[發明專利]用于測量電極微陣列上的結合事件的方法和設備

無效

• 申請號: 200680043101.0
• 申請日: 2006-09-25
• 公開（公告）號: CN101365827A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發明（設計）人: K·佩伊萬;M·比扎卡;C·坎普貝爾;R·W·李
• 申請（專利權）人: 康比麥崔克斯有限公司
• 主分類號: C25B11/00
• 分類號: C25B11/00;G01N27/26
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 李玲

技術領域

本發明提供了一種用于電極微陣列上電化學檢測的方法和設備。更具體而言，提供了一種通過順序讀取一組電極來有效地讀取每個電極的電信號的方法和設備。該電極利用當微陣列上的探針分子和添加到微陣列的測試樣品內的目標分子之間發生結合事件時，在電極附近生成電子的酶-放大氧化還原反應的化學過程。

背景技術

用于制備包括寡核苷酸(oligo)的合成寡聚體的微陣列制備方法包括以下這些：(1)使用點樣(spotting)機器人在制備的平坦或基本平坦的表面上點溶液；(2)經由噴墨打印機或者其它計算機印刷技術印刷反應物并且使用標準的亞磷酰胺化學方法原位合成；(3)使用電化學方法生成的酸去除保護基團并且使用標準的亞磷酰胺化學方法原位平行合成；(4)使用無掩模的光生成(photo-generated)酸以去除保護基團并且使用常規的亞磷酰胺化學方法原位合成；(5)使用對光不穩定的保護基團的光裂解(PLPG)和標準的亞磷酰胺化學方法掩模導向(mask-directed)原位平行合成；(6)使用PLPG和數字光刻法和標準的亞磷酰胺化學方法無掩模原位平行合成；以及(7)電場吸引/排斥以在已知區域淀積完全形成的寡核苷酸(oligo)。

在蒙哥馬利(Montgomery)的美國專利6093302、6280595和6444111(分別為蒙哥馬利I、II和III)中公開了一種使用電化學解封的用于原位寡核苷酸合成的電極微陣列，其所有內容通過引用在此并入。在Southern的美國專利5667667中公開了另一種使用電化學解封的用于在與電極分開和隔離的表面上原位寡核苷酸合成的材料不同的電極陣列(非微陣列)，通過引用在此將其并入。在Fodor等人的美國專利5445934以及其它要求其優先權的專利中公開了一種用于原位寡核苷酸合成的光刻技術，其所有內容通過引用在此并入。在Hollis等人的美國專利5653939和Heller等人的美國專利5929208中公開了電場吸引/排斥微陣列，通過引用將二者在此并入。由Gao等人，《生物聚合物(Biopolymers)》，2004，73：579提供了對寡核苷酸微陣列合成的綜述。

對于微陣列，通常使用基于光子檢測的系統(即，光檢測)來檢測結合事件(binding?event)。最普遍地，微陣列檢測方法使用在目標上的熒光標記以轉導微陣列上的結合事件。還使用化學發光系統。結合的量與所測得的熒光量相關?；蛘?，可以使用可見的染料或者發光標記。例如，對于DNA雜交，標記被附到目標DNA序列以檢測對附到微陣列的探針寡核苷酸的雜交?；趤碜詷擞浀男盘柕膹姸?，該種微陣列必需通過基于激光共焦顯微鏡系統來讀取單層中構造的微陣列(諸如通過高強度點樣或者光刻技術形成的那些微陣列)或者通過視頻型照相機(諸如CCD照相機)來讀取那些高強度形式中的對于各個點具有三維矩陣的微陣列。

對熒光的一種替代是探針-目標結合的光檢測。在所謂的掃描測定(scanometric)陣列中，目標用催化性金納米微粒標記。在與探針結合之后，將銀鹽添加到溶液中并且該金屬銀淀積在納米微粒結合處。檢測類似于光攝影顯影，并且使用數字掃描儀或者光攝影技術進行記錄。該種技術的確減少了熒光檢測所需的某些技術，但是其不清楚在微陣列領域目前狀態的點尺寸(spot?size)之下，掃描測定技術的靈敏度如何。

通常，基于光子的讀取器昂貴，相對大且笨重，尤其難以適用于基于現場的實施，其依靠復雜的數值算法并且必須在使用之前進行精確校準，故而該種讀取器的使用通常僅限于實驗室環境。在每個從微陣列“讀取”信號的例子中通常存在導致讀取錯誤或者不準確的雜散光或者其它的噪聲信號。此外，在灰影或者諸如真正還是假正的幾乎無法察覺的信號中進行辨認是很困難的。最后，可能存在熒光信號的熄滅以及信號被與結合目標緊鄰的其它標記自動吸收的情況。與使用基于光子的讀取器相關的其它的困難增加了變異性。因而，本領域需要一種改進的檢測方法來分析微陣列上的結合事件。本發明提出其需要通過基于發生結合事件的電極的電屬性而非光屬性來改進對電極微陣列上的結合事件的檢測。

發明概述

本發明提供了一種讀取電極微陣列上電極的電流的方法，其包括：