JP2002528739A - 粒子の基板への制御された静電付着による堆積方法 - Google Patents
粒子の基板への制御された静電付着による堆積方法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は２つ以上の空間的に分離した領域をその表面（１１０）に有した基板を作成する方法に関し、その領域はそれぞれ一定量もしくは一定濃度の１つ以上の化学的成分（１２０、１２１、１２２、１２３）の１つを有する。前記方法は、（ａ）化学成分を直径１μｍから５００μｍの粒子（１２０）に結合させ、（ｂ）その粒子を適切な領域に静電的に堆積させ、（ｃ）前記空間的に分離した領域が第２の化学成分（１２１）を受容する場合、ステップ（ａ）と（ｂ）をその化学成分と適切な領域に繰り返し行う。
Description
【０００１】
本発明は、１９９８年１１月３日に出願されたＬｏｅｗｙ等の米国仮出願第６
０／１０６、８１７号から優先権の利益を享受する（代理人整理番号第ＳＡＲ１
２７３５号）。
０／１０６、８１７号から優先権の利益を享受する（代理人整理番号第ＳＡＲ１
２７３５号）。
【０００２】 本発明は、一定量の化学成分が空間的に分離されたセグメントに存在する表面
作成方法に関し、また、それら定められた分離されたセグメントをその表面に持
つ基板に関する。
作成方法に関し、また、それら定められた分離されたセグメントをその表面に持
つ基板に関する。
【０００３】
本発明は、主に家庭用検査薬キットの製造コストを下げる作成方法と技術ツー
ルに関する。これらの方法と技術ツールは、薬品会社およびヘルスケア会社に適
用するため、帯電された試薬と粉末、望ましくは医薬品を乾式堆積法により様々
な表面に堆積させることを含む。これら乾式試薬堆積法とツールによれば、製造
スピードをあげ、製造コストを下げることができ、そのため家庭用検査薬企業の
製品製造に適しており、特に使用頻度の低い低コストの大衆用家庭検査薬に適し
ている。このような製品はユーザが使いやすく、非機械的で安定、正確、精密、
反応性がよく、特定的で定量的である。本発明の方法は生体分子試薬の微粒子を
家庭用検査薬の膜に堆積させるために静電気を利用した適切なものである。
ルに関する。これらの方法と技術ツールは、薬品会社およびヘルスケア会社に適
用するため、帯電された試薬と粉末、望ましくは医薬品を乾式堆積法により様々
な表面に堆積させることを含む。これら乾式試薬堆積法とツールによれば、製造
スピードをあげ、製造コストを下げることができ、そのため家庭用検査薬企業の
製品製造に適しており、特に使用頻度の低い低コストの大衆用家庭検査薬に適し
ている。このような製品はユーザが使いやすく、非機械的で安定、正確、精密、
反応性がよく、特定的で定量的である。本発明の方法は生体分子試薬の微粒子を
家庭用検査薬の膜に堆積させるために静電気を利用した適切なものである。
【０００４】 本発明の重要な点は、有効な診断ツールの基板に付着させなくてはならない生
体分子などの量が、しばしば静電堆積により典型的に直接的に堆積される量より
も少ないということである。これら生体分子は適切な量の粒子と結合し、その粒
子は経済的で信頼性の高い検査紙への静電堆積に有効に利用される。この堆積シ
ステムを有効に利用すれば、生体分子を空間的に分離した状態で堆積することが
できるため、例えば、「＋」「−」など視覚的に確認可能なサインをもつ試薬を
作成することができる。その担体粒子とその担体粒子を維持するため使用される
組成は、生体診断を予期せぬ形で妨げるものではない。
体分子などの量が、しばしば静電堆積により典型的に直接的に堆積される量より
も少ないということである。これら生体分子は適切な量の粒子と結合し、その粒
子は経済的で信頼性の高い検査紙への静電堆積に有効に利用される。この堆積シ
ステムを有効に利用すれば、生体分子を空間的に分離した状態で堆積することが
できるため、例えば、「＋」「−」など視覚的に確認可能なサインをもつ試薬を
作成することができる。その担体粒子とその担体粒子を維持するため使用される
組成は、生体診断を予期せぬ形で妨げるものではない。
【０００５】
本発明は、２つ以上の空間的に分離した領域をその表面に有した基板を作成す
る方法に関し、その領域はそれぞれ一定量もしくは一定濃度の１つ以上の化学的
成分の１つを有する。前記方法は、化学成分を直径１μｍから５００μｍの粒子
に結合させるステップと、その粒子を適切な領域に静電的に堆積させるステップ
と、前記空間的に分離した領域が第２の化学成分を受容する場合、（ａ）と（ｂ
）のステップをその化学成分と適切な領域に繰り返し行う。その化学成分は、そ
の粒子の２０重量％以下（より好ましくは１０重量％以下または５重量％以下）
であるのが好ましい。一つの実施形態においては、この化学成分は予備粒子に結
合し、第１の粒子が他の固体成分と凝集し、直径１μｍから５００μｍの粒子を
形成する。いくつかの実施形態において、この化学成分は生化学物質、ペプチド
、プロテイン、核酸、核酸介在染料である。この結合物は、たとえば共有原子価
的に少なくとも１０12Ｍ-1の会合定数で付着するあるいは結合するものである。
より望ましくは、この方法はさらに、これら粒子を表面に安定させるため適応さ
れたポリマー成分でこれらの領域を被覆するステップを含む。
る方法に関し、その領域はそれぞれ一定量もしくは一定濃度の１つ以上の化学的
成分の１つを有する。前記方法は、化学成分を直径１μｍから５００μｍの粒子
に結合させるステップと、その粒子を適切な領域に静電的に堆積させるステップ
と、前記空間的に分離した領域が第２の化学成分を受容する場合、（ａ）と（ｂ
）のステップをその化学成分と適切な領域に繰り返し行う。その化学成分は、そ
の粒子の２０重量％以下（より好ましくは１０重量％以下または５重量％以下）
であるのが好ましい。一つの実施形態においては、この化学成分は予備粒子に結
合し、第１の粒子が他の固体成分と凝集し、直径１μｍから５００μｍの粒子を
形成する。いくつかの実施形態において、この化学成分は生化学物質、ペプチド
、プロテイン、核酸、核酸介在染料である。この結合物は、たとえば共有原子価
的に少なくとも１０12Ｍ-1の会合定数で付着するあるいは結合するものである。
より望ましくは、この方法はさらに、これら粒子を表面に安定させるため適応さ
れたポリマー成分でこれらの領域を被覆するステップを含む。
【０００６】 本発明は前記の方法で製造された基板を含む。
【０００７】 本発明は更に、空間的に分離された領域を有する細胞成長補助基板を生化学物
質で作成する方法を含み、この方法は細胞成長補助基板または細胞成長補助基板
にこの方法を組み合わせた分離基板に生化学物質を結合させるステップを含む。
この生化学物質は、たとえば、栄養物、または抗菌物質であってもよい。
質で作成する方法を含み、この方法は細胞成長補助基板または細胞成長補助基板
にこの方法を組み合わせた分離基板に生化学物質を結合させるステップを含む。
この生化学物質は、たとえば、栄養物、または抗菌物質であってもよい。
【０００８】 本発明は更に、試薬の反応を助ける化学化合物からなり、前記の方法で作成さ
れる第１の層と、そして第１の化学化合物とは明確に異なる第２の化学化合物か
らなる第２の層とを備える基板を含む。この基板は反応を視覚的に確認できるよ
うにするような試薬、たとえばコロイド状金や西洋ワサビペルオキシダーゼなど
からなっていてもよい。
れる第１の層と、そして第１の化学化合物とは明確に異なる第２の化学化合物か
らなる第２の層とを備える基板を含む。この基板は反応を視覚的に確認できるよ
うにするような試薬、たとえばコロイド状金や西洋ワサビペルオキシダーゼなど
からなっていてもよい。
【０００９】
分子診断薬にはあるタイプの生体分子を利用、または設計に組み込んでいる。
この生体分子は核酸、プロテイン、ペプチド、酵素などの種を含み、本発明に利
用できる。例えば、米国特許出願第０８／８８１、２８２号（出願日１９９７年
６月２４日、代理人ドケット番号第ＤＳＲＣ１２０４９号）には、核酸分子を基
板上で捕らえる方法が開示されており、本発明に適用できる。本発明の方法は、
様々な生化学的高分子、例えば診断薬および試薬の作成のための高分子の堆積に
適用できる。
この生体分子は核酸、プロテイン、ペプチド、酵素などの種を含み、本発明に利
用できる。例えば、米国特許出願第０８／８８１、２８２号（出願日１９９７年
６月２４日、代理人ドケット番号第ＤＳＲＣ１２０４９号）には、核酸分子を基
板上で捕らえる方法が開示されており、本発明に適用できる。本発明の方法は、
様々な生化学的高分子、例えば診断薬および試薬の作成のための高分子の堆積に
適用できる。
【００１０】 粒子への化学化合物の結合 本発明は化学化合物を粒子に結合させ、基板上へ粒子を静電的に堆積させる方
法を提示する。この粒子は特定の大きさの範囲で、１つ以上の選択された化学化
合物に結合できるものを選ぶことができる。例えば、粒子の大きさは直径１μｍ
から５００μｍであり、望ましくは直径５０μｍから４００μｍ、更に望ましく
は直径１５０μｍから２５０μｍの範囲とすることができる。本発明の方法はま
た、化学化合物と前記の粒子よりも小さい予備粒子との結合、また予備粒子と他
の粒子との凝集物を含む。これは化学化合物が結合していても結合していなくて
もよい。この予備粒子は、操作の際の破砕に耐えうる流動床などのポリマー粒子
であるのが望ましい。ラテックス粒子も望ましい。この粒子は望ましくは０．１
μｍから５μｍ、更に望ましくは０．１μｍから１μｍの直径である。
法を提示する。この粒子は特定の大きさの範囲で、１つ以上の選択された化学化
合物に結合できるものを選ぶことができる。例えば、粒子の大きさは直径１μｍ
から５００μｍであり、望ましくは直径５０μｍから４００μｍ、更に望ましく
は直径１５０μｍから２５０μｍの範囲とすることができる。本発明の方法はま
た、化学化合物と前記の粒子よりも小さい予備粒子との結合、また予備粒子と他
の粒子との凝集物を含む。これは化学化合物が結合していても結合していなくて
もよい。この予備粒子は、操作の際の破砕に耐えうる流動床などのポリマー粒子
であるのが望ましい。ラテックス粒子も望ましい。この粒子は望ましくは０．１
μｍから５μｍ、更に望ましくは０．１μｍから１μｍの直径である。
【００１１】 前記の化学化合物は、生化学的高分子もしくはその断片、生化学物質、プロテ
イン、核酸を含みうる。この化学化合物は、選択的透水性をもつ化合物、可変性
疎水性、多孔性、充填密度、反応性、その他様々な化学的、物理的性質を持つ化
合物でもよい。化学化合物はサブモノレイヤー、モノレイヤー、あるいはマルチ
レイヤーの各レベルの基板粒子に与えることができる。マルチレイヤーの各レベ
ルの基板粒子（またはビーズ）に化学物質を与える場合、その化学物質の観察定
量で基板を被覆することも含まれる。この化学物質はまた栄養物、または抗菌物
質としての生化学物質であってもよい。
イン、核酸を含みうる。この化学化合物は、選択的透水性をもつ化合物、可変性
疎水性、多孔性、充填密度、反応性、その他様々な化学的、物理的性質を持つ化
合物でもよい。化学化合物はサブモノレイヤー、モノレイヤー、あるいはマルチ
レイヤーの各レベルの基板粒子に与えることができる。マルチレイヤーの各レベ
ルの基板粒子（またはビーズ）に化学物質を与える場合、その化学物質の観察定
量で基板を被覆することも含まれる。この化学物質はまた栄養物、または抗菌物
質としての生化学物質であってもよい。
【００１２】 本発明は、粒子と１つ以上の化学化合物の結合に適した条件を提示するもので
ある。１つ以上の化学化合物が少なくとも１０12Ｍ-1または１０15Ｍ-1の会合定
数で共有原子価的付着あるいは結合できるよう、粒子の原料、化学化合物の性質
、反応条件、あるいは他のパラメータを選択できる。化学化合物と粒子の結合は
多数の反応ステップからなり、全体的、あるいは部分的な粒子、あるいは化学化
合物の物理的、化学的変化を含む。共有原子価的結合は、たとえば「生体電磁技
術と高分子生物学（Ｂｉｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｅｃｈｉｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ
Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ、２版 Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｄｙｎａｌ、
Ｏｓｌｏ、Ｎｏｒｗａｙ）」で概略が述べられているが、炭化ジイミドや脱水物
質などで媒介された結合物を含む。
ある。１つ以上の化学化合物が少なくとも１０12Ｍ-1または１０15Ｍ-1の会合定
数で共有原子価的付着あるいは結合できるよう、粒子の原料、化学化合物の性質
、反応条件、あるいは他のパラメータを選択できる。化学化合物と粒子の結合は
多数の反応ステップからなり、全体的、あるいは部分的な粒子、あるいは化学化
合物の物理的、化学的変化を含む。共有原子価的結合は、たとえば「生体電磁技
術と高分子生物学（Ｂｉｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｅｃｈｉｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ
Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ、２版 Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｄｙｎａｌ、
Ｏｓｌｏ、Ｎｏｒｗａｙ）」で概略が述べられているが、炭化ジイミドや脱水物
質などで媒介された結合物を含む。
【００１３】 本発明の方法は、粒子と不活性担体の混合も含む。この担体は砂糖などの粉末
でもよい。本発明のいくつかの実施形態では、乾いた少量の化学化合物を直接用
意し取り扱うのは難しいため、粒子とそれに結合された化学化合物は砂糖と混合
される。いくつかの実施形態では、粒子サイズは粒子が担体と混合される前また
は後に計測される。この混合物または基板上の粒子サイズの縮小は、望ましい範
囲の粒子サイズを得るために、例えばその粉末または粉末混合物を網の目でふる
いにかけることでなされる。
でもよい。本発明のいくつかの実施形態では、乾いた少量の化学化合物を直接用
意し取り扱うのは難しいため、粒子とそれに結合された化学化合物は砂糖と混合
される。いくつかの実施形態では、粒子サイズは粒子が担体と混合される前また
は後に計測される。この混合物または基板上の粒子サイズの縮小は、望ましい範
囲の粒子サイズを得るために、例えばその粉末または粉末混合物を網の目でふる
いにかけることでなされる。
【００１４】 本発明による基板作成は、分光光度測定装置などの装置で、または目視により
監視する化学的ステップに適用できる。
監視する化学的ステップに適用できる。
【００１５】 静電的及び制御場堆積方法 本発明の方法は更に、２つ以上の空間的に分離した領域を基板表面に形成する
ため、１つ以上の粒子と化学化合物の結合複合物を静電的に基板表面に堆積する
ステップを含む。静電的堆積のステップは、当業者に知られた様々な適切な方法
と装置を利用してなされる。そのうちいくつかは以下で述べる。当業者であれば
、要求された用途に適した静電堆積装置と方法を選択することができる。幾つか
の実施形態では、基板は例えば硝酸セルロース（ＳｃｈｌｅｉｃｈｅｒとＳｃｈ
ｕｅｌｌ、Ｋｅｅｎｅ、ＮＨ）製の膜、またはアセテート製の膜で形成できる。
基板はそのすべてを帯電、または中性の状態にでき、帯電集中領域、または局所
的に酸性の領域、またはベースサイトの領域を複数持つ事ができる。本発明の実
施形態の１つでは、粒子を様々な化学化合物と共に基板表面の空間的に分離した
複数の領域に位置させるために多重堆積法が使用されている。本発明では与えら
れた粒子に対し多重的な化学化合物が使用されている。本発明の複数の方法によ
れば、複数の粒子層は、分離（分散）された化学化合物にそれぞれ結合される（
図１）。すなわち、本発明は、１つ以上の層、または空間的および層的分解を望
ましく実施可能な形で組み合わせ、１つ以上の分散化学化合物に結合された粒子
を基板表面の２つ以上の領域に静電的に堆積する方法を提示するものである。
ため、１つ以上の粒子と化学化合物の結合複合物を静電的に基板表面に堆積する
ステップを含む。静電的堆積のステップは、当業者に知られた様々な適切な方法
と装置を利用してなされる。そのうちいくつかは以下で述べる。当業者であれば
、要求された用途に適した静電堆積装置と方法を選択することができる。幾つか
の実施形態では、基板は例えば硝酸セルロース（ＳｃｈｌｅｉｃｈｅｒとＳｃｈ
ｕｅｌｌ、Ｋｅｅｎｅ、ＮＨ）製の膜、またはアセテート製の膜で形成できる。
基板はそのすべてを帯電、または中性の状態にでき、帯電集中領域、または局所
的に酸性の領域、またはベースサイトの領域を複数持つ事ができる。本発明の実
施形態の１つでは、粒子を様々な化学化合物と共に基板表面の空間的に分離した
複数の領域に位置させるために多重堆積法が使用されている。本発明では与えら
れた粒子に対し多重的な化学化合物が使用されている。本発明の複数の方法によ
れば、複数の粒子層は、分離（分散）された化学化合物にそれぞれ結合される（
図１）。すなわち、本発明は、１つ以上の層、または空間的および層的分解を望
ましく実施可能な形で組み合わせ、１つ以上の分散化学化合物に結合された粒子
を基板表面の２つ以上の領域に静電的に堆積する方法を提示するものである。
【００１６】 幾つかの静電的堆積方法によれば、静電荷が基板に蓄積されるよう、基板は適
切に電気的に絶縁されている。帯電蓄積法の一つとして、光電効果を利用する方
法がある。この方法によれば、基板は帯電、典型的には電子を基板から取り去る
のに効果的な電磁輻射にさらされる。他の方法では帯電誘導、摩擦帯電、プラズ
マ処理、帯電誘導およびコロナ帯電を含む。更に望ましい方法ではイオン放射器
が帯電させたいと考える表面に向けて操作される。粉末など静電的に制御され帯
電した物質によるこうしたイオン印刷は、Ｐｌｅｔｃｈｅｒ等による「基板上の
定められた領域への媒体粉末の静電的堆積装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ
Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃａｌｌｙ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ ａ Ｍｅｄｉｃ
ａｍｅｎｔ Ｐｏｗｄｅｒ Ｕｐｏｎ Ｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄ Ｒｅｇｉｏｎｓ
ｏｆ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」、米国特許第５、７１４、００７号（１９
９８年２月３日許可、米国特許出願第０８／６５９、５０１号（出願日１９９６
年６月６日）および米国特許出願第０８／７３３、５２５号（出願日１９９６年
１０月１８日）に詳述されている。
切に電気的に絶縁されている。帯電蓄積法の一つとして、光電効果を利用する方
法がある。この方法によれば、基板は帯電、典型的には電子を基板から取り去る
のに効果的な電磁輻射にさらされる。他の方法では帯電誘導、摩擦帯電、プラズ
マ処理、帯電誘導およびコロナ帯電を含む。更に望ましい方法ではイオン放射器
が帯電させたいと考える表面に向けて操作される。粉末など静電的に制御され帯
電した物質によるこうしたイオン印刷は、Ｐｌｅｔｃｈｅｒ等による「基板上の
定められた領域への媒体粉末の静電的堆積装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ
Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃａｌｌｙ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ ａ Ｍｅｄｉｃ
ａｍｅｎｔ Ｐｏｗｄｅｒ Ｕｐｏｎ Ｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄ Ｒｅｇｉｏｎｓ
ｏｆ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」、米国特許第５、７１４、００７号（１９
９８年２月３日許可、米国特許出願第０８／６５９、５０１号（出願日１９９６
年６月６日）および米国特許出願第０８／７３３、５２５号（出願日１９９６年
１０月１８日）に詳述されている。
【００１７】 特筆すべきは、堆積物質の帯電粒子の平均帯電質量比が知られている場合、効
果的に堆積される粒子の質量は、前もって基板に蓄積されていた帯電量から比較
的正確に予測できるということである。特に、あるタイプの基板については計測
データベースが編集されている。使用された粒子の平均帯電質量比が与えられて
いれば、蓄積された帯電量と堆積された質量の関係は、物質と帯電条件の組み合
わせについて計測できる。製造計画書では粒子の平均帯電質量比の監視が書かれ
ている。一般的平均帯電質量比監視方法は、電圧を石英水晶のような結晶に印可
することで振動周波数を得、これを帯電粒子にさらすことにより得られる振動周
波数の変化を監視し、これらの変化をモニターに影響を与えた粒子の質量と関連
付ける。もう一方の帯電質量比監視方法ではＣ．Ｂ．Ｓｃｈｅｉｎ Ｊ．Ｃｒａ
ｎｃｈ、Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ．４６：５１４０、１９７５のケージブ
ローオフ法が用いられている。１つ以上の帯電質量比監視装置を用いて、堆積装
置の電気的制御にフィードバックループを組み込むことができる。一つの望まし
い実施形態においては、粒子の帯電質量比がその供給源において（供給源の例に
ついては後述する）採れるよう帯電質量比監視装置が置かれており、帯電監視装
置（例えば帯電粒子の堆積により発生する電流を測定する装置）は帯電個所に隣
り合わせて置かれている。これら２つの場所でサンプリングされた値は堆積装置
の操作において実践的データとなる。
果的に堆積される粒子の質量は、前もって基板に蓄積されていた帯電量から比較
的正確に予測できるということである。特に、あるタイプの基板については計測
データベースが編集されている。使用された粒子の平均帯電質量比が与えられて
いれば、蓄積された帯電量と堆積された質量の関係は、物質と帯電条件の組み合
わせについて計測できる。製造計画書では粒子の平均帯電質量比の監視が書かれ
ている。一般的平均帯電質量比監視方法は、電圧を石英水晶のような結晶に印可
することで振動周波数を得、これを帯電粒子にさらすことにより得られる振動周
波数の変化を監視し、これらの変化をモニターに影響を与えた粒子の質量と関連
付ける。もう一方の帯電質量比監視方法ではＣ．Ｂ．Ｓｃｈｅｉｎ Ｊ．Ｃｒａ
ｎｃｈ、Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ．４６：５１４０、１９７５のケージブ
ローオフ法が用いられている。１つ以上の帯電質量比監視装置を用いて、堆積装
置の電気的制御にフィードバックループを組み込むことができる。一つの望まし
い実施形態においては、粒子の帯電質量比がその供給源において（供給源の例に
ついては後述する）採れるよう帯電質量比監視装置が置かれており、帯電監視装
置（例えば帯電粒子の堆積により発生する電流を測定する装置）は帯電個所に隣
り合わせて置かれている。これら２つの場所でサンプリングされた値は堆積装置
の操作において実践的データとなる。
【００１８】 その他数多くの方法が固体のサポート台に堆積された物質の量を監視するため
使用されている。例えば、光学的方法では反射率、透過率、蛍光などをレーザー
または広域または狭域幅の非平行光線を利用して計測している。例えばＰｏｌｉ
ｎｉａｋ等の「乾式粉末堆積装置（Ｄｒｙ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ０９／０９５、２４６号、出願日１９９８年６月１０
日を参照のこと。他の電磁エネルギー源、例えばＸ線、または蛍光またはマイク
ロ波を当て、その吸収率が使用される。堆積された物質がマイクロ波などのエネ
ルギー源と共振を起こす終点を監視するためには同調回路が用いられている。望
ましくは音源が超音波源である場合には音響吸収法が用いられている。もう一つ
の模範的な計測方法としてはプロフィラメータを利用した方法が挙げられ、これ
は物質が堆積された表面で屈折した光ビームの量を測定するレーザー機器であり
、堆積された物質の深さを計測するため用いられる。また他の電気的方法では、
堆積された物質が堅固な支持台に結合された導電性物質（たとえば堅固な支持台
と一体化された導電性物質または隣り合わせて置かれた堅固な支持台を有する導
電性物質）と他の導電体の間に位置する場合、この導電性物質と導電体間のキャ
パシタンスを計測している。
使用されている。例えば、光学的方法では反射率、透過率、蛍光などをレーザー
または広域または狭域幅の非平行光線を利用して計測している。例えばＰｏｌｉ
ｎｉａｋ等の「乾式粉末堆積装置（Ｄｒｙ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ０９／０９５、２４６号、出願日１９９８年６月１０
日を参照のこと。他の電磁エネルギー源、例えばＸ線、または蛍光またはマイク
ロ波を当て、その吸収率が使用される。堆積された物質がマイクロ波などのエネ
ルギー源と共振を起こす終点を監視するためには同調回路が用いられている。望
ましくは音源が超音波源である場合には音響吸収法が用いられている。もう一つ
の模範的な計測方法としてはプロフィラメータを利用した方法が挙げられ、これ
は物質が堆積された表面で屈折した光ビームの量を測定するレーザー機器であり
、堆積された物質の深さを計測するため用いられる。また他の電気的方法では、
堆積された物質が堅固な支持台に結合された導電性物質（たとえば堅固な支持台
と一体化された導電性物質または隣り合わせて置かれた堅固な支持台を有する導
電性物質）と他の導電体の間に位置する場合、この導電性物質と導電体間のキャ
パシタンスを計測している。
【００１９】 帯電された堆積物質により生じた帯電質量比の再現性を高めるため、様々な付
加的要素が関しあるいは制御されている。例えば、周囲環境の湿度の制御、堆積
する物質の限界溶媒の性質および内容、堆積する物質の純度、そして摩擦帯電ス
テップにおける摩擦速度が重要である。
加的要素が関しあるいは制御されている。例えば、周囲環境の湿度の制御、堆積
する物質の限界溶媒の性質および内容、堆積する物質の純度、そして摩擦帯電ス
テップにおける摩擦速度が重要である。
【００２０】 表面への帯電堆積物質の静電的堆積におけるもう一つの方法は「制御場堆積」
と呼ばれており、典型的には、帯電された物質が堆積されるべき表面に、引力の
ある電界を直接的あるいは間接的に形成する電極に、ある電位を印可する方法で
ある。例えば、基板は堆積表面の下に位置する電気的導体を複数有し、その導体
にある電位を印可すると引力のある電界が形成される。基板表面とこの導体の間
の距離が適切に小さい場合、外からその導体に電圧を与えられなければ堆積物質
の電荷はその導体に再分配され、静電「潜像」力が堆積物質とその複数の導体間
に生じる。それによって堆積物質が表面に安定的付着が促進される。特筆すべき
は多くの粒子が、導体に直接堆積された場合でさえ電荷が放電されないことであ
り、これによって非常に大きな潜像力が数時間、あるいは数日以上粒子を付着さ
せうる。
と呼ばれており、典型的には、帯電された物質が堆積されるべき表面に、引力の
ある電界を直接的あるいは間接的に形成する電極に、ある電位を印可する方法で
ある。例えば、基板は堆積表面の下に位置する電気的導体を複数有し、その導体
にある電位を印可すると引力のある電界が形成される。基板表面とこの導体の間
の距離が適切に小さい場合、外からその導体に電圧を与えられなければ堆積物質
の電荷はその導体に再分配され、静電「潜像」力が堆積物質とその複数の導体間
に生じる。それによって堆積物質が表面に安定的付着が促進される。特筆すべき
は多くの粒子が、導体に直接堆積された場合でさえ電荷が放電されないことであ
り、これによって非常に大きな潜像力が数時間、あるいは数日以上粒子を付着さ
せうる。
【００２１】 制御場堆積に使用される制御場発生装置は、その場を発生させる電極と一体化
した装置に堆積物質を直接与えられるよう設計され（ａ）、または堆積物質が与
えられる基板と共に操作される静電チャック（すなわち場の印可構造）と共に使
用されるよう（ｂ）設計されている。前者の場合（ａ）、電極を形成するメタラ
イゼーションステップは大量生産技術が可能であることが望ましい。例えば、微
細なパターンの電極を形成する場合はリソグラフィー技術で、あるいはメタル層
を基板に付着または溶接することでメタライゼーションをすることができる。設
計（ｂ）の場合、静電チャックは基板に静電チャックを静電的に付着するに効果
的であるが、付着力を与える、あるいは補足するためには真空の利用が望ましい
。第３の手段としては、基板と、電極を供給するデバイスが場発生装置として機
能するように、基板をそのデバイスとリバーシブルに組み合わせて設計すること
である。このようにすることで、製造コストの要である電極構造は、化学的ステ
ップを行う試薬が堆積される消耗品からは分離したままでいられる。前述した文
献に加え、電極構造と静電チャックに関する情報がＳｕｎの「複数の目的物の基
板上での位置決めのためのチャックと方法（Ｃｈｕｃｋｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏ
ｄｓ ｆｏｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｂｊｅｃｔｓ
ｏｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」 米国特許第５、７８８、８１４号（１９９
８年８月４日発行）に見られる。
した装置に堆積物質を直接与えられるよう設計され（ａ）、または堆積物質が与
えられる基板と共に操作される静電チャック（すなわち場の印可構造）と共に使
用されるよう（ｂ）設計されている。前者の場合（ａ）、電極を形成するメタラ
イゼーションステップは大量生産技術が可能であることが望ましい。例えば、微
細なパターンの電極を形成する場合はリソグラフィー技術で、あるいはメタル層
を基板に付着または溶接することでメタライゼーションをすることができる。設
計（ｂ）の場合、静電チャックは基板に静電チャックを静電的に付着するに効果
的であるが、付着力を与える、あるいは補足するためには真空の利用が望ましい
。第３の手段としては、基板と、電極を供給するデバイスが場発生装置として機
能するように、基板をそのデバイスとリバーシブルに組み合わせて設計すること
である。このようにすることで、製造コストの要である電極構造は、化学的ステ
ップを行う試薬が堆積される消耗品からは分離したままでいられる。前述した文
献に加え、電極構造と静電チャックに関する情報がＳｕｎの「複数の目的物の基
板上での位置決めのためのチャックと方法（Ｃｈｕｃｋｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏ
ｄｓ ｆｏｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｂｊｅｃｔｓ
ｏｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」 米国特許第５、７８８、８１４号（１９９
８年８月４日発行）に見られる。
【００２２】 基板に与えられた粒子の電荷は、たとえば、プラズマ処理、照射処理（適切な
高エネルギー電磁波照射による処理を含む）、またはイオン照射により生じる。
しかし、より好ましくは、電荷は誘導摩擦帯電により生じる。これは、異なった
摩擦電気係数を有する２つの物質が擦れ合い、互いの電荷を交換し合うというも
のである。摩擦帯電は上述したいくつかの電荷発生方法に勝る。これは粒子がさ
らされる反応促進エネルギーが最小限ですむからである。またそのため、摩擦帯
電は化合物の劣化の可能性が最小限ですむ。摩擦帯電に使用できる物質の例とし
ては、ポリテトラフルオロエチレン（“テフロン（登録商標）”）、クロロトリ フオルエチレンの重合物、クロロプロピレン、塩化ビニル、クロロエーテル、４ −クロロスチレン、４−クロロ−４−メトキシスチレン、スルフォン、エピクロ リドリン、スチレン、エチレン、炭酸塩、エチレンビニルアセテート、メチルメ タクリレート、ビニルアセテート、２−ビニルピリジンスチレン、ナイロン、酸 化エチレンがある。例としては、「重合物の摩擦帯電（Ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒ ｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）」Ｋ．Ｃ．Ｆｒｉｓｃｈ およ びＡ．Ｐａｔｓｉｓ、 Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ（Ｔｅｃｈｎｏｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｃｔｉｏｎｓ、Ｗｅｓｔｐ ｏｒｔ、ＣＴ）参照のこと。この論文はその勧善制においてここに文献としてあ げるものである。例えば、ポリテトラフクオロエチレントポリエチレン、そして 他のマイナスに帯電される物質は一般的にプラスの電荷を対象物に与える。ナイ ロンと他のプラスに帯電される物質は一般的にマイナスの電荷を対象物に与える 。摩擦帯電と帯電粒子の分配をする装置についてはＳｕｎ等「音響分配器（Ａｃ ｏｕｓｔｉｃ Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）」米国特許第５、７５３、３０２号（１９ ９８年５月１９日出願）、米国特許出願第０８／６６１、２２１号（出願日１９ ９６年６月１０日）に詳述されている。特に、米国特許出願第０８／６６１、２ ２１号には音響分配器は振動エネルギーとゲート電界を利用して帯電粒子を基板 上に分配していると書かれており、その完全性のためここに文献としてあげるも のである。
高エネルギー電磁波照射による処理を含む）、またはイオン照射により生じる。
しかし、より好ましくは、電荷は誘導摩擦帯電により生じる。これは、異なった
摩擦電気係数を有する２つの物質が擦れ合い、互いの電荷を交換し合うというも
のである。摩擦帯電は上述したいくつかの電荷発生方法に勝る。これは粒子がさ
らされる反応促進エネルギーが最小限ですむからである。またそのため、摩擦帯
電は化合物の劣化の可能性が最小限ですむ。摩擦帯電に使用できる物質の例とし
ては、ポリテトラフルオロエチレン（“テフロン（登録商標）”）、クロロトリ フオルエチレンの重合物、クロロプロピレン、塩化ビニル、クロロエーテル、４ −クロロスチレン、４−クロロ−４−メトキシスチレン、スルフォン、エピクロ リドリン、スチレン、エチレン、炭酸塩、エチレンビニルアセテート、メチルメ タクリレート、ビニルアセテート、２−ビニルピリジンスチレン、ナイロン、酸 化エチレンがある。例としては、「重合物の摩擦帯電（Ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒ ｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）」Ｋ．Ｃ．Ｆｒｉｓｃｈ およ びＡ．Ｐａｔｓｉｓ、 Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ（Ｔｅｃｈｎｏｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｃｔｉｏｎｓ、Ｗｅｓｔｐ ｏｒｔ、ＣＴ）参照のこと。この論文はその勧善制においてここに文献としてあ げるものである。例えば、ポリテトラフクオロエチレントポリエチレン、そして 他のマイナスに帯電される物質は一般的にプラスの電荷を対象物に与える。ナイ ロンと他のプラスに帯電される物質は一般的にマイナスの電荷を対象物に与える 。摩擦帯電と帯電粒子の分配をする装置についてはＳｕｎ等「音響分配器（Ａｃ ｏｕｓｔｉｃ Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）」米国特許第５、７５３、３０２号（１９ ９８年５月１９日出願）、米国特許出願第０８／６６１、２２１号（出願日１９ ９６年６月１０日）に詳述されている。特に、米国特許出願第０８／６６１、２ ２１号には音響分配器は振動エネルギーとゲート電界を利用して帯電粒子を基板 上に分配していると書かれており、その完全性のためここに文献としてあげるも のである。
【００２３】 堆積粉末の基板上への付着 基板表面に堆積された粉末は、少なくとも潜像力が消散した後、もしくはその
潜像力を与えていた導体が取去られた後、しばしば非常に付着力が弱い。この表
面が物理的にねじられたり、さかさまにされたり、でなければ揺り動かされたり
すると、表面上の粉末パターンは取れ、粉末は分散してしまう。
潜像力を与えていた導体が取去られた後、しばしば非常に付着力が弱い。この表
面が物理的にねじられたり、さかさまにされたり、でなければ揺り動かされたり
すると、表面上の粉末パターンは取れ、粉末は分散してしまう。
【００２４】 本発明の方法はこの付着力の弱い粒子、たとえば粉末、あるいは粉末と担体の
混合物を表面に付着させるものである。この方法は望ましくは粉末の損失あるい
はズレなしに表面に堆積した粉末を取り扱い、あるいは運搬することを可能にす
るものである。本発明の方法は、たとえば、基板表面に静電的に堆積された帯電
粉末、あるいは帯電粉末と担体粉末の混合物とともに利用できる。本発明の、基
板表面に粉末を付着させる方法は、上述した粒子の結合および静電的堆積方法の
いずれとも組み合わせて使用することができる。望ましくは、粒子は潜像力が予
備的に粒子を捕まえている間に付着される。
混合物を表面に付着させるものである。この方法は望ましくは粉末の損失あるい
はズレなしに表面に堆積した粉末を取り扱い、あるいは運搬することを可能にす
るものである。本発明の方法は、たとえば、基板表面に静電的に堆積された帯電
粉末、あるいは帯電粉末と担体粉末の混合物とともに利用できる。本発明の、基
板表面に粉末を付着させる方法は、上述した粒子の結合および静電的堆積方法の
いずれとも組み合わせて使用することができる。望ましくは、粒子は潜像力が予
備的に粒子を捕まえている間に付着される。
【００２５】 望ましい実施形態において、粒子を表面に付着させる方法は、堆積された粒子
の領域をフィルム製造に利用されるポリマーで被覆するステップからなる。これ
らポリマーの例は当業者にはよく知られている。一つの例としてはポリビニルピ
ロリド（ＰＶＰ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、非イオン界面活性剤の
混合体があり、これについては後述する。一つの実施形態では、ポリマーは図２
に示した噴霧器を利用して被覆される。この噴霧器は、堆積粉末をのせた後、そ
の粉末が膜から分離することを防ぐ物質の穏やかな霧を形成する。この手順によ
り堆積粉末は膜によく付着する。当業者であれば、透過性、膜厚、融点、ガラス
硬化温度などの望ましい物質的性質を備えたフィルムを製造するための複数のポ
リマー、ポリマーの混合物、そして堆積条件を選ぶことが可能である。
の領域をフィルム製造に利用されるポリマーで被覆するステップからなる。これ
らポリマーの例は当業者にはよく知られている。一つの例としてはポリビニルピ
ロリド（ＰＶＰ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、非イオン界面活性剤の
混合体があり、これについては後述する。一つの実施形態では、ポリマーは図２
に示した噴霧器を利用して被覆される。この噴霧器は、堆積粉末をのせた後、そ
の粉末が膜から分離することを防ぐ物質の穏やかな霧を形成する。この手順によ
り堆積粉末は膜によく付着する。当業者であれば、透過性、膜厚、融点、ガラス
硬化温度などの望ましい物質的性質を備えたフィルムを製造するための複数のポ
リマー、ポリマーの混合物、そして堆積条件を選ぶことが可能である。
【００２６】 図２は、静電的に堆積した粉末を膜に結び付けるよう構造付けられた噴霧器２
００の図式的図面である。図示された機器は容器２１０（たとえば“テフロン”
ブロック）に収容されたポリマー溶液２２０からなり、この溶液は超音波膜２３
０とともに窪みを形成している。空気流入口２５０および液体流入口２４０から
空気および液体がこの噴霧器２００に入ることができる。この噴霧器２００は肘
部２６１を有した屈曲したガラス管２６０で、“テフロン”ブロック２１０によ
って封印されていた。ポリマー溶液２２０を超音波で攪拌することによって化学
的霧２７０が発生する。これは噴霧器２００内に存在し、膜２８０上の堆積粉末
を被覆する。
００の図式的図面である。図示された機器は容器２１０（たとえば“テフロン”
ブロック）に収容されたポリマー溶液２２０からなり、この溶液は超音波膜２３
０とともに窪みを形成している。空気流入口２５０および液体流入口２４０から
空気および液体がこの噴霧器２００に入ることができる。この噴霧器２００は肘
部２６１を有した屈曲したガラス管２６０で、“テフロン”ブロック２１０によ
って封印されていた。ポリマー溶液２２０を超音波で攪拌することによって化学
的霧２７０が発生する。これは噴霧器２００内に存在し、膜２８０上の堆積粉末
を被覆する。
【００２７】 幾つかの実施形態では、基板は、例えば硝酸セルロースまたはアセテートから
製造された膜である。この基板は全面的に帯電、または中性の状態にでき、帯電
集中領域、または局所的に酸性の領域、またはベースサイトの領域を複数持つ事
ができる。本発明のある実施形態では、付着した基板層は次の堆積の基板表面と
して機能できる。このため、本発明の方法によれば、可変化合物からなるフィル
ム形成ポリマーによって隔離された堆積粒子の層からなるデバイスが製造できる
（図１）。
製造された膜である。この基板は全面的に帯電、または中性の状態にでき、帯電
集中領域、または局所的に酸性の領域、またはベースサイトの領域を複数持つ事
ができる。本発明のある実施形態では、付着した基板層は次の堆積の基板表面と
して機能できる。このため、本発明の方法によれば、可変化合物からなるフィル
ム形成ポリマーによって隔離された堆積粒子の層からなるデバイスが製造できる
（図１）。
【００２８】 図１は、さまざまな堆積構造の断面図を示す図である。第１の化学化合物１２
０と結合した粒子は基板表面１１０に静電的に堆積することができる。堆積は一
つの連続した層または分散し空間的に規定された複数の領域になされうる。第２
、またそれに続く堆積は第２の化学化合物１２１、第３の化学化合物１２２、第
４の化学化合物１２３、またはそれ以上の化学化合物と結合した粒子でなされう
る。粒子はまた、その表面において粒子と結合した化学化合物の混合物の多重層
を持つことができる。堆積の後、第１のフィルム形成ポリマー層１３０が堆積層
を確保するため堆積しうる。幾つかの実施形態では、たとえば第３の化学化合物
１２２、第４の化学化合物１２３と結合した更なる粒子層が第１のフィルム形成
ポリマー層の上に加えられることが可能である。図１Ａの堆積構造は、第１の被
覆モノレイヤーが形成されるまで第１の化学化合物１１０と結合した粒子で基板
表面１１０を被覆することによってなり、これに第２の化学化合物１１０と結合
した粒子が続く。これは第２の被覆モノレイヤーが得られるまで続く。図１Ａの
堆積構造は、（i）第１の化学化合物１２０と結合した粒子で基板表面１１０を
一つより少ない第１の被覆モノレイヤーで空間的に分離するよう被覆し、（ii）
第２の化学化合物１２１と結合した粒子による堆積がまたサブ被覆モノレイヤー
のレベルで、空間的に分離するよう続き、（iii）第３の堆積が第１の堆積と同
様にして続き、（iv）第４の堆積が第２の堆積と同様にして続き、（v）それら
堆積層を確保するためフィルム形成ポリマー層１３０の堆積が続く。図１Ｂの構
造によれば、第１の化学化合物１２１と第２の化学化合物１２１と結合した粒子
が混合されることができる。図１Ｃの構造は、図１Ｂと同様の一連の堆積を行う
ことにより形成される。この堆積は、上述した図１Ｂと同様の第１と第２の堆積
からなるが、第１のフィルム形成ポリマー層は第３の化学化合物１２２、第４の
化学化合物１２３と結合した更なる粒子の堆積に先立って堆積される。第３およ
び第４の化学化合物は空間的に分離され、それはサブ被覆モノレイヤーの堆積と
なる。最後に、第２のフィルム形成ポリマー層１３１が加えられる。
０と結合した粒子は基板表面１１０に静電的に堆積することができる。堆積は一
つの連続した層または分散し空間的に規定された複数の領域になされうる。第２
、またそれに続く堆積は第２の化学化合物１２１、第３の化学化合物１２２、第
４の化学化合物１２３、またはそれ以上の化学化合物と結合した粒子でなされう
る。粒子はまた、その表面において粒子と結合した化学化合物の混合物の多重層
を持つことができる。堆積の後、第１のフィルム形成ポリマー層１３０が堆積層
を確保するため堆積しうる。幾つかの実施形態では、たとえば第３の化学化合物
１２２、第４の化学化合物１２３と結合した更なる粒子層が第１のフィルム形成
ポリマー層の上に加えられることが可能である。図１Ａの堆積構造は、第１の被
覆モノレイヤーが形成されるまで第１の化学化合物１１０と結合した粒子で基板
表面１１０を被覆することによってなり、これに第２の化学化合物１１０と結合
した粒子が続く。これは第２の被覆モノレイヤーが得られるまで続く。図１Ａの
堆積構造は、（i）第１の化学化合物１２０と結合した粒子で基板表面１１０を
一つより少ない第１の被覆モノレイヤーで空間的に分離するよう被覆し、（ii）
第２の化学化合物１２１と結合した粒子による堆積がまたサブ被覆モノレイヤー
のレベルで、空間的に分離するよう続き、（iii）第３の堆積が第１の堆積と同
様にして続き、（iv）第４の堆積が第２の堆積と同様にして続き、（v）それら
堆積層を確保するためフィルム形成ポリマー層１３０の堆積が続く。図１Ｂの構
造によれば、第１の化学化合物１２１と第２の化学化合物１２１と結合した粒子
が混合されることができる。図１Ｃの構造は、図１Ｂと同様の一連の堆積を行う
ことにより形成される。この堆積は、上述した図１Ｂと同様の第１と第２の堆積
からなるが、第１のフィルム形成ポリマー層は第３の化学化合物１２２、第４の
化学化合物１２３と結合した更なる粒子の堆積に先立って堆積される。第３およ
び第４の化学化合物は空間的に分離され、それはサブ被覆モノレイヤーの堆積と
なる。最後に、第２のフィルム形成ポリマー層１３１が加えられる。
【００２９】 細菌汚染の判定 臨床試料のための生化学的試薬は幾つかの操作が必要である。はじめに、試料
加工ステップでは、消耗機器の上に臨床試料を施すことが必然的に必要である。
試料は加工または操作して組織または細胞に溶解され、分析物質の抽出および純
化が引き続きなされる。分析物質はそれから生化学的、酵素学的、免疫学的、ま
たは遺伝子学的な様々な方法で検査される。
加工ステップでは、消耗機器の上に臨床試料を施すことが必然的に必要である。
試料は加工または操作して組織または細胞に溶解され、分析物質の抽出および純
化が引き続きなされる。分析物質はそれから生化学的、酵素学的、免疫学的、ま
たは遺伝子学的な様々な方法で検査される。
【００３０】 いくつかの自動システムは、これらの作業をピペッティングを一時に行うこと
により行っている。この方法の欠点は、汚染が発生する可能性である。その他の
欠点は試料のトラッキング、多くのディスポーザブル器具の必要性、そして使用
する器具の保管場所が検査を行うと同様求められるのである。試薬から見た視野
にたてば、生化学的および分子生物学的反応は、しばしば反応を促進するため試
薬を数多く使用しなければならない。これらの試薬はプロセスの最初、またはプ
ロセスの中の規定された回数加えられる。最初に多くの試薬を使用するとある数
の化合物の活動が妥協される。この妥協は個々の化合物にとって最適ではない化
学的非適合性または物理的条件につながる。
により行っている。この方法の欠点は、汚染が発生する可能性である。その他の
欠点は試料のトラッキング、多くのディスポーザブル器具の必要性、そして使用
する器具の保管場所が検査を行うと同様求められるのである。試薬から見た視野
にたてば、生化学的および分子生物学的反応は、しばしば反応を促進するため試
薬を数多く使用しなければならない。これらの試薬はプロセスの最初、またはプ
ロセスの中の規定された回数加えられる。最初に多くの試薬を使用するとある数
の化合物の活動が妥協される。この妥協は個々の化合物にとって最適ではない化
学的非適合性または物理的条件につながる。
【００３１】 本発明の方法を用いれば、一般的に個別の独立したステップとして行ってきた
プロセスが１つのディスポーザブルなユニットとして統合できる。生物学的液体
の分離は生体の小片の組織に模した膜によってなされる。膜を使用すれば血液は
効果的に血清と血漿成分に分離できる。染料と酵素を含む検出試薬は静電的相互
作用により基板上に静止される。この方法は試薬の多重層にも適用可能である。
プロセスの初期に必要な試薬は試料加工膜に隣接して配置される。反応の後期に
必要な試薬は他の試薬化合物とは物理的に分離・隔離されて配置される。試薬化
合物を分離する物質の組成は様々でよい。また、プロセスの中の規定された時に
はずされる試薬を考慮に入れることができる。
プロセスが１つのディスポーザブルなユニットとして統合できる。生物学的液体
の分離は生体の小片の組織に模した膜によってなされる。膜を使用すれば血液は
効果的に血清と血漿成分に分離できる。染料と酵素を含む検出試薬は静電的相互
作用により基板上に静止される。この方法は試薬の多重層にも適用可能である。
プロセスの初期に必要な試薬は試料加工膜に隣接して配置される。反応の後期に
必要な試薬は他の試薬化合物とは物理的に分離・隔離されて配置される。試薬化
合物を分離する物質の組成は様々でよい。また、プロセスの中の規定された時に
はずされる試薬を考慮に入れることができる。
【００３２】 望ましい実施形態においては、この方法は多重層を持ち、それぞれの層が互い
に分離している基板／粒子デバイスを形成する。本発明の方法はまた、栄養物ま
たは抗菌化合物などの生化学的媒体と結合した空間的に分離した細胞成長補助基
板の作成を提示するものである。従って、本発明の方法は、生化学的媒体と細胞
成長補助基板、または細胞成長補助基板と一体化した分離基板の結合を提示する
ものである。
に分離している基板／粒子デバイスを形成する。本発明の方法はまた、栄養物ま
たは抗菌化合物などの生化学的媒体と結合した空間的に分離した細胞成長補助基
板の作成を提示するものである。従って、本発明の方法は、生化学的媒体と細胞
成長補助基板、または細胞成長補助基板と一体化した分離基板の結合を提示する
ものである。
【００３３】 多機能診断構造 細菌の薬剤に対する抵抗力は、必然的にあらゆる種類の感染を引き起こす細菌
において非常な速度で進展している。薬剤抵抗細菌は抗菌剤が頻繁に使用される
場合に現れる傾向にある。薬剤抵抗性については幾つかのメカニズムが説明され
ている。細菌が再生する際、突然変異が起こり、薬剤に対し生き延びる能力を与
えるのである。加えて、細菌はその遺伝子情報を抗菌剤を避けるため、他の細菌
種に伝えることができるのである。薬剤抵抗細菌と闘うため、抗菌剤の過度の使
用は制御される必要がある。抗菌剤と適切な薬剤使用のための要件を成功裡に決
定するためには強力な監視システムが必要である。
において非常な速度で進展している。薬剤抵抗細菌は抗菌剤が頻繁に使用される
場合に現れる傾向にある。薬剤抵抗性については幾つかのメカニズムが説明され
ている。細菌が再生する際、突然変異が起こり、薬剤に対し生き延びる能力を与
えるのである。加えて、細菌はその遺伝子情報を抗菌剤を避けるため、他の細菌
種に伝えることができるのである。薬剤抵抗細菌と闘うため、抗菌剤の過度の使
用は制御される必要がある。抗菌剤と適切な薬剤使用のための要件を成功裡に決
定するためには強力な監視システムが必要である。
【００３４】 本発明の一つの実施形態では、静電メカニズムを使用し、抗菌剤を堅固な支持
台に取り付ける。静電的相互作用によってなされた抗菌剤の基板への堆積によれ
ば、これらの薬剤を正確に精密な定量で堆積することができる。堆積する物質の
量を制御する能力に加え、このプロセスは基板表面への抗菌剤の正確な位置決め
が可能である。一つの方法では、基板表面に電荷がパターンされる。補完的な電
荷により帯電した抗菌剤は基板表面に堆積される。
台に取り付ける。静電的相互作用によってなされた抗菌剤の基板への堆積によれ
ば、これらの薬剤を正確に精密な定量で堆積することができる。堆積する物質の
量を制御する能力に加え、このプロセスは基板表面への抗菌剤の正確な位置決め
が可能である。一つの方法では、基板表面に電荷がパターンされる。補完的な電
荷により帯電した抗菌剤は基板表面に堆積される。
【００３５】 本発明の望ましい実施形態では、いろいろな濃度の数種の抗菌剤が浸透された
紙の小片が培養のため筋をつけられたペトリプレートの表面に置かれる。培養の
あとの目視が、（ａ）細菌感染があるかどうか、（ｂ）どの抗菌剤が特定の種に
有効か、（ｃ）どの濃度がその抗菌剤に適切か、を決定する この技術の適用は、喉がストレプトコシンに感染した際、スタフィロコシンの
傷への感染、エンテロコロシンによる院内感染、肺炎および髄膜炎への感染（す
なわちＳｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ Ｈｅｍｏｐｈｉｌ
ｕｓ ｉｎｆｌｕｅｎｚａｅ）、そしてＥ、ｃｏｌｉによる集団感染の診断を含
んでいる。
紙の小片が培養のため筋をつけられたペトリプレートの表面に置かれる。培養の
あとの目視が、（ａ）細菌感染があるかどうか、（ｂ）どの抗菌剤が特定の種に
有効か、（ｃ）どの濃度がその抗菌剤に適切か、を決定する この技術の適用は、喉がストレプトコシンに感染した際、スタフィロコシンの
傷への感染、エンテロコロシンによる院内感染、肺炎および髄膜炎への感染（す
なわちＳｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ Ｈｅｍｏｐｈｉｌ
ｕｓ ｉｎｆｌｕｅｎｚａｅ）、そしてＥ、ｃｏｌｉによる集団感染の診断を含
んでいる。
【００３６】 もう一つの実施形態では、本発明は新しい抗菌剤の候補の発見とスクリーニン
グに抗菌剤抵抗不能力とともに用される。一つの実施形態では、バーコードシス
テムが発明者によって作成された様々な検査基板に取り付けられ検討された成分
を明らかにしている。
グに抗菌剤抵抗不能力とともに用される。一つの実施形態では、バーコードシス
テムが発明者によって作成された様々な検査基板に取り付けられ検討された成分
を明らかにしている。
【００３７】 本発明の様々な面で利用されうるデバイスまたは方法は、たとえば、トランス
ポーターチャック、音響ビーズ分配器、その他粒子操作機器はＳｕｎの「複数の
目的物の基板上での位置決めのためのチャックと方法（Ｃｈｕｃｋｓ ａｎｄ
Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｂｊ
ｅｃｔｓ ｏｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」 米国特許第５、７８８、８１４
号（１９９８年８月４日発行）、Ｓｕｎ等の「静電的チャック（Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｓｔａｔｉｃ Ｃｈｕｃｋｓ）」 米国特許第５、８５８、０９９号（１９９９
年１月１２日発行）、Ｐｌｅｔｃｈｅｒ等の「静電的に媒体粉末を基板の規定の
領域に堆積する機器（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉ
ｃａｌｌｙ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ ａ Ｍｅｄｉｃａｍｅｎｔ Ｐｏｗｄｅｒ
Ｕｐｏｎ Ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ Ｒｅｇｉｏｎｓ ｏｆ ａ Ｓｕｂ
ｓｔｒａｔｅ）」 米国特許第５、７１４、００７号（１９９８年２月３日発行
）、Ｓｕｎ等の「静電的チャックを用いた医薬品製造方法（Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ
ｍａｋｉｎｇ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ｕｓｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏ
ｓｔａｔｉｃ ｃｈｕｃｋｓ）」 米国特許第５、８４６、５９５号（１９９８
年１２月８日発行）、Ｓｕｎ等の「音響分配器（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｄｉｓｐｅ
ｎｓｅｒ）」 米国特許第５、７５３、３０２号（１９９８年５月１９日発行）
、Ｓｕｎの「反発力を持つ場を利用したビーズ担体チャック（Ｂｅａｄｓ Ｔｔ
ａｎｓｐｏｒｔｅｒ Ｃｈｕｃｋｓ Ｕｓｉｎｇ Ｒｅｐｕｌｓｉｖｅ Ｆｉｅ
ｌｄ Ｇｕｉｄａｎｃｅ）」 米国特許第０９／０２６、３０３号（１９９８年
２月１９日発行）、Ｓｕｎの「ビーズサイズ選択器を有するビーズ取り扱いチャ
ック（Ｂｅａｄｓ ｍａｎｕｐｕｌａｔｉｎｇ Ｃｈｕｃｋｓ ｗｉｔｈ Ｂｅ
ａｄ Ｓｉｚｅ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ）） 米国特許第０９／０４７、６３１号（
１９９８年３月２５日発行）、Ｓｕｎの「ビーズ取り扱いチャックのための焦点
音響ビーズチャージャー・分配器（ＦｏｃｕｓｅｄＡｃｏｕｓｔｉｃ Ｂｅａｄ
Ｃｈａｒｇｅｒ／Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ ｆｏｒ Ｂｅａｄｓ Ｍａｎｕｐｕｌ
ａｔｉｎｇ Ｃｈｕｃｋｓ）」 米国特許第０９／０８３、４８７号（１９９８
年５月２２日発行）、Ｓｕｎ等の「ビーズ取り扱いチャックのためのＡＣ波形バ
イアス（ＡＣ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ Ｂｉａｓｉｎｇ Ｆｏｒ Ｂｅａｄ Ｍａ
ｎｕｐｕｌａｔｉｎｇ Ｃｈｕｃｋｓ） 米国特許第０９／０９５、４２５号（
１９９８年６月１０日発行）、Ｓｕｎ等の「平坦基板をクランプする機器（Ａｐ
ｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｃｌａｍｐｉｎｇ ａ Ｐｌａｎａｒ Ｓｕｂｓｔｒ
ａｔｅ）」 米国特許第０９／０９５、３２１号（１９９８年６月１０日発行）
、Ｐｏｌｉｎｉａｋ等の「乾式粉末堆積装置（Ｄｒｙ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」 米国特許第０９／０９５、２４６号（
１９９８年６月１０日発行）、および「医薬品製造及び製造方法（Ｐｈａｒｍａ
ｃｅｕｔｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｋｉｎ
ｇ）」 米国特許第０９／０９５、６１６号（１９９８年６月１０日発行）、ま
た、Ｓｕｎ等らの「液状化した粉末を分配、チャージする機器（Ｄｅｖｉｃｅ
Ｆｏｒ ｔｈｅ Ｄｉｓｐｅｒｓａｌ Ａｎｄ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ
ｉｚｅｄ Ｐｏｗｅｒ）」 （１９９８年６月１０日発行（代理人整理番号ＤＥ
Ｌ １３１００））、「範囲に適応した静電センシングチャック（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｓｔａｔｉｃ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｃｈｕｃｋ Ｕｓｉｎｇ Ａｒｅａ Ｍａｔ
ｃｈｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）」 米国特許第０８／９５６、３４８号（１
９９７年１０月２３日発行（代理人整理番号ＤＥＬ １３１１４））は、粒子の
帯電、サイジング、そして取り扱いのための様々な機器と方法を述べている。試
験紙を作成するためのさらなる情報はＬｏｅｗｙ等の「化学的プロセスのための
堆積された試薬（Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ Ｒｅａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ）」 米国特許第０８／９５６、７３７号（１９９７年
１０月２３日発行）、Ｌｏｅｗｙ等の「堅固な支持台と付加された高分子（Ｓｏ
ｌｉｄ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｗｉｔｈ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ）
」 米国特許第０８／９５６、３４８号（１９９７年１０月２３日発行）。
ポーターチャック、音響ビーズ分配器、その他粒子操作機器はＳｕｎの「複数の
目的物の基板上での位置決めのためのチャックと方法（Ｃｈｕｃｋｓ ａｎｄ
Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｂｊ
ｅｃｔｓ ｏｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」 米国特許第５、７８８、８１４
号（１９９８年８月４日発行）、Ｓｕｎ等の「静電的チャック（Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｓｔａｔｉｃ Ｃｈｕｃｋｓ）」 米国特許第５、８５８、０９９号（１９９９
年１月１２日発行）、Ｐｌｅｔｃｈｅｒ等の「静電的に媒体粉末を基板の規定の
領域に堆積する機器（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉ
ｃａｌｌｙ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ ａ Ｍｅｄｉｃａｍｅｎｔ Ｐｏｗｄｅｒ
Ｕｐｏｎ Ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ Ｒｅｇｉｏｎｓ ｏｆ ａ Ｓｕｂ
ｓｔｒａｔｅ）」 米国特許第５、７１４、００７号（１９９８年２月３日発行
）、Ｓｕｎ等の「静電的チャックを用いた医薬品製造方法（Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ
ｍａｋｉｎｇ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ｕｓｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏ
ｓｔａｔｉｃ ｃｈｕｃｋｓ）」 米国特許第５、８４６、５９５号（１９９８
年１２月８日発行）、Ｓｕｎ等の「音響分配器（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｄｉｓｐｅ
ｎｓｅｒ）」 米国特許第５、７５３、３０２号（１９９８年５月１９日発行）
、Ｓｕｎの「反発力を持つ場を利用したビーズ担体チャック（Ｂｅａｄｓ Ｔｔ
ａｎｓｐｏｒｔｅｒ Ｃｈｕｃｋｓ Ｕｓｉｎｇ Ｒｅｐｕｌｓｉｖｅ Ｆｉｅ
ｌｄ Ｇｕｉｄａｎｃｅ）」 米国特許第０９／０２６、３０３号（１９９８年
２月１９日発行）、Ｓｕｎの「ビーズサイズ選択器を有するビーズ取り扱いチャ
ック（Ｂｅａｄｓ ｍａｎｕｐｕｌａｔｉｎｇ Ｃｈｕｃｋｓ ｗｉｔｈ Ｂｅ
ａｄ Ｓｉｚｅ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ）） 米国特許第０９／０４７、６３１号（
１９９８年３月２５日発行）、Ｓｕｎの「ビーズ取り扱いチャックのための焦点
音響ビーズチャージャー・分配器（ＦｏｃｕｓｅｄＡｃｏｕｓｔｉｃ Ｂｅａｄ
Ｃｈａｒｇｅｒ／Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ ｆｏｒ Ｂｅａｄｓ Ｍａｎｕｐｕｌ
ａｔｉｎｇ Ｃｈｕｃｋｓ）」 米国特許第０９／０８３、４８７号（１９９８
年５月２２日発行）、Ｓｕｎ等の「ビーズ取り扱いチャックのためのＡＣ波形バ
イアス（ＡＣ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ Ｂｉａｓｉｎｇ Ｆｏｒ Ｂｅａｄ Ｍａ
ｎｕｐｕｌａｔｉｎｇ Ｃｈｕｃｋｓ） 米国特許第０９／０９５、４２５号（
１９９８年６月１０日発行）、Ｓｕｎ等の「平坦基板をクランプする機器（Ａｐ
ｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｃｌａｍｐｉｎｇ ａ Ｐｌａｎａｒ Ｓｕｂｓｔｒ
ａｔｅ）」 米国特許第０９／０９５、３２１号（１９９８年６月１０日発行）
、Ｐｏｌｉｎｉａｋ等の「乾式粉末堆積装置（Ｄｒｙ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」 米国特許第０９／０９５、２４６号（
１９９８年６月１０日発行）、および「医薬品製造及び製造方法（Ｐｈａｒｍａ
ｃｅｕｔｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｋｉｎ
ｇ）」 米国特許第０９／０９５、６１６号（１９９８年６月１０日発行）、ま
た、Ｓｕｎ等らの「液状化した粉末を分配、チャージする機器（Ｄｅｖｉｃｅ
Ｆｏｒ ｔｈｅ Ｄｉｓｐｅｒｓａｌ Ａｎｄ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ
ｉｚｅｄ Ｐｏｗｅｒ）」 （１９９８年６月１０日発行（代理人整理番号ＤＥ
Ｌ １３１００））、「範囲に適応した静電センシングチャック（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｓｔａｔｉｃ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｃｈｕｃｋ Ｕｓｉｎｇ Ａｒｅａ Ｍａｔ
ｃｈｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）」 米国特許第０８／９５６、３４８号（１
９９７年１０月２３日発行（代理人整理番号ＤＥＬ １３１１４））は、粒子の
帯電、サイジング、そして取り扱いのための様々な機器と方法を述べている。試
験紙を作成するためのさらなる情報はＬｏｅｗｙ等の「化学的プロセスのための
堆積された試薬（Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ Ｒｅａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ）」 米国特許第０８／９５６、７３７号（１９９７年
１０月２３日発行）、Ｌｏｅｗｙ等の「堅固な支持台と付加された高分子（Ｓｏ
ｌｉｄ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｗｉｔｈ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ）
」 米国特許第０８／９５６、３４８号（１９９７年１０月２３日発行）。
【００３８】 定義 以下の用語は本発明の目的のため、以下の定義を有する。
【００３９】 ・生化学的媒体 生化学的媒体とは細胞、ウィルス、組織、、器官または有機体に作用する化学
物質であり、細胞、ウィルス、組織、、器官または有機体の機能に変化を与える
殺虫剤または薬剤（医薬品）を含むがこれに限られたものではない。本発明の望
ましい実施形態では本発明の生化学媒体を特定する方法は約１５００ＭＯＬ重量
またはそれ以下の有機高分子に適用される。
物質であり、細胞、ウィルス、組織、、器官または有機体の機能に変化を与える
殺虫剤または薬剤（医薬品）を含むがこれに限られたものではない。本発明の望
ましい実施形態では本発明の生化学媒体を特定する方法は約１５００ＭＯＬ重量
またはそれ以下の有機高分子に適用される。
【００４０】 ・粒子 粒子とは本願の目的に照らせば高分子の集合であり、典型的には少なくとも約
３ｎｍの平均直径を有するものであり、少なくとも約５００ｎｍまたは約８００
ｎｍ、望ましくは約１００ｎｍから約５ｍｍ、たとえば約１００ｎｍから約５０
０μｍを有するものである。粒子は例えばマイクロ粒子であり、または「ビーズ
」といわれているポリマー構造である。ビーズは被覆されうるものであり、吸収
された高分子を持ち、でなければ他の物質を運ぶものである。
３ｎｍの平均直径を有するものであり、少なくとも約５００ｎｍまたは約８００
ｎｍ、望ましくは約１００ｎｍから約５ｍｍ、たとえば約１００ｎｍから約５０
０μｍを有するものである。粒子は例えばマイクロ粒子であり、または「ビーズ
」といわれているポリマー構造である。ビーズは被覆されうるものであり、吸収
された高分子を持ち、でなければ他の物質を運ぶものである。
【００４１】 以下の例は、本発明を一層詳細に示すが、勿論、それは本発明の範囲を制限す
ると解釈されるべきではない。
ると解釈されるべきではない。
【００４２】 実施例１−ＨＩＶ検査膜 ペプチドを、抗原／抗体タイプの分析での使用のために硝酸セルロース膜（シ
ュライヒャーとシュネル）に堆積した。少量の合成ペプチドをビーズに被覆し、
引き続いてこれらのビーズに不活性担体を混合した。０．１９μｍラテックス粒
子（Ｃｏｔｅｘ社、蛍光ニルレッドラテックス）、即ちビーズをステプタビジン
（Ｂｏｅｒｉｎｇｅｒ-Ｍａｎｎｈｅｉｍ社）で炭化イミド反応を使用して被覆
した。ステプタビジン共役反応で２時間の培養の後、粒子は、ビオチン合成ペプ
チド（ＨＩＶ−１に対応する）と一晩中反応した。粒子は、洗浄及び遠心分離さ
れ、且つ濡れたペレットをｄ−ラクトースと混合して、モルタルと乳棒を使用し
て全体的に混合した。この点で、混合物が微細な粉末形態であった。粒度測定を
ＡＰＩエアロサイザーＬＤ器具（マサチューセッツ州、アムハーストのＴＳＩ社
）を使用して行った。使用される特定の堆積エンジンの性能と設計に基づいて、
粒度の減少が必要であることが判った。粒度の減少は、５００メッシュスクリー
ンで粉末混合物を篩にかけることによって行った．２５μｍ以下のサイズの粒子
が生成された。堆積は、１９９９年１０月１４日出願されたサン等による“Ｄｅ
ｖｉｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｉｓｐｅｒｓａｌ ａｎｄ ｃｈａｒｇｉｎｇ
ｏｆ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｐｏｗｄｅｒ”と題する米国特許出願（代理人整理
番号ＤＥＬ１３１００）で記述されたプロトタイプミニチュア化ディスペンサー
を使用して実行した。この出願では、粉末の帯電は、誘導帯電で発生する。静電
チャックによる膜上への帯電のパターンは、制御電界堆積プロセスで実行した。
ディスペンサーとチャックの両方は、プラスチックの収容ボックス内に組み込ま
れており、湿度が堆積の間３０から５％の相対湿度に維持されることができた。
堆積のサイズは、約５ｍｍの直径であった。堆積の時間は、通常１０秒未満であ
った。堆積物は、可視検査によって見られた。更に、蛍光ビーズに付着されたビ
オチン合成ペプチドの付着したライツ蛍光顕微鏡を使用して、フォトマイクログ
ラフを取った。堆積処理のアセスメントは、蛍光顕微鏡を使用して微粒子の可視
化によって容易にされた。
ュライヒャーとシュネル）に堆積した。少量の合成ペプチドをビーズに被覆し、
引き続いてこれらのビーズに不活性担体を混合した。０．１９μｍラテックス粒
子（Ｃｏｔｅｘ社、蛍光ニルレッドラテックス）、即ちビーズをステプタビジン
（Ｂｏｅｒｉｎｇｅｒ-Ｍａｎｎｈｅｉｍ社）で炭化イミド反応を使用して被覆
した。ステプタビジン共役反応で２時間の培養の後、粒子は、ビオチン合成ペプ
チド（ＨＩＶ−１に対応する）と一晩中反応した。粒子は、洗浄及び遠心分離さ
れ、且つ濡れたペレットをｄ−ラクトースと混合して、モルタルと乳棒を使用し
て全体的に混合した。この点で、混合物が微細な粉末形態であった。粒度測定を
ＡＰＩエアロサイザーＬＤ器具（マサチューセッツ州、アムハーストのＴＳＩ社
）を使用して行った。使用される特定の堆積エンジンの性能と設計に基づいて、
粒度の減少が必要であることが判った。粒度の減少は、５００メッシュスクリー
ンで粉末混合物を篩にかけることによって行った．２５μｍ以下のサイズの粒子
が生成された。堆積は、１９９９年１０月１４日出願されたサン等による“Ｄｅ
ｖｉｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｉｓｐｅｒｓａｌ ａｎｄ ｃｈａｒｇｉｎｇ
ｏｆ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｐｏｗｄｅｒ”と題する米国特許出願（代理人整理
番号ＤＥＬ１３１００）で記述されたプロトタイプミニチュア化ディスペンサー
を使用して実行した。この出願では、粉末の帯電は、誘導帯電で発生する。静電
チャックによる膜上への帯電のパターンは、制御電界堆積プロセスで実行した。
ディスペンサーとチャックの両方は、プラスチックの収容ボックス内に組み込ま
れており、湿度が堆積の間３０から５％の相対湿度に維持されることができた。
堆積のサイズは、約５ｍｍの直径であった。堆積の時間は、通常１０秒未満であ
った。堆積物は、可視検査によって見られた。更に、蛍光ビーズに付着されたビ
オチン合成ペプチドの付着したライツ蛍光顕微鏡を使用して、フォトマイクログ
ラフを取った。堆積処理のアセスメントは、蛍光顕微鏡を使用して微粒子の可視
化によって容易にされた。
【００４３】 膜に堆積されたビーズベースの粉末は、非常にゆるく結合された。従って、膜
は粉末を失ったり移動を発生することなく扱われたり移動されることが可能であ
った。フィルム形成ポリマーで粉末堆積物を軽く被覆することを含む手順は、こ
の堆積を膜に付着するために使用された。この結果、商標“ＴＷＥＥＮ２０”（
シグマ）で販売されている、約１％ＰＶＰ（シグマ、Ｓｔ．ルイス）、１％ＰＥ
Ｇ４５００（シグマ）及び０．２％ポリエチレンソルビットモノラウリンよりな
る水溶液を準備し、堆積粉末の着床後に、粉末が膜から除去されるのを防止する
ように働くポリマー物質の淡い霧を生成する目的で構成された装置に配された。
試料は、約２分以下の間噴霧され、次に室空気で乾燥された。この手順によって
堆積された粉末が良好に膜に結合された。
は粉末を失ったり移動を発生することなく扱われたり移動されることが可能であ
った。フィルム形成ポリマーで粉末堆積物を軽く被覆することを含む手順は、こ
の堆積を膜に付着するために使用された。この結果、商標“ＴＷＥＥＮ２０”（
シグマ）で販売されている、約１％ＰＶＰ（シグマ、Ｓｔ．ルイス）、１％ＰＥ
Ｇ４５００（シグマ）及び０．２％ポリエチレンソルビットモノラウリンよりな
る水溶液を準備し、堆積粉末の着床後に、粉末が膜から除去されるのを防止する
ように働くポリマー物質の淡い霧を生成する目的で構成された装置に配された。
試料は、約２分以下の間噴霧され、次に室空気で乾燥された。この手順によって
堆積された粉末が良好に膜に結合された。
【００４４】 膜上へのビーズを被覆した乾燥合成ＨＩＶペプチドがＨＩＶ陽性医療試料で分
析された（カリフォルニア州、サンジェゴのＡｃｃｕＤｘで行なわれた）。全て
の陽性試料が明瞭に陽性であった。陰性コントロールでその結果を検証した。試
薬は、取扱及び移動の間固定されたままであった。更に、ペプチド被覆ビーズは
、流体医療試料で分析が実行された時、膜に結合されたままであった。静電堆積
処理は、ペプチドを害したり劣化しなかったことは明瞭であった。
析された（カリフォルニア州、サンジェゴのＡｃｃｕＤｘで行なわれた）。全て
の陽性試料が明瞭に陽性であった。陰性コントロールでその結果を検証した。試
薬は、取扱及び移動の間固定されたままであった。更に、ペプチド被覆ビーズは
、流体医療試料で分析が実行された時、膜に結合されたままであった。静電堆積
処理は、ペプチドを害したり劣化しなかったことは明瞭であった。
【００４５】 本発明を限定するものではないが、この明細書で引用された特許と特許出願を
含む全ての公報及び参照文献は、各個別の公報や参照文献が指定的且つ個別的に
参照によって組み込まれるように、それらの全体が参照によって組み込まれる。
この出願が優先権を主張するあらゆる特許出願もまた、上気された公報及び参照
文献に対するのと同様に、その全体が参照によって組み込まれる。
含む全ての公報及び参照文献は、各個別の公報や参照文献が指定的且つ個別的に
参照によって組み込まれるように、それらの全体が参照によって組み込まれる。
この出願が優先権を主張するあらゆる特許出願もまた、上気された公報及び参照
文献に対するのと同様に、その全体が参照によって組み込まれる。
【００４６】 本発明は、好適な実施の形態に重点をおいて説明されたが、当業者には、好適
な装置や方法での変更が行なわれ、且つ本発明がここで限定的に記述された以外
の方法で実施されてもよいことを意図していることは、自明である。従って、本
発明は、特許請求の範囲で定義されている発明の精神と範囲内で行なわれるあら
ゆる変更を含む。
な装置や方法での変更が行なわれ、且つ本発明がここで限定的に記述された以外
の方法で実施されてもよいことを意図していることは、自明である。従って、本
発明は、特許請求の範囲で定義されている発明の精神と範囲内で行なわれるあら
ゆる変更を含む。
【図１Ａ】 本発明の方法で作成された堆積構造の例を示す図である。
【図１Ｂ】 本発明の方法で作成された堆積構造の例を示す図である。
【図１Ｃ】 本発明の方法で作成された堆積構造の例を示す図である。
【図２】 静電的に堆積させた粉末を膜に付着させるための噴霧装置を図式的に示した図
である。
である。
１１０ 基板表面 １２０ 第１の化学化合物 １２１ 第２の化学化合物 １２２ 第３の化学化合物 １２３ 第４の化学化合物 １３０ フィルム形成ポリマー層 １３１ 第２のフィルム形成ポリマー層 ２００ 噴霧器 ２１０ 容器 ２２０ ポリマー溶液 ２３０ 超音波膜 ２４０ 液体流入口 ２５０ 空気流入口 ２６０ ガラス管 ２６１ 肘部 ２７０ 化学的霧 ２８０ 膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０２ Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０２Ｃ Ｃ１２Ｍ 1/00 Ｃ１２Ｍ 1/00 Ａ Ｃ１２Ｎ 15/09 Ｇ０１Ｎ 33/52 Ｂ Ｇ０１Ｎ 33/52 33/543 ５０１Ｄ 33/543 ５０１ Ｃ１２Ｎ 15/00 Ｆ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＩＮ，ＪＰ (72)発明者 サン， ホイ， シー． アメリカ合衆国， ニュージャージー州， デイトン， ブロッサム サークル 1504 (72)発明者 ベンツ， ブライアン， エル． アメリカ合衆国， ニュージャージー州， プリンストン， エルム ロード 301 Ｆターム(参考） 2G042 AA01 BD19 HA07 2G045 CB01 FA16 FB12 GC15 JA07 4B024 AA11 BA80 CA01 CA11 HA12 4B029 AA07 BB20 CC03 CC08 CC11 FA12 4D075 AA01 AA09 AE05 DA06 DB32 DB33 DB34 DC30 EA02 EB01 EB07
Claims (13)
- 【請求項１】 ２つ以上の空間的に分離した領域をその表面に有した基板を
作成する方法であって、その領域はそれぞれ一定量もしくは一定濃度の１つ以上
の化学的成分の１つを有し、前記方法は、 （ａ）化学成分を直径１μｍから５００μｍの粒子に結合させるステップと、 （ｂ）その粒子を適切な領域に静電的に堆積させるステップと、 （ｃ）前記空間的に分離した領域が第２の化学成分を受容する場合、ステップ
（ａ）とステップ（ｂ）とを、その化学成分と適切な領域に繰り返し行うステッ
プと を含む方法。 - 【請求項２】 前記化学成分は、前記粒子の２０重量％以下（好ましくは１
０重量％以下または５重量％以下）を含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記化学成分は、予備粒子に結合し、第１の粒子が他の固体
成分と凝集し、直径１μｍから５００μｍの粒子を形成する請求項１に記載の方
法。 - 【請求項４】 前記化学成分は、生化学物質、ペプチド、プロテイン、核酸
、核酸介在染料である請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記結合物は、共有原子価的に少なくとも１０12Ｍ-1の会合
定数で付着するあるいは結合するものである請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 更に、 （ｄ）前記粒子を表面に安定させるため適応されたポリマー成分で前記領域を
被覆するステップを含む請求項４に記載の方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載の方法で製造された基板。
- 【請求項８】 空間的に分離された領域を有する細胞成長補助基板を生化学
物質で作成する方法であって、前記方法は、細胞成長補助基板または細胞成長補
助基板に請求項６の方法を組み合わせた分離基板に生化学物質を結合させるステ
ップを含む方法。 - 【請求項９】 前記生化学物質は、栄養物、または抗菌物質である請求項８
に記載の方法。 - 【請求項１０】 請求項８の方法で製造された細胞成長補助基板。
- 【請求項１１】 基板であって、 試薬の反応を助ける化学化合物からなり、請求項１の方法で作成される第１の
層と、 第１の化学化合物とは明確に異なる第２の化学化合物からなる第２の層と を含む基板。 - 【請求項１２】 前記基板は、反応を視覚的に確認できる試薬からなる請求
項１１に記載の基板。 - 【請求項１３】 前記試薬は、コロイド状金及び西洋ワサビペルオキシダー
ゼから選択される請求項１２に記載の基板。
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-
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