yīng)用都涉及核酸序列變體的鑒定。已有的核酸測序方法，包括桑格雙脫氧測序法和通過雜交測序，都趨于相對緩慢、昂貴、費力而且可能要用到放射標(biāo)簽或其它有毒化學(xué)品。已有的方法也受限于在一個反應(yīng)中所獲得的序列信息數(shù)量，通常到大約1000個堿基或更少。存在對更加快速、成本有效的和自動化的核酸測序方法的需要。附圖簡述以下的附圖形成本說明書的一部分，并且被包括以進(jìn)一步示范說明本發(fā)明公開實施方式的某些方面。通過參照一個或多個這些附圖，并結(jié)合這里提供的詳細(xì)說明，可以較好地理解這些實施方式。圖1說明用支鏈120和標(biāo)簽130修飾的有機(jī)骨架110產(chǎn)生條碼100的示例性方法。條碼100可以包括能與靶結(jié)合的探針部分150。標(biāo)簽130可以接受另外的修飾，例如通過與抗體140結(jié)合。圖2說明用同一骨架產(chǎn)生不同條碼201、202、203的示例性方法。標(biāo)簽240、250、260可以被放在不同位置，以產(chǎn)生可區(qū)分的條碼201、202、203。條碼201、202、203與靶的結(jié)合可以通過連接于條碼201、202、203上的探針部分210、220、230進(jìn)行介導(dǎo)。圖3說明具有單鏈核酸骨架的幾個條碼301、302、303、304的例子。標(biāo)簽310、320、330在骨架上各個不同位置被添加，以產(chǎn)生不同的光譜，為例如拉曼光譜所鑒定。在條碼302、303、304上不同位置連接同一標(biāo)簽330的條碼可產(chǎn)生可區(qū)別的拉曼光譜。圖4說明圖3中公開的條碼所產(chǎn)生的拉曼光譜的例子。條碼301、302、303和304出現(xiàn)在同一圖中。圖5說明用連接有一個或多個標(biāo)簽510的已知序列的多個短寡核苷酸520產(chǎn)生條碼的示例性方法。通過與模板分子500雜交，可將寡核苷酸-標(biāo)簽分子組合成條碼。模板500可包括用于寡核苷酸-標(biāo)簽雜交的容器部分(containersection)540和用于與靶分子如核酸結(jié)合的探針部分550。在可選的實施方式中，探針550可包括，例如，可以與蛋白質(zhì)、肽或其它靶類型結(jié)合的適體序列。圖6表示產(chǎn)生條碼的示例性方法的示意圖，包括通過將標(biāo)簽部分連接于寡核苷酸或核酸，構(gòu)建碼組分601、602、603、604；形成模板606以及將碼組分與模板605雜交，形成條碼607。圖7表示用圖6的方法所產(chǎn)生的條碼鑒定互補(bǔ)靶鏈(complementarytargetstrand)存在與否的示例性方法的示意圖。圖8表示幾個拉曼標(biāo)簽801、802、803、804、805、806產(chǎn)生的SERS(surfaceenhancedRamanspectroscopy(表面增強(qiáng)拉曼光譜))光譜圖的例子。圖9說明聚合物拉曼標(biāo)記910的例子。單體單元901、902通過共價鍵906相連，該共價鍵由連接于骨架909的功能基904、908與生長聚合鏈的末端處另一功能基904、908的相互作用產(chǎn)生。任選地，可添加另外的單元903。圖10表示產(chǎn)生聚合物拉曼標(biāo)記的示例性方法的示意圖。用固體支持物1001附著組分1005(例如聚合物拉曼標(biāo)記的一部分)。組分1005的開口端1104被去保護(hù)，并通過單體單元1010的去保護(hù)功能基1006，將單體單元1010與組分1005連接。拉曼標(biāo)簽1002、1003、1008被連接于聚合物拉曼標(biāo)記上。圖11A表示產(chǎn)生聚合物拉曼標(biāo)記1105的另一示例性方法。第一反應(yīng)用于將功能基1102a、1102b連接于拉曼標(biāo)簽1101a、1101b，產(chǎn)生功能化拉曼標(biāo)簽1103a、1103b。第二反應(yīng)用于聚合功能化拉曼標(biāo)簽1103a、1103b，以形成次級聚合物拉曼標(biāo)記1104a、1104b。每個次級聚合物拉曼標(biāo)記1104a、1104b包括預(yù)先確定數(shù)目的單體拉曼標(biāo)簽1103a、1103b。在本實施例中，第一次級聚合物1104a包括第一單體1103a的“n”個拷貝，而第二次級聚合物1104b包括第二單體1103b的“m”個拷貝。將預(yù)先確定比例的次級聚合物拉曼標(biāo)記1104a、1104b混合并交聯(lián)，形成聚合物拉曼標(biāo)記1105。圖11B表示產(chǎn)生聚合物拉曼標(biāo)記的又一示例性方法。具有功能基1112的聚合物分子1109與不同的拉曼標(biāo)簽1110結(jié)合，形成聚合物拉曼標(biāo)記1111。每個類型的拉曼標(biāo)簽1110的數(shù)目被預(yù)先確定，以產(chǎn)生具有特異化光譜性質(zhì)的聚合物拉曼標(biāo)記1111。圖12說明與一個或多個探針1206相連以鑒定靶分子的聚合物拉曼標(biāo)記的幾個例子。第一個例子1201顯示通過接頭1205與探針1206連接的聚合物拉曼標(biāo)記1204。第二個例子1202顯示兩個聚合物拉曼標(biāo)記1204，其通過1205與納米顆粒1207相連，而另外的接頭1205將納米顆粒1207與兩個探針1206連接。第三個例子1203顯示通過接頭1205與納米顆粒連接的多個探針1206，并且多個拉曼標(biāo)簽1208與納米顆粒1207連接。圖13表示修飾的核酸，腺嘌呤的幾個拉曼標(biāo)簽產(chǎn)生的SERS(表面增強(qiáng)拉曼光譜)光譜圖的例子。說明性實施方式的描述下面詳細(xì)的描述包含許多具體的細(xì)節(jié)，以提供對本發(fā)明公開實施方式的更透徹的理解。然而，對本領(lǐng)域所屬普通技術(shù)人員來說，顯而易見的是，這些實施方式可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下進(jìn)行實施。在其它的情況下，本領(lǐng)域所熟知的設(shè)備、方法、過程和各個組件在這里沒有被詳細(xì)描述。定義如這里所使用，“一個(a)”或“一個(an)”可以意味著某項目的一個或多個。如這里所使用，項目的“多種(multiplicity)”意味著兩個或多個項目。如這里所使用，“核酸”包括DNA、RNA(核糖核酸)，可為單鏈的、雙鏈的或三鏈的及其任何化學(xué)修飾。事實上，核酸的任何修飾可以被考慮在內(nèi)。“核酸”可以具有幾乎任何長度，從2個或更多個堿基的寡核苷酸到全長度的染色體DNA分子。核酸包括但不限于寡核苷酸和多核苷酸?！疤结槨狈肿邮潜憩F(xiàn)出與一個或多個靶選擇性和/或特異性結(jié)合的任何分子。在本發(fā)明的各種實施方式中，將各個不同的探針分子與可區(qū)分條碼連接，以便檢測與來自一組不同探針的一個具體探針的結(jié)合作用。這些實施方式對于所用探針分子的類型是沒有限制的?？梢允褂帽绢I(lǐng)域所知的任何探針分子，包括但不限于寡核苷酸、核酸、抗體、抗體片段、結(jié)合蛋白、受體蛋白、肽類、凝集素、底物、抑制物、激活子、配體、激素、細(xì)胞因子等。在某些實施方式中，探針可包括已共價地或非共價地與一個或多個條碼連接以鑒定不同靶的抗體、適體、寡核苷酸和/或核酸。說明性實施方式所公開的方法、組合物和設(shè)備用于生物分子如核酸和蛋白質(zhì)的檢測、鑒定和/或加標(biāo)簽。在本發(fā)明的具體實施方式中，可使用這些方法、組合物和設(shè)備，通過對骨架進(jìn)行各種修飾，由單個有機(jī)骨架(singleorganicbackbone)產(chǎn)生多個條碼。這些實施方式并不限于單個骨架，而可以使用一個或多個不同的骨架。優(yōu)勢包括通過改變標(biāo)簽沿骨架的連接位置，用同一骨架產(chǎn)生不同的條碼的能力。其它實施方式涉及產(chǎn)生聚合物拉曼標(biāo)記，以快速鑒定生物分子或加標(biāo)簽于生物分子。其它優(yōu)勢包括多肽的靈敏性和精確性檢測和/或鑒定。條碼合成(BarcodesbySynthesis)在本發(fā)明的一個實施方式中，如圖1所示，條碼骨架(barcodebackbone)110可由包括有機(jī)結(jié)構(gòu)的聚合物鏈形成，該聚合物鏈包括核酸、肽、多糖和/或化學(xué)衍生聚合物序列的任何組合。在某些實施方式中，骨架110可包括單鏈或雙鏈核酸。在一些實施方式中，骨架可與探針部分150，例如寡核苷酸、抗體或適體連接。骨架110可用一個或多個支鏈結(jié)構(gòu)(branchstructure)120進(jìn)行修飾，形成額外的形態(tài)多樣性和標(biāo)簽附著位置。支鏈結(jié)構(gòu)120可用本領(lǐng)域熟知的技術(shù)形成。例如，在條碼100包括雙鏈核酸的情況下，支鏈結(jié)構(gòu)120可通過寡核苷酸的合成并與單鏈模板核酸的雜交而形成。寡核苷酸可這樣設(shè)計，使得序列的一部分(例如5′末端)與模板互補(bǔ)而另一部分(例如3′末端)不與模板互補(bǔ)。因此，條碼100將包含雙鏈序列的片段和單鏈支鏈結(jié)構(gòu)120的短片段。如圖1所公開，例如通過標(biāo)記130的寡核苷酸的雜交，可將標(biāo)簽130添加到條碼上，該寡核苷酸與支鏈結(jié)構(gòu)120的單鏈部分在序列上是互補(bǔ)的?？捎霉押塑账崮M產(chǎn)生有機(jī)骨架(organicbackbone)110?？捎眯碌幕鶊F(tuán)取代糖類和核苷酸單元的核苷間鍵合(internucleosidelinkage)即骨架。探針150可被用于與合適的核酸靶化合物雜交。已顯示具有優(yōu)異雜交性質(zhì)的寡聚化合物或寡核苷酸模擬的一個例子被稱為肽核酸(peptidenucleicacid(PNA))。在PNA化合物中，寡核苷酸的糖骨架被含酰胺的骨架取代，例如氨乙基甘氨酸骨架。在此例子中，核堿基(nucleobase)被保留并直接或間接地與骨架酰胺部分的氮雜氮原子相連。幾件美國專利公開了PNA化合物的制備過程，包括例如US5,539,082；US5,714,331和US5,719,262。除此，PNA化合物也在Nielsen等(Science，1991，254，1497-15)中被公開。為了將一個條碼100與另一個區(qū)分開來，可將標(biāo)簽130直接加到骨架110上，或者直接添加到一個或多個支鏈結(jié)構(gòu)120上。條碼100可通過將另一分子140(例如抗體)與一個或多個標(biāo)簽130連接而被進(jìn)一步修飾。在使用大體積基團(tuán)的情況下，連接于支鏈位置120的標(biāo)簽部分130的修飾會為與靶分子相互作用的探針150提供較低的空間位阻。標(biāo)簽130可通過成象方法，例如熒光顯微法、FTIR(傅里葉變換紅外)光譜、拉曼光譜、電子顯微法以及表面等離子體共振法(surfaceplasmonresonance)被讀出。已知各種不同的成象可檢測標(biāo)簽130的形態(tài)學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)、化學(xué)和/或電學(xué)性質(zhì)，包括但不限于傳導(dǎo)性、隧穿電流、電容電流等。所用的成象方法取決于標(biāo)簽部分130的性質(zhì)以及產(chǎn)生的最終信號。不同類型的已知標(biāo)簽130，包括但不限于熒光、拉曼、納米顆粒、納米管、富勒烯和量子點標(biāo)簽130，通過其拓?fù)鋵W(xué)、化學(xué)、光學(xué)和/或電子性質(zhì)，可用于鑒定條碼100。這些性質(zhì)既作為所用標(biāo)簽部分130的類型，又作為標(biāo)簽130在骨架110或支鏈結(jié)構(gòu)120上的相對位置的函數(shù)而發(fā)生變化，導(dǎo)致為每個條碼100產(chǎn)生可區(qū)分的信號。如圖2所示，識別特定靶的不同探針210、220、230可被連接于可區(qū)分條碼201、202、203。在此示例性實施方式中，多個標(biāo)簽240、250、260在不同位置被連接于條碼201、202、203。標(biāo)簽240、250、260可包括，例如，拉曼標(biāo)簽或熒光標(biāo)簽。由于相鄰標(biāo)簽可能相互作用，例如通過熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)或其它機(jī)理，因此從同一套標(biāo)簽部分240、250、260獲得的信號可能依賴于標(biāo)簽240、250、260之間的位置和距離而發(fā)生變化(參見實施例1)。所以，具有相似或同一骨架的條碼201、202、203可被可區(qū)分地標(biāo)記。通過將探針210、220、230，例如抗體、適體或寡核苷酸，連接于條碼201、202、203，可提供結(jié)合靶分子的特異性。由于對應(yīng)于給定探針210、220、230特異性的條碼201、202、203信號是已知的，因此可能通過測定哪個探針210、220、230與樣品中靶相結(jié)合而分析分子復(fù)合混合物并檢測各個種類。在本發(fā)明的某些實施方式中，如圖1和圖2所示，條碼100、201、202、203的骨架110由磷酸二酯鍵、肽鍵和/或糖苷鍵組成。例如，可使用標(biāo)準(zhǔn)的亞磷酰胺化學(xué)，形成包括DNA鏈的骨架110。形成由磷酸二酯連接的骨架110的其它方法是已知的，例如聚合酶鏈反應(yīng)(PCRTM)擴(kuò)增。骨架110的末端可具有不同的功能基，例如生物素、氨基、醛基或硫羥基。這些功能基可用于連接探針部分150、210、220、230，或者用于附著標(biāo)簽130、240、250、260。標(biāo)簽130、240、250、260可被進(jìn)一步修飾，以獲得不同的尺寸、電學(xué)或化學(xué)性質(zhì)，便于檢測。例如，可使用抗體，與地高辛或熒光素標(biāo)簽130、240、250、260結(jié)合?？墒褂面溍箍股锼嘏c生物素標(biāo)簽130、240、250、260結(jié)合?？蓪⒔饘僭映练e在條碼100、201、202、203結(jié)構(gòu)上，例如通過使用酶標(biāo)簽130、240、250、260催化還原金屬離子溶液來實現(xiàn)。在條碼100、201、202、203包括肽部分的情況下，可對肽進(jìn)行磷酸化，以形成標(biāo)簽130、240、250、260修飾140。修飾的140標(biāo)簽130、240、250、260可被多種本領(lǐng)域已知的技術(shù)檢測。在本發(fā)明的某些實施方式中，為安全跟蹤(securitytracking)之目的，可將包含一個或多個條碼100、201、202、203的溶液應(yīng)用于對象。這些方法在本領(lǐng)域是已知的。例如，一個英國公司(SmartWaterLtd.)已經(jīng)開發(fā)出用包含數(shù)字DNA(digitalDNA)鏈的流體標(biāo)記貴重物品的方法。該DNA的確不可能從物品上沖洗掉，而且可用于獨特地鑒定昂貴物品或祖?zhèn)鬟z物。該DNA可以被任何法醫(yī)實驗室檢測。這些方法也可用于標(biāo)記帶有如此處所公開的分子條碼100、201、202、203的項目。在這些應(yīng)用中，檢測條碼100、201、202、203不需要基于DNA序列的法醫(yī)分析。條碼雜交在本發(fā)明的其它實施方式中，如圖5所示，涉及通過雜交產(chǎn)生條碼530的方法。在此實施方式中，條碼530包括與寡核苷酸520雜交的核酸500。一個或多個標(biāo)簽部分510可被連接于已知序列的寡核苷酸520，該已知序列可例如通過已知的化學(xué)合成技術(shù)而產(chǎn)生。產(chǎn)生加標(biāo)簽的寡核苷酸520的各種方法在本領(lǐng)域是熟知的。通過一系列加標(biāo)簽的寡核苷酸520與單鏈DNA模板500的雜交，形成條碼530。模板500包括容器部分540和探針部分550。探針部分550被設(shè)計與互補(bǔ)靶核酸序列雜交。可選地，探針部分550可包括可以與蛋白質(zhì)、肽或其它靶生物分子結(jié)合的適體序列。在各種實施方式中，探針區(qū)域540可以有2到30、4到20或14到15個核苷酸長。探針550長度沒有限制，2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、125、150、200、250個核苷酸或甚至更長的探針部分550被考慮在內(nèi)。圖3說明用于本發(fā)明各種實施方式的示例性拉曼標(biāo)記寡核苷酸。拉曼標(biāo)簽310、320、330被連接于同一寡核苷酸序列的不同核苷酸，以產(chǎn)生不同的光譜(圖4)。例如，寡核苷酸302、303和304表示同一寡核苷酸序列，其中標(biāo)簽330的位置有所改變。如圖4所示，圖3公開的標(biāo)記寡核苷酸301、302、303、304的拉曼光譜是可以區(qū)別的。圖4表明，連接在同一寡核苷酸序列302、303、304上的同一拉曼標(biāo)簽330的位置的微小變動可以產(chǎn)生不同類型的拉曼光譜(更詳細(xì)地，參見下面的實施例1和2)。在圖5所示的本發(fā)明實施方式中，當(dāng)將一個或多個標(biāo)記寡核苷酸520與模板分子500的容器部分540雜交時，形成了條碼530。標(biāo)記寡核苷酸520的序列被設(shè)計與容器部分550成互補(bǔ)，而不與探針部分550為互補(bǔ)。通過雜交與模板500結(jié)合的標(biāo)簽部分510的組合被選擇用于提供可區(qū)分的信號。對可以使用的信號類型沒有限制，而且可以使用任何已知的檢測技術(shù)，包括但不限于拉曼光譜、FTIR、表面等離子體共振。雜交之后，通過已知的方法，包括但不限于超濾法、HPLC(高效液相色譜)、羥基磷灰石柱色譜法、超離心法等，將條碼530從未雜交的寡核苷酸520和模板鏈500中分離。產(chǎn)生條碼530的這種方法與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)比較，具有高的標(biāo)記效率并且需要減少數(shù)量的標(biāo)記寡核苷酸520，其中每個標(biāo)記寡核苷酸520包括分離且可鑒別的條碼530。正如對技術(shù)人員顯而易見的是，圖5所示的方法表明了產(chǎn)生條碼530的組合方法，允許采用較小數(shù)量的標(biāo)記寡核苷酸520，形成大量的可區(qū)分條碼530。在圖5所示的本發(fā)明某些實施方式中，模板500序列的長度可以從探針部分550以及與容器部分540雜交的標(biāo)記寡核苷酸520的大小進(jìn)行測定。例如，對于長度為“n”個堿基的探針部分550和長度為“m”個堿基的各個標(biāo)記寡核苷酸520而言，模板500的長度等于(1+m)乘以n(或可選地，(n乘以m)+n)。例如，假設(shè)探針部分550的長度為9個堿基，標(biāo)記寡核苷酸520的長度為5個堿基，則用于給所有可能的9-mer(9聚體)探針序列提供獨特條碼的所需模板500長度為(1+5)乘以9個，或54個堿基。如果允許部分序列重疊，則給定的54堿基模板可包含最多達(dá)50個不同的5-mer(5聚體)序列，條件是全雜交(即，5-mer不能只與模板500的最后4個堿基結(jié)合)。包含在這樣的模板中的可能的不同m-mer(m聚體)數(shù)目也可被計算為等于(n+(n乘以m)-m+1)。另一方面，存在45(或1024)個可能的5-mer(5聚體)序列可以被合成，這是由于5-mer的每個位置可包含4個可能的堿基之一，而且有5個位置。這意味著，有4m-(n+(n乘以m)-m+1)種5-mer可以被用作碼組分。在目前情況下，有974(1024-50)種5-mer可作為碼組分。容器部分540將被設(shè)計與來自974個有效類型的系列獨特5-mer雜交。將包括合適條碼序列的標(biāo)記寡核苷酸520引入并與容器部分540雜交。每個標(biāo)記的寡核苷酸520將包含提供獨特信號的標(biāo)簽，以便可以與其它碼組分區(qū)別開來。通過參見示例性的說明，可以闡明原理。如果探針部分550是4個堿基長(n＝4)，標(biāo)記寡核苷酸520包括3個堿基序列(m＝3)，則模板500長度為16個堿基長((1+3)乘以4)。這導(dǎo)致12個堿基的容器部分540和4個堿基(4-mer)的探針部分550。由于m＝3，所以有64(43)個可能的有效3-mer(3聚體)序列。各個16堿基模板500可包含達(dá)14個3-mer類型(4+(3*4)-3+1＝14)。任意的模板500序列示于下面的SEQIDNO1中，其中探針部分550(下劃線)在左，容器部分540在右。AGAAAGTACATATGTC(SEQIDNO1)在此例子中，16-mer(16聚體)包含14個不同的3-mer(3聚體)序列(AGAGAAAAAAAGAGTGTATACACACATATATATATGTGTGTC)，這是因為3-mer中沒有相同的。為防止碼組分在錯誤的位置結(jié)合，需要至少18個不同類型(＝14+4)獨特標(biāo)記的3-mer條碼序列，以可區(qū)分地標(biāo)記所有可能的4-mer探針序列550。(所需獨特碼組分的數(shù)目可被計算為等于((2乘以n)+(n乘以m)-m+1))。對于SEQIDNO1所公開的具體容器序列540，只需要4個標(biāo)記的3-mer-TCA、TGT、ATG和CAG。每個標(biāo)記的3-mer可以在模板500上一個位置且只在一個位置結(jié)合。由于標(biāo)記的寡核苷酸520與容器部分540在序列上互補(bǔ)，因此容器部分540中的“A”與寡核苷酸520中的“T”結(jié)合，而“G”與“C”結(jié)合，反之亦然。探針部分550的序列中的任何變化要求容器部分540序列做相應(yīng)的變化。例如，如果探針序列550從AGAA變到AGTA，則容器序列540也必須改變，這是因為探針550中的AGT與容器540中的AGT重疊。一個可能的新的模板500序列示于下面的SEQIDNO2。AGTAAGAACATATGTC(SEQIDNO2)相應(yīng)的寡核苷酸520序列為TCTTGTATA和CAG。同樣，每個只在容器部分540上的一個位置結(jié)合，而且不能與探針部分550結(jié)合。對所有可能的4-mer探針序列540進(jìn)行獨特的標(biāo)記需要18個不同的3-mer標(biāo)記寡核苷酸520，這比用已知方法產(chǎn)生所有可能的3-mer序列所需的64個標(biāo)記3-mer520少得多，已知方法如使用完整的探針文庫，通過雜交進(jìn)行測序。在64個可能的3-mer中只用18個也避免了采用可潛在地相互雜交的寡核苷酸520序列所產(chǎn)生的問題。標(biāo)記寡核苷酸520(或碼組分)可在合成條碼530之前提前制備，并進(jìn)行純化和儲存。可以使用給定套的m-mer(m聚體)制備條碼530，用于任何所需的探針550序列。與已有方法相比，這大大提高了探針550制備的效率，在已有方法中，每個標(biāo)記探針550分子分開制備而且逐個地標(biāo)記和純化。這里公開的模塊體系(modularsystem)與已知方法相比，表現(xiàn)出標(biāo)記的高效率。通常地，將信號(標(biāo)記)組分附加在核酸鏈上包括使用標(biāo)記的核苷酸或合成后標(biāo)記過程，這兩者都會產(chǎn)生問題。DNA聚合酶一般不能有效地處理標(biāo)記的核苷酸，將其整合到寡核苷酸520或核酸中。當(dāng)要將多個信號組分加到單個核酸鏈時，整合的效率急劇下降。由于低的整合效率，具有多于1或2個標(biāo)記的DNA鏈需要大量起始物質(zhì)和標(biāo)記分子的大量純化，以使其從未標(biāo)記或部分標(biāo)記的分子中分離。使用這里公開的多個短的標(biāo)記寡核苷酸520避免了這些問題。當(dāng)條碼530分子被設(shè)計用于具體的靶分子時，條碼530的結(jié)構(gòu)和信號組分被固定，條碼530只適合用于一個目的。如果需要條碼530用于其它靶，則必須從頭制備每一個。本模塊體系使用可提前制備和儲存的短的標(biāo)記寡核苷酸520，用于任何靶，大大提高了靈活性、簡便性和產(chǎn)生條碼530的速度。所需獨特標(biāo)記碼組分?jǐn)?shù)目的減少也降低了成本，并提高了檢測的效率，這是因為它減少了必須制備和鑒定的可區(qū)分標(biāo)記探針550的數(shù)目。圖6說明產(chǎn)生條碼的示例性方法，例如上面討論的條碼。例如，通過合成短的寡核苷酸(例如3-mer)以及將標(biāo)簽與寡核苷酸連接或引入已經(jīng)被標(biāo)簽修飾的核苷酸，可以產(chǎn)生碼組分601、602、603、604。與寡核苷酸連接的標(biāo)簽不限于拉曼標(biāo)簽。例如，也可將熒光、納米顆粒、納米管、富勒烯和量子點標(biāo)簽連接于寡核苷酸。與寡核苷酸的連接模式多種多樣。標(biāo)簽可以直接與寡核苷酸相連或通過支鏈結(jié)構(gòu)相連。產(chǎn)生用作碼組分601、602、603、604的標(biāo)記寡核苷酸的各種方法是本領(lǐng)域所熟知的?？梢詷?gòu)建具有擴(kuò)展探針區(qū)域的模板606，其與標(biāo)記碼組分601、602、603、604在序列上互補(bǔ)。單個地或以混合物的形式，將標(biāo)記組分601、602、603、604雜交605到模板606上。形成的條碼607包括具有可檢測標(biāo)簽的雙鏈區(qū)域和結(jié)合到靶分子的單鏈探針區(qū)域。圖7說明產(chǎn)生和使用條碼的示意圖。條碼可通過形成模板分子和碼組分而產(chǎn)生，如上所述。碼組分與模板雜交，如上所述，產(chǎn)生條碼。條碼產(chǎn)生后，可用于各種目的，例如用于檢測樣品中的寡核苷酸、核酸或其它靶分子，或者用于測序核酸分子。如圖7所示，可通過將靶分子重復(fù)暴露于包括一個或多個條碼的溶液，對核酸靶進(jìn)行測序。條碼與靶的雜交表明靶鏈中互補(bǔ)序列的存在。暴露于不同的條碼重復(fù)這個過程，表明不同互補(bǔ)序列的存在。如同“鳥槍(shotgun)”測序法中的情形，一些互補(bǔ)序列可重疊。重疊的互補(bǔ)序列可被組合成完整的靶核酸序列?？蓪l碼引入樣品，與靶分子結(jié)合，通過任何已知的成象方法進(jìn)行檢測，例如熒光顯微法、FTIR(傅里葉變化紅外)光譜法、拉曼光譜法、表面等離子體共振和/或電子顯微法。共價鍵合的聚合物拉曼標(biāo)記條碼在本發(fā)明的某些實施方式中，可產(chǎn)生聚合物拉曼標(biāo)記條碼。一般而言，聚合物拉曼標(biāo)記包括拉曼標(biāo)簽直接或通過間隔分子連接其上的骨架部分(backbonemoiety)。骨架部分可由適于聚合的任何類型單體組成，包括但不限于核苷酸、氨基酸、單糖或任何各種已知的塑料單體，例如乙烯基、苯乙烯、碳酸酯、乙酸酯、乙烯、丙烯酰胺等。聚合物拉曼標(biāo)記可連接于探針部分上，例如寡核苷酸、抗體、凝集素或適體探針。在聚合物骨架由核苷酸單體組成的情況下，與抗體探針的連接會使探針和骨架組分都與不同靶分子結(jié)合的可能性最小化?？蛇x地，在使用核苷酸單體作為骨架的本發(fā)明某些實施方式中，被加入聚合物拉曼標(biāo)記的核苷酸序列可被設(shè)計與靶核酸互補(bǔ)，以使探針功能加入到聚合物拉曼標(biāo)記中。由于基于核苷酸的骨架本身產(chǎn)生拉曼發(fā)射光譜，有可能干擾所附著拉曼標(biāo)簽的檢測，因此在一些實施方式中，使用少產(chǎn)生或不產(chǎn)生拉曼發(fā)射信號的骨架組分，以使信號檢測最佳化和信噪比最小化。以下部分總體上涉及聚合物拉曼標(biāo)記，并不限于所用單體單元的具體類型。聚合物拉曼標(biāo)記條碼可用于靶分子的檢測、鑒定和/或測序，如上所述。探針標(biāo)記和檢測的現(xiàn)有方法具有許多不足。例如，與有機(jī)熒光標(biāo)簽連接的探針提供高的檢測靈敏度，但具有低的多元檢測能力。熒光標(biāo)簽具有寬的發(fā)射峰，熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)限制了可與單個探針分子連接的不同熒光標(biāo)簽的數(shù)量，而自淬滅(self-quenching)減小了熒光信號的量子產(chǎn)生。如果探針包含一個以上類型的發(fā)色團(tuán)，則熒光標(biāo)簽需要多個激發(fā)源(excitationsource)。它們也由于光漂白而不穩(wěn)定。潛在的其它類型探針標(biāo)簽是量子點。量子點標(biāo)簽是具有多個層的相對較大的結(jié)構(gòu)。除了產(chǎn)生復(fù)雜外，量子點上的涂層也干擾熒光發(fā)射。用量子點標(biāo)簽產(chǎn)生的可區(qū)分信號的數(shù)目也存在限制。第三類探針標(biāo)記由染料浸漬珠子(dye-impregnatedbead)組成。這些體積趨于很大，經(jīng)常大于探針分子的尺寸范圍。染料浸漬珠子的檢測是定性的，非定量的。拉曼標(biāo)記提供了產(chǎn)生尖光譜峰的優(yōu)勢，允許較多的可區(qū)分標(biāo)記與探針相連。使用表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)或類似技術(shù)使得檢測的靈敏度比得上熒光標(biāo)簽。示例性的拉曼標(biāo)簽分子的發(fā)射光譜示于圖8。如從圖所見，拉曼標(biāo)簽分子提供了可區(qū)分光譜的多樣性。圖8表示以下拉曼標(biāo)簽分子的光譜NBU(寡核苷酸5′-(T)20-脫氧水粉蕈素-T-3′)；ETHDA(寡核苷酸5′-(T)-20-(N-乙基脫氧腺苷)-T-3′)；BRDA(寡核苷酸5′-(T)-20-(8-溴腺苷)-T-3′)；AMPUR(寡核苷酸5′-(T)-20-(2-氨基嘌呤)-T-3′)；SPTA(寡核苷酸5′-ThiSS-(T)20-A-3′)；和ACRGAM(寡核苷酸5′-acrydite-(G)20-氨基-C7-3′)。圖13表示與核酸光譜本身比較，一個核酸即腺嘌呤的一些核酸類似物的SERS光譜腺嘌呤；2-F腺嘌呤；4-Am-6-HS-7-脫氮-8-氮雜-腺嘌呤；呋喃甲基氨基嘌呤(kinetin)；N6-苯甲酰基-腺嘌呤；DMAA-A；8-氮雜-腺嘌呤；腺嘌呤硫醇和嘌呤衍生物，6-巰基嘌呤。表1列出在拉曼光譜中可能使用的其它標(biāo)簽分子。技術(shù)人員會認(rèn)識到，可用的拉曼標(biāo)簽并不限于此處所公開的那些，而可以包括可與探針連接并被檢測的任何已知拉曼標(biāo)簽。在本領(lǐng)域，許多這樣的拉曼標(biāo)簽是已知的(參見，例如www.glenres.com)。表1拉曼標(biāo)簽分子的例子2′，3′-ddA-5′-CE亞磷酰胺2′-脫氧腺苷a-硫代三磷酸(15mM)(2′dATTPaS)2′-氟-腺苷a-硫代三磷酸(10mM)(2′-F-ATTPaS)2′-OMe-A-CE亞磷酰胺2′-OMe-A-Me亞磷酰胺2′-OMe-A-RNA2′-OMe-腺苷a-硫代三磷酸(20mM)(2′-O-Me-ATTPaS)2′-OMe-Pac-A-CE亞磷酰胺2-氨基-dA-CE亞磷酰胺2-氨基嘌呤核苷a-硫代三磷酸(20mM)(2′-AP-TTPaS)2-F-dA-CE亞磷酰胺3′-A-TOM-CE亞磷酰胺3′-dA-CE亞磷酰胺3′-dA-CPG7-脫氮-腺苷a-硫代三磷酸(1mM)(7-DATTPaS)7-脫氮-dA-CE亞磷酰胺8-氨基-dA-CE亞磷酰胺8-溴-dA-CE亞磷酰胺8-氧-dA-CE亞磷酰胺A-TOM-CE亞磷酰胺A-RNA-TOM-CPG腺苷a-硫代三磷酸(0.5mM)(ATTPaS)Bz-A-CE亞磷酰胺Bz-A-RNA-CPGdA-5′-CE亞磷酰胺dA-5′-CPGdA-CE亞磷酰胺dA-CPG1000dA-CPG2000dA-CPG500dA-高含量-CPG(dA-HighLoad-CPG)dA-Me亞磷酰胺dA-Q-CPG500二氨基嘌呤核苷a-硫代三磷酸(0.25mM)(DTTPaS)圖9說明通過將兩個或多個拉曼標(biāo)記單體單元901、902連接在一起，形成聚合物拉曼標(biāo)記，從而產(chǎn)生條碼的示例性方法。該聚合物拉曼標(biāo)記可以與探針部分相連，以便與靶分子結(jié)合以及檢測靶分子。聚合物拉曼標(biāo)記可包括第一單體單元901，其通過共價鍵906與第二單體單元902連接。當(dāng)需要較大的信號復(fù)雜性時，可以連接另外的單體單元903。單體單元901、902包括一個或多個拉曼標(biāo)簽部分907a、907b，直接或通過間隔物905連接在骨架909上。間隔物905可包括，例如5個或更多個碳原子。間隔物905的長度可以變化，例如2到30、2到20或3到15個碳原子長。最有效的間隔物905是柔性的，例如脂肪族碳(如通過氨基己酸)、肽鏈(如通過賴氨酸側(cè)鏈連接)或聚乙二醇(如亞磷酰胺)。間隔物905可包括碳、氮、硫和/或氧原子。產(chǎn)生和交聯(lián)標(biāo)記單體單元901、902的各種方法是本領(lǐng)域已知的。也可從商業(yè)渠道獲得各種標(biāo)記單體單元(例如MolecularProbes，Eugene，OR)。如圖9所示，可以通過功能基904、908，將一個單體單元901與另一個單體單元902共價連接，形成條碼。功能基904、908可包括，例如生物素、氨基、醛基、硫羥基或本領(lǐng)域所知的其它任何活性基團(tuán)。每個單體單元901、902具有至少兩個功能基904、908，單體的每一端連接一個。在進(jìn)行交聯(lián)之前，將一個功能基904、908激活(去保護(hù))，以與另一個單體單元901、902連接，而第二個功能基904、908仍被保護(hù)，以免受到相互作用或阻斷(如通過化學(xué)修飾)。當(dāng)激活時，單體單元901、902的每一端都能夠與另一單體單元901、902結(jié)合。在各種實施方式中，聚合物拉曼標(biāo)記包括2到30、4到20或5到15個單體單元901、902(例如，核苷酸、氨基酸、塑性單體等)。對由通過共價鍵906連接在一起的兩個單體單元901、902組成的聚合物拉曼標(biāo)記910的例子，進(jìn)行了說明?？梢娎鼧?biāo)簽907a、907b通過間隔分子905與骨架909相連。單體單元901、902通過共價鍵906相互連接，在本例中，是通過酰胺鍵相互連接，該酰胺鍵例如通過羧基與伯胺基團(tuán)進(jìn)行碳二亞胺催化反應(yīng)而形成。拉曼標(biāo)簽907a、907b包括一個或多個雙鍵如碳氮雙鍵被考慮在內(nèi)。拉曼標(biāo)簽907a、907b包括帶有與環(huán)結(jié)構(gòu)相連的側(cè)基的環(huán)結(jié)構(gòu)也被考慮在內(nèi)。側(cè)基包括但不限于氮原子、氧原子、硫原子和鹵素原子以及碳原子和氫原子。提高拉曼信號檢測強(qiáng)度的側(cè)基特別有用。有效的側(cè)基包括具有共軛環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物，例如嘌呤、吖啶、羅丹明染料(Rhodaminedye)和花菁染料(Cyaninedye)?？紤]聚合物拉曼標(biāo)記的總極性為親水性，但可包括疏水側(cè)基。產(chǎn)生聚合物拉曼標(biāo)記的示例性方法如圖10所示。用固體支持物1001錨定生長著的聚合物拉曼標(biāo)記。該支持物1001可包括，例如有孔玻璃珠、塑料(包括但不限于丙烯酸、聚苯乙烯、苯乙烯和其它物質(zhì)的共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚氨酯、特氟隆J等)、多糖、尼龍、硝基纖維素、復(fù)合材料、陶瓷、塑料樹脂、硅石、硅石基物質(zhì)、硅、改性硅、碳、金屬、無機(jī)玻璃、光纖束或其它任何已知類型的固體支持物。一個或多個接頭分子1010(如碳原子鏈)被連接在支持物1001上。接頭分子1010的長度可以變化。例如，接頭1010可以是2-50個原子長度。有用的各種接頭1010在上面已討論?？紤]將一個以上長度或類型的接頭分子1010連接于固體支持物1001。接頭1010作為連接點，通過逐步連接單體單元1009而使聚合物拉曼標(biāo)記生長。圖10顯示包括兩個單體的聚合物拉曼標(biāo)記的連接組分1005。要連接的每個單體單元1009包括兩個功能基1006、1007，如上所述，在單體單元1009的每一端有一個。通過選擇性激活單體單元1009前端的功能基1006而實現(xiàn)單體單元1009的加入。激活的功能基1006在組分1005的生長端與另一個激活的功能基1004相連?；瘜W(xué)合成聚合物的方法在本領(lǐng)域是已知的，包括，例如寡核苷酸的亞磷酰胺合成和/或肽的固相合成。保護(hù)和去保護(hù)功能基1004、1006、1007的方法在本領(lǐng)域也是已知的，如在寡核苷酸或肽合成的技術(shù)中?？蓪⒚總€連續(xù)的單體單元1009引入溶液中，例如懸浮在乙腈或其它溶劑中。在第一單體單元1009前端的功能基1006可與接頭分子1010結(jié)合。第一單體單元1009與接頭分子1010連接后，通過化學(xué)處理(如氫氧化銨)，將與單體單元1009另一端連接的功能基1007進(jìn)行去保護(hù)，以便結(jié)合另一個單體單元1009。要加入的第二單體單元1009可包括激活的功能基1006和保護(hù)的功能基1007，以便定向連接單體單元1009。在將單體單元1009結(jié)合進(jìn)聚合物拉曼標(biāo)記的生長組分1005之后，將受保護(hù)的功能基1004去保護(hù)并加入另一個單體單元1009。繼續(xù)進(jìn)行該過程的另一輪，直到產(chǎn)生合適長度的聚合物拉曼標(biāo)記?？紤]可將幾個不同的單體單元1009在任何給定的時間加入到固體支持物1001上，以產(chǎn)生不同的聚合物拉曼標(biāo)記。在后一種情況下，如果合適的話，合成之后，分離不同的聚合物拉曼標(biāo)記。聚合物拉曼標(biāo)記的長度依賴于加入的單體單元1009的數(shù)目而發(fā)生變化，但是每個聚合物標(biāo)記將含有兩個或更多個單體單元1009。在本發(fā)明的各種實施方式中，聚合物拉曼標(biāo)記可包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25或更多個拉曼標(biāo)簽1002、1003、1008。與單個聚合物拉曼標(biāo)記相連的各個拉曼標(biāo)簽1002、1003、1008可以是各不相同的。可選地，聚合物拉曼標(biāo)記可包含同一拉曼標(biāo)簽1002、1003、1008的兩個或更多個拷貝。為最大化可區(qū)分聚合物拉曼標(biāo)記的數(shù)目，考慮在多個拉曼標(biāo)簽1002、1003、1008加入單個聚合物拉曼標(biāo)記的情況下，它們通常是不相同的。如上所述，可以將拉曼標(biāo)簽1002、1003、1008直接連接在聚合物拉曼標(biāo)記1009的骨架1011上或者通過間隔分子連接。聚合物拉曼標(biāo)簽比單體標(biāo)簽提供了更大的光譜區(qū)別的多樣性，同時提供了拉曼光譜檢測的靈敏度。使用多個拉曼標(biāo)簽1002、1003、1008與單個聚合物拉曼標(biāo)記連接使得可以產(chǎn)生很多可區(qū)分聚合物拉曼標(biāo)記。由10個不同的可能的標(biāo)記單體單元1009形成的4-mer聚合物拉曼標(biāo)記會產(chǎn)生5000個以上的可區(qū)分拉曼標(biāo)記。對于15個不同的標(biāo)記單體單元1009，會產(chǎn)生30,000個以上的可區(qū)分拉曼標(biāo)記。對于只有10到20個不同的標(biāo)記單體單元1009，可產(chǎn)生50,000個以上的可區(qū)分拉曼標(biāo)記。由于單體單元1009的大小與核苷酸大約相同(約1000道爾頓)，因此4-mer拉曼標(biāo)記的平均大小大約4000道爾頓。所以，聚合物拉曼標(biāo)記允許具有較小空間位阻的探針-靶結(jié)合。在本發(fā)明的一些實施方式中，加入聚合物拉曼標(biāo)記的單體單元1009具有與骨架相連的間隔支鏈，其中另外的活性基團(tuán)1004、1006、1007與該間隔支鏈連接?；钚曰鶊F(tuán)1004、1006、1007在聚合物合成期間，可以被保護(hù)或阻斷。在聚合物合成之后，或在將單體單元1009加入到生長聚合物1005(growingpolymer)之后，將拉曼標(biāo)簽1002、1003、1008連接在去保護(hù)的間隔支鏈上。在本發(fā)明的某些實施方式中，如圖11A所說明，聚合物拉曼標(biāo)記1105在沒有支持物的情況下產(chǎn)生。可對拉曼標(biāo)簽1101a、1101b進(jìn)行化學(xué)改變，添加功能基1102a、1102b，例如生物素、氨基、醛基、硫羥基或其它任何類型的活性基團(tuán)，以產(chǎn)生功能化的拉曼標(biāo)簽(單體單元)1103a、1103b。然后將單體單元1103a、1103b進(jìn)行聚合，產(chǎn)生次級聚合物單元(subpolymericunit)1104a、1104b，每個都包括預(yù)先確定數(shù)目的單體單元。將該次級聚合物單元1104a、1104b按預(yù)先確定的比例(如1∶1、1∶1、1∶10等)混合在一起，并再進(jìn)行聚合，產(chǎn)生最終的聚合物拉曼標(biāo)記1105。在所示的例子中，聚合物拉曼標(biāo)記1105包括一種類型單體單元1103a的“n”個拷貝和第二類型單體單元1103b的“m”個拷貝。圖11B說明在沒有支持物的情況下，產(chǎn)生聚合物拉曼標(biāo)記1111的可選方法。在此情況下，一個或多個聚合物1109包含活性側(cè)基1112，其連接在延伸出骨架的間隔物上?；钚詡?cè)基1112可與一個或多個不同的拉曼標(biāo)簽110連接，以形成聚合物拉曼標(biāo)記1111?；钚詡?cè)基1112可包括聚賴氨酸，其中聚賴氨酸被處理，以將胺側(cè)基轉(zhuǎn)變?yōu)轫樁∠┒啺窔埢?聚馬來酸酐)，其可以與HS(硫化氫)功能化的拉曼標(biāo)簽1110反應(yīng)。可選地，側(cè)基1112可包括聚(烯丙胺)的胺基團(tuán)，其可以與NHS酯功能化的拉曼標(biāo)簽1110反應(yīng)。側(cè)基1112也可包括丁二?；圪嚢彼岬聂人峄鶊F(tuán)或具有氨基或羧酸基的合成寡核苷酸的羧酸基團(tuán)?？梢岳绮捎锰级啺方閷?dǎo)的交聯(lián)，將羧基化側(cè)基1112連接在拉曼標(biāo)簽1110上。聚合物骨架可從有機(jī)結(jié)構(gòu)形成，例如核酸、肽、多糖和/或化學(xué)衍生聚合物的任何組合。聚合物拉曼標(biāo)記1111的骨架可由磷酸二酯鍵、肽鍵和/或糖苷鍵形成。例如，可用標(biāo)準(zhǔn)的亞磷酰胺化學(xué)形成包括DNA鏈的骨架。形成磷酸二酯連接的骨架的其它方法是已知的，例如聚合酶鏈反應(yīng)(PCRTM)擴(kuò)增。骨架的末端可以具有不同的功能基，例如生物素、氨基、醛基或硫羥基?？捎眠@些功能化的基團(tuán)將兩個或多個次級聚合物單元連接在一起。例如，聚合物拉曼標(biāo)記1111可包括第一單體單元1103a的“m”個拷貝、第二單體單元1103b的“k”個拷貝和第三單體單元的“i”個拷貝。聚合物骨架被合成到期望的長度后，可逐個地或同時地引入兩個或多個不同的拉曼標(biāo)簽1110，以與活性側(cè)基1112結(jié)合，從而產(chǎn)生聚合物拉曼標(biāo)記。單體單元并不限于拉曼標(biāo)簽1110。其它的標(biāo)簽，例如熒光、納米顆粒、納米管、富勒烯或量子點標(biāo)簽，可與一個或多個單體單元連接，以使聚合物拉曼標(biāo)記1111多樣化。一般地，單體單元的大多數(shù)標(biāo)簽1110將是拉曼標(biāo)簽1110?？杉尤胍粋€以上聚合物拉曼標(biāo)記1111，以產(chǎn)生更長的產(chǎn)物。在本發(fā)明的某些實施方式中，如圖12所示，上面公開的任何的聚合物拉曼標(biāo)記可與探針1206相連。探針分子1206的例子可包括但不限于寡核苷酸、核酸、抗體、抗體片段、結(jié)合蛋白、受體蛋白、肽類、凝集素、底物、抑制物、激活子、配體、激素、細(xì)胞因子等。聚合物拉曼標(biāo)記1204的各種示例性結(jié)構(gòu)1201、1202可包括共價連接的單體單元，帶有骨架和直接地或通過間隔分子與骨架相連的一個或多個拉曼標(biāo)簽。聚合物1204可通過接頭1205或直接的共價鍵1205與探針1206連接?？蛇x地，聚合物拉曼標(biāo)記1204可間接地，通過連接納米顆粒1207，與一個或多個探針部分1206相連。分子與納米顆粒交聯(lián)的各種方法是本領(lǐng)域已知的，可使用任何這樣的已知方法。例如，在存在EDAC(1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺)時，通過羧基與氨基的交聯(lián)來實現(xiàn)。如示例性的結(jié)構(gòu)1202所示，可將一個以上的聚合物拉曼標(biāo)記1204連接在單個納米顆粒1207上。然后將納米顆粒1207連接在一個或多個探針分子1206上。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于，使用一種聚合物拉曼標(biāo)記1204，就可以鑒定一個以上的靶分子?？蛇x地，如果納米顆粒1207與同一探針分子1206的多個拷貝相連，則可以結(jié)合同一靶分子的多個拷貝。其它優(yōu)勢包括捕獲靶分子的機(jī)會更大，這是因為有更多的探針分子1206與拉曼標(biāo)記相連，并且由于拉曼標(biāo)記1202可通過離心、過濾或電泳而被分離，使得在溶液檢測應(yīng)用中，更容易進(jìn)行自由靶分子與結(jié)合拉曼標(biāo)記的靶分子的分離。在可選的結(jié)構(gòu)1203中，單體拉曼標(biāo)簽1208直接地或通過間隔分子1205，與納米顆粒1207相連。一個或多個探針分子直接地或通過間隔物1205與同一納米顆粒1207相連。這使得連接于探針1206的多個拉曼標(biāo)簽1208的形成不需要聚合物1204的預(yù)先合成。該結(jié)構(gòu)1203的優(yōu)勢在于，納米顆粒1207具有較大的表面積，允許結(jié)合更多的探針分子1206和拉曼標(biāo)簽1208，并提供分子之間降低的空間位阻。使用較少的單體單元，可以形成多種聚合物拉曼標(biāo)記條碼。聚合物拉曼標(biāo)記的產(chǎn)生使得條碼的產(chǎn)生具有較大的靈活性和靈敏性，同時使用相對較少的拉曼標(biāo)簽。核酸可通過任何標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，制備要測序的核酸分子。在一個實施方式中，核酸可以是自然生成的DNA或RNA分子。當(dāng)使用RNA時，期望將RNA轉(zhuǎn)變成互補(bǔ)的cDNA。事實上，可通過本發(fā)明的方法制備和測序任何自然生成的核酸，包括但不限于染色體DNA、線粒體DNA或葉綠體DNA或者信使RNA、不均一核RNA、核糖體RNA或轉(zhuǎn)移RNA。制備和分離各種形式的細(xì)胞核酸的方法是已知的(參見，例如，GuidetoMolecularCloningTechniques，eds.Berger和Kimmel，AcademicPress，NewYork，NY，1987；MolecularCloningALaboratoryManual，2ndEd.，eds.Sambrook，F(xiàn)ritsch和Maniatis，ColdSpringHarborPress，ColdSpringHarbor，NY，1989)。非自然生成的核酸也可以使用公開的方法和組合物進(jìn)行測序。例如，通過標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)增技術(shù)如聚合酶鏈反應(yīng)(PCRTM)擴(kuò)增制備的核酸可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行測序。核酸擴(kuò)增的方法在本領(lǐng)域是熟知的。核酸可以從多種來源分離，包括但不限于病毒、細(xì)菌、真核細(xì)胞、哺乳動物以及人類、質(zhì)粒、M13、λ噬菌體、P1人工染色體(PACs)、細(xì)菌人工染色體(BACs)、酵母人工染色體(YACs)和其它克隆載體。核酸固定化的方法在各種實施方式中，通過附著在固體表面上，將核酸分子固定化。核酸分子的固定化可以通過多種方法實現(xiàn)，包括非共價或共價附著在載體或表面上。在示例性實施方式中，通過用鏈霉抗生物素或抗生物素蛋白涂覆固體表面以及結(jié)合生物素化的聚核苷酸，實現(xiàn)固定化。固定化也可以通過用聚-L-Lys或聚L-Lys、Phe涂覆聚苯乙烯、玻璃或其它固體表面，然后用雙功能交聯(lián)劑共價附著氨基或硫氫基修飾的核酸來實現(xiàn)。用氨基硅烷，可將胺殘基引入到表面上。固定化可通過將5′-磷酸化核酸直接共價附著在化學(xué)修飾的聚苯乙烯表面而進(jìn)行。核酸和固體表面之間的共價鍵通過與水溶性碳二亞胺縮合而形成。這種方法促進(jìn)了核酸通過其5′-磷酸主要進(jìn)行的5′-附著。通常先使玻璃表面硅烷化，然后用碳二亞胺或戊二醛活化，將DNA結(jié)合在玻璃上?？蛇x的過程可使用試劑如3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷或氨基丙基三甲氧基硅烷(APTS)，以及通過氨基接頭連接的DNA，該氨基接頭在DNA合成過程中被加入在分子的3′或5′末端。使用紫外線輻射，可將DNA直接與膜結(jié)合。固定化核酸的其它方法是已知的。用于固定化核酸的表面類型沒有限制。在各種實施方式中，固定化表面可以是磁珠子、非磁性珠子、平面、打點表面(pointedsurface)或包括幾乎任何物質(zhì)的其它任何構(gòu)型的固體表面，只要該材料允許核酸與探針文庫雜交。雙功能交聯(lián)劑可用于許多實施方式。示例性的交聯(lián)劑包括戊二醛、雙功能環(huán)氧乙烷、乙二醇二縮水甘油醚和碳二亞胺，例如1-乙基-3-(-二甲基氨基丙基)碳二亞胺。在某些實施方式中，捕獲寡核苷酸(captureoligonucleotide)可與表面結(jié)合。該捕獲寡核苷酸將與核酸模板的特定核酸序列雜交。通過限制酶消化、內(nèi)切核酸酶活性、提高的溫度、降低的鹽濃度或這些和相似方法的組合，可將核酸從表面釋放。蛋白質(zhì)的純化在某些實施方式中，對蛋白質(zhì)或肽進(jìn)行分離或純化。在一個實施方式中，這些蛋白質(zhì)用于產(chǎn)生抗體，以便用任何所述條碼(如聚合物拉曼標(biāo)記)進(jìn)行標(biāo)記。蛋白質(zhì)純化技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。這些技術(shù)包括，在一個水平上，將細(xì)胞、組織或器官勻漿化和粗分級分離為多肽組分和非多肽組分。用層析和電泳技術(shù)對感興趣的蛋白質(zhì)或多肽進(jìn)行進(jìn)一步的純化，以實現(xiàn)部分或完全的純化(或純化至同質(zhì)性)。特別適合用于制備純肽的分析方法是離子交換色譜法、凝膠排阻色譜法、HPLC(高效液相色譜法)、FPLC(APBiotech)、聚丙烯酰胺凝膠電泳法、親和色譜法、免疫親和色譜法和等電點聚焦法。通過親和色譜法純化受體蛋白的例子在美國專利US5,206,347中公開，在此引入其全部內(nèi)容作為參考。純化肽的最有效的方法之一是快速性能液相色譜法(fastperformanceliquidchromatography)(AKTAFPLC)或甚至HPLC。純化的蛋白質(zhì)或肽被有意稱為組合物，是可以與其它組分分離的，其中蛋白質(zhì)或肽相對于它的自然可得的狀態(tài)，可被純化到任何程度。因此，分離的或純化的蛋白質(zhì)或肽也被指脫離其自然生成環(huán)境的蛋白質(zhì)或肽。一般地，“純化的(purified)”指已經(jīng)接受分級分離而除去其它各種組分的蛋白質(zhì)或肽組合物，并且其組成成分基本保持其表達(dá)的生物學(xué)活性。當(dāng)使用術(shù)語“基本純化的(substantiallypurified)”時，該名稱指組合物中蛋白質(zhì)或肽形成該組合物的主要組分，例如在組合物中，蛋白質(zhì)構(gòu)成約50％、約60％、約70％、約80％、約90％、約95％或更多。量化蛋白質(zhì)或肽的純化程度的各種方法是本發(fā)明所述領(lǐng)域的技術(shù)人員知曉的。這些包括，例如，測定活性組分的比活性，或通過SDS/PAGE分析法評估組分中多肽的含量。評估一個組分純度的優(yōu)選方法是計算該組分的比活性，將它與初始提取物的比活性比較，以及由此計算其中的純度，用“純化倍數(shù)(-foldpurificationnumber)”進(jìn)行評估。用于表示活性量的實際單位當(dāng)然取決于純化之后所選用的具體測試方法，以及表達(dá)的蛋白質(zhì)或肽是否表現(xiàn)出可檢測的活性。適合用于蛋白質(zhì)純化的各種技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。這些包括，例如，硫酸銨沉淀、PEG、抗體和類似技術(shù)或通過加熱變性，然后進(jìn)行離心；色譜法步驟，例如離子交換色譜法、凝膠過濾色譜法、反相色譜法、羥基磷灰石色譜法及親和色譜法；等電點聚焦；凝膠電泳；以及這些和其它技術(shù)的結(jié)合。如本領(lǐng)域通常已知的，相信，進(jìn)行各種純化步驟的次序可以改變，或者某些步驟可以略去，而仍形成制備基本純化的蛋白質(zhì)或肽的合適方法。一般不要求蛋白質(zhì)或肽總是以它的最純化的狀態(tài)被提供。事實上，在某些實施方式中使用較低基本純化的產(chǎn)物被考慮在內(nèi)。部分純化可以通過采用結(jié)合起來的較少純化步驟來完成，或者通過采用相同總體純化方案的不同形式來完成。例如，可以理解，用HPLC設(shè)備進(jìn)行的陽離子交換柱色譜法比采用低壓色譜系統(tǒng)的相同技術(shù)，一般將產(chǎn)生較大“倍數(shù)(-fold)”的純化。表現(xiàn)出較低程度的相對純化的方法在蛋白產(chǎn)物的總回收上，或者在保持表達(dá)蛋白的活性上具有優(yōu)勢。親和色譜法是依賴于被分離的物質(zhì)與其特定結(jié)合的分子之間特異性親和力的色譜方法。這是受體-配體型的相互作用。通過將結(jié)合對之一與不溶性基質(zhì)共價偶聯(lián)，合成柱材料。然后柱材料能夠特定地從溶液中吸收物質(zhì)。通過將條件改變到結(jié)合不發(fā)生的條件(例如，改變pH、離子強(qiáng)度、溫度等)，進(jìn)行洗脫?；|(zhì)應(yīng)當(dāng)是它本身不明顯吸收分子的物質(zhì)以及具有較寬的化學(xué)、物理和熱穩(wěn)定性的物質(zhì)。配體應(yīng)當(dāng)以不影響它的結(jié)合性質(zhì)的方式進(jìn)行偶聯(lián)。配體也應(yīng)當(dāng)提供較為緊密的結(jié)合作用。而且，應(yīng)當(dāng)可能在不破壞樣品或配體的情況下洗脫該物質(zhì)。蛋白質(zhì)或肽可用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何技術(shù)制備，包括通過標(biāo)準(zhǔn)的分子生物學(xué)技術(shù)表達(dá)蛋白質(zhì)、多肽或肽；從自然來源分離蛋白質(zhì)或肽；或者化學(xué)合成蛋白質(zhì)或肽。對應(yīng)于各種基因的核苷酸和蛋白質(zhì)、多肽和肽序列已經(jīng)被公開，并且可以在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知曉的計算機(jī)化數(shù)據(jù)庫中找到。一個這種數(shù)據(jù)庫是NationalCenterforBiotechnologyInformation’sGenBankandGenPept數(shù)據(jù)庫(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)。使用這里公開的技術(shù)或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知曉的技術(shù)，可以擴(kuò)增和/或表達(dá)已知基因的編碼區(qū)域。替代地，蛋白質(zhì)、多肽和肽的各種商業(yè)制備物是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。肽模擬物(peptidemimetics)本發(fā)明制備多肽的另一種方法是使用用于單克隆抗體生產(chǎn)的肽模擬物(peptidemimetics)。模擬物(mimetics)是含肽的分子，其模擬蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的元件。參見，例如，Johnson等，“PeptideTurnMimetics”，BIOTECHNOLOGYANDPHARMACY中，Pezzuto等，Eds.，ChapmanandHall，NewYork(1993)，在此引入作為參考。使用肽模擬物的基本原理在于，蛋白質(zhì)的肽骨架主要以這樣的方式朝向氨基酸側(cè)鏈而存在，以促進(jìn)分子相互作用，例如抗體和抗原的相互作用。預(yù)期肽模擬物允許分子相互作用，如同天然分子一樣。這些原理可用于工程設(shè)計第二代分子，其具有這里公開的靶向肽(targetingpeptides)的許多自然性質(zhì)，但是具有改變的和甚至改進(jìn)的特性。融合蛋白本發(fā)明的其它實施方式涉及融合蛋白。這些分子一般具有靶向肽的全部或基本部分，其在N-或C-末端連接到第二多肽或蛋白質(zhì)的所有或部分上。例如，融合可以使用來自其它物種的前導(dǎo)序列，以允許蛋白質(zhì)在異源宿主中重組表達(dá)。另一種有用的融合包括添加免疫學(xué)活性結(jié)構(gòu)域，例如抗體表位，以促進(jìn)融合蛋白的純化。在融合接點處或附近加入切割位點將促進(jìn)純化后額外多肽的去除。其它有用的融合包括功能結(jié)構(gòu)域的連接，例如酶的活性位點、糖基化結(jié)構(gòu)域、細(xì)胞靶向信號或跨膜區(qū)域。在某些實施方式中，融合蛋白包括與治療用蛋白質(zhì)或肽連接的靶向肽?？紤]在本發(fā)明的范圍內(nèi)，事實上，可將任何蛋白質(zhì)或肽加入包括靶向肽的融合蛋白。產(chǎn)生融合蛋白的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。這種蛋白質(zhì)可以通過如下途徑產(chǎn)生，例如使用雙功能交聯(lián)劑的化學(xué)附著；完整融合蛋白的從頭合成；或者將編碼靶向肽的DNA序列與編碼第二個肽或蛋白質(zhì)的DNA序列連接，然后表達(dá)完整的融合蛋白。合成的肽由于它們的相對較小的體積，真菌選擇方法鑒定的肽可以根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)，在溶液中合成，或者在固體支持物上合成。各種自動化合成儀是商業(yè)可得的，并且可根據(jù)已知方案使用。參見，例如，Stewart和Young，(1984)；Tam等，(1983)；Merrifield，(1986)；以及Barany和Merrifield(1979)，在此引入每一個作為參考。用這些方法，可以容易合成短的肽序列，通常為約6至高達(dá)約35到50個氨基酸?？蛇x地，可使用重組DNA技術(shù)，其中編碼本發(fā)明中肽的核苷酸序列被插入表達(dá)載體、被轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)染到合適的宿主細(xì)胞中，并在適于表達(dá)的條件下進(jìn)行培育。示例性應(yīng)用核酸測序在具體的實施方式中，可用這里公開的方法所形成的條碼測序靶核酸分子。通過雜交測序的方法是本領(lǐng)域已知的?？梢允挂粋€或多個包括已知序列的探針的標(biāo)記條碼雜交到靶核酸序列。標(biāo)記條碼與靶的結(jié)合表明靶鏈中互補(bǔ)序列的存在?？墒苟鄠€標(biāo)記條碼與靶分子同時雜交并同時檢測。在可選的實施方式中，結(jié)合的探針可以被鑒定與各個靶分子相連，或者可選地，可以使具體靶分子的多個拷貝與探針序列的重疊集合同時結(jié)合。對各個分子，可以例如使用已知的與檢測方式結(jié)合的分子梳理技術(shù)(molecularcombingtechnique)進(jìn)行掃描。(參見，例如，Bensimon等，Phys.Rev.Lett.744754-57，1995；Michalet等，Science2771518-23，1997；美國專利US5,840,862；US6,054,327；US6,225,055；US6,248,537；US6,265,153；US6,303,296和US6,344,319。)給定的靶核酸與完全覆蓋靶序列的鄰接探針序列雜交是不可能的。更合適地，將靶的多個拷貝與多個標(biāo)記寡核苷酸進(jìn)行雜交，并從每一個，收集部分序列數(shù)據(jù)。采用公共可得的鳥槍序列匯編程序(shotgunsequencecompilationprogram)，可將部分序列編譯成完整的靶核酸序列。也可從靶分子的群體編譯部分序列，該靶分子群體被允許例如在溶液相中同時與一文庫的條碼探針進(jìn)行結(jié)合。靶分子檢測、鑒定和/或量化在某些實施方式中，通過與條碼結(jié)合，可以檢測、鑒定和/或量化樣品中的靶分子。設(shè)計與具體靶結(jié)合的標(biāo)記條碼可按如上所述進(jìn)行制備。靶不限于核酸，但也可包括蛋白質(zhì)、肽類、脂類、糖類、糖脂、糖蛋白或其它可以為其制備具體探針的任何可能的靶。如上所述，可將抗體或適體結(jié)合進(jìn)條碼，并用于鑒定可為其制備適體或抗體的任何靶標(biāo)?？梢酝瑫r測試樣品中多個靶的存在，這是因為每個條碼可以被可區(qū)分地標(biāo)記和檢測?？刹捎脴?biāo)準(zhǔn)的技術(shù)進(jìn)行靶的量化，這些技術(shù)在光譜分析中是熟知的。例如，通過測量結(jié)合條碼的信號強(qiáng)度以及與從已知量條碼標(biāo)準(zhǔn)得到的校正曲線進(jìn)行比較，可以測定與標(biāo)記條碼結(jié)合的靶的量。這些量化方法完全在本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)之內(nèi)。陣列化學(xué)可以將具有不同化學(xué)功能性(例如不同結(jié)合特異性)的珠子(例如微球)混合在一起。采用光學(xué)可詢編碼方案(opticallyinterrogatableencodingscheme)(“光學(xué)簽名(opticalsignature)”)，可以實現(xiàn)鑒定每個珠子功能性的能力。例如，使用如上所述的聚合物拉曼標(biāo)記，可以產(chǎn)生光學(xué)簽名。基質(zhì)，例如芯片或微量滴定板，可包括含有獨立位點的有圖案表面，所述獨立位點與各個珠子相結(jié)合。這使得探針(即，核酸、適體或抗體)的合成可以與其在陣列上的定位分離開來。探針可被合成、與珠子相連而且珠子隨機(jī)地分布在有圖案表面上。由于珠子首先用光學(xué)簽名編碼，因此形成的陣列(array)稍后可被“譯碼”。就是說，陣列上各個位點位置與位于該具體位點的珠子或探針之間的關(guān)系可以被得到。由于珠子隨機(jī)分布在陣列上，與產(chǎn)生陣列的原位合成或定位技術(shù)(spottingtechnique)相比，這形成了快速及低成本的方法。陣列組合物可包括至少第一基質(zhì)，其具有包括各個位點的表面。陣列大小取決于陣列的最終用途。可形成包含大約2個不同介質(zhì)(agent)(即不同珠子)到上百萬個不同介質(zhì)的陣列。一般地，陣列包括兩個不同珠子到十億個或更多，這取決于珠子和基質(zhì)的尺寸。因此，可形成很高密度、高密度、中密度、低密度或很低密度的陣列。很高密度陣列的一些范圍是每陣列為約10,000,000到約2,000,000,000個位點。高密度陣列的范圍是約100,000到約10,000,000個位點。中密度陣列的范圍是約10,000到約50,000個位點。低密度陣列一般少于10,000個位點。很低密度陣列少于1,000個位點。在本發(fā)明的一些實施方式中，可使用多個基質(zhì)，具有不同或相同的組合成分。因此例如，大陣列可包括多個較小的基質(zhì)。“基質(zhì)(substrate)”或“固體支持物(solidsupport)”意指可以被修飾而包含不連續(xù)的各個位點的任何材料，其適應(yīng)于至少一種檢測方法，所述位點適合于珠子的附著或結(jié)合。一般地，基質(zhì)允許光學(xué)檢測而不會感到對信號發(fā)射有干擾。位點包括圖案，即規(guī)則的設(shè)計或構(gòu)型，或者位點為隨機(jī)分布?？墒褂靡?guī)則圖案的位點，以便位點集中在X-Y坐標(biāo)平面上。基質(zhì)表面可以被修飾，以允許微球在各個位點附著。因此，可修飾基質(zhì)表面，以便形成不連續(xù)位點，其只有單個結(jié)合的珠子。在一個實施方式中，修飾基質(zhì)表面，使其包含孔，即底物表面的凹陷。這可以使用各種已知技術(shù)來進(jìn)行，包括但不限于照相平板印刷術(shù)(photolithography)、沖壓技術(shù)(stampingtechnique)、塑型技術(shù)(moldingtechnique)以及微蝕刻技術(shù)(microetchingtechnique)。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，所用技術(shù)取決于基質(zhì)的組成和形狀?？蛇x地，修飾基質(zhì)表面，使其包括化學(xué)衍生的位點，該位點可以用于將微球和/或珠子附著在基質(zhì)的不連續(xù)位置上。可以采用加入化學(xué)功能基的圖案，例如氨基、羧基、氧基和硫羥基，以便共價附著微球，微球一般包含相應(yīng)的活性功能基或接頭分子。合適的珠子組合物包括用于肽、核酸和有機(jī)部分合成中的那些，包括但不限于塑料、陶瓷、玻璃、聚苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸聚合物、順磁物質(zhì)、氧化釷溶膠、碳石墨、二氧化鈦、乳膠或交聯(lián)葡聚糖如Sepharose(瓊脂糖)、纖維素、尼龍、交聯(lián)微團(tuán)以及Teflin，都可以使用。珠子大小范圍可以從納米即100nm到毫米即1mm，珠子可以為約0.2微米到約200微米以及從約0.5到約5微米，但在一些實施方式中可以使用更小的珠子?？墒褂媒M合物檢測具體靶分析物的存在，例如核酸、寡核苷酸、蛋白質(zhì)、酶、抗體或抗原。也可使用組合物篩選生物活性物質(zhì)(bioactiveagent)，即藥物候選物，篩選其與具體靶的結(jié)合，或用于檢測污染物之類的物質(zhì)。如上所述，可以為其設(shè)計探針部分如肽、蛋白質(zhì)、寡核苷酸或適體的任何分析物可以和所公開的條碼結(jié)合使用。生物活性物質(zhì)可以從各種來源獲得，包括合成或天然化合物的文庫。例如，許多方法可以用于隨機(jī)和定向合成各種有機(jī)化合物和生物分子，包括隨機(jī)化寡核苷酸的表達(dá)。可選地，細(xì)菌、真菌、植物和動物提取物形式的天然化合物文庫是可用的或容易制備。另外，通過傳統(tǒng)的化學(xué)、物理和生物化學(xué)方法，容易修飾天然或合成產(chǎn)生的文庫和化合物?？蓪σ阎乃幚韺W(xué)物質(zhì)進(jìn)行定向或隨機(jī)的化學(xué)修飾，例如酰化、烷基化、酯化和/或酰胺化(amidification)，以產(chǎn)生結(jié)構(gòu)類似物。生物活性物質(zhì)可包括天然生成的蛋白質(zhì)或天然生成蛋白質(zhì)的片段。因此，例如，可以使用包含蛋白質(zhì)的細(xì)胞提取物，或蛋白質(zhì)細(xì)胞提取物的隨機(jī)或定向消化物。在此情況下，原核生物和真核生物蛋白質(zhì)文庫可以被制備以便篩選這里所述的體系。例如可以生成細(xì)菌、真菌、病毒和哺乳動物蛋白質(zhì)的文庫，用于篩選目的。生物活性物質(zhì)可以是約5到約30個氨基酸或約5到約15個氨基酸的肽。肽可以是天然生成蛋白的消化物或隨機(jī)肽。由于一般地，隨機(jī)肽(或隨機(jī)核酸)可以被化學(xué)合成，因此它們可在任何位置將任何核苷酸或氨基酸整合?？梢栽O(shè)計合成過程，以產(chǎn)生隨機(jī)化的蛋白質(zhì)或核酸，這使得可以在序列的整個長度范圍形成所有或大多數(shù)可能的組合，從而形成隨機(jī)化生物活性物質(zhì)的文庫。可選地，生物活性物質(zhì)可以是核酸。核酸可以是單鏈或雙鏈或其混合物。核酸可以是DNA、基因組DNA、cDNA、RNA或雜種，其中核酸包含脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的任何組合，以及堿基的任何組合，包括尿嘧啶、腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶、鳥嘌呤、肌苷、黃嘌呤(xanthanine)、次黃嘌呤(hypoxanthanine)、異胞嘧啶、異鳥嘌呤以及堿基對類似物如硝基吡咯和硝基吲哚等。這里公開的條碼的應(yīng)用不限于前述用途，而包括任何涉及靶的檢測、鑒定和/或量化的應(yīng)用。非限定性的應(yīng)用包括單核苷酸多態(tài)性(SNPs)的檢測；遺傳突變的檢測、疾病診斷、法醫(yī)分析；環(huán)境污染和/或病原體的檢測；臨床診斷測試以及本領(lǐng)域所知的各種其它應(yīng)用。探針制備寡核苷酸探針寡核苷酸的合成方法是本領(lǐng)域熟知的，可以使用任何這樣的已知方法。例如，可以使用商業(yè)可得的寡核苷酸合成儀(如AppliedBiosystems，F(xiàn)osterCity，CA)制備寡核苷酸?？梢詮纳虡I(yè)渠道獲得與各種標(biāo)簽連接的核苷酸前體(例如，MolecularProbes，Eugene，OR)，并結(jié)合進(jìn)寡核苷酸?？蛇x地，可以購買包含各種活性基團(tuán)的核苷酸前體，例如生物素、地高辛(diogoxigenin)、硫氫基、氨基或羧基。在寡核苷酸合成之后，采用標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)方法連接標(biāo)簽。也可以從各種來源得到具有任何期望序列的寡核苷酸，用于標(biāo)簽的連接，其具有或沒有活性基團(tuán)(例如，MilandCertifiedReagents，Miland，TX)。也可以通過標(biāo)準(zhǔn)酶促方法，制備寡核苷酸探針，例如采用聚合酶鏈反應(yīng)(PCRTM)擴(kuò)增(例如Sambrook等，MolecularCloningALaboratoryManual，2ndEd.，ColdSpringHarborPress，ColdSpringHarbor，NY，1989；美國專利US5,279,721；US4,683,195；US4,683,202；US4,800,159；US4,883,750)。適體探針適體是通過被稱為SELEX的體外進(jìn)化過程衍生的寡核苷酸(例如，Brody和Gold，MolecularBiotechnology745-13，2000)。SELEX過程涉及，重復(fù)循環(huán)暴露潛在的適體(核酸配體)于靶，使得發(fā)生結(jié)合；從自由核酸配體(freenucleicacidligand)分離結(jié)合配體；擴(kuò)增結(jié)合的配體以及重復(fù)結(jié)合過程。經(jīng)過許多循環(huán)后，可制備出真正針對任何類型生物靶而具有高親和性及特異性的適體。由于其小的體積、相對穩(wěn)定性和制備簡便，適體非常適合用作探針。因為適體由寡核苷酸組成，因此它們能容易地結(jié)合進(jìn)核酸型條碼中。制備適體的方法是眾所周知的(例如，美國專利US5,270,163；US5,567,588；US5,670,637；US5,696,249；US5,843,653)。可選地，可從商業(yè)來源獲得針對特定靶標(biāo)的各種適體(如Somalogic，Boulder，CO)。適體是相對較小的分子，其量級為7到50kDa?？贵w探針產(chǎn)生抗體的方法也是本領(lǐng)域熟知的(例如，Harlow和Lane，AntibodiesALaboratoryManual，ColdSpringHarborLaboratory，ColdSpringHarbor，NY，1988)。適合用作探針的單克隆抗體也可從許多商業(yè)渠道獲得。這些商業(yè)抗體可以針對多種靶標(biāo)起作用。使用標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)方法，可以將抗體探針與條碼結(jié)合，如下所述。所公開的方法和組合物并不限于所用探針的類型，并且本領(lǐng)域所知的任何類型探針部分都可以與條碼連接并用于所公開的方法中。這樣的探針包括但不限于抗體片段、affibodies、嵌合抗體、單鏈抗體、配體、結(jié)合蛋白、受體、抑制物、底物等。標(biāo)簽在本發(fā)明的各種實施方式中，將條碼與一個或多個標(biāo)簽連接，以便于檢測和/或鑒定。可以使用本領(lǐng)域已知的任何可檢測的標(biāo)簽。可檢測的標(biāo)簽包括但不限于，可以用電學(xué)技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、分光光度技術(shù)、光化學(xué)技術(shù)、生物化學(xué)技術(shù)、免疫化學(xué)技術(shù)或化學(xué)技術(shù)檢測的任何組合物。標(biāo)簽包括但不限于傳導(dǎo)的、發(fā)光的、熒光的、化學(xué)發(fā)光的、生物發(fā)光的和發(fā)磷光的部分；量子點；納米顆粒；金屬納米顆粒；金納米顆粒；銀納米顆粒；色原體；抗體；抗體片段；基因工程抗體；酶；底物；輔因子；抑制物；結(jié)合蛋白；磁性顆粒以及自旋標(biāo)記化合物。(美國專利US3,817,837；US3,850,752；US3,939,350；US3,996,345；US4,277,437；US4,275,149和US4,366,241。)拉曼標(biāo)簽使用的拉曼標(biāo)簽的非限定性例子包括TRIT(四甲基羅丹明異硫醇)、NBD(7-硝基苯-2-氧雜-1，3-二唑)、德克薩斯紅染料、鄰苯二甲酸、對苯二酸、間苯二酸、甲酚固紫、甲酚藍(lán)紫、亮甲酚藍(lán)、對氨基苯甲酸、藻紅、生物素、地高辛、5-羧基-4′，5′-二氯-2′，7′-二甲氧基熒光素、TET(6-羧基-2′，4，7，7′-四氯熒光素)、HEX(6-羧基-2′，4，4′，5′，7，7′-六氯熒光素)、Joe(6-羧基-4′，5′-二氯-2′，7′-二甲氧基熒光素)、5-羧基-2′，4′，5′，7′-四氯熒光素、5-羧基熒光素、5-羧基羅丹明、Tamra(四甲基羅丹明)、6-羧基羅丹明、Rox(羧基-X-羅丹明)、R6G(羅丹明6G)、酞菁、偶氮次甲(azomethine)、花菁(如Cy3、Cy3.5、Cy5)、黃嘌呤、琥珀酰熒光素、N，N-二乙基-4-(5′-偶氮苯三唑基)-苯胺以及氨基吖啶。這些以及其它拉曼標(biāo)簽可以從商業(yè)渠道獲得(例如，MolecularProbes，Eugene，OR)。多環(huán)芳香化合物一般可用作拉曼標(biāo)簽。可用的其它標(biāo)簽包括氰化物、硫醇、氯、溴、甲基、磷和硫。在某些實施方式中，碳納米管可用作拉曼標(biāo)簽。標(biāo)簽在拉曼光譜中的用法是已知的(例如美國專利US5,306,403和US6,174,677)。拉曼標(biāo)簽可以直接與條碼連接或者通過各種接頭化合物與之連接。與拉曼標(biāo)簽共價連接的核苷酸可以從標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)來源得到(例如，RocheMolecularBiochemicals，Indianapolis，IN；PromegaCorp.，Madison，WI；Ambion，Inc.，Austin，TX；AmershamPharmaciaBiotech，Piscataway，NJ)。含有活性基團(tuán)、設(shè)計與其它分子如核苷酸或氨基酸進(jìn)行共價反應(yīng)的拉曼標(biāo)簽是商業(yè)可得的(例如，MolecularProbes，Eugene，OR)。熒光標(biāo)簽可能使用的熒光標(biāo)簽包括但不限于熒光素、5-羧基熒光素(FAM)、2′7′-二甲氧基-4′5′-二氯-6-羧基熒光素(JOE)、羅丹明、6-羧基羅丹明(R6G)、N，N，N′，N′-四甲基-6-羧基羅丹明(TAMRA)、6-羧基-X-羅丹明(ROX)、4-(4′-二甲基氨基苯基偶氮)苯甲酸(DABCYL)以及5-(2′-氨乙基)氨基萘-1-磺酸(EDANS)。其它可用的熒光標(biāo)簽在本領(lǐng)域是已知的(例如，美國專利US5,866,336)。各種熒光標(biāo)簽都可從商業(yè)渠道獲得，例如MolecularProbes(Eugene，OR)。標(biāo)記分子的熒光檢測方法也是本領(lǐng)域熟知的，并且可以使用任何這樣的已知方法。使用的發(fā)光標(biāo)簽包括但不限于稀土金屬穴狀化合物、三雙吡啶二胺銪(europiumtrisbipyridinediamine)、銪穴狀化合物或螯合物、三雙吡啶鋱(Tbtrisbipyridine)、二胺、二花青苷、LaJolla藍(lán)染料、別藻藍(lán)蛋白(allopycocyanin)、別花青素B(allococyaninB)、藻青素C、藻青素R、硫胺素、藻膽青素(phycoerythrocyanin)、藻紅素R、上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換磷(up-convertingordown-convertingphosphor)、螢光素或吖啶酯(acridiniumester)。納米顆粒標(biāo)簽納米顆?？捎米鳂?biāo)簽，例如在用各種方法檢測條碼時。制備納米顆粒的方法是已知的(例如美國專利US6,054,495；US6,127,120；US6,149,868；Lee和Meisel，J.Phys.Chem.863391-3395，1982)。納米顆粒也可以從商業(yè)途徑得到(例如，NanoprobesInc.，Yaphank，NY；Polysciences，Inc.，Warrington，PA)。雖然金或銀納米顆粒通常被用作標(biāo)簽，但納米顆粒的任何類型或組合物都可以與條碼連接，用作標(biāo)簽。使用的納米顆粒可以是納米顆粒的無規(guī)則聚集體(膠狀納米顆粒)?？蛇x地，納米顆?？梢员唤宦?lián)，以產(chǎn)生特殊的納米顆粒聚集體，例如二聚體、三聚體、四聚體或其它聚集體。包含選擇數(shù)目納米顆粒的聚集體(二聚體、三聚體等)可以用已知的方法進(jìn)行富集或提純，例如在蔗糖溶液中的超離心法。適合用于連接條碼的修飾納米顆粒是商業(yè)可得的，例如Nanoprobes，Inc.(Yaphank，NY)的Nanogold納米顆粒。Nanogold納米顆?？梢杂脝蝹€或多個馬來酰亞胺、胺或其它基團(tuán)連接在每個納米顆粒上而獲得。使用各種已知的接頭化合物，可將這種修飾的納米顆粒連接于條碼。金屬標(biāo)簽標(biāo)簽可包括亞微米大小的金屬標(biāo)簽(例如，Nicewarner-Pena等，Science294137-141，2001)。Nicewamer-Pena等(2001)公開了編碼亞微米條紋(stripe)的多金屬微棒(microrod)的方法，其由不同類型的金屬組成。該系統(tǒng)可以產(chǎn)生大量可區(qū)分的標(biāo)簽-用兩種金屬可達(dá)4160個，用三種不同金屬可多達(dá)8×105個。這樣的標(biāo)簽可與條碼連接并被檢測。將金屬顆粒如金或銀與寡核苷酸和其它類型分子連接的方法是本領(lǐng)域已知的(例如美國專利US5,472,881)。富勒烯標(biāo)簽富勒烯也可用作條碼標(biāo)簽。產(chǎn)生富勒烯的方法是已知的(例如美國專利US6,358,372)。通過類似于下面所述的關(guān)于碳納米管的方法，可以對富勒烯進(jìn)行衍生并連接于其它分子。標(biāo)記富勒烯的條碼可以用例如各種技術(shù)進(jìn)行鑒定?？蛇B接于條碼并可檢測的其它類型的已知標(biāo)簽被考慮在內(nèi)?？赡苁褂玫臉?biāo)簽的非限定性例子包括量子點(例如，Schoenfeld等，Proc.7thInt.Conf.onModulatedSemiconductorStructures，Madrid，pp.605-608，1995；Zhao等，1stInt.Conf.onLowDimensionalStructuresandDevice，Singapore，pp.467-471，1995)。量子點和其它類型的標(biāo)簽也可以從商業(yè)渠道獲得(例如，QuantumDotCorp.，Hayward，CA)。碳納米管標(biāo)簽碳納米管如單壁碳納米管(SWNTs)也可用作標(biāo)簽。納米管可以用例如拉曼光譜進(jìn)行檢測(例如，F(xiàn)reitag等，Phys.Rev.B62R2307-R2310，2000)。碳納米管的特性，如電或光性質(zhì)，至少部分取決于納米管的大小?？梢杂帽绢I(lǐng)域已知的各種技術(shù)制造碳納米管，包括但不限于碳電弧放電法、通過烴催化裂解的化學(xué)氣相沉積法、等離子體輔助的化學(xué)氣相沉積法、催化含金屬石墨靶的激光燒蝕或濃縮相電解(condensed-phaseelectrolysis)。(參見，例如，美國專利US6,258,401；US6,283,812和US6,297,592)。使用本領(lǐng)域已知的任何方法，根據(jù)納米管長度和直徑，可將包括不同長度碳納米管混合物的組合物分離成不連續(xù)的大小級別。例如，可以用質(zhì)譜法，對納米管進(jìn)行大小分類(參見，Parker等，“Highyieldsynthesis，separationandmassspectrometriccharacterizationoffullereneC60-C266，”J.Am.Chem.Soc.1137499-7503，1991)。碳納米管也可以從商業(yè)渠道得到，例如CarboLex(Lexington，KY)、NanoLab(Watertown，MA)、MaterialsandElectrochemicalResearch(Tucson，AZ)或CarbonNanoTechnologiesInc.(Houston，TX)?？梢杂没钚曰鶊F(tuán)對碳納米管進(jìn)行衍生，以便于附著條碼。例如，納米管可以被衍生為含有羧酸基團(tuán)(美國專利US6,187,823)，羧酸基團(tuán)可以用碳二亞胺交聯(lián)劑與胺連接。核苷酸標(biāo)簽核苷酸或堿基，例如腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶或胸腺嘧啶可以用于標(biāo)記除寡核苷酸和核酸以外的分子條碼。例如，基于肽的分子條碼可以用核苷酸或嘌呤或嘧啶堿基標(biāo)記。其它類型的嘌呤或嘧啶或其類似物也可用作標(biāo)簽，例如尿嘧啶、肌苷、2，6-二氨基嘌呤、5-氟-脫氧胞嘧啶、7-脫氮-脫氧腺嘌呤或7-脫氮-脫氧鳥嘌呤。其它標(biāo)簽包括堿基類似物。堿基是沒有糖類或磷酸的含氮環(huán)結(jié)構(gòu)。這些標(biāo)簽可以用光學(xué)技術(shù)如拉曼或熒光光譜進(jìn)行檢測。當(dāng)要檢測的靶分子是核酸或寡核苷酸時，使用核苷酸或核苷酸類似物標(biāo)簽是不合適的，這是因為條碼的標(biāo)簽部分可能會與不同的靶分子雜交，而不與探針部分雜交。氨基酸標(biāo)簽氨基酸也可用作標(biāo)簽。可能用作標(biāo)簽的氨基酸包括當(dāng)不限于苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、組氨酸、精氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸。交聯(lián)劑雙功能交聯(lián)劑可用于各種目的，例如將標(biāo)簽與條碼連接。雙功能交聯(lián)劑可以根據(jù)其功能基如氨基、胍基、吲哚或羧基特定基團(tuán)的專一性進(jìn)行劃分。在這些交聯(lián)劑中，涉及自由氨基的交聯(lián)劑由于其商業(yè)可得性、易于合成以及應(yīng)用時溫和的反應(yīng)條件而受青睞(美國專利US5,603,872和US5,401,511)?？赡苁褂玫慕宦?lián)劑包括戊二醛(GAD)、雙功能環(huán)氧乙烷(OXR)、乙二醇二縮水甘油醚(EGDE)和碳二亞胺，例如1-乙基-3-(-二甲基氨基丙基)碳二亞胺(EDC)。條碼檢測可以用本領(lǐng)域已知的任何方法檢測條碼。例如，可用熒光光譜法檢測條碼?？蓪讉€熒光染料連接在單個條碼上。條碼中染料的量和化學(xué)性質(zhì)將決定條碼的熒光發(fā)射圖譜。對于給定的條碼組合物而言，信號可受到標(biāo)簽之間的相對距離影響，這是因為可能存在共振能量的轉(zhuǎn)移。在其他實施方式中，可用拉曼光譜法檢測條碼。可將各種拉曼標(biāo)簽與條碼連接，以便用已知的拉曼光譜技術(shù)進(jìn)行檢測，例如SERS(表面增強(qiáng)拉曼光譜法)。除了連接的拉曼標(biāo)簽外，條碼骨架本身也可用作拉曼標(biāo)簽。DNA分子的不同堿基組合物產(chǎn)生不同的拉曼信號，這些信號可用于鑒定基于DNA的條碼。各種具體的檢測模式將在下面討論。拉曼光譜法用于拉曼光譜法的表面各種形式的拉曼光譜法都利用標(biāo)記(條碼)分子接近表面所引起的拉曼信號的增強(qiáng)。在某些方法中，例如表面增強(qiáng)拉曼光譜法(SERS)或表面增強(qiáng)共振拉曼光譜法(SERRS)中，與拉曼活性金屬表面如金、銀、鋁、鉑、銅或其他金屬的接近可增強(qiáng)拉曼信號達(dá)6或7個數(shù)量級。其它類型的化合物也可用于增強(qiáng)SERS中的信號，例如LiF、NaF、KF、LiCl、NaCl、KCl、LiBr、NaBr、KBr、LiI、NaI和KI。具體地，LiCl已被證明能提高具體分析物(如dAMP、脫氧腺苷、腺苷、和腺嘌呤)的相對信號強(qiáng)度2到100倍。取決于感興趣的分析物，與通常使用的NaCl比較，LiCl提高相對強(qiáng)度2倍以上。在其他實施方式中，對于分析物如脫氧鳥苷-一磷酸(deoxyguanosine-monophosphate)(dGMP)，NaBr或NaI比LiCl好。拉曼檢測器各種拉曼檢測的方法在本領(lǐng)域是已知的。美國專利US6,002,471公開了可用的拉曼檢測裝置的一個例子。正如所公開的，激發(fā)光束由532nm波長的Nd:YAG激光器或365nm波長的Ti:藍(lán)寶石激光器產(chǎn)生?？墒褂妹}沖激光光束或連續(xù)激光光束。激發(fā)光束通過共焦光學(xué)系統(tǒng)和顯微鏡物鏡，并被聚焦在靶區(qū)域上。來自拉曼標(biāo)記的拉曼發(fā)射光聚集于顯微鏡物鏡和共焦光學(xué)系統(tǒng)并連到單色儀(monochromonator)，以分離光譜。共焦光學(xué)系統(tǒng)包括分色濾光器、阻擋層濾波器、共焦小孔、透鏡和平面鏡的組合，以減小背景信號。和共焦光學(xué)系統(tǒng)一樣，也可使用標(biāo)準(zhǔn)的全視場光學(xué)系統(tǒng)。用任何已知的拉曼檢測器檢測信號。檢測裝置的可選例子在例如美國專利US5,306,403中公開，其包括SpexModel1403型雙光柵分光光度計，它裝備有鎵-砷(GaAs)光電倍增管(RCAModelC31034或BurleIndustriesModelC3103402)，以單光子計數(shù)模式進(jìn)行操作。另一個示例性拉曼檢測裝置包括激光和拉曼檢測器。激發(fā)光束由近紅外波長(750～950nm)的鈦:藍(lán)寶石激光器(SpectraPhysics公司的Tsunami)或者785nm或830nm的鎵鋁砷二極管激光器(ProcessInstruments公司的PI-ECL系列)產(chǎn)生。可使用脈沖激光束或連續(xù)激光束。激發(fā)光束由分色鏡(KaiserOptical公司的全息陷波濾波器或者Chroma或OmegaOptical公司的干擾濾波器)反射為具有聚集光束的共線幾何關(guān)系(collineargeometry)。反射的光束通過顯微鏡物鏡(NikonLU系列)，被聚焦在條碼結(jié)合的靶標(biāo)所在的區(qū)域上。拉曼散射光由同一顯微鏡物鏡聚集，并經(jīng)過分色鏡到達(dá)拉曼檢測器。拉曼檢測器包括聚焦透鏡、攝譜儀和陣列式檢測器。聚焦透鏡將拉曼散射光聚焦，通過攝譜儀的入口。攝譜儀(RoperScientific)包括光珊，其按波長使光分散。分散的光成像在陣列檢測儀上(RoperScientific公司的背景照明深度耗盡CCD照相機(jī))。陣列檢測器與控制器電路相連，并與計算機(jī)連接，以傳輸數(shù)據(jù)及控制檢測器功能?？蛇x的激發(fā)光源包括氮激光器(LaserScienceInc.)和氦-鎘激光器(Liconox)(美國專利US6,174,677)。激發(fā)光束用帶通濾波器(Corion)進(jìn)行光譜純化并用6X物鏡(Newport，ModelL6X)進(jìn)行聚焦。物鏡用于激發(fā)感興趣的分子和聚集拉曼信號(KaiserOpticalSystems，Inc.，ModelHB647-26N18)。全息陷波濾波器(KaiserOpticalSystems，Inc.)用于減小Rayleigh發(fā)散輻射。可使用其他類型的檢測器，例如帶電注入器件(chargedinjectiondevice)、光電二極管陣列或光電晶體管陣列。對于多元條碼，可選的檢測系統(tǒng)包括譯碼重疊條碼的差異。區(qū)分這些條碼的一個方法可以是標(biāo)準(zhǔn)的DSP(數(shù)字信號處理)方法，使得例如可以區(qū)分信號單元中不同條碼元素之間的距離(激發(fā)引起的波長吸收或位移、物理距離、隧道效應(yīng)傳導(dǎo)率等)。可以使用本領(lǐng)域已知的任何合適形式或構(gòu)造的拉曼光譜法或相關(guān)技術(shù)，例如常規(guī)拉曼散射、共振拉曼散射、SERS、表面增強(qiáng)共振拉曼散射、相干反斯托克斯拉曼光譜法(CARS)、受激拉曼散射、逆轉(zhuǎn)拉曼光譜法、受激增益拉曼光譜法、超拉曼散射、分子光學(xué)激光檢查器(MOLE)或拉曼微探針或拉曼顯微鏡法或共焦拉曼顯微分光光度計法、三維或掃描拉曼、拉曼飽和光譜法、時間分辨共振拉曼、拉曼去耦光譜法或UV-拉曼顯微鏡法。微-電-機(jī)械系統(tǒng)(Micro-Electro-MechanicalSystems)(MEMS)可將條碼制備、使用和/或檢測的設(shè)備與較大設(shè)備和/或系統(tǒng)相結(jié)合。在某些實施方式中，這些設(shè)備包括微-電-機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)。MEMS是包括機(jī)械元件、傳感器、執(zhí)行元件(actuator)和電子元件(electronics)的集成系統(tǒng)。所有這些組件都可以在硅基或等同襯底的常規(guī)芯片上通過微加工技術(shù)制造(例如，Voldman等，Ann.Rev.Biomed.Eng.1401-425，1999)。MEMS的傳感器組件用于測量機(jī)械、熱、生物、化學(xué)、光學(xué)和/或磁現(xiàn)象，以便檢測條碼。電子元件處理來自傳感器的信息，并控制執(zhí)行組件，例如泵、閥、加熱器等，從而控制MEMS的功能。MEMS的電子組件可使用集成電路(IC)工藝(CMOS或兩極處理工藝(Bipolarprocess))制造。這些電子組件可使用制造計算機(jī)芯片的照相平版印刷法和蝕刻法而帶有圖案。微機(jī)械組件用兼容的“顯微機(jī)械加工”方法進(jìn)行制造，其選擇性地蝕刻硅芯片部分或者加入新的結(jié)構(gòu)層，以形成機(jī)械和/或機(jī)電組件。MEMS制造中的基本技術(shù)包括在襯底上沉積薄膜層物質(zhì)；用平版印刷法將有圖案的掩模施用在膜的頂部；以及選擇性地時刻膜。薄膜可以是幾納米到100微米范圍?？捎玫某练e技術(shù)包括化學(xué)方法如化學(xué)氣相沉積(CVD)、電鍍、晶體取向附生(epitaxy)和熱氧化以及物理方法如物理氣相沉積(PVD)和澆鑄。也可使用制造納米機(jī)電系統(tǒng)的方法(參見，例如，Craighead，Science2901532-36，2000)。在一些實施方式中，設(shè)備和/或檢測器可與各種充滿流體的室相連，例如微流體通道(microfluidicchannel)或納米通道(nanochannel)。這些以及其他設(shè)備組件可以形成單個元件，例如以芯片(如半導(dǎo)體芯片)和/或微毛細(xì)管或微流體芯片(microfluidicchip)的形式?？蛇x地，各個組件可以分開制造，再組合在一起。在這些芯片中使用的任何已知的物質(zhì)可用于所公開的設(shè)備，例如硅、氧化硅、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、塑料、玻璃、石英等。批量制造芯片的技術(shù)在計算機(jī)芯片制造和/或微毛細(xì)管芯片制造中是眾所周知的。這些芯片可以用本領(lǐng)域已知的任何方法制造，例如光蝕刻和蝕刻、激光燒蝕、注塑成形、澆鑄、分子束外延、蘸水筆式納米光刻法、化學(xué)氣相沉積(CVD)制造、電子光束或聚焦離子束技術(shù)或壓印技術(shù)。非限定性例子包括二氧化硅的傳統(tǒng)鑄型、干蝕刻；以及電子束平板光刻法。制造納米機(jī)電系統(tǒng)的方法可用于某些實施方式。(參見，例如，Craighead，Science2901532-36，2000。)各種形式的微制造芯片是商業(yè)可得的，例如從CaliperTechnologiesInc.(MountainView，CA)和ACLARABioSciencesInc.(MountainView，CA)獲得。在某些實施方式中，可選擇部分或所有的設(shè)備對于激發(fā)和發(fā)射頻率的電磁輻射是透明的，以用于例如拉曼光譜法所進(jìn)行的條碼檢測。合適的組件可以由物質(zhì)如玻璃、硅、石英或其它任何光學(xué)透明物質(zhì)制造。對于暴露于各種分析物如核酸、蛋白質(zhì)和類似物的充滿流體的區(qū)室，暴露于這些分子的表面可以通過涂覆進(jìn)行修飾，以使表面從疏水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水表面，和/或降低分子在表面的吸附。常規(guī)芯片材料如玻璃、硅、石英和/或PDMS的表面修飾是已知的(例如美國專利US6,263,286)。這樣的修飾包括，例如用商業(yè)可得的毛細(xì)管涂料(capillarycoating)(Supelco，BellafoNTe，PA)、具有各種功能(例如聚環(huán)氧乙烷、丙烯酰胺等)的硅烷進(jìn)行涂覆。在某些實施方式中，使用這種MEMS設(shè)備制備分子條碼，以從未被結(jié)合的組分中分離形成的分子條碼；使分子條碼暴露于靶標(biāo)；和/或檢測與靶標(biāo)結(jié)合的分子條碼。實施例下面的實施例用于說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在按照發(fā)明人所發(fā)現(xiàn)的本技術(shù)所進(jìn)行的實施例中所公開的技術(shù)在本發(fā)明的實踐中效果較好，因而可以被看作構(gòu)成其實踐的優(yōu)選方式。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在公開的具體實施方式中可以進(jìn)行許多改變，而仍獲得類似或相似的結(jié)果。實施例1.分子條碼的拉曼檢測圖3說明帶有附著的拉曼標(biāo)簽的示例性單鏈條碼。示例性寡核苷酸序列301、302、303、304通過標(biāo)準(zhǔn)的亞磷酰胺化學(xué)合成。用于光學(xué)檢測的標(biāo)簽被連接在寡核苷酸上，包括熒光染料ROX(羧基-X-羅丹明)310；FAM(6-羧基熒光素)320；和TAMRA(四甲基羅丹明)330。連接在每個條碼上的染料標(biāo)簽的位置和類型如圖3所示。在合成過程中，氨基附加在三個寡核苷酸302、303、304的5′端。實施例2.分子條碼的拉曼光譜對圖3所示的分子條碼進(jìn)行SERS。SERS發(fā)射光譜如圖4所示。樣品含有220μl所示條碼301、302、303、304在銀凝膠和LiCl中的1μM溶液，將樣品暴露于100ms的激光束，并記錄表面增強(qiáng)拉曼光譜。光譜偏移大約1000CCD計數(shù)單位。如圖4所示，即使三個分子條碼302、303、304含有在同一寡核苷酸序列302、303、304上不同位置連接的同一拉曼標(biāo)簽330，但四個分子條碼301、302、303、304中每一個都產(chǎn)生了可區(qū)別開的拉曼發(fā)射光譜。這證明了用本公開的方法產(chǎn)生可區(qū)別分子條碼的可行性。實施例3由附加在核苷酸上的幾個示例性拉曼標(biāo)簽所產(chǎn)生的SERS光譜801、802、803、804、805、806如圖8所示。各個拉曼標(biāo)簽所產(chǎn)生的光譜圖801、802、803、804、805、806是容易區(qū)別的。樣品含有220μl條碼在銀凝膠和LiCl中的1μM溶液，將樣品暴露于100ms的激光束，并記錄表面增強(qiáng)拉曼光譜。顯示的是聚T[NeBu]T801；聚T[EthdA]T802；聚T[8Br-dA]T803；聚T[2AmPur]T804；[ThiSS]聚TdA805和[5Acrd]聚dG[AmC7]806的SERS發(fā)射光譜。實施例4對本發(fā)明的一個示例性實施方式進(jìn)行說明。用譯碼方法確定核酸序列，如圖5和圖6/7所示。創(chuàng)建碼組分文庫或多個文庫(圖6，601、602、603、604)，使得文庫的每個組分都具有相伴的標(biāo)記(如拉曼標(biāo)簽)，該標(biāo)記特異地、惟一地鑒定該組分(如3-mer)。將核酸與組分庫或多個文庫一起溫育，使探針與靶序列605雜交。雜交的核酸受控通過微流體通道，在那里，它們流過激發(fā)源和檢測器。檢測碼組分的發(fā)射光譜并傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。通過將發(fā)射光譜和發(fā)射光譜被檢測的次序與結(jié)合標(biāo)記的碼組分的光譜數(shù)據(jù)庫比較，確定核酸的序列。例如，可以從懷疑有疾病的對象獲得組織樣品(如活體解剖樣品或可能的血液樣品)。通過本領(lǐng)域已知的技術(shù)可以產(chǎn)生單份細(xì)胞懸浮液，并用幾種膜破裂緩沖液之一裂解細(xì)胞，以釋放細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)。用本領(lǐng)域已知的方法分離核酸(如苯酚/氯仿提取、凝膠純化等)。純化的核酸分子通過附著在尼龍膜、96孔微量滴定板或其它固定化基質(zhì)上被固定。將碼組分引入固定的核酸，例如一次一個或一次幾個，并使其在預(yù)先確定的嚴(yán)緊性(NaCl含量)的緩沖液中與分子相互作用。將編碼的探針與靶核酸雜交。在第一個或多個碼組分雜交后，可以再加入另外的編碼組分。通過大量洗滌，除去未雜交的碼組分和相互雜交的碼組分，只留下與固定的核酸雜交的碼組分。然后逐個移去碼組分并通過譯碼與碼組分匹配的核酸序列進(jìn)行閱讀。根據(jù)期望的最終結(jié)果，測定所有或部分序列。將這些信息與被測試疾病的已知信息進(jìn)行比較，具體序列的存在與否可確定相關(guān)問題疾病的對象狀況。在一個例子中，與疾病相關(guān)的SNPs(單核苷酸多態(tài)性)被鑒定，從而不需要對固定的核酸進(jìn)行完整測序?？蛇x地，可將一個或多個碼組分固定在表面上，如96孔平板，這些可用于捕獲包含靶序列的相應(yīng)核酸分子，例如已知的SNP、作為具體基因型的標(biāo)志的插入或刪除等。由于標(biāo)簽如拉曼標(biāo)記的靈敏性，快速鑒定靶序列是可能的。實施例5對本發(fā)明的一個示例性實施方式進(jìn)行說明。如前所述純化蛋白質(zhì)或肽(例如稀有的調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)等)。然后，使用本領(lǐng)域熟知的技術(shù)，用純化的蛋白質(zhì)/肽產(chǎn)生抗體(單克隆抗體也可用本領(lǐng)域已知的技術(shù)產(chǎn)生)(AntibodierALaboratoryManual，ColdSpringHarborLaboratory，ColdSpringHarborPress，ColdSpringHarbor，NY，1988)。通過一同引入佐劑如弗氏完全或不完全佐劑，可提高抗原的反應(yīng)性。將抗原附著于載體，例如牛血清清蛋白、匙孔血藍(lán)蛋白，可提高抗原性。通過周期性地強(qiáng)化注射抗原，可提高動物的免疫響應(yīng)?？贵w1206分泌進(jìn)入動物的循環(huán)系統(tǒng)，并通過出血或心臟穿刺(cardiacpuncture)獲取?？贵w1206用熟知的方法與其它血液組分分離，例如血液凝塊、離心、過濾和/或免疫親和純化(如采用抗兔抗體)或親和層析(例如，蛋白A瓊脂糖柱層析)。然后將這些抗體與圖12所示的任何一個聚合物拉曼標(biāo)記連接(例如，共價地連接)。然后用聚合物拉曼標(biāo)記抗體鑒定具有許多分子的提取物中的蛋白質(zhì)?？蛇x地，可用聚合物拉曼標(biāo)記抗體從眾多分子的提取物中分離出幾個相同的蛋白質(zhì)，目的在于鑒定、進(jìn)一步研究感興趣的蛋白質(zhì)；阻遏蛋白質(zhì)的活性；鑒定與疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)等。由于聚合物拉曼標(biāo)記分子(如聚合物拉曼標(biāo)記Ab)容易被檢測，因此也可將它用于診斷目的，以評估疾病的存在和/或程度。實施例6.用圖5-7所示的技術(shù)鑒定核酸序列在一個實施方式中，用一個或多個拉曼標(biāo)簽修飾核酸。許多小而獨特的拉曼標(biāo)簽是有效的。在一個例子中，圖13說明了具有強(qiáng)而獨特的拉曼標(biāo)記的幾個腺嘌呤類似物(其它如圖8所示)。在一個例子中，將拉曼標(biāo)簽通過一個或多個堿基修飾與核酸連接，然后用這些修飾的堿基制造亞磷酰胺，用于寡核苷酸的化學(xué)分析。修飾堿基的亞磷酰胺可用本領(lǐng)域已知的技術(shù)制造(McBride，L.J.和Caruthers，M.H.(1983)“Aninvestigationofseveraldeoxynucleosidephosphoramiditesusefulforsynthesizingdeoxyoligonucleotides.”TetrahedronLett.24245-248)。在一個實施方式中，碼組分可以由大約10-20個堿基的長度組成。對于10-mer，這有4^10個可能的序列。對于20-mer，這有4^20個可能的序列。在實際應(yīng)用中，靶序列(多個靶序列)是已知的或者序列可以分成序列子集。因此，例如，可用一個或多個拉曼標(biāo)簽標(biāo)記和鑒別寡核苷酸。在一個例子中，如果使用10個不同的亞磷酰胺(每個具有不同的拉曼標(biāo)簽)，則如果每個合成的寡核苷酸序列有1個拉曼標(biāo)簽，那么可合成10個不同的寡聚體(oligo)；如果每個合成的寡核苷酸有2個拉曼標(biāo)簽，那么可合成55個寡聚體；如果每個寡核苷酸有3個標(biāo)簽，那么可合成175個寡聚體。例如，可使用亞磷酰胺合成寡核苷酸(碼組分)，這些方法是本領(lǐng)域知曉的。舉一個例子，一個組分可為ATGCGACGT(SEQIDNO3)，以呋喃甲基氨基嘌呤(KN)為標(biāo)簽(圖13)，而另一個為GCTATAGCCG(SEQIDNO4)，以苯甲?；?腺嘌呤(BA)為標(biāo)簽(圖13)。許多條碼組分可預(yù)先制備并存放備用。在一個實施方式中，用下面的方法制備條碼。條碼可以由幾個碼組分組裝而成。條碼模板可以是相對較長的多核苷酸，例如40個核苷酸的DNA片段，其可以用標(biāo)準(zhǔn)的亞磷酰胺化學(xué)方法合成5′ACGTCGCATT-CGGCTATAGC-TTTCTATAGCGCTATGGTAC3′(SEQIDNO5)本例中下劃線部分是容器部分，其它序列是探針部分。條碼組分5′-ATGCGACGT(KN)-3′(SEQIDNO3)和5′-GCTATAGCCG(BA)-3′(SEQIDNO4)在標(biāo)準(zhǔn)條件下與容器部分雜交(例如，在200mMNaCl、10mMTrisHCl、pH7.5和1mMEDTA存在下，寡核苷酸的濃度為1到10μM)。因此，在本例中，探針部分由2條碼組分表示，并通過將呋喃甲基氨基嘌呤和苯甲?；?腺嘌呤都作為拉曼標(biāo)簽，測定其拉曼標(biāo)記。為合成不同的條碼模板，探針部分和容器部分相應(yīng)地改變；不同的條碼組分(預(yù)先制備)雜交在一起，形成新的條碼。該技術(shù)可以用于，例如，通過分析對應(yīng)于傳染性物質(zhì)的DNA或RNA的存在，檢測傳染性物質(zhì)。在收集到樣品并通過本領(lǐng)域已知技術(shù)從樣品中提取核酸之后，將核酸消化(例如，通過限制酶、有限D(zhuǎn)NA酶消化等)，在生物素化ddNTP(PerkinElmerLifeSciences)存在時，通過TerminalTransferase(來自NewEnglandBiolabs)用生物素進(jìn)行末端標(biāo)記。在用凝膠過濾柱(Amersham-PharmaciaBiotech)去除自由核苷酸后，生物素化的DNAs被捕獲在包被有鏈霉抗生物素的磁性珠子(Roche)上。然后用0.1NNaOH(對DNA)使核酸變性，分離2個互補(bǔ)鏈。在中和靶分子后，引入條碼分子，以便結(jié)合互補(bǔ)序列。結(jié)合/洗滌緩沖液的一個例子是200mMNaCl、10mMTrisHCl、pH7.5和1mMEDTA。使用本領(lǐng)域已知的方法，可使用磁體(DynalCorp)控制顆粒。在一個例子中，條碼的探針部分與靶序列互補(bǔ)，例如，5’GTACCATAGCGCTATAGAAA3’(SEQIDNO6)條碼分子將與靶序列結(jié)合，從而通過本例中的磁體(Dyna珠子，Dyna)而被保留。將珠子與銀膠體(由1mMAgNO3，用水1∶2稀釋制得)和0.1MLiCl(最終濃度)混合。當(dāng)顆粒通過拉曼檢測器時，就可以檢測與條碼分子特定地結(jié)合的拉曼信號(KN和BA)。在本例中，該信息被用于確認(rèn)一個或多個樣品中具體傳染性物質(zhì)存在與否。實施例7用于檢測蛋白質(zhì)的條碼-抗體另一個實施方式包括，如實施例6制備拉曼標(biāo)記條碼(或多個條碼)，而條碼然后與抗體連接，用于檢測抗原(如蛋白質(zhì))。由此，制備條碼制劑并制造DNA標(biāo)記的抗體。例如，用在200μl0.1xPBS(稀釋自10xPBS，從Ambion獲得)中的20μg(52納摩爾)磺基-GMBS(PierceCat.No.22324)在37℃時活化IgG抗體(例如，200μg(1.33納摩爾))30min，再在室溫下活化30min。然后使溶液通過PD-10柱(Amersham-Pharmacia)，收集含有抗體的組分。硫醇修飾的DNA寡聚物由商家合成(Qiagen-Operon)。在根據(jù)商家的說明還原二硫鍵(如DTT處理)后，將DNA寡聚物(如13納摩爾)與純化且活化的抗體混合。反應(yīng)在室溫進(jìn)行2小時并在4℃過夜。然后用離子交換柱(Amersham-Pharmacia)純化DNA-抗體，使用例如0-2MNaCl梯度。收集既含有DNA又含有蛋白質(zhì)的組分。在采用本領(lǐng)域已知的技術(shù)進(jìn)行脫鹽和濃縮處理后，將樣品用于抗原的結(jié)合(蛋白質(zhì)檢測)。幾種方法可用于將抗原(如蛋白質(zhì))固定在固體支持物上。優(yōu)選地，對于拉曼檢測，可通過EDC化學(xué)方法，將捕獲的抗體固定在金表面上(捕獲抗體和檢測抗體應(yīng)當(dāng)識別同一抗原，其可從商家獲得，例如R&DSystem和BDBiosciences)(Benson等，Science，193，(2001)，1641-1644)。將含有靶抗原(如蛋白質(zhì))的樣品稀釋在1xPBS中，然后施用于固體表面，進(jìn)行特異性結(jié)合。例如，使DNA標(biāo)記抗體與捕獲的抗原(如蛋白質(zhì)靶標(biāo))結(jié)合。然后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的免疫測試過程，一般地，使用1xPBS和0.05％Tween-20(吐溫-20)。一旦發(fā)生了結(jié)合，就可將互補(bǔ)的拉曼標(biāo)記DNA與固定的與檢測抗體相連的DNA寡聚物相結(jié)合。一般地，條碼分子在2xPBS和1□g/ml酵母tRNA(Sigma)中的濃度可以為10nM。在用1xPBS洗滌之后，將銀膠體(由1mMAgNO3，用水1∶2稀釋制得)加入結(jié)合表面，然后將LiCl加到0.1M，接著進(jìn)行拉曼測定。由于與抗體連接的DNA寡聚物與條碼的探針部分互補(bǔ)，因此條碼標(biāo)記的存在將表明抗體的存在，進(jìn)而表明靶抗原(蛋白質(zhì))的存在。當(dāng)不同的捕獲抗體和DNA標(biāo)記檢測抗體用于同一系統(tǒng)中時，用這種方法可同時檢測幾個不同的抗原。根據(jù)本公開內(nèi)容，在沒有不適當(dāng)?shù)膶嶒灧椒ǖ那闆r下，可制造和使用這里公開的和要求保護(hù)的所有方法、組合物和設(shè)備。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯而易見的是，在不偏離要求保護(hù)主題的概念、精神和范圍的情況下，可以對這里所述的方法、組合物和設(shè)備進(jìn)行改變。更具體地，顯然，化學(xué)及生理學(xué)關(guān)聯(lián)的某種試劑(物質(zhì))可以替代這里所述的試劑(物質(zhì))，同時獲得相同的或相似的結(jié)果。對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的所有這些類似的替代和修飾都被認(rèn)為在所要求保護(hù)主題的精神、范圍和概念之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種方法，包括獲得條碼，所述條碼包括與有機(jī)分子骨架相連的兩個或更多個標(biāo)簽；將所述條碼與靶結(jié)合；以及檢測與所述靶結(jié)合的所述條碼。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述骨架包括選自核酸、肽、多糖、生物聚合物和合成聚合物中的至少一種分子。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述核酸是單鏈DNA。4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述骨架包括共價連接于肽的核酸。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述標(biāo)簽選自核酸、核苷酸、核苷酸類似物、堿基類似物、熒光染料、肽、氨基酸、修飾氨基酸、有機(jī)部分、拉曼標(biāo)簽、量子點、碳納米管、富勒烯、亞微米金屬顆粒、電子致密顆粒和晶體顆粒。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述骨架包括一種或多種支化的核酸。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中支鏈位于骨架上預(yù)先確定的位置。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述條碼用選自熒光光譜法、拉曼光譜法、傅里葉變換紅外光譜法(FTIR)和表面等離子體共振法的技術(shù)進(jìn)行檢測。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述條碼通過探針部分與靶結(jié)合。10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中可區(qū)分的條碼通過同一標(biāo)簽連接在同一骨架上不同位置而產(chǎn)生。11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述靶選自蛋白質(zhì)、肽、糖蛋白、脂蛋白、感染性蛋白、核酸、多核苷酸、寡核苷酸、脂、脂肪酸、糖類、糖脂、磷脂、鞘脂、脂多糖、多糖、真核細(xì)胞、原核細(xì)胞、細(xì)菌、噬菌體、病毒和病原體。12.一種方法，包括獲得核酸模板，所述核酸模板包括容器部分和探針部分；和將一種或多種標(biāo)記寡核苷酸與所述容器部分雜交，形成條碼。13.如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括將所述條碼與靶結(jié)合。14.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括檢測與所述靶結(jié)合的所述條碼。15.制造聚合物拉曼標(biāo)記的方法，包括獲得兩個或多個單體單元；和聚合所述單體單元，形成聚合物拉曼標(biāo)記。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中每一單體單元包括拉曼標(biāo)簽。17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中在單個聚合物拉曼標(biāo)記中的每個拉曼標(biāo)簽是不同的。18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述拉曼標(biāo)簽通過間隔部分與聚合物拉曼標(biāo)記的骨架連接。19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在單體單元的聚合之后，將拉曼標(biāo)簽與聚合物拉曼標(biāo)記連接。20.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括，在單體單元的一端去保護(hù)功能基，以及在所述單體單元與所述聚合物拉曼標(biāo)記之間形成共價鍵。21.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生次級聚合單元，每個次級聚合單元包括預(yù)先確定數(shù)目的單體單元。22.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括將所述聚合物拉曼標(biāo)記與固體支持物連接。23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述固體支持物是納米顆?；蛑樽?。24.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括將探針連接在所述聚合物拉曼標(biāo)記上。25.如權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括將所述探針與靶結(jié)合。26.如權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括檢測與所述靶結(jié)合的所述探針。27.一種聚合物拉曼標(biāo)記，其包括兩個或更多個單體單元，其相互共價地連接；兩個或更多個拉曼標(biāo)簽；和至少一個探針。28.如權(quán)利要求27所述的聚合物拉曼標(biāo)記，進(jìn)一步包括與所述聚合物拉曼標(biāo)記連接的納米顆粒或珠子。29.如權(quán)利要求27所述的聚合物拉曼標(biāo)記，其中標(biāo)記中每個拉曼標(biāo)簽是不同的。30.如權(quán)利要求27所述的聚合物拉曼標(biāo)記，進(jìn)一步包括每個拉曼標(biāo)簽的兩個或更多個拷貝。31.一種系統(tǒng)，其包括成像儀器；至少一個與探針連接的條碼；和至少一個與所述探針結(jié)合的靶。32.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中所述成像儀器選自熒光儀器、拉曼儀器和FTIR儀器。33.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中每個條碼包括兩個或更多個拉曼標(biāo)簽。34.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中在單個條碼上的每個拉曼標(biāo)簽具有不同的拉曼發(fā)射光譜。全文摘要本發(fā)明涉及產(chǎn)生和/或使用分子條碼的方法。在本發(fā)明的某些實施方式中，該條碼包括含有一個或多個支鏈結(jié)構(gòu)的聚合物骨架。標(biāo)簽可以與骨架和/或支鏈結(jié)構(gòu)連接。該條碼也可包括探針，該探針可與靶結(jié)合，例如蛋白質(zhì)、核酸和其它生物分子或聚集體。通過標(biāo)簽的類型和位置，可區(qū)別不同的條碼。在其它實施方式中，通過一個或多個標(biāo)記寡核苷酸與模板的雜交，產(chǎn)生條碼，該模板包括容器部分和探針部分。標(biāo)記的寡核苷酸可以被設(shè)計為模塊碼部分，以對于不同的靶形成不同的特異性條碼。在可選的實施方式中，通過單體單元的聚合，制備條碼。結(jié)合的條碼可以通過各種成像方法進(jìn)行檢測，例如表面等離子體共振法、熒光或拉曼光譜法。文檔編號C12Q1/68GK1856580SQ200480027614公開日2006年11月1日申請日期2004年9月23日優(yōu)先權(quán)日2003年9月24日發(fā)明者X·蘇,T-W·庫,A·伯林,L·孫,N·桑德拉拉揚(yáng),M·山川申請人:英特爾公司