CN106459978A - 附接有识别化合物的整料、该些整料的阵列及用途 - Google Patents

Abstract

本文提供了整料，其附接了选择性地和配体结合的识别化合物；并提供了制备这样的整料的方法、这样的整料的阵列及用途。例如，本文提供的整料可用被于整料的柱和阵列中。

Description

附接有识别化合物的整料、该些整料的阵列及用途

根据35U.S.C.§119(e)，本申请从美国临时申请61/932,747号和62/006,845号(其申请日分别为2014年1月28日和2014年6月2日)要求优先权，并在此将该两申请的全部内容通过引用纳入本申请中。

技术领域

本文提供了整料，其附接有识别化合物，该些识别化合物选择性地和配体(ligands)结合；并提供了制备这样的整料的方法、这样的整料的阵列以及这样的整料的用途。例如，本文提供的整料可被用于整料的柱和阵列中。

背景技术

交联聚合物支撑体于催化、分离和固相合成方面是有用的。最初是以均质的多孔颗粒的形式提供交联聚合物支撑体，这样的多孔颗粒一般用于连续流动的工序，包括但不限于层析。但是使用颗粒状吸附剂具有多个重要问题：对流中的流体和与实心的支撑体结合之间的交换缓慢，导致解析度欠佳；装并的颗粒之间中空的容积庞大；回压高，动态结合能力低(特别是对于高分子)。以上限制限制了均质的多孔颗粒的用途至只是作为官能化支撑体，其附接有能与各种配体结合的识别分子。

在较近期，多孔整料性物料被开发了(Arrua等著的Materials(2009)2 2429-2466、J.of Chromatography Library第67卷中Svec等著的Monolith Materials、Svec等编辑、Wu等著的J.Chromatography A(2008)369-392)。这些异质的、大孔的聚合物具有刚性的多孔结构，其于制备期间形成并一般在任何溶剂中或于干燥状态中皆维持，并为整料赋予海棉般的特质。重要的是，大的中空容积(即高渗透性)、高分子交换速率低(即其物质转移速度缓慢)、解析度低和回压高这些问题在这些整料物料中被解决了，在这些整料物料中流体是穿过整料的孔隙流动的。现在，整料主要用于层析式分离，对于备制以附接有用于与配体结合的识别分子(尤其是DNA)而官能化的整料，以及将其例如用于阵列中，这些应用相对地不受注重。

因此，现在需要的是附接有识别化合物的整料，以及这样的整料的阵列。这些整料和其阵列将具多方面的用处，包括但不限于与配体结合。

发明内容

本发明提供整料，其以识别化合物官能化；以及这样的整料的阵列及这样的整料的用途。在壹方面，提供了附接有识别化合物的整料。该些识别化合物选择性地和配体结合。在某些实施例中，该些识别化合物是寡核苷酸、单链RNA、单链DNA、DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、肽核酸、肽、缩酚酸肽、多肽、抗体、拟肽、聚合物、聚硅氧烷、分子量大于50道尔顿的无机化合物、分子量处于约3000道尔顿和约50道尔顿之间的有机化合物，或以上的组合。在另一些实施例中，配体是寡核苷酸、单链RNA、单链DNA、DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、肽核酸、肽、缩肽、多肽、抗体、拟肽、聚合物、聚硅氧烷、分子量大于50道尔顿的无机化合物、分子量处于约3000道尔顿和约50道尔顿之间的有机化合物，或以上的组合。

在某些实施例中，提供了壳体，其包括整料，整料涵盖附接至其上的、选择性地和配体结合的识别化合物。在另一些实施例中，该壳体选择性地与化合物文库的成员结合，该些化合物文库可通过噬菌体展示，RNA展示或核酸可编程组合化学提供。

在某些实施例中，提供了阵列。该阵列涵盖两个或更多个壳体，其各包括整料，整料包括附接至其上的、选择性地和配体结合的识别化合物。在另一些实施例中，该阵列包括块件，块件涵盖两个或更多个井，井包含壳体。壳体包括整料，整料涵盖附接至其上的、选择性地和配体结合的识别化合物。

在又另一方面，提供了整料媒体。该整料性媒体包括凝集的颗粒，其具有附接至其上的、选择性地和配体结合的识别化合物。

在又另一方面，提供了阵列，阵列包括两个或更多个离子交换壳体。该些离子交换壳体包括具可离子化的团的整料。在某些实施例中，该阵列包括过滤板或任何其它类型的微孔板或装置，其允许移动的相态穿过它而流动；以及块件，其涵盖两个或更多个井，井包含离子交换物料。该离子交换物料涵盖整料，整料包括可离子化的团。

在再另一方面，提供了备制化合物的核酸编程文库的方法。方法涵盖的步骤包括以阵列接触多种核酸分子的混合物，阵列包括块件，块件具有两个或更多个可被寻址的井。每个井包括整料，整料具有壹种或更多种附接至其上的识别化合物，其选择性地与单链核酸结合，从而将该些核酸分子分成亚群。可选地可将核酸分子的亚群从该些识别化合物分离，例如通过采用提升的温度、离子强度的改变或pH值的改变分离，而分离的核酸分子被转移至分开的容器中。随后将被分开了的核酸分子亚群与不同的化学亚基进行反应，其中该些核酸分子包括至少壹个结合序列和壹个化学反应位点。当可选地将该些核酸分子亚群转移了至分开的容器时，该些井(其包括整料，整料具有附接至其上的、选择性地与核酸结合的识别化合物)与该些分开的容器以可被寻址的形式被排列。

在又另一方面，提供了备制化合物的核酸编程文库的方法。该方法涵盖的步骤包括以阵列接触多种核酸分子的混合物，阵列包括块件，块件具有两个或更多个可被寻址的井。每个井包括整料，整料具有壹个或更多个附接至其上的识别化合物，其选择性地与单链核酸结合，从而将核酸分子分成亚群。该些核酸分子亚群被转移至第二个阵列，第二个阵列包括滤板或任何其它类型的微孔板或装置，允许在移动的相态穿过它而流动；以及块件，其包含两个或更多个可被寻址的井。可将该些核酸分子的亚群从该些识别化合物分离，例如通过采用提升的温度、离子强度的改变或pH值的改变分离。该第二阵列的井包括阴离子交换物料，其非特定地将该些核酸分子亚群固定。将该些被固定了的核酸分子亚群与不同的化学亚基进行反应。将该些井(其包括整料，整料具壹个或多个附接至其上的、选择性地与核酸结合的识别化合物)以可被寻址的形式与该些包括阴离子交换物料的井排列。该些核酸分子包括至少壹个结合序列和壹个化学反应位点。在某些实施例中，该阴离子交换物料包括具阴离子交换基团的整料。

在又另一方面，提供了一装置。该装置涵盖两个阵列，其包括分开的块件。第一阵列的块件涵盖两个或更多个可被寻址的井，井包括整料，整料具有与其附接的、选择性地和配体结合的识别化合物。第二阵列的块件包括过滤板或任何其它类型的微孔板或装置，其允许在移动的相态穿过它而流动；以及两个或更多个可被寻址的井，其包括离子交换物料。将该些井(其包括整料，整料具与其附接的、选择性地和配体结合的识别化合物)与该些包括离子交换物料的井排列。在某些实施例中，该离子交换物料包括具离子交换基团的整料。

附图说明

图1示出示例性的、DNA主导的将一片段文库分裂的情况。在这例子中，简并的核酸标签家族是由成链的20个碱基对核苷酸序列构成的，其可为恒定的(C₁-C₅)或可变的(a₁-j₄)。DNA片段的可变区中的字母a₁至j₄标示独特的具20个核苷酸的序列，其具有正交(orthogonal)的杂交属性。要执行第一次分裂，将简并的片段家族掠过一组十个不同的亲和树脂，其示出的序列为a₁ ^c-j₁ ^c，其为与第一可变区域中的序列a₁-j₁相应的(该圆圈代表了一示例性的亲和树脂)。这产生原本的片段家族的十个子集。随后将每个核酸标签子集与独特的化学单体进行反应，以允许该独特的化学单体耦合至每个核酸标签的化学反应位点。然后将该些子集重新集合，然后基于a₂-j₂这序列将该文库分裂成一组新的子集，如此类推。

图2示出某核酸标签的化学反应位点处的一示例性化学耦合反应。包含化学反应位点的核酸标签在DMF中以FMOC丙氨酸的NHS酯处理。以哌啶将FMOC这保护团移除以提供耦合至核酸标签的化学反应位点的丙氨酸。可将这工序重复多次，而且依次的每次步骤中可用各种不同的氨基酸，以产生独特的多肽的文库。

图3A至3D示出以隔分为基础的化学合成方法，其采用一系列的柱以产生独特的化合物的文库。

图4示出示例性的杂交阵列，从左至右为A12、D11、T1、D12和A11。向前的一面是向上的，而装置的顶部位于图的左方。

图5示出示例性的转移阵列，从左至右为D01、T1和D02。向前的一面是向上的，而装置的顶部位于图的左方。

具体实施方式

定义

除非另行定义，否则本文中使用的所有术语和科学名词皆具有和本发明所属的技术领域的一般技术人员所共同理解的相同的意义。如某术语具有多重定义，则以本部分中的定义为准，除非另行说明。

必要注意的是，在本文中和所附的权利要求中，“一”、“某”、“该”和“其”这些单数形式的词是包括指涉众数的，除非这被语境明显否定。因此，举例说，“一标签”指涉的包括多个这样的标签，而“该化合物”指涉的包括壹个或多个化合物和本领域技术人员所知的等效物，如此类推。

进一步注明，权利要求可以是被拟订成排除任何可选的元素的。因此，本阵述旨在作为对于权利要求的元素的详述采用如“独”、“只”这样的排它的术语或采用“否定”的限制的在先基础。

本文中所用的“烷基”意指任何饱和或非饱和、具支链或无支链的、環化的或具以上属性某组合的、一般具1-10个碳原子的烷基，这包括了甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、環戊基、異戊基、新戊基、己基、異己基、環己基、其各氢原子皆可选地可被甲基取代。

本文中所用的“亞烷”意指任何具支链或无支链的、環化的或具以上属性某组合的、一般具1-10个碳原子的亚烷，这包括了甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、環戊基、異戊基、新戊基、己基、異己基、環己基、其各氢原子皆可选地可被甲基取代。

本文中所用的“扩增化合物群体”意指根据以本文内说明的迭代式方法所产生的核酸标签的成链的杂交序列合成的化合物的数量增加。

本文中所用的“抗体”意指蛋白质，其包含壹个或多个实质上或部分地由免疫球蛋白基因或免疫球蛋白基因的片段编码的多肽，片段例如为含有壹个或多个互补性决定区域(complementarity determining region，CDR)的片段。所认知的免疫球蛋白基因包括κ、λ、α、γ、δ、ε和μ这些恒定区域基因，以及众多的可变区域免疫球蛋白基因。轻链一般被分类为例如κ或λ之其一。重链一般被分类为例如γ、μ、α、δ或ε，这则限定免疫球蛋白的类别，分别为IgG、IgM、IgA、IgD和IgE。一个典型的免疫球蛋白(抗体)结构单元包含四聚体。在自然界中，每个四聚体是由两对相同的多肽链组成的，每对链具有一条“轻”链(约25kD)和一条“重”链(约50-70kD)。每条链的N末端限定具约100至110或更多种氨基酸、主要负责辨识抗原的可变区域。术语可变轻链(VL)和可变重链(VH)分别指这些轻链和重链。抗体作为完整的免疫球蛋白存在，或作为通过各种肽酶消化产生的某数量的良好表征的片段存在。因此，作为例子，胃蛋白酶于铰链区域的二硫键合之下将抗体消化，以产生F(ab)′2(可与抗原结合的片段，fragment antigen binding)和Fc(可结晶片段fragment crystallizable，或可与互补物体结合的片段fragment complement binding)。F(ab)′2是Fab的二聚体，Fab本身则是以二硫键连至VH-CH1的轻链。该F(ab)′2可于温和的条件下被还原，从而将铰链区域的二硫键合断开，从而将该(Fab′)₂二聚体转换成Fab′单体。该Fab′单体基本上是带有部分铰链区域的Fab。抗体分子的Fc部分大致对应免疫球蛋白重链的恒定区域，并负责该抗体的效应功能(对抗体片段更详细的说明请参考Fundamental /mmunology，4^thedition.W.E.Paul，ed.，Raven Press，N.Y.(1998))。虽然以上以完整的抗体的消化这形式定义各抗体片段，但技术人员会明白，这样的Fab′或Fc片段是可以从头合成的，这可以是通过化学合成，或通过采用重组DNA方法，肽展示或类似方法。因此，本文中所用的术语“抗体”亦包括抗体片段，片段通过对整个的抗体修改产生，或通过重组DNA方法从头合成。抗体还包括单臂的复合单克隆抗体和单链的抗体，包括可变重链和可变轻链(直接或经键合肽)连成一起以形成连续的多肽的单链Fv(sFv)抗体，以及双体、三体和四体的抗体(Pack et al.(1995)J Mol Biol 246：28；Biotechnol 11：1271；及Biochemistry31：1579)。抗体例如是多克隆、单克隆、嵌合的、人源化的、单链的、是Fab片段，或是由Fab表达文库产生的片段，或类似物。

本文中所用的“指定碱基的双螺旋之形成”或“特定杂交”意指特定的温度、离子强度和/或溶剂条件，该些条件对于给定长度的寡核苷酸有效产生单链寡核苷酸及其互补序列的核酸链之间的序列指定性配对。这些条件优选地严格至可避免或大致避免两个具壹个或更多个内部碱基错配的接近互补的链的杂交。在某些实施例中，两个正在形成指定碱基的双螺旋的序列之间的识别区域大小超过约5bp。在另一些实施例中该识别区域大小超过10bp。

本文中所用的“捕捉者核酸”、“捕捉者寡核苷酸”“和被固定的捕捉者核酸”意指附接至整料的核酸序列。捕捉者核酸的序列一般都是和该些核酸标签的不同杂交序列(例如a₁、b₁、c₁等)之其壹互补的，并因此允许以序列指定地将某群体的以核酸标签了的分子分成多个亚群，其各为以不同的核酸标签了的分子并处于分别的容器中。

本文中所用的“化学反应位点”意指核酸标签的化学组分，其能够形成各种化学键，包括但不限于；酰胺、酯、脲、氨基甲酸酯、碳羰基键、碳-氮键、碳碳单键、烯键、硫醚键，和二硫键。

本文中所用的“组合文库”意指一分子文库，其包含大量不同化合物(一般包含10³和10⁵之间那么多种或更多不同化合物)，其特征一般为具有不同的亚基序列或不同的侧链官能团和键合的组合。

本文中所用的“DAEM”意指2(二甲氨基)乙基甲基丙烯酸酯。

本文中所用的“DEGDMA”意指二乙二醇二甲基丙烯酸酯。

本文中所用的“缩肽”意指如本文所界定的肽，分别在于壹个或多个酰胺键被酯键取代了。

本文中所用的“不同序列的低分子化合物”意指小的有机分子，其一般但不一定具有相同的主体结构，例如环结构，以及多个不同的取代性R团或环结构改动，其各可采取各种不同形式，例如不同的R团。这样的化合物一般是非寡聚的(即不是由重复的类似的亚基的序列构成的)并在基本结构和功能团方面可为类似的，但分别在于链长、环大小或数量，或取代的格局这些方面等。

本文中所用的“EDMA”意指二甲基丙烯酸乙二醇酯。

本文中所用的“核酸标签的基因重组”意指形成从具壹个或多个期望的活性的多种化合物得出的核酸标签的嵌合体。嵌合体可以是在反复循环的浓缩和逐步合成、PCR扩增和逐步合成、部分消化，改造和逐步合成后通过基因重组形成，以给出高度浓缩的核酸标签亚群，其附接至具壹个或多个期望的活性的化合物。

本文中所用的“GMA”意指甲基丙烯酸缩水甘油酯。

本文中所用的“HEMA”意指甲基丙烯酸-2-羟基乙酯。

“水合物”意指以化学计量的比例将水结合进本文中说明的某化合物的晶格中，导致形成加合物。制作水合物的方法包括但不限于：贮存于具水蒸气的大气中、包括水的剂型，或常规的药品处理步骤，例如结晶(即由水或混合的水溶剂结晶)、冷冻干燥、湿法造粒、含水薄膜包衣或喷雾干燥等。于某些情况下水合物亦可从结晶溶剂化物通过将其曝露于水蒸气或将该无水物悬浮于水中而形成。水合物亦可以多于壹种形态结晶，而给出水合物多态性。可参考例如(Guillory，K.，Chapter 5，pp.202-205 in Polymorphism inPharmaceutical Solids，(Brittain，H.ed.)，Marcel Dekker，Inc.，New York，NY，1999)。以上备制水合物的方法完全属于本领域的技术人员的能力范围内、是完全常规的，并且并不要求任何多于本领域中常见程度的实验试验。可通过本领域的技术人员公知的方法分析水合物和/或测出其特征，方法例如为单晶X射线衍射法、X射线粉末衍射法、偏光性光学显微法、热显微法、熱重分析法、差热分析法、差示扫描量热法、红外光谱法、拉曼光谱法和核磁共振光谱法等。(Brittain，H.，Chapter 6，pp.205-208 in Polymorphism inPharmaceutical Solids，(Brittain，H.ed.)，Marcel Dekker，Inc.New York，1999)。此外，很多商业公司皆常规地提供包括制备水合物和/或测试其特征的服务，这些公司例如包括位于法国Pharmaparc II，Voie de l′Innovation，27 100 Val de Reuil的HOLODIAG(http：//www.holodiag.com)。

本文中所用的“配体”意指寡核苷酸、单链RNA、单链DNA、DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、肽核酸、肽、缩酚酸肽、多肽、抗体、拟肽、聚合物、聚硅氧烷、分子量大于50道尔顿的无机化合物、分子量处于1000道尔顿和50道尔顿之间的有机化合物，或以上的组合。

本文中所用的“键合者”意指任何分子或物质，其执行将单体键合至识别化合物的功能。各键合者的结构和长度可为不同的。键合者可为疏水或亲水的、长或短的、刚性，半刚性或柔性的，等等。该键合团可例如包含：聚亚甲基链，如-(CH₂)_n-的链，或聚(乙二醇)链，如-(CH₂CH₂O)_n的链，其中两者的n皆为从1至20的整数；5′-O-二甲氧基三苯甲基-1′，2′-脱氧核糖-3′-[(2-氰乙基)-(N，N-二异丙基)]-亚磷酰胺(5′-O-Dimethoxytrityl-1′，2′-Dideoxyribose-3′-[(2-cyanoethyl)-(N，N-diisopropyl)]-phosphoramidite)；9-O-二甲氧基三苯甲基-三甘醇，1-[(2-氰乙基)-(N，N-二异丙基)]-亚磷酰胺(9-O-Dimethoxytrityl-triethylene glycol，1-[(2-cyanoethyl)-(N，N-diisopropyl)]-phosphoramidite)；3-(4，4′-二甲氧基三苯甲氧基)丙基-1-[(2-氰乙基)-N，N-二异丙基)]-亚磷酰胺(3-(4，4′-Dimethoxytrityloxy)propyl-1-[(2-cyanoethyl)-(N，N-diisopropyl)]-phosphoramidite)；以及18-O-二甲氧基三苯甲基六甘醇，1，-[(2-氰乙基)-(N，N-二异丙基)]-亚磷酰胺(18-O-Dimethoxytritylhexaethyleneglycol，1，-[(2-cyanoethyl)-(N，N-diisopropyl)]-phosphoramidite)、氨羧键合剂(例如肽(例如Z-Gly-Gly-Gly-Osu或Z-Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Osu)、PEG(例如Fmoc-氨基PEG2000-NHS或氨基-PEG(12-24)-NHS)或烷烃酸链(例如Boc-ε-氨基己酸-Osu))、点击化学键合剂(例如肽(例如叠氮基高丙氨酸-Gly-Gly-Gly-OSu(azidohomalanine-Gly-Gly-Gly-OSu)或炔丙基甘氨酸-Gly-Gly-Gly-OSu(propargylglycine-Gly-Gly-Gly-OSu))、PEG(例如叠氮基-PEG-NHS)或烷烃酸链(例如5-叠氮戊酸、(S)-2-(叠氮甲基)-1-Boc-吡咯烷((S)-2-(azidomethyl)-1-Boc-pyrrolidine)或4-叠氮基-丁烷-1-酸N-羟基琥珀酰亚胺酯(4-azido-butan-1-oic acid N-hydroxysuccinimide ester)))、巯基反应键合剂(thiol-reactive linkers)(例如PEG(例如SM(PEG)n NHS-PEG-马来酰亚胺(SM(PEG)n NHS-PEG-maleimide))、烷烃链(例如3-(吡啶基-2-二硫基)-丙酸-Osu(3-(pyridin-2-yldisulfanyl)-propionic acid-Osu)或磺基琥珀酰亚胺6-(3′-[2-吡啶二硫代]丙酰胺)己酯(sulfosuccinimidyl 6-(3′-[2-pyridyldithio]propionamido)hexanoate))))、用于寡核苷酸合成的酰胺化物(amidites)(例如氨基修饰剂(amino modifiers)(例如6-(三氟乙酰氨基)-己基-(2-氰乙基)-(N，N-二异丙基)-亚磷酰胺)(6-(trifluoroacetylamino)-hexyl-(2-cyanoethyl)-(N，N-diisopropyl)-phosphoramidite))，巯基修饰剂(thiolmodifiers)(例如S-三苯甲基-6-巯基己基-1-[(2-氰乙基)-(N，N-二异丙基)]-亚磷酰胺(S-trityl-6-mercaptohexyl-1-[(2-cyanoethyl)-(N，N-diisopropyl)]-phosphoramidite)或小鸡化学修饰剂(例如5-己炔基-TTT(T)_0-7、6-己炔基-TTT(T)_0-7、5-己炔-1-基-(2-氰乙基)-(N，N-二异丙基)-亚磷酰胺(5-hexyn-1-yl-(2-cyanoethyl)-(N，N-diisopropyl)-phosphoramidite)、6-己炔-1-基-(2-氰乙基)-(N，N-二异丙基)-亚磷酰胺(6-hexyn-1-yl-(2-cyanoethyl)-(N，N-diisopropyl)-phosphoramidite)、3-二甲氧基三苯甲氧基-2-(3-(3-丙炔氧基丙酰胺)丙酰胺)丙基-1-O-琥珀酰基(3-dimethoxytrityloxy-2-(3-(3-propargyloxypropanamido)propanamido)propyl-1-O-succinoyl)、长链烷氨基CPG、或4-叠氮基-丁烷-1-酸N-羟基琥珀酰亚胺酯(4-azido-butan-1-oic acid N-hydroxysuccinimide ester)))。

本文中所用的“引发剂”意指任何游离自由基产生剂，其能于通过热、光或氧化还原式的引发而引发单乙烯基单体或多乙烯基单体的聚合。本文中所用的“MAA”意指甲基丙烯酸。

本文中所用的“MAETA”意指[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]三甲基氯化铵。

本文中所用的“γ-MAPS”意指3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯。

本文中所用的“整料”意指连续的静止相态(即单一块连续的物料(例如基于聚合物或二氧化硅的基体)，其包含大型的互连的孔隙或通道，其允许流动的相态于中等的压力下以高速率流过。

本文中所用的“整料性媒体”意指凝集的颗粒的某种装并方式，其柱压大大地低于基于颗粒大小预期的柱压。

本文中所用的“NBE”意指降冰片-2-烯。

对于“非指定性整料”，本文中所用的“非指定性结合”意指对于施加至整料的核酸，不指定其核酸序列地与其结合。用于非指定性结合的物料例如包括离子交换物料，其可有效地于某壹离子强度下非指定性地捕捉以核酸标签了的分子，而在另一较高的离子强度下在分子反应之后释放所述以核酸标签了的分子。

本文中所用的“核酸”意指如下定义的寡核苷酸类似物，亦意指双链的DNA和RNA分子。DNA和RNA分子可包括以下定义的各种类似物。

本文中所用的“核酸标签主导的合成”或“标签主导的合成”或“化学翻译”意指根据本文公开的方法，基于核酸标签的成链的杂交序列合成多种化合物。

本文中所用的“核酸标签”、“核酸支撑体”、“主导合成的核酸标签”和“DNA标签”意指被这样称呼的核酸序列，其各至少包含(i)不同的第一杂交序列、(ii)不同的第二杂交序列，和(iii)化学反应位点。“杂交序列”意指寡核苷酸，其包含约3个至50个之间数量的核酸亚基，一般为约5个至约30个。这样的“核酸标签”能够主导基于成链的杂交序列的组合文库合成。

本文中所用的“寡核苷酸”或“oligo”意指核酸寡聚物，其包含约3个至约50个之间数量的核酸亚基，一般为约5个至约30个。在谈及主导文库的化合物的合成oligo(例如杂交序列)的语境中，该些oligo可包括(或由其构成)：天然来源的核苷酸残基、核苷酸类似物残基，或当被组成线性聚合物时能够形成序列指定的碱基配对的其它亚基；条件是，该聚合物要能在存在聚合酶和壹种或多种的三磷酸核苷酸(例如常规的脱氧核糖核苷酸)的情况下提供适合用于链主导的聚合的基质。“已知序列oligo”是其核酸序列为已知的oligo。

本文中所用的“寡核苷酸类似物”意指被修改了的核酸，其从某寡核苷酸衍生并能够实现该寡核苷酸的某些或所有化学或生物学活性。寡核苷酸类似物一般会包括磷酸二酯键，不过在某些情况下会包括可具另类主链的寡核苷酸类似物。对核糖磷酸主链的修改可有助于加入额外的部分，例如标签，或者可以是用于增加此类分子的稳定性和半衰期。此外，可产生类似物和天然来源的核酸的混合物。替代地，可产生不同的核酸类似物的混合物，以及类似物和天然来源的核酸的混合物。该些寡核苷酸可以是如指定般的单链或双链的，或可同时包含双链或单链序列的部分。该寡核苷酸可以是DNA、RNA或杂交物，其中杂交物可包含脱氧和非脱氧的核糖核苷酸的任何组合，以及任何碱基的组合，包括尿嘧啶、腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶、鸟嘌呤、肌苷、黄嘌呤次黄嘌呤、异胞嘧啶、异鸟嘌呤等等。

本文中所用的“肽”意指约2个至50个之间数量的氨基酸残基的聚合物、约2个至20个之间数量的氨基酸残基的聚合物或约2个至10个之间数量的氨基酸残基的聚合物。肽包括经修改的肽，例如包括糖肽，聚乙二醇化的肽，脂肽，与有机或无机配体缀合的肽，含有肽键等排物的肽(例如Ψ[CH₂S]、Ψ[CH₂NH₂]、Ψ[NHCO]、Ψ[COCH₂]、Ψ[(E)或(Z)CH＝CH]等，并还包括环状肽。在一些实施例中，该些氨基酸残基可以是任何L-α氨基酸、D-α氨基残基、其N-烷基变体或以上的组合。在另一些实施例中，该些氨基酸残基可以是任何L-α氨基酸、D-α氨基残基、β-氨基酸、γ-氨基酸、其N-烷基变体或以上的组合。

本文中所用的“操作地键合”意指至少两个键合在一起的化学基团或结构。例如，某寡核苷酸可以是通过键合者共价地附接至配体或化学反应位点。在某些实施例中，该些基团或结构经受多重操作(例如某处理过程的步骤等)仍可以是保持键合的。

本文中所用的“肽核酸”意指寡核苷酸类似物，其中核酸的糖磷酸主链被假肽骨架取代了(例如N-(2-氨基乙基)-甘氨酸)(Nielsen等的美国专利5,539,082号；Nielsen等的美国专利5,773,571号；Burchardt等的美国专利6,395,474号)。

本文中所用的“拟肽”意指多处N-取代的甘氨酸的聚合物(Simon等著的Proc.Natl.Acad.Sci.(1992)89(20)9367-9371)并包括其环状的变体。

本文中所用的“多肽”意指氨基酸残基的聚合物，其一般包含多于50个氨基酸残基，并包括其环状的变体。多肽涵盖了蛋白(包括被修改的蛋白，如糖蛋白、聚乙二醇化的蛋白、脂蛋白、与有机或无机的配体缀合的多肽等)、受体、受体片段、酶、结构蛋白(例如胶原)等。在某些实施例中，该些氨基酸残基可为任何L-α-氨基酸、D-α-胺基酸残基，或以上的组合。在另一些实施例中，该些氨基酸残基可为任何L-α-氨基酸、D-α-胺基酸残基、其N-烷基变体或以上的组合。

“聚合物“包括共聚物，而“单体”这术语包括共聚单体。聚合物例如包括聚酰胺、磷脂、聚碳酸酯、多糖、聚氨酯、聚酯、聚脲、聚乙酸酯、聚芳硫醚、聚乙烯亚胺、聚酰胺等。

本文中所用的“致孔剂”或“致孔溶剂”意指能够在聚合物基体聚合期间于其中形成孔隙的溶剂，并包括但不限于：脂族烃、芳族烃、酯、酰胺、醇、酮、醚、可溶解的聚合物的溶液，以及以上的组合。

本文中所用的“识别化合物”意指寡核苷酸、单链RNA、单链DNA、DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、肽核酸、肽、缩酚酸肽、多肽、抗体、拟肽、聚合物、聚硅氧烷、分子量大于50道尔顿的无机化合物、分子量处于1000道尔顿和50道尔顿之间的有机化合物，或以上的组合。

“盐”意指某化合物的盐，其含有该母体化合物中的所期望的药理学活性。这样的盐包括：(1)酸加成的盐，其以例如氢氯酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等无机酸形成；或与有机酸形成的盐，这样的酸例如为乙酸、丙酸、己酸、环戊基丙酸、乙醇酸、丙酮酸、乳酸、丙二酸、琥珀酸、苹果酸、马来酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、3-(4-羟基苯甲酰)苯甲酸、肉桂酸、扁桃酸、甲磺酸、乙磺酸、1，2-乙二磺酸、2-羟乙基磺酸、苯磺酸、4-氯苯磺酸、2-萘磺酸、4-甲苯磺酸、樟脑磺酸、4-甲基双环[2.2.2]-辛-2-烯-1-羧酸、葡庚糖酸、3-苯丙酸、三甲基乙酸、叔丁基乙酸、十二烷基硫酸、葡萄糖酸、谷氨酸、羟基萘甲酸、水杨酸、硬脂酸、粘康酸和类似物；或(2)当母体化合物中存在的酸性质子被金属离子取代时所形成的盐，该金属离子例如为碱金属离子、碱土金属离子或铝离子；或者该酸性质子与某有机碱协调，该有机碱例如为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基葡糖胺或类似物。在某些实施例中，当存在的酸性质子可与无机碱(例如氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化铝、氢氧化钙等)和有机碱(例如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨丁三醇、N-甲基葡糖胺等)反应时可形成盐。在某些实施例中，该盐为药学上可接受的。

“溶剂化物”意指以化学计量的比例将溶剂结合进本文中说明的某化合物的晶格中，导致形成加合物。制作溶剂化物的方法包括但不限于：贮存于包含溶剂的大气中、包括该溶剂的剂型，或常规的药品处理步骤，例如结晶(即由溶剂或混合的溶剂结晶)蒸汽扩散等。于某些情况下溶剂化物亦可从其它结晶的溶剂化物或水合物通过将其曝露于溶剂中或将该物质悬浮于溶剂中而形成。溶剂化物亦可以多于壹种形态结晶，而给出溶剂化物多态性。可参考例如(Guillory，K.，Chapter 5，pp.205-208 in Polymorphism inPharmaceutical Solids，(Brittain，H.ed.)，Marcel Dekker，Inc.，New York，NY，1999)。以上备制溶剂化物的方法完全属于本领域的技术人员的能力范围内、是完全常规的，并且并不要求任何多于本领域中常见程度的实验试验。可通过本领域的技术人员公知的方法分析溶剂化物和/或测出其特征，方法例如为单晶X射线衍射法、X射线粉末衍射法、偏光性光学显微法、热显微法、熱重分析法、差热分析法、差示扫描量热法、红外光谱法、拉曼光谱法和核磁共振光谱法等。(Brittain，H.，Chapter 6，pp.205-208 in Polymorphism inPharmaceutical Solids，(Brittain，H.ed.)，Marcel Dekker，Inc.New York，1999)。此外，很多商业公司皆常规地提供包括制备溶剂化物和/或测试其特征的服务，这些公司例如包括位于法国Pharmaparc II，Voie de l′Innovation，27 100 Val de Reuil的HOLODIAG(http：//www.holodiag.com)。

本文中所用的“为所期望的活性作筛选”意指基于分子的物理属性将更期望得到的分子从不那么期望得到的分子分隔的任何生化学程序。因此其包括将呈现期望的属性的化合物从异质的分子混合物中物理分隔。例子包括通过将其结合至固定了的靶蛋白而从混合物中将配体亲和纯化，或通过由酶介导的亲和手柄的附接将酶基质从混合物隔离，等。

本文中所用的“SPMA”意指3-磺丙基甲基丙烯酸酯。

本文中所用的“TRIM”意指三羟甲基丙烷三丙烯酸甲酯。

“被标签的化合物”、“以DNA标签的化合物”或“以核酸标签的化合物”用于指代某些化合物，其包含：(a)独特的核酸标签，其中每种化合物的每个独特核酸标签包括至少壹个，优选地为两个或更多个成链的不同的杂交序列，其中该些杂交序列能够特定地结合与其互补的、被固定了的捕捉者核酸序列；以及(b)具化学反应性的反应部分，其可包括化合物前体、局部合成的化合物，或完成了的化合物。如被核酸标签的化合物的具化学反应的部分为已完成合成的化合物，则其亦被称为已被核酸标签的化合物。

具有已附接有识别化合物的整料以及该些整料的阵列

整料是整合的、连续的、多孔的、颗粒之间没有中空的媒体，其以往一般被用作层析用的支撑体(例如Ueki et al.，Anal.Chem.(2004)76，7007-7012；Ueki et al.，J.Chromatography A(2006)1106，106-111；Saburadin et al.，Analytica Chimica Acta(2012)736 108-114；Shu et al.，J.Chromatography A(2011)1218 5288-5234；Lubbad etal.，J.Chromatography A(2011)1218 8897-8902；Lubbad et al.，J.Chromatography A(2011)12182362-2367)。广义来说，整料泛指任何单一体的结构，其包含互相连接的、重复的单元格或通道，其特征在于其具有已限定的孔隙度，并支持该固体相态和周围的流动相态之间的互动。流动的相态被迫穿过该多孔的整料媒体流动，这导致对流性的流动和增量的物质转移。整料可以是基于聚合物(即有机物)、二氧化硅、有机物和二氧化硅的杂合物、无机物、冷冻凝胶和琼脂糖，前两种为最常见的。

最广义来说，本文提供了的是具有已附接有识别化合物的整料以及该些整料的阵列。在壹方面，提供了具有附接至其上的、选择性地和配体结合的识别化合物的整料。在某些实施例中，该些整料是多孔的。在另一些实施例中，该些整料包括可离子化的基团。在某些这些实施例中，该些识别化合物是离子性地附接至该些整料的。在另一些这些实施例中，该些识别化合物是共价地附接至该些整料的。

在某些实施例中，该些识别化合物是寡核苷酸、单链RNA、单链DNA、DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、肽核酸、肽、缩肽、多肽、抗体、拟肽、聚合物、聚硅氧烷、分子量大于50道尔顿的无机化合物、分子量处于约3000道尔顿和约50道尔顿之间的有机化合物，或以上的组合。在另一些实施例中，该些配体是寡核苷酸、单链RNA、单链DNA、DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、肽核酸、肽、缩肽、多肽、抗体、拟肽、聚合物、聚硅氧烷、分子量大于50道尔顿的无机化合物、分子量处于约3000道尔顿和约50道尔顿之间的有机化合物，或以上的组合。在又另一些实施例中，该些识别化合物是寡核苷酸、单链RNA、单链DNA、DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、肽核酸、肽、缩肽、多肽、抗体、拟肽、分子量处于约3000道尔顿和约50道尔顿之间的有机化合物，或以上的组合，而该些配体是单链DNA、单链RNA、肽、缩肽、多肽、抗体、拟肽、分子量处于约3000道尔顿和约50道尔顿之间的有机化合物，或以上的组合。

在某些实施例中，该些识别化合物是寡核苷酸、单链RNA、单链DNA、DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、肽核酸，或以上的组合。在另一些实施例中，该些配体是单链DNA、单链RNA或两者的组合。在又另一些实施例中，该些识别化合物是寡核苷酸、单链RNA、单链DNA、DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、肽核酸，或以上的组合，而该些配体是单链DNA、单链RNA或两者的组合。

在一些实施例中，该些识别化合物是蛋白质的DNA结合蛋白，例如lac抑制子、trp抑制子、λ抑制子、arc抑制子或者以上抑制子的具新颖的DNA结合指定性的人工变体，而该些配体是双链DNA。在又另一些实施例中，该些识别化合物是位点指定性的核酸酶，例如CreI族大范围核酸酶，或TALEN核酸酶，其欠缺核酸酶的活性但保留序列指定性(sequencespecific)的DNA识别特性。

在某些实施例中，该整料是从二氧化硅的共聚物形成的。在另一些实施例中，该些二氧化硅的共聚物包括从由以下组成的群组选定的单体：

或以上的组合。

基于二氧化硅的整料可通过在有致孔剂存在的情况下通过由酸催化的烷氧基硅烷水解和缩聚而制备。在加热和干燥后，可通过硅烷化衍生出溶胶-凝胶网络。可以将适于附接识别化合物的官能团引入该二氧化硅整料中，这可以是通过在制造过程中直接加入官能化的单体，或通过将二氧化硅整料修改。例如，可如下文对GMA-共-EDMA聚合物整料所说明般将官能化。另一可有利于执行本文所说明的方法的二氧化硅整料是聚(对-甲基苯乙烯-共-二(对-乙烯基苄基)二甲基硅烷(Wieder et al.，J.Chromatography A(2008)1191 252-263)。

将二氧化硅整料修改是通常较优选的，因为将化学官能改变并不需要优化新的整料的物理属性。在这里，该些溶胶-凝胶整料是通过以有机氯硅烷或有机烷氧基硅烷化学剂(如上文所示的某些单体)硅烷化而被化学改性。位于该二氧化硅整料上的官能团可以以识别化合物直接官能化，例如通过形成醚、酯或酰胺键(如该识别化合物具互补的官能)。在某些实施例中，可采用互补的官能团(例如叠氮和乙炔；二烯以及缺电子的烯烃)的环化加成或点击化学(click chemistry)(Evans，R.A.，Australian J.of Chemistry，60(6)：384-395(2007)以将该识别化合物附接至该整料。

替代地，可将双官能的键合者附接至该二氧化硅整料的官能团，然后通过与该双官能的键合者上互补的官能团形成酰胺、氨基甲酸酯、酯、脲、氨基甲酸乙酯、碳-氮、碳-碳、醚、硫醚或二硫的键而将该识别化合物共价地键合至该整料。在某些实施例中，可采用互补的官能团(例如叠氮和乙炔；二烯以及缺电子的烯烃)的环化加成或点击化学以将该共价地键合至整料的键合者附接至该识别化合物。

此外，该些识别化合物可以以键合者官能化，键合者包含能于与二氧化硅整料上的官能团反应的官能团。如上述般，可通过与键合者上互补的官能团形成酰胺、氨基甲酸酯、酯、脲、氨基甲酸乙酯、碳-氮、碳-碳、醚、硫醚或二硫的键而将附接至键合者的识别化合物共价地键合至该整料。在某些实施例中，可采用互补的官能团(例如叠氮和乙炔；二烯以及缺电子的烯烃)的环化加成或点击化学以将该整料附接至该共价地键合至识别化合物的键合者。

在某些实施例中，该整料是有机-无机二氧化硅的杂合物，其结合无机整料和有机整料的优点(即在有机溶剂中的机械和结构稳定性以及容易官能化)。这样的整料可从被改性以致具有有机官能团作为其结构一部分的硅烷制备。

在某些实施例中，该整料可以是无机整料，例如是氧化锆，氧化铪或氧化钛整料(Hoth et al.，J.Chromatogr.A，(2005)392；Randon et al.，J.Chromatogr.A，(2006)19；Rivera et al.，Analyst，(2009)，31；Kubo et al.，Mater.Let.，(2010)177；Konishi etal.，J.Chromatogr.A，(2009)7375)。上述无机整料能耐受二氧化硅整料难以耐受的极端的pH和温度，而且常常具有不寻常和独特的选择度。在某些实施例中，可如上文对于二氧化硅整料说明般以识别化合物将无机整料官能化。

基于聚合物的整料一般是高度交联的结构，其内部结构包括融合的微球体(microglobule)阵列，微球体以孔隙分开。多孔的聚合物整料的结构刚性是因这些结构中一般可见的广泛交联而成的。

在一些实施例中，该整料包含有基共聚物。在另一些实施例中，该有机共聚物是一多种单乙烯基聚合物和一种多乙烯基聚合物的组合。在又另一些实施例中，该有机共聚物是多种单乙烯基聚合物和多种多乙烯基聚合物的组合。在又另一些实施例中，该有机共聚物是一种多乙烯基聚合物或多种多乙烯基聚合物的组合。

在上述某些实施例中，该共聚物包括单乙烯基单体，其选自由乙烯基苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基萘以及以上的环取代衍生物组成的群组，其中取代物包括：氯甲基、具有上至10个碳原子的烷基、羟基、叔丁氧羰基、卤素、硝基、受保护的羟基或氨基、丙烯酰胺、以及甲基丙烯酰胺以及其于氮原子上被以下之其壹或其二取代的衍生物：C_1-5的烷基、C_1-4的烷氨基烷基或二烷氨基烷基、C_1-4的甲氧基氨基烷基、C_1-4的二甲氧基或二乙氧基氨基烷基；C_1-4的甲氧基烷基、四氢吡喃基，和四氢化糠基、N-丙烯酰哌啶、N-丙烯酰吡咯烷酮和其混合物、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、烷基丙烯酸酯、烷基甲基丙烯酸酯、全氟化烷基丙烯酸酯、全氟化烷基甲基丙烯酸酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、羟烷基丙烯酸酯、羟烷基甲基丙烯酸酯(其中上述各种烷基化合物中的烷基基团包含1-10个碳原子)、磺烷基丙烯酸酯、磺烷基甲基丙烯酸酯、寡氧化乙烯丙烯酸酯、寡氧化乙烯甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的衍生物，包括伯胺、仲胺、叔胺、季胺、环氧化物和两性离子官能团、乙烯基吡啶、乙酸乙烯酯、乙烯吡咯烷酮、乙烯基吖内酯；或以上的各组合。在另一些实施例中，该些单乙烯基单体包括但不限于苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基萘以及以上的环取代衍生物，其中取代物包括：氯甲基、具有上至18个碳原子的烷基、羟基、叔丁氧羰基、卤素、硝基、受保护的羟基、氨基，或以上的各组合。在又另一些实施例中，该些单乙烯基单体包括但不限于丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺，以及其于氮原子上被以下之其壹或其二取代的衍生物：C_1-5的烷基、C_1-4的烷氨基烷基或二烷氨基烷基、C_1-4的甲氧基氨基烷基、C_1-4的二甲氧基或二乙氧基氨基烷基、C_1-4的甲氧基烷基、四氢吡喃基，和四氢化糠基、N-丙烯酰哌啶和N-丙烯酰吡咯烷酮或以上的各组合。在又另一些实施例中，该单乙烯基单体亦可选自由以下组成的群组：丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、烷基丙烯酸酯、烷基甲基丙烯酸酯、全氟化烷基丙烯酸酯、全氟化烷基甲基丙烯酸酯、羟烷基丙烯酸酯、羟烷基甲基丙烯酸酯(其中上述各种烷基化合物中的烷基基团包含1-10个碳原子)、磺烷基丙烯酸酯、磺烷基甲基丙烯酸酯、寡氧化乙烯丙烯酸酯、寡氧化乙烯甲基丙烯酸酯，以及丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的衍生物，包括伯胺、仲胺、叔胺、季胺、环氧化物和两性离子官能团、乙酸乙烯酯、乙烯吡咯烷酮、乙烯基吖内酯，以及以上的各组合。

在某些实施例中，该共聚物包括单乙烯基单体，单乙烯基单体选自由以下各化合物及其各组合组成的群组：

在某些实施例中，该多乙烯基单体是烯烃基二丙烯酸酯、烯烃基二丙烯酰胺、烯烃基二甲基丙烯酸酯、烯烃基二丙烯酰胺、烯烃基二甲基丙烯酰胺、羟基烯烃基二丙烯酸酯、羟基烯烃基二甲基丙烯酸酯；其中上述各种烯烃单体中的烯烃基基团包含1-10个碳原子；寡甘醇二丙烯酸酯、寡甘醇二甲基丙烯酸酯、聚羧酸的乙烯酯、二乙烯基苯、二乙烯基萘、季戊四醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙烯酸酯，或以上的各组合。在另一些实施例中，该多乙烯基单体选自由以下各化合物及其各组合组成的群组：

聚合物整料一般是从某种混合物制造的，该混合物包括溶解于至少壹种致孔剂的自由基引发剂及单体(包括至少壹种多乙烯基单体)。典型的致孔溶剂包括常见的有机溶剂，包括例如四氢呋喃、乙腈、甲苯、氯苯、己烷、甲醇、二甲基甲酰胺、环己醇、十二烷醇、超临界二氧化碳、乙醚等。通过由外在的“源”(例如光引发、热等)将引发剂(例如AIBN、TEMPO、APS、TMED等)分解成自由基，或将引发剂(例如二苯甲酮)以光激发，以触发整料的形成；上述过程促使聚合物链的形成，其从反应混合物中沉淀出来，并最终附聚在一起形成连续的固体结构。该整料的形态视乎多项变数而定，例如具体的一种或多种多乙烯基单体、单乙烯基单体、温度、该些致孔溶剂(致孔剂)的成分和百分比、该自由基引发剂的浓度，以及所采用的引发聚合反应的方法等。

在某些实施例中，聚合物整料是通过在有引发剂和致孔剂存在的情况下将混合物聚合而制备的，该混合物包括壹种或多种多乙烯基单体。在另一些实施例中，聚合物整料是通过在有引发剂、致孔剂和壹种或多种单乙烯基单体存在的情况下将混合物聚合而制备的，该混合物包括壹种或多种多乙烯基单体。一般以合适的溶剂清洗该混合物以去除该致孔剂和其它杂质。

在某些实施例中，该混合物约10至约60容积％为壹种或多种多乙烯基单体，约45％至约90容积％为致孔剂，而约0.1至约1容积％之间分量为引发剂。在另一些实施例中，该混合物约10至约50容积％为壹种或多种多乙烯基单体，约45％至约85容积％为致孔剂，而约0.1至约1容积％之间分量为引发剂。在又另一些实施例中，该混合物约20至约40容积％为壹种或多种多乙烯基单体，约45至约80容积％为致孔剂，而约0.1至约1容积％之间分量为引发剂。在又另一些实施例中，该混合物约15至约40容积％为壹种或多种多乙烯基单体，约45至约85容积％为致孔剂，而约0.1至约1容积％之间分量为引发剂。在又另一些实施例中，该混合物约10-40％为壹种或多种单乙烯基单体，10至40容积％为壹种或多种多乙烯基单体，约20至约80容积％为致孔剂，而约0.1至约1容积％之间分量为引发剂。在又另一些实施例中，该混合物约20-30％为壹种或多种单乙烯基单体，20至30容积％为壹种或多种多乙烯基单体，约20至约60容积％为致孔剂，而约0.1至约1容积％之间分量为引发剂。在又另一些实施例中，该混合物约25至35容积％为壹种或多乙烯基单体，约20至约75容积％为致孔剂，而约0.1至约1容积％之间分量为引发剂。

在某些实施例中该整料是聚(GMA-共-EDMA)、聚(HEMA-共-EDMA)、聚(EDMA-共-MAA)、聚(HEMA-共-EDMA-共-SPMA)、聚(GMA-共-DEGDMA)、聚(DAEM-共-PEGDA)、聚(MAETA-共-PGDA)、聚(HMA-共-EDMA)、聚(LMA-共-EDMA)、聚(BMA-共-EDMA)、聚(ODMA-共-EDMA)、聚(CMS-共-DVB)、聚(GMA-共-DVB)、聚(GMA-共-TRIM)、聚(styrene-共-DVB、NBE-共-(NBE-CH₂O)₃SiCH₃)。在这些实施例中，上述的聚合物分别是通过将GMA与EDMA聚合、HEMA与EDMA聚合、EDMA与MAA聚合、HEMA与EDMA和SPMA聚合、GMA与DEGDMA聚合、DAEM与PEGDA聚合、MAETA与PGDA)聚合、HMA与EDMA)聚合、LMA与EDMA聚合、BMA与EDMA聚合、ODMA与EDMA)聚合、CMS与DVB聚合、GMA与DVB聚合、GMA与TRIM聚合、以及苯乙烯与DVB聚合而形成。

可以将适于附接识别化合物的官能团引入该聚合物整料中，这可以是通过在制造过程中直接加入官能化的单体，或通过将聚合物整料修改。官能化的单体的一些例子包括以下图示的那些：

将聚合物整料修改是通常较优选的，因为将化学官能改变并不需要优化新的整料的物理属性。这里，可将聚合物整料化学改性，例如通过与经官能化的单体的聚合而置于整料表面上的环氧基、氯甲基、酚羟基和吖内酯官能团反应(Luo et al.，J.Chomatogr.A(2001)926 255；Gusev et al.，J.Chomatogr.A(1999)855 273；Xie，et al.，BiotechnolBioeng.(1999)62 30)。如果该识别化合物具有这样的互补官能，则可例如通过形成醚、酯或酰胺键而直接将聚合物整料上的官能团与识别化合物反应。

替代地，可将双官能的键合者附接至该聚合物整料的官能团，然后通过与该双官能的键合者上互补的官能团形成酰胺、氨基甲酸酯、酯、脲、氨基甲酸乙酯、碳-氮、碳-碳、醚、硫醚或二硫的键而将该识别化合物共价地键合至该整料。在某些实施例中，可采用互补的官能团(例如叠氮和乙炔；二烯以及缺电子的烯烃)的环化加成或点击化学以将该共价地键合至整料的键合者附接至该识别化合物。

此外，该些识别化合物可以以键合者官能化，键合者包含能于与聚合物整料上的官能团反应的官能团。如上述般，可通过与键合者上互补的官能团形成酰胺、氨基甲酸酯、酯、脲、氨基甲酸乙酯、碳-氮、碳-碳、醚、硫醚或二硫的键而将附接至键合者的识别化合物共价地键合至该整料。在某些实施例中，可采用互补的官能团(例如叠氮和乙炔；二烯以及缺电子的烯烃)的环化加成或点击化学以将该整料附接至该共价地键合至识别化合物的键合者。

有用于将识别团附接至聚合物整料的是包含环氧乙烷团的单体，例如GMA或其衍生物。包含这样的单体的共聚物可通过各种亲核化学剂(例如叠氮化物、硫化物离子、胺等)开环(ring opened)，而该些亲核化学剂随后可用于与双官能的键合者、识别化合物或附接至识别化合物的键合者上的互补的官能反应；后两情况将给出附接至整料的识别化合物。例如，聚(GMA-共-EDMA)或聚(GMA-共-DVB)在与活化的酯、叠氮化物、硫化物离子或胺反应后可与包含二烯烃、炔、硫醇和活化酯的识别化合物反应，以分别提供狄尔斯-阿尔德(Diels Alder)加合物、1，3-偶极环化加合物、二硫化物和酰胺。类似地，聚(CMS-共-DVB)在与叠氮化物、硫化物离子或胺反应后可与包含乙炔、硫醇和活化酯的识别化合物反应，以分别提供1，3-偶极环化加合物、二硫化物和酰胺。聚(GMA-共-EDMA)或聚(GMA-共-DVB)亦可被水解为二醇，然后其可被氧化为醛。上述两种官能皆可与键合者、识别化合物或附接至识别化合物的键合者上的互补的官能反应；后两情况将给出附接至整料的识别化合物。

在上述某些实施例中，该识别化合物是核酸。在另一些实施例中，该识别化合物是寡核苷酸。在示例性实施例中，将聚(GMA-共-EDMA)或聚(GMA-共-DVB)或聚(CMS-共-DVB)整料与叠氮化物反应以给出包含叠氮化物官能的整料。在某些这些实施例中，该些寡核苷酸包含5’的炔团(例如C₃-C₂₀)，其通过键合者(例如PEG或聚T)附接至该寡核苷酸的5’端。在上述某些实施例中，将以依赖Cu(I)的点击化学将该寡核苷酸键合至该整料。

在其它示例性实施例中，将聚(GMA-共-EDMA)或聚(GMA-共-DVB)或聚(CMS-共-DVB)整料与叠氮化物反应以给出含叠氮基团的整料。在某些这些实施例中，该些寡核苷酸包含末端炔，二苯并环辛炔或二环[6.1.0]壬炔，其通过键合者(例如PEG或聚T)附接至寡核苷酸的5’端。在上述某些实施例中，将以无Cu的点击化学将该寡核苷酸键合至该整料。

亦可用自由基加成、接枝和光接枝的方法以通过将聚合物式的配体加上整料表面上而以反应性官能将整料官能化(Myer et al.，Macromolecules(2000)3，7769-7775；Rohret al.，Macromolecules(2003)36，1677-1684；Wang et al.，J.Chromatography A(2007)1147，24-29)。这样的包含配体的聚合物可大大增加整料表面上官能团的密度，从而增加整料表面的结合能力。具技术的人员将明白，能用于将聚合物整料官能化和将识别元素附接至整料的其它方法还多着。

在一些实施例中，聚(GMA-共-EDMA)或聚(GMA-共-DVB)在与激活了的酯、叠氮化物、硫化物离子或胺反应后被转化为离子交换树脂。在另一些实施例中，聚(CMS-共-DVB)在与叠氮化物、硫化物离子或胺反应后被转化为离子交换树脂。聚(GMA-共-EDMA)或聚(GMA-共-DVB)还可被水解为二醇，然后其可被氧化为醛，然后通过对官能团的操作被进一步转化为离子交换树脂。

在某些实施例中，该多孔的整料具约45％至约85％之间的孔隙百分比。在另一些实施例中，该多孔的整料具约60％至约75％之间的孔隙百分比。在又另一些实施例中，中孔隙(5nm-50nm)的容积分数为约30％和约80％之间。在又另一些实施例中，微孔隙(2nm)的容积分数为约0％和约10％之间。在又另一些实施例中，孔隙(50nm-300nm)的容积分数为约1％和约20％之间。在又另一些实施例中，流经孔隙(＞300nm)的容积分数为小于约40％。

在某些实施例中，该多孔的聚合物整料的孔隙大小是处于约5nm至约10,000nm之间的范围中。在另一些实施例中，该多孔的聚合物整料的孔隙大小是处于约50nm至约5,000nm之间的范围中。在又另一些实施例中，该多孔的聚合物整料的孔隙大小是处于约100nm至约10,000nm之间的范围中。在又另一些实施例中，该多孔的聚合物整料的孔隙大小是处于约50nm至约700nm之间的范围中。

在又另一些实施例中，该整料的平均微孔隙大小是小于约2nm。在又另一些实施例中，该整料的平均中孔隙大小是处于约2nm和约50nm之间。在又另一些实施例中，该整料的平均微孔隙大小是小于约2nm，该整料的平均中孔隙大小是处于约2nm和约50nm之间，而该整料的平均孔隙大小是处于约50nm和约700nm之间。

在一些实施例中，该聚合物基体的比表面积是处于约0.5m²/g至约1000m²/g之间的范围中。在另一些实施例中，该聚合物基体的比表面积是处于约1m²/g至约500m²/g之间的范围中。在另一些实施例中，该聚合物基体的比表面积是处于约5m²/g至约200m²/g之间的范围中。在另一些实施例中，该聚合物基体的比表面积是处于约10m²/g至约100m²/g之间的范围中。在另一些实施例中，该聚合物基体的比表面积是处于约20m²/g至约60m²/g之间的范围中。在另一些实施例中，该聚合物基体的比表面积是处于约30m²/g至约50m²/g之间的范围中。

在某些实施例中，该整料的可渗透性为约1毫达西和约1x 10⁴达西之间。在其他实施例中，该整料的可渗透性为约8.9x 10²达西和约8.9x 10⁴达西之间。在另一些实施例中，该整料的可渗透性为约1毫达西和约1x 10³达西之间。在另一些实施例中，该整料的可渗透性为约8.9x 10³达西。

不是期望被限于某理论，但可能对结合配体或将其导向为重要的整料的属性包括：在溶液中大型的配体高分子与固定在整料上的识别元素快速杂交动力学；低回压；以及整料与附接于其上的识别元素对该配体的高结合能力。

在某些实施例中，该识别化合物的密度为约1pm/10μl和约1μmol/10μl之间。在又另一些实施例中，该识别化合物的密度为约1nm/10μl。

在某些实施例中，该些识别化合物为寡核苷酸而该些配体是单链DNA、单链RNA序列或它们的组合。在上述的一些实施例中，该些寡核苷酸具有约10个和约50个数量之间的核酸亚基。在上述的另一些实施例中，该些寡核苷酸具有约15个和约40个数量之间的核酸亚基。在上述的又另一些实施例中，识别化合物结合到互补的核酸序列的速率常数为约1x10²M^-1s^-1和约1x10⁶M^-1s^-1之间。在上述的又另一些实施例中，识别化合物结合到互补的核酸序列的速率常数为约1x10³M^-1s^-1和约1x10⁶M^-1s^-1之间。在上述的又另一些实施例中，识别化合物结合到互补的核酸序列的速率常数为约1x10²M^-1s^-1和约1x10⁵M^-1s^-1之间。一般而言，如上所述般穿过整料的流动可有用于快速和特定的DNA/RNA/核酸杂交。在某些实施例中，该核酸不是均聚物。

在某些实施例中，该整料是冷凝胶整料(Malik et al.，J.Sep Sci.(2006)1686；Galaer et al.，J.Sep Sci.(2012)1173；Arvidsson et al.，J.Chromatography A(2002)27；Daniak et al.，J.Chromatography B(2006)145)。冷凝胶是在有中度冻结的单体式和聚合式的前体的溶液存在的情况下形成的凝胶基体，其具有良好的化学和物理稳定性。冷凝胶整料(其一般是基于聚丙烯酰胺)具有孔隙，其一般比其它凝胶的孔隙大，这使其对大型物体(如蛋白聚集体、膜碎片、病毒等)为特别有用的基体。在某些实施例中，可通过上文提供了的方法将识别化合物附接至冷凝胶整料。

在一些实施例中，该整料是基于琼脂糖的整料。在另一些实施例中，该整料是超大孔隙(superporous)的基于琼脂糖的整料。在某些这些实施例中，该超大孔隙的直径是处于约20μM和约200μM之间。在另一些这些实施例中，该超大孔隙的容积于约20％和50％之间变化。可通过将琼脂糖乳液灌制而制备琼脂糖整料(Gustavsson et al.，J.ChromatographyA，(1999)，832 29-39；Gustavsson et al.，J.Chromatography A，(2000)，925 69-78)。

一般而言，可通过与该多糖的交替的D-半乳糖亚基和L-吡喃半乳糖亚基的游离羟基团反应而将从琼脂糖得出的整料以识别化合物官能化。如该识别化合物具有互补的官能，可例如通过形成醚、酯或氨基甲酸酯键而将该些羟基团以识别化合物直接官能化。替代地，可将双官能的键合者附接至该多糖的羟基团，然后通过与该附接了的键合者(例如叠氮化物、二烯或缺电子的烯烃)上合适的官能团形成酰胺、氨基甲酸酯、酯、脲、氨基甲酸乙酯、碳-氮、碳-碳、醚、硫醚或二硫的键或通过与其环化加成或通过点击化学而将该识别化合物附接。此外，该些识别化合物可以双官能的键合者官能化，该双官能的键合者含能于与羟基化合物反应的基团。

在另一方面，提供了整料媒体。该整料媒体包括凝集的颗粒，其具有附接至其上的、选择性地和配体结合的识别化合物。作为非限制性的示例，带负电荷的树脂颗粒可被接枝以提供带正电荷的接枝树脂颗粒。然后将该些带正电荷的接枝树脂颗粒与没经覆涂的树脂颗粒混合，以通过离子键合形成凝集的颗粒。可通过本领域技术人员已知的多种方法将识别化合物附接至凝集的颗粒，而该些凝集的颗粒可用于形成柱。这样的方法的优点在于不需共价或非共价地将整料粘附至墙壁，因为该些凝集的颗粒的装并方式防止墙壁表面和整料之间出现间隙。

在某些实施例中，提供了壳体(例如柱或井)。该壳体涵盖壹个或多个整料，其包括附接于其上的、选择性地和配体结合的识别化合物。在某些实施例中，该整料是键合至该壳体。在某些实施例中，该壳体选择性地结合化合物文库的成员。在某些这些实施例中，该文库是通过噬菌体展示、RNA展示或核酸可编程组合化学提供。在另一些这些实施例中，该文库包含单链DNA、单链RNA序列、肽、缩肽、多肽、抗体、拟肽、分子量处于约3000道尔顿和约50道尔顿之间的有机化合物，或以上的组合。

在某些实施例中，提供了壳体(例如柱或井)，其中该些识别化合物是寡核苷酸、单链RNA、单链DNA、DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、肽核酸、肽、缩肽、多肽、抗体、拟肽、分子量处于约3000道尔顿和约50道尔顿之间的有机化合物，或以上的组合，而该些配体是单链DNA、单链RNA、肽、缩肽、多肽、抗体、拟肽、分子量处于约3000道尔顿和约50道尔顿之间的有机化合物，或以上的组合。在另一些实施例中，该些识别化合物是寡核苷酸、单链RNA、单链DNA、DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、肽核酸，或以上的组合，而该些配体是单链DNA、单链RNA或两者的组合。

在某些实施例中，提供了壳体(例如柱或井)，其中该些识别化合物是寡核苷酸而该些配体是单链DNA、单链RNA序列或它们的组合。在某些这些实施例中，该壳体可结合约0.5fmol/μl和约0.4nmol/μl之间分量的单链核酸。在另一些这些实施例中，该些寡核苷酸对该些单链核酸是序列指定(sequence specific)的。在某些这些实施例中，柱将DNA文库导向，该些DNA文库包括附接于其上的配体，例如是肽、环肽、三氮烯和小的有机分子。

在某些实施例中，提供了壳体(例如柱或井)，其包括整料，整料附接有寡核苷酸，其选择性地和互补的寡核苷酸结合，后者是已操作地键合至化学反应位点或配体。在另一些实施例中，该寡核苷酸的核酸亚基数量是约10至约50之间。在又另一些实施例中，该寡核苷酸的核酸亚基数量是约15至约40之间。在又另一些实施例中，结合到互补的寡核苷酸的速率常数为约1x 10²M^-1s^-1和约1x 10⁶M^-1s^-1之间。在又另一些实施例中，结合到互补的寡核苷酸的速率常数为约1x 10³M^-1s^-1和约1x 10⁶M^-1s^-1之间。在又另一些实施例中，结合到互补的寡核苷酸的速率常数为约1x 10²M^-1s^-1和约1x 10⁵M^-1s^-1之间。在又另一些实施例中，该互补的寡核苷酸是已操作地键合至包括化学反应位点的配体，其中该配体是肽、拟肽、分子量小于2000道尔顿的有机化合物。

在某些实施例中，该整料的可渗透性为约1毫达西和约1x 10⁴达西之间。在其他实施例中，该整料的可渗透性为约1毫达西和约1x 10³达西之间。在又另一些实施例中，该整料的可渗透性为约8.9x 10²达西和约8.9x 10⁴达西之间。在又另一些实施例中，该整料的可渗透性为约8.9x 10³达西。在又另一些实施例中，该柱预备性地与该互补的寡核苷酸结合。在又另一些实施例中，该柱结合该互补的寡核苷酸的约0.5fmol/μl至约0.4nmol/μl之间分量。在又另一些实施例中，是通过将整料上一叠氮基团与操作地键合至该寡核苷酸的炔基团环化加成以形成1，2，3三唑而将该寡核苷酸附接至该整料。

在某些实施例中，提供了阵列，阵列包括两个或更多个柱，柱包括整料，整料附接有寡核苷酸，寡核苷酸选择性地和互补的寡核苷酸结合，互补的寡核苷酸操作地键合至化学反应位点或配体，其中该互补的寡核苷酸是某混合物中的组分。在另一些实施例中，该阵列是包括两个或更多个井的块件，其中每个井包括不同的柱。在另一些实施例中，柱是附接至井的表面。在又另一些实施例中，是通过形成酰胺、酯、脲、氨基甲酸乙酯、碳-硅、碳-氮、碳-碳、醚、硫醚、或二硫键或通过环化加成而将该些柱共价地附接至该些井的表面。在又另一些实施例中，该块件包含钛、铝、不锈钢、被掺杂的金属、玻璃、石英、聚碳酸酯、熔融二氧化硅、聚(甲基丙烯酸甲酯)、塑料、聚醚醚酮、被掺杂的聚醚醚酮、被掺杂的聚苯乙烯、环烯烃共聚物、ultem聚醚酰亚胺、被掺杂的聚丙烯或以上的组合。在又另一些实施例中，该块件的内壁被改性以增加墙壁的表面面积。在又另一些实施例中，该些井被磨蚀。在又另一些实施例中，该些井是带螺纹的。在又另一些实施例中，该井的维度为约3.5至4mm内直径和约1至4mm高度。在又另一些实施例中，该些井是可被寻址的。

在某些实施例中，提供了阵列，其包括具两个或更多个井的块件。在某些实施例中，该些井包含壳体，其包括附接于其上的、选择性地和配体结合的识别化合物。在另一些实施例中，该些整料被附接至井的表面。可通过与井的表面形成酰胺、酯、脲、氨基甲酸乙酯、碳-硅、碳-氮、碳-碳、醚、硫醚、或二硫键将该些整料共价地附接至井的表面。替代地，点击化学或环化加成可给出井的表面上合适的官能和整料上的基团之间的环加合物。官能可被附接至井的表面，例如通过以官能化了的硅烷化合物(例如(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯)将井的表面硅烷化，或通过离子性地将甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯附接。替代地，可以聚合物(例如聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、聚丙烯、聚-2-降冰片烯-共-乙烯)覆涂该井的表面，并通过自由基加成将该井的表面附接至该整料，该加成例如通过将二苯甲酮辐照引发。在另一些实施例中，可在整料形成期间将多乙烯基单体附接至被聚合物覆涂的井的表面，该多乙烯基单体可进一步与在整料表面上吊坠的烯烃反应以将该整料共价地键合至该井的表面。在又另一些实施例中，可将整料直接附接至该井。

在某些实施例中，该块件包含钛、铝、不锈钢、被掺杂的金属、玻璃、石英、聚碳酸酯、熔融二氧化硅、聚(甲基丙烯酸甲酯)、塑料、聚醚醚酮、被掺杂的聚醚醚酮、被掺杂的聚苯乙烯、ultem聚醚酰亚胺、环烯烃共聚物、被掺杂的聚丙烯或以上的组合。可通过磨蚀、钻螺纹或其它技术人员已知的方法将该块件的井改变以增加墙壁的表面面积。在某些实施例中，该井的维度为约0.1mm至约50mm之间的直径和约0.1至约10mm之间的高度。在另一些实施例中，该井的维度为约10mm直径和约10mm高度。在又另一些实施例中，该井的维度为约3.5至约4mm内直径和约1至约4mm高度。在某些实施例中，该些井是可被寻址的。

在某些实施例中，提供了阵列，其具有两个或更多个离子交换壳体(例如柱或井)，其包括滤板或任何其它类型的微孔板或装置，其允许移动的相态穿过它而流动。在某些这些实施例中，该离子交换壳体包括具可离子化的基团的整料。在某些这些实施例中，该可离子化的基团是胺，羧酸或磺酸。在某些这些实施例中，该整料是包括甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物与胺或磺酸等效物的反应产物。在另一些这些实施例中，该整料是聚(GMA-共-EDMA)、聚(GMA-共-DEGDMA)或聚(GMA-共-DVB)与胺或磺酸等效物的反应产物。在又另一些这些实施例中，该整料是聚(CMS-共-DVB)与胺或磺酸的等效物的反应产物。在某些实施例中，该离子交换柱包括常规的离子交换物料。

在某些实施例中，提供了阵列，阵列包括滤板或任何其它类型的微孔板或装置，其允许移动的相态穿过它而流动。该阵列还包括块件，块件具有两个或更多个井。每个井包含离子交换物料。在某些实施例中，该离子交换物料包括具可离子化的基团的整料。在某些这些实施例中，该可离子化的基团是胺，羧酸或磺酸。在某些这些实施例中，该整料是包括甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物与胺或磺酸的等效物的反应产物。在另一些这些实施例中，该整料是聚(GMA-共-EDMA)、聚(GMA-共-DEGDMA)或聚(GMA-共-DVB)与胺或磺酸的等效物的反应产物。在又另一些这些实施例中，该整料是聚(CMS-共-DVB)与胺或磺酸的等效物的反应产物。在某些实施例中，该离子交换物料是常规的离子交换物料。

在某些实施例中，该些柱是附接至井的表面的。在其它实施例中，是通过形成酰胺、酯、脲、氨基甲酸乙酯、碳-硅、碳-氮、碳-碳、醚、硫醚、或二硫键或通过环化加成而将该些柱共价地附接至该些井的表面。

在某些实施例中，该块件包括钛、铝、不锈钢、被掺杂的金属、玻璃、石英、聚碳酸酯、熔融二氧化硅、聚(甲基丙烯酸甲酯)、塑料、聚醚醚酮、被掺杂的聚醚醚酮、被掺杂的聚苯乙烯、环烯烃共聚物、ultem聚醚酰亚胺、玻璃纤维滤板、被掺杂的聚丙烯或以上的组合。

在某些实施例中，该井的维度是约0.1mm和约50mm之间的直径以及约0.1mm和约10mm之间的高度。在另一些实施例中，该井的维度是约10mm的直径以及约10mm的高度。在又另一些实施例中，该井的维度是约3.5至4mm的内直径和约1至4mm的高度。在某些实施例中，该些井是可被寻址的。

使用具有附接至其上的识别化合物的整料以及该些整料的阵列的方法

提供了备制化合物的核酸编程文库的方法。该方法涵盖的步骤包括以阵列接触多种核酸分子的混合物，阵列包括块件，块件具有两个或更多个可被寻址的井。每个井包括整料，整料具有壹种或更多种附接至其上的识别化合物，其选择性地与单链核酸结合，从而将核酸分子分成亚群。在某些实施例中，该阵列包括两种或寡核苷酸，其中每条柱附接的寡核苷酸选择性地和互补的寡核苷酸结合，互补的寡核苷酸操作地键合至化学反应位点或配体，其中该互补的寡核苷酸是某混合物中的组分。

可选地可将核酸分子的亚群从该些识别化合物分离，例如通过采用提升的温度、离子强度的改变或pH值的改变分离，而分离的核酸分子被转移至分开的容器中。随后将被分开了的核酸分子亚群与不同的化学亚基进行反应，其中该些核酸分子至少包括操作地键合的壹个结合序列和壹个化学反应位点。当可选地将该些核酸分子亚群转移了至分开的容器时，该些井(其包括整料，整料具有附接至其上的、选择性地与核酸结合的识别化合物)与该些分开的容器以可被寻址的形式被排列。在某些实施例中，在将该些分开了的核酸分子亚群与不同的化学亚基反应前先将其固定。在另一些实施例中，在将该些分开了的核酸分子亚群与不同的化学亚基反应前先将其固定于阴离子交换柱上。在又另一些实施例中，该些阴离子交换柱包括具有离子交换基团的整料。

提供了另一备制化合物的核酸编程文库的方法。该方法涵盖的步骤包括以阵列接触多种核酸分子的混合物，阵列包括块件，块件具有两个或更多个可被寻址的井。每个井包括整料，整料具有壹种或更多种附接至其上的识别化合物，其选择性地与单链核酸结合，从而将核酸分子分成亚群。在某些实施例中，该阵列包括两种或更多种寡核苷酸，其中每条柱附接的寡核苷酸选择性地和互补的寡核苷酸结合，互补的寡核苷酸操作地键合至化学反应位点或配体，其中该互补的寡核苷酸是某混合物中的组分。

该些核酸分子的亚群被转移至第二个阵列，其包括滤板或任何其它类型的微孔板或装置，其允许移动的相态穿过它而流动；以及块件，其包含两个或更多个可被寻址的井。可将该些核酸分子的亚群从该些识别化合物分离，例如通过采用提升的温度、离子强度的改变或pH值的改变分离。该第二阵列的井包括阴离子交换物料，其非特定地将该些核酸分子亚群固定。将该些被固定了的核酸分子亚群与不同的化学亚基进行反应。将该些井(其包括整料，整料具壹种或多种附接至其上的、选择性地与核酸结合的识别化合物)以可被寻址的形式与该些包括阴离子交换物料的井排列。该些核酸分子至少包括操作地键合的壹个结合序列和壹个化学反应位点。在某些实施例中，该阴离子交换物料包括具阴离子交换基团的整料。在某些实施例中，该阵列包括两种或更多种寡核苷酸，其中每条柱附接的寡核苷酸选择性地和互补的寡核苷酸结合，互补的寡核苷酸操作地键合至化学反应位点或配体，其中该互补的寡核苷酸是某混合物中的组分。该阴离子交换物料包括具有离子交换基团的整料柱。在另一些实施例中，在将该些分开了的核酸分子亚群与不同的化学亚基反应前先将其固定。在又另一些实施例中，在将该些分开了的核酸分子亚群与不同的化学亚基反应前先将其固定于阴离子交换物料上。

如此地，上文的公开代表了执行DNA编程组合化学(“DPCC”)(可参考例如Wrenn等著的J.Am.Chem.Soc.(2007)129(43)13137-13143；Wrenn等著的Annu.Rev.Biochem.(2007)76，331-349；Harbury等著的美国专利7,479,472号；Harbury等著的美国专利申请US2006/0099626号)的新颖方法，其将在下文说明。

DPCC提供合成、筛查和扩增以核酸为模板的组合化学文库的方法。该组合化学文库包含了多种类的双功能分子(即以核酸标签了的分子)，其各包含不同的化合物部分和独特的识别性核酸序列部分(即核酸标签)，其中该核酸序列定义和主导相应的化合物部分的合成。上文提及的参考文献说明了所用的以核酸标签了的分子的细节和合成及筛查组合性的以核酸标签了的化合物的传统策略。

下文更详细说明的是用于产生小分子组合文库的以核酸标签了的分子。以核酸标签了的分子是标签了的化合物，其具有：核酸标签，其包含至少壹个，一般为两个或更多个的不同的成链的杂交序列；以及附接的化学反应部分，其一般是共价地附接的(图1)。一般而言，任何给定的核酸标签中的杂交序列皆和任何其它核酸标签中的序列不同。应留意不同的核酸标签可有相同的密码子。每个核酸标签的杂交序列识别出合成附接至该化学反应位点的独特的化合物的依次的合成步骤中每步将采用哪种特定的化学单体。如此地，每个核酸标签的杂交序列亦识别出该些特定的化学单体附接至该化学反应位点的次序。

一般而言，核酸标签的每个杂交序列提供一个不同的序列，其用于杂交至附接至整料的、互补的捕捉者核酸序列。该些核酸标签的不同的杂交序列允许指定序列地将某群以核酸标签了的分子分成多个亚群，其各具不同的核酸标签了的分子。随后，将每个以核酸标签了的分子亚群与不同的化学单体反应，以允许该不同的化学单体于每个核酸标签的化学反应位点耦合。

在某些实施例中，选出一组正交(见下文对于正交的规定)的20元聚合物，其包含BsaI位点并在57-60℃范围中具有T_m。上述的是恒定区域，有22个这样的oligo。以上的组被用作“种籽”以产生具有49-53范围中的T_m的一组正交的20元聚合物，其将被用作密码子。查询和主体(种籽中的序列)之间的正交性由以下条件限定：(a)对位的排列(查询核苷酸1和主体核苷酸1相配)的情况不应超过12个核苷酸相配；(b)查询和主体之间不应有多于9个连续的核苷酸相配(任何位置)；(c)于3’或5’端查询和主体之间不应有多于6个连续的核苷酸相配；以及(4)查询的反向互补聚列亦必须符合上述所有条件。

该组20元聚合物通过以下规则产生：(a)以最近邻法计算T_m；(b)如不在范围内(密码子的范围为49-53，恒定区域的范围为57-61)则丢弃；(c)没有回文序列(palindrome)＞4碱基对；以及(d)没有一串单一碱基重复＞4个核苷酸。

要执行第一反应步骤，先将该核酸标签群“分裂”成多个不同的核酸标签亚群，例如10个不同的亚群，其对应在每个标签中“第一”位置处(V₁，例如a₁、b₁或c₁)的十个不同的杂交序列(图3A顶和中部分)。这是通过以第一组整料接触该些包含核酸标签的分子执行，该些整料具有捕捉者核酸附接于其上，该些捕捉者核酸具有的序列与核酸标签中各不同的“第壹位置”杂交序列之其壹互补的(例如a₁′、b₁′或c₁′)。这些被固定的核酸在此偶尔被称为“捕捉者核酸”或“捕捉者寡核苷酸”，而与某核酸标签序列互补的序列则被称为“捕捉序列”。这接触步骤允许了将具不同核酸标签的分子群分成X₁个亚群(其中X代表用于将集合在一起的化合物分开的不同的捕捉序列的数量)，其中每个分子亚群的分子于核酸标签内至少壹个杂交序列是一样的。

在第一分裂步骤后，将该X₁个不同的核酸标签亚群(例如如图3A举例示出般的十个不同的核酸标签亚群)与X₁个不同的化学单体反应(图3A中间部分)。执行该些反应的方式是，用于耦合步骤中的每个化学单体的身分是由亚群中该核酸标签的具体“第一”位置杂交序列主导。如图3A中举例示出般，化学单体A₁、B₁或C₁对应在“第一”位置(例如a₁、b₁或c₁)中的具体核酸标签杂交序列。第一个化学耦合步骤将每个标签中的化学反应位点转化为对试剂指定的复合中间体，这是通过将特定的化学单体分别与每个核酸标签亚群的化学反应位点共軛(例如A₁、B₁或C₁，如图2中举例示出般)。结果是得出N₁个不同的具有核酸标签的化合物亚群，每个亚群具有不同的化学单体与该亚群中的核酸标签的化学反应位点共軛(图3A底部)。例如，图3A底部代表三个不同的核酸标签亚群(通过在“分裂”步骤中与a₁、b₁或c₁杂交分开)，其中以序列分开的第一亚群的分子被改性了以包含化学单体A₁，以b₁序列分开的第二亚群的分子被改性了以包含化学单体B₁，而以序列分开的第三亚群的分子被改性了以包含化学单体C₁。在每个实例中，皆有化学单体耦合至该包含核酸标签的化合物的化学反应位点，其中该附加的化学单体提供(如期望)在随后的步骤中耦合再附加的单体的反应位点。

在第一分裂和化学耦合步骤后，将该X₁个包含不同的核酸标签的化合物亚群集合并与第二组的固态试剂(固定的捕捉者核酸序列，例如a₂′、b₂′或c₂′)接触，该些固态试剂各具有与核酸标签X₂个不同的“第二位置”杂交序列之其壹(例如a₂、b₂或c₂)互补的序列(图3B顶和中部分)。因此，该集合了的以核酸标签了的一群化合物被分裂成X₂个具不同核酸标签的亚群。第二步骤中的亚群数量(X₂)可以是和第一阶段分裂得出的亚群数量(X₁)一样或不同的。如上述般，每个以核酸标签了的分子亚群是由核酸标签的“第二位置”杂交序列(例如a₂、b₂或c₂)决定的(图3B中间部分)。

随后，将每个不同的“第二位置”的以核酸标签了的化合物亚群各与第二组多种化合物单体之其壹反应，每一亚群配一不同的化合物单体(例如A₂、B₂或C₂)(图3B中间部分)。结果是得出X₂个不同的核酸标签亚群，每群具有不同的化学单体与每个包含核酸标签的分子亚群的前一个化学单体共轭(图3B底部部分)。例如，如图3B底部举例示出，可产生九个不同的包含核酸标签的化合物亚群，其一第一群包含化学单体A₁和A₂、第二群包含化学单体A₁和B₂、第三群包含化学单体A₁和C₂、第四群包含化学单体B₁和A₂、第五群包含化学单体B₁和B₂、第六群包含化学单体B₁和C₂、第七群包含化学单体C₁和A₂、第八群包含化学单体C₁和B₂，而第九群包含化学单体C₁和C₂。

将之前反应过后的核酸标签分裂成X_n个不同亚群(其中X代表用于将集合的化合物分开的不同捕捉序列的数量，而n代表合成计划的步骤序号)的这过程可按需要重复。例如，如图3C和3D所示，可将包含核酸标签的化合物与新一组的固定的捕捉者寡核苷酸杂交，然后将该X_n个分开了的标签亚群与X_n个不同的选定的化学单体反应。这些步骤可被重复，直至所有期望的反应步骤皆被依次执行于包含核酸标签的化合物的反应位点完成(图3C和图3D)。结果是得出X₁×X₂×...×X_N个不同的以核酸标签了的化合物的组合文库，其中每个化合物的核酸标签于N位置(例如V₁、V₂和V₃，见图1)的具体杂交序列决定该具体化合物的化学单体序列。

如图3D顶部所举例示出般，可从如图3A-3C举例示出的步骤产生27个不同的被核酸标签了的化合物群组。该示例性的化合物组合文库包括例如包含化学单体A₁、A₂和A₃的第一群组、包含化学单体A₁、B₂和A₃的第二群组、包含化学单体A₁、C₂和A₃的第三群组、包含化学单体B₁、A₂和A₃的第四群组、包含化学单体B₁、B₂和A₃的第五群组、包含化学单体B₁、C₂和A₃的第六群组、包含化学单体C₁、A₂和A₃的第七群组、包含化学单体C₁、B₂和A₃的第八群组、以及包含化学单体C₁、C₂和A₃的第九群组，等等。

如图1举例示出，该核酸标签是由Z_n(例如n＝9)个不同的成链的核酸序列的区域以及某化学反应位点组成的。五个这些区域以C₁至C₅指代，其指代“恒定”或“间隔”序列，其对于这些核酸标签而言是一样的。剩下的四个Z区域是以V₁至V₄指代，其指代在第一至第四位置的“可变”的杂交序列。在代表性实施例中，V区域和C区域从核酸标签的3′端至核酸标签的5′端顺序更替。在某些实施例中，第一个Z区域是C区域。在另一些实施例中，第一个Z区域是V区域。在某些实施例中，最后一个Z区域是C区域。在另一些实施例中，最后一个Z区域是V区域。

一般而言，对于每个核酸标签亚群，于每一位置，该些可变的杂交序列皆是不同的。在这实施例中，每个V区域和两个不同的C区域相接。如将从下文得知，所有V-区域序列皆是正交的，以致没有两个互相交叉杂交的V-区域序列。例如，在某实施例中包含的核酸标签包括四个可变区域，每个可变区域具有400个不同的核酸序列，则总共有1,600个正交的核酸杂交序列。这样的杂交序列可根据已知方法设计。例如，如每个可变杂交序列包含20个核苷酸，每个位置的核苷酸可由四选壹，则可有4²⁰个不同的序列。可从各不同可能的序列中选出特定的序列，以致每个序列与另一序列分别在于至少2至3个或更多个不同的内在核苷酸。

一般而言，合适的C区域和V区域于长度上包含约10个至约30个或更多个核苷酸。在某些实施例中，C区域和V区域于长度上包含从约11至约29个核苷酸，包括从约12至约28、从约13至约27、从约14至约26、从约14至约25、从约15至约24、从约16至约23、从约17至约22、从约18至约21、从约19至约20个核苷酸的长度。在代表性实施例中，C区域和V区域于长度上包含约20个核苷酸。

核酸标签可包含从约1个至约100个或更多个不同的V区域(杂交序列)，包括约200个、约300个、约500个或更多不同的V区域。在代表性实施例中，一个核酸标签包含从约1个至约50个不同的V区域，包括约2个至约48个、约3个至约46个、约4个至约44个、约5个至约42个、约6个至约40个、约7个至约38个、约8个至约36个、约9个至约34个、约10个至约32个、约11个至约30个、约12个至约29个、约13个至约28个、约13个至约28个、约14个至约27个、约15个至约26个、约16个至约25个、约17个至约24个、约18个至约23个、约19个至约22个、约20个至约21个不同的V区域。

核酸标签可包含从约1个至约100个或更多个不同的C区域(恒定序列)，包括约200个、约300个、约500个或更多个不同的C区域。在代表性实施例中，一个核酸标签包含从约1个至约50个不同的C区域，包括约2个至约48个、约3个至约46个、约4个至约44个、约5个至约42个、约6个至约40个、约7个至约38个、约8个至约36个、约9个至约34个、约10个至约32个、约11个至约30个、约12个至约29个、约13个至约28个、约13个至约28个、约14个至约27个、约15个至约26个、约16个至约25个、约17个至约24个、约18个至约23个、约19个至约22个、约20个至约21个不同的C区域。

核酸标签的合成方式导致Z₁但Z_n区域(例如n＝9)是互相键合的，由Z₁在3′开始，并顺序连续，在5′端的化学反应位点随Z_n之后。例如，从核酸标签的3′端开始，Z₁键合至Z₂，Z₂键合至Z₃，Z₃键合至Z₄，如此类推，而化学反应位点是於该核酸标签的任何位点处键合至Z_n，包括3′端、5′端或核酸标签上的任何位置。

如上所述，核酸标签的群组是简并的，即几乎所有核酸标签的核苷酸序列皆为彼此不同的。不同的核酸标签之间的核苷酸的分别完全在于其杂交序列(V区域)。例如，某核酸标签的初始群组可包含400个核酸标签的第一亚群，该些亚群是基于其核酸标签的V₁的具体序列而分组的。如此地，每个亚群的V₁区域包含400个不同的20碱基对杂交序列之任壹。基于V₁地将这样的一群核酸标签分离，将得出400个不同的核酸标签亚群。同样地，该些核酸标签的同一个初始群组亦可包含400个核酸标签的第二亚群，其基于V₂的具体序列分组，其中该些第二亚群与第一亚群不同。

在图1示出的示例性核酸标签群组中，该些不同的核酸标签的V₁区域中的该些第一杂交序列的头几个以a₁、b₁、c₁...j₁标示。同样地，该些不同的核酸标签的V₂区域中的该些第二杂交序列的头几个以a₂、b₂、c₂...j₂标示。V₃中的该些第三杂交序列的头几个以a₃、b₃、c₃...j₃标示，如此类推。

在某些实施例中，该些核酸标签相同指定的间隔区域具有相同的二十碱基对序列，而不同的间隔区域则具有不同的二十碱基对序列。例如，各核酸标签皆包含同样的C₁间隔区域、同样的C₂间隔区域和同样的C₃间隔区域，其中C₁、C₂和C₃是彼此不同的。

因此，每条180核苷酸长度的核酸标签皆由顺序排列的9个不同的二十碱基对区域组成，包括以交替次序出现的4个可变区域(a₁、b₁、c₁...d₅、e₅、f₅、...h₁₀、i₁₀、j₁₀)和5个间隔区域(z₁...z₁₁)。该些二十碱基对区域具以下属性：(i)于指代为Tm的指定温度，在溶液中所有区域序列于微摩尔浓度下皆高效率地和与其互补的DNA序列杂交，以及(ii)该些区域序列就杂交而言全是彼此正交的，即是在温度Tm，任何区域序列皆不会有效率地与另一区域序列或与任何另一区域序列互补的序列有效率地交叉杂交。

该些简并的核酸标签可从其组成构件以无引物PCR组装方法(primerless PCRassembly method)(由Stemmer等于Gene(1995)164(1)49-53说明)组装，或通过配体接合策略(ligation strategies)组装。

如上所述，该些核酸标签还包含化学反应位点，包括3′端、5′端或核酸标签上任何位置。在某些实施例中，可通过以可商购的试剂将核酸标签的5′碱基的5′醇基改性而将化学反应位点添加；该试剂引入磷酸基团，磷酸基团拴至线性间隔团(例如12碳链)，间隔团以伯胺基团终结(例如可从Glen Research商购，或多种其它可商购的用于将巯基或其它化学反应位点引入合成DNA中的试剂)。

该化学反应位点是该具体的化合物被合成的位点，其由核酸标签的V区域序列的次序决定。伯胺是一化学反应位点的例子。除了伯胺，还可于任何位点引入多种不同种类的化学反应位点，位点包括可为3′端、5′端或核酸标签上任何其它位置。示例性的化学反应位点包括但不限于能够形成酰胺、酯、脲、氨基甲酸酯、碳羰基键、碳-氮键、碳碳单键、烯键、硫醚键，和二硫键的化学组分。在酶法合成的情况下，可按需求提供辅助因子以达成高效率催化。这样的辅助因子亦是本领域的技术人员已知的。磷酸泛酰巯基乙胺基团是辅助因子的例子，其有用于合成聚酮化合物。

通过进行交替回合的以DNA为模板的文库分裂的以及对每个核酸标签亚群进行化学和/或生化学耦合的，合成整个化合物文库。

所产生的多种化合物是与核酸序列标签键合的，这有助识别其化学结构。常规的DNA测序方法是容易取得的，并有用于测定该些主导合成的核酸标签的序列的次序。(例如参考Maniatis等编辑的“Molecular Cloning：A Laboratory Manual”，Second Edition，Cold Spring Harbor，N.Y.(1989))。

该化合物文库可为某期望的活性而被筛查，例如筛查出具能力催化某特定反应或以高亲和力结合某固定的受体的化合物。在大部分情况下，具所期望的活性的分子亚群以及其核酸标签皆在选择过程中从其它成员被物理上分隔。在选择后，通过聚合酶链反应(“PCR”)(Saiki等著的Science(1988)239(4839)487-491)将附接至选定的分子的核酸标签合成。用以合成编码链的5′-端引物的5′羟被磷酸基团改性，其中该磷酸基团是拴至新的伯胺化学反应位点的。在合成后，将该编码链从非编码链分开。因为该些核酸标签不单报告个别化合物的合成历史，而是还会主导该文库合成，所以从该第一文库扩增的编码链可用于主导第二代化合物文库的建立。通过执行多回合的选择、DNA标签扩增以及文库重新合成将这程序迭代，这样允许将个别的优选的化合物从极之复杂的文库被扩增出来。

可于筛查测定(screening assay)中就壹种或多种期望的活性评估整个化合物文库或从以上程序产生的个别文库成员，其中该筛查测定需要能够分辨出调节某活性或具有某期望的结构或官能属性的化合物。作为例子的测定和官能分析包括但不限于酶式测定、非酶式催化测定、蛋白质-蛋白质结合测定、受体/配体结合测定，以及基于细胞的测定。更具体地，示例性的基于细胞的方法是基于；(1)不同的文库化合物与细胞表面结合的不同程度(即结合至癌细胞而不结合至非癌细胞)；(2)文库化合物与细胞提取物的组分结合(例如结合至在蔗糖梯度上将整个细胞提取物分离所产生的一细胞组分)；(3)能被细胞’内吞的文库化合物，以及(4)文库化合物的体内定位(localization)和结合属性，这是通过将文库注入某动物。(参考例如Arap等著的Science(1998)279(5349)377-80，其说明在体内对噬菌体展示文库作选择以分隔出指定地自动寻出肿瘤血管的肽)。如本领域的技术人员将明白的，这些测定可执行于本文说明的方法所合成的整个甚至多个化合物文库，也可执行于从其衍生的亚群。

可为某些识别化合物合成配体，而该些配体是可被DPCC识别的；符合这些条件的可能的识别化合物的数量是几乎无限的。识别化合物包括但不限于寡核苷酸、单链RNA、单链DNA、DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、肽核酸、肽、缩肽、多肽、抗体、拟肽、聚合物、聚硅氧烷、分子量大于50道尔顿的无机化合物、分子量处于约3000道尔顿和约50道尔顿之间的有机化合物，或以上的组合。

该核酸标签主导的组合文库产生的期望的配体包括但不限于寡核苷酸、单链RNA、单链DNA、DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、肽核酸、肽、缩肽、多肽、抗体、拟肽、聚合物、聚硅氧烷、分子量大于50道尔顿的无机化合物、分子量处于约3000道尔顿和约50道尔顿之间的有机化合物，或以上的组合。

除了允许将选定的文库成员扩增之外，这方法还允许将编码的化合物文库进化。更具体地，这是指在体外在编码选定的化合物亚群的核酸标签之间进行基因重组，这是通过将核酸标签序列诱变或随机断裂，随后产生相关的核酸序列(“基因改组(geneshuffling)”，Stemmer，Nature，(1994)370 389-391；Stemmer等著的美国专利5,811,238号)和随后逐步地合成额外的化合物。通过执行多回合的选择、DNA标签扩增、基因重组和文库重新合成而将这程序迭代，这样允许个别的优选的化合物从极之复杂的文库进化而出。

在某些实施例中，将独特的限制位点引进每个具体的杂交序列。作为例子，通过以11个相应的限制酶部分地消化，将具11个特定的杂交序列的文库部分地消化；随后执行无引物的PCR重组反应，以允许从文库被选出的化合物的核酸标签彼此重组，然后执行进一步的合成步骤。就像对于蛋白质合成采取基因改组般(Crameri等著的Nature(1998)391 288-291)，能够对化合物文库执行基因重组大大增加了探索和优化化合物文库中的多样性的效率。在某些实施例中，该基因是被环状化了的。

因此，多核苷酸改组给出一群不同的核酸序列，其能于主导合成结构相关和/或官能相关的分子和/或其变体，以产生具壹个或多个期望的活性的配体。例如，可以这方式识别出能于结合至mRNA的5′非翻译区域(5′untranslated region，UTR)的分子。通过上述方法，亦可在“基因改组”前或后通过PCR在体外将合成主导性核酸标签的选定亚群扩增。

在又另一方面，提供了装置。该装置涵盖两个阵列，其各包括分开的块件。第一阵列的块件涵盖两个或更多个可被寻址的井，其包括整料，整料具有附接于其上的、选择性地和配体结合的识别化合物。第二阵列的块件涵盖两个或更多个可被寻址的井，其包括离子交换物料。将包括选择性地和配体结合的、附接于其上的识别化合物的整料的井与包括离子交换物料的井排列。在某些实施例中，该离子交换物料包括具有离子交换基团的整料。在另一些实施例中，该离子交换物料包括具有阴离子交换基团的整料。前文所述的任何阵列的具体实施例可被用于这里所说明的装置中。

如此地，上文的公开代表了执行DPCC的新颖装置(以往的例子可见例如Harbury等的美国专利申请US2006/0099626号；Weisenger等的PLoS ONE 7，e32299)。如上所述，通过重复的杂交和化学循环将DNA文库翻译为小分子。循环数量按创建文库所需的组合化学步骤的数量而定。在每个特定步骤下的每个合成子皆会对应独特的密码子。在上述的实施例中，一个杂交序列将DNA文库分开(即导向)以致包含同一密码子的DNA文库成员(即配体)将被固定于壹个或多个整料上，所述整料是附接至同源的反密码子识别化合物，进入可被寻址的井中。该杂交序列可替代Harbury等于美国专利申请US2006/0099626号公开的分裂过滤器或Weissenger等于PLoS ONE 7，e32299中公开的sepharose琼脂糖柱。

在另一方面，该杂交序列将该DNA文库分开(即导向)以致包含同一密码子的DNA文库成员(即配体)被固定于壹个或多个整料上，所述整料是附接至同源的反密码子识别化合物，进入可被寻址的井中。一转移阵列将DNA文库中特定地杂交了的成员洗脱进分开的可被寻址的井以执行进一步的化学步骤。本领域的技术人员将了解，这样的装置的应用不限于DNA文库。通过适当选定的识别化合物，可将多元化的不同的化合物文库以同一方式导向，该些化合物文库还可如下述般被进一步处理。

图4示出示例性的杂交序列，其包括从顶至底组装的五块滤板：A12、D11、T1、D11和A11。板T1是阵列，其中每个可被寻址的井包含整料，整料具有附接于其上的指定反密码子识别化合物。板D11和D12例如由带孔的塑料制成，其将板T1上的带有附接于其上的指定反密码子识别化合物的整料连接至板A11和A12的内表面上的槽。该些槽连接至通道，可通过该些通道施加气压和真空抽吸。置于A和D板之间的薄膜产生封闭的、连续的、蛇形的密室，其由A板上的槽、D板中的孔和T板中的整料构成。其中壹块D板(D11)具有端口，液体可通过端口进出这密室。顶部和底部A板中的槽被设计以致向A板中的通道循环施加(例如以杂交泵施加的(参见例如Weissenger等的PLoS ONE7，e32299))合适的气压和真空抽吸，在蛇形密室中建立具方向性的液体流动。该介观流控装置(mesofluidic device)的整体效果可被比喻为将该些DNA配体的文库流经一整料柱的阵列，整料柱各附接至一指定反密码子识别化合物(即该杂交阵列)，并以头至尾的方式串连。本领域的技术人员会了解，可将N个这样的装置串连，以致原则上可将文库于无限个杂交序列之间分隔。

在DNA文库流经杂交序列期间，包含合适的密码子的DNA文库的成员将杂交至附接至杂交阵列中同源的反密码子识别化合物的整料。在某些实施例中，将DNA文库循环经过装置五次将确保每种密码子被分隔＞90％(即具每个密码子的DNA文库的90％被固定在正确的具附接的反密码子识别化合物的整料；以上要求每次DNA文库流经具附接的反密码子识别化合物的整料柱时分隔＞40％的同源密码子)。这样地，在这步骤的结尾，在某些实施例中，文库＞90％将被固定于杂交阵列上。在其他的实施例中，将DNA文库循环经过装置五次将确保每种密码子被分隔在约80％到约90％之间。因此，在这步骤的结尾，在某些实施例中，文库的约80％到约90％之间被固定于杂交阵列上。在某些实施例中，随后将该装置拆解，而杂交阵列包含的整料附接至同源反密码子识别化合物，后者和DNA文库的特定成员结合了；现将这样的杂交阵列(即板T1)用以形成转移阵列。

该转移阵列允许对阵列中的个别整料柱并行处理，其中具附接于其上的反密码子识别化合物的整料已杂交至DNA文库的特定成员。在某些实施例中，该转移阵列包括板D01、T1和D02，如图5中所示。在某些这些实施例中，将硅胶垫片置于板D01和D02的内表面(邻接T1的表面)上的街道格局槽中，以防止该些可被寻址的转移阵列井彼此交叉污染。施加至板D01顶部的液体将例如以离心分离法被抽经该组件。该转移阵列允许将该具反密码子识别化合物附接于其上的整料的阵列清洗、洗脱和再生。在某些实施例中，该转移阵列的井会包含离子交换物料，其可被用于将DNA文库的该些特定成员固定，该些特定成员是已杂交至该些具反密码子识别化合物附接于其上的整料的。在某些实施例中，该些转移阵列井的地址直接对应该些杂交阵列井的地址。

此外，虽然附图示出第一被导向的密码子在近3’端之处，但技术人员会了解，该第一被导向的密码子亦可被导向至5’那端。本领域的技术人员还会明白，每个导向步骤随后的可有多于一个化学步骤。

最后，应注意，可以替代的方式实施本发明。因此，这里的各实施例应被视为示例性而非限制性的，而本发明将不受此内提供的细节所限，而是可在所附的权利要求的范围和等效物中被修改。

通过引用，将本文中所有提及的出版物和专利的全部部分并入本文中，以公开和说明在引用该些出版物处所关联的方法和/或物料。应了解，如有任何互相抵触之处，则对于抵触的部分，本公开将取代其它并入的出版物的公开。这里仅因其于本申请的申请日前被公开了，而于本文中提供其所讨论的出版物。本文任何内容皆不可被视为承认本发明不是早于该些出版物被发明、不可被定为比该些出版物先发。此外，所提供的出版日期可能和实际出版日期不同，该些实际出版日期可能需要独立地被核实。

以下例子仅作为示例用途而被提供，并不是拟用于限制本发明的范围。

例子

例子1：将钛硅烷化

将两个#4号5级钛垫圈(United Titanium，外直径＝0.3125寸、内直径＝0.125寸、厚度＝0.032寸)以#6-32号螺丝(tap)(大直径＝0.136寸、每寸32条螺纹)钻上螺纹、以水清洗、以丙酮清洗然后干燥5分钟。然后将每个垫圈置于离心管(eppendorf tube)中，然后将115μl的MPS([3-(甲基丙烯酰)丙基]三甲氧基硅烷，由Gelest提供)和40μl的正丁醇钛(Gelest)溶于345μl的庚烷，将约250μl的该溶液加入该离心管中，再将该管摇匀并倒置。约15分钟后，将该些垫圈以空气干燥约15-30分钟、以99℃固化约45分钟、以丙酮冲洗以去除过量未反应的化学剂并再以空气干燥约5分钟。

例子2：整料的形成及其键合至硅烷化钛

该些硅烷化的钛垫圈被置于箔袋中(Sigma#183385)，将该箔袋以N₂冲净5次然后密封。某混合物包括3mL的GMA、1mL的EDMA、3mL的1-丙醇、2.4mL的1，4-丁二醇及0.6mL的水；将N₂喷入(sparge)该混合物约2分钟、以超声波振动该混合物约10分钟，这时将10mg的AIBN(2，2′-偶氮二异丁腈)加入，再将该混合物搅拌以将该引发剂溶解。将混合物以超声波再振动1分钟、用N₂吹扫顶空约30秒，再将其倒进包含该些硅烷化的垫圈的箔袋中，将任何剩余的空气/N₂去除后将其密封。将该些垫圈夹于两外部铝板之间，这确保了聚合物只于垫圈中的带螺纹的孔(“井”)内形成。将该组件水平地置于60℃的烤箱中并过夜保温。随后将该板/钳组件从烤箱移除、让该组件降至室温，随后将该组件拆解以提供整料垫圈。将多余的整料从垫圈的边缘去除。

将整料垫圈置于附接至注射器的过滤器壳体中并以5mL的乙醇和5mL的水清洗。

例子3：6061号铝阵列的硅烷化

将某块被加工成具384个井的板的形状的、3.125mm厚的6061号铝板以自来水清洗、以蒸馏水冲洗5分钟、以丙酮冲洗15分钟并以空气干燥5分钟。以10％NaOH以45℃处理该板约10分钟，然后将其吸干以去除过量的NaOH并浸于30％HNO₃溶液中，直至该板的整个表面呈银色(1-3分钟)。然后将该板以蒸馏水冲洗、以空气干燥约10-60分钟之间，并以溶于丙酮中的30％MPS溶液于60℃下处理15分钟、以丙酮清洗三次、以空气干燥，并以80℃过夜固化。然后将该板以丙酮清洗，再以空气干燥约10-15分钟。

例子4：整料的形成及其键合至硅烷化的6061号铝阵列

将于例子3中备制了的硅烷化铝板置于箔袋中(Sigma#Z183393)，将该箔袋以N₂冲净5次然后密封。某混合物包括15mL的GMA、5mL的EDMA、15mL的1-丙醇、12mL的1，4-丁二醇及3mL的水；将N₂喷入(sparge)该混合物约5分钟、以超声波振动该混合物约10分钟，这时将25-50mg的AIBN加入，再将该混合物搅拌以将该引发剂溶解。将混合物以超声波再振动1分钟、用N₂吹扫顶空约1分钟，再将其倒进包含该硅烷化的铝板的箔袋中，将任何剩余的空气/N₂去除后将其密封。将该内附的硅烷化铝板夹于两外部铝块之间，铝块以C钳固定。这确保了聚合物只于铝板中的钻孔(“井”)内形成。将该组件水平地置于60℃的烤箱中并过夜保温。随后将该板/钳组件从烤箱移除、让该组件降至室温，随后将该组件拆解以提供整料阵列板。将多余的整料从板的边缘去除。

以约30mL和约40mL之间分量的乙醇清洗整料阵列三次，其中以真空抽吸(20psi，约10-60秒之间)将该乙醇抽经附至铝板的整料。然后，将约30μl和约40μl之间分量的乙醇添加至每个井并通过施加真空抽吸(15-20psi，约15至约20秒之间)将其抽经该整料。最后，将约30ul至约40μl之间分量的乙醇添加至每个井并通过约3分钟的1000rpm旋转将其抽经该整料。然后以同样方式以水清洗该整料阵列。理想地，每个井中的每个整料皆容许溶剂渗透的。只要有单壹个不能渗透的井便足以取消该阵列作进一步用途的资格。

例子5：附于6061号铝阵列上的缩水甘油酯环氧化物整料的叠氮开环

简要地说，将20μl的叠氮化钠水溶液(25mmol的叠氮化钠溶于8mL的水和4.6mL的无水醋酸中)添加至于例子4中制备了的整料阵列的每个井中，并以真空抽吸将其抽经该整料。将上述程序重复一次，将该阵列转移至浸于含有上述叠氮化物溶液的容器内、脱气约五分钟、转移至浸于盛满该叠氮化物溶液的池内、以30℃保温过夜、以蒸馏水彻底清洗，最后被储于水中以提供以叠氮基醇官能化了的整料阵列。

例子6：将寡核苷酸附接至附于6061号铝阵列上的叠氮官能化整料

将30ul的‘点击’溶液添加至阵列中的每个以叠氮基醇官能化了的整料并培养总共1小时；该‘点击’溶液包含0.1M pH 7.0的磷酸钠、625uM的CuSO4、3.125mM的THPTA(三(3-羟基丙基三唑基甲基)胺，Sigma-Aldrich)、12.5mM的氨基胍盐酸、0.3M的NaCl、12.5mM的抗坏血酸盐，以及1nmol的该要被固定的寡核苷酸(基本结构为5’己炔基-TTTTTTTTTT-反密码子，从Eurofins MWG Operon Inc.，2211 Seminole Drive Huntsville，AL 35805购入)。定期(大约每15分钟)将该‘点击’溶液从整料离心筛出、向其补充新鲜的抗坏血酸盐(添加上至3ul的100mM的抗坏血酸盐)并将其置回同一整料中。在培养1h后，将该‘点击’溶液从整料离心筛出、并将阵列以30ul的三-EDTA缓冲液(10mM的三-HCl，pH8.0，1mM的EDTA)清洗三次以将铜螯合并将反应结束。将所得出的官能化的阵列于4℃贮于1mM EDTA、0.02％叠氮化物中。

通过将该oligo从该‘点击’溶液中移除，评测点击化学将5′-己炔基-oligo附接至该以叠氮化物改性了的整料的效率。一般而言，测试的反应由同样浓度的两oligo构成：一个5′-OH oligo(参考oligo)和该5′-己炔基-oligo(测试oligo)；将其于室温中培养总共1小时，其中该整料处于该′点击′缓冲液中；之后将其从整料离心筛出。通过RP-HPLC分析消耗后的′点击′溶液，其于具乙腈梯度(移动相态A：135mM的三乙胺、150mM的无水醋酸、5％的乙腈；移动相态B：25％移动相态A、75％乙腈)的C18柱上进行，该乙腈梯度将该两oligo分开。与整料一起培养前及后的样本中的参考和测试oligo的相对峰值区域被用于估计被′点击′至整料上的5′-己炔基-oligo的比例。

例子7：附于6061号铝阵列上的寡核苷酸官能化了的整料的以丙炔酸阻断

如下所示，将如例子6中般经处理过的整料阵列中任何未经反应的叠氮基团通过与丙炔酸反应而阻断。30ul的‘点击’溶液包含了0.1M pH 7.0的磷酸钠、625uM的CuSO4、3.125mM的THPTA(三(3-羟基丙基三唑基甲基)胺，Sigma-Aldrich)、12.5mM的氨基胍盐酸、0.3M的NaCl、12.5mM的抗坏血酸盐，以及8mM的丙炔酸；将其添加至阵列中每个官能化了的整料并培养总共30分钟。定期(大约每15分钟)将该‘点击’溶液从整料离心筛出、向其补充新鲜的抗坏血酸盐(添加上至3ul的100mM的抗坏血酸盐)并将其置回同一整料中。在培养30分钟后，将该‘点击’溶液从整料离心筛出、并将阵列以30ul的三-EDTA缓冲液(10mM的三-HCl，pH8.0，1mM的EDTA)清洗三次以将铜螯合并将反应结束。将处理后的阵列于4℃贮于1mMEDTA、0.02％叠氮化物中。

例子8：5038号铝阵列的硅烷化

如例子3中般执行硅烷化，分别在于以10％NaOH于45℃处理该板约15分钟。

例子9：整料的形成及其键合至硅烷化的5038号铝阵列

采用了例子5的程序提供上述的整料阵列。

例子10：对PEEK垫圈的UV处理

将垫圈以#10-32号螺丝(tap)(大直径＝0.19英寸、每寸32条螺纹)钻上螺纹并在闪烁瓶中浸于1∶10的EDMA∶甲醇溶液中。每个垫圈于其中央具有一不锈钢锥体以将入射的UV光散射。此外，亦于垫圈侧部周围放置锥体，以采用外直径的表面测试键合的强度。然后将该些瓶浸于该EDMA：甲醇溶液中，上至约1cm高度。然后从约3cm的距离以302nm的UV光照射该些垫圈15分钟、将该些垫圈反转并再从约3cm的距离以302nm的UV光照射15分钟、以甲醇冲洗三次、以空气干燥、并于氮气下贮于箔袋中。然后根据例子2中说明的程序，采用了这些垫圈灌制整料。

Claims (20)

1.柱，其包含整料，整料包括附接于其上的寡核苷酸，其选择性地与操作地键合至化学反应位点或配体的互补的寡核苷酸结合。

2.如权利要求1所述的柱，其中该些寡核苷酸包含约10个至约50个之间的核酸亚基。

3.如权利要求1所述的柱，其中结合到互补的寡核苷酸的速率常数为约1x 10²M^-1s^-1和约1x 10⁶M^-1s^-1之间。

4.如权利要求1所述的柱，其中该互补的寡核苷酸是操作地键合至包括化学反应位点的配体，其中该配体是肽、拟肽、分子量小于2000道尔顿的有机化合物。

5.如权利要求1所述的柱，其中该整料的可渗透性为约8.9x 10²达西和约8.9x10⁴达西之间。

6.如权利要求1所述的柱，其中该柱预备性地与该互补的寡核苷酸结合。

7.如权利要求1所述的柱，其中该柱结合约0.5fmol/μl至约0.4nmol/μl之间的该互补的寡核苷酸。

8.阵列，其包含两个或更多个如权利要求1所述的柱，其中每条柱附接的寡核苷酸选择性地和操作地键合至化学反应位点或配体的互补的寡核苷酸结合，其中该互补的寡核苷酸是某混合物中的组分。

9.如权利要求8所述的阵列，其中该混合物包括操作地键合至不同的化学反应位点或配体的不同的寡核苷酸。

10.如权利要求8所述的阵列，其包含块件，块件包括两个或更多个井，其中每个井包括不同的柱。

11.如权利要求8所述的阵列，其中该些柱是附接至井的表面。

12.如权利要求8所述的阵列，其中是通过形成酰胺、酯、脲、氨基甲酸乙酯、碳-硅、碳-氮、碳-碳、醚、硫醚、或二硫键或通过环化加成，将该些柱共价地附接至该些井的表面。

13.如权利要求8所述的阵列，其中该块件包含钛、铝、不锈钢、被掺杂的金属、玻璃、石英、聚碳酸酯、熔融二氧化硅、聚(甲基丙烯酸甲酯)、塑料、聚醚醚酮、被掺杂的聚醚醚酮、被掺杂的聚苯乙烯、环烯烃共聚物、ultem聚醚酰亚胺、被掺杂的聚丙烯或以上的组合。

14.阵列，其包含两个或更多个离子交换柱，包括具有可离子化的基团的整料。

15.如权利要求14所述的阵列，其中该可离子化的基团是胺、羧酸或磺酸。

16.如权利要求14所述的阵列，其中该整料是由包括甲基丙烯酸缩水甘油酯或氯甲基苯乙烯的共聚物与胺、羧酸或磺酸等效物的反应产物。

17.如权利要求14所述的阵列，其中该整料是聚(GMA-共-EDMA)、聚(GMA-共-DEGDMA)或CMS-DVB与胺、羧酸或磺酸等效物的反应产物。

18.如权利要求14所述的阵列，其中该块件包含钛、铝、不锈钢、被掺杂的金属、玻璃、石英、聚碳酸酯、熔融二氧化硅、聚(甲基丙烯酸甲酯)、塑料、聚醚醚酮、被掺杂的聚醚醚酮、被掺杂的聚苯乙烯、环烯烃共聚物、ultem聚醚酰亚胺、玻璃纤维滤板、被掺杂的聚丙烯或以上的组合。

19.用于制备化合物的核酸编程文库的方法，其包含：

将核酸分子的混合物与权利要求13所述的阵列接触，从而将该些核酸分子分成亚群；

可选地将该些核酸分子亚群转移至分开的容器；

将被分开了的核酸分子亚群与不同的化学亚基进行反应；

其中该些包括具有附接的选择性地结合操作地键合至化学反应位点或配体的互补的寡核苷酸的寡核苷酸的整料的井是以可被寻址的方式与该些分开的容器排列。

20.用于制备化合物的核酸编程文库的方法，其包含：

将核酸分子的混合物与权利要求13所述的阵列接触，从而将该些核酸分子分成亚群；

将该些核酸分子亚群转移至阵列，阵列包含具有两个或更多个可被寻址的井的块件，该些井包含阴离子交换物料，从而将该些核酸分子亚群固定；

将该些固定了的核酸分子亚群与不同的化学亚基进行反应；

其中该些包括具有附接的选择性地结合操作地键合至化学反应位点或配体的互补的寡核苷酸的寡核苷酸的整料的井是以可被寻址的方式与该些分开的容器排列。