CN100387991C - 生物分子形状的转录方法、芯片基片的制作方法及生物芯片的制作方法 - Google Patents
生物分子形状的转录方法、芯片基片的制作方法及生物芯片的制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100387991C CN100387991C CNB2004100703126A CN200410070312A CN100387991C CN 100387991 C CN100387991 C CN 100387991C CN B2004100703126 A CNB2004100703126 A CN B2004100703126A CN 200410070312 A CN200410070312 A CN 200410070312A CN 100387991 C CN100387991 C CN 100387991C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- biomolecule
- thin layer
- press mold
- shape
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 117
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 20
- 239000000427 antigen Substances 0.000 claims abstract description 33
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 claims abstract description 33
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 claims abstract description 33
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000005323 electroforming Methods 0.000 claims description 5
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 claims description 5
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 4
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract description 94
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 abstract description 34
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 abstract description 33
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 abstract description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 30
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 241000700647 Variola virus Species 0.000 description 7
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 7
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 7
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 241001597008 Nomeidae Species 0.000 description 3
- 101710150114 Protein rep Proteins 0.000 description 3
- 101710152114 Replication protein Proteins 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 3
- MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N nitrilotriacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 241000712461 unidentified influenza virus Species 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CVOFKRWYWCSDMA-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-n-(2,6-diethylphenyl)-n-(methoxymethyl)acetamide;2,6-dinitro-n,n-dipropyl-4-(trifluoromethyl)aniline Chemical compound CCC1=CC=CC(CC)=C1N(COC)C(=O)CCl.CCCN(CCC)C1=C([N+]([O-])=O)C=C(C(F)(F)F)C=C1[N+]([O-])=O CVOFKRWYWCSDMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-N Adenosine triphosphate Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- 108090001008 Avidin Proteins 0.000 description 1
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000008857 Ferritin Human genes 0.000 description 1
- 108050000784 Ferritin Proteins 0.000 description 1
- 238000008416 Ferritin Methods 0.000 description 1
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 description 1
- 102000004330 Rhodopsin Human genes 0.000 description 1
- 108090000820 Rhodopsin Proteins 0.000 description 1
- 108010090804 Streptavidin Proteins 0.000 description 1
- 108091023040 Transcription factor Proteins 0.000 description 1
- 102000040945 Transcription factor Human genes 0.000 description 1
- 102000004243 Tubulin Human genes 0.000 description 1
- 108090000704 Tubulin Proteins 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000005875 antibody response Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 1
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 1
- 230000001925 catabolic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000002925 dental caries Diseases 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000009509 drug development Methods 0.000 description 1
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 108040007629 peroxidase activity proteins Proteins 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00206—Processes for functionalising a surface, e.g. provide the surface with specific mechanical, chemical or biological properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- B81C99/0075—Manufacture of substrate-free structures
- B81C99/009—Manufacturing the stamps or the moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
- B01J2219/00382—Stamping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
- B01J2219/00385—Printing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
- B01J2219/00436—Maskless processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/00497—Features relating to the solid phase supports
- B01J2219/00527—Sheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/0054—Means for coding or tagging the apparatus or the reagents
- B01J2219/00572—Chemical means
- B01J2219/00576—Chemical means fluorophore
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
- B01J2219/00596—Solid-phase processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
- B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
- B01J2219/00605—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
- B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
- B01J2219/00605—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
- B01J2219/00612—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports the surface being inorganic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
- B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
- B01J2219/00605—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
- B01J2219/00614—Delimitation of the attachment areas
- B01J2219/00617—Delimitation of the attachment areas by chemical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
- B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
- B01J2219/00605—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
- B01J2219/00614—Delimitation of the attachment areas
- B01J2219/00617—Delimitation of the attachment areas by chemical means
- B01J2219/00619—Delimitation of the attachment areas by chemical means using hydrophilic or hydrophobic regions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
- B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
- B01J2219/00605—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
- B01J2219/00614—Delimitation of the attachment areas
- B01J2219/00621—Delimitation of the attachment areas by physical means, e.g. trenches, raised areas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/02—Sensors
- B81B2201/0214—Biosensors; Chemical sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/06—Bio-MEMS
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
- G02F1/017—Structures with periodic or quasi periodic potential variation, e.g. superlattices, quantum wells
- G02F1/01791—Quantum boxes or quantum dots
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/32—Photonic crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/341—Structures having reduced dimensionality, e.g. quantum wires
- H01S5/3412—Structures having reduced dimensionality, e.g. quantum wires quantum box or quantum dash
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
本发明涉及规模化生产生物芯片、蛋白质芯片、量子点、量子芯片等微小的结构体特别是纳米级的结构体的方法。其主要采用如下技术方案，在基片11上二维排列抗原12，为使探针13的结合部位同抗原12结合，朝向同一方向二维排列探针13；从探针13朝上的一侧通过喷溅或真空蒸镀在基片11上堆积无机物质形成平坦的薄膜层16，在形成的平坦的薄膜层16的上表面通过电铸法析出相同的无机物质形成支持层；随后，从基片11一起剥离薄膜层16和支持层17，得到具有生物分子形状的模穴19的母版压膜18。
Description
技术领域
本发明涉及生物分子形状的转录方法、芯片基片的制作方法及生物芯片的制作方法。特别涉及通过这些方法制作的压膜(stamper)、芯片基片、生物芯片和其他光学部件等。
背景技术
在基片上二维排列DNA或蛋白质等生物分子的生物芯片被广泛应用于医疗领域、环境领域的研究等。特别是，在芯片基片上二维排列蛋白质分子(以下仅称为蛋白质)的蛋白质芯片正在被开发用于诊断、药品开发、个体鉴定、生物体系的解析等用途。
将各种探针(蛋白质)排列固定在蛋白质芯片的芯片基片上。如果将血液等样品同所述探针接触，则根据各个探针的结构，只有样品中的特定靶(蛋白质)同探针结合。因此，如果将探针和靶结合时引起的探针特性的变化转换成光、电等信号并读取这些信号，可以鉴定靶蛋白质的种类，阐明蛋白质的表达机制和相互作用。例如，如果使用抗体作为探针，由于仅样品中的特定抗原(例如，炭疽菌、天花等特定病毒的抗原)和所述抗体反应，并吸附在蛋白质芯片上，因此，可以检测出样品中有无特定的抗原。而且，可以测定吸附在抗体上的抗原的量和样品中的抗原的减少量。
但是，如图1所示，当在芯片基片3上排列的探针1朝向任意方向排列时，没有正确排列的探针1并不能吸附靶4。
而且，通常在朝向任意方向的探针1的间隙会捕获非特异性的蛋白质5，或者固定在芯片基片3上的探针1因经过时间而产生的变化或外来因素的作用，其可能会从芯片基片3上脱落。
发明内容
本发明的生物分子形状的转录方法的特征在于，其包括：步骤1，在基片上二维排列生物分子；步骤2，在所述生物分子上形成由无机物质组成的薄膜层；步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；步骤4，从所述生物分子剥离所述薄膜层及所述支持层。
根据本发明的生物分子形状的转录方法实施步骤1～步骤4，可以将纳米级的生物分子的形状转录在由薄膜层和支持层形成的模具中。而且，将生物分子换成纳米级的结构体，还可以转录纳米级的结构体。
本发明的生物分子形状的转录方法的一些实施方式中，在所述步骤1中，于排列所述生物分子前，对所述基片上的排列所述生物分子的区域以外的区域进行亲水处理、疏水处理及带电处理中的至少一种处理。由于蛋白质等生物分子具有亲水性、疏水性及带电性等性质，通过事先在特定区域对基片进行亲水处理、疏水处理、带电处理等，可以在所希望的区域排列生物分子，从而，容易使排列的生物分子整齐。
本发明的生物分子形状的转录方法的另外的实施方式中，在所述步骤1中，在基片上二维排列抗原，通过使生物分子同所述抗原结合，从而使所述生物分子二维排列在所述基片上。由于可以比较容易地使抗原进行二维排列，因此，预先在基片上二维排列抗原，通过使生物分子同排列的抗原结合，可以二维排列生物分子。而且，可以使生物分子的方向一致朝向同一方向。
本发明的生物分子的形状转录方法的另外的实施方式中，在所述步骤2中，平坦地形成所述薄膜层的顶面。如果平坦地形成薄膜层的顶面，在其上形成支持层时，薄膜层和支持层间很难产生间隙，从而提高了由薄膜层和支持层形成的模具的强度，稳定了复制的精度。
在本发明的生物分子形状的转录方法的其他实施方式中，在所述步骤2中通过喷溅或蒸镀无机物质形成所述薄膜层，在所述步骤3中通过电铸和所述薄膜层同样的无机物质形成所述支持层。通过喷溅或蒸镀形成薄膜层，可以转录生物分子形状。另一方面，为了形成具有足够强度的厚度的薄膜层，成膜加工时间会非常长。因此，为了避免该问题，通过喷溅或蒸镀形成薄膜层，在其上通过电铸形成支持层，可以缩短总的成膜加工时间，同时提高模具的强度。而且，通过用相同的无机物质形成薄膜层和支持层，可以防止薄膜层和支持层之间的剥离。
在本发明的生物分子形状的转录方法的其他实施方式中，在通过电铸法形成所述支持层时，用于电铸的电解液的pH同生物分子的pH大致相等。这样，可以防止由电解液导致的生物分子的变性。
在本发明的生物分子形状的转录方法的其他实施方式中，使构成所述薄膜层的无机物质的粒径小于等于50nm。通过减小构成薄膜层的无机物质的粒径，特别是使其粒径小于等于50nm，可以精密地复制纳米级的生物分子形状。
在本发明的生物分子形状的转录方法的其他实施方式中，使所述薄膜层的膜厚小于等于200nm。但是，要使薄膜层的膜厚比生物分子的高度大。如果薄膜层的膜厚小于等于200nm，可以缩短成膜加工时间。
在本发明的生物分子形状的转录方法中，通过将生物分子换成纳米级的结构体，可以转录纳米级的结构体。
本发明的芯片基片的制作方法，其特征在于，其包括：步骤1，在基片上二维排列生物分子；步骤2，在所述生物分子上形成由无机物质组成的薄膜层；步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；步骤4，将所述薄膜层和所述支持层从所述生物分子剥离，得到具有生物分子的反转形状的凹部的第1压膜；步骤5，使用所述第1压膜制作具有所述生物分子形状的复制形状的第2压膜；步骤6，使用所述第2压膜制作第1压膜的复制形状。
如果根据本发明的芯片基片的制作方法实施步骤1～步骤6，可以规模化生产精密转录了生物分子的芯片基片。
在本发明的芯片基片的制作方法的实施方式中，所述步骤1中，利用生物分子的自组装特性在所述基片上二维排列所述生物分子。如果利用生物分子的自组装特性使生物分子在基片上定向，可以用简便的处理容易地二维排列纳米级的生物分子，促进生物分子的定向化。
本发明的第1生物芯片的制作方法，其特征在于，其包括：步骤1，在基片上二维排列生物分子；步骤2，在所述生物分子上形成由无机物质组成的薄膜层；步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；步骤4，剥离所述基片。
如果根据本发明的第1生物芯片的制作方法实施步骤1～步骤4，可以得到使生物分子定向在期望的方向而排列固定的生物芯片。
本发明的第2生物芯片的制作方法，其特征在于，其包括：步骤1，在基片上二维排列生物分子；步骤2，在所述生物分子上形成由无机物质组成的薄膜层；步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；步骤4，将所述薄膜层及所述支持层一起从所述生物分子剥离，得到具有生物分子的反转形状的凹部的第1压膜；步骤5，使用所述第1压膜制作具有所述生物分子形状的复制形状的第2压膜；步骤6，使用所述第2压膜制作第1压膜的复制形状；步骤7，将特定的生物分子固定于所述第1压膜的复制形状中具有的凹部。
如果根据本发明的第2生物芯片的制作方法实施步骤1～步骤7，可以规模化生产使生物分子定向在期望的方向而排列固定的生物芯片。
本发明的芯片基片，其特征在于，其通过如下步骤制作：步骤1，在基片上二维排列结构体；步骤2，在所述结构体上形成由无机物质组成的薄膜层；步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；步骤4，将所述薄膜层及所述支持层一起从所述结构体剥离，得到具有所述结构体的反转形状的压膜；步骤5，使用所述压膜制作所述结构体的复制形状。通过本发明，可以规模化生产复制了纳米级的结构体的芯片基片。
另外，本发明以上说明的构成要素可以有限度地任意组合。
附图说明
图1是说明现有的蛋白质芯片中芯片基片上探针排列情况的简要示意图；
图2中(a)(b)(c)是表示本发明的实施例1的原版蛋白质芯片的制作过程的简要示意图；
图3中(a)(b)(c)是表示在原版蛋白质芯片的制作过程中，在基片的一部分上选择地固定探针的方法的简要示意图；
图4中(a)(b)是表示在原版蛋白质芯片的制作过程中，在基片的一部分上选择地固定探针的其他方法的简要示意图；
图5中(a)(b)(c)(d)是说明本发明的实施例1的母版压膜的制作过程的简要示意图；
图6中(a)(b)是表示本发明的实施例1的压膜的制作过程的简要示意图；
图7中(a)(b)(c)(d)是表示本发明的实施例1的芯片基片的制作过程的简要示意图；
图8中(a)(b)是表示本发明的实施例1的复制的蛋白质芯片的制作过程的简要示意图；
图9是说明探针的排列情况的示意图，其中通过固定化分子，将与探针的结合部位相对的一端固定在芯片基片上；
图10是本发明的复制的蛋白质芯片的放大剖面图；
图11中(a)(b)(c)是表示在本发明的其他实施例中，利用原子、分子、晶体等纳米级的结构体制作母版压膜过程的简要示意图；
图12中(a)(b)是表示使用上述的母版压膜在基片上制作纳米级结构体的复制物的过程的简要示意图；
图13是表示在基片上形成的量子点的透视图；
图14中(a)(b)(c)是说明本发明的量子元件的制作方法的简要示意图；
图15是表示疾病诊断用的蛋白质芯片的透视图；
图16是说明检测出吸附靶前后的探针的任何变化的方法的图。
具体实施方式
下面，以复制蛋白质芯片、量子元件的情况为例详细地说明本发明的具体实施方式。
实施例1
本发明的第1蛋白质芯片的制作过程主要包括：步骤1，制作原版蛋白质芯片；步骤2，通过复制制作母版压膜；步骤3，制作压膜；步骤4，制作芯片基片；步骤5，制作复制的蛋白质芯片。
原版蛋白质芯片的制作
图2(a)(b)(c)是表示原版蛋白质芯片15的制作过程的简要示意图。首先，如图2(a)所示，准备洗净并干燥的没有附着脏物的清洁的石英玻璃基片等基片11。接着，选择与作为探针的特定蛋白质结合的抗原12，如图2(b)所示，在基片11的表面上仅附着1层抗原12并使其定向。例如，事先处理基片11的表面，随后将基片11浸渍在溶解了抗原12的溶液中，可以在基片11的表面附着抗原12并仅仅使1层定向。但是，根据蛋白质芯片的用途，抗原12并不一定必须定向在基片11的表面。
然后，将所述基片11浸渍在溶解了特定的蛋白质探针13的溶液中，溶液中的特定的探针13的结合部位14和抗原12结合，如图2(c)所示，特定的探针13以结合部位14向下的状态定向在基片11的表面，得到原版蛋白质芯片15。因此，通过这样预先将抗原12定向附着在基片11的表面，可以以定向的状态，方向一致地将特定的探针13排列固定在基片11的表面。而且，通过选择抗原12的种类，可以选择同其特定结合的探针13的种类。
对于图2的原版蛋白质芯片15的情况，基片11的整个面附着有探针13，但是，有时希望仅在基片11的部分区域选择性地固定探针13。例如，将基片11的表面划分为多个区域，在各区域事先固定不同的蛋白质(例如，捕获炭疽菌排出的特有的蛋白质或抗原的探针；捕获天花病毒排出的特有的蛋白质或抗原的探针等)，希望同时检测出多个抗原的情况等。
图3(a)(b)(c)表示希望在基片1的一部分上选择性地固定探针1的情况时的步骤。首先，如图(a)所示，准备没有附着脏物的清洁的石英玻璃基片等基片11。接着，如图3(b)所示，对基片11的表面中要固定探针1的区域以外的区域d部分地进行亲水处理、疏水处理、带电处理等预处理。预处理的区域d可以事先制作布线图案。作为进行预处理的方法，有通过喷墨打印机涂布试剂、通过照相石印形成被膜、通过激光照射或电子束等进行带电处理等方法。由于探针13具有带电、亲水性、疏水性等性质，只要根据要固定的探针13的特性进行任一种预处理，探针13就可以不附着进行了预处理的区域。预处理的种类根据要固定的蛋白质的种类选择。例如，探针13要是亲水性的，进行疏水处理；探针13要是带正电，通过进行带正电的预处理。
在这样预处理了的基片11的未预处理的区域，如上述事先附着抗原12并使1层定向。
随后，如果将所述基片11浸渍在溶解了探针13的溶液中，溶液中的特定的探针13的结合基14吸附在抗原12上，从而固定在基片11上。由于在进行了预处理的区域d，探针13不会附着，如图(c)所示，探针13仅仅在未预处理的区域部分地附着而形成图案。
另外，也可以进行基片的预处理以使探针13附着在进行了预处理的区域。
图4(a)(b)表示探针13选择性地固定在基片11的一部分的其他方法。在所述方法中，如图4(a)所示(例如通过和图2同样的方法)在基片11的整个面上固定探针13后，如图4(b)所示，通过后处理除去不需要的探针13。例如，向基片11照射离子束通过聚焦离子束物理地除去不需要的探针13的方法、通过原子间力显微镜物理地除去不需要的探针13的方法等。或者，不从基片11除去不需要的探针13，可以照射激光等电磁波仅仅使其失活。
通过复制制作母版压膜
图5(a)(b)(c)(d)是说明母版压膜18的制作过程的图。要是如上述制作原版蛋白质芯片15，将其作为模具制作母版压膜18。图5(a)表示如上述制作的原版蛋白质芯片15。在所述步骤中，如图5(b)所示，通过喷溅或真空蒸镀在基片11上堆积无机物质使其覆盖探针13，形成平坦的薄膜层16，接着，如图5(c)所示，在薄膜层16上通过电铸法形成由无机物质组成的支持层17。
在此，对于通过喷溅或真空蒸镀形成的薄膜层16的材料和通过电铸法形成的支持层17的材料，优选使用相同的材料。通过使用相同的材料，可以防止薄膜层16和支持层17的界面的剥离。作为薄膜层16和支持层17的材料，例如，可以使用Ni、Cu、Au、Ti、Ag、Zn等金属材料，特别优选Ni。要是使用Ni，在通过电铸法形成支持层17时可以减小内部应力，另外由于硬度高，用作母版压膜18是最适宜的，而且，成膜时的均匀性也是良好的。另外，通过电铸法析出支持层17时使用的电解液的pH优选和作为探针13的蛋白质的pH相同。通过使用相同pH的电解质，可以防止在形成支持层17时固定在原版蛋白质芯片15上的探针13变性，从而可以精密地复制探针13的形状。
另外，通过使喷溅或真空蒸镀的堆积粒子的粒径小于等于50nm，可以没有间隙地得到探针13的结构的形状，从而可以提高转录精度。为了使构成支持层17的粒子的粒径小于等于50nm，应该调整喷溅条件或蒸镀条件。而且，通过将喷溅时或真空蒸镀时的基片温度控制在较低温度(小于等于40℃)，同时减慢堆积速度来控制能量，可以防止探针13失活。
优选比探针13的高度(大约小于等于数百nm)厚而且表面呈平面来形成薄膜层16。通过将薄膜层16的表面形成平面，在其上形成支持层17时，不会在薄膜层16和支持层17之间产生间隙。而且，可以提高由薄膜层16和支持层17这两层形成的母版压膜18的强度。
另一方面，如果使薄膜层16的厚度大于等于200nm，通过喷溅或真空蒸镀的薄膜层16的成膜过程所需时间长，为了避免该问题，通过使薄膜层16的厚度小于等于200nm，同时在其上由比喷溅或真空蒸镀成膜速度快的电铸法形成支持层17，可以缩短总的加工时间以提高制作效率，又可以提高母版压膜18的强度。
这样在原版蛋白质芯片15上形成由薄膜层16和支持层17形成的母版压膜18后，如图5(d)所示，当将薄膜层16和支持层17一体化从原版蛋白质芯片15剥离时，可以得到母版压膜18。在母版压膜18中，形成了许多复制探针13的形状的模穴19。残留在模穴19内的探针13通过例如照射氧等离子体燃烧探针13而被完全除去。
另外，母版压膜18即使做成三层或三层以上也没有关系，但是，由于加工变得复杂同时制作母版压膜18的加工时间变长，因此，优选做成二层。
压膜的制作
图6(a)(b)是表示压膜20的制作过程的简要示意图。制作了母版压膜18后，以母版压膜18为基础制作作为母版压膜18的反转型的压膜20。在压膜20的制作过程中，如图6(a)所示，将母版压膜18做成凹型，通过电铸法等技术制作压膜20。如图6(b)所示，将压膜20从母版压膜18剥离时，在压膜20上，由母版压膜18的模穴19形成多个探针13的复制品21。
这样，通过使用母版压膜18制作作为其反转型的压膜20，可以得到与原版蛋白质芯片15相同的模具，从而，可以用于转录蛋白质芯片的制作。而且，通过使用母版压膜18制作多个压膜20，可以由一片原版蛋白质芯片15制作多个压膜20并事先储存，从而，可以适宜于复制的蛋白质芯片的规模化生产，并稳定品质。
芯片基片的制作
图7(a)(b)(c)(d)是表示芯片基片26的制作过程的简要示意图。制作了压膜20后，通过使用所述压膜20可以制作复制蛋白质芯片用的芯片基片26。在芯片基片26的制作过程中，首先如图7(a)所示，使压膜20中的复制品21朝下，从而使复制品21的尖端接触固定化分子22(也称为修饰分子)的层，也可以使固定化分子22局部地附着在复制品21的尖端。固定化分子22是与探针13的结合部位相对的部位特异性结合的分子，可以列举出氨三乙酸(NTA)衍生物、生物素、抗生物素蛋白等。
接着，如图7(b)所示，将在尖端保持有固定化分子22的复制品21压紧在涂布了未固化的紫外线固化型树脂24的玻璃基片23上，在紫外线固化型树脂24上转录复制品21的形状。随后，如图7(c)所示，通过玻璃基片23向紫外线固化型树脂24上照射紫外线(UV)使紫外线固化型树脂24固化，由此在玻璃基片23上形成由紫外线固化型树脂24形成的表面层25。接着，剥离压膜20，如图7(d)所示，可以得到在玻璃基片23上形成有表面层25的芯片基片26。在芯片基片26的表面层25上凹设有多个具有复制品21的反转形状，即探针13的反转形状的阱27，在各阱27的底部残留有固定化分子22。另外，并不必须使用固定化分子22。
复制的蛋白质芯片的制作
图8(a)(b)是表示制作复制的蛋白质芯片30的过程的简要示意图。如上述制作芯片基片26后，如图8(a)所示，对芯片基片26表面的阱27以外的区域r进行亲水处理、疏水处理、带电处理等预处理。作为进行预处理的方法，有通过喷墨打印机涂布药物、通过照相石印形成被膜、通过激光照射或电子束等进行带电处理等方法。由于探针13具有带电、亲水性、疏水性等性质，只要根据要固定的探针13的特性进行任一种预处理，就可以使探针13不固定在阱27以外的区域。另外，图8(a)的工序可以省略。
接着，如果将所述芯片基片26浸渍在溶解有探针13的溶液中，如图8(b)所示，仅仅和阱27形状一致的特定探针13(特定蛋白质)被选择性地捕获在阱27内，通过固定化分子22固定在芯片基片26上。例如，如果事先在与探针13的结合部位相对侧的端部标记组氨酸-标记物(His-Tag)，在阱27的底部附着作为固定化分子22的氨三乙酸衍生物，如图9所示，组氨酸-标记物28和氨三乙酸衍生物29的Ni2+结合，可以将探针13固定在阱27内。在此所述的组氨酸-标记物28可以使用基因工程技术标记在探针13上，其标记的位置任意性高，可以简便地抑制探针13的失活。而且，由于在阱27以外的区域实施了预处理，可以防止探针13固定在阱27以外的区域。这样，可以制作如图8(b)的复制的蛋白质芯片30。
图10是如上述制作的复制的蛋白质芯片30的放大剖面图。对于所述复制的蛋白质芯片30，在玻璃基片23上形成由树脂制成的表面层25，而构成芯片基片26，在表面层25上凹设有多个整齐排列的阱27。固定化分子22存在于各阱27的底部，形状一致的特异性探针13嵌入各阱27中，通过固定化分子22固定在阱27内。在复制蛋白质芯片30的表面捕获的各探针13，由于任何一个结合部位14都朝向上面，因此，通过探针13的结合部位14可以高效率地吸附特定靶32。另外，在区域r实施的预处理可以保留，也可以除去。
实施例2
本发明的蛋白质芯片的另一种制造过程主要包括：步骤1，制作原版蛋白质芯片；步骤2，形成具有薄膜层和支持层的蛋白质芯片基片。
首先，根据和实施例1同样的步骤制作原版蛋白质芯片15。进而，根据和实施例1同样的步骤，形成薄膜层16和支持层17。随后，仅仅剥离基片11，将探针13保留在薄膜层16和支持层17侧，这样可以得到在由薄膜层16和支持层17组成的蛋白质芯片基片上固定了探针13的蛋白质芯片。在抗原12附着于探针13上时，除去所述抗原12。
与实施例1相比，实施例2虽然在规模化生产方面较差，但是，可以得到固定有朝向期望的方向的整齐排列的蛋白质的蛋白质芯片。
实施例3
在实施例1中，复制的蛋白质芯片的制作过程中制作的母版压膜18可以用作量子点、照相刻痕晶体等量子元件。用作量子元件时，为制作母版压膜18，可以不使用抗原12，利用生物分子(蛋白质)的自组装，将探针二维排列在芯片基片上。作为二维排列的蛋白质，有铁蛋白、过氧化物酶、(chavellonine，シヤベロニン)、SRCa2+三磷酸腺苷分解酶、微管蛋白、链霉抗生素蛋白、视紫质。另外，不一定必须使用蛋白质。
例如，如图11(a)所示，在基片11的表面排列原子、分子、晶体等纳米级的结构体31后，通过喷溅或真空蒸镀堆积无机物质，在所述结构体31上形成薄膜层16。接着，如图11(b)所示，通过电铸法，在所述薄膜层16上由相同无机物质形成支持层17。在此，如果使构成薄膜层16的无机物质的粒径小于等于例如50nm，可以精确地转录纳米级的结构体31的形状。然后，将结构体31和基片11剥离，如图11(c)所示，可以得到由薄膜层16和支持层17组成的母版压膜18，在母版压膜18的下面形成做成了结构体31的反转形状的模穴19。
随后，如图12(a)所示，使用母版压膜18使树脂、金属材料等成型，如图12(b)所示，可以在基片33上形成纳米级结构体31的复制物32。这样形成的复制物32可以应用于量子点、量子细线、量子井等。而且，也可以应用于照相刻痕晶体。
图14(a)(b)(c)是表示本发明的量子元件的制造方法的简要示意图。图14(a)所示的纳米压膜37和实施例1中的母版压膜18同样来制作，在纳米压膜37的下面形成以生物分子作为原型的纳米级的凹槽38(模穴19)。对于单一电子晶体管等情况，为部分得到细线结构，事先用电子射线石印等形成凹槽39。如图14(b)所示，在基片40的表面上形成半导体层41，在半导体层41上涂布未固化的树脂42，然后，从上面用纳米压膜37压紧，通过凹槽38和凹槽39使树脂42成型。接着，使树脂42固化后，剥离纳米压膜37，如图14(b)所示，在半导体层41上会形成由树脂42产生的点状和细线状的图案。将所述树脂产生的图案作为掩模，通过离子蚀刻，对半导体层41制作布线图案后，除去树脂42，得到由半导体层41产生的量子点43和细线44。
如果根据本发明制作量子元件，是将蛋白质等生物分子的二维排列作为原型形成纳米级的量子点等，因此，量子点等的尺寸均一性高。而且，利用蛋白质的自组装，生物分子容易整齐排列。另外，由于是压膜(复制)方式，使用纳米压膜37可以反复制作量子点等，从而可以规模化生产量子元件。
另外，如果这样可以制作均一尺寸的量子点，如上述可以促进量子点激光的实用化。而且，对于单一电子晶体管，通过使量子点的尺寸均一化，可以使各单一电子晶体管的栅电压、偏电压等电压值均一化。
实施例4
图15是表示疾病诊断用的蛋白质芯片的透视图。在所述蛋白质芯片45上，如放大的示意图所示，划分设置有固定了不同种类的探针13a、13b、13c的多个区域46a、46b、46c。例如，区域46a是检测炭疽菌的区域，在其上固定的探针13a是同来源于炭疽菌的蛋白质、抗原等的靶特异性结合的蛋白质。同样，区域46b是检测天花病毒的区域，在其上固定的探针13b是同来源于天花病毒的蛋白质、抗原等的靶特异性结合的蛋白质。另外，区域46c是检测流感病毒的区域，在其上固定的探针13c是同来源于流感病毒的蛋白质、抗原等的靶特异性结合的蛋白质。
当将作为检查样品的血液滴在所述蛋白质芯片45上时，其中含有的靶47(血液中的蛋白质)结合在同所述靶47结合的特异性探针的结合部位上。例如，要是在血液中含有由天花病毒产生的靶47，所述靶47会结合在探针13b上。
由于各探针13a、13b、13c在吸附靶的前后会出现特性变化，因此，在蛋白质芯片45上滴加血液后，如图16所示，向蛋白质芯片45照射光，并接收由探针13a、13b、13c反射的光。然后，通过分析所述光，检测探针13a、13b、13c的哪个出现光学变化，或者其变化量是多少。例如，要是探针13b出现变化，可以判断在血液中含有由天花病毒产生的靶，从而，可以判断被采集所述血样的人可能患有天花。
发明效果
通过本发明，可以规模化生产生物分子的固定化优越的芯片基片、使用该芯片基片的生物芯片、量子元件等。
Claims (18)
1.一种生物分子形状的转录方法，其特征在于，其包括：
步骤1，在基片上二维排列生物分子；
步骤2，在所述生物分子上形成由无机物质组成的薄膜层；
步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；
步骤4，将所述薄膜层和所述支持层一起从所述生物分子上剥离。
2.根据权利要求1所述的生物分子形状的转录方法，其特征在于，在所述步骤1中，在排列所述生物分子前，对所述基片上排列所述生物分子的区域以外的区域进行亲水处理、疏水处理及带电处理的至少一种处理。
3.根据权利要求1所述的生物分子形状的转录方法，其特征在于，在所述步骤1中，通过在基片上二维排列抗原，然后使所述生物分子同所述抗原结合，从而使所述生物分子二维排列在所述基片上。
4.根据权利要求1所述的生物分子形状的转录方法，其特征在于，在所述步骤2中，平坦地形成所述薄膜层的上表面。
5.根据权利要求1所述的生物分子形状的转录方法，其特征在于，在所述步骤2中，通过喷溅或蒸镀无机物质形成所述薄膜层；在所述步骤3中通过电铸与所述薄膜层同样的无机物质，形成所述支持层。
6.根据权利要求5所述的生物分子形状的转录方法，其特征在于，在所述步骤3中，用于电铸的电解液的pH同生物分子的pH相等。
7.根据权利要求1所述的生物分子形状的转录方法，其特征在于，构成所述薄膜层的无机物质的粒径小于等于50nm。
8.根据权利要求1所述的生物分子形状的转录方法，其特征在于，所述薄膜层的厚度小于等于200nm。
9.一种芯片基片的制作方法，其特征在于，其包括：
步骤1，在基片上二维排列生物分子；
步骤2，在所述生物分子上形成由无机物质组成的薄膜层；
步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；
步骤4，将所述薄膜层和所述支持层一起从所述生物分子上剥离，得到具有生物分子的反转形状的凹部的第1压膜；
步骤5，使用所述第1压膜制作具有所述生物分子形状的复制形状的第2压膜；
步骤6，使用所述第2压膜制作具有第1压膜的复制形状的基片芯片。
10.根据权利要求9所述的芯片基片的制作方法，其特征在于，在所述步骤1中，利用生物分子的自组装特性，在所述基片上二维排列所述生物分子。
11.一种生物芯片的制作方法，其特征在于，其包括：
步骤1，在基片上二维排列生物分子；
步骤2，在所述生物分子上形成由无机物质组成的薄膜层；
步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；
步骤4，剥离所述基片，使所述生物分子保留在所述薄膜层的一侧。
12.一种生物芯片的制作方法，其特征在于，其包括：
步骤1，在基片上二维排列生物分子；
步骤2，在所述生物分子上形成由无机物质组成的薄膜层；
步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；
步骤4，将所述薄膜层及所述支持层一起从所述生物分子上剥离，得到具有生物分子的反转形状的凹部的第1压膜；
步骤5，使用所述第1压膜制作具有所述生物分子形状的复制形状的第2压膜；
步骤6，使用所述第2压膜制作具有第1压膜的复制形状的芯片基片；
步骤7，将特定的生物分子固定于所述具有第1压膜的复制形状的芯片基片所具有的凹部。
13.一种压膜，其特征在于，其通过如下步骤制作：
步骤1，在基片上二维排列生物分子；
步骤2，在所述生物分子上形成由无机物质组成的薄膜层；
步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；
步骤4，将所述薄膜层和所述支持层一起从所述生物分子上剥离。
14.一种芯片基片，其特征在于，其通过如下步骤制作：
步骤1，在基片上二维排列生物分子；
步骤2，在所述生物分子上形成由无机物质组成的薄膜层；
步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；
步骤4，将所述薄膜层及所述支持层一起从所述生物分子上剥离，得到具有生物分子的反转形状的凹部的第1压膜；
步骤5，使用所述第1压膜制作具有所述生物分子形状的复制形状的第2压膜；
步骤6，使用所述第2压膜制作具有第1压膜的复制形状的芯片基片。
15.一种压膜，其特征在于，其通过如下步骤制作：
步骤1，在基片上二维排列生物分子；
步骤2，在所述生物分子上形成由无机物质组成的薄膜层；
步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；
步骤4，将所述薄膜层及所述支持层一起从所述生物分子上剥离，得到具有生物分子的反转形状的凹部的模具；
步骤5，使用所述具有生物分子的反转形状的凹部的模具制作具有所述生物分子形状的复制形状的压膜。
16.一种生物芯片，其特征在于，其通过如下步骤制作：
步骤1，在基片上二维排列生物分子；
步骤2，在所述生物分子上形成由无机物质组成的薄膜层；
步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；
步骤4，剥离所述基片，使所述生物分子保留在所述薄膜层的一侧。
17.一种生物芯片，其特征在于，其通过如下步骤制作：
步骤1，在基片上二维排列生物分子；
步骤2，在所述生物分子上形成由无机物质组成的薄膜层；
步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；
步骤4，将所述薄膜层及所述支持层一起从所述生物分子上剥离，得到具有生物分子的反转形状的凹部的第1压膜；
步骤5，使用所述第1压膜制作具有所述生物分子形状的复制形状的第2压膜；
步骤6，使用所述第2压膜制作具有第1压膜的复制形状的芯片基片；
步骤7，将特定的生物分子固定于所述具有第1压膜的复制形状的芯片基片所具有的凹部。
18.一种芯片基片，其特征在于，其通过如下步骤制作：
步骤1，在基片上二维排列结构体；
步骤2，在所述结构体上形成由无机物质组成的薄膜层；
步骤3，在所述薄膜层上形成支持层；
步骤4，将所述薄膜层和所述支持层一起从所述结构体上剥离，得到具有所述结构体的反转形状的压膜；
步骤5，使用所述压膜制作具有所述结构体的复制形状的芯片基片。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003202885 | 2003-07-29 | ||
| JP2003202885A JP4007269B2 (ja) | 2003-07-29 | 2003-07-29 | 生体分子の形状転写方法、チップ基板の製造方法及びバイオチップの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1576841A CN1576841A (zh) | 2005-02-09 |
| CN100387991C true CN100387991C (zh) | 2008-05-14 |
Family
ID=34208942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2004100703126A Expired - Fee Related CN100387991C (zh) | 2003-07-29 | 2004-07-29 | 生物分子形状的转录方法、芯片基片的制作方法及生物芯片的制作方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7501241B2 (zh) |
| JP (1) | JP4007269B2 (zh) |
| CN (1) | CN100387991C (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4232108B2 (ja) * | 2005-05-20 | 2009-03-04 | セイコーエプソン株式会社 | 標的物質の検出または定量方法、該方法に用いられる電極基板、装置、およびキット |
| JP5041680B2 (ja) | 2005-06-17 | 2012-10-03 | 株式会社ハイペップ研究所 | バイオチップ用基板及びバイオチップ |
| KR100827543B1 (ko) | 2005-12-31 | 2008-05-07 | 성균관대학교산학협력단 | 템플레이트 표면에 기능성 효소를 포함하는 적층형태의 조립체인 3차원 나노 구조물 및 이의 제조 방법 |
| WO2010010201A1 (es) | 2008-07-22 | 2010-01-28 | Equipo Ivi Investigacion Sl | Perfil de expresion genetica como marcador de la receptividad endometrial |
| FR2943785B1 (fr) * | 2009-03-31 | 2012-11-30 | Centre Nat Rech Scient | Procede de detection et de quantification d'analytes d'interet dans un liquide et dispositif de mise en oeuvre. |
| WO2011065398A1 (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-03 | 国立大学法人東京工業大学 | 光学式センサー及びその製造方法 |
| EP4378584A2 (en) | 2010-02-19 | 2024-06-05 | Pacific Biosciences Of California, Inc. | Integrated analytical system and method for fluorescence measurement |
| US8994946B2 (en) * | 2010-02-19 | 2015-03-31 | Pacific Biosciences Of California, Inc. | Integrated analytical system and method |
| JP5656192B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2015-01-21 | 株式会社Ｎｔｔドコモ | ソフトマテリアルのマイクロアレイ作製方法 |
| JP2012255773A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-27 | Jvc Kenwood Corp | 試料分析用ディスクおよび試料分析用ディスク製造方法 |
| CN103487589B (zh) * | 2013-10-16 | 2015-07-08 | 深圳市金准生物医学工程有限公司 | 一种量子点标记的蛋白质芯片试剂盒及其制备方法 |
| CN114089597A (zh) * | 2013-12-19 | 2022-02-25 | Illumina公司 | 包括纳米图案化表面的基底及其制备方法 |
| CA2983882C (en) | 2015-05-07 | 2023-10-03 | Scott E. Helgesen | Multiprocessor pipeline architecture |
| FR3080372B1 (fr) | 2018-04-18 | 2021-11-12 | Centre Nat Rech Scient | Procede de bio-fonctionnalisation de surface. |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10185923A (ja) * | 1996-10-31 | 1998-07-14 | Hewlett Packard Co <Hp> | 化学成分のアレイを構成する方法および結合検定に用いられる生体有機分子プローブのアレイを構成する方法 |
| WO2002048674A2 (en) * | 2000-11-20 | 2002-06-20 | 20/20 Genesystems, Inc. | Methods, devices, arrays and kits for detecting and analyzing biomolecules |
| US20030008413A1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-09 | Namyong Kim | Methods of making and using substrate surfaces having covalently bound polyelectrolyte films |
| WO2003072752A2 (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-04 | Miragene, Inc. | Improved substrate chemistry for protein immobilization on a rigid support |
| JP2004069355A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Toto Ltd | マイクロアレイ用基板およびその作製方法 |
| CN1512181A (zh) * | 2002-12-30 | 2004-07-14 | 中国科学院化学研究所 | 具有表面纳米阵列的生物模拟材料及其制备方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1524748A (en) * | 1976-05-28 | 1978-09-13 | Inco Europ Ltd | Production of hard heat-resistant nickel-base electrodeposits |
| DE69127058T2 (de) * | 1990-11-28 | 1998-03-26 | Sharp Kk | Herstellungsverfahren einer Matrize |
| JP3147481B2 (ja) * | 1992-04-21 | 2001-03-19 | 松下電器産業株式会社 | ガラス製回折格子の成形用金型及びその製造方法及びガラス製回折格子の製造方法 |
| US5994110A (en) | 1995-02-10 | 1999-11-30 | Mosbach; Klaus | Methods for direct synthesis of compounds having complementary structure to a desired molecular entity and use thereof |
| SE9400450A0 (en) * | 1994-02-10 | 1995-08-11 | Klaus Mosbach | Preparation and application of artificial anti-idiotypic antibodies obtained by molecular imprinting |
| JPH0912385A (ja) * | 1995-04-28 | 1997-01-14 | Mitsuboshi Belting Ltd | メッキ用表面処理剤およびこれを付着した基材 |
| US6190838B1 (en) * | 1998-04-06 | 2001-02-20 | Imation Corp. | Process for making multiple data storage disk stampers from one master |
| WO1999054509A1 (en) * | 1998-04-20 | 1999-10-28 | Affymetrix, Inc. | Methods for reducing non-specific binding to a nucleic acid probe array |
| KR100352815B1 (ko) | 1999-12-23 | 2002-09-16 | 김태선 | 신규한 캘릭스크라운 유도체, 그의 제조 방법, 그를이용하여 제조된 자기조립 단분자층 및 그의 자기조립단분자층을 이용하는 단백질 단분자층의 고정화 방법 |
| US6458599B1 (en) * | 2000-02-18 | 2002-10-01 | Aspira Biosystems, Inc. | Compositions and methods for capturing, isolating, detecting, analyzing and quantifying macromolecules |
-
2003
- 2003-07-29 JP JP2003202885A patent/JP4007269B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-07-29 US US10/902,495 patent/US7501241B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-07-29 CN CNB2004100703126A patent/CN100387991C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10185923A (ja) * | 1996-10-31 | 1998-07-14 | Hewlett Packard Co <Hp> | 化学成分のアレイを構成する方法および結合検定に用いられる生体有機分子プローブのアレイを構成する方法 |
| WO2002048674A2 (en) * | 2000-11-20 | 2002-06-20 | 20/20 Genesystems, Inc. | Methods, devices, arrays and kits for detecting and analyzing biomolecules |
| US20030008413A1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-09 | Namyong Kim | Methods of making and using substrate surfaces having covalently bound polyelectrolyte films |
| WO2003072752A2 (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-04 | Miragene, Inc. | Improved substrate chemistry for protein immobilization on a rigid support |
| US20040063220A1 (en) * | 2002-02-27 | 2004-04-01 | Lebrun Stewart J. | Substrate chemistry for protein immobilization on a rigid support |
| JP2004069355A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Toto Ltd | マイクロアレイ用基板およびその作製方法 |
| CN1512181A (zh) * | 2002-12-30 | 2004-07-14 | 中国科学院化学研究所 | 具有表面纳米阵列的生物模拟材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1576841A (zh) | 2005-02-09 |
| JP2005049101A (ja) | 2005-02-24 |
| JP4007269B2 (ja) | 2007-11-14 |
| US7501241B2 (en) | 2009-03-10 |
| US20050046758A1 (en) | 2005-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100387991C (zh) | 生物分子形状的转录方法、芯片基片的制作方法及生物芯片的制作方法 | |
| Kumar et al. | Patterned self-assembled monolayers and meso-scale phenomena | |
| Qin et al. | Soft lithography for micro-and nanoscale patterning | |
| Lipomi et al. | 7.11: soft lithographic approaches to nanofabrication | |
| Libioulle et al. | Contact-inking stamps for microcontact printing of alkanethiols on gold | |
| Wu et al. | Nanoimprint lithography-the past, the present and the future | |
| Vinje et al. | Electron beam lithography fabrication of SU-8 polymer structures for cell studies | |
| Geissler et al. | Edge-spreading lithography: Use of patterned photoresist structures to direct the spreading of alkanethiols on gold | |
| Lee et al. | Surface patterning | |
| Stokes et al. | Advances in lithographic techniques for precision nanostructure fabrication in biomedical applications | |
| Asif et al. | Comparison of UV-curable materials for high-resolution polymer nanoimprint stamps | |
| JP2007326296A (ja) | パターン形成方法 | |
| Yin et al. | Tunable metallization by assembly of metal nanoparticles in polymer thin films by photo-or electron beam lithography | |
| Martinez et al. | Polymer peel‐off mask for high‐resolution surface derivatization, neuron placement and guidance | |
| KR100827543B1 (ko) | 템플레이트 표면에 기능성 효소를 포함하는 적층형태의 조립체인 3차원 나노 구조물 및 이의 제조 방법 | |
| KR102218428B1 (ko) | 마이크로컨택트 프린팅 및 탈기-구동 흐름 유도 패터닝이 결합된 마이크로패터닝 방법, 및 이에 의하여 제작된 자가-조립식 단일층 | |
| JP4966694B2 (ja) | 微細構造金型の製造方法 | |
| Ruiz et al. | Large-area protein nano-arrays patterned by soft lithography | |
| Shi et al. | Patterning biomolecules with a water-soluble release and protection interlayer | |
| KR101550221B1 (ko) | 신호대 잡음비 향상 금속 형광강화 기판 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 바이오칩 | |
| JP4944640B2 (ja) | 微細構造金型の製造方法 | |
| Stokes et al. | Discover Nano | |
| Romanov et al. | Antibody Printing Technologies | |
| KR101470819B1 (ko) | 형광 신호 증폭 기판 제조 방법과 이 방법을 이용한 ｄｎａ 및 단백질 마이크로어레이칩 | |
| García et al. | High fidelity nanopatterning of proteins onto well-defined surfaces through subtractive contact printing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080514 Termination date: 20120729 |