制造微阵列的方法和装置制造方法及图纸

提供了一种用来同时制造多个生物样品的相同微阵列的方法和装置。本发明专利技术采用了多块基片，各基片具有顶面、底面和通孔模型。各通孔具有较宽的上截面、较窄的下截面、以及形成在过渡区中的台阶或平台。当基片堆叠时，通孔对齐并形成贯通基片堆的通道。使试剂流过这些通道并沉积在台阶或平台区上，可提供屏障层以防止相邻孔之间的渗漏。在试剂沉积之后，将基片分开。使用该方法可同时形成一系列微阵列（各自可含有数百或数千个生物样品如ｃＤＮＡ片断）。（*该技术在2020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】
本专利技术涉及能同时制造一系列相同的微阵列的方法和装置，各微阵列包含固相载体上的数百或数千个分析物测定区，各分析物特异性试剂用于例如检测杂交试验中标记的cDNA。
技术介绍
有数百或数千个生物性分析物测定区的微阵列广泛地用于生物分析。使微滴(每滴含有不同的已知试剂，通常是不同的多核苷酸或多肽的生物多聚体如已知的DNA片断)以规则的阵列沉积并固定在固相基质片如显微镜玻璃载物片上。使干燥的微滴阵列接触含有未知的，例如预先用荧光或放射性化学标志标记的互补DNA(cDNA)片断的溶液。该阵列中任何地点互补序列多核苷酸与cDNA之间相匹配时，就会发生结合反应或杂交。接着的光学或放射敏感性扫描可确定那个地点含有标志，由此鉴定溶液中存在互补化合物。虽然微阵列提供了用于快速生物分析的有用手段，但是制造微阵列的方法依然费时且昂贵。例如，已知美国专利5,807,522(Shalon等人)采用各种形状的毛细管笔尖在基质片上印制或点样微滴，一次一块基片。虽然通常可在机器人控制下同时使用多支笔尖(一般是8或16支)，但是各笔尖或各组笔尖每支仅装有一种试剂。然后，使笔尖与基片一块接一块地接触，每块基片上沉积的是几乎相同的微滴。在每组要制备的基片(一般是几打到几百片)用第一组试剂微滴点样之后，洗涤并干燥该组笔尖，重新装入下一组试剂，并将下一组微滴印制在同一基片的毗邻区域上。该过程费时并且需要昂贵及精密的设备以达到精度和速度。另一个已知的方法包括用长的可弯曲毛细管将各存储孔的液体运载到毛细管的尖端，以类似于Shalon等人所述的方法将这些尖端施加于一块接一块的基片上。该方法具有与Shalon等人所述同样的缺点，并且还要求大量昂贵的试剂存储在毛细管中。美国专利5,800,992(Fodor等人)公开了另一个已知的方法，它包括用组合性化学物质通过一系列化学反应在基片上合成寡核苷酸(Affymetrix)。该方法限于寡核苷酸并且不适于长链eDNA。另外，寡核苷酸的序列必须提前知道。该方法也有缺点需要笨重的昂贵设备和费时的反应步骤。为了放大结合反应的荧光或放射性信号指示，美国专利5,843,767(Beattie)提出，提供穿过基片、成组排列的，并具有固定在通道壁上的结合试剂的多个分开的管道。这些管道增加了基片的结合表面积，从理论上改进了检测敏感度和效率。但在实际应用中，发现这些改进不像预期的那么大，因为检测光学装置仍受限于只能从投影区直接接收。
技术实现思路
鉴于已知的制造方法和微阵列类型固有的上述缺点，本专利技术的目的是提供一种用来同时制造生物样品的多个相同的微阵列的改进的方法和装置。本专利技术采用多个基片，各基片有顶面、底面和通孔模型。各通孔有较宽的上截面、较窄的下截面、以及最好是形成在过渡区中平行于基片顶面的台阶或平台。当基片堆叠时，相对应的通孔对齐并形成贯通堆叠基片的通道。使所用的试剂流过这些通道并沉积在台阶或平台区上。由此，所有堆叠的基片已被精确量的试剂在精确的位置上同时“点样”。基片之间的屏障层可以防止相邻孔之间的渗漏。在试剂沉积之后，分开基片。以这种方式可同时形成一系列微阵列(各自可含有数百或数千个生物样品如cDNA片断)。上文概括地而不是广泛地描述了本专利技术的较相关及更重要的特征，为了更详细地描述本专利技术，应更好地理解下述内容，从而更充分地了解本专利技术对现有技术的贡献。形成本专利技术权利要求主题的本专利技术附加特征将在下文中描述。本领域技术人员应该明白，所公开的观点和具体实施方式可能不难用作修改或设计用来制造微阵列以及用来执行本专利技术相同目的的其它方法和装置的基础。本领域技术人员还应认识到这些相等的结构并不偏离所附权利要求中所述的本专利技术精神和范围。附图说明为了更充分地理解本专利技术的性质和目的，应通过以下详细的描述结合附图来参考图1是基片堆的立体图，示出了匹配的孔和凹陷。图2是基片堆中一排通孔部分的截面图。图3是基片堆的截面图和用移液管充填基片的方法。此图还示出了夹具。图4是基片堆的截面图和使用真空抽吸充填基片的方法以及通向微滴定槽的管道。图5是图2中的，但以另一种方式排列的基片堆的截面图。图6a是宽孔垫片和窄孔基片的交替层堆叠排列的分解图，这些层不按比例，如本专利技术的可替换的实施方式中所用。图6b是通过图6a的两块垫片和两块基片层的截面图。图6c是使用图6a和6b的部件制备的微阵列的一部分，示出了形成在固相载体上的数百或数千种分析物测定区中的六个。具体实施例方式本专利技术涉及在固相载体上形成分析物测定区微阵列的方法，其中，阵列中的各区域具有已知量的选定的分析物特异性试剂。更概括地说，本专利技术提供了一种用来检测标记的多核苷酸与固定的多核苷酸众多不同序列中的一种或多种结合的基片。微阵列，以及用于形成微阵列的试剂在本领域内熟知，这样就不需要在本文中详细描述。这些试剂最好是固定于基片上的不同多核苷酸或多肽生物共聚物。使用微阵列的方法，如通过荧光报告分子标记的cDNA与含有多个已知DNA片断的多核苷酸微阵列在导致标记的cDNA与阵列中的互补序列多核苷酸杂交的条件下接触，然后在激发荧光条件下检测荧光，也是本领域所熟知的，故不需要在本文中详述。对技术的讨论，可参照美国专利5,800,992(Fodor等人)和美国专利5,807,522(Brown等人)，其公开内容参考结合于此。具体地说，本专利技术涉及简单快速地制造生物样品的多个相同微阵列的方法和装置。本专利技术的一个重要和突出的特征在于采用多块基片，各基片有顶面、底面和通孔模型。各通孔有较宽的上截面、较窄的下截面、以及最好是形成在过渡区中平行于基片顶面的台阶或平台。当一些基片堆叠时，相对应的通孔对齐并形成贯通基片堆的通道。使所用的试剂流过这些通道并沉积在台阶或平台区上。由此，所有堆叠的基片已被精确量的试剂在精确的位置上同时“点样”。基片之间的屏障层可以防止相邻孔之间的渗漏。在试剂沉积之后，分开基片。以这种方式同时形成一系列微阵列(各自可含有数百或数千个生物样品如cDNA片断)。这样，与现有技术的平面阵列基片(此装置设计为仅在基片表面上一次沉积一种试剂，一次处理一块基片)相比，本专利技术包括一堆各自具有相同模型的通孔的最好是相同的基片，每块基片中的每个孔对应于最终阵列中预计的分析物特异性试剂的每个点。例如，如果需要制造100个相同的阵列，每块基片具有一个阵列，每个阵列具有10,000个不同的点，则将使用100块相同的基片，每块制造出10,000个通孔，当基片堆叠时这些通孔对齐成行。本文中使用的术语“通孔”简单地表示堆中毗邻基片的贯通孔。在本专利技术的一个较佳实施方式中，形成堆叠时使得各贯通孔柱的水平台阶或平台区看上去重叠。这些水平台阶或平台区可以简称为不连续的测定区或“点样区”。为了可替换地使用微阵列承载基片，较佳的是各基片上的点样区是相同的，这样试验的点样可由机器人来执行，按设定的程序在具体的x、y坐标上点样。较窄的截面区宜位于点样区的一侧，例如在该点样区的一个边缘。更好地，堆中偶数号载物片通孔的较窄截面区位于点样区的一侧(例如右侧)，而同一堆中奇数号载物片通孔的较窄截面区位于该点样区的相对侧(例如左侧)，这样流经通道的试剂前后“回旋”流动，故可用试剂洗涤各个点样区，并且确保通道中不夹带水泡。在本专利技术的一个较佳实施方式中，“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来制造微阵列的基片，所述基片具有顶面、底面、和多个在所述基片的顶面与底面之间延伸的通孔，各通孔有一个较宽的截面区域、一个较窄的截面区域、以及一个形成在过渡区中的平台。

【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：SB莱顿，
申请(专利权)人：比契器具公司，
类型：发明
国别省市：US[]