设计和制造了一台可自我寻址，自我组装的微电子装置，它能以显微形式主动地进行和控制多步和多路的分子生物学反应。这些反应包括核酸杂交，抗体／抗原反应，诊断，和生物高分子合成。该装置能借助微平版印刷和微加工技术而制造。该装置能电子控制特异性结合实体的转移和结合到特异性微场所上。特异性结合实体包括分子生物学分子例如核酸和多肽。该装置能在被寻址的特异性微场所上逐次地控制分析物或反应物的转移和反应。该装置能浓缩分析物和反应物，移走非特异性结合的分子，为ＤＮＡ杂交反应提供严格控制，和提高对分析物的识别力。该装置能电子地被复制。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术有关一种能有效地进行和控制微观形式的多步和复合反应的自我寻址、自我装配的微电子系统的设计、制作和使用。更具体地说，这些反应包括分子生物学反应，如核酸分子杂交、核酸分子扩增、样品制备、抗体/抗原反应、临床诊断，和生物高分子合成。
技术介绍
分子生物学包含用于核酸和蛋白质分子分析的多种技术，大部分这些技术形成了临床诊断分析的基础。这些技术包括核酸分子杂交分析，限制酶切分析，基因序列分析，和核酸蛋白质分子分离和纯化(参见，如，J.Sambrook，E.F.Fritsch，和T.Maniatis，分子克隆实验室手册，2nd.，Cold Spring Harbor Laboratory Press，Cold Spring Harbor，New York，1989)。大部分分子生物学技术包括在多种样品间进行大量的反应。它们常是复杂和耗时的，而通常需要较高的精确度。多种技术因缺少灵敏度、特异性、或重现性而限制其的应用。例如，因灵敏性和特异性的不足已极大地限制了核酸分子杂交的实际应用。核酸分子杂交分析通常包括在大量的非目标核酸分子中用探针识别极少数特殊的目标核酸分子(DNA和RNA)。为了保证高度的特异性，杂交试验常在通过温度、盐类、洗涤剂、溶剂、离液序列高的介质和变性剂之间各种组合而获得的高度严格条件下进行。多倍的样品核酸分子杂交分析已以种种滤膜和固体载体的形式进行(参见G.A.Beltz et al.，in酶学方法Vol.100，Part B，R.Wu.L.Grossmam，K.Moldave.Eds.，Academic Press，New York，19章，266-308页，1985)。一种形式为“斑点印迹”杂交的形式，包括目标DNA分子非共价粘附在一种滤膜上，随后与放射性同位素标记过的探针杂交。“斑点印迹”杂交技术获得了广泛的应用，并发展了多种改进方法(参见M.L.M.Anderson和B.D.Young，in核酸分子杂交一实用方法B.D.Hames和S.J.Higgins，Eds.，IRLPress，Washington DC，第4章，73-111页，1985)。“斑点印迹”杂交技术已进一步发展能进行基因组突变复合分析(D.Nanibhushan和D.Rabin，in EPA 0228075，July 8，1987)和重叠克隆的鉴别以及基因组图谱的构建(G.A.Evans，in USP#5,219,726，June 15，construction，1993)。另一种被称为“夹心”杂交的形式包括共价地粘附寡聚核苷酸探针于一种固体载体上然后用它们来捕获和识别多种的核酸目标分子。(M.Ranki et al.，Gene，21，pp.77-85，1983；A.M.Palva，T.M.Ranki，和H.E.Soderlund，in UK Patent Application GB2156074A，Oct 2，1985；T.M.Ranki和H.E.Soderlund in USP#4,563,419，January 7，1986A.D.B.Malcolm和J.A.Langdale，in PCT WO 86/03782，July 3，1986Y.Stabinsky，in USP#4,751,177，January 14，1988，T.H.Adams et al.，in PCT WO90/01564，Feb 22，1990；R.B.Wallace et al.，6 NucleicAcid Res.11，p.3543，1979；和B.J.Connor et al.，80 Proc.Natl.Acad.Sci.USA pp.278-282，1983)。这些形式多种改进方法统称为“反向斑点印迹”方法。使用通用的核酸分子杂交形式和严格控制方法，仍然难以识别低考贝数(即，1-100,000)核酸目标分子甚至使用灵敏度最高的标记物质(酶，荧光团，同位素，等)和配套的识别系统(荧光计，鲁米诺仪，光子计数器，闪烁计数仪，等)。这个难点是由直接探针杂交法本身带有的一些不足之处引起的。一种不足涉及杂交反应的严格控制。杂交反应为了获得杂交的特异性通常在严格的条件下进行。严格控制的方法基本地包括杂交反应温度，离子强度和变性剂的优化和随后的漂洗过程。不幸地，应用这些严格的条件导致用于识别的探针/目标分子杂交复合物的数量降低。另一种问题涉及存在于大多数样品，尤其是人类基团组DNA样品中的高度复杂的DNA分子。当一个样品中含有极大量的与特定的目标序列有紧密关系的序列时，即使最独特的探针也会与非目标序列形成大量的部分杂交。第三个问题涉及存在于探针与它的特殊目标分子间的不合适的杂交动力学。即使在最适合的条件下，大部分杂交反应是在相当低浓度的探针和目标分子间进行。此外，探针常不得不与互补链竞争目标核酸分子。最常用杂交技术形式存在的第四种问题是高水平的非特异性背景信号。这是由DNA探针与几乎所有物质亲和性引起的。上述这些问题，单个或联合出现导致在上述几种形式的核酸分子杂交反应中丧失灵敏度和/或特异性。这一点是不幸的因为在极大多数基于核酸分子的临床诊断分析中识别考贝数的核酸目标分子是必不可少的。鉴于识别低考贝数核酸目标分子的难度，研究者们极大地依靠聚合酶链式反应(PCR)扩增目标核酸序列(参见M.A.Innis et al.，PCR方案、方法和应用的介绍，Academic Press，1990)。由PCR反应产生的极大量目标核酸序列促进了随后的直接核酸探针技术，尽管操作过程变长麻烦和费用增加。与在用直接探针识别低考贝数目标核酸分子中通常出现的难点完全不同的一种例外是原位杂交技术。这种技术使得低考贝数稀少的核酸序列能在单个细胞中被识别。在原位杂交形式中，目标核酸分子自然地限制在一个细胞(～20-50μm2)或一个细胞核(～10μm2)范围内可达到相当高的区域浓度。而且，探针目标分子杂交信号被限制在微观的形态上独特的区域；这使得从人工的或非特异的信号中区分阳性信号比在固体载体上的杂交反应更加容易。在某些方面模仿原位杂交反应，一些在形成的微小复合器或模型装置(如，DNA芯片)上进行多倍的样品核酸分子杂交分析的新技术正在发展起来。(参见M.Barinaga，253 Science，pp.1489，1991；W.Bains，10 Bio/Technology，pp.757-758，1992)。这些方法通常把特殊的DNA序列结合在一种固体载体非常小的特定区域上，例如DNA芯片的微孔。这些杂交反应的形式是传统的“反向斑点印迹”和“夹心”杂交系统朝微观范围的改进。微观形式杂交反应可用来进行“通过杂交测序”(SBH)(参见M.Barinaga，253 Science，pp.1489，1991；W.Bains，10 Bio/Technology，pp.757-758，1992)。SBH通过使用所有可能的n-核苷酸寡聚体(n-mers)来确定在未知DNA样品中的n-mers，随后通过规则系统分析而线性化进而确定DNA序列(R.Drmanac和R.Crkvenjakov，Yugoslav Patent Application #570/87，1987R.Drm本文档来自技高网...
【技术保护点】
组装结构的方法，其包括以下步骤：提供与一个第一特异结合实体连接的纳米结构；提供一个与支持物连接的第二特异结合实体，其中该第二特异结合实体与该第一特异结合实体具有互补亲和性；及使该第一特异结合实体与该第二特异结合实体接 触。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：MJ赫勒，E杜，
申请(专利权)人：内诺金有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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