JP2005172711A - Manufacturing method of microarray chip - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a microarray chip capable of correcting a defective part or removing the same when the defective part is formed and having a specific biopolymer arranged and fixed thereto in a fine patternwise state without causing the non-specific adsorption of an object to be inspected or the like. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the microarray chip has a specific biopolymer fixing process for fixing a specific biopolymer on a base material and an organic group removing process for removing the organic group present in the space part between specific biopolymer fixing parts. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、特定のDNAやたんぱく質等と特異的に結合する特異性生体高分子を多数配列したマイクロアレイチップの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a microarray chip in which a large number of specific biopolymers that specifically bind to specific DNA or protein are arranged.

近年、多種類、または多機能(生物学的インターラクト)な生物学的検出をハイスループットでできるDNAチップ、DNAアレイ、たんぱくチップ、キャピラリアレイ、μTAS、MEMS等、基板上に核酸やアミノ酸配列等の特異性生体高分子を固定したマイクロアレイチップが提言、実用化されている。これらのマイクロアレイチップの製造においては、半導体の製造にも用いられるウエハ加工技術やマイクロコンタクトプリント技術、インクジェット技術等が取入れられており、微細なエリアに多種の特異性生体高分子を正確に配列・固定することで、微量サンプルから短時間で検出を行うことを可能とすることができる。   In recent years, DNA chips, DNA arrays, protein chips, capillary arrays, μTAS, MEMS, etc. that can perform high-throughput biological detection of many types or functions (biological interact), such as nucleic acid and amino acid sequences on the substrate A microarray chip having a specific biopolymer immobilized thereon has been proposed and put into practical use. In the production of these microarray chips, wafer processing technology, microcontact printing technology, ink jet technology, etc., which are also used in semiconductor production, have been incorporated, and various specific biopolymers can be accurately arranged in a minute area. By fixing, it is possible to detect from a very small amount of sample in a short time.

例えば、基板上に特異性生体高分子として、デオキシリボ核酸(DNA)の一部であるオリゴヌクレオチドやcDNA(mRNA(たんぱく質配列情報等をコードする核酸)を相補するDNA)を配列・固定したDNAチップやDNAアレイと呼ばれるマイクロアレイチップがある。このようなDNAチップやDNAアレイに配列される核酸としては、短鎖(20〜30塩基)や長鎖(50塩基以上)のオリゴヌクレオチド、cDNAが挙げられる。これらの核酸を配列・固定化させる方法としては、核酸が短鎖オリゴヌクレオチドである場合は感光性ポリマー合成法が用いられ、核酸としてcDNAが用いられる場合には、マイクロコンタクトプリントやインクジェット技術等を用いたアレイヤー装置による方法が一般的に用いられる。また、長鎖オリゴヌクレオチドが核酸として用いられる場合においては、暫時両者が使い分けられている。   For example, a DNA chip in which an oligonucleotide or cDNA (DNA complementary to mRNA (a nucleic acid encoding protein sequence information)) that is part of deoxyribonucleic acid (DNA) is arrayed and immobilized as a specific biopolymer on a substrate And a microarray chip called a DNA array. Examples of nucleic acids arranged on such a DNA chip or DNA array include short-chain (20 to 30 bases) and long-chain (50 bases or more) oligonucleotides and cDNA. As a method for arranging and immobilizing these nucleic acids, a photopolymer synthesis method is used when the nucleic acid is a short oligonucleotide, and when cDNA is used as the nucleic acid, microcontact printing or inkjet technology is used. A method using the used array device is generally used. When long-chain oligonucleotides are used as nucleic acids, both are used for a while.

ここで、cDNA等を配列・固定化する際等に用いられるマイクロコンタクトプリントやインクジェット技術等を用いた機械的処理による方法においては、予め調製された複数種類の特異性生体高分子を準備し、この特異性生体高分子を基材上に高密度でスポットし、固化させることにより、特異性生体高分子を固定化してマイクロアレイチップを得ることができる。このような方法としては、例えばStanford大学のP.Brownらにより開発された方法等を挙げることができる。   Here, in the method by mechanical processing using microcontact printing or ink jet technology used when arranging and immobilizing cDNA, etc., preparing multiple types of specific biopolymers prepared in advance, The specific biopolymer is spotted at a high density on the substrate and solidified, whereby the specific biopolymer can be immobilized and a microarray chip can be obtained. As such a method, for example, P. of Stanford University. Examples include the method developed by Brown et al.

上記のようなアレイヤー装置を用いたグラフィックプリント等においては、600dpi以上で印刷することが確立されているが、上述したように特異性生体高分子をスポットする場合、隣接するドット(特異性生体物質)どうしが混じらないことが要求され、また基板のにじみが抑えられないことから、120dpi程度にとどまっている。そのため、ハイスループット性を得るために、微細なパターン状に特異性生体高分子をスポットした場合、スポットされた特異性生体高分子の拡散が生じ、隣接する特異性生体高分子が接触してしまう場合や、隣接する特異性生体高分子間のスペース部に特異性生体高分子が付着する場合等があった。   In graphic prints and the like using the above-described array device, it has been established that printing is performed at 600 dpi or more. However, as described above, when spotting a specific biopolymer, adjacent dots (specific biomaterials) are used. ) It is required that the materials are not mixed with each other, and the bleeding of the substrate cannot be suppressed, so that it is only about 120 dpi. Therefore, when a specific biopolymer is spotted in a fine pattern in order to obtain high throughput, the spotted specific biopolymer diffuses and the adjacent specific biopolymer comes into contact. In some cases, the specific biopolymer adheres to the space between adjacent specific biopolymers.

しかしながら、このように異なる特異性生体物質が混じりあった場合や、スペース部に特異性生体高分子が付着した場合等に、その部分を除去したり修正を行うこと等が困難であったため、被検査物が非特異的吸着をして、各特異性生体物質のコントラストが低下したり、精度が低下する原因となっていた。   However, when different specific biological substances are mixed in this way, or when a specific biopolymer adheres to the space part, it is difficult to remove or modify the part. The test object was non-specifically adsorbed, which caused the contrast of each specific biological material to decrease and the accuracy to decrease.

そこで、不良部分が発生した場合に修正やその不良部分の除去が可能であり、また被検査物が非特異的な吸着をすること等のない、高精細なパターン状に特異性生体高分子が配列・固定されたマイクロアレイチップの製造方法の提供が求められている。   Therefore, when a defective portion occurs, the specific biopolymer can be corrected and removed, and the specific biopolymer can be formed in a high-definition pattern without causing non-specific adsorption of the test object. There is a need to provide a method for manufacturing an arrayed and fixed microarray chip.

本発明は、特異性生体高分子を基材上に固定させる特異性生体高分子固定化工程と、
上記特異性生体高分子固定部間のスペース部に存在する有機基を除去する有機基除去工程と
を有することを特徴とするマイクロアレイチップの製造方法を提供する。
The present invention includes a specific biopolymer immobilization step for immobilizing a specific biopolymer on a substrate,
And an organic group removing step of removing an organic group present in a space between the specific biopolymer immobilization parts. A method for producing a microarray chip is provided.

本発明によれば、上記有機基除去工程により、最終的に特異性生体高分子が固定される各特異性生体高分子固定部間のスペース部の有機基を除去することから、そのスペース部には特異性生体高分子等の有機基が付着していないマイクロアレイチップとすることができる。これにより、本発明により製造されたマイクロアレイチップのスペース部上に被検査物が非特異的吸着をすること等のないものとすることができ、コントラストが高く、精度のよいマイクロアレイチップとすることができるのである。   According to the present invention, the organic group in the space portion between the specific biopolymer immobilization portions to which the specific biopolymer is finally immobilized is removed by the organic group removal step. Can be a microarray chip to which no organic group such as a specific biopolymer is attached. As a result, the object to be inspected cannot be non-specifically adsorbed on the space portion of the microarray chip manufactured according to the present invention, and the microarray chip has high contrast and high accuracy. It can be done.

また、本発明は、特異性生体高分子を基材上に固定させる特異性生体高分子固定化工程と、
上記特異性生体高分子固定化工程で不良が生じた際、不良部分の上記特異性生体高分子を除去する不良部分除去工程と
を有することを特徴とするマイクロアレイチップの製造方法を提供する。
The present invention also includes a specific biopolymer immobilization step for immobilizing a specific biopolymer on a substrate,
There is provided a method for producing a microarray chip, comprising: a defective portion removing step of removing a defective portion of the specific biopolymer when a defect occurs in the specific biopolymer immobilization step.

本発明によれば、特異性生体高分子固定化工程において、目的とする特異性生体物質と異なるものが形成された場合や、異なる特異性生体高分子が混じり合った場合等に、上記不良部分除去工程によりこれらの不良部分を除去することができる。したがって、不良部分に被検査物が非特異的に吸着したりすること等のない、高品質なマイクロアレイチップとすることができるのである。   According to the present invention, in the specific biopolymer immobilization step, when the different specific biomaterial is formed, or when different specific biopolymers are mixed, the defective portion These defective portions can be removed by the removing step. Therefore, it is possible to obtain a high quality microarray chip in which the object to be inspected is not non-specifically adsorbed on the defective portion.

この際、上記不良部分除去工程により不良部分が除去された不良部分除去部に、上記特異性生体高分子を固定化する第2特異性生体高分子固定化工程を有していてもよい。これにより、不良部分が除去された不良部分除去部に、再度目的とする特異性生体高分子を固定化することができ、高品質なマイクロアレイチップとすることができるからである。   At this time, a second specific biopolymer immobilization step of immobilizing the specific biopolymer may be included in the defective portion removal portion from which the defective portion has been removed by the defective portion removal step. This is because the target specific biopolymer can be immobilized again on the defective portion removing portion from which the defective portion has been removed, and a high-quality microarray chip can be obtained.

上記発明においては、上記基材がエネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する特性変化層を有するものであり、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板の上記光触媒含有層を、上記特性変化層と間隙を置いて配置した後、エネルギーを照射することにより、上記特性変化層上の上記特異性生体高分子固定部の特性を変化させる特性変化工程を有することが好ましい。これにより、上記特性変化層の例えば濡れ性等の特性の差を利用して特異性生体高分子含有塗工液を付着させることが可能となり、容易に上記特異性生体高分子を高精細なパターン状に固定化することが可能となるからである。   In the above invention, the base material has a characteristic change layer whose characteristics change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation, and the photocatalyst-containing layer side substrate having the photocatalyst-containing layer and the substrate containing the photocatalyst is contained. It is preferable to have a characteristic changing step of changing the characteristic of the specific biopolymer immobilization part on the characteristic changing layer by irradiating energy after arranging the layer with a gap from the characteristic changing layer. . This makes it possible to adhere the specific biopolymer-containing coating liquid by utilizing the difference in characteristics such as wettability of the characteristic change layer, and easily attach the specific biopolymer to a high-definition pattern. This is because it can be fixed in a shape.

この際、上記特性変化層が、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下するように濡れ性が変化する濡れ性変化層とすることができる。この場合、特異性生体高分子固定部を親液性領域、特異性生体高分子固定部以外の領域を撥液性領域とすることができ、特異性生体高分子含有塗工液を特異性生体高分子固定部上にのみ容易に付着させることができる。これにより、隣接する特異性生体高分子が混じったり、接触したりすることを防止することができるのである。   In this case, the characteristic change layer can be a wettability change layer in which the wettability is changed so that the contact angle with water is lowered by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. In this case, the specific biopolymer immobilization part can be a lyophilic area, and the area other than the specific biopolymer immobilization part can be a liquid-repellent area. It can be easily attached only on the polymer fixing part. Thereby, it can prevent that the adjacent specific biopolymer is mixed or contacted.

またこの際、上記特性変化層が、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解除去される分解除去層とすることができる。この場合、分解除去層の有無による凹凸を利用して、容易に特異性生体高分子含有塗工液を塗布することができ、隣接する特異性生体高分子が混じること等を防ぐことができるのである。   At this time, the characteristic change layer can be a decomposition / removal layer that is decomposed and removed by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. In this case, it is possible to easily apply the specific biopolymer-containing coating liquid by using unevenness due to the presence or absence of the decomposition removal layer, and to prevent mixing of adjacent specific biopolymers. is there.

また、上記発明においては上記有機基除去工程または上記不良部分除去工程が、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板の上記光触媒含有層を、上記特異性生体高分子と間隙をおいて配置した後、エネルギーを照射することにより行われることが好ましい。この方法によれば、上記有機基除去工程および不良部分除去工程を、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により行うことができることから、例えばフォトリソグラフィー法を用いる場合のように、特異性生体高分子等に悪影響を及ぼすような薬品を用いる必要がない。またスペース部や不良部分に上記光触媒含有層側基板を用いてエネルギー照射することによって、容易に有機基等の分解除去を行うことができることから、効率よく上記工程を行うことができる、という利点も有するからである。   In the above invention, the organic group removal step or the defective portion removal step may include the step of removing the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate having the photocatalyst-containing layer and the substrate. It is preferable to carry out by irradiating energy after arranging it. According to this method, since the organic group removal step and the defective portion removal step can be performed by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, for example, in the case of using a photolithography method, a specific biopolymer or the like is used. There is no need to use chemicals that have adverse effects. In addition, by irradiating the space portion and the defective portion with energy using the photocatalyst-containing layer side substrate, the organic group or the like can be easily decomposed and removed, so that the above process can be performed efficiently. It is because it has.

また、本発明は、基材と、上記基材上に、パターン状に固定された特異性生体高分子とを有することを特徴とするマイクロアレイチップを提供する。   The present invention also provides a microarray chip comprising a substrate and a specific biopolymer fixed in a pattern on the substrate.

本発明によれば、上記特異性生体高分子がパターン状に形成されていることから、隣接する特異性生体高分子間で、被検査物が非特異的な吸着等をすることのない、高精度な検出を行うことが可能なマイクロアレイチップとすることができる。   According to the present invention, since the specific biopolymer is formed in a pattern, the test object does not adsorb nonspecifically between adjacent specific biopolymers. A microarray chip capable of performing accurate detection can be obtained.

上記発明においては、上記特異性生体高分子が、基材上に形成されたエネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する特性変化層上に形成されていることが好ましい。この場合、特異性生体高分子が、特性変化層の特性の差を利用して容易に形成されたものとすることができるからである。   In the said invention, it is preferable that the said specific biopolymer is formed on the characteristic change layer in which a characteristic changes by the effect | action of the photocatalyst accompanying energy irradiation formed on the base material. In this case, the specific biopolymer can be easily formed by utilizing the difference in characteristics of the characteristic change layer.

また、上記発明においては、末端に水酸基を有するポリシロキサンからなる層が形成されていてもよい。このような層が形成されている場合であっても、被検査物がこのスペース部に非特異的に吸着することなく、高品質なマイクロアレイチップとすることができるからである。   Moreover, in the said invention, the layer which consists of polysiloxane which has a hydroxyl group at the terminal may be formed. This is because even when such a layer is formed, a high-quality microarray chip can be obtained without non-specifically adsorbing the inspection object in the space portion.

本発明によれば、上記有機基除去工程により、各特異性生体高分子固定部間のスペース部の有機基を除去することから、そのスペース部には特異性生体高分子等の有機基が付着していないマイクロアレイチップとすることができる。これにより、本発明により製造されたマイクロアレイチップのスペース部上に被検査物が非特異的吸着をすること等のないものとすることができ、コントラストが高く、精度のよいマイクロアレイチップとすることができる、という効果を奏する。   According to the present invention, the organic group in the space portion between each specific biopolymer immobilization portion is removed by the organic group removal step, so that an organic group such as a specific biopolymer adheres to the space portion. It can be set as the microarray chip which is not. As a result, the object to be inspected cannot be non-specifically adsorbed on the space portion of the microarray chip manufactured according to the present invention, and the microarray chip has high contrast and high accuracy. There is an effect that it is possible.

本発明は、製造時に不良部分が発生した場合にも修正可能であり、また被検査物が非特異的に吸着すること等のない、微細なパターン状に特異性生体高分子が配列・固定されたマイクロアレイチップの製造方法、およびマイクロチップに関するものである。
以下、それぞれについて説明する。
The present invention can correct even when a defective part is produced during production, and the specific biopolymer is arranged and fixed in a fine pattern without non-specific adsorption of the test object. The present invention also relates to a method for manufacturing a microarray chip and a microchip.
Each will be described below.

A.マイクロアレイチップの製造方法
まず、本発明のマイクロアレイチップの製造方法について説明する。本発明のマイクロアレイチップには、二つの実施態様がある。以下、それぞれの実施態様についてわけて説明する。
A. First, a method for manufacturing a microarray chip of the present invention will be described. There are two embodiments of the microarray chip of the present invention. Hereinafter, each embodiment will be described separately.

1.第1実施態様
まず、本発明のマイクロアレイチップの製造方法における第1実施態様について説明する。本実施態様のマイクロアレイチップの製造方法は、特異性生体高分子を基材上に固定させる特異性生体高分子固定化工程と、
上記特異性生体高分子固定部間のスペース部に存在する有機基を除去する有機基除去工程と
を有するものである。
1. First Embodiment First, a first embodiment in the method for manufacturing a microarray chip of the present invention will be described. The method for producing a microarray chip of this embodiment includes a specific biopolymer immobilization step of immobilizing a specific biopolymer on a substrate,
And an organic group removing step of removing an organic group present in the space between the specific biopolymer immobilization parts.

本実施態様のマイクロアレイチップの製造方法は、例えば図1に示すように、基材1上に、特異性生体高分子含有塗工液を、特異性生体高分子固定部aに付着させて固化させ、特異性生体高分子2とする特異性生体高分子固定化工程(図1(a))と、上記特異性生体高分子固定部a間のスペース部bに存在する特異性生体高分子2等の有機基を除去する有機基除去工程(図1(b))とを有するものである。ここで、上記特異性生体高分子固定部とは、マイクロアレイチップにおいて最終的に特異性生体高分子を固定させる領域である。また、上記スペース部とは、隣り合う上記特異性生体高分子固定部の間の領域をいうこととし、製造されたマイクロアレイチップの特異性生体高分子と特異性生体高分子との間の領域とする。   For example, as shown in FIG. 1, the microarray chip manufacturing method of the present embodiment allows a specific biopolymer-containing coating solution to adhere to a specific biopolymer fixing portion a and solidify on a substrate 1. Specific biopolymer immobilization step (FIG. 1 (a)) for making specific biopolymer 2 and specific biopolymer 2 etc. existing in the space b between the specific biopolymer immobilization parts a And an organic group removing step (FIG. 1B) for removing the organic group. Here, the specific biopolymer immobilization part is a region where the specific biopolymer is finally immobilized in the microarray chip. The space portion refers to a region between adjacent specific biopolymer immobilization portions adjacent to each other, and includes a region between the specific biopolymer and the specific biopolymer of the manufactured microarray chip. To do.

一般的に、インクジェット法等の機械的手段により、上記特異性生体高分子固定部上に特異性生体高分子含有塗工液を付着させた場合、上記特異性生体高分子含有塗工液が濡れ広がり、上記スペース部上に特異性生体高分子が付着してしまう場合がある。このような場合、マイクロアレイチップを用いて被検査物の検出を行う際、スペース部上に非検査物が非特異的に吸着してしまい、高精度に検出を行うことができない、という問題が生じる。   In general, when the specific biopolymer-containing coating solution is adhered onto the specific biopolymer immobilization part by mechanical means such as an inkjet method, the specific biopolymer-containing coating solution is wetted. It spreads and the specific biopolymer may adhere to the space part. In such a case, when the inspection object is detected using the microarray chip, the non-inspection object is non-specifically adsorbed on the space portion, and there is a problem that the detection cannot be performed with high accuracy. .

そこで、本実施態様においては、上記スペース部上の有機基を除去する有機基除去工程を行い、スペース部に存在する有機基と被検査物との間で非特異的な吸着が生じないようなマイクロアレイチップとするのである。   Therefore, in this embodiment, an organic group removal step for removing the organic group on the space portion is performed, and nonspecific adsorption does not occur between the organic group present in the space portion and the test object. It is a microarray chip.

以下、上述したような本実施態様のマイクロアレイチップの製造方法における各工程について説明する。   Hereafter, each process in the manufacturing method of the microarray chip | tip of this embodiment as mentioned above is demonstrated.

(特異性生体高分子固定化工程)
まず、本実施態様における特異性生体高分子固定化工程について説明する。本実施態様における特異性生体高分子固定化工程は、特異性生体高分子を含有する特異性生体高分子含有塗工液を、基材上の特異性生体高分子固定部に付着させて固化すること等により、特異性生体高分子を固定させる工程である。
(Specific biopolymer immobilization process)
First, the specific biopolymer immobilization step in this embodiment will be described. In the specific biopolymer immobilization step in this embodiment, the specific biopolymer-containing coating solution containing the specific biopolymer is attached to the specific biopolymer immobilization part on the base material and solidified. This is a step of immobilizing the specific biopolymer.

ここで、本工程においては、上記特異性生体高分子を固定化させる方法は特に限定されるものではなく、一般的なマイクロアレイチップにおいて、特異性生体高分子を固定化させる方法を用いることができる。具体的には、特異性生体高分子を含有する特異性生体高分子含有塗工液を、目的とする領域に付着させて固化させること等により、固定化させることができる。このような方法に用いられる特異性生体高分子含有塗工液とは、上記特異性生体高分子を含有する塗工液であり、通常、特異性生体高分子を水や水性溶剤に溶解させたものである。ここで、上記特異性生体高分子とは、所定の生体高分子と特異的に結合することができる生体高分子をいうこととし、本工程に用いられる特異性生体高分子はこのような性質を有する生体高分子であれば特に限定されるものではない。   Here, in this step, the method for immobilizing the specific biopolymer is not particularly limited, and a method for immobilizing the specific biopolymer can be used in a general microarray chip. . Specifically, a specific biopolymer-containing coating solution containing a specific biopolymer can be immobilized by adhering it to a target region and solidifying it. The specific biopolymer-containing coating solution used in such a method is a coating solution containing the above specific biopolymer, and usually the specific biopolymer was dissolved in water or an aqueous solvent. Is. Here, the specific biopolymer refers to a biopolymer that can specifically bind to a predetermined biopolymer, and the specific biopolymer used in this step has such properties. It is not particularly limited as long as it has a biopolymer.

このような特異性生体高分子と生体高分子との組み合わせとしては、例えば、核酸(例えば、オリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチド)とそれに相補的な核酸との組み合わせ、抗原と抗体(又は抗体フラグメント)との組み合わせ、受容体とそのリガンド(例えば、ホルモン、サイトカイン、神経伝達物質、又はレクチン)との組み合わせ、酵素とそのリガンド(例えば、酵素の基質アナログ、補酵素、調節因子、又は阻害剤)との組み合わせ、酵素アナログとその酵素アナログの元となる酵素の基質との組み合わせ、又はレクチンと糖との組み合わせ等を挙げることができる。なお、「酵素アナログ」とは、元の酵素に対する基質との特異的な親和性は高いものの、触媒活性は示さないものを意味する。また、上記の各組み合わせにおける各化合物は、それぞれ、いずれか一方が「特異性生体高分子」となり、他方が、検出される物質となる。例えば、「抗原と抗体との組み合わせ」では、抗原が「検出される物質」となる場合には、抗体が「特異性生体高分子」となることができ、逆に、抗体が「検出される物質」となる場合には、抗原が「特異性生体高分子」となる。   Examples of such a combination of a specific biopolymer and a biopolymer include, for example, a combination of a nucleic acid (eg, oligonucleotide or polynucleotide) and a complementary nucleic acid, an antigen and an antibody (or antibody fragment) Combinations, combinations of receptors and their ligands (eg, hormones, cytokines, neurotransmitters, or lectins), combinations of enzymes and their ligands (eg, enzyme substrate analogs, coenzymes, modulators, or inhibitors) And a combination of an enzyme analog and a substrate of the enzyme that is the base of the enzyme analog, or a combination of a lectin and a sugar. The “enzyme analog” means a substance having a high specific affinity with a substrate for the original enzyme but showing no catalytic activity. In addition, each of the compounds in each of the above combinations is a “specific biopolymer” and the other is a substance to be detected. For example, in the “combination of antigen and antibody”, when the antigen is “a substance to be detected”, the antibody can be “specific biopolymer”, and conversely, the antibody is “detected” In the case of “substance”, the antigen becomes “specific biopolymer”.

例えば、本実施態様により製造されるマイクロアレイチップを、核酸ハイブリダイゼーションアッセイに適用する場合には、上記特異性生体高分子として、検出される物質である核酸(例えば、オリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチド)と相補的に結合することのできるオリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチドを用いることができる。本明細書においては、「オリゴヌクレオチド」又は「ポリヌクレオチド」には、2´−デオキシリボ核酸(DNA)、リボ核酸(RNA)、及びペプチド核酸(PNA)が含まれる。なお、PNAとは、DNAのホスホジエステル結合をペプチド結合に変換した人工核酸である。上記不溶性粒子に結合されるオリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチドの鎖長は、分析目的に応じて適宜選択することができ、例えば、捕捉しようとするDNA、RNA、又はPNAの相補的配列の鎖長に基づいて決定することができる。また、アレイ上に異なる組合せの確認された塩基配列のオリゴマーを配し、それよりも十分に長い特異性生体高分子の一部配列との相補的な結合位置が決定することで、コンピューターで配列の共通点をマイニングして広範囲の配列決定をすることもできる。   For example, when the microarray chip produced according to this embodiment is applied to a nucleic acid hybridization assay, the specific biopolymer is complementary to a nucleic acid (for example, an oligonucleotide or a polynucleotide) that is a substance to be detected. Oligonucleotides or polynucleotides that can be bound to each other can be used. As used herein, “oligonucleotide” or “polynucleotide” includes 2′-deoxyribonucleic acid (DNA), ribonucleic acid (RNA), and peptide nucleic acid (PNA). PNA is an artificial nucleic acid obtained by converting a DNA phosphodiester bond into a peptide bond. The chain length of the oligonucleotide or polynucleotide bound to the insoluble particle can be appropriately selected depending on the purpose of analysis, and is based on, for example, the chain length of the complementary sequence of DNA, RNA, or PNA to be captured. Can be determined. In addition, by arranging oligomers of confirmed base sequences in different combinations on the array and determining the complementary binding position with a part of the specific biopolymer that is sufficiently longer than that, the sequence can be determined by a computer. It is also possible to perform a wide range of sequencing by mining common points.

また、本実施態様のマイクロアレイチップを免疫学的アッセイに適用する場合には、上記特異性生体高分子として、検出される物質と特異的に結合する抗原(ハプテンを含む)又は抗体を用いることができる。この場合に、上記検出される物質としては、被検試料中に一般的に含まれている成分で、しかも、免疫学的に検出することのできる物質あれば、特に制限されない。一例を挙げれば、各種タンパク質、多糖類、脂質、菌体、又は各種環境物質等を挙げることができる。より詳細には、免疫グロブリン(例えば、IgG、IgM、又はIgA)、感染症関連マーカー(例えば、HBs抗原、HBs抗体、HIV−1抗体、HIV−2抗体、HTLV−1抗体、又はトレポネーマ抗体)、腫瘍関連抗原(例えば、AFP、CRP、又はCEA)、凝固線溶マーカー(例えば、プラスミノーゲン、アンチトロンビン−III、D−ダイマー、TAT、又はPPI)、抗てんかん薬(例えば、ホルモン)、各種薬剤(例えば、ジゴキシン)、菌体(例えば、O−157又はサルモネラ)若しくはそれらの菌体内毒素若しくは菌体外毒素、微生物類、酵素類、残留農薬、又は環境ホルモン等を挙げることができる。上記特異性生体高分子として用いる抗体としては、周知の方法で得られるポリクローナル抗体又はモノクローナル抗体のいずれをも使用することができる。さらに、上記抗体は、タンパク質[例えば、酵素(例えば、ペプシン又はパパイン)]処理したもの[例えば、抗体フラグメント(例えば、Fab、Fab´、F(ab´)、又はFv)]を用いることもできる。 Moreover, when the microarray chip of this embodiment is applied to an immunological assay, an antigen (including a hapten) or an antibody that specifically binds to a substance to be detected may be used as the specific biopolymer. it can. In this case, the substance to be detected is not particularly limited as long as it is a component generally contained in a test sample and can be detected immunologically. For example, various proteins, polysaccharides, lipids, fungal bodies, various environmental substances, and the like can be given. More specifically, an immunoglobulin (eg, IgG, IgM, or IgA), an infection-related marker (eg, HBs antigen, HBs antibody, HIV-1 antibody, HIV-2 antibody, HTLV-1 antibody, or treponema antibody) Tumor associated antigens (eg, AFP, CRP, or CEA), coagulation fibrinolytic markers (eg, plasminogen, antithrombin-III, D-dimer, TAT, or PPI), antiepileptic drugs (eg, hormones), Examples include various drugs (for example, digoxin), bacterial cells (for example, O-157 or Salmonella) or their endotoxins or exotoxins, microorganisms, enzymes, residual agricultural chemicals, environmental hormones, and the like. As the antibody used as the specific biopolymer, either a polyclonal antibody or a monoclonal antibody obtained by a well-known method can be used. Further, the antibody may be a protein [for example, an enzyme (for example, pepsin or papain)] [for example, an antibody fragment (for example, Fab, Fab ′, F (ab ′) 2 , or Fv)]. it can.

本工程においては、このような特異性生体高分子を含有する特異性生体高分子含有塗工液を基材上の上記特異性生体高分子固定部上に付着させて固化させることによって、特異性生体高分子を固定化させることができる。なお、本工程においては、最終的に特異性生体高分子を固定化させる特異性生体高分子固定部より広い領域に、特異性生体高分子を本工程により固定させておき、後述する有機基除去工程で、特異性生体高分子固定部以外の領域の特異性生体高分子を除去するものとしてもよい。   In this step, the specific biopolymer-containing coating solution containing such a specific biopolymer is adhered to the specific biopolymer fixing part on the base material and solidified, thereby allowing the specificity. A biopolymer can be immobilized. In this step, the specific biopolymer is immobilized in this step in a wider area than the specific biopolymer immobilization part that finally immobilizes the specific biopolymer, and organic group removal described later is performed. In the step, the specific biopolymer in a region other than the specific biopolymer immobilization part may be removed.

ここで、特異性生体高分子固定部とは、上述したように、特異性生体高分子を固定させる領域であり、通常この各特異性生体高分子固定部ごとに異なる特異性生体高分子が固定化されるものである。この特異性生体高分子固定部の形状は、マイクロアレイチップの用途等により適宜選択され、例えば円形等であってもよいが、一般的には、矩形状のパターンとされる。   Here, as described above, the specific biopolymer immobilization part is an area where the specific biopolymer immobilization is performed, and a specific biopolymer different from each specific biopolymer immobilization part is usually immobilized. It will be The shape of the specific biopolymer immobilization part is appropriately selected depending on the use of the microarray chip, and may be, for example, a circle or the like, but is generally a rectangular pattern.

また、マイクロアレイチップの用途等によっても異なるが、本実施態様のように特異性生体高分子含有塗工液を用いて特異性生体高分子を固定化させる場合、通常一つのマイクロアレイチップ上に上記特異性生体高分子固定部は100個〜200,000個、中でも400個〜50,000個程度設けられる。またこの際隣り合う特異性生体高分子固定部の間の領域であるスペース部は、通常1μm〜2,000μm、中でも10μm〜400μm、特に20μm〜200μmとされる。   Also, depending on the use of the microarray chip, etc., when the specific biopolymer is immobilized using the specific biopolymer-containing coating solution as in the present embodiment, the above-mentioned specific is usually on one microarray chip. There are about 100 to 200,000 sex biopolymer immobilization parts, especially about 400 to 50,000. At this time, the space portion, which is a region between the adjacent specific biopolymer immobilization portions, is usually 1 μm to 2,000 μm, particularly 10 μm to 400 μm, particularly 20 μm to 200 μm.

ここで、上記特異性生体高分子含有塗工液の塗布方法としては、特異性生体高分子含有塗工液を塗布することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、一般的にマイクロアレイチップの製造に用いられる方法を用いることができる。具体的には、マイクロコンタクトプリント法やインクジェット法やディスペンサーを用いる方法を含むノズル吐出手段、エレクトロスプレー(静電噴霧法)等を挙げることができる。   Here, the method for applying the specific biopolymer-containing coating solution is not particularly limited as long as it is a method capable of applying the specific biopolymer-containing coating solution. A method used for manufacturing a microarray chip can be used. Specific examples include nozzle discharge means including a microcontact printing method, an ink jet method, and a method using a dispenser, electrospray (electrostatic spraying method), and the like.

また、本工程に用いられる基材の形状としては、特異性生体高分子含有塗工液を付着させることが可能な形状であれば、特に限定されるものではなく、平板上の基材を用いてもよいが、例えば特異性生体高分子付着部に凹部が形成されているようなものであってもよい。これにより、特異性生体高分子含有塗工液が周囲に濡れ広がらず、高精細に特異性生体高分子を付着させることができるからである。   In addition, the shape of the base material used in this step is not particularly limited as long as the specific biopolymer-containing coating liquid can be attached, and a base material on a flat plate is used. However, for example, a concave portion may be formed in the specific biopolymer adhesion portion. This is because the specific biopolymer-containing coating liquid does not wet around and spreads the specific biopolymer with high definition.

本工程に用いられる基材としては、通常マイクロアレイチップに用いられる基材を用いることが可能であり、例えばシリコンウェハ、金属、クオーツ、ガラス、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)、アルミナ、高分子材料等を用いることができ、これらは製造されるマイクロアレイチップの用途に応じて適宜選択されて用いられる。   As the substrate used in this step, a substrate usually used for a microarray chip can be used. For example, silicon wafer, metal, quartz, glass, diamond, diamond-like carbon (DLC), alumina, polymer material Etc. can be used, and these are appropriately selected and used according to the application of the microarray chip to be manufactured.

また、本実施態様においては、基材が、特異性生体高分子をより強固に固定するために、固定化層等を表面に有するもの等としてもよく、上記特異性生体高分子含有塗工液を高精細に特異性生体高分子固定部上に付着させるために、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する特性変化層を有するものとしてもよい。   Further, in this embodiment, the substrate may have an immobilization layer or the like on the surface in order to more firmly fix the specific biopolymer, and the above specific biopolymer-containing coating solution In order to attach the high-definition on the specific biopolymer immobilization part, it may have a characteristic change layer whose characteristic changes due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation.

ここで、本実施態様においては、特に基材がエネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する特性変化層を有しており、本実施態様のマイクロアレイチップの製造方法が、後述するような、特異性生体高分子固定部のパターン状に特性変化層の特性を変化させる特性変化工程を有していることが好ましい。これにより、その特性変化層の特性が変化したパターンに沿って上記特異性生体高分子含有塗工液が塗布することができ、特異性生体高分子が濡れ広がって、隣接する特異性生体高分子と接触したり混じったりすることを防ぐことができるからである。また、このような特性変化層を用いた場合、後述する有機基除去工程で、容易に特性変化層の有機基を除去することができ、表面を親液性とすることや、分解除去すること等ができることから、スペース部に被検査物が非特異的な吸着等をすることのない、高品質なマイクロアレイチップとすることができるのである。
なお、この固定化層、特性変化層、および特性変化工程については、後に詳しく説明するので、ここでの詳しい説明は省略する。
Here, in this embodiment, in particular, the substrate has a property changing layer whose properties change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation, and the method for manufacturing the microarray chip of this embodiment will be described later. It is preferable to have a characteristic changing step of changing the characteristic of the characteristic changing layer in the pattern of the specific biopolymer immobilization part. Thereby, the specific biopolymer-containing coating liquid can be applied along the pattern in which the characteristics of the characteristic change layer have changed, and the specific biopolymer wets and spreads, and the adjacent specific biopolymer This is because it can be prevented from coming into contact with or mixing. In addition, when such a characteristic change layer is used, the organic group of the characteristic change layer can be easily removed in the organic group removal step described later, and the surface can be made lyophilic or decomposed and removed. Therefore, it is possible to obtain a high-quality microarray chip in which the object to be inspected does not adsorb unspecifically in the space portion.
Since the immobilization layer, the characteristic change layer, and the characteristic change process will be described in detail later, a detailed description thereof is omitted here.

(有機基除去工程)
次に、本実施態様における有機基除去工程について説明する。本実施態様における有機基除去工程は、上記特異性生体高分子固定部間のスペース部に存在する有機基を除去する工程である。この有機基除去工程は、通常上記特異性生体高分子固定化工程後に行われることとなる。
(Organic group removal process)
Next, the organic group removal step in this embodiment will be described. The organic group removal step in this embodiment is a step of removing organic groups present in the space portion between the specific biopolymer immobilization portions. This organic group removal step is usually performed after the specific biopolymer immobilization step.

ここで、本工程により除去される有機基としては、スペース部上に濡れ広がった上記特異性生体高分子や、基材が上記固定化層や上記特性変化層等を有する場合には、これらの層の有機基等が挙げられる。上記スペース部に特異性生体高分子が付着している場合や、固定化層や特性変化層等が形成されている場合には、製造されたマイクロアレイチップを使用した際に、スペース部上で被検査物が非特異的な吸着をしてしまう場合があり、精度の低下等につながることとなる。そこで、本工程によってこれらの有機基を除去することにより、マイクロアレイチップのスペース部に被検査物が非特異的な吸着をすることがなく、高精度なマイクロアレイチップとすることができるのである。   Here, as the organic group to be removed by this step, the specific biopolymer wetted and spread on the space part, or when the substrate has the immobilization layer or the property change layer, these Examples include the organic group of the layer. When a specific biopolymer is attached to the space part, or when an immobilization layer, a characteristic change layer, or the like is formed, when the manufactured microarray chip is used, it is covered on the space part. The test object may adsorb non-specifically, leading to a decrease in accuracy. Therefore, by removing these organic groups in this step, the test object does not adsorb unspecifically in the space portion of the microarray chip, and a highly accurate microarray chip can be obtained.

ここで、本工程において上記有機基を除去する方法としては、上記スペース部に存在する有機基を除去することが可能な方法であれば、特に限定されるものではない。例えば、一般的に行われているフォトリソグラフィー法等によって行われるものであってもよく、また例えば短波長の紫外光等をパターン状に照射して有機基を分解等する方法であってもよい。   Here, the method for removing the organic group in this step is not particularly limited as long as it is a method capable of removing the organic group present in the space portion. For example, it may be performed by a commonly performed photolithography method or the like, or may be a method of decomposing an organic group by irradiating, for example, short wavelength ultraviolet light or the like in a pattern. .

本実施態様においては、例えば図2に示すように、光触媒を含有する光触媒含有層11および基体12を有する光触媒含有層側基板13を準備し、基材1上に形成された上記特異性生体高分子2と光触媒含有層11とを間隙をおいて配置した後、例えばフォトマスク14等を用いて、隣接する特異性生体高分子付着部aの間のスペース部bにエネルギー15を照射することにより行われることが好ましい。   In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 2, a photocatalyst containing layer side substrate 13 having a photocatalyst containing layer 11 and a base 12 is prepared, and the above-mentioned specific living body height formed on the base material 1 is prepared. After disposing the molecule 2 and the photocatalyst-containing layer 11 with a gap between them, the space 15 between adjacent specific biopolymer adhering portions a is irradiated with energy 15 using, for example, a photomask 14 or the like. Preferably, it is done.

この方法によれば、上記有機基の除去をエネルギー照射に伴う光触媒の作用により行うことができることから、例えばフォトリソグラフィー法に用いられるアルカリ現像液等の、特異性生体高分子等に悪影響を及ぼすような薬品を用いる必要がない。またスペース部に上記光触媒含有層側基板を用いてエネルギー照射することによって、容易に有機基等の分解除去を行うことができることから、高いエネルギーを有する光を用いることなく、効率よく有機基の除去を行うことができる、という利点も有するからである。
このような光触媒含有層側基板を用いて有機基を除去する方法に用いられる、光触媒含有層側基板やエネルギー等について、以下説明する。
According to this method, the organic group can be removed by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, so that it adversely affects a specific biopolymer such as an alkali developer used in a photolithography method. There is no need to use special chemicals. In addition, by irradiating the space portion with energy using the above-mentioned photocatalyst-containing layer side substrate, it is possible to easily decompose and remove organic groups, etc., so that organic groups can be efficiently removed without using high energy light. This is because it also has the advantage that it can be performed.
The photocatalyst containing layer side substrate, energy, etc. used in the method for removing organic groups using such a photocatalyst containing layer side substrate will be described below.

a.光触媒含有層側基板
まず、本工程に用いられる光触媒含有層側基板について説明する。本工程に用いられる光触媒含有層側基板とは、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有するものである。本工程において用いられる光触媒含有層側基板は、このように、少なくとも光触媒含有層と基体とを有するものであり、通常は基体上に所定の方法で形成された薄膜状の光触媒含有層が形成されてなるものである。また、この光触媒含有層側基板には、パターン状に形成された光触媒含有層側遮光部が形成されたものも用いることができる。以下、光触媒含有層側基板の各構成について説明する。
a. Photocatalyst containing layer side substrate First, the photocatalyst containing layer side substrate used in this step will be described. The photocatalyst containing layer side substrate used in this step has a photocatalyst containing layer containing a photocatalyst and a substrate. Thus, the photocatalyst-containing layer side substrate used in this step has at least a photocatalyst-containing layer and a substrate, and usually a thin-film photocatalyst-containing layer formed by a predetermined method is formed on the substrate. It will be. Moreover, the thing in which the photocatalyst containing layer side light shielding part formed in pattern shape was formed can also be used for this photocatalyst containing layer side board | substrate. Hereinafter, each structure of the photocatalyst containing layer side substrate will be described.

(1)光触媒含有層
本工程に用いられる光触媒含有層は、光触媒含有層中の光触媒が、対象とする有機基を分解除去等することが可能な構成であれば、特に限定されるものではなく、光触媒とバインダとから構成されているものであってもよいし、光触媒単体で製膜されたものであってもよい。また、その表面の濡れ性は特に親液性であっても撥液性であってもよい。
(1) Photocatalyst-containing layer The photocatalyst-containing layer used in this step is not particularly limited as long as the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer can decompose and remove the target organic group. The photocatalyst and the binder may be used, or the photocatalyst may be formed into a single film. Further, the wettability of the surface may be particularly lyophilic or lyophobic.

本工程において用いられる光触媒含有層は、例えば図2に示すように、基体12上に全面に形成されたものであってもよいが、例えば図3に示すように、基体12上に光触媒含有層11がパターン状に形成されたものであってもよい。   The photocatalyst-containing layer used in this step may be formed on the entire surface of the substrate 12 as shown in FIG. 2, for example, but for example, as shown in FIG. 11 may be formed in a pattern.

このように光触媒含有層をパターン状に形成することにより、後述するエネルギー照射の際、フォトマスク等を用いてパターン状にエネルギーを照射する必要がなく、全面にエネルギーを照射することにより、上記スペース部の有機基を除去することが可能となるからである。   By forming the photocatalyst-containing layer in a pattern in this way, it is not necessary to irradiate energy in a pattern using a photomask or the like at the time of energy irradiation, which will be described later. This is because part of the organic group can be removed.

また、実際に光触媒含有層に面する部分のみの有機基が分解除去等されるものであるので、エネルギーの照射方向は上記光触媒含有層と特異性生体高分子等とが面する部分にエネルギーが照射されるものであれば、いかなる方向から照射されてもよく、さらには、照射されるエネルギーも特に平行光等の平行なものに限定されないという利点を有するものとなる。   In addition, since only the organic groups that actually face the photocatalyst-containing layer are decomposed and removed, the energy irradiation direction is such that the energy is directed to the part where the photocatalyst-containing layer and the specific biopolymer etc. face each other. As long as it irradiates, you may irradiate from what direction, and also has the advantage that the irradiated energy is not limited to parallel things, such as parallel light.

このよう光触媒含有層における、後述するような二酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。本発明においては、このキャリアが光触媒含有層近傍に配置されるスペース部の有機基に作用を及ぼすものであると思われる。   In such a photocatalyst-containing layer, the mechanism of action of a photocatalyst represented by titanium dioxide as described later is not necessarily clear, but a carrier generated by light irradiation reacts directly with a nearby compound, or It is considered that the active oxygen species generated in the presence of oxygen and water change the chemical structure of organic matter. In the present invention, it is considered that this carrier acts on the organic group in the space portion arranged in the vicinity of the photocatalyst containing layer.

本発明で使用する光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、酸化タングステン(WO)、酸化ビスマス(Bi)、および酸化鉄(Fe)を挙げることができ、これらから選択して1種または2種以上を混合して用いることができる。 Examples of the photocatalyst used in the present invention include titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), which are known as photo semiconductors. Bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) can be mentioned, and one or a mixture of two or more selected from these can be used.

本実施態様においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が380nm以下にある。   In this embodiment, titanium dioxide is particularly preferably used because it has a high band gap energy, is chemically stable, has no toxicity, and is easily available. Titanium dioxide includes an anatase type and a rutile type, and both can be used in the present invention, but anatase type titanium dioxide is preferred. Anatase type titanium dioxide has an excitation wavelength of 380 nm or less.

このようなアナターゼ型二酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(石原産業(株)製STS−02(平均粒径7nm)、石原産業(株)製ST−K01)、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(日産化学(株)製TA−15(平均粒径12nm))等を挙げることができる。   Examples of such anatase type titanium dioxide include hydrochloric acid peptizer type anatase type titania sol (STS-02 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. (average particle size 7 nm), ST-K01 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), nitric acid solution An anatase type titania sol (TA-15 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. (average particle size 12 nm)) and the like can be mentioned.

また、上記酸化チタンとして可視光応答型のものを用いてもよい。可視光応答型の酸化チタンとは、可視光のエネルギーによっても励起されるものであり、このような可視光応答化の方法としては、酸化チタンを窒化処理する方法等が挙げられる。   Further, a visible light responsive type may be used as the titanium oxide. Visible light responsive titanium oxide is also excited by the energy of visible light. Examples of such a visible light responsive method include a method of nitriding titanium oxide.

酸化チタン(TiO)は、窒化処理をすることにより、酸化チタン(TiO)のバンドギャップの内側に新しいエネルギー準位が形成され、バンドギャップが狭くなる。その結果、通常酸化チタン(TiO)の励起波長は380nmであるが、その励起波長より長波長の可視光によっても、励起されることが可能となるのである。これにより、種々の光源によるエネルギー照射の可視光領域の波長も酸化チタン(TiO)の励起に寄与させることが可能となることから、さらに酸化チタンを高感度化させることが可能となるのである。 When titanium oxide (TiO 2 ) is subjected to nitriding treatment, a new energy level is formed inside the band gap of titanium oxide (TiO 2 ), and the band gap is narrowed. As a result, the excitation wavelength of titanium oxide (TiO 2 ) is usually 380 nm, but it can be excited even by visible light having a longer wavelength than the excitation wavelength. As a result, the wavelength in the visible light region of energy irradiation from various light sources can also contribute to the excitation of titanium oxide (TiO 2 ), so that it is possible to further increase the sensitivity of titanium oxide. .

ここで、本実施態様でいう酸化チタンの窒化処理とは、酸化チタン(TiO)の結晶の酸素サイトの一部を窒素原子での置換する処理や、酸化チタン(TiO)結晶の格子間に窒素原子をドーピングする処理、または酸化チタン(TiO)結晶の多結晶集合体の粒界に窒素原子を配する処理等をいう。 Here, the nitriding treatment of titanium oxide as used in the present embodiment is a treatment for replacing part of the oxygen sites of the titanium oxide (TiO 2 ) crystal with a nitrogen atom, or an interstitial of the titanium oxide (TiO 2 ) crystal. Treatment of doping nitrogen atoms, or treatment of arranging nitrogen atoms at the grain boundaries of a polycrystalline aggregate of titanium oxide (TiO 2 ) crystals.

酸化チタン(TiO)の窒化処理方法は、特に限定されるものではなく、例えば、結晶性酸化チタンの微粒子をアンモニア雰囲気下で700℃の熱処理により、窒素をドーピングし、この窒素のドーピングされた微粒子と、無機バインダや溶媒等を用いて、分散液とする方法等が挙げられる。 The method of nitriding titanium oxide (TiO 2 ) is not particularly limited. For example, crystalline titanium oxide fine particles are doped with nitrogen by heat treatment at 700 ° C. in an ammonia atmosphere, and the nitrogen is doped. Examples thereof include a method of forming a dispersion using fine particles and an inorganic binder, a solvent, or the like.

ここで、光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径が50nm以下が好ましく、20nm以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。   Here, the smaller the particle size of the photocatalyst, the more effective the photocatalytic reaction occurs. The average particle size is preferably 50 nm or less, and it is particularly preferable to use a photocatalyst having a particle size of 20 nm or less.

本工程に用いられる光触媒含有層は、上述したように光触媒単独で形成されたものであってもよく、またバインダと混合して形成されたものであってもよい。   The photocatalyst-containing layer used in this step may be formed by the photocatalyst alone as described above, or may be formed by mixing with a binder.

光触媒のみからなる光触媒含有層の場合は、有機基の分解除去等に対する効率が向上し、処理時間の短縮化等のコスト面で有利である。一方、光触媒とバインダとからなる光触媒含有層の場合は、光触媒含有層の形成が容易であるという利点を有する。   In the case of a photocatalyst-containing layer consisting only of a photocatalyst, the efficiency for decomposing and removing organic groups is improved, which is advantageous in terms of cost such as shortening of processing time. On the other hand, in the case of a photocatalyst-containing layer comprising a photocatalyst and a binder, there is an advantage that the formation of the photocatalyst-containing layer is easy.

光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、CVD法、真空蒸着法等の真空製膜法を用いる方法を挙げることができる。真空製膜法により光触媒含有層を形成することにより、均一な膜でかつ光触媒のみを含有する光触媒含有層とすることが可能であり、これにより有機基の分解除去等を均一に行うことが可能である。   Examples of a method for forming a photocatalyst-containing layer composed only of a photocatalyst include a method using a vacuum film forming method such as a sputtering method, a CVD method, or a vacuum deposition method. By forming the photocatalyst-containing layer by vacuum film-forming method, it is possible to obtain a photocatalyst-containing layer that is a uniform film and contains only the photocatalyst, which enables uniform decomposition and removal of organic groups, etc. It is.

また、光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば光触媒が二酸化チタンの場合は、基体上に無定形チタニアを形成し、次いで焼成により結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。ここで用いられる無定形チタニアとしては、例えば四塩化チタン、硫酸チタン等のチタンの無機塩の加水分解、脱水縮合、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタン等の有機チタン化合物を酸存在下において加水分解、脱水縮合によって得ることができる。次いで、400℃〜500℃における焼成によってアナターゼ型チタニアに変性し、600℃〜700℃の焼成によってルチル型チタニアに変性することができる。   Examples of a method for forming a photocatalyst-containing layer composed only of a photocatalyst include a method in which amorphous titania is formed on a substrate when the photocatalyst is titanium dioxide, and then the phase is changed to crystalline titania by firing. As the amorphous titania used here, for example, hydrolysis, dehydration condensation, tetraethoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, tetra-n-propoxytitanium, tetrabutoxytitanium, titanium inorganic salts such as titanium tetrachloride and titanium sulfate, An organic titanium compound such as tetramethoxytitanium can be obtained by hydrolysis and dehydration condensation in the presence of an acid. Next, it can be modified to anatase titania by baking at 400 ° C. to 500 ° C. and modified to rutile type titania by baking at 600 ° C. to 700 ° C.

また、バインダを用いる場合は、バインダの主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えばオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。   Moreover, when using a binder, what has the high bond energy that the main frame | skeleton of a binder is not decomposed | disassembled by photoexcitation of said photocatalyst is preferable, for example, organopolysiloxane etc. can be mentioned.

このようにオルガノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、上記光触媒含有層は、光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサンとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基体上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することかできる。   When organopolysiloxane is used as a binder in this way, the photocatalyst-containing layer is prepared by dispersing the photocatalyst and the binder organopolysiloxane in a solvent together with other additives as necessary. The coating solution can be formed by coating on a substrate. As the solvent to be used, alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropanol are preferable. The application can be performed by a known application method such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating, or bead coating. When an ultraviolet curable component is contained as the binder, the photocatalyst-containing layer can be formed by irradiating ultraviolet rays and performing a curing treatment.

また、バインダとして無定形シリカ前駆体を用いることができる。この無定形シリカ前駆体は、一般式SiXで表され、Xはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量3000以下のポリシロキサンが好ましい。 An amorphous silica precursor can be used as the binder. This amorphous silica precursor is represented by the general formula SiX 4, X is a halogen, a methoxy group, an ethoxy group or a silicon compound an acetyl group or the like, and silanol or average molecular weight of 3,000 or less, their hydrolysates Polysiloxane is preferred.

具体的には、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン等が挙げられる。また、この場合には、無定形シリカの前駆体と光触媒の粒子とを非水性溶媒中に均一に分散させ、基体上に空気中の水分により加水分解させてシラノールを形成させた後、常温で脱水縮重合することにより光触媒含有層を形成できる。シラノールの脱水縮重合を100℃以上で行えば、シラノールの重合度が増し、膜表面の強度を向上できる。また、これらの結着剤は、単独あるいは2種以上を混合して用いることができる。   Specific examples include tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetrabutoxysilane, and tetramethoxysilane. In this case, the amorphous silica precursor and the photocatalyst particles are uniformly dispersed in a non-aqueous solvent, hydrolyzed with moisture in the air on the substrate to form silanol, and then at room temperature. A photocatalyst-containing layer can be formed by dehydration condensation polymerization. If dehydration condensation polymerization of silanol is carried out at 100 ° C. or higher, the degree of polymerization of silanol increases and the strength of the film surface can be improved. Moreover, these binders can be used individually or in mixture of 2 or more types.

バインダを用いた場合の光触媒含有層中の光触媒の含有量は、5〜60重量%、好ましくは20〜40重量%の範囲で設定することができる。また、光触媒含有層の厚みは、0.05〜10μmの範囲内が好ましい。   When the binder is used, the content of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer can be set in the range of 5 to 60% by weight, preferably 20 to 40% by weight. The thickness of the photocatalyst containing layer is preferably in the range of 0.05 to 10 μm.

また、光触媒含有層には上記の光触媒、バインダの他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ(株)製NIKKOL BL、BC、BO、BBの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ZONYL FSN、FSO、旭硝子(株)製サーフロンS−141、145、大日本インキ化学工業(株)製メガファックF−141、144、ネオス(株)製フタージェントF−200、F251、ダイキン工業(株)製ユニダインDS−401、402、スリーエム(株)製フロラードFC−170、176等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができ、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。   In addition to the photocatalyst and the binder, the photocatalyst containing layer can contain a surfactant. Specifically, hydrocarbons such as NIKKOL BL, BC, BO, BB series manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., ZONYL FSN, FSO manufactured by DuPont, Surflon S-141, 145 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Dainippon Megafac F-141, 144 manufactured by Ink Chemical Industry Co., Ltd., Footgent F-200, F251 manufactured by Neos Co., Ltd., Unidyne DS-401, 402 manufactured by Daikin Industries, Ltd., Fluorard FC-170 manufactured by 3M Co., Ltd. Fluorine-based or silicone-based nonionic surfactants such as 176, and cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants can also be used.

さらに、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。   In addition to the above surfactants, the photocatalyst-containing layer includes polyvinyl alcohol, unsaturated polyester, acrylic resin, polyethylene, diallyl phthalate, ethylene propylene diene monomer, epoxy resin, phenol resin, polyurethane, melamine resin, polycarbonate, Polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyester, polybutadiene, polybenzimidazole, polyacrylonitrile, epichlorohydrin, polysulfide, polyisoprene, oligomers, polymers, etc. It can be included.

(2)基体
本工程に用いられる光触媒含有層側基板には、例えば図2に示すように、少なくとも基体12とこの基体12上に形成された光触媒含有層11とを有するものである。
この際、用いられる基体を構成する材料は、後述するエネルギーの照射方向や、マイクロアレイチップが透明性を有するか等により適宜選択される。
(2) Base The photocatalyst-containing layer side substrate used in this step has at least a base 12 and a photocatalyst-containing layer 11 formed on the base 12 as shown in FIG.
At this time, the material constituting the substrate to be used is appropriately selected depending on the energy irradiation direction, which will be described later, and whether the microarray chip has transparency.

すなわち、例えばマイクロアレイチップが不透明なものである場合においては、エネルギー照射方向は必然的に光触媒含有層側基板側からとなり、例えば図2に示すように、フォトマスク14を光触媒含有層側基板13側に配置して、エネルギー照射をする必要がある。また、後述するように光触媒含有層側基板に光触媒含有層側遮光部を予め所定のパターンで形成しておき、この光触媒含有層側遮光部を用いてパターンを形成する場合においても、光触媒含有層側基板側からエネルギーを照射する必要がある。このような場合、基体は透明性を有するものであることが必要となる。   That is, for example, when the microarray chip is opaque, the energy irradiation direction is necessarily from the photocatalyst containing layer side substrate side. For example, as shown in FIG. It is necessary to irradiate with energy. As will be described later, the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion is formed in advance in a predetermined pattern on the photocatalyst-containing layer side substrate, and the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion is used to form a pattern. It is necessary to irradiate energy from the side substrate side. In such a case, the substrate needs to be transparent.

一方、マイクロアレイチップが透明である場合であれば、マイクロアレイチップ側にフォトマスクを配置してエネルギーを照射することも可能である。このような場合においては、基体の透明性は特に必要とされない。   On the other hand, if the microarray chip is transparent, a photomask can be arranged on the microarray chip side to irradiate energy. In such a case, the transparency of the substrate is not particularly required.

このような基体としては、可撓性を有するもの、例えば樹脂製フィルム等であってもよいし、可撓性を有さないもの、例えばガラス基板等であってもよい。これは、エネルギー照射方法により適宜選択されるものである。   Such a substrate may be flexible, such as a resin film, or may not be flexible, such as a glass substrate. This is appropriately selected depending on the energy irradiation method.

このように、光触媒含有層側基板に用いられる基体は特にその材料を限定されるものではないが、本工程においては、この光触媒含有層側基板は、繰り返し用いられるものであることから、所定の強度を有し、かつその表面が光触媒含有層との密着性が良好である材料が好適に用いられる。
具体的には、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等を挙げることができる。
As described above, the material used for the substrate used for the photocatalyst-containing layer side substrate is not particularly limited, but in this step, the photocatalyst-containing layer side substrate is used repeatedly, so that the predetermined substrate is used. A material having strength and having a surface with good adhesion to the photocatalyst-containing layer is preferably used.
Specific examples include glass, ceramic, metal, and plastic.

なお、基体表面と光触媒含有層との密着性を向上させるために、基体上にアンカー層を形成するようにしてもよい。このようなアンカー層としては、例えば、シラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。   In order to improve the adhesion between the substrate surface and the photocatalyst containing layer, an anchor layer may be formed on the substrate. Examples of such an anchor layer include silane-based and titanium-based coupling agents.

(3)光触媒含有層側遮光部
本工程に用いられる光触媒含有層側基板には、パターン状に形成された光触媒含有層側遮光部が形成されたものを用いても良い。このように光触媒含有層側遮光部を有する光触媒含有層側基板を用いることにより、露光に際して、フォトマスクを用いたり、レーザ光による描画照射を行う必要がない。したがって、光触媒含有層側基板とフォトマスクとの位置合わせが不要であることから、簡便な工程とすることが可能であり、また描画照射に必要な高価な装置も不必要であることから、コスト的に有利となるという利点を有する。
(3) Photocatalyst containing layer side light-shielding part As the photocatalyst containing layer side light shielding part used for this process, you may use what the photocatalyst containing layer side light shielding part formed in pattern shape was formed. By using the photocatalyst containing layer side substrate having the photocatalyst containing layer side light shielding portion in this way, it is not necessary to use a photomask or perform drawing irradiation with a laser beam at the time of exposure. Therefore, since alignment between the photocatalyst-containing layer side substrate and the photomask is not necessary, it is possible to use a simple process, and an expensive apparatus necessary for drawing irradiation is also unnecessary, so that the cost is reduced. Has the advantage of being advantageous.

このような光触媒含有層側遮光部を有する光触媒含有層側基板は、光触媒含有層側遮光部の形成位置により、下記の二つの態様とすることができる。   The photocatalyst-containing layer side substrate having such a photocatalyst-containing layer side light-shielding part can have the following two modes depending on the formation position of the photocatalyst-containing layer side light-shielding part.

一つが、例えば図4に示すように、基体12上に光触媒含有層側遮光部16を形成し、この光触媒含有層側遮光部16上に光触媒含有層11を形成して、光触媒含有層側基板とする態様である。もう一つは、例えば図5に示すように、基体12上に光触媒含有層11を形成し、その上に光触媒含有層側遮光部16を形成して光触媒含有層側基板とする態様である。   For example, as shown in FIG. 4, a photocatalyst containing layer side light shielding portion 16 is formed on a substrate 12, and a photocatalyst containing layer 11 is formed on the photocatalyst containing layer side light shielding portion 16 to form a photocatalyst containing layer side substrate. It is an aspect to make. For example, as shown in FIG. 5, a photocatalyst containing layer 11 is formed on a substrate 12, and a photocatalyst containing layer side light shielding portion 16 is formed thereon to form a photocatalyst containing layer side substrate.

いずれの態様においても、フォトマスクを用いる場合と比較すると、光触媒含有層側遮光部が、上記光触媒含有層と特異性生体高分子等とが間隙をもって位置する部分の近傍に配置されることになるので、基体内等におけるエネルギーの散乱の影響を少なくすることができることから、エネルギーのパターン照射を極めて正確に行うことが可能となる。   In any embodiment, the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is disposed in the vicinity of the portion where the photocatalyst-containing layer and the specific biopolymer etc. are located with a gap as compared with the case where a photomask is used. Therefore, since the influence of energy scattering in the substrate or the like can be reduced, the energy pattern irradiation can be performed very accurately.

さらに、上記光触媒含有層上に光触媒含有層側遮光部を形成する実施態様においては、光触媒含有層と特異性生体高分子等とを所定の間隙をおいて配置する際に、この光触媒含有層側遮光部の膜厚をこの間隙の幅と一致させておくことにより、上記光触媒含有層側遮光部を上記間隙を一定のものとするためのスペーサとしても用いることができるという利点を有する。   Furthermore, in the embodiment in which the photocatalyst containing layer side light shielding portion is formed on the photocatalyst containing layer, when the photocatalyst containing layer and the specific biopolymer are arranged with a predetermined gap, the photocatalyst containing layer side By making the film thickness of the light shielding portion coincide with the width of the gap, there is an advantage that the photocatalyst containing layer side light shielding portion can be used as a spacer for making the gap constant.

すなわち、所定の間隙をおいて上記光触媒含有層と特異性生体高分子等とを接触させた状態で配置する際に、上記光触媒含有層側遮光部と特異性生体高分子等とを密着させた状態で配置することにより、上記所定の間隙を正確とすることが可能となり、そしてこの状態で光触媒含有層側基板からエネルギーを照射することにより、精度良く有機基を分解除去等することが可能となるのである。   That is, when the photocatalyst-containing layer and the specific biopolymer etc. are arranged in contact with each other with a predetermined gap, the photocatalyst-containing layer side light shielding part and the specific biopolymer etc. are brought into close contact with each other. By arranging in a state, it becomes possible to make the predetermined gap accurate, and by irradiating energy from the photocatalyst-containing layer side substrate in this state, it is possible to decompose and remove the organic group with high accuracy. It becomes.

本工程に用いられる光触媒含有層側遮光部の形成方法については、特に限定されるものではなく、光触媒含有層側遮光部の形成面の特性や、必要とするエネルギーに対する遮蔽性等に応じて適宜選択されて用いられる。   The method for forming the photocatalyst-containing layer side light-shielding part used in this step is not particularly limited, and is appropriately determined according to the characteristics of the formation surface of the photocatalyst-containing layer side light-shielding part, the shielding property against the required energy, and the like. Selected and used.

例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み1000〜2000Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成されてもよい。このパターニングの方法としては、スパッタ等の通常のパターニング方法を用いることができる。   For example, it may be formed by forming a metal thin film of chromium or the like having a thickness of about 1000 to 2000 mm by a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like, and patterning the thin film. As this patterning method, a normal patterning method such as sputtering can be used.

また、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層をパターン状に形成する方法であってもよい。用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を1種または2種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはO/Wエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このような樹脂製光触媒含有層側遮光部の厚みとしては、0.5〜10μmの範囲内で設定することができる。このよう樹脂製光触媒含有層側遮光部のパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。   Alternatively, a method may be used in which a layer containing light-shielding particles such as carbon fine particles, metal oxides, inorganic pigments, and organic pigments in a resin binder is formed in a pattern. As the resin binder to be used, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, gelatin, casein, cellulose, or a mixture of one or more kinds, photosensitive resin, or O / A W emulsion type resin composition, for example, an emulsion of a reactive silicone can be used. The thickness of the resin photocatalyst-containing layer side light-shielding part can be set within a range of 0.5 to 10 μm. As a method for patterning the light shielding part on the resin photocatalyst-containing layer side, a commonly used method such as a photolithography method or a printing method can be used.

なお、上記説明においては、光触媒含有層側遮光部の形成位置として、基体と光触媒含有層との間、および光触媒含有層表面の二つの場合について説明したが、その他、基体の光触媒含有層が形成されていない側の表面に光触媒含有層側遮光部を形成する態様も採ることが可能である。この態様においては、例えばフォトマスクをこの表面に着脱可能な程度に密着させる場合等が考えられ、エネルギー照射する領域を小ロットで変更するような場合に好適に用いることができる。   In the above description, the two positions of the photocatalyst containing layer side light shielding portion between the substrate and the photocatalyst containing layer and the surface of the photocatalyst containing layer have been described as the formation position of the photocatalyst containing layer side. It is also possible to adopt a mode in which the photocatalyst-containing layer side light shielding portion is formed on the surface that is not provided. In this aspect, for example, a case where the photomask is brought into close contact with the surface so as to be detachable can be considered, and it can be suitably used when the energy irradiation region is changed in a small lot.

(4)プライマー層
次に、光触媒含有層側基板に用いられるプライマー層について説明する。本工程において、上述したように基体上に光触媒含有層側遮光部をパターン状に形成して、その上に光触媒含有層を形成して光触媒含有層側基板とする場合においては、上記光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層との間にプライマー層を形成してもよい。
(4) Primer layer Next, the primer layer used for a photocatalyst containing layer side substrate is explained. In this step, when the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion is formed in a pattern on the substrate as described above, and the photocatalyst-containing layer is formed thereon to form a photocatalyst-containing layer side substrate, the photocatalyst-containing layer A primer layer may be formed between the side light shielding part and the photocatalyst containing layer.

このプライマー層の作用・機能は必ずしも明確なものではないが、光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層との間にプライマー層を形成することにより、プライマー層は光触媒の作用による有機基の分解除去等を阻害する要因となる光触媒含有層側遮光部および光触媒含有層側遮光部間に存在する開口部からの不純物、特に、光触媒含有層側遮光部をパターニングする際に生じる残渣や、金属、金属イオン等の不純物の拡散を防止する機能を示すものと考えられる。したがって、プライマー層を形成することにより、高感度で有機基の分解除去等の処理が進行し、その結果、高解像度のパターンでスペース部の有機基を除去することが可能となるのである。   The action and function of this primer layer are not always clear, but by forming a primer layer between the photocatalyst containing layer side light shielding part and the photocatalyst containing layer, the primer layer decomposes and removes organic groups by the action of the photocatalyst. Impurities from the openings present between the photocatalyst containing layer side light shielding part and the photocatalyst containing layer side light shielding part, which are factors that hinder, etc. It is considered that it has a function of preventing diffusion of impurities such as ions. Therefore, by forming the primer layer, processing such as decomposition and removal of the organic group proceeds with high sensitivity, and as a result, the organic group in the space portion can be removed with a high resolution pattern.

なお、上記プライマー層は、光触媒含有層側遮光部のみならず光触媒含有層側遮光部間に形成された開口部に存在する不純物が光触媒の作用に影響することを防止するものであるので、プライマー層は開口部を含めた光触媒含有層側遮光部全面にわたって形成されていることが好ましい。   In addition, since the said primer layer prevents that the impurity which exists in the opening formed between not only the photocatalyst containing layer side light shielding part but between the photocatalyst containing layer side light shielding parts influences the effect | action of a photocatalyst, primer The layer is preferably formed over the entire surface of the photocatalyst containing layer side light shielding part including the opening.

上記プライマー層は、光触媒含有層側基板の光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層とが接触しないようにプライマー層が形成された構造であれば特に限定されるものではない。   The primer layer is not particularly limited as long as the primer layer is formed so that the photocatalyst containing layer side light-shielding portion of the photocatalyst containing layer side substrate is not in contact with the photocatalyst containing layer.

このプライマー層を構成する材料としては、特に限定されるものではないが、光触媒の作用により分解されにくい無機材料が好ましい。具体的には無定形シリカを挙げることができる。このような無定形シリカを用いる場合には、この無定形シリカの前駆体は、一般式SiXで示され、Xはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物であり、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量3000以下のポリシロキサンが好ましい。 The material constituting the primer layer is not particularly limited, but an inorganic material that is not easily decomposed by the action of the photocatalyst is preferable. Specific examples include amorphous silica. When such amorphous silica is used, the precursor of the amorphous silica is represented by the general formula SiX 4 and X is a silicon compound such as halogen, methoxy group, ethoxy group, or acetyl group, Silanol which is a hydrolyzate thereof or polysiloxane having an average molecular weight of 3000 or less is preferable.

また、プライマー層の膜厚は、0.001μmから1μmの範囲内であることが好ましく、特に0.001μmから0.1μmの範囲内であることが好ましい。   The thickness of the primer layer is preferably in the range of 0.001 μm to 1 μm, particularly preferably in the range of 0.001 μm to 0.1 μm.

b.エネルギーの照射
次に、エネルギーの照射方法について説明する。本工程においては、上述した光触媒含有層および、上記特異性生体高分子または固定化層とを間隙を置いて配置し、所定の方向からエネルギーを照射することによって、スペース部に存在する有機基を除去することができる。
b. Energy Irradiation Next, an energy irradiation method will be described. In this step, the photocatalyst-containing layer and the specific biopolymer or the immobilization layer are arranged with a gap between them, and the organic groups present in the space part are formed by irradiating energy from a predetermined direction. Can be removed.

本工程における上記の配置とは、実質的に光触媒の作用が有機基に及ぶような状態で配置された状態をいうこととし、上記光触媒含有層と上記特異性生体高分子が密着している状態の他、所定の間隔を隔てて上記光触媒含有層と特異性生体高分子とが配置された状態とする。この間隙は、200μm以下であることが好ましい。   The above arrangement in this step means a state in which the action of the photocatalyst substantially extends to the organic group, and the photocatalyst-containing layer and the specific biopolymer are in close contact with each other. In addition, the photocatalyst-containing layer and the specific biopolymer are arranged at a predetermined interval. This gap is preferably 200 μm or less.

本発明において上記間隙は、光触媒の感度が高く、有機基の分解等の効率が良好である点を考慮すると特に0.2μm〜10μmの範囲内、好ましくは1μm〜5μmの範囲内とすることが好ましい。このような間隙の範囲は、特に間隙を高い精度で制御することが可能である小面積のマイクロアレイチップに対して特に有効である。   In the present invention, the gap is preferably in the range of 0.2 μm to 10 μm, preferably in the range of 1 μm to 5 μm, considering that the photocatalyst is highly sensitive and the organic group is efficiently decomposed. preferable. Such a gap range is particularly effective for a small-area microarray chip that can control the gap with high accuracy.

一方、例えば300mm×300mm以上といった大面積のマイクロアレイチップに対して処理を行う場合は、上述したような微細な間隙を光触媒含有層側基板と特異性生体高分子との間に形成することは極めて困難である。したがって、マイクロアレイチップが比較的大面積である場合は、上記間隙は、10〜100μmの範囲内、特に50〜75μmの範囲内とすることが好ましい。間隙をこのような範囲内とすることにより、有機基を除去するパターンの精度の低下の問題や、光触媒の感度が悪化して有機基を分解除去する効率が悪化する等の問題が生じることなく、さらに有機基の除去にムラが発生しないといった効果を有するからである。   On the other hand, when processing a microarray chip having a large area of, for example, 300 mm × 300 mm or more, it is extremely difficult to form a fine gap as described above between the photocatalyst-containing layer side substrate and the specific biopolymer. Have difficulty. Therefore, when the microarray chip has a relatively large area, the gap is preferably in the range of 10 to 100 μm, particularly in the range of 50 to 75 μm. By setting the gap within such a range, there is no problem such as a decrease in accuracy of the pattern for removing the organic group or a problem that the sensitivity of the photocatalyst is deteriorated and the efficiency for decomposing and removing the organic group is deteriorated. Moreover, it is because there is an effect that unevenness does not occur in the removal of the organic group.

このように比較的大面積のマイクロアレイチップにエネルギー照射する際には、エネルギー照射装置内の光触媒含有層側基板と特異性生体高分子との位置決め装置における間隙の設定を、10μm〜200μmの範囲内、特に25μm〜75μmの範囲内に設定することが好ましい。設定値をこのような範囲内とすることにより、光触媒の感度の大幅な悪化を招くことなく配置することが可能となるからである。   Thus, when irradiating energy to a relatively large area microarray chip, the setting of the gap in the positioning device between the photocatalyst containing layer side substrate and the specific biopolymer in the energy irradiation device is within the range of 10 μm to 200 μm. In particular, it is preferable to set within the range of 25 μm to 75 μm. This is because by setting the set value within such a range, it is possible to arrange the photocatalyst without significantly deteriorating the sensitivity of the photocatalyst.

このように光触媒含有層と特異性生体高分子等とを所定の間隔で離して配置することにより、酸素と水および光触媒作用により生じた活性酸素種が脱着しやすくなる。すなわち、上記範囲より光触媒含有層と特異性生体高分子等との間隔を狭くした場合は、上記活性酸素種の脱着がしにくくなり、結果的に有機基の分解除去等の速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくなく、上記範囲より間隔を離して配置した場合は、生じた活性酸素種が特異性生体高分子等に届き難くなり、この場合も有機基の分解除去等の速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくないのである。   Thus, by disposing the photocatalyst-containing layer and the specific biopolymer etc. at a predetermined interval, oxygen, water, and active oxygen species generated by the photocatalytic action are easily desorbed. That is, when the interval between the photocatalyst containing layer and the specific biopolymer is made narrower than the above range, it becomes difficult to desorb the active oxygen species, resulting in a slower rate of decomposition and removal of the organic group. If it is placed at a distance from the above range, it is difficult for the generated active oxygen species to reach the specific biopolymer, etc., and in this case also the rate of decomposition and removal of organic groups, etc. This is not preferable because there is a possibility of slowing down.

このような極めて狭い間隙を均一に形成して光触媒含有層と特異性生体高分子等とを配置する方法としては、例えばスペーサを用いる方法を挙げることができる。そして、このようにスペーサを用いることにより、均一な間隙を形成することができるからである。また、このようなスペーサを用いることにより、光触媒の作用により生じた活性酸素種が拡散することなく、高濃度で特異性生体高分子等の表面に到達することから、効率よく有機基の分解除去を行うことができる。   As a method for uniformly forming such a very narrow gap and arranging the photocatalyst-containing layer and the specific biopolymer etc., for example, a method using a spacer can be mentioned. This is because a uniform gap can be formed by using the spacer in this way. In addition, by using such a spacer, the active oxygen species generated by the action of the photocatalyst reaches the surface of the specific biopolymer etc. at a high concentration without diffusing, so that the organic group is efficiently decomposed and removed. It can be performed.

本工程においては、このようなスペーサを一つの部材として形成してもよいが、工程の簡略化等のため、上記光触媒含有層側基板の欄で説明したように、光触媒含有層側基板の光触媒含有層表面に形成することが好ましい。なお、上記光触媒含有層側基板の説明においては、光触媒含有層側遮光部として説明したが、本発明においては、このようなスペーサは特異性生体高分子等の表面に光触媒の作用が及ばないように表面を保護する作用を有すればよいものであることから、特に照射されるエネルギーを遮蔽する機能を有さない材料で形成されたものであってもよい。   In this step, such a spacer may be formed as one member. However, for simplification of the process, as described in the column of the photocatalyst containing layer side substrate, the photocatalyst of the photocatalyst containing layer side substrate is used. It is preferable to form on the surface of the containing layer. In the above description of the photocatalyst-containing layer side substrate, the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion has been described. However, in the present invention, such a spacer does not act on the surface of a specific biopolymer or the like. Since it only needs to have a function of protecting the surface, it may be made of a material that does not have a function of shielding the energy to be irradiated.

なお、上記光触媒含有層が可撓性を有する樹脂フィルム等の可撓性を有する基体上に形成された光触媒含有層側基板を用いる場合においては、上述したような間隙を設けることが難しく、製造効率等の面から、上記光触媒含有層と特異性生体高分子等とが接触するように配置されていることが好ましい。   In the case of using a photocatalyst-containing layer side substrate formed on a flexible substrate such as a resin film in which the photocatalyst-containing layer is flexible, it is difficult to provide the gap as described above. From the viewpoint of efficiency and the like, it is preferable that the photocatalyst-containing layer and the specific biopolymer are arranged so as to contact each other.

本発明においては、このような間隙をおいた配置状態は、少なくともエネルギー照射の間だけ維持されればよい。   In the present invention, such an arrangement state with a gap need only be maintained at least during energy irradiation.

次に、上述したような配置を維持した状態で、エネルギー照射が行われる。なお、本発明でいうエネルギー照射(露光)とは、光触媒含有層により有機基を分解除去等することが可能ないかなるエネルギー線の照射をも含む概念であり、可視光の照射に限定されるものではない。   Next, energy irradiation is performed in a state where the arrangement as described above is maintained. The energy irradiation (exposure) as used in the present invention is a concept including irradiation of any energy beam capable of decomposing and removing an organic group by the photocatalyst containing layer, and is limited to visible light irradiation. is not.

通常このような露光に用いる光の波長は、400nm以下の範囲、好ましくは380nm以下の範囲から設定される。これは、上述したように光触媒含有層に用いられる好ましい光触媒が二酸化チタンであり、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上述した波長の光が好ましいからである。   Usually, the wavelength of light used for such exposure is set in the range of 400 nm or less, preferably in the range of 380 nm or less. This is because, as described above, the preferred photocatalyst used in the photocatalyst-containing layer is titanium dioxide, and light having the above-described wavelength is preferable as the energy for activating the photocatalytic action by the titanium dioxide.

このような露光に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げることができる。   Examples of light sources that can be used for such exposure include mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps, excimer lamps, and various other light sources.

上述したような光源を用い、フォトマスクを介したパターン照射により行う方法の他、エキシマ、YAG等のレーザを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることも可能である。この場合、フォトマスクが必要ない、という利点を有する。   In addition to the method of performing pattern irradiation through a photomask using the light source as described above, it is also possible to use a method of drawing and irradiating in a pattern using a laser such as excimer or YAG. In this case, there is an advantage that a photomask is not necessary.

また、露光に際してのエネルギーの照射量は、スペース部に存在する有機基が光触媒含有層中の光触媒の作用により分解除去等されるのに必要な照射量とする。
この際、光触媒含有層を加熱しながら露光することにより、感度を上昇させることが可能となり、効率的な特性の変化を行うことができる点で好ましい。具体的には30℃〜80℃の範囲内で加熱することが好ましい。
In addition, the amount of energy applied upon exposure is set to an amount necessary to decompose and remove the organic groups present in the space portion by the action of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer.
At this time, it is preferable in that the photocatalyst-containing layer is exposed while being heated, so that the sensitivity can be increased and the characteristic can be changed efficiently. Specifically, it is preferable to heat within a range of 30 ° C to 80 ° C.

本工程におけるエネルギーの照射方向は、上述したように光触媒含有層側基板もしくは製造されるマイクロアレイチップが透明であるか否かにより決定される。   The energy irradiation direction in this step is determined by whether the photocatalyst-containing layer side substrate or the manufactured microarray chip is transparent as described above.

すなわち、光触媒含有層側遮光部が形成されている場合は、光触媒含有層側基板側から露光が行なわれる必要があり、かつこの場合は光触媒含有層側基板が照射されるエネルギーに対して透明である必要がある。   That is, when the photocatalyst containing layer side light-shielding portion is formed, it is necessary to perform exposure from the photocatalyst containing layer side substrate side, and in this case, the photocatalyst containing layer side substrate is transparent to the energy irradiated. There must be.

また、光触媒含有層がパターン状に形成されている場合における露光方向は、上述したように、光触媒含有層と特性変化層とが接触する部分にエネルギーが照射されるのであればいかなる方向から照射されてもよい。   In addition, the exposure direction when the photocatalyst-containing layer is formed in a pattern is irradiated from any direction as long as energy is applied to the portion where the photocatalyst-containing layer and the property change layer are in contact as described above. May be.

同様に、上述したスペーサを用いる場合も、接触する部分にエネルギーが照射されるのであればいかなる方向から照射されてもよい。   Similarly, in the case of using the above-described spacer, irradiation may be performed from any direction as long as energy is applied to the contact portion.

フォトマスクを用いる場合は、フォトマスクが配置された側からエネルギーが照射される。この場合は、フォトマスクが配置された側の基板、すなわち光触媒含有層側基板もしくはマイクロアレイチップのいずれかが透明である必要がある。   In the case of using a photomask, energy is irradiated from the side where the photomask is arranged. In this case, the substrate on the side where the photomask is arranged, that is, either the photocatalyst-containing layer side substrate or the microarray chip needs to be transparent.

上述したようなエネルギー照射が終了した後、光触媒含有層側基板を配置位置からはずすことにより、上記スペース部の有機基が除去されたものとすることができるのである。   After the energy irradiation as described above is completed, the organic group in the space part can be removed by removing the photocatalyst-containing layer side substrate from the arrangement position.

(その他)
なお、本実施態様のマイクロアレイチップの製造方法においては、上述した工程以外に、適宜必要な工程を有していてもよい。本実施態様においては、特に上述したように、上記基材がエネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する特性変化層を有しており、上述した光触媒含有層側基板の光触媒含有層を、上記特性変化層と間隙を置いて配置した後、エネルギーを照射することによって、特性変化層上の特異性生体高分子固定部の特性を変化させる特性変化工程を有することが好ましい。これにより、上記特異性生体高分子固定化工程において、特異性生体高分子含有塗工液をこの特性変化層の特性が変化したパターンに沿って付着させることができ、隣接する特異性生体高分子含有塗工液が接触したり混合したりすることがなく、容易に特異性生体高分子を固定することが可能となるからである。
(Other)
In addition, in the manufacturing method of the microarray chip | tip of this embodiment, you may have a required process suitably besides the process mentioned above. In this embodiment, as described above, the base material has a property change layer whose properties change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation, and the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate described above, It is preferable to have a characteristic changing step of changing the characteristic of the specific biopolymer immobilization part on the characteristic changing layer by irradiating energy after arranging the gap with the characteristic changing layer. Thereby, in the specific biopolymer immobilization step, the specific biopolymer-containing coating liquid can be attached along the pattern in which the characteristic of the characteristic change layer is changed, and the adjacent specific biopolymer is fixed. This is because the specific biopolymer can be easily fixed without contacting or mixing the contained coating liquid.

また、本実施態様においては、上記特性変化層の他に、基材が特異性生体高分子を固定化する固定化層を有するものとしてもよい。基材がこの固定化層を有することにより、より強固に特異性生体高分子を固定化することが可能となり、高品質なマイクロアレイチップとすることができるからである。   In this embodiment, in addition to the property change layer, the base material may have an immobilization layer for immobilizing the specific biopolymer. This is because the specific biopolymer can be more firmly immobilized by the substrate having this immobilization layer, and a high-quality microarray chip can be obtained.

ここで、上記特性変化層および固定化層はそれぞれ単独で用いられてもよいが、例えば上記特性変化工程により特性変化層の特性を、特異性生体高分子固定部のパターン状に変化させ、この特性が変化した特性変化層上に固定化層を形成してもよい。これにより、特性変化層および固定化層の利点を活かして、高精細なパターン状に強固に特異性生体高分子を固定することができ、より高品質なマイクロアレイチップとすることができるからである。   Here, the property change layer and the immobilization layer may each be used alone. For example, the property change layer is changed to the pattern of the specific biopolymer immobilization portion by the property change process, An immobilization layer may be formed on the characteristic change layer whose characteristics have changed. This is because, by utilizing the advantages of the characteristic change layer and the immobilization layer, the specific biopolymer can be firmly immobilized in a high-definition pattern, and a higher quality microarray chip can be obtained. .

なお、基材がこのような特性変化層や固定化層を有する場合、上記有機基除去工程においては、スペース部上に存在する上記特性変化層や固定化層の有機基も除去されることが好ましい。このような特性変化層や固定化層が残存している場合、これらの有機基と被検査物とが非特異的な吸着をしてしまう可能性があるからである。
ここで、上記特性変化層や固定化層は通常、支持体上に形成されるものであり、この支持体としては、上述した基材として用いられるもの等を用いることができる。
以下、上述したような特性変化工程、および本実施態様に用いられる固定化層について説明する。
In addition, when the base material has such a characteristic change layer or an immobilization layer, the organic group of the characteristic change layer or the immobilization layer existing on the space portion may be removed in the organic group removal step. preferable. This is because, when such a characteristic change layer or an immobilization layer remains, these organic groups and the object to be inspected may adsorb unspecifically.
Here, the characteristic change layer and the immobilization layer are usually formed on a support, and as the support, those used as the above-described base material can be used.
Hereinafter, the characteristic changing step as described above and the immobilization layer used in this embodiment will be described.

a.特性変化工程
まず、本実施態様における特性変化工程について説明する。本実施態様における特性変化工程は、基材がエネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する特性変化層を有しており、上述した光触媒含有層側基板の光触媒含有層を、上記特性変化層と間隙を置いて配置した後、エネルギーを照射することによって、特性変化層上の特異性生体高分子固定部の特性を変化させる工程である。
a. Characteristic Change Process First, the characteristic change process in this embodiment will be described. In the characteristic changing step in this embodiment, the base material has a characteristic changing layer whose characteristics change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation, and the photocatalyst containing layer on the photocatalyst containing layer side substrate described above is used as the characteristic changing layer. And a gap, and then, by irradiating energy, the characteristic of the specific biopolymer immobilization part on the characteristic change layer is changed.

本工程に用いられる基材は、例えば図6に示すように、基材1が支持体5と特性変化層6とを有するものである。本工程は、例えば、光触媒含有層11および基体12を有する光触媒含有層側基板13の光触媒含有層11を上記特性変化層6と対向させて配置し、例えばフォトマスク14等を用いて特異性生体高分子固定部aのパターン状にエネルギー15を照射し(図6(a))、特性変化層6上の特異性生体高分子固定部aの特性が変化したパターン6´を形成する(図6(b))工程である。本実施態様においては、上記特性変化工程終了後、上記特異性生体高分子固定化工程を行うことによって、この特性変化層の特性の差を利用して特異性生体高分子含有塗工液を付着させることができるのである。   The base material used in this step is one in which the base material 1 has a support 5 and a characteristic change layer 6 as shown in FIG. In this step, for example, the photocatalyst-containing layer 11 of the photocatalyst-containing layer side substrate 13 having the photocatalyst-containing layer 11 and the substrate 12 is disposed so as to face the characteristic change layer 6, and a specific biological body is used using, for example, a photomask 14 or the like. The pattern 15 of the polymer immobilization part a is irradiated with energy 15 (FIG. 6A) to form a pattern 6 ′ in which the characteristic of the specific biopolymer immobilization part a on the characteristic change layer 6 is changed (FIG. 6). (B)) step. In this embodiment, the specific biopolymer-containing coating solution is attached by using the difference in the characteristics of the property change layer by performing the specific biopolymer immobilization step after the property change step. It can be made.

ここで、本工程に用いられる光触媒含有層側基板や、照射されるエネルギー、上記光触媒含有層側基板の配置等については、上記「有機基除去工程」で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略し、以下、本工程に用いられる特性変化層について説明する。   Here, the photocatalyst containing layer side substrate used in this step, the irradiated energy, the arrangement of the photocatalyst containing layer side substrate, and the like can be the same as those described in the above “organic group removing step”. Therefore, detailed description here is omitted, and the characteristic change layer used in this step will be described below.

本工程に用いられる特性変化層は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により変化する層であり、この特性を利用して容易に上記特異性生体高分子含有塗工液を付着させることが可能な層であれば特に限定されないが、本工程においては中でも、特性変化層が光触媒の作用により濡れ性が変化したパターンが形成される濡れ性変化層である場合、および特性変化層が光触媒の作用により分解除去され凹凸によるパターンが形成される分解除去層である場合の二つの場合が、本発明の有効性を引き出すものであるので好ましい。
以下、上記濡れ性変化層および分解除去層について説明する。
The property changing layer used in this step is a layer that changes due to the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, and a layer on which the specific biopolymer-containing coating solution can be easily attached using this property. However, in this step, the property change layer is a wettability change layer in which a pattern in which the wettability is changed by the action of the photocatalyst is formed, and the property change layer is decomposed by the action of the photocatalyst. The two cases of the decomposition removal layer from which the pattern due to the unevenness is formed are preferable because they bring out the effectiveness of the present invention.
Hereinafter, the wettability changing layer and the decomposition removal layer will be described.

(1)濡れ性変化層
本実施態様の基材に用いられる濡れ性変化層は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により表面の濡れ性が変化する層であれば特に限定されるものではないが、特にエネルギーの照射に伴う光触媒の作用により、その濡れ性変化層表面における水との接触角が低下するように濡れ性が変化する層であることが好ましい。
(1) Wettability change layer Although the wettability change layer used for the base material of this embodiment is not particularly limited as long as the surface wettability is changed by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation, In particular, the layer is preferably a layer whose wettability changes so that the contact angle with water on the wettability changing layer surface is lowered by the action of the photocatalyst accompanying the irradiation of energy.

このように、エネルギー照射により水との接触角が低下するように濡れ性が変化する濡れ性変化層を用いると、上述した光触媒含有層側基板を濡れ性変化層と向かい合わせて、エネルギーのパターン照射を行うことにより容易に濡れ性をパターン状に変化させることができる。これにより、濡れ性変化層上には水との接触角の小さい親液性領域および水との接触角の大きい撥液性領域からなるパターンが形成されることとなる。ここでいう親液性領域とは、水との接触角が小さい領域であり、上記特異性生体高分子含有塗工液等に対する濡れ性の良好な領域をいうこととする。また、撥液性領域とは、水との接触角が大きい領域であり、特異性生体高分子含有塗工液等に対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。なお、本実施態様においては、その領域が、隣接する領域よりも水との接触角が1°以上小さければ親液性領域ということとし、逆にその領域が隣接する領域よりも水との接触角が1°以上大きければ撥液性領域とすることとする。   In this way, when the wettability changing layer whose wettability changes so that the contact angle with water is reduced by energy irradiation, the above-mentioned photocatalyst-containing layer side substrate faces the wettability changing layer, and the energy pattern By performing irradiation, the wettability can be easily changed into a pattern. As a result, a pattern composed of a lyophilic region having a small contact angle with water and a liquid repellent region having a large contact angle with water is formed on the wettability changing layer. Here, the lyophilic region is a region having a small contact angle with water, and refers to a region having good wettability with respect to the specific biopolymer-containing coating solution and the like. The liquid repellent region is a region having a large contact angle with water, and refers to a region having poor wettability with respect to a specific biopolymer-containing coating solution. In the present embodiment, the region is referred to as a lyophilic region if the contact angle with water is 1 ° or more smaller than the adjacent region, and conversely, the region is in contact with water than the adjacent region. If the angle is larger than 1 °, it is defined as a liquid repellent region.

本工程に用いられる濡れ性変化層は、エネルギー照射されていない部分における水との接触角が、エネルギー照射された部分における水との接触角より1°以上大きい接触角となる濡れ性変化層であることが好ましく、中でも5°以上、特に10°以上となることが好ましい。   The wettability changing layer used in this step is a wettability changing layer in which the contact angle with water in the part not irradiated with energy is a contact angle that is 1 ° or more larger than the contact angle with water in the part irradiated with energy. It is preferable that the angle be 5 ° or more, particularly 10 ° or more.

エネルギーが照射されていない部分における水との接触角と、エネルギーが照射された部分における水との接触角との差が所定の範囲未満である場合は、濡れ性の差を利用して特異性生体高分子含有塗工液を特異性生体高分子固定部に付着させることが困難となるからである。   If the difference between the contact angle with water in the part not irradiated with energy and the contact angle with water in the part irradiated with energy is less than the specified range, use the difference in wettability to determine the specificity. This is because it is difficult to attach the biopolymer-containing coating solution to the specific biopolymer fixing portion.

このような濡れ性変化層における具体的な水との接触角としては、エネルギーを照射していない部分における水との接触角が30°以上、中でも40°以上、特に50°以上であることが好ましい。これは、エネルギーを照射していない部分は、本工程においては撥液性が要求される部分であるから、水との接触角が小さい場合は撥液性が十分でなく、特異性生体高分子含有塗工液が、不必要な部分にまで濡れ広がり、隣接する特異性生体高分子が接触したり混じったりするおそれがあるからである。   As a specific contact angle with water in such a wettability changing layer, a contact angle with water in a portion not irradiated with energy is 30 ° or more, particularly 40 ° or more, particularly 50 ° or more. preferable. This is because the part that has not been irradiated with energy is a part that requires liquid repellency in this step, so when the contact angle with water is small, the liquid repellency is not sufficient, and the specific biopolymer This is because the contained coating liquid may spread to unnecessary portions and the adjacent specific biopolymers may come into contact with or mix with each other.

一方、エネルギー照射された場合においては、上記水との濡れ性が良好であることが好ましく、具体的には、水に対する接触角が20°以下、特に、10°以下となるものであることが好ましい。エネルギー照射された部分における水との接触角が高いと、この部分での特異性生体高分子含有塗工液の広がりが劣る可能性があり、特異性生体高分子の欠け等の問題が生じる可能性があるからである。   On the other hand, in the case of energy irradiation, the wettability with water is preferably good, and specifically, the contact angle with water is 20 ° or less, particularly 10 ° or less. preferable. If the contact angle with water in the part irradiated with energy is high, the spread of the specific biopolymer-containing coating liquid in this part may be inferior, and problems such as lack of the specific biopolymer may occur. Because there is sex.

なお、ここでいう水との接触角は、水もしくは同等の表面張力を有する検査液等との接触角を接触角測定器(協和界面科学(株)製CA−Z型)を用いて測定(マイクロシリンジから水滴を滴下して30秒後)し、その結果から得たものである。   In addition, the contact angle with water here is measured using a contact angle measuring instrument (Kyowa Interface Science Co., Ltd. CA-Z type) with water or a test liquid having the same surface tension. 30 seconds after dropping water droplets from the microsyringe), the result was obtained.

また、本実施態様において上述したような濡れ性変化層を用いた場合、この濡れ性変化層中にフッ素が含有され、さらにこの濡れ性変化層表面のフッ素含有量が、濡れ性変化層に対しエネルギーを照射した際に、光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して低下するように上記濡れ性変化層が形成されていてもよい。   Further, when the wettability changing layer as described above is used in the present embodiment, fluorine is contained in the wettability changing layer, and the fluorine content on the surface of the wettability changing layer is more than the wettability changing layer. The wettability changing layer may be formed so that when energy is irradiated, the wettability changing layer is lowered by the action of the photocatalyst as compared with before energy irradiation.

このような特徴を有するマイクロアレイチップにおいては、エネルギーをパターン照射することにより、容易にフッ素の含有量の少ない部分からなるパターンを形成することができる。ここで、フッ素は極めて低い表面エネルギーを有するものであり、このためフッ素を多く含有する物質の表面は、臨界表面張力がより小さくなる。従って、フッ素の含有量の多い部分の表面の臨界表面張力に比較してフッ素の含有量の少ない部分の臨界表面張力は大きくなる。これはすなわち、フッ素含有量の少ない部分はフッ素含有量の多い部分に比較して親液性領域となっていることを意味する。よって、周囲の表面に比較してフッ素含有量の少ない部分からなるパターンを形成することは、撥液性域内に親液性領域のパターンを形成することとなる。   In the microarray chip having such a feature, a pattern composed of a portion having a small fluorine content can be easily formed by pattern irradiation with energy. Here, fluorine has an extremely low surface energy. Therefore, the surface of a substance containing a large amount of fluorine has a smaller critical surface tension. Therefore, the critical surface tension of the portion having a small fluorine content is larger than the critical surface tension of the surface of the portion having a large fluorine content. This means that the portion with a low fluorine content is a lyophilic region compared to the portion with a high fluorine content. Therefore, forming a pattern composed of a portion having a lower fluorine content than the surrounding surface forms a pattern of a lyophilic region in the liquid repellent region.

このような濡れ性変化層を用いた場合、光触媒含有層および濡れ性変化層を向かい合うように配置し、エネルギーをパターン照射することにより、撥液性領域内に親液性領域のパターンを容易に形成することができるので、この親液性領域のみに特異性生体高分子含有塗工液を付着させることが可能となり、より容易に特異性生体高分子を固定化することができるからである。   When such a wettability changing layer is used, the photocatalyst-containing layer and the wettability changing layer are arranged so as to face each other, and the pattern of the lyophilic region is easily formed in the liquid repellent region by irradiating the pattern with energy. This is because the specific biopolymer-containing coating solution can be attached only to the lyophilic region, and the specific biopolymer can be more easily immobilized.

エネルギーが照射されて形成されたフッ素含有量が低い親液性領域におけるフッ素含有量は、エネルギー照射されていない部分のフッ素含有量を100とした場合に10以下、好ましくは5以下、特に好ましくは1以下である。   The fluorine content in the lyophilic region having a low fluorine content formed by irradiation with energy is 10 or less, preferably 5 or less, particularly preferably when the fluorine content of the portion not irradiated with energy is 100. 1 or less.

このような範囲内とすることにより、エネルギー照射部分と未照射部分との親液性に大きな違いを生じさせることができる。従って、このような濡れ性変化層に特異性生体高分子含有塗工液を付着させることにより、フッ素含有量が低下した親液性領域のみ正確に特異性生体高分子を固定をすることが可能となり、精度良くマイクロアレイチップを得ることができるからである。なお、この低下率は重量を基準としたものである。   By setting it within such a range, it is possible to make a large difference in lyophilicity between the energy-irradiated portion and the unirradiated portion. Therefore, by attaching a specific biopolymer-containing coating solution to such a wettability changing layer, it is possible to accurately fix the specific biopolymer only in the lyophilic region having a reduced fluorine content. This is because a microarray chip can be obtained with high accuracy. This rate of decrease is based on weight.

このような濡れ性変化層中のフッ素含有量の測定は、一般的に行われている種々の方法を用いることが可能であり、例えばX線光電子分光法(X-ray Photoelectron Spectroscopy, ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)とも称される。)、蛍光X線分析法、質量分析法等の定量的に表面のフッ素の量を測定できる方法であれば特に限定されるものではない。   The fluorine content in such a wettability changing layer can be measured by various commonly used methods such as X-ray Photoelectron Spectroscopy, ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)), and any method capable of quantitatively measuring the amount of fluorine on the surface, such as X-ray fluorescence analysis and mass spectrometry.

このような濡れ性変化層に用いられる材料としては、上述した濡れ性変化層の特性、すなわちエネルギー照射の際に、光触媒含有層中の光触媒の作用により濡れ性が変化する材料で、かつ光触媒の作用により劣化、分解しにくい主鎖を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、(1)ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、(2)撥液性や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等のオルガノポリシロキサンを挙げることができる。   The material used for such a wettability changing layer is a material whose wettability changes due to the action of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer upon irradiation with energy, that is, the characteristics of the wettability changing layer described above. The main chain is not particularly limited as long as it has a main chain that is not easily deteriorated or decomposed by the action. For example, (1) chloro- or alkoxysilane is hydrolyzed and polycondensed by sol-gel reaction or the like to increase the strength. Examples thereof include organopolysiloxanes to be exhibited, and (2) organopolysiloxanes such as organopolysiloxanes crosslinked with reactive silicones having excellent liquid repellency and oil repellency.

上記の(1)の場合、一般式:
SiX(4−n)
(ここで、Yはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基、クロロアルキル基、イソシアネート基、もしくはエポキシ基、またはこれらを含む有機基であり、Xはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。nは0〜3までの整数である。)
で示される珪素化合物の1種または2種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでXで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。また、Yで示される有機基全体の炭素数は1〜20の範囲内、中でも5〜10の範囲内であることが好ましい。
In the case of (1) above, the general formula:
Y n SiX (4-n)
(Where Y is an alkyl group, fluoroalkyl group, vinyl group, amino group, phenyl group, chloroalkyl group, isocyanate group, or epoxy group, or an organic group containing these, and X is an alkoxyl group, acetyl group, or Represents halogen, n is an integer from 0 to 3)
It is preferable that it is the organopolysiloxane which is a 1 type, or 2 or more types of hydrolysis condensate or cohydrolysis condensate of the silicon compound shown by these. Here, the alkoxy group represented by X is preferably a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group. Moreover, it is preferable that the carbon number of the whole organic group shown by Y exists in the range of 1-20, especially in the range of 5-10.

また、特にフルオロアルキル基を含有するオルガノポリシロキサンが好ましく用いることができ、具体的には、フルオロアルキルシランの1種または2種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げられ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られた、例えば特開2003−195029号公報に記載されているもの等を使用することができる。   In particular, an organopolysiloxane containing a fluoroalkyl group can be preferably used. Specific examples include one or two or more hydrolyzed condensates and cohydrolyzed condensates of fluoroalkylsilanes. For example, those described in JP-A No. 2003-195029, which are known as fluorine-based silane coupling agents, can be used.

また、上記の(2)の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。   Examples of the reactive silicone (2) include compounds having a skeleton represented by the following general formula.

Figure 2005172711
Figure 2005172711

ただし、nは2以上の整数であり、R,Rはそれぞれ炭素数1〜10の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の40%以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、R、Rがメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が60%以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも1個以上の水酸基等の反応性基を有する。 However, n is an integer of 2 or more, R 1, R 2 are each a substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 10 carbon atoms, alkenyl, aryl or cyanoalkyl group, the total molar ratio of 40% or less Vinyl, phenyl and phenyl halide. Further, those in which R 1 and R 2 are methyl groups are preferable because the surface energy becomes the smallest, and the methyl groups are preferably 60% or more by molar ratio. In addition, the chain end or side chain has at least one reactive group such as a hydroxyl group in the molecular chain.

また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコーン化合物を混合してもよい。   Moreover, you may mix the stable organosilicone compound which does not carry out a crosslinking reaction like dimethylpolysiloxane with said organopolysiloxane.

本工程に用いられる濡れ性変化層には、さらに界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ(株)製NIKKOL BL、BC、BO、BBの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ZONYL FSN、FSO、旭硝子(株)製サーフロンS−141、145、大日本インキ化学工業(株)製メガファックF−141、144、ネオス(株)製フタージェントF−200、F251、ダイキン工業(株)製ユニダインDS−401、402、スリーエム(株)製フロラードFC−170、176等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができ、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。   The wettability changing layer used in this step can further contain a surfactant. Specifically, hydrocarbons such as NIKKOL BL, BC, BO, BB series manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., ZONYL FSN, FSO manufactured by DuPont, Surflon S-141, 145 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Dainippon Megafac F-141, 144 manufactured by Ink Chemical Industry Co., Ltd., Footgent F-200, F251 manufactured by Neos Co., Ltd., Unidyne DS-401, 402 manufactured by Daikin Industries, Ltd., Fluorard FC-170 manufactured by 3M Co., Ltd. Fluorine-based or silicone-based nonionic surfactants such as 176, and cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants can also be used.

また、濡れ性変化層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。   In addition to the above surfactants, the wettability changing layer includes polyvinyl alcohol, unsaturated polyester, acrylic resin, polyethylene, diallyl phthalate, ethylene propylene diene monomer, epoxy resin, phenol resin, polyurethane, melamine resin, polycarbonate. Polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyester, polybutadiene, polybenzimidazole, polyacrylonitrile, epichlorohydrin, polysulfide, polyisoprene, oligomers, polymers, etc. Can be contained.

このような濡れ性変化層は、上述した成分を必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を支持体上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。また、紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより濡れ性変化層を形成することかできる。   Such a wettability changing layer can be formed by preparing a coating liquid by dispersing the above-mentioned components in a solvent together with other additives as necessary, and coating the coating liquid on a support. it can. As the solvent to be used, alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropanol are preferable. The coating can be performed by a known coating method such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating or bead coating. In addition, in the case where an ultraviolet curable component is contained, the wettability changing layer can be formed by irradiating with ultraviolet rays and performing a curing treatment.

上記濡れ性変化層の厚みは、光触媒による濡れ性の変化速度等の関係より、0.001μmから1μmであることが好ましく、特に好ましくは0.01〜0.1μmの範囲内である。   The thickness of the wettability changing layer is preferably from 0.001 μm to 1 μm, particularly preferably in the range of 0.01 to 0.1 μm, from the relationship of the wettability change rate by the photocatalyst.

なお、本工程に用いられる濡れ性変化層は、上述したように光触媒の作用により濡れ性の変化する層であれば特に限定されるものではないが、特に、光触媒を含まない層であることが好ましい。このように濡れ性変化層内に光触媒が含まれなければ、マイクロアレイチップとして用いた場合に、光触媒の半永久的な作用がマイクロアレイチップに及ぶことが無く、長期間に渡り問題なく使用することが可能だからである。   The wettability changing layer used in this step is not particularly limited as long as the wettability changing layer is changed by the action of the photocatalyst as described above. preferable. If the photocatalyst is not contained in the wettability changing layer in this way, the semi-permanent action of the photocatalyst does not reach the microarray chip when used as a microarray chip, and can be used without problems for a long period of time. That's why.

また、上記濡れ性変化層は通常、支持体上に形成されるものであるが、この濡れ性変化層が自己支持性を有する材料である場合には、濡れ性変化層自体が基材とされてもよい。
このような自己支持性を有する濡れ性変化層の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリビニルフロライド、アセタール樹脂、ナイロン、ABS、PTFE、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリ弗化ビニリデン、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、シリコーン等を挙げることができる。
The wettability changing layer is usually formed on a support, but when this wettability changing layer is a material having self-supporting property, the wettability changing layer itself is used as a base material. May be.
Examples of the material of the wettability changing layer having such a self-supporting property include polyethylene, polycarbonate, polypropylene, polystyrene, polyester, polyvinyl fluoride, acetal resin, nylon, ABS, PTFE, methacrylic resin, phenol resin, and polyfluoride. And vinylidene chloride, polyoxymethylene, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, and silicone.

ここで、本実施態様に上述したような濡れ性変化層が用いられた場合、上記有機基除去工程において、上記スペース部の濡れ性変化層は全部除去されてもよく、また表面の撥液性を有する有機基のみが除去されて、シラン化合物等が残存していてもよい。いずれの場合においても、表面の有機基が除去されて、被検査物が非特異的な吸着等をすることがないものとすることができるからである。   Here, when the wettability changing layer as described above is used in this embodiment, in the organic group removing step, the wettability changing layer in the space part may be completely removed, and the liquid repellency of the surface Only the organic group having silane may be removed, and the silane compound or the like may remain. In any case, the organic group on the surface is removed, and the object to be inspected can be prevented from non-specific adsorption or the like.

(2)分解除去層
次に、本工程に用いられる分解除去層について説明する。本工程に用いられる分解除去層は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、エネルギー照射された部分の分解除去層が分解除去される層であれば特に限定されるものではない。
(2) Decomposition removal layer Next, the decomposition removal layer used for this process is demonstrated. The decomposition / removal layer used in this step is not particularly limited as long as the decomposition / removal layer in the portion irradiated with energy is decomposed and removed by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation.

このような分解除去層は、エネルギー照射した部分が光触媒の作用により分解除去されることから、現像工程や洗浄工程を行うことなく分解除去層のある部分と無い部分からなるパターン、すなわち凹凸を有するパターンを形成することができる。これにより、特異性生体高分子固定化部の分解除去層を分解除去し、この凹凸を利用して、容易に特異性生体高分子含有塗工液等を付着させることができるのである。   Such a decomposed / removed layer has a pattern consisting of a portion having a decomposed / removed layer and a portion having no decomposed / removed layer without performing a development process or a cleaning process, that is, unevenness, because the portion irradiated with energy is decomposed and removed by the action of a photocatalyst. A pattern can be formed. Thereby, the decomposition removal layer of the specific biopolymer immobilization part is decomposed and removed, and the specific biopolymer-containing coating solution or the like can be easily attached using the unevenness.

なお、この分解除去層は、エネルギー照射による光触媒の作用により酸化分解され、気化等されることから、現像・洗浄工程等の特別な後処理なしに除去されるものであるが、分解除去層の材質によっては、洗浄工程等を行ってもよい。   This decomposition / removal layer is oxidatively decomposed and vaporized by the action of the photocatalyst by energy irradiation, and is therefore removed without any special post-treatment such as development / washing process. Depending on the material, a cleaning process or the like may be performed.

ここで、本実施態様においては、分解除去層と、その分解除去層が形成される支持体等との濡れ性が異なることが好ましい。これにより、凹凸だけでなく、分解除去層と支持体等との濡れ性の差を利用して、特異性生体高分子含有塗工液を付着させることができるからである。   Here, in this embodiment, it is preferable that the wettability of the decomposition / removal layer and the support or the like on which the decomposition / removal layer is formed are different. This is because the specific biopolymer-containing coating solution can be attached by utilizing the difference in wettability between the decomposition removal layer and the support as well as the unevenness.

この場合、支持体の水に対する接触角よりも、分解除去層の水に対する接触角が大きいものとされ、水が有する表面張力と同等の表面張力の液体に対する分解除去層の接触角が、支持体のそれよりも、1°以上、特に5°以上、中でも10°以上大きいことが好ましい。   In this case, the contact angle of the decomposition / removal layer with respect to water is larger than the contact angle of the support with respect to water, and the contact angle of the decomposition / removal layer with respect to the liquid having the same surface tension as the water has It is preferably 1 ° or more, particularly 5 ° or more, and more preferably 10 ° or more.

このような分解除去層における具体的な水との接触角としては、エネルギーを照射していない部分における水との接触角が30°以上、中でも40°以上、特に50°以上であることが好ましい。これは、エネルギーを照射していない部分は、本実施態様においては撥液性が要求される部分である。従って、水との接触角が小さい場合は撥液性が十分でなく、特異性生体高分子含有塗工液が、不必要な部分にまで濡れ広がる可能性が生じることから、隣接する特異性生体高分子が混じったりするおそれがあるからである。   As a specific contact angle with water in such a decomposition / removal layer, the contact angle with water in a portion not irradiated with energy is preferably 30 ° or more, more preferably 40 ° or more, and particularly preferably 50 ° or more. . This is the portion that is not irradiated with energy and is required to have liquid repellency in this embodiment. Therefore, when the contact angle with water is small, the liquid repellency is not sufficient, and the specific biopolymer-containing coating solution may spread to unnecessary portions, so that the adjacent specific biomolecule This is because a polymer may be mixed.

一方、エネルギー照射されて支持体が露出した領域においては、水との濡れ性が良好であることが好ましく、具体的には、水に対する接触角が20°以下、特に、10°以下となるものであることが好ましい。エネルギー照射されて露出した領域の水との接触角が高いと、この部分での特異性生体高分子含有塗工液の広がりが劣る可能性があり、特異性生体高分子の欠け等の問題が生じる可能性があるからである。   On the other hand, in the region where the support is exposed by energy irradiation, it is preferable that the wettability with water is good. Specifically, the contact angle with respect to water is 20 ° or less, particularly 10 ° or less. It is preferable that If the contact angle with water in the area exposed by energy irradiation is high, the spread of the coating solution containing the specific biopolymer in this part may be inferior, and there are problems such as lack of the specific biopolymer. This is because it may occur.

この場合、上記支持体は表面を親液性となるように、表面処理したものであってもよい。材料の表面を親液性となるように表面処理した例としては、アルゴンや水などを利用したプラズマ処理による親液性表面処理が挙げられ、支持体上に形成する親液性の層としては、例えばテトラエトキシシランのゾルゲル法によるシリカ膜等を挙げることができる。なお、ここでいう特異性生体高分子含有塗工液との接触角は、上述した方法と同様の方法により得ることができる。   In this case, the support may be surface-treated so that the surface is lyophilic. Examples of the surface treatment so that the surface of the material becomes lyophilic include lyophilic surface treatment by plasma treatment using argon or water, and the lyophilic layer formed on the support is Examples thereof include a silica film obtained by a sol-gel method of tetraethoxysilane. In addition, a contact angle with the specific biopolymer containing coating liquid here can be obtained by the method similar to the method mentioned above.

また、本態様における分解除去層の膜厚としては、照射されるエネルギーに伴う光触媒の作用により分解除去することが可能な膜厚であれば特に限定されない。具体的には、0.001μm〜1μmであることが好ましく、特に好ましくは0.01〜0.1μmの範囲内である。   Further, the thickness of the decomposition / removal layer in this embodiment is not particularly limited as long as it can be decomposed and removed by the action of the photocatalyst associated with the irradiated energy. Specifically, the thickness is preferably 0.001 μm to 1 μm, particularly preferably in the range of 0.01 to 0.1 μm.

上記のような分解除去層に用いることができる膜としては、具体的にはフッ素系や炭化水素系の撥液性を有する樹脂等による膜を挙げることができる。これらのフッ素系や炭化水素系の樹脂は、撥液性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、これらの樹脂を溶媒に溶解させ、例としてスピンコート法等の一般的な成膜方法により形成することが可能である。   Specific examples of the film that can be used for the above-described decomposition removal layer include a film made of a fluorine-based or hydrocarbon-based resin having liquid repellency. These fluorine-based and hydrocarbon-based resins are not particularly limited as long as they have liquid repellency, and these resins are dissolved in a solvent, for example, a general composition such as a spin coating method. It can be formed by a film method.

また、本実施態様においては、機能性薄膜、すなわち、自己組織化単分子膜、ラングミュア−ブロケット膜、および交互吸着膜等を用いることにより、欠陥のない膜を形成することが可能であることから、このような成膜方法を用いることがより好ましいといえる。   In this embodiment, a functional thin film, that is, a self-assembled monomolecular film, a Langmuir-Brocket film, an alternating adsorption film, and the like can be used to form a film without defects. It can be said that it is more preferable to use such a film forming method.

ここで、本工程に用いられる分解除去層は、特開2003−195029号公報に記載されているもの等を使用することができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   Here, since the decomposition removal layer used for this process can use what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-195029 etc., detailed description here is abbreviate | omitted.

なお、本実施態様に上述したような分解除去層が用いられた場合には、上記有機基除去工程が行われることにより、上記スペース部に残存する分解除去層は、通常、完全に除去されることとなる。   When the decomposition removal layer as described above is used in this embodiment, the decomposition removal layer remaining in the space portion is usually completely removed by performing the organic group removal step. It will be.

b.固定化層
次に、本実施態様に用いられる固定化層について説明する。本実施態様に用いられる固定化層としては、特異性生体高分子を固定化させる層である。本実施態様においては、基材がこのような固定化層を有することによって、上記特異性生体高分子を特異性生体高分子付着部上に強固に固定することが可能となる。
b. Next, the immobilization layer used in this embodiment will be described. The immobilization layer used in this embodiment is a layer for immobilizing a specific biopolymer. In this embodiment, when the base material has such an immobilization layer, the specific biopolymer can be firmly fixed on the specific biopolymer adhesion portion.

このような固定化層に用いられる固定化剤としては、特異性生体高分子の固定化手段に応じて種々のものを用いることができる。特異性生体高分子を固定化する手段としては、当業者において周知の結合方法を使用することができ、例えば、静電結合による固定化方法、共有結合による固定化方法等を使用することができる。   As the immobilizing agent used in such an immobilizing layer, various agents can be used according to the immobilizing means for the specific biopolymer. As means for immobilizing a specific biopolymer, a well-known binding method can be used by those skilled in the art. For example, an electrostatic binding method, a covalent bond fixing method, or the like can be used. .

上記静電結合による固定化手段の場合は、特異性生体高分子が有する電荷と反対の電荷を有する物質を固定化剤として溶解した溶液を固定化層形成用塗工液として調製し、これを支持体上に塗布することにより固定化層とする。   In the case of the above-mentioned immobilization means by electrostatic binding, a solution in which a substance having a charge opposite to that of the specific biopolymer is dissolved as a fixing agent is prepared as an immobilization layer-forming coating solution. The immobilization layer is formed by coating on a support.

例えば、特異性生体高分子がオリゴヌクレオチドの場合は、オリゴヌクレオチドが陰イオン(アニオン)性を有するものであるので、陽イオン(カチオン)性を有する物質を固定化剤とした塗工液が用いられ、これを塗布して乾燥することにより固定化層とされる。   For example, when the specific biopolymer is an oligonucleotide, since the oligonucleotide has an anionic property, a coating solution using a substance having a cationic property as a fixing agent is used. Then, this is coated and dried to form an immobilization layer.

この際、用いられる陽イオン性を有する固定化剤としては、ポリL‐リシン、ポリ(アリルアミンヒドロクロリド)、ポリ(エチレンイミン)、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロリド)等を挙げることができ、中でもポリL‐リシンが好ましい。 In this case, examples of the cationic immobilizing agent to be used include poly L-lysine, poly (allylamine hydrochloride), poly (ethyleneimine), poly (diallyldimethylammonium chloride) and the like. L-lysine is preferred.

一方、共有結合(化学結合)による固定化法としては、官能基(例えば、カルボキシル基、アミノ基、又は水酸基等)を有する化合物を固定化剤として固定化剤形成用塗料に用いて固定化層を形成し、これに特異性生体高分子を結合させる方法を挙げることができる。   On the other hand, as an immobilization method using a covalent bond (chemical bond), a compound having a functional group (for example, a carboxyl group, an amino group, or a hydroxyl group) is used as an immobilizing agent for an immobilizing agent forming coating. And a method of binding a specific biopolymer to this.

このような官能基を有し、基材と接着性を有する化合物としては、例えば基材と炭素−炭素結合等、好ましくはシロキサン結合によって、接着する化合物が挙げられる。このような基材とシロキサン結合する化合物としては、トリクロロシリル基、またはトリアルコキシシリル基を有する化合物等が挙げられる。また、官能基としては、アミン、ヒドロキシル、チオール、カルボン酸、エステル、アミド、エポキシド、イソシアネート、またはイソチオシアネートを有する化合物であることが好ましい。このような化合物として、具体的には、アミノアルキルトリアルコキシシラン、アミノアルキルトリクロロシラン、ヒドロキシアルキルトリアルコキシ−シラン、ヒドロキシアルキルトリクロロシラン、カルボキシアルキルトリアルコキシシラン、ポリエチレングリコール、トリエトキシシラン、エポキシアルキルトリアルコキシシラン、およびそれらの組み合わせが挙げられる。   Examples of the compound having such a functional group and having adhesiveness to the base material include compounds that adhere to the base material, such as a carbon-carbon bond, preferably by a siloxane bond. Examples of the compound having a siloxane bond with such a substrate include a compound having a trichlorosilyl group or a trialkoxysilyl group. The functional group is preferably a compound having amine, hydroxyl, thiol, carboxylic acid, ester, amide, epoxide, isocyanate, or isothiocyanate. Specific examples of such compounds include aminoalkyltrialkoxysilanes, aminoalkyltrichlorosilanes, hydroxyalkyltrialkoxy-silanes, hydroxyalkyltrichlorosilanes, carboxyalkyltrialkoxysilanes, polyethylene glycols, triethoxysilanes, epoxyalkyltrialkylsilanes. Examples include alkoxysilanes and combinations thereof.

上記固定化層の形成方法としては、上記シランカップリング剤を含む溶液を用い、ディップコーティング法、転写法、スピンコーティング法等により全面に塗布し、シランカップリング剤を付着させる方法、インクジェット、ディスペンサ等を用いて親水性領域のみを狙って塗布する方法を挙げることができる。そして、このようにして形成した固定化層上に上記特異性生体高分子固定化工程によって、特異性生体高分子を付着させることにより、マイクロアレイチップを形成することができる。   As the method for forming the immobilization layer, a solution containing the silane coupling agent is used, and applied to the entire surface by a dip coating method, a transfer method, a spin coating method, or the like, and a silane coupling agent is attached, an inkjet, a dispenser Etc., and a method of applying only the hydrophilic region can be mentioned. A microarray chip can be formed by adhering a specific biopolymer on the immobilization layer thus formed by the specific biopolymer immobilization step.

本実施態様においては、上記の中でも、アミノ基を含むシランカップリング剤が用いられることが好ましい。この場合上記固定化剤であるシランカップリング剤のアミノ基と、末端をアミノ基で修飾した生体高分子、具体的にはオリゴヌクレオチド等の末端アミノ基とを共有結合させることにより強固に膜に固定化することができる。   In this embodiment, among the above, a silane coupling agent containing an amino group is preferably used. In this case, the amino group of the silane coupling agent, which is the immobilizing agent, and a biopolymer whose end is modified with an amino group, specifically a terminal amino group such as an oligonucleotide, are covalently bonded to form a firm membrane. Can be immobilized.

この際、用いられるアミノ基を有するシランカップリング剤としては、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。   In this case, as the silane coupling agent having an amino group to be used, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyl is used. Examples include triethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and the like.

また、固定化層と特異性生体高分子との共有結合による別の固定化法としては、例えば、生体高分子がオリゴヌクレオチドの場合、その5´末端を上記官能基に共有結合で結合させる方法が知られている。具体的には、まず、オリゴヌクレオチドの5´末端とマレイミド化合物とを反応させ、オリゴヌクレオチドの5´末端にマレイミド基を導入する。好適なマレイミド化合物としては、スルホスクシンイミジル−4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート等を挙げることができる。上記反応とは別に、アミノ基を官能基として有する固定化剤とスクシンイミジル−S−アセチルチオアセテートとを反応させた後に、ヒドロキシラミンを用いて脱アセチル化を行なうことにより、上記固定化剤にSH基を付与する。こうして付与した固定化剤上のSH基と、5´末端にマレイミド基を導入して調製した上記オリゴヌクレオチドの5´末端に導入したマレイミド基とを反応させることにより、オリゴヌクレオチドと固定化剤とを結合させることができ、特異性生体高分子を固定化層に固定することができるのである。   Further, as another immobilization method by covalent bond between the immobilization layer and the specific biopolymer, for example, when the biopolymer is an oligonucleotide, a method of covalently bonding the 5 ′ end to the functional group It has been known. Specifically, first, the 5 ′ end of the oligonucleotide is reacted with a maleimide compound to introduce a maleimide group at the 5 ′ end of the oligonucleotide. Suitable maleimide compounds include sulfosuccinimidyl-4- (N-maleimidomethyl) cyclohexane-1-carboxylate and the like. Separately from the above reaction, the immobilization agent having an amino group as a functional group and succinimidyl-S-acetylthioacetate are reacted, and then deacetylation is performed using hydroxyramine, whereby the immobilization agent is converted into SH. Giving a group. By reacting the SH group on the immobilizing agent thus provided with the maleimide group introduced at the 5 ′ end of the oligonucleotide prepared by introducing a maleimide group at the 5 ′ end, the oligonucleotide and the immobilizing agent are reacted. The specific biopolymer can be immobilized on the immobilization layer.

その他、上述した方法の他にも、多くの固定化方法、例えば、ビオチン−アビジン系を用いた固定化層も使用することができる。   In addition to the above-described methods, many immobilization methods such as an immobilization layer using a biotin-avidin system can also be used.

本態様に用いられる固定化層は、後述するように、その上に特異性生体高分子含有塗工液を付着させた際に、この液体が固定化層より広がらないことが好ましい。したがって、本実施態様においては特に、上記基材が特性変化層および固定化層を有しており、特性変化層の特性が変化したパターンに沿って固定化層が形成されており、この固定化層上に特異性生体高分子が付着されることが好ましい。   As will be described later, it is preferable that the immobilization layer used in this embodiment does not spread from the immobilization layer when a specific biopolymer-containing coating solution is adhered thereon. Therefore, in the present embodiment, in particular, the base material has a characteristic change layer and an immobilization layer, and the immobilization layer is formed along a pattern in which the characteristic of the characteristic change layer is changed. It is preferred that a specific biopolymer is deposited on the layer.

ここで、本実施態様に上述したような固定化層が用いられた場合、上記有機基除去工程が行われた際、上記スペース部の固定化層は完全に除去されてもよく、また固定化層の一部が残存してもよい。例えば固定化層が、基材と結合しているシラン化合物等、無機材料からなる部分を有する場合、この無機材料からなる部分が有機基と同時に除去されてもよく、また無機材料からなる部分が基材表面に残存してもよい。   Here, when the above-described immobilization layer is used in this embodiment, the immobilization layer in the space portion may be completely removed when the organic group removal step is performed, and the immobilization layer may be immobilized. Part of the layer may remain. For example, when the immobilization layer has a portion made of an inorganic material such as a silane compound bonded to the base material, the portion made of the inorganic material may be removed simultaneously with the organic group, and the portion made of the inorganic material It may remain on the substrate surface.

2.第2実施態様
次に、本発明のマイクロアレイチップの第2実施態様について説明する。本実施態様のマイクロアレイチップの製造方法は、特異性生体高分子を基材上に固定させる特異性生体高分子固定化工程と、
上記特異性生体高分子固定化工程で不良が生じた際、不良部分の上記特異性生体高分子を除去する不良部分除去工程と
を有するものである。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the microarray chip of the present invention will be described. The method for producing a microarray chip of this embodiment includes a specific biopolymer immobilization step of immobilizing a specific biopolymer on a substrate,
And a defective portion removal step of removing the specific biopolymer in the defective portion when a defect occurs in the specific biopolymer immobilization step.

本実施態様のマイクロアレイチップの製造方法は、例えば図7に示すように、基材1上の特異性生体高分子固定部aに、特異性生体高分子含有塗工液を付着させて固化させること等により、特異性生体高分子2(2´、2´´、2´´´等)を固定させる特異性生体高分子固定化工程(図7(a))を有するものである。本実施態様においては、その特異性生体高分子固定化工程において、例えば隣り合う領域の特異性生体高分子2が混じり合って不良部分3´が生じた場合や、目的とする特異性生体高分子と異なるものが形成された不良部分3´´が生じた場合等に、その不良部分3の特異性生体高分子2を除去する不良部分除去工程(図7(b))を有するものである。   In the microarray chip manufacturing method of this embodiment, for example, as shown in FIG. 7, the specific biopolymer-containing coating solution is attached to the specific biopolymer fixing portion a on the substrate 1 and solidified. The specific biopolymer 2 (2 ′, 2 ″, 2 ″ ″, etc.) is immobilized by a specific biopolymer immobilization step (FIG. 7A). In this embodiment, in the specific biopolymer immobilization step, for example, when the specific biopolymer 2 in the adjacent region is mixed and a defective portion 3 ′ is generated, or the target specific biopolymer is formed. When a defective portion 3 ″ formed with something different from the above occurs, a defective portion removing step (FIG. 7B) for removing the specific biopolymer 2 of the defective portion 3 is included.

本実施態様によれば、上記特異性生体高分子固定化工程中に生じた不良部分を除去することができることから、製造されたマイクロアレイチップにおいて、例えばこの不良部分と被検査物とが非特異的な吸着をすること等を防ぐことができる。また、目的とする特異性生体高分子と異なるものが形成されてしまった場合に、その不良部分だけ除去して、再度その部分に固定化層を形成し、特異性生体高分子を固定化することが可能となる。これにより、欠陥のないマイクロアレイチップを製造することができるのである。   According to this embodiment, since the defective portion generated during the specific biopolymer immobilization step can be removed, in the manufactured microarray chip, for example, the defective portion and the test object are nonspecific. Can be prevented. In addition, when something different from the target specific biopolymer has been formed, only the defective portion is removed, and an immobilization layer is formed again on that portion to immobilize the specific biopolymer. It becomes possible. Thereby, a microarray chip without defects can be manufactured.

ここで、上記不良部分除去工程は、上記特異性生体高分子固定化工程後に行われるものであってもよく、また特異性生体高分子固定化工程中に行われるものであってもよい。ここで、本実施態様においては、例えば目的とする特異性生体高分子固定部の一部に不良部分が生じた場合、その不良部分を除去すればマイクロアレイチップとした際に何ら支障をきたさない場合には、その不良部分のみを除去する不良部分除去工程を行うだけでよいが、例えば不良部分が特異性生体高分子固定部の大部分を占める等、その部分の特異性生体高分子が欠けることによって、マイクロアレイチップを用いた際に支障をきたす場合には、その不良部分を除去する不良部分除去工程を行った後、さらに例えば図8に示すように、不良部分が除去された不良部分除去部cに、目的とする特異性生体高分子4を固定化する第2特異性生体高分子固定化工程を行うことが好ましい。   Here, the defective portion removal step may be performed after the specific biopolymer immobilization step, or may be performed during the specific biopolymer immobilization step. Here, in this embodiment, for example, when a defective part occurs in a part of the target specific biopolymer immobilization part, if the defective part is removed, there is no problem when a microarray chip is obtained. In this case, it is only necessary to perform a defective portion removing process for removing only the defective portion. However, for example, the defective portion occupies most of the specific biopolymer fixing portion, and the specific biopolymer of the portion is lacking. Therefore, in the case where trouble is caused when the microarray chip is used, after performing the defective portion removing step for removing the defective portion, the defective portion removing portion from which the defective portion is removed, for example, as shown in FIG. It is preferable to perform the 2nd specific biopolymer immobilization process which fixes the target specific biopolymer 4 to c.

なお、本実施態様において製造されるマイクロアレイチップにおいても、上述した第1実施態様の有機基除去工程を有することが好ましい。これにより、製造されたマイクロアレイチップのスペース部上に有機基がなく、このスペース部上で被検査物が非特異的吸着等をすることのない、高品質なマイクロアレイチップとすることができるからである。   In addition, it is preferable that the microarray chip manufactured in this embodiment also has the organic group removal step of the first embodiment described above. As a result, there is no organic group on the space part of the manufactured microarray chip, and the test object can be made a high-quality microarray chip without nonspecific adsorption or the like on the space part. is there.

また、本実施態様においても、上記基材が特性変化層や固定化層を有していることが好ましく、特に特性変化層形成工程を有していることが好ましい。これにより、上記特異性生体高分子固定化工程において、特異性生体高分子含有塗工液をこの特性変化層の特性が変化したパターンに沿って付着させることができ、隣接する特異性生体高分子含有塗工液が接触したり混合したりすることなく、容易に特異性生体高分子を固定することが可能となるからである。   Also in this embodiment, the base material preferably has a characteristic change layer or an immobilization layer, and particularly preferably has a characteristic change layer forming step. Thereby, in the specific biopolymer immobilization step, the specific biopolymer-containing coating liquid can be attached along the pattern in which the characteristic of the characteristic change layer is changed, and the adjacent specific biopolymer is fixed. This is because the specific biopolymer can be easily fixed without contacting or mixing the contained coating liquid.

ここで、本実施態様における特異性生体高分子固定化工程については、上述した第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略し、以下、本工程における不良部分除去工程、および第2特異性生体高分子固定化工程について説明する。   Here, since the specific biopolymer immobilization step in this embodiment is the same as that in the first embodiment described above, description thereof will be omitted, and hereinafter, the defective portion removal step in this step, and the first step will be described. The bispecific biopolymer immobilization step will be described.

(不良部分除去工程)
まず、本工程における不良部分除去工程について説明する。本工程における不良部分除去工程は、上述した特異性生体高分子固定化工程で生じた不良部分を除去する工程である。本工程は、上述したように、上記特異性生体高分子固定化工程中に行われるものであってもよく、また上記特異性生体高分子固定化工程後に行われるものであってもよい。
(Bad part removal process)
First, the defective part removing step in this step will be described. The defective portion removing step in this step is a step of removing the defective portion generated in the above-described specific biopolymer immobilization step. As described above, this step may be performed during the specific biopolymer immobilization step, or may be performed after the specific biopolymer immobilization step.

一方、例えば不良部分が特異性生体高分子固定部の大部分を占める場合等、後述する第2特異性生体高分子固定化工程を行うことが必要である場合には、その不良が発生したことが判明した時点で、不良部分除去工程を行うこと等が、ロスが少なく好ましいといえる。   On the other hand, when it is necessary to perform the second specific biopolymer immobilization step described later, for example, when the defective portion occupies most of the specific biopolymer immobilization portion, the defect has occurred. When it becomes clear, it can be said that it is preferable to perform a defective portion removing step with little loss.

ここで、本実施態様の不良部分除去工程によって除去されるのは、不良部分の特異性生体高分子であるが、例えば上記基材が特性変化層や固定化層を有する場合には、これらの層も同時に除去されてもよく、また除去されずに残存していてもよい。   Here, what is removed by the defective portion removing step of the present embodiment is the specific biopolymer of the defective portion. For example, when the substrate has a property change layer or an immobilized layer, these The layer may be removed at the same time or may remain without being removed.

本工程における不良部分を除去する方法としては、不良部分を除去することが可能な方法であれば、特に限定されるものではなく、一般的に行われているフォトリソグラフィー法等によって行われるものであってもよく、また例えば短波長の紫外光をパターン状に照射して上記特異性生体高分子等を除去するもの等であってもよい。   The method for removing the defective portion in this step is not particularly limited as long as it is a method capable of removing the defective portion, and is performed by a commonly performed photolithography method or the like. For example, it may be one that irradiates ultraviolet light with a short wavelength in a pattern to remove the specific biopolymer and the like.

本実施態様においては、特に、例えば図3に示すように、光触媒を含有する光触媒含有層11および基体12を有する光触媒含有層側基板13の上記光触媒含有層11を、上記特異性生体高分子3と間隙をおいて配置した後、例えばフォトマスク14等を用いてエネルギー15を照射することにより行われることが好ましい。   In this embodiment, in particular, for example, as shown in FIG. 3, the photocatalyst containing layer 11 of the photocatalyst containing layer side substrate 13 having the photocatalyst containing layer 11 and the base 12 containing the photocatalyst is used as the specific biopolymer 3. It is preferable to perform the irradiation by irradiating energy 15 using, for example, a photomask 14 or the like after being arranged with a gap.

これにより、例えばフォトリソグラフィー法に用いられるアルカリ現像液等の、その他の部分の特異性生体高分子等に悪影響を及ぼすような薬品を用いる必要がない。また不良部分に上記光触媒含有層側基板を用いてエネルギー照射することによって、容易に有機基等の分解除去を行うことができることから、高いエネルギーを有する光を用いることなく、効率よく特異性生体高分子や固定化層の除去を行うことができる、という利点も有するからである。   This eliminates the need to use chemicals that adversely affect other parts of specific biopolymers, such as alkaline developers used in photolithography, for example. Moreover, by irradiating the defective portion with energy using the photocatalyst-containing layer side substrate, it is possible to easily decompose and remove organic groups, etc. This is because the molecule and the immobilization layer can be removed.

ここで、本実施態様に用いられる光触媒含有層側基板や、照射されるエネルギーについては、上述した第1実施態様の有機基除去工程において用いられるものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   Here, the photocatalyst-containing layer side substrate used in the present embodiment and the energy to be irradiated are the same as those used in the organic group removal step of the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted here. To do.

(第2特異性生体高分子固定化工程)
次に、本実施態様における第2特異性生体高分子固定化工程について説明する。本実施態様における第2特異性生体高分子固定化工程は、上記不良部分除去工程により不良部分が除去された不良部分除去部に特異性生体高分子固定化工程で固定化される特異性生体高分子と同様の特異性生体高分子を固定化する工程である。
(Second specific biopolymer immobilization step)
Next, the second specific biopolymer immobilization step in this embodiment will be described. In the second specific biopolymer immobilization step in the present embodiment, the specific biopolymer immobilization step is immobilized in the specific biopolymer immobilization step on the defective portion removal portion from which the defective portion has been removed by the defective portion removal step. This is a step of immobilizing a specific biopolymer similar to a molecule.

本工程における特異性生体高分子の固定化方法としては、上記特異性生体高分子含有塗工液を付着させて固化させる方法等が挙げられ、上記特異性生体高分子固定化工程と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   Examples of the method for immobilizing the specific biopolymer in this step include a method of adhering and solidifying the specific biopolymer-containing coating solution, which is the same as the specific biopolymer immobilization step. Detailed explanation here is omitted.

B.マイクロアレイチップ
次に、本発明のマイクロアレイチップについて説明する。本発明のマイクロアレイチップは、基材と、上記基材上に、パターン状に固定された特異性生体高分子とを有するものである。
B. Next, the microarray chip of the present invention will be described. The microarray chip of the present invention has a substrate and a specific biopolymer fixed on the substrate in a pattern.

本発明のマイクロアレイチップは、例えば図9に示すように、基材1と、その基材1上にパターン状に形成された特異性生体高分子2とを有するものである。これにより、隣接する特異性生体高分子2の間の領域であるスペース部bに、被検査物等が非特異的な吸着等をしない、高品質なマイクロアレイチップとすることができる。   For example, as shown in FIG. 9, the microarray chip of the present invention has a base material 1 and a specific biopolymer 2 formed in a pattern on the base material 1. Thereby, it can be set as the high quality microarray chip | tip which does not carry out nonspecific adsorption | suction etc. of a to-be-tested object etc. to the space part b which is an area | region between the adjacent specific biopolymers 2. FIG.

ここで、本発明のマイクロアレイチップは、例えば図10に示すように、基材1と、その基材1上にエネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する特性変化層6と、その特性変化層6上に形成された特異性生体高分子2とを有するものであってもよい。   Here, as shown in FIG. 10, for example, the microarray chip of the present invention includes a base material 1, a characteristic change layer 6 whose characteristics are changed by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation on the base material 1, and its characteristic changes. It may have the specific biopolymer 2 formed on the layer 6.

なお、ここでいう特性変化層とは、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する層であれば、特性が変化する前の層であってもよく、また特性が変化した後の層であってもよい。例えば特性変化層としてエネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する層が用いられた場合、通常、特異性生体高分子はこの濡れ性が変化した後の濡れ性変化層上に形成されることとなる。また、この場合、固定されている特異性生体高分子間のスペース部には、濡れ性が変化した濡れ性変化層等が形成されているものであってもよい。例えば濡れ性変化層として、オルガノポリシロキサンを含有する層を用いた場合、スペース部に、このオルガノポリシロキサンの有機基が水酸基に置換されて末端に水酸基を有するポリシロキサンからなる層が形成されていてもよい。この場合、この部分は有機基が除去されていることから、被検査物がこのスペース部に非特異的に吸着することなく、高品質なマイクロアレイチップとすることができるからである。なお、上記末端に水酸基を有するポリシロキサンからなる層とは、上述した「A.マイクロアレイチップの製造方法」で説明した濡れ性変化層として用いられるオルガノポリシロキサンの撥液性を有する有機基が除去された層等をいうこととする。   As used herein, the property change layer may be a layer before the property changes as long as the property changes due to the action of the photocatalyst associated with energy irradiation, or a layer after the property change. There may be. For example, when a layer whose wettability changes due to the action of a photocatalyst associated with energy irradiation is used as the characteristic change layer, the specific biopolymer is usually formed on the wettability change layer after this wettability has changed. It will be. In this case, a wettability changing layer having changed wettability may be formed in the space between the fixed specific biopolymers. For example, when a layer containing an organopolysiloxane is used as the wettability changing layer, a layer made of polysiloxane having a hydroxyl group at the terminal is formed in the space portion by replacing the organic group of this organopolysiloxane with a hydroxyl group. May be. In this case, the organic group is removed from this portion, and therefore, a high-quality microarray chip can be obtained without non-specifically adsorbing the object to be inspected in this space portion. The layer made of polysiloxane having a hydroxyl group at the terminal is the removal of the organic group having liquid repellency of the organopolysiloxane used as the wettability changing layer described in the above-mentioned “A. Manufacturing method of microarray chip”. It shall be said to be a layer that has been made.

ここで、本発明のマイクロアレイチップに用いられる基材や特異性生体高分子、特性変化層、および形成方法等については、上述した「A.マイクロアレイチップの製造方法」で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   Here, the substrate, the specific biopolymer, the property change layer, the formation method, and the like used in the microarray chip of the present invention are the same as those described in the above-mentioned “A. Microarray chip manufacturing method”. Therefore, explanation here is omitted.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。   The following examples illustrate the present invention more specifically.

[実施例1]
(光触媒含有層側基板の作製)
トリメトキシメチルシラン(GE東芝シリコーン(株)製、TSL8113)5gと0.5規定塩酸を2.5gを混合し、8時間攪拌した。これをイソプロピルアルコールにより10倍に希釈しアンカー用組成物とした。
上記アンカー層用組成物を250μmピッチ、150μm□の開口部を有するフォトマスク基板上にスピンコーターにより塗布し、150℃で10分間の乾燥処理を行うことにより、透明なアンカー層(厚み0.2μm)を形成した。
次に、イソプロピルアルコール30gとトリメトキシメチルシラン(GE東芝シリコーン(株)製、TSL8113)3gと光触媒無機コーティング剤であるST−K03(石原産業(株)製)20gとを混合し、100℃で20分間撹拌した。これをイソプロピルアルコールにより3倍に希釈し光触媒含有層用組成物とした。
上記光触媒含有層用組成物をアンカー層が形成されたフォトマスク基板上にスピンコーターにより塗布し、150℃で10分間の乾燥処理を行うことにより、透明な光触媒含有層(厚み0.15μm)を形成した。
[Example 1]
(Preparation of photocatalyst-containing layer side substrate)
5 g of trimethoxymethylsilane (GE Toshiba Silicone Co., Ltd., TSL8113) and 2.5 g of 0.5 N hydrochloric acid were mixed and stirred for 8 hours. This was diluted 10 times with isopropyl alcohol to obtain an anchor composition.
The above anchor layer composition was applied onto a photomask substrate having a 250 μm pitch, 150 μm square opening by a spin coater, and dried at 150 ° C. for 10 minutes to obtain a transparent anchor layer (thickness 0.2 μm). ) Was formed.
Next, 30 g of isopropyl alcohol, 3 g of trimethoxymethylsilane (manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd., TSL8113) and 20 g of ST-K03 (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), which is a photocatalytic inorganic coating agent, are mixed at 100 ° C. Stir for 20 minutes. This was diluted 3 times with isopropyl alcohol to obtain a composition for a photocatalyst-containing layer.
A transparent photocatalyst-containing layer (thickness: 0.15 μm) is formed by applying the photocatalyst-containing layer composition on a photomask substrate on which an anchor layer is formed by a spin coater and performing a drying treatment at 150 ° C. for 10 minutes. Formed.

(特異性生体高分子の形成)
次に、洗浄したガラス表面にイソプロピルアルコールに溶解したフルオロアルキルシランをスピンナー1,500rpm、3分間にてコーティングし、60℃で10分間乾燥した。その後、上記光触媒含有層側基板の光触媒含有層と50μmのギャップを設けて対向させた後、波長255−350nmの紫外光を、20,000μW/cm2/nmの照度で30秒照射して水洗・乾燥した。
続いて、この基板を純水を満たしたバットに浸け、パターン面を上にして引上げたところ、水はエネルギー照射された親水部のみに残った。
このガラス基板に95%エタノールに、1%となるように溶かした3−アミノプロピルトリメトキシシラン溶液を、スピンナー1,500rpm、3分間でコーディングして上記親水部に付着させ、60℃、10分間乾燥した。その後、2%グルタルアルデヒド水溶液中で5時間リンスし、水洗浄した後、110℃で30分乾燥させて固定化層とした。
次にマウス神経成長因子(NGF)遺伝子1μgをpH7.0の50mMTris・HCl、10mLに溶かしたものを用いて、上記基板を5時間、25℃、湿度90%でリンス・カップリングし、水洗浄、乾燥した。さらにこの基板のCy蛍光染色を標準法で行い、DNAを蛍光染色、水洗・乾燥した。この際、親水部に蛍光が観察されたが、疎水部ににも薄く蛍光が残っていた。
この基板に、遮光部が250μmピッチ、100μm□である以外は上記と同様の光触媒含有層側基板を用いて、上記で親水部を形成した以外の領域に上記と同様にエネルギーを照射し、洗浄および乾燥を行ったところ、100μm□の親水部のみ蛍光を示し、その他のスペース部には蛍光がなくなった。
なお、本実施例で用いた一般試薬は、和光純薬社製であり、シランカップリング剤は信越化学社製のものである。また、DNAはニッポンジーン社製であり、蛍光標識はアマシャム社製のものである。
(Specific biopolymer formation)
Next, a fluoroalkylsilane dissolved in isopropyl alcohol was coated on the cleaned glass surface at 1,500 rpm for 3 minutes, and dried at 60 ° C. for 10 minutes. Then, after facing the photocatalyst containing layer on the photocatalyst containing layer side substrate with a gap of 50 μm, UV light with a wavelength of 255-350 nm was irradiated for 30 seconds with an illuminance of 20,000 μW / cm 2 / nm and washed with water. -Dried.
Subsequently, when this substrate was dipped in a vat filled with pure water and pulled up with the pattern surface facing upward, the water remained only in the hydrophilic portion irradiated with energy.
A 3-aminopropyltrimethoxysilane solution dissolved in 95% ethanol in this glass substrate so as to be 1% is coated with a spinner at 1,500 rpm for 3 minutes, and is attached to the hydrophilic portion at 60 ° C. for 10 minutes. Dried. Thereafter, it was rinsed in a 2% glutaraldehyde aqueous solution for 5 hours, washed with water, and then dried at 110 ° C. for 30 minutes to form an immobilization layer.
Next, the above substrate was rinsed and coupled at 50 ° C. and 90% humidity for 5 hours using 1 μg of mouse nerve growth factor (NGF) gene dissolved in 10 mL of 50 mM Tris HCl at pH 7.0, and washed with water. , Dried. Furthermore, Cy fluorescent staining of this substrate was performed by a standard method, and DNA was fluorescently stained, washed with water and dried. At this time, fluorescence was observed in the hydrophilic portion, but thin fluorescence remained in the hydrophobic portion.
Using this photocatalyst containing layer side substrate similar to the above except that the light-shielding portions are 250 μm pitch and 100 μm □, this region is irradiated with energy in the same manner as described above, and cleaned. As a result of the drying, only the hydrophilic portion of 100 μm □ showed fluorescence, and the other space portions did not emit fluorescence.
The general reagent used in this example is manufactured by Wako Pure Chemical Industries, and the silane coupling agent is manufactured by Shin-Etsu Chemical. The DNA is manufactured by Nippon Gene Co., Ltd., and the fluorescent label is manufactured by Amersham.

[実施例2]
上記マウス神経成長因子(NGF)遺伝子の塗布を、ピペットでディスペンスした以外は、上記の実施例1と同様に行った。この場合、スペース部にエネルギー照射する前は、親水部周囲ににじみがあったが、光触媒含有層側基板を用いたエネルギー照射により、このにじみがなく、100μm□の親水部のみ蛍光を示し、その他のスペース部には蛍光がなくなった。
[Example 2]
The above mouse nerve growth factor (NGF) gene application was performed in the same manner as in Example 1 except that dispensing with a pipette was performed. In this case, before the space portion was irradiated with energy, there was bleed around the hydrophilic portion, but due to the energy irradiation using the photocatalyst-containing layer side substrate, this bleed was not observed and only the hydrophilic portion of 100 μm □ showed fluorescence. Fluorescence disappeared in the space part.

本発明のマイクロアレイチップの製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the microarray chip | tip of this invention. 本発明のマイクロアレイチップの製造方法における特性変化工程の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the characteristic change process in the manufacturing method of the microarray chip | tip of this invention. 本発明のマイクロアレイチップの製造方法における有機基除去工程の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the organic group removal process in the manufacturing method of the microarray chip | tip of this invention. 本発明のマイクロアレイチップの製造方法における有機基除去工程に用いられる光触媒含有層側基板の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the photocatalyst containing layer side board | substrate used for the organic group removal process in the manufacturing method of the microarray chip | tip of this invention. 本発明のマイクロアレイチップの製造方法における有機基除去工程に用いられる光触媒含有層側基板の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the photocatalyst containing layer side board | substrate used for the organic group removal process in the manufacturing method of the microarray chip | tip of this invention. 本発明のマイクロアレイチップの製造方法における有機基除去工程に用いられる光触媒含有層側基板の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the photocatalyst containing layer side board | substrate used for the organic group removal process in the manufacturing method of the microarray chip | tip of this invention. 本発明のマイクロアレイチップの製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the microarray chip | tip of this invention. 本発明のマイクロアレイチップの製造方法における第2特異性生体高分子固定化工程の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the 2nd specific biopolymer immobilization process in the manufacturing method of the microarray chip | tip of this invention. 本発明のマイクロアレイチップの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the microarray chip | tip of this invention. 本発明のマイクロアレイチップの他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the microarray chip | tip of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 …基材
2 …特異性生体高分子
3 …不良部分
4 …特異性生体高分子
11…光触媒含有層
12…基体
13…光触媒含有層側基板
15…エネルギー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material 2 ... Specific biopolymer 3 ... Defect part 4 ... Specific biopolymer 11 ... Photocatalyst containing layer 12 ... Base | substrate 13 ... Photocatalyst containing layer side board | substrate 15 ... Energy

Claims (10)

特異性生体高分子を基材上に固定させる特異性生体高分子固定化工程と、
前記特異性生体高分子固定部間のスペース部に存在する有機基を除去する有機基除去工程と
を有することを特徴とするマイクロアレイチップの製造方法。
A specific biopolymer immobilization step of immobilizing the specific biopolymer on the substrate;
And an organic group removing step of removing an organic group present in a space portion between the specific biopolymer immobilization portions.
特異性生体高分子を基材上に固定させる特異性生体高分子固定化工程と、
前記特異性生体高分子固定化工程で不良が生じた際、不良部分の前記特異性生体高分子を除去する不良部分除去工程と
を有することを特徴とするマイクロアレイチップの製造方法。
A specific biopolymer immobilization step of immobilizing the specific biopolymer on the substrate;
A method for producing a microarray chip, comprising: a defective portion removing step of removing a defective portion of the specific biopolymer when a defect occurs in the specific biopolymer immobilization step.
前記不良部分除去工程により不良部分が除去された不良部分除去部に、前記特異性生体高分子を固定化する第2特異性生体高分子固定化工程を有することを特徴とする請求項2に記載のマイクロアレイチップの製造方法。   3. The second specific biopolymer immobilization step of immobilizing the specific biopolymer in a defective portion removal unit from which a defective portion has been removed by the defective portion removal step. Manufacturing method of microarray chip. 前記基材がエネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する特性変化層を有するものであり、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板の前記光触媒含有層を、前記特性変化層と間隙を置いて配置した後、エネルギーを照射することにより、前記特性変化層上の前記特異性生体高分子固定部の特性を変化させる特性変化工程を有することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載のマイクロアレイチップの製造方法。   The base material has a characteristic change layer whose characteristics are changed by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, the photocatalyst containing layer containing a photocatalyst and the photocatalyst containing layer of the photocatalyst containing layer side substrate having the substrate 2. A characteristic changing step of changing the characteristic of the specific biopolymer immobilization part on the characteristic changing layer by irradiating energy after being arranged with a gap from the changing layer. A method for manufacturing a microarray chip according to any one of claims 1 to 3. 前記特性変化層が、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下するように濡れ性が変化する濡れ性変化層であることを特徴とする請求項4に記載のマイクロアレイチップの製造方法。   5. The microarray chip according to claim 4, wherein the characteristic change layer is a wettability change layer in which wettability is changed so that a contact angle with water is lowered by an action of a photocatalyst accompanying energy irradiation. Method. 前記特性変化層が、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解除去される分解除去層であることを特徴とする請求項4に記載のマイクロアレイチップの製造方法。   5. The method of manufacturing a microarray chip according to claim 4, wherein the characteristic change layer is a decomposition removal layer that is decomposed and removed by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation. 前記有機基除去工程または前記不良部分除去工程が、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板の前記光触媒含有層を、前記特異性生体高分子と間隙をおいて配置した後、エネルギーを照射することにより行われることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれかの請求項に記載のマイクロアレイチップの製造方法。   After the organic group removal step or the defective portion removal step, the photocatalyst-containing layer on the photocatalyst-containing layer side substrate having a photocatalyst-containing layer and a substrate is disposed with a gap from the specific biopolymer. The method of manufacturing a microarray chip according to claim 1, wherein the method is performed by irradiating energy. 基材と、前記基材上に、パターン状に固定された特異性生体高分子とを有することを特徴とするマイクロアレイチップ。   A microarray chip comprising: a base material; and a specific biopolymer fixed in a pattern on the base material. 前記特異性生体高分子が、基材上に形成されたエネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する特性変化層上に形成されていることを特徴とする請求項8に記載のマイクロアレイチップ。   9. The microarray chip according to claim 8, wherein the specific biopolymer is formed on a property change layer whose properties are changed by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation formed on a substrate. 前記特異性生体高分子の間の領域であるスペース部の基材上に、末端に水酸基を有するポリシロキサンからなる層が形成されていることを特徴とする請求項9に記載のマイクロアレイチップ。
10. The microarray chip according to claim 9, wherein a layer made of polysiloxane having a hydroxyl group at a terminal is formed on a base material in a space portion which is a region between the specific biopolymers.
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