從分子陣列制備復(fù)制物或衍生物的裝置和方法、及其應(yīng)用
【專利摘要】本申請涉及從分子陣列制備復(fù)制物或衍生物的裝置和方法、及其應(yīng)用。一種制備分子陣列的復(fù)制物或衍生物的方法，所述陣列包括分離的分子樣品的空間排布，所述方法包括為每個樣品形成至少一個與其他樣品的有效區(qū)域分離的空間受限的有效區(qū)域、位于有效區(qū)域邊界上的載體的具有結(jié)合接頭或結(jié)合性質(zhì)的表面。通過有效區(qū)域內(nèi)的擴(kuò)增劑擴(kuò)增所述分子用于產(chǎn)生所述樣品的復(fù)制物或衍生物。通過結(jié)合接頭或結(jié)合性質(zhì)使所述樣品的復(fù)制物或衍生物結(jié)合至載體，從而使所述載體上樣品的復(fù)制物和衍生物的空間排布對應(yīng)于陣列中樣品的空間排布。從所述陣列除去包含樣品拷貝的載體。
【專利說明】
從分子陣列制備復(fù)制物或衍生物的裝置和方法、及其應(yīng)用[0001]本申請是申請日為2010年3月5日的題為“從分子陣列制備復(fù)制物或衍生物的裝置 和方法、及其應(yīng)用”的中國專利申請N0.201080019880.7的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及從分子陣列例如生物分子或化學(xué)方法制備的分子制備復(fù)制物或衍生物的方法，特別是涉及適合用于制備所述分子的微陣列的復(fù)制物或衍生物和/或從其衍生的分子，例如DNA微陣列、RNA微陣列或蛋白質(zhì)微陣列的此類方法和裝置，還涉及所述陣列用于鑒定與涉及一級序列的反應(yīng)相關(guān)的DNA序列、其拷貝或其衍生物的應(yīng)用?！颈尘凹夹g(shù)】
[0003]微陣列可理解為表示許多不同的生物分子在單個點的表面上或表面內(nèi)的排布。所述點還被稱作斑點并且通常具有l(wèi)Oym-約1000WI1的直徑。一個斑點內(nèi)存在一個或數(shù)個相同的生物分子群。但是除了一些有目的的冗余之外，各種斑點表示不同的生物分子。生物分子可沉積在表面，可存在于表面上的層內(nèi)，可存在于腔室內(nèi)，或者以固定化方式存在于顆粒上或顆粒內(nèi)，有可能將所述顆粒排布成陣列。
[0004]按照常規(guī)，有許多制備微陣列的方法。根據(jù)一項技術(shù)，例如使用光合成、化學(xué)合成、 斑點合成、印刷法(printing process)等直接在表面合成生物分子(原位合成)。例如 Affymetrix應(yīng)用此類光合成技術(shù)，Agilent可進(jìn)行斑點合成。Combimatrix通過真實的可電尋址的反應(yīng)室制備DNA微陣列。根據(jù)另一項技術(shù)，首先合成(生物)分子，然后以排布的陣列沉積到表面上，此類技術(shù)被例如八8；[16111:、668；[1]1和13；[〇；^111(111使用。兩種技術(shù)均需要高額的技術(shù)費用。所述技術(shù)費用隨著不同生物分子數(shù)量的增加和沉積斑點直徑的減小而高于線性程度地增加。另外，當(dāng)此類微陣列預(yù)包含例如兩倍的物質(zhì)，或者如果預(yù)減小包被結(jié)構(gòu)即斑點的尺寸，所需要的時間和花費會顯著增加。用于制備微陣列的印章技術(shù)(s t amp i n g technique)記載于[1] 〇
[0005]通過在陣列上原位合成有可能制備數(shù)百萬不同的DNA序列。但是，為了實現(xiàn)新的布局或者不同的譜型尺寸(圖案尺寸，pattern size)，就必須重新組織整個生產(chǎn)過程。這將需要新的儀器設(shè)置并且在光輔助合成中甚至需要新的光刻掩膜或者重新設(shè)置數(shù)字鏡像系統(tǒng)的程序，參見[2]，其中記載了利用數(shù)字鏡像產(chǎn)生微陣列。應(yīng)盡可能避免這一情況以降低成本。
[0006]僅由于時間的限制就不可能通過在實驗室內(nèi)合成并且隨后例如通過納米點樣儀轉(zhuǎn)移至微陣列而轉(zhuǎn)移數(shù)萬種物質(zhì)。需要花費數(shù)周或數(shù)月的時間用上百萬不同的生物分子才可在微陣列上制備可評估數(shù)量的斑點。在這一時間內(nèi)表面化學(xué)將會改變并且整個微陣列不再有效。
[0007]因此，需要一種方法使得有可能以簡單并且不昂貴的方式拷貝已有的微陣列，即復(fù)雜并且制備成本昂貴的已知生物分子的常規(guī)排布。
[0008]已提出了與該問題相關(guān)的一些基本觀點，[3]和[4]。[3]和[4]公開了復(fù)制寡聚核苷酸陣列的方法，其中將一種或多種生物素-功能化的寡聚核苷酸與一種或多種寡聚核苷酸雜交并且在第一基片(襯底，substrate)上擴(kuò)增。然后用鏈霉親和素將生物素功能化的并且擴(kuò)增的寡聚核苷酸錨定至第二基片?？赏ㄟ^機(jī)械力將生物素功能化的寡聚核苷酸與所述寡聚核苷酸分離從而產(chǎn)生復(fù)制的陣列。但是，此類拷貝方法昂貴并且需要另外的生物化學(xué)錨定系統(tǒng)并且在許多情況下僅能夠制備原始DNA陣列的負(fù)拷貝。
[0009][5]還記載了通過使用鏈霉親和素/生物素系統(tǒng)拷貝DNA陣列。[6]記載了如何將 DNA拷貝到RNA中。
[0010]約30年以來，一直在實驗室內(nèi)擴(kuò)增DNA。特別是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)幾乎成為所有實驗室的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)并且是大多數(shù)遺傳學(xué)研究的基礎(chǔ)。但是，還有其他技術(shù)能夠擴(kuò)增DNA， 例如NASBA、重組酶聚合酶擴(kuò)增、滾環(huán)擴(kuò)增和各種其他等溫擴(kuò)增技術(shù)。[0〇11] 所述技術(shù)不僅能夠擴(kuò)增DNA而且還能夠?qū)崿F(xiàn)單個DNA區(qū)域或DNA子集的靶向擴(kuò)增。 通過特定地選擇起點(引物)，還可以特異擴(kuò)增單個DNA區(qū)。大多數(shù)DNA擴(kuò)增過程發(fā)生在溶液中并且將其稱作液相反應(yīng)。但是，近幾年內(nèi)出現(xiàn)了數(shù)種利用另外的固相進(jìn)行DNA擴(kuò)增并且在該過程中在所述固相上富集所擴(kuò)增DNA的方法。例如在玻片或固相上進(jìn)行的引物延伸反應(yīng) [9，10]。下文描述了兩種最常用的方法，S卩DNA橋式擴(kuò)增和油包水乳液擴(kuò)增PCR的依據(jù)。 [〇〇12] DNA橋式擴(kuò)增:對于橋式擴(kuò)增，首先用已知的所謂接頭序列在兩端延伸(部分已知的)DNA。所述延伸物充當(dāng)表面上的互補(bǔ)序列的結(jié)合位點。只有結(jié)合至表面之后才會出現(xiàn)擴(kuò)增。然后將已拷貝的并且因此是新產(chǎn)生的DNA鏈固定(共價)結(jié)合至表面并且在其非結(jié)合末端具有另一個結(jié)合位點。所述另一結(jié)合位點還可結(jié)合至表面上的適合的對應(yīng)物并且起始另一擴(kuò)增，其進(jìn)而產(chǎn)生結(jié)合在一個末端的新DNA鏈并且在另一游離末端具有原始結(jié)合序列。在該方法中，能夠以指數(shù)方式產(chǎn)生越來越多的新鏈，它們在一個末端被固定結(jié)合，它們的另一末端使能夠與表面暫時結(jié)合。在擴(kuò)增過程中，原始鏈的一端被固定(共價)結(jié)合，另一端松散 (非共價)結(jié)合，因此形成分子橋。就這一方面而言，[11]一般性記載了橋式擴(kuò)增，[12]記載了利用橋式擴(kuò)增進(jìn)行測序。
[0013]對于油包水乳液PCR，使用一種類型的橋式擴(kuò)增。與橋式擴(kuò)增相似，其涉及首先通過接頭序列在兩邊延伸DNA鏈。然后將延伸的DNA與水性PCR混合物和固相顆粒-也稱作珠粒-混合并且在油中乳化，從而得到油包水和顆粒的乳液。對于該油包水乳液，選擇濃度使得理想地每一滴水中精確地包裹一條DNA鏈和一個顆粒。根據(jù)橋式擴(kuò)增，顆粒表面包含使 DNA拷貝能夠與其共價結(jié)合的序列。在該方法中，通過擴(kuò)增可用原始DNA的拷貝覆蓋整個顆粒。該技術(shù)主要用于測序儀中。在該技術(shù)中，每次僅在固相或液相上擴(kuò)增一條確定的鏈。 [〇〇14]在蛋白質(zhì)擴(kuò)增或蛋白質(zhì)合成中，存在通過適合的生物化學(xué)系統(tǒng)可被首先基本轉(zhuǎn)錄至RNA然后轉(zhuǎn)錄至蛋白質(zhì)的DNA鏈。如果RNA是足夠穩(wěn)定的，或者有足夠數(shù)量的DNA模板，則可制備大量的蛋白質(zhì)。該技術(shù)對應(yīng)于發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的涉及從DNA經(jīng)RNA產(chǎn)生蛋白質(zhì)的天然過程，并且它是生物化學(xué)的基礎(chǔ)和中心法則。近期以來可獲得簡化的生物化學(xué)系統(tǒng)，其能夠完成這一復(fù)雜的任務(wù)并且因此至少在理論上使能夠在實驗室中從DNA鏈制備蛋白質(zhì)。就這一方面而言，[7]記載了從DNA微陣列直接制備蛋白質(zhì)微陣列的方法，[8]記載了用cDNA錨蛋白制備蛋白質(zhì)陣列的方法?？商鎿Q地，還可使用向其中引入了蛋白質(zhì)編碼DNA的原核或真核細(xì)胞進(jìn)行蛋白質(zhì)擴(kuò)增。
[0015]對于DNA序列的解碼，可采用所謂的測序法，相對近期的測序法的綜述提供于[13]。另外，DNA結(jié)合至顆粒的測序法記載于[14]。
[0016]用于測序的高度復(fù)雜的儀器采用多個反應(yīng)步驟和技術(shù)用于首先包裹已分離的 DNA，將其擴(kuò)增，然后逐個讀取其構(gòu)建單位。通過所選擇的反應(yīng)化學(xué)和測序方法，有可能借助昂貴的生物信息學(xué)方法以整體重新計算DNA序列并且因此獲得所研究物種的基因組。[〇〇17]前文所述測序技術(shù)包括在凝膠中分離(split)DNA。這是一種不基于固相的方法并且被稱作Sanger測序法。使用最新一代的測序儀人們可以利用油包水乳液PCR并且生成數(shù)百萬個分別攜帶不同DNA片段的相同拷貝的顆粒，例如珠粒。對于讀取序列而言，將顆粒排列在例如具有130-340萬個不同微腔的所謂PicoTiterPlate?中并且將其固定化。這已經(jīng)表現(xiàn)出像這樣的微陣列。就這一點而言，請參考[15]，其中記載了利用橋式擴(kuò)增測序。[〇〇18]盡管在該方法中已制備了生物分子的常規(guī)排布，但是還不能像具有已知序列的常規(guī)微陣列那樣來使用，因為與顆粒結(jié)合的生物分子的單個序列本身還是未知的。但是，測序后可以知道結(jié)合至具體顆粒的DNA片段自身的序列。[〇〇19]已嘗試回收單獨的顆粒并且將它們重新用作陣列，例如柏林的Scineon和Max-Planck-1nstitut fiir Molekulare Genetik[Max-Planck-Society for Molecular Genetics]。但是，該方法昂貴并且僅能夠制備此類陣列的一個樣本。[〇〇2〇]軟刻技術(shù)(soft lithography)或微接觸印刷(microcontact printing)是能夠?qū)⒎肿映练e到表面上并且隨后轉(zhuǎn)移至另一表面的印章技術(shù)。它還能夠整合小的腔室或者微流體并且因此提供復(fù)雜的液體回路。所述回路使能夠以特定的方式處理表面并且因此包被或修飾非常小的結(jié)構(gòu)。用于這一目的的材料為硅樹脂(PDMS)。通過對TOMS進(jìn)行適合的表面修飾，可將各種生物分子添加至表面并且之后將它們轉(zhuǎn)移?？梢赞D(zhuǎn)移DNA和RNA以及生物分子。
[0021]尤其可利用這些轉(zhuǎn)移性質(zhì)用于拷貝步驟，[16]最早記載了如何使用軟刻技術(shù)轉(zhuǎn)移生物分子。[〇〇22] DNA陣列或DNA微陣列主要用于所謂的表達(dá)分析、測序和基因量或SNP分析。
[0023]在表達(dá)分析中，人們希望可以研究具體基因的活性水平。mRNA被認(rèn)為是這一活性的標(biāo)志物。為達(dá)到這一目的，通過例如給藥、改變環(huán)境因素、將它們置于應(yīng)激(應(yīng)力)之下等刺激細(xì)胞或生物體。首先從生物材料收集mRNA，將其轉(zhuǎn)錄至所謂的互補(bǔ)DNA(cDNA)，并且為其提供染料。為參比樣品提供不同的染料。大多數(shù)情況下使用綠色和紅色染料。將相等比例的樣品混合在一起并且將它們應(yīng)用至微陣列。如果在兩種原始樣品中以相等的濃度包含特異的DNA序列，則來自兩種樣品的互補(bǔ)分子會以相等的濃度結(jié)合至各自的微陣列斑點。因此讀取這一斑點可得到第二種顏色。在使用綠色和紅色的情況下，會得到黃色。如果存在不等比例的相同的基因序列，微陣列上的對應(yīng)斑點將包括其顯色表示優(yōu)勢基因產(chǎn)物的第二種顏色。被完全開啟或關(guān)閉的基因?qū)H具有一種或另一種顏色(hue)。顏色譜型使能夠推斷mRNA 的量并且為所研究影響因素對特異基因的活化或鈍化程度提供線索。[17]公開了通過高平行測序?qū)⒈磉_(dá)譜應(yīng)用于全基因組(genome-wide)研究。
[0024]在SNP分析中，人們可研究基因序列是否包含單個突變，即除一個堿基對之外相同的序列(單個堿基對置換=單核苷酸多態(tài)性)。對被置換堿基對的精確定位可以說明該置換是否對生物體不具有或者僅具有很小的影響，或者是否為致命的基因缺陷。在數(shù)種嚴(yán)重的遺傳病例如亨廷頓舞蹈病、帕金森病或阿茲海默氏病中，已知存在此類嚴(yán)重的SNP。利用許多其他SNP，人們可以推斷患具體疾病例如糖尿病或佝僂病的風(fēng)險或易感性增加。對于SNP分析，直接從生物材料收集DNA并且用染料標(biāo)記。對于每個SNP，微陣列上存在四個斑點，它們在每一種情況下的相同位置存在一個堿基對差異。基于結(jié)合位點，人們可以確定哪一個堿基存在于未知樣品的相關(guān)位置中，參見[17]。
[0025]對于蛋白質(zhì)陣列而言，單是制備就更加困難，因為與DNA不同，蛋白質(zhì)具有非常寬范圍的溶解性、反應(yīng)性和特異性。因此，使用相同的化學(xué)錨(chemical anchor)難以將各種蛋白質(zhì)結(jié)合至表面。通常，蛋白質(zhì)陣列包含數(shù)百至一千種不同的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)陣列主要用于結(jié)合研究。這包括將標(biāo)記分子置于蛋白質(zhì)陣列上。因此微陣列上包括顯色的此類斑點是所研究分子的潛在的結(jié)合配體(結(jié)合伴侶，binding partner)。尤其可將該技術(shù)用于表位定位以找出特定的結(jié)合位點。[〇〇26]此類微陣列的結(jié)構(gòu)記載于[18]。
[0027]因此微陣列的應(yīng)用廣闊且多樣。但是由于缺少必要的經(jīng)費來源，或者由于它們的成本-效益比，它們的使用受到很大限制。[〇〇28] DNA序列包含生物化學(xué)信息并且可以通過生物化學(xué)復(fù)制系統(tǒng)擴(kuò)增。已對各種拷貝 DNA序列的方法進(jìn)行了研發(fā)，從將單個的堿基對拷貝到表面上到[4]、[5]和[6]中記載的方法，它們列出了原理上如何將DNA從一個表面拷貝到另一個表面。[〇〇29]而且，文章[7]近期公開了如何從DNA陣列制備蛋白質(zhì)拷貝。[〇〇3〇]以上闡釋顯示了現(xiàn)有技術(shù)使制備微陣列的兩項基礎(chǔ)技術(shù)成為可能，即一方面為原位直接制備物質(zhì)，另一方面為通過顯微噴印(microscopic dispense)或印刷法在合成后將物質(zhì)轉(zhuǎn)移。這些技術(shù)中的每一種都是復(fù)雜的技術(shù)并且消耗大量的時間和成本，一般的規(guī)律為隨著底物數(shù)量加倍，所需時間和成本將至少加倍。另外，對于DNA陣列而言，在合成前獲得序列的準(zhǔn)確生物化學(xué)信息是必要的。對于DNA而言，為了獲得所述信息，如上文所述需要使用所謂的測序儀。測序和構(gòu)造微陣列之間的直接制備鏈仍是未知的或者還未建立。這意味著必須首先將未知生物體測序，之后從測序儀的數(shù)據(jù)計算序列，接下來才可以制備陣列。通過這一陣列可立即研究表達(dá)譜型。另外，已知可從已知序列制備蛋白質(zhì)陣列。該制備鏈耗時長并且昂貴。[〇〇31]如果可以通過簡單的方法直接以DNA陣列的衍生物生成蛋白質(zhì)陣列，將可以保留表型和基因型之間的偶聯(lián)，并且有可能以空間分辨方式(spatially resolved manner)對衍生物進(jìn)行反應(yīng)(抗原-抗體，酶促反應(yīng))并且將它們與相關(guān)的DNA序列聯(lián)系起來。
【發(fā)明內(nèi)容】
[〇〇32]本發(fā)明的目的是提供能夠以較少的時間和成本消耗從分子陣列制備復(fù)制物或衍生物的方法和裝置、對應(yīng)的復(fù)制物或衍生物以及此類復(fù)制物或衍生物的應(yīng)用。[0033 ]根據(jù)本發(fā)明，通過權(quán)利要求1的方法、權(quán)利要求23的復(fù)制物、權(quán)利要求34的裝置以及權(quán)利要求24、28、30和32的應(yīng)用實現(xiàn)這一目標(biāo)。
[0034]本發(fā)明的實施方式提供制備分子陣列的復(fù)制物或衍生物的方法，所述陣列包括分離的分子樣品的空間排布，所述方法包括:
[0035]為每個樣品形成至少一個與其他樣品的有效區(qū)域分離的空間受限的有效區(qū)域，位于有效區(qū)域邊界上的載體的具有結(jié)合接頭(binding adapter)或結(jié)合性質(zhì)(binding property)的表面；
[0036]通過有效區(qū)域內(nèi)的擴(kuò)增劑擴(kuò)增生物化學(xué)分子用于形成樣品的復(fù)制物或衍生物； [〇〇37]通過結(jié)合接頭或結(jié)合性質(zhì)使樣品的復(fù)制物或衍生物結(jié)合至載體，從而使載體上樣品的拷貝或衍生物的空間排布對應(yīng)于陣列中樣品的空間排布；以及
[0038]從陣列除去包含樣品拷貝的載體。
[0039]本發(fā)明實施方式提供通過使用對應(yīng)的方法制備的分子陣列的復(fù)制物或衍生物。
[0040]本發(fā)明實施方式提供制備分子陣列的復(fù)制物或衍生物的裝置，所述陣列包括分離的分子樣品的空間排布，所述裝置包括:
[0041]為每個樣品形成至少一個與其他樣品的有效區(qū)域分離的空間受限的有效區(qū)域、位于有效區(qū)域邊界上的載體的具有結(jié)合接頭或結(jié)合性質(zhì)的表面的裝置；[〇〇42]用于通過在形成樣品的復(fù)制物或衍生物的有效區(qū)域內(nèi)的擴(kuò)增劑來擴(kuò)增生物化學(xué)分子，以及用于通過結(jié)合接頭或結(jié)合性質(zhì)將樣品的復(fù)制物或衍生物結(jié)合至載體從而使載體上樣品的拷貝或衍生物的空間排布對應(yīng)于陣列中樣品的空間排布的裝置;以及
[0043]從陣列除去包含樣品拷貝的載體的裝置。
[0044]根據(jù)本發(fā)明，使分子陣列例如DNA微陣列的每個樣品具有與其他樣品的有效區(qū)域分離的空間受限的有效區(qū)域，以使本發(fā)明能夠以快速、簡單并且不昂貴的方式制備對應(yīng)陣列的復(fù)制物或衍生物同時保留空間排列提供的位置信息。
[0045]具體而言，本發(fā)明實施方式涉及對應(yīng)的方法和裝置，其中所述分子為生物分子或合成制備的化學(xué)分子。根據(jù)本發(fā)明，復(fù)制物可理解為表示原始分子的1:1拷貝，而衍生物可理解為表示原始分子的改變，例如原始分子的子代或者子集。根據(jù)本發(fā)明，分子樣品可理解為表示排布在陣列的不同位點的不同分子，或者排布在那里的不同的分子混合物。
[0046]本發(fā)明實施方式使能夠拷貝微陣列而不需要了解任何生物化學(xué)信息，這意味著還能夠拷貝特別是非合成的微陣列。這使得能夠從測序儀中拷貝出存在于其中的DNA排布的拷貝，并且因此無需任何序列信息而提供DNA陣列。[〇〇47]因此，本發(fā)明實施方式使能夠在測序步驟之前、之后或之中，甚至在不具有單個樣品的任何序列信息的條件下制備對應(yīng)的微陣列。因此，可以避免合成產(chǎn)生陣列中耗時且昂貴的方法步驟并且可以從測序直接制備陣列。因此本發(fā)明實施方式使能夠快速擴(kuò)增特定的微陣列或包被譜型并且不依賴是否已知微陣列的任何生物化學(xué)序列或信息。由于不同的生物分子例如DNA、RNA或蛋白質(zhì)被用于不同的生物化學(xué)研究，所以本發(fā)明實施方式還使得能夠按照不同的任務(wù)設(shè)置的要求從一個相同的原始樣品制備不同的變體。至今為止，還不能在測序過程之前、之中或之后制備適合的DNA微陣列或者甚至是蛋白質(zhì)微陣列。
[0048]本發(fā)明實施方式使能夠在測序過程之前、之中或之后通過生物化學(xué)拷貝法從一級材料例如一級顆粒陣列直接制備二級微陣列，以及視需要再次將所述二級DNA微陣列以另一陣列的形式生物化學(xué)法定位至DNA、RNA或蛋白質(zhì)。另外，在不同的拷貝步驟中，能夠以化學(xué)形式制備陣列變體，其包含例如與彩色拷貝可比的特異標(biāo)記或序列，僅有圖中的黃色部分可以被拷貝。[〇〇49]本發(fā)明實施方式涉及從來自測序過程(例如ABI或Roche454測序儀中的顆粒陣列) 的DNA序列排布制備微陣列拷貝，迄今為止還未被記載或?qū)嵤?。盡管在現(xiàn)有技術(shù)中描述了單個的子步驟，例如從DNA到DNA或者從DNA到蛋白質(zhì)的生物化學(xué)拷貝，但是將單個子步驟組合用于從測序過程制備微陣列仍然是未知的。具體而言，測序，然后通過構(gòu)造來自測序儀的DNA陣列的復(fù)制物制備DNA陣列，接著從DNA陣列制備RNA陣列或者蛋白質(zhì)陣列這一制備線仍是未知的。
[0050] 如上文所述，從正在進(jìn)行的測序過程制備DNA陣列對于現(xiàn)有技術(shù)而言仍是未知的。 而且，迄今為止未記載直接拷貝所述DNA陣列并接著通過選擇修飾將其改造成DNA子集或 RNA微陣列，然后至蛋白質(zhì)陣列。本發(fā)明實施方式首次使能夠在測序過程中制備DNA陣列并且立即將其轉(zhuǎn)化成任何所需的陣列表面從而使能夠進(jìn)行任何常規(guī)的微陣列研究。在本發(fā)明的實施方式中，通過這一方式可完全避免費力的合成制備微陣列。[〇〇51]但是本發(fā)明實施方式不限于從測序過程拷貝微陣列。本發(fā)明實施方式使能夠以簡單的方式和低成本直接拷貝平面微陣列，例如可商購的微陣列。本發(fā)明實施方式使能夠選擇性拷貝出陣列的各方面并且將其轉(zhuǎn)錄從而產(chǎn)生RNA、DNA子集、CDNA或蛋白質(zhì)陣列。[〇〇52]適合的拷貝方法例如適合的擴(kuò)增方法(例如PCR、等溫擴(kuò)增、NASBA)和各自的匹配結(jié)合接頭或表面的結(jié)合性質(zhì)(例如引物、鏈霉親和素/生物素、抗原-抗體、聚組氨酸/鎳絡(luò)合物、靜電/動力學(xué)或磁性性質(zhì))對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的并且不需要在本文中進(jìn)一步解釋。就這一方面而言，還可參考引言中提及的文件，其在該問題上的教導(dǎo)通過引用納入本文。[0〇53]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，從被稱作一級陣列(primary array)的遺傳信息制備至少該遺傳信息例如DNA的一個拷貝，所述拷貝可稱為二級陣列(secondary array)?？蓮脑摽截愔苽淇煞Q作三級陣列的又一陣列拷貝。所述三級和/或二級陣列可以為相同的拷貝、互補(bǔ)的拷貝、子集或RNA或蛋白質(zhì)陣列，視一級和/或二級陣列所選擇的生物化學(xué)復(fù)制系統(tǒng)而定。[〇〇54]在本發(fā)明的實施方式中，所述一級陣列來自DNA測序儀?；旧峡煽紤]使用任何商購的基于顆粒的測序儀。但是在可替換的實施方式中，可將任何平面DNA微陣列用作預(yù)拷貝的一級陣列。本發(fā)明實施方式涉及從任何一個平面到另一個平面的任何“拷貝過程”，只要陣列的每個樣品具有與其他有效區(qū)域分離的空間受限的有效區(qū)域。這包括包含生物化學(xué)信息的以空間分辨方式歸序(order)的任何物質(zhì)文庫，除平面微陣列之外其還包括非平面表面或顆粒陣列，例如在測序儀或化學(xué)物質(zhì)文庫中制備的那些。
[0055]在本發(fā)明的實施方式中，所使用的擴(kuò)增劑可為任何已知的擴(kuò)增劑。前文所述擴(kuò)增的目標(biāo)為擴(kuò)增特異的DNA區(qū)段或序列?；诖祟愐阎臄U(kuò)增，通常不能保留有關(guān)在何處產(chǎn)生具體鏈的位置信息，因為所述擴(kuò)增在溶液中進(jìn)行。相反，在本發(fā)明實施方式中，可以在復(fù)制物的制備中完全或部分保留從復(fù)制源即一級陣列到拷貝即二級陣列的位置信息，因為每個樣品具有與其他樣品的擴(kuò)增劑區(qū)域分離的空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域。該位置信息還常常被稱作注冊信息(registrat1n)。這應(yīng)理解為表示例如在規(guī)則的網(wǎng)格中由具體DNA區(qū)段的排布 (行和列，或者x和y位置)限定的位置。由于所述至少部分保留的位置信息，本發(fā)明使能夠制備高質(zhì)量的復(fù)制物。保留的位置信息越多，復(fù)制物質(zhì)量越好。當(dāng)制備多個拷貝時，低空間分辨將產(chǎn)生質(zhì)量不斷降低并且最后在某一點變得無用的拷貝。
[0056]根據(jù)本發(fā)明，通?？蓱?yīng)用任何已知的擴(kuò)增方法;在一些實施方式中，可使用PCR或橋式擴(kuò)增?？稍诒砻嫔鲜褂脴蚴綌U(kuò)增。在本發(fā)明的實施方式中，所述拷貝方法因而代表了某種橋式擴(kuò)增，但是其發(fā)生在一個表面到另一個表面，并且保留了已拷貝物質(zhì)的位置信息或注冊信息。在可替換實施方式中，可使用另外的結(jié)合系統(tǒng)用于將拷貝結(jié)合至載體，例如[4]中記載的鏈霉親和素/生物素系統(tǒng)，但是這使得復(fù)雜性增加。
[0057]在本發(fā)明的實施方式中，可將結(jié)合接頭排布在預(yù)先將陣列拷貝至其上的載體的整個表面上。
[0058]在本發(fā)明的實施方式中，結(jié)合接頭是與待拷貝分子的序列互補(bǔ)的引物。
[0059]在本發(fā)明的實施方式中，通過將與各種樣品相關(guān)的擴(kuò)增劑區(qū)域空間分離或區(qū)室化實現(xiàn)位置信息的保留。在該方式中，可防止單個分子脫離“微室”，從而保留了空間分辨或注冊信息。如本文已闡述，在本發(fā)明的實施方式中，可將任何擴(kuò)增技術(shù)視為拷貝方法，例如PCR或等溫擴(kuò)增。在拷貝過程中，將復(fù)制物沉積到目標(biāo)表面并且錨定。除了可以完全或部分保留遺傳信息外，還可保留位置信息。本發(fā)明實施方式提供1:1復(fù)制物，通常可將其理解為表示表面的“簡單”拷貝。在該方法中，產(chǎn)生具有可能的最高相似度水平的原始物拷貝。在微陣列情況中，人們可在拷貝過程之后從DNA陣列獲得另外的DNA陣列。
[0060]本發(fā)明實施方式使能夠制備陣列的空間復(fù)制物，即衍生物?？臻g復(fù)制物或空間拷貝應(yīng)理解為表示拷貝信息的特異選擇。例如，在拷貝DNA陣列的過程中，可通過選擇載體包含的作為結(jié)合接頭的引物僅擴(kuò)增特異類型的DNA。在該方法中，獲得了包含所需信息的子集，例如包含特定序列或特定啟動子的所有DNA鏈。
[0061 ] 相似地，衍生物被稱作DNA拷貝向RNA或cDNA，或者RNA向DNA、cDNA或向蛋白質(zhì)的“轉(zhuǎn)化”。在該背景中，將生物化學(xué)信息從一種類型的分子轉(zhuǎn)化至另一類分子，并且仍然保留位置信息。
[0062]在本發(fā)明的實施方式中，通過固體結(jié)構(gòu)形成形式為空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域的受限有效區(qū)域，而在本發(fā)明的可替換實施方式中，不同粘度水平的液體之間的相界(phaseboundary)有助于產(chǎn)生空間受限的有效區(qū)域。
[0063]另外，就與其他分子或顆粒的反應(yīng)或相互作用以及反應(yīng)催化而言，本發(fā)明實施方式涉及對應(yīng)的復(fù)制物和衍生物用于分析目的的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0064]下文參考附圖更詳細(xì)地闡述本發(fā)明的實施方式，其中:
[0065]圖1A-1D示出了舉例說明本發(fā)明方法的實施方式的示意性橫截面圖；
[0066]圖2示意性顯示了一部分PicoTiterPlate的俯視圖；
[0067]圖3示意性顯示了包含DNA顆粒的測序儀芯片的橫截面圖；
[0068]圖4A-4C示意性顯示了用于舉例說明本發(fā)明方法的另一實施方式的橫截面圖；
[0069]圖5A_f5D示意性顯示了用于舉例說明本發(fā)明方法的另一實施方式的橫截面圖；
[0070]圖6A-6D示意性顯示了用于舉例說明本發(fā)明方法的另一實施方式的橫截面圖；
[0071 ]圖7示出了用于舉例說明本發(fā)明另一實施方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0072]參考圖1A-1D，下文將描述發(fā)明方法的一個實施方式，其中一級陣列以測序儀芯片(sequencer chip) 10的形式存在。測序儀芯片10包含多個微腔12。包含微腔12的一部分測序儀芯片10的示意性俯視圖顯示于圖2。所述微腔的直徑可為44μπι或29μπι，例如如圖2所示。所述測序儀芯片可為例如Roche的454測序儀的測序芯片(GS FLX 2005和/SGS FLX鈦2008) ο
[0073]每個腔體12具有沉積在其中的顆粒14，每個所述顆粒14攜帶單個DNA鏈16的數(shù)百萬個拷貝。包含腔室12的測序儀芯片10的示意性橫截面圖顯示于圖3，其中腔室12具有的顆粒14包含引入其中的DNA鏈16。至今為止，在測序過程結(jié)束后即將測序芯片丟棄并且因此成為測序過程的“廢物”。
[0074]在圖1-3描繪的實施方式中，將該芯片用作制備復(fù)制物的一級陣列。從腔室12拷貝出該DNA。為了達(dá)到這一目的，首先用擴(kuò)增劑例如PCR混合物(mix)填充腔室。接下來如圖1B所示沉積載體20，其密封腔室12并且攜帶與擴(kuò)增劑匹配的結(jié)合接頭，以圖1B中的斑點22示意性顯示。一旦腔室12被蓋子20遮蓋，由此為每個樣品即具有與其結(jié)合的DNA鏈16的每個顆粒14形成了空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域24，所述擴(kuò)增劑區(qū)域24與其他樣品的擴(kuò)增劑區(qū)域24分離。結(jié)合接頭22位于這些擴(kuò)增劑區(qū)域24的邊緣。例如，結(jié)合接頭22是與PCR混合物匹配的引物。所述引物為DNA聚合酶的結(jié)合位點。圖1B示出了聚合酶步驟之后的狀態(tài)，其中生物化學(xué)拷貝是由顆粒的DNA組成。這些拷貝以圖1B中的虛線18表示。例如，通過選擇引物，在該步驟中被用作擴(kuò)增劑的酶混合物可產(chǎn)生互補(bǔ)DNA即負(fù)拷貝。
[0075]接著通過例如加熱測序儀芯片和排列于其中的腔室從顆粒14釋放已制備的DNA拷貝18。之后，通過例如冷卻測序儀芯片促使釋放的拷貝18結(jié)合至結(jié)合接頭22?？截?8結(jié)合至結(jié)合接頭22并因此結(jié)合至載體20的結(jié)果描繪于圖1C。在將拷貝復(fù)制至載體20的這一步驟中，保留了位置信息或注冊信息，因為為每個樣品提供了空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域24并且擴(kuò)增劑區(qū)域24相互之間是分離的。
[0076]接著從測序儀芯片10除去具有與其結(jié)合的DNA拷貝18的載體20，并且其表示排布在測序儀芯片1的腔室12內(nèi)的DNA顆粒14、16的復(fù)制物。包含DNA鏈16的顆粒14保留在腔室12內(nèi)，從而所述腔體可再次充當(dāng)用于使用新載體的新拷貝過程的一級陣列。在該方法中，基本可以產(chǎn)生任何數(shù)量的拷貝?？蓪⒕哂信c其結(jié)合的DNA拷貝18的載體20用作例如轉(zhuǎn)錄組分析、檢測蛋白質(zhì)與DNA、RNA與DNA或者甚至是RNA與RNA結(jié)合的生物芯片。
[0077]為了在拷貝過程之后再次制備用于另一拷貝循環(huán)的一級陣列(測序儀芯片10)，可以替換或除去腔室內(nèi)的擴(kuò)增劑，例如PCR混合物。為了避免污染，用還可能包含酶(例如可消化特定DNA產(chǎn)物的尿嘧啶N-糖基化酶)的洗滌步驟除去PCR產(chǎn)物并且使更多的此類拷貝不會污染最初的主要物質(zhì)(original master) ο
[0078]圖4A-4C描繪了本發(fā)明方法的另一實施方式，其中常規(guī)平面微陣列充當(dāng)一級陣列。將平面微陣列排布在陣列基片30上并且包含所需的DNA樣品。所述DNA樣品具有二維空間排布。對于拷貝DNA樣品的過程，提供包含腔室36的微結(jié)構(gòu)34。為每個DNA樣品32提供至少一個腔室36。為了獲得相對較高的分辨率，在可替換實施方式中，在每種情況下為每個DNA樣品32提供多個相對小的腔室36。腔室36具有排布于其中的結(jié)合接頭38。
[0079]用擴(kuò)增劑例如聚合酶混合物填充腔室或微腔36。然后將微結(jié)構(gòu)34沉積到微陣列30上，以致陣列基片30將腔室36封閉(較小的距離也是有效的但是會增加腔室之間的污染)，從而使DNA樣品排布在與它們分別相關(guān)的腔室36內(nèi)。在該方法中，再次為每個DNA樣品形成與其他樣品的擴(kuò)增劑區(qū)域分離的空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域35。再次通過與聚合酶混合物匹配的引物再次形成結(jié)合接頭38。
[0080]在產(chǎn)生了如此封閉的擴(kuò)增劑區(qū)域35之后，再次進(jìn)行諸如聚合酶步驟的擴(kuò)增，其中將DNA樣品32擴(kuò)增并拷貝至腔室36內(nèi)。將拷貝的DNA錨定至結(jié)合接頭38，如圖4B中DNA 42所示意性顯示的。為了實現(xiàn)這一目的，還可相應(yīng)地控制具有排列在其中的DNA樣品的腔室的溫度。最后，從微結(jié)構(gòu)34除去具有位于其中的DNA樣品32的DNA基片30，從而使具有拷貝DNA 42的微結(jié)構(gòu)34代表了原始微陣列的一個復(fù)制物?，F(xiàn)可將荷載有拷貝的DNA 42的微結(jié)構(gòu)34用作進(jìn)一步拷貝步驟中的模板，所述拷貝步驟可與例如上文參考圖1A-1D描述的方法相似地進(jìn)行。在該情形中，可構(gòu)造微結(jié)構(gòu)34使得在拷貝過程之后它具有與測序儀芯片例如來自Roche454測序儀的測序儀芯片相同的性質(zhì)。
[0081]—種實施方式可包括上文所述實施方式的方法的組合。首先，通過根據(jù)上文圖1A-1D的拷貝過程將測序儀芯片用于制備包含完整DNA微陣列的平面載體。接著，根據(jù)參考圖4A-4C描述的實施方式將該載體再次拷貝。此時可根據(jù)例如圖1A-1D的方法將被DNA占據(jù)的微腔(圖4A-4C中的微腔36)用于制備另外的DNA拷貝。或者，可將被DNA占據(jù)的微腔用于制備形式為互補(bǔ)DNA、DNA亞組、截短的、延伸的或修飾的DNA或者甚至RNA至蛋白質(zhì)的被修飾的拷貝。在該方法中，可制備任何包含DNA、RNA或蛋白質(zhì)或肽的區(qū)域。
[0082]現(xiàn)參考圖5A-?描述本發(fā)明方法的另一實施方式。在該實施方式中，通過油包水乳液PCR將DNA擴(kuò)增至單個顆粒50中。每個顆粒上錨定一種類型的DNA(與用于545測序或者ABISOLID測序儀中的珠粒的制備相似)。將所述顆粒置于載體52的表面。更具體而言，將顆粒50置于各自的液滴54中，例如水滴。通過油膜56將水滴相互分離。因此水滴有助于限定空間受限的、相互分離的擴(kuò)增劑區(qū)域54’(圖5C)。可通過親水涂層將水滴54結(jié)合至載體52表面上的各自的位置上，從而以確定的空間排布將它們排布在載體52上。例如，載體52可包含對應(yīng)于生物化學(xué)分子樣品的排布的常規(guī)譜型的親水斑點。在每種情況下水滴54具有被引入其中的擴(kuò)增劑。因此，為形式為包含與其結(jié)合的DNA的顆粒50的每個樣品提供空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域，其通過液體例如水和油之間的相界與其他樣品的擴(kuò)增劑區(qū)域分離。如圖5B所示，提供了包含結(jié)合接頭62的載體60。將包含結(jié)合接頭62的載體60壓到油膜56上，從而置換出比水更為稀薄的油，從而使載體60不以包含結(jié)合接頭62的表面與水滴54接觸。在該過程中可容易的擠壓所述水滴54，如圖5C所描繪。
[0083]接著，通過擴(kuò)增劑擴(kuò)增結(jié)合至液滴54內(nèi)的顆粒的DNA從而產(chǎn)生DNA拷貝。所述DNA拷貝64結(jié)合至結(jié)合接頭62并且將其與載體60—起從基片52除去。因此具有與其結(jié)合的拷貝DNA樣品64的載體60代表了原始陣列的一個復(fù)制物。
[0084]在可替換的實施方式中，可將結(jié)合接頭提供于基片52上而非載體60上，從而將DNA拷貝到基片52，而載體60僅充當(dāng)反載體(counter support)。因此該實施方式也使能夠使用油包水乳液PCR以顆粒陣列拷貝制備平面微陣列。因此，快速制備DNA陣列成為可能。而且，可制備RNA拷貝、蛋白質(zhì)拷貝或經(jīng)修飾的DNA拷貝。
[0085]根據(jù)本發(fā)明，為待拷貝的陣列，S卩，待產(chǎn)生其復(fù)制物或衍生物的陣列的每個樣品形成空間受限的有效區(qū)域。能夠以各種方式實現(xiàn)有效區(qū)域的空間形成。在本發(fā)明的實施方式中，為每個樣品提供空間封閉的腔室。在實施方式中，可提供促進(jìn)特定方向的擴(kuò)散而阻止其他方向擴(kuò)散的空間界限，例如柱形或凹槽(trench)排布。在實施方式中，可使用促進(jìn)或限制特定方向擴(kuò)散的多孔材料、擴(kuò)散限定材料或分子結(jié)構(gòu)，例如水凝膠、氣凝膠或聚合物表面。在一些實施方式中，可使用有序或無序的納米或分子結(jié)構(gòu)，例如分支聚合物(poIymerbranch)、樹狀聚合物、顆粒陣列、濾膜、脂膜(球形或平面的)以形成空間受限的有效區(qū)域。
[0086]在一些實施方式中，可使用還能夠產(chǎn)生優(yōu)選的擴(kuò)散方向(電泳、光鑷、磁泳、表面聲波、熱泳等)或擴(kuò)散屏障的物理場，例如電場或磁場，并且因此形成可用于產(chǎn)生空間受限的有效區(qū)域的空間分離。例如，可使用磁性液體和“淬火(硬化，harden ing)”磁場，或可分離單個區(qū)域的激光網(wǎng)格。
[0087]在一些實施方式中，活化和/或鈍化可發(fā)生在有效區(qū)域內(nèi)或有效區(qū)域外，從而例如通過電場、電荷、PH變化、通過光的鈍化/活化、壓力等產(chǎn)生空間受限的有效區(qū)域。例如，可在受限區(qū)域內(nèi)進(jìn)行聚合酶的光活化或者通過光產(chǎn)生活化的核苷酸。接著在黑暗區(qū)域不發(fā)生任何反應(yīng)。
[0088]在另一些實施方式中，可使用提供具有特定物理作用的空間受限的有效區(qū)域的表面結(jié)構(gòu)。例如，在該背景中可提及疏水/親水區(qū)域(例如油和水)或聚合物，由于電場作用其可在特定區(qū)域膨脹和硬化，并且因此還可以限定空間受限的有效區(qū)域。
[0089]現(xiàn)參考圖6A-6D描述其中通過三維結(jié)構(gòu)限定空間受限的有效區(qū)域的另一實施方式。如圖6A所不，將為陣列一部分的分子樣品100排布在陣列基片104的凸起(elevat1n)102上。在凸起102之間在陣列基片104內(nèi)形成凹陷(depress 1n) 103。將包含形式為固相引物的結(jié)合接頭108的載體106置于陣列基片104附近，如圖6B所示。由于陣列基片104與載體106空間上鄰近，所以在凸起102和載體106的對立面之間在凸起102的區(qū)域內(nèi)形成了空間受限的有效區(qū)域。相反，凹陷102和載體106的對立面之間的間隔太大，以致于此處無有效區(qū)域形成。
[0090]在有效區(qū)域內(nèi)，固相引物和樣品100之間的接觸使雜交成為可能，從而可起始擴(kuò)增，如圖6C所示?？闪硗鈴陌枷萏幪峁┯糜跀U(kuò)增的物質(zhì)，如圖6C中由箭頭112所示。在該方法中，產(chǎn)生了與載體106結(jié)合的樣品100的復(fù)制物，因此產(chǎn)生了由樣品100形成的陣列的復(fù)制物。
[0091]從圖6C描繪的狀態(tài)開始，現(xiàn)可將陣列基片104和載體106分離，樣品100仍然在陣列基片104上并且復(fù)制物114與載體106被除去。另外的拷貝可由位于陣列基片104上的陣列或者位于載體106上的復(fù)制物組成。
[0092]在參考圖6A-6D描述的實施方式中，擴(kuò)增和轉(zhuǎn)移至載體基本同時發(fā)生。在可替換的實施方式中，如果轉(zhuǎn)移和擴(kuò)增相互分開進(jìn)行，可在較大的表面區(qū)域上進(jìn)行一個步驟，而以空間受限方式進(jìn)行另一步驟。
[0093]在參考圖6A-6D描述的實施方式中，通過所述結(jié)構(gòu)并且在引物存在下產(chǎn)生空間受限的有效區(qū)域。在該背景中，所述反應(yīng)對應(yīng)于橋式擴(kuò)增。使表面之間相互產(chǎn)生物理接觸。由于空間相鄰，其中的DNA被拷貝至其他表面的“有效區(qū)域”在凸起處形成例如柱形(column)的頂點。接著，甚至可除去所述頂點，因為接下來的擴(kuò)增為限定其自身有效區(qū)域的典型橋式擴(kuò)增。但是，僅空間有效區(qū)域的起始條件可以起始反應(yīng)。該反應(yīng)可稱作邊緣或頂點擴(kuò)增。所述空間邊緣或頂點使反應(yīng)起始。邊緣旁邊的空閑空間為反應(yīng)提供任何所需的物質(zhì)。
[0094]在可替換的實施方式中，與圖6A-6D不同，可將待拷貝的陣列排布到平面基片上，而在將陣列拷貝至其上的載體上形成凸起。再次可替換地在陣列基片和載體上形成凸起。
[0095]關(guān)于如何通過能量場(energy field)例如磁場或電場產(chǎn)生空間受限的有效區(qū)域的實施方式描繪于圖7。圖7僅示意性顯示了陣列基片120和載體122。為簡略起見，未描繪待拷貝的陣列基片120上的分子樣品和載體122上的結(jié)合接頭。在分子樣品各自的區(qū)域內(nèi)，排布場生成裝置124，將其構(gòu)造成能在排布于陣列基片120和載體112之間的擴(kuò)增劑內(nèi)生產(chǎn)能量場12 6。在該方式中，產(chǎn)生空間受限的有效區(qū)域12 8，其中擴(kuò)增劑被活化，而剩余區(qū)域內(nèi)的情況并非如此。
[0096]上文舉例說明了本發(fā)明方法的實施方式。用于實施本發(fā)明方法步驟的對應(yīng)的裝置或方法的實施方式可從說明書獲得或者對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。因此，無需進(jìn)一步舉例說明本發(fā)明裝置可包括用于設(shè)置物理實體例如所需要的各種陣列、載體或基片的適合的操縱裝置。另外，沒有必要進(jìn)一步闡述可提供適合的流體裝置從而在必要的位置提供各自的液體或試劑。另外，可提供對應(yīng)的控制器以控制裝置實施本發(fā)明發(fā)方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。還可提供產(chǎn)生實施所述方法所要求的環(huán)境的裝置，例如溫度傳感器。
[0097]本發(fā)明實施方式特別適用于產(chǎn)生陣列的復(fù)制物或衍生物，其中所述分子為單鏈或雙鏈寡聚核苷酸、多聚核苷酸、DNA或類似DNA的合成分子(PNA)。在本發(fā)明的實施方式中，空間平面排布例如微陣列、顆?？臻g排布例如測序儀芯片內(nèi)、腔室空間排布例如在PicoTiterPlate?內(nèi)或者不同相的空間排布例如單個液滴均可充當(dāng)一級陣列。另外，還可將基于顆粒的測定法，例如11 Iumina或Applied B1systems (SOLID)公司的測定法視作此種類型的陣列。在實施方式中，可從用于衍生基因組的測序過程，從用于衍生轉(zhuǎn)錄組的測序過程(測序程序，sequencing process)，從測序1?嫩(例如1111?嫩41?嫩、811?嫩或一般的RNA)的過程或者從測序突變和變異的過程拷貝生物化學(xué)分子例如寡聚核苷酸或多聚核苷酸。在本發(fā)明實施方式中，所產(chǎn)生的拷貝可為DNA、經(jīng)修飾的DNA(延伸的、截短的、人工的、插入物、缺失、突變等)、DNA構(gòu)建體(表達(dá)載體、siRNA)、人工分子(PNA、經(jīng)修飾的肽)、表達(dá)物、RNA或蛋白質(zhì)，每種情況中均用于制備陣列。
[0098]在本發(fā)明的實施方式中，可從用于生成陣列或結(jié)構(gòu)表面的測序過程拷貝寡聚核苷酸或多聚核苷酸。在一些實施方式中，可從用于制備陣列或用于包被表面的顆粒的排布拷貝寡聚核苷酸或多聚核苷酸。在本發(fā)明的一些實施方式中，可從表面拷貝寡聚核苷酸或多聚核苷酸用于產(chǎn)生拷貝、用于產(chǎn)生互補(bǔ)拷貝或者用于物理化學(xué)修飾所述表面。
[0099]在本發(fā)明的一些實施方式中，可將寡聚核苷酸或多聚核苷酸拷貝至另一表面用于化學(xué)或生物化學(xué)修飾，從而用于基于新表面性質(zhì)的應(yīng)用或者用于制備化學(xué)物質(zhì)的生物化學(xué)方法鏈。在本發(fā)明的一些實施方式中，可無需測序而拷貝可通過例如油包水乳液PCR制備但是不需要制備的顆粒陣列，用于制備DNA文庫陣列，用于制備包含各種DNA突變體的陣列，用于進(jìn)一步將所述陣列拷貝成RNA或蛋白質(zhì)，或者在細(xì)胞試驗中使用所述拷貝。
[0100]本發(fā)明實施方式可應(yīng)用于許多應(yīng)用領(lǐng)域。此類應(yīng)用領(lǐng)域的實例為測序、轉(zhuǎn)錄物分析、測量DNA、RNA或蛋白質(zhì)活性、表達(dá)研究、采用噬菌體展示、核糖體展示或細(xì)胞展示的展示技術(shù)以及代謝物研究。另外，本發(fā)明可應(yīng)用于相互作用研究，例如:DNA/DNA;DNA/RNA;DNA/蛋白質(zhì);RNA/蛋白質(zhì)；RNA/細(xì)胞;蛋白質(zhì)/蛋白質(zhì)；激酶活性;蛋白酶活性;磷酸酶活性;DNA-結(jié)合蛋白；表位定位;病原體測定；以及底物或抑制劑的測定。本發(fā)明利用陣列側(cè)上大量的相互作用譜型使目前部分無法進(jìn)行的分析成為可能。
[0101]另外，本發(fā)明可應(yīng)用于疫苗研制領(lǐng)域，一個實例如下文所述。我們假設(shè)出現(xiàn)了一種新的病毒/細(xì)菌。從第一個存活的生物體采集到細(xì)胞樣品或血液樣品。用所述病毒感染細(xì)胞樣品，并且分離mRNA。然后將所述mRNA測序，并且從其拷貝出獲得的DNA。接著，將DNA陣列轉(zhuǎn)錄成蛋白質(zhì)陣列。在該方法中，所述陣列將包含細(xì)胞蛋白質(zhì)和由于病毒攻擊而被修飾的蛋白質(zhì)。將血液樣品置于陣列中，其中包含的抗體與蛋白質(zhì)結(jié)合。只有抗體才會結(jié)合至病毒蛋白，因為抗體自身不會與同體蛋白質(zhì)結(jié)合。接著可通過染色步驟鑒定結(jié)合的抗體。因此，可測定該病毒的DNA和蛋白質(zhì)序列。在該方法中，人們可以在非常短的時間內(nèi)獲得關(guān)于表位和抗體的結(jié)合蛋白質(zhì)的信息。利用這一信息，可因此立即制備被動或者主動疫苗。在發(fā)生流行病的情況下，使用該方法可大大縮短制備疫苗之前的時間。
[0102]因此本發(fā)明實施方式使能夠進(jìn)行完整的工作周期，其中將測序過程中制備的DNA序列陣列(一級陣列)轉(zhuǎn)移至表面，并且因此制備該DNA的拷貝(二級陣列)。另外，在一些實施方式中，可另外將所述一級或二級陣列模擬(model)成形式為RNA或蛋白質(zhì)的另外的拷貝(三級陣列)。在一些實施方式中，可將每個生物化學(xué)分子例如DNA的陣列視為一級陣列。而且，通過適當(dāng)?shù)剡x擇拷貝技術(shù)，可制備原始陣列的相同或選擇性拷貝。因此，本發(fā)明實施方式涉及甚至在基因測序之前、之中或之后定位用于該過程中的陣列，以及可選地在進(jìn)一步的拷貝過程中將其改造成基因、cDNA、RNA或者甚至是蛋白質(zhì)陣列。
[0103]本發(fā)明實施方式的優(yōu)點在于甚至在測序過程中可將分子信息以空間分辨的方式復(fù)制任意次數(shù)。僅需要一個原始物作為用于實現(xiàn)這一目的的主要物質(zhì)(操縱物質(zhì)，master)。不需要與原始物的性質(zhì)相關(guān)的信息或其中包含的數(shù)據(jù)。因此拷貝過程不依賴于所包括的信息。另外，本發(fā)明實施方式使能夠不需要原位合成或印刷/噴印單元(printing/dispensingunit)而制備微陣列或者拷貝生物化學(xué)表面結(jié)構(gòu)?？截愡^程在分子水平進(jìn)行并且使用已良好確立的生物化學(xué)系統(tǒng)。由于保留了位置信息，拷貝過程使生物化學(xué)信息的高度平行處理成為可能。這使得能夠在分子水平將不同類型的微陣列聯(lián)系起來并且避免了在獲得序列信息后進(jìn)行耗時且昂貴的微陣列制備。
[0104]在本發(fā)明的一些實施方式中，有助于限定空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域的微結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)包括特別是基于濾膜、水凝膠或氣凝膠的無序基質(zhì)(unordered matrix)。在本發(fā)明的一些實施方式中，所述微結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)是基于有序的三維基片(ordered three-dimens1nal substrate)。
[0105]在本發(fā)明的一些實施方式中，至少部分通過兩種液體之間、液體和氣體之間的相界或者物理邊界特別是脂膜將空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域分離。
[0106]在本發(fā)明的一些實施方式中，復(fù)制物或衍生物與載體的結(jié)合過程可與擴(kuò)增，或者一部分?jǐn)U增同時進(jìn)行，因為固定化結(jié)合接頭充當(dāng)擴(kuò)增引物。另外，衍生物可通過固定化捕獲分子與載體結(jié)合，或者因為它們保持與用于制備它們的系統(tǒng)結(jié)合，并且將所述系統(tǒng)固定化在載體上。該系統(tǒng)可由例如酶、核糖體或細(xì)胞組成。
[0107]在本發(fā)明的實施方式中，有效區(qū)域的空間限定在于結(jié)合接頭作為互補(bǔ)引物以包括規(guī)則或不規(guī)則分布的斑點的引物陣列的形式存在于載體上，載體上的斑點大小和斑點密度與陣列上的相等或更小。
[0108]在本發(fā)明的實施方式中，將擴(kuò)增劑設(shè)計成可實現(xiàn)DNA擴(kuò)增特別是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、等溫擴(kuò)增，例如NASBA反應(yīng)，并且所述結(jié)合接頭包含匹配引物。
[0109]在本發(fā)明的實施方式中，從一級陣列或一級陣列的復(fù)制物生成一級、二級和/或三級衍生物，因為可將DNA轉(zhuǎn)錄成RNA，將RNA翻譯成蛋白質(zhì)，或者因為使用來自液相的已制備的蛋白質(zhì)、已制備的RNA或者已制備的DNA或其拷貝可富集結(jié)合物，或者因為結(jié)合物可相互作用。
[0110]在本發(fā)明的一些實施方式中，在靶陣列上的固相上生成衍生物并且以固定化形式存在。在本發(fā)明的實施方式中，樣品的位置上具有另外的分子或DNA序列或細(xì)胞，其為樣品的一部分或為固定化的并且是生成衍生物所需的，特別是表達(dá)載體序列，例如復(fù)制起始區(qū)(ori)、啟動子、核糖體結(jié)合位點、起始密碼子、內(nèi)切蛋白酶裂解位點、融合序列、報告子基因、終止子、抗生素抗性基因、體外翻譯系統(tǒng)或細(xì)胞。
[0111]本發(fā)明實施方式涉及使用本發(fā)明方法制備的分子陣列的復(fù)制物或衍生物，以及此類復(fù)制物或衍生物的應(yīng)用。在本發(fā)明的一些實施方式中，此類復(fù)制物或衍生物可用于將結(jié)合物、特別是蛋白質(zhì)、抗體或抗原與原始分子、其復(fù)制物或其衍生物之間的反應(yīng)與原始分子的DNA序列聯(lián)系起來，特別是用于基因型-表型偶聯(lián)。在本發(fā)明的一些實施方式中，此類復(fù)制物或衍生物可用于將其中所述原始分子、其拷貝或其衍生物催化底物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)與原始分子的DNA序列聯(lián)系起來，特別是用于基因型-表型偶聯(lián)。本發(fā)明的實施方式涉及通過此類應(yīng)用鑒定的DNA序列以及基于此類DNA序列制備的產(chǎn)物或制劑，特別是抗體、抗原、疫苗或抗生素。
[0112]在本發(fā)明的實施方式中，將根據(jù)本發(fā)明方法制備的復(fù)制物或衍生物用于檢測樣品、其復(fù)制物或衍生物與相互作用分子或顆粒之間的反應(yīng)，通過光學(xué)、電化學(xué)或磁性傳感器進(jìn)行所述檢測，并且所述相互作用分子或顆粒攜帶對應(yīng)的標(biāo)記，或者在沒有任何標(biāo)記的情況下通過以下方式進(jìn)行所述檢測:消逝場(evanescent field)或者改變的共振頻率的變化，或者應(yīng)用光鑷或者將反應(yīng)與吸光度特別是沉淀或顏色變化，或者與發(fā)光特別是化學(xué)發(fā)光偶聯(lián)。在本發(fā)明實施方式中，還可將用于檢測測序的相同的測序裝置用于檢測所述反應(yīng)。
[0113]本發(fā)明實施方式涉及對應(yīng)的復(fù)制物或衍生物用于在陣列的復(fù)制物或衍生物上進(jìn)行反應(yīng)的應(yīng)用，將包括連接末端的室或流體結(jié)構(gòu)應(yīng)用至復(fù)制物或衍生物的表面，或者將復(fù)制物或衍生物引入對應(yīng)的室內(nèi)，可在特定的溫度將所述室溫育并且替換包含于該室內(nèi)的液體。此類應(yīng)用還可能發(fā)生在也是用于對陣列進(jìn)行測序的裝置中。
[0114]本發(fā)明實施方式涉及對應(yīng)的復(fù)制物或衍生物用于同時在所述復(fù)制物或衍生物上進(jìn)行反應(yīng)和檢測的應(yīng)用。本發(fā)明實施方式涉及測序液體-顆粒陣列的方法，從顆粒上包含的樣品生成復(fù)制物并且在測序裝置中對所述復(fù)制物進(jìn)行測序。
[0115]在本發(fā)明的實施方式中，可在擴(kuò)增或結(jié)合過程中通過標(biāo)準(zhǔn)的方法讀取反應(yīng)進(jìn)程。這使得在酶、結(jié)合和反應(yīng)動力學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。例如可制備與CO2結(jié)合的酶。緊接著通過PH值變化鑒定該酶。相似地，還可鑒定其他酶或催化活性或結(jié)合性質(zhì)。這些包括從僅測量分子的存在到測量其作用方式的任何生物化學(xué)測量技術(shù)。因此本發(fā)明實施方式包括在應(yīng)用中使用公知的檢測方法監(jiān)測單個有效區(qū)域內(nèi)的物理或化學(xué)參數(shù)的任何變化，這使得能夠一定程度上洞察擴(kuò)增劑和一級陣列及其衍生物的運行機(jī)制，其至今尚未存在。
[0116]本發(fā)明實施方式提供使用本發(fā)明方法制備的分子陣列的復(fù)制物或衍生物用于鑒定DNA序列、RNA序列、蛋白質(zhì)或催化、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(例如增強(qiáng)、變構(gòu)、抑制...)或DNA、RNA或蛋白質(zhì)的酶促(例如裂解、磷酸酶活性、激酶活性...)功能的應(yīng)用。
[0117]本發(fā)明實施方式提供使用本發(fā)明方法制備的分子陣列的復(fù)制物或衍生物用于鑒定DNA序列、RNA序列或肽序列，以及基于所述DNA、RNA或肽序列產(chǎn)生、鑒定或制備產(chǎn)物、特別是抗體、抗原、疫苗或抗生素的應(yīng)用。[Ο118]文獻(xiàn)目錄
[0119][ I ]Yu A.A.等人，“Contact Printing Beyond Surface Roughness: LiquidSupramolecular Nanostamping”,Adv.Mater.2007,19，4338至4342頁；
[0120][2]Blanchard A.P.,Friend.S.H.,Nature B1tech(1999)17，953頁等.
[0121][3]網(wǎng)站:
[0122]http://www.techno-preneur.net/technology/New-technologies/1ife~sciences/novel.htm
[0123][4]W0 2008/022332 A2
[0124][5]Kim J.,Crooks R.，JACS，128，12076至 12077頁(2006)描述使用鏈霉親和素/生物素系統(tǒng)復(fù)制DNA陣列
[0125][6]Kim J.,Crooks R.，Anal Chem(2007)l ,79:8994-8999頁;
[0126][7]He M.等人，Nat Methodes(2008)，5:175-177頁;
[0127][8]Ramachandran N等人;Methodes Mol B1l(2006) ;328:1至 14頁;
[0128][9]US 6017738
[0129][10]US 6274351 BI
[0130][ 11 ]US專利6，300,070 BI；
[0131][ 12]Abrams E.S.等人，Diagnostic and Gene Detect1n Ch.I.9，171-189頁(1997)；
[0132][ 13]Laborwelt，第3版，vol.8(2007);
[0133][14] Shendure J.等人，“Next-generat 1n DNA sequencing”，NatureB1technology，vol.26，N0.10，2008年 10月，1135至 1145頁;
[0134][ 15]Handbuch Illumina fiir den Genome Analyser[基因組分析者的啟發(fā)手冊(Illumina Handbook for the Genome Analyzer)](2007)；
[0135][16]Kane R.S.等人，B1materials( 1999)20，2363至2376頁;
[0136][17]Torres Τ.Τ.等人，Genome Research,
[0137]http://genome.cshlp.0rg/cgi/content/abstract/gr.6984908vl#otherarticles；
[0138][18]EP 1203945 BI。
【主權(quán)項】
1.一種制備分子(16，32，50)陣列的復(fù)制物或衍生物的方法，所述陣列包括分離的分子 (16，32，50)樣品的空間排布，所述方法包括:為每個樣品形成至少一個與其他樣品的有效區(qū)域(24,35,54)分離的空間受限的有效 區(qū)域(24,35,54’)，位于所述有效區(qū)域(24,35,54’)的邊界上的載體(20,34,60)的具有結(jié)合 接頭(22,38,62)或結(jié)合性質(zhì)的表面；通過所述有效區(qū)域(24，35，54 ’)內(nèi)的擴(kuò)增劑來擴(kuò)增所述分子(16，32，50)，從而產(chǎn)生所 述樣品的復(fù)制物(18，32，64)或衍生物；通過所述結(jié)合接頭或結(jié)合性質(zhì)(22,38,62)使所述樣品的復(fù)制物或衍生物(18,32,64) 結(jié)合至所述載體(20,34,60)，從而使所述載體上的所述樣品的拷貝或衍生物的空間排布對 應(yīng)于所述陣列中的所述樣品的空間排布；以及從所述陣列除去包含所述樣品的復(fù)制物或衍生物(18,32,64)的所述載體(20,34,60)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，-其中，產(chǎn)生空間受限的有效區(qū)域包括產(chǎn)生空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域(24，35)，或-其中，所述空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域(24,35)至少部分地由所述陣列的陣列基片(10)內(nèi) 或所述載體(34)內(nèi)的微結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)(12，36)限定，或-其中，所述微結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)包括特別是基于濾膜、水凝膠或氣凝膠的無序基質(zhì)，或 其中，所述微結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)是基于有序的三維基片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，_其中，為每個樣品產(chǎn)生至少一個空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域(24)包括將所述樣品提供于 所述陣列基片(10)內(nèi)分離地相互關(guān)聯(lián)的凹槽(12)內(nèi)，將所述擴(kuò)增劑引入所述凹槽(12)中， 并且用所述載體(20)封閉所述凹槽(12)，或-其中，至少部分地通過兩種液體(54,56)、液體和氣體之間的相界，或者物理邊界，特 別是脂膜，分離所述空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域(54’)，或-其中，至少部分地通過兩種液體(54,56)、液體和氣體之間的相界，或者物理邊界，特 別是脂膜，分離所述空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域(54’)，并且其中，為每個樣品產(chǎn)生至少一個空 間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域包括將所述樣品提供于相互分離的液滴(54)中，所述液滴(54)包含所 述擴(kuò)增劑并且固定在所述陣列的陣列基片(52)上的空間排布中，在所述液滴(54)之間排布 更為稀薄的液體(56)，并且相對于所述陣列基片(52)排布所述載體(60)，使得所述載體 (60)的具有所述結(jié)合接頭(62)的表面位于所述液滴(54)的邊界上。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，產(chǎn)生至少一個空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域(35)包括提 供具有至少一個凹槽(36)的載體(34)，將所述擴(kuò)增劑引入所述凹槽(36)中，以及通過所述 陣列基片(30)封閉所述凹槽(36)，從而使所述樣品暴露于所述擴(kuò)增劑區(qū)域(35)，所述凹槽 (36)與每個樣品關(guān)聯(lián)并且具有結(jié)合接頭(38)排布于其中。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，為每個樣品提供空間受限的擴(kuò)增劑區(qū)域包括將所 述樣品提供于測序儀芯片(1 〇)或納米孔板內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，-其中，與所述擴(kuò)增同時進(jìn)行將所述復(fù)制物或衍生物結(jié)合至所述載體的過程，或-其中，所述有效區(qū)域的空間限定在于:在所述載體上存在作為互補(bǔ)引物、形式為包含 規(guī)則或不規(guī)則的斑點分布的引物陣列的所述結(jié)合接頭，所述載體上的斑點大小和斑點密度與所述陣列上的相等或比所述陣列上的更小。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過應(yīng)用能量場實現(xiàn)所述有效區(qū)域的空間限定。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，以結(jié)合至顆粒(14,50)的分子的形式提供所述樣品。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，-其中，所述分子陣列為非合成的生物分子陣列，或-其中，所述分子是單鏈或雙鏈的寡聚核苷酸、多聚核苷酸、DNA或類似于DNA的合成分 子(PNA)，或-其中，所述陣列由用于衍生基因組的測序過程、用于衍生轉(zhuǎn)錄組的測序過程、測序 1^、1111^41^、811^的過程、或測序突變和變異的過程組成，或-其中，通過擴(kuò)增并結(jié)合至所述載體，形成對應(yīng)于DNA、修飾的DNA、DNA的表達(dá)物、RNA、蛋 白質(zhì)或肽的拷貝，或-其中，所述擴(kuò)增劑實現(xiàn)DNA擴(kuò)增，特別是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、等溫擴(kuò)增、或NASBA反應(yīng)，并 且所述結(jié)合接頭包括匹配引物，或-其中，所述方法還包括監(jiān)測所述有效區(qū)域內(nèi)的物理或化 學(xué)參數(shù)的任何變化。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，樣品的位置上定位有另外的分子或DNA序列或細(xì) 胞，其為樣品的一部分或被固定化，并且其為生成衍生物所需要的，特別是表達(dá)載體序列， 例如復(fù)制起始區(qū)、啟動子、核糖體結(jié)合位點、起始密碼子、內(nèi)切蛋白酶裂解位點、融合序列、 報告子基因、終止子、抗生素抗性基因、體外翻譯系統(tǒng)、或細(xì)胞。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，-其中，從一級陣列或所述一級陣列的復(fù)制物生成一級、二級和/或三級衍生物，其中將 DNA轉(zhuǎn)錄成RNA，將所述RNA翻譯成蛋白質(zhì)，或者其中使用來自液相的已制備的蛋白質(zhì)、已制 備的RNA或已制備的DNA或其拷貝富集結(jié)合物，或者其中結(jié)合物相互作用，或-其中，在靶陣列的固相上生成衍生物并且所述衍生物以固定化方式存在于其中。12.使用權(quán)利要求1所述的方法制備的復(fù)制物或衍生物在以下中的應(yīng)用:_用于將結(jié)合物特別是蛋白質(zhì)、抗體或抗原與原始分子、其復(fù)制物或其衍生物之間的反 應(yīng)與原始分子的DNA序列關(guān)聯(lián)起來，特別是用于基因型-表型偶聯(lián)，或_用于將其中原始分子、其拷貝或其衍生物催化底物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)與原始分子的DNA序列 關(guān)聯(lián)起來，特別是用于基因型-表型偶聯(lián)，或-用于鑒定DNA序列、RNA序列、蛋白質(zhì)或催化、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(例如增強(qiáng)、變構(gòu)、抑制...)或 DNA、RNA或蛋白質(zhì)的酶促(例如裂解、磷酸酶活性、激酶活性...)功能，或-用于鑒定DNA序列、RNA序列或肽序列和用于基于所述DNA、RNA或肽序列產(chǎn)生、鑒定或 制備產(chǎn)物特別是抗體、抗原、疫苗或抗生素，或-用于檢測樣品、其復(fù)制物或衍生物與相互作用分子或顆粒之間的反應(yīng)，所述檢測通過 光學(xué)、電化學(xué)或磁性傳感器進(jìn)行，并且所述相互作用分子或顆粒攜帶對應(yīng)的標(biāo)記，或者在沒 有任何標(biāo)記的情況下，通過消逝場的變化或改變的共振頻率、或通過應(yīng)用光鑷、或通過將所 述反應(yīng)與吸光度變化特別是沉淀或顏色變化、或與發(fā)光特別是化學(xué)發(fā)光相結(jié)合而進(jìn)行所述 檢測，或_用于在所述陣列的復(fù)制物或衍生物上進(jìn)行反應(yīng)，包括連接末端的腔室或流體結(jié)構(gòu)被應(yīng)用至所述復(fù)制物或衍生物的表面上，或者所述復(fù)制物或衍生物被引入對應(yīng)的腔室內(nèi)，可 在特定的溫度下溫育所述腔室，并且替換所述腔室內(nèi)容納的液體，或-用于在所述復(fù)制物或衍生物上同時進(jìn)行反應(yīng)和檢測。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的應(yīng)用，其中，還可將用于測序檢測的相同的測序裝置用于檢 測所述反應(yīng)，或者其中，所述應(yīng)用是在也用于測序所述陣列的裝置內(nèi)進(jìn)行。14.一種測序液體-顆粒陣列的方法，從根據(jù)權(quán)利要求8所述的顆粒上包含的樣品生成 復(fù)制物，并在測序裝置中對所述復(fù)制物進(jìn)行測序。15.—種用于制備分子(16,32,50)陣列的復(fù)制物或衍生物的裝置，所述陣列包括分離 的分子(16,32,50)樣品的空間排布，所述裝置包括:用于為每個樣品形成至少一個與其他樣品的有效區(qū)域(24,35,54’)分離的空間受限的 有效區(qū)域，位于所述有效區(qū)域(24,35,54’)邊界上的載體(20,34,60)的具有結(jié)合接頭或結(jié) 合性質(zhì)(22,38,62)的表面的裝置；用于通過所述有效區(qū)域(24,35,54’)內(nèi)的擴(kuò)增劑擴(kuò)增所述分子從而產(chǎn)生所述樣品的復(fù) 制物或衍生物(18,32,64)，并且用于通過結(jié)合接頭(22,38,62)或結(jié)合性質(zhì)使所述樣品的復(fù) 制物或衍生物結(jié)合至所述載體(20,34,60)，從而使所述載體上的所述樣品的拷貝或衍生物 的空間排布對應(yīng)于所述樣品的空間排布的裝置;以及用于從所述陣列除去包含所述樣品的拷貝的所述載體(20,34,60)的裝置。
【文檔編號】C12Q1/68GK106011238SQ201610340163
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2010年3月5日
【發(fā)明人】羅蘭·澤格萊, 斯泰滕 費利克斯·馮, 京特·羅斯, 約亨·霍夫曼
【申請人】弗賴堡阿爾伯特-路德維格大學(xué)