CN101147062B - 探针阵列以及探针阵列的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有表面化学性状均匀、经分隔的阵列区域的探针阵列。本发明，对于经分隔的、固定多个探针、在基板上具有多个阵列区域的探针阵列，在上述基板上安装有具有分隔多个上述阵列区域间的隔壁的隔板。由于实现了以安装具有能够分隔的隔壁的隔板来取代通过印刷和化学处理在基板表面形成疏水性区域，因此能够解决上述问题。

Description

探针阵列以及探针阵列的制造方法
技术领域
本发明涉及将探针保持为阵列状的探针阵列及其制造方法，更详细地说涉及具有多个阵列区域的探针阵列、其分隔用隔板、探针阵列的制造方法、以及核酸杂交方法等。
背景技术
在采用玻璃基板的一般DNA微阵列中，正尝试在每一个基板上形成多个阵列区域(每个阵列区域都是固定多个探针的探针固定区域)，以同时处理多个被测体。杂交是在具有多个阵列区域的玻璃基板上放置一片盖玻片而进行的，这种方法存在邻近的阵列区域的反应液(含有目标物的溶液)互相混合的问题。因此，例如，特开2002-65274中公开了在分隔阵列区域的分隔壁上赋予疏水性，并使阵列区域内具有亲水性，使反应液保持在阵列区域内，避免发生混合。
根据图19所示，对于在基板上保持DNA微阵列等多个探针的阵列，通常，为将探针固定在基板表面上而进行表面处理后，通过喷墨法等各种方式向基板表面供给探针，随后为将探针固定在基板表面上而进行固定化处理。要形成分隔为多个阵列区域的疏水性区域，采用印刷或化学处理，但是要将这样形成的疏水性区域固定在基板上，要求数百度的高温以及要把基板浸渍在预定液体中，成为探针的核酸和蛋白质等生物物质和表面处理有可能变差。因此，以往的技术如图19所示，在表面处理和点样(spotting)之前先进行疏水性区域的形成工序，对预先形成了疏水性区域的基板上的未形成疏水性区域的区域进行表面处理，随后进行点样。
发明内容
但是，根据本发明人的研究，明确了如果在预先形成疏水性区域的基板上进行表面处理、使探针点样、固定化，则由疏水性区域分隔的阵列区域内杂交反应的均匀性有比以往降低的倾向。在由通过印刷和涂覆等形成的疏水性区域而分隔的阵列区域内，也存在杂交反应效率降低的倾向。进一步研究时，明确了这样的杂交上的不良情况的一个原因是阵列区域表面的化学性质不均匀。
这样的具有多个阵列区域的阵列，在待测液的阵列区域间，待测液的污染是一个大问题。例如，在阵列区域滴下待测液后，将阵列收容在预定的反应室中，再放入预定条件的培养箱等中，随着上述阵列的移送，容易产生污染。
而且，在具有多个阵列区域的阵列，识别各阵列区域、识别特定的阵列时存在困难。
因此，本发明的一个目的是提供具有表面化学性状均匀的被分隔的阵列区域的探针阵列。本发明的另一个目的是提供具有被分隔的阵列区域的探针阵列，所述阵列区域能实现杂交等探针与待测液的良好反应。此外，本发明的另一个目的是提供能抑制或避免阵列区域间污染的探针阵列。本发明的另一个目的是提供能在基板上的任意区域形成上述阵列区域的探针阵列的制造技术，本发明的另一个目的是提供阵列区域的识别性优良的探针阵列。
本发明的发明者们对上述问题的研究结果发现，为分隔阵列区域而在基板的表面处理之前进行疏水性区域的形成处理、或疏水性区域的存在，使得阵列区域的表面化学性状不均匀，其结果是，表面处理不均匀，并且探针位点的形状和大小不均匀、进而固定化量不均匀，这个结果使杂交等的相互作用反应的偏差也增大。特别是发现在邻近疏水区域的阵列区域的边缘部分也发生这样的不均匀。因此，本发明的发明者们获得了如下能解决以往问题的知识：排除通过向基板表面印刷和化学处理而进行的疏水性区域的形成工序，同时对进行过表面处理的基板安装具有能分隔出阵列区域的隔壁的隔板，从而完成了本发明。根据本发明，能够提供下述方法。
根据本发明的一种方式，能提供一种探针阵列，其基板上具有被分隔的、固定了多个探针的1个以上的阵列区域，在上述基板上安装具有分隔出1个以上上述阵列区域的隔壁的隔板。对于本发明，探针优选核酸探针。探针也优选蛋白质探针。上述阵列区域优选多个。
根据上述方式，上述隔板也可以安装在上述基板上固定上述探针的探针固定化层表面，在这种情况下，优选上述隔板在上述探针固定化后安装在上述探针固定化层表面。
上述隔板优选为片状，优选通过粘接层固定在基板上。并且，上述隔板也优选以能与上述基板分离的方式固定。
并且，上述隔板的至少一部分也可以具有疏水性区域。对于这种形式，优选在上述隔板的上述隔壁的顶面上具有上述疏水性区域。这样形成的疏水性区域的水接触角优选为60°以上。更优选为70°以上。上述疏水性区域可以含有选自聚碳酸酯、聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺和丙烯酸树脂及这些物质的氟化物和卤化物中的材料。
由上述隔板的分隔上述阵列区域的隔壁围成的区域，能构成开放空腔，该空腔用于上述探针与待测试验在上述阵列区域上的相互作用。
由上述隔壁规定的上述阵列区域的设计面积可为0.3mm2以上2000mm2以下。可优选3mm2以上90mm2以下。并且，也可以具备1个以上400个以下上述阵列区域，优选1个以上144个以下。
并且，由上述隔壁规定的上述阵列区域的设计面积(Sd)为90mm2以下，由下式(1)表示的检测有效面积率可为70％以上。
检测有效面积率(％)＝Se[mm2]/Sd[mm2]×100(1)
其中，Se表示基于探针与对象物的相互作用的信号强度的变动系数为20％以下的区域面积。
所谓检测是意味着采用能与对象物发生选择性的或特异的相互作用的探针，使之与对象物之间发生该相互作用，从而对对象物进行探查、检测、确认等。所谓信号强度的变动系数是，基于供给应该对探针阵列上的探针相互作用的对象物而得到的相互作用的信号的变动系数(从阵列区域的微小区域检出的信号强度的标准偏差/从阵列区域的微小区域检出的信号强度的平均值)。信号强度的变动系数是通过下述方式获得的：在阵列区域内形成适当个数的单一种类探针的微小区域(例如，点(spot)等)，向该探针供给相互作用的对象物，进行杂交，从各微小区域测定检出的信号，求出该信号强度的标准偏差与平均值。所谓信号强度的变动系数为20％以下的区域意味着在阵列区域内适当个数的微小区域中，上述信号强度的变动系数为20％以下的微小区域存在的区域。信号强度的变动系数为20％以下的区域的轮廓可由位于使该变动系数充足的微小区域群最外侧的微小区域来规定。成为信号强度的变动系数的计算对象的微小区域，优选3个以上，更优选20个以上。
对于被分隔化的上述阵列区域，该阵列区域内在除了从上述隔壁开始0.8mm以内的范围之外的区域内，由检测得到的信号强度的变动系数优选为20％以下。被分隔化的上述阵列区域，优选深度为10μm以上240μm以下。
经分隔化的上述阵列区域，其由下式(2)表示的比值[R]也可以为0.02以下。
R＝d[mm]/Sd[mm2](2)
其中，d表示阵列区域的深度，Sd表示阵列区域的设计面积。
对于该形式，上述隔板能够制成可以形成多个不同高度隔壁的形态。并且，上述隔板也可以制成能够至少除去上述隔壁的一部分以减小上述隔壁的高度的形态。对于这种形态，上述隔板可以在10μm以上1000μm以下范围内形成多个不同高度的隔壁。在向上述探针供给待测试验使其反应时，上述隔板的隔壁可以具有60μm以上的高度、检测上述反应后的反应生成物的信号时也可以具有不到60μm的高度。对于这种形态，上述阵列区域的面积可以为0.3mm2以上。并且，上述隔板可以具有层叠体结构。上述隔板也可以是：具备能够除去上述隔壁的至少一部分的脆弱部，上述隔板是层叠体，上述脆弱部可以作为层叠的层的界面部。
这种形式，上述隔板可以在上述隔壁上方的至少一部分上具有指向阵列区域上方而伸出的伸出部。上述伸出部也可以围着上述阵列区域的整个周围。并且，在上述伸出部的阵列区域上方，从隔壁伸出部分的至少能与待测液相接触的区域也可以具有疏水性区域。
上述伸出部的最下端的高度(从基板表面开始的高度)也可以为40μm以上990μm以下，上述伸出部也可以在上述阵列区域中固定化的上述探针未到达的范围内伸出。并且，由上述伸出部的内周面所规定的区域也可以作为上述阵列区域的上述探针固定化的区域。并且，上述伸出部的至少一部分也可以是对于上述隔壁的剩余部分成为一体和/或可以除去，上述伸出部的整体也可以是对于上述隔板的剩余部分成为一体和/或可以除去。
在这种形式中，上述隔板可以构成分隔上述阵列区域的隔壁的高度的至少一部分，上述基板也可以构成分隔上述阵列区域的隔壁的高度的至少一部分。
这种形式，也可以具备具有能识别上述1个以上阵列区域的色彩和/或图像的识别层。在这种情况下，可以将上述识别层设置在上述隔板的上述基板一侧，优选上述隔板具备上述识别层。上述识别层也可以是通过印刷形成的层。并且，上述识别层也可以具有能够识别上述1个以上阵列区域的色彩，为能够特定上述1个以上阵列区域，也可以具有选自文字、数字、记号和图形中任1种或2种以上的标识。此外，也可以具备色彩和图像。
根据本发明的另一种形式，能够提供具有隔壁的隔板，此刻，多个探针形成1个以上的阵列区域而被固定在基板上，该隔壁用于分隔上述阵列区域。这种形式中，优选上述隔板的上述隔壁的上面具有疏水性区域。并可以有多个阵列区域。上述隔板可以制成能够形成多个不同高度的隔壁。上述隔板可以在上述隔壁上方的至少一部分上具有指向阵列区域上方而伸出的伸出部。
隔板可以具有识别层，所述识别层具有能够识别上述1个以上阵列区域的色彩和/或图像。在这种情况下，优选在上述基板侧具备上述识别层。上述识别层也可以是通过印刷形成的层。
上述隔板也可以具有层叠体结构。并且，优选上述隔板用于上述任意处记载的探针阵列。
根据本发明的另一种形式，还能够提供多个探针形成1个以上阵列区域而被固定、由上述隔板使1个以上的上述阵列区域分隔化的探针阵列。这种形式的探针阵列是具备非分隔化的阵列区域的探针阵列，因这种形式的探针阵列上可安装上述隔板，因此能得到具有分隔化的阵列区域的探针阵列。
根据本发明的另一种形式，能够提供具有下述工序的探针阵列的制造方法：使多个探针形成1个以上阵列区域而被固定在基板上的工序，以及在使探针固定的上述基板表面安装具有能够分隔该表面的隔壁的隔板、并在1个以上的上述阵列区域分隔多个上述探针的工序。这种形式，上述阵列区域可以是多个。
根据本发明的另一种形式，还能够提供一种杂交方法，是一种核酸杂交方法，具有向核酸探针的探针阵列的上述阵列区域供给含有核酸待测试验的待测液、实施与上述探针杂交的工序。这种方法，上述探针阵列可以在上述阵列区域具有用于杂交的开放式空腔，上述杂交工序是将待测液供给上述开放式空腔，能够在加湿条件下进行上述杂交工序。
根据本发明的另一种形式，能够提供一种反应方法，该方法是一种利用探针阵列的反应方法，具有向具备蛋白质探针的上述任意处记载的探针阵列的上述阵列区域供给待测液、与上述探针进行反应的工序。
根据本发明的另一种形式，能够提供一种利用探针阵列的反应方法，该方法具有下述工序：向被分隔化的、基板上具有使多个探针固定的1个以上阵列区域的探针阵列的由第1高度隔壁分隔的1个以上的上述阵列区域供给待测液并使之反应的反应工序，以及以无上述隔壁或将上述隔壁的高度减少至低于上述第1高度的第2高度的状态进行上述反应工序后的清洗或检测反应生成物的后续工序。
这种形式，在上述反应工序之前，在上述基板上固定上述探针之后，可以具有在上述基板上形成上述第1高度的隔壁的工序。上述反应工序的上述第1高度的隔壁可以是下述状态：在其上方的至少一部分具有指向阵列区域上方而伸出的伸出部，在上述后续工序中，去除上述伸出部，将上述隔壁的高度减小至上述第2高度。此外，上述隔壁也可以通过赋予上述基板表面能够分隔上述阵列区域的隔板而形成，上述隔板也可以是层叠体。
附图的简单说明
图1是探针阵列的一个实例的示意图。
图2是探针阵列的一个实例的详细示意图。
图3是在隔板片上的隔壁形态的一个实例的示意图。
图4是在隔板片上的隔壁形态的一个实例的示意图。
图5是检测有效面积率的概念图。
图6是探针阵列制造工序的一个实例的示意图。
图7是在探针阵列的制造工序中，在基板上形成探针的阵列区域(没有分隔化)的状态的示意图。
图8是实施例所述核酸探针阵列的阵列区域的图案示意图。
图9是实施例的隔板片的结构示意图。
图10是表示距隔壁的距离与荧光强度的CV之间的关系曲线图。
图11是实施例与比较例的杂交有效面积的差别示意图。
图12是阵列区域的深度与荧光强度的关系曲线图。
图13是防水性与荧光强度的关系曲线图。
图14表示阵列区域的深度相对于阵列区域的设计面积的比值R与荧光强度之间的关系曲线图(阵列区域深度为0.25mm时)。
图15表示阵列区域的深度相对于阵列区域的设计面积的比值R与荧光强度之间的关系曲线图(阵列区域深度为0.1mm时)。
图16表示实施例5中制造的隔板片的层叠结构示意图。
图17表示实施例5中制造的隔板片的层叠结构示意图。
图18表示实施例6中制造的阵列的层叠结构的示意图以及平面图。图19是以往的探针阵列制造工序的一个实例的示意图。
具体实施方式
本发明所述在基板上具备被分隔的、固定了多个探针的阵列区域的探针阵列，其特征在于，具备具有把上述阵列区域与其周围分隔开的隔壁的隔板。根据本发明所述探针阵列，阵列区域在上述基板上安装具有将阵列区域与其周围相分隔的隔壁的隔板。即，对于基板，不通过防水性材料的印刷和浸渍等形成疏水性区域，能够分隔阵列区域。因此，能够消除由于在表面处理前进行这种处理、在探针阵列调制阶段基板上存在疏水性或防水性区域而引起的基板表面的化学性质不均匀、表面处理不均匀、探针的形状、大小、固定化量的不均匀等以及各种操作中的不均匀性。其结果是能形成阵列区域内化学性质均匀的分隔化阵列区域，能形成探针的固定化形态和固定量等均匀的、能够实施良好的检测的分隔化阵列区域。其结果是，即使是多检测物、多项目检测也能有效地进行。
本发明所述隔板，其特征在于具有用于在多个探针形成1个以上阵列区域而被固定的基板上分隔上述阵列区域的隔板。因此，在多个探针形成1个以上阵列区域而被固定的探针阵列上安装该隔板，能够形成具有本发明所述分隔化的阵列区域的探针阵列，其结果是能得到与上述相同的各种优点。
本发明所述探针阵列的制造方法，其特征在于，具有在基板上按照能够形成1个以上阵列区域的图案固定多个探针的工序，以及在探针固定化的上述基板的表面上安装具有能够将该表面分隔为1个以上的隔壁的隔板，在1个以上的上述阵列区域中按照上述图案将多个上述探针分隔开的工序。根据该方法，以假定了阵列区域的分隔化的图案固定探针，随后利用隔板在多个阵列区域分隔多个探针。因此，对于基板能够不通过防水性材料的印刷和浸渍等形成疏水性区域来分隔阵列区域。因此，能够省略这样的疏水性区域形成处理，同时消除因该疏水性区域的存在而导致的各种上述不均匀化，能够制造优良的探针阵列。上述阵列区域优选为多个。
本发明的核酸杂交方法，其特征在于具有向探针阵列的阵列区域供给含有待测试验的待测液、与上述探针进行杂交的工序。根据该方法，由于能够排除探针阵列的阵列区域中由以往的分隔方法引起的各种缺陷，因此能够实施良好的杂交。
本发明所述探针阵列，作为隔板可形成多个不同高度的隔壁。借此能够实现探针与待测液之间的良好反应。即，能够根据适应探针固定化、检测、反应、清洗、信号检测等探针阵列的制造和反应工序等，以必要的高度分隔阵列区域。例如，在探针的固定和表面处理时，能够将隔壁的高度设置成不妨碍上述处理的程度的高度或零(无隔壁状态)，在反应时等，能够设定成避免或抑制待测液污染的高度，在清洗和信号检测时，能够使隔壁的高度降低或为零高度。要将隔壁高度设定为零，优选以能从基板分离的形式形成隔板。通过调整隔壁的高度，对于包括阵列区域的空腔，待测液的供给量的自由度也提高，能够根据待测液种类和反应种类以适当的待测液量容易地进行反应。并且，反应后，在每个阵列区域发生显色反应等时，可以维持或提高隔壁的高度，未发生上述情况时，还可以除去隔壁或减小其高度。
本发明所述探针阵列可以在隔壁上方的至少一部分具有指向阵列区域而伸出的伸出部。借此，在向包括被隔壁所分隔的阵列区域的空腔供给待测液时，能够有效地避免或抑制待测液与其它阵列区域的污染，其结果是能够实现探针与待测液的良好反应。此外，在这种伸出部上接触待测液的部位具有疏水性区域时，对于亲水性的待测液能够更有效地避免或抑制污染。依靠该伸出部，就能够在控制隔壁14的高度的同时，得到充分抑制污染的效果。对于具有该伸出部的隔壁，通过使伸出部的至少一部分对于隔壁的剩余部分形成一个整体或能够去除，不会妨碍探针阵列的制造和各种操作及处理，并能使其发挥抑制污染的效果。
利用本发明所述探针阵列的反应方法是，阵列区域以由第1高度的隔壁分隔的状态使探针与待测液反应，阵列区域以由低于上述第1高度的第2高度分隔的状态或者无隔壁的状态实施上述反应后的清洗和检测等各种后续工序。通过这样做，能够实现探针与待测液之间的良好反应。即，如上所述，因为分隔阵列区域的隔壁要求的特性(高度等)是随阵列的制造、反应工序而不同的，因此隔壁的高度应适应需要，即，反应时应升高，随后的工序中则降低，这样做能够在探针阵列上实现良好的反应。
下面，按顺序对本发明所述探针阵列、隔板、探针阵列的制造方法以及核酸杂交方法进行说明。
探针阵列
本发明所述探针阵列2的一个实施方式如图1所示，其详细图如图2所示。探针阵列2具备基板4和隔板12。基板4上具有固定多个探针6的点状的微小区域8，这些微小区域8，例如能点样排列成整列，形成一个阵列区域10。
探针
本发明中，所谓探针6并无特别限制，可以是核酸、蛋白质、合成或天然化合物等，可以是基于在阵列区域10上与待测液中各种待测试验相互作用的结果，直接或间接地基于相互作用检测出信号的物质。例如，可以利用基于称为核酸之间基于碱基配对的杂交的相互作用、蛋白质与核酸、蛋白质与低分子化合物、核酸与低分子化合物的特异结合等各种相互作用。
作为本发明所述探针阵列的探针，最典型的是能使用核酸的探针。作为核酸，其概念是，可以是通过至少一部分核酸的碱基配对与其它核酸杂交的核酸，包含天然或合成的核苷酸的齐聚物和聚合物的两者，还包含染色体组DNA、cDNA等DNA、PCR产物、mRNA等RNA、肽核酸。能够根据称为核酸之间基于碱基配对的杂交反应产生的相互作用、核酸与蛋白质和低分子化合物的特异结合产生的相互作用，检测出信号。
作为蛋白质，可以采用酶、抗体、抗原和受体等。由于它们与各种基质、抗原和抗体、核酸发生特异反应，因此能够检测出信号。此外，作为其它的合成或天然化合物，可例举出由组合化学合成的各种药剂用候选化合物。本发明并不限于这些实例，如果是能够检测出目标化合物的物质，就可以作为探针6来使用。
探针6例如作为直径为50μm～500μm的微小区域8存在于基板4上。根据本发明，对探针6固定在基板4上的方法和形态并无特别限制，包括本申请提出时全部公知的形态。因而，除了利用接触型销钉的探针固定方法和利用非接触型喷墨法的探针固定方法之外，还包括在基板4上合成探针6的方法。
基板
基板4的形状和材质并无特别限制，可以使用除了以往DNA芯片和DNA微阵列等所用各种材料之外的其它各种材料。例如可以采用含有玻璃、二氧化硅、氮化硅等硅系陶瓷的陶瓷，硅酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸酯等树脂，金、银、铜等金属等。为赋予所期望的表面性能，也可以施加适当的涂层。其中也可以使用玻璃基板、硅酮、丙烯酸树脂。
如图2所示，为了将核酸等各种探针6固定在基板4上，优选在基板4上实施适合探针6的种类的处理从而具备探针固定化层5。探针固定化层5的种类并无特别限制，例如，把核酸作为探针6固定时，可以把聚赖氨酸等正电荷聚合物层、能够与核酸中的官能团或附加在核酸上的反应基团结合的具备醛基和羧基的聚合物层等作为探针固定化层5。基板4上应当固定探针6的区域，优选为实质平坦的区域，还包括多孔质等具有微小三维形状的情况。
阵列区域
基板4上具有阵列区域10。阵列区域10是能形成微小区域8的区域。阵列区域10是作为多个微小区域8的集合体而形成的。在基板4上，具有1个以上、最好是具有多个阵列区域10。也可以在不同的阵列区域10上固定不同的探针6的组群。在本发明所述探针阵列2的阵列区域10，至少与周围分隔或与其它阵列区域10分隔。分隔化的阵列区域10优选被分隔成下述状态：当向该阵列区域10供给待测液时，该待测液的一定量能够保持在阵列区域10内，不会流至周围或相邻的阵列区域10中。通过向这些阵列区域10供给含有不同待测试验的待测液，能够同时检测多个检测体的(或不同种类的)待测液。
上述分隔化优选在阵列区域10上能形成空腔7。空腔7可以例举出例如阵列区域10的至少一部分开放的开放式空腔。典型的是上方开放的凹状空腔。作为空腔7，也可以是待测液注入口能够开闭的封闭式空腔。上述空腔7由下述隔板12形成。所述空腔7是用于探针6与待测试验相互作用的空间，探针阵列2为核酸探针阵列时则成为用于杂交反应的空间。
空腔7也可以由基板4本身所具备的凹部和凸部形成其深度的一部分。例如，可以是基板4本身具有相对于阵列区域10较浅的凹坑，相反，也可以是具有隔壁，其高度相当于分隔平坦阵列区域10的隔壁14的高度的一部分。
空腔7的深度(与下述隔壁14的高度含义相同)优选10μm以上240μm以下。如在这一范围内则可依靠保持在空腔7的待测液的厚度来抑制构成空腔7的隔壁的影响，从而能够确保待测液的对流以及待测试验的扩散，其结果是能够高灵敏度地检测。更优选150μm以下，进一步优选100μm以下。阵列区域10的深度如下文所述，可以是从基板4上固定探针的表面至隔壁14顶面的高度。该距离可以通过例如各种数字测长仪等容易地测定。这种空腔7的结构适于核酸杂交等在水性介质下进行检测的场合。
关于空腔7的深度和阵列区域10的设计面积之间的关系，优选由下式(2)表示的比值[R]为0.02以下。比值R在该范围内时，空腔7的隔壁14的影响受到抑制，从而能够确保待测液的对流以及待测试验的扩散，其结果是能够高灵敏度地检测。这种空腔7的结构也适于核酸杂交等在水性介质下进行检测的场合。
R＝d[mm]/Sd[mm2](2)
其中，d表示阵列区域的深度，Sd表示阵列区域的设计面积。
阵列区域10的大小，即阵列区域的设计面积(杂交面积)优选为0.3mm2以上2000mm2以下。若在该范围内，基于探针与待测试验的相互作用的信号强度的变动系数被很好地抑制。若在0.3mm2以下，由于隔壁14的影响，待测液的对流和待测试验的扩散容易受到阻碍，若在2000mm2以上，仅利用待测液的对流和待测试验的扩散难以抑制信号强度的变动系数。更优选3mm2以上90mm2以下。所谓阵列区域的设计面积是由下述隔板12的隔壁14规定的上述阵列区域的内侧面积。基板4上阵列区域10的数量并无特别限制，可优选具备1个以上400个以下，更优选具备1个以上144个以下。从适应于现有的基础结构的观点出发，96孔平板规格优选400个以下，如果是载玻片规格优选144个以下。
隔板
在基板4上具备分隔阵列区域10的隔板12。如图1～4所示，隔板12具有分隔阵列区域10的隔壁14。隔板12上的隔壁14用于将阵列区域10与周围分隔开，并与分隔的阵列区域10的大小和形状相适应。图3所示的形态，隔壁14交叉成格状，能够分隔相邻的阵列区域10。图4所示的形态，为能够交错地分隔阵列区域10，具有曲折状隔壁14。上述经分隔的阵列区域10并不限于图3和图4所示的形态，也可以是以任意形态分隔1个或2个以上的阵列区域10。隔板12的隔壁优选成为将各阵列区域10全部包围的隔壁10。
隔板12的隔壁14的形态根据要分隔的阵列区域10的大小、数量和形态而有所不同，隔板12本身优选为片状。如果是片状，利用其平坦面易于安装在基板4上。片状意味着整体形状，即使隔壁14的一部分为骨架状，也最好由隔板12的厚度和外形形态(宽度和长度等)构成板状。
隔板12优选以能够分隔阵列区域10的方式安装在基板4上。可以将隔板12安装在基板4上，利用夹具等将隔板夹持固定，但如图2所示，优选隔板12通过粘接层16固定在基板4上。通过用粘接层16固定，探针6固定后能够容易地在基板4上安装隔板12。具体而言，粘接层16也可采用通过所谓强力的并且长时间发挥粘接性的粘接剂，也可以采用容易分离的粘接剂。用粘接层16安装的形态特别适合隔板12为片状的场合。
隔板12的高度，即隔壁14的高度优选能够根据需要改变。要构成能够增减高度的结构，优选隔板12优选具有层叠体结构，其结构层可以形成整体和/或能够去除。即，将隔板12制成具有2层以上的层的层叠体，并能在至少一个界面上去除结构层，从而实现不同的高度。另一方面，也可以是具有能够层叠的结构层的能够层叠的结构体。也可以是既可分离又可合为一体的层叠体。
在层叠体上，优选其界面部为脆弱部，能由该部分构成整体和/或能够去除的形态。例如，也可以通过粘接剂和粘合剂等层来形成整体或能够去除的形态，也可以通过结构层本身的粘接性和密合性等形成整体或能够去除的形态。如果利用粘接剂等，则能够容易地调整结构层与结构层之间的结合强度，能够容易地确保调整高度时的操作性等。结构层也可以通过机械嵌合等形成整体或能够去除的形态。将结构层制成整体和/或能够去除的形态的界面部分可以根据需要设置在1处或2处以上。
为了要形成能够改变隔板12的高度的形态，可以制成在预定高度部位具有脆弱部的结构体。即使不利用层叠结构，通过具有结构的或材质的脆弱部位，在该部位去除一部分隔板12，也能够减小其高度。
具有上述高度可变的隔壁14的隔板12，优选例如能够在10μm以上1000μm以下的范围内调整高度。如果在该范围内，反应时，能构成可以避免或抑制待测液污染的隔壁14的高度，另一方面，能形成在反应后不妨碍清洗和信号检测的高度的隔壁。更具体而言，反应时，优选为60μm以上。如果为60μm以上，能充分保证待测液的供给量，同时能够很好地抑制阵列移动时阵列区域之间的污染。更优选200μm以上。如果为200μm以上，能够以供给包括阵列区域10的空腔7的待测液的液面高度不超过隔壁14的状态，容易地在空腔7进行反应。另一方面，随后的清洗和信号检测等优选不满60μm。如果不满60μm，清洗时对阵列区域的清洗液的旋流良好，同时在信号检测时，不会给用于普通现有装置(基础结构)带来麻烦。更优选50μm以下。即使对于后续工程，隔壁14的高度也优选40μm以上。若在40μm以上，去除隔壁14的上部而减小隔壁14的高度时，也能够抑制反应后待测液在阵列区域10之间的污染。
隔板12可以在隔壁14上方至少一部分上具有指向阵列区域10而伸出的伸出部。该伸出部既可以在遍及包围阵列区域10的隔壁14的整个四周形成，也可以仅在其一部分上形成。作为仅在一部分形成的形态，例如也可以在与上述四周相对的一对隔壁上形成，也可以遍及上述整个四周，以适当间隔不连续地形成多个伸出部。
伸出部的形状也无特别限制。伸出部可以平行于基板4的表面来伸出，也可以指向斜下方伸出。并且，为使伸出部的内周面对于基板4的表面在圆顶状等上方形成锥形，伸出部也可制成切口状。伸出部的伸出量优选在未到达阵列区域10上固定的探针的范围内。这是因为，如果伸出部到达探针，在供给含有待测试验的待测液时，会发生探针上残留气泡等问题。换言之，在具有伸出部时，由伸出部的伸出量最大的顶端限定的区域是由阵列区域10限定的固定探针的区域。所以伸出部的顶端优选位于自隔壁14开始0.8mm以内。
伸出部最下端的位置优选40μm以上990μm以下。这是因为，若在40μm以上，即使通过使伸出部弯曲而除去时，也能防止伸出部与阵列区域的接触、损伤。更优选60μm以上，500μm以下。
伸出部上能够与待测液接触的部位优选具有下述疏水性区域18。通过具有疏水性区域18，能够更有效地避免或抑制待测液的污染。能够与待测液接触的部位，可以例举出伸出部的与基板4的表面相对的下表面或内周面等。隔壁14的伸出部的形成位置较低时，例如伸出部最上端的高度不到60μm，在隔壁14的最上端形成伸出部等，伸出部的顶面露出时，该顶面也优选具有疏水性区域18。在赋予伸出部疏水性区域18时，典型的是优选由下述疏水材料形成伸出部本体。
可以按任意形态对隔壁14或隔板12设置伸出部。可以在隔壁14的最上部仅设置伸出部并且设置成能够去除的形态，也可以部分预先设置在隔壁14的最上部等处。该伸出部也可以是部分遮断空腔7的开口部(由隔壁14的上端缘构成)周边的碎片状，所述空腔7包含被隔壁14包围的阵列区域10。
通过具备伸出部，能够抑制隔壁14的高度，同时能够抑制待测液等的污染。
识别层
隔板12可以具有识别层。识别层优选具有能识别1个以上(优选2个以上)阵列区域10的色彩和/或图像。特别是优选具有能够用眼睛识别阵列区域10的色彩等。识别层可以在阵列区域10的周围形成以能够识别阵列区域10。例如，在隔板12上识别层可以具有大致与构成隔壁14的平面区域(以下称为相当于隔壁的区域)相对应的平面形态。识别层也可以不在遍及整个相当于隔壁的区域具有色彩和/或图像。例如，可以在阵列区域10的边缘附近形成包围阵列区域10的框架状，也可以在阵列区域10的边缘附近的一部分形成。
基板4为透明基板时，为识别阵列区域10而设置的识别层优选具有适当的色彩。例如，赋予隔板12的相当于隔壁的区域或其一部分以某种色彩，能够容易地识别阵列区域10。并且由于在隔板12的相当于隔壁的区域的各阵列区域10周边附近，具有能特定各阵列区域10的数字、文字、记号、图形和其组合构成的图像，通过特定各阵列区域10能够容易地予以识别。
上述识别层，例如可以是与隔板12的形状相应的染色薄膜，也可以是具有同样形状的印刷层或具有印刷层的薄膜。如果识别层具有印刷层，因能利用印刷赋予任意颜色和图像，因而优选。识别层也可以不是由单一的层来形成。也可以由2层以上的层叠层形成。2层以上的层可以具有不同的色彩和图像。
只要能够识别阵列区域10，识别层可以设置在隔板12的任意部位。即，可以设置在隔板12的最外表面，也可以设置在非最外表面的内层侧，即设置在基板4侧。基板4侧具有识别层，则能够抑制构成识别层的油墨等染色材料与待测液的反应。
上述识别层不仅限于阵列区域10的识别和特定，也可以识别探针阵列本身。以色彩和图像识别探针阵列，能够减少误操作。也可以结合信号检测的方式和形式，赋予任意色彩和图像。借助上述识别层，能够在确认阵列区域10的位置的同时进行操作，所以操作的准确性提高。而且，易于判断探针阵列的正反面。此外，具有遮光性能较高的色彩和图像时，通过抑制位于下层的粘接层的劣化，能够抑制隔板12与基板4的紧固性降低。
识别层不一定要安装在隔板12上。例如可以在形成固定层5之后、设置隔板12前，与隔板12上分别安装再基板4的表面。再者，在形成固定层5之前可预先设置在基板4的表面，也可以设置在基板4的里面。
如图2所示，优选隔板12安装在基板4的探针固定层5的表面。因为是在探针固定层5形成后安装隔板12，所以探针固定层5不受分隔阵列区域10的以往的疏水性区域的存在及其处理的影响，能够均匀地在基板4的表面上形成。并且因此，在隔板12的隔壁相邻的阵列区域10的边缘区域，也能均匀地形成与其它部分相同的探针固定层5等表面处理层。基板4具有高度相当于隔壁14高度的一部分的隔壁时，也可以安装隔板12来与上述隔壁相适应。基板4具有隔壁14的一部分时，与平坦的基板4相同，对具有上述隔壁的基板4，也优选在对形成含有隔壁的该阵列区域10的整个表面进行表面处理、并形成探针固定层5后安装隔板12。隔板12的材料并无特别限制，可采用例如丙烯酸树脂、热塑性弹性体、天然或合成橡胶、硅酮、聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺、卤化乙烯、聚碳酸酯等树脂。隔板12优选具有挠性，并且也可以具有透明性。
优选隔板12的至少一部分具有疏水性区域18。通过使隔板12具有疏水性区域18，能发挥出对于水性待测液的防水性，能够抑制待测液在阵列区域10之间的污染，同时，其结果是超过空腔7本来的容量，能够使更多量的待测液保持在阵列区域10内。本发明的疏水性区域意味着具有至少显示出防水性的表面特性的区域，优选意味着无需进行亲水处理等处理的具有防水性高于一般硅酸钠玻璃的区域。
由于疏水性区域18从空腔7露出，例如，能作为促进空腔7内待测液的自然对流的驱动力而发挥作用，例如能够很好地发现杂交等物质间相互作用。
从抑制待测液的流出和污染、提高待测液在空腔7中的保持能力的观点出发，优选在隔板12的隔壁的顶部或顶面具有疏水性区域18。此处所谓顶部或顶面是隔壁14的与基板4相反侧的部分或面。从促进空腔7内物质相互作用的观点出发，优选能在从空腔7内露出的隔板12的区域形成疏水性区域18，例如在隔壁14的内侧(阵列区域10侧)形成。
上述疏水性区域18所具备的防水性通常可以通过水在平坦表面上的接触角来表现。本发明中，疏水性区域的水的接触角优选为30°以上，更优选60°以上，进一步优选70°以上。最优选90°以上。所谓接触角是指液滴在水平固体板上时液滴与固体接触部分的角度。接触角可以采用静接触角和作为临界值的前进接触角或后退接触角、进而也可采用动接触角等角度，优选采用由液滴法测定的静接触角。
测定静接触角的液滴法有(1)切线法、(2)θ/2法和(3)3点法。(1)切线法是利用读数显微镜等使指针与液滴的切线重合而直接求出接触角的方法，(2)θ/2法是将连接液滴的一端和顶点的直线与固体面之间的角度乘以2作为接触角的求出方法，(3)3点法是将液滴与固体面的2个触点和顶点在电脑图像上等测定坐标(クリツク)，通过图像处理求出的方法。在这些液滴法中，优选用上述(2)和(3)的方法求出接触角。
疏水性区域18也可以通过把隔板12本身的材质作为疏水性材料而构成，对于要形成疏水性区域18的区域，也可以通过赋予疏水性材料和/或赋予呈现疏水性(防水性)的表面形态和层而形成。作为构成疏水性区域18的疏水性材料，可以例举出聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃，卤化乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺和丙烯酸树脂及这些树脂的氟化物或氯化物。呈现防水性的表面形态，例如在各种材料表面上通过化学处理、机械处理使接触角成为60°以上的粗糙面形态。
上述隔板12安装在固定了探针6的基板4上，构成探针阵列2。安装在基板4之前的上述隔板12，其本身独立构成本发明的一种形式。装在基板4上之前的上述隔板12，在其接触基板4的安装面上可以具有粘接层16，粘接层16优选用剥离层来保护，直至使用时为止。
在上述探针阵列2中，由于对于基板4的表面不进行以往所进行的疏水性区域的形成处理，基板4上不存在疏水性区域，因此能均匀地实施探针固定层5等的表面处理。因此，对探针区域10内的整体可均匀地赋予探针固定层5，阵列区域10内探针6的微小区域8的形成形态和探针的固定化率等能够均一化。即，能够消除象以往那样在阵列区域10的边缘区域发生的探针6的微小区域8的形状变形，或固定化效率偏差或降低等不良情况。
基于以上内容，本发明的探针阵列2与以往的阵列相比，阵列区域10的检测有效面积率(％)能够提高。检测有效面积率是检测有效面积(Se)相对于阵列区域的设计面积(Sd)的比率(参照下式(1))。
检测有效面积率(％)＝Se[mm2]/Sd[mm2]×100(1)
其中，阵列区域的设计面积(Sd)是被隔壁14所包围的阵列区域10内的面积，检测有效面积(Se)是在该阵列区域10内能够以一定精度以上检测出探针与对象物的相互作用的面积，将检测有效面积作为基于相互作用的信号强度的变动系数为20％以下的区域的面积。例如，采用核酸探针进行杂交反应时，检测有效面积成为杂交产生的荧光等信号强度的变动系数为20％以下的区域。检测有效面积率的示意图如图5所示。
检测有效面积率根据经分隔的阵列区域10的阵列区域设计面积(Sd)而有所不同，例如，Sd为90mm2以下时，检测有效面积率优选为70％以上。在上述Sd的情况下，以往阵列的检测有效面积率达不到70％(参见实施例1)。对于该Sd，检测有效面积率优选为80％以上，更优选85％以上。
本发明所述探针阵列2的经分隔的阵列区域10，在除了从隔壁14开始0.8mm以内的范围之外的区域，基于探针6与待测试验的相互作用，信号强度的变动系数可以为20％以下。以往的阵列，如果不是除了从与隔壁14对应的疏水性区域开始1mm以外的区域，就无法确保上述均一性。在优选去除0.6mm以内、更优选去除0.4mm以内、最优选去除0.3mm以内的范围的区域，上述变动系数为20％以下。这些各种阵列区域，变动系数更优选15％以下，进一步优选10％以下。通过测定从隔壁14离开所定距离的线上的微小区域8的信号强度，算出其变动系数，就能够进行上述判定。
探针阵列的制造方法
下面，对本发明所述探针阵列的制造方法进行说明。作为探针阵列，例示出如图1和2所示的探针阵列2，参照图6对本发明的制造方法进行说明。
本发明所述探针阵列的制造方法，具有以能够形成被分隔的多个阵列区域10的图案在基板4上固定多个探针6的工序，以及在固定了探针6的上述基板4表面安装具有能够将该表面分隔成多个的隔壁14的隔板12，按上述图案将多个上述探针6分隔成多个阵列区域10的工序。
在固定探针6的工序中，以各种方法将探针6供给具有探针固定层5的基板4。探针6的供给优选可形成微小区域8的方法。探针6的供给方法等并不特别限于上述方法，并且也不排除在基板4表面合成探针6的方法。在后面的工序，以能够形成多个阵列区域10的图案供给探针6。例如，如图7所示，在基板4上形成了几个由多个微小区域8排列而形成的阵列区域10。该图案是与由在后面工序安装的隔板12的隔壁14所规定的阵列区域10的分隔形态相对应的。基板4也可以具有与阵列区域10对应的凹部和与隔壁14高度的至少一部分对应的凸部，在这种情况下，优选对于凹部和凸部也同样赋予探针固定层5。
对于形成了探针6的微小区域8的图案的基板4，进行加热处理、浸渍在液体中、脱水、清洗等与探针6和探针固定层5的种类相适应的处理来固定探针6。
本方法中，在固定探针6之前也可以不进行用于分隔的疏水性区域的形成处理，其结果是在基板4上也不存在疏水性区域。因此，基板4上成为被均匀地赋予了探针固定层5的状态，其结果是探针6以更精确、更良好的形态被固定在探针固定层5上。
这样做能够得到以可形成多个被分隔的阵列区域10的图案将上述多个探针6固定在基板4上的探针阵列。上述探针阵列成为具有在使用时通过安装隔板12而被分隔的阵列区域10的探针阵列。所以具有不安装隔板12、未经分隔的阵列区域10的探针阵列，能够以这种状态保存，并且能够流通。
随后，在固定了探针6的基板4的表面上安装隔板12。基板4的最外表层是固定探针6的探针固定层5，因此隔板12是安装在探针固定层5上。隔板12具有能够将基板4表面分隔为多个的隔壁14，通过在基板4的表面安装隔板12，能够分隔阵列区域10。隔板12的安装方法和安装形态并无特别限定，可以利用粘接层16，也可利用夹具等夹住基板4和隔板12。
通过上述方式得到的探针阵列6能够具有上述结构。本发明所述探针阵列的制造方法包含上述探针阵列6的各种形态。
核酸的杂交方法
根据本发明所述探针阵列，能够提供核酸杂交方法，该方法使用核酸探针作为探针，能够同时对含有核酸待测试验的多个或不同种类待测液进行核酸杂交并进行检测。即，核酸杂交方法具有向探针阵列2的经分隔的阵列区域10供给含有核酸待测试验的待测液、实施与核酸探针6杂交的工序。该杂交方法，优选在阵列区域10上具有用于杂交的开放式空腔7，杂交工序优选向开放式空腔7供给待测液、在加湿条件下进行杂交。通过上述方式，能够避免待测试验液的污染，能够同时检测多种核酸待测液。
利用探针阵列的反应方法
利用本发明所述探针阵列的反应方法优选下述程序进行：向固定多个探针、在基板上具有经分隔的1个以上的阵列区域的探针阵列、由具有第1高度的隔壁分隔的1个以上的前述阵列区域供给待测液，使之反应，以无隔壁或将隔壁高度减低至低于上述第1高度的第2高度的状态进行上述反应工序后的清洗或检测反应生成物。此处的第1高度例如优选10μm以上1000μm以下。第2高度例如优选不满60μm，更优选50μm以下。此外，第2高度优选40μm以上。也可以去除隔壁14，但通过保留上述高度以上的隔壁14，在去除隔板12的上部以减少隔壁14的高度时，能够有效抑制阵列区域10之间的污染。
利用具有上述经分隔的阵列区域10的探针阵列进行反应时，为根据需要改变隔壁14的高度，也可以每次安装的隔板来形成隔壁14，但优选采用能够改变高度的本发明所述隔板12。利用上述隔板12，能够容易地构成高度适应自反应开始到检测的各步骤的隔壁14，有效抑制待测液的污染，同时能供给足够量的待测液，还容易清洗，并且能形成也适于信号检测的厚度。在隔板12具有伸出部时，因为能有效抑制待测液的污染，也可以减少隔壁14的高度。
实施例1
下面举出实施例对本发明进行具体说明。本实施例比较了化学操作(通过印刷赋予防水性)后表面涂覆时与表面涂覆后粘着隔板片时的基板表面处理涂层的均匀性。比较方法是，算出沿着隔壁的每列上通过3基板间的杂交所得的荧光强度的变动系数(CV：(标准偏差/平均值)×100(％))，确定CV稳定的距离，同时根据杂交有效面积率的大小评价了涂层均匀性。杂交有效面积率定义为(能得到稳定CV的阵列区域的面积/阵列区域的设计面积)×100(％)。
首先，在由聚L-赖氨酸涂覆的玻璃基板上，如图8所示，分隔多个区域，将来自老鼠的cDNA点样99种。随后，对该玻璃基板进行80℃1小时的加热处理、在封闭液中的浸渍处理(15分钟)、以及在沸腾的无菌水中的浸渍处理(3分钟)，用乙醇脱水后，离心干燥，制成核酸探针阵列(分隔前)。封闭液是70mM无水琥珀酸、0.1M硼酸钠(pH0.8)、1-甲基-2-吡咯烷酮(pyrrolidinone)。
分隔成多个阵列区域的隔板片具有图9所示结构，是按下述方法制成。即，在单面进行过硅酮系防水处理(水的接触角为110°)的丙烯酸片(t＝0.037mm)的防水处理面的反面，层叠双面粘接片和单面粘接片，对该层叠体按图8所示多区域的图案进行冲切。
将该隔板片粘着在分隔前的核酸探针阵列，制成实施例的核酸探针阵列。
比较例的核酸探针阵列按下述方法制成。即，按照图8所示的图案，预先在玻璃基板上印刷防水材料，使防水材料加热凝固后，制备由聚L-赖氨酸涂覆的玻璃基板，用和上述相同的方式将cDNA点样后，进行加热处理、封闭、清洗和干燥，不粘着隔板片，制成了比较例的核酸探针阵列。
随后，对每个基板使用1μm来自老鼠的mRNA，按照《细胞工学》Vol.18No.7 1999记载的程序制成Cy3标识cDNA。向DNA阵列的各阵列区域分别滴入8μl该待测液，以最终浓度(5×SSC，0.5％SDS)进行杂交。将该探针阵列设置在封入了3ml无菌水的密封箱中，静置实施杂交。杂交条件是42℃，湿度100％RH，16小时。
经过预定时间后，将探针阵列依次在下述3种溶液((2×SSC，0.1％SDS)溶液、(1×SSC)溶液、(0.1×SSC)溶液)中分别振动洗涤5分钟。洗净后，用离心机(1000rpm，3分钟)使探针阵列干燥，用扫描设备(Packard BioChipTechnologies公司制造的Scan Array4000)测定了荧光。利用数值解析软件(Axon公司制造的Gene Pix.Pro)将荧光强度的测定值数值化，并利用Excel计算出实施例和比较例各自3片基板之间的CV，确定从CV稳定的点样点的壁面开始的距离，同时从该距离计算出了杂交有效面积率。
如图10所示，实施例的探针阵列(表面涂覆后通过粘着片层而被赋予了防水性的阵列)与比较例的探针阵列(赋予防水性之后实施了表面涂覆的阵列)相比，从隔壁开始短距离CV就达到稳定。实施例的探针阵列是自隔壁起0.21mmCV达到稳定，比较例的探针阵列则是0.88mm。
根据该距离的计算结果得到的杂交有效面积率如下。实施例的探针阵列：CV稳定的从分隔壁起的距离为0.21mm，杂交有效面积率为{(4-0.21×2)×(6-0.21×2)}/24＝83.2％，比较例的探针阵列：CV稳定的从分隔壁起的距离为0.88mm，杂交有效面积率为{(4-0.88×2)×(6-0.88×2)}/24＝39.5％。
又如图11所示，实施例的杂交有效面积率扩大到了比较例的杂交有效面积率的约2.1倍。由上述内容可知，利用本发明所述探针阵列，能够抑制隔壁周边的涂层不均，形成均匀性好的阵列区域，能有效地固定核酸探针。
实施例2
本实施例是确认阵列区域的深度对杂交结果荧光强度产生的影响的实例。对于实施例1制备的隔板片，调整表面防水处理剂的种类和双面粘接层和/或单面粘接层的厚度，以2种防水性(水的接触角为70°和110°)制备各种厚度的隔板片。除了采用这样的隔板片之外，采用和实施例1相同的操作，制备实施例的核酸探针阵列，进行杂交，测定荧光强度，并数值化。结果如图12所示。
从图12所示可知，阵列区域的深度(也是隔板片的厚度)在250μm附近荧光强度急剧变化。从该结果可知，阵列区域的深度优选为250μm以下。由防水性不同(此处是70°和110°)引起的荧光强度的差未被断定。
实施例3
本实施例是确认隔板片的隔壁上面的疏水性区域的防水性对杂交结果荧光强度产生的影响的实例。对于实施例中制备的隔板片，调整丙烯酸层的表面处理的种类等，制备了各种防水性(水的接触角)的隔板片。除了采用防水性不同的隔板片之外，采用和实施例1相同的操作，制成实施例的核酸探针阵列，进行杂交，测定荧光强度，并数值化。结果如图13所示。
从图13所示可知，在水的接触角为60°～70°左右，荧光强度急剧变化。由该结果可知，隔板片的防水性优选水的接触角为60°以上，更优选70°以上。
实施例4
本实施例是确认阵列区域的设计面积和阵列区域的深度对杂交结果荧光强度产生的影响的实例。对于实施例1中制备的隔板片，调整双面粘接层和/或单面粘接层的厚度，制成2种厚度(0.25mm和0.1mm(阵列区域的深度))的隔板片，同时利用金属模冲切图案制成1、4、9、16、25、36和49mm2共7种片。通过表面处理使防水性与实施例1相同。除了采用这些隔板片之外，采用和实施例1相同的操作，制成实施例的核酸探针阵列，进行杂交，测定荧光强度，并数值化。结果如图14和图15所示。
图14示出了阵列区域的深度(隔板片的厚度)为0.25mm时阵列区域的设计面积与荧光强度之间的关系，从该图可知，阵列区域的设计面积为15mm2以上时与不足15mm2时相比，荧光强度急剧变化，同时达到大致一定的值。阵列区域的设计面积为15mm2时，阵列区域的深度(mm)对于阵列区域的设计面积(mm2)的比值R(参见图14的右纵轴)为0.02，若阵列区域的设计面积增大，则比值R变得更小。
图15示出了阵列区域的深度为0.1mm时阵列区域的设计面积与荧光强度之间的关系，阵列区域的设计面积为5mm2以上时与不足5mm2时相比，荧光强度急剧变化，同时达到大致一定的值。此时，上述比值R为0.02(参见图15的右纵轴)，若阵列区域的设计面积增大，则比值R变得更小。
从上述内容可知，阵列区域的深度(mm)相对于阵列区域的设计面积(mm2)的比值优选为0.02以下。
实施例5
本实施例是制备具有能构成高度可变的隔壁的隔板片以及具有伸出部的隔板片的实例。本实施例中，除了按照下述方式制备隔板片外，采用与实施例1相同的操作，实施了杂交反应、清洗工序。
本实施例中制备的隔板片如图16和17所示。图16所示的隔板片90是从基板侧开始，由上下面具有丙烯酸系双面粘接剂层的聚乙烯(PE)制双面粘接层100、上表面经硅酮涂覆的膜厚为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制片101、下表面具有硅酮系粘接剂层的膜厚为90μm的聚乙烯制片102、上述聚乙烯制双面粘接层101以及膜厚145μm的PET制片103重叠，以必要的图案冲切制成。在此处，上层的PE制片102、双面粘接层101以及PET制片103的总膜厚为300μm。对于该隔板片，由于PET制片101和PE制片102之间的界面是由硅酮系材料构成，因此成为整体片层厚度中最为脆弱的界面部。
图17所示的隔板片110是用聚碳酸酯制片104(膜厚145μm)代替PET制片103重叠而成，除了将该聚碳酸酯制104制成向阵列区域内侧平行伸出的状态之外，具有与图16所示隔板片90相同的结构。图17所示的隔板片是PE制双面粘接片100、PET制层101、PE制层102以及PE制双面粘接片100与PC制片104在各自分别冲压之后对齐位置制成一个整体。
将这些隔板片粘着在准备好各阵列区域的玻璃制基板上，在向对应于形成的各阵列区域的空腔滴入8μl待测液时，为了进行杂交，通过将阵列放置在密闭箱中、并将该密闭箱放置在恒温箱中的操作等，避免了待测液的污染。对于粘着了具有图17所示PC制伸出部的隔板片的基板，液体能更稳定地保持在空腔内。粘着了隔板片的任一基板在杂交反应后，同样能够在PET制片101和PE制片102之间的界面上容易地去除上部层的膜厚为300μm的叠层体部分。并且由于是以去除上层部分使隔壁高度降低的状态清洗，所以获得了更好的反应性。
实施例6
本实施例是制造具有识别层的隔板片，制备具有该隔板片的探针阵列的实例。本实施例中，除了采用下述方式制备隔板片外，采用与实施例1相同的操作，将待测液注入阵列区域。
本实施例中制备的隔板片200和探针阵列300如图18所示。如图18(a)所示，隔板片200是从基板侧开始，由具有丙烯酸系双面粘接剂层的聚乙烯(PE)制双面粘接层202与上面具有硅酮涂层、下面具有识别层206的膜厚为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制片204重叠而成，按需要的图案冲切制成。识别层206，用白色油墨整体印刷，同时在能够从表面识别的一侧，对应各阵列区域在相当于阵列区域边缘的位置印刷数字1～24。
采用与实施例1相同的操作，在分隔成24个区域并固定了探针的玻璃基板上，通过双面粘接层202粘着该隔板片200，制成具有24个阵列区域的探针阵列300。如图18(b)所示，该探针阵列300，在白色背景上能显示出透明的24个阵列区域，同时可通过数字1～24容易地识别各阵列区域。向形成的各阵列区域的空腔滴入8μl待测液时，能够容易地用眼睛识别各阵列区域，能够精确地将待测液注入阵列区域。
本发明以2005年3月25日申请的日本专利申请第2005-089403、2005年10月28日申请的日本专利申请第2005-315262号、2006年1月31日申请的国际申请PCT/JP2006/301565以及2006年3月2日申请的美国临时申请60/778,100作为要求优先权的基础，通过引用将其全部内容引入。
工业实用性
本发明可应用于试验中的核酸、蛋白质、合成或天然化合物等检测装置的制造和利用其检测结果的工业领域。

Claims (53)

1.一种探针阵列，在基板上具有经分隔的、固定有多个探针的1个以上的阵列区域，在所述基板上安装有隔板，所述隔板具有用于分隔1个以上所述阵列区域的隔壁，所述隔板能够在60μm以上1000μm以下范围内形成多个不同高度的隔壁，所述隔板具有层叠体结构，所述隔板具备能够去除所述隔壁的至少一部分的脆弱部，所述脆弱部是被层叠的层的界面部，
所述隔板按如下方法制成：
从基板侧开始，依次将上下面具有丙烯酸系双面粘接剂层的聚乙烯双面粘接层(100)、上表面经硅酮涂覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(101)、下表面具有硅酮系粘接剂层的聚乙烯制片(102)、上下面具有丙烯酸系双面粘结剂层的聚乙烯双面粘接层(100)、聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(103)重叠，以必要的图案冲切制成，
或者，
从基板侧开始，依次将上下面具有丙烯酸系双面粘接剂层的聚乙烯双面粘接层(100)、上表面经硅酮涂覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(101)、下表面具有硅酮系粘接剂层的聚乙烯制片(102)、上下面具有丙烯酸系双面粘结剂层的聚乙烯双面粘接层(100)、聚碳酸酯制片(104)重叠，以必要的图案冲切制成，
其中上表面经硅酮涂覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(101)和下表面具有硅酮系粘接剂层的聚乙烯制片(102)之间的界面是由硅酮系材料构成，即为整体片层中最为脆弱的界面部；
或者，
从基板侧开始，由具有丙烯酸系双面粘接剂层的聚乙烯制双面粘接层(202)与上面具有硅酮涂层的聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(204)重叠，以必要的图案冲切制成。
2.如权利要求1所述的探针阵列，其中，所述阵列区域为多个。
3.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，所述隔板安装在所述基板上的固定所述探针的探针固定层的表面。
4.如权利要求3所述的探针阵列，其中，所述隔板是在固定所述探针之后被安装在所述探针固定层表面。
5.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，所述隔板为片状，通过粘接层被固定在基板上。
6.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，所述隔板以能与所述基板分离的方式被固定。
7.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，所述隔板的至少一部分具有疏水性区域。
8.如权利要求7所述的探针阵列，其中，在所述隔板的所述隔壁的顶面具有所述疏水性区域。
9.如权利要求7所述的探针阵列，其中，所述疏水性区域的水接触角为60°以上。
10.如权利要求7所述的探针阵列，其中，所述疏水性区域含有选自聚碳酸酯、聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺和丙烯酸树脂及这些物质的卤化物中的材料。
11.如权利要求7所述的探针阵列，其中，所述疏水性区域含有选自聚碳酸酯、聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺和丙烯酸树脂及这些物质的氟化物中的材料。
12.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，由所述隔板的分隔所述阵列区域的隔壁所围成的区域，在所述阵列区域上构成用于所述探针与待测试样相互作用的开放空腔。
13.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，由所述隔板的分隔所述阵列区域的隔壁所围成的区域的设计面积为0.3mm2以上2000mm2以下。
14.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，具有1个以上400个以下所述阵列区域。
15.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，由所述隔板的分隔所述阵列区域的隔壁所围成的区域的设计面积Sd为90mm2以下，由下式(1)表示的检测有效面积率为70％以上，
检测有效面积率(％)＝Se[mm2]/Sd[mm2]×100    (1)
这里，Se表示基于探针与待测试样的相互作用的信号强度的变动系数为20％以下的区域面积，
所述信号强度的变动系数是，基于供给应该对探针阵列上的探针相互作用的对象物而得到的相互作用的信号的变动系数。
16.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，经分隔的所述阵列区域，该阵列区域内除了从所述隔壁开始0.8mm以内的范围之外的区域内，由检测得到的信号强度的变动系数为20％以下，
所述信号强度的变动系数是，基于供给应该对探针阵列上的探针相互作用的对象物而得到的相互作用的信号的变动系数。
17.如权利要求1或2的探针阵列，其中，经分隔的所述阵列区域，其深度d为10μm以上240μm以下，
所述阵列区域的深度是从所述基板上固定探针的表面至所述隔壁顶面的高度。
18.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，经分隔的所述阵列区域，其由下式(2)表示的比值R为0.02以下，
R＝d[mm]/Sd[mm2]    (2)
这里，d表示阵列区域的深度，Sd表示阵列区域的设计面积，
所述阵列区域的深度是从所述基板上固定探针的表面至所述隔壁顶面的高度。
19.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，所述隔板能够去除所述隔壁的至少一部分从而降低所述隔壁的高度，在向所述探针供给待测试样使其反应时，所述隔板的隔壁具有60μm以上的高度，在检测所述反应后的反应生成物的信号时，所述隔板的隔壁具有不到60μm的高度。
20.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，所述隔板在所述隔壁上方的至少一部分上具有指向阵列区域上方而伸出的伸出部，所述伸出部的最下端的高度为40μm以上990μm以下，所述伸出部的最下端的高度是从所述基板表面开始的高度。
21.如权利要求20所述的探针阵列，其中，在所述阵列区域的整个周围具有所述伸出部。
22.如权利要求20所述的探针阵列，其中，在所述伸出部的阵列区域上方，从隔壁伸出的部分的至少能与待测液相接触的区域具有疏水性区域。
23.如权利要求20所述的探针阵列，其中，所述伸出部在未到达被固定在所述阵列区域的所述探针的范围内伸出。
24.如权利要求20所述的探针阵列，其中，由所述伸出部的内周面所规定的区域是所述阵列区域的所述探针被固定的区域。
25.如权利要求20所述的探针阵列，其中，含有所述伸出部的至少一部分对于所述隔壁的剩余部分成为一体或可以除去。
26.如权利要求25所述的探针阵列，其中，所述伸出部的整体对于所述隔壁的剩余部分成为一体或可以除去。
27.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，具备具有能识别所述1个以上阵列区域的色彩和/或图像的识别层。
28.如权利要求27所述的探针阵列，其中，在所述隔板的所述基板侧具有所述识别层。
29.如权利要求27所述的探针阵列，其中，所述隔板具有所述识别层。
30.如权利要求27所述的探针阵列，其中，所述识别层是通过印刷形成的层。
31.如权利要求27所述的探针阵列，其中，所述识别层具有能够识别所述1个以上阵列区域的色彩。
32.如权利要求27所述的探针阵列，其中，为能够特定所述1个以上阵列区域，所述识别层具有选自文字、数字、记号和图形中任1种或2种以上的标识。
33.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，所述探针是核酸探针。
34.如权利要求1或2所述的探针阵列，其中，所述探针是蛋白质探针。
35.一种隔板，具有用于在基板上分隔阵列区域的隔壁，其中，多个探针形成1个以上的所述阵列区域而被固定在所述基板上，所述隔板能够在60μm以上1000μm以下范围内形成多个不同高度的隔壁，所述隔板具有层叠体结构，所述隔板具备能够去除所述隔壁的至少一部分的脆弱部，所述脆弱部是被层叠的层的界面部，
所述隔板按如下方法制成：
从基板侧开始，依次将上下面具有丙烯酸系双面粘接剂层的聚乙烯双面粘接层(100)、上表面经硅酮涂覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(101)、下表面具有硅酮系粘接剂层的聚乙烯制片(102)、上下面具有丙烯酸系双面粘结剂层的聚乙烯双面粘接层(100)、聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(103)重叠，以必要的图案冲切制成，
或者，
从基板侧开始，依次将上下面具有丙烯酸系双面粘接剂层的聚乙烯双面粘接层(100)、上表面经硅酮涂覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(101)、下表面具有硅酮系粘接剂层的聚乙烯制片(102)、上下面具有丙烯酸系双面粘结剂层的聚乙烯双面粘接层(100)、聚碳酸酯制片(104)重叠，以必要的图案冲切制成，
其中上表面经硅酮涂覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(101)和下表面具有硅酮系粘接剂层的聚乙烯制片(102)之间的界面是由硅酮系材料构成，即为整体片层中最为脆弱的界面部；
或者，
从基板侧开始，由具有丙烯酸系双面粘接剂层的聚乙烯制双面粘接层(202)与上面具有硅酮涂层的聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(204)重叠，以必要的图案冲切制成。
36.如权利要求35所述的隔板，其中，所述阵列区域为多个。
37.如权利要求35或36所述的隔板，其中，在所述隔板的所述隔壁的顶面具有疏水性区域。
38.如权利要求35或36所述的隔板，其中，所述隔板在所述隔壁上方的至少一部分具有指向阵列区域上方而伸出的伸出部，所述伸出部的最下端的高度为40μm以上990μm以下，所述伸出部的最下端的高度是从所述基板表面开始的高度。
39.如权利要求35或36所述的隔板，其中，具有识别层，为了能够识别所述1个以上阵列区域，该识别层具有色彩和/或图像。
40.如权利要求39所述的隔板，其中，在所述基板侧具有所述识别层。
41.如权利要求39所述的隔板，其中，所述识别层是通过印刷形成的层。
42.一种探针阵列，多个探针形成1个以上阵列区域而被固定，通过权利要求35或36所述隔板被分隔成1个以上所述阵列区域。
43.如权利要求42所述的探针阵列，其中，所述阵列区域为多个。
44.一种探针阵列的制造方法，具有：使多个探针形成1个以上阵列区域而固定在基板上的工序；在固定了探针的所述基板表面安装具有能够分隔该表面的隔壁的隔板，将多个所述探针分隔成1个以上所述阵列区域的工序，
所述隔板能够在60μm以上1000μm以下范围内形成多个不同高度的隔壁，所述隔板具有层叠体结构，所述隔板具备能够去除所述隔壁的至少一部分的脆弱部，所述脆弱部是被层叠的层的界面部，
所述隔板按如下方法制成：
从基板侧开始，依次将上下面具有丙烯酸系双面粘接剂层的聚乙烯双面粘接层(100)、上表面经硅酮涂覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(101)、下表面具有硅酮系粘接剂层的聚乙烯制片(102)、上下面具有丙烯酸系双面粘结剂层的聚乙烯双面粘接层(100)、聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(103)重叠，以必要的图案冲切制成，
或者，
从基板侧开始，依次将上下面具有丙烯酸系双面粘接剂层的聚乙烯双面粘接层(100)、上表面经硅酮涂覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(101)、下表面具有硅酮系粘接剂层的聚乙烯制片(102)、上下面具有丙烯酸系双面粘结剂层的聚乙烯双面粘接层(100)、聚碳酸酯制片(104)重叠，以必要的图案冲切制成，
其中上表面经硅酮涂覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(101)和下表面具有硅酮系粘接剂层的聚乙烯制片(102)之间的界面是由硅酮系材料构成，即为整体片层中最为脆弱的界面部；
或者，
从基板侧开始，由具有丙烯酸系双面粘接剂层的聚乙烯制双面粘接层(202)与上面具有硅酮涂层的聚对苯二甲酸乙二醇酯制片(204)重叠，以必要的图案冲切制成。
45.如权利要求44所述的制造方法，其中，所述阵列区域为多个。
46.一种核酸杂交方法，具有向权利要求33所述探针阵列的所述阵列区域供给含有核酸待测试样的待测液，实施与所述探针的杂交的工序。
47.如权利要求46所述的杂交方法，其中，所述探针阵列在所述阵列区域上具有用于杂交的开放空腔，所述杂交工序是将待测液供给于所述开放空腔而在加湿条件下进行的。
48.一种采用探针阵列的反应方法，具有向权利要求34所述探针阵列的所述阵列区域供给待测液，与所述探针进行反应的工序。
49.一种采用探针阵列的反应方法，具有如下工序：向探针阵列的由具有第1高度的隔壁分隔的1个以上阵列区域供给待测液使之反应的反应工序，所述探针阵列在基板上具有多个探针被固定而被分隔的1个以上所述阵列区域；以无所述隔壁或将所述隔壁的高度降低至低于所述第1高度的第2高度的状态进行所述反应工序后的清洗或检测反应生成物的后续工序，
所述第1高度为60μm以上1000μm以下，所述第2高度不满60μm，
所述探针阵列是权利要求1～34中任一项所述的探针阵列。
50.如权利要求49所述的反应方法，其中，在所述反应工序之前，具有在所述基板上固定所述探针之后，在所述基板上形成所述第1高度的隔壁的工序。
51.如权利要求49或50所述的反应方法，其中，所述反应工序的所述第1高度的隔壁，在其上方的至少一部分具有指向阵列区域上方而伸出的伸出部，在所述后续工序中的状态是，去除所述伸出部，将所述隔壁的高度降低至所述第2高度。
52.如权利要求49或50所述的反应方法，其中，所述隔壁是通过向所述基板表面赋予能够分隔所述阵列区域的隔板而形成。
53.如权利要求52所述的反应方法，其中，所述隔板是层叠体。
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