CN107002071A - 光点阵列基板、其制造方法、核酸聚合物解析方法以及装置 - Google Patents

光点阵列基板、其制造方法、核酸聚合物解析方法以及装置 Download PDF

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Abstract

为了减少光点阵列基板的制造成本，减少核酸聚合物解析成本，制造在表面形成凹凸图案，在该凹凸图案中以二次元阵列状设定多个有孔玻璃珠着座位置的树脂基板(402)，使用在树脂基板的有孔玻璃珠着座位置装填了表面修饰有孔玻璃珠并制造的光点阵列基板。

Description

光点阵列基板、其制造方法、核酸聚合物解析方法以及装置
技术领域
本发明涉及用于高效率、高精度地解读生物体分子的解析、尤其核酸聚合物的碱基排列的光点阵列基板、其制造方法以及使用该光点阵列基板的核酸聚合物解析系统。
背景技术
在专利文献1中记载了使用DNA片检查已知的基因的发现的方法，记载为了检测表示基因的存在的荧光，使用自身荧光少的透明树脂(聚碳酸酯、聚丙烯、环烯烃类聚合物)。还记载了，期望作为阵列光点在基板表面形成多个凹部(阵列化)，其底面平坦，通过使寡DNA固定在该凹部内面、使已知的探测DNA预先在凹部的底面固定化，通过在其中加入装入了分析对象试样的溶液，能够检测目标DNA的检测。
在专利文献2中记载了使用微阵列检查已知的基因的发现的方法，记载了为了检测表示基因的存在的荧光，使用自身荧光少的透明树脂(环烯烃类聚合物)。使寡DNA在基板上固定化的方法在该领域是公知的方法，通过在预先将已知的探测DNA在该阵列光点上固定化的基板上与目标DNA，能判断有无。
在专利文献3中记载了使用微阵列，检查已知的基因的发现的方法，为了在基板上使寡DNA固定化，能使用官能团，还记载了在基板上具有化学性及热稳定性、低荧光性以及光学的稳定性的聚合物、优选环烯烃聚合物、优选Zeonex(R)或Zeonor(R)。
在专利文献4中记载使用微阵列检查已知的基因的发现的方法，记载了在使已知的探测DNA在阵列光点上固定化的基板上与目标DNA、在利用该基板进行荧光检测的情况下使用包括(即凹部的阵列)的环烯烃聚合物的基板。
在专利文献5中记载使用由半导体工艺形成在底面具有电极的凹部的高集成阵列的Si基板，解析核酸聚合物的方法。相对于在基板表面形成为阵列状的凹部，装填预先在表面形成由分析对象衍生的样板DNA的复制的有孔玻璃珠，通过利用在凹部的底面所具备的电极检测由于与试剂的反应而从这些样板DNA的复制释放的离子，解读碱基排列。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-60859号公报
专利文献2：日本特表2009-513137号公报(US 2007/0099222 A1)
专利文献3：日本特表2009-537126号公报
专利文献4：日本特表2004-500867号公报(US 2003/0003496 A1)
专利文献5：日本特表2010-513869号公报
发明内容
发明所要解决的课题
作为解析DNA、RNA等核酸聚合物的方法，研究光学地计测碱基并识别的方法、电性地计测并识别的方法等多种方式。作为其一，荧光方式DNA控制顺序通过对在使包括荧光色素、酶的试剂与DNA反应时产生的荧光进行解析而解读碱基。利用这种核酸聚合物的解析技术研究不明确的碱基排列和病理的因果关系，若明了了，则在医疗诊断方面的应用将会扩大。但是，现状还是用于研究用途的比例高，一次分析所花费的费用也高额。作为医疗诊断技术，为了在不久的将来广泛地普及，期望更大幅地减少分析成本。相对于此，继续进行用于以高的处理能力从少量的试样获得大量的数据的改进、用于减少为了获得相同的数据量所需的分析成本(包括分析用消耗部件、试剂等的成本减少)的改进。
为了试样的少量化、分析单元的小型化、数据获得量的增加，需要提高数据获得效率。以往，荧光方式的DNA控制顺序计测在以平面状随意地使分析对象散布的状态下通过反应产生的荧光，从根据随意位置的荧光的亮点的数据解析识别的形态开始实用化。但是，由于是随意，因此存在分析对象偶然不存在的区域、来自邻接的分析对象的荧光重合并混乱而无法解析的区域，反应项目兴盛的流动池的基板上的区域的利用效率下降。作为结果，产生对解析无用的多余的分析对象试样，另外，为了与邻接区域的项目分离地获得充分量的数据，不得不增大分析用流动池的面积。
作为解决该问题的期望的方法之一，考虑集成阵列化。是用于以尽可能窄的面积高效率地执行任务的一般的概念之一。通过与邻接光点一定间隔以上的间距地离散且尽可能密地配置分析对象能够在流动池的基板上固定化的光点，从而能不与邻接的荧光项目干涉地且能使每单位基板面积的数据获得量最大化。
但是，为了在流动池的基板上形成高集成的光点阵列，需要在基板的制造中，使用光刻法、干腐蚀微细加工等半导体工艺或利用射线的描画、加工等某些微细技术。当然，如果使用能够在Si晶片上形成各种图案的半导体工艺，则能使形成高集成的光点阵列的基板量产，但与用于以往的随意的荧光的解析的平面基板相比，未发现基板制造成本大幅下降。期望大幅降低基板材料成本、光点阵列的制造成本的制造技术。
解读未知的碱基排列的DNA序列不同，但作为判断已知的碱基排列的有无的技术，列举DNA片(微阵列)。但是，由于限定于判断与已知的探测DNA相同排列的有无的用途，因此，载置在片上的阵列光点数只要只是分析对象的数量即可，通过尽可能提高阵列的集成度且尽量并列获得大量的数据，从而与想要争取处理能力的DNA序列情况不同。因此，现状是，DNA片的集成度不会过高，普遍充其量以数100～数10μm水准的尺寸的较大的阵列光点进行计测。将用于调查作为分析对象的目标DNA的光点区域配置为阵列状，在各自的光点区域实施官能团修饰、寡DNA的固定化、探测DNA的固定化等，但由于尺寸大，因此，即使不利用使用了高成本的半导体工艺的微细化水准(数数100nm水准)，也能制造。另外，如果对荧光计测的障碍的基板材料的自身荧光充分低，则相对于基板材料改变的其他制约少。因此，在DNA片中，首先进行树脂基板的适用等的低成本化。在专利文献14中公开了在DNA片上应用自身荧光低的树脂基板，在表面上以阵列状形成有官能团、寡DNA等光点的DNA片的形态。
另一方面，在DNA序列中，大量地以高吞吐量获得未知的排列数据直到将来也一直要求，因此，需要更高集成化。限制是，由于检测来自各阵列光点的荧光的光检测器阵列的像素的间距的制约，在光点阵列的高集成化(间距)上存在限度，因此，停留在上述的微细化的程度，但需要大量地以高吞吐量获得未知的排列数据，因此，更高集成化今后也进一步被要求。但是，在为了形成数μm～数100nm的尺寸水准的高集成阵列光点而使用半导体工序的情况下，在制造工艺上花费较高的成本，因此，即使为了较低地抑制材料成本而采用树脂基板，总计的制造成本的降低也不充分。即使树脂基板材料自身便宜且光学性能(低自身荧光等)也与石英、Si等材料相同以上地优异，也利用更微细化和高集成化必须提高数据获得效率的NDA序列中，若在高集成阵列的形成上花费制造成本，则即使通过高集成化提高数据获得效率，最终的解析成本的降低效果弱。
另一方面，不仅利用光学计测的核酸聚合物的解析，即使利用电性地计测的解析中，高集成阵列的适用也进行。在专利文献5中公开通过半导体工艺形成在底面具有电极的凹部的高集成阵列的Si基板的形态、将预先在表面形成了由分析对象衍生的样板DNA的复制的有孔玻璃珠装填在Si基板表面的凹部并电性地计测而解读碱基排列的方法。但是，在该方法中，需要在所使用的基板上还具备用于对每个凹部进行信号检测的微细的电极、用于与之结线的配线、开关，与用于光学式计测的结构相比，结构必然复杂。因此，并不能使用低材料成本的树脂基板容易地制造，必须通过高成本的半导体工艺制造全部的基板。
如上所述，在更微细化和高集成化的必要的DNA序列中，即使采用低成本的基板材料，或者即使采用光学计测、电性计测的某一个，均限于使用光刻法、干腐蚀微细加工等半导体工艺而制造全部的高集成阵列基板，在制造成本降低方面存在界限。期望即使在全部的基板的制造上不应用半导体工艺也能量产的制造技术的确立。
用于解决课题的方法
本发明的光点阵列基板具有在表面形成凹凸图案且在凹凸图案中以二次元阵列状设定多个有孔玻璃珠着座位置的树脂基板和装填在树脂基板的有孔玻璃珠着座位置的表面修饰有孔玻璃珠。
凹凸图案作为一例是利用比有孔玻璃珠着座位置的尺寸窄的宽度的槽连结邻接的有孔玻璃珠着座位置彼此的图案。
表面修饰有孔玻璃珠利用物理性的嵌入、或者化学性的结合、或者其两者固定在树脂基板的上述有孔玻璃珠着座位置。
表面修饰有孔玻璃珠能够为官能团表面修饰有孔玻璃珠、或者寡DNA表面修饰有孔玻璃珠。另外，也能在寡DNA表面修饰有孔玻璃珠上预先形成由分析对象衍生的样板DNA的复制的有孔玻璃珠。
有孔玻璃珠着座位置的面密度作为一例优选是6.6×106个/cm2～180×106个/cm2。
本发明的光点阵列基板的制造方法具有制造在表面形成凹凸图案且在凹凸图案中以二次元阵列状设定多个有孔玻璃珠着座位置的树脂基板的工序和在树脂基板的有孔玻璃珠着座位置装填表面修饰有孔玻璃珠的工序。
在将表面修饰有孔玻璃珠装填在树脂基板的有孔玻璃珠着座位置的工序中，能利用离心力、磁力。
本发明的光点阵列基板制造全套元部件具备在表面形成凹凸图案且在凹凸图案中以二次元阵列状设定多个有孔玻璃珠着座位置的树脂基板和装填在树脂基板的有孔玻璃珠着座位置的表面修饰有孔玻璃珠。通过将官能团表面修饰有孔玻璃珠或者寡DNA表面修饰有孔玻璃珠等的表面修饰有孔玻璃珠装填在树脂基板的有孔玻璃珠着座位置，能制造光电阵列基板。另外，在作为表面修饰有孔玻璃珠，在使用在实施了寡DNA等的表面修饰的有孔玻璃珠上预先形成了由分析对象衍生的样板DNA的复制的情况下，例如在核酸聚合物解析装置的用户利用乳化PCR等方法在全套元部件所含的寡DNA表面修饰有孔玻璃珠的表面形成了样板DNA的复制后，能通过将这些有孔玻璃珠装填在有孔玻璃珠着座位置，制造光点阵列基板。
本发明的核酸聚合物解析装置具备：组装了上述的光点阵列基板的流动池；用于选择性地向流动池供给含有包括能识别DNA分子的碱基的荧光色素的反应试剂、能切断dNTP和色素的反应试剂以及包括用于清洗流动池内的清洗试剂的多个试剂的试剂供给单元；控制流动池的温度的温度调节部；用于向光点阵列基板照射激发光的光源；计测从光点阵列基板的各有孔玻璃珠着座位置产生的荧光的光检测器阵列；以及用于解析利用光检测器阵列得到的检测信号的解析装置。
本发明的核酸聚合物的解析方法作为一例包括：将预先在表面上复制由分析对象试样衍生的样板DNA而成的样板DNA有孔玻璃珠固定在上述的光点阵列基板的官能团表面修饰有孔玻璃珠上的第一工序；利用包含荧光色素的试剂进行固定在官能团表面修饰有孔玻璃珠上的样板DNA有孔玻璃珠上的样板DNA的一个碱基的长度的扩链反应的第二工序；通过在反应后照射激发光计测从光点阵列基板的有孔玻璃珠着座位置产生的荧光信号的第三工序；从计测了荧光信号的碱基切离荧光色素的第四工序；清洗包括切离后的荧光色素的溶液的第五工序；解析在第三工序中得到的荧光信号并决定样板DNA的碱基排列的第六工序。
本发明的核酸聚合物的解析方法作为一例包括：将预先在表面上复制了由分析对象试样衍生的样板DNA而成的样板DNA有孔玻璃珠装填在树脂基板的有孔玻璃珠着座位置的第一工序，该树脂基板在上述表面形成凹凸图案，在凹凸图案中以二次元阵列状设定多个有孔玻璃珠着座位置；利用含有荧光色素的试剂进行装填在有孔玻璃珠着座位置的样板DNA有孔玻璃珠上的样板DNA的一个碱基的长度的扩链反应的第二工序；计测通过在反应后照射激发光而从光点阵列基板的有孔玻璃珠着座位置产生的荧光信号的第三工序；从计测了荧光信号的碱基切离荧光色素的第四工序；清洗含有切离后的荧光色素的溶液的第五工序；以及解析在第三工序中得到的荧光信号并决定样板DNA的碱基排列的第六工序。
本发明的核酸聚合物的解析方法作为一例包括：将由分析对象试样衍生的样板DNA在上述光点阵列基板的寡DNA表面修饰有孔玻璃珠上固定化的第一工序；复制固定在寡DNA表面修饰有孔玻璃珠上的样板DNA的第二工序；利用含有荧光色素的试剂进行寡DNA表面修饰有孔玻璃珠上的样板DNA的一个碱基的长度的扩链反应的第三工序；计测通过在反应后照射激发光而从光点阵列基板的有孔玻璃珠着座位置的荧光信号的第四工序；从计测了荧光信号的碱基切离荧光色素的第五工序；清洗含有切离后的荧光色素的溶液的第六工序；以及解析在第四工序中得到的荧光信号并决定样板DNA的碱基排列的第七工序。
发明效果
根据本发明，能形成数μm～数100nm的尺寸水准的微细的结构，并且，能低成本地量产将阵列光点的材料(官能团光点、寡DNA光点等)以阵列状图案化的光点阵列基板(或用于制造该光点阵列基板的全套元部件)。另外，能通过使用这样制造的基板(或者用于制造基板的全套元部件)实现消耗品成本便宜的核酸聚合物解析。
上述以外的课题、结构及效果通过以下的实施方式的说明变得明确。
附图说明
图1是表示在树脂基板上形成光点阵列的制造工序的例子的说明图。
图2是说明通过半导体制造工艺在Si基板上形成光点阵列的制造流程的一例的图。
图3是Ni制凸型金属模具的俯视图和使用该金属模具制造的树脂基板的示意图。
图4是Ni制金属模具的俯视图和使用该金属模具制造的树脂基板的示意图。
图5是在光点阵列形成上使用磁力的例子的说明图。
图6是表示设于树脂基板的表面的凹凸图案的例子的示意图。
图7是表示设于树脂基板的表面的凹凸图案的例子的示意图。
图8是表示设于树脂基板的表面的凹凸图案的例子的示意图。
图9是表示设于树脂基板的表面的凹凸图案的例子的示意图。
图10是表示设于树脂基板的表面的凹凸图案的例子的示意图。
图11是表示光点阵列基板的制造工序的概略图。
图12是表示使用了Si基板的光点阵列基板的制造工序的概略图。
图13是表示追加了化学结合形成工序的制造工序的概略图。
图14是简便地追加化学结合形成工序的方法的说明图。
图15是表示核酸聚合物解析装置的结构例的概略图。
图16是表示荧光的计测结果的一例的图。
图17是表示核酸聚合物解析装置的结构例的概略图。
图18是表示荧光的计测结果的一例的图。
具体实施方式
为了概略说明现有的阵列基板制造技术，图2表示利用半导体制造工艺在Si基板上形成光点阵列的制造工序的一例。例如，在作为官能团光点形成氨基光点的情况下，相对于Si晶片101，通过光刻法形成抗蚀图形102，利用氧等离子103光地对其开口部(例如在从上方观察的情况下，圆形、四边形等开口部)进行氧化处理，之后，利用氨基硅烷类气体104对氨基硅烷膜105进行气相成膜，以最后利用湿清洗除去抗蚀图形102的流程，能制造形成了氨基光点阵列106的基板。或者，相对于Si晶片，即使首先形成氨基硅烷膜，通过光刻法形成光点图案掩模(例如在从上观察的情况下，圆形、四边形等掩模)后，利用干蚀刻除去光点以外的平面区域的氨基硅烷膜后，通过剥离抗蚀掩模也能制造。
但是，在这种制造方法中，需要在基板材料的各个上使用半导体工艺用Si基板，另外，需要相对于全部的晶片，实施利用光刻法、等离子处理或干蚀刻、气相成膜等半导体工艺的处理，因此，在制造成本的减少方面存在界限。另外，除了上述所示的制造工序以外，具有利用离子束的加工、利用电子束的成膜等能形成光点阵列的方法，但这种束描绘方式的制造法随着光点数增加，成本也变高，因此，与晶片一并处理相比，无法为低成本的量产制造方法。
下面，基于附图详细地说明本发明的实施方式。实施例所记载的结构及材料是为了将本发明的思想具现化的例子，未严格地特定材料及尺寸等。
[实施例一]
作为实施例一，说明使用树脂基板，形成官能团光点阵列或寡DNA光点阵列的光点阵列基板的制造例。
图1是表示在树脂基板上形成光点阵列的本实施例的基板制造工序的说明图。若简要说明，则是通过制造在表面形成凹凸图案，在该凹凸图案中以二次元阵列状设定多个有孔玻璃珠着座位置的树脂基板，在该树脂基板的有孔玻璃珠着座位置装填官能团表面修饰有孔玻璃珠或寡DNA表面修饰有孔玻璃珠等表面修饰有孔玻璃珠，以低成本制造光点阵列基板的方法。有孔玻璃珠着座位置是具有利用凹凸图案的凸部包围周围的一部分或全部的、紧紧地嵌入有孔玻璃珠的尺寸的空间。
图1(a)表示直接使用Si金属模具的方法。在该方法中，利用半导体工艺(光刻法、干蚀刻、灰化)加工Si晶片，制造Si制凸型微细金属模具(靠模)201。图1(b)表示使用Ni电铸的方法。该方法利用Ni电铸制造副靠模，制造了Si制凹型微细金属模具(靠模)202后，复印至Ni制凸型金属模具203(副靠模)。在任一个方法中，都首先制造至少一个凸型的金属模具201或203。之后，如图1(c)所示，使用该金属模具制造形成了凹部的阵列205的树脂基板204。在该成形工序中，能从树脂原料利用注射成形量产树脂基板204。另外，也能通过预先作为板状或薄片状材料准备的树脂板(或如果薄，则为树脂膜)的加热变形(热印迹)量产树脂基板204。
在本实施例中，作为一例使用图1(b)所示的Ni制凸型金属模具(副靠模)203，作为树脂材料的一例使用环烯烃聚合物(COP)或环烯烃共聚物(COC)等环烯烃类聚合物，通过注射成形制造1000张成形品，其结果能够没有问题地制造。最后，形成光点阵列。该工序如图1(d)所示，在将形成了凹部的阵列205的树脂基板204浸渍在作为一例为硅石制的氨基表面修饰有孔玻璃珠(直径1μm)分散的液体206的状态下，以在有孔玻璃珠进入凹部的方向产生离心力的方式载置在离心分离器207上，以3000rpm旋转十分钟。球形的有孔玻璃珠使用粒径不均为CV10％的有孔玻璃珠。
利用电子显微镜确认有孔玻璃珠是否进入由凹部构成的有孔玻璃珠着座位置，结果，在整体的40％的凹部装填氨基修饰有孔玻璃珠，但在60％的凹部未装填有孔玻璃珠。为了指定原因，利用光学显微镜细致观察在有孔玻璃珠分散了的液体浸渍了基板的状态的结果，发现残留多种大小气泡的情况。该气泡妨碍装填有孔玻璃珠。因此，气泡容易残留在由凸型金属模具形成的凹部中而使液体难以进入被推断为有孔玻璃珠难以嵌入的原因，作为该对策，实施金属模具的布局改变、从乙醇向水溶液的液体置换的两个气泡减少对策。
图3表示用于上述的试验制造的Ni制凸型金属模具203的俯视图以及使用该金属模具制造的树脂基板204的示意图。将金属模具的凸部301复印至树脂，在树脂基板204形成凹部。相对于直径1μm的球形有孔玻璃珠，圆柱状的凹部的直径为1μm，凹部的密度为6.6×106个/cm2(4.2μm间距)。另外，在此简单地以“将1μm的球形有孔玻璃珠装填在直径1μm的圆柱状的凹部”这一概略式的表现叙述尺寸的一例，但实际例如优选使凹部为稍微的顺锥的(例如在深度为1.1μm的凹部中，相对于垂直作为一例以±5°顺锥，使凹部的上部开口部的直径为1.1μm，使凹部的底部的直径为0.9μm)的形式，由此有孔玻璃珠容易从上部开口部进入，并且在进入后嵌入，因此难以脱落。但是，这样使凹部的上部开口部的直径稍微比有孔玻璃珠大的方式有孔玻璃珠容易进入、稍微为顺锥能紧紧地嵌入而难以脱落等是当然能够预想到的情况，当然也能容易地想到将实施了这种详细设计的工夫的状态简单地表现为“将1μm的球形有孔玻璃珠装填在直径1μm的圆柱状的凹部”。另外，例如还考虑有孔玻璃珠的不均，还进一步稍微为顺锥(例如以±10°顺锥)等工夫、除此之外在上部开口部安装把手(R)或实施倒角(C)等工夫也是容易想到的。
图4是改良型的Ni金属模具305的一例的俯视图以及使用该金属模具制造的树脂基板306的示意图。Ni金属模具305具有紧密地配置的菱形(正确地说，为使顶点倒角的形态的菱形)的部分凹、邻接的菱形之间的部分突出的凹凸图案。由该金属模具制造的树脂基板306作为用于有孔玻璃珠填充率提高的对策之一，有孔玻璃珠着座位置的配置与图3相同，但相对于流体的流动方向，形成笔直的流道，液体容易流入(气泡难以残留)，因此能期待有孔玻璃珠容易嵌入。金属模具305的凸部304复制到树脂上，在树脂基板306上形成作为凹部的槽。在该例子中，为相交的槽的设计。作为尺寸的一例，槽深度为1.1μm、宽度为0.6μm，宽度比有孔玻璃珠的直径1μm小，因此，有孔玻璃珠无法装填在槽中。槽相交，其交点部分为有孔玻璃珠着座位置。交点部分使最窄的部分的尺寸为1μm(如上所述，实际上，上部的宽度是比之稍微大的尺寸，并且，稍微顺锥)，为能装填直径1μm的有孔玻璃珠的布局的设计。
使用图4所示的金属模具，通过注射成形制造了1000张的成形品。与图3的基板比较，有流道，是稍微复杂的形状，但利用注射成形的试验制造的结果，即使在图4中也能完全没有问题地制造。
因此，最后，将该改良后的布局的树脂基板如图1(d)所示浸渍在硅石制的表面氨基修饰有孔玻璃珠分散了的液体206。但是，这次在将上述改良后的布局的树脂基板浸渍在硅石制的氨基表面修饰有孔玻璃珠分散了的液体206前，暂时浸渍在异丙胺(イソプロピルアルコール)中，一边细致观察无法产生气泡一边置换为水溶液，之后置换为硅制的表面氨基修饰有孔玻璃珠分散了的液体206。在该状态下，为了在凹部、即菱形与菱形之间的部分为槽的图案中设定在槽的交点的有孔玻璃珠着座位置装填氨基表面修饰有孔玻璃珠，载置在离心分离器207，以3000rpm旋转十分钟。利用电子显微镜确认了有孔玻璃珠是否进入槽的交点的有孔玻璃珠着座位置后，氨基修饰有孔玻璃珠进入整体中的80％的有孔玻璃珠着座位置，尝试改善，但有孔玻璃珠还未进入20％的有孔玻璃珠着座位置。
为了模拟用于之后的分析的情况，一边对分析用试剂的水溶液反复进行用于控制酶反应的温度调节(10～70℃)一边运转12小时后，再次利用电子显微镜确认进入槽的交点的有孔玻璃珠着座位置的有孔玻璃珠。其结果，10％的有孔玻璃珠脱落，填充率下降至整体中的70％。本实施例的基板的填充率稍低，但是，是在成形了的便宜的树脂基板上只嵌入阵列光点材料的制造方法，因此，能以极低成本制造，能确认是优异的制造方法。
在本实施例中，作为一例，作为阵列光点的材料，在主体的材质为硅质的有孔玻璃珠的表面使用作为官能团的一例修饰了氨基的材料。另外，对利用离心分离器(或者也可以为与之类似的旋转机械)在树脂基板的凹部装填有孔玻璃珠的例子进行了叙述。但是，本实施例也能适用于利用其他官能团进行了表面修饰的有孔玻璃珠，并且，有孔玻璃珠的主体的材质未限定于硅石。
例如，作为有孔玻璃珠的主体的材质，能使用含有磁性材料的氨基表面修饰磁性有孔玻璃珠208。在该情况下，如图5所示，在容器中设置形成了凹部的阵列205的树脂基板204，浸渍在分散了氨基表面修饰磁性有孔玻璃珠208的溶液209后，通过使用一边从树脂基板的背面利用磁铁210使磁力作用于磁性有孔玻璃珠并拉拽，一边使磁铁移动的装置211，能在凸部的阵列205中装填有孔玻璃珠。即使在这种使用从下面一边利用磁铁210拉拽磁铁一边移动的装置211的情况下，也与使用了离心分离器的情况相同，在充分地除去气泡后装填有孔玻璃珠这种方式装填率变高，另外，利用反复进行之后的温度调节(10～70℃)的12小时运转的热循环试验，发现有孔玻璃珠稍微脱落的现象。如上所述，即使改变有孔玻璃珠的主体材质，将用于装填有孔玻璃珠的力不转换为离心力而是转换为磁性力，有孔玻璃珠向基板的有孔玻璃珠着座位置的装填也能相同地进行。
另外，在上述中作为一例，关于有孔玻璃珠向图3所示那样的简单的光点阵列布局的凹部(有底孔)的装填和有孔玻璃珠向图4所示那样的槽相交且其交点设计为能装填有孔玻璃珠的尺寸的布局的槽的凹部(槽的交点位置)的装填说明了装填率等详细结果，但表面的凹部的设计未限定于此。
图6至图10是表示设于树脂基板的表面的凹凸图案的其他例子的示意图。任一幅图均是左侧的图是未嵌入有孔玻璃珠的树脂基板的上面示意图，右侧的图是在有孔玻璃珠着座位置嵌入表面修饰有孔玻璃珠而制造的光点阵列基板的上面示意图。其中，图6、图7、图10所示的形成于树脂基板的表面的凹凸图案中共用的概念是利用比有孔玻璃珠着座位置的尺寸窄的宽度的槽连结邻接的有孔玻璃珠着座位置彼此的图案。
图6是表示在表面纵横地形成互相正交的多个槽，纵横和横槽的交点为有孔玻璃珠着座位置的树脂基板307的例子的示意图。有孔玻璃珠着座位置308构成二次元阵列配置于树脂基板307上。槽的宽度设定得比有孔玻璃珠直径稍小，因此，有孔玻璃珠无法进入连结交点和交点的直线状的槽中。但是，由纵槽和横槽的交点构成的有孔玻璃珠着座位置308具有只有直径1μm的有孔玻璃珠嵌入的尺寸。因此，如上所述能利用离心力、磁性力将有孔玻璃珠嵌入有孔玻璃珠着座位置。如图所示，比槽的宽度直径大的有孔玻璃珠嵌入由树脂基板的纵槽和横槽的交点构成的有孔玻璃珠着座位置，其结果，得到表面修饰有孔玻璃珠310以二次元阵列状配置在表面的光点阵列基板309。
图7表示在表面平行地形成多条有中间变细的槽的树脂基板的例子的示意图。在树脂基板311的表面，宽度变宽的部位和宽度变窄的部位交替地连接的槽并列，且多条互相不相交地形成。槽的宽度为只在宽度宽的部位允许有孔玻璃珠嵌入的尺寸。因此，有中间细的槽中、宽度宽的部位为有孔玻璃珠着座位置312，通过在有孔玻璃珠着座位置嵌入表面修饰有孔玻璃珠310，得到在表面以二次元阵列状配置表面修饰有孔玻璃珠的光点阵列基板313。在该树脂基板311的情况下，槽和槽不相交，但为了液体容易流入，至少与由孤立的圆形的有底孔构成的有孔玻璃珠着座位置相比，有孔玻璃珠容易进入，能提高有孔玻璃珠装填率。
图8是表示在表面以二次元阵列状形成由四边形的有底孔构成的有孔玻璃珠着座位置的树脂基板的例子的示意图。该树脂基板314与图3所示的树脂基板类似，但通过使作为有孔玻璃珠着座位置315的凹部的平面形状为四边形，由于与圆形的凹部相比，气泡、内部的溶液容易脱离，因此装填率容易提高。通过在树脂基板314的由四边形的有底孔构成的有孔玻璃珠着座位置315嵌入表面修饰有孔玻璃珠310，能得到在表面以二次元阵列状配置表面修饰有孔玻璃珠的光点阵列基板316。
图9是表示在表面以二次元阵列状形成由六边形的有底孔构成的有孔玻璃珠着座位置的树脂基板的例子的示意图。该树脂基板317与图3所示的树脂基板类似，但通过使作为有孔玻璃珠着座位置318的凹部的平面形状为六边形，与圆形的凹部相比，气泡、内部的溶液容易脱离，因此，有孔玻璃珠装填率容易提高。另外，与四边形的孔相比，能够增加六边形的孔每单位面积能装填的有孔玻璃珠的数量。通过在树脂基板317的由六边形的有底孔构成的有孔玻璃珠着座位置嵌入表面修饰有孔玻璃珠310，得到在表面以二次元阵列状配置表面修饰有孔玻璃珠的光点阵列基板319。
图10是表示在表面规则地排列柱状支柱的树脂基板的例子的示意图。在树脂基板320的表面，多个柱状支柱322规则地突出，由六个支柱包围的空间为有孔玻璃珠着座位置321。通过使由柱状支柱包围的空间为有孔玻璃珠着座位置，与由六边形的有底孔构成有孔玻璃珠着座位置的情况相比，能细密装填的有孔玻璃珠的数量即使相同，溶液也更容易流动，有孔玻璃珠也容易装填。通过在柱状支柱与柱状支柱之间空有间隙，是与利用槽对邻接的有孔玻璃珠着座位置与有孔玻璃珠着座位置之间进行连结的结构相同的结构，具有容易使溶液流动的效果。柱状支柱与柱状支柱的间隙能概念性地视为缩短槽的长度直至有孔玻璃珠最密填充的距离。通过在树脂基板320的由柱状支柱包围的有孔玻璃珠着座位置321嵌入表面修饰有孔玻璃珠310，得到在表面以二次元阵列状配置表面修饰有孔玻璃珠的光点阵列基板323。
图3至图10所示的树脂基板的有孔玻璃珠着座位置的形成形态不同，由此，在有孔玻璃珠装填率等上出现不同，但，从本发明的金属模具向树脂的图案转印、利用了向由该图案以二次元阵列状设定的有孔玻璃珠着座位置的有孔玻璃珠的装填的低成本的光点阵列基板的制造技术的本质没有改变。另外，在此作为简单的一例，使有孔玻璃珠直径为1μm表示细密装填等，但微细金属模具能制造至更小，另一方面，有孔玻璃珠也能得到更小的直径、例如0.8μm、0.6μm的有孔玻璃珠，因此，通过之后说明的用于荧光观察的光传感器阵列和光学系统的进步，如果像素数增加且光学分解能增加，则与其样式相应，也能使更小尺寸、更高聚集的阵列实用化。根据本实施例，能以低成本制造在表面以面密度6.6×106个/cm2～180×106个/cm2(4.2μm间距～0.8μm间距)且以二次元阵列状配置表面修饰有孔玻璃珠的光点阵列基板。0.8μm间距是使用了0.6μm有孔玻璃珠的情况下的最密填充的界限，相当于面密度180×106个/cm2。
另外，使用离心力、磁力装填作为阵列光点材料的有孔玻璃珠的工序是光点阵列基板的制造工序，如果从分析装置的用户来看，则是事前的准备作业，因此，期望在光点阵列基板的制造商侧为已经实施的状态地供给至用户是妥当的。但是，即使为将在表面形成凹凸图案且在凹凸图案中以二次元阵列状设定多个有孔玻璃珠着座位置的树脂基板和装填在树脂基板的有孔玻璃珠着座位置的官能团表面修饰有孔玻璃珠或寡DNA表面修饰有孔玻璃珠等表面修饰有孔玻璃珠成为一套的光点阵列基板制造全套元部件、使用离心分离器(或与之类似的旋转设备)或磁铁装填磁性有孔玻璃珠的装置提供给用户，用户自己实施阵列光点材料的装填工序的形式，也只是稍微在成本和时间上产生差别，其基本部件自身能以低成本制造，因此，用户能实现低成本的分析的优点并未失去。
[实施例二]
在实用性上优选形成有孔玻璃珠填充率高、至少90％以上的有效的阵列光点。因此，作为实施例二，使用树脂基板制造形成了官能团光点阵列、寡DNA光点阵列等表面修饰光点阵列的片，此时，尤其表示实施了提高有孔玻璃珠填充率，并且在分析中不会脱落的对策的例子。
图11是表示改进了的光点阵列基板的制造工序的概略图，图11(a)表示金属模具准备工序，图11(b)表示成形工序，图11(c)表示光点阵列形成工序。若简而言之，则是下述光点阵列基板的制造方法：具有制造使用金属模具在表面形成凹凸图案且在该凹凸图案中以二次元阵列状设定多个有孔玻璃珠着座位置的树脂基板的工序和在树脂基板的有孔玻璃珠着座位置装填表面修饰有孔玻璃珠的工序，在树脂基板的有孔玻璃珠着座位置装填表面修饰有孔玻璃珠的工序是具有在加热树脂基板且使树脂基板热膨胀的状态下在有孔玻璃珠着座位置装填表面修饰有孔玻璃珠的第一工序、之后使树脂基板的温度下降且使树脂基板收缩而使装填在有孔玻璃珠着座位置的表面修饰有孔玻璃珠难以脱落的第二工序。在该方法中，需要使用表示修饰有孔玻璃珠的主体材质的热膨胀系数比树脂基板的材质小的材料。
作为图11(a)所示的金属模具401，与图4所示的金属模具相同，使用具有密密地配置的菱形的部分凹、邻接的菱形之间的部分突出的凹凸图案的Ni电铸品。液体容易流入转印了这种Ni电铸品的图案(气泡难以残留)，因此，在实施例一中已经确认有孔玻璃珠容易嵌入。之后，如图11(b)所示，使用该金属模具由环烯烃类聚合物的注射成形制造形成有菱形图案403的树脂基板402。设定在树脂基板402的凹凸图案中的有孔玻璃珠着座位置的面密度为6.6×106个/cm2。最后，如图11(c)所示，将形成了菱形图案403的树脂基板402暂时浸渍在异丙胺后，一边细致观察无法产生气泡的情况一边置换为硅石制的表面氨基修饰有孔玻璃珠分散了的液体404后，载置在带温度调节功能406离心分离器405，将温度上升至比树脂基板的耐热温度低的℃，之后以3000rpm旋转十分钟。之后，使带温度调节功能离心分离器405的加热器断开，在继续追加持续旋转五分钟时，温度下降至40℃，因此，使旋转停止。另外，即使在本实施例中，有孔玻璃珠也使用平均粒径为1μm、粒径不均为CV10％的有孔玻璃珠。
另外，在不是利用离心分离器，而是利用磁力装填磁性体有孔玻璃珠的情况下，以相同的常识，只要使用利用磁铁装填磁性有孔玻璃珠的带温度调节功能的装置，在升温时将有孔玻璃珠嵌入凹凸图案的有孔玻璃珠着座位置后，温度下降后断开磁力的施加、或从温度下降后波及磁力的装置使树脂基板下降即可。
一般的树脂材料的热膨胀系数从10-5后半段至10-4[/℃]左右，用于本实施例的环烯烃类聚合物也属于该范畴。这由于与例如作为硅有孔玻璃珠的主原料的SiO2的10-7段的热膨胀系数相比，数值差别很大，因此，能期待得到利用升温时的热膨胀的容易的有孔玻璃珠嵌入和利用冷却时的有孔玻璃珠紧固的固定的效果。另一方面，即使不选择硅有孔玻璃珠，而是选择了磁性体有孔玻璃珠的情况，例如铁、氧化铁的热膨胀系数是10-5前半段以下，还比树脂的热膨胀系数小。通过基板的树脂材料和有孔玻璃珠的材料的组合的选择，即使最适的温度条件、构成有孔玻璃珠着座位置的凹凸图案的例如凹部和有孔玻璃珠的最适的尺寸设计、即用于装填容易且难以脱落的、间隙设计、凹部的顺锥角度的最适设计等详细不同，只要至少树脂基板的热膨胀率比有孔玻璃珠高，则效果的程度也不同，但能期待有孔玻璃珠填充率的提高和脱落率的降低。
作为具体的伸缩量的尺寸，例如在直径为1μm的硅有孔玻璃珠和环烯烃类聚合物的组合的情况下，关于凹部的详细尺寸设计，也如实施例一所述，如果使装填硅有孔玻璃珠的凹部(例如孔)的入口的直径(孔的上部尺寸)比1μm稍大，且使凹部的底面的直径(孔的下部尺寸)比1μm稍小地设计，则容易装填有孔玻璃珠。在此，关于活用在本实施例二中叙述的热膨胀率的差的情况，若计算使温度上升至90℃的情况的尺寸，则环烯烃类聚合物制的基板的孔约变大5nm。另一方面，由于硅有孔玻璃珠的直径的增大量比其小两位数，因此，认为大致不变化。通过该孔的直径的5nm的增大，有孔玻璃珠容易装填至孔，更紧紧地嵌入更深。之后，通过环烯烃类聚合物变冷，孔的直径缩小5nm，因此，既能装填有孔玻璃珠，又能紧紧地紧固，能期待难以脱落。
为了确认本实施例的改进对策的效果，利用电子显微镜确认有孔玻璃珠是否进入设于包围菱形图案的槽的交点的有孔玻璃珠着座位置，结果，能确认填充率提高，氨基修饰有孔玻璃珠装填至整体中的92％的有孔玻璃珠着座位置。通过温度上升至90℃，与有孔玻璃珠相比，树脂更加膨胀，其结果，有孔玻璃珠容易嵌入，推断有孔玻璃珠装填率提高了。
接着，与实施例一相同，为了模拟用于之后的分析的情况，一边对分析用试剂的水溶液反复进行用于控制酶反应的温度调节(10～70℃)一边以12小时运转，之后，再次利用电子显微镜确认进入有孔玻璃珠着座位置的有孔玻璃珠，其结果，可以看出，填充率保持整体中的92％。在使用了本改进对策的情况下，有孔玻璃珠紧固而紧紧地被固定，认为难以脱落。若与实施例一进行比较，则相对于使用离心分离器或磁铁来装填磁性有孔玻璃珠的装置，需要追加温度调节功能，但由此导致的制造成本的增大不太大。与使用Si晶片并通过半导体工艺制造全部的芯片的情况相比，认为温度调节功能的追加设置对成本增大带来的影响极小。
在此，为了比较，将Si作为基板的材料，进行同样的有孔玻璃珠装填以及脱落的评价。如上所述，在基板的材料为环烯烃类聚合物时，由于基板的升温，有孔玻璃珠着座位置的凹部的尺寸增加，有孔玻璃珠不容易嵌合。但是，在使基板的材料为Si的情况下，由于热膨胀率为10-6前半段，因此，有孔玻璃珠着座位置的凹部的尺寸变化小(Si即使升温，与树脂相比，几乎不会膨胀)。另外，硅制有孔玻璃珠的尺寸也几乎不会变化。因此，认为无法通过温度调节而得到使有孔玻璃珠容易嵌合且难以脱落的充分的效果。
图12表示评价的顺序。在上述的图11中，将通过图11(a)所示的Ni电铸的金属模具401形成图11(b)所示的菱形图案403的树脂基板402用于有孔玻璃珠装填的评价，但在此，在制造图11(a)的Ni电铸的金属模具401时，将与作为其掩模使用的Si金属模具相同表面形状的Si基板1201用于评价。如图1简略化地所示，Si制凹型微细金属模具(掩模)202是与形成了凹部的阵列205的树脂基板204相同的表面形状，只有材质不同。
使用与金属模具制造时相同的半导体工艺(光刻法、干蚀刻、灰化)对Si晶片进行微细加工，如图12(a)所示，制造了与Si制凹型微细金属模具(掩模)相同表面形状的Si基板1201。在该Si基板1201表面形成与图11(b)所示的树脂基板402的表面相同的菱形图案403。之后，如图12(b)所示，将该Si基板1201暂时浸渍在异丙胺后，一边极其注意地观察无法产生气泡的情况一边置换为硅制的表面氨基修饰有孔玻璃珠分散了的液体404后，载置于带温度调节功能406的离心分离器405，使温度上升至比树脂基板的耐热温度低的90℃之后，以3000rpm旋转10分钟。之后，使带温度调节功能离心分离器405的加热器断开，在继续追加旋转5分钟时，温度下降至40℃，因此，使旋转停止。即使在本实施例中，有孔玻璃珠也使用平均粒径为1μm、粒径不均为CV10％的有孔玻璃珠。
利用电子显微镜确认有孔玻璃珠是否进入设定于包围菱形图案的槽的交点的有孔玻璃珠着座位置的结果，与基板的材料为环烯烃类聚合物时相比，有孔玻璃珠填充率下降，确认了在整体中的70％的有孔玻璃珠着座位置装填氨基修饰有孔玻璃珠。另外，为了模拟用于之后的分析的情况，一边对分析用试剂的水溶液反复进行用于控制酶反应的温度调节(10～70℃)一边进行12小时运转后，再次利用电子显微镜确认了进入有孔玻璃珠着座位置的有孔玻璃珠的结果，明白了填充率进一步下降为整体中的60％。这样，在使基板材料为Si的情况下，明白了无法得到通过利用基板升温的热膨胀而使有孔玻璃珠容易嵌入的效果、通过基板温度下降而使装填的有孔玻璃珠被紧固而难以脱落的效果。
以上，在使用金属模具在表面形成凹凸图案，在该凹凸图案中以二次元阵列状设定多个有孔玻璃珠着座位置的树脂基板，制造表面修饰光点阵列的方法中，不仅材料成本、制造成本变便宜，能积极地活用树脂的热膨胀率高的性质，通过温度调节功能，能提高有孔玻璃珠装填率，降低有孔玻璃珠脱落率，即能进一步提高阵列光点制造的成品率。
另外，与实施例一相同，光点阵列基板期望制造商作为完成品供给至用户。但是，即使为将成形的基板和成为阵列光点材料的有孔玻璃珠成为一套的光点阵列基板制造全套元部件、带温度调节功能离心分离器(或与之类似的旋转设备)或使用磁铁装填磁性有孔玻璃珠的带温度调节功能的装置供给至用户，用户自身实施阵列光点材料的装填工序的形态，基板部件自身也以低成本制造，因此，用户能实现低成本的分析的优点不会丧失。
[实施例三]
接着，作为实施例三，使用树脂基板，制造形成了官能团光点阵列或寡DNA光点阵列的芯片，此时，尤其作为提高有孔玻璃珠填充率且在分析中无法脱落的其他对策，研究了有孔玻璃珠的固定部位的化学结合的效果以及有孔玻璃珠粒径分布的狭小化的效果。
图13是为了调查在有孔玻璃珠的固定部位的化学结合的效果，表示追加了用于形成化学结合的工序的光点阵列基板的制造工序的概略图。金属模具准备工序以及成形工序以及最后的光点阵列形成工序与实施例二相同，因此省略说明。图13(a)表示紧接着成形工序的气相CVD工序，图13(b)表示抗蚀树脂自旋涂敷工序，图13(c)表示O2干蚀刻工序，图13(d)表示保护用抗蚀树脂除去工序。简而言之，是以利用金属模具在树脂上形成凹凸图案，在凹凸图案的有孔玻璃珠着座位置嵌入由官能团或寡DNA修饰的有孔玻璃珠时能形成化学结合的方式使用预先对有孔玻璃珠着座位置进行了表面修饰的基板的光点阵列装置制造方法。
在本实施例中，在利用实施例二所示的成形工序制造了在表面凹凸图案中以二次元阵列状设定了多个有孔玻璃珠着座位置的树脂基板后，工序增加，但为了形成化学结合，追加以下的四工序。
首先，如图13(a)所示，相对于通过注射工序形成菱形图案的树脂基板502，利用气相CVD将环氧类硅烷耦合剂504用于前驱体而形成环氧硅烷膜505，在表面形成环氧基。接着，如图13(b)所示，利用旋转涂敷机506在形成了环氧硅烷膜505的树脂基板502的表面，涂敷能利用丙酮完全溶解的抗蚀树脂507。接着，如图13(c)所示，使用RIE(反应离子蚀刻)装置，利用O2等离子508蚀刻至基板的上面509露出。在该干蚀刻结束时，菱形图案的上面，环烯烃类聚合物露出，另一方面，在槽中残留进入的抗蚀树脂510。因此，槽的内面是环氧基被抗蚀树脂覆盖且被保护的状态。接着，如图13(d)所示，通过利用丙酮除去覆盖槽内的环氧基的抗蚀树脂，制造了只有槽的内面由环氧基修饰的菱形图案的环烯烃类聚合物基板511。另外，环烯烃类聚合物树脂基板未溶于丙酮，因此，表示利用丙酮使所涂敷的抗蚀树脂除去的例子，但在树脂基板材料上具有由丙酮溶解的材料，因此，需要与之注意地选择与基板材料相应的保护树脂和溶剂的组合。相反地，如环烯烃类聚合物所述，还存在有机溶剂耐性高的树脂，因此，除了除去抗蚀树脂，也能使用其他的抗蚀剥离剂，用于抗蚀剥离的溶剂未限于丙酮。
在追加了这些四工序后，最后作为有孔玻璃珠填充率的评价，与图11(c)的情况相同，将只有槽的内面由环氧基修饰了的菱形图案的环烯烃类聚合物基板511暂时浸渍在异丙烷后，一边深入地观察无法形成气泡一边置换为硅制的表面氨基修饰有孔玻璃珠分散了的液体。之后，载置在带温度调节功能离心分离器，将温度上述至90℃后，以3000rpm旋转十分钟。之后，使带温度调节功能离心分离器的加热器断开，在继续追加地继续旋转五分钟时，温度下降至40℃，因此，使旋转停止。另外，即使在该化学结合的效果的评价中，有孔玻璃珠也使用平均粒径为1μm、粒径不均为CV10％的有孔玻璃珠。
另外，在此，在不是离心分离器，而是使用磁铁装填磁性体有孔玻璃珠的情况下，利用同样的官能，使用利用磁铁装填磁性有孔玻璃珠的带温度调节功能的装置，在升温时使有孔玻璃珠嵌合后，温度下降后使磁力的施加断开、或温度下降后从波及磁力的装置下降即可。
在本评价中，这样预测为利用作为光点阵列材料的一例的氨基修饰有孔玻璃珠的氨基和基板的槽内部的环氧基形成化学结合，期待有孔玻璃珠填充率更高。为了确认该化学结合的效果，在利用电子显微镜确认了有孔玻璃珠是否进入设定于包围菱形图案的槽的交点的有孔玻璃珠着座位置的结果，填充率进一步提高，在整体中的96％的有孔玻璃珠着座位置装填氨基修饰有孔玻璃珠。通过施加了利用化学结合的固定化效果，推断为有孔玻璃珠填充率提高了。
接着，与实施例一、二相同，为了模拟用于之后的分析的情况，一边对分析用试剂的水溶液反复进行用于控制酶反应的温度调节(10～70℃)一边以12小时运转后，再次利用电子显微镜确认了进入有孔玻璃珠着座位置的有孔玻璃珠的结果，填充率稍微减少，为整体中的94％的结果。看上去减少2％的量，但是通过施加了利用化学结合的固定化效果，与没有这种效果的情况相比，得到较高的有孔玻璃珠填充率、较高的有孔玻璃珠残存率(＝填充率-脱落率)。另外，作为能与氨基修饰有孔玻璃珠形成化学结合的膜，除了利用环氧类硅烷耦合剂成膜了的环氧硅烷膜以外，还例如能使用由异氰酸盐硅烷耦合剂成膜的膜等。试着实施了同样的研究的结果，得到与环氧硅烷膜的情况大致相同的95％的有孔玻璃珠填充率，另外，在模拟了分析的12小时的运转后，得到了94％的有孔玻璃珠残存率。
在利用了某些官能团的情况下，也能解释为利用化学结合将有孔玻璃珠保持在基板上的有孔玻璃珠着座位置的能力增加。但是，若与实施例一、二相比，则增加图13(a)～(d)的四工序，因此，制造成本增大某种程度。但是，若与至少使用Si晶片利用半导体工艺制造全部的芯片的情况相比，则并不是在全部的芯片上使用微细图案形成(光刻法)，因此，是能以低成本制造的方法之一。
另外，即使在使用由该化学结合带来的效果的方法中，也与实施例一、二相同，光点阵列基板期望制造商作为完成品供给至用户。当然，也能采用用户实施阵列光点材料的嵌入工序的形式，此时，基本部件自身以低成本制造，因此，能够以低成本实现分析的优点不会丧失。但是，在本实施例的情况下，在供给成形的基板、作为阵列光点材料的有孔玻璃珠、带温度调节功能离心分离器、使用磁铁装填磁性有孔玻璃珠的带温度调节功能的装置的一套时，从成形后的基板的有孔玻璃珠被固定的位置的官能团(在本实施例中为环氧基或异氰酸盐基)的保护的观点来看，在带有保护槽的内侧的官能团的抗蚀树脂的罩的状态下供给用户的方式比较放心。在该情况下，用户首先必须利用有机溶剂(丙酮等)除去抗蚀树脂，与实施例一、二相比，用户的作业工序增加，复杂度增加。
另一方面，在本实施例中发现了在使用了化学结合的情况下特有的问题点。如上所述，关于设定于包围菱形图案的槽的交点的有孔玻璃珠着座位置，氨基修饰有孔玻璃珠的装填率为96％、模拟分析且12小时运转后的有孔玻璃珠残存率为94％，是好成绩，但是，在与有孔玻璃珠着座位置无关地菱形图案的上面、即利用干蚀刻除去形成官能团的膜且环烯烃类聚合物露出的表面上，处处可见氨基修饰有孔玻璃珠的非特异吸附。在实施例一、二中，利用注射成形、加热变形(热痕迹)在表面上形成了凹凸图案的环烯烃类聚合物基板的表面保持疏水性，非特异吸附也不会成为问题。但是，本实施例的环烯烃类聚合物的基板的表面是暂时在其上形成其他膜后，在利用O2等离子蚀刻除去该膜后再次露出的环烯烃类聚合物的表面。因此，例如在利用干蚀刻，环烯烃类聚合物露出时，推断为利用用于干蚀刻的O2等离子，在环烯烃类聚合物的表面的C原子结合O，成为在表面例如形成与C结合的-OH基等、与环烯烃类聚合物的通常的表面不同的表面官能团的状态。
因此，在图13(c)的O2干蚀刻工序后，作为非特异吸附对策，追加了将氟碳类(CFx类)的硅烷耦合剂作为前驱体的气相CVD工序。在此时，有孔玻璃珠着座位置的官能团被抗蚀树脂覆盖，因此，追加了上述工序后，如果如图13(d)所示使用丙酮除去保护抗蚀树脂，则得到期望的官能团(在本实施例中为环氧基或异氰酸盐基)在有孔玻璃珠着座位置露出，除此之外的平坦的部分(若为菱形图案则为菱形的上面)为以没有非特异吸附的方式实施疏水性表面处理的状态的基板。
相对于该基板，同样进行了使用了温度调节功能的有孔玻璃珠装填试验和脱落试验后，氨基修饰有孔玻璃珠的装填率为96％，模拟分析进行了12小时运转后的有孔玻璃珠残存率为94％，为优异的成绩，没有改变。另外，在利用电子显微镜观察的范围，没发现非特异吸附。即使是同样的树脂基板，若由等离子处理引起表面氧化等，则也推测为表面状态变化，此时，通过进行氟碳类等疏水性表面处理，能形成与原来的树脂材料(疏水性塑料)表面特性类似的表面，能活用于非特异吸附防止。
另一方面，与利用上述的环烯类基板的干蚀刻向暴漏于O2等离子的表面(若为菱形图案则为菱形的上面)的非特异吸附不同，频率少，但发现了在包围菱形图案的槽内不是交点的位置所固定的粒径小的有孔玻璃珠。如图4所示，在菱形图案中，设计上有孔玻璃珠能进入包围菱形的槽和槽的交点的位置，但不是交点的槽的宽度比有孔玻璃珠直径窄，因此，设计为有孔玻璃珠无法进入。但是，实际上，有孔玻璃珠具有粒径的分布，因此，尺寸在比平均直径小的方向大幅偏离的有孔玻璃珠认为是与槽内部的环氧基或异氰酸盐基化学结合的或物理性嵌入的有孔玻璃珠。
考虑有孔玻璃珠粒径不均，也能改变为更窄的槽宽而避免这种情况，但除此之外，也能通过稍微改变图13所示的制造方法，只在槽内的交点残留环氧基或者异氰酸盐基。具体地说，如图13(b)所示的抗蚀树脂旋转涂敷工序那样，不是利用抗蚀树脂的罩保护环氧基或异氰酸盐基，而是代替其工序，考虑使用作为一例利用离心分离器将没有化学修饰的硅有孔玻璃珠装填在包围菱形图案的槽的交点，将由该硅有孔玻璃珠生成的罩用于环氧基或异氰酸盐基的保护掩模的方法。在包围菱形图案的槽的交点物理性地嵌入硅有孔玻璃珠后，与图13(c)相同，使用RIE装置并通过O2等离子，利用蚀刻除去隐藏于有孔玻璃珠的部分以外的环氧基或异氰酸盐基。最后，在将温度上升至90℃的状态下，将基板反过来载置在离心分离器上，通过利用离心分离器卸下有孔玻璃珠，能制造只在包围菱形的槽的交点的底部残留了环氧基或异氰酸盐基的光点的基板。通过还一并进行使槽尺寸窄的设计改变，能使在不是交点位置的槽内的部分固定的粒径小的有孔玻璃珠在确认了的视野范围为零。但是，该方法不需要代替抗蚀树脂旋转涂敷，需要追加硅有孔玻璃珠的装填和硅有孔玻璃珠的卸下两工序，防止槽内的固定化的功能提高，但是，制造工序增加。
因此，作为利用化学结合的效果的方法的其他研究，研究了用于形成用于化学结合的环氧基或异氰酸盐基的工序的进一步简单化。如图13所示，不是在实施了气相CVD、抗蚀树脂涂敷(或作为上述的保护掩模的硅有孔玻璃珠的装填)后，除去不需要的部分(菱形图案的上面)的环氧基或异氰酸盐基的复杂的方法，研究了能够只在包围菱形图案的槽内、槽的交点进行利用硅烷耦合剂的处理的简单的方法。
图14是表示该简单的方法的顺序的概略图。图14(a)表示与平面板的密合工序，图14(b)表示利用毛细管现象的槽内的表面处理工序，图14(c)表示清洗工序。首先，如图14(a)所示，使形成了菱形图案的环烯烃类聚合物基板601的图案面与平面板602紧紧地密合。接着，如图14(b)所示，将端部浸渍在环氧类或异氰酸盐类的硅烷耦合剂(液体)603中。通过该工序，硅烷耦合剂沿菱形图案传递，进入了槽的内部。之后，如图14(c)所示，在与平面板602密合的状态下，浸渍在清洗用液体604中，洗掉槽内外的多余的硅烷耦合剂，只置换为清洗用液体，并且取下平面板602而有效地清洗多余的硅烷耦合剂，只留下在槽内表面与基板结合的硅烷耦合剂。
评价了这样制造的基板的结果，与利用上述的图13的制法制造的基板大致相同，能装填95％的氨有孔玻璃珠。另外，尝试不使用平面板602而直接在菱形图案的端部滴下一滴硅烷耦合剂的结果，在该情况下，也能利用毛细管现象，使硅烷耦合剂沿菱形图案进入菱形槽内，但在滴下了一滴的部分，较大地溢出，在槽以外的菱形图案上面的平面部也粘附了硅烷耦合剂。
在此，除了利用真空装置的气相使液体的硅烷耦合剂成膜以外，还能利用手工作业确认能以液体状态并利用毛细管现象修饰槽内部的方法。只要能可靠地防止与平面板的密合性、在滴下一滴的部分的溢出，则即使这样通过利用液体状态下的硅烷耦合剂的处理，也能对氨有孔玻璃珠着座位置进行化学修饰，提高氨有孔玻璃珠填充率。
在此，稍微改变视角，最后，作为提高阵列光点材料的有孔玻璃珠的填充率以及残存率的进一步对策，对有孔玻璃珠的粒径分布的狭小化的效果进行了研究。原本利用并用上述的化学结合的效果的方法有孔玻璃珠的填充率变好的理由、在模拟了分析的使用后有孔玻璃珠残存率只减少2％的理由推断为是通过有孔玻璃珠的粒径分布的扩大，比平均粒径小的有孔玻璃珠未物理性地紧紧嵌入而只以化学结合固定，这些有孔玻璃珠在模拟分析的使用中脱落，因此，推断为使有孔玻璃珠的粒径整齐，使分布狭小化才是本质。另外，在不是上述的槽内的交点的位置固定的有孔玻璃珠也能期待通过有孔玻璃珠的粒径分布的狭小化而消失。按照该想法，在此不使用图13所示的化学结合的效果，实施了与实施例二的图11相同的处理。在光点阵列形成工序中，也与实施例二相同地使用温度调节功能，实施有孔玻璃珠的嵌入。但是，与实施例二不同，作为有孔玻璃珠的粒径不均，使用CV3％的有孔玻璃珠。
为了确认有孔玻璃珠的粒径分布的狭小化的效果，利用电子显微镜确认了有孔玻璃珠是否进入设定在包围菱形图案的槽的交点的有孔玻璃珠着座位置的结果，与实施例二所示的CV10％的情况相比，提高了填充率，确认了在整体中的95％的有孔玻璃珠着座位置装填氨基修饰有孔玻璃珠。另外，模拟分析且进行了12小时运转后的有孔玻璃珠残存率也维持95％，除此之外，在利用电子显微镜观察的范围，完全未发现非特异吸附。从CV10％变化为CV3％的结果，与平均相比过大而无法装填而成为障碍的有孔玻璃珠、由于与平均相比过小而无法装填且容易马上脱落的有孔玻璃珠的比例减小，提高了与树脂基板的有孔玻璃珠着座位置的尺寸适合性，有孔玻璃珠填充率以及残存率变高。
以上，在实施例三中，为了进一步提高由实施例二得到的有孔玻璃珠填充率为92％、分析模拟后的有孔玻璃珠残存率为92％的成绩，通过在有孔玻璃珠着座位置的化学结合的并用以及非特异吸附防止疏水化处理，得到了有孔玻璃珠填充率96％、有孔玻璃珠残存率94％的值。另一方面，使有孔玻璃珠的粒径分布从CV10％狭小化至CV3％的结果，为有孔玻璃珠填充率95％、有孔玻璃珠残存率95％。粒径分布窄的有孔玻璃珠与粒径分布广的有孔玻璃珠相比，与在制造过程中筛选的量相应地成本变高，但至少相对于量产基板的每一个实施成膜、蚀刻等进行用于化学结合的表面修饰处理、非特异吸附防止处理的制造工艺相比，成本的上升少，制造工艺也极其简单。
以上，关于以90％以上的形成率形成阵列光点的几个方法表示实施例，即使对制造成本等优劣也进行了研究。这样，具有几个实现方法，但在以后的实施例四、五中，表示在其中使用实施例三的最后所示的“是与实施例二相同的制造工序，但使用CV3％的有孔玻璃珠制造的阵列光点形成率为95％的基板”，进行核酸聚合物的解析、碱基排列的解读的例子。
[实施例四]
作为实施例四，表示使用了组装有光点阵列基板的流动池的分析的例子。
图15是表示用于本实施例的核酸聚合物解析装置的结构例的概略图。在流动池701组装树脂制的光点阵列基板。通过流动池701的溶液导入口被导入的溶液浸渍光点阵列基板的表面，从溶液排出口排出至废液入口。作为光点阵列基板，使用利用离心力在以密合地配置的菱形凸部和包括该凸部的槽的形状形成凹凸图案的环烯烃基板的有孔玻璃珠着座位置、即在包围菱形图案的槽的交点位置预先嵌入氨基表面修饰有孔玻璃珠714的基板。有孔玻璃珠的基本材质是硅石。另外，有孔玻璃珠使用粒径分布为CV3％的有孔玻璃珠，向光点阵列基板的有孔玻璃珠着座位置的有孔玻璃珠填充率为95％。利用乳化PCR在有孔玻璃珠上预先对在作为分析对象的至少一部分具有未知的排列的样本DNA进行增幅，利用荧光计测对固定在利用氨基对其进行表面修饰的阵列光点的对象进行解析，解读了碱基排列。
另外，如实施例一～三所述，也能将通过在表面所形成的凹凸图案设定二次元阵列状的有孔玻璃珠着座位置的树脂基板(例如设置于流动池的形态)和利用官能团(在本实施例中为氨基)进行了表面修饰的有孔玻璃珠(例如有孔玻璃珠分散了的液体)分别供给至用户，用户将有孔玻璃珠嵌入基板的有孔玻璃珠着座位置并形成官能团光点阵列基板，并使用该基板。
流动池701能通过温度调节功能712进行温度控制。另外，供给几个反应试剂的反应试剂单元702保持为在试剂内不进行酶反应的低温地设置，利用配管与流动池701结合。在本实施例中，能利用该反应试剂单元702供给四种试剂703～706。试剂703是预先将在作为分析对象的至少一部分具有未知的排列的样本DNA导入由寡DNA(已知排列)修饰的有孔玻璃珠表面，之后由乳化PCR增幅的(利用乳化PCR在表面形成了样本DNA的复制的有孔玻璃珠715)物质的试剂。试剂704是包括dATP-荧光色素1、dGTP-荧光色素2、dCTP-荧光色素3、d-TTP-荧光色素4、与乳化PCR用有孔玻璃珠的有孔玻璃珠侧固定端所用的已知排列(寡DNA)相辅的底涂剂、扩链反应酶的试剂。试剂705是切断上述四种dNTP与荧光色素的结合的色素结合切断试剂。试剂706是电解质溶液。
另外，格外准备了作为与异丙胺707及试剂706同等品的电解质溶液708。这些溶液通过吸管注入流动池。异丙胺707用于流动池内的溶液置换，也可以是乙醇等其他醇。
在流动池701的上方设置产生用于对试剂704所含的各种荧光色素进行激发的激发光的光源709、用于计测来自荧光色素的荧光的光学系统710以及光检测器阵列711。即使是不透明的基板，也能从上方进行激发光的照射、荧光检测，另外，如果是透明的薄型基板，则即使从基板的下方也能进行激发以及检测，因此，在本实施例中，光学系统、检测器的上下配置未特别地限定。只要还能进行温度调节、光激发、荧光观察，则光学系统可以配置于流动池的上下任一处。另外，由光检测器阵列711接受的荧光信号转换为电信号转送至解析装置713。解析装置713根据所转送的信号进行碱基的识别、断片数据的连接等的解析，对核酸聚合物的碱基排列进行解读。
作为能够用于试剂704所含的荧光色素1～4的荧光色素，市场上出售有Alexa488、Cy3、Cy5、Cy5.5、Alexa555、Alexa647、Alexa680、Dr6G(dichloro-rhodamine 6G)、dR110、dTAMRA(dichloro-carboxyteetramethyl-rhodamine)、Dr0X(dichloro-carboxy-X-rhodamine)等多种荧光色素，以波长不会局部重合的方式选择适当的荧光色素并使用是能够周知的。另外，根据这些色素的选择，作为用于有效地激发荧光色素的光源709的波长，至少能选择一种以上的适当的波长也是周知的。
在本实施例中，首先通过使用了吸管的手工作业，从流动池701的导入口注入异丙胺707，确认了没有气泡后，通过使用了吸管的手工作业，置换为电解质溶液708。从醇置换为电解质溶液708的作业当然也能通过自动送液实施，另外，根据情况，也能在流动池制造商侧，使用从醇置换为电解质溶液708的方法等，预先填充液体并供给至用户。无论哪种情况，接下来都在用电解质溶液708充满且除去了气泡的状态下将流动池701供给至核酸聚合物解析装置。
接着，利用送液单元向流动池701自动注入包括在表面形成了样本DNA的复制的有孔玻璃珠715的试剂703，在该状态下暂时停止送液，设定为最适的温度并放置三小时，在氨基修饰光点阵列上固定。在组装在流动池701的环烯烃基板上，在制造时埋入进行了氨基表面修饰的光点阵列材料(氨基表面修饰有孔玻璃珠714)直至全有孔玻璃珠着座位置的95％，能够在这95％中的92％的光点上固定利用乳化PCR在表面形成了样本DNA的复制的有孔玻璃珠715。在3％的光点上未固定。之后，设定为适当的温度，将试剂704供给至流动池，对底涂剂进行剥离，引起利用酶的扩链反应。此时，试剂中的dNTP利用荧光色素被终端，因此，在引起了相对于样本DNA的第一个碱基种类的扩链反应后，反应暂时停止。之后，利用光源709照射激发光，利用光学系统710、光检测器阵列711计测此时产生的荧光。
图16表示在组装在流动池701的环烯烃基板上的光点阵列中的一个中，在引起了扩链反应后，通过由光源709激发而产生的荧光的计测结果的一例。在第一个数据801上确认了与dCTP结合的荧光色素3的荧光，因此，第一个碱基解读为G。之后，利用含有色素结合切断试剂的试剂705以适当的温度切断色素，在利用试剂706的电解质溶液清洗了含有被切断的色素的流动池内的液体后，再次自动注入试剂704，同样反复进行第二个以后的碱基的解析。如图16所示，计测至第五次(至第五个碱基)的结果，在在此选择的阵列光点的一个中，能够解读从与乳化PCR用有孔玻璃珠上的寡DNA的结合端到第五个的碱基的排列是GAGTC。
另外，在本实施例中，预先利用乳化PCR复制了样本DNA的一个有孔玻璃珠需要是复制了一种样本DNA的有孔玻璃珠。在乳化PCR中，除了在有孔玻璃珠上复制的样本DNA是一种以外，在概率上，作为次品有孔玻璃珠，存在样本DNA无法固定化的有孔玻璃珠、不同的两种样本DNA在一个有孔玻璃珠上被复制的种类。在这些中，无法得到碱基的信号、或同时得到两种信号，作为数据无法使用。关于减少复制了两种样本DNA的次品的有孔玻璃珠的水溶液的浓度的调整、筛选样本DNA被固定化的有孔玻璃珠和未被固定化的有孔玻璃珠的方法等，具有其他方法，也能有效提高从光点阵列得到的数据的有效率，但这是乳化PCR的周知的技术，尤其在本实施例中，未限定是否使用这些技术。
另外，在本实施例中，表示了利用乳化PCR在有孔玻璃珠表面上预先对样本DNA进行增幅，利用荧光检测解析在利用氨基对该有孔玻璃珠进行了表面修饰的阵列光点上固定的有孔玻璃珠，但在利用乳化PCR在表面上对样本DNA进行了增幅的有孔玻璃珠的解析上，也能使用树脂基板和有孔玻璃珠的全套元部件。例如，向用户分别供给利用在表面形成的凹凸图案设定二次元阵列状的有孔玻璃珠着座位置的树脂基板(未装填官能团表面修饰有孔玻璃珠，例如设置于流动池的形态)和利用寡DNA进行了表面修饰的有孔玻璃珠(例如有孔玻璃珠分散了的液体)的全套元部件，使用该全套元部件的寡DNA表面修饰有孔玻璃珠，预先利用乳化PCR在该有孔玻璃珠上对作为分析对象的样本DNA进行增幅。使该样本DNA有孔玻璃珠不是上述试剂703所含有而供给至流动池，而是利用离心力等嵌入基板的有孔玻璃珠着座位置并形成光点阵列基板，使用该基板进行解析即可。在该情况下也需要用户自身实施有孔玻璃珠的装填工序，但基本部件自身能以低成本制造，因此，用户能实现低成本的分析的优点不会改变。
[实施例五]
作为实施例五，表示使用组装了光点阵列基板的流动池的分析的其他例子。
图17是表示用于本实施例的核酸聚合物解析装置的结构例的概略图。在流动池901上组装树脂制的光点阵列基板。通过流动池901的溶液导入口导入的溶液浸渍光点阵列基板的表面，从溶液排出口排出至废液入口。作为光点阵列基板，使用了利用离心力在以密合地配置的菱形凸部和包围该凸部的槽的形状形成凹凸图案的基板的有孔玻璃珠着座位置、即在包围菱形图案的槽的交点位置预先嵌入氨基表面修饰有孔玻璃珠915的基板。有孔玻璃珠的基本材质是硅石。另外，有孔玻璃珠使用粒径分布为CV3％的有孔玻璃珠，向光点阵列基板的有孔玻璃珠着座位置的有孔玻璃珠填充率为95％。将在作为分析对象的至少一部分具有未知的排列的样本DNA固定在用寡DNA进行了表面修饰的阵列光点上，之后，在光点上复制，利用荧光计测对该样本DNA的复制进行解析，解读了碱基排列。
如实施例一～四所述，也能分别向用户供给利用在表面形成的凹凸图案设定二次元阵列状的有孔玻璃珠着座位置的树脂基板和利用寡DNA进行了表面修饰的有孔玻璃珠，用户将有孔玻璃珠嵌入基板的有孔玻璃珠着座位置并形成光点阵列基板，并使用该基板。
流动池901能利用温度调节功能912进行温度控制。另外，供给几个反应试剂的反应试剂单元902保持为在试剂内未进行酶反应的低温并设置，利用配管与流动池901结合。在本实施例中，能从该反应试剂902供给五种试剂903～906、914。试剂903是含有将在作为分析对象的至少一部分具有未知的排列的样本DNA与阵列光点上的寡DNA(已知排列)结合为相辅的排列的物质(带相辅排列的样本DNA916)的试剂。试剂914是含有dATP、dGTP、dTTP以及酶的用于在阵列光点上复制的试剂。试剂904是含有dATP-荧光色素1、dGTP-荧光色素2、dCTP-荧光色素3、dTTP-荧光色素4、与阵列光点上的寡DNA(已知排列)相辅的排列的底涂剂、扩链反应酶的试剂。试剂905是切断上述四种dNTP和荧光色素的结合的色素结合切断试剂。试剂906是电解质溶液。另外，与实施例四相同，另外准备了作为与异丙胺907以及试剂906同等品的电解质溶液908。异丙胺907用于流动池901内的溶液置换，可以是等乙醇其他醇。
在流动池901的上方设置用于对试剂904所含的各种荧光色素进行激发的光源909和用于计测来自各种色素的荧光的光学系统910以及光检测器阵列911。由光检测器阵列911接受的荧光信号转换为电信号并转送至用于解析荧光的解析装置913。解析装置913根据转送来的信号进行碱基的排列、断片数据的连接等的解析，对核酸聚合物的碱基排列进行解读。另外，与实施例四相同，试剂904所含的荧光色素1-4具有各自选择情况，能选择合适的色素来使用。另外，根据这些色素的选择，能选择用于有效地激发这些荧光色素的光源909的适当的波长。
首先，利用使用了吸管的手工作业，从流动池901的导入口注入异丙胺907，在确认了没有气泡后，利用使用了吸管的手工作业，置换为电解质溶液908。接着，在由电解质溶液908填满且除去了气泡的状态下，将流动池901固定于核酸聚合物解析装置。
接着，利用送液单元向流动池901自动注入含有带相辅排列样本DNA916的试剂903，在该状态下暂时使送液停止，设定为最适的温度并放置10分钟，进行剥离，固定在寡DNA修饰光点阵列上。由于基板的材质是疏水性树脂，因此，带相辅排列的样本DNA916不为吸附于光点阵列以外的样子，非特异吸附没有问题。之后，设定为适当的温度，将用于在阵列光点上复制的试剂914供给至流动池，在该状态下暂时使送液停止，设定为最适的温度并反复进行与扩链反应和剥离，在阵列光点上复制样本DNA。在组装在流动池901的环烯烃基板上，在制造时埋入进行了寡DNA修饰直至95％的光点阵列材料(寡DNA表面修饰有孔玻璃珠915)，其中，能够在由概率论决定的某比例的光点上固定带相辅排列的样本DNA916。该比例由于试剂903中的样本DNA的浓度而不同。之后，设定为适当的温度，将试剂904供给至流动池，对底涂剂进行剥离，引起了利用酶的扩链反应。此时，试剂中的dNTP由荧光色素终端，因此，在引起了相对于样本DNA的第一个碱基种类的扩链反应后，反应暂时停止。之后，利用光源909照射激发光，由光学系统910、光检测器阵列911计测此时产生的荧光。
图18表示在组装在流动池901的环烯烃基板上的光点阵列中的一个中，在引起了扩链反应后，通过由光源909激发而产生的荧光的计测结果的一例。在第一个数据1001上确认了与dATP碱基结合的荧光色素1的荧光，因此，第一个碱基解读为T。之后，利用含有切断四种dNTP和荧光色素的结合的色素结合切断试剂的试剂905以适当的温度切断色素，在利用试剂906的电解质溶液清洗了含有被切断的色素的流动池内的液体后，再次自动注入试剂904，同样反复进行第二个以后的碱基的解析。如图18所示，计测至第五次(至第五个碱基)的结果，在在此选择的光点阵列的一个中，能够解读从与寡DNA修饰有孔玻璃珠上的寡DNA的结合端到第五个的碱基的排列是TCATG。
另外，在本实施例中，在用寡DNA修饰了的一个光点阵列上固定的样本DNA的复制需要是一种样本DNA的复制。在由寡DNA修饰了的阵列光点上的复制中，除了在一个光点上复制的样本DNA是一种以外，在概率上，作为次品光点，存在样本DNA无法固定化的光点、不同的两种样本DNA在一个光点上被复制的种类。在这些中，无法得到碱基的信号、或同时得到两种信号，作为数据无法使用。关于减少复制了两种样本DNA的次品的光点的水溶液的浓度的调整、在样本DNA未被固定化的光点上重新固定样本DNA的方法等，研究了其他方法，也能提高从阵列光点得到的数据的有效率。例如，作为在样本DNA的基板上的复制的协议，能使用US2012/0156728A1等所记载的方法。在本实施例中，尤其未限定这些基板上复制技术的详细，其协议的详细也未特别表示。
另外，在实施例四、五中，使用组装了利用本发明的光点阵列基板的流动池，进行利用乳化PCR的在有孔玻璃珠上的复制、在基板的阵列光点上的复制，解读在作为分析对象的一部分含有未知的排列的DNA，但组装了本发明的光点阵列基板的流动池并不只是DNA，当然也能应用于RNA等其他核酸聚合物的解读。
另外，在本发明的说明中，在图中的温度调节功能、光学系统等上，在符号上使用加热灯丝的标记、凸透镜的标记，但温度调节功能也含有空气冷却、水冷却、冷却元件等进行冷却的功能，能利用PID控制等一般的温度调节控制方法控制为恒定温度、光学系统在凸透镜以外具有分光器、过滤器等分光功能，能进行荧光色判断等也是普遍的。
另外，本发明未限定于上述实施例，包括多种变形例。例如，上述实施例是为了使本发明容易明白而详细地进行了说明，并未限定于包括说明的全部的结构。另外，能将某实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外，也能在某实施例的结构上追加其他实施例的结构。另外，能关于各实施例的结构的一部分进行其他结构的追加、删除、置换。
符号说明
204—树脂基板，207—离心分离器，208—氨基表面修饰磁性有孔玻璃珠，210—磁铁，304—凸部，305—金属模具，306—树脂基板，405—离心分离器，701—流动池，702—反应试剂单元，709—光源，710—光学系统，711—光检测器阵列，712—温度调节功能，713—解析装置，714—氨基表面修饰有孔玻璃珠，715—在表面形成了样本DNA的复制的有孔玻璃珠，915—寡NDA表面修饰有孔玻璃珠，916—带相辅排列的样本DNA。

Claims (28)

1.一种光点阵列基板，其特征在于：
具有：树脂基板，其在表面形成有凹凸图案，多个有孔玻璃珠着座位置以二次元阵列状设定在上述凹凸图案中；以及
表面修饰有孔玻璃珠，其装填在上述树脂基板的上述有孔玻璃珠着座位置。
2.根据权利要求1所述的光点阵列基板，其特征在于，
上述凹凸图案是利用宽度比上述有孔玻璃珠着座位置的尺寸窄的槽连结邻接的有孔玻璃珠着座位置彼此而成的图案。
3.根据权利要求1所述的光点阵列基板，其特征在于，
上述表面修饰有孔玻璃珠利用物理性的嵌入、或化学性的嵌入、或物理性的嵌入和化学性的嵌入而固定在上述树脂基板的上述有孔玻璃珠着座位置。
4.根据权利要求1所述的光点阵列基板，其特征在于，
上述表面修饰有孔玻璃珠的主体材质的热膨胀系数比上述树脂基板的材质小。
5.根据权利要求4所述的光点阵列基板，其特征在于，
上述表面修饰有孔玻璃珠的主体材质是含有氧化硅的材质或含有磁性体的材质。
6.根据权利要求1所述的光点阵列基板，其特征在于，
上述表面修饰有孔玻璃珠是官能团表面修饰有孔玻璃珠。
7.根据权利要求1所述的光点阵列基板，其特征在于，
上述表面修饰有孔玻璃珠是寡DNA表面修饰有孔玻璃珠。
8.根据权利要求1所述的光点阵列基板，其特征在于，
上述表面修饰有孔玻璃珠是预先在表面上复制了由分析对象试样衍生的样本DNA的有孔玻璃珠。
9.根据权利要求1所述的光点阵列基板，其特征在于，
上述树脂基板在成分中含有环烯烃聚合物或环烯烃共聚物。
10.根据权利要求1所述的光点阵列基板，其特征在于，
上述有孔玻璃珠着座位置的面密度是6.6×106个/cm2～180×106个/cm2。
11.一种光点阵列基板的制造方法，其特征在于，
具有：
制造树脂基板的工序，该树脂基板在表面形成有凹凸图案，多个有孔玻璃珠着座位置以二次元阵列状设定在上述凹凸图案中；以及
在上述树脂基板的上述有孔玻璃珠着座位置装填表面修饰有孔玻璃珠的工序。
12.根据权利要求11所述的光点阵列基板的制造方法，其特征在于，
上述表面修饰有孔玻璃珠是官能团表面修饰有孔玻璃珠。
13.根据权利要求11所述的光点阵列基板的制造方法，其特征在于，
上述表面修饰有孔玻璃珠是寡DNA表面修饰有孔玻璃珠。
14.根据权利要求11所述的光点阵列基板的制造方法，其特征在于，
上述表面修饰有孔玻璃珠是预先在表面上复制了由分析对象试样衍生的样本DNA的有孔玻璃珠。
15.根据权利要求11所述的光点阵列基板的制造方法，其特征在于，
在将表面修饰有孔玻璃珠装填在上述树脂基板的上述有孔玻璃珠着座位置的工序中，利用离心力进行装填。
16.根据权利要求11所述的光点阵列基板的制造方法，其特征在于，
上述表面修饰有孔玻璃珠是磁性有孔玻璃珠，
在将上述磁性有孔玻璃珠装填在上述树脂基板的上述有孔玻璃珠着座位置的工序中，使磁力从上述树脂基板的背面作用于上述磁性有孔玻璃珠来进行装填。
17.根据权利要求11所述的光点阵列基板的制造方法，其特征在于，
在上述树脂基板的上述有孔玻璃珠着座位置装填表面修饰有孔玻璃珠的工序具有：第一工序，其在加热上述树脂基板且使上述树脂基板热膨胀了的状态下，在上述有孔玻璃珠着座位置装填上述表面修饰有孔玻璃珠；以及第二工序，其在上述第一工序后，使上述树脂基板的温度下降，使上述树脂基板收缩而使装填在上述有孔玻璃珠着座位置的表面修饰有孔玻璃珠难以脱落。
18.一种光点阵列基板制造全套元部件，其特征在于：
具备：
树脂基板，其在表面形成有凹凸图案，多个有孔玻璃珠着座位置以二次元阵列状设定在上述凹凸图案中；以及
表面修饰有孔玻璃珠，其装填在上述树脂基板的上述有孔玻璃珠着座位置。
19.根据权利要求18所述的光点阵列基板制造全套元部件，其特征在于，
上述表面修饰有孔玻璃珠是官能团表面修饰有孔玻璃珠。
20.根据权利要求18所述的光点阵列基板制造全套元部件，其特征在于，
上述表面修饰有孔玻璃珠是寡DNA表面修饰有孔玻璃珠。
21.根据权利要求18所述的光点阵列基板制造全套元部件，其特征在于，
上述表面修饰有孔玻璃珠是实施了能够在表面上复制由分析对象试样衍生的样本DNA的表面修饰的有孔玻璃珠。
22.一种核酸聚合物解析装置，其特征在于，
具备：
组装了权利要求1所述的光点阵列基板的流动池；
试剂供给单元，其用于向上述流动池选择性地供给多个试剂，该多个试剂包括含有能够识别DNA分子的碱基的荧光色素的反应试剂、能够切断dNTP和色素的反应试剂以及用于对流动池内进行清洗的清洗试剂；
控制上述流动池的温度的温度调节部；
用于向上述光点阵列基板照射激发光的光源；
计测从上述光点阵列基板的各有孔玻璃珠着座位置产生的荧光的光检测器阵列；以及
用于解析由上述光检测器阵列得到的检测信号的解析装置。
23.根据权利要求22所述的核酸聚合物解析装置，其特征在于，
上述试剂供给单元包括能复制DNA分子的反应试剂作为试剂。
24.一种核酸聚合物的解析方法，其特征在于，
包括下述工序：
第一工序，其将预先在表面上复制了由分析对象试样衍生的样本DNA的样本DNA有孔玻璃珠固定在权利要求6所述的光点阵列基板的官能团表面修饰有孔玻璃珠上；
第二工序，其利用含有荧光色素的试剂进行固定在上述官能团表面修饰有孔玻璃珠上的样本DNA有孔玻璃珠上的样本DNA的一个碱基的扩链反应；
第三工序，其计测通过在上述反应后照射激发光而从上述光点阵列基板的上述有孔玻璃珠着座位置产生的荧光信号；
第四工序，其从计测了上述荧光信号的碱基分离荧光色素；
第五工序，其冲洗含有分离后的荧光色素的溶液；以及
第六工序，其对在上述第三工序中得到的荧光信号进行解析并决定上述样本DNA的碱基排列。
25.一种核酸聚合物的解析方法，其特征在于，
包括下述工序：
第一工序，其将由分析对象试样衍生的样本DNA固定在权利要求7所述的光点阵列基板的寡DNA表面修饰有孔玻璃珠上；
第二工序，其复制固定在上述寡DNA表面修饰有孔玻璃珠上的样本DNA；
第三工序，其利用含有荧光色素的试剂进行上述寡DNA表面修饰有孔玻璃珠上的样本DNA的一个碱基的扩链反应，
第四工序，其计测通过在上述反应后照射激发光而从上述光点阵列基板的上述有孔玻璃珠着座位置产生的荧光信号；
第五工序，其从计测了荧光信号的碱基分离荧光色素；
第六工序，其清洗含有分离后的荧光色素的溶液；以及
第七工序，其对在上述第四工序中得到的荧光信号进行解析并决定上述样本DNA的碱基排列；
26.一种核酸聚合物的解析方法，其特征在于，
包括下述工序：
第一工序，其在树脂基板的有孔玻璃珠着座位置装填官能团表面修饰有孔玻璃珠，该树脂基板在表面形成有凹凸图案，多个上述有孔玻璃珠着座位置以二次元阵列状设定在上述凹凸图案中；
第二工序，其将预先在表面上复制了由分析对象试样衍生的样本DNA的样本DNA有孔玻璃珠固定在上述官能团表面修饰有孔玻璃珠上；
第三工序，其利用含有荧光色素的试剂进行固定在上述官能团表面修饰有孔玻璃珠上的样本DNA有孔玻璃珠上的样本DNA的一个碱基的扩链反应；
第四工序，其计测通过在上述反应后照射激发光而从上述树脂基板的上述有孔玻璃珠着座位置产生的荧光信号；
第五工序，其从计测了上述荧光信号的碱基分离荧光色素；
第六工序，其冲洗含有分离后的荧光色素的溶液；以及
第七工序，其解析在上述第四工序中得到的荧光信号并决定上述样本DNA的碱基排列。
27.一种核酸聚合物的解析方法，其特征在于，
包括下述工序：
第一工序，其在树脂基板的有孔玻璃珠着座位置装填预先在表面上复制了由分析对象试样衍生的样本DNA的样本NDA有孔玻璃珠，该树脂基板在表面形成有凹凸图案，多个上述有孔玻璃珠着座位置以二次元阵列状设定在上述凹凸图案中；
第二工序，其利用含有荧光色素的试剂进行固定在上述有孔玻璃珠着座位置上的样本DNA有孔玻璃珠上的样本DNA的一个碱基的扩链反应；
第三工序，其计测通过在上述反应后照射激发光而从上述树脂基板的上述有孔玻璃珠着座位置产生的荧光信号；
第四工序，其从计测了上述荧光信号的碱基分离荧光色素；
第五工序，其冲洗含有分离后的荧光色素的溶液；以及
第六工序，其解析在上述第三工序中得到的荧光信号并决定上述样本DNA的碱基排列。
28.一种核酸聚合物的解析方法，其特征在于，
包括下述工序：
第一工序，其在树脂基板的有孔玻璃珠着座位置装填寡DNA表面修饰有孔玻璃珠，该树脂基板在表面形成有凹凸图案，多个上述有孔玻璃珠着座位置以二次元阵列状设定在上述凹凸图案中；
第二工序，其将由分析对象试样衍生的样本DNA固定在上述寡DNA表面修饰有孔玻璃珠上；
第三工序，其复制固定在上述寡DNA表面修饰有孔玻璃珠上的样本DNA；
第四工序，其利用含有荧光色素的试剂进行上述寡DNA表面修饰有孔玻璃珠上的样本DNA的一个碱基的扩链反应；
第五工序，其计测通过在上述反应后照射激发光而从上述树脂基板的上述有孔玻璃珠着座位置产生的荧光信号；
第六工序，其从计测了上述荧光信号的碱基分离荧光色素；
第七工序，其冲洗含有分离后的荧光色素的溶液；以及
第八工序，其解析在上述第五工序中得到的荧光信号并决定上述样本DNA的碱基排列。
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