封闭方法与流程

本公开涉及用于在用于测定的基板比如微阵列上施加封闭组合物的方法和设备。

背景技术：

1、微阵列为生物材料(比如蛋白质、dna、抗原或抗体)的二维阵列，其沉积并且固定在通常由官能化的玻璃或塑料制成的固体和常见的平坦基板上。通常选择提供与生物材料的充分结合，并且也避免材料的任何改性(比如蛋白质变性)的基板。

2、典型地，一旦生物材料的微阵列已经沉积在基板上，将封闭缓冲液施加至微阵列表面以防止不需要的材料结合至基板表面。然后使微阵列与样品反应，并且通过合适的微阵列分析技术(例如暗场显微镜)进行检测。这种基于微阵列的技术用于血型检定和供体疾病筛查的示例是quotient的mosaiqtm。

3、不需要的材料与基板表面的结合通常被称为“非特异性结合”。非特异性结合的影响是，其在检测期间导致高背景水平，并且因此可影响从背景信号检测阳性应答(前景)的能力。期望的分析物信号与不需要的背景的量通常称为“信噪比”。过高的背景水平和/或低信噪比可导致异常结果，包括，例如所谓的“假阳性”或“假阴性”结果。

4、为了缓解非特异性结合并且减少假阴性结果，通常增加基板上生物材料的浓度，以便在随后的光学检测期间增加对比度。尽管这可提高灵敏度，但是这种方法可通过增加假阳性结果的发生，造成特异性降低的问题。这种由打印生物材料浓度增加引起的“假阳性结果”问题通常表现为所谓的“彗尾”效应。彗尾是生物材料(例如抗体)之间反应的结果，最初作为微阵列的一部分打印在基板上，但已迁移到其预期的特定打印区域之外，并且在与指定感兴趣的样本的随后反应期间导致彗尾现象。彗尾现象能够影响相邻打印区域的结果，并且使感兴趣打印区域的反应状态的不确定性增加。不希望受到理论的束缚，认为这种彗尾可能是由于在微阵列上施加封闭缓冲液的过程造成的。过长的封闭时间可导致dna点样被洗掉。微阵列特别容易出现这个问题，因为微阵列的表面通常是平的或基本上是平的。这种现象称为“彗尾”(eisen，m.b.和brown，p.o.(1999)dna arrays for analysis ofgene expression,methods in enzymology,303,179-205)。其他人认为，“彗尾”可能是由于点样过程中使用了高浓度的生物材料(例如抗体)。

5、ep2640876a1(honkanen等人)和ep2603325a1(oliver等人)公开了将孔内校准特征打印到测定基板上的方法。在靶板上施加封闭材料，靶板由多个孔形成，因此不会像微阵列一样受到潜在的“彗尾”效应的影响，并且该文档没有提供解决该问题的任何方案。

6、wo2013/037886(causette等人)公开了用于检测样品中分析物的方法。尽管将封闭材料喷洒在硝化纤维膜上，但是该膜不会像微阵列一样受到潜在的“彗尾”效应的影响，并且该文档也没有提供解决该问题的任何方案。

7、本发明的目的是消除和/或缓解与现有技术和/或传统方法和系统相关的限制和/或缺点。

技术实现思路

1、根据第一方面，提供了在用于测定的基板上施加封闭组合物的方法，该方法包括：

2、提供用于测定的基板；和

3、将封闭组合物喷洒在基板的至少一部分上。

4、方法可包括将封闭组合物喷涂在基板的至少一部分上。

5、用于测定的基板可包括固定化的物质或组合物。物质或组合物可固定至基板的表面。物质或组合物可固定在基板(表面)上的一个或多个离散位置。物质或组合物可以阵列的形式固定，即，在基板(表面)上的多个离散位置。基板的表面上可以具有该物质或组合物的一维、二维或三维阵列。典型地，基板的表面上可以具有该物质或组合物的二维阵列。通常，基板的表面，例如物质或组合物固定在其上的表面，是平坦的或平面的，或者基本上是平坦的。术语“平坦”和“平面”将理解为指宏观水平上的表面形状，即，在此理解为表面不包括可配置为接收物质或组合物的任何孔或槽。而是，物质或组合物在基本上连续的表面上被固定在基板的不同和/或离散位置。基板的至少一部分，例如，配置为接收该物质或组合物的基板表面的一部分，可以没有孔或凹部。

6、该物质或组合物可包括生物材料。

7、术语“生物材料”在本文中将理解为包括任何生物材料，无论是天然的还是合成的。

8、通常，生物材料可包含肽、蛋白质(包括重组蛋白)、氨基酸、核酸(dna和/或rna)、寡核苷酸、脂质、碳水化合物、酶、代谢产物、抗体(包括单克隆和/或多克隆抗体及其任何(抗原结合)片段)、抗原、细胞、红细胞、血浆、血清等。

9、在实施方式中，生物材料可包含抗体、基本上由抗体组成或由抗体组成。

10、在另一实施方式中，生物材料可包含红细胞、基本上由红细胞组成或由红细胞组成。

11、基板可称为“芯片”。

12、可提供单个基板，例如芯片。在这种情况下，方法可包括将封闭组合物喷洒至单个基板(例如芯片)上。

13、可提供多个基板，例如芯片。在这种情况下，方法可包括将封闭组合物喷洒至多个基板(例如芯片)上。

14、方法可包括将封闭组合物喷洒在生物材料的至少一部分上。

15、用于测定的基板可包括固体基板，固体基板在其表面上，例如在其基本平坦的表面上，具有多个离散量的(固定的)生物材料，例如点样。

16、用于测定的基板可包括微阵列或可为微阵列。

17、典型地，固定到基板表面的生物材料的离散量(例如点样)的大小(例如直径)可为约100μm至300μm，例如约150μm至250μm，典型地为约210μm+/-40μm。

18、封闭组合物可包含封闭缓冲液、可由封闭缓冲液组成或可基本上由封闭缓冲液组成。

19、应认识到，施加至基板(例如微阵列)上的封闭组合物的选择可取决于使用的微阵列，尤其是取决于所分析的基板材料、生物材料和/或样品。

20、封闭组合物，例如封闭缓冲液，可包含封闭剂，例如牛血清白蛋白(bsa)、血清和/或鱼胶。封闭组合物可进一步包含碱缓冲液，例如tris缓冲盐水(tbs)或磷酸盐缓冲盐水(pbs)。

21、典型地，固体基板可由玻璃、硅或比如硝化纤维的聚合物制成。

22、固体基板可任选地涂覆有涂层，可以选择改善或改变生物材料的性质或与生物材料的相互作用(包括粘附、固定、稳定等)的涂层。涂层可包含比如铝或金的金属、比如亲水性聚合物或亲水性聚合物(例如聚丙烯酰胺等)的聚合物或由包含比如铝或金的金属、比如亲水性聚合物或亲水性聚合物(例如聚丙烯酰胺等)的聚合物组成或基本上由包含比如铝或金的金属、比如亲水性聚合物或亲水性聚合物(例如聚丙烯酰胺等)的聚合物组成。

23、该方法可包括使用喷涂装置将封闭组合物喷洒(例如喷涂)至微阵列上。

24、喷涂装置能够将封闭组合物涂覆至基板(例如微阵列)上，以提供期望的封闭功能。不希望受到理论的束缚，认为，将封闭组合物喷涂在微阵列上可避免、减少或最小化未结合到基板的生物材料从其原始微阵列位置或点样处的不期望的迁移。这可有助于减少、最小化或避免任何“彗尾”效应。因此，有利地，本方法可以帮助维持或保持基板上具有的生物材料的完整性。本方法还可改善施加在基板上的封闭组合物的均匀性。本方法可以减少、避免和/或防止异常结果的发生，包括例如所谓的“假阳性”或“假阴性”结果。本方法可在随后的分析(例如检测和/或测量)期间提高灵敏度和/或特异性。

25、喷涂装置可包括压力驱动的，例如空气压力驱动的喷涂装置。喷洒装置可包括喷洒阀。喷涂装置可包括雾化器，雾化器包括喷嘴控制器。喷嘴控制器可配置为控制和/或调节0巴和2巴之间的液体压力和/或控制和/或者调节0巴至7巴之间的空气压力。喷嘴控制器可配置为将空气压力控制和/或调节在约1巴(100kpa+/-20kpa)。喷涂装置，例如喷嘴控制器，可配置为提供约1ml/分钟至约10ml/分钟的喷洒速率。

26、喷涂装置可包括超声喷涂装置，例如超声雾化器。喷涂装置可包括超声雾化器。超声雾化器可在约20khz至40khz的频率下操作。超声雾化器可包括压电转换器，其可由pzt(锆钛酸盐晶体)制成，并可配置为处理约250μl至约10ml的液体体积。典型地，封闭组合物的密度范围可以为约0.98g/ml至1.10g/ml，例如约0.99g/ml至1.08g/ml(在20℃下)，例如约0.9982g/ml和1.06g/ml(在20℃下)。超声雾化器可配置为提供约3ml/分钟至约6ml/分钟的喷洒速率。

27、方法可包括将封闭组合物作为颗粒喷涂，例如具有小于微阵列上生物材料的打印区域(例如点样区域)的尺寸(例如直径)的液滴。有利地，这可以有助于维持或保持基板上具有的生物材料的完整性。

28、方法可包括将封闭组合物作为颗粒(例如液滴)喷涂，颗粒的尺寸(例如直径)为约1μm至约200μm，例如以质量中值直径(mmd)测量。

29、当喷涂装置是压力驱动的喷涂装置时，该方法可包括将封闭组合物作为尺寸(例如直径)为约50微米至150微米、典型地约100微米的液滴喷涂。应当理解，液滴的尺寸可以根据用户设置的某些参数(例如压力和/或体积/速率设置)而变化。

30、当喷涂装置是超声喷涂装置(例如超声雾化器)时，方法可包括将封闭组合物作为尺寸(例如直径)为约20微米至100微米、典型地约50微米的液滴喷涂。应当理解，液滴的尺寸可以根据用户设置的某些参数(例如频率和/或体积/速率设置)而变化。

31、所述方法可包括气溶胶的形式喷涂所述封闭组合物。

32、该方法可包括以相对于基板约0°至180°的角度(通常在为约10°至170°)喷洒(例如喷涂)封闭组合物。

33、该方法可包括从约0mm至约1000mm，典型地从约1mm至约750mm的投影高度喷洒，例如喷涂封闭组合物。

34、当喷洒装置是压力驱动喷洒装置时，该方法可包括从约100mm至约1000mm的投影高度，典型地从约500mm至约750mm的投影高度喷涂封闭组合物。典型地，该方法可包括从约60cm+/-15cm的投影高度喷涂封闭组合物。

35、当喷涂装置是超声喷涂装置(例如超声雾化器)时，该方法可包括从约0mm至约750mm、典型地从约1mm至约500mm的投影高度喷涂封闭组合物，所述方法可包括从约5cm至约15cm的投影高度喷涂所述封闭组合物。

36、该方法可包括在基板的表面上，例如至少在其上沉积有生物材料的基板的表面区域上，基本上均匀地喷洒(例如喷涂)封闭组合物。

37、喷涂装置可以是压力驱动的喷涂装置或超声涂洒装置，并且该方法可包括从选择的投影高度喷涂封闭组合物，以提供基板的均匀覆盖。

38、因此，有利地，本发明提供了由封闭组合物覆盖基板表面的改进的均匀性。

39、不希望受到理论的束缚，认为在喷涂方法中使用较小的液滴尺寸和/或较低的速度，可提高涂层的均匀性和与封闭组合物的一致性，同时也降低了对固定在基板表面上的生物材料的点样的损坏风险。

40、有利地，喷涂装置可包括超声雾化器。通过这样的设置，该方法可包括以降低的速度，用小尺寸(通常约20微米至100微米，例如约50微米)的液滴，以及从低的投影高度(通常约5cm至约15cm)喷涂封闭组合物。这可以与传统方法形成对比，传统方法使用从更高的投影高度和以更大的颗粒进行高速喷洒，这会导致基板表面上的液滴“反弹”和/或破坏和/或损坏固定在表面上的生物材料点。因此，本发明的方法可以通过封闭组合物提供基板(例如微阵列)涂层的改进的完整性、均匀性和一致性。

41、该方法可包括在已经沉积在基板上的生物材料的一个或多个点上，例如在每个点上，离散地喷洒封闭组合物。

42、该方法可包括在基本上限于其上沉积有生物材料的基板的表面区域(本文称为“打印区域”)上喷洒(例如喷涂)封闭组合物。这可以有助于保持喷涂区域的表面张力。

43、该方法可包括在包括生物材料已沉积在其上的基板的表面区域的区域上喷洒(例如喷涂)封闭组合物，但不包括没有生物材料的微阵列的区域(其可称为“空喷区”)。该方法可包括在包括生物材料已经沉积在其上的基板的表面区域但不包括微阵列基板的外周区的区域上喷洒，例如喷涂封闭组合物。

44、该方法可包括将第一封闭组合物喷洒(例如喷涂)到具有或固定在基板上的生物材料的第一部分上。该方法可包括，例如随后，将第二封闭组合物(其可以与第一封闭组合物相同或不同)喷洒在具有或固定在基板上的生物材料的第二部分上。

45、典型地，微阵列基板的未被封闭组合物涂覆的区域可以从打印区域的约5mm，例如约10mm，例如约50mm向外延伸。

46、典型地，通过封闭组合物处理(例如涂覆)的微阵列基板的面积可以具有约100mm×100mm至约150mm×150mm，典型地约128mm×128mm的尺寸。

47、该方法可包括每种基板喷洒(例如喷涂)体积为约0.5ml至约20ml，例如约1ml至约10ml，典型地约1.0ml至约8.6ml的封闭组合物。

48、该方法还可包括：

49、在基板上施加样品，以及

50、分析基板。

51、典型地，分析步骤包括检测和/或测量基板上的样品。

52、有利地，本发明的封闭方法可在随后的分析步骤期间，例如在检测和/或测量期间，帮助提高特异性和/或灵敏度。

53、方法可以减少、避免和/或防止异常结果的发生，包括例如所谓的“假阳性”或“假阴性”结果。该方法可以减少、避免和/或防止“彗尾”效应的发生。

54、根据第二方面，提供了一种在用于测定的基板上施加封闭组合物的方法，该方法包括：

55、提供用于测定的基板，其中用于测定的所述基板包括固体基板，所述固体基板在其表面上具有多个生物材料的离散点，并且其中所述基板的表面基本上是平坦的；以及将封闭组合物喷洒在基板的至少一部分上。

56、有利地，该方法可允许保持固定在基板上的生物材料的完整性。

57、该方法可包括将封闭组合物喷洒在生物材料的至少一部分上。

58、该方法还可包括：

59、在基板上施加样品，以及

60、分析基板。

61、典型地，分析步骤包括检测和/或测量基板上的样品。

62、有利地，本发明的封闭方法可在随后的分析步骤期间，例如在检测和/或测量期间，帮助提高特异性和/或灵敏度。

63、该方法可以减少、避免和/或防止异常结果的发生，包括例如所谓的“假阳性”或“假阴性”结果。该方法可以减少、避免和/或防止“彗尾”效应的发生。

64、因此，在第三方面，提供了减少、避免和/或防止异常结果发生的方法，该方法包括：

65、提供用于测定的基板，其中用于测定的所述基板包括固体基板，所述固体基板在其表面上具有多个生物材料的离散点，并且其中所述基板的表面基本上是平坦的；以及将封闭组合物喷洒在基板的至少一部分上。

66、该方法还可包括：

67、在基板上施加样品，以及

68、分析基板。

69、关于第一方面描述的特征可以同样地应用于根据第二方面或第三方面的方法，并且这里仅出于简要的原因而不重复。

70、根据第四方面，提供了用于在用于测定的基板上施加封闭组合物的设备，该设备包括：

71、用于接收用于测定的基板的基板支持件；和

72、喷洒装置，其配置为将所述封闭组合物喷洒在所述基板上。

73、典型地，可在基板支持件(例如微阵列保持件)上提供基板(例如微阵列)。

74、基板支持件可以具有配置为支撑基板、基板支持件、微阵列或微阵列保持件的接收元件。

75、基板支持件可以具有配置为在使用中将基板、基板支持件、微阵列或微阵列保持件保持在位的保持元件。保持元件可包括或可以附接到接收元件的一对引导件的形式提供。

76、保持元件的尺寸可以设置成接收常规尺寸的基板、基板支持件、微阵列或微阵列保持件。保持元件可以是可调节的，以便接收不同尺寸的基板、基板支持件、微阵列和/或微阵列保持件。

77、该设备，例如基板支持件，可包括掩蔽元件，该掩蔽元件配置为定位在基板、基板支持件、微阵列保持件或微阵列上方。掩蔽元件可以配置为覆盖基板、基板支持件、微阵列保持件或微阵列的至少一部分。掩蔽元件可配置为覆盖微阵列保持件和微阵列的一部分。

78、掩蔽元件可配置为覆盖在其表面上没有任何生物材料的基板或微阵列的外周区。

79、掩蔽元件可配置为使提供或固定在基板上的生物材料的第一部分不被掩蔽，和/或覆盖提供或固定于基板上的生物学材料的第二部分。这可允许将第一封闭组合物喷洒在未被掩模元件覆盖的基板的第一部分上。随后，可将第二封闭组合物(其可与第一封闭组合物相同或不同)喷洒在第二部分上。

80、微阵列保持件和/或微阵列的一部分可夹在接收元件和掩蔽元件之间。基板和/或基板支持件的一部分可夹在接收元件和掩蔽元件之间。

81、掩蔽元件可例如通过销、凸耳、夹子、螺栓等可拆卸地附接至接收元件。

82、掩蔽元件可在其中心区附近具有开口。开口的大小可被设置为与待涂覆有封闭缓冲液的微阵列的面积基本匹配。通过这样的设置，掩蔽层可保护微阵列的应当保持没有封闭缓冲液的区域。

83、典型地，该开口的尺寸可为约100mm×100mm至约150mm×150mm，例如约128mm×128mm。

84、该设备可包括外壳，通常是刚性外壳，其配置为至少部分地围绕或容纳喷涂装置。外壳可配置为保持、固定、控制和/或调节喷涂装置的位置。外壳可以配置为限制、减少和/或最小化外壳内和/或喷洒装置与基板之间的湍流，这可以有助于改善喷洒方法的质量，包括例如控制喷涂过程的均匀性和/或可重复性。

85、设备外壳可提供用于接收和/或固定微阵列保持件和/或微阵列的基板支持件。

86、外壳可包括框架，其通常可为立方体形状。框架可包括或可连接到一个或多个支脚。

87、外壳可设置有一个或多个侧面或面板，该侧面或面板配置为至少部分地将任何喷洒的材料限制在外壳的内部。方便地，至少一个侧面或面板(例如多个侧面或面板)可以是透明或半透明的，以允许用户观察和/或监视外壳的内部。一个或多个侧面或面板可由玻璃或塑料制成。

88、外壳可包括后背板和在后背板的每一侧上的侧板。外壳可以是其前侧的门。门可由透明或半透明材料制成，例如玻璃或塑料，以允许用户查看和/或监视外壳内部。门可允许进入外壳的内部。门可铰接至外壳，例如其框架。

89、通常，外壳(例如框架)的高度可为约50cm至150cm，例如通常为约75cm。

90、通常，外壳(例如框架)的宽度可为约20cm至100cm，例如25cm至75cm，通常为约50cm。

91、通常，外壳(例如框架)的深度可为约20cm至100cm，通常为约50cm的深度。

92、外壳可包括支撑框架，通常位于其后部附近，其配置为连接和固定喷洒装置。有利地，支撑框架可以配置为连接和固定第一安装板。

93、第一安装板可以配置为支撑第一喷洒装置。

94、支撑框架可包括或可形成支柱或轨道，支柱或轨道可附接到框架或可形成框架的整体部分。有利地，支撑框架，例如其轨道或支柱，可相对于框架移动，例如在二维和/或在垂直平面中，以便允许调整其高度和宽度。

95、方便地，可提供第一连接件，例如第一铰接臂，其可以附接到第一安装板，例如附接到其中的孔。第一连接件，例如铰接臂，可以配置为附接到第一喷洒装置。第一连接件可以配置为允许调节第一喷洒装置的位置、高度和/或喷洒角度。

96、第一安装板可大致垂直和/或大致平行于后背板设置。

97、第一喷洒装置可包括或可以是超声喷涂装置，例如超声雾化器。

98、该设备可包括第二安装板，其配置为支撑第二喷洒装置。第二安装板可以配置为充当外壳的上面板，并且在使用中可基本上水平地设置。第二安装板可以附接到框架的上部。

99、方便地，可以提供第二连接件，例如第二铰接臂，其可以附接到第二安装板，例如附接到其中的孔。第二连接件，例如第二铰接臂，可以配置为附接到第二喷洒装置。

100、第二连接件可以配置为允许调节第二喷洒装置的位置、高度和/或喷洒角度。

101、第二喷洒装置可包括或可以是空气压力驱动的喷涂装置，例如具有喷洒阀的喷涂装置。

102、该设备可包括第一喷洒装置、第二喷洒装置或两者。换言之，此处使用的术语“第二”不一定意味着存在称为“第一”的特征，例如第一喷洒装置、第一安装板和/或第一连接件。

103、例如，如果不使用第二喷洒装置和/或如果仅使用第一喷洒装置，则可不提供第二安装板和/或该设备可包括连接到框架上部的上面板。上面板可由透明或半透明材料制成，例如玻璃或塑料。

104、该设备可包括配置为支撑基板支持件(例如其接收元件)的可移动平台。

105、该可移动平台可包括一个或多个移动装置，例如轮子或轴承，以允许可移动平台在第一方向上移动。

106、可移动平台可包括一个或多个移动装置，例如轮子或轴承，以允许可移动平台沿第二方向移动。

107、可移动平台可包括一个或多个轮子，以允许可移动平台在第一方向上移动。第二方向可为横向的，例如垂直于第一方向。

108、可移动平台可包括控制装置以控制或操作可移动平台的移动。通过这种设置，用户能够通过喷洒装置，例如通过控制施加的持续时间和所处理的微阵列的精确面积来控制封闭缓冲液的施加。

109、可手动操作或控制可移动平台的移动。控制装置可包括手柄，以允许用户移动平台。

110、可电子地和/或远程地操作或控制可移动平台的移动。控制装置可包括用户接口，该用户接口可以与可移动平台通信，例如有线或无线通信。方便地，用户界面可以位于外壳外部，以便在使用中将封闭缓冲器限制在外壳内。

111、该设备可包括容器，例如托盘，其配置为收集由喷洒装置分配的过量封闭缓冲液。

112、该设备还可包括可渗透的片材或搁架，其配置为支撑可移动平台并允许通过搁架排出过量的封闭缓冲液。提供可渗透片材或搁架可为可移动平台提供适当的支撑表面，用于移动(例如滚动)，同时允许过量的液体通过，例如进入容器(例如托盘)。

113、为了避免疑问，关于本发明的任何方面描述的任何特征可以以任何适当的组合应用于本发明的任意其他方面。例如，方法特征可以应用于设备特征，反之亦然。