CN1771438A - 改进的复合微阵列载片 - Google Patents

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马克·迈林
德里克·戴格尔
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Abstract

本发明公开了用于微分析诊断的改进的复合微阵列载片。具体而言，表面携带生物聚合物微阵列的复合微阵列载片，包括具有由相位转换方法形成的多孔膜的复合微阵列载片，该多孔膜通过含锚/接头部分的化学试剂共价有效结合到基材，使基材有效结合到由相位转换方法形成的有孔膜从而使产生的组合可用于微阵列应用，并且其中复合微阵列载片共价结合到固体基材成分，如玻璃或聚酯薄膜显微镜载片，使得产生的组合有效可用于微阵列应用。还公开了制备所述复合微阵列载片的设备和方法。

Description

改进的复合微阵列载片
相关申请
本申请是以下申请的部分继续：共同拥有的Amin等的US临时专利申请60/216,390，提交于2000年7月9日，题为“改进的用于微分析诊断应用的微孔膜和固相支持物的组合”；Amin等的US专利申请09/898,102，提交于2001年7月3日，题为“用于微分析诊断应用的微孔膜和固相支持物的组合”；Andreoli等的US临时专利申请60/216,229，提交于2000年7月5日，题为“改进的非发光基材”；Andreoli等的US专利申请09/897,333提交于2001年7月2日，题为“非发光基材”；Ostreicher等的US临时专利申请60/224,141，题为“用于微分析诊断应用的改进的低荧光尼龙/玻璃复合物”，提交于2000年8月10号；和Amin等的US专利申请09/898,102，题为“用于微分析诊断应用的改进的低荧光尼龙/玻璃复合物”，提交于2001年7月5日；各专利揭示的内容在此处引作与本发明揭发的内容一致的参考。
发明背景
本发明涉及可用于在其表面上携带生物聚合物微阵列的改进的复合微阵列载片和，更具体，涉及具有通过相位转换方法通过化学试剂结合有效连接形成的多孔膜的改进的复合微阵列载片，所述化学试剂在基材上形成表面处理剂使所述基材充分的结合到微孔膜，产生附着层使得产生的组合可用于微阵列应用中，尤其是涉及改进的复合微阵列载片，其中多孔的尼龙膜被共价结合到固体基材部件上，比如玻璃或聚酯薄膜(Mylar)显微镜载片上，使得生成的所述组合从而用于微阵列应用和用于生产上述改进的复合微阵列载片的方法。
目前有各种方法用于制造生物大分子和生物聚合物比如核酸分子、蛋白质、或酶类的阵列。一个用于在多孔膜上制备DNA有序阵列的方法是“点印迹”方法。以此方法，多头抽真空装置将多个，例如96个DNA的含水样品从3毫米内径微孔转移到多孔膜。该方法常见的变体是“狭缝杂交”方法，其中所述微孔具有高度延长的椭圆形状。
DNA通过干燥膜或将膜暴露到紫外辐射而固定到多孔膜上。这是实际的用于每次制备一个阵列的手工方法，并且通常限于每一阵列96个样品。因此“点杂交”方法不足以完成必须测定数以千计的样品的应用。
用于生产基因组片段(例如PCR产品)有序阵列的更有效的技术使用浸到微孔中的针的阵列，例如微量滴定板的96个微孔，以将样品阵列转移到基材，比如多孔膜上。一个阵列包括用来以交错方式点膜，以在22×22厘米区域产生9,216个点的针(Lehrach等，1990)。这个方法的局限性是点在各阵列的各象素(pixel)的DNA的体积的变化很大。此外，每次浸润的阵列的数目通常相当少。
其他建立核酸序列有序阵列的方法描述于Pirrung等(1992)和Fodor等(1991)。所述方法包括在支持物的不同分散区域合成不同核酸序列。该方法使用复杂的合成步骤，并通常限于相对短的核酸样品，例如少于20个碱基。相关的方法已经由Southern(1992)等描述。
Khrapko等(1991)描述了通过将DNA点样到聚丙烯酰胺薄层上生产寡聚核苷酸矩阵的方法。点样用微量吸移管手工完成。
Roda等(2000)描述了在纤维素纸上使用商业的喷墨打印机以10-100个点/平方厘米的密度制备辣根过氧化酶(HRP)的二维阵列的方法。
没有一种上述现有技术被设计成具有以下特征的微阵列的大规模制造(i)大量微型分析区域被50-200微米或者更小的距离分开，和(ii)精确量，通常为皮摩尔范围的被测物与阵列的各区域相连。
此外，当前技术涉及每次执行单一DNA分子阵列的一个分析。例如，最常见的用于使DNA杂交到点在多孔膜上的阵列的方法包括将膜密封在塑料袋中(Mabuatus等，1989)或旋转的玻璃圆筒中(RobbinsScientific)，所述标记的杂交探针位于所述密封腔内。对于在无孔表面制备的阵列，比如显微镜载片，各阵列与密封于盖玻片下的标记的杂交探针一起温育。这些技术要求各阵列有隔开的密封腔，这使得许多上述的阵列的筛选和操作麻烦而且耗时。
Abouzied等(1994)描述了在硝化纤维膜上印迹抗体水平线和用疏水物质的纵条分离所述膜区域的方法。各纵条然后与不同抗原反应，使用标准ELISA比色技术检测固定化抗体和抗原之间的反应。Abouzied的技术使得可能在单个硝化纤维片上同时筛选许多一维阵列。Abouzied使用PAP笔(Research Products International)画出的线条使得所述硝化纤维稍具疏水性。然而，Abouzied未描述能够完全密封所述硝化纤维的孔的技术。硝化纤维的孔物理上仍然是开着的，因此分析试剂在持续高温温育或在存在去污剂的情况下能够从疏水性屏障中渗漏，这使得Abouzied技术对于DNA杂交分析而言是不适用的。
具有亲水性/疏水性区域的印迹图案的多孔膜可用在比如细菌菌落的有序阵列的应用中。QA Life Sciences(San Diego，Calif)制造了印迹有网格状图案的膜。然而，这个膜具有与Abouzied技术相同的缺点，因为试剂仍然能够在网格的阵列之间流动使得它们无法用于单独的DNA杂交分析。
Pall公司制造了具有热封到平板底部的多孔过滤器的96孔平板。这些平板可以在各微孔含有不同试剂而不交叉污染。各微孔是用来只盛放一个靶成分。此外，96孔板至少为1厘米厚并阻止许多要求膜平放在检测面上的量热的，荧光的和放射性检测形式的应用。
最近，Pall推出称为“活泼的(Vivid)”的载片。这些载片使用层压有胶带的膜将尼龙粘附到玻璃上。另外的平台使用用有机硅烷处理的玻璃载片以产生适于微阵列的疏水性表面。另外的玻璃平台的例子包括GAPS载片(Corning)，Nexterion载片(Schott Inc)以及ArrayIt载片(Telechem International)。
Hyseq公司描述了在无孔固体支持物上生产“阵列的阵列”的方法用于通过杂交技术进行测序。Hyseq描述的方法包括修饰固相支持物材料的化学物质以形成其中各细分区域包含生物分子的微阵列的疏水性网格图案。Hyseq的平板状疏水性图案未使用物理封阻作为防止交叉污染的辅助方法。
数个专利描述了微阵列载片在微阵列应用中的应用。这些包括US专利5,919,626，题为“未改性的核酸与硅烷化固相表面的连接”；US专利5,667,976，题为“用于核酸杂交分析的固相支持物”和US专利5,760,130，题为“氨基硅烷/二亚胺碳偶联DNA到玻璃基板”，各公开的内容在此处引作与本发明揭示的内容一致的参考。
微阵列载片是本领域技术人员公知的。Schleicher&Schuell尝试使用胶或类似的可购买的CASTTM载片中的粘合剂将尼龙膜粘附到玻璃载片上。然而，所述胶或粘合剂层增加了尼龙膜/载片组合提高量的附加的可变量的厚度，所述胶/粘合剂方法可以要求使用稀松布加强的尼龙膜。由胶/粘合剂引起附加的、可变量的厚度增加和加强的稀松布导致尼龙膜/载片组合不合需要的额外的总厚度，是微阵列应用的缺点。此外，稀松布使得尼龙膜/载片组合的膜表面不平而且从美观性上来说不理想。此外，用于粘附尼龙膜到玻璃载片上的胶或粘合剂的化学物质不必然最适于实现所述组合，或者它不必然与用来容纳产品的生物分子、被测物、溶剂或缓冲系统相匹配，因为它可能干扰被测物或与被测物反应或由于剥离或溶解在溶剂和缓冲液中而损失完整性。
类似地，其它的目前可市售获得的产品包括：不使用膜结合核酸或蛋白质的改性的玻璃；Corning GAPS载片，比如涂布CMT-GAPSTM的载片；浇铸到玻璃上的硝化纤维多孔膜，可以从Schleicher&Schuell作为FASTTM载片获得；胶合或粘合到玻璃基材比如Schleicher&Schuell CASTTM载片上的稀松布加强的尼龙；粘贴到玻璃基材的非加强的尼龙膜，可以从Pall corporation作为VividTM载片而获得。这些可市售获得的产品的详细说明可以从各个厂商获得并且是现有技术已知的。
然而，在微阵列应用中，将核酸或蛋白质直接结合到玻璃基材具有某些缺点。具体地，相当小的用于结合核酸或蛋白质的表面面积与可比大小的微孔膜/载片组合一样有效。结合表面面积越大，生物分子或被测物的信号强度越好，从而允许检测生物分子或被测物的更小样品。此外，微孔膜/载片组合的多孔膜部分天然吸附生物分子或被测物，并且将它们固定在微孔膜/载片组合中，而没有载片的微孔膜部分由于没有吸附生物分子或被测物，生物分子或被测物将仅仅位于玻璃表面的顶端。当与靶固定在尼龙上相比，还可能生物分子固定在玻璃上的效率实质上小于100％，并且可能小于50％。就随后的检测步骤要求尽可能多的被测物或靶生物分子以用于与标记的探针有效杂交(在DNA检测例子中)而言，这是重要的。
固定之后，通常有几个液体浸润步骤，包括封闭、洗涤、杂交缓冲液暴露等等。各步骤潜在地从玻璃表面清除被测物，并且减少信号的潜在强度。
当与其它的可市售获得的聚合物或其它处理的基材相比，尼龙通常被认为具有最高生物分子结合效率。尼龙被还认为提供结合到尼龙表面的被测物的官能团的最高可接近性。
尼龙膜，通过相位转换方法形成的特异微孔膜类型，因为尼龙天然亲水比硝化纤维膜具有一些优点。尼龙膜还具有比硝化纤维更大的蛋白质和DNA结合能力。结合能力的提高表明分析中更好的信号强度和更低的检测下限。
尼龙膜孔结构比硝化纤维膜孔结构更容易控制，并且物理上更坚固。与尼龙膜相比硝化纤维更易碎，具有更大的孔变异性并且极端易燃。硝化纤维膜的物理缺点、变异性和可燃性组合起来使得制造硝化纤维膜比尼龙膜更昂贵。
如上所述，胶合、粘贴、或者非共价粘合到玻璃基材的稀松布加强的尼龙有至少三个主要的缺点。第一个，所述胶合、粘贴或粘合层增加了稀松布加强的尼龙/载片组合不合需要的可变厚度。对尼龙膜点样的阵列自动操作机的空间容限较窄，并且任何提高的可变厚度表现为附加的稀松布加强的尼龙/载片相对于阵列自动操作机精确位置的不确定性。可变厚度增加的相同问题可以影响显微镜检测镜片的焦平面和准确性，显微镜检测镜片通常用于读取微阵列载片的表面。
第二个缺点是稀松布加强的尼龙/玻璃载片组合上的稀松布加强的膜具有小尺寸的不规则表面。从最终用户的角度来看，这是重要的美观性问题，因为膜上的斑点大小为相似的尺寸。
第三，胶合/粘附和被测物可能不匹配。具体地，包含过量官能化用于连接的部分的粘合剂可以使其无法被检测的方式任意结合到被测物；或是通过结合防止(在DNA例子中)杂交的分子，或是通过可逆结合到被测物使得附着不持久，并且被测物在检测前的液体浸润步骤中被脱落。最后，粘合剂本身能够在进行检测的多步骤方法中被降解，并且通过提取或者其它的方法变成流动的。粘合剂片段如果结合到被测物，根据进行的检测操作的类型，可以被移动到检测位置外的位置或者区域，或者自身变成假的本底信号的一部分。
在这些微阵列载片类型中，需要的是具有平，均一并且薄的尼龙微孔层。就电荷改性的载片而言，电荷改性的程度必须在整个载片表面上是均一的。在使用情况下，作为本发明设想的用于创新的载片，尼龙和基底部件，比如玻璃载片或者聚酯薄膜片之间的结合必须经历持续的长时间抵抗水、氢氧化钠、十二烷基硫酸钠、钠盐/柠檬酸钠(SSC)、高温及其他苛刻的化学品和条件。由于当尼龙膜被湿润后在尼龙膜层和玻璃基材之间产生高气压，它们之间的结合还必须物理上坚固。
目前，功能化的玻璃显微镜载片是选择用于微阵列的支持物。这些物品的限制包括表面易碎性、非均一性、对于被测物的低表面容量、与斑点大小、密度和定量分析有关的限制。主要因为平面玻璃表面的低容量，大多数载片提供杂交事件存在或者不存在的执行和不执行信息。上面描述的现有技术的玻璃显微镜载片看起来对于点在微阵列表面的寡聚核苷酸探针而言，不能提供牢固的结合、高容量和更小的斑点足迹，因为探针必须能够与纯化的且标记的基因片段或者cDNA的靶样品进行杂交事件。
作为结合到尼龙微孔膜的平且光滑的玻璃或者塑料基材(例子是玻璃显微镜载片)的复合材料的改进的产品已经在本申请上文中提及的共同拥有的相关专利申请中描述过。在这些共同拥有的专利申请中，连接的主要模式是共价化学键合，次要模式是通过化学树脂固化促进的物理表面相互连接。在一个实施方案中，如这些共同拥有的专利申请所述，通过基材表面(玻璃或者塑料)的化学处理使用化学试剂比如氨基硅烷作为“锚”在所述基材上提供表面部分。尼龙膜提供其自己的功能性表面，因为尼龙的末端官能团(胺或者羧基)也可用于结合。在尼龙上处理的基材表面和末端官能团之间，引入“接头”部分，比如双功能的环氧聚合物。上述的共同拥有的专利申请的潜在限制包括复合材料粘合在苛刻的化学环境下的保留，和制造上述功能化的玻璃显微镜载片需要多步骤化学方法。
因此，对相对平、均一和薄的可用于微分析诊断应用的复合微阵列载片有着持续的需求。这种复合微阵列载片结构应该是天然亲水性的。这样的复合微阵列载片应该具有一些容易控制的性质。这样的复合微阵列载片应该物理上比现有技术的硝化纤维膜载片更坚固。这样的复合微阵列载片应该相对容易和经济地制造。这样的复合微阵列载片应该至少最少化膜和固体基材之间的任何的附着层，所述层增加了膜/基材组合不合需要的厚度。这样的复合微阵列载片应该包括含有产生具有最小厚度或者质量的附着层的锚/接头部分的化学试剂，所述层能够增加具有用于微阵列应用的由相位转换方法形成的多孔膜的复合微阵列载片的总厚度不均一性。这样的复合微阵列载片应该包括含有产生即使不消除也至少减少附着层的锚/接头部分的化学试剂，所述试剂在通过具有用于微阵列应用的由相位转换方法形成的多孔膜的复合微阵列载片结合或检测生物聚合物(即，被测物包括而不限于核酸或者蛋白质)中附着层的参与。这样的复合微阵列载片可以包括由用于微阵列应用的相位转换方法形成的多孔膜，该膜包括含有产生将多孔膜连接到固体基材的附着层的锚/接头部分的化学试剂，所述附着层使包含将固体基材部分连接到用于检测被测物的多孔膜部分的锚/接头部分的化学试剂的干扰降至最低。这样的复合微阵列载片应该包括由用于微阵列应用的相位转换方法形成的多孔膜，该膜包括含有产生即使不消除也至少充分降低基材/膜组合结构总厚度不合需要的不均一性的附着层的锚/接头部分的化学试剂。这样的复合微阵列载片应该在小尺寸具有足够规则的表面。这样的复合微阵列载片对于点在微阵列表面上的寡聚核苷酸探针，应该提供比标准处理的载片更牢固的结合，更高的容量和更小的点印迹。这样的复合微阵列载片应该消除包含产生附着层的锚/接头部分的化学试剂和被测物之间的匹配问题。
发明概述
本发明揭示的用于微阵列分析的改进的复合微阵列载片包括具有对于分析和诊断应用来说相对均一光滑的表面的多孔介质，其使用化学试剂基本上结合到基材或者基底部件上，所述化学试剂包括含有在基材和多孔介质之间产生平的、均一的和相对薄的附着层的改进的锚/接头部分的表面处理剂物。多孔介质，比如微孔膜，具有可用于微分析检验，比如用于基因阵列的分子生物学分析的特征。基材提供了刚性和强度，而包括产生附着层的锚/接头部分的改进的化学试剂对基材提供了坚固的、化学上抗性的、基本持久的(相对于分析和使用)多孔介质的物理连接。
本发明的目的是提供具有多孔膜的复合微阵列载片和化学试剂，所述多孔膜由相位转换方法形成，所述化学试剂包括产生附着层的锚/接头部分，附着层可操作地将多孔膜粘合到固体基材以生成所述组合从而用于微阵列应用。
本发明的另一个目的是提供具有由相位转换方法形成的多孔膜的复合微阵列载片，该膜包括包含产生具有最小厚度或质量的附着层的锚/接头部分的化学试剂，所述试剂提供复合微阵列载片总厚度的均一性，使得产生的组合可用于微阵列应用。
本发明的另一目的是提供具有由相位转换方法形成的多孔膜的复合微阵列载片，该膜包括含有产生附着层的锚/接头部分的化学试剂，所述层使核酸或蛋白质被测物的结合或检测中化学试剂的干扰降到最低。
本发明的此外的目的是提供具有由相位转换方法形成的用于微阵列应用的多孔膜的复合微阵列载片，所述膜包括含有产生附着层的锚/接头部分的化学试剂，该附着层使被测物检测中可操作地将固体基材部分粘合到其多孔膜部分的化学试剂的干扰降至最低，如此形成组合从而用于微阵列应用。
本发明的又一个的目的是提供制造具有由相位转换方法形成的多孔膜和包含产生附着层的锚/接头部分的化学试剂的复合微阵列载片的方法，所述附着层将基材充分结合到微孔膜上的方法，以生成组合从而有效用于微阵列应用。
本发明此外的目的是提供具有由相位转换方法形成的多孔膜的复合微阵列载片的方法，所述膜包括色素，比如碳黑，其中这样的染色膜应该减少复合微阵列载片的荧光强度，使得生成的组合可用于微阵列应用。
本发明此外的目的是提供具有由相位转换方法形成的多孔膜的复合微阵列载片的方法，所述膜包括色素，比如碳黑，其中这样的染色膜应该减少复合微阵列载片的反射率，使得生成的组合可用于微阵列应用。
本发明的另一个目的是提供具有由用于微阵列应用的相位转换方法形成的多孔膜的复合微阵列载片，该膜包括含有即使不消除也显著降低基材/膜组合结构总厚度不均一性的附着层的锚/接头部分的化学试剂，所述组合结构与使用具有限定厚度或质量的第三组分作为连接试剂相关，使得产生的组合可用于微阵列应用。
本发明揭示的复合微阵列载片的其它的优点包括但是不局限于，缺少已经发现使平整性和美观性基本上不均一的增强层；玻璃整个表面能够被所述膜覆盖，而不仅仅“膜试样”(膜试样是仅仅覆盖一部分玻璃的膜)；与在膜和基材之间产生附着层的表面处理剂有关的化学物质可以成功地与新型膜使用，比如，2001年6月4日提交的US专利申请09/873,67，名称为“Nucleic acid binding matrix”公开的填充碳黑的或结合Xtra BindTM的尼龙用作核酸结合材料，其公开的内容在此引作与本发明揭示的内容存在差异的参考。
根据这些和另外的目的，本发明公开的一个方面包括用于携带生物聚合物微阵列的复合微阵列载片，其包含：由相位转换方法形成的微孔膜；无孔基材；附着层，所述附着层包含至少一个锚和至少一个接头，所述附着层操作性置于微孔膜和无孔性的基材之间，所述附着层将无孔性的基材充分结合到微孔膜，使得复合微阵列载物片组合可用于微阵列应用。
本发明的另一个方面包括制造用于携带生物聚合物微阵列的复合微阵列载片的方法，包括以下步骤：提供无孔性的基材；提供由相位转换方法形成的微孔膜；提供表面处理剂，其中所述表面处理剂包含有机硅烷；将所述表面处理剂施加到无孔性的基材上；并且可操作地将施加了表面处理剂的无孔性的基材与微孔膜相连以形成它们之间的附着层，使得无孔性的基材充分结合到微孔膜以抵抗微阵列应用中遇到的不利的环境。
本发明的又一个方面可以包括微孔膜的后处理，使得所述膜包含更多正电荷；该处理用于增加微孔膜保留主要是带负电荷的生物聚合物的能力。
本发明其它的目的和优点根据以下描述、附图和权利要求书可以更加显而易见。
附图简述
图1是用于本发明公开的代表性有机硅烷的示例图；
图2是结合到玻璃表面的代表性的氨基硅烷的示例图；
图3是代表性环氧基与代表性的羧基和胺结合的示例图；
图4是代表性环氧基接头与代表性氨基硅烷化的载片结合的示例图；
图5是代表性环氧基接头结合到代表性聚酰胺交联剂结合的示例图；
图6是代表性尼龙膜与使用代表性环氧基接头和代表性聚酰胺交联剂的玻璃结合的示例图；
图7是代表性的缩水甘油基硅烷的示例图；
图8是通过代表性的缩水甘油基硅烷共价结合到玻璃的聚酰胺交联剂的示例图；
图9A和9B是对使用上述代表性的环氧基化学物质的代表性载片的扫描电镜(SEMs)图谱；
图10A图示了用于本发明的“锚”部分的代表性通式；
图10B图示了用于本发明的“接头”分子的代表性通式；
图10C图示了用于本发明的“固化”分子，交联剂或第二接头的代表性通式。
发明详述
除非另外指明，下面定义的术语的意思为：
“被测物”或“被测物分子”是指其存在、数量和/或同一性有待测定的分子，通常是生物学大分子，比如多核苷酸(包括但不限于DNA、RNA、cDNA、mRNA、PNA、LNA)或多肽或肽。生物聚合物可以用作生物学大分子另外的名称。所述被测物是配位体/抗配位体对的一个成员。或者，被测物可以是互补的杂交事件中的一个成员。
“被测物特异性分析试剂”是指有效特异性结合到被测物分子的分子。所述试剂是配位体/抗配体结合对中的另一成员。
“固相支持物上的阵列区域”是优选分散的区域的线性或二维阵列，所述区域各自具有限定的面积，形成于固相支持物的表面上。
“微阵列”是分散的区域密度至少大约100/平方厘米，和优选至少大约1000/平方厘米的区域的阵列。微阵列中的区域具有典型的尺寸，如，直径在大约10-250μm范围内，并且与阵列中其它的区域以大约相同的距离分隔开。
“相位转换方法”包括现有技术已知的涉及其各种形式的相位转换以生产“相位转换膜”的多孔膜生产技术。“相位转换膜”指由从“相位转换混合物”的聚合物膜结构的凝胶化或沉淀形成的多孔膜。“相位转换混合物”由溶化的聚合物的良好溶剂的连续相组成，所述连续相与一种或者多种分散在连续相之内的非溶剂的分散相共存。根据通常的工业实践，聚合物膜结构的形成通常包括在控制的条件下浇铸和淬灭混合物的薄层以影响聚合物沉淀和将分散(非溶剂相)相转变为连续的连通孔结构的步骤。在一种解释的方式中，从非溶剂的分散相(有时称为“孔形成相”)到连续的连通孔的转换通常被称为“相位转换”。这样的膜是现有技术公知的。有时，具体依据三个主要组分：聚合物、溶剂和非溶剂描述混合物组成的能力，这种膜和方法被称作“三元相转化”膜和方法。三个主要组分的存在构成“三元”系统。该系统的变化包括：液相转换、蒸发相转换、热量相转换(其中溶解是在浇铸和淬灭前于高温下实现和维持的)，及其他。
术语“硅烷化”是指通过有机硅烷上可水解的官能团将有机硅烷接枝或偶联到玻璃或其它表面的步骤。
此处使用的术语“锚”描述了包含含有可水解基团的有机硅烷的分子。所述可水解的基团能够结合到玻璃或其它的表面。有机硅烷上的至少一个其它基团能够与接头分子的末端基团相互作用，所述末端基团包括但不限于胺、环氧基、缩水甘油基、异氰酸酯、乙烯基及其他本领域技术人员所了解的那些基团。
术语“接头基团”或“接头分子”或“接头”指用作两个其它的分子之间的连接物的有机部分。接头通常包括含有芳族、直链烷基或其任何组合的骨架，以及所述骨架两侧的末端基团，所述末端基团包含的原子/官能团比如氮、氧或硫，单元比如--NH--、--CH2--、--C(O)--、--C(O)NH--、或原子链比如能够与锚的匹配的末端基团结合的亚烷基链，和能够与尼龙膜的末端结合的另一个接头端。分别结合到锚和尼龙膜的接头的末端可以相同或不同。
“化学试剂”是选自包含线性和/或支链烷基、芳基、芳烷基、取代芳基、取代和/或未取代环烷基和杂环基团和有机硅烷的任何分子。
术语“剥离”或“剥离”是指膜与固体基材分离。
术语“烷基”是指1到20个碳原子的直链或支链未取代的烃基，优选1到7个碳原子。“低级烷基”是指1到4个碳原子的未取代的烷基。
术语“芳基”是指在环部分具有6到12个碳原子的一环或二环芳烃基，比如苯基、萘基、联苯和二苯基，各自可以被取代。
术语“芳烷基”是指直接通过烷基结合的芳基，比如苄基。
术语“取代的芳基”被比如一个到四个以下取代基取代的芳基：取代的烷基、苯基、取代的苯基、杂环基、卤素、三氟甲氧基、三氟甲基、羟基、烷氧基、环烷氧基、杂环氧基、烷酰基、烷酰氧基、氨基、烷基氨基、芳烷基氨基、环烷基氨基、杂环基氨基、二烷基氨基、烷酰基氨基、硫基、烷基硫基、环烷基硫基、杂环基硫基、脲基、硝基、氰基、羧基、羧基烷基、甲氨酰、烷氧羰基、烷基硫羰基、芳基硫羰基、烷基磺酰基、亚磺酰氨基、芳氧基。取代基还可以被卤素、羟基、烷基、烷氧基、芳基、取代的芳基、取代的烷基或芳烷基进一步取代。
术语“环烷基”是指可任选取代的饱和环烃环系统，优选含有1到3个环并且每环含有3到7个碳，其还可以进一步与不饱和的C.sub.3-C.sub.7碳环融合。示例性的基团包括环丙基，环丁基，环戊基，环己基，环庚基，环辛基，环癸基，环十二基，和金刚烷基。示例性的取代基包括一种或者多种上面描述的烷基，或一种或者多种上面描述的作为烷基取代基的基团。
术语“杂环”，“杂环的”和“杂环基”指可选被取代的，完全饱和或不饱和的，芳族或非芳族的环基，比如是4到7个原子的单环，7到11个原子的二环，或10到15个原子的三环系统，其在至少一个含碳原子的环中含有至少一个杂原子。含有杂原子的杂环基团的各环具有1，2或3个杂原子，所述杂原子选自氮原子、氧原子和硫原子，其中氮和硫杂原子还可以任选被氧化并且所述氮杂原子还可以任选被季铵化。杂环基团可以连接到任何杂原子或碳原子。
示例性的取代基包括一种或者多种上面描述的烷基，或一种或者多种上面描述的作为烷基取代基的基团。还包括更小的杂环基，比如，环氧基和氮丙啶。
术语“杂原子”包括氧，硫和氮。
术语“均一的”是指附着层在所述无孔性基材上的规则分布，使得在应用表面处理剂之后附着层表面的规则性转变为膜上表面的最小偏差。均一的厚度还指无孔性基材的整个长度上具有这样的规则分布。
复合微阵列载片包含结合到固体衬垫，通常为玻璃显微镜载片的多孔性尼龙或其它的聚合物膜。微阵列载片用于其中在单一微阵列载片表面上进行数千个杂交分析的基因测序和表达分析应用。
当由相位转换方法形成的多微孔的尼龙膜在浇铸后仍然湿润时，尼龙膜比干燥后具有更大的厚度。如果膜被铺设在表面上然后干燥，尼龙膜朝厚度的方向收缩。尼龙膜还紧密结合到它接触的表面。如果尼龙膜已经干燥过一次然后重新打湿，所述尼龙膜就不显示上面描述的结合特性。更重要地，一旦所述尼龙膜在紧密结合到表面后被打湿则失去结合特性。
考虑到尼龙膜的上述特点，发明人决定找到将尼龙膜连接到基材的机制，使得尼龙膜和基材之间的结合在暴露于各种在实践中遇到的已知的恶劣条件之后保持完整无损。例如，被认为是用于实际的商业应用的尼龙/固体复合材料载片应该抵抗60℃下4x钠盐/柠檬酸钠(SSC)的浸润至少15小时。
Amin等的US专利申请09/898,102，于2001年7月3日提交的题为“微孔膜和固相支持物组合用于微分析诊断应用”详细揭示了用于将尼龙膜结合到基材的系统，用于微阵列应用和得到复合材料载片。典型的基材，如本发明所述是玻璃显微镜载片，尽管也提供另外的塑料基材的例子。
在Amin等的专利申请的一个代表性的实施方案中，通过使用化学“锚”比如氨基硅烷处理光滑和平坦的玻璃基材表面，表面部分被提供基材上。接头分子被引入使得接头分子的一端结合到锚分子，而另一个端结合到尼龙膜。尼龙膜提供它自己的功能性表面，因为尼龙的末端官能团(胺或者羧基)可用于结合。在尼龙上处理的基材表面和末端官能团之间，引入Resicart E季胺表氯醇聚合物作为接头分子。当尼龙还是湿润和膨胀时，将尼龙与所述接头分子接触。尼龙受抑制(在X和Y方向)的干燥和(Z方向)收缩，与固化、尼龙与“接头”的化学连接和键形成一起被认为是基本同时发生的。得到的是平的、均一的和美学可接受的尼龙玻璃复合材料，其具有最小的结合层，和提供给微阵列分析的功能性尼龙表面。尼龙-玻璃复合材料显示良好的总体结合强度，并在某种条件下被用于显示创新的化学发光检测系统的原理证明。
遗憾的是当载片浸润在4xSSC于60℃超过两小时后，发现尼龙和玻璃之间结合强度的问题。在浸润超过两个小时之后，尼龙将与玻璃分离或剥离，显示它们之间结合层的断裂。为解决或缓解这个问题，需要开发重新优化的上述化学物质或额外牢固结合的化学物质。
如上所述，待解决的新问题是微孔膜和玻璃载片在4xSSC于60℃下结合两个小时后的失效。因为使用相关参考专利申请提供的载片显示已经满足所有其它的设计准则，决定对成功的方法进行变动以解决上述问题。在这方面，还开发了使用玻璃/锚/接头部分的概念。
用于引作参考的专利申请中的原始锚部分包括三乙氧基硅烷足迹，具有末端胺功能团的n-链烷间隔臂，比如3-氨基丙基三乙氧基硅烷，加上合适的载体溶剂系统和连接到玻璃的简单方法。在本发明揭示的新的和改进的复合微阵列载片中，携带有原始的胺功能团还具有连接于玻璃的不同的活性基团以实现更均一的表面分布，比如3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷。原来的锚部分，3-氨基丙基三乙氧基硅烷，在本优选的代表性实施方案中仍然是功能性的。
与原始接头化学物质，季胺环氧湿强度树脂(聚氨基聚表氯醇树脂)比如Resicart E(Ciba-Geigy)相比，本发明改进的复合材料载片包括n-缩水甘油醚，比如1，4-丁二醇二环氧甘油醚；醛，比如戊二醛；丙烯酸；聚酯硅烷；环氧物，比如双酚“A”二环氧基醚；及其他本领域技术人员能够得知的。
如Amin等的专利申请图6和8所示，有机硅烷是特征为作为“锚”分子连接到接头分子的化学试剂，其任选结合到允许额外的，任选的接头分子结合的聚胺交联剂上。末端接头可以共价结合到尼龙。就Adcote 89R3(实施例3)而论，有可能通过氢键产生结合，不过这个未被确证。因此，可以通过氢键、范德华力或优选共价键结合到尼龙。
据信有几种另外的接头化学物质(和锚、接头和任选的交联剂部分的组合)，其表现出坚固的性能但没有在上述提到的引作参考的专利申请中研究过。据信根据进一步的实验，上述失效条件下获得的适当制剂和施用条件可以发现产生多孔膜和固体基材之间优良的结合强度，使得本发明揭示的复合微阵列载片在4x钠盐/柠檬酸钠(SSC)于60℃可以耐受浸润至少15小时。
考虑到原始的交联剂的化学性质，原始交联剂使用适当的溶剂和多胺，比如四乙烯戊胺(TEPA)提供不溶性的固定结合，改进的交联剂利用专有的“固化剂”配方，比如获自Resolution Performance Products，休斯顿，德克萨斯的Epikure 3125，Epikure 3115，或Epikure 8535-W50。
本发明揭示的建议的复合微阵列载片提供与上述专利申请所述Resicart E系统相当的美观性，但是使用另外的接头以改进在SSC和有机溶剂比如DMF中的结合耐久性。本发明解决了现有技术中其它类型的粘合层增加稀松布加强的尼龙/载片组合的可变厚度的问题。本发明揭示的包含此处描述的锚和接头的附着层，在将膜附加到载片时提供平坦的、均一的和相对薄的表面。附着层的这种均一性导致所述膜上表面的偏差最小化。
以下是本发明揭示的这种代表性的改进的改性复合微阵列载片的一般说明，并通过以下的一般说明进行描述：
首先，选择玻璃载片并通过本领域技术人员理解的任何合适的方法清洗。清洗之后，起锚功能的化学试剂被施用到玻璃载片上，漂洗以除去任何的多余材料或试剂，并通过本领域技术人员理解的室温固化、高温固化或其任何的组合而固化。一种合适的起锚作用的化学药品是3-氨基丙基三乙氧基硅烷。在除去过量材料/试剂之后，将剩余的物质固化在玻璃载片上，如下制备合适的起“接头”功能的化学试剂的溶液。
一种本发明优选的起接头功能用于本发明的新的和改进系统的化学试剂是双酚A类环氧物，商业名称为Epon 828。
为实现固化，可以使用任意种类的固化剂，但是在这一点上，使用基于聚酰胺的固化剂，尤其是Epikure 3115是本发明优选的。所述两个组分使用本领域技术人员可以知晓的任何合适的方法混合。最后，合适的环氧基功能性硅烷可以被加到上述化学试剂的混合物中。一个本发明优选的这种环氧基功能性的硅烷是3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷。一旦混合，所有的三个上述描述的化学组分溶解在合适的溶剂中，比如二甲苯，以应用到玻璃载片。所述环氧混合物的薄层然后通过旋涂施加到玻璃载片上。然后尼龙微孔膜相对于处理的载片可操作地放置，限制在x-和-y方向，然后如本领域技术人员能够理解的那样烘箱固化。
不局限于理论，据信硅烷将与玻璃反应，如图3中所示。本领域技术人员已知亲核的胺与环氧基反应。因此，“锚”的氨基硅烷将打开双酚A的环氧化物环以形成图4所示的偶联产品。双酚A分子的另一端于是将与聚酰胺固化剂的游离胺反应以形成图5所示的结构。一旦尼龙膜放置到玻璃上，尼龙上的胺基被认为与双酚A的末端环氧基反应以产生图6所示的完整结构。
图7显示了一种典型的缩水甘油基硅烷。据信游离缩水甘油基硅烷将与固化剂在溶液中反应，然后结合到玻璃上任何未硅烷化的位置，如图8所示。在混合物中平衡环氧化物、胺和硅烷比例是精细的，并且被认为影响由此形成的复合材料附着层的最终结合强度。应该注意缩水甘油基硅烷目前被认为是任选的组分。据信能够在有或者没有缩水甘油基硅烷的制剂中显示充分的结合强度。使用缩水甘油基硅烷的一个其它的优点是将其施加到锚之前明显改善接头化学物质的作用时间。
图9A和B是使用上述化学物质生成的典型载片的扫描电子显微(SEM)照片。注意两个其它组分，玻璃和微孔膜之间的粘合层的厚度仅为大约1-2微米，明显小于大多数商业的粘合剂通常所需的10微米。图9A和B显示薄的、均一的附着层增加膜上表面最小的偏差，如果有的话，其优于其它的粘合层比如胶水提供的可变厚度。
图10A显示了用于本发明的“锚”部分的通式。具体而言有机硅烷，其具有用于通过官能团结合到玻璃的表面上的任意链长度。硅烷可以含有一个用于结合到玻璃的乙氧基(在这样情况下XI和X2通常是烷烃，通常1-2碳原子长度)，或在XI和X2位置具有额外的乙氧基。R1选自在下一步与“接头”在R2结合的一系列官能团。这些化学试剂包括，但是不局限于，胺，环氧，缩水甘油基，异氰酸酯，乙烯基，及其他本领域技术人员能够理解的官能团。
注意“锚”部分还可以通过将硅烷基团直接偶联到接头分子而被包含在接头部分中，如利用Adcote 89R化学物质。
图10B显示了“接头”分子的通式。X3表示接头的“骨架”，并且可以是芳族、直链或其任何组合。通常接头是聚合物，饱和聚合物通常优选用于改进化学抗性。选择R2使得它与图10A中的“锚”的官能团R1结合，并且通常选自，但不限于以下基团：胺、环氧基、丙烯酸、异氰酸酯、缩水甘油基、酯等。
选择R3与尼龙微孔膜结合，并且可以与R2相同。通常，在尼龙上与官能团(胺和羧基)的共价结合是优选的，不过，这不是必需的。或者，接头与尼龙膜的机械联锁有时也也足以为尼龙玻璃层提供良好的粘附。
图10C图示了通用的“固化”分子、交联剂或第二接头。第二接头可以是任何含有至少两个能够结合到所述接头的官能团的分子。该分子的目的是通过与接头交联产生矩阵增加接头分子的长度，使得接头更好地深入膜的孔隙结构中。在本发明有些代表性的实施方案中，比如实施例3(Adcote 89R3)，“第二接头”可以被消除。令人遗憾的是，第二接头结构通常本质上是专有的，因此对公众而言确切的化学组成目前不可得知。在图10C中，X4可以是芳族或脂肪族，或其任何组合，或是应该包含与所述靶接头分子结合的重复的官能团的任何分子。R4表示合适的官能团，选择用于与第一接头分子上的R2或R3基团连接。交联剂分子也可以起到第二接头的作用，其中它具有结合到尼龙的能力。
利用上述方法生成的复合微阵列载片在SSC杂交液中即使过夜置于大约60℃依然显示优良的耐久性，而某些对比的载片(S&S CAST载片)在这些条件下小于2小时的时间内就会剥离。上述的复合微阵列载片的外观不受玻璃载片和微孔膜之间由用作锚和接头的化学试剂产生的最小化的附着层的负面影响，因为用作锚和接头的化学试剂以非常薄的涂层(大约1μm)施加到无孔基材上，此处优选的基材为玻璃。相似的方法生产的玻璃载片也不受有机溶剂如DMF的影响，其已知溶解许多用作玻璃载片和微孔膜之间的连接机制的商业粘合剂。
根据本发明揭示的内容，对包含表面处理剂的化学试剂有很多可能的改变，所述化学试剂用于提供多孔膜和基材之间的附着层，本领域技术人员理解的改性包括但不限于对硅烷基团(锚)的修饰。另外，氨基硅烷或缩水甘油基硅烷可以从包含产生本发明的附着层的表面处理剂系统中省略。此外，硅烷上许多其它的官能团可以用于与玻璃反应，所述官能团包括但不限于胺、环氧基及其他。
就接头部分而言，使用Epon 828双酚A类化学物质只是多种可能性中的一种。据信，其他的接头也可能使用相同的“锚-接头”化学试剂，其包括但不限于丙烯酸、聚酯硅烷、聚酯、任选的环氧化物、异氰酸酯和等同物。
在产生附着层的表面处理剂上施加化学试剂的方法中，旋涂是多种可能的施加表面处理剂到所述基材表面的方法之一。其它的可能性包括，但是不局限于，压延(刀型)、喷雾、用缝槽模具涂布、或等效物涂布。本发明的旋涂的主要优点是在包含小规模表面处理剂的化学试剂的施用时产生高度的均一性。
就膜类型而言，高和低胺尼龙6，6已经成功地用包含产生本发明的附着层的锚和接头化学试剂检验；然而，另外的膜类型，包括但不限于任选的尼龙(比如，尼龙4，6)被认为是在本发明揭示的范围之内。此外，根据本领域技术人员的理解使用另外的聚合物类型也是可行的，包括但不限于聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯(PVDF)和硝化纤维。
在本发明的实践中，膜可以在或是湿的或是干燥的状态下使用。使用湿的膜对增加膜和基材之间附着的结合强度和均一性是优选的，。
在本发明的实践中，膜可以是带电荷或不带电荷的，膜的孔径大小和厚度可以根据本领域技术人员的判断而变化为任何所需的范围。
实施例1
将尼龙膜附着到玻璃基材：双酚A的方法
按如下步骤进行用作携带生物聚合物微阵列的复合微阵列载片的尼龙/玻璃复合载片的生产。
该代表性的实施例描述生产批量尼龙/玻璃复合载片样品的方法。生成的代表性的尼龙/玻璃复合载片包括可操作地结合到三英寸(3″)乘一英寸(1″)的玻璃显微镜载片表面的多孔尼龙膜薄层(～2mil)。这样的载片已证明可以作为复合微阵列载片用于携带生物聚合物的微阵列。
代表性的方法首先是将一包NoChromix(Godax Labs，Inc)溶解到大约2.5L浓硫酸中，然后彻底搅拌直到所有晶体被溶解产生洗涤液。其次，预制备的洗涤液倒进玻璃盘(Thermo Shandon型号102)，放置大约10分钟。玻璃显微镜载片(Erie Scientific #C16-5218)被放置到20载物片架(Thermo Shandon型号100)，然后浸于上述的洗涤液中大约30分钟，然后转移到另一个充满大约18mΩ DI水的盘中，放置大约20分钟。所述载片然后短暂浸润于HPLC等级的变性乙醇(Brand Nu #HP612)中，然后通过以下方法硅烷化。或者，载片可以用大约1wt％的Alconox的DI水溶液清洗，空气干燥大约30分钟，随后用18mΩDI水的频繁更新的水浴喷雾大约30分钟。
载片通过以下代表性的方法硅烷化：首先制备大约100mL大约95％乙醇和大约5％水(体积百分比)的溶液。然后，向上述溶液添加大约2mL的3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷(United Chemical TechnologiesChemical Technologies #A0735)，充分混合，放置大约5分钟。在前面的大约5分钟之后活动完成，得到的溶液倒进玻璃盘中，载片浸润于其中大约2分钟。然后载片从硅烷溶液中取出，浸到含有乙醇的盘中大约7秒钟，再从盘中取出。所述载片然后放置进110℃的烘箱中大约10分钟，允许过夜完成反应。
据测定在前述步骤中用乙醇过度冲洗载片使得固化前硅烷的临时氢键断裂，产生削弱的结合。
在反应完成之后，检查载片可见的污损或其它的缺陷。任何具有可见的污损或其它的缺陷载片被报废不予使用。
次日，通过添加以下物质到250mL锥形依氏烧瓶并在添加每一新组份的每一步骤后充分混合而制备代表性的双酚A“接头溶液”：
大约10克Epon 828(双酚A类环氧树脂)；和
大约34克二甲苯。
在单独的250mL锥形依氏烧瓶中，还添加：
大约4.1克Epikure 3115(基于固化剂的聚酰胺)；
大约34克二甲苯；和
大约1.8克3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷。
第一个烧瓶内的物质(环氧物)被倒进第二烧瓶，密封，用实验室搅拌器在大约60C搅拌大约额外的约15小时。上述两个烧瓶组合的产品溶液产生大约12wt％的双酚A“接头“溶液。
在这些步骤中，据测定实现最少的搅拌时间似乎与具有可接受的美观性和粘附力的复合载片的生产有关。还据测定如果在混合前环氧树脂在大约60℃存储在密闭容器大约一到大约三天，可以得到最理想的结果。
据信以这种方法存储环氧树脂阻止环氧树脂溶液的重结晶，而重结晶会导致用作表面处理剂时在涂布中产生凸起。该具体的代表性的溶液储存期限大约30小时，在该期限外使用，溶液变得无法用于预定的目的。搅拌周期之后，单个整洁的和硅烷化的载片然后放置在旋涂器上(Specialty Coating Systems型号P6708)。表面充满上述制备的环氧树脂溶液，然后按以下循环旋涂：
  RPM   时间(秒)
  ～500   ～10
  ～900   ～10
  ～3000   ～20
然后，载片从旋涂器上取下，放置在5英寸×10英寸金属板上。对两个(2)额外的载片重复该旋转-涂布循环。然后，湿浇铸的多孔性的尼龙膜(如US专利3,876,738和4,707,265所述)被可操作放置于载片上并拉伸。人戴手套处理湿浇铸的多孔尼龙膜。使用的湿浇铸的多孔尼龙膜已经浇铸，淬灭，并用DI水洗涤，但是还没有经过干燥步骤，因此有术语“湿浇铸”。湿浇铸多孔尼龙膜厚度大约1.5mils，标称孔径小于大约0.2μ，水中目标起始起泡点大约135PSI(一旦干燥)。湿浇铸多孔尼龙膜的原料聚合物是Vydyne 66Z尼龙(Solutia，Inc)，其是优选通过胺末端基团封端的高分子量尼龙。
在湿浇铸多孔尼龙膜应用到处理过的载片的过程中，进行处理以保证除去湿浇铸多孔尼龙膜和各载片之间的所有气泡。湿浇铸多孔尼龙膜被压平到各载片上并除去所有的褶皱。
一旦放置在载片上，湿浇铸多孔尼龙膜按照现有技术被夹到位置上。然后整个组件在大约110℃对流加热炉加热大约45分钟。加热后，干燥的过量的多孔尼龙膜按照现有技术从载片通过修剪除去。
修剪后，载片被放置过夜，使环氧树脂进一步固化。为检验通过上述方法生成的附着层膜对基材的粘合强度，通过稀释在20x溶液储液(Sigma #S6639)制备4xSSC溶液(钠盐，柠檬酸钠)。
所述载片被放进塔珀韦尔容器，SSC溶液被倒在载片顶部，密封该容器。容器然后放在大约60℃的杂交炉至少大约12小时，同时轻柔摇动。
在从溶液中取出后，复合载片的所有膜组分被发现牢固地结合到基材组分，膜没有从基材剥离。在60℃暴露更长时间，超过72小时，载片也没有显示尼龙从基材上剥离。
通过以下方法完成膜和基材之间粘附力的进一步检验：首先，选择两个(2)载片，并放入60mL小瓶中。然后，将n-二甲基甲酰胺(DMF，Aldrich 31，993-7)的溶液倒在载片上，密封盖玻片。DMF是可用于施加各种化学物质到载片表面的腐蚀性溶剂，已知攻击常见的粘合剂比如丙烯酸酯、氨基甲酸乙酯和聚酯。载片在室温放置至少大约6小时，然后取出并用力摩擦。
在上述处理之后，即使在室温下暴露大约2星期，在DMF中浸润后载片没有显示膜和基材之间结合的粘合强度的丧失。
实施例2
将尼龙膜附着到玻璃基材：双酚A/Epikure 3125的方法
根据与实施例同样的方法生产用作复合微阵列载片以携带生物聚合物微阵列的尼龙/玻璃复合载片，除了以下的不同：
代表性的环氧树脂溶液按如下方法制备：
大约10克Epon 828(双酚A类环氧树脂)；以及
大约35克二甲苯。
在第二个250mL锥形依氏烧瓶中，还添加下列物质：
大约6克Epikure 3125(基于聚酰胺的固化剂)；
大约35克二甲苯；以及
大约1.8克3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷。
代表性的环氧树脂溶液被倒进第二烧瓶，所述溶液在大约60℃混合大约五(5)小时。然后混合溶液并以实施例1类似的方法施加到载片。与实施例1的一个显著的差异是实施例2得到的溶液在较短时间内立即使用，其工作寿命只有大约三(3)小时。
根据上述方法制造的代表性的载片也能经受在大约60℃于4xSSC的过夜浸润。
实施例3
将尼龙膜连接到玻璃基材：Adcote89R3(获自Rohm and Haas)的方法
本代表性的实施例描述了另一生产批量尼龙/玻璃复合载片样品的方法。生成的尼龙/玻璃复合载片包括可操作地结合到三英寸(3″)乘一英寸(1″)的玻璃显微镜载片表面的多孔尼龙膜薄层(～4mil)。这样的载片已证明可作为复合微阵列载片用于携带生物聚合物的微阵列。
如下生产用作复合微阵列载片以携带生物聚合物微阵列的尼龙/玻璃复合载片：
代表性的方法是首先将一包NoChromix(Godax Labs，Inc)溶解到大约2.5L的浓硫酸，然后充分搅拌直到所有晶体被溶解。其次，将得到的溶液倒进玻璃盘(Thermo Shandon型号102)并放置大约10分钟。玻璃显微镜载片(Erie Scientific #CI6-5218)被放置到20载物片架(Then-no Shandon型号100)。所述载片浸润在上述的酸-NoChromix洗涤液大约30分钟，然后转移到另一个充满大约18mΩ DI水的盘中大约20分钟。然后将所述载片短暂浸润于HPLC级的变性乙醇(Brand-Nu#HP 612)中，然后取出并放置在大约110℃的烘箱中大约10分钟。
然后载片通过以下方法硅烷化：首先制备大约100mL大约95％乙醇和大约5％水(体积百分比)的溶液。然后，向上述溶液添加大约2mL3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷(UCT #A0735)，充分混合，放置大约5分钟。其次，得到的溶液倒进玻璃盘，并将载片浸润大约2分钟。所述载片然后从硅烷溶液取出，浸入含有乙醇的盘中，再从所述盘取出。对第二盘乙醇重复浸润总时间大约7秒。在从乙醇盘取出之后，载片被放进大约110℃的烘箱中大约10分钟，然后允许过夜完成反应。
在该步骤中，据测定用乙醇过度冲洗微载片使得固化前硅烷的临时氢键断裂，产生削弱的粘合。
最少大约四小时后，检查所述四个载片可见的污损或其它的缺陷。四个载片中任何具有可见的污损或其它的缺陷的载片被报废不予使用。
次日，通过添加以下物质到250mL烧瓶并在每个添加步骤后充分搅拌而获得大约20wt％的Adcote 89R3溶液：
大约10克Adcote 89R3(Rohm and Haas)；以及
大约40克甲苯(Brand-Nu #9460-03)。
在上述步骤的最后，前面提到的硅烷化的载片使用卡规(Mitutoyo型号7326)测量，然后根据厚度0.2mil的增量分组。载片分成5组放置到玻璃平板上。刀缘类型压延装置(Paul Gardner型号#A-P-MO6)然后被放置在载片上，并调整到清洗所有五个(5)载片所需的最小间距。一旦确定了最小间距，所述间距被提高大约1mil以实现载片表面上合适的液体层。在进行间距调整之后，大约3mL接头溶液然后被滴加到第一个载片上。然后，液体以大约10英寸/秒的速度“压延”所有五(5)个载片。这产生载片表面上Adcote的薄涂层。在将溶液吸引到载片上后，然后直接将载片放置到金属筛板上。
据测定，在这个步骤中，接合点间隙的性质和粘合剂混合物的固体含量百分比都与完成的载片的美观性有关。此外，这些条件还影响膜和载片之间的粘合的强度。
然后，湿浇铸的多孔性的尼龙膜(如US专利3,876,738和4,707,265所述)被可操作放置于载片上并拉伸。人戴手套处理湿浇铸的多孔尼龙膜。使用的湿浇铸的多孔尼龙膜已经浇铸，淬灭，并用DI水洗涤，但是还没有经过干燥步骤，因此有术语“湿浇铸”。湿浇铸多孔尼龙膜标称孔径小于大约0.2微米，目标起始起泡点大约135PSI(一旦干燥)。湿浇铸多孔尼龙膜的原料聚合物是Vydyne 66Z尼龙(Solutia，Inc)，其是优选通过胺末端基团封端的聚合物量尼龙。
在湿浇铸多孔尼龙膜应用到处理过的载片的过程中，进行处理以保证除去湿浇铸多孔尼龙膜和各载片之间的所有气泡。湿浇铸多孔尼龙膜被压平到各载片上并除去所有的褶皱。
一旦放置在载片上，湿浇铸多孔尼龙膜按照现有技术被夹到位置上。然后整个组件在大约110℃对流加热炉中加热大约45分钟。加热后，将干燥的过量的多孔尼龙膜按照现有技术从载片通过修剪除去。修剪后，载片被放置过夜，使聚酯接头进一步固化。
为检验膜对基材的粘着力，通过添加以下物质到500mLErlenrneyer烧瓶制备4xSSC的溶液：
大约40mL 20xSSC(储液，Sigma-Aldrich，S6639)和
大约160mL DI H2O。
然后将所述载片放入塔珀韦尔容器，溶液被倒在载片顶部，并密封该容器。
容器然后放在大约60℃的杂交炉过夜至少大约12小时，同时轻柔摇动。
在从溶液中取出后，所有膜被发现牢固地结合到基材，没有从基材上剥离。在60℃暴露更长时间，超过72小时的载片也没有显示尼龙从基材上的剥离。
实施例4
通过以下代表性的方法生产具有低反射率和荧光，耐杂交化学物质的灰色微孔膜复合物：
制备浇铸混合物。制备用于生产微孔膜的混合物的方法和系统是现有技术已知的。许多已知的制备混合物的方法在代表性的1975年4月8日公开的US专利3,876,738；1982年7月20日公开的4,340,480；1988年9月13日公开的4,770,777和1993年6月1日公开的5,215,662中讨论过，各专利揭示的内容在此引作与本发明一致的参考。修改混合物生产方法以有效将色素掺入浇铸混合物中的方法在共有的共同未决专利申请09/897,333中有详细描述，但这里放大为更大的体积：首先，大约0.948lb碳黑(Degussa-Huls产品Printex U)使用Silverson高剪切搅拌机(型号#L4TSU，具有1升SS混合腔)被分散到大约13.9lb的甲酸中。通过将碳黑和甲酸分成独立的大约700g甲酸中的50克碳黑的等份试样实现分散。制备八(8)个等分试样，随后每个等分试样30g碳黑分散在大约700g甲酸中。分散的碳黑单独的等分试样在转移容器中组合，总计430g(大约0.948lb碳黑)在总计6320g(大约13.9lb甲酸)中。然后，大约241.0磅甲酸被添加到容量40加仑的密封的，水套的，不锈钢涡轮式搅拌机式混合物容器中，在低速(150RPM)混合大约24.5磅甲醇非溶剂大约15分钟。
在混合甲酸和甲醇后，预先分散的碳/甲酸混合物被倒进容器中，在低速(大约150rpm)混合大约2分钟。然后，将大约47.3磅Vydyne66Z(Solutia公司)，高胺高分子量尼龙6，6被添加到甲酸/碳/甲醇混合物，在28℃下大约450rpm混合大约4小时。上述构成了代表性的尼龙“混合物”的制备。
一小部分(大约20ml)代表性的混合物随后在实验仪器上被浇铸和淬灭以模拟US专利3,876,738描述的浇铸方法以生产大约5mils厚度湿浇铸状态的单层非加强的多微孔尼龙膜。湿浇铸的膜在DI水中洗涤，并折叠使得两个暴露的外表面代表湿浇铸膜的淬灭侧面，并在限制器下干燥以形成干燥双层膜。所述干燥双层厚度大约四个(4)mils。干燥双层膜样品的干燥表面的L(光亮)值根据上述的共同拥有的共同未决专利申请的描述使用Macbeth Coloreye 3100色度计测量，并发现是大约50个单元(使用D65灯泡，为0到100的标度)。
通过用60％异丙醇，40％水(按体积)的混合物润湿干燥双层膜样品测量孔径大小，并检测前面描述的Foam All Over Point(FAOP)。得到的FAOP大约为55psi，表明根据行业标准微孔膜标称膜孔径大小小于大约0.2微米。
然后，将代表性的混合物使用US专利3,876,738公开的方法使用水平辊型浇铸机浇铸。通过变化浇铸刀和辊之间的间距调整膜厚度，并逐渐从10mils湿厚度减少直到达到最终膜湿厚度5.5mils。所述湿的单层膜被加倍，在如前所述限制器下干燥。膜被发现在60/40v/v IPA/H2O中具有干foam-all-over-point(FAOP)为大约50psi，并且厚度为大约4.0mils(大约2mils的单层)。
上述步骤描述了生产湿的膨胀的微孔膜，该膜为灰色并具有均匀分布在孔隙结构中的碳黑。上述微孔膜然后用与实施例1相同的方法附着于载片。所述载片被清洗、硅烷化，环氧树脂层均匀地分布在表面上，然后将2mil厚的湿尼龙膜覆盖在载片上，并限制在x和y方向。所述载片然后被烘干，修整，检查美观性缺点，并检验L-值。
实验的意外结果是发现色差与膜的表面定向有关系。单层膜的样品如上所述被连接到玻璃上，使膜的浇铸鼓侧取向相对玻璃向下，而淬灭侧面取向向上(暴露表面)。在定向中，暴露的淬灭表面被测量颜色，并发现具有大约48单位的L-值。
以间隔排列方式制备样品(使淬灭侧连接到玻璃，而鼓侧朝上)。发现这些样品平均L值大约58单位。虽然取向效应目前还不完全了解，应该注意膜表面的平坦和纹理受其定向的影响。
通过这些技术制备的尼龙微孔膜表面的孔隙结构通常是对称的，并且孔隙结构各向同性(即，无皮的)，但是已经注意表面光滑度受浇铸基材存在的影响。用作浇铸基材的磨光的不锈钢辊将导致与不锈钢辊接触的淬灭的膜表面更光泽的外观。反面(即朝向淬灭液体的表面)具有光泽较小的外观，显示多于三维的表面纹理。因此，均匀分布有色素的浇铸混合物受表面纹理的作用，一旦淬灭可以显示显著的色差。在本发明情况下，较少纹理的辊侧显示更明显的L值，其是更光亮(较少黑暗)的外观，而更多纹理的淬灭侧显示较低明显的L值，其是黑暗的颜色。根据此观察，有可能或者通过表面纹理或通过颜色，或通过这两者，以最利于在利用本发明的复合微阵列载片的具体应用的方式选择膜朝外的表面用于应用
或者，如果需要从一侧到另一侧对颜色的额外操作，可以采用US专利6,513,666描述的铸造方法和产品以实现色对称或不对称，是本领域技术人员能够知晓的。另外，US专利6,513,666描述的相同的方法和产品也可以用于生产就孔径大小而论对称的、不对称的，或其它的多区域膜，这是本领域技术人员能够知晓的。
六个辊侧面向外朝向膜表面的载片被选择用于进一步检验。与前面实施例中白色载片相比，本实施例灰色的载片显示可接受的美观性，载片表面颜色均匀分布，平均L值为58个单位。
如此处引作参考的共同未决的共有专利申请09/897,333和09/899,607所述，点有核酸的支持材料的荧光背景(自发荧光)对阵列上荧光检测技术的敏感性是不利的。整个阵列杂交信号的效率受阵列上背景不一致的影响，其降低动态范围并增加DNA微阵列信号比的变异系数，并使低水平表达的基因的检测存在问题。
类似地，当化学发光被用作优选的方法以检测杂交事件时，来自基材的非特异性化学发光和来自阵列上特异性信号的重要的反射降低了敏感度，动态范围，并增加阵列上信号比之间的变异系数。同样地，反射能够破坏区分基因之间信号的细微差异的能力。此外，从强信号(特征为高基因表达水平)的反射能够模糊相邻的特征。此外，强信号在整个阵列表面的分布会产生来自该特征发射的光总体背景噪声；因此，减少反射是阵列平台合乎需要的属性。此处描述的色素尼龙膜复合微阵列载片可有效减少发射自化学发光信号的背景光。
从以上所述可以看出，这些实施例表明用于在其表面携带生物聚合物微阵列的复合微阵列载片已经使用湿浇铸尼龙膜和玻璃基材通过用化学试剂处理玻璃基材而产生，所述化学试剂包括作为表面处理剂以产生以用于微阵列应用的方式促进湿浇铸的尼龙膜和玻璃基材之间共价结合或其它类型结合的聚合物中间层。
正如本领域技术人员可以理解的，上述实施例仅仅是根据本发明公开的内容启示的原理而制备的多个可能实施例的代表。类似的，此外还可以理解上述实施例具体的机制内的偏差能无需生产蓝图而为本领域技术人员所理解。
如下面表2所示，清晰的显示本发明改进的复合微阵列载片与竞争载片比较的耐受性。如表1中的详述，根据膜的相对剥离，对耐受性因子赋值。在下面描述的所有的条件下，载片每次两个(2)放进充有所需的溶液的60mL烧杯然后密封。然后将各条件的三个(3)载片被放入杂交炉并允许平衡到要求的温度持续所需的时间。暴露后，从所需的溶液取出载片，并通过操作者用戴手套的手指用力摩擦以模拟在载片表面上用所需的溶液处理后类似于搅动、紧跟着洗涤步骤，或其它用户执行的方案效果的最坏情况的评估。
载片根据“耐受性因子”测量，如下面表1所述：
表1
  值   描述
  1   膜漂浮在溶液中，没有连接
  2   在轻微摩擦下膜容易地从载片上剥离
  2.5   膜以一个连续的片从载片上剥离，但还是与玻璃有一些连接
  2.75   小部分膜固定于玻璃，平衡剥离很容易发生，或者需要比2.5时更多的力使膜与玻璃分离
  3   当用力摩擦时，膜以小片的形式剥离
  3.25   整个载片表面显著剥离，但至少2/3的玻璃还固定着
  3.5   载片表面大约5％到20％剥离
  3.75   在小的区域有剥离，通常在角落，不超过载片面积的5％
  4   没有剥离
在评估过程中，上述的实施例1生成的载片没有检验，因为实施例4生成的载片使用与实施例1相同的化学物质生产附着层。从下面表2可以看到，检验的竞争尼龙玻璃复合物在暴露到各种有害环境后均显示结合强度基本削弱或剥离。因此，下面表2显示竞争载片用于有害环境下时不够稳定，并且据信可能在关键的工业操作中遇到剥离的问题。
表2
溶液 温度   暴露(小时)                                               耐受性评估(0-4，值越高越好)
实施例2(B2B/315) 实施例3(Adcote 89R3)     实施例4(灰色B2B/315) Pall Vivid载片 S&S CAST载片
  4×SSC   60   15   4   4   4   4   4   4   4   4   4   2.75   2.75   3   4   2.5   2.5
  4×SSC   85   4   4   4   4   4   3.5   2   4   4   4   2.75   2.75   2.75   2.75   3   -
  Rosette   80   15   4   3.75   3.75   4   4   3.8   4   4   4   2.75   2.75   2.75   2   2.5   2.5
  DMF   RT   6   4   4   4   2   2   2   4   4   4   2.5   2.5   2.5   4   4   4
  DMSO   RT   8   4   4   4   2.5   2.5   2.8   4   4   4   2.5   2.5   2.5   -   -   -
1％SDS 沸腾   10分钟 4 4 4 4 4 3.5 4 4 4 2.5 2.5 2.5 1 1 1
注：-＝未检测(在此条件下样品#不足以检测)
RT＝室温
上面表2使用的用于检验化学相容性的溶液定义如下：
4XSSC(柠檬酸钠，氯化钠，Aldrich #93017)，是经常使用于微阵列和尼龙膜杂交和洗涤的溶液。
Rosetta是已知的杂交液，合成方案描述于Nature Biotechnology，2001Vol 19，342-34页，其公开的内容此处引作与本发明一致的参考。
DMF，(n-二甲基甲酰胺，Sigma-Aldrich 22，705-6)，是常见的有机溶剂。
DMSO，(二甲亚砜，Sigma-Aldrich #D1435)，是另外的经常用于生物学应用的常见的有机溶剂。
1wt％SDS，(十二烷基硫酸钠)，是经常用于湿润尼龙膜的表面活性剂溶液。
本发明改进的复合微阵列载片在用各种有害环境检验时清晰的显示了牢固的附着以能经受所述目标有害环境。在几乎所有情况下，本发明改进的复合微阵列载片如果有的话显示基材和微孔膜之间结合强度很少的削弱，即使是很用力地摩擦，唯一显著的例外是实施例3，其使用与有机溶剂比如DMF和DMSO不相容的其他的接头。然而，从表2可以显见连接结合强度在另一个检验的溶剂中保持稳定。
因此，从以上数据可显见本发明改进的复合微阵列载片，当利用代表性的和优选的表面处理剂以制备用于结合到微孔膜的基材进行生产时，产生在用户检验期间即使在所需的溶液中处理后经受用力洗涤循环也能阻止基材从膜上剥离的附着层，更重要的，在使用本发明改进的复合微阵列载片的实际的工业应用中。
然后检验实施例4的复合微阵列载片的荧光背景。因为尼龙微孔膜的基本结构不被添加碳黑而改变，其理论在于实施例1和4的尼龙膜之间荧光的任何减少都只是因为通过碳黑吸附荧光信号。此外预期荧光和反射(在化学发光分析中)是相关的，而且已知吸收常见的荧光波长(大约500-700nm)光线的黑色材料预期吸收至少整个可见光区域(大约400到大约700nm)的光线，包括通常用于化学发光(大约460nm)的区域。
对这个检验，上述实施例1和4的各三个载片(其不同之处仅在于实施例4添加了碳黑)使用Axon Genepix 4000B扫描仪扫描荧光背景。该基于激光的装置用精确固定激发波长的光轰击载片，然后测量以“荧光单位”计的上面描述的频率的应答强度。选择每一载片的五个点，然后测量“荧光单位”和各波长平均的总平均值。使用33％动力和600光电倍增管(PMT)的机械设置进行该检验。
表3背景和反射
  实施例   膜类型      荧光(Axon单位)
  635nm   532nm
  1   白色   420±90   17000±3000
  4   灰色(L＝58)   70±10   1200±400
*误差条(Error bar)为1±标准差
如表3所示，实施例4的复合微阵列载片显示通过向膜添加碳黑而显著减少背景荧光。据信背景荧光的显著减少明确显示膜反射的对应减少，正如本领域技术人员预期的那样。
总之，本发明代表性的优选的制造复合微阵列载片的方法的多个变体产生微孔膜，具体是尼龙微孔膜与各种固体基材持久的和牢固的粘合，能够抵抗微阵列应用的苛刻条件，具有用于结合DNA生物分子被测物及其他基因组产品、蛋白质，等等，以及薄的和均一的功能性的尼龙层，并且没有目前使用的微阵列载片的任何缺点。这样的缺点包括，但是不局限于，根本没有膜(功能化的玻璃)，或使用硝化纤维作为不太优选的膜，或使用具有超过本发明需要所需耐受度的可变厚度的加强尼龙膜，或使用膜和玻璃基材之间不能够抵抗微阵列应用的苛刻条件的的粘合层。
从上述可以明显看出，根据本发明，代表性的微孔膜，具体是尼龙膜用选自化学试剂的表面处理剂有效结合到基材，比如玻璃载片，所述化学试剂在尼龙和基材之间产生粘合，得到被证明在用于预定条件以形成复合微阵列载片的杂交条件和商业溶剂中是有弹性/耐久性的附着层。竞争尼龙载片均被认为在这些条件下剥离，如上述表2所示。
包含本发明表面处理剂的化学试剂产生薄的、均一的尼龙载片附着层(大约1-2微米)厚，其比大多数商业的粘合剂(通常最少10-25微米)薄，所述附着层由包含尼龙和基材之间的表面处理剂的化学锚和接头结合形成。尼龙/表面处理剂/基材的组合已经发现可以减少平坦的变异性，以及减少用于终端使用应用的各种基材和包含产生附着层的表面处理剂之间的有害干扰或化学反应性的可能性。
除了上述的性质，本发明的复合微阵列载片显示平坦和厚度的均一性，很可能是由于附着层厚度和未干燥的多微孔相位转化尼龙涨大的湿的结构趋向于缩短受到很好的控制，并且在限制干燥期间物理上匹配其下的基采，比如剥离。
此外，用本发明的复合微阵列，在将膜施加到玻璃之前不需要昂贵的干燥步骤，其增加“环行线”及其他美观性缺点”。
具有通过相位转换方法产生的组分，尤其是结合到聚合物基材代替玻璃的尼龙膜的复合微阵列载片具有许多潜在的微阵列应用价值。以下试图描述用于生产具有由相位转换方法形成的多孔膜的代表性的复合微阵列载片的代表性方法，所述多孔膜可操作地通过优选的共价键以表面处理剂，优选为产生附着层的聚合物中间层结合到聚合物基材，使得生成的组合可用于微阵列应用。
以下代表性的预先实施例描述了据信是生产除尼龙/玻璃和已经制造的复合物(如上述的实施例1-4所述)之外的尼龙/无孔支持材料复合物所必需的。所述制造的尼龙/无孔载体材料复合物包含薄的(大约4mil或者更小)的结合到无孔载体材料表面的多孔尼龙膜。
可能预期的是不同的无孔支持材料必须以不同的方法预处理。以下描述对于被认为具有本发明主题物质的实用性的不同的无孔支持材料的预处理：
1)陶瓷无孔支持材料：混合大约95mL乙醇，大约5mL水，和大约2mL 3-氨基丙基三甲氧基硅烷，放置大约五分钟。将基材浸润到溶液中大约两分钟，取出并用乙醇漂洗。在大约120℃加热基材大约10分钟，放置过夜。该特定溶液应该使接头化学物质和尼龙与陶瓷无孔载体材料产生相当数目的结合位点。
2)丙烯酸无孔支持材料：丙烯酸聚合物(丙烯腈)包含在大多数重复单位(不是所有重复单元，因为它们趋向于共聚)的腈键。为制备这种与尼龙结合的支持材料，通过将基材浸润在大约5M HCl(酸或碱催化该反应)大约10分钟而水解腈成为羧酸基团。这个特定的溶液将对接头和尼龙而言产生许多丙烯酸聚合物的结合位点。
3)聚丙烯无孔支持材料：聚丙烯是相对不起反应的材料。为制造用于结合的打开的聚丙烯，用大约0.4KW电晕放电处理该聚丙烯表面。据信电晕放电可以通过在聚丙烯无孔支持材料表面上产生羧酸基团和羰基而释放一些粘合位点。因为电晕处理的效果可以随着时间逐渐减弱，据信最好立即进行如下的下一步骤。或者，等离子体处理将会被用于将羧基或羰基引入到适于结合的表面。适合用于处理的气体可以包括氦、氧、乙炔和二氧化碳。
4)聚碳酸酯和聚砜无孔支持材料：所述聚碳酸酯和聚砜无孔支持材料置于大约1M NaOH与溴取代的羧酸比如溴乙酸的水溶液中。所述溴乙酸与聚合物的酚末端基团缩合释放HBr作为副产品。缩合反应的最终产品具有以羧酸基团为末端的链，该基团能与接头和尼龙结合。
5)聚酰胺和聚芳酰胺无孔支持材料：这些聚合物已经包含可用于下一步反应的羧酸和胺末端基团。目前相信它们不需要预处理。
按照上述适当的预处理，使用以下组分制备环氧化物溶液：
大约10克Epon 828(双酚A类环氧树脂)；和
大约35克二甲苯。
在单独的250mL锥形依氏烧瓶，还添加：
大约6克Epikure 3115(基于聚酰胺的固化剂)；
大约35克二甲苯；和
大约1.8克3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷。
产生的溶液然后在大约60℃混合大约5小时，然后通过旋涂或任何的其它如本领域技术人员能够理解的方法施加于适当的无孔支持材料表面作为代表性的表面处理剂。
双酚A分子上的环氧基应该与无孔支持材料的氨基或羧酸基团和尼龙上的氨基和羧酸基团结合，从而将尼龙和各个无孔支持材料粘合在一起产生它们之间的附着层。
在各个无孔支持材料按如上所述预处理之后，湿浇铸多孔尼龙膜(如US专利3,876,738和4,707,265所述)被放置在各个无孔支持材料上，并拉伸所述湿浇铸多孔尼龙膜。人戴手套只处理湿浇铸的多孔尼龙膜。在湿浇铸多孔尼龙膜被浇铸、淬灭和用DI水洗涤后，但是还没有经受干燥步骤，获得所述湿浇铸的多孔尼龙膜用于施加到各个无孔支持材料，因此有术语“湿浇铸”。本发明使用的这类聚合物优选是高分子量，高胺尼龙。
采取措施除去湿浇铸多孔尼龙膜和各个无孔支持材料之间的所有气泡。湿浇铸多孔尼龙膜被压平在各个无孔支持材料上，并从湿浇铸多孔尼龙膜/各个(不清洁的)无孔支持材料组合除去所有的褶皱。所述湿浇铸多孔尼龙膜然后被夹入半辊中。整个组合件在大约110℃对流加热炉加热大约一个小时。加热后，按照现有技术，通过从各个无孔支持材料切割多孔尼龙膜的边缘而从各个无孔支持材料除去过多的多孔尼龙膜。
得到的多孔尼龙膜/各无孔支持材料复合物应该具有非常薄的光滑的多孔尼龙膜层，其通过附着层可操作地结合到各无孔支持材料。多孔尼龙膜表面应该没有残缺、痕迹或颗粒。
当在DI水，大约0.4M氢氧化钠和大约1％十二烷基硫酸钠(SDS)的水溶液中检验时，尼龙应该容易湿润。得到的多孔尼龙膜/各无孔支持材料复合物的多孔尼龙膜组分和各个无孔支持材料组分之间的结合应该显示强的结合，而且多孔尼龙膜组分将不会从各无孔支持材料组分上剥离或层离。
多孔尼龙膜组分和各个无孔支持材料组分之间应该保持牢固结合，即使当得到的多孔尼龙膜/各无孔支持材料复合物被迅速垂直浸润到沸腾的水或SDS溶液中。不管处理如何苛刻，不带电的得到的多孔尼龙膜/各个无孔材料复合物应该保留它们的剥离强度，即多孔尼龙膜组分应该在从各无孔支持材料组分上剥离或层离以前裂开。
就用于接受本发明公开的双功能的连接化学物质的表面的制备而言，上述代表性的预先实施例是基于已接受的合成各种基材(无机或有机聚合物)和它们的表面反应性的原理。这些已接受的合成原理不意味着对制备各无孔支持材料组分的限制。已接受的合成原理仅仅用于界定本发明实施的起点，并且可以被本领域技术人员修饰，但是仍然与本发明的教导保持一致。
从上述实施例及其他描述可知，以下具体的化学物质被发现可作为锚表面处理剂组分，硅烷表面“锚”：3-氨基丙基三乙氧基硅烷，N-(2-氨乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷，3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷和3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷。
以下具体的代表性化学药品已经发现可用作接头表面处理剂组分(“接头”)：通常，环氧基功能性长链聚合物，尤其是，双酚A，更具体地，Epon 828，由Resolution Performance Products生产。另外，聚酯硅烷类聚合物，已知由Rohm and Haas生产，商业名为Adcote 89R3聚合物，被发现是有效的。
对本领域技术人员而言现而易见到是尼龙是本发明优选的用于核酸检测分析的基材。尼龙比硝化纤维更优选的理由是尼龙具有更高的内在正电荷。通常认为尼龙以其肽骨架连接，和明确的末端基团化学物质，提供硝化纤维不能提供的电荷相互作用。结合到硝化纤维的生物分子主要依赖疏水性相互作用。生物分子结合在尼龙被认是电荷的作用。另外，尼龙能够被电荷修饰，从而增加尼龙对核酸的结合能力。此外，尼龙比硝化纤维更坚固，不容易破裂，能够撕成条和重新检验，不像硝化纤维极易引发火灾，并且能经受更加严格的洗涤和杂交条件。
包含本发明的表面处理剂的化学试剂锚和接头组分生产具有最小可辨别的限定的厚度或质量的附着层，所述附着层可以增加基材/膜组合结构总厚度的不均一性，并且不参与核酸或蛋白质被测物的结合或检测。这通过排除厚度的不均一性消除粘合层的存在带来的可能的物理干扰，并且通过缺少额外的可以参与化学反应的物质消除可能的化学干扰。
考虑到上述的实施例以及根据本发明公开的内容，以下对于包含制造附着层的表面处理剂的组分的各种化学试剂的通用定义据信代表了用于此处描述的具体的应用和特定目的具体的化学试剂。
锚：
根据本发明优选的代表性的实施方案的有机硅烷具有以下结构：
1.SiR1X3
2.SiR1XA2
3.SiR1XA2
其中R1是烷基，取代烷基，环烷基，烯基，或炔基；各自带有末端官能团，R2，其中R2是烯烃，乙烯基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，或烯丙基氨基；烷基-羟基，醛，酮，卤素，酰卤或羧基；芳氧基，烷酰氧基，氨基，烷基氨基，芳基氨基，芳烷基氨基，环烷基氨基，杂环氨基，二取代的胺，烷酰基氨基，芳酰基氨基，芳烷酰基氨基，硫醇，烷基硫基，芳基硫基，环烷基硫基，杂环硫基，烷基硫羰基，芳基硫羰基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，芳烷基磺酰基，亚磺酰氨基，取代的亚磺酰氨基，硝基，氰基，羧基，氨基甲酰基，取代的氨基甲酰基，烷氧羰基，或环氧基。
R1的例子包括但是不局限于3-氨基丙基，3-氨基丙基甲基，N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基，氨基苯基，4-氨基丁基二甲基，氨基乙基氨基甲基苯乙基，或其混合物。
硅烷的具体的例子包括：3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷，3-氨基丙基三乙氧基硅烷，3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷，3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷，3-氨基丙基三甲氧基硅烷，N-(2-氨乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷，N-(2-氨乙基-3-氨基丙基)三甲氧基硅烷，氨基苯基三甲氧基硅烷，4-氨基丁基二甲基甲氧基硅烷，4-氨基丁基三乙氧基硅烷，氨基乙基氨基甲基苯乙基三甲氧基硅烷，或其混合物。此外，3-(三甲氧基硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯，N-[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]-N′-(4-乙烯基苄基)乙二胺，三乙氧基乙烯基硅烷，三乙基乙烯基硅烷，乙烯基三氯硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，和乙烯基三甲基硅烷。
A是任一的烷基，醚，卤素，R5-O-，和/或R6-O-，其中W和R6独立地是氢，烷基，烯基，炔基，环烷基，环烯基，芳基或杂环基。例子包括，但是不局限于甲氧基，乙氧基，甲基，乙基，丙基，丁基，乙基乙烯基，三氯甲基，三氟甲基，三氟甲氧基，三氯甲氧基，甲乙烯，氯，乙氧基乙烯基，乙烯基三氯，乙烯基三甲氧基，乙烯基三甲基，和其混合物。
X是能够在玻璃表面缩合的可水解的基团，包括羟基，烷氧基，环烷氧基，杂环氧基，氧，烷酰基，芳氧基，烷酰基氧基，R5-O-，和/或R5-O-，其中R5和R6独立地是氢，烷基，烯基，炔基，环烷基，环烯基，芳基或杂环基。
接头分子：
适合优选实施方案的接头分子包括任何带有能够结合到尼龙的官能团任一的交叉连接分子。合适的分子包括但是不局限于：双酚A，此外，丙烯酸，甲基丙烯酸，乙烯基乙酸，4-乙烯基苯甲酸，衣康酸，烯丙胺，丙烯基乙胺，4-氨基苯乙烯，2-氨乙基甲基丙烯酸酯，氯苯乙烯，二氯苯乙烯，4-羟基苯乙烯，羟甲基苯乙烯，乙烯基苄基醇，烯丙醇，2-甲基丙烯酸羟乙酯，聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯，丙烯酸甲酯，异丁烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸乙酯，苯乙烯，1-乙烯基咪唑，2-乙烯基吡啶，4-乙烯基吡啶，二乙烯基苯，二甲基丙烯酸乙二醇酯，N，N′-亚甲基二丙烯酰胺，N，N′-亚苯基二丙烯酰胺，3，5-双(丙烯酰氨基)苯甲酸，三丙烯酸季戊四醇酯，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，季戊四醇四丙烯酸酯，三羟甲基丙烷乙氧化(14/3EO/OH)三丙烯酸酯，三羟甲基丙烷乙氧基化物(7/3EO/OH)三丙烯酸酯，三羟乙基丙烷丙氧化(1PO/OH)三丙烯酸酯，三羟甲基丙烷丙氧基化(2PO/PH三丙烯酸酯)，或聚酯(饱和和不饱和的)。
合适的接头具体的例子包括Epon 828(双酚A二环氧甘油醚)，可从Resolution Performance Products获得，和Adcote 89R3，其是聚酯硅烷可从Rohm and Haas获得。
交联剂：
合适的用作交联剂的分子包括含有至少两个能够结合到接头的官能团的任何分子。分子非功能化的链长延伸部分(或“骨架”)可以包括能够聚合的单体或n-单体单元，比如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚碳酸酯，聚氯乙烯(PVC)，聚二甲硅氧烷(PDMS)，聚砜，聚苯乙烯，聚甲基戊烯，聚丙烯，聚乙烯，聚偏二氟乙烯，ABS(丙烯腈丁二烯-苯乙烯共聚物体)等等。此外，交叉联结分子还可以执行第二接头的功能，由此交联剂与预定的接头和尼龙结合。
另外的“骨架”包括含有与目标接头分子结合的重复的官能团的任何脂族或芳族分子。合适的官能团选自(但不限于)：丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，或烯丙基氨基；烷基羟基，醛，酮，卤，酰卤，或羧基；芳氧基，烷酰基氧基，氨基，烷基氨基，芳基氨基，芳烷基氨基，环烷基氨基，杂环氨基，二取代的胺，烷酰基氨基，芳氧基氨基，芳烷酰基氨基，硫醇，烷基硫基，芳基硫基，环烷基硫基，杂环基硫基，烷基硫羰基，芳基硫羰基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，芳烷基磺酰基，亚磺酰氨基，取代的亚磺酰氨基，硝基，氰基，羧基，氨基甲酰基，取代的氨基甲酰基，烷氧羰基，或环氧基。
可以购买的交联剂的具体的例子比如从Resolution PerformanceProducts，Inc购买的Epikure 3125，3115，和W50，以及四亚乙基五胺(Dow Corp)。
如本发明以最宽范围的解释的教导，可以明白本领域技术人员可以容易地确定如何将不同的双功能硅烷锚到玻璃上，或将双功能的活性聚合物锚到玻璃上(或其它的固体基材)，并使用相反末端或者直接连接或是通过中间体连接到具有可连接的官能团的任何多孔聚合物膜上，所有这种可操作的组合据信通过本发明的教导足以使本领域技术人员无需过度的实验而得到相同的产品。
虽然至今尚未有实验验证使用本发明其它揭示的化学试剂作为锚和接头得到相同的或相似的结果，据信本发明揭示的其它化学试剂由于相似的化学组成，匹配的官能团，公开的化学试剂的结构，能够用于加工许多表面处理剂以生产复合微阵列。
因此，从上述显而易见的是本发明提供改进的用于在其表面上携带生物聚合物微阵列的复合微阵列和，更具体的，涉及具有由相位转换方法形成的通过共价键或氢键有效连接化学试剂的多孔膜的改进的复合微阵列载片，所述化学试剂包含基材的表面处理剂，所述表面处理剂使基材通过在它们之间由表面处理剂形成的附着层充分结合到微孔膜，使得生成所述组合用于微阵列应用。具体地，本发明改进的复合微阵列载片包括多孔介质和基材，其通过表面处理剂而结合，所述表面处理剂包括导致产生克服尼龙载片在各种测试溶液中耐久性的主要功能性的问题的附着层的化学试剂，所述测试溶液具体的为杂交液，比如4xSSC。此外，溶剂(比如DMF)的抗性如同保持可接受的美观性和均一性的问题也被克服。此外，染色膜引起反射和荧光的减少。
虽然此处包含的产品，用于生产所述产品的装置和方法构成本发明的优选实施方案，其应当理解为揭示的内容不局限于这些确切的产品，装置和方法，而是可以不偏离权利要求书定义的保护范围而作改动。

Claims (77)

1.一种用于携带生物聚合物的微阵列的复合微阵列载片，包括：
由相位转换方法形成的微孔膜；
无孔基材；和
附着层，所述附着层包含至少一个锚和至少一个接头，附着层可操作地放置于微孔膜和无孔基材之间，附着层将无孔基材充分结合到微孔膜使得所述组合复合微阵列载片可用于微阵列应用。
2.权利要求1的复合微阵列载片，其中的附着层大约0.1到大约12微米厚。
3.权利要求1的复合微阵列载片，其中的附着层大约2到大约5微米厚。
4.权利要求1的复合微阵列载片，其中附着层大约3微米厚。
5.权利要求1的复合微阵列载片，其中附着层具有均一的厚度。
6.权利要求1的复合微阵列载片，其中附着层具有最小的限定厚度或质量。
7.权利要求1的复合微阵列载片，其中附着层至少基本消除复合微阵列载片总体厚度的不均一性。
8.权利要求1的复合微阵列载片，其中的微孔膜还包括：
足量的色素。
9.权利要求8的复合微阵列载片，其中色素包括：
碳黑。
10.权利要求8的复合微阵列载片，其中当与具有不含色素的微孔膜的微阵列载片比较时，观察到荧光的显著降低。
11.权利要求8的复合微阵列载片，其中当与具有不含色素的微孔膜的微阵列载片比较时，观察到反射的显著降低。
12.权利要求1的复合微阵列载片，其中的微孔膜是不对称的。
13.权利要求1的复合微阵列载片，其中微孔膜是对称的。
14.权利要求1的复合微阵列载片，其中附着层共价结合无孔基材和微孔膜。
15.权利要求1的复合微阵列载片，其中附着层的存在使得生物聚合物结合中的干扰最小化。
16.权利要求1的复合微阵列载片，其中附着层的存在使得生物聚合物检测中的干扰最小化。
17.权利要求15的复合微阵列载片，其中生物聚合物包括：
核酸。
18.权利要求15的复合微阵列载片，其中生物聚合物包括：
蛋白质。
19.权利要求15的复合微阵列载片，其中生物聚合物包括：
肽。
20.权利要求15的复合微阵列载片，其中生物聚合物包括：
酶。
21.权利要求15的复合微阵列载片，其中生物聚合物包括：
抗体。
22.权利要求16的复合微阵列载片，其中生物聚合物包括：
核酸。
23.权利要求16的复合微阵列载片，其中生物聚合物包括：
蛋白质。
24.权利要求16的复合微阵列载片，其中生物聚合物包括：
肽。
25.权利要求16的复合微阵列载片，其中生物聚合物包括：
酶。
26.权利要求16的复合微阵列载片，其中生物聚合物包括：
抗体。
27.权利要求1的复合微阵列载片，其中当应用于有机溶剂超过大约6小时时，微孔膜未从无孔基材上显著地剥离。
28.权利要求1的复合微阵列载片，其中当在大约60℃应用于4xSSC超过大约10小时时，微孔膜未从无孔基材上显著地剥离。
29.权利要求1的复合微阵列载片，其中当在大约60℃应用于4xSSC大约2周时，微孔膜未从无孔基材上显著地剥离。
30.权利要求1的复合微阵列载片，其中附着层包括：
有机硅烷，其可操作性地与聚氨基聚胺表氯醇树脂反应。
31.权利要求30的复合微阵列载片，其中有机硅烷选自：
3-氨基丙基三乙氧基硅烷，3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷，3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷或其等同物。
32.权利要求1所述的复合微阵列载片，其中至少一个锚包括：
有机硅烷，SiR1X3
其中R1是烷基，取代烷基，环烷基，烯基，或炔基；各自带有末端官能团，末端官能团选自：烯烃，乙烯基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，或烯丙基氨基；烷基羟基，醛，酮，卤，酰卤，或羧基；芳氧基，烷酰基氧基，氨基，烷基氨基，芳基氨基，芳烷基氨基，环烷基氨基，杂环氨基，二取代的胺，烷酰基氨基，芳氧基氨基，芳烷酰基氨基，硫醇，烷基硫基，芳基硫基，环烷基硫基，杂环基硫基，烷基硫羰基，芳基硫羰基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，芳烷基磺酰基，亚磺酰氨基，取代的亚磺酰氨基，硝基，氰基，羧基，氨基甲酰基，取代的氨基甲酰基，烷氧羰基，或环氧基.；以及
X选自以下基团：羟基，烷氧基，环烷氧基，杂环氧基，氧基，烷酰基，芳氧基，烷酰基氧基，三氟甲基，三氟甲氧基，氢，烷基，R5-O-和/或R6-O-，其中R5和R6独立地是氢，烷基，烯基，炔基，环烷基，环烯基，芳基或杂环基或其等同物。
33.权利要求1所述的复合微阵列载片，其中至少一个锚包括：
有机硅烷，SiR1XmAn，
其中m是1或2，n是1或2；
R1是烷基，取代的烷基，环烷基，烯基，或炔基；各自带有末端官能团，其中末端官能团为：烯烃，乙烯基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，或烯丙基氨基；烷基羟基，醛，酮，卤素，酰卤，羧基；芳氧基，烷酰基氧基，氨基，烷基氨基，芳基氨基，芳烷基氨基，环烷基氨基，杂环氨基，二取代的胺，烷酰基氨基，芳氧基氨基，芳烷酰基氨基，硫醇，烷基硫基，芳基硫基，环烷基硫基，杂环基硫基，烷基硫羰基，芳基硫羰基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，芳烷基磺酰基，亚磺酰基氨基，取代的亚磺酰基氨基，硝基，氰基，羧基，氨基甲酰基，取代的氨基甲酰基，烷氧羰基，或环氧基；
A选自烷基，醚，卤素，R5-O-，和/或R6-O-，其中R5和R6独立地是氢，烷基，烯基，炔基，环烷基，环烯基，芳基或杂环基；和
X包括羟基，烷氧基，环烷氧基，杂环氧基，氧基，烷酰基，芳氧基，烷酰基氧基，三氟甲基，三氟甲氧基，R5-O-，和/或R6-O-，其中R5和R6独立地是氢，烷基，烯基，炔基，环烷基，环烯基，芳基，杂环基或其等同物。
34.权利要求1的复合微阵列载片，其中至少一个锚包括有机硅烷，所述有机硅烷选自：3-氨基丙基三乙氧基硅烷，3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷和3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷。
35.权利要求1的复合微阵列载片，其中接头包括：
含至少一个能结合到锚的官能团和至少一个能结合到尼龙的官能团的聚合物。
36.权利要求35的复合微阵列载片，其中接头还包括：
饱和的聚酯和不饱和的聚酯。
37.权利要求35的复合微阵列载片，其中接头选自：
双酚“A”，Adcote 89R3，丙烯酸，甲基丙烯酸，乙烯基乙酸，4-乙烯基苯甲酸，衣康酸，烯丙胺，烯丙基乙胺，4-氨基苯乙烯，2-氨乙基甲基丙烯酸酯，氯苯乙烯，二氯苯乙烯，4-羟基苯乙烯，羟甲基苯乙烯，乙烯基苄基醇，烯丙醇，2-甲基丙烯酸羟乙酯，聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯，丙烯酸甲酯，异丁烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸乙酯，苯乙烯，1-乙烯基咪唑，2-乙烯基吡啶，4-乙烯基吡啶，二乙烯基苯，二甲基丙烯酸乙二醇酯，N，N′-亚甲基二丙烯酰胺，N，N′-亚苯基二丙烯酰胺，3，5-双(丙烯酰氨基)苯甲酸，三丙烯酸季戊四醇酯，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，四丙烯酸季戊四醇酯，三羟甲基丙烷乙氧基化物(14/3 EO/OH)三丙烯酸酯，三羟甲基丙烷乙氧基(7/3 EO/OH)三丙烯酸酯，三羟乙基丙烷丙氧基(1 PO/OH)三丙烯酸酯，或三羟甲基丙烷丙氧化物(2 PO/PH三丙烯酸酯)。
38.权利要求35的复合微阵列载片，其中的接头包括：双酚“A”。
39.权利要求35的复合微阵列载片，其中的接头包括：Adcote89R3。
40.权利要求1的复合微阵列载片，其中的附着层还包括：交联剂。
41.权利要求40的复合微阵列载片，其中的交联剂还包括：骨架和至少两个官能团。
42.权利要求40的复合微阵列载片，其中的交联剂骨架还包括：包含至少两个结合到接头分子的官能团的脂族和芳族部分。
43.权利要求41的复合微阵列载片，其中交联剂的骨架选自：
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚碳酸酯，聚氯乙烯(PVC)，聚二甲基硅氧烷(PDMS)，聚砜，聚苯乙烯，聚甲基戊烯，聚丙烯，聚乙烯，聚偏二氟乙烯，ABS(丙烯腈丁二烯-苯乙烯共聚物)，或等同物。
44.权利要求42的复合微阵列载片，其中的官能团选自：丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，或烯丙基氨基；烷基羟基，醛，酮，卤，酰卤，或羧基；芳氧基，烷酰基氧基，氨基，烷基氨基，芳基氨基，芳烷基氨基，环烷基氨基，杂环氨基，二取代的胺，烷酰基氨基，芳酰基氨基，芳烷酰基氨基，硫醇，烷基硫基，芳基硫基，环烷基硫基，杂环硫基，烷基硫羰基，芳基硫羰基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，芳烷基磺酰基，亚磺酰基氨基，取代的亚磺酰基氨基，硝基，氰基，羧基，氨基甲酰基，取代的氨基甲酰基，烷氧羰基，环氧基或等同物。
45.权利要求42的交联剂，其中的官能团提供了作用于微孔膜的第二接头。
46.权利要求40的复合微阵列载片，其中的交联剂包括：
聚胺。
47.权利要求40的复合微阵列载片，其中的交联剂包括：
Epikure 3125，Epikure 3115，Epikure W50或四亚乙基五胺
48.权利要求1的复合微阵列载片，其中的无孔基材包括：玻璃，聚酯薄膜，陶瓷，丙烯酸类材料，聚丙烯，聚碳酸酯，聚砜，聚酰胺或聚芳酰胺。
49.权利要求1的复合微阵列载片，其中的微孔膜选自：
尼龙66，尼龙46，尼龙6，尼龙6-12，尼龙聚合物混合物，聚砜，聚醚砜，硝化纤维，聚偏氟乙烯(PVDF)或等同物。
50.一种制造用于携带生物聚合物微阵列的复合微阵列载片的方法，包括如下步骤：
提供无孔基材；
提供由相位转换方法形成的微孔膜；
提供表面处理剂，其中表面处理剂包括有机硅烷；
将表面处理剂施用到无孔基材上；以及
可操作地将施用了表面处理剂的无孔基材与微孔膜结合以形成它们之间的附着层，使得无孔基材足以结合到微孔膜以耐受在微阵列应用中遇到的不利的环境。
51.权利要求50的方法，其中附着层共价结合到无孔基材和微孔膜。
52.权利要求50的方法，其中微孔膜基本上覆盖了无孔基材的表面。
53.权利要求50的方法，其中施加表面处理剂产生了具有最小厚度的附着层。
54.权利要求53的方法，其中的附着层厚度为大约0.1到大约12微米。
55.权利要求53的方法，其中的附着层厚度为大约2到大约5微米。
56.权利要求53的方法，其中的附着层厚度为大约3微米。
57.权利要求50的方法，其中可操作地将无孔基材与微孔膜连接形成均匀的附着层。
58.权利要求50的方法，其中附着层被施加到无孔基材产生最小限定厚度或质量，其增加了复合微阵列载片总体厚度的均一性。
59.权利要求50的方法，其中施加附着层至少基本消除了基材/膜组合结构的总体厚度的不均一性。
60.权利要求50的方法，进一步包括：提供含足量色素的微孔膜。
61.权利要求60的微孔膜，其中的色素包括：碳黑。
62.权利要求60的方法制备的复合微阵列载片，其中与具有基本上没有色素的微孔膜的微阵列载片相比，观察到荧光的显著降低。
63.权利要求60的方法制备的复合微阵列载片，其中与具有基本上没有色素的微孔膜的微阵列载片相比，观察到反射的显著降低。
64.权利要求50的方法，其中在可操作连接到无孔基材之前微孔膜是湿浇铸的。
65.权利要求50的方法，其中在可操作连接到无孔基材之前微孔膜基本是干燥的。
66.权利要求50的微孔膜，其中的微孔膜是不对称的。
67.权利要求50的微孔膜，其中微孔膜是对称的。
68.权利要求50的复合微阵列载片，其中附着层的存在使得生物聚合物结合中的干扰最小化。
69.权利要求50的方法，其中附着层的存在使得生物聚合物检测的干扰最小化。
70.权利要求50的方法，其中当暴露到有机溶剂系统超过大约6小时，微孔膜也不显著从无孔基材上剥离。
71.权利要求50的方法，其中当在大约60℃应用于4xSSC超过大约10小时时，微孔膜未从无孔基材上显著地剥离。
72.权利要求50的方法，其中当在大约60℃应用于4xSSC大约2周，微孔膜未从无孔基材上显著地剥离。
73.权利要求50的方法，其中的有机硅烷选自：
3-氨基丙基三乙氧基硅烷，3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷，3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷或等同物。
74.权利要求51的方法，其中无孔基材选自：
玻璃，聚酯薄膜，陶瓷，丙烯酸类材料，聚丙烯，聚碳酸酯，聚砜，聚酰胺或聚芳酰胺。
75.权利要求50的方法，其中的无孔基材包括：玻璃。
76.权利要求50的方法，其中的无孔基材包括：聚酯。
77.权利要求50的方法，其中的无孔基材包括：聚酯薄膜。
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