專利名稱：微復(fù)制型微陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可用在(例如)基因測序和組合化學(xué)等應(yīng)用中的微陣 列，在另一方面，本發(fā)明涉及使用所述微陣列檢測分析物的方法。
背景技術(shù)：
微陣列可以用在多種應(yīng)用中，諸如基因測序、監(jiān)測基因表達(dá)、基 因定位、細(xì)菌識別、藥物發(fā)現(xiàn)、生物標(biāo)記識別、和組合化學(xué)。微陣列通常在平面基底(例如,硅晶片或玻璃顯微鏡載片)上生產(chǎn)。 通常使用液體沉積技術(shù)將微陣列特征印或"點(diǎn)"到基底上。微陣列特 征被各特征之間的"未經(jīng)印刷的"空間隔開。然而，各特征之間的空 間量取決于用來制造該微陣列的技術(shù)。一般來講，使用點(diǎn)樣技術(shù)生產(chǎn)的微陣列具有較低的特征密度。例 如，涉及在陣列表面上點(diǎn)微體積小滴的生產(chǎn)技術(shù)一般需要在各特征之 間有足夠的空間，以使得鄰近小滴在制造過程中不互相接觸(參見，例如，美國專利No.6，613,893 (Webb))。點(diǎn)大小、形狀和干燥圖案 的控制取決于制造過程中諸如所沉淀的體積、溶液的粘度、溶液在表 面上的潤濕行為、以及環(huán)境條件(例如，溫度和濕度)等因素。將液 體禁閉到預(yù)定區(qū)域的努力包括(例如)使用交替層疊的親水和疏水圖 案(參見，例如，美國專利No.5,474,796 (Brennan)和No.6,630,358 (Wagner等人))、將液體放在三維柱的頂面上(參見，例如，美國 專利No.6,454,924 (Jedrzejewski等人))、以及在固態(tài)無孔基質(zhì)中包 含具有多孔區(qū)域的液體(參見，例如，美國專利No. 6,383，74S (Carpay 等人))。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)上述，我們認(rèn)識到需要使用點(diǎn)樣技術(shù)生產(chǎn)的高密度微陣列。簡言之，本發(fā)明提供可以使用諸如噴墨、高壓、或接觸印刷等點(diǎn) 樣技術(shù)生產(chǎn)的高密度微陣列。微陣列包含微結(jié)構(gòu)化表面和設(shè)置在微結(jié) 構(gòu)化表面的至少一部分上的附連化學(xué)層。微結(jié)構(gòu)化表面包含具有壁的 主要微結(jié)構(gòu)化元件。在本發(fā)明的微陣列中，壁厚代表各特征之間未經(jīng)印刷的空間。因 此本發(fā)明的微陣列在各特征之間具有非常小的空間。此外，本發(fā)明的 微陣列可以包括通常經(jīng)由在平面基底(例如，密集填充的正方形)上 直接印刷實(shí)現(xiàn)不了的特征形狀。在本發(fā)明的微陣列中，附連化學(xué)層容許反應(yīng)物隨后附加到其上。 當(dāng)期望經(jīng)由共價鍵接來附加時，可以將較大體積的反應(yīng)物放入由微陣 列的壁形成的"微隔室"中而不增加特征的大小(即投影面積或"占 有面積")。因此為給定的區(qū)域增加了可利用的鍵合至表面的反應(yīng)物 的量。本發(fā)明的微陣列的另一個優(yōu)點(diǎn)是使經(jīng)由使用酶連接的檢測方案能 夠?qū)崿F(xiàn)較高敏感性的檢測。通過將溶液禁閉在微隔室內(nèi)，防止所得的 酶反應(yīng)產(chǎn)物(例如，低分子量熒光分子)擴(kuò)散到微隔室壁之外。此外，本發(fā)明的微陣列的一致特征(由壁所限定)簡化了微陣列 圖像的加工。在圖像加工過程中最小限度的使用者干預(yù)是必需的。通常，當(dāng)將微陣列特征點(diǎn)到基底上時，使用點(diǎn)樣技術(shù)生產(chǎn)的微陣 列需要非常精確的配準(zhǔn)。本發(fā)明的微陣列容許在點(diǎn)樣過程中有更多公 差。假如小滴沉淀在微隔室內(nèi)，那么它將在微隔室內(nèi)散布，但是仍被 禁閉在微隔室壁內(nèi)。小滴在微隔室內(nèi)所處的準(zhǔn)確位置并不重要。因此，本發(fā)明的微陣列滿足了使用點(diǎn)樣技術(shù)生產(chǎn)高密度微陣列的 需要。在另一方面，本發(fā)明提供一種包括本發(fā)明的微陣列和覆蓋件的試 劑盒。在另一個方面，本發(fā)明也提供一種用于檢測樣本中分析物的方法。 所述方法包括(a)提供本發(fā)明的微陣列，其中反應(yīng)物被附加到附連化學(xué) 層上，(b)將樣本沉積入微陣列的至少一個主要微結(jié)構(gòu)化元件中，使得 樣本接觸反應(yīng)物并形成復(fù)合物，(C)使復(fù)合物與第二反應(yīng)物接觸以形成 三元復(fù)合物，(d)檢測任何三元復(fù)合物，和(e)使三元復(fù)合物的存在或量與樣本中分析物的存在或量相關(guān)。 定義對于本發(fā)明而言，以下定義應(yīng)當(dāng)具有所述的含義。對于反應(yīng)物和附連化學(xué)層，"附連"將包括向附連化學(xué)層附加反 應(yīng)物的任何模式。所述模式應(yīng)當(dāng)不受限制地包括共價鍵和離子鍵、諸 如用粘合劑粘結(jié)、以及附連化學(xué)層內(nèi)的物理捕集。在連接試劑的情況 下，可以通過例如用酸洗液官能化表面而產(chǎn)生的連接試劑或通過所涂 敷的連接試劑來將反應(yīng)物附加到附連化學(xué)層上。對于任何分子、化合物、組合物、或復(fù)合物，"兩性的"是指既 具有酸的特征又具有堿的特征。該術(shù)語包括既是陰離子又是陽離子的 分子、化合物、組合物、或復(fù)合物(例如在其等電點(diǎn)的多肽)。"分析物"是指在所關(guān)注的樣本中或從所關(guān)注的樣本中分離出來 檢測或測定的天然存在的或合成的分子、化合物、組合物、或復(fù)合物。 分析物不受限制地包括蛋白質(zhì)、肽、氨基酸、脂肪酸、核酸、碳水化合物、激素、類固醇、類脂、維生素、細(xì)菌、病毒、藥物、和代謝物。"陣列"是指可用于任何化學(xué)或生物化學(xué)分析并且由隔離的區(qū)域 或"樣本點(diǎn)"構(gòu)成的以整齊的布置方式提供的工具。陣列可用于例如 基因測序、監(jiān)測基因表達(dá)、細(xì)菌識別、藥物發(fā)現(xiàn)、生物標(biāo)記識別、組 合化學(xué)等等。"微陣列"通常具有面積小于約1平方毫米，有時面積小于約0.25平方毫米，或甚至面積小于約0.04平方毫米的隔離區(qū)域或樣本點(diǎn)。"附連化學(xué)層"是指可以固定、附連或可逆地附連反應(yīng)物到其上 的任何層、表面、或涂層。附連化學(xué)層可以為(例如)設(shè)置在微結(jié)構(gòu) 化表面上的涂層，或者它可以為微結(jié)構(gòu)化表面的官能化部分。對于任何分子、化合物、組合物或復(fù)合物，"雙官能的"指含有 超過一個官能團(tuán)。例如，雙官能的分子可以含有一個能夠與吖內(nèi)酯部 分形成共價鍵的氨基和一個能夠與陽離子形成離子鍵的陰離子基團(tuán)。"結(jié)合位點(diǎn)"是指設(shè)置在附連化學(xué)層上的離散位置，其中反應(yīng)物 可以附連到那里。"互補(bǔ)官能團(tuán)"是指能夠與所述基團(tuán)反應(yīng)以形成離子鍵、共價鍵、 或它們的組合的基團(tuán)。例如，互補(bǔ)官能團(tuán)可以為能夠與化學(xué)式I、 II或III中的基團(tuán)X1反應(yīng)的附連化學(xué)層上的基團(tuán)。"官能團(tuán)"是指分子、化合物、組合物、或復(fù)合物中的原子的組 合，該組合趨于作為單一的化學(xué)整體起作用。官能團(tuán)的實(shí)例包括但不限于-NH2 (胺)、-COOH (羧基)、硅氧烷、-OH (羥基)、和吖內(nèi)酯。"離子"是指具有形式電荷的任何化學(xué)物質(zhì)，也就是說，在所述物質(zhì)的至少一個原子上具有過量(負(fù)形式電荷)或不足(正形式電荷) 的電子。如果聚合物的表面包含至少一種具有形式電荷的化學(xué)物質(zhì)， 那么它就是"離子的"，即使該聚合物涂層與具有相反形式電荷的抗 衡離子(例如在溶液中)相關(guān)。即使聚合物表面本身具有形式正電荷 或負(fù)電荷，抗衡離子也可以產(chǎn)生一個具有凈電中性的表面。"連接試劑"是指能夠?qū)⒎磻?yīng)物附加到附連化學(xué)層上的任何化學(xué)物質(zhì)。"微結(jié)構(gòu)化元件"將是指或者突出或者被壓低的可識別幾何形狀。"主要微結(jié)構(gòu)化元件"是指表面上的微結(jié)構(gòu)化元件，該主要微結(jié) 構(gòu)化元件在同一表面上具有最大規(guī)模的任何微結(jié)構(gòu)化元件。"次要微結(jié)構(gòu)化元件"是指在同主要微結(jié)構(gòu)化元件同樣的表面上 較小規(guī)模的微結(jié)構(gòu)化元件。"反應(yīng)物"是指任何化學(xué)分子、化合物、組合物或復(fù)合物，它們 或者是天然存在的或者是合成的，能夠或者獨(dú)自或者同一個分子或化 合物(幫助將分析物結(jié)合至附連化學(xué)層，諸如(例如)輔酶) 一道結(jié) 合所關(guān)注的樣本中的分析物。本發(fā)明的反應(yīng)物可用于化學(xué)或生物化學(xué) 測定、檢測或分離。這些反應(yīng)物的實(shí)例不受限制地包括氨基酸、核酸， 包括低(聚)核苷酸和CDNA、碳水化合物、以及諸如酶和抗體等蛋白質(zhì)。"系鏈化合物"是指含有兩個活性基團(tuán)的化合物?；鶊F(tuán)(即，基 底反應(yīng)性官能團(tuán))之一可以與基底表面(例如，微結(jié)構(gòu)化表面或附連 化學(xué)層與微結(jié)構(gòu)化表面之間的任何居間層)上的互補(bǔ)官能團(tuán)反應(yīng)，以形成系鏈基團(tuán)。另一個活性基團(tuán)(即，N-磺酰胺基羰基或N-磺?；柞啺坊?可以與含胺材料反應(yīng)。系鏈化合物的兩個活性基團(tuán)的反 應(yīng)導(dǎo)致在基底與含胺材料之間形成連接基團(tuán)(含胺材料可以被固定在基底上)。"系鏈基團(tuán)"是指連接到基底上的基團(tuán)，該基團(tuán)由含有兩個活性 基團(tuán)的化合物(其中在基底表面上有一個互補(bǔ)官能團(tuán))與系鏈化合物 的反應(yīng)而產(chǎn)生。系鏈基團(tuán)包括N-磺酰胺基羰基或N-磺酰基二甲酰亞 胺基。


圖1為本發(fā)明的一個微陣列的剖視圖。 圖2為本發(fā)明的另一個微陣列的剖視圖。圖3為具有制備性實(shí)例1中所描述的微結(jié)構(gòu)化表面的膜的掃描電子顯微照片。圖4為具有制備性實(shí)例1中所描述的微結(jié)構(gòu)化表面的膜中的熒光圖案的圖像。
具體實(shí)施方式
圖1示出本發(fā)明的微陣列的一個實(shí)例。微陣列包含微結(jié)構(gòu)化表面10和附連化學(xué)層12。微結(jié)構(gòu)化表面10包含具有壁14的主要微結(jié) 構(gòu)化元件ll(在圖1中描繪為凹陷的微結(jié)構(gòu)化元件)。雖然在圖1中 將附連化學(xué)層描繪為覆蓋整個微結(jié)構(gòu)化表面，但是實(shí)際上可以主要將 附連化學(xué)層設(shè)置在微結(jié)構(gòu)化表面的僅一部分上。微結(jié)構(gòu)化表面微結(jié)構(gòu)化表面包含具有壁的主要微結(jié)構(gòu)化元件。壁一般具有介于 約1和約50微米之間；優(yōu)選介于約1和約30微米之間；更優(yōu)選 介于約5和約30微米之間的厚度。一般來講，選擇主要微結(jié)構(gòu)化元件的幾何構(gòu)造以具有足夠的容量 來控制包含反應(yīng)物或分析物的單獨(dú)滴或某一體積的溶液的放置。在一 些實(shí)施例中，選擇幾何構(gòu)造使得微結(jié)構(gòu)化元件間距(即，微結(jié)構(gòu)化元件之間的中心至中心距離)介于約1和約l，OOO微米之間；優(yōu)選介于 約10和約500微米之間；更優(yōu)選介于約50和約400微米之間。主要微結(jié)構(gòu)化元件可以具有任何結(jié)構(gòu)。例如，用于主要微結(jié)構(gòu)化 元件的結(jié)構(gòu)可以從具有平行豎直平壁的立方體元件的極端變化到半球 狀元件的極端，其中在這兩個極端之間存在任何可能的壁的實(shí)心幾何 構(gòu)造。具體實(shí)例包括立方體元件、圓柱體元件、具有有角平壁的錐形 元件、具有有角平壁的截平的棱錐元件、蜂巢元件和立體角成型元件。 其它可用的微結(jié)構(gòu)化元件在PCT專利公開WO 00/73082和WO 00/73083中有所描述。外形的圖案可以為規(guī)則的、無規(guī)的、或兩者的組合。"規(guī)則的" 指圖案是經(jīng)過設(shè)計的并且是可重復(fù)的。"無規(guī)的"指微結(jié)構(gòu)化元件的 一個或多個特征以不規(guī)則的方式變化。變化的特征的實(shí)例包括(例如) 微結(jié)構(gòu)化元件間距、峰至谷距離、深度、高度、壁角度、邊緣半徑等 等。組合圖案可以包括(例如)在一個距任何點(diǎn)具有十個微結(jié)構(gòu)化元 件寬度的最小半徑的區(qū)域上的無規(guī)圖案，但是這些無規(guī)圖案可以在整 個圖案內(nèi)較大的距離上重復(fù)。本文使用術(shù)語"規(guī)則的"、"無規(guī)的" 和"組合"來描述通過其上具有微結(jié)構(gòu)化圖案的工具的一個重復(fù)距離 賦予一段坯料的圖案。例如，當(dāng)工具為圓筒形軋輥時， 一個重復(fù)距離 相應(yīng)于軋輥的一次旋轉(zhuǎn)。在另一個實(shí)施例中，工具可以為板，并且重 復(fù)距離將相應(yīng)于該板的一個或兩個尺寸。主要微結(jié)構(gòu)化元件的體積(即，由微結(jié)構(gòu)化元件所限定的空隙體 積)可以在約1至約20,000皮升(pL);優(yōu)選約1至約10，000pL的 范圍內(nèi)。某些實(shí)施例具有約3至約10，000pL;優(yōu)選約30至約 10，000pL;更優(yōu)選約300至約10，000pL的體積。描述主要微結(jié)構(gòu)化元件的結(jié)構(gòu)的特性的另一種方式為通過縱橫比 來描述微結(jié)構(gòu)化元件。"縱橫比"是凹陷的微結(jié)構(gòu)化元件的深度與寬度的比或突出的微結(jié)構(gòu)化元件的高度與寬度的比。凹陷的微結(jié)構(gòu)化元 件可用的縱橫比通常在約0.01至約2;優(yōu)選約0.05至約1;更優(yōu)選約0.05至約0.8的范圍內(nèi)。突出的微結(jié)構(gòu)化元件可用的縱橫比通常 在約0.01至約15;優(yōu)選約0.05至約10;更優(yōu)選約0.05至約8的范圍內(nèi)。主要微結(jié)構(gòu)化元件的總高取決于微結(jié)構(gòu)化元件的形狀、縱橫比和期望體積。微結(jié)構(gòu)化元件的高度可以在約5至約200微米的范圍內(nèi)。 在一些實(shí)施例中，高度在約20至約100微米；優(yōu)選約30至約卯 微米范圍內(nèi)。主要微結(jié)構(gòu)化元件間距通常在約1至約l，OOO微米范圍內(nèi)。某 些實(shí)施例具有約10至約500微米；優(yōu)選約50至約400微米。微 結(jié)構(gòu)化元件間距可以為一致的，但這并不總是必需的或可取的。在一 些實(shí)施例中， 一致的微結(jié)構(gòu)化元件間距可能沒有必要或不可取，所有 特征是相同的也可能沒有必要或不可取。因此，可出現(xiàn)不同類型的特 征，例如，具有不同類型微結(jié)構(gòu)化元件間距的微結(jié)構(gòu)化元件可以包含 本發(fā)明的微陣列的微結(jié)構(gòu)化表面。各個元件的平均峰至谷距離一般為 約1至約200微米。如圖2所描繪，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的微陣列包含次要微結(jié) 構(gòu)化元件28，該元件可以(例如)改善各微結(jié)構(gòu)化元件內(nèi)的潤濕/一致 的液體分配。主要微結(jié)構(gòu)化元件21具有在壁24之間延伸的基礎(chǔ)表 面23。主要微結(jié)構(gòu)化元件基礎(chǔ)23可以(例如)包括次要微結(jié)構(gòu)化元 件28 (優(yōu)選的是次要微結(jié)構(gòu)化元件從一個壁延伸至第二個壁)。雖 然在圖2中將附連化學(xué)層22描繪為覆蓋整個微結(jié)構(gòu)化表面20,但 實(shí)際上可將附連化學(xué)層主要設(shè)置在主要或次要微結(jié)構(gòu)化元件的僅一部 分上。次要微結(jié)構(gòu)化元件在x-方向(即，大致垂直于基礎(chǔ)表面)具有 維度，以及長度和寬度。 一般來講，x-方向維度介于約0.1和約50微 米之間；優(yōu)選介于約0.1和約20微米之間。在一些實(shí)施例中，x-方16向維度介于約0.1和約10微米之間；優(yōu)選介于約0.1和約5微米 之間。在一些實(shí)施例中，次要微結(jié)構(gòu)化元件的X-方向維度比主要微結(jié)構(gòu)化壁的高度小至少約5微米。例如，次要微結(jié)構(gòu)化元件的x-方向維度 比主要微結(jié)構(gòu)化壁的高度小至少20微米。在具體的實(shí)施例中，次要 微結(jié)構(gòu)化元件的x-方向維度比主要微結(jié)構(gòu)化壁的高度小至少50微 米；優(yōu)選小至少70微米。次要微結(jié)構(gòu)化元件可以形成任何圖案，例如平行元件、非平行元 件、或平行與非平行元件的任何組合。次要微結(jié)構(gòu)化元件可以在許多 點(diǎn)處相交，例如，直的平行元件、和在90度角處相交的元件。在一些實(shí)施例中，次要微結(jié)構(gòu)化元件另外具有體積(例如，由在卯 度處相交的次要微結(jié)構(gòu)化元件所限定的體積，或由次要微結(jié)構(gòu)化元件 和與主要微結(jié)構(gòu)化壁的交點(diǎn)所限定的體積)。在上述實(shí)施例中，主要 微結(jié)構(gòu)化元件的體積與一個次要微結(jié)構(gòu)化元件的體積的比介于約5 和約2,000,000之間。例如，該比可以介于約50和約1，000,000之間； 優(yōu)選介于約150和約150,000之間；更優(yōu)選介于約35和約500之 間。微結(jié)構(gòu)化表面通常包含聚合物，然而它可以包含玻璃或適合于下 文所述的涂敷、澆注、或壓縮技術(shù)的任何其它材料。優(yōu)選的是，微結(jié) 構(gòu)化表面包含不干涉由期望的分析物響應(yīng)激發(fā)能所發(fā)出的電磁信號的 材料(例如，不傳輸類似于由期望的分析物響應(yīng)激發(fā)能所發(fā)出的電磁 信號的激發(fā)能或電磁能的材料)。可由分析物發(fā)出的電磁信號的實(shí)例 包括熒光、吸光度、電流、化學(xué)發(fā)光等等?？捎糜谖⒔Y(jié)構(gòu)化表面的聚合物薄膜的非限制性實(shí)例包括熱塑性塑 料，諸如聚烯烴(例如聚丙烯或聚乙烯)、聚氯乙烯、烯烴的共聚物(例如，丙烯的共聚物)、乙烯與乙酸乙烯或乙烯醇的共聚物、氟化 熱塑性塑料，諸如六氟丙烯和其表面改性形式的二元共聚物和三元共 聚物、聚對苯二酸乙酯及其共聚物、聚氨酯、聚酰亞胺、丙烯酸聚合 物、以及使用諸如硅酸鹽、硅石、鋁酸鹽、長石、滑石、碳酸鈣、二 氧化鈦等填料的上述物質(zhì)的填充形式。由上文所列材料制成的共擠出 膜和層合膜也是有用的。優(yōu)選的是，微結(jié)構(gòu)化表面包含聚氯乙烯、聚 乙烯、聚丙烯、或它們的共聚物?？梢栽S多方式來制成微結(jié)構(gòu)化表面，諸如使用澆注、涂敷、或壓縮技術(shù)。例如，微結(jié)構(gòu)化表面的微結(jié)構(gòu)化可以通過以下方法中的至少 任何一種來實(shí)現(xiàn)(l)使用具有微結(jié)構(gòu)化圖案的工具澆注熔化的熱塑性塑料，(2)將流體涂敷到具有微結(jié)構(gòu)化圖案的工具上，固化該流體，然 后移除所得薄膜，或(3)使熱塑性膜穿過展平輥以緊靠具有微結(jié)構(gòu)化圖 案的工具壓縮?？梢允褂帽绢I(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員已知的許多技術(shù)中的任 何一種來形成該工具，技術(shù)的選擇部分取決于工具材料和所期望外形 的特征。示例性的技術(shù)包括蝕刻(例如，經(jīng)由化學(xué)蝕刻、機(jī)械蝕刻、 或其它燒蝕方式，諸如激光燒蝕或活性離子蝕刻等)、光刻法、立體 光照型技術(shù)、顯微機(jī)械加工、壓花紋(例如，切削壓花紋或酸增強(qiáng)壓 花紋)、刻痕或切削等。形成微結(jié)構(gòu)化表面的可供選擇的方法包括熱 塑性擠出、固化流體涂敷方法、和壓花熱塑性層(也可以被固化)。擠出方法包括使擠出的材料或預(yù)成形的基底穿過由冷軋輥和刻有 期望微結(jié)構(gòu)的反相圖案的澆注軋輥所產(chǎn)生的輥隙?；蛘?，將輸入膜進(jìn) 料入擠出涂布機(jī)或擠出機(jī)中。聚合物層被熱熔融涂敷(擠出)到輸入 膜上。然后將聚合物層形成微結(jié)構(gòu)化表面。可以在連續(xù)方法中使用輥隙完成壓延，如膜處理領(lǐng)域所知。在本 發(fā)明中，使具有合適表面并且具有足以承受期望微結(jié)構(gòu)化圖案的厚度 的坯料穿過由兩個圓筒形軋輥形成的輥隙，其中一個輥具有刻入其表 面中的與期望結(jié)構(gòu)反相的圖像。表面層在輥隙處接觸雕刻的滾筒，以形成微結(jié)構(gòu)化圖案。 附連化學(xué)層本發(fā)明的微陣列包括設(shè)置在微結(jié)構(gòu)化表面的至少一部分上的附連 化學(xué)層。附連化學(xué)層適于使反應(yīng)物隨后附加到其上。多種附連化學(xué)層可用于本發(fā)明的微陣列，前提條件是附連化學(xué)層 適于附連反應(yīng)物并且與將在具體微陣列上進(jìn)行的測定和伴隨條件相 容。在一些實(shí)施例中，將附連化學(xué)層進(jìn)行官能化，使得它包含連接試 劑。連接試劑的選擇可以基于將被附加到微陣列上的反應(yīng)物和該微陣 列將被使用的用途。優(yōu)選的連接試劑包括吖內(nèi)酯部分，諸如由美國專利No.4，304,705 (Heilmann等人)、No.4，451，619 (Heilmann等人)、 No.5,262,484 (Coleman等人)、No.5,344,701 (Gag廳等人)和 No.5,403，902 (Heilmann等人)中提出的共聚物提供的那些。特別優(yōu) 選的共聚物為使用諸如丙烯酰胺和丙烯酰胺衍生物、羥基乙基丙烯酸 酯和異丁烯酸酯等親水性或水溶性共聚用單體制備的那些。除了上文所述的吖內(nèi)酯共聚物之外，合適的吖內(nèi)酯官能化合物還 包括諸如美國專利No.4，485,236 (Rasmussen等人)和No.5，149,806 (Moren等人)中所公開的那些。也可以利用吖內(nèi)酯官能水凝膠涂層，諸如美國專利No.6,794，458 (Haddad等人)中所公開的那些。可以通過首先制備親水性吖內(nèi)酯官 能共聚物(例如上述吖內(nèi)酯官能共聚物之一)的溶液來制備吖內(nèi)酯官 能水凝膠。然后將該共聚物與合適的交聯(lián)劑一起配制，然后將混合物 涂敷或應(yīng)用到微結(jié)構(gòu)化表面上。交聯(lián)劑與共聚物的吖內(nèi)酯基團(tuán)的一部 分反應(yīng)，從而形成多孔的交連水凝膠。然后水凝膠涂層中未反應(yīng)的吖 內(nèi)酯基團(tuán)可用于附連功能性材料，用于適當(dāng)?shù)淖罱K用途。除了吖內(nèi)酯連接試劑之外，也可以利用包括其它連接試劑的共聚 物。這些連接試劑包括(例如)環(huán)氧基、羧酸、羥基、胺、N-羥基琥 珀酰亞胺、異-和異硫氰酸酯、酐、醛、以及其它基團(tuán)，這些都是本領(lǐng) 域中熟知的用于固定反應(yīng)物的。包含連接試劑的共聚物可以通過本領(lǐng) 域熟知的步驟增長或鏈增長聚合方法來制備。吖內(nèi)酯部分是可用的，因?yàn)檫@些部分適于同許多反應(yīng)物(包括低 (聚)核苷酸)反應(yīng)。吖內(nèi)酯部分一般為水解穩(wěn)定的，因此當(dāng)用在本發(fā)明 的應(yīng)用中時具有較長的儲藏期限。這些部分一般也表現(xiàn)出與多種反應(yīng) 物的較高反應(yīng)性。附連化學(xué)層也可以為離子涂層，如美國專利No.6，783，83S (Coleman等人)中所公開。離子涂層可以包括(例如) 一種或多種 離子聚合物、包括水解吖內(nèi)酯部分的水凝膠、附加到水凝膠上的雙官 能分子、或具有一種或多種離子聚合物過敷層的水凝膠。離子聚合物可以為陽離子的或陰離子的。用于形成陽離子聚合物 涂層的合適材料包括但不限于由含胺單體形成的聚合物和共聚物，所 述含胺單體諸如2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、(3-丙 烯酰胺丙基)三甲基氯化鉸、2-二乙基氨基乙基丙烯酸酯、2-二乙基氨 基乙基異丁烯酸酯、3-二甲基氨丙基丙烯酸酯、3-二甲基氨丙基異丁烯 酸酯、2-氨基乙基異丁烯酸酯、二甲基氨乙基丙烯酸酯和異丁烯酸酯、 2-丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨、二烯丙基二甲基氯化銨、2-甲基丙烯 酰氧基乙基三甲基氯化銨、3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙基三甲基氯化 銨、3-氨丙基甲基丙烯酰胺、二甲基氨乙基甲基丙烯酰胺、二甲基氨丙 基丙烯酰胺、以及其它類似取代的丙烯酰胺和異丁烯酰胺；4-乙烯基芐 基三甲基氯化銨、4-乙烯基-l-甲基溴化吡啶、乙烯亞胺、賴氨酸、烯 丙胺、乙烯胺、尼龍和脫乙酰殼多糖。用于形成陰離子聚合物涂層的 合適材料包括但不限于不飽和酸的聚合物和共聚物，這些酸諸如丙烯酸、異丁烯酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、乙烯基苯甲酸、N-丙烯酰 氨基酸或N-異丁烯酰氨基酸；2-羧乙基丙烯酸酯；乙烯基磷酸；乙烯 基膦酸；單丙烯酰氧基乙基磷酸酯；磺乙基異丁烯酸酯；磺基丙基異 丁烯酸酯；3-磺基丙基二甲基-3-甲基丙烯酰胺丙基銨內(nèi)鹽；苯乙烯磺 酸；2-丙烯酰胺-2-甲基-l-丙垸磺酸(AMPS);磺化多糖，諸如肝素、硫 酸皮膚素和硫酸葡聚糖；羧化聚氯乙烯；以及羧化多糖，諸如艾杜糖 醛酸、羥甲基纖維素或藻酸。在另一個實(shí)施例中，離子涂層可以包括水凝膠。如本文所用，水 凝膠意指含水的凝膠；即，親水的并且將吸收水，然而不溶于水的聚 合物。水凝膠可以形成能夠在水中吸收(例如)三至五倍其干重的多 孔表面涂層。這會提供適于進(jìn)行大量生物學(xué)、化學(xué)和生物化學(xué)測定的 親水性環(huán)境。在某些實(shí)施例中，離子涂層可以包括連接試劑。可用的連接試劑 包括上述的那些。如果需要，可以使用超過一種類型的連接試劑。當(dāng) 存在時，連接試劑可以為離子涂層的整體組分，或可以在后續(xù)的步驟 中附連到離子表面涂層上。本領(lǐng)域中已知的許多方法可用于引入將被 附加到離子涂層上的連接試劑。應(yīng)當(dāng)理解，附加模式可以根據(jù)所采用 的連接試劑而變化。在可供選擇的實(shí)施例中，離子涂層包括設(shè)置在上述離子涂層("離 子表面涂層")之一上的離子聚合物涂層("離子聚合物外敷層")。 離子聚合物外敷層可以為陽離子的、陰離子的、或兩性的。可能期望 包括離子表面的離子聚合物外敷層與反應(yīng)物形成離子鍵，以使得分析 物隨后可以被檢測或測定。離子聚合物外敷層可用于同任何表面涂層結(jié)合。例如，離子聚合 物外敷層可以被應(yīng)用到包括含吖內(nèi)酯共聚物的水凝膠的非離子表面涂 層上。在這樣的一個實(shí)施例中，離子聚合物涂層具有將與吖內(nèi)酯聚合物共價反應(yīng)的官能團(tuán)會是有利的。作為另外一種選擇,離子聚合物外敷 層可以被應(yīng)用到包括非吖內(nèi)酯離子聚合物的離子表面涂層上。在這樣 的一個實(shí)施例中，具有表面涂層和相反形式電荷的外敷層會是有利的。 這樣，各涂層上的形式電荷將在表面涂層與外敷層之間形成離子鍵。 另外，可以有多重外敷層。上述可用于非吖內(nèi)酯離子聚合物表面涂層 的材料同樣適用于離子聚合物外敷層。這些材料中的任何一種可以在 離子聚合物外敷層中交連?？梢赃x擇離子聚合物外敷層來提供具體應(yīng) 用所需的特殊質(zhì)量。例如，可對于其中將附連一種或多種陰離子多肽 (例如蛋白質(zhì))的應(yīng)用選擇陽離子外敷層。在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中，離子表面涂層可以包括附加到連接 試劑上的雙官能小離子分子，諸如氨基官能離子分子。就氨基官能離 子分子的情況來說，該胺與(例如)表面涂層的連接試劑中的吖內(nèi)酯 部分形成共價鍵。分子的離子部分為離子表面涂層提供離子特征。離 子特征的程度由選擇用于使用的具體離子分子決定。這樣，離子表面 涂層具有離子特征而不需要聚合物外敷層。也含有與連接試劑的任何部分反應(yīng)的官能團(tuán)的任何離子分子都可適用于本發(fā)明。合適的胺官能 離子分子包括但不限于氨基羧酸(例如，.a.-、 .0.-、 .Y,等氨基酸， 諸如甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、.e,丙氨酸、.Y,氨基丁酸和12-氨 基月桂酸)；氨基磺酸，諸如2-氨基乙烷磺酸(?；撬?和3-氨基-1-丙烷磺酸；氨基膦酸或磷酸，諸如2-氨基乙烷膦酸、2-氨基乙基二氫 磷酸酯、2-氨基乙基硫代磷酸鈉鹽和氨基丙基膦酸；以及聚胺，諸如 N,N-二甲基氨基乙胺、N，N-二乙基氨基丙胺、N-氨基丙基嗎啉、2-(2-氨基乙基)吡啶、2-氨基乙基三甲基氯化銨、二亞乙基三胺、三亞乙基 四胺、四亞乙基五胺、2-氨基乙基哌啶和N-(2-氨基乙基)l,3-丙烷二胺。附連化學(xué)層也可以為含硅層，如美國專利No.6，881,538 (Haddad 等人)中所公開?？捎糜诒景l(fā)明的含硅層優(yōu)選能夠甲基硅垸化，使得 連接試劑可以共價地鍵接至該層。據(jù)信，甲基硅烷化可以進(jìn)行是因?yàn)?Si-OH基團(tuán)的存在，但這不是必需的條件。此類連接試劑可以為傳統(tǒng)用于官能化硅石(例如玻璃)表面的那些。該材料適用于反應(yīng)物隨后 附加到其上，但未必需要連接試劑來將反應(yīng)物附連到含硅層上?？梢?通過(例如)用偶聯(lián)劑官能化含硅層，或通過在其上涂敷官能化聚合 物(例如，吖內(nèi)酯官能聚合物)來提供連接試劑。官能化的類型將取決于反應(yīng)物的類型。使硅石材料的表面具有化 學(xué)活性的多種傳統(tǒng)方法是已知的，并且可以用在本發(fā)明中，優(yōu)選的是， 利用這些方法在含硅層上產(chǎn)生用于隨后附加反應(yīng)物的連接試劑。這些 方法還包括使用硅烷偶聯(lián)劑，諸如氨基硅垸以提供氨基官能團(tuán)、羧基 硅垸以提供羧基官能團(tuán)、環(huán)氧硅烷以提供環(huán)氧官能團(tuán)、巰基硅垸(例如，具有化學(xué)式HS-L-Si(X)(Y)(Z)的那些，其中L為二價有機(jī)連接 基團(tuán)，X為可水解的基團(tuán)，諸如烷氧基、酰氧基、胺或氯，Y和Z為 可水解或不可水解的基團(tuán))以提供巰基官能團(tuán)、羥基硅烷以提供羥基 官能團(tuán)等等。這些甲基硅垸化反應(yīng)(即，硅垸化反應(yīng))的條件一般是 本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的。其它甲基硅烷化反應(yīng)的實(shí)例在Van Der Voort等人，J丄iq. Chrom. &RelTechnoI.，第19期，第2723至2752 頁C 1996年)；SudhakarRao等人，Tet. Lett.,第28期，第4897至 4卯0頁(1987年)；Joos等人，Anal. Biochem.，第247期，第96 至101頁(1997年);Aebersold等人，Anal. Biochem.，第187期， 第56至65頁U990年)；以及PCT專利公開WO 98/39481中有 所描述。含硅層可以為薄膜或涂層。薄膜通常包括等離子和/或蒸汽沉淀的 含硅原子的材料，諸如氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、等離子聚 合的聚硅氧烷膜、加氫和非加氫的非晶態(tài)含硅膜、摻硅雜質(zhì)的類金剛 石碳膜等等。參見例如美國專利No.6，696,157 (David等人)和 No.6,795，636 (Cronk等人)以及J.Mort & F.Jansen編輯的Plasma Deposited Thin Films, CRC Press, Boca Raton, Fla. (1986年)。涂層通 常包括由液體沉淀的含硅原子的材料，諸如聚硅氧烷、由水解反應(yīng)形 成的氧化硅等等。此類含硅層會形成可以在反應(yīng)性方面模仿硅石(例如玻璃)基底并且與連接試劑和反應(yīng)物交互作用的表面。優(yōu)選的含硅層包括類金剛石玻璃膜。如本文所用，術(shù)語"類金剛 石玻璃膜"是指包括碳、硅、和氧的基本或完全非晶態(tài)膜。薄膜可以 為共價耦合的或互相貫穿的。本發(fā)明的非晶態(tài)類金剛石膜可以包含原 子的簇，該簇給出短距離的排序但基本沒有導(dǎo)致微觀或宏觀結(jié)晶度的 中長距離排序，該結(jié)晶度反過來可以分散具有180nm至800nm的波 長的光化學(xué)輻射。類金剛石玻璃(DLG)包括含有基本量的硅和氧(像在 玻璃中一樣)的非晶態(tài)碳體系，但是仍保留類金剛石的特性。在這些 膜中，在無氫的基礎(chǔ)上，有至少約30%碳、大量的硅(至少約25%) 和不超過約45%氧(本文所涉及的組合物百分比是指原子百分比)。 相當(dāng)高量的硅與顯著量的氧和大量的碳的獨(dú)特組合使這些膜高度透明 并且柔韌(不像玻璃)。如果需要，包括含硅層的本發(fā)明的微陣列也可以包括聚合物涂層 (通常在含硅層的上面)。此類聚合物涂層可以在含硅層上提供多種 連接試劑。作為另外一種選擇，可以將它們應(yīng)用到已經(jīng)包括連接試劑 的含硅層上。合適的聚合物涂層包括適用于附連反應(yīng)物并且與將在具體微陣列 上進(jìn)行的測定和伴隨條件相容的那些。實(shí)例包括描述于PCT專利公開 WO 99/53319的聚合物涂層。合適的連接試劑為吖內(nèi)酯部分(諸如上 述的那些)、環(huán)氧基、羧酸、羥基、胺、N-羥基琥珀酰亞胺、異-和異 硫氰酸酯、酐、醛、以及本領(lǐng)域中熟知的用于固定反應(yīng)物的其它基團(tuán)。 優(yōu)選的聚合物涂層包含使用諸如丙烯酰胺和丙烯酰胺衍生物、羥基乙 基丙烯酸酯和異丁烯酸酯等親水性或水溶性共聚用單體制備的共聚 物。附連化學(xué)層也可以包括含N-磺酰胺羰基化合物或含N-磺?；?甲酰亞胺基化合物，諸如描述于美國專利申請專利公開號05/0107615和05/0227076的那些。例如，附連化學(xué)層可以包含連接到微結(jié)構(gòu)化表面上的系鏈基團(tuán)， 該系鏈基團(tuán)包含微結(jié)構(gòu)化表面上的互補(bǔ)官能團(tuán)G與具有化學(xué)式I的 化合物的反應(yīng)產(chǎn)物O Z1X十Y—C—N—S02R jr I其中X1為基底反應(yīng)性官能團(tuán)，該官能團(tuán)選自羧基、鹵代羰基、鹵代碳 酰氧基、氰基、羥基、巰基、異氰酸酯基、鹵代甲硅垸基、烷氧基甲 硅烷基、酰氧基甲硅烷基、疊氮基、氮丙啶基、鹵代垸基、叔氨基、 伯芳族氨基、仲芳族氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、 膦?；?、偶磷基酰胺基(phosphoroamido)、磷酸根、或烯屬不飽和基團(tuán)；Y'為單鍵或二價基團(tuán)，該基團(tuán)選自亞烷基、雜亞烷基、亞芳基、 羰基、羰氧基、羰基亞氨基、氧代、硫代、-NRd-，其中Rd為氫或垸 基、或它們的組合；Z1為垸基、芳基或-(CO)Ra，其中Ra與R1以及它們所連接的 基團(tuán)一起形成具有氮雜原子和硫雜原子的四元至八元雜環(huán)或雜二環(huán)基 團(tuán)，其中所述雜環(huán)或雜二環(huán)基團(tuán)可與可選的芳族基團(tuán)、可選的飽和或 不飽和環(huán)基、或可選的飽和或不飽和二環(huán)基稠合；R1為垸基、氟代烷基、氯代烷基、芳基、-NRbRe，其中每個Rb和 Re為烷基或與它們所連接的氮原子一起形成四元至八元環(huán)基，或R' 與Ra以及它們所連接的基團(tuán)一起形成四元至八元雜環(huán)或雜二環(huán)基 團(tuán)，所述雜環(huán)或雜二環(huán)基團(tuán)可與可選的芳族基團(tuán)、可選的飽和或不飽 和環(huán)基、或可選的飽和或不飽和二環(huán)基稠合；當(dāng)X1為一價基團(tuán)時r等于1，或當(dāng)X1為二價基團(tuán)時，r等于2;G為能夠與X1反應(yīng)以形成離子鍵、共價鍵、或它們的組合的互補(bǔ)官能團(tuán)；并且系鏈基團(tuán)是未取代的或被鹵素、烷基、烷氧基、或它們的組合取代。在另一個實(shí)施例中，附連化學(xué)層包含連接到微結(jié)構(gòu)化表面上的系 鏈基團(tuán)，該系鏈基團(tuán)包含微結(jié)構(gòu)化表面上的互補(bǔ)官能團(tuán)G與具有化學(xué) 式II的化合物的反應(yīng)產(chǎn)物X1為基底反應(yīng)性官能團(tuán)，該官能團(tuán)選自羧基、鹵代羰基、鹵代碳 酰氧基、氰基、羥基、巰基、異氰酸酯基、鹵代甲硅烷基、烷氧基甲 硅垸基、酰氧基甲硅垸基、疊氮基、氮丙啶基、鹵代烷基、叔氨基、 伯芳族氨基、仲芳族氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、 膦?；?、偶磷基酰胺基、磷酸根或烯屬不飽和基團(tuán)；^為單鍵或二價基團(tuán)，該基團(tuán)選自亞垸基、雜亞烷基、亞芳基、 羰基、羰氧基、羰基亞氨基、氧代、硫代、或-NRa-、或它們的組合， 其中Ra為氫、垸基、或芳基；R2與R3以及它們所連接的二羧酰亞胺基團(tuán)一起形成四元至八 元雜環(huán)或雜二環(huán)基團(tuán)，所述雜環(huán)或雜二環(huán)基團(tuán)可與可選的芳族基團(tuán)、 可選的飽和或不飽和環(huán)基、或可選的飽和或不飽和二環(huán)基稠合；當(dāng)X1為一價基團(tuán)時r為1，或當(dāng)X1為二價基團(tuán)時，r等于2;G為能夠與X1反應(yīng)的互補(bǔ)官能團(tuán)；并且系鏈基團(tuán)是未取代的或被鹵素、烷基、烷氧基、或它們的組合取代。在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中，附連化學(xué)層包含連接到微結(jié)構(gòu)化表 面上的系鏈基團(tuán)，該系鏈基團(tuán)包含微結(jié)構(gòu)化表面上的互補(bǔ)官能團(tuán)G與 具有化學(xué)式III的化合物的反應(yīng)產(chǎn)物其中X1為基底反應(yīng)性官能團(tuán)，該官能團(tuán)選自羧基、鹵代羰基、鹵代碳 酰氧基、氰基、羥基、巰基、異氰酸酯基、鹵代甲硅烷基、烷氧基甲 硅烷基、酰氧基甲硅烷基、疊氮基、氮丙啶基、鹵代烷基、叔氨基、 伯芳族氨基、仲芳族氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、 膦?；?、偶磷基酰胺基、磷酸根或烯屬不飽和基團(tuán)；R2與R3以及它們所連接的二羧酰亞胺基團(tuán)一起形成四元至八 元雜環(huán)或雜二環(huán)基團(tuán)，所述雜環(huán)或雜二環(huán)基團(tuán)可與可選的芳族基團(tuán)、 可選的飽和或不飽和環(huán)基、或可選的飽和或不飽和二環(huán)基稠合；Y"為單鍵或二價基團(tuán)，該基團(tuán)選自亞垸基、雜亞烷基、亞芳基、 羰基、羰氧基、羰基亞氨基、氧代、硫代、-NRd-，其中Rd為氫或烷 基、或它們的組合；R4為垸基、芳基、芳烷基或-NRbRe，其中每個Rb和Re為垸 基或與它們所連接的氮原子一起形成四元至八元雜環(huán)基團(tuán)；當(dāng)X1為一價時r等于1，或當(dāng)X1為二價基團(tuán)時，r等于2;G為能夠與X2反應(yīng)的互補(bǔ)官能團(tuán)；并且系鏈基團(tuán)是未取代的或被鹵素、垸基、垸氧基、或它們的組合取代。一般來講，附連化學(xué)層的官能化類型將取決于所釆用的微結(jié)構(gòu)化 表面和反應(yīng)物的類型。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會知道，使聚合物材料 的表面具有化學(xué)活性的多種方法是已知的，并且可以用在本發(fā)明中，使用這些方法在含硅層上產(chǎn)生用于隨后附加反應(yīng)物的連接試劑?？梢酝ㄟ^本領(lǐng)域已知的任何合適方式將附連化學(xué)層應(yīng)用到微結(jié)構(gòu) 化表面上。適當(dāng)?shù)膽?yīng)用方式當(dāng)然將取決于所采用的附連化學(xué)層的類型。一些附連化學(xué)層例如吖內(nèi)酯層、離子涂層、含N-磺?；柞?胺基化合物和含N-磺酰胺基羰基化合物可以通過本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng) 方式應(yīng)用，例如，擠壓涂布、模具涂布、浸涂、氣刀涂覆、凹版印刷 涂覆、淋幕式涂布、噴涂、使用線繞涂覆桿等等。在一些實(shí)施例中，可以(例如)交連或另外處理附連化學(xué)層，以 使該涂層不溶解、改變其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、或改變其附著特性。例如，具有低Tg的共聚物可以與交聯(lián)劑一起配制，以便提高結(jié)果所得 涂層的Tg。通常，涂層介于約0.01和約10微米之間。小于約1微米的涂 層是優(yōu)選的，以便最小化在使用較厚涂層時可能產(chǎn)生的擴(kuò)散困難。所 關(guān)注的分析物在接觸附加到其上的反應(yīng)物之前可能必須擴(kuò)散穿過附連 化學(xué)層。如果涂層較厚，例如大于約10微米，那么所需的擴(kuò)散時間 會使分析物/反應(yīng)物交互作用的動力學(xué)減速。如果需要，可以通過本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員已知方法中的任何一種 來提高涂層對基底(即，微結(jié)構(gòu)化表面或任何居間層)的附著力。這些 方法包括多種對微結(jié)構(gòu)化表面的預(yù)處理或微結(jié)構(gòu)化表面上的涂層，例 如，電暈或等離子處理，或通過應(yīng)用底漆。合適的底漆可以不受限制 地包括聚氮丙啶、聚偏二氯乙烯、諸如描述于美國專利No.5，602，202 (Groves)的底漆和無機(jī)金屬氧化物與二官能硅烷結(jié)合的膠狀分散體，諸如美國專利No.5，204,219 (VanOoij等人)、No.5,464,900 (Stofko， Jr.等人)、禾卩No.5，639，546 (Bilkadi)中所述。增大共聚物對聚烯烴 微結(jié)構(gòu)化表面的附著力的其它方法公開于美國專利No.5，500,251 (Burgoyne， Jr.等人)?？梢酝ㄟ^從氣體中等離子沉積來沉淀其它附連化學(xué)層，諸如(例 如)類金剛石膜。用于沉積類金剛石膜的方法和裝置公開于美國專利 No.6，696，157 (David等人)和No.6,795,636 (C函k等人)。可以將反應(yīng)物附加到附連化學(xué)層上以產(chǎn)生結(jié)合位點(diǎn)。本領(lǐng)域中已 知的許多方法可用于引入將被附加到附連化學(xué)層上的反應(yīng)物。應(yīng)當(dāng)理 解，附加模式可以根據(jù)所采用的反應(yīng)物而變化。本發(fā)明中所用的反應(yīng)物類型將根據(jù)所關(guān)注的應(yīng)用和分析物而變 化。例如，當(dāng)表征DNA時，低(聚)核苷酸是優(yōu)選的。當(dāng)進(jìn)行診斷測試 以確定抗原的存在時，抗體是優(yōu)選的。因此，合適的反應(yīng)物不受限制 地包括氨基酸、核酸(包括低(聚)核苷酸和cDNA)、碳水化合物、以 及諸如酶和抗體等蛋白質(zhì)。可以將反應(yīng)物引入本發(fā)明的微陣列的附連化學(xué)層中，用于附加以 產(chǎn)生結(jié)合位點(diǎn)。附加的模式可以不受限制地包括共價鍵和離子鍵、粘 結(jié)、以及反應(yīng)物的物理捕集。無論反應(yīng)物如何附連，可以使用本領(lǐng)域 中已知的許多方法將反應(yīng)物引入附連化學(xué)層中，包括薄片上或薄片下 合成?？梢酝ㄟ^毛細(xì)管陣列、通過排列的吸移器件、或通過一排設(shè)計 用于從一盤貯存器轉(zhuǎn)移液滴的柱子將要被附連的含反應(yīng)物溶液同時引 入。在所關(guān)注的樣本中檢測分析物，可以通過以下方法使樣本接觸 附加到附連化學(xué)層上的反應(yīng)物，并且檢測由分析物與反應(yīng)物的結(jié)合而 形成的任何復(fù)合物?？梢詫?fù)合物的存在或量與樣本中分析物的存在29或量相關(guān)聯(lián)。在樣本中檢測分析物，也可以通過以下方法使樣本與附加到附 連化學(xué)層上的反應(yīng)物接觸以形成復(fù)合物，然后使復(fù)合物與第二反應(yīng)物 接觸(例如，酶連接的能夠產(chǎn)生多重報告基因分子的抗體)以形成三 元復(fù)合物?？梢詸z測該三元復(fù)合物，并且可以將三元復(fù)合物的存在或 量與樣本中分析物的存在或量相關(guān)聯(lián)?？梢酝ㄟ^例如熒光、吸光度、電流、化學(xué)發(fā)光等等來檢測復(fù)合物。
一般來講，通過添加包含用于酶 的基底的溶液來完成這種檢測?；咨厦傅淖饔卯a(chǎn)生報告基因分子， 所述分子可以通過上文所列技術(shù)中的任何一種進(jìn)行測定。優(yōu)選的是，容許樣本與基底溶液一起培養(yǎng)，培養(yǎng)所花的時間應(yīng)足 以獲得該基底的多重周轉(zhuǎn)，從而增加每個微結(jié)構(gòu)化特征內(nèi)所產(chǎn)生的報 告基因分子的量。本發(fā)明的微陣列的微結(jié)構(gòu)化元件在培養(yǎng)期間禁閉樣 本，并且防止樣本擴(kuò)散到該微結(jié)構(gòu)化元件之外。因此本發(fā)明的微陣列 提供了比使用平面微陣列可獲得的更高的敏感性，其中在平面微陣列 中，報告基因分子往往從其被沉淀的特征處擴(kuò)散開去?？蛇x的層和特征本發(fā)明的微陣列可以布置在基底上。該基底可以在制造和/或使用 過程中支承微陣列?？捎玫幕撞牧习ㄓ袡C(jī)和無機(jī)材料。例如，基 底可以包括無機(jī)玻璃、陶瓷材料、聚合材料、填充的聚合材料、或纖 維材料。可以使用任何合適的方式(例如，使用粘合劑)將微陣列連 接到基底上。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的微陣列還可以包含位于微陣列上或內(nèi) 的一個或多個預(yù)定位置的參考或"基準(zhǔn)"標(biāo)記?；鶞?zhǔn)標(biāo)記可以被自動 化體系檢測到，以便在制造過程中提供微陣列位置的實(shí)時監(jiān)測能力。 基準(zhǔn)標(biāo)記也可以幫助在圖像加工過程中識別微結(jié)構(gòu)化元件的位置?；?準(zhǔn)標(biāo)記可以為(例如)激光蝕刻的區(qū)域、刻印的幾何形狀或印記、光學(xué)信號或熒光標(biāo)記。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明的微陣列可以包括可選層?？蛇x層可以 包括(例如)遮蓋層，以減少或防止激發(fā)能穿過遮蓋層傳輸至下面的層或基底，如PCT專利公開WO 01/16370中所報告。對于其它應(yīng)用，遮蓋層可用于減少或防止電磁能從分析物之下傳輸，該傳輸類似于由 期望的分析物響應(yīng)激發(fā)能所發(fā)出的電磁信號。在任一種情況下，只要 有遮蓋層在位，從微陣列的表面發(fā)出的電磁信號一般可歸因于在微陣 列上而不是在下面的層或基底上捕獲的分子的激發(fā)。作為另外一種選擇，可選層可以包括對電磁能敏感的材料，該材 料可以與遮蓋層的材料(如果存在)相同或不同。包括對電磁能敏感的材料的可選層可以采取多種形式，如美國專利No.6,482,638(Patil等 人)中所報告。 一些合適材料的實(shí)例包括但不限于美國專利 No.5,278,377 (Tsai)、 No.5，446，270 (Chamberlain等人)、No.5,529,70S (Palmgren等人)和No.5,925，455 (Bruzzone等人)中所報告的那些。 可選層可以與微結(jié)構(gòu)化表面直接接觸，或在可選層與微結(jié)構(gòu)化表面之 間設(shè)置一個或多個居間層。對于一些應(yīng)用來說，將覆蓋件與本發(fā)明的微陣列一起使用是有利 的。覆蓋件可以(例如)保護(hù)樣本遠(yuǎn)離環(huán)境(例如，灰塵)和/或阻止 樣本蒸發(fā)。實(shí)例下面的實(shí)例對本發(fā)明的目標(biāo)和優(yōu)勢作了更進(jìn)一步的說明，但這些 實(shí)例中列舉的具體材料和用量以及其它條件和細(xì)節(jié)不應(yīng)當(dāng)被理解為對 本發(fā)明的不當(dāng)限制。除非另外指明，所有試劑均得自或可得自Sigma-Aldrich Corp., St丄ouis， MO)。如本文所用，"CHES緩沖液"是指2-(環(huán)己基氨基)乙磺酸的水溶液；"SA-HRP"是指與辣根過氧化物酶共軛的鏈酶親和素，得自 Jackson ImmunoResearch Laboratories, Inc., West Grove, PA;"ABTS"是指2，2'-吖嗪-二-(3-乙酰苯基噻唑-6-磺酸鹽)，以試 劑盒的形式得自KPL Inc., Gaithersburg， MD;"TWEEN20"是指聚環(huán)氧乙烷(20)山梨糖醇單月桂酸酯；"SDS"是指十二垸基硫酸鈉。制備性實(shí)例1具有微結(jié)構(gòu)化表面的薄膜的制備具有微結(jié)構(gòu)化表面的薄膜由以下方法制備擠出DOW 7C50樹 脂(DOW7C50，由The Dow Chemical Co., Midland, MI制造)，然 后在兩個大約30.5厘米(12英寸)直徑的圓柱形展平輥之間拉延熔 化的擠出樹脂。上面的展平輥為橡膠涂覆的輥，下面的展平輥為表面 上刻有重復(fù)圖案的金屬輥。該重復(fù)圖案包括兩套，每套均有主要和次要槽，其中每套中的兩 個槽互相平行。在該主要套內(nèi)，其中槽的兩個構(gòu)件之間相距大約250 微米(0.0098英寸)。兩套中的主要槽互相垂直。第一和第二套主要 槽分別具有大約32微米(0.00126英寸)和36微米(0.00142英寸) 的深度，并且每個槽的底部具有大約18微米(0.00071英寸)的寬度， 每個槽的頂部具有大約27微米(0.00106英寸)的寬度。次要槽內(nèi)的 兩個構(gòu)件相距大約25微米(0.00098英寸)。第一和第二套次要槽互 相垂直。第一和第二套次要槽分別具有大約3微米(0.00012英寸) 和5微米(0.00019英寸)的深度，并且在每個槽的底部具有大約5微 米(0.000019英寸)的寬度，每個槽的頂部具有大約7微米(0.00027 英寸)的寬度。DOW7C50樹脂用以下設(shè)備擠出Killion單螺桿擠出機(jī)(可得自 Davis-Standard Killion, Pawcatuck， CT)，該機(jī)具有3.18厘米(1.25英 寸)的直徑，30比1的長度與直徑比，以及五個受熱區(qū)域，各區(qū)域 的溫度分別被設(shè)定為124°C、 177°C、 235°C、 243°C、和249°C 。擠 出模具溫度設(shè)定為249'C。將模具放在接近展平輥的地方，以使得熔 化的擠出樹脂從模具中一出來即在展平輥之間拉延。將上面的橡膠涂 覆輥的溫度設(shè)定為l(TC，將下面有雕刻的金屬輥的溫度設(shè)定為66'C。 坯料速度大約為2.7米(8.8英尺)每分鐘。有雕刻的金屬展平輥的 圖案被轉(zhuǎn)移到擠出的聚丙烯膜上，使得該膜的表面被刻在輥上的圖案 的反相微結(jié)構(gòu)化。該膜具有主要微結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)對應(yīng)于有雕刻的金屬 展平輥上的主要槽；該膜的次要微結(jié)構(gòu)則對應(yīng)于有雕刻的金屬展平輥 上的次要槽。主要微結(jié)構(gòu)的取向相對于該膜的長軸大約45° (即，相 對于坯料方向大約45° )。次要微結(jié)構(gòu)的取向相對于主要微結(jié)構(gòu)大約 45° 。膜具有大約142微米(0.0056英寸)的厚度。膜的表面的一部 分的掃描電子顯微圖示于圖3中。將低熒光剝離粘合劑(3M Company, St.Pau〗，MN)層合至微結(jié)構(gòu)化 聚丙烯膜的未結(jié)構(gòu)化側(cè)面。然后，在立體顯微鏡的幫助下，對齊切割 沖模與膜表面上主要微結(jié)構(gòu)的邊緣，然后將其切為2厘米(0.79英寸) 乘以6厘米(2.36英寸)的塊。然后使膜的粘合劑側(cè)居中在2.54厘 米(1英寸)乘以7.62厘米(3英寸)的玻璃顯微鏡載片上，并且使 用小水壓機(jī)壓到載片上。然后將玻璃載片放入自動微陣列器(笛卡爾 分酉己體系，可f導(dǎo)自Genomic Solutions, Ann Arbor， MI)上。使用與微陣列打點(diǎn)針(200微米尖端直徑，可得自GenetixUSA， Inc., Boston, MA)的接觸點(diǎn)樣將一重量％的單反應(yīng)性熒光染料(CY5， 得自Amersham Biosciences Corp., Piscataway, NJ)的7jC溶液沉淀到基 底的微結(jié)構(gòu)化表面上，以在每三個主要微結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生三個六乘以六的 圖案。使沉淀的溶液在室溫下干燥，然后將載片放入LS300型微陣列 掃描儀(得自Tecan US， Durham, NC)中，并且根據(jù)制造商提供的指33導(dǎo)成像。所得的圖案示于圖4。制備性實(shí)例2 包含吖內(nèi)酯的聚合物的制備向配有機(jī)械攪拌器、溫度計、和回流冷凝器的反應(yīng)容器中裝入12重量份的2-乙烯基-4,4-二甲基-2-惡唑啉-5-酮(乙烯基二甲基吖內(nèi)酯， 可得自TCI America, Portland, OR) 、 28重量份的N，N-二甲基丙烯酰 胺、0.15重量份的2,2'-偶氮雙異丁腈(AIBN)禾卩60重量份的甲苯。 使氮?dú)夤呐荽┻^混合物，然后將混合物加熱至55°C，并且在氮?dú)夥障?攪拌24小時。然后使混合物冷卻至室溫，并且用另外60重量份的2-丙醇稀釋。重量分析顯示，產(chǎn)物含有24.2%重量的固體內(nèi)容物。實(shí)例1具有微結(jié)構(gòu)化表面和附連化學(xué)層的微陣列用2-丙醇稀釋制備性實(shí)例2的含吖內(nèi)酯聚合物溶液，以提供10 克含有0.75重量％的固體內(nèi)容物的混合物。使用#14線繞涂覆桿將 該混合物涂敷到制備性實(shí)例1的微結(jié)構(gòu)化聚丙烯膜上，以形成約0.03 毫米的潤濕厚度。恰在將混合物涂敷到膜上之前將足以與三分之一吖 內(nèi)酯基團(tuán)反應(yīng)的1，2-乙二胺(10.6微升)與聚合物溶液混合。使涂敷 的膜在55°C的鼓風(fēng)烘箱中干燥大約30分鐘。通過衰減全反射紅外 光譜(ATR-IR)分析包括附連化學(xué)層的膜的表面，觀察到吖內(nèi)酯羰基(在 約1820cm'1的弱吸收)和酰胺羰基(在約1650cm-'的吸收)的存在。實(shí)例2使用具有附連化學(xué)層的微復(fù)制型微陣列進(jìn)行酶連接測定 使用與微陣列打點(diǎn)針(200微米尖端直徑，可得自GenetixUSA, Inc., Boston, MA)的接觸點(diǎn)樣將免疫球蛋白的緩沖溶液(在CHES緩 沖液中的20微克每毫升的抗人小鼠IgG)沉淀到根據(jù)制備性實(shí)例1 中所述制備的膜的微結(jié)構(gòu)化表面上，以在每個主要微結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生三個 六乘以六的圖案(下文稱為"加載微結(jié)構(gòu)")。然后使該微結(jié)構(gòu)化膜保持不動60分鐘，然后用含有0.05重量％ TWEEN 20的PBS緩 沖液沖洗三次。然后使該微結(jié)構(gòu)化膜在室溫下干燥。然后用PBS緩沖 液中的2重量％的脫脂奶粉(可以商標(biāo)"NESTLE CARNATION NONFAT DRY MILK POWDER"得自Nestle USA, Glendale, CA)填充 每個加載微結(jié)構(gòu)。然后使該微結(jié)構(gòu)化膜保持不動60分鐘，然后用含 有0,05重量％ TWEEN 20的PBS緩沖液沖洗三次。然后向每個加載 微結(jié)構(gòu)中沉淀PBS緩沖液中的4微克每毫升的生物素共軛的人IgG 的溶液。然后使該微結(jié)構(gòu)化膜保持不動60分鐘，然后用含有0.05重 量％ TWEEN 20的PBS緩沖液沖洗三次。然后向每個加載微結(jié)構(gòu)中 沉淀PBS緩沖液中的0.5微克每毫升的檢測酶SA-HRP的溶液。然 后使該微結(jié)構(gòu)化膜保持不動30分鐘，然后用含有0.05重量％ TWEEN 20的PBS緩沖液沖洗三次。然后將ABTS指示劑溶液沉淀 入每個加載微結(jié)構(gòu)中，大約5分鐘之后將一重量％的SDS水溶液沉 淀入每個加載微結(jié)構(gòu)中。然后分析該微陣列。在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，對本發(fā)明的多種修改和 更改對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將是顯而易見的。應(yīng)該理解，本發(fā)明不 旨在被上文所述的示例性實(shí)施例和實(shí)例所不當(dāng)限制，上述實(shí)例和實(shí)施 例僅以舉例的方式提出，而且本發(fā)明的范圍僅受以下所附的權(quán)利要求書的限制。
權(quán)利要求
1.一種微陣列，其包括微結(jié)構(gòu)化表面和設(shè)置在所述微結(jié)構(gòu)化表面的至少一部分上的附連化學(xué)層，所述微結(jié)構(gòu)化表面包含具有壁的主要微結(jié)構(gòu)化元件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述附連化學(xué)層為所述微結(jié)構(gòu)化表面上的涂層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述附連化學(xué)層為所述 微結(jié)構(gòu)化表面上的官能化部分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述微結(jié)構(gòu)化表面包含 聚烯烴。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述壁具有介于約1和 約50微米之間的厚度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述壁具有介于約5和 約200微米之間的高度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述主要微結(jié)構(gòu)化元件 的間距介于約1和約1,000微米之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的微陣列，其中所述主要微結(jié)構(gòu)化元件 的間距介于約20和約200微米之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述主要微結(jié)構(gòu)化元件 具有介于約l至約20,000pL之間的體積。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述主要微結(jié)構(gòu)化元件 為立方體元件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中基礎(chǔ)表面在所述主要微 結(jié)構(gòu)化元件的壁之間延伸，并且所述基礎(chǔ)包含具有x-方向維度的次要 微結(jié)構(gòu)化元件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的微陣列，其中所述次要微結(jié)構(gòu)化元件的x-方向維度比所述主要微結(jié)構(gòu)化元件的壁的高度小至少約5微米。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的微陣列，其中所述次要微結(jié)構(gòu)化元 件的x-方向維度比所述主要微結(jié)構(gòu)化元件的壁的高度小至少約50微 米。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的微陣列，其中所述次要微結(jié)構(gòu)化元 件從一個壁延伸至第二個壁。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述附連化學(xué)層包含連 接試劑。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的微陣列，其中所述連接試劑包含吖 內(nèi)酯部分。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述微陣列，其中所述附連化學(xué)層包含含有 至少一種吖內(nèi)酯官能共聚物的交聯(lián)水凝膠。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述附連化學(xué)層具有離 子表面。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的微陣列，其中所述附連化學(xué)層包含 一種或多種離子聚合物、包括水解吖內(nèi)酯部分的水凝膠、連接到水凝 膠上的雙官能分子、或具有一種或多種離子聚合物外敷層的水凝膠。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述附連化學(xué)層為含硅層。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述微陣列，其中所述附連化學(xué)層能夠甲 基硅烷化，使得連接試劑可以被共價地鍵接至所述附連化學(xué)層。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的微陣列，其中將所述含硅層用偶聯(lián) 劑或用官能化的聚合物涂層進(jìn)行官能化。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的微陣列，其中所述附連化學(xué)層為類 金剛石玻璃膜。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述附連化學(xué)層包含連 接到所述微結(jié)構(gòu)化表面上的系鏈基團(tuán)，所述系鏈基團(tuán)包含所述微結(jié)構(gòu) 化表面上的互補(bǔ)官能團(tuán)G與具有化學(xué)式I的化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，<formula>formula see original document page 4</formula>其中X1為基底反應(yīng)性官能團(tuán)，該基底反應(yīng)性官能團(tuán)選自羧基、鹵代羰 基、卣代碳酰氧基、氰基、羥基、巰基、異氰酸酯基、鹵代甲硅垸基、 烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、疊氮基、氮丙啶基、鹵代烷基、 叔氨基、伯芳族氨基、仲芳族氨基、二硫化物、垸基二硫化物、苯并 三唑基、膦?；?、偶磷基酰胺基、磷酸根、或烯屬不飽和基團(tuán)；Y'為單鍵或二價基團(tuán)，所述二價基團(tuán)選自亞垸基、雜亞烷基、亞 芳基、羰基、羰氧基、羰基亞氨基、氧代、硫代、-NRd-，其中Rd為 氫或烷基、或它們的組合；Z1為垸基、芳基或-(CO)Ra，其中Ra與R1以及它們所連接的 基團(tuán)一起形成含有氮雜原子和硫雜原子的四元至八元雜環(huán)或雜二環(huán)基 團(tuán)，其中所述雜環(huán)或雜二環(huán)基團(tuán)可與可選的芳族基團(tuán)、可選的飽和或不飽和環(huán)基、或可選的飽和或不飽和二環(huán)基稠合；R1為烷基、氟代烷基、氯代烷基、芳基、-NRbRe，其中每個Rb和 Re為垸基或與它們所連接的氮原子一起形成四元至八元環(huán)基，或R1 與Ra以及它們所連接的基團(tuán)一起形成四元至八元雜環(huán)或雜二環(huán)基 團(tuán)，所述雜環(huán)或雜二環(huán)基團(tuán)可與可選的芳族基團(tuán)、可選的飽和或不飽 和環(huán)基、或可選的飽和或不飽和二環(huán)基稠合；當(dāng)X1為一價基團(tuán)時，r等于1，或當(dāng)X1為二價基團(tuán)時，r等于2;G為能夠與X1反應(yīng)以形成離子鍵、共價鍵或它們的組合的互補(bǔ) 官能團(tuán)；并且 -所述系鏈基團(tuán)是未取代的或被鹵素、烷基、垸氧基、或它們的組 合取代。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述附連化學(xué)層包含連 接到所述微結(jié)構(gòu)化表面上的系鏈基團(tuán)，所述系鏈基團(tuán)包含所述微結(jié)構(gòu) 化表面上的互補(bǔ)官能團(tuán)G與具有化學(xué)式II的化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，其中X1為基底反應(yīng)性官能團(tuán)，該基底反應(yīng)性官能團(tuán)選自羧基、鹵代羰 基、鹵代碳酰氧基、氰基、羥基、巰基、異氰酸酯基、鹵代甲硅烷基、 烷氧基甲硅垸基、酰氧基甲硅垸基、疊氮基、氮丙啶基、鹵代烷基、 叔氨基、伯芳族氨基、仲芳族氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并 三唑基、膦?；?、偶磷基酰胺基、磷酸根或烯屬不飽和基團(tuán)；￥2為單鍵或二價基團(tuán)，所述二價基團(tuán)選自亞垸基、雜亞烷基、亞 芳基、羰基、羰氧基、羰基亞氨基、氧代、硫代、或-NRa-、或它們的 組合，其中Ra為氫、垸基、或芳基；R2與R3以及它們所連接的二羧酰亞胺基團(tuán)一起形成四元至八 元雜環(huán)或雜二環(huán)基團(tuán)，所述雜環(huán)或雜二環(huán)基團(tuán)可與可選的芳族基團(tuán)、 可選的飽和或不飽和環(huán)基、或可選的飽和或不飽和二環(huán)基稠合；當(dāng)X1為一價基團(tuán)時r為1，或當(dāng)X1為二價基團(tuán)時，r等于2;G為能夠與X1反應(yīng)的互補(bǔ)官能團(tuán)；并且所述系鏈基團(tuán)是未取代的或被鹵素、烷基、烷氧基、或它們的組 合取代。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述附連化學(xué)層包含連 接到所述微結(jié)構(gòu)化表面上的系鏈基團(tuán)，所述系鏈基團(tuán)包含所述微結(jié)構(gòu) 化表面上的互補(bǔ)官能團(tuán)G與具有化學(xué)式III的化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，其中X'為基底反應(yīng)性官能團(tuán)，該基底反應(yīng)性官能團(tuán)選自羧基、鹵代羰 基、鹵代碳酰氧基、氰基、羥基、巰基、異氰酸酯基、卣代甲硅烷基、 烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅垸基、疊氮基、氮丙啶基、鹵代垸基、叔氨基、伯芳族氨基、仲芳族氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并 三唑基、膦酰基、偶磷基酰胺基、磷酸根或烯屬不飽和基團(tuán)；R2與R3以及它們所連接的二羧酰亞胺基團(tuán)一起形成四元至八 元雜環(huán)或雜二環(huán)基團(tuán)，所述雜環(huán)或雜二環(huán)基團(tuán)可與可選的芳族基團(tuán)、 可選的飽和或不飽和環(huán)基、或可選的飽和或不飽和二環(huán)基稠合；Y'為單鍵或二價基團(tuán)，所述二價基團(tuán)選自亞院基、雜亞烷基、亞 芳基、羰基、羰氧基、羰基亞氨基、氧代、硫代、-NRd-，其中Rd為 氫或烷基、或它們的組合；R4為烷基、芳基、芳垸基或-NRbRe，其中每個Rb和Re為垸 基或與它們所連接的氮原子一起形成四元至八元雜環(huán)基團(tuán)；當(dāng)X1為一價時，r等于1，或當(dāng)X1為二價基團(tuán)時，r等于2;G為能夠與X2反應(yīng)的互補(bǔ)官能團(tuán)；并且所述系鏈基團(tuán)是未取代的或被鹵素、烷基、烷氧基、或它們的組 合取代。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中所述附連化學(xué)層適于隨 后附加選自由下列組成的組的反應(yīng)物氨基酸、核酸、碳水化合物和蛋白質(zhì)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的微陣列，其中所述附連化學(xué)層適于 隨后附加選自由下列組成的組的反應(yīng)物DNA、酶和抗體。
29. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，其中將反應(yīng)物附加到所述附 連化學(xué)層上。
30. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列，還包括可以被自動化體系檢 測到的基準(zhǔn)標(biāo)記。
31. —種試劑盒，其包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陣列和覆蓋件。
32. —種用于檢測樣本中分析物的方法，包括(a) 提供根據(jù)權(quán)利要求29所述的微陣列(b) 將樣本沉積入所述微陣列的至少一個主要微結(jié)構(gòu)化元件中， 使得所述樣本接觸所述反應(yīng)物并且形成復(fù)合物；(C)檢測任何復(fù)合物；和(d)使所述復(fù)合物的存在或量與所述樣本中分析物的存在或量相關(guān)聯(lián)。
33. —種用于檢測樣本中分析物的方法，包括(a) 提供根據(jù)權(quán)利要求29所述的微陣列；(b) 將樣本沉積入所述微陣列的至少一個主要微結(jié)構(gòu)化元件中，使得所述樣本接觸所述反應(yīng)物并且形成復(fù)合物；(C)使所述復(fù)合物與第二反應(yīng)物接，以形成三元復(fù)合物；(d) 檢測任何三元復(fù)合物；和(e) 使所述三元復(fù)合物的存在或量與所述樣本中分析物的存在或量相關(guān)聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種微陣列，所述微陣列包含微結(jié)構(gòu)化表面和設(shè)置在所述微結(jié)構(gòu)化表面的至少一部分上的附連化學(xué)層，所述微結(jié)構(gòu)化表面包含具有壁的主要微結(jié)構(gòu)化元件。
文檔編號G01N33/48GK101326438SQ200680046313
公開日2008年12月17日 申請日期2006年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日
發(fā)明者保羅·D·格雷厄姆, 庫爾特·J·霍爾沃森, 杰拉爾德·K·拉斯穆森, 馬克·F·舒爾茨 申請人:3M創(chuàng)新有限公司