JP2003240782A - アレイ製造方法 - Google Patents

アレイ製造方法

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JP2003240782A JP2003008899A JP2003008899A JP2003240782A JP 2003240782 A JP2003240782 A JP 2003240782A JP 2003008899 A JP2003008899 A JP 2003008899A JP 2003008899 A JP2003008899 A JP 2003008899A JP 2003240782 A JP2003240782 A JP 2003240782A
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ジェイ． ウッドマン スティーブ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、物質のアレイの調製のための改変
された方法および装置を提供することを課題とする。こ
こで、各アレイは、基板の表面と結合するポリマー、低
分子、または無機物質の予め選択された収集物を含む。
本発明の方法は、アレイ製造に使用される一般的な装
置、フローセル幾何学条件、および溶液に改変を提供す
る。 【解決手段】 ヌクレオチドから保護基を除去する方法
であって、Ｈ２Ｏで希釈されたアルキルアミンを用いて
該ヌクレオチドを脱保護する工程を含む、方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アレイ製造のプロ
セスにおける使用のための改変された技術および方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】（関連の適用に対する相互参照）本願
は、１９９８年２月６日出願の出願シリアル番号０９／
０１９、８８１の一部継続出願であり、本発明の譲受人
に譲渡されている。
【０００３】（発明の背景）図１は、ＲＮＡまたはＤＮ
Ａのような生物学的物質のアレイを形成および分析する
ためのコンピューター化システムを図示する。コンピュ
ーター１００は、ＲＮＡまたはＤＮＡのような生物学的
ポリマーのアレイを設計するために用いられる。コンピ
ューター１００は、例えば、適切にプログラムされたＳ
ｕｎ Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎまたはパーソナルコンピ
ューターまたはワークステーション（例えば、適切なメ
モリーおよびＣＰＵを含むＩＢＭ ＰＣ等価物）であり
得る。コンピューターシステム１００は、目的の遺伝子
の所望の特性に関するユーザーからの入力、およびアレ
イの所望の特徴に関する他の入力を得る。必要に応じ
て、このコンピューターシステムは、ＧｅｎＢａｎｋの
ような外部および内部のデータベース１０２から目的の
特定の遺伝子配列に関する情報を獲得し得る。コンピュ
ーターシステム１００の出力は、ＰＣＴ出願ＷＯ９２／
１００９２に記載のように、例えば、スイッチマトリッ
クスの形態のチップ設計コンピューターファイル１０
４、および他の関連コンピューターファイルのセットで
ある。ＰＣＴ出願ＷＯ９２／１００９２は、すべての目
的のためにその全体が参考として本明細書において援用
されている。
【０００４】チップ設計ファイルは、ＤＮＡのような分
子のアレイの製造において用いられるリトグラフマスク
を設計するシステム１０６に提供される。このシステム
つまりプロセス１０６は、マスク１１０を作製するのに
必要なハードウエアならびに、また、効率的な様式でマ
スクパターンをマスク上に配列するために必要なコンピ
ューターハードウエアおよびソフトウエア１０８を含み
得る。図１において他の特徴を有する場合、このような
装置は、同じ物理的な部位に設置され得るか、または設
置され得ないが、図１における図解を容易にするために
一緒に示される。システム１０６は、ポリマーアレイの
製造における使用のためのクロム−オン−ガラス（ｃｈ
ｒｏｍｅ−ｏｎ−ｇｌａｓｓ）マスクのようなマスク１
１０を作製する。
【０００５】マスク１１０、およびシステム１００から
のチップの設計に関する選択された情報が、合成システ
ム１１２に用いられる。合成システム１１２は、基板ま
たはチップ１１４上でポリマーのアレイを製造するため
に用いる必要なハードウエアおよびソフトウエアを含
む。例えば、シンセサイザー１１２は、基板およびチッ
プ１１４が設置されている光供給源１１６および化学フ
ローセル１１８を含む。マスク１１０は、光供給源と基
板／チップとの間に設置され、そして２つは、チップの
選択された領域の脱保護のために適切な時間で互いに関
連して変換される。選択された化学試薬は、脱保護化領
域に結合するため、ならびに洗浄および他の操作のため
にフローセル１１８を通じて指向される。すべての操作
は、好ましくは、適切にプログラムされたデジタルコン
ピューター１１９により指示される。これは、マスク設
計およびマスク作製において用いられるコンピューター
と同じコンピューターであり得るかまたはあり得ない。
【０００６】合成システム１１２により製造される基板
は、必要に応じて、より小さいチップへ細かく刻まれ、
そして標識されたレセプターに曝露される。このレセプ
ターは、基板上の１つ以上の分子に相補的であり得る
か、またはあり得ない。このレセプターは、フルオレセ
イン標識のような標識を用いて標識され（図１において
星印で示す）、そしてスキャンニングシステム１２０に
設置される。スキャンニングシステム１２０はまた、適
切にプログラムされたデジタルコンピューター１２２の
指示下で操作する。これはまた、合成、マスク作製およ
びマスク設計において用いられるコンピューターと同じ
コンピューターであり得るか、またはあり得ない。スキ
ャナー１２０は、標識レセプター（＊）が基板に結合し
た位置を検出するために用いられる共焦点の顕微鏡また
はＣＣＤ（電荷結合デバイス：ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐ
ｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）のような検出デバイス１２４を
含む。スキャナー１２０の出力は、フルオレセイン標識
化レセプターの場合、基板上の位置の関数として蛍光強
度（光子カウントまたは電圧のような他の関連する測
度）を示すイメージファイル１２４である。標識レセプ
ターがポリマーのアレイにより強力に結合した場合、よ
り高い光子カウントが観察されるので、そして基板上の
ポリマーのモノマー配列が位置の関数として公知である
ので、レセプターに相補的な基板上のポリマーの配列を
決定することが可能になる。
【０００７】イメージファイル１２４は、分析システム
１２６への入力として提供される。また、分析システム
は、広範な種々のコンピューターシステムの任意の１つ
であり得るが、好ましい実施態様では、この分析システ
ムは、Ｓｕｎ Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎまたは等価物に
基づく。チップ設計ファイルおよびイメージファイルか
ら得られる分子配列に関する情報を用いて、この分析シ
ステムは、１つ以上の種々のタスクを実行する。１つの
実施態様では、この分析システムは、目的のレセプター
により生成された蛍光のパターンを「野生」型レセプタ
ーから予期されるパターンと比較し、適切な出力１２８
を提供する。蛍光のパターンが野生型レセプターのパタ
ーンに適合（限度内で）する場合、目的のレセプター
は、野生型レセプターと同じであると推定される。蛍光
のパターンが野生型レセプターのパターンと有意に異な
る場合、このレセプターは、野生型レセプターではない
と推定される。このシステムは、ＤＮＡまたはＲＮＡの
ようなレセプターにおける特定の変異を同定するために
さらに用いられ得、そしていくつかの実施態様におい
て、特定のレセプターのすべてまたは一部を新規に配列
決定し得る。
【０００８】図２Ａは、図１に示されるアレイを形成お
よび分析するためのシステムと組み合わせて用いられる
ソフトウエアシステムの簡略化した説明図を提供する。
図２Ａに示されるように、このシステムは、工程２０２
で、特定の分析における目的である遺伝子配列をまず同
定する。目的の配列は、例えば、遺伝を確認し、法医学
の情報などを提供する遺伝子の正常部分または変異部分
であり得る。配列選択は、テキストファイルの手動入力
を介して提供され得るか、ＧｅｎＢａｎｋのような外部
供給源に由来し得る。工程２０４で、このシステムは、
遺伝子を評価し、どのプローブがチップ上で所望される
かを決定する際にユーザーを決定または補助し、そして
プローブについてのチップ上の適切な「レイアウト」を
提供する。このレイアウトは、エッジ効果の最小化、合
成の容易さ、および／またはチップ上の整列（遺伝子配
列の「読み取り」を可能にする）のような所望の特性を
実行する。
【０００９】工程２０６で合成のためのマスクが設計さ
れる。また、このマスクは、１つ以上の所望の特質を実
行するために設計される。例えば、このマスクは、必要
なマスクの数を減少するために、マスク上で「開口」さ
れるべきピクセル（ｐｉｘｅｌ）の数を減少させるた
め、および／またはマスクの合成において必要な曝露の
数を減少するために、設計され得、これにより実質的に
コストを低下させる。
【００１０】工程２０８で、ソフトウエアは、マスク設
計およびＤＮＡまたは他のポリマーチップを作製するた
めのレイアウト情報を利用する。このソフトウエア２０
８は、数ある中で、基板およびマスクの相対変換、フロ
ーセルを通じた所望の試薬の流れ、フローセルの合成温
度ならびに他のパラメーターを制御する。工程２１０
で、ソフトウエアの別の部分は、チップのスキャンニン
グに用いられ、従って、チップが合成され、標識された
レセプターへ曝露される。
【００１１】ソフトウエアはチップのスキャンニングを
制御し、従って、得られたデータを配列情報を抽出する
ために後で利用され得るファイル中に蓄積する。
【００１２】工程２１２で、ソフトウエアシステムは、
レイアウト情報および蛍光情報を利用し、チップを評価
する。ＤＮＡチップから得られる情報の重要な部分の間
には、変異体レセプターの同定、および特定のレセプタ
ーの遺伝子配列の決定がある。 図２Ｂは、特定の標的
ＤＮＡのＤＮＡプローブのアレイ１１４への結合を図示
する。この簡単な例で示されるように、以下のプローブ
が、アレイ内で形成される： 配列５‘−ＴＣＴＴＧＣＡを用いたフルオレセイン標識
（または他で標識した）標的がアレイに曝露される場
合、これは、プローブ３’−ＡＧＡＡＣＧＴのみに相補
的であり、そしてフルオレセインは、３’−ＡＧＡＡＣ
ＧＴが位置される基板の表面で見出される。対照的に、
５’−ＴＣＴＴＧＣＴがアレイに曝露される場合、これ
は、３’−ＡＧＡＡＣＧＡにのみ（または最も強く）結
合する。標的がプローブのアレイに最も強力にハイブリ
ズする位置を同定することにより、本明細書中の本発明
を用いてこのようなアレイから配列情報を抽出すること
が可能になる。
【００１３】ＶＬＳＩＰＳ（登録商標）と呼ばれる新し
い技術は、数十万以上の異なる分子プローブを含む親指
の爪よりも小さいチップの製造を可能にした。これらの
技術は、米国特許番号５，１４３，８５４号、ＰＣＴ
ＷＯ９２／１００９２号、およびＰＣＴ ＷＯ ９０／
１５０７０号（すべての目的のためにその全体が参照と
して本明細書に援用されている）に記載されている。実
際には、生物学的チップは、アレイに配列されたプロー
ブ（それぞれのプローブ集団は特定の位置に割り当てら
れている）を有している。生物学的チップは、その中
で、それぞれの位置が、例えば、１０ミクロンの大きさ
を有して生産された。上記のように、このチップは、標
的分子がチップ上の任意のプローブと相互作用するか否
かを決定するために用いられ得る。選択された試験条件
下で標的分子にアレイを曝露した後、スキャンニングデ
バイスは、アレイのそれぞれの位置を試験し得、そして
標的分子がその位置でプローブと相互作用したか否かを
決定し得る。
【００１４】生物学的チップは、プローブまたは標的分
子のいずれかについての情報を得るための種々のスクリ
ーニング技術において有用である。例えば、ペプチドの
ライブラリーは、薬物についてスクリーニングするため
のプローブとして用いられ得る。このペプチドは、レセ
プターに曝露され得、そしてレセプターに結合するそれ
らのプローブは、同定され得る。
【００１５】例えば、プローブがオリゴヌクレオチドで
ある生物学的チップ（「オリゴヌクレオチド アレ
イ」）は、期待を示す。核酸プローブのアレイは、核酸
サンプルから配列情報を抽出するために用いられ得る。
このサンプルは、ハイブリダイゼーションを可能にする
条件下でプローブに曝露される。次いで、このアレイ
は、スキャンされ、サンプル分子がどのプローブとハイ
ブリダイズしたかを決定する。アレイ上の特定の配列を
用いるプローブの選択的タイリング（ｔｉｌｉｎｇ）、
およびハイブリダイゼーションのパターンと非ハイブリ
ダイゼーションのパターンを比較するためのアルゴリズ
ムを用いることによって配列情報を入手し得る。この方
法は、核酸の配列決定のために有用である。これはま
た、遺伝的疾患についての、または特定の病原体もしく
は病原体の株の存在についての診断的スクリーニングに
おいて有用である。
【００１６】種々の異なる型のポリマーを合成するため
の方法および装置は、当該分野において周知である。例
えば、Ａｔｈｅｒｔｏｎら、「Ｓｏｌｉｄ Ｐｈａｓｅ
Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」、ＩＲＬ Ｐ
ｒｅｓｓ、１９８９（すべての目的のために参考として
本明細書に援用されている）に記載された「メリフィー
ルド」法は、固体支持体上でペプチドを合成するために
用いられた。メリフィールド法において、アミノ酸は、
不溶性のポリマーから作られた支持体に共有結合され
る。α保護基を有する別のアミノ酸は、ジペプチドを形
成するためにその共有結合されたアミノ酸と反応され
る。洗浄後、保護基は、除去され、そしてα保護基を有
する第３のアミノ酸がジペプチドに付加される。このプ
ロセスは、所望の長さのペプチドおよび配列が得られる
まで続けられる。
【００１７】ポリマー合成のため一連の反応容器を用い
ることがまた提案された。例えば、管状のリアクターシ
ステムは、自動化された試薬の連続添加により固相支持
体上で直鎖ポリマーを合成するために用いられ得る。
【００１８】既知の量の反応粒子を含む多孔性の容器内
（この粒子は、容器の孔よりもサイズがより大きい）
で、ポリマー配列の多数を調製する方法はまた、公知で
ある。この容器は、所望の物質と選択的に反応され、所
望の配列の産物分子を合成し得る。
【００１９】他の技術もまた所望された。これらの方法
は、標準的なマイクロタイタープレートの形式に適合す
る９６のプラスチックピン上でのペプチドの合成を含
む。
【００２０】固体基板上でポリマー配列の大きいアレイ
を作製するための方法がまた開発された。ポリマー配列
のこれらの大きい「アレイ」は、広範な範囲の適用を有
し、そして薬学、生物工学および医療産業に対して実質
的に重要である。例えば、このアレイは、生物学的活性
（例えば、レセプター結合能力）について多数の分子を
スクリーニングすることにおいて用いられ得る。あるい
は、核酸プローブのアレイは、公知の配列において変異
を確認するために用いられ得る。特に注目すべきは、米
国特許番号第５，４４５，９３４号（Ｆｏｄｏｒら）お
よび米国特許番号第５，５１０，２７０号（Ｆｏｄｏｒ
ら）に記載されている先駆的な研究である。これは、光
指向技術を用いる分子合成の改良方法を開示し、そして
すべての目的のためにその全体が参考として本明細書に
援用されている。
【００２１】本発明は、上記のように、アレイ製造のプ
ロセスにおける使用のための改変された技術および方法
に関する。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】（発明の概要）本発明
は、物質のアレイの調製のための改変された方法および
装置を提供する、ここで、それぞれのアレイは、基板の
表面に会合するポリマー、低分子または無機物質の事前
に選択された収集体を含む。本発明の１つの実施態様で
は、アレイの製造の間に、静電気を除去する方法が記載
される。静電気除去の方法は、イオン化ファンまたはイ
オン棒の使用を含み得るがこれに限定されない。詳細に
は、静電気除去のための装置は、フローセルにおけるそ
れぞれの入口および出口に設置される。本発明の別の実
施態様では、最適化されたフローセルの幾何学的条件が
提供される。本発明の別の実施態様では、アレイ製造の
間、ホスホラミダイトの導入が提供される。本発明の別
の実施態様では、新規の脱保護溶液が提供される。
【００２３】
【課題を解決するための手段】（定義） アレイ：アレイは、基板の表面に会合される異なるポリ
マー配列、低分子または無機物質の事前選択された収集
体である。アレイは、モノマーの特定の基礎的なセット
から作製されるすべての可能性のあるモノマー配列を有
する所定の長さのポリマーまたはこのようなアレイの特
定のサブセットを含み得る。他の場合において、アレイ
は、無機物質から形成され得る（Ｓｃｈｕｌｔｚら、Ｐ
ＣＴ出願ＷＯ ９６／１１８７８（すべての目的のため
にその全体が参考として本明細書に援用される）を参照
のこと）。
【００２４】モノマー：ポリマーを形成するために一緒
に結合され得る低分子のセットのメンバー。モノマーの
セットは、例えば、通常のＬ−アミノ酸のセット、Ｄ−
アミノ酸のセット、天然または合成アミノ酸のセット、
ヌクレオチドのセットならびにペントース（五炭糖）お
よびヘキソース（六炭糖）のセットを含むがこれらに限
定されない。本明細書において用いる場合、モノマー
は、ポリマーの合成のための任意の数の基礎的なセット
をいう。例えば、２０の天然に存在するＬ−アミノ酸の
ダイマーは、ポリペプチドの合成のために４００のモノ
マーの基礎セットを形成する。モノマーの異なる基礎セ
ットは、ポリマーの合成において、任意の連続的な工程
で使用され得る。さらに、それぞれのセットは、合成後
に改変される保護されるメンバーを含み得る。
【００２５】基板：剛性表面または半剛性表面を有する
物質。多くの実施態様において、基板の少なくとも１つ
の表面は、実質的に平坦である。しかし、いくつかの実
施態様において、異なるポリマーについての合成領域を
例えば、ウエル、隆起領域、食刻された溝などで物理的
に分離することが所望され得る。他の実施態様に従っ
て、小さいビーズが表面に提供され得る。これは、合成
の完了時に放出され得る。
【００２６】保護基：モノマーユニットに結合し、そし
て反応基の曝露のためにそれから選択的に除去され得る
物質。保護基は、一般的に、保護基が除去される時ま
で、望ましくない反応を生じること（例えば結合）を防
止する。
【００２７】反応基：選択された環境下で別の部分との
所望の結合または切断反応を行う分子の一部をいう。こ
のような結合は共有結合または他の型の結合を介し得
る。
【００２８】（発明の詳細な説明）物質のアレイの合成
のための方法は、以前に記載されている。例えば、単一
の基板上で、多くのポリマー配列（オリグヌクレオチド
およびペプチドを含む）のアレイを合成する方法は、記
載されている。米国特許第５，１４３，８５４号、およ
び５，３８４，２６１号および公開ＰＣＴ出願番号ＷＯ
９２／１００９２（これらの各々は、全ての目的のため
にその全体が参考として、本明細書中に援用される）を
参照のこと。無機物質のアレイを合成するための方法も
また、記載されている。公開ＰＣＴ出願番号ＷＯ９６／
１１８７８を参照のこと。
【００２９】以前に記載されたように、基板の表面上の
物質の合成は、例えば、米国特許第５，１４３，８５４
および同第５，３８４，２６１号および公開ＰＣＴ出願
番号ＷＯ９２／１００９２に記載されるような、光指向
型方法、または米国特許第５，３８４，２６１号および
公開ＰＣＴ出願番号ＷＯ９３／０９６６８（これらの各
々は参考として本明細書中に援用される）に記載される
ような、機械的合成方法を使用して実行され得る。１つ
の実施態様において、合成は、光指向型合成方法を使用
して実行される。特に、これらの光指向型または写真平
版型合成方法は、光分解工程および化学工程を含む。手
短に言うと、基板表面は、その表面上に官能基を含む。
これらの官能基は、光不安定性の保護基により保護され
る（「光保護される」）。光分解工程の間に、基板の表
面の部分は、光または他の活性化因子に曝露され、これ
らの部分内の官能基を活性化する（すなわち、光保護基
を除去する）。次いで、基板を化学工程に供し、ここ
で、少なくとも１つの官能基を光保護される化学モノマ
ーは、次いで、基板の表面と接触される。これらのモノ
マーは、保護されていない官能基を介して基板の活性化
された部分に結合する。
【００３０】引き続く活性化および結合工程は、モノマ
ーを第一の領域の全てまたは一部と重複し得る他の予め
選択された領域に結合する。基板上の各領域での活性化
および結合配列は、その上で合成されたポリマーの配列
を決定する。
【００３１】光指向型技術は、例示目的で本明細書中に
記載されるが、本明細書中の発明は、インクジェットま
たはフローセル合成方法（Ｗｉｎｋｌｅｒら、米国特許
第５，３８４，２６１号を参照のこと）のような他の技
術、および適用された電界の使用を介する他の技術（Ｆ
ｏｄｏｒら、米国特許第５，１４３，８５４号を参照の
こと）への適用、あるいは上記のまたは他の方法により
支持体上で予め合成された物質の置換でさえも有する。
同時係属出願の米国特許シリアル番号０８／６３４，０
５３号もまた参照のこと（これらの各々は、全ての目的
のためにその全体が参考として、本明細書中に援用され
る）。
【００３２】アレイ製造に関連する装置は、特にその年
の特定の時間に、陰性または陽性のいずれかであり得
る、非一貫性の静電荷を生成する傾向を有する。この静
電荷は、いくつかの場合において、製造されたアレイの
コンシステンシーおよび質に影響する。この静電荷は、
主に、天候の変動により引き起こされ得ると考えられる
が、しかし、この場合にもかかわらず、静電荷の除去ま
たは変化は、製造工程に有利であり得る。従って、本発
明は、１つの実施態様において、製造工程から静電荷の
除去を提供する。この静電荷の除去は、例えば、イオン
化ファン（その装置の上の天井に埋め込まれた大きいフ
ァンか、または静電荷のレベルを有することが記録され
る領域に配置される小さなファンのいずれか）の追加に
より達成され得る。いくつかの特定の場合において、こ
の静電荷は、製造に必要な時間の長さの減少、または収
量の増加のいずれかの点における、アレイ製造の性能を
増強するために操作され得る。
【００３３】光指向型合成を介して整列化されたポリマ
ーの製造の１つの特定の例において、基板の調製プロセ
スは、１単位の操作において光分解工程および化学工程
を組合わせる。基板ウェーハは、光分解工程、および化
学工程か、またはモノマー付加工程の両方の間に、フロ
ーセル中に搭載される。特に、基板は、基板上の官能基
を活性化するために基板の合成表面の光分解性曝露を可
能にするリアクター系中に搭載される。次いで、化学モ
ノマーを含む溶液を、リアクター系に導入し、そして合
成表面と接触させる。ここで、そのモノマーは、基板表
面上の活性な官能基と結合し得る。次いで、溶液を含む
モノマーを、リアクター系から除去し、そして別の光分
解工程を実施して、基板表面の異なる選択された領域を
曝露し、そして活性化する。このプロセスは、所望のポ
リマーアレイが作製されるまで繰り返される。
【００３４】個々のプロセスの組合せた光分解／化学工
程を実行するためのデバイスの略図を、図３に示す。図
３のデバイスは、図１における化学フローセル１１８に
対応する。図は、リアクター系３００の横断面を示す。
そのデバイスは、１つの表面に配置される空洞３０４を
有する本体３０２から構成されるフローセルを含む。空
洞は、一般に、空洞内へおよび空洞を通って流体を流す
ための流体入口３０８および出口３１０を含む。必要に
応じて、その空洞は、流体が空洞内へおよび空洞を通っ
てポンプ（ｐｕｍｐｅｄ）される場合に流体を混合する
のを補助するために、空洞の背面上にリッジ３０６を含
む。基板３１２は、空洞に渡って搭載され、これにより
基板ウェーハ３１４の前面（アレイが、その上で合成さ
れるべき表面）は、空洞と流体伝達状態にある。このデ
バイスはまた、選択された流体を空洞内に送達して、第
１の基板表面に接触するための流体入口３０８に液体連
絡する流体送達系を含む。流体送達系は、代表的に、選
択された流体（例えば、モノマー含有溶液、指数整合
（ｉｎｄｅｘ ｍａｔｃｈｉｎｇ）流体、洗浄溶液な
ど）を、１以上の試薬リザーバ３１８から空洞へ、流体
入口３０８を経て送達する。この送達系は、代表的に、
ポンプ３１６および種々の試薬リザーバから選択するた
めの１以上のバルブ３１７を含む。本発明の局面は、同
時係属出願の米国特許シリアル番号０８／６３４，０５
３号（これは、全ての目的のために、本明細書中に援用
される）にさらに詳細に記載される。
【００３５】１つの好ましい実施態様に従って、静電荷
除去デバイス３２２は、電荷の活性な除去のためのリア
クター系３００と接触して、または近接して配置され
る。１つの実施態様において、この静電荷除去デバイス
は、小さなポータブル静電荷ファンであり、別の実施態
様において、リアクター系の上の天井に埋め込まれた大
きいファンである。さらに別の実施態様において、荷電
した静電棒が、系に組込まれ得、ここで、その棒からの
イオンは、非静電荷ファンにより製造系を横切ってブロ
ーされる。製造デバイスからの静電荷の除去の他の方法
は、当業者に明らかであり、そしてこの開示は、上記の
指定された方法に限定されることを意図されない。
【００３６】本発明に従って、図４に示すように、静電
荷除去デバイス３２２は、好ましくは、フローセル３０
２の入口点および出口点に配置される。図４は、フロー
セル３０２上の入口点４００および出口点４０１を示
す。このような出口点および入口点、４００、４０１
は、例えば、ドアの形態であり得る。しかし、種々の入
口点および出口点は、所定のフローセル中で使用され
得、そして種々の方法で物理的に構築され得る。本発明
のこの実施態様に従って、フローセル上の任意の入口点
および出口点は、その近位に静電荷除去デバイス３２２
を提供される。このようなデバイス３２２は、静電荷散
逸ファン、荷電した静電棒、または両方の組み合わせで
あり得る。フローセルの入口点および出口点に静電荷除
去デバイス３２２を配置することにより、所望しない静
電が排除され、そしてアレイが組み立てられるフローセ
ル中に生じる化学上の任意の可能性のある効果が、回避
され得る。フローセル中に生じる化学に影響を及ぼすこ
とに加えて、静電気は、基板のフローセルへの固着を生
じ得、従って、プロセス中に基板を移動する際に問題を
生じる。従って、フローセルの入口点および出口点での
静電荷除去デバイス３２２の配置は、散逸効果の集約を
提供するために機能を及ぼす。このことは、基板が、フ
ローセルに入る前およびフローセル内での化学を開始す
る前に、電荷的に中立であることを保証する。さらに、
基板は、電荷的に中立である結果、基板は、それが移動
される際に、ドア、またはフローセルの他の任意の部分
に物理的に固着しない。
【００３７】図５は、フローセルを通って基板を移動す
るためのデバイスの横断面を示す。代表的に、フローセ
ルは、ロボットハンドラーが、フローセル内での処理後
の基板をピックアップし得るように、基板５１４を押す
金属ピン５２０を含む。例えば、ドアまたはフローセル
の他の部分に基板が物理的に固着されるように、静電が
集積することが可能にされた場合、そのピンを使用し
て、フローセルから基板を押すことは、基板の分離を生
じ得る。
【００３８】本発明の別の局面において、上記に記載さ
れるように、基板５１４をドアから押し上げるおよび押
し下げるために使用される金属ピン５２０は、好ましく
は、プラスチックまたはテフロン（登録商標）チップで
被覆される。被覆されない金属ピンが基板を解離するた
めに使用される場合、合成後のウェーハ上で明らかな所
望しない効果を生じる容量性の効果が生じることが見出
された。金属ピンを、プラスチック、テフロン（登録商
標）、またはいくつかの他の非伝導性物質で被覆するこ
とにより、ピンがウェーハを移動するために押し上げら
れた場合、または合成の間（すなわち、フローセルのド
アが、閉じている場合）に、ピンからウェーハの後方へ
通過する任意の可能な電荷が回避される。
【００３９】本発明はまた、フローセルへの設計の改変
を提供する。本発明の１つの実施態様において、フロー
セル本体は、基板が、基板とフローセル本体との間の強
固なシールの形成が依然可能である間に、基板が適合し
得る隣接する本体を形成するように、設計される。この
設計は、製造プロセスの間の基板の割れを防止すると考
えられる。本発明の１つの実施態様において、ｏ−リン
グをしばしば、封入する詰め物（シム、ｓｈｉｍ：詰め
木）は、１つの隣接表面を形成するためにフローセルの
表面内に機械化される。図６は、フローセル設計の１つ
の実施態様の横断面を示す。溝６０１は、空洞３０４を
有するフローセル本体３０２に切り込まれている。ｏ−
リング６０４を備える、詰め物６０２は、本体と基板３
１２との間に強固なシールを形成し、従って、平坦な、
隣接した表面を作成し、ここで、基板はフローセル本体
に接触する。
【００４０】フローセルの空洞の容量をできるだけ小さ
く維持して、化学物質の温度または濃度のような反応パ
ラメーターをより正確に制御することがしばしば望まし
い。しかし、非常に小さいフローセルの空洞（長さ５”
および幅５”の寸法であるフローセルに対して、フロー
セル中において作動中の深さが０．０１０”以下）は、
基板表面の反応流体への不完全な曝露を生じる、空洞中
の反応流体からのトラップ（ｔｒａｐｐｉｎｇ）気泡に
よる収率の減少を導き得る。フローセル空洞における試
薬を、完全に混合するようにすることが重要である。長
さ／幅の比に対しての不充分な深さを有するフローセル
空洞はまた、不充分な反応容量の大きさにより生成され
る表面張力に起因して、完全な混合を阻害し得る。この
因子に起因して、適切な反応空洞の深さは、フローセル
空洞の幅および長さに伴い変化する。５”×５”の寸法
のフローセルについて、好ましい反応空洞の深さは、
０．１００”の作動中の深さ〜０．００５”の作動中の
深さ、およびより好ましくは、０．０５０”〜０．００
５”、より好ましくは、０．０３２”〜０．０１０”で
あり、０．０２０”の作動中の深さがもっとも好まし
い。
【００４１】本発明の別の局面において、フローセルの
材料構築が議論されている。代表的に、フローセルのチ
ャンバー内で、１つの表面はガラスであり、それは、ウ
ェーハ自体により形成される。フローセルの他の表面
は、ステンレス鋼またはガラスを含むいくつかの材料の
１つであり得る。
【００４２】ステンレス鋼を使用する実施態様におい
て、ステンレス鋼材料は、好ましくは、フローセル内で
の混合特性を増強する滑らかさのために、パシット（ｐ
ａｓｓｉｔｅｄ）され、そして電解研磨される。ステン
レス鋼は、費用効果的で、機械化し易い。しかし、ステ
ンレス鋼は、完全に化学的に不活性ではないために、ガ
ラスがフローセルの第２の表面として、好ましく使用さ
れる。特に、ホウケイ酸ガラスが、それが化学的に不活
性であるために有用である。しかし、基板に容易に混入
し、腐食し、または分解しない限り、任意の化学的に不
活性なガラスが使用され得る。ホウケイ酸ガラスはま
た、それが、最も滑らかな可能性のある表面を提供し、
再度それが、化学物質に対する増強された混合特性を提
供するという点で、ステンレス鋼を超える利点を提供す
る。
【００４３】フローセルの第２の表面としてホウケイ酸
ガラスを有する場合、全周をシールするＯ−リングシー
ルを除いて、チャンバー中の全てのものがガラスであ
る。結果として、内部で行われる化学反応物を腐食し、
酸化し、またはさもなければ分解し得るフローチャンバ
ー内部の材料は存在しない。
【００４４】光指向型合成において、各々の光分解工程
後に、モノマー形成ブロックが導入されるか、または基
板の合成表面と接触される。付加されたモノマーは、し
ばしば、単一の活性な官能基を含み、例えば、オリゴヌ
クレオチド合成の場合、３’−ヒドロキシル基を含む。
ポリマー配列内のモノマーへの連結に関与する残存する
官能基（例えば、ヌクレオチドの５’−ヒドロキシル
基）は、一般に光保護される。次いで、モノマーは、前
述の光分解工程の間に活性化される基板の表面上の反応
性部分と結合するか、または基質上に合成されているポ
リマーのリンカー分子の末端で結合する。
【００４５】化学工程は、しばしば、当該分野で周知の
固相ポリマー合成方法を含む。例えば、ホスホラミダイ
ト、亜リン酸トリエステル、ホスホトリエステル、およ
びＨ−ホスホン酸化学物質によるオリゴヌクレオチドの
固相合成のための手順の詳細な記載は、広範に利用可能
である。Ｇａｉｔ編 Ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐ
ｐｒｏａｃｈ，ＩＲＬＰｒｅｓｓ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏ
ｎ Ｄ．Ｃ．（１９８４）（全ての目的のために参考と
して本明細書中に援用される）を参照のこと。
【００４６】本発明の１つの実施態様において、５’ヒ
ドロキシル基で光保護された、３’−０−活性化ホスホ
ラミダイトヌクレオチド含む溶液は、基板の光活性化領
域への結合のためにフローセル内に導入される。代表的
に、ホスホラミダイトヌクレオチドは、１ｍＭ〜約１０
０ｍＭ、より好ましくは１０ｍＭ〜約５０ｍＭ，より好
ましくは１５ｍＭ〜約３０ｍＭの濃度の、そして最も好
ましくは、約２０ｍＭの濃度のモノマー溶液で存在す
る。
【００４７】基板ウェーハ上の所望のポリマーの全体的
な合成に続いて、永久保護基（例えば、各合成工程の間
に除去されなかった保護基）は、代表的に、合成オリゴ
ヌクレオチドの核酸塩基およびリン酸骨格上に残存す
る。これらの保護基の除去は、通常、水性水酸化アンモ
ニウムの濃縮溶液を用いて達成される。この方法は、保
護基の除去に効果的であるが、これらの条件はまた、合
成オリゴマーと支持体（通常、多孔質シリカ粒子）に結
合する機能化されたシラン誘導体との間のエステル結合
を加水分解することにより、その支持体からのその合成
オリゴマーのいくらかの量の切断を生じ得る。アレイに
おいて、最終の脱保護工程後にオリゴヌクレオチドを基
板へ連結する結合を防御することが望ましい。この理由
のために、合成は、ヒドロキシルアルキル−トリアルコ
キシシラン（例えば、ビス（ヒドロキシエチル）アミノ
プロピルシラン）で誘導体させた基板上で直接的に行わ
れる。しかし、これらの支持体は、脱保護に使用される
アルカリ加水分解の条件に完全に安定ではない。持続時
間に依存して、延長された期間で水性アンモニア中に放
置される基板は、シラン結合相上の水酸化物イオンの攻
撃に起因して、プローブの損失に陥り得る。
【００４８】同時係属出願第０８／６３４，０５３号
（全ての目的のために本明細書中に援用される）は、無
水有機アミンを使用する、ポリマー配列の最終的な脱保
護を記載する。特に、第一級、および第二級アルキルア
ミンを使用して、最終的な脱保護をもたらす。アルキル
アミンは、未希釈で、または有機溶媒（例えば、エタノ
ール、アセトニトリルなど）の溶液中で使用され得る。
【００４９】本発明の１つの実施態様は、溶液中の活性
成分が水で希釈されることを提供する。好ましい実施態
様は、メチルアミン（ＭＥＴ）／Ｈ２Ｏ、エチレンジア
ミン（ＥＤＡ）／Ｈ２Ｏ、エタノールアミン（ＥＴＡ）
／Ｈ２Ｏ、および水酸化アンモニウム／Ｈ２Ｏを含む
が、これらに限定されない。代表的なアルキルアミンの
溶液は、少なくとも約４０％アルキルアミン（ｖ／ｖ）
である。除去されるべき保護基に依存して、これらの溶
液中での完全脱保護のために、「速い」塩基保護基（例
えば、ＰＡＣまたはＤＭＦ保護Ａ、ＣまたはＧ、および
Ｉｂｕ保護Ｃ）について数分から、標準的な保護基（例
えば、ベンゾイル保護Ａ、Ｃ、またはＧ、およびＩｂｕ
保護Ｇ）について、例えば４〜２０時間からの範囲の時
間が必要とされる。
【００５０】１つの局面において、本発明は、以下を提
供する：アレイを製造する方法であって、以下：物質の
アレイを形成するために基板の表面上で物質を製造する
工程；および該製造工程の間に静電気を除去する工程を
含む、方法。
【００５１】１つの実施形態において、前記製造工程が
リアクター系において生じる。別の実施形態において、
リアクター系がフローセルを含む。なお別の実施形態に
おいて、前記フローセルの少なくとも１つの表面がステ
ンレス鋼から作製される。なお別の実施形態において、
前記フローセルの少なくとも１つの表面がガラスから作
製される。なお別の実施形態において、前記ガラスがホ
ウケイ酸ガラスである。１つの実施形態において、前記
アレイが生物学的アレイである。１つの実施形態におい
て、前記物質が無機化合物である。１つの実施形態にお
いて、前記物質が有機化合物である。１つの実施形態に
おいて、前記物質がポリマーである。別の実施形態にお
いて、前記ポリマーが核酸を含む。１つの実施形態にお
いて、静電気を除去する前記工程がイオン化ファンによ
り達成される。別の実施形態において、前記イオン化フ
ァンが携帯型のファンである。なお別の実施形態におい
て、前記イオン化ファンが永久設置型である。なお別の
実施形態において、前記イオン化ファンが天井設置型で
ある。別の実施形態において、前記ファンが、静電荷の
レベルを有することが記録された領域に設置される。別
の実施形態において、前記ファンが前記製造工程が生じ
る位置に近接して設置される。１つの実施形態におい
て、前記静電気を除去する工程が静電気的なファンによ
り達成される。１つの実施形態において、前記静電気を
除去する工程が荷電静電棒により達成される。別の実施
形態において、前記荷電静電棒からのイオンが非静電気
的なファンにより前記物質を横切ってブローされる。
【００５２】１つの局面において、本発明は、以下を提
供する：アレイの製造方法であって、以下：リアクター
上の静電気を操作する工程；および該リアクターを用い
て物質を製造する工程、を含む、方法。
【００５３】１つの実施形態において、前記操作する工
程が、前記リアクターの入口点および出口点に静電除去
装置を配置する工程を含む。別の実施形態において、前
記静電除去装置がイオン化ファンを含む。別の実施形態
において、前記静電除去装置がイオン棒を含む。別の実
施形態において、前記静電除去装置が少なくとも１つの
イオン化ファンおよび少なくとも１つのイオン棒の配列
を含む。
【００５４】１つの局面において、本発明は、以下を提
供する：ヌクレオチドから保護基を除去する方法であっ
て、Ｈ２Ｏで希釈されたアルキルアミンを用いて該ヌク
レオチドを脱保護する工程を含む、方法。
【００５５】１つの実施形態において、前記ヌクレオチ
ドが固体支持体に付着される。別の実施形態において、
前記固体支持体が空間的に位置付け可能なアレイであ
る。なお別の実施形態において、前記ヌクレオチドが多
数のオリゴヌクレオチドを含む。なお別の実施形態にお
いて、前記オリゴヌクレオチドが前記アレイ上で合成さ
れる。１つの実施形態において、保護基を除去する前記
工程が、アレイ製造プロセスにおける脱保護工程であ
る。１つの実施形態において、前記の脱保護工程が２分
と２０時間との間で継続する。１つの実施形態におい
て、前記の脱保護工程が１時間と１０時間との間で継続
する。１つの実施形態において、前記の脱保護工程が４
時間と８時間との間で継続する。
【００５６】１つの局面において、本発明は、以下を提
供する：アレイ製造方法であって、以下：基板上で光分
解工程を実施する工程であって、ここで該基板は、その
表面上に官能基を含み、ここで該光分解工程は、フロー
セル内側で生じ、該フローセルは、０．１００”と０．
００５”との間の深さを有する、工程；および化学反応
を実施する工程であって、ここで該化学反応は、該フロ
ーセル内側で生じる、工程、を含む、方法。
【００５７】１つの実施形態において、前記深さが０．
０５”と０．００５”との間である。１つの実施形態に
おいて、前記深さが０．０３２”と０．０１０”との間
である。１つの実施形態において、前記深さが約０．０
２０”である。１つの実施形態において、前記フローセ
ルが５”の幅および５”の長さを有する。１つの実施形
態において、前記化学反応が以下：５’ヒドロキシルの
位置で光保護された３’−Ｏ−活性化ホスホラミダイト
化ヌクレオシド（ホスホラミダイト）の付加、を含み、
ここで該ホスホラミダイトが１ｍＭ〜約１００ｍＭの濃
度で存在する。別の実施形態において、前記ホスホラミ
ダイトが１０ｍＭ〜約５０ｍＭの濃度で存在する。別の
実施形態において、前記ホスホラミダイトが１５ｍＭ〜
約３０ｍＭの濃度で存在する。別の実施形態において、
前記ホスホラミダイトが約２０ｍＭの濃度で存在する。
１つの実施形態において、前記フローセルは、詰め物お
よび該フローセルの本体が、近接表面を形成するように
製造され、ここで前記基板は該フローセル本体に接触す
る。別の実施形態において、前記近接表面は、前記詰め
物が溝に適合するように、該溝を前記本体内に機械加工
することにより形成される。別の実施形態において、詰
め物がｏ−リングを封入する。１つの実施形態におい
て、前記フローセルの少なくとも１つの表面がステンレ
ス鋼から作製される。１つの実施形態において、前記フ
ローセルの少なくとも１つの表面がガラスから作製され
る。別の実施形態において、前記ガラスがホウケイ酸ガ
ラスである。
【００５８】１つの局面において、本発明は、以下を提
供する：アレイ製造方法であって、以下：基板上で光分
解工程を実施する工程であって、ここで該基板は、その
表面上に官能基を含む、工程；および化学反応を実施す
る工程であって、ここで該化学反応は、前記フローセル
内側で生じ、ここで該化学反応は、５’ヒドロキシルの
位置で光保護された３’−Ｏ−活性化ホスホラミダイト
ヌクレオシド（ホスホラミダイト）の付加を含み、ここ
で該ホスホラミダイトが１ｍＭ〜約１００ｍＭの濃度で
存在する、工程；を含む、方法。
【００５９】１つの実施形態において、前記ホスホラミ
ダイトが１０ｍＭ〜約５０ｍＭの濃度で存在する。１つ
の実施形態において、前記ホスホラミダイトが１５ｍＭ
〜約３０ｍＭの濃度で存在する。１つの実施形態におい
て、前記ホスホラミダイトが約２０ｍＭの濃度で存在す
る。
【００６０】１つの局面において、本発明は、以下を提
供する：アレイ製造方法であって、以下：基板上で光分
解工程を実施する工程であって、ここで該基板は、その
表面上に官能基を含む、工程；および化学反応を実施す
る工程であって、ここで該化学反応は、フローセル内側
で生じ、ここで該フローセルは、詰め物および該フロー
セルの本体が、近接表面を形成するように製造され、こ
こで該基板は該フローセルの本体に接触する工程；を含
む、方法。
【００６１】１つの実施形態において、前記近接表面
は、前記詰め物が溝に適合するように、該溝を前記本体
内に機械加工することにより形成される。１つの実施形
態において、前記詰め物がｏ−リングを封入する。１つ
の実施形態において、以下：前記フローセルの入口点お
よび出口点に静電除去装置を配置する工程、をさらに含
む。別の実施形態において、前記静電除去装置がイオン
化ファンを含む。別の実施形態において、前記静電除去
装置がイオン棒を含む。別の実施形態において、前記静
電除去装置が少なくとも１つのイオン化ファンおよび少
なくとも１つのイオン棒の配列を含む。
【００６２】１つの局面において、本発明は、以下を提
供する：アレイ製造方法であって、以下：有機物質のア
レイを形成するために基板の表面上で物質を製造する工
程、および；該製造工程の間に静電気を除去する工程；
を含む、方法。
【００６３】１つの実施形態において、前記静電気を除
去する工程がイオン化ファンにより達成される。別の実
施形態において、前記イオン化ファンが携帯型ファンで
ある。別の実施形態において、前記イオン化ファンが永
久設置型である。なお別の実施形態において、前記イオ
ン化ファンが天井設置型である。別の実施形態におい
て、前記ファンが、静電荷のレベルを有することが記録
された領域に設置される。別の実施形態において、前記
ファンが前記製造工程が生じる位置に近接して設置され
る。１つの実施形態において、前記静電気を除去する工
程が静電気的なファンにより達成される。１つの実施形
態において、前記静電気を除去する工程が荷電静電棒に
より達成される。別の実施形態において、前記荷電静電
棒からのイオンが非静電気的なファンにより前記物質を
横切ってブローされる。
【００６４】１つの局面において、本発明は、以下を提
供する：アレイ製造方法であって、以下：物質のアレイ
を形成するために基板の表面上で物質を製造する工程で
あって、ここで該物質は、核酸を含むポリマーである、
工程；および該製造工程の間に静電気を除去する工程；
を含む、方法。
【００６５】１つの実施形態において、前記静電気の除
去工程がイオン化ファンにより達成される。別の実施形
態において、前記イオン化ファンが携帯型ファンであ
る。別の実施形態において、前記イオン化ファンが永久
設置型である。なお別の実施形態において、前記イオン
化ファンが天井設置型である。１つの実施形態におい
て、前記ファンが、静電荷のレベルを有することが記録
された領域に設置される。１つの実施形態において、前
記ファンが前記製造工程が生じる位置に近接して設置さ
れる。１つの実施形態において、前記静電気を除去する
工程が静電気的なファンにより達成される。１つの実施
形態において、前記静電気を除去する工程が荷電静電棒
により達成される。別の実施形態において、前記荷電静
電棒からのイオンが非静電気的なファンにより前記物質
を横切ってブローされる。
【００６６】１つの局面において、本発明は、以下を提
供する：アレイ製造方法であって、以下：有機ポリマー
物質のアレイを形成するために基板の表面上に物質を製
造する工程；および該製造工程の間に静電気を除去する
工程；を含む、方法。
【００６７】１つの実施形態において、前記静電気を除
去する工程がイオン化ファンにより達成される。別の実
施形態において、前記イオン化ファンが携帯型ファンで
ある。別の実施形態において、前記イオン化ファンが永
久設置型である。なお別の実施形態において、前記イオ
ン化ファンが天井設置型である。別の実施形態におい
て、前記ファンが、静電荷のレベルを有することが記録
された領域に設置される。別の実施形態において、前記
ファンが前記製造工程が生じる位置に近接して設置され
る。１つの実施形態において、前記静電気を除去する工
程が静電気的なファンにより達成される。１つの実施形
態において、前記静電気を除去する工程が荷電静電棒に
より達成される。別の実施形態において、前記荷電静電
棒からのイオンが非静電気的なファンにより前記物質を
横切ってブローされる。
【００６８】１つの局面において、本発明は、以下を提
供する：アレイ製造方法であって、以下：リアクター上
の静電気を操作する工程、および；該リアクターを用い
て物質を製造する工程であって、ここで該物質は、生物
学的な化合物である、工程；を含む、方法。
【００６９】１つの局面において、本発明は、以下を提
供する：アレイ製造方法であって、以下：リアクター上
の静電気を操作する工程、および；該リアクターを用い
て物質を製造する工程であって、ここで該物質は、有機
ポリマーである、工程；を含む、方法。
【００７０】１つの局面において、本発明は、以下を提
供する：アレイ製造方法であって、以下：リアクター上
の静電気を操作する工程、および；該リアクターを用い
て物質を製造する工程であって、ここで該物質は、核酸
である、工程；を含む、方法。
【００７１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により説明
するが、本発明はこれに限定されない。
【００７２】
【実施例】（実施例）一時的イオン化ファンは、高い可
変性の静電荷が、アレイ製造装置上で検出される領域
に、またはその領域の近くに、最初に設置される。表１
は、イオン化エミッターファンが、クリーンルームのポ
ッド中に設置された前に、行われた電界の強度の測定を
示す。全ての測定は、Ｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎ
ｃ．のＭｏｄｅｌ ７７５ＰＶＳ電界強度計を用いて行
った。
【００７３】
【表１】 図７は、静電荷測定の位置を示す。装置７０１は、ロー
ドパドル７０２、フローセル７０３、アンロードパドル
７０５、およびフローセルインサート７０４を備える。
測定は、４つの位置（図７参照）、位置１、２、３、お
よび４（有意な静電強度が以前に観察された）において
行った。参照測定はまた、別の研究室に配置した処理発
生装置上で行った。数の比較は、静電荷が１つの装置と
別の装置で、および異なる時点での同じ装置の両方で大
きく変わり得ることを示す。表２のデータは、イオンエ
ミッターファンが、装置上に設置された後に測定された
強度を示す。再度、測定の位置とは、図７における位置
をいう。Ｍｏｄｅｌ６４４０および６４３０イオンエミ
ッターファン産物はまた、Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．か
らのものであり、電界を中和するために使用された。
【００７４】
【表２】 ３つ全ての装置上の合成処理の間に行なわれた電界計の
読取りは、イオンエミッターファン静電的電場レベルを
＋／−０．０１ｋＶに効果的に維持し得ることを示す。
電界計に接続された電荷プレートを使用して、１〜１．
５ｋＶの電荷を適用して、どれくらい迅速に電荷を中和
し得るかを観察するために、イオンフローに挿入した。
全ての測定は、類似の、および一致する装置の能力を示
す。定常状態強度は、バックグラウンド測定に類似する
＋／−０．０３ｋＶに安定する。
【００７５】より深いフローセルが、より大きな合成の
均一性を生じる、より良好な試薬混合を可能にすると考
えられる。表３は、２５℃、３０分の標準的な条件下
で、５０ｎＭのオリゴヌクレオチドの標的配列を使用す
るハイブリダイゼーションの結果を要約する。２０ｍｌ
のフローセルを作動して、そして２０ｍＭのホスホラミ
ダイトの濃度を使用する場合の、平均のシグナル強度お
よびその対応するチップの変動係数の両方における改善
が示される。これらは、リプレニッシュ（ｒｅｐｌｅｎ
ｉｓｈ）結合（表３のリプレニッシュ結合を参照のこ
と）を示すモジュラーオリゴ合成器（ＭＯＳ）回路と組
合せられ、ここで、サイクルを完了して、そのサイクル
の間の完全な試薬混合を確証する前に、試薬が添加さ
れ、混合され得、次いで、より多くの同じ試薬が添加さ
れる。
【００７６】
【表３】 ウェーハを標準的なプロトコル条件下で合成し、次いで
メチルアミン（ＭＥＴ）（Ｈ２Ｏ中、４０％ｗｔ）を用
いて８時間で脱保護した。次いで、脱保護したウェーハ
を、標準的なプロトコル条件下で、賽の目に切り、会合
し、そしてハイブリダイズした。これらのウェーハを分
析し、そして結果を、エチレンジアミン（ＥＤＡ）（Ｅ
ｔＯＨ中、５０％ｗｔ）で脱保護した同一に処理したウ
ェーハと比較した。ＭＥＴウェーハは、フォアグラウン
ドのプローブ強度における１１０％の増加、バックグラ
ウンドのプローブ強度における５８％の減少、およびコ
ントロールのプローブ強度における１３０％〜４００％
の増加を実証した。
【００７７】上記に引用される全ての刊行物および特許
出願は、個々の刊行物または特許出願が、参考として援
用されるために特定におよび個々に示されたのと同様の
範囲で、全ての目的のためにその全体が参考として援用
される。本発明は、明瞭さおよび理解の目的のための説
明ならびに例示のために、幾分詳細に記載されるが、特
定の変更および改変が、添付の特許請求の範囲内で実行
されることは明らかである。
【００７８】本発明は、物質のアレイの調製のための改
変された方法および装置を提供し、ここで、各アレイ
は、基板の表面と結合するポリマー、低分子、または無
機物質の予め選択された収集物を含む。本発明の方法
は、アレイ製造に使用される一般的な装置、フローセル
幾何学条件、および溶液に改変を提供する。
【００７９】
【発明の効果】本発明は、物質のアレイの調製のための
改変された方法および装置を提供する、ここで、それぞ
れのアレイは、基板の表面に会合するポリマー、低分子
または無機物質の事前に選択された収集体を含む。本発
明の別の実施態様では、最適化されたフローセルの幾何
学的条件が提供される。本発明の別の実施態様では、ア
レイ製造の間、ホスホラミダイトの導入が提供される。
本発明の別の実施態様では、新規の脱保護溶液が提供さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、アレイ製造のための全体的なシステム
および操作の方法を例証する。
【図２Ａ】図２Ａは、図１のシステムに関するソフトウ
エアの全体的な操作の例証である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、チップ上のプローブの結合を概念
的に例証する。
【図３】図３は、本発明の組み合わせた光分解／化学工
程を実行するためのリアクターシステムを概略的に例証
する。
【図４】図４は、静電除去装置がリアクター上の入口お
よび出口に設置されているリアクターシステムを概略的
に例証する。
【図５】図５は、基板がフローセルを通じて移動される
機構を例証する。
【図６】図６は、フローセル設計の断面を示す。ここで
詰め物は、フローセルの表面内に機械加工される。
【図７】図７は、静電界測定の位置を概略的に例証す
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メル ヤマモト アメリカ合衆国 カリフォルニア 94555, フレモント， ウォーブラー ループ 4211 (72)発明者 グレン エイチ． マックゴール アメリカ合衆国 カリフォルニア 95129, マウンテン ビュー， スラドキー ア ベニュー 1121 (72)発明者 スティーブ ジェイ． ウッドマン アメリカ合衆国 カリフォルニア 95129, サン ノゼ， ダーモット ドライブ 1165 (72)発明者 エリック スペンス アメリカ合衆国 カリフォルニア 94301, パロ アルト， ハウソーン アベニュ ー ナンバー１ 449 (72)発明者 リサ ティー． カジサ アメリカ合衆国 カリフォルニア 95051, サンタ クララ， グラナダ アベニュ ー 3500， アパートメント １ Ｆターム(参考） 4B024 AA11 AA19 CA01 HA12 HA19

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ヌクレオチドから保護基を除去する方法
    であって、Ｈ２Ｏで希釈されたアルキルアミンを用いて
    該ヌクレオチドを脱保護する工程を含む、方法。
  2. 【請求項２】 前記ヌクレオチドが固体支持体に付着さ
    れる、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記固体支持体が空間的に位置付け可能
    なアレイである、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記ヌクレオチドが多数のオリゴヌクレ
    オチドを含む、請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記オリゴヌクレオチドが前記アレイ上
    で合成される、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 保護基を除去する前記工程が、アレイ製
    造プロセスにおける脱保護工程である、請求項１に記載
    の方法。
  7. 【請求項７】 前記の脱保護工程が２分と２０時間との
    間で継続する、請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記の脱保護工程が１時間と１０時間と
    の間で継続する、請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記の脱保護工程が４時間と８時間との
    間で継続する、請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 アレイ製造方法であって、以下：基板
    上で光分解工程を実施する工程であって、ここで該基板
    は、その表面上に官能基を含み、ここで該光分解工程
    は、フローセル内側で生じ、該フローセルは、０．１０
    ０”と０．００５”との間の深さを有する、工程；およ
    び化学反応を実施する工程であって、ここで該化学反応
    は、該フローセル内側で生じる、工程、を含む、方法。
  11. 【請求項１１】 前記深さが０．０５”と０．００５”
    との間である、請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記深さが０．０３２”と０．０１
    ０”との間である、請求項１０に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記深さが約０．０２０”である、請
    求項１０に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記フローセルが５”の幅および５”
    の長さを有する、請求項１０に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１０に記載の方法であって、前
    記化学反応が以下：５’ヒドロキシルの位置で光保護さ
    れた３’−Ｏ−活性化ホスホラミダイト化ヌクレオシド
    （ホスホラミダイト）の付加、を含み、ここで該ホスホ
    ラミダイトが１ｍＭ〜約１００ｍＭの濃度で存在する、
    方法。
  16. 【請求項１６】 前記ホスホラミダイトが１０ｍＭ〜約
    ５０ｍＭの濃度で存在する、請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記ホスホラミダイトが１５ｍＭ〜約
    ３０ｍＭの濃度で存在する、請求項１５に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記ホスホラミダイトが約２０ｍＭの
    濃度で存在する、請求項１５に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１０に記載の方法であって、こ
    こで前記フローセルは、詰め物および該フローセルの本
    体が、近接表面を形成するように製造され、ここで前記
    基板は該フローセル本体に接触する、方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の方法であって、こ
    こで前記近接表面は、前記詰め物が溝に適合するよう
    に、該溝を前記本体内に機械加工することにより形成さ
    れる、方法。
  21. 【請求項２１】 前記詰め物がｏ−リングを封入する、
    請求項１９に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 アレイ製造方法であって、以下：基板
    上で光分解工程を実施する工程であって、ここで該基板
    は、その表面上に官能基を含む、工程；および化学反応
    を実施する工程であって、ここで該化学反応は、前記フ
    ローセル内側で生じ、ここで該化学反応は、５’ヒドロ
    キシルの位置で光保護された３’−Ｏ−活性化ホスホラ
    ミダイトヌクレオシド（ホスホラミダイト）の付加を含
    み、ここで該ホスホラミダイトが１ｍＭ〜約１００ｍＭ
    の濃度で存在する、工程；を含む、方法。
  23. 【請求項２３】 前記ホスホラミダイトが１０ｍＭ〜約
    ５０ｍＭの濃度で存在する、請求項２２に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記ホスホラミダイトが１５ｍＭ〜約
    ３０ｍＭの濃度で存在する、請求項２２に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記ホスホラミダイトが約２０ｍＭの
    濃度で存在する、請求項２２に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 アレイ製造方法であって、以下：基板
    上で光分解工程を実施する工程であって、ここで該基板
    は、その表面上に官能基を含む、工程；および化学反応
    を実施する工程であって、ここで該化学反応は、フロー
    セル内側で生じ、ここで該フローセルは、詰め物および
    該フローセルの本体が、近接表面を形成するように製造
    され、ここで該基板は該フローセルの本体に接触する工
    程；を含む、方法。
  27. 【請求項２７】 請求項２６に記載の方法であって、こ
    こで前記近接表面は、前記詰め物が溝に適合するよう
    に、該溝を前記本体内に機械加工することにより形成さ
    れる、方法。
  28. 【請求項２８】 前記詰め物がｏ−リングを封入する、
    請求項２６に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 請求項２６に記載の方法であって、以
    下：前記フローセルの入口点および出口点に静電除去装
    置を配置する工程、をさらに含む、方法。
  30. 【請求項３０】 前記静電除去装置がイオン化ファンを
    含む、請求項２９に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記静電除去装置がイオン棒を含む、
    請求項２９に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記静電除去装置が少なくとも１つの
    イオン化ファンおよび少なくとも１つのイオン棒の配列
    を含む、請求項２９に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記フローセルの少なくとも１つの表
    面がステンレス鋼から作製される、請求項１０に記載の
    方法。
  34. 【請求項３４】 前記フローセルの少なくとも１つの表
    面がガラスから作製される、請求項１０に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記ガラスがホウケイ酸ガラスであ
    る、請求項３４に記載の方法。
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