用于处理光敏生物聚合物的装置

本发明涉及用于处理光敏生物聚合物的装置，其包括至少一个光 源，一个适合于接收基片的处理室和一个分配构件，其中在基片上放 置用来自光源的光进行处理的生物聚合物，分配构件用于将来自光源 的光导向到基片上的被选位点处。

这种装置可以从如下的文献中了解，即“用数字微镜阵列无掩模 地制造光导向的寡核苷酸微阵列”(Maskless Fabrication of light-directed oligonucleotide microarrays)，作者为Singh-Gason S 等，发表在1999年的Nature Biotechnology第17卷第947-978页。

在已知的装置中，紫外光源后面接着是滤光器，随后是呈数字微 反射镜阵列形式的反射掩模。通过该反射掩模，紫外光被导向通过特 殊的投影屏(projection screen)到达处理室内的基片上用于形成DNA 测试阵列。处理室与所谓的寡合成器(oligosynthesiser)相连，寡合 成器用于将形成DNA测试阵列所需的各种液体导入到处理室或者从 处理室导出。

由于从紫外光源发出的光被选择地投射到基片上的特殊位点处， 供应了所述液体的各个光不稳定基团(photolabile group)发生局部 活化。这样，在基片上的任何被选位点上都能够连续地形成期望的 DNA核苷酸。

利用这种装置，有可能制造至少有40,000个核苷酸位置的DNA 测试阵列，这意味着形成这种阵列是一个耗时的过程，而且还必须满 足高标准的精度，以避免在毗邻被照射位点的位置上形成不正确的核 苷酸。因此，例如对于分配构件导向来自紫外光源的光的精度和速度 必须满足高标准。

本发明的目的在于满足前言中所提及种类的装置在实践中必须 实现的这些及其它的要求，以及提供一种装置，其能够以相对低廉的 成本加以制造，此外能够容易地加以运输。

本发明进一步的目的在于提供一种装置，其不仅能够用于形成 DNA测试阵列，而且能够广泛地处理光敏生物聚合物。

这种生物聚合物还包括例如经过或者未经过修饰的(modified) RNA和氨基酸(多肽，蛋白质)，即纯的DNA、RNA和蛋白质构建 单元(building blocks)(核苷酸、氨基酸)，以及具有特殊修饰 (modification)(荧光染料、糖基-糖蛋白、磷酸、甲基)的DNA、 RNA和蛋白质，还有构建单元本身已被修饰的DNA、RNA和蛋白质 (DNA、LNA、合成氨基酸)。本领域技术人员不难发现本列表的进 一步补充物。

本发明的目的能够由如下装置实现，其与一个或多个附加于说明 书的权利要求相一致。

在第一方案中，该装置的特点在于，分配构件包括至少一个由马 达驱动的反射镜，该反射镜安装在可旋转的卷轴上，卷轴布置在产生 磁场的器件的磁极之间，且分配构件具有与卷轴电连接的可调节电源 用于控制反射镜的方位。其显示提供了一种相对不复杂的快速而精确 的有效分配构件，此外能够以低成本实现，并能够广泛地应用于上述 领域内。例如，根据本发明的装置使得有可能简单地在许多连续的合 成步骤中执行流水线合成，其中被照射的区域对于每个后续的合成步 骤都稍作移动。这样，能够实现大量类型的拼装分子(built up molecules)，其特别是在长度上可以改变。

需要注意的是，基片可以固定或者附着在固体支持物上，固体支 持物的形式可以是，但不仅限于，光滑表面例如显微镜载物片、多孔 基质、光滑或多孔球体或者凝胶涂层。

根据本发明的装置可以适当地用所谓的电反射镜 (galvanomirror)作为分配构件的加以实现。

为了节约能耗，反射镜优选地被电介质涂覆，以便在待反射光的 相应波长范围内实现至少0.99的反射效率。

更优选地，反射镜的马达对温度稳定。该方法保证分配构件的调 节行为有高度的重现性。

在本发明进一步的方案中，装置的特点在于聚光透镜，优选地 F-θ-透镜(F-theta-lens)，放置在反射镜与基片之间的光路上。这进 一步增加了在基片上定位光束的精度。因为该基片通常是平的，所以 需要对反射镜反射的光进行修正，反射镜的焦点仅位于基片平面内的 反射镜轴线上。有助于这一目的的适当F-θ-透镜是德国Sill Optics生 产的型号为S4 LFT 3100的透镜。

作为规则，还需要使用波束扩展器。这对于本领域技术人员而言 是已知的，并用于在聚焦透镜的帮助下产生具有正确尺寸的光点(光 斑)。

在该装置的一个适当实施例中，光源体现为紫外光源。当紫外光 源在390nm的范围内，优选地在350nm工作时，能够获得良好的结 果。这优选地通过使用三倍频的(frequency-trebled)Nd:YAG激光器实 现。这种二极管激光器可提供低成本、低能耗的光源，满足用于处理 光敏感生物聚合物的装置必须符合的要求。

现在将参考非限制例证性实施例并参考附图进一步阐述本发明， 在单一的附图中示意性地显示了根据本发明用于制备DNA测试阵列 的装置。

如上面已经解释的，本发明不仅限于装置的这一应用，该装置还 能够广泛地用于处理光敏生物聚合物。为了使权利要求的解释更加容 易理解，该实例仅涉及DNA测试阵列的制备。

附图显示了用于制备DNA测试阵列的装置，其包括紫外光源1， 以及适合于接收基片6的处理室3，在基片6上形成DNA测试阵列。 该基片可以是，例如，玻璃、聚丙烯或者其它合适的材料。

为了制备DNA测试阵列，还提供了分配构件2，其给定来自紫 外光源1的光的方向，以照射处理室3内基片6上的被选位点。进一 步提供了用于供应和释放基片6上待照射位点处所需液体的导管4， 以便实现期望的核苷酸形成。

根据本发明，分配构件2体现为一个或多个由马达驱动的反射镜， 其每一个都安装在可旋转的卷轴(spool)上，通过例如将卷轴布置在 永磁体的磁极之间将卷轴置于磁场中。该图进一步显示了计算机控制 的调节器5，其用于调节通过一个或多个卷轴传导的电流，从而它上 面的反射镜占据相应于基片6上待照射的位点的期望位置。其它的事 情在图中显示得非常粗略，但对于本领域技术人员而言则很清楚，因 此不需要进一步解释。

所谓的电反射镜可以有利地用于所述的分配构件2。该电反射镜 已知有好多年，极其精确，且能够以相对低的成本获得。

进一步有利地，也是基本上期望地，反射镜的马达对温度例如在 大约50℃下稳定，以便使反射镜的调节行为具有高度的重现性。

分配构件2优选地包括聚光镜，更优选地是所谓的F-θ-透镜，其 位于反射镜和基片6之间的光路上。这种执行方式对于本领域技术人 员而言是完全已知的，因此不需要进一步的解释。

对于紫外光源，期望使用在340-390nm范围内，优选地在大约 350nm下工作的光源。

发明人特别建议使用具有三倍频的Nd:YAG激光器。这种二极 管激光器能够服务于该目的，并能够以低成本获得。

最后，再次强调权利要求应得到的保护范围并不仅限于上述实 例；该实例只是用于消除这些权利要求中可能的意义不明确，且不对 权利要求有任何的限制。对于本领域技术人员而言，受保护的装置显 然能够用于许多应用领域，且这样应用由附加的权利要求涵盖。