微阵列基板上的生化分子的分离方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及微阵列基板上的生化分子的分尚方法，和所述分子的分尚系统。
【背景技术】
[0002]微阵列合成技术是用于同时平行地合成各种不同生化分子的技术。各种生化分子固定在所合成微阵列的固体基板上，并保持数厘米(cm)至数微米(ym)的合适间隔。将所合成的生化分子文库以固定在固体基板上的状态使用或从所述基板上除去后以溶液状态使用。例如，将所合成的生化分子文库用于各种遗传信息分析，例如基因组测序、单核苷酸多态性(SNP)分析、全基因组关联研宄(GWAS)和基因表达分析等，并且所述生化分子文库的应用作为关键要素通过shRNA文库制造和筛选以及基因合成等，已经促进了与基因功能分析相关的生命科学、生物技术和生化领域的开发。但是，在大多数领域未引入有效地分离构成合成文库的不同种类的分子的方法。因此，在通常使用合成文库的情况下不同种类的生化分子必须批次处理。目前，这对于拓展生化分子文库的应用而言是主要的障碍。
[0003]例如，2004年报道了使用在微阵列上合成的DNA文库组装基因的研宄[Jingdong Tian 等,Accurate multiplex gene synthesis from programmable DNAmicrochips, Nature 432, 1050-1054(2004)]。但是，由于溶液中混合的不同DNA序列种类的复杂性，难以将该研宄放大为经济规模。对于生化分子文库中的DNA文库，当通过聚合酶链式反应(PCR)使用特异性引物选择性地扩增特定序列时，能够提供与分离不同种类的序列相同的效果。报道了通过此类方法进行的成功基因组装[Sriram Kosuri等，Scalablegene synthesis by selective amplificat1n of DNA pools from high-fidelitymicrochips, Nature B1technology 28, 1295-1299(2010)]。但是，将此类方法应用于所有不同序列在经济上是不可行的，并且该方法仅适用于DNA文库。即，不利的是，该方法不能应用于肽或蛋白文库。因此，本发明人提出了在微阵列上的合成生化分子中仅对存在于特定斑点上的所需生化分子进行选择性分离和收集的技术，以克服这种技术限制，并单独地应用不同种类的生化分子。
【发明内容】
[0004]技术方案
[0005]根据本发明的一个方面，以上和其他目标可以通过提供微阵列基板上生化分子的分离方法来实现，所述方法包括:提供微阵列基板，所述微阵列基板上附着有根据各个斑点单元(spot unit)而分类的不同种类的生化分子的簇，所述各个斑点规则地布置在所述微阵列基板上；获得所述生化分子的簇中的所需簇所位于的各个斑点的位置信息；根据所述位置信息将用于施加能量的提取工具定位以分离该所需簇；并使用所述提取工具通过以接触或非接触的方式施加能量，从而从所述微阵列基板上分离该所需簇。
[0006]根据本发明的另一方面，提供一种用于在微阵列上分离生化分子的系统，所述系统包括:配备有微阵列基板的载台(stage)，所述微阵列基板上附着有根据各斑点单元(spot unit)而分类的不同种类的生化分子的簇，所述各个斑点规则地布置在所述微阵列基板上；提取装置，所述提取装置用于以接触或非接触的方式施加能量，从而从所述微阵列基板上分离所述生化分子的簇中的所需簇；和控制装置，所述控制装置用于将所述微阵列基板的特定区域定位以使所述区域对应于所述提取装置，从而分离所需簇。
[0007]有益效果
[0008]本发明涉及单个地分离微阵列基板上的生化分子的方法，和用于该方法的系统。虽然已经不断地开发用于在微阵列基板上合成各种分子的技术，但是尚未开发出用于有效地分离所合成的分子的技术。因此，微阵列的使用受限制，并且不利的是其应用效率在特定情况下较低。将位于特定斑点中的基板部分与微阵列分离的效果与从文库选择性的分离特定生化分子的效果相同。随后，将选择性收集的生化分子以对于另外的后处理而言足够的物理间隔点成点的方式，或者以在分子间放置特定结构使所述分子不混合的方式，可以单独地使用文库组分。结果，减少了生化分子的复杂性，因此可以更容易地使用所述文库，由此增加化学反应的效率。所以，通过本发明能够进一步扩展微阵列的应用。并且在诸如靶向再测序和基因合成等之前已经使用的领域中能够进一步提高使用微阵列的频率。
【附图说明】
[0009]从以下【具体实施方式】结合附图会更清楚地理解本发明的以上和其他目的、特征和其他优点，其中:
[0010]图1是图示根据本说明书中公开的技术的一个实施方式的分离方法的工艺流程图；
[0011]图2是图示根据本说明书中公开的一个实施方式的分离方法的示意图；
[0012]图3图示根据本图示书中公开的一个实施方式的微阵列基板上的生化分子的分离方法。
[0013]图4是图示根据本图示书中公开的一个实施方式的用于在微阵列基板上分离生化分子的系统的示意图；
[0014]图5是图示微阵列上的生化分子的分离原理的示意图；
[0015]图6图示使用微阵列上的生化分子的分离系统提取所需生化分子的各种实施方式；
[0016]图7图示实验中使用的DNA序列的实施方式；
[0017]图8图示基板的连接有生化分子的部分，所述生化分子由于通过微阵列上的生化分子的分尚系统所施加的能量而分尚;
[0018]图9图示由微阵列上的合成生化分子结合的不同生化分子文库；
[0019]图10图示当基板的连接有生化分子的部分通过用于在微阵列基板上分离生化分子的系统所施加的能量而分离时，微阵列上的合成生化分子和由所述生化分子结合的其他生化分子文库的分离；
[0020]图11图示的结果证明，当使用所述系统分离微阵列上的生化分子，特别是DNA时，虽然进行脉冲激光照射，但是分离的DNA可以稳定地扩增而没有生化突变；
[0021]图12图示的结果证明，微阵列上的全部分子中只有所需生化分子可以被选择性地分离和扩增；
[0022]图13图示的结果证明，微阵列上的不同DNA序列中，仅所需DNA序列可以被选择性地分离，并且所分离的DNA序列与所需的DNA匹配；和
[0023]图14图示的结果证明，微阵列上的不同DNA序列中，仅所需DNA序列可以被选择性地分离，并且所分离的DNA序列与所需的DNA匹配。
【具体实施方式】
[0024]由于微阵列上的合成生化分子文库的物理坐标彼此邻近，因此难以通过常规方法单个地分离，该文库通常与其他文库类型一样被批次处理。本发明中公开的技术涉及用于通过微结构操作技术将微阵列基板的一部分选择性地与微阵列分离，从而单独地分离和收集生化分子。这是可行的，因为存在于微阵列上的所需生化分子以物理或化学方式与微阵列基板结合。因此，将具有特定斑点的基板部分与微阵列分离的效果与从文库中选择性分离特定生化分子的效果相同。
[0025]随后，将选择性收集的生化分子以可以进行另外的后处理的足够的物理间隔点成点，或者在分子间放置特定结构使所述分子不混合，可以单独地使用文库组分。
[0026]下文中，本发明会通过参照附图解释本发明的实施方式而详细地进行描述。出于说明目的，提供足以对本领域技术人员传递本发明范围的下述实施方式。因此，本发明不限于下述实施方式，并且可以通过其他实施方式规定。此外，在图中，可以夸大构成要素的宽度、长度和厚度等。通常，从观察者的角度对图进行解释，当提到一个要素在另一要素“上”时，其可以“直接”在另一要素上，或可以“间接”形成从而使得还存在中间要素。
[0027]根据本发明的一个实施方式，提供微阵列基板上的生化分子的分离方法。图1是图示根据本说明书中公开的技术的一个实施方式的分离方法的工艺流程图。在步骤SI中，不同种类的生化分子的簇以各斑点单元的形式附着在微阵列基板上，并且提供其上规则地布置有各个斑点的微阵列基板。表达“不同种类的生化分子”可以表示基于通常的生化分类而完全不同的生化分子，如核酸和蛋白质之间的关系。作为选择，表达“不同种类的生化分子”可以表示具有相似生化组成但是部分不同的生化分子，如腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶或胸腺嘧啶那样。作为选择，表达“不同种类的生化分子”可以表示具有不同序列的核酸分子，但不限于此。
[0028]表达“簇”是指具有相同生化结构或通过不完全化学反应等稍微修饰的结构的分子的集合。通常而言，将簇归类在斑点单元中，所述斑点可以具有Inm?5_，优选10nm?Imm,更优选300nm?1_，还更优选I μ m?500 μ m，特别是5 μ m?100 μ m的直径或主轴。
[0029]表达“各斑点”可以具有优选以1:1的比例与所述簇对应的结构。所述斑点可以具有Inm?5_，优选10nm?1_，更优选300nm?1_，还更优选I μ m?500 μ m，特别是
5μ m?100 μ m的直径或主轴。
[0030]表达“规则地布置”是指布置的