CN1706563A - 微阵列清洗装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于将阵列基底和流体相接触的装置以及用于清洗阵列基底的新方法。在一种实施方式中，所述装置包括界定出清洗腔的室体、与清洗腔流体连通的流体入口、与清洗腔流体连通的排空口、适于引导气流到阵列基底表面上方的气体入口以及与清洗腔可操作联系的程序控制器，所述程序控制器可操作来进行包括用所述流体自动充满清洗腔的清洗方案。前述方法包括将阵列基底放置于清洗腔中，触发第一排空和充满步骤，自动进行第二排空和充满步骤，以及自动进行缓慢排空步骤。

Description

微阵列清洗装置和方法

技术领域

本发明一般地涉及以阵列形式被结合到不可溶基底表面上的生物分子(典型地，所述分子可用于大规模筛选试验)，例如在DNA杂交试验中所使用的DNA样品阵列，所述杂交试验是用于遗传研究和诊断应用的。更具体地，本发明涉及清洗微阵列的方法和装置。

背景技术

固定到平面阵列基底上的生物分子，例如肽或寡核苷酸，作为诊断或筛选工具是越来越有用了。此类“微阵列”包括以预定的构型排列于阵列基底上的通常不相同的生物分子的区域。这些区域(有时被称作“特征”或“点”)定位于所述阵列基底的各个位置(地址)上。通过将预先获得的生物分子沉积到阵列基底的表面上，或者通过在所述阵列基底表面对生物分子进行原位合成，可以制造出此类微阵列。所述微阵列暴露于样品，将显示出可以观察到的结合图案。通过对所述微阵列进行探询或成像能够探测到所述的结合图案。然后对从探询(interrogation)或成像(imaging)过程获得的数据进行分析，以确定关于样品的信息。例如，可以用适当的标记(例如荧光化合物)对样品中所有的多核苷酸目标(例如DNA)进行标记，以在探询或成像过程中提供适当的结合信号，然后可以用寡核苷酸微阵列来检验被标记的样品。与被标记的样品接触后，就可以准确地观察到微阵列上的荧光图案。假设不同序列的寡核苷酸是按照预定的构型被正确地的，那么观察到的结合图案就将会表示出样品中一种或多种多核苷酸成分的存在情况和/或其浓度。

典型地，微阵列在使用时被放置于杂交腔中，与样品溶液相接触，使得在样品中的分析物分子和结合到基底上的生物分子之间的结合得以发生。结合反应发生之后，对微阵列的阵列基底表面进行清洗，以从该表面上移除多余的样品溶液和非特异性结合的物质。可以通过用清洗缓冲液冲洗杂交腔来清洗微阵列的表面。保留于杂交腔中的样品溶液的体积通常都非常之小，杂交腔容纳这样的低的体积，以进行结合反应(所述的“杂交”)。在典型的系统中，保留于杂交腔中的样品溶液的体积范围在大约六十微升至大约几百微升。杂交腔的小体积使得人们很难有效地对微阵列进行清洗，这是由这样小的体积所固有的小尺寸导致的。对具有入口和出口并能使溶液从腔中流过的杂交腔进行有效的清洗是特别困难的。在探测步骤中，可能会在微阵列上注意到这个问题，该步骤典型地揭示了微阵列上的某些区域，典型地，靠近边缘的区域，没有像微阵列的中央那样被很好地清洗。在该过程中可能形成难于移除的小气泡，因为所述的腔高度尺寸很小。在探测或读取阵列数据的过程中，这些气泡也可被探测到，并可以导致数据不正确或缺失。

在某些种类的微阵列系统中，杂交腔可以被拆卸，以取下微阵列，使得在清洗或后续步骤中能更容易地接近微阵列的表面。在此类微阵列系统的一些例子中，阵列基底本身构成杂交腔的一部分。在一个此类例子中，阵列基底和相应的盖板(coverplate)及垫片配合，从而形成流体容纳空间，所述空间适于保留与微阵列表面相接触的流体样品。另一个例子是盖片(coverslip)，其中，流体被保留于盖片和阵列表面之间。

虽然拆卸杂交腔的方法允许容易地接近微阵列表面，但是其所需要的对阵列基底进行的操作却可能会由于很多因素而导致不好的或不一致的结果。此类因素包括技术的不足或对所述阵列基底进行操作的人缺乏技能(例如，导致阵列基底表面被损坏)，对阵列基底进行操作和后续处理中的变数，或其它因素。典型地，该方法需要人工拆卸所述的杂交腔，然后需要人工地操作阵列基底通过多个清洗和干燥步骤，这需要使用者的灵巧和技能。典型地，对杂交腔的拆卸是当杂交腔被浸没于浴锅(bath)里的清洗溶液中时进行的。该人工拆卸工序会产生若干种干扰最终测量的人工产物。典型的人工产物包括指纹、擦痕和从橡胶手套转移到阵列基底表面上的污染物。典型地，很多个阵列基底被置于架子(rack)上，然后所述的架子从一个浴锅被转移到下一个。典型地，浴锅在更新浴锅中的清洗溶液前用于若干个杂交腔的连续拆卸，后续批次的微阵列就可能受到污染。例如，在拆卸期间被浸没到给定的浴锅中的最后一个杂交腔将被暴露于来自前面已打开过的杂交腔的杂交缓冲液中，因此所述微阵列就被暴露于可能的交叉污染下。交叉污染的程度取决于有多少个杂交腔已被打开和浴锅的体积。另外，在该过程中，大量来自该过程中较早浴锅的清洗溶液，可从一个清洗容器转移到下一个清洗容器中。这可能在分析中引入不一致、噪声和信号背景，尤其是在清洗条件应被仔细控制的情况下。

在清洗过程之后，阵列基底表面需要被干燥。用于干燥阵列的两种方法是，1)将所述的架子放到离心机里，旋转甩干这些载片，或者2)用氮气枪吹干所述的表面。对阵列进行离心存在问题，因为对人工产物，例如残渣或条痕(streak)而言，其有足够的时间在被移除之前就干燥在阵列基底表面上。用于支持阵列基底的架子在该架子接触阵列基底之处也留有液体，并且，诸如条痕、残渣或其它人工产物的残余物可能再次在所述表面上形成。氮气枪法要求使用者将阵列基底从清洗容器中移开，典型地，使用者同时戴着橡胶手套。当吹氮气的时候，该使用者不得不拿着微阵列，在微阵列被触及的地方，液体很难被移除。任何未从阵列基底表面移除并可以被干燥的液体可以导致不均匀的信号背景，从而产生不一致的结果。

由此可见，操作人员不得不数次接触阵列基底以及对其进行处理。操作时的每一步都可能导致人工产物和/或对阵列基底的损坏。用于每一个步骤的技术都依赖于使用者的经验和灵巧。

所需要的是一种用于清洗和干燥微阵列的系统，其允许使用者的操作减少，并增加进行清洗的条件的一致性。

发明内容

本发明解决了本领域内的前述缺陷，并提供了用于将阵列基底和流体相接触的新的装置，以及用于清洗阵列基底的新方法。在一种实施方式中，所述装置包括室体(housing)，该室体界定出清洗腔、与清洗腔流体连通的流体入口、与清洗腔流体连通的排空口、适于将气流引导到阵列基底表面上的气体入口以及与清洗腔可操作联系的程序控制器，该程序控制器可操作来进行清洗方案，所述方案包括用所述的流体自动充满清洗腔。

本发明还公开了清洗阵列基底的方法。此类方法中的一种包括：将阵列基底放置于清洗腔中，触发第一排空和充满步骤，自动进行第二排空和充满步骤，以及自动进行缓慢排空步骤。

本发明的额外目的、优点和新颖特征将在下面的描述和实施方式中被分别阐述，对本领域的技术人员而言，在仔细阅读接下来的详细说明后它们分别都将是明显的，或者可通过对本发明的实践来了解。可以通过本文及所附的权利要求中具体指出的仪器、组合、组合物和方法来获得和实现本发明的目的和优点。

附图说明

结合附图，从对本文中方法的代表性实施方式的描述和对用于实现所述方法的说明性装置的公开，本发明的上述和其它特征将被理解，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的一种实施方式。

图2描述了一种与根据本发明的方法联合使用的装置。

图3A和图3B描述了根据本发明的方法的一种实施方式。

为帮助理解，在可行的情况下，相同的参考数字被用来表示多幅附图所共有的相应的元件。附图的成分不是按照比例绘制的。

具体实施方式

在本发明被详细描述之前，应当理解：除非另有指明，本发明不被限制于具体的材料、试剂、反应物、制造方法等，上述都可以变化。还应当理解：在本文中所用的术语仅仅是为了描述具体实施方式的目的，并非欲对本发明进行限制。在本发明中，以逻辑上可行的不同的顺序来进行各步骤也是可能的。但是，下述顺序是优选的。

必须要注意到，用于本说明书及其所附权利要求中的单数形式“一个”和“该”包括复数对象，除非上下文中有清楚的另外规定。因此，例如，提到“一个流体入口”，就包括多个流体入口。在本说明书和其后的权利要求中将涉及到若干术语，所述术语被定义为具有如下的含义，除非明显存在相反意图。

“生物分子”指通常可从活的有机体中获得的分子或其类似物。生物分子包括，例如氨基酸、寡肽、多肽、核苷酸单体、寡核苷酸、多核苷酸、糖、多糖、激素、生长因子、肽聚糖等。寡肽通常是具有两个至大约一百个键合在一起的氨基酸亚基的分子。多肽表示具有至少两个键合在一起的氨基酸亚基至多达大约一千个(或更多个)键合在一起的氨基酸亚基的分子。寡核苷酸通常是具有两个至大约一百个键合在一起的核苷酸亚基的分子。多核苷酸表示具有至少两个键合在一起的核苷酸亚基至多达大约一千个(或更多个)键合在一起的核苷酸亚基的分子。

除非有相反意图，“微阵列”包括可设定地址的区域(“点”)的任何一维、二维或三维的排列，所述区域具有联结到该区域上的特定的一个或多个化学部分(例如，多核苷酸序列)。“生物阵列”是生物分子的微阵列。微阵列是“可设定地址的”，其具有多个不同部分(例如，不同的多核苷酸序列)的区域，使得在阵列基底的特定预定位置(“地址”)上的区域(微阵列的“特征”或“点”)将探测到特定的一种目标或一类目标(虽然特征偶尔会探测到非该特征的目标)。对微阵列而言，“目标”表示将由探针(“目标探针”)探测到的在移动相(典型地，流体)中存在的部分(moiety)，所述探针是结合到阵列基底上的很多不同的区域上的。然而，“目标”或“目标探针”可能是要被它们中的另外一个来鉴定的(因此，任一一个都可能是未知的多核苷酸混合物，有待通过与另外一个结合来被鉴定)。虽然本发明的探针和目标典型地将是单链的，但是这不是必要的。“阵列基底”是具有表面的固体支持物，所述表面上布置了微阵列的特征或点。当期望获得透明阵列基底时，通常使用玻璃载片作为固体支持物，但是其它材料也可以用作为阵列基底，例如硅或塑料。

本文中使用的术语“严谨清洗条件”指这样的条件：该条件适宜在试验中产生具有期望的结合特异性水平的探针和目标的结合对，例如互补核酸，而不适于形成不具有期望的结合特异性水平的结合成员之间的结合对。典型地，严谨清洗条件是导致不具有期望的结合特异性水平的目标从微阵列上移除的清洗条件。在多核苷酸微阵列(例如，有具有DNA或RNA的“特征”的微阵列)杂交的上下文中，“严谨清洗条件”是取决于序列的，而且在不同的实验参数下也不相同。对在本发明范围内的多核苷酸微阵列而言，可以使用的严谨清洗条件可以包括，例如：将微阵列与0.2×SSC和0.1％SDS的清洗溶液在65℃下相接触。其它示例性的严谨清洗条件包括在45℃在具有1×SSC的清洗溶液中清洗微阵列。另外，可以采用0.1×SSC/0.1％SDS在68℃进行清洗。其它相当的杂交和清洗条件可被用于提供相似严谨度的条件。清洗溶液的严谨度随一些因素变动，例如离子强度、pH、洗涤剂浓度、缓冲液组成、离液剂(例如氯化胍)的存在情况和浓度、以及温度。可以对清洗条件的严谨度进行调节，以使结合特异性达到令人期望的水平。典型地，选择所期望的特异性水平，以提供适当的信噪比，从而可以从微阵列杂交实验中获得有意义的数据。用于鉴定核酸的典型严谨清洗条件可以包括，例如：盐浓度为大约0.02摩尔，pH为7，温度为至少大约50℃或大约55℃至大约60℃；或者，盐浓度为大约0.15M NaCl，72℃进行大约15分钟；或者，盐浓度为0.2×SSC，温度为至少大约50℃或大约55℃至大约60℃，进行大约15至大约20分钟；或者，用含有0.1％SDS的盐浓度为大约2×SSC的溶液在室温对杂交复合物进行两次15分钟的清洗，然后在68℃用含有0.1％SDS的0.1×SSC的溶液再进行两次15分钟的清洗；或者，等同条件。严谨清洗条件还可以是，例如，0.2×SSC/0.1％SDS，42℃。在核酸分子是脱氧寡核苷酸(“oligos”)的情况下，严谨条件可以包括：在37℃(用于14个碱基的oligos)、48℃(用于17个碱基的oligos)、55℃(用于20个碱基的oligos)和60℃(用于23个碱基的oligos)，用6×SSC/0.05％的焦磷酸钠进行清洗。关于对等同的杂交和清洗条件的详细描述以及关于试剂和缓冲液，例如SSC缓冲液和等同试剂以及条件见Ausubel，et al.，ShortProtocols in Molecular Biology，3^rd ed.，Wiley & Sons 1995；Sambrook et al.，Molecular Cloning：A Laboratory Manual，Third Edition，Cold Spring Harbor，N.Y.，2001；和Tijssen，Hybridization with Nucleic Acid Probes，Parts I and II，Elsevier，Amsterdam，1993。

严谨清洗条件是至少和上述代表性条件一样严谨的清洗条件。如果对在一组给定的条件下清洗的微阵列进行探询所提供的结果较之用上述代表性条件所获得的结果，是基本上相似的，那么这组给定的条件就被认为是至少与上述代表性条件一样严谨，其中，“基本上相似”是指在因子五之内，典型地，在因子三之内。本领域内已知有其它的严谨清洗条件，它们也是可以适当使用的。

术语“预定(的)”指在被使用之前其属性或组成就是已知的要素。例如，“预定温度”是使用前就作为给定的温度被指明的温度。要素可以通过名称、序列、分子量、其功能或任何其它特性或标识符来被已知。本文中使用的“自动(的)”、“自动(地)”或其它类似的术语表示不需要使用者的进一步干预即可发生的过程或一系列步骤，典型地，其是使用者提供的或进行的触发事件的结果。典型地，所述自动过程包括在触发事件一旦发生之后适于进行所述过程的步骤的装置；任何适于进行所述自动过程的步骤的装置都可以被使用。诸如“第一”、“第二”、“第三”等的术语在本文中作为指代术语来使用，而并非必然地暗示使用时的时间顺序，例如，第一清洗溶液、第二清洗溶液、第三清洗溶液等，因而，所述清洗溶液可以按照任何预定的顺序来使用，而与它们的指代术语无关。在某些实施方式中，使用清洗溶液中的一种可能表示使用了其它清洗溶液中的一种，例如，在一些实施方式中，第三清洗溶液可以与第一清洗溶液相同，即，在一些实施方式中，在指出第三清洗溶液的地方可以使用第一清洗溶液。描述此类实施方式的另一途径是：一种清洗溶液的成分与另一种清洗溶液的成分相同，例如，第三清洗溶液的成分与第一清洗溶液的成分相同。这可以简化用于进行根据本发明的方法的设备，因为由于一些清洗溶液在不止一个步骤中使用，所以需要接触阵列基底的不同溶液的总数就可能比被指出的溶液的数量要少。

现在参考附图来描述本发明的实施方式，其中，图1是一种根据本发明的装置的示意图。所示的装置是清洗系统100，其包括可操作地与系统管线106关联的清洗站102(被包围在图1的虚线矩形104中的部分)。系统管线106包括气体源108、与流体源110(例如，清洗溶液源)流体连通的一条或多条流体供应线109以及一条或多条排废线112。如图1所示，仅有一个清洗站102被示出了，但是很多(例如，多达10个、多达20个、多达30个或更多个)其它的清洗站102也可以与系统管线106操作地关联，如图1中的省略号114所示。典型地，对被示出的单个清洗站102的描述也将适用于其它的清洗站102。

清洗站102包括室体118，其界定出清洗腔120。在图1所示的实施方式中，室体118具有连接到底部124上的一个或多个侧壁122，界定出清洗腔120。清洗腔120适于接收并容纳阵列基底126，使得阵列基底126的全部或实质性部分可以浸没于清洗腔的流体中。在本上下文中，“阵列基底的实质性部分”是至少足以使阵列基底上微阵列中至少80％的点可以浸没于清洗腔中的流体中的阵列基底部分；即，阵列基底的至少一部分可以保持不被浸没。在对清洗腔的典型使用中，阵列基底上微阵列的至少90％、或者至少98％或大约100％的点浸没于清洗腔中的流体中(当清洗腔充满有流体时)。在典型的实施方式中，清洗腔120具有向排空口130倾斜向下的底128，以将清洗腔120中的大部分(例如，至少大约90％或者至少约95％)或基本全部(例如，至少约98％或约100％)的流体移除。在某些实施方式中，室体118包括支持结构134，其上坐放阵列基底126。该支持结构可以采用在清洗腔120的底128上的格栅形式，保持阵列基底126高于排空口。

清洗腔120与流体入口136流体连通。流体入口136与流体导管138流体连通，流体导管138与系统管线106的流体供应线109流体连通。流体入口控制元件140与流体入口136可操作地联系。所述流体入口控制元件140适于控制流体向清洗腔120的运送。典型地，例如通过可操作连接到程序控制器142和流体入口控制元件140上的功能控制线144，流体入口控制元件140受程序控制器142的控制。如图1所示，来自程序控制器142的总线146包括功能控制线144。典型地，流体入口控制元件140包含其功能受程序控制器142控制的阀。在典型的实施方式中，流体入口136适于将流体喷洒到阵列基底的表面上。在一些实施方式中，流体入口136还适于将流体喷洒到清洗腔120的内表面上。在一种实施方式中，流体入口136被布置于清洗腔120上方，并直接指向清洗腔120中。在一些实施方式中，可以有多于一个的流体入口136(例如，两个、三个、四个、五个或更多个流体入口)，每个流体入口136可以与其自身的流体入口控制元件140可操作地联系。在图1中所示的实施方式具有三个流体入口136，每一个都通过系统管线106与相应的流体源110流体连通。在具体的实施方式中，流体入口控制元件140包括入口管线，其适于从很多个流体源接收流体，并将流体从至少一个流体源引向流体入口136；在某些此类实施方式中，入口管线包含多个与程序控制器142可操作联系的阀，以使程序控制器142得以控制所述的入口管线。

清洗腔120与气体入口148流体连通，气体入口148与系统管线106的气体源之间通过气体导管150流体连通。气体入口控制元件152与气体入口148可操作地联系。气体入口控制元件152适于控制向清洗腔120的气体运送。典型地，气体入口控制元件152包含可被程序控制器142通过功能控制线154来控制的阀，所述功能控制线154将程序控制器142可操作地连接到气体入口控制元件152上。在某些实施方式中，所述的阀可以被使用者调节，以调控进入到清洗腔的气流；在此类实施方式中，通过程序控制器的额外控制可以可选地存在。典型地，气体入口控制元件152包括任何能达到对到清洗腔120的气流进行控制或调节的功能要求的设备或组件。在典型的实施方式中，气体入口148适于引导气体流(例如，诸如干燥的氮气的惰性干燥气体)从气体入口148穿过阵列基底126的表面，以帮助减少或消除留在阵列基底126表面上的流体的量。除了有助于干燥阵列基底的表面之外，所述气体入口还可以提供气流来保持惰性气体正压，以降低阵列基底的环境污染。例如，在使用期间，只要流自气体入口的相对惰性的气体在清洗腔中保持正压，那么阵列基底周围经空气传播的污染物就会趋向于减少。

清洗腔与排空130流体连通。排空口130包括与排空导管158流体连通的流体出口156，排空导管158与系统管线106的排废线112流体连通。排空控制元件160与排空口130可操作地联系。排空控制元件160适于控制从清洗腔120经过流体出口156和排空导管158移除流体。典型地，例如通过将程序控制器142和排空控制元件160可操作地连接起来的功能控制线162，排空控制元件160受程序控制器142控制。典型地，排空控制元件160包含其操作受程序控制器142控制的阀。在某些实施方式中，排空口包含两个流体出口132、156，其每一个都具有排空控制元件160、164，排空控制元件160、164包含可操作地与之相关联的阀。在某些实施方式中，沿着清洗腔的底布置有一系列的流体出口，它们与排空导管流体连通；在使用清洗腔期间，流体出口被排列于邻近阵列基底底部的位置。

在一些实施方式中，所述装置可以改变从清洗腔移除流体的速率，以使得在正常操作下存在至少两种不同的从清洗腔移除流体的速率。这可以由任何适合的手段来实现；在一个典型的实施例中，排空控制元件适于允许改变从所述的腔移除流体的速率，例如，所述的排空控制元件包括可变速的泵，该泵适于以受控速率将流体从清洗腔中泵出。在另一个实施例中，排空口可以包含两种不同尺寸的排空导管，一种排空导管具有相对较小的直径(或横截面积)，以限制通过该排空导管的流速，而另一种则具有相对较大的直径(或横截面积)，较之相对较小直径的排空导管，其提供了相对不受限制的流动。在另一种实施方式中，限流器可存在于第一排空导管中以限制流速，而第二排空导管则不具有限流器。通过排空导管的低流速提供低速的流体移除，即，清洗腔缓慢排空。具有相对较大直径的排空导管提供相对高速的流体移除。典型地，排空控制元件160包括任何能达到对清洗腔120出来的流体流进行控制或调节的功能要求的设备或组件。

如上所述，清洗系统100可以包括多个清洗站102，每一个清洗站102都可操作地与系统管线106相关联。系统管线106包括气体源108，一条或多条与流体源110(例如，清洗溶液源)流体连通的流体供应线109，以及一条或多条排废线112。图1所示的系统管线包括三个流体源110；每一个流体源110都被示为压力驱动的源，但是任何适于将流体运送到清洗腔中的方式都可为本发明的装置所采用。每个流体源110包括储藏器166；典型地，在清洗系统工作期间，每个储藏器166将容纳不同的清洗溶液。图1中还示出了一个或多个接收从清洗腔120移出的流体的排出液储藏器168。如图1所示，流体出口132、156(例如，提供快的排空速率和慢的排空速率)中的每一个都有各自的排出液储藏器168。在一种具有能够控制排空速率为快慢排空速率的泵系统的实施方式中，只需要一条排空流体通路。

在某些实施方式中，清洗系统100包括一个或多个温度控制元件(未显示)，所述元件可操作来控制使用期间清洗系统中流体的温度。温度控制元件的例子包括温度传感器170和温度调节设备(例如，加热设备和/或冷却设备)。在某些实施方式中，清洗系统包括一个或多个温度传感器(例如，可操作地与清洗腔关联的所示的170)。温度传感器可被放置于任何必须要对温度进行控制和/或监视的地方，例如，温度传感器可被布置于流体储藏器166、流体供应线109、流体导管138和清洗腔120中的一个或多个上。典型地，温度控制元件与程序控制器可操作地联系。温度调节设备(例如，加热设备和/或冷却设备)也可以被包括在清洗系统100中任何需要的地方，典型地，其将被布置于流体储藏器166、流体供应线109、流体导管138和清洗腔120中的一个或多个上。可以存在可操作来加热和/或冷却清洗系统的一部分(或清洗系统中的流体)的任何温度调节设备(例如，加热设备和/或冷却设备)。在一种具体的实施方式中，加热设备可定位于所述室体上或邻近该室体，以加热清洗腔内的流体。在一种具体的实施方式中，冷却设备可定位于所述室体上或邻近该室体，以冷却清洗腔内的流体。温度调节设备(例如，加热设备和/或冷却设备)和温度传感器的位置将主要由对给定的清洗系统的设计和操作考虑来决定。在具体的实施方式中，温度传感器和温度调节设备(例如，加热设备和/或冷却设备)可操作地与反馈控制回路相关联，以控制清洗系统的一部分的温度。

在某些实施方式中，程序控制器142还控制(多个)流体源110的温度；在此类实施方式中，程序控制器142与温度传感器和温度调节设备(例如，加热设备和/或冷却设备)通信。此类实施方式中，程序控制器142适于从温度传感器接收与温度相关的信号，通过控制温度调节设备(例如，加热设备和/或冷却设备)做出相应响应。在操作中，这允许温度受控的(例如，预热或预冷)的清洗溶液从流体源110被运送到清洗腔120。在另一种实施方式中，加热设备被布置于室体118的外面以及清洗腔120的外面，例如，沿着流体导管138和/或沿着流体供应线109。

温度控制使得清洗过程中的更多变数得以被控制，以使从清洗过程得到的结果具有更好的一致性。在某些实施方式中，室体118包含绝热材料。在此类实施方式中，可以通过控制进入到清洗腔的流体的温度来实现对清洗腔的温度控制。任何能使清洗腔绝热的合适的绝热材料都可以被使用。

在一些实施方式中，一个或多个流体水平传感器172被可操作地与清洗腔120关联。一个流体水平传感器172可以适于探测清洗腔120满了(例如“高流体水平”传感器)或者基本满了(例如，至少是“满了”的流体水平的大约90％)的时间。类似地，另一个流体水平传感器172可以适于探测清洗腔120基本空着的时间(例如，探测当流体水平少于“满了”的流体水平的大约10％时的“低流体水平传感器”)。在本上下文中，“满了”意味着使用清洗站102所需要的典型流体水平，例如，将阵列基底126的全部或实质性部分浸没所必需的流体水平。典型地，上述流体水平传感器172与用于控制清洗过程的程序控制器142之间电通信。

清洗系统100包括与清洗站102可操作地联系的程序控制器142，典型地，所述联系通过总线146来进行，总线146包括功能控制线144、154、162。在操作中，功能控制线144在程序控制器142和若干元件之间传输信号，所述元件与程序控制器142通信或者是被其控制的，例如，流体入口控制元件140、排空控制元件160、温度控制元件。典型地，程序控制器142适于对清洗过程进行自动控制。典型地，程序控制器142包括微处理器和界面，所述界面用以接收或发送沿功能控制线144、154、162传输的信号。任何其他的能进行本文所述的程序控制器142的功能的装置或组件组合都可以被用作程序控制器142。

典型地，程序控制器142被预编程以执行指定清洗方案的程序。在具体的实施方式中，程序控制器142包括菜单功能，这允许使用者能从很多预编程的清洗方案中进行选择。在某些实施方式中，使用者可对程序控制器142进行编程，以提供使用者定义的清洗方案。

程序控制器142提供对于清洗系统100的自动操作，以执行本文所述的预编程的用于清洗阵列基底126的清洗方案。典型地，该清洗方案包括一个或多个排空和充满步骤以及接着的缓慢排空步骤，但是任何能被编程到程序控制器的所期望的清洗方案都是可以使用的。清洗方案可以指定预定的延迟时间或保育(incubation)、用于清洗溶液或清洗步骤的预定温度、排空和/或充满清洗腔的预定速率、和/或对一种或多种清洗溶液的预定选择、以及来自本文描述或来自对清洗系统100的常规使用的其它明显特征。在有多个清洗站102的实施方式中，典型地，程序控制142能独立地控制每一个清洗站102，使得在每一个清洗站102可能遵循用于阵列基底的相同或不同的清洗方案。

在一些实施方式中，触发器被与程序控制器142可操作联系地布置。触发器可以是开关174(如图1所示)或其它可被使用者激活以指示阵列基底已被放置于清洗腔中及清洗过程可以开始的设备。在使用者一激活(例如，按下按钮开关174)后，触发信号就被提供给程序控制器142，导致本文所公开的对阵列基底126的清洗的开始。在另一种实施方式中，被布置于清洗腔120中或邻近其布置的传感器探测到阵列基底已被置于清洗腔120中，该传感器就向程序控制器142提供适当的触发信号。在某些实施方式中，触发信号被提供给程序控制器142和清洗过程开始之间有一段延迟。在另一种实施方式中，在使用期间提供有盖或盖子，以盖住清洗腔120。在一些此类实施方式中，在阵列基底126已被置于清洗腔120中之后，所述的盖或盖子被放置于清洗腔120的上面；触发器可以是能探测到所述的盖或盖子已被放置于清洗腔120之上的传感器。

在一些实施方式中，对所述的清洗系统100的使用可以按照下述来进行：将第一清洗溶液通过系统管线106从流体源110引入到清洗腔120中。阵列基底126被浸没于清洗腔120的第一清洗溶液中。在一种典型的实施方式中，杂交腔被置于清洗腔120之中，然后当该杂交腔被浸没的时候将其拆卸，以使阵列基底126可以被浸没于清洗腔120的第一清洗溶液中。在杂交腔被浸没之时将其拆卸使得阵列基底能与第一清洗溶液接触，并且使杂交溶液被高度稀释于第一清洗溶液中，但同时使杂交溶液没有机会在阵列基底126的表面上干燥。被置于清洗站102中的阵列基底126可以包含多于一个的微阵列，即，在单个阵列基底126上可以支持有多个相同或不同的微阵列。典型地，阵列基底已经经历了杂交过程，该过程中，阵列基底已被暴露于含有目标的样品溶液中；因此，典型地，阵列主体既有结合到阵列基底探针上的目标，也有非特异性结合到阵列基底上的物质。

此时，例如通过使用者激活开关174，触发信号被提供给程序控制器。程序控制器142开始执行清洗方案。清洗方案一旦开始，例如在程序控制器142的控制之下，后续步骤就会自动进行。此种清洗方案包括本文中描述的步骤，包括第一排空和充满步骤、保育步骤、第二排空和充满步骤以及缓慢排空步骤。

在第一“排空和充满”步骤中，第一清洗溶液被从清洗腔120中排空，再通过系统管线106向清洗腔120中自动充满来自流体源110的第二清洗溶液。典型地，该第一“排空和充满”步骤不超过大约10秒。在多种不同的实施方式中，典型地，第一排空和充满步骤不超过大约8秒，不超过大约6秒，不超过大约4秒，不超过大约3秒，或者，在某些实施方式中，不超过大约2秒。在典型的实施方式中，第一排空和充满步骤消耗至少大约1秒，但是在某些实施方式中，第一排空和充满步骤消耗至少大约0.5秒。典型地，程序控制器142向排空控制元件160发出信号，以将流体从清洗腔120中移除，并且，程序控制器142向流体入口控制元件140发出信号，以将第二清洗溶液加到清洗腔120中。用第二清洗溶液充满清洗腔120使得阵列基底和第二清洗溶液相接触。在某些实施方式中，第二清洗溶液可以是第一清洗溶液；在一些实施方式中，第二清洗溶液的组成可以和第一清洗溶液的不同。在一些实施方式中，同样的流体源110既提供第一清洗溶液，又提供第二清洗溶液；或者，在其它实施方式中，它们由不同的流体源110所提供。

在某些实施方式中，典型地，存在延迟期，例如，保育期，其间流体(例如，第二清洗溶液)可以在清洗腔120中循环(或者流体可以被缓慢排出，同时更多的清洗溶液被缓慢加入)。延迟期允许在受控条件下(例如，清洗溶液的组成、温度、保育(持续)时间等被保持为预定的值)进行保育。在具体的实施方式中，所述受控条件是严谨清洗条件。

典型地，保育之后接着是第二“排空和充满”步骤，在该步骤中，第二清洗溶液被从清洗腔120中排空，并且清洗腔120被第三清洗溶液充满。典型地，第二排空和充满步骤不超过大约10秒。在多种不同的实施方式中，典型地，第二排空和充满步骤不超过大约8秒，不超过大约6秒，不超过大约4秒，典型地，不超过大约3秒，或者，在某些实施方式中，不超过大约2秒。在典型的实施方式中，第二排空和充满步骤消耗至少大约1秒，但是在某些实施方式中，第二排空和充满步骤消耗至少大约0.5秒。在某些实施方式中，第三清洗溶液可以是第一清洗溶液或第二清洗溶液；在一些实施方式中，第三清洗溶液的组成可以和第一清洗溶液和/或第二清洗溶液的不同。在一些实施方式中，同一流体源110既提供第三清洗溶液，又提供第一清洗溶液；或者，在一些实施方式中，同一流体源110既提供第三清洗溶液，又提供第二清洗溶液。在其它实施方式中，第一清洗溶液、第二清洗溶液和第三清洗溶液每种都由不同的流体源110所提供。

在预定的时间段之后，清洗腔120中的溶液被缓慢排空(“缓慢排空”步骤)。“缓慢排空”步骤是“缓慢的”，因为此步骤中排空清洗腔120，较之在“排空和充满”步骤中排空清洗腔120要用更长的时间。典型地，缓慢排空步骤消耗至少3秒，但是在很多不同的实施方式中，缓慢排空步骤消耗至少大约4秒、至少大约5秒、至少大约6秒、至少大约10秒或者至少大约12秒。典型地，缓慢排空步骤消耗大约15秒。典型地，缓慢排空步骤消耗至多大约120秒，但是在某些实施方式中，其可以消耗更长的时间。在多种不同的实施方式中，典型地，缓慢排空步骤消耗至多大约100秒、至多大约75秒、至多大约50秒、至多大约40秒、至多大约30秒或者至多大约20秒。典型地，缓慢排空步骤还包括在清洗腔120被排空的时候引导气流从气体入口148穿过阵列基底126的表面。缓慢排空步骤使得：在清洗腔120中的流体被缓慢排空时，弯月面缓慢地沿着阵列基底126往下移动，拽着流体离开阵列基底126的表面。此外，在进行缓慢排空的时候，来自气体入口148的气流被引导穿过阵列基底126的表面。缓慢移动的弯月面和气流的组合使得阵列基底被均匀干燥。在本文所述的清洗系统100的典型实施例中，提供了与仔细控制清洗条件的能力相结合的这种均匀干燥。在一种实施方式中，在缓慢排空步骤完成后，气流被继续引导穿过阵列基底的表面；在此种实施方式中，气流除了有助于干燥阵列基底表面之外，典型地，还能维持惰性气体正压，以减少阵列基底的环境污染。例如，在使用期间，只要流自气体入口的相对惰性的气体趋向于排开来自阵列基底周围的环境气体(可能携带有环境污染物)，那么阵列基底周围经空气传播的污染物就会趋向于减少。

如在本文中关于排空和充满清洗腔所使用的，排空意味着如下过程：将流体(例如，清洗溶液)从清洗腔移除，直到基本上全部的流体被从腔中移除，例如，直到所述腔中留有不超过排空过程前腔中流体总量的大约20％，进一步例如，直到所述腔中留有不超过排空过程前腔中流体总量的大约10％、大约5％、大约2％或者大约1％。充满意味着如下过程：向清洗腔提供流体(例如，清洗溶液)，直到基本上全部的微阵列都被浸没于流体中，例如，直到微阵列上的点的总数的至少约80％浸没于流体中；典型地，微阵列上的点的总数的至少98％、或者至少大约100％被浸没于流体中。典型地，充满过程将使整个阵列基底被浸没，但这并非一直都需要这样，尤其是在下述实施方式中：其中，微阵列的点仅仅被布置在阵列基底的一部分(例如，使用期间将与清洗腔的底部靠得最近的部分)上。

在使用清洗系统100期间，程序控制器142从多个不同的传感器(例如，温度传感器170、流体水平传感器172)接收输入信号，并向控制元件(例如，加热元件、阀控制器等)输出多种不同的控制信号。程序控制器142可以是可由使用者编程的，和/或可以响应使用者的输入以选择操作参数(例如，清洗条件)。该过程可以包括一个或多个可选的额外的清洗步骤，例如，来例如用第四清洗溶液对阵列基底进行漂洗。

在一些实施方式中，流体入口136适于喷洒流体穿过阵列基底126的表面和/或穿过清洗腔120的内表面。这可以在清洗腔120被排空之后，洗去附着到上述表面上的残余流体。在一些实施方式中，当阵列基底126的表面和/或清洗腔120的内表面被流体喷洒时，排空口130可以在一段短暂的时间内(例如，典型地小于约1秒)保持开启，从而排出喷洒到清洗腔120中的流体的初始部分。在这段短暂时间后，排空口130关闭，从而进行用流体例如第二清洗溶液充满清洗腔120。在此类实施方式中，典型地，排空口130和流体入口136的行动受程序控制器142的协调和控制。

因此，在某些实施方式中，本发明提供了清洗阵列基底的方法。在具体的实施方式中，所述方法包括在杂交腔被浸没于第一清洗溶液中的时候将杂交腔拆卸。典型地，第一清洗溶液处于尺寸能容纳杂交腔的清洗腔中。在杂交腔被浸没于清洗腔中的清洗溶液中时拆卸杂交腔使得(或导致)第一清洗溶液与阵列基底相接触。

将阵列基底与第一清洗溶液相接触，很快地将接触阵列基底的流体(例如，杂交腔中保持的流体)稀释到第一清洗溶液中。在拆卸之前，杂交腔中保留有体积为“V_杂交”的与阵列表面接触的流体(例如，杂交缓冲液)；清洗腔中保持有体积为“V_清洗”的第一清洗流体(当阵列基底被放置于清洗腔中的时候)。稀释因子可被计算为V_清洗/V_杂交。在根据本发明的方法的具体的实施方式中，该稀释因子为至少25、至少50、至少75、至少100、至少150、至少200或者至少300。

典型地，阵列基底以其一条边坐放于清洗腔上，通常是竖直的构型(例如，见图1)。典型地，在所期望长的时间内，阵列基底保持与第一清洗溶液的接触，例如，多达大约30秒、多达大约1分钟、多达大约2分钟、多达大约5分钟或者甚至更长。典型地，阵列基底保持与第一清洗溶液接触的时间至少大约三秒，更典型地，至少大约5秒，进一步更典型地，至少大约20秒。

典型地，“触发”信号被提供给程序控制器，所述程序控制器控制清洗腔，还控制与清洗腔可操作地联系的其它元件，例如，(多个)清洗流体源、温度调节设备(例如，加热设备和/或冷却设备)等。典型地，触发信号由使用者初始化，或者其可以作为由程序控制器探测到的一些状态的后果被提供，所述状态例如为，阵列基底被放置在清洗腔中，或盖子被放置于清洗腔之上。作为例子，触发信号可以作为使用者按下按钮的结果而产生，例如，指示杂交腔已被拆卸和/或阵列基底与第一清洗溶液接触(例如，浸没于第一清洗溶液中)的键盘输入。触发信号导致一系列操作被自动进行，包括在第一排空和充满步骤中排空清洗腔和充满清洗腔、保育期间保持受控条件、在第二排空和充满步骤中排空清洗腔和充满清洗腔以及在缓慢排空步骤中排空清洗腔。

根据本发明的方法，排空第一清洗溶液应当迅速进行，之后应当紧接着用第二清洗溶液充满清洗腔，这也应当迅速进行。在排空或充满清洗溶液的上下文中用到的“迅速”意味着排空(或充满)清洗腔应当消耗少于大约10秒，典型地，少于大约5秒，更典型地，少于大约3秒，进一步更典型地，少于大约2秒。典型地，排空(或充满)清洗腔消耗至少大约半秒，但是在具体的实施方式中，这可能消耗少至三分之一秒，或者甚至少至四分之一秒。紧接着排空步骤之后进行对清洗腔的充满，例如，在少于大约15秒、少于大约10秒、少于大约5秒或者少于大约3秒之内。类似地，根据本发明的方法，排空第二清洗溶液应当迅速进行，之后应当紧接着用第三清洗溶液充满清洗腔，这也应当迅速进行。

在某些实施方式中，用第二清洗溶液充满清洗腔可以开始于比第一清洗溶液排空完成稍早的时候。在一些实施方式中，当用第二清洗溶液对清洗腔的充满开始之时，第一清洗溶液的一小部分(例如，少于对清洗腔的排空被起动之前清洗腔中第一清洗溶液总量的大约20％，进一步例如，少于对清洗腔的排空被起动之前清洗腔中第一清洗溶液总量的大约10％、少于大约5％、少于大约2％或者少于大约1％)还留在清洗腔中。在某些实施方式中，在充满过程开始后清洗腔的排空还在继续；采用这种方式，留在清洗腔中的少量第一清洗溶液可被进入到清洗腔中的第二清洗溶液的初始部分洗出。在具体的实施方式中，当第二清洗溶液进入清洗腔时，其被引导穿过阵列基底的表面，例如，第二清洗溶液可被喷洒到清洗腔中。

第二清洗溶液保持与阵列基底接触预定长的时间段。另外，在一些实施方式中，温度保持在指定的范围内。在具体的实施方式中，第二清洗溶液在严谨清洗条件下保持与阵列基底接触。典型地，所述严谨清洗条件被选择来提高结合特异性，这使得在后续的对微阵列的扫描过程中所得到的信号对噪声被改进。有代表性的严谨清洗条件在本文中已被公开，或者其是本领域内已知的，或者可以在本文公开的情况下通过常规实验来确定。典型地，在较低的盐浓度和/或较高的清洗溶液温度下，清洗条件会更为严谨。典型地，所述清洗条件被选择来使得非特异性结合的物质从基底上被移除。

在一些实施方式中，根据本发明的方法包括在清洗腔中的清洗溶液中制造流体流，以帮助清洗溶液的混合，特别是与微阵列直接相邻的溶液的混合。所述的流可以通过任何适当的手段来制造，例如，清洗腔中具有机械搅拌设备，此外例如，通过从清洗腔中移除一部分流体并将被移除的流体重新引入到清洗腔中来使流体再循环。在一种实施方式中，通过从所述的腔中排出一部分清洗溶液，并向腔中加入新的清洗溶液来补充被排出的，来在清洗溶液中产生流体流。在一些实施方式中，大约每5秒、或大约每10秒、或大约每20秒、或大约每30秒或大约每60秒，腔中清洗溶液的总量的大约2％至约5％被排出(以及被补充)。这在清洗腔中产生了足够的流体流，在从阵列表面洗去非特异性信号的时候，产生了很好地混合的清洗溶液。在一些实施方式中，这种从流体源缓慢添加流体的方法还可被用于控制温度，其中，流体被加热或冷却到所期望的温度，然后再被加入到清洗腔中。

根据本发明的方法可以包括一个或多个可选的额外清洗步骤，例如，使用第三、第四或第五清洗溶液清洗；此类额外的清洗步骤可用于彻底漂洗阵列基底，或者可以为了其它特定的原因来使用这些步骤。例如，最后的清洗溶液可被选择来使表面被更好地湿润，或调节清洗的严谨度，或更容易地进行干燥。在具体的实施方式中，在阵列基底与第二清洗溶液接触之后但在最终“缓慢排空”步骤之前，所述方法可以包括一个或多个可选的中间清洗步骤。每个可选的清洗步骤包括迅速排空和迅速充满所期望的清洗溶液。此类清洗溶液可被选择来移除第二清洗溶液以及在对微阵列进行探询之前使得阵列表面均匀干燥。

类似地，在一些实施方式中，在阵列基底与第一清洗溶液接触之后而在清洗腔被充满第二清洗溶液之前，所述方法可以包括一个或多个可选的中间清洗步骤。每个可选的清洗步骤包括对清洗腔的迅速排空和用所期望的清洗溶液对清洗腔进行迅速充满。此类清洗溶液被选择来移除第一清洗溶液。在填充清洗腔之前，此类清洗溶液可被预热至指定的温度，它们可用于为阵列基底与第二清洗溶液接触作准备。

最终排空步骤(“缓慢排空”步骤)发生于阵列基底已与第二清洗溶液接触后，或者，在一些实施方式中，发生于阵列基底与来自额外的可选清洗步骤的清洗溶液(例如，第三、第四或第五清洗溶液)接触之后。最终排空步骤包括缓慢排空清洗腔，以使得在某些实施方式中，排空消耗至少大约5秒，或者至少大约10秒，或者至少大约15秒，或者至少大约20秒或更多。典型地，在缓慢排空步骤中用于排空所述的腔所花的时间取决于对很多因素的考虑，包括阵列基底的表面能、清洗溶液的组成(例如，表面活性剂和盐的含量)和温度。在典型的实施方式中，在最终排空发生的时候，气流被引导穿过阵列表面。在最终排空期间观察到，典型地，与阵列基底接触的液体在缓慢排空过程中形成沿着阵列表面向下移动的弯月面。该弯月面被认为有助于拽着流体离开阵列表面，因此有助于干燥阵列表面，但这并非以任何方式对本发明进行限制。典型地，选择足够缓慢的排空速率，以在缓慢排空过程中保持弯月面的完整。典型地，这在10秒至20秒之间。通过控制弯月面沿着阵列表面向下移动的速率，我们使得留在表面上的液滴的形成被最小化。这加速了干燥，并使得在测量(对微阵列的扫描)过程中可被探测到的干燥带来的人工产物达到最少。任何合适的气体可被用于提供穿过阵列基底表面的气流。典型地，所述气流还有助于干燥阵列表面。在一些实施方式中，所述气体可以是任何干燥的气体，例如干燥的氮气、干空气等。典型地，气流被集中以经过最终排空步骤中形成的弯月面的最直接的上方。

典型地，在最终排空步骤(“缓慢排空”步骤)之后，阵列基底的表面是干燥的。气流可以继续被引导穿过阵列基底，以将阵列基底保持在受保护的环境中，直到使用者准备将其从清洗腔中移出。在缓慢排空步骤完成时阵列基底还未十分干的情况下，继续的气流还有助于使阵列基底干燥。通过排斥环境空气进入清洗腔，气流还可提供对环境污染物的抵挡。当载片从清洗腔中被取出之后，典型地，通过任何合适的手段对其进行探询。用于探询微阵列的方法，例如荧光扫描是本领域内熟知的，在此无需赘述。留在阵列基底表面上的由不想要的残余物(例如，盐、去垢剂、其它材料)造成的清洗人工产物可能使得扫描过程复杂化。典型地，人工产物会在扫描过程中造成伪信号或噪音，使得结果难于被正确获得或被正确解释。在具体的实施方式中，根据本发明的方法(和/或装置)可以减少阵列基底表面上的“清洗人工产物”。

本发明的方法提供的受控条件使得进行阵列杂交实验时得到的结果的一致性增加。所述受控条件减少了对使用微阵列的杂交实验造成影响的不受控变数的数量，例如单个清洗步骤、漂洗步骤的持续时间，各个步骤中的温度等。所述方法还降低了进行此类试验的使用者所需要的技术水平，减少了使用者所需的交互作用。使用者不再需要手工进行艰苦耗时的清洗方案，现在可以根据特定的清洗方案来对清洗进行设置，然后令其自动进行。因为清洗腔与杂交装置(杂交反应进行之处)是分开的，所以当已经历了杂交反应的微阵列被清洗的时候，本方法允许杂交装置被用于更多的杂交反应，因此潜在地增加了杂交装置的总的可能的处理量。

在本文中使用的杂交腔是一种设备，其在杂交反应期间保持与微阵列接触的样品溶液(例如，含有“目标”的溶液)和阵列基底，以允许结合的发生。典型地，杂交腔界定出适于保持与微阵列接触的样品溶液的内空间，并可以还包括允许流体进和/或出所述内空间以及令内空间通风的端口。杂交腔可以是包围内空间且适于保持与微阵列表面接触的流体的任何结构。在一种具体的实施方式中，杂交腔可以如图2所示，其中阵列基底202有多个以阵列形式排列于阵列基底202表面上的点204。每个点204可以有一个或多个目标探针。在具体的实施方式中，典型地，阵列基底202将具有至少大约50个点，或者至少大约100个点，或者至少大约250个点。一些实施方式将具有多达大约1000个点，或者多达大约10000个点，或者多达大约100000个点甚至更多的点。点204可以被布置于每个点204之间的中间区域206所分开，或者所述的点可以是互相连续的。每个点可以具有和其它任何点都不相同的目标探针，或者可以有多个点具有同样的目标探针。典型地，目标探针是生物分子，例如多核苷酸或多核苷酸类似物、多肽或多肽类似物或者其它任何能表现出与目标分子的结合的分子。

继续如图2所示的实施方式，示出了具有接合表面212的盖210。接合表面212适于与阵列基底202上的互补表面214配合。在所示的实施方式中，接合表面212是形成于支持物218上的可压缩材料216的表面。2002年6月14日由Schleifer提交的U.S.专利申请No.10/172,850中公开了此类结构的典型例子。盖210适于与阵列基底202邻接对齐，接合表面212与阵列基底202的互补表面214相接触，以形成不漏流体的密封。在一种实施方式中，可压缩材料216形成于阵列基底202的表面，以提供互补表面214。在一些实施方式中，杂交腔包含布置于阵列基底和盖之间的垫片，用于提供不漏流体的密封。在某些实施方式中，如果根据想要的特征或对系统的设计来说必要的话，杂交腔可以包含一个或多个入口、出口或通风口或其组合。在一些实施方式中，所述的盖可以界定出凹陷、井或其它适于容纳流体的类似结构。类似地，在一些实施方式中，阵列基底可以界定出凹陷处、井或其它适于容纳流体的类似结构。在此类实施方式中，当所述的盖被布置于邻近阵列基底的位置时，所述的凹陷、井或其它结构被包围，并在杂交腔中形成用于保持与阵列表面相接触的流体的内空间。

在图2所示的实施方式中，杂交腔220适于被拆卸，以允许接近微阵列的表面(例如点204)。如图所示，阵列基底202是杂交腔220整体的一部分，即：形成了保持与微阵列表面接触的流体的结构的部分。在另一种实施方式中，杂交腔可以是这样的容器，所述容器界定出用于容纳阵列基底和用于保持与微阵列表面接触的流体的空间；在此类实施方式中，阵列基底不形成杂交腔整体的一部分，而是可与杂交腔的这些部分分开的。

在某些实施方式中，杂交腔可能太大，以至于不能被放进清洗腔中。在某些其它的实施方式中，杂交腔可以不适于在浸没于清洗腔中时被容易地拆卸，例如，当根据一些典型的微阵列系统，杂交在有盖片的情况下进行时。在一些实施方式(例如，本段前文所述的那些)中，在将阵列基底放置到清洗腔中之前，杂交腔就被拆卸。在此类实施方式中，拆卸杂交腔是在清洗溶液(例如，合适的缓冲液)中在单独的容器中进行的，然后阵列基底被很快转移到清洗腔中。此类实施方式仍可以从后续的自动化中获得好处。

因此，在某些实施方式中，本发明提供了清洗阵列基底的方法。图3概述了一种根据本发明的方法。图3A中所示的步骤包括将阵列基底与第一清洗溶液接触302，并触发自动清洗过程304。图3B概述了一种根据本发明的自动清洗过程的实施方式。在具体的实施方式中，所述方法包括在杂交腔被浸没于第一清洗溶液中时拆卸杂交腔。拆卸之前，杂交腔保留有体积为“V_杂交”(“保留体积”)的与阵列基底相接触的流体(例如，杂交缓冲液)。拆卸期间，杂交腔被浸没于体积为“V_清洗”(“清洗体积”)的第一清洗流体中。在杂交腔被浸没于第一清洗溶液时拆卸杂交腔使得(或导致)第一清洗溶液与阵列基底相接触。将阵列基底与第一清洗溶液接触302，很快就将与阵列基底相接触的流体(例如，被保持于杂交腔中的流体)稀释到第一清洗溶液中。稀释因子可以被计算为V_清洗/V_杂交。在具体的实施方式中，该稀释因子为至少25、至少50、至少75、至少100、至少150、至少200或至少300。在多种不同的实施方式中，所述的稀释因子可以是多达500、多达1000、多达5000、多达10000或者更多。

典型地，在所期望长的时间内，阵列基底被保持与第一清洗溶液相接触，例如，多达大约30秒、多达大约1分钟、多达大约2分钟、多达大约5分钟或者甚至更长。典型地，阵列基底被保持与第一清洗溶液相接触的时间为至少大约3秒，更典型地，至少大约5秒，进一步更典型地，至少大约20秒。

一旦阵列基底已与第一清洗溶液相接触，“触发”信号就被提供以触发自动清洗过程。作为例子，触发信号可以作为使用者按下按钮的结果而产生，例如，指示杂交腔已被拆卸和/或阵列基底与第一清洗溶液接触(例如，浸没于第一清洗溶液中)的键盘输入。触发信号导致一系列操作被自动进行，如图3B中所列出的，其中，自动清洗过程包括：将阵列基底与第一清洗溶液分离310，将阵列基底与第二清洗溶液接触312，在受控条件(例如，时间和温度)下在第二清洗溶液中对阵列基底进行保育314，将阵列基底与第二清洗溶液分离316，将阵列基底与第三清洗溶液接触318，以及将阵列基底与第三清洗溶液分离320。在具体的实施方式中，当将阵列基底与第三清洗溶液分离的步骤发生时，气流被引导到阵列基底上方。

将阵列基底与第一清洗溶液分离310是迅速进行的；在典型的实施方式中，所述分离消耗少于大约10秒，典型地，少于大约5秒，更典型地，少于大约3秒。典型地，将阵列基底与第一清洗溶液分离310消耗至少约半秒，但是在具体的实施方式中，这可能消耗少至三分之一秒或者甚至少至四分之一秒。在典型的实施方式中，将阵列基底与第一清洗溶液分离310导致大部分(通常多于60％，典型地，多于80％，更典型地，多于90％，进一步更典型地，多于95％)与所述基底相接触的第一清洗溶液被从与阵列基底相接触的状态移开。在一些实施方式中，将所述阵列基底与第一清洗溶液分离310导致所述阵列基底与多达大约98％、多达大约99％或者大约100％的第一清洗溶液分离。

将阵列基底与第一清洗溶液分离之后，将阵列基底与第二清洗溶液接触312很快就发生了，例如，在少于大约15秒、少于大约10秒、少于大约5秒或者少于大约3秒之内发生。在某些实施方式中，第二清洗溶液可以是第一清洗溶液；在其它实施方式中，第二清洗溶液与第一清洗溶液不同。

对阵列基底进行保育314是在受控条件下进行的。典型地，所述受控的条件包括温度、第二清洗溶液的组成、保育持续(时间)、第二清洗溶液的流速、保育期间的混合速率、移除和/或添加第二清洗溶液的速率等中的一个或多个。典型地，受控条件包括严谨清洗条件。典型地，对阵列基底进行保育314被维持至少大约10秒的持续时间，更典型地，大约15秒、至少约30秒或者至少大约1分钟。典型地，对阵列基底的保育被维持多达大约5分钟、多达大约10分钟、多达大约40分钟、多达大约100分钟或者多达大约200分钟、或者多达大约600分钟或者更长的持续时间。在一些实施方式中，在保育步骤期间，第二清洗溶液被混合或搅拌；该搅拌或混合可以通过以下途径来进行：机械搅拌第二清洗溶液、使清洗溶液再循环(例如，使用再循环泵)、移除一部分第二清洗溶液再添加新的第二清洗溶液，或者其它的有效混合或搅拌手段。

将阵列基底与第二清洗溶液分离316是迅速的，在典型的实施方式中，所述分离消耗少于大约10秒，典型地，少于大约5秒，更典型地，少于大约3秒。典型地，将阵列基底与第二清洗溶液分离消耗至少约半秒，但是在具体的实施方式中，这可能消耗少至三分之一秒或者甚至少至四分之一秒。在典型的实施方式中，将阵列基底与第二清洗溶液分离导致大部分(通常多于60％，典型地，多于80％，更典型地，多于90％，进一步更典型地，多于95％)与所述基底相接触的第二清洗溶液被从与阵列基底相接触的状态移开。在一些实施方式中，将阵列基底与第二清洗溶液分离导致所述阵列基底与多达大约98％、多达大约99％或者大约100％的第二清洗溶液分离。

在典型的实施方式中，将阵列基底与第二清洗溶液分离之后，阵列基底与第三清洗溶液接触318很快就发生了，例如，在少于大约15秒、少于大约10秒、少于大约5秒或者少于大约3秒之内发生。但是，在一些实施方式中，在将阵列基底与第二清洗溶液分离之后，可以有一个或多个可选的清洗步骤：所述可选的清洗步骤包括，将阵列基底与第四清洗溶液相接触以及然后将阵列基底与第四清洗溶液分离。在此种实施方式中，将阵列基底与第四(不是第二)清洗溶液分离之后，很快就发生阵列基底与第三清洗溶液的接触318。为使描述更清晰，短语“将阵列基底与前种清洗溶液分离”注明了其中“前种”清洗溶液是第二清洗溶液的实施方式(例如，缺少用第四清洗溶液进行的可选清洗步骤的实施方式)，还有其中前种清洗溶液是第四清洗溶液的实施方式(例如，包括使用了第四清洗溶液的可选清洗步骤的实施方式)。“前种”因此表示在阵列基底与第三清洗溶液相接触之前与其分离的清洗溶液。

典型地，在所期望长的时间内，阵列基底被保持与第三清洗溶液相接触，例如，多达大约30秒、多达大约1分钟、多达大约2分钟、多达大约5分钟或者甚至更长。典型地，阵列基底被保持与第一清洗溶液相接触的时间至少大约3秒，更典型地，至少大约5秒，进一步更典型地，至少大约20秒。在某些实施方式中，第三清洗溶液可以是第一清洗溶液；在其它一些实施方式中，第三清洗溶液可以是第二清洗溶液；在另外的其它实施方式中，第三清洗溶液与第一清洗溶液和第二清洗溶液不同。

将阵列基底与第三清洗溶液分离320是相对缓慢的(较之较早的分离步骤，即较之将阵列基底与第一或第二清洗溶液分离)；在典型的实施方式中，所述分离消耗至少3秒，但是在多种不同的实施方式中，所述分离消耗至少大约4秒、至少大约5秒、至少大约6秒、至少大约10秒或者至少大约12秒。典型地，将阵列基底与第三清洗溶液分离320消耗至多大约120秒，但是在某些实施方式中，其可以消耗更长的时间。在多种不同的实施方式中，典型地，将阵列基底与第三清洗溶液分离消耗至多大约100秒、至多大约75秒、至多大约50秒、至多大约40秒、至多大约30秒或者至多大约20秒。在某些实施方式中，将阵列基底与第三清洗溶液分离320消耗的时间是将阵列基底与第一清洗溶液分离消耗的时间的至少大约3倍长；在一些实施方式中，将阵列基底与第三清洗溶液分离消耗的时间是将阵列基底与第一清洗溶液分离消耗的时间的至少大约5倍、或者至少大约10倍、或者至少大约15倍或者至少大约20倍长。在典型的实施方式中，将阵列基底与第三清洗溶液分离导致所述阵列基底与多达大约98％、多达大约99％或者大约100％的第三清洗溶液分离。

在具体的实施方式中，当将阵列基底与第三清洗溶液分离的步骤发生时，气流被引导到阵列基底上方。典型地，所述的气体是化学惰性气体(即，所述气体不与阵列基底发生化学反应)。在某些实施方式中，所述气体被处理过，以从所述气体中除去具有化学活性的成分，例如，可以用任何合适的方法将臭氧从所述气体中除去。典型地，所述的气体被用作为干燥气体(例如，以从阵列基底除去湿气或者帮助干燥阵列基底)。所述气体可被用作为净化气体(例如，以去除阵列基底周围的环境气体)。在一些实施方式中，在将阵列基底与第三清洗溶液分离的步骤中，以及本方法的其它步骤中，施加了气流，例如，可在下列步骤中的一个或多个中施加气流：将阵列基底与第一清洗溶液分离的步骤，将阵列基底与第二清洗溶液接触的步骤，在受控条件下于第二清洗溶液中对阵列基底进行保育的步骤，将阵列基底与第二清洗溶液分离的步骤和/或将阵列基底与第三清洗溶液接触的步骤。典型地，当将阵列基底与第三清洗溶液分离时，所述气体被用作为干燥气体，并且相对缓慢的从第三清洗溶液分离阵列基底有助于通过使流体从阵列基底表面发散来获得干燥。

在某些实施方式中，根据本发明的方法提供了用所述的自动过程清洗并干燥过的阵列基底。典型地，根据本发明的清洗阵列基底的方法按照本文中所述的顺序来进行。在某些实施方式中，所述步骤可以按照不同的顺序发生，在此类情况下这样做能保持清洗阵列基底的主要目的。在一些实施方式中，可以有作为提供的触发信号的结果而自动发生的额外步骤，例如，额外的保育步骤，进一步例如，一个或多个额外清洗步骤(与一种清洗溶液分离之后与另一种清洗溶液接触)，或者，根据实验设计考虑而所期望的其它步骤。

除非另有指明，本发明的实施将用到合成有机化学、生物化学、分子生物学等领域的传统技术，这些是所述领域的技术人员已知的。在文献中有对此类技术的充分解释。

本文进行的描述是为了向本领域的普通技术人员提供完全的公开和对如何进行本文中公开和要求保护的方法以及如何使用本文中公开和要求保护的装置的描述。我们已经努力确保对于数字(例如，数量、温度等)的准确性，但一些误差和偏差是难免的。除非另有指明，部分是按重量计的部分，温度以℃表示，压力是大气压或与近似大气压。标准温度和压力被定义为20℃和一个大气压。

虽然为了使得本发明被完全公开的目的，本文中相当详细地描述了前述的本发明的实施方式，但对本领域技术人员来说明显的是，不离开本发明的精神和原则，可以对上述细节进行许多改变。因此，本发明应仅由其所附的权利要求来限制。

本文中提到的所有专利、专利申请和公开都将通过引用把其全文包括进来。

Claims (50)

1.一种用于将阵列基底与流体接触的装置，所述装置包括：

界定出清洗腔的室体，

与所述清洗腔流体连通的流体入口，

与所述清洗腔流体连通的排空口，

适于引导气流到阵列基底表面的上方的气体入口，和

与所述清洗腔可操作联系的程序控制器，所述程序控制器可操作来进行清洗方案，所述方案包括自动用所述流体充满所述清洗腔。

2.如权利要去1所述的装置，还包含与所述排空口可操作联系的排空控制元件，所述排空控制元件适于提供至少两种不同的将流体移出所述清洗腔的速率。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述的排空控制元件与所述程序控制器可操作联系。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述的排空口适于提供至少两种不同的将流体移出所述清洗腔的速率。

5.如权利要求4所述的装置，其中所述的排空口包含至少两个具有不同尺寸的流体出口，其中，每个流体出口都与排空控制元件可操作联系。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述的排空控制元件与所述程序控制器可操作联系。

7.如权利要求1所述的装置，其中有流体入口控制元件与所述的流体入口可操作联系。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述流体入口控制元件与所述程序控制器可操作联系。

9.如权利要求7所述的装置，其中所述流体入口控制元件是适于从多个流体源接收流体并将流体从所述流体源中的至少一个引向所述流体入口的管线，所述管线包含多个与所述程序控制器可操作联系的阀。

10.如权利要求1所述的装置，包含至少两个与所述的腔流体连通的流体入口，每个流体入口都适于与流体源流体连通。

11.如权利要求1所述的装置，包含至少三个与所述的腔流体连通的流体入口，每个流体入口都适于与流体源流体连通。

12.如权利要求1所述的装置，其中所述的流体入口适于将所述流体喷洒到一个或多个阵列基底上和所述清洗腔的内表面上，所述流体入口适于与流体源流体连通。

13.如权利要求1所述的装置，其中有气体入口控制元件与所述的气体入口可操作联系。

14.如权利要求1所述的装置，其中有温度控制元件与所述的清洗腔可操作联系，所述温度控制元件适于控制所述流体的温度。

15.如权利要求14所述的装置，其中所述的温度控制元件包含适于调节所述流体温度的温度调节设备。

16.如权利要求14所述的装置，其中所述的温度控制元件包含适于调节所述室体温度的温度调节设备，由此对所述清洗腔中的所述流体的温度进行调节。

17.如权利要求14所述的装置，还包含与所述流体入口流体连通的流体运送导管和与所述流体入口流体连通的流体储藏器，其中，所述室体包含绝热器，并且，其中所述的温度控制元件包含与所述流体运送导管和所述流体储藏器所构成的组中的一个或多个可操作关联的温度调节设备。

18.如权利要求15所述的装置，其中所述的温度控制元件还包含与所述温度调节设备可操作联系的温度传感器和反馈控制回路。

19.如权利要求1所述的装置，还包含与所述清洗腔可操作联系的高液体水平传感器，所述传感器适于探测所述腔满了或实质上满了的时间。

20.如权利要求1所述的装置，还包含与所述清洗腔可操作联系的低液体水平传感器，所述传感器适于探测所述腔是空着或接近空着的时间。

21.如权利要求1所述的装置，其中所述清洗腔的尺寸能容纳杂交腔，所述清洗腔具有的清洗体积是所述杂交腔中保留体积的至少25倍。

22.如权利要求1所述的装置，其中所述的清洗腔被成型为向着排空口向下倾斜。

23.如权利要求1所述的装置，其中所述的排空口包含用于支持所述阵列基底的格栅。

24.如权利要求23所述的装置，其中所述的排空口包含多个沿着所述格栅布置的流体出口。

25.如权利要求1所述的装置，还包含适于指示所述清洗腔中所述阵列基底存在情况的传感器。

26.一种清洗阵列基底的方法，所述方法包括：

将所述阵列基底放置于清洗腔中，

触发第一排空和充满步骤，

自动进行第二排空和充满步骤，以及

自动进行缓慢排空步骤。

27.如权利要求26所述的方法，还包括：在触发第一排空和充满步骤之前，用第一清洗溶液充满清洗腔。

28.如权利要求26所述的方法，其中，放置所述阵列基底的步骤包括将杂交腔放置于所述清洗腔中，然后当所述杂交腔浸没于所述清洗腔中的第一清洗溶液中的时候拆卸所述的杂交腔。

29.如权利要求28所述的方法，其中，所述的杂交腔具有与所述阵列基底相接触的保留流体，拆卸杂交腔导致所述的保留流体以至少25的因子被稀释到所述第一清洗溶液中。

30.如权利要求29所述的方法，其中，拆卸杂交腔导致所述保留流体以至少100的因子被稀释到所述第一清洗溶液中。

31.如权利要求26所述的方法，其中所述的阵列基底包含多个微阵列。

32.如权利要求26所述的方法，其中，触发步骤包括向与所述清洗腔可操作联系的程序控制器提供触发信号，其中所述的程序控制器执行包含一系列操作的自动清洗方案，所述操作包括所述第一排空和清洗步骤、所述第二排空和清洗步骤以及所述缓慢排空步骤。

33.如权利要求31所述的方法，其中所述的程序控制器被编程，以进行预定的清洗方案。

34.如权利要求31所述的方法，其中所述的程序控制器对使用者的输出作出响应，以选择操作参数。

35.如权利要求27所述的方法，其中所述的第一排空和充满步骤包括

将所述第一清洗溶液从所述清洗腔中排空，和

自动用第二清洗溶液充满所述清洗腔；

其中，完成所述第一排空和充满步骤消耗少于大约10秒的时间。

36.如权利要求35所述的方法，其中完成所述的第一排空和充满步骤消耗少于大约6秒的时间。

37.如权利要求35所述的方法，其中完成所述的第一排空和充满步骤消耗少于大约4秒的时间。

38.如权利要求35所述的方法，其中在用所述第二清洗溶液对所述清洗腔的充满开始之后，对所述第一清洗溶液的排空继续短暂地进行。

39.如权利要求35所述的方法，其中所述的第二清洗溶液和所述的第一清洗溶液相同。

40.如权利要求26所述的方法，还包括：在所述第一排空和充满步骤之后，在受控条件下对所述阵列基底进行保育。

41.如权利要求40所述的方法，其中所述的受控条件包含严谨清洗条件。

42.如权利要求26所述的方法，其中所述的第二排空和充满步骤包括

将第二清洗溶液从所述清洗腔中排空，和

自动用第三清洗溶液充满所述清洗腔；

其中，完成所述第二排空和充满步骤消耗少于大约10秒的时间。

43.如权利要求42所述的方法，其中完成所述的第二排空和充满步骤消耗少于大约6秒的时间。

44.如权利要求42所述的方法，其中完成所述的第二排空和充满步骤消耗少于大约4秒的时间。

45.如权利要求42所述的方法，其中用所述第三清洗溶液对清洗腔的充满开始之后，对所述第二清洗溶液的排空继续短暂地进行。

46.如权利要求26所述的方法，还包含在自动进行所述缓慢排空步骤之前的的一个或多个额外的清洗步骤。

47.如权利要求26所述的方法，其中所述的缓慢排空步骤包括排空所述清洗腔，所述缓慢排空步骤消耗至少大约3秒到至多大约120秒。

48.如权利要求47所述的方法，其中所述的缓慢排空步骤还包括在所述清洗腔被排空的时候引导气流穿过所述阵列基底的表面。

49.如权利要求48所述的方法，其中所述的缓慢排空步骤消耗至少大约4秒到至多大约100秒。

50.如权利要求48所述的方法，其中所述的缓慢排空步骤消耗至少大约5秒到至多大约75秒。

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