CN1726432A - 用于dna微阵列生产的光敏掩膜的激光曝光 - Google Patents

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Abstract

用于在适于合成聚合物序列的基底上形成聚合物阵列的方法和装置。其包括形成其每个位置具有至少一个链末端的阵列，在链末端形成光敏保护，和选择性地扫描和调制至少一个能量束，使得在所述光敏保护上曝光出图案。在一些实施方案中，该方法进一步包括从基于曝光的图案而选择的链末端上除去保护基。该方法还包括将预先确定的一个或多个聚合亚单元加到脱保护的链末端上。在一些实施方案中，所述的光敏保护包括覆盖链末端的光致抗蚀剂层。一些实施方案使用紫外线激光器。

Description

用于DNA微阵列生产的光敏掩膜的激光曝光
发明领域
本发明涉及聚合物合成领域，更具体地涉及制造生物DNA标记的微阵列的方法和装置。
发明背景
通过进行一系列的单独的化学反应可以合成DNA、RNA、和其它寡核苷酸(以及其它聚合物)。一些生物材料如RNA或DNA是寡核苷酸如腺苷(A)、胞苷(C)、鸟苷(G)和胸苷(T)的聚合物。RNA、DNA和诸如糖蛋白的其它聚合物可以以任何所需的顺序合成而得，其通过将起始分子沉积于基底的表面，活化该分子的末端，并随后用含有大量下一步所需的氨基的溶液来清洗基底的表面，该氨基一旦与起始分子的游离末端相连便会使该末端失活。因而，链的活化的末端由于连接了下一个氨基而失活，故而在该方法的每一步将会仅连接一个所需的氨基。
由连接到基底的一个区域上的大量起始分子开始，可以并行地制造大量具有相同序列的链。例如，大量相同的DNA序列可以通过以下步骤形成：首先将大量的引物实体连接到固体表面(如玻璃或硅基底)，然后一次添加一个核苷酸或氨基，从而在每个引物上形成所需的序列。上述方法将提供大量彼此相同的寡核苷酸。
通常，还期望在一个芯片(通常是小矩形基底)上具有许多不同的序列，在该芯片的每个区域或位置存在一种类型的序列。例如，该芯片可以排列为具有行和列的阵列，每个行列位址定义合成的聚合物的位置。在一个基底上可以平行地制造许多芯片，然后将该基底切割成单独的芯片。聚合物阵列和所谓的DNA芯片通常包括许多单独的位点，在该位点上相继连接了一系列单体或部分DNA序列。在该阵列的每个预先定义的位置上，将会有一个或多个相同的序列形成(取决于提供的座落于该位置的数量或引物)，但是该阵列的不同位置通常各自具有不同的序列。光刻法可通过选择性地使参与各个连续步骤的各个阵列位置活化或失活来用于限定在各个位置上构建的序列的顺序。例如，玻璃上的镀铬掩膜可用于限定光致抗蚀剂上的图案，该光致抗蚀剂限定每个连接步骤中那些阵列位置被活化。平行地制造上述阵列可以提供大量的相同阵列，其中各个阵列的各个元素与相同阵列的其它元素不同。
目前需要一种改进的方法和装置，其能在为各个核苷酸加入操作中限定活性阵列的位置方面提供准确性、灵活性和速度/性能。
附图简介
图1显示了用于生产预先确定的序列的阵列的系统100的框图。
图2显示了根据本发明的方法200的流程图。
图3是基底99的等距视图。
图4是基底99的横截面图。
图5是基底99上的孔95的放大的横截面图。
优选实施方案的描述
在下述对优选实施方案的详细描述中，参考构成本文一部分的附图，并且通过图示说明了可在本发明中实施的具体实施方案。可以理解的是，在不脱离本发明范围的情况下可以利用其它的实施方案和可以进行结构改变。
图中出现的参考数字的首位数字通常对应于首次引入该元件的图的编号，从而相同的参考数字通篇用于指示出现于多幅图中的相同的元件。相同的参考数字或标记可指示信号和连接，并且通过其在描述部分内容中的使用将会清楚其实际的含义。
一些生物材料如RNA或DNA是寡核苷酸如A、C、G和T的聚合物。RNA、DNA、氨基酸肽或其类似物、以及诸如糖蛋白的其它聚合物可通过将起始分子或引物沉积于基底的表面或不溶性基质上而以任何所需的顺序合成而得。所选择的基底例如由玻璃、硅、塑料或其它聚合物如聚苯乙烯、聚丙烯等制成，其选择为应与该装置将要暴露的整个条件范围，如温度、盐或pH极限、以及例如在电泳分析实施方案中施加的电场是相容的，并且与制造该装置所用的试剂和其它材料相容。
在一些实施方案中，利用由R.Bruce Merrifield设计的和现有技术中已知的固相方法，将氨基酸逐步加到与不溶性基质或基底相连的增长肽链上。首先将所需肽的羧基末端氨基酸锚定在基底上。然后除去该氨基酸的t-Boc保护基。然后将下一个氨基酸(呈t-Boc保护的形式)与偶联剂二环己基碳二亚胺一起加入。在肽键形成之后，清洗掉过量的反应物和二环己基脲，从而留下具有所需起始链的基底。通过重复上述反应程序加入更多的氨基酸。
类似地，在一些实施方案中，通过向与不溶性基底相连的增长链依次加入活化的单体来合成DNA链。在一些实施方案中，该活化的单体是质子化的脱氧核糖核苷3’亚磷酰胺。该引入单元的3’-磷原子连接到增长链的5’-氧上从而形成亚磷酸三酯。该活化单体的5’OH未发生进一步反应是因为其被二甲氧基三苯甲基(DMT)保护基所阻挡。在一些实施方案中，由于水与亚磷酰胺发生反应，因此在无水的条件下进行偶联。接下来，用碘氧化亚磷酸三酯(其中磷是三价的)以形成磷酸三酯(其中磷是五价的)。第三步，通过加入二氯乙酸来除去DMT保护基，二氯乙酸能使其它的保护基完整地保留下来。现在该增长的DNA链延长了一个单元，并且为上述添加的另一个循环做好了准备。对于上述肽链，固相方法是合乎需要的，因为所需的链停留就位于基底上。
在一些实施方案中，本发明的一种方法用光致抗蚀剂覆盖基底，该光致抗蚀剂是光活化的化学物质，其不会在化学上参与所需(例如寡核苷酸或肽)链的合成，但其在一个步骤期间在所选的基底部分上提供了屏障，从而仅有未覆盖的部分参与了合成反应。光线(例如扫描的紫外激光束)图案曝光使得去除了预先确定的图案上的光致抗蚀剂部分。然后处理基底以活化未覆盖的分子的末端，并提供具有单个氨基如具有合适保护基团的单个A、C、G或T的许多拷贝的溶液，使得有且仅有一个所需核苷酸或氨基酸的拷贝被连接到每个活化的引物位置上。一旦已经提供了合适的条件(如时间、酸度、温度、浓度等)使得所需的一个基团连接到每个引物位置上，便清洗该溶液，并且通过例如再次活化部分构建好的链的末端来为下一个连接步骤制作基底。下一步将使用不同的光线的图案，以使在阵列众多位点的每一个上构建不同的序列。
在一些实施方案中，通过在每个步骤的开始用光致抗蚀剂覆盖基底来限定位置阵列，以致可以在每个阵列位置上生产出不同的序列。本文所用的“阵列”是具有许多位置的任何图案，例如线性图案、行列图案、六边形图案或任何其它的位置图案(其中上述位置也称为阵列位置)。一些常规方法使用光刻掩膜如常规的玻璃上的镀铬掩膜来限定各个连接步骤中哪些位置被活化而哪些不被活化。其它的常规方法使用具有微镜阵列的微电机系统(MEMS设备)，其中一些镜面斜向基底上所需活化图案上的直射光(“开启”)，而其它的镜面不同程度地斜向其它地方的直射光(“关闭”)。在掩膜或MEMS的情况下，需要极亮的UV光源，该光源具有难以获得的光学性质。此外，为了制造具有千万个孔的微阵列，需要有千万个功能镜面。通常，计算机程序被用来限定将要使用的一系列掩膜，并且各个掩膜各自由其自己的图案制成，然后各个掩膜被用于在合成方法的一个步骤中。为了改变微阵列上的顺序设置，必须产生一组新的掩膜。
在另一些实施方案中，在加入各个单体时使用光活化的保护基团，而不是使用物理的光致抗蚀剂屏障来将基础链覆盖或是暴露于上述链构建的特定步骤。因而，由于没有使用光致抗蚀剂屏障，从而不用在未覆盖光致抗蚀剂屏障的区域对保护基进行严格的化学去除，但相反该保护基本身对光敏感并且在选择性曝光于阵列位置的光线之后被除去，这些微陈列位置将要被包括在链构建的步骤中。
为了在25个位置中的每一个上生产具有四个寡核苷酸的任意聚合物序列(也就是说每个聚合物链长度为25)，简单的方法是对于每个位置可能使用四种不同的掩膜，从而最高达到100个不同的掩膜。
在一些实施方案中，将该方法改变为使用直写扫描方法来限定每个步骤中活化或失活的图案，其中光源(如紫外激器)或电子束在光致抗蚀剂表面扫描(或者，在另一些实施方案中，扫描到光活化的保护基上)，曝光或不曝光各个阵列位置从而限定下一步的活化或失活的图案。使用计算机程序来限定所述图案和控制曝光以获得所需的单体。
在扫描期间，光和电子束射向表面上众多预先确定位置中的每一个(例如XY笛卡儿阵列)，然后调节开或关来选择地性活化该阵列位置中的某些位置。
在一些实施方案中，本发明还提供在基底上制造许多核酸阵列芯片、切割或者分离各个阵列、并包装所得芯片的方法。一些实施方案试图并已经结合使用了光致抗蚀塑料。在一些实施方案中，使用常用于半导体和微电子工业的微制造技术来生产本发明的装置。这些技术包括膜沉积法如旋涂、电沉积、低压汽相沉积、激光制造法、光刻法如紫外或X-射线或电子束、和/或可以通过湿化学处理或等离子体处理进行的蚀刻法。
在本文中，平面元件还被称为“基底”、“载片”或“芯片”。在各种实施方案中，这些平面元件由各种材料制成，例如包括塑料(压塑模制的、注射塑模制的、机械制的等)、玻璃、硅、石英或其它基于硅石的材料等。在一些实施方案中，基底包括表面上的许多洼地、孔或空腔。每个空腔形成反应室的基底，并通常被放置于第一平面元件中，或者结合第一平面元件的开孔与第二平面元件的孔区域或缺口。该空腔被机械或蚀刻入第一平面元件的表面中，或者在制造第一平面元件的过程中制备，例如其中该平面元件是模制品如塑料。
图1显示了具有用于生产预先确定的序列的阵列的系统100的本发明的一个实施方案。在一些实施方案中，阵列199是DNA链。在另一些实施方案中，阵列199是RNA链。在再一些实施方案中，阵列199是肽链。在再一些实施方案中，阵列199是其它的聚合物链。光源或电子束源110(如紫外线激光器)提供束111(光或电子)，该束111由装置120聚焦、扫描、和/或调制，而装置120由来自计算机150的信号151控制。在各种实施方案中，所使用的计算机150是任何合适的控制实体，例如任何信息处理系统、个人计算机、微处理器、可编程序的逻辑阵列、微控制器、和/或互联网连接工作站；和术语“计算机”是指包括任何的上述实体。所得束121聚焦穿过基底99以限定将要参与下一步反应的位置。在另一些实施方案中，为了加快处理量(即减少每步的时间)，同时使用许多紫外线激光器110和许多装置120以调制和扫描许多束121。
在一些实施方案中，来自计算机150的信号152控制来自分配器130的反应物和洗涤剂的配送，以便加入各个连续的单体(如寡核苷酸或氨基酸)。例如在DNA合成中，如果要加入腺苷(A)，计算机150便会指令装置120曝光其中下一个需要的核苷酸是A的所有区域，随后处理基底以活化这些区域上的链末端(例如通过去除保护基)。然后将带有保护基的A核苷酸加到所有的链末端，其中A核苷酸上的保护基防止在该步骤中加入一个以上的A。接下来，如果要加入胞苷(C)，则计算机150便会指令装置120曝光其中下一个需要的核苷酸是C的所有区域，随后处理基底以活化这些区域上的链末端。然后将带有保护基的C核苷酸加到所有的链末端。因而，在由计算机150控制的连续重复的步骤中，在基底99上的阵列图中同时构建出所需的一套多个DNA链。
在一些实施方案中，来自计算机150的信号153控制基底操作装置180，从而实施诸如下述的一类操作：当需要时移去基底，和/或控制温度和反应必需的其它的环境因素。在一些实施方案中，装置180包括旋转沉积台，其沉积合适量的光致抗蚀剂并随后旋转基底以形成覆盖基底的薄而均匀的光致抗蚀剂层，这在集成电路技术中是已知的。
在一些实施方案中，一旦已经构建出所有的需要链，就使用装置140切割和包装基底99，以获得完成的包装好的阵列芯片199。
在一些实施方案中，使用存储于存储器170的序列定义使计算机150接收用户输入来限定所需的阵列。由于使用束121直接将图案写于基底99上，所以不需要掩膜生产步骤，从而可以获得更多的灵活性和更快的周转时间。此外，在一些实施方案中，计算机150预先估计可以用于产生所需序列组的各种序列，并最优化核苷酸连接的顺序。例如，不用重复A、C、G和T连接步骤25次(总计100步)来产生许多每个长度为25个单元的寡核苷酸，计算机150重新排序以获得较少的总步骤，例如按照序列A、C、C、T、G......，如果上述序列需要较少的步骤来完成一组寡核苷酸。
本发明不需要生产MEMS微镜的巨大阵列，从而消除了对使常规制造方法烦恼的重复掩膜步骤的需要。本发明比常规方法更加可靠、更具规模和更加便宜。
本发明提供了制备和使用在预先规定的区域上具有许多聚合物序列的基底的方法和装置。这在Fodor等人的美国专利5,445,934号中有进一步的描述。在本文中，本发明主要描述了关于含有核苷酸或氨基酸序列的分子的制备，但也易于用于其它聚合物的制备。上述聚合物例如包括下述的线性和环状聚合物：核酸、糖蛋白、多糖、磷脂、和具有α-氨基酸、β-氨基酸或ω-氨基酸的肽、其中已知的药物共价地连接到任何上述聚合物上的杂聚合物、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、聚脲、聚酰胺、聚乙烯亚胺、聚亚芳基硫醚、聚硅氧烷、聚酰亚胺、聚乙酸酯、或对于本公开内容显而易见的其它聚合物。在一些实施方案中，此处的本发明用于肽的合成。
例如，制得的基底可以用于筛选作为用于与受体结合的配体的多种聚合物，尽管显而易见的是本发明可用于与配体结合的受体的合成。本文所公开的基底将具有广泛的其它用途。例如，此处的本发明可用于确定与蛋白质结合的肽和核酸序列、寻找序列特异性结合的药物、鉴定由抗体识别的抗原决定簇、和评价各种药物的临床和诊断应用，以及上述的组合。
在一些实施方案中，在基底上提供了连接分子。该连接分子的末端具有由光可去除保护基团保护的反应性官能团。利用光刻方法，将光可去除保护基团曝光并且将其从第一选择区域的连接分子上去除。然后清洗基底或者与第一单体接触，第一单体与连接分子上暴露的官能团反应。在一些实施方案中，单体是在氨基或羧基末端含有光可去除保护基团的氨基酸，并且连接分子终止于具有光可去除保护基团的氨基或羧酸基。在另一些实施方案中，单体是在其末端含有光可去除保护基团的核苷酸。
此后，将第二组选择的区域曝光并将第二组区域上的连接分子/保护的氨基酸上的光可去除保护基团除去。然后将基底与含有光可去除保护基团的第二单体接触，第二单体与暴露的官能团反应。选择性地供应单体来重复该方法，直到获得需要长度和需要化学序列的聚合物。随后任选地除去对光不稳定的基团，并随后任选地对序列加帽。如果存在侧链保护基，也将其除去。
通过使用本文所公开的光刻技术，可以将光射向基底上相对小且预先知道的位置。因此，可以在基底的已知的位置上合成已知化学序列的聚合物。
优选地，本发明提供具有表面为“S”的孔95的基底99的用途(参见图5)。在基底的表面上任选地提供连接分子“L”。在一些实施方案中，连接分子是为了有利于合成聚合物的受体识别。
任选地，出于存储的目的，连接分子可以被化学保护。化学存储保护基如t-BOC(叔丁氧羰基)可以用于一些实施方案中。上述化学保护基例如暴露于酸溶液中而被化学除去，并且上述化学保护基将在存储期间用于保护表面并且在聚合物制备之前被除去。
在基底表面S或连接分子的末端，提供了具有保护基97的官能团。保护基97可以暴露于辐射、电场、电流、或其它活化剂中而被除去，从而暴露官能团。
在一些实施方案中，辐射是紫外线(UV)、红外线(IR)或可见光。如下更全面地描述，保护基还可以是电化学敏感基团，其可以在电场存在下被去除。在另选的实施方案中，离子束、电子束等可以用于脱保护。
在一些实施方案中，暴露的区域以及在该区域上合成各个聚合物序列的该区域的面积小于约1平方毫米。在一些实施方案中，暴露的面积小于约10,000平方微米，或者在另一些实施方案中，小于100平方微米、小于10平方微米或小于1平方微米，并且在一些实施方案中，可以包括小到单个分子的结合位点。在这些区域中，每个聚合物优选以基本上纯的形式合成得到(所有的序列基本上是相同的)。
如图2所示，本发明一方面提供了形成聚合物阵列的方法200，该方法包括提供适于合成聚合物序列的211基底，212形成阵列，该阵列的每个位置具有至少一个链末端，在链末端形成220光敏保护，和230选择性地扫描和调制至少一个能量束使得在所述光敏保护上曝光出图案。在一些实施方案中，该方法进一步包括从选择出的基于曝光的图案的链末端上除去保护基。然后该方法还包括240将预先确定的一个或多个单元加到脱保护的链末端。
在本方法的一些实施方案中，所述的形成光敏保护包括沉积一层光致抗蚀剂来覆盖链末端。在本方法的一些实施方案中，所述的一种或多种能量束包括来自紫外线激光器的光。在本方法的一些实施方案中，所述的聚合物序列是DNA序列。在本方法的一些实施方案中，所述的基底包括形成于该基底的主表面上的众多的孔。在本方法的一些实施方案中，所述的选择性地扫描和调制包括同时扫描两束或多束来自紫外线激光器的光。
图3是基底99的等距示意图(未按比例作图)，在该基底的底部90上具有光致抗蚀剂层91。光致抗蚀剂层91曝光于光或其它扫描聚焦的能量束，该束的图案由计算机150确定(参见图1)，并被加工成开口93。
图4是基底99的横截面图。在一些实施方案中，基底99具有很多孔，所述孔中的一些孔95通过开口93而暴露，而所述孔中的其它孔94仍然被光致抗蚀剂层91所覆盖。
在另一些实施方案中，不使用孔，而是底部90的顶面基本上是平的，而且聚合物链在该平的顶面上构建，其中光致抗蚀剂层91直接沉积到增长的链上，曝光于调制、扫描和聚焦的能量束(例如紫外线激光器光束)，该能量束的图案由计算机150确定(参见图1)，以及经加工形成开口93。在一些实施方案中，使用负光致抗蚀剂，如此在需要软化光致抗蚀剂的光致抗蚀剂孔的位置接入调制、扫描和聚焦的紫外线激光束。在另一些实施方案中，使用正光致抗蚀剂，并且该光致抗蚀剂的未曝光部分被除去以形成孔93。
图5是基底99上孔95的放大的横截面图。如该实施方案所示，已经形成了许多DNA链，每一条均为利用连接单元L连接到基底99的表面S上的序列(如-ACT)。在该实施例中，孔93允许具有与T连接的下一个单元的溶剂进入孔95，该单元上具有圆点97所示的保护基。三条序列(标记的96)已经连接了该单元及其保护基，而两条序列(标记的89)仍是活化的(没有保护基指示的97)。游离的T-圆点基团98将很快连接到序列89的未保护的末端上。
在一些实施方案中，该方法包括以下操作：
在底部90的表面上沉积合适量的液态光致抗蚀剂，和旋转该底部使光致抗蚀剂散布成一薄层91；
扫描光121的调制图案；
在将要连接下一个单体单元的位置上显影光致抗蚀剂，从而形成开口93；
除去开口93所暴露的所有链的末端上的保护基；
用含有下一个单体98的许多拷贝的液体充满表面，每个拷贝均具有保护基97，这使得一旦一个拷贝连接到基底上的链96上时，就会中止链的构建；
清洗并重复上述操作。
在另一些实施方案中，使用缩短的方法，其中所述保护基本身是光敏的，从而去除了对光致抗蚀剂操作的需要。该方法包括以下操作：
由链开始，其中每条链的连接末端连接到底部90上，每条链各自的游离末端上均具有光敏保护基；
扫描光121的调制图案；并且除去将要曝光的所有链末端上的光敏保护基；
用含有下一个单体98的许多拷贝的液体充满表面，每个拷贝均具有保护基97，这使得一旦一个拷贝连接到基底99上的链96上时，就会中止链的构建；
清洗并重复上述操作。
结论
如图2所示，本发明一方面提供了形成聚合物阵列的方法200，该方法包括提供适于合成聚合物序列的211基底，212形成阵列，该阵列的每个位置具有至少一个链末端，220在链末端形成光敏保护，和230选择性地扫描和调制至少一个能量束使得在所述光敏保护上曝光出图案。在一些实施方案中，该方法进一步包括从选择的基于曝光的图案的链末端上除去保护基。然后该方法还包括240将预先确定的一个或多个聚合亚单元加到脱保护的链末端上。
本发明另一方面提供了用于在基底上形成聚合物阵列的系统100(参见图1)。系统100包括产生能量束的能量束源110，用于在基底的扫描图案中移动能量束的扫描器120，与扫描器可操作地连接的计算机150，从而根据要合成的众多所需聚合物序列中的每一个的序列定义来控制能量的扫描图，试剂源130，其用于向形成于基底上的众多链中的每一个的每个末端位置上加入众多单体中的一个，和提供光敏保护的装置180，其基于光的扫描图来控制单体的顺序。
在一些实施方案中，装置180包括沉积光致抗蚀剂层91以覆盖链末端的装置。
在一些实施方案中，能量束源包括紫外线激光器。
在一些实施方案中，聚合物序列是DNA序列96。
在一些实施方案中，基底包括形成于该基底99的主表面上的众多的孔95。
在一些实施方案中，能量束源110产生两束或多束来自紫外线激光器的光。
一些实施方案还包括调制光强度的调制器，与计算机可操作地连接并由其控制。
本发明再一方面提供了系统100(参见图1)，其包括第一紫外线激光器110、用于在基底的扫描图案中从第一紫外线激光器中移动光的第一扫描器120，与第一扫描器可操作地连接的计算机150，从而根据要合成的众多所需的聚合物序列96中的每一个的序列定义来控制光的扫描图，试剂源130，其用于向形成于基底上的众多链中的每一个的每个末端位置上加入众多单体中的一个，和提供光致抗蚀剂层的装置180，该光致抗蚀剂层的图案由扫描光图确定，从而基于计算机控制的光扫描图来控制单体的顺序。
一些实施方案还包括第二紫外线激光器110和用于在基底的扫描图案中从第二紫外线激光器中移动光的第二扫描器120，其中计算机150与第二扫描器120可操作地连接，从而根据要合成的众多所需聚合物序列中的每一个的序列定义来控制光的扫描图。
在本发明的各种实施方案中，为于制备含核苷酸或氨基酸序列的分子，不同的聚合亚单元作为反应物被用于构建所需的聚合物链，但是其也易于用于其它聚合物的制备。上述聚合物例如包括下述的线性和环状聚合物：核酸、多肽、多糖、磷脂、和具有α-氨基酸、β-氨基酸或ω-氨基酸的肽、其中已知的药物共价地连接到任何上述聚合物上的杂聚合物、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、聚脲、聚酰胺、聚乙烯亚胺、聚亚芳基硫醚、聚硅氧烷、聚酰亚胺、聚乙酸酯、或对于本公开内容显而易见的其它聚合物。术语“聚合亚单元”是指一种或多种基本的亚单元，它们连在一起能形成所需的聚合物。
应理解的是，上述描述旨在说明而非限制性的。在回顾了上述描述的基础上，对于本领域熟练技术人员来说，许多的其它实施方案是显而易见的。因此，本发明的范围应参考所附的权利要求以及与上述权利要求等价的整个范围来确定。

Claims (23)

1.一种形成聚合物阵列的方法，该方法包括
提供适于合成聚合物序列的基底；
形成阵列，该阵列的众多位置中的每一个均具有至少一个链末端；
在链末端上形成光敏保护；
选择性地扫描和调制至少一个能量束，使得在所述的光敏保护上曝光出图案；
从基于曝光的图案而选择出的链末端上除去保护基；
将预先确定的一个或多个聚合亚单元添加到脱保护的链末端上。
2.根据权利要求1的方法，其中所述的形成光敏保护包括沉积一层光致抗蚀剂来覆盖链末端。
3.根据权利要求1的方法，其中所述的一种或多种能量束包括来自紫外线激光器的光。
4.根据权利要求1的方法，其中所述的聚合物序列是DNA序列。
5.根据权利要求1的方法，其中所述的基底包括形成于该基底的主表面上的众多的孔。
6.根据权利要求1的方法，其中所述的选择性地扫描和调制包括同时扫描两束或多束来自紫外线激光器的光。
7.一种在基底上形成聚合物阵列的系统，该系统包括：
产生能量束的能量束源；
被设计成用于在基底上的扫描图案中移动能量束的扫描器；
与扫描器可操作地连接的计算机，从而根据要合成的所需的众多聚合物序列中的每一个的序列定义来控制能量的扫描图案；
试剂源，其被设计成用于在形成于基底上的众多链中的每一个的每个末端位置处加入众多单体中的一个；和
用于提供光敏保护的装置，其基于光的扫描图来控制单体的顺序。
8.根据权利要求7的系统，其中所述的用于提供光敏保护的装置包括沉积光致抗蚀剂层以覆盖链末端的装置。
9.根据权利要求7的系统，其中所述的能量束源包括紫外线激光器。
10.根据权利要求7的系统，其中所述的聚合物序列是DNA序列。
11.根据权利要求7的系统，其中所述的基底包括形成于该基底的主表面上的众多的孔。
12.根据权利要求7的系统，其中所述的能量束源产生两束或多束来自紫外线激光器的光。
13.根据权利要求7的系统，还包括调制光强度的调制器，其与计算机可操作地连接并由计算机控制。
14.一种在基底上形成聚合物阵列的系统，该系统包括：
根据基底上要合成的所需的众多聚合物序列中的每一个的序列定义，在基底上扫描能量图案的装置；
试剂源，其被设计成用于在形成于基底上的众多链中的每一个的每个末端位置处加入众多单体中的一个；和
用于提供光敏保护的装置，其基于光的扫描图来控制单体的顺序。
15.根据权利要求14的系统，其中所述的用于提供光敏保护的装置包括沉积光致抗蚀剂层以覆盖链末端的装置。
16.根据权利要求14的系统，其中所述的扫描装置包括紫外线激光器。
17.根据权利要求14的系统，其中所述的聚合物序列是DNA序列。
18.根据权利要求14的系统，其中所述的扫描装置包括两束或多束来自紫外线激光器的光。
19.根据权利要求14的系统，其中所述的扫描装置包括用于调制光强度的调制器。
20.一种在基底上形成聚合物微阵列的系统，该系统包括：
第一紫外线激光器；
用于在基底上的扫描图案中从第一紫外线激光器中移动光的第一扫描器；
与第一扫描器可操作地连接的计算机，从而根据要合成的所需的众多聚合物序列中的每一个的序列定义来控制光的扫描图案；
试剂源，其被设计成用于在形成于基底上的众多链中的每一个的每个末端位置处加入众多单体中的一个；和
用于提供光致抗蚀剂层的装置，该光致抗蚀剂层的图案由扫描光图案确定，从而基于计算机控制的光扫描图案来控制单体的顺序。
21.根据权利要求20的系统，其中所述的聚合物序列是DNA序列。
22.根据权利要求20的系统，其中所述的基底包括形成于该基底的主表面上的众多的孔。
23.根据权利要求20的系统，还包括：
第二紫外线激光器；和
用于在基底上的扫描图案中从第二紫外线激光器中移动光的第二扫描器，其中计算机与第二扫描器可操作地连接，从而根据要合成的所需的众多聚合物序列中的每一个的序列定义来控制光的扫描图案。
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