CN202823394U - 用于处理化学反应的设备和系统 - Google Patents

Abstract

本文公开了用于处理诸如聚合物合成的化学反应的组合物、方法和系统。

Description

用于处理化学反应的设备和系统

相关申请 

本申请为在2010年1月19日提交的美国临时申请No.61/296,371的非临时申请，其全部内容以引用的方式结合到本文中。 

技术领域

本文所提供的方法、组合物和系统涉及化学反应处理。特别地，描述了用于合成聚合物的方法、组合物和系统。 

背景技术

在现代分子生物学中的许多技术采用合成多核苷酸。这些技术中的某些包括（但不限于）DNA测序、聚合酶链反应（PCR）、定点突变、全基因组装和单-核苷酸多态性（SNP）分析。不同于在分子生物学中所用的许多其它试剂，多核苷酸通常不能作为库存物料提供，而是根据每个使用者的规格来定制。例如，可由使用者来规定多核苷酸的序列、尺寸、纯度和修饰。 

多核苷酸合成化学和处理技术的改进导致以更低成本更迅速地合成。但是，多核苷酸合成仍为复杂的多步骤过程，其需要一系列高效化学反应。 

实用新型内容

本实用新型的实施例涉及用于处理化学反应的方法、组合物和系统。特别地，描述了用于合成聚合物的方法、组合物和系统。 

某些实施例包括一种设备，其包括：基板，其具有顶表面和底表面， 所述顶表面包括多个凹陷且所述底表面包括多个凸起区，每个凸起区对应于顶表面中的凹陷；以及多孔材料，其固定于凹陷中的至少某些中，其中多孔材料具有大于五的表面积与体积比。在某些实施例中，凹陷布置成行。 

在某些实施例中，基板包括柔韧薄片。在某些实施例中，柔韧薄片包括聚丙烯。在其它实施例中，柔韧薄片适于形成带。在某些实施例中，薄片中的至少一个边缘适于接触用于移动该薄片的辊。在某些实施例中，基板的至少一个边缘被穿孔。 

在某些实施例中，本文所述的多孔材料包括可控孔隙玻璃（CPG）。在某些实施例中，可控孔隙玻璃（CPG）作为粉末存在。在某些实施例中，多孔材料包括大于约 

的孔隙。在其它实施例中，多孔材料包括小于约 

的孔隙。在优选实施例中，多孔材料包括约 

至约 范围的孔隙。 

在某些实施例中，多个凹陷包括多个孔。在优选实施例中，每个孔包括小于约10μl的体积。在其它优选实施例中，每个孔包括少于约500μg可控孔隙玻璃（CPG）。在某些实施例中，多孔材料包括多个反应位点，其中封闭一定比例的所述反应位点。在某些实施例中，凹陷在基板上图案化。 

在本文所述的组合物、方法和系统的优选实施例中，化学反应为核酸合成反应且多孔材料上附有核酸合成反应的至少一种组分。 

除了前文的描述之外，本实用新型的实施例还涉及制造用于处理化学反应的设备的方法。某些方法包括提供基板，在基板中形成多个凹陷；将多孔材料提供给凹陷中的至少某些；以及将多孔材料固定于凹陷中的至少某些中。 

在某些实施例中，基板包括柔韧薄片。在某些实施例中，柔韧薄片包 括聚丙烯。某些实施例还包括使柔韧薄片的端部联接以形成带的步骤。额外实施例还包括将基板的至少一个边缘穿孔的步骤。 

在某些实施例中，本文所述的多孔材料包括可控孔隙玻璃（CPG）。在某些实施例中，可控孔隙玻璃（CPG）作为粉末存在。在某些实施例中，多孔材料包括大于约 

的孔隙。在其它实施例中，多孔材料包括小于约 

的孔隙。在优选实施例中，多孔材料包括约 至约 范围的孔隙。 

在某些实施例中，多个凹陷包括多个孔。在优选实施例中，每个孔包括小于约10μl的体积。在某些实施例中，凹陷在基板上图案化。在其它实施例中，多孔材料包括多个反应位点。 

额外实施例还包括以下步骤：将封闭剂施加到多孔材料上，从而封闭反应位点中的至少某些。 

在本文所述的方法的某些实施例中，固定多孔材料的步骤包括暂时地提高基板的塑性。在其它实施例中，通过加热基板来提高基板的塑性。在另外的实施例中，通过将基板向有机溶剂暴露来提高基板的塑性。 

额外的方法还包括以下步骤：将例如核酸合成反应的化学反应的至少一种组分附连到所述多孔材料。 

除了前文所述的组合物和方法之外，本实用新型还涉及一种化学反应处理系统。这样的系统包括带多个凹陷的基板和带多个反应位点的多孔材料，所述多孔材料固定于所述多个凹陷中至少某些凹陷中；以及一个或多个分配站，其被配置成将液体试剂分配到所述凹陷中的所述至少某些内。 

在某些实施例中，所述一个或多个分配站中的每一个包括多个喷嘴。在某些实施例中，喷嘴为压电启动的喷嘴。 

在本文所述的系统的优选实施例中，多孔材料具有大于五的表面积与体积比。 

某些实施例还包括：用于检测在分配站处凹陷存在的传感器。这样的传感器允许分配站在检测到凹陷的前缘时或之后不久开始分配。例如，在某些实施例中，当凹陷的前缘接合传感器时传感器启动自分配站的分配。在某些实施例中，当凹陷的尾缘接合传感器时传感器停止自所述分配站的分配。 

某些实施例还包括：试剂移除系统。在某些实施例中，试剂移除系统包括入口，入口产生能够从多孔材料提取试剂的气流。在某些实施例中，剂移除系统还包括出口，其产生能移除从多孔材料所提取的试剂的真空。在这些实施例中，真空可以或不可单独地从多孔材料提取试剂。在某些实施例中，试剂移除系统还包括出口，其产生能从多孔材料提取试剂的真空。 

本文所述的某些实施例还包括控制系统，其协调试剂分配和试剂移除。在某些实施例中，一个或多个分配站分配选自下列的试剂：去封闭试剂、单体试剂、氧化试剂、封端(capping)试剂和洗涤试剂。在某些实施例中，一个或多个分配站以大约5pl/ms至约500nl/ms的速率分配试剂。 

在本文所述的系统的某些实施例中，基板包括柔韧薄片。在某些实施例中，柔韧薄片包括聚丙烯。在其它实施例中，基板适于形成带。在某些实施例中，带的至少一个边缘适于接触用于移动带的辊。在某些实施例中，基板的至少一个边缘被穿孔。 

在某些实施例中，本文所述的多孔材料包括可控孔隙玻璃（CPG）。在某些实施例中，可控孔隙玻璃（CPG）作为粉末存在。在某些实施例中，多孔材料包括大于约 的孔隙。在其它实施例中，多孔材料包括小于约 

的孔隙。在优选实施例中，多孔材料包括约 至约 

范围的孔隙。 

在某些实施例中，多个凹陷包括多个孔。在优选实施例中，每个孔包括小于约10μl的体积。在其它实施例中，凹陷在基板上图案化。 

在本文所述的系统的某些实施例中，基板包括多个反应位点。在某些这样的实施例中，反应位点中的至少某些被封闭。 

在某些实施例中，化学反应为核酸合成反应且多孔材料上具有附在其上的核酸合成反应的至少一种组分。 

除了上文的描述之外，本实用新型的实施例还包括：用于处理化学反应的方法，包括：获得包括多个凹陷的基板和包括多个反应位点的多孔材料，所述多孔材料固定于所述多个凹陷中至少某些凹陷中；以及通过移动基板将液体试剂提供给多孔材料使得凹陷从一个或多个分配站接收所述试剂。 

在某些实施例中，所述一个或多个分配站中的每一个包括多个喷嘴。在某些实施例中，喷嘴为压电启动的喷嘴。 

在本文所述的用于处理化学反应的方法的优选实施例中，多孔材料具有大于五的表面积与体积比。 

本文所述的用于处理化学反应的方法的额外实施例还包括以下步骤：检测分配站处凹陷的存在。在某些实施例中，检测包括使得传感器与凹陷的前缘接合，从而启动从分配站的分配。在某些实施例中，检测包括使得传感器与凹陷的尾缘接合，从而停止从分配站的分配。 

本文所述的用于处理化学反应的方法的其它实施例还包括移除所述试剂的步骤。在某些实施例中，移除试剂包括将气流导向至所述凹陷，从而 从多孔材料提取试剂。在某些实施例中，移除试剂还包括将真空导向至所述凹陷，从而移除由所述气流从多孔材料提取的试剂。在某些实施例中，移除试剂包括将真空导向至所述凹陷，从而从多孔材料提取试剂。 

在某些实施例中，一个或多个分配站分配选自下列的试剂：去封闭试剂、单体试剂、氧化试剂、封端试剂和洗涤试剂。 

在某些实施例中，基板以大约10μm/s至约10cm/s的速率范围移动。 

在本文所述的用于处理化学反应的方法的某些实施例中，基板包括柔韧薄片。在某些实施例中，柔韧薄片包括聚丙烯。在某些实施例中，基板适于形成带。在某些实施例中，带的至少一个边缘适于接触用于移动带的辊。在某些实施例中，基板的至少一个边缘被穿孔。 

在本文所述的用于处理化学反应的方法的优选实施例中，试剂包括核酸合成反应的至少一种组分。 

本文所述用于处理化学反应的方法的额外实施例还包括卷起基板且将基板放置到腔室内。在这些实施例中，该腔室可包括气态反应物，催化剂或裂解试剂，诸如氨或甲胺。在一优选实施例中，该腔室包括气态氨或甲胺且化学反应包括核酸合成反应。 

本文所述用于处理化学反应的方法的某些实施例还包括通过向多个凹陷提供洗脱剂来从多孔材料洗脱核酸。 

在某些实施例中，多孔材料包括可控孔隙玻璃（CPG）。在某些实施例中，可控孔隙玻璃（CPG）作为粉末存在。在某些实施例中，多孔材料包括大于约 的孔隙。在其它实施例中，多孔材料包括小于约 

的孔隙。在优选实施例中，多孔材料包括约 至约 

范围的孔隙。 

在某些实施例中，多个凹陷包括多个孔。在优选实施例中，每个孔包 括小于约10μl的体积。在其它优选实施例中，凹陷在基板上图案化。 

本文所述的用于处理化学反应的方法的某些优选实施例还包括封闭反应位点中的至少某些的步骤。 

除了前文描述之外，本实用新型的某些实施例涉及用于降低执行化学反应的成本的方法。某些这样的方法包括（a）获得包括多个凹陷的基板和包括多个反应位点的多孔材料，所述多孔材料固定于所述多个凹陷中至少某些凹陷中；（b）将第一液体试剂提供给包括所述多孔材料的凹陷，其中所述第一液体试剂由多孔材料吸收，（c）将第二液体试剂提供给包括所述多孔材料的凹陷，其中所述第二液体试剂由所述多孔材料吸收，且其中第一液体试剂与第二液体试剂的组合体积基本上包含于多孔材料内；（d）允许充分的时间来进行化学反应，从而以降低的成本来执行化学反应。 

在用于降低执行化学反应的成本的方法的优选实施例中，第一液体试剂的量小于约1μl。在特别优选的实施例中，第一液体试剂的量小于约100nl。 

用于降低执行化学反应的成本的方法的额外实施例包括从多孔材料移除第一液体试剂的另外的步骤。 

用于降低执行化学反应的成本的方法的某些还包括将至少第二液体试剂分配给包括所述多孔材料的凹陷。在这些实施例中，第一液体试剂或第二液体试剂包括核酸合成反应的至少一种组分。在某些实施例中，第一或第二液体试剂选自：去封闭试剂、单体试剂、氧化试剂、封端试剂和洗涤试剂。 

在某些实施例中，基板包括柔韧薄片。在某些实施例中，柔韧薄片包括聚丙烯。在其它实施例中，基板适于形成带。在某些实施例中，带的至 少一个边缘适于接触用于移动带的辊。在其它实施例中，基板的至少一个边缘被穿孔。 

在用于降低执行化学反应的成本的方法的优选实施例中，化学反应包括核酸合成反应。 

在某些实施例中，多孔材料包括可控孔隙玻璃（CPG）。在某些实施例中，可控孔隙玻璃（CPG）作为粉末存在。在某些实施例中，多孔材料包括大于约 

的孔隙。在其它实施例中，多孔材料包括小于约 

的孔隙。在优选实施例中，多孔材料包括约 

至约 

范围的孔隙。 

在某些实施例中，多个凹陷包括多个孔。在优选实施例中，每个孔包括小于约10μl的体积。在其它优选实施例中，凹陷在基板上图案化。 

本文所述用于降低执行化学反应的成本的其它方法还包括封闭反应位点中至少某些的步骤。 

除了前文描述之外，本实用新型的某些实施例涉及减少聚合物合成期间缠结的方法，其中该方法包括以下步骤：（1）获得包括多个凹陷的基板和包括多个反应位点的多孔材料，所述多孔材料固定于所述多个凹陷中至少某些凹陷中；以及（2）通过将封闭剂施加到多孔基质来减少在多孔材料中反应位点的密度，从而减少在聚合物延长期间的缠结。 

本实用新型的其它实施例涉及减少聚合物合成期间缠结的方法，其中该方法包括以下步骤：（1）获得包括多个凹陷的基板和包括多个反应位点的多孔材料，所述多孔材料固定于所述多个凹陷中至少某些凹陷中；以及(2)将分子提供给多孔材料使得所述多个反应位点的一部分由分子占据，由此减少在聚合物延长期间的缠结。 

用于减少聚合物合成期间的缠结的上述方法的某些实施例包括提供液 体试剂给包括所述多孔材料的凹陷。 

在上文所述用于减少聚合物合成期间缠结的方法的某些实施例中，基板包括柔韧薄片。在某些实施例中，该柔韧薄片包括聚丙烯。在其它实施例中，该基板适于形成带。在某些实施例中，带的至少一个边缘适于接触用于移动该带的辊。在其它实施例中，基板的至少一个边缘被穿孔。 

在上文所述用于减少聚合物合成期间缠结的方法的某些实施例中，聚合物合成包括核酸合成。 

在上文所述用于减少聚合物合成期间缠结的方法的某些实施例中，多孔材料包括可控孔隙玻璃（CPG）。在某些实施例中，可控孔隙玻璃（CPG）作为粉末存在。在某些实施例中，多孔材料包括大于约 

的孔隙。在其它实施例中，多孔材料包括大于约 

的孔隙。在优选实施例中，多孔材料包括约 

至约 

范围的孔隙。 

在上文所述用于减少聚合物合成期间缠结的方法的某些实施例中，多个凹陷包括多个孔。在优选实施例中，每个孔包括小于约10μl的体积。在其它优选实施例中，凹陷在基板上图案化。 

附图说明

图1示出了用于处理化学反应的设备的实施例，具有适于由辊移动的至少一个边缘。 

图2示出了用于处理化学反应的设备的实施例，其中设备适于形成带。 

图3示出了用于处理化学反应的系统的实施例。 

图4示出了用于处理化学反应的系统的实施例。 

图5示出了用于处理化学反应的系统的实施例。 

具体实施方式

本实用新型涉及用于处理化学反应的方法、组合物和系统。提供用于多种聚合物连续并行合成的方法、组合物和系统的一些优选实施例。特别优选的实施例涉及用于合成核酸的方法、组合物和系统。 

本文所述的方法、组合物和系统中的每一个可包括使用一个或多个多孔材料。本文所述的多孔材料能特别地有利地为聚合物合成的固体支承件。使用多孔材料能显著地减小特定反应所需的液体试剂的体积。例如，多孔试剂可提供能向液体试剂暴露用于反应位点的较大表面积。此外，使用多孔材料能减小可能由于蒸发而损失的液体试剂的量。这样的损失在较小液体试剂体积的情况下可特别显著。 

尽管本文所述的方法、组合物和系统能结合或适于结合大部分类型的化学反应来使用，本实用新型的某些优选实施例涉及结合合成反应使用的方法、组合物和系统。方法、组合物和系统特别适用于合成反应，其包括诸如合成聚合物的反应的重复步骤，其中重复单体添加的循环直到形成了预先限定或所需长度的聚合物。在特别优选的实施例中，合成反应包括合成核酸，诸如寡核苷酸探针和引物。在某些实施例中，可利用核苷亚磷酰胺(nucleoside phosphoramidites)。这样的核苷亚磷酰胺为单体试剂的示例，其可用于本文所述的方法、组合物和系统。核苷氨基磷酸酯包括天然或合成核苷的衍生物，其中保护基（有时也被称作封闭基）添加到反应性环外胺和羟基，且其中N,N-二异丙基亚磷酰胺基附连到每个核苷的3'-羟基。保护基的示例包括（但不限于）对酸不稳定的二甲氧基三苯甲基（DMT）。 

在本文所述的方法、组合物和系统的某些实施例中，能通过将带DMT 基的第一核苷共价附连到固体支承件来合成核酸。核苷能通过如在本文中进一步描述的连结子（连结子）而附连到固体支承件上。能通过去保护和偶联的重复循环来合成核酸。 

在本文所述的某些实施例中，核酸合成的循环可包括四个步骤。特别地，典型核酸合成循环包括去封闭步骤、偶联步骤、封端步骤和氧化步骤。在去封闭步骤中，利用酸性溶液，例如，在二氯乙酸或三氯乙酸的二氯甲烷溶液将附连到核苷的DMT基移除。在偶联步骤中，使用诸如酸性唑催化剂，例如四唑、2-乙基硫代四唑、2-苯甲基硫代四唑或4-5-二氰基咪唑的试剂通过质子化作用而活化核苷的亚磷酰胺基。使混合物与随后循环的附连的去封闭核苷和附连的去封闭寡核苷酸接触。活化的亚磷酰胺基与所附连的核苷的5'-羟基反应。此反应对于水分敏感且能在无水条件下执行，例如使用无水乙腈。在封端步骤中，将未反应的键合的5'-羟基寡核苷酸淬火，例如通过乙酰化，或者通过提供带有缺电子反应中心的反应性羟基，以便防止在随后的合成循环中形成副产物。可使用诸如乙酸酐和1-甲基咪唑的试剂。在氧化步骤中，新形成的三配位亚磷酸三脂键可在存在诸如吡啶、、二甲基吡啶或三甲吡啶的弱碱的条件下利用诸如碘和水的试剂进行处理。随后的循环通畅始于去封闭步骤。 

以所需核苷酸添加顺序来执行合成过程且重复直到寡核苷酸到达所需的序列组成和长度。在此点，DMT基能从大部分5'核苷残基移除且使用诸如氢氧化铵水溶液、甲胺水溶液、气态氨或气态甲胺将核酸从固体支承件裂解。 

本文所述的方法、组合物和系统的额外实施例涉及其它聚合物分子的合成。例如，本文所述的组合物、方法和系统能被配置成合成诸如多肽的 聚合物。在固体支承件上进行肽合成的过程通常涉及从羧基末端来构建肽。肽经由其羧基末端氨基酸附连到固体支承件且还包括在氨基-末端α氨基上的保护基。然后将保护基从肽裂解以形成去保护的肽。之后，在去保护的肽的α氨基与单体氨基酸的α羧基之间形成肽键的条件下使也包含α氨基保护基的单体氨基酸与去保护的肽接触。可提供呈活化形式的单体氨基酸或者活化试剂可添加到氨基酸和生长的肽。在步骤之间执行洗涤以移除试剂。可重复使之前的氨基酸去保护和偶联额外氨基酸的循环直到合成了所需长度的肽。氨基酸的反应性侧链通常受到能耐受偶联和α-氨基去保护过程的化学基团保护。但这些侧链保护基可在合成结束时移除。 

在本文所述的与合成反应有关的方法、组合物和系统的某些实施例中，分配器可被配置成分配洗涤溶液、去保护试剂、氨基酸或活化试剂。根据本文的教导内容和肽合成的已知反应方案，站阵列的相对放置，反应位点阵列的相对放置和阵列彼此连通的安排可为相关的，肽合成的已知反应方案包括（例如）Goodman等人（编辑），Synthesis of Peptides and Peptidomimetics，卷E22a，Georg Thieme Verlag,Stuttgart(2002)，以其全文引用的方式结合到本文中。 

定义 

如本文所用的术语“核苷酸”能指核酸的构建单元，包括（但不限于）天然存在和非天然存在的核苷酸、核苷、核苷酸类似物、核苷类似物等。术语“核苷酸”能用于描述多核苷酸的单体单元或者描述例如通过合成而合并为多核苷酸之前的个别分子。核苷通常包括含氮碱基和糖，例如，脱氧核糖、核糖等。核苷酸通常包括含氮碱基、糖和磷酸基，例如单磷酸基、二磷酸基或三磷酸基。“含氮碱基”可指杂环碱基，诸如腺嘌呤、鸟嘌呤、 胸腺嘧啶、脲嘧啶胞嘧啶，其它嘌呤类和嘧啶类和其衍生物。核苷酸通常包括5'-核苷磷酸根，包括（但不限于）脱氧腺苷5'-三磷酸根、脱氧鸟苷5'-三磷酸根、脱氧胞啶5'-三磷酸根、脱氧胸苷5'-三磷酸根、脱氧尿苷5'-三磷酸根、腺苷5'-三磷酸根、鸟苷5'-三磷酸根、胞苷5'-三磷酸根、尿苷5'-三磷酸根、胸苷-5'-三磷酸根和其类似物。 

核苷酸类似物可包括带标记部分，例如可检测的标记部分的核苷酸。可检测的标记部分包括（但不限于）荧光部分和化学发光部分。核苷酸和核苷类似物也可任选地为合成的、天然存在的或非天然存在的化合物，其具有与核苷酸和核苷类似的性质且通常以类似方式新陈代谢。更多的示例包括（但不限于）硫代磷酸根、氨基磷酸根、甲基膦酸根、手性-甲基膦根、2-O-甲基核糖核酸、二脱氧核苷酸、含硼核苷酸等。 

如本文所用的术语“寡核苷酸”和/或“核酸”和/或其语法等效物可指连结在一起的至少两个核苷酸。核酸可通常包含磷酸二酯键，但在某些实施例中，核酸类似物可具有其它类型的主链，包括（例如）磷酰胺(Beaucage,等人，Tetrahedron,49:1925(1993)；Letsinger,J.Org.Chem.,35:3800(1970)；Sprinzl,等人，Eur.J.Biochem.,81:579(1977)；Letsinger,等人，Nucl.Acids Res.,14:3487(1986)；Sawai,等人，Chem.Lett.,805(1984),Letsinger,等人，J.Am.Chem.Soc.,110:4470(1988)；和Pauwels,等人，Chemica Scripta,26:141(1986)，全都以其全文引用的方式结合到本文中)；硫代磷酸根(Mag,等人，Nucleic Acids Res.,19:1437(1991)；和美国专利No.5,644,048)；二硫代磷酸根(Briu,等人，J.Am.Chem.Soc.,111:2321(1989)，以其全文引用的方式结合到本文中)；O-甲基亚磷酰胺（O-methylphophoroamidite）键(参看Eckstein,Oligonucleotides and Analogues:A Practical Approach,Oxford  University Press,以其全文引用的方式结合到本文中)以及肽核酸主链和键(参看Egholm,J.A m.Chem.Soc.,114:1895(1992)；Meier,等人，Chem.Int.Ed.Engl.,31:1008(1992)；Nielsen,Nature,365:566(1993)；Carlsson,等人，Nature,380:207(1996)，全都以其全文引用的方式结合到本文中)。 

其它类似核酸包括具有下列主链的那些：正主链(Denpcy等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,92:6097(1995),以其全文引用的方式结合到本文中)；非离子主链(美国专利NO.5,386,023；5,637,684；5,602,240；5,216,141；和4,469,863，Kiedrowshi等人,Angew.Chem.Intl.Ed.English,30:423(1991)；Letsinger等人,J.A m.Chem.Soc.,110:4470(1988)；Letsinger等人,Nucleosides&Nucleotides,13:1597(1994)；第2章和第3章，ASC Symposium Series580,"Carbohydrate Modifications in Antisense Research",编者Y.S.Sanghui和P.Dan Cook；Mesmaeker等人,Bioorganic&Medicinal Chem.Lett.,4:395(1994)；Jeffs等人,J.Biomolecular NMR,34:17(1994)；Tetrahedron Lett.,37:743(1996),全都以其全文引用的方式结合到本文中)和非核糖(美国专利No.5,235,033；美国专利No.5,034,506；和第6章和第7章，ASC Symposium Series580,"Carbohydrate Modifications in Antisense Research",编者Y.S.Sanghui和P.Dan Coo，全都以其全文引用的方式结合到本文中)。核酸也可包含一个或多个碳环形糖（参看Jenkins等人,Chem.Soc.Rev.,(1995)169-176页)。 

可存在对核糖-磷酸根主链的修饰以便于添加诸如标记的额外部分或者增加这样的分子在特定条件下的稳定性。此外，能制作天然存在核酸和类似物的混合物。备选地，可制作不同核酸类似物的混合物和天然存在的核酸和类似物的混合物。核酸可为单链或双链的（根据规定）或者包含双链 或单链序列二者的部分。核酸可为DNA、RNA或杂交的。核酸可包含脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的任何组合，和包括尿嘧啶、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、异鸟嘌呤的碱基与诸如硝基吡咯(包括3-硝基吡咯)和硝基吲哚(包括5-硝基吲哚)的碱基类似物的任何组合等。因此，上文所陈述的单体的反应性类似物可用于本文所述的合成方法和装置。 

在某些实施例中，核酸可包括至少一个混杂碱基。混杂碱基包括具有多于一种不同类型碱基的碱基对。在某些实施例中，混杂碱基能为具有至少两种不同类型碱基和不超过三种不同类型碱基的碱基对。混杂碱基的示例包括可与黄嘌呤、胸腺嘧啶或胞嘧啶配对的肌苷。其它示例包括次黄嘌呤、5-硝基吲哚、非环5硝基吲哚、4-硝基吡唑、4-硝基咪唑和3-硝基吡咯(Loakes等人,核酸Res.22:4039(1994)；Van Aerschot等人,NucleicAcid Res.23:4363(1995)；Nichols等人,Nature 369:492(1994)；Berstrom等人,Nucleic Acid Res.25:1935(1997)；Loakes等人,Nucleic Acid Res.23:2361(1995)；Loakes等人,J.Mol.Biol.270:426(1997)；以及Fotin等人,Nucleic Acid Res.26:1515(1998)，全都以其全文引用的方式结合到本文中)。也可使用可与至少三种、四种或更多类型的碱基进行碱基配对的混杂碱基。 

如本文所用的术语“氨基酸”通常指包含胺基、羧基和R基的任何化合物。氨基酸可为天然存在的或合成的。氨基酸可包括L-氨基酸或D-氨基酸。在这里也设想到单独地和一起使用L-氨基酸和D-氨基酸。可缩合两个、三个或更多的氨基酸以分别形成二肽、三肽或多肽。氨基酸可由其标准1字母代码或3字母代码表示。由“X”或“Xxx”所表示的氨基酸残基指本领域中已知的天然存在或非天然存在的氨基酸残基中的任一种或附近残基 的修饰(Watson等人,book(1987,Molecular Biology of the Gene,4th Edition,The Benjamin Cummings Pub.Co.,p.224),以引用的方式结合到本文中)。 

设备 

可使用本文所提供的设备来处理化学反应。一般而言，设备包括基板和多孔材料。设备包括顶表面和底表面，但应了解使用诸如本文所用的“顶部”和“底部”的术语能区分两个表面且照此可与诸如“第一”和“第二”的术语同义。顶表面可包括多个凹陷或孔。在某些实施例中，底表面可包括多个凸起区，其中每个凸起区对应于顶表面上的凹陷。在某些实施例中，凸起区可包括由基板材料形成且延伸超过底表面的平面的区域。在某些实施例中，凸起区由制造基板的相同材料形成。在某些实施例中，基板为单个材料薄片且由此单个材料薄片来形成孔和凸起区。 

在本文所述的组合物的某些实施例中，凹陷可在基板表面上图案化，例如，以几何图案，诸如一系列行和列。在某些实施例中，该图案可对应于在例如96多孔板，384多孔板和1536多孔板的多孔板中的孔的图案。 

关于基板而言，凹陷和相对应的凸起区的大小将取决于将在基板上执行的化学反应的尺度。在某些实施例中，凹陷或孔的体积可小于约500μl，小于约400μl，小于约300μl，小于约200μl，或者小于约100μl。在其它实施例中，凹陷或孔的体积可小于约90μl，小于约80μl，小于约70μl，小于约60μl，小于约50μl，小于约40μl，小于约30μl，小于约20μl，或者小于约10μl。在另外的实施例中，凹陷或孔的体积可小于约9μl，小于约8μl，小于约7μl，小于约6μl，小于约5μl，小于约4μl，小于约3μl，小于约2μl，或者小于约1μl。在某些实施例中，凹陷或孔可在纳升或微微升的尺度。 

在优选实施例中，凹陷或孔各近似相同尺寸。在更优选的实施例中，凹陷或孔各保持近似相同的体积。在某些实施例中，一个或多个凹陷或孔具有基本上不同于与基板相关联的其它凹陷或孔的尺寸或流体容量。 

在某些实施例中，基板可包括薄片。薄片可为柔韧的或刚性的且可具有一个或多个边缘。带有单个边缘的薄片的示例可为圆盘。在某些实施例中，薄片的两个边缘能联接以形成带。带为具有两个外边缘的薄片的示例。在优选实施例中，带为能仅具有两个外边缘的薄片的示例。在由柔韧材料制成基板的实施例中，形成柔韧带。柔韧带的示例特别适用于处理经历多个重复步骤的化学反应。例如，可移动柔韧带使得存在于带上的凹陷或孔能重复地多次访问在用于处理化学反应的系统中的站。 

基板可适于由多种方法来移动。例如，可通过使得基板的一个或多个面与例如辊的装置接合来移动基板，辊在与基板表面接合时产生摩擦。应了解在基板与装置之间的摩擦，且在某些实施例中，基板的至少一个边缘适于接触用于移动基板的构件。在某些实施例中，基板的边缘可适于接触辊，例如，边缘可包括与移动基板的辊啮合的穿孔或缺口。在这里也设想到本领域中已知的移动基板的其它方法，例如利用转台操纵，或者利用机器人手臂操纵。 

在本文所述的某些实施例中，基板可包括对于其上所进行的化学过程相对惰性的材料。材料的示例包括：热塑性塑料，诸如聚丙烯；聚烯烃，诸如乙烯醋酸乙烯酯；乙烯丙烯酸甲酯；聚乙烯；乙烯-丙烯橡胶；乙烯-丙二烯橡胶；聚(1-丁烯)；聚苯乙烯；聚(2-丁烯)；聚(1-戊烯)；聚(3-甲基-1戊烯)；聚(4-甲基-1戊烯)；1,2-聚-1,3-丁二烯；1,4-聚-1,3-丁二烯；聚异戊二烯；聚氯丁二烯；聚(醋酸乙烯酯)；聚(二氯乙烯)和其混合物和衍生物。 材料的更多的示例包括含氟聚合物，诸如PVDF和PTFE，尼龙、聚碳酸酯、聚（醚砜）和其混合物。在某些实施例中，基板由热固性材料形成。 

本文所述的设备中的某些包括具有与之相关联的多孔材料的基板。在某些实施例中，多孔材料可与孔或凹陷相关联。在某些实施例中，多孔材料可涂布孔或凹陷的侧部的一部分。在某些实施例中，多孔材料可填充孔或凹陷的侧部的一部分。在其它实施例中，多孔材料可嵌入于孔或凹陷的一个或多个表面内。在一优选实施例中，材料嵌入于孔或凹陷内部的至少底表面内。应了解并非所有的孔或凹陷需要包含多孔材料或另外与多孔材料相关联。在优选实施例中，孔或凹陷中的至少某些包含一种或多种多孔材料或者另外与一种或多种多孔材料相关联。 

有利地，多孔材料可提供可在其上发生化学反应的较大表面积。因此，在某些实施例中多孔材料的表面积与体积的比例可为大于约2，大于约3，大于约4，大于约5，大于约6，大于约7，大于约8，大于约9，10，大于约15，大于约20，大于约25，大于约30，大于约35，大于约40，大于约45，大于约50，大于约60，大于约70，大于约80，大于约90，大于约100，大于约150，大于约200，大于约250，大于约300，大于约350，大于约400，大于约450，大于约500，大于约600，大于约700，大于约800，大于约900或者大于约1000。在某些实施例中，多孔材料可包括下列平均孔隙大小的孔隙：大于约 

大于约 

大于约 

大于约 

大于约 大于约 

大于约 

大于约 

大于约 

或大于约 

.在其它实施例中，多孔材料可包括具有下列平均孔隙大小的孔隙：大于约 

大于约 

大于约 

或大于约 在某些实施例中，多孔材料可包括具有以下范围平均孔隙大小的孔隙：约 

至约 

的范围，约 

至约 

的范围，约 

至约 

的范围，约 

至约 

的范围，约 

至约 

的范围，约 

至约 

的范围，约 

至约 

的范围，约 

至约 

的范围，约 

至约 

的范围，约 

至约 

的范围，约 

至约 

的范围，约 

至约 

的范围，约 

至约 

的范围，约 

至约 

的范围，约 

至约 的范围，以及从大于约 

至约 的范围。在某些实施例中，孔隙大小的范围为约 

至约 

的范围，约 至约 的范围，约 

至约 的范围，约 

至约 

的范围。与孔或凹陷相关联的多孔材料的量在约1ng至约1g的范围。在一优选实施例中，与孔或凹陷相关联的多孔材料的量在约100ng至约1g的范围。在其它优选实施例中，与孔或凹陷相关联的多孔材料的量为小于约500μg，小于约400μg，小于约300μg，小于约200μg，小于约100μg，小于约90μg，小于约80μg，小于约70μg，小于约60μg，小于约50μg，小于约40μg，小于约30μg，小于约20μg，小于约10μg，小于约9μg，小于约8μg，小于约7μg，小于约6μg，小于约5μg，小于约4μg，小于约3μg，小于约2μg，或小于约1μg。 

可用于本文所述的基板的多孔材料的示例包括诸如石英、玻璃、陶瓷材料、聚合物和烧结金属粉末的材料。通过烧结金属粉末来制作多孔材料的方法是熟知的且可包括在高温和高压加热金属粉末且调整条件以控制产品的孔隙大小。可用于本文所提供的设备的多孔材料的示例包括可控孔隙玻璃（CPG）和交联聚苯乙烯（PS）。在一优选实施例中，多孔材料CPG。 

CPG对于水、有机液体和外来洗脱剂大体上为化学惰性的。CPG具有高比孔隙体积，即，每体积CPG较高的孔隙体积。表1示出了不同孔隙大 小的CPG的示例参数。 

表1 

在本文所述的组合物、方法和系统的某些实施例中，多孔材料可提供用于多个反应位点的表面。反应位点可直接位于多孔材料的表面。在其它实施例中，反应位点可连结到多孔材料的表面。例如，可将CPG衍生化以将试剂附连到多孔材料。可用于衍生化CPG的化合物的示例包括氨基丙基三乙氧基硅烷以得到具有反应性氨基的氨基丙基CPG。氨基丙基CPG可进一步衍生化具有附连到反应性氨基的连结子。例如，氨基丙基臂还进一步延伸以得到长脸氨基烷基(LCAA)CPG。可适用的连结子的更多的示例包括琥珀酸、二甘醇酸或对苯二酚-O,O′-二乙酰乙酸（Q-连结子）连结子臂(Song,Q.L.和Sanghvi,Y.S.(2001)Unexpected results and recourse in process optimization of nucleoside 3′-O-succinates.Nucl.Nucl.Nucleic Acids,20,1267–1270；Mullah,B.和Andrus,A.(1997)Automated synthesis of double dye-labeled oligonucleotides using tetramethylrhodamine(TAMRA)solid supports.Tetrahedron Lett.,38,5751–5754；以及Pon,R.T.and Yu,S.(1997)Hydroquinone-O,O′-diacetic acid(‘Q-linker’)as a replacement for succinyl and oxalyl linker arms in solid phase oligonucleotide synthesis.Nucleic Acids Res.,25,3629-3635,其公开全都以全文引用的方式结合到本文中)。在包括合成诸如核酸的聚合物的实施例中，肽核酸和肽连结子可附连到诸如氨基丙基CPG的多孔材料的反应性氨基。连结子可包括非核苷连结子或核苷延伸的连结子。非核苷连结子可适用作通用连结子。通用连结子的示例包括具有锁定于顺叠（syn-periplanar）取向的羟基的部分，(±)-3-氨基-1-(4,4′-二甲氧基三苯基甲基)-2-丙二醇(Guzaev A P，和Manoharan M.,“A conformationally preorganized universal solid support for efficient oligonucleotide synthesis.”J Am Chem Soc.125(9):2380-1；Alex V. Azhayev和Maxim L.Antopolsky, “Amide group assisted 3′-dephosphorylation of oligonucleotides synthesized on universal A-supports”Tetrahedron 57:4977-4986，其公开以其全文引用的方式结合到本文中)。通用连结子的其它示例在美国专利No.7,576,119，美国专利No.7,491,817，美国专利No.6,653,468和美国专利No.5,688,940中提供，其公开以其全文引用的方式结合到本文中。连结子的额外示例包括具有适用于合成诸如核酸的聚合物的启动子的连结子（例如，参看美国专利No.7,579,459，其公开以其全文引用的方式结合到本文中）。在另外的实施例中，连结子可包括一个或多个可裂解的连结子，如在WO92/00091中所陈述的那样，其公开以其全文引用的方式结合到本文中。 

在某些实施例中，连结子可包括核苷衍生的连结子。某些这样的连结子可将3'-末端核苷残基的3'-羟基经由3′-O-琥珀酰臂而附连到多孔材料。 

在某些实施例中，基板可包括指示孔、凹陷、多孔材料或位于带上的其它反应中心的位置的基准。示例性基准可包括一个或多个孔洞；凹入特点，诸如凹陷、凹窝孔或通道；凸出特点，诸如脊、隆起或峰；珠粒；粒子、荧光团、染料等。基板可包括用于每个反应中心的基准使得每个个别基准的位置与单个反应中心相关。备选地，每个基准可与若干反应中心，例如一行反应中心、反应中心的矩阵或在基板上的反应中心的其它子集相关。 

图1示出了设备（10）的实施例且包括基板（20），基板（20）包括薄片且在薄片表面上具有多个孔（30）。基板的边缘（40）被穿孔以与辊（50）的钉啮合。 

图2示出了适于形成带（70）的设备（60）的实施例，带（70）在带的顶表面上具有多个孔（80）且在带的底表面上具有多个凸起区（85）。该 设备接触两个辊（90）。 

制造设备 

本实用新型的某些实施例包括用于制作本文所述的设备的方法。在某些实施例中，通过多种方法在基板中制作多个孔或凹陷。例如，能在基板中预先模制孔或凹陷。例如，熔融的基板材料可倾倒入适当形状的模具内且允许硬化。备选地，可利用本领域中熟知的技术在基板上造窝（dimpling）形成孔或凹陷从而制作孔或凹陷。造窝为优选的方法，通过该方法，在基板的顶表面中生成孔或凹陷同时在基板的底表面上产生对应于孔的凸起区。在一优选实施例中，凹窝形成于柔韧或柔性基板中。在某些优选实施例中，材料永久地保持凹窝的大部分或全部形状。在特别优选的实施例中，孔具有基本上均匀的大小和/或体积。 

在某些实施例中，基板的一个或多个边缘适于移动。例如，基板边缘适于与辊啮合。在一示例中，基板的边缘能穿孔以形成与辊的钉啮合的孔洞。在另一示例中，基板的边缘能造窝以与辊啮合。 

在某些实施例中，基板能适于形成带。基板的两个边缘由多种方法联接合。例如，粘合剂可涂覆于基板的至少两个边缘且能联接以形成带。在另一示例中，待联接的每个边缘能成形为与待联接的另一边缘啮合。在另一示例中，可将待联接的边缘夹持在一起。在一优选实施例中，可通过向表面施加热和将它们压在一起而将边缘联接在一起。在其它实施例中，可用溶剂来处理一个或两个边缘且然后将边缘压制在一起。 

在某些实施例中，多孔材料可与孔或凹陷相关联。例如，诸如CPG的多孔材料可以以诸如粉末、颗粒、丸粒或珠粒的形式向孔或凹陷提供。可通过暂时地增加基板的塑性来将CPG固定到孔。用于提高基板塑性的方法 可包括加热基板或者使得基板向诸如有机溶剂的试剂暴露。在其它实施例中，多孔材料可使用粘合剂而固定到孔或凹陷。在某些这样的实施例中，粘合剂对于在多孔材料上和/或多孔材料内发生的化学过程中所用的试剂可为惰性的。在更多的实施例中，多孔材料可化学连结到孔或凹陷。在本领域中已知用于将多孔材料化学连结到基板的方法。例如，诸如CPG的多孔材料可衍生化以键合到基板。在某些这样的实施例中，多孔材料可衍生化以键合到基板且进一步适于提供多个反应位点。 

在某些实施例中，能调制在多孔材料的表面上的反应位点密度。调制反应位点的密度在多个方面是有利的。例如，在诸如聚合物合成的化学反应中，减小反应位点的密度能在延长聚合物分子时减小缠结的可能性。因此，减小反应位点的密度可导致增加的部分产量从而增加全长聚合物产物相对于非全长副产物量的相对量。在另一示例中，增加反应位点的密度能增加特定化学反应每单位体积的绝对产量。调制反应位点的密度的方法可包括使用封闭剂来掩蔽可能的反应位点。在更多的实施例中，调制反应位点的密度可包括向多孔材料提供有限数量的反应位点。例如，在利用连结子的实施例中，可通过限制将连接子引入到多孔材料的反应条件来调制连结子的密度。能限制或另外调制以减少连结子密度的反应条件的示例包括减少提供给多孔材料的前体连结子的浓度，降低执行反应的温度，减少多孔材料向特定试剂暴露的时段或者其组合。在利用诸如氨丙基CPG的衍生化CPG的实施例中，未反应的氨基可由诸如乙酸酐的试剂封端。制作如本文所述的设备的某些实施例可包括将连结子附连到反应性氨基上。 

减少聚合物合成期间缠结的某些方法包括获得包括多个凹陷的基板和包括多个反应位点的多孔材料，所述多孔材料固定于所述多个凹陷中至少 某些凹陷中；以及通过将封闭剂施加到所述多孔基质来减少在多孔材料中反应位点的密度，从而减少在聚合物延长期间的缠结。某些方法还包括向包括所述多孔材料的凹陷提供液体试剂。 

在某些实施例中，基板包括柔韧薄片。在某些实施例中，柔韧薄片包括聚丙烯。在某些实施例中，基板适于形成带。在某些实施例中，带的至少一个边缘适于接触用于移动带的辊。在某些实施例中，基板的至少一个边缘被穿孔。 

在某些实施例中，聚合物的合成包括核酸合成。 

在某些实施例中，多孔材料包括可控孔隙玻璃（CPG）。在某些实施例中，可控孔隙玻璃（CPG）作为粉末存在。 

除了前文描述之外，制造用于处理化学反应的设备的方法的某些实施例包括提供包括多个凹陷的基板；将多孔材料提供给凹陷中的至少某些；以及将多孔材料固定于凹陷中的至少某些中。 

在某些实施例中，基板包括柔韧薄片。在某些实施例中，柔韧薄片包括聚丙烯。某些方法还包括联接柔韧薄片的端部以形成带。某些方法还包括将基板的至少一个边缘穿孔。 

在某些实施例中，多孔材料包括可控孔隙玻璃（CPG）。在某些实施例中，可控孔隙玻璃（CPG）作为粉末存在。在某些实施例中，多孔材料包括大于约 

的孔隙。在某些实施例中，多孔材料包括约 

至约 

范围的孔隙。在某些实施例中，多孔材料包括多个反应位点。 

在某些实施例中，多个凹陷包括多个孔。在某些实施例中，每个孔包括小于约10μl的体积。在某些实施例中，凹陷在所述基板上图案化。 

某些方法还包括将封闭剂施加到多孔材料上，从而封闭反应位点中的 至少某些。在某些实施例中，固定多孔材料包括暂时地提高基板的塑性。在某些实施例中，通过加热基板来提高基板的塑性。在某些实施例中，通过将基板向有机溶剂暴露来提高基板的塑性。某些方法还包括将核酸合成反应中的至少一种组分附连到所述多孔材料上，其中化学反应为核酸合成反应。 

用于处理化学反应的系统 

本实用新型的某些实施例包括用于处理化学反应的系统。用于处理化学反应的这些系统中的许多系统包括至少一个分配系统。分配系统可将一种或多种液体试剂提供给多孔材料。此外，分配系统可包括一个或多个分配站。分配站通常包括一个或多个喷嘴，其被配置成将试剂递送给基板中的一个或多个孔或凹陷。通常，孔或凹陷包括多孔材料。喷嘴的示例可包括压电启动的喷嘴和喷墨喷嘴。这样的喷嘴能提供试剂到孔或凹陷的快速递送。在某些实施例中，喷嘴可具有局部储存器以向孔或凹陷供应特定试剂。在某些实施例中，试剂可包括：去封闭试剂、单体试剂、氧化试剂、封端试剂和/或洗涤试剂。在某些实施例中，分配站的喷嘴可将约100ml至约1pl范围的体积的试剂递送给孔或凹陷。在一优选实施例中，分配站的喷嘴可将约1ml至约1nl范围的体积的试剂递送给孔或凹陷。在更优选的实施例中，分配站的喷嘴可将约10μl至约1nl范围的体积的试剂递送给的孔或凹陷。在另外的优选实施例中，分配站的喷嘴可将下列体积的试剂递送给孔或凹陷：小于约500μl，小于约400μl，小于约300μl，小于约200μl，小于约100μl，小于约90μl，小于约80μl，小于约70μl，小于约60μl，小于约50μl，小于约40μl，小于约30μl，小于约20μl，小于约10μl，小于约9μl，小于约8μl，小于约7μl，小于约6μl，小于约5μl，小于约4μl，小于约3μl， 小于约2μl，小于约1μl，小于约900nl，小于约800nl，小于约700nl，小于约600nl，小于约500nl，小于约400nl，小于约300nl，小于约200nl，小于约100nl，小于约90nl，小于约80nl，小于约70nl，小于约60nl，小于约50nl，小于约40nl，小于约30nl，小于约20nl，小于约10nl，小于约9nl，小于约8nl，小于约7nl，小于约6nl，小于约5nl，小于约4nl，小于约3nl，小于约2nl，小于约1nl。在其它实施例中，分配站的喷嘴可将下列体积的试剂递送给孔或凹陷：小于约500pl，小于约100pl，小于约10pl，或者小于约1pl。在某些实施例中，喷嘴可以下面的速率范围向孔或凹陷递送试剂：约5pl/ms至约500nl/ms，5pl/ms至约400nl/ms，5pl/ms至约300nl/ms，5pl/ms至约200nl/ms，和5pl/ms至约100nl/ms。 

用于处理化学反应的某些系统可包括：用于确定一个或多个反应中心位置的传感系统。传感系统可包括一个或多个传感器。传感器可包括（例如）光学传感器，诸如照相机或激光干涉仪、机械装置或磁性装置。传感系统还可包括编码器电路以将从传感器获得的位置信息转换为模拟或数字信号。示例性编码器包括增量编码器，诸如增量旋转编码器和绝对编码器。这样的编码器可从商业来源得到，诸如Renishaw(Gloucestershire,UK)或Agilent Technologies(Santa Clara,CA)。 

在传感系统中所用的传感器可用于检测诸如孔或凹陷的反应中心的位置。在某些实施例中，传感器可检测反应中心的特征，诸如孔或凹陷的前缘的存在。在某些实施例中，传感器可检测孔或凹陷的尾缘。备选地或作为补充，传感系统可检测与反应中心位置相关的基准。以在带上的孔或凹陷形成的反应中心为例，基准可位于带上，但在孔或凹陷外部。例如，基准可为在带中的标记或孔洞。带可包括用于每个反应中心的基准使得每个 个别基准的位置与单个反应中心相关。备选地，个别基准可与一组若干孔，例如一排孔或呈若干行和列的孔的阵列相关。在某些实施例中，传感器系统可包括编码器，其被配置成控制试剂到孔、凹陷或其它反应中心的递送。例如，在传感系统中所用的编码器电路可被配置成将从传感器得到的位置信息转换为控制分配器发射（firing）的指令。指令可包括对于发射表的参考，发射表规定何时打开分配器中的阀和何时关闭阀。编码器特别适用于反应中心位于柔性带或者具有幅材特征(web characteristics)的其它基板上的实施例。编码器可提供准确的试剂递送，即使在反应中心的相对位置可能以一定方差改变的情况下，与该系统的试剂递送组分的精度相比，该方差可较为显著。增量旋转编码器特别适用于试剂递送到弧形的反应中心上的实施例，如在下文中进一步详细地陈述。应了解绝对编码器也可为适用的。 

根据本文所述的方法，试剂在该带移动时可递送到在带上的反应中心（即，在试剂递送期间无需中止移动）。对于编码传感器系统使用基准的实施例，基准相对于一个或多个反应中心的位置可为预定的或映射的。传感系统可使用映射信息来使得基准的检测与一个或多个反应中心的位置相关。发射表可基于计数值来规定分配器中阀的打开和关闭。因此，在反应中心到达分配站之前，该基准可由传感系统检测到，自传感系统的编码器所得到的输出信号可转换为计数，且该计数可用于参考发射表以指导分配站的适当阀的打开。照此，当反应中心的前缘到达分配站时发生阀的打开。可规定阀的关闭在与待递送的试剂体积有关的预定时段之后发生且由发射表规定在反应中心经过分配站之前发生。在特定实施例中，发射表可基于单个基准的检测来规定与若干阀和阀反应中心有关的事件。 

通常，若干编码传感系统可存在于化学反应系统中。例如，可存在用 于每个分配站的单独的传感系统。因此，可由单独于控制系统中另一分配站的分配系统来控制特定分配站。备选地或作为补充，单个传感系统可控制多于一个分配站。例如，主传感系统能控制在系统中的所有分配站。主控制系统可包括用于检测单个位置的单个传感器或用于检测若干位置的若干传感器使得自多个传感器的信号馈送到单个处理器内。尽管关于使用输出来控制自分配器头的递送试剂来例示传感系统中编码器的使用，应了解该输出可用于控制本文所述的系统的其它部件或者本文所述的过程的其它步骤。例如，输出可例如通过改变辊自旋的速率来用于改变反应中心经过系统的速率。 

尽管上文的示例描述了自编码器将发射表定时，在其它实施例中，应了解可基于时间来将发射表定时。例如，每个发射表条目可规定在检测到基准与打开阀之间的时间延迟量。在此实施例中，编码器可用于测量移动具有待递送试剂的反应中心的带的速度。 

在特定实施例中，传感器可检测在孔或凹陷中试剂的存在与否。某些实施例包括能检测发射表的本地环境中变化的传感器。示例性传感系统和其用于检测合成反应的示例性配置在美国专利公开No.2004/0219063中描述，其以其全文引用的方式结合到本文中。 

用于处理化学反应的某些系统可包括试剂移除系统。在某些实施例中，试剂移除系统可用于从孔或凹陷移除试剂。通常，孔或凹陷可包括多孔材料。在某些实施例中，移除系统可包括能提供气流的入口。在某些实施例中，气流能在足以从多孔材料移除液体试剂的压力下导向至孔或凹陷。气流导向至孔或凹陷和/或多孔材料的压力和时段可改变且优化以从孔或凹陷和/或多孔材料移除液体试剂。在更多的实施例中，可导向气流以造成在多 孔材料处压力减小来从多孔材料移除液体试剂。气流可包括相对稳定或惰性的气体。可使用的气体的示例包括氮气、氦气和氩气。可使用的气体的更多示例包括氖气、氪气、氙气和氡气。在更多的实施例中，试剂移除系统可包括产生真空以移除液体试剂的出口。真空能从多孔材料移除液体试剂和/或移除从多孔材料提取的液体试剂。某些试剂移除系统可包括入口和出口用于从孔或凹陷和/或多孔材料移除试剂。 

用于处理化学反应的某些系统可包括驱动系统。在某些实施例中，驱动系统可用于移动本文所述的设备中的一个或多个。驱动系统可调制设备在例如分配站，试剂移除系统的出口、试剂移除系统的入口和/或控制环境隔室之间移动的速率。移动设备的速率能视应用而定。设备能由多种方法来移动，例如，驱动系统可包括一个或多个辊。应了解，辊可适于移动本文所述的设备中的一个或多个，且本文所述的设备中的一个或多个可适于由辊移动。 

用于处理化学反应的某些系统可包括用于产生和/或维持一个或多个受控制环境的系统。这样的受控制的环境可用于调制特定反应。在一优选实施例中，能调制执行反应的特定条件或环境以便增加、减小或优化反应的某些特征或特点。例如，优化反应条件能提高反应效率且因此能提高特定反应的产量。能优化的条件包括（例如）环境的温度、湿度和气体组成。用于一个或多个控制环境的某些系统可包括闭合体积。例如，闭合体积可包括闭合隔室。在某些实施例中，可使用气体刀或气体幕帘而使得闭合体积与其它体积分开。在更多的实施例中，闭合体积可包括填充了致密气体的杯。 

在受控制的环境的一个示例中，已知多核苷酸对于水蒸气和空气的存 在特别敏感（Gait“Oligonucleotide Synthesis:A practical-approach”Oxford University Press,New York,N.Y.,1984，以其全文引用的方式结合到本文中）。由于存在水分而可能使例如偶联反应的效率显著降低。为了应对此敏感性，用于处理化学反应的系统可包括显著地减小湿度的至少一个受控制的环境。可通过多种方法来减小湿度。例如，可加热环境以维持干燥环境。在另一示例中，可净化环境的大气气体，且然后供应干气体来维持干环境。可在受控制的环境中使用若干类型的气体，诸如本身包含较小反应性的稳定或惰性气体。例如，诸如氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气的稀有气体可为在该设备中使用的惰性气体。此外，可使用诸如氮气的气体。 

在另一示例中，可调制环境以引入一种或多种气态试剂。例如，在核酸合成中，可使用气态氨或甲胺来使得多核苷酸到诸如CPG的多孔材料的不稳定附连裂解。在某些实施例中，诸如氨或甲胺的气态试剂可用于去保护反应酸中(Boal,J.H.等人"Cleavage of oligodeoxyribonucleotides from controlled-pore glass supports and their rapid deprotection by gaseous amines".Nucleic Acids Research 24(15):3115，或者美国专利5,738,829，其中的每一个都以其全文引用的方式结合到本文中)。 

用于处理化学反应的某些系统可包括控制系统。在某些实施例中，控制系统可用于协调本文所述的系统中的一个或多个。例如，控制系统可协调传感系统和分配系统来将试剂递送到孔或凹陷。在另一示例中，控制系统可协调传感系统和试剂移除系统来将试剂从孔或凹陷移除。在另一示例中，控制系统可协调驱动系统与本文所述的系统中的任何系统来优化连续化学过程的速率。在某些实施例中，控制系统可包括CPU和存储器。在更多的实施例中，控制系统可包括软件，提供例如用于连续化学过程的指令。 

图3示出了用于处理化学反应的系统的一部分（100）的一实施例且其包括接触辊（120）的设备（110）。设备的一部分移动通过填充干燥气体（140）的隔室（130）。 

图4示出了用于处理化学反应的系统（150）的一实施例，其包括适于形成带（160）且通过接触多个辊（170）而移动且在相同方向（175）移动辊的设备。该系统还包括多个传感器（180）。多个分配站包括去封闭试剂分配站（190），第一洗涤试剂分配站（200），偶联试剂分配站（210），第二洗涤试剂分配站（220），氧化试剂分配站（230）和封端试剂分配站（240）。通过多个试剂移除系统（250）来移除试剂。在包含惰性环境的受控制的环境（260）中，例如在填充了干燥和/或惰性气体（270）的环境中发生偶联反应。在带上的个别反应中心以与形成向生长的聚合物添加单体的循环的反应步骤的顺序相关的次序来接触分配站。例如，在图4中例示的分配站用于完成向生长的多核苷酸分子添加核苷酸单体的步骤。随着带移动经过该系统，在带上的个别反应中心能重复多圈经过该系统，使得完成每一圈导致向在反应中心生长的聚合物物种添加单种单体物种。在此转至图4的示例性系统，反应中心经过该系统的每圈将导致向反应中心生长的多核苷酸物种添加另一种核苷酸物种。 

除了将分配站的次序布置为与单体添加循环中的反应步骤的次序相关之外，在每个分配站之间的带的长度和带移动的速率可被配置成使得分配事件之间反应所花费的时间与每个反应发生的时间量相关。该带在一致向前方向中移动，或备选地，该带可在净向前方向中移动，由此其周期性地中止或向后移动。 

图5示出了用于处理化学反应的系统（280）的实施例且其包括适于形 成带（290）的设备。带接触多个辊（300），辊在方向（310）中移动该带。在带上此处例示为反应中心的位置移动到第一洗涤试剂分配站（320），第一洗涤试剂分配站（320）包括传感器（330）和可向反应中心分配洗涤试剂的压电启动的喷嘴（340）。在该带上的反应中心继续移动到去封闭试剂分配站（350），去封闭试剂分配站（350）包括传感器（330）和能向反应中心分配去封闭试剂的压电启动的喷嘴（340）。反应中心继续移动到第二洗涤站（360），第二洗涤站（350）包括传感器（330）和能向反应中心分配洗涤试剂的压电启动的喷嘴（340）。反应中心继续移动到腔室（365）内。该腔室被加热且包含干惰性气体（367）。反应中心继续移动第一偶联试剂分配站（370），第一偶联试剂分配站（350）包括传感器（330）和能向反应中心分配偶联试剂的压电启动的喷嘴（340）。带继续移动使得反应中心到第二偶联试剂分配站（375），第二偶联试剂分配站（350）包括传感器（330）和能向设备分配偶联试剂的压电启动的喷嘴（340）。反应中心继续移动到第一封端试剂分配站（380），第一封端试剂分配站（350）包括传感器（330）和能向反应中心分配封端试剂的压电启动的喷嘴（340）。反应中心从该腔室继续移动到氧化试剂分配站（390），氧化试剂分配站（390）包括传感器（330）和能向反应中心分配氧化试剂的压电启动的喷嘴（340）。反应中心继续移动到第二封端试剂分配站（400），第二封端试剂分配站（400）包括传感器（330）和能向反应中心分配封端试剂的压电启动的喷嘴（340）。图5的站中的一个或多个可包括旋转增量编码器，其与处理器通信以控制压电启动的喷嘴的打开和关闭。 

在特定实施例中，一个或多个分配站位于沿着带路径与辊相对的位置。与辊相对的分配站的放置允许在带与辊接触的位置将液体分配到带上。带 与辊接触使得其在辊表面上伸展或变平。例如，分配站可放置成与带在辊上形成弧形的位置相对处，如在图5中所示的那样。因此，能暂时地移除在可能在带中存在的波痕或其它瑕疵以提供液体递送改进的准确度。如由图5中的系统所例示的那样，所有分配站可放置成与辊相对。但是，在特定实施例中，在一系统中的分配站中的一个或多个无需放置于辊上方。类似地，在一系统中的传感器中的至少一个或者所有传感器能放置成与辊相对。但是，传感器无需在所有实施例中都放置成与辊相对且一个或多个传感器可放置于不与辊相对的位置。 

用于处理化学反应的方法 

本实用新型的某些实施例包括用于处理化学反应的方法。这些方法包括通过将基板移动到一个或多个分配站将一种或多种试剂提供给孔或凹陷。某些实施例包括：检测孔或凹陷的位置。例如，可检测孔或凹陷相对于分配站的位置。某些实施例包括将试剂分配给凹陷或孔。所分配的试剂的量和速率将根据应用而不同。某些方法包括检测在孔或凹陷和/或多孔材料中试剂的存在。另外的方法包括从分配站移动基板。试剂接触孔或凹陷、多孔材料和/或反应位点的时段将根据具体应用而不同。一般而言，该时段足以用于在反应位点发生反应。因此，某些方法包括允许充分的时间用于在反应位点在试剂与一部分(moiety)之间发生反应。更多方法包括从孔或凹陷移除试剂。某些这样的方法包括将基板移动到试剂移除系统的入口。可检测孔或凹陷的位置，且试剂移除系统的入口能产生气流，气流可用于从孔或凹陷和/或多孔材料提取液体试剂。在更多方法中，试剂移除系统的出口能产生真空来从孔或凹陷和/或多孔材料移除试剂。在更多方法中，试剂移除系统的入口和出口可用于从孔或凹陷和/或多孔材料移除试剂。某些方 法可包括检测来自孔或凹陷的试剂的存在。用于处理化学反应的方法的某些实施例还包括通过将基板移动到一个或多个分配站重复将一种或多种试剂提供给孔或凹陷。 

可通过各种方法从反应位点移除化学过程产物。在某些实施例中，设备的孔或凹陷可从该设备移除。例如，能移除包括多孔材料的孔或凹陷且在多孔材料上的反应位点处的化学反应产物可从多孔材料洗脱和/或化学提取。例如，在核酸合成中，诸如氢氧化铵或甲胺的试剂能用于使在氨基烷基化CPG与前导核苷之间的不稳定键裂解。在优选实施例中，包括柔韧薄片或柔韧带的设备能从用于处理化学反应的系统移除。由于薄片或带为柔韧性的，其能易于卷起或形成为另一相对紧凑的形状且然后放置于腔室中。在一优选实施例中，腔室可填充液体或气体蒸气。在特别优选的实施例中，气体蒸气为甲胺或氨。 

用于降低执行化学反应的成本的方法

本实用新型的某些实施例涉及用于降低执行化学反应的成本的方法。某些这样的实施例可便于在特定化学反应中使用显著减小的液体试剂体积。例如，使用诸如CPG的多孔材料能提供可以较大表面积，在较大表面积上以相对较小体积来执行化学反应。还应了解蒸发造成的液体试剂的损失为利用显著较小体积的反应中的显著问题。在本文所述的某些实施例中，使用多孔材料能显著地减少通过诸如蒸发的过程造成的液体试剂的损失。 

某些方法包括使用本文所述的基板。该基板可包括多个凹陷和多孔材料。多孔材料可包括多个反应位点且为固定于多个凹陷中至少某些凹陷中的多孔材料。在某些这样的方法中，液体试剂可提供给多孔材料。多孔材料可具有一定内部体积使得所提供的液体试剂的一部分由多孔材料吸收。 液体试剂的至少一部分可包括至少约1%，至少约5%，至少约10%，至少约20%，至少约30%，至少约40%，至少约50%，至少约60%，至少约70%，至少约80%和至少约90%。在某些实施例中，至少一部分可包括约100%。液体试剂的吸收可增加在液体试剂与反应位点之间的接触。此外，液体试剂的吸收可减少通过诸如蒸发的过程所造成的液体试剂的体积损失。提供给多孔材料的液体试剂体积可为小于约500μl，小于约400μl，小于约300μl，小于约200μl，小于约100μl，小于约90μl，小于约80μl，小于约70μl，小于约60μl，小于约50μl，小于约40μl，小于约30μl，小于约20μl，小于约10μl，小于约9μl，小于约8μl，小于约7μl，小于约6μl，小于约5μl，小于约4μl，小于约3μl，小于约2μl，小于约1μl，小于约900nl，小于约800nl，小于约700nl，小于约600nl，小于约500nl，小于约400nl，小于约300nl，小于约200nl，小于约100nl，小于约90nl，小于约80nl，小于约70nl，小于约60nl，小于约50nl，小于约40nl，小于约30nl，小于约20nl，小于约10nl，小于约9nl，小于约8nl，小于约7nl，小于约6nl，小于约5nl，小于约4nl，小于约3nl，小于约2nl，小于约1nl。在其它实施例中，提供给多孔材料的液体试剂体积可为小于约500pl，小于约100pl，小于约10pl，或者小于约1pl。更多方法包括将第二液体试剂提供给多孔材料。在某些这样的方法中，第二液体试剂的至少一部分可由多孔材料吸收。 

用于降低执行化学反应的成本的方法的某些还包括允许充分的时间来发生化学反应。充分的时间可随着所用方法的应用而不同。例如，在某些实施例中，用于化学反应发生的充分时间可为少于约100s，少于约90s，少于约80s，少于约70s，少于约60s，少于约50s，少于约40s，少于约30s，少于约20s，和少于约10s，且可为少于约1000ms，少于约900ms， 少于约800ms，少于约700ms，少于约600ms，少于约500ms，少于约400ms，少于约300ms，少于约200ms，和少于100ms，少于约90ms，少于约80ms，少于约70ms，少于约60ms，少于约50ms，少于约40ms，少于约30ms，少于约20ms，和少于约10ms，和少于约1000μs，少于约900μs，少于约800μs，少于约700μs，少于约600μs，少于约500μs，少于约400μs，少于约300μs，少于约200μs，和少于约100μs，少于约90μs，少于约80μs，少于约70μs，少于约60μs，少于约50μs，少于约40μs，少于约30μs，少于约20μs，和少于约10μs，和少于约1000ns，少于约900ns，少于约800ns，少于约700ns，少于约600ns，少于约500ns，少于约400ns，少于约300ns，少于约200ns，和少于100ns。 

用于降低执行化学反应的成本的方法的某些还包括从多孔材料移除第一液体试剂。在本文中描述了用于从多孔材料移除试剂的方法。第一试剂可在添加第二液体试剂之前移除，可在添加第二液体试剂之后移除。通常，液体试剂可包括核酸合成反应的至少一种组分。这些试剂的示例可包括：去封闭试剂、单体试剂、氧化试剂、封端试剂和或洗涤试剂。 

用于降低执行化学反应的成本的方法的某些还包括（a）获得包括多个凹陷的基板和包括多个反应位点的多孔材料，所述多孔材料固定于所述多个凹陷中至少某些凹陷中；以及（b）将第一液体试剂提供给包括所述多孔材料的凹陷，其中所述第一液体试剂由所述多孔材料吸收，且其中第一液体试剂与第二液体试剂的组合体积基本上包含于多孔材料内；（c）将第二液体试剂提供给包括所述多孔材料的凹陷，其中所述第二液体试剂由多孔材料吸收；以及（d）允许充分的时间来进行化学反应，从而以降低的成本来执行化学反应。 

在某些实施例中，第一液体试剂的量小于约100nl。 

某些方法还包括从多孔材料移除第一液体试剂。某些方法还包括将至少第二液体试剂分配给包括所述多孔材料的凹陷。 

在某些实施例中，第一液体试剂或第二液体试剂包括核酸合成反应的至少一种组分。在某些实施例中，第一或第二液体试剂选自去封闭试剂、单体试剂、氧化试剂、封端试剂和洗涤试剂。 

在某些实施例中，基板包括柔韧薄片。在某些实施例中，柔韧薄片包括聚丙烯。在某些实施例中，基板适于形成带。在某些实施例中，带的至少一个边缘适于接触用于移动该带的辊。在某些实施例中，基板的至少一个边缘被穿孔。 

在某些实施例中，化学反应包括核酸合成反应。 

在某些实施例中，多孔材料包括可控孔隙玻璃（CPG）。在某些实施例中，可控孔隙玻璃（CPG）作为粉末存在。在某些实施例中，多孔材料包括大于约 

的孔隙。在某些实施例中，多孔材料包括约 

至约 

范围的孔隙。 

在某些实施例中，多个凹陷包括多个孔。在某些实施例中，每个孔包括小于约10μl的体积。在某些实施例中，凹陷在基板上图案化。 

某些方法还包括封闭反应位点中的至少某些。 

虽然在本文中示出和描述了本实用新型的优选实施例，对于本领域技术人员显然这些实施例仅为了举例说明而提供。在不偏离本实用新型的情况下，本领域技术人员将想到许多变型、变化和替代。应了解本文所述的本实用新型的实施例的各种替代可在实践本实用新型中采用。预期下文的权利要求限定了实用新型的范围且由此涵盖在这些权利要求和其等效物内 的结构和方法。 

因此在本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请以引用的方式结合到本文中到如同每个个别的出版物专利或专利申请具体地且个别地指示为以引用的方式结合的相同程度。 

Claims (80)

1.一种用于处理化学反应的设备，所述设备包括：

基板，其具有顶表面和底表面，所述顶表面包括多个凹陷且所述底表面包括多个凸起区，每个凸起区对应于所述顶表面中的凹陷；以及

多孔材料，其固定于至少某些所述凹陷中，其中所述多孔材料具有大于五的表面积与体积比。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述凹陷布置成行。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述基板包括柔韧薄片。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述柔韧薄片包括聚丙烯。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述柔韧薄片适于形成带。

6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述薄片中的至少一个边缘适于接触用于移动所述薄片的辊。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述基板的至少一个边缘被穿孔。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多孔材料包括可控孔隙玻璃（CPG）。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述可控孔隙玻璃（CPG）作为粉末存在。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多孔材料包括大于约

的孔隙。

11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多孔材料包括约

至约

范围的孔隙。

12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个凹陷包括多个孔。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，每个孔包括小于约10μl的体积。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，每个孔包括少于约500μg的所述可控孔隙玻璃（CPG）。

15.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多孔材料包括多个反应位点，其中封闭一定比例的所述反应位点。

16.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述凹陷在所述基板上图案化。

17.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述化学反应为核酸合成反应且所述多孔材料上附有所述核酸合成反应的至少一种组分。

18.一种用于制造处理化学反应的设备的方法，所述方法包括：

提供包括多个凹陷的基板；

将多孔材料提供给至少某些所述凹陷；以及

将所述多孔材料固定于至少某些所述凹陷中。

19.一种化学反应处理系统，包括：

包括多个凹陷的基板和包括多个反应位点的多孔材料，所述多孔材料固定于所述多个凹陷中的至少某些凹陷中；以及

一个或多个分配站，其被配置成将液体试剂分配到所述凹陷中的所述至少某些内。

20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述一个或多个分配站中的每一个包括多个喷嘴。

21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，所述喷嘴为压电启动的喷嘴。

22.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述多孔材料具有大于五的表面积与体积比。

23.根据权利要求19所述的系统，其特征在于还包括用于检测在分配站处凹陷存在的传感器。

24.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，当凹陷的前缘接合所述传感器时所述传感器启动自所述分配站的分配。

25.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，当凹陷的尾缘接合所述传感器时所述传感器停止自所述分配站的分配。

26.根据权利要求19所述的系统，其特征在于还包括试剂移除系统。

27.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述试剂移除系统包括入口，所述入口产生能够从所述多孔材料提取试剂的气流。

28.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，所述试剂移除系统还包括出口，其产生能移除从所述多孔材料提取的试剂的真空。

29.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述试剂移除系统包括出口，其产生能从所述多孔材料提取试剂的真空。

30.根据权利要求26所述的系统，其特征在于还包括控制系统，其协调试剂分配和试剂移除。

31.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述一个或多个分配站分配选自下列的试剂：去封闭试剂、单体试剂、氧化试剂、封端试剂和洗涤试剂。

32.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述一个或多个分配站以大约5pl/ms至约500nl/ms的速率分配试剂。

33.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述基板包括柔韧薄片。

34.根据权利要求33所述的系统，其特征在于，所述柔韧薄片包括聚丙烯。

35.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述基板适于形成带。

36.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，所述带的至少一个边缘适于接触用于移动所述带的辊。

37.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述基板的至少一个边缘被穿孔。

38.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述多孔材料包括可控孔隙玻璃（CPG）。

39.根据权利要求38所述的系统，其特征在于，所述可控孔隙玻璃（CPG）作为粉末存在。

40.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述多孔材料包括大于约

的孔隙。

41.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述多孔材料包括约

至约

范围的孔隙。

42.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述多个凹陷包括多个孔。

43.根据权利要求42所述的系统，其特征在于，每个孔包括小于约10μl的体积。

44.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述凹陷在所述基板上图案化。

45.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述反应位点中的至少某些被封闭。

46.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述化学反应为核酸合成反应且所述多孔材料上附有所述核酸合成反应的至少一种组分。

47.一种处理化学反应的方法，包括：

获得包括多个凹陷的基板和包括多个反应位点的多孔材料，所述多孔材料固定于所述多个凹陷中至少某些凹陷中；以及

通过移动所述基板将液体试剂提供给所述多孔材料使得所述凹陷从所述一个或多个分配站接收所述试剂。

48.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述一个或多个分配站中的每一个包括多个喷嘴。

49.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，所述喷嘴为压电启动的喷嘴。

50.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，其中所述多孔材料具有大于五的表面积与体积比。

51.根据权利要求47所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：检测分配站处凹陷的存在。

52.根据权利要求51所述的方法，其特征在于，检测包括使得传感器与凹陷的前缘接合，从而启动从所述分配站的分配。

53.根据权利要求51所述的方法，其特征在于，检测包括使得传感器与凹陷的尾缘接合，从而停止从所述分配站的分配。

54.根据权利要求47所述的方法，其特征在于还包括以下步骤移除所述试剂。

55.根据权利要求54所述的方法，其特征在于，移除所述试剂包括将气流导向至所述凹陷，从而从所述多孔材料提取试剂。

56.根据权利要求55所述的方法，其特征在于，移除所述试剂还包括将真空导向至所述凹陷，从而由所述气流移除从所述多孔材料提取的试剂。

57.根据权利要求54所述的方法，其特征在于，移除所述试剂包括将真空导向至所述凹陷，从而从所述多孔材料提取试剂。

58.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述一个或多个分配站分配选自去封闭试剂、单体试剂、氧化试剂、封端试剂和洗涤试剂。

59.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述基板以大约10μm/s至约10cm/s的速率移动。

60.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述基板包括柔韧薄片。

61.根据权利要求60所述的方法，其特征在于，所述柔韧薄片包括聚丙烯。

62.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述基板适于形成带。

63.根据权利要求62所述的方法，其特征在于，所述带的至少一个边缘适于接触用于移动所述带的辊。

64.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述基板的至少一个边缘被穿孔。

65.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述试剂包括核酸合成反应的至少一种组分。

66.根据权利要求47所述的方法，其特征在于还包括：卷起所述基板且将所述基板放置到腔室内。

67.根据权利要求66所述的方法，其特征在于，所述腔室包括气态氨或甲胺。

68.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述化学反应包括核酸合成反应。

69.根据权利要求68所述的方法，其特征在于还包括：通过向所述多个凹陷提供洗脱剂来从所述多孔材料洗脱核酸。

70.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述多孔材料包括可控孔隙玻璃（CPG）。

71.根据权利要求70所述的方法，其特征在于，所述可控孔隙玻璃（CPG）作为粉末存在。

72.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述多孔材料包括大于约

的孔隙。

73.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述多孔材料包括约

至约范围的孔隙。

74.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述多个凹陷包括多个孔。

75.根据权利要求74所述的方法，其特征在于，每个孔包括小于约10μl的体积。

76.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述凹陷在所述基板上图案化。

77.根据权利要求47所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：封闭所述反应位点中的至少某些。

78.一种用于降低执行化学反应成本的方法，所述方法包括：

（a）获得包括多个凹陷的基板和包括多个反应位点的多孔材料，所述多孔材料固定于所述多个凹陷中至少某些凹陷中；以及

（b）将第一液体试剂提供给包括所述多孔材料的凹陷，其中所述第一液体试剂由所述多孔材料吸收，且其中第一液体试剂与第二液体试剂的组合体积基本上包含于所述多孔材料内；

（c）将第二液体试剂提供给包括所述多孔材料的凹陷，其中所述第二液体试剂由所述多孔材料吸收；以及

（d）允许充分的时间来进行所述化学反应，从而以降低的成本来执行所述化学反应。

79.一种减少在聚合物合成期间缠结的方法，所述方法包括：

获得包括多个凹陷的基板和包括多个反应位点的多孔材料，所述多孔材料固定于所述多个凹陷中至少某些凹陷中；以及

通过将封闭剂施加到所述多孔基质来减少在所述多孔材料中反应位点的密度，从而减少在所述聚合物延长期间的缠结。

80.一种减少在聚合物合成期间缠结的方法，所述方法包括：

获得包括多个凹陷的基板和包括多个反应位点的多孔材料，所述多孔材料固定于所述多个凹陷中至少某些凹陷中；以及

将分子提供给所述多孔材料使得所述多个反应位点的一部分由所述分子占据，由此减少在所述聚合物延长期间的缠结。

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