專利名稱：軟物質(zhì)的微陣列制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制作軟物質(zhì)的微陣列的的方法。特別是本發(fā)明涉及在同一基板上制作二種以上軟物質(zhì)的微陣列的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在醫(yī)療診斷領(lǐng)域或分子細(xì)胞生物學(xué)研究領(lǐng)域，一直在尋求一種定量、再現(xiàn)性優(yōu)異的對(duì)蛋白質(zhì)、DNA(脫氧核糖核酸)或細(xì)胞等的解析、功能評(píng)價(jià)或它們的相互作用解析進(jìn)行迅速測(cè)定觀察的方法和裝置。作為其中的I種技術(shù)，提出了各種在玻璃等基板上以微米到納米規(guī)模制作軟物質(zhì)的陣列的技術(shù)。此處“軟物質(zhì)”意思泛指由小的分子以各種各樣的形式連接(或集合)而成的高分子、凝膠、橡膠、膠體、膠束、液晶、以及各種各樣的生物體高分子(DNA、RNA等核酸；蛋白質(zhì)；糖類；糖蛋白等)，其可以來(lái)自生物或來(lái)自非生物。
作為相關(guān)聯(lián)的技術(shù)之一,將聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂(poly(para-xylylene))制版，由此形成模版(起模版)，制作軟物質(zhì)的微陣列的方法引起關(guān)注。非專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了一種技術(shù)，其中，在真空蒸鍍?cè)诨迳系木蹖?duì)二甲苯樹(shù)脂形成微圖案而制成模版，在該模版上注入軟物質(zhì)，之后將聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂從基板上剝離，從而在基板上制作軟物質(zhì)的微陣列(即“聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離法”)。但是非專利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)的是通用且可擴(kuò)展地在基板上將I種軟物質(zhì)微陣列化的技術(shù)，并沒(méi)有公開(kāi)在同一基板上將不同的二種以上軟物質(zhì)進(jìn)行陣列化的技術(shù)。
另一方面，作為利用聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂的技術(shù)，已知有幾種在基板上將二種以上軟物質(zhì)進(jìn)行微陣列化的技術(shù)。
例如，在非專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種技術(shù)，其中，在真空蒸鍍?cè)诨迳系木蹖?duì)二甲苯樹(shù)脂上形成微圖案來(lái)作為模版，將二種以上軟物質(zhì)以噴墨打印式噴到該模版上，之后將聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂從基板上剝離，從而在同一基板上制作二種以上軟物質(zhì)的微陣列。但是在該技術(shù)中，不僅需要能夠吐出軟物質(zhì)的高性能點(diǎn)樣儀作為附加專用機(jī)器，而且存在陣點(diǎn)間隔依賴于點(diǎn)樣儀的性能這樣的問(wèn)題。即，為了避免不同種類的軟物質(zhì)之間的污染(不想要的混合)，依賴于點(diǎn)樣儀的性能，限制了將不同種類的軟物質(zhì)進(jìn)行陣列化時(shí)的陣點(diǎn)間隔。
另外，在非專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了一種技術(shù)，其中，在真空蒸鍍?cè)诨迳系?層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上形成微圖案來(lái)作為模版，在該模版上注入軟物質(zhì)之后，將2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂從基板依次一張張地剝離，由此在同一基板上制作不同的二種以上軟物質(zhì)的微陣列。但是，該技術(shù)中存在無(wú)法排除在不同種類的軟物質(zhì)之間產(chǎn)生污染的可能性的問(wèn)題。
進(jìn)一步，在非專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了一種技術(shù)，其中，在真空蒸鍍?cè)诨迳系腎層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上形成微圖案來(lái)作為模版，在該模版上形成多條微流路，每條流路中注入不同種類的軟物質(zhì)之后，將聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂從基板上剝離，由此在同一基板上制作二種以上軟物質(zhì)的微陣列。該技術(shù)產(chǎn)生污染的可能性較小，但存在如下問(wèn)題:其是一種在微陣列的各陣點(diǎn)上連接微流路的方法，因此對(duì)不同種類的軟物質(zhì)進(jìn)行陣列化的陣點(diǎn)間隔無(wú)法達(dá)到期望的大小，進(jìn)而也難以制造大面積的陣列。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
非專利文獻(xiàn)
非專利文獻(xiàn)1:B.1lic, et al., "Topographical Patterning of ChemicallySensitive Biological Materials Using a Polymer-Based Dry Lift Off, "BiomedicalMicrodevices, vol.2，pp.317-322，2000.
非專利文獻(xiàn)2:C.P.Tan，et al.，"Nanoscale Resolution, MulticomponentBiomolecular Arrays Generated by Aligned Printing with Parylene Peel-Off, 〃NanoLetters, vol.10，pp.719-725，2010.
非專利文獻(xiàn)3:Κ.Kuribayashi，et al.，"Sequential Parylene Lift-OffProcess for Selective Patterning of Biological Materials，〃Proc.1EEEMEMS’07，pp.501-504，2007.
非專利文獻(xiàn)4:Κ.Atsuta，et al.，"A Parylene Lift-Off Process withMicrofluidic Channels for Selective Protein Patterning，"Journal ofMicromechanics and Microengineering, vol.17, pp.496-500, 2007.發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題
本發(fā)明的課題是提供一種使用聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離法來(lái)制作軟物質(zhì)的小間隔微陣列的方法，其是在同一基板上制作二種以上軟物質(zhì)的微陣列的方法，并且該方法不會(huì)使二種以上軟物質(zhì)污染，可以通用并且可擴(kuò)展制作二種以上軟物質(zhì)的微陣列。
用于解決課題的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明人對(duì)用于在同一基板上對(duì)二種以上軟物質(zhì)進(jìn)行陣列化但不存在所述以往技術(shù)的問(wèn)題的方法進(jìn)行深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):(i)對(duì)(例如通過(guò)聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離法得到的)基板上的軟物質(zhì)進(jìn)行(通過(guò)冷凍干燥等)不使其變性的脫水，由此對(duì)于該基板能夠應(yīng)用一般的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離法，進(jìn)一步(ii)在軟物質(zhì)上堆積的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂能夠平滑地從基板上剝離，不損害軟物質(zhì)的固定狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能，從而完成了本發(fā)明。
S卩，本發(fā)明是一種制作二種以上軟物質(zhì)的微陣列的方法，其中，在基板上蒸鍍第I層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂，在所述聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上形成第I微圖案，導(dǎo)入第I軟物質(zhì)溶液，從而在所述基板表面上形成第I微陣列，對(duì)所述第I軟物質(zhì)進(jìn)行冷凍干燥，由此形成第I軟物質(zhì)的微陣列化基板，通過(guò)蒸鍍?cè)谒龅贗軟物質(zhì)的微陣列化基板上層積第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)月旨，將所述第I層和第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂貫穿，在與第I微圖案不同的位置形成第2微圖案，導(dǎo)入第2軟物質(zhì)溶液，從而在所述基板表面上形成第2微陣列，將第I層和第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂同時(shí)剝離，由此形成所述第I以及第2軟物質(zhì)的微陣列化基板，在所述第I以及所述第2軟物質(zhì)的微陣列化基板上導(dǎo)入緩沖溶液，從而將所述第I軟物質(zhì)溶解；或?qū)⒌?軟物質(zhì)進(jìn)行冷凍干燥，由此在同一基板上制作第I和第2軟物質(zhì)的微陣列。
進(jìn)一步，反復(fù)進(jìn)行本發(fā)明的方法，由此能夠制造所期望的不同種類的軟物質(zhì)的微陣列。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠通過(guò)聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離法，在同一基板上將二種以上軟物質(zhì)制作小間隔的微陣列，但不會(huì)使二種以上軟物質(zhì)污染，而且不需使用點(diǎn)樣儀，并且所形成的微陣列能夠通用并且可以擴(kuò)展。另外，反復(fù)進(jìn)行基于本發(fā)明的微陣列制作步驟，能夠制作2種以上軟物質(zhì)的微陣列而并不僅限于2種的軟物質(zhì)的微陣列。進(jìn)一步，對(duì)冷凍干燥后的軟物質(zhì)進(jìn)行了固定化的微陣列基板能夠在室溫或低溫長(zhǎng)期保存、配送，使用者在使用該基板時(shí)僅需導(dǎo)入緩沖溶液就能夠容易使用。


圖1是作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的軟物質(zhì)的微陣列制作方法的示意圖。
圖2A是說(shuō)明作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的軟物質(zhì)的微陣列制作方法的詳細(xì)步驟的示意圖。
圖2B是說(shuō)明作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的軟物質(zhì)的微陣列制作方法的詳細(xì)步驟的示意圖。
圖3是示出具有不同的堿基序列和熒光色素的單鏈DNA的微陣列制作結(jié)果的熒光顯微鏡觀察圖像。
圖4是示出進(jìn)行了冷凍干燥后的單鏈DNA的雙鏈形成能的驗(yàn)證結(jié)果的熒光顯微鏡觀察圖像。
圖5是示出進(jìn)行了冷凍干燥后的作為發(fā)動(dòng)蛋白質(zhì)的驅(qū)動(dòng)蛋白的活性的驗(yàn)證結(jié)果的熒光顯微鏡觀察圖像。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不限制于這些實(shí)施方式。
圖1是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的方法的圖。本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的制作二種以上軟物質(zhì)的微陣列的方法利用了現(xiàn)有的所謂聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離法，包括到目前已知的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離法或其各種各樣的應(yīng)用方法。本發(fā)明的實(shí)施方式的方法對(duì)一般的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離法的條件、材料、裝置、反應(yīng)條件等沒(méi)有特別限定。
如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的方法首先包括如下工序:在基板上蒸鍍第I層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂，在第I層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上形成第I微圖案，導(dǎo)入含有第I軟物質(zhì)的溶液，從而得到形成了(固定化的)第I微陣列的基板。所述工序是適用現(xiàn)有聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離法的工序，得到的基板是在其上形成了(固定化的)第I微陣列的基板。此處，本發(fā)明的實(shí)施方式中對(duì)按圖案形成的各個(gè)微陣列的形狀、各個(gè)微陣列的尺寸、以及各個(gè)微陣列之間的距離(以下稱為“形狀等”)沒(méi)有特別限制，可以形成為通過(guò)現(xiàn)有的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離法能夠設(shè)計(jì)的形狀等。通?？扇菀椎卦O(shè)計(jì)為微米尺寸或納米尺寸。
所述的導(dǎo)入的第I軟物質(zhì)一般以水溶液或適當(dāng)?shù)娜芤旱男问焦潭ㄔ诨迳?。另夕卜，?duì)于導(dǎo)入方法沒(méi)有特別限制，可以在基板上導(dǎo)入一部分或全部第I軟物質(zhì)的水溶液或其適當(dāng)溶劑的溶液，從而將軟物質(zhì)固定在基板表面上。之后，可以沖洗未固定的多余的軟物質(zhì)的水溶液等。對(duì)于基板表面不需要特別用于促進(jìn)與軟物質(zhì)結(jié)合的修飾，但根據(jù)情況也可以進(jìn)行增強(qiáng)與軟物質(zhì)結(jié)合的處理。
接著，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及方法中，具有對(duì)所述得到的第I軟物質(zhì)進(jìn)行冷凍干燥，從而得到冷凍干燥后的第I軟物質(zhì)的微陣列化的基板的工序。本發(fā)明的實(shí)施方式中，對(duì)固定在基板上的第I軟物質(zhì)進(jìn)行冷凍干燥，但本發(fā)明的實(shí)施方式中“冷凍干燥”意思泛指“按照使該軟物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能不發(fā)生非可逆性變性的方式將水分從基板上的軟物質(zhì)中除去來(lái)進(jìn)行干燥”。因此，冷卻的有無(wú)、蔗糖或海藻糖等冷凍緩沖劑的有無(wú)、真空操作的有無(wú)等可以根據(jù)冷凍干燥的基板上的軟物質(zhì)來(lái)適當(dāng)選擇。另外，“冷凍干燥”也可以對(duì)基板上的軟物質(zhì)的全部或一部分進(jìn)行，或每個(gè)基板進(jìn)行冷凍干燥。
接著，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的方法中，使用上述得到的第I軟物質(zhì)的微陣列化的基板，再次在該基版上蒸鍍第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂，在第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上形成第2微圖案。此處，第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂蒸鍍?cè)谶M(jìn)行蒸鍍時(shí)也包括固定在基板上的冷凍干燥后的第I軟物質(zhì)的表面。該蒸鍍可以按照聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂蒸鍍的一般條件來(lái)進(jìn)行，并且將在下文中進(jìn)行說(shuō)明，但盡管如此，不僅第I軟物質(zhì)的表面而且內(nèi)部也未發(fā)現(xiàn)由于蒸鍍導(dǎo)致的變性等損傷。據(jù)認(rèn)為這是由于在基板上固定的第I軟物質(zhì)被充分干燥了。進(jìn)一步，在第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上形成第2微圖案時(shí)也可以直接應(yīng)用在上面已經(jīng)說(shuō)明了的一般的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離法的條件。此處，對(duì)于在第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上形成的第2微圖案，由于在基板的同一面上設(shè)置了第I和第2軟物質(zhì)的微陣列，因此將第I層和第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂貫穿，從而在基板上的與第I微圖案不同的位置形成第2微圖案。
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的方法中，進(jìn)一步在得到的第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂的第2微圖案中導(dǎo)入含有第2軟物質(zhì)的溶液，從而在基板上形成(固定化)第2微陣列。該工序可以利用與上述的導(dǎo)入含有第I軟物質(zhì)的溶液相同的方法。
此處，欲由第I和第2這兩種不同的軟物質(zhì)制造微陣列的情況下，將聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂從所述得到的形成了(固定化的)第2微陣列的基板上剝離，由此能夠在基板的同一面上制造第I和第2軟物質(zhì)的微陣列。此處，第I軟物質(zhì)為干燥的狀態(tài)，第2軟物質(zhì)為溶液(濕潤(rùn))的狀態(tài)。
根據(jù)需要，可以對(duì)整體再次進(jìn)行冷凍干燥，從而使第I和第2軟物質(zhì)為干燥的狀態(tài)，或注入緩沖溶液等使第I和第2軟物質(zhì)為濕潤(rùn)狀態(tài)。通過(guò)對(duì)整體進(jìn)行冷凍干燥，使得其能夠在室溫或低溫下進(jìn)行保存。
雖然圖1中對(duì)于工序是以連續(xù)的箭頭示出的，但本發(fā)明并不是僅如上所述的基于第I和第2軟物質(zhì)的微陣列，根據(jù)需要，進(jìn)一步反復(fù)進(jìn)行該工序，由此能夠制造在同一基板表面上設(shè)置有3種以上不同的軟物質(zhì)的微陣列。
另外，在上述中，作為第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂蒸鍍的對(duì)象，對(duì)以固定冷凍干燥有第I軟物質(zhì)的基板保持第I聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂層這樣的示例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于此。
導(dǎo)入第I軟物質(zhì)將其固定在基板上之后，剝離第I聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂，將如此得到的材料進(jìn)行冷凍干燥后也是對(duì)象，以及導(dǎo)入第I軟物質(zhì)將其固定在基板上之后，進(jìn)行冷凍干燥，之后將第I聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離而得到的材料也是對(duì)象。
以下基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
實(shí)施例
[微陣列的制作方法]
圖2A、2B是詳細(xì)地示出在實(shí)施例中進(jìn)行的制作方法的步驟的圖。參照?qǐng)D2A、2B進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在基板上真空蒸鍍第I層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂(圖2A(a))。
此處，基板只要是能夠固定軟物質(zhì)且能夠耐受聚對(duì)二甲苯蒸鍍條件的材質(zhì)即可?？梢耘e出例如玻璃、有機(jī)硅或塑料等。在使用微陣列時(shí)，對(duì)于測(cè)定等目的而優(yōu)選具有透光性的情況下，優(yōu)選具有透光性的玻璃。另外，對(duì)將軟物質(zhì)固定在基板的表面上的方法沒(méi)有特別限制，根據(jù)情況，為了得到更強(qiáng)的固定性，可以在基板表面上實(shí)施促進(jìn)固定化的處理。
另外，對(duì)于蒸鍍的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂的種類沒(méi)有特別限定，此處以Parylene C(日本Parylene合同公司生產(chǎn))為例進(jìn)行說(shuō)明。也可以根據(jù)需要適當(dāng)選擇其他種類的ParyleneN、Parylene D、或Parylene HT。(均能夠從日本Parylene合同公司獲得)。對(duì)聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂的蒸鍍厚度沒(méi)有特別限定，只要是能夠形成具有能夠在后續(xù)工序中充分導(dǎo)入軟物質(zhì)這樣結(jié)構(gòu)的圖案的厚度即可。具體而言，優(yōu)選為2μπι以下。此處，以按照Iym的厚度進(jìn)行蒸鍍的示例進(jìn)行說(shuō)明。
接著，在蒸鍍好的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上層積光致抗蝕劑(圖2A(b))。作為光致抗蝕齊U，此處以S1818(Shipley Far East公司制造)為例進(jìn)行說(shuō)明，但并不特別限于此。另外對(duì)于層積方法也沒(méi)有特別限定，優(yōu)選通常的方法，例如基于旋涂的方法。
接著，隔著繪制有第I微圖案的玻璃光掩模進(jìn)行紫外線照射來(lái)進(jìn)行光蝕刻(圖2A(c))，進(jìn)一步，進(jìn)行光致抗蝕劑的顯像(圖2A(d))。顯像液可以與使用的光致抗蝕劑組合選擇，例如以S1818為光致抗蝕劑的情況下，可以使用NMD-3(可從東京應(yīng)化工業(yè)株式會(huì)社獲得)作為顯像液。
之后，通過(guò)氧等離子體進(jìn)行干法蝕刻，在聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上繪制第I微圖案(圖2A(e))。此處，以基于紫外線照射的光蝕刻法或基于氧等離子體的干法蝕刻為例進(jìn)行了說(shuō)明，但并不限于此，例如也可以是基于電子射線束的蝕刻。
接著，使用丙酮和異丙醇對(duì)殘留的光致抗蝕劑進(jìn)行沖洗，從而在玻璃基板上形成第I微圖案(圖2A(f))。
接著，為了導(dǎo)入第I軟物質(zhì)，在形成了微圖案的第I層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上制作流路單元(圖2A(g))。此處，例如使用有機(jī)硅橡膠片作為隔板，用蓋玻片夾著來(lái)制作流路單元。將含有希望制作成微陣列的第I軟物質(zhì)的溶液注入在流路單元內(nèi)，導(dǎo)入到露出的玻璃基板表面上，形成第I微陣列。此處，作為示例，依次層積4mg/mL的生物素化BSA (牛血清白蛋白)、lmg/mL的鏈霉親和素、5 μ M的生物素化單鏈DNA (23堿基長(zhǎng)度，熒光色素FITC (異硫氰酸熒光素)修飾)作為第I軟物質(zhì)。
導(dǎo)入第I軟物質(zhì)之后，將流路單元內(nèi)的溶液置換為不含鹽的溶液，例如為超純水或蒸餾水。由此完全沖洗掉在流路單元?dú)埩舻牡贗軟物質(zhì)或是在基板上未固定的游離的第I軟物質(zhì)。
之后，使用冷凍干燥裝置對(duì)含有流路單元的基板整個(gè)(直接)進(jìn)行冷凍干燥(圖2A(h))。進(jìn)一步，使含有第I軟物質(zhì)的溶液完全干燥后，對(duì)流路單元進(jìn)行解體(圖2A(h’))。此處，也可以對(duì)流路單元進(jìn)行解體之后對(duì)不含流路單元的基板整個(gè)進(jìn)行冷凍干燥。
接著，在進(jìn)行了冷凍干燥的基板上，對(duì)第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂按照與第I層同樣的條件、步驟，例如以I μ m的厚度進(jìn)行真空蒸鍍、層積(圖2B(i))，接著旋涂S1818等光致抗蝕劑來(lái)進(jìn)行層積(圖2B(j))。
此處，考慮到冷凍干燥后的第I軟物質(zhì)的性質(zhì)(例如熱敏性等)，光致抗蝕劑的烘干條件可以選擇高溫且短時(shí)間(例如在100°c進(jìn)行I分鐘)、低溫且長(zhǎng)時(shí)間(例如在35°C進(jìn)行3個(gè)小時(shí))或者對(duì)其進(jìn)行組合的條件。
之后，隔著繪制有第2微圖案的玻璃光掩模照射紫外線來(lái)進(jìn)行光蝕刻(圖2B (k))，使用NMD-3進(jìn)行光致抗蝕劑的顯像(圖2B(1))。
之后，通過(guò)氧等離子體進(jìn)行干法蝕刻，將第I層和第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂貫穿，在與第I微圖案不同的位置繪制第2微圖案(圖2B(m))。對(duì)于將第I層和第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂貫穿的干法蝕刻條件沒(méi)有特別限定，根據(jù)第I層和第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂的厚度，可以通過(guò)例如調(diào)節(jié)蝕刻時(shí)間來(lái)容易地選擇。
使用丙酮和異丙醇對(duì)殘留的光致抗蝕劑進(jìn)行沖洗，從而在玻璃基板上形成第2微圖案(圖2B(n))。
接著，按照與第I層同樣的條件，在形成了微圖案的第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上制作流路單元。(圖2B(o))。
另外，將含有希望制作微陣列的第2軟物質(zhì)的溶液注入到流路單元內(nèi)，在露出的玻璃基板表面上形成第2微陣列。此處，作為示例，依次層積4mg/mL的生物素化BSA、lmg/mL的鏈霉親和素、5 μ M的生物素化單鏈DNA (23堿基長(zhǎng)度，熒光色素TMR(四甲基羅丹明乙酯)修飾)作為第2軟物質(zhì)。此處，第I軟物質(zhì)的按圖案形成的位置被第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂覆蓋，因此第I軟物質(zhì)與第2軟物質(zhì)的污染被完全阻止。之后，對(duì)流路單元進(jìn)行解體(圖2Β(ο，))。
進(jìn)一步，同時(shí)將第I層和第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂進(jìn)行剝離(圖2Β(ρ))。對(duì)于第I層和第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂，利用例如鑷子等剝離一部分，由此可容易地同時(shí)被剝離。
最后在基板上制作流路單元(圖2Β (q))，注入緩沖溶液，由此將冷凍干燥的第I軟物質(zhì)進(jìn)行再溶解，在同一基板上制作第I和第2軟物質(zhì)的微陣列。
[制作的微陣列的評(píng)價(jià)]
圖3示出了按照上述步驟制作的微陣列的熒光顯微鏡觀察結(jié)果的示例。圖3明顯示出以下結(jié)果:(i)首先，對(duì)于以下各種各樣的處理，玻璃基板上的2種不同的軟物質(zhì)被固定地充分。(ii)進(jìn)一步，2種不同的軟物質(zhì)(組合各自二種以上蛋白質(zhì)的功能而構(gòu)筑的標(biāo)識(shí)性蛋白質(zhì))發(fā)揮功能，未發(fā)生變性。(iii)沒(méi)有發(fā)生2種不同的軟物質(zhì)的污染。S卩，作為第I軟物質(zhì)的FITC修飾單鏈DNA與作為第2軟物質(zhì)的TMR修飾單鏈DNA無(wú)污染地在同一基板上被微陣列化。(iv)陣列化為微米規(guī)模，并且形成陣列的陣點(diǎn)間的間隔十分清楚地分離開(kāi)。
但是，雖然在這次的圖3的示例中示出的是使用按照微米規(guī)模的陣列化的條件、裝置，以微米規(guī)模的陣列化為目的的示例，但如果有必要，使用一般的以納米規(guī)模的陣列化為目的的條件、裝置，例如通過(guò)電子射線束進(jìn)行平版印刷等，則可以進(jìn)行納米規(guī)模的陣列化。
圖4是示出對(duì)根據(jù)本發(fā)明微陣列化的單鏈DNA(軟物質(zhì))能否保持雙鏈形成能進(jìn)行驗(yàn)證的試驗(yàn)的結(jié)果的熒光顯微鏡觀察圖像。
該試驗(yàn)中，依次層積4mg/mL的生物素化BSA、lmg/mL的鏈霉親和素、5 μ M的生物素化單鏈DNA (23堿基長(zhǎng)度，熒光色素FITC修飾、堿基序列Α)作為第I軟物質(zhì)。依次層積4mg/mL的生物素化BSA、lmg/mL的鏈霉親和素、5 μ M的生物素化單鏈DNA (23堿基長(zhǎng)度，熒光色素FITC修飾、堿基序列B)作為第2軟物質(zhì)。確認(rèn)到通過(guò)FITC的熒光濾波片觀察到該微陣列制作結(jié)果(圖4a)，通過(guò)TMR的熒光濾波片未觀察到該微陣列制作結(jié)果(圖4b)。
根據(jù)圖4確認(rèn)了根據(jù)經(jīng)過(guò)冷凍干燥過(guò)程的本發(fā)明實(shí)施方式涉及的方法微陣列化的單鏈DNA保持了其雙鏈形成能，可知其未被變性等。
S卩，確認(rèn)了若注入經(jīng)過(guò)冷凍干燥過(guò)程的堿基序列A的單鏈DNA的互補(bǔ)鏈(5 μ M的膽固醇修飾的單鏈DNA，23堿基長(zhǎng)度，熒光色素TMR修飾，堿基序列~ )，則互補(bǔ)鏈僅在堿基序列A的單鏈DNA固定化的陣點(diǎn)特異性地結(jié)合(圖4c)，經(jīng)過(guò)冷凍干燥過(guò)程的單鏈DNA保持了雙鏈形成能。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式得到的微陣列化的蛋白質(zhì)是否保持了其功能性的驗(yàn)證試驗(yàn)的結(jié)果的熒光顯微鏡觀察圖像。
此處，作為功能性蛋白質(zhì)的示例，使用了作為發(fā)動(dòng)蛋白質(zhì)的驅(qū)動(dòng)蛋白。即，依次層積4mg/mL的生物素化BSA、5mg/mL的酪蛋白、標(biāo)識(shí)了突光色素TMR的lmg/mL的鏈霉親和素、100yg/mL的生物素化驅(qū)動(dòng)蛋白作為第I和第2軟物質(zhì)，對(duì)聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂進(jìn)行剝離，從而制作了驅(qū)動(dòng)蛋白的微陣列。另外，驅(qū)動(dòng)蛋白的陣點(diǎn)外的玻璃基板表面利用5mg/mL的酪蛋白進(jìn)行涂布，抑制了非特異性的吸附。此處，若投入標(biāo)識(shí)了熒光色素TMR的微小管，則微小管僅特異性地落著(land)在固定化了驅(qū)動(dòng)蛋白的陣點(diǎn)上，形成了微小管的微陣列(圖5a)。
接著確認(rèn)了下述的現(xiàn)象:若注入含有ATP (三磷酸腺苷)的緩沖溶液，則落著在驅(qū)動(dòng)蛋白上的微小管開(kāi)始滑走運(yùn)動(dòng)，若微小管滑走至陣點(diǎn)外，則與驅(qū)動(dòng)蛋白的結(jié)合消失，在溶液中游離，偏離到顯微鏡的焦點(diǎn)外而無(wú)法觀察到。
根據(jù)圖5可知:在本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的制造工序中進(jìn)行冷凍干燥處理而得到的軟物質(zhì)(驅(qū)動(dòng)蛋白)保持了與微小管結(jié)合的能力，而且具有使微小管在玻璃基板上滑走運(yùn)動(dòng)的活性。
如以上說(shuō)明可知，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的微陣列的制作方法能夠適用于DNA或蛋白質(zhì)。但是，本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于DNA或蛋白質(zhì)，RNA (核糖核酸)或脂類、微珠等，只要能夠進(jìn)行微陣列化，什么樣的軟物質(zhì)均可。
進(jìn)一步，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的制造方法中具有對(duì)軟物質(zhì)進(jìn)行冷凍干燥的工序，但并不是說(shuō)本發(fā)明的實(shí)施方式排除了對(duì)難以進(jìn)行冷凍干燥的軟物質(zhì)的應(yīng)用。例如，軟物質(zhì)中存在具有脂質(zhì)雙分子膜結(jié)構(gòu)的脂質(zhì)體或細(xì)胞等不適于冷凍干燥的軟物質(zhì)，利用單鏈DNA、生物素或抗體等對(duì)這些物質(zhì)表面進(jìn)行化學(xué)修飾，由此也能夠制作微陣列。對(duì)脂質(zhì)體或細(xì)胞進(jìn)行DNA修飾的方法在以下參考文獻(xiàn)1、2中有記載，進(jìn)行生物素修飾的方法在參考文獻(xiàn)3中有記載，進(jìn)行抗體修飾的方法在參考文獻(xiàn)4中有記載。即，利用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的微陣列的制作方法，只要預(yù)先形成單鏈DNA或蛋白質(zhì)的微陣列，即使將聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂進(jìn)行剝離后，也可以利用DNA的雙鏈形成反應(yīng)、生物素-抗生物素蛋白結(jié)合、抗原抗體結(jié)合等對(duì)脂質(zhì)體或細(xì)胞進(jìn)行特異性的微陣列化。
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權(quán)利要求
1.一種二種以上軟物質(zhì)的微陣列制作方法，其是制作二種以上軟物質(zhì)的微陣列的方法，其特征在于: 在基板上， 蒸鍍第I層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂， 在所述聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上形成第I微圖案， 導(dǎo)入第I軟物質(zhì)溶液，從而在所述基板表面上形成第I微陣列， 對(duì)所述第I軟物質(zhì)進(jìn)行冷凍干燥，形成第I軟物質(zhì)的微陣列化基板， 在所述第I軟物質(zhì)的微陣列化基板上， 通過(guò)蒸鍍來(lái)層積第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂， 將所述第I層和第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂貫穿，在與第I微圖案不同的位置形成第2微圖案， 導(dǎo)入第2軟物質(zhì)，從而在所述基板表面上形成第2微陣列， 將第I層和第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂同時(shí)剝離， 由此形成所述第I以及所述第2軟物質(zhì)的微陣列化基板， 在所述第I以及所述第2軟物質(zhì)的微陣列化基板上導(dǎo)入緩沖溶液，從而將所述第I軟物質(zhì)溶解。
2.—種二種以上軟物質(zhì)的微陣列制作方法，其是制作二種以上軟物質(zhì)的微陣列的方法，其特征在于: 在基板上， 蒸鍍第I層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂， 在所述聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上形成第I微圖案， 導(dǎo)入第I軟物質(zhì)溶液，從而在所述基板表面上形成第I微陣列， 將所述第I層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂從形成了所述第I微陣列的基板上剝離， 對(duì)第I軟物質(zhì)進(jìn)行冷凍干燥，形成第I軟物質(zhì)的微陣列化基板， 在所述第I軟物質(zhì)的微陣列化基板上， 通過(guò)蒸鍍來(lái)層積第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂， 在所述第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上，在與第I微圖案不同的位置形成第2微圖案， 導(dǎo)入第2軟物質(zhì)溶液，在 所述基板表面上形成第2微陣列， 將所述第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離， 由此形成所述第I以及所述第2軟物質(zhì)的微陣列化基板， 在所述第I以及所述第2軟物質(zhì)的微陣列化基板上導(dǎo)入緩沖溶液，從而將所述第I軟物質(zhì)溶解。
3.—種二種以上軟物質(zhì)的微陣列制作方法，其是制作二種以上軟物質(zhì)的微陣列的方法，其特征在于: 在基板上， 蒸鍍第I層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂， 在所述聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上形成第I微圖案， 導(dǎo)入第I軟物質(zhì)溶液，從而在所述基板表面上形成第I微陣列， 對(duì)第I軟物質(zhì)進(jìn)行冷凍干燥，形成第I軟物質(zhì)的微陣列化基板，將所述第I層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂從形成了所述第I微陣列的基板上剝離， 在所述第I軟物質(zhì)的微陣列化基板上， 通過(guò)蒸鍍來(lái)層積第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂， 在所述第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上，在與第I微圖案不同的位置形成第2微圖案， 導(dǎo)入第2軟物質(zhì)溶液，在所述基板表面上形成第2微陣列， 將所述第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離， 由此形成所述第I以及所述第2軟物質(zhì)的微陣列化基板， 在所述第I以及所述第2軟物質(zhì)的微陣列化基板上導(dǎo)入緩沖溶液，從而將所述第I軟物質(zhì)溶解。
4.如權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的二種以上軟物質(zhì)的微陣列制作方法，其特征在于，進(jìn)一步，在所述第I和第2軟物質(zhì)的微陣列化基板上，蒸鍍第3層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂，從而形成第3微圖案，導(dǎo)入含有第3軟物質(zhì)的溶液，之后將所述第3層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離，由此在同一基板上形成第1、第2以及第3軟物質(zhì)的微陣列化基板，在所述第1、第2以及第3軟物質(zhì)的微陣列化基板上導(dǎo)入緩沖液，從而將所述第I和第2軟物質(zhì)溶解。
5.如權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的二種以上軟物質(zhì)的微陣列制作方法，其特征在于，導(dǎo)入含有最后的軟物質(zhì)的溶液，從而在所述基板表面上形成了最后的微陣列之后，為了使用之前在室溫或低溫保存，對(duì)形成`了全部的微陣列的每個(gè)基板進(jìn)行冷凍干燥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制作二種以上軟物質(zhì)的微陣列的方法，其是使用聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離法制作二種以上軟物質(zhì)的微陣列的方法，該方法具有下述工序在基板上蒸鍍第1層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂，在第1層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂上形成第1微圖案，導(dǎo)入含有第1軟物質(zhì)的溶液，從而得到形成了第1微陣列的基板，接著對(duì)第1軟物質(zhì)進(jìn)行冷凍干燥，由此得到冷凍干燥后的第1軟物質(zhì)的微陣列化基板在所述的冷凍干燥后的第1軟物質(zhì)的微陣列化基板上蒸鍍第2層聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂，將第1層和第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂貫穿，在與第1微圖案不同的位置形成第2微圖案，導(dǎo)入含有第2軟物質(zhì)的溶液，從而在基板上形成第2微陣列；將所述第1層和第2層的聚對(duì)二甲苯樹(shù)脂剝離，由此在同一基板上形成第1以及第2軟物質(zhì)的微陣列。
文檔編號(hào)G01N33/543GK103180735SQ201280003445
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者檜山聰, 栗林香織, 尾上弘晃, 竹內(nèi)昌治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩, 國(guó)立大學(xué)法人東京大學(xué)