JP2002531470A - 支持体表面上で化学反応のアレイを行うための方法および組成物 - Google Patents

支持体表面上で化学反応のアレイを行うための方法および組成物

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ジョーン エイ． ゼバラ，
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シントリクス バイオチップ， インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 有機化合物の局所的に選択的な固相化学合成を行うための、組成物および方法が提供される。このような方法は、多様な診断アッセイおよび薬物発見アッセイにおける使用のための、リガンドのような有機化合物のアレイを調製するために、溶媒耐性フォトレジスト組成物を用い得る。リガンド−アレイは、例えば、分解酵素に対して耐性である核酸塩基ポリマーを含み得る。さらに、レセプターを結合する化合物を同定するための方法、標的レセプターを単離するための方法、レセプターを改変する方法、アンチセンス分子を標的核酸分子にハイブリダイズするための方法が開示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明は、一般に、局部的に選択的な固相化学合成のための方法に関する。本
発明は、さらに具体的には、診断および薬物の発見のアッセイを含む多様な使用
のための有機組成物のアレイを用意するための耐溶媒性のフォトレジスト組成物
を利用する方法に関する。
【０００２】 （発明の背景） レセプター−リガンド相互作用は、多くの基本的な生物学的プロセスにおいて
重要な構成要素である。そのような相互作用は、高分子レセプター（例えば、酵
素、細胞表面タンパク質、抗体またはオリゴヌクレオチド）の特定のリガンド分
子への特異的結合を含む。レセプター−リガンド結合は、生物における任意の種
々の細胞間プロセスおよび細胞内プロセス（例えば、シグナル伝達、遺伝子の発
現、免疫応答、または細胞の接着）に影響し得る。レセプター−リガンド相互作
用の進歩した理解は、生命科学における研究の多くの領域にとって、ならびに治
療的な適用および他の適用のために、そのような相互作用を調節する薬剤の開発
にとって必要である。
【０００３】 既知の領域に数千の異なるリガンドを保有する小型化されたリガンドアレイは
、レセプター−リガンド相互作用の研究を容易にするために使用されてきた。例
えば、リガンドのアレイは、固相合成を使用する支持体表面に付着され、ならび
にいくつかリガンドの配置法は、インクジェット方式およびロボット利用の試薬
送達法を含む（Ｂｒｅｎｎａｎ，米国特許第５，４７４，７９６号を参照のこと
）。しかし、一般的にアレイ作製のそのような方法は、連続的な合成計画を使用
し、そして多数のリガンドが合成される場合には、スループットへのネックを構
成する。アレイ要素がミクロンスケールの寸法に近づくか、または狭く間隔を空
けられた場合に、現在使用された液体送達系は、試薬の分離、蒸発および正確な
試薬のターゲッティングに関するさらなる困難に遭遇する。アレイの調製に必要
とされる時間および生じるアレイのサイズを減らすために、ミクロンスケールに
おけるリガンドの正確な平行合成（すなわち、複数の異なるリガンドの同時の合
成）を提供する試薬の配置法が必要とされる。
【０００４】 固相平行合成の１つの方法が、Ｆｏｄｏｒら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５１：７６
７，１９９１；Ｐｅａｓｅら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ
９１：５０２２，１９９４；Ｐｉｒｒｕｎｇら、米国特許第５，４０５，７８
３号；Ｆｏｄｏｒら、米国特許第５，４４５，９３４号；Ｐｉｒｒｕｎｇら、米
国特許第５，１４３，８５４号；Ｆｏｄｏｒら、米国特許第５，４２４，１８６
号およびＦｏｄｏｒら、米国特許第５，５１０，２７０号に記載される。この方
法に従って、合成反応は、それの反応性が光移動性（ｐｈｏｔｏｒｅｍｏｖａｂ
ｌｅ）の基によってブロックされ得る反応において、少なくとも１つの試薬を必
要とする反応に限定される。しかし、行われ得る合成反応の型によって、この方
法は限定される。特に、特定の分類の化合物（例えば、ＤＮＡおよびペプチド）
のみが、そのような方法を使用して合成され得る。多くの重要な低分子量リガン
ド（薬物、殺虫剤、および除草剤を含む）は、光移動性基による遮断に敏感であ
る合成的反応を使用して合成され得ない。さらに、反応性がブロックされ得る試
薬に対して、各々の試薬を光移動性基で誘導体化することは、非効率的および労
働集約的なプロセスを示す。これは、とりわけ、多くの異なる試薬が、例えば、
数千の薬物候補を保有するリガンドアレイの組み合わせの合成における場合のよ
うに使用される。
【０００５】 このような方法のさらなる限定は、合成された生成物におけるブロッキング基
の光分解除去の効果である。上記の基の光分解除去が乏しい化学的性質のリガン
ドを導き、そして繰返しのカップリング段階の後に収量が減少することが見出さ
れている（ＰｉｒｒｕｎｇおよびＢｒａｄｌｅｙ、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．６０
：６２７０、１９９５を参照のこと）。その減少した収量は、照射それ自体に起
因するようではないが、光化学的な脱保護の過程に固有である。後の刊行物は、
このプロセスが、有用なペプチドアレイを決して適切に作製しないことをさらに
開示した（Ｄａｖｉｄ Ｓｔｉｐｐ．「Ｇｅｎｅ Ｃｈｉｐ Ｂｒｅａｋｔｈｒ
ｏｕｇｈ」，Ｆｏｒｔｕｎｅ ５６−７３頁、１９９７年３月３１日を参照のこ
と）。従って、有機組成物のアレイの調製における使用のための一般的な平行配
置法は、現在利用可能ではない。
【０００６】 現存の方法のさらなる不利は、アレイにおいて分解酵素（例えば、ヌクレアー
ゼおよびプロテアーゼ）に対して耐性である化合物を合成できないことである。
現在の技術は、オリゴヌクレオチド、ＤＮＡおよびペプチドのアレイを調製する
ために使用されてきた（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ、米国特許第５，７００，６３７号；
Ｓｏｕｔｈｅｒｎ、米国特許第５，４３６，３２７号；Ｆｏｄｏｒら、米国特許
第５，４４５，９３４号；Ｆｏｄｏｒら、米国特許第５，７４４，３０５号およ
びＰｉｒｒｕｎｇら、米国特許第５，１４３，８５４号を参照のこと）。そのよ
うなアレイは、分解酵素によって攻撃されやすく、それは、アレイが粗細胞抽出
物を用いて反復的に厳しい環境で、または分解酵素の作用にアレイが曝され得る
ような任意の状況において使用される場合に、特に不利である。現在まで、分解
酵素に耐性である化合物を有する非常に低い密度のアレイのみが作製されていた
（Ｗｅｉｌｅｒら、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ２５：２
７９２−１７９９，１９９７を参照のこと）。現存する技術は、分解酵素に対し
て耐性である化合物の高い密度のアレイの作製に対しては不適切である。
【０００７】 ポリマービーズ上で多数の低分子量化合物を合成するために使用されてきた他
の方法は、「分割−連結−再結合」ストラテジーに従った（Ｇｏｒｄｏｎら、Ｊ
．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．３７：１３８５，１９９４に概説される）。そのような方
法は、莫大な化学的多様性を提供し得るが、位置−組成物関係によって提供され
る利便性は欠けている。その代わり、組成物は反復合成を介するプールされたリ
ガンドのデコンヴォルーション、または直交に合成されたコードされたタグの分
析により決定される。
【０００８】 従って、当該分野における、既知の位置−組成物の関係を有するリガンドアレ
イの固層の平行合成のための改善された方法に対する必要性が存在する。特に、
ブロッキング基の共有結合が必要とされず、そしてミクロンスケールでの広範な
種々の化学化合物のアレイの調製に使用され得る方法が必要とされる。本発明は
、これらの必要性を満たし、さらに他の関連する利点を提供する。
【０００９】 （発明の要約） 簡潔に記載すると、本発明は、別々に既知の領域においてその表面上に付着さ
れた有機化合物を有する表面を備える物品を調製および使用するための組成物お
よび方法を提供する。特定の局面において、本発明は、以下の工程：（ａ）表面
に付着される第１の分子を覆うフォトレジストの層を照射する工程であり、その
結果、フォトレジストが、第１の領域中の第１の分子から実質的に除去されるが
、第２の領域中の第１の分子からは除去されない工程；（ｂ）第１の領域の第１
の分子と試薬とが反応し、第１の領域に付着された第２の分子を形成する工程；
および（ｃ）実質的に、フォトレジストの層を除去する工程、およびそれによっ
て１つ以上の不連続な既知の領域において、表面に付着された有機化合物のアレ
イを作製する工程を包含する、１つ以上の不連続な既知の領域の表面上に付着さ
れた有機化合物のアレイを作製する方法を提供する。特定の実地形態において、
照射する工程は、さらに、第１の分子を覆うフォトレジストをディベロッパーに
曝露することを含む。以下：（ａ）以下を含むジアミン混合物：（ｉ）Ｎ−アル
キル−２−ニトロジアミン；および（ｉｉ）１，４−フェニレンジアミンまたは
１，３フェニレンジアミンの少なくとも１つ；と（ｂ）イソフタロイルクロリド
を含む二酸塩化物混合物との縮合により形成されるポリアミド誘導体を含むフォ
トレジストを含む種々のフォトレジストのいずれもが使用され得る。このような
方法により合成された有機組成物として、ポリヌクレオチド、ポリぺプチド、ペ
プチド核酸、モルホリノベースの核酸塩基（ｎｕｃｌｅｏｂａｓｅ）ポリマー、
ペプチドベースの核酸模倣物、エナプリラート（ｅｎａｐｒｉｌａｔ）アナログ
およびヌクレアーゼ耐性ポリヌクレオシドが挙げられるが、これらに限定はされ
ない。表面に付着される第１の分子は、有機化合物のリンカー、スペーサーまた
はモノマー前駆体であり得る。
【００１０】 特定の実施形態において、上記の方法は、さらに以下の工程：（ｄ）表面に付
着された分子を覆うフォトレジストの後続の層を塗布する工程；（ｅ）フォトレ
ジストの後続の層を照射し、その結果、フォトレジストの一部分が実質的に除去
される工程；（ｆ）試薬とフォトレジストが実質的に除去された分子とを反応さ
せ、異なる付着分子を形成する工程；（ｇ）実質的にフォトレジストを除去する
工程；および（ｈ）１つ以上の不連続な既知の領域の表面に付着された有機化合
物のアレイを作製するために（ｄ）〜（ｇ）の工程を繰り返す工程を包含する。
【００１１】 さらなる局面において、本発明は、既知の不連続な領域でその上に付着された
２つ以上の有機化合物を有する表面を作製するための方法を提供し、その方法は
以下の工程：（ａ）フォトレジストの第１の層を照射する工程、ここでフォトレ
ジストの第１の層は、基材表面に付着された第１の分子を覆い、その結果、フォ
トレジストの第１の層を第１の領域中の第１の分子から実質的に除去するが、第
２の領域中の第１の分子からは除去されない、工程；（ｂ）第１の試薬を、第１
の領域中の第１の分子と反応させ、第１の領域中に付着された第２の分子を形成
する工程；（ｃ）フォトレジストの第１の層を実質的に除去する工程；（ｄ）第
１の分子および第２の分子を覆うフォトレジストの第２の層を確立する工程；（
ｅ）少なくとも第１の領域の一部分において、第２の分子からフォトレジストの
第２の層を実質的に除去するために、フォトレジストの第２の層を照射する工程
；（ｆ）第１の領域の少なくともその部分において、第２の試薬を、第２の分子
と反応させる工程；（ｇ）フォトレジストの第２の層を実質的に除去する工程；
および（ｈ）２つ以上の望ましい有機化合物が、基材表面上の既知の不連続な領
域で形成されるまで、フォトレジストの後続の層について（ｄ）〜（ｇ）の工程
を繰り返す工程を包含する。特定の実施形態では、照射する工程は、第１の分子
を覆うフォトレジストをディベロッパーに曝露する工程を、さらに含む。このよ
うな方法により合成された有機化合物として、ポリヌクレオチド、ペプチド核酸
、ポリぺプチド、モルホリノベースの核酸塩基ポリマー、ペプチドベースの核酸
模倣物、エナプリラートアナログおよびヌクレアーゼ耐性ポリヌクレオシドが挙
げられるが、これらに限定はされない。
【００１２】 本発明は、別の局面において、以下の工程：（ａ）フォトレジストの第１の層
を照射する工程、ここでフォトレジストの第１の層は、基材表面に付着された第
１の分子を覆い、その結果、第１の領域中の第１の分子からフォトレジストの第
１の層を実質的に除去するが、第２の領域における第１の分子からは除去されな
い、工程；（ｂ）第１の試薬を、第１の領域中の第１の分子と反応させ、第１の
領域中の付着された第２の分子を形成する工程；（ｃ）フォトレジストの第１の
層を実質的に除去する工程；（ｄ）第１の分子および第２の分子を覆うフォトレ
ジストの第２の層を確立する工程；（ｅ）第２の領域中の第１の分子からフォト
レジストの第２の層を実質的に除去するためにフォトレジストの第２の層を照射
する工程；（ｆ）第２の試薬を、第２の領域中の第１の分子と反応させる工程；
（ｇ）フォトレジストの第２の層を実質的に除去し、それによって不連続な既知
の領域の表面上に付着された２つ以上の有機化合物のアレイを作製する工程；お
よび（ｈ）２つ以上の所望の有機化合物が、基材表面上の既知の不連続な領域で
形成されるまで、フォトレジストの後続の層について（ｄ）〜（ｆ）の工程を繰
り返す工程を含む、既知の不連続な領域でその上に付着された２つ以上の有機化
合物を有する表面を作製するための方法をさらに提供する。特定の実施形態では
、照射する工程は、第１の分子を覆うフォトレジストをディベロッパーに曝露す
る工程を、さらに包含する。このような方法により合成された有機化合物として
、ポリヌクレオチド、ペプチド核酸、ポリペプチド、モルホリノベースの核酸塩
基ポリマー、ペプチドベースの核酸模倣物、エナプリラートアナログおよびヌク
レアーゼ耐性ポリヌクレオシドが挙げられるが、これらに限定はされない。
【００１３】 さらなる局面において、本発明は、有機化合物のアレイを提供する。特定のこ
のような局面において、そしてアレイは、不連続な既知の領域において表面に付
着された１００より多い異なる有機化合物を含み、ここで、その領域は、表面上
の１ｃｍ2未満の合計面積を占め、そしてここで、有機化合物は、ヌクレアーゼ
およびプロテアーゼによる分解に耐性である。特定の実施形態では、有機化合物
は、例えば、（ａ）ペプチド核酸；（ｂ）ペプチド核酸模倣物（ｃ）以下の形態
のモルホリノサブユニットを含むポリマー：
【００１４】
【化１４】
【００１５】 ここで（ｉ）サブユニットは、隣接するサブユニットの５’環外炭素に１つのサ
ブユニットのモルホリノ窒素を結合する、無電荷のリン含有の、１から３原子長
のキラル結合により一緒に結合され、そして（ｉｉ）Ｂは、核酸塩基であり；ま
たは（ｄ）以下の形態の繰り返しのユニットを含むポリマーであるような、核酸
塩基ポリマーであり：
【００１６】
【化１５】
【００１７】 ここで、各々のＷは−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝、−ＣＯ−および−
ＮＲ1−からなる群より独立して選択され、ここでＲ1は、水素またはスペーサー
であり；各々のＸは、
【００１８】
【化１６】
【００１９】 からなる群より独立して選択され、ここでＲ2は、水素またはスペーサーであり
；Ｒ3は、アルキルまたはスペーサーであり；Ｒ4は、アルキル、シアノエチルま
たはスペーサー基であり；Ｒ5は、水素またはスペーサーであり；Ｒ6は、水素ま
たはスペーサー基であり；そしてＲ7は、水素またはスペーサーであり；各々の
Ｙは、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ≡、−ＣＨ＝、＝ＣＨ−、＝Ｎ−、
−ＣＯ−および−ＮＲ8−からなる群より独立して選択され、ここでＲ8は、水素
またはスペーサーであり；各々のＺは、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、＝ＣＨ−
、−ＣＯ−および−ＮＲ9−からなる群より独立して選択され、ここでＲ9は、水
素またはスペーサーであり；各々のＢは、核酸塩基からなる群より独立して選択
され；そして各々のｎは、１〜１００の範囲から独立して選択される整数である
。
【００２０】 さらなる局面において、本発明は、既知の不連続な領域の表面に付着された１
００より多い異なる核酸塩基ポリマーを含むアレイを提供し、ここでポリマーは
、以下： （ａ）
【００２１】
【化１７】
【００２２】 からなる群より選択された繰り返しユニットを含み、ここで：各々のＥは、炭素
および窒素からなる群より独立して選択され；各々のＷは、水素およびスペーサ
ーからなる群より独立して選択され；各々のＹは、水素およびスペーサーからな
る群より独立して選択され（繰り返しユニットにおいて、Ｅは、炭素である）；
各々のＹは、電子のローンペアであり（繰り返しユニットにおいて、Ｅは、窒素
である）；各々のＳ１は任意であり、そして存在する場合は独立して選択される
第１のスペーサーであり；各々のＳ２は任意であり、そして存在する場合は独立
して選択される第２のスペーサーであり；各々のＳ３は任意であり、そして存在
する場合は独立して選択される第３のスペーサーであり；各々のＸは、酸素およ
び硫黄からなる群より独立して選択され；各々のＢは、核酸塩基からなる群より
独立して選択され；Ｎは窒素であり；そして各々のｎは、１〜１００の範囲から
独立して選択される整数であり； （ｂ）
【００２３】
【化１８】
【００２４】 ここで（ｉ）サブユニットは、隣接するサブユニットの５’環外炭素に１つのサ
ブユニットのモルホリノ窒素を結合する、無電荷のリン含有の、１から３原子長
のキラル結合により一緒に結合され、そして（ｉｉ）Ｂは、核酸塩基であり；そ
して （ｃ）
【００２５】
【化１９】
【００２６】 ここで：各々のＷは、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝、−ＣＯ−および
−ＮＲ1−からなる群より独立して選択され、ここでＲ1は、水素またはスペーサ
ーであり；各々のＸは、以下：
【００２７】
【化２０】
【００２８】 からなる群より独立して選択され；ここでＲ2は、水素またはスペーサーであり
；Ｒ3は、アルキルまたはスペーサー基であり；Ｒ4は、アルキル、シアノエチル
またはスペーサー基であり；Ｒ5は、水素またはスペーサーであり；Ｒ6は、水素
またはスペーサーであり；そしてＲ7は、水素またはスペーサーであり；各々の
Ｙは、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ≡、−ＣＨ＝、＝ＣＨ−、＝Ｎ−、
−ＣＯ−および−ＮＲ8−からなる群より独立して選択され、ここでＲ8は、水素
またはスペーサーであり；各々のＺは、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、＝ＣＨ−
、−ＣＯ−および−ＮＲ9−からなる群より独立して選択され、ここでＲ9は、水
素またはスペーサーであり；各々のＢは、核酸塩基からなる群より独立して選択
され；そして各々のｎは、１〜１００の範囲より独立して選択される整数である
。
【００２９】 本発明は、他の局面において、レセプターを結合する化合物を同定するための
方法をさらに提供し、その方法は以下の工程を包含する：（ａ）上記のようなア
レイをレセプターと接触させる工程；および（ｂ）アレイの表面に付着した任意
の化合物が特異的にレセプターに結合するかどうか決定する工程。そのような方
法における使用のためのレセプターとして、核酸分子、ポリペプチド、抗体、ペ
プチド、ペプチド核酸、レクチン、糖、多糖類、細胞、細胞膜および細胞小器官
、酵素、酵素補助因子、ならびに細胞表面レセプターが挙げられるが、これらに
限定されない。
【００３０】 標的レセプターを単離する方法は、さらに提供され、それは以下の工程を包含
する：（ａ）上記のようなアレイを、標的レセプターを含む組成物と接触させる
工程、ここでアレイに付着された少なくとも１つ以上の化合物が、標的レセプタ
ーに結合する；（ｂ）アレイから組成物の結合していない成分を除去する工程；
および（ｃ）アレイから標的レセプターを分離し、それから標的レセプターを単
離する工程。
【００３１】 他の局面において、レセプターを改変する方法が提供され、その方法は、上記
のようなアレイを標的レセプターを含む組成物と接触させることを含む、ここで
アレイ中の有機化合物は、標的レセプター修飾基を含む。
【００３２】 本発明はさらに、アンチセンス分子を標的核酸分子にハイブリダイズするため
の方法を提供し、その方法は、以下の工程を包含する：（ａ）上記のようなアレ
イと標的核酸分子を含む組成物を接触させる工程であって、ここで表面に付着さ
れた有機化合物は、アンチセンス分子である、工程；および（ｂ）アレイから１
つ以上の有機化合物を検出する工程であって、それによりアンチセンス分子を標
的核酸分子にハイブリダイズする、工程。工程（ａ）および（ｂ）は、どちらの
順番においても行われ得る。
【００３３】 さらなる局面において、本発明は、核酸の公知の参照配列の改変体を配列決定
する方法を提供し、ここで改変体は、任意の６のヌクレオチドの伸長につき２以
下の頻度で１つ以上のヌクレオチドの置換を含み、以下の工程を包含する：（ａ
）その改変体に完全に相補的でないプローブに由来する改変体に完全に相補的な
プローブ間の分化を可能にするハイブリダイゼーション条件下で、上記のような
アレイと核酸フラグメントを接触させる工程；（ｂ）改変体に完全に相補的であ
る、これらのプローブの各々のセットを検出する工程；（ｃ）それらの配列を編
集することによって完全に相補的であるそれらのプローブ由来の改変体の配列を
決定する工程。
【００３４】 本発明はさらに、有機化合物のアレイから１つ以上の有機化合物を単離する方
法を提供し、その方法は、以下の工程を含む：（ａ）上記のようなアレイの第１
の領域上にコーティングされたフォトレジストを照射する工程であり、その結果
：（ｉ）第１の領域上にコーティングされたフォトレジストが、実質的に除去さ
れ、そしてアレイの第２の領域上にコーティングされたフォトレジストが実質的
に除去されず、第１の領域中に曝露された有機化合物を生じるか；または（ｉｉ
）第２の領域上にコーティングされたフォトレジストが、実質的に除去され、そ
してアレイの第一の領域上にコーティングされたフォトレジストが、実質的に除
去されず、第２の領域中に曝露された有機化合物を生じる、工程；ならびに（ｂ
）アレイから曝露された有機化合物を取り出す工程、そしてそれから有機化合物
のアレイからの１つ以上の化合物を単離する工程。
【００３５】 さらなる局面において、本発明は、有機化合物のアレイにおける目的の化合物
の存在または非存在を決定するための方法を提供し、その方法は以下の工程を包
含する：（ａ）上記のようなアレイの第１の領域上にコーティングされたフォト
レジストを照射する工程であり、その結果：（ｉ）第１の領域上にコーティング
されたフォトレジストが、実質的に除去され、そしてアレイの第２の領域上にコ
ーティングされたフォトレジストが、実質的に除去されず、第１の領域に曝露さ
れた有機化合物を生じるか；または（ｉｉ）第２の領域上にコーティングされた
フォトレジストが、実質的に除去され、そしてアレイの第１の領域上にコーティ
ングされたフォトレジストが、実質的に除去されず、第２の領域に曝露された有
機化合物を生じる、工程；（ｂ）アレイから曝露された有機化合物を取り出す工
程；および（ｃ）目的の化合物の存在または非存在について取り出された有機化
合物をアッセイする工程、そしてそれから有機化合物のアレイにおける目的の化
合物の存在または非存在を決定する工程。
【００３６】 さらなる局面では、有機化合物のアレイから、１つ以上の有機化合物を単離す
るための方法が提供され、以下の工程を包含する：（ａ）上記のようなアレイの
第１の領域上にコーティングされたフォトレジストを照射する工程であり、その
結果：（ｉ）第１の領域上にコーティングされたフォトレジストが実質的に除去
され、そしてアレイの第２の領域上にコーティングされたフォトレジストが実質
的に除去されず、第１の領域の曝露された有機化合物を生じるか；または（ｉｉ
）第２の領域上にコーティングされたフォトレジストが実質的に除去され、そし
てアレイの第１の領域上にコーティングされたフォトレジストが実質的に除去さ
れず、第２の領域に曝露された有機化合物を生じる、工程；（ｂ）曝露された有
機化合物を取り出す工程；（ｃ）実質的に、残存するフォトレジストを除去し、
現存する有機化合物を曝露する工程；および（ｄ）現存する曝露された有機化合
物をアレイから取り出す工程；そしてそれより有機化合物のアレイから１つ以上
の化合物を単離する工程。
【００３７】 本発明のこれらおよび他の局面は、以下の詳細な説明および添付する図面を参
照すると明らかになる。本明細書中で開示されるすべての参考文献は、各々が個
別に援用されるように、それらの全体が参考として本明細書中に援用される。
【００３８】 （発明の詳細な説明） 上記したように、本発明は、有機化合物の固相平行合成に関する方法および組
成物に一般に関する。本発明は、部分的に、一連の溶媒耐性な光パターン付け可
能な（ｐｈｏｔｏｐａｔｔｅｒｎａｂｌｅ）バリア層および写真平板を用いて、
選択的な固相合成を局所的に実行することが可能であるという発見に基づく。本
明細書中で開示される写真平板法を用いて、リガンドアレイを保有する支持体の
大量産生と一致する、模範的な再現性および寸法の制御を有する、比較的小さく
、かつ正確に既知の位置への光をマスクすることが可能である。
【００３９】 光除去可能な（ｐｈｏｔｏｒｅｍｏｖａｂｌｅ）基により供給される化学的ブ
ロックと対照的に、本明細書中に記載されるようなバリア層は、試薬が表面付着
分子に接触することを、物理的にブロックすることにより、あらかじめ定義され
た領域において、反応を妨げる。試薬の化学修飾は、必要でない。本明細書中で
提供されるこの方法は従って、実質的に全ての固相化学反応に適用可能であり、
市販の試薬の直接の使用をしばしば伴ない、ミクロンスケール分解能で非常に大
きい化学的な多様性の可能性を提供する。例えば、このような方法は、低分子量
化合物（例えば、薬物、殺虫薬、および除草剤、ならびに化合物（例えば、ＤＮ
Ａ、ＰＮＡ、ＰＥＮＡＭ、ＲＮＡおよびペプチド））のリガンドアレイの固相合
成に使用され得る。本明細書中で提供される方法を使用し、例えば、分解酵素の
作用に耐性であるリガンド（例えば、核酸塩基ポリマー）のアレイを調製し得る
。本明細書中に記載されるリガンドアレイは、固体支持体において、多くの個々
の分散型化合物が必要である分析において（例えば、診断目的または薬物送達目
的のためにリガンド−レセプター結合を検出するためのスクリーニングにおいて
）、使用され得る。
【００４０】 （用語集） 詳細に本発明を記載する前に、本明細書以降で使用する特定の用語の定義を示
すことで本発明を理解することを補助し得る。
【００４１】 組成物の「エージング」とは、ゾル・ゲル法に従ったポリマーを形成するプロ
セスのことをいう。「ゾル」および「ゾル・ゲル」は、以下を参照のこと。この
ようなポリマーは、直線のポリマーまたは架橋したポリマーであり得る。エージ
ングは、液体（すなわち、「ゾル」）、ゲル、または固体の状態のいずれかにお
いて進められ得、そして一般的に縮合した化学結合の数を上昇させる期間のこと
をいう。結合縮合は、液体、ゲル、または固体の状態のいずれかにおいて、平衡
に達し得る。重合は、例えば、半弾性の光散乱による溶液におけるポリマーの流
体力学半径、ゾル・ゲル被覆表面音波（ＳＡＷ）センサーにおけるガス吸着−脱
離、ＮＭＲ分光法（例えば、29Ｓｉ）示差熱分析、熱重量分析中の時間依存変化
を測定することによって、およびＩＲ分光法を用いて反応系のＨ2Ｏ含量をモニ
タリングすることによってモニターされ得る（Ｂｒｉｎｋｅｒら、Ｔｈｉｎ Ｓ
ｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ ２０１：９７，１９９１；Ｄａｎｉｅｌｓ ら、Ｍａｔ
．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．４３５：２１５，１９９６；Ｖｉｌｌ
ｅｇａｓおよびＮａｖａｒｒｏ，Ｊ．Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉ．２３：２１４
２，１９８８ならびにＳｃｈｍｉｄｔら、Ｊ．Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔ．Ｓｏｌｉｄ
ｓ ４８：６５，１９８２を参照のこと）。本明細書中に記載されたエージング
した溶液は、好ましくは、液体状態で、結合縮合の平衡に達する。
【００４２】 「増幅」とは、特定の核酸フラグメントまたは他の生物学的分子のコピーの数
の検出可能な増加をいい、通常、酵素反応（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応（Ｐ
ＣＲ））の結果として生じる。
【００４３】 「酸不安定基」は、特定の酸性ｐＨへの曝露の際に切断される分子の部分であ
る。
【００４４】 「アンチセンス分子」は、目的の核酸分子に対して少なくとも部分的に相補的
である配列を有し、そして水素結合相互作用を介する核酸の発現および／または
活性を検出可能に変調する核酸塩基ポリマーである。アンチセンス制御によって
核酸活性を変調する能力は、当該分野において周知である（Ｕｈｌｍａｎｎおよ
びＰｅｙｍａｎ，Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．９０（４）：５４４，１９９０およびＳｃ
ｈｒｅｉｅｒ，Ｐｈａｒｍ，Ａｃｔａ Ｈｅｌｖ．６８（３）：１４５，１９９
４において総説される）。遺伝子発現の制御に関し、アンチセンス分子は、発現
を阻害するだけでなく、インビトロならびにインビボで発現を活性化するために
使用され得る。遺伝子発現の間接的な活性化は、例えば、Ｉｎｏｕｅによりアン
チセンスオリゴデオキシヌクレオチドについて記載されたように（Ｉｎｏｕｅ，
Ｇｅｎｅ ７２：２５，１９８８を参照のこと）、天然のリプレッサーの生合成
を抑制することにより達成され得る。遺伝子発現の直接的な活性化は、例えば、
Ｗｉｎｋｌｅｒらによりアンチセンスオリゴデオキシヌクレオチドについて記載
されたように（Ｗｉｎｋｌｅｒら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．Ｕ
ＳＡ ７９：２１８１，１９８２を参照のこと）、転写の終結を減少することに
より達成され得る。慣用的に使用されている当該分野において公知であるいくつ
かのインビトロ試験系ならびにインビボ試験系がある（Ｃｒｏｏｋｅ，Ａｎｔｉ
ｃａｎｃｅｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｓ．６：６０９，１９９１；Ｈａｎｖｅｙら、Ｓ
ｃｉｅｎｃｅ ２５８：１４８１，１９９２；Ｌｉｓｚｉｅｗｉｃｚら、Ｐｒｏ
ｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８９：１１２０９，１９９２；Ｗｏ
ｏｌｆら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８９：７３０５，
１９９２；Ｎｉｅｌｓｅｎら、Ａｎｔｉｃａｎｃｅｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｓ．８：
５３，１９９３およびＺｅｉｐｈａｔｉら、Ａｎｔｉｓｅｎｓｅ Ｒｅｓ．Ｄｅ
ｖ．３：３２３，１９９３を参照のこと）。リガンド−アレイにおけるアンチセ
ンス分子の有効性は、これらの試験系を用いて容易に試験および比較され得る。
【００４５】 アレイ中の分子は、この分子がフォトレジスト適用および除去中に表面上に実
質的に残存する場合、表面に「付着された」と言われる（すなわち、このような
プロセスが本明細書中で記載されるように実行された場合、少なくとも６０％の
付着した分子が、除去されなかった）。特定の条件下で除去された分子の割合は
、標識化分子を用いて、そしてフォトレジスト適用および除去中の標識の損失を
モニターすることにより容易に決定され得る。付着は、共有的または非共有的で
あり得る。使用され得る非共有的相互作用としては、静電相互作用、水素結合、
金属配位、ファン・デル・ワールス相互作用、および磁力が挙げられる。いくつ
かの実施形態において、共有的相互作用および非共有的相互作用の混合が、使用
される。磁場において使用するために適切な磁化試薬としては、常磁性ランタニ
ドイオン（例えば、エルビウム、ジスブロシウム、ホルミウム、ツリウム、およ
びガドリニウム）が挙げられる（Ｚｂｏｒｏｗｓｋｉら、Ｊ．Ｇｅｎ．Ｍｉｃｒ
ｏｂｉｏｌｏｇｙ １３８：６３，１９９２；Ｒｕｓｓｅｌｌら、Ａｎａｌｙｔ
ｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍ．１６４：１８１，１９８７；およびＥｖａｎｓおよ
びＴｅｗ，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２１３：６５３，１９８３を参照のこと）。あるい
は、ミクロンスケールおよびより小さい磁性親和性粒子が使用され得る（例えば
、フェリチン、デキストラン磁鉄鉱、および磁性多孔性ガラス）（Ｈｉｒｓｃｈ
ｂｅｉｎら、Ｃｈｅｍｔｅｃｈ １７２頁，１９８２年３月；およびＶｉｒｏｏ
ｎｃｈａｔａｐａｎら、Ｐｈａｒｍ．Ｒｅｓ．１２：１１７６，１９９５；およ
びＣＰＧ Ｉｎｃ．，Ｌｉｎｃｏｌｎ Ｐａｒｋ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙを参照
のこと）。
【００４６】 「バリア層」は、この層の一方側上の試薬と他方側上の分子との検出可能な接
触を、特定の反応に必要である時間にわたって妨げるフォトレジストの層である
。換言すれば、これら２つが溶液において合わされる場合に、分子と検出可能な
様式で反応する試薬は、バリア層により分子から分離された場合、検出可能に反
応すべきではない。いくつかの実施形態において、バリア層は、絶対的であり、
時間と無関係に検出可能な接触を妨げる。絶対的なバリア層は、好ましくは、０
．１〜２０ミクロンの厚さであり、そしてより好ましくは、１〜３ミクロンの厚
さである。他の実施形態において、バリア層は、特定の時間間隔および特定のバ
リアの厚さにわたって検出可能な接触を妨げる相対的な拡散バリアを提供する。
相対的な拡散バリアの場合において、適切なバリアの厚さは、反応の必要である
時間を計算に入れて経験的に決定される。一般的に、バリアの厚さおよび時間間
隔は、相互に正比例する。換言すれば、長い時間間隔が必要である反応は、より
厚いバリアの層が必要である。
【００４７】 ２つの分子は、それらが、複合体を形成するように非共有的に会合する場合、
「結合する」と言われる。結合する能力は、例えば、複合体の形成について結合
定数を決定することにより評価され得る。結合定数は、複合体の濃度が成分濃度
の乗算の答え（ｐｒｏｄｕｃｔ）により除算される場合、得られる値である。一
般に、２つの化合物は、本発明の状況において、複合体形成についての結合定数
が、約１０3Ｌ／ｍｏｌを超える場合、「結合する」と言われる。結合定数は、
当該分野において周知の方法を用いて決定され得る。第１分子は、第２分子の結
合定数に対する第１分子の結合定数の比が２より大きい、そして好ましくは５よ
り大きい場合、この第２の無関係な分子に対して「特異的に結合する」と言われ
る。
【００４８】 用語「相補的」とは、リガンド分子およびそのレセプターの相互作用表面の電
気的位相幾何学的な適合性またはお互いの一致のことをいい、適切なアッセイ技
術を用いて、検出可能結合を生じる。従って、レセプターおよびそのリガンドは
、レセプターおよびそのリガンドの接触表面特徴であり得るように、相補的とし
て記載され得る。それらの結合定数により示されるような、特定のレセプターに
ついての２つのリガンドの相補性の程度に依存して、一方のリガンドは、他方に
対してより特異的に結合すると言われ得る（上記の「結合する」を参照のこと）
。２つの核酸塩基ポリマーは、これらのポリマーが目的の所定の核酸分子におけ
る対応する塩基と対になり（ワトソン−クリック塩基対形成）得る場合、「相補
的」であると言われる。用語「完全に相補的」とは、特定の配列における核酸塩
基の１００％が目的の核酸分子の対応する塩基との塩基対形成に関与し得ること
を示す。用語「実質的に相補的」とは、特定の配列における核酸塩基の少なくと
も約８０％が目的の核酸分子の対応する塩基との塩基対形成に関与し得ることを
示す。用語「部分的に相補的」とは、特定の配列における塩基の少なくとも約６
０％が目的の核酸分子の対応する塩基との塩基対形成に関与し得ることを示す。
【００４９】 フォトレジストコーティングは、直線貫通可能な隔たり、またはギャップが、
アレイの化合物をオーバーレイするコーティングにおいて実質的に検出可能でな
い場合、「連続的」である。換言すれば、このような隔たりまたはギャップは、
例えば、標準的な顕微鏡、位相差顕微鏡、および蛍光顕微鏡を用いて検出される
ように、アレイの化合物をオーバーレイするコーティングの３０％未満を構成す
るべきである。隔たりおよびギャップは、化合物をオーバーレイしない領域にお
いて存在し得、そして、このような隔たりまたはギャップの数およびこれらが含
むコーティングの割合による制限がない。
【００５０】 「カップル」または「カップリング」とは、共有的な化学結合の形成によって
２つの分子を共有結合することをいう。
【００５１】 フォトレジストの層は、この層が少なくとも０．１ミクロンの厚さである連続
的なコーティングを形成する場合、表面に付着される分子を「覆う」といわれる
。
【００５２】 「ディベロッパー」へのフォトレジストの曝露は、ポジ型フォトレジストの照
射した部分、またはネガ型フォトレジストの非照射の部分を溶解する任意の処置
のことをいい得、溶解した領域の選択的な除去を可能にする。ディベロッパーは
、液体または気体の組成物であり得る。特定の好ましいディベロッパーは、ケト
ン、アミノ、ヒドロキシルおよびアミドの部分の種々の比率を含む溶媒の非水性
混合液を含む。あるいは、ディベロッパーは、照射であり得る。フォトレジスト
は、フォトレジストが、特定の領域において、実質的に除去されるように、ディ
ベロッパー組成物がフォトレジストと接触される場合、または照射がフォトレジ
ストへ標的化される場合、ディベロッパーに曝露されると言われる。
【００５３】 「不連続な既知領域」は、化合物の実質的に純粋な基が、付着される、付着さ
れた、または付着することを意図される、表面の局在化した場所である。この領
域は、円形、矩形、楕円形などを含む任意の従来の形をし得、そして任意の大き
さ（例えば、０．２５〜１０6平方ミクロン）であり得る。
【００５４】 「ゲル状ネットワーク」とは、多孔性の３次構造ネットワークを形成するため
に、互いに連結する粒子の凝集のことをいう。粒子は、ポリマー結合剤の使用に
より共有的に、または非共有的に連結され得る。あるいは、粒子は、粒子の表面
上の化学基の相互作用により結合剤を使用をせずに共有的にまたは非共有的に連
結され得る。ポリマー結合剤または表面基の間の共有的相互作用は、例えば、オ
キサン結合（例えば、−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−、−Ｏ−Ｔｉ−Ｏ−、−Ｏ−Ａｌ−Ｏ−
、−Ｏ−Ｂ−Ｏ−、−Ｏ−Ｚｒ−Ｏ−、−Ｏ−Ｅｒ−Ｏ−、−Ｏ−Ｃｒ−Ｏ−、
−Ｏ−Ｇａ−Ｏ−、−Ｏ−Ｇｅ−Ｏ−、−Ｏ−Ｈｆ−Ｏ−、−Ｏ−Ｆｅ−Ｏ−、
−Ｏ−Ｃａ−Ｏ−、−Ｏ−Ｃｒ−Ｏ−、−Ｏ−Ｌａ−Ｏ−、−Ｏ−Ｍｇ−Ｏ−、
−Ｏ−Ｎｂ−Ｏ−、−Ｏ−Ｋ−Ｏ−、−Ｏ−Ｐｒ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓｍ−Ｏ−、−
Ｏ−Ｎａ−Ｏ−、−Ｏ−Ｔａ−Ｏ−、−Ｏ−Ｔｅ−Ｏ−、−Ｏ−Ｔｌ−Ｏ−、−
Ｏ−Ｓｎ−Ｏ−、−Ｏ−Ｗ−Ｏ−、−Ｏ−Ｖ−Ｏ−、−Ｏ−Ｙ−Ｏ−および−Ｏ
−Ｚｎ−Ｏ−）、エポキシド（例えば、グリシドオキシプロピルトリメトキシシ
ラン）とポリアミン（例えば、トリエチレンテトラミン）との間の連結、および
例えば、ビスアジドを用いる光誘導結合の形成を含む。ポリマー結合剤または表
面基において使用され得る非共有的相互作用としては、例えば、静電的相互作用
、水素結合、金属配位、およびファン・デル・ワールス相互作用が挙げられる。
いくつかの実施形態において、粒子は、共有的相互作用および非共有的相互作用
の混合により連結される。「ゲル状ネットワーク」を構成するに十分な結合の程
度は、照射、フォトレジスト、ディベロッパー、ストリッパーおよび試薬を含む
セットから選択される任意のプロセス試薬との接触後に、このネットワークの２
０％未満、およびより好ましくは、５％未満が損なわれる程度である。従って、
必要である結合の程度は、プロセス試薬の正確な性質に依存する。例えば、高度
の膨潤を示すフォトレジストは、膨潤の効力を平均化し、かつゲル状ネットワー
クの物理的な崩壊を妨げるために、より高い割合の結合を有するゲル状ネットワ
ークが必要である。プロセス試薬との接触後のネットワークのパーセント損失は
、窒素吸着等温線およびブルナウアー−エメット−テラー（ＢＥＴ）法を用いて
容易に評価され得る。ＢＥＴ法は、ゲル状ネットワークの表面部位を正確に測定
することを可能にし、そしてプロセス試薬との接触後、表面領域におけるパーセ
ント変化が、ゲル状ネットワークのパーセント損失に相当する。プロセス試薬と
の接触後のゲル状ネットワークのパーセント損失を評価するための他の方法は、
当業者に明らかである。
【００５５】 「ハイブリダイゼーション」とは、相補的な領域を介するある核酸塩基ポリマ
ーの別の核酸塩基ポリマーへの塩基対形成または凝集のことをいう。このような
塩基対形成または凝集は、標準的なアッセイを用いて検出可能であるべきである
（例えば、１つの核酸塩基ポリマーへ結合されるマーカーの検出）。特定の核酸
塩基ポリマーが、標的核酸ポリマーと塩基対形成したまま、または凝集したまま
であるか否かは、相補性の度合い、凝集された要素の長さ、および結合状態のス
トリンジェンシーに依存する。より高いストレンジェンシーでは、ハイブリダイ
ゼーションは、より高度な相補性または長さが必要である。
【００５６】 「指示化合物」は、リガンド−レセプター相互作用の検出を可能にする検出可
能特性を有する化合物である。換言すれば、検出可能特性は、非結合レセプター
の存在下と、リガンドにより結合されるレセプターの存在下とで異なる。指示化
合物は、レセプターまたはリガンドに共有的に結合し得るか、または個々の相互
作用する分子であり得る。指示化合物の主要な例示は、色素生産性基質であり、
酵素の存在下で色を変化するが、これらの色の変化は、インヒビターの存在下で
減弱する。このインヒビターは、酵素の活性部位に結合するために指示化合物と
競合することにより色の変化を減弱する。レセプター結合のためにリガンドと競
合する指示化合物の他の例は、本明細書中（以下の「標識」および「リガンド」
を参照のこと）で定義されるような任意の標識化リガンドを実質的に含む。非標
識化リガンドはまた、これらが検出可能特性を有する場合、指示化合物であり得
る。検出可能な特性は、例えば、色、光吸収、光透過、蛍光、蛍光性共鳴エネル
ギー転移、蛍光偏光、リン光、触媒活性、分子量、電荷、密度、融点、クロマト
グラフィー移動度、濁り度、電気泳動の易動度、マススペクトル、紫外線スペク
トル、赤外線スペクトル、核磁気共鳴スペクトル、元素組成、およびＸ線回折で
あり得る。
【００５７】 「照射」とは、標的への輻射の適用のことをいう。照射の量は、照射の所望す
る結果に依存する。一般的に、照射は、照射された分子において、所望する化学
修飾を達成するために十分である。例えば、ポジ型フォトレジスト層の照射は、
照射された領域からフォトレジストの実質的な除去を可能にするのに十分である
。
【００５８】 「標識」または「マーカー」は、使用者に非標識化合物の存在下で標識化合物
を特異的に検出することを可能にする化合物（例えば、リガンドまたはレセプタ
ー）の修飾である。例えば、化合物中の１つ以上の原子は、放射性同位体で置換
され得る。あるいは、標識は、ハイブリダイゼーション、改変された蛍光偏光ま
たは改変された光散乱に利用可能な抗原決定基、核酸を提供し得る。さらに、他
のマーカーとしては、色素生産性、蛍光性、化学発光または電気化学的に検出可
能であるマーカーが挙げられる。リガンドまたはレセプターを標識するために利
用可能である他の方法は、当業者に容易に明らかである。
【００５９】 本明細書中で使用される場合、「リガンド」は、特定のレセプターによる特異
的な結合のための候補である任意の分子である。多くのリガンドは、それらの意
図したレセプターと特異的に結合しないことが理解される。例えば、薬物アナロ
グアレイにおいて大多数のリガンドは、それらの標的レセプターを特異的に結合
しないことが予期される。さらに、用語「リガンド」は、任意の特定の生物学的
機能を有する分子に限定されない。リガンドは、「化合物」と呼ばれるより大き
な一般的な群のメンバーであると考えられ得、また、レセプターによる特異的認
識についての候補でない分子を含む。リガンドは、天然に存在するか、または人
造分子であり得、そしてそれらは、不変である状態においてか、または他の種と
の凝集体として使用され得る。リガンドは、直接かまたは他の分子（例えば、リ
ンカーおよび／またはスペーサー）を介してのいずれかで表面に付着（共有的に
かまたは非共有的に）され得る。リガンドは、レセプターに結合後、所定のレセ
プターを共有的にかまたは非共有的に修飾し得る。このような修飾としては、標
識化、コンフォメーションの改変、切断、共有的な結合および挿入が挙げられる
。このような様式で標的レセプターを修飾し得るリガンドは、「標的レセプター
修飾基」を含むと言われている。リガンドの例としては、細胞膜レセプターのた
めのアゴニストおよびアンタゴニスト、毒素、および毒液、ウイルス性エピトー
プ、ホルモン、抗体、細胞膜レセプター、モノクローナル抗体、特定の抗原決定
基に反応性の抗血清、酵素、薬物、薬物アナログ、ポリヌクレオチド、核酸、触
媒核酸、ペプチド、触媒ペプチド、ペプチド核酸、モルホリノベースの核酸塩基
ポリマー、他の核酸塩基ポリマー、補因子、レクチン、糖、多糖、細胞、細胞膜
および細胞器官が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６０】 「リガンド−アレイ」は、表面に付着するリガンドの２次元マトリックスであ
る。
【００６１】 「リガンド−レセプター結合」とは、分子認識を通じてリガンドとレセプター
との間の特定の検出可能な結合のことをいう。
【００６２】 「リガンド−レセプター対」は、分子認識によってリガンドおよびレセプター
が結合した場合に形成される複合体である。
【００６３】 「リンカー」は、表面に連結し、そしてその表面から合成化合物の間隔を空け
る分子または分子の基である。リンカーは、合成化合物のレセプター認識をさら
に促進し得るか、または合成化合物を表面から剥離し得る不安定な結合を供給し
得る。
【００６４】 「マスク」とは、正確なパターンで実質的に不透明な領域を有する実質的に透
明な支持材料をいい、そこでは、マスクの１つの面が照射される場合、光が遮断
されることが所望される。いくつかの実施形態において、実質的に不透明な領域
は、光プロッティングデバイスを使用する原板処理によって誘導される（例えば
、通常、プリント回路基材の製造において使用されるマスクの場合）。他の実施
形態において、マスクは、狭く焦点合わせされたレーザーによって光切断された
、実質的に不透明な材料でコーティングされた実質的に透明な支持材料から誘導
され、正確に規定された透明な領域を生成する（例えば、ガラスマスク上のクロ
ム）。実質的に透明な領域により透過された光の強度のパーセンテージとしての
、実質的に透明な領域により透過された光の強度と実質的に不透明な領域との間
の差は、７５％を超える、より好ましくは９０％を超える、そして最も好ましく
は９９％を超えるべきである。
【００６５】 「マイクロファブリケーション」とは、ミクロンおよびサブミクロンのフィー
チャーサイズを有する、表面上で構造物を組み立てるために使用される方法をい
う。作製される構造物は、集積電子回路、バイオセンサー、バイオチップ、マイ
クロリアクター、マイクロアナライザーまたは他の生物学的に関連するデバイス
であり得る。使用される方法には、例えば、ポリマー層の精密スピンコーティン
グ（ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｓｐｉｎ−ｃｏａｔｉｎｇ）、フォトレジストマスキ
ング、反応性イオンエッチング、液相エッチングならびに材料の気相および材料
の液相の沈着が挙げられる。
【００６６】 「核酸分子」（または、「核酸」）は、ヌクレオチドのポリマー（すなわち、
リン酸（Ｈ3ＰＯ4）、糖およびプリン塩基またはピリミジン塩基で形成される化
合物）である。そのようなポリマーは、任意の長さを有し得、そしてＤＮＡ分子
およびＲＮＡ分子を含み得る。比較的短い核酸分子（すなわち、約２００ヌクレ
オチド未満を含む）は、「オリゴヌクレオチド」と称され得る。核酸分子は、代
表的にヌクレアーゼによる分解を受けやすい。
【００６７】 「核酸塩基」は、代表的に核酸中に見出される窒素複素環式基（例えば、プリ
ン塩基のアデニンおよびグアニン、またはピリミジン塩基のシトシン、チミンお
よびウラシル）、あるいはそのような基のアナログである。アナログには、例え
ば、環置換基がアデニンまたはグアニンで見出されれるもの以外であるプリン塩
基、または環置換基がウラシル、チミンおよびシトシンで見出されるもの以外で
あるピリミジン塩基が挙げられる。核酸塩基の多くのアナログは、当該分野で周
知であり；アナログの多くは、化学療法剤として試験されてきた。これらのいく
つかは本明細書中に記載される；例えば、Ｂｅｉｌｓｔｅｉｎ’ｓ Ｈａｎｄｂ
ｕｃｈ ｄｅｒ Ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ
Ｖｅｒｌａｇ，Ｂｅｒｌｉｎ）およびＣｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔもま
た参照のこと。これらは、このような化合物の特性および調製を記載する刊行物
の参考文献を提供する。
【００６８】 「核酸塩基ポリマー」は、骨格に結合する核酸塩基のポリマーである。骨格は
、天然に存在し得る（核酸分子中に）か、または天然に存在し得ない。天然に存
在しない骨格を有する核酸塩基ポリマーは、好ましくは分解酵素に対して耐性で
ある。代表的な例としては、ペプチド核酸（Ｂｕｃｈａｒｄｔら、ＰＣＴ ＷＯ
９２／２０７０２およびＢｕｃｈａｒｄｔら、米国特許第５，７１９，２６２
号を参照のこと）、モルホリノベースの核酸塩基ポリマー（Ｓｕｍｍｅｒｔｏｎ
およびＷｅｌｌｅｒ、米国特許第５，６９８，６８５号；Ｓｕｍｍｅｒｔｏｎら
、米国特許第５，３７８，８４１号ならびにＳｕｍｍｅｒｔｏｎおよびＷｅｌｌ
ｅｒ、米国特許第５，１８５，４４４号を参照のこと）、ペプチドベースの核酸
模倣物またはＰＥＮＡＭ（Ｓｈａｈら、米国特許第５，６９８，６８５号を参照
のこと）、ならびにカルバメート（ＳｔｉｒｃｈａｋおよびＳｕｍｍｅｒｔｏｎ
，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．５２：４２０２、１９８７を参照のこと）、アミド（
Ｌｅｂｒｅｔｏｎら、Ｓｙｎｌｅｔｔ．１９９４年２月：１３７を参照のこと）
、メチルヒドロキシルアミン（Ｖａｓｓｅｕｒら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ
．１１４：４００６、１９９２を参照のこと）、３’−チオホルムアセタール（
Ｊｏｎｅｓら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．５８：２９８３、１９９３を参照のこと
）、スルファメート（ＨｕｉｅおよびＴｒａｉｎｏｒ、米国特許第５，４７０，
９６７号を参照のこと）および他（Ｓｗａｍｉｎａｔｈａｎら、米国特許第５，
８１７，７８１号およびＦｒｅｉｅｒおよびＡｌｔｍａｎｎ、Ｎｕｃｌ．Ａｃｉ
ｄｓ Ｒｅｓ．２５：４４２９，１９９７ならびにそこで引用される参考文献を
参照のこと）を含む結合を有するポリヌクレオシドが挙げられる。
【００６９】 「有機化合物」は、別個の分子量を有する炭素含有分子である。それらは例え
ば、それぞれ約２５００、５０００、および３００００ｇ／ｍｏｌの分子量を有
する、８、１６または１００核酸塩基を含む核酸塩基ポリマーを含み得る。有機
化合物はまた、薬剤の候補物、殺虫剤候補物または除草剤候補物である分子を含
み得る。そのような有機化合物は、好ましくは、約１０００ｇ／ｍｏｌ未満の分
子量を有する。本明細書において、有機化合物は、「分子」が物質の全部分にわ
たって伸長する共有結合ネットワーク固体と区別されるべきであり、そしてそれ
自体は、別個の分子量を有さない。本明細書において有機化合物とみなされない
炭素含有分子の例には、ダイアモンド、黒鉛、ガラス、および他の炭素含有ネッ
トワーク固体が挙げられる。
【００７０】 「ペプチド核酸」（ＰＮＡ）は、アミド結合によって連結されたＮ−（２−ア
ミノエチル）−グリシンの繰り返し単位を含む分子である（Ｂｕｃｈａｒｄｔら
、ＰＣＴ ＷＯ ９２／２０７０２を参照のこと）。天然のＤＮＡ骨格とは違っ
てデオキシリボースまたはリン酸基は存在しない。塩基は、メチレンカルボニル
結合によって骨格に連結される。
【００７１】
【化２１】
【００７２】 本明細書において、ＰＮＡ配列は、ＤＮＡ配列が書かれるように連結した塩基の
一文字の名称を使用して書かれる。ＰＮＡ配列は、ＤＮＡ配列の５’末端にある
「ＮＨ2」基によってＤＮＡ配列と区別される。例えば、本明細書においてＡＧ
ＧＴＣ−５’はＤＮＡ配列であり、一方、ＡＧＧＴＣ−ＮＨ2はＰＮＡ配列であ
る。特定の好ましいペプチド核酸ポリマーは、以下の形態の繰り返し単位を含む
：
【００７３】
【化２２】
【００７４】 ここで、各Ｂは、独立して核酸塩基からなる群から選択され；各Ｒ7は、独立し
て水素、Ｃ1−Ｃ8アルキルアミンおよびスペーサーからなる群から選択され；そ
して各ｎは、独立して、１〜１００までの範囲の整数から選択される。
【００７５】 「ペプチド核酸模倣物」（ＰＥＮＡＭ）は、以下の形態の繰り返し単位を含む
核酸塩基ポリマーである：
【００７６】
【化２３】
【００７７】 ここで、各Ｅは、独立して炭素および窒素からなる群から選択され；各Ｗは、独
立して水素およびスペーサーからなる群から選択され；各Ｙは、Ｅが炭素である
繰り返し単位において、独立して水素およびスペーサーからなる群から選択され
；各Ｙは、Ｅが窒素である繰り返し単位において、孤立電子対であり；独立して
選択された第１スペーサーが存在する場合、各Ｓ１は任意であり；独立して選択
された第２スペーサーが存在する場合、各Ｓ２は任意であり；独立して選択され
た第３スペーサーが存在する場合、各Ｓ３は任意であり；各Ｘは、独立して酸素
および硫黄からなる群から選択され；各Ｂは、独立して核酸塩基からなる群から
選択され；Ｎは窒素であり；そして各ｎは、独立して１〜１００までの範囲の整
数から選択される。
【００７８】 「光開裂可能基」は、特定の波長および強度の光に曝されると、開裂する分子
の一部である。
【００７９】 「フォトレジスト」とは、照射時に、照射領域および非照射領域を互いに分離
させ得る化学反応を受ける材料をいう。分離は照射工程（例えば、レーザー切断
）と同時であり得るが、しばしばさらなる処理工程（単数または複数）（例えば
、現像液への曝露）を必要とする。化学反応は、分子内様式または分子間様式の
いずれかにおいて生じるような結合変化と共に、化学結合の形成あるいは破壊を
含み得る。大部分の適応において、フォトレジストは比較的薄い液相として平ら
な表面に適用され、そしてエバポレートされる。「ネガ型フォトレジスト」とは
、照射領域における表面上にフォトレジストを残すフォトレジストをいい、一方
、「ポジ型フォトレジスト」とは、照射されない領域における表面上にフォトレ
ジストを残すフォトレジストをいう。
【００８０】 「ポリメラーゼ」は、ＲＮＡへのリボヌクレオチドの構築またはＤＮＡへのデ
オキシリボヌクレオチドの構築を触媒する酵素である。
【００８１】 「ポリメラーゼ連鎖反応」（ＰＣＲ）とは、標的ＤＮＡにおいて、対向する鎖
にハイブリダイズし、そして目的の領域に隣接する２つのオリゴヌクレオチドプ
ライマーを使用する特異的なＤＮＡフラグメントの指数増幅のためのプロセスを
いう。（Ｍｕｌｌｉｓ、米国特許第４，６８３，２０２号およびＭｕｌｌｉｓら
、米国特許第４，６８３，１９５号を参照のこと）。このプロセスは、鋳型の変
性、プライマーのアニーリングおよびＴａｑ ＤＮＡポリメラーゼまたは他の熱
安定性のポリメラーゼによってアニールされたプライマーの伸長を含む一連の反
復サイクルからなる。
【００８２】 コーティングが、直径１〜１５００ｎｍの範囲の間隙領域を含み、その結果、
０．１５〜０．９９の範囲の間隙率を生じる場合、「多孔性」であるといわれ、
ここで、多孔性は、細孔を有するコーティング容量の関数として定義される。例
えば、無機金属酸化物粒子の多孔性コーティングは、金属酸化物粒子のパッキン
グによって作られた無機金属酸化物粒子の間に間隙領域を含む。そのような多孔
性コーティングは、好ましくは、「実質的に均一の厚さ」を有する（すなわち、
コーティングの厚さが全コーティング面積の３０％以内で変化する）。
【００８３】 「主要な粒子の大きさ」とは、無機金属酸化物の非凝集性の単一粒子の平均の
大きさをいう。
【００８４】 「プライマー」は、ポリメラーゼに対するリガンドとして働くように選択され
たストリンジェントな条件下で結合される変性した核酸（その長さに関連する）
中の標的配列に対して十分に相補的であるように設計された核酸または他の核酸
塩基ポリマーである。プライマーは、ＰＣＲアッセイにおける標的配列の検出を
可能にするために十分に結合しなければならない。
【００８５】 「プローブ」は、選択されたストリンジェンシーな条件下で検出可能に結合さ
れる標的配列（その長さに関連する）に対して十分に相補的であるように設計さ
れた核酸または他の核酸塩基ポリマーである。プローブは、代表的にマーカー（
例えば、蛍光部分）を用いて標識される。
【００８６】 「照射」とは、選択的に適用され得るエネルギーをいい、１０-14メートルと
１０4メートルとの間の波長を有するエネルギーを含む。照射は、電子、Ｘ線お
よび放射性同位体の崩壊に由来する粒子、ならびに光（例えば、可視光、紫外線
または赤外線）を含む。
【００８７】 「試薬」は、アレイの表面に連結された分子との化学反応を受ける任意の化合
物である。代表的に、試薬は連結された分子と共有結合を形成し、公知の試薬を
用いる一連の反応を使用して連結された有機化合物の合成を可能にする。
【００８８】 「試薬ヒストリー（ｒｅａｇｅｎｔ ｈｉｓｔｏｒｙ）」とは、固体支持体の
予め規定された領域と接触した試薬の予め規定された順序をいう。ほとんどの場
合、試薬ヒストリーによって予想されるリガンドの組成および予め規定された領
域における実際の優勢なリガンドの組成は同じである。しかし、予想される組成
は、いくつかの実施形態において、その領域の実際の組成を正確に反映しない。
例えば、試薬の順序が、特徴が十分に規定されていない化学反応を含む場合、予
め規定された領域の優勢な組成は予想され得ない。対照的に、その試薬ヒストリ
ーによってこの予め規定された領域を記載することは、この試薬ヒストリーによ
って再生産され得る組成物を独自に規定する。各アレイのエレメントの優勢な組
成を知ることは、多くの適用において常に必要ではない。例えば、小分子のアレ
イは、その試薬ヒストリーのみによって正確に規定された活性薬剤候補物を含み
得る。この情報を使用して、その候補物は大規模に再合成され得、そしてその活
性成分の組成は、それがたとえ小さな画分であるとしても同定され得る。
【００８９】 「レセプター」は、所定のリガンドに特異的に結合する分子である。レセプタ
ーは、天然に存在するか、または人工分子であり得、そのもとの状態でか、また
は他の種との凝集体として使用され得る。レセプターは、リガンドに結合した後
、共有結合的に、または非共有結合的に所定のリガンドを修飾し得る。そのよう
な修飾は、標識、配座の変化、開裂、共有結合および挿入を含む。そのような様
式で標的リガンドを修飾し得るレセプターは、「標的リガンド修飾基」を含むと
いわれる。レセプターの例としては、抗体、細胞膜レセプター、モノクローナル
抗体、特異的抗原規定基に反応性の抗血清、酵素、薬剤、ポリヌクレオチド、核
酸、触媒核酸、ペプチド、触媒ペプチド、ペプチド核酸、モルホリノベースの核
酸塩基ポリマー、他の核酸塩基ポリマー、補因子、レクチン、糖、多糖、細胞、
細胞膜および小器官が挙げられるが、これらに限定されない。
【００９０】 酵素のＫmに等しい濃度で、そして酵素活性が最適であることが公知の条件下
（例えば、最適温度および最適塩濃度、ならびに最適補因子、補欠分子族および
補酵素の存在下）において、分解酵素との接触の１０分後に５０％未満の化合物
が分解される場合、化合物は「分解酵素による分解に対して耐性」である。特定
の分解酵素に対する最適条件は、当業者に容易に明らかである。この定義におい
て使用されるような、用語「分解された」とは、化合物の分子量を減少させる分
解酵素による１つ以上の化学的変化をいう。本発明の文脈内の分解酵素は、天然
に存在するヌクレアーゼおよびプロテアーゼである。代表的な分解酵素には、例
えば、特異的および非特異的リボヌクレアーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ、エ
キソヌクレアーゼ、およびエンドヌクレアーゼ、ならびに特異的および非特異的
エンドプロテアーゼ、およびエキソプロテアーゼが挙げられる。化合物が上記の
ような分解酵素による分解に対して耐性である場合、試験するための多くの方法
は当業者に利用可能である。例えば、化合物は分解酵素に接触され得、そしてそ
の混合物は続いて化合物の５０％を超える分子量が減少したか否かを決定するた
めの分析手順に供される。そのような分析手順は莫大であり、そして特定の化合
物に依存する。これには、高速液体クロマトグラフィー（すなわち、ＨＰＬＣ）
、ゲル電気泳動、ＮＭＲ分光法、およびＩＲ分光法が挙がられるが、これらに限
定されない。他の分析手順は、当業者に容易に明らかである。例えば、ＨＰＬＣ
は、親の核酸塩基ポリマーのピーク以外の全てのクロマトグラフィーのピークの
積分したＵＶ吸収を、全てのクロマトグラフィーのピークの積分したＵＶ吸収で
割ることにより、非特異的一本鎖デオキシリボヌクレアーゼにより分解される核
酸塩基ポリマーの割合を検出するために使用され得る。このような分析方法を使
用して、５０％を超えるオリゴデオキシリボヌクレオチドは、酵素のＫmに等し
い濃度で非特異的一本鎖デオキシリボヌクレアーゼを用いたインキュベーション
の１０分後に分解される。対照的に、非天然の骨格を有する核酸塩基ポリマーは
、同一の条件下において５０％未満が分解される。実際問題として、単純に化合
物の化学的構造を調べ、そしてその構造が分解酵素のもとの基質と明らかに異な
るか否かを決定することによって、特定のクラスの分解酵素に対する耐性として
化合物を同定することが、通常可能である。特に、核酸塩基ポリマーは、それら
の骨格が核酸のネイティブのホスホジエステル結合以外の結合を含む場合、ヌク
レアーゼとして公知の一般的なクラスの分解酵素に対して耐性である。同様に、
核酸塩基ポリマーは、それらの骨格がタンパク質またはペプチドにおいて見出さ
れないスペーサーあるいは側鎖を含むペプチド結合を含む場合、プロテアーゼと
して公知の一般的なクラスの分解酵素に対して耐性である。
【００９１】 「ゾル」とは、「ゾル−ゲル」プロセスにおける中間体をいう。ゾルは、化学
的前駆体から形成されるコロイド様オリゴマーによって特徴づけられる。
【００９２】 「ゾル−ゲル」とは、脱水してガラスまたはセラミックにする前に、溶液（ゾ
ル）状態およびゲル状態を順に通過する化学的前駆体または化学的前駆体の混合
物を加水分解することによって、ファイン金属酸化物ガラスおよびセラミックを
調製するための方法をいう。ゾルゲルルートによる金属酸化物ガラスの調製は、
以下の４つの基本的な工程を介して進む：（１）反応性モノマーを形成するため
の前駆体の部分的な加水分解；（２）コロイド様オリゴマーを形成するためのこ
れらのモノマーの重縮合（ゾル形成）；（３）重合および三次元マトリクスを誘
導する架橋を促進するためのさらなる加水分解（ゲル形成）；ならびに（４）乾
燥および他の脱水方法によるさらなる高密度化および架橋。工程（１）から（３
）は、連続的に表されるが、工程（１）の後、それらの反応は、変化する程度ま
で同時に起こる。化学的前駆体は、代表的に金属アルコキシドであるが、有機金
属アルコキシドもまた含み得る。非常に一般的な前駆体は、以下に示す工程に従
うゾル−ゲルプロセスを通って進行する、テトラエトキシシランである： （１）モノマー形成； Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4＋Ｈ2Ｏ→（ＯＣ2Ｈ5）3ＳｉＯＨ＋Ｃ2Ｈ5ＯＨ （２）ゾル形成； ｎ＋１（ＯＣ2Ｈ5）3ＳｉＯＨ→（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3Ｓｉ（ＯＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）2）n ＯＨ＋ｎＣ2Ｈ5ＯＨ （３）ゲル化；および
【００９３】
【化２４】
【００９４】 （４）高密度化
【００９５】
【化２５】
【００９６】 本明細書中に記載される特定の実施形態において、実質的に安定なゾルを含むコ
ーティング溶液が形成される。ゲル化および高度密度化の残りの工程は、適用さ
れたゾルの液相から溶媒を蒸発するとすぐ、容易に起こる。１２０℃における硬
化は高密度化をさらに増加するが、ネットワークは、遊離シラノールのところで
比較的開いたままであり、いくつかの有機部分がなお存在する。本発明において
は必要な工程ではないが、非常に高い温度は最大密度の二酸化けい素を達成する
。
【００９７】 「溶媒耐性」とは、特定の溶媒と接触する間、完全性および非透過性を維持す
るポリマーフィルムの能力をいう。化合物のアレイを配置することが所望される
領域において、特定の溶媒との接触により、検出可能な亀裂または裂開あるいは
有意なフィルムの溶解が生じない場合、フィルムは「溶媒耐性」である。検出可
能な亀裂または裂開とは、視覚的に、あるいは光学顕微鏡または位相差顕微鏡に
よって検出される亀裂または裂開を意味する。有意なフィルム溶解は、フィルム
を特定の時間の間、特定の溶媒に接触させた後の、フィルム厚の５０％より大き
い損失として定義され、そしてプロフィロメトリー（ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｒｙ
）または干渉計を使用して試験され得る。裂開、亀裂またはフィルム厚の５０％
を超える損失は、化合物のアレイを配置することが所望されない領域にわたって
耐性であり得ることは明らかである。いくつかの実施形態において、特定のポリ
マー組成物の溶媒耐性は、フィルム厚の関数である。例えば、特定の臨界厚を超
えるフィルムは、しばしば特定の溶媒中で、おそらくフィルムと基材との間の接
着力を超えるフィルムにおける溶媒誘導応力により亀裂が入る。
【００９８】 「スペーサー」は、基材から合成化合物の間隔をあける分子である。スペーサ
ーは、比較的に小さく、好ましくは炭素、窒素、酸素および硫黄から選択される
、１〜１０個の原子（水素原子は数えない）の骨格を含む。代表的に、そのよう
なスペーサーは、置換または非置換のアルキル、アルケニル、アルケニル基を含
む。しかし、スペーサーはまた、例えば：カルボニル（Ｃ＝Ｏ）基、チオカルボ
ニル（Ｃ＝Ｓ）基、アミン（ＮＨ）基、置換アミン（ＮＲ）基、アミド（Ｃ（＝
Ｏ）ＮＨ）基、置換アミド（Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ）基、カルバメート（ＮＨＣ（＝Ｏ
）Ｏ）基、ウレア（ＮＨＣ（＝Ｏ）ＮＨ）基、チオアミド（Ｃ（＝Ｓ）ＮＨ）基
、置換チオアミド（Ｃ（＝Ｓ）ＮＲ）基、ヒドラジン（ＮＨ−ＮＨ）基、置換ヒ
ドラジン（Ｎ（Ｒ）−Ｎ（Ｒ））基、エーテル（Ｃ−Ｏ−Ｃ）基、チオエーテル
（Ｃ−Ｓ−Ｃ）基、ジスルフィド（Ｓ−Ｓ）基、スルホン（Ｓ（＝Ｏ））基およ
び／またはスルホキシド（ＳＯ2）基を含み得る。スペーサーはまた、１つ以上
の小さな化学基（例えば、小鎖アルカン、アルケン、アルキン、ヒドロキシル基
、アルコキシル基、ケトン基、アルデヒド基、チオール基、アミノ基および／ま
たはハロゲン基）で置換され得る。アレイ中の特定の化合物は、複数のスペーサ
ーを有し得るが、それは互いに同一であり得る必要はない。あるいはスペーサー
はまた、１つ以上のリンカーに連結され得る。
【００９９】 「ストリンジェンシー」とは、凝集した核酸塩基ポリマーの複合体（例えば、
ＤＮＡ：ＤＮＡ，ＰＮＡ：ＤＮＡまたはＰＮＡ：ＰＮＡ）が、個々の成分モノマ
ーに解離する条件の組み合わせをいう。ストリンジェンシーに影響を与えるため
に使用される一般的な条件には、ｐＨ、温度および塩濃度が挙げられる。下記の
「Ｔm」を参照のこと。
【０１００】 「ストリッピング」とは、ストリッパーによるフォトレジストの除去をいう。
ストリッパーは、処理が終わった後にフォトレジストを除去するために使用され
る液体化学媒体である。その正確な組成は、フォトレジストの組成に依存する。
【０１０１】 内在する分子からのフォトレジストの「実質的な除去」とは、フォトレジスト
が十分に除去され、内在する分子と試薬との間の所望の反応が可能であることを
意味する。そのような反応は、以前にフォトレジストでコーティングされていな
い類似の分子において観察された収率の少なくとも５０％、そしてより好ましく
は、少なくとも９０％の収率を有するべきである。反応収率は、目的の反応に適
した標準的技術を使用してフォトレジストを用いて、および用いなくても容易に
決定され得る。そのような技術は当業者に周知であり、例えば、固相ＤＮＡ合成
の間の遊離されたトリチル基の分析のような、合成の間の遊離した保護基の分析
、またはニンヒドリン反応を使用したペプチド合成の間の遊離のアミノ基の分析
のような、合成の間に生成される遊離の求核試薬の分析が挙げられる。他の方法
は、例えば、表面音波センサーを使用して、なお基材表面に連結したままの最終
生成物を定量する工程、または蛍光標識したレセプター（例えば、核酸塩基ポリ
マーまたは抗体）に結合する工程、および蛍光シグナルを定量する工程を包含す
る。なお他の方法は、最終生成物を基材表面から遊離する工程、およびこれを高
速液体クロマトグラフィーを使用して定量する工程、放射性同位体で標識する工
程、ならびに当業者に知られた他の方法を包含する。
【０１０２】 不連続な既知の領域内において、リガンドが、そのリガンドの顕著な特徴を検
出し得るのに十分な濃度で存在する場合、リガンドは、「実質的に純粋」である
。そのような検出は、例えば、選択されたリガンドまたはレセプターとの結合に
よって測定され得る生物学的活性または生物学的機能に基づき得る。測定され得
る他の特徴としては、例えば、色、光吸収、光透過、蛍光、リン光、分子量、電
荷、密度、融点、クロマトグラフィーの移動度、溶液における濁度（すなわち、
比濁分析）、電気泳動的移動度、マススペクトル、紫外線スペクトル、赤外線ス
ペクトル、核磁気共鳴スペクトル、元素の組成およびＸ線回折が挙げられる。好
ましくは、実質的に純粋なリガンドは、その領域を有する総化合物の５％、１０
％、５０％、７０％、または９０％を超えるレベルでその領域内に存在する。
【０１０３】 「表面密度（Ｓｕｒｆａｃｅ ｄｅｎｓｉｔｙ）」は、２次元空間上に考案さ
れた３次元容積中に含まれる分子の数をいう。例えば、寸法、ｘ＝１０μｍ、ｙ
＝１０μｍおよびｚ＝１μｍを有する容積における１０００分子は、１００μｍ 2 あたり１０００分子、すなわち１０分子／μｍ2のｘ−ｙ空間における表面密度
を有する。このｘ−ｚ空間における表面密度は、１０μｍ2あたり１０００分子
、すなわち１００分子／μｍ2である。ｚ＝３μｍの場合、ｘ−ｙ空間における
表面密度は、３００分子／μｍ2である。リガンドアレイを議論する場合、この
分子は、リガンドであり、そしてこの考案された空間は、基材の最も大きな平面
成分と等価である。
【０１０４】 「Ｔm」は、核酸塩基ポリマー（例えば、ＤＮＡ：ＤＮＡ、ＰＮＡ：ＤＮＡま
たはＰＮＡ：ＰＮＡ）の２つの相補鎖が、個別の核塩基成分に溶解する温度をい
う。摂氏温度においてＤＮＡ２本鎖のためのＴmのおよその値は、公式により与
えられる：
【０１０５】
【数１】
【０１０６】 ここでＭは、０．５の最大に対するＮａ+のモル濃度であり、Ｐgcは、３０％と
７０％の間のオリゴヌクレオチドにおけるＧ塩基またはＣ塩基の百分率であり、
Ｐmは、％ミスマッチであり、Ｂは、１００塩基より少ないオリゴヌクレオチド
について６７５であり、そしてＬは、塩基中のプローブの長さである。１００ｍ
Ｍ ＮａＣｌ中のＰＮＡ：ＤＮＡ異種２本鎖について、Ｔmは、対応するＤＮＡ
２本鎖より塩基対あたりおよそ１℃高い。
【０１０７】 （フォトレジストに関する固相合成） 本発明は、不連続な既知の領域において、その上に付着される有機化合物を有
する表面を包含するものの調製のための方法および使用を提供する。このような
領域は、基本的に任意の大きさまたは形状であり得、この有機化合物は好ましく
はアレイ中に配置される。特定の実施形態において、この有機化合物はリガンド
であり、そして詳細な方法は、リガンドアレイの調製のために本明細書中で提供
される。このような方法は、実質的な改変なしに、他の有機分子の付着またはア
レイを除く他のものの調製に対し適用され得ることは明らかである。
【０１０８】 （Ａ．表面選択） 有機化合物は、基本的に任意の考えられる基材上で合成され得、これは、生物
学的であり得、非生物学的であり得、有機的であり得、無機的であり得、任意の
これらの組み合わせであり得る。この基材は、任意の都合のよい形状（例えば、
円板、正方形、球、円、または任意の他の適切な形状）を有し得、そして、例え
ば粒子、鎖、沈殿物、ゲル、シート、チューブ、球、コンテナ、毛細管、パッド
、スライス、フィルム、プレートまたはスライドとして形成され得る。基材は、
リガンド合成を支持するための固い支持体を好ましくは形成し、そして好ましく
は平らであるが、種々の代わりの表面構造（盛り上がった（ｒａｉｓｅｄ）およ
び／またはくぼんだ（ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ）領域を有するものを含む）とり得る
。基材は、実質的に任意の材料から調製され得る。例えば、基材としては、機能
化されたガラス、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＳｉＯ2、ＳＩＮ4、修飾され
たシリコン、フォトレジスト、バイオレイヤー（ｂｉｏｌａｙｅｒ）、シラン層
または任意の広範な種々のポリマー（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リビニリデンジフルオリド、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ナイロンまたはそれらの組み合わせ）の１つが挙げられる。他
の基材の材料は、当業者に容易に明らかである。好ましい実施形態において、こ
の基材は、平面ガラスまたは単結晶シリコンである。
【０１０９】 リガンド合成は、この基材の表面上で行われる。この表面は、基材と同じ材料
からなり得るが、必要ではない。表面材料としては、ポリマー、プラスチック、
樹脂、ポリサッカライド、シリカまたはシリカベース材料、炭素、金属、無機ガ
ラス、膜または任意の上記に列挙された基材材料が挙げられるが、これらに限定
されない。好ましくは、表面は、反応性基（カルボキシル基、アミノ基および／
またはヒドロキシ基）を含む。もっとも好ましくは、表面は、視覚的に透明であ
り、そして表面Ｓｉ−ＯＨ官能性（Ｓｉ−ＯＨ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）
を有する（例えば、シリカ表面上で見出される）。表面はまた、好ましく固い。
【０１１０】 好ましい実施形態において、表面は多孔性コーティングを含み、リガンド付着
のための高い表面積を提供することにより、リガンド表面密度を増加する。多孔
性コーティングは、コーティングの少なくとも１０ｍ2／グラムの表面積または
少なくとも０．１５の多孔性を提供する任意のコーティングであり得る。１つの
このようなコーティングは、無機粒子および加水分解された金属アルコキシドの
ポリマーのネットワークを含み（これは、好まれる実施形態において、テトラエ
トキシランである）、そして「リガンドアレイを含む多孔性コーティングおよび
レセプター結合をスクリーニングするためのその使用（Ｐｏｒｏｕｓ ｃｏｒｔ
ｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇ ｌｉｇａｎｄ−ａｒｒａｙｓ ａｎｄ ｕｓｅ ｔｈ
ｅｒｅｏｆ ｔｏ ｓｃｒｅｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｂｉｎｄｉｎｇ）」と題
された同時係属中である出願において記載される。一つの代表的な多孔性コーテ
ィングはまた、本明細書中の実施例１において記載される。このようなパターン
化された多孔性コーティングは、固く、連続的で、および厚さにおいて実質的に
均一であり、そして低自己蛍光、調整された孔の大きさ、およびレセプターによ
るリガンドに対する即座のアクセスを有する支持体を提供する。このコーティン
グは、有機溶媒中で膨張しまたは変形しない、そしてリガンドの固相化学合成を
行いかつリガンドと標識化された高分子レセプターとの結合を検出するための優
れた支持体を提供する。このような多孔性コーティングは、ガラスを含む任意の
種々の基材上で調製され得る。
【０１１１】 （Ｂ．リンカーおよび／またはスペーサーの付着） 所望の有機化合物の固相合成は、任意の適切な技術を使用して、この表面に対
する第１の分子（例えば、リンカーおよび／またはスペーサー）の付着により開
始され得る。あるいは、以下に記載されるように、合成は表面に対する分子の付
着の前に、表面に直接フォトレジストの第１の層を適用することにより開始され
得る。
【０１１２】 リンカーおよびスペーサーは、有機化合物を表面に連結する任意の分子である
。リンカーは、種々の機能（合成された分子を表面から一定の間隔に置くこと、
合成されたリガンドのレセプター認識を容易にすること、またはリガンドが表面
から分離されることを可能にする不安定な結合を供給することを含む）に役立つ
。スペーサーは、合成された分子を表面から分離するために役立つ小さい分子で
ある。スペーサーは単独で使用され得るか、またはリンカーに組み入れられ得る
。リンカーに組み入れられるための好ましいスペーサーは、以下を含む。
【０１１３】
【化２６】
【０１１４】 好ましくは、少なくとも１つのリンカーまたはスペーサー分子（少なくとも５
つの原子の長さ）が、リガンドおよびレセプターとの間の自由な相互作用を可能
にするために使用され、そして所望される場合、多様なスペーサー分子が、リン
カーの長さを増加させるために使用され得る。リンカーとしては、例えば、アリ
ール含有分子、エチレングリコールオリゴマー含有２〜１０モノマーユニット、
ジアミン、二酸、アミノ酸、シラン層、または任意の広範な種々のポリマー（例
えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンジフルオリド、ポリスチレ
ン、ポリカルボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリビニル
アルコール、ポリアクリルアミド、またはそれらの組み合わせ）が挙げられ得る
。他のリンカー材料は、当業者に容易に明らかである。
【０１１５】 好ましい実施形態において、リンカーは、１つ以上の反応性基を含むオルガノ
アルコキシシランである。反応性基としては、例えば、アミノ（例えば、ＡＰＥ
Ｓ）、ヒドロキシ（例えば、ＨＡＰＥＳ）、エポキシ、カルボキシ、スルフィド
リルまたはハロゲン基が挙げられ得る。反応性基は、好ましくは、表面と反対側
のリンカー分子の遠位（ｄｉｓｔａｌ）または終着末端（ｔｅｒｍｉｎａｌ ｅ
ｎｄ）にある。好ましい実施形態において、オルガノアルコキシシランは、アミ
ノ基を有する３−アミノプロピルトリエトキシシラン（すなわち、ＡＰＥＳ）、
および／または２つのヒドロキシル基を有するビス（２−ヒドロキシエチル）−
３−アミノプロピルトリエトキシシラン（すなわち、ＨＡＰＥＳ）を保有する。
【０１１６】 他の実施形態において、リンカーは、親水特性または疎水特性に対して選択さ
れ、特定のレセプターに対する合成されたリガンドの提示を改善し得る。例えば
、親水性レセプターの場合において、親水性リンカーは、レセプターが合成され
たリガンドにより近くに接近することを可能にするために好まれる。
【０１１７】 あるいは、またはさらに、リンカーは合成された化合物の除去を可能にするた
めに選択され得る。このようなリンカーは、例えば、光切断可能（ｐｈｏｔｏｃ
ｌｅａｖａｂｌｅ）、酸不安定（ａｃｉｄ ｌａｂｉｌｅ）、塩基不安定（ｂａ
ｓｅ−ｌａｂｉｌｅ）、または酵素により切断可能であり得る。光切断可能リン
カーの使用は、他の過程の工程（例えば、多孔性コーティングの光パターン付け
（ｐｈｏｔｏｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）およびリガンドアレイ合成を含む）を行う
ために使用される波長と全く異なるように選択され得る波長の光を用いた照射に
よるリガンドの除去を可能にする。光切断可能リンカー中で、切断可能部分は、
リンカーの遠心末端（ｄｉｓｔａｌ ｅｎｄ）と物質に付着された末端の間の中
間部に好ましく位置する。さらに好ましくは、切断可能部分は、光切断が脱着さ
れた化合物上にリンカーの残部を残さないために、遠心末端に位置する。酸不安
定リンカーまたは塩基不安定リンカーは、酸または塩基に対する暴露の際にリガ
ンドの除去を可能にする不安定部分を含む。酸または塩基は、例えば、それぞれ
、気相酸塩化酢酸（ＴＦＡ）またはＮＨ3であり得る。酸、塩基、および光不安
定リンカー分子は、当該分野で公知であり、そして市販される（Ｔｈｅ Ｃｏｍ
ｂｉｎａｔｏｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｃａｔａｌｏｇ、Ｎｏｖａ Ｂｉ
ｏｃｈｅｍ，Ｉｎｃ．、１９９８を参照のこと）。１つの適切な酸不安定リンカ
ーは、以下の式を有する。
【０１１８】
【化２７】
【０１１９】 リガンドアレイの光切断可能および気相切断の両方は、分離されたリガンドが
、付着および／または合成のそれらの部位とともに同時配置された（ｃｏ−ｌｏ
ｃａｌｉｚｅｄ）ままであることを可能にする。支持体からのリガンドの分離は
、多くのリガンドレセプタター対の形成のために必須である。同時配置は、イン
サイチュアッセイが、リガンドレセプター結合を決定するために使用される場合
、特に有利である。このようなアッセイにおいて、結合の位置を決定することは
また、結合リガンドの同一性または試薬ヒストリー（ｒｅａｇｅｎｔ ｈｉｓｔ
ｏｒｙ）を決定する。インサイチュアッセイを使用して、薬物候補のアレイをス
クリーニングすることは、特に好ましい。
【０１２０】 リンカーはまた、またはあるいは、好ましくは中間位置において、酵素による
切断のための認識配列を包含し得る。このような配列は、酵素との接触による、
リガンドの除去を可能にする。酵素切断可能基（ｅｎｚｙｍｅ−ｃｌｅａｖａｂ
ｌｅ ｇｒｏｕｐ）は、プロテアーゼ、非特異的ヌクレアーゼ、特異的ヌクレア
ーゼまたは細胞により分泌される酵素を用いて、実質的に切断可能であるために
選択され得る。好ましくは、酵素切断可能部分が、生細胞との接触の際に、リガ
ンドの除去を可能にするために、リンカーにリガンドを接続する。最も好ましく
は、この細胞は、細胞に実質的に拡散し、そしていくつかの内部生物学的プロセ
スに影響するアレイからリガンドを脱着する酵素を分泌する。例えば、プロテア
ーゼ感受性結合を介して付着された核塩基ポリマーのアレイは、アレイの表面と
の直接的接触において増殖する細胞に関する、アンチセンス実験のアレイを導く
ために使用され得る。支持体からのリガンドの分離は、細胞膜を介して、リガン
ドの移行のために必須である。核塩基ポリマーの細胞誘導切断はまた、分離され
たリガンドが、付着および／または合成の部位とともに同時配置されたままであ
ることを可能にする。同時配置は、表現型細胞アッセイが、核酸塩基ポリマーに
よる遺伝子発現の調節を決定するために使用される場合、特に有利である。この
ようなアッセイにおいて、表現型変化の位置を決定することは、変化に影響して
いる核塩基ポリマーの配列ならびに、この細胞外標的の塩基配列を決定する。
【０１２１】 リンカーは、当該分野において周知の方法に従って、（Ｃ−Ｃ、Ｃ−Ｎ、Ｃ−
Ｏ、Ｃ−Ｓ、Ｓｉ−または他の化学結合を介して）表面に共有結合的に付着され
得、または吸着され得る（Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ、第Ｘ
ＬＩＶ巻、Ｋｌａｕｓ Ｍｏｓｂａｃｈにより編、（１９７６）、Ａｃａｄｅｍ
ｉｃ Ｐｒｅｓｓ Ｎ．Ｙ．を参照のこと）。例えば、ヒドロキシ基を有するリ
ンカーは、１０分間、９５：５のエタノール：Ｈ2Ｏの２％のＨＡＰＥＳ溶液を
用いて表面と付着され得、次にエタノールを用いてリンスし、そして１５分間、
１２０℃で硬化した。アミノ基を有するリンカーは、ＨＡＰＥＳがＡＰＥＳに置
換されること以外は同様に付着される。オルガノアルコキシシランは、シロキサ
ン結合を介して、一般的に表面に付着され得る。
【０１２２】 （Ｃ．固相合成） 表面（所望の場合）有機化合物のリンカーおよび／またはスペーサーの次の付
着は、固相合成として当該分野で公知の集合的な方法を使用して化学的前駆体の
連続的連結により合成され得る。この過程について、以下でより詳細に記載され
、この化学的前駆体は、「試薬」といわれ、そして表面に付着した分子（例えば
、リンカーおよび／またはスペーサー）は、集合的に「第１分子」と考えられ得
る。
【０１２３】 簡潔には、固相合成は、１連の４つの工程を介して、１つ以上のサイクルによ
り達成される：（１）フォトレジストの適用；（２）フォトレジストの照射およ
びそのフォトレジストの１部の除去；（３）暴露（ｅｘｐｏｓｅｄ）分子と試薬
との接触；および（４）残っているフォトレジストの除去（または剥離（ｓｔｒ
ｉｐｐｉｎｇ））。これらの工程の各々が、以下でより詳細に記載され、そして
このシリーズが、目的の有機化合物を生成するために必要とされる回数と同じ数
だけ実行され得る。
【０１２４】 一般的に、表面上で行われる化学的反応は、使用される試薬により特徴づけら
れ得る。例えば、試薬Ｒ1の添加により規定された反応は、表記［Ｒ1］により明
示され、ここで正方形ブラケット（ｓｑｕａｒｅ ｂｒａｃｋｅｔ）は、支持体
と試薬との接触の工程を示す。領域と接触する試薬の順番は、その試薬ヒストリ
ー（ｒｅａｇｅｎｔ ｈｉｓｔｏｒｙ）を規定する。従って、第１サイクルの後
、表面の暴露された領域は、次の試薬ヒストリーとともにリガンドを含み：
【０１２５】
【化２８】
【０１２６】 ここでＳは、表面およびＬが、リンカーを示し、一方その表面の残り領域は、次
の無試薬ヒストリーとともにリガンドを含む：
【０１２７】
【化２９】
【０１２８】 フォトレジスト塗布の第２のサイクル、照射、ディベロッパーへの暴露および
第２の試薬Ｒ2（これは、Ｒ1と同様であり得るかまたはあり得ない）との接触の
後、支持体の異なる領域は、１つ以上の次の試薬ヒストリーを有するリガンドを
含み得る。
【０１２９】
【化３０】
【０１３０】 上記過程は、基材が各々の異なる既知の領域において、および各々の既知の試
薬ヒストリーとともに、多数のリガンドと付着するまでずっと繰り返される。好
ましい実施形態において、試薬ヒストリーは、事前に規定された領域の有力なリ
ガンド組成を決定する。従って、フォトレジストによりマスクされた支持体の領
域および各々の領域の試薬ヒストリーを制御することによって、各々のリガンド
の位置および組成が、既知である。
【０１３１】 （１．フォトレジストの適用） 合成を開始するために、第１分子が、フォトレジストの層により覆われる。あ
るいは、第１分子の非存在において、フォトレジストの層は、その表面上を直接
コートされ得る。任意の適切なフォトレジストは、以下の条件でこの目的のため
に使用され得る（１）フォトレジストは、バリアー層を提供し（２）フォトレジ
ストの照射は、非照射領域と比較して、照射領域におけるフォトレジストの差異
的溶解度を生じ；（３）このような照射は、表面付着分子の実質的な光分解を生
じない波長の光を用いて実行され；（４）フォトレジストにより経験する光化学
的反応は、フォトレジストとの接触における表面付着分子に関して実質的に不活
性であり；（５）適切なディベロッパーは、必要とされる場合、表面および付着
した分子と実質的に非反応性であり、そして（６）フォトレジストは、有機分子
および下にある表面に関して実質的に不活性である剥離溶液によって実質的に除
去可能である。
【０１３２】 フォトレジストにより提供されるバリアー層は、フォトレジストにより覆われ
ない第１分子とのこのような検出反応を可能にする条件下において、下にある第
１分子との試薬の検出反応を妨げるのに十分であるべきである。このバリアー層
は、少なくとも０．１ミクロン厚であるべきで、そして本明細書中で規定される
ように、連続的なコーティングを形成すべきである。好ましくは、バリアー層は
、合成反応において使用されるために実質的に有機溶剤に対して不浸透である。
この特性は、層を生成し、目的の有機溶剤を用いて層の１つの側面に接触し、そ
してこの溶剤がアッセイに使用される条件下でその層を通過するか否かを決定す
ることにより評価され得る。層への溶剤の分散は、層の膨張の事象について試験
することにより検出され得る。一般的に、バリアー層は、厚さが平衡状態におい
て５０％に満たないまで増加（すなわち、膨張）する場合、干渉法またはプロフ
ィロメトリー（ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｒｙ）により決定されるように、溶媒に対
して実質的に不浸透である。このような溶媒不浸透は、所望されるが、以下でよ
り詳細に議論されるように、絶対的に要求されるものではない。
【０１３３】 特異的波長の光によるフォトレジストバリアー層の照射は、照射（ポジ型フォ
トレジスト）領域または非照射（ネガ型フォトレジスト）領域からの選択的、実
質的除去を可能にする。この特性は、非照射フォトレジストと比較した場合、照
射されたフォトレジストの差異的溶解度から生じる。この差異的溶解度の範囲は
、ディベロッパーに選択的に照射されたフォトレジスト層を曝し、かつフォトレ
ジストが照射領域および非照射領域から除去される範囲を評価すること（例えば
、プロフィロメトリーを使用）により評価され得る。一般的に、ポジ型フォトレ
ジストについて少なくとも２０倍の差異的溶解度は、有用なフォトレジスト系を
作製するために十分である。例えば、照射領域における少なくとも２ミクロンの
フォトレジストの除去を生じる照射およびディベロッパーに対する暴露は、プロ
フィロメトリーにより決定されるような、非照射領域において０．１ミクロンを
越えない除去を生じるはずである。
【０１３４】 本明細書中で提供される方法の中で、このような照射は、この下の分子の検出
可能な変更を生じないはずである。従って、適切なフォトレジストは、この下の
分子の検出可能な分解を生じない波長の光に対して、反応活性であるべきである
。ほとんどの出願について、この光は、分子の直接的な分解を引き起こす波長よ
り大きい波長を有する（すなわち、＞２６０ｎｍ、好ましくは＞３００ｎｍ）。
当業者は、所望の有機化合物の合成における使用について適切である特異的波長
を容易に決定し得る。さらに、照射の際にフォトレジスト層内で起こる化学的作
用は、この下の分子に対して実質的に不活性であるべきである。このフォトレジ
ストの照射は、合成される化合物と反応し得る反応性化合物を生じないべきであ
る。同様に、用いられる任意のディベロッパーおよびフォトレジストの除去のた
めの剥離剤は、この下の分子を改変すべきではない。言い換えれば、現像液およ
び剥離液は、表面分子または付着分子を分解しないでフォトレジストの実質的な
除去を生じるべきである。一般的に、フォトレジストにおける照射、光化学的反
応を含むプロセス因子、ディベロッパー、および剥離剤は、それらが使用される
たびに５０％未満の化合物の分解、およびより好ましくは１０％未満の分解を生
じるべきである。分解は、上記プロセス因子の存在下および非存在下において反
応収率を評価することにより、測定され得る（Ｇｌｏｓｓａｒｙ ｐｈｒａｓｅ
「ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ ｒｅｍｏｖａｌ」を参照のこと）。
【０１３５】 本発明における使用のための適切なフォトレジストは、別々にフォトレジスト
の光不活性成分および光活性成分の特性を考慮することにより、同定され得る。
フォトレジストの光不活性成分は、溶媒耐性（すなわち、特定の溶媒において不
浸透性）を含むフォトレジストのバルク特性の大部分を決定し、そして代表的に
はポリマーである。光不活性成分についての適切な候補は、一般にそれらのポリ
マーから選択され得、その溶媒耐性は特定の合成反応において使用される試薬溶
剤を含む。種々の溶媒におけるポリマーの巨大アレイおよびそれらの溶解度プロ
フィールは、当該分野において記載されている（Ｆｕｃｈｓにより総説される：
Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ、第２編、Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅ
ｎｃｅ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、Ｂｒａｎｄｒｕｐ ａｎｄ Ｉｍｍｅｒｇｕｔ編（
１９７５）、３７９頁）。フォトレジストの所望の溶解度プロフィールに依存し
て、光不活性成分の候補は、ポリ（ジエン）、ポリ（アセチレン）、ポリ（アル
ケン）、ポリ（アクリレート）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル）（ｐ
ｏｌｙ（ｍｅｔｈａｃｒｙｌｉｃｓ））、ポリ（二置換型エステル）、ポリ（ア
クリルアミド）、ポリ（メタクリルアミド）、ポリ（ビニルエーテル）、ポリ（
ビニルアルコール）、ポリ（アセタール）、ポリ（ビニルケトン）、ポリ（ビニ
ルハロゲン化物）、ポリ（ビニルニトリル）、ポリ（ビニルエステル）、ポリ（
スチレン）、ポリ（フェニレン）、ポリ（オキシド）、ポリ（カルボネート）、
ポリ（エステル）、ポリ（無水物）、ポリ（ウレタン）、ポリ（スルホネート）
、ポリ（シロキサン）、ポリ（スルフィド）、ポリ（スルホン）、ポリ（アミド
）、ポリ（ヒドラジド）、ポリ（尿素）、ポリ（カルボジイミド）、ポリ（ホス
ファゼン）、ポリ（シラン）、ポリ（シラザン）、ポリ（ベンズオキサゾール）
、ポリ（オキサジアゾール）、ポリ（オキサジアゾリジン）、ポリ（ジチアゾー
ル）、ポリ（ベンゾチアゾール）、ポリ（ピロメリチミド）、ポリ（キノキサリ
ン）、ポリ（ベンズイミダゾール）、ポリ（ピペラジン）、ポリ（無水物）、ポ
リ（ホルムアルデヒド）、ポリ（ホスホネート）、ポリ（ホスフェート）および
ポリ（チオホスホネート）から選択される。好ましいポリマーは、狭い溶解度プ
ロフィールを有するポリマーであり、そして例えば、ポリエチレン（低密度）、
ポリプロピレン、ポリ（ジ−ｎ−ブチルイタコネート）、ポリアクリルアミド、
ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（アリルアルコール）、ポリ（クロロトリフル
オロエチレン）、ポリ（２，５−ジメトキシ−１，４−フェニレンエチレン）、
ポリ（オキシ−１，４−フェニレンオキシイソフタロイル）、ポリ（１−ブテン
−ｃｏ−二酸化硫黄）、ポリ（イミノ（１−オキソトリメチレン）、ポリ（１，
３，４−オキサジアゾール）、ポリ（ジベンズオキサゾール）、ポリ（ジチアゾ
ール）、ポリ（ピロメリトイミド）、ポリ（ベンゾイミダゾール）、ポリ（ジベ
ンゾイミダゾール）、ポリ（オキシプロピリデン）、ポリアミド酸およびポリイ
ミドが挙げられる。特に好ましくは、ｎ−アルキルアミド溶媒に主に溶解性であ
る非常に狭いスペクトルを有する芳香族ポリアミドまたは「アラミド」である（
：Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第３巻、第３版、ＧｒａｙｓｏｎおよびＥｃｋｒｏ
ｔｈ編（１９７８）、Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、Ｎｅｗ Ｙｏｒ
ｋ、２１３頁にＰｒｅｓｔｏｎによって記載されるように）。いくつかの実施形
態において、光不活性成分は、重合体ブレンドであり得、ここで、このブレンド
は、増強された溶媒耐性を付与する（例えば、Ｃｌａｇｅｔｔら、米国特許第５
，３４６，９６７号により報告される特定のアモルファスポリアミドおよびポリ
エステルのブレンドのように）。
【０１３６】 光活性成分は、照射または非照射部分のいずれかが、選択的に除去されるよう
な照射に続くフォトレジストのバルク特性における変化を生じる。代表的には、
光活性成分は、特定の液状ディベロッパーにおいて、フォトレジストの溶解度を
変化する。光活性成分は、単一の分子を含み得るか、または「光活性系」におけ
る２つ以上の分子を含み得る。光活性成分は、共有結合性の付着を介して光不活
性ポリマーの必須部分であり得、または光不活性ポリマーとの混和性ブレンドと
して存在し得る。
【０１３７】 適切な光活性候補は、光活性ポリマーの溶解度プロフィールにおいて変化をも
たらすそれらの光活性分子から選択され得、一方、アレイ表面に付着した有機分
子に悪影響を及ぼさない。これらの特性を有する光活性成分は、実質的に、分子
内光反応、またはアレイ表面に付着しない分子のクラスに対して非常に特異的で
ある光反応を経験するそれらの光活性分子を同定することにより、選択され得る
。光活性成分は、実質的な光反応に影響するために必要な光の波長に基づいて、
さらに選択される。好ましくは、光活性成分は、電磁スペクトルの紫外（ＵＶ）
部分または可視部分の放射に対して反応する。さらに好ましくは、光活性成分は
、約２５０ｎｍ、３００ｎｍ、３５０ｎｍまたは４００ｎｍより大きな波長を有
する光に対して反応性を有するこのスペクトルの近紫外部分または可視部分の放
射に対し、反応性である。これらの判定基準を満たす多数の光活性成分が記載さ
れており、そして当業者に精通している。
【０１３８】 光活性成分の好ましいクラスは、ポリマーを含む混和性ブレンド中でポリマー
成分の溶解性を阻害する分子を含む（Ｄｅｓｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ｆ
ｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ：Ｓｙｎｔｈｓｉｓ ａｎｄ Ａｐｐｌ
ｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｒｅｚａ Ａｒｓｈａｄｙ編，（１９９７）、Ａｍｅｒｉｃ
ａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ，２．
１，２．２，および２．３章を参照のこと）。このような溶解阻害剤は、ポジ型
フォトレジストおよびネガ型フォトレジストの両方を生成するために使用された
。好ましい溶解阻害剤は、実質的に分子内光反応を受ける、それらの光活性分子
である。例えば、これらはジアゾキノン：
【０１３９】
【化３１】
【０１４０】 を含む。
【０１４１】 非常に多様なジアゾキノン誘導体が特許公報に記載され、当業者に知られてい
る（ＤｅＦｏｒｅｓｔ，Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ
Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ（１９７５）を参照のこと）。
例えば、ジアゾキノンは、ポリイミドベースのフォトレジストにおける混和性の
光活性成分として首尾よく使用された（ＹｕｋａｗａおよびＫｏｈｔｏｈ、米国
特許第５，２８８，５８８号およびＯｂａら、米国特許第５，３４８，８３５号
を参照のこと）。分子内光反応を受ける、他の好ましい溶解性阻害剤は、以下の
ｏ−ニトロベンジルコール酸（Ｒｅｉｃｈｍａｎｉｓら、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．
Ｔｅｃｈｎｏｌ．１９：１３３８，１９８０を参照のこと）：
【０１４２】
【化３２】
【０１４３】 を含む。
【０１４４】 あるいは、ネガ型フォトレジストは、架橋剤である光活性成分とポリマーを混
合することにより処方され得る。好ましい架橋剤は、以下のスチルバゾリウム（
ｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ）（ＳＢＱ）置換ポリマー：
【０１４５】
【化３３】
【０１４６】 から誘導されるようなアレイ表面に付加された有機分子と反応しない架橋剤であ
る（米国特許第５，４４５，９１６号および同第４，８９１，３００号を参照の
こと）。ＳＢＱ置換ポリマーの特有の性質は、ＳＢＱの非共有結合性二量体が固
体状態を形成することである。ＳＢＱユニットは照射前に非共有結合性対である
ので、光反応性種は一対であり、そしてアレイ表面上の下敷物質と関与しない。
【０１４７】 フォトレジストはまた、ポリマー上の可溶化官能基をマスキングすることによ
り処方され得る。フォトレジストは、光酸（ｐｈｏｔｏａｃｉｄ）発生物を、例
えば、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル（ｔ−Ｂｏｃ）、ベンズヒドロキシカルボ
ニル（Ｂｈｏｃ）、トリメチルシリル、ｔ−ブチル、フェノキシエチル、または
テトラヒドロピラニルのような酸不安定基で可溶化官能基に誘導体化されるポリ
マー成分と混合することにより生成される、化学的に増幅されたフォトレジスト
であり得る。好ましい光酸発生物は、アレイ表面に付加された有機分子と反応し
ない発生物である。例えば、適切な光酸発生物の好ましいクラスは、例えば以下
のようなスルホン酸のｏ−ニトロベンジルエステル：
【０１４８】
【化３４】
【０１４９】 のような分子内反応を実質的に受けるクラスである。
【０１５０】 他の実施形態では、この光酸発生物は、ポリマー成分の酸触媒脱ポリマー化を
開始し、これにより湿式現像液処理の必要性を排除する揮発成分の生成を生じる
。ポリフタルアルデヒドのための、好ましい酸触媒脱ポリマー化反応は、Ｗｉｌ
ｌｓｏｎら、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．：Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １３３（１）：１８１，１
９８６により記載される。
【０１５１】 他の実施形態においては、湿式現像液を必要としないフォトレジストが使用さ
れ得る。このようなフォトレジストは、色素ポリマー複合体（ｄｙｅ−ｉｎ−ｐ
ｏｌｙｍｅｒ）を含み、ここでこの色素は、特定の波長の放射レーザーエネルギ
ーの吸収を補助し、集中したレーザー照射によるフォトレジストの光切断を生じ
る（Ｌａｗ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．５４（９）：４７９９，１９８３、なら
びにＬａｗおよびＶｉｎｃｅｔｔ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．３９（９）
：７１８，１９８１を参照のこと）。この波長は、有機分子により典型的には吸
収されない波長であり、入射レーザー照射により影響されない有機分子を残す。
例えば、好ましい色素は、以下の油脂ネイル（ｎｉｌｅ）ブルー（λｍａｘ＝６
４４ｎｍ）：
【０１５２】
【化３５】
【０１５３】 を含む。
【０１５４】 他の実施形態では、光活性成分はそれ自体を使用して、ポリマー成分上の可溶
化官能基をマスクし得る。可溶化官能基をマスクするための好ましい光活性成分
は、ｏ−ニトロベンジル基およびＮ−アルキル−ｏ−ニトロアニリド基を含む（
Ｐｉｌｌａｉ，Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ １９８０（１９８０）１頁による総説を参
照のこと）。ｏ−ニトロ化学物質に基づくマスキング基を組み込むいくつかのフ
ォトレジストが、記載された（Ｋｕｂｏｔａら、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍｅｒ
Ｓｃｉ．：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍ．Ｅｄ．３３：１７６３，１９８７を参
照のこと）。このような化合物は、主に分子内光反応を受けることが公知である
。特に好ましいｏ−ニトロベースのマスキング基は、Ｆｏｄｏｒら、米国特許第
５，４２４，１８６号により記載される基である。
【０１５５】 さらに他の実施形態では、光活性成分は、ポリマー成分に付加され、そして光
誘導転位を受け、可溶化官能基を生成する。好ましい転位基は、ジアゾキノンを
含み、これはポリイミドベースのフォトレジスト中の光活性付加物として、首尾
よく使用された（Ｋｈａｎｎａ，米国特許第５，０３７，７２０号を参照のこと
）。他の好ましい転位基は、フェニルエステル、炭酸フェニル、またはフェニル
エーテルを含む基である。このような基は、以下に示す反応：
【０１５６】
【化３６】
【０１５７】 におけるような分子内光−フリース転位を受け、可溶化ヒドロキシル基を生じる
。
【０１５８】 他のフォトレジストは、このポリマーの分子量の減少および付随する溶解性の
増加を生じる、ポリマー成分中の光不安定な結合を提供することにより処方され
得る。好ましい光不安定な結合は、ポリシランおよびポリスルホンにおいて見出
される結合を含む（Ｄｅｓｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ｆｕｎｃｔｉｏａｌ
Ｐｏｌｙｍｅｒｓ：Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
，Ｒｅｚａ Ａｒｓｈａｄｙ編，（１９９７）、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ，２９７−３００頁を参
照のこと）。ジシランおよびスルホン結合は、他の光不活性ポリマー中に同様に
取り込まれ得る。より好ましい光不安定な結合は、ｏ−ニトロベンジルおよびＮ
−アルキル−ｏ−ニトロアニリド化学物質に基づく結合を含む（Ｐｅｔｒｏｐｏ
ｕｌｏｓ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉ．：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅ
ｍ．Ｅｄ．１５：１６３７，１９７７；Ｉｉｚａｗａら、Ｊ．Ｐｏｌｙｍｅｒ
Ｓｃｉ．：第Ａ部：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍ．２９：１８７５，１９９１；な
らびにＭａｃＤｏｎａｌｄおよびＷｉｌｌｓｏｎ，Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｍａｔ
ｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ａ
ＣＳ Ｓｙｍｐ．Ｓｅｒ．１８４，Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏ
ｃｉｅｔｙ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ，ＭａｃＤｏｎａｌｄら編（１９８２
）７３頁を参照のこと）。
【０１５９】 本明細書中で提供される方法での使用に対して適切である、多くの異なるフォ
トレジスト組成物が存在することは、明白である。当業者は、本明細書の教示に
基づき、慣用の分析のみを使用して、特定の適用のためのフォトレジスト系を容
易に至適化できる。
【０１６０】 好ましい実施形態では、このフォトレジストは、「Ｓｏｌｖｅｎｔ−Ｒｅｓｉ
ｓｔａｎｔ Ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ」と題
された同時係属出願中の出願に記載されるようである。このようなフォトレジス
トは、（１）Ｎ-アルキル−２−ニトロジアミン、および１，４−フェニレンジ
アミンまたは１，３−フェニレンジアミンのうちの少なくとも１つを含むジアミ
ン混合物、と（２）イソフタロイルクロリドを含む二酸クロリド混合物との縮合
により形成されるポリアミド誘導体を一般的に含む。好ましいＮ-アルキル−２
−ニトロジアミンには、Ｎ1−メチル−２−ニトロ−ｐ−フェニレンジアミンお
よび３，３’−ジニトロ−４、４’−ジ−Ｎ−メチルアミノジフェニルエーテル
が挙げられる。ジアミン混合物に対する二酸混合物の好ましいモル比は、０．９
８０〜１．０２０の範囲である。
【０１６１】 １つのこのようなフォトレジストは、以下の一般式
【０１６２】
【化３７】
【０１６３】 により示される繰り返し単位を有するポリアミド誘導体を含み、ここでＺは２０
〜５０モル％、より好ましくは２０〜３５モル％であり、構造は、以下：
【０１６４】
【化３８】
【０１６５】 を含み、残りは、以下：
【０１６６】
【化３９】
【０１６７】 を含み；そしてＹは、１０〜１００モル％であり、構造は、以下：
【０１６８】
【化４０】
【０１６９】 を含み、残りは、以下：
【０１７０】
【化４１】
【０１７１】 を含み；そしてＲは、特定の制限のない二価の有機基である。いくつかの実施形
態では、Ｒは、以下からなる基より選択され得る：
【０１７２】
【化４２】
【０１７３】 ここでＸは、ＨまたはＣＨ３であり；Ｌは直接結合、Ｏ、ＣＨ２、Ｎ（ＣＨ３）
、Ｃ（ＣＨ３）２、Ｃ（ＣＦ３）２、ＳＯ２、ＣＯ、ＣＯＮＨ、Ｏ（Ｃ６Ｈ４）
２、Ｓ、Ｃ（Ｃ６Ｈ５）２、またはＣ（ＣＦ３）（Ｃ６Ｈ５）であり；そしてＵ
は、Ｈ、ＮＯ２またはＣＨ３である。好ましい実施形態では、ＲはＮＨである。
【０１７４】 第二の実施形態において、このフォトレジストは、以下の一般式により示され
る繰り返し単位を有するポリアミド誘導体を含む：
【０１７５】
【化４３】
【０１７６】 ここでＸは、で１０〜１００モル％のＣＨ３（残りはＨ）であり；そしてＹは０
〜５０モル％の以下の構造：
【０１７７】
【化４４】
【０１７８】 を含み、残りは、以下：
【０１７９】
【化４５】
【０１８０】 を含む。
【０１８１】 第三の実施形態では、このフォトレジストは、以下の一般式により示される繰
り返し単位を有するポリアミド誘導体を含み：
【０１８２】
【化４６】
【０１８３】 ここでＸは、１０〜５０モル％のＣＨ３（残りはＨ）であり、そしてより好まし
くは１０〜２０モル％のＣＨ３であり；そしてＹは２０〜１００モル％の以下の
構造：
【０１８４】
【化４７】
【０１８５】 を含み、残りは、以下：
【０１８６】
【化４８】
【０１８７】 を含む。
【０１８８】 上記のポリアミド組成物は、多くの溶媒に対して耐性の乾燥フィルムを提供す
る。３６５ｎｍの光を用いるそれらのフィルムの照射は、以下のような：
【０１８９】
【化４９】
【０１９０】 分子内光酸化を生じる。この反応は、実質的には分子内であることが公知である
（総説として、Ｐｉｌｌａｉ，Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ １９８０（１９８０）１頁
を参照のこと）。このように、照射は、このフィルムと接触している表面付加基
との副反応を生じない。照射領域は、非水性現像液により選択的に可溶化され得
る。任意の特定の理論により束縛されることを望まないが、フォトパターン付け
機構は、ポリマー鎖の切断および酸性カルボキシル基の出現の両方の結果である
と考えられる。
【０１９１】 フォトレジストは、標準の技術を使用して塗布され得る。例えば、液体フォト
レジストは、ピペットを用いて薄い液層として塗布され得る。過剰のフォトレジ
ストは、基材を傾斜に置くことによって排出させ得る。液体フォトレジストの塗
布の代替方法は、当業者には明白であり、浸漬被覆、スピンコーティング（ｓｐ
ｉｎ−ｃｏａｔｉｎｇ）およびマイクロディスペンシィングを含む。このフォト
レジストを塗布、照射および現像する工程における全ての操作は、フォトレジス
トと反応する光の範囲外の波長の光により、主にまたは全体的に照らされた室内
で行われるべきである。これは、標準の青白い蛍光光以上に位置する、５０５ｎ
ｍ未満の光をブロックする保護性の金のシールドまたはスリーブ（Ｉｍｔｅｃ
Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ．，Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，ＣＡ）を用いて達成され得
る。
【０１９２】 フォトレジスト溶液が第一分子上で（または直接、表面上で）コートされた後
、フォトレジスト層は、加熱により生成し得る。例えば、基材は、実質的に全て
の溶媒が蒸発するまで、約８５℃〜９０℃にて１、２分間ベーキングされ得る。
好ましい実施形態では、フォトレジストコーティングは、０．２μｍ〜４．０μ
ｍの厚みである。この穏やかなベーキング後、この基材は、完全な溶媒の除去を
確実にするために、１１０℃〜１３５℃にて数分間、さらにベーキングされ得る
。溶媒の不完全な除去は、種々の溶媒と接触して完全性を欠くコーティングに導
き得る。
【０１９３】 塗布後、このフォトレジストは、連続的であり、そして任意の下敷分子をカバ
ーする。より詳細には、下敷分子は、０．１から２０ミクロンまでの厚み、そし
てより好ましくは、１〜３ミクロンの厚みのフォトレジスト層の下に存在する。
例えば複数の多孔性コーティングのような生じた要素に付加される分子を使用す
る実施形態では、このフォトレジストはまた、それらの要素を同様にカバーする
べきである。このフォトレジストの厚みに依存して、このフォトレジストの表面
は、平面であるか、あるいは基材ならびに生じたおよび／または制御された領域
または要素の表面輪郭に従う。一般的に、このフォトレジストの表面輪郭は、付
加された下敷分子の表面輪郭より高く、少なくとも０．１ミクロンである。
【０１９４】 （２．照射） 次いで、フォトレジスト層は、選択的に照射される（すなわち、フォトレジス
トの部分は、照射領域の溶解性を変更する波長を用いて照射される）。このよう
な選択的な照射は、１以上のマスク、および半導体産業において公知の型の写真
平板技術を使用して達成され得る（Ｓｚｅ，ＶＬＳＩ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ（１９８３）、およびＭｅａｄら、Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔ
ｉｏｎ ｔｏ ＶＬＳＩ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ（１
９８０）を参照のこと）。光は、フォトレジスト層をなす表面に適切に向けられ
るが、基材がフォトレジストと反応するために必要とされる光の波長に対して透
明である限り、基材の裏側にもまた向けられ得る。このフォトレジストは、溶液
と接触してかまたは接触しないかのいずれかで照射され得、そして好ましくは溶
液と接触しないで照射される。本明細書中に開示される写真平板方法を使用して
、非常に微小および精密な既知の位置に対して光をマスクすることが可能であり
、従って、ミクロンスケールの特徴を有するバリアー層およびリガンドアレイの
生成物と一致する典型的な再現性および寸法的制御方法が達成される。
【０１９５】 選択的照射に使用されるマスクは、一般的に、フォトレジストの選択された領
域に対して光の自由な通過を可能にする、透明な領域を有する不透明な支持体で
ある。不透明な領域は、光を吸収または反射することにより光をブロックし得る
。好ましい実施形態では、マスクの規則的な配列が使用される。いくつかの実施
形態において、この領域のそれぞれに関しては、異なる領域を照射するためにこ
のマスクを平行移動および／または回転することにより同じマスクを使用するこ
とによって、マスクの数を最小にすることが可能である。例えば、マスクは、レ
ーザーフォトプロッティング（ｌａｓｅｒ−ｐｈｏｔｏｐｌｏｔｔｉｎｇ）によ
り得られる不透明な領域を有する、その上にエッチングされたクロムを有するガ
ラスシートまたはハロゲン化銀フィルムであり得る。このようなマスクは、例え
ばＰｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｍａｇｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｒｅｄｍｏｎｄ
，ＷＡにより製造される。
【０１９６】 マスクのこの透明な領域は、フォトレジスト層を照射する光のパターンに対し
て実質的に同一なパターンであり、照射領域に対応するパターンで光の通過を可
能にする。この透明な領域は、任意の大きさまたは形であり得る。例えば、四角
形、楕円形、矩形、三角形、円形、またはその一部、不規則な幾何学的な形を伴
って使用され得る。好ましい実施形態では、それぞれの透明な領域の区域は、約
１ｃｍ2と１０-12ｃｍ2との間であり、好ましくは０．３ｃｍ2未満であり、最も
好ましくは、約１μｍ2と１ｍｍ2との間であり、極度に小さい。例えば、透明な
領域は、約１０-1ｃｍ2、１０-2ｃｍ2、１０-3ｃｍ2、１０-4ｃｍ2、１０-5ｃｍ 2 、１０-6ｃｍ2、１０-7ｃｍ2または１０-8ｃｍ2未満の区域を有し得る。好まし
い実施形態では、マスクは、複数の透明領域を含む。いくつかの実施形態では、
マスクは、１０2、１０3、１０4、１０5、１０6、１０8または１０9を超える異
なる透明な領域を含む。好ましい実施形態では、マスクは、１００を超える、不
連続な四角形または円形の透明な領域のアレイの複製を含み、それぞれのアレイ
は、１０3、１０4、１０5または１０6を超えるの透明な領域を含む。もちろん、
フォトレジスト層の照射領域が、このマスクの透明な領域と実質的に同一の大き
さ、形および数を有すると考えられる。
【０１９７】 照射の間、マスクは、想像上、フォトレジストの表面と近接させられて、また
は好ましくは直接的に接触させられる。代替的な実施形態では、このマスクは、
引伸ばしとして公知の技術に見出されるように、フォトレジスト表面からある程
度離れて存在し得る。整列は、従来の整列技術を使用して行われ得、ここで整列
マーカーは、逐次的マーカーを正確にオーバーレイするために使用されるか、ま
たはより洗練された技術が使用され得る。例えば、干渉技術が使用され得る（Ｆ
ｌａｎｄｅｒｓ，Ａｐｐ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．３１：４２６，１９９７を参照
のこと）。いくつかの実施形態において、パターン付けされた多孔性コーテイン
グは、それ自身で整列マークとして提供し得る。
【０１９８】 このフォトレジスト上に適切に配置されたマスクに関して、このマスクは光を
用いて照射される。この光は、従来の白熱源、ＵＶ光源、レーザー、レーザーダ
イオード、エキサイマーレーザー、ｘ線源、プログラム可能なマスク、光ファイ
バーなどからの光であり得る。いくつかの実施形態において、ポジ型フォトレジ
スト層は、８ｍＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で、現像液による照射されたフォト
レジストの実質的な除去を可能にするのに十分な時間、ＵＶＰ Ｉｎｃ．（Ｕｐ
ｌａｎｄ、ＣＡ）より製造されたＵＶトランスイルミネーター（ｔｒａｎｓｉｌ
ｌｕｍｉｎａｔｏｒ）からの３６５ｎｍ光を用いて照射され得る。好ましい実施
形態において、このフォトレジストは、８分〜１２分の間、照射される。このよ
うな照射は、分子中に典型的に見出される結合により吸収されず、表面に付加さ
れた分子の直接的な光分解の可能性を除去する。
【０１９９】 フォトレジストに適用される光のコントラストを増強するために、マスクとフ
ォトレジストとの間にコントラスト増強物質が供給され得る。コントラスト増強
の層は、光により分解、または光により一過性に漂白される分子を含み得る。物
質の一過性の漂白は、光が適用されるところのより大きな透過を可能にし、それ
により、コントラストが増強される。定常波または反射ノッチングに起因する乏
しいコントラストは、抗反射コーティング（例えば、Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎ
ｃｅ Ｉｎｃ．，Ｒｏｌｌａ，ＭＯより製造されるＡＲＣ（登録商標）コーテイ
ング）を適用することにより減少され得る。あるいは、コントラスト増強は、被
覆された光ファイバー束の方法により供給され得る。コントラスト増強物質の使
用は、当該分野で周知である。
【０２００】 マスクの使用の代替として、他の方法がフォトレジストの選択された領域を照
明するために使用され得る。例えば、基材は、調節されたレーザーまたはダイオ
ード光源下で平行移動され得る（Ｆｅｙｒｅｒら、米国特許第４，７１９，６１
５号を参照のこと）。代替的な実施形態では、レーザー検流計スキャナーが使用
され得る。他の実施形態では、フォトレジストの照射は、光ファイバー光源上ま
たは光ファイバーと接触して、あるいは液晶上または液晶中でと接触して行われ
得る。光は、フォトレジストの選択された領域に光を接触させるために、適切に
調節する液晶により選択的に制御され得る。このような液晶はまた、「プログラ
ム可能なマスク」またはＤｉｓｐｌａｙｔｅｃｈ（Ｂｏｕｌｄｅｒ，ＣＯ）によ
り製造された集積回路空間光制御装置（ＩＣＳＬＭ）として言及される。あるい
は、照射は一連の光ファイバーの末端で行われ得、そのために光は選択的に適用
される。いくつかの実施形態において、光は、非常に小さい領域に向けられ、回
折により光の波長に正比例する大きさに限定される。光の波長より小さい領域へ
の照明をマスクするために、より精巧な技術が使用され得る。例えば、光は、例
えば、マイクロピペッターのチップ上の分子の微結晶により、フォトレジストに
向けられ得る（Ｌｉｅｂｅｒｍａｎら、 Ｓｃｉｅｎｃｅ ２４７：５９，１９
９０を参照のこと）。光の曝露の位置を制御する他の手段は、当業者には明白で
ある。マスキング方法は、以下にさらに詳細に記載される。
【０２０１】 特定の実施形態においては、フォトレジストの照射により、それ自体で照射さ
れたフォトレジストの実質的な除去を生じ得る。他の実施形態では、照射された
フォトレジスト層は、フォトレジストの除去を促進するために、現像液に曝露さ
れなければならない。この現像液は、照射領域または非照射領域を選択的に可溶
化および除去する溶液であり得る。フォトレジストの実施形態では、非架橋機構
により進行する光反応が使用され、現像液は、ポリマー成分の可溶性範囲から外
に外れた溶媒および溶媒混合物を試験することにより同定され得る。しばしば、
このようなフォトレジスト中の光活性成分は、塩基性のヒドロキシル部位または
カルボキシル部位の生成を生じ、そして照射部分の選択的な可溶化は、溶媒また
は溶媒混合物への水性または有機塩基の添加により達成され得る。好ましい有機
塩基としては、例えば、トリエチルアミン、エチルアミン、エタノールアミン、
トリエタノールアミン、モルホリン、ピペリジンおよびジイソプロピルエチルア
ミンが挙げられる。これらの指針を使用して、選択された溶媒および塩基混合物
は、試験マスクパターンを通して同時に照射されたいくつかのコートされた基材
を使用して、パネル形式で、現像液の活性について迅速に試験され得る。光架橋
に基づくフォトレジストに関して、好ましい現像液は、ポリマー成分の可溶化プ
ロフィール内であると公知である試験溶媒により、最も容易に同定される。
【０２０２】 適切な現像液としては、ケトン、アミノ、ヒドロキシル、および／またはＮ−
メチルピロリドン、ジメチルアセトアミドまたはジメチルホルムアミドのような
アミド部位を含む溶媒の非水性混合物が挙げられる。式（１）、（２）および（
３）により提示される、この実施形態のそれぞれを現像するために使用され得る
代表的な混合物は、表１に示される。代替的な現像液は、ガス状成分または照射
であり得る。
【０２０３】
【表１】
【０２０４】 一般的に、フォトレジストコーティングがポジ型フォトレジストの照射領域（
または、ネガ型フォトレジストの非照射領域）から実質的に除去されるまで、基
材は、現像液と接触したままにされるべきである。好ましい実施形態において、
これは、５〜１０分間の液浸を必要とする。現像液の性質とは関係なく、現像液
へのフォトレジストの曝露により、照射領域中の下敷リンカー分子（または表面
）を曝露する１以上の開孔を有するフォトレジスト層を生じる。
【０２０５】 現像液への曝露の完了後、このフォトレジスト層を、残存の現像液そして／ま
たは除去されたフォトレジストを除去するために、適切な揮発性溶媒を用いてリ
ンスし得る。１つの適切なリンス溶媒は、アセトニトリルである。リンス後の加
熱処理またはベーキングが、このフィルムの溶媒耐性をさらに増加するために使
用され得る。いくつかの実施形態において、このフィルムは、約１分間、約９０
℃〜１３５℃の温度にて加熱される。
【０２０６】 （３．試薬との接触） 次いで、その領域からフォトレジストが除去される第一分子を含む領域（また
は表面領域）は、少なくとも１つの試薬と接触されられる。好ましくは、全フォ
トレジスト層は、曝露された領域中の第一分子のみが反応する試薬と接触させら
れる。液体試薬は、スプレー、液浸、マイクロディスペンシィングまたはそれら
の組合せを含むがこれらに限定されない、いくつかの技術を使用して、支持体表
面に塗布され得る。試薬は、好ましくは、液相方法を使用してその表面に塗布さ
れるが、気相方法もまた可能であることは、当業者には明らかである。
【０２０７】 ヒストリーを構成するために使用され得る試薬の型は、制限無しである。好ま
しい実施形態では、この試薬は、生体高分子または薬理学的アナログを生じる固
相合成法の成分である。試薬は、好ましくは、ポリヌクレオチド、ポリペプチド
、ペプチド核酸、モルホリノベース核酸塩基ポリマー、ペプチドベース核酸模倣
物（ＰＥＮＡＭ）およびヌクレアーゼ耐性ポリヌクレオシドのような有機ポリマ
ーの前駆体である。
【０２０８】 生体高分子リガンドは、固相核酸合成（例えば、ホスホラミダイト方法または
Ｈ−ホスホネート方法）、固相ペプチド合成（例えば、「Ｍｅｒｒｉｆｉｅｌｄ
Ｍｅｔｈｏｄ」、Ｍｅｒｒｉｆｉｅｌｄ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．８５
：２１４９，１９６３を参照のこと）または固相ペプチド核酸合成（Ｅｇｈｏｌ
ｍら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１４：１８９５，１９９２を参照のこと
）によって、この表面上に合成的に定着させられ得る。固相合成により入手可能
な、公知のまたは潜在的な薬理学的活性を有する薬剤は、例えばベンゾジアゼピ
ン、スルホンアミド、ヒダントイン、ミコナゾール、ジヒドロピリドン、ピラゾ
ロン、ピリミジン、キナゾリン、キナゾリノン、オリゴカルバメート、ペプトイ
ド、ペプチジルホスホネートおよびカルボキシアルキルジペプチドのアナログを
含む（Ｇｏｒｄｏｎら、Ｊ．Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｃｈｅｍ．３７：１３８５，
１９９４およびＴｈｅ Ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｃ
ａｔａｌｏｇ，Ｎｏｖａ Ｂｉｏｃｈｅｍ，Ｉｎｃ，１９９８を参照のこと）。
他の小分子合成は、固相上で起こることが公知である有機反応を使用して、可能
である。このような反応の実例が、表ＩＩに示される。
【０２０９】
【表２】
【０２１０】 試薬はまた、酵素的方法（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、ＲＮＡ
ポリメラーゼを用いるインビトロＲＮＡ合成、およびインビトロタンパク質翻訳
系を用いるタンパク質合成（例えば、網状赤血球溶解物系））を用いる固相合成
戦略の成分であり得る。あるいは、試薬は、表面にインタクトのリガンドを連結
させる方法の成分であり得る（Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ、
第ＸＬＩＶ巻、Ｋｌａｕｓ Ｍｏｓｂａｃｈにより編集、（１９７６）、Ａｃａ
ｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ Ｎ．Ｙ．を参照のこと）。基材へのリガンドの付着に
利用可能な、他の試薬および固相合成方法は、当業者に明らかである。
【０２１１】 液体試薬の送達は、図３に示される反応器システム１００によって図示される
。図３中で、フォトレジスト３２は、介在性ガスケット１０３を有する反応器基
部１０２に整合する。基材、ガスケットおよび反応器基部に互いにはさまれ、密
閉された反応器キャビティ１０４が形成される（入口ポート１０８および出口ポ
ート１１０を除く）。示される実施形態において、反応器キャビティは、領域３
６および領域３８におけるリンカー分子と接触する。１つの実施形態に従って、
反応器システムのエレメントはクランプでともに保持され、そして反応器キャビ
ティは、３００μｌの容積を有し、およびフォトレジストの１．２５ｃｍ×１．
２５ｃｍ領域を含む。反応器基部およびガスケットは、好ましくは、ポリテトラ
フルオロエチレンである。この反応器システムは、入口ポートおよび出口ポート
を、それぞれシリンジまたは試薬送達機械のいずれかに結合させることによって
、手動または自動のいずれかで、化学試薬が、パターン付けされたフォトレジス
トを超えて送達されることを可能にする。この試薬は、フォトレジストが取り除
かれている領域中の分子（または、基材表面）とのみ反応し、これは、残留フォ
トレジストが、保護された領域中の反応に対するパターン付けされた障壁を形成
するためである。
【０２１２】 試薬ヒストリーに依存して、あらかじめ定義された領域は、化学反応（結合カ
ップリング、結合切断、結合再構成、またはその任意の組み合わせを含む）の配
列を維持し得る。このような結合変化は、代表的には、試薬および付着した分子
の両方において生じるが、ある場合においては、その一方または他方でのみ生じ
得る。化学反応は、引き続く化学反応中で反応性の付着した分子上で基を作製し
得るか、または引き続く化学反応から基を不活化もしくはブロックし得る。多く
の実施形態において、試薬ヒストリーにおける最後の試薬は、１以上の付着した
分子から、保護基を取り除く。いくつかの実施形態において、試薬ヒストリーは
、付着したポリマー（例えば、ペプチド、ＤＮＡまたはＰＮＡのような）を有す
る領域を導き得る。
【０２１３】 いくつかの実施形態において、複数の試薬が、経時的に、所定のパターン付け
されたフォトレジスト層と接触する。他の実施形態において、試薬ヒストリーは
、フォトレジスト層を用いずに添加された試薬を用いて散在される。このような
試薬は、試薬ヒストリー（共通のサブヒストリーを有する）を有する複数のリガ
ンドに寄与する。例えば、リガンドを、Ｓ−［Ｒ1］−［Ｒ2］−［Ｒ3］の試薬
ヒストリーとともに、第１領域で合成すること、およびリガンドを、Ｓ−［Ｒ4
］−［Ｒ2］−［Ｒ3］の試薬ヒストリーとともに、第２領域で合成することが、
所望され得る。このプロセスは、フォトレジスト層の確立および第１領域におけ
るフォトレジスト層の照射によって、開始する。次いで、このフォトレジストは
、ディベロッパーと接触し、試薬Ｒ1と接触し、そしてストリップされる。第２
のフォトレジスト層は、第２領域において、確立されそして照射される。このフ
ォトレジストは、ディベロッパーと接触し、試薬Ｒ4と接触し、そしてストリッ
プされる。次いで、第１領域および第２領域は、同時に試薬Ｒ2と接触し、その
後フォトレジスト層を用いずに試薬Ｒ3と接触し、共通のサブヒストリー［Ｒ2］
−［Ｒ3］を、両方の領域で残す。共通のサブヒストリーにおける試薬の数は、
広範な種々の値を網羅し得るが、好ましい実施形態においては、２〜１００、２
〜２０、そして最も好ましくは、２〜３の範囲である。
【０２１４】 いくつかの実施形態において、フォトレジスト層を用いずに添加された試薬は
、フォトレジスト層を用いて以前に添加された試薬の効果に依存して、異なる領
域において、異なって反応し得る。例示の通り、リガンドを、Ｓ−Ｘ−［Ｒ1］
−［Ｒ2］のヒストリーとともに、第１領域で合成すること、およびリガンドを
、Ｓ−Ｘ−［Ｒ4］−［Ｒ2］のヒストリーとともに、第２領域で合成することが
所望されると仮定するが、ここで、Ｘは、支持表面上の付着した分子である。フ
ォトレジスト層の非存在下において、Ｒ1およびＲ4によって開始された反応の産
物に依存して、Ｒ2試薬は、第１領域および第２領域において、異なって反応し
得る。例えば、Ｒ4が、Ｘ上の反応性の基のみから、保護基を取り除き、そして
ＸがＲ1に対して不活性であると仮定する。さらに、Ｒ2が、反応性の基と結合し
得ると仮定する。この場合、パターン付けされた障壁層の非存在下であっても、
Ｒ2試薬は、選択的に、第２領域のＸと結合する。逆に、以前の試薬は、さらな
る試薬に対して完全に非反応性の特定の領域を作製し得る。例えば、Ｒ1が、Ｘ
上の１つの反応性の基に保護基を付加し、そしてＲ4がこのような保護基を付加
しないと仮定する。再度、Ｒ2の適用は、第２領域において、パターン付けされ
た障壁層を用いてまたは用いずに、選択的な結合を導く。これらの例は、同一の
サブヒストリーが、まったく異なる合成結果を導き得ることを説明する。
【０２１５】 （４．フォトレジストの除去） 光不活性なポリマーの溶媒プロフィールは、適切なストリッパが、当業者によ
って容易に同定されることを可能にする。非架橋メカニズムによって進行するフ
ォトレジストの場合、最終のフォトレジストは、代表的には、ポリマーの成分を
可溶化する溶媒を用いて、ストリップされる。このような溶媒は、代表的には、
非反応性であり、そしてアレイ表面に付着した有機分子における不利な変化を引
き起こさない。好ましい実施形態において、適切なストリッピング溶液は、ジメ
チルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、またはジメチ
ルアセトアミド（ＤＭＡＣ）からなる群より選択される。以下の好ましいポリマ
ーに基づいたフォトレジストは、代表的には、示された溶媒によってストリップ
される：
【０２１６】
【表３】
【０２１７】 光架橋（ｐｈｏｔｏ−ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ）に基づくフォトレジストに
ついて、ストリッピング溶液は、架橋されたポリマーのネットワークを切断する
ことが必要とされるが、アレイ表面に付着した有機分子に悪影響を与えない。こ
のようなストリッピング溶液は、ポリマーのネットワークにおいて、結合を特異
的に切断する薬剤を必要とする。例えば、アレイに付着した有機分子が、近傍の
炭素原子に付着した２つ以上の−ＯＨ基または＝Ｏ基を含む連結を有さない限り
は、架橋されたポリビニルアルコールに基づいたフォトレジストは、水性過ヨウ
素酸ナトリウムを用いて選択的にストリップされ得る。ポリマーにおける他の選
択的に切断可能な連結は、当業者に容易に明らかである。
【０２１８】 ストリッピングプロセスは、実質的に、全体のフォトレジスト層を取り除くは
ずである。換言すれば、上記の通り、フォトレジストは十分に取り除かれて、下
にある分子と試薬との間の所望の反応を可能にするはずである。このような反応
は、類似の分子（フォトレジストで以前にコーティングされていない）について
観察された収率の少なくとも５０％、そしてより好ましくは少なくとも９０％の
収率で進行するはずである。反応収率は、目的の反応に適切な標準の技術を用い
て、フォトレジストを用いておよび用いずに、容易に決定され得る（用語解説の
句「実質的な除去」を参照のこと）。
【０２１９】 上記のプロセス（フォトレジストを用いたコーティング、フォトレジストの選
択的照射、照射領域からのフォトレジストの実質的な除去、照射領域内の曝露さ
れた分子の反応、および残留フォトレジストの除去）は、不連続な既知の領域に
おいて、異なる有機分子の合成を達成するために所望されるものと同数回繰り返
され得る。各々の引き続く工程中で、照射が、以前の工程における領域と同じ領
域、別の部位での領域、または変動程度まで以前の領域と重複する領域に対して
、標的となり得ることが明らかである。
【０２２０】 上記の工程をさらに例示するために、代表的なリガンド−アレイの調製を、図
１Ａ〜１Ｈおよび図２によって例示する。図１Ａ〜１Ｈに示される連続的なプロ
セス工程は、図２に示されるアレイを調製するために用いられ得、図２は、それ
ぞれ、試薬ヒストリー［Ｒ1a］−［Ｒ2a］、［Ｒ1b］−［Ｒ2b］、［Ｒ1a］−［
Ｒ2b］および［Ｒ1b］−［Ｒ2a］によって表される、領域３６、領域４０、領域
３８および領域４２で、リンカー分子２３がリガンド基を付着する、代表的な完
成したアレイを示す。より詳細には、図１Ａ中で、リンカー分子２３は、フォト
レジスト層３２が確立された表面２２に付着する。示されるように、マスク３４
ａの透明な領域は、領域３６および領域３８で、フォトレジストを照射するため
に用いられる。フォトレジスト層３２の厚さは、リンカー分子２３にわたって、
連続したコーティングを形成するに十分である。
【０２２１】 図１Ｂにおいて、次いで、全体のフォトレジスト層が、試薬Ｒ1aと接触する。
全体のフォトレジスト層が試薬Ｒ1aと接触するが、支持体上のフォトレジストの
パターン付けされた障壁のために、この試薬は、領域３６および領域３８におい
て、リンカー分子２３とのみ反応する。これは、図１Ｂに示されるように、領域
３６および領域３８で、［Ｒ1a］試薬ヒストリーを有する基材を生じる。
【０２２２】 図１Ｃは、リンカー分子２３および［Ｒ1a］試薬ヒストリーを有する分子にわ
たる、第２フォトレジスト層３２の確立を示す。フォトレジスト領域４０および
フォトレジスト領域４２は、マスク３４ｂを用いて照射される。現像および試薬
Ｒ1bとの接触後、図１Ｄに示されるように、基材が、領域４０および領域４２に
おいて、［Ｒ1b］試薬ヒストリーとともに生成される。次いで、第２のパターン
付けされたフォトレジストがストリップされる。
【０２２３】 図１Ｅに示されるように、第３のフォトレジスト層が、リンカー分子２３、な
らびに［Ｒ1a］および［Ｒ1b］試薬ヒストリーを有する分子にわたって、確立さ
れ得る。第３のフォトレジスト層は、マスク３４ｃを用いて、領域３６および領
域４２において照射される。図１Ｆに示されるように、現像および試薬Ｒ2aとの
接触後、基材が、領域３６において、［Ｒ1a］−［Ｒ2a］試薬ヒストリーととも
に生成され、そして領域４２において、［Ｒ1b］−［Ｒ2a］試薬ヒストリーとと
もに生成される。次いで、パターン付けされたフォトレジストがストリップされ
る。
【０２２４】 図１Ｇに示されるように、次いで、第４のフォトレジスト層が、リンカー分子
２３、ならびに［Ｒ1a］、［Ｒ1b］、［Ｒ1a］−［Ｒ2a］および［Ｒ1b］−［Ｒ 2a ］試薬ヒストリーを有する分子にわたって、確立される。第４のフォトレジス
ト層は、マスク３４ｄを用いて、領域４０および領域３８において照射される。
現像および試薬Ｒ2bとの接触後、図１Ｈに示されるように、基材が、領域４０に
おいて、［Ｒ1b］−［Ｒ2b］試薬ヒストリーとともに生成され、そして領域３８
において、［Ｒ1a］−［Ｒ2b］試薬ヒストリーとともに生成される。次いで、パ
ターン付けされたフォトレジストがストリップされ、図２に示される物品を生成
する。
【０２２５】 図１Ａ〜１Ｈおよび図２に例示される代表的なプロセスが、例示のみであるこ
とは明らかである。当業者は、照射された領域が、任意の所望のパターン中で選
択され得、そして任意の数の試薬サイクルが行われ得ることを認識する。従って
、本明細書中で提供される方法は、不連続な既知の領域において、ほとんど任意
の所望の有機化合物のアレイを生成するために、用いられ得る。好ましい実施形
態において、アレイは、不連続な既知の領域において、表面に付着した独特のリ
ガンドを、１０、１００、１，０００、１０，０００、１０5または１０6よりも
多く含む。このようなアレイは、１ｃｍ2より小さい総領域を占め得る。各々の
領域は、好ましくは、約１０6μｍ2より小さい領域、より好ましくは、１０，０
００μｍ2または１００μｍ2より小さい領域を占め、そして、いくつかの実施形
態においては、１つのリガンド分子を含み得る。
【０２２６】 （リガンドアレイ） 本明細書中で提供される方法を使用して調製され得るリガンドの型には制限が
ないことは、明らかである。好ましい実施形態において、リガンドは、例えば、
潜在的な薬理学的候補物、殺虫剤候補物、または除草剤候補物、薬物アナログ、
あるいは重要な生物学的ポリマー（ＤＮＡ、ＰＮＡ、ＰＥＮＡＭおよび他の核酸
塩基ポリマーを含む）を含み得る。しかし、このようなポリマーのリガンドは、
本明細書中で提供される方法を使用して、可能なリガンドのサブセットのみを示
すことが理解される。試薬ヒストリーにおける試薬の数は、広範な範囲にわたっ
て変化し得、そして好ましくは、２〜１００に変化する。
【０２２７】 付着した化合物は、任意のサイズであり得、そして例えば、約１０1グラム／
モル、１０2グラム／モル、１０3グラム／モル、１０4グラム／モル、１０5グラ
ム／モル、１０6グラム／モルまたは１０7グラム／モルより少ない分子量を有し
得る。各々の付着した化合物は、好ましくは、実質的に純粋であり、そして公知
の化学的組成物または試薬ヒストリーのものである。特定の実施形態中で、各々
の不連続な領域は、すべての他の不連続な領域における化合物の構造とは異なる
構造を有する化合物を含む。他の実施形態中で、同一の構造が、複数の不連続な
領域において出現し得る。例えば、リガンドは、冗長の目的のための２つ以上の
領域において存在し得る。構造を共有する化合物の割合は、非常に低いものであ
り得るか、または１０％、５０％、７０％、もしくは９０％より大きいものであ
り得る。
【０２２８】 リガンド基の得られた配置、および各々の基によって占められた領域の形状は
、本質的に、任意のサイズおよび任意の形状であり得る。例えば、不規則な幾何
学的な形状に加えて、正方形、楕円体、矩形、三角形、円またはその一部が利用
され得る。２次元のアレイが、一般的に好ましい。
【０２２９】 特定の好ましいリガンドは、核酸塩基ポリマーである。核酸塩基ポリマーは、
骨格に連結した核酸塩基のポリマーである。骨格は、天然に存在してもよいし、
または天然に存在しなくてもよい。このような骨格に連結した核酸塩基は、天然
に存在してもよいし、または天然に存在しなくてもよい。このような核酸塩基ポ
リマーは、特定の核酸配列（例えば、アンチセンス分子）に特異的にハイブリダ
イズし得る。分解酵素に対する耐性に加えて、核酸塩基ポリマーのいくつかのア
レイは、さらなる利点を提供する。例えば、ＰＮＡアレイは、より急速なハイブ
リダイゼーション、より大きな特異性、より簡便なハイブリダイゼーション条件
（すなわち、より高い温度での短いプローブのハイブリダイゼーション）ならび
にＤＮＡ鎖の置換および三重鎖形成を直接的に介した二重鎖ＤＮＡをハイブリダ
イズする能力を提供する。
【０２３０】 多くの核酸塩基ポリマーのさらなる利点は、生細胞の膜に浸透する能力である
。細胞膜を透過し得る核酸塩基ポリマーを利用する実施形態において、本明細書
中で記載されるようなアレイは、アンチセンス様式において、遺伝子発現を調節
するために用いられ得る。このような実施形態中で、アレイの各々の核酸塩基ポ
リマーは、１つ以上の生細胞と接触する間、好ましくは、本明細書中に記載され
るような、酵素不安定性なリンカーを用いて基材から剥離される。
【０２３１】 核酸塩基ポリマーに組み込まれ得る核酸塩基としては、例えば、天然に存在し
得る、プリン塩基およびピリミジン塩基、または天然に存在する塩基のアナログ
が挙げられる。広範な種々のアナログは、特定のアレイの適用において、有利で
あり得る性質を示すことが記載されている。例えば、いくつかの場合において、
特定の位置で、非特異的に結合する核酸塩基を組み込むことが所望され得る。イ
ノシン中に存在する核酸塩基は、このような非特異的アナログの一例である。こ
れは、特定の位置で、核酸塩基ポリマーに縮重を組み込むために用いられ得、こ
れは、例えば、これらの核酸塩基配列における１または数個の位置を除いて、相
同な標的核酸の密に関連したファミリーの標的化において、特に有用であり得る
。イノシンは、４つすべての天然の核酸塩基と対になり得るが、結合強度は以下
のように変化する：ｄＣ＞ｄＡ＞ｄＧ／Ｔ。あるいは、一般的な核酸塩基である
３−ニトロピロール−２’デオキシヌクレオシドが、縮重を導入するために用い
られ得る。この戦略において、このアナログは、他の４つの天然の核酸塩基と有
意にハイブリダイズせず、そしてインターカレート剤としての作用によって、い
くつかの二重鎖の不安定性を構成する。
【０２３２】 特に興味深いものであり得る、改変された核酸塩基の他の型は、結合親和性を
増強するものである。例えば、ジアミノプリンは、チミンと３つの水素結合を形
成し得、一方、アデニンおよびチミンは、２つのみ形成する。同様に、ピリドピ
リミジン核酸塩基は、シトシンの代わりに用いられ得、グアニンとのより強力な
対合を提供する。
【０２３３】 核酸塩基はまた、任意の種々の「標的レセプター改変基」を含み得る。例とし
て、核酸塩基は、架橋部分として機能し得る。例えば、６−ブロモ−５，５−ジ
メトキシヘキサノヒドラジドは、シチジンのＣ4位へ導入され得、アルキル化し
、そしてそれによって、グアノシンを架橋する（ＳｕｍｍｅｒｔｏｎおよびＢａ
ｒｔｌｅｔｔ、Ｊ． Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．１２２：１４５、１９７８を参照のこ
と）。Ｎ4，Ｎ4−エタノ−５−メチル−シトシンは、同様の効果のために用いら
れ得る（ＷｅｂｂおよびＭａｔｔｅｕｃｃｉ、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１
０８：２７６４、１９８６、ならびにＣｏｗａｒｔら、Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒ
ｙ ２８：１９７５、１９８９を参照のこと）。
【０２３４】 種々の性質を示す広範なプリンアナログおよびピリミジンアナログは、当該分
野において公知である（Ｃｏｎｈｏｌｌｙ、Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ．
２１１：３６、１９９２；ＬｉｎおよびＢｒｏｗｎ、Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｍｏｌ．
Ｂｉｏｌ．２６：１８７、１９９４、ならびにＭｅｙｅｒ、Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｍ
ｏｌ．Ｂｉｏｌ．２６：７３、１９９４）において概説される）。このようなア
ナログとしては、例えば、ブロモチミン、アザアデニンおよびアザグアニンが挙
げられる。このようなアナログの典型的な、しかし徹底的ではない列挙は、以下
を含む：１−メチルアデニン、１−メチルグアニン、１−メチルイノシン、１−
メチルプソイドウラシル、２−メチルチオ−Ｎ6−イソペンテニルアデニン、２
−チオシトシン、２−メチルアデニン、２−メチルグアニン、２−チオウラシル
、２，２−ジメチルグアニン、２，６−ジアミノプリン−３−メチルシトシン、
３−（３−アミノ−３−Ｎ−２−カルボキシプロピル）−ウラシル−４−アセチ
ルシトシン、４−チオウラシル、５−フルオロウラシル、５−ヨードウラシル、
５−ブロモウラシル、５−メチルウラシル、５−メチル−２−チオウラシル、５
−メトキシアミノメチル−２−チオウラシル、５−クロロウラシル、５−カルボ
キシメチルアミノメチル−２−チオウラシル、５−メチルアミノメチルウラシル
、５−カルボキシヒドロキシメチルウラシル、５−カルボキシメチルアミノメチ
ルウラシル、５−メトキシウラシル、５−メチルシトシン、７−メチルグアニン
、７−デアザグアニン、７−デアザアデニン、β−Ｄ−マンノシルクオシン（β
−Ｄ−ｍａｎｎｏｓｅｙｌｑｕｅｏｓｉｎｅ）、β−Ｄ−ガラクトシルキューオ
シン、ジヒドロウラシル、ヒポキサンチン、イノシン、Ｎ−ウラシル−５−オキ
シ酢酸メチルエステル、Ｎ6−メチルアデニン、Ｎ6−イソペンテニルアデニン、
プソイドウラシル、キューオシン、ウラシル−５−オキシ酢酸メチルエステル、
ウラシル−５−オキシ酢酸およびキサンチン。
【０２３５】 適切な核酸塩基ポリマーの代表的な例としては、ペプチド核酸が挙げられ（Ｂ
ｕｃｈａｒｄｔら、ＰＣＴ ＷＯ ９２／２０７０２およびＢｕｃｈａｒｄｔら
、米国特許第５，７１９，２６２号を参照のこと）、これは、塩濃度に関係なく
、より強力な結合（すなわち、対応するＤＮＡプローブよりも高いＴm）、相互
作用のより大きな特異性、減少したハイブリダイゼーション回数および周囲のヌ
クレアーゼに対する耐性を含む、ＤＮＡを超える多くの利点を提供する。低塩条
件下において、ＰＮＡ結合は、非常に精力的に有利であるので、二重鎖の一方の
鎖を置換することによって、直接的に二重鎖ＤＮＡを結合する。他の適切な核酸
塩基ポリマーとしては、モルホリノを基にした核酸塩基ポリマー（Ｓｕｍｍｅｒ
ｔｏｎおよびＷｅｌｌｅｒ、米国特許第５，６９８，６８５号；Ｓｕｍｍｅｒｔ
ｏｎら、米国特許第５，３７８，８４１号、ならびにＳｕｍｍｅｒｔｏｎおよび
Ｗｅｌｌｅｒ、米国特許第５，１８５，４４４号を参照のこと）、ペプチドを基
にした核酸模倣物またはＰＥＮＡＭ（Ｓｈａｈら、米国特許第５，６９８，６８
５号を参照のこと）、ならびに以下を含む連結を有するポリヌクレオシドが挙げ
られる：カルバメート（ＳｔｉｒｃｈａｋおよびＳｕｍｍｅｒｔｏｎ、Ｊ．Ｏｒ
ｇ．Ｃｈｅｍ．５２：４２０２、１９８７を参照のこと）、アミド（Ｌｅｂｒｅ
ｔｏｎら、Ｓｙｎｌｅｔｔ．１３７頁、２月を参照のこと）、メチレン（メチル
イミノ）（Ｖａｓｓｅｕｒら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１４：４００６
、１９９２を参照のこと）、３’−チオホルムアセタール（Ｊｏｎｅｓら、Ｊ．
Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．５８：２９８３、１９９３を参照のこと）、スルファメート
（ｓｕｌｆａｍａｔｅ）（ＨｕｉｅおよびＴｒａｉｎｏｒ、米国特許第５，４７
０，９６７号を参照のこと）、等々（Ｓｗａｍｉｎａｔｈａｎら、米国特許第５
，８１７，７８１号、ならびにＦｒｅｉｅｒおよびＡｌｔｍａｎｎ、Ｎｕｃｌ．
Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．２５：４４２９、１９９７、ならびにそこで引用される参
考文献を参照のこと）。特に好ましい核酸塩基ポリマーは、以下に示すような繰
返し単位を含み、ここで、Ｂは、天然に存在する核酸塩基、または天然に存在し
ない核酸塩基である：
【０２３６】
【化５０】
【０２３７】 他の適切な核酸塩基ポリマーは、当業者に容易に明らかである。
【０２３８】 さらなる代表的な核酸塩基ポリマーは、以下の形態のモルホリンサブユニット
を含むポリマーを含む：
【０２３９】
【化５１】
【０２４０】 ここで、（ｉ）このサブユニットは無電荷のリンを含有する、１〜３原子長で、
１つのサブユニットのモルホリン窒素を、隣接するサブユニットの５’の環外炭
素に結合するキラルな結合によって一緒に連結され、そして（ｉｉ）Ｂは核酸塩
基である。他の核酸塩基ポリマーは、以下の形態の繰り返し単位を含み得る：
【０２４１】
【化５２】
【０２４２】 ここで、各々のＷは、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝、−ＣＯ−および
−ＮＲ1−（ここで、Ｒ1は水素またはスペーサーである）からなる群から独立し
て選択され；各々のＸは、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝、＝ＣＨ−、
＝Ｎ−、−ＣＯ−、−ＮＲ2−、
【０２４３】
【化５３】
【０２４４】 （ここで、Ｒ2は水素またはスペーサーであり、Ｒ3はアルキルまたはスペーサー
であり、Ｒ4はアルキル、シアノエチルまたはスペーサー基であり、Ｒ5は水素ま
たはスペーサーであり、Ｒ6は水素またはスペーサー基であり、そしてＲ7は水素
またはスペーサーである）からなる群から独立して選択され；各々のＹは、−Ｃ
Ｈ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ≡、−ＣＨ＝、＝ＣＨ−、＝Ｎ−、−ＣＯ−、
および−ＮＲ8−（ここで、Ｒ8は水素またはスペーサーである）からなる群から
独立して選択され；各々のＺは、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、＝ＣＨ−、−Ｃ
Ｏ−、および−ＮＲ9−（ここで、Ｒ9は、水素またはスペーサーである）からな
る群から独立して選択され；各々のＢは、核酸塩基からなる群から独立して選択
され、そして各々のｎは、独立して選択された１〜１００の範囲の整数である。
他の代表的なリガンドは、核酸の直鎖状ポリマーおよび環状ポリマー、多糖類、
リン脂質、およびα−、β−、またはω−アミノ酸のいずれかを有するペプチド
、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレア、ポリアミド、ポリエチレンイ
ミン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｃｉｍｉｎｅ）、ポリシロキサン、ポリイミドお
よびポリアセテートを含む。
【０２４５】 好ましい実施形態において、アレイは、分解酵素に抵抗性の結合リガンドを含
む。言いかえると、少なくとも５０％のリガンドは、任意の分解酵素（すなわち
、ヌクレアーゼまたはプロテアーゼ）の存在下での１つ以上の有用なアッセイを
行うために、十分な期間にわたって分解されずに残るべきである。このようなア
レイは、重要な利点を提供する。なぜなら、これらは、厳しい環境において粗製
の細胞抽出物と共に繰り返し使用され得るか、または分解酵素の作用にリガンド
アレイを曝し得る任意の環境において使用され得るからである。核酸の結合のス
クリーニングに使用されるアレイを必要とする適用において、抵抗性リガンドは
、好ましくは、天然に存在しない骨格を有する核酸塩基ポリマーである。
【０２４６】 核酸塩基ポリマーリガンドアレイの１つの実施形態において、いくつかの核酸
塩基ポリマーは、参照配列における特定の位置で標的核酸塩基同一性をインター
ロゲイトするために有用な、２〜１０の異なるプローブの少なくとも１セットを
含み得る。セット中の１つのプローブは、参照配列および標的核酸塩基にまたが
る４〜４０のヌクレオチド部位に完全に相補的である。他のプローブは、各々が
標的核酸塩基の位置に異なる核酸塩基置換を含む（すなわち、ポリマー骨格の構
造を変化させない、特定の核酸塩基の核酸塩基アナログを含む異なる核酸塩基へ
の置換）以外は、最初のプローブと同一である。好ましくは、その核酸塩基置換
は、プローブの長さに比例して中心に配置されるが、これは必ずしも必要ではな
い。アレイと参照配列の接触は、参照配列に完全に相補的なセットにおけるプロ
ーブでの最大量のハイブリダイゼーション、およびあまり完全ではない相補的な
セットにおけるプローブでのより少ない量のハイブリダイゼーションを得ること
によって、標的核酸塩基の同一性を決定する。例えば、参照配列が蛍光標識で標
識された場合、セット中のどのプローブが最も強い蛍光シグナルを有するかを決
定することによって、セット中のどのプローブが最大量のハイブリダイゼーショ
ンを有するかを決定し得る。特に、非セット含有アレイは、単離において検出さ
れた特定の標的核酸塩基に対して不明瞭なポジティブシグナルまたは不明瞭なネ
ガティブシグナルをもたらし得、セット含有アレイは、可能な全ての標的核酸塩
基に対する平行シグナル比較を提供することによって、標的核酸塩基の正確な認
識を容易にする。このようなアレイのための好ましい参照配列は、ヒト不全欠損
ウイルス、ヒトｐ５３遺伝子、ヒトＣＦＴＲ遺伝子、ヒト第Ｖ因子遺伝子、ヒト
ＢＲＣＡ１遺伝子、ヒトＢＲＣＡ２遺伝子、ヒト白血球抗原およびヒト単一ヌク
レオチド多型を含むが、これらに限定されない。
【０２４７】 正確なシグナルと不正確なシグナルとの間で差次的なシグナルは、ＰＮＡ核酸
塩基ポリマーを含むリガンドアレイの使用を通してさらに増大され得る。上記の
ように、ＰＮＡは、ＤＮＡ／ＤＮＡ二重鎖における対応する不一致よりも一層不
安定化したＰＮＡ／ＤＮＡヘテロ二重鎖における単一核酸塩基の不一致を有する
、相互作用のより大きな特異性を提供する。例えば、１５長のＰＮＡ／ＤＮＡヘ
テロ二重鎖における単一の不一致は、平均１５℃だけＴmを下げ、ここで、対応
するＤＮＡ／ＤＮＡ二重鎖のＴmは、平均１１℃だけ低下する。
【０２４８】 シグナルの十分な区別は４つのプローブ（ここで、各々のプローブは、標的部
位にアデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）、シトシン（Ｃ）、またはチミン（Ｔ）の
いずれかを有する）を含むセットを用いることで通常は可能であるが、いくつか
の実施形態において、標的部位に、核酸塩基アナログを含むさらなるプローブ（
すなわち、全体で１０まで）を用いることが好ましくあり得る。特定のプローブ
のハイブリダイゼーションを安定化または不安定化のいずれかを行い、そして結
果的に、別の方法では不明瞭である、天然に存在する核酸塩基のみを含むプロー
ブからのシグナルを明らかにし得る核酸塩基アナログが使用され得る。例えば、
ＡおよびＧを標的部位に含むプローブは、ほぼ等しいハイブリダイゼーションを
与えると仮定する。このような結果は、標的核酸塩基の同一性において２つの可
能性を示唆する。第１の可能性は、標的核酸塩基がＴであり、そして他のハイブ
リダイゼーションシグナルが、Ｔ／Ｇ不一致に由来するハイブリダイゼーション
を表わすことである。第２の可能性は、標的核酸塩基がＣであり、そして他のハ
イブリダイゼーションシグナルが、Ｃ／Ａ不一致に由来するハイブリダイゼーシ
ョンを表わすことである。妥当な可能性は、標的位置にアナログ２，６−ジアミ
ノプリンを含むセットにさらなるプローブを含めることによって決定され得る。
標的核酸塩基がＴの場合、２，６−ジアミノプリンを含むプローブは、Ａおよび
Ｇを含むプローブからのハイブリダイゼーションと相対的に、増加したハイブリ
ダイゼーションをもたらす。あるいは、標的核酸塩基がＣの場合、ＡおよびＧを
含むプローブからのハイブリダイゼーションと相対的に、ハイブリダイゼーショ
ンは変化しないか、または減少する。セットに含めるために適切である可能な標
的核酸塩基の間の結合エネルギーの違いを増加させるための他の核酸塩基アナロ
グは、当業者に明らかである。
【０２４９】 アレイが含み得るこのようなセットの数上での制限は、アレイの総プローブ数
による指示以外はない。最大で、アレイの総セット数は、プローブの数の１／２
であり、好ましくは、１００，０００セット未満である。参照配列に関連して、
セットプローブは、任意の数の核酸塩基によって互いに重複し得るか、または全
く重複しない。インターロゲイトされ得る標的核酸塩基の数はまた、特定の制限
なく、参照配列における標的核酸塩基の総数によって限定される。このようなセ
ット含有アレイが、例えば、単一のヌクレオチド多型（すなわち、ＳＮＰ）、移
植抗原（例えば、ＨＬＡ）の改変体、および遺伝病（例えば、嚢胞性線維症、第
Ｖ因子欠損）において起こるような単一の核酸塩基変異、薬物耐性病原体（例え
ば、ＨＩＶおよび細菌）、ならびに新生物形成（例えば、ｐ５３遺伝子、ＢＲＣ
Ａ１遺伝子、およびＢＲＣＡ２遺伝子）を簡便にスクリーニングするために使用
され得る。
【０２５０】 好ましい実施形態に従って、２〜４つのプローブのｎセット、より好ましくは
、４プローブのセットであり、各々の長さが１であるものが、参照配列がｎ核酸
塩基の長さである場合、ｎ標的核酸塩基をインターロゲイトするために使用され
る。従って、参照配列の全ての核酸塩基は、集合的に参照配列をまたがるセット
を用いてインターロゲイトされ得る。配列におけるすべての核酸塩基の同一性を
インターロゲイトするセット含有アレイは、例えば、核酸分子を迅速に配列決定
するために使用され得る。この核酸分子は、既知の参照配列または既知の参照配
列の改変体のいずれかを含み、ここで、この改変体は、任意（１＋２）のヌクレ
オチドのストレッチ当たり２以下の頻度で、１つ以上のヌクレオチド置換を含む
。従ってその改変体は、４〜４０の範囲の１つの値について、それぞれ任意の６
〜４２のヌクレオチドのストレッチ当たり２以下の頻度で、１つ以上の置換を含
む。置換の頻度がこの限度を超えるストレッチでは、全てのプローブは、必ず１
より多いヌクレオチド置換にまたがる。このことから結果的に、異なるセットに
わたって高い可変性Ｔm値を生じ、最適化に困難なストリンジェントな条件を引
き起こす。
【０２５１】 最も好ましくは、セット含有アレイは、分解酵素に抵抗性の核酸塩基ポリマー
を含むセットを含む。このような製品は、分解酵素を含む多種多様な厳しい環境
において、標的核酸塩基のインターロゲイトおよび核酸分子の配列決定にとって
適切である有意な利点を有する。このようなインターロゲイトおよび配列決定を
行うのに望ましいが、分解酵素が予期される環境としては、体液のサンプル（例
えば、ヒトおよび動物の両方からの血液、組織、痰、尿、および大便）において
見出される環境が挙げられる。他の望ましい厳しい環境としては、食物試験施設
、土壌試験施設、および廃水ならびに下水の処理場が挙げられる。他のこのよう
な望ましい厳しい環境は、このような環境におけるこのような抵抗性製品の価値
および有用性と同様に、当業者には容易に明らかである。
【０２５２】 他の実施形態において、アレイは、リガンドとその標的レセプターとの間の相
互作用に影響を及ぼし得る、および／または標的レセプター自体に影響を及ぼし
得る、結合標的レセプター改変グループを有するリガンドを含み得る。このよう
な改変グループの例には、標識グループ、インターカレートするグループ、切断
グループ、およびそのレセプターに再適合または結合するか、あるいはそのレセ
プターを改変する他のグループが挙げられる。リガンドに導入され得る改変グル
ープの１つの型は、核酸にインターカレートするグループである。多数のこのよ
うなインターカレートするグループは当該分野において公知であり、その多くは
アクリジン誘導体である（ＨｅｌｅｎｅおよびＴｈｕｏｎｇ、Ｇｅｎｏｍｅ ３
１（１）：４１３，１９８９；ＡｓｓｅｌｉｎｅおよびＴｈｕｏｎｇ、Ｎｕｃｌ
ｅｏｓｉｄｅｓ ａｎｄ Ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ １０（１−３）：３５９，
１９９１；Ｈｅｌｅｎｅ、Ａｎｔｉｃａｎｃｅｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｓ．６（６）
：５６９，１９９１およびＷｉｌｓｏｎら、Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ３２（
４０）：１０６１４，１９９３を参照のこと）。
【０２５３】 改変グループの別の型は、架橋グループである。架橋は、リガンドとその標的
との間の相互作用を安定化するために使用され得、これは三重らせん形成の到達
および安定化において特に有用であり得る。三重らせん形成の安定化のために種
々のアプローチは、光化学架橋（例えば、Ｌｅ Ｄｏａｎ、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａ
ｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１５：７７４９，１９８７およびＰｒａｓｅｕｔｈら、Ｐｒ
ｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８５：１３４９，１９８８によっ
て記載）、ならびに標的二重鎖における特定のグアニンのＮ７のアルキル化（Ｖ
ｌａｓｓｏｖ、Ｇｅｎｅ ７２：３１３，１９８８およびＦｅｄｏｒｏｖａら、
ＦＥＢＳ Ｌｅｔｔ．２２８：２７３，１９８８によって記載）を含む。
【０２５４】 架橋はまた、リガンドに結合させた新しい分子構造を標的レセプター内の特定
の位置に共有結合的に連結するために使用され得る。従って、例えば、リガンド
に結合した標識は、リガンドによって標的されたレセプター内の特定の位置に連
結され得る。このような標識は、光誘導架橋剤（例えば、ソラレン、クマリン、
エリプチシンおよびそれらの誘導体）であり得る（Ｐｅｒｒｏｕａｕｌｔら、Ｎ
ａｔｕｒｅ ３４４：３５８，１９９０；Ｌｅ Ｄｏａｎら、Ａｎｔｉｓｅｎｓ
ｅ Ｒｅｓ．Ｄｅｖ．１（１）：４３，１９９１；Ｍｉｌｌｅｒ、Ｍｅｔｈｏｄ
ｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ．２１１：５４，１９９２；Ｈａｖｒｅら、Ｐｒｏｃ．Ｎａ
ｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ９０（１６）：７８７９，１９９３；および
Ｒａｊａｇｏｐａｌａｎら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６８（１９）：１４２
３０，１９９３を参照のこと）。
【０２５５】 架橋グループを含まない他の標識が使用され得る。多くのこのような標識グル
ープは、当該分野において公知である（Ｈａｒａｌａｍｂｉｄｉｓら、Ｎｕｃｌ
ｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１８（３）：５０１，１９９０；Ｓｔｒｏｂｅｌ
ら、Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇ Ｃｈｅｍ．２（２）：８９，１９９１；ならびにＤｕ
ｒｒａｎｔおよびＣｈａｄｗｉｃｋ、Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．２８
（１４１）：１４１，１９９４を参照のこと）。このようなグループは、例えば
、核酸中の特定配列を標識するために使用され得、種々のゲノムをマッピングお
よび配列決定するための試みにおいて有用である。
【０２５６】 リガンドアレイに導入され得る他の改変グループは、核酸アルキル化剤である
。多くのこのようなアルキル化グループは、当該分野において公知である。例え
ば、このようなグループとしては、反応性アルキル化化合物としてＮ−マスター
ド（Ｌｅｅら、Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．３７（８）：１２０８，１９９４を参照
のこと）、ポルフィリン（Ｂｏｕｔｏｒｉｎｅら、Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇ．Ｃｈｅ
ｍ．１（５）：３５０，１９９０およびＢｒｏｓｓａｌｉｎａら、Ａｎｔｉｓｅ
ｎｓｅ Ｒｅｓ．Ｄｅｖ．１（３）：２２９，１９９１を参照のこと）、光化学
的に活性化可能な薬剤としてソラレン（ＢｈａｎおよびＭｉｌｌｅｒ、Ｂｉｏｃ
ｏｎｊｕｇ Ｃｈｅｍ．１（１）：８２，１９９０ならびにＭｉｌｌｅｒ、Ｍｅ
ｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ．２１１：５４，１９９２を参照のこと）、ならび
に誘導性のアルキル化剤としてキノン（ＣｈａｔｔｅｒｊｅｅおよびＲｏｋｉｔ
ａ、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１２：９３８７，１９９０を参照のこと）
が挙げられる。
【０２５７】 リガンドに導入し得るなおさらなる改変グループは、核酸切断グループである
。アレイにおけるリガンドを、人工的な配列特異的ヌクレアーゼとして作用させ
るために使用され得る多くの切断グループがあり、これらは当該分野において記
載されてきた（ＳｔｒｏｂｅｌおよびＤｅｒｖａｎ、Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙ
ｍｏｌ．２１：３０９，１９９２；ＳｉｇｍａｎおよびＣｈｅｎ、Ａｎｎｕ．Ｒ
ｅｖ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．５９：２０７，１９９０；ＪａｙａｓｅｎａおよびＪｏ
ｈｎｓｔｏｎ、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８９：３５２
６，１９９２；Ｐｏｄｈａｊｓｋａら、Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ．２１
６：３０３，１９９２；Ｈｕｂｅｒ、Ｆａｓｅｂ Ｊ．７（１４）：１３６７，
１９９３；ＫａｐｐｅｎおよびＧｏｌｄｂｅｒｇ、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２６１：１
３１９，１９９３；Ｓｉｇｍａｎら、Ｎａｔｕｒｅ ３６３：４７４，１９９３
；ならびにＳｈｉｍｚｕら、Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ３３（２）：６０６，
１９９４を参照のこと）。以下の代表的なアプローチは、網羅ではなく、切断グ
ループの説明的な一覧として意図される。１つのアプローチにおいて、鉄（ＩＩ
Ｉ）ＥＤＴＡは、適切な酸化還元条件下で遊離のラジカルを生成する切断グルー
プ（ＭｏｓｅｒおよびＤｅｒｖａｎ、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２３８：６４５，１９８
７に記載）として使用される。他の酸化還元活性遷移金属切断グループとしては
、ｏ−フェナントロリン−Ｃｕ（Ｉ）の錯体（Ｆｒａｎｃｏｉｓら、Ｐｒｏｃ．
Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８６：９７０２，１９８９によって紹介
）、およびポルフィリン−Ｆｅ（ＩＩ）（Ｌｅ Ｄｏａｎ、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａ
ｃｉｄ Ｒｅｓ．１５：８６４３，１９８７を参照のこと）が挙げられる。これ
らの系は、インビトロでより有用であり得、この酸化還元活性化は、より容易に
制御される。別の代替は、Ｐｅｒｒｏｕａｕｌｔら、Ｎａｔｕｒｅ ３４４：３
５８，１９９０によって記載されるような光化学的な切断である。さらに別のア
プローチは、切断グループとして比較的非特異的なヌクレアーゼ（例えば、ＤＮ
ａｓｅＩまたはブドウ球菌ヌクレアーゼ）を組み込み、そしてそれを、アレイに
おけるリガンドへの結合によって、特異的なエンドヌクレアーゼに効率的に転換
することである（ＣｏｒｅｙおよびＳｃｈｕｌｔｚ、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２３８：
１４０１，１９８７およびＰｅｉら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．
ＵＳＡ ８７（２４）：９８５８，１９９０を参照のこと）。この実施形態にお
いて、本発明における核酸塩基ポリマーのヌクレアーゼ耐性は、主要な利点であ
る。標的核酸を切断するためのさらに別の可能なアプローチは、リガンドアレイ
にリボザイムを組み込むことである（ＨａｓｅｌｏｆｆおよびＧｅｒｌａｃｈ、
Ｎａｔｕｒｅ ３３４：５８５，１９８８；ならびにＶａｎおよびＨｅｃｈｔ、
Ａｄｖ．Ｉｎｏｒｇ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．９：１，１９９４を参照のこと）。
【０２５８】 改変グループは、リガンド内のどこにでも組み込まれ得る。しかし、特定のグ
ループおよび位置の選択を導くべきであるという一般的な多くの考慮がある。最
も重要な考慮は、そのグループが、おそらくリガンドと標的レセプターとの間の
十分なハイブリダイゼーションを防止する位置に導入されるべきではないという
ことである。従って、小さな改変グループがハイブリダイゼーションの領域内に
適応し得る間に、より大きなグループは、ハイブリダイゼーションの領域の外側
に、より適応し得る。ヌクレアーゼ酵素のような大きな改変グループでさえ、核
酸塩基ポリマーの末端領域に結合し得る。いくつかの場合において、改変グルー
プ間の相互作用の性質は、リガンド内の有利な位置を決定する。さらに、分子モ
デリングは、このようなグループの取り込みのために有利な位置を予測するため
に使用され得る。
【０２５９】 特定の実施形態において、アレイは、薬物候補、好ましくは５００を上回る異
なる薬物候補であるリガンドを含み得る。各々の薬物候補は、好ましくは機能的
アッセイを用いるスクリーニングに十分な量で表面に結合される。このような特
定の試薬は、以下の式を有するエナプリラート（ｅｎａｐｒｉｌａｔ）アナログ
のアレイを生成する：
【０２６０】
【化５４】
【０２６１】 ここで、Ｓは表面であり、Ａはアミノプロピルトリエトキシシランであり、Ｌは
二価のリンカー分子であり、Ｘ1は一価の有機基または水素であり、そしてＸ2は
一価の有機基または水素である。特定の実施形態内のＸ1およびＸ2は、さらに酸
不安定の保護基（すなわち、酸、通常はＴＦＡすなわちトリフルオロ酢酸によっ
て取り除かれる）（例えば、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル（ｔ−Ｂｏｃ）、ベ
ンズヒドリロキシカルボニル（Ｂｈｏｃ）、トリメチルシリル、ｔ−ブチル、フ
ェノキシエチルまたはテトラヒドロピラニル基）を含む。
【０２６２】 いくつかの実施形態に従って、最初のレセプター結合スクリーニングのための
物質を提供するために、複数のリガンドが、同様に既知の不連続な領域内で意図
的に提供され、その後に、有意な結合を示す所定の領域内の物質が、さらに評価
される。代替の実施形態において、各々の既知の不連続な領域は、例えば、ウェ
ルにおける表面下のくぼみに作られる。各々のウェルは、好ましくは、その内部
の領域と実質的に同様な寸法である。他の実施形態において、そのアレイエレメ
ントの間の表面は、差次的な表面張力を提供し、その結果、適用された液体は、
各々の既知の不連続な領域にわたり個々の液滴に分離する。いくつかの実施形態
において、その液体は、インサイチュでレセプターの結合を検出し得るアッセイ
混合物を含む。その液滴の空間的な分離は、分離したリガンドの、別々のアレイ
エレメントからの混合を防止する。その差次的な表面張力は、表面に特定のパタ
ーンで結合した一つ以上のオルガノシランによって提供され得る。
【０２６３】 いくつかの実施形態において、アレイエレメントは、例えば、多機能バイオチ
ップの一部として、他の微小作製された系の基材表面に接続し得る。アレイエレ
メントと接続し得る微小作製された系としては、例えば、増幅、分離、検出、試
薬送達または半導体の系が挙げられる。好ましくは、このような系は、相対的に
小さく、微小作製法を用いて製造される。例えば、個々のアレイエレメントに接
続され得る微小作製された系としては、電気回路網、キャピラリー電気泳動（Ｗ
ｏｏｌｌｅｙら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ９１：１１
３４８，１９９４を参照のこと）、ＰＣＲ（Ｗｉｌｄｉｎｇら、Ｃｌｉｎ．Ｃｈ
ｅｍ．４０：１８１５，１９９４を参照のこと）、シグナル検出（Ｌａｍｔｕｒ
ｅら、Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．２２：２１２１，１９９４を参照のこと
）およびミクロ流体操作（Ｂｕｒｎｓら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃ
ｉ．ＵＳＡ ９３：５５５６，１９９６を参照のこと）が挙げられる。このよう
な系は、特定のリガンドを保有するアレイエレメントとの直接接続において操作
し得る。
【０２６４】 （マスキングストラテジー） マスキングストラテジーは、所望の有機化合物に依存して、変化する複雑さの
程度を示し得る。使用された特定のストラテジーに無関係に、フォトレジスト指
向された固相合成は、基本的に二進数プロセスである。試薬のヒストリー（ｒｅ
ａｇｅｎｔ ｈｉｓｔｏｒｙ）に試薬を加えるか否かの決定は、特定のアレイエ
レメントにわたる障害相の存在または非存在に依存する。アレイにおける特定の
エレメントの最終的な試薬ヒストリーは、従って、一連の適用された試薬の全体
において求められるこのような二進数の決定の和として考慮され得る。従って、
アレイにおける全ての試薬ヒストリーは、行列Ｈによって表され得、以下のよう
に積の和によって与えられる：
【０２６５】
【数２】
【０２６６】 ここで、Ｒ1、Ｒ2、・・・Ｒnは、ｎの加えられた試薬の順序立てられた連続を
表し、そしてＭ1、Ｍ2、・・・Ｍnは、対応する「決定」行列を表し、その要素
は、アレイにおける合成部位に相当し、そして二進数値を有する。０の値は、そ
の試薬が障害の存在のために表面に接触していないことを示す。そのような場合
、試薬ヒストリーには含まれない。１の値は、その試薬が障害がないために表面
に接触していることを示す。独占的に１の値の要素を有する決定行列は、単位行
列であり、そして障害相なしの試薬の追加を表す。ポジ型フォトレジストの場合
において、決定行列の要素は、マスク領域に相当し、ここで１は透明なマスク領
域を表し、そして０は不透明なマスク領域を表す。行列Ｈの各々の要素は、従っ
て、ｉ行およびｊ列に位置する個々の試薬ヒストリーＨijを含む。図解例のよう
に、以下を有する表示のアレイを考える：
【０２６７】
【数３】
【０２６８】 各々の決定行列に試薬スカラーをかけ、次いで行列の加算を行い、行列Ｈを以下
のように得る：
【０２６９】
【数４】
【０２７０】 示される様に、行列Ｈの各々の要素は、個々の試薬ヒストリーを含む。方程式（
ｉ）に従うアレイの表示もまた、アレイを調製するために使用されたマスキング
ストラテジーの指標を提供する。例えば、方程式（ｉｉ）に従う上記の２×２の
配置の合成は、付随の決定行列によって表されるようなパターンを保有するマス
クを用いてパターン付けされたフォトレジスト障害を使用して、試薬Ｒ1a、Ｒ1b 、Ｒ2aおよびＲ2bを適用する逐次的段階から成る。
【０２７１】 これは、リガンドグループが１×４表示の代わりに２×２表示のように配置さ
れていることを除いて、基本的に図２の製品である。正方形または矩形の表示は
、便利であるが必要ではない。決定行列の要素は、各々の決定行列において等価
な変換が行われる限り、任意の便利な配置に変換され得る。好ましい実施形態に
おいて、決定行列の配置は、基材表面上でのリガンドの物理的な配置に対応する
。決定行列の成分は、選択された特定のマスキングストラテジーに依存する。
【０２７２】 いくつかの実施形態において、ｎの逐次的に適用された試薬を使用して可能な
全ての試薬ヒストリーを合成するマスキングストラテジーを用いることが望まし
い。このようなストラテジーに従う決定行列の各々を得る方法は、行列Ｈ内の特
定の試薬ヒストリーの成分の最初の考慮によって明らかである。試薬ヒストリー
Ｈijは、決定行列Ｍ1、Ｍ2、・・・Ｍn内の対応するｉ−ｊ要素によって提供さ
れるように、ｎの試薬を加えるために、ｎの二進数決定の連続を含む。合計で、
ｎの二進数決定の全ての連続は、ｎ桁を有する二進数のセットによって表され得
る。ｎ桁を有する２nの二進数がある。従って、各々の行列は、可能な全ての試
薬ヒストリーに適応するために、２nの要素を必要とする。正方配置において、
その行列は
【０２７３】
【数５】
【０２７４】 から構成される。このｉ−ｊ要素は、ｎ桁を有する全ての二進数を生成する工程
、次いで、行列Ｍ1、Ｍ2、・・・Ｍn内のｉ−ｊの位置に対応する各々の数の桁
を逐次的に分配する工程を包含する簡単なプロセスにおいて得られる。例えば、
４つの適用した試薬がある場合、可能な試薬ヒストリーの総数は２4＝１６であ
り、そして行列のための正方配置は４行×４列である。４桁を有する全ての二進
数は、以下のように生成される：
【０２７５】
【数６】
【０２７６】 次いで、各々の桁の各々の数字は、以下のような４つの決定行列内の対応するｉ
−ｊの位置に配置される。
【０２７７】
【数７】
【０２７８】 このストラテジーは、ｎ試薬のための試薬ヒストリーの最大数を生成するが、こ
のストラテジーは、一般的には、薬物アナログまたは定義された長さの生体ポリ
マーの合成には適用可能ではない。このような場合において、有意義な分子は、
化学的変換の特定の連続を誘導する試薬ヒストリーのみによって生産される。
【０２７９】 好ましい実施形態において、マスキングストラテジーは、従って、化学的な変
換Ｔ1、Ｔ2、・・・Ｔnの定義された連続のために可能な全ての試薬ヒストリー
を生成することが望まれ、ここで、各々の変換Ｔ1は、ｔ＝１、２・・・ｎに対
するｍtの異なる試薬によって誘導される。このストラテジーに従って、アレイ
における全ての試薬ヒストリーは、行列Ｈによって表され得、以下のように積の
和によって与えられる：
【０２８０】
【数８】
【０２８１】 ここで、上文字の記号は変換を示し、下文字の記号は試薬、およびこの変換のた
めの関連する決定行列を示す。試薬−行列の積は、特定の変換に関係する積を強
調するために、山括弧内にグループ化される。可能な試薬ヒストリーの最大数は
、（ｍ1）（ｍ2）・・・（ｍn）の積である。
【０２８２】 いくつかの実施形態では、各々の変換のために使用される試薬の数は同値であ
り、試薬ヒストリーの最大数は、簡単に（ｍ）nで与えられ、ここでｍは各々の
変換における試薬の数である。これは、各々の変換が、モノマーの同じ試薬セッ
トから選択する、ペプチド、ＤＮＡ、およびＰＮＡのようなバイオポリマーの合
成において、代表的に見出される。ｎが偶数であるこのストラテジーの一つの実
施形態では、奇数のｔを有する四角に配置された決定行列
【０２８３】
【数９】
【０２８４】 は、以下の式：
【０２８５】
【数１０】
【０２８６】 （ここでｊ＜ｍn/2について、ｃ＝０，１，２．．．）に従って、単位ベクトル
（すなわち値１を有する要素）を含むｊ個の列を有する。偶数のｔを有する決定
行列
【０２８７】
【数１１】
【０２８８】 は、以下の式：
【０２８９】
【数１２】
【０２９０】 （ここでｉ＜ｍn/2について、ｃ＝０，１，２．．．）に従って、単位ベクトル
を含むｉ個の行を有する。例示の例として、全ての可能なＰＮＡテトラマーの合
成を考える。ＰＮＡテトラマーは、ｎ種類の化学変換の生成物であり、ここで変
換はカップリングでありそしてｎ＝４である。各々の変換は、ｍ種類の試薬を使
用することが許され、ここでｍ＝４であり、Ａ、Ｇ、Ｃ、およびＴで指定される
モノマーを含む。従って、アレイにおける全ての試薬ヒストリーは、以下のよう
な行列Ｈにより表され得る：
【０２９１】
【数１３】
【０２９２】 。ｋ、ｍ、ｔおよびｎの適切な値を式（ｉｉｉ）および式（ｉｖ）に代入するこ
とにより、行列
【０２９３】
【数１４】
【０２９４】 の単位ベクトル指数が分かる。各々の変換の代表的な例は、以下に示される：
【０２９５】
【数１５】
【０２９６】 。行列の表記では、例えば、
【０２９７】
【数１６】
【０２９８】 は、以下の行列に対応する：
【０２９９】
【数１７】
【０３００】 （分解酵素に対して耐性のある核酸塩基ポリマーのアレイ） 上記のように、特定の好ましいアレイは、ヌクレアーゼおよびプロテアーゼに
よる分解に耐性のある、核酸塩基ポリマーリガンドを含む。このようなアレイは
上で提供される方法を使用して調製され得る；以下の例示は、例示的な目的のた
めのみに提供される。他の核酸塩基ポリマーのアレイを有する支持体を含む物品
は、詳細に記載される核酸塩基ポリマーに関する、本質的に同一な化学を利用し
て、容易に作製され得るということは、当業者にとって明らかである。以下の例
示は人の手によるアレイの構築を記載するが、自動化されるかまたは半自動化さ
れる方法が使用され得ることもまた明白である。特に、フォトレジスト、パター
ン付けされた照射、ならびに試薬の添加および除去、の適用は、当業者により容
易に自動化され得る。
【０３０１】 （代表的なＰＮＡアレイ） ペプチド核酸（ＰＮＡ）アレイは、アミド結合で連結されるＮ−（２−アミノ
エチル）−グリシンの繰り返しユニットの骨格を含み、メチレンカルボニル結合
で骨格に結合される塩基を有するリガンドを含む。Ｎ1およびＮ2について４種類
のモノマー（Ａ、Ｃ、ＧおよびＴで示される）を使用して、ＰＮＡダイマーＮ1
Ｎ2についての１６種類の全ての可能な試薬ヒストリーを合成することが所望さ
れる場合、支持体表面の四角い領域は、１６個のボックスの４×４のアレイに概
念的に分割され得る。ＰＮＡ合成は、従来技術の教示に提供されるように（Ｅｇ
ｈｏｌｍら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１４：１８９５、１９９２；Ｃｏ
ｕｌｌら、ＰＣＴ ＷＯ９６／４０６８５；Ｂｕｃｈａｒｄｔら、ＰＣＴ ＷＯ
９２／２０７０２およびＢｕｃｈａｒｄｔら、米国特許第５，７１９，２６２号
を参照のこと）、活性化剤、洗浄剤、キャッピング（ｃａｐｐｉｎｇ）剤、およ
び脱ブロック（ｄｅｂｌｏｃｋ）剤のような他の試薬を必要とするということが
理解されるが、例示的な目的のために、モノマー単位は、所望のＰＮＡ分子を形
成するために必要な唯一の試薬であると仮定する。Ｎ1試薬は、ポジ型フォトレ
ジストを使用して概念的なアレイの４つの縦の列に適用される。第一のフォトレ
ジストバリアは、ボックスの左端の列を露光し、ここにＡが適用される。第二の
フォトレジストバリアは、次の列を露光し、ここにＧを適用する；続いて、Ｃの
列について第三のフォトレジストバリアが露光し；そしてＴについて、右端の列
を露光する最後のフォトレジストバリアが露光する。第一、第二、第三および第
四のフォトレジストバリアを、異なる列の位置に移される単一のマスク、または
以下のパターン：
【０３０２】
【数１８】 で表される４つの別々のマスクを用いて照射し得、ここで数字はアレイ要素に対
応し、「１」は透明なマスク領域を表し、「０」は不透明なマスク領域を表す。
このプロセスを、Ｎ2試薬について横方向で繰り返す。今度は、Ａ、Ｇ、Ｃおよ
びＴモノマーを、概念的なアレイの４つの横の行を露光するフォトレジストバリ
アを使用して、連続的に適用する。第五、第六、第七および第八のフォトレジス
トバリアを、異なる行の位置に移動される単一のマスク、または以下のパターン
：
【０３０３】
【数１９】 で表される、４つの個々のマスクを用いて照射し得る。生じた基材は、表ＩＩＩ
に表されるように配置された１６種類の全ての可能な試薬ヒストリーを含む。
【０３０４】
【表４】 この例示では、Ｎ1試薬は支持体「Ｓ」に結合し、そしてＮ2試薬はすでに結合さ
れているＮ1試薬に結合する。このように、試薬ヒストリーは、各アレイ要素で
のポリマーの形成、および各ポリマーの配列組成を予測する。
【０３０５】 ＰＮＡアレイの調製は、フォトレジスト物質を分解する試薬を使用する固相合
成反応のための、パターン付けされたフォトレジストの使用の例を、さらに提供
する。本明細書中に記載されるポリアミドフォトレジストは、多数の溶媒に耐性
であるが、このようなフォトレジストは、ＰＮＡ合成において一般的に使用され
るＮ−アルキルアミド溶媒（例えば１−メチル−２−ピロリジノンおよびジメチ
ルホルムアミド）による分解に敏感であり得る。この制限は、結合されたＰＮＡ
分子の伸長末端上に保護基を使用することで克服し得る。このような保護基を、
パターン付けされたフォトレジスト層および相溶性の脱保護試薬を使用して選択
された領域中で除去し得る。次いでこれらの領域のＰＮＡ分子は、モノマーカッ
プリングに対して反応性になリ、一方残る保護されたＰＮＡ分子は非反応性であ
る、フォトレジストを保護基の除去の後に剥がし、そしてカップリング溶液を、
表面に適用する。モノマーは、パターン付けされたバリア層が無くても、選択的
に、保護基が除去された領域に結合する。
【０３０６】 さらなる例示が示すように、全ての１６種類の可能なＰＮＡダイマーを、Ｆｍ
ｏｃ保護基（Ｆｍｏｃ：フルオレニルメチルオキシカルボニル、非加水分解条件
下で除去される、塩基に不安定なアミノ保護基）を使用して、合成することが所
望される。前述のように、支持体表面は、概念的に４×４のアレイに分割され、
そして４種類のモノマーユニットが、Ｆｍｏｃ−Ａ−ＯＨ、Ｆｍｏｃ−Ｇ−ＯＨ
、Ｆｍｏｃ−Ｃ−ＯＨ、およびＦｍｏｃ−Ｔ−ＯＨで示される。再び、例示的な
目的のために、所望のＰＮＡを、モノマーユニットおよび脱保護剤のみを試薬と
して使用して、生成し得ると考えられる。ポリアミドフォトレジストと相溶的な
代表的な脱保護試薬は、例えば、トルエン中２０％のピペリジンを含む。支持体
表面は、Ｐ−Ｌ−Ｆｍｏｃと表される、Ｆｍｏｃで保護されたリンカー分子を有
する。このＦｍｏｃ基は、概念的なアレイの４つの縦の列から選択的に除去され
る。第一のフォトレジストバリアは、左端の列を露光する。脱保護試薬との接触
は、リンカー分子の左端の列からＦｍｏｃを除去する。フォトレジストを剥がし
、そしてＡモノマーを、表ＩＶに示される代表的なカップリング溶液を使用して
、３０〜４０分間アレイ表面全体に適用する。
【０３０７】
【表５】 第二のフォトレジストバリアは、次の列を露光し、ここでＦｍｏｃが除去される
。フォトレジストを剥がし、そしてＧモノマーを適用する。このサイクルを、第
三のフォトレジストバリアが、Ｆｍｏｃの除去および第三列へのＣのカップリン
グを引き起こすために繰り返す。最後のフォトレジストバリアは、右端の列を露
光し、そしてＦｍｏｃを除去し、続いて剥離およびＴカップリングを行う。フォ
トレジストバリアを用いて、このプロセスを横方向に繰り返し、横の行の露光を
可能にし、そして既に結合しているモノマーにモノマーをカップリングさせる。
フォトレジストバリアを、パターンｍ1からｍ8まで、上記のように８種類の個々
のマスクを用いて照射する。
【０３０８】 この方法は、表ＩＩＩに示されるリガンドと同じリガンドを生成するが、試薬
ヒストリーは表Ｖに示されるように非常に異なる。表ＩＩＩと対照的に、表Ｖの
各々の試薬ヒストリーは、あらゆる添加されたモノマー試薬を含む。なぜならあ
らゆる表面要素が、全てのモノマー試薬と接触するためである。要素に対する特
異的なカップリングは、脱保護がモノマーの添加の前に起こる場合に、起こる。
従って、試薬ヒストリーにおいて脱保護試薬の後に続くモノマーは、それが４種
類のモノマーの第一のセットに由来する場合、結合されたリンカーに結合し、そ
してそれが４種類のモノマーの第二のセットに由来する場合、結合されたモノマ
ーに結合する。
【０３０９】
【表６】 （エナラプリラートアナログの代表的なアレイ） 薬物候補アレイを有する支持体の作製のための例示として、６２５種類のエナ
ラプリラートアナログが、アレイにおいて合成され得る。エナラプリラートは、
アンギオテンシン変換酵素（ＡＣＥ）に結合し、そしてそのジペプチダーゼ活性
を阻害する、抗高血圧薬のクラスの一つである。ＡＣＥは、Ｃ末端ジペプチドを
前駆体デカペプチドアンギオテンシンＩから除去することにより、強力な血管収
縮物質アンギオテンシンＩＩを生成する。エナラプリラートは、以下の式：
【０３１０】
【化５５】 を有するジペプチドアナログである。エナラプリラートは、ＣＨＣＯ2Ｈ基およ
びＮＨ基を有するカルボキシアルキルジペプチド遷移状態インヒビターであり、
アンギオテンシンＩの切断し易いペプチド結合に達する遷移状態様ジオメトリー
を模倣している（Ｐａｔｃｈｅｔｔら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８８：２８０、１９
８０を参照のこと）。エナラプリラートアナログのスクリーニングは、改善され
た効力、生物学的利用能、半減期、または副作用のプロフィールを有するＡＣＥ
阻害剤を同定するために使用され得る。
【０３１１】 ６２５種類のエナラプリラートアナログは、以下の一般式：
【０３１２】
【化５６】 を有し、この一般式では、Ｓは基材であり、Ｌはリンカーであり、そしてＧ1、
Ｇ2、Ｇ3、およびＧ4は一価の有機基または水素である。いくつかの実施形態で
は、Ｇ1基は、窒素または炭素のいずれかに結合されるが両方には結合しない。
各アナログは、支持体上で４つの連続的な試薬のカップリングにより直接合成さ
れ、各々の連続したカップリングでＧ1、Ｇ2、Ｇ3およびＧ4を加える。この例で
は、各々のＧn基は、Ｇna、Ｇnb、Ｇnc、Ｇnd、およびＧne（ｎ＝１〜５）で表
される５つの異なる組成物のうちの１つを想定し得る。各々の試薬組成物を支持
体の予め規定された領域に組合せ的に配向させる、一連のパターン付けされたフ
ォトレジスト層を使用することにより、総数２０のカップリングを使用して、総
数５4または６２５の異なるアナログが可能である。所定のアナログＸＩＩＩを
合成するために使用される４つのカップリング反応の各々は、以下に示される：
【０３１３】
【化５７】
【０３１４】
【化５８】 。これら６２５種類のアナログを支持体上に固相合成およびポリアミドフォトレ
ジストを使用して配置するために、表面を２５×２５のアレイの６２５個のボッ
クスに分割することが便利である。表ＩＶに示されたように、このアレイ合成は
、２０のパターン付けされたフォトレジスト層および上記のカップリング反応の
各々の５回の適用を含む、２０回の反応サイクルを使用して完了される。アレイ
における各Ｇnについて、５つのパターン付けされたフォトレジスト層は、試薬
を直接阻害すること、または試薬に対して領域をより反応性にすることのいずれ
かにより、Ｇna、Ｇnb、Ｇnc、Ｇnd、およびＧneに指定される成分の適用を、方
向付ける。各々のフォトレジスト層は、２５×２５のアレイにおける行または列
に対応する透明な行または列のパターンを含む、個々のマスクでパターン付けさ
れる。各パターンは、表ＶＩにおける要約した表記により示される。この表記は
、列または行の断面によりあらゆるマスクパターンを表す。例えば、サイクル１
５のパターン表記は、２５×２５のアレイにおけるあらゆる５番目の列に対応す
る透明な列を有するマスクを示す。サイクル２０では、パターン表記は同じであ
るが、マスク型は、このパターン表記が、あらゆる５番目の行が透明であるマス
クを指す、ということを示す。大部分の実施形態において、アナログアレイの合
成に続いて、１つ以上のＧn基から保護基が除去される。
【０３１５】
【表７】 いくつかの実施形態において、各Ｇn基は、１０種類の異なる組成物のうちの一
つから選択される。あらゆるＧnの組合せを形成することにより、１０4または１
０，０００種類のアナログが全４０サイクルで合成される。公知または潜在的な
薬理学的活性を有し、コンビナトリアル固相合成により入手可能なその他の薬剤
としては、例えばベンゾジアゼピン、スルホンアミド、ヒダントイン、ミコナゾ
ール、ジヒドロピリドン、ピラゾロン、ピリミジン、キナゾリン、キナゾリノン
、オリゴカルバメート、ペプトイド、およびペプチジルホスホネート、のアナロ
グが挙げられる。従って、上記の方法は、境界層および本明細書中に開示される
フォトリトグラフ技術を使用する、何千または何百万種類の薬剤候補および他の
化合物を有する支持体の、平行生産のために使用され得る、ということが当業者
により認識される。
【０３１６】 （リガンド−レセプター結合アッセイのためのアレイの使用） 本明細書中に記載されるリガンド−アレイは、リガンド−レセプター結合につ
いてスクリーニングするために使用され得る。例えば、このようなアレイは、ペ
プチドおよび核酸塩基配列（タンパク質または核酸に結合する）を決定するため
、抗体により認識されるエピトープを同定するため、臨床上および治療上の適用
のための種々の薬剤および代謝物を評価するため、ならびに新規薬剤、農薬、ま
たは除草剤、および上記のものの組合せのための、低分子ライブラリーをスクリ
ーニングするために、使用され得る。リガンドおよびレセプターが両方ポリマー
であるいくつかの実施形態では、レセプター結合が検出される位置のこのポリマ
ーの配列は、レセプターに相補的な配列の全てまたは一部を決定するために使用
され得る。もちろん、リガンド−レセプター結合について、本明細書中に提供さ
れる方法を使用するリガンド−アレイではなく、レセプターアレイを使用してス
クリーニングすることも可能である。
【０３１７】 リガンド−アレイを用いて特異なレセプターに結合するリガンドを同定するた
めに、このアレイは、レセプター−リガンド相互作用が可能になるのに十分な条
件下で、かつ十分な時間、目的のレセプターと最初に接触される。このような接
触の後、アレイに結合した任意のリガンドがレセプターに特異的に結合するか否
かを決定するために、任意の種々の方法が使用され得る。
【０３１８】 上記のように、このようなアッセイでレセプターとして使用され得る種々の分
子が存在し、このような分子は、核酸分子、ポリぺプチド、ペプチド、ＰＮＡ、
酵素、酵素補因子、レクチン、糖、ポリサッカライド、抗体、細胞レセプター、
リン脂質小胞、または種々のその他のレセプターのいずれか一つを含む。あるい
は、レセプターは、細胞、細胞膜、または細胞小器官のような生物学的構造であ
り得る。レセプターは、アレイ上の０個、１個、またはそれ以上のリガンドに結
合し得る。いくつかの実施形態では、レセプターは、健康な被験体、または病気
の被験体のいずれかから得られた血液に由来し得、レセプターによる結合のため
のアレイのスクリーニングは、診断的適用を有し得る。
【０３１９】 レセプターは、レセプター溶液のアリコートを直接アレイ上に配置することに
より、アレイと接触され得る。次いで必要に応じて、顕微鏡のカバーグラスは、
このレセプター溶液上に置かれる。その他の実施形態では、レセプター溶液は、
図３に示されるように、アレイが反応器システムに取付けられると、このレセプ
ター溶液を入口ポートおよび出口ポートを通って循環させることにより、アプラ
イされ得る。あるいは、アレイ全体は、レセプター溶液に浸漬され得る。レセプ
ターに加え、レセプター溶液は、一つ以上の緩衝液、塩、タンパク質、核酸、界
面活性剤、補因子、多価電解質および／または特定のレセプターがリガンドに結
合するために必要なそのようなその他の物質を含み得る。このような結合補助剤
は、当該分野で周知である。リガンド−レセプター結合のための支持体をスクリ
ーニングするために利用され得る代表的なＤＮＡレセプターおよび抗体レセプタ
ー溶液は、表ＶＩＩに示される。
【０３２０】
【表８】 接触の間、アレイの特異的な温度を維持することが重要であり得る。例えば、
温度はＤＮＡ、ＰＮＡ、およびその他の核酸塩基ポリマー相互作用のストリンジ
ェンシーに影響し得、その結果、特定のアレイ要素への特異的な結合が、狭い温
度範囲でのみ観測される。その他の場合、特定の温度は、レセプターが必要なコ
ンホメーションに適合するため、または温度変性を避けるいずれかのために、特
定の温度が、必要とされ得る。アッセイを行うために最適な温度は、当業者によ
り容易に決定され得る。
【０３２１】 特異的な結合のための温度範囲が全てのアレイ要素について重複するならば、
リガンド−レセプター結合について全てのアレイ要素で同時にスクリーニングす
るために適している一つの独立した温度が同定され得る。あるいは、特異的結合
のための温度範囲が、いくつかのアレイ要素について重複しないならば、リガン
ド−レセプター結合についてのスクリーニングは、多数の独立した温度で行なわ
れるべきであり得る。いくつかの実施形態では、リガンド−レセプター結合は、
二つの独立した温度の間の全ての温度をサンプリングする温度勾配にわたって行
なわれるべきであり得る。温度勾配内の複数の温度でのリガンド−レセプター結
合についてのスクリーニングは、要素がＴmおよびストリンジェント性に関して
広く変化するアレイのために、特に有用である。
【０３２２】 リガンド誘導化支持体を特定の温度に維持するための方法は、例えば、加熱ブ
ロック、熱電（ｔｈｅｒｍｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ）（Ｐｅｌｔｉｅｒ）デバイス
、加熱水槽、対流式オーブン、冷蔵庫、冷凍庫、または温度制御された反応器シ
ステムと接触させて、支持体を配置する工程を包含する。いくつかの実施形態で
は、基材は、内部が特定の温度に冷却された水性ゲルを含む、顕微鏡の載物台上
に取付けられる。レセプターとの接触の間、リガンド誘導化支持体の温度を制御
するためのその他の方法は、当業者にとって明らかである。
【０３２３】 結合を検出するための方法は、アレイ上の結合レセプターの位置の決定を可能
にするマーカーの検出を包含する。適切なマーカーは当該分野で周知であり、放
射性核種および蛍光性分子を含む。マーカーは、リガンド−レセプター対の存在
を、たとえば、異なる色、電磁放射の吸収、光干渉、電気伝導、放射性崩壊、蛍
光、化学発光、燐光、または走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）もしくは原子間力
顕微鏡（ＡＦＭ）により検出可能な分子の形状、を作成することにより、またそ
れ自身またはその他の共有結合または非共有結合のいずれかにより結合される分
子、標識、核同位体、抗体、または酵素により、示し得る。いくつかの実施形態
では、リガンド−レセプター対は、表現型変化（例えば、細胞増殖の停止、細胞
増殖の開始、アポトーシスまたは細胞分化を含む）産生し得る。リガンド−レセ
プター対の位置を確認し、そして視覚化するその他の方法は、当業者にとって明
らかである。
【０３２４】 リガンド−アレイは、標識化レセプターにのみ曝露され得る。あるいは、アレ
イは、最初に問題の非標識化レセプターに曝露され得、そしてその後、標識化レ
セプター特異的認識要素（例えば、抗体）に曝露され得る。このようなプロセス
は検出の間シグナルのさらなる増幅を提供する。さらに別の実施形態では、多重
標識化スキームが使用され得、それによりリガンド誘導化支持体はいくつかの異
なるレセプターに曝露され、これらレセプターの各々は、異なる標識に結合され
ている。各々が特定の標識の表面密度を表す一連の画像は、当該分野で周知のス
ペクトルデコンヴォルーション（ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）法を使用して生
成され得る。このような多重標識化ストラテジーは、種々の有用性を有している
。例えば、サンプルの微環境は、スペクトル特性が問題の物理的性質のいくつか
に対して敏感である特殊な標識を使用して調べられ得る。この方法では、ｐＨ、
誘電率、物理的定位（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）、ならびに並進の移動度および
／または回転の移動度が決定され得る。
【０３２５】 多孔性のアレイを使用する好ましい実施形態では、アレイ上のレセプターに結
合している位置は、従来の電荷結合素子、従来のフィルムを基にしたカメラを用
いる蛍光の検出、または蛍光顕微鏡を使用する視覚的観察により決定される。多
孔性支持体の一つの利点は、増大されたリガンド表面密度であり、その結果、結
合したレセプターの画像化は、標準的な装置を使用して速く、かつ経済的でもあ
る。
【０３２６】 他の実施形態では、間接的にリガンド−レセプター結合を検出する指標化合物
が、添加される。指示化合物とは、レセプターの存在下で検出可能な特性を有し
、レセプターがリガンドにより結合されるときはその特性が異なる化合物をいう
。このような検出可能な特性としては、色、光吸収、光透過性、蛍光、蛍光共鳴
エネルギー移動、蛍光偏光、燐光、触媒活性、分子量、電荷、密度、融点、クロ
マトグラフィー移動度、濁度、電気泳動易動度、質量スペクトル、紫外スペクト
ル、赤外スペクトル、核磁気共鳴スペクトル、元素組成およびＸ線回折、が挙げ
られる。一つの実施形態では、指示化合物のフリルアクリロイルフェニルアラニ
ルグリシルグリシン（ＦＡＰＧＧ）は、エナラプリラートアナログのアレイによ
るアンギオテンシン変換酵素（ＡＣＥ）の結合を検出するために使用される。Ａ
ＣＥによるＦＡＰＧＧの加水分解は、３２８ｎｍにおける吸収の減少を生じる。
吸光度における減少は、ＡＣＥがエナラプリラートアナログにより結合される場
合、減衰する。その他の指示化合物は、当業者に容易に理解される。
【０３２７】 本明細書中に提供されるアッセイの、ノイズに対するシグナルの比は、十分に
高く、種々の支持体結合リガンドに対するレセプターの相対的な結合親和性が、
決定され得る。レセプターはアレイにおいていくつかのリガンドに結合し得るが
、いくつかのリガンドには、その他のリガンドよりかなり強く結合し得る。強い
結合親和性は、多くのレセプター分子が強く結合するリガンドの領域に結合する
ので、強い蛍光シグナルにより本明細書中で証明される。逆に、弱い結合親和性
は、レセプターへの弱い結合親和性を有するリガンドを有する支持体の特定の領
域において結合する、レセプター分子の比較的少ない数に起因して、弱い蛍光シ
グナルにより証明される。結果として、本明細書中のリガンドの相対的な結合親
和力は、そのリガンドを含む領域における蛍光シグナルの強度により決定するこ
とが可能である。好ましい実施形態では、上記のような多孔性支持体を使用し、
これは経済的にかつ標準的な装置を用いて行なわれ得る。親和性における半定量
的なデータは、公知の結合定数を有する一つ以上のリガンドを含めることにより
得られ得る。
【０３２８】 適用に依存して、リガンド−レセプター結合アッセイは、結合したリガンドま
たは分離したリガンドに対して行なわれ得る。リガンドがＤＮＡまたはＰＮＡの
ような生物学的ポリマーである好ましい実施形態では、リガンドは、基材表面に
結合している間にレセプター結合についてスクリーニングされる。潜在的な薬理
学的活性を有するリガンドがスクリーニングされている、好ましい実施形態では
、リガンドは基材表面から分離した後でスクリーニングされる。このようなアッ
セイは、支持体へのリガンドの結合により立体的に制限され得るリガンド−レセ
プター結合の検出を可能にする。このようなスクリーニングにおいて、分離した
リガンドが、少なくとも１０μＭの局所的な濃度を有し、それによって低い結合
親和性から中程度の結合親和性までを有するリガンドの同定が可能になることが
好ましい。例えばこれは、本明細書中に記載される多孔性のコーティングを使用
して達成され得、ここで、多孔性コーティングにおけるリガンドの濃度は、代表
的には１０μＭを越え、いくつかの実施形態では２ｍＭ、１０ｍＭ、５０ｍＭ、
または２００ｍＭより大きい。好ましい実施形態では、リガンドは、その位置情
報を失うことなく分離される。なぜならばアレイの位置が試薬ヒストリー（ｈｉ
ｓｔｏｒｙ）および好ましくは各々の分離されたリガンドの組成を決定するため
である。位置情報が無ければ、スクリーニングは明白さを欠き、反復した合成を
介したプールされたリガンドのデコンヴォルーション、または直行して合成され
たコードされたタグの分析を必要とする（Ｇｏｒｄｏｎらによる総説、Ｊ．Ｍｅ
ｄ．Ｃｈｅｍ．３７：１３８５、１９９４）。リガンドの全てまたは一部は、表
面から同時に分離され得る。好ましくは、少なくとも５％のリガンドが、分離さ
れたリガンドを使用して行なわれる結合アッセイにおいて分離される。
【０３２９】 多孔性アレイに結合したリガンドの位置的情報を維持するため１つの方法は、
既知の多孔性の層を表面から分離する工程、およびそれらの各々を既知の反応器
に隔離する工程を包含する。適切に隔離された各々の多孔性の層を用い、リガン
ドは各々の多孔性の層から脱着され、そしてリガンド−レセプター結合について
個々にスクリーニングされる。好ましくは、分離プロセスおよび隔離プロセスは
、例えば、ロボットおよびマシン・ビジョンを使用して自動的に行われる。いく
つかの実施形態においては、接着性の表面からの多孔性の層の分離は、例えば、
光、熱、超音波放射、溶媒、磁気、減圧、摩耗、粘着、引っ掻き、高圧液体流、
レーザー照射、または切断の、局所的かつ選択的適用に応じ得る。他の実施形態
においては、分離プロセスは、各々の多孔性の層と接着性の表面との間に挟まれ
た放出層を含み得る。この放出層は、上記の任意の条件の局所的かつ選択的適用
に応じて、接着性の表面からの多孔性の層の分離に影響を与え得る。１つの実施
形態においては、多孔性の層は、この層の断片化を防ぐための高分子バインダー
の適用後、この表面から薄く切り取られる。
【０３３０】 位置的情報を維持するための別の方法は、リガンドを、光切断可能なリンカー
（例えば、特定の紫外波長、可視波長または赤外波長に露光された際に切断され
るリンカー）、塩基に不安定なリンカー、酸に不安定なリンカー、または酵素に
より切断される認識配列を含むリンカーを介して、固体支持体に結合する工程を
包含する。このような切断可能なリンカーを、気相の酸もしくは塩基（例えば、
トリフルオロ酢酸またはアンモニア蒸気）、光、またはリンカーを切断する細胞
表面酵素を有する細胞に曝すことは、分離されたリガンドが、アレイ上のそれら
の付着部位および／または合成部位に共局在化したままであることを可能にする
（Ｑｕｉｌｌａｎら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ９２：
２８９４，１９９５；およびＢｒａｙら、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．
３２：６１６３，１９９１を参照のこと）。次いで、リガンド−レセプター結合
のスクリーニングは、個々の脱着されたリガンド基を、支持体から取り除く（例
えば、手動またはロボットにより）こと、またはより好ましくは、リガンド−レ
セプター結合のインサイチュアッセイ（Ｙｏｕら、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ＆ Ｂ
ｉｏｌｏｒｙ ４：９６９，１９９７；およびＳｃｈｕｌｌｅｋら、Ａｎａｌｙ
ｔｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２４６：２０，１９９７を参照のこと
）を行うことのいずれかにより行われ得る。
【０３３１】 インサイチュアッセイは、リガンド−レセプター結合とともに共局在化する可
視の活性を生じ、それは、結合および結合リガンドの試薬ヒストリーの両方を同
時に示す。いくつかの実施形態においては、インサイチュアッセイは、支持体上
を覆う１以上の高分子フィルムで行われる。この高分子フィルムは、例えば、ア
ガロース、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、スチルバゾリウム（ｓ
ｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ）基で修飾されたポリビニルアルコール、または特定の
リガンドとレセプターの結合の検出に適合する任意の他のこのような高分子を含
む、高分子マトリックス中に、１以上のレセプターおよび／または指示化合物を
含有する。いくつかの実施形態においては、このフィルムは、光パターン付け可
能（ｐｈｏｔｏｐａｔｔｅｒｎａｂｌｅ）であり、そして高分子ゲルを形成する
水和形態の場合、代表的には膨潤する。支持体からの化学的放出または光分解的
放出のいずれかの後、リガンドは、周囲のゲルマトリックス中に拡散する。リガ
ンドの特定の基がゲル中のレセプターに特異的に結合する場合、次いで活性の区
域はその基の周辺で可視化される。この要素の位置の決定は、試薬ヒストリー、
または、より好ましくは、リガンドの組成を、簡単な様式で示す。多孔性アレイ
の場合、この位置は、個々のリガンド基が別個の多孔性の層に対応するアレイの
標識特性により、容易に決定される。
【０３３２】 他の実施形態においては、アレイ要素間の表面は、この表面と個々のアレイ要
素との間で示差的表面張力を提供する、オルガノシランで修飾される（Ｙｏｕら
、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ＆ Ｂｉｏｌｏｇｙ ４：９６９，１９９７を参照のこ
と）。この表面張力は、各々の液滴が別々のアレイ要素に接着した状態で、適用
されたレセプター溶液が個々の液滴へと分離する原因となる。光または化学物質
のいずれかに曝すことは、リガンドをこの液滴中に放出し、これは好ましい実施
形態においては、ナノ液滴（すなわち１０-9リットルのオーダー）である。液滴
の空間的な隔離は、他のアレイ要素から脱着されたリガンドの混合を防ぐ。結果
として、各々のアレイ要素は、インサイチュアッセイ混合物を用いて液相でリガ
ンド−レセプター結合についてアッセイされる。脱着されたリガンドを溶液中で
直接スクリーニングする１つの長所は、このスクリーニングが高分子フィルムの
潜在的な混乱を避けることである。従って、このスクリーニングは、潜在的に、
より一般的に適用可能な方法である。
【０３３３】 別の実施形態においては、リガンド−レセプター結合のスクリーニングは、ア
レイ表面に直接接触した生細胞を用いて、インビボで行われ得る。この実施形態
に従って、リンカーは、光に不安定な基または酵素切断可能な基を備え、これは
、生細胞に適合性の要素との接触によるリガンドの除去を可能にする。この酵素
切断可能な基は、好ましくは、生細胞により分泌された酵素を用いて実質的に切
断可能なように選択される。最も好ましくは、この細胞は、リガンドをアレイか
らはずす酵素を分泌し、これは、リガンドが引き続いて細胞中に拡散し、そして
内部の生物学的プロセスに影響を与えることを可能にする（すなわち、リガンド
−レセプター結合がインビボで起こる）。例えば、プロテアーゼ感受性の結合を
介して接続された核酸塩基（ｎｕｃｌｅｏｂａｓｅ）ポリマーの群は、アレイの
表面と直接接触して増殖する細胞についてのアンチセンス実験を行うために使用
され得る。支持体からのリガンド分離は、細胞膜を通るリガンドの移行にとって
重要である。リガンドの細胞誘導切断はまた、分離されたリガンドがそれらの接
続部位に共局在化したままであり、かつ細胞がその部位に接触していることを可
能にする。共局在化は、表現型の細胞アッセイが核酸塩基ポリマーによる遺伝子
発現の調節を決定するために使用される場合に、特に有利である。このようなア
ッセイにおいては、表現型の変化の位置を決定することは、その変化に影響を与
える核酸塩基ポリマーの配列、およびその推定分子内標的の塩基配列を決定する
。数千の独特の核酸塩基ポリマーを含む物を使用することにより、このようなア
プローチは、単一の実験が、特定の表現型に対する全ゲノム中のすべての単一遺
伝子の効果を潜在的に決定し得ることにおいて、非常に強力である。
【０３３４】 上記のように、本明細書中に記載される方法により合成された特定のリガンド
は、結合レセプターを検出可能に変更する標的レセプター改変基を含み得る。こ
のような改変基を含むリガンドは、標的レセプターを改変するための方法におい
て使用され得る。このような方法は、このような基を含むリガンドを含むアレイ
を標的レセプター（単離されていても混合物中に存在していてもよい）と接触さ
せる工程を包含する。このような接触が、所望の改変を可能にするのに十分な条
件下および時間で行われるべきであることは明らかである。
【０３３５】 あるいは、リガンドは、上記のような分析の対象に過ぎないというよりもむし
ろ、化学反応または酵素反応における試薬として使用され得る。いくつかの実施
形態においては、多孔性アレイの増加したリガンド表面密度は、意味のある多数
の酵素反応を行うために十分な材料を提供する。例えば、一ヌクレオチドの差異
が、多孔性の支持体上に配列されたオリゴヌクレオチドのポリメラーゼ伸長によ
り検出され得る（Ｎｉｋｉｆｏｒｏｖら、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ
．２２：４１６７，１９９４；Ｓｈｕｍａｋｅｒら、Ｈｕｍａｎ Ｍｕｔａｔｉ
ｏｎ ７：３４６，１９９６；Ｐａｓｔｉｎｅｎら、Ｇｅｎｏｍｅ Ｒｅｓｅａ
ｒｃｈ ７：６０６，１９９７およびＬｏｃｋｌｅｙら、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃ
ｉｄｓ Ｒｅｓ．２５：１３１３，１９９７を参照のこと）。あるいは、多数の
プライマー対が、例えば、ＰＣＲを用いる多数の増幅反応を実施するために使用
され得る。いくつかの実施形態においては、このような酵素反応は、多孔性コー
ティング上に被された１以上の高分子フィルムにおいて、インサイチュで起こり
得る。あるいは、酵素反応は、アレイ要素を個々の反応器に移すことにより別々
に行われ得る。
【０３３６】 本発明のなおさらなる適用は、情報記憶、分子−電子デバイスの製造、微小製
作分離デバイス固定相の作製、写真、ならびに表面のパターンにおける標識細胞
および非標識細胞、タンパク質、抗体、レクチン、核酸、核酸プローブ、多糖類
などの固定化を含む。
【０３３７】 なお別の実施形態においては、本明細書中に提供されるアレイは、基材に結合
たリガンドアレイが、レセプター結合をスクリーニングするための上記の方法と
類似の方法を用いて、レセプターの混合物より相補的な標的レセプターを取り出
すために用いられる、調製用の適用において使用され得る。このような方法にお
いて、標的レセプターを含む組成物は、本明細書中で提供されるようなリガンド
アレイと接触しており、ただし、アレイに結合した少なくとも１つの核酸塩基が
、標的レセプターに結合する。次いで、この組成物の非結合成分は、アレイから
除去される。次いで、標的レセプターは、リガンド−レセプター結合が減少する
ように条件を変更することにより、アレイから分離され得る。
【０３３８】 他の実施形態においては、リガンドまたは結合レセプターは、発明の名称が「
Ｌｉｇｈｔ−Ｍｅｄｉａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ
Ｆｏｒ ｔｈｅ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉ
ｃ Ｍａｔｅｒｉａｌ」である、同時係属中の出願において記載されるようなフ
ォトレジスト層を用いて、アレイから選択的に単離され得る。手短には、アレイ
のリガンドおよび／または結合レセプター上にフォトレジスト層を確立すること
により、フォトレジストの領域を正確に照射して、特定のリガンドおよび／また
はレセプターを曝すことが可能である。次いで、曝されたリガンドまたはレセプ
ターは、上記の方法に従ってそれらをはずすことにより、選択的に単離され得る
。一旦、単離されると、脱着された物質は、任意の種々の分析方法を用いてさら
に分析され得る。
【０３３９】 標的核酸分子（単離されるか、または化合物の混合物中に存在するかいずれか
）とのアンチセンス分子のハイブリダイゼーションを含む、種々のアッセイ（診
断アッセイを含む）が存在する。本明細書中で提供されるようなアレイは、この
ようなハイブリダイゼーション工程において使用され得る。このようなアレイは
、結合されたアンチセンス分子（すなわち、中程度にストリンジェントな条件下
で、相補的な配列の核酸分子と特異的かつ検出可能に結合する核酸塩基ポリマー
）を含むべきである。リガンドは、ハイブリダイゼーションの前または後のいず
れかで表面から脱着され得るが、その必要はない。一般に、このようなハイブリ
ダイゼーション反応は、特異的なハイブリダイゼーションを支持する条件下で行
われるべきである。適切な条件は、当業者により選択され得る。
【０３４０】 以下の実施例は、例示のために提供され、限定のために提供されるものではな
い。これらの実施例において、全ての操作は、それと反対に示されない限り、ほ
ぼ周囲温度および大気圧で行われた。
【０３４１】 （実施例） （実施例１） （光パターン付けされ、かつ強化された代表的な多孔性支持体の調製） 本実施例は、以下の実施例において使用したパターン付けされた多孔性支持体
の調製を記載する。
【０３４２】 接着層を、市販の顕微鏡スライドガラス（Ｃｕｒｔｉｎ−Ｍａｔｈｅｓｏｎ
Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｉｎｃ．，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）上で調製した。この
接着層を、テトラエトキシシラン（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍ
ｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）を加水分解およびエージング
することにより得られた透明なゾルから調製した。このゾルを調製するために、
６．３ｍｌのＨ2Ｏおよび０．７ｍｌの、１Ｎ硝酸中の２１．７ｍｌのテトラエ
トキシシランを、室温で約１時間加水分解し、続いて４℃で数日間エージングす
ることにより、濃縮ゾルをまず調製した。この濃縮ゾルを、エタノールで５０倍
に希釈し、そしてピペットを用いて傾けたスライドの片方の表面に適用した。溶
媒を室温で蒸発させ、１μｍ未満の厚さの接着層、およびフリーの接着表面を残
した。このスライドを１１０℃〜１２０℃で１５分間、加熱ブロック上に置くこ
とにより、この層を硬化させた。
【０３４３】 多孔性コーティングを、液体コーティング溶液から得た。このコーティング溶
液は、以下のように調製した：５００Åの一次粒径を有する、５グラムの溶融シ
リカ（ＳｉＯ2）（Ｄｅｇｕｓｓａ．Ｉｎｃ．，Ｒｉｄｇｅｆｉｅｌｄ Ｐａｒ
ｋ，ＮＪ）を、１００ｍｌの９５％エタノール（５％水）中に分散させた。この
分散液に、１２００μモルのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）モノマーを加え
た。十分な量の硝酸を加え、２．０〜４．２ｐＨ単位の酸性度を提供した。この
ようにして形成されたコーティング溶液を、プラスチック容器中、室温で、２４
時間より長い時間攪拌した。エージングに続き、このコーティング溶液を、上記
のように調製されたガラススライドの接着表面に適用した。このコーティング溶
液を、パスツールピペットを用いて傾けて適用し、実質的に均質の液体層を作製
した。この液体層を室温で蒸発させ、１μｍ〜４μｍの厚さの一連の連続した多
孔性コーティングを残した。
【０３４４】 操作の間、Ｇｏｌｄ ＳｈｉｅｌｄｓTM（Ｉｍｔｅｃ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉ
ｎｃ．，Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，ＣＡ）で遮蔽した青白色蛍光灯により照射した層
流フード中で、２６重量パーセントの固体含量を有するＡＺ（登録商標）１５１
２ポジ型フォトレジスト（Ｈｏｅｃｈｓｔ ＣｅｌａｎｅｓｅTM，Ｓｏｍｅｒｖ
ｉｌｌｅ，ＮＪ）を、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭ
ＥＡ）で３倍に希釈し、そしてパスツールピペットを用いて多孔性コーティング
に適用した。過剰物を、このスライドの位置を垂直にすることにより紙タオル上
に流した。次いで、このスライドを、溶媒が実質的に蒸発するように平らな平面
上に室温で約１０分間置き、続いて、金属加熱ブロック上で、９０℃〜１００℃
の温度で、１０〜１５秒間ソフトベーキングした。このエバポレートされたフォ
トレジストの層は、実質的に多孔性コーティングを覆った。
【０３４５】 このフォトレジスト表面を、透明な背景上に６００μｍ×６００μｍの不透明
な正方形の１６×１６アレイを有するマスク（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｍａｇｅ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｒｅｄｍｏｎｄ，ＷＡ）と接触させた。この不透明
な正方形は、互いに２００μｍ離れていた。このマスクに、ＵＶトランスイルミ
ネーター（ＵＶＰ Ｉｎｃ．，Ｕｐｌａｎｄ，ＣＡ）を用いて、８ｍＷ／ｃｍ2
のエネルギー密度で９０秒間、３６５ｎｍの光を照射した。
【０３４６】 フォトレジストを適切に照射して、基材全体を、蒸留水で６倍に希釈したＡＺ
（登録商標）３５１現像液（Ｈｏｅｃｈｓｔ ＣｅｌａｎｅｓｅTM，Ｓｏｍｅｒ
ｖｉｌｌｅ，ＮＪ）に浸漬した。約６０〜１２０秒後、照射された領域のフォト
レジストおよびその中の多孔性コーティングを、現像液中でともに完全に基材表
面から除去した。溶解の時間的な進行を、現像プロセスの間、照射された領域か
らの赤い色素の形成により、可視的にモニターした。現像後、基材全体を蒸留水
でリンスし、そして空気乾燥させた。照射されていないフォトレジストを、アセ
トン中の浸漬によりストリッピングし、続いてアセトンでリンスし、そしてエバ
ポレートした。照射されていないフォトレジストのストリッピングにより、１６
×１６アレイの多孔性正方形を有するパターン付けされた多孔性コーティングが
残った。
【０３４７】 増強溶液を、孔容積を実質的に埋めることなく多孔性コーティングの要素をさ
らに固着するために、光パターン付け後に分離コーティングとして適用した。増
強溶液は、上記で調製した濃縮ゾルの、１５０倍エタノール希釈液であった。こ
の増強溶液を、ピペットを用いて、傾けたパターン付けされた多孔性コーティン
グに適用した。溶媒を室温で蒸発させ、続いて１１０℃〜１２０℃で１５分間硬
化した。
【０３４８】 （実施例２） （リンカー分子の結合） この実施例は、実施例１に記載されるように調製したパターン付けされた多孔
性コーティングへのリンカーの結合を例示する。
【０３４９】 コーティングを、蒸留水で６倍に希釈したＡＺ（登録商標）３５１現像液中に
１５秒間浸漬し、そして蒸留水でリンスした。コーティングをエタノール−Ｈ2
Ｏ（９５：５）中の２％オルガノアルコキシシラン溶液中に１０分間浸すことに
より、リンカー分子をコーティング表面に結合し、続いてエタノールでリンスし
、そして１２０℃で１５分間硬化させた。このコーティングを再びＡＺ（登録商
標）３５１現像液中に１５秒間浸漬し、蒸留水でリンスし、そして乾燥した。こ
の塩基性水性現像液で表面シラノール基およびアミノ基を脱プロトン化（ｄｅｐ
ｒｏｔｉｎａｔｅｓ）し、続くプロセスの工程を容易にした。ＡＰＥＳをオルガ
ノアルコキシシランとして用いることにより、結合されたアミノリンカー分子（
すなわち、アミノ反応性基）を有するパターン付けされた多孔性コーティングを
得た。
【０３５０】 （実施例３） （フォトレジストの調製） この実施例は、リガンド−アレイ合成における使用のための、代表的なフォト
レジストの調製を例示する。
【０３５１】 式（１）で表される繰り返し単位を有する光活性ポリアミドを、溶液段階重合
方法により合成した（ここで、Ｚは８０モルパーセントの１，３−フェニレンジ
アミンおよび２０モルパーセントのＮ1−メチル−２−ニトロ−ｐ−フェニレン
ジアミンを含む混合物より形成し、そしてＹは、塩化イソフタロイルおよび塩化
テレフタロイルの等モル混合物から形成した）。二酸塩化物に対するジアミンの
モル比率は、１．０２０（２％モル過剰のジアミン）であった。重合の全てのプ
ロセス工程は、操作の間、Ｇｏｌｄ ＳｈｉｅｌｄｓTM（Ｉｍｔｅｃ Ｐｒｏｄ
ｕｃｔｓ Ｉｎｃ．，Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，ＣＡ）で遮蔽した青白色蛍光灯の下
で行った。
【０３５２】 １２ｍｌのＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）に、塩化イソフタロイルおよび塩
化テレフタロイルの等モル混合物１．３５３３グラム（０．００６６６モル）を
加えた。この混合物を、二酸塩化物が完全に溶解するまで振とうした。次いで、
この混合物に、０．２２７１グラム（０．００１３６モル）のＮ1−メチル−２
−ニトロ−ｐ−フェニレンジアミンおよび１ｍｌのピリジンを加えた。この混合
物を室温で２４時間反応させ、その時間の間、溶液の色の赤色から黄色への漸進
的な変化を記録することにより、反応の進行を可視的にモニターした。この反応
が完了した後、０．５８８２グラム（０．００５４４モル）の１，３−フェニレ
ンジアミンおよび１ｍｌのピリジンを加えた。この混合物を、室温で７２時間、
さらに反応させ、粘性の顕著な増加を記録した。重合の完了時に、０．１ｍｌ（
０．０００８５モル）の塩化ベンゾイルを加え、そしてこの混合物を、さらに２
４時間反応させた。
【０３５３】 ポリマー鎖が適切に終結した後、このポリアミドを、反応混合物全体を１００
ｍｌのアセトニトリルに加えることによって沈殿させた。その沈殿物を、濾過に
より収集し、アセトンで洗浄および粉末化し、そして減圧下で乾燥して、０．６
６グラムのポリマーを得た。収率は、理論量の３９％であった。この固体ポリマ
ーを、２．２ｍｌのＮＭＰ中に再懸濁し、３０重量パーセントの濃縮貯蔵溶液と
した。
【０３５４】 この貯蔵溶液を、８０％ＮＭＰ、２０％ＰＧＭＥＡ、および０．２％ Ｔｒｉ
ｔｏｎ Ｘ−１００TMを含む混合溶媒中、１５重量パーセントのポリマーを含む
液体フォトレジストを調製するために使用した。このフォトレジストを、１２，
０００ｒ．ｐ．ｍで５分間遠心分離し、あらゆる微小な粒子を除去した。
【０３５５】 （実施例４） （局所的に選択的な化学結合） この実施例は、実施例２のように調製されたパターン付けされた多孔性コーテ
ィングおよび実施例３のフォトレジストの、局所的に選択的な手法で試験化合物
を結合するための、使用を例示する。
【０３５６】 フォトレジストを、パターン付けされた多孔性コーティングの表面にピペット
を用いて適用し、過剰物を吸収タオル上にスライドを垂直位置にすることにより
流した。このスライドを、約８５℃で２分間、および約１１０℃で２分間ベーキ
ングした。約２μｍの厚さのフィルムは、硬く、連続的に、そしてしっかりと基
材表面に接着した。このフィルムは、パターン付けされた多孔性コーティングを
実質的に覆った。
【０３５７】 このフォトレジスト表面を、不透明な背景上に４つの透明な矩形を有するマス
ク（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｍａｇｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｒｅｄｍｏｎ
ｄ，ＷＡ）と接触させた。各々の透明な矩形は、４列ごとの多孔性アレイに対応
した。このマスクを、ＵＶトランスイルミネーター（ＵＶＰ Ｉｎｃ．，Ｕｐｌ
ａｎｄ，ＣＡ）を用いて、８ｍＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で１０分間、３６５
ｎｍの光で照射した。
【０３５８】 フォトレジストを適切に照射して、基材全体を、１５％エタノールアミンおよ
び８５％シクロヘキサノンを含む現像液中に浸漬した。現像液中で約５〜１０分
後、照射された領域のフォトレジストを、基材表面から完全に除去した。現像後
、この基材全体をアセトニトリルでリンスし、空気乾燥し、そして約１１０℃で
３０秒間ベーキングした。図４に示すような、良好な解像度のポジティブトーン
の起伏画像が得られた。示されるように、接続されるリンカー分子に対する矩形
の開口部が、４列毎に得られた。
【０３５９】 バリア層により与えられた結合の選択性を示すために、スライドをアセトニト
リル中の０．１ｍＭフルオレセインイソチオシアネート（すなわち、ＦＩＴＣ；
励起＝４９０ｎｍ；発光＝５２５ｎｍ）に５分間浸すことにより、結合反応を行
った。リンカー分子のアミノ基は、ＦＩＴＣと共有結合を形成する。次いで、こ
のスライドをアセトニトリルで洗浄し、そしてパターン付けされたフォトレジス
トを、ＮＭＰへの浸漬、続いてアセトン洗浄によりストリッピングした。図５に
示されるように、ＦＩＴＣ標識スライドの蛍光画像は、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｅｐ
ｉｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ，
Ｔｈｏｒｎｗｏｏｄ，ＮＹ）に接続した３５ｍｍカメラを用いてキャプチャした
。スライド表面の上のパターン付けされたバリア層のため、ＦＩＴＣのみが、矩
形の開口部に対応するパターンで表面に結合した。この実施例は、局所的に選択
的な化学結合を行う方法の有効性を示す。
【０３６０】 （実施例５） （局所的に選択的な化学的脱保護および結合） この実施例は、実施例２のように調製されたパターン付けされた多孔性コーテ
ィングおよび実施例３のフォトレジストの、局所的に選択的な化学的脱保護に続
き、試験化合物を結合するための、使用を例示する。
【０３６１】 Ｆｍｏｃ保護されたスペーサー分子を表面結合されたリンカー分子に結合する
ことにより、実施例２に従ってパターン付けされた多孔性コーティングを誘導体
化した（Ｆｍｏｃ：フルオレニルメチルオキシカルボニル、非加水分解条件下で
除去される、塩基に不安定なアミノ保護基）。このスペーサー分子はＦｍｏｃ−
ＡＥＥＡ−ＯＨであり、以下の式：
【０３６２】
【化５９】 を有する分子である。
【０３６３】 このスペーサーを、スライドを、間に挟まれたＰＴＦＥガスケットを備えたポ
リテトラフルオロエチレン（すなわち、ＰＴＦＥ、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）と
して市販される）反応器基部と嵌合することにより形成した反応器システムを用
いて、リンカー分子と結合した。一緒に挟まれ、スライド、ガスケット、および
基部は、実質的に図３で示されるような反応器基部に、入口ポートおよび出口ポ
ートを除いて密封された反応器のキャビティを形成した。パターン付けされた多
孔性コーティングは、このキャビティに十分含まれた。この反応器システムは、
入口ポートおよび出口ポートを、それぞれ注射器または試薬送達機のいずれかに
接続することにより、手動または自動のいずれかで、化学試薬をパターン付けさ
れた多孔性コーティング上に送達させた。この実施例においては、この入口ポー
トおよび出口ポートを注射器に接続した。
【０３６４】 このスペーサーを、３３％ＮＭＰ（１−メチル−２−ピロリジノン）および６
６％ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）中に、７２ｍＭ Ｆｍｏｃ−ＡＥＥＡ−Ｏ
Ｈ、６０ｍＭ ＨＡＴＵ（Ｏ−（７−アザベンゾトリアゾール−１−イル）−１
，１，３，３−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート）、１００
ｍＭ ２，６−ルチジン、および６６ｍＭ ＤＩＰＥＡ（Ｎ，Ｎ−ジイソプロピ
ルエチルアミン）を含む溶液１２０μｌを２回適用することにより、リンカー分
子の遊離のアミノ基と結合させた。このリンカー分子を、このスペーサー溶液と
３０〜４０分間インキュベートし、続いてＤＭＦでリンスした。次いで、反応し
ていないリンカー分子を、テトラヒドロフラン中に１０％無水酢酸および１０％
２，６−ルチジンを含む溶液を５分間適用することによる、さらなる反応から
キャップした。このスライドを反応器基部からはずし、そしてアセトンでリンス
した。
【０３６５】 支持体表面へのこのスペーサーの結合の後、実施例４のように、フォトレジス
トを適用し、照射し、そして現像した。次いで、スライドを反応器基部に取り付
けた。Ｆｍｏｃ保護基を、１０分間かけて反応器キャビティを通して連続的に流
した、トルエン中の２０％ピペリジン（１ｍｌ）を用いて除去した。このスライ
ドを取り外し、そしてアセトニトリルで洗浄した。パターン付けされたフォトレ
ジストを、ＮＭＰ中での浸漬によりストリッピングし、続いてアセトンで洗浄し
た。バリア層により与えられたＦｍｏｃ除去の局所的な選択性を示すため、結合
反応を行った。このスライドを、ＮＭＰ中の０．１ｍＭフルオレサミン（励起＝
３９０ｎｍ；発光＝４７５ｎｍ）中に３分間浸漬し、次いでアセトンで洗浄した
。フルオレサミン標識多孔性コーティングの蛍光画像を、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｅ
ｐｉｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅに接続した３５ｍｍカメ
ラを用いてキャプチャした。この画像は、図５で示される画像と実質的に同一で
あった。この実施例は、局地的に選択的な脱保護および化学結合を行う方法の有
効性を示す。フルオレサミンは、パターン付けされたバリア層の非存在下におい
てさえ、Ｆｍｏｃ保護基が除去された領域に選択的に結合した。これは、領域を
その後に加えられた試薬に対してより反応的にするためにパターン付けされたフ
ォトレジスト層が使用され得る方法の一例である。
【０３６６】 （実施例６） （１６−メンバーＰＮＡアレイ：合成およびＤＮＡレセプターによる結合） この実施例は、パターン付けされた多孔性コーティングの表面上の、１６の異
なるＰＮＡ配列を含むＰＮＡアレイの合成、およびこのアレイの相補的なメンバ
ーとのＤＮＡレセプターの特異的な結合を示すための、このアレイの使用を例示
する。全てのＰＮＡ試薬は、ＰｅｒＳｅｐｔｉｖｅ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉ
ｎｃ．（Ｆｒａｍｉｎｇｈａｍ，ＭＡ）からの試薬であった。環外アミン上に保
護基を有するＰＮＡ配列は、Ａ、Ｇ、Ｃ、およびＴが塩基の略号として用いられ
る、脱保護された配列と区別するため、塩基の略号Ａ、Ｇ、Ｃ、およびＴにより
示される。
【０３６７】 ６００μｍ×６００μｍの多孔性スクエアの４×４アレイを含むパターン付け
した多孔性コーティングを実施例１に記載するように調製し（異なるマスクを使
用した）、そして実施例２に記載する方法を用いてアミノ−リンカー分子を結合
させた。次いで、このＰＮＡ−アレイを、１つの６００μｍ×６００μｍの多孔
性スクエアを占有する各アレイエレメントを有する、パターン付けされた多孔性
コーティングの表面上で合成した。アレイの各エレメントは、配列、リンカース
ペーサー−ＣＧＮ1Ｎ2ＴＣＣＧ−ＮＨ2の（ここで、Ｎ1およびＮ2は独立してＡ
、Ｇ、ＣまたはＴであり得る）１６個の可能な組み合せのうちの１つを含んだ。
アレイにおける各エレメントの位置は（Ｎ1Ｎ2配列により参照されるように）、
図６のアレイの概略図に示される。各概略図の影付きのグリッドは、各概略図の
上にあるレセプター配列に相補的であるアレイエレメントを示す。対応するＮ1
Ｎ2配列に相補的なＤＮＡレセプターの部分に下線を付す。
【０３６８】 ＰＮＡアレイを、実施例５に記載された反応器システムを使用して試薬を手動
的に適用することにより、配列、リンカースペーサー−ＣＧ−ＮＨ−Ｆｍｏｃを
全ての多孔性スクエアへ最初に結合することにより合成した。スペーサーは３３
％ＮＭＰおよび６６％ＤＭＦ中の７２ｍＭのＦｍｏｃ−ＡＥＥＡ−ＯＨ、６０ｍ
ＭのＨＡＴＵ、１００ｍＭの２，６−ルチジンおよび６６ｍＭのＤＩＰＥＡを含
む１２０μｌの溶液を２回適用することよりリンカー分子の遊離アミノ基に結合
させた。リンカー分子は、３０〜４０分間スペーサー溶液と共にインキュベート
して、その後ＤＭＦによりリンスした。次いで、反応されなかったリンカー分子
を、テトラヒドロフラン中に１０％無水酢酸および１０％２，６−ルチジンを含
む溶液を５分間、適用することによって、さらなる反応からキャップした。反応
器キャビティをＤＭＦでフラッシュし、反応を完了に進めるために、反応器キャ
ビティに１ｍｌのＤＭＦ中の２０％ピペリジンを１０分間にわたって連続的に流
し通して、Ｆｍｏｃ保護基を除去した。次いで、Ｃモノマーを上記に記載された
結合条件を用いてスペーサーの遊離アミノ基に結合させる。キャップ化およびＦ
ｍｏｃの除去により、配列、リンカー−スペーサー−Ｃ−ＮＨ2を導いた。この
配列は、Ｇモノマーと結合し、かつキャップ化されたが、脱保護されなかった。
このことが、配列、リンカー−スペーサー−ＣＧ−ＮＨ−Ｆｍｏｃを提供した。
【０３６９】 次いで、Ｎ1Ｎ2 配列を、実施例３に記載されるポジ型フォトレジストから成る
一連のフォトパターン付けされた（ｐｈｏｔｏｐａｔｔｅｒｎｅｄ）バリア層を
使用して付加した。表面に適用された一連の８個のパターン付けされたフォトレ
ジスト層を使用して、ＰＮＡモノマーの２層を、各多孔性スクエアで配列、リン
カー−スペーサー−ＣＧＮ1Ｎ2 −ＮＨ−Ｆｍｏｃの１６個の可能な組み合せのう
ちの１つを作製する、パターン付けされた多孔性コーティングへ選択的に適用し
た。
【０３７０】 詳細には、フォトレジスト層を、全ての多孔性スクエアで、配列、リンカー−
スペーサー−ＣＧ−ＮＨ−Ｆｍｏｃを有する多孔性支持体の上に確立した。フォ
トレジストフィルムの表面を、４つの多孔性スクエアの第１の列により占有され
る長方形領域を含む透明な長方形を有する不透明なマスクを接触させた。そのマ
スクをＵＶトランスイルミネーターを使用して、１０分間、８ｍＷ／ｃｍ2のエ
ネルギー密度で３６５ｎｍの光に曝した。この適切に照射されたフォトレジスト
を用いて、基材全体をディベロッパーに浸漬し、このディベロッパーは照射領域
を溶解して、多孔性スクエアの第１列に長方形の開口を有するフォトレジスト層
を残した。スライドを反応器基部に結合し、そして全ての多孔性スクエアを包囲
する領域を、上記のようにトルエン中２０％ピペリジンに曝した。しかし、スラ
イドの表面上のパターン付けされたバリアー層のために、ピペリジンは、多孔性
スクエアの第１の列からＦｍｏｃのみを脱離する。このスライドを、反応器基部
から脱着し、そしてフォトレジスト層を、ＮＭＰで剥離する。
【０３７１】 このスライドを再付着させ、上記の条件を使用して、多孔性スクエアのアレイ
全体を、Ａモノマーと接触させた。Ａモノマーのみが、Ｆｍｏｃが選択的に脱離
される多孔性スクエアの第１の列に結合した。キャップ化に続いて、別のフォト
レジスト層を確立し、そして多孔性スクエアの第２の列を含む領域において照射
した。多孔性スクエアの第２の列を選択的に脱保護し、そして上記のようにＧモ
ノマーを結合させた。このプロセスを、それぞれＣおよびＴモノマーを用いて、
第３および第４の列に対して繰り返した。
【０３７２】 これらの４つのパターン付けされた障壁層の適用後、各列で、４つの配列のう
ちの１つであるリンカー−スペーサー−ＣＧＮ1 −ＮＨ−Ｆｍｏｃを作製して、
Ｎ 1層を完成させた。Ｎ 2層を、透明な矩形の４つのマスクの各々に４つの多孔性
スクエアの行によって占有される領域を備えることを除き、同様に完成させた。
この完成されたＮ 2層を用いて、全てのＦｍｏｃ基を除去し、そしてＴ、Ｃ、Ｃ
、およびＧモノマーの全ての多孔性スクエアへの連続的なカップリングによって
、残りの配列を合成した。この実施例において環外アミン基をＢｈｏｃ（ベンズ
ヒドリルオキシカルボニル）保護に利用し、これは、短い脱保護時間を可能にす
る。従って、この環外アミン保護基を、ＴＦＡ中の２５％ｍ−クレゾールとの１
０分間のインキュベーションによって除去した。脱保護は、１６エレメントのＰ
ＮＡ−アレイを生じ、ここで、各多孔性スクエアは、単一エレメントの配列であ
るリンカー−スペーサー−ＣＧＮ1Ｎ2ＴＣＣＧ−ＮＨ2を含む。試薬ヒストリー
の点から表される、ＰＮＡ−アレイエレメントの例として、「ＣＴ」および「Ｃ
Ａ」エレメントは、その概略において、以下のように記載され得る。
【０３７３】
【化６０】 ここで、「ｃａｐ」は、キャップ化試薬であり、「ｐｉｐ」は、Ｆｍｏｃ除去試
薬であり、そしてＴ、Ｃ、ＧおよびＡは、ＦｍｏｃおよびＢｈｏｃ保護化モノマ
ーカップリング試薬である。
【０３７４】 ＰＮＡ−アレイに対するＤＮＡハイブリダイゼーションの特異性を実証するた
めに、６×ＳＳＰＥ中の１０μＭ ＦＡＡを、その多孔性表面に適用し、そして
１０分間室温でインキュベートし、その後、６×ＳＳＰＥ中、室温で、手短に洗
浄した。この多孔性コーティングの蛍光画像を、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｅｐｉｆｌ
ｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅに接続した３５ｍｍカメラを使用
して、室温で捕捉した。予測されたアレイエレメントに結合されたＦＡＡ蛍光画
像を、１０×の対物レンズ倍率および１５秒間の露光時間（図６および対応する
表面プロットを参照）を使用して容易に検出および可視化した。これらのアレイ
エレメントのうちの６つは、「ＣＴエレメント」と一塩基のみで異なるが、ＦＡ
Ａは、他のアレイエレメントからのシグナルをほとんどまたは全く伴わずに、そ
の相補的ＰＮＡ配列に特異的にハイブリダイズする。
【０３７５】 結合したＦＡＡを、９０℃の水にそのスライドを浸漬することによって、この
ＰＮＡ−アレイから解離し、そしてＦＡＡについての上記の条件を使用してＦＴ
Ａを用いて、ハイブリダイゼーションを繰り返した。ＦＴＡハイブリダイゼーシ
ョンの蛍光画像を、３５ｍｍカメラを接続したＳｔａｎｄａｒｄ Ｅｐｉｆｌｕ
ｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅの１０×対物レンズを使用して、捕
捉した。この蛍光画像および対応する表面プロットを図６に示す（露光時間１５
秒間）。ＦＡＡを用いる場合のように、ＦＴＡは、他のアレイエレメントからの
シグナルをほとんどまたは全く伴わずに、その相補的ＰＮＡ配列に特異的にハイ
ブリダイズする。
【０３７６】 本実施例は、以下を実証する：（１）この方法が、ＰＮＡ−アレイの合成を導
く試薬の首尾よい局所的なカップリングを提供すること、（２）表面に結合した
ＰＮＡ−リガンドが、ＤＮＡ−レセプター結合に利用可能であること、（３）Ｄ
ＮＡ−レセプター結合が、特異的であること、および（４）このパターン付けさ
れた多孔性アレイ上の標識化レセプターの画像化は、標準的な装置を使用して容
易に実行されること。本実施例はさらに、より迅速なハイブリダイゼーション（
ＤＮＡについて、１０分間 対 ６０分間）、より高い特異性、およびより簡便
なハイブリダイゼーション条件（すなわち、室温での短いプローブのハイブリダ
イゼーション）を含む、ＤＮＡアレイをこえるＰＮＡアレイの利点を実証する。
【０３７７】 本実施例はまた、事前に合成されたＰＮＡ分子のアレイを支持体へ適用するこ
とに対する、スクリーニングに使用される支持体上で直接的にＰＮＡアレイを合
成することの利点を例示する。ＰＮＡ分子は、固相上で容易に合成されるが、多
くの配列が、支持体から切断された後に凝集する。この多孔性支持体上で直接的
にＰＮＡアレイを合成することによって、凝集および可溶性の問題は回避される
。結果として、開示されたＰＮＡアレイは、ＤＮＡでのＰＮＡの溶液相ハイブリ
ダイゼーションで代表的に遭遇する、配列または長さの制限を有さない。
【０３７８】 （実施例７） （２５６メンバーＰＮＡ−アレイ；合成およびＤＮＡ−レセプターによる結合
） 本実施例は、パターン付けされた多孔性コーティングの表面上で２５６個の異
なるＰＮＡ配列を含むＰＮＡ−アレイの合成、およびこのアレイの使用を例示し
て、このアレイの相補的メンバーへのＤＮＡ−レセプターの特異的結合を実証す
る。
【０３７９】 実施例６のＰＮＡアレイの１６個の複製を、２５６メンバーＰＮＡ−アレイの
部分として並行して合成した。このＰＮＡ−アレイへのＤＮＡハイブリダイゼー
ションの特異性を実証するために、６×ＳＳＰＥ中の１０μＭ ＦＡＡを、その
多孔性表面に適用し、そして１０分間室温でインキュベートし、その後、６×Ｓ
ＳＰＥ中、室温で、手短に洗浄した。この多孔性コーティングの蛍光画像を、Ｓ
ｔａｎｄａｒｄ Ｅｐｉｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅに接
続した３５ｍｍカメラを使用して、室温で捕捉した。予測されたアレイエレメン
トに結合されたＦＡＡ蛍光画像を、１５秒間のフィルム露光時間（図７および対
応する表面プロットを参照）を使用して容易に検出および可視化した。示される
ように、このアレイにおける各エレメントの位置（Ｎ1Ｎ2配列によって参照され
るような）は、この蛍光画像に隣接する。本実施例は、フォトレジスト指向性固
相合成を使用する複数のリガンドの並行合成を実施するための方法の効力を実証
する。
【０３８０】 （実施例８） （弱い阻害性薬物アナログのアレイ：合成およびスクリーニング） 本実施例は、薬物、除草剤および殺虫剤の低分子量化合物特性を保有するアレ
イを、合成およびスクリーニングするための方法の効力を実証するために、エナ
ラプリラートの９種類のアナログを含むアレイの調製を例証する。エナラプリラ
ートは、アンギオテンシン変換酵素（ＡＣＥ）に結合する抗高血圧剤のクラスの
１つであり、そしてそのジペプチダーゼ活性を阻害する。ＡＣＥは、前駆体デカ
ペプチドアンギオテンシンＩからＣ末端ジペプチドを除去することによって、強
力な血管収縮薬物質アンギオテンシンＩＩを生成する。エナラプリラートは、以
下の式を有するジペプチドアナログである：
【０３８１】
【化６１】 エナラプリラートは、アンギオテンシンＩの切断性のペプチド結合で達成され
る遷移状態様形状を模倣する、ＣＨＣＯ2Ｈ基およびＮＨ基を有する遷移状態イ
ンヒビターであると考えられる（Ｐａｔｃｈｅｔｔら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８８
：２８０，１９８０を参照のこと）。このエナラプリラートアレイは、固相合成
および一連のパターン付けされた障壁層を使用して合成される。これらの試薬は
、ＰｅｒＳｅｐｔｉｖｅ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ（Ｆｒａｍｉｎｇｈａ
ｍ，ＭＡ）製（ただし、α−ケト酸は、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃ
ｏｐｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）製）であった。全て
のアミノ酸は、Ｌ−アミノ酸であった。
【０３８２】 １６００μｍ×１６００μｍの多孔性スクエアの３×３アレイを備える、パタ
ーン付けされた多孔性コーティングを、実施例１に記載のように調製し（異なる
マスクを使用した）、そして実施例２に記載の方法を使用して、アミノ−リンカ
ー分子をカップリングさせた。次いで、このエナラプリラートアレイを、各アレ
イエレメントが１つの１６００μｍ×１６００μｍの多孔性スクエアを占有する
、パターン付けされた多孔性コーティングの表面上に合成した。アレイの各エレ
メントは、以下の式を有する化合物の９種類の化合物のうちの１つを含んだ：
【０３８３】
【化６２】 ここで、Ｘ1は、Ｘ1a、Ｘ1bまたはＸ1cであり得、そしてＸ2は、Ｘ2a、Ｘ2bまた
はＸ2cであり得る（表ＶＩＩＩを参照のこと）。
【０３８４】
【表９】 各エレメントにおいて、Ｓは、多孔性表面であり、Ａは、アミノプロピルトリエ
トキシシランであり、そしてＬは、以下の式を有する酸不安定性リンカーである
：
【０３８５】
【化６３】 ここで、この第三級酸素は、エナラプリラートアナログとエステルを形成し、そ
してこのカルボニルは、アミノプロピルトリエトキシシランとアミドを形成する
。Ｃ末端ジペプチドは、ジケトピペラジン（ＤＫＰ）形成を介するＦｍｏｃベー
スの固相合成の間に消失され得る（ＧｉｓｉｎおよびＭｅｒｒｉｆｉｅｌｄ，Ｊ
．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．９４：３１０２，１９７２を参照のこと）。Ｄ
ＫＰを導く分子内アミノ分解は、このＣ末端残基が、プロリン（エナラプリラー
トアナログの合成において生成されるように）である場合に、特に加速される。
分子内アミノ分解およびＤＫＰ形成は、上記に示したような第三級アルコールの
エステルを介する支持体へのプロリンの結合によって、立体的に抑制された。こ
の第３級アルコールは、Ａｋａｊｉら、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃ
ｏｍｍｕｎ．５８４，１９９０およびＫｏｃｈａｎｓｋｙおよびＷａｇｎｅｒ，
Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．３３：８００７，１９９２に記載のような
、４−（１’，１’−ジメチル−１’−ヒドロキシプロピル）フェノキシアセチ
ル（ＤＨＰＰ；Ｊａｎ Ｋｏｃｈａｎｓｋｙ，ＵＳＤＡ（Ｂｅｌｔｓｖｉｌｌｅ
，ＭＤ）から進呈された）であった。
【０３８６】 このアナログアレイを、実施例５に記載のような反応器システムを使用して手
動で試薬を適用することにより、最初に配列Ｓ−Ａ−Ｌ−Ｐｒｏ−Ｆｍｏｃを全
ての多孔性スクエアに結合することによって合成した。ＤＨＰＰを、ＤＭＦ中に
１０４ｍＭのＤＨＰＰ、９３ｍＭ ＨＯＡｔ（１−ヒドロキシ−７−アザベンゾ
トリアゾール）および１０５ｍＭのＤＩＰＣＤＩ（Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルカル
ボジイミド）を含む溶液を適用することによって、Ａの遊離アミノ基に結合させ
た。カップリングを、上記溶液の３つの１００μｌアリコートを１８０分間の過
程にわたって反応器キャビティに適用することによって実施した。次いで、この
反応器キャビティを、ＤＭＦでフラッシュし、そしてＤＨＰＰの第三級アルコー
ル基を、ピリジン−ジクロロエタン（１：４）中の１００ｍＭのＦＭＯＣ−Ｐｒ
ｏ−Ｃｌを用いて２０分間エステル化した。ＦＭＯＣ−Ｐｒｏ−Ｃｌは、以前に
公開された方法（Ｃａｒｐｉｎｏら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．５１：３７３２，
１９８６を参照のこと）に従って塩化チオニルから調製したＦＭＯＣ−Ｐｒｏの
酸塩化物である。第三級アルコール基の低い反応性は、Ｆｍｏｃ−ＰｒｏのＤＨ
ＰＰへの効率的なカップリングのために、酸塩化物を必要とする。
【０３８７】 次いで、Ｘ1およびＸ2基を、実施例３に記載のポジ型フォトレジストからなる
、一連のフォトパターン付け（ｐｈｏｔｏｐａｔｔｅｒｎｅｄ）障壁層を使用し
て付加した。その表面に適用された、一連の６個のパターン付けされたフォトレ
ジスト層を使用して、２層の化学試薬を、上記エナラプリラートアナログの１つ
を各多孔性スクエアで作製する、パターン付けされた多孔性コーティングに選択
的に適用した。
【０３８８】 詳細には、フォトレジスト層を、すべての多孔性スクエアで配列Ｓ−Ａ−Ｌ−
Ｐｒｏ−Ｆｍｏｃを保有する多孔性の支持体上で確立した。フォトレジストフィ
ルムの表面を、３つの多孔性スクエアの第１の列によって占められる矩形領域を
備える透明な矩形を保有する、不透明なマスクと接触させた。このマスクを、Ｕ
Ｖトランスイルミネーターを使用して、１０分間、８ｍＷ／ｃｍ2のエネルギー
密度で、３６５ｎｍの光に曝した。適切に照射されたフォトレジストを用いて、
基材全体をディベロッパーに浸漬し、このディベロッパーは、この照射領域を溶
解し、多孔性スクエアの第１の列へ矩形の開口を有するフォトレジスト層を残し
た。スライドを反応器基部に装着し、そしてすべての多孔性スクエアを取り囲む
領域を、上記のようにトルエン中の２０％ピペリジンに曝した。しかし、スライ
ド表面のパターン付けされたバリア層のため、ピペリジンは、多孔性スクエアの
第１の列からのみＦｍｏｃを除去した。このスライドは、反応器基部から脱着さ
れ、そしてフォトレジスト層は、有機溶媒を用いて剥離された。
【０３８９】 そのスライドを再装着し、そして多孔性スクエアのアレイ全体を、ＤＭＦ中の
２３３ｍＭ Ｆｍｏｃ−アラニン−ＯＨ、２３３ｍＭ ＨＡＴＵ、およびＤＭＦ
中の４５８ｍＭ ＤＩＰＥＡを含む溶液と接触させる。この溶液を、６０分間、
多孔性表面とともにインキュベートさせ、続いて反応器空洞の２回のＤＭＦフラ
ッシュを行った。Ｆｍｏｃ−アラニン−ＯＨモノマーのみが、Ｆｍｏｃが選択的
に除去された多孔性スクエアの第１の列にカップリングした。カップリング反応
後、別のフォトレジスト層を確立し、そして多孔性スクエアの第２の列を備える
領域中で照射した。この多孔性スクエアの第２の列を、選択的に脱保護し、そし
て上記のようにＦｍｏｃ−アスパラギン（トリチル）−ＯＨ（すなわち、ｔｅｒ
ｔ−ブチル保護化モノマー）とカップリングさせた。このプロセスを、Ｆｍｏｃ
−セリン（ｔｅｒｔ−ブチル）−ＯＨ（すなわち、ｔｅｒｔ−ブチル保護化モノ
マー）を使用して第３の列について反復した。
【０３９０】 これらのパターン付けされたバリア層の適用後、Ｘ1層を、以下の化学式を有
する、各列での３つの化合物のうちの１つを作製して完成させる：
【０３９１】
【化６４】 Ｘ2層を、次の３つのマスクの各々の透明な矩形が、列ではなく３つの多孔性
のスクエアの行によって占められる領域を備えることを除いて、類似のバリア層
を使用して付着させた。Ｘ2層を、フェニルピルビン酸、２−ニトロフェニルピ
ルビン酸、および２−ケトグルタル酸からなる群より選択されるα−ケト酸を用
いて、脱保護したアミノ基の還元的アルキル化によって形成した。各Ｘ2カップ
リングは、酢酸−ＤＭＦ（１：９９）中の２５０ｍＭ α−ケト酸および４００
ｍＭ ＮａＢＨ3ＣＮの溶液と多孔性スクエアの全体のアレイを、２４時間接触
させる工程を含んだ。
【０３９２】 完成したＸ2層を用いて、エタノール−Ｈ2Ｏ（１：３）中の１％ポリビニルア
ルコールの薄い液体の層を適用および蒸発させることにより、ポリマー性結合剤
を多孔性アレイに添加した。次いで、カミソリの刃を使用して多孔性スクエアの
各々を基材から除去し、そして別のチューブ中に置いた。ポリマー性結合剤は、
除去の間の多孔性ネットワークのフラグメント化を妨害した。各チューブに２０
０μｌのＨ2Ｏを添加し、続いて遠心分離を行った。上清は可溶化したしたポリ
マー性結合剤を含み、そしてこの上清を廃棄した。多孔性物質の各ペレットに２
０μｌのＴＦＡ−Ｈ2Ｏ（９５：５）を添加して、支持体からアナログを切断し
、そしてｔｅｒｔ−ブチル保護基およびトリチル保護基を除去した。インキュベ
ーション２時間後、ＴＦＡ−Ｈ2Ｏを真空下で除去し、以下の一般式を有する９
種類のエナラプリラートのアナログの１つを含む、各チューブ中の残渣を残した
。
【０３９３】
【化６５】 ここでＲ1およびＲ2は、表ＩＸに定義される基である。次いで、各アナログを、
３００ｍＭ ＮａＣｌを含む５０ｍＭ Ｔｒｉｓ緩衝液（ｐＨ ８．３）５０μ
ｌ中に溶解した。試薬のヒストリーによって表現されるアナログの例として、ア
レイからの「Ｒ1a＋Ｒ2a」アナログは、以下のように書かれ得る：
【０３９４】
【表１０】 各エナラプリラートアナログを、基質フリルアクリロイルフェニルアラニルグ
リシルグリシン（ｆｕｒｙｌａｃｒｙｌｏｙｌｐｈｅｎｙａｌａｎｙｌｇｌｙｃ
ｙｌｇｌｙｃｉｎｅ）（すなわち、ＦＡＰＧＧ、Ｓｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｌｏｕｓ，ＭＯ）を使用して、機能的アッセイにおいてＡＣＥ
阻害アッセイについてスクリーニングした。ＡＣＥによるＦＡＰＧＧの加水分解
は、３２８ｎｍでの吸光度の減少を生じ、この吸光度の減少は、エナラプリラー
トアナログの存在下および非存在下における酵素反応の初速度を計算するために
使用され得る。各アッセイ混合物は、５０μｌの総反応溶液中に、１０ｎＭ Ａ
ＣＥ、５０μＭ ＦＡＰＧＧ、５０ｍＭ Ｔｒｉｓ（ｐＨ ８．３）、３００ｍ
Ｍ ＮａＣｌ、および２０〜４０μｌの上記の各アナログ溶液を含有した。アナ
ログを含まない上記の混合物は、阻害活性についての陰性コントロールとして働
いた。陽性コントロールを、強力なインヒビターである、２５０ｎＭのリジノプ
リル（ＩＣ50＝１．２ｎＭ）を添加することによって作製した。各反応を、１０
０μｌキュベット中で、５μｌの５００μＭ ＦＡＰＧＧを４５μｌの残りのア
ッセイ成分に添加することによって開始した。各反応の時間的な進行を、１５秒
毎に３２８ｎｍでの吸光度を測定することによってモニターした。陰性コントロ
ールは、平均所速度１２２０分-1を有し、これは、ＦＡＰＧＧについて以前に報
告されたＫm値およびｋcat値に好ましく匹敵した（Ｈｏｌｍｑｕｉｓｔら、Ａｎ
ａｌｙｔｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍ ９５：５４０、１９７９を参照のこと）。
陽性コントロールは、初速度０を有した。
【０３９５】 アレイ中のその位置に従う各アナログのＡＣＥ阻害の割合を、図８の表面プロ
ットに示す。ＡＣＥ阻害の割合を、陰性コントロールの初速度に対する初速度の
減少の割合として表現する。
【０３９６】 表面プロット中の各エナラプリラートアナログの組成を、図８に図式的に示す
アレイを使用して決定し得る。組成は、表ＩＸ中に定義されるＲ1基およびＲ2基
によって参照される。影を付けたグリッドは、最大のＡＣＥ阻害パーセントを有
するアレイエレメントを示す。Ｒ1a＋Ｒ2a化合物は、Ｐａｔｃｈｅｔｔら、Ｓｃ
ｉｅｎｃｅ ２８８：２８０，１９８０によって報告されたように、エナラプリ
ラート（ＩＣ50＝４．５ｎＭ）と比較して、中程度の結合親和性（ＩＣ50＝３９
ｎＭ）を有するのみである。その中程度の結合親和性に関わらず、本発明の多孔
性被覆は、この化合物によるＡＣＥの阻害を検出するための十分なリガンド表面
密度を提供した。
【０３９７】 そのリガンド表面密度を、図８において示される、既知のＩＣ50および阻害パ
ーセントを使用して、Ｒ1a＋Ｒ2a化合物について計算した。１μｍ厚多孔性被覆
からの３５パーセントの阻害に基づいて、Ｒ1a＋Ｒ2a化合物は、１．０×１０-1 7 モル／μｍ2の計算された表面密度を有した。これは最小値である。なぜなら、
その計算は、非効率的なカップリング、脱保護、または切断による損失を説明し
ないからである。この注意を伴ってでさえ、この値は、報告されたＨＡＰＥＳお
よびＡＰＥＳの表面密度（Ｃｈｅｅら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２７４：６１０、１９
９６およびＦｏｄｏｒら、米国特許第５，５１０，２１０号を参照のこと）から
予測される０．２×１０-17モル／μｍ2〜４．６×１０-17モル／μｍ2の予想さ
れる範囲と一致する。このことは、０．００２Ｍ〜０．０４０Ｍの多孔性被覆に
おけるリガンド濃度と等価である。ポリマー性支持体（例えば、Ｔｅｎｔａ ｇ
ｅｌTM、ＲＡＰＰ Ｐｏｌｙｍｅｒｅ、ＧｍｂＨ）における０．０１Ｍ〜０．１
３Ｍのリガンド濃度とこの値とを比較のこと。
【０３９８】 他のアナログによるＡＣＥ阻害のアッセイは、既知の構造−機能関係の実証お
よび新規な関係の同定の両方を行った。例えば、Ｒ1およびＲ2に取り込まれた疎
水性置換基および塩基性置換基は、高度に阻害性の化合物を生じることが公知で
ある（Ｐａｔｃｈｅｔｔら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８８：２８０、１９８０を参照
のこと）。図８に示されるように、Ｒ1（すなわち、Ｒ1bまたはＲ1c）での親水
性でない（ｎｏｎｈｙｄｒｏｐｈｉｃ）基は、Ｒ2（すなわち、Ｒ2a）の疎水性
基の存在下においてでさえ、阻害活性に対して有害な効果を有し得る。Ｒ2（す
なわち、Ｒ2c）での負に荷電した基は、酵素上の推定のカルボキシル基とのエネ
ルギー的に好ましくない相互作用（Ｒ1a＋Ｒ2aとＲ1a＋Ｒ2cとを比較のこと）を
提供することによって、阻害活性を無効にする。このようなカルボキシル基は、
Ｒ2位置において塩基性の置換基を保有するインヒビターと好ましく相互作用す
る酵素ポケット中に存在すると予想される。化合物Ｒ1a＋Ｒ2aの阻害活性と化合
物Ｒ1a＋Ｒ2bの阻害活性とを比較することは、２−ニトロ基が、中程度に好まし
くない修飾であり、このことは、以前に認められていない活性部位のより微妙な
構造−機能関係を示すことを示す。２−ニトロ基の中間的な効果は、おそらく、
２−フェニル置換に対する立体的な制限を反映する。これらのアナログの低い結
合親和性に関わらず、本発明の多孔性被覆は、十分な量の各化合物を提供して、
上記の構造−機能関係を同定した。
【０３９９】 この実施例は以下を実証する：（１）この方法が、薬物アナログおよび他の商
業的に重要な化合物に特徴的な低分子量化合物の有効な合成を提供すること、（
２）この多孔性被覆が、固相合成を使用して、低分子薬物候補物のアレイを作製
するための首尾よい基材を提供すること、（３）このリガンド表面密度が、個々
のアレイエレメントからのリガンドを使用する機能的アッセイを実行するのに十
分であること、（４）このリガンド表面密度が、低い結合親和性〜中程度の結合
親和性を有するリガンドを使用する機能的アッセイを実行するのに十分であるこ
と、および（５）多孔性支持体と組み合わせた本発明の方法が、薬物構造と薬物
結合との間の関係を同定するための首尾良い系を提供すること。
【０４００】 本発明の特定の実施形態は、例示の目的のために本明細書中で記載されてきた
が、種々の改変が、本発明の精神および範囲から逸脱することなくなされ得るこ
とが、前述より理解される。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲による以
外は限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 図１Ａ〜図１Ｈは、リガンド−アレイを調製するための代表的なプロセスを例
示する図である。図１Ａは、第１領域でのフォトレジストコーティング基材のマ
スキングおよび照射を例示する。図１Ａは、基材２０、第１分子２３、フォトレ
ジスト３２、およびマスク３４ａの断面図を描写する。第１領域３６および第１
領域３８における第１分子を覆うフォトレジストの照射を示す。
【図１Ｂ】 図１Ｂは、図１Ａにおいて照射されたフォトレジストがディベロッパーにより
除去され、そして第１領域３６および第１領域３８における第１分子が試薬Ｒ1a と反応された後のアレイを例示する断面図である。
【図１Ｃ】 図１Ｃは、図１Ｂにおけるフォトレジストの除去ならびに次の層のフォトレジ
スト３２の適用後の、マスキングならびに第２領域４０および第２領域４２での
照射を例示する断面図である。
【図１Ｄ】 図１Ｄは、図１Ｃにおいて照射されたフォトレジストがディベロッパーにより
除去され、そして第２領域４０および第２領域４２における第１分子が試薬Ｒ1b と反応された後のアレイを例示する断面図である。
【図１Ｅ】 図１Ｅは、図１Ｄにおけるフォトレジストの除去ならびに次の層のフォトレジ
スト３２の適用後の、マスキングならびに第１領域３６および第２領域４２での
照射を例示する断面図である。
【図１Ｆ】 図１Ｆは、図１Ｅにおいて照射されたフォトレジストがディベロッパーにより
除去され、そして第１領域３６および第２領域４２における第２分子が試薬Ｒ2a と反応された後のアレイを例示する断面図である。
【図１Ｇ】 図１Ｇは、図１Ｆにおけるフォトレジストの除去ならびに次の層のフォトレジ
スト３２の適用後の、マスキングならびに第１領域３８および第２領域４０での
照射を例示する断面図である。
【図１Ｈ】 図１Ｈは、図１Ｇにおいて照射されたフォトレジストがディベロッパーにより
除去され、そして第１領域３８および第２領域４０における第２分子が試薬Ｒ2b と反応された後のアレイを例示する断面図である。
【図２】 図２は、図１Ｈにおいてフォトレジストを除去した後の、完成したリガンド−
アレイの断面図を例示する図である。
【図３】 図３は、表面２２に付着した第１分子２３を有し、かつフォトレジスト３２の
パターン付けされたバリア層でコーティングした基材２０に液体試薬を適用する
ための代表的なリアクター系の断面図を例示する図である。フォトレジスト３２
は、第１領域３６および第１領域３８において、第１分子から除去されている。
【図４】 図４は、多孔性アレイにおけるパターン付けされたポジ型フォトレジストのプ
リントであり、ここで、水平方向のストライプは、照射された領域に対応し、こ
こで、フォトレジストがディベロッパーにより選択的に除去された。
【図５】 図５は、図４において示されるパターン付けされたバリア層を用いて、表面付
着アミノ基のフルオレセインイソチオシアネートとの局部的に特異的なカップリ
ングを実証するエピ蛍光性（ｅｐｉｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）顕微鏡プリント
である。
【図６】 図６は、概略図、エピ蛍光性顕微鏡プリント、および表面プロットによって、
パターン付けされた多孔性コーティング上での２つの異なる蛍光標識化レセプタ
ーによるリガンド−アレイの特異的結合を例示し、ここで、両方のレセプターは
、ＤＮＡであり、そしてリガンドアレイは、ペプチド核酸（ＰＮＡ）アレイであ
る。記号「Ｆ」は、フルオレセインを示す。リガンド−アレイ概略図上の影グリ
ッドは、レセプター結合の位置を示す。
【図７】 図７は、ＤＮＡレセプターによる２５６メンバーＰＮＡアレイの特異的結合を
示すエピ蛍光性顕微鏡プリントおよび表面プロットである。
【図８】 図８は、パターン付けされた多孔性コーティング上で合成された弱い阻害性の
リガンドのアレイ由来の酵素阻害の概略図およびプロットであり、ここで酵素は
、アンギオテンシン変換酵素（ＡＣＥ）であり、そしてリガンドは、この抗高血
圧性の薬物エナラプリルの活性代謝産物である、エナラプリラートのアナログで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０１Ｎ 37/00 １０２ 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)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4B024 AA11 AA19 CA01 CA09 CA11 CA20 HA12 4B029 AA07 AA21 BB15 BB20 CC03 CC08 FA12 FA15 4B063 QA01 QA05 QA13 QQ42 QQ52 QQ61 QQ89 QQ95 QR16 QR24 QR32 QR35 QR38 QR56 QR84 QS32 QS34 QX02 QX10 4H006 AA02 AC53 BD80

Claims (150)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １つ以上の不連続な既知の領域中の表面に付着した有機化合
    物のアレイを作製する方法であって、該方法は、以下の工程： （ａ）フォトレジストが、第１領域における第１分子から実質的に除去される
    が、第２領域における第１分子からは除去されないように、表面に付着された第
    １分子を覆うフォトレジストの層を照射する工程； （ｂ）該第１領域における第１分子と試薬とを反応させ、該第１領域における
    付着された第２分子を形成する工程；ならびに （ｃ）該フォトレジストの層を実質的に除去し、これによって１つ以上の不連
    続な既知の領域中の表面に付着された有機化合物のアレイを作製する工程、 を包含する、方法。
  2. 【請求項２】 前記照射する工程が、第１分子を覆う前記フォトレジストを
    ディベロッパーに対して曝露することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記ディベロッパーが、溶媒である、請求項２に記載の方法
    。
  4. 【請求項４】 前記ディベロッパーが、１つ以上のＮ−メチルピロリドン、
    ジメチルアセトアミドまたはジメチルホルムアミドを含む、請求項３に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 前記ディベロッパーが、照射である、請求項２に記載の方法
    。
  6. 【請求項６】 前記フォトレジストが、ポジ型フォトレジストである、請求
    項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の方法であって、ここで、前記フォトレジス
    トが以下： （ａ）以下を含むジアミン混合物： （ｉ）Ｎ−アルキル−２−ニトロジアミン；および （ｉｉ）少なくとも１つの１，４−フェニレンジアミンまたは１，３−フェ
    ニレンジアミン；ならびに （ｂ）塩化イソフタロイルを含む二酸塩化物混合物、 の縮合によって形成されたポリアミド誘導体を含む、方法。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の方法であって、ここで、前記ジアミン混合
    物は２０〜５０モル％のＮ−アルキル−２−ニトロジアミンを含み、残りのジア
    ミンは１，３−フェニレンジアミンであり、そしてここで、前記二酸混合物は、
    １０〜１００モル％の塩化イソフタロイルを含み、残りの二酸は、もしあれば、
    塩化テレフタロイルである、方法。
  9. 【請求項９】 前記Ｎ−アルキル−２−ニトロジアミンが、以下からなる群
    から選択される、請求項７に記載の方法： 【化１】 ここで、Ｘは、ＨまたはＣＨ3であり、Ｌは、直接な連結またはＯ、ＣＨ2、Ｎ（
    ＣＨ3）、Ｃ（ＣＨ3）2、Ｃ（ＣＦ3）2、ＳＯ2、ＣＯ、ＣＯＮＨ、Ｏ（Ｃ6Ｈ4） 2 、Ｓ、Ｃ（Ｃ6Ｈ5）2、およびＣ（ＣＦ3）（Ｃ6Ｈ5）からなる群より選択され
    る成分であり；そして、Ｕは、Ｈ、ＮＯ2、およびＣＨ3からなる群より選択され
    る。
  10. 【請求項１０】 前記Ｎ−アルキル−２−ニトロジアミンが、Ｎ1−メチル
    −２−ニトロ−ｐ−フェニレンジアミンである、請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記Ｎ−アルキル−２−ニトロジアミンが、３，３’−ジ
    ニトロ−４，４’−ジ−Ｎ−メチルアミノジフェニルエーテルである、請求項９
    に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記ジアミン混合物に対する前記二酸混合物のモル比が、
    ０．９８０〜１．０２０の範囲である、請求項７に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記フォトレジストが、ネガ型フォトレジストである、請
    求項１に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記第１領域が、以下： （ｉ）マスクを前記フォトレジストと照射の光源との間に置く工程であって、
    ここで該マスクが、該照射に対して実質的に透明である少なくとも１つの領域お
    よび該照射に対して実質的に不透明である少なくとも１つの領域を有する、工程
    ；ならびに （ｉｉ）照射が、該第１領域の中の第１分子を覆うフォトレジストまで該マス
    クを通過するように該マスクを照射する工程、 によって照射される、請求項１に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記フォトレジストの層が、３００ｎｍより長い波長であ
    る光で照射される、請求項１に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記第１領域および前記第２領域の各々が、０．３ｃｍ2
    より小さい前記表面の領域を占有する、請求項１に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記有機化合物が、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、ペ
    プチド核酸、モルホリノベースの核酸塩基ポリマー、ペプチドベースの核酸模倣
    物（ＰＥＮＡＭ）、およびヌクレアーゼ耐性ポリヌクレオシドからなる群より選
    択される、請求項１に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記有機化合物が、１モル当たり１，０００ｇ未満の分子
    量を有する、請求項１に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記第１分子が、前記表面に共有結合的に付着された、請
    求項１に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記第１分子が、前記表面に吸着によって付着された、請
    求項１に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記第１分子が、リンカーである、請求項１に記載の方法
    。
  22. 【請求項２２】 前記リンカーが、シロキサン結合を介して前記表面に付着
    されたオルガノアルコキシシラン分子である、請求項２１に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記リンカーが、光切断可能な基を含む、請求項２１に記
    載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記リンカーが、酸不安定基を含む、請求項２１に記載の
    方法。
  25. 【請求項２５】 前記リンカーが、以下： 【化２】 の式を含む、請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記リンカーが、以下： 【化３】 の式を有するスペーサーを含む、請求項２１に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 請求項２１に記載の方法であって、ここで、前記アレイは
    、以下の式： 【化４】 ここで、 Ｓは、前記表面であり、 Ａは、アミノプロピルトリエトキシシランであり、 Ｌは、二価のリンカー分子であり、 Ｘ1は、一価の有機基または水素であり、そして Ｘ2は、一価の有機基または水素である、 を有する少なくとも１つのエナラプリラートアナログを形成する化合物およびリ
    ンカーを含有する、方法。
  28. 【請求項２８】 前記Ｘ1が、１つ以上の酸不安定保護基を含む一価の有機
    基である、請求項２７に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 前記Ｘ2が、１つ以上の酸不安定保護基を含む一価の有機
    基である、請求項２７に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 基材がガラスである、請求項１に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記表面が多孔性である、請求項１に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 請求項３１に記載の方法であって、ここで、前記表面が、
    実質的に均一な厚さであり、そして金属酸化物粒子のおよび加水分解された金属
    アルコキシドのポリマーの連続したゲル状ネットワークを含む、少なくとも１つ
    の多孔性コーティングを含む、方法。
  33. 【請求項３３】 前記ポリマーが、加水分解されたテトラエトキシシランを
    含む、請求項３２に記載の方法。
  34. 【請求項３４】 以下の工程： （ｄ）前記表面に付着された分子をカバーしているフォトレジストの連続した層
    を適用する工程； （ｅ）該フォトレジストの部分が実質的に除去されるように、フォトレジストの
    該連続した層を照射する工程； （ｆ）フォトレジストが実質的に除去された分子と試薬とを反応させ、異なる付
    着された分子を形成する工程； （ｇ）該フォトレジストを実質的に除去する工程；および （ｈ）１つ以上の不連続な既知の領域における該表面に付着された有機化合物の
    アレイを作製するために工程（ｄ）〜（ｇ）を反復する工程、 をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記有機化合物のアレイが、不連続な既知の領域の前記表
    面に付着した少なくとも２つの異なる有機化合物を含む、請求項３４に記載の方
    法。
  36. 【請求項３６】 前記有機化合物のアレイが、不連続な既知の領域の前記表
    面に付着した少なくとも１００の異なる有機化合物を含む、請求項３４に記載の
    方法。
  37. 【請求項３７】 前記有機化合物のアレイが、不連続な既知の領域の前記表
    面に付着した少なくとも１，０００の異なる有機化合物を含む、請求項３４に記
    載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記有機化合物のアレイが、不連続な既知の領域の前記表
    面に付着した少なくとも１０，０００の異なる有機化合物を含む、請求項３４に
    記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記有機化合物のアレイが、不連続な既知の領域の前記表
    面に付着した少なくとも１００，０００の異なる有機化合物を含む、請求項３４
    に記載の方法。
  40. 【請求項４０】 前記有機化合物のアレイが、不連続な既知の領域の前記表
    面に付着した少なくとも１０6の異なる有機化合物を含む、請求項３４に記載の
    方法。
  41. 【請求項４１】 少なくとも９０％の前記有機化合物が同じ構造を有する、
    請求項３４に記載の方法。
  42. 【請求項４２】 少なくとも７０％の前記有機化合物が同じ構造を有する、
    請求項３４に記載の方法。
  43. 【請求項４３】 少なくとも５０％の前記有機化合物が同じ構造を有する、
    請求項３４に記載の方法。
  44. 【請求項４４】 少なくとも１０％の前記有機化合物が同じ構造を有する、
    請求項３４に記載の方法。
  45. 【請求項４５】 各既知の不連続な領域が、１，０００，０００μｍ2未満
    の前記表面の領域を占有する、請求項３４に記載の方法。
  46. 【請求項４６】 各既知の不連続な領域が、１００，０００μｍ2未満の前
    記表面の領域を占有する、請求項３４に記載の方法。
  47. 【請求項４７】 各既知の不連続な領域が、１，０００μｍ2未満の前記表
    面の領域を占有する、請求項３４に記載の方法。
  48. 【請求項４８】 各既知の不連続な領域が、１０μｍ2未満の前記表面の領
    域を占有する、請求項３４に記載の方法。
  49. 【請求項４９】 前記試薬がガスである、請求項１に記載の方法。
  50. 【請求項５０】 既知の不連続な領域においてその上に付着された２つ以上
    の有機化合物を有する表面を作製する方法であって、該方法は、以下の工程を包
    含する： （ａ）フォトレジストの第１層を照射する工程であって、ここで、フォトレジス
    トの該第１層は、フォトレジストの該第１層を、第１領域における第１分子から
    実質的に除去するが、第２領域における第１分子からは除去されないように、基
    材の表面に付着された第１分子を覆う、工程； （ｂ）第１領域における第１分子と第１試薬とを反応させ、該第１領域における
    付着された第２分子を形成する工程； （ｃ）フォトレジストの該第１層を実質的に除去する工程； （ｄ）該第１分子および第２分子を覆うフォトレジストの第２層を確立する工程
    ； （ｅ）フォトレジストの該第２層を、第１領域の少なくとも一部における第２分
    子から実質的に除去するように、フォトレジストの該第２層を照射する工程； （ｆ）該第１領域の少なくとも一部における該第２分子と第２試薬とを反応させ
    る工程； （ｇ）フォトレジストの該第２層を実質的に除去する工程；および （ｈ）基材表面上の既知の不連続な領域において、２つ以上の所望の有機化合物
    が形成されるまで、フォトレジストの連続した層を用いて工程（ｄ）〜（ｇ）を
    反復する工程。
  51. 【請求項５１】 前記照射する工程が、第１分子を覆うフォトレジストをデ
    ィベロッパーに曝露することをさらに含む、請求項５０に記載の方法。
  52. 【請求項５２】 前記有機化合物が、ポリヌクレオチド、ペプチド核酸、ポ
    リペプチド、モルホリノベースの核酸塩基ポリマー、ペプチドベースの核酸模擬
    （ＰＥＮＡＭ）、およびヌクレアーゼ耐性ポリヌクレオシドからなる群より選択
    される、請求項５０に記載の方法。
  53. 【請求項５３】 前記有機化合物が、１モル当たり１，０００ｇ未満の分子
    量を有する、請求項５０に記載の方法。
  54. 【請求項５４】 前記第１分子が、前記表面に共有結合的に付着された、請
    求項５０に記載の方法。
  55. 【請求項５５】 前記第１分子が、前記表面に吸着によって付着された、請
    求項５０に記載の方法。
  56. 【請求項５６】 前記第１分子が、リンカーである、請求項５０に記載の方
    法。
  57. 【請求項５７】 前記リンカーが、シロキサン結合を介して前記表面に付着
    されたオルガノアルコキシシラン分子である、請求項５６に記載の方法。
  58. 【請求項５８】 前記リンカーが、光切断可能な基を含む、請求項５６に記
    載の方法。
  59. 【請求項５９】 前記リンカーが、酸不安定基を含む、請求項５６に記載の
    方法。
  60. 【請求項６０】 前記基材がガラスである、請求項５０に記載の方法。
  61. 【請求項６１】 前記表面が多孔性である、請求項５０に記載の方法。
  62. 【請求項６２】 請求項６１に記載の方法であって、ここで、前記表面が、
    実質的に均一な厚さであり、そして金属酸化物粒子および加水分解された金属ア
    ルコキシドのポリマーの連続したゲル状ネットワークを含む、少なくとも１つの
    多孔性コーティングを含む、方法。
  63. 【請求項６３】 請求項５０に記載の方法であって、ここで有機化合物の前
    記アレイが、不連続な既知の領域における前記表面に付着した少なくとも１，０
    ００の異なる有機化合物を含む、方法。
  64. 【請求項６４】 請求項５０に記載の方法であって、ここで有機化合物の前
    記アレイが、不連続な既知の領域における前記表面に付着した少なくとも１０，
    ０００の異なる有機化合物を含む、方法。
  65. 【請求項６５】 請求項５０に記載の方法であって、ここで各々の既知の不
    連続な領域が、前記表面上の１，０００，０００μｍ2より小さい面積を占有す
    る、方法。
  66. 【請求項６６】 請求項５０に記載の方法であって、ここで各々の既知の不
    連続な領域が、前記表面上の１，０００μｍ2より小さい面積を占有する、方法
    。
  67. 【請求項６７】 請求項５０に記載の方法であって、ここで各々の既知の不
    連続な領域が、前記表面上の１０μｍ2より小さい面積を占有する、方法。
  68. 【請求項６８】 既知の不連続な領域でその表面上に付着した２つ以上の有
    機化合物を有する表面を作製するための方法であって、該方法は以下： （ａ）フォトレジストの第１層を照射する工程であって、ここでフォトレジス
    トの該第１層は、基材表面へ付着した第１分子を覆い、第１領域における第１分
    子からフォトレジストの該第１層を実質的に除去するが、第２領域における第１
    分子からは除去しない、工程； （ｂ）第１試薬を該第１領域における該第１分子と反応させ、該第１領域にお
    いて付着した第２分子を形成する、工程； （ｃ）実質的にフォトレジストの該第１層を除去する、工程； （ｄ）該第１および該第２の分子を覆うフォトレジストの第２層を確立する、
    工程； （ｅ）フォトレジストの該第２層を照射して、該第２領域における第１分子か
    らフォトレジストの該第２層を実質的に除去する、工程； （ｆ）第２試薬を該第２領域における該第１分子と反応させる、工程； （ｇ）実質的にフォトレジストの該第２層を除去し、そしてそれによって不連
    続な既知の領域における該表面に付着した２つ以上の有機化合物のアレイを作製
    する、工程；ならびに （ｈ）２つ以上の所望の有機化合物が、該基材表面上の既知の不連続な領域で
    形成されるまで、フォトレジストの後続の層について（ｄ）〜（ｇ）の工程を繰
    り返す、工程 を含む、方法。
  69. 【請求項６９】 請求項６８に記載の方法であって、ここで前記照射する工
    程はさらに、第１分子を覆うフォトレジストをディベロッパーへ露出することを
    含む、方法。
  70. 【請求項７０】 請求項６８に記載の方法であって、ここで前記有機化合物
    は、ポリヌクレオチド、ペプチド核酸、ポリペプチド、モルホリノベースの核酸
    塩基ポリマー、ペプチドベースの核酸模倣物（ＰＥＮＡＭ）、およびヌクレアー
    ゼ耐性ポリヌクレオシドからなる群から選択される、方法。
  71. 【請求項７１】 請求項６８に記載の方法であって、ここで前記有機化合物
    は、１モルあたり１，０００ｇより小さい分子量を有する、方法。
  72. 【請求項７２】 請求項６８に記載の方法であって、ここで前記第１分子が
    前記表面へ共有結合的に付着される、方法。
  73. 【請求項７３】 請求項６８に記載の方法であって、ここで前記第１分子が
    吸着によって前記表面に付着される、方法。
  74. 【請求項７４】 請求項６８に記載の方法であって、ここで前記第１分子が
    リンカーである、方法。
  75. 【請求項７５】 請求項７４に記載の方法であって、ここで前記リンカーが
    、シロキサン結合を介して前記表面へ付着されたオルガノアルコキシシラン分子
    である、方法。
  76. 【請求項７６】 請求項７４に記載の方法であって、ここで前記リンカーは
    、光切断可能な基を含む、方法。
  77. 【請求項７７】 請求項７４に記載の方法であって、ここで前記リンカーは
    、酸不安定基を含む、方法。
  78. 【請求項７８】 請求項６８に記載の方法であって、ここで前記表面がガラ
    スである、方法。
  79. 【請求項７９】 請求項６８に記載の方法であって、ここで前記表面が多孔
    性である、方法。
  80. 【請求項８０】 請求項７９に記載の方法であって、ここで前記表面が、実
    質的に均一厚である少なくとも１つの多孔性コーティングを含み、そして金属オ
    キシド粒子および加水分解された金属アルコキシドのポリマーの連続的ゲル状ネ
    ットワークを含む、方法。
  81. 【請求項８１】 請求項６８に記載の方法であって、ここで有機化合物の前
    記アレイが、不連続な既知の領域における前記表面に付着した少なくとも１，０
    ００の異なる有機化合物を含む、方法。
  82. 【請求項８２】 請求項６８に記載の方法であって、ここで有機化合物の前
    記アレイが、不連続な既知の領域における前記表面に付着した少なくとも１０，
    ０００の異なる有機化合物を含む、方法。
  83. 【請求項８３】 請求項６８に記載の方法であって、ここで各々の既知の不
    連続な領域が、前記表面上の１，０００，０００μｍ2より小さい面積を占有す
    る、方法。
  84. 【請求項８４】 請求項６８に記載の方法であって、ここで各々の既知の不
    連続な領域が、前記表面上の１，０００μｍ2より小さい面積を占有する、方法
    。
  85. 【請求項８５】 請求項６８に記載の方法であって、ここで各々の既知の不
    連続な領域が、前記表面上の１０μｍ2より小さい面積を占有する、方法。
  86. 【請求項８６】 不連続な既知の領域における表面に付着した１００より多
    い異なる有機化合物を含むアレイであって、ここで該領域が、１ｃｍ2より小さ
    い該総表面上の面積を占有し、そしてここで該有機化合物が、ヌクレアーゼおよ
    びプロテアーゼによる分解に耐性である、アレイ。
  87. 【請求項８７】 請求項８６に記載のアレイであって、ここで前記有機化合
    物が、核酸塩基ポリマーである、アレイ。
  88. 【請求項８８】 請求項８６に記載のアレイであって、ここで前記核酸塩基
    ポリマーが、以下の式： 【化５】 の繰り返し単位を含むペプチド核酸であり、ここで： 各々のＢは、核酸塩基からなる群から独立して選択される； 各々のＲ7は、水素、Ｃ1〜Ｃ8アルキルアミンおよびスペーサーからなる群か
    ら独立して選択される；そして 各々のｎは、１〜１００の範囲の独立して選択される整数である、アレイ。
  89. 【請求項８９】 請求項８７に記載のアレイであって、ここで前記核酸塩基
    ポリマーが、以下の式： 【化６】 の繰り返し単位を含むペプチド核酸模倣物（ＰＥＮＡＭ）であり、ここで： 各々のＥが、炭素および窒素からなる群から独立して選択され； 各々のＷが、水素およびスペーサーからなる群から独立して選択され； Ｅが炭素である繰り返し単位においては、各々のＹが、水素およびスペーサー
    からなる群から独立して選択され； Ｅが窒素である繰り返し単位においては、各々のＹが非共有電子対であり； 各々のＳ１は任意であり、存在する場合、独立して選択される第１スペーサー
    であり； 各々のＳ２は任意であり、存在する場合、独立して選択された第２スペーサー
    であり； 各々のＳ３は任意であり、存在する場合、独立して選択された第３スペーサー
    であり； 各々のＸが、酸素および硫黄からなる群から独立して選択され； 各々のＢが核酸塩基からなる群から独立して選択され； Ｎが窒素であり；そして 各々のｎが、１〜１００までの範囲の独立して選択された整数である、アレイ。
  90. 【請求項９０】 請求項８７に記載のアレイであって、ここで前記核酸塩基
    ポリマーが、以下の式： 【化７】 のモルホリノサブユニットを含み、ここで（ｉ）該サブユニットが、非電荷リン
    を含有する、１〜３の原子の長さのキラル連結によって共に連結され、該キラル
    連結が、１つのサブユニットのモルホリノ窒素を、隣接サブユニットの５’の環
    外炭素に連結し、そして（ｉｉ）Ｂが核酸塩基である、アレイ。
  91. 【請求項９１】 請求項８７に記載のアレイであって、ここで前記核酸塩基
    ポリマーは、以下の式： 【化８】 の繰り返し単位を含み、ここで： 各々のＷが、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝、−ＣＯ−および−ＮＲ1 −からなる群から独立して選択され、ここでＲ1が水素またはスペーサーであり
    ； 各々のＸが、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝、＝ＣＨ−、＝Ｎ−、−
    ＣＯ−、−ＮＲ2−、 【化９】 からなる群から独立して選択され、ここでＲ2が水素またはスペーサーであり； Ｒ3がアルキルまたはスペーサーであり；Ｒ4がアルキル、シアノエチルまたはス
    ペーサー基であり；Ｒ5が水素またはスペーサーであり；Ｒ6が水素またはスペー
    サー基であり；そしてＲ7が水素またはスペーサーであり； 各々のＹが、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ≡、−ＣＨ＝、＝ＣＨ−、
    ＝Ｎ−、−ＣＯ−および−ＮＲ8−からなる群から独立して選択され、ここでＲ8 が水素またはスペーサーであり； 各々のＺが、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、＝ＣＨ−、−ＣＯ−、および−Ｎ
    Ｒ9−からなる群から独立して選択され、ここでＲ9が水素またはスペーサーであ
    り； 各々のＢが、核酸塩基からなる群から独立して選択され；そして 各々のｎが、１〜１００までの範囲の独立して選択された整数である、アレイ
    。
  92. 【請求項９２】 請求項８７に記載のアレイであって、ここで少なくとも１
    つの核酸塩基が、チミン、シトシン、アデニン、グアニン、イノシン、ウラシル
    、５−メチルシトシン、チオウラシルおよび２，６−ジアミノプリンからなる群
    から選択される天然に存在する核酸塩基である、アレイ。
  93. 【請求項９３】 請求項８７に記載のアレイであって、ここで少なくとも１
    つの核酸塩基が、ブロモチミン、１−メチルアデニン、１−メチルグアニン、１
    −メチルイノシン、１−メチルプソイドウラシル、２−メチルチオ−Ｎ6−イソ
    ペンテニルアデニン、２−チオシトシン、２−メチルアデニン、２−メチルグア
    ニン、２−チオウラシル、２，２−ジメチルグアニン、２，６−ジアミノプリン
    −３−メチルシトシン、３−(３−アミノ−３−Ｎ−２−カルボキシプロピル）
    −ウラシル−４−アセチルシトシン、４−チオウラシル、５−フルオロウラシル
    、５−ヨードウラシル、５−ブロモウラシル、５−メチルウラシル、５−メチル
    −２−チオウラシル、５−メトキシアミノメチル−２−チオウラシル、５−クロ
    ロウラシル、５−カルボキシメチルアミノメチル−２−チオウラシル、５−メチ
    ルアミノメチルウラシル、５−カルボキシヒドロキシルメチルウラシル、５−カ
    ルボキシメチルアミノメチルウラシル、５−メトキシウラシル、５−メチルシト
    シン、７−メチルグアニン、７−デアザグアニン、７−デアザアデニン、β−Ｄ
    −マンノシルクオシン（ｍａｎｎｏｓｅｙｌｑｕｅｏｓｉｎｅ）、β−Ｄ−ガラ
    クトシルクオシン、ジヒドロウラシル、ヒポキサンチン、イノシン、Ｎ−ウラシ
    ル−５−オキシ酢酸メチルエステル、Ｎ6−メチルアデニン、Ｎ6−イソペンテニ
    ルアデニン、プソイドウラシル、クオシン、ウラシル−５−オキシ酢酸メチルエ
    ステル、ウラシル−５−オキシ酢酸およびキサンチンからなる群から選択された
    合成核酸塩基である、アレイ。
  94. 【請求項９４】 請求項８６に記載のアレイであって、ここで少なくとも１
    ０，０００の異なる有機分子が、既知の不連続な領域における前記表面へ付着さ
    れる、アレイ。
  95. 【請求項９５】 請求項８６に記載のアレイであって、ここで少なくとも１
    ０％の有機化合物が、レセプターと結合すると知られているリガンドの構造的類
    似体である、アレイ。
  96. 【請求項９６】 請求項８６に記載のアレイであって、ここで該アレイが、
    標的レセプター改変基を含む有機化合物を含み、ここで該改変基が、結合された
    標的レセプターへ標識し、適合し、開裂し、共有結合し、またはインターカレー
    トする、アレイ。
  97. 【請求項９７】 既知の不連続な領域における表面へ付着した１００より多
    い異なる核酸塩基ポリマーを含むアレイであって、ここで該ポリマーは、以下（
    ａ）〜（ｃ）： （ａ） 【化１０】 ここで： 各々のＥが、炭素および窒素からなる群から独立して選択され； 各々のＷが、水素およびスペーサーからなる群から独立して選択され； 繰り返し単位においては、Ｅが炭素である各々のＹが、水素およびスペーサー
    からなる群から独立して選択され； 繰り返し単位においては、Ｅが窒素である各々のＹが、非共有電子対であり； 各々のＳ１は任意であり、存在する場合、独立して選択される第１スペーサー
    であり； 各々のＳ２は任意であり、存在する場合、独立して選択された第２スペーサー
    であり； 各々のＳ３が任意であり、存在する場合、独立して選択された第３スペーサー
    であり； 各々のＸが、酸素および硫黄からなる群から独立して選択され； 各々のＢが、核酸塩基からなる群から独立して選択され； Ｎが窒素であり；そして 各々のｎが１〜１００までの範囲の独立して選択された整数である、繰り返し
    単位； （ｂ） 【化１１】 ここで（ｉ）該サブユニットが、非電荷リンを含有する、１〜３の原子の長さの
    キラル連結によって共に連結され、該キラル連結が、１つのサブユニットのモル
    ホリノ窒素を、隣接サブユニットの５’の環外炭素に連結し、そして（ｉｉ）Ｂ
    が核酸塩基である、繰り返し単位；ならびに （ｃ） 【化１２】 ここで各々のＷが、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝、−ＣＯ−および−
    ＮＲ1−からなる群から独立して選択され、ここでＲ1が水素またはスペーサーで
    あり； 各々のＸが、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝、＝ＣＨ−、＝Ｎ−、−
    ＣＯ−、−ＮＲ2−、 【化１３】 からなる群から独立して選択され；ここでＲ2が水素またはスペーサーであり； Ｒ3がアルキルまたはスペーサー基であり；Ｒ4がアルキル、シアノエチルまたは
    スペーサー基であり；Ｒ5が水素またはスペーサーであり；Ｒ6が水素またはスペ
    ーサーであり；そしてＲ7が水素またはスペーサーであり； 各々のＹが、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ≡、−ＣＨ＝、＝ＣＨ−、
    ＝Ｎ−、−ＣＯ−、および−ＮＲ8−からなる群から独立して選択され、ここで
    Ｒ8は、水素またはスペーサーであり； 各々のＺが、−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、＝ＣＨ−、−ＣＯ−および−ＮＲ9 −からなる群から独立して選択され、ここでＲ9が水素またはスペーサーであり
    ； 各々のＢが、核酸塩基からなる群から独立して選択され；そして 各々のｎが、１〜１００までの範囲の独立して選択された整数である、繰り返
    し単位 からなる群から選択される繰り返し単位を含む、アレイ。
  98. 【請求項９８】 請求項９７に記載のアレイであって、ここで少なくとも１
    つの核酸塩基が、チミン、シトシン、アデニン、グアニン、イノシン、ウラシル
    、５−メチルシトシン、チオウラシルおよび２，６−ジアミノプリンからなる群
    から選択される天然に存在する核酸塩基である、アレイ。
  99. 【請求項９９】 請求項９７に記載のアレイであって、ここで少なくとも１
    つの核酸塩基が、ブロモチミン、１−メチルアデニン、１−メチルグアニン、１
    −メチルイノシン、１−メチルプソイドウラシル、２−メチルチオ−Ｎ6−イソ
    ペンテニルアデニン、２−チオシトシン、２−メチルアデニン、２−メチルグア
    ニン、２−チオウラシル、２，２−ジメチルグアニン、２，６−ジアミノプリン
    −３−メチルシトシン、３−（３−アミノ−３−Ｎ−２−カルボキシプロピル）
    −ウラシル−４−アセチルシトシン、４−チオウラシル、５−フルオロウラシル
    、５−ヨードウラシル、５−ブロモウラシル、５−メチルウラシル、５−メチル
    −２−チオウラシル、５−メトキシアミノメチル−２−チオウラシル、５−クロ
    ロウラシル、５−カルボキシメチルアミノメチル−２−チオウラシル、５−メチ
    ルアミノメチルウラシル、５−カルボキシヒドロキシルメチルウラシル、５−カ
    ルボキシメチルアミノメチルウラシル、５−メトキシウラシル、５−メチルシト
    シン、７−メチルグアニン、７−デアザグアニン、７−デアザアデニン、β−Ｄ
    −マンノシルクオシン、β−Ｄ−ガラクトシルクオシン、ジヒドロウラシル、ヒ
    ポキサンチン、イノシン、Ｎ−ウラシル−５−オキシ酢酸メチルエステル、Ｎ6
    −メチルアデニン、Ｎ6−イソペンテニルアデニン、プソイドウラシル、クオシ
    ン、ウラシル−５−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−５−オキシ酢酸およ
    びキサンチンからなる群から選択される合成核酸塩基である、アレイ。
  100. 【請求項１００】 少なくとも１０，０００の異なる有機分子が、既知の不
    連続な領域において前記表面に付着した、請求項９７に記載のアレイ。
  101. 【請求項１０１】 少なくとも５％の前記有機化合物が、結合標的レセプタ
    ーを標識し、再適合し、切断し、共有結合し、または結合標的レセプターに挿入
    する標的レセプター改変基を含む、請求項９７に記載のアレイ。
  102. 【請求項１０２】 レセプターを結合する化合物を同定するための方法であ
    り、以下の工程： （ａ）請求項８６または請求項９７に記載のアレイを、レセプターに接触させ
    る工程；および （ｂ）アレイ表面に付着したいずれかの化合物が、該レセプターに特異的に結
    合するかどうかを決定する工程 を含む方法。
  103. 【請求項１０３】 前記レセプターが、核酸分子、ポリペプチド、ペプチド
    、レクチン、糖、多糖類、細胞、細胞膜および小器官からなる群から選択される
    、請求項１０２に記載の方法。
  104. 【請求項１０４】 前記レセプターが、酵素、酵素補助因子、または細胞表
    面レセプターである、請求項１０２に記載の方法。
  105. 【請求項１０５】 前記レセプターがアンギオテンシン変換酵素である、 請求項１０２に記載の方法。
  106. 【請求項１０６】 前記レセプターがペプチド核酸である、請求項１０２に
    記載の方法。
  107. 【請求項１０７】 前記レセプターが抗体である、請求項１０２に記載の方
    法。
  108. 【請求項１０８】 各有機化合物がリンカーを介して前記表面に付着した、
    請求項１０２に記載の方法。
  109. 【請求項１０９】 各リンカーが、シロキサン結合を介して前記表面に付着
    したオルガノアルコキシシラン分子である、請求項１０８に記載の方法。
  110. 【請求項１１０】 各リンカーが光切断可能な基を含む、請求項１０８に記
    載の方法。
  111. 【請求項１１１】 各リンカーが酸不安定基を含む、請求項１０８に記載の
    方法。
  112. 【請求項１１２】 各リンカーが、酵素により切断される認識部位を含む、
    請求項１０８に記載の方法。
  113. 【請求項１１３】 前記レセプターがマーカーに連結され、そしてここで工
    程（ｂ）が前記表面上の該マーカーの位置を検出する工程を含む、請求項１０２
    に記載の方法。
  114. 【請求項１１４】 前記マーカーが、放射性マーカーおよび蛍光性マーカー
    からなる群から選択される、請求項１１３に記載の方法。
  115. 【請求項１１５】 工程（ａ）または工程（ｂ）が、少なくとも５％の前記
    有機化合物を前記表面から分離する工程を含む、請求項１０２に記載の方法。
  116. 【請求項１１６】 前記化合物が、紫外線、可視光線および赤外光からなる
    群から選択される光を用いる照射により分離される、請求項１１５に記載の方法
    。
  117. 【請求項１１７】 前記化合物が、前記表面を化学物質に接触させることに
    より分離される、請求項１１５に記載の方法。
  118. 【請求項１１８】 前記化学物質が、液体トリフルオロ酢酸、気体トリフル
    オロ酢酸、液体アンモニア、および気体アンモニアからなる群より選択される、
    請求項１１７に記載の方法。
  119. 【請求項１１９】 前記化合物が、前記表面を酵素に接触させることにより
    分離される、請求項１１５に記載の方法。
  120. 【請求項１２０】 前記化合物がアンチセンス分子である、請求項１１５に
    記載の方法。
  121. 【請求項１２１】 工程（ｂ）が、前記レセプターを指示化合物（化合物に
    結合した該レセプターの存在下で検出可能な性質を有する）に接触させる工程を
    含む、請求項１０２に記載の方法。
  122. 【請求項１２２】 請求項１２１に記載の方法であり、ここで、前記検出可
    能な性質が、色、吸光度、光透過、蛍光、蛍光共鳴エネルギー移動、蛍光偏光、
    リン光、触媒活性、分子量、電荷、密度、融点、クロマトグラフィの移動度、濁
    り度、電気泳動易動度、質量スペクトル、紫外線スペクトル、赤外線スペクトル
    、核磁気共鳴スペクトル、元素組成、およびＸ線回折からなる群から選択される
    、方法。
  123. 【請求項１２３】 前記指示化合物がフリルアクリルフェニルアラニルグリ
    シルグリシンであり、そしてここで、前記レセプターがアンギオテンシン変換酵
    素である、請求項１２１に記載の方法。
  124. 【請求項１２４】 少なくとも１０，０００の異なる有機化合物が、既知の
    不連続な領域において前記表面に付着した、請求項１０２に記載の方法。
  125. 【請求項１２５】 標的レセプターを単離するための方法であり、以下の工
    程： （ａ）請求項８６に記載のアレイを、標的レセプターを含む組成物に接触させ
    る工程であり、ここで該アレイに付着した少なくとも１つの化合物が該標的レセ
    プターに結合する工程； （ｂ）該組成物の結合していない成分を、該アレイから除去する工程；および （ｃ）該標的レセプターを該アレイから分離し、そしてそこから該標的レセプ
    ターを単離する工程 を含む方法。
  126. 【請求項１２６】 以下の工程： （ａ）請求項９７に記載のアレイを標的レセプターを含む組成物に接触させる
    工程であり、ここで該アレイに付着した少なくとも１つの核酸塩基ポリマーが該
    標的レセプターに結合する工程； （ｂ）該組成物の結合していない成分を、該アレイから除去する工程；および （ｃ）該標的レセプターを該アレイから分離し、そしてそこから該標的レセプ
    ターを単離する工程 を含む、標的レセプターを単離するための方法
  127. 【請求項１２７】 レセプターを改変する方法であり、請求項９６または請
    求項１０１に記載のアレイを、標的レセプターを含む組成物に接触させる工程を
    含む方法。
  128. 【請求項１２８】 アンチセンス分子を標的核酸分子にハイブリダイズする
    ための方法であり、以下の工程： （ａ）請求項８６に記載のアレイを、標的核酸分子を含む組成物に接触させる
    工程であり、ここで前記表面に付着した前記有機化合物がアンチセンス分子であ
    る工程；および （ｂ）１つ以上の有機化合物を該アレイから分離し、そしてそれによりアンチ
    センス分子を該標的核酸分子にハイブリダイズする工程 を含む方法。
  129. 【請求項１２９】 アンチセンス分子を標的核酸分子にハイブリダイズする
    方法であり、以下の工程： （ａ）１つ以上の有機化合物を、請求項８６に記載のアレイから分離する工程
    であり、ここで前記表面に付着した該有機化合物がアンチセンス分子である工程
    ；および （ｂ）該化合物を、標的核酸分子を含む組成物に接触させ、そしてそれにより
    アンチセンス分子を該標的核酸分子にハイブリダイズする工程 を含む方法。
  130. 【請求項１３０】 アンチセンス分子を標的核酸分子にハイブリダイズする
    ための方法であり、以下の工程： （ａ）請求項９７に記載のアレイを、標的核酸分子を含む組成物に接触させる
    工程であり、ここで前記表面に付着した前記核酸塩基ポリマーがアンチセンス分
    子である工程；および （ｂ）１つ以上の核酸塩基ポリマーを該アレイから分離し、そしてそれにより
    アンチセンス分子を該標的核酸分子にハイブリダイズする工程 を含む方法。
  131. 【請求項１３１】 アンチセンス分子を標的核酸分子にハイブリダイズする
    方法であり、以下の工程： （ａ）１つ以上の核酸塩基ポリマーを、請求項９７に記載のアレイから分離す
    る工程であり、ここで前記表面に付着した前記有機化合物がアンチセンス分子で
    ある工程；および （ｂ）該核酸塩基ポリマーを標的核酸分子を含む組成物に接触させ、そしてそ
    れによりアンチセンス分子を該標的核酸分子にハイブリダイズさせる工程 を含む方法。
  132. 【請求項１３２】 前記核酸塩基ポリマーが以下： （ａ）同一長さを有する２〜１０の異なるプローブの、少なくとも１つのセッ
    トであり、ここで１つのプローブは基準配列の４〜４０のヌクレオチド部分に完
    全に相補的であるセット；を含み、そしてここで （ｂ）該セットの残りのプローブの各々が、該完全に相補的なプローブに対し
    て１つの核酸塩基置換を含む点を除いては、該相補的プローブと同一であり、こ
    こで、各置換が該基準配列に関して同じ位置である請求項８７に記載のアレイ。
  133. 【請求項１３３】 前記アレイが、基準配列の全ての位置についての少なく
    とも１つのセットを含む、請求項１３２に記載のアレイ。
  134. 【請求項１３４】 前記アレイが、少なくとも２つのセットを含み、ここで
    、一方のセット中のプローブの長さが、他方のセット中のプローブの長さと異な
    る、請求項１３２に記載のアレイ。
  135. 【請求項１３５】 前記核酸塩基置換が、各プローブの長さに対して中心に
    位置する、請求項１３２に記載のアレイ。
  136. 【請求項１３６】 前記核酸塩基置換が、天然核酸塩基およびアナログ核酸
    塩基から選択される、請求項１３２に記載のアレイ。
  137. 【請求項１３７】 請求項１３２に記載のアレイであり、ここで、前記基準
    配列が、ヒト免疫不全ウイルス、ヒトｐ５３遺伝子、ヒトＣＦＴＲ遺伝子、ヒト
    第Ｖ因子遺伝子、ヒトＢＲＣＡ１遺伝子、ヒトＢＲＣＡ２遺伝子、ヒト白血球抗
    原、およびヒト一本鎖ヌクレオチド多型からなるセットから選択される、アレイ
    。
  138. 【請求項１３８】 核酸の既知の基準配列の改変体の配列決定の方法であり
    、ここで、該改変体は、任意の６ヌクレオチド長につき２を超えない頻度で１つ
    以上のヌクレオチド置換を含み、以下の工程： （ａ）請求項１３３に記載のアレイを、ハイブリダイゼーション条件下で核酸
    フラグメントに接触させる工程であり、ここで、該条件は、該改変体に完全に相
    補的なプローブと、該改変体に決して完全ではなく相補的であるプローブとの間
    の差異を与える工程； （ｂ）該改変体に完全に相補的な各セットのプローブを検出する工程； （ｃ）完全に相補的なプローブから、それらの配列を収集することにより、該
    改変体の配列を決定する工程 を含む方法。
  139. 【請求項１３９】 １つ以上の有機化合物を、有機化合物のアレイから単離
    する方法であり、以下の工程： （ａ）請求項８６に記載のアレイの第１領域上にコーティングされたフォトレ
    ジストを、照射する工程であり、その結果： （ｉ）該第１領域上にコーティングされたフォトレジストは、実質的に除去
    され、そして該アレイの第２領域上にコーティングされたフォトレジストは実質
    的に除去されず、該第１領域に曝露された有機化合物を生じるか；または （ｉｉ）第２領域上にコーティングされたフォトレジストは、実質的に除去
    され、そして該アレイの該第１領域上にコーティングされたフォトレジストは実
    質的に除去されず、該第２領域に曝露された有機化合物を生じる、工程；ならび
    に （ｂ）該アレイから曝露された有機化合物を分離する工程；および、それから
    該有機化合物のアレイから１つ以上の化合物を単離する工程 を含む方法。
  140. 【請求項１４０】 前記フォトレジストがポジ型フォトレジストである、請
    求項１３９に記載の方法であり、ここで、前記曝露された有機化合物が前記第１
    領域にある方法。
  141. 【請求項１４１】 前記フォトレジストがネガ型フォトレジストである、請
    求項１３９に記載の方法であり、ここで、前記曝露された有機化合物が前記第２
    領域にある方法。
  142. 【請求項１４２】 前記フォトレジストがポリマーを含む、請求項１３９に
    記載の方法であり、ここで、該ポリマーはジアゾキノンおよびポリフェノールホ
    ルムアルデヒドを含む方法。
  143. 【請求項１４３】 前記照射する工程が、前記フォトレジストをディベロッ
    パーに接触させる工程をさらに含む、請求項１３９に記載の方法。
  144. 【請求項１４４】 請求項１３０に記載の方法であり、ここで、前記照射の
    工程の前、または前記照射の工程と同時に、前記フォトレジストが、該フォトレ
    ジストとは実質的に反応しない光で照射される方法。
  145. 【請求項１４５】 請求項１３９に記載の方法であり、前記第１領域が以下
    ： （ｉ）前記フォトレジストと照射の光源との間にマスクを設置する工程であり
    、ここで該マスクは、該照射に対して実質的に透過性の少なくとも１つの領域、
    および該照射に対して実質的に不透過性の少なくとも１つの領域を有する工程；
    ならびに （ｉｉ）該マスクを通って前記第１部分上にコーティングされたフォトレジス
    トまで進むような照射で、該マスクを照射する工程 により照射される方法。
  146. 【請求項１４６】 有機化合物のアレイにおける目的の化合物の存在、また
    は非存在を決定するための方法であり、以下の工程： （ａ）請求項８６に記載のアレイの第１領域上にコーティングされたフォトレ
    ジストを、照射する工程であり、その結果： （Ｉ）該第１領域上にコーティングされたフォトレジストは、実質的に除去
    され、そして該アレイの第２領域上にコーティングされたフォトレジストは実質
    的に除去されず、該第１領域に曝露された有機化合物を生じるか；または （ＩＩ）第２領域上にコーティングされたフォトレジストは、実質的に除去
    され、そして該アレイの該第１領域上にコーティングされたフォトレジストは実
    質的に除去されず、該第２領域に曝露された有機化合物を生じる； （ｂ）該アレイから曝露された有機化合物を分離する工程；および （ｃ）目的の化合物の存在または不在について、分離された有機化合物をアッ
    セイする工程、および、それから、該有機化合物のアレイにおける目的の化合物
    の存在または不在を決定する工程 を含む方法。
  147. 【請求項１４７】 請求項１４６に記載の方法であり、ここで、工程（ｃ）
    が、前記分離された有機化合物を、電気泳動、クロマトグラフィ、質量スペクト
    ル、ＮＭＲスペクトル、ＤＮＡ配列決定、ペプチド配列決定、核酸ハイブリダイ
    ゼーション、およびＰＣＲからなる群から選択されたアッセイに供する工程を含
    む方法。
  148. 【請求項１４８】 有機化合物のアレイから１つ以上の有機化合物を単離す
    る方法であり、以下の工程： （ａ）請求項８６に記載のアレイの第１領域上にコーティングされたフォトレ
    ジストを、照射する工程であり、その結果： （ｉ）該第１領域上にコーティングされたフォトレジストは、実質的に除去
    され、そして該アレイの第２領域上にコーティングされたフォトレジストは実質
    的に除去されず、該第１領域に曝露された有機化合物を生じるか；または （ｉｉ）第２領域上にコーティングされたフォトレジストは、実質的に除去
    され、そして該アレイの第１領域上にコーティングされたフォトレジストは実質
    的に除去されず、該第２領域に曝露された有機化合物を生じる、工程； （ｂ）該曝露された化合物を分離する工程； （ｃ）残りのフォトレジストを実質的に除去し、残りの有機化合物を曝露する
    工程；および （ｄ）該曝露された残りの有機化合物を、該アレイから分離する工程；および
    、それから、該有機化合物のアレイから１つ以上の化合物を単離する工程 を含む方法。
  149. 【請求項１４９】 １つ以上の不連続な既知の領域において表面に付着した
    有機化合物のアレイを生産するための方法であり、該方法は以下の工程： （ａ）第１領域において表面に付着した第１分子を覆う陽性フォトレジストの
    層を、照射する工程であり、その結果、フォトレジストが、第１領域中の第１分
    子から実質的に除去されるが、第２領域の第１分子からは除去されない工程； （ｂ）試薬を該第１領域の第１分子と反応させ、該第１領域に付着した第２分
    子を形成する工程；および （ｃ）該フォトレジストの層を実質的に除去し、そして、それにより、１つ以
    上の不連続な既知の領域において該表面に付着した有機化合物のアレイを生産す
    る工程 を含む方法。
  150. 【請求項１５０】 １つ以上の不連続な既知の領域において表面に付着した
    有機化合物のアレイを生産するための方法であり、該方法は、以下の工程： （ａ）第２領域において表面に付着した第１分子を覆う陰性フォトレジストの
    層を、照射する工程であり、その結果、フォトレジストが、第１領域中の第１分
    子から実質的に除去されるが、第２領域の第１分子からは除去されない工程； （ｂ）試薬を該第１領域の第１分子と反応させ、該第１領域に付着した第２分
    子を形成する工程；および （ｃ）該フォトレジストの層を実質的に除去し、そして、それにより、１つ以
    上の不連続な既知の領域において該表面に付着した有機化合物のアレイを生産す
    る工程 を含む方法。
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