公开了具有吸附多孔反应层的电极阵列装置来提高合成质量。所述阵列在基板上包含多个电极，其中所述电极与计算机控制系统电子连接。所述阵列在多个电极上具有吸附多孔反应层，其中所述吸附多孔反应层含有至少具有一个羟基的化学物质。在优选的实施方式中，反应层是蔗糖。公开了制备用于提高合成质量的电极阵列的方法。所述方法包括清洁方法和连接反应层的方法。所述清洁方法包括等离子清洁方法和化学清洁方法。清洁后通过使所述微阵列与包含具有至少一个羟基的化学物质的溶液接触连接所述反应层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供具有吸附多孔反应层的电极微阵列来提高合成质量。具体地说，本专利技术提供具有多个电极，具有吸附多孔反应层的电极微阵列，以及处理该微阵列表面的方法来显著提高核酸合成质量和试验灵敏度。更具体地说，本专利技术提供计算机控制的具有多个含铂电极，具有吸附多孔反应层的电极微阵列，以及处理该微阵列表面的方法来显著提高寡核苷酸、肽和其它化学物质的合成质量，同时提高结合试验灵敏度。
技术介绍
微阵列，特别是核酸微阵列已成为药理学以及生物化学研究和发现中重要的分析研究工具。微阵列是以行和列的形式布置的点或位置的小型化阵列。分子(包括生物分子)在特定连接点连接或原位合成，虽然可用其它形式，但通常采用行和列的形式。微阵列的优点之一是它们能同时进行数百次实验(即使不是数千次)。与顺次实验相比，可利用这种并行性提高分子结构和生物学功能间关系的研究效率，在该关系中化学结构的微小改变可导致深远的生物化学效力。微阵列可以不同形式使用，可具有不同表面化学特征，从而导致连接或合成分子的方法不同。微阵列表面化学的差异可导致提供接纳预先合成的化学物质或原位合成化学物质的表面的制备方法不同。如其名称所提示的，微阵列上的连接点是通常为1-100μm的微米级别。 利用微阵列的研究主要集中于脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)相关领域，包括基因组学、细胞基因表达、单核苷酸多态性(SNP)、基因组DNA检测和确认、功能基因组学和蛋白质组学(Wilgenbus和Lichter，J.MoL Med.77761，1999；Ashfari等，Cancer Res.594759，1999；Kurian等，J.Pathol.187267，1999；Hacia，Nature Genetics 21增刊42，1999；Hacia等，Mol.Psychiatry 3483，1998；和Johnson，Curr.Biol.26R171，1998)。除了用于DNA/RNA研究的微阵列外，可将微阵列应用于肽(两个或多个连接的天然或合成氨基酸)、小分子(例如，药物化合物)、寡聚物和聚合物的相关研究。 就用于DNA相关研究的微阵列而言，制备DNA相关分子的微阵列有许多方法。DNA相关分子包括天然或克隆的DNA及合成DNA。合成的较短单链DNA或RNA通常称为寡核苷酸(寡聚物)，该名称与寡脱氧核糖核苷酸同义。微阵列制备方法包括(1)利用点样机器人将溶液点在制备的平面上；(2)采用喷墨或其它印刷技术来印刷试剂并采用常规亚磷酰胺(phosphoramidite)化学方法进行原位合成；(3)利用电化学产生的用于脱保护的酸和常规亚磷酰胺化学方法进行原位平行合成；(4)无掩蔽光生酸(maskless photo-generated acid)(PGA)控制的原位合成，采用常规亚磷酰胺化学方法；(5)利用光不稳定保护基团(PLPG)的光致断裂进行掩蔽定向(mask-directed)的原位平行合成；(6)利用PLPG和数字光刻蚀法进行无掩蔽原位平行合成；和(7)电场吸引/排斥沉积寡聚物。 原位寡聚物合成的光刻蚀技术公开于Fodor等的美国专利5,445,934及其要求优先权的其它专利。电场吸引/排斥微阵列公开于Hollis等的美国专利5,653,939和Heller等的美国专利5,929,208。采用电化学解封闭的原位寡聚物合成的电极微阵列公开于纳入本文作为参考的Montgomery的美国专利6，093,302；6,280,595和6,444，111(分别是Montgomery I、II和III)。采用电化学解封闭在与电极分开和远离的表面上进行原位寡聚物合成的另一种本质上不同的电极阵列(不是微阵列)公开于Southern的美国专利5,667,667。寡聚物微阵列合成的综述见Gao等，Biopolymers 2004，73，579。 除DNA微阵列以外的微阵列已见诸公开。例如，采用光刻蚀掩蔽技术的肽阵列合成制备在1991年首次报道。在2000年该方法拓展至包括利用光生酸和/或联用用于解封闭的光敏剂的可寻址掩蔽技术。采用光不稳定解封闭的肽微阵列合成的综述见Pellois等的J.Comb.Chem.2000，2，355；和Fodor等的Science，1991，251，767。近年来，利用肽阵列的工作使用通过将预先合成的肽或分离的蛋白质点样制造的阵列。蛋白质阵列的综述见Cahill和Nordhoff，Adv.Biochem.Engin/Biotechnol.2003，83177。 提供能与预先合成的化学物质连接或原位合成化学物质的微阵列表面的制备方法必须提供能接合化学物质以及能提供进行药理学和生物化学研究和发现所需的化学官能团的表面。一种方法是处理表面以提供能与相关化学物质共价接合的反应基团。在这种方法中，反应基团一般通过表面处理或表面涂层而存在。对于DNA相关物质，除非有化学修饰，否则反应基团是羟基。对于肽，除非有化学修饰，否则所需的反应基团是胺基。 玻璃是用于微阵列的常用固体基板，使用前必须处理。常规玻璃处理采用硅烷化化学方法使稳定而均匀的表面具有用于寡聚物或其它化学物质连接或原位合成的反应基团(Guo等，1994，Nucl.Acids Res.，225456-5465；LeProust等，2001，Nucl.Acids Res.，292171-2180；Maskos和Southern，1992，Nucl.Acids Res.，201679-1684；Skrzypcznski等，美国专利申请公布号2004/0073017；和Southern等，美国专利6,576,426)。用于成批合成的玻璃珠也必须进行硅烷化(Maskos和Southern)。可用硫醇接头化学物质处理金表面(Kelley等的美国专利公布2002/0172963)。类似地，必须氧化处理聚合微阵列支持物，例如聚丙烯，然后引入反应基团，例如端基胺(基团)(Schepinov等，1997，Nucl.Acids Res.，251155-1161)。此外，用聚乙二醇表面处理具有用于成批合成肽的反应性端基的聚苯乙烯珠粒(Merck，Inc.Novabiochem Div.和Aldrich等，美国专利申请公布20030134989)。最后，必须用表面涂层处理电极微阵列上电极的表面来提供反应基团(Montgomery I、II和III)。对于寡聚物合成，这种表面涂层必须能耐受反复接触合成溶液和电化学解封闭溶液的严苛环境。 Montgomery I、II和III中公开的电化学合成微阵列以具有行列形式的多个微电极的半导体芯片为基础。该芯片设计采用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术来产生微电极的高密度阵列，该阵列具有选择和控制该阵列内各微电极的并行寻址功能。施加电压能“打开”电极，产生能改变小的称为“虚拟瓶(virtualflask)”区域的pH或电极周围容积的电化学试剂(特别是酸性质子)。为在各电极上提供反应基团，可用多孔基质材料涂布微阵列。可在任一电极合成生物分子，这种合成可发生在多孔基质材料中。对于解封闭步骤，通过对电极施加电压以电化学方法降低pH。由于酸性试剂远离电极的能力受限于自然扩散和溶液中的缓冲质，只本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有吸附多孔反应层的用于合成的电极阵列，其包含： （ａ）基板上的多个电极，其中所述多个电极的每个与计算机控制系统电子连接，其中所述多个电极的每个电极具有一表面；和 （ｂ）吸附到所述多个电极的每个电极表面上的多孔反应层，其中所 述多孔反应层含有化学物质或化学物质的混合物，其中所述化学物质选自：单糖、二糖、三糖、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、Ｎ－羟基琥珀酰亚胺、式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ、式Ⅴ、式Ⅵ、式Ⅶ和它们的组合，其中式Ⅰ是＊＊＊；式Ⅱ是＊＊＊；式Ⅲ是ＨＯＲ↑［４］（ＯＲ↑［５］）↓［ｍ］Ｒ↑［７］；式Ⅳ是＊＊＊；式Ⅴ是＊＊＊；式Ⅵ是＊＊＊；式Ⅶ是＊＊＊，其中各式中ｍ是１－４的整数； Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［７］和Ｒ↑［８］独立选自：氢以及取代和未取代的烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、环炔基 、芳基、杂环、多环基团、卤素、酰胺、烷氧基、酰基、酰氧基、氧基羰基、酰氧基羰基、烷氧基羰氧基、羧基、氨基、仲氨基、叔氨基、肼基、叠氮基、烷氧化偶氮基、氰基、异氰基、氰氧基、异氰氧基、氰硫基、雷酸酯基、异硫氰基、异硒氰基、氰硒基、羧基酰氨基、酰基亚氨基、亚硝基、氨氧基、碳亚氨基、腙基、肟、酰基肼基、脒基、硫化物、亚砜、硫代亚砜、砜、硫代砜、硫酸酯基、硫代硫酸酯基、羟基、甲酰基、羟基过氧基、氢过氧基、过氧酸、氨甲酰基、三甲基甲硅烷基、硝基、亚硝基、草氨酰、五唑基、氨磺酰基、氨亚磺酰基、亚磺酰基、氨亚磺酰基、亚磺基、磺基、磺氨基、巯基、四唑基、氨基硫羰基、硫代卡巴腙基、硫代卡巴二腙基、硫代碳酰肼基、硫代羧基、硫醛基、硫酰基、氰硫基、氨基硫脲基、硫代亚磺基、硫代磺基、硫脲基、三氮烷基、三氮烯基、三嗪基、三硫代磺基、亚磺酰亚氨酸、磺基亚氨酸、亚磺基腙酸、磺基腙酸、亚磺基羟肟酸、磺基羟肟酸和磷酸酯； Ｒ↑［３］选自：杂原子团、羰基以及取代和未取代的烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、环炔基、芳基、杂环、多环基团； Ｒ↑［４］和Ｒ↑［５］独立选自：亚 甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基和亚己基； Ｒ↑［６］与琥珀酰亚胺的两个碳形成环结构，其选自：取代和未取代的烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、环炔基、芳基、杂环和多环基团； Ｒ↑［７］选自氨基或羟基。...
【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：K莫勒，
申请(专利权)人：康比麦崔克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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