CN101400993A - 包括多孔聚合物电极的微流体系统 - Google Patents

Abstract

微流体设备以及使用微流体设备的方法，所述微流体设备结合多孔聚合物电极组件，包括用于检测核酸的微流体设备。

Description

包括多孔聚合物电极的微流体系统

概述

使用小规模分析系统例如微流体系统(microfluidic system)可进行各种分析。这样的系统的灵敏度、轻便性和耐久性可通过结合多孔聚合物电极作为系统部件来增强。多孔聚合物电极将导电材料的有利的导电特性与多孔结构相结合。因而形成的多孔电极可用于定性或定量分析，并捕获和/或释放带电材料，例如核酸。电极基质的孔也可填充有不导电材料，从而产生具有多个分立的导电表面的电极。在微流体系统中的这样的多孔电极的使用可使在因而形成的设备上的电极具有有利的特性。

附图说明

图1是示例性多孔聚合物电极组件的横截面图。

图2是可选择的示例性多孔聚合物电极组件的部分横截面图。

图3是另一示例性电极组件的表面的透视图。

图4是又一示例性电极组件的部分横截面图。

图5是又一示例性电极组件的横截面图。

图6又一电极组件的透视图。

图7是示例性微流体系统的示意性描述。

图8可选择的选定微流体系统的示意性描述。

图9是示出网状玻璃碳上甲氧基噻吩的电聚合的曲线，如实施例1中描述的。

图10是示出在正电荷和中性电荷之间的多孔聚合物电极的周期性变化的循环伏安图(cyclic voltammogram)，如实施例1中描述的。

图11是保持在正电势的示例性电极组件的荧光微观图，如实施例2中描述的。在电极表面上吸附的DNA的存在通过借助于YOYO-1核酸染色剂的DNA的荧光染色来演示。

图12是保持在中性电势的示例性电极组件的荧光微观图，如实施例2中描述的。在电极表面上有很少的或没有DNA存在，且在电极基质内只有很少的量，如通过借助于YOYO-1核酸染色剂的DNA的荧光染色演示的。

选定实施方式的描述

I.多孔聚合物电极

图1描绘了示例性多孔导电聚合物电极组件10，如在横截面中看到的。虽然各种几何结构适合于所公开的电极组件，但图1的特定电极组件是圆柱形的。电极组件包括为因而形成的电极提供基质的多孔整料12。应用于多孔整料表面的是导电聚合物14。选定的多孔聚合物电极在2006年6月30日提交的Lau等人的“POROUS POLYMER ELECTRODES”的美国专利申请第11/479,175号的中被描述，其在此以引用方式并入。

导电聚合物14一般与电势源电接触。在一方面，与导电聚合物14接触的导电层16提供电接触。电极组件10的导电层16包围圆柱形电极组件本身。电接触可以是直接的，其中导电层16物理地接触导电聚合物14的至少一部分，或间接的，例如其中多孔整料12本身适当地导电。任何适当耐用和导电的材料可用于提供导电聚合物14和电势源之间的电连接。导电层16一般为导电金属，例如金、铂、铝、镍或铬。在电极组件的特定方面，导电层包括金属金。在电极组件的可选择方面，导电层包括铂。

电极组件可制成各种几何结构中的任何一种。一般来说，电极组件微观上是多孔的。也就是说，组件结合具有孔、腔或通道17的基质。一般孔或通道尺寸范围从约2μm到约100μm宽，其中基质表面的至少一部分是导电的和/或能够被充电。存在于多孔基质中的孔、腔或通道可手工形成，或可作为多孔整料12的形成的副产品存在。这些孔17可具有规则或不规则的形状，并可规则地排列，例如以阵列或以不特定的短程或长程顺序。一般来说，在电极组件是多孔的场合，可跟踪弯曲路径的微通道17允许流体流过基质，以便流体与导电聚合物的区域至少间断地接触。电极组件的特定多孔性取决于所使用的特定的制备方法，并可被该特定方法修整。在一方面，电极组件的多孔特征根据应用于具有所期望的多孔性的多孔整料12的导电聚合物出现。

虽然电极组件的部件可选择和制造成使得它们对实际使用拥有足够的强度和完整性，但是因而形成的电极的耐久性可通过基底层18的存在而提高，如图2的平面电极组件示出的。虽然基底可参与向聚合物12传导电势，但一般基底对电极组件提供机械完整性，并可选择地提供制造电极组件的前提或基础。

基底18可由各种材料形成。一般来说，基底由实质上化学惰性的并可容易地成形和/或机加工的材料制造。基底可包括例如金属、玻璃、硅或其它天然的或合成的聚合物。基底可形成为各种结构中的任何一种。更具体地说，基底可适当地成形并制定尺寸，使得因而形成的电极组件可结合各种类型的分析系统中的任何一种来使用。例如，电极组件可结合利用毛细通道、微井(microwell)、流动池或微通道或其他结构的分析系统来使用。

在基底存在的场合，导电层16一般放置在基底的表面上，以便形成操作电极所必需的任何电路，包括对电势源的一个或多个电连接。导电层16的应用可通过例如无电镀、电镀、汽相沉积、溅射(spluttering)或应用导电材料的任何其它适当的方法来应用。

为了便于导电层16和多孔整料12或导电聚合物14之间的强相互作用，导电层16可被物理或化学改性，以增强与聚合物的相互作用。例如，在导电层16是金属层的场合，金属表面可例如被化学活化或物理地粗糙化，或者两者皆有。尤其是，在导电层16是金的金属层的场合，用硫醇化合物化学活化金表面在连接随后的聚合物层方面可能是有利的。在一方面，金表面可用α-巯基-PEG-ω-醛改性，随后用甲基丙烯酸3-氨丙基酯(3-aminopropyl methacrylate)处理，得到可在聚合物多孔整料12的应用期间经历共聚作用的活性表面成分。各种含硫化合物及其衍生物(例如，硫醇或二硫化物)可用于对金导电表面进行改性。

电极组件10可包括已应用于下层多孔整料12的导电表面聚合物14。电极组件10可通过这样的方式在导电层16上制备多孔整料来制备，也就是使所应用的多孔整料结合期望的形貌(topography)，即，具有期望尺寸、形状、多孔性及布置的腔、孔和/或不规则的状况。多孔整料可接着通过应用期望的导电聚合物14在其整个多孔结构中被改性。多孔整料可由导电或不导电材料制备，假定电连接设置在导电聚合物14和导电层16之间。在多孔整料12实质上是不导电的场合，多孔整料可被应用而使得导电层16的部分被暴露，并因此放置成与导电聚合物14电连通，例如在图1和图2中20处示出的。

在一些实施方式中，多孔整料可为导电材料，例如网状玻璃碳(reticulated vitreous carbon)(即，多孔玻璃状碳)。在多孔整料12本身导电的场合，多孔整料可用作导电聚合物14和导电层16之间的直接电连接，从而到应用的电势源的电连接。

选定的多孔整料可由聚丙烯酸或聚丙烯酸的共聚物的三维多孔膜制备，该聚合物或共聚物可原位聚合，并与导电层16的表面共价结合。

示例性多孔聚合物整料膜可通过选定的单体亚单元(subunits)的自由基聚合来制备。单分子光引发剂和/或双分子光引发剂可用于引发聚合反应。理想的是，利用单分子聚合引发剂和双分子聚合引发剂的组合，照这样，系统甚至在有氧的情况下也可实现乙烯基和乙烯基单体的自由基聚合。

例如，适当的多孔聚合物整料可通过丙烯酸和亚甲基双丙烯酰胺的混合物的聚合来制备，可使用单分子引发剂和双分子引发剂的组合来实现聚合。适当的单分子引发剂包括但不限于：苯偶姻酯(benzoin esters)、联苯酰缩酮(benzil ketal)；α-二烷氧基苯乙酮(alpha-dialkoxy acetophenone)、α-羟基苯烷基酮(alpha-hydroxy-alkylphenone)、α-氨基烷基膦、以及酰基膦氧化物。适当的双分子引发剂一般需要例如胺等的共引发剂来产生自由基。双分子引发剂包括但不限于二苯甲酮、噻吨酮和二茂钛。

在电极组件的一个方面，多孔聚合物整料使用相分离/沉淀技术来制备，以产生期望的整料多孔性，并因此产生因而形成的电极表面的多孔性和/或形貌。多孔聚丙烯酸整料可在有例如二氧杂环乙烷、庚烷、乙醚和甲基乙基酮等的成孔剂(有机溶剂)的情况下通过自由基聚合来沉淀。在甲基乙基酮(MEK)中的包含丙烯酸、亚甲基双丙烯酰胺和单/双分子光引发剂的溶液的薄膜可使用UV-光源来光聚合。当聚合进行时，不溶于MEK的交联聚合物沉淀(导致相分离)，形成多孔膜。聚合和随后的相分离可用于形成具有期望的孔隙度的聚合物整料。因而形成的聚合物整料的多孔性和孔径可通过选择成孔剂(溶剂)、用在反应中的特定单体以及所利用的聚合参数来修整。多孔聚合物整料的机械特性还可通过添加适当的交联剂和/或选择期望的共聚单体来修整。

一般来说，多孔整料的机械完整性在多孔聚合物膜与基底共价结合时增强。例如，在基底是玻璃的场合，玻璃表面可使用反应性硅烷试剂来改性。通过例如(3-甲基丙烯酰氧丙基)甲基二甲氧基硅烷与玻璃表面上的硅烷醇基团反应，形成了可与如丙烯酸等的乙烯基单体共聚合的、可聚合的表面甲基丙烯酰氧基基团，将多孔聚合物整料与玻璃基底共价结合。

在另一方面，适当的多孔聚合物整料可通过烧结聚合物微粒来制备。适当的微粒可在市场上买到，或它们可被预先制备。例如，在微粒包括交联的聚丙烯酸的场合，适当的微粒可通过丙烯酸的反相乳液聚合来合成。聚合过程可由例如过硫酸钾等的热引发剂来引发。在有适当的、例如四甲基乙二胺或其它催化剂的聚合催化剂存在的情况下，可进一步发生聚合。聚合还可在有期望的、例如N，N-亚甲基双丙烯酰胺或其它交联剂的交联剂存在的情况下进行。交联的聚丙烯酸微粒可例如通过透析被纯化，并通过简单的过滤被收集。

为了制备期望的多孔整料，包括聚合物微粒的组合物可涂到期望基底的表面上。一般来说，在高温下微粒烧结，或变成粘结固体(coherent solid)，制备足够交联度的聚合物微粒，以提供具有期望多孔性的多孔整料。为了获得期望的整料特征，微粒配方可包括控制整料厚度的增稠剂。增稠剂可例如为硅触变剂(silica thixotropic agent)，或为水溶性聚合物，如非交联的聚乙烯醇或非交联的聚丙烯酸。

可使用任何适当的工艺来应用微粒组合物，并烧结微粒。例如，微粒组合物可通过旋模(spin casting)、浸渍涂布、喷涂、辊涂或其它应用方法来应用。因而形成的涂层一般在高温时应用外部压力来干燥。例如，气动热压机可用于烧结微粒，以形成多孔整料。在烧结过程之后，存在的任何水溶性增稠剂一般可通过用水冲洗多孔整料来移除。

底漆(primer)可用于提高烧结的整料到期望的基底上的粘附力。例如，在基底是玻璃的场合，底漆可为硅烷衍生表面剂(silane-derivatizedsurface agent)。底漆还可为如上所述聚合并化学结合到基底表面的交联的或非交联的聚丙烯酸层。

一般，在多孔聚合物电极呈现更敞开的孔结构是有利的场合，例如在样品溶液流经电极组件的应用中，由整料制备的相分离/沉淀方法产生的更敞开的孔结构可能是优选的。

上面描述的聚合物多孔整料制剂可提供水解稳定性、对多孔整料的表面特征的高控制度以及成本有效性。然而，各种其它多孔整料组合物也可用于制备具有期望的孔隙度的整料，并适合于适当多孔的电极组件的应用。

例如，多孔整料可由碳形成。特别地，多孔整料可由碳布(carbon cloth)、碳垫料(carbon mat)、网状玻璃碳、碳毡(carbon felt)或其它碳材料形成。导电粘合剂可用于将碳多孔整料粘结到导电层。可使用任何适当的导电粘合剂，包括例如糊剂，所说的糊剂包括分散在N-甲基吡咯烷酮中聚偏二氟乙烯(PVDF)的稠溶液中的碳黑粉末。导电层可包括，例如金属不锈钢或金。导电表面聚合物可接着应用于多孔整料，以形成期望的电极组件。

导电聚合物14的应用可通过选择具有与应用的涂层相互作用的表面的多孔整料组合物来促进。例如，多孔整料可包括适当的官能团，例如羧酸基团或其它的基团，以便应用的导电聚合物可与多孔整料离子地和/或共价地相互作用，以增强粘合。

导电聚合物可利用化学氧化应用于多孔整料。例如，氯化铁可用作前体吡咯和双噻吩的氧化剂，且在多孔聚合物整料呈现表面羧酸基团的场合，用氯化铁处理多孔整料一般导致Fe(III)离子与羧酸基的缔合。当因而形成的载有铁的多孔聚合物整料暴露于例如吡咯或双噻吩等的适当的单体的溶液时，氧化的和导电的聚合物可沉淀在多孔整料的表面上。应认识到，各种相似的化学氧化剂中的任何一种可以这种方式使用。例如，在多孔整料表面用铵成分功能化时，过硫酸钠可通过铵基(ammonium group)粘结到所述表面，并随后用于氧化所应用的聚合物前体。

可选择地，导电聚合物层可在无化学氧化剂或存在化学氧化剂的情况下以电化学方法制备。尤其，在存在于多孔聚合物整料中的孔暴露下面的导电层的场合，导电聚合物可从导电层本身的表面生长，从而形成导电层16和导电聚合物14之间的有利的电连接。各种反荷阴离子(counter anion)(掺杂剂)可用于该方法，且如由Li等人描述的“掺杂-去掺杂-再掺杂(doping-dedoping-redoping)”技术(Synthetic Metals，92，121-126(1998))可用于提高因而形成的导电聚合物的导电性。在多孔整料本身导电的场合，导电聚合物可被电化学氧化，并沉淀在多孔整料本身的表面上。

导电聚合物层可通过任何适当的单体或单体的组合的化学和/或电化学氧化来制备。如这里使用的，适当的单体是在氧化时产生这样的聚合物的单体：该聚合物呈现充分的导电性，以用作电极表面层。一般来说，因而形成的聚合物可按可控制的和可逆的方式被氧化和还原，从而允许控制由聚合物呈现的表面电荷。适当的单体包括但不限于：乙炔、苯胺、咔唑、二茂铁亚基亚乙烯基(ferrocenylene vinylene)、吲哚、异硫茚、亚苯基、亚苯基亚乙烯基(phenylene vinylene)、亚苯基硫化物、酞菁、吡咯、喹喔啉、硒吩(selenophene)、硫氮化物、噻唑、硫茚、噻吩和乙烯基咔唑，包括它们的衍生物及其组合和子组合。

在特定的实施例中，非导电聚苯胺根据由Chiang和MacDiarmid报道的方案(Synthetic Metals，13，193-205(1986))来合成。在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中可溶的非导电聚苯胺可应用于多孔整料。涂敷的聚苯胺可接着以电化学方法或以化学方法被氧化，以产生导电聚合物层。导电聚苯胺和带负电的多孔聚合物整料之间的离子相互作用以及物理互锁将导电聚合物锚定到多孔整料表面。在多孔整料被羧酸基团功能化的场合，这些物质可用作导电聚合物的反荷阴离子。在导电聚合物表面的外表面上的正电荷可接着用于吸引和/或固定带负电的分析物，并随后以电化学方法中和，以释放捕获的分析物。

这里描述的多孔聚合物电极一般提供较大的电极表面积。该增加的表面积可在选定的应用中提供优点，如下面将讨论的。然而，该表面积还可导致电极展示相当大的背景双层电容(background double layercapacitance)。在不希望有该背景信号的场合，它可通过多孔电极的表面改性来减弱，使得电极包括多个分立的导电域，其中该域可部分地或全部由不导电基质隔离。这样的结构可隔离导电域，从而减小电极的几何面积，同时仍然允许相应的导电域的扩散区域的重叠。这可减小充电电流，同时仍然允许溶液相分析物的最大取样。因而形成的电极为捕获和法拉第信号提供有效的大的表面积，但有减小的电容，因而减小了背景信号。例如，在一些方面，背景信号可减小多达三个数量级。

在一些实施方式中，具有多个分立的导电域的电极可通过首先如上所述制备多孔聚合物电极，并接着用无孔的和不导电的材料填充多孔电极组件内的孔来制备。在一方面，孔可填充有低粘度两部分(two-part)环氧树脂，或潜伏性固化粘合剂(latent cure adhesive)或其它制剂。多个导电域可接着例如通过抛光、砂纸打磨、钻孔或其它整形法被机械释放，以显露不导电基质内的导电聚合物岛状区(island)。这样的导电岛状区可具有纳米级到毫米级的直径。

在电极的一个方面，如图3所示，填充的电极基质的表面被暴露，结果产生平面电极组件20。暴露的电极面22包括由或是不导电多孔整料26或是不导电填充材料28的不导电材料分离的导电域24。虽然图3示出元件24、26和28的某些相对尺寸和分布，但是这些尺寸和分布是示例性的，并可根据用户的需要来变化。

可选择地，具有隔离的导电域和多孔电极基质的优点可通过在填充的电极基质中钻孔或以其他方式机加工通道来获得，以产生多孔电极组件30，如图4所示。因而形成的通道32暴露了在不导电填充材料36和多孔整料37内的导电聚合物34的隔离域。通道可随机地分布，或以规则的阵列排列。因而形成的电极组件允许所关心的样品流通过或经过电极，类似于上述多孔电极组件，具有减小的背景信号的额外优点。

在另一实施例中，如果图1多孔聚合物电极10的空腔17用不导电填充材料填充，如上讨论的，且电极的上表面和下表面也被覆盖，则多孔电极基质可通过机加工通过圆柱形基质的通道来制备，如图5的横截面图所示的。电极基质40包括涂有导电聚合物42的不导电多孔整料41，且因而形成的空腔填充有不导电填料43。导电聚合物42的至少一部分与导电层44电接触。通道46沿着电极组件的圆柱形轴线延伸，从而在通道的内表面上暴露导电聚合物42的至少一部分，并允许溶液流过电极组件。电极基质可包括具有任何适当的形状、通道数量以及阵列几何结构的通道的阵列。

作为机加工的可选择方案，不导电填充材料可包括负性光致抗蚀剂材料(negative photoresist material)。在这方面，在选定区域的负性抗蚀剂的照明(illumination)和显影(development)也可暴露隔离的导电岛状区。

在可选择的方面，如图6所示，电极组件47可包括一系列导电多孔聚合物电极插件48，这些导电多孔聚合物电极插件48在形成在不导电基底49中的孔或腔内被制备。这种类型的电极组件可通过在不导电基底中的适当的腔或洞内如上所述聚合多孔电极基质来制备。电极组件47还可结合与多孔聚合物电极插件电连接的导电材料(未示出)，例如包括铜、金或其它足够惰性和导电的材料。

II.多孔聚合物电极的示例性应用

这里描述的多孔聚合物电极组件可在电化学应用中拥有各种有利的特性，包括但不限于在电位测定法、伏安法、极谱法和电导分析法中的应用。特别是，电极表面的不规则的和可定制的形貌允许研究者研究各种生物电子学现象。另外，多孔聚合物电极的表面可通过适当的单体前体的选择或通过表面的化学改性或两者一起容易被定制，如在本领域中容易理解的。

多孔聚合物电极可便于分析物的检测、定量化、固定、表征和/或净化。多孔聚合物电极可在体内或在体外利用。一般来说，多孔聚合物电极在包括使电极与所关心的分析物接触并将电势施加到该电极的方法中是有用的。

在结合选定的分析物利用多孔聚合物电极的场合，分析物一般是带电的物质，或可被氧化或还原，以产生带电的物质。通过改变多孔聚合物电极的电势，带电的分析物可被捕获和/或聚集和/或释放。一般来说，电极基质的多孔性被选择成与期望的带电分析物互补并在空间上相互作用。也就是说，在电极表面上存在的腔被适当地制定尺寸，以容纳带电的分析物。优选地，电极形貌被选择成使得带电的分析物有一定选择性地与电极相互作用。多孔聚合物电极可因此便于期望的分析物的捕获，而与扩散方向无关，并可提供提高的检测敏感性。

具有适当的电荷、尺寸和形状的任何分析物可成为对所公开的电极适当的分析物，包括被改性成包含电化学活性标记的分析物，该标记共价或非共价地与分析物关联。分析物一般是生物分子。生物分子可带正电或负电，并可包括例如多肽、碳水化合物和核酸聚合物。

尤其对于是核酸聚合物的分析物，核酸聚合物可作为核酸片段、低聚核苷酸或包括呈现二级或三级结构的聚合物的更大的核酸聚合物出现。核酸片段可包括单链、双链、三链和/或四链结构。核酸可为小片段，或可以选择地包括至少8个碱基或碱基对。分析物可为RNA或DNA的核酸聚合物，或其混合物或杂化物。任何DNA可选择地为单链、双链、三链或四链DNA；任何RNA可选择地为单链(“ss”)或双链(“ds”)。核酸聚合物可为天然聚合物(起源于生物学的)或合成聚合物(人为地改性或制备的)。

在核酸聚合物包括改性的核苷酸碱基的场合，碱基可包括但不限于：4-乙酰胞苷、5-(羧基羟甲基(carboxyhydroxymethyl))尿苷、2’-O-甲基胞苷、5-羧甲基氨甲基-2-硫代尿苷、5-羧甲基氨甲基尿苷、二氢尿苷、2’-O-甲基假尿苷、β-D-半乳糖Q核苷(beta-D-galactosylqueuosine)、2’-O-甲基鸟苷、肌苷、N6-异戊烯腺苷、1-甲基腺苷、1-甲基假尿苷、1-甲基鸟苷、1-甲基肌苷、2，2-二甲基鸟苷、2-甲基腺苷、2-甲基鸟苷、3-甲基胞苷、5-甲基胞苷、N6-甲基腺苷、7-甲基鸟苷、5-甲基氨基甲基尿苷(methylaminomethyluridine)、5-甲氧基氨基甲基-2-硫代尿苷、β-D-甘露糖Q核苷(beta-D-mannosylqueuosine)、5-甲氧基羰基甲基-2-硫代尿苷、5-甲氧基羰基甲基尿苷、5-甲氧基尿苷、2-甲硫基-N6-异戊烯基腺苷、N-((9-β-D-呋喃核糖基-2-甲硫基嘌呤-6-基)氨甲酰基)苏氨酸、N-((9-β-D-呋喃核糖基嘌呤-6-基)N-甲基氨甲酰基)苏氨酸、尿苷-5-氧乙酸-甲基酯、尿苷-5-氧乙酸、wybutoxosine、假尿苷、Q核苷、5-甲基-2-硫代尿苷、2-硫代胞苷、5-甲基-2-硫代尿苷、2-硫代尿苷、4-硫代尿苷、5-甲基尿苷、N-((9-β-D-呋喃核糖基嘌呤-6-基)-氨基甲酰基)苏氨酸、2’-O-甲基-5-甲基尿苷、2’-O-甲基尿苷、wybutosine、3-(3-氨基-3-羧基-丙基)尿苷以及(acp3)u。

核酸聚合物分析物可选择地出现在凝聚相中，例如染色体中。核酸聚合物可选择地包括一个或更多改性的碱基或链，或者包括非共价或共价地连接的标记。例如，改性的碱基可为自然地出现的改性的碱基或合成地改性的碱基。核酸聚合物还可为或可包括肽核酸，如N-(2-氨基乙基)甘氨酸单元。核酸聚合物可被活性官能团改性，或被共轭的物质取代。在一方面，核酸聚合物通过与用于电化学检测的电化学活性标记的缔合被改性。

分析物溶液可为生物样品，或可从生物样品获得，该生物样品从血液样品、尿样品、swipe或涂片(smear)或其它样品制备。可选择地，样品可为从空气样品、水样品或土壤样品或其它形式的样品制备的环境样品。分析物溶液可通过从生物结构(例如从溶解的细胞、组织、有机体或细胞器官)提取而获得。样品一般是含水的，但可包含生物相容的有机溶剂、缓冲剂、无机盐和/或本领域中已知的用于分析溶液的其它组分。

所关心的分析物一般存在于根据本领域中通常已知的方法制备的水溶液(大部分是水溶液)或可与水互溶的溶液中。使分析物溶液与多孔聚合物电极接触的任何方法通常为使分析物与电极接触的可接受的方法。在一方面，电极浸入分析物溶液中。在另一方面，分析物溶液应用于电极。在电极结合在装置或设备中的场合，装置或设备可包括用于制备分析物溶液和/或使分析物溶液与电极接触的适当的液流(fluidics)。色谱柱可在多孔聚合物电极的上游放置，且色谱柱可设置成进行生物分子或细胞的过滤、分离、隔离和预捕获/释放之中的一种或多种。

检测分析物的步骤包括在电极上以电化学方法检测分析物的存在的任何方法。一般来说，电势施加到电极表面，或施加的电势是变化的，并测定因而形成的电流。可选择地，电势可保持在选定的值，测定电流随着时间的变化，或可应用恒定的电流，并测定得到的电压。一般通过与标准物，例如已知量的相同或类似的分析物比较，可定性地检测分析物的存在，或可定量地测定分析物的量。检测和定量可由与分析物共价或非共价地缔合的电化学标记的存在而改善。

通常可通过比较电化学响应的存在和/或大小与另一响应(例如，从在不同时间相同样品和/或在任何时间另一样品的相似测量得到的响应)和/或校准标准值(例如，从校准曲线、预期响应的计算和/或电化学活性的参考材料得到的值)来进行关联。

所公开的多孔聚合物电极的高表面积可提高分析物检测敏感性。特别是在分析物是带电分析物且适当的电势被施加到电极以捕获分析物的场合。在一方面，多孔聚合物电极可用于通过将分析物静电地吸引到电极表面来捕获和/或聚集带电分析物。例如，通过从流动的样品捕获分析物，样品中的分析物可能全部被捕获。通过移除施加的电势，或通过反转施加的电势的极性，所捕获的分析物可释放到溶液中，用于收集或进一步的表征。这在分析物是核酸或核酸片段的场合是特别有利的应用。

例如，带电分析物可为呈现净负电荷的核酸聚合物。通过将正电荷施加到多孔聚合物电极，并通过选择具有与所关心的核酸聚合物互补的孔和表面特征的电极，核酸聚合物可在电极表面被捕获并聚集。在一方面，多孔聚合物电极可在正的氧化状态和中性还原状态之间转换，且该可逆性用于捕获和释放带负电的核酸片段。在一些实施方式中，多孔聚合物电极可用于检测和/或定量从PCR扩增得到的核酸片段。

在2006年6月30日提交并在此以引用方式并入的Aivazachvili等人的题为“DETECTION OF NUCLEIC ACID AMPLIFICATION”的美国专利申请第11/448,439号中描述了用于检测核酸扩增的各种分析方法。在临时申请中公开的选定的分析方法可使用如这里公开的多孔聚合物电极而有利地实现，并尤其可使用如下所述的结合了多孔聚合物电极的微流体设备(microfluidic device)有利地实现。

在电化学系统中的背景噪声来自测量系统中内在的背景电流以及电容充电电流。因为这些电流可能很小，所以用电化学设备可比利用其它检测方法的设备获得更好的信噪比和灵敏度。进一步，因为电化学方法一般使用小电流和电压，结合多孔聚合物电极的设备一般不需要大的、昂贵的和大功率的电源。这优于用于光学检测方法的需要光源的设备，因为基于电化学的设备一般不需要光学部件，例如光源、镜、滤波器、检波器、支持机构或运动机构。因此，基于电化学的设备适合于用在便携式和/或手持设备中。

III.结合多孔聚合物电极的装置

如上所述的聚合物电极可结合到各种装置、系统或设备中。例如，电极可结合为微板、PCR板或硅芯片的一部分。在一方面，聚合物电极结合到设备中，以便分析物溶液流经或流过多孔聚合物电极的基质。在一个实施例中，分析物溶液流过三维多孔基质，例如图1所示的圆柱形电极组件。可选择地，多孔聚合物电极适合于浸入在分析物溶液中(即，“浸量尺”)，或分析物溶液流经多孔聚合物电极，例如图2所示的平面电极组件。这里所述的多孔聚合物电极特别适合于结合到微流体设备中。

微流体设备是利用小体积流体的设备。在一些情况下，微流体设备可利用纳升级或更少体积的流体。在一个实施例中，微流体设备可利用皮升(picoliter)级体积的流体。微流体设备可利用位于各种几何结构中以准备、传送和/或分析样品的各种微通道、井和/或阀。这些微通道、井和/或阀可具有范围从毫米(mm)到微米(μm)或甚至纳米(nm)的尺寸。微流体设备也可被称为“中等尺度(mesoscale)”设备或“微型机械(micromachined)”设备，而没有限制。微流体设备可依赖于各种力来使流体传送通过设备，包括注射、泵送、应用抽吸、毛细管作用、渗透作用、热膨胀和收缩以及其他的作用。在一个实施例中，微流体设备可依赖于活性电渗透来辅助水溶性样品、试剂和缓冲剂的传送。

图7示意性地描绘了示例性微流体设备50，且该微流体设备50包括多孔聚合物电极组件52、设置成控制在电极组件52处施加的电势的控制器54、适合于制备所关心的样品溶液58的一个或多个部件56以及适合于将所关心的样品溶液58传送到电极组件52并从电极组件52传送出样品溶液58的流体系统60。

这样的微流体设备的流动通路可呈现近似约0.1μm到500μm的横截面尺寸，虽然典型的宽度约为2.0μm到300μm，更优选为10到100μm。对于很多应用，可使用5μm-50μm的通道宽度。在基底上或基底内制造的反应室或混合室可具有更大的尺寸，例如高达几毫米。通常，微流体通道和室的深度约为0.1μm到100μm，一般为2μm-50μm的量级。

一般来说，微流体设备包括被微制造成界定所关心的分析所要求的各种通道、混合室和/或反应室以及入口的基底。设备的通道、室和其它特征可根据固体或半固体基底来设计和制造。一般来说，基底是硅，且微流体通道和室使用确定的微机加工方法微制造。

微流体设备的通道和元件可在基底表面上制造，且覆盖物接着可粘附在基底表面上。虽然任何适当的覆盖物可用于密封基底表面，并界定微流体通道和室，但是透明的覆盖物允许微流体设备的操作被监控。一般来说，玻璃覆盖物可粘附到基底。这里所述的微流体设备一般可设置成分析小于10μL或约10μL体积的样品。

流体在整个微流体设备中的传送可通过视觉观察或通过光学检测和分析来确定，尤其在使用透明覆盖物或透明基底的场合。

Kricka等人的美国专利NO.5,296,375(1994)和Wilding等人的美国专利NO.5,498,392(1996)中描述了各种微流体设备；两者在此以引用方式并入。

所关心的样品在添加到微流体设备之前可以被纯化到或更高或稍低的程度。可选择地，微流体设备可结合一个或多个被设置成制备暴露到多孔聚合物电极组件或用多孔聚合物电极组件分析的样品的部件。

样品制备步骤可包括，例如细胞溶解、蛋白质变性、聚合酶链式反应(PCR)、电泳、亲合色谱法和电化学分析。在所关心的样品包括生物材料的场合，样品的预处理可包括一个或多个程序，例如液化、消化(digestion)和稀释，以及其他程序。

在微流体设备用来纯化分析物的场合，例如通过捕获分析物并随后释放它，分析物一般带电荷，或能够获得电荷，使得它可与多孔聚合物电极表面静电地相互作用。在分析物本身不带电的场合，分析物可与该分析物的捕获探针(capture probe)相结合，该探针可与分析物复合，以提供带电物质。

在微流体设备用来检测或测定分析物的量的场合，分析物可选择地与能够与该分析物特异地相互作用的捕获探针相结合，且其包括检测试剂。在检测由多孔聚合物电极完成的场合，检测试剂通常为电化学活性的物质。

分析物的分析可与额外的仪器分析相结合，包括分析物的光学表征。在微流体设备还进行光学分析的场合，分析物可被直接检测，或可与使该分析物具有可检测的光学特性的捕获探针相结合。例如，除了电化学活性的标记外，分析物也可与比色或发光标记结合。

结合多孔聚合物电极的微流体设备可用于进行利用多孔聚合物电极有利特性的各种分析方法中的任一种，如上所述。在一些实施方式中，附属的微流体设备对于分析物的检测、定量、固定、表征和/或纯化是有用的，特别是在该分析物是生物分子的场合，以及最特别的是在生物分子是核酸聚合物的场合。

图8示出适合于核酸聚合物的扩增和随后的检测的代表性微流体设备。微流体设备62是示意性地描述，且是为了简单起见，该微流体设备62不是用来描述可存在于这样的微流体系统中的所有微通道和井。所选定的微流体设备，包括适合于核酸聚合物的扩增和检测的微流体设备，在Wilding等人的国际公布号WO 93/22053(1993)；Wilding等人的美国专利No.5,304,487(1994)和Kricka的美国专利No.5,296,375(1994)中有描述；其各专利在此以引用方式并入。

微流体设备62包括多孔聚合物电极组件64和设置成控制在电极组件64处施加的电势的控制器66。控制器一般用作电源和用于进行电流或电位测量的仪器。

多孔聚合物电极组件64的上游是微流体设备的样品制备区域68，该样品制备区域被设置成制备所关心的样品溶液。样品制备区域68包括试剂储罐70，该试剂储罐70被设置成供应对样品制备过程有用的试剂。微流体设备的各个室经由适合于传送试剂、样品溶液和反应产物通过设备的微流体通道系统72互相连接，并尤其将这样的物质传送到电极组件64以及将这样的物质从电极组件64传送出来。

样品，一般是生物样品，可通过入口74被引入微流体设备中。样品可通过注射、通过电渗透、通过毛细管作用或任何其它适当的引入方法引入。微流体设备可选择地包括预处理井或室76。如果需要，预处理室76可允许生物样品与试剂混合，用于样品消化、液化或稀释。这样的预处理可用于使生物样品流体性能足以增强下游过程的效率。

在该预处理之后，样品可选择地被过滤。例如，样品一般可通过电渗透泵送，经过过滤器78传送到反应室80中。过滤器78可用于去除可能干扰下游反应的大颗粒。过滤介质可为与所研究的生物样品相容的任何适当的过滤剂。例如，过滤器78可包括膜过滤器，或具有相对大的孔径例如约100μm的多孔玻璃滤器。

反应室80可用于样品的溶解和变性。如图7所示，对于溶解和/或变性过程有用的试剂可通过阀84从试剂储罐82添加。溶解和/或变性过程可通过加热单元86的加热来加速。加热单元86可包括一个或多个加温灯、加热盘管、流体热交换器或任何其它适当的加热装置，以及风扇、吹风机、热交换器或用于冷却反应室80的其它适当的冷却机构。

在溶解和/或变性之后，样品可选择地通过途中附加的过滤器90，传送到PCR室88。在过滤器90和过滤器78存在时，过滤器90可一般比过滤器78细。例如，与具有约100μm的孔径的相对粗糙的过滤器78不同，过滤器90可选成约5μm-10μm的孔径。这样细的过滤器可用于除去溶解/变性过程不希望有的副产品。一旦样品到达PCR室88，对PCR过程有用的试剂就可通过阀94从PCR试剂储罐92添加到PCR室88。PCR室88可被加热单元96加热。类似于加热单元86，加热单元96可为促进PCR过程的任何适当的加热机构，并一般包括冷却结构，以便可在PCR室88中实现热循环。在此以引用方式并入的Wittwer等人的美国专利No.5,455,175(1995)中描述了所选定的适当的热循环机构。

在PCR结束之后，样品可通过具有约5μm-10μm的孔径的另一过滤器98被传送到电解室97。电解室97包括由控制器控制的电极100。虽然在图7中被描绘为电连接到控制器66，但是用于电极100的控制器可与用于多孔聚合物电极64的控制器相同或不同。适当的试剂可通过阀104从试剂储罐102添加到电解室97。添加到该电解室的试剂可包括，例如结合检测试剂的、用于扩增的核酸聚合物的捕获探针。

当捕获探针存在时，其一般为扩增的核酸聚合物的选择性结合配件。捕获探针可来自任何适当的源，并可具有任何适当的结构。捕获探针可从天然的和/或人工的源获得。因此，捕获探针可由细胞、细胞溶解产物、合成酶、化学合成、酶裂解、化学裂解和/或连接(ligation)及/或其它方式来合成或形成。因此，捕获探针可为RNA、DNA或其任何适当的类似物。而且，捕获探针可属于与分析物相同的分子结构类型(例如，都是DNA或都是RNA)，或不同的分子结构类型(例如，捕获探针为核酸类似物，而分析物为RNA或DNA，或其它的类型)。

相对于扩增的核酸聚合物，捕获探针可具有任何适当的主链结构。在一些实施例中，捕获探针可具有与分析物不同的主链，例如在捕获探针中主链带电较少，而分析物中主链带电较多(或反之亦然)。使用这种安排，与捕获探针相比，扩增的核酸聚合物对多孔聚合物电极可具有更大的亲和力，或(反之亦然)。捕获探针的类似主链可没有磷酸成分、核糖成分或两者皆无。在一些实施例中，捕获探针的类似主链可包括多个酰胺成分。在一些实施例中，类似主链可为肽主链，使得类似物为肽核酸。如这里使用的，肽主链为可被水解以释放多个氨基羧酸、特别是α-氨基羧酸的任何主链。在示例性实施方式中，肽核酸具有由链接的N-(2-氨基乙基)-甘氨酸子单元形成的主链，该子单元通过主链的亚甲基羰基成分布置一系列核苷碱基。

捕获探针可设置成通过碱基对的相互作用与扩增的核酸一起形成双链体，以便捕获探针和分析物一起形成至少部分双链的核酸。因此，分析物的一部分(或全部)可与分析物的一部分(或全部)互补。可选择地或另外，捕获探针可包括与分析物无关的双链区域，例如将捕获探针结合到光学元件的基质。捕获探针可设置成杂交(碱基对)到分析物的任何区域，例如，捕获探针可相邻于分析物的末端或从分析物的末端间隔开来杂交。

在一个实施例中，适当的捕获探针包括可与捕获探针共价或非共价地缔合的一个或多个可探测的电化学标记。捕获探针可进一步包括但不限于：发光标记(包括荧光、发光和化学发光标记)、或比色标记、或其组合。可选择地，所选定的标记可例如通过标记与额外的检测试剂的相互作用来间接检测。

在标记与额外的检测试剂相互作用的场合，标记一般为特异性结合对的一员，例如标记的抗体的半抗原，或通过互补的序列标记的核酸序列。标记可包括地谷新配基成分，例如可用作辣根过氧化物酶或碱性磷酸酶检测的目标，其后依次是化学发光或比色检测。额外的检测试剂可包括电化学介体(mediator)，使得标记与额外的检测试剂的缔合便于捕获探针的电化学检测。

在特定的实施例中，扩增的检测是通过在多孔聚合物电极64处的电化学检测进行，可选择地通过电化学介体的存在进行。

在特定的实施例中，扩增的检测利用捕获探针，该捕获探针包括用电化学标记改性的引物和特异性复合蛋白质。这样的捕获探针可添加到电解室97，使得所关心的扩增的核酸聚合物与标记的引物和复合蛋白质缔合，以形成复合物。在非共价复合物形成之后，电势强加在电解井97中的电极100和电解井108中的电极106之间。一般来说，电极100保持在阴极电势，而电极106保持在阳极电势，使得结合交联的聚丙烯酰胺凝胶110的薄层，电泳在凝胶110上发生。当电泳出现时，多孔聚合物电极一般为电中性的，或保持在不导电状态。

聚丙烯酰胺凝胶一般以低的交联度制备。在这些电泳条件下，除了目标DNA以外，复合和杂交到蛋白质和标记的引物的所有核酸片段转移到电解室108。相对较大的核酸-蛋白质复合物由于它的大尺寸和相对不能穿透交联的聚丙烯酰胺凝胶的薄层而被留下。

虽然描述了电泳分离，但任何适当的分离过程可用来隔离目标核酸聚合物，包括例如机械分离、尺寸排阻色谱法、使用衍生的珠(bead)或基质的分离。基质可包括，例如磁珠或链霉亲合素改性的基质，并还可用于从其它核酸片段和游离的标记分离分析物核酸序列。

一旦任何过量的和游离的电化学活性的捕获探针以及非目标DNA片段已经从多孔聚合物电极组件64附近除去，阳极电势就可施加到电极组件64，而电解室97内的电极100保持在阴极电势。如果还没有导电，则多孔聚合物电极就转换到其导电状态，并带正电。

当杂交的核酸复合物从交联的聚丙烯酰胺凝胶108的薄层迁移时，复合物可在带正电的多孔聚合物电极处被静电捕获，并聚集在内部电极表面上。如果选择使用的电化学标记与聚合物电极的材料相容，则目标核酸聚合物可被电化学检测。目标核酸序列的电化学检测取决于与引物、所使用的复合蛋白质和目标核酸聚合物缔合的电化学活性标记的氧化还原电势。

用于形成核酸复合物的特异性复合蛋白质可从下列项的组中的任一项选择：重组酶、单链结合蛋白、抗体、转录因子或任何其它核酸结合蛋白。该结合也可通过包括地谷新配基或生物素或其它物质的一个或多个额外的试剂介导。

实施例

下列实施例描述了包括多孔聚合物电极的微流体系统的所选择的方面和实施方式。这些实施例为了具体说明而被包括，且不是用来限制或限定本发明教导内容的全部范围。尤其，这里公开和说明的特定方面和实施方式不应被认为是限制意义的，因为可能有很多的变化形式。

实施例1

尺寸大致为3mm x 5mm x 15mm的一部分网状玻璃碳(RVC)泡沫(平均孔径约60μm，密度为12-15％，DUOCEL)通过用丙酮冲洗来清洁，并用氮气干燥。使用鳄鱼夹实现与泡沫的电接触。将RVC电极浸到乙腈：含35mM的3-甲氧基噻吩和10mM的高氯酸钠的去离子水为1:3的搅拌溶液中。RVC暴露到溶液的面积大致是3mm x 5mm x 8mm。甲氧基噻吩的电聚合使用铂箔反电极在对Ag/AgCl为1.4V时继续进行300秒。在图9中示出该活化过程。在聚合之后，将电极从溶液中移出，用水冲洗，并放回10mM的高氯酸钠溶液中。接着进行循环伏安法(20mV/s)，以在正电和中性之间转换导电聚合物涂层的带电状态，如图10所示。

实施例2

多孔聚合物电极组件通过将在其氧化状态带正电的聚3-甲氧基噻吩电化学沉积到网状玻璃碳的整料的表面上来制备，如实施例1中描述的。因而形成的电极组件的捕获核酸的能力通过将电极组件暴露到人类基因组DNA来验证，该基因组DNA用荧光核酸染色剂YOYO-1(Molecular Probes，Inc.，Eugene，OR)来预先染色。如图11所示，带正电的电极组件的荧光微观图显示，在电极组件的表面上存在人类DNA。作为对照，将聚(3-甲氧基噻吩)聚合物电化学还原到其中性状态来重复实验。如图12所示，中性电极组件显示，在电极组件的表面上YOYO-1荧光很少或没有，且在电极基质内只有少量的荧光。

上面阐述的公开内容可包括具有独立效用的多个不同发明。虽然这些发明的每个都以其优选形式公开，但如这里公开和示出的其的特定实施方式，且不应被认为是限制意义的，因为可能有很多变化形式。本发明的主题包括这里公开的各种元件、特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。下列权利要求特别指出被认为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。体现在特征、功能、元件和/或特性的其它组合和子组合中的发明可在从这个申请或相关申请要求优先权的申请中被要求权利。这样的权利要求不管是涉及不同的发明还是涉及相同的发明，并且对原始权利要求的范围不管是更宽、更窄、相当还是不同，也被认为包括在本公开内容的发明的主题内。

Claims (30)

1.一种微流体设备，其包括：

多孔电极组件，其包括：

多孔整料；

导电聚合物，其应用于所述多孔整料的至少一部分，以便材料的表面界定多孔形貌；以及

电连接件，其在所述导电聚合物和电势源之间；以及

控制器，其设置成控制施加到所述导电聚合物的电势。

2.如权利要求1所述的微流体设备，其中所述多孔整料包括导电材料；且在所述导电聚合物和所述电势源之间的所述电连接件包括所述多孔整料。

3.如权利要求1所述的微流体设备，其进一步包括流体系统，所述流体系统设置成将所关心的样品传送到多孔聚合物电极，并将所关心的样品从多孔聚合物电极传送出来。

4.如权利要求3所述的微流体设备，其中所述流体系统进一步包括设置成过滤所关心的所述样品的一个或多个过滤器。

5.如权利要求3所述的微流体设备，其进一步包括一个或多个部件，所述部件适合于制备通过所述多孔聚合物电极进行分析的样品溶液。

6.如权利要求5所述的微流体设备，其中适合于制备所关心的样品溶液的所述一个或多个部件包括一个或多个试剂储罐。

7.如权利要求5所述的微流体设备，其中适合于制备所关心的样品溶液的所述一个或多个部件包括为溶解反应而配置的室。

8.如权利要求5所述的微流体设备，其中适合于制备所关心的样品溶液的所述一个或多个部件包括为变性反应而配置的室。

9.如权利要求5所述的微流体设备，其中适合于制备所关心的样品溶液的所述一个或多个部件包括为聚合酶链反应而配置的室。

10.如权利要求1所述的微流体设备，其中所述多孔整料包括约2μm到约100μm宽的孔。

11.如权利要求1所述的微流体设备，其中所述多孔聚合物电极组件包括：

基底；

导电层，其布置在所述基底上；

多孔整料，其布置在所述导电层上；以及

导电聚合物，其应用于所述多孔整料，使得所述导电聚合物至少部分地界定存在于所述多孔整料中的孔，并且使得电连接形成在所述导电层和所述导电聚合物之间。

12.如权利要求1所述的微流体设备，其中所述多孔聚合物电极组件包括：

多孔不导电整料；

无孔和不导电填充材料，其在所述多孔整料的孔内；以及

导电聚合物，其布置在所述整料的所述孔中，并插在所述整料和所述填充材料之间。

13.如权利要求12所述的微流体设备，其中所述多孔电极组件的表面暴露出至少部分地被不导电填充材料和不导电整料隔离的多个导电域。

14.如权利要求13所述的微流体设备，其中所述导电域暴露在所述多孔电极组件的外表面上。

15.如权利要求13所述的微流体设备，其中所述导电域暴露在所述多孔电极组件中通道的内表面上。

16.一种用于分析核酸的微流体设备，其包括：

基底，其具有在其内制造的多个微流体室和通道；

覆盖物，其粘结到所述基底表面；

入口，其设置成接收生物样品；

设置成预处理所述生物样品的一个或多个室；

设置成使所述生物样品进行聚合酶链反应的一个或多个室；

设置成分离通过所述聚合酶链反应扩增的核酸聚合物的一个或多个室；以及

多孔聚合物电极，其设置成检测所扩增的核酸聚合物。

17.如权利要求16所述的微流体设备，其进一步包括设置成使所扩增的核酸聚合物与可电化学检测的标记缔合的室。

18.如权利要求16所述的微流体设备，其中设置成分离所扩增的核酸聚合物的所述室设置成以电泳方法分离所扩增的核酸聚合物。

19.一种分析样品的方法，其包括：

将样品引入根据权利要求1-18中任一项所述的微流体设备中；

制备所述样品，用于通过所述多孔聚合物电极进行分析；

将所述样品传送到所述多孔聚合物电极；以及

施加电势到所述多孔聚合物电极。

20.如权利要求19所述的方法，其进一步包括检测样品中所关心的分析物。

21.如权利要求20所述的方法，其中检测所关心的所述分析物的所述步骤包括检测带电的生物分子。

22.如权利要求20所述的方法，其中检测所关心的所述分析物的所述步骤包括检测与所关心的所述分析物缔合的电化学活性标记。

23.如权利要求20所述的方法，其中检测所关心的所述分析物的所述步骤包括检测带负电的生物分子，而施加电势的所述步骤包括将正电势施加到所述多孔聚合物电极。

24.如权利要求19所述的方法，其进一步包括由于所述施加的电势而将所关心的分析物保留在所述多孔聚合物电极中。

25.如权利要求24所述的方法，其进一步包括施加第二电势到所述多孔聚合物电极，其中所施加的第二电势从所述多孔聚合物电极释放所关心的分析物。

26.一种检测核酸的方法，其包括：

将被认为包含目标核酸的样品引入根据权利要求16-18中任一项所述的微流体设备中；

预处理所述样品；

使所预处理的样品进行聚合酶链反应；

从聚合酶链反应混合物中分离扩增的核酸聚合物；以及

使用多孔聚合物电极检测所扩增的核酸聚合物。

27.如权利要求26所述的方法，其中预处理所述样品的步骤包括消化、液化、稀释、溶解和变性所述样品中的一种或多种。

28.如权利要求26所述的方法，其进一步包括用电化学活性标记来标记所扩增的核酸聚合物。

29.如权利要求28所述的方法，其进一步包括用特异性复合蛋白质来标记所扩增的核酸聚合物。

30.如权利要求26所述的方法，其中分离所扩增的核酸聚合物的步骤包括用电泳方法从所述聚合酶链反应混合物分离所扩增的核酸聚合物。

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