JP2003515100A - 少なくとも１つの細孔を有する基板 - Google Patents

少なくとも１つの細孔を有する基板

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Abstract

(57)【要約】 細孔（Ｐ）の表面に、電磁放射を反射するためのコーティングが提供される。コーティングは、１つ以上の重ね合わされた層（Ａ１、Ｂ１）を含む。基板（１）がシリコンからなる場合、層（Ａ１、Ｂ１）は、好適には、ＣＶＤプロセスを用いて分離され得る材料からなる。例えば、層（Ａ１、Ｂ１）は、ＳｉＯ2、ポリシリコン、窒化珪素またはタングステンからなる。基板（１）は、例えば、コーティングが提供された細孔（Ｐ）の表面に付与された蛍光分子（Ｍ）を検出するためのバイオチップの一部として存在する。基板（１）は、光ファイバガイドの一部であり得る。コーティングは、好適には、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長を有する電磁放射が最適に反射するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 バイオチップを用いて特定のＤＮＡ配列の存在に関してＤＮＡ配列の溶液が検
査され得る。このために、それぞれの検出されるべきＤＮＡ配列ごとに、このＤ
ＮＡ配列に対して相補的ＤＮＡ配列が生成され、バイオチップの基板の１領域に
付与され、接着層を用いて固定される。それぞれの検出されるべきＤＮＡ配列は
、基板の様々な領域に割り当てられる。溶液内のそれぞれのＤＮＡ配列は、化学
処理によって蛍光分子に結合される。続いて、溶液は、バイオチップの基板上に
付与される。ＤＮＡ配列の溶液から検出されるべきＤＮＡ配列のみが、それぞれ
の相補的ＤＮＡ配列と結合する。残った溶液を除去した後、基板上に光が照射さ
れ、基板のどの領域から蛍光分子によって光が放射されるかどうかが測定される
。それぞれの領域に、特定の検出されるべきＤＮＡ配列が割り当てられるので、
溶液中に検出されるべきＤＮＡ配列が存在するかどうかだけでなく、検出される
べきＤＮＡ配列のどれが溶液中に存在するのかどうかも決定され得る。
【０００２】 Ａｆｆｉｍｅｔｒｉｘ社によって、基板が平面の表面を有するバイオチップが
市販されている。
【０００３】 検出されるべきＤＮＡ配列の検出感度、従って蛍光分子の検出感度を高めるた
めに、米国特許第５ ８４３ ７６７号において、バイオチップの基板として、
多孔質ガラス基板または多孔質シリコン基板を用いることが提示される。細孔に
よって、基板の有効表面積が増大されるので、基板のより大きい領域に相補的な
ＤＮＡ配列が提供され得、その結果、検出されるべきＤＮＡ配列を結合させ得、
これにより、蛍光によって放射された光の量は、領域ごとに、すなわち、検出さ
れるべきＤＮＡ配列ごとに増加される。従って、溶液が、特に容易に基板の有効
表面領域全体と接触し、細孔は、基板のある表面からその基板と対向する基板の
表面まで延びる。溶液は、細孔を貫通して流れるので、従って、細孔の表面と接
触し得る。
【０００４】 本発明の目的は、従来の技術と比較して、向上した蛍光分子の検出感度を有す
るバイオチップの一部として適切である、少なくとも１つの細孔を有する基板を
提供する。
【０００５】 本目的は、細孔の少なくとも１つの表面に電磁放射を反射するためのコーティ
ング処理される、少なくとも１つの細孔を含む基板によって達成される。
【０００６】 基板は、さらなる細孔を有し得、これらは１つの細孔のように構成される。基
板は、コーティングが提供された細孔の表面に付与された蛍光分子を検出するた
めのバイオチップの一部であり得る。
【０００７】 蛍光分子の蛍光によって放射される電磁放射は、蛍光分子を検出する際に測定
され、コーティングに基づいて、細孔から出て行くまでわずかに失われる。放射
された放射線は、コーティングに基づいて、細孔内において、より強く反射し、
より少なく吸収されるので、測定された電磁放射の量は増加し、その結果、検出
感度が向上する。
【０００８】 蛍光分子の溶液が、特に容易に細孔の表面全体に到達するように、細孔は、好
適には、基板の一方の表面から、この表面と対向する基板の他方の表面まで延び
る。溶液は、細孔を通ってポンピングされ得る。
【０００９】 基板は、蛍光分子を検出するのとは異なった方法でも使用され得る。例えば、
基板は、光導波管または光導波管の一部であり、光を反射によって細孔の１方の
端から細孔の他方の端まで伝達させる。ガラスファイバと比較して、このような
光導波管は、光が入射および出射する際に、光導波管の材料と空気との間の任意
の界面で通常反射し、従って、光強度を低下させる任意の界面を通過する必要が
ないという利点を有する。
【００１０】 基板が、電磁放射を７００ｎｍ〜４００ｎｍの間の波長で放射する蛍光分子が
検出されるべきバイオチップの一部である場合、コーティングは、好適には、電
磁放射をまさにこの波長で最適に反射するように構成される。
【００１１】 電磁放射が細孔を離れる前に、電磁放射が細孔内で多数回放射され、電磁放射
の強度はより小さくなる。コーティングの反射率も電磁放射の入射角に依存する
ので、コーティングは特定の入射角のために最適化され得る。好適には、コーテ
ィングは、入射角に関して最適化され、電磁放射は、この入射角で平均して約３
回または４回だけ反射される。この場合、最適化は、細孔の深さおよび直径等の
寸法にも依存する。
【００１２】 最適化の間、放出された放射を検出するために光学素子のアパーチャ、および
その基板からの距離が考慮され得る。光学レンズを含む光学素子は、距離に依存
する最低角よりも大きい角度で放射された放射線のみ受け取られる。最適化は、
好適には、そのような角のために実行される。
【００１３】 さらに、最適化の間、細孔に配置される媒体の屈折率および、場合によっては
、基板と光学素子との間に存在する中間層が考慮され得る。刺激する電磁放射の
波長も考慮され得る。
【００１４】 好適には、コーティングは、５０°〜９０°の入射角でコーティングに入射す
る電磁放射を最適に反射するように構成される。特に、この入射角は約７０°で
あり得る。
【００１５】 基板は、例えば、ガラスからなる。
【００１６】 好適には、基板はシリコンからなる。シリコンは、ガラスと比較して、より容
易に構成され得る。さらに、シリコンは大きい周波数範囲の電磁放射に対して不
透過性であるので、様々な相補的ＤＮＡ配列が提供される基板の領域に属する様
々な細孔からの電磁放射は、ガラスと比較して、ほとんど混ざり合わない。
【００１７】 基板がシリコンからなる場合、コーティングは、好適には、マイクロエレクト
ロニクスの標準プロセスによって生成可能であるように構成される。
【００１８】 コーティングは、例えば、単一の層から構成され得る。
【００１９】 コーティングは、金属を含む場合、特に良好な反射率を有する。タングステン
は、ＣＶＤプロセスを用いて、１０μｍより深く、同時に、約１０００ｎｍより
も小さい直径を有する細孔の表面上に付与され得るので、好適には、コーティン
グはタングステンを含む。
【００２０】 コーティングとして、誘電率が基板の誘電率よりも大きい誘電体層も適切であ
る。
【００２１】 反射率を高めるために、コーティングは、少なくとも２つの層が配置された層
からなり得る。好適には、層は、高誘電率と低誘電率を交互に有する。
【００２２】 ＳｉＯ2、ポリシリコンまたは窒化珪素は、マイクロエレクトロニクスの標準
プロセスを用いて生成され得るので、好適には、層のうちの少なくとも１つは、
これらの材料から構成される。
【００２３】 相補的ＤＮＡ配列がこれらの材料上に固定され得る方法が公知であるので、好
適には、コーティングの最も外側の層、すなわち、電磁放射が最初に入射する層
は、ＳｉＯ2またはポリシリコンからなる。
【００２４】 好適には、コーティングのすべての層は、ＳｉＯ2、ポリシリコンまたは窒化
珪素からなる。
【００２５】 コーティングが、基板上に構成される第１の層、および第１の層上に配置され
る第２の層から構成される場合、高反射率は、少ないプロセス費用で達成可能で
ある。
【００２６】 好適には、第１の層は、ＳｉＯ2、または窒化珪素からなる。第２の層は、好
適には、ポリシリコンからなる。
【００２７】 コーティングが基板上に配置される第１の層、第１の層上に配置される第２の
層、および第２の層上に配置される第３の層からなる場合、より良好な反射率が
達成される。
【００２８】 例えば、第１の層および第３の層は、窒化珪素またはＳｉＯ2からなる。第２
の層は、例えば、ポリシリコンからなる。
【００２９】 コーティングが、基板上に配置される第１の層、第１の層上に配置される第２
の層、第２の層上に配置される第３の層、および第３の層上に配置される第４の
層からなる場合、より高い反射率が達成される。
【００３０】 第１の層および第３の層は、例えば、窒化珪素またはＳｉＯ2からなる。第２
の層および第４の層は、例えば、ポリシリコンからなる。
【００３１】 コーティングの最適化の間、コーティングの層の厚さは、それぞれの必要性に
適合される。
【００３２】 以下において、本発明の例示的な実施形態が図を用いて詳細に説明される。
【００３３】 図１、図４および図６は縮尺通りではない。
【００３４】 第１の例示的実施形態において、第１のバイオチップの一部として、細孔Ｐが
配置される、第１のシリコン基板１が提供され、この細孔は第１の基板１の表面
から、第１の基板１の表面と向かい合う表面まで延びる（図１参照）。細孔Ｐは
、約５００μｍの深さであり、約１０μｍの直径を有する。
【００３５】 細孔の表面および基板の表面には、第１の層Ａ１および第１の層上に配置され
る第２の層Ｂ１からなる電磁放射の反射のためのコーティングが提供される（図
１参照）。第１の層Ａ１は、約１５０ｎｍの厚さであり、ＳｉＯ2からなる。熱
酸化によって、ＳｉＯ2から作製される第１の層Ａ１が生成される。第２の層Ｂ
１は、約２９ｎｍの厚さであり、ポリシリコンからなる。第２の層Ｂ１は、ＣＶ
Ｄプロセスにおけるポリシリコンの堆積によって生成される。
【００３６】 図１は、バイオチップを用いて、どの蛍光分子が検出され得るかを示す。約４
００ｎｍの波長を有する刺激光は、細孔Ｐのうちの１つに入射し、この細孔上の
コーティングが提供された表面上に蛍光分子Ｍが配置される。蛍光分子Ｍは、刺
激光によって刺激され、放射された光がＥ’＝７０°の小さい入射角で細孔Ｐの
表面上に衝突し、放射される光が細孔Ｐを離れ、かつ検出され得るまで繰り返し
反射されるような方向に、特定の確率で約６００ｎｍの波長を有する光を放出す
る。層Ａ１、層Ｂ１の厚さは、約７０°の角度で入射し、約４５０ｎｍ〜約６６
０ｎｍの間の波長を有する電磁放射に対して最適な反射率が達成されるように選
択される。
【００３７】 図２ａおよび図２ｂは、入射角および反射すべき電磁放射の波長の関数として
コーティングされた第１の基板１の反射率を示す。反射率は、反射後の電磁放射
の強度と反射前の電磁放射との強度の比率である。ａ２で表される領域は、０．
９〜１の間の反射率を表す（ａ２＝０．９〜１）。同様に以下のように表される
： ｂ２＝０．８〜０．９ ｃ２＝０．７〜０．８ ｄ２＝０．６〜０．７ ｅ２＝０．５〜０．６ ｆ２＝０．４〜０．５ ｇ２＝０．３〜０．４ ｈ２＝０．２〜０．３ 図３ａおよび図３ｂは、反射すべき電磁放射の入射角および波長の関数として
、コーティングされていないシリコン表面の反射の依存性を示す。領域の表示は
以下の通りである。 ａ１＝０．９〜１ ｂ１＝０．８〜０．９ ｃ１＝０．７〜０．８ ｄ１＝０．６〜０．７ ｅ１＝０．５〜０．６ ｆ１＝０．４〜０．５ ｇ１＝０．３〜０．４ ｈ１＝０．２〜０．３ 図２ａおよび図２ｂと図３ａおよび図３ｂとの比較は、すべての角、すなわち
約８５°よりも小さい角度、および４５０ｎｍ〜６６０ｎｍの間の波長の第１の
基板１の反射率は、コーティングされないシリコン表面に比べて大幅に高められ
ることが示される。
【００３８】 第２の例示的実施形態において、第２のバイオチップには第２の基板２が提供
され、この基板は、第１のバイオチップのように構成されるが、コーティングが
第１の層Ａ２、第１の層上に配置される第２の層Ｂ２、および第２の層上に配置
される第３の層Ｃ２からなるという違いを有する（図４参照）。第１の層Ａ２は
、約１８５ｎｍの厚さであり、ＳｉＯ2からなる。第２の層Ｂ２は、約３３ｎｍ
の厚さであり、ポリシリコンからなる。第３の層Ｃ２は、約１３４ｎｍの厚さで
あり、窒化珪素からなる。層Ａ２、層Ｂ２、層Ｃ２の厚さは、約７０°の角度で
入射し、約４５０ｎｍ〜６６０ｎｍの間の波長を有する電磁放射にとって、最適
な反射率が達成されるように選択される。
【００３９】 波長は空気と関係するので、例えば、含水の溶液等、空気以外の媒体が細孔Ｐ
２に用いられた場合、層Ａ２、層Ｂ２、層Ｃ２の厚さの最適化において、若干変
更された値が生じ得る。これは、他の例示的実施形態にも対応する。
【００４０】 図２ａおよび図２ｂと図５ａおよび図５ｂとの比較は、第２の基板２の反射率
が、第１の基板１の反射率に対して、若干の波長および入射角に関して改良され
ることを示す。図５ａおよび図５ｂにおける領域の表示は以下の通りである： ａ３＝０．９〜１ ｂ３＝０．８〜０．９ ｃ３＝０．７〜０．８ ｄ３＝０．６〜０．７ ｅ３＝０．５〜０．６ ｆ３＝０．４〜０．５ ｇ３＝０．３〜０．４ ｈ３＝０．２〜０．３ 第３の例示的実施形態において、第３のバイオチップに第３の基板３が提供さ
れ、この基板は、第１のバイオチップと同様に構成されるが、コーティングが第
１の層Ａ３、第１の層上に配置される第２の層Ｂ３、第２の層上に配置される第
３の層Ｃ３、第３の層上に配置される第４の層Ｄ３から構成されるという違いを
有する（図６参照）。第１の層Ａ３は、約１９１ｎｍの厚さであり、ＳｉＯ2か
らなる。第２の層Ｂ３は、約３３ｎｍの厚さであり、ポリシリコンからなる。第
３の層Ｃ３は、約９３ｎｍの厚さであり、窒化珪素からなる。第４の層Ｄ３は、
約２７ｎｍの厚さであり、ポリシリコンからなる。層Ａ３、層Ｂ３、層Ｃ３、層
Ｄ３の厚さは、電磁放射が、７０°の角度で入射し、４５０ｎｍ〜６６０ｎｍの
波長を有する場合、電磁放射が最適に反射されるように選択される。
【００４１】 図５ａおよび図５ｂと図７ａおよび図７ｂとの比較は、第３の基板３の反射率
が、第２の基板２の反射率と比べて上昇することを示す。図７ａおよび図７ｂに
おける領域の表示は、以下のとおりである： ａ４＝０．９〜１ ｂ４＝０．８〜０．９ ｃ４＝０．７〜０．８ ｄ４＝０．６〜０．７ ｅ４＝０．５〜０．６ ｆ４＝０．４〜０．５ 同様に本発明の範囲内である例示的実施形態の複数の変動が考えられる。従っ
て、コーティングは、４層以上から構成され得る。３つの例示的実施形態の層に
は、他の材料が選択され得る。３つの例示的実施形態の層の厚さは、電磁放射の
ために他の入射角および他の波長を用いて最適化され得る。３つの例示的実施形
態の細孔は、光導波管としても適切である。この場合、細孔は曲げられ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、細孔、第１の層、および第２の層を有する第１の基板の断面図である
。さらに、蛍光分子を刺激する光の経路、および蛍光分子によって放射される光
の経路が示される。
【図２ａ】 図２ａは、反射する電磁放射の入射角および波長の関数としてコーティングさ
れた第１の基板の反射率の依存性を３次元図で示す図である。
【図２ｂ】 図２ｂは、図２ａからの依存性を２次元図で示す図である。
【図３ａ】 図３ａは、コーティングされていないシリコン表面の反射率の、反射する電磁
放射の入射角および波長への依存性を３次元図で示す図である。
【図３ｂ】 図３ｂは、図３ａからの依存性を２次元図で示す図である。
【図４】 図４は、第１の層、第２の層、および第３の層を含む第２の基板の断面図であ
る。
【図５ａ】 図５ａは、反射すべき電磁放射の入射角および波長の関数としてコーティング
された第２の基板の反射率を３次元図で示す図である。
【図５ｂ】 図５ｂは、図５ａからの依存性を２次元図で示す図である。
【図６】 図６は、第１の層、第２の層、第３の層、および第４の層を含む第３の基板の
断面図である。
【図７ａ】 図７ａは、反射する放射の入射角および波長の関数として、コーティングされ
た第３の基板の反射率の依存性を、３次元図で示す図である。
【図７ｂ】 図７ｂは、図７ａからの依存性を２次元図で示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０１Ｎ 37/00 １０２ // Ｃ１２Ｎ 15/09 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ｆ Ｆターム(参考） 2G043 AA03 BA16 CA03 DA06 EA01 KA02 KA05 2G059 AA05 BB04 BB12 CC16 DD12 DD13 EE02 EE07 HH02 HH06 JJ11 4B024 AA11 CA04 CA09 HA14 HA19 4B029 AA07 AA21 AA23 BB20 CC03 FA15 4G057 AA00 AB34

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの細孔を有する基板であって、 該細孔（Ｐ）の側壁全体に電磁放射を反射するためのコーティングが付与され
    、 該細孔（Ｐ）は、該基板（１）の表面から該表面と対向する該基板（１）の表
    面まで延び、溶液が該細孔を通ってポンピングされ得る、基板。
  2. 【請求項２】 前記コーティングはタングステンを含む、請求項１に記載の
    基板。
  3. 【請求項３】 前記コーティングは、少なくとも２つの積層された層（Ａ１
    、Ｂ１）から構成される、請求項１または２に記載の基板。
  4. 【請求項４】 前記層（Ａ２、Ｂ２、Ｃ２）の少なくとも１つは、ＳｉＯ2
    、ポリシリコンまたは窒化珪素からなる、請求項３に記載の基板。
  5. 【請求項５】 該コーティングは、該基板（１）上に配置される第１の層（
    Ａ１）、および第１の層（Ａ１）上に配置される第２の層（Ｂ１）からなる、請
    求項４に記載の基板。
  6. 【請求項６】 前記第１の層（Ａ１）は、ＳｉＯ2または窒化珪素からなり
    、 前記第２の層（Ｂ１）はポリシリコンからなる、請求項５に記載の基板。
  7. 【請求項７】 該コーティングは、該基板（２）上に配置される第１の層（
    Ａ２）、該第１の層（Ａ２）上に配置される第２の層（Ｂ２）、および第２の層
    （Ｂ２）上に配置される第３の層（Ｃ２）からなる、請求項４に記載の基板。
  8. 【請求項８】 前記第１の層（Ａ２）および前記第３の層（Ｃ２）は、窒化
    珪素、またはＳｉＯ2からなり、 前記第２の層（Ｂ２）はポリシリコンからなる、請求項７に記載の基板。
  9. 【請求項９】 該コーティングは、該基板（３）上に配置される第１の層（
    Ａ３）、該第１の層（Ａ３）上に配置される第２の層（Ｂ３）、該第２の層（Ｂ
    ３）上に配置される第３の層（Ｃ３）、および該第３の層（Ｃ３）上に配置され
    る第４の層（Ｄ３）から構成される、請求項４に記載の基板。
  10. 【請求項１０】 前記第２の層および前記第４の層はポリシリコンからなり
    、 前記第１の層および前記第３の層は窒化珪素またはＳｉＯ2からなる、請求項
    ９に記載の基板。
  11. 【請求項１１】 さらなる細孔（Ｐ）は前記細孔（Ｐ）のように構成され、 前記コーティングが提供された細孔（Ｐ）の前記表面上に付与される蛍光分子
    （Ｍ）を検出するためのバイオチップの一部である、請求項１〜１０のいずれか
    １つに記載の基板。
  12. 【請求項１２】 前記基板は、光導波管の少なくとも一部である、請求項１
    〜１０のいずれか１つに記載の基板。
  13. 【請求項１３】 前記コーティングは、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長を有
    する電磁放射を最適に反射するように構成される、請求項１〜１２のいずれか１
    つに記載の基板。
  14. 【請求項１４】 前記基板（１）は、主に、シリコンからなる、請求項１〜
    １３のいずれか１つに記載の基板。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10201653A1 (de) * 2002-01-17 2003-08-14 Infineon Technologies Ag Oberfläche zur Anlagerung von Biomolekülen
DE10217568A1 (de) * 2002-04-19 2003-11-13 Infineon Technologies Ag Wellenleiter in porösen Substraten
DE10217569A1 (de) * 2002-04-19 2003-11-13 Infineon Technologies Ag Vorrichtung auf Basis von partiell oxidiertem porösen Silizium
DE10245434B4 (de) * 2002-09-27 2006-03-16 Micronas Holding Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von in einer flüssigen Probe enthaltenen Liganden
DE10247896B4 (de) * 2002-10-14 2007-01-18 Bruker Daltonik Gmbh Mehrdimensionale Trennung von Biosubstanzgemischen für massenspektrometrische Analysen
DE102004018846A1 (de) * 2004-04-19 2005-11-10 Infineon Technologies Ag Partiell oxidiertes makroporöses Silizium mit nichtzusammenhängenden Siliziumwänden
KR100768038B1 (ko) * 2006-10-24 2007-10-17 한국전기연구원 균일한 내부 전반사 조명에 의한 바이오칩 측정 장치 및방법
KR101569833B1 (ko) 2009-02-11 2015-11-18 삼성전자주식회사 집적된 바이오칩 및 이의 제조방법
KR100986093B1 (ko) * 2009-12-24 2010-10-07 광스틸 주식회사 건축물의 실내 마감용 칸막이 패널

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3543178A1 (de) * 1985-12-06 1987-06-11 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Verfahren zum herstellen von scheiben mit hohem transmissionsverhalten im sichtbaren spektralbereich und mit hohem reflexionsverhalten fuer waermestrahlung sowie durch das verfahren hergestellte scheiben
NO901332L (no) * 1989-03-22 1990-09-24 Alcan Int Ltd Metalloksydfilmer, samt fremgangsmaate ved fremstilling derav.
ES2325393T3 (es) * 1993-10-28 2009-09-03 Houston Advanced Research Center Aparato poroso de flujo a traves microfabricado para la deteccion diferenciada de reacciones de union.
US6171780B1 (en) * 1997-06-02 2001-01-09 Aurora Biosciences Corporation Low fluorescence assay platforms and related methods for drug discovery
US5914804A (en) * 1998-01-28 1999-06-22 Lucent Technologies Inc Double-cavity micromechanical optical modulator with plural multilayer mirrors
EP0980066A1 (de) * 1998-08-10 2000-02-16 SONOPRESS PRODUKTIONSGESELLSCHAFT FÜR TON- UND INFORMATIONSTRÄGER mbH Optisch lesbarer Datenträger sowie Verfahren und Anlage zu seiner Herstellung

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