CN100368556C - 微阵列的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备微阵列同时检测所制备的微阵列质量的方法。该方法包括：(a)提供众多的试剂；(b)以预先确定的排列方式将众多试剂装载到微配送器上；(c)通过所述微配送器将试剂分配到测试阵列上，检验所述测试阵列上的试剂；(d)将所述试剂分配到众多微阵列上；和(e)通过图像记录装置拍摄图像来检查微阵列上的试剂斑点。

Description

微阵列的制备方法
技术领域
本发明涉及一种制备生物芯片的方法，更具体地，涉及一种制备微阵列和检验微阵列内容物的质量和特性的方法。
背景技术
近来微阵列技术在生命科学和生物医学研究领域中已成为一种有用的工具。微阵列通常包含有固体基质(如载玻片，硅晶片，和基于尼龙或聚合物的基质)，其包含许多以预先排列的方式固定在它表面的不同试剂。这些试剂(已知为探针)通常是因它们对在生物样品中发现的它们的配对物(已知为目标物)高度的特异性和反应性，例如结合的亲和性而被选择。在实验控制的条件下，在将生物样品施用于微阵列上后，通过各种靶标记技术和适当的检测装置，可观察到每个探针与生物样品中它的对应目标物之间的相互作用，从而提供给微阵列使用者以关于待检生物样品中目标物的定性和定量信息。
随着微阵列技术持续发展，越来越多的要求微阵列具有高品质和一致的性能。而一致的和高品质的微阵列的提供取决于在微阵列制备过程中实行完善的质量控制程序。然而，微阵列制备的质量控制方法取决于制备微阵列的方法而基本上是不同的。当前制备微阵列特别是DNA微阵列的方法，可以归为两类：原位合成法(in-situ synthesis method)(参见美国专利号5,436,327，美国专利号5,700,637以及美国专利号5,445,934)和点阵法(spotting method)(参见美国专利号5,551,487，美国专利号5,807,522和6,110,426)。原位合成法是直接在微阵列玻片表面上合成DNA探针。在这种制备过程中，于预先设计的位置上将同时进行数以万计的DNA合成反应。既然每个探针是直接于玻片表面上合成，则在微阵列生产前后不可能直接分析每个单独探针的质量和同一性。在该领域中当前的实践是对于原位合成法而言在微阵列制备过程中包括对照探针。(参见Affymetrix技术指南“Manufacturing Quality Control andValidation Studies of GeneChipArrays”)。这些对照探针与其他探针一起在微阵列上合成，然后通过与对照探针特异的目标物杂交来分析。然而，这种质量控制方法只可在制备过程中整体检验原位合成程序，而不能分析在每个制备的微阵列上每个单独探针的质量和同一性。原位合成法的另一个质量控制局限是尚未开发检验程序来保证微阵列表面上每个设计的位置被所需的探针所占据。这由于探针是在微阵列表面上直接合成，并且没有可检测的特征来检测该过程。
开发适于原位合成法的质量控制程序的局限不适用于制备微阵列的点阵法。在点阵法中，所有探针的合成是首先完成的。然后以预先排列的方式通过微量液体配送器将探针沉积到活化的固体基质表面上(美国专利号5,807,522)。预先合成的探针通过依赖于固体基质表面和探针的性能的各种分子相互作用(如共价键合)固定于活化的固体基质上。由在点阵法中使用的探针是预先合成的，因此在分配过程前可进行探针品质的检验。例如，几个微阵列制造商已在分配过程前使用质谱分析法来检验探针分子量图谱(molecular weight profile)来作为探针纯度的指标。此外，由于每个探针被分配在固体基质表面上，因此在分配过程中通过观察每个探针液滴来进行质量控制程序以保证探针将被分配到固体基质表面上的设计的位置(参见美国专利号5,601,890)。
虽然将几种质量控制程序用于制备微阵列的点阵法，但是通过当前的实践仍有许多领域仍待解决。例如，在探针合成以及后续的处理过程如探针的包装，存贮以及填装入配送器期间可能发生错误。这些错误，仅仅命名了一些，包括合成后错误的探针标记或将探针填装入液体配送器的错误试剂容器中。而这类错误只要在完成所有探针处理程序后，检验分配的探针的同一性(如DNA探针的部分序列)即可避免。此外，现有的探针分配监控系统的生产量尚不足以提供批量生产微阵列的足够能力。例如现有技术(美国专利号5,601,890)公开的探针液滴监控法仅能在一个时间监控一个单一的分配单元，这不能提供足够的生产量来大规模生产微阵列，特别是高密度的微阵列。
利用点阵法制备微阵列的关键步骤是将探针固定在微阵列固体基质表面。为了实现阵列对阵列一致性的质量需求，将恒量的探针分子固定在每个制备的微阵列中所设计的位置上是重要的。Battaglia等(2000)发表的文章公开了一种测量固定在固体基质表面上的DNA探针的量的方法。此方法利用SYBR green II，一种荧光DNA染色染料，用以检测固定于固体基质表面的DNA探针分子的量。此法的缺点是当实施微阵列的制备过程时，需要进行另外的染色、检测、去染等步骤，这将明显降低生产能力。因此该发表的方法更适于如杂交结果的数据分析这样的较低生产量的应用，以消除因探针固定改变而导致的数据偏差。因此，在微阵列制备制程中，尚未开发质量控制程序以保证探针固定的一致性。
本发明提供一种适于点样微阵列制备过程的质量保证方法。该质量保证方法可检验在制备的微阵列中探针容量的质量和同一性，可保证所有的探针均分配到它们的设计的位置，并且在制备微阵列的过程中将恒量的探针分子固定在固体基质表面上。
发明内容
发明概述
本发明的目的是提供一种质量保证方法，当实施微阵列制备过程时其可生产具有检验的容量和一致的质量的微阵列。在主题方法中，包括在制备的微阵列中的每种试剂或探针在装填入配送器前对其纯度进行分析，其中所述试剂或探针是寡核苷酸，肽或其衍生物。微配送器的模式可以是适于浸渍的单一的喷嘴或在一个基质中的多个分配喷嘴。令人满意的试剂的纯度标志可以是分子量的狭窄分布(narrow distribution)。测量分子量分布的方法包括电泳，质谱，高效液相色谱或分光光度计。将检验过纯度的试剂充填至微阵列配送器中，并分配于测试阵列上，所述测试阵列的试剂的排列与将制备的微阵列上试剂的排列相对应。将测试阵列上的试剂进行同一性检验程序。该程序，特别适于寡核苷酸或肽，可以利用MALDI-TOF MS以显示探针的部分序列。将部分序列与它的原始序列相比较以检验仅正确的试剂分配在微阵列上的设计的位置。完成分配过程后，将微阵列置于图像记录装置，来拍摄包含所有沉积在微阵列表面上的液滴的图像。然后检查图像，优选借助于计算机和图像分析软件，来鉴别任何有缺陷的微阵列。有缺陷的微阵列是那些不具有所有沉积在设计位置的探针的微阵列。无分配缺陷的微阵列进入固定过程，然后进行洗涤步骤以从微阵列表面去除未吸附的试剂。
本发明所使用的试剂可以任选地被标记物用化学方法或酶方法标记，该标记物可发出可被某些装置检测的信号。该信号可以是荧光信号，装置可以是荧光扫描光度计。本发明的方法可以选择性地包括一个附加的步骤，其观察在固定过程和洗涤步骤后，从被制备的微阵列上的试剂所占据的位置发出的标记物的信号强度。从微阵列上的试剂位置检测的信号强度被用来确定固定在微阵列表面的探针分子的量。
当结合附图，从下述详细描述中本发明的其它目的，优点和新颖的特征将变得更明显。
附图说明
图1是探针同一性检验方法的实施方案的图示。
图2是试剂同一性检验方法的另一个实施方案的图示。
图3是试剂分配检验方法的实施方案的图示。
图4是固定检验方法的实施方案的图示。
图5是基于图2中描述的实施方案，通过MALDI-TOF MS获得的同一性检验分析结果。
图6是用图像记录装置，CCD相机拍摄的分配检验图像；和
图7是激光激发的荧光扫描光度计拍摄的固定检验的荧光强度图像。
发明详述
本发明的方法提供了质量保证程序以检验试剂或探针的质量和同一性，分配过程的完成和在微阵列制备过程中微阵列表面上的固定效率。试剂质量和同一性检验的实施方案包括下述步骤：(a)提供众多试剂；(b)分析所述试剂的纯度；(c)以预先确定的排列方式将所述试剂装入微配送器上；(d)通过所述微分配器将所述试剂分配在测试阵列上，其中所述试剂在所述测试阵列上的分配模式与所述微配送器的装填所述试剂的所述排列相对应；(e)鉴定所述测试阵列上的所述试剂，然后检验所述测试阵列上的所述试剂的同一性是否与装填到所述微配送器中的所述试剂的同一性相匹配。如果来自步骤e的同一性检验结果是令人满意的，然后将所述微配送器安装在微阵列生产线来在众多微阵列上分配所述试剂。包括在该实施方案中的步骤的示意性解释在图1中例证。
该实施方案中的试剂或探针可以是任何常规的试剂。优选地，试剂或探针是生物材料。更优选地，试剂或探针是寡核苷酸，肽或其衍生物。在大多数情况中，以足以适于大批量生产的量来制备或购买试剂或探针。将试剂再悬浮在适当的溶液中来装填到微配送器中，并分配到微阵列的表面上。在图1展示的具体实施方案中，试剂是预合成的寡核苷酸，再悬浮的溶液是双蒸馏水。所述寡核苷酸的终浓度为0.1-100μM。优选的浓度为5-50μM。在装入微配送器前分析试剂的纯度。具体试剂的令人满意的纯度的标志可以是它的分子量的狭窄分布。测量分子量分布的方法包括电泳，质谱，液相层析或分光光度计。如果试剂的纯度是令人满意的，则将试剂以预先确定的排列方式装填入微配送器中。在分配到微阵列表面前，首先将试剂分配到测试阵列上，其中测试阵列上试剂的排列与将制备的微阵列上的排列相同。因此，分配在测试阵列上设计位置的试剂将与分配在将制备的微阵列上相应位置的试剂相同。通过检验测试阵列上设计位置的试剂的同一性，也确定了制备的微阵列上相应位置的试剂的同一性。所述测试阵列可以是多孔平板，一组微量管或固体基质。
取决于试剂的性质，可通过各种试验来检验每种试剂的同一性。在图1显示的实施方案中，通过飞行质谱的基质辅助激光脱附电离时间(Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight MassSpectrometry)(MALDI-TOF)，通过确定它的部分序列来检验寡核苷酸探针的同一性。该同一性检验试验包括下述步骤：(1)使用蛇毒磷酸二酯酶对测试阵列中的寡核苷酸进行部分消化；(2)将来自步骤(1)的消化产物进行MALDI-TOF MS，以揭示消化的寡核苷酸的分子量分布；(3)将消化探针的分子之间的分子量差异转变成一列序列；和(4)将从该试验获得的序列与探针的原始序列相比较。在Roskey M.T.等的出版物(1996)中可找到MALDI-TOF MS DNA测序的原理和试验条件的详细信息。对于MALDI-TOF MS而言获得寡核苷酸探针的部分序列所需的时间是非常短的，但该试验的灵敏度和精确度是高的。这些优点使得该同一性检验试验非常适于在制备微阵列的方法中实施。在某些情况下，同一性检验试验可能不适用于分配在测试阵列上的试剂。例如，分配在测试阵列上的试剂的量可能对该试验而言是不充分的。在另一个实施例中，试剂的分配溶液可包含例如盐或有机溶剂的成分，其干扰试验的精确度。在这种情况下，提出了检验试剂质量和同一性的另一个实施方案。在该实施方案中，如图2所示，首先分析试剂的纯度，其类似于图1所示的实施方案中所进行的程序。然而，检验纯度后，在将剩余的大多数试剂装填入微配送器前将每种试剂的小等分试样置于测试阵列中，以代替将试剂装填入微配送器然后通过微配送器分配在测试阵列上。等分试样的量应对于同一性检验试验而言是充分的。测试阵列中试剂排列与微配送器中试剂排列相同。因此，通过检验位于测试阵列中设计位置的试剂的同一性，也确定了微配送器中相应位置的试剂的同一性。微配送器的分配活动是预先程序化的并且是可追踪的。由于检验了微配送器中试剂同一性，所以也检验了用微分配器制备的微阵列的表面上分配的试剂的同一性。
在微阵列制备过程中的试剂分配过程中，可能出现一些问题导致将试剂分配在错误位置或根本不分配在微阵列表面上。这些问题包括制备装置的机械故障和制备环境的非预期改变。本发明包括一种确定分配的实施方案，如图3所示，以保证所有试剂均分配在制备的微阵列表面上它们的设计位置。对于每种制备的微阵列，在完成分配所有试剂后，立即用安装在微阵列生产线中的图像记录装置拍摄包含所有通过微配送器分配的所有试剂液滴的完整微阵列表面的图像。本实施方案的试剂可以是任何常规试剂。优选地，试剂是生物材料。更优选地，试剂是寡核苷酸，肽或其衍生物。在一些情况下，可将某些适当的染料添加到试剂溶液中，以增强图像记录结果。本实施方案的图像记录装置可以是任何常规的图像记录装置。优选地，图像记录装置是数码相机，.电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。优选借助于安装有图像分析软件的计算机检测所述图像，以证实所有的试剂均被分配到该检测微阵列表面上的它们的设计位置上。如果分配证实结果不令人满意，将从生产线去除该检测的微阵列并丢弃。如果分配证实结果能令人接受，则将该检测的微阵列进行固定步骤，然后进行洗涤步骤以从该微阵列表面去除未附着的探针分子。
为了实现阵列对阵列一致性的质量需求，本发明包括一个用于探针固定检验的实施方案，如图4所示。该实施方案的目的是维持固定在每个制备的微阵列中的设计位置上的恒量探针分子。本实施方案的探针可以是任何常规试剂。优选地，试剂是生物材料。更优选地，试剂是寡核苷酸，肽或其衍生物。在本发明中使用的试剂可任选地被标记物用化学方法或酶学方法标记，所述标记物发出能被某些装置检测的信号。在这个具体实施方案中，该标记物发出一种荧光信号，检测装置是激光激发的荧光扫描光度计。在该实施方案中，在通过固定过程和从微阵列表面去除未附着探针分子的洗涤过程处理微阵列后，荧光扫描仪测量从微阵列表面上被探针占据的位置发出的荧光信号强度。用从微阵列上探针位置检测的信号强度来确定固定在微阵列表面的探针分子的量。如果固定在制备的微阵列上的探针分子的量不令人满意，将从生产线去除该微阵列并丢弃。
本发明的方法可以用于广泛种类的微阵列或包含以阵列形式排列的试剂的任何其它生化工具。例如，为了产品质量保证，包含蛋白质，肽，寡核苷酸，DNAs，RNAs，或甚至化学品的阵列或微阵列均可实施本发明的方法。适于本发明的固体基质可以是任何常规的固体基质。优选地，固体基质是硅，玻璃，尼龙或聚合物基质。
具体实施方式
如下列出了解释本发明方法的许多实施例。
实施例1
关于图1，试剂同一性检验方法的实施方案的图示，该方法包含以下步骤：(a)提供众多的试剂11；(b)以预先确定的排列方式将众多的试剂11装载到微配送器10上；(c)通过所述微配送器将试剂分配到测试阵列20上；(d)检验所述测试阵列20上的试剂；(e)将所述试剂分配到众多的微阵列30上。在图1所示的实施方案中，试剂是预先合成的寡核苷酸，再悬浮溶液是双蒸馏水。所述寡核苷酸探针的终浓度为0.1-100μM，优选浓度为5-50μM。
实施例2
关于图2，试剂同一性检验方法的实施方案的图示，该方法包含以下步骤：(a)提供众多的试剂11；(b)以预先确定的排列方式将众多的试剂同时装载到微配送器10和(b’)测试阵列20上；(c)检验所述测试阵列20上的试剂；(d)将所述试剂分配到众多微阵列上。在图2所示的实施方案中，试剂是预先合成的包含60个核苷酸的寡核苷酸。再悬浮溶液是双蒸馏水。可将试剂手动或机械装载到测试阵列上。所述寡核苷酸探针的终浓度为0.1-100μM。优选的浓度为5-50μM。分配于测试阵列20上的试剂的量为10μL。图5显示利用MALDI-TOF MS，测试阵列中具体寡核苷酸探针D1(SEQ.ID.NO.1)的同一性检验结果。作为D1寡核苷酸合成反应基础的原始D1序列为5’-GAA AGA GGC TGT TAT TCT CAT TTA TTT TGC TAT ACA GGA TGT AAT AGG TCA GGTATT TGG-3’。质谱揭示的部分序列是5’-CTG TTA TTC T-3’，其与原始序列的部分相匹配，并且在示于图5的D1序列中下画线标出。这个结果证实在测试阵列中为D1探针设计的位置分配的试剂实际是D1本身。
实施例3
关于图3，示意性显示部分微阵列制备过程，以解释试剂分配检验方法的实施方案。四个微阵列，微阵列31，32，33和34是处于制备过程的不同阶段：分别是试剂分配a1，图像记录a2，从生产中去除a3，和进行试剂固定a4。用图像记录装置51拍摄的微阵列33的图像显示四处错误的试剂液滴。计算机图像处理软件50检测缺陷，并向生产线发出信号，以丢弃微阵列33。在微阵列34的图像中未检测到缺陷，因此微阵列34可以进行试剂固定步骤a4。图6显示在图3中记录的微阵列的实际图像。可以容易地鉴定制备的微阵列的缺陷(3个白色方框显示无斑点的缺陷)。
实施例4
关于图4，示意性显示部分微阵列制备过程，以解释试剂分配检验方法的实施方案。在本实施方案中使用的探针用荧光标记物标记，所述标记物发出能被图4所示的激光激发的荧光扫描光度计检测到的荧光。五个微阵列，微阵列35，36，37，38和39处于制备过程的不同阶段：探针固定b1，洗掉未附着的探针b2，用激光激发的荧光扫描光度计扫描b3，从生产中去除b4，和进行制备过程的下一步b5。在微阵列38表面探针位置检测的荧光强度的所需的强度低，表示非足够量的探针分子固定在微阵列38的表面上。计算机52中的荧光信号处理软件检测固定缺陷，并向生产线发出信号以丢弃微阵列38。在微阵列39表面上检测的荧光强度正常并且满足制备要求；因此微阵列39可以进行制备过程的下一步b5。在图7中，图片A显示在图4中表示为微阵列38的具有低探针固定效率的微阵列的荧光扫描图像。图7的图片B显示在图4中表示为微阵列39的具有正常探针固定效率的微阵列的荧光扫描图像。图7中显示的探针是用荧光标记物Cy3标记的寡核苷酸探针。
尽管相对于它的优选实施方案已对本发明进行了解释，可以理解在未脱离后附所要求的本发明的精神和范围的条件下可进行很多其它可能的修饰和改变。
序列表
<110>华联生物科技股份有限公司
<120>制备微阵列和检验它的方法
<130>P5975/0573-01US
<140>10/465,588
<141>2003-06-20
<150>10/465,588
<151>2003-06-20
<160>1
<170>PatentIn version 3.2
<210>1
<211>60
<212>DNA
<213>人工的
<220>
<223>人工寡核苷酸探针
<220>
<221>Unsure
<222>(1)..(60)
<223>人工探针
<400>1
gaaagaggct gttattctca tttattttgc tatacaggat gtaataggtc aggtatttgg    60

Claims (16)

1.微阵列的制备方法，其包含以下步骤：
a.提供众多的试剂；
b.以预先确定的排列方式将所述试剂装载到微配送器上；
c.将所述试剂分配到测试阵列上，其中所述测试阵列上的所述试剂的分配模式与所述微配送器中所述试剂的所述预先确定的排列相对应；
d.检验所述测试阵列上的所述试剂，然后检验所述测试阵列上的所述试剂的同一性是否与装载到所述微配送器中的所述试剂的同一性相匹配；
e.将步骤b中所述试剂分配到众多的微阵列上；
f.用图像记录装置记录所述微阵列完整表面的图像，以检验分配到所述微阵列表面上的所述试剂的液滴；和
g.将所述微阵列进行固定步骤，然后进行洗涤步骤以从所述微阵列表面去除未附着的试剂。
2.如权利要求1所要求的方法，还包含步骤h，其观察来自被所述微阵列表面上所述众多试剂占据的位置的标记物的信号强度，以测定固定在所述微阵列表面上的所述试剂的量，其中所述标记物被标记到如步骤a所提供的所述试剂上。
3.如权利要求1所要求的方法，还包含步骤a1，其中分析所述众多试剂的纯度。
4.如权利要求1所要求的方法，其中所述众多试剂包含生物材料。
5.如权利要求4所要求的方法，其中所述生物材料是寡核苷酸，肽或其衍生物。
6.如权利要求1所要求的方法，其中所述测试阵列是多孔平板，一组微量管或一种固体基质。
7.如权利要求1所要求的方法，其中步骤b和步骤c顺序可以顺序，反向或是同时进行。
8.如权利要求3所要求的方法，在步骤a1中，其中众多所述提供的试剂的分析是基于所述试剂的分子量的差异。
9.如权利要求8所要求的方法，其中所述试剂的分子量是通过电泳，质谱，液相层析或分光光度计来揭示的。
10.如权利要求1所要求的方法，其中通过测序来检验所述测试阵列上所述试剂的同一性。
11.如权利要求10所要求的方法，其中通过MALDI-TOF MS(飞行质谱的基质辅助激光脱附电离时间)对所述测试阵列上的所述试剂进行测序。
12.如权利要求10所要求的方法，其中当所述同一性检验结果为所述测试阵列上的所述试剂的同一性与装载到所述微配送器的所述试剂的同一性匹配时，所述微配送器适于微阵列制备。
13.如权利要求1所要求的方法，在步骤f中，其中所述图像记录装置是CCD或CMOS传感器。
14.如权利要求13所要求的方法，其中所述图像记录装置还包含安装有一种图像分析软件的计算机以检验分配到所述微阵列表面上的所有所述试剂。
15.如权利要求2所要求的方法，其中所述标记物是在化学上或酶学上有活性的部分
16.如权利要求2所要求的方法，其中所述标记物是放射性同位素或荧光发色团。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7108979B2 (en) * 2003-09-03 2006-09-19 Agilent Technologies, Inc. Methods to detect cross-contamination between samples contacted with a multi-array substrate
WO2008042960A2 (en) * 2006-10-03 2008-04-10 Kalypsys, Inc. Droplet detection system
CN103234962A (zh) * 2013-05-09 2013-08-07 董建国 一种阴道微生态环境传感器及其制作方法
CN108458749A (zh) 2017-02-20 2018-08-28 台湾生捷科技股份有限公司 用于在线测量微阵列的质量的方法
GB2566113B (en) * 2017-09-05 2022-12-07 Arrayjet Ltd Microarrayer for dispensing reagent on a substrate and a method for obtaining images of the substrate during the operation of said microarrayer
GB2566111B (en) * 2017-09-05 2022-07-13 Arrayjet Ltd Method and device for producing a printed microarray and verifying the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999039817A1 (en) * 1998-02-06 1999-08-12 Affymetrix, Inc. Method of quality control in manufacturing processes
CN1255552A (zh) * 1998-12-01 2000-06-07 宋克 通用微方阵
US6268131B1 (en) * 1997-12-15 2001-07-31 Sequenom, Inc. Mass spectrometric methods for sequencing nucleic acids
EP1208912A2 (en) * 2000-11-22 2002-05-29 Xerox Corporation Testing methods and configurations for multi-ejector system
EP1254704A2 (en) * 2001-04-30 2002-11-06 Agilent Technologies Inc Error detection in a chemical array fabrication

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5508200A (en) * 1992-10-19 1996-04-16 Tiffany; Thomas Method and apparatus for conducting multiple chemical assays
US5807522A (en) * 1994-06-17 1998-09-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Methods for fabricating microarrays of biological samples
US5843655A (en) * 1995-09-18 1998-12-01 Affymetrix, Inc. Methods for testing oligonucleotide arrays
US5981733A (en) * 1996-09-16 1999-11-09 Incyte Pharmaceuticals, Inc. Apparatus for the chemical synthesis of molecular arrays
AU4495497A (en) * 1996-09-19 1998-04-14 Affymetrix, Inc. Identification of molecular sequence signatures and methods involving the same
US6024925A (en) * 1997-01-23 2000-02-15 Sequenom, Inc. Systems and methods for preparing low volume analyte array elements
US6633659B1 (en) * 1999-09-30 2003-10-14 Biodiscovery, Inc. System and method for automatically analyzing gene expression spots in a microarray
US6232072B1 (en) * 1999-10-15 2001-05-15 Agilent Technologies, Inc. Biopolymer array inspection
US6365415B1 (en) * 2000-01-06 2002-04-02 Motorola Inc. Method for characterization and quality control of porous media
US6587579B1 (en) * 2000-01-26 2003-07-01 Agilent Technologies Inc. Feature quality in array fabrication
US6594432B2 (en) * 2000-02-22 2003-07-15 Genospectra, Inc. Microarray fabrication techniques and apparatus
US6692972B1 (en) * 2000-08-24 2004-02-17 University Of Chicago Device for producing microscopic arrays of molecules, a method for producing microscopic arrays of molecules
KR100794698B1 (ko) * 2001-06-28 2008-01-14 (주)바이오니아 생화학 물질 미세 배열 칩의 품질 검사 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6268131B1 (en) * 1997-12-15 2001-07-31 Sequenom, Inc. Mass spectrometric methods for sequencing nucleic acids
WO1999039817A1 (en) * 1998-02-06 1999-08-12 Affymetrix, Inc. Method of quality control in manufacturing processes
CN1255552A (zh) * 1998-12-01 2000-06-07 宋克 通用微方阵
EP1208912A2 (en) * 2000-11-22 2002-05-29 Xerox Corporation Testing methods and configurations for multi-ejector system
EP1254704A2 (en) * 2001-04-30 2002-11-06 Agilent Technologies Inc Error detection in a chemical array fabrication

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Application publication date: 20050202

Assignee: Kunshan keen Biotechnology Co., Ltd.

Assignor: Phalanx Biotech Group Inc.

Contract record no.: 2015990000182

Denomination of invention: Method for preparing small-molecular micro-array

Granted publication date: 20080213

License type: Common License

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