具有微阵列识别信息的微阵列及其生产方法和使用方法

摘要

提供了一种以点形式存储微阵列识别信息的微阵列，以及生产该微阵列的方法。能够以方便且有效的方式来读取所存储的微阵列识别信息。

说明书

技术领域

本发明涉及以点(spot)形式存储微阵列(microarray)识别信息的微阵列、以及生产该微阵列的方法。

背景技术

在各种分析方法中使用诸如核酸微阵列或蛋白质微阵列的微阵列。使用微阵列的分析方法的优点在于，它们可在短时间内揭示大量信息。然而，应根据微阵列的制造条件或特性，而有所区别地解释通过使用微阵列而得到的结果。因此，有必要在商品销售期间、以及在分析通过使用微阵列而得到的实验结果时，识别微阵列识别信息。

使用条形码来记录微阵列识别信息的方法是本领域所公知的。例如，美国专利第6399365号公开了一种用于杂交(hybridization)的包(package)，其包括含有用于微阵列识别信息的条形码的外壳(housing)。美国专利第6215894号公开了一种具有机器可读的阵列标识符的微阵列。然而，这些方法需要独立的读取器，其与通常用于读取在使用微阵列的分析方法中得到的实验结果的微阵列读取器相分离。也就是说，应当将微阵列识别信息记录在与探针(probe)阵列相分离的空间中，并应当使用独立的读取器。另外，条形码放置的位置可取决于微阵列制造者，并由此应当手动控制读取器。

本发明人进行了数量可观的研究来克服这些问题，并设计了一种微阵列，可使用与用于检测在使用微阵列的分析方法中的实验结果的读取器相同的读取器来读取该微阵列的识别信息，而不使用在与探针阵列相分离的独立空间中的独立工具，如条形码。

发明内容

本发明提供了一种微阵列，能够以方便且有效的方式来读取该微阵列的识别信息。

本发明还提供了一种生产微阵列的方法，其中能够以方便且有效的方式来读取该微阵列的识别信息。

根据本发明的一个方面，提供了一种以点形式存储微阵列识别信息的微阵列。

根据本发明的另一个方面，提供了一种生产以点形式存储微阵列识别信息的微阵列的方法，该方法包括：将微阵列识别信息编码为数字；以及将可检测物质固定在固体片基(substrate)上，通过使用其上固定有可检测物质的点、以及其上不固定有可检测物质的点的组合来表示编码数字。

根据本发明的另一个方面，提供了一种生产以点形式存储微阵列识别信息的微阵列的方法，该方法包括：将微阵列识别信息编码为数字；以及使固体片基的表面经过处理，以便可从该表面生成可检测信号，通过使用具有经过了处理的表面的点、以及具有未经过处理的表面的点的组合来表示编码数字。

附图说明

通过参照附图而详细描述本发明的示范实施例，本发明的上面和其它特征以及优点将变得更清楚，附图中：

图1A为图解具有使用条形码而存储的微阵列识别信息的传统微阵列的视图；

图1B为图解具有通过存储的点来表示的微阵列识别信息的根据本发明实施例的微阵列的视图；

图2A为图解列出代表0和9之间的整数的点、用于区分信息单元的判别符(discriminator)、以及指定信息结束的“END(结束)”字母的二进制编码表的视图；

图2B和2C为图解列出代表字母表中的26个字母的点的二进制编码表的视图；以及

图3为图解存储在微阵列中点区域的上面第一至第三行中的微阵列识别信息“SAIT-SM30003-1”的视图。

具体实施方式

本发明的实施例提供了一种以点形式存储微阵列识别信息的微阵列。

在本实施例中，可使用其上固定有可检测物质的点、以及其上不固定有可检测物质的点的组合来存储微阵列识别信息。可检测物质是指：例如通过光照射、以及酶与片基的反应而生成可检测信号的物质。可检测信号的示例包括诸如荧光、磷光和放射性射线的光，以及在光照射期间的反射光之差。可检测物质的示例包括从由能够生成可检测信号的荧光物质、放射性物质和酶组成的组中选择的物质。可检测物质可生成与指明探针物质和目标物质之间的相关程度的信号相同的信号。例如，如果用荧光染料(如Cy-3和Cy-5)标记作为核酸的目标，则可将该荧光染料用作可检测物质。因此，还可将用于确定探针物质和目标物质之间的相关结果的检测器用于读取微阵列识别信息，这将消除用于读取的独立检测器。另外，可将通过检测器确定并读取的信号存储在可抽出的(extractable)存储介质中。因此，不需要单独输入微阵列识别信息。

在本发明的本实施例中，可以二进制数或三元(tertiary)数的形式来存储微阵列识别信息。如在这里所使用的，术语“微阵列识别信息”表示有关微阵列自身的信息，即有关微阵列的特性、制造过程、制造者、以及固定探针等的信息。可以人类能够读取并理解的语言(如字母、数字或符号)来表示微阵列识别信息。在本发明的当前实施例中，可将微阵列识别信息编码为数字，并使用微阵列的片基上的点来以二进制数或三元数表示。

在本发明的当前实施例中，可使用一类可检测物质，并可通过以相应的顺序用0或1代表从其上固定有可检测物质的点所生成的信号、且用1或0代表从其上不固定有可检测物质的点所生成的信号，而将微阵列识别信息以二进制数的形式存储在微阵列的点上。另外，可使用两类可检测物质，并可通过以相应的顺序用0、1或2代表从其上固定有第一可检测物质的点所生成的信号，用1、2或0代表从其上固定有第二可检测物质的点所生成的信号，且用2、0或1代表从其上不固定有第一或第二可检测物质的点所生成的信号，而将微阵列识别信息以三元数的形式存储在微阵列的点上。

如在这里所使用的，术语“微阵列”表示一种片基，其中将特定的分子密集固定在预定区域中。微阵列的示例包括但不限于多核苷酸微阵列和蛋白质微阵列。术语“多核苷酸微阵列”表示一种片基，其中将多核苷酸微阵列密集固定在每个预定区域中。微阵列在本领域中是公知的，例如，可参见美国专利第5445934和5744305号。使用光刻术(photolithography)来产生微阵列的方法在本领域中是公知的。一种方法包括：给片基的表面涂上由可去除保护基(protecting group)保护的单体(monomer)；将表面的预定区域暴露在能源中，以去除保护基；以及将由可去除保护基保护的单体耦合到单体；并重复该过程，由此产生多核苷酸微阵列。在此方法中，通过逐一地延展单体而合成多核苷酸，由此允许多核苷酸的固定。在使用点样(spotting)来产生微阵列的方法中，将先前合成的多核苷酸固定在片基上的预定区域中。例如，在美国专利第5744305、5143854和5424186号中描述了使用点样来产生微阵列的方法。通过引用而将所有上述专利的全部内容合并于此。

如在这里所使用的，术语“探针物质”表示被固定在片基上、并与目标物质特定结合的物质。探针物质的示例包括核酸、蛋白质、以及糖。例如，如果目标物质为多核苷酸，则探针物质可为与目标多核苷酸互补的多核苷酸。如果目标物质为蛋白质，则探针物质可为与目标蛋白质特定结合的配体(ligand)、抗原或抗体等。

如在这里所使用的，术语“点”表示探针物质在片基中以行和列的形式被固定或将被固定的区域。点可包括片基上的未固定探针物质的区域。

在本发明的当前实施例中，可使用具有经过处理以便可从中生成可检测信号的表面的点、以及不具有经过处理的表面的点的组合，来存储微阵列识别信息。

在本发明的当前实施例中，以二进制数或三元数的形式存储微阵列识别信息。

在本发明的当前实施例中，可使用一类表面处理，并可通过以相应的顺序用0或1代表从具有经过处理以便可从中生成可检测信号的表面的点所生成的信号，且用1或0代表从不具有经过处理的表面的点所生成的信号，而以二进制数的形式存储微阵列识别信息。另外，可使用两类表面处理，并可通过以相应的顺序用0、1或2代表从具有经过第一处理以便可从中生成可检测信号的表面的点所生成的信号，用1、2或0代表从具有经过第二处理以便可从中生成可检测信号的表面的点所生成的信号，且用2、0或1代表从不具有经过第一或第二处理的表面的点所生成的信号，而以三元数的形式存储微阵列识别信息。

在本发明的当前实施例中，表面处理可为生成可检测信号的任意处理。表面处理的示例包括可通过其而改变光的反射的处理，例如格栅(grid)的形成。

本发明的另一个实施例提供了一种生产以点形式存储微阵列识别信息的微阵列的方法，该方法包括：将微阵列识别信息编码为数字；以及将可检测物质固定在固体片基上，通过使用其上固定有可检测物质的点、以及其上不固定有可检测物质的点的组合来表示编码数字。

在本发明的当前实施例中，可检测物质可生成与指明探针和目标之间的相关程度的信号相同的信号。另外，可以二进制数或三元数的形式来存储微阵列识别信息，但不限于此。

在本发明的当前实施例中，可使用一类可检测物质，并可通过以相应的顺序用0或1代表从其上固定有可检测物质的点所生成的信号，且用1或0代表从其上不固定有可检测物质的点所生成的信号，而以二进制数的形式存储微阵列识别信息。另外，可使用两类可检测物质，并可通过以相应的顺序用0、1或2代表从其上固定有第一可检测物质的点所生成的信号，用1、2或0代表从其上固定有第二可检测物质的点所生成的信号，且用2、0或1代表从其上不固定有第一或第二可检测物质的点所生成的信号，而以三元数的形式存储微阵列识别信息。

本发明的另一个实施例提供了一种生产以点形式存储微阵列识别信息的微阵列的方法，该方法包括：将微阵列识别信息编码为数字；以及对固体片基的表面进行处理，以便可从该表面生成可检测信号，通过使用具有经过了处理的表面的点、以及具有未经过处理的表面的点的组合来表示编码数字。

在本发明的当前实施例中，可以以二进制数或三元数的形式存储微阵列识别信息。

在本发明的当前实施例中，可使用一类表面处理，并可通过以相应的顺序用0或1代表从具有经过处理以便可从中生成可检测信号的表面的点所生成的信号，且用1或0代表从具有不经过处理的表面的点所生成的信号，而以二进制数的形式存储微阵列识别信息。另外，可使用两类表面处理，并可通过以相应的顺序用0、1或2代表从具有经过第一处理以便可从中生成可检测信号的表面的点所生成的信号，用1、2或0代表从具有经过第二处理以便可从中生成可检测信号的表面的点所生成的信号，且用2、0或1代表从不具有经过第一或第二处理的表面的点所生成的信号，而以三元数的形式存储微阵列识别信息。

在本发明的当前实施例中，表面处理可为生成可检测信号的任意处理。表面处理的示例可包括这样的处理，能够通过该处理而生成可使用微阵列读取器来确认的光的反射、透射、或能级的差。特定示例包括但不限于：引起表面上的反射光改变的格栅的形成、或片基的涂覆。

本发明的另一个实施例提供了一种使用探针微阵列的方法，包括：使目标物质与被固定在根据本发明的前述实施例的以点形式存储微阵列识别信息的微阵列上的探针物质起反应，并确定由该反应所生成的信号；以及读取以点形式存储的微阵列识别信息。

在根据本发明的使用探针微阵列的方法中，可使用同一检测器来执行确定由该反应所生成的信号和读取微阵列识别信息的步骤。因此，在读取微阵列识别信息的步骤中不需要独立的检测器。

在本发明的当前实施例中，使用探针微阵列的方法还包括：将从确定由该反应所生成的信号的步骤而得到的数据、以及从该读取步骤得到的微阵列识别信息存储在可抽出的存储介质中。因此，可同时处理试验数据和微阵列识别信息，而不用单独将微阵列识别信息输入到存储介质。在下面使用计算机的数据交换或操作等中，可方便地使用存储在可抽出的存储介质中的实验数据和微阵列识别信息。例如，研究人员可从存储在微阵列中的微阵列识别信息中识别出有关微阵列产品的制造者和版本的信息，并随后使用该信息，通过制造者的因特网站点来请求适于分析该产品的分析算法。

图1A为图解具有使用条形码而存储的微阵列识别信息的传统微阵列的视图，而图1B为图解具有使用点而存储的微阵列识别信息的根据本发明的实施例的微阵列的视图。如图1A和1B所示，尽管对于传统微阵列，使用独立的条形码来表示微阵列识别信息，但在根据本发明的实施例的微阵列中，使用点来表示微阵列识别信息。

在下文中，将通过下面的示例来更为详细地描述本发明。该示例仅用于演示目的，并不意欲限制本发明的范围。

示例

在示例中，以二进制数来对微阵列识别信息进行编码，并随后通过以与将探针固定在片基上的处理相同的方式将荧光物质固定在微阵列的片基上，而以点形式存储微阵列识别信息。

首先，使用六位(order)二进制数来对0和9之间的整数、字母表中的26个字母、用于区分信息单元的判别符、以及指定信息结束的“结束”项进行编码。也就是说，将有关每个字母的信息变换为以点形式表示的二进制数。“编码表”是列出了从信息到二进制数的变换关系的表。当产生微阵列、并使用计算机来分析来自微阵列的数据时，应当以电子方式存储有关编码表的信息。图2A为图解列出了代表0和9之间的整数、用于区分信息单元的判别符、以及指定信息结束的“结束”项的点的二进制编码表的视图。图2B和2C为图解列出代表字母表中的26个字母的点的二进制编码表的视图，在二进制编码表中，有色点表示数字“1”，而空白点表示数字“0”。有色点上可涂有可检测物质(如Cy-3和Cy-5)，或被表面处理。

接下来，使用编码表，以点形式来表示产品标识符、微阵列识别信息“SAIT-SM30003-1”。该微阵列识别信息“SAIT-SM30003-1”对应于由制造者SAIT制造的SM30003的版本1。图3为图解存储在微阵列中点区域的上面第一至第三行中的微阵列识别信息“SAIT-SM30003-1”的视图。

因此，可使用用于确定在使用微阵列的分析方法中的探针物质与目标物质的反应的实验结果的检测器，而同时读取以二进制数表示的微阵列识别信息、以及该反应的实验结果，而不使用在现有技术中用于读取微阵列信息的独立检测器，并且可在下面的数据分析中一起使用所述微阵列识别信息和所述实验结果。

根据本发明的实施例，以点形式存储微阵列识别信息，并由此，可使用用于使用微阵列的分析方法的检测器来读取微阵列识别信息，而不需要独立的检测器。另外，可使用相同的检测器，来将由检测器读取的微阵列识别信息存储在可抽出的存储介质中，而无需独立输入，并可在随后的分析中使用该微阵列识别信息。

根据本发明的实施例的生产微阵列的方法，可生产以点形式存储微阵列识别信息的微阵列。

尽管已通过参照示范实施例而具体地示出并描述了本发明，但本领域的普通技术人员应理解，其中可作出形式和细节上的各种改变，而不背离由所附权利要求限定的本发明的精髓和范围。