准的CMOS技术进行制造，这确保了低成本以及可规模 化。这些方法需要由高度熟练的技术人员将探针固定在该设备表面上的耗时步骤。
[0009] 本发明的目的是改善至少上述问题中的某些问题。
【发明内容】
[0010] 相应地，本发明的第一方面包括一种在固相设备上分离和/或分析核酸分子的方 法，包括：
[0011] (i)将核酸样品与已二亚胺二甲醋（DMA，dimethyladipimidate)在能形成该核 酸与该DMA的复合体的条件下进行温育；
[0012] (ii)使⑴的该复合体与该固相设备的表面接触；以及
[0013] (iii)分离和/或分析该复合体中的该核酸。
[0014] 本发明的另一方面包括一种用于分离核酸样品中的目标核酸分子的系统，包括：
[0015] (i)能与该核酸分子直接结合的已二亚胺二甲酯（DMA)化合物；
[0016] (ii)用于该核酸和该DMA相互作用的固体表面。
[0017] 本领域技术人员通过参考以下附图以及各个无限制性的实施例，可以很容易得到 本发明的其它方面。
【附图说明】
[0018] 附图不一定按照比例绘制，而是重点对各个实施例的原理进行说明。本发明的各 个实施例将参考以下示例性附图进行说明。
[0019] 图1是利用液相法固相法对DNA进行分离和分析的工作流程图。
[0020]图2是在固相设备上进行DMA和甲基化的DNA的复合（#1)，与在固相设备上进行 MBD蛋白和甲基化的DNA的复合（#2)。
[0021] 图3是在固相设备上对甲基化的DNA进行分离（A)和分析（B)的实验结果。
[0022] 图4是用DMA进行分离与只添加DNA或只添加DMA的实验结果比较（A)。甲基化 的DNA-DMA复合体在两种癌症细胞系中的波长偏移（B)。
【具体实施方式】
[0023] 令人惊讶的是，不需要任何交联蛋白媒介物，DMA(已二亚胺二甲酯）便能够与核 酸直接结合。DMA和核酸的这种直接相互作用可以用于分离和分析核酸或甲基化DNA的非 标记方法，优选在包括硅、玻璃、高分子膜、塑料或任何合适的固相设备上。该方法对于在临 床应用例如人类癌症中的DNA检测是非常有用的。核酸和DMA的直接结合提供了一种捕获 和测量包括甲基化DNA的核酸的简单经济的化学方法。
[0024] 因此，本发明的第一方面包括一种在固相设备上分离和/或分析核酸分子的方 法，包括：
[0025] (i)将核酸样品与已二亚胺二甲酯（DMA)在能形成该核酸与该DMA的复合体的条 件下进行温育；
[0026] (ii)使（i)的该复合体与该固相设备的表面接触；以及
[0027] (iii)分离和/或分析该复合体中的该核酸。
[0028] 该方法能够实时对核酸进行分离和分析。
[0029] 本发明中所用的术语"核酸"指的是分离的核酸分子。该核酸可以是DNA、RNA、 DNA:RNA杂合体、PNA以及其类似物，但是优选为DNA。
[0030] 术语"固相设备"指的是一种固相表面，核酸样品和DMA可以在该表面混合，优选 在液相中混合。任何可为核酸样品和DMA之间的相互作用提供适当的空间的容器都是适合 的，包括硅、玻璃、高分子膜、塑料或其它任何合适的表面。各个实施例中，固相设备包括微 流体设备。其它各个实施例中，固相设备包括环形谐振器，最优选的环形谐振器是硅基的。 各个实施例中，环形谐振器包括波导结构。其它各个实施例中，可以采用本领域技术人员已 知的其它合适的固相设备，例如磁珠。
[0031] "核酸样品"可包括任何生物样品，包括：液体血液或液体唾液、尿液或血液、口腔 拭纸、毛发、骨、牙齿、指甲、来自于任何器官（包括脑）的组织、肌肉、皮肤、肿瘤、未知肿块、 活检包括穿刺活检、细胞或细胞系。样品可取自任何生物有机体，包括植物、真菌和动物。样 品优选取自脊椎动物，包括哺乳动物，最优选为人类。样品优选取自癌组织或被怀疑为癌的 或形成肿瘤的组织，包括乳腺癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌、膀胱癌、宫颈癌、鼻咽癌、肝癌、胃 癌（gastriccancer)、结肠癌、胃癌（stomachcancer)、骨癌、睾丸癌、甲状腺癌、淋巴瘤、白 血病，或任何其它已知的肿瘤。各个实施例中，样品可以取自健康的非癌组织或体液，用于 与癌组织或体液样品作对比。各个实施例中，用本领域已知手段提取核酸样品。
[0032] 已二亚胺二甲酯（DMA)含有膜渗透交联剂，该膜渗透交联剂在其6原子间隔臂的 两端含有胺反应性亚氨酯。DMA是一种非离液剂，能够与包括甲基化DNA的核酸直接结合。 该DMA包含结构式I的结构：
[0033]
[0034] 各个实施例中，可以用酸将DMA的NH基团转化成NH2+基团，任何合适的反离子，例 如盐酸盐或任何其它具有游离氢基团的酸都是合适的。
[0035] 不局限于任何理论，假定DMA中的双功能亚氨酯（胺反应性基团）与DNA分子中 的游离氨基反应，使得DMA与DNA之间产生交联。DMA选择性地与核酸的胺基反应，而非与 蛋白的胺基反应，这可能由于DMA带正电，因而与带负电的DNA相吸，而非与被消化的带负 电的蛋白片段相吸。此外，裂解步骤中的片段化的DNA在片段的每个末端通常包含几个单 链DNA的碱基对，被称为"粘性"末端，DMA与"粘性"末端的胺基反应。进一步地，DMA的双 功能亚氣醋为DNA捕获提供尚的表面积：体积比。
[0036] 各个实施例中，该方法进一步包括利用本领域已知的表面处理手段，对将要进行 胺化的固相设备表面进行功能化。在核酸样品与DMA温育前，对该表面进行功能化。各个 实施例中，利用氨基硅烷，优选3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES)对表面进行功能化。DMA与 胺化的表面通过共价键相互作用。发现当DMA与核酸形成复合体时，键合保持或变得更强。 DMA和DNA的复合体还与胺化修饰的表面反应并形成稳定的共价键。该键为脒键，在较高的 pH值（>pH10)下该共价键可逆，可以用作通过改变pH捕获和释放复合体的方法。
[0037] 各个实施例中，在与DMA温育前，用蛋白酶，优选蛋白酶K提取该核酸样品。DMA选 择性与核酸的胺基基团反应，而非与蛋白反应，这可能与蛋白酶K的蛋白酶活性有关。蛋白 酶K裂解细胞并消化大部分蛋白，从而消除样品中的蛋白。
[0038] 各个实施例中，核酸包括甲基化的DNA。术语"甲基化的DNA"具有本领域通常含 义。脱氧核糖核酸ONA)的甲基化包括在核苷酸上多个位置的一个或多个胞嘧啶或腺嘌呤 上添加甲基基团。
[0039] 各个实施例中，固相设备为微流体设备。
[0040] 术语"微流体设备"包括现有技术中已知的微芯片、微通道结构，或者任何合适的 芯片实验室平台（lab-on-a-chipplatform)。可将DMA技术应用于基于固相的微流体设备 来分离和纯化核酸，同时改善DNA的扩增。
[0041] 其它各个实施例中，固相设备为环形谐振器。
[0042] 各个实施例中，所有分离和分析核酸的步骤都在固相设备上进行。微环形谐振器 由于结合了制造成本低、灵敏度高、且通过小尺寸的复用能力高的特点，所以适用于即时诊 断检验（P0CT)的一次性生物传感器芯片。
[0043] 各个实施例中，当固相设备为环形谐振器时，该方法进一步包括：
[0044] ⑴确定输出光强度，该输出光强度由光学传感系统的检测器测定；
[0045] (ii)在温育过程中，确定光学传感系统的谐振器的有效折射率的变化。
[0046] 各个实施例中，该方法进一步包括洗脱该复合体。优选地，洗脱指的是通过打破复 合体与固相设备的表面之间形成的任何共价键来去除甲基化的DNA与DMA的复合体。从表 面去除核酸和DMA的复合体的一个方法是使用高pH溶液（>pH10)。利用高pH溶液来从表 面去除核酸与DMA的复合体，包括打破复合体与功能化表面之间形成的共价键，其中一个 例子就是碳酸氢钠。
[0047] 各个优选实施例中，该方法还包括在非甲基化胞嘧啶残基处修饰该复合体。利用 亚硫酸氢盐转化的DNA的甲基化分析，可以在非甲基化胞嘧啶残基处修饰复合体，并且可 以对输入DNA的图形化数量进行操作，该转化导致至少50%输入DNA，更优选地，至少60%、 70%或80%的输入DNA，最优选为90%的输入DNA被修饰。
[0048] 各个实施例中，采用本领域已知的任何方法扩增该复合体或该修饰后的复合体。 可用各种不同方法进行DNA扩增，包括PCR，优选具有对于甲基化和/或非甲基化DNA具有 特异性的引物。实施例表明利用该方法提高了甲基化特异性PCR和基因组PCR扩增的效率。 [0049] 各个实施例中，该方法进一步包括检测该复合体或该修饰后的复合体。可以利用 本领域所知的方法进行检测，包括但不仅限于测序法、南方（Southern)印迹法或其它任何 分析技术。
[0050] 本发明的另一方面包括一种用于分离核酸样品中目标核酸分子的系统，包括：
[0051] (i)能与该核酸分子直接结合的已二亚胺二甲酯（DMA)化合物；
[0052] (ii)用于该核酸和该DMA相互作用的固体表面。
[0053] 核酸样品、DMA以及固体表面的含义与之前所述一致。
[0054] 各个实施例中，对固体表面是功能化的。功能化表面为利用本领域所知的表面处 理手段进行胺化处理的表面。各个实施例中，表面利用氨基硅烷进行功能化处理，优选为 3_氨丙基三乙氧基