CN1656380A - 微粒阵列及其制备方法 - Google Patents

微粒阵列及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1656380A
CN1656380A CNA028283783A CN02828378A CN1656380A CN 1656380 A CN1656380 A CN 1656380A CN A028283783 A CNA028283783 A CN A028283783A CN 02828378 A CN02828378 A CN 02828378A CN 1656380 A CN1656380 A CN 1656380A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pearl
chip
biochip
array
basic unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA028283783A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1299117C (zh
Inventor
迈克尔·佐伊尔
周昭和
黄晖
苏坎塔·班纳吉
洪叶
杨家诚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bioarray Solutions Ltd
Original Assignee
Bioarray Solutions Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bioarray Solutions Ltd filed Critical Bioarray Solutions Ltd
Publication of CN1656380A publication Critical patent/CN1656380A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1299117C publication Critical patent/CN1299117C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6834—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
    • C12Q1/6837—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase using probe arrays or probe chips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046—Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/5302—Apparatus specially adapted for immunological test procedures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54306—Solid-phase reaction mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00279—Features relating to reactor vessels
    • B01J2219/00306—Reactor vessels in a multiple arrangement
    • B01J2219/00313—Reactor vessels in a multiple arrangement the reactor vessels being formed by arrays of wells in blocks
    • B01J2219/00315—Microtiter plates
    • B01J2219/00317—Microwell devices, i.e. having large numbers of wells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00457—Dispensing or evacuation of the solid phase support
    • B01J2219/00459—Beads
    • B01J2219/00466—Beads in a slurry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00457—Dispensing or evacuation of the solid phase support
    • B01J2219/00459—Beads
    • B01J2219/00468—Beads by manipulation of individual beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00497—Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/005—Beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/0054—Means for coding or tagging the apparatus or the reagents
    • B01J2219/00545—Colours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00646—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being bound to beads immobilised on the solid supports
    • B01J2219/00648—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being bound to beads immobilised on the solid supports by the use of solid beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00659—Two-dimensional arrays
    • B01J2219/00662—Two-dimensional arrays within two-dimensional arrays
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2563/00—Nucleic acid detection characterized by the use of physical, structural and functional properties
    • C12Q2563/149—Particles, e.g. beads

Abstract

本发明提供了高单位密度的微粒阵列及组装这个阵列的方法。所述阵列中的微粒可以是用对给定靶分析物具有特异性的化学或生物学实体功能化的。本发明高单位密度阵列在芯片上形成，所述芯片可以按照本发明的方法被组合以形成多芯片阵列。本发明所述芯片和/或多芯片阵列被用于化学和生物学分析。

Description

微粒阵列及其制备方法
本申请要求申请日为2001年12月28日的美国临时申请60/343621优先权。美国临时申请60/343621在此以其全文并入参考。
发明领域
本发明涉及高单位密度的微粒阵列及其制备的方法。本发明还涉及多芯片阵列及其制备方法。本发明进一步提供了使用高单位密度阵列和多芯片阵列进行生物分析的方法。
发明背景
生物学和化学分析的阵列形式可以快速提供准确的结果，并且减轻了工作量。(Nature Genetics，1999 Vol.21(1)supplement pp.3-4)典型地，生物学探针如DNA，RNA或蛋白质分子的阵列通过沉积和固定作用或通过在惰性基层上进行原位合成来形成。在这些现有技术方法中，阵列形成通常需要将探针分子直接附着到一种基层上，所述基层可以是有机物质(如聚合物如硝酸纤维素)或无机物质(如玻璃或硅)组成的。
硅作为基层的应用提供了涉及半导体晶片和芯片加工完整建立的方法的某些优点。半导体加工时，晶片在一系列多种加工步骤中被修饰及转换以产生需要的特征。通常，多种相同特征在每个晶片上通过平行加工被同时制造以形成在晶片上的独立区段。通过使用平行或批次加工制造相同特征可以极大的节约制造时间。另外，批次加工产生了高度芯片一致性，而且通过使用某种光刻法(photolithography)和蚀刻法可以精确制造非常小(“亚微米级”)的特征。因此，具有高度特征密度的结构可以在非常小的芯片上制造。加工完成后，各个独立区段从晶片上切下，该过程称为分割(singulation)以获得一个多样性芯片。(Peter Van Zant，“Microchip Fabrication”，3rd edition，McGraw Hill 1998)。
含有不同功能芯片的半导体晶片可以在最终封装过程中通过互连不同的芯片或仅仅通过粘合两个具有不同功能芯片的晶片进行组合，然后切割晶片叠片组(stack of wafers)。高效的半导体制造过程可以显著地进行快速的工业生产。高度复杂的系统被发展用于芯片生产、封装和质量控制。
生物芯片是不同生物分子(“探针”)的阵列，所述分子可以与结合在固相支持物(solid support)上的特异靶结合。存在两种基本方法制备生物芯片。
第一种方法涉及将等量的含有预先合成的感兴趣的探针分子的溶液置于一个平面基层上，然后在指定位置固定所述探针分子。例如，将探针溶液加在基层上(“点样(spot)”)以形成一维位置编码(Kricka，Larry J.，“Immunoassay”，Chapter 18，pages 389-404，Academic Press，1996)或二维位置编码(US Patent Nos.5807755和5837551)的定制组合物的探针阵列。分子探针可以直接附着在基层表面或可以附着在固相载体上，然后沉积或附着于基层以形成一个阵列。微粒(“珠”)代表一种类型的这样载体。珠具有将制备和测试基层的过程从制备、应用和测试探针和分析化学的过程中分离出来的优点(US PatentNo.6251691)。多种大小和组合物的珠被广泛用于化学和生物学分析中以及组合合成中。
所述探针阵列生产的沉积、印制(printing)和点样方法具有一些不需要的特性。第一，现有技术水平的沉积和印制技术只能生产低特征密度(low feature density)的阵列，因为典型的点样尺度为100微米及点对点(spot-to-spot)分离为300微米。第二，目前为止探针沉积方法不能产生一致的点样点，还有显著的点对点差异。第三，点样方法，包括如电泳沉积到图案化的电极上的变化方法(美国专利No.5605662)需要大量的设备和后勤的支持以在任何有意义的规模下进行阵列的生产。特别地，点样方法不能进行探针阵列的批次制造。因此，当批次加工样式用于有效生产基层时，随后通过应用化学或生物学探针“生物功能化”这些基层的步骤是低效率的，因为其不适合批次加工形式而且需要许多单独的点样步骤。因此，这个制造大量相同功能化芯片的方法与使用平行加工方法的方法相比是非常耗时和昂贵的。
制备探针阵列的第二个方法涉及使用类似于半导体加工的标准程序，光刻法的方法原位光化学合成线性探针分子如寡核苷酸和肽。近些年这些方法被广泛使用以在一组平行的多步光化学反应中在玻璃或类似基层的指定位置上合成寡核苷酸(美国专利No.5143854；Proc.Nat.Acad.Sci.USA，1996，93：13555-13560)。
尽管在一个晶片上同时直接产生大量探针阵列的平行加工具有批次加工产生的可测量性和本质上提高一致性的优点，对制造探针阵列而言还是存在严重的缺点。第一，在一系列一步反应中，只有简单的、相对短的线性分子适于合成，而且实践中，通过这个方法只制备了短寡核苷酸的阵列。第二，该反应经常不能进行完全，导致明显的组合物不均一。第三，所有半导体加工必须在导入生物分子之前完成，因为生物分子可能对某些半导体加工步骤的苛刻环境不适应。这个限制可能使人无法体现半导体制造技术中的各种优势。第四，如果在批次制造形式上进行功能化，则制造方法限定了晶片上每个芯片的化学或生物化学组合物(“内容物(content)”)。就是说，在探针设计中导入一个变化需要相应地改变整个制造过程。定制(customization)，尽管理论上可行，但是需要在光化学合成所需探针分子需要的必需掩蔽(masking)步骤中产生一个变化。这个方法的成本和时间耽搁使定制在实践中不可行。
附图简述
图1a和1b阐明了本发明的方法。
图2示出了包含一个珠阵列的芯片实例。所述芯片包含三层(L1，L2，L3)。L1是具有一个容纳珠的显微机械加工的阵列的硅基层(A1)；L2，图案化的SiO2(100nm厚)；L3，是Si3N4层(5-10nm厚)。
图3示出了晶片设计实例。
图4示出了设计包含珠阵列的芯片的实例。所述基层是硅(Si)。12触点星图案(12-tip star pattern)位于100nm厚的SiO2层上。所述星内部未被SiO2覆盖，而所述星外部被SiO2覆盖。在中心存在一个紧密封装的六边形凹进(recess)的阵列。所述凹进总数是4012。
图5提供了用于保护珠的表面结构的实例。H1是一个保留(retain)珠的具有直侧壁的孔。H2是可以容纳一个珠的金字塔凹进。H3是限制一个珠的柱组。Hx是可以容纳多个柱的凹进。
图6示出了阵列结构的实例。A1和A2是矩形凹进的阵列。A3是六边形凹进的阵列。
图7示出了芯片分组的实例。
图8阐明了芯片封装方法。A，B，C，D是具有不同功能的芯片。按照所划线，晶片可被分成芯片。各个从不同晶片分出来的具有不同功能组的芯片可以置于一起。一个4芯片封装由4个不同功能化的互相连接的芯片组成以进行生物学应用。所述4个芯片可以多种方式排列，非限制实例包括正方形或线性。
图9阐明了通过移动行和列中的自由芯片的组装芯片的方法。
图10示出了将一个探针阵列置于每个芯片一角的芯片设计实例。通过图中这种方式组合这样4个芯片，可以形成一个更大的阵列。
图11阐明了包含本发明珠阵列的芯片制造方法。
图12是硅晶片上形成的水凝胶的照片。
图13a阐明了水凝胶形成前和凝胶剥落后芯片上珠阵列的荧光图像。珠的数量和珠位置是相同的。图13b阐明了经水凝胶处理和未经水凝胶处理的芯片反应结果。
图14阐明了可移动芯片载体及其应用以及反应槽。
图15阐明了随机编码阵列的实例；(b)芯片文库(c)芯片文库中芯片的随机组装，(d)阵列的随机拼贴(tiling)。
图16阐明了同时组装或顺序组装具有不同大小的珠的阵列设计。
图17阐明了多芯片载体的设计。
发明内容
本发明提供了一种具有半导体制造方法优点的平行加工方法(parallel processing method)。另外，本发明所述方法很灵活，可以满足不同数量和不同分析的要求。本发明组合了可以选择具有高特征密度(high feature density)的阵列内容物的灵活性和平行(批次)阵列组装的规模经济性。本发明提供了在基层上描绘的间隔中指定的位置组装可选择组合物的随机编码的、载体展示的探针阵列的方法，所述基层因而可以被分成多个具有载体展示探针阵列的芯片。另一个实施方案中，来自一或多个基层的分割的芯片(没有载体展示探针)与所需种类的载体展示探针接触以形成具有所需阵列的芯片。本发明通过组合从具有不同种类载体展示探针的基层制备的芯片提供了多芯片阵列。本发明还描述了设计基层和展示载体如化学标记的微粒的芯片以在针对多种靶分析物的生物测试和分析中最优化芯片展示微粒阵列，所述靶分析物包括生物分子如核酸、蛋白质、细胞等。
生产本发明生物芯片的方法包含图案化(pattern)一个基层以形成多个芯片区域，刻划(delineate)芯片区域间的分隔边界，在所述基层表面上组装至少一个包含生物功能化的、任意编码珠的珠阵列，及分割所述芯片区域以形成单独的生物芯片。如上所述，分割可以在芯片表面珠阵列组装前完成。(本文中，术语“生物芯片”指具有生物分子附着其表面上的芯片，例如用于生物分析中。)生物分子的非限制性实例包括寡核苷酸、核酸片段、蛋白质、多肽、配体、受体、抗原、抗体和生物结合对的各个成员。而且，术语“分割”(singulate或singulation)指通过破坏基层或含有多个芯片的基层亚单位上的各个芯片区域间的连接而获得芯片的方法。而且，术语“功能化”及“生物功能化”指生物分子(例如分子探针)结合基层，包括附着于珠表面的方法。
本发明还提供了制造包含多种分子探针的分析装置的方法。所述方法包含从探针文库中选择分子探针并将其附于多种珠上以形成一个珠亚群(bead sub-population)。所述珠亚群被附于一个含有芯片的基层的主要表面上，所述芯片具有鉴别来源晶片的可解码标记。所述晶片然后被分割以生产多种生物芯片。对包含不同分子探针的至少一种其它珠亚群重复所述过程。所得生物芯片于是组装形成一个生物阵列。
本发明另一方面提供了按照本发明所述方法制备的分析装置。本发明的装置包括被分割以限定分隔的芯片区域的基层。这样的基层任选地可以进一步图案化和分割以限定约束(restrain)一或多个载体如珠的亚区域。
另一个实施方案中，本发明包含被分割的和任意图案化的基层，其进一步包含一或多个种类的检测靶分析物的载体探针。
上述分割(fractionation)晶片形成的分割的、具有或不具有载体探针阵列的芯片也是本发明的一个实施方案。优选地，所述芯片包含一个载体探针阵列。
本发明还包括检测一或多种靶分析物的分析装置。本发明这样的分析装置包含一或多个生物芯片，所述生物芯片包含一个适于检测一或多种所需靶分析物的功能化的珠阵列。在一个优选的实施方案中，多个不同生物芯片被附于一个载体以提供检测不同靶分析物的能力。
本发明的另一方面提供了一个进行生物分析的方法，包含将多种结合于一个载体的生物芯片与包含至少一种靶分析物的溶液接触，并直接或间接检测所述分析物。所述多种生物芯片可以包含至少一个亚群的、具有一个生物功能化阵列的生物芯片。任意地，所述多种生物芯片可以包含至少两个亚群的生物芯片，其中不同亚群的生物芯片具有不同大小或不同的珠阵列几何学。
本发明的另一个方面提供了一个使用上述分析装置进行分析的方法。所述方法包含将所述分析装置的生物芯片阵列暴露于一种含有至少一种靶分析物的溶液并检测所述反应产物。
本发明的另一方面提供了一种制造生物芯片载体的方法，包含将具有至少一种亲水主要表面的固体基层用一种用于空间限定生物芯片阵列的图案化的疏水层覆盖。
本发明还提供了一种在半导体基层表面组装珠阵列的方法，包含将一个图案化的电介质膜置于所述半导体基层的表面，其中所述电介质膜在基层表面形成边界，并且将溶液中的珠加入指定为珠阵列的基层区域中，其中所述区域是由所述边界限定的。
本发明的另一方面提供了一种直接将珠沉积在半导体基层表面以形成珠阵列的方法，所述方法包含将珠溶液加入到图案化的半导体基层的表面，所述基层含有容纳所述珠的结构并且机械地搅动所述溶液以诱导所述珠沉降在该结构中。
本发明的另一方面提供了一种珠阵列，包含用一种可移除的包被物保护生物芯片上的珠阵列。其中，珠阵列包含多种具有表面附着分子探针的珠，并且所述包被物具有对珠表面上的分子探针是非反应性的性质。
本发明还提供了在制造生物芯片过程中进行质量控制的方法。该方法包含任意地编码生物功能化的珠，将含有容纳珠的凹进的、图案化的基层暴露于含有珠的溶液，并且任意地将所述珠成像以保证所述凹进被充分占据(occupy)。
发明详述
本发明提供了设计和生产所需组合物和布图的、包含化学或生物实体如生物分子如核酸和蛋白质的阵列的组合物和方法。特别地，本发明所述方法组合了阵列内容物和高特征密度的实时(real-time)选择的灵活性和在描绘的晶片间隔(“芯片”)的指定位置组装可选择组合物的随机编码的、载体展示探针阵列多样性的平行加工的规模经济性。本发明还包括了形成这样芯片的位置和组合物编码阵列的方法。进而，本发明提供了在涉及生物分子和细胞的生物测试和分析中最优化的固体载体如标记微粒(“珠”)和标记芯片(“贴片(tile)”)的晶片和芯片设计。
本发明提供了制造高单位密度微粒阵列的方法和过程，所述微粒是生物学或化学功能化的。这样的阵列可以以可调数量、灵活的形式和用预先选择的组合物生产。本发明的方法和过程可以以批次和平行的形式进行。特别地，本发明涉及在一或多个晶片上制造这样的微粒阵列，所以特异晶片的一部分或全部展示一或多个这样的具有预先选择的组合物和功能性的微粒阵列。本发明还涉及封装多芯片形式的所得微粒阵列。
本发明提供了具有依赖于阵列最终用途的组合物的阵列。可以制造含有大约一个珠到几百万个珠的阵列。通常，所述阵列将包含一到十亿或更多，这依赖于珠和基层的大小以及阵列的最终用途。高特征密度阵列的优选范围是从大约1000000000(十亿)到1个珠/mm2，更优选1000000到100个珠/mm2，最优选100000到1000珠/mm2。
功能化本发明的微粒以包括化学或生物学实体，如DNA、RNA和蛋白质。依赖于感兴趣的应用可以选择这些实体以提供选择阵列内容物的灵活性。另外，因为这样的微粒阵列具有高特征密度，其可以被设计以最优化用于进行感兴趣的生物分析的阵列。这样的阵列例如是PCT/US01/20179和US Patent No.6251691所揭示的，在此其全文并入参考。
本发明的全部过程的方法可以被分成4个大体类别，称为组装前、组装、组装后和封装。这样的分类不是试图限制某种类别的某种方法。如下进一步所述，图1a和1b特别阐明了本发明的方法。
I.组装前
组装前的方法包括进行芯片布图，按照这个布图制造晶片，任意对晶片划线(scribe)，然后如果需要，进行清洗和检查。如图1a和1b所述，分割(如下述)可以遵循组装的方法(图1a)或遵循晶片制造的方法(图1b)。如果各个芯片得自一个晶片，所得芯片被分类并且每个芯片可以如下述被标记以基于其功能性鉴定这样的芯片。
II.芯片布图
一个芯片布图示于图2。可以理解一个“芯片”可以是任意三维形状的。每个芯片包含一个基层(例如，层1(L1))，其中组装生物功能化珠以形成一个微粒阵列。许多类型的物质可以用作基层。适当的物质具有某些所需的性质。这些性质可以分为机械(例如强度)、电子(例如，具有可以修饰的边界阻抗(interfacial impedance))、光学(例如，平面度、透明度、明确的光学吸收光谱、最小自发荧光、高反射性)和化学(例如易于进行针对精确特征或针对沉积电介质层、可以共价连接的表面反应性的过程)性质。适当基层的非限制性实例包括半导体(例如，硅)、绝缘体(例如，兰宝石、云母和红宝石)、陶瓷物质和聚合物(例如，MylarTM，KaptonTM和LuciteTM)。
某些实施方案中，基层可以是半导体晶片，如单晶半导体晶片，其通常用于半导体装置工业中。其它实施方案中，基层可以是任意可图案化的固体基层，其对用于芯片制造和生物分析中使用的试剂是惰性的。这种基层的非限制性实例包括玻璃、塑料和聚合物。
图2阐明了具有矩形交联区域的芯片并且并非试图限制其它的芯片几何学。图2中，L1代表中间层(尽管在L1两侧的层不是必需的)。L1的凹进阵列A1是建立珠阵列的地方。凹进A1的形状不需要是正方形。其它适当形状的非限制实例包括三角形、矩形、五边形、六边形和圆形。凹进阵列A1的功能之一是通过在晶片或芯片上建立矩形结构以限制表面上珠的运动而辅助排列和保护珠。
任意地，所述芯片还可以含有一个第二层(L2)。层L2包含一个图案化的绝缘电介质层(例如，二氧化硅)。一个可能图案的实例由图3给出，其在芯片的中间示出了一个星形图案。阴影区域是电介质物质并且白色区域是电介质被除去的区域。电介质层的厚度典型地，但非限制的为100nm。如果对芯片垂直应用一个电场，由于L2图案，在芯片表面附近形成了一个不均一的电势。所述电场可以如在此并入参考的US Patent No.6251691所述的方法(该方法称为“LEAPS”)应用于所述表面。使用LEAPS，当AC电势应用于基层时，施加于基层表面的液体溶液中的珠置于变化的横向电场梯度中。这个电场梯度驱动溶液中的珠，所以珠将在L1上建立表面结构的A1区域上积聚。因而，L2的图案可以是任意可以引起珠在基层特定位置积聚的图案，尽管其应该被那些比其它图案更有效地引起珠积聚的图案所识别。
电介质层L2的图案化和预先确定的设计促进了准永久性修饰珠溶液-电介质-半导体形成的电解液-绝缘体-半导体(EIS)结构的电阻。通过空间调节EIS阻抗，电极图案决定了电极附近的离子电流。依赖于所应用的电场频率，珠或者被挑出，或者避开高离子电流区域。空间图案化因此可以对珠阵列的放置和形状进行明确地外部控制。
任意地，包含珠阵列的芯片可能含有一个保护性的、通常覆盖表面的钝化层。L3层的功能是作为芯片和包括珠悬浮液、生物分析样品或洗涤芯片的化学物液体介质间的一个界面。因此，L3层应该对化学物的腐蚀和周围环境是相对稳定的(robust)。其还应该保护附于珠的功能性探针免于在珠阵列组装过程中受静电力的破坏。一些实施方案中，L3层还在珠阵列组装中将珠粘附到芯片表面减到最小。L3层优选对生物样品是惰性的，并且优选在与用于生物分析中荧光检测时相同波长范围内是非荧光的。另外，它的存在不应该使芯片表面附近电场的分布产生变化，该变化将阻止将LEAPS用于珠组装。作为实例，L3层可以是具有大约40到大约100A厚度的LPCVD(低压化学气相沉积)氮化硅薄层。
L3层还可以通过化学处理被工程化以改变表面特性。例如，氮化硅表面可以被氧化以产生SiOx(即SiO2和/或亚化学计量的氧化硅)或氧氮化硅(SiOxNy)，这两者都是亲水的，而且促进分散水性样品。其它实施方案中，表面SiOx或SiOxNy可以进一步用硅烷醇基团功能化以产生一个疏水表面。
最后，每个芯片的背部可以用一种金属或金属合金包被以进行电接触(优选欧姆接触)。例如，如果芯片是硅基层制成的，芯片的背部可以用薄铬粘附层和一较厚的金层包被，使用半导体工业的常规方法进行。尽管金包被对大多数化学物是惰性的，而且具有高传导性，然而如果与其它制造方法化学相容，也可使用其它欧姆接触包被物。非限制实例包括一氮化钛/钨和钛钨/钨。芯片在分割之前或之后可以用金属或金属合金包被。
任意地，芯片的一侧和/或其平行相对侧(parallel opposite side)可以用一种磁性反应性物质包被。这可以通过使用常规组装方法在芯片磁珠的一侧或两侧组装磁珠完成。可以使用2001年12月28日申请的US Serial No.10/032657所述方法，其并入参考。在组装之前，所述磁性反应性物质可以被功能化以提供额外的化学和生物学功能性。或者，芯片的所有侧面可通过使用本领域已知的方法被芯片载体上随机吸收珠编码。阵列的构型提供了一个鉴定所述芯片的小型化的标记(“芯片ID”)以及晶片来源(“晶片ID”)。每个芯片ID得自数字S，其表示一个随机编码的L位置阵列的可区分的构型，通过以下方式给出，其中r(k)(不可区分的)微粒的n(无序的)样品，1≤k≤n，可以在L位置中分布：
S(L；n；r(k)，1≤k≤n)＝L！/[r(1)！r(2)！...r(k)！...r(n)！]表明大量可能组合是L＝16的阵列，由n＝4可区分的珠类型组成，每个类型出现4次(r(1)＝...r(4)＝4)，可以展示S(16；4；r(k)＝4；1≤k≤4)＝16！/[(4！)(4！)(4！)(4！)]，或者大约六千三百万可区分的构型。
使用随机编码的阵列产生许多标记T时，其中T＜＜S，对许多实际应用而言，一个大小为S的大的构型空间被取样以减少重复的机会。使用随机编码珠阵列构建标记的一个特别的优点是通过本发明的方法，它们易于以小型化形式和在一步方法中大量地廉价产生。芯片ID的随机编码的珠阵列形式易于构建以共享共同子域(subfield)或子码(subcode)，其可以用于确定两个或更多个芯片是否来自于相同的晶片。例如，如果总共n个珠类型用于在N个晶片上产生芯片ID，p个类型可以被保留，其中p＜n，而且选择的p使2p＞N。于是构建了只含有剩余的n-p珠类型的晶片特异子码。例如，给定n＝16珠类型去构建含有鉴定来自N＝100的晶片之一的每个芯片子码的芯片ID，p＝7珠类型可以保留以构建7位数的二进制码以通过一直到7个保留的珠类型的缺少来鉴定100个晶片中的每个晶片。例如，组中一个晶片缺少所用7个保留类型，另一个7缺少一个保留类型。编码珠是功能化的并且在其表面携带探针分子。编码磁性颗粒还可以被磁化及可以显示化学和生物学功能性。
一个制造的芯片实例示于图4。基层是Si(100)，具有电阻系数1.5-4欧姆-cm的n-类型掺磷晶片。芯片是边长1.75mm，厚度为0.5mm的正方形。L2层是1000A的热生长二氧化硅，在中间具有12-触点星开口。该星的尺度如图4所示。芯片的中心有一个包含68行和59列的紧密充满的六边形凹进阵列。所述六边形凹进的尺度示于图4。L3层是60A厚的LPCVD氮化硅层，其覆盖了全部芯片，除了六边形凹进的侧壁和底部，那里只有具有天然氧化硅的裸露硅。
图5a和5b阐明了适于限制珠运动的其它结构的非限制性实例。H1是具有直侧壁的保留单珠的凹进或洞穴。H2是可以容纳一个珠的反向金字塔形凹进。H3是限制一个珠的一组柱子。Hx是可以容纳多个珠的凹进。上图(图5a)示出了结构的俯视图，而下图(图5b)示出了横截面视图。一个实施方案中，使用了一个只容纳一个珠的直侧壁间隔(compartment)H1。这个结构用于在液体介质中限制珠。图5阴影区域是基层物质而白色区域是空的空间。间隔形状不限于方形；例如一个金字塔形凹进H2可以用为容纳一个珠的间隔。进而，尽管凹进的底部优选平坦的，在某些实施方案中这不是必需的。
图6示出了阵列结构的实例。A1和A2是矩形凹进阵列。A3是六边形凹进阵列。可以在芯片或晶片上制造多种结构以在芯片或晶片表面形成一个阵列或多个阵列。这些结构可以是相同或者不同类型的结构和/或不同大小的结构可以共存。图6中阐明了3个说明性实施方案。图中，阴影区域是凹进。非阴影区域是原始基层表面(其覆盖有一个薄膜)。排列A1是方形凹进的正则笛卡尔阵列(regularCartesian array)。排列A2是方形凹进的交互棋盘阵列(alternatingcheckerboard array)。排列A3是六边形凹进的阵列。尽管本发明的阵列非限于正则阵列(regular array)，但正则阵列方便阐明反应结果。
当然，芯片中阵列的位置不限于中心。例如，阵列可以位于一个角，如图10所示。另外，一个芯片上可以存在一个以上的阵列。例如，在一个芯片上可以制造4个阵列，如图10所示。一些实施方案中，将不同组的珠加入到芯片上4个阵列的每一个中。在一个大规模过程中完成这个珠分布的一种方法是使用在一个时间只暴露每个芯片上一个阵列的掩蔽物(mask)。将不同组的珠加入被暴露的阵列。该掩蔽物然后移动以暴露芯片上另一个阵列并重复这个过程。重复4次后，每个芯片具有含有4个不同组的珠的4个阵列。
1.2晶片制造
可以使用几种方法在晶片上使用晶片技术，如例如光刻法或材料蚀刻术进行选择的芯片布图。选择的方法依赖于晶片设计要求。依赖于不同的要求，晶片进行一或多个制造循环以产生一个充分加工的晶片。这个过程中每个晶片循环包含，但非限于，3个步骤：(i)物质生长和/或沉积；(ii)印刷(lithography)；和(iii)蚀刻。每个循环通常产生一个结构层。依赖于晶片上的靶结构，可以循环制造一或多层。
例如，物质生长或沉积可以通过SiO2在硅上的生长或电介质物质如SiO2、Si3N4或其它物质的化学气相沉积，或者金属如铝、铬、金、钛或其它金属的沉积完成。印刷步骤可以包括光刻法、电子束印刷(e-beam lithography)、x-射线光刻或压印印刷法(imprintlithography)。蚀刻步骤可以包括去除掩蔽层如但非限于光致抗蚀剂限定的某些区域内的一定量的物质。蚀刻方法的非限制性实例包括各向异性蚀刻，如反应离子蚀刻、偏压晶面(crystal plane-biased)湿法化学蚀刻或各向同性蚀刻，如各向同性湿法化学蚀刻、气相蚀刻或等离子体蚀刻。
1.3划片
为有效进行功能化，晶片加工过程后进行芯片区域刻划，以便芯片区域适于进行批次平行加工。为此，本发明优选刻划晶片以刻划区域，以便随后的分割可以将其分为单独的芯片。本发明的其它实施方案中，使用不需要划片的技术分隔芯片。划线的目的是产生折断线以便于在晶片分割步骤中分离各个芯片而不损伤或破坏各个芯片。应注意尽管划线是要被折断的，但其足够坚固以便在随后的加工步骤中不损坏芯片。例如，可以使用划片机械(例如，DISCO，Dynatex，或Loomis Industry)产生划线以使划线只是晶片厚度的一部分。然后在垂直方向对划线应用滚子以进一步刻划各个芯片。可以使用钻石头的划线器划片；一个硅晶片上芯片间的沟道(trench)可以通过使用湿法化学的化学蚀刻产生，如例如在高温下的氢氧化钾/水溶液。晶片也可以通过深反应离子蚀刻进行干法蚀刻以在芯片间产生明确的沟道。
1.4晶片清洁和检查
划片步骤中，可能产生灰尘或颗粒。为保护晶片表面，本发明一个实施方案中对晶片表面应用了一个保护层。例如，该层可以是胶带(如果其不破坏晶片表面)、光致抗蚀剂包被物或其它有机包被物。刻划后，通过从晶片上剥落(例如如果其是胶带)或将其溶解于适当的溶剂中除去保护层。例如，光致抗蚀剂层可以通过将其溶剂于丙酮中除去，然后用异丙醇冲洗晶片。如果在晶片上剩下了痕量的保护包被物，可以使用更侵蚀性的清洗方法。一个实施方案中，晶片用氧等离子体清洗以除去痕量的有机物。另一个实施方案中，晶片通过RCA清洗方法清洗，RCA清洗方法是一个半导体工业中标准的清洗方法，其包括加热到大约75℃的氢氧化铵/过氧化氢混合物。另一个实施方案中，晶片在高温(大约60℃)用浓缩的硫酸和过氧化氢的混合物清洗。
1.5芯片分组(grouping)
图7示出了芯片(C3)分组的实例。C1是晶片或便于进行如半导体工业中所用的批次制造的任何基层单位；C2是C1的亚单位(可以是整个C1)，其由所需数目的芯片组成；C3是一个芯片，其是生物芯片的最小单位。通常，C2是进行芯片功能化的完整单位。功能化后，C2分成单独的C3。
1.6珠功能化和组合(pooling)
此处所用术语“微球体”、“微粒”、“珠”和“颗粒”可互用。珠的组合物包括但非限于塑料、陶瓷、玻璃、聚苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸类聚合物、顺磁物质、氧化钍凝胶、碳石墨、二氧化钛、乳胶或交联葡聚糖如琼脂糖凝胶、纤维素、尼龙、交联胶束和特佛隆(teflon)。(见“Microsphere Detection Guide”，Bangs Laboratories，Fishers，IN.)所述颗粒不需要是球形而且可以是多孔的。珠大小可以在纳米(例如，100nm)到毫米(例如，1mm)的范围内，优选珠在大约0.2微米到大约200微米范围内，更优选在大约0.5微米到大约5微米范围内。
本发明的一些实施方案中，在分布到晶片表面前将珠功能化，以便每个珠具有一种连接到其表面的特异类型的生物探针。多种功能化珠的方法适用于本发明。适当的方法部分取决于用于制造珠的物质的性质。例如，使用本领域已知的方法，例如使用本领域已知的几种偶联反应之一，通过附着结合试剂分子而功能化珠，这些分子包括核酸，包括DNA(寡核苷酸)或RNA片段；肽或蛋白质；适合体(aptamers)和小有机分子(G.T.Hermanson，Bioconjugate Techniques(AcademicPress，1996)；L.Illum，P.D.E.Jones，Methods in Enzymology 112，67-84(1985))。本发明的某些实施方案中，功能化的珠具有共价连接于珠上的结合试剂分子(例如，DNA、RNA或蛋白质)。珠可以储存于含有缓冲剂的大体积悬浮液中备用。功能化典型地需要一步或两步反应，其可以使用标准液压控制机器人平行进行以共价附着任意数量的所需功能到指定的珠上。可以使用芯-壳体系结构的珠，所述壳由一薄层聚合物阻挡层组成，选择所述阻挡层的优选组合物；并且依照靶分析的应用进行功能化。
本发明的一些实施方案中，所述珠用荧光染料进行颜色编码。针对不同分析的应用，珠可以在其表面包含额外的染料标记的生物物质。为检测珠和分析的信号，可以使用荧光显微镜成像。
珠文库通过制备不同组珠的亚群建立。每个珠亚群通过将探针文库中的一种类型的分子探针附于多种珠上形成亚群来制备。每个珠亚群通过具有荧光染料颜色编码或其它方法来区别。
II.组装
珠阵列通过在晶片或部分晶片的表面上保护珠来进行组装。保护晶片表面上珠之前，通过用光学可区分的标记将珠化学编码或染色形成珠文库，所述标记含有一或多种通过激发波长、发射波长、激发态时间或发射强度进行光谱区分的荧光团染料。所述光学可区分的标记可用于以特异比率染色珠，如例如Fulwyler，US Patent No.4717655所揭示。染色还可以通过本领域技术人员已知的方法使颗粒溶胀进行(Molday，Dreyer，Rembaum&Yen，J.Mol.Biol 64，75-88(1975)；L.Bangs，“Uniform Latex Particles”，Seragen Diagnostics，1984)。例如，直至12种可区分的珠群可以通过用两种颜色溶胀(swelling)和bulk染色进行编码，每个有4种强度水平，并且以4种摩尔比率混合。国际申请No.PCT/US/98/10719揭示了外和内表面的组合颜色编码，所述国际申请在此以其全文并入参考。United States PatentNo.6327410也讨论了颜色编码，其在此以其全文并入参考。
当形成珠阵列时，有许多可能的方式保护芯片表面上的珠。晶片制造步骤中形成的凹进提供了在基层表面上保留珠的间隔。保护(或固定)珠的效力依赖于凹进相对于珠大小的尺寸。用于这个目的的凹进的尺寸是凹进的深度是使用的珠直径的大约0.5到1.5倍。更优选地，凹进的尺寸是当珠因为重力在凹进中稳定时，其最高点位于边缘顶部之下，而且只存在足够空间容纳另一个珠1/3的体积。另外，虽然优选凹进的大小大于珠的大小，在这个优选的实施方案中，每个凹进应该不能容纳多于一个珠。而且，凹进的开口是略大于珠。例如，示于图4的六边形阵列与具有3.2微米直径的珠符合。
可能不需要使用基层中的凹进来容纳珠。例如，可以在基层表面排列多个柱以约束珠。一个可能的结构示于图5c的上图(俯视图)和下图(透视图)。在这里，每个珠被环绕其的6个柱限制。柱的数目不限于6个，也可以是3个或更多。进而，任何其它凸起的或凹下的表面结构都可以使用，包括块、柱、隆起和凹痕。其它实施方案中，可以使用可以容纳多于一个珠的大的凹进。例如，图5d示出了具有直侧壁的大的凹进。上图的俯视图示出了所述大的凹进的水平尺寸是一个珠直径的两倍以上。
如上述，用于组装微粒阵列的凹进的几何学和大小可以是各式各样的。某些实施方案中，通过蚀刻形成孔后，通过沉积一层氧化硅或聚合物改变了所述几何学和大小。例如，通过这个沉积方法可以形成具有凹角侧壁轮廓的凹进。本文中，术语“凹角侧壁轮廓”指这样一种凹进，表面凹进开口处的直径小于凹进底部的直径。通过这种方法形成的具有凹角侧壁轮廓的凹进在加工和分析过程中具有更高的珠保留比率。
通过共价键或范德华力、静电力、重力、磁性或其它力可以将珠附于表面。也可以组合使用这些结合方法。一个实施方案中，可以通过从描述的珠阵列组合物中的各个库中挑选指定编码的珠的样份(aliquot)产生珠阵列。将“组合”(pooled)的悬浮液样份分散到选定的基层上，如晶片刻划的间隔。
其它实施方案中，可以使用LEAPS制备珠阵列。这些实施方案中，提供了基本上平行于第二平面电极的第一平面电极(“夹层”构型)，这两个电极被含有电解液的缝隙分开。第一平面电极的表面或内部通过界面(interfacial)图案方法进行图案化，如下述。将编码的和功能化的珠导入缝隙中。当在缝隙中应用AC电压时，珠在第一电极(例如，芯片或晶片)上形成一个随机编码的珠阵列。或者，使用LEAPS可以在一个光感电极(例如，芯片或晶片)上形成珠阵列。优选地，上述夹层构型也用于平面光感电极和另一个平面电极。而且，两个电极被含有电解液的缝隙分开。将功能化的和编码的珠导入缝隙中，当组合应用AC电压和光时，其在光感电极上形成一个阵列。
本发明使用的基层(例如，芯片或晶片)可以用LEAPS的界面图案方法进行图案化，通过例如氧化物或其它电介质物质的图案化生长以在应用AC电场下产生所需的阻抗梯度构型。或者，通过选择性的向基层的内部区域中掺杂质可以获得图案化的基层。可以设计图案以产生所需的AC场诱导的流体和相应的颗粒运输的构型。通过使用半导体加工技术可以在一个晶片上图案化基层。另外，通过沉积一可UV图案化、透光聚合物的薄膜对基层进行间隔，使流体管道和间隔的所需布图附于基层以在一或多个不连续间隔中限制流体，因而在给定基层上容纳多个样品。
例如，空间编码可以在阵列组装过程中在单液相中完成，例如，使用LEAPS以响应改变的电场和/或投影到基层上的光图案而以任何所需的构型组装平面珠阵列。LEAPS在硅芯片和调节介导阵列组装的电流体动力的溶液间产生界面阻抗的横向梯度。电学要求是适度的：在两个平面电极间典型地为100m的流体缝隙间典型地应用低于10Vpp的低AC电压。这个组装方法是快速的而且是光学编程地：在电场下，几秒内形成含有数千珠的阵列。也可以在维持在间隔的芯片表面的多流体相中产生多个亚阵列。或者，通过组装分隔的芯片为指定的多芯片构型完成空间编码，每个芯片携带至少一个来自特异库的随机编码阵列。
一个实施方案中，全文并入参考的PCT/US01/20179揭示的方法(该方法称为“READ”)可以用来制备用于进行本发明的多元生物分子分析的定制珠阵列。使用READ，通过应用分隔的批次加工制备阵列以生产应用特异的基层(例如，晶片等级的芯片)和生产化学编码和生物功能化的珠(例如，～108珠/1001悬浮液)。优选地，在阵列组装前分别进行珠的质量控制(QC)，如确定形态和电学性质，后者实例包括表面(“Z”)电势和表面导电性。另外，在导入到基层之前，对悬浮液中的珠进行分析。这是为了最优化阵列条件，通常目的是最大化阵列敏感性和特异性及最小化珠与珠间的差异。对基层，QC步骤可以包括光学检查、椭圆光度法和电转移(electrical transport)测量。
一旦化学编码和生物功能化的珠与基层(例如，芯片或晶片)组合，所述LEAPS或另一种活性沉积方法可使在基层指定区域密集的阵列快速组装。通过在相同流体相的组装，可以避免如点对点或芯片对芯片可变性的问题而不需要重新整备(retool)或设计方法。而且，这些方法的一致性可以产生珠不依赖于芯片的性质和阵列条件的最优化。另外，多珠阵列可以在维持在相同芯片或晶片上的不连续流体间隔中同时形成。一旦形成，这些多珠阵列可以用于多样品的并行加工。LEAPS和微流体的整合产生了用于蛋白质和核酸平行分析的独立的、小型化的、可光学编程的平台。
一旦制备了功能化的和编码的珠并与基层结合，珠上结合试剂与分析物的结合作用可以在基层上组装随机编码的阵列之前或之后进行。例如，珠阵列可以在分析后形成，随后可以获得阵列的分析图像和解码图像。或者，珠可以通过物理或化学方式在一个阵列上组装和固定以生产随机编码阵列。DC电压可以用于生产随机编码阵列。DC电压，典型地为5-7V(对2-6μm范围内的珠和100-150μm大小的缝隙)并且以“反偏压(reverse bias)”构型应用＜30s以便n-掺杂硅基层形成阳极，该DC电压引起阵列压缩，促进阵列中邻近珠的接触并同时引起珠向电极表面紧邻的高电场区域移动。珠可以通过范德华力或从珠表面伸出来的“系链(tether)”，例如聚赖氨酸和链霉抗生物素锚定在表面上。
珠组装后，检查芯片或晶片并通过荧光显微镜成像以获得解码图。解码可以在以后用来鉴别每个单独珠的位置和功能性。
填满的阵列位置的百分比优选高于50％，更优选高于90％。为测试凹进在基层表面保留珠的效力，将包含珠阵列的芯片置于水溶液中并连续摇动3天。这个测试前后的图像对比显示所有测试芯片上超过99％的珠保留在凹进中。
III.组装后
组装后过程中，珠阵列用保护性表面覆盖。覆盖珠的前后，包含珠阵列的晶片被分割为一或多个珠芯片。
3.1保护微粒
本发明某些实施方案中，覆盖珠阵列区域的凝胶可以用于防止珠移动。其它实施方案中，凹进底部和/或侧壁的化学功能性基团可以用于将珠连接到表面。在珠沉积前，带电的聚合物也可以用于包被芯片。选择覆盖聚合物的电荷与珠的相反，以便珠可以通过静电力附于聚合物上。当一个珠位于带电聚合物包被的凹进中时，珠和凹进侧壁及底部间的库仑引力保持珠在凹进中。这样，增加了加工和分析过程中的珠保留比率。一些实施方案中，当珠被置于凹进中后，第二个带电聚合物沉积在芯片表面。选择第二个聚合物的电荷与珠的相同，以便没有聚合物沉积在珠上，但是中和了芯片的表面电荷。可以应用这个技术的几个变体而使核心加工过程(core process)的改变最小。例如，可以使用单一的聚电解质层，或者可以构建多层结构(具有交互的正和负电聚合物层)以产生具有更均一和可控厚度的包被物。而且，除了聚合物，可以使用单独的带电聚合物纳米颗粒或与带电聚合物组合使用。也可以使用不带电的但低Tg(玻璃化转变温度)的聚合物和/或纳米颗粒包被物提高珠与芯片表面的粘合。
3.2组装阵列的保护
可以使用可移除的包被物保护分割为生物芯片之前的晶片或分割的生物芯片阵列上的生物功能化的珠。因此在储存生物芯片或晶片时需要一种方法保护处于环境灰尘、污垢和其它污染物中的珠阵列。本发明提供了保护生物芯片和晶片的包被物及制备这种包被物的方法。优选的实施方案中，包被物保护珠阵列的珠免受环境污染物污染及防止珠表面的生物分子降解。而且，在进行生物分析之前，可以容易地将包被物从生物芯片表面除去。
某些实施方案中，包被物包含惰性、非还原糖，例如海藻糖，其不与反应性化学部分如肽和蛋白质中的氨基相互作用，并因此防止在使用其它赋形剂干燥时普遍的降解或聚集。
其它实施方案中，可以使用一种水凝胶(例如，琼脂糖水凝胶)防止储存过程中的污染、脱水及物理损伤。进行生物分析之前，可以将水凝胶从基层表面剥落。剥落作用不仅移除了水凝胶，也清洁了不位于凹进或其它保留结构限定的阵列位置中的任何多余珠的表面。这些多余的、嵌于水凝胶中的珠可以被回收以进一步使用。
3.3芯片分割
功能化后，分割芯片组(晶片或晶片的亚单位)。如果已将晶片划线，则通过断裂芯片间的连接进行分割。这可以通过在晶片背面将一滚子以垂直方向延划线滚动完成，与美国专利No.3790051所述方法一致。或者，通过其它方法如使用Dynatex InternationalTM制造的GST Scriber/Breaker完成分割。通过这种方法获得的各个芯片准备封装。除了此处所述的分割方法，也可以使用任何其它分割方法例如激光切割以达到本发明的目的。
一些实施方案中，在生物功能化之前，进行晶片或亚单位的分割。各个芯片然后进行相同的生物功能化或通过将芯片亚群暴露于不同生物活性基团进行生物功能化。
IV.封装
使用本发明的方法，通过组装在编码珠上展示的探针分子的随机编码阵列可以生产多种芯片。切自一个唯一鉴别的晶片的每个芯片可以含有一或多个随机编码珠阵列。本发明的这个随机组装的方法涵盖了一个实施方案，其中含有随机编码阵列芯片上的珠展示探针是在选自多种晶片的标记芯片上展示的大的探针文库中的成员。不同晶片的芯片可以被选择及组装以形成组合(pooled)芯片组。优选地，芯片展示鉴别晶片来源的解码标记。通过在一个平面表面随机组装可以形成编码芯片的阵列，该方法又称为随机拼贴，如图15d所述。随机拼贴指组装一组编码芯片为平面排列或阵列的方法，以便可以光学检查组件或阵列中的每个芯片或每个芯片的一部分。
从珠阵列水平到芯片阵列水平的随机组装的层次规模提供了快速产生大的定制组合物和高特征密度的探针组阵列的灵活性。通过本领域已知的分析方法，这样的阵列可用于展示一大组用于基因表达谱(gene expression profiling)或用于DNA的甲基化谱的探针。另外，当需要暴露多个探针阵列于不同的反应时，如下述将多种芯片附于单一支持物的随机拼贴方法提供了进行本领域已知的组合(pooling)和去卷积策略的快速而灵活的新方法。例如，展示部分重叠探针组的阵列易于通过适当的构建和芯片选择产生。
组装本发明的珠阵列之后，晶片分割以可以操纵各个标记芯片。随机拼贴时，选自一或多个晶片的标记芯片置于一个表面上(优选一个平坦基层的表面)，其上芯片可以移动以形成一个相应于所需布图的多芯片组装。为促进紧密封装，可以设计芯片为显示凸起对称形状如方形、三角形或六边形。为减小邻近芯片上珠阵列间的距离，可以设计芯片显示联锁形状(图14c)。
滑动(sliding)组装
这个实施方案中，多个分割的晶片置于一个共用的大基层上，该基层具有展示朝下的探针阵列的侧面。优选的实施方案中，使探针阵列凹进以防止与基层直接接触。自每个晶片中随机选择一或多个芯片，以相似方式在一个面上滑动小片(coins)，通过将芯片滑动到指定组装区域以形成一个芯片阵列。推广这个方法到如图8所示的行列操纵。这个实施方案中，通过用于半导体检查的标准光学和机器视觉仪器可以监视和记录拼贴过程。这个仪器可以用于追踪自芯片来源的各个晶片到其分别的最终位置，可以直接进行组装的芯片阵列的位置编码和解码。完成组装过程之后，将一个多芯片载体(如述)与在组装区域排列的一或多个芯片阵列排列，然后放下并结合芯片以形成一个多芯片组装。为促进结合，可以将载体用粘合剂预先包被或可以用磁性物质包被，如果芯片通过所述方法被磁化。
这个滑动组装方法优选使用一个机械触点，如本领域已知的可以提起和操纵各个芯片的抽吸装置。或者，使用可以自每个晶片中选择一或多个芯片的磁性笔操纵可磁化芯片。通过电镀或无电镀沉积的方法，通过沉积磁性物质如镍或镍铁合金(“透磁合金”)将晶片(和其上含有的芯片)磁化，如本领域已知的对半导体和陶瓷的例子。或者，可以导入顺磁性颗粒，作为展示探针分子的随机编码微粒阵列的一部分或作为单独的特征，例如以在每个芯片指定部分组装的阵列的形式。可磁化颗粒的阵列可以位于含有随机编码探针阵列的芯片一侧或另一侧。
滑动组装通常涉及操纵各个芯片并且当芯片阵列的组成芯片数目增加时变得十分麻烦。如果芯片小，展示例如100μm或更小的线性尺寸，情况就更遭。例如，陶瓷基层在这个尺寸上可以形成立方体或近立方体形状的小芯片。这时，各个芯片最好通过本领域已知的、操纵相似尺寸的玻璃或聚合物微粒的方法操纵。
集体组装(Collective Assembly)
这个实施方案中，切自各个晶片的芯片储存于使用惰性存储缓冲液如含有痕量叠氮化物的高纯水的大体积悬浮液中。通过机械或磁性搅拌悬浮芯片。通过分散和混合选择的悬浮液形成芯片组合(pools)。任意地，可以加入痕量的葡萄糖或其它高溶性分子量成分到悬浮液中以提高粘性因而改善流体性质。通过使用注射器、移液管或毛细管将分散的悬浮液加样沉积在一个平面基层上以完成随机沉积或通过使用本领域已知的连续方法生产包括那些引起流动和毛细力作用的胶体颗粒的阵列(Adachi，E等，Langmuir，Vol.11，1057-1060(1995)；Science，Vol.276，233-235(1997))。
随机沉积时，可以给基层提供一个模板以指导各个芯片的定位及在基层指定位置上含有各个芯片。一个实施方案中，通过插入一个网到悬浮液中并收回其而从混合的悬浮液中收集芯片，所以各个芯片被提起(lifted)或舀出(scoop out)。优选地，在“持续增加(racked up)”为一个紧密封装构型之前，芯片，特别是置于平的、无特征基层上的芯片与其它芯片充分分离以防止部分重叠及堆叠。分离，例如通过滑动组织(见上)或通过机械搅动完成，其具有在灵活基层如聚合物基层上引起“磁鼓模式(drum modes)”的优点，如本领域实践中的那样。
一个优选实施方案中，芯片通过机械方式“持续增加”，例如通过将芯片置于一种流体中，该流体流向平行于一个夹层流体池(sandwich flow cell)中的基层表面，其中芯片被推向流体池远端的障碍物。
优选地，随机组装芯片被定向以暴露展示随机编码探针阵列的活性侧。当活性侧未被暴露时，芯片必须倒转。倒转芯片为优选的方向通过机械搅动和结合正确定向的(用热或光激活的结合粘合剂包被的)芯片循环完成。或者，机械搅动过程中的倒转通过将质心移向芯片非所需一侧辅助，例如通过镀金属法。在存在垂直于基层表面的磁场梯度时可以沉积镀金属的芯片，以在高粘度介质中提供足够缓慢的沉降以使芯片在接近表面时采用正确的定向。
也可以通过产生三维形状促进倒转，如金字塔形状，金字塔尖的朝向远离活性表面，如标准半导体蚀刻方法所产生的。
芯片可以封装在单一或多个芯片封装中。在多芯片封装中，含有不同生物探针阵列的芯片置于相同的载体上。图8示出了封装在一起的4个芯片形成一个方形结合芯片或一个线性结合芯片。这4个芯片可以粘在一个共用的载体上，如载玻片，或者通过其它方法将它们附于载体上，如在芯片背面粘贴磁性物质以便它们粘到磁性载体上。芯片处理不限于使用收集和放置(pick-and-place)设备。分割后，芯片可以以行或列分组。芯片的这些行和列可以通过限制条(confinementbars)移动。图9示出了通过选择性排列不同的芯片行获得芯片的不同组合。
图10示出了另一种封装设计。在角上具有阵列的4个芯片组合形成一个在中间具有较大阵列的芯片。如果4个芯片上的阵列包含不同的功能性探针，大阵列将含有4倍于单个芯片含有的信息量。
通过组装珠上展示的探针的随机编码阵列可以生产多种芯片。每种芯片可能包括一或多种随机编码珠阵列并可能从一个唯一鉴别的晶片上切割。另一个实施方案中，含有珠上探针随机编码阵列的芯片可以是探针文库的成员。这个实施方案中，多芯片阵列的每个芯片展示了鉴别来源晶片的可解码标记。
在载玻片的玻璃表面或其它相似表面可以用于制造多芯片载体。为制备作为载体的载玻片，于是可以应用一种包被物，如特佛隆TM，以产生环状开口或孔(即，没有任意特佛隆覆盖的玻璃区域)。每个孔是直径为6.5mm的圆。一或多个芯片可以结合到一个孔中的玻璃表面。一种典型地载玻片为25×75mm及1mm厚，具有一个为2×5的孔阵列。典型芯片大小为1.75×1.75mm，直至4个芯片可以结合到每个孔中的玻璃表面上。结合到载体前，同孔中的每个芯片可以具有不同的组装珠组。例如，如果每个芯片具有含有39种珠组的阵列，具有4个不同芯片的孔将具有总共为4×39＝156种珠。另一方面，对于较大的芯片(例如，4.5×4.5mm平方)，一个孔完全被一个芯片占据。对于此处所述的孔尺寸，每个孔可以保留多到40μl的液体(通常是水溶液)。典型地，将20μl体积的样品溶液加入每个孔中进行生物反应，以便每个芯片完全被样品溶液覆盖。因为孔外部的特佛隆包被是疏水的，所以水溶液样品不会洒出。可以设计载体载玻片的形式以适应某些应用。例如，载片上一排8个孔可以用于分析8个样品。而且，一个4×8孔阵列可以用于分析32个样品。同样，在一个载片上排列更多的孔(例如，96384和1536)可以分析更多的样品。
在一个可移动的芯片载体的某些实施方案中，结合芯片到一个基层如玻璃、不锈钢、塑料物质、硅或陶瓷物质上。整个载体单位可移动并且在加工过程中可以转移(transport)以暴露芯片于不同的反应介质，如反应槽、洗脱槽和信号阅读器(signal reading stage)。
其它实施方案中，可移动芯片载体包含一个槽和其上芯片被保护了的槽。通过将可移动芯片载体内的芯片覆盖，可以将转移过程中的污染最小化。某些实施方案中，可移动芯片载体的槽还作为一种加工环境。如果需要，针对不同目的如进行生物分析或清洗芯片的反应气体或液体溶液可以加入槽中，随后可以排除(evacuated)。另外，可移动芯片载体可以具有改变槽热力学性质的手段(means)，如槽压力或温度。
V.分析
本发明的包含珠阵列的生物芯片可用于进行多种生物分析和化学分析。一旦组装，本发明生物芯片上的珠阵列可以被成像以记录分析信号并可以被解码以鉴别与阵列中各个珠相关联的探针结合的靶分析物。珠阵列提供了可以用于阅读多步生物分析或化学分析序列结果的系统。另外，由于存在多种涉及包含不同靶分析物阵列的探针，可以同时检测多个靶分析物。除了提供检测特异靶分析物存在与否的能力，还发现本发明的珠阵列可以用于确定结合探针的靶分析物的亲和常数。因此，生物芯片具有检测例如，生物分子如TNF-α和IL-6的广泛应用。其它非限制应用包括通过多态分析的基因定型(genotyping)；基因表达分析；细胞因子表达的数量多元谱(quantitative multiplexed profiling)，同一流体样品中的基因和基因产物的分析；亲和性指纹分析；及反应动力学的多元(multiplexed)分析。可以使用本发明的生物芯片进行其它分析和分析确定，如美国专利No.6327410所述，其并入参考。
实施例
本发明通过下述实施例可以更好理解。然而，本领域技术人员可以容易地理解此处讨论的特异方法和结果仅仅是说明其后权利要求书所述的本发明。
实施例1：晶片制造和设计包含珠阵列的芯片
如图4所示的包含珠阵列的芯片制造过程在图11中描述。基层是100mm直径、0.5mm厚的硅晶片，具有(100)掺杂n-型磷的晶体取向。这些晶片的适当阻抗范围是1.5-4Ω-cm。通常晶片以多至25个进行批次制造。第一步包含SiO2生长。首先晶片通过RCA清洗方法清洗，包含步骤：(1)将晶片在体积比为1∶1∶5的NH4OH∶H2O2(30％)∶H2O的混合液中在75℃浸泡10分钟；(2)使用18MΩ-cm的水用级联水批次清洗法(cascade water batch cleaning)冲洗；(3)将晶片在体积比为1∶1∶5的HCI(36％)∶H2O2(30％)∶H2O混合液中在75℃浸泡10分钟；及(4)用级联流动水批次清洗法(cascadeflow waterbatch cleaning)冲洗直至批次中的水至少是16MΩ-cm。晶片旋转干燥，然后置于水平炉进行SiO2生长。晶片垂直置于一个石英舟(quartz boat)并在1050℃及760torr压力下导入具有O2+HCl(4％)的氧化炉中。氧化时间是34分钟。通过这种方法获得了一个一致为1000A的SiO2层，如使用椭圆光度法证实(折射率：n＝1.46，厚度变化(thickness variation)：＜5％)。
具有SiO2的晶片用光致抗蚀剂(Shipley 1813)在4000rpm转速下(旋转30秒)旋转包被，然后在115℃在一个热平板上烘烤60秒以除去溶剂。晶片然后在使用Hybrid Technology Group’s(HTG)系统3HRcontact/接近式曝光机(proximity mask aligner)的接触印刷步骤中暴露于UV光(365-405nm)。UV暴露后，晶片通过AZ300 MIF显影器(developer)显影60秒，在DI水中冲洗并用压缩干燥氮气流吹干。然后将晶片没于缓冲的氧化物蚀刻剂中(6∶1的氟化铵和50％氟化氢水溶液的混合液)2分钟以在暴露区域蚀刻SiO2(图11中的星号)。然后将晶片用DI水冲洗，然后在60℃浸泡在1165 Microposit光致抗蚀剂去除剂中60分钟以除去光致抗蚀剂。然后将晶片在DI水中冲洗并用干燥压缩氮气吹干。整个这个方法产生了具有图案化氧化物层的晶片。
氧化物图案化步骤之后，将晶片通过RCA方法清洗，然后置于水平炉上进行氮化硅(Si3N4)沉积。可以使用两种氮化硅：标准和低应激(low stress)氮化物。进行沉积的条件如下：LPCVD氮化物(标准)，压力＝200mtorr，温度＝800℃，SiCl2H2＝30sccm，NH3＝90sccm；LPCVD氮化物(低应激)：压力＝150mtorr，温度＝850℃，SiCl2H2＝47sccm，NH3＝10sccm。沉积2到3分钟后，Si3N4膜厚度在60-90A之间。
下一步是制造阵列结构。晶片用光致抗蚀剂OCG 12i在4000rpm转速下(旋转时间30秒)旋转包被，然后在90℃的热平板上烘烤60秒以除去溶剂。将晶片暴露于UV光(365nm)并且使用GCA-6300 10xi-line步进器(Stepper)进行重复光蚀刻。暴露后，晶片在热平板上在115℃烘烤90秒，然后通过AZ300 MIF显影器显影60秒，在DI水中冲洗，并用压缩干燥的氮气流吹干。晶片在90℃烤箱中烘烤20分钟。将晶片在Plasma Therm 72蚀刻仪中使用CF4气体反应离子蚀刻进行蚀刻以除去暴露区域(阵列中的六边形特征)的氮化硅。然后可以使用氧气反应离子蚀刻除去六边形特征上残留的聚合物。六边形凹进通过深反应离子蚀刻(DRIE)使用Unaxis SLR 770 ICP DeepSilicon蚀刻仪(licensed Bosch Fluorine process)制造。调整该方法以便用2-3分钟蚀刻出3.8微米深的凹进。深度控制在0.3微米以内。蚀刻后，将晶片在65℃浸泡于1165 Microposit光致抗蚀剂去除剂中60分钟以除去光致抗蚀剂。晶片在DI水中冲洗并用干燥压缩氮气吹干。然后将晶片通过氧等离子体在GaSonics，Aura1000，Downstream光致抗蚀剂剥离器中加工以除去DRIE过程中产生的六边形凹进中的任何残留聚合物。然后将晶片用保护性光致抗蚀剂包被物(Shipley1813，转速4000rpm，旋转时间30秒)旋转包被，然后在热平板上在115℃烘烤60秒以除去溶剂。在背部用100A的铬作为粘附层包被500A的金以将晶片售出。在使用氩离子阴极真空喷镀的包被过程之前，剥落晶片背部的天然氧化硅层。
制造的晶片从表面切开以限定每个芯片(每个芯片的尺寸，1.75×1.75mm平方)。伤口的深度是晶片厚度的2/3。切开后，通过将其在60℃浸泡在1165Microposit光致抗蚀剂去除剂中60分钟以除去光致抗蚀剂，然后在DI水中冲洗并用压缩干燥氮气流吹干。然后通常将晶片在60℃浸泡于NanoStrip(浓缩的硫酸和过氧化氢的混合物)2小时，然后在DI水中冲洗并用压缩干燥氮气流吹干。这些步骤后，晶片备好以进行珠组装步骤。
珠组装后，可以除去未在凹进中被保护的额外的珠。除去未被保护的珠的一种方法是用湿棉签擦拭芯片或晶片表面。另一种方法是使用几乎平行于芯片或晶片表面的水流洗掉未被保护的珠。另一种方法包含在表面生长一种凝胶而且随后剥落这种凝胶。
实施例2：功能化珠及形成珠阵列
颜色编码的、甲苯磺酰基功能化的3.2μm直径的珠用作固相载体(solid phase carrier)。通过使用标准方法染色的颗粒产生几组可区分的颜色编码(Bangs.L.B.，“Uniform Latex Particles”，SeragenDiagnostics Inc.，p.40)。染了色的珠用中性链亲和素(Neutravidin)(Pierce，Rockford，IL)，一种生物素结合蛋白质功能化以介导生物素化探针或引物的固定。一个典型的小规模偶联反应中，200μl含有1％珠的悬浮液用500μl 100mM的磷酸盐缓冲液/pH7.4(缓冲液A)洗三次，并且在500μl这种缓冲液中重悬。加入20μl 5mg/ml的中性链亲和素到珠悬浮液中后，在37℃反应过夜。然后用含有10mg/mlBSA的500μl PBS/pH7.4(缓冲液B)将偶联的珠洗一次，在500μl该缓冲液中重悬并在37℃反应1小时以封闭珠表面未反应的位点。封闭后，用缓冲液B将珠洗3次并存储于200μl该缓冲液中。
在偶联到珠的探针(用于检测靶分子)和引物(其可以用作随后催化反应延伸杂交DNA靶的模板以鉴别反应的探针)的5’末端进行生物素化；一个15碳的三甘醇接头插入到生物素和寡核苷酸之间以最小化随后反应中表面固定的破坏性影响。对每个引物，使用50μl珠悬浮液进行结合反应。珠用500μl 20mM的Tris/pH7.4，0.5M NaCl(缓冲液C)洗一次，并重悬于300μl该缓冲液中。将一种引物溶液(2.5μl 100μM的溶液)加入珠悬浮液中并在室温反应30分钟。用20mM Tris/pH7.4，150mM NaCl，0.01％triton将珠洗三次并存储于20mM Tris/pH7.4，150mM NaCl中。
一个示例珠阵列组装如下。通过上述步骤获得的珠悬浮液用去离子水(所用使用的水都是具有18MΩ-cm或更高阻抗的高纯并且无菌的)洗5次，然后悬浮于0.01mM的TRIS Base+0.01％Triton x-100水溶液中。悬浮液中珠含量是0.5％。将2μl珠悬浮液通过微量吸管(micro-pipet)加到包含珠阵列的4.5mm方形芯片的表面。然后将芯片进行LEAPS方法。计数电极(counter electrode)是包被有一层氧化铟锡(ITO)的一块玻璃。芯片表面和ITO-包被玻璃间的缝隙是100微米。AC电源如表1所示的顺序应用。
表1 AC施加顺序。电压是峰值至峰值振幅的一半。
  步骤   时间(分钟)   频率(Hz)   电压(±伏特)   功能
  1   2   2000   3   AC on
  2   2   1000   3   AC on
  3   2   500   3   AC on
  4   2   2000   3   AC on
  5   2   500   3   AC on
  6   2   2000   3   AC on
  7   2   200   3   AC on
  8   2   2000   3   AC on
  9   2   200   3   AC on
  10   0   200   0   AC stop
完成顺序后，星形图案范围区域内的珠浓缩在阵列区域。通过存在星形图案诱导的流体(flow)图案辅助浓缩珠。等珠沉降15分钟后，将装置慢慢浸泡在纯水中。将ITO玻璃包被物慢慢提起，并且慢慢排干水以便芯片表面显现。这时，可以通过将芯片停留在室温一段时间或通过将芯片在一个烤箱中在55℃烘烤5分钟将表面干燥。干燥的芯片在纯水中浸泡15分钟，然后用湿的棉花签轻轻擦拭芯片表面几次以除去未在阵列中的珠。随后用纯水冲洗芯片3次，然后通过向其表面吹压缩氮气干燥。最后，通过荧光显微术检查芯片以保证在阵列之外没有额外的珠。
实施例3：形成一个珠阵列
将珠浆直接散布在芯片上的阵列区域。用湿棉签(K1)轻轻地搅动阵列表面的珠浆。K1的运动可以是圆形的、线性的或其它有意义的方式，并且通常平行于芯片表面。搅动浆几次后，将珠移到阵列。于是通过使用K1清洗芯片表面以擦除未在阵列中的额外的珠。这个方法可以在从单个芯片到晶片规模的多芯片组装中按比例调整，并且可以自动化。
一个形成珠阵列的加工步骤的实例如下。2微升的于100微升磷酸盐缓冲盐溶液(也已知为PBS：150mM，NaCl；100mM，NaP，pH7.2)中的1％微粒(大约3.2微米直径)用于组装每个芯片上具有4000个微孔的硅芯片(2.5×2.5mm)上的8个微粒阵列。使用以下步骤：
(1)通过离心(14000g，1分钟)收集PBS中的微粒于1.5ml的离心管中。可以使用其它收集手段。
(2)使用移液管(transfer pipet)通过吸取丢弃上清。
(3)重悬微粒于5微升于Tris pH7.5中的5％10mM甘油中。
(4)通过离心收集甘油溶液中的微粒。可以使用其它收集手段。
(5)从微粒沉淀中吸取甘油溶液。
(6)重悬沉淀于1微升5％甘油，10mM Tris，pH7.5中。
(7)将8个硅芯片置于贴在显微镜载玻片上的双面胶带上。
(8)将0.1微升体积的微粒悬浮液加到具有4000个微孔的区域中的每个芯片上。
(9)用洗瓶中的水洗涤棉签。
(10)通过使用压缩空气将湿棉签吹干30秒。气流从棉签棉花中除去了多余的水分。另外，空气还从表面吹走了一些纤维，使棉花球更蓬松。
(11)由于在空气中珠悬浮液的蒸发和溶液中甘油的潮解性质，完成步骤9和10后(大约2分钟)，步骤8的悬浮液中的水含量达到平衡。因为提高的粘性，小滴更呈浆状。为组装微粒阵列，珠浆用湿棉签的顶端以环形运动轻轻搅动几次。棉花球的松散纤维将珠送到表面上的微孔中(图3)。
(12)微孔的颗粒占据通过使用荧光显微镜检查。如果占据不令人满意，可以重复步骤11。
(13)通过使用棉签从芯片上轻轻擦除多余的颗粒。为消除表面上多余的水分，棉签不挤压芯片。
(14)通过向芯片表面吹压缩氮气干燥芯片。
(15)通过这个方法制备组装的微粒可以用于分析或存储于4℃的溶液中备用。
这个实施例中，为直接在硅芯片上沉积微粒阵列，将微粒悬浮于少量的5％甘油，10mM Tris pH7.5的溶液中。然而，当颗粒悬浮于其它溶液中时，如果LEAPS用于组装珠，高溶液粘性或离子浓度可能干扰LEAPS，(例如，在基层如图案化的或阐明的电极的指定区域上组装颗粒)。因而，推荐悬浮液的离子浓度大约为1.0mM或更低，优选在大约0.1mM到1.0mM之间。另外，推荐悬浮液的粘性为大约100cp或更小。
另外，某些盐，如磷酸钠和氯化钠，在步骤11的过程中在升高的浓度下可以形成晶体。这样的晶体可能干扰珠表面的生物分子。因而，不建议在珠悬浮液中使用它们。
实施例4：直接沉积
本申请所述的直接沉积方法是在固体表面有效组装微粒阵列的简单方法。例如，0.25微升体积的1％微粒溶液(10mg/ml，其相应于168000个珠)足够在含有4000个微孔的硅芯片上以高于95％的占据率组装阵列。换言之，悬浮液中2％的珠填在表面的微孔中。另外，组装过程在具有中性pH、室温下的水溶液中进行。这些温和的条件保证了当固定在颗粒上时，分子如DNA、RNA、肽和蛋白质的反应性在组装中保持不变。这样，使用这个方法组装的微粒阵列与多种生物化学分析相容。而且，可以在从单芯片组装到晶片规模的组装中按比例调整这个组装方法，而且可以自动化以生产大量的微粒阵列。
直接沉积方法通过以下实施例进一步阐明。将2微升1％的微粒溶液(微粒大约3.5微米的直径)加入到100微升磷酸盐缓冲盐溶液(也已知为PBS：150mM，NaCl；100mM，NaP，pH7.2)中以在每个芯片上具有4000个微孔的硅芯片(2.5×2.5mm)上形成8个微粒阵列。步骤如下：
(1)通过离心(14000g，1分钟)收集PBS中的微粒于塑料离心管(eppendorftube)中。可以使用其它收集手段。
(2)使用移液管通过吸取除去上清
(3)重悬颗粒于5微升于10mM Tris pH7.5的5％的甘油中。
(4)通过离心收集甘油溶液中的颗粒。可以使用其它收集手段。
(5)从颗粒沉淀中吸取甘油溶液。
(6)重悬沉淀于1微升5％甘油，10mM Tris，pH7.5的溶液中。
(7)将8个硅芯片置于贴在显微镜载玻片上的双面胶带上。
(8)将0.1微升颗粒悬浮液加到具有4000个微孔的区域上的各个芯片中。
(9)用洗瓶中的水洗涤棉签。
(10)通过使用压缩空气吹干湿棉签30秒。气流从棉签上除去了多余的水分。另外，气体也自表面吹走了一些纤维，使棉花球更蓬松。
(11)由于在空气中珠悬浮液的蒸发和溶液中甘油的潮解性质，完成步骤9和10后(1-2分钟)，步骤8的悬浮液中的水含量达到平衡。因为提高的粘性，小滴变成了浆。为组装微粒阵列，珠浆用湿棉签以圆形运动轻轻搅动几次。棉花球的松散纤维将珠送到表面上的微孔中。
(12)通过使用荧光显微镜检查微孔的颗粒占据率。如果占据不令人满意，重复步骤11。
(13)通过使用棉签从芯片上轻轻擦去多余的颗粒。为消除表面上多余的水，棉签不挤压芯片。
(14)步骤13之后，组装的微粒阵列备好用于分析，或存储于4℃的溶液中后用。
对使用直接沉积组装阵列，使用悬浮于少量5％甘油，10mM TrispH7.5溶液中的微粒。使用浓缩的甘油(即高于5％)可以提高珠浆的粘性以及芯片上小滴中溶液的特异重力(步骤11)。而且，这可以包含组装效力。尽管用于直接沉积方法的溶液不限于10mM Tris，pH7.5，应注意到某些盐，如磷酸钠和氯化钠，易于在高浓度时形成晶体，如步骤11。盐晶体不但降低孔中微粒的占据率，而且可能破坏组装过程中表面上的分子。
还推荐在分析应用之前，在潮湿的槽中短期(例如30分钟)存储芯片或包含芯片的晶片以使珠通过重力沉降在凹进中。离心结合到玻璃载玻片上的组装阵列可以促进沉降过程。推荐的离心设置如下：
离心机：    Sorvall centrifuge model RT6000B
转子：      Sorvall swing bucket model H1000B
速度：      2000RPM
时间：      5分钟
操作事项：  在10℃冷却模式下设置离心机
            设置刹车为关闭模式
            在开始2分钟时缓慢将速度从0升高到2000，然后
            再在2000RPM离心5分钟。
            为此目的可以使用等同的设备和设置。
为进行显微镜检查，可以使用多种沉浸介质用于放置载玻片上的芯片。一个实例是使用含有2.25M的盐酸四乙铵(tetrathylammoniumchloride)，37.5mM Tris，pH8.0，25％甘油的放置介质。
实施例5：生物芯片阵列的平行组装
本发明提供了平行组装生物芯片阵列的方法。这个实施方案中，来自不同晶片的芯片形成了生物芯片阵列。一个非限制性实例如图9所述，其示出了4个不同晶片产生了4种芯片：A、B、C和D。芯片的行或列可以以任意几何学组合以形成一个中间芯片矩阵(intermediate chip matrix)。优选实施方案中，芯片具有规则几何学形状(例如，方形或矩形)，并且相应的中间芯片矩阵也具有规则集合形状。然后将行或列从中间芯片矩阵中提出，以便行或列包含不同类型的芯片。依赖于应用，混合的行或列可以含有多于一个拷贝的某种类型的生物芯片。这些实施方案中形成的混合的行和/或列可以整合到生物芯片阵列中以进行生物分析。优选实施方案中，半导体芯片处理设备用于组装中间芯片矩阵及提取混合的行或列。通过使用芯片的长的行或列形成中间芯片矩阵，可能同时产生许多混合的行或列。这样，可能大量产生混合的行或列。
实施例6：通过糖包被的生物芯片保护
使用标准方法在芯片上组装功能化的珠。组装后，清洗芯片表面，在芯片(表面尺寸：1.75×1.75mm)上散布2-4μl于DI水中的1％海藻糖溶液(α-D-吡喃葡糖-α-D-吡喃葡糖苷，一种天然产生的、形成玻璃的二糖)并且在周围条件下干燥。干燥时，基层上形成玻璃膜并包囊化组装的珠。尽管即使在高湿度条件下膜也是稳定的，但暴露于液体水时膜也立即溶解。
为评价形成膜对功能化颗粒活性的影响，中性链亲和素功能化颗粒在生物芯片上组装。一些生物芯片如上述用海藻糖溶液钝化并处于正常的周围条件，而其它生物芯片不用海藻糖溶液包被而是在4℃存储2周。发现生物包被芯片的生物活性与存储在4℃未包被生物芯片的活性相似。
实施例7：在晶片清洗、存储和颗粒回收中作为多功能试剂的水凝胶
可以应用琼脂糖水凝胶作为剥落试剂以从芯片上除去颗粒并可以在以后回收颗粒。水凝胶还可以用作存储物质以防止晶片和颗粒降解及灰尘。
在包含芯片的6英寸晶片上组装功能化的颗粒。为清洗留在表面的颗粒，在55℃将1％的琼脂糖溶液(熔点95℃，凝胶化温度50℃)倾倒在晶片上，并在周围条件下或在4℃下保持直至产生凝胶化。不同厚度的凝胶，从微米到毫米，可以通过使用不同厚度的边条(spacer)产生。边条在晶片边缘提供了一个障碍物以防止琼脂糖溶液流出边缘。位于晶片表面而不是凹进中的珠嵌入凝胶中。当溶液完全固化后，凝胶膜以及嵌入的珠可以容易地剥落下来。然后立即应用压缩氮气流吹干少量残留在表面上的水。这样，保持晶片表面清洁。
为分析剥落过程对占据率的影响，以及琼脂糖凝胶膜对功能化颗粒活性的影响，在芯片上组装颗粒，然后将芯片进行解码分析及扩展(extension)分析。图12示出了剥落过程没有降低占据率(即没有颗粒从凹进中被剥落)。相信凝胶溶液的粘性在保持孔中颗粒中起作用。凝胶溶液粘性越高，凝胶化前溶液进入凹进的倾向越低，所以占据率不太可能受到影响。芯片分析的SSP表明信号和CV是相当的(图13ab)，表明凝胶不影响分析灵敏性。
琼脂糖凝胶是热可逆、物理交联的水凝胶。为颗粒回收目的，应该使用具有极低熔点(m.p.＜50℃，凝胶化温度，8-17℃)的琼脂糖。随后，在50-55℃可以再熔化琼脂糖凝胶，并可以回收嵌入的颗粒。在这些条件下保持了颗粒上生物分子的生物学活性。
这样的亲水水凝胶不但可以用作剥落试剂，还可以作为存储试剂以防止在存储和运输过程中颗粒/晶片的降解、灰尘和物理损坏。
实施例8：聚合物包被
将小批次清洁的各个芯片(大约5到20个)置于装有1ml 1％(1mg/ml)的聚丙烯胺盐酸盐(polyallylamine hydrochloride)(Mw～15000)或0.1％聚赖氨酸溶液(Sigma Aldrich)的小的特佛隆容器中(体积～5ml)。在室温孵育芯片1-2小时并轻轻摇动。然后，将其从聚合物溶液中取出并在50-70℃温度范围内干燥～1小时。这个处理通常在芯片表面留下了一个厚而不均匀的聚合物包被膜。这些修饰的芯片使用标准方法用于组装珠。组装过程最后的表面清洗步骤去除了大部分多余的聚合物和多余的珠。聚合物包被物的存在提高了珠与芯片表面的粘附并且这样的处理后，珠在凹进中的保留被显著提高。
实施例9：封装生物芯片以形成用于生物学分析的多芯片载体及添加珠阵列及制备其的方法
对特定生物芯片的封装类型的选择依赖于应用。通常，为了方便，将一或多个生物芯片附于一个芯片载体上。载体可以是简单如玻璃载玻片，或可以是具有射流操作、温度控制、信号记录和其它功能的复杂装置(cartridge)。生物芯片可以通过胶水永久结合载体或通过多种方式如磁性或机械力可逆结合。
实施例9A-从玻璃载玻片制造多芯片载体：为制备作为载体的载玻片，于是应用特佛隆包被物以产生圆形开口或孔(即，没有特佛隆覆盖的玻璃区域)。每个孔是6.5mm直径的圆形。一或多个芯片可以结合一个孔中的玻璃表面。典型的玻璃载玻片是25×75mm及1mm厚，具有2×5阵列孔。具有典型的1.75×1.75mm大小的芯片，直至4个芯片可以结合每个孔的玻璃表面。在结合载体前，同一孔中的每个芯片可以具有不同的组装的珠组。例如，如果每个芯片具有含有39种珠组的阵列，具有4个不同芯片的孔将有总共4×39＝156种珠。另一方面，对于较大的芯片(例如，4.5×4.5mm平方)，一个芯片就可以占据一个孔。对此处所述的孔尺寸，每个孔可以容纳多至40μl的液体(通常是水溶液)。典型地，20μl体积的样品溶液加入到每个孔中以进行生物学反应，所以每个芯片完全被样品溶液覆盖。因为孔外的特佛隆包被物是疏水的，所以水溶液样品不会溢出来。可以设计载体载玻片的形式以适应某些应用。例如，载玻片上单行8个孔可以用于分析8个样品。而且，4×8阵列的孔可以用于分析32个样品。同样，在一个载玻片上可以排列更多的孔(例如，96384和1536)以分析更多的样品。
实施例9B-可移动芯片载体：可移动芯片载体的某些实施方案中，芯片结合基层如玻璃、不锈钢、塑料物质、半导体或陶瓷物质。整个载体单位是可移动的并且在加工过程中可以转移以暴露芯片于不同的反应介质，如反应槽、清洗槽和信号阅读器。(见图14的一个实施方案)。
其它实施方案中，可移动芯片载体包含一个槽或结合芯片的槽。通过覆盖可移动芯片载体中的芯片，可以最小化转移过程中的污染。某些实施方案中，可移动芯片载体的槽也作为加工环境。如果需要，不同目的如进行生物分析或清洗芯片的反应气体或液体溶液可以加到可移动芯片载体上随后再排空。另外，可移动芯片载体可以具有改变槽热力学性质的手段，如槽压力或温度。

Claims (44)

1.一种生产生物芯片的方法，包含以下步骤：
图案化一个晶片基层以形成多个芯片区；
在至少一个芯片区的晶片基层表面上组装至少一个包含
功能化的、被编码的珠的珠阵列；及
分割该晶片以形成多个单独的生物芯片。
2.权利要求1的方法，其中所述方法进一步包含依照划线的芯片区刻划所述晶片基层。
3.权利要求1的方法，进一步包含沿所述芯片区之间的边界在所述图案化晶片上切割沟道的步骤。
4.权利要求3的方法，其中切割通过使用湿化学品完成。
5.权利要求3的方法，其中切割通过使用干法蚀刻完成。
6.权利要求1的方法，其中所述珠阵列在分割之前通过一个可移动的保护性包被物保护。
7.权利要求1的生产生物芯片的方法，进一步包含在所述芯片区域中制造限制珠的结构，限制珠的结构包含限制珠运动的凹进。
8.权利要求7的方法，其中所述凹进通过光刻法限定并通过反应离子蚀刻形成。
9.权利要求7的方法，其中每个所述凹进具有直侧壁及预定的深度。
10.权利要求9的方法，其中所述凹进具有凹角侧壁轮廓，所述轮廓是通过随后沉积一层粘附侧壁的物质修饰具有直侧壁的凹进以便产生所需的凹角侧壁轮廓而形成的。
11.权利要求10的方法，其中所述物质是二氧化硅。
12.权利要求1的方法，进一步包含通过将珠光学成像来评价和控制生物芯片质量的步骤以保证所述芯片区域中形成的凹进基本上被珠占据。
13.一种封装按照权利要求1的方法生产的生物芯片的方法，包含选择来自多个晶片基层的生物芯片并将其组装在平面上以形成组合的生物芯片试剂盒。
14.一种封装按照权利要求1的方法生产的生物芯片的方法，其中所述组合的生物芯片组形成一个分析装置。
15.权利要求13的方法，其中通过滑动所述来自存在于共用基层上的多个晶片基层的生物芯片而在组装区域组装所述生物芯片。
16.权利要求15的方法，其中所述生物芯片是经过标记的以鉴别晶片基层的来源。
17.权利要求16的方法，其中所述生物芯片是随机组装的。
18.权利要求16的方法，其中来自多个晶片基层的生物芯片存在于悬浮液中并且其中所述悬浮液沉积在平面基层上。
19.权利要求13的方法，其中来自多个晶片基层的生物芯片被挑选并置于一个共用平面上。
20.一种封装按照权利要求1的方法生产的生物芯片的方法，包含从至少一个晶片基层中选择至少一个生物芯片并将所述至少一个生物芯片置于在载体基层上的液体限制区域中。
21.权利要求20的方法，其中所述载体基层包含一个亲水主要表面和一个图案化的疏水层。
22.权利要求21的方法，其中在所述载体基层上的所述图案化的疏水层限定了液体限制区域。
23.通过以下方法制备的多种生物芯片，所述方法包含以下步骤：
图案化晶片基层以形成多个芯片区域；
在至少一个芯片区域中的晶片基层的表面上组装至少一个包含功能化的、被编码的珠的珠阵列；及
分割晶片以形成所述多种单独的生物芯片。
24.权利要求23的多种生物芯片，其中所述晶片基层还包含依照划线的芯片区域刻划。
25.权利要求23的多种生物芯片，其中所述晶片基层还包含沿所述芯片区域边界的、切割所述图案化的晶片的沟道。
26.得自多种晶片基层的一个生物芯片库，并且其中所述生物芯片按照权利要求1的方法制备。
27.一种分析装置，包含一个可移动的芯片载体和一个用于包含液体的功能化的装置，所述可移动芯片载体包含结合共用基层的多种生物芯片；及其中附于所述可移动芯片载体的所述生物芯片在分析中可以被定位以接触所述功能化装置包含的液体。
28.一种可移动的芯片载体，包含至少一个含有至少一个生物芯片的槽，所述可移动芯片载体进一步包含改变所述至少一个槽的热力学性质的手段。
29.一种分析方法，包含以下步骤：
将包含多个结合于载体基层的生物芯片的可移动的芯片载
体与包含至少一种靶分析物的溶液接触，所述溶液包含在一种包含液体的功能化装置中；及
检测是否靶分析物与所述生物芯片反应。
30.权利要求29的分析，包含将所述可移动的芯片载体与包含在多种功能装置中的不同反应介质接触的多个加工步骤。
31.权利要求29或30的方法，其中所述功能装置选自如下一组：反应槽，清洗槽或信号阅读器。
32.一种珠阵列，包含保护生物芯片上所述珠阵列的可移除的包被物，所述珠阵列包含多种具有分子探针附着的表面的功能化的被编码的珠，及所述包被物具有对所述珠表面上的分子探针是非反应性的性质。
33.一种在图案化晶片基层表面上沉积珠以形成珠阵列的方法，其中所述晶片基层的所述表面包含一个图案化层，所述图案化层具有一个限制珠的表面结构区域，所述方法包含将珠悬浮液置于所述晶片基层表面及机械搅动珠悬浮液以诱导珠沉降在所述具有限制珠的表面结构区域中以形成所述珠阵列。
34.权利要求33的方法，其中机械搅动珠悬浮液的步骤包含用一个湿棉签搅动所述悬浮液以在所述限制珠的区域中增加珠的占据率。
35.一种包含至少一个芯片区域的半导体晶片基层，所述芯片区域包含：
在基层上限制珠运动的凹进阵列；
一种用于当所述基层与珠溶液接触时调整电解液-绝缘体半导体结构阻抗的任意的图案化的绝缘电介质层，其中所述图案化的电介质层被定位以便当应用另一种电场时，使所述珠溶液中的珠在所述凹进阵列中趋向积聚；及
一种覆盖基层表面的任意的保护性钝化层。
36.权利要求35的半导体晶片基层，进一步包含多个芯片区域。
37.权利要求35的半导体晶片基层，其中所述图案化的绝缘电介质层限定了具有星形周界的区域。
38.权利要求37的半导体晶片基层，其中所述凹进阵列包含具有选自如下一组的形状的凹进：三角形、五边形、六边形和圆形。
39.一种组装珠阵列的方法，所述方法包含：
提供权利要求35的半导体晶片基层，其中所述图案化的电介质层在所述基层上限定了具有和不具有电介质层的区域，及其中所述凹进阵列位于没有电介质层的区域；
对基层表面应用珠溶液，所述表面包含所述图案化的电介质层；及
使用LEAPS组装珠阵列，其中应用具有第一种频率的电场以诱导珠向具有电介质的区域移动及应用第二种频率的电场在所述凹进阵列中排列珠。
40.一种晶片基层，包含图案化限定的多个芯片区域及任意刻划所述晶片基层，其中所述芯片区域包含至少一个约束珠的区域及其中所述刻划可以折断所述芯片区域以形成包含一或多个芯片区域的生物芯片。
41.权利要求40的晶片基层，进一步包含至少一个附于所述基层的至少一个芯片区域表面的珠亚群及其中所述珠亚群是由选自一个探针文库并附于多个珠的至少一个生物功能化的分子探针形成。
42.多种生物芯片，其中所述生物芯片通过按照权利要求41所述折断至少一个晶片基层并分离所述芯片区域以形成所述多种生物芯片而产生。
43.权利要求42的多种生物芯片，其中所述生物芯片通过折断包含不同珠亚群的两个或更多晶片基层来获得。
44.一种在半导体晶片基层表面的指定位置保留一组带电珠的方法，包含在半导体晶片基层表面上沉积第一种带电聚合物，所述第一种带电聚合物具有与带电珠相反的电荷，将珠沉积到半导体晶片基层表面，及在半导体晶片基层表面沉积第二种带电聚合物，所述第二种带电聚合物具有与所述第一种带电聚合物相反的电荷。
CNB028283783A 2001-12-28 2002-12-27 微粒阵列及其制备方法 Expired - Fee Related CN1299117C (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US34362101P 2001-12-28 2001-12-28
US60/343,621 2001-12-28
US10/192,352 US7335153B2 (en) 2001-12-28 2002-07-09 Arrays of microparticles and methods of preparation thereof
US10/192,352 2002-07-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1656380A true CN1656380A (zh) 2005-08-17
CN1299117C CN1299117C (zh) 2007-02-07

Family

ID=26888007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028283783A Expired - Fee Related CN1299117C (zh) 2001-12-28 2002-12-27 微粒阵列及其制备方法

Country Status (13)

Country Link
US (7) US7335153B2 (zh)
EP (3) EP2565648B1 (zh)
JP (2) JP2005535868A (zh)
KR (1) KR100966683B1 (zh)
CN (1) CN1299117C (zh)
AU (1) AU2002364034B2 (zh)
CA (1) CA2471693C (zh)
ES (2) ES2649962T3 (zh)
HK (1) HK1074881A1 (zh)
IL (2) IL162737A0 (zh)
NZ (1) NZ533752A (zh)
PT (1) PT1488236E (zh)
WO (1) WO2003058199A2 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102879556A (zh) * 2012-09-25 2013-01-16 中国电子科技集团公司第四十九研究所 一种定容量的生物芯片及其制备方法
CN102083575B (zh) * 2007-06-25 2014-09-17 阿费梅特里克斯公司 刻印的微码
CN106104271A (zh) * 2014-03-26 2016-11-09 国际商业机器公司 具有锥形珠陷获腔的微流体芯片及其制造
CN112218708A (zh) * 2018-05-15 2021-01-12 生物复制有限公司 微阵列变换器
CN115331735A (zh) * 2022-10-11 2022-11-11 青岛百创智能制造技术有限公司 芯片解码方法及装置

Families Citing this family (149)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2255599C (en) 1996-04-25 2006-09-05 Bioarray Solutions, Llc Light-controlled electrokinetic assembly of particles near surfaces
DE10065632A1 (de) * 2000-05-12 2001-11-15 Smtech Biovision Holding Ag Ec Verfahren zum Nachweis von Polynukleotiden
US7892854B2 (en) * 2000-06-21 2011-02-22 Bioarray Solutions, Ltd. Multianalyte molecular analysis using application-specific random particle arrays
US9709559B2 (en) 2000-06-21 2017-07-18 Bioarray Solutions, Ltd. Multianalyte molecular analysis using application-specific random particle arrays
US7262063B2 (en) 2001-06-21 2007-08-28 Bio Array Solutions, Ltd. Directed assembly of functional heterostructures
KR20040068122A (ko) 2001-10-15 2004-07-30 바이오어레이 솔루션스 리미티드 공동 검색과 효소-매개된 탐지에 의한 다형성 좌위의 다중분석
NL1019613C2 (nl) * 2001-12-19 2003-06-20 Micronit Microfluidics Bv Werkwijze voor het verdelen van een substraat in een aantal individuele chipdelen.
US7335153B2 (en) 2001-12-28 2008-02-26 Bio Array Solutions Ltd. Arrays of microparticles and methods of preparation thereof
US7425455B2 (en) * 2002-01-29 2008-09-16 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Biosensor, magnetic molecule measurement device
US7900836B2 (en) 2002-08-20 2011-03-08 Illumina, Inc. Optical reader system for substrates having an optically readable code
US7923260B2 (en) 2002-08-20 2011-04-12 Illumina, Inc. Method of reading encoded particles
US7164533B2 (en) 2003-01-22 2007-01-16 Cyvera Corporation Hybrid random bead/chip based microarray
US7508608B2 (en) 2004-11-17 2009-03-24 Illumina, Inc. Lithographically fabricated holographic optical identification element
US7872804B2 (en) 2002-08-20 2011-01-18 Illumina, Inc. Encoded particle having a grating with variations in the refractive index
US7901630B2 (en) 2002-08-20 2011-03-08 Illumina, Inc. Diffraction grating-based encoded microparticle assay stick
US7399643B2 (en) * 2002-09-12 2008-07-15 Cyvera Corporation Method and apparatus for aligning microbeads in order to interrogate the same
US7157228B2 (en) * 2002-09-09 2007-01-02 Bioarray Solutions Ltd. Genetic analysis and authentication
US20100255603A9 (en) * 2002-09-12 2010-10-07 Putnam Martin A Method and apparatus for aligning microbeads in order to interrogate the same
US7092160B2 (en) 2002-09-12 2006-08-15 Illumina, Inc. Method of manufacturing of diffraction grating-based optical identification element
US7526114B2 (en) 2002-11-15 2009-04-28 Bioarray Solutions Ltd. Analysis, secure access to, and transmission of array images
US8652774B2 (en) * 2003-04-16 2014-02-18 Affymetrix, Inc. Automated method of manufacturing polyer arrays
WO2004111260A2 (en) * 2003-06-12 2004-12-23 Bioarray Solutions, Ltd. Immobilization of bead-displayed ligands on substrate surfaces
FR2856677B1 (fr) * 2003-06-27 2006-12-01 Saint Gobain Substrat revetu d'une couche dielectrique et procede pour sa fabrication
WO2005029705A2 (en) * 2003-09-18 2005-03-31 Bioarray Solutions, Ltd. Number coding for identification of subtypes of coded types of solid phase carriers
CA2539824C (en) * 2003-09-22 2015-02-03 Xinwen Wang Surface immobilized polyelectrolyte with multiple functional groups capable of covalently bonding to biomolecules
US20050089916A1 (en) * 2003-10-28 2005-04-28 Xiongwu Xia Allele assignment and probe selection in multiplexed assays of polymorphic targets
AU2004286252A1 (en) * 2003-10-28 2005-05-12 Bioarray Solutions Ltd. Optimization of gene expression analysis using immobilized capture probes
WO2005045060A2 (en) 2003-10-29 2005-05-19 Bioarray Solutions, Ltd. Multiplexed nucleic acid analysis by fragmentation of double-stranded dna
US8944002B2 (en) * 2004-01-14 2015-02-03 Honda Motor Co., Ltd. High throughput physical vapor deposition system for material combinatorial studies
FI20040205A (fi) * 2004-02-11 2005-08-12 Reagena Ltd Oy Menetelmä ja laite pikatestin valmistamiseksi
US7433123B2 (en) * 2004-02-19 2008-10-07 Illumina, Inc. Optical identification element having non-waveguide photosensitive substrate with diffraction grating therein
EP1580559B1 (en) * 2004-03-23 2013-12-25 Bio-Rad Laboratories, Inc. Methods for reducing the variance between analyte concentrations taken from complex sample mixtures
GB2412730B (en) * 2004-03-31 2006-08-23 Toshiba Res Europ Ltd An encoded carrier and a method of monitoring a carrier
US9267167B2 (en) * 2004-06-28 2016-02-23 Becton, Dickinson And Company Dissolvable films and methods including the same
US7363170B2 (en) * 2004-07-09 2008-04-22 Bio Array Solutions Ltd. Transfusion registry network providing real-time interaction between users and providers of genetically characterized blood products
WO2006020363A2 (en) 2004-07-21 2006-02-23 Illumina, Inc. Method and apparatus for drug product tracking using encoded optical identification elements
US7848889B2 (en) 2004-08-02 2010-12-07 Bioarray Solutions, Ltd. Automated analysis of multiplexed probe-target interaction patterns: pattern matching and allele identification
US7390739B2 (en) 2005-05-18 2008-06-24 Lazovsky David E Formation of a masking layer on a dielectric region to facilitate formation of a capping layer on electrically conductive regions separated by the dielectric region
US8084400B2 (en) * 2005-10-11 2011-12-27 Intermolecular, Inc. Methods for discretized processing and process sequence integration of regions of a substrate
US7749881B2 (en) * 2005-05-18 2010-07-06 Intermolecular, Inc. Formation of a masking layer on a dielectric region to facilitate formation of a capping layer on electrically conductive regions separated by the dielectric region
US8882914B2 (en) * 2004-09-17 2014-11-11 Intermolecular, Inc. Processing substrates using site-isolated processing
US20060292846A1 (en) * 2004-09-17 2006-12-28 Pinto Gustavo A Material management in substrate processing
DE602005019791D1 (de) 2004-11-16 2010-04-15 Illumina Inc Verfahren und vorrichtung zum lesen von kodierten mikrokugeln
WO2006055735A2 (en) * 2004-11-16 2006-05-26 Illumina, Inc Scanner having spatial light modulator
WO2006058034A2 (en) * 2004-11-22 2006-06-01 Intermolecular, Inc. Molecular self-assembly in substrate processing
US7879710B2 (en) * 2005-05-18 2011-02-01 Intermolecular, Inc. Substrate processing including a masking layer
US20060183055A1 (en) * 2005-02-15 2006-08-17 O'neill Mark L Method for defining a feature on a substrate
US8486629B2 (en) 2005-06-01 2013-07-16 Bioarray Solutions, Ltd. Creation of functionalized microparticle libraries by oligonucleotide ligation or elongation
GB0515695D0 (en) * 2005-07-29 2005-09-07 Randox Lab Ltd Method
EP1933817B1 (en) * 2005-09-13 2014-03-12 Affymetrix, Inc. Encoded microparticles
US20100233429A1 (en) * 2005-09-16 2010-09-16 Yamatake Corporation Substrate for Biochip, Biochip, Method for Manufacturing Substrate for Biochip and Method for Manufacturing Biochip
US8776717B2 (en) 2005-10-11 2014-07-15 Intermolecular, Inc. Systems for discretized processing of regions of a substrate
US7902063B2 (en) 2005-10-11 2011-03-08 Intermolecular, Inc. Methods for discretized formation of masking and capping layers on a substrate
US7955436B2 (en) * 2006-02-24 2011-06-07 Intermolecular, Inc. Systems and methods for sealing in site-isolated reactors
US8772772B2 (en) * 2006-05-18 2014-07-08 Intermolecular, Inc. System and method for increasing productivity of combinatorial screening
WO2007095194A2 (en) * 2006-02-10 2007-08-23 Intermolecular, Inc. Method and apparatus for combinatorially varying materials, unit process and process sequence
US7830575B2 (en) 2006-04-10 2010-11-09 Illumina, Inc. Optical scanner with improved scan time
EP2765423B1 (en) * 2006-06-02 2016-11-02 Luminex Corporation Systems and methods for performing measurements of one or more analytes comprising using magnetic particles and applying a magnetic field
US8296088B2 (en) 2006-06-02 2012-10-23 Luminex Corporation Systems and methods for performing measurements of one or more materials
US8278216B1 (en) 2006-08-18 2012-10-02 Novellus Systems, Inc. Selective capping of copper
US20080113456A1 (en) * 2006-11-15 2008-05-15 International Business Machines Corporation Process for protecting image sensor wafers from front surface damage and contamination
US7844099B2 (en) * 2006-11-15 2010-11-30 International Business Machines Corporation Inspection method for protecting image sensor devices with front surface protection
US8011317B2 (en) * 2006-12-29 2011-09-06 Intermolecular, Inc. Advanced mixing system for integrated tool having site-isolated reactors
US20080217182A1 (en) * 2007-03-08 2008-09-11 E. I. Dupont De Nemours And Company Electroplating process
JP4803125B2 (ja) * 2007-05-10 2011-10-26 ソニー株式会社 ビーズ群と該ビーズ群の作製方法、並びにビーズ群を用いる方法
GR1006042B (el) 2007-06-20 2008-09-03 Εθνικο Κεντρο Ερευνας Φυσικων Επιστημων (Ε.Κ.Ε.Φ.Ε.)-Δημοκριτος Μεθοδος για την κατασκευη μικροσυστοιχιας
US8039379B1 (en) * 2007-07-02 2011-10-18 Novellus Systems, Inc. Nanoparticle cap layer
KR101414232B1 (ko) * 2007-08-02 2014-08-06 삼성전자 주식회사 바이오 칩 패키지 및 바이오 칩 패키지 기판
KR20090029053A (ko) * 2007-09-17 2009-03-20 삼성전자주식회사 패턴을 따라 기판을 절단하는 방법 및 이에 의해 제조된 칩
JP2010027743A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Ebara Corp インプリント用ガラス基板、レジストパターン形成方法、インプリント用ガラス基板の検査方法及び検査装置
KR101060957B1 (ko) 2009-01-13 2011-08-30 삼성전기주식회사 생체 물질 검출 장치 및 생체 물질 계측 시스템
JP5564800B2 (ja) * 2009-01-30 2014-08-06 セイコーエプソン株式会社 反応場を有するデバイス
KR101332118B1 (ko) 2009-04-14 2013-11-21 서울대학교산학협력단 컬러 코드화된 자성 구조물
EP2419479B1 (en) 2009-04-14 2020-02-05 The Regents of The University of California Method of creating colored materials by fixing ordered structures of magnetite nanoparticles within a solid media
US9523701B2 (en) 2009-07-29 2016-12-20 Dynex Technologies, Inc. Sample plate systems and methods
GB0913258D0 (en) 2009-07-29 2009-09-02 Dynex Technologies Inc Reagent dispenser
US20110076853A1 (en) * 2009-09-28 2011-03-31 Magic Technologies, Inc. Novel process method for post plasma etch treatment
US8772016B2 (en) * 2009-11-13 2014-07-08 Pacific Biosciences Of California, Inc. Sealed chip package
US8501122B2 (en) 2009-12-08 2013-08-06 Affymetrix, Inc. Manufacturing and processing polymer arrays
JP2011196849A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Rohm Co Ltd 回転式分析チップおよびそれを用いた測定システム
WO2012006995A1 (de) * 2010-07-12 2012-01-19 Nanospot Gmbh Mikrostrukturierter messchip zur optischen messung von eigenschaften künstlicher oder biologischer membranen und verfahren zu dessen herstellung
CN106198656B (zh) * 2010-08-18 2018-12-11 生命科技股份有限公司 用于电化学检测装置的微孔的化学涂层
US8962301B2 (en) * 2010-10-13 2015-02-24 Intellectual Discovery Co., Ltd. Biochip and method for manufacturing the same
US9828696B2 (en) 2011-03-23 2017-11-28 Nanohmics, Inc. Method for assembly of analyte filter arrays using biomolecules
US9252175B2 (en) 2011-03-23 2016-02-02 Nanohmics, Inc. Method for assembly of spectroscopic filter arrays using biomolecules
KR101288165B1 (ko) 2011-08-29 2013-07-18 삼성전기주식회사 바이오칩 스탬핑 장치 및 스탬핑 방법
US9329154B1 (en) * 2011-10-06 2016-05-03 Sandia Corporation Devices and methods to detect and quantify trace gases
WO2013096777A2 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 Wake Forest University Health Sciences Integrated compound discovery systems and methods
WO2014001459A1 (en) 2012-06-29 2014-01-03 Danmarks Tekniske Universitet A method of charging a test carrier and a test carrier
US11591637B2 (en) 2012-08-14 2023-02-28 10X Genomics, Inc. Compositions and methods for sample processing
US9701998B2 (en) 2012-12-14 2017-07-11 10X Genomics, Inc. Methods and systems for processing polynucleotides
US10221442B2 (en) 2012-08-14 2019-03-05 10X Genomics, Inc. Compositions and methods for sample processing
US10752949B2 (en) 2012-08-14 2020-08-25 10X Genomics, Inc. Methods and systems for processing polynucleotides
WO2014028537A1 (en) 2012-08-14 2014-02-20 10X Technologies, Inc. Microcapsule compositions and methods
US9951386B2 (en) 2014-06-26 2018-04-24 10X Genomics, Inc. Methods and systems for processing polynucleotides
US10584381B2 (en) 2012-08-14 2020-03-10 10X Genomics, Inc. Methods and systems for processing polynucleotides
US10273541B2 (en) 2012-08-14 2019-04-30 10X Genomics, Inc. Methods and systems for processing polynucleotides
US10323279B2 (en) 2012-08-14 2019-06-18 10X Genomics, Inc. Methods and systems for processing polynucleotides
CA2894694C (en) 2012-12-14 2023-04-25 10X Genomics, Inc. Methods and systems for processing polynucleotides
US10533221B2 (en) 2012-12-14 2020-01-14 10X Genomics, Inc. Methods and systems for processing polynucleotides
US8803328B1 (en) 2013-01-22 2014-08-12 International Business Machines Corporation Random coded integrated circuit structures and methods of making random coded integrated circuit structures
EP3862435A1 (en) 2013-02-08 2021-08-11 10X Genomics, Inc. Polynucleotide barcode generation
CN103439514B (zh) * 2013-08-05 2015-06-10 徐州工程学院 基于微阵列检测芯片的农兽药多残留的检测方法
JP6414074B2 (ja) * 2013-11-29 2018-10-31 株式会社ニコン スクリーニング装置及びスクリーニング方法
AU2015243445B2 (en) 2014-04-10 2020-05-28 10X Genomics, Inc. Fluidic devices, systems, and methods for encapsulating and partitioning reagents, and applications of same
US8975163B1 (en) * 2014-04-10 2015-03-10 Applied Materials, Inc. Laser-dominated laser scribing and plasma etch hybrid wafer dicing
JP5892197B2 (ja) * 2014-06-16 2016-03-23 セイコーエプソン株式会社 反応場を有するデバイスおよびセンサー
CN106795553B (zh) 2014-06-26 2021-06-04 10X基因组学有限公司 分析来自单个细胞或细胞群体的核酸的方法
US9899234B2 (en) 2014-06-30 2018-02-20 Lam Research Corporation Liner and barrier applications for subtractive metal integration
CA2964472A1 (en) 2014-10-29 2016-05-06 10X Genomics, Inc. Methods and compositions for targeted nucleic acid sequencing
US9975122B2 (en) 2014-11-05 2018-05-22 10X Genomics, Inc. Instrument systems for integrated sample processing
EP3244992B1 (en) 2015-01-12 2023-03-08 10X Genomics, Inc. Processes for barcoding nucleic acids
BR112017018054A2 (pt) 2015-02-24 2018-07-24 10X Genomics Inc métodos para a cobertura de sequências de ácidos nucleicos direcionadas
EP3262407B1 (en) 2015-02-24 2023-08-30 10X Genomics, Inc. Partition processing methods and systems
JP2018518950A (ja) * 2015-05-18 2018-07-19 １０エックス ジェノミクス， インコーポレイテッド 生物医学的な反応及び分析で使用するための移動固相組成物
US11371094B2 (en) 2015-11-19 2022-06-28 10X Genomics, Inc. Systems and methods for nucleic acid processing using degenerate nucleotides
SG10202108763UA (en) 2015-12-04 2021-09-29 10X Genomics Inc Methods and compositions for nucleic acid analysis
US10386365B2 (en) 2015-12-07 2019-08-20 Nanohmics, Inc. Methods for detecting and quantifying analytes using ionic species diffusion
US10386351B2 (en) 2015-12-07 2019-08-20 Nanohmics, Inc. Methods for detecting and quantifying analytes using gas species diffusion
JP6808940B2 (ja) * 2016-01-29 2021-01-06 凸版印刷株式会社 アレイデバイス、生体分子解析用キット及び溶媒の封止方法
JP6730819B2 (ja) * 2016-02-29 2020-07-29 日本電波工業株式会社 感知センサ及び感知方法
WO2017197338A1 (en) 2016-05-13 2017-11-16 10X Genomics, Inc. Microfluidic systems and methods of use
WO2018059445A1 (zh) * 2016-09-28 2018-04-05 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 基于编码芯片的微阵列、其制备方法及应用
US20200143909A1 (en) * 2016-10-05 2020-05-07 Seoul National University R&Db Foundation Biochemical carriers capable of storage, preservation and indexing and method for fabricating the same
US10340173B2 (en) * 2016-10-11 2019-07-02 Micron Technology, Inc. System for handling semiconductor dies
EP3512633A1 (en) * 2016-10-12 2019-07-24 MyCartis N.V. Prefilled cartridge
US10550429B2 (en) 2016-12-22 2020-02-04 10X Genomics, Inc. Methods and systems for processing polynucleotides
US10011872B1 (en) 2016-12-22 2018-07-03 10X Genomics, Inc. Methods and systems for processing polynucleotides
US10815525B2 (en) 2016-12-22 2020-10-27 10X Genomics, Inc. Methods and systems for processing polynucleotides
WO2018140966A1 (en) 2017-01-30 2018-08-02 10X Genomics, Inc. Methods and systems for droplet-based single cell barcoding
US10995333B2 (en) 2017-02-06 2021-05-04 10X Genomics, Inc. Systems and methods for nucleic acid preparation
SG11201901822QA (en) 2017-05-26 2019-03-28 10X Genomics Inc Single cell analysis of transposase accessible chromatin
US10844372B2 (en) 2017-05-26 2020-11-24 10X Genomics, Inc. Single cell analysis of transposase accessible chromatin
CN107828653B (zh) * 2017-10-12 2021-03-05 中国科学院半导体研究所 开放式单细胞研究用芯片及其制备方法
SG11201913654QA (en) 2017-11-15 2020-01-30 10X Genomics Inc Functionalized gel beads
US10829815B2 (en) 2017-11-17 2020-11-10 10X Genomics, Inc. Methods and systems for associating physical and genetic properties of biological particles
WO2019157529A1 (en) 2018-02-12 2019-08-15 10X Genomics, Inc. Methods characterizing multiple analytes from individual cells or cell populations
US10453800B1 (en) * 2018-03-29 2019-10-22 International Business Machines Corporation Optical chip ID definition using nanoimprint lithography
SG11202009889VA (en) 2018-04-06 2020-11-27 10X Genomics Inc Systems and methods for quality control in single cell processing
BR112019028058A2 (pt) 2018-06-29 2020-07-14 Illumina, Inc. células de fluxo
US11294277B2 (en) 2018-07-25 2022-04-05 Canon Kabushiki Kaisha Process of imprinting a substrate with fluid control features
US20200032335A1 (en) 2018-07-27 2020-01-30 10X Genomics, Inc. Systems and methods for metabolome analysis
US11459607B1 (en) 2018-12-10 2022-10-04 10X Genomics, Inc. Systems and methods for processing-nucleic acid molecules from a single cell using sequential co-partitioning and composite barcodes
US11845983B1 (en) 2019-01-09 2023-12-19 10X Genomics, Inc. Methods and systems for multiplexing of droplet based assays
US11851683B1 (en) 2019-02-12 2023-12-26 10X Genomics, Inc. Methods and systems for selective analysis of cellular samples
CN111665235A (zh) * 2019-03-08 2020-09-15 上海索昕生物科技有限公司 一种化学发光微阵列芯片及其应用
CN109971609B (zh) * 2019-03-14 2020-09-11 宁波胤瑞生物医学仪器有限责任公司 一种数字pcr芯片及其制备方法
US20230182143A1 (en) * 2021-12-10 2023-06-15 Idexx Laboratories, Inc. Devices and Methods for Pipette Alignment
CN114307885B (zh) * 2022-01-20 2022-09-16 厦门大学 一种局部功能化修饰微球的制备方法

Family Cites Families (86)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2988432A (en) * 1957-10-21 1961-06-13 Gen Motors Corp Odor destroyer
US3265701A (en) 1963-07-10 1966-08-09 American Home Prod Fluorene-9-carboxylic acid esters of hydroxyalkyl azaspiranes
US3790492A (en) 1971-03-11 1974-02-05 Atomic Energy Commission Method for production of uniform microspheres
US3761782A (en) * 1971-05-19 1973-09-25 Signetics Corp Semiconductor structure, assembly and method
US3790051A (en) 1971-09-07 1974-02-05 Radiant Energy Systems Semiconductor wafer fracturing technique employing a pressure controlled roller
US4326008A (en) 1976-08-27 1982-04-20 California Institute Of Technology Protein specific fluorescent microspheres for labelling a protein
JPS5527623A (en) * 1978-08-17 1980-02-27 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor wafer dividing method
US4267235A (en) 1979-03-19 1981-05-12 California Institute Of Technology Polyglutaraldehyde microspheres
US4717655A (en) 1982-08-30 1988-01-05 Becton, Dickinson And Company Method and apparatus for distinguishing multiple subpopulations of cells
US4487855A (en) 1983-02-15 1984-12-11 Shih Yen Jer Colored latexes; methods for making same and colored finely divided products
DE3322373C2 (de) 1983-05-19 1986-12-04 Ioannis Dr. 3000 Hannover Tripatzis Testmittel und Verfahren zum Nachweis von Antigenen und/oder Antikörpern
US4774189A (en) 1984-12-24 1988-09-27 Flow Cytometry Standards Corp. Fluorescent calibration microbeads simulating stained cells
US5073498A (en) 1984-12-24 1991-12-17 Caribbean Microparticles Corporation Fluorescent alignment microbeads with broad excitation and emission spectra and its use
US4613559A (en) 1985-04-01 1986-09-23 Xerox Corporation Process for colored toner compositions with controlled charges thereon
US5571629A (en) 1987-07-10 1996-11-05 Tdk Corporation Optical recording medium
US5194300A (en) 1987-07-15 1993-03-16 Cheung Sau W Methods of making fluorescent microspheres
US5807755A (en) 1987-08-06 1998-09-15 Multilyte Limited Determination of ambient concentrations of several analytes
US5266467A (en) 1988-05-02 1993-11-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Enzymatic production of maltohexaose-rich compositions
US5266427A (en) 1988-10-18 1993-11-30 Nippondenso Co., Ltd. Display board and method for producing the same
US5143854A (en) 1989-06-07 1992-09-01 Affymax Technologies N.V. Large scale photolithographic solid phase synthesis of polypeptides and receptor binding screening thereof
US5326692B1 (en) 1992-05-13 1996-04-30 Molecular Probes Inc Fluorescent microparticles with controllable enhanced stokes shift
US5723218A (en) 1990-04-16 1998-03-03 Molecular Probes, Inc. Dipyrrometheneboron difluoride labeled flourescent microparticles
AU669489B2 (en) 1991-09-18 1996-06-13 Affymax Technologies N.V. Method of synthesizing diverse collections of oligomers
US5639603A (en) 1991-09-18 1997-06-17 Affymax Technologies N.V. Synthesizing and screening molecular diversity
DE69223980T2 (de) 1991-10-15 1998-05-28 Multilyte Ltd Bindungstest unter benutzung eines markierten reagens
US5605662A (en) * 1993-11-01 1997-02-25 Nanogen, Inc. Active programmable electronic devices for molecular biological analysis and diagnostics
IL103674A0 (en) 1991-11-19 1993-04-04 Houston Advanced Res Center Method and apparatus for molecule detection
HU9201687D0 (en) * 1992-05-21 1992-08-28 Arpad Furka Preparation of sets from peptid mixtures with polycomponents and their use for the identification of biologically active peptides
US5415835A (en) 1992-09-16 1995-05-16 University Of New Mexico Method for fine-line interferometric lithography
US5298741A (en) 1993-01-13 1994-03-29 Trustees Of Tufts College Thin film fiber optic sensor array and apparatus for concurrent viewing and chemical sensing of a sample
GB9326450D0 (en) 1993-12-24 1994-02-23 Multilyte Ltd Binding assay
US5614586A (en) * 1994-04-06 1997-03-25 Graphic Controls Corporation Polyacrylate and Polymethacrylate ester based hydrogel adhesives
US5571639A (en) 1994-05-24 1996-11-05 Affymax Technologies N.V. Computer-aided engineering system for design of sequence arrays and lithographic masks
DE69527585T2 (de) * 1994-06-08 2003-04-03 Affymetrix Inc Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von Chips
US5595839A (en) * 1994-10-13 1997-01-21 Yardney Technical Products, Inc. Bipolar lithium-ion rechargeable battery
US5846719A (en) 1994-10-13 1998-12-08 Lynx Therapeutics, Inc. Oligonucleotide tags for sorting and identification
GB2295152A (en) * 1994-11-18 1996-05-22 Pfizer Ltd Preparation of a library of compounds by solid-phase synthesis
US5959098A (en) * 1996-04-17 1999-09-28 Affymetrix, Inc. Substrate preparation process
WO1996030392A1 (en) 1995-03-28 1996-10-03 Novartis Ag Process for the production of combinatorial compound libraries
US5961923A (en) 1995-04-25 1999-10-05 Irori Matrices with memories and uses thereof
GB2300258A (en) * 1995-04-28 1996-10-30 Philip John Jewess A separation device for magnetisable particles
US5959598A (en) * 1995-07-20 1999-09-28 The Regents Of The University Of Colorado Pixel buffer circuits for implementing improved methods of displaying grey-scale or color images
US5981180A (en) 1995-10-11 1999-11-09 Luminex Corporation Multiplexed analysis of clinical specimens apparatus and methods
CA2255599C (en) 1996-04-25 2006-09-05 Bioarray Solutions, Llc Light-controlled electrokinetic assembly of particles near surfaces
US7041510B2 (en) * 1996-04-25 2006-05-09 Bioarray Solutions Ltd. System and method for programmable illumination pattern generation
EP0946278A1 (en) 1996-10-21 1999-10-06 Smithkline Beecham Plc Apparatus and method for distributing beads
US5786219A (en) 1996-10-28 1998-07-28 Molecular Probes, Inc. Microspheres with fluorescent spherical zones
US6875620B1 (en) * 1996-10-31 2005-04-05 Agilent Technologies, Inc. Tiling process for constructing a chemical array
US5900481A (en) 1996-11-06 1999-05-04 Sequenom, Inc. Bead linkers for immobilizing nucleic acids to solid supports
US6133436A (en) 1996-11-06 2000-10-17 Sequenom, Inc. Beads bound to a solid support and to nucleic acids
WO1998029736A1 (en) 1996-12-31 1998-07-09 Genometrix Incorporated Multiplexed molecular analysis apparatus and method
US5812272A (en) * 1997-01-30 1998-09-22 Hewlett-Packard Company Apparatus and method with tiled light source array for integrated assay sensing
US7622294B2 (en) * 1997-03-14 2009-11-24 Trustees Of Tufts College Methods for detecting target analytes and enzymatic reactions
US6023540A (en) 1997-03-14 2000-02-08 Trustees Of Tufts College Fiber optic sensor with encoded microspheres
US6327410B1 (en) 1997-03-14 2001-12-04 The Trustees Of Tufts College Target analyte sensors utilizing Microspheres
DE69838067T2 (de) 1997-05-23 2008-03-13 Bioarray Solutions Ltd. Farbkodierung und in situ abfrage von matrix-gekoppelten chemischen verbindungen
CA2291180A1 (en) 1997-05-23 1998-11-26 Lynx Therapeutics, Inc. System and apparatus for sequential processing of analytes
US5948621A (en) * 1997-09-30 1999-09-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Direct molecular patterning using a micro-stamp gel
US7115884B1 (en) 1997-10-06 2006-10-03 Trustees Of Tufts College Self-encoding fiber optic sensor
KR20010031140A (ko) 1997-10-14 2001-04-16 루미넥스 코포레이션 정밀 형광염료 입자 및 그의 제조방법 그리고 그의 사용
US5922617A (en) * 1997-11-12 1999-07-13 Functional Genetics, Inc. Rapid screening assay methods and devices
EP1044375B1 (en) 1997-12-30 2005-12-14 Remacle, José Method comprising capture molecule fixed on disc surface
DE69907630T2 (de) 1998-01-22 2004-02-26 Luminex Corp., Austin Mikropartikel mit multiplen fluoreszenz-signalen
US6096368A (en) 1998-02-19 2000-08-01 Delsys Pharmaceutical Corporation Bead transporter chucks using repulsive field guidance and method
US5988432A (en) 1998-03-25 1999-11-23 Sarnoff Corporation Bead manipulating chucks with bead size selector
WO1999060170A1 (en) 1998-05-21 1999-11-25 Hyseq, Inc. Linear arrays of immobilized compounds and methods of using same
US6908770B1 (en) 1998-07-16 2005-06-21 Board Of Regents, The University Of Texas System Fluid based analysis of multiple analytes by a sensor array
AU6131299A (en) 1998-08-26 2000-03-21 Trustees Of Tufts College Combinatorial polymer synthesis of sensors for polymer-based sensor arrays
US6429027B1 (en) 1998-12-28 2002-08-06 Illumina, Inc. Composite arrays utilizing microspheres
KR200195882Y1 (ko) 1999-01-28 2000-09-15 김석배 광전달을 이용한 자동차용 도로표시장치
US6151973A (en) * 1999-01-29 2000-11-28 Glaxo Wellcome Inc. Bead picking apparatus and method
US6215894B1 (en) 1999-02-26 2001-04-10 General Scanning, Incorporated Automatic imaging and analysis of microarray biochips
CN1185492C (zh) 1999-03-15 2005-01-19 清华大学 可单点选通式微电磁单元阵列芯片、电磁生物芯片及应用
WO2001054813A2 (en) 2000-01-11 2001-08-02 Clinical Micro Sensors, Inc. Devices and methods for biochip multiplexing
WO2000075373A2 (en) 1999-05-20 2000-12-14 Illumina, Inc. Combinatorial decoding of random nucleic acid arrays
US6713309B1 (en) * 1999-07-30 2004-03-30 Large Scale Proteomics Corporation Microarrays and their manufacture
AU779858B2 (en) * 1999-09-17 2005-02-17 Bioarray Solutions Ltd System and method for programmable illumination pattern generation
CN1133750C (zh) * 1999-12-06 2004-01-07 晶宇生物科技实业股份有限公司 生物芯片及其制造方法
US20020001855A1 (en) * 2000-03-22 2002-01-03 Prentiss Mara G. Methods and apparatus for parallel magnetic biological analysis and manipulation
KR100792021B1 (ko) * 2000-03-30 2008-01-04 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 반응성 탐식자 칩 및 그 제조방법
DE10020704B4 (de) 2000-04-27 2006-09-28 Bioref Gmbh Biochip zur Archivierung und labormedizinischen Analyse von biologischem Probenmaterial, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung in diagnostischen Verfahren
DE60000014T2 (de) 2000-05-16 2002-05-02 Biochip Technologies Gmbh Linker-System zum Aktivieren von Oberflächen für die Biokonjugation und Verfahren zu ihrer Verwendung
US7892854B2 (en) * 2000-06-21 2011-02-22 Bioarray Solutions, Ltd. Multianalyte molecular analysis using application-specific random particle arrays
US6905885B2 (en) * 2001-06-12 2005-06-14 The Regents Of The University Of California Portable pathogen detection system
US7335153B2 (en) * 2001-12-28 2008-02-26 Bio Array Solutions Ltd. Arrays of microparticles and methods of preparation thereof
KR101522272B1 (ko) 2014-06-30 2015-05-21 엘에스산전 주식회사 회로 차단기의 중성 극 변류기 모듈 및 중성 극 전류 검출 장치

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102083575B (zh) * 2007-06-25 2014-09-17 阿费梅特里克斯公司 刻印的微码
CN102879556A (zh) * 2012-09-25 2013-01-16 中国电子科技集团公司第四十九研究所 一种定容量的生物芯片及其制备方法
CN106104271A (zh) * 2014-03-26 2016-11-09 国际商业机器公司 具有锥形珠陷获腔的微流体芯片及其制造
CN106104271B (zh) * 2014-03-26 2018-04-20 国际商业机器公司 具有锥形珠陷获腔的微流体芯片及其制造
CN112218708A (zh) * 2018-05-15 2021-01-12 生物复制有限公司 微阵列变换器
CN115331735A (zh) * 2022-10-11 2022-11-11 青岛百创智能制造技术有限公司 芯片解码方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7842649B2 (en) 2010-11-30
AU2002364034B2 (en) 2009-03-19
WO2003058199A2 (en) 2003-07-17
CN1299117C (zh) 2007-02-07
CA2471693A1 (en) 2003-07-17
US20170260577A1 (en) 2017-09-14
KR100966683B1 (ko) 2010-06-29
IL162737A0 (en) 2005-11-20
US9611507B2 (en) 2017-04-04
US20080123089A1 (en) 2008-05-29
NZ533752A (en) 2006-09-29
EP2319617A1 (en) 2011-05-11
US20120220495A1 (en) 2012-08-30
US20030082587A1 (en) 2003-05-01
KR20040081103A (ko) 2004-09-20
ES2398194T3 (es) 2013-03-14
WO2003058199A3 (en) 2004-06-17
EP1488236B1 (en) 2012-10-31
EP1488236A2 (en) 2004-12-22
CA2471693C (en) 2011-05-03
PT1488236E (pt) 2013-01-22
EP2565648A1 (en) 2013-03-06
EP1488236A4 (en) 2007-09-12
JP2009175163A (ja) 2009-08-06
HK1074881A1 (en) 2005-11-25
US20190024156A1 (en) 2019-01-24
US10138511B2 (en) 2018-11-27
ES2649962T3 (es) 2018-01-16
IL162737A (en) 2010-05-17
EP2565648B1 (en) 2017-07-19
JP2005535868A (ja) 2005-11-24
US7335153B2 (en) 2008-02-26
US20110098201A1 (en) 2011-04-28
US20150126407A1 (en) 2015-05-07
AU2002364034A1 (en) 2003-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1299117C (zh) 微粒阵列及其制备方法
JP5866243B2 (ja) コード化されたマイクロ粒子
CN1278418C (zh) 用于光电应用的亲和基自组装系统及其装置
CN1141078A (zh) 可自我寻址自我组装的用于分子生物学分析和诊断的微电子系统及装置
US20120046187A1 (en) Analysis chip, analysis method and method for stirring solution
JP4227092B2 (ja) 走査型電子顕微鏡を用いる生体物質アッセイシステムおよびアッセイ法
CN1432655A (zh) 一种多面生物芯片
WO2004102196A1 (en) Apparatus including nanostructures used for separation or analysis, and the preparation and application thereof
US20140057808A1 (en) Deformable polymer testing device
Heller et al. Use of electric field array devices for assisted assembly of DNA nanocomponents and other nanofabrication applications
CN106596961A (zh) 一种高灵敏度微米结构生物芯片的构建方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1074881

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070207

Termination date: 20171227