微陣列系統和用於製備微陣列的方法

2023-05-29 13:11:41 3

專利名稱：：微陣列系統和用於製備微陣列的方法
技術領域：
：本發明一般地涉及用於鑑定流體樣品中存在靶分析物的微陣列。本發明也涉及用於製備微陣列的方法。
背景技術：
：微陣列一般通過將生物分子設置在平坦基材上加以製備。已知的微陣列製備技術可以分成兩種方法1)生物分子的位置在該生物分子轉移至基材之前被指定("有序生物分子沉積法")；和2)生物分子的位置隨機地分配在基材上("隨機生物分子沉積法")。有序生物分子沉積法是迄今用於微陣列製備的最常見方式。在Schena,M.，"DNAMicroarrays",OxfordUniversityPress,2001中給出詳細的實驗描述。也在VivianG.等，"Makingandreadingmicroarrays"，NatureGenetics21，15-19，1999中給出技術性綜述。在已知的微陣列製備方法中，機器人將靶向分析物的生物分子轉移至基材，產生有序陣列。通常，生物分子溶解於緩衝液中。常見的轉移體積是0.1nl至lml。生物分子的實例是DNA、寡核苷酸和蛋白質。不同技術可用於將生物分子溶液點樣在基材上。點樣技術可以分成兩類1)在印表機與表面之間無物理接觸的技術；和2)利用列印頭與基材之間物理接觸的技術。屬於第一類的技術基於氣泡噴墨技術，其中產生小液滴並通過壓電誘導或熱誘導的壓力使小液滴加速，或用馬達驅動的微量注射器產生小液滴(OkamotoT.等."MicroarrayfabricationwithcovalentattachmentofDNAusingBubbleJettechnology",NatureBiotechnology,18，438-441,2000)。屬於第二類的技術使用可以容納小體積樣品溶液並將該樣品溶液的一部分通過產生物理接觸而轉移至基材的列印頭。轉移的體積依賴於列印頭的幾何形狀、溶劑性質和基材疏水性。在以上提及的全部技術中，列印頭或列印針可以聯合成組(通常8個至64個)以平行地印刷多個樣品。平行印刷的點的距離因列印頭或列印針的物理大小而是固定的。這限制平行印刷步驟中的最小點距至2-5mm。為實現高的點密度，多個列印必須在具有x和減y方向上微小偏移的情況下實施。在全部的上文已知方法中，所印刷點的數目與列印頭產品和列印步驟呈線性關係，因此限制產生高質量的陣列。製備時間隨所產生晶片的數目並隨所印刷的具體生物識別元件的數目而線性增加。陣列密度因列印設備精度而是有限的。基於機器人的技術的缺點是需要長時間以產生具有高的點密度的大量陣列。另一種微陣列製備技術基於將聚合物直接合成到微陣列基材上，並且在PCT國際專利公開號WO9210092和美國專利號5,405,783和5,770,722中描述。這些披露的技術限用於寡核苷酸並且使用光刻法。披露的技術僅在需要極高數目(成千)的不同寡核苷酸序列時才是經濟的。在隨機生物分子沉積法中，將生物分子點隨機地產生在基材上。常見技術使用微珠混合物或由亞群組成的微珠。為確定微珠屬於哪種亞群，必須對全部微珠編碼。編碼微珠的技術基於微珠用不同顏色的螢光團進行標記或用攜帶不同顏色的微微珠進行標記(WO2004066210HYBRIDRANDOMBEAD/CHIPBASEDMICROARRAY)、通過金屬標籤(Lockhart，D丄等，"MultiplexMetallica",NatureBiotechnology,19，1122-1123,2001)、通過射頻標籤、通過螢光能轉移標籤(Tong，A.K.等，"Combinatorialfluorescenceenergytransfertagsformultiplexbiologicalassays",NatureBiotechnology,19，756-759,2001)、通過寡核苷酸標籤或用量子點(Han，M.等，"Quantum-dot-taggedmicrobeadsformultiplexedopticalcodingofbiomolecules"，NatureBiotechnology19，631-635，2001)進行標記。光學標籤(例如螢光)編碼法還在PCT國際專利公開號WO0016101、WO0061281和WO9853093中描述。利用光纖束替代平坦基材的方法在美國專利號US5，244，636和US5,250,264中描述，其中所述的光纖束具有與其遠端連接的染料。使用光纖的好處是避免可能因使用不同染料所致的光幹擾問題。大量的聚苯乙烯珠(約3.2pm)可以通過稱作微珠近表面光控電動裝配法(light-controlledelectrokineticassemblyofmicrobeadsnearsurfaces(LEAPS))的方法在蝕刻的矽裝置中裝配成高密度珠陣列晶片(Li等.TissueAntigens63:518-528)。在這種方法中，將矽晶片的背側與金屬電極接觸。隨後使對電極與散布在晶片表面上的懸浮珠溶液接觸。使用交流電，可以將珠移動至晶片上指定的低阻抗區域。含有約4000個珠子的陣列已經在300x300pm區域內成功排列出來，並且應用於人白細胞抗原基因複合體的單核苷酸多態性(SNP)分析中。雖然沒有報導分析次數，不過裝配數千個分別可尋址珠的能力使得這種珠陣列晶片成為用於高通量SNP基因型分型的引人注目的平臺。在已知方法中，在將全部珠隨機布置在基材上後，譯解各個點或珠的信息，一般同時使用該陣列用於分析。對微珠解碼並且將解碼數據與因讀取由分析物引起的微珠特性變化而獲得數據合併。用於對所編碼微珠解碼的自動化信息處理法在PCT國際專利公開號WO0047996中描述。與此類方法(如WO0047996中披露的那些方法)相關的解碼方法的不足在於解碼步驟可能是複雜而耗費時間的。在WO0047996中，解碼步驟需要添加第一多種解碼性結合配體至包含固定化結合配體的隨機微珠陣列並且產生第一數據圖像。使用基準點來生成第一寄存數據圖像。添加第二多種解碼性結合配體至所述隨機微珠陣列並且產生第二數據圖像。使用所述基準點來生成第二寄存數據圖像。隨後使用計算機系統來比較第一和第二寄存數據圖像以鑑定至少兩種生物活性劑的位置。不過，在WO0047996中所教導的使用解碼性結合配體具有明顯缺點。尤其，需要長時間以讀取全部微珠的已編碼代碼，如NolanJ.P.等."Suspensionarraytechnology:evolutionoftheflat-arrayparadigm"，TrendsinBiotechnology,20,9-12,2002中所討論。此外，編碼系統的產生是困難的且需要多個加工步驟。需要讀出儀器以解碼所編碼的微珠。例如，由不同螢光團產生的微珠代碼需要多種波長測量法，因而需要多種光源和濾鏡。這些儀器是複雜且昂貴的。全部上述因素致使微陣列的製備更複雜，耗費更多時間並且因而執行更昂貴。需要提供克服或至少改善一種或多種以上所述不足的用於製備微陣列的方法。需要提供克服或至少改善一種或多種以上所述不足的用於鑑定靶分析物存在的系統。需要提供在製備後無需解讀微陣列的用於製備微陣列的方法。發明簡述根據第一方面，提供用於製備微陣列的方法，所述方法包括步驟使微珠群沉積在具有至少一個基準點的基材上，所述的群由至少兩個亞群組成，每個亞群包含能夠與至少一種靶分析物特異性結合的已知活性劑，其中將所述亞群依次且以彼此分立的時間段沉積；在沉積每種亞群後對所述基材成像；和使用所述基準點作為參考比較所述圖像，旨在基於各圖像的差異因而確定每個微珠的位置並且旨在鑑定亞群及其已知活性劑。有利地，能夠通過其中確定每個微珠及其相應亞群相對於所述至少一個基準點的位置的比較步驟對微珠解碼。更有利地，這是因為成像步驟在所述微珠的連續性沉積步驟之間進行。有利地，一旦全部微珠已經安置在基材上，則所述方法不包括解讀微陣列的步驟。解碼在製備微陣列期間於微珠沉積在基材上的同時進行。有利地，微珠可以隨機地沉積在基材上.有利地，所述方法不需要標識符或標籤(如解碼性結合配體)來確定每個微珠及其相應群的位置。因此，在一個實施方案中，該方法不包括使用標識符或標籤(如解碼性結合配體)解讀微陣列的步驟。在一個實施方案中，提供用於製備微陣列的方法，其包括使第一亞群的微珠沉積在具有至少一個基準點的基材上，所述亞群包含能夠與至少一種靶分析物特異性結合的已知活性劑；對所述第一亞群的微珠成像；使第二亞群的微珠沉積在所述基材上，所述的第二亞群包含能夠與至少一種耙分析物特異性結合的已知活性劑，其中所述的靶分析物與所述第一群的所述耙分析物不同；對所述第一和第二亞群的微珠成像；和比較所述第一和第二亞群的所述圖像以確定每個微珠及其相應亞群相對於所述至少一個基準點的位置。因此，由於活性劑對於每種亞群是已知的，故無需進行任何其它解碼步驟來確定微珠的化學或生物學功能。該方法可以包括步驟記錄指示每一所述微珠及其亞群的位置的數據。該記錄步驟可以包含在計算機存儲器中記錄所述數據。所述活性劑可以是生物活性劑。生物活性劑可以是蛋白質或核酸。該方法可以包括以化學反應基使所述微珠官能化的步驟。該方法可以包括在沉積每個亞群後除去未與所述基材形成連接的所述微珠。該方法可以包括在所述基材上形成至少一個基準點的步驟。該方法可以包括在所述基材中形成三維結構以促進在該基材上容納所述微珠的步驟。所述三維結構可以是在基本上平坦的基材中形成的凹陷。所述亞群依次沉積每個分立時間段的步驟可以進行1次至多達10,000次。根據本發明的第二方面，提供了用於鑑定樣品中存在一種或多種靶分析物系統，該系統包括沉積在具有至少一個基準點的基材表面上的隨機微珠群，所述的群由至少兩個亞群組成，每個亞群包含能夠與至少一種靶分析物特異性結合的已知活性劑，其中已經將所述亞群依次且以彼此分立的時間段沉積；存儲器，其記錄每個微珠及其相應亞群相對於所述至少一個基準點的位置，每個微珠及其相應亞群的所述位置已經通過比較在所述的依次分立沉積時間段之間所述微珠的圖像進行測定；檢測器，其檢測所述微珠在接觸所述樣品時的變化；和處理器，其應答於程序指令以詢問所述存儲器並且比較從所述檢測器接收的數據，以便基於每個微珠及其相應亞群的位置而鑑定所述樣品中所述一種或多種靶分析物的存在。有利地，對微珠的解碼已經在製備所述系統時進行，並且因此解碼不在裝配微陣列系統時進行。微陣列系統可以包含用於存儲在所述存儲器中的解碼數據，所述解碼數據含有指示每一所述微珠相對於所述基準點的位置和已知活性劑的數據。所述解碼數據處於用於經計算機網絡(如網際網路)傳輸的格式。需要標識符以獲得對所述解碼數據的訪問權。根據第三方面，提供在用於鑑定樣品中存在一種或多種耙分析物的系統內使用的微陣列，所述微陣列包含沉積在具有至少一個基準點的基材表面上的隨機微珠群，所述的群由至少兩個亞群組成，每個亞群包含能夠與至少一種靶分析物特異性結合的已知活性劑，其中已經將每種所述亞群依次且以彼此分立的時間段沉積以便能夠從每個分立的沉積時間段期間所獲取的對比圖像中確定每個微珠及其相應亞群相對於所述基準點的位置。根據第四方面，提供用於鑑定樣品中靶分析物的方法，所述方法包括以下步-使在第三方面中所定義的所述微陣列與所述樣品接觸；鑑定已經發生變化的所述微珠亞群，其中所述的變化指示所述活性劑與所述樣品中存在的靶分析物結合；和基於顯示所述變化的所述微珠的位置和已知活性劑，鑑定所述樣品中任何靶分析物的存在。所述變化可以是光學變化。用於分析所述樣品的方法可以包括提供光學標籤以指示所述微珠與所述靶分析物結合的步驟。定義本文中所用的以下詞彙和術語應當具有所指示的含義如本文中所用，術語"微陣列"或"陣列"指微珠在固體支持物上的排列，其中每個微珠具有所選的能夠與一種或多種靶分析物結合的生物活性劑。通常根據微珠的大小和基材，微陣列將包括從2個至多達十億個或更多個微珠。如本文中所用，術語"隨機陣列"指這樣的陣列，其如此加以製備從而使得每個微珠以通常不可複製的方式隨意地沉積在基材上。術語"微珠"或"微粒"及其語法變體，指直徑0.1微米至約1000微米的微米大小的分立微粒。如本文中所用，術語"群"指沉積在微陣列上的微珠總體。如本文中所用，術語"亞群"指在所述群中均包含相同活性劑的微珠集合。術語"活性劑"可以指能夠與靶分析物反應或與耙分析物間接結合的任何化學製劑或生物學製劑。活性劑可以顯示生物學活性並且可以在本說明書中稱作"生物活性劑"。示例性生物活性劑包括可以與微珠連接或結合的蛋白質、寡肽、有機小分子、配位絡合物、細胞、細胞片段、病毒顆粒、抗原、多糖和多核苷酸。術語"靶分析物"指能夠與所述活性劑結合的待檢測物質。示例性靶分析物包括但不限於核酸、多核苷酸、藥物、激素、蛋白質、酶、抗體、糖類和抗原。術語"特異性結合物質"可以指對某種物質具有特異性親和力的物質。例如，樣品中的靶分析物可能能夠與活性劑發生特異性結合反應。具體物質與特異性結合物質的組合實例包括抗原與相應抗體分子、核酸序列與其互補性序列、效應分子與受體分子、酶與抑制劑、含糖鏈的化合物與凝集素、抗體分子與對前述抗體特異的另一種抗體分子、受體分子與相應抗體分子、以及類似的組合。特異性結合物質的其它實例包括經化學修飾從而其特異結合活性仍保持完整的化合物、以及結合於其它組分的化合物的複合體。此類型的特異性結合物質與特定物質的組合實例包括生物素蛋白化學修飾的抗體分子或多核苷酸與抗生物素、結合抗生物素的抗體分子與生物素蛋白、以及類似的組合。如本文中所用，術語"蛋白質"可以定義為兩個或多個共價結合的胺基酸，其包括蛋白質、多肽、寡肽和肽。如本文中所用，術語"胺基酸"和"肽"分別指天然存在的和合成的胺基酸及胺基酸鏈。除非另外說明，術語"包含"和"包括"及其語法變體意圖代表"開放式"或"包含性"語言，從而它們包括所提及的要素，還允許包括額外未提及的要素。如本文中所用，術語"約"在配方組分濃度的上下文中，一般意指+/-5%的所述值，更一般地是+/-4%的所述值，更一般地是+/-3%的所述值，更一般地是+/-2%的所述值，甚至更一般地是+/-1°/。的所述值、並且甚至更一般地是+/-0.5%的所述值。在本公開的各處，某些實施方案可以以範圍的方式披露。應當理解以範圍的方式進行描述僅出於方便和簡明目的，而不應當解釋為對所披露範圍的不可變化的限制。因此，應當認為對範圍的描述具有具體所披露的全部可能子範圍，以及在此範圍內的各個數值。例如，對範圍(如l-6)的描述應當認為具有具體所披露的子範圍，如l-3、1-4、1-5、2-4、2-6、3-6等，以及該範圍內的各個值，例如l、2、3、4、5和6。無論該範圍的寬度，這均適用。實施方案的詳細公開現在將披露微陣列系統的示例非限制性實施方法、用於製備微陣列的方法和使用所述微陣列鑑定靶分析物的方法。披露了用於製備微陣列的方法。該方法包括使微珠群沉積在具有至少一個基準點的基材上的步驟。所述群由至少兩個亞群、優選多個亞群組成，每個亞群包含能夠與至少一種靶分析物特異性結合的已知活性劑。將所述亞群依次且以彼此分立的時間段沉積。該方法也包括在沉積每種亞群後對基材成像的步驟。隨後使用基準點作為參考比較圖像，旨在基於各各圖像的差異因而確定每個微珠的位置、並且旨在鑑定亞群及其已知活性劑。因此，編碼/解碼步驟在微陣製備過程期間實施而不在製備後實施。這是因為已知活性劑的亞群在分立沉積時間段期間依次地沉積並且在沉積每個亞群後對基材獲取圖像。在一個實施方案中，記錄每個微珠相對於至少一個基準點的位置。因為在每個亞群的每個沉積步驟之間獲取圖像，因而通過比較連續圖像之間的差異，可以不僅知道每個微珠的位置，還知道所述微珠含有的活性劑。因此，在基材上的每個微珠的(化學或生物學)活性劑是已知的，並且因此一旦微珠已經沉積在基材上，則不需要對微陣列進行任何解碼。該方法可以包括提供基材的步驟。基材可以選自矽、塑料、玻璃、陶瓷、橡膠、聚合物或其複合材料。在一個實施方案中，基材是矽或二氧化矽或氮化矽。在另一個實施方案中，基材具有疏水性或親水性表面。有利地，所述的疏水性或親水性表面可以用來吸引含有所述靶分析物的樣品流體，並且可能排斥不想要的流體。例如，若靶分析物處於含水流體中，則基材可以是親水性的以促進將靶分析物吸引至微珠。示例性基材選自包括矽、改性矽、玻璃與改性或官能化玻璃、無機玻璃、塑料、丙烯酸類、聚苯乙烯與苯乙烯共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚氨基甲酸酯、特富龍、多糖、尼龍、硝酸纖維素、樹脂、二氧化矽、二氧化矽基材料、碳和金屬。有利地，在一個實施方案中，基材不自發螢光。基材可以在其表面上含有立體特徵。立體特徵可以選自以下結構以促進微珠停留在基材上網格、線、凹陷、孔和凝膠墊結構。在一個實施方案中，所述的立體特徵可以為微珠的空間位置充當基準點。沉積步驟可以包括在微珠和基材之間形成連接的步驟。微珠在基材上的連接可以依賴於以下化學相互作用靜電相互作用、離子鍵、共價鍵、氫鍵、疏水性相互作用、親水性相互作用和偶極-偶極相互作用。在微珠與基材連接前，可以用化學反應基使基材官能化。有利地，基材的化學官能化可以促進微珠與基材黏附。示例性化學反應基可以選自巰醇、羧基、脂族和芳族胺、羧酸、醛、醯胺、氯甲基、醯肼、羥基、磺酸酯和硫酸酯。通過官能化進行化學修飾的位點可以用來共價或非共價地與微珠連接。優選地，官能化不引起任何不想要的基材特性變化。在微珠與基材之間形成連接的步驟可以包括向基材和微珠中的至少一者施加粘性材料的步驟。在一個實施方案中，將粘性材料施加至基材。可以使用的示例性粘性材料包括基於丙烯酸、基於氨基甲酸酯、基於矽氧垸和基於環氧化物的粘合劑。最優選地，所述粘合劑沒有顯著的自身螢光。在一個實施方案中，該方法可以包括向基材施加粘性塗層的步驟。在另一個實施方案中，該方法可以包括在沉積於基材上之前向微珠施加粘性塗層的步驟。該方法可以包括使預先形成的微珠沉積在基材上的步驟。該方法可以包括從基材表面上除去在所述沉積步驟中與基材未黏附的那些珠的步驟。該方法可以包括在所述除去步驟後對基材表面成像的步驟。該方法可以包括在基材上形成基準點的步驟。可以在基材上提供多個基準點。有利地，所述的基準點允許均一及穩定地在不同圖像之間比較，其中所述的不同圖像在所述分立時間段期間在依次沉積所述微珠之間獲取。優選地，使用多於一個基準點以在比較不同圖像時降低不一致性。基準點可以採取多種形式。在一個實施方案中，基準點可以是具有獨特光學標籤或其它可檢測特徵的珠。在另一個實施方案，基準點的形式可以是基材上的一個或多個確定的邊緣。在又一個實施方案中，基準點可以是在基材表面上發現的不規則物。該方法可以包括記錄每個所連接微珠相對於基準點的位置的步驟。此記錄可以在計算機的存儲器中進行。每個微珠相對於基準點的位置可以作為數據以數據表(本文此後稱作"編碼/解碼數據表")的形式記錄在計算機存儲器中，其中所述的數據表含有每個單一微珠及其對應亞群的空間位置。因此，該編碼/解碼數據表編碼微珠及其相應亞群在基材上的位置並且可以用作解碼工具以參考基準點而確定微珠及其相應亞群在基材上的位置。如上所述，每個亞群具有在微珠上的自身獨特的已知活性劑並且因而具有檢測可能存在於樣品中的特定靶分析物的能力。有利地，與每個微珠相關的位置及標識符數據可以記錄在計算機存儲器中的編碼/解碼數據表內。它因此可以容易地由處理器訪問，其中所述的處理器在電腦程式的指令下動作以通過確定微珠相對於基準點的位置及其官能性而解讀微陣列。計算機可讀存儲器可以包含採集模塊和寄存模塊，其中所述的採集模塊可以包含可接收來自隨機陣列的數據圖像的計算機代碼，所述的寄存模塊包含可使用至少一個基準點來生成寄存數據圖像從而記錄數據圖像的計算機代碼。寄存數據圖像可以根據需要存儲在存儲模塊中。相同的計算機代碼或不同的代碼可以用來接收額外的數據圖像並生成額外的寄存數據圖像，後者也可以被存儲。優選地，計算機可讀存儲器還可以包括包含計算機代碼的比較模塊，所述的比較模塊可以比較寄存數據圖像以確定它們之間的差異、允許解讀該陣列並檢測靶分析物。對至少兩種寄存數據圖像的比較允許鑑定陣列上至少兩種獨特的生物活性劑的位置。例如，比較第一亞群(數據集合"RDI-1")和第二順序亞群(數據集合"RDI-2")之間的寄存數據圖像。確定那些存在於RDI-2中而不存在於RDI-1內的新微珠源自第二順序亞群，並且那些存在於RDI-1中而不存在於RDI-2內的新微珠源自第一亞群。類似地，比較後續亞群圖像並將它們分配至相應亞群組內。指示各個亞群1、2........n的位置和已知活性劑的數據編譯成編碼/解碼數據表。可以向想要分析可能含有一種或多種靶分析物的樣品的用戶提供針對特定基材的編碼/解碼數據表。在一個實施方案中，該用戶可以購買具有位於微陣列上的標識符(即如系列號)的微陣列。該用戶可以利用該標識符來訪問編碼/解碼數據表。例如，通過將標識符輸入隨同微陣列提供的電腦程式中，該標識符可以使編碼/解碼數據表解鎖並使其可用於解讀微陣列。或者，該用戶可以將標識符輸入基於網際網路的供應商網址，該網址授予對編碼/解碼數據表的訪問權(即允許下載編碼/解碼數據表)。這尤其是有利的，因為這允許微陣列供應商控制對微陣列獨有的編碼/解碼數據表的訪問。預期因為對微陣列的編碼和解碼在製備步驟期間進行，故所述微陣列的發明人可以更嚴格地控制微陣列的使用並防止未授權的複製。這也可以是發明人藉以獲得微陣列銷售收益的機制，若發明人在向終端用戶提供編碼/解碼數據表時收到資金。在一個實施方案中，所披露的微珠可以是不規則形狀的微珠或規則形狀的微珠。微珠也可以具有以下形狀微球、微囊、微杆和微管。最優選地，所述微珠是微球。若需要大的表面積，則微珠也可以是多孔的。示例性微珠由選自形成塑料、陶瓷、玻璃、聚苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸聚合物、順磁性材料、氧化釷溶膠(thoriasol)、石墨碳(carbongraphited)、二氧化鈦、乳膠或交聯葡聚糖(如sepharose)、纖維素、尼龍、交聯膠束(micelle)和特富龍的材料或在肽、核酸和有機部分合成中所用的相似組成。微珠的大小範圍可以是約100nm-約50(Him。更優選地，微珠的大小範圍是約1pm微米-約10^im。每個微珠可以包含連接至或摻入微珠結構中的多種活性劑。在一個實施方案中，每個微珠包含單一類型的生物活性劑。在一個實施方案中，與所述微珠連接的生物活性劑可以選自無機化合物和有機化合物。優選地，生物活性劑是有機化合物。在另一個實施方案中，生物活性劑是蛋白質。所述蛋白質可以是天然存在的蛋白質或人工合成的蛋白質。所述生物活性劑可以是天然存在的蛋白質或從天然存在的蛋白質中衍生的片段。可以使用含有蛋白質的細胞提取物或者隨機或定向消化的蛋白質性質的細胞提取物作為生物活性劑。在另一個實施方案中，生物活性劑是核酸。核酸可以是天然存在的或人工合成的。所述核酸可以是單鏈或雙鏈的，或者含有雙鏈序列或單鏈序列部分。核酸可以是DNA(基因組DNA和cDNA)、RNA或雜合體。用作生物活性劑的天然存在的生物分子可以處於細菌、真菌、植物和動物提取物或產物的形式。生物活性劑也可以在連接到微珠上之前通過常規的化學、物理和生物化學手段進行修飾。可以直接在微珠上合成生物活性劑，或可以產生它們並在合成後進行連接。在一個實施方案中，使用接頭來將生物活性劑連接至微珠，旨在提供更好的連接，因靈活性增加而改善與靶分子的相互作用和旨在降低不希望的或非特異的結合作用。生物活性劑在微珠上的連接可以依賴於選自以下各項的化學相互作用靜電相互作用、離子鍵、共價鍵、氫鍵和偶極-偶極相互作用。在生物活性劑與微珠的連接之前，微珠可以用促進結合的化學反應基進行官能化。在一個實施方案中，靶分析物可以是有機或無機分子。靶分析物可以選自以下物質核苷酸序列、蛋白質、脂質部分、糖類部分、酶、抗體和抗原。在另一個實施方案中，靶分析物選自以下物質環境汙染物(包括殺蟲劑、殺昆蟲劑、毒素等)；化學品(包括溶劑、聚合物、有機材料等)；治療分子(包括治療藥和濫用藥物、抗生素等)；生物分子(包括激素、細胞因子、蛋白質、核酸、脂質、糖類、細胞膜抗原和受體(神經受體、激素受體、營養物受體和細胞表面受體)或其配體等)；完整細胞(包括原核生物(如病原菌)和真核細胞(包括哺乳動物細胞))；病毒(包括逆轉錄病毒、皰疹病毒、腺病毒、慢病毒等)和孢子。靶分析物可以是核酸和蛋白質(包括免疫球蛋白；酶、激素和細胞因子)。靶分析物與生物活性劑的特異性結合作用可以依賴於選自以下各項的化學相互作用靜電相互作用、離子鍵、共價鍵、氫鍵和偶極-偶極相互作用。當使用微陣列來分析可能含有靶分析物的樣品時，可以向微珠和靶分析物中至少之一者添加光學標籤。有利地，光學標籤可以用來增強識別微珠的位置及隨後增強識別在微珠上生物活性劑的位置。光學標籤可以顯示活性劑與靶分析物結合時的光學變化。在一個實施方案中，在含有所述耙分析物的樣品已經與微珠的活性劑結合後施加光學標籤。光學標籤可以綴合在靶分析物上，後者轉而與微珠上相應的生物活性劑結合。光學標籤可以直接地與靶分析物綴合或通過接頭分子間接地與耙分析物綴合。在一個實施方案中，光學標籤可以是報導染料的混合物，優選地具有螢光性。報導染料的混合物的組成變化可以改變輸出光學信號密度，從而提供獨特光學標籤的巨大可能範圍。該方法可以包括用檢測器(如光學檢測器)檢測光學標籤的步驟。光學檢測器可以向計算機存儲器發出信號，所述信號隨後由計算機處理器獲得以生成圖像文件。與微珠顯示光學標籤的圖像文件相關的數據隨後同編碼/解碼數據表的數據進行比較。顯示光學標籤的那些微珠是已經與靶分析物結合的那些微珠。因為從編碼/解碼數據表已知針對微珠亞群的活性劑，故可以鑑定在樣品中的靶分析物。在一個實施方案中，通過使用編碼/解碼數據表並且因而解碼微陣列信息而檢測樣品中靶分子的方法包括以下步驟i)將含有一種或多種靶分析物的樣品與微陣列溫育。ii)添加處於螢光標記或染料標記或納米金標記或量子點標記的生物分子形式的光學標籤，其中此類生物分子是促進生物測定法性能和在微珠表面上造成光學標籤的寡核苷酸或靶分子或dNTP或酶底物。iii)用檢測器從光學標籤中光學地對微陣列解讀，以通過使用顯微鏡或者掃描儀或者數字式或視頻攝像系統或者通過使用照相膠片而檢測並確定在表面上具有光學標籤的微珠的位置。可以從含有全部微珠的空間位置的計算機存儲器中提取編碼/解碼數據表，其中所述的微珠具有針對每種亞群的獨特活性劑。iv)使用源自編碼/解碼數據表的數據和從微陣列光學讀出信息中生成的數據表來通過如此方式解碼並且因而檢測樣品中的靶分析物，即通過合併及比較兩份數據表並且鑑定兩個數據集合中相應的微珠並因而鑑定樣品中的此類微珠及其靶分析物。解碼過程可以通過使用計算機中的軟體加以自動化和/或其中解碼數據集合信息的部分可以限定於某些用戶和/或其中所述的解碼數據集合或該解碼數據集合的部分可以經網際網路或無線通訊手段傳輸至用戶。在一個實施方案中，用於基於微珠的隨機微陣列和其後續解碼過程的產生方法包括步驟i)提供基材材料。該基材材料可以由多個(例如ioo個-ioooo個)晶片組成或稍後切割成多個晶片；ii)例如通過使用雷射雕刻儀，在每個單一晶片的區域上產生基準點，如識別數字。同時，可以在基材上雕刻定義x和y位置(例如O，0)的基準點或參考坐標；iii)在基材表面上提供粘性層；iv)為微珠的每個亞群製備總成分(bulkcomposition)混懸液，其中所述的微珠攜帶特定的已知生物活性劑用於開展基於生物識別反應或酶反應的生物測定法；v)以如此方式用微珠的第一亞群處理基材，從而將足夠數目的微珠固定在每個晶片的區域上；通常，所述數目是5-20;vi)除去鬆散固定的微珠；vii)對那些固定的微珠成像並且將每個單一微珠的相應x和y位置值和晶片的相應晶片編號存儲在存儲器內的解碼錶中；viii)以所需數目從2至n的微珠亞群重複步驟iv)至vi);ix)對亞群l-n的圖像文件進行數據加工。因而生成每個單一晶片的解碼數據表，其對於從1至n的每個微珠亞群具有每個單一微珠的x、y位置值；並且x)將晶片擱置在晶片架或裝置或流動室(flowchamber)或溫育室中並組裝。附圖簡述以下所披露的實施方案並且用來解釋所披露方案的原理。然而，應當理解附圖的設計目的僅在於說明，並且不作為限制本發明的定義。圖1是用於根據所披露方案製備微陣列的製備方法的示意說明。圖2是用於施加樣品後解讀微陣列的流程圖的示意說明。圖3A是據所披露方案裝配在玻璃基材上的微珠的原子力顯微照片。該玻璃基材因其含有聚(烯丙基胺鹽酸鹽(alylaminehydrochlorid))塗層而帶正電荷。微珠攜帶負電荷並且由庫侖力固定。圖3B(i)顯示第一亞群的三維微珠結構在形成於表面處的凝膠墊基材上形成；(ii)顯示第二亞群的三維微珠結構在形成於表面處的凝膠墊基材上形成；和(iii)顯示第一亞組的螢光圖像，其中所述的第一亞組因與靶分析物結合而顯示螢光；圖3C顯示固定在基材上的聚苯乙烯微珠的掃描電鏡顯微照片，其中所述的基材攜帶微孔的三維結構。圖4披露以不連續的時間間隔對兩種靶分析物獲取的微陣列照片圖4A顯示來自與抗IgG-FITC溫育後的IgG珠的信號；圖4B顯示來自與Cy3-標記寡聚物靶標溫育後的寡聚物珠的信號；並且圖4C顯示來自IgG珠、寡聚物珠和陰性對照珠的信號。使用兩種不同濾鏡以分別觀察如圖4D和4E中所示的FITC和Cy3信號。在圖4D中，當使用濾除Cy3信號的濾鏡時，僅檢測到IgG珠。在圖4E中，當使用濾除FITC信號的濾鏡時，僅檢測到寡聚物珠。然而，對於實施該分析而言不需要兩種不同染料。詳細描述本發明非限制性實例將通過參考具體實施例進一步詳細描述，其中所述的具體實施無論如何不得解釋為限制本發明的範圍。參考圖1，展示了說明製備所披露微陣列的步驟的示意圖。提供由次基材(sub-substrate)(晶片m至mx)組成的基材(l)並提供至少一個基準點。在第一步驟(A)中，基材用第一亞群(nl)(為說明而顯示為非填充的圓圈)以及由能夠與至少一種靶分析物結合的第一活性劑組成的微珠處理。亞群nl的每個微珠由其表面上的相同生物活性劑組成。在第二步驟(B)中，將未固定的微珠從基材上分離或洗下。在第三步驟(C)中，對連接的微珠成像，並且所述微珠相對於至少一個基準點的x、y坐標位置以編碼/解碼數據表形式存儲在與批次編號(例如nl)和晶片編號(例如m26)相關的數據集合中。1在後續步驟(D)-(x)中，用亞群n2-nx依次重複在步驟(A)-(C)中描述的方法，直至將所需數目的微珠亞群已經施加至基材上。在方法結束時，將產生攜帶"nx"批次的基材和含有針對每個批次的所有x,y粒子位置的編碼/解碼數據表。參考圖2,展示了說明解讀所披露的微陣列及如何鑑定樣品中分析物的步驟的示意圖。在一系列步驟中實施解碼過程。在第一步驟(A)中，提供了通過一個實施方案中的披露內容而製備的微陣列及其在製備過程期間所產生的獨有解碼數據表。在第二步驟(B)中，將含有潛在靶分析物的樣品與微陣列溫育。樣品中的靶分析物與微珠上相應活性劑的任何結合以i)雜交及聚合酶延伸作用和/或(ii)抗體抗原相互作用和/或(iii)酶反應為基礎。當所述靶分析物與微珠上的活性劑結合及相互作用時，產生光學標籤。隨後洗滌所述微陣列以除去與微珠的任何非特異性結合併隨後除去在微陣列上存在的任何不想要的光學標籤。在下一個步驟(C)中，使用視頻或CCD攝像機來檢測在其表面上攜帶光學標籤的微珠的x,y坐標位置(相對於至少一個基準點)並且將讀出數據輸入計算機以生成讀出數據表。在下一個步驟(D)中，將解碼/編碼數據表與讀出數據表合併和比較，因而解讀微陣列以鑑定存在於樣品中的靶分析物。I)計算每塊晶片的數據文件大小此後，詞語"晶片"將意指已經被分割的陣列或微陣列的一部分。每塊晶片的數據集合由n個子集組成，其中n是用來產生晶片的微珠亞群的數目。每個數據子集決定源自亞群的全部微粒的x，y位置。該數據集合能夠因每個微珠相對於基準點的x和y位置而以在晶片上的標記結構形式對每個微珠編碼。例如:晶片是具有尺度2mmx2mm的正方形並且微珠的直徑是5pm，平均微珠距離是5pm，其計算如下每2mm的微珠平均數目=2000mm/(5fim+5pm)=200。因此，每塊晶片的平均微珠數目是200x200=40000。對於n個亞群，每個亞群(sub-pn)的微珠平均數目是sub-pn=40000/n。高解析度視頻攝像機提供2048像素x2048像素的解析度。2mm><2mm視場的光學解析度是約l|im。計算機掃描儀的常見解析度是4800x4800dpi(點數每英寸)。光學解析度是約5.3pm。該解析度足以確定直徑大於6pm的微珠的微珠位置。通過使用計算機掃描儀，微珠應當合適地具有直徑100-500,。像素數2048等於212。為存儲多達2048個的數字，需要12個比特。每個微珠位置可以由針對該微珠位置x和y值的一個12比特數確定。一個微珠需要24比特或3位元組。因此，為存儲全部40000個微珠的位置，需要120000比特或117千字節。該數據容量可以存儲在任何數據介質上並且可在秒級別上經網際網路訪問。數據容量隨微珠的數目和微珠大小降低而增加。例如，具有1,微珠和lpm平均微珠距離的2mmx2mm晶片可以容納106個微珠。每個微珠需要約6比特。總計約7.6兆字節。II)製備基於珠的陣列多晶片製備通過如此方式以微珠粒子混懸液處理大小例如20cmx20cm的基材，即通過單純施加微珠粒子混懸液至基材表面上或通過在以上所述的順序方法中用噴槍噴出微珠混懸液，因而形成微陣列。在施加微珠的全部亞群並且生成編碼/解碼數據表後，將基材分割成2mmx2mm的單個晶片以平行地生成總數至多到10000個晶片。每個單一晶片應當攜帶標識符以匹配來自晶片的解碼數據表的正確數據。安裝基於珠的陣列陣列可以安裝在至支架、流通裝置、側流裝置、橫流裝置中。在任何情況下，使陣列與樣品和試劑接觸。通過如此方式提供試劑，即通過從例如側流裝置或橫流裝置內的釋放墊中釋放試劑，或通過將試劑沉積在陣列的表面上或通過在樣品施加至陣列上之前將試劑與樣品混合。將一個透明窗安裝在陣列上方距離該陣列10-500Mm，形成可以充入分析物/試劑混合物的空腔。該空腔可以是流動槽的一部分。樣品施加方法試劑在施加樣品之前或在裝置中與樣品混合。在常見的基於側流的裝置中，添加樣品並將樣品藉助毛細管力輸送穿過該裝置。通常從釋放墊中釋放試劑，其中樣品必須移動穿過所述釋放墊以抵達微陣列。為使樣品經過微陣列連續輸送，可以在微陣列後面安裝吸收墊。通過基於毛細管力的輸送和/或用緩衝液或水洗滌和/或離心力實現從陣列上除去樣品和試劑。讀出方法在與樣品溫育並分離不反應的組分後，陣列可以通過螢光測量法、反射測光法和透射測光法發光測量法讀出。使用本
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的掃描儀或可由個人計算機操作的光學驅動器作為光學檢測器。通過使用特別適合所用掃描儀的校準(calibration)或軟體程序，能夠改變或校正讀出數據。在讀出期間，將獲得以下數據i)含有全部微珠的強度或信號的圖像；ii)圖像，其含有相對於全部微珠的處於標記形式的基準點的位置；iii)圖像，其含有與產生陣列相關的信息，尤其亞群編號、製備曰期、陣列編號和/或用該陣列開展分析所需的任何其它信息或編碼的信息。從含有以上信息的圖像中，可以生成以下數據-i)相對於標記在定義的x，y位置處的全部珠的強度/信號；和ii)用該陣列開展分析所需的任何其它數據，尤其旨在使正確編碼數據集合與陣列關聯的數據。實施例實施例1該實施例說明基於微珠的微陣列用於檢測單核苷酸多態性(SNP)的應用。利用紫外線光聚合作用，在玻片的表面上製備聚丙烯醯胺凝膠墊的陣列。每個分立的凝膠墊進一步由微柱正方形陣列組成。通過分別將珠與靶向特定SNP的寡核苷酸探針綴合而製備四組珠。這四種探針含有在靶SNP位點處ATGC的全部可能單核苷酸置換。用機器人分配器，使用微靶向法將第一組綴合的珠固定在指定的凝膠墊上。將鬆散固定的珠洗去，隨後使用CCD攝像系統對剩餘的固定珠成像。全部固定珠的位置從該圖像中解碼，並且將數據存儲在計算機存儲器中。隨後在相同凝膠墊上對第二組綴合的珠依次重複該過程。隨後將含有靶SNP的寡核苷酸的優化雜交緩衝液施加在固定的珠上。隨後用CCD成像系統檢測來自所述珠的陽性雜交信號。由於所述珠己經基於珠的位置進行解碼，故識別到這些信號。這使得容易地檢測到靶SNP。可以通過對高通量基因型分型平臺的每個凝膠墊上的四組珠重複該方法而實現多個SNP的多重檢測。將靶向第二SNP位點的四個其它組珠以相同方式固定在另一個凝膠墊上，不過在本圖中未顯示這些珠。實施例2該實施例說明基於微珠的微陣列用於檢測環境樣品中糞便指示細菌的應用。設計二十組探針以靶向十種糞便指示物的16SrRNA區。每種糞便指示物由一對完美匹配(PM)探針和在中央部分相差一個單核苷酸的錯配(MM)探針靶向。使用實施例1中所述的相同方法，在不同凝膠墊上固定與PM探針綴合的十組珠，並且表徵了每個凝膠墊中的珠的位置。對綴合於MM探針的珠重複此步驟，從而每個凝膠墊含有與靶向特定糞便指示物的探針對相綴合的珠。這兩組珠基於其空間編碼進行區分。製備疑似含有糞便指示物的環境樣品並與固定的珠雜交。基於PM和MM探針之間對IO個凝膠墊中每一個凝膠墊的相對雜交信號，檢測未知環境樣品中糞便指示物的存在。該系統可以容易地加以擴展以通過在其它凝膠墊上固定其它組珠而檢測多於IO種的糞便指示物。實施例3該實施例在相同晶片上平行地證實利用抗體抗原相互作用的基於抗體測定法和利用DNA/DNA或DNA/RNA雜交的基於DNA測定法的性能。通過生物素化準備抗體抗體(多克隆小鼠IgG和多克隆小鼠抗IgG)稀釋至大約2mg/ml。將生物素蛋白-NHS(10mg/ml，溶解在DMSO中)以1:1、5:1和10:1的摩爾比(M生物素蛋白:M抗體)添加至抗體溶液中，反應管在25。C溫育過夜。使用凝膠過濾柱(D-鹽葡聚糖脫鹽柱，Pierce.)純化生物素化抗體。生物素化抗體溶解於PBS中並在-20。C貯藏。用於抗體的FITC綴合的方法抗體(多克隆小鼠IgG和多克隆小鼠抗IgG，AristaBiologicalinc.)稀釋至大約2mg/ml。將FITC(10mg/ml，溶解在DMSO中)以5:1、10:1和20:1的摩爾比(M生物素蛋白:M抗體)添加至抗體溶液中。反應在管中25。C溫育過夜。使用凝膠過濾柱(D-鹽葡聚糖脫鹽柱，來自PierceBiotechnologyInc.)純化FITC-抗體。FITC-抗體溶解於PBS中並在-20°C貯藏。製備抗體包被的微珠(亞群1):鏈黴抗生物素包被的直徑9.95jim的聚苯乙烯珠(BangsLaboratories,Fishers,IN)用於固定抗體。將生物素化抗體以0.5毫克每1微升原始微珠的量(過量2.5倍)添加至珠混懸液。溫育在25。C過夜進行。未結合的抗體在使用前以PBST-B(IXPBS，0.05%Tween-20，1%牛血清白蛋白)洗滌2-3次。這些珠隨後置於如圖4中所示的基材上。製備寡核苷酸官能化微珠(亞群2):鏈黴抗生物素包被的直徑9.95pm的聚苯乙烯珠(BangsLaboratories,Fishers,IN)用於固定寡核苷酸。100貯存(stock)珠(l%固體)在TTL緩衝液(IOOmMTris-HCl，pH8.0，0.1%Tween20，1MNaCl)中淋洗三次、沉澱並隨後重懸於20pLTTL中。此後，以超過微珠結合容量的量(每mg微珠約330ngDNA)添加0.5jxL貯存(stock)探針(0.5(ig/^il)。通過在室溫下溫和混合12小時，將5'末端處生物素化的捕獲探針(5'-GCCCTCACGATCTCTTCC-3')經生物素蛋白-鏈黴抗生物素結合作用而固定在微珠上。固定後，將微珠淋洗、沉澱並重懸於80°C的TTL緩衝液(100mMTris-HCl，pH8.0，0.1%Tween20，20mMEDTA)中持續20分鐘，以除去不穩定的生物素蛋白-鏈黴抗生物素結合。這些珠隨後添加至如圖4B中所示的包含抗體包被微珠的微陣列。製備基於珠的陣列如上所述實施將抗體包被珠的珠的亞群(亞群l)(圖4A)和寡核苷酸包被珠的亞群(亞群2)(圖4B)沉積至微陣列基材上。可以將作為陰性對照且不包含任何活性劑的微珠的第三亞群沉積在基材上(圖4C)。該裝置由19x24聚丙烯醯胺凝膠墊組成的陣列組成，其中在用BindSilane(GEHealthcare,Piscataway,NJ)預處理的玻片(Coming，Coming,NY)上製備所述的陣列。所述凝膠墊的水平間距和垂直間距是300pm，並且每種凝膠墊還包含水平間距和垂直間距lO(im的10x10微柱陣列(10xlOxlO(im)。使用光聚合工藝來產生凝膠墊陣列。將光掩模固定在矽烷化玻璃載片上，其中所述的矽烷化玻片用丙烯醯胺溶包被並且在交聯儀(UVC500,Hoefer,SanFrancisco,CA)中暴露於紫外輻射持續45分鐘。丙烯醯胺溶液的區域暴露於紫外光並發生聚合，導致在玻璃表面上形成凝膠墊。凝膠墊的10mm高度由牢固地夾在光掩模與玻片之間的特富龍間隔區決定。聚合後，將玻片在0.1MNaBH4中處理30分鐘以降低凝膠墊的自身螢光。使用BiochipArrayer(PerkinElmer，Boston,MA)來送遞5nL不同的珠類型(約9000個珠/pL)至凝膠墊上。或者，珠也可以使用移液器手工點樣，雖然其精確度較低並且珠同時覆蓋幾個凝膠墊。所點樣每個單一珠的位置通過相差圖像進行記錄，用於確定它們的空間地置。隨後重複所述步驟直至用於檢測特定靶的全部珠亞群固定在相同的凝膠墊上。該裝置隨後以微流體模塊加蓋(cap)用於樣品流通。或者，緩衝液也可以在無所述模塊下施加於點樣的珠上。使用常見軟刻技術，製備聚二甲基矽氧烷(PDMS)模塊。同時進行DNA和免疫測定法將含有抗原和互補DNA的樣品與陣列溫育。該樣品含有0.1ng/^LCy3-標記的DNA靶(5'-AGGAAGAGATCGTGAGGGCA-3')和FITC標記的抗IgG、500mMNaCl和PBS-T緩衝液。將10pL樣品點樣在微珠陣列。在溫育30分鐘後，陣列用20pL含有500mMNaCl和PBS-T的溶液簡單淋洗，並且信號隨後由螢光顯微鏡寄存。與微珠結合的FITC標記抗IgG由圖4D中照亮的螢光圈顯示。與微珠結合的Cy3標記DNA由圖4E中照亮的螢光圈顯示。應當指出鑑定樣品中耙分析物的方法不要求使用多種光學標籤，因為每個微珠的確切位置是己知的。FITC和Cy3標記的使用在本實施例中純粹出於說明目的。實施例4將由已知第一生物活性劑組成的第一亞群微珠添加至基材，隨後洗滌，並且將數據圖像捕獲(圖3Bi)並以編碼/解碼數據表形式存儲。將由已知第二生物活性劑組成的第二亞群微珠添加至基材，隨後洗滌，並且將數據圖像捕獲(圖3Bii)並以編碼/解碼數據表形式存儲。隨後合併兩個編碼/解碼數據表以形成如下表1中所示的合併編碼/解碼數據表。每個微珠相對於基準點(X=0，Y=0，如圖3B中所示)的位置可以通過比較來自如下表1中所示合併的編碼/解碼數據表的數據而確定。將含有與螢光染料綴合的潛在靶分析物的樣品添加至微珠的微陣列。將微陣列洗滌並在螢光顯微鏡下觀察(圖3Bii)並且將圖像記錄並與如下表1中所示的合併編碼/解碼數據表比較以鑑定樣品中存在的靶分析物。生成含有每個微珠的x，y位置值的解碼數據集合；圖3B的實例數據集合在下表l中給出。在圖3B(i)中，在基材上提供來自第一批次的每個珠。在圖3B(ii)中，來自第二批次的每個珠在該圖中以"x"顯示。因此，電腦程式瀏覽在圖3B(i)和圖3B(ii)中所示的圖像，並且確定額外的珠屬於第二亞群。在頂部左邊角中顯示的大"X"是基準點。表1.圖3B中所示微珠的解碼數據表。將源自特定亞群的微珠以生物識別分子/生物活性劑包被。如圖3B(iii)中所示，第一批次顯示為用螢光染料照亮。應當理解圖3B(i)-(iii)僅在基材上顯示兩個批次(微珠亞群)用於說明。在實踐中，有可能在基材上運行100個亞群並且因而能夠鑑定更大數目的靶分析物。tableseeoriginaldocumentpage26tableseeoriginaldocumentpage27tableseeoriginaldocumentpage28tableseeoriginaldocumentpage29無需多波長測量。有利地，披露的基於微珠的微陣列允許i)將分析數據訪問權限於陣列用戶，但是分析性數據可以在特定分析物的解碼數據集合對該用戶披露後在稍後的任何時間上生成，和ii)通過經電子郵件、網際網路、行動電話、郵件和其它數據傳輸方式發送編碼數據而允許用戶訪問分析數據。更有利地，通過提供編碼數據控制對分析數據的訪問允許在政府、公司或保健組織中更安全的數據交換。例如在地點"A"處實施測量，但是在地點"A"處不能生成分析數據。測量數據傳輸至地點"B"並且與解碼數據集合合併以生成分析數據。在另一個實例中，用個人"P1"提供的樣品實施測量。可以從測量中不生成數據，除非個人"P1"或另一個人"P2"出於任何原因提供該數據集合。有利地，控制對分析數據的訪問分析數據可以提供潛在的商業可能性。例如，微陣列讀出數據可以含有針對靶全部分析物的全部分析數據，不過僅授權用戶訪問他人為此付費的特定分析物(解碼數據)。有利地，因為更快地進行分析，無需解碼過程，故可以加快檢測疾病，如非息肉病性結腸癌、乳腺癌、阿爾茨海默病、囊性纖維化、肺結核、衣原體病和HIV。更有利地，所披露的微陣列也可以改善法醫"DNA指紋"匹配法的速度。儘管已經付出合理的努力來描述本發明的等效實施方案，然而本領域技術人員在閱讀前述公開後明白可以在其中產生本發明的多種其它修改和改進而不脫離本發明的精神和範圍，並且全部此類修改和改變意圖處於所附帶權利要求書的範圍內。權利要求1.一種用於製備微陣列的方法，所述方法包括步驟使微珠群沉積在具有至少一個基準點的基材上，所述的群由至少兩個亞群組成，每個亞群包含能夠與至少一種靶分析物特異性結合的已知活性劑，其中將所述亞群依次且以彼此分立的時間段沉積；在沉積每個亞群後對所述基材成像；和使用所述基準點作為參考比較所述圖像，以確定每個微珠的位置，並基於各圖像之間的差異來識別所述亞群及其已知活性劑。2.如權利要求l所述的方法，包括步驟記錄指示各所述微珠及其亞群的位置的數據。3.如權利要求1所述的方法，其中所述的記錄步驟包括在計算機存儲器中記錄所述數據。4.如權利要求l所述的方法，其中所述的活性劑是生物活性劑。5.如權利要求4所述的方法，其中所述的生物活性劑是選自.蛋白質、核酸、酶、細胞、病毒顆粒和抗體中的至少一種物質。6.如權利要求1所述的方法，包括以化學反應基使所述微珠官能化的步驟。7.如權利要求1所述的方法，其中所述微珠的大小是100nm-500^im。8.如權利要求l所述的方法，包括在沉積每種亞群後，除去未與所述基材形成連接的所述微珠。9.如權利要求1所述的方法，包括在所述基材上形成至少一個基準點的步驟。10.如權利要求1所述的方法，其中所述的基材選自矽、塑料、玻璃、陶瓷、橡膠、聚合物或其複合材料。11.如權利要求l所述的方法，形成在所述基材中的三維結構以促進在該基材上容納所述微珠。12.如權利要求11所述的方法，其中所述的三維結構是在基本上平坦的基材中形成的凹陷。13.如權利要求l所述的方法，其中所述亞群依次沉積每個分立時間段的步驟進行1次至多達10,000次。14.如權利要求l所述的方法，包括提供光學標籤以指示所述微珠與所述靶分析物結合的步驟。15.在用於鑑定樣品中存在一種或多種靶分析物的系統內使用的微陣列，所述微陣列包含沉積在具有至少一個基準點的基材表面上的隨機微珠群，所述的群由至少兩個亞群組成，每個亞群包含能夠與至少一種靶分析物特異性結合的已知活性劑，其中已經將每個所述亞群依次且以彼此分立的時間段沉積以便能夠從每個分立的沉積時間段期間所獲取的對比圖像中確定每個微珠及其相應亞群相對於所述基準點的位置。16.用於鑑定樣品中存在一種或多種靶分析物的微陣列系統，所述微陣列系統包含沉積在具有至少一個基準點的基材表面上的隨機微珠群，所述的群由至少兩個亞群組成，每個亞群包含能夠與至少一種靶分析物特異性結合的已知活性劑，其中已經將所述亞群依次且以彼此分立的時間段沉積；存儲器，其記錄每個微珠及其相應亞群相對於所述至少一個基準點的位置，每個微珠及其相應亞群的所述位置已經通過比較在所述的依次分立沉積時間段之間的所述微珠的圖像進行確定；檢測器，其檢測所述微珠在接觸所述樣品時的變化；和處理器，其應答於程序指令以詢問所述存儲器並且比較從所述檢測器接收的數據，以便基於每個微珠及其相應亞群的位置而鑑定所述樣品中所述一種或多種靶分析物的存在。17.如權利要求16中所述的微陣列系統，包含用於存儲在所述存儲器中的解碼數據，所述解碼數據含有指示每一所述微珠相對於所述基準點的位置和已知活性劑的數據。18.如權利要求17中所要求保護的微陣列系統，其中所述的解碼數據處於用於經計算機網絡傳輸的格式。19.如權利要求17中所要求保護的微陣列系統，其中需要標識符以獲得對所述解碼數據的訪問權。20.用於鑑定樣品中耙分析物的方法，所述方法包括以下步驟使如權利要求15所述的微陣列與所述樣品接觸；鑑定己經發生變化的所述微珠亞群，其中所述的變化指示所述活性劑與所述樣品中存在的靶分析物結合；和基於顯示所述變化的所述微珠的位置和已知活性劑，鑑定所述樣品中任何靶分析物的存在。21.如權利要求20所述的方法，其中所述的變化是光學變化。22.如權利要求21所述的方法，包括提供光學標籤以指示所述微珠與所述靶分析物結合的步驟。全文摘要用於製備微陣列的方法。該方法包括使微珠的群沉積在具有至少一個基準點的基材上的步驟。所述群由至少兩個亞群、優選多個亞群組成，每個亞群包含能夠與至少一種靶分析物特異性結合的已知活性劑。將所述亞群依次且以彼此分立的時間段沉積。該方法也包括在沉積每個亞群後對基材成像的步驟。隨後使用基準點作為參考比較圖像從而確定每個微珠的位置，並且旨在基於各圖像之間的差異識別所述亞群及其已知活性劑。還披露了使用所述微陣列的系統。文檔編號G01N21/29GK101529227SQ200780028982公開日2009年9月9日申請日期2007年8月3日優先權日2006年8月3日發明者劉文佐,陶諦德,黃建國申請人:新加坡國立大學