JP2007033090A - Optical detecting substrate and its manufacturing method - Google Patents

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英男 野本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely apply a sample solution on a substrate at a predetermined position so as to uniformize the size and shape of a spot in an optical detecting substrate used in a method for detecting the detection light emitted from the substance deposited on the substrate. <P>SOLUTION: Hydrophilic regions 2 are cyclically provided on the surface of the optical detecting substrate 1 and the cycle of the hydrophilic regions 2 is set to 5,000 nm or below. The optical detecting substrate 1 is manufactured by a process for forming a thin film, which changes the affinity with water by irradiation with an active energy beam, on the surface of the substrate and by a step for selectively irradiating the thin film with the active energy beam. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、たとえば蛍光等の光学検出を行うのに好適な表面構造を有する光学検出用基板およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an optical detection substrate having a surface structure suitable for optical detection of, for example, fluorescence and a method for manufacturing the same.

近年、DNAチップに代表される、バイオチップと呼ばれる装置または分析方法の開発が盛んになっている。バイオチップは、DNAまたはタンパク質等の生体高分子を基板上の特定の位置に吸着または担持させ、これと相互作用する生体高分子などを反応させて分析などを行うのに用いられる。
バイオチップの代表的なものとして、多種類のDNAの断片(検出DNA)を数百〜数万の微小なスポットとして基板上に固定させた、DNAチップがある。該DNAチップに人間または動物のDNAで評価したいもの(評価DNA)を作用させる(ハイブリダイゼーション)ことにより一度に多数のDNAの配列を検出評価し、個体間の配列の違い、および細胞状態の違いによる遺伝子発現量の差などを解析できる。
以下では代表例としてDNAについて説明するが、RNA、タンパクまたは糖鎖等についても同様である。
In recent years, development of devices called biochips or analysis methods represented by DNA chips has become active. The biochip is used for performing analysis or the like by allowing a biopolymer such as DNA or protein to be adsorbed or supported at a specific position on a substrate and reacting with the biopolymer interacting with the biopolymer.
As a representative biochip, there is a DNA chip in which various types of DNA fragments (detection DNA) are fixed on a substrate as hundreds to tens of thousands of minute spots. The DNA chip is allowed to be evaluated (hybridization) with human or animal DNA to be evaluated (hybridization) to detect and evaluate a large number of DNA sequences at one time. Differences in gene expression due to
Hereinafter, DNA will be described as a representative example, but the same applies to RNA, protein, sugar chain, and the like.

DNAチップにおいて、基板上にDNAを固定させる方法は、フォトリソグラフィを利用した固相合成法と、あらかじめ用意した多種類の検出DNAを基板上に並べていくスタンフォード(スタンピング)法とに大別される。
いずれの方法を用いた場合も、検出方法としては、基板上に固定化されたDNA(以下、プローブDNAという。)に対して、混合DNA断片(以下、検体DNAという。)をハイブリダイゼーションさせ、検体DNAに予め取り付けられている蛍光標識分子からの蛍光を読み取ることにより、検体DNA中に存在する個々の配列を持ったDNAの存在量を推定するという手法が一般的に用いられる。
In a DNA chip, a method for immobilizing DNA on a substrate is roughly classified into a solid phase synthesis method using photolithography and a Stanford (stamping) method in which many kinds of prepared DNAs are arranged on the substrate. .
Whichever method is used, as a detection method, a mixed DNA fragment (hereinafter referred to as sample DNA) is hybridized to DNA immobilized on a substrate (hereinafter referred to as probe DNA), and A technique is generally used in which the amount of DNA having individual sequences present in the sample DNA is estimated by reading the fluorescence from the fluorescently labeled molecules attached in advance to the sample DNA.

スタンフォード(スタンピング)法によりプローブDNAを基板上に固定化する場合の代表的な方法は、まず、緩衝液などにプローブDNAを溶解させた試料溶液を、スタンプによって基板上の特定の位置および特定の面積の領域に点着する。こうして基板上に定着された物質の定着領域を、以下スポットという。またこの点着操作もスポットということがある。そして、スポット内のプローブDNAを基板上に吸着または共有結合させる(以下、固定化という。)。試料溶液をスタンプする代表的な方法としては、ステンレスピンの先端に試料溶液を付け、これを基板表面に接触させることにより試料溶液を基板表面に移す方法がある。こうしてプローブDNAを基板上に固定化し、さらにハイブリダイゼーションした後に、蛍光検出を行い、各スポット間の蛍光強度を比較する検出工程を行う。
該検出工程では、一般に、多数のスポットを画像処理プログラムにより自動認識させる手法が用いられるため、各スポットが所定の位置、所定の面積、および所定の形状に正確に存在していないと、スポット認識の補正操作が煩雑になるのみならず、充分に精度の良い結果を得ることができなくなってしまう。
すなわちDNAチップにおいては、スポットの正確さが、良好な分析結果を得るうえで重要なポイントとなる。
A typical method for immobilizing probe DNA on a substrate by the Stanford (stamping) method is to first prepare a sample solution in which probe DNA is dissolved in a buffer solution or the like at a specific position and a specific position on the substrate by a stamp. Spot the area. The fixing region of the substance fixed on the substrate in this way is hereinafter referred to as a spot. Also, this spotting operation is sometimes called a spot. Then, the probe DNA in the spot is adsorbed or covalently bonded onto the substrate (hereinafter referred to as immobilization). As a typical method for stamping a sample solution, there is a method in which a sample solution is attached to the tip of a stainless steel pin and brought into contact with the substrate surface to transfer the sample solution to the substrate surface. Thus, after the probe DNA is immobilized on the substrate and further hybridized, fluorescence detection is performed, and a detection step is performed in which the fluorescence intensity between the spots is compared.
In the detection step, generally, a method of automatically recognizing a large number of spots by an image processing program is used. Therefore, if each spot does not exist accurately at a predetermined position, a predetermined area, and a predetermined shape, spot recognition is performed. The correction operation becomes complicated, and a sufficiently accurate result cannot be obtained.
That is, in the DNA chip, the accuracy of the spot is an important point for obtaining good analysis results.

たとえば、下記特許文献1には、基板上に、表面が親水性のサイトを高密度で形成し、該サイトに生体関連物質を付着させてバイオチップを得る方法が記載されている。
特開2003−121442号公報
For example, Patent Document 1 described below describes a method of obtaining a biochip by forming a site having a hydrophilic surface at a high density on a substrate and attaching a biological substance to the site.
JP2003-121442A

しかし、前記特許文献1記載の方法では、スポットの形状および配置が、サイトの形状および配置と同じになるので、スポットの形状や配置を変更する度に、所望のサイトパターンを形成した基板を準備する必要があった。   However, in the method described in Patent Document 1, since the spot shape and arrangement are the same as the site shape and arrangement, a substrate on which a desired site pattern is formed is prepared each time the spot shape or arrangement is changed. There was a need to do.

本発明は、試料溶液を基板上の所定位置に、スポットの大きさおよび形状が均一となるように、精度良く点着できるとともに、スポットの形状や配置の変更にも容易に対応できる光学検出用基板およびその製造方法を提供する。   The present invention is for optical detection capable of spotting a sample solution at a predetermined position on a substrate with high accuracy so that the spot size and shape are uniform, and easily adapting to changes in spot shape and arrangement. A substrate and a manufacturing method thereof are provided.

前記課題を解決するために、本発明の光学検出用基板は、基板上に定着させた物質から発せられる検出光を検出する方法に用いられる基板であって、該基板の表面に親水性領域が周期的に設けられており、該親水性領域の周期が5000nm以下以下であり、かつ前記物質の定着領域の径より小さいことを特徴とする。
本発明の光学検出用基板の製造方法は、基板の表面上に、活性エネルギー線の照射により水との親和性が変化する薄膜を形成する工程と、該薄膜に対して活性エネルギー線を選択的に照射する工程を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, an optical detection substrate of the present invention is a substrate used in a method for detecting detection light emitted from a substance fixed on a substrate, and has a hydrophilic region on the surface of the substrate. It is provided periodically, and the period of the hydrophilic region is 5000 nm or less and is smaller than the diameter of the fixing region of the substance.
The method for producing an optical detection substrate of the present invention comprises a step of forming a thin film whose affinity with water is changed by irradiation of active energy rays on the surface of the substrate, and selective selection of active energy rays with respect to the thin film. It has the process of irradiating to.

本発明によれば、試料溶液を基板上の所定位置に、スポットの大きさおよび形状が均一となるように、精度良く点着できるとともに、スポットの形状や配置の変更にも容易に対応できる光学検出用基板が得られる。   According to the present invention, the sample solution can be spotted at a predetermined position on the substrate with high accuracy so that the size and shape of the spot are uniform, and can be easily adapted to changes in the shape and arrangement of the spot. A detection substrate is obtained.

図1は、本発明の光学検出用基板(以下、単に基板ということもある。)の第1の実施形態を示した平面図である。図面は基板1の表面の一部を拡大して模式的に示している。基板1の厚さ方向に対して垂直な平面内における互いに垂直な2方向をそれぞれX方向、Y方向とする。
本実施形態の基板1は、その表面に矩形状の親水性領域2が、X方向とY方向の2つの繰り返し方向に沿ってそれぞれ周期的に形成されている。親水性領域2の周囲は疎水性領域3に囲まれており、海島構造となっている。
本実施形態において、親水性領域2の形状および大きさは均一である。すなわち、X方向における親水性領域2の幅Wxは一定であり、Y方向における親水性領域2の幅Wyも一定である。
X方向における親水性領域2の間隔Sxは一定であり、Y方向における親水性領域2の間隔Syも一定である。
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of an optical detection substrate (hereinafter sometimes simply referred to as a substrate) of the present invention. The drawing schematically shows an enlarged part of the surface of the substrate 1. Two directions perpendicular to each other in a plane perpendicular to the thickness direction of the substrate 1 are defined as an X direction and a Y direction, respectively.
In the substrate 1 of this embodiment, a rectangular hydrophilic region 2 is periodically formed on the surface along two repeating directions of the X direction and the Y direction. The periphery of the hydrophilic region 2 is surrounded by the hydrophobic region 3 and has a sea-island structure.
In the present embodiment, the shape and size of the hydrophilic region 2 are uniform. That is, the width Wx of the hydrophilic region 2 in the X direction is constant, and the width Wy of the hydrophilic region 2 in the Y direction is also constant.
The interval Sx between the hydrophilic regions 2 in the X direction is constant, and the interval Sy between the hydrophilic regions 2 in the Y direction is also constant.

本発明における親水性領域2とは、表面の水に対する接触角が80度以下である領域をいう。親水性領域2における水に対する接触角は70度以下が好ましく、60度以下がより好ましい。
また、疎水性領域3とは、表面の水に対する接触角が80度を超える領域をいう。疎水性領域3における水に対する接触角は100度以上が好ましく、110度以上がより好ましい。本明細書において水に対する接触角が100度以上である場合を、特に「撥水性」を有すると言うこともある。
本発明の効果を得るうえで、親水性領域2と、該親水性領域2に接している他の領域(本実施形態では疎水性領域3)との、水に対する接触角の差は30度以上が好ましく、50度以上がより好ましい。
The hydrophilic area | region 2 in this invention means the area | region whose surface contact angle with respect to water is 80 degrees or less. The contact angle with respect to water in the hydrophilic region 2 is preferably 70 degrees or less, and more preferably 60 degrees or less.
The hydrophobic region 3 refers to a region having a surface contact angle with water exceeding 80 degrees. The contact angle with respect to water in the hydrophobic region 3 is preferably 100 degrees or more, and more preferably 110 degrees or more. In this specification, the case where the contact angle with respect to water is 100 degrees or more may be said to have “water repellency”.
In obtaining the effect of the present invention, the difference in contact angle with respect to water between the hydrophilic region 2 and another region in contact with the hydrophilic region 2 (the hydrophobic region 3 in this embodiment) is 30 degrees or more. Is preferable, and 50 degrees or more is more preferable.

本発明における親水性領域2の繰り返し方向は、以下のようにして決める。まず、任意の第1の親水性領域2に着目し、それと隣接する親水性領域2のうち、距離が最も近い第2の親水性領域2を選ぶ。第1の親水性領域2内の任意の点A1から、第2の親水性領域2内の対応する点A2(一方向への平行移動により重なり合う同じ位置の点)に至る方向を第1の繰り返し方向とする。前記点A1から点A2までの距離P1が第1の周期となる。
次に、前記第1の親水性領域2に隣接する親水性領域2のうち、前記第1の繰り返し方向上にあるものを除いて、距離が最も近い第3の親水性領域2を選ぶ。第1の親水性領域2内の任意の点A1から、第3の親水性領域2内の対応する点A3に至る方向を第2の繰り返し方向とする。前記点A1から点A3までの距離P2が第2の周期となる。
本実施形態における親水性領域2の周期は、X方向における第1の周期(P1=(Wx+Sx)の値)と、Y方向における第2の周期(P2=(Wy+Sy)の値)の2通り存在する。
The repeating direction of the hydrophilic region 2 in the present invention is determined as follows. First, paying attention to an arbitrary first hydrophilic region 2, the second hydrophilic region 2 having the shortest distance among the adjacent hydrophilic regions 2 is selected. A first repetition of a direction from an arbitrary point A1 in the first hydrophilic region 2 to a corresponding point A2 in the second hydrophilic region 2 (a point at the same position overlapping by parallel movement in one direction) The direction. A distance P1 from the point A1 to the point A2 is the first period.
Next, of the hydrophilic regions 2 adjacent to the first hydrophilic region 2, the third hydrophilic region 2 having the shortest distance is selected except for those in the first repeating direction. A direction from an arbitrary point A1 in the first hydrophilic region 2 to a corresponding point A3 in the third hydrophilic region 2 is defined as a second repeating direction. A distance P2 from the point A1 to the point A3 is the second period.
There are two cycles of the hydrophilic region 2 in the present embodiment: a first cycle in the X direction (P1 = (Wx + Sx) value) and a second cycle in the Y direction (P2 = (Wy + Sy) value). To do.

本発明において、親水性領域2の周期は5000nm以下であり、1000nm以下が好ましい。
親水性領域の周期が複数通り存在し、該複数の周期が互いに異なる場合は、少なくとも1つの周期の値が5000nm以下であり、1000nm以下が好ましい。全部の周期が前記範囲であることがより好ましい。
親水性領域2の周期を前記の範囲とすることにより、スポット形状の外縁にギャザリングが生じるのを抑制できる。このことは円状、好ましく正円状のスポット形状を得るうえで好ましい。また、親水性領域2の周期が前記範囲であれば、基板1の表面に形成されるパターンが、光学検出装置における一般的な読み取り解像度よりも微細なパターンとなるため、パターンを形成したことによって光学検出におけるバックグラウンドノイズが増大するのを防止できる。
In the present invention, the period of the hydrophilic region 2 is 5000 nm or less, preferably 1000 nm or less.
When there are a plurality of cycles of the hydrophilic region and the plurality of cycles are different from each other, the value of at least one cycle is 5000 nm or less, preferably 1000 nm or less. More preferably, the entire period is within the above range.
By setting the period of the hydrophilic region 2 within the above range, it is possible to suppress the occurrence of gathering at the outer edge of the spot shape. This is preferable for obtaining a spot shape that is circular, preferably a perfect circle. Further, if the period of the hydrophilic region 2 is within the above range, the pattern formed on the surface of the substrate 1 becomes a finer pattern than the general reading resolution in the optical detection device. An increase in background noise in optical detection can be prevented.

親水性領域2の周期の下限値は特に制限されないが、基板1の表面に親水性領域2と疎水性領域3の分布を設けたことによる本発明の効果を充分に得るためには、親水性領域2の周期が、親水性および/または撥水性の発現に寄与する分子よりも大きいことが好ましい。この点から、親水性領域2の周期の下限値は、10nm以上が好ましく、30nm以上がより好ましく、100nm以上がさらに好ましい。   The lower limit value of the period of the hydrophilic region 2 is not particularly limited. However, in order to sufficiently obtain the effect of the present invention by providing the distribution of the hydrophilic region 2 and the hydrophobic region 3 on the surface of the substrate 1, hydrophilicity is required. It is preferable that the period of the region 2 is larger than the molecule contributing to the expression of hydrophilicity and / or water repellency. From this point, the lower limit of the period of the hydrophilic region 2 is preferably 10 nm or more, more preferably 30 nm or more, and further preferably 100 nm or more.

互いに異なる繰り返し方向における親水性領域2の幅、すなわち本実施形態ではX方向の幅WxとY方向の幅Wyは、互いに同じでもよく、異なっていてもよい。また異なる繰り返し方向における親水性領域2の間隔(疎水性領域3の幅)、すなわち本実施形態ではX方向の間隔SxとY方向の間隔Syとは同じでもよく、異なっていてもよい。
基板上に点着された試料溶液のスポット形状を円状、好ましくは正円状とするためには、互いに異なる2つの繰り返し方向において親水性領域2が周期的に設けられており、第1の繰り返し方向における親水性領域2の周期と、第2の繰り返し方向における周期が同じ(本実施形態ではP1=P2)であることが好ましい。この状態を本明細書では、親水性領域2の周期構造が二次元等方性を有するという。
該二次元等方性を有する周期構造において、第1の繰り返し方向における親水性領域2の幅と、第2の繰り返し方向における親水性領域2の幅が同じで(本実施形態ではWx=Wy)、かつ第1の繰り返し方向における親水性領域2の間隔と、第2の繰り返し方向における親水性領域2の間隔が同じ(本実施形態ではSx=Sy)であることが、基板上に点着された試料溶液のスポット形状を円状、好ましくは正円状とするうえでより好ましい。
The widths of the hydrophilic regions 2 in different repeating directions, that is, in the present embodiment, the width Wx in the X direction and the width Wy in the Y direction may be the same or different. Further, the spacing between the hydrophilic regions 2 in different repeating directions (the width of the hydrophobic region 3), that is, the spacing Sx in the X direction and the spacing Sy in the Y direction may be the same or different in this embodiment.
In order to make the spot shape of the sample solution spotted on the substrate into a circular shape, preferably a perfect circular shape, hydrophilic regions 2 are periodically provided in two different repeating directions, It is preferable that the period of the hydrophilic region 2 in the repeating direction and the period in the second repeating direction are the same (P1 = P2 in the present embodiment). In this specification, this state is referred to as the two-dimensional isotropic property of the periodic structure of the hydrophilic region 2.
In the periodic structure having the two-dimensional isotropic property, the width of the hydrophilic region 2 in the first repeating direction is the same as the width of the hydrophilic region 2 in the second repeating direction (Wx = Wy in this embodiment). In addition, it is spotted on the substrate that the interval between the hydrophilic regions 2 in the first repeating direction and the interval between the hydrophilic regions 2 in the second repeating direction are the same (Sx = Sy in this embodiment). It is more preferable for the spot shape of the sample solution to be a circle, preferably a perfect circle.

図1の例では親水性領域2の平面形状が矩形であるが、これに限らず適宜変更できる。図2および図3は変形例を示したものである。図中の矢印(1)および(2)は、基板の厚さ方向に対して垂直な互いに異なる2つの繰り返し方向を示しており、矢印(1)は第1の繰り返し方向、矢印(2)は第2の繰り返し方向をそれぞれ示している。
図2の例は、親水性領域2の平面形状が円形の例である。すなわち円形の親水性領域2が、第1の繰り返し方向(1)と、第2の繰り返し方向(2)に沿ってそれぞれ一定周期で、周期的に形成されている。親水性領域2の周囲は疎水性領域3に囲まれており、海島構造となっている。親水性領域2の形状および大きさは均一である。
図2において、第1の繰り返し方向における周期をP1で示し、第2の繰り返し方向における周期をP2で示す。
図1、2の例のように、親水性領域2が疎水性領域3で囲まれた海島構造において、第1の繰り返し方向(X方向、(1)方向)および第2の繰り返し方向(Y方向、(2)方向)における親水性領域2の幅(Wx、Wy、W1、W2)は、試料溶液を基板により密着させるうえで、50nm以上が好ましく、100nm以上がより好ましい。また疎水性領域3の幅(Sx、Sy、S1、S2)は、試料溶液の不測の濡れ広がりを防止するうえで、10nm以上が好ましく、30nm以上がより好ましく、50nm以上がさらに好ましい。
In the example of FIG. 1, the planar shape of the hydrophilic region 2 is a rectangle, but the shape is not limited to this and can be changed as appropriate. 2 and 3 show a modification. Arrows (1) and (2) in the figure indicate two different repeating directions perpendicular to the thickness direction of the substrate, arrow (1) is the first repeating direction, and arrow (2) is Each of the second repetition directions is shown.
The example of FIG. 2 is an example in which the planar shape of the hydrophilic region 2 is circular. That is, the circular hydrophilic region 2 is periodically formed with a constant period along the first repeating direction (1) and the second repeating direction (2). The periphery of the hydrophilic region 2 is surrounded by the hydrophobic region 3 and has a sea-island structure. The shape and size of the hydrophilic region 2 are uniform.
In FIG. 2, the period in the first repetition direction is indicated by P1, and the period in the second repetition direction is indicated by P2.
1 and 2, in a sea-island structure in which the hydrophilic region 2 is surrounded by the hydrophobic region 3, the first repeating direction (X direction, (1) direction) and the second repeating direction (Y direction). , (2) direction), the width (Wx, Wy, W1, W2) of the hydrophilic region 2 is preferably 50 nm or more, and more preferably 100 nm or more, when the sample solution is brought into close contact with the substrate. The width (Sx, Sy, S1, S2) of the hydrophobic region 3 is preferably 10 nm or more, more preferably 30 nm or more, and further preferably 50 nm or more, in order to prevent unexpected wetting and spreading of the sample solution.

図3の例は、親水性領域2の平面形状が矩形で、親水性領域2どうしが点で接しており、親水性領域2の四辺は、それぞれ矩形の疎水性領域3と接している方形構造である。親水性領域2および疎水性領域3の形状および大きさはそれぞれ均一である。
図3において、第1の繰り返し方向における周期をP1で示し、第2の方向における周期をP2で示す。
In the example of FIG. 3, the planar shape of the hydrophilic region 2 is rectangular, the hydrophilic regions 2 are in contact with each other at points, and the four sides of the hydrophilic region 2 are in contact with the rectangular hydrophobic region 3, respectively. It is. The shape and size of the hydrophilic region 2 and the hydrophobic region 3 are uniform.
In FIG. 3, the period in the first repetition direction is indicated by P1, and the period in the second direction is indicated by P2.

図1および図2に示す、親水性領域2の周囲全部に疎水性領域3が存在している海島構造は、基板上に点着された試料溶液のスポット形状を円状、好ましくは正円状とするうえでより好ましい。
一方、図3に示す、親水性領域2どうしが点で接触する構造は、疎水性領域3に対する
親水性領域2の面積の割合を大きくすることが容易である点でより好ましい。
繰り返しのパターンとしては、図1、3の例のように第1の繰り返し方向と第2の繰り返し方向とが直行する単純方形パターン、および図2の例のように第1の繰り返し方向と第2の繰り返し方向とがなす角度が60°となる六方充填パターンが好ましいが、これら以外の他のパターンも採用できる。
The sea-island structure shown in FIGS. 1 and 2 in which the hydrophobic region 3 is present all around the hydrophilic region 2 has a circular shape, preferably a perfect circular shape, of the sample solution spotted on the substrate. More preferable.
On the other hand, the structure shown in FIG. 3 where the hydrophilic regions 2 are in contact with each other at a point is more preferable in that it is easy to increase the ratio of the area of the hydrophilic region 2 to the hydrophobic region 3.
As the repetitive pattern, a simple square pattern in which the first repetitive direction and the second repetitive direction are orthogonal as in the examples of FIGS. 1 and 3, and the first repetitive direction and the second as in the example of FIG. A hexagonal filling pattern in which the angle formed by the repeating direction is 60 ° is preferable, but other patterns can be employed.

基板1を構成する材料は、特に制限されず、表面に親水性領域2および疎水性領域3からなるパターンを形成できるものであればよい。基板1は、バイオチップに代表的に用いられる蛍光標識の蛍光波長の領域である450nm〜700nmの範囲で透明であってもよく、不透明であってもよい。
透明な材料の具体例としては、石英ガラス、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス材料;フッ素樹脂;含ケイ素樹脂が挙げられる。
不透明な材料の例としては、ステンレス鋼等の金属が挙げられる。
これらのうちでも、特に蛍光バックグラウンドの低さ、平坦性、入手のしやすさの点でホウケイ酸ガラスまたはソーダライムガラスが、より好ましい。
The material constituting the substrate 1 is not particularly limited as long as it can form a pattern composed of the hydrophilic region 2 and the hydrophobic region 3 on the surface. The substrate 1 may be transparent or opaque in a range of 450 nm to 700 nm, which is a fluorescent wavelength region of a fluorescent label typically used for a biochip.
Specific examples of the transparent material include glass materials such as quartz glass, soda lime glass, and borosilicate glass; a fluororesin; and a silicon-containing resin.
Examples of opaque materials include metals such as stainless steel.
Among these, borosilicate glass or soda lime glass is more preferable particularly in terms of low fluorescence background, flatness, and availability.

本発明の光学検出用基板を製造する方法として、基板1の表面上に、活性エネルギー線の照射により水との親和性が変化する薄膜を形成する工程と、該薄膜に対して活性エネルギー線を選択的に照射する工程を有する方法が好適である。   As a method of manufacturing the optical detection substrate of the present invention, a step of forming a thin film whose affinity with water is changed by irradiation of active energy rays on the surface of the substrate 1, and an active energy ray is applied to the thin film. A method having a step of selectively irradiating is preferable.

具体的には、下式1で表される含フッ素化合物(以下、化合物1ということもある。)と有機溶剤を含む撥水性組成物を用いて基板1の表面上に撥水性薄膜を形成し、該撥水性薄膜に、紫外線を照射することによって照射された部分の含フッ素化合物(化合物1)を分解し、該分解物を除去することにより、親水性領域と撥水性領域とからなるパターンを形成する方法が好ましい。   Specifically, a water-repellent thin film is formed on the surface of the substrate 1 using a water-repellent composition containing a fluorine-containing compound represented by the following formula 1 (hereinafter also referred to as compound 1) and an organic solvent. Then, by irradiating the water-repellent thin film with ultraviolet rays, the irradiated portion of the fluorine-containing compound (compound 1) is decomposed, and the decomposed product is removed to form a pattern comprising a hydrophilic region and a water-repellent region. The forming method is preferred.

Figure 2007033090
Figure 2007033090

[式1中のR1、R、R、Rはそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基または1価有機基であり、R1、R、R、Rのうちの少なくとも一つはフッ素原子を有する有機基である。Rは水素原子または1価有機基であり、Rは加水分解性基を有する1価有機基であり、Aは酸素原子または−NH−である。] [R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 in Formula 1 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, or a monovalent organic group, and R 1 , R 2 , R 3 , R At least one of 4 is an organic group having a fluorine atom. R 5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 6 is a monovalent organic group having a hydrolyzable group, and A is an oxygen atom or —NH—. ]

前記化合物1において、R1、R、R、Rのうちの少なくとも一つはフッ素原子を含む1価有機基であり、該フッ素原子を含む1価有機基としては、R−B−(Rはポリフルオロアルキル基(以下、R基と記す。)であり、Bはフッ素原子を含まない2価の基または共有結合を示す。)で表される基が好ましい。R基は、アルキル基の水素原子の2個以上がフッ素原子に置換された基を指す。R基の炭素原子数は1〜20が好ましく、4〜16がより好ましく、6〜12が最も好ましい。炭素原子数が該範囲であると、形成された薄膜が撥水性に優れる。
基は、直鎖構造、分岐構造、環構造のいずれであってもよく、直鎖構造が好ましい。分岐構造である場合には、分岐部分の炭素原子数は1〜4が好ましい。また、R基は不飽和結合を有してもよい。R基は、フッ素原子以外の他のハロゲン原子を有していてもよく、他のハロゲン原子としては、塩素原子が好ましい。また、R基中の炭素−炭素結合間には、エーテル性の酸素原子またはチオエーテル性の硫黄原子が挿入されていてもよい。
基中のフッ素原子の数は、(R基中のフッ素原子数)/(R基と同一炭素原子数の対応するアルキル基中の水素原子数)×100(%)で表現して、60%以上が好ましく、特に80%以上が好ましい。
In the compound 1, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 is a monovalent organic group containing a fluorine atom, and the monovalent organic group containing a fluorine atom includes R F —B A group represented by-(R F is a polyfluoroalkyl group (hereinafter referred to as R F group) and B represents a divalent group or a covalent bond not containing a fluorine atom) is preferable. The RF group refers to a group in which two or more hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with fluorine atoms. R F number of carbon atoms of the group is preferably 1 to 20, more preferably 4 to 16, 6 to 12 being most preferred. When the number of carbon atoms is within this range, the formed thin film is excellent in water repellency.
The RF group may have a linear structure, a branched structure, or a ring structure, and a linear structure is preferable. In the case of a branched structure, the number of carbon atoms in the branched portion is preferably 1 to 4. Further, the R F group may have an unsaturated bond. The RF group may have a halogen atom other than the fluorine atom, and the chlorine atom is preferred as the other halogen atom. Also, carbon in the R F group - is between carbon bond, an etheric oxygen atom or thioetheric sulfur atom may be inserted.
The number of fluorine atoms in R F group is represented by a (R F number of fluorine atoms in the group) / (R F number of hydrogen atoms in the alkyl group corresponding to the same number of carbon atoms and groups) × 100 (%) 60% or more is preferable, and 80% or more is particularly preferable.

基の具体例を以下に挙げるが、これらに限定されない。
CF−、F(CF−、F(CF−、F(CF−、F(CF−、F(CF−、F(CF−、F(CF−、F(CF−、F(CF10−、F(CF11−、F(CF12−、F(CF13−、F(CF14−、F(CF15−、F(CF16−、(CFCF−、(CFCFCF−、(CFCFCFCF−、(CFCFCFCFCFCF−、(CFCFCF(CF)−、(CFCFCF(CF)CF−、(CFCFCFCF(CF)−、(CFCFCFCF(CF)CFCF−、CFCFCF(CF)−、CFCFCF(CF)CFCF−、CFCFCF(CFCF)−、CFCFCF(CFCF)CFCF−、(CFC−、(CFCCF−、(CFC(CFCF)−、(CFCF)C(CF−、(CFCFCCF−。
Specific examples of the R F group are listed below, but are not limited thereto.
CF 3 -, F (CF 2 ) 2 -, F (CF 2) 3 -, F (CF 2) 4 -, F (CF 2) 5 -, F (CF 2) 6 -, F (CF 2) 7 -, F (CF 2) 8 -, F (CF 2) 9 -, F (CF 2) 10 -, F (CF 2) 11 -, F (CF 2) 12 -, F (CF 2) 13 -, F (CF 2) 14 -, F (CF 2) 15 -, F (CF 2) 16 -, (CF 3) 2 CF -, (CF 3) 2 CFCF 2 -, (CF 3) 2 CFCF 2 CF 2 -, (CF 3) 2 CFCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, (CF 3) 2 CFCF (CF 3) -, (CF 3) 2 CFCF (CF 3) CF 2 -, (CF 3) 2 CFCF 2 CF (CF 3) -, ( CF 3) 2 CFCF 2 CF (CF 3) CF 2 CF 2 -, F 3 CF 2 CF (CF 3 ) -, CF 3 CF 2 CF (CF 3) CF 2 CF 2 -, CF 3 CF 2 CF (CF 2 CF 3) -, CF 3 CF 2 CF (CF 2 CF 3) CF 2 CF 2 -, (CF 3) 3 C -, (CF 3) 3 CCF 2 -, (CF 3) 3 C (CF 2 CF 3) -, (CF 2 CF 3) C (CF 3) 2 - , (CF 2 CF 3) 2 CCF 3 -.

CF=CF−、CFCF=CF−、CFCFCF=CF−、CFCFCFCF=CF−、CFCFCFCFCF=CF−、CFCFCFCFCFCF=CF−、CFCFCFCFCFCFCF=CF−、CFC(CF)=CF−、CFC(CF)=C(CF)−。
HCF−、HCFCF−、HCFCFCF−、HCFCFCFCF−、HCFCFCFCFCFCF−、HCFCFCFCFCFCFCFCF−。
CF 2 = CF-, CF 3 CF = CF-, CF 3 CF 2 CF = CF-, CF 3 CF 2 CF 2 CF = CF-, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF = CF-, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF = CF-, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF = CF-, CF 3 C (CF 3) = CF-, CF 3 C (CF 3) = C (CF 3 )-.
HCF 2- , HCF 2 CF 2- , HCF 2 CF 2 CF 2- , HCF 2 CF 2 CF 2 CF 2- , HCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2- , HCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -.

ClCF−、ClCFCF−、ClCFCFCF−、ClCFCFCFCF−、ClCFCFCFCFCF−、ClCFCFCFCFCFCF−、ClCFCFCFCFCFCFCF−、ClCFCFCFCFCFCFCFCF−。 ClCF 2 -, ClCF 2 CF 2 -, ClCF 2 CF 2 CF 2 -, ClCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, ClCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, ClCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, ClCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, ClCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -.

CFOCF−、CFCFOCF−、CFOCFCF−、CFCFOCFCF−、CFCFOCFCFOCF−、CFCFOCFCFOCFCF−、CFCFOCFCFOCFCFOCF−、CFCFOCFCFOCFCFOCFCF−、CFCFOCFCFOCFCFOCFCFOCF−、CFCFOCFCFOCFCFOCFCFOCFCF−、CFCFCFOCF−、CFCFCFCFOCF−、CFCFCFCFCFCFOCF−、CFCFCFOCFCF−、CFCFCFCFOCFCF−、CFCFCFCFCFCFOCFCF−、CFCFCFCFOCFCFOCF−、CFCFCFCFOCFCFOCFCF−、CFCFCFCFCFCFOCFCFOCF−。CFCFCFCFCFCFOCFCFOCFCF−、CFCFCFCFOCFCFOCFCFOCF−、CFCFCFCFOCFCFOCFCFOCFCF−、CFCFCFCFCFCFOCFCFOCFCFOCF−、CFCFCFCFCFCFOCFCFOCFCFOCFCF−、CFCFCFOCF(CF)−、CFCFCFOCF(CF)CF−、CFCFCFOCF(CF)CFOCFCF−、CFCFCFOCF(CF)CFOCF(CF)−、CFCFCFOCF(CF)CFOCF(CF)CF−。 CF 3 OCF 2 -, CF 3 CF 2 OCF 2 -, CF 3 OCF 2 CF 2 -, CF 3 CF 2 OCF 2 CF 2 -, CF 3 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 -, CF 3 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 -, CF 3 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 -, CF 3 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 -, CF 3 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2- , CF 3 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2- , CF 3 CF 2 CF 2 OCF 2- , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 -, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 -, CF 3 CF 2 CF 2 OCF CF 2 -, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 -, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 -, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 -, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 -, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 -. CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2- , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2- , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2- , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2- , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 -, CF 3 CF 2 CF 2 OCF (CF 3) -, CF 3 CF 2 CF 2 OCF (CF 3) CF 2 -, CF 3 CF 2 CF 2 OCF ( CF 3) CF 2 OCF 2 CF 2 -, CF 3 CF 2 CF 2 OCF (CF 3) CF 2 OCF (CF 3) -, CF 3 F 2 CF 2 OCF (CF 3 ) CF 2 OCF (CF 3) CF 2 -.

CFCFOCF=CF−、CFCFOCFCFOCF=CF−、CFCFCFOCF=CF−、CFCFCFCFOCF=CF−、CFCFCFCFOCFCFOCF=CF−、CFCFCFCFCFCFOCF=CF−、CFCFCFCFCFCFOCFCFOCF=CF−、CFCFCFOCF(CF)CFOCF=CF−。 CF 3 CF 2 OCF = CF-, CF 3 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF = CF-, CF 3 CF 2 CF 2 OCF = CF-, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 OCF = CF-, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF = CF-, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 OCF = CF-, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF = CF- , CF 3 CF 2 CF 2 OCF (CF 3 ) CF 2 OCF═CF—.

Figure 2007033090
Figure 2007033090

前記R−B−におけるBは2価の基または共有結合である。2価の基は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を含んでいてもよく、飽和の基でもよく、不飽和の基でもよく、直鎖構造でもよく、分岐構造でもよく、環構造でもよい。ベンゼン環と結合する部位は共鳴構造をとることができ、共鳴部位としては酸素原子、窒素原子、二重結合、カルボニル基が好ましい。 B in R F —B— is a divalent group or a covalent bond. The divalent group may contain an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and may be a saturated group, an unsaturated group, or a linear structure. A branched structure or a ring structure may be used. The site | part couple | bonded with a benzene ring can take a resonance structure, and an oxygen atom, a nitrogen atom, a double bond, and a carbonyl group are preferable as a resonance site | part.

−B−の具体例を以下に挙げるが、これらに限定されない。
−(CHO−(qは1〜10の整数)、R−NH−、R−CHNH−、R−CHCHNH−、R−CHCHCHNH−、R−(CHNH−、R−N(CH)−、R−CHN(CH)−、R−CHCHN(CH)−、R−CHCHCHN(CH)−、R−CHCHCHCHN(CH)−。
Specific examples of R F —B— are listed below, but are not limited thereto.
R F — (CH 2 ) q O— (q is an integer of 1 to 10), R F —NH—, R F —CH 2 NH—, R F —CH 2 CH 2 NH—, R F —CH 2 CH 2 CH 2 NH—, R F — (CH 2 ) 4 NH—, R F —N (CH 3 ) —, R F —CH 2 N (CH 3 ) —, R F —CH 2 CH 2 N (CH 3 )-, R F —CH 2 CH 2 CH 2 N (CH 3 ) —, R F —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 N (CH 3 ) —.

−OC(=O)−、R−CHOC(=O)−、R−CHCHOC(=O)−、R−CHCHCHOC(=O)−、R−CHCHCHCHOC(=O)−、R−C(=O)−、R−CHC(=O)−、R−CHCHC(=O)−、R−CHCHCHC(=O)−、R−CHCHCHCHC(=O)−、R−C(=O)O−、R−CHC(=O)O−、R−CHCHC(=O)O−、R−CHCHCHC(=O)O−、R−CHCHCHCHC(=O)O−。 R F —OC (═O) —, R F —CH 2 OC (═O) —, R F —CH 2 CH 2 OC (═O) —, R F —CH 2 CH 2 CH 2 OC (═O) −, R F —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OC (═O) —, R F —C (═O) —, R F —CH 2 C (═O) —, R F —CH 2 CH 2 C (═O) —, R F —CH 2 CH 2 CH 2 C (═O) —, R F —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 C (═O) —, R F —C (═O) O— , R F —CH 2 C (═O) O—, R F —CH 2 CH 2 C (═O) O—, R F —CH 2 CH 2 CH 2 C (═O) O—, R F —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 C (= O) O-.

−C(=O)NH−、R−CHC(=O)NH−、R−CHCHC(=O)NH−、R−CHCHCHC(=O)NH−、R−CHCHCHCHC(=O)NH−、R−CH=CH−、R−CHCH=CH−、R−CHCHCH=CH−。
これらのうち、R−(CHO−(qは1〜10の整数)が好ましく、R−(CHO−がより好ましく、C17(CHO−が最も好ましい。
R F —C (═O) NH—, R F —CH 2 C (═O) NH—, R F —CH 2 CH 2 C (═O) NH—, R F —CH 2 CH 2 CH 2 C ( ═O) NH—, R F —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 C (═O) NH—, R F —CH═CH—, R F —CH 2 CH═CH—, R F —CH 2 CH 2 CH = CH-.
Among these, R F — (CH 2 ) q O— (q is an integer of 1 to 10) is preferable, R F — (CH 2 ) 3 O— is more preferable, and C 8 F 17 (CH 2 ) 3 O -Is most preferred.

前記化合物1におけるR1、R、R、Rにおいて、フッ素原子を有する1価有機基以外の1価有機基としては、酸素原子を有する1価有機基が好ましく、アルコキシ基がより好ましく、窒素原子、硫黄原子、リン原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を有していてもよい。また、飽和の基でも、不飽和の基でもよく、直鎖構造、分岐構造、環構造のいずれでもよい。該1価有機基としては、ベンゼン環の光吸収特性に優れることから、ヘテロ原子またはベンゼン環と共鳴構造をとることができる基が好ましい。R1、R、R、Rにおける1価有機基の数は、1以上が好ましい。
具体例としては特に限定されず、−OCH、−OCHCH、−OCHCHCH、−OCH(CH、−NH(CH)、−N(CH、−CN、−C(=O)OH、−C(=O)OCH、−OC(=O)CH、−NHC(=O)CH、−N(CH)C(=O)CHが好ましく挙げられる。
In R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 in Compound 1 , the monovalent organic group other than the monovalent organic group having a fluorine atom is preferably a monovalent organic group having an oxygen atom, and more preferably an alkoxy group. , Nitrogen atom, sulfur atom, phosphorus atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom. Further, it may be a saturated group or an unsaturated group, and may have any of a straight chain structure, a branched structure, and a ring structure. The monovalent organic group is preferably a group capable of having a resonance structure with a heteroatom or a benzene ring because it excels in light absorption characteristics of the benzene ring. The number of monovalent organic groups in R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is preferably 1 or more.
It is not particularly restricted but includes specific examples, -OCH 3, -OCH 2 CH 3 , -OCH 2 CH 2 CH 3, -OCH (CH 3) 2, -NH (CH 3), - N (CH 3) 2, -CN, -C (= O) OH , -C (= O) OCH 3, -OC (= O) CH 3, -NHC (= O) CH 3, -N (CH 3) C (= O) CH 3 is preferred.

1、R、R、Rのうちの1以上が水素原子であることが好ましく、2以上が水素原子であることがより好ましい。 One or more of R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are preferably hydrogen atoms, and more preferably 2 or more are hydrogen atoms.

前記化合物1において、Rは水素原子または1価有機基であり、水素原子が好ましい。1価有機基である場合は、低級アルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
化合物1において、Aは酸素原子がより好ましい。Aが酸素原子であると、紫外線による分解後の薄膜が親水性に優れる。
In the compound 1, R 5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, preferably a hydrogen atom. When it is a monovalent organic group, a lower alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
In compound 1, A is more preferably an oxygen atom. When A is an oxygen atom, the thin film after decomposition by ultraviolet rays is excellent in hydrophilicity.

化合物1において、Rは加水分解性基を有する1価有機基であり、ケイ素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を含んでいてもよく、飽和の基でも、不飽和の基でもよく、直鎖構造、分岐構造、環構造のいずれでもよい。
としては、ケイ素原子を有する基が好ましく、−R−Si(R3−mまたは−R−SH(Rは2価有機基であり、Rは1価有機基であり、Xは加水分解性基であり、mは1〜3の整数である。)で表される基がより好ましく、−R−Si(R3−mが最も好ましい。Rとしては炭素数1〜10のアルキレン基が好ましく、該アルキレン基の炭素−炭素結合間に−C(=O)−または−NH−が挿入されていてもよい。Rとしては、低級アルキル基が好ましい。Xとしては、アルコキシ基、アシロキシ基、ケトオキシム基、アルケニルオキシ基、アミノ基、アミノキシ基、アミド基、イソシアネート基、ハロゲン原子が好ましく、ハロゲン原子(特に塩素原子)またはアルコキシ基がより好ましく、アルコキシ基が最も好ましい。アルコキシ基としては、炭素原子数1〜3のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基またはエトキシ基がより好ましい。mとしては、2または3が好ましく、3がより好ましい。mが多いほど基板との密着性に優れる。
In Compound 1, R 6 is a monovalent organic group having a hydrolyzable group, and may contain a silicon atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, A saturated group or an unsaturated group may be used, and any of a linear structure, a branched structure, and a ring structure may be sufficient.
The R 6, preferably a group having a silicon atom, -R 7 -Si (R 8) 3-m X m or -R 7 -SH (R 7 is a divalent organic group, R 8 is a monovalent organic is a group, X is a hydrolyzable group, m is more preferably a group represented by an integer of 1 to 3.), and most preferably -R 7 -Si (R 8) 3 -m X m . R 7 is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and —C (═O) — or —NH— may be inserted between carbon-carbon bonds of the alkylene group. R 8 is preferably a lower alkyl group. X is preferably an alkoxy group, an acyloxy group, a ketoxime group, an alkenyloxy group, an amino group, an aminoxy group, an amide group, an isocyanate group or a halogen atom, more preferably a halogen atom (especially a chlorine atom) or an alkoxy group, and an alkoxy group Is most preferred. As an alkoxy group, a C1-C3 alkoxy group is preferable, and a methoxy group or an ethoxy group is more preferable. As m, 2 or 3 is preferable and 3 is more preferable. The more m, the better the adhesion with the substrate.

化合物1の具体例としては、以下の化合物が好ましく挙げられる。以下において、メチル基をMe、エチル基をEtと表記する場合がある。   As specific examples of compound 1, the following compounds are preferably exemplified. Hereinafter, the methyl group may be expressed as Me and the ethyl group as Et.

Figure 2007033090
Figure 2007033090

Figure 2007033090
Figure 2007033090

Figure 2007033090
Figure 2007033090

Figure 2007033090
Figure 2007033090

化合物1は、フッ素原子を有する1価有機基を含み、該化合物1を用いて形成された薄膜は撥水性に優れる。該化合物1は紫外線により分解し、紫外線照射により該薄膜の水との接触角は低下する。これは、化合物1に紫外線を照射することにより、化合物1が−A−Rとそれ以外の部分とに分解し、−A−Rがヒドロキシル基、またはアミノ基に変化するためと考えられる。 Compound 1 contains a monovalent organic group having a fluorine atom, and a thin film formed using Compound 1 is excellent in water repellency. The compound 1 is decomposed by ultraviolet rays, and the contact angle of the thin film with water is reduced by ultraviolet irradiation. This is considered to be because when Compound 1 is irradiated with ultraviolet rays, Compound 1 is decomposed into -A-R 6 and other moieties, and -A-R 6 is changed to a hydroxyl group or an amino group. .

基板上に撥水性薄膜を形成するのに用いられる撥水性組成物は、化合物1と有機溶剤とを含有する。該撥水性組成物には、化合物1の1種が含まれていてもよく、2種以上が含まれていてもよい。
有機溶剤としては、特に限定されず、アルコール類、ケトン類、芳香族炭化水素類、パラフィン系炭化水素類が好ましく、エチルアルコール、2−プロピルアルコール等の低級アルコール類またはパラフィン系炭化水素類がより好ましい。有機溶剤は1種を用いてもよく、2種以上を混合して用いて、極性、蒸発速度等を調節することも好ましい。
撥水性組成物における有機溶剤の含有量は、化合物1の1質量部に対して0.01〜1000質量部が好ましく、0.1〜100質量部がより好ましい。該範囲であると、均一な薄膜が形成され、優れた撥水性が発現する。
撥水性組成物は、作業性、形成する薄膜の厚さ等を考慮し、必要に応じてさらに有機溶剤で希釈して使用してもよい。
The water repellent composition used to form a water repellent thin film on a substrate contains Compound 1 and an organic solvent. The water repellent composition may contain one type of compound 1 or two or more types.
The organic solvent is not particularly limited, and alcohols, ketones, aromatic hydrocarbons, and paraffinic hydrocarbons are preferable, and lower alcohols such as ethyl alcohol and 2-propyl alcohol or paraffinic hydrocarbons are more preferable. preferable. One organic solvent may be used, or two or more organic solvents may be mixed and used to adjust polarity, evaporation rate, and the like.
The content of the organic solvent in the water repellent composition is preferably 0.01 to 1000 parts by mass, more preferably 0.1 to 100 parts by mass with respect to 1 part by mass of the compound 1. Within this range, a uniform thin film is formed and excellent water repellency is exhibited.
The water-repellent composition may be further diluted with an organic solvent as necessary in consideration of workability, the thickness of the thin film to be formed, and the like.

撥水性組成物は、化合物1および有機溶剤以外の他の成分を含有していてもよい。他の成分としては酸が好ましく、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸、酢酸、蟻酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等の有機酸が好ましく挙げられる。前記Rが、ケイ素原子に結合した加水分解性基を有する場合、撥水性組成物に酸を添加することにより、該加水分解性基がシラノール基(Si−OH)に変換し、基板上で脱水縮合反応してSi−O−Siが形成される。このとき、基板にSi−OH基が存在すると、これとも反応し、基板への密着性が向上する。
撥水性組成物における酸の含有量は、化合物1の1質量部に対して0.0001〜0.1質量部が好ましく、0.001〜0.01がより好ましい。該範囲であると、加水分解効果が充分に発現し、かつ該組成物が安定性に優れる。
The water repellent composition may contain components other than Compound 1 and the organic solvent. The other component is preferably an acid, preferably an inorganic acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid or phosphoric acid, or an organic acid such as acetic acid, formic acid, p-toluenesulfonic acid or methanesulfonic acid. When R 6 has a hydrolyzable group bonded to a silicon atom, by adding an acid to the water-repellent composition, the hydrolyzable group is converted to a silanol group (Si—OH), Si-O-Si is formed by dehydration condensation reaction. At this time, if a Si—OH group is present on the substrate, it reacts with it to improve the adhesion to the substrate.
The content of the acid in the water-repellent composition is preferably 0.0001 to 0.1 parts by weight, more preferably 0.001 to 0.01, with respect to 1 part by weight of the compound 1. When it is within this range, the hydrolysis effect is sufficiently exhibited, and the composition is excellent in stability.

化合物1を含有する撥水性組成物を用いて基板1上に親水性領域2を形成するには、まず、該撥水性組成物を基板1上に塗布して撥水性薄膜を形成する。
基板1は予め、研磨剤を用いた洗浄処理等の前処理を適宜行っておくことが好ましい。
撥水性組成物を塗布する方法としては、はけ塗り、流し塗り、回転塗布、浸漬塗布、スキージ塗布、スプレー塗布、手塗り等の各種の公知の方法が挙げられる。撥水性組成物は、基板1上に塗布した後、大気中または窒素気流中等で乾燥する。該乾燥は室温で行うのが好ましく、加熱によって乾燥する場合には、基材1の耐熱性を加味して加熱の温度、時間を設定する。
撥水性薄膜の厚さは、特に限定されないが、100nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、5nm以下が最も好ましい。撥水親水性薄膜の厚さは、自己組織化単分子膜(以下、SAMと記す。SAM=Self−Assembled Monolayer)の厚さ(約1〜3nm)と同程度であることが好ましい。撥水性薄膜の膜厚が前記範囲にあると、後の紫外線照射工程において、紫外線が効率よく化合物に照射されるため分解反応が効率よく進行する。
In order to form the hydrophilic region 2 on the substrate 1 using the water-repellent composition containing the compound 1, first, the water-repellent composition is applied onto the substrate 1 to form a water-repellent thin film.
It is preferable that the substrate 1 is appropriately pretreated in advance, such as a cleaning process using an abrasive.
Examples of the method for applying the water-repellent composition include various known methods such as brush coating, flow coating, spin coating, dip coating, squeegee coating, spray coating, and hand coating. The water repellent composition is applied onto the substrate 1 and then dried in the air or in a nitrogen stream. The drying is preferably performed at room temperature. When drying by heating, the heating temperature and time are set in consideration of the heat resistance of the substrate 1.
The thickness of the water repellent thin film is not particularly limited, but is preferably 100 nm or less, more preferably 20 nm or less, and most preferably 5 nm or less. The thickness of the water repellent hydrophilic thin film is preferably about the same as the thickness (about 1 to 3 nm) of a self-assembled monolayer (hereinafter referred to as SAM; SAM = Self-Assembled Monolayer). When the film thickness of the water-repellent thin film is in the above range, in the subsequent ultraviolet irradiation step, ultraviolet rays are efficiently irradiated to the compound, so that the decomposition reaction proceeds efficiently.

次いで該撥水性薄膜に紫外線を選択的に照射し、照射された部分の化合物1を分解する。
照射する紫外線の波長は、200nm以上が好ましく、250nm以上がより好ましく、300nm以上が最も好ましい。波長が200nm未満の紫外線は、基板1を構成する材料自体を分解する場合がある。該紫外線の光源としては、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプ、窒素等の気体レーザー、有機色素溶液の液体レーザー、無機単結晶に希土類イオンを含有させた固体レーザー等が好ましく挙げられる。また、単色光が得られるレーザー以外の光源としては、広帯域の線スペクトル、連続スペクトルを用いることができ、この場合はバンドパスフィルター、カットオフフィルター等の光学フィルターを使用して必要な波長の紫外線を取り出して使用することが好ましい。特に、一度に大きな面積を照射できることから、光源としては高圧水銀ランプまたは超高圧水銀ランプが好ましい。
紫外線を選択的に照射する方法としては、所定のパターンを有するフォトマスクを介して紫外線を照射する方法、レーザー光を用いる方法が挙げられる。一度に大きな面積を照射できることから、フォトマスクを介して紫外線を照射する方法が好ましい。
Next, the water repellent thin film is selectively irradiated with ultraviolet rays to decompose the irradiated portion of the compound 1.
The wavelength of the irradiated ultraviolet light is preferably 200 nm or more, more preferably 250 nm or more, and most preferably 300 nm or more. Ultraviolet rays having a wavelength of less than 200 nm may decompose the material constituting the substrate 1 itself. As the ultraviolet light source, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a sodium lamp, a gas laser such as nitrogen, a liquid laser of an organic dye solution, a solid containing rare earth ions in an inorganic single crystal A laser etc. are mentioned preferably. In addition, as a light source other than a laser capable of obtaining monochromatic light, a broadband line spectrum or continuous spectrum can be used. In this case, an ultraviolet filter having a necessary wavelength is used by using an optical filter such as a bandpass filter or a cutoff filter. It is preferable to take out and use. In particular, a high-pressure mercury lamp or an ultrahigh-pressure mercury lamp is preferable as the light source because a large area can be irradiated at one time.
Examples of the method of selectively irradiating ultraviolet rays include a method of irradiating ultraviolet rays through a photomask having a predetermined pattern and a method using laser light. Since a large area can be irradiated at a time, a method of irradiating ultraviolet rays through a photomask is preferable.

紫外線の照射後、化合物1の分解物を除去するために、基板1を洗浄することが好ましい。該洗浄に用いる洗浄液として、たとえば、アセトンおよびジクロロペンタフルオロプロパン(R−225)をこの順で用いるのが好ましい。
基板1上に形成された撥水性薄膜のうち、紫外線が選択的に照射されて化合物1が分解物された領域は、紫外線の照射を受けない撥水性薄膜(疎水性領域3)よりも、水に対する接触角が低下しており、親水性領域2となる。こうして本発明の光学検出用基板が得られる。
化合物1を含有する撥水性組成物を用いて形成された撥水性薄膜(疎水性領域3)の水に対する接触角は、100度以上が好ましく、110度以上がより好ましい。また、紫外線照射により化合物1の分解が生じた領域(親水性領域2)における水に対する接触角は、80度以下が好ましく、70度以下がより好ましく、60度以下が最も好ましい。
また、紫外線照射により分解する前後における撥水性薄膜の水に対する接触角の差(親水性領域2と疎水性領域3との接触角の差)は30度以上が好ましく、50度以上がより好ましい。
After the irradiation with ultraviolet rays, it is preferable to wash the substrate 1 in order to remove decomposition products of the compound 1. As the cleaning liquid used for the cleaning, for example, acetone and dichloropentafluoropropane (R-225) are preferably used in this order.
Of the water-repellent thin film formed on the substrate 1, the region where the compound 1 is decomposed by being selectively irradiated with ultraviolet light is more water-soluble than the water-repellent thin film (hydrophobic region 3) which is not irradiated with ultraviolet light. The contact angle with respect to is lowered, and the hydrophilic region 2 is obtained. Thus, the optical detection substrate of the present invention is obtained.
The water contact angle of the water-repellent thin film (hydrophobic region 3) formed using the water-repellent composition containing Compound 1 is preferably 100 degrees or more, and more preferably 110 degrees or more. Further, the contact angle with water in the region (hydrophilic region 2) where the decomposition of the compound 1 is caused by ultraviolet irradiation is preferably 80 degrees or less, more preferably 70 degrees or less, and most preferably 60 degrees or less.
Further, the difference in the contact angle of the water-repellent thin film with respect to water before and after being decomposed by ultraviolet irradiation (the difference in contact angle between the hydrophilic region 2 and the hydrophobic region 3) is preferably 30 ° or more, and more preferably 50 ° or more.

上記方法で形成された親水性領域2の表面には、水酸基またはアミノ基が存在しているので、生体高分子などの吸着固定が容易である。さらに基板1の表面に対して、水酸基またはアミノ基と反応性を有し、かつ生体高分子と親和性の高い有機物を反応させることにより、基板1と生体高分子(たとえばDNAチップにおいてはプローブDNA)との親和性および/または結合特異性が向上し、基板1への生体高分子の定着性が促進される。   Since a hydroxyl group or an amino group is present on the surface of the hydrophilic region 2 formed by the above method, it is easy to adsorb and fix a biopolymer or the like. Further, the substrate 1 and the biopolymer (for example, a probe DNA in a DNA chip) are reacted with an organic substance having reactivity with a hydroxyl group or an amino group and having a high affinity with the biopolymer. ) And / or binding specificity is improved, and fixing of the biopolymer to the substrate 1 is promoted.

本発明の光学検出用基板において、親水性領域2の表面に対して、基板上に定着される物質の定着を促進する表面処理が施されていてもよい。
すなわち、基板1の全面上に前記撥水性組成物を用いて薄膜を形成し、部分的に紫外線を照射することにより親水性領域2を形成した後、好ましくは紫外線照射後に分解物を除去した後、該親水性領域2に対して、表面処理を施してもよい。
該表面処理に用いられる表面処理剤は、基板1に定着される物質(たとえば基板上に固定化されるプローブDNA)の基板1への定着を促進する機能を有するものが好ましく、該物質の種類に応じて適宜選択される。
In the optical detection substrate of the present invention, the surface of the hydrophilic region 2 may be subjected to a surface treatment that promotes fixing of a substance fixed on the substrate.
That is, after forming a thin film on the entire surface of the substrate 1 using the water repellent composition and forming the hydrophilic region 2 by partially irradiating with ultraviolet rays, preferably after removing decomposition products after irradiating with ultraviolet rays. The hydrophilic region 2 may be subjected to a surface treatment.
The surface treatment agent used for the surface treatment preferably has a function of accelerating the fixing of a substance (for example, probe DNA immobilized on the substrate) to the substrate 1 to the substrate 1, and the kind of the substance It is appropriately selected depending on.

本発明の光学検出用基板は、基板1上に定着させた物質から発せられる検出光を検出する方法に用いられる。検出として定性分析、定量分析等を行うことができる。
本明細書において、基板1上に定着される物質(以下、被定着物質ということがある。
)とは、検出を行う時点で基板1上に定着されている物質を指しており、DNAチップにおけるプローブDNAのように、あらかじめ基板1上に固定化される物質のほか、該プローブDNAにハイブリダイゼーションされる検体DAN等の検出対象物質、および検出対象物質とそれ以外の物質とが結合したものも含む概念である。
The optical detection substrate of the present invention is used in a method for detecting detection light emitted from a substance fixed on the substrate 1. As detection, qualitative analysis, quantitative analysis, and the like can be performed.
In the present specification, a substance to be fixed on the substrate 1 (hereinafter sometimes referred to as a substance to be fixed).
) Refers to a substance fixed on the substrate 1 at the time of detection. In addition to the substance immobilized on the substrate 1 in advance, such as probe DNA in a DNA chip, It is a concept that includes a substance to be detected such as a sample DAN to be hybridized, and a substance in which the substance to be detected and another substance are combined.

基板上に定着させる物質(被定着物質)は、特に制限されず、たとえば細胞、DNA、RNA、蛋白質、有機化合物、無機化合物が挙げられる。
細胞の具体例としては、ヒト細胞、動植物由来の細胞、ウィルス、カビ等の細菌・古細菌類が挙げられる。
蛋白質の具体例としては、水溶性蛋白質、ケラチン、コラーゲン、フィブロイン、セリシン、糖蛋白質、バクテリオロドプシン等の膜蛋白質、コート蛋白質、アルブミン、血清が挙げられる。
DNAおよびRNAの具体例としては、生体物質から抽出増幅したcDNA、人工合成されたオリゴDNAが挙げられる。
有機化合物の具体例としては、アミノ基を含む含ケイ素化合物、アルコキシ基を含む含ケイ素化合物、フッ素を含む含ケイ素化合物等の含ケイ素化合物;スルホン酸基、カルボン酸基、水酸基、エステル基、およびアルキル基等を含むフッ素化合物;蛍光色素;フラーレン、およびフラーレン誘導体;遷移金属を含む有機金属化合物(特に希土類元素を含む有機金属化合物);クラウンエーテル、フェナントロリン、およびポルフィリン等の大環式化合物;が挙げられる。
無機化合物の具体例としては、酸化チタン、二酸化ケイ素等の金属酸化物微粒子;窒化チタン等の窒化金属;白金、金、銀、銅、ゲルマニウム等の金属微粒子;炭素化合物が挙げられる。
基板上に定着されている物質は、1種でもよく2種以上でもよい
本発明の光学検出用基板は、たとえばDNAチップ、タンパクチップ、細胞チップ等として好適に用いられる。
The substance (fixed substance) to be fixed on the substrate is not particularly limited, and examples thereof include cells, DNA, RNA, proteins, organic compounds, and inorganic compounds.
Specific examples of cells include human cells, cells derived from animals and plants, bacteria and archaea such as viruses and molds.
Specific examples of the protein include water-soluble protein, keratin, collagen, fibroin, sericin, glycoprotein, membrane protein such as bacteriorhodopsin, coat protein, albumin, and serum.
Specific examples of DNA and RNA include cDNA extracted from biological material and amplified, and artificially synthesized oligo DNA.
Specific examples of the organic compound include silicon-containing compounds containing amino groups, silicon-containing compounds containing alkoxy groups, silicon-containing compounds such as silicon-containing compounds containing fluorine; sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, hydroxyl groups, ester groups, and Fluorine compounds containing alkyl groups, etc .; fluorescent dyes; fullerenes and fullerene derivatives; organometallic compounds containing transition metals (especially organometallic compounds containing rare earth elements); macrocyclic compounds such as crown ethers, phenanthrolines, and porphyrins; Can be mentioned.
Specific examples of the inorganic compound include metal oxide fine particles such as titanium oxide and silicon dioxide; metal nitride such as titanium nitride; metal fine particles such as platinum, gold, silver, copper, and germanium; and carbon compounds.
The substance fixed on the substrate may be one kind or two or more kinds. The optical detection substrate of the present invention is suitably used as, for example, a DNA chip, a protein chip, a cell chip and the like.

本発明の基板は、被定着物質を含む試料溶液の液滴を基板上に点着(スポット)させる方法に好適である。
試料溶液は、溶液、コロイド溶液、懸濁液、分散液等のいずれでもよい。溶媒および分散媒としては水、または緩衝液等の水溶液を用いる。
具体的な点着方法としては、たとえばステンレス製のピンの先端に試料溶液の液滴を付着させ、該液滴を基板表面に接触させることにより、該液滴を基板表面に移動させる方法を用いることができる。
または、インクジェット等の一定量の液滴を吐出させる方法によって、試料溶液を基板上の所定位置に点着させてもよい。
The substrate of the present invention is suitable for a method of spotting droplets of a sample solution containing a material to be fixed on the substrate.
The sample solution may be any of a solution, a colloid solution, a suspension, a dispersion, and the like. As the solvent and the dispersion medium, water or an aqueous solution such as a buffer solution is used.
As a specific spotting method, for example, a method is used in which a droplet of a sample solution is attached to the tip of a stainless steel pin and the droplet is moved to the substrate surface by contacting the droplet with the substrate surface. be able to.
Alternatively, the sample solution may be spotted at a predetermined position on the substrate by a method of discharging a certain amount of droplets such as an ink jet.

スポット形状は、光学検出における画像処理が容易であることから、円状であることが好ましく、正円に近いほどより好ましい。
またスポットを上方から平面視したときの大きさは、すなわち定着領域の大きさは、基板上に充分な数のスポットを確保しつつ、1個のスポットに定着される被定着物質の量を充分に確保する点から、最も大きい径(長径)が50〜500μmの範囲が好ましく、80〜200μmの範囲がより好ましい。
The spot shape is preferably circular because image processing in optical detection is easy, and the closer to a perfect circle, the more preferable.
In addition, the size of the spot when viewed from above, that is, the size of the fixing region, is sufficient to secure a sufficient number of spots on the substrate while ensuring a sufficient amount of the material to be fixed to one spot. In view of securing the thickness, the largest diameter (major axis) is preferably in the range of 50 to 500 μm, and more preferably in the range of 80 to 200 μm.

基板に点着された試料溶液(液滴)は、必要であれば、乾燥させて液滴中の溶媒等を留去してもよい。すなわち、基板上に定着されている物質は、溶剤が除去された乾燥物であってもよい。
また、基板1上に点着された試料溶液は、また、基板上に定着させた物質に対して、ブロッキングと呼ばれる、基板上の不要になった化学的活性点を不活性化する処理などを施してもよい。
If necessary, the sample solution (droplet) spotted on the substrate may be dried to distill off the solvent or the like in the droplet. That is, the substance fixed on the substrate may be a dried product from which the solvent is removed.
In addition, the sample solution spotted on the substrate 1 is also subjected to a treatment called deactivating a chemical active point that is no longer necessary on the substrate, which is called blocking, with respect to a substance fixed on the substrate. You may give it.

基板上に定着された物質から発せられる検出光を検出する方法は、特に制限されず、既知の各種の手法を用いることができる。たとえば、共焦点顕微鏡の光学系を備えた測定装置内で基板を平面方向に動かして基板上をスキャンする方法、またはCCD等の撮像素子によって基板平面の一部または全部を一度に測定装置に取り入れる方法、などが挙げられる。   The method for detecting the detection light emitted from the substance fixed on the substrate is not particularly limited, and various known methods can be used. For example, a method of scanning the substrate by moving the substrate in a plane direction in a measurement apparatus equipped with an optical system of a confocal microscope, or a part or all of the substrate plane is taken into the measurement apparatus at once by an image sensor such as a CCD. Method, etc.

本発明の光学検出用基板は、表面に微細な親水性領域が周期的に設けられているため、試料溶液を基板上の所定位置に、スポットの大きさおよび形状が均一となるように、精度良く点着できる。
たとえば、基板上に試料溶液を点着させる際の、好ましいスポットの大きさは前記の範囲であり、これに対して本発明の基板上に設けられている親水性領域の周期は充分に(1桁以上)小さい。このため、基板上にスポットされた試料溶液は、表面張力によって、複数の親水性領域2とそれに隣接する疎水性領域3を覆うように広がる。このとき、親水性領域2上では広がり易く、疎水性領域3上では広がり難いため、これにより試料溶液の広がりが規制される。したがって、試料溶液の組成が同じ場合は、大きさおよび形状が均一なスポットが得られ、その大きさおよび形状は、例えばステンレス製ピンの端面半径によって決めることができる。
また、基板1上に設けられている親水性領域2の周期は、形成しようとするスポットの大きさ(定着領域の径)より小さく、例えば1/10以下、好ましくは1/50以下と充分に小さいため、スポットの形成は、1個のスポットをなす試料溶液を、複数個の親水性領域2を一括的に覆うように点着する方法で行われる。したがって、同じ基板を用いて、1個のスポットに含まれる親水性領域2の位置および数を適宜選択することにより、スポットの形状および配置を自由に設定することができ、スポットの形状や配置の変更にも容易に対応できる。
また親水性領域2の周期パターンが、光学検出装置における一般的な読み取り解像度よりも微細なパターンであるため、光学検出におけるバックグラウンドノイズを増大させることなく、スポットの正確さを向上させて、検出精度を向上させることができる。
Since the optical detection substrate of the present invention is periodically provided with fine hydrophilic regions on the surface, the sample solution is placed at a predetermined position on the substrate so that the spot size and shape are uniform. Can spot well.
For example, the preferred spot size when spotting the sample solution on the substrate is in the above range, whereas the period of the hydrophilic region provided on the substrate of the present invention is sufficiently (1 Smaller than digits) For this reason, the sample solution spotted on the substrate spreads so as to cover the plurality of hydrophilic regions 2 and the adjacent hydrophobic regions 3 due to surface tension. At this time, since it is easy to spread on the hydrophilic region 2 and difficult to spread on the hydrophobic region 3, the spread of the sample solution is regulated thereby. Therefore, when the composition of the sample solution is the same, a spot having a uniform size and shape can be obtained, and the size and shape can be determined by the end face radius of the stainless steel pin, for example.
The period of the hydrophilic region 2 provided on the substrate 1 is smaller than the size of the spot to be formed (the diameter of the fixing region), for example, 1/10 or less, preferably 1/50 or less. Since it is small, the spot is formed by a method in which a sample solution forming one spot is spotted so as to cover a plurality of hydrophilic regions 2 at once. Therefore, by using the same substrate and appropriately selecting the position and number of hydrophilic regions 2 included in one spot, the spot shape and arrangement can be freely set. Can easily handle changes.
In addition, since the periodic pattern of the hydrophilic region 2 is a finer pattern than the general reading resolution in an optical detection device, detection is performed with improved spot accuracy without increasing background noise in optical detection. Accuracy can be improved.

ところで、基板表面全面が疎水性である場合は、スポットされた試料溶液が弾かれて球状に近づく(基板表面との接触角が増大する)ため、基板との接触面積が小さくなって、プローブDNA等の被定着物質が基板表面に固定化され難くなる。また試料溶液が弾かれる際にスポット位置の変動および/またはスポット形状の変形が生じ易いため、スポット精度が悪くなる。
一方、基板表面全面が親水性である場合は、試料溶液は必要以上に基板上で濡れ広がり、その結果、スポットの位置および/または形状の精度が悪くなる。また、試料溶液の比表面積が増大するため、速やかに乾燥してしまい、その結果、被定着物質の固定化が不完全になったり、スポット内において被定着物質の分布不均一が生じるおそれがある。さらには、異なる試料溶液のスポット位置が近い場合には試料溶液同士が接触、混合してしまうこともある。
これに対して、本発明の基板は、表面に微細な親水性領域が周期的に設けられているため、スポットされた試料溶液は、弾かれて略球状になることもなく、試料溶液の量に応じて、再現性良く広がる。そして、試料溶液と基板との適度な大きさの接触面積を確保できるとともに、必要以上に濡れ広がることもないため、被定着物質の基板への固定化が良好に行われ、スポット内における被定着物質の分布も均一になり易い。また隣り合うスポットどうしの不測の接触も防止される。
By the way, when the entire surface of the substrate is hydrophobic, the spotted sample solution is bounced and approaches a spherical shape (the contact angle with the substrate surface increases), so that the contact area with the substrate decreases, and the probe DNA It becomes difficult to fix the material to be fixed on the substrate surface. Further, when the sample solution is bounced, the spot position is likely to fluctuate and / or the spot shape is easily deformed.
On the other hand, when the entire surface of the substrate is hydrophilic, the sample solution wets and spreads more than necessary on the substrate, resulting in poor spot position and / or shape accuracy. In addition, since the specific surface area of the sample solution increases, the sample solution may be quickly dried. As a result, immobilization of the material to be fixed may be incomplete, or the distribution of the material to be fixed may be uneven in the spot. . Furthermore, when the spot positions of different sample solutions are close, the sample solutions may come into contact with each other and mix.
On the other hand, since the substrate of the present invention is periodically provided with fine hydrophilic regions on the surface, the spotted sample solution is not repelled and becomes almost spherical, and the amount of the sample solution Depending on the, it spreads with good reproducibility. In addition, it is possible to secure a moderately large contact area between the sample solution and the substrate, and it does not wet and spread more than necessary, so that the material to be fixed is well fixed on the substrate, and the material to be fixed in the spot is fixed. The material distribution tends to be uniform. Also, unexpected contact between adjacent spots is prevented.

また、基板表面全面の親水性が一様である場合に、被定着物質の定着を促進する表面処理を選択的に行うことによって、基板と被定着物質との化学的な親和性と、物理的なスポット容易性とを両立させようとすると、厳重な生産管理による制御が必要になり非常に困難を伴う。また、該表面処理により基板表面に付与された親水性は、空気中から付着する極微量な汚染物質によっても低下してしまうため、基板表面における被定着物質との化学的親和性と所定の親水性を同時に維持するためには、基板の包装も厳重にせざるを得ず、また基板の使用期限についても、化学的親和性が損なわれる期間よりも短い期間に設定せざるを得ない。
これに対して、本発明の光学検出用基板の製造方法によれば、基板表面に特定の薄膜を形成することにより、基板の表面に所望の親水性領域を容易に設けることができ、生産管理も比較的容易である。しかも該方法で基板に付与された親水性は、空気中からの汚染物質の影響を受けても、疎水性領域との接触角の差が維持されている限り、安定して効果が発現するので、基板の取り扱い性が良い。
In addition, when the hydrophilicity of the entire surface of the substrate is uniform, the chemical affinity between the substrate and the material to be fixed and the physical properties can be improved by selectively performing a surface treatment that promotes fixing of the material to be fixed. In order to achieve both the easy spot and the ease, it is very difficult to control by strict production management. In addition, the hydrophilicity imparted to the substrate surface by the surface treatment is also reduced by a very small amount of contaminants adhering from the air. In order to maintain the properties at the same time, the packaging of the substrate must be strict, and the expiration date of the substrate must be set to a period shorter than the period in which the chemical affinity is impaired.
On the other hand, according to the method for manufacturing an optical detection substrate of the present invention, a desired hydrophilic region can be easily provided on the surface of the substrate by forming a specific thin film on the surface of the substrate. Is also relatively easy. Moreover, even if the hydrophilicity imparted to the substrate by the method is affected by contaminants from the air, the effect is stably exhibited as long as the difference in contact angle with the hydrophobic region is maintained. Good handling of the substrate.

また、基板表面全面の親水性が一様である場合に、試料溶液のスポットおよび固定化の環境(湿度および/または温度など)を管理することにより、スポットの形状および大きさを均一に制御しようとすると、厳重な生産管理による制御が必要になる。また表面特性が異なる基板を使用する度に表面特性とスポット条件を検討しなおす必要があり、煩雑である。
これに対して本発明の基板は、基板自身の表面物性として、微細な親水性領域が周期的に設けられている表面構造を有しているため、環境によらず、再現性良くスポットできる。また環境変動にあわせてスポット条件などを調節する必要性も低いという利点も有する。
Also, when the hydrophilicity of the entire substrate surface is uniform, the spot shape and size should be controlled uniformly by managing the sample solution spot and the immobilization environment (humidity and / or temperature, etc.). Then, control by strict production management is required. Further, each time a substrate having a different surface property is used, it is necessary to reexamine the surface property and the spot condition, which is complicated.
On the other hand, since the substrate of the present invention has a surface structure in which fine hydrophilic regions are periodically provided as surface properties of the substrate itself, it can be spotted with good reproducibility regardless of the environment. In addition, there is an advantage that the necessity of adjusting the spot condition according to the environmental change is low.

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。実施例において、ジクロロペンタフルオロプロパン(以下、R−225と記す。)としては、旭硝子社製、商品名AK−225を用いた。白金触媒としてはPt−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体の3質量%キシレン溶液を用いた。また、NMRスペクトルデータは、みかけの化学シフト範囲として示し、積分値は比率で表記した。水に対する接触角は、静滴法を用い基板に水滴を3ケ所乗せ、測定された接触角3点の平均値として求めた。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these. In the examples, as the dichloropentafluoropropane (hereinafter referred to as R-225), product name AK-225 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. was used. As the platinum catalyst, a 3% by mass xylene solution of a Pt-divinyltetramethyldisiloxane complex was used. The NMR spectrum data was shown as an apparent chemical shift range, and the integral value was expressed as a ratio. The contact angle with respect to water was determined as an average value of three measured contact angles by placing three droplets on the substrate using a sessile drop method.

[合成例1]
(合成例1−1)
温度計、撹拌機、ジムロート冷却器の付いた500mLのガラス製反応容器に、C17CHCHCHBr(ガスクロマトグラフィー(以下、GCと記す。)による純度は84.3モル%。)の91g、バニリンの22.7g、炭酸カリウムの39.0g、臭化テトラブチルアンモニウムの6.87gおよびアセトニトリルの170gを入れ、82℃に昇温して1.5時間還流させて反応を行い、反応粗液を得た。
得られた反応粗液にR−225の450gを加え、次いで蒸留水の300gを用いて2回洗浄した。溶媒のR−225を留去し、下記化合物aの109gを得た。GCによる純度は79.5モル%であり、収率は99.5%であった。19F−NMRおよびH−NMRの測定結果を以下に示す。
[Synthesis Example 1]
(Synthesis Example 1-1)
In a 500 mL glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a Dimroth cooler, the purity by C 8 F 17 CH 2 CH 2 CH 2 Br (gas chromatography (hereinafter referred to as GC)) is 84.3 mol. %)), 22.7 g of vanillin, 39.0 g of potassium carbonate, 6.87 g of tetrabutylammonium bromide and 170 g of acetonitrile were heated to 82 ° C. and refluxed for 1.5 hours. The reaction crude liquid was obtained.
450 g of R-225 was added to the resulting reaction crude liquid, and then washed twice with 300 g of distilled water. The solvent R-225 was distilled off to obtain 109 g of the following compound a. The purity by GC was 79.5 mol%, and the yield was 99.5%. The measurement results of 19 F-NMR and 1 H-NMR are shown below.

Figure 2007033090
Figure 2007033090

19F−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):−81.3(3F),−114.7(2F),−122.4(6F),−123.2(2F),−123.9(2F),−126.6(2F)。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):2.13−2.42(4H)、3.90(3H)、4.16(2H)、6.93−7.44(3H)、9.84(1H)。
19 F-NMR (solvent: CDCl 3 ) δ (ppm): −81.3 (3F), −114.7 (2F), −122.4 (6F), −123.2 (2F), −123. 9 (2F), -126.6 (2F).
1 H-NMR (solvent: CDCl 3 ) δ (ppm): 2.13-2.42 (4H), 3.90 (3H), 4.16 (2H), 6.93-7.44 (3H) , 9.84 (1H).

(合成例1−2)
温度計、滴下ロート、撹拌機、ジムロート冷却器の付いた1Lのガラス製反応容器に、合成例1−1で得られた化合物aの109gおよび酢酸の330gを入れ、発煙硝酸の128gと酢酸の105gを混合した溶液を室温にて30分間かけて滴下した。その後、さらに3時間反応させ反応粗液を得た。
得られた反応粗液にR−225の300gを加え、次いで蒸留水の500g、8質量%重曹水溶液の500g、蒸留水の500gを用いて洗浄した。溶媒のR−225を留去し、下記化合物bの111.8gを得た。GCによる純度は73.6モル%であり、収率は82.7%であった。19F−NMRおよびH−NMRの測定結果を示す。
(Synthesis Example 1-2)
In a 1 L glass reaction vessel equipped with a thermometer, a dropping funnel, a stirrer, and a Dimroth condenser, 109 g of compound a obtained in Synthesis Example 1-1 and 330 g of acetic acid were placed, and 128 g of fuming nitric acid and acetic acid were added. A solution mixed with 105 g was added dropwise at room temperature over 30 minutes. Then, it was further reacted for 3 hours to obtain a reaction crude liquid.
300 g of R-225 was added to the obtained reaction crude liquid, and then washed with 500 g of distilled water, 500 g of an 8% by mass aqueous sodium bicarbonate solution, and 500 g of distilled water. The solvent R-225 was distilled off to obtain 111.8 g of the following compound b. The purity by GC was 73.6 mol%, and the yield was 82.7%. The measurement results of 19 F-NMR and 1 H-NMR are shown.

Figure 2007033090
Figure 2007033090

19F−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):−81.2(3F),−114.7(2F),−122.4(6F),−123.2(2F),−123.8(2F),−126.6(2F)。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):2.17−2.43(4H)、3.99(3H)、4.21(2H)、7.40(1H)、7.58(1H)、10.44(1H)。
19 F-NMR (solvent: CDCl 3 ) δ (ppm): −81.2 (3F), −114.7 (2F), −122.4 (6F), −123.2 (2F), −123. 8 (2F), -126.6 (2F).
1 H-NMR (solvent: CDCl 3 ) δ (ppm): 2.17-2.43 (4H), 3.99 (3H), 4.21 (2H), 7.40 (1H), 7.58 (1H), 10.44 (1H).

(合成例1−3)
温度計、撹拌機、ジムロート冷却器の付いた300mLのガラス製反応容器に、合成例1−2で得られた化合物bの26.8g、ヒドラジン一水和物の3.3gおよびエタノールの150gを入れ、78℃に昇温して3時間還流させて反応を行った。室温に冷却して析出した粗生成物をろ過により採取し、エタノールの50gで5回洗浄した。減圧乾燥して下記化合物cの17.1gを得た。NMRによる純度は100モル%であり、収率は85.1%であった。H−NMRの測定結果を示す。
(Synthesis Example 1-3)
In a 300 mL glass reaction vessel equipped with a thermometer, stirrer, and Dimroth condenser, 26.8 g of compound b obtained in Synthesis Example 1-2, 3.3 g of hydrazine monohydrate, and 150 g of ethanol were added. The mixture was heated to 78 ° C. and refluxed for 3 hours to carry out the reaction. The crude product precipitated upon cooling to room temperature was collected by filtration and washed 5 times with 50 g of ethanol. After drying under reduced pressure, 17.1 g of the following compound c was obtained. The purity by NMR was 100 mol%, and the yield was 85.1%. The measurement result of 1 H-NMR is shown.

Figure 2007033090
Figure 2007033090

H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):2.12−2.39(4H),3.95(3H),4.13(2H),5.81(2H),7.48(1H),7.55(1H),8.41(1H)。 1 H-NMR (solvent: CDCl 3 ) δ (ppm): 2.12-2.39 (4H), 3.95 (3H), 4.13 (2H), 5.81 (2H), 7.48 (1H), 7.55 (1H), 8.41 (1H).

(合成例1−4)
温度計、撹拌機、ジムロート冷却器の付いた200mLのガラス製反応容器に、合成例1−3で得られた化合物cの16.8g、酸化マンガン(IV)の10.9gおよびクロロホルムの100gを入れ、室温で3時間撹拌して反応を行い反応粗液を得た。得られた反応粗液をろ過し、ろ液を8質量%の重曹水溶液の100gで洗浄し、硫酸マグネシウムの10gを用いて乾燥し反応液を得た。
3−ブテン−1−オールの1.8g、53%質量テトラフルオロほう酸水溶液の0.36gおよびクロロホルムの100gを入れたガラス製容器に、得られた反応液の全量を冷水下に45分間かけて滴下した。さらに室温で3時間反応させた後、溶媒のクロロホルムを留去し、カラムクロマトグラフィーにより精製して、下記化合物dの3.04gを得た。収率は17.0%であった。H−NMRの測定結果を示す。
(Synthesis Example 1-4)
In a 200 mL glass reaction vessel equipped with a thermometer, stirrer and Dimroth condenser, 16.8 g of compound c obtained in Synthesis Example 1-3, 10.9 g of manganese (IV) oxide and 100 g of chloroform were added. The mixture was stirred and reacted at room temperature for 3 hours to obtain a reaction crude liquid. The obtained reaction crude liquid was filtered, and the filtrate was washed with 100 g of an 8% by mass aqueous sodium bicarbonate solution and dried using 10 g of magnesium sulfate to obtain a reaction liquid.
In a glass container containing 1.8 g of 3-buten-1-ol, 0.36 g of a 53% mass tetrafluoroboric acid aqueous solution and 100 g of chloroform, the whole amount of the obtained reaction solution was put under cold water over 45 minutes. It was dripped. Furthermore, after making it react at room temperature for 3 hours, chloroform of the solvent was distilled off and it refine | purified by column chromatography and obtained 3.04g of the following compound d. The yield was 17.0%. The measurement result of 1 H-NMR is shown.

Figure 2007033090
Figure 2007033090

H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):2.10−2.44(6H),3.62(2H),3.93(3H),4.13(2H),4.88(2H),5.04−5.18(2H),5.80−5.94(1H),7.25(1H),7.67(1H)。 1 H-NMR (solvent: CDCl 3 ) δ (ppm): 2.10-2.44 (6H), 3.62 (2H), 3.93 (3H), 4.13 (2H), 4.88 (2H), 5.04-5.18 (2H), 5.80-5.94 (1H), 7.25 (1H), 7.67 (1H).

(合成例1−5)
PTFE製の内袋を備えた50mLのステンレス鋼製耐圧反応容器に、合成例1−4で得られた化合物dの4.60g、トリエトキシシランの2.76g、Pt触媒の29mgおよびトルエンの15gを入れ、100℃で1.5時間反応を行い、反応粗液を得た。
得られた反応粗液から溶媒のトルエンを留去し、カラムクロマトグラフィーにより精製し、下記化合物eの2.24gを得た。NMRによる純度は98モル%であり、収率は75.3%であった。H−NMRの測定結果を示す。吸収スペクトルを図1に示す。
(Synthesis Example 1-5)
In a 50 mL stainless steel pressure resistant reactor equipped with a PTFE inner bag, 4.60 g of compound d obtained in Synthesis Example 1-4, 2.76 g of triethoxysilane, 29 mg of Pt catalyst, and 15 g of toluene. And reacted at 100 ° C. for 1.5 hours to obtain a reaction crude liquid.
The solvent, toluene, was distilled off from the resulting reaction crude liquid and purified by column chromatography to obtain 2.24 g of the following compound e. The purity by NMR was 98 mol%, and the yield was 75.3%. The measurement result of 1 H-NMR is shown. The absorption spectrum is shown in FIG.

Figure 2007033090
Figure 2007033090

H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):0.66(2H),1.20(9H),1.52−1.76(4H),2.11−2.42(4H),3.59(2H),3.78(6H),3.95(3H),4.14(2H),4.86(2H),97.30(1H),7.69(1H)。 1 H-NMR (solvent: CDCl 3 ) δ (ppm): 0.66 (2H), 1.20 (9H), 1.52-1.76 (4H), 2.11-2.42 (4H) 3.59 (2H), 3.78 (6H), 3.95 (3H), 4.14 (2H), 4.86 (2H), 97.30 (1H), 7.69 (1H).

[ガラス基板の前処理]
10cm四方の厚さ2mmソーダライム系ガラス基板の表面を、酸化セリウム系微粒子を含む研磨剤で研磨洗浄し、純水ですすいで風乾し洗浄済みガラスを得た。以下の例においては、ガラス基板として該洗浄済みガラスを用いた。
[Pretreatment of glass substrate]
The surface of a 10 cm square 2 mm thick soda lime glass substrate was polished and washed with an abrasive containing cerium oxide fine particles, rinsed with pure water and air-dried to obtain a cleaned glass. In the following examples, the cleaned glass was used as a glass substrate.

[参考例1]
300mLのガラス製容器に、合成例1で得られた化合物eの1質量部、2−プロパノールの100質量部および0.1N塩酸の0.5質量部を入れて、室温で12時間加水分解反応を行い撥水性組成物eを得た。得られた撥水性組成物eの1mLをガラス基板に滴下し、3000回転で20秒間スピンコートした後、R−225で洗浄し風乾してサンプルe−1を作製した。
得られたサンプルe−1の水に対する接触角は108.8度であり、未処理のガラス基板の水に対する接触角は10度以下であった。
サンプルe−1に対して、高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射し、R−225で洗浄し風乾してサンプルe−2を作製した。照射量が22mJ/cmの場合のサンプルe−21の水に対する接触角は102.2度であった。
また、光の照射と洗浄を12回繰り返して合計の照射量が629mJ/cmの場合のサンプルe−22の水に対する接触角は79.8度であった。
サンプルe−1に対して、1回の照射量が650mJ/cmとなるように紫外線を照射した場合のサンプルe−23の水に対する接触角は90.9度であり、さらに同じ照射量(650mJ/cm)での光の照射と洗浄を5回繰り返して合計の照射量が3250mJ/cmの場合のサンプルe−24の水に対する接触角は62.3度であった。
[Reference Example 1]
In a 300 mL glass container, 1 part by mass of compound e obtained in Synthesis Example 1, 100 parts by mass of 2-propanol and 0.5 part by mass of 0.1N hydrochloric acid were added, and the hydrolysis reaction was performed at room temperature for 12 hours. To obtain a water-repellent composition e. 1 mL of the obtained water-repellent composition e was dropped onto a glass substrate, spin-coated at 3000 rpm for 20 seconds, washed with R-225, and air-dried to prepare sample e-1.
The contact angle with respect to water of the obtained sample e-1 was 108.8 degrees, and the contact angle with respect to water of the untreated glass substrate was 10 degrees or less.
Sample e-1 was irradiated with ultraviolet rays using a high-pressure mercury lamp, washed with R-225, and air-dried to produce sample e-2. When the irradiation amount was 22 mJ / cm 2, the contact angle of Sample e-21 with water was 102.2 degrees.
In addition, when the total irradiation amount was 629 mJ / cm 2 by repeating light irradiation and washing 12 times, the contact angle of Sample e-22 with water was 79.8 degrees.
When the sample e-1 is irradiated with ultraviolet rays so that the single dose is 650 mJ / cm 2 , the contact angle of the sample e-23 with water is 90.9 degrees, and the same dose ( When the total irradiation amount was 3250 mJ / cm 2 by repeating light irradiation and cleaning at 650 mJ / cm 2 ) 5 times, the contact angle with respect to water of sample e-24 was 62.3 degrees.

[参考例2]
比較のために、未処理のガラス基板に対して、紫外線の照射と洗浄を12回繰り返して、合計の照射量を629mJ/cmとしたが、水に対する接触角は10度以下であった。
[Reference Example 2]
For comparison, irradiation with ultraviolet rays and washing were repeated 12 times on an untreated glass substrate to make the total irradiation amount 629 mJ / cm 2 , but the contact angle with water was 10 degrees or less.

[実施例1]
参考例1において、サンプルe−1からサンプルe−24を作成する過程における紫外線照射を、フォトマスクを用いて選択的に行うことにより、図1で示すパターンの親水性領域2を基板1の表面に形成した。親水性領域2の接触角は62.3度であり疎水性領域3の接触角は108.8度である。
X方向における親水性領域2の幅(Wx)は100nmとし、Y方向における親水性領域2の幅(Wy)100nmとした。またX方向における疎水性領域3の幅(Sx)は50nmとし、Y方向における疎水性領域3の幅(Sy)は50nmとした。
したがって、X方向における親水性領域2の周期は150nmであり、Y方向における親水性領域2の周期は150nmである。
[Example 1]
In Reference Example 1, the hydrophilic region 2 having the pattern shown in FIG. 1 is formed on the surface of the substrate 1 by selectively performing ultraviolet irradiation in the process of creating the sample e-1 to the sample e-24 using a photomask. Formed. The contact angle of the hydrophilic region 2 is 62.3 degrees, and the contact angle of the hydrophobic region 3 is 108.8 degrees.
The width (Wx) of the hydrophilic region 2 in the X direction was 100 nm, and the width (Wy) of the hydrophilic region 2 in the Y direction was 100 nm. The width (Sx) of the hydrophobic region 3 in the X direction was 50 nm, and the width (Sy) of the hydrophobic region 3 in the Y direction was 50 nm.
Therefore, the period of the hydrophilic region 2 in the X direction is 150 nm, and the period of the hydrophilic region 2 in the Y direction is 150 nm.

前記で得られた基板1上に、試料溶液としてインクで着色したインク水をスポットした。すなわち、直径が100μmのステンレスピンの先端にインク水を付け、これを基板1の表面に接触させて移す方法でスポットを形成した。同じ基板1上に、同様にして100個のスポットを互いに離間させて形成した。
この後、基板1上のインク水を乾燥させた後に、基板1上に残ったインクが示す各スポットの形状をSEM(走査型電子顕微鏡)で観察した。いずれのスポットもほぼ正円に近い円形であった。スポット内におけるインクの濃さは均一であった。また各スポットの長径を測定した。結果を下記表1に示す。
On the substrate 1 obtained above, ink water colored with ink as a sample solution was spotted. That is, spots were formed by applying ink water to the tip of a stainless pin having a diameter of 100 μm and bringing it into contact with the surface of the substrate 1 for transfer. Similarly, 100 spots were formed on the same substrate 1 while being separated from each other.
Thereafter, after the ink water on the substrate 1 was dried, the shape of each spot indicated by the ink remaining on the substrate 1 was observed with an SEM (scanning electron microscope). Each spot was a circular shape that was almost a perfect circle. The ink density in the spot was uniform. The major axis of each spot was measured. The results are shown in Table 1 below.

[比較例1]
比較例として、基板全面に撥水性薄膜が形成されているサンプルe−1(接触角108.8度)の表面上に、実施例1と同様のインク水をスポットし、得られたスポットについて同様に観察したところ、点状であったり、三日月状であったりと不定形であった。また不定形であるため長径の測定はできなかった。結果を下記表1に示す。
[Comparative Example 1]
As a comparative example, the same ink water as in Example 1 was spotted on the surface of sample e-1 (contact angle 108.8 degrees) on which the water repellent thin film was formed on the entire surface of the substrate, and the same was true for the obtained spots. When observed, it was indefinite, such as punctate or crescent. Further, the major axis could not be measured due to the irregular shape. The results are shown in Table 1 below.

[比較例2]
比較例として、未処理のガラス基板(接触角10度以下)上に、実施例1と同様のインク水をスポットし、得られた各スポットについて同様に観察した。いずれのスポットも、形状はほぼ円形であったが、中心部よりも外周部に近いほどインクが濃くなっており、インクの分布が不均一であった。また各スポットの長径を測定した。結果を下記表1に示す。
[Comparative Example 2]
As a comparative example, ink water similar to that in Example 1 was spotted on an untreated glass substrate (contact angle of 10 ° or less), and each spot obtained was similarly observed. Each spot had a substantially circular shape, but the closer to the outer peripheral part than the central part, the deeper the ink, and the non-uniform ink distribution. The major axis of each spot was measured. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2007033090
Figure 2007033090

表1の結果より、実施例1で得られた光学検出用基板では、ほぼ正円に近いスポットが得られ、スポット形状の均一性が高く、大きさのばらつきも少ない。またスポット内におけるインクの分布も均一であり、このことから試料溶液が被定着物質を含む場合は、被定着物質の均一性が良好であると推定される。   From the results in Table 1, in the optical detection substrate obtained in Example 1, a spot that is almost a perfect circle is obtained, the spot shape is highly uniform, and there is little variation in size. In addition, the distribution of the ink in the spot is uniform, and from this, when the sample solution contains a material to be fixed, it is estimated that the uniformity of the material to be fixed is good.

本発明に係る一実施形態を示す平面図である。It is a top view showing one embodiment concerning the present invention. 本発明に係る変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification based on this invention. 本発明に係る変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification based on this invention. 合成例1における化合物eの紫外可視光吸収スペクトルである。3 is an ultraviolet-visible light absorption spectrum of compound e in Synthesis Example 1.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 親水性領域
3 疎水性領域

1 Substrate 2 Hydrophilic region 3 Hydrophobic region

Claims (6)

基板上に定着させた物質から発せられる検出光を検出する方法に用いられる基板であって、
該基板の表面に親水性領域が周期的に設けられており、該親水性領域の周期が5000nm以下であり、かつ前記物質の定着領域の径より小さいことを特徴とする光学検出用基板。
A substrate used in a method for detecting detection light emitted from a substance fixed on a substrate,
A substrate for optical detection, wherein hydrophilic regions are periodically provided on the surface of the substrate, and the period of the hydrophilic regions is 5000 nm or less and smaller than the diameter of the fixing region of the substance.
前記親水性領域の周期が1000nm以下である請求項1記載の光学検出用基板。   The optical detection substrate according to claim 1, wherein a period of the hydrophilic region is 1000 nm or less. 前記親水性領域に、前記物質の定着を促進する表面処理が施されている請求項1または2に記載の光学検出用基板。   The substrate for optical detection according to claim 1, wherein the hydrophilic region is subjected to a surface treatment that promotes fixing of the substance. 前記基板の厚さ方向に対して垂直な互いに異なる2つの繰り返し方向における、前記親水性領域の周期が互いに等しい請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学検出用基板。   The optical detection substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydrophilic regions have the same period in two different repeating directions perpendicular to the thickness direction of the substrate. 前記物質の定着領域の径が50〜500μmである請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学検出用基板。   The optical detection substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein a diameter of a fixing region of the substance is 50 to 500 µm. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学検出用基板を製造する方法であって、基板の表面上に、活性エネルギー線の照射により水との親和性が変化する薄膜を形成する工程と、該薄膜に対して活性エネルギー線を選択的に照射する工程を有することを特徴とする光学検出用基板の製造方法。

A method for producing a substrate for optical detection according to any one of claims 1 to 5, wherein a thin film whose affinity with water is changed by irradiation with active energy rays on the surface of the substrate is formed. And a method for selectively irradiating the thin film with active energy rays.

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010230352A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Nidek Co Ltd Test piece, method of manufacturing the same, and measurement method using the test piece
JP2011237277A (en) * 2010-05-11 2011-11-24 Hitachi High-Technologies Corp Nucleic acid analysis cell and nucleic acid analyzer
JP2014048088A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Toray Eng Co Ltd Method and device for inspecting modified pattern of liquid-repellent resin
US8693085B2 (en) 2012-03-14 2014-04-08 Liquavista B.V. Electrowetting display device and manufacturing method thereof
US8749867B2 (en) 2012-05-09 2014-06-10 Liquavista B.V. Electrowetting display panel and method of manufacturing the same
JP2019020180A (en) * 2017-07-13 2019-02-07 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Target substance detector and target substance detection method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002267667A (en) * 2001-03-08 2002-09-18 Hitachi Software Eng Co Ltd Microarray and substrate for the same
JP2002541458A (en) * 1999-04-01 2002-12-03 セロミックス インコーポレイテッド Miniaturized cell array method and apparatus for cell-based screening
JP2003121442A (en) * 2001-10-17 2003-04-23 Osaka Gas Co Ltd Substrate for bio-chip and bio-chip
JP2004020433A (en) * 2002-06-18 2004-01-22 Canon Inc Probe fixing base member for target material detection process
JP2005114468A (en) * 2003-10-06 2005-04-28 Sony Corp Manufacturing method of substrate for bioassay using lyophilic processing and substrate for bioassay
JP2005114706A (en) * 2003-09-19 2005-04-28 Foundation For The Promotion Of Industrial Science Patterning method for fluid-dispersible material on substrate, perforated sheet therefor, and manufacturing method thereof
JP2005533872A (en) * 2001-12-20 2005-11-10 サソル テクノロジー (ピーティーワイ)リミテッド Olefin trimerization and oligomerization using a chromium-based catalyst

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002541458A (en) * 1999-04-01 2002-12-03 セロミックス インコーポレイテッド Miniaturized cell array method and apparatus for cell-based screening
JP2002267667A (en) * 2001-03-08 2002-09-18 Hitachi Software Eng Co Ltd Microarray and substrate for the same
JP2003121442A (en) * 2001-10-17 2003-04-23 Osaka Gas Co Ltd Substrate for bio-chip and bio-chip
JP2005533872A (en) * 2001-12-20 2005-11-10 サソル テクノロジー (ピーティーワイ)リミテッド Olefin trimerization and oligomerization using a chromium-based catalyst
JP2004020433A (en) * 2002-06-18 2004-01-22 Canon Inc Probe fixing base member for target material detection process
JP2005114706A (en) * 2003-09-19 2005-04-28 Foundation For The Promotion Of Industrial Science Patterning method for fluid-dispersible material on substrate, perforated sheet therefor, and manufacturing method thereof
JP2005114468A (en) * 2003-10-06 2005-04-28 Sony Corp Manufacturing method of substrate for bioassay using lyophilic processing and substrate for bioassay

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010230352A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Nidek Co Ltd Test piece, method of manufacturing the same, and measurement method using the test piece
JP2011237277A (en) * 2010-05-11 2011-11-24 Hitachi High-Technologies Corp Nucleic acid analysis cell and nucleic acid analyzer
US9150911B2 (en) 2010-05-11 2015-10-06 Hitachi High-Technologies Corporation Nucleic acid analysis reaction cell and nucleic acid analyzer
US8693085B2 (en) 2012-03-14 2014-04-08 Liquavista B.V. Electrowetting display device and manufacturing method thereof
US9448399B2 (en) 2012-03-14 2016-09-20 Amazon Technologies, Inc. Electrowetting display device and manufacturing method thereof
US8749867B2 (en) 2012-05-09 2014-06-10 Liquavista B.V. Electrowetting display panel and method of manufacturing the same
JP2014048088A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Toray Eng Co Ltd Method and device for inspecting modified pattern of liquid-repellent resin
JP2019020180A (en) * 2017-07-13 2019-02-07 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Target substance detector and target substance detection method
JP6991504B2 (en) 2017-07-13 2022-01-12 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Target substance detection device and target substance detection method

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