用于生物芯片的芯片读出器及其相关方法技术

一种用于阅读和分析芯片的装置，包括：　　　　·用于接收要鉴别至少一个样本的芯片的工作台，　　　　·在与其它分子反应之后激发芯片的分子或细胞的设备，　　　　·阅读和分析受激发的分子的设备，　　　　特征在于该装置还包括：　　　　·用于控制所述工作台温度的控制单元，所述控制单元与由多个和工作台表面上各种位点相对排列的帕尔帖加热／冷却元件所组成的模块（１１１）相连，　　　　·并且至少一个工作台温度传感器（１１２）也与所述控制单元相连。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一般情况一般地，本专利技术涉及芯片的阅读和解释，更具体的是涉及由信号产生分子，例如荧光团，所标记的，并且形成于构建这些芯片的分子与来源于生物或化学样本的分子或细胞之间的杂交的检测。根据第一方面，本专利技术涉及阅读和分析芯片(或芯片读出器)的装置，其包括·用于接收打算鉴别至少一种样本的芯片的工作台，·在与其它分子反应之后激发芯片的分子或细胞的装置，·阅读和分析受到激发的分子的装置。更具体地，本专利技术还提供了一种控制芯片温度的装置，这样就使其能够发展出涉及芯片温度变化的应用。在具体应用中，芯片是DNA或寡核苷酸芯片，而温度的控制使其能精确限定在所述芯片上寡核苷酸探针的杂交温度。本专利技术还涉及使用这样的读出器的方法，特别是用于检测基因突变。定义在介绍本专利技术的目的和特征之前，先定义一些将在本文中用到的术语。术语“阵列，微阵列，芯片”，在本专利技术中是通用的，其指的是排列在固体支持物上特异位点中的细胞阵列或生物或化学分子的阵列(形成，例如，矩阵)。分子或细胞通常结合至由聚合物所涂覆的固体支持物上的各个位点，并且排列从而使这些位点的每个都是与相应于其它位点的分子/细胞展示分子/细胞特异性相关的类型。当阵列包含生物分子，例如核酸或肽时，其定义为生物芯片。更精确地，当阵列包含脱氧核糖核苷酸时，其定义为DNA芯片或寡核苷酸芯片。固体支持物选自由以下物质制成的固体支持物玻璃、塑料、Nylon、Kevlar、硅树脂、硅，或其它多糖或杂多糖，例如纤维素。优选的是玻璃。这种支持物可以是任何形式(扁平载波片、微珠，等等)，但是，根据优选实施例，支持物是平板，并且其包括扁平玻璃载波片。当芯片在合适条件下与样本接触时，样本的特定组分有选择地与(并且特异地结合至)芯片的一个或更多分子/细胞反应。此外，这些组分包含特定的标记(通称为荧光染料或分子——一般称为“荧光团”)而使其能够在样本与芯片接触之后检测组分的存在。这种检测要求，在荧光团的情况下，用控制了波长的光激发芯片。术语“分子”在这里包括化学分子和生物分子。对于生物应用，“生物分子”优选的是核酸，更优选的是单链寡核苷酸。对于化学应用，可以是针对生物分子的化学配体。术语“核酸，核酸探针，核酸序列，多核苷酸，寡核苷酸，多核苷酸序列，核苷酸序列，寡核苷酸序列”，在本说明书中是通用的，指的是修饰或未修饰的核苷酸精义链，使其能限定核酸片段或区域，包含或不包含变性核苷酸，并且可以对应于双链DNA，单链DNA，PNA(“肽核酸”)或LNA(对应于“锁定的核酸”)以及所述DNA的转录产物，例如RNA。术语“探针，寡核苷酸探针或寡核苷酸”在这里指的是功能性或非功能性寡核苷酸，其将被沉积(或“点样”)并且通过共价键直接或间接经过位点水平上的间隔化合物结合到固体支持物。这样点样的寡核苷酸能通过一个或更多化学键类型的方式结合到样本中存在的互补序列的靶核酸(即，互补的寡核苷酸或多核苷酸)，通常是通过互补碱基配对形成氢键。优选地，所述探针是单链DNA和RNA，优选为DNA，其大小为10至7000碱基(b)之间，优选为10至1000b之间，10至500b之间，10至250b之间，10至100b之间，10至50b之间或10至35b之间。所点样的寡核苷酸探针可以是化学合成的，从生物样本纯化的，或者，更常见的，通过重组DNA技术从天然和/或纯化的多核苷酸中产生的。例如，探针可以通过聚合酶链式反应(PCR)或RT-PCR(伴随聚合酶链式反应的反转录)而产生。术语“位点”对应于芯片上分子被结合的点。相同分子的几个复制本优选位于一个位点。位点通过它们相对于芯片上的参考点的X-和Y-坐标来限定。一个位点可以，例如，对应于具有一直径的圆环，或对应于一个孔，或平行六面型凝胶垫(被称为凝胶垫)，其中该圆环直径取决于平板限定的区域内的所点样溶液液滴的体积。术语“样本”对应于生物的溶液，生化或化学分子或对应于细胞组，其被预想为具有一定的特性。在本专利技术的优选应用中，样本是包含至少一种从生物来源获得的寡核苷酸的溶液。样本可以来源于从各种组织或细胞的活的或死的来源。生物样本的例子包括体液，例如血液(特别是白血球)，尿液，唾液，精液，或者阴道分泌物，皮肤，以及细胞例如发根囊泡细胞，从正常或病理内部组织来的细胞，特别是来自肿瘤的，来自绒毛膜组织的细胞，羊膜细胞，胎盘细胞，胎儿细胞以及脐带细胞。术语“标记”或“信号产生标记”指的是能够直接或间接与样本中的生物，生化或化学分子相关联的标记，为了随后检测的目的，它采用例如那些根据本专利技术的读出器的阅读方式。信号产生标记优选地选自酶，染料，半抗原，例如生物素、抗生物素蛋白、链霉抗生物素蛋白或异羟洋地黄毒甙元(digoxygenin)的配体，或发光剂。优选地，根据本专利技术的信号产生标记是一种荧光剂，根据激发能的来源其能分为放射发光，化学发光，生物发光以及光照发光(包括荧光和磷光)。优选地，根据本专利技术的信号产生标记是一种荧光剂。术语“荧光”一般是指一种例如荧光素的基质的特性，基质在受到光源以称为激发波长的给定波长激发时会产生光，并且所发出的光具有更高的波长，被称为发射波长，其能采用光子传感器检测，提供信号，当将信号结合起来时能够构建芯片的杂交信号的图像。在本专利技术所采用的荧光团中包括但不尽于·异硫氰酸酯荧光素(FITC)；·得克萨斯红(TR)；·花青素3(Cy3)；·花青素5(Cy5)；·花青素5.5(Cy5.5)；·花青素7(Cy7)；·Bopidy 630/650；·Alexa 488(495/519)；·Alexa 350(347/422)；·梅红(rhodamine red)染料(570/590)。术语“反应”指的是发生在与芯片上位点相关联的分子和样本的分子之间的化学或生物反应(例如，杂交)。术语“杂交”指的是涉及沉积的(或点样的)寡核苷酸和来源于生物样本的靶序列之间通过互补碱基对结合的反应。从杂交形成的杂交体或二倍体被称为杂交复合物或杂交二倍体。杂交复合物可以是互补复合物也可以是错配复合物。就是说，互补复合物是一种在点样的寡核苷酸和样本的靶序列之间没有错配的杂交复合物。具有错配的复合物是在点样的寡核苷酸和样本的靶序列之间至少存在一个错配的杂交复合物。术语“特异性杂交”指的是在严格条件下，并且当序列存在于复杂DNA或RNA环境时仅在特异核苷酸序列上结合到形成的二倍体或杂交的核酸分子。一种“互补寡核苷酸”是一种探针，其序列与特异靶序列完全互补(在本文中，术语“匹配”将被用来指代这种类型的完美配对)。展示“错配”的探针指的是一种或多种其序列与特异靶序列不完全互补的探针。虽然错配可以出现在展示错配探针的任何地方，但是末端错配是更加不理想的，因为它们对靶序列上的杂交具有更低的影响。就是说，探针通常具有的错配位于探针中心或中心的边缘，从而错配具有在杂交条件下使与靶序列形成的二倍体不稳定的更大的变化。术语“二倍体”或“杂交”对应于双链DNA片段。要看到的是这样的二倍体是通过寡核苷酸(排列在芯片上位点内的分子)与要鉴别的样本的单链片段杂交获得的。术语“阅读”通常指的是包括通过一种或更多合适的传感器借助检测标记而收集反应后分子的应答的过程。这种阅读具体可以是光阅读，但是，作为替代，也可以是通过收集例如放射辐射的信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：F·苏萨丽娜，E·霍米亚科娃，
申请(专利权)人：爱慕斯塔尔图像与模拟战略，分析与实现公司，
类型：发明
国别省市：