專利名稱：：用于附著生物分子的功能性多孔基材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種功能性多孔基材，更具體涉及用于微陣列應(yīng)用中以檢測生物分子的這種基材。
背景技術(shù)：
：出于其高通量的篩分能力，微陣列已經(jīng)成為研究人員正致力于診斷疾病或者發(fā)現(xiàn)新藥的健康護理和制藥工業(yè)的重要工具。而且，農(nóng)業(yè)和國土防御機構(gòu)正使用微陣列來獲取有關(guān)是否存在有害病原體的信息。這種同時篩分可以通過以卜'方式進行將生物學(xué)分子(即，生物分子，如核酸片段、抗體、肽、蛋白質(zhì)、病原體、細胞等)的許多顯微鏡可見的觀察點(通常大小為10-250微米)作為探針印刷到相同基材匕形成微陣列。出于研究目的研發(fā)的高密度微陣列通常包括1000-50000個探針點，它們以預(yù)定規(guī)則的圖案設(shè)置在基材上，由此得到約50-2500點/厘米2的點密度。這種基材的尺寸可以變化，但通常是1英寸x3英寸顯微鏡載玻片的大小。關(guān)鍵的是所述基材表面應(yīng)活性的，能結(jié)合已知序列的探針生物分子。在使用中，微陣列用未知序列的靶生物分子雜交，以同時檢測該陣列表面上具有不同探針的耙的響應(yīng)。通常，所述靶用熒光染料標(biāo)記，并且在雜交之后最常用熒光基檢測技術(shù)來將耙生物分子對探針的響應(yīng)量化。所述靶對微陣列基材上所有探針的復(fù)合量化響應(yīng)就是來自微陣列實驗的數(shù)據(jù)。微陣列實驗可以用來檢測指定有機體(即，人、鼠、植物、細菌等)的各種基因或蛋白質(zhì)的表達水平。高表達的基因或者蛋白質(zhì)更加容易檢測，這是因為它們在指定樣品中的濃度常常最高。但是，當(dāng)表達水平低或者樣品稀少時，靈敏且可靠的檢測技術(shù)就是關(guān)鍵。這種類型的檢測技術(shù)對研究蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用或者蛋白質(zhì)生物化學(xué)活性來說越來越重要，這是因為蛋白質(zhì)濃度不能經(jīng)酶反應(yīng)如聚合酶鏈式反應(yīng)來放大。結(jié)果，在微陣列工業(yè)中，對低豐度蛋白質(zhì)和/或核酸的可靠檢測是最重要的。當(dāng)微陣列實驗中試圖精確測量或者檢測這種低水平時，勢必要求研究人員使用能使靈敏度和綜合信噪比最大的系統(tǒng)部件?？梢允褂迷S多途徑來影響靈敏度和信噪比，其中，3個常見的如下(l)改進掃描裝置的靈敏度和檢測極限，(2)通過標(biāo)記方法來提高熒光信號的放大率，以及(3)使用高靈敏度的基材。本發(fā)明著重于通過使用高靈敏度的微陣列基材來提高信噪比。提高信號強度可以通過提高每單位面積上結(jié)合位點數(shù)(功能性位點密度)來實現(xiàn)，這最終影響固定的生物分子探針的保留以及當(dāng)用熒光標(biāo)記耙分子雜交時增強^兮的發(fā)射。信號清晰度也可以通過減少用于檢測材料固有的自發(fā)熒光來提高。這些途徑最終通過提高信號強度和/或降低噪聲來影響所述信噪比。已經(jīng)嘗試了幾種現(xiàn)有技術(shù)的途徑。用于制造高密度微陣列的許多常規(guī)方法使用包含用于結(jié)合目標(biāo)樣品的功能位點的無孔二維玻璃基材。優(yōu)選玻璃，這是因為其本身惰性，且固有的自發(fā)熒光低，這有利于減少要檢測信號的噪聲(通常使用熒光基技術(shù)測量)。這種市售基材的例子是UltraGAPS11@載玻片(紐約州歐耐塔的康寧公司生命科學(xué)部(CorningInc.,LifeSciences,Oneonta,NY))、Nexterioi^載玻片-(肯塔基州路易斯維爾的斯科特北美公N」(SchottNorthAmerica,Inc.,Luisville,KY))和Array-It⑧載玻片-(加利福尼亞州桑尼維爾的泰勒凱姆國際公司(TelechemInternationalInc.,Sunnyvale,CA))。使用無孔玻璃的一個缺點是功能位點密度很低，導(dǎo)致信號相對較弱，使得很難檢測到目標(biāo)樣品，尤其是當(dāng)試圖檢測低表達基因或蛋白質(zhì)時。通過提高目標(biāo)樣品的體積或濃度可以使這種影響最小，但是這種方法只能在可以獲得大量足夠樣品時使用。通常，研究人員受到指定樣品的量、濃度或體積的極大限制。提高功能位點密度的通常方式是使用多孔基材來提高包含功能位點的有效(accessible)表面積。泰納(Tanner)等(美國專利6750023)講述了一種形成用于附著生物或化學(xué)分析物的功能材料的方法，它通過將無機多孔層施加到無機無孔基礎(chǔ)材料上來提供。已經(jīng)嘗試了使用有機聚合物作為功能材料的另一種途徑。海德(Haddad)等(WO01/66244)講述了使用得自取向聚合物薄膜的有紋理的無孔功能材料來制造陣列。在微陣列基材中也己經(jīng)使用多孔取向聚合物，這種市售材料的例子是Vivid微陣列⑧載玻片(紐約州東山的鮑羅公司(PallCorporation,EastHills,NY))和CAST載玻片(新罕布什爾州克依納的S&S生物科學(xué)公司(Schleicher&SchuellBiosciences,Inc.,Keene，NH))，兩者均使用多孔尼龍膜。相轉(zhuǎn)化是用來從有機聚合物制造微孔膜的常規(guī)技術(shù)。在Solomon等的美國專利申請2003/0219816和Andreoli等的2004/0157320中詳細描述了這種膜作為微陣9列基材的用途。在文獻中也討論了各種微孔材料，其中，尼龍和硝化纖維是最常見的。尼龍的好處在于它容易出現(xiàn)微孔，并對DNA有天然的親合性。類似地，硝化纖維也已知能有效結(jié)合蛋白質(zhì)。在使用尼龍和硝化纖維時，與DNA和/或蛋白質(zhì)的結(jié)合依賴于尼龍或硝化纖維聚合物主鏈中存在的固有官能團。因此，通過這些材料提供的功能位點密度是有限的。而且，相轉(zhuǎn)化膜的孔徑不僅足夠小，以放置潛在的點擴散，導(dǎo)致串?dāng)_，由此限制了陣列的密度。使用有機聚合物如尼龍或硝化纖維的另一個常見問題是這些材料本身具有高自發(fā)熒光。由于熒光基檢測是用于量化所述雜交靶生物分子的最常用的技術(shù)，高自發(fā)熒光會增大背景噪聲，山此對熒光信號的清晰度不利。顯示使用顏料如碳黑會減少自發(fā)熒光?；蛘撸鏜ontagu(WO2004/018623)所述，背景噪聲也可以通過使用薄(小于約5p)的功能材料來降低。需要一種容易制造的、提供高功能位點密度并且自發(fā)熒光低以使信噪比最大的陣列基材。本發(fā)明著手處理所有這些需求并提供很高的精度。發(fā)明概述本發(fā)明提供-種基材，它包括微孔微結(jié)構(gòu)、在至少-部分所述微結(jié)構(gòu)上的夾層以及附在該夾層上的功能層；所述功能層具有密度至少為50毫微摩爾/厘米2的功能位點。另一方面，本發(fā)明提供一種制造功能化制件的方法，它包括(1)提供具有微結(jié)構(gòu)的微孔基材，(2)將夾層沉積在所述微結(jié)構(gòu)上，(3)將功能層附在夾層上，使所述制件風(fēng).有至少50毫微摩爾/厘米2的功能位點密度。另--方面，本發(fā)明提供一種制件，它包括鄰近含多孔微結(jié)構(gòu)的聚四氟乙烯基材的支撐層、在至少一部分所述微結(jié)構(gòu)上的夾層以及附在該夾層上的功能層；所述功能層具有密度至少為50毫微摩爾/厘米2的功能位點。再一方面，本發(fā)明提供一種制件，它包括鄰近含多孔微結(jié)構(gòu)的聚四氟乙烯基材的支撐層、在至少一部分所述微結(jié)構(gòu)上的夾層、附在該夾層上的功能層，所述功能層具有密度至少為50毫微摩爾/厘米2的功能位點，以及附于該功能材料的生物分子。另一方面，本發(fā)明提供一種測量生物分子的方法，所述方法包括-(a)提供一種支撐層，(b)將支撐層功能化，(c)將粘合劑施加到支撐層的至少一部分上，(d)通過粘合劑將具有節(jié)點和原纖(fibril)微結(jié)構(gòu)的微孔聚四氟乙烯基材附到支撐層上，(e)將微孔聚四氟乙烯基材功能化，形成功能位點，(f)將生物分子結(jié)合到功能位點上，并(g)檢測結(jié)合到功能層上的生物分子的量。在另一方面，本發(fā)明提供一種制備微陣列基材的方法，所述方法包括-(a)提供一種支撐層，(b)任選地將支撐層功能化，(c)將粘合劑施加到支撐層的至少一部分上，(d)通過粘合劑將具有節(jié)點和原纖微結(jié)構(gòu)的微孔聚四氟乙烯基材附到支撐層上，(e)將微孔聚四氟乙烯基材功能化。在另一方面，本發(fā)明提供一種微陣列基材，它包括在635微米波長下低于100RFU的自發(fā)熒光水平，以及大于50毫微摩爾/厘米2的功能位點密度。另一方面，本發(fā)明提供一種微陣列基材，它包括在532微米波長下低于1000RFU的自發(fā)熒光水平，以及大于50毫微摩爾/厘米2的功能位點密度。另…方面，本發(fā)明提供-種微陣列基材，它包括對Cy5染料的信噪比大f130，較好大于150。另一方面，本發(fā)明提供一種微陣列基材，它包括對Cy3染料的信噪比大于90，較好大于110。另一方面，本發(fā)明提供一種微陣列基材，它包括1.5倍精確水平(1.5foldprecisionlevel)至少為99%。另--方面，本發(fā)明提供一種微陣列基材，它包括1.2倍精確水平(1.2foldprecisionlevel)至少為76%。附圖簡要說明圖1是本發(fā)明示例實施方式的一端的橫截面視圖。圖2(A)是本發(fā)明示例實施方式中微陣列在功能化之前的微孔表面的掃描電子顯微圖。圖2(B)是本發(fā)明示例實施方式中微陣列在功能化之后的微孔表面的掃描電子顯微圖。圖2(C)是本發(fā)明示例實施方式中微陣列在功能化之后的微孔表面的掃描電子顯微圖。圖3(A)是使用本發(fā)明示例實施方式中基材的微陣列的歸一化Cy3和Cy5信號強度的散布圖。圖3(B)是使用現(xiàn)有技術(shù)中基材的微陣列的歸一化Cy3和Cy5信號強度的散布圖。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及改進的功能化多孔和微孔基材，當(dāng)用作生物分析檢測技術(shù)中的微陣列基材時，它具有高官能團密度和低自發(fā)熒光，由此提供之前無法獲得的高信噪比和高精度水平。這些屬性來自于以下因素的獨特組合多孔和微孔材料的選擇以及功能化這些材料的方法。微陣列定義為用于篩選和分析基因組中所含信息的T.具。這種工具包括不同的生物分子(核酸、蛋白質(zhì)、細胞等)探針，它們化學(xué)附著在基材上，所述基材可以是微芯片、玻璃載玻片或者微球大小的珠子。在以下i寸論中，"多孔材料"是指具有孔的材料，所述孔延伸穿過整個截面，從而使得該材料對于流體是通透的。多孔材料通常通過平均流動孔徑(meanflowporesize)來表征?；蛘?，多孔材料可通過泡點來表征，泡點是最大孔徑的量度。所述平均流動孔徑和泡點均可以通過有壓流試驗來測量。微孔材料是多孔材料的亞類，其平均流動孔徑小于約1微米，或者泡點大于約10psi。本發(fā)明多孔材料本身是平的，可以呈膜或片的形式。本發(fā)明多孔基材由于存在橫跨整個截面的互連孔而可以透過液體。這種微結(jié)構(gòu)的表面積比等體積的無孔材料大得多。本發(fā)明使用這種微結(jié)構(gòu)及其伴隨的高表面積-體積比，形成高功能密度(functionaldensity)的基材。這種內(nèi)表面積(更好是稱為比表面積)與多孔材料的孔徑有關(guān)，所述表面積隨材料平均孔徑的減小而增大。通常，多孔材料的比表面積至少為0.1m2/gm，較好是1m2/gm，更好是大于10m2/gm(使用標(biāo)準氣體吸附技術(shù)測量)。在本文中，"功能位點"是位于多孔基材的外表面或內(nèi)表面上的位點。功能位點可以使用本文所述的表面改性技術(shù)來產(chǎn)生，它們可以用來提供可以附著生物分子的粘合位點。在某些優(yōu)選實施方式中，附著到功能位點上的生物分子起到探針分子的作用，可以共價或非共價地結(jié)合靶生物分子(通常為溶液中的分析物)。本發(fā)明所述生物分子的非限制性例子包括核酸、寡核苷酸和抗體。在本文中，"官能團"是作為單獨單元參與反應(yīng)并決定功能位點性質(zhì)的原子團。功能化基材是具有功能位點的多孔基材，所述位點位于微結(jié)構(gòu)的表面上。術(shù)語"功能化"是指將官能團附到多孔基材的微結(jié)構(gòu)上的方法。相比無孔基材，如無孔玻璃，具有固有高比表面積-體積比的多孔材料提供更大面積的功能化。如之前所述，在現(xiàn)有技術(shù)文獻如美國專利申請2004/0157320(Andreoli)和美國專利6750026(Tanner)中已經(jīng)講述了用于微陣列應(yīng)用的功能化多孔基材。雖然這些內(nèi)容利用了多孔微結(jié)構(gòu)提供的高內(nèi)表面積，但是它們依賴于結(jié)合位點上多孔材料的固有官能團密度。例如，Andreoli講述了多孔尼龍作為基材的應(yīng)用，它具有由尼龍分子化學(xué)結(jié)構(gòu)中的酰氨基提供的官能度。相比較，Tanner講述了多孔玻璃的應(yīng)用，但是它依賴于玻璃表面存在隨后通過硅烷處理進行功能化的表面羥基。本發(fā)明使用新途徑來制造用于微陣列應(yīng)用的高功能密度的基材。本發(fā)明的方法從使用多孔材料開始，所述材料不依賴于材料的固有化學(xué)性質(zhì)來形成官能團。相反，多孔材料的微結(jié)構(gòu)基本涂布有包含活性官能團如羥基官能團的中間層。然后，通過使合適的功能性化學(xué)物質(zhì)與中間層的羥基官能團反應(yīng)來形成功能性基材。功能化所述基材因此包括將夾層沉積在多孔微結(jié)構(gòu)上的步驟。在這種方式中，中間層的選擇(而非多孔材料的選擇)現(xiàn)在控制了官能團的密度。所有現(xiàn)有技術(shù)的材料按照本發(fā)明所述進行功能化，顯示出高得多的官能團密度。本發(fā)明所述高功能密度的基材使用多孔材料(較好是平面形式如膜或片)作為原料制得。多孔材料本身可以是有機或無機的。這種有機多孔材料的非限制性例子包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)多孔片(Porex公司銷售)、聚丙烯(PP)或者聚四氟乙烯(PTFE)(購自佛羅里達州邁阿密湖的小部件有限公司(SmallParts，Incorporated,MiamiLakes,FL)。由有機聚合物制得的膜通常本身是有微孔的，并且市售。這種材料的例子是發(fā)泡PTFE(ePTFE)膜(購自W丄.G聯(lián)合公司(W丄.GoreandAssociates)),尼龍和聚偏1，1-二氟乙烯(PVDF)膜(分別以Biodyne和Biotrace的商品名購自鮑羅公司(Pallcorp))、PP膜(以PolySep的商品名購自奧斯莫尼克公司(OsmonicsInc.))以及PTFE膜(以Mupor的商品名購自Porex公司)。無機多孔材料通常以硬片獲得。這種材料通常通過燒結(jié)無機材料如金屬、陶瓷和金屬氧化物來獲得。多孔玻璃是這種燒結(jié)材料常見的例子，可以從如R&H過濾器公司(R&HFiltercompany)(特拉華州喬治城(Georgetown，DE))或者先進玻璃和陶瓷公司(AdvancedGlass&Ceramics)(馬薩諸塞州，霍頓(Holden，MA))獲得。通過正確選擇多孔材料以及后續(xù)的功能化學(xué)物質(zhì)，也可以制得本發(fā)明高功能密度的基13材，其自發(fā)熒光低。通常，在其化學(xué)結(jié)構(gòu)中沒有共軛鍵的材料顯示出低熒光性質(zhì)。這種多孔材料的例子是從如PTFE、UHMWPE、PP和玻璃的材料制得的那些。尤其優(yōu)選發(fā)泡PTFE作為多孔材料，這是因為其自發(fā)熒光低、其化學(xué)惰性、且溫度穩(wěn)定性高。制造ePTFE的方法在美國專利3953566(Gore)中描述。發(fā)泡PTFE是由無規(guī)成型孔隙組成的PTFE多微孔形式。雖然這種超高的表面積-體積比的微孔發(fā)泡PTFE(ePTFE)暗示它在該應(yīng)用中可以很好的發(fā)揮作用，但是無規(guī)孔隙形狀使其成為不太可靠的候選者。但是令人驚奇的是，ePTFE結(jié)構(gòu)的無規(guī)則性以及非圓形孔隙并不會妨礙其性能；實際上，ePTFE是最優(yōu)選的多孔材料。發(fā)泡PTFE的孔隙通過在高溫下進行的發(fā)泡-拉伸工藝形成。發(fā)泡產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)，其中，節(jié)點通過細的原纖互連。優(yōu)選的ePTFE材料按照美國專利4187390(Gore)中所述制造?？讖降倪x擇是選擇多孔材料的關(guān)鍵因素。為了成為有效的微陣列基材，所述孔徑必須足夠小，以抑制定點工藝過程中溶液的潛在擴散。認為如果孔徑太大，則定點液體會沿所有方向擴散，且所述點會互相遭遇，導(dǎo)致出現(xiàn)串?dāng)_和污染。可以增大點到點的距離，以避免這種問題，但是這會對指定面積內(nèi)設(shè)置的點數(shù)不利。另一方面，所述孔徑必須足夠大，以使生物分子能進入孔隙，并允許反應(yīng)試劑在洗滌過程中自由地進入和離開所述孔隙。泡點測量是用來表征多孔材料最大孔徑的標(biāo)準技術(shù)。雖然大多數(shù)多孔基材可以用來形成本發(fā)明的高功能密度基材，但是對于微陣列應(yīng)用，泡點應(yīng)至少為0.007MPa(1psi)，較好是至少0.070MPa(10psi)。優(yōu)選的ePTFE材料的泡點值至少為0.070MPa(10psi)。所述ePTFE材料的泡點值最好至少為0.207MPa(30psi)。微孔ePTFE材料的微結(jié)構(gòu)由通過原纖互連的節(jié)點組成，并用平均原纖長度表征。所述原纖長度可以在合理的高放大倍數(shù)(如，20000x)下對ePTFE膜的表面進行掃描電子顯微鏡觀察，然后測量節(jié)點間原纖的長度來測量。對原纖進行30次這種測量，將平均原纖長度記錄為這些測量的平均值。越大的平均原纖長度通常與更低的泡點和更高的平均流動孔徑關(guān)聯(lián)。對于優(yōu)選的ePTFE材料，認為其平均原纖長度應(yīng)為0.5-5微米，較好為0.5-3微米，最好為0.5-2微米。本發(fā)明所述高功能位點密度的基材可以使用厚度為5微米和以上的多孔材料制得。更大的厚度可以提供更大的用于附著官能團的內(nèi)部表面，由此提供更高的功能密度。但對微陣列應(yīng)用，多孔材料的厚度存在一個極限。超厚的材料是不利的，這是因為這種材料在接觸印刷過程中吸收過量的探針溶液，導(dǎo)致印刷針迅速變干，由此影響點的清晰度。此外，過厚的材料難以加工，尤其是在雜交之后的洗滌步驟中。不能充分地將雜交液體從材料上洗去會導(dǎo)致殘留反應(yīng)試劑，使基材的自發(fā)熒光增大。對于微陣列應(yīng)用，多孔材料的優(yōu)選厚度約為250微米或以下，最好是約125微米或以下。本發(fā)明依賴多孔材料的內(nèi)表面來附著官能團。內(nèi)表面積是多孔材料的厚度和比表面積的函數(shù)。比表面積是選擇多孔材料的重要考慮因素。但是，比表面積與孔徑有關(guān)。通常，孔徑越小，比表面積越大。與孔徑要求一致，具有任意比表面積的多孔材料可以轉(zhuǎn)化成本發(fā)明高功能位點密度。但是，對于可行的微陣列基材而言，多孔材料的比表面積至少為lm2/gm。優(yōu)選的ePTFE材料的比表面積至少為lm2/gm，最好是至少10m2/gm?？捎糜诒景l(fā)明的多孔材料優(yōu)選不含任何添加劑，尤其是會增大自發(fā)熒光的添加劑。但是，若需要的話，所述多孔材料可以包含如顏料、填料、著色劑、UV吸收劑等的添加劑。所述多孔材料通過以下方式轉(zhuǎn)化成本發(fā)明高功能密度的多孔基材首先，將包含羥基的功能涂料的中間層沉積到多孔材料的整個微結(jié)構(gòu)上，之后使用有機硅烷化學(xué)品S中間層的羥基反應(yīng)。這種轉(zhuǎn)化工藝的細節(jié)在下文主要針對優(yōu)選的ePTFE材料中有述。但是，所述轉(zhuǎn)化方法類似地可以適用于之前所述的大量多孔材料。由于ePTFE固有的疏水性，極性溶液如微陣列印刷和雜交緩沖液不能潤濕基材。而且，由于ePTFE的化學(xué)結(jié)構(gòu)，生物分子如核酸和蛋白質(zhì)不能高效地結(jié)合到所述材料上。因此，為了有效地結(jié)合生物分子，ePTFE表面必須進行改性并需要在之后附上官能團。ePTFE的表面改性通過使用有機聚合物涂布微結(jié)構(gòu)來進行，以使其具有表面親水性，這已經(jīng)分別在Fujimoto和Drumheller的美國專利5130024和5897955中提到。在日本專利公報08-250101和美國專利申請2004/0081886A1(Zuckerbrod)中提到了使用無機溶膠-凝膠制劑來類似親水處理ePTFE。對本發(fā)明來說，優(yōu)選使用低自發(fā)熒光的親水涂層來進行表面改性，所述涂層提供能后續(xù)和硅烷反應(yīng)的羥基。適于用作這種親水涂層的有機聚合物的非限制性例子是聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚縮水甘油、乙烯醇-乙烯共聚物、乙二醇-丙二醇共聚物、乙二醇-丙二醇共聚物、乙酸乙烯酯-乙烯醇共聚物，它們可單獨或組合使用。任選地，這些聚合涂層可以通過使用合適的交聯(lián)劑如醛、環(huán)氧化物和酸酐等在原位相互共價交聯(lián)。對于親水處理ePTFE，聚乙烯醇(PVOH)是優(yōu)選的有機聚合物。所述任選的交聯(lián)可以使用醛如戊二醛來實現(xiàn)。如以下所述，溶膠-凝膠溶液是更優(yōu)選的溶液，這是因為它使ePTFE表面更易于通過提供大量的羥基進行后續(xù)功能化。溶液-凝膠溶液是制備金屬氧化物特種玻璃和陶瓷的技術(shù)通過水解化學(xué)中間體或者化學(xué)中間體的混合物(在脫水成玻璃或陶瓷之前相續(xù)經(jīng)過溶液狀態(tài)和凝膠狀態(tài))。用來使ePTFE親水的溶膠-凝膠處理的細節(jié)在日本專利公報08-250101中有述。優(yōu)選的溶膠-凝膠涂料溶液來自原硅酸四乙酯(TEOS)、原硅酸四甲酯、或者來自硅酸鈉溶液或膠體二氧化硅懸浮液的溶膠-凝膠涂料。來自TEOS的溶膠-凝膠涂料溶液最優(yōu)選。如上所述，親水涂料也可以用于表面改性其它微孔材料，包括但不限r(nóng)那些由尼龍、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚丙烯、多孔PTFE、PVDF、多孔玻璃等制得的那些。ePTFE和其它微孔材料的親水處理可以使用許多方式進行。通常，這種處理通過以下方式進行通過已知的方法如浸涂、噴涂、旋涂、刷涂、輥涂或者Meyer棒涂來將有機聚合物溶液或無機溶膠-凝膠施涂到膜上。必須小心僅加入足夠的涂料，以提供表面親水性，同時保持材料的孔隙率。加入過ft!:的糸水涂層也會增大基材的自發(fā)熒光。如上所述，親水處理使ePTFE和其它微孔材料親水將含羥基涂層沉積到整個微結(jié)構(gòu)上。在后續(xù)步驟中，羥基和低自發(fā)熒光的有機硅烷反應(yīng)，得到所需的官能團，這取決于要附著的特定生物分子。例如，若互補DNA(cDNA)分子要附著到基材上，則胺官能團最合適。這種官能團能通過使親水ePTFE材料和合適的直鏈或支鏈氨基硅烷、氨基烷氧基硅烷、氨基烷基硅烷、氨基芳基硅烷反應(yīng)來引入?？梢允褂玫墓柰槔邮荵-氨基丙基三甲氧基硅垸、Y-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-((3-氨基乙基)-Y-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(p-氨基乙基)i-氨基丙基三乙氧基硅烷。也可以通過與購自如密歇根州米德蘭的枝狀聚合體技術(shù)公司(Dendritech，Inc.,Midland,MI)的有機硅垸偶合的枝狀聚合體(dendrimer)引入這種胺官能團。使用這種方式，通過選擇合適的有機硅烷，可以將不同的活性官能團附到ePTFE基材上。對于相同的官能團，將官能團從附著位點放置到表面上也可以通過所選有機硅垸中使用的連結(jié)分子的大小來控制?？梢愿街幕钚怨倌軋F的非限制性例子是胺、環(huán)氧化物、醛、含羧基物質(zhì)(carboxyl)、酸酐、羥基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、酯、硫醇、疊氮化物、磺酸酯和膦酸酯等。若需要，可以將一種以上的官能團沉積到基材上使具有不同的有機官能團的硅烷混合物和來自中間層的羥基反應(yīng)。所述官能團還能和其它化學(xué)試劑反應(yīng)，形成目標(biāo)終端應(yīng)用所需的官能團。例如，環(huán)氧基還可以和二醇反應(yīng)，重新形成羥基官能團，或者，使用馬來酰亞胺-NHS基交聯(lián)劑，胺官能團還可以交聯(lián)形成能與具有胺官能團的生物分子如抗體反應(yīng)的官能團。通過在低pH下使用硅烷在有機溶劑中的稀釋溶液處理親水ePTFE材料來進行硅烷處理。有關(guān)這種硅烷處理以及各種具有不同有機官能團和不同連接基(inker)人小的硅烷的細節(jié)可見brochure的"SilaneCouplingAgents:ConnectingAcrossBoundaries(硅烷偶聯(lián)齊l」跨越邊界連接)，，(賓州莫瑞斯維爾的格萊斯特公司(Gelest，Inc.,Morrisville，PA))。類似的信息和化學(xué)品也可以從其它公司(如聯(lián)合化學(xué)技術(shù)公司(UnitedChemicalTechnologies,Bristol,PA)、道康寧公司(Dow-Corning，Midland,MI)和先進材料公司(GEAdvancedMaterial,Wilton，CT))獲得。在本發(fā)明'l'，硅烷處理可以通過常規(guī)液體涂布方法如浸涂、噴涂、旋涂、刷涂、輥涂或者Meyer棒涂來進行?；蛘?，所述硅垸可以通過氣相涂布沉積到膜微結(jié)構(gòu)上。必須小心僅加入足夠的涂料，以功能化ePTFE，同時保持材料的孔隙率。本發(fā)明的方法戲劇化地改進了各種膜的功能性，有顯著提高胺密度值為佐證(使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的試驗方法)。最顯著的是，本發(fā)明處理后的ePTFE和其它微孔膜相比現(xiàn)有技術(shù)的材料顯示出胺基密度有超過一個數(shù)量級的提高。這種級別的對功能化膜的改進是令人驚奇和出乎意料的。官能團密度可以每單位表面積基材或者每爭位體積基材上官能團的摩爾數(shù)來測定。使用本發(fā)明的方法，可以將氨基密度為0-5毫微摩爾Z厘米2的多孔材料轉(zhuǎn)化成官能團密度為50-1300毫微摩爾/厘米2的基材，這取決于多孔材料的具體化學(xué)性質(zhì)。指定這些基材的厚度，每單位體積的官能團密度轉(zhuǎn)換為2500-150000毫微摩爾/厘米3。例如，使用本發(fā)明的方法，不含任意氮基官能團的ePTFE和微孔PP材料轉(zhuǎn)化成氨基官能團密度為416-487毫微摩爾/厘米2的氨基功能化基材。由于本發(fā)明的方法通過使不同有機硅垸和中間層涂布過程中沉積的羥基反應(yīng)來產(chǎn)生功能位點，以上官能團密度值不限于僅僅針對胺官能團。相反，功能位點密度基本取決于來自中間層涂布的羥基密度。因此預(yù)計，通過選擇合適的有機官能硅烷化合物，不論所選官能團的具體性質(zhì)如何，可以獲得大于50毫微摩爾/厘米2或大于2500毫微摩爾/厘米3的功能位點密度。不同于在微陣列中的應(yīng)用，本發(fā)明高功能化基材可在其它應(yīng)用如診斷裝置、活性過濾應(yīng)用、印跡應(yīng)用等中用于有效地結(jié)合和俘獲各種生物分子。所述基材的功能密度可以顯著提高，并保持很低的自發(fā)熒光。這種高功能密度和低自發(fā)熒光的組合在微陣列基材中是很有利的，這是因為它使來自雜交的靶生物分子的熒光信號相比背景噪聲最大。所述基材的自發(fā)熒光可以通過在印刷生物分子之前使用微陣列掃描儀掃描基材來測定，所述掃描儀可從幾個供應(yīng)商處獲得，如加州聯(lián)合城的愛克森儀器公司(AxonInstruments,UnionCity,CA)和馬薩諸塞州韋爾斯利的PE公司(Perkin-Elmer，Wellesley，MA)。掃描可以在多個感興趣的波長下進行，這取決于所用掃描儀的類型。由掃描基材的數(shù)據(jù)計算在感興趣波長——卜—的平均熒光值。應(yīng)注意，掃描可以在不同儀器設(shè)定值如激光能量、聚焦深度和PMT增益下進行。信號強度是這些設(shè)定值的函數(shù)。因此，對指定儀器而言，a發(fā)熒光值由掃描儀設(shè)定值確定。使用GenePix4000A掃描儀(Axon)來測量本發(fā)明基材的自發(fā)熒光。這種掃描儀的激光能量和聚焦深度分別設(shè)定在100%和0微米，所有測量均在PMT設(shè)定值為350時進行。使用本發(fā)明的方法，對低熒光多孔材料如PTFE、UHMWPE、PP、玻璃等而言，可以制得在532nm(綠)和635nm(紅)波長下A發(fā)熒光水平分別小于1000相對熒光單位(RFU)和100RFU的高功能密度基材。在大多數(shù)情況下，這種高功能位點密度基材的自發(fā)熒光水平可以更低，通常在532nm和635nm波長下自發(fā)熒光水平分別小于100RFU和30RFU。由于預(yù)計能在背景噪聲下提高信號強度，所述高功能密度和低自發(fā)熒光的多孔基材最適于微陣列應(yīng)用。這種基材有各種方式用在微陣列應(yīng)用中。所述基材本身可以進行使用，或者所述基材可以通過插入模制或其它組合技術(shù)如超聲波結(jié)合、RF焊接、加熱焊接等將其和其它塑料、陶瓷或金屬部件組合，由此轉(zhuǎn)化成盒式或者顯微鏡載玻片的形狀。通過選擇合適的官能團，它可以將大量各種生物分子附著到本發(fā)明高功能位點密度的基材上?？筛街纳锓肿拥姆窍拗菩岳影ê怂?、蛋白質(zhì)、肽、寡核苷酸、抗體、細胞、酶和病原體等。對許多應(yīng)用來說，為了便于搬運和印刷，要求將本發(fā)明的高密度功能位點基材支撐在支撐層上。這種支撐層可以是柔韌的和堅硬的。柔韌的支撐層可以是塑料膜和金屬箔。但是，對傳統(tǒng)微陣列應(yīng)用來說，所述支撐層通常為堅硬的。這種堅硬支撐層可以用硬材料制得，只要在雜交溫度下所述材料保持尺寸穩(wěn)定性，并且也不會受到在常規(guī)微陣列實驗中涉及的印刷、雜交、洗潘和干燥步驟中使用的反應(yīng)試劑的影響。適于用作支撐層的材料的非限制性例子是玻璃、金屬、陶瓷和塑料。顯微鏡玻璃載玻片是最常用的支撐層。在本發(fā)明的實施方式中，功能基材可以是用粘合劑至少部分地結(jié)合到硬性支撐物上，形成復(fù)合微陣列基材。所得粘合劑結(jié)合應(yīng)足夠結(jié)實，以應(yīng)對常規(guī)微陣列實驗中涉及的印刷、雜交、洗滌和干燥的工藝步驟。因此，粘合劑必須具有盒式的耐熱性和耐化學(xué)性。也要求粘合劑的自發(fā)熒光水平盡可能地低。通常，在其化學(xué)結(jié)構(gòu)中不含共軛鍵的粘合劑常常具有低自發(fā)熒光。所選粘合劑必須很好地結(jié)合到硬性支撐物以及功能多孔層上。若需要，支撐表面可以進行處理，提高與粘合劑的結(jié)合性用有機硅垸處理支撐表面是可以用來提高粘合性的一個表面處理例子。或者，可以將粘合性促進添加劑如硅垸偶聯(lián)劑加入到粘合劑中，促進粘合劑和硬性支撐物之間更好地結(jié)合。對功能性多孔基材可接受的結(jié)合來說，所述粘合劑必須滲入功能性多孔基材中。若粘合劑粘度或者表面張力不夠低，不能滲入的話，粘合劑可以用低粘度和/或低表面張力的溶劑溶解，以促進這種滲入。但是，必須小心，確保粘合劑不會過度滲入，而進入功能性基材的截面中，因為這會降低官能團的可利用率，并增大復(fù)合微陣列基材的自發(fā)熒光水平?？梢允褂酶鞣N粘合劑，所述粘合劑可以是熱固性的。這種粘合劑的例子包括〈n.不限T環(huán)氧化物、丙烯酸、硅氧烷。這些粘合劑可以施加到支撐層上，或者施加到功能feU:、ij要結(jié)合的其它表面接觸，然后通過施加呈熱、UV輻射等形式的能i:來進行固化。來自Tm-Con公司(馬薩諸塞州Bedford)的TRA-BONDFDA2是可用的雙組分熱固性環(huán)氧化物的例子。若粘合劑呈液體形式，則它可以通過諸如噴涂、刷涂、輥涂等的各種常用方法來施加。若粘合劑成部分固化的薄膜形式，則它可以通過施壓和/或加熱來進行層壓。所述粘合劑也可以是壓敏粘合劑，屬于不同化學(xué)類型。丙烯酸(例如，3M9461P粘合轉(zhuǎn)印帶(明尼蘇達州圣保羅市3M公司))和硅氧烷(例如，來自道康寧公司的Dow-CorningMD7-4602)是常用的壓敏粘合劑(PSA)。在這種情況下，粘合劑可以施加到支撐層或功能基材上，并通過施壓和/或加熱結(jié)合到其它材料上。若粘合劑呈液體形式，則如上所述進行施涂，若需要的話可進行干燥，除去揮發(fā)物質(zhì)，然后結(jié)合到相應(yīng)部分上。最后，所述粘合劑可以是熱塑性的。這種低熒光性的粘合劑例子是含氟塑料(明尼蘇達州Oakdale市Dyneon有限公司的DyneonTMTHV含氟熱塑性材料)、來自紐約Orangeburg的大金美國公司的eFEP、TeflonFEP(特拉華州Wilmington的杜邦氟制品公司)、T叩as⑧環(huán)烯烴共聚物(新澤西Chatham的Ticona公司)，以上僅舉了幾個例子。可以使用這些材料的薄膜形式在層壓步驟中通過加熱和施壓來將功能層粘結(jié)到支撐層上。若可以樹脂形式獲得，則熱塑性材料可以溶解在合適的溶劑中，并作為薄層施加到功能膜或支撐層上，干燥除去揮發(fā)物，并結(jié)合到相應(yīng)部分上。在功能1化之前，所述多孔材料層可以用粘合劑結(jié)合到支撐層上，然后通過上述的雜交處理和硅烷處理步驟將上述復(fù)合物雜交。圖1顯示了本發(fā)明實施方式的制件10。支撐層12具有施加于其上的粘合劑14。將微孔含氟聚合物、ePTFE、基材層16通過粘合劑14附到支撐層12上。支撐層12是使用或無需粘合劑而能結(jié)合到微孔含氟聚合物層16上的任意硬性表面。支撐層12優(yōu)選是玻璃。在施加粘合劑14(若使用的話)和微孔含氟聚合物層16之前，支撐層12的表面任選進行處理。圖2(A)顯示了ePTFE材料的表面20的掃描電子顯微鏡圖。該圖顯示存在通過原纖24互連的節(jié)點22。該顯微圖也顯示了這種材料的無規(guī)孔隙。圖2(B)和2(C)是本發(fā)明使用ePTFE作為原料的多孔基材表面在兩種不同放大倍下的掃描電子顯微圖。這種多孔ePTFE材料的微結(jié)構(gòu)首先用二氧化硅溶膠-凝膠處理，形成中間層，然后用氨基硅烷進行處理。圖2(C)顯示了微結(jié)構(gòu)的經(jīng)過涂布的節(jié)點26和經(jīng)涂布的原纖28。使用本發(fā)明的方法，可以制造使用本發(fā)明功能化ePTFE層的復(fù)合微陣列基材，它顯示出所需的不同尋常的高官能團密度和低自發(fā)熒光性。具體是，根據(jù)ePTFE的性質(zhì)，可以制造官能團密度至少為50毫微摩爾/厘米2、較好是至少100毫微摩爾/l雖米2，最好是至少250毫微摩爾/厘米2的復(fù)合基材。這比現(xiàn)有技術(shù)基材所獲得的官能團密度高至少一個數(shù)量級。例如，根據(jù)所用ePTFE材料的具體性質(zhì)，復(fù)合微陣列基材測得的胺密度約為100-400毫微摩爾/厘米2。相比較，氨基硅垸處理的非多孔玻璃載玻片(康寧UltmgapSTM)和多孔尼龍膜基Vivid微陣列載玻片分別約為4.8和6.5毫微摩爾/厘米2。當(dāng)提供高功能位點密度時，本發(fā)明復(fù)合微陣列基材將其自發(fā)熒光性保持在低水平。復(fù)合基材的自發(fā)熒光性可以通過在印刷生物分子之前使用GenePix4000A微陣列掃描儀在PMT設(shè)定值為350時掃描該基材來確定。使用本發(fā)明的方法可以制造在532nm(綠)和635nm波長下自發(fā)熒光水平分別小于1000相對熒光單位(RFU)和小于100RFU的包括功能ePTFE層的復(fù)合微陣列基材。在大多數(shù)情況下，復(fù)合微陣列基材的自發(fā)熒光水平低得多，通常在532nm和635nm波長下分別小于200RFU和小于30RFU。本發(fā)明的復(fù)合微陣列基材提供用于固定生物分子的通用表面。不同于其在常規(guī)微陣列分析中的應(yīng)用，本發(fā)明基材也可以用作具有其上以任意圖案附著生物分子的基材。可附著的生物分子的例子是核酸、蛋白質(zhì)、肽、寡核苷酸、抗體、細20胞、病原體，等等。通過評估來確定復(fù)合微陣列基材的性能使用復(fù)合基材來制造DNA微陣列。然后用標(biāo)記有在兩種不同波長下發(fā)出熒光信號的兩種熒光染料(即Cy3和Cy5)的cDNA來雜交微陣歹ij。然后，使用微陣列掃描儀(使用激光光源和光電倍增管(PMT))作為檢測器，在兩個不同波長下檢測雜交載玻片內(nèi)各點(及其附近)的熒光信號。所述掃描儀檢測來自雜交的微陣列基材的熒光強度，并將數(shù)據(jù)儲存為在顏色標(biāo)尺上表示強度的基材掃描圖的形式。因此獲得的原始信號強度使用標(biāo)準微陣列數(shù)據(jù)分析軟件(來自愛克森儀器公司的GenePixPro、來自洛拜恩信息公司(Lobioninformatics)的Genetraffic⑧或來自PE公司的ScanarrayExpress)進行統(tǒng)計學(xué)分析，以確定一些關(guān)鍵的性能量度，如信噪比和精確水平。確定本發(fā)明復(fù)合微陣列基材以及現(xiàn)有技術(shù)中的基材的性能標(biāo)準。微陣列數(shù)據(jù)分析的細節(jié)容易在書籍中獲得，例如，UlrikeANuber編著的《DNA微陣列(DNAMic麗rays)》(泰勒弗蘭克公司(Taylor&Francis),紐約，2005)或者MarkSchena編著的《微陣列分析(Microarrayanalysis)》(約翰威利父子公司(JohnWiey&Sons),Hoboken,NY，2003)。信噪比(SNR)是測量微陣列基材的關(guān)鍵性能量度。來自微陣列內(nèi)某點的信號的質(zhì)量取決于其相對周邊環(huán)境(也稱為局部背景噪聲)的強度。當(dāng)來自某點的信號強度靠近局部背景噪聲的強度時，各測量中的誤差變得相當(dāng)高。在指定波長下，來自點的SNR容易算出首先確定凈信號強度，它是表示某點的所有像素的倍號強度中值(S)與表示僅僅在所述點外圍的周邊區(qū)域的所有像素的局部背景中值(B)之差。通過計算局部背景的標(biāo)準偏差來估算背景噪聲(NB)。該點的SNR則可定義為SNR=(S-B)/NB式中，S、B和NB用相對熒光單位(RFU)表示。通常，確定陣列中各點的SNR。平均SNR(ASNR)是陣列中各點的所有SNR的平均值。使用微陣列數(shù)據(jù)分析軟件，可以自動對常規(guī)微陣列中大量的點進行SNR計算。由于在微陣列實驗中獲得的數(shù)據(jù)精度方面提供更高的可靠性，因此總需要高ASNR。相比現(xiàn)有技術(shù)的基材，本發(fā)明的復(fù)合微陣列基材提供高得多的ASNR。通常，本發(fā)明復(fù)合基材的ASNR在兩個波長下平均是氨基硅垸處理的玻璃載玻片的至少兩倍。例如，附到玻璃載玻片的功能化ePTFE膜的性能遠遠超過現(xiàn)有技術(shù)中的所有材料。它對Cy5和Cy3的平均信噪比分別至少約為191和94?，F(xiàn)有技術(shù)中最常用的載玻片對Cy5和Cy3的信噪比分別至少約為110和62。令人驚奇的是，本發(fā)明的復(fù)合微陣列基材不僅提供高ASNR，而且能很有效地穩(wěn)定獲得的熒光信號。本領(lǐng)域熟知來自Cy5染料的信號極其不穩(wěn)定，尤其是在臭氧影響下。實際上，由于環(huán)境條件下臭氧水平的合理變化，因此通常能看到當(dāng)環(huán)境臭氧水平升高時Cy5信號的穩(wěn)定性變差?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)相比現(xiàn)有技術(shù)中的基材，本發(fā)明使用功能化ePTFE層的復(fù)合微陣列基材能顯著地更加有效地穩(wěn)定Cy5信號。例如，在環(huán)境臭氧水平高的夏季，本發(fā)明基材的Cy5SNR約為氨基硅垸處理的玻璃載玻片上的Cy5SNR的7.7倍。在24小時內(nèi)，這種比例增至38.9，這是因為玻璃載玻片上的Cy5信號劇烈降低，而本發(fā)明復(fù)合基材上的Cy5信號相對更穩(wěn)定。除了高ASNR之外，精確度是另一個很需要的性能量度。在微陣列實驗中，3用兩種不同熒光染料(Cy3和Cy5)標(biāo)記相同耙時，預(yù)計來自兩個波長的信號應(yīng)提供相同的信息。換句話說，若Cy3信號強度和Cy5信號強度以相同的x和y軸繪l冬l，則理論數(shù)據(jù)應(yīng)為l:l(或45°)的線。實際上，所述數(shù)據(jù)通常來自這種線，并且離所述1:1線越遠則數(shù)據(jù)的可靠性越低。數(shù)據(jù)精確度的測量可以通過確定所述數(shù)據(jù)距離所述1:1線多近來獲得。若有M個數(shù)據(jù)點，其中有N個數(shù)據(jù)點在Z-倍(Z-fold)以十.和Z-倍以下邊界之外，則Z-倍精確水平定義為PfZ-倍％精確度水平=100x(1-(N/M))式中，Z-正倍(foldup)和Z-倒數(shù)倍(folddown)邊界表示Cy3信號強度是Cy5信號強度的Z倍或者1/Z倍。例如，2-倍以上是指Cy3信號強度是Cy5信號強度的2倍，2-倒數(shù)倍是指Cy3信號強度是Cy5信號強度的--半。在較低Z水平下Pz值越高則表示精度越高、數(shù)據(jù)約可靠。本發(fā)明復(fù)合微陣列基材顯示出更高的精確度水平。通常，對本發(fā)明的基材而言，P,.5和P,.2是分別至少99W和至少90M。相比較，氨基硅烷處理的玻璃載玻片的各值分別為96%和73%。顯然，當(dāng)用在微陣列實驗中時本文所述的復(fù)合基材可獲得極高的精確度和可靠的數(shù)據(jù)。實施例測試方法厚度測量將所述膜置于2片KaferFZ1000/30厚度卡規(guī)(德國Villingen-Schwenningen的KaferMessuhrenfabrikGmbH)之間來測量膜的厚度。取三次測量值的平均值。泡點測量按照ASTMF316-03使用毛細管流量氣孔計(CFP1500AEXL型，紐約州伊薩卡鎮(zhèn)的多孔材料公司(PorousMaterialsInc.,Ithaca，NY))測量泡點和平均流動孔徑。將樣品膜置于樣品室中，并用表面張力為19.1達因/厘米的SilWick硅氧烷流體(紐約州伊薩卡鎮(zhèn)的多孔材料公司)潤濕。樣品室的底部夾子具有直徑2.54cm，厚3.175mm的多孔金屬盤插入物(40微米多孔金屬盤，康涅狄格州法明頓MM公司(MottMetallurgical,Farmington，CT))，樣品室的頂部夾子具有直徑3.175mm的孑L。使用Capwin軟件(6.62.1版本)，按照下表所述設(shè)定以下參數(shù)。表示泡點和平均流動孔徑的值是兩個測量值的平均。<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>官能團密度測量使用茚三酮基試驗來確定氨基官能團的密度。所述試驗基于Sarin等的講述(Sarin,V.K.、Kent，S.B.H.、Tam;JP.&Merrifield，R.B.(1981)Anal.Biochem.117,147-157)。在這一試驗中，茚三酮和本發(fā)明的基材反應(yīng)。在所得液體中的反應(yīng)產(chǎn)物通過分光光度計(sprectrosc叩ically)進行測定，獲得胺官能團的濃度。該試驗使用從樣品基材上獲得的約lcr^大小的樣品，并進行以下步驟--反應(yīng)試劑A-在燒杯中混合40g苯酚和10ml的純乙醇，升溫直到獲得透明液體。在另一燒杯中將0.042g氰化鉀(KCN)溶解在65ml水中。然后在另一燒杯中用100ml純吡啶稀釋約2ml的KCN溶液。在標(biāo)記為"反應(yīng)試劑A"的單獨容器中，將6ml的苯酚/乙醇溶液和12.5ml的KCN/吡啶溶液混合。反應(yīng)試劑B-將2.5g茚三酮溶解在10ml的純乙醇中。樣品分析在試驗管中加入800微升的反應(yīng)試劑A和200微升的反應(yīng)試劑B。將試驗管置于設(shè)定在100。C的加熱塊中，將所述加熱塊置于振蕩器上。所述振蕩器以110rpm運行10分鐘。然后去除試驗管，并置于水浴中。往該管中加入乙醇，直到總體積為2ml，將溶液很好地混合。用吸液管將200微升等份的這種混合物加入到96孔玻璃平板上，使用分光光度計測量570nm的吸光度。數(shù)據(jù)分析在減去空白樣的吸光度之后，使用吸光度值由以下關(guān)系式計算各樣品的胺密度。胺密度(毫微摩爾/厘米2)-[吸光度樣少體積(L)xl09(nmol/mol)]/[(Ext.Co.570(M—'cm—1)x路徑長度(cm)x面積ff;',(cm2))]，式中，體積二2ml-0.002L，Ext.Co,消光系數(shù)45000M—'cm—1，所用路徑長度為0.4146cm。對f各樣品，進行三次測量，并將胺密度值記錄為三個重復(fù)測量的平均值。在無支撐功能基材的情況下，直接測量基材的厚度。在這種情況下，官能團密度表示為官能團密度(毫微摩爾/厘米3)=官能團密度(毫微摩爾/厘米2)/基材厚度(厘米)自發(fā)熒光測量使用PMT設(shè)定值為350、分辨率為10微米的AxonGenepix4000A(美國中部聯(lián)合城的愛克森儀器公司)掃描儀測量用這些功能化基材制備的無支撐基材以及微陣列載玻片的自發(fā)熒光。在635nm和532nm波長下測量自發(fā)熒光。將載玻片樣品(包括硬性Vycor基材)置于載玻片固定器中，基材面向下，并掃描獲得自發(fā)熒光。在無支撐基材如膜的情況下，將樣品置于平的玻璃顯微鏡載玻片上，并置于載玻片固定器上，基材面向下，并掃描獲得自發(fā)熒光。使用GenePixPro5.0軟件分析掃描的圖像。記錄在載玻片矩形面積中的4800離散位置處的自發(fā)熒光。所述面積的左上角離樣品的左邊緣2.27mm，離樣品的上邊緣12.21mm，所述樣品為25.4mmx76.2mm。所述面積的右下角離樣品的左邊緣18.04mm，離樣品的下邊緣59.82mm。對每個樣品載玻片和各基材記錄在兩個波長下的平均自發(fā)熒光值。信噪比測量通過在加拿大多倫多大學(xué)健康網(wǎng)絡(luò)(UHN)的微陣列中心進行本發(fā)明的微陣列載玻片的信噪比測量。使用濃度為0.2微克/毫升的DNA印刷溶液(3xSSC)將來自人類基因組的1718個克隆組印刷到載玻片上。所印刷的陣列組織成32塊，排列成8排x4列，格與格之間的距離為4500p。在各格中，以10排xl2列設(shè)置120個特征(feature)。所述特征大小為100微米，特征和特征之間的距離為200p。將印刷過程中的濕度水平控制在55-60%。在印刷之后，將載玻片上的印刷探針造95t:下干燥1分鐘，然后使用UVStratalinker1800(Stratagene)在2500微焦的能量下交聯(lián)。使用以下標(biāo)記方案由總量IO微克的RNA來制得標(biāo)記的cDNA。反轉(zhuǎn)錄在0,5微升的管中混合8.0微升5X第一鏈緩沖液(S叩erscriptII，Invitrogen)、1.5微升AncT引物(5，-T2oVN，100pmol/|il)、3.0微升dNTP-dTTP(dATP、dCTP、dGTP各6.67mM)、3.0微升2mMdTTP、3.0微升2mMAA-dUTP(Sigma,目錄號A-0410)、4.0微升0.1MDT丁、1.0微升對照RNA(人造Arabadopsis轉(zhuǎn)錄物(2-10ng/微升)，仟選的)、0.1-10微克總RNA(0.1-0.5微克mRNA或5-10微克總RNA)和40微升不含核酸酶的水。在65。C下培育標(biāo)記反應(yīng)物5分鐘，然后在42"C下2分鐘(部分冷卻溶液)。培育不定要在黑暗中。加入2微升反轉(zhuǎn)錄酶(SuperscriptII，Irwitrogen)，并在42。C下培育2小時。加入8微升1M氫氧化鈉，并在65'C下加熱15分鐘，水解RNA加入8微升1M鹽酸和4微升1Mtris-HCL(pH7.5)，將所述溶液中和。氨基烯丙基-cDNA純化使用CyScribeTMGFXTM純化試劑盒(愛默生公司(GEAmersham),目錄號27-9606-02)進行純化。使用以下方案在一個GFX柱中純化各樣品。向各柱中加入500微升的俘獲緩沖液。將cDNA產(chǎn)品(約62微升)轉(zhuǎn)移到所述柱中，用移液管上下吸取幾次以進行混合，在13800xg下旋轉(zhuǎn)30秒，并棄去流出物。加入600微升80%的乙醇，在1300rpm下旋轉(zhuǎn)30秒，并丟棄流出物；重復(fù)該步驟，進行總共3次洗滌。將該柱再旋轉(zhuǎn)30秒，確保除去所有的乙醇。將GFX柱轉(zhuǎn)移到新試管中，加入60微升0.017M的碳酸氫鈉(pH9)在室溫下培育GFX柱1分鐘在13800xg下旋轉(zhuǎn)1分鐘，洗脫純化的標(biāo)記cDNA。使用SpeedVac來充分干燥樣品。重懸于7微升不含核酸酶的水。制備單官能團活性花青染料并標(biāo)記在本研究中使用Alexa647/Alexa555fluors(Invitrogen)和Cy5/Cy3(Amersham)，兩者將分別被稱為Cy5和Cy3。Alexafluors單獨包裝銷售。每管加入3微升DMSO，將染料再次懸浮。將整管內(nèi)容物加入到各標(biāo)記反應(yīng)物中。Cy染料呈5微升的包裝。各管加入45微升DMSO。再往各標(biāo)記反應(yīng)物中加入3微升重懸的染料。將3微升染料加入7微升氨基烯丙基標(biāo)記的cDNA中，通過移液管上下吸取進行混合，并在室溫下于黑暗環(huán)境中培育1小時。加入4.5微升4M的羥胺，將非共軛染料淬滅。在室溫下于黑暗環(huán)境中培育15分鐘。純化熒光標(biāo)記的探針向各反應(yīng)加入35微升的水，使各反應(yīng)物的體積達到約50微升。混合Cy5和Cy3標(biāo)記的樣品，它們將被共雜交(co-hybridized)往各柱中加入500微升俘獲緩沖液。將標(biāo)記的cDNA產(chǎn)品(約100微升)加入到各柱中，用移液管上下吸取以進行混合，在13800xg下旋轉(zhuǎn)30秒，并丟棄流出物。加入600微升80%的乙醇，在13800xg下旋轉(zhuǎn)30秒，并丟棄流出物；重復(fù)該步驟，進行總共3次洗滌。將該柱再旋轉(zhuǎn)30秒，確保除去所有的乙醇。將GFX柱轉(zhuǎn)移到新試管中，加入60微升洗脫緩沖液(隨試劑盒一起提供)。在室溫下培育GFX柱1分鐘。在13800xg下旋轉(zhuǎn)1分鐘，洗脫純化的氟標(biāo)記的cDNA。使用SpeedVac來干燥樣品(在高溫下，小心不要過干)并重懸于5微升不含核酸酶的水。雜交不需要預(yù)雜交步驟。為所有雜交提供足夠的溶液一為每個載玻片提供IOO微升，并有額外的100微升以免移液時產(chǎn)生誤差。往各100微升DIGEasyHyb溶液(Roche)中加入5微升酵母tRNA(Invitrogen;10mg/ml)和5微升小牛胸腺DNA(Sigma;10mg/ml)。在65"C下培育該混合物2分鐘，并冷卻至室溫。將100微升制備的雜交溶液加入各對收集的Cy5和Cy3標(biāo)記的cDNA(約5微升)中。將雜交溶液和標(biāo)記的cDNA混合，在65"C下培育該混合物2分鐘，并冷卻至室溫。將蓋片(24x60mm，非提升蓋(non-lifterslip))置于可靠表面(錐形盒(tipbox)的角落工作良好)，并用移液管將雜交混合物移到蓋片上。將載玻片的"陣列側(cè)"面向下地置于蓋片頂部(實際上不是簡單地將載玻片向下置于蓋片上，而是使其位于蓋片頂部，直到載玻片足夠濕潤，能吸附起蓋片)?？焖俜D(zhuǎn)載玻片(蓋片吸在其上)，從而使蓋片位于載玻片頂部。將載玻片小心置于雜交室中。我們所用的雜交室是塑料顯微鏡載玻片盒，/l;]l;底部含有少量的DIGEasyHyb溶液(以保持濕潤環(huán)境)。將透明的平顯微鏡載玻片間隔1或2個載玻片位置放置在載玻片盒中，形成軌道或平臺，在其上可放置雜交陣列。各雜交室可容納2或3雜交載玻片(這取決于載玻片放置的方向)。將蓋子小心置于盒上，然后用塑料帶裹住該盒。在37r培養(yǎng)箱的水平表面上培育過夜(約16-18小時)。洗滌通過迅速且輕柔地將陣列浸漬在1XSSC中來移走蓋片(使蓋片輕柔地滑走，用鑷子在條形碼末端處固定載玻片)。將載玻片置于染色架中并置入裝有新鮮lxSSC的染料皿中(EvergreenScientificthroughDiamedcat#E/S258匿4100-000)。當(dāng)從雜交室中取出所有陣列時，在輕柔的不定期攪拌條件下，在裝有預(yù)熱的(5(TC)lxSSC/0.1。/。SDS的干凈的載玻片染色盒中50。C洗滌三次，每次15分鐘。在完成洗滌之后，在室溫的lxSSC中清洗載玻片(倒轉(zhuǎn)4-6次)，然后在O.lxSSC中清洗在襯有Whatman紙的載玻片盒中以89xg旋轉(zhuǎn)干燥載玻片5分鐘?；蛘?，在50毫升Falcon管中干燥載玻片(并在89xg下旋轉(zhuǎn)5分鐘)。陣列應(yīng)在黑暗環(huán)境中存儲。推薦陣列在洗滌之后立即進行掃描(至少在2天之內(nèi))。本發(fā)明的雜交載玻片使用Scanarray4000掃描儀(馬薩諸塞州韋爾斯利的PE公司)進行掃描，激光能量設(shè)定在65-75之間，PMT設(shè)定在50-55。使用ArrayVisionv.8.0(ImagingResearchIne.)量化TIFF圖像。然后，將數(shù)據(jù)和圖像載入GeneTrafficTM(LobionInformatics)中，進行歸一化。在GeneTraffic中選擇"Lowess，sub-grid"方法進行歸一化。歸一化的強度值從GeneTraffic數(shù)據(jù)庫下載。對各載玻片類型在Excel中計算平均S/N。對各載玻片類型，各重復(fù)實驗的標(biāo)準偏差在Excel中計算。在每個陣列上各點出現(xiàn)兩次，在僅測試一個陣列的情況時，進行2次重復(fù)實驗，計算它們之間的S/N標(biāo)準偏差。當(dāng)使用更多陣列時，在所有重復(fù)實驗陣列和重復(fù)點(每個陣列2點)上計算S/N的標(biāo)準偏差。也測量來自康寧生命科學(xué)公司的liltragaps載玻片的信噪比。步驟與上述相同，除了使用較少的(80微升)的雜交緩沖液以外。而且，在不同設(shè)定值下進行掃描，確定這些設(shè)定值以使這些載玻片最適宜。具體地說，所用激光能量設(shè)定值為95-100，PMT設(shè)定在70-80。精確水平使用陣列進行精確水平測量，所述陣列在Cy5和Cy3室中用相同的RNA樣品進行標(biāo)記。理論上，所有數(shù)據(jù)點均準確落在45°線上，所述線穿過歸一化Cy3估"強度散布閣的原點畫出(針對載玻片上所有數(shù)據(jù)點(M)的Log-log圖上歸-化Cy5估^強度)。從該閣可確定在Z-iT:倍和Z-倒數(shù)倍的范圍之外數(shù)據(jù)點的數(shù)量(N)。致性或特異性或精確度水平定義為Z-倍精確度水平，％=100x(l-(N/M))功能化基材實施例溶膠-凝膠溶液制備前體溶液在65。C下，將40.7份四乙氧基硅烷(DynasilA，由新澤西州Parsippany的Degussa公司制造)、14.份去離子水、44.8份乙醇和0.4份鹽酸(37%)反應(yīng)24小時。然后冷卻所述溶液，并在冷凍器中儲存直到下一步使用。硅垸溶液制備硅烷溶液將2份的氨基丙基三乙氧基硅垸(A0750,賓州布里斯托爾聯(lián)合化學(xué)技術(shù)公司)和98份95/5(w/w)的乙醇/水混合物混合。這種溶液在使用前才制得，并在使用前靜置至少5分鐘。實施例1本實施例說明了本發(fā)明以ePTFE作為多孔原料制得的高功能化微孔基材。當(dāng)檢測所述處理和未處理的膜的實質(zhì)改進時，本發(fā)明的方法和制件令人驚奇的優(yōu)點是顯而易見的。材料類型ePTFE按照美國專利4187390所述制得發(fā)泡聚四氟乙烯(ePTFE)膜。所述ePTFE膜約74微米厚，具有0.434Mpa(63psi)的泡點。將水灑在膜的表面上來檢測其疏水性。溶膠-凝膠處理ePTFE膜迸行處理將膜安裝到繡花圈上，便于移動，然后將膜浸沒在通過等敷量的乙醇稀釋的溶膠-凝膠溶液所獲得的溶液中。5分鐘后，取出所述膜，并沒沒在去離f水中5分鐘。在清洗步驟之后，將所述膜風(fēng)干，然后在15(TC下加熱5分鐘。在這--階段，所述膜是親水的，水容易潤濕所述膜。氨基硅烷處理用氨基硅烷進一步處理親水膜，在其微結(jié)構(gòu)上提供氨基官能團。這通過將膜浸沒在硅烷溶液中5分鐘，然后在異丙醇(IPA)中清洗2分鐘，并在ll(TC下加熱所述膜10分鐘來完成。所述膜通過重復(fù)相同的步驟再次用硅垸進行處理浸沒在ffl::炕溶液中5分鐘、在IPA中清洗2分鐘，并在1l(TC下加熱10分鐘。最終膜所得功能化ePTFE膜厚34微米，茚二酮試驗顯示胺密度為416.4毫微摩爾/厘米2(或者121435毫微摩爾/厘米3)。在635nm和532nm下測得所述功能化ePTFE膜的自發(fā)熒光為21.2和30.4。為了進行對比，使用茚三酮試驗來測試相同的未處理的ePTFE膜是否存在任何氨基官能團。未檢測到氨基官能團。實施例2本實施例也說明了本發(fā)明以ePTFE作為多孔原料制得的高功能化微孔基材。除了使用PVOH代替溶膠-凝膠之外，重復(fù)實施例l。而且，如實施例所述，本發(fā)明的制件比相同類型的未處理的膜好得多。材料類型ePTFEPVOH處理實施例1中使用的ePTFE膜進行處理將膜安裝到繡花圈上，便于移動，然后將膜浸沒在IPA中5分鐘、然后浸沒在去離子水中2分鐘，然后浸沒在5重量%的聚乙烯醇水溶液(PU80，加州光譜化學(xué)品公司(SpectrumChemicals,Gardena,29CA))中IO分鐘。取出所述膜，并浸沒在去離子水中IO分鐘。在清洗步驟之后，所述膜在室溫條件下風(fēng)干過夜，然后在ll(TC下加熱IO分鐘。在這一階段，所述膜是親水的，水容易潤濕所述膜。氨基硅烷處理用氨基硅烷進一步處理親水膜，在其微結(jié)構(gòu)上提供氨基官能團。這通過將膜浸沒在硅烷溶液中5分鐘，然后在異丙醇(IPA)中清洗2分鐘，并在ll(TC下加熱所述膜10分鐘來完成。所述膜通過重復(fù)相同的步驟再次用硅烷進行處理浸沒在硅烷溶液中5分鐘、在IPA中清洗2分鐘，并在U0。C下加熱10分鐘。最終膜使用茚三酮試驗來測試所得膜，氨基官能團的平均密度為118.5毫微摩爾/厘米2。實施例3本實施例說明了本發(fā)明以微孔尼龍作為多孔原料制得的高功能化微孔基材。'檢測所述處理和未處理的膜的實質(zhì)改進時，本發(fā)明的方法和制件令人驚奇的優(yōu)點是顯而易見的。材料類型微孔尼龍膜從新澤西州皮斯卡塔韋的愛默生生物科學(xué)公司(AmershamBiosciencesCorp.,Piscataway，NJ)獲得表面經(jīng)處理的市售微孔尼龍膜(HybondN+)。該膜約厚150微米，泡點約為12.5psi。茚三酮試驗顯示從供應(yīng)商處獲得的膜的氨基官能團密度為9.7毫微摩爾/厘米2(或638毫微摩爾/厘米3)。溶膠-凝膠處理和氨基硅烷處理使用實施例1所述步驟功能化所述膜。最終膜所得膜約厚147微米。官能團密度為1093毫微摩爾/厘米2(74199毫微摩爾/厘米3)。這種氨基官能團密度的顯著提高源自本發(fā)明的方法。實施例4本實施例說明了本發(fā)明以多孔超高分子量聚乙烯(UHMWPE)片作為多孔原料制得的高功能化微孔基材。當(dāng)檢測所述處理和未處理的膜的實質(zhì)改進時，本發(fā)明的方法和制件令人驚奇的優(yōu)點是顯而易見的。材料類型多孔UHMWPE膜從喬治亞州Fairburn的Porex公司獲得市售多孔UHMWPE片(Porex9619)。該片約厚1524微米，泡點約為0.009Mpa(1.3psi)。溶膠-凝膠處理和氨基硅烷處理使用實施例1所述步驟功能化所述膜。最終膜所得片厚約1524微米。官能團密度為426.9毫微摩爾/厘米2(2801毫微摩爾/厘米3)。在635nm和532nm下測得所述功能化UHMWPE片的自發(fā)熒光分別為31.1和107.2RFU。為了進行比較，使用茚三酮檢測市場上獲得的多孔UHMWPE片存在的任意氨基官能團。所述試驗顯示膜的氨基官能團密度是U毫微摩爾/厘米2(7.0毫微摩爾/厘米3)。市售UHMWPE片在635nm和532nm下測得的自發(fā)熒光分別為23.9和48.7RFU。這種氨基官能團密度的顯著提高并不會導(dǎo)致自發(fā)熒光顯著增大，這源自本發(fā)明的方法。實施例5本實施例說明了本發(fā)明以微孔聚丙烯作為多孔原料制得的高功能化微孔基材。當(dāng)檢測所述處理得的微孔聚丙烯和現(xiàn)有技術(shù)的微孔聚丙烯膜的實質(zhì)改進時，本發(fā)明的方法和制件令人驚奇的優(yōu)點是顯而易見的。材料類型微孔聚丙烯膜從馬薩諸塞州水鎮(zhèn)的奧斯莫尼克公司(GEOsmonicsInc.，Watertown,MA)獲得市售微孔聚丙烯膜(Polysep,O,lp，目錄號M01WP320F5)。該膜厚約86p，泡點約為0.135Mpa(19.6psi)。溶膠-凝膠處理和氨基硅烷處理使用實施例1所述步驟功能化所述膜。最終膜所得片厚約74微米。官能團密度為486.8毫微摩爾/厘米2(66087毫微摩爾/厘米3)。為了進行比較，使用茚三酮檢測市場上獲得的微孔聚丙烯膜存在的任意氨基官能團。所述試驗在該膜上沒有檢出任何氨基官能團。實施例6本實施例說明了本發(fā)明以多孔PTFE作為多孔原料制得的高功能化微孔基材。當(dāng)檢測所述處理和未處理的膜的實質(zhì)改進時，本發(fā)明的方法和制件令人驚奇的優(yōu)點是顯而易見的。材料類型多孔PTFE膜從喬治亞州Fairburn的Porex公司獲得市售多孔聚四氟乙烯(PTFE)膜(MuporPM17Y)。該膜厚約152微米，泡點約為0.044Mpa(6.4psi)。溶膠-凝膠處理和氨基硅垸處理使用實施例1所述步驟功能化所述膜。所得膜厚約152微米，官能團密度為78.6毫微摩爾/厘米2(5158毫微摩爾Z厘米3)。對未處理的膜沒有進行茚三酮試驗，這是因為其上不存在任何氨基官能團。本實施例說明了本發(fā)明以微孔聚偏1，1-二氟乙烯作為多孔原料制得的高功能化微孔基材。當(dāng)檢測所述處理和未處理的膜的實質(zhì)改進時，本發(fā)明的方法和制件令人驚奇的優(yōu)點是顯而易見的。材料類型微孔聚偏l，1-二氟乙烯膜膜從馬薩諸塞州Watertown的GEOsmonics公司獲得市售微孔聚偏1，1-二氟乙烯膜(PVDF+轉(zhuǎn)印膜，0.22p，目錄號PV2HY320F5)。該膜厚約152|i，泡點約為0.135Mpa(19.6psi)。溶膠-凝膠處理和氨基硅烷處理使用實施例1所述步驟功能化所述膜。最終膜所得膜厚約154微米。官能團密度為420.6毫微摩爾/厘米2(27146毫微摩爾/厘米3)。在635nm和532nm下測得所述功能化PVDF膜的自發(fā)熒光分別為173.4和526.5RFU。對未處理的膜沒有進行茚三酮試驗，這是因為其上不存在任何氨基官能團。在635nm和532nm下測得所述未處理的PVDF膜的自發(fā)熒光分別為36.632和58.2RFU。實施例8本實施例說明了本發(fā)明以多孔玻璃作為多孔原料制得的高功能化微孔基材。當(dāng)檢測所述處理和未處理的膜的實質(zhì)改進時，本發(fā)明的方法和制件令人驚奇的優(yōu)點是顯而易見的。材料類型多孔玻璃基材從馬薩諸塞州霍頓的先進玻璃和陶瓷公司獲得由Vycor7930多孔玻璃制得的25.4mmx76.2mmxlmm厚的矩形載玻片。氨基硅烷處理按照現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)容，使用實施例1中所述的硅烷處理步驟將多孔玻璃載玻片宮能化。溶膠-凝膠處理和氨基硅烷處理使用實施例1中所述的溶膠-凝膠處理和氨基硅烷處理步驟將另一個多孔玻璃載玻片樣品也官能化。最終基材僅用硅烷處理的載玻片顯示氨基密度為1169.6毫微摩爾/厘米2(12118毫微摩爾/厘米3)，635nm和532nm下的自發(fā)熒光水平分別為23.9和93.7RFU。相比較，使用本發(fā)明實施例1所述方法官能化的多孔玻璃載玻片(即用溶膠-凝膠以及氨基硅烷處理)顯示氨基官能團密度為1311.7毫微摩爾/厘米2(13590毫微摩爾/厘米3)。在635nm和532nm下測得所述載玻片的自發(fā)熒光分別為36.3和332RFU。對未處理的基材沒有進行茚三酮試驗，這是因為其上不存在任何氨基官能團。在635nm和532nm下測得所述未處理的多孔玻璃載玻片的自發(fā)熒光分別為23.1和39.4RFU。復(fù)合微陣列基材實施例對比例獲得市售微陣列載玻片，并使用茚三酮試驗來分析氨基官能團密度和自發(fā)熒光水平。來自康寧、泰勒凱姆國際公司和依萊科技公司(ErieSdentific)的載玻片是具有氨基官能化表面的非多孔玻璃載玻片。相比較，來自Pall公司的Vivicf微陣列載玻片是可用粘合劑粘到玻璃載玻片上的微孔尼龍聚合物膜。這些市售微陣列載玻片的結(jié)果列于表1中。<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>實施例9將ePTFE膜結(jié)合到玻璃載玻片上，然后官能化。平的預(yù)先潔潔的玻璃顯微鏡載玻片(VWR，R錄號48300)用上述硅烷溶液進斗r處觀將載玻片浸漬在溶液中5分鐘，然后在IPA中清洗2分鐘，然后在110°C下加熱10分鐘。所述硅烷處理的載玻片結(jié)合到ePTFE膜上，所述膜厚74微米，泡點約為0.434Mpa(63psi)，平均原纖長度為1.2微米。所述結(jié)合通過使用空氣刷盒(air-brushkit)(McMaster-Carr'目錄號9546T13)將TRABONDFDA2環(huán)氧化物粘合劑(馬薩諸塞Bedford的Tar-Con公司)在甲乙酮中的40重量％溶液噴涂到硅垸處理的載玻片上來進行。將粘合劑處理的載玻片置于ePTFE膜的頂部，所述膜固定在繡花圈上。然后所述粘合劑在11(TC的強制通風(fēng)爐中固化60分鐘。在固化之后，使用刀片沿玻璃載玻片切除多余的ePTFE膜。所得復(fù)合載玻片具有一層附于載玻片表面上的ePTFE膜。所述膜的表面是疏水的。茚三酮試驗顯示沒有氨基官能團。635nm和532nm下膜表面的自發(fā)熒光分別約為21和22RFU。然后，復(fù)合載玻片置于載玻片架(Wheaton，目錄號900403)上，用溶膠-凝膠處理該載玻片將它們浸沒在溶膠-凝膠溶液(用等重量份的一層稀釋)中。在浸沒5分鐘之后，取出載玻片，并用去離子水清洗5分鐘。清洗后的載玻片風(fēng)干，然后在15(TC下干燥5分鐘。在該階段，ePTFE膜極其親水，從它容易被水潤濕可以得到證實。這些溶膠-凝膠處理的載玻片進行進一步處理將它們浸沒在硅烷溶液中5分鐘，在IPA中清洗2分鐘，然后在設(shè)定在ll(TC的烘箱中加熱IO分鐘。在該階段，載玻片的ePTFE膜表面具有氨基官能團。茚三酮試驗顯示氨基官能團密度為338.6毫微摩爾/厘米2。在635nm和532nm下測得所述載玻片的模表面的l'l發(fā)熒光水平分別為22.7禾P191.2RFU。將這些結(jié)果與表1中所示現(xiàn)有技術(shù)中的那些進行比較，顯示本發(fā)明提供了氨基官能團密度明顯更高且同時保持與市售多孔聚合物膜基產(chǎn)品相當(dāng)?shù)淖园l(fā)熒光水平的微陣列載玻片。實施例10平的預(yù)先清潔的玻璃顯微鏡載玻片(VWR，目錄號48300)用丙酮進行處理，然后結(jié)合到ePTFE膜上，所述膜厚74微米，泡點約為0.434Mpa(63psi)，平均原纖長度為1.2微米。所述結(jié)合通過使用空氣刷盒(McMaster-Carr，目錄號9546T13)將包含1.8。/。(以環(huán)氧化物固體計)的3-甘油基氧丙基三甲氧基硅烷(G6720,賓州布里斯托爾的聯(lián)合化學(xué)技術(shù)公司)的TRABONDFDA2環(huán)氧化物粘合劑在甲乙酮中的40貫,:％溶液噴涂到玻璃載玻片上來進行，然后將粘合劑處理的載玻片置于ePTFE膜的頂部，所述膜固定在繡花圈上。然后所述粘合劑在8(TC的空氣循環(huán)烘箱中固化18小時。在固化之后，使用刀片沿玻璃載玻片切除多余的ePTFE膜。所得復(fù)合載玻片具有一層附于載玻片表面上的ePTFE膜。所述膜的表面是疏水的。茚三酮試驗顯示沒有氨基官能團。635nm和532mn下膜表面的自發(fā)熒光分別約為21禾P22RFU。然后，復(fù)合載玻片置于載玻片架(Wheaton,目錄號900403)上，用溶膠-凝膠處理該載玻片將它們浸沒在溶膠-凝膠溶液(用等重量份的一層稀釋)中。在浸沒5分鐘之后，取出載玻片，并用去離子水清洗5分鐘。清洗后的載玻片風(fēng)干，然后在150。C下千燥5分鐘。在該階段，ePTFE膜極其親水，容易被水潤濕。這些溶膠-凝膠處理的載玻片進行進一步處理將溶膠-凝膠處理的載玻片浸沒在硅烷溶液中5分鐘，在IPA中清洗2分鐘，然后在設(shè)定在ll(TC的烘箱中加熱IO分鐘。在該階段，在635nm和532nm下測得所述載玻片的模表面的自發(fā)熒光水平分別為27.4和350.8RFU。實施例11將實施例10的復(fù)合微陣列載玻片在2005年12月在UHN下處理，確定平均信噪比。為進行比較，同時也處理Ultragaps微陣列載玻片(康寧)。使用微陣列載玻片(Pall公司)，使用相同的規(guī)則進行類似的比較。但是，使用本文所述的接觸印刷方法不可能將復(fù)合微陣列印刷到這些載玻片上。已知環(huán)境臭氧水平對Cy5通道中信號的穩(wěn)定性有顯著的影響。在夏季測量現(xiàn)有技術(shù)中的樣品顯示出比較冷季節(jié)時測量相同樣品所得信噪比更低。之前所述本發(fā)明(實施例9)和現(xiàn)有技術(shù)的樣品也是在2005年3月進行試驗。信噪比數(shù)據(jù)列于表2中。<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>這-數(shù)據(jù)證實當(dāng)在相同時間窗進行測試時本發(fā)明制件相比現(xiàn)有技術(shù)的制件具有明顯更高的信噪比。所述數(shù)據(jù)也顯示了對載玻片性能的合理影響。來自本發(fā)明微陣列基材的Cy5信號比現(xiàn)有技術(shù)中的那些基材顯示少得多的影響。本發(fā)明樣品顯示約7%的變化，而常規(guī)產(chǎn)品顯示了約25%的變化。因此，本發(fā)明樣品具有更高的穩(wěn)定性(在上述條件下變化小于20%，更好是小于10%)。圖3(A)和3(B)分別顯示該例中本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)(Ultragaps)樣品的散布圖，它們在2005年12月進行測試。這些附圖也顯示2-倍、1.5倍和1.2倍極限，以此計算不同的精確度水平。精確度值列于表3中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>該數(shù)據(jù)顯示本發(fā)明微陣列載玻片具有明顯更高的精確度水平，這是因為倍極限(foldlimit)更小。g卩，當(dāng)倍極限更緊密時，本發(fā)明制件保持極高的精確度水平，而現(xiàn)有技術(shù)制件的精確度顯著降低。因此，本發(fā)明基材能獲得比現(xiàn)有技術(shù)基材更有用的數(shù)據(jù)。而且，本發(fā)明基材提供的精確度水平更高，則微陣列數(shù)據(jù)的可靠性程度越高，這樣重復(fù)試驗就不必那么多。實施例12按照實施例9所述步驟制得的另-一個復(fù)合微陣列載玻片在2005年3月在UHN下進行，確定其平均信噪比。在這種情況下，使用大鼠基因組的7407克隆組作為探針。為進行比較，同時也進行Ultragaps微陣列載玻片(康寧)。確定信噪比，并且結(jié)果列于表4。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>相比現(xiàn)有技術(shù)的微陣列，本發(fā)明微陣列在兩個波長下的信噪比高得多。也獲得本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)(Ultragaps)樣品的歸--化Cy5和Cy3信號強度的散布圖。從散布圖計算2-倍、1.5倍和1.2倍極限。精確度值列于表5中。表5_<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>該數(shù)據(jù)顯示本發(fā)明微陣列載玻片具有明顯更高的精確度水平，這是因為倍極限更小。即，當(dāng)倍極限更緊密時，本發(fā)明制件保持極高的精確度水平，而現(xiàn)有技術(shù)制件的精確度顯著降低。因此，本發(fā)明基材能獲得比現(xiàn)有技術(shù)基材更有用的數(shù)據(jù)。而a，本發(fā)明基材提供的精確度水平更高，則微陣列數(shù)據(jù)的可靠性程度越高，這樣重復(fù)試驗就不必那么多。實施例13于2005年6月在UHN按照實施例9所述步驟制備復(fù)合微陣列載玻片以確定其f均化噪比。在這種情況下，使用人類基因組的1卯08克隆組作為探針。為進行比較，同時處理Ultrag叩s微陣列載玻片(康寧)。為了研究信號穩(wěn)定性，在連續(xù)天數(shù)內(nèi)掃描相同的載玻片。確定信噪比并將結(jié)果總結(jié)于表6。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table>數(shù)據(jù)證實，本發(fā)明微陣列基材能顯著地更加有效地在較長時間內(nèi)保持Cy5f權(quán)利要求1.一種基材，它包括微孔微結(jié)構(gòu)、在至少一部分所述微結(jié)構(gòu)上的夾層以及附在該夾層上的功能層；所述功能層具有密度至少為50毫微摩爾/厘米2的功能位點。2.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于，所述功能位點的密度至少為100毫微摩爾/沖:米2。3.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于，所述功能位點的密度至少為250毫微摩爾/厘米2。4.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于，所述功能位點的密度至少為500毫微摩爾/厘米2。5.如權(quán)利要求l所述的基材，其特征在于，所述功能位點的密度至少為IOOO毫微摩爾/厘米2。6.如權(quán)利要求l所述的基材，其特征在h所述基材還包括2500-150000毫微摩:-米3的功能化位點密度。7.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在丁-，所述某材包括發(fā)泡聚四氟乙烯。8.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于、所述基材包括尼龍。9.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于，所述基材包括超卨分f量聚乙烯。10.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于，所述基材包括聚丙烯。11.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于，所述基材包括玻璃。12.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于，所述基材包括聚偏l，l-二氟乙烯。13.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于，所述基材包括聚四氟乙烯。14.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于所述夾層包括溶膠-凝膠涂層。15.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于所述夾層包括聚乙烯醇。16.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于所述功能位點包括羥基。17.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于所述功能位點包括胺基。18.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于所述功能位點包括羧基。19.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于所述功能位點包括醛基。20.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于所述功能位點包括環(huán)氧基。21.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于所述功能層包括有機硅烷。22.如權(quán)利要求1所述的基材，其特征在F所述基材包括發(fā)泡聚四氟乙烯，所述夾層包括溶膠-凝膠涂層，所述功能層包括有機硅烷。23.如權(quán)利要求l所述的基材，其特征在于，所述基材還包括結(jié)合到功能位點上的牛:物分了-。24.如權(quán)利要求23所述的基材，其特征在于，所述生物分子包括核酸。25.如權(quán)利要求23所述的基材，其特征在于，所述生物分子包括蛋白質(zhì)。26.如權(quán)利要求23所述的基材，其特征在于，所述生物分子包括肽。27.如權(quán)利要求23所述的基材，其特征在于，所述生物分子包括寡核苷酸。28.如權(quán)利要求23所述的基材，其特征在于，所述生物分子包括抗體。29.如權(quán)利要求23所述的基材，其特征在于，所述生物分子包括細胞。30.如權(quán)利要求23所述的基材，其特征在于，所述生物分子包括酶。31.如權(quán)利要求23所述的基材，其特征在于，所述生物分子包括病原體。32.如權(quán)利要求l所述的基材，它用作微陣列的部件。33.如權(quán)利要求l所述的基材，它用作活性過濾器的部件。34.如權(quán)利要求1所述的基材，它用作印跡表面的部件。35.如權(quán)利要求l所述的基材，它用作診斷裝置的部件。36.-種制造功能化制件的方法，它包括以下步驟(1)提供^有微結(jié)構(gòu)的微孔基材，(2)將夾層沉積在所述微結(jié)構(gòu)上，(3)將功能層附在所述火層上，使所述制件具有至少50毫微摩爾/厘米2的功能位點密度。37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在—!"，還包括2500-150000毫微摩爾/厘米3的功能位點密度。38.—種制件，它包括鄰近含多孔微結(jié)構(gòu)的聚四氟乙烯基材的支撐J3、在至少一部分所述微結(jié)構(gòu)上的夾層、和附在該夾層上的功能層；所述功能層具有密度至少為50毫微摩爾/厘米2的功能位點。39.如權(quán)利要求38所述的制件，其特征在于，所述基材包括發(fā)泡聚四氟乙烯。40.如權(quán)利要求39所述的制件，其特征在于，所述發(fā)泡聚四氟乙烯的原纖長度為0.5-5微米。41.如權(quán)利要求39所述的制件，其特征在于，，所述發(fā)泡聚四氟乙烯的原纖長度為0.5-3微米。42.如權(quán)利要求39所述的制件，其特征在于，所述發(fā)泡聚四氟乙烯的原纖長度為0.5-2微米。43.如權(quán)利要求38所述的制件，其特征在于，所述聚四氟乙烯基材的厚度小于約250微米。44.如權(quán)利要求38所述的制件約125微米。45.如權(quán)利要求38所述的制件約75微米。46.如權(quán)利要求38所述的制件毫微摩爾/厘米2。47.如權(quán)利要求38所述的制件;督微^爾/履米2。48.如權(quán)利要求38所述的制件毫微摩爾/厘米2。49.如權(quán)利要求38所述的制件，50.如權(quán)利要求38所述的制件，51.如權(quán)利要求38所述的制件，52.如權(quán)利要求38所述的制件，53.如權(quán)利要求38所述的制件，54.如權(quán)利要求38所述的制件，55.如權(quán)利要求38所述的制件，56.如權(quán)利要求38所述的制件，57.如權(quán)利要求38所述的制件難。58.如權(quán)利要求38所述的制件，59.如權(quán)利要求38所述的制件，60.如權(quán)利要求38所述的制件，61.如權(quán)利要求38所述的制件，62.如權(quán)利要求38所述的制件附到所述支撐層上。63.如權(quán)利要求38所述的制件粘合劑附到所述支撐層上。64.如權(quán)利要求38所述的制件粘合劑附到所述支撐層上。其特征在于，所述聚四氟乙烯基材的厚度小于其特征在于，所述聚四氟乙烯基材的厚度小于其特征在于，所述功能位點的密度至少為100其特征在于，所述功能位點的密度至少為200其特征在于，所述功能位點的密度至少為250其特征在于，所述功能位點包括胺基。其特征在于，所述功能位點包括羥基。其特征在于，所述功能位點包括羧基。其特征在于，所述功能位點包括醛基。其特征在于，所述功能位點包括環(huán)氧基。其特祉在f，所述功能位點包括硫醇基。其特征在于，所述功能位點包括酸酐基。其特征在于，所述功能位點包括丙烯酸酯基。其特征在于，所述功能位點包括甲基丙烯酸酯其特征在于，所述功能位點包括酯基。其特征在于，所述功能位點包括疊氮基。其特征在于，所述功能位點包括磺酸酯基。其特征在于，所述功能位點包括膦酸酯基。其特征在于，所述聚四氟乙烯基材通過粘合劑其特征在于，所述聚四氟乙烯基材通過熱固性其特征在于，所述聚四氟乙烯基材通過熱塑性所述支撐層包括石英。所述支撐層包括不銹鋼。所述支撐層包括塑料。所述制件是微陣列基材。65.如權(quán)利要求38所述的制件，其特征在于，所述聚四氟乙烯基材通過壓敏粘合劑附到所述支撐層上。66.如權(quán)利要求38所述的制件，其特征在于，通過僅置于所述基材或支撐層的一部分上的粘合劑將所述聚四氟乙烯基材附到所述支撐層上。67.如權(quán)利要求38所述的制件，其特征在于，所述支撐層包括玻璃。68.如權(quán)利要求38所述的制件，其特征在于，69.如權(quán)利要求38所述的制件，其特征在于，70.如權(quán)利要求38所述的制件，其特征在于71.如權(quán)利要求38所述的制件，其特征在于，72.如權(quán)利要求71所述的制件，其特征在于，所述制件還包括在532微米波長下自發(fā)熒光水平小于約1000RFU。73.如權(quán)利要求71所述的制件，其特征在于，所述制件還包括在532微米波K:下fj發(fā)熒光水平小于約1000RFU，且功能位點密度大于50毫微摩爾/厘米2。74.如權(quán)利要求71所述的制件，其特征在于，所述制件還包括在635微米波長卜fd發(fā)熒光水平小于約100RFU。75.如權(quán)利要求71所述的制件，其特征在于，所述制件還包括在635微米波長下自發(fā)熒光水平小于約100RFU，且功能位點密度大于50毫微摩爾/厘米2。76.如權(quán)利要求71所述的制件，其特征在于，所述制件還包括對Cy5染料的平均信噪比大于130。77.如權(quán)利要求71所述的制件，均信噪比大于150。78.如權(quán)利要求71所述的制件，均信噪比大于90。79.如權(quán)利要求71所述的制件，均信噪比大于uo。80.如權(quán)利要求71所述的制件，少為99%。81.如權(quán)利要求71所述的制件，少為76%。82.如權(quán)利要求71所述的制件，83.如權(quán)利要求71所述的制件，其特征在于，所述制件還包括對Cy5染料的平其特征在于，所述制件還包括對Cy3染料的平其特征在于，所述制件還包括對Cy3染料的平其特征在于，所述制件還包括1.5倍精確水平至其特征在于，所述制件還包括1.2倍精確水平至其特征在于，所述制件的改進穩(wěn)定性小于20%。其特征在于，所述制件的改進穩(wěn)定性小于10%。84.—種制件，它包括鄰近含多孔微結(jié)構(gòu)的聚四氟乙烯基材的支撐層、在至少一部分所述微結(jié)構(gòu)上的夾層、附在該夾層上的功能層，所述功能層具有密度至少為50毫微摩爾/厘米2的功能位點，以及附于所述功能位點的生物分子。85.如權(quán)利要求84所述的制件，其特征在于，所述生物分子是核酸。86.如權(quán)利要求84所述的制件，其特征在于，所述生物分子是蛋白質(zhì)。87.如權(quán)利要求84所述的制件，其特征在于，所述生物分子是寡核苷酸。88.如權(quán)利要求84所述的制件，其特征在于，所述生物分子是肽。89.如權(quán)利要求84所述的制件，其特征在于，所述生物分子是抗體。90.如權(quán)利要求84所述的制件，其特征在于，所述生物分子是酶。91.如權(quán)利要求84所述的制件，其特征在于，所述生物分子是細胞。92.—種測量生物分子的方法，所述方法包括(a)提供一種支撐層，(b)任選將支撐層功能化，(c)將粘合劑施加到所述支撐層的至少一部分上，(d)通過粘合劑將具有節(jié)點和原纖微結(jié)構(gòu)的微孔聚四氟乙烯基材附到所述支撐層(e)將所述微孔聚四氟乙烯基材功能化，形成功能位點，(f)將生物分子結(jié)合到功能位點上，并(g)檢測結(jié)合到所述功能層上的生物分子的量。93.—種制備微陣列基材的方法，所述方法包括(a)提供一種支撐層，(b)任選將支撐層功能化，(c)將粘合劑施加到所述支撐層的至少一部分上，(d)通過粘合劑將具有節(jié)點和原纖微結(jié)構(gòu)的微孔聚四氟乙烯基材附到所述支撐層上，(e)將所述微孔聚四氟乙烯基材功能化。94.一種微陣列基材，它包括在635微米波長下低于100RFU的自發(fā)熒光水平，以及大于50毫微摩爾/厘米2的功能位點密度。95.—種微陣列基材，它包括在532微米波長下低于1000RFU的自發(fā)熒光水平，以及大于50毫微摩爾/厘米2的功能位點密度。96.—種微陣列基材，它包括對Cy5染料的信噪比大于130。97.如權(quán)利要求96所述的微陣列基材，其特征在于，對Cy5染料的信噪比大于150。98.—種微陣列基材，它包括對Cy3染料的信噪比大于90。99.如權(quán)利要求98所述的微陣列基材，其特征在于，對Cy3染料的信噪比大于110。100.—種微陣列基材，它包括1.5倍精確水平至少為99%。101.—種微陣列基材，它包括1.2倍精確水平至少為76%。全文摘要一種基材，其包括微孔微結(jié)構(gòu)、在至少一部分所述微結(jié)構(gòu)上的夾層以及附在該夾層上的功能層；所述功能層具有密度至少為50毫微摩爾/厘米²的功能位點。文檔編號C12M1/34GK101426899SQ200780014129公開日2009年5月6日申請日期2007年4月14日優(yōu)先權(quán)日2006年4月19日發(fā)明者A·杜特,H·弗蘭納瑞,W·P·莫蒂默申請人:戈爾企業(yè)控股股份有限公司