DE10241409A1 - Mikroarray-Träger, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Mikroarray-Träger aus einem im wesentlichen hydrophoben Substrat, das auf seiner Oberfläche im wesentlichen hydrophile Bereiche aufweist, sowie Verfahren zu deren Herstellung. Derartige Mikroarray-Träger können für sogenannte Spotting-Prozesse verwendet werden, bei denen auf den hydrophilen Tropfen der Probenlösungen abgeschieden und so unterschiedliche Reaktanten, z. B. Oligonucleotide, DNA, Oligopeptide oder Proteine, chemisch gebunden werden können.

Description

  • Die Erfindung betrifft Mikroarry-Träger aus einem im wesentlichen hydrophoben Substrat, das auf seiner Oberfläche im wesentlichen hydrophile Bereiche aufweist, sowie Verfahren zu deren Herstellung. Derartige Mikroarray-Träger können für sogenannte Spotting-Prozesse verwendet werden, bei denen auf den hydrophilen Tropfen der Probenlösungen abgeschieden und so unterschiedliche Reaktanten, z.B. Oligonucleotide, DNA, Oligopeptide oder Proteine, chemisch gebunden werden können.
  • In der biologischen Forschung ist die Entwicklung und Verwendung von Mikroarrays heute ein Thema hoher Aktualität. Man versteht darunter flache Träger, oft von der Größe eines Objektträgers für die Mikroskopie, mit einer regelmäßigen Anordnung einer großen Zahl (gewöhnlich Hunderte bis Tausende) von Berei chen, an denen verschiedene Reaktanten chemisch gebunden vorliegen. Bei den Reaktanten kann es sich zum Beispiel um Oligonucleotide, DNA, Oligopeptide oder Proteine handeln. Die genannten Bereiche, sogenannte Spots, sind üblicherweise kreisförmige Flächen, die durch Flächenbereiche voneinander getrennt sind, an denen keine Reaktanten der genannten Art gebunden sind.
  • Diese Mikroarrays werden verwendet, um festzustellen, an welchen der Spots bei einer Reaktion mit einer Lösung von komplementären Molekülen, z.B. DNA, Proteine, eine molekulare Erkennung, d.h. eine spezifische Bindung von Molekülen aus der Lösung stattfindet.
  • Die genannten Arrays werden üblicherweise durch einen „Spottingprozess" hergestellt; d.h., es wird z.B. ein Glasträger mit einer geeignet präparierten Oberfläche benutzt, auf dem Tropfen von Lösungen der genannten Reaktanten in einem regelmäßigen Muster abgesetzt werden. Die Reaktanten binden dann, z.B. kovalent, durch elektrostatische Kräfte oder durch eine Immunreaktion, an die Oberfläche des Trägers. Der Träger muss dafür, wie erwähnt, geeignet präpariert sein, d.h., er muss an der Oberfläche z.B. reaktive chemisch funktionelle Gruppen enthalten, die kovalente Bindungen mit dem Reaktanten eingehen können, z.B. Amino-, Epoxy-, Aldehyd- oder Thiolgruppen (M.C. Pirrung, Die Herstellung von DNA-Chips, Angew. Chem. 114(2002) 1326–1341; R.E. Jenkins, S.R. Pennington, Proteomics 1 (2001) 13–29).
  • Die genannten funktionellen Gruppen werden auf Glas, Quarz oder Silicium durch Silanisierung hergestellt. Silanisierung ist heute Stand der Technik und kann auf all denjenigen Substanzen angewendet werden, die an der Oberfläche – ggf, nach geeigneter Konditionierung – eine hohe Dichte von Silanolgruppen (-Si-O-H) aufweisen. Diese Silanolgruppen reagieren mit Alkoxy- oder Halogen-Silanen unter Bildung einer Si-O-Si-Bindung. Polymere können damit also nicht ohne Weiteres silanisiert werden, da sie i.A. kein Silanolgruppen an der Oberfläche enthalten. Die verwendeten Silane können ein, zwei oder drei Alkoxygruppen, z.B. Methoxy- oder Ethoxygruppen, enthalten.
    •
  • Ausgehend hiervon war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mikroarray-Träger bereitzustellen, der zum einen aus kostengünstigen Ausgangsmaterialien herstellbar ist und auf dem exakt lokalisiert die einzelnen Proben als Spot aufgebracht werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch den Mikroarray-Träger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie die Verfahren zu deren Herstellung nach den Ansprüchen 13, 16 und 18 bis 20 gelöst. Die weiteren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf. In den Ansprüchen 21 und 22 wird die Verwendung der Mikroarray-Träger beschrieben.
  • Erfindungsgemäß wird ein Mikroarray-Träger aus einem Substrat aus einem Polymer und/oder Copolymer bereitgestellt, wobei das Substrat mindestens eine Oberfläche mit einem statischen Wasserrandwinkel θ1 besitzt, die arrayartig angeordnete und untereinander nicht in Kontakt stehende Bereiche mit einem statischen Wasserrandwinkel θ2 aufweist, die mit Silanolgruppen ausgestattet sind und/oder silanisierten Silanolgruppen funktionalisiert sind. Die Ausstattung mit Silanolgruppen bzw. Funktionalisierung mit silanisierten Silanolgruppen erfolgt dabei in der Weise, daß die Wasserrandwinkeldifferenz θ1 – θ2 ≥ 10°, bevorzugt ≥ 20° beträgt.
  • In den Fällen, in denen die jeweiligen Wasserrandwinke1 θ1 und θ2 aufgrund der Mikrostrukturierung nicht direkt auf dem Mikroarray-Träger gemessen werden können, kann die Messung dann jedoch unter identischen Bedingungen an makroskopischen Trägern mit entsprechend funktionalisierten Bereichen durchgeführt werden.
  • Ein wesentlicher Vorteil dieser Mikroarray-Träger beruht darauf, daß diese gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Glassubstraten wesentlich robuster in der Anwendung sind, da polymere Substrate praktisch unzerbrechlich sind und somit beispielsweise die Gefahr einer Verletzung an Bruchkanten vermieden werden kann. Gleichzeitig sind aufgrund der vereinfachten Herstellung deutlich günstigere Polymersubstrate einsetzbar.
  • Ein weiterer wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Mikroarray-Träger beruht darauf, daß Oberflächenspannung und chemische Funktionalisierungen der im wesentlichen hydrophil funktionalisierten Bereiche unabhängig von der Umgebung, also der umgebenden im wesentlichen hydrophoben Substratoberfläche, einstellbar sind. Grundsätzlich besteht bei derartigen Trägern das Problem, daß bei zu hydrophoben Oberflächen das aufgebrachte Volumen schwanken kann, wobei die Tropfen ihre ursprüngliche Position verlassen können und die Grenzfläche zwischen Träger und Tropfen zu gering ist. Bei zu hydrophilen Oberflächen dagegen ergeben sich irreguläre Spots, wodurch die Tropfen untereinander verlaufen können. Erfindungsgemäß wird dieses Problem nun dadurch beseitigt, indem relativ hydrophile Bereiche, sogenannte Spots, auf einem re lativ hydrophoben Substrat hergestellt werden, was besondere Vorteile für den Spotting-Prozeß hat. Auf den hydrophileren Spots können relativ hohe Tropfenvolumina abgesetzt werden, ohne daß es zu einem Verlaufen der meist wäßrigen Lösungen kommt, da die Grenze zur hydrophoberen Umgebung, also der umgebenden Substratoberfläche, eine Benetzungsbarriere darstellt. Die Grenzfläche wird durch die Form der hydrophilen Bereiche genau definiert.
  • Vorzugsweise sind die Silanolgruppen der hydrophilen Bereiche mit Silanisierungsreagenzien der allgemeinen Formel I Xn-Si-R4–n I mit X = Halogen oder Alkoxy (C1-C8),
    R = unabhängig voneinander Alkyl, Aryl, Alkylaryl oder Arylalkyl, wobei die Alkyl-Reste gegebenenfalls substituierte geradkettige, verzweigte oder cyclische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, Aryl für gegebenenfalls substituiertes Phenyl, Naphtyl oder Biphenyl steht, wobei mindestens einer der Reste R durch entsprechende Funktionalitäten, z.B. Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefel-haltige Gruppen im wesentlichen hydrophil ausgerüstet ist, und
    n = 1 bis 3
    silanisiert.
  • Die Struktur der bei dieser Silanisierung entstehenden Schicht läßt sich als chemische Strukturformel nicht eindeutig darstellen, sondern lediglich über die Silanisierungsreaktion und das entsprechende Si lanisierungsreagenz definieren. Das liegt unter anderem daran, daß die Produkte der Silanisierung, besonders in Fällen, wenn es sich um Silane mit zwei oder drei Alkoxygruppen handelt, strukturell nicht exakt definierbar sind, da neben monomolekularen Schichten auch quervernetzte Schichten mit einer höheren Dicke entstehen können.
  • Als Polymersubstrat kommen grundsätzlich alle aus dem Stand der Technik bekannten Polymere in Frage. Vorzugsweise werden polymere Produkte einer Polyaddition, z. B. Polyolefine wie Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), Polyacrylate oder Polymethacrylate eingesetzt. Ebenso ist es aber auch möglich, polymere Produkte einer Polykondensation wie etwa Polyamid, Polyamid, Polyester wie PET oder PEN einzusetzen. In gleicher Weise ist es möglich, Copolymere der zuvor genannten Verbindungen einzusetzen. Ein typisches Copolymer, das besonders bevorzugt ist, ist eines aus Ethylen mit einem Cycloolefin, z. B. COC.
  • Da der Träger an der Oberfläche reaktive chemische Gruppen aufweisen muß, enthalten die silanisierten Silanolgruppen vorzugsweise Epoxid-, Aldehyd-, Amino- oder Thiolgruppen und/oder andere mit Proteinen und DNA koppelbare Gruppen. Möglich und für die Anwendung im Proteomics-Bereich vorteilhaft sind Silane, die sehr hydrophile Polyethylenoxid-Segmente (-CH2-CH2-O) – enthalten.
  • Die genannten Bereiche oder Spots können beliebige Formen, z. B. rund, elliptisch, quadratisch, dreieckig oder viereckig, aufweisen. Bevorzugt werden jedoch runde oder quadratische Geometrien verwendet, wobei quadratische Spots den Vorteil einer besseren Flächennutzung aufweisen.
  • Aus technischen Gründen, d.h. zur einfacheren Verfahrensführung des Spotting-Prozesses, ist es vorteilhaft, wenn die auf dem als zweidimensionalen Gitter ausgestalteten Array angeordneten Spots in beiden Dimensionen linear angeordnet sind, da die lineare Anordnung von Pipetten oder Nadeln zur Aufbringung der Tropfen nur in einer Dimension verschoben werden muß, um die Spots mit Reaktantenlösung zu versehen.
  • Die einzelnen hydrophilen Bereiche oder Spots haben bevorzugt eine Größe im Bereich zwischen 10 μm und 1 mm, besonders bevorzugt zwischen 50 und 500 μm. Dies bezieht sich auf die Kantenlänge von quadratischen oder n-eckigen Spots oder den Durchmesser von runden Spots. Auf diese Weise ist es möglich, auf der Fläche einiger cm2 zwischen 10 und bis zu einigen Mio. Spots zu erzeugen.
  • Erfindungsgemäß werden ebenso Verfahren zur Herstellung der zuvor beschriebenen Mikroarray-Träger bereitgestellt. Hierfür stehen verschiedene Varianten zur Verfügung.
  • Bei substraktiv arbeitenden Verfahren nach dem Anspruch 12 wird die Oberfläche des Polymers oder Copolymers zunächst vollständig mit einer mit Silanolgruppen und/oder silanisierten Silanolgruppen hydrophil ausgestatteten Schicht modifiziert. Alternativ ist es möglich eine Beschichtung zu verwenden, an deren Oberfläche durch einen nachfolgenden Prozeß, z. B. Oxidation oder Hydrolyse, Silanolgruppen erzeugt werden. Die derart aufgetragene Schicht. wird im Anschluß fotolithographisch strukturiert. Hierfür bietet sich vorzugsweise ein selektiver Ätzprozeß an. Die Effizienz der Modifizierung kann noch dadurch erhöht werden, daß sich ein Prozeß anschließt, bei dem an der Oberfläche der funktionalisierten Bereiche durch einen weiteren Funktionalisierungsschritt die Dichte der Silanolgruppen weiter erhöht wird.
  • Alternativ kann auch ein Additivverfahren eingesetzt werden, bei dem die Oberfläche des Polymers oder Copolymers zunächst vollständig mit einem Fotolack beschichtet wird, eine Strukturierung der Oberfläche durch Entfernung des Fotolacks an dem für die Bereiche, sogenannte Spots, vorgesehenen Stellen erfolgt, im Anschluß auf der strukturierten Oberfläche eine mit Silanolgruppen und/oder silanisierten Silanolgruppen hydrophil ausgestatteten Schicht modifiziert wird und abschließend der Fotolack entfernt wird. Auch hier wird vorzugsweise eine nachträgliche Funktionalisierung auf die zuvor beschriebene Art und Weise durchgeführt.
  • Als weitere Variante kann der Mikroarray-Träger dadurch hergestellt werden, daß die Oberfläche eines siliciumhaltigen Polymers oder Copolymers zunächst vollständig mit einem Fotolack beschichtet wird. Nach der Strukturierung des Photolacks können dann durch einen anschließenden Oxidations- oder Hydrolyseprozeß, z.B. mittels eines Plasmas, an der Oberfläche des Polymers Silanolgruppen erzeugt werden, wobei der Oxidations- bzw. Hydrolyseprozeß nach Aufbringung des strukturierten Fotolacks erfolgt.
  • Besonders einfach gestaltet sich die Erzeugung von Silanol-Spots durch die Verwendung eines Atmosphärendruck-Plasmaprozesses mit strukturierter Elektrode, der in der WO 01/69644 beschrieben ist und der es erlaubt, ortsselektiv nur ganz bestimmte Bereiche des Plasmaträgers mit einer siliciumhaltigen Schicht zu versehen, die entweder selbst schon Silanolgruppen aufweist oder durch einen nachfolgenden Oxidations- oder Hydrolyseprozeß mit Oberflächen-Silanolgruppen versehen wird. Auf diese Weise ist es ebenso möglich ein Silicium enthaltendes Substrat an der Oberfläche lokal zu oxidieren, um auf diese Weise Silanolgruppen zu erzeugen.
  • Verwendung finden derartige Mikroarray-Träger als sogenannte DNA- oder Protein-Chips.
    •
  • Anhand der nachfolgenden Beispiele soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf diese Ausführungsformen einzuschränken.
  • Beispiel 1
  • Polypropylen-Folie mit SiOx-Spots, hergestellt durch einen Plasmaprozess mit strukturierter Elektrode
  • Auf einer dielektrischen Platte aus Polymethylmethacrylat (PMMA) wird ein Array von 10 × 10 Löchern mit einem typischen Durchmesser von einigen 100 μm, beispielsweise 500 μm, gefertigt. Diese dielektrische Platte wird mittels einer 2 mm dicken Matte aus Polydimethylsiloxan (PDMS) auf eine 30 μm dicke Polypropylen-Folie gepresst. Die PDMS-Matte liegt auf einer ebenen geerdeten Metallplatte und gewährleistet einen guten physikalischen Kontakt zwischen der zu behandelnden PP Folie und dem strukturierten Dieletrikum. Auf der gegenüberliegenden Seite des strukturierten Dielektrikums befindet sich eine metallische Elektrode (Hochspannungselektrode) in Form eines Gitters, um Gaszufuhr zu ermöglichen. Durch Anlegen einer Wechselspannung (50 kHz) wird in dem umschlossenen Gasvo lumen eine Entladung gezündet.
  • Die Beimischung siliciumhaltiger Precursoren führt zur lokalen Abscheidung von Siliciumoxidschichten auf dem Polymersubstrat. Als Beschichtungsgas wurde Tetraethoxysilan (TEOS) in Helium mit Zusatz von Sauerstoff, Gesamtdruck 1 bar, TEOS-Druck: 0,01 bar, Sauerstoffdruck 0,2 bar, gesamter Gasfluss 1 slm, benutzt. Nach einer Behandlungszeit von 60 s werden auf der behandelten Fläche hydrophile kreisförmige Zonen (Spots) nachgewiesen, die durch hydrophobe Bereiche voneinander getrennt sind. In diesem Experiment handelt es sich um ein Array von 100 Spots auf einer Fläche von 14 × 14 mm2.
  • Die charakteristische Schwingungsbande der Si-O-Si-Bindung bei ca. 1100 cml wurde mittels ATR-IR gemessen und gibt einen ersten Hinweis auf die chemische Zusammensetzung der an dem PP-Substrat abgeschiedenen Schicht.
  • Zur Charakterisierung der strukturell funktionalisierten Oberflächen können analytische Verfahren wie Rasterelektronenmikroskopie (REM-EDX) und Elektronenstrahl-Mikrosonde (EPMA) eingesetzt werden. Die REM-Aufnahme zeigt, daß die Spots mit einer Genauigkeit von ca. 5% der Geometrie der strukturierten Elektrode folgen. Das bedeutet, die Spots sind rund und haben einen den Löchern entsprechenden Durchmesser. Die chemische Zusammensetzung der Schicht wurde mit Hilfe von EDX-Analyse bestimmt und die Ergebnisse deuten an, daß die wesentlichen Bestandteile Silicium und Sauerstoff sind.
  • Wenn die chemische Zusammensetzung bekannt ist, kann die Schichtdicke mittels EPMA ermittelt werden. Die Schichtdicke hängt von Prozessparametern (Beschichtungszeit, Arbeitsgas, Pulsmuster) ab und kann einige 10 nm bis einige 100 nm betragen.
  • Die Stabilität der abgeschiedenen Siliciumoxidschichten bei Wasserauslagerung wurde überprüft.
  • Die Siliciumoxid-Spots lassen sich derivatisieren, so daß basierend auf der SiOx-Abscheidung verschiedene funktionelle Gruppen eingeführt werden können. Beispielsweise führt die Umsetzung mit Aminopropyltrimethoxysilan (APTMS) zu aminofunktionalisierten Oberflächen. An die Oberfläche gekoppelte Aminogruppen lassen sich beispielsweise mit Fluoresceinisothiocyanat (FITC) umsetzen. Anschließend wird die Fluoreszenz über einen Fluoreszenzreader ausgelesen und die Dichte der funktionellen Gruppe auf der Oberfläche bestimmt. Auf diese Weise werden die funktionalisierten Bereiche abgebildet.
  • Beispiel 2
  • COC-Platte mit Si-OR-Spots, hergestellt durch einen Liftoff-Prozess
  • Eine Polymerplatte aus einem Cycloolefin-Copolymer (Topas®) (5 × 10 × 0,11 cm3) wird nach bekannten Verfahren mit einem Photoresist beschichtet, der Resist wird strukturiert, so daß kreisrunde Öffnungen von 200 μm auf einem quadratischen Gitter mit einer Gitterkonstante von 1 mm vorliegen. Diese Struktur wird durch einen Sputterprozess (SiO2-Target, RF-Sputtern, 13,5 MHz, 2 Pa) mit einer 1,5 μm dicken SiO2-Schicht versehen. Diese Schicht wird anschließend nach bekannten Verfahren mit Glycidoxypropyl-trimethoxysilan (GPTS) silanisiert. Nach Ablösung des Photoresists und Exposition der Oberfläche in Dämpfen von konz. Ammoniaklösung ergeben sich kreisrunde Spots mit Aminofunktionalisierung, die nach Kopplung mit FITC, wie oben, in einem Fluoreszenzreader nachgewiesen werden können.
  • Beispiel. 3
  • Silikonpolymer mit Si-O-R-Spots, hergestellt durch lokale Oxidation und Silanisierung
  • In einer Anordnung entsprechend Ausführungsbeispiel 1 wurde ein silikonhaltiges Substrat für 60 s mit einer in Luft bei 1 bar betriebenen Entladung behandelt. Als Substrat wurde eine 1 mm dicke Folie aus Polydimethylsiloxan (PDMS) eingesetzt. Anschließend wird die Folie mit destilliertem Wasser gespült. Nur auf der behandelten Fläche wurden hydrophile kreisförmige Zonen (Spots) nachgewiesen, die durch hydrophobe Bereiche voneinander getrennt sind. In diesem Experiment erfolgt die Hydrophilisierung durch lokale Oxidation des Silikonpolymers.

Claims (22)

  1. Mikroarray-Träger aus einem Substrat aus einem Polymer und/oder Copolymer mit mindestens einer einen statischen Wasserrandwinkel θ1 aufweisenden Oberfläche, die arrayartig angeordnete und untereinander nicht in Kontakt stehende Bereiche mit einem statischen Wasserrandwinkel θ2 aufweist, die mit Silanolgruppen ausgestattet und/oder silanisierten Silanolgruppen funktionalisiert sind, wobei die Wasserrandwinkeldifferenz θ1 – θ2 ≥ 10° beträgt.
  2. Mikroarray-Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserrandwinkeldifferenz θ1 – θ2 ≥ 20° beträgt.
  3. Mikroarray-Träger nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Substrats im wesentlichen hydrophob und die Bereiche im wesentlichen hydrophil ausgerüstet sind.
  4. Mikroarray-Träger nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Silanolgruppen mit Silanisierungsreagenzien der allgemeinen Formel I Xn-Si-R4–n I mit X = Halogen oder Alkoxy (C1-C8) , R = unabhängig voneinander Alkyl, Aryl, Alkylaryl oder Arylalkyl, wobei die Alkyl-Reste gegebenenfalls substituierte geradkettige, verzweigte oder cyclische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, Aryl für gegebenenfalls substituiertes Phenyl, Naphthyl oder Biphenyl steht, wobei mindestens einer der Reste R durch entsprechende Funktionalitäten, z.B. Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelhaltige Gruppen im wesentlichen hydrophil ausgerüstet ist, und n = 1 bis 3 silanisiert sind.
  5. Mikroarray-Träger nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionalisierten Bereiche eine monomolekulare Schicht darstellen.
  6. Mikroarray-Träger nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionalisierte Bereiche eine quervernetzte Schicht darstellen.
  7. Mikroarray-Träger nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer oder Copolymer Silicium und/oder Siliciumverbindungen enthält.
  8. Mikroarray-Träger nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat, Polymethacrylat, Polyamid, Polyimid und Polyester.
  9. Mikroarray-Träger nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Copolymer ein Cycloolefin-Copolymer ist.
  10. Mikroarray-Träger nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die silanisierten Silanolgruppen Epoxid-, Aldehyd-, Amino-, Thiolgruppen und/oder andere mit Proteinen und DNA koppelbare Gruppen aufweisen.
  11. Mikroarray-Träger nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche eine runde oder quadratische Geometrie aufweisen.
  12. Mikroarray-Träger nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Bereiche zwischen 10 μm und 1 mm, bevorzugt zwischen 50 und 500 μm beträgt.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Mikroarray-Trägers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12 durch ein photolithographisches Substraktivverfahren, bei dem die Oberfläche des Polymers oder Copolymers zunächst vollständig mit einer Silanolgruppen und/oder silanisierten Silanolgruppen enthaltenden Schicht versehen wird, und diese Schicht photolithographisch unter Ausbildung der funktionalisierten Bereiche strukturiert wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die photolithographische Strukturierung durch einen selektiven Ätzprozess erfolgt.
  15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Silanolgruppen und/oder silanisierten Silanolgruppen der funktionalisierten Bereiche im Anschluß durch eine weitere Funktionalisierung erhöht wird.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Mikroarray-Trägers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12 durch ein photolithographisches Additivverfahren, bei dem die Oberfläche des Polymers oder Copolymers zunächst vollständig mit einem Photolack beschichtet wird, eine Strukturierung der Oberfläche durch Entfernung des Photolacks an den für die Bereiche vorgesehenen Stellen erfolgt, im Anschluß auf der strukturierten Oberfläche eine mit Silanolgruppen und/oder silani sierten Silanolgruppen ausgestattete Schicht aufgebracht wird, und abschließend der Photolack entfernt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Silanolgruppen und/oder silanisierten Silanolgruppen der funktionalisierten Bereiche im Anschluß durch eine weitere Funktionalisierung erhöht wird.
  18. Verfahren zur Herstellung eines Mikroarray-Trägers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die Oberfläche des Silicium enthaltenden Polymers oder Copolymers zunächst vollständig mit einem Photolack beschichtet wird, eine Strukturierung der Oberfläche durch Entfernung des Photolacks an den für die Bereiche vorgesehenen Stellen erfolgt, die Bereiche durch einen Oxidations- und/oder Hydrolyseprozess mit Silanolgruppen an der Oberfläche versehen werden und abschließend der Photolack entfernt wird.
  19. Verfahren zur Herstellung eines Mikroarray-Trägers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 durch ein Plasmaprozess mittels strukturierter Elektrode, bei dem die Oberfläche des Polymers oder Copolymers durch strukturierte Plasmaabscheidung einer Silanolgruppen enthaltenden Schicht modifiziert wird.
  20. Verfahren zur Herstellung eines Mikroarray-Trägers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 durch ein Plasmaprozess mittels strukturierter Elektrode, bei dem die Oberfläche des Polymers oder Copolymers durch strukturierte Plasmaabscheidung mit einer Silicium-haltigen Schicht in den Bereichen modifiziert wird und anschließend die Bereiche durch einen Oxidations- und/oder Hydrolyseprozess funktionalisiert werden.
  21. Verwendung des Mikroarray-Trägers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 als DNA-Chip.
  22. Verwendung des Mikroarray-Trägers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 als Protein-Chip.
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