專利名稱：檢測裝置和dna芯片以及其它生物催化劑基片的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種通過使用電場效應(yīng)來提高檢測物質(zhì)之間交互作用準確性的技術(shù)，尤其涉及一種用于物質(zhì)更高指令結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)、移動和固定，除去不希望得到的物質(zhì)，和為了物質(zhì)之間的交互作用通過應(yīng)用帶有提供反應(yīng)電場電極的預(yù)定電場的類似技術(shù)。
將描述涉及本發(fā)明的主要背景技術(shù)。第一背景技術(shù)(相關(guān)技術(shù))是涉及用于稱為所謂DNA芯片或者DNA微矩陣(在下文通常稱為“DNA”芯片)生物測定的集成基片技術(shù)。這種DNA芯片技術(shù)特征在于分子之間交互作用的全面分析，比如雜交或者可能因為寬的品種和大量DNA少數(shù)鏈等，cDNAs(互補的DNAs)或者集成在玻璃基片或者硅基片上的類似物。因此該DNA芯片用于基因突變分析、SNPs(信號核酸多形性)分析、基因表達頻率分析等等和開始在新藥材開發(fā)、臨床診斷、藥理學(xué)基因組、法醫(yī)學(xué)和其他領(lǐng)域。除了DNA芯片外，具有固定在基片上的蛋白質(zhì)芯片，用于分析各種基片之間交互作用的生物傳感器芯片，和已經(jīng)開發(fā)的類似芯片。
第二
背景技術(shù)：
是涉及液相中帶電狀態(tài)下當(dāng)前物質(zhì)上電場作用的技術(shù)。明確地，都知道核酸鏈(核酸分子)在液相中電場作用下可被拉伸或者移動。依照這個原理，認為磷酸陰離子(負電荷)和磷酸陰離子圍繞由水電離產(chǎn)生的氫原子(正電荷)一起形成離子云，該磷酸陰離子形成核酸鏈框架。總體上作為高頻高壓作用的結(jié)果，由負電荷和正電荷產(chǎn)生的極化向量(偶極)作為一個整體指向一個方向，因此核酸鏈被拉伸?？傊?，當(dāng)應(yīng)用不均勻電場時，在不均勻電場中電力線集中在一部分，核酸鏈移動到電力線集中的部分(參照非專利文獻1)。當(dāng)DNA溶液放置在在微電極之間幾十到幾百μm的間隙中和約1MV/m和約1MHz的高頻率電場應(yīng)用到DNA溶液時，電介質(zhì)極化在當(dāng)前DNA中以無規(guī)繞制線圈形式產(chǎn)生。因此，DNA分子被拉伸成帶有電場的平行直線形式。認為由于這種電動效應(yīng)稱為“介電泳”，極化的DNA自然地拉到電極邊緣，然后被固定在帶有和該電極邊緣接觸的DNA一端的電極邊緣(參見非專利文獻2)。
工業(yè)應(yīng)用電子及電氣工程師協(xié)會學(xué)報，34卷，第1期，75-83頁(1998)Seiichi鈴木，Takeshi Yamanashi，Shin-ichi Tazawa，Osamu Kurosawa，和Masao Washizu“使用熒光各向異性的固定的AC電場中DNA靜電方向定量分析”。
可視化信息，20卷，第16期(2000年1月)“DNA處理與觀察”。
基片上的液相中，上述DNA芯片技術(shù)預(yù)先設(shè)置反應(yīng)區(qū)域，提供用于物質(zhì)之間交互作用的場，和在反應(yīng)區(qū)中固定核酸鏈用于檢測比如DNA探針等，以分析雜交作為核酸鏈之間交互作用用于檢測和目標(biāo)核酸鏈互補到核酸鏈用于檢測。然而，由于假陽性和假陰性的產(chǎn)生，雜交的低效率帶來的重要技術(shù)問題在于需要長時間用于反應(yīng)和檢測精度低。
在實現(xiàn)這種DNA芯片技術(shù)中，如果反應(yīng)區(qū)內(nèi)帶有由此固定的端子部分用于目前檢測的核酸鏈能夠被調(diào)整為拉伸狀態(tài)，那么可能考慮到除去分子無序繞組形式中由更高指令結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的位阻(現(xiàn)象)和用于檢測的核酸鏈和外表面之間由于干擾產(chǎn)生的障礙。也認為如果從用于檢測的部分中除去除了正?；パa的核酸鏈外的物質(zhì)，那么檢測的精確性能夠提高。
本發(fā)明概要因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供檢測裝置和生物催化劑基片的基本結(jié)構(gòu)，例如，通過應(yīng)用帶有提供反作用場的對抗電極預(yù)先確定的電場，上述裝置和結(jié)構(gòu)使它可以自由調(diào)整、移動和固定物質(zhì)的更高指令結(jié)構(gòu)，消除非理想物質(zhì)。
依照本發(fā)明，提供用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，該檢測裝置包括相互相對配置的一對第一對不同極性電極，使得夾反應(yīng)區(qū)于中間以提供用于物質(zhì)之間交互作用的場；和兩個或者其中一個電極形成的第二對不同極性電極，在第一對不同極性電極的相對軸的軸交叉方向上相互相對配置。同時提供包括帶有交互作用檢測裝置特征的DNA芯片的生物催化劑基片。
在這樣形成的交互作用檢測裝置中，“第一對不同極性電極”是一對夾反應(yīng)區(qū)于中間相對和形成相互相對關(guān)系排列的電極?！暗诙Σ煌瑯O性電極”具有(1)和(2)中描述的下列結(jié)構(gòu)中的一種(1)電極排列結(jié)構(gòu)，其中兩個電極相互相對布置使得夾反應(yīng)區(qū)于中間和相互連接電極的相對軸與第一對不同極性電極相對軸相交；(2)電極排列結(jié)構(gòu)，其中在檢測裝置中提供僅僅第二對不同極性電極中的一個和另一個電極為外部電極。外部電極是從基片等基片材料中脫離出來的元件或區(qū)域上形成的電極，第一對不同極性電極和反應(yīng)區(qū)形成在上述基片等上面。
作為上面提及的“第二對不同極性電極”，當(dāng)采用電極排列結(jié)構(gòu)(2)，例如，第二對不同極性電極相互連接相對軸能夠垂直一表面，該表面上用于檢測的基片固定在反應(yīng)區(qū)中。并且，當(dāng)反應(yīng)區(qū)水平放置時，相互連接第二對不同極性電極的相對軸垂直。
其次，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中形成的第一對不同極性電極和第二對不同極性電極的電極表面用絕緣層覆蓋。這種絕緣層用例如SiO2，SiN，SiOC，SiC，SiOF和TiO2中選擇的一種材料制成。也可能采用一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中第二對不同極性電極的至少一個用透明導(dǎo)體制成。該透明導(dǎo)體有可以形成電極的優(yōu)點，該電極傳輸勵磁光用于檢測。
作本發(fā)明中使用的“電場”，因為交流電場能夠抑制電解產(chǎn)生的熱和氣體，所以“交流電場”是最適合的。因此，第一對不同極性電極和第二對不同極性電極都是使用交流電場的電極。而且，第二對不同極性電極的一個的區(qū)域制造的比另一個不同極性電極區(qū)域小，或者第二對不同極性電極的至少一個的表面處理成粗糙表面，例如通過印制成島嶼形狀形成，由此電力線集中在更小區(qū)域的電極上或者處理成粗糙表面或者印制成島嶼形狀形成的電極上，因此在反應(yīng)區(qū)形成所謂的“不均勻電場”。
本發(fā)明能夠使用“第一對不同極性電極”作為用于吸附游離物質(zhì)和/或表示沒有交互作用物質(zhì)的裝置，在對每個電極側(cè)面的反應(yīng)區(qū)中該裝置由電場給出，和使用“第二對不同極性電極”作為用于拉伸在反應(yīng)區(qū)檢測電場固定物質(zhì)的裝置。
使用前面的裝置有消除用于所謂清洗工作需要的優(yōu)點，在反應(yīng)區(qū)中交互作用過程后，反應(yīng)區(qū)中該清洗工作通過流動預(yù)定的水溶液完成。使用后面的裝置能夠調(diào)整用于檢測的物質(zhì)更高指令結(jié)構(gòu)到拉伸結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)簡化交互作用的過程和自由形成位阻(現(xiàn)象)。例如，在帶有暴露的基礎(chǔ)部分的直鏈形式中，以無秩序線圈盤繞的核酸能夠調(diào)整到拉伸結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明利用該裝置提供用于固定核酸的裝置作為由電場效應(yīng)吸附的物質(zhì)到電極，在該電極表面上經(jīng)過結(jié)合抗生物素蛋白-生物素和結(jié)合二硫化物(S-S-結(jié)合)形成第一對不同極性電極。
，通過雙鏈核酸，剩余的嵌入劑形成的第一對不同極性電極，出現(xiàn)在電極表面附近中制造的剩余的嵌入劑，和在電極表面上經(jīng)過結(jié)合抗生物素蛋白-生物素和結(jié)合二硫化物固定雙鏈核酸，本發(fā)明也提供用于限制的裝置。
而且，本發(fā)明提供裝置用于制造包括電極表面上預(yù)先出現(xiàn)陽離子和陰離子的凝膠體形成的第一對不同極性電極，和靜電地結(jié)合負電荷核酸和正電荷剩余的嵌入劑作為分別吸附物質(zhì)到每個第一對不同極性電極到陽離子和陰離子。
實現(xiàn)上面描述的檢測裝置的基本成分至少包括不同極性電極(例如第二對不同極性電極的成分)用于拉伸核酸作為用于雜交的互補鏈；和為了分離和移除游離核酸使用電極(例如第一對不同極性電極的成分)出現(xiàn)在雜交和/或核酸表示的非雜交的場中。具有這種成分的檢測裝置能夠用做雜交檢測裝置。
雜交檢測裝置通常用做固定用于檢測核酸之間雜交過程的一部分，在形成在基片上的反應(yīng)區(qū)狀態(tài)下或者類似狀態(tài)或者在游離狀態(tài)和其后目標(biāo)核酸偶然進入反應(yīng)區(qū)。
在這樣的檢測裝置中，能夠提供裝置使得產(chǎn)生單鏈核酸出現(xiàn)在形成的第一對不同極性電極的表面上，核酸在電極表面通過雜交在單鏈核酸和剩余目標(biāo)核酸之間收集剩余目標(biāo)核酸，該剩余目標(biāo)核酸在目標(biāo)核酸的端部上具有互補于特定堿基順序到目標(biāo)核酸的堿基順序或者改良的堿基順序。該檢測裝置還能提供裝置用于在通過雜交獲得的雙鏈核酸或者分別增加的雙鏈核酸中收集嵌入劑。
檢測裝置還能夠提供裝置用于通過覆蓋電極的表面，來形成帶有TiO2形成的絕緣層的第一對不同極性電極，拉分解基片到電極形成第一對不同極性電極，用紫外線光照射該絕緣層，和由此制造用做催化劑的TiO2。
本發(fā)明的主要技術(shù)術(shù)語將在下面定義。首先，在本發(fā)明中廣泛使用的“交互作用”指化學(xué)鍵，其包括基片之間非共價鍵、共價鍵和氫鍵，或者分解，和包括雜交，比如它是核酸(核酸鏈)之間的互補鍵。
接下來，“不同極性電極”指至少一對不同極性電極，這樣電極表面相互相對?！跋鄬S”指由一直線相互連接兩個不同極性電極表面中心形成的軸?！敖徊妗卑ㄍ黄矫嫔闲纬梢粋€交叉點的兩個交叉，和沒有交叉點形成的空間交叉。至于交叉角，只要實現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)和效果，可以用除了直角外的角。
本發(fā)明中“核酸”指來自嘌呤或者嘧啶和糖之間配糖鍵的核苷磷酸三乙酯的聚合物，和廣泛地包括通過聚合寡核酸、多核酸、嘌呤核酸和嘧啶核酸獲得的DNA(全部長度或者框架)，包括通過逆轉(zhuǎn)錄酶得到的DNA探針，cDNA(c探針DNA)，RNA，戍糖核酸(PNA)等等。
“雜交”指用于形成帶有互補堿基順序結(jié)構(gòu)的核酸鏈之間互補鏈(雙鏈)的反應(yīng)?！胺请s交”指互補鏈形成不正常的反應(yīng)。
“反應(yīng)區(qū)”是能夠提供用于交互作用的反應(yīng)場的區(qū)域，比如雜交等等，和包括帶有適當(dāng)形狀的反應(yīng)場，例如，該形狀能夠存儲液相或者凝膠。產(chǎn)生在反應(yīng)區(qū)的交互作用不是狹窄地限定而是達到本發(fā)明目標(biāo)和效果的區(qū)域。例如，可能不僅是單鏈核酸之間交互作用的效果，即，雜交，而且是用于檢測肽(或者蛋白質(zhì))和由核酸形成的想得到的雙鏈核酸之間的交互作用，酶反應(yīng)關(guān)系，和其他內(nèi)部分子的交互作用。當(dāng)使用雙鏈核酸時，例如，可能分析例如分子接收器之間的鍵，比如荷爾蒙接收器，作為轉(zhuǎn)錄因子和相應(yīng)元件DNA部分。
反應(yīng)區(qū)中的“游離物質(zhì)”包括比如過剩的目標(biāo)核酸，該目標(biāo)核酸具有用于比如出現(xiàn)在反應(yīng)區(qū)中的DNA探針等檢測的與核酸互補的堿基順序部分，和過剩的所謂的“嵌入劑”，該嵌入劑具有可插入和與互補鏈結(jié)合獲得雜交效果的特性。
“位阻”指一種現(xiàn)象，其中因為分子內(nèi)反應(yīng)中心附近存在大量取代基或者反應(yīng)分子的位置或者三維結(jié)構(gòu)(更高指令結(jié)構(gòu))使得產(chǎn)生反應(yīng)的分子接近困難，所以期望的反應(yīng)(在本申請情況下雜交)不容易產(chǎn)生。
“介電電泳”指一種現(xiàn)象，其中在非同一電場下驅(qū)動分子到更強的電場。甚至當(dāng)應(yīng)用交流電壓時，因為帶有使用電壓極性相反的極化極性相反，直流電壓情況下能夠獲得相同驅(qū)動效果，(參見Teru Hayashi(編者，“微電機和工程材料(由CMC出版)”)第5章，第37-46頁，細胞和DNA操作”)。
“生物催化劑基片”指信息集成基片用于生物化學(xué)或者分子生物學(xué)分析的目的，和包括所謂的DNA芯片。
依照本發(fā)明，通過提供具有相互交叉的相反軸的不同極性電極，使得不同極性電極朝向反應(yīng)區(qū)，和在預(yù)定時間內(nèi)應(yīng)用預(yù)定電壓到這些不同極性電極，可以自由地調(diào)整物質(zhì)的更高指令結(jié)構(gòu)，比如出現(xiàn)在反應(yīng)領(lǐng)域的核酸，沿著電場移動某種物質(zhì)，將物質(zhì)的端子固定在電極表面，和分離、移除能導(dǎo)致檢驗誤差的非理想物質(zhì)。
明確地，在生物催化劑基片表面部分比如DNA芯片等，在反應(yīng)區(qū)相互交叉的相反軸的排列關(guān)系中設(shè)置兩對不同極性電極，該反應(yīng)區(qū)提供為諸如雜交等交互作用的場。目標(biāo)物質(zhì)比如目標(biāo)DNA等在這些不同極性電極間形成的交流電場作用下被吸附到選定的電極表面附近，由此交互作用時間被縮短。
通過電場效應(yīng)，可以調(diào)整DNA探針和目標(biāo)DNA達到拉伸狀態(tài)。比如通過阻止在DNAs間的位阻，能夠提高雜交效率并且阻止假陽性或假陰性的出現(xiàn)。
通過在反應(yīng)區(qū)內(nèi)應(yīng)用另一對電極形成交流電場，和收集電極表面剩余的嵌入劑和剩余的DNA，可能減少在雜交檢測裝置中的噪聲從而獲得具有良好信號/噪聲比的信號。這樣檢測的精確度就提高了。
通過拉伸諸如DNA探針等檢測物質(zhì)，和在電極表面通過使用一對不同極性電極的電場的校直狀態(tài)下固定檢測物質(zhì)，可能使用另一對不同極性電極有效地收集(移除)剩余的DNA和剩余嵌入劑。也就是說，因為DNA探針等被固定在電極表面上，通過結(jié)合電場的拉伸效應(yīng)和排列固定效應(yīng)調(diào)整該電極表面到一種有序狀態(tài)，出現(xiàn)在電極表面上剩余的DNA和剩余嵌入劑能夠被迅速的從反應(yīng)區(qū)收集或移除。
附圖簡短說明

圖1為說明基于本發(fā)明的檢測裝置的基本原理結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖2為說明基于本發(fā)明的檢測裝置的基本原理結(jié)構(gòu)的垂直方向的剖視圖。
圖3為檢測裝置的主要部分三維形狀的透視幾何圖。
圖4為示出了一開關(guān)的開關(guān)程序的示意圖。
圖5為示出了一經(jīng)改良的程序的示意圖。
圖6為剩余目標(biāo)DNA和剩余嵌入劑在被吸附到電極和形成第一對不同極性電極的電極時的狀態(tài)示意圖，以檢測裝置為例。
圖7為基于本發(fā)明的檢測裝置的具體實例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為基于本發(fā)明的檢測裝置的具體實例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為基于本發(fā)明的檢測裝置的具體實例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為基于本發(fā)明的檢測裝置的具體實例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11為使用模擬雙鏈DNA的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12為使用包括陽離子的凝膠和包括陰離子的凝膠的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖13為基于本發(fā)明的放置于檢測裝置上的圓盤狀基片實例示意圖。
優(yōu)選實施例的詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例將參考附圖在下面詳細說明。圖1為基于本發(fā)明的用于檢測基片間交互作用的檢測裝置(以下簡稱“檢測裝置”)的第一基本結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖1中的標(biāo)記1a表示具有第一基本結(jié)構(gòu)的檢測裝置。檢測裝置1a形成于由諸如玻璃，合成樹脂等形成的基片上。檢測裝置1a是設(shè)計用于檢測基片間的交互作用的一部分。反應(yīng)區(qū)2形成在檢測裝置1a中，該反應(yīng)區(qū)2能夠存儲用做反應(yīng)區(qū)的液相或者保持用做反應(yīng)區(qū)的凝膠等。
圖1是反應(yīng)區(qū)2的視圖和如前文所述的反應(yīng)區(qū)2的外圍結(jié)構(gòu)。如圖1所示，在檢測裝置1a的反應(yīng)區(qū)2中形成了兩對不同極性電極。
明確地，第一對不同極性電極E11和E12被分別放置于正視圖的左右兩邊，提供第二對不同極性電極E21和E22使得開關(guān)反應(yīng)區(qū)2，相對第二對不同極性電極E21和E22形成在相對軸Y上，相對軸Y交叉相對軸X，相對軸X與第一對不同極性電極E11和E12相對相互連接。也就是說，檢測裝置1a有形成在X-Y平面中的第一對不同極性電極E11和E12和第二對不同極性電極E21和E22。
第一對不同極性電極E11和E12與交流電源V1連接。形成第一對不同極性電極E11和E12為反應(yīng)區(qū)2提供高頻交流電場相應(yīng)開關(guān)S1的開/關(guān)操作。第二對不同極性電極E21和E22與交流電源V2連接。第一對不同極性電極E11和E12與交流電源V1連接。形成第二對不同極性電極E21和E22為反應(yīng)區(qū)2提供高頻交流電場響應(yīng)開關(guān)S2的開/關(guān)操作。(對于將在后面描述的其他具體的檢測裝置是同樣道理。本描述將在下文中省略。)第一對不同極性電極E11和E12和第二對不同極性電極E21和E22中的每一個表面最好是由從SiO2，SiN，SiOC，SiC，SiOF和TiO2中選擇的一種材料中制成的絕緣層覆蓋。(對于將在后面描述的其他具體的檢測裝置是同樣道理。這種描述將在下文中省略。)本方法用來防止可能存儲在反應(yīng)區(qū)2的離子溶液的電化學(xué)反應(yīng)。
第一對不同極性電極E11和E12起通過介電泳電勢將游離物質(zhì)A和物質(zhì)B吸附到第一對不同極性電極E11和E12旁邊的作用，在第二對不同極性電極E21和E22之間區(qū)域的游離物質(zhì)A和起假交互作用的物質(zhì)B能降低探測精度及交互作用的效率。在第一對不同極性電極E11和E12的外圍區(qū)域R和R作為被從交互作用區(qū)域移除的游離物質(zhì)A和起假交互作用的物質(zhì)B堆積地。(對于將在后面描述的其他具體的檢測裝置是同樣道理。本描述將在下文中省略。)第二對不同極性電極E21和E22起通過介電泳電勢拉伸檢測物質(zhì)D沿電場方向固定到一電極表面(本例中為E21)的作用，并且還起著沿電場方向移動與檢測物質(zhì)D一起起特殊交互作用的目標(biāo)物質(zhì)T的作用。(對于將在后面描述的其他具體的檢測裝置是同樣道理。本描述將在下文中省略。)圖2為基于本發(fā)明的檢測裝置第二基本結(jié)構(gòu)的概念性的垂直方向的剖視圖。圖3為檢測裝置1a主要部分三維形狀的透視幾何圖。圖2和圖3中的標(biāo)記1b表示擁有第二基本結(jié)構(gòu)的檢測物質(zhì)。
如同檢測裝置1a一樣，檢測裝置1b形成于由諸如玻璃，合成樹脂等形成的基片(用基準數(shù)字3表示)上。檢測裝置1b是被設(shè)計用來檢測物質(zhì)間交互作用的部分。反應(yīng)區(qū)2是用來存儲作為反應(yīng)場的一液相或者保持形成在檢測裝置1b中作為反應(yīng)場的凝膠體等。
同樣，在檢測裝置1b中，第一對不同極性電極E11和E12被放置于正視圖的左右兩邊，提供第二對不同極性電極E21和E22以夾反應(yīng)區(qū)2于中間，該第二對不同極性電極E21和E22位于與相對軸X交叉的相對軸Z上，相對相對軸X與第一對不同極性電極E11和E12相對相互連接。檢測裝置1b與檢測裝置1a的不同之處在于相對軸Z與固定檢測物質(zhì)的反應(yīng)區(qū)2所在平面是垂直的。
在其它例子中，在基于本發(fā)明的檢測裝置1a和檢測裝置1b中形成的兩對不同極性電極E21和E22與E11和E12的特征在于兩對不同極性電極E21和E22與E11和E12所在的相對向軸X和Y或者相對向軸X和Z分別放置是為了彼此交叉。
在檢測裝置1b的狀態(tài)下，有可能在檢測裝置1b中(檢測裝置1b的反應(yīng)區(qū)2)只形成第二對不同極性電極E21和E22中的一個電極E21，并且使用一個不是檢測裝置1b一部分的外部電極作為另一電極E22。外部電極(E22)可能是一個在另外的基片4上的固定電極或者是一個能夠根據(jù)需要移動到正對電極E21的位置的可移動電極(未顯示)。
有可能在至少一個電極(比如電極E21)中，或者在位于檢測裝置1a或者檢測裝置1b中的第二對不同極性電極E21和E22的兩個電極E21和E22中都采用具有光學(xué)透明性導(dǎo)體形成的結(jié)構(gòu)，比如ITO(銦錫氧)(圖2的結(jié)構(gòu))。由于能為探測傳輸激勵光的電極可以由具有光學(xué)透明性的導(dǎo)體形成，因此該導(dǎo)體用于在反應(yīng)區(qū)2通過以測量發(fā)光強度為基礎(chǔ)的光學(xué)方法檢測交互作用是合適的。
為了便于在第二對不同極性電極E21和E22之間電力線集中處產(chǎn)生不均勻電場，最好設(shè)計形成第二對不同極性電極的電極E21，以便比另外一個不同極性電極E22有更小的表面積，正如圖2和圖3中所示。
附加說明，如圖1所示，有可能采用其他具體裝置，在這些裝置中諸如目標(biāo)DNA等的目標(biāo)物質(zhì)T被吸引到電極E21附近，使形成第二對不同極性電極E21和E22的電極E21與電極E22表面積彼此相等，并且由電極E21邊緣的密集電力線形成不均勻電場。
第二對不同極性電極的電極E21預(yù)先經(jīng)過表面處理以便于固定諸如DNA探針等檢測物質(zhì)D的端子。作為固定當(dāng)作DNA探針的檢測物質(zhì)D的一種方法，比如說，DNA探針的端子可能通過諸如偶聯(lián)反應(yīng)或類似方法的反應(yīng)被固定在電極表面。例如，經(jīng)抗生蛋白鏈菌素表面處理的電極適合固定生物素(酰)化的DNA探針端子。
換句話說，經(jīng)過硫醇基(SH)表面處理的電極適合固定DNA探針，此DNA探針有被含有雙硫鍵的硫醇基修改過的端子。
這樣，在諸如DNA探針等檢測物質(zhì)D被固定在電極E21表面的狀態(tài)下，把含有目標(biāo)物質(zhì)T的溶液用滴入或用類似方法注入反應(yīng)區(qū)，并且通過電源V2接通圖中所示的開關(guān)S2以在第二對不同極性電極E21和E22之間施加高頻交流電2時，能夠在反應(yīng)區(qū)域2形成一個高頻交流電場。附加說明，一個1×106V/m和大約1MHz的高頻高壓電場作為第二對不同極性電極E21和E22之間的電場是合適的。(參見工業(yè)應(yīng)用電子及電氣工程師協(xié)會學(xué)報，26卷，第26期，1165-1172頁(1990)Masao Washizu和Osamu Kurosawa“在微制造結(jié)構(gòu)中DNA的靜電處理”)。
當(dāng)反應(yīng)區(qū)2形成高頻交流電場時，電力線聚集在有較小區(qū)域的電極E22表面附近或是電極E21的邊緣附近，由此就在反應(yīng)區(qū)2形成不均勻電場。不均勻電場能起到拉伸諸如目標(biāo)DNA等目標(biāo)物質(zhì)T的作用，而此時在反應(yīng)區(qū)2的目標(biāo)物質(zhì)T處于無序狀態(tài)，沿著不均勻電場能使目標(biāo)物質(zhì)T形成一條直鏈。
進一步講，諸如目標(biāo)DNA等目標(biāo)物質(zhì)T能夠通過介電泳電勢在不均勻電場中移動(遷移)到有更高強度場的電極E21，該不均勻電場是在反應(yīng)區(qū)2中形成的。因此，諸如目標(biāo)DNA等目標(biāo)物質(zhì)T聚集在電極E21的表面，諸如DNA探針等檢測物質(zhì)D預(yù)先被固定到電極E21的表面，這樣，一個諸如雜交或類似方法的交互作用的改進的簡易環(huán)境就形成了。
進一步講，通過介電泳的作用把諸如目標(biāo)DNA等目標(biāo)物質(zhì)T在極短的時間內(nèi)移動(遷移)到電極E21的表面，從而增加電極E21的表面附近區(qū)域的濃度，有可能減少在諸如目標(biāo)DNA等目標(biāo)物質(zhì)T和諸如DNA探針等檢測物質(zhì)D之間諸如雜交或類似方法的交互作用時間。
即使不均勻電場沒有在第二對不同極性電極E21和E22之間形成，在有電力的電極E21附近的目標(biāo)DNA仍將在庫侖力的作用下電力地遷移到電極E21表面。結(jié)果，在雜交進行區(qū)域的目標(biāo)DNA濃度增加，以致于雜交時間能夠縮短。
另外，比如說，在諸如DNA探針等檢測物質(zhì)D的電場的拉伸和排列作用下能減少諸如雜交等交互作用的障礙，或是諸如非雜交或類似現(xiàn)象的假交互作用，而這種作用的發(fā)生是由于檢測物質(zhì)D的不規(guī)則線圈形狀中的更高指令結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的空間排列障礙。
當(dāng)在反應(yīng)區(qū)2的交互作用為雜交時，預(yù)先在反應(yīng)區(qū)2一起注入熒光嵌入劑和目標(biāo)DNA，或者在通過雜交形成的雙鏈核酸中的雜交作用發(fā)出熒光之后注入熒光嵌入劑。
附加說明，雜交能夠通過一種檢測熒光物質(zhì)發(fā)出的熒光的方法檢測到，這種熒光物質(zhì)是用來標(biāo)記作為檢測物質(zhì)D的DNA探針。
其次，通過關(guān)閉圖1中所示的開關(guān)S2和打開圖1中所示的開關(guān)S1等在第一對不同極性電極E11和E12之間使用高頻交流電壓。因而，在第一對不同極性電極E11和E12之間產(chǎn)生了高頻交流電場，在電極E11和E12的邊緣附近能產(chǎn)生了不均勻電場。
結(jié)果，目前在檢測裝置1a或檢測裝置1b中的游離態(tài)剩余嵌入劑和游離態(tài)非互補的剩余目標(biāo)DNA能在強電場中被移動，也就是說，在電極E11和E12的邊緣方向上是沿著受介電泳作用的不均勻電場的電力線。
進一步講，在第一對不同極性電極E11和E12之間產(chǎn)生的電場能夠從作為固定的檢測物質(zhì)D的DNA探針中有效地分離目標(biāo)DNA(非互補目標(biāo)DNA)，靶該目標(biāo)DNA表現(xiàn)出諸如非雜交或類似現(xiàn)象的假交互作用，存在于作為第二個不同極性電極的電極E21的表面。
這樣，導(dǎo)致在第二個不同極性電極的電極E21的表面附近檢測精度減少的物質(zhì)就能被移動(遷移)到第一對不同極性電極E11和E12，該物質(zhì)位于作為第二不同極性的電極用于提供諸如雜交或類似現(xiàn)象的交互作用的場，例如這種物質(zhì)可能是剩余目標(biāo)DNA和剩余嵌入劑或諸如非雜交或類似現(xiàn)象的假交互作用的物質(zhì)，該第一對不同極性電極E11和E12有與第二對不同極性電極的相對向軸Y交叉的相對向軸X。
換句話說，第一對不同極性電極E11和E12完成了從交互作用場移除導(dǎo)致檢測精度減少的物質(zhì)的功能。這種功能使得在諸如雜交等交互作用檢測期間保持較小干擾的檢測信號成為可能。換句話說，一種具有良好信號/噪聲比的信號能被獲取。
附加說明，本發(fā)明顯著的使用了交流電場效應(yīng)作為從檢測雜交場移除剩余目標(biāo)DNA和剩余嵌入劑的方法。一般的，由于DNA是陰離子，嵌入劑是陽離子，剩余物質(zhì)能被直流電場靜態(tài)移動。無論如何，交流電場是合適的，因為交流電場能被用來抑制發(fā)熱和在電極附近的離子溶液電解產(chǎn)生的氣體。
對于開關(guān)S1和S2的開關(guān)程序的時間選擇將參考圖4、圖5進行描述。圖4為一例開關(guān)的開關(guān)程序的示意圖。圖5為一例經(jīng)改良的程序的示意圖。
在圖4的例子中，用于第一對不同極性電極E11和E12的開關(guān)S1在用于第二對不同極性電極E21和E22的開關(guān)S2關(guān)閉的同時打開。就是說，在對起吸附剩余物質(zhì)功能的第一對不同極性電極E11和E12提供電壓的同時，對起拉伸固定的檢測物質(zhì)D的功能的第二對不同極性電極E21和E22不提供電壓。
在圖5的改進的實施例中，在用于第二對不同極性電極E21和E22的開關(guān)S2關(guān)閉之前打開用于第一對不同極性電極E11和E12的開關(guān)S1。就是說，對起吸附剩余物質(zhì)功能的第一對不同極性電極E11和E12提供電壓和對起拉伸固定的檢測物質(zhì)D的功能的第二對不同極性電極E21和E22不提供電壓同時進行的時間被確保了。
在保持剩余目標(biāo)DNA和剩余嵌入劑或諸如非雜交或類似現(xiàn)象的假交互作用的物質(zhì)被吸附到具有在第一對不同極性電極E11和E12間應(yīng)用了交流電壓的第一對不同極性電極E11和E12的邊緣的狀態(tài)下，對諸如雜交或類似現(xiàn)象的交互作用(在下文中相當(dāng)于全體剩余物質(zhì))的檢測是令人滿意的。就是說，在交互作用的檢測階段，在第一對不同極性電極E11和E12的開關(guān)S1導(dǎo)通的狀態(tài)下，對諸如雜交或類似現(xiàn)象的交互作用執(zhí)行的檢測是令人滿意的。
以檢測裝置1b為例，示意圖6顯示了一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，當(dāng)?shù)谝粚Σ煌瑯O性電極E11和E12的開關(guān)S1打開而第二對不同極性電極E21和E22的開關(guān)S2關(guān)閉時，以T表示的剩余目標(biāo)DNA和以C表示的剩余嵌入劑被吸附到形成第一對不同極性電極E11和E12的電極E11和E12上。附加說明，圖6中的基準數(shù)字5表示用來覆蓋電極表面的絕緣層(已說明)，這種絕緣層由諸如SiO2，SiN，SiOC，SiC，SiOF和TiO2的材料制成的。
圖7為顯示一例基于本發(fā)明改進的檢測裝置的具體裝置(指特征1c)的示意圖。圖7可以看作一幅從上方觀察的平面圖(類似于圖1)或是取自于垂直方向的組合圖(類似于圖2)。明確地，圖7包括兩種結(jié)構(gòu)，在一種結(jié)構(gòu)的平面中兩對不同極性電極彼此交叉，另一種結(jié)構(gòu)中第二對不同極性電極被放置于如檢測裝置1b中的Z軸(參看圖2)方向上。
如同檢測裝置1a和1b一樣，檢測裝置1c也形成于如由玻璃、合成樹脂等構(gòu)成的基片之上。設(shè)計檢測裝置1c，用于檢測物質(zhì)之間的交互作用。同樣形成于檢測裝置1c內(nèi)的反應(yīng)區(qū)2能夠存儲液相作為反應(yīng)場，或者保留凝膠體作為反應(yīng)場。
檢測裝置1c的特征在于，它能把第一對不同極性電極E11和E12的電極表面以及一個構(gòu)成第二對不同極性電極的電極E21的表面處理為一個粗糙表面。圖7中的附圖標(biāo)記6表示的是通過把電極表面處理為粗糙表面而產(chǎn)生的凸起部(島形部分)，該部分在圖中有所放大。附加說明，這類被處理成粗糙表面的電極表面也可以在檢測裝置1c之外的其他裝置中得到應(yīng)用。
當(dāng)?shù)谝粚Σ煌瑯O性電極E11和E12以及電極E21的電極表面因凹凸不平而形成，比方說，島形時，電力線就容易在電極表面的凸出部(島形部分)6聚集，這樣不均勻電場就會更加容易形成。值得注意的是電極粗糙表面的形態(tài)并不規(guī)則。另外，盡管可以通過運用已有的比如噴濺技術(shù)、蝕刻技術(shù)以及外延附生技術(shù)，從而能夠把電極表面處理為粗糙表面，但是粗糙表面處理方法并不受到特別地限制。
依照本發(fā)明檢測裝置的其他實施例將參照圖8-10在下文中加以說明。
首先，在如圖8所示的檢測裝置1d中，用來從交互作用區(qū)吸附和移除剩余物質(zhì)的第一對不同極性電極E11和E12與附有如DNA探針等檢測物質(zhì)D的電極E21處在同一個平面上。而E21所在的第二對不同極性電極E21和E22的作用為通過電場或類似場(省略了電極表面的絕緣層5)拉伸排列檢測物質(zhì)D。這樣制作這個檢測裝置的樣品就更加容易了。附圖標(biāo)記3和4指的是一個基片。附加說明，圖8中的開關(guān)S1和開關(guān)S2可以分別打開，也可以同時打開。
圖9所示的檢測裝置1e中，第一對不同極性電極E11和E12是與第二對不同極性電極E21和E22(省略了電極表面的絕緣層5)中的電極E22處在同一個平面上，電極E22上沒有附有如DNA探針等檢測物質(zhì)D。在這個裝置中，電極同樣易于制作。附加說明，為了在電極周圍產(chǎn)生一個不均勻電場，第一對不同極性電極E11和E12的區(qū)域最好小于E21的區(qū)域。
在檢測裝置1e中，交流電源V1可以通過接通開關(guān)S1連接到第一對不同極性電極E11和E12以及電極E21，而交流電源V2則可以通過接開關(guān)S2連接到第二對不同極性電極E21和E22。附加說明，開關(guān)S1和開關(guān)S2可以分別打開，也可以同時打開。
在圖10所示的檢測裝置1f中，第一對不同極性電極E11和E12的安放位置低于第二對不同極性電極E21和E22電極對中的E21，其上附有如DNA探針等檢測物質(zhì)D。
在檢測裝置1f中，剩余物質(zhì)被吸附到第一對不同極性電極E11和E12上，停留在圖10中附圖標(biāo)記7所示的區(qū)域里。因此，不同于檢測裝置1a和1b，檢測裝置1f對維持電壓狀態(tài)沒有特殊需要，而這種電壓狀態(tài)在比如檢測時能對第一對不同極性電極E11和E12起作用。
設(shè)計檢測裝置1f的目的是，只有通過接通開關(guān)S11在電極E11和電極E21之間使用電壓，通過只接通開關(guān)S12在電極E12和電極E21之間使用電壓，而通過同時接通開關(guān)S11和S12則可在電極E11和電極E21之間以及電極E12和電極E21之間同時使用電壓(見圖10)。附加說明，開關(guān)組S11和S12與開關(guān)S2可以分別打開，也可以同時打開。
此外，盡管沒有特別列出，但可以采用一實施例其特征在于，第一對不同極性電極E11和E12的安放位置低于第二對不同極性電極E21和E22電極對中的電極E22，其上沒有附有如DNA探針等檢測物質(zhì)D。
其次，依照本發(fā)明檢測裝置進化的實施例將參照圖11-12在下文中加以說明。
當(dāng)帶有生物素化端子的探針被固定在電極E21經(jīng)鏈霉抗生素蛋白處理過的表面上作為第二對不同極性電極時，例如，第一對不同極性電極E11和E12的表面也要經(jīng)過鏈霉抗生素蛋白所處理。
其次，當(dāng)作為目標(biāo)物質(zhì)T的目標(biāo)DNA的端子經(jīng)生物素處理后被添加到反應(yīng)區(qū)2時，在第二對不同極性電極E21和E22之間形成的電場中，目標(biāo)DNA和探針DNA之間就會發(fā)生雜交反應(yīng)。此后，通過介電電泳效應(yīng)被吸附到第一對不同極性電極E11和E12表面附近的基準字母t所示的剩余目標(biāo)DNA，被抗生物素蛋白生物素鍵固定并存儲在第一對不同極性電極E11和E12的每個電極表面上。
這樣，在雜交反應(yīng)之后，如圖11所示的檢測裝置1g中，基附圖標(biāo)記d所示的帶有生物素化端子的“啞雙鏈DNA”從噴嘴N滴到或注入第一對不同極性電極E11和E12附近的區(qū)域。由此，被介電電泳吸附到第一對不同極性電極E11和E12周圍的剩余嵌入劑C就能穩(wěn)定地被存儲在啞雙鏈DNA內(nèi)，而啞雙鏈DNA就能夠被抗生物素蛋白生物素鍵固定并存儲在第一對不同極性電極E11和E12的表面上。
因此，如圖11所示的實施例中的檢測裝置1g能夠把剩余目標(biāo)DNA和剩余嵌入劑C固定并存儲在第一對不同極性電極E11和E12的表面之上。
不同于檢測裝置1a、檢測裝置1b等，當(dāng)保持一種狀態(tài)時，即第一對不同極性電極E11和E12之間有電場作用，和剩余物質(zhì)通過電場效應(yīng)被吸附到第一對不同極性電極E11和E12時，這種實施例消除用于檢測雜交信號的需要。附加說明，使用硫醇基(SH)時，可以用二硫化物鍵而非抗生物素蛋白—生物素鍵。
分配器，墨水噴射噴嘴等可以用來點滴或噴射圖11中附圖標(biāo)記d所示的“啞雙鏈DNA”。與反應(yīng)區(qū)2有聯(lián)系的開放部8在檢測裝置中形成，以便使得啞雙鏈DNA的滴落或噴射成為可能(所有的實施例都有此功能)。附加說明，圖11中的幅圖標(biāo)記d指的是一種剩余嵌入劑C被存儲在啞雙鏈DNA里的狀態(tài)。
下文將對捕獲作為游離物質(zhì)的剩余目標(biāo)DNA的方法加以敘述。首先，單鏈核酸通過點滴或類似方法被置于組成第一對不同極性電極對的電極E11和E12的表面上，而該單鏈核酸里的堿基順序與附圖標(biāo)記t所示的剩余目標(biāo)DNA所特有的堿基順序，或者與在這個目標(biāo)DNA端子的被修改過的堿基順序是相互補充的。接著，通過在單鏈核酸和剩余目標(biāo)DNA之間的雜交反應(yīng)，剩余目標(biāo)DNA被存儲在電極E11和E12的表面上。
然后，經(jīng)過在如圖12所示檢測裝置1h中的反應(yīng)區(qū)2內(nèi)的雜交反應(yīng)后，含有陽離子的凝膠體G1和含有陰離子的凝膠體G2從噴嘴N經(jīng)過開放部8滴落或噴射到第一對不同極性電極E11和E12的附近區(qū)域。
被介電電泳吸附到有電場作用的第一對不同極性電極E11和E12附近區(qū)域的帶有正電荷的剩余嵌入劑C，通過靜電作用與凝膠體G1中的陽離子相結(jié)合并被存儲，而附圖標(biāo)記t所示的帶有負電荷的剩余DNA則通過靜電作用與凝膠體G2中的陰離子相結(jié)合并被存儲。
因此，如圖12所示的檢測裝置1h也能夠把剩余DNA和剩余嵌入劑固定并存儲在第一對不同極性電極E11和E12的電極表面上。不同于檢測裝置1a，檢測裝置1b等，檢測裝置1h在保持一種狀態(tài)，即第一對不同極性電極E11和E12之間有電場作用，而剩余物質(zhì)通過電場效應(yīng)被吸附到第一對不同極性電極E11和E12時，不需要檢測雜交信號。
附加說明，構(gòu)成帶有陽離子的凝膠體G1的材料包含如附有-COO-聚合物鏈的物質(zhì)，而構(gòu)成帶有陰離子的凝膠體G2的材料包括如附有-NH3+聚合物鏈的物質(zhì)。
在另一個經(jīng)過改進的檢測裝置中，這種凝膠體G可以是一種混合有20到30個單體鏈節(jié)的DNA的中性凝膠體，而此DNA帶有一個完整的內(nèi)含如(T)胸腺嘧啶(下文稱作Poly-T)的堿基順序，而目標(biāo)DNA可以被一個含有20到30個單體鏈節(jié)的堿基順序所修飾，所有這樣的堿基順序都包含有A(腺嘌呤)(下文稱作Poly-A)。
被添加到剩余DNA上的Poly-A和含在凝膠體中的Poly-T經(jīng)過雜交反應(yīng)后互相結(jié)合，剩余DNA是被介電電泳吸附到第一對不同極性電極E11和E12附近的凝膠體(未示出)上的。剩余DNA因而就被存儲到了中性凝膠體內(nèi)。
此外，被介電電泳吸附到第一對不同極性電極E11和E12附近的剩余嵌入劑C，被引入進由Poly-A和Poly-T經(jīng)雜交反應(yīng)所生成的互補鏈結(jié)合體中。這樣，剩余嵌入劑C就與剩余DNA一起被存儲到中性凝膠體內(nèi)。
因此，本裝置也能夠把剩余DNA和剩余嵌入劑固定并存儲到第一對不同極性電極E11和E12附近的區(qū)域中。不同于檢測裝置1a，檢測裝置1b等，當(dāng)保持一種狀態(tài)，即第一對不同極性電極E11和E12之間有電場作用，而剩余物質(zhì)通過電場效應(yīng)被吸附到第一對不同極性電極E11和E12時，該實施例消除需要檢測雜交信號。
如上文所示，本發(fā)明可適于采用這樣的一種裝置，即電極表面附有一層如SiO2等絕緣層，以防止發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。為了使用二氧化鈦(TiO2)來代替SiO2以生成絕緣層而設(shè)計了一種裝置。
在這種結(jié)構(gòu)中，在剩余嵌入劑和剩余DNA被介電電泳吸附并聚集到第一對不同極性電極E11和E12附近的區(qū)域后，由TiO2所形成的絕緣層就被380毫微米或更細的紫外線所照射。附加說明，為確保紫外線能照射到TiO2上，除了電極E21之外的其他電極最好是光學(xué)上透明的諸如ITO的電極。
TiO2經(jīng)紫外線照射之后變成了催化劑，從而在有機物表面上通過氧化還原反應(yīng)將有機物分解成H2O和CO2。因此，作為有機物的剩余嵌入劑和剩余DNA是可以被分解的。因而就能把能在雜交信號中產(chǎn)生干擾的剩余嵌入劑和剩余DNA從反應(yīng)區(qū)2中除去。
通過把上文所述的1a到1g的檢測裝置按照預(yù)置序列安放到基片上，就有可能提供一種能夠在短時間內(nèi)加速雜交等進程的諸如DNA芯片等生物鑒定基片，以便于進行全面地分析。
圖13所示的就是這種生物鑒定基片樣品的一個圖表。如圖13所示，大量的檢測裝置以圓盤狀被置于基片9上，以便于分組。圖13種的附圖標(biāo)記1指的是本發(fā)明中的一個檢測裝置。
附加說明，通過現(xiàn)有的光學(xué)檢測手段用來照射，比如，預(yù)先作為標(biāo)記被附到固定在電極E21表面上并形成第二對不同極性電極的檢測物質(zhì)D上的熒光物質(zhì)，或者，被嵌入并結(jié)合到顯示與預(yù)置波長的激發(fā)熒光交互作用的物質(zhì)(雙鏈核酸)的熒光嵌入劑，以及用來檢測結(jié)果，就能夠檢測出置于基片9上其中一個檢測裝置1中進行的交互作用。
本發(fā)明中的檢測裝置由于交互作用的效率高，從而能大大縮短了在裝置中發(fā)生的如雜交等交互作用的時間，同時因為本裝置形成了利于正確的交互作用進行的環(huán)境，也大大減少了假陽性和假陰性的發(fā)生。因此，本裝置可以用來作為如具有提供檢驗工作高效率特征的DNA芯片等生物鑒定基片，以檢測交互作用并提高檢測的準確性。
盡管使用特定實施例來描述本發(fā)明中的優(yōu)選實施例，但這樣的描述只是用于闡述目的，當(dāng)然，如果沒有背離附加要求的精神或范圍，也可能出現(xiàn)變化和變異。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，上述檢測裝置包括一對相互相對配置的第一對不同極性電極，使得夾提供物質(zhì)之間交互作用的場的反應(yīng)區(qū)域于中間；和在上述第一對不同極性電極的相對軸的交叉軸方向上，兩個或者其中一個電極構(gòu)成的相互相對配置的第二對不同極性電極。
2.如權(quán)利要求1中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，上述第二對不同極性電極的相對軸垂直于一表面，在該表面上上述反應(yīng)區(qū)域中固定有檢測物質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，上述第一對不同極性電極用于吸附游離物質(zhì)和/或顯示假交互作用物質(zhì)，這些物質(zhì)按照電場出現(xiàn)在上述反應(yīng)區(qū)中的每個電極側(cè)面。
4.如權(quán)利要求1中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，上述第二對不同極性電極用于拉伸被電場固定在上述反應(yīng)區(qū)中的檢測物質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，上述第一對不同極性電極用于吸附游離物質(zhì)和/或顯示假交互作用物質(zhì)，這些物質(zhì)通過電場出現(xiàn)在上述反應(yīng)區(qū)中的每個電極側(cè)面；和上述第二對不同極性電極用于吸附被電場固定在上述反應(yīng)區(qū)中的檢測物質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，上述第一對不同極性電極和上述第二對不同極性電極是使用交流電場的電極。
7.如權(quán)利要求1中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，上述第二對不同極性電極中的一個電極的區(qū)域小于另一個相對電極的區(qū)域。
8.如權(quán)利要求1中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，上述第二對不同極性電極中至少有一個電極的表面形成粗糙表面。
9.如權(quán)利要求1中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，上述第二對不同極性電極中至少有一個電極通過布線圖案形成。
10.如權(quán)利要求1中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，上述交互作用是雜交。
11.如權(quán)利要求1中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，上述電極表面覆蓋絕緣層。
12.如權(quán)利要求11中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，上述絕緣層是從SiO2，SiN，SiOC，SiC，SiOF和TiO2中選擇的一種材料制成。
13.如權(quán)利要求2中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，上述第二對不同極性電極中至少有一個電極由透明導(dǎo)體制成。
14.如權(quán)利要求3中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，用作吸附物質(zhì)到電極形成上述第一對不同極性電極的核酸通過抗生物素蛋白-生物素鍵和二硫化物鍵中的一個固定在上述電極的表面上。
15.如權(quán)利要求3中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，通過插入一個雙鏈核酸到上述電極表面的附近，收集用作吸附物質(zhì)到電極形成的上述第一對不同極性電極的剩余嵌入劑；和通過抗生物素蛋白-生物素鍵和二硫化物鍵中的一個，上述雙鏈核酸被收集在上述電極的表面。
16.如權(quán)利要求3中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，包含陽離子的凝膠和包含陰離子的凝膠被預(yù)先制成在形成上述第一對不同極性電極的電極表面上；和用于吸附物質(zhì)到第一對不同極性電極的每個電極的負電荷核酸和正電荷剩余嵌入劑分別靜態(tài)電鍍地連接到上述陽離子和上述陰離子。
17.如權(quán)利要求3中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，上述檢測裝置是用于檢測上述反應(yīng)區(qū)中用于檢測核酸和出現(xiàn)的目標(biāo)核酸之間雜交的檢測裝置；具有堿基順序的單鏈核酸互補于上述目標(biāo)核酸特定的堿基順序和上述目標(biāo)核酸端子改良的堿基順序中的一個，該單鏈核酸被制成出現(xiàn)在電極形成的上述第一對不同極性電極的表面上；和剩余目標(biāo)核酸通過上述單鏈核酸和上述剩余目標(biāo)核酸之間的雜交被收集在上述電極的表面上。
18.如權(quán)利要求17中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，剩余嵌入劑被收集在通過上述雜交獲得的雙鏈核酸和個別附加的雙鏈核酸中的一個中。
19.如權(quán)利要求3中所述用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，其特征在于，通過覆蓋電極表面分解吸附到電極形成上述第一對不同極性電極的物質(zhì)，形成用TiO2形成的絕緣層的上述第一對不同極性電極，用紫外線照射上述絕緣層表面，和使用催化劑作用的上述TiO2。
20.一種生物催化劑基片，具有如權(quán)利要求1中所述的用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置。
21.如權(quán)利要求20中所述的生物催化劑基片，其特征在于，上述交互作用是雜交。
22.一種雜交檢測裝置至少包括用于拉伸作為用于雜交的互補鍵的核酸的不同極性電極；和用于除去出現(xiàn)在上述雜交和/或顯示非雜交的核酸的場中使用的電極。
23.一種DNA芯片，具有如權(quán)利要求22中所述的檢測裝置。
全文摘要
一種用于檢測物質(zhì)之間交互作用的檢測裝置，該裝置包括相互相反放置的一對第一對不同極性電極，將提供物質(zhì)之間交互作用的場的反應(yīng)區(qū)域夾于中間，和在第一對不同極性電極的相對軸的交叉軸方向上，兩個或者其中一個電極形成的第二相互相對配置的電極相對。
文檔編號B03C5/02GK1661087SQ20041004715
公開日2005年8月31日 申請日期2004年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月2日
發(fā)明者瀨川雄司, 真峰隆義, 奧里弗·哈納克 申請人:索尼株式會社, 索尼國際(歐洲)股份有限公司