本发明专利技术公开一种微型器件，该微型器件包括ａ）可被磁化的基底材料和ｂ）制作在上述基底材料上的可光识别的编码图案两部分组成。该微型器件还具有一个磁化轴。本发明专利技术还同时提供了使用上述微型器件进行实体分子分离、检测、分析、操纵和化合物库合成的方法和系统。本发明专利技术可广泛用于实体分子／分子的分离、检测、操纵和化合物库合成领域。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
在现在的诊断和研究领域，尤其是需要对基因信息进行获取和分析的场合，高密度、高通量的生物学或是生物化学分析已经成为必需的研究工具。这些分析方法往往都需要在固相的介质上进行。常见的在固相介质上进行的定量分析的例子包括通过酶联免疫吸附分析(ELISA)方法对抗原进行测定，或是通过杂交的方法确定mRNA的表达水平。虽然通常上述的固相介质都是采用球状珠体或是平面阵列两种形式，其实这些固相介质可以采取任意适当的形式，而不仅仅限于上述两种。平面方式的固相介质例如基于玻片或是芯片形式的阵列可以将捕获分子，例如抗体、cDNA或是其它的已知的捕获分子等固定在特定的位置上。固相介质的表面可以通过清洗非常容易的去除没有结合的物质。将待分析物的混合物加入固相介质进行反应，待分析物可以被捕获在介质的表面，并通过通用的标记，例如荧光染料，进行检测。待分析物的鉴定可以通过捕获该待分析物的捕获分子在介质上的位置信息来实现。由于阵列具有平坦的表面，相对于珠体的检测设备而言，阵列的检测设备更容易设计，并且造价也相对较低。平面阵列的一大难点在于将捕获分子准确的放置在平面的特定位置。为了解决这个问题，分别出现了机械手点样(Schena et al.Quantitativemonitoring of gene expression patterns with a complementary DNA microarray.Science，270467-470(1995))、光刻(Fodor et al.Light-directed，spatiallyaddressable parallel chemical synthesis.Science，251767-773(1991))和喷墨技术(Blanchard et al.High-density oligonucleotide arrays.BiosensorsBioelectronics，6/7687-690(1996))。但是这些方法都存在一定的局限性。为了制造出高密度的阵列(超过1000点/cm2)需要使用昂贵的仪器。而且一旦阵列制作完毕以后，无法对样品的排布进行改变，例如用一种cDNA替换阵列中的捕获cDNA。如果要改变样品的排布，需要重新制作阵列，这就大大增加了成本。固定在平面介质上的分子相对于自由分布在溶液中的分子，反应的效率较低。使用微小颗粒的表面作为固相介质可以克服上述问题。微小颗粒常常选择球形珠体，因为它们具有均一的几何外形，相互之间也不易发生相互的作用。使用微小颗粒的问题在于微小颗粒难以单独识别，因为珠体的混合物不像阵列上的探针一样具有分立的特定的位置信息。为了解决这个问题，已经出现了一些对珠体进行编码以便于对珠体进行单个识别的方法。一些公司，例如Luminex公司通过在珠体中掺入不同的荧光染料的混合物使得珠体可进行光识别鉴定。与这种方法类似，一些研究者在珠体中掺入其它不同的可光识别的物质(例如量子点)使得珠体可进行光识别鉴定(Hanet al.Quantum-dot-tagged microbeads for multiplexed optical coding ofbiomolecules.Nature Biotechnology，19631-635(2001))。量子点，这种纳米尺度的微型颗粒还可以用以珠体的检测。量子点特殊的光学性质和量子点的组成和尺寸相关。可以根据具体的需要制作出不同尺寸和组成的量子点。量子点可以吸收光，然后立刻以另外一种频率发射出光。量子点最重要的性质在于，只要适当的改变量子点的尺寸，就可以使得量子点吸收或是发射出特定频率的光。Genicon科技公司(它们的共振光散射”RLS”微粒具有纳米级的尺度，并且具有”共振光散射(resonancelight scattering)”性质)也研制了具有可光识别性质的微米级和纳米级的珠体。但是，无论使用上述的哪一种方法都难以制作出1,000种以上的具有不同编码标记的珠体。组合化学中也常常用到珠体形式的固相介质。在一种珠体/一种化合物的合成过程中(也称为分离和混合过程)(Lam et al.The″one-bead-one-compound″combinatorial library method.Chem.Rev.，97411-448(1997))，可以产生出含有超过108种不同分子的大型化合物库。珠体的识别是通过珠体上的复合物实现的。同组的珠体上带有相同的复合物标记的”茶袋”以区分不同种类的珠体。最近，IRORI公司把”茶袋”标记扩展成带有电磁波发射器的小腔体或是带有光学编码表面的小腔体。但是使用这项技术构建的化合物库大约只含有10,000种不同的化合物，单个小腔体大约占据0.25ml的体积，而且这项技术也不适用于高通量筛选的场合。PharmaSeq公司也使用带有电磁波发射器的器件。这些器件的尺寸为250微米×250微米×100微米。通过光化学光刻的方法(如Affymetrix使用的技术)可以在平面上直接合成出更大的化合物库，形成平面阵列。但是这种方法由于大大受限于合成的成本和光化学合成过程中多步合成的效率问题(McGall et al.The efficiency oflight-directed synthesis of DNA arrays on glass substrates.J.Am.Chem.Soc.，1 195081-5090(1997))，一般只适用于寡核苷酸的合成。过去30多年以来，科学家已经得到了大量的不同的可以用于珠体表面化合物合成的化学试剂敏感的保护基团，而可以用于化合物合成的光敏保护基团的种类却非常有限。最近，SmartBeads科技公司推出了微加工制作的带有条形编码的微粒产品(尺寸为100微米×10微米×1微米)，该微粒可以使用流式读数器进行解码识别。这种微加工制作的微粒上可以很容易的制作上具有无限多种编码的标记。这种方法的难点在于如何简单的分析这些带有编码的微粒的混合物。和原先常用的球形珠体相比，这种带有编码的珠体具有一个平面，就比较容易发生聚集合重叠的现象，比较难以分散。Nicewarner-Pena等，最近报道了一种合成由多种金属形成的亚微米级条纹构成的编码的方法(Nicewarner-Pena et al.，Science，294(5540)137-41(2001))。通过在底板上先后使用电化学方法沉积不同的金属离子，可以在底板上形成条纹图案。不同的条纹由不同的金属材料组成，具有不同的反射率，这样的条纹编码可以通过实验室常见的光学显微镜识别。在进行DNA和蛋白质的生物分析时，常常需要通过荧光的方法对亲和结合在珠体上的分析物进行检测，上述的这种编码读出的机制并不会干扰荧光的检测。综合了平面阵列和编码微颗粒两者的优点的系统可以克服现有方法的局限性。Illumina公司已经进行了这样的尝试。他们提出了使用微珠体和刻蚀的玻璃纤维制作阵列的方法(Ferguson et al.High-density fiber-optic DNA random microspherearray.Anal.Chem.，725618-5624(2000)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微型器件，包括：ａ）可磁化的基底材料；ｂ）制作在上述基底材料上的可光识别的编码图案；ｃ）一个磁化轴。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄明贤，吴镭，王小波，许俊泉，陶国良，大卫M罗斯沃夫，
申请(专利权)人：博奥生物有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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