TW200418989A - Validated design for microarrays - Google Patents

Description

200418989 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於製備實驗上有效的微陣列 ::實驗上有效的職微陣列；對應的製備方法；以及？ ^發明方法所獲得之微陣列。本發明mx及方2 寺谜特別在於有效的微陣列 、 局供應的去搞合。 ㈤、產物本身之製備的佈 【先前技術】 在生物技術中，名詞‘‘ 間中，夕私从4… 皮早歹J d日在最小可能的空 二中夕數的生物分子樣本之有秩序的排列 …於研究未知身分及/或數量的樣本分子盥非常大t 的已知分子交互作用夕曰刀丁 /、非⑦大量 究的揭太、工之目的，而這些已知分子可能與要研 的樣本，子交互作用。根據Phimister( G刀ei. 21增刊：卜60的侖 ature Λ :+纟示’而存在於有秩序的排列的已知分子稱 針分子”。探針分子-般是排列在玻璃支持物上 持物。 尼龍或貝金屬（例如金）所製成的支 代半在微陣列中，包含探針分子的點通常直徑是小於· 陣=中並且通常有數千個包含探針分子的點排列在這樣的 微陣列是用於多數的探針分子/標的分子配對，並且在 ' ^針分子/標的分子的組合内，微陣列有非常廣泛的 應用。因此’例如有久括 u

種胜狀排列為探針分子的微陣列， 以用於研究與標的蛋白拼 J 貝 父互作用。此外，也可將蛋白 質探針固定，以研究結合 贪白 , ^ ^ 各種可能的配體。然而，相反 陣列中，並且測試特定的桿 勺蛋白貝（例如要被抑制的酵 素）結合至可能的配體。直 八 〇彳放陣列系統也類似地使用 包含糖分子之對應系統。 然而’最常見的陣列系铋早 ”、、、疋有關於研究核酸或其類似 物（例如胜肽核酸）之間的六五此m ;i間的父互作用。在這種類型中，一 般而言’包括例如小於彳η n ^ 、 j於ι〇0個核苷酸之相當短的寡核苷酸 被排列在陣列中，而未知的桿 知的核S文或未知I的標的核酸 是根據已知㈣基㈣則而就有關的雜合作用進行測試。 可能的應用範圍，特別是繼微陣列技術的應用範圍 ’：從基因之伯測、經由診斷疾病之基因型定靖如有 關單一核芽酸多形性（SNP )之仰：介、—， 「 I ;之研九）、藥物偵測（藥物基 因體學）延伸至毒理學領域之办 ^ 毋主干只巧之研九（毒理基因體學）（也 請參照W0 01/31333中有關於此的評論）。 製造適合於特定問題的微陣列，除了原則上的設計微 陣列系統之外，還需要包括探針的選擇、纟支持物（基材 或通稱的“晶片，，）上-開始的陣列之製備、標的分子之 供應、進行測試、資料的記錄及處理（特別是在所有這些 V驟進行之後）、微p車列系統的確效（也就是後續查驗 -開：製備的探針分子之排列是否可在樣本材料中以：當 的專一性結合標的分子，例如以便可實際上鑑定可能的活 200418989 性物質之作用）。 特定Π提供的微陣列系統都需要這種確㉛，因為在任竹 針分子的期門先在合成及/或同時施加探 的例子中、月:二吊，發生錯誤’其次特別在DNA微陣列 電月®控制的電腦學（y t、、土 t 適的寡”酸，特別也，法選擇最=以法選擇最 個點中的探針分子之適的基因位置，位於每 子之長度及數夏都必須適應特定的應用， 才犯侍到最適的訊號。 系統以及製備微陣列的方法在先前技藝中是已知 的。-般而言’係採用兩種不同的方法。纟第一種方 由：：分子是在特定基材上原位合成（例如藉 ^適虽的光罩曝光方法之協助）。在第二種方法中，先將 抓針刀子藉由適當的合成方法（例如常用的固相合成）而 離位（以&⑻製備，然後再施加到特定的基材（例如藉 由“點上”或“印刷，，）。 9 以離位合成以及後續點上所協助之有效的（也就是儘 可能無錯誤的）微陣列之製備要花費非常長的時間，正常 要數週，通常是在遠長於5週的範圍，例如多達5個月， 這是因為一開始設計的微陣列必須在確效期間的許多評估 週期中適應特定的問題所致。在每個評估週期中，製備許 多不同探針分子的種類（“特徵”）以及點在每個適應的 陣列排列上，從一開始到有效的陣列所花費的時間因此是 不利的。有鑑於目前大約600個基因體的定序是在其最後 階段，以及基因資訊的量將持續大幅增加，因此，以微陣 200418989 j協助研九基因功能之實質上更快速的方法變得愈來愈必 要此外，應用也隨著知識漸增而變得更專一性，以及微 陣列開發的時間壓力也增加了。太長的期間是特別不利的 特別疋對於需要快速適應的活性物質之研究而言。特別 是在診斷中，彳能的活性物質或活性物質之組合物的快速 、患者專-性之評估，f常是被期待的。相對的，當涉及 應用許多不同的特徵時，用於製備微陣列之原位方法及包 含適合元件的適當系統’通f是較好的。^，原位方法 不利的在於它們需要非常複雜的儀器，並且是比上述的方 法（離位合成/點上）t昂貴’特別是在大量製造有效的 微陣列的例子中。 【發明内容 因此，本發明之目的是使得在工業製造的規模上製備 有效的微陣列變得可能，該規模是儘可能的快速以及有成 本效益的。 明之具 這個目的是藉由特徵在於申請專利範圍的本發

體實例而完成。 X 之 特別地，本發明提供用於去輕合製借有效的微陣列 系統，其至少具有： •一或多個裝置，其設計經由微陣列而輸入有關要八 析的標的分子之資訊； 刀 • -裝置’在有關要分析之標的分子資訊的基礎上 其設計用^1定可能與標的分子交互作料探針分子（測 試的探針分子）； •-提供佈局的裴置，其包括： 以阿雄度原位合成測試的探針分子之元件； “陣列測試元件，其設計用於使標的分子盘測 試的探針分子接觸；以及 /、 …微陣列讀η件，其設計用於記錄在標的分子 與測忒的探針分子接觸期間所修飾的訊號； 的離位人用於k針分子合成之裝置，其設計用於探針分子 的離位合成；以及 τ刀于 •一提供微陣列的奘要 . 到基材。 0裒置，其設計用於將探針分子施加 本發明更有關於一種去叙人 方法，特別”,丨田 禋去耦5製備有效的微陣列佈局之 法寺別疋利用上述定義之系統，其包括下列步驟： (a )糟由微陣列接 較佳是藉由上要分析的標的分子之資訊， 平乂住疋猎由上4之輸入裝i而提供； 在該資訊的基礎上敎測 可能與標的分子交互 卞刀子（也就疋 之裝置而測定測試的探針分子…子）’例如藉由本發明 (C)提供用於微陣列之有效的 定義的佈局裝置，其包括： ^寺別是藉由上述 j定的 製備至少—測試的微陣列，較佳衣針刀子，而 之元件； 9由上边用於原位合成 •利用標的分子而測試 妁U陣列，較佳是藉由 200418989 上述的微陣列測試元株.、 卞’以及 •當利用標的公γ 一修飾的訊號，特：：:：該測試的微陣列時’記錄至少 ⑷離位合成對7二上述的微陣列讀出元件； 探針分子），特m的佈局之探針分子（有效的 以及 疋精由上述用於探針分子合成之裝置； (e )將依據有效佑 往有效探針分子施加到基材，較 佳疋猎由本發明提供微陣列之裝置。 本表月也提供藉由本發明方法所獲得的微陣列。 【實施方式】 至少=明提供用於去輕合製備有效的微陣列之系統，其 析的標的二之其设計經由微陣列而輪入有關要分 立設計用在有關要分析之標的分子資訊的基礎上， 一十用於測疋可能與標 試的探針分子）； 乂反作用的如針分子（測 ·-:供佈局的裝置，其包括： ••一=密度原位合成測試的探針分子之元件； 試的探針分子接觸'以、Γ於使標的分子與測 ·:::列讀出元件，其設計用於記錄在標的分子 與測成的探針分子接觸期間所修飾的訊號； 200418989 •-用於探針分子合成之裝置’其設計用於探針分子 的離伋合成；以及 •-提供微陣列的裝置’其設計用於將探 到基材。 ^ 明之系統較佳是併入以電腦為基礎之技術。根 这：較佳具體實例，例如每個用於經由微陣列而輸入有 要分析的標的分子資訊之裝置，較佳地都包括一 個）電腦，其將資訊儲存在一個或多個資料夾中。類似

’用於測定測試的探針分子之裝置’也較佳地包括一電 :二有關標的分子的資訊基礎上，其以程 试的探針分子。此外，上述提供佈局的裝置也較佳 =腦（或視情況數個電腦），其將佈局以： 料夾的形式而儲存。因卜 a夕個 個（或多個）資料夾（以、供佈局的裝置可產生， 由上述用於探針分子人成;；=形式），其包含有關要』 a 士立 成的裝置而製備的探針分子之〜 ，s %生另一個（或數個其他的） 貝°

陣列上有關施加方式、密度、數目、方^包含在灌

訊（用於提供微陣列的裝置 σ ρ性、排列等的I 程式而使用的電腦，是孰可根據本發明及適當控.Ϊ 本發明提供佈局技藝…士已知的。 J〜我置可供測定要制 之排列。根據本發明，么4 表備的有效微陣列 計，也就是特徵在於微==的“佈局，，是有闕於設 針分子之類型、性質（特别是寡：如在微陣列上的探 、數量、密度、結合（彳 χ苷酉夂、胜肽等的序列） (例如何種料子心結合探針分子 12 200418989 在微陣列所使用的支持物上）、方㈣（例如核酸的5，到 3, 或相反，在胜肽、多肽或蛋白質等的例子中之胺基端到 叛基端或相反）以及排列。 π提供佈局的裝置包括用於以高密度原位合成之測試的 木、'十刀子之元彳。亥等元件的特徵在於直接在選用於微陣 列的基材上（也就是原位），在通常對於例如肖L綱平 方公董至肖3，_平方公㈣微陣列區域上，較佳是且有 例如約20 Χ60公董至約38⑽公爱的尺寸之微陣列排

列二較佳是約25 Χ75公釐的區域上，合成大量不同（ 測試的）探針分子種類，例如大於〗，〇〇〇個，較佳是至少 4, 000個不同的（測試的）探針分子種類。 與此相關的，每個例子中的“（測試的）探針分子種 類”是指特定結構的探針分子，例如特定核苷酸序列的核 或特別疋DNA，或具有特定胺基酸序列的（多或寡）肽 (測试的）探針分子種類一般也稱為“特徵”。

、適合的原位合成元件是熟悉於此技藝中之人士已知的 ，並且通常是光微影製造的曝光元件，或可藉由溼式化學 印刷或電化學操作的元件。 特別地，有效的DNA微陣列是藉由原位合成的元件， 經由溼式化學印刷而製備，其可根據本發明而合用，並且 可侍自例如Clondiag晶片技術公司（耶拿，德國）。根據 本么明’例如用於DNA原位合成的光微影元件是較佳的， 亚且可購自例如NimbieGen系統公司（麥迪遜，威斯康辛 美國）、Affymetrix公司（聖克拉，加州，美國）、 13 200418989

Xeotron公司（休市頓，德州，美國）、c〇mbinature生物 醫藥公司（柏林、德國）以及Febit公司（曼海姆，德國 )。由於以低成本及短時間原位合成特別大量或特別高密 度（測試的）探針分子之可能性，因此特別較佳者為用於 MAS (無光罩陣列系統）合成（測試的）探針分子之元件。 利用這個元件，可在一個陣列中例行性地合成超過 40 0, 000個（DNA )特徵，在特定的排列中，例如可合成 750, 000個（DNA )特徵。MAS技術是說明於例如卯 99/42813，其完整的揭露内容在此以引用方式納入本發明 中。其他適合於MAS合成的元件以及這個技術的特定形式 是說明於W0 01/34847及W0 02/04597,其揭露内容在此 也以引用方式納入本發明中。其他用於原位合成的較佳元 件疋可藉由電化學以及利用原位點上而操作的元件。 包含在提供佈局的裝置中之其他元件，例如微陣列測 试π件及微陣列讀出元件，也同樣是在此技藝中所習知的 ，並且在市面上可以購得。也提供完整的整合元件之相關 製造廠商的實例是Agilent (美國）、Gen⑽ic Soluti〇ns (美國）、Affymetrix (美國）、Αχ〇η儀器公司（美國） 以及Packard生物科學（美國）。 ^用於離位合成探針分子的裝置，其為本發明系統的一 ΙΜτ;，可供合成用於要被提供為最終產物的微陣列之探針 刀子，並且較佳是在此技藝中已知用於固相合成的元件。 用於離位固相合成探針分子（例如募核苷酸）的元件，特 別疋用於梅里菲爾德（Merrifield)合成類型的固相合成 14 200418989 ，基因片段的化學及酵素合 Gait ( 1 987 )，募核苷酸合 牛津）或不同類型的固相合 ，有機化學理論，第816頁 斯圖加特），是習知的，並 (Η· G· Gassen 等人（1 982 ) 成，化學出版社，Weinheim ; 成：實用方法，IRL出版社， 成（Beyer 及 Walter ( 1 984 ) ’ 20 版，s· Hirzel 出版社，

且可由例如Dharmacon研究公司（美國）及办“乜以如（ 吳國）而提供。探針分子的固相合成，特別是在寡核苦酸 的例子中，通常是以服務的形式而提供，例如尤其是藉由 Proligo (美國）、Sigma (德國）、MWG生物科技公司（ 德國）所提供之服務。詩固相合成的該等元件，有利地 使其可在相當短的期間内，以低成本及優良的產率，提供 大量特定的探針分子或特定的探針分子種類（特徵），例 如特定序列的寡核苷酸等。

本發明系統之提供微陣列的裝置，是用於將離位合成 的探針分子施加到適合的基材上，以便以此方式完成微陣 列。本發明可使用之用於施加離位合成的探針分子之元件 ，同樣是在此技藝中之人士所f知的，並可購自例如

Biorobotics (美國）、Genemachines (美國）、p叶Η。 Eher生命科學（美國）、MWG生物科技公司（德國）或 GeneScan歐洲公司（德國）。本發明較佳之用於施加離位 合成的探針分子之元件是適合的點上或印刷元件。 ' * •八α '电伽？往市y的，並且 是半自動或全自動操作的。零組件（特別是適合的提〈 局之裝置、用於探針分子合成的裝置以及提供微陣列（ 15 200418989 置）通常配備有在此技藝 微機械零組件。 並可一般購得的微流體及 因此，用於本發明 進-步配備可實質簡化資料：裝置：發明上較佳排列，是 統中，用於必須交換資科别入及資料處理的電腦。在系 供佈局的裝置間、在二:零組件（例如在輸入裝置及提 的褒置及提供微陣列及— 件而連結成-網路/較佳是經由資料傳送元 取網路。例如網路 僅有部份電腦與彼此通 :…罔路’其中例如 於“全球資訊網，，之j 網路是網際網路。關 W0 01/31333對此:》4 #列及通連運算法’可參考例如 、事件的評論。網路也可以是钰打i从 由資料傳送裝置而通連的電 疋“可-他經 的連結。 ]免細之£域性、國内性或國際性 例如網際網路而將本發明裝置結合成網路的觀 ”，而吕，本發明其他較佳的排列是 :夥伴中提供用於互動(通連、互相資料交: 二在聯合計晝工作的該等研究夥伴中，特別也是 在不同位置的研究夥伴’於利用實驗上有效的微陣列之後 佈的知識，因此可能對於微陣列的組成（也就是 〜。有需要重新設計之新的需求。在有效的微陣列之非 定域設計（佈局決定）及局部生產的協助下，可以此方式 =幅提升此知識所增加的效帛。一個冑效率利肖這樣的平 台糸統之具體實例的例子，是以網路為基礎（特別是網際 網路為基礎）的實驗室資訊管理系統（UMS)，其中每^ 16 200418989 =:(:如研究聯盟或研究夥伴之成員）都可分享微陣 -個例子ΓΓ佈局及微陣列之管理。這樣的⑽的 例子疋 ci〇ndiag 做的“Partisan” 。 本發明更有關於一 A掣 方法，特 才去竊口氣備有效的微陣列佈局之 特別疋利用上述定義之系統，其包括下列步驟： 較佳二藉：广陣列提供有關要分析的標的分子之資訊， 疋错由上述之輸入裝置而提供； (b) 在該f訊的基礎上測 可能與標的分子交互作用的探針分二的：：(也就是 之裝置而料測試的探針分子； ’例如猎由本發明 (c) 提供用於微陣列之有效 定義的佈局震置，其包括： W局’特別是藉由上述 •藉由以高密度原位合成經 製備至少一洌气的 々測試探針分子，而 之元件：的㈣列，較佳是藉由上述用於原位合成 •利用標的分子而測試該測 上述的微陣列測試元件；以及 放陣列，較佳是藉由 •當利用標的分子測試該測 一修飾的訊號，特別β耝士 μ、+ U陣列蛉，記錄至少 特別疋猎由上述的微陣列 離位合成對應於有效的佈局之探針八凡， 探針分子），特別是藉由上述用_ =針分子（有效的 以及 、、十刀子合成之裝置； (e )將依據有效佈局的有效探、 佳是藉由本發明提供微陣列子施加到基材，較 17 200418989 本毛明之系統以及方法是根據以下的發現 或多個測試的微陣列之方 α備一 的微陣列佈局），是經…方法疋必要的以提供有效 疋厶由原位方法，藉由適合的 行，而實際的（有效的）η]兀件而進 、有效的）U陣列則是由探針分子 有效的佈局）之雜你人Λ、 〈對應於 ^ Α , a成，較佳是固相合成而製備，^ # 再次猎由適當的夺统灾 爾…、後 基材。因I在而施加（點）到適合的 終產物（有效的㈣歹H统及方法中’確效方法是從最 ，政的从陣列）的製備中 將上述兩種方法眉明之組合 凌原理以最佳可能的方式連結在— 母個方法原理都可被使 使付 度的原位合成是特X，丨古”貝不·鬲飨 的微陣列，其起源於非 製備測忒 (測試的）探針分子。 乍用之 則德者Η获+ 果可獲得微陣列之有效的佈局，

貝丨J後者疋藉由体球β 士丄、 J . 、速及有成本效益的離位合成探針分子，以 及後縯施加到基姑而制 刀子以 佈局。由於確效方法 據有效的 Μ，的數目限制到相當低的 在離位合成中僅需製備相對少數 子種類以用於最終產物± 个U的铋針分 座物、、、口果相較於先前習知的方、本制 備有效的微陣列之成太+ 的方法，製 J之成本可在本發明方法之協助 少。離位合成探針 町明顯地減 丨刀卞以用於最終產物，是縣 業規模的微陣列製$ 、 、a於工 本發明方法之優在需要大量有效的微陣列時， 法中，上述方w疋特別明顯的。因此在本發明的製備方 方法協同地作用’使其可快速地〃 地並具有低錯誤率地 有成本效盃 天手地知供有效的微陣列。 18 200418989 根據本發明，較佳者為以下列 步驟（μ是舆一或多個微陣列使用者仃3亥方法：例如 )及（〇是例如與佈局提供者而空間上（、進行，步驟（b 驟⑷是例如與探針分子製造者一起進上/，離地進行，步 )是例如與微陣列製造者一起進行。告妙T以及步驟（e ，也可空間上彼此分離地進行步驟（二，㈣個例子中 例如微陣列使用者也可測定測試 广。因此’ 式預先測U於佈局提供者之測試的探針/子且以此方 特別對於上述空間分離的方法步 者為藉由傳送電子t π # / 根據本發明較佳 / 行必要的資訊流動。因此，在 乂 '' a中的貧訊較佳是藉由電子資# H、、，# 的佈局:==供。類似地，在步驟(…有效 形式而提供。因此，m m的協助’以賢料夾的 電子"浐入ii* ”1 °使用者將有關標的分子的資訊以

二輸入到本發明的輸入裝置，然後將該 用於測定測試的探斜八 ^ J 排列。後者在產座刀 、置，其在例如佈局提供者處 (有1的、 冑陣列之有效的佈局之後，接著將有關

(有效的）探針分子之眘却、日&、 §PJ 效微陣列的其他資料之月況將包括上述特徵為有 ^刀子合成的裝置（較佳在探針分子製造者處排列 、高木1二鱼提供微陣列的裝置之有效佈局資料（其在例如 央的形式而提ί處排列），較佳是以一個或多個資料 為了 k個目的，包含在本發明系統中的零組件彼此是 19 200418989 經由電腦網路而有利地連結，特別是經由網際網路，已如 上述。在提供裝置（步驟（a))、測定裝置（步驟“） )、提供佈局的裝置（步驟⑷）、用於探針分子合成 的裝置（步驟⑷）以及提供微陣列的裝置（步驟⑴ )之間可能的通連方式’特別是經由網際網路，較佳係利 用適合的系統軟體，是在此技藝中所習知的，並且說明於 例如W〇〇1/31333,其完整的揭露内容在此以引用方式納 入本發明中。 m % 在本發明方法的步驟（）中 i、a’ T糸統-開始藉由微陣列 ，、布局疋要被提供），而提供有關1 有關要分析的標的分子之 二it 們有特徵的性質。這個資訊包括例如標的 胜狀h…， 標的分子是否是核酸、 的二二 多肽及蛋白f)、胜肽核酸、低分子量 胃、醣類（例如㈣及多St)等等（也可用於上 關種類之混合物）。此外，這個資訊也包括有 之視情況用於微陣列的支持物或基材物質 )、有關的 資訊（例如包括有關空間性質的資訊 有關軚的为子的黏著或結 探針分子S / 4 Γ生貝，包括與可能使用之 作用二！ 支持物質發生可能非專-性交互 作用的性質，這些結合參數 又立 學之資π 匕括有關結合性質的動力 ::::，例如結合常數、合作參數等，並且也考量可能 在的…構彈性。其他的資訊 實驗期_六 有關於微陣列所要進行的 貝盼j間所存在的反應條件 鹽含量、清潔劑、輔助物質等如：声:、緩衝條件（pH、 、）。在精此可產生的問題之 20 200418989 基礎上，這個杳411 的微陣列之探針施加到可與標的分子交互作用 備的微陣列之實方法十藉由適應微陣列排列而製 探斜八；曰 的適合性。因此，這些-開始測定的 :、疋根據本發明*標記成“測試的探針分子”。 心二:二=:及=票的分子的資訊，特別是對於要 電子資料傳、、1 的佈局上之解析問題，是在 電子貝枓傳运裝置的協助下，以資料央的形 二這樣的資料傳送裝置是由兩個 此二 ::::郵件而通連。在這個例子中，使用者通：:： 腦，較佳是藉由電子資=列的電腦傳送至中心電 ，資訊也可在任何以Ρ 例如藉由電子郵件。當然 碟、光碟唯讀記憶體等等Hi體上而提供’例如軟式磁 已製造的微陣列或微陣列佈將特定的資料組與例如 的研究中之微陣列或微陣列組（例如從先前進行 ，，以用於進-步的最適化)力其可使用作為“訓練組 “預先最適的，，微陣列佈：比較’以便以此方式測定 地轉換成相同的格式，缺後=料組是藉由先將它們較佳 作的模板及/或在神經元^艮據這些格式化資料所製 得的資料組進行比較而最適：：产將它們與先前獲 應。 ^及視情況因此而使之適 本發明之方法並不限於 分子或標的分子之類型。 1 、衣卄分子或有效的探針 口此，這些分子可例如是核酸、 21 200418989 胜肽（包括募肽、多肽及蛋白質，特別是抗體或其片段） 、胜B太核酸、低分子量的有機物質、醣類（例如募醣及多 醣）等等，以及也可出現的上述分子種類之混合物。 本發明之製備方法是非常適合於提供研究核酸作為標 的分子的微陣列確效。因此，本發明之方法是藉由下述以 這個變化為基礎的實施例而說明。然而，對於熟悉此技藝 之人士明顯的是，本發明方法所根據之整體概念，也可自 由地轉成任何其他可能的微陣列問題，特別是其他結構上 不同的探針及標的分子。 在步驟（a)中要提供的DNA微陣列的例子中，有關標 的分子的資訊，因此通常是微陣列測試所根據的基因體問 題。這包括例如有關要分析的標的分子（即dna)來源的 生物體之資訊。然而，有關要分析的DNA標的分子之資訊 ^可以是更詳細的資訊，其特徵在於要分析的繼分子之 無群更為準4。特別地’這個資訊通常是標的核酸的序列 ，其較佳S以資料炎的形式而提供，適合的袼式是在此技 藝中之人士所習知的。一般習知的序列之標準資料格式的 例子是FASTA格式。此外，資訊也可關於特定的細胞類型 二如細胞-般而言是否為癌細胞，或是任何其他疾病狀 恶中的細胞，或例如是否特定的細胞株要被研究等等。其 =貢訊通常是有關對於生物體（例如特定細胞、器官、

器官部份等）的影響、事件嗖Λ療，麸 B 列測气㈠权 景仵U 4後疋要進行的微陣 其包括’例如將生物體或其部份暴露至特定物質 J如藥物、毒理學相關的物質等等。 22 20041S989 子之題的資訊(也就是有關要分析的標的分 置（例如1 由貧料傳送裝置而提供到例如中心位 標的分子：=佈局提供者處的中心電腦）之後，可能與 驟⑴之測試的探針分子是在本發明方法的步 此技蓺者所$疋根據較佳具體實例，這是藉由熟悉於 技:者所：知之電腦程式而進行，例如 的探針八# 土只例中，係提供要使用作為測試 ::㈣序列，特別是她^ 在步驟8至約80個核苦酸之長度，該等序列已 二 的（基因體）問題之基礎上被測定。 腦軟想協助而測定之測試_1十子中以例如特定電 子，其可能與要被提供佈局完整族群的分 :交=當使用寡—原位合成二： I特別疋利肖MAS技術時，這個完整族群 物體的全部基因體。生物體的 ° 鼠、大鼠、山羊、緒例如老 伯介（妤妫等）、原生 了拉 菌（K⑽.））、真菌（例如酵母菌^例如大腸桿 咐〜繼）），但根據本發明 /轉母（& 。然而，探針分子(特別是寡核代=等等 族群的-部份。在募核穿酸的例子中，適合此處:（^ 23 200418989 )完整族群是生物體（例如上述的生物體）的— 染色體之遺傳物質。此外，（部份） 5夕 m ^ ^ 70 ^麵群也可以是個 ==…龐)資料庫。此外，測試的探針分子也 疋^接釔異體（例如初級轉錄物或特 群的初級轉錄物之所有剪接變異體）、啟動：群或亞 (例如姓〜；啟動子區域、SNPs 特疋基因或基因族群或亞群的 _、突變體(如啊之說明）、=::"已知的 域等等。 同度重稷性的MA區 根據本發明，提供有效的佈 ⑴在標时子與探針分子步驟： 訊號），從微陣列中指定至少一種預 ^ 用的例子中（預期 少種預期的訊號； 而製備到：：以高密度原位合成經測定的測試探針分子， 而裏備測相微陣列，較佳 丁刀于 的元件來製備； 由上述疋義用於原位合成 由本2利用標的分子而測試該測試的微陣列，特別是夢 由本發明之微陣列測試元件特別疋错 ，較佳是利用上述 及轉至少—測試的訊號 4疋我的械陣列讀出元件； (4 )將至少一測試的 ⑴藉由重複步驟（;)Γ(4Γ預㈣ ，直到測試的訊號基本上* 應载的微陣列 驟（2)中在作陣^ 的訊號—致為止，修飾步 ”放陣列上的探針分子、數量一、數目 在度、方向性及/或其排列；以及 ^數目、 (6 )提供微陣列佈局，i 與至少1期的訊號—致。 夕—測試的訊號基本上 24 200418989 在本發明方法的較佳具體實例之次步驟（1)中，在標 、子/、如針为子父互作用的例子中，一或多個預期的訊 ^被預㈣定何者將從微陣列中被預期。這樣的訊號可^ 疋任何貫驗上可測量的、化學的或物理的參數，其可在標 的=子與探針分子接觸的測試中（利用上述定義的微陣; 測《式7L件），藉由適合的微陣列讀出元件（例如測量元件 )之協助了，由適合的微陣列讀出。在本發明的方法中， 標的分子（例如核酸）&佳是以—或多個適合的螢光源（ 例如異^亂基螢光素（FITC)、德州紅、花青（例如㈤ 士 =等））而螢光標示。因此在這個例子中，被預期的 汛唬疋一螢光訊號，其係利用適合於微陣列的螢光計、具 有連接電荷耦合元件（CCD)照相機之適當設計的共焦螢： 顯微鏡、或其他適合於微陣列螢光侦測的測量元件而測定 。其他用於微陣列技術之預期的訊號及測試的訊號，例如 該微陣列技術是例如在支持材料中及/或經由適合的標記 (例如氧化還原反應標記），而測f由探針分子與標的分 子間之交互作用所引起的電子訊號（特別是電流的改變） ’當然也同樣可用於本發明之方法。 〃此外’經測定的測試探針分子（較佳是寡核苦酸）之 :陣列’是根據次步驟⑴（或本發明上述製備方法的 驟（C ))’在適合的支持物上（較佳是例如藉由矽烷 :用而官能化的玻璃），以高密度原位合成。這個測試 s衣針刀子之原位口成可以在此技藝中之人士所習知的不 同方式而進行’例如藉由以上所列舉的提供者之方法，釺 25 200418989 合本發明用於原位合成的元件 的協助下進行原位合成，並且 99/42813 、 W0 01/31847 及 W0 。特別較佳者為在MAS技術 與此相關的，請再次參考w〇 02/04597所說明之具體實例 =據本發明之較佳具體實例，測試的探針分子以高链 ΐ同=合成’是指超過個，較佳是至少4，_伯 測試的）探針分子種類，直接在用於微陣列所竭

董的：積二二約1，平方公董至約3，_ 約…二

7R八敕 、力38 x 75公釐，並且特別是約25 X =方^提供例如料75g，_ 類（特徵）的探針分子U合成。

方式明方法的較佳具體實例之次步驟（3)，以此 /的測試微陣列之測試，是利用標的分子而進行， =己：至少一測試訊號。上述有關預期訊號的評論，也 了應用在要記錄的測試訊號，特別是螢光訊號。 在本發明方法的較佳具體實例之次步驟⑷，記錄的 =號及/或記錄的多數測試訊號，是與預先測定的預 ==分別與多數的預期訊號）相比較。這個比較 =利用電腦而進行’其中預期及測量的訊號是在已知 柱式的協助下而讀入。 紅針分子在支持物上的 方法步驟，因此在次步 預期的訊號並不一致。 由於測試的探針分子之選擇、 原位合成以及其他帶有不確定性的 驟（3 )中一開始所得到的訊號與 26 ^ 特別是在核酸（例如募核苷酸）作為 例子中，眉#入上^ ^邗馬彳木針分子的 ，、位a成並無法達到1〇〇%的 Wh φ ΛΑ Arr ,N /〇 J i手 因此在牿定

,,’、 々^伤寡核芽酸並不具有預缃的弋、b丨A 有其他序列，或敎的長度或是具 入而取代正核料已在原位合成期間併 分子的量^ 所致。此外，每個點所施加的探針 的話。，通㊉並非最適地適應於特定的應用，如果真有 種進行次步驟（3 )的測試方法 您八-7 / ^貫例疋彳示不施加的 心針分子（特別是DNA),並且 勺 罄杏姆- 饤⑺地杈供它們一或多個 不不，以便之後提供陣列 不需要俨-〜 平幻的螢先圖纪錄。為此目的， 个而要仏不母個施加的探針分 但根據本發明，例如 °母個純芽酸）， 探針分子是足釣：： 50°個或U00個 ㈣在券核¥酸的例子中，例如在寡核芽 :艮據:人步驟⑺開始合成時，可利用uoo:〗之未標 ,ηππ , ^ 刃孩甘馱之混合物，而僅標示每 丄，0 0 0個养核苦酸。僅ρ ^ 僅軚不一些探針分子具有的優點在於 才不不並不會引起任何大詈 的成本。此外，可因此避免可能 的妾光中止效果（例如螢光丘旦 A 實尤/、振此1轉移（FRET))或可 月b曼夕、。理想上’施加到 曰 j诚丨早夕j肀的核苷酸之螢光標示， 疋以測置的勞光約相者a木 相田於s施加的探針分子與標示的標的 为子雜合時所產生的螢光水平而調整。 根據另一較佳具體竇你|，+丰 . {v驟（3 )的測試是根據本 务明以募核苦酸作為探針分子 丁刀于而進仃，如以下之說明。這 個測試基本上可供檢杳P # 4 W咕 一已施加到陣列中經測定的測試探針 27 200418989 分子是否的確可與標的分子雜合。 為此目的，將施加到陣列中的募核苷酸在第一步驟中 區分為約1，000組（例如3 χ 384個槽孔/微滴定盤）。在 第=步驟中，將包括10至15個核苷酸的序列黏接到組合 的养核苷酸之3’端。這個延伸是用於雜合互補的核苷酸序 幻（同樣包括1 〇至1 5個核苷酸）。然後將互補的鹼基序 J (第一股）利用Taq聚合酶而延伸。之後進行變性步驟 以將杈板股及第二股分離。將雜合、延伸及變性的步驟 7 PCR般的重複，以產生超過模板股之標示的第二股。最 後，將以此方式產生的第二股以螢光源（終端地）標示， 並且以微陣列雜合。 ^ *測1螢光訊號時，這個方法可鑑定何種募核苷酸僅 疋久有效率地雜合或根本沒有雜合。這些接著可視情況修 =並且再次測試。在這個方法的另一具體實例中，第一 可、、二由生物素而結合至抗生蛋白鏈菌素覆蓋的微滴定盤 、、促進第一股的純化以及模板的重複利用。同樣也可合 成包括1G至15個核苦酸的互補序列，已在其5，端提供營 ，源’精此排除合成第二股之後的標示。此外，當使用微 車歹〗日守，也可使用第四螢光源於這個控制物質，並可將其 —起與實際上例如⑽及Cy5 —標示的標的分子雜合。料 確保與微陣列的探針分子之雜合對每個產物單元仍可保持 相同。 根據本發明，微陣列是藉由重複次步驟（2)至（4) ’而對應地適應到測試的訊號與預期的訊號間之比較，直 28 200418989 到測試的訊號或多數測試的訊號基本上與預期的訊號一致 為止。與此相關的，微陣列佈局的參數是在每個例子的次 步驟（2)中，根據次步驟（3)中的測試結果以及每個例 子前-輪次步驟（4) %比較結果而修飾，也就是測試的 探針分子，例如在核酸的例子中（例如募核苦酸）’其序 列、長度、標示、類型（例如使用核苷酸類似物取代天然 存在的核普酸）、數量、數目、密度、在基材上的結合、 方向性及/或在微陣列上的排列是被修飾的。其他可被修 飾的參數也可能與在核酸作為探針及標的分子的例子令之 反應條件有關，特別是雜合條件，例如溫度、pH、離子強 公特別是溶液及缓衝液的組成份間之關連性（例如鹽含 里^月/糸片J 3里等）。製備測試的微陣列（視情況連同化 飾的參數）（次步驟（2))、利用標的分子測試微陣列 (次步驟（3))以及比較測試的訊號與預期的訊號（次 步驟（4 ))等步驟，是連同適人 咬ν週口的破陣列之適應性而重 複，直到測試的訊號基本上與預期的訊號—致為止。 當確效（測試的）微陣列時，較佳者更為將測試的微 :列之測試及讀出期間所獲得的資料，傳送到已將有關卢 Γ子的資訊輸入至系統的使用者，較佳係使用本發^ t裝置’在每-輪傳送或是在數輪適應之後傳 ，料的基礎上，使用者接著可依次干預確效的方法，： 可用於其他確效的方法，以及 並 八7 在特疋¥間、有關特定標的 2及/或有關測試中的探針分子，及/或有關在交互作用 要維持的反應條件之其他發現（特有的實驗資料、文 29 200418989 獻資料等），料發現可能已同時獲得。在這個例 較佳者為再次利用經由上述之震置、網路等的 达。利用本發明方法的這個 、〆 ..平乂1土支兵徒供一種環狀的方 法以特別有效率的方式，藉由擴大有關特定階段存在 的k針》+ 標的分子以及在測試中要選擇的條件之資訊 庫’而提供最適的佈戶^ 廿 、 、〕佈局並且因此是無錯誤的特製微陣列 〇 本發明方法的較佳具體實例之最後次步驟（6)，提供 以此方式所確效的微陣列之佈局，其中測試的訊號或多數 測試的訊號基本上是與預期的訊號—致。其也可以資料夾 的开v式’纟電子貧料傳送裝置的協助下，在具有關於本發 明方法的步驟（a )之& _ π &扣 , 」之此處可類似應用的先前評論，將這 個佈局提供給微陣列使用者、提供給用於探針分子合成的 裝置（較佳是安排在探針分子製造者處）、及/或提供給 提供微陣列的裝置（較佳是安排在微陣列製造者處）。因 此，例如有關經測定的微陣列佈局之資訊，是儲存在一個 或多個資料夾中’並且較佳是藉由電子郵件，、經由中心電 腦，而傳送至在探針分子製造者（特別是寡核苷酸製造者 )處及在U陣列或生物晶片製造者處之非中心排列的電腦 楝針分子是根據前步驟所提供的佈局而離位合成，較 佳疋藉由先别技藝中所說明之固相合成方法，特別（如上 所述結合本發明之系統）是以梅里菲爾德（Merrifield) 合成的方式（H. G· Gassen等人（1 982 )，上述文獻； 30 200418989

Gait ( 1 987 )，上述文獻）或不同的方式（Beyer及

Walter ( 1 984 )，上述文獻）而合成。用於募核苷酸合成 的較佳方法是根據氨基構酸鹽方法，並且通常使用（較佳 疋胺烧基修飾的’特別是氨丙基修飾的）多孔性玻璃支持 物（CPG，控制孔的玻璃）。該等方法的優點在於可在相當 短的時間内，以低成本及優良的產率提供大量指定（有效 )的探針分子或指定（有效）的探針分子種類（特徵）， 例如指定序列的募核苷酸，較佳是從約8至約8〇個核苷酸 的長度等。 根據本發明的最終產物（有效的微陣列）是根據本發 明方法的步驟（C)所決定的佈局，藉由將離位合成的探 針分子施加到適合的基材而再次提供。可用於本發 加離位合成的探針分子之方φ Η + , Β, 千之方法疋在此技藝中所習知的，並 ο括例如適合的點上之方法 或“喷墨方法”）。 Η也稱為印刷方法” 因此，當使用DNA微陣列時， 應於並可適；《於上述步驟提供一種已適 效的微陣列，該有效的微“丨广基因體的問題）之有 。 p 因此可歸類為特別低的錯誤 根據本發明的另_較佳且 提供於稱為“多數陣列的陣;;，，二係將多數的微陣列 材上。當然，個別具有’乡工陣列”排列的基 、力子目同或不间机 夕工陣列的排列中。 °又4的微陣列可存在於 在這個具體實例中，基 疋在適合的厭水性作用 31 200418989 劑之協助下，提供厭水性的樣式（所謂的“圖形，，），該 作用劑例如對應的厭水性聚合物或聚合組合物（例如矽酮 Teflon或其他全敦化的聚合物或聚合組合物，例如 Cytonix的產物，例如PerFlu〇r〇c〇atTM)。對應的方法是 在此技藝中已知的，#中根據本發明’利用對應的聚合組 合物之網版印刷方法是較佳的。經由這個方法，例如2、8 (2 X4)、12 (2 Χ6)、16 (2 χ8)、48 (4 χΐ2)或 192 (8 Χ24)個反應隔間或區域（槽孔），其個別都被厭 水性的塗層所環繞並藉此將彼此隔開，可在較佳具有Μ Χ75 a屋尺寸（相當於通常顯微鏡載片的尺寸）的基材上 (:如玻璃載片生。不言而喻的是，可將該等反應隔 盍：在適合的基材内，以取代將其覆蓋上去。應瞭解的 疋。又计特別疋在基材上的反應隔間之數目、形狀（圓 形、橢圓开i、角形）及排列’以及基材的尺寸，可絕對自 由地選擇，並可個別地適應客戶的需求。具有通常微滴定 盤財的基材（例如85,48 xm，76公楚），可提為較佳 的κ例。忒等多工的陣列排列可有利地整合成典型的自動 化系統，用於以特別簡單的方式之液體操作及高產量方法 夕工的陣列之優點特別是在於增加可再現性（在相1 =下，所有微陣列都施加到相同基材上並與標的分子; ， ⑽合）；標的分子的萃取、反轉錄、增殖及標; ’也可同時對每個微 陣心仃；可在單-基材上定性單 的刀子數次（統計學的改善））、減少成本（多工的丨 32 2UU418989 列之成本增加通常是盥 ? 〃陣列數目的倒數成比例，例4τ 的陣列之成本是比單一矜 例如夕工 & 土 放陣列的成本5倍來得少， 工的陣列可用於例如8 然而夕 產旦彳丨# 〇〇 "人測試的定性）、以及拎加 產里（減少樣本操作，因為多工的陣列是 ，加 時接觸（例如雜合）； /、、1的/合液同 、篇—般^ ^ ，動化的可能性，特別是當使用；if

滴疋盤形式的基材時）。 田便用U 此外，本發明之微陣列或多數 提供黏性上層結構（例如 了有利地 班德，奥勒尚州，美國）⑽ 初貫驗至公司， ★ 、函）乂將溶劑的蒸發（大邻八s t 或緩衝液；特別重要# θ m 〈大口P刀疋水 中）以及相㈣! 低樣本體積的微陣列測試 甲J以及相鄰微陣列的交 )減到最小。 ，又又“（在多卫的陣列的例子中 本务明之多工的陣列可用於提供有效的佈局，以用於 本兔明之有效的微陣列（舻索 、 ，並可將有效的探針分子(根據本發明方法的：驟;)） )施力:到基材…供較佳是厭水性的對應圖形)U 工的陣列排列之形式提供本發 ,^ x月之有效的微陣列是較佳的 口 的探針分子之對應方法（例如點上、喷墨 Ρ刷等）是最適合於這個例子。 ^ ^ J 因此，根據本發明之較 仫具體貝例，本發明方法之上 _ , 、 < /鄉（步驟（c )及/或步 .. 括I仏超過一個測試的微 陣列（參見本發明方法之步驟（ ^ ^ ^ 、c ))及以多種微陣列的 緣加有效的探針分子（參見本發明方法之步驟（e) 等步驟。尚未確效的測試微陣列（步驟“））或具有 33 200418989 有效佈局的微陣列（步 同的。基材的分割可藉由在先前技4=相同或不 而進行，較佳是藉由適應於喷上二知的圖形化元件 行（例如可得自系統自動化公司，二:版：刷元件而進 國）。如以上之概述，也較佳的是：:，康乃狄克，美 C)内容中由客戶所建立的^夺本每明方法的步驟（ 設計令先前存在據本發明之微陣列 ,^ 貝況整合到多工的陣列排列中。 本每明更有關於可得自 也就是具有有效佈局的微陣列）有效的微陣列（ 於多工的陣列排列内。 斤述，這些可存在 圖示顯示： 第1圖顯示先前習知用於制 效的微陣列之方法。習知方法的=微/車列的例子之有 後利用已知的演算法以電::::核二 =密碼子。然 所需的寡核苷酸數目減少到最小的所需二1他用:將 本上可用於降低在後續寡核二==作用基 其通常包括純化步驟。盥此相Μ 4 ^ 口成 %的錯誤率，使得適當的假設具有約10 要的。這會產生另外高的成Γ 當的品質管制是必 成就要持續…週(例如對於：=個募核：酸合 酸而言）。以此方式外部人成^ ’〇〇〇個寡核苷 0成的养核苷酸必須施加（點） 34 Z適合的支持物’特別是玻璃。點上 製備點上的、、玄、冷,e ,, 匕括U下乂驟· 槽孔的微滴定==而格式化成具有96、38" ，產生對應的品質管制問顔，门/ &處也疋-樣 誤的，、二θ I σ蟪因為個別步驟是相當容易錯 、的14疋由於要製備多種的、、容、、存笼邮# 通的外陆幻 两夕裡的^夜專所致。此外，對於普 W陣列，這個點的步驟也需 的微陣列接著必須藉由雜合 ：：此方式氣備 由；^ ίέ i 一― 刀析及汗估之步驟而確效。

先=舁法選擇已包含錯誤的寡核苦酸， 要：工腦選擇寡核苦酸到微陣列的設計（佈局）以符合 ，、固方法，而廷要花數週到數月的時間。 =2圖相對地顯示本發明方法之步驟，其中首先選擇 纟有關使用者提供的標的核酸資訊之基礎上選擇 i持探針_之後續原…成是在玻： 約 ±冑片）上進打。這個合成方法是非常快速的

由J才/載片）’並且也可在非常龐大的微陣列的例 子中進行（數個1〇〇，_個寡核苦酸/載片）。這表示可能 經=定的及施加的探針寡核芽酸也可代表生物體的完整遺 傳貝況。之後’將一開始提供的微陣列在雜合、分析及評 估的次步驟中石崔效，滿g、、y $ 視障况再次進行具有例如適應寡核 酸度及㈣之修飾的合成。探針募核穿酸是根據由使用 者提供的資訊，特別是由所至w由 一 t〜疋甶所要被陣列（晶片）的製造者提 供的資訊’較佳是經由網F锢故技 田、㈣網路提供，以關於所需的微陣 列佈局（曰曰片叹计）之專一性及設計而選擇。接著利用習 知的固相合成法，根攄有#& τ λ 、 爆有政的佈局而合成經鑑定的募核苷 35 酸’並且根據有效的蚀 布局，利用點上或印刷方法，在微陣 列氣k者處施加有效的_ 士 ^ ^木針刀子。這個方法的實質優點一 方面是節省大量的日年門 _ 〇 $間，從傳統用於製造佈局的方法所 之約5至10週的睥η Γ L 叮而 η ^間（取決於可獲得的資訊之程度）減少

到1天至1週（：你妲似A 楗i、有關要研究之標的分子的資訊， 有效的微陣列佈局）， 此之外，本發明之方法更可藉由 使用S知特別適合於大量 _ 里Ik的方法以製備有效的微陣列 ’而節省大量的成本。 干a 本發明系統及方法夕I & 了月匕的應用，是特別提供用於製 此夕卜疋、微陣列’特別是DNA微陣列，以篩選活性物質。 匕L本發明方法所提供的微陣列，特別是制本發明 妳㈣一 + 用於患者專-性的篩選活性物質。 紘七 ^ W者接叉最適合他臨床狀況的 樂劑之速率是重要的。此外，少士々 儿的 μ 外在本發明製備的佈局之基礎 微陣列，可作為同樣需要短的反 二此外，根據本發明提供的微陣列也可用於評 工技術產生的產品之製造工薇。這樣的 #★ 去而控制，同時最適化用於 14所要產品的細菌之生物活性。 、 【圖式簡單說明】 第1圖顯示先前習知用於萝借 4 a 表備βΝΑ微陣列的例子之治 效的微陣列之方法。 韦 第2圖相對地顯示本發明方法之步驟。 36

Claims (1)

1. 拾、申請專利範圍： 少具有 種用於去搞合製備有效的 德：陣列之系統，其至 春 _丨圆_ 或多個裝置，盆設斗t丄 析的標的分子之資訊；、D、、坐由微陣列而輸入有關要分 •一裝置，在有關要分析 其設計用於測定可能與標的分=資訊的基礎上， 試的探針分子）； 又作用的板針分子（測 % •一提供佈局的裝置，其包括： • 一1:在度原位合成測試的探針分子之元件； 試的探針分子接觸；ΓΓ使標的分子與測 2列讀出元件，其設計用於記錄在標 •一=的：針分子接觸期間所修飾的訊號； 的離位合成；2刀子合成之裝置’其設計用於探針分子 •一提供微陣列的F罟 到基材。 /、没计用於將探針分子施加 2 ·如申請專利範圍第1 於經由微陣列而輸入有關工、之系統，其中（每個）用 包括將資訊儲存在 f:析的標的分子資訊之裝置’ 〇 ^ 個4夕個資料夾的電腦。 •如申請專利範圚筮！ 定測試的探針分子之裳置弟人或2項之：統’ •中詩測 礎上以和匕括在有關4示的分子的資訊基 式控制地選擇測試的探針分子之電腦。 37 200418989 4 ·如申明專利範圍第1或2項之糸統，其中提供佈 局的破置包括將佈局以資料夾的形式而儲存之電腦。 5·如申請專利範圍第1或2項之系統，其中用於探 針分子合成的裝置包括用於固相合成的元件。 6.如申請專利範圍帛丄或2項之系、统，其中提供微 陣列的裝置包括點上的元件。

   7·如申請專利範圍第丨或2項之系統，其中提供潜 陣列的裝置及/或提供佈局的裝置，包括適合於將基材^ 割成多數反應區域的圖形化元件。 8. 如申請專利範圍帛1 $ 2項之系統，其中諸狀 是經由資料傳送元件而連結成一網路。 衣 9. 如申請專利範圍第8頊之糸絲，i A 網路。 固弟8項之糸統’其中網路是㈣ 合於—平台内，以用於研究夥伴内的互動。 11.-種利用如前述申請專利範圍中任 去耦合製備有效的微陣列之方法，其包括下列步'之系統而 (a)藉由微陣列的輪入裝置 二 子之資訊； 文刀析的標的分 ⑴在該資訊的基礎上，藉由測定測試的 裝置，而測定測試的探針分子； 十分子之 (C)藉由佈局裝詈括 包括： 叫供用於微陣列之有致的饰局，其 •藉由原位合成元件，以高密度原 乂剩定的測 38 200418989 試探針分子，而製備至少-測試的微陣列； •利用標的分子，藉由微陣 的微陣列… 件而測試該測試 •當利用標的分子測試該測試的 列讀出元件而記錄至少—修飾的訊^ 1 ^猎由微陣 ⑷精由用於探針分子合成之裝置 於有效的佈局之探針分子（有效的探針分子），·以口成對應 (e )藉由提供微陣列之裝置 探針分子施加到基材。 夺依據有效佈局的有效 1 2·如申凊專利範圍第〗1 )中的資訊及/或在步驟方法，其_在步驟（a 資料傳送裝置的協助，以資 相佈局’是藉由電子 )提供。 、’^、形式而（在每個情況中 13·如申睛專利範圍第11戋12 驟（b)中測試的探針 員之方法，其中在步 。 刀子疋在電腦程式的協助下而測定 14·如申請專利範圍第 驟“）中提供有效的佈局，包括，之方法，其中在步 (1 )在俨沾八 匕括下列次步驟： ()在軚的刀子與探 ⑺藉由高密度原位人號； 製備測試的微陣列；、_ 、、、〗疋的/則武探針分子，而 (3 )利用標的分 至少-測試的訊號； 咐該測試的微陣列’以及記錄 39 200418989 .(4)將至少—測試的訊號與至少一預期的訊號做比較 J ⑴藉由重複步驟（2) i⑷而適應測試的微陣列 ，直到測試的訊號基本上與預期的訊號—致為止，修飾步 驟（2 )中在微陣列上的測試探針分子、數量、結合、數 目、密度、方向性及/或其排列；以及 (6)提供微陣列佈局，其中至少_測試的訊號基本上 與至少一預期的訊號一致。 15·如申請專利範圍第14項之方法，其中預期的訊每 號及測試的訊號是螢光訊號。 16.如申請專利範圍第u或12項之方法，其中在步 驟（b)中經測定的測試探針分子，代表可能與標的分子 交互作用之完整族群的分子。 π·如申請專利範圍帛n或12項之方法，其中測試 的分子或有效的探針分子及/或標的分子是核酸、胜肽、 胜肽核酸、多肽、寡醣、多醣及/或低分子量的有機物質 零 1 8·如申明專利範圍第丨7項之方法，其中測試的分 子或有效的探針分子是募核苷酸。 19·如申請專利範圍第18項之方法，其中寡核苷酸 是約8至約8 0個核穿酸的長度。 20.如申請專利範圍第18項之方法，其中在步驟（^ )中的募核苷酸代表生物體的全部基因體、生物體的一個 或多個染色體之遺傳物質、cDNA資料庫、剪接變異體、啟 40 l 〇y〇y 動子區域、SNPs、突變體 21. 如中請專利範圍第u Γ DNA區域。 分子包含單一 H ^ i2項之方法，其中標的 刀卞早一或多數的螢光標示。 22. 如申請專利範圍第u或a 驟(。）及次步驟（2)中的原 、之方法，其中在步 方法及原位點上探針分子基礎材料而進行。 于 Μ.如中請專利範圍第卩或心之方法，其中超過 約1，000個測試的探針分 ^ , X 樘頦Λ力25 X 75公釐，是分別 在步驟（c)及次步驟（2)中合成。 24. 如申請專利範圍第23項之方法，其中合成至少 約4,刚個測試的探針分子種類/約25⑽㈣。 25. 如申請專利範圍第11或12項之方法，其中在步 驟（c )中之夕數測試的微陣列是在一基材上製造及/或 在乂驟（e )中之有效的探針分子是施加到多數微陣列中 0 26· 種有效的微陣列，其係得自如申請專利範圍第 11至25項中任一項之方法。 拾壹、圖式： (如次頁） 41