CN1836162A

CN1836162A - 通过将两层基片层叠在一起制造生物测定基片的方法以及生物测定基片

Info

Publication number: CN1836162A
Application number: CNA2004800234672A
Authority: CN
Inventors: 大西通博; 安芸祐一; 稲垣稔
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-10-03
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-09-20
Also published as: WO2005033703A1; US20070269344A1; EP1677110A4; JP2005114427A; EP1677110A1

Abstract

一种生物测定基片在反应区域中具有两对相对电极，且通过对电极施加预定的电场，就能够随意进行物质的高次结构调整、迁移、固定等。生物测定基片包括第一和第二基片(11，12)。第一基片(11)设有检测部分(X)。检测部分(X)至少具备可提供物质之间相互作用场所的反应区域(R)以及面对着反应区域(R)的第一电极(E₁₁)。第二基片(12)至少具有用于对电极(E₁₁，E₁₂)之间的反应区域(R)施加电场的第二电极(E₁₂)。两个第一和第二基片(11，12)相互层叠在一起以使得第一和第二电极(E₁₁，E₁₂)彼此相对。还揭示了一种适用于制造这类生物测定基片(1)的方法。

Description

通过将两层基片层叠在一起制造生物测定基片的方法以及生物测定基片

技术领域

本发明涉及DNA芯片和其它生物测定盘技术。更具体地说，本发明涉及一种具有通过将两层电极基片(electrode-carrying substrates)对准和层叠在一起制成相对电极的生物测定盘，还涉及该生物测定盘的制造方法。

背景技术

将对涉及本发明的主要背景技术进行讨论。第一种背景技术(常规技术)是适用于生物测定的集成盘技术，这通常称之为“DNA芯片”或者“DNA微阵列”(下文中统称为“DNA芯片”)(参见，例如，专利No.4-505763的PCT日文翻译和专利No.10-503841的PCT日文翻译)。

这类DNA芯片技术的特征是能够进行诸如杂交之类分子间反应的全面分析，因为一种多个寡核苷酸链、cDNA(互补DNA)或者其它等等都集成在一个玻璃基片或者硅基片上。因此，DNA芯片可以用于基因的突变分析、SNP(单碱基多态性)分析、基因表达频率分析等，并且已经在诸如药物研发、药物基因组学和法医学等多个领域中获得应用。在其它DNA芯片中，也已经研发了具有培养基上固定蛋白质的蛋白质芯片，用于分析在各种物质之间的相互作用的生物传感器等。

第二种背景技术是属于液相中以电荷方式存在的物质上的电场作用的技术。具体地说，众所周知，当在液相中承受电场作用时，核苷酸链(核酸分子)会发生伸展或迁移。基于这一理论，离子雾可以认为是由磷酸盐离子(负电荷)所形成的，从而奠定了核苷酸链的基本架构，并且所形成的氢原子(正电荷)是磷酸盐粒子周围所存在着的水的电离的结果。由这些负电荷和正电荷所产生的极化矢量(偶极子)是以整体强迫接受高频率高电压的单一方向为取向。因此，核苷酸链会伸展，并且，当施加其中电势局部集中的电力线的非均匀电场时，核苷酸链就会向电势集中的电力线的位置迁移(见Seiichi Suzuki，Takeshi Yamanashi，Shin-ichiTazawa，Osamu Kurosawa和Masao Washizu所发表的题为“Quantitativeanalysis on electrostatic orientation of DNA in stationary ACelectric field using fluorescence anisotropy”，IEEE Transactionon Industrial Applications Vol.34，No.1，PP75~83(1998))。这种迁移可称之为“双向电泳”。当将DNA溶液放置在例如具有从几十至几百微米的间隙的微电极之间，以及具有大约1MV/m和1MHz的高频率电场被施加于DNA溶液时，则以随意盘绕方式所存在的DNA就会经历电介质极化，并因此，DNA分子会以平行于电场的方向而线性伸展。众所周知，在所谓的“双向电泳”的电动效应下，极化的DNA被自然地吸引到电极端并且与电极的端点保持接触地与电极端固定在一起(见，Masao Washizu所发表的题为“DNA Handling To Be Performed under Watching”，Journal ofVisualization Society of Japan，Vol.20，NO.76(January 2000))。

根据上述DNA芯片技术，预先在提供物质相互作用地方的盘上设置反应区域，并且在反应区域中固定诸如DNA探针的检测核苷酸链，以便于随着在检测核苷酸链和互补目标核苷酸链之间反应时进行杂交分析。然而，DNA芯片技术也存在着严重的技术问题，其中，由于杂交的低效率使得反应需要化很长的时间，以及由于假阳性和假阴性的发生使得检测的精度很低。

一旦实现该DNA芯片技术，与由随意盘绕的、高次分子结构以及检测核苷酸链与周围表面的干扰(例如，粘合和接触)所引起的位阻现象有关的问题就能够消除，并因此而提高杂交的效率，只要以伸展的方式可以控制其端点位置固定在反应区域中的检测核苷酸链。

因此，本发明的主要目的是提供一种生物测定盘，该生物测定盘允许根据需要通过对设有相对电极的反应区域施加预定电场进行物质的高次结构性的调整、迁移、固定等，并且还提供了用于该生物测定盘的生产的方法。

发明内容

本发明提供的生物测定盘的基本结构所具有的形式包括：“第一基片”，它至少提供反应区域，该反应区域可用作为物质之间相互作用的地方，并且还具有面对着该反应区域所设置的第一电极；以及“第二基片”，它至少提供位于第一电极对向的第二电极，并且第一基片和第二基片层叠在一起。此外，在第一电极和第二电极之间的相对轴可以垂直于反应区域的地壁。

还可能提供一种生物测定盘的结构，在该结构中，光源设置在第一电极的位置上，而光接受部分设置在第二电极的位置上，或者，在该结构中，光接受部分设置在第一电极的位置上，而光源设置在第二电极的位置上。

本发明还提供了一种用于制造生物测定盘的方法，该方法包括：提供“第一基片”，它具有至少提供反应区域的检测部分，其中反应区域提供在物质之间相互作用的地方，并且还具有面对着反应区域的而设置的第一电极；提供“第二基片”，它至少提供第二电极，该第二电极允许把电场施加到与第一电极有关联的反应区域；以及将这两个基片层叠在一起，使得第一电极和第二电极彼此处于相对的位置上。

本发明还提供了一种生产方法，该方法包括将“第一基片”和“第二基片”层叠在一起，其中，“第一基片”在其上面携带着多个上述的检测部分的阵列，而“第二基片”设有共用的第二电极，用于与上述的并且作为单元设置在相应的多个检测部分中的第一电极建立相对电极的关系。由于其有可能使得它和多个第一电极之间形成相对电极，该“共用的第二电极”可以简化电极结构。

在将两个盘形基片层叠在一起的情况下，本发明还提供了一种生产方法，该方法包括将盘形的“第一基片”和“第二基片”层叠在一起，其中，“第一基片”在其上面携带着多个上述的且从基片的中心以径向阵列、同心阵列或者螺旋形阵列中的任何一种方式设置的检测部分，而“第二基片”，其设有上述的且遍布属于一个阵列的一些或所有检测部分而形成的条状或线状的共用的第二电极。

现在将描述本发明所使用的一些主要技术术语的定义。分发明所使用的术语“相互作用”具有广泛的含义且包括在物质之间的化学键合，例如，非共价的键合、共价的键合以及氢键合，或者溶解，以及其中还包含着，例如，作为在核酸(核苷酸链)之间互补键合的杂交。

下一个，术语“相对电极”是指至少一对电极，这些电极是以电极表面相互面对着的方式设置的。术语“相对轴”是指由连接着相互面对着的两个电极表面中心的直线所形成的轴。

在本发明中，术语“核酸”是指核苷的磷酸脂聚合物，其中，嘌呤或嘧啶碱基以及糖自由基都是通过糖苷键键合在一起的。因此，术语“核酸”具有广泛的含义并且其中包含寡核苷酸，寡核苷酸包括DNA探针、多核苷酸、由嘌呤多核苷酸或嘧啶多核苷酸的聚合作用所形成的多个DNA(完全长度或者它们的片段)、由逆转录酶所获得的多个cDNA(cDNA探针)、多个RNA、聚酰胺核苷酸衍生物(PNAs)等。

术语“杂交”是指在配置有互补碱基序列结构的核苷酸链之间形成反应的互补链(双链的)。术语“错误杂交”是指形成上述的且不是正常的反应的互补链，并且通常缩写为“错误杂交(mishybri)”。

术语“反应区域”是指可提供杂交反应或者其它相互作用的地方的区域。所说明的是反应的地方，它可以具有井的形状并且其中可以存储液相、凝胶体等。能够在这类反应区域中进行的相互作用不应该仅仅局限于与本发明的目的和有益效果相一致的范围。例如，其它在单链的核酸之间的相互作用，即，杂交，有可能由检测核酸形成所需要的双链核酸，并随后进行相互作用、酶响应反应或者其它在双链核酸和肽(或者蛋白质)之间的分子间反应。使用上述双链核酸能够分析，例如，作为转录因子的诸如激素受体的受体分子和反应序列的DNA片断之间的键合等。

术语“位阻现象”是指所需的反应(本发明中的杂交)变得越来越困难的现象，这是由于在反应物分子中的反应中心等的附近或者反应物分子的构造或立体结构(高次结构)中存在着大量的替代基，因此在接近反应物分子中的反应中心等产生配对反应物分子困难。

术语“双向电泳”是指在电场非均匀的场中分子被驱向于电场较强的位置的现象。当采用交流电压时，可以获得如同直流情况下的相同驱动效应，这是因为极化的极性随着所施加电压的极性的翻转而翻转的原因(见，Teru Hayashi，主编：“Micromachines and Materials Engineering”，37～46页，第五章，“Cell and DNA Manipulation”(CMC出版公司))。

术语“生物测定盘”是指一种信息集成盘，它可以用于生物化学或者分子生物学的分析或研究，并且其中包含着所谓DNA芯片。

根据本发明，通过使用最近广泛采用并且已经建立的光盘生产技术，配备着相对电极的生物测定盘可以低成本和简易的方式来生产。在生物测定盘的相对电极之间施加预定时序的预定电场，就有可能根据要求对诸如在反应区域中所存在着的核酸之类的物质进行高次结构的调整，沿着电场进行物质迁移，将物质固定在它的分子的端点位置上等。

附图说明

图1是用于描述根据本发明的生物测定盘的基本结构的一个实例，以及生物测定盘(1)基本制造方法的示意图。

图2是沿着图1所示箭头I-I方向的剖面示意图(采用层叠方式)。

图3是用于描述根据本发明的生物测定盘的第二基本结构的一个实例，以及生物测定盘(2)基本制造方法的示意图。

图4是沿着图3所示箭头II-II方向的剖面示意图(采用层叠方式)。

图5是用于描述根据本发明的生物测定盘的第三基本结构的示意图，并且是显示构成生物测定盘(3)的盘形第一基片(31)结构的示意图。

图6是显示构成生物测定盘(3)的盘形第二基片(32)的结构的示意图。

图7是具有层叠在一起的第一基片(31)和第二基片(32)的生物测定盘(3)的剖面示意图。

图8是说明可以在根据本发明的生物测定盘中所采用的盘形第一基片的改进结构(41)的示意图。

图9是描述当形成根据本发明的生物测定盘中的相对电极时所采用的另一实施例的示意图。

图10是用于描述根据本发明的生物测定基片(1)的开发形式的一个实例的示意图。

图11是生物测定基片(1)的主要部分的外部透视图。

图12是主要部分的垂直剖面示意图，并且用于示意性说明目标DNA(T)发生迁移同时在电场下伸展的状态的示意图。

图13是主要部分的垂直剖面示意图，并且用于示意性说明杂交已经在DNA探针(D)和目标DNA(T)之间进行以形成双链DNA的状态的示意图。

具体实施方式

参照附图，将在下文描述适用于生物测定盘生产的根据本发明方法的有关较佳方式，并且还描述了有关生物测定盘的一些较佳实施例。

首先，图1是用于描述根据本发明的生物测定盘的基本结构的一个实例，以及生物测定盘(1)基本制造方法的示意图，而图2是沿着图1所示箭头I-I方向的剖面示意图(采用层叠方式)。在图1和图2中所示的标号1表示根据本发明的生物测定盘。

生物测定盘1包括由标号11所指定的下层第一基盘和由标号12所指定的上层第二基片。该生物测定基片1可以通过精确对准并且将这两个基片11和12相互层叠在一起而制成。

第一基片11和第二基片12都可由玻璃或者合成树脂制成。所需要的是，所形成的基片至少是采用在激发光的预定波长范围内透明的材料将用于检测诸如杂交之类相互作用的激发光辐照在该基片上的基片。在该实施例中，该第一基片11是采用透明树脂制成的。

在下层的第一基片11的预定位置(例如，中心位置)上，设置至少一个检测部分X。该检测部分X具备反应区域R和一个第一电极E₁₁。反应区域是向上开口的井(凹槽)并且具有预定的容积。第一电极E₁₁可设置在反应区域R地壁的中心，并且是采用导电材料形成的，例如，类似于金或铝之类的金属或者光透明的ITO(氧化铟锡)。

反应区域R起到作为相互作用的地方可以存储溶剂或者保持凝胶体等的区域或者空间的作用。当第二基片12于第一基片11精确对准且层叠在一起时，设置在反应区域R中的第一电极E₁₁形成相对的电极，该相对电极与设置在第二基片12的预定位置上的第二基片E₁₂有关，以垂直于反应区域R地壁的方向形成相对轴，当在电极E₁₁和E₁₂二者两端施加电压时，这两个电极E₁₁和E₁₂对在反应区域的介质中形成电场起着十分关键的作用。值得注意的是，在相对电极之间的距离可以大约从1微米至1毫米。

也有可能使第一电极E₁₁起到用于固定由DNA探针D所表示的检测物质的检测表面的作用。在这种情况下，就需要预先对第一电极E₁₁进行表面处理，以使得诸如DNA探针D的检测物质的分子端点能够被固定。值得注意的是，第二电极E₁₂也可以用于固定检测表面。

以检测物质是DNA探针D的情况为例，作为一种固定方法，有可能通过诸如在电极E₁₁的表面和DNA探针D的分子端点之间的耦合反应之类的反应来固定DNA探针D。例如，采用链抗生物素蛋白(streptoavidin)进行表面处理的电极表面适用于生物素酰化的DNA探针D分子端点的固定。另一方面，采用硫醇(SH)基进行表面处理的电极表面适用于DNA探针D的固定，它通过二硫键合(-S-S-键合)已经用硫醇(SH)基进行端点修改。

值得注意的是，第一基片11的第一电极E₁₁和第二基片12的第二电极E₁₂的表面都期望采用绝缘层(未显示)覆盖，该绝缘层可以采用选自SiO₂、SiN、SiOC、SiOF、SiC或TiO₂的材料制成(这也同样适用于下文中所描述的其它实施例的检测部分；且在下文中将省略了上述描述)。在某些实例中，这可以避免与在反应区域R中存储着的离子溶液的电化学反应。

图3是用于描述根据本发明的生物测定盘的第二基本结构的一个实例，以及生物测定盘(2)基本制造方法的示意图，而图4是沿着图3所示箭头II-II方向的剖面示意图。

在图3和图4中以标号2所表示的生物测定盘是通过将两个基片相互层叠在一起所制成的，如同上述生物测定盘1的情况。具体地说，生物测定盘2是通过将标号21所表示的第一基片和标号22所表示的第二基片相互层叠在一起所制成的。

在下层，构成生物测定盘2的第一基片21中，以预定的间隔并排设置了总数为5(并不限于5)的检测部分X，并且第一电极E₂₁可以设置在各个检测部分X中的反应区域R的地壁上。另一基片，即，第二基片22具有线状或条状且沿着基片的长度方向伸展的第二电极E₂₂。值得注意的是，第一电极E₂₁可以采用类似于第二电极E₂₂的线状或条状的整体的电极结构，取代附图中所显示的这种分离的单独的电极。

当将第二基片22层叠在第一基片21上时，线状或条状的第二电极E₂₂起到共用电极的作用，它处于面对着所有第一电极E₂₁的相对位置上。换句话说，可以将这些电极设计成当开关S导通时能够通过电源V在各个反应区域R内的介质中形成共同的电场(见图4)。

图5是用于描述根据本发明的生物测定盘的第三基本结构的示意图，并且是显示构成生物测定盘的盘形第一基片结构的示意图。图6是显示构成生物测定盘的盘形第二基片结构的示意图。图7是具有层叠在一起的第一基片和第二基片的生物测定盘的剖面示意图。

图5所示的盘形第一基片31具有在其中心部分形成的圆孔311，并且在第一基片31的上层表面上，设置了一组总数为8个阵列的检测部分X，使得检测部分形成径向或者同心的图形。第一电极E₃₁设置在各个检测部分X(具体地说，它们的反应区域R)中。这组第一电极E₃₁连接着引线313，该引线引向环绕着孔311所形成的环状第一电流输入(current-carrying)部分312。值得注意的是，第一电流输入部分312是暴露在孔311的外围的壁上。

在图6所说明的且具有与上述第一基片31相同直径的盘形第二基片32中，与孔311具有相同直径的孔321形成在中心部分。在第二基片32的下表面上，以线状或者条状形成总数为8(并不局限于8)的共用电极E₃₂，以便于创建径向图形。该共用电极E₃₂与环绕着孔321所形成的环状第二电流输入部分322相连接。值得注意的是，第一电流输入部分322是暴露在孔321的四周壁上。

当生物测定盘3通过将这些第一基片31和第二基片32精确地定位在预定位置上且采用已知的光盘键合技术等相互层叠在一起而制成时，第二基片32的共用电极E₃₂就可精确地设置在处于下边的第一电极E₃₁的各个阵列的正上方，使得共用电极E₃₂可以在各个反应区域R上横向或者纵向伸展(见图7)。

这时，第一电流输入部分312和第二电流输入部分322合并形成了单个电流输入部分，如图7中以标号34所说明的。在孔35中插入电流输入元件36使之与该电流输入部分34相接触，从而电流输入电流输入部分34以将电压施加在相对电极E₃₁～E₃₂两端之间。然而，电流输入方法不局限于上述方法，并且可以采用任何电流输入方法，只要能够将电压施加在相对电极E₃₁～E₃₂两端之间即可。在孔35中，也可以将一个未说明的卡盘插入孔中或者旋转(turn)生物测定盘3。

图8是说明在根据本发明的生物测定盘中所采用的盘形第一基片的改进结构的示意图。作为说明的改进结构，第一基片41具有一组多个检测部分X，当俯视观察时，这些检测部分X是以螺旋形图形而设置的。每个检测部分X都具有以符号E₄₁所表示的第一电极(见图8)。

在这组检测部分X具有在第一基片41中的阵列结构的情况下，可以通过将它与第二基片(未显示)相互层叠来形成相对电极，其中第二基片具有以沿着与检测部分X相同的轨迹的螺旋形方式伸展所设置的共用电极，或者该共用电极以螺旋形图形或径向图形排列上述组的检测部分，然后将其与，例如，上述第二基片32等层叠在一起的。

图9是用于说明在根据本发明的生物测定盘中当形成相对电极时所采用的另一实施例的示意图。下层第一基片具有电流输入引线(或者条状电极)H1，使得引线可在检测部分X下横向(或纵向)伸展，同时上层第二基片具有电流输入引线(或者条状电极)H2，使得引线可在检测部分X上纵向(或横向)伸展。在上述的这种结构中，可以很容易地在电流输入引线(或者条状电极)H1和H2相互交叉的区域Y形成相对的电极。

图10是用于描述根据本发明的生物测定基片的开发形式的一个实例的示意图。在本实施例应用于上文已经提及的生物测定基片的情况下将作出描述。

电极之一构成了相对电极，即，电极E₁₁(或电极E₁₂)具有一个非常小尺寸的光源P(例如，发光二极管或者半导体激光器)，第一基片11具有通过光纤连接着光源P的波导结构，并且另一电极E₁₂(或电极E₁₁)集成具有光电探测器Q作为光接受部分，用于捕获由光源P发射光所产生的荧光(例如，荧光校准器(intercalator)所产生的荧光)。

在这种情况下，采用诸如ITO之类的透明半导体来制成每个电极E₁₁或电极E₁₂有可能将光源(例如，发光二极管或者半导体激光器)P和光电探测器Q设置在电极E₁₁或电极E₁₂里面或者设置在不面对着反应区域R的一边。值得注意的是，在图10中的字母U表示连接着光电探测器Q的分析单元。

使用图11至图13，接着将说明一个生物测定方法的实例，该方法使用DNA芯片作为根据本发明的生物测定盘。在对该方法的下列描述中，标号1的上述生物测定盘将被用作代表性的实施例。图11是生物测定基片(1)的片断的外部透视图，而图12和图13是片断的垂直剖面示意图。

(检测物质的伸展和固定)

使用未说明的喷墨喷嘴、分配器等，将包含由DNA探针D所表示的检测物质的样本溶液以预定容量滴落在处于开放状态下的反应区域R。

接着，第二基片12定位在第一基片11上，并且精确地与第一基片11层叠在一起。随后，开关S导通，通过电源V将高频交变电场施加在相对电极E₁₁-E₁₂两端之间。这时，对施加在相对电极E₁₁-E₁₂两端之间电场的条件而言，适用于大约1×10⁶V/m和大约1MHz的高频高电压的电场(见Masao Washizu和Osamu Kurosawa所发表的题为“ElectrostaticManipulation of DNA in Microfabricated Structures”，IEEETransaction of Industrial Application，Volume 26，No.26，PP1165-1172(1990))。

值得注意的是，样本溶液滴落到反应区域R可以通过在面对着反应区域R的位置形成贯穿第二基片的预定的穿孔并且通过该穿孔来滴落的方式来进行。采用这种结构，无论何时滴落样本溶液，都不再需要使第二基片12与第一基片11的上面相分离以打开反应区域。

当形成适用于反应区域R的上述高频交变电场时，电力线会集中在表面面积小于电极E₁₂的电极E₁₁表面周围(见图11)，或者集中在电极E₁₁边缘的周围，从而在反应区域形成非均匀的电场。

在该非均匀电场的作用下，DNA探针D作为检测物质，它以随意撒布的方式存在于反应区域R中，并且以沿着非均匀电场的方向伸展，以及随后在双向电泳的作用下向电极E₁₁迁移，同时形成线性的高次结构，并最终通过特殊耦合反应等将检测物质的分子端点部分固定在电极E₁₂的表面上(见图11)。因此，预定的缓冲液等就会被灌入反应区域R，从而对它进行冲洗，以便于去除多余的DNA探针D，进而可以使得反应区域干燥。

特别是，第一电极E₁₁的表面可以用作为检测表面，检测物质固定在该表面上，该表面可以处理成包含凹凸或者凸凹不平的粗糙表面的形式。例如，当第一电极E₁₁的表面是以将凹凸定义成岛的这类图形形成时，就便于将电力线集中在第一电极E₁₁表面上的凸点位置(岸的位置)上，从而使得它更加容易形成非均匀电场，并因此可以更加容易地对准和固定DNA探针D。对于第一电极E₁₁粗糙表面的形式并没有任何限制。可以使用诸如通常众所周知的溅射技术、刻蚀技术等将电极表面处理粗糙的表面。然而，对于处理技术并没有任何特殊的限制。

(目标物质T的滴落、伸展和迁移)

接着，包含具有与所固定的DNA探针D碱基序列互补的目标DNA(字母T)的目标溶液滴落到反应区域中，该反应区域通过分离第二基片12已经形成打开的状态(或者可以通过未说明的第二基片12所设置的穿孔进行滴落)。随后，开关S导通，通过电源V将高频交变电场施加在相对电极E₁₁-E₁₂两端之间。这时，对施加在相对电极E₁₁-E₁₂两端之间电场的条件而言，适用于大约1×10⁶V/m和大约1MHz的高频高电压的电场(见Masao Washizu和Osamu Kurosawa所发表的题为“ElectrostaticManipulation of DNA in Microfabricated Structures”，IEEETransaction of Industrial Application，Volume 26，No.26，PP1165-1172(1990))。

通过施加电场，就会使得字母T所表示的目标DNA在双向电泳的电动效应的作用下向反应区域R中所产生的非均匀电场中较高电场强度的电极E₁₁迁移(移动)，同时也会引起它伸展(见图12)。

其结果是，字母T所表示的目标DNA集中到已经预先固定了以字母D所表示的DNA探针的电极E₁₁的表面上，并且目标DNA的浓度在那里变高。其中形成了容易产生杂交的环境，从而有可能缩短杂交的时间。

此外，DNA探针D可以在非均匀电场的作用下以伸展状态对准和固定在第一电极E₁₁的表面上。因此，就有可能减少对杂交的阻碍，这是由于是由检测物质的随机缠绕高次结构所引起的位阻现象或者错误杂交的原因。因此，就能在杂交的效率和准确方面得到改进。

(杂交)

一旦开始杂交，开关S就立即关闭，以便于在反应区域R中的电场进入到零状态，使得杂交主要是基于自发的布朗运动进行。图13示意性说明了在DNA探针D和以字母T所表示的目标DNA之间所进行的杂交，并且已经形成了双链DNA的状态。

对于和字母T所表示的目标DNA一起添加到反应区域R中的荧光校准器或者在杂交后添加到反应区域R中的荧光相互校准器，在反应区域R中由杂交所形成的双链DNA会基于所预定的激发光的辐射发射出荧光。通过用于检测荧光强度的光学设备(光谱设备)，就可以检测杂交。上述杂交的检测也可以采用通过检测作为检测物质的DNA探针上所标注的磷发射出荧光的方法来进行。值得注意的是，在本发明中，并没有对检测设备作任何特殊的限制。

工业应用

根据本发明，诸如杂交的相互作用的效率是高的，从而可以明显缩短相互作用所需要的时间。此外，本发明可以创建一种允许容易进行精确相互作用的环境，并因此可以将假阳性和假阴性的发生控制在很低的水平。因此，本发明可以用于提供诸如DNA芯片的生物测定盘，它在用于相互作用检测的化验工作效率方面具有极其良好的特性并且在检测精确性也是很高的，以及本发明还提供了一种用于它们生产的方法。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种包括将第一基片和第二基片层叠在一起的生物测定盘，所述第一基片至少提供一反应区域，用于提供液相物质之间相互作用的地方，并且还具有面对着所述反应区域所设置的第一电极；而且

所述第二基片至少提供位于所述第一电极的对向而形成的共用的第二电极。

2.如权利要求1所述的生物测定盘，其特征在于，在所述第一电极和所述共用的第二电极之间的相对轴垂直于所述反应区域的地壁。

3.如权利要求1所述的生物测定盘，其特征在于，将光源设置在所述第一电极的位置上，而光接受部分设置在所述共用的第二电极的位置上。

4.如权利要求1所述的生物测定盘，其特征在于，将光接受部分设置在所述第一电极的位置上，而光源设置在所述共用的第二电极的位置上。

5.一种用于生产生物测定盘的方法，所述方法包括：

第一基片，它具有检测部分，该检测部分至少提供一反应区域，用于提供在物质之间相互作用的地方，并且还具有面对着所述反应区域而设置的第一电极；以及

第二基片，它至少提供第二电极，所述第二电极允许把电场施加到与所述第一电极相关联的所述反应区域；以及，

将这两个基片层叠在一起，使得所述第一电极和所述第二电极处于彼此相对的位置上。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，权利要求5所定义的第一基片和权利要求5所定义的第二基片相互层叠在一起，所述第一基片在其上面携带着多个如权利要求5所定义的多个所述检测部分的阵列，而所述第二基片提供共用的第二电极，用于与根据权利要求5所定义的并且以作为单元设置在所述的相应的多个检测部分中的第一电极建立相对电极的关系。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将盘形的、权利要求5所定义的所述第一基片和权利要求5所定义的所述第二基片层叠在一起，所述第一基片在其上面携带着如权利要求5所定义的且从所述基片的中心以径向阵列的方式设置的多个检测部分，而所述第二基片提供以条状或线状方式的如权利要求5所定义的共用的第二电极，且所述的共用的第二电极遍布属于一个所述径向阵列的一些或所有所述检测部分而形成。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将盘形的、权利要求5所定义的所述第一基片和权利要求5所定义的所述第二基片层叠在一起，所述第一基片在其上面携带着如权利要求5所定义的且以同心阵列的方式设置的多个检测部分，而所述第二基片提供以条状或线状方式的如权利要求5所定义的共用的第二电极，且所述的共用的第二电极遍布属于一个所述同心阵列的一些或所有所述检测部分而形成。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将盘形的、权利要求5所定义的所述第一基片和权利要求5所定义的所述第二基片层叠在一起，所述第一基片在其上面携带着如权利要求5所定义的且以螺旋形阵列的方式设置的多个检测部分，而所述第二基片提供以条状或线状方式的如权利要求5所定义的共用的第二电极，且所述的共用的第二电极遍布属于一个所述螺旋形阵列的一些或所有所述检测部分而形成。

10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述第一电极和所述第二电极之间的相对轴垂直于所述反应区域的地壁。

11.如权利要求1所述的生物测定盘，其特征在于，权利要求1所定义的所述第一基片和权利要求1所定义的所述第二基片相互层叠在一起，所述第一基片在其上面携带着多个所述检测部分，而所述第二基片提供共用的第二电极，用于与根据权利要求1所定义的并且以作为单元设置在所述的相应的多个检测部分中的第一电极建立相对电极的关系。

12.如权利要求1所述的生物测定盘，其特征在于，将盘形的、权利要求1所定义的所述第一基片和权利要求1所定义的所述第二基片层叠在一起，所述第一基片在其上面携带着从所述基片的中心以径向阵列的方式设置的多个检测部分，而所述第二基片提供以条状或线状方式的如权利要求1所定义的共用的第二电极，且所述的共用的第二电极遍布属于一个所述径向阵列的一些或所有所述检测部分而形成。

13.如权利要求1所述的生物测定盘，其特征在于，将盘形的、权利要求1所定义的所述第一基片和权利要求1所定义的所述第二基片层叠在一起，所述第一基片在其上面携带着以同心阵列的方式设置的多个检测部分，而所述第二基片提供以条状或线状方式的如权利要求1所定义的共用的第二电极，且所述的共用的第二电极遍布属于一个所述同心阵列的一些或所有所述检测部分而形成。

14.如权利要求1所述的生物测定盘，其特征在于，将盘形的、权利要求1所定义的所述第一基片和权利要求1所定义的所述第二基片层叠在一起，所述第一基片在其上面携带着以螺旋形阵列的方式设置的多个检测部分，而所述第二基片提供以条状或线状方式的如权利要求1所定义的共用的第二电极，且所述的共用的第二电极遍布属于一个所述螺旋形阵列的一些或所有所述检测部分而形成。

15.如权利要求1所述生物测定盘，其特征在于，所述第一电极和所述共用的第二电极是用于在所述第一电极和所述共用的第二电极之间形成交变电场的电极。

Claims

1.一种包括将第一基片和第二基片层叠在一起的生物测定盘，其特征在于，

所述第一基片，它至少提供用于液相物质之间相互作用的地方的反应区域，并且还具有面对着所述反应区域所设置的第一电极；以及，

所述第二基片，它至少提供位于所述第一电极的对向而形成的第二电极。

2.如权利要求1所述的生物测定盘，其特征在于，在所述第一电极和所述第二电极之间的相对轴垂直于所述反应区域的地壁。

3.如权利要求1所述的生物测定盘，其特征在于，将光源设置在所述第一电极的位置上，而光接受部分设置在所述第二电极的位置上。

4.如权利要求1所述的生物测定盘，其特征在于，将光接受部分设置在所述第一电极的位置上，而光源设置在所述第二电极的位置上。

5.一种适用于生产生物测定盘的方法，所述方法包括：

第一基片，它具有至少提供用于提供在物质之间相互作用的地方的反应区域的检测部分，并且还具有面对着所述反应区域的而设置的第一电极；以及

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，权利要求5所定义的第一基片和权利要求5所定义的第二基片相互层叠在一起，所述第一基片在其上面携带着多个如权利要求5所定义的多个所述检测部分的阵列，而所述第二基片提供共用的第二电极，用于与根据权利要求5所定义的并且以作为单元的所述的相应的多个检测部分来设置的第一电极建立相对电极的关系。