有效生物电子装置的叠层组件制造方法及图纸

实行有效生物操作所用的装置及制造方法采用叠层结构（３０，１１０）。在优选实施例中，第一平面样品支撑（５０，７２，１０４，１２２）包括至少一个样品通孔（５６，７４，９０）；平面电极（３２，７０，９４，１１２，１１４）被置于邻近第一平面样品支撑（５０，７２，１０４，１２２）处，并有电极贯穿区（３８，７６）；第二平面支撑（４０，７８，９６，１０２，１２４）带有排气通孔（４８，８０，９２，９８）；所述平面电极（３２，７０，９４，１１２，１１４）成叠层关系位于第一平面样品支撑（５０，７２，１０４，１２２）与第二平面支撑（４０，７８，９６，１０２，１２４）之间。进一步的特征在于样品通孔（５６，７４，９０）、电极通孔（３８，７６）和排气通孔（４８，８０，９２，９８）成重叠布置。最好是一些通孔、贯穿区和排气通孔或者是它们的全部为对准的。在另一实施例中，样品通孔的水平尺寸大于排气通孔的水平尺寸。在优选实施例中，样品支撑和平面支撑均由片状材料制成，最好由聚酰亚胺制成，其厚度实质上为１密尔到５密尔。电极最好选自贵金属，特别是金。各孔或者贯穿区最好都通过激光钻孔形成，最好还伴随以化学蚀刻。借助互相联系给出穿过多个支撑的导电通路，还有助于采用杂交电路，特别是小片挠曲电路。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有效生物操作中所用的方法和装置。本专利技术尤其涉及包含有效电极的装置，所述电极特别适用于核酸的电泳迁移，及其杂交和分析。本申请是1995年9月27日提交的申请序号为No.08/534,454，题为“有效可编程矩阵装置所用的设备及方法”的部分继续，而后者又是1994年9月9日提交的申请序号为No.08/304,657，目前已被授权，修订题目为“带多个电极的分子生物学诊断系统”的部分继续，还是1994年7月7日提交的申请序号为No.08/271,882，目前已被授权，修订题目为“电子精密控制分子生物学分析和诊断的方法”的部分继续，也是1993年11月1提交的申请序号为No.08/146,504，目前已被授权，修订题目为“分子生物学分析和诊断的有效可编程电子装置”的部分继续，以及1996年9月6日提交的申请序号为No.08/709,358，目前已被授权，题目为“有效生物学样品制备所用的装置和方法”的部分继续；在此，它们均被作为参考文献，即如这里所充分显示的那样。分子生物学包括多种形式的核酸和蛋白分析技术。其中一些技术和方法构成临床诊断检测和实验的基础。这些技术包括核酸杂交分析、限制性酶分析、基因序列分析，以及核酸和蛋白的分离和纯化(例如参见J.Sambrook，E.F.Fritsch，和T.Maniatis，分子克隆实验室手册22 Ed.，Colds pring Harbor LaboratoryPress，Cold Spring Harbor，纽约，1989)。其中大多数方法都涉及对大量样品进行数目繁多的操作(例如，移液、离心、电泳)。它们通常很复杂且耗时，并需要很高的精度。一些技术因为缺乏灵敏性、专用性或重现性而限制了它们的应用。例如，这些问题限制了核酸杂交分析中的一些诊断应用。有必要详细描述对遗传性或感染性疾病进行DNA杂交分析的全过程。概括地说，可将这种全过程分成若干步骤和若干子步骤(参见附图说明图1)。诊断遗传性疾病时，第一步需要获得样品(血样或组织样)。根据样品的种类，进行各种预处理。第二步涉及破碎或溶解细胞，以释放包含其它细胞成分的粗DNA材料。通常，需要几个子步骤除去细胞碎片，并进一步纯化粗DNA。在这一点上，存在几种进一步处理和分析的观点。一种观点认为将纯化的样品DNA变性，然后用染色斑、微珠、微平板等几种方法中的一种直接进行杂交分析。第二种观点称为“Southern斑点杂交”，采用限制性酶切断DNA，用凝胶电泳分离DNA片段，在薄膜滤器上点样，然后用特异性DNA探针序列与斑点杂交。该方法有效地降低了基因组DNA样品的复杂性，因此有助于改善杂交特异性和灵敏性。不利的是该程序耗时且繁复。第三种观点是采用聚合酶链反应(PCR)或其它扩增方法。相对于非目标序列，PCR法加大(增加)了目标DNA序列的数目。目标DNA的扩增有助于克服基因组DNA分析中，有关复杂性和灵敏性的问题。所有这些方法都是耗时，比较复杂，并且明显增加了诊断检测的成本。制备样品和DNA处理过程之后，进行真正的杂交反应。最后，对杂交实验进行检测和数据分析，得到分析结果。通常，把样品制备和处理步骤从其它杂交、检测和分析的主要步骤中分离出来，独立操作。实际上，常把包括样品制备和DNA处理的几个子步骤作为独立于其它子步骤的不连续操作单独进行。更详细地研究这些子步骤时，可以通过多种方法得到样品，例如，获得全血样、组织或其它生物液体样品。样品为血样时，处理样品以除去血红细胞，保留所需的白细胞。这一过程通常采用密度梯度离心来实现。然后对白细胞进行细胞破碎或溶解，以释放DNA；最好采用声学法、冷冻/干燥法、或添加胞溶试剂的方法。然后用离心步骤从细胞碎片中分离粗DNA。杂交前，使双链DNA变性成为单链型。双链DNA的变性通常包括加热(＞Tm)、改变盐浓度、加碱(NaOH)或加变性剂(脲、氯仿等)。操作者建议用电化学方法将DNA变性为单链型。理论陈述如下在电极表面，电子转移给DNA，这有效地削弱了双链结构，导致链分离。一般地参见公开于1992年3月18日的Stanley的英国专利申请UK.2,247,889，“DNA的电势变性”。核酸杂交分析通常涉及用大量探针DNA从相对地说为大量的非目标核酸复合物中检测极少量特异性目标核酸(DNA或RNA)。样品制备过程中降低DNA复杂性的子步骤可以用于检测低复制数(即10,000到100,000)的目标核酸。通过多聚酶链反应(PCR)扩增目标核酸序列，在一定程度上克服了DNA复杂性。(参见M.A.Innis等，PCR方案方法和应用指南。Academic Press，1990)。而且，扩增会导致产生大量目标核酸序列，以改善随后的探针直接杂交步骤，扩增过程冗长并且繁杂，该程序相对于其它子步骤一般必须独立进行。因此进行扩增步骤需要较复杂和相对较大的设备。真正的杂交反应是全过程最为重要的步骤和中心步骤。杂交步骤包括将制备好的DNA样品与特异性报告探针接触，在一系列优选条件下与目标DNA序列杂交。可以用任一种方法进行杂交。例如，在多种滤膜和固体支撑模块上进行多样品核酸杂交分析(参见G.A.Beltz等的酶学方法，Vol.100，Part B，R.Wu，L.Grossman，K.Moldave，Eds.Aca demic Press，纽约，19章，266-308页，1985年)。一种方法称为“斑点印渍”杂交，涉及目标DNA非共价附着于滤膜，随后用放射性同位素标记的探针杂交。“斑点印渍”杂交得以广泛应用，并形成若干成型方法(参见M.L.M.Anderson和B.D.Young，核酸杂交——实践研究，B.D.Hames和S.J.Higgins，Eds.，IRL Press，华盛顿特区，73-111页，1985年)。基因突变的多重分析(D.Nanibhushan和D.Rabin，EPA 0228075，1987年7月8日)、重叠克隆的检测以及基因组图谱的构建等方法已经成熟(G.A.Evans，美国专利号US.5,219,726，1993年6月15日)。在微型多重装置或矩阵装置上(例如DNA芯片)进行多样品核酸杂交分析的新技术已经成型(参见M.Barinaga，253科学，1489页，1991年；W.Bains，10，生物/工程，757-758页，1992年)。这些方法通常涉及将特异性DNA序列附着于固体支撑物的非常小的特异性区域，例如DNA芯片的微孔。这些杂交方法是传统“斑点印渍”和“三明治”杂交系统的微量形式。微量杂交可以用于“杂交测序”(SBH)(参见M.Barinaga，253，科学，1489页，1991年；W.Bains，10，生物/工程，757-758页，1992年)。SBH可以应用所有可能的n-核苷酸低聚物(n-mers)鉴定未知DNA样品中的n-mers，随后用算法分析校准，以确定DNA序列(R.D rmanac等，4，基因组，114，1989年；Strezoska等，88，美国国家科学进展10089，1992年；R.Drmanac和R.B.Crkven jakov，美国专利US.5,202,231，1993年4月13日)。进行SBH有两种方法。第一种方法为将所有可能的n-mers排列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实行有效生物操作的装置，包括：至少带有一个样品通孔的第一平面样品支撑；邻近所述第一样品支撑的平面电极，它有电极贯穿区；带有排气通孔的第二平面支撑；其特征在于，所述平面电极在所述第一样品支撑与第二平面支撑之间呈叠层关系，并 且样品通孔、电极通孔和排气通孔成重叠布置。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐纳德E阿克利，托马斯R杰克逊，爱德华L谢尔登Ⅲ，
申请(专利权)人：内诺金有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]