刻印的微码的制作方法

专利名称：刻印的微码的制作方法
刻印的微码交叉引用本申请要求2007年6月25日提交的名称为“EncodedMicroparticles”的美国临 时申请号60/946，127的权益，其通过引用整体并入本文。
背景技术：
微粒或纳米粒常被称为特征尺寸为微米量级或更小的结构，例如体积为Imm3或更 小的结构。由于源自其小特征尺寸的独特性质，微粒在实验室研究及许多工业领域中具有 独特的应用。编码微粒拥有鉴定手段，且是微粒一般领域的重要亚类。因为编码粒子载有 信息，且可在时空中物理跟踪，其大大延伸了非编码粒子的能力。编码微粒的尤其重要的应 用是多重生物测定，包括涉及DNA和蛋白质的生物测定。编码微粒的其他重要领域包括组 合化学、加标签等。以下将讨论多种生物化学和非生物化学应用。对于许多应用而言，一种更期望的属性包括大量可鉴定的码(即高码域)、编码 粒子的精确和可信的鉴定、对于具体应用的材料兼容性、微粒的低成本制造(基于每批、每 粒子和每码集)、及在监测系统中的灵活性。过去已开发了制造编码微粒的多种方法，例如区段化的彩色层压板、彩色聚苯乙 烯珠、装载有量子点的聚合物珠、稀土掺杂玻璃微条码、电镀的金属纳米棒、基于衍射光栅 的纤维粒子、及图形棒和盘、以及其他类型的微粒。然而这些技术具有许多限制，例如码域 不足、高成本、精确不够、应用中性能差、大规模制造中有问题的聚集无能、及复杂的预处理 或测定过程。因此期望携带经编码的信息的编码微粒或编码微粒集、制造所述编码微粒或编码 微粒集的方法、提供微粒的码的方法、制造所述微粒的方法、检测微粒的方法和系统、及使 用所述微粒的方法和系统。参考文献G. Steinberg, K. Stromsborg. ,et al. Strategies for Covalent Attachment of DNA to Beads. Biopolymers. Vol. 73,597-605,2004.Maskos, U. , Southern E. M. . " Oligonucleotide hybridizations on glass supports :a novel 1 inker foroligonucIeotide synthesis and hybridization properties of oligonucleotides synthesized in situ " NucleicAcids Research, Vol. 20，No. 7，pp.1679-1684，1992.Zammatteo N. , Jeanmart L. , et al. " Comparison between Different Strategies of Covalent Attachment ofDNA to Glass Surfaces to Build DNA Microarrays" , Analytical Biochemistry, vol. 280, pp.143-150,2000.Nicewarner-Pena, S. R. , R. G. Freeman, B. D. Reiss, L. He, D. J. Pena, I. D. Walton, R. Cromer,C. D. Keating,and M. J. Natan,"Submicrometer Metallic Barcodes, "Science, 294 (5540)，137-141 (2001). Walton, I. D.，S. Μ. Norton, A. Balasingham, L. He, D. F. Oviso, D. Gupta,P. A. Raju,M. J. Natan,and R. G. Freeman,"Particles for multiplexed analysisin solution :detection and identification of striped metallicparticles using optical microscopy, ” Anal. Chem. ，vol. 74，pp. 2240-2247,2002.True, R. J. ， Μ. K. Taylor, G. S. Chakarova, I. D. Walton, "Microfabricated templates for the electrodepositionof metallic barcodes for use in multiplexed bioassays，” IEEE-EMB Proceedings, 26 (IV)，2619-2622 (2004).Xu，H. X.，Μ. Y. Sha，Ε. Y. Wong, J. Uphoff，Y. H. Xu，J. A. Treadway, A. Truong， E. Or Brien, S. Asquith, M. Stubbins, et. al. , "Multiplexed SNP genotyping using the Qbead(TM) system :a quantum dot-encodedmicrosphere-based assay, ”Nucleic Acids Res. 31(8),E43(2003).Han, M.，X. Gao，J. Z. Su, S. Nie，“Quantum-dot-tagged microbeads for multiplexed optical coding ofbiomolecules，"Nat.Biotechnol.，19 (7)， 631-635(2001).Haab, B. B.，Μ. J. Dunham，& P. 0. Brown. 2001. Protein microarrays for highly parallel detection andquantitation of specific proteins and antibodies in complex solutions. Genome Biology. 2 (2) :0004. 1-0004. 13.MacBeath，G.，& S. L. Schreiber. 2000. Printing proteins as microarrays for high-throughput functiondetermination. Science. 289，1760-1763.Brown, P. 0.，et al. 2001. The Mguide. http://cmgm. Stanford, edu/pbrown/ mguide/. Accessed 8 February2002.DeRisi, J. L. V. R. Iyer, & P. 0. Brown 1997. Exploring the metabolic and genetic control of geneexpression on a genomic scale. Science. 278 :680-686.Fang Y，Frutos AG，Webb B，Hong Y，Ferrie A，Lai F，Lahiri J. Membrane biochips. Biotechniques. 2002Dec ；Suppl :62-5. PMID :12514931.Fang Y，Frutos AG，Lahiri J. G-protein-coupled receptor microarrays. Chembiochem. 2002 0ct4 ；3 (10) :987-91.Fulwyler et al. ， “ Flow Microspheres Immunoassay for the Quantitative and Simultaneous Detection ofMultiple Soluble Analytes， “ Methods in Cell Biology,33,613-629(1990).Bayerl，Τ.M. & Bloom，M. Physical properties of single phospholipid bilayers adsorbed to micro glassbeads. Biophys. J. 58,357-362(1990).Buranda,T. et al.Biomimetic molecular assemblies on glass and mesoporous silica microbeads forbiotechnology. Langmuir 19，1654-1663 (2003) ·Chudin, E. et al. High-Throughput DNA Methylation Profiling Using Universal Bead Arrays,M. Bibikova,Z. Lin,L. Zhou,E. Genome Research，16(3)，383-393， March 2006.D. Bowtell and J. Sambrook. 2003, DNA Microarrays, A Molecular Cloning Manual. Cold Spring HarborLaboratory Press (in particular, sections 1-4).G. T. Hermanson, Bioconjugate Techniques，1996，Academic Press(Parts 1，2 and 3).
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在本发明的又一方面，多个微粒包括被排布于表面上的微粒层，其中所述微粒基 本上被部署于单层中；其中所述微粒包括空间码；其中所述微粒还在其上包括生物化学探 针；其中所述单层中的微粒覆盖表面部分的面积的大于30% ；且其中所述被覆盖的表面部 分包括大于1，000平方微米的面积。在一个实施方式中，所述微粒被部署于液体中。在另一 实施方式中，以大于90%的鉴定精确度检测所述空间码。在再一实施方式中，所述生物化学 探针选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核苷酸、寡核苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂 质、抗原、抗体、微生物、气体、化学试剂和污染物。在又一实施方式中，所述微粒被配置为支 持下列测定，所述测定选自基因表达、甲基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分 析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗体阵列、蛋白质分析谱、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配 体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和病原体鉴定。在又一实施方式中，所述微粒包括基于荧光的 生物测定。在又一实施方式中，所述微粒被配置为进行实质上的布朗运动。在又一实施方 式中，所述微粒随机运动，其中所述微粒的二维扩散系数大于lX10_12Cm2/S。在又一实施方 式中，测量到多于10%的微粒在1秒或更短的时间间隔内进行20nm或更多的侧向位移。在 又一实施方式中，所述单层中的微粒覆盖所述表面第一区域的大于50 %。在又一实施方式 中，所述单层中的微粒覆盖所述表面第一区域的大于70%。在又一实施方式中，少于10% 的微粒被部署于或延伸到单层外。在又一实施方式中，所述表面的部分中至少70%的微粒 具有可检测的空间码。在又一实施方式中，所述表面的部分中至少90%的微粒具有可检测 的空间码。在又一实施方式中，所述微粒以至少2，000微粒/mm2的密度被部署于单层中。 在又一实施方式中，所述微粒以至少5，000微粒/mm2的密度被部署于单层中。在又一实施 方式中，所述表面基本上是平的，无表面特征，以限制或固定所述微粒。在又一实施方式中，所述表面经化学修饰，以促进微粒单层的形成。在又一实施方式中，所述微粒的空间码选自 多于1，000个可能的码。在又一实施方式中，所述微粒的空间码选自多于10，000个可能的 码。在又一实施方式中，所述空间码可利用光学放大进行读取。在又一实施方式中，所述空 间码可用反射光、透射光或发射光检测。在又一实施方式中，所述空间码可用单图像采集事 件检测。在又一实施方式中，所述微粒还包括基本上透明的外表面。在又一实施方式中，所 述外表面由选自玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅和碳化硅的材料组成。在又一实施方式 中，所述微粒还包括小于50微米的最大尺寸。在又一实施方式中，所述微粒还包括小于20 微米的最大尺寸。在又一实施方式中，所述微粒还包括小于5，000立方微米的体积。在又 一实施方式中，所述微粒还包括小于500立方微米的体积。在又一实施方式中，所述微粒的 长宽比为3 1或更高。在又一实施方式中，所述微粒的横截面基本上是矩形。在又一实 施方式中，所述微粒的横截面基本上是方形。在又一实施方式中，所述微粒还包括第一材 料，其包括2个或更多个沿所述微粒的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材 料，从而使所述区段可通过所述第二材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。在又一实 施方式中，所述微粒还包括更透明材料和更不透明材料的多个交替部分，其中所述更不透 明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述更透明材料的部分和更不透明材料 的部分表现空间码。在又一实施方式中，所述更不透明材料是不透明的。在又一实施方式 中，所述更不透明材料基本上包括半导体或金属。在又一实施方式中，所述更透明材料完全 包裹所述更不透明材料。在又一实施方式中，所述微粒还包括2个或更多个沿轴排列的离 散区段，其中可从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的空间码。在又一实施方式中，所述 微粒还包括选自磁性、铁磁性、抗磁性、顺磁性或超顺磁性材料的材料。在又一实施方式中， 所述微粒还包括小于1. 5微米的码元。在又一实施方式中，所述微粒还包括小于1. 0微米 的码元。在又一实施方式中，所述微粒还在所述微粒的1个或多个的表面包括多个凹陷。
在本发明的又一方面，多个微粒包括排布于表面上的微粒层，其中所述微粒基 本上被部署于单层中；其中所述微粒包括空间码；其中所述微粒还在其上包括生物化学探 针；且其中所述微粒被部署于所述表面的部分上，且以至少2，000个微粒/mm2的密度被部 署于所述单层中。在又一实施方式中，所述生物化学探针选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核 苷酸、寡核苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和 污染物。在又一实施方式中，所述微粒被配置为支持下列测定，所述测定选自基因表达、甲 基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗体阵列、 蛋白质分析谱、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和病原体鉴 定。在再一实施方式中，所述微粒进行实质上的布朗运动。在又一实施方式中，检测到多于 10%的微粒在1秒或更短的时间间隔内进行20nm或更多的侧向位移。在又一实施方式中， 所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的面积的大于30%。在又一实施方式中，所述单层中 的微粒覆盖所述表面部分的大于50%的面积。在又一实施方式中，所述表面部分中的总微 粒的至少70%具有可检测的空间码。在又一实施方式中，所述微粒以至少5，000个微粒/ mm2的密度被部署于单层中。在又一实施方式中，所述表面基本上是平的，无表面特征，以 限制或固定所述微粒。在又一实施方式中，所述表面经化学修饰，以促进微粒单层的形成。 在又一实施方式中，所述微粒的空间码选自多于1，000个可能的码。在又一实施方式中，所 述空间码可利用光学放大进行读取。在又一实施方式中，所述空间码可用反射光、透射光或发射光检测。在又一实施方式中，所述空间码可用单图像采集事件检测。在又一实施方式 中，所述微粒还包括基本上透明的外表面。在又一实施方式中，所述外表面由选自玻璃、硅 石、二氧化硅、石英、氮化硅和碳化硅的材料组成。在又一实施方式中，所述微粒还包括小于 50微米的最大尺寸。在又一实施方式中，所述微粒还包括小于20微米的最大尺寸。在又 一实施方式中，所述微粒还包括小于5，000立方微米的体积。在又一实施方式中，所述微粒 还包括小于500立方微米的体积。在又一实施方式中，所述微粒的长宽比为3 1或更高。 在又一实施方式中，所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述微粒的轴排列 的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二材料被检 测；且其中提供所述微粒的空间码。在又一实施方式中，所述微粒包括更透明材料和更不透 明材料的多个交替部分，其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其 中所述更透明材料的部分和更不透明材料的部分表现空间码。在又一实施方式中，所述更 不透明材料是不透明的。在又一实施方式中，所述更不透明材料基本上包括半导体或金属。 在又一实施方式中，所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。在又一实施方式中，所述 微粒还包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其中可从垂直于所述轴的所有方向检测各 微粒的空间码。在又一实施方式中，所述微粒还包括选自磁性、铁磁性、抗磁性、顺磁性或超 顺磁性材料的材料。在又一实施方式中，所述微粒还包括小于1.5微米的码元。在又一实 施方式中，所述微粒还在所述微粒的1个或多个的表面包括多个凹陷。
在本发明的又一方面，成像系统包括储库(reservoir)，其中包括多个微粒和液 体；其中所述微粒包括空间码；且其中所述微粒以2，000个微粒/mm2的密度在二维层中 延长及排布。所述成像系统还包括电磁辐射源；及检测器，其经部署以检测入射到所述 微粒上的电磁辐射。在一个实施方式中，所述储库是微量滴定板的部分。在另一实施方式 中，所述微粒还包括选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核苷酸、寡核苷酸、细胞、抗体、酶、药物、 受体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和污染物的生物化学探针。在再一实施 方式中，所述微粒被配置为支持下列测定，所述测定选自基因表达、甲基化、SNP基因分型、 比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗体阵列、蛋白质分析谱、蛋白 质-蛋白质相互作用、受体-配体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和病原体鉴定。在又一实施方式 中，所述微粒包括基于荧光的生物测定。在又一实施方式中，所述微粒被配置为进行实质上 的布朗运动。在又一实施方式中，所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的面积的大于30%。 在又一实施方式中，所述微粒以至少2，000个微粒/mm2的密度被部署于单层中。在又一实 施方式中，所述储库还包括基本上是平的表面，无表面特征，以限制或固定所述微粒。在又 一实施方式中，所述表面经化学修饰，以促进微粒单层的形成。在又一实施方式中，所述微 粒的空间码选自多于1，000个可能的码。在又一实施方式中，所述空间码可利用光学放大 进行读取。在又一实施方式中，所述空间码可用反射光、透射光或发射光检测。在又一实施 方式中，所述空间码可用单图像采集事件检测。在又一实施方式中，所述微粒包括基本上透 明的外表面。在又一实施方式中，所述外表面由选自玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅和 碳化硅的材料组成。在又一实施方式中，所述微粒还包括小于50微米的最大尺寸。在又一 实施方式中，所述微粒还包括小于5，000立方微米的体积。在又一实施方式中，所述微粒的 长宽比为3 1或更高。在又一实施方式中，所述微粒的横截面基本上是矩形。在又一实施 方式中，所述微粒的横截面基本上是方形。在又一实施方式中，所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述微粒的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料， 从而使所述区段可通过所述第二材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。在又一实施 方式中，所述微粒还包括更透明材料和更不透明材料的多个交替部分，其中所述更不透明 材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述更透明材料的部分和更不透明材料的 部分表现空间码。在又一实施方式中，所述更不透明材料是不透明的。在又一实施方式中， 所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。在又一实施方式中，所述微粒还包括2个或 更多个沿轴排列的离散区段，其中可从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的空间码。在 又一实施方式中，所述微粒还包括小于1. 5微米的码元。在本发明的一个方面，提供成像系统，其包括储库，其中包括多个微粒和液体； 其中所述微粒包括空间码；其中所述微粒基本上被部署于所述储库表面的部分上的单层 中，其中所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的面积的大于30%，且其中所述被覆盖的表 面部分包括大于1，000平方微米的面积；电磁辐射源；及检测器，其经部署以检测入射到所 述微粒上的电磁辐射。在一些实施方式中，所述储库是微量滴定板的部分。在一些实施方式中，所述微粒还包括选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核苷酸、寡核 苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和污染物的 生物化学探针。在一些实施方式中，所述微粒被配置为支持下列测定，所述测定选自基因表达、甲 基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗体阵列、 蛋白质分析谱、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和病原体鉴定。在一些实施方式中，所述微粒被配置为进行实质上的布朗运动。在一些实施方式 中，所述微粒随机运动，其中所述微粒的二维扩散系数大于lX10_12Cm2/S。在一些实施方式 中，检测到多于10%的微粒在1秒或更短的时间间隔内进行20nm或更多的侧向位移。在一 些实施方式中，所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的面积的大于30%。在一些实施方式 中，所述微粒还以至少5，000个微粒/mm2的密度被部署。在一些实施方式中，所述储库表 面基本上是平的，无表面特征，以限制或固定所述微粒。在一些实施方式中，所述储库表面 经化学修饰，以促进微粒单层的形成。在一些实施方式中，所述微粒的空间码选自多于1，000个可能的码。在一些实施 方式中，所述空间码可利用光学放大进行读取。在又一实施方式中，所述空间码可用反射 光、透射光或发射光检测。在又一实施方式中，所述空间码可用单图像采集事件检测。在一些实施方式中，所述微粒还包括基本上透明的外表面。在一些实施方式中，所 述外表面由选自玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅和碳化硅的材料组成。在一些实施方式中，所述微粒还包括小于50微米的最大尺寸，和/或小于5，000 立方微米的体积。在一些实施方式中，所述微粒的长宽比为3 1或更高。在一些实施方式中，所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述微粒 的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二 材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。在一些实施方式中，所述微粒包括更透明材料和更不透明材料的多个交替部分， 其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述更透明材料的部分和更不透明材料的部分表现空间码。在一些实施方式中，所述更不透明材料是不透明的。在 一些实施方式中，所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。在一些实施方式中，所述微粒还包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其中可 从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的空间码。在一些实施方式中，所述微粒还包括小 于1. 5微米的码元。在一些实施方式中，所述微粒还在所述微粒的1个或多个的表面包括 多个凹陷。本发明一些方面提供了检测微粒的码的方法，包括提供微粒集，各微粒包括线性 或平面延伸的空间码；其中，所述微粒层在分析过程中被排布于容器内表面上，其中所述微 粒基本上被部署于所述内表面上的单层中；将电磁辐射透射通过所述微粒或从所述微粒反 射，并检测所述透射或反射的电磁辐射，以检测单个微粒的空间码；其中所述微粒被部署于 所述表面的部分上，且其中所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的面积的大于30%。在一些实施方式中，所述方法还包括将所述微粒集与第一测试液混合，导致所述 微粒上的探针与分析物结合；用第二洗涤液洗涤所述微粒；及加入第三分析液，在其中于 检测期间部署所述微粒。在一些实施方式中，所述表面部分中的至少90%或至少95%的微粒被部署于单层中。在一些实施方式中，所述微粒以至少2，000个微粒/mm2的密度被基本上部署于单 层中。在一些实施方式中，在分析所述容器中所述微粒的过程中，所述微粒进行布朗运动。在一些实施方式中，所述第二和第三液、所述第一和第二液、或所述第一、第二和 第三液相同。在一些实施方式中，所述容器是微量滴定板。在一些实施方式中，所述微粒还包括 选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核苷酸、寡核苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂质、抗 原、抗体、微生物、气体、化学剂和污染物的生物化学探针。在一些实施方式中，所述微粒被配置为支持下列测定，所述测定选自基因表达、甲 基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗体阵列、 蛋白质分析谱、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和病原体鉴定。在一些实施方式中，所述微粒被配置为进行实质上的布朗运动。在一些实施方式 中，检测到多于10 %的微粒在1秒或更短的时间间隔内进行20nm或更多的侧向位移。在一 些实施方式中，所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的面积的大于50 %或70 %。在一些实施方式中，所述微粒以至少2，000或5，000个微粒/mm2的密度被部署于 单层中。在一些实施方式中，所述内表面基本上是平的，无表面特征，以限制或固定所述微 粒。在一些实施方式中，所述表面经化学修饰，以促进微粒单层的形成。在一些实施方式中，所述微粒的空间码选自多于1，000个可能的码。在一些实施 方式中，所述空间码可利用光学放大进行读取。在一些实施方式中，所述空间码可用单图像 采集事件检测。在一些实施方式中，所述微粒包括基本上透明的外表面。在一些实施方式中，所述 外表面由选自玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅和碳化硅的材料组成。在一些实施方式中，所述微粒包括小于50微米的最大尺寸。在一些实施方式中，所述微粒包括小于5，000立方微米的体积。在一些实施方式中，所述微粒的长宽比为3 1
或更高。在一些实施方式中，所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述微粒 的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二 材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。在一些实施方式中，所述微粒还包括更透明材料和更不透明材料的多个交替部 分，其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分；且其中所述更透明材料的 部分和更不透明材料的部分表现空间码。在一些实施方式中，所述更不透明材料是不透明 的。在一些实施方式中，所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。在一些实施方式中，所述微粒还包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其中可 从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的码。在一些实施方式中，所述微粒还包括选自磁 性、铁磁性、抗磁性、顺磁性或超顺磁性材料的材料。在一些实施方式中，所述微粒还包括小 于1.5微米的码元。本发明的一些方面提供了计算机可读介质，其上记录有包含像素的图像，所述图 像具有多个包括空间码的生物化学活性微粒，其中所述图像在所述图像中包括50个微粒/ 一百万个像素。在一些实施方式中，所述图像中至少90%的微粒的码可被测定。在一些实施方式中，所述微粒还包括选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核苷酸、寡核 苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和污染物的 生物化学探针。在一些实施方式中，所述微粒被调整为支持下列测定，所述测定选自基因表达、甲 基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗体阵列、 蛋白质分析谱、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和病原体鉴定。在一些实施方式中，所述微粒还包括基于荧光的生物测定。在一些实施方式中，所 述微粒的空间码选自多于1，000或多于10，000个可能的码。在一些实施方式中，所述空间 码可利用光学放大进行读取。在一些实施方式中，所述图像可用反射光、透射光或发射光获 取。在一些实施方式中，所述图像可用单图像采集事件获取。在一些实施方式中，所述微粒还包括基本上透明的外表面。在一些实施方式中，所 述外表面由玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅或碳化硅组成。在一些实施方式中，所述微粒包括小于20微米或50微米的最大尺寸。在一些实 施方式中，所述微粒包括小于500立方微米或5，000立方微米的体积。在一些实施方式中， 所述微粒的长宽比为3 1或更高。在一些实施方式中，所述微粒的横截面基本上是矩形 或基本上是方形。在一些实施方式中，所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述微粒 的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二 材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。在一些实施方式中，所述微粒包括更透明材料和更不透明材料的多个交替部分， 其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述更透明材料的部分 和更不透明材料的部分表现空间码。在一些实施方式中，所述更不透明材料是不透明的。在一些实施方式中，所述更不透明材料基本上包括半导体或金属。在一些实施方式中，所述更 透明材料完全包裹所述更不透明材料。在一些实施方式中，所述微粒包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其中可从 垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的码。在一些实施方式中，所述微粒包括选自磁性、铁 磁性、抗磁性、顺磁性和超顺磁性材料的材料。在一些实施方式中，所述微粒包括小于1. 0微米或小于1. 5微米的码元。在一些 实施方式中，所述微粒在所述微粒的1个或多个的表面包括多个凹陷。本发明一些方面提供了计算机可读介质，其上记录有包含像素的图像，所述图像 具有多个包括空间码的生物化学活性微粒，其中代表微粒的像素占所述像素总数30%或更 多。在一些实施方式中，所述图像中至少90%的微粒的码可被测定。在一些实施方式中，所述微粒还包括选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核苷酸、寡核 苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和污染物的 生物化学探针。在一些实施方式中，所述微粒被配置为支持下列测定，所述测定选自基因表达、甲 基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗体阵列、 蛋白质分析谱、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和病原体鉴 定。在又一实施方式中，所述微粒包括基于荧光的生物测定。在一些实施方式中，所述微粒 还包括基于荧光的生物测定。在一些实施方式中，所述微粒的空间码选自多于1，000或多于10，000个可能的 码。在一些实施方式中，所述空间码可利用光学放大进行读取。在一些实施方式中，所述图 像可由反射光、透射光或发射光获取。在一些实施方式中，所述图像可用单图像采集事件获 取。在一些实施方式中，所述微粒还包括基本上透明的外表面。在一些实施方式中，所述外 表面由选自玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅和碳化硅的材料组成。在一些实施方式中，所述微粒包括小于50微米的最大尺寸。在一些实施方式中， 所述微粒包括小于5，000立方微米的体积。在一些实施方式中，所述微粒的长宽比为3 1 或更高。在一些实施方式中，所述微粒的横截面基本上是方形。在一些实施方式中，所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述微粒 的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二 材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。在一些实施方式中，所述微粒包括更透明材料和更不透明材料的多个交替部分， 其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述更透明材料的部分 和更不透明材料的部分表现空间码。在一些实施方式中，所述更不透明材料是不透明的。在 一些实施方式中，所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。在一些实施方式中，所述微粒包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其中可从 垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的码。在一些实施方式中，所述微粒包括选自磁性、铁 磁性、抗磁性、顺磁性和超顺磁性材料的材料。在一些实施方式中，所述微粒包括小于1. 5 微米的码元。本发明一些方面提微粒集，所述集包括至少200个储库，各储库包括一组具有相 同码，但具有与其他储库中粒子的码不同的码的粒子；其中各储库包括至少100,000个粒子。在一些实施方式中，提供了至少500或1000个储库。在一些实施方式中，各储库中提 供了至少500，000个粒子或至少一百万个粒子。在一些实施方式中，在多个96孔微量滴定 板中提供了至少200个储库。在一些实施方式中，所述微粒还在其上包括生物化学探针。在一些实施方式中，所 述生物化学探针选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核苷酸、寡核苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受 体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和污染物。在一些实施方式中，所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述离子 的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二 材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。在一些实施方式中，所述离子还包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其中可 从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的码。在一些实施方式中，所述码包括尺寸小于1 微米的码元。在一些实施方式中，所述码用投影光刻法形成。在一些实施方式中，所述码还包括空间码。在一些实施方式中，所述空间码可用单 图像采集事件检测。在一些实施方式中，所述粒子还包括小于50微米的最大尺寸。在一些 实施方式中，所述粒子还包括小于5，000立方微米的体积。在一些实施方式中，所述粒子的 长宽比为2 1或更高。在一些实施方式中，所述粒子还包括大于1，000个码或大于10，000 个码的码域。本发明一些方面提供了方法，包括提供微粒集；将探针固定于微粒上，不同探针 去向具有相同码的各组微粒；将所述微粒混合在一起，以形成合并的微粒库；及取所述库 的等分试样，并将所述等分试样置于分开的容器中。在一些实施方式中，所述方法还包括使 用所述等分试样就特定部分的有无测试样品。在一些实施方式中，所述方法包括以95%或 更高的鉴定率鉴定所述微粒。本发明一些方面提供了方法，包括提供晶片集；将所述晶片单离(singulating) 为单个晶片区；将各晶片区置于储库中；在各储库中用蚀刻剂蚀刻微粒，以释放所述微粒。 在一些实施方式中，所述方法还包括将探针固定于微粒上，其中在具有给定码的每组微粒 上使用不同探针。在一些实施方式中，所述方法还包括将释放的微粒混合在一起，以形成 合并的微粒库，及取所述库的等分试样，并将所述等分试样置于分开的容器中。本发明的一些方面提供了用于检测生物学活性分析物的系统，包括多个排布于 表面上的层中的微粒，其中所述微粒包括探针和空间码，所述微粒基本上被部署于单层中， 且其中所述微粒被部署于所述表面的部分上，从而所述单层中的微粒覆盖大于30%所述表 面的部分。在一些实施方式中，所述生物学活性分析物选自核酸、蛋白质、抗原、抗体、微生 物、气体、化学剂和污染物。在一些实施方式中，所述生物学活性分析物是蛋白质或核酸。在 一些实施方式中，在核酸中检测SNP。在一些实施方式中，在检测所述核酸后测定基因表达。在一些实施方式中，所述微粒被调整为支持下列测定，所述测定选自基因表达、甲 基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗体阵列、 蛋白质分析谱和蛋白质-蛋白质相互作用。在一些实施方式中，所述微粒被调整为支持包 括结合对测定在内的蛋白质-蛋白质相互作用测定。在一些实施方式中，所述结合对测定 包括受体-配体测定。
在一些实施方式中，所述微生物鉴定测定选自病毒鉴定、细菌鉴定和病原体鉴定。在一些实施方式中，所述微粒被调整为支持免疫测定，且其中所述微粒与生物学 活性分析物的相互作用包括免疫测定的结果。在一些实施方式中，所支持的免疫测定是酶 联免疫吸附测定(ELISA)、夹心免疫测定或荧光免疫测定。在一些实施方式中，所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的大于50%或大于 70 %。在一些实施方式中，少于5 %、10 %或30 %的微粒被部署或延伸于所述单层外。在一些实施方式中，所述单层中的粒子可以以至少95%的鉴定率鉴定。在一些实 施方式中，所述微粒以至少2，000/mm2或至少5，000个微粒/mm2的密度被部署于单层中。 在一些实施方式中，各微粒具有50 μ m的最大尺寸。在一些实施方式中，各微粒还包括被透明材料完全包裹的分开的区段。在一些实施方式中，所述微粒被部署于液体中，且进行实质上的布朗运动。在一些 实施方式中，可以以在5秒钟的时间间隔内取得的2个或更多个的图像中的微粒位置的移 动来测量布朗运动。在一些实施方式中，所述探针包括生物学活性部分，所述生物学活性部分选自核 酸、蛋白质、抗原、抗体和化学剂。在一些实施方式中，所述探针包括结合至所述微粒的DNA 或蛋白质。在本发明的一些方面提供了检测生物学活性分析物的装置，包括多个排布于表 面上的层中的微粒，其中所述微粒包括探针和空间码，基本上被部署于单层中，且其中所述 微粒以至少2，000个微粒/mm2的密度被部署于表面的部分上。在一些实施方式中，所述微 粒以至少5，000个微粒/mm2的密度被部署于单层中。本发明一些方面提供检测生物学活性分析物的方法，包括将待检测的、怀疑含有 生物学活性分析物的样品递送至包括微粒单层的系统，所述微粒被部署于所述表面的部分 上，其中所述微粒包括探针和空间码，且被部署于表面的部分上，从而所述单层中的微粒覆 盖所述表面的部分的大于30% ；将电磁辐射透射通过所述微粒或从所述微粒反射，并检测 所述透射或反射的电磁辐射，以检测所述单个微粒的空间码；及通过对来自所述微粒的信 号定量来测定生物学活性分析物的有无。在一些实施方式中，所述生物学活性分析物选自核酸、蛋白质、抗原、抗体、微生 物、气体、化学剂和污染物。在一些实施方式中，所述生物学活性分析物是蛋白质或核酸。在一些实施方式中， 在核酸中检测SNP。在一些实施方式中，在检测所述核酸后检测基因。在一些实施方式中，所述微粒被调整为支持下列测定，所述测定选自基因表达、甲 基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、受体-配 体、抗体阵列、蛋白质分析谱和蛋白质-蛋白质相互作用。在一些实施方式中，所述微粒被 调整为支持包括结合对测定在内的蛋白质-蛋白质相互作用测定。在一些实施方式中，所 述结合对测定包括受体-配体测定。在一些实施方式中，所述微生物鉴定测定选自病毒鉴定、细菌鉴定和病原体鉴定。在一些实施方式中，所述微粒被调整为支持免疫测定，且其中所述微粒与生物学 活性分析物的相互作用包括免疫测定的结果。在一些实施方式中，所支持的免疫测定是酶 联免疫吸附测定(ELISA)、或夹心免疫测定。在一些实施方式中，所支持的免疫测定是选自荧光免疫测定、发光免疫测定和化学发光免疫测定的免疫测定。本发明一些方面提供了小体积检测多个生物学活性分析物的系统，包括多个立 体编码微粒，其中所述多个微粒包括探针和多于200个空间码，且其中所述多于200个空间 码可以在小于50μ 1的样品体积中被光学检测。在一些实施方式中，所述微粒排布于表面 上的层中。在一些实施方式中，所述空间码被同时检测。本发明一些方面提供了检测汇合的受试者样品中的生物学活性分析物的方法，包 括汇合多于50个怀疑含有生物学活性分析物的受试者样品；将所述汇合的样品递送至包 括多个微粒的系统，其中所述微粒包括探针和编码方案；将电磁辐射透射通过所述微粒或 从所述微粒反射，并检测所述透射或反射的电磁辐射，以检测所述单个微粒的空间码；及通 过对来自所述微粒的信号定量来测定生物学活性分析物的有无。在一些实施方式中，所述 编码方案包括空间码。本发明一些方面提供了快速检测生物学活性分析物的方法将待检测的、怀疑含 有生物学活性分析物的样品递送至包括多于100个不同编码微粒的系统，其中所述微粒包 括探针和空间码；将电磁辐射透射通过所述微粒或从所述微粒反射，并检测所述透射或反 射的电磁辐射，以检测所述单个微粒的空间码，其中所述检测包括在不到5秒钟内检测多 于100个不同编码微粒；及通过对来自所述微粒的信号定量来测定生物学活性分析物的有 无。本发明一些方面提供了控制生物学活性分析物检测系统的性质(quality)的方 法，包括提供编码微粒的主混合物，其中所述微粒包括探针和空间码；将所述主混合物分 为多个子混合物；测试生物学活性分析物检测系统中的子混合物；测定所述系统中的子混 合物性质，其中测定所述性质包括用对照样品对所述微粒探针的反应性定量，以产生定性 结果；记录所述定性结果；及将所述定性结果与各子混合物联系起来。在一些实施方式中，将1个或多个的子混合物用于就生物学活性分析物的存在的 诊断性测试中，并将相同或不同的所述子混合物用于临床试验。本发明的所述目的在随附的独立权利要求的特征中实现。优选实施方式以从属权 利要求表征。通过引用并入将本说明书中提及的全部文献和专利申请通过引用并入本文，正如将各文献或专 利申请特定并单独通过弓I用并入本文。附图简述在随附的权利要求书中详细提供了本发明的新特征。将通过参考下列说明性实施 方式提供的详细说明书获得对解本发明的特征和优点的更好理解，其中利用了本发明的原 理及附图图Ia示意本发明的编码微粒；图Ib是图Ia中的微粒横截面的侧视图；图2示意本发明的编码微粒的另一实施例；图3a示意本发明的编码微粒的另一实施例；图北示意本发明的编码微粒的另一实施例；图如和图4b示意其编码结构源自单一材料的例示微粒；
图如示意本发明的编码微粒的另一实施例；图4d是本发明的例示制造过程中另1个实例示微粒的截面图；图5是显示在本发明的例示制造方法中执行的步骤的流程图；图6a-图6m是本发明的例示制造方法中的微粒的横截面图和俯视图；图7是制造过程中基质上的微粒阵列的透视图；图8a_图9是本发明的例示制造方法的制造过程中多个微粒的SEM图像；图IOa和图IOb显示可用于本发明的制造方法的例示蚀刻方法；图Ila和图lib是本发明的多个微粒的图像；

图12a-图12c示意根据本发明的例示制造方法的例示晶片水平制造方法；图13显示8个本发明的编码微粒的反射模式倒置显微图像；图14显示用于对本发明的编码微粒成像的光学系统的示意图；图15显示以同图13相同放大倍数取得的全景、单图像；图16显示编码微粒的高倍放大图；图17a显示16个编码微粒的密集反射图像(dense reflectanceimage)的剪辑；图17b显示本发明的例示微粒的透射荧光显微图像；图18a显示全景反射图像；图18b显示在经图像处理，以将离散区段与全微粒相联系后的图18a的相同图像 选择；图19a显示反射图像的筛选；图19b显示在经图像处理，以将离散区段与全微粒后相联系的图19a的相同图像 筛选；图20在右侧显示了经处理的图像，在左侧显示了 4个例示微粒的像素强度曲线；图21显示特定制造的表面的示意图，其具有设计为固定和分开编码微粒用于成 像的特征；图22和图23显示可以提供使微粒在液体中流动的流动池用于通过连续成像的检 测；图M示意本发明的另一备选微粒；图25显示具有荧光外层的经立体光学编码微粒的示意图；图^a-图26c显示带有形成空间码的表面凹陷的本发明的编码微粒的示意图；图26d显示包含凹陷的编码微粒的实施例；图27a-图27c显示所测与图^a-图^c中对应粒子的粒子表面正交的非均勻空 中密度(non-uniform aerial density)；图^a-图29c是根据本发明的另1个实例示制造过程中，本发明的另一实施例的 微粒的俯视图；图30a-图30c显示微粒结构的优选实施方式的3种掩模域(maskfield)的图，且 图30d显示掩模版(reticle palte)的图；图31显示使用多印制步骤制造码的一般方法的备选的实例利用冲压；图32a-图3 !显示图Ia中的例示编码微粒的制造方法步骤；图33a-图3 !显示图32a_图3 !中的微粒的相应横截面图34a-图3 显示可用本发明的方法制造的例示微粒；图35显示从裸片(die)释放前实际编码微粒的4个显微图像；图36显示被输入st印per软件以在晶片上的各裸片上产生不同码的例示数据表 格；图37显示制造增多数量的码/裸片的例示方案图；图38a显示根据本发明的非二进制编码方案形成的编码微粒的图形表示；图38b和图38c显示带有不同数量的间隔(gap)和可变位置间隔的随机码；图39显示各种形式的大原型微粒集的4个照片的剪辑照片；图40是例示生物测定方法的流程图；图41显示方法的例示实施例的示意图，通过所述方法，整个晶片成为待与样品反 应以进行生物测定的粒子-探针缀合物的混合物；图42显示用于对编码微粒成像的光学系统的示意图，所述系统利用两个同时获 取反射和荧光图像的CCD照相机；图43和44显示多个编码微粒的密集荧光显微图像；图4 和45b显示本发明的同一微粒集的反射和透射图像对；图45c显示图4 和图4 覆盖的图像对；图46a-图46f以时序显示编码微粒密集荧光显微图像；图47显示来自2-丛DNA杂交测定的实际测定数据；图48a显示可使用本发明的微粒的例示测定；图48b显示可使用本发明的微粒的另1个例示测定；图49显示可使用本发明的微粒的另1个例示测定；图50是包括粒子图像的示意图，但不是本发明的实际实验结果；图51a-图51c显示码元刻印(patterning)和蚀刻步骤的实例的流程图；图52是显示试剂盒的代表性实例的框图；及图53是显示与使用本发明的编码微粒的设备连接的逻辑装置的代表性实例的框 图。发明详述提供了带有码的编码微粒，提供了带有可区分的码的编码微粒集，其中所述码符 合预定的编码方案。本文及随附的权利要求中使用的单数形式“一”、“一个”和“某个”包括复数，除非
语境另有明确指示。除非另有限定，本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域普通技术人 员通常理解的含义。以下将描述本文所述发明的优选方法、装置和材料，但可在实施或测试 本文所述的发明中使用相似或相当于本文所述的任何方法、装置和材料。^JL本文所述“生物学活性分析物”指可影响生物体的任何物理或生物化学性质的任 何物质，包括但不限于病毒、细菌、真菌、植物、动物和人。特别如本文所使用的，本发明的 生物学活性分析物包括但不限于药物、药物前体、药剂(如药学活性化合物)、药物代谢 物、生物标记物(例如表达的蛋白质和细胞的标记物)、抗体、血清蛋白质、胆固醇、多糖、核酸、生物分析物、基因、蛋白质、或激素、或它们的任意组合。生物学活性分析物还可包括天 然或人造的物质，包括但不限于气体、化学剂或污染物、或它们的任意组合(如来自环境的 来源)。在分子水平，所述生物学活性分析物可为多肽糖蛋白、多糖、脂质、核酸和它们的组 合。生物学活性分析物还包括生物分子的各种磷酸化和糖基化状态。尤其关注与特定疾病或特定疾病阶段相关的生物学标记物。这样的生物学活性分 析物包括但不限于与自身免疫疾病、肥胖症、高血压、糖尿病、神经和/或肌肉变性疾病、心 脏病、内分泌紊乱、或它们的任意组合相联系的那些。还关注以各种丰度存在于1种或多种的身体组织中的生物学标记物，所述身体组 织包括心脏、肝脏、前列腺、肺、肾、骨髓、血、皮肤、膀胱、脑、肌肉、神经，和被各种疾病影响 的所选组织，所述各种疾病如不同类型的癌(恶性的或非转移性的)、自身免疫疾病、炎性 或变性疾病。还关注是微生物指示物的生物学活性分析物。例示微生物包括但不限于细 菌、病毒、真菌和原生动物。可用主题方法检测的生物学活性分析物还包括血源性病原 体，所述血源性病原体非局限性选自表皮葡萄球菌(Staphylococcus印idermidis)、 大肠杆菌(Escherichiacoli)、而才甲氧西林金黄色葡萄球菌(methici 11 in-resistant Staphy lococcusaureus, MSRA)、金 Jtfe葡萄 求菌(Staphylococcus aureus)、人葡萄 球菌(Staphylococcus hominis)、獎肠球菌(Enterococcus faecalis)、铜绿假单胞 |if (Pseudomonas aeruginosa) > ^ ^flif (Staphylococcuscapitis)、$ 氏 ^f 求 菌(Staphylococcus warneri)、月市炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)、流感嗜血杆 菌(Haemophilus Influnzae)、模拟葡萄球菌(Staphylococcus simulans)、月市炎链球菌 (Streptococcuspneumoniae)禾口白(Candida albicans)。可用主题装置和方法检测的生物学活性分析物还包括各种性传播疾病，所述性传 播疾病选自淋病(奈瑟淋球菌(Neisseria gorrhoeae))、梅毒(梅毒螺旋体(TMponena pallidum))、沙眼(沙眼衣原体(Chlamydia tracomitis))、非淋球菌性尿道炎(解脲 支原体(Ureaplasma urealyticum))、酵母感染(白色念珠菌(Candidaalbicans))、软 下疳(杜克雷嗜血杆菌(Haemophilus ducreyi))、滴虫病(阴道毛滴虫(Trichomonas vaginalis))、生殖器疱疹(I型和II型HSV)、HIV I,HIV II和甲型肝炎、乙型肝炎、丙型肝 炎、庚型肝炎、及TTV导致的杆菌。可用主题设备或方法检测的其他生物学活性分析物包括各种呼吸道病原体， 所述呼吸道病原体包括但不限于铜绿假单胞菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MSRA)、 肺炎克雷伯菌、流感嗜血杆菌、金黄色葡萄球菌、嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)、畐Ij 流感嗜血杆菌(Haemophilis parainfluenzae) > 大肠杆菌、粪 肠球菌、粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)、副溶血嗜血杆菌(Haemophilis parahaemo 1 yticus)、阴沟肠球菌(Enterococcuscloacae)、白色念珠菌、卡他莫拉 菌(Moraxiella catarrhal is) > 月市炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)、弗氏梓 様酸杆菌(Citrobacterfreundii)、1 肠球菌(Enterococcus faecium)、产酸克雷 白 菌(Klebsiellaoxytoca)、焚光假单胞菌(Pseudomonas fluorsecens)、脑膜炎奈瑟 菌(Neisseria meningitidis)、化胺链球菌(Streptococcus pyogenes)、卡氏月市囊 ji, (Pneumocystis carinii)、月市 3 Il 白 lif (Klebsiellapneumoniae)、嗜月市 ￥ 团 Iif(Legionella pneumophila)、月市炎支原体(Mycoplasma pneumoniae)禾口结核分枝杆菌 (Mycobacteriumtuberculosis)。以下列出本发明的其他例示标记物茶碱、CRP、CKMB、PSA、肌红蛋白、CA125、孕酮、 TXB2、6-酮-PGF-l-α、和茶碱、雌二醇、促黄体激素、高敏CRP、甘油三酯、类胰蛋白酶、低密 度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、胆固醇、IGFR。例示肝标记物包括但不限于LDH、(LD5)、(ALT)、精氨酸酶1 (肝型)、α -胎蛋白 (AFP)、碱性磷酸酶、丙氨酸氨基转移酶、乳糖脱氢酶和胆红素。例示肾标记物包括但不限于TNFa受体、半胱氨酸蛋白酶抑制剂C、脂质转运蛋 白型尿前列腺素D合成酶(LPGDQ、肝细胞生长因子受体、多囊蛋白2、多囊蛋白1、纤维囊蛋 白(Fibrocystin)、尿调制蛋白、丙氨酸、氨肽酶、N-乙酰-B-D-氨基葡萄糖苷酶、白蛋白和 视黄醇结合蛋白(RBP)。例示心脏标记物包括但不限于肌钙蛋白I (TnI)、肌钙蛋白T(TnT)、CK、CKMBj^ 红蛋白、脂肪酸结合蛋白(FABP)、CRP、D- 二聚体、S-100 蛋白、BNP、NT-proBNP、PAPP-A, 髓过氧化物酶(MPO)、糖原磷酸化酶同工酶BB (GPBB)、凝血酶激活的纤维蛋白溶解抑制剂 (TAFI)、纤维蛋白原、缺血修饰白蛋白(IMA)、心肌营养素-1和MLC-I (肌球蛋白轻链_1)。例示胰腺标记物包括但不限于淀粉酶、胰腺炎相关蛋白(PAP-I)和再生蛋白 (REG)。例示肌肉组织标记物包括但不限于肌肉生长抑制素(Myostatin)。例示血标记物包括但不限于红细胞生成素(EPO)。例示骨标记物包括但不限于骨I型胶原的交联N-端肽(NTx)、骨胶原的羧基端 交联端肽、赖氨酰-吡啶啉(脱氧吡啶啉)、吡啶啉、抗酒石酸酸性磷酸酶、I型原胶原C多 肽、I型原胶原N多肽、骨钙素(骨钙蛋白)、碱性磷酸酶、组织蛋白酶K、COMP (软骨寡聚 基质蛋白)、护骨素(Osteocrin)、骨保护素(Osteoprotegerin，0PG)、RANKL, sRANK、TRAP 5(TRACP5)、成骨细胞特异性因子1(0SF-1，Pleiotrophin)、可溶性细胞粘附分子、sTfR、 sCD4、sCD8、sCD44 和成骨细胞特异性因子 2 (0SF-2, Periostin)。在一些实施方式中，本发明的标记物是疾病特异性的。例示癌标记物包括但不 限于PSA(总前列腺特异性抗原)、肌酸酐、前列腺酸性磷酸酶、PSA复合物、前列腺特异 性基因-1、CA 12-5、癌胚抗原(CEA)、甲胎蛋白(AFP)、hCG(人绒毛膜促性腺激素)、抑制 素、CAA 卵巢 C1824、CA 27. 29、CA 15-3、CAA 胸 C1924、Her_2、胰腺、CA 19-9、癌胚抗原、 CAA胰腺、神经元特异性烯醇化酶、血管生长抑制素、DcR3 (可溶性诱饵受体幻、内生长 抑制素、Ep-CAM(MK-I)、游离的免疫球蛋白轻链κ、游离的免疫球蛋白轻链λ、赫斯达汀 (Herstatin)、嗜铬粒蛋白Α、肾上腺髓质素、整合素、表皮生长因子受体、表皮生长因子受 体-酪氨酸激酶、肾上腺髓质素原N端20肽、血管内皮生长因子、血管内皮生长因子受体、 干细胞因子受体、c-kit/KDR、KDR和中期因子。例示感染性疾病标记物包括但不限于病毒血症、菌血症、脓毒症、PMN弹性蛋白 酶、PMN弹性蛋白酶/ α I-PI复合物、表面活性剂蛋白D(SP-D)、HBVc抗原、HBVs抗原、抗 HBVc、抗HIV、T-抑制细胞抗原、T细胞抗原比、T辅助细胞抗原、抗HCV、热源、ρ24抗原、胞
壁酰二肽。例示糖尿病标记物包括但不限于C_肽、血红蛋白Ale、糖基化白蛋白、晚期糖基化终产物(AGE)、1，5-脱水葡萄糖醇、胃抑制多肽、葡萄糖、血红蛋白、ANGPTL3和4。例示炎症标记物包括但不限于类风湿因子(RF)、抗核抗体(ANA)、C-反应蛋白 (CRP)、克拉拉细胞蛋白(子宫珠蛋白)。例示过敏标记物包括但不限于总IgE和特异性IgE。例示孤独症标记物包括但不限于血浆铜蓝蛋白、金属硫蛋白 (metalothioneine)、锌、铜、B6、B12、谷胱甘肽、碱性磷酸酶、和apo-碱性磷酸酶的活化。例示凝血障碍标记物包括但不限于局限性b-血小板球蛋白、血小板因子4、Von Willebrand 因子。在一些实施方式中，标记物可为治疗特异性的。COX抑制剂包括但不限于 TxB2 (Cox-I)、6-酮-PGF-I-α (Cox 2)、11-脱氢-TxB-Ia(Cox-I)。本发明的其他标记物包括但不限于瘦素、瘦素受体、和降钙素原、脑SlOO蛋白、P 物质、8-异-PGF-2a。例示老年标记物包括但不限于神经特异性烯醇化酶、GFAPjP S100B。例示营养状态标记物包括但不限于前白蛋白、白蛋白、视黄醇结合蛋白(RBP)、 转铁蛋白、促酰化蛋白(ASP)、脂连蛋白、豚鼠相关蛋白(AgRP)、血管生成素样蛋白 4(ANGPTL4, FIAF)、C-肽、AFABP (脂肪细胞脂肪酸结合蛋白，FABP4)、促酰化蛋白(ASP)、 EFABP(表皮脂肪酸结合蛋白，FABP5)、肠高血糖素、胰高血糖素、胰高血糖素样肽-1、胰高 血糖素样肽-2、脑肠肽((ihrelin)、胰岛素、瘦素、瘦素受体、PYY、RELM、抵抗素、和sTfR(可 溶性转铁蛋白受体)。例示脂代谢标记物包括但不限于载脂蛋白(多种)、Apo-AU Apo-B, Apo-C-CII, Apo-D、Apo-E0例示凝血状态标记物包括但不限于因子I 纤维蛋白原、因子II 凝血酶原、因子 III 组织因子、因子IV 钙、因子V 前加速素(ftOaccelerin)、因子VI、因子VII 前转变 素、因子VIII 抗溶血因子、因子IX :Christmas因子、因子X :Stuart-Prower因子、因子XI 血浆凝血激酶前质、因子XII 哈格曼因子、因子XIII 纤维蛋白稳定因子、前激肽释放酶、 高分子量激肽原、蛋白C、蛋白S、D-二聚体、组织纤溶酶原激活剂、纤溶酶原、a2-抗纤溶酶、 纤溶酶原激活剂抑制剂1 (PAIl)。例示单克隆抗体标记物包括用于EGFR、ErbB2和IGFlR的标记物。例示蛋白激酶标记物包括本领域熟知的酪氨酸特异性激酶和丝氨酸/苏氨酸特 异性激酶。例示酪氨酸激酶抑制剂标记物包括但不限于Ab 1、Ki t、PDGFR、Src、ErbB2、ErbB4、 EGFR、EphB, VEGFR1-4、PDGFRb, FLt3、FGFR、PKC, Met、Tie2、RAF 和 TrkA。例示丝氨酸/苏氨酸激酶抑制剂标记物包括但不限于AKT、Aurora Α/Β/Β、⑶K、 CDK (pan)、CDK1-2, VEGFR2、PDGFRb、CDK4/6、MEK1-2、mTOR 和 PKC- β。GPCR靶标记物包括但不限于组胺受体、5-羟色胺受体、血管紧张素受体、肾上腺 受体、毒蕈碱型乙酰胆碱受体、&iRH受体、多巴胺受体、前列腺素受体、和ADP受体。为本发明的目的，“治疗剂”旨在包括具有治疗用途和/或潜力的任何物质。所述 物质包括但不限于生物学或化学化合物，例如简单或复合的有机或无机分子、肽、蛋白质 (例如抗体)或多核苷酸(例如反义)。可合成大量化合物，例如聚合物，例如多肽和多核苷酸，和基于各种核心结构的合成有机化合物，并且这些也包含于术语“治疗剂”内。另外， 各种天然来源可提供用于筛选的化合物，例如植物或动物提取物等。需知，尽管并非一直清 楚地说明，但所述试剂可单独使用，或与具有相同或不同生物活性的其他试剂组合使用作 为通过本发明的筛选鉴定的试剂。所述试剂和方法还旨在与其他治疗组合。本发明的药效学(PD)参数包括但不限于物理学参数，例如温度、心率/脉搏、血 压、和呼吸速率；和生物标记物，例如蛋白质、细胞、和细胞标记物。生物标记物可指示疾病， 或是药物作用结果。本发明的药代动力学(PK)参数包括但不限于药物和药物代谢物浓 度。为了药物的适当安全性和效力，亟待从样品量中快速鉴定和定量Hi参数。如果药物和 代谢物的浓度在期望范围之外和/或与药物的意想不到的反应导致产生意想不到的代谢 物，就需要及时的措施以保障患者的安全。类似地，如果任意PD参数在治疗期间落在期望 范围之外，也必需及时采取措施。在优选实施方式中，将物理参数存储于生物信息系统的物理参数数据的存储特征 谱中，或与生物信息系统的物理参数数据的存储特征谱比较，所述生物信息系统可在将药 物基因组学和药代动力学数据整合入其模型中的外部装置上用于测定毒性和剂量。其不仅 早于当前方法数年产生用于临床试验的数据，还通过实时持续监控消除了表观效力与实际 药物毒性之间的当前差距。在临床研究的继续/停止(go/nogo)决定过程中，可用存储于 数据库中的数据进行大尺度比较群研究。数据编辑和实时监控使更多患者以早于当前允许 的安全方式进入临床试验。在另一实施方式中，可用微粒系统靶定在人组织研究中发现的 生物标记物，用于提高测定药物途径中的精确度和癌症研究中的功效。术语“结合对”包括任何类别的免疫型结合对，例如抗原/抗体、抗原/抗体片段、 或半抗原/抗半抗原系统；及任何类别的非免疫型结合对，例如生物素/抗生物素蛋白、生 物素/抗生蛋白链菌素、叶酸/叶酸结合蛋白、激素/激素受体、凝集素/特定碳水化合物、 酶/酶、酶/底物、酶/抑制剂、或维生素B12/内因子。它们还包括互补的核酸片段(包括 DNA序列、RNA序列、和肽核酸序列)、以及蛋白A/抗体或蛋白G/抗体、和多核苷酸/多核 苷酸结合蛋白。结合对还可包括形成共价键的成员，例如巯基反应基团(包括马来酰亚胺 和卤乙酰衍生物)和胺反应基团(例如异硫氰酸酯、琥珀酰亚胺酯、碳二亚胺、和磺酰卤)。本文所述术语“核酸”指脱氧核糖核苷酸、脱氧核糖核苷、核糖核苷或核糖核苷酸， 及它们的单链或双链形式的聚合物。除非具体限定，该术语包括含有已知天然核苷酸类似 物的核酸，其与参照核酸具有相似的结合性质，且以类似于天然核苷酸的方式代谢。除非 另有具体限定，该术语还指寡核苷酸类似物，包括PNA (肽核酸)、用于反义技术的DNA类似 物(硫代磷酸酯、氨基磷酸酯等)。除非另有指明，特定核酸序列还隐含包括其保守修饰的 变体(包括但不限于简并密码子置换)和互补序列，及明确指明的序列。具体而言，可通过 产生1个或多个的所选(或全部)密码子的第三位被混合碱基和/或脱氧肌苷残基置换的 序列来实现简并密码子置换(Batzer et al.，Nucleic AcidRes. 19 :5081(1991) ；Ohtsuka et al.，J. Biol. Chem. 260 :2605-2608(1985)；和 Rossolini et al. , Mol. Cell. Probes 8 91-98(1994))。本文所述术语“微生物”指细菌、放线菌、蓝细菌(单细胞藻类)、真菌、原生动物、 动物细胞或植物细胞或病毒。微生物的例子包括但不限于病原体。本文所述术语“多肽”、“肽”和“蛋白质”可互换使用，指氨基酸残基的聚合物。艮口，
39对多肽的描述等同应用于肽的描述和蛋白质的描述，反之亦然。该术语应用于天然氨基酸 聚合物及1个或多个的氨基酸残基为非天然氨基酸的氨基酸聚合物。如本文所用的，该术 语包括任何长度的氨基酸链，包括全长蛋白质(即抗原)，其中所述氨基酸残基通过共价键 连接。另外，含有多个通过共价和/或非共价相互作用结合的多肽链的蛋白质也包括在本 文所述“蛋白质”之内。本文所述术语“多态性”指群体中2个或更多个遗传决定的替代序列或等位基因 的出现。多态性标记物或位点是出现趋异的座位。优选的标记物具有至少两个等位基因， 各以所选群的大于1%、更优选大于10%或20%的频率出现。多态性可包括1个或多个的 碱基改变、插入、重复或缺失。多态性座位可小至一个碱基对。多态性标记物包括限制性片 段长度多态性、数量可变串联重复(VNTR’s)、高可变区、小卫星、二核苷酸重复、三核苷酸重 复、四核苷酸重复、简单序列重复、和插入元件(如Alu)。第一个鉴定的等位基因形式被任 意地标记为参照形式，其他等位基因形式被标记为替代或变体等位基因。所选群中最常出 现的等位基因形式有时被称为野生型。二倍体生物对于等位基因形式可为纯合或杂合。二 等位基因多态性具有两种形式。三等位基因多态性具有三种形式。单核苷酸多态性(SNP)出现在由单个核苷酸占据的多态性位点，其是等位基因 序列之间的变化位点。该位点通常在所述等位基因的高度保守序列(例如在少于所述群 1/100或1/1000的成员中变化的序列)之前或之后。单核苷酸多态性常由于多态性位点处的一个核苷酸被另一个置换而发生。转换是 一个嘌呤被另一个嘌呤替换，或一个嘧啶被另一个嘧啶替换。颠换(transversion)是嘌呤 被嘧啶替换，或反之。单核苷酸多态性还可由于相对参照等位基因的核苷酸缺失或核苷酸 插入而发生。本文所述术语“个体”不限于人、还可包括其他生物，包括但不限于哺乳动物、植 物、细菌或源自任意这些的细胞。本发明的诸方面可包括1个或多个的有益特征。下列实施例中的微粒优选具有 Imm3以下的体积。本发明的微粒使得能够快速、精确和较不复杂地检测码。还公开了提供 微粒上的码的方法，制造所述微粒的方法，检测所述微粒的方法和系统，和使用所述微粒的 方法和系统。以下将参考特定实施例讨论本发明。本领域技术人员会知道以下讨论仅旨在展示 的目的，不能将其理解为限制。相反，也可应用不脱离本发明的精神的其他变化形式。微粒的一般结构作为实例，图Ia示意本发明的编码微粒。如图所示，微粒100是沿笛卡儿坐标的Y 轴方向延长的长方体结构。垂直于微粒长度方向的横截面具有基本相同的拓扑形状，所述 拓扑形状在本实例中为方形。在此具体实例中的微粒具有一组区段(例如区段10 和插入所述区段的间隔 (例如间隔104)。具体而言，具有不同长度(沿所述微粒长度的尺寸，例如沿Y方向)的区 段代表不同的编码元；然而间隔优选具有相同长度，用于在检测所述微粒的过程中区分所 述区段。本实例中的微粒的区段被完全包裹于所述微粒内(例如体106内)。作为替代特 征，可将区段排布为所述区段的几何中心与延长的微粒几何中心轴对齐。区段与间隔的特 定序列代表码。所述码源自预定的编码方案。
所述微粒的区段可为任何合适的形式。在本发明的一个实施例中，所述微粒的各 区段具有垂直于所述微粒长度(例如图1所示笛卡儿坐标中沿Y方向)的基本上方形的 横截面(例如图1所示笛卡儿坐标中X-Z平面中的横截面)。可将，或可不将所述区段制 造为具有基本上方形的横截面。也可应用其他形状，例如矩形、圆形、及椭圆形、锯齿形、弧 形或其他形状。具体而言，所述码元(即区段和间隔)也可取其他合适的所希望形状。例 如，所述各区段(和/或间隔)具有矩形的横截面(例如，所述矩形的纵横比是2 1或更 高，例如4 1或更高，10 1或更高、20 1或更高、或甚至100 1或更高，但优选小于 500 1)。图Ia中的微粒实施例具有6个主要表面，称为表面(X = 士Xtl, Y，Z)、表面(X，Y， Z= 士~)、表面(X，Y= 士yQ，Z)、其中&、％和~分别是所述微粒的宽、高、长。本发明中， 上述6个表面X= 士 (或表面Z= 士zQ)中的至少2个，更优选上述表面X= 士 、表面 Z= 士^中的至少4个表面基本上是连续的，无论各表面有无凹陷。以此构造，所述微粒表 现出基本相同的几何外观，及对检测器(例如光学成像仪器)的特定性质。实际上，所述主 要表面可以制得基本上是平的。例如，即便在制造过程中可造成粗糙或变化的轮廓，仍可使 用标准表面加工技术(例如过淀积和内蚀刻或化学机械抛光(CMP)技术)得到基本平的主 要表面，及恰当控制刻印工序而产生平滑的垂直侧壁轮廓。码元(例如区段和间隔)可取任何所希望的尺寸。作为本发明的一个实施例，各 编码结构具有5 μ m (微米)或更少，例如3微米或更少，及更优选1微米或更少(例如0.8 或0.5微米或更少)的特征尺寸。具体而言，当间隔保持基本相同的尺寸而区段尺寸变化 时，各间隔优选具有1. 5微米或更少、例如0. 8或0. 5微米或更少的特征尺寸。作为一个实施例，如果将所述微粒形成于具有0. 13线宽的12英寸硅晶片上， 所述间隔面积可制成具有0. 13 μ m的最小宽度，具有宽度为0. 13 μ m-大的多(取决于 粒子的期望长度，期望的编码方案和码域)的更不透明区段。根据所使用晶片制造， 0. 13-1. 85 μ m(例如0.25-0. 85 μ m)的最小间隔宽度及最小区段宽度是可能的。更大最小 间隔和区段长度(例如1.85-5. 0 μ m，或更大)当然也是可能的。当然也可使用其他尺寸的 晶片G英寸、6英寸、8英寸等)，及非硅(例如玻璃)晶片、及其他非硅基质(例如更大的 玻璃板)。尽管微粒可在X、Y和/或Z方向具有相同长度，编码微粒优选具有 2 1-50 1(例如4 1-20 1)的长宽比。在本发明的一个实施例中，所述微粒具有70 微米或更小、50微米或更小、30微米或更小，例如20微米或更小、16微米或更小、或甚至10 微米或更小的长度(例如，沿Y方向的尺寸)。所述微粒的宽度(例如，沿X方向的尺寸) 及高度(沿Z方向的尺寸)可为15微米或更小、10微米或更小、8微米或更小、4微米或更 小、或甚至1微米或更小，例如0. 13微米。宽度短至0.5-2微米也可能。除图Ia中所示和 以上讨论的形状外，所述微粒还可取棒状、条状、盘状或任何其他期望形状。微粒的编码结构和间隔可取任何合适的形式，只要所述编码结构和间隔一起代表 可检测码。本文所述术语“可检测码”指未遮掩、不模糊或不是以其他方式不可读取(光学 或其他方式)的给定微结构的码。如上所述，微粒的与所述粒子长度垂直的横截面可为方 形、矩形、圆形、椭圆形或任何其他期望形状，例如锯齿形或弧形或其他轮廓。当所述横截面 是矩形时，所述矩形优选具有2 1或更高，例如4 1或更高、10 1或更高、20 1或更高、或甚至100 1或更高，但优选小于500 1的纵横比(长宽比或长高比)。所述长 宽高比可优选约1 1(正方形横截面)，或具有1 4-1 1的比，优选使粒子位于定义所 述粒子宽或高的各侧面的比，从而使无论所述粒子位于哪个延长侧面，微粒的码可检测。为有助于快速、有成本效益、可靠及容易的检测由编码结构和间隔表示的码，各编 码结构优选对检测手段尽可能是全方位的。即，当从垂直于所述微粒长度的至少两个方向， 更优选至少四个(或如果横截面非四边形，则全部)方向观察时，各编码结构表现出基本上 相同的几何外观或可检测特征。因此，所述编码结构优选具有沿所述微粒长度的旋转对称， 例如2倍或4倍旋转对称。本发明的微粒可根据所述粒子形状或长度，及所希望的码域而具有任何合适数量 的编码结构，微粒的编码结构总数优选为1-20个，或更一般为3-15个，及更一般为3-8个。所期望的码可以多种方式整合入微粒，及由所述微粒表示。作为一个实施例，预定 编码方案的编码元可由一个或多个区段表示，例如不同长度的区段表示所述编码方案的不 同编码元。不同(或相同)长度并插入间隔区段的不同空间排布表示不同的码。在此码整 合方法中，插入间隔优选具有基本上相同的尺寸，特别是以所述区段排列方向上的长度。作 为另一实施例，所述码通过排布长度变化的间隔整合入所述微粒；而所述区段具有基本上 相同的尺寸，且位于相邻间隔之间。在另一实施例中，区段和间隔两者均有尺寸变化以表示 码。实际上，码也可以以其他使用区段、间隔或其组合的许多替代方式来表示。为表示源自预定编码方案的码，将区段和间隔沿延长的微粒长度(Y方向)排布 (但也可能2D、或甚至3D排布)。具体而言，所述区段和间隔沿长度交替排列，各区段被相 邻间隔分开(可能完全分开和分离)；且各间隔被相邻区段分开(可能完全分开和分离)， 其更清晰显示于图Ib的横截面图中，以下将就其进行讨论。在本发明的一个实施例中，可使用任意合适数量的区段，例如在所编码的微粒内 提供2-20个，更一般为3-15个区段(更一般为3-8个区段)的更不透明材料(相比于所述 区段间的插入间隔)。为形成码，更不透明材料的区段可能长度有变化。备选地，更不透明 材料的区段各自可具有基本相同的长度，而更透明材料的中间区段可具有变化的长度。当 然，更透明材料的区段和更不透明材料的中间区段可均有变化的长度，以表示所述码。根据图lb，所述横截面取自图Ia中粒子的Y_Z平面(或相当地Χ_Υ平面)。区段 (例如区段102)和间隔(例如间隔104)沿所述微粒长度而变化。为使能够检测整合入微粒的码，各微粒中的区段和间隔可由与期望检测方法匹配 的不同光学、电学、磁学、流体动力学或其他期望特性的材料组成。在一个实施例中，所述区 段和间隔在可见光谱中的透射和/或反射光下直接在空间上可区分。例如，当码检测依赖 于光学成像，所述可区分特性(区段对比间隔)可为对用于成像的特定光(可为任意期望 的电磁辐射-例如可见光和近可见光UR和紫外光)的透射率差异。所述区段可被制成比插 入间隔材料更吸光(或反光)，或反之。当码检测依赖于电特性测量时，所述特性可为电阻 性或导电性。当码检测涉及磁学方法时，所述特性可为感应和电感(electro-inductance)。 当码检测涉及流体动力学方法时，所述特性可为对用于码检测的特定流体的粘度。无论依 赖于何种特定特性，所述区段和间隔优选表现出所述特定特性的充分差异，从而可使用相 应码检测方法检测所述差异。具体而言，当可通过光学成像手段检测所述码，所述区段和间 隔由对用于微粒成像的特定光表现出不同透射率(在光学透射图形中)或反射率(在光学反射图形中)的材料组成。例如，更不透明材料微粒的区段可阻断和/或反射30%或更多， 优选50 %或更多，或例如80 %或更多其上的可见光或近可见光。假设通过对象的电磁辐射的透射率随所述对象厚度而变化，所述区段优选能够阻 断/或反射30%或更多，优选50%或更多，或例如80%或更多(或甚至90%或更多)的检 测光；而所述编码结构之间的间隔的组成材料和尺寸使其能够透射50%或更多、70%或更 多、80%或更多、或甚至90%或更多的检测光。备选地，所述区段和间隔由不同材料组成，从 而透射率差异比足以检测码Y，例如是5%或更多、10%或更多、20%或更多、50%或更多、 和70%或更多。透射率被定义为透过光与入射光的光强比。所述微结构可由有机和/或无机材料或者有机和无机材料的混合物制成。具体而 言，间隔(优选其更透射可见光或近可见光)和区段(优选其与所述区段相比更不透射可 见光或近可见光)均可由有机或无机材料，或者有机-无机材料混合物组成。所述区段可 由金属(例如铝)、前过渡金属(例如钨、铬、钛、钽或钼)、或非金属(例如硅或锗)，或其组 合(或氮化物、氧化物和/或碳化物)组成。具体而言，所述区段可由陶瓷化合物组成，例如 所述陶瓷化合物是包含非金属或前过渡金属的氧化物、非金属或前过渡金属的氮化物、或 非金属或前过渡金属的碳化物的化合物。前过渡金属是周期表中的北族(Sc、Y、Lu、Lr)、 4b 族(Ti、Zr、Hf、Rf)、5b 族(V、Nb、Ta、Db)、6b 族(Cr,Mo, W, Sg)和 7b 族(Mn、Tc、Re、Bh) 金属。但优选4b-6b族前过渡金属，尤其是钨、钛、锆、铪、铌、钽、钒和铬。间隔(其在此实施例中更透明)可包含比区段更透明的任何合适材料。如果 选择混合材料，所述间隔材料(spacing material)可为硅氧烷、硅氧烯或倍半硅氧烷 (silsesquioxane)材料等。所述间隔材料如果是无机材料，可为玻璃材料。薄膜淀积的二 氧化硅是合适材料，含或不含硼或磷的掺杂剂/合金剂。其他无机玻璃材料也合适，例如氮 化硅、氮氧化硅、氧化锗、氮氧化锗、氮氧化锗硅、或例如各种过渡金属氧化物。也可使用旋 涂式玻璃(Spin on Glass, SOG)。如果将有机材料用作所述间隔材料，可使用塑料(例如 聚苯乙烯或例如胶乳)。区段和间隔均可用任意合适方法淀积，所述方法例如CVD(化学气相淀积)、 PVD (物理气相淀积)、旋转涂布(spin-on)、溶胶凝胶等。如果使用CVD淀积方法，所述CVD 可为LPCVD (低压化学气相淀积)、PECVD (等离子体增强型化学气相淀积)、APCVD (大气压 化学气相淀积)、SACVD (亚大气压化学气相淀积)等。如果使用PVD方法，根据期望的最终 材料，可为溅射或反应溅射。旋转涂布材料(S0G或有机-无机硅氧烷材料混合物。作为更具体的实施例，所述区段可由任何合适硅材料组成，所述硅材料例如 CVD(化学气相淀积)淀积的非晶硅。聚硅或单晶硅如广泛的其他上述材料也合适。选择用 于区段的材料优选，但非必需具有高度淀积厚度控制、低表面粗糙、控制蚀刻(刻印和释放 (例如使用刻印用等离子体干法蚀刻和释放用化学湿法或干法蚀刻))和CMOS过程匹配。 间隔材料可为CVD淀积的二氧化硅。所述二氧化硅可包括掺杂/合金材料，例如磷或硼。选 择用于区段和间隔的更透明材料和更不透明材料的组合时可考虑温度因素。图2示意本发明的编码微粒的另一实施例。粒子20具有矩形横截面，且基本上平 的形状。例如，所述微粒的高宽比可为任意期望比例，例如可从1 1.2至1 4或更多等。图3a示意本发明的编码微粒的另一实施例。根据图3a，微粒116由第一材料118 和第二材料120组成。所述两个材料可为化学上不同，或具有相同的化学组成，但其他方面不同，例如颗粒结构或厚度。所述两个材料可用期望的检测方案区分。在此实施例中，各材 料优选完全横贯所述粒子的横截面。用于产生此结构的实施例方法涉及如上所述的制造方 法，包括来自IC/MEMS(整合回路/微电子机械系统)领域的方法，包括本文以下公开的刻 印和蚀刻方法的变化形式，和/或带有高能离子注入。图北示意本发明的编码微粒的另一实施例。根据图北，所述微粒由被第三材料 44围绕的两个不同材料40和42的交替区段组成，由此交替区段的图形形成可检测码。其 他例示微粒可在所述粒子内包含多于两种的不同材料。所述粒子可具有任意合适横截面形 状，并如实施例所示，是延长的。在如上讨论的实施例中，所述微粒由具有所选可区分特性的材料组成，所述可区 分特性例如可区分光学特性。在上述实施例中，一种材料比其他材料具有更大的透明性或 光学透射率，所述差异在放大的情况下可检测。上述特定实施例是当一种材料是吸光材料 时，另一种材料是具有可见光谱(或使用不同检测系统另一种光谱，例如UVJR等)中更大 透光率的半透明或透明材料。在另一实施例中，一种材料是反光材料，而另一种材料是吸光 材料或透光材料。一种材料更不透明，且另一种材料更透明，或一种材料更反射，且另一种 材料更不反射的可检测差异在本实施例的范围内。如上所述，不透明和透明材料的交替部 分可由硅和玻璃等材料制成。假设几乎所有材料的透射率(和反射率)表现出依赖于所述 材料的厚度，可形成所述微粒使得所述编码结构(即表示码的编码元的结构)源自单一材 料。图如和图4b示意其编码结构源自单一材料(例如硅)的例示微粒。根据图4a，其中图示了例示微粒的横截面图。微粒206包含一组编码结构(例如 210、212、208和214)，其组合表示源自编码方案的码。为并入所述码，所述编码结构具有不 同轮廓，例如宽度，而具有不同宽度的不同结构位于特定位置。为定义编码结构及随后的码 检测，厚度小于透射率阈值厚度(小于所述阈值，则材料在特定光(例如可见光或近可见 光)下可见)的间隔集(例如间隔212和214)。不同于图Ia所示的实施例，所述编码结构 不完全分开或分离。并入微粒的码可基于编码结构(例如210和208)的不同透射率读取， 所述编码结构例如比所述编码结构之间的相邻间隔(例如212和214)更不透射。为促进所述微粒的应用，尤其是生物学/生物化学/生物医学/生物技术应用， 其中所述样品生物分子待与所述微粒的表面结合，期望将固定层包被在所述微结构的表面 上。由此可提供经官能化的表面。所述官能化的表面的例子包括但不限于用羧基、氨基、 羟基、巯基、环氧基、酯、烯烃、炔烃、烷基、芳香基、醛、酮、硫酸、酰胺、尿烷基团、或它们的衍 生物衍生的表面。图4b示意图如中微粒的透射图形图像。根据图4b，暗区210、208分别对应于图 4a中的编码结构210和208。白区212和214分别对应于图如中的编码结构212和214。 尽管用于更透射光和更不透射光区块的材料相同，透射率谱仍允许可检测码。图如中的该 微粒可用另一材料(例如二氧化硅)的底层形成，且可根据需要用另一材料(例如二氧化 硅)的第二层包被。这种微粒也可被完全包围在材料(例如二氧化硅)中，使得其具有如 图Ia中的结构基本上相同的矩形平行管状形状。图如示意本发明的编码微粒的另一实施 例。根据图4c，所述微粒包含通过较窄区域连接的较大区域。所述微粒被材料包围，使得码 可检测。图如和图如的微粒可以多种方式制造，其中一种图示于图4d的例示制造过程中
44的微粒截面图。根据图4d，提供了由透射特定光(例如可见光或近可见光)的材料(例如， 玻璃、石英或其他合适材料)组成的基质216。隔离层(detaching layer) 217淀积于基质 216上。提供隔离层，以隔离微粒与玻璃基质然后蚀刻或进行其他合适方法。所述蚀刻可为 湿法蚀刻、干法蚀刻、或等离子体蚀刻；且因此所述隔离层期望由可用以上讨论的所选蚀刻 方法蚀刻的材料组成。如之前的粒子结构实施方式所讨论，所述隔离层可省去，使得所述粒 子直接形成于基质上，并随后通过基质的体蚀刻(bulk etch)释放。淀积和刻印编码结构层，以形成编码结构，例如结构218、222、220、224。在形成编 码结构后，将围绕(surrounding layer)层2 淀积在形成的编码结构上。因为所述围绕 层会在测定中暴露于靶样品，因此期望层224由耐受测定溶液中的化学成分的材料组成， 其中所述微粒待扩散于所述测定溶液中。而且，为把持探针分子，例如核酸(例如DNA或 RNA)、蛋白质、抗体、酶、药物、受体或配体、在所述层的表面上的分子，期望层2M能够固定 探针分子。制造方法将参考具有区段和间隔的微粒讨论下列例示制造方法，但需注意，下列方法可应 用于许多其他码元类型。本发明的微结构可用落入广泛微加工领域的方法制造，例如MEMS制造方法。MEMS 利用半导体工业技术形成用于广泛多种应用的微米级结构。MEMS技术一般(但并非所有情 况下)包括薄膜的淀积、使用干法和/或湿法的蚀刻、及用于图形形成的光刻。由于MEMS 是半导体工业的分支，大量全世界的制造业基础设施用于成本效益、大批量、精确制造。一 般而言，完全的MEMS方法与已有的集成电路方法越接近(例如CMOS兼容)，该基础设施越 易得到。本发明的微结构可以多种方式制造，例如用于集成电路(例如互联线)或MEMS的 制造方法。以下参照图5和图6a-图6m讨论与MEMS制造匹配的用于制造微粒的例示制造 方法，其中所述微粒包含由非晶硅组成的不透明区段和由二氧化硅组成的可见光透射的间 隔。本领域技术人员将理解，以下制造讨论仅旨在说明，不能理解为对本发明的范围的限 制。实际上，在不脱离本发明的精神的情况下可使用许多制造方法。根据图5，在步骤122提供硅基质。也可使用其他基质，例如玻璃晶片或玻璃板(如 将在下文讨论)。如果是硅基质，则在步骤1 在所述基质上淀积二氧化硅。可用如上所述 的许多合适的薄膜淀积技术，例如CVD、PVD、旋转涂布等。然后在步骤1 在SW2层上淀积 非晶硅层，随后在步骤1 淀积硬掩模氧化物层。尽管不是必须的，使用硬掩模减少由于拓 扑学的光刻胶(photoresist)包被问题，尤其是当非晶硅层相对厚时(例如厚度Iym或更 多)。然后在步骤130刻印所述硬掩模氧化物层。对于刻印的硬掩模层，在步骤132中用等 离子体蚀刻法蚀刻所述非晶硅层，以形成期望图形。然后在步骤134中将顶部SiO2层淀积 于刻印的硅层上，随后在步骤136刻印二氧化硅层，以形成分开的(但仍未释放)微粒。然 后在步骤140中通过蚀刻法将所述微粒从硅基质释放，所述非定向硅蚀刻法蚀刻入硅基质 中，且导致所述微粒分离为单个粒子。如上讨论的图5中的流程图可在处于不同步骤的微 粒截面图和俯视图中更清晰展示。图6a-图6m图示了横截面图和俯视图。根据图6a，将SiO2层146、硅层148、和硬掩模层150依次淀积于硅基质142上。然 后刻印硬掩模层150，以形成图6b所示的区段条(例如152和156)和间隔条(例如IM和158)。由刻印硬掩模层形成的区段和间隔对应于靶微粒区段和间隔。区段和间隔条更好地 显示于图6c中微粒的俯视图中。根据图6c，用从顶部可见的层148形成区段条(例如152 和156)和间隔条(例如154和158)。可用多种方法刻印所述层，其中一种是广泛用于半导体集成电路和MEMS装置的 标准制造中的光刻。用于MEMS工业的最常见的光刻形式是接触式光刻。掩模版(reticle) (又称掩模)一般由玻璃板上的二进制铬图形组成。将所述掩模版放在甚近于包被光刻胶 的晶片(或其他基质)或与包被光刻胶的晶片(或其他基质)接触。UV光照射透过所述掩 模，曝光光刻胶。然后发展所述晶片，去除曝光区域的光刻胶(正型光刻胶)。由此，掩模版 上的图形转移到充当随后蚀刻步骤的掩模的光刻胶。投影光刻是独占用于现代集成电路制造的另一种类型的光刻法。不是将掩模物 理接触，投影光刻使用透镜系统将掩模图形聚焦于晶片上。本系统的主要优点是通过投 影光学而微缩掩模图形的能力。典型系统具有五倍的缩小系数。一般而言，与接触光刻相 比，使用投影可印制小得多的特征尺寸。投影光刻系统也称为分步重复系统(或简称为 stepper)。掩模上的最大图形或区域尺寸显著小于晶片直径。所述掩模图形重复曝光(步 进)于形成“裸片”阵列的晶片上。步进距离是晶片台在曝光之间行进于X和Y的距离，通 常与裸片尺寸相等。此典型方案产生相同裸片的非重叠阵列，允许随后平行加工晶片上的 裸片。进一步刻印硬掩模层(150)，以形成图6d和图6e所示的离散区域。如图6d所示， 在X和Y方向刻印硬掩模层150，以形成离散的硬掩模区域(例如图6e中的区域160、162、 164和166)。这些离散的硬掩模区域可被用于在其下层上形成离散的硅区域。在上述实施例中，在两个分开的光刻步骤中进行硬掩模层的刻印。在备选的实施 例中，所述掩模版可包含图形，从而可在单光刻步骤中完成硬掩模的刻印。再一个备选的实 施例中，可省略所述硬掩模，并使用两步或单步光刻方法。在刻印顶部硬掩模层后，蚀刻硅层148，以在基质上形成相应的离散硅区域，例如 硅区段168和172，具有其间的更透明材料的区域(例如图6f中所示间隔区域170和172)。 如图6f所示微粒的俯视图示于图6g中。如图6g所示，当俯视时，曝光透射层146，区段 160、162、164和166形成于透射层146上。在制造过程中的此刻，所述结构的SEM图像示于 图8a和图8b中。所述结构具有非常高的精度，例如垂直侧壁和尖角。当然，更圆形结构也 在这些方法的范围内。在刻印硅层148后，如图Mi所示淀积透射层168。更透光层168可由/可不由与 更透光层146相同的材料组成。图他中的微粒的俯视图示于图6i中。基质上粒子的透视 图示于图7中。然后将微粒彼此分开，但仍与下面的基质结合，如图6j所示。图故图示图6i中 微粒的俯视图，其中将各微粒与相邻微粒分开，但被透光层(即图他中的层168)围绕。最 后，如图61中的横截面图所示，将分开的微粒从硅基质142上脱离。从硅基质脱离的微粒 的俯视图示于图6m中。可用任何合适蚀刻剂从下面的基质脱离(“释放”步骤)所述微粒， 所述蚀刻剂优选为匹配于全方位蚀刻和倒凹(undercut)微粒的气体或液体。还可在基质 上的蚀刻基质本身的位置提供牺牲层(sacrificial layer)。所述蚀刻可为湿法蚀刻、干法 蚀刻或等离子体蚀刻；且因此，期望所述隔离层(detaching layer)由可用所选蚀刻方法蚀刻的材料组成。尤其是，所述蚀刻剂可为自发的气相化学蚀刻剂，例如卤间化合物(例如 BrF3或BrCl3)、新型气体卤化物(例如XeF2)、或酸汽例如HF。液体还可用于释放所述微粒， 例如ΤΜΑΗ、Κ0Η(或其他氢氧化物，例如Na0H、Ce0H、Rb0H、NH4OH等)、EDP(乙二胺儿茶酚)、 没食子酸胺、-HF蚀刻玻璃从而不会对HNA (氢氟酸+硝酸+醋酸)起作用、或任何其他合适 硅蚀刻剂(当在释放中待去除的基质或层是硅(非晶硅或多聚硅或单晶硅-或钨、氮化钨、 钼、钛或其他可在硅蚀刻剂中去除的材料，例如^CeF2))。如果待去除的材料不是硅，则所述 蚀刻剂自然匹配于牺牲材料(例如用于光刻胶或聚酰亚胺牺牲层等的下游氧等离子体)。凹陷是特定制造方法的结果；且可留于终产物中，或可通过例如平坦化(例如化 学-机械抛光(CMP)技术)去除。实际上，凹陷在某些情况下可有益于码检测和/或使用 荧光方法的荧光定量，因为凹陷区域(每微条码单位长度)中荧光标记的材料与微条码表 面的结合更强，所谓的凹陷信号增强，凹陷区域中的荧光更强且可用于测定所述码(有或 无下文讨论的其它透射或反射技术)。相同的凹陷信号增强可应用于非荧光的报告系统，例 如放射性报告等。尽管在上述实施例中将硅晶片作为基质，可使用玻璃基质，例如玻璃晶片或更大 的玻璃片或玻璃板(如在平板展示工业中使用的那些)。玻璃(或硅)晶片可为任何合适 尺寸，例如4英寸、6英寸、8英寸或12英寸。当使用玻璃晶片时，一般会首先淀积另外的牺 牲层(用于在释放步骤过程中的后期去除)。所述牺牲层可为半导体材料，例如硅、前过渡 金属，例如钛、铬、钨、钼等，或聚合物，例如上述光刻胶。SEM图Ia中区段(例如区段102)的扫描电子显微镜(SEM)图像显示于图8c中。如 图所示，所述区段的横截面基本上是正方形。区段顶部宽ι. O微米；所述区段的底部宽1. 2 微米。所述区段高约1微米。当然，可为更大或更小尺寸。上述用例示制造方法制造的微粒的多样性SEM图像示于图9中。SEM图像清晰显 示了被微粒的透射材料围绕的不透明区段172。前述凹陷也清晰可见。考虑透射材料可为 围绕包埋于其内的不透明区段的玻璃。在一个实施方式中，围绕所述区段的玻璃厚0. 01-2 微米。在特定实施方式中，所述玻璃具有0.1微米的最小厚度。在另一实施方式中，所述玻 璃具有0. 3微米的最小厚度。制备图9的SEM图像中的样品，特征在于通过切割(cleave) 垂直于所述粒子长轴的芯片，随后定时蚀刻，以提供内硅和外二氧化硅之间更高的对比度， 纯粹为成像目的。SM本发明的微粒可在晶片水平制造，并在晶片水平或裸片水平释放。具体而言，各包 含一组微粒的多个裸片可在晶片上形成。各裸片上的微粒可相同或不同，即各裸片上的微 粒可具有或不具有相同的码。在形成微粒后，可将所述裸片从晶片上分离；然后可去除在单 离裸片上的晶片。例示晶片水平制造方法示于图12a_图12c中。根据图12a，在晶片236上形成多个裸片。在本特定实施例中，在各裸片上形成多 个微粒。各裸片上的数字3，221或967表示并入裸片中微粒的码。所述微粒可参考图6a-图 6m用如上所述的方法形成。在微粒形成后，但释放前，可部分切割所述晶片至深度优选为约 晶片厚度的一半。然后清洁晶片，例如用溶剂和/或强酸(硫酸、过氧化氢组合)。清洁是 重要步骤，因其制备了清洁的玻璃表面用于后期官能化及附着生物分子。所述清洁也可在将晶片分离为个裸片后进行，或在粒子释放时在粒子上进行。在微粒形成后，如图12b所示，将所述晶片断裂为裸片，其中各裸片优选但非必需 含有单个码。然后如图12c所示，将所述裸片置于分开的管(例如试管)或多孔板的孔中用 于释放。所述多孔板可为典型的96孔板(或M孔板、384孔板等)，或任何其他合适的保 持区域集或容器集。例如，将含以数字表示的码的裸片3，221和967置于不同试管中用于 释放。通过释放，将所述微粒从晶片上脱离；且当使用湿法蚀刻时，所述粒子可落入释放液 中的溶液中。所述微粒由于重力，随时间沉淀于管或孔的底部(或可对所述管进行离心)。 在一些应用中，需要将多个含1种或多种码的裸片释放入单个容器中。图Ila显示释放前的粒子，且图1 Ib显示释放后的相同粒子(即来自相同裸片的 粒子)。两个图像均是用非倒置检测显微镜上的100X空气物镜取得的光学显微图像。图 lib中将粒子干燥于硅芯片上。释放步骤可以多种方式进行，例如干法蚀刻、湿法蚀刻和下游等离子体蚀刻 (downstream plasma etch)。在图IOa所示的例示体湿法蚀刻中，将四甲基氢氧化铵(TMAH) 用作蚀刻剂。可将TMAH加热至约70-80°C的温度。也可使用其他化学蚀刻剂，并可同样有 效，例如卤间化合物(例如BrF3和ClF3)和新型气体卤化物(例如XeF2)、自发的气相蚀刻 中的HF、气相蚀刻中的氢氧化钾、Κ0Η、及其他合适蚀刻剂。可将具有小于最小微粒尺寸的 特征孔径的筛(或带孔滤膜)置于各孔或容器顶部，无论使用液体或气体释放，以保持各容 器内码安全，并防止微粒向相邻孔污染。在蚀刻(尤其是气相蚀刻或干法蚀刻)过程中，可 在各管上贴滤网(或为贴在管、孔或容器一端的滤网)或为盖住管、孔或容器多于一个侧面 的多个滤网，由此，玻璃蚀刻剂和蚀刻产品可自由流动通过滤网，而微粒被滤网阻止。滤网 及其他滤器还可有助于在不释放微粒的情况下排尽液体释放蚀刻剂。释放蚀刻方法的另一 实施例示于图IOb中，且涉及如上所述的牺牲层的淀积或形成。在通过离心或随时间沉淀所述粒子后，去除液体(所谓的上清)，并在水或溶剂中 洗涤粒子多次。“洗涤”指连续用涉及下一步化学处理步骤的新液体替换上清。在从基质 (或晶片)脱离微粒后，从蚀刻剂中去除基质-将微粒留在管中。然后可将释放的微粒转移 到待用容器中。如图12a-图12c所示，可在晶片水平制造微粒。根据图12a，晶片236是上述(请 参考图2的步骤12 基质，其包括多个裸片，例如裸片1和3。在本发明的一个实施例中， 所述晶片具有10个或更多个、M个或更多个、30个或更多个、或50个或更多个裸片。各 裸片包括大量本发明的微粒，其中所述量可为10000或更多、20000或更多、或50000或更 多。在同一裸片中的微粒优选相同(但非必需)；且在不同裸片中的微粒优选不同(也非 必需)，以表示不同码。在不同裸片包括不同码的微粒的实施例中，优选如图所示以特定识 别号标记所述裸片，以区分裸片和裸片中的码。检测 图13显示本发明的8个编码微粒的反射模式倒置显微图像。用倒置落射荧光显 微镜取得多孔板孔中释放的粒子的全部黑色背景的黑白显微图像。将粒子分配到液体中的 孔中，且由于重力沉到底部，从所述底部的下方对所述粒子成像。图13中的各粒子具有不 同的码。更不透明材料的区段(例如可见光谱中的不透明材料)(在本情况下是非晶硅) 反射光，且在此图像中为更亮的区域。围绕的透明材料(在本情况下是二氧化硅)在反射模式图像中不可见。所述粒子16 μ m长，2 μ m宽，且其横截面约为方形。所述图像是从8个 图像中选择的组合，每一个码一个图像。照明光是43611!11，且所用物镜是60\放大的油浸镜 头。图15显示许多不同码的混合的全景、单图像。所有粒子形成高密度单层，即无粒 子聚集或结块。单层形成特性是本发明的微粒的关键优点之一。当微粒重叠、聚集、或结块 时，就不能适当地鉴定所述微粒。结果，不易形成如本文所述的单层的微粒将被迫以相对低 密度(成像表面上的总微粒数/单位面积)使用。低密度成像被转译为相应的低通量，对 于所测粒子数/单位时间。此低通量可为许多应用中的限制。微粒形成单层的倾向并非微不足道。单层形成涉及许多因素，例如微粒的表面带 点状态(或0电势)、特定溶液中微粒的密度、含微粒的流、及淀积微粒的表面。因此，本发 明的微粒由材料组成，且构建为有助于维持足以基本上克服粘滞力的带电状态的形式；从 而微粒能够进行促进形成合理密度的微粒单层的布朗运动。生物学应用中，微粒常用于携带生物化学探针分子。为固定所述探针分子，所述微 粒优选包含表面层，例如二氧化硅层，其可被化学修饰以结合探针分子。在本发明的一个实 施例中，构建微粒使得微粒能够(例如在含液体的孔的底部)形成单层；且所述单层每平方 毫米包括500个或更多个微粒，更优选每平方毫米包括1，000个或更多个、2，000个或更多 个或3，000个或更多个微粒。在备选的实施例中，微粒可形成单层，使得可检测粒子占总图 像面积(即图像视场)的30%或更多、50%或更多、70%或更多。说到自组装单层形成的例 示机制，本发明的微粒2D扩散系数优选大于lX10-12cm2/S。为复合微粒单层，用于在检测 中容纳微粒的容器优选具有基本上平的底部部分。在一个实施方式中，多个微粒被排布于单层中表面的部分上。可认为单层中的微 粒覆盖表面的部分的面积的30%或更多、50%或更多、或70%或更多。在特定实施方式中， 被覆盖的表面的部分大于IOOOym2的面积。在另一实施方式中，被覆盖的表面的部分包括 大于Imm2的面积。在又一实施方式中，被覆盖的表面的部分包括大于IOmm2的面积。在特 定实施方式中，被覆盖的表面的部分是填充液体的微量滴定板孔(又名储库)底部部分图14显示用于成像本发明的编码微粒的光学系统的示意图。光学系统邪4可用于 读取微粒码，包括用于生物测定应用。所述系统是倒置落射荧光显微镜构造。用于检测本 发明的微粒的其他例示光学显微镜系统包括但不限于共聚焦显微镜系统，全内反射荧光 (TIRF)等。多孔板257含多个孔，对其中的单孔256成像。所述多孔板位于显微镜台258 上。在液体中分配到孔256中的微粒由重力沉到底面。来自光源沈8的光穿过选择照明光 波长的激发滤光器沈6。照明光在分束器262上反射，并入射穿过物镜沈0。一般而言，仅 对孔256底面的部分成像。成像区被称为“场”或“场区”。反射光或发射光(被合称为集 合光(collection light))由目镜返回，并穿过分束器沈2。发射滤光器270选择集合波 长。最后用检测器272(例如CCD照相机)记录集合光。不得将此简化版光学系统理解为 完整系统。实践中，实际显微镜可具有更多特征，优选包括用于高通量成像的自动化镜台和 自动聚焦系统。激发滤光器和发射滤光器可安装在计算机控制的滤光器轮上，并自动切换 反射和荧光图像。计算机控制的光栅控制曝光时间。图42显示利用两个CCD照相机同时获取反射图像和荧光图像的用于成像编码微 粒的光学系统的示意图。所述光学系统用于生物测定中的检测。所述系统是倒置落射荧光显微镜构造。在优选实施方式中，多孔板201含多个孔，对其中的单孔203成像。多孔板201 位于显微镜台209上。在流体中分配到孔203中的粒子由重力沉到底面。来自光源215的 光穿过选择照明光波长的激发滤光器219。照明光在分束器213上反射，并入射穿过物镜 211。一般而言，仅对孔203底面的部分成像。成像区被称为“场”或“场区”。反射光或发 射光(被合称为集合光)由目镜返回，并穿过分束器213。然后所述集合光穿过将其分为反 射光路和荧光光路的第二分束器217。发射滤光器221位于荧光光路，并选择合适荧光发 射波长。用荧光CXD照相机223记录荧光光路中的光。用反射CXD照相机225记录反射光 路中的光。不得将此简化版光学系统理解为完整系统。实践中，实际显微镜可具有更多特 征，优选包括用于高通量成像的自动化镜台和自动聚焦系统。激发滤光器219和发射滤光 器221可安装在计算机控制的滤光器轮上，以在多荧光团实验中自动切换。可使用计算机 控制的光栅控制曝光时间。图42所示的系统较利用滤光器轮(或滤光器立方体轮)连续获得反射和荧光图 像的标准单照相机系统有改善。通过将出射光束光路用分束器分为两种成分来完成本发 明。一种成分是反射光路，其用一个CCD照相机捕获。另一成分是荧光光路，对其滤光为合 适的波长，并用第二匹配CCD照相机捕获。可将分束器设计为将更多光导入荧光光路，从而 使在两个照相机上的曝光时间大约相等。本发明的二照相机系统提供了通量提高的优点。 另外，本发明提供消除可存在于单照相机系统中的反射和荧光图像对之间的位置变换的优 点。这简化基于计算机软件的图像对处理，因为所述粒子在图像对的两个图像中的相同物 理位置。再一实施方式中，所述光学系统用于生物测定中的检测。图17显示编码微粒的放大图像。成像的粒子由变化尺寸的离散区段组成。最小 尺寸区段20是0.6μπι。端区段22形成单个粒子的端。本发明的例示实施例由具有尺寸小 于1. 5 μ m的立体编码特征的编码微粒组成。图17a显示编码微粒的16个密集反射图像的剪辑。图像中约有6，000个粒子。所 述粒子为384孔板的孔中共约200，000个粒子中的一小部分。总粒子为含1035个码的集 (批)的约10%。通过组合各1035个批中的约2，000个粒子来形成所述集，其中每批含单 个码的约2百万粒子。这些图像更大图像集的子集，由所述更大图像集表示如下有关鉴定 精确性的数据。图17b显示本发明的例示微粒的透射荧光显微图像。图中还显示具有全玻璃外表 面的小的、延长的编码微粒。图中显示了多个具有硅石(例如玻璃或二氧化硅)外表面，且 长度小于70 μ m(例如小于50 μ m)的非球体编码粒子。在此特定实施例中例示粒子长度为 15 μ m0此图像中，所述粒子在含悬浮的荧光分子的溶液中。所述荧光分子在经显微镜光 源激发时，提供从粒子上方(即在光收集元件后，见图14的基本光学系统示意图)的照明。 所述图像与在透射模式成像构造中提供的图像相似，且不同于图15-图17a的清晰显示所 述粒子外玻璃表面的反射模式图像。为连续鉴定微粒，例如读取整合入其中的码，可处理微粒的图像。所述图像处理可 在软件程序辅助下进行。在软件程序和算法的例示实施例中，图18a和图18b和图19a和 19b显示了原始图像和经处理图像对。图18a显示全景反射图像；且图18b显示在经图像处理，以将离散区段结合入全微粒后的图18a的相同图像选择。图像中所示粒子是单个码。本发明的编码微粒图像由在反 射图像中显白色的离散区段组成。介于单个微粒的区段之间的间隔由透明且由此在反射图 像中显黑色的玻璃组成。图像背景也为黑色。所述区段通过算法一起结合到粒子中。所述 算法查找长区段的长轴，且沿所述区段的轴搜索。基于预定参数接受或丢弃区段。图18b 中的黑线对应于区段已结合在一起的粒子。在上述算法的例示实施例中，计算机程序产品 通过将图像中的离散区段结合入单个粒子，鉴定编码粒子的码。图19a显示反射图像的筛选；且图19b显示在经图像处理，以将离散区段结合入全 微粒后的图19a的相同图像选择。图中所示粒子是多个码。对粒子区段编号。图19b中的 黑线表示已通过图像处理软件一起归类入粒子的区段。根据图20，经处理的图像显示于右侧，4个例示微粒的像素强度曲线图显示于左 侧。通过计算机软件程序进一步处理像素强度曲线图，以测定微粒的码。可通过鉴定如左 下的像素强度曲线中圆圈部分所示的间隔的中心位置来鉴定微粒的码。如上所述，中心间 隔位置对粒子制造过程或图像处理二者的变化(即构成图Ia例示实施例结构的实际区段 和间隔的尺寸变化)不敏感。此特征极有利，因其提供了编码微粒的稳健且精确的码鉴定表1表示包括图17a所示的那些图像的图像集的鉴定数据。表权利要求
1.晶片，包括在所述晶片上形成的多个未释放的编码微粒，其中所述多个微粒包括至少20个不同 的码，且每个码至少1百万个微粒。
2.晶片，包括在所述晶片上形成的多个未释放的编码微粒，其中所述多个微粒包括至少20个不同 编码微粒子集，其中各子集包括至少1百万个微粒。
3.权利要求2的晶片，其中所述晶片基本上由硅组成。
4.权利要求2的晶片，其中所述晶片被再分为多个区域，各区域包括微粒子集。
5.权利要求2的微粒，其中所述微粒包括空间码。
6.权利要求5的微粒，其中至少一个微粒子集包括如下码，该码是包含至少1，000个可 能的码的码域的成员。
7.权利要求5的微粒，其中所述晶片上的微粒的至少一个子集的空间码选自多于 10,000个可能的码。
8.权利要求5的微粒，其中所述空间码可利用光学放大进行读取。
9.权利要求5的微粒，其中所述空间码可用反射光检测。
10.权利要求5的微粒，其中所述空间码可用透射光检测。
11.权利要求5的微粒，其中所述空间码可用发射光检测。
12.权利要求5的微粒，其中所述空间码可用单图像采集事件检测。
13.权利要求2的微粒，其中所述微粒还包括基本上透明的外表面。
14.权利要求13的微粒，其中所述外表面由玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅或碳化 硅组成。
15.权利要求2的微粒，其中所述微粒还包括小于50微米的最大尺寸。
16.权利要求2的微粒，其中所述微粒还包括小于20微米的最大尺寸。
17.权利要求2的微粒，其中所述微粒还包括小于5，000立方微米的体积。
18.权利要求2的微粒，其中所述微粒还包括小于500立方微米的体积。
19.权利要求2的微粒，其中所述微粒的长宽比是3 1或更高。
20.权利要求2的微粒，其中所述微粒还包括纵轴，其中垂直于所述微粒的纵轴的横截 面基本上是矩形。
21.权利要求2的微粒，其中所述微粒的横截面基本上是方形。
22.权利要求2的微粒，其中所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿轴排列的分开的区段；和第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二材料被检测，其中所 述可检测区段提供所述微粒码。
23.权利要求2的微粒，其中所述微粒还包括更透明材料和更不透明材料的多个可检 测的交替部分，其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述可 检测的交替部分提供所述微粒码。
24.权利要求23的微粒，其中所述更不透明材料是不透明的。
25.权利要求对的微粒，其中所述更不透明材料基本上包括半导体或金属。
26.权利要求23的微粒，其中所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。
27.权利要求2的微粒，其中所述微粒包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其中可 从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的码。
28.权利要求2的微粒，其中所述微粒包括平行于在其上形成所述微粒的晶片表面的 长轴。
29.权利要求2的微粒，其中所述微粒包括磁性、铁磁性、抗磁性、顺磁性或超顺磁性材料。
30.权利要求2的微粒，其中所述微粒包括小于1.5微米的码元。
31.权利要求2的微粒，其中所述微粒包括小于1.0微米的码元。
32.权利要求2的晶片，其中所述晶片以大于1000个微粒/mm2的密度包括微粒。
33.权利要求2的晶片，其中所述晶片以大于5000个微粒/mm2的密度包括微粒。
34.权利要求2的晶片，其中所述晶片包括12.5in2-500in2的总表面积。
35.权利要求2的微粒，其中所述微粒在所述微粒的1个或多个的表面包括多个凹陷。
36.晶片，在其上包括多个未释放的编码微粒，其中所述晶片上的所述微粒的数量多于 1，000 个微粒 /mm2。
37.权利要求36的晶片，其中所述晶片基本上由硅组成。
38.权利要求36的晶片，其中所述晶片被再分为多个区域，各区域包括微粒子集。
39.权利要求36的微粒，其中所述微粒包括空间码。
40.权利要求39的微粒，其中至少一个微粒子集包括如下码，该码是包含至少1，000个 可能的码的码域的成员。
41.权利要求39的微粒，其中所述晶片上的微粒的至少一个子集的空间码选自多于 10,000个可能的码。
42.权利要求39的微粒，其中所述空间码可利用光学放大进行读取。
43.权利要求39的微粒，其中所述空间码可用反射光检测。
44.权利要求39的微粒，其中所述空间码可用透射光检测。
45.权利要求39的微粒，其中所述空间码可用发射光检测。
46.权利要求39的微粒，其中所述空间码可用单图像采集事件检测。
47.权利要求36的微粒，其中所述微粒还包括基本上透明的外表面。
48.权利要求47的微粒，其中所述外表面由玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅或碳化 硅组成。
49.权利要求36的微粒，其中所述微粒还包括小于50微米的最大尺寸。
50.权利要求36的微粒，其中所述微粒还包括小于20微米的最大尺寸。
51.权利要求36的微粒，其中所述微粒还包括小于5，000立方微米的体积。
52.权利要求36的微粒，其中所述微粒还包括小于500立方微米的体积。
53.权利要求36的微粒，其中所述微粒的长宽比为3 1或更高。
54.权利要求36的微粒，其中所述微粒还包括纵轴，其中垂直于所述微粒的所述纵轴 的横截面基本上是矩形。
55.权利要求36的微粒，其中所述微粒的横截面基本上是方形。
56.权利要求36的微粒，其中所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿轴排列的分开的区段；和第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二材料被检测，其中所 述可检测区段提供所述微粒码。
57.权利要求36的微粒，其中所述微粒还包括更透明材料和更不透明材料的多个可检 测的交替部分，其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述可 检测的交替部分提供所述微粒码。
58.权利要求57的微粒，其中所述更不透明材料是不透明的。
59.权利要求58的微粒，其中所述更不透明材料基本上包括半导体或金属。
60.权利要求57的微粒，其中所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。
61.权利要求36的微粒，其中所述微粒包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其中可 从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的码。
62.权利要求36的微粒，其中所述微粒包括平行于在其上形成所述微粒的晶片表面的 长轴。
63.权利要求36的微粒，其中所述微粒包括磁性、铁磁性、抗磁性、顺磁性或超顺磁性 材料。
64.权利要求36的微粒，其中所述微粒包括小于1.5微米的码元。
65.权利要求36的微粒，其中所述微粒包括小于1.0微米的码元。
66.权利要求36的晶片，其中所述晶片以大于5，000个微粒/mm2的密度包括微粒。
67.权利要求36的晶片，其中所述晶片包括12.5in2-500in2的总表面积。
68.权利要求36的微粒，其中所述微粒在所述微粒的1个或多个的表面包括多个凹陷。
69.具有未释放的编码微粒的基质，在不存在居间牺牲层的情况下包括连接到所述基 质的多个编码微粒，所述微粒包括基本透明的表面。
70.权利要求69的晶片，其中所述晶片基本上由硅组成。
71.权利要求69的晶片，其中所述晶片被再分为多个区域，各区域包括微粒子集。
72.权利要求69的微粒，其中所述微粒包括空间码。
73.权利要求72的微粒，其中至少一个微粒子集包括如下码，该码是包含至少1，000个 可能的码的码域的成员。
74.权利要求72的微粒，其中所述晶片上的微粒的至少一个子集的空间码选自多于 10,000个可能的码。
75.权利要求72的微粒，其中所述空间码可利用光学放大进行读取。
76.权利要求72的微粒，其中所述空间码可用反射光检测。
77.权利要求72的微粒，其中所述空间码可用透射光检测。
78.权利要求72的微粒，其中所述空间码可用发射光检测。
79.权利要求72的微粒，其中所述空间码可用单图像采集事件检测。
80.权利要求69的微粒，其中所述表面由选自玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅和碳 化硅的材料组成。
81.权利要求80的微粒，其中所述表面由玻璃组成。
82.权利要求69的微粒，其中所述微粒还包括小于50微米的最大尺寸。
83.权利要求69的微粒，其中所述微粒还包括小于20微米的最大尺寸。
84.权利要求69的微粒，其中所述微粒还包括小于5，000立方微米的体积。
85.权利要求69的微粒，其中所述微粒还包括小于500立方微米的体积。
86.权利要求69的微粒，其中所述微粒的长宽比为3 1或更高。
87.权利要求69的微粒，其中所述微粒还包括纵轴，其中垂直于所述微粒的所述纵轴 的横截面基本上是矩形。
88.权利要求69的微粒，其中所述微粒的横截面基本上是方形。
89.权利要求69的微粒，其中所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿轴排列的分开的区段；和第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二材料被检测，其中所 述可检测区段提供所述微粒码。
90.权利要求69的微粒，其中所述微粒还包括更透明材料和更不透明材料的多个可检 测的交替部分，其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述可 检测的交替部分提供所述微粒码。
91.权利要求90的微粒，其中所述更不透明材料是不透明的。
92.权利要求91的微粒，其中所述更不透明材料基本上包括半导体或金属。
93.权利要求90的微粒，其中所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。
94.权利要求69的微粒，其中所述微粒包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其中可 从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒码。
95.权利要求69的微粒，其中所述微粒包括平行于在其上形成所述微粒的晶片表面的 长轴。
96.权利要求69的微粒，其中所述微粒包括磁性、铁磁性、抗磁性、顺磁性或超顺磁性 材料。
97.权利要求69的微粒，其中所述微粒包括小于1.5微米的码元。
98.权利要求69的微粒，其中所述微粒包括小于1.0微米的码元。
99.权利要求69的晶片，其中所述晶片以大于1，000个微粒/mm2的密度包括微粒。
100.权利要求69的晶片，其中所述晶片以大于5，000个微粒/mm2的密度包括微粒。
101.权利要求69的晶片，其中所述晶片包括12.5in2-500in2的总表面积。
102.权利要求69的微粒，其中所述微粒在所述微粒的1个或多个的表面包括多个凹陷。
103.多个微粒，包括排布于表面上的微粒层，其中所述微粒基本上被部署于单层中；其中所述微粒包括空间码；其中所述微粒还在其上包括生物化学探针；其中所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的面积的大于30% ；且其中所述被覆盖的表面部分包括大于1，000平方微米的面积。
104.权利要求103的微粒，其中所述微粒被部署于液体中。
105.权利要求103的微粒，其中以大于90%的鉴定准确性检测所述空间码。
106.权利要求103的微粒，其中所述生物.化学探针选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核 苷酸、寡核苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和 污染物。
107.权利要求103的微粒，其中所述微粒被配置为支持下列测定，所述测定选自基因 表达、甲基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗 体阵列、蛋白质分析谱、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和 病原体鉴定。
108.权利要求103的微粒，其中所述微粒包括基于荧光的生物测定。
109.权利要求103的微粒，其中所述微粒被配置为进行实质上的布朗运动。
110.权利要求109的微粒，其中所述微粒随机运动，其中所述微粒的二维扩散系数大 于 lXl(T12cm2/s。
111.权利要求109的微粒，其中检测到多于10%的微粒在1秒或更短的时间间隔内进 行20nm或更多的侧向位移。
112.权利要求103的多个微粒，其中所述单层中的微粒覆盖所述表面第一区域的大于 50%。
113.权利要求103的多个微粒，其中所述单层中的微粒覆盖所述表面第一区域的大于 70%。
114.权利要求103的多个微粒，其中少于10%的微粒被部署于或延伸到单层外。
115.权利要求103的多个微粒，其中所述表面的部分中至少70%的微粒具有可检测的 空间码。
116.权利要求103的多个微粒，其中所述表面的部分中至少90%的微粒具有可检测的空间码。
117.权利要求103的多个微粒，其中所述微粒以至少2，000个微粒/mm2的密度被部署 于单层中。
118.权利要求103的多个微粒，其中所述微粒以至少5，000个微粒/mm2的密度被部署 于单层中。
119.权利要求103的多个微粒，其中所述表面基本上是平的，无表面特征，以限制或固 定所述微粒。
120.权利要求103的多个微粒，其中所述表面经化学修饰，以促进微粒单层的形成。
121.权利要求103的微粒，其中所述微粒的空间码选自多于1，000个可能的码。
122.权利要求103的微粒，其中所述微粒的空间码选自多于10，000个可能的码。
123.权利要求103的微粒，其中所述空间码可利用光学放大进行读取。
124.权利要求103的微粒，其中所述空间码可用反射光、透射光或发射光检测。
125.权利要求103的微粒，其中所述空间码可用单图像采集事件检测。
126.权利要求103的微粒，其中所述微粒还包括基本上透明的外表面。
127.权利要求126的微粒，其中所述外表面由选自玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅 和碳化硅的材料组成。
128.权利要求103的微粒，其中所述微粒还包括小于50微米的最大尺寸。
129.权利要求103的微粒，其中所述微粒还包括小于20微米的最大尺寸。
130.权利要求103的微粒，其中所述微粒还包括小于5，000立方微米的体积。
131.权利要求103的微粒，其中所述微粒还包括小于500立方微米的体积。
132.权利要求103的微粒，其中所述微粒的长宽比为3 1或更高。
133.权利要求103的微粒，其中所述微粒的横截面基本上是矩形。
134.权利要求103的微粒，其中所述微粒的横截面基本上是方形。
135.权利要求103的微粒，其中所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述微粒的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。
136.权利要求103的微粒，其中所述微粒还包括更透明材料和更不透明材料的多个交 替部分，其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述更透明材 料的部分和更不透明材料的部分表现空间码。
137.权利要求136的微粒，其中所述更不透明材料是不透明的。
138.权利要求137的微粒，其中所述更不透明材料基本上包括半导体或金属。
139.权利要求138的微粒，其中所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。
140.权利要求103的微粒，其中所述微粒还包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其 中可从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的空间码。
141.权利要求103的微粒，其中所述微粒还包括选自磁性、铁磁性、抗磁性、顺磁性或 超顺磁性材料的材料。
142.权利要求103的微粒，其中所述微粒还包括小于1.5微米的码元。
143.权利要求103的微粒，其中所述微粒还包括小于1.0微米的码元。
144.权利要求103的微粒，其中所述微粒还在所述微粒的1个或多个的表面包括多个 凹陷。
145.多个微粒，包括排布于表面上的微粒层，其中所述微粒基本上被部署于单层中；其中所述微粒包括空间码；其中所述微粒还在其上包括生物化学探针；且其中所述微粒被部署于所述表面的部分上，且以至少2，000个微粒/mm2的密度被部署 于所述单层中。
146.权利要求145的微粒，其中所述生物化学探针选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核苷 酸、寡核苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和污 染物。
147.权利要求145的微粒，其中所述微粒被配置为支持下列测定，所述测定选自基因 表达、甲基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗 体阵列、蛋白质分析谱、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和 病原体鉴定。
148.权利要求145的微粒，其中所述微粒进行实质上的布朗运动。
149.权利要求148的微粒，其中检测到多于10%的微粒在1秒或更短的时间间隔内进 行20nm或更多的侧向位移。
150.权利要求145的多个微粒，其中所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的面积的大 于 30%。
151.权利要求145的多个微粒，其中所述单层中的微粒覆盖所述表面部分面积的大于50%。
152.权利要求145的多个微粒，其中所述表面的部分中至少70%的总微粒具有可检测 的空间码。
153.权利要求145的多个微粒，其中所述微粒以至少5，000个微粒/mm2的密度被部署于单层中。
154.权利要求145的多个微粒，其中所述表面基本上是平的，无表面特征，以限制或固 定所述微粒。
155.权利要求145的多个微粒，其中所述表面经化学修饰，以促进微粒单层的形成。
156.权利要求145的微粒，其中所述微粒的空间码选自多于1，000个可能的码。
157.权利要求145的微粒，其中所述空间码可利用光学放大进行读取。
158.权利要求145的微粒，其中所述空间码可用反射光、透射光或发射光检测。
159.权利要求145的微粒，其中所述空间码可用单图像采集事件检测。
160.权利要求145的微粒，其中所述微粒还包括基本上透明的外表面。
161.权利要求160的微粒，其中所述外表面由选自玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅 和碳化硅的材料组成。
162.权利要求145的微粒，其中所述微粒还包括小于50微米的最大尺寸。
163.权利要求145的微粒，其中所述微粒还包括小于20微米的最大尺寸。
164.权利要求145的微粒，其中所述微粒还包括小于5，000立方微米的体积。
165.权利要求145的微粒，其中所述微粒还包括小于500立方微米的体积。
166.权利要求145的微粒，其中所述微粒的长宽比为3 1或更高。
167.权利要求145的微粒，其中所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述微粒的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。
168.权利要求145的微粒，其中所述微粒包括更透明材料和更不透明材料的多个交替 部分，其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述更透明材料 的部分和更不透明材料的部分表现空间码。
169.权利要求168的微粒，其中所述更不透明材料是不透明的。
170.权利要求169的微粒，其中所述更不透明材料基本上包括半导体或金属。
171.权利要求170的微粒，其中所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。
172.权利要求145的微粒，其中所述微粒还包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其 中可从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的空间码。
173.权利要求145的微粒，其中所述微粒还包括选自磁性、铁磁性、抗磁性、顺磁性或 超顺磁性材料的材料。
174.权利要求145的微粒，其中所述微粒还包括小于1.5微米的码元。
175.权利要求145的微粒，其中所述微粒还在所述微粒的1个或多个的表面包括多个 凹陷。
176.成像系统，包括储库，其中包括多个微粒和液体；其中所述微粒包括空间码；其中所述微粒以2，000个微粒/mm2的密度在二维层中延长及排布；电磁辐射源；检测器，其经部署以检测入射到所述微粒上的电磁辐射。
177.权利要求176的微粒，其中所述储库是微量滴定板的部分。
178.权利要求176的微粒，其中所述微粒还包括选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核苷 酸、寡核苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和污 染物的生物化学探针。
179.权利要求176的微粒，其中所述微粒被配置为支持下列测定，所述测定选自基因 表达、甲基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗 体阵列、蛋白质分析谱、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和 病原体鉴定。
180.权利要求176的微粒，其中所述微粒包括基于荧光的生物测定。
181.权利要求176的微粒，其中所述微粒被配置为进行实质上的布朗运动。
182.权利要求176的微粒，其中所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的面积的大于 30%。
183.权利要求176的微粒，其中所述微粒以至少2，000个微粒/mm2的密度被部署于单 层中。
184.权利要求176的微粒，其中所述储库还包括基本上是平的表面，无表面特征，以限 制或固定所述微粒。
185.权利要求176的微粒，其中所述表面经化学修饰，以促进微粒单层的形成。
186.权利要求176的微粒，其中所述微粒的空间码选自多于1，000个可能的码。
187.权利要求176的微粒，其中所述空间码可利用光学放大进行读取。
188.权利要求176的微粒，其中所述空间码可用反射光、透射光或发射光检测。
189.权利要求176的微粒，其中所述空间码可用单图像采集事件检测。
190.权利要求176的微粒，其中所述微粒包括基本上透明的外表面。
191.权利要求190的微粒，其中所述外表面由选自玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅 和碳化硅的材料组成。
192.权利要求176的微粒，其中所述微粒还包括小于50微米的最大尺寸。
193.权利要求176的微粒，其中所述微粒还包括小于5，000立方微米的体积。
194.权利要求176的微粒，其中所述微粒的长宽比为3 1或更高。
195.权利要求176的微粒，其中所述微粒的横截面基本上是矩形。
196.权利要求176的微粒，其中所述微粒的横截面基本上是方形。
197.权利要求176的微粒，其中所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述微粒的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。
198.权利要求176的微粒，其中所述微粒还包括更透明材料和更不透明材料的多个交 替部分，其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述更透明材料的部分和更不透明材料的部分表现空间码。
199.权利要求198的微粒，其中所述更不透明材料是不透明的。
200.权利要求199的微粒，其中所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。
201.权利要求176的微粒，其中所述微粒还包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其 中可从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的空间码。
202.权利要求176的微粒，其中所述微粒还包括小于1.5微米的码元。
203.成像系统，包括储库，其中包括多个微粒和液体；其中所述微粒包括空间码；其中所述微粒基本上被部署于所述储库表面的部分上的单层中，其中所述单层中的微 粒覆盖所述表面部分的面积的大于30%，且其中所述被覆盖的表面部分包括大于1，000平 方微米的面积；电磁辐射源；及检测器，其经部署以检测入射到所述微粒上的电磁辐射。
204.权利要求203的方法，其中所述储库是微量滴定板的部分。
205.权利要求203的微粒，其中所述微粒还包括选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核苷 酸、寡核苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和污 染物的生物化学探针。
206.权利要求203的微粒，其中所述微粒被配置为支持下列测定，所述测定选自基因 表达、甲基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗 体阵列、蛋白质分析谱、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和 病原体鉴定。
207.权利要求203的微粒，其中所述微粒被配置为进行实质上的布朗运动。
208.权利要求207的微粒，其中所述微粒随机运动，其中所述微粒的二维扩散系数大 于 lXl(T12cm2/s。
209.权利要求207的微粒，其中检测到多于10%的微粒在1秒或更短的时间间隔内进 行20nm或更多的侧向位移。
210.权利要求203的多个微粒，其中所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的面积的大 于 30%。
211.权利要求203的多个微粒，其中所述微粒还以至少5，000个微粒/mm2的密度被部
212.权利要求203的多个微粒，其中所述储库的表面基本上是平的，无表面特征，以限 制或固定所述微粒。
213.权利要求203的多个微粒，其中所述储库的表面经化学修饰，以促进微粒单层的 形成。
214.权利要求203的微粒，其中所述微粒的空间码选自多于1，000个可能的码。
215.权利要求203的微粒，其中所述空间码可利用光学放大进行读取。
216.权利要求203的微粒，其中所述空间码可用反射光、透射光或发射光检测。
217.权利要求203的微粒，其中所述空间码可用单图像采集事件检测。
218.权利要求203的微粒，其中所述微粒还包括基本上透明的外表面。
219.权利要求218的微粒，其中所述外表面由选自玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅 和碳化硅的材料组成。
220.权利要求203的微粒，其中所述微粒还包括小于50微米的最大尺寸
221.权利要求203的微粒，其中所述微粒还包括小于5，000立方微米的体积。
222.权利要求203的微粒，其中所述微粒的长宽比为3 1或更高。
223.权利要求203的微粒，其中所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述微粒的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。
224.权利要求203的微粒，其中所述微粒包括更透明材料和更不透明材料的多个交替 部分，其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述更透明材料 的部分和更不透明材料的部分表现空间码。
225.权利要求224的微粒，其中所述更不透明材料是不透明的。
226.权利要求225的微粒，其中所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。
227.权利要求203的微粒，其中所述微粒还包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其 中可从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的空间码。
228.权利要求203的微粒，其中所述微粒还包括小于1.5微米的码元。
229.权利要求203的微粒，其中所述微粒还在所述微粒的1个或多个的表面包括多个 凹陷。
230.检测微粒码的方法，包括提供微粒集，各微粒包括线性或平面延伸的空间码；其中所述微粒层在分析过程中被排布于容器内表面上，其中所述微粒基本上被部署于 所述内表面上的单层中；将电磁辐射透射通过所述微粒或从所述微粒反射，并检测所述透射或反射的电磁辐 射，以检测单个微粒的空间码；其中所述微粒被部署于所述表面的部分上，且其中所述单层中的微粒覆盖所述表面部 分的面积的大于30%。
231.权利要求230的方法，还包括将所述微粒集与第一测试液混合，导致所述微粒上的探针与相应的分析物结合；用第二洗涤液洗涤所述微粒；及加入第三分析液，在其中于检测期间部署所述微粒。
232.权利要求230的方法，其中所述表面的部分中至少90%的微粒被部署于单层中。
233.权利要求232的方法，其中所述表面的部分中至少95%的微粒被部署于单层中。
234.权利要求230的方法，其中所述微粒以至少2，000个微粒/mm2的密度被基本上部 署于单层中。
235.权利要求230的方法，其中在分析所述容器中所述微粒的过程中，所述微粒进行 布朗运动。
236.权利要求231的方法，其中所述第二和第三液相同。
237.权利要求231的方法，其中所述第一和第二液相同
238.权利要求231的方法，其中所述第一、第二和第三液相同
239.权利要求230的方法，其中所述容器是微量滴定板。
240.权利要求230的方法，其中所述微粒还包括选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核苷 酸、寡核苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和污 染物的生物化学探针。
241.权利要求230的方法，其中所述微粒被配置为支持下列测定，所述测定选自基因 表达、甲基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗 体阵列、蛋白质分析谱、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和 病原体鉴定。
242.权利要求230的方法，其中所述微粒被配置为进行实质上的布朗运动。
243.权利要求242的微粒，其中检测到多于10%的微粒在1秒或更短的时间间隔内进 行20nm或更多的侧向位移。
244.权利要求230的方法，其中所述单层中的微粒覆盖所述表面部分面积的大于 50%。
245.权利要求230的方法，其中所述单层中的微粒覆盖所述表面部分面积的大于 70%。
246.权利要求230的方法，其中所述微粒以至少2，000个微粒/mm2的密度被部署于单 层中。
247.权利要求230的方法，其中所述微粒以至少5，000个微粒/mm2的密度被部署于单 层中。
248.权利要求230的方法，其中所述内表面基本上是平的，无表面特征，以限制或固定 所述微粒。
249.权利要求230的方法，其中所述表面经化学修饰，以促进微粒单层的形成。
250.权利要求230的方法，其中所述微粒的空间码选自多于1，000个可能的码。
251.权利要求230的方法，其中所述空间码利用光学放大进行读取。
252.权利要求230的方法，其中所述空间码用单图像采集事件检测。
253.权利要求230的方法，其中所述微粒包括基本上透明的外表面。
254.权利要求253的方法，其中所述外表面由选自玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅 和碳化硅的材料组成。
255.权利要求230的方法，其中所述微粒包括小于50微米的最大尺寸。
256.权利要求230的方法，其中所述微粒包括小于5，000立方微米的体积。
257.权利要求230的方法，其中所述微粒的长宽比为3 1或更高。
258.权利要求230的方法，其中所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述微粒的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。
259.权利要求230的方法，其中所述微粒还包括更透明材料和更不透明材料的多个交 替部分，其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述更透明材料的部分和更不透明材料的部分表现空间码。
260.权利要求259的方法，其中所述更不透明材料是不透明的。
261.权利要求沈0的方法，其中所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。
262.权利要求230的方法，其中所述微粒还包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其 中可从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒的空间码。
263.权利要求230的方法，其中所述微粒还包括选自磁性、铁磁性、抗磁性、顺磁性或 超顺磁性材料的材料。
264.权利要求230的方法，其中所述微粒还包括小于1.5微米的码元。
265.计算机可读介质，其上记录有包含像素的图像，所述图像具有多个包括空间码的 生物化学活性微粒，其中所述图像在所述图像中包括50个微粒/ 一百万个像素。
266.权利要求沈5的介质，其中所述图像中至少90%微粒的码可被测定。
267.权利要求沈5的介质，其中所述微粒还包括选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核苷 酸、寡核苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和污 染物的生物化学探针。
268.权利要求沈5的介质，其中所述微粒被调整为支持下列测定，所述测定选自基因 表达、甲基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗 体阵列、蛋白质分析谱、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和 病原体鉴定。
269.权利要求沈5的介质，其中所述微粒还包括基于荧光的生物测定。
270.权利要求沈5的介质，其中所述微粒的空间码选自多于1，000个可能的码。
271.权利要求沈5的介质，其中所述微粒的空间码选自多于10，000个可能的码。
272.权利要求沈5的介质，其中所述空间码利用光学放大进行读取。
273.权利要求沈5的介质，其中所述图像由反射光、透射光或发射光获取。
274.权利要求沈5的介质，其中所述图像用单图像采集事件获取。
275.权利要求沈5的介质，其中所述微粒还包括基本上透明的外表面。
276.权利要求275的介质，其中所述外表面由玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅或碳 化硅组成。
277.权利要求沈5的介质，其中所述微粒包括小于50微米的最大尺寸。
278.权利要求沈5的介质，其中所述微粒包括小于20微米的最大尺寸。
279.权利要求沈5的介质，其中所述微粒包括小于5，000立方微米的体积。
280.权利要求沈5的介质，其中所述微粒包括小于500立方微米的体积。
281.权利要求沈5的介质，其中所述微粒的长宽比为3 1或更高。
282.权利要求沈5的介质，其中所述微粒的横截面基本上是矩形。
283.权利要求沈5的介质，其中所述微粒的横截面基本上是方形。
284.权利要求沈5的介质，其中所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述微粒的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。
285.权利要求沈5的介质，其中所述微粒包括更透明材料和更不透明材料的多个交替部分，其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述更透明材料 的部分和更不透明材料的部分表现空间码。
286.权利要求观5的介质，其中所述更不透明材料是不透明的。
287.权利要求观6的介质，其中所述更不透明材料基本上包括半导体或金属。
288.权利要求观7的介质，其中所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。
289.权利要求265的介质，其中所述微粒包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其中 可从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒码。
290.权利要求沈5的介质，其中所述微粒包括选自磁性、铁磁性、抗磁性、顺磁性和超 顺磁性材料的材料。
291.权利要求沈5的介质，其中所述微粒包括小于1.5微米的码元。
292.权利要求沈5的介质，其中所述微粒包括小于1.0微米的码元。
293.权利要求沈5的介质，其中所述微粒在所述微粒的1个或多个的表面包括多个凹陷。
294.计算机可读介质，其上记录有包含像素的图像，所述图像具有多个包括空间码的 生物化学活性微粒，其中代表微粒的像素占像素总数30%或更多。
295.权利要求四4的介质，其中所述图像中至少90%微粒的码可被测定。
296.权利要求四4的介质，其中所述微粒还包括选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核苷 酸、寡核苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和污 染物的生物化学探针。
297.权利要求四4的介质，其中所述微粒被配置为支持下列测定，所述测定选自基因 表达、甲基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗 体阵列、蛋白质分析谱、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配体测定、病毒鉴定、细菌鉴定和 病原体鉴定。
298.权利要求四4的介质，其中所述微粒还包括基于荧光的生物测定。
299.权利要求四4的介质，其中所述微粒的空间码选自多于1，000个可能的码。
300.权利要求四4的介质，其中所述微粒的空间码选自多于10，000个可能的码。
301.权利要求四4的介质，其中所述空间码利用光学放大进行读取。
302.权利要求四4的介质，其中所述图像由反射光、透射光或发射光获取。
303.权利要求四4的介质，其中所述图像可用单图像采集事件获取。
304.权利要求四4的介质，其中所述微粒还包括基本上透明的外表面。
305.权利要求304的介质，其中所述外表面由选自玻璃、硅石、二氧化硅、石英、氮化硅 和碳化硅的材料组成。
306.权利要求四4的介质，其中所述微粒包括小于50微米的最大尺寸。
307.权利要求四4的介质，其中所述微粒包括小于5，000立方微米的体积。
308.权利要求四4的介质，其中所述微粒的长宽比为3 1或更高。
309.权利要求四4的介质，其中所述微粒的横截面基本上是方形。
310.权利要求四4的介质，其中所述微粒还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述微粒的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二材料被检测；且其中提供所述微粒的空间码。
311.权利要求四4的介质，其中所述微粒包括更透明材料和更不透明材料的多个交替 部分，其中所述更不透明材料的部分邻接所述更透明材料的部分，且其中所述更透明材料 的部分和更不透明材料的部分表现空间码。
312.权利要求311的介质，其中所述更不透明材料是不透明的。
313.权利要求312的介质，其中所述更透明材料完全包裹所述更不透明材料。
314.权利要求294的介质，其中所述微粒包括2个或更多个沿轴排列的离散区段，其中 可从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒码。
315.权利要求四4的介质，其中所述微粒包括选自磁性、铁磁性、抗磁性、顺磁性和超 顺磁性材料的材料。
316.权利要求四4的介质，其中所述微粒包括小于1.5微米的码元。
317.粒子集，所述集包括至少200个储库，各储库包括一组具有相同码，但具有与其他储库中粒子的码不同的 码的粒子；其中各储库包括至少100，000个粒子。
318.权利要求317的粒子集，其中提供了至少500个储库。
319.权利要求318的粒子集，其中各储库中提供了至少500，000个粒子。
320.权利要求318的粒子集，其中提供了至少1000个储库。
321.权利要求319的粒子集，其中各储库中提供了至少一百万个粒子。
322.权利要求317的粒子集，其中在多个96孔微量滴定板中提供了至少200个储库。
323.权利要求317的粒子集，其中所述粒子还在其上包括生物化学探针。
324.权利要求323的粒子集，其中所述生物化学探针选自核酸、蛋白质、肽、多肽、多核 苷酸、寡核苷酸、细胞、抗体、酶、药物、受体、配体、脂质、抗原、抗体、微生物、气体、化学剂和 污染物。
325.权利要求317的粒子集，其中所述粒子还包括第一材料，其包括2个或更多个沿所述粒子的轴排列的分开的区段；第二材料，其围绕所述第一材料，从而使所述区段可通过所述第二材料被检测；且其中提供所述粒子的空间码。
326.权利要求317的粒子集，其中所述粒子包括2个或更多个沿所述粒子的轴排列的 离散区段，其中可从垂直于所述轴的所有方向检测各微粒码。
327.权利要求317的粒子集，其中所述码包括尺寸小于1微米的码元。
328.权利要求317的粒子集，其中所述码用投影光刻法形成。
329.权利要求317的粒子集，其中所述码还包括空间码。
330.权利要求329的粒子集，其中所述空间码可用单图像采集事件检测。
331.权利要求317的粒子集，其中所述粒子还包括小于50微米的最大尺寸。
332.权利要求317的粒子集，其中所述微粒还包括小于5，000立方微米的体积。
333.权利要求317的粒子集，其中所述粒子的长宽比为2 1或更高。
334.权利要求317的粒子集，其中所述粒子还包括大于1，000个码的码域。
335.权利要求317的粒子集，其中所述粒子还包括大于10，000个码的码域。
336.方法，包括提供权利要求317的微粒集；将探针固定于微粒上，不同探针去向具有相同码的各组微粒；将所述微粒混合在一起，以形成合并的微粒库；及取所述库的等分试样，并将所述等分试样置于分开的容器中。
337.权利要求336的方法，还包括使用所述等分试样就特定部分的有无测试样品。
338.权利要求337的方法，其中检测样品包括以95%或更高的鉴定率鉴定所述微粒。
339.方法，包括提供权利要求323的晶片集；将所述晶片单离为单个晶片区；将各晶片区置于储库中；在各储库中用蚀刻剂蚀刻微粒，以释放所述微粒。
340.权利要求339的方法，还包括将探针固定于微粒上，其中在具有给定码的每组微 粒上使用不同探针。
341.权利要求339的方法，还包括将释放的微粒混合在一起，以形成合并的微粒库， 及取所述库的等分试样，并将所述等分试样置于分开的容器中。
342.用于检测生物学活性分析物的系统，包括多个排布于表面上的层中的微粒，其中所述微粒包括探针和空间码，所述微粒基本上 被部署于单层中，且其中所述微粒被部署于所述表面的部分上，从而所述单层中的微粒覆 盖所述表面部分的大于30%。
343.权利要求342的系统，其中所述生物学活性分析物选自核酸、蛋白质、抗原、抗体、 微生物、气体、化学剂和污染物。
344.权利要求343的系统，其中所述生物学活性分析物是蛋白质。
345.权利要求343的系统，其中所述生物学活性分析物是核酸。
346.权利要求345的系统，其中在核酸中检测SNP。
347.权利要求345的系统，其中在检测所述核酸后测定基因表达。
348.权利要求342的系统，其中所述微粒被调整为支持下列测定，所述测定选自基因 表达、甲基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、抗 体阵列、蛋白质分析谱和蛋白质-蛋白质相互作用。
349.权利要求348的系统，其中所述微粒被配置为支持包括结合对测定在内的蛋白 质-蛋白质相互作用测定。
350.权利要求349的系统，其中所述结合对测定包括受体-配体测定。
351.权利要求348的系统，其中所述微生物鉴定测定选自病毒鉴定、细菌鉴定和病原 体鉴定。
352.权利要求348的系统，其中所述微粒被调整为支持免疫测定，且其中所述微粒与 生物学活性分析物的相互作用包括免疫测定的结果。
353.权利要求352的系统，其中所支持的免疫测定是酶联免疫吸附测定(ELISA)。
354.权利要求352的系统，其中所支持的免疫测定是夹心免疫测定。
355.权利要求352的系统，其中所支持的免疫测定是荧光免疫测定。
356.权利要求342的系统，其中所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的大于50%。
357.权利要求356的系统，其中所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的大于70%。
358.权利要求342的系统，其中少于10%的所述微粒被部署或延伸于所述单层外。
359.权利要求342的系统，其中少于30%的所述微粒被部署或延伸于所述单层外。
360.权利要求358的系统，其中少于5%的所述微粒被部署或延伸于所述单层外。
361.权利要求360的系统，其中所述单层中的微粒可以以至少95%的鉴定率鉴定。
362.权利要求342的系统，其中所述微粒以至少2，000个微粒/mm2的密度被部署于单 层中。
363.权利要求362的系统，其中所述微粒以至少5，000个微粒/mm2的密度被部署于单 层中。
364.权利要求342的系统，其中各微粒具有50μπι的最大尺寸。
365.权利要求342的系统，其中各微粒还包括被透明材料完全包裹的分开的区段。
366.权利要求342的系统，其中所述微粒被部署于液体中，且进行实质上的布朗运动。
367.权利要求366的系统，其中以在5秒钟的时间间隔内取得的2个或更多个的图像 中的微粒位移可测量所述布朗运动。
368.权利要求342的系统，其中所述探针包括生物学活性部分，所述生物学活性部分 选自核酸、蛋白质、抗原、抗体和化学剂。
369.权利要求342的系统，其中所述探针包括结合至所述微粒的DNA。
370.权利要求342的系统，其中所述探针包括结合至所述微粒的蛋白质。
371.检测生物学活性分析物的装置，包括多个排布于表面上的层中的微粒，其中所述微粒包括探针和空间码，所述微粒基本上 被部署于单层中，且其中所述微粒以至少2，000个微粒/mm2的密度被部署于表面部分上。
372.权利要求371的装置，其中所述微粒以至少5，000个微粒/mm2的密度被部署于单 层中。
373.检测生物学活性分析物的方法，包括将待检测的、怀疑含有生物学活性分析物的样品递送至包括微粒单层的系统中，所述 微粒被部署于所述表面的部分上，其中所述微粒包括探针和空间码，且被部署于表面部分 上，从而所述单层中的微粒覆盖所述表面部分的大于30% ；将电磁辐射透射通过所述微粒或从所述微粒反射，并检测所述透射或反射的电磁辐 射，以检测所述单个微粒的空间码；及通过对来自所述微粒的信号定量来测定生物学活性分析物的有无。
374.权利要求373的方法，其中所述生物学活性分析物选自核酸、蛋白质、抗原、抗体、 微生物、气体、化学剂和污染物。
375.权利要求374的方法，其中所述生物学活性分析物是蛋白质。
376.权利要求374的方法，其中所述生物学活性分析物是核酸。
377.权利要求376的方法，其中在核酸中检测SNP。
378.权利要求376的方法，其中在检测所述核酸后测定基因表达。
379.权利要求373的方法，其中所述微粒被调整为支持下列测定，所述测定选自基因 表达、甲基化、SNP基因分型、比较基因组杂交、microRNA分析谱、微生物鉴定、免疫测定、受体-配体、抗体阵列、蛋白质分析谱和蛋白质-蛋白质相互作用。
380.权利要求379的方法，其中所述微粒被调整为支持包括结合对测定在内的蛋白 质-蛋白质相互作用测定。
381.权利要求380的方法，其中所述结合对测定包括受体-配体测定。
382.权利要求379的方法，其中所述微生物鉴定测定选自病毒鉴定、细菌鉴定和病原 体鉴定。
383.权利要求373的方法，其中所述微粒被调整为支持免疫测定，且其中所述微粒与 生物学活性分析物的相互作用包括免疫测定的结果。
384.权利要求383的方法，其中所支持的免疫测定是酶联免疫吸附测定(ELISA)。
385.权利要求383的方法，其中所支持的免疫测定是夹心免疫测定。
386.权利要求383的方法，其中所支持的免疫测定是选自荧光免疫测定、发光免疫测 定和化学发光免疫测定的免疫测定。
387.小体积检测多个生物学活性分析物的系统，包括多个立体编码微粒，其中所述多个微粒包括探针和多于200个空间码，且其中所述多 于200个空间码可在小于50 μ 1的样品体积中被光学检测。
388.权利要求387的系统，其中所述微粒排布于表面上的层中。
389.权利要求387的系统，其中所述空间码被同时检测。
390.检测汇合的受试者样品中的生物学活性分析物的方法，包括 汇合多于50个怀疑含有生物学活性分析物的受试者样品；将所述汇合的样品递送至包括多个微粒的系统，其中所述微粒包括探针和编码方案； 将电磁辐射透射通过所述微粒或从所述微粒反射，并检测所述透射或反射的电磁辐 射，以检测所述单个微粒的空间码；及通过对来自所述微粒的信号定量来测定生物学活性分析物的有无。
391.权利要求390的方法，其中所述编码方案包括空间码。
392.快速检测生物学活性分析物的方法将待检测的、怀疑含有生物学活性分析物的样品递送至包括多于100个不同编码微粒 的系统，其中所述微粒包括探针和空间码；将电磁辐射透射通过所述微粒或从所述微粒反射，并检测所述透射或反射的电磁辐 射，以检测所述单个微粒的空间码，其中所述检测包括在不到5秒钟内检测多于100个不同 编码微粒；及通过对来自所述微粒的信号定量来测定生物学活性分析物的有无。
393.控制生物学活性分析物检测系统的性质的方法，包括 提供编码微粒的主混合物，其中所述微粒包括探针和空间码； 将所述主混合物分为多个子混合物；测试生物学活性分析物检测系统中的子混合物；测定所述系统中的子混合物性质，其中测定所述性质包括所述微粒探针与对照样品的 反应性进行定量，以产生定性结果； 记录所述定性结果；及 将所述定性结果与各子混合物相联系。
394.权利要求393的方法，其中1个或多个的子混合物用于诊断性测试生物学活性分 析物的存在，并将相同或不同的所述子混合物用于临床试验。
全文摘要
提供了包括立体编码微粒的微粒、对所述微粒成像的系统、及检测所述微粒的方法、及所述微粒在生物测定中的应用。
文档编号B32B9/00GK102083575SQ200880101407
公开日2011年6月1日 申请日期2008年6月25日 优先权日2007年6月25日
发明者R·J·楚 申请人:阿费梅特里克斯公司