微型器件的分类的制作方法

专利名称：：微型器件的分类的制作方法
技术领域：
：本发明涉及使用体力将微型器件的收集(collection)分类到子集。
背景技术：
：通常使用的粒子分类(sorting)技术是基于粒子通过器件或通道的运动。分类速率依赖于粒子的流速，并且高的流速可能损坏粒子。因为在窄得足以引导粒子流的通道中的分类粒子是慢的并且容易通道堵塞，所以实际上使用的通道实质上在直径上大于要被分类的粒子。得到的分类处理通常涉及使用静电荷来将粒子引导到特定流，但这种方法不适用于密集的粒子。绝大多数的系统依赖于读取光学信号(通常为荧光性)来在分类处理过程中识别粒子。当核(cell)和粒子分类器能够获得106阶粒子/分钟的速度，该速率指的是粒子的检测，将粒子分离成高纯的小部分(fraction)通常比该速率慢两阶或更多阶的量级。本申请参考不同专利、专利申请和公开出版物。这些项目的全部内容结合供的术语的定义不一致或相反的情况下，使用在此提供的术语的使用而不应用参考中的术语的定义。
发明内容本发明提供了一种系统和方法，其中粒子或其它^:型器件被布置在具有离散区域(例如磁条)的阵列，在磁场内定向，并且在从阵列中移除微型器件的适当子集的情况下通过应用移除力来进行分类，作为微型器件的不同定向的函数。在优选实施例的一个方面，至少一些离散区域可以被充分地对齐以出现为一个或多个带，另一个或多个区域平行于但是偏离该带而被定向。可以由O.l到500pm的内部区域距离方便地分离相邻区域。除非与上下文明显不同，这里描述的所有范围均包含端点。区域优选地包含^f兹材料的实质上平行的条，其可以被永久的或仅暂时地被磁化。条可以具有低或高矫顽性和低或高剩磁的任意组合。给定的区域可以包含l、2、3或更高数目的这样的条。优选的分类方法包含以下步骤在阵列上定位微型器件的集合；以改变微型器件的子集和所述阵列之间的磁相互作用的方式将磁场应用至微型器件；以及从所述阵列选择地移除所述微型器件的子集。可以至少执行五次这些应用磁力和选择地移除的步骤。实际上，阵列可以被用于执行组合化学。例如，可以提供多个磁可定向的微型器件，每个都具有相对高的化学活性("化学活性部位，，)的活性部位，并且每个包含单个和光独特的代码；将微型器件划分为至少第一集合和第二集合；在第一集合和第二集合的微型器件的反应部位执行不同的反应，然后重新组合至少部分第一集合和第二集合的微型器件。对于第三和第四集合可以重复该处理。符合上述描述，特别考虑可以至少部分地分类至少一些微型器件，作为在阵列上定位的函数，使用支持IO、103、106或更高数目选择的代码。也考虑到可以使用分类的步骤以助于将重新组合的第一集合和第二集合中的微型器件划分到至少第三集合和第四集合。从另一个观点考虑，本发明的主题可以包括使用磁图案通过磁互补性来分类微型器件的收集的方法。优选的方法使用捕获和释放处理来分类微型器件，并且不像传统分类器，不需要高粒子流速率。粒子的密度的大小不干扰通过磁互补性的分类。因为可以在批处理中执行分类，可以获得分类和分离的非常高的有效速率-109阶微型器件/秒。这比传统的FACS(荧光激活的细胞分类)或基于流体血细胞计数设备的速率高4-6阶。此外，虽然一些特定实施例可以受益于光读取设备的应用，发明主题的许多实施例并不需要使用这样的设备。考虑的物理实施例可以包括下面的元件1)磁编码的微型器件的集合。所述微型器件包含不可磁化的基板和包含磁可区别代码的可磁化的材料。单个微型器件大小的范围是从500微米到小于1微米。2)分类芯片，通过磁互补性，能够将微型器件的集合划分为子集，包括结合的和非结合的微型器件。所述分类芯片包括基板和磁可区别的编码区域。在优选实施例中，每个分类芯片都包含多个编码区域。编码区域可以实质上与它的相邻编码区i或相同，或可以与相邻编码区域不同。3)磁场发生器。所述场发生器可以是电磁的，或者可以包括永磁体或二者的组合。优选的实施例包括能够在分类芯片的表面上产生均衡场的电磁发生器。4)力发生器，用于从分类芯片移除非结合的微型器件。优选实施例包括单独使用流体力或与磁力发生器结合使用的力发生器。发明主题还包括显示方法，包括提供微型器件的集合，不同的微型器件的集合包括不同的磁代码；提供具有与不同的磁代码互补的第一和第二布阵部位的阵列，将微型器件加入到所述阵列；以及对所述阵列应用外部磁场，使得微型器件的不同子集分别选择第一和第二位置。这样的方法可以有利地包括至少额外的8个布阵部位，所述至少额外的8个布阵部位与来自第一和第二布阵部位的不同f兹代码互补。也考虑微型器件库，包含至少第一、第二和第三樣t型器件，每个微型器件具有相互不同的磁代码，以及具有相互不同的化学部分的区域。在这样的库中，包括通过使用库而发明、开发和研究的化学实体。为了总结权利要求保护的发明和与现有技术相比的优势，在此描述了发明主题的某些目的和优点。当然，应该理解到不是所有这样的目的或优点可以根据任意特定实施例获得。由此，例如，本领域普通技术人员将认识到可以通过以获得或优化在此展现的一个优点或一组优点的方式来体现或执行发明概念，而不用必须获得在此体现或暗示的其它目的或优点。在此描述的全部实施例处于发明主题的范围内。这些和其它实施例将通过参考附图从下面的优选实施例的详细描述中对于本领域普通技术人员显而易见，主题不局限于公开的任何特定优选实施例。图1.左面板包含2条(每条具有三个指状端)-兹码和非磁光码(OCR字符437)的面向上和面向下方向的相同类型的微型器件。磁码关于x轴和y轴(微型器件的长轴)对称地位于微型器件内，但是关于Z轴不对称地位于距微型器件的底面l微米和距微型器件的顶面1.8微米的位置。在布阵(arraying)芯片上的石兹要素(element)位于距顶面下0.46微米的位置。中心面板在出现的布阵场中面向上和面向下微型器件的布阵混合平行于磁条的长轴。右面板在应用仅提升面向下的微型器件的提升场(z轴)的过程中的相同的视图。图2A-2C.六位置编码机制(n=6):A.—个要素(k=l)和两个要素(k=2)代码的列举表达；B.三个要素(k=3)代码的列举表达；C.四个要素(k=4)、五个要素(k=5)和六个要素(k=6)代码的列举表达。图3.适于分类图2所示的编码机制的IO对三要素正交布阵图案。图4.对应于3个6位置代码的18个位置代码。通过对每个6位置代码使用三要素(k=3)，可以获得对每个6位置代码的20个表达(如图2B所示)。这样的代码可以用于编码三肽库，该三肽库包括自然发生氨基酸的所有组合。图5.四位置编码机制(n=4):对于一个要素(k=l)、两个要素(k=2)、三个要素(k=3)和四个要素(k=4)代码的列举表达。图6.非对称微型器件的例子。微型器件包括磁要素的非对称形状或非对称布置或其二者。磁要素可以包括磁代码和磁校准要素；在这些例子中，磁校准要素被图示为粗条。图7.包含8位置编码机制(n=8)的微型器件的列举表达，该8位编码机制包含5个要素(k=5)和非对称布阵条。图8.适于分类图7所示的微型器件的35对四要素正交布阵图案。图9.产生四组微型器件的多分离(split)分类处理的示意图。在多分离分类处理中，微型器件池被划分成组，并且组被进一步划分。在这个例子中，该池被首先划分成两个子组，然后每个子组被进一步划分成两个组。图10.户生四组微型器件的顺序分类处理的示意图。在该顺序分类处理中，微型器件池被逐步划分为组。在这个例子中，池被划分为四个组。图ll.使用最小数目的分类芯片(chip)来产生四组微型器件的顺序分类处理的示意图。在第三分类步骤之后非结合的(unbound)微型器件全都是相同组的成员。结果，图10中的最终分类芯片捕获(capture)该组的全部成员，并且最终分类芯片并不是必须的。图12.使用最小数目的分类芯片来产生四组微型器件的多分离分类处理的示意图。在每个分类步骤之后非结合的微型器件全都是相同组或子组的成员。结果，图9中的三个分类芯片捕获该组或子组的全部成员，并且所述三个分类芯片并不是必须的。如图9所示对分类芯片进行编号。图13.产生四组微型器件的多分离分类处理的示意图，其中从分类芯片捕获和洗提(eluted)每组。如图9和12所示对分类芯片进行编号。图14.适于将图2C所示的n-6k-5的编码机制分类到三个组的15个集合的四要素正交布阵图案。图15.显示为每个位置两个排列的一个8位置代码(上部表达)，以及每个位置两个排列的两个4位置代码(下部表达)的16位置编码空间。图16.四位置编码才几制(n=4,k=3,m=2)的列举表达。图17.上部面板每个位置两个排列的8位置代码(n=8m=2)。下部面板每个位置三个排列的8位置代码(n=8m=3)。左侧表示所有可能的位置被填充的通用表达，并且右侧表示k-7表达的特定例子。磁要素在上部和下部面板中所示的微型器件中具有相同的大小。图18.在低矫顽性布阵芯片上的低矫顽性微型器件的布阵的示意性表达。左侧表示在布阵芯片上的布阵条的图案。右侧表示具有布阵的微型器件的相同图案。箭头指示外部磁场的方向。'图19.在低矫顽性分类芯片上包含四位置单要素代码(n=4k=l)的低矫顽性微型器件的布阵的示意性表达。左侧表示在分类芯片上的分类条的图案-所有布阵部位是相等的。右侧表示具有包含布阵形式的所有四个代码的微型器件的相同的分类芯片。箭头指示外部^^场的方向。图20.在低矫顽性分类芯片上包含四位置单要素代码(n=4k=l)的低矫顽性微型器件的分类的示意性表达。左侧表示包含在分类芯片上布阵的四个位置代码的所有四个代码的微型器件。右侧表示在应用磁升力和移除提升的微型器件之后相同布阵的微型器件。仅保留具有与分类芯片相补的代码的这些微型器件-选择基准是一个编码要素被对齐(align)。箭头指示外部^兹场的方向。图21.低矫顽性分类芯片的示意性表达，其中布阵微型器件中的条和布阵芯片上的条将同时部分或全部重叠(overlap)。图22.低矫顽性分类芯片的一部分的实际表达，其中布阵微型器件中的条和布阵芯片上的条将同时部分或全部重叠。在右侧是一对可以在分类芯片上被分类的微型器件；上部微型器件完全匹配在分类芯片上的五条的图案，同时下部微型器件仅匹配在分类芯片上的两个条。图23.分类处理的实际表达。左面板图21和22所示类型的分类芯片的部分包含图22所示类型的两个不同微型器件的布阵混合；中央面板在应用仅提升一个微型器件的提升场的过程中的相同视图；右面板在应用流体力以移除提升的(非结合的)微型器件之后的相同的视图。图24.在高矫顽性布阵芯片上的低矫顽性微型器件的布阵的示意性表达。左侧表示当外部场被对齐和布阵芯片上的磁要素的磁化方向平行时布阵的微型器件。右侧表示当外部场被对齐和布阵芯片上的磁要素的磁化方向反平行时布阵的微型器件。箭头指示外部磁场的方向。图25.在高矫顽性分类芯片上包含32个位置的15要素代码(n=32k=15;>565百万代码)的低矫顽性微型器件的布阵的示意性表达。左侧表示在分类芯片上的分类条的图案-所有布阵部位是相等的。右侧表示具有包含布阵的32位置代码的微型器件的相同的分类芯片。箭头指示外部磁场的方向。外部磁场被对齐和分类芯片上的磁要素的》兹化方向平行。图26.在高矫顽性分类芯片上包含32个位置的15要素代码(『32k-15)的低矫顽性微型器件的分类的示意性表达。左侧表示包含在分类芯片上的布阵的32位置代码的微型器件。右侧表示在应用磁升力和移除提升的微型器件之后的相同布阵的微型器件。仅保留具有与分类芯片相补的代码的那些微型器件-选择基准是大于等于被对齐的8编码要素。箭头指示外部磁场的方向图27.高矫顽性分类芯片的一部分的示意性表达，其中每个布阵部位是独特的。图28.包含两个不同布阵地点的低矫顽性分类芯片的一部分的示意性表达。在右侧是可以在分类芯片上布阵的一对微型器件。图29.包含两个不同布阵地点的低矫顽性分类芯片的一部分的实际表达。在右侧是可以在分类芯片上布阵的一对^t型器件。图30.表示图28和29所示的类型的分类芯片的一部分、包含图29所示的类型的两个不同微型器件的布阵混合的非随机性布阵处理的实际表达。具体实施方式定义除非另行定义，在此使用的全部科技术语具有与本发明所属的
技术领域：
中的普通技术人员所通常理解的相同的含义。在此引用的所有专利、申请、公开的申请和其它公开出版物全部内容结合于此作为参考。如果在本申请中的定义与在此结合作为引用的所有专利、申请、公开的申请和其它公开出版物中的定义相反或不一致，那么在本申请中的定义优于通过参考结合于此的定义。如果义,采用在名为"MicrodeviceArraysFormedbyMagneticAssenbly，，的未决美国专利申请第12/018319号的同一天申请的专利中给出的那些定义。在此，材料的"矫顽性"指的是在材料的磁化已经被趋于饱和之后将该材料的磁化减小为零所需的应用磁场的强度。矫顽性通常以奥斯特为单位测量。比材料的矫顽性更大的》兹场必须被应用至该材料，以强迫它改变磁化的方向。"高矫顽性"材料通常指的是永久磁铁。在此，"磁化的预定优选(preferential)轴，，意味着磁化的优选轴，其可以通过微型器件的制造处理和设计的知识而预定。微型器件的"预定的磁化优选轴"是该微型器件的设计的基本方面，例如，在本申请表示的许多例子中使用的CoTaZr的条形要素具有平行于磁条的长轴的预定的磁化优选轴。"预定的磁化优选轴，，是依赖于微型器件的磁要素的几何形状、组成以及结构配置的微型器件的属性。在本申请表示的许多例子中使用的CoTaZr的条形要素具有平行于条的长轴的预定的磁化优选轴；相反，具有随机分布的磁材料的传统磁珠不具有预定的磁化优选轴。沿着预定的磁化优选轴产生的磁化(以其绝对值)大于或至少等于沿着微型器件的任何其它轴上产生的磁化。通常，对于在施加的磁场和产生的磁化的相互作用下旋转或定向其本身的本发明的微型器件，沿着微型器件的预定的磁化优选轴的产生的磁化(以其绝对值)比沿着至少一个其它轴的产生的微型器件的极化至少多20%。优选地，沿着本发明的微型器件的预定的》兹化优选轴的产生的》兹化(以其绝对值)应该比沿着至少一个其它轴的产生的微型器件的极化至少多50%、70%或90%。更优选地，沿着本发明的微型器件的预定的磁化优选轴的产生的磁化(以其绝对值)比沿着至少一个其它轴的产生的微型器件的极化多至少2倍、5倍、10倍、20倍、50倍甚至100倍。在此，分类芯片的"正交"集合将空间划分为组，使得通过恰当地选择磁选择基准，组中的所有成员可以由正交分类集的一个成员捕获(保持为结合的(bound))。部位中的微型器件。"非结合的"微型器件是在分类芯片上的分类步骤的过程中没有处于布阵部位中的微型器件。在分类步骤过程中，"布阵的"微型器件是通过与分类芯片磁的磁关联被保持在实质上平行于分类芯片的表面的位置的微型器件。"洗提的"微型器件是在分类处理中的更早步骤中是"结合的"但是已经变成"非结合的"微型器件。结合、非结合和洗提指的是在单个分类芯片上发生的处理。例如，磁编码的微型器件的集合被放置在分类芯片上并被布阵。应用对应于磁场的磁选择基准，通过从分类芯片的表面提升并且实质上定向为垂直于分类芯片的表面而导致微型器件的子集变得非结合。使用某种类型的力发生器来移除这些非结合的微型器件。然后通过应用磁场和/或某种类型的力发生器来洗提剩余的结合的微型器件。在此，非结合指的是在分类处理的过程中从分类芯片移除的微型器件的第一子集，同时从分类芯片移除的所有随后的子集被称为洗提的。在某些例子中，仅非结合的子集对应于损坏的和有缺陷的微型器件，并且可能不具有成员。微型器件，具体实施例方式微型器件包含使得该微型器件可以被分类的磁辨别的代码。所述微型器件包括可磁化的物质，并且可以具有磁化的优选轴。其它的特征也可以结合在微型器件中，包括但不局限于光可识别编码图案。在美国专利7015047中列举了包含光可识别编码图案的这种微型器件的属性。美国专利7015047讨论了与磁组合处理可兼容的微型器件的子集。微型器件可以具有任何形状。它们可以具有极化表面，但是它们不需要具有极化表面；它们可以类似于珠(bead)。平磁盘是一种优选的实施方式。对于磁组合布阵处理来说，形状为圆形、正方形、椭圆形、矩形、六边形、三角形和不规则形状的微型器件都是可以接受的。微型器件可以是任何适合的尺寸。例如，微型器件的厚度可以从大约0.1微米到大约500微米。优选地，微型器件的厚度可以从大约l微米到大约200微米。更优选地，微型器件的厚度可以从大约1微米到大约50微米。在特定实施例中，微型器件是具有从大约IO平方微米到大约1000000平方微米(例如1000微米乘以1000微米)的表面面积的矩形的形式。在另一个特定实施例中，微型器件是具有从大约l微米到大约500微米的单一维度的不规则形状。微型器件可以包含一个或多个可磁化的要素。微型器件可以具有预定的磁化优选轴。在微型器件中的各个磁要素可以具有任意宽度、长度、厚度和形状。在微型器件内的各个》兹要素可以由具有类似的或不同的》兹属性的不同材料组成。可以在本发明的微型器件中使用任意适合的可磁化材料。在一个例子中，使用的可磁化的物质是顺磁性的物质、亚铁磁的物质、铁磁的物质或超顺磁的物质。优选地，磁化物质是过渡金属化合物，或者例如铁、镍、铜、钴、锰、钽、锆的合金。在优选的例子中，可磁化的物质是金属氧化物。进一步的优选的例子包括镍铁(NiFe)和钴。额外的优选的材料是钴的合金，例如CoTaZr合金、钴铁(CoFe)合金、钴镍铁(CoNiFe)合金、钴铌锆(CoNbZr)合金、钴铌铪(CoNbHf)合金、和钴钽铪(CoTaHf)合金。优选地，这样的特征是具有磁化的优选轴的条形。术语"条"除了矩形形状之外还包括类似于杆的形状以及稍微不规则但还是能展现磁化的优选轴的形状，例如延长的锥形。条不需要是实心的，可以包括如下所述的剪切块或洞。可磁化的物质可以被完全放置在包括微型器件的不可磁化的基板里面(包裹在里面)、完全在包括微型器件的不可磁化的基板之外但是连接至该不可磁化的基板、或者处于二者之间的任何位置。优选地，可磁化的物质是有图案的，例如使用微加工或平版印刷技术，使得其三维形状是微型器件的设计的已知特性。因为微型器件被用于在液体布阵格式中进行测定，它们具有的优势是可以使用传统的液体和水珠处理装置(例如吸移管管理器)而被方便地分量(aliquoted)和分配(dispensed)。结果，期望在缺乏磁场时它们不是自关联的。由此，低剩磁(在移除外部磁场之后留在介质中的磁化)是期望的质量。例如CoTaZr的钴合金和氧化铁(Fe304)是满足该条件的磁材料的优选例子。在优选实施例中，微型器件包括由多层组成的非磁性基板，如美国专利7015047中描述。该非磁性基板可以包括其它特性，包括光编码图案和井。可以包括额外的特性，并且可以将例如微电子机械系统(MEMS)中使用的那些与平面微制造器件兼容的大量特征的任何一个结合在微型器件的非磁性基板上。在优选实施例中，微型器件包含电接触焊盘和允许利用微型器件中的MEMS类型传感器的电路。该电路优选地由微型器件的基板内部包围的电导体材料组成，使得在微型器件的表面仅暴露接触焊盘和传感器元件。在微型器件的表面上的接触焊盘可以被用于通过布阵芯片上的互补接触焊盘来将微型器件连接至电源和/或传感器件。在优选实施例中，在每个^f敛型器件中以独特配置放置电路，由此微型器件接触焊盘和布阵芯片上的互补焊盘之间的连接可以被用于确定微型器件的身份。在一个实施例中，微型器件包括化学反应的表面，该表面适于附着化学或生物部分(moiety)。在另一个实施例中，该表面出现在井或压痕(indentation)中。在一个实施例中，该表面通过硅烷(例如氨基丙基三曱氧基硅烷，环氧丙氧丙基三曱氧基硅烷)来制造。在另一个实施例中，反应表面通过包含试剂的硫醇(例如，11巯基十一烷酸)产生。在另一个实施例中，反应表面是自组合的单分子层(例如由Ulman在chem..Rev.96:1533-1544(1996)的"Formationandstructureofself-assembledmonolayers"和由Love等人在Chem.Rev.105:1103-1169(2005)的"Self-assembeledmonolayersofthiolatesonmetalasaformofnanotechnology"中提到的)。可以使用批技术(例如在恰当的试剂的水溶液中放置的微型器件的集合，例如硅烷，以在微型器件的暴露的氧化硅表面上生成反应表面)在微型器件上生成反应表面。可选地，在微型器件从硅片上释放之前可以在微型器件上生成(在制造处理的过程中或之后)反应表面。反应表面可以应用于硅片上的所有微型器件(例如通过气体或液体相位硅烷化)，或者使用位置指定沉积(例如喷墨)或掩膜(光蚀刻)应用于硅片的特定位置，使得反应表面仅应用至硅片上的微型器件的子集或者仅应用至各个微型器件的特定位置。在进一步的实施例中，这样的位置指定的处理可以被用于在各个微型器件上产生独特的化合物。这样的技术被广泛地应用于产生DNA《敛布阵并且在文献中得以4艮好地记载(例如Pirrung在Chem.Rev.97,473-4480997)中的"Spatiallyaddressablecombinatoriallibraries"和Gao等人在Biopolyers,73:579-596(2004)中的"Insitusynthesisofoligonucleotidemicroarrays")。在进一步的实施例中，反应表面在微型器件上的位置可以是有图案的。可以通过掩膜生成这样的图案，在掩膜中使用材料来保护表面不受修改，例如一层光刻胶可以被用于围绕二氧化硅井，然后在井表面的硅烷化之后光刻胶被溶解以展现未被硅烷化的表面。也可以通过使用不同的材料来获得图案，例如可以在二氧化硅表面产生金表面，与羧基化烷基硫醇反应将仅在金上面产生羧化后的表面。单个的微型器件可以包括一个或多个有图案的反应表面。这样的方法也记载在制造和化学文献中，特别应用于DNA和蛋白质微布阵的制造。在额外的实施例中，化学反应表面对应于在固相合成中使用连接器(linker)分子。许多这样的连接器分子对于组合化学领域的应用是公知的(例如Jung.G在CombinatorialChemistry,Weinheim，Wiley-VCH,1999中，以及Dolle等人在JournalofCombinatorialChemistry,9:855-902(2007)中的"comprehensivesurveyofchemicallibrariesfordrugdiscoveryandcheminalbiology;2006"中引用的)当包含磁要素的微型器件被放置到外部磁场中时，在微型器件中产生磁偶极子。因为微型器件具有磁化的优选轴，所以除非被阻止，微型器件将旋转以将其磁化的优选轴与外部磁场的磁力线对齐。不像传统的磁珠，当微型器件被放置在旋转的外^f兹场时，微型器件将旋转并实际上用作小搅拌条。结果，远离关于排阵的任何考虑，期望微型器件强烈地反应于外部磁场。由例如coTaZr合金的具有高饱和磁化的材料组成的磁要素是优选的实施例。分类芯片，具体实施例方式分类芯片由磁材料和非磁材料二者组成。分类芯片通过第一布阵微型器件来执行它的功能，并且由此是专门的布阵芯片-通用的布阵芯片的属性和特征在与本申"i奮同日申i青的名为"MicrodeviceArraysFormedbyMagneticAssembly"的未决美国专利申请No.12/018319中描述，并且可以应用于在此公开的分类芯片。可以在分类芯片中使用任何适合的可^兹化的材料。在一个例子中，使用的可;兹化的物质是顺磁性的物质、亚铁磁的物质、铁磁的物质或超顺磁的物质。优选地，磁化物质是过渡金属化合物，或者例如铁、镍、铜、钴、锰、钽、锆的合金。在优选的例子中，可磁化的物质是金属氧化物。进一步的优选的例子包括镍铁(NiFe)和钴。额外的优选的材料是钴的合金，例如CoTaZr合金、钴铁(CoFe)合金、钴镍铁(CoNiFe)合金、钴铌锆(CoNbZr)合金、钴铌铪(CoNbHf)合金、和钴钽铪(CoTaHf)合金。优选地，这样的特征是具有磁化的优选轴的条形。在许多应用中，在分类芯片中的剩余》兹化强度是期望的质量。类似于微型器件，在分类芯片中的可^f兹化的物质可以被完全放置在包括分类芯片的不可^f兹化的物质里面(包裹在里面)、完全在包括分类芯片的不可磁化的物质之外但是连接至该不可磁化的物质、或者处于二者之间的任何位置。优选的实施例将磁要素放置在玻璃基板的顶部，并且使用二氧化硅将其包围，使得二氧化硅形成平的或者实质上平的表面。进一步的优选实施例将磁要素放置在硅基板的顶部，并且使用二氧化硅将其包围，使得二氧化硅形成平的或者实质上平的表面。虽然本申请表述的例子中使用了包含具有低剩磁和低矫顽性的CoTaZr条的分类芯片，这些属性对于磁阵列的组合或分类处理并不是必须的。由于高剩磁将使得微型器件在缺乏外部磁场的情况下被磁性地组合成链或块，通常，不期望微型器件包含高剩磁；尽管可以期望包含在分类芯片中的磁要素具有所述质量以允许在移除布阵时场组合的阵列保持完好。在分类芯片中的各个磁要素由不同设计组成。磁要素可以任何形状和大小。各个磁要素可以不同于所有其它要素或者包括这样的要素的子集。各个磁要素可以由具有相似或不同磁属性的不同材料组成。优选的，磁要素可以是具有磁化的优选轴的条形。更优选地，磁要素具有预定的磁化优选轴。术语"条"除了矩形形状之外还包括类似于杆的形状以及稍微不规则但还是能展现磁化的优选轴的形状，例如延长的锥形。条不需要是实心的，可以包括如下所述的剪切块或洞。优选的实施例是作为由高渗透铁磁材料组成的条的磁要素。这些条可以是矩形或实质上矩形。如图1所示和如美国专利7015047中描述的包含"指状物"的条是另一个优选实施例。这些指状物可以是短的(例如条的整个长度的1-2%)或长的(例如包括条的几乎整个长度)或者处于二者之间。不可磁化的基板可以由任何适合的材料组成，包括硅、二氧化硅、氮化硅、塑料、玻璃、陶瓷、聚合物、金属(例如金、铝、钛等)或其他类似材料或这些材料的组合。在优选的例子中，所述材料是二氧化硅。在另一个优选的例子中，所述材料是玻璃。基板可以包括单层或多层。分类芯片基板可以是但不必须是平的或实质上平的。在分类芯片中可以存在压痕以允许微型器件"落座(seating)"来确保所述微型器件的精确校准，这对某些应用是期望的。例如，这些压痕可以具有用于落座平坦的微型器件的平面，或者它们可以是用于落座珠子或珠状微型器件的球形。在一个优先实施例中，压痕可以被设计为与各个极化微型器件的形状相匹配，例如，矩形井以保持矩形微型器件。每个单元面积的布阵点的数目取决于在分类芯片上的磁要素的大小和间距。例如，对图1所示的大小为60x75微米的微型器件布阵的分类芯片可以在每平方毫米布阵大约IOO个微型器件。在其它实施例中，密度可以更高。例如，大小为20x25微米的微型器件可以被布阵并且以每个平方毫米大约1000个微型器件的密度分类。的器件兼容的任意大范围的特征可以被合并到分类芯片的不可磁化的基板上，例如在MEMS中使用的那些(例如在Liu,C.，FoundationsofMEMS,PearsonPrenticeHall,UpperSaddleRiver，NJ，2006;Gal隱el-Hak,M.,MEMS(MechanicalEngineering),CRCPress,BocaRaton,2006所述)。优选的例子是孩i通道。这样的通道可以被用于从分类芯片表面传递和/或移除试剂和例如微型器件的其它材料。额外的优选的例子包括具有在MEMS中使用的那些电光微传感器(例如在Gardner,J.W.等人的Microsensors,MEMS,andSmartDevice,JohnWiley&Sons,WestSussex,2001)。分类芯片的》兹要素应该与纟效型器件的》兹要素互补(complementary),但是不需要在尺寸或形状上完全匹配微型器件的磁要素。制造可以使用多种处理的任何一种来制造微型器件和分类芯片。在优选的实施例中，可以使用各种传统的微加工和半导体制造方法来制造它们。在美国专利7015047和美国专利申请2002/0081714中，以及在讨论光蚀刻法或MEMS制造技术的综述和教科书中描述和参考了这样的方法(例如在Banks,D.，Microengineering,MEMS,andInterfacing:ApracticalGuide,CRCPress,2006)。可辨别的磁代码磁编码的微型器件包含使得微型器件能够被分类的磁可辨别的代码。磁可辨别的代码是通过-兹手段可以与其它进行辨别的代码。磁可辨别的代码在它们的磁材料的强度和或分布上不同。优选的实施例包括在基板中的磁要素的分布。这样的分布可以沿着任何轴发生(x，y或z,其中x轴是微型器件的长轴(长度)，y轴是微型器件的第二长的轴(宽度)，以及z轴是微型器件的短轴(高度))。图1表示如何区别包含仅在沿着微型器件的z轴磁要素的位置上不同的那些磁要素的微型器件的例子。在这个例子中，包含磁条的布阵的微型器件经受平行于布阵芯片中的磁条的长轴的磁布阵场。然后提供垂直于布阵芯片的平面的第二磁场。面向上的微型器件使得它们的》兹要素距布阵芯片的磁要素1.46微米，相反地，面向下的微型器件使得它们的磁要素距布阵芯片的磁要素2.26微米。这一在距离上的差异导致在布阵芯片》兹要素与面向上的微型器件和与面向下的微型器件之间的磁力差足够大，使得面向下的微型器件可以通过磁手段从布阵芯片表面被选择地提升。磁代码可以仅包括单个要素并且仍然是可区别的(例如，当在图1所示的类型的布阵芯片上布阵时，由l微米二氧化硅封装的单条磁铁与由1.1微米二氧化硅封装的单条,兹铁是可区别的)。类似地，如果在分类芯片上的微型器件对接位置限制了正确对接的微型器件(例如通过井或柱)的运动，那么在x,y平面中的单个要素编码也是可区别的。此外，在大小、形状和包括磁要素的材料上不同的单个要素代码是可区别的。形成代码的磁要素不需要在大小上是相同的，只要在包含要被保持的代码的正确布阵的微型器件的磁力和包含在未结合的部分要被移除的代码的正确布阵的微型器件的磁力之间存在离散的差值，使得存在恰当的阔值以提升未结合的微型器件同时保持结合的微型器件。优选的实施例是用于可区别的代码的磁材料的分布中的差值存在于微型器件的x，y平面中。这样的代码的示例表达包括条形码。条形码设计处理的两个主要的成份是代码的数目和代码可以被划分的形式。编码空间在等式1中定义由包含k要素的空间n编码的代码总数。例如，考虑在图2所示的代码中具有6个可用位置的条形码。这对应于在等式1中的n=6。存在k的6个可能的值。对于k=1，存在6个可能的代码；对于k-2,存在15个可能的代码；对于k-3，存在20个可能的代码；对于k=4，存在15个可能的代码；对于k-5，存在6个可能的代码；对于k-6，仅存在l个可能的代码。为了将所有代码划分为正交组，条的一些子集必须被用于捕获。对于k-l,编码空间可以:故划分为2、3、4、5或6组，因为可以如图2所示使用正交捕获条的任意组合。例如，考虑如图3所示两个正交捕获组，每个成员包括三个条。每个编码的微型器件具有与每个捕获芯片重叠的一个或零个条-如果存在一个条与一个捕获芯片重叠，那么与其它成员重叠的就是零个条。对于1^=2，情况更复杂。使用被划分为如图3所示类型的两个正交组的捕获条，每个编码的微型器件具有与捕获芯片重叠的两个、一个或零个条。对于任何给定对，仅存在将具有两个条重叠的6个微型器件代码以及将仅具有一个条重叠的9个代码，并且由此不能被区别。可以总是使用平凡解来分类，即，仅精确匹配一个代码的布阵图案，并且这样的方法可以如下所述非常有用。对于k=3,再次使用图3所示的捕获条集，每个编码的微型器件具有与捕获芯片重叠的三个、两个、一个或零个条。然而，不像k-2的例子，不能平均地划分三个条，结果对于任何捕获对，每个代码将具有仅与正交捕获对的一个成员重叠的至少两个条。由此，可以使用2个或更多条重叠的捕获(选择)基准来平均地划分编码空间。对于k=4，每个编码的微型器件具有与捕获芯片重叠的三个、两个或一个条，存在与k-2相同的问题，存在使用任何捕获基准不可辨别的9个代码(与捕获对的每个成员重叠的两个条)。对于k-5,每个编码的微型器件具有三个或两个条重叠。不能平均地划分五个条，结果对于任何捕获对，每个代码将具有仅与正交捕获对的一个成员重叠的3个条。由此，三条重叠的捕获基准可以被用于平均地划分编码空间。对于k-6，仅存在一个代码。除了将编码空间划分为两个相等的组之外还存在其它的划分方式，并且可以选择编码空间以使得分类空间适用于特定应用。一个简单的例子是肽合成。如果期望产生自然发生的三肽的全部组合，这需要8000个代码以及将微型器件分成20个组的能力(对于每个自然发生的氨基酸的一个组)。图4表示通过对于20个组使用三个分离的代码来编码这样的处理的一个方法(n=6k=3)。选择基准变成了对于每个代码的各个表达。这是如上所述的"平凡解"的一个有力的使用。通过合容易划分的代码，可以生成大的容易布阵的代码空间。例如，考略目标为DNA合成的编码空间，其中期望分成四个组。可以通过使用如图5所示的四个成员代码的多个副本(例如n-4，k=l或n-4，k=3)来使用与上述例子中相同的方法从而执行划分。为了易于识别已经对这样显示的代码进行了编号。然而，所示的图案是对称的，并且由此在旋转之后一些代码不能与另一些代码区别，由此减少了对于给定编码空间可用的可区别的代码的数目。如果期望以更有效的方式使用编码空间，存在克服对称性的多种方式。图6中示出了若干例子。这些例子表示使用非对称的多种图案的对齐条。当图6所示的对齐条是更大宽度的对齐条时，不需要这样情况，并且可以使用在宽度上与磁代码宽度类似的对齐条。可选地，如果在形状上与微型器件互补的井中执行布阵处理，那么可以使用非对称形状的微型器件来消除代码中的对称性。微型器件的整体对称性是个问题。结果，如果对称平面和代码的轴和形状均不一致，对称代码和对称形状可以产生不对称的微型器件。图6表示若干不对称的微型器件。这些例子是示意性的而不是穷举的。在优选实施例中，微型器件将包含对齐条。对齐条的放置可以发生在微型器件的任何位置。在另一个优选实施例中，微型器件包含不对称的对齐条。在进一步的优选实施例中，微型器件将包含对齐条和不对称的形状。虽然图6表示在x,y平面中的代码的不对称排列，也可以通过如图1所示的微型器件中沿着z轴(微型器件的高度)的磁条的不对称的排列来生成不对称的排列。为了简化的目的，在进一步的示意性例子中，当显示微型器件中的磁代码的时候将使用不对称对的对齐条。迄今给出的例子直接地进行编码和分离，但是它们并没有最有效地利用空间。通常，对于整个空间要被划分为相等大小的组的分类应用，通常最筒单地使得磁代码中的位置总数(代码空间)为偶数(被二整除)，并且在代码中占用的位置的(要素)的数目为奇数，因为这保证了对于示例编码空间n=6，k=3和11=6，k=5,代码的总数可以使用如上所示的两个正交(不重叠)的基于布阵的分类步骤来被平均地划分。考虑n=8，存在4艮多方式来编码和分类8位置矩阵代码-通过从8中选择任意四个条而不是将位置限定为每四个位置中的一个条，最大数目的代码是8!/4!4！或70。使用独特的代码将这样的表达分类为两个相等大小的正交组是更复杂的，因为如前所述k是偶数。该n=8个编码空间可以被划分为两个n=4的空间或四个11=2的空间，每个将包含16个独特的代码。然而考虑另一个例子，从8个中选择5个条，这产生56个代码，并且由于k的值是奇数，容易划分成两个相等大小的组。图7表示该表达的穷举列举，为了方便安排对向(referral)已经被数字表示为1-56。为了将这些编码的微型器件布阵到两个相等的组，可以使用由4个条组成的磁布阵条。具有与分类芯片磁对齐的至少三个条的微型器件将是结合的，同时剩余的微型器件将是洗提的。对于图7所示的示例编码空间，存在可以被使用的35个独特对的四个条。图8表示用于将整个编码空间划分为两个组的可能的正交布阵条图案。表1表示对于每对正交四布阵条集合的分离处理的完整表达。通过以不同正交集重复分类处理来对每个组进行子划分。结果，为了使用三对正交集将任何给定的空间划分成四组，将需要如图9示意性示出的一共6个分类步骤。然而，当将空间划分为组时，并不必须执行最终步骤，因为在倒数第二步之后剩余的那些微型器件都是相同组的成员。结果，最终分离步骤并不真的是分离步骤，因为它捕获了目标组的全部成员。例如，当将组划分为四个时，如图IO所示，仅如图11所示的前三个步骤是必须的。类似地，当使用将空间划分为两个组的分类芯片集的时候，如图12所示，仅三个步骤是必须的。由此，为了将微型器件的组划分为四个组，多分离分类方法和时序的分类方法仅需要三个分类步骤。然而，在保持最后步骤中可能是个优点，因为最后步骤将应该已经在前面的步骤中被捕获的任何微型器件移除，以及移除任何损坏的或有缺陷的微型器件。多分离分类处理依然可以仅使用五个步骤而维持该质量控制处理在。这样的优选实施例在图13中示出。对简单的时序分类方法和多分离分类方法的比较产生了所有可能的10mer低核苷酸的集合(使用A、C、T、G)-这需要1048576个代码(41Q)。使用四代码方法将使用40的代码空间和40个分类步骤。使用多分离分类方法可以使用至少23个编码空间(n=23k=ll编码1352078个图案)和50个分类步骤。编码的恰当选择取决于应用。存在各种可以被使用的其它编码选项，这允许空间以允许分类的方式被子划分。这可以涉及选择更大空间的子集_图4所示的例子，n=6k=3的三个集合表示11=181^=9空间的子集。也可以涉及选取特定选择基准-存在可以被使用的布阵芯片的大范围的正交集合。例如，在图2c中，可以通过使用图2C所示的正交对将n=6k=5组划分为两个相等的组，其中选择基准是使用三个条来选择三个条。然而，通过如图14所示使用四个条来选择四个条，相同的编码空间可以被划分为三个相等的组。这个例子也证明了当分类处理将空间划分为三个正交组时，在每个集中的分类芯片每个具有与该集合的任何其它成员共同的两个要素。编码空间也可以被划分为更复杂的编码机制。一个这样的例子通过重新排列空间使得每个位置被表示为列而更容易描述，其中每个列包含要素的多于一个可能的排列；由字母m表示每个列的要素排列的数目。图15所示的例子表示16个条形码，包含11=8111=2或者11=4111=2的两个集。在下面的等式中定义代码的总数(2)编码空间=~^~W对于n和m的给定值，存在可以被使用的k值的范围。为了简单的目的，考虑图15中表示n-4m-2的两个集合的下面板。为了容易地将微型器件分离到四个组，可以使用k=1导致64个代码。然而，k-3在将空间子划分为四个组中是等效的，并且导致在编码空间中的16倍增加，即1024个代码。图16表示用于n=4m=2k=3编码表达的32个编码图案。例如图15和16所示的那些编码表达的一个优点是它们可以更有效地利用空间。因为在一列中仅使用一个条，那么在条之间不需要空间，并且实际上位置可以大量重叠。结果，在如图15所示的完全独立的16要素代码的空间中可以包含如图17所示的相同大小的24个要素。对应的n=8，k=7,m=3表达将导致17496个代码。这比n=16k=8表达多了36%的代码，并且比分类友善的n二16!^7表达多了超过50%。形式上，n=8，k=7，m=3表达是n=24k=7表达的子集。在优选实施例中，图案包括在全部微型器件上的对齐条的公共集合，4吏得不管其代码是什么，所有微型器件都布阵在分类芯片上。当对每个分类芯片使用多于一个图案来执行分类处理时，优选实施例仅对每个分类芯片使用单个代码，使得在分类芯片上的所有布阵部位是相等的。这导致布阵处理成为在与本申"i貪同日^是交的名为"MicrodeviceArraysFormedbyMagneticAssembly"的未决美国专利申请No。12/018319中描述的鲁棒布阵处理。在分类芯片上的磁要素的排列取决于在分类芯片上的磁要素的磁属性以及微型器件的磁要素的磁属性。微型器件的优选实施例是它们的磁要素具有低矫顽性和低剩磁，使得它们在缺乏外部磁场时不会强烈的自关联。对于这种类型的微型器件，可以使用包含大范围的磁材料的分类芯片。一个优选实施例是在分类芯片中的磁要素具有低矫顽性。为了通过这些种类型的要素在分类芯片上布阵和分类微型器件，可以使用磁重叠，其中北极和南极重叠。图18表示使用这样的条布阵的磁条的示意性例子。图19和20表示通过不对称的对齐条使用n=4k=l编码的微型器件的低矫顽性要素的分类处理的示意性例子。不考虑整体磁感应强度，在布阵芯片上的条的长度相对于在微型器件上的条的长度可以是重要的。因为在磁区域的接近末端"磁荷，，是集中的，对于低矫顽性分类芯片，完全重叠的条之间的相互作用是互斥的。然而，在长条和短条之间重叠的情况下，相互作用可以是吸引的，特别是当短条与长条的中心区域重叠的时候。当与更短的条重叠时长条具有期望的^兹相互作用的能力可以被用于创建布阵芯片图案，这增加了期望的布阵相互作用的整体强度，并且改善了布阵和分类的效率。在这个过程中，布阵的微型器件的磁条完全与更小的条重叠，同时通过与其它两个条部分重叠来致力于期望的相互作用。在优选实施例中，在阵列上完全重叠的条的长度比在布阵的微型器件上的重叠条的长度小50%。在优选实施例中，分类芯片包含交替的大条和小条。在进一步的优选实施例中，小条小于更大条之间的缝隙的60%。图21表示包含比要被布阵的微型器件上的磁条更小的磁条的分类芯片的示意性例子。图22表示使用这种类型的条图案可以被分类的分类芯片和微型器件的实际例子。在这个例子中，分类芯片确切对应于一个微型器件，而另一个微型器件仅具有五个磁要素中的两个与分类芯片共有。结果，可以使用3、4或5对齐的》兹要素的选择基准来区别这些微型器件。微型器件的大小是60x75x3微米。图23表示正在被分类的那些微型器件的例子。图23的最左面板表示处于布阵形式的部分布阵芯片，包含图22中的每种微型器件。在应用提升场之后，从如中心面板所示的表面升起不互补的微型器件。应用流体力(通过实验室微吸移管来提供)来移除升起的微型器件(如在图9-13所述移除未结合的微型器件)。然后如图9-13所述通过增加提升场和应用流体力来"洗提"结合的微型器件，以完成分类步骤。另一个优选实施例是分类芯片中的磁要素具有高矫顽性。为了使用这种类型的要素在分类芯片上布阵和分类微型器件，可以使用磁重叠。与发生在低矫顽性磁要素之间的磁重叠不同，在低矫顽性磁要素和高矫顽性磁要素之间的磁重叠取决于在外部磁场上的特定方向。图24表示使用具有在平行或非平行于高矫顽性要素的磁化方向上运行的外部场的条来布阵的磁条的示意性例子。对于高矫顽性要素，不需要存在缝隙以布阵和分类。优选实施例是这样的布置布置磁性要素从而在磁性要素之间不提供井状缝隙。图25和26表示正在被分类的微型器件，其中微型器件和分类芯片满足该标准。在这个例子中，编码空间(n=32,k=15)可以包含超过565百万个不同的代码，但是可以使用单个分类芯片以有效地将微型器件划分到已知组成的两个组。上述例子不用于限制。分类不需要分成相同大小的组。此外，在连续的分类周期中不需要使用相同的基准。例如，第一选择可以包括三条的集合，该三条的集合正在被用于选择包含这些条的所有微型器件图案，而第二选择步骤可以对应于需要完美匹配的四条，甚至5条，用于选择包含三个或更多条的所有组合。对本领域的普通技术人员来说显而易见，可以以各种方式子划分编码空间。此外，单个分类芯片可以被用于通过顺序地洗提微型器件来划分空间。这样的顺序洗提处理涉及连续地洗提更弱保持的微型器件。例如，在包含5个磁要素的代码中，例如图7所示，可以基于重叠的条的数目(1、2、3或4)从单个四要素分类将微型器件洗提到四个分离的组中。例如，可以使用这样的顺序洗提过程来使用小数目的分类芯片来隔离指定代码。也可能通过生成本地提升场来使得单个微型器件用于洗提，从而在提升场区域中的仅一个微型器件或小数目的微型器件将被洗提。这可以使用小的电磁铁或小的永久磁铁完成。在高密度布阵条件下，可能将提升多于一个微型器件，但是被洗提的微型器件可以以更低的密度被重新布阵，并且重复处理以分离感兴趣的微型器件。此外，可以结合使用顺序洗提和本地提升场，以快速地分离各个微型器件。非随机布阵可以对每个分类芯片使用多于一个图案来执行分类处理。在这种情况下，将通过与布阵芯片上特定位置的磁互补性来对微型器件进行布阵。在一个实施例中，阵列包含磁代码的子集，并且可以使用选择基准来选择将被保留在特定阵列位置的微型器件的子集。在另一个优选实施例中，布阵芯片包含与每个磁编码的微型器件相对应的;兹要素的独特图案。因为在布阵芯片上的特定编码的微型器件的位置是由其互补的磁图案的位置确定的，所以这样的粒子阵列不再是随机的。图27表示在高矫顽性布阵芯片上的这样的阵列的示意图，其中每个布阵部位是独特的。图28表示其中使用了两个不同的布阵图案的更简单的低矫顽性布阵芯片以及可以在例如阵列上布阵的两个孩i型器件的示意性例子。图29表示对应于图28中的示意性例子的实际例子。微型器件是60x75x3微米，并且包含5个50x3x0.4微米的磁要素。图30表示使用图29所示的微型器件和布阵芯片形成的实际非随机阵列。微型器件仅被布阵在完全匹配它们的磁代码的阵列上的位置上。磁场发生器磁场发生器可以是电磁的、或者可以包括永磁铁、或者二者的组合。优选的实施例包括能够在分类芯片的表面上产生均衡场的电磁发生器。外部磁场发生器也可以是电磁的、或者可以包括永,兹铁、或者二者的组合。在分类处理中的最初的步骤是微型器件的布阵。在与本申请同日提交的名为"MicrodeviceArraysFormedbyMagneticAssembely，，的未决美国专利申i青No.12/018319中描述了该处理。任何特定外部磁场发生器的适合性取决于特定应用，特别是编码空间和选择基准。在优选实施例中，磁场发生器由嵌套(nested)的电磁线圈组(例如Helmholtz线圈)构成，其沿着多个轴(例如x、y、z)引导^兹场。在优选实施例中，^磁场发生器包括各个嵌套的电,兹线圈组，类似于Hdmholtz线圈，但是其中将包括Helmholtz线圈的各个线圈可以被单独调节。在进一步的优选实施例中，线圈包含例如铁或铁氧体(ferrite)的》兹芯。在另一个优选实施例中，磁场发生系统包含能够产生正的或负的极性的输出的DC电源。在另一个优选实施例中，磁场发生系统包含AC电源或与能够驱动电磁线圈的放大器耦合的频率发生器。在进一步的优选实施例中，磁场发生系统包含适于产生去;兹脉冲的AC电源。在优选实施例中，^磁场发生器是可控的，使得可以以可编程的方式执行磁场改变的顺序(例如通过由数字可控的电源激励的电》兹线圈组)。用于移除非结合的微型器件的力发生器如图l所示，磁辨别可以将微型器件分开到结合的和非结合的状态。非结合的微型器件是当应用提升力是不保留被布阵的微型器件。由于磁相互作用对距离的依赖，提升微型器件所需要的力远大于将微型器件保持在提升状态的力。结果，当已经从表面提升非结合的微型器件时，保持非结合的微型器件向上的磁场(例如z轴场)可以被减少，以减弱将非结合的微型器件保持在分类芯片表面的磁力强度。当已经减少了z轴场时，可以沿着任意轴引入更大的磁场偏差以将非结合的微型器件吸入到收集区域。流体力是有优势的并且可以独自使用或与磁场梯度结合使用-在低z轴场(例如在已经减少了场之后)处于直立形式的微型器件更容易被移走-即使是酒精至分类芯片表面上的水溶液中的额外滴入也产生足够的湍流以移走非结合的微型器件。如在图23中所示的结果，使用实验室微吸移管对于移除非结合的微型器件是特别有效的。优选实施例包括那些单独使用流体力或与磁力发生器结合使用的。额外的优选实施例包括使用如美国专利申请20020137059中描述的振动力、流体力、声音力、电泳(diaelectrophoretic)力等。这些力可以单独使用或组合使用，这些组合可以包括^t力发生器。合成磁分类和布阵在库合成和筛选领域提供显著的优势。可以通过将化合物直接合成到微型器件上来产生基于粒子的库。固相合成方法是广泛使用的，并且可以构建微型器件表面化学来与现有的固相合成协议兼容。在此描述的实施例可以被用于在随机分离和混合方法中追踪微型器件。在优选实施例中，可以对微型器件分配特定的合成步骤，使得要被合成的化合物与特定磁代码或部分磁代码相关联。在优选实施例中，微型器件包含光代码。这个代码可以是^兹代码，或者可以是独立的非磁层。分类处理导致以布阵的格式显示所有的微型器件。可以利用与光可检测的代码相呼应的特征来在分类处理过程中监视微型器件。在优选实施例中，可以执行光质量检查以验证布阵精度。在另一个优选实施例中，可以使用光可检测保护组(例如荧光标记的)来执行合成处理，或可以执行耦合有效性的光可4企测测试，使得在合成处理的任何步骤可以估测耦合有效性(例如Lam等人在Chem.Rel.97:411-448(1997)的"Theone-bead-one-compoundcombinatorialmethod"中描述的)。在另一个优选实施例中，每个微型器件具有独特的光代码，使得可以在合成处理的步骤中确定在每个微型器件上的化合物的耦合有效性。在另一个优选实施例中，微型器件包含独立的磁组代码以允许收集代码的预定子集。分类和显示微型器件的能力允许产生和研究大的化合物指定粒子库。化合物指数基于粒子的库是随机的，涉及分离和混合类型的过程(在Lam等人1997年所述的)。然而，除非产生的库是"完全组合的"，否则不能确定在分离和混合库中包含的特定化合物，意味着库包含构建块(例如氨基酸、核苷等)的全部可能组合。由于这样的组合库通常特别大，实际上随机库的实际化合物是未知的。通过在每个分离和混合步骤之前和/或之后布阵，以及通过微型器件的编码图案的标识来追踪微型器件的身份，可以确定随机库的精确组成。此外，这样的信息允许在每个编码的微型器件上的化合物的身份被获知，其有助于筛选处理。相反，化合物指定库允许该库包含化合物的任意期望的子集。这样的化合物指定库是通过引导的分类处理产生的，其中在合成处理的每个步骤中，已知身份的粒子被引导到粒子反应室。使用NEXUS生物系统IRORI固相组合化学合成系统产生的库是由引导的分类处理产生的化合物指定库的广泛商用的例子。这样的商用库通常包含少于10000个化合物。例如，考虑包含由20个自然产生的氨基酸组成的10残基的肽(residuepeptide)的库。在库中存在多于1013个不同的可能的肽(201G)。随机的基于粒子的库需要包含比可能的化合物更多的粒子，以具有包含所有可能的肽的库。可选地，随机库可以仅包含10个残基的肽的随机子集。相反地，化合物指定粒子库可以包括10个残基的肽的任何期望的预定子集，因为每个磁编码的粒子可以被分配到特定肽。例如，包括人体基因组中所有可能的肽的10个残基的肽库可以被用于筛选生物相关的处理，例如酶特异性、可溶性受体的结合、抗体结合、激酶活性等。存在大约107个这样由人体基因组编码的肽，但是随机库需要包含1013个化合物以包含这些肽。忽略筛选这样的随机库所需的大容量，在从1013个非生理相关的肽筛选的过程中还存在很大的干扰。相反地，可以构建化合物指定库以仅包含107个期望的肽。的身份之外，还可以通过使用非破坏性测定(例如，比色或荧光)来确定在每个单个微型器件上的合成步骤的耦合有效性的测量。例如，在肽合成的情况下，在随机珠库，由于使用当前的珠编码技术不能常规地解码整个库，这个信息的可用性是有限的。确定耦合步骤的有效性大于珠的95%或处于珠的95%并不能确定任何单个的珠上的主要副产物的级别或纯度或组成。当解释从研究(例如筛选功能或活性)库得到的结果时，这样的粒子指定信息是十分重要的。例如，包含十分不同的主要产物的一组微型器件可以包含显著数量的类似的副产物，这是由于在合成的不同步骤中发生不完全反应造成的。通过在合成的每个步骤追踪该信息，可以记录副产物的分布。微型器件包含传感器或其他类型的库中提供额外的优势。下面的例子用于证明这些实施例的可用性。使用1千万个^t型器件来进行100000个化合物的库的合成。微型器件包含化学反应部位(例如包含显示恰当的连接器的化学反应表面的井)。用于分类库的磁编码空间具有大于1百万的表达。磁编码空间被划分，使得存在至少100000磁分类代码和IO个组代码。组代码仅是划分磁编码空间的另一个方式，使得微型器件的指定集合可以被分类为组。在特定例子中，将组代码统一分配给每个分类代码，使得对于在库中的每个分类代码的100个副本，正好有IO个包含任意特定组代码。由此，每个微型器件具有独特的光代码、由IOO个其它微型器件共享的磁分类代码、以及由1百万个其它^f敛型器件共享的组代码。在开始合成处理之前，每个要被合成的化合物被分配f兹分类代码。该分配将确定在合成处理的每个步骤每个微型器件将被放置的反应室。微型器件被放置在分类芯片上，并且被分类到洗提组(例如见图13)以及在第一合成步骤被放置在恰当的反应容器中的组。在恰当的反应时间之后，沖洗微型器件并将其布阵在分类芯片上，并放置在光学阅读器中(例如显微镜或荧光扫描器)，确定它们的光代码并且该光学代码与用于监视反应的荧光或比色测定的结果一起被记录。执行另一个分类处理并且开始下一个合成步骤。重复该处理直到完成库的合成(例如IO个残基的肽的库将需要10个这样的周期)。在合成处理的结尾，已经对每个光代码确定了百分比的产量和杂质的分布。合成之后，基于微型器件的组代码来分类微型器件以产生10组。每组包含每个类型的^兹代码的IO个副本。该处理产生库的10个副本，每个库的副本包含每个化合物的IO个副本，其中已经表征了每个微型器件上合成的化合物的纯度。在其中每个微型器件包含独特的光代码的库中，每个化合物可以由多个光代码(例如10个)表示。这允许在合成处理过程中识别误差并且在分析库的过程中忽略或记录误差。例如，在分类处理的每个布阵步骤的结束时可以监^L在微型器件上的光代码，结果如果在15步处理的第8步过程中包含光代码2341的微型器件被误布阵，那么在该微型器件上的化合物的组成是已知的，并且由此对于该微型器件的任何分析结果将不会对共享相同的磁分类代码并假定包含相同的化合物的其它微型器件的分析不利。组代码的使用相对于进行库的多个副本的其它方法具有显著的优势，因为它克服了当将大量对象随机划分到组时发生的泊松分布问题。除了能够进行化合物指定库合成，本发明的实施例还在制造和筛选随机库方面提供了实质性改善。从以定向形式显示粒子的能力获得的应用到化合物指定库的全部优点也应用至随机库。合成已知的预定成分和大尺寸的库的能力允许执行顺序库合成以快速地识别感兴趣的化合物。例如，在筛选第一库之后，可以基于研究第一库得到的结果来设计新的第二库。可以继续该处理直到获得期望的筛选结果以及识别具有期望的属性的合成化合物。这样的合成化合物包括禁止的分子、药物、结合的分子、催化剂等。可以在载体上合成的任何化合物落入本发明的范围内。目标隔离在此描述的实施例可以用于隔离连接至微型器件并通过某个光过程(直接或间接)可以辨别的感兴趣的任何项目。优选的例子是稀有细胞的隔离。可以将细胞的混合连接至微型器件，使得多个微型器件包含单个细胞。在布阵之后，可以通过光方法(例如荧光)以及那些隔离的微型器件识别包含感兴趣的细胞的微型器件。可以在光检测步骤之前的任何步骤通过光标记来瞄准细胞。然后隔离的细胞可以被用于进一步分析(例如基因表示、SNP分析、蛋白质概况等)。对于本领域普通技术人员来说显而易见，除了已经描述的实施例之外的更多变型例也不偏离本发明的范围。此外，在解释该公开时，所有的术语应该以与上下文一致的最宽可能的方式解释。特别是术语"包含"应该被解释为指的是非穷举形式的要素、成分或步骤，指示参考的要素、成分或步骤的存在，利用或与没有被明确参考的其它要素、成分或步骤的组合。当说明书和权利要求中指的是从A、B、C...以及N组成的组中选择出来的至少一个某物，文字应该被解释为从组中仅需要一个要素，而不是A加上N或B加上N等。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table>权利要求1.一种分类微型器件的方法，包括提供具有离散区域的阵列，所述离散区域施加磁力；使用所述磁力来关于所述区域定向微型器件；以及在从所述阵列移除微型器件的适当子集的情况下，向已被定向的微型器件应用移除力，作为微型器件的不同定向的函数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，微型器件具有0.1到500pm的最长线性尺寸，包含0.1pim和500pm。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括重复使用磁力和应用移除步骤的步骤。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括利用微型器件的集合，所述微型器件利用支持至少IO个选择的磁编码空间。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括利用微型器件的集合，所述微型器件利用支持至少103个选择的磁编码空间。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括利用微型器件的集合，所述微型器件利用支持至少106个选择的磁编码空间。7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括利用具有预定的磁化优选轴并且长宽比至少为1.2的^t型器件的集合。8.根据权利要求1所述的方法，其中，使用磁力来定向微型器件的步骤包括使得微型器件的子集的成员相对于所述子集之外的微型器件竖立。9.一种分类方法，包括使用具有预定的》兹化优选轴并且利用能够支持至少10个选择的磁编码空间的《效型器4牛；以及使用磁力来定向微型器件。10.根据权利要求1所述的方法，其中，微型器件具有0.1到500pm的最长线性尺寸，包含0.1jLim和500iLim;并且至少一些微型器件利用支持至少103个选择的磁编码空间。11.根据权利要求9所述的方法，其中，至少一些微型器件利用支持至少106个选择的^兹编码空间。12.—种分类方法在阵列上定位微型器件的集合；以改变微型器件的子集和所述阵列之间的磁相互作用的方式将磁场应用至微型器件；以及从所述阵列选择地移除所述微型器件的子集。13.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述集合中的每个微型器件具有0.1到500pm的最长线性尺寸，包含O.lpm和500|um，以及化学活性部位。14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括至少重复五次应用磁力并选择地移除的步骤。15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括利用微型器件的集合，所述微型器件利用多个磁编码区域，所述多个磁编码区域利用支持至少10个选择的编码空间。16.—种执行组合化学的方法，包括提供多个磁可定向的微型器件，每个微型器件包括化学反应部位，并且每个微型器件包括磁代码；使用微型器件的磁定向来将微型器件划分为至少第一集合和第二集合；在第一集合和第二集合的微型器件的反应部位执行不同的反应，然后重新组合至少部分第一集合和第二集合的微型器件；使用微型器件的磁定向来将重新组合的第一集合和第二集合中的微型器件划分到至少第三集合和第四集合；以及在第三集合和第四集合的微型器件的反应部位执行不同的反应，然后重新组合至少部分第三集合和第四集合的微型器件。17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括至少部分分类至少一些微型器件，作为在阵列上的这样的微型器件的定向的函数。18.根据权利要求16所述的方法，进一步包括使用分类的步骤以助于将重新组合的第一集合和第二集合中微型器件划分为至少第三集合和第四集合。19.根据权利要求17所述的方法，其中，至少一些代码支持至少103个不同的选择。20.根据权利要求16所述的方法，其中，至少一些代码支持至少106个不同的选择。21.—种显示方法，包括提供微型器件的集合，不同的微型器件的集合包括不同的磁代码；提供具有与不同的;兹代码互补的第一和第二布阵部位的阵列；将微型器件加入到所述阵列；以及对所述阵列应用外部磁场，使得微型器件的不同子集分别选择第一和第二部位。22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括至少额外的8个布阵部位，所述至少额外的8个布阵部位与来自第一和第二布阵部位的不同磁代码互补。23.—种库，包含第一、第二和第三微型器件，每个微型器件具有相互不同的f兹代码，以及具有相互不同的化学部分的区域。24.根据权利要求23所述的库，其中，每个相互不同的化学部分是聚合体。25.根据权利要求23所述的库，其中，每个相互不同的化学部分是肽或核酸。26.—种通过使用权利要求23的库而研究的化学实体。全文摘要粒子或其它微型器件被布置在具有离散区域(例如磁条)的阵列中，在磁场内定向，并且在从阵列中移除微型器件的适当子集的情况下通过应用移除力来进行分类，作为微型器件的不同定向的函数。也考虑了使用磁图案通过磁互补性来分类微型器件的收集的方法。优选的方法使用捕获和释放处理来分类微型器件，并且不像传统的分类器，不需要高粒子流速率。也考虑了微型器件库，其中微型器件具有相互不同的磁代码，以及具有相互不同的聚合的或其它化学部分的区域。文档编号G01N33/553GK101589307SQ200880002824公开日2009年11月25日申请日期2008年1月23日优先权日2007年1月24日发明者戴维·罗斯沃夫申请人:阿瑞欧米克斯公司