JP2022141628A - フローセル - Google Patents
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
Description
本出願は、2018年6月29日に出願された米国仮出願第62/692,511号お
よび2018年10月9日に出願された米国仮出願第62/743,373号の利益を主
張し、その各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
配列EFS-ウェブを通じて提出された配列表は、その全体を参照して組み込まれてい
る。ファイル名はILI172APCT_IP-1806-PCT_Sequence_Listing_ST25.txt、ファイ
ルサイズは551バイト、ファイル作成日は2019年5月20日である。
決定アプローチを利用する。このアプローチを用いて、発生期のストランドが合成され、
そして成長するストランドへの各モノマー(単量体)(例えば、ヌクレオチド)の付加が
、光学的および/または電子的に検出される。鋳型(テンプレート)ストランドは発生期
ストランドの合成を方向づけるので、合成の間に成長ストランドに添加された一連のヌク
レオチドモノマーから鋳型DNAの配列を推測することができる。いくつかの例において
、ペアエンド(対末端)配列決定が使用され得、ここで、順方向ストランドが配列決定さ
れ、そして除去され、次いで、逆方向ストランドが構築され、そして配列決定される。
本明細書に開示される第1の態様は、基材と、基材上の第1の領域に結合した第1のプ
ライマーセットであって、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライ
マーを含む第1のプライマーセットと、基材上の第2の領域に結合した第2のプライマー
セットであって、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを含
む第2のプライマーセットとを含むフローセルである。
は、第1の官能基とは異なった第2の官能基を有する材料を含む。
ットから分離するギャップをさらに含む。
ぞれは、第1の部分に位置する第1の領域と、第2の部分に位置する第2の領域とを含む
。この例の1つのバージョンでは、フローセルは、第1の領域を第2の領域から分離する
ギャップをさらに含むことができる。この例の別のバージョンでは、第1の領域と第2の
領域とが部分的に重なり合う。この例のさらに別のバージョンでは、第1および第2の部
分は、異なる深さを有する。この実施例のさらなるバージョンでは、第1および第2の領
域は、ブロック共ポリマー(ブロックコポリマー)の異なるブロックである。
ぞれは、第1の領域を含み、第2の領域は、間隙領域の少なくともいくつかの上に位置す
る。
トは、第1のポリマーにグラフト(移植)され、第2の領域は、第2のポリマーを含み、
第2のプライマーセットは、第2のポリマーにグラフトされる。この実施形態の1つの態
様では、フローセルは、第1のプライマーセット上および第1のポリマー上に保護塗装を
さらに含む。この実施形態の別の態様では、第1のポリマーは、基材上の第1の層であり
、第2のポリマーは、第1の層上の第2の層であり、フローセルは、第2の層上のパッシ
ベーション(不動態化)樹脂と、パッシベーション樹脂、第2のポリマー、および第1の
ポリマーに画定された特徴(形状)とをさらに含み、第1および第2のプライマーセット
のそれぞれは、特徴のそれぞれで露出される。
ぞれは、第1の領域が位置する第1の部分と、第2の部分とを含み、フローセルは、第2
の部分に位置するビーズ(ビード)をさらに含み、第2の領域は、ビーズの表面にある。
能な第2のプライマーは第2の切断部位を含み、第1および第2の切断部位は同一タイプ
である。この例の1つのバージョンでは、切断不可能な第1のプライマー、切断可能な第
2のプライマー、切断可能な第1のプライマー、および切断可能な第2のプライマーのそ
れぞれは、それぞれのリンカーを含み、第1の切断可能なプライマーの第1の切断部位は
、そのリンカーに沿って位置し、第2の切断可能なプライマーの第2の切断部位は、その
リンカーに沿って位置する。
能な第2のプライマーは第2の切断部位を含み、第1および第2の切断部位は異なるタイ
プである。この例の1つのバージョンでは、切断不可能な第1のプライマー、切断可能な
第2のプライマー、切断可能な第1のプライマー、および切断可能な第2のプライマーの
それぞれは、それぞれのリンカーを含み、第1の切断可能なプライマーの第1の切断部位
は、そのリンカーに沿って位置し、第2の切断可能なプライマーの第2の切断部位は、そ
のリンカーに沿って位置する。
1の領域は、第1の保持体構造に結合された第1の捕捉部位であり、第2のプライマーセ
ットは、第1の保持体構造とは異なった第2の保持体構造に結合され、第2の領域は、第
2の保持体構造に結合された第2の捕捉部位である。
構成で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。
イマーセットであって、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマ
ーを含む第1のプライマーセットと、第1の基材に対向する第2の基材と、第2の基材に
結合した第2のプライマーセットとを含み、第2のプライマーセットは、切断可能な第1
のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを含むフローセルである。
とを理解されたい。さらに、第1の態様および/または第2の態様の特徴の任意の組み合
わせが、一緒に使用されてもよく、および/または本明細書で開示された例の任意のもの
と組み合わせられてもよいことを理解されたい。
第1のポリマー層のいくつかの官能基がキャップされる、凹部のそれぞれの中の第1のポ
リマー層と、凹部のそれぞれの中の第1のポリマー層の他の官能基に結合された第1のプ
ライマーセットと、間隙領域上の第2のポリマー層と、流体キャリアを含むプライミング
流体と、第1のプライマーセットとは異なった第2のプライマーセットとを含む、フロー
セルを含むキットである。
び切断可能な第2のプライマーを含み、第2のプライマーセットは、切断可能な第1のプ
ライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを含む。
とを理解されたい。さらに、第3の態様および/または第2の態様および/または第1の
態様の特徴の任意の組み合わせが、一緒に使用されてもよく、および/または本明細書で
開示される例の任意のものと組み合わせられてもよいことを理解されたい。
であって、フローセルは、間隙領域によって分離された凹部を含む基材と、凹部のそれぞ
れの中における第1のポリマー層であって、露出した官能基がキャップされている第1の
ポリマー層と、凹部のそれぞれの中の第1のポリマー層に結合し、切断可能な第1のプラ
イマーセットおよび切断不可能な第2のプライマーを含む第1のプライマーセットと、間
隙領域上の第2のポリマー層とを含み、これにより、鋳型流体からの鋳型が増幅されて凹
部の少なくともいくつかの中にクラスターを形成し、切断不可能な第1のプライマーおよ
び切断可能な第2のプライマーを含むプライミング流体をフローセルに導入し、これによ
り、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーが第2のポリマー
層にグラフトされ、クラスターから切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2
のプライマーへのブリッジ増幅(bridgeamplification)を開始し、これにより、間隙領
域の少なくともいくつかの上に第2のクラスターを形成する、方法である。
とを理解されたい。さらに、第4の態様および/または第3の態様および/または第2の
態様および/または第1の態様の特徴の任意の組み合わせが、一緒に使用されてもよく、
および/または本明細書で開示される例の任意のものと組み合わせられてもよいことを理
解されたい。
凹部のそれぞれにある第1のポリマー層と、第1のポリマー層に取り付けられた第1のプ
ライマーセットであって、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライ
マーを含む第1のプライマーセットと、第1のポリマー層上および第1のプライマーセッ
ト上の任意の光学保護塗装層と、間隙領域上の第2のポリマー層と、第2のポリマー層に
取り付けられた第2のプライマーセットであって、切断不可能な第1のプライマーおよび
切断可能な第2のプライマーを含む第2のプライマーセットと、を含むフローセルに鋳型
流体を導入するステップであって、これにより、鋳型流体からの鋳型が増幅されて、凹部
の少なくともいくつかおよび間隙領域の少なくともいくつかにクラスターを形成するステ
ップと、切断可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを切断するステ
ップとを含む、方法である。
とを理解されたい。さらに、第5の態様および/または第3の態様および/または第2の
態様および/または第1の態様の特徴の任意の組み合わせが、一緒に使用されてもよく、
および/または本明細書で開示される例の任意のものと組み合わせられてもよいことを理
解されたい。
/パターン形成)された樹脂であって、間隙領域によって分離された第1の凹部および第
2の凹部を含み、第1の凹部は、第2の凹部よりも小さい開口部寸法を有する、パターン
化された樹脂と、第1の凹部の少なくともいくつかに取り付けられた第1のプライマーセ
ットと、第2の凹部の少なくともいくつかにそれぞれ配置された官能基を有するビーズと
を含み、官能基を有するビーズは、コア構造の表面に取り付けられた第2のプライマーセ
ットを含み、第2のプライマーセットは、第1のプライマーセットとは異なっている、フ
ローセルである。
ポリスチレン、およびアクリル酸塩からなる群から選択される。
ン樹脂(POSS)ベースの樹脂、エポキシ樹脂、ポリ(エチレングリコール)樹脂、ポ
リエーテル樹脂、アクリル樹脂、アクリル酸塩樹脂、メタクリレート樹脂、およびこれら
の組み合わせからなる群から選択される。
に含み、第1のプライマーセットは、第1の凹部の少なくともいくつかのポリマーに結合
される。この例の1つのバージョンでは、官能基を有するビーズは、第2の凹部の少なく
ともいくつかのポリマー上に配置される。この例の別のバージョンでは、第1のプライマ
ーセットはまた、第2の凹部の少なくともいくつかのポリマーに結合され、官能基を有す
るビーズは、第2の凹部の少なくともいくつかの第1のプライマーセット上に配置される
。
飾された第2のプライマーを含み、第2のプライマーセットは、ウラシル修飾された第1
のプライマーおよび第2のプライマーを含む。
構成で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。
って、間隙領域によって分離された凹部を含むパターン化された樹脂と、凹部の少なくと
もいくつかに取り付けられた第1のプライマーセットと、第1のプライマーセットの少な
くともいくつかのプライマーが露出されるように、凹部の少なくともいくつかに配置され
た官能化されたビーズとを含み、官能化されたビーズは、コア構造の表面に取り付けられ
た第2のプライマーセットを含み、第2のプライマーセットは、第1のプライマーセット
とは異なっている、フローセルである。
または等しい第1の開口部寸法を有する第1の部分と、官能基を有するビーズの直径より
小さい第2の開口部寸法を有する第2の部分とを含み、官能基を有するビーズは、凹部の
少なくともいくつかのそれぞれの第1の部分に配置される。
物質、ポリスチレン、およびアクリル酸塩からなる群から選択される。
ン樹脂(POSS)ベースの樹脂、エポキシ樹脂、ポリ(エチレングリコール)樹脂、ポ
リエーテル樹脂、アクリル樹脂、アクリル酸塩樹脂、メタクリレート樹脂、およびこれら
の組み合わせからなる群から選択される。
の1つのバージョンにおいて、第1のプライマーセットは、官能基を有するビーズによっ
て占有されていないポリマーの部分に結合される。このバージョンの一例では、第1のプ
ライマーセットは、凹部においてポリマーに結合され、官能基を有するビーズは、第1の
プライマーセットのいくつかの他のプライマー上に配置される。
構成で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。
ーを選択的に適用(塗布)することと、第1のプライマーセットを少なくともいくつかの
凹部にポリマーにグラフトすることと、第1のプライマーセットをグラフトする前後に、
i)少なくともいくつかの凹部のそれぞれの一部に、またはii)少なくともいくつかの
凹部よりも大きい開口部寸法を有する第2の凹部に官能基を有するビーズを堆積させるこ
ととを含み、官能基を有するビーズは、コア構造の表面に結合された第2のプライマーセ
ットを含み、第1および第2のプライマーセットが異なっている、方法である。
のプライマーセットをコア構造に結合させることによって官能基を有するビーズを形成す
ることをさらに含む。
るビーズのそれぞれの直径より大きいかまたは等しい開口部寸法を有し、凹部の少なくと
もいくつかは、部分と相互接続された第2の部分を含み、第2の部分は、官能基を有する
ビーズのそれぞれの直径より小さい第2の開口部寸法を有し、官能基を有するビーズは、
サイズ排除凹部の少なくともいくつかのそれぞれの部分に自己集合(セルフアセンブル)
する。
持体上に樹脂を堆積させるステップと、ナノインプリントリソグラフィを用いて前記樹脂
をパターン化するステップとによって、前記パターン化された樹脂を前記保持体上に形成
するステップとをさらに含む。
とを理解されたい。さらに、第8の態様および/または第7の態様および/または第6の
態様および/または第1の態様の特徴の任意の組み合わせが、一緒に使用されてもよく、
かつ/または本明細書で開示される例の任意のものと組み合わせられてもよいことを理解
されたい。
って、間隙領域によって分離された凹部を含むパターン化された樹脂と、凹部におけるパ
ターン化された樹脂上のブロック共ポリマーであって、ブロック共ポリマーの各ブロック
が、他の各ブロックのブロック特異的官能基とは異なるブロック特異的官能基を有する、
ブロック共ポリマーと、ブロックのうちの少なくとも1つのブロック特異的官能基に結合
されたプライマーとを含む、フローセルである。
ン樹脂(POSS)ベースの樹脂、エポキシ樹脂、ポリ(エチレングリコール)樹脂、ポ
リエーテル樹脂、アクリル樹脂、アクリル酸塩樹脂、メタクリレート樹脂、およびこれら
の組み合わせからなる群から選択される。この実施例の1つのバージョンでは、パターン
化された樹脂はPOSSベースの樹脂であり、POSSベースの樹脂は架橋エポキシPO
SS樹脂である。本実施例の別のバージョンでは、ブロック共ポリマーは、ブロック特異
的官能基としてアミノ基を有するアクリルアミドモノマーを含む第1のブロックと、ブロ
ック特異的官能基としてアジド基を有するアジドアセトアミドペンチルアクリルアミドモ
ノマーを含む第2のブロックとを含む。この他の例では、ブロック共ポリマーは、
式中、Rは水素またはポリマー開始種末端基であり、nは1~10,000の範囲であ
り、mは1~10,000の範囲である。この実施別のバージョンの形態では、ブロック
共ポリマーは、
式中、nは1~10,000の範囲であり、mは1~10,000の範囲である。
態の一態様では、ブロック共ポリマーは、ブロック特異的官能基としてトリフルオロメチ
ル基を有するモノマーを含む第1のブロックと、ブロック特異的官能基としてプライマー
グラフト官能基を有するモノマーを含む第2のブロックとを含む。
ーグラフト化官能基を有するモノマーを含む第1のブロックと、第1および第2のブロッ
クの相分離を駆動するための相互作用パラメータを調整するためのモノマーを含む第2の
ブロックとを含む。この実施形態の一態様では、プライマーグラフト化官能基はアジド基
であり、第2のブロックのモノマーのブロック特異的官能基は、アミノ基、アルコール基
、アリール基、および荷電基からなる群から選択される。
よび第3のブロックを含む三元共ポリマーであり、第1のブロックのブロック特異的官能
基は、パターン化された樹脂に結合され、第2のブロックのブロック特異的官能基は、プ
ライマーに結合され、第3のブロックのブロック特異的官能基は、前記プライマーとは別
の他のプライマーまたは酵素に結合される。
よび第3のブロックを含む三元共ポリマーであり、第1のブロックのブロック特異的官能
基は、パターン化された樹脂に結合され、第2のブロックのブロック特異的官能基は、プ
ライマーに結合され、第3のブロックのブロック特異的官能基は、ブロック共ポリマーの
表面自由エネルギーに影響を及ぼすか、またはブロック共ポリマーの安定性に影響を及ぼ
す。
5mN/m~約50mN/mの表面自由エネルギーを有する。
形状で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。さらに、第9の態様および
/または第1の態様の特徴の任意の組み合わせが、一緒に使用されてもよく、および/ま
たは本明細書で開示された例の任意のものと組み合わせられてもよいことを理解されたい
。
オリゴマーシルセスキオキサン(POSS)ベースの樹脂と、間隙領域によって分離され
た凹部を含むパターン化されたPOSSベースの樹脂と、凹部におけるパターン化された
POSSベースの樹脂上の分離されたブロック共ポリマーであって、分離されたブロック
共ポリマーの一方のブロックが、パターン化されたPOSSベースの樹脂に結合された官
能基を有し、分離されたブロック共ポリマーの他方のブロックが別の官能基を有する、ブ
ロック共ポリマーと、当該別の官能基に結合されたプライマーと、を有するフローセルで
ある。
り、mは1~10,000の範囲である。)、
からなる群から選択される。
は構成で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。さらに、第10の態様お
よび/または第9の態様および/または第1の態様の特徴の任意の組み合わせが、一緒に
使用されてもよく、および/または本明細書で開示される例の任意のものと組み合わせら
れてもよいことを理解されたい。
ン化された樹脂を形成するために樹脂をパターン化することと、パターン化された樹脂上
にブロック共ポリマーを含む溶液を導入することであって、ブロック共ポリマーの各ブロ
ックがブロック共ポリマーの他の各ブロックのブロック特異的官能基とは異なったブロッ
ク特異的官能基を有し、溶液を溶媒蒸気焼鈍に曝し、それによってブロック共ポリマー相
が凹部において分離し、自己集合し、ブロックの少なくとも1つのブロック特異的官能基
にプライマーをグラフトする、方法である。
ラフィを含む。
30の範囲のフロリ-ハギンズ相互作用パラメータを有する。
自己集合(自己組織化)ブロック共ポリマーを含むパターン化された樹脂を硬化工程に曝
すことをさらに含む。
は構成で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。さらに、第11の態様お
よび/または第10の態様および/または第9の態様および/または第1の態様の特徴の
任意の組み合わせが、一緒に使用されてもよく、かつ/または本明細書で開示される例の
任意のものと組み合わせられてもよいことを理解されたい。
、第1の官能化層をパターン化し、それによってフォトレジストによって覆われた第1の
官能化領域を形成するステップと、フォトレジストおよび基材の部分上に第2の官能化層
を適用するステップと、フォトレジストおよびその上の第2の官能化層のいずれかをリフ
トオフするステップと、第2の官能化層の一部を除去し、それによって第1の官能化領域
に近接する第2の官能化領域を形成するステップと、第1のプライマーセットを第1の官
能化層または第1の官能化領域におよび第2のプライマーセットに第2の官能化層または
第2の官能化領域に結合させるステップであって、第1のプライマーセットが第2のプラ
イマーセットとは異なっているステップと、を含む方法である。
る前に、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを第1の官能
化層に予めグラフトすることを含み、第2のプライマーセットの結合は、第2の官能化層
が適用される前に、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを
第2の官能化層に予めグラフトすることを含む。
な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを第1の官能化層にグラフトする
ことを含み、第2のプライマーセットの結合は、その適用後に、切断可能な第1のプライ
マーおよび切断不可能な第2のプライマーを第2の官能化層にグラフトすることを含む。
域上に、第2の自己集合単分子層を第2の官能化領域上にそれぞれ堆積させることをさら
に含み、第1のプライマーセットの結合は、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可
能な第2のプライマーを第1の自己集合単層にグラフトすることを含み、第2のプライマ
ーセットの結合は、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを
第2の自己集合単層にグラフトすることを含む。
トを適用し、第2の官能化領域になる第2の官能化層の第2の部分を適用することと、第
2の官能化層の一部をエッチングすることとを含む。
分離された凹部を含み、第1の官能化領域は、各凹部の第1の部分上にあり、第2の官能
化層は、各凹部の第2の部分上および間隙領域上にあり、除去することは、間隙領域から
第2の官能化層を研磨することを含む。
分離されたマルチレベル凹部を含み、第1の官能化領域は、それぞれのマルチレベル凹部
の第1のレベルにあり、第2の官能化層を適用する前に、フォトレジストおよび樹脂の一
部分上に犠牲層を適用するステップと、樹脂の一部分から犠牲層を除去するステップと、
多層の凹部から樹脂の領域を除去して、第1の官能化領域に近接する領域を生成するステ
ップと、第2の官能化層が、フォトレジスト上の犠牲層上、領域上、および間隙領域上に
適用されるステップと、をさらに含む。
は構成で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。さらに、第12の態様お
よび/または第1の態様および/または第2の態様の特徴の任意の組み合わせは、本明細
書で開示される例の任意のものと組み合わせることができることを理解されたい。
材上に第1のフォトレジストを適用するステップと、フォトレジストおよび第1の基材部
分上に第1の官能化層を適用するステップと、フォトレジストおよびその上の第1の官能
化層のいずれかをリフトオフするステップと、それによって第1の基材部分上に第1の官
能化領域を形成するステップと、第1の官能化領域上および基材上に第2のフォトレジス
トを適用して第1の官能化領域に隣接する第2の基材部分を露出するステップと、第2の
フォトレジストおよび第2の基材部分上に第2の官能化層を適用するステップと、第2の
フォトレジストおよびその上の第2の官能化層のいずれかをリフトオフするステップと、
それによって第1の官能化領域に隣接する第2の官能化領域を形成するステップと、第1
のプライマーセットを第1の官能化層または第1の官能化領域におよび第2のプライマー
セットを第2の官能化層または第2の官能化領域に結合させるステップであって、第1の
プライマーセットが第2のプライマーセットとは異なっているステップと、を含む。
る前に、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを第1の官能
化層に予めグラフトすることを含み、第2のプライマーセットの結合は、第2の官能化層
が適用される前に、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを
第2の官能化層に予めグラフトすることを含む。
な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを第1の官能化層にグラフトする
ことを含み、第2のプライマーセットの結合は、その適用後に、切断可能な第1のプライ
マーおよび切断不可能な第2のプライマーを第2の官能化層にグラフトすることを含む。
の自己集合単層を第2の官能化領域上にそれぞれ堆積させることをさらに含み、第1のプ
ライマーセットの結合は、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライ
マーを第1の自己集合単層にグラフトすることを含み、第2のプライマーセットの結合は
、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを第2の自己集合単
層にグラフトすることを含む。
は構成で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。さらに、第13の態様お
よび/または第1の態様および/または第2の態様の特徴の任意の組み合わせは、本明細
書で開示される例の任意のものと組み合わせることができることを理解されたい。
レンチのそれぞれの第1の部分における犠牲材料領域を含む基板上に第1の官能化層を適
用するステップと、第1の官能化層をパターン化して、各トレンチの第2の部分において
フォトレジストによって覆われた第1の官能化領域を形成するステップと、犠牲材料領域
を除去して、各トレンチの第1の部分を露出させるステップと、第2の官能化層を、間隙
領域上に、第1の部分上に、フォトレジスト上に、適用するステップと、フォトレジスト
およびその上の任意の第2の官能化層をリフトオフするステップと、任意の第2の官能化
層を間隙領域から除去し、これにより、第2の官能化領域を、各トレンチの第1の部分に
残すステップと、少なくとも実質的にトレンチに垂直な空間的に分離されたストライプの
パターンで第2のフォトレジストを適用するステップと、空間的に分離されたストライプ
間に露出された第1の官能化領域および第2の官能化領域の部分を除去するステップと、
第2のフォトレジストを除去するステップと、第1のプライマーセットを第1の官能化層
または第1の官能化領域におよび第2のプライマーセットを第2の官能化層または第2の
官能化領域に結合させるステップであって、第1のプライマーセットが第2のプライマー
セットとは異なっているステップと、を含む。
る前に、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを第1の官能
化層に予めグラフトすることを含み、第2のプライマーセットの結合は、第2の官能化層
が適用される前に、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを
第2の官能化層に予めグラフトすることを含む。
な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを第1の官能化層にグラフトする
ことを含み、第2のプライマーセットの結合は、その適用後に、切断可能な第1のプライ
マーおよび切断不可能な第2のプライマーを第2の官能化層にグラフトすることを含む。
み、基材、犠牲材料領域、および第2の犠牲材料領域は、異なるエッチング率(速度)を
有し、第1の官能化層を適用する前に、該方法は、各トレンチの第2の部分から第2の犠
牲材料領域を除去することをさらに含む。本実施例の1つのバージョンは、第2の犠牲材
料領域を除去する前に、方法は、間隙領域によって分離されたトレンチを含む基材上に犠
牲材料を適用することと、犠牲材料の領域が各トレンチの各サイドウォールに直接隣接し
て残るように犠牲材料の一部を除去することと、第2の犠牲材料を基材上および犠牲材料
領域上に適用することと、第2の犠牲材料の領域が各犠牲材料領域に直接隣接して残るよ
うに第2の犠牲材料の一部を除去することと、第2の犠牲材料領域の間の任意の空間を充
填するために材料を適用することとによって、犠牲材料領域および第2の犠牲材料領域を
形成することをさらに含む。本バージョンの一実施例では、基材は多層基材であり、トレ
ンチは多層基材の最表層に画定され、該材料および最表層は同じである。
は構成で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。さらに、第14の態様お
よび/または第1の態様および/または第2の態様の特徴の任意の組み合わせは、本明細
書で開示される例の任意のものと組み合わせることができることを理解されたい。
基板に犠牲材料を適用することを含み、各凹部は、ステップ部分によって画定される深い
部分および浅い部分を含み、犠牲層(犠牲材料の層)は、深い部分を部分的に充填し、犠
牲層の一部分および基板の一部分を順次除去して、犠牲層の残りの部分と少なくとも実質
的に同じ高さである第2の間隙領域を形成し、犠牲層の残りの部分に隣接する領域を形成
するステップ部分を除去するステップと、第2の間隙領域、犠牲層の残りの部分、および
領域上に第1の官能化層を適用するステップと、第1の官能化層にフォトレジストを適用
するステップと、フォトレジストの一部分および下にある第1の官能化層の部分を除去し
て、犠牲層の残りの部分および第2の間隙領域が露出されるようにし、その上にフォトレ
ジストの第2の部分を有する第1の官能化層をその領域に残すステップと、犠牲層の残り
の部分を除去してから第1の官能化層の部分に隣接する第2の領域を形成するステップと
、第2の官能化層をその領域に適用し、それによって第2の官能化領域を形成するステッ
プと、フォトレジストの第2の部分をリフトオフし、それによって第1の官能化領域を形
成するステップと、第1のプライマーセットを第1の官能化層または第1の官能化領域に
結合させ、第2のプライマーセットを第2の官能化層または第2の官能化領域に結合させ
、第1のプライマーセットは第2のプライマーセットとは異なるステップと、を含む。
の間隙領域にも適用され、第2の官能化層の第1の部分は、フォトレジストの第2の部分
と共に除去され、方法は、第2の間隙領域から第2の官能化層を研磨することをさらに含
む。
る前に、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを第1の官能
化層に予めグラフトすることを含み、第2のプライマーセットの結合は、第2の官能化層
が適用される前に、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを
第2の官能化層に予めグラフトすることを含む。
な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを第1の官能化層にグラフトする
ことを含み、第2のプライマーセットの結合は、その適用後に、切断可能な第1のプライ
マーおよび切断不可能な第2のプライマーを第2の官能化層にグラフトすることを含む。
は構成で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。さらに、第15の態様お
よび/または第1の態様および/または第2の態様の特徴の任意の組み合わせは、本明細
書で開示される例の任意のものと組み合わせることができることを理解されたい。
の官能化層上の第2の官能化層と、第2の官能化層上のパッシベーション層とを含み、そ
れによってパッシベーション層の間隙領域によって分離された特徴部分を形成し、第1お
よび第2の官能化層のそれぞれの領域が各特徴部分で露出され、第1のプライマーセット
を第1の官能化層または第1の官能化領域に結合させ、第2のプライマーセットを第2の
官能化層または第2の官能化領域に結合させ、第1のプライマーセットは第2のプライマ
ーセットとは異なる、多層基材をインプリント(刻印)することを含む方法である。
基材に組み込まれる前に、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライ
マーを第1の官能化層に予めグラフトすることを含み、第2のプライマーセットの結合は
、第2の官能化層が多層基材に組み込まれる前に、切断可能な第1のプライマーおよび切
断不可能な第2のプライマーを第2の官能化層に予めグラフトすることを含む。
マーおよび切断可能な第2のプライマーを各凹部の第1の官能化領域にグラフトすること
を含み、第2のプライマーセットの結合は、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可
能な第2のプライマーを各凹部の第2の官能化領域にグラフトすることを含む。
は形状で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。さらに、第16の態様お
よび/または第1の態様および/または第2の態様の特徴の任意の組み合わせは、本明細
書で開示される例の任意のものと組み合わせることができることを理解されたい。
って画定される深い部分と浅い部分とを含む凹部を形成するステップであって、第1の樹
脂が第2の樹脂上に配置される犠牲層上に配置される犠牲層と、第1の樹脂の第1の部分
および深い部分の下にある犠牲層の一部をエッチングし、それによって第2の樹脂の一部
を露出させるステップと、段差部分をエッチングして、犠牲層の第2の部分を露出させる
ステップと、第1の官能化層を第2の樹脂の部分に適用して、第1の官能化領域を形成す
るステップと、犠牲層の第2の部分を除去し、これにより、第2の樹脂の第2の部分を露
出させるステップと、第2の官能化層を第2の樹脂の第2の部分に適用して、第2の官能
化領域を形成するステップと、第1のプライマーセットを第1の官能化層または第1の官
能化領域に結合させ、第2のプライマーセットを第2の官能化層または第2の官能化領域
に結合させ、第1のプライマーセットは第2のプライマーセットとは異なるステップと、
を含む方法である。
囲む間隙領域上に堆積され、第1の官能化領域上に堆積されず、方法は、間隙領域から第
2の官能化層を研磨することをさらに含む。
は構成で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。さらに、第17の態様お
よび/または第1の態様および/または第2の態様の特徴の任意の組み合わせは、本明細
書で開示される例の任意のものと組み合わせることができることを理解されたい。
結合させるステップと、第2のプライマーセットを第2の保持体構造に結合させるステッ
プであって、第2のプライマーセットおよび第2の保持体構造が、第1のプライマーセッ
トおよび第1の保持体構造とは異なっているステップと、第1の保持体構造に選択的に結
合する複数の第1の捕捉部位および第2の保持体構造に選択的に結合する複数の第2の捕
捉部位を有する基材面に第1および第2の保持体構造をロードするステップとを含む方法
である。
は構成で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。さらに、第18の態様お
よび/または第1の態様および/または第2の態様の特徴の任意の組み合わせは、本明細
書で開示される例の任意のものと組み合わせることができることを理解されたい。
り、図面において、同様の参照番号は、おそらく同一ではないが、同様の構成要素に対応
する。簡潔にするために、先に説明した機能を有する符号または特徴は、それらが現れる
他の図面と関連して説明されてもよいし、説明されなくてもよい。
を含む。これらの例では、切断(線状化)ケミストリーが異なる領域で直交するようにプ
ライマーセットを制御することができる。直交切断ケミストリーは、異なるセットの異な
るプライマーに結合した同一の切断部位を通して、または異なるセットの異なるプライマ
ーに結合した異なる切断部位を通して実現することができる。これにより、基材の1つの
領域にフォワード(順方向)ストランドのクラスターを生成することができ、基材の別の
領域にリバース(逆方向)ストランドのクラスターを生成することができる。一例では、
領域は互いに直接隣接している。別の例では、領域間の任意の空間は、クラスター化が2
つの領域にまたがることができるほど十分に小さい。本明細書に開示されるフローセル構
成のいくつかでは、フォワードおよびリバースストランドは、空間的に分離され、これは
、それぞれの読み取りの同時の塩基呼び出しを可能にしながら、両方の読み取りから蛍光
信号を分離する。したがって、本明細書に開示されるフローセルのいくつかの例は、同時
のペアエンド読み取りが得られることを可能にする。
順次ペアエンド読み取りを得るために使用され得、ここで、フォワードストランドが配列
決定され、そして除去され、次いで、リバースストランドが配列決定され、そして除去さ
れる。これらの他の例では、フローセル保持体上のパターン化された樹脂は、パターン化
された樹脂の凹部において方向付けられた自己集合を受けるブロック共ポリマーでコーテ
ィングされる。パターン化された樹脂は、ブロック共ポリマーの配置のためのガイドとし
ての役割を果たす。制御された条件下で、ブロック共ポリマーは特異的ドメインに自己集
合する。本明細書中に開示される例のいくつかにおいて、ドメインの官能性は、1つ以上
のドメインがパターン化された樹脂と反応し得、そして1つ以上の他のドメインがプライ
マーをグラフトし得るように、直交するように制御される。いくつかの例では、ドメイン
の官能性を制御して、そのドメインの特性を変更することができる。これらの例示的なフ
ローセルは、光学的または非光学的検出方法での使用に好適であり得る。
本明細書で使用される用語は、別段の指定がない限り、関連技術におけるそれらの通常
の意味をとることを理解されたい。本明細書で使用されるいくつかの用語およびそれらの
意味を以下に示す。
かにそうでないことを示さない限り、複数の指示対象を含む。
の用語の様々な形状は、互いに同義であり、等しく広いことを意味する。
び/またはフローセルの様々な構成要素を説明するために使用される。これらの方向を示
す用語は、具体的な配向性を意味するものではなく、構成要素間の相対的な配向性を示す
ために使用されることを理解されたい。方向を示す用語の使用は、本明細書に開示される
実施例を任意の具体的な配向性に限定すると解釈されるべきではない。
リルアミド基を含むモノマーである。アクリルアミド基を含むモノマーとしては、例えば
、
他のアクリルアミドモノマーを使用してもよい。
結合した炭素)を含み、炭素原子もまた水素に結合した構造-CHOおよびR基(例えば
、アルキルまたは他の側鎖)を有する官能基を含む有機化合物である。アルデヒドの一般
構造は、
または三重結合を含まない)直鎖または分岐鎖状炭化水素鎖を指し、アルキル基は、1~
20個の炭素原子を有し得る。例示的なアルキル基には、メチル、エチル、プロピル、イ
ソプロピル、ブチル、イソブチル、第三ブチル、ペンチル、ヘキシルなどが含まれる。例
として、「C1~4アルキル」という名称は、アルキル鎖中に1~4個の炭素原子が存在
すること、すなわち、アルキル鎖は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブ
チル、イソブチル、sec-ブチル、およびt-ブチルからなる群より選択されることを
示す。
は分岐鎖状炭化水素鎖をいう。アルケニル基は、2~20個の炭素原子を有することがで
きる。例示的なアルケニル基には、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキ
セニルなどが含まれる。
結合を含む直鎖または分枝鎖炭化水素鎖をいう。アルキニル基は、2~20個の炭素原子
を有していてもよい。
環系(すなわち、2つの隣り合う炭素原子を共有する2つ以上の縮合環)をいう。アリー
ルが環系である場合、系中の全ての環は芳香族である。アリール基は、6~18個の炭素
原子を有することができる。アリール基の例には、フェニル、ナフチル、アズレニル、お
よびアントラセニルが含まれる。
で定義されるように、水素
、C6~10アリール、5~10員ヘテロアリール、および5~10員ヘテロシクリルか
らそれぞれ独立して選択される。
は間接的のいずれかで、互いに接合され、固定され、接着され、連結され、または結合さ
れる状態をいう。例えば、凹部に取り付けられたビーズは、凹部に物理的に閉じ込められ
てもよい。別の例では、核酸を、共有結合または非共有結合によって官能化ポリマーに結
合させることができる。共有結合は、原子間で電子の一対を共有することを特徴とする。
非共有結合は、一対の共有を伴わない物理的な結合であり、例えば、水素結合、イオン結
合、ファンデルワールス力、親水性相互作用および疎水性相互作用を含むことができる。
さらに別の例では、プライマーは、保持体構成を介して基材上の領域に結合させることが
できる。
性の材料から作られた小さな本体を指す。本体は、例えば、球形、楕円形、微小球形、ま
たは規則的または不規則な寸法を有するかどうかにかかわらず他の認識された粒子形状と
して特徴付けられる形状を有することができる。ビーズ/コア構造に役立つ例示的な材料
には、ガラス;アクリル酸、ポリスチレンなどのプラスチック、またはスチレンと別の材
料とのコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリウレタン、また
はポリテトラフルオロエチレン(Teflon(登録商標)、Chemours製);アガロースまたは
セファロースなどの多糖または架橋多糖;ナイロン;ニトロセルロース;ケイ素および改
質ケイ素を含む樹脂;シリカまたはシリカベースの材料;炭素繊維、金属;無機ガラス;
光ファイバ束、または様々な他のポリマーが含まれるが、これらに限定されない。ビーズ
/コア構造の例には、制御された気孔ガラスビーズ、常磁性ビーズ、トリアゾル、セファ
ロースビーズ、ナノ結晶、および、例えば、Bangs Laboratories、Fishers Ind.のマイク
ロスフェアディテクションガイドに記載されているような検出当業者で公知の他のものが
含まれる。ビーズはまた、プライマーに結合し得る官能基を有するポリマーで被覆され得
る。
位のブロックを形成する場合に形成されるコポリマーである。各ブロックは、隣り合うブ
ロックに存在しない少なくとも1つの特徴および/または少なくとも1つのブロック特異
的官能基を有するべきである。本明細書に開示される実施例では、ブロック共ポリマーは
、特定の焼鈍条件に曝されると、構成ポリマーブロックのミクロ相分離によって、ナノメ
ートルスケールの寸法で規則正しいドメインに自己集合することができる。ブロック共ポ
リマーの具体例については、後述する。
クロ相分離を駆動するための相互作用パラメータの調整、ブロック共ポリマーの特性の変
更などのような、特定の機能性を有するブロックポリマーの特定のブロックにおける原子
および/または結合の部分を指す。本明細書で開示されるいくつかの例では、それぞれの
ブロックは、様々なブロック特異的官能基を含む。以下、それぞれのブロック固有官能基
の具体例についてさらに説明する。
領域を指し、別の物質は、例として、スペーサー層、蓋、別の基材など、またはそれらの
組み合わせ(例えば、スペーサー層および蓋)であってもよい。結合領域で形成される結
合は、化学結合(上述のようである)または機械的結合(例えば、ファスナなどを使用す
る)であってもよい。
化学的性質で物理的に修飾および/または修飾されたフローセル表面の一部を指す。一例
では、捕捉部位は、化学的捕捉剤を含むことができる。
む非芳香族環または環系を意味する。カルボシクリルが環系である場合、2つ以上の環が
、縮合、架橋、またはスピロ連結様式で一緒に結合され得る。カルボシクリルは、環系中
の少なくとも1つの環が芳香族でないという条件で、任意の程度の飽和度を有し得る。し
たがって、カルボシクリルには、シクロアルキル、シクロアルケニル、およびシクロアル
キニルが含まれる。カルボシクリル基は、3~20個の炭素原子を有してもよい。カルボ
シクロ環の例には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、
シクロヘキセニル、2,3-ジヒドロ-インデン、ビシクロ[2.2.2]オクタニル、
アダマンチル、およびスピロ[4.4]ノナニルが含まれる。
使用される場合、-COOHを指す。
することができる物質、分子、または部分である。1つの例示的な化学捕捉剤は、標的分
子の標的核酸の少なくとも一部に相補的であるか、または標的分子に結合した捕捉核酸(
例えば、捕捉オリゴヌクレオチド)を含む。さらに別の例示的な化学捕捉剤は、標的分子
(または標的分子に結合した連結部分)に結合することができる受容体-配位子結合対(
例えば、アビジン、ストレプトアビジン、ビオチン、レクチン、炭水化物、核酸結合蛋白
質、エピトープ、抗体など)の部材を含む。化学的捕集剤のもう一つの例は、標的分子と
共に静電相互作用、水素結合、または同価結合を形成することができる化学試薬である(
例えば、チオール‐ジスルフィド交換、クリック化学、ディール‐アルダー等)。
残りの部分に結合している完全に飽和したカルボシクリル環または環系を意味する。
なくとも1つの二重結合を有するカルボシクリル環または環系を意味し、環系中の環は芳
香族ではない。例としては、シクロヘキセニルまたはシクロヘキセンおよびノルボルネニ
ルまたはノルボルネンが挙げられる。また、本明細書中で使用される場合、「ヘテロシク
ロアルケニル」または「ヘテロシクロアルケン」は、環骨格中に少なくとも1つのヘテロ
原子を有するカルボシクリル環または環系であって、環系中に環が芳香族ではないものを
意味する。
1つの三重結合を有するカルボシクリル環または環系を意味し、環系中に環が芳香族では
ない。例はシクロオクチンである。他の例はビシクロノインである。本明細書で使用する
「ヘテロシクロアルキニル」または「ヘテロシクロアルキン」とは、少なくとも1つの三
重結合を有し、環系中に環が芳香族ではない、環骨格中に少なくとも1つのヘテロ原子を
有するカルボシクリル環または環系を意味する。
手動であっても自動であってもよく、いくつかの例では、表面性状の改変をもたらす。一
般に、蒸着は、蒸着技術、塗装技術、グラフト技術などを使用して行うことができる。い
くつかの具体例は、化学蒸着(CVD)、スプレーコーティング(例えば、超音波スプレ
ーコーティング)、スピンコーティング、ダンクまたはディップ法、ドクターブレードコ
ーティング、パドルディスペンシング、フロースルーコーティング、エアロゾルプリンテ
ィング、スクリーンプリンティング、マイクロコンタクトプリンティング、インクジェッ
トプリンティングなどを含む。
の間隙領域によって少なくとも部分的に取り囲まれた面開口を有する基材またはパターン
化された樹脂における個別の凹状形状(特徴部)を指す。凹部は、例えば、円形、楕円形
、正方形、多角形、星形(任意の個数の頂点を有する)等を含む様々な形状のいずれかを
表面における開口部に有することができる。表面と直交する凹部の断面は、湾曲、正方形
、多角形、双曲線、円錐状、角度等であってもよい。例として、凹部は、ウェルまたは2
つの相互接続されたウェルとすることができる。また、凹部は、隆起部、階段形状等のよ
うな、より複雑なアーキテクチャを有してもよい。
ける個々のアイテムを識別することを意図するが、必ずしもコレクションにおけるあらゆ
るイテムを指すわけではない。例外は、明示的な開示または文脈が明らかにそうでないこ
とを指示する場合に発生する可能性がある。
すなわち、流路)と、チャンバに試薬を送達するための入口と、チャンバから試薬を除去
するための出口とを有する容器を意味することを意図している。いくつかの例では、チャ
ンバは、チャンバ内で起こる反応の検出を可能にする。例えば、チャンバ/流路は、凹部
におけるアレイ、光学的に標識された分子などの光学的検出を可能にする1つ以上の透明
な表面を含むことができる。
合された構成要素の間に規定される領域であり得る。いくつかの例では、流路は、パター
ン化された樹脂と蓋との間に画定されてもよく、したがって、パターン化された樹脂に画
定された1つまたは複数の凹部と連通してもよい。
に結合している剛性または半剛性材料から作製された小型本体を指す。本体は、例えば、
球形、楕円形、微小球形、または規則的または不規則な寸法を有するかどうかにかかわら
ず他の認識された粒子形状として特徴付けられる形状を有することができる。本体に役立
つ例示的な材料には、ガラス;アクリル酸、ポリスチレンなどのプラスチック、またはス
チレンと別の材料とのコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリ
ウレタン、またはポリテトラフルオロエチレン(Teflon(登録商標)、Chemours製);ア
ガロースまたはセファロースなどの多糖または架橋多糖;ナイロン;ニトロセルロース;
ケイ素および改質ケイ素を含む樹脂;シリカまたはシリカベースの材料、炭素繊維、金属
;無機ガラス;光ファイバ束、または様々な他のポリマーが含まれるが、これらに限定さ
れない。
子、すなわち、炭素以外の元素(窒素、酸素およびイオウを含むが、これらに限定されな
い)を含有する芳香族環または環系(すなわち、2つ以上の隣り合う原子を共有する2つ
以上の縮合環)をいう。ヘテロアリールが環系である場合、系中の全ての環は芳香族であ
る。ヘテロアリール基は、5~18リング部材を有することができる。
テロ原子を含む非芳香族環または環系を意味する。複素環は、融合、架橋またはスピロ連
結様式で一緒に結合され得る。複素環は、環系中の少なくとも1つの環が芳香族でないこ
とを条件として、任意の程度の飽和度を有することができる。環系において、ヘテロ原子
は、非芳香環または芳香環のいずれかで存在し得る。ヘテロシクリル基は、3~20リン
グ部材(すなわち、炭素原子およびヘテロ原子を含む、環骨格を構成する原子の数)を有
し得る。いくつかの例では、ヘテロ原子は、O、N、またはSである。
2基を指す。
用する場合、
基を指し、
RaおよびRbが、本明細書で定義するように、水素、C1~6アルキル、C2~6ア
ルケニル、C2~6アルキニル、C3~7カルボシクリル、C6~10アリール、5~1
0員ヘテロアリール、および5~10員ヘテロシクリルからそれぞれ独立して選択される
。
。
、または凹部を分離する他の保持体の面積を指す。例えば、間隙領域は、アレイの1つの
凹部をアレイの別の凹部から分離することができる。互いに分離された2つの凹部は、離
散的であってもよく、すなわち、互いに物理的接触を欠いていてもよい。多くの例では、
間隙領域は連続的であるが、凹部は、例えば、他の点では連続的な表面に画定された複数
の凹部の場合のように、不連続である。他の例では、間隙領域および特徴部(フィーチャ
)は、例えば、それぞれの間隙領域によって分離された複数のトレンチの場合のように、
離散的である。間隙領域によって提供される分離は、部分的または完全な分離であり得る
。間隙領域は、表面に画定された凹部の表面材料とは異なる表面材料を有することができ
る。例えば、凹部は、その中にポリマーおよび第1のプライマーセットを有することがで
き、間隙領域は、その上にポリマーおよび第2のプライマーセットを有することができる
。別の例では、アレイの凹部は、その中にビーズを有することができ、間隙領域は、その
上にビーズを有さない。
aC≡N+O-」基を意味する。ニトリルオキシドを調製する例には、クロラミド-Tで
の処理による、またはイミドイルクロリド[RC(Cl)=NOH]に対する塩基の作用
による、またはヒドロキシルアミンとアルデヒドとの間の反応からの、アルドキシムから
のin situ生成が含まれる。
び1つ以上のリン酸基を含む。ヌクレオチドは、核酸配列のモノマー単位である。RNA
では、糖はリボースであり、DNAでは、糖はデオキシリボース、すなわち、リボースの
2’位に存在する水酸基を欠く糖である。窒素含有複素環塩基(すなわち、核酸塩基)は
、プリン塩基またはピリミジン塩基であり得る。プリン塩基には、アデニン(A)および
グアニン(G)、ならびにそれらの修飾誘導体またはアナログが含まれる。ピリミジン塩
基には、シトシン(C)、チミン(T)、およびウラシル(U)、ならびにそれらの修飾
誘導体またはアナログが含まれる。デオキシリボースのC-1原子はピリミジンのN-1
またはプリンのN-9に結合している。核酸類似体は、改変されたリン酸骨格、糖、また
は核酸塩基のいずれかを有し得る。核酸アナログの例には、例えば、ペプチド核酸(PN
A)などのユニバーサル塩基またはリン酸-糖骨格アナログが含まれる。
リマーを指す。樹脂をパターン化するための樹脂および技術の具体例は、以下でさらに説
明される。本明細書で開示されるいくつかの例では、パターン化された樹脂は、その上に
自己集合するためのブロック共ポリマーのためのガイド鋳型として機能することができる
。ポリマーを「ガイド鋳型」にする特性の具体例は、以下でさらに説明される。
NAまたは一本鎖RNA)として定義される。本明細書中で増幅プライマーと呼ばれるい
くつかのプライマーは、鋳型増幅およびクラスター生成のための起点として役立つ。本明
細書中で配列決定プライマーと呼ばれる他のプライマーは、DNAまたはRNA合成の開
始点として役立つ。プライマーの5’末端は、ポリマーの官能基またはビーズ面とのカッ
プリング反応を可能にするように修飾することができる。プライマー長は、任意の数の塩
基長であってよく、様々な非天然ヌクレオチドを含むことができる。例えば、配列決定プ
ライマーは、10~60塩基、または20~40塩基の範囲の短いストランドである。
いくつかの例では、スペーサー層は、結合を助ける放射線吸収材料であってもよく、また
は結合を助ける放射線吸収材料と接してもよい。
囲気)を生成するために、ポリマー(例えば、フィルムまたは層の形成で)を密閉された
エンクロージャ内の過剰の溶媒に曝すことを含む。ポリマーフィルムまたは層は、室温(
例えば、約18℃~約25℃)または高温で保持され得、これは、ポリマーを膨潤させ、
そしてその鎖易動度を増加させる。
加され得る構造をいう。基材は、ウェハ、パネル、矩形板、ダイス、または好適な形態で
あってもよい。基材は、一般に剛性であり、水溶液に不溶である。基材は、凹部を改質す
るために使用されるか、または凹部に存在する薬品に対して不活性であってもよい。例え
ば、基材は、ポリマーを形成するため、プライマーを結合させるためなどに使用される化
学物質に対して不活性であり得る。基材は、単層であってもよいし、多積層構造(例えば
、保持体上に保持体およびパターン化された樹脂を含む)であってもよい。好適な基材の
例を以下にさらに説明する。
4つの窒素原子を含む6員ヘテロアリール基を指す。テトラジンは、任意に置換されてい
てもよい。
。テトラゾールは、任意に置換されていてもよい。
のプライマーセットであって、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプ
ライマーを含む第1のプライマーセット;および基材上の第2の領域に結合した第2のプ
ライマーセットであって、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライ
マーを含む第2のプライマーセットを含む。
スチック(アクリル、ポリスチレンおよびスチレン他の材料の共重合物、ポリプロピレン
、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン(Chemours
からのTEFLON(登録商標)など)、環状オレフィン/シクロオレフィンポリマー(ゼオン
社からのZEONOR(登録商標)など)、ポリイミド等を含む)、ナイロン、セラミック/セ
ラミック酸化物、シリカ、溶融シリカ、またはシリカベースの材料、ケイ酸アルミニウム
、シリコンと修飾シリコン(例えば、ホウ素をドープしたp+シリコン)、窒化シリコン
(Si3N4)、酸化ケイ素(SiO2)、五酸化タンタル(Ta2O5)または他の酸
化タンタル(TaOx)、酸化ハフニウム(HaO2)、カーボン、金属、無機ガラスな
どなどが挙げられる。基材はまた、マルチ積層構造であってもよい。多重積層構造のいく
つかの例としては、ガラスまたはケイ素が挙げられ、その表面には、酸化タンタルまたは
別のセラミックス酸化物の塗装層がある。マルチ積層構造の他の例は、パターン化された
樹脂をその上に有する下にある保持体(例えば、ガラスまたはケイ素)を含む。多層基材
の他の例としては、シリコン-オン-絶縁材(SOI)基材が挙げられる。
ート(~3メートル)までの最大寸法を有する長方形の板またはパネルを有することがで
きる。一実施形態では、基材は、約200mm~約300mmの範囲の径を有するウェハ
である。別の実施形態では、基材は、約0.1mm~約10mmの幅を有するダイスであ
る。例示的な寸法が提供されたが、適切な寸法を有する基材が使用されてもよいことを理
解されたい。別の例として、300ミリメートルの円形ウェハよりも大きい表面積を有す
る長方形の保持体であるパネルを使用することができる。
に結合され、第2のプライマーセットは、基材上の第2の領域に結合される。図1A~図
1Dは、別領域14、16に結合したプライマーセット12A、12A’、12B、12
B’、12C、12C’、および12D、12D’の異なる形状を示す。
第1のプライマー18または18’および切断可能な第2のプライマー20または20’
を含み;第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’および12D’の各々は
、切断可能な第1のプライマー19および切断不可能な第2のプライマー21を含む。
0または20’は、例えば、切断不可能な第1のプライマー18または18’が順方向増
幅プライマーであり、切断可能な第2のプライマー20または20’が逆方向増幅プライ
マーである場合、または切断可能な第2のプライマー20または20’が順方向増幅プラ
イマーであり、切断不可能な第1のプライマー18または18’が逆方向増幅プライマー
である場合、オリゴ一対である。第1のプライマーセット12A、12B、12C、およ
び12Dの各例において、切断可能な第2のプライマー20または20’は切断部位22
を含むが、切断不可能な第1のプライマー18または18’は切断部位22を含まない。
1または21’もまたオリゴペアであり、例えば、切断可能な第1のプライマー19また
は19’は順方向増幅プライマーであり、切断不可能な第2のプライマー21または21
’は逆方向増幅プライマーであるか、または切断不可能な第2のプライマー21または2
1’は順方向増幅プライマーであり、切断可能な第1のプライマー19または19’は逆
方向増幅プライマーである。第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’およ
び12D’の各例において、切断可能な第1のプライマー19または19’は、切断部位
22’または23を含み、一方、切断不可能な第2のプライマー21または21’は、切
断部位22’または23を含まない。
マー18または18’および第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’およ
び12D’の切断可能な第1のプライマー19または19’は、切断可能な第1のプライ
マー19または19’がヌクレオチド配列またはヌクレオチド配列に結合したリンカー2
4’に組み込まれた切断部位22’または23を含むことを除いて、同じヌクレオチド配
列(例えば、両方とも順方向増幅プライマーである)を有することを理解されたい。同様
に、第1のプライマーセット12A、12B、12C、12Dの切断可能な第2のプライ
マー20または20’および第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’およ
び12D’の切断不可能な第2のプライマー21または21’は、切断可能な第2のプラ
イマー20または20’がヌクレオチド配列またはヌクレオチド配列に結合したリンカー
24に組み込まれた切断部位22を含むことを除いて、同じヌクレオチド配列を有する(
例えば、両方とも逆増幅プライマーである)。
ある場合、第2のプライマー20および21または20’および21’は逆方向プライマ
ーであり、逆もまた同様であることが理解されるべきである。
7プライマーが挙げられ、その例は、例えば、HISEQ(商標)、HISEQX(商標
)、MISEQ(商標)、MISEQDX(商標)、MINISEQ(商標)、NEXT
SEQ(商標)、NEXTSEQDX(商標)、NOVASEQ(商標)、ISEQTM
、GENOMEANALYZER(商標)、および他の機器プラットフォームなどのシー
ケンシングのためにIlluminaInc.が販売する市販のフローセルの表面上で使用される。P
5およびP7プライマーは、捕捉および/または増幅目的のための普遍的な配列を有する
。一例において、P5およびP7プライマーは、以下を含む:
P5:5’→3’
AATGATACGGCGACCACCGA(配列番号1)
P7:5’→3’
CAAGCAGAAGACGGCATACGA(配列番号2)
P5およびP7プライマーは、切断部位22、22’、23を含まないので、切断不可
能プライマー18、21または18’、21’である。任意の適切な普遍的配列が、切断
不可能なプライマー18、21または18’、21’として使用され得ることが理解され
るべきである。
(例えば、図1Aおよび図1C)に、または切断可能なプライマー19、20または19
’、20’をそれぞれの領域16、14に結合させるリンカー24’、24に組み込まれ
たそれぞれの切断部位22、22’、23を有するP5およびP7(または他の普遍的配
列)プライマーが含まれる(図1Bおよび図1D)。適切な切断部位22、22’、23
の例には、酵素的に切断可能な核酸塩基または化学的に切断可能な核酸塩基、修飾された
核酸塩基、またはリンカー(例えば、核酸塩基間)が含まれる。酵素的に切断可能な核酸
塩基は、グリコシラーゼおよびエンドヌクレアーゼ、またはエキソヌクレアーゼとの反応
によって切断されやすくてもよい。切断可能な核酸塩基の1つの具体例は、デオキシウラ
シル(dU)であり、これは、USER酵素によって標的化され得る。例えば、ウラシル
塩基は、P5プライマー(P5U)またはP7プライマー(P7U)の3’末端から7番
目の塩基の位置に組み込むことができる。他の非塩基性部位も使用することができる。化
学的に切断可能な核酸塩基、修飾された核酸塩基、またはリンカーの例には、ビシナルジ
オール、ジスルフィド、シラン、アゾベンゼン、光切断可能な基、アリルT(アリル官能
性を有するチミンヌクレオチド類似体)、アリルエーテル、またはアジド官能性エーテル
が含まれる。
12Cおよび12C’または12Dおよび12D’は、基材上のそれぞれの領域14また
は16に結合される。いくつかの例では、領域14、16は、同じ表面化学を有し、本明
細書に記載される技術のいずれかを使用して、領域14上にプライマー18、20または
18’、20’の1つのセットを、そして領域16上にプライマー19、21または19
’、21’の別のセットをグラフトし得る。他の例では、領域14または16は、それぞ
れのプライマー18、20または18’、20’または19、21または19’、21’
と選択的に反応することができる様々な表面化学物質(例えば、官能基)を含む。これら
の他の例では、第1の領域14は第1の官能基を有し、第2の領域16は第1の官能基と
は異なった第2の官能基を有する。
A、12A’、12B、12B’、12C、12C’、および12D、12D’の異なる
構成を示す。より具体的には、図1A~図1Dは、使用され得るプライマー18、20お
よび19、21または18’、20’および19’、21’の異なる形状を示す。
8、20および19、21は、例えば、リンカー24、24’なしで、領域14および1
6に直接結合される。領域14は、プライマー18、20の5’末端に末端基を固定化す
ることができる表面官能基を有していてもよい。同様に、領域16は、プライマー19、
21の5’末端に末端基を固定化することができる表面官能基を有することができる。一
例では、領域14とプライマー18、20との間の固定化化学(固定化ケミストリー)、
および領域16とプライマー19、21との間の固定化化学は、プライマー18、20ま
たは19、21が所望の領域14または16に選択的に結合するように異なっていてもよ
い。別の例では、固定化化学は、領域14、16およびそれぞれのプライマー18、20
または19、21について同じであってもよく、一度に1つのプライマーセット12A、
12A’をグラフトするために、パターン化技術が使用されてもよい。さらに別の例では
、領域14、16を形成するために適用される材料は、それに予めグラフトされたそれぞ
れのプライマー18、20または19、21を有してもよく、したがって、固定化化学は
、同じであっても異なっていてもよい。
5’末端におけるそれぞれの領域14または16への一点共有結合によるものであっても
よい。領域14、16では、当該技術分野で公知の任意の適切な共有結合手段を使用する
ことができる。使用され得る末端プライマーの例としては、アルキン末端プライマー、テ
トラジン末端プライマー、アジド末端プライマー、アミノ末端プライマー、エポキシまた
はグリシジル末端プライマー、チオホスフェート末端プライマー、チオール末端プライマ
ー、アルデヒド末端プライマー、ヒドラジン末端プライマー、ホスホラミダイト末端プラ
イマー、およびトリアゾリンジオン末端プライマーが挙げられる。いくつかの具体例では
、スクシンイミジル(NHS)酸エステル末端プライマーは、領域14および/または1
6の表面でアミンと反応させてもよく、アルデヒド末端プライマーは、領域14および/
または16の表面でヒドラジンと反応させてもよく、またはアルキン末端プライマーは、
領域14および/または16の表面でアジドと反応させてもよく、またはアジド末端プラ
イマーは、領域14および/または16の表面でアルキンまたはDBCO(ジベンゾシク
ロオクチン)させてもよく、またはアミノ末端プライマーは、領域14および/または1
6の表面で活性化カルボキシレート基またはNHSエステルと反応させてもよく、または
チオール末端プライマーは、領域14および/または16の表面でアルキル化反応物(例
えば、ヨードアセトアミンまたはマレイミド)と反応させてもよく、ホスホラミダイト末
端プライマーは、領域14および/または16の表面でチオエーテルと反応させてもよく
、またはビオチン修飾プライマーは、領域14および/または16の表面でストレプトア
ビジンと反応させてもよい。
位22、22’は、プライマー20、19の配列に組み込まれる。この例では、同じタイ
プの切断部位22、22’が、それぞれのプライマーセット12A、12A’の切断可能
なプライマー20、19において使用される。例えば、切断部位22、22’はウラシル
塩基であり、切断可能なプライマー20、19はP5UおよびP7Uである。この例では
、オリゴペア18、20の切断不可能プライマー18はP7であってもよく、オリゴペア
19、21の切断不可能プライマー21はP5であってもよい。したがって、この例では
、第1のプライマーセット12AはP7、P5Uを含み、第2のプライマーセット12A
’はP5、P7Uを含む。プライマーセット12A、12A’は、反対側の線形化化学を
有し、これは、増幅、クラスター生成、および線形化の後、順方向鋳型ストランドが1つ
の領域14または16上に形成されること、および反転ストランドが他の領域16または
14上に形成されることを可能にする。
8’、20’および19’、21’は、例えば、リンカー24、24’を介して領域14
および16に結合される。領域14は、プライマー18’、20’の5’末端にリンカー
24を固定することができる表面官能基を有することができる。同様に、領域16は、プ
ライマー19’、21’の5’末端にリンカー24’を固定することができる表面官能基
を有することができる。一例では、領域14およびリンカー24のための固定化化学、な
らびに領域16およびリンカー24’のための固定化化学は、プライマー18’、20’
または19’、21’が所望の領域14または16に選択的にグラフトされるように、異
なっていてもよい。別の例において、固定化化学は、領域14、16およびリンカー24
、24’について同じであり得、そして本明細書中に開示される任意の適切な技術が、一
度に1つのプライマーセット12B、12B’をグラフトするために使用され得る。さら
に別の例では、領域14、16を形成するために適用される材料は、予めグラフトされた
それぞれのプライマー18’、20’および19’、21’を有していてもよく、したが
って、固定化化学は、同じであっても異なっていてもよい。好適なリンカー24、24’
の例としては、核酸リンカー(例えば、10ヌクレオチド以下)または非核酸リンカー(
例えば、ポリエチレングリコール鎖、アルキル基もしくは炭素鎖、ビシナルジオールを有
する脂肪族リンカー、ペプチドリンカーなど)が挙げられ得る。核酸リンカーの例は、ポ
リTスペーサーであるが、他のヌクレオチドもまた使用され得る。一実施形態では、スペ
ーサーは、6T~10Tスペーサーである。以下は、非核酸リンカー(ここで、Bは核酸
塩基であり、「オリゴ」はプライマーである)を含むヌクレオチドのいくつかの例である
:
は異なるリンカー24、24’を有する。プライマー18’は切断不可能であるが、プラ
イマー19’はリンカー24’に組み込まれた切断部位22’を含む。また、この例では
、プライマー20’、21’は、同じ配列(例えば、P7)および同じまたは異なるリン
カー24、24’を有する。プライマー21’は切断不可能であり、プライマー20’は
リンカー24に組み込まれた切断部位22を含む。切断可能なプライマー20’、19’
の各々のリンカー24、24’において、同じタイプの切断部位22、22’が使用され
る。例えば、切断部位22、22’は、核酸リンカー24、24’に組み込まれるウラシ
ル塩基であってもよい。プライマーセット12B、12B’は、反対側の線形化化学を有
し、これは、増幅、クラスター生成、および線形化の後、順方向鋳型ストランドが1つの
領域14または16上に形成されること、および逆方向ストランドが他の領域16または
14上に形成されることを可能にする。
セット12C、12C’の切断可能プライマー20、19において使用されることを除い
て、図1Aに示される例と同様である。例として、2つの異なる酵素的切断部位を使用し
てもよく、2つの異なる化学的切断部位を使用してもよく、または1つの酵素的切断部位
および1つの化学的切断部位を使用してもよい。それぞれの切断可能なプライマー20、
19において使用され得る異なる切断部位22、23の例としては、ビシナルジオール、
ウラシル、アリルエーテル、ジスルフィド、制限酵素部位、および8-オキソグアニンの
任意の組み合わせが挙げられる。
セット12D、12D’の切断可能なプライマー20’、19’に結合したリンカー24
、24’において使用されることを除いて、図1Bに示される例と同様である。切断可能
なプライマー20、19に結合したリンカー24、24’のそれぞれにおいて使用され得
る異なる切断部位22、23の例としては、ビシナルジオール、ウラシル、アリルエーテ
ル、ジスルフィド、制限酵素部位、および8-オキソグアニンの任意の組み合わせが挙げ
られる。
9、21または18’、20’および19’、21’の領域14、16への取り付け部材
は、プライマー18、20および19、21または18’、20’および19’、21’
の鋳型特定部位を、その同族鋳型へのアニーリングのために自由に残し、そしてプライマ
ー伸長のために3’水酸基を自由に残す。
’、または12C、12C’、または12D、12D’が結合している基材上の異なる領
域を表す。領域14、16は、異なった官能基の材料を含むことができる。いくつかの例
では、様々な官能基は、基材の表面に導入された基材または官能基の表面官能基であるか
、または基材上に堆積される別の構成要素(例えば、ポリマー層、ビーズなど)の官能基
であってもよい。
の技術を使用して、それぞれのセット12Aおよび12A’、または12Bおよび12B
’、または12Cおよび12C’、または12Dおよび12D’のプライマー18、20
および19、21、または18’、20’および19’、21’をそれぞれの領域14、
16に順次結合させてもよい。
層を含む。ポリマー層は、液体および気体に対して透過性である半剛性ポリマー材料であ
ってもよい。ポリマー層の例は、ポリ(N-(5-アジドアセトアミジルペンチル)アク
リルアミド-co-アクリルアミド、PAZAMなどのアクリルアミドコポリマーを含む
。PAZAMおよびアクリルアミドコポリマーのいくつかの他の形態は、以下の構造(I
)で表される:
RAは、アジド、置換されていてもよいアミノ、置換されていてもよいアルケニル、置
換されていてもよいヒドラゾン、置換されていてもよいヒドラジン、カルボキシル、ヒド
ロキシ、置換されていてもよいテトラゾール、置換されていてもよいテトラジン、ニトリ
ルオキシド、ニトロン、およびチオールからなる群より選択され、
RBは、Hまたは任意に置換されたアルキルであり、
RC、RDおよびREは、それぞれ独立して、Hおよび置換されていてもよいアルキル
からなる群から選択され、
-(CH2)p-のそれぞれを任意に置換することができ、
pは、1~50の範囲の整数であり、
nは1~50,000の範囲の整数であり、
mは1~100,000の範囲の整数である。
当業者は、構造(I)における繰り返し「n」および「m」特徴の配置が代表的であり
、モノマーサブユニットが、ポリマー構造中に任意の順序で存在し得る(例えば、ランダ
ム、ブロック、パターン化、またはそれらの組み合わせ)ことを認識する。
は具体例では、約312kDaであってもよい。
ZAMは、軽度に架橋されたポリマーである。
アミド単位は、N,N-ジメチルアクリルアミド
びRHがそれぞれメチル基である(アクリルアミドの場合のようにHの代わりに)。この
例では、qは、1~100,000の範囲の整数であってもよい。別の例では、アクリル
アミド単位に加えて、N,N-ジメチルアクリルアミドを使用することができる。この実
施形態では、構造(I)は、繰り返される「n」および「m」の特徴に加えて、
がそれぞれメチル基であることを含むことができる。この例では、qは、1~100,0
00の範囲の整数であってもよい。
たはC1~C4アルキルであり;R2はHまたはC1~C4アルキルであり;Lは、炭素
、酸素、および窒素からなる群から選択される2~20原子を有する直鎖状鎖、ならびに
鎖中の炭素および任意の窒素原子上の10個の任意の置換基を含むリンカーであり;Eは
、炭素、酸素、および窒素からなる群から選択される1~4個の原子、ならびに鎖中の炭
素および任意の窒素原子上の任意の置換基を含む直鎖状鎖であり;Aは、Nに結合したH
またはC1~C4アルキルを有するN置換アミドであり;およびZは、窒素を含む複素環
である。Zの例には、単一の環状構造または融合構造として存在する5~10環状メンバ
ー(ringmember)が含まれる。
のそれぞれの繰り返し単位を含んでもよく、
ここで、R1a、R1b、R2aおよびR2bは、それぞれ独立して、水素、任意に置
換されたアルキルまたは任意に置換されたフェニルから選択され、各R3aおよびR3b
は、独立して、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたフェニル、または任
意に置換されたC7~C14アラルキルから選択され、各L1およびL2は、独立して、
任意に置換されたアルキレンリンカーまたは任意に置換されたヘテロアルキレンリンカー
から選択される。
2C、12C’または12D、12D’と相互作用するように官能化されている限り、他
の分子を使用してポリマー層を形成してもよいことを理解されたい。好適なポリマー層の
他の例には、アガロースなどのコロイド構造;またはゼラチンなどのポリマーメッシュ構
造;またはポリアクリルアミドポリマーおよびコポリマーなどの架橋高分子構造、シラン
フリーアクリルアミド(SFA)、またはSFAのアジドール化版が含まれる。好適なポ
リアクリルアミドポリマーの例は、アクリルアミドおよびビニル基を含むアクリル酸また
はアクリル酸から、または[2+2]光環状付加反応を形成するモノマーから合成するこ
とができる。好適なポリマー層のさらに他の例には、アクリルアミドとアクリル酸塩との
混合共ポリマーが含まれる。星形ポリマー、星形または星形ブロックポリマー、デンドリ
マーなどの分枝ポリマーも使用することができる。
ーセット12A、12B、12C、12Dのプライマー18、20または18’、20’
を固定することができる表面官能基を有することができ、領域16は、第2のプライマー
セット12A’、12B’、12C’、12D’のプライマー19、21または19’、
21’を固定することができる様々な表面官能基を有することができる。
用される。この実施例では、ブロック共ポリマーは、2つの異なったブロックを含み、一
方は、第1のプライマーセット12A、12B、12C、12Dのプライマー18、20
または18’、20’に結合することができるプライマーグラフト官能基を有し、他方は
、第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’、12D’のプライマー19、
21または19’、21’に結合することができるプライマーグラフト官能基を有する。
プライマーグラフト化官能基の例は、アジド/アジド、任意に置換されたアミノ、任意に
置換されたアルケニル、アルデヒド、任意に置換されたヒドラゾン、任意に置換されたヒ
ドラジン、カルボキシル、ヒドロキシ、任意に置換されたテトラゾール、任意に置換され
たテトラジン、ニトリルオキシド、ニトロン、チオール、およびこれらの組み合わせから
なる群から選択される。
、2つの異なる表面官能基を有するシラン(例えば、アジドおよびアミン)、金上のチオ
ール自己集合単層、ならびにアルミニウムまたは酸化ハフニウム、SiO2およびTa2
O5、エポキシおよびTa2O5上のホスホネート自己集合単層、アジド基を含む第1の
ポリマー、ならびにアミン基、SiO2および銅、またはエポキシおよび銅を含む第2の
ポリマーが含まれる。いくつかの例が提供されたが、化学的に別領域14、16の他の組
み合わせが使用されてもよいことが理解されるべきである。
構造の異なる例を示す。これらの例では、基材26は、ガラス、シリコンなどのような単
一の層/材料として示されている。しかしながら、これらの例示的な構成のいずれかと共
に多層基材を使用できることを理解されたい。例えば、これらの例のいずれかは、保持体
上に形成された保持体およびパターン化された樹脂を含むことができる。
いる。
。プライマーセット12A、12A’または12B、12B’または12C、12C’ま
たは12D、12D’は、この説明を通して言及されているが、明確にするために示され
ているのではない。
能化層60は、ポリマー(PAZAM)、シラン、金属(金、アルミなど)、または第1
のプライマーの組12A、12B、12C、12Dに結合することができる官能基を有す
る任意の他の物質であってもよい。第1の官能化層60は、本明細書に記載される技術の
いずれかを使用して堆積されてもよい。
ングを使用して活性化されて、第1の官能化層60と反応することができる表面基を生成
することができる。シラン化およびプラズマアッシングの例は、図13Aを参照してより
詳細に説明される。次いで、第1の官能化層60は、本明細書に記載される技術のいずれ
かを使用して堆積されてもよい。使用される材料に応じて、第1の官能化層60を硬化さ
せることもできる。
ジスト62によって覆われた第1の官能化領域(領域14)を形成する。一例では、フォ
トレジスト62はネガ型フォトレジストである(露出領域は不溶性になる)。適切なネガ
型フォトレジストの例には、エポキシ系SU-8フォトレジスト(MicroChemi
calsから入手可能)が含まれる。フォトレジスト62は、第1の官能化層60に適用
され、特定の波長の光に選択的に露光されて不溶性部分(62で示す)を形成し、現像液
溶液に曝して可溶性部分を除去する。別の例では、フォトレジスト62はポジ型フォトレ
ジストである(露光領域は可溶性になる)。適切なポジ型フォトレジストの例としては、
MICROPOSIT(登録商標)S1800シリーズまたはAZ(登録商標)1500
シリーズが挙げられ、これらは両方ともMicroChemicalsから入手可能であ
る。フォトレジスト62を基材26に適用し、ある波長の光に選択的に露光して可溶性領
域を形成し、現像液溶液に曝して可溶性部分を除去し、不溶性領域(62で示す)を残す
。他の例では、フォトレジスト62は、該領域(例えば、62)を形成するためにパター
ン化されたナノインプリントリソグラフィ樹脂で置き換えることができる。
ト62によって覆われていない部分)を、例えば、エッチングまたは別の適切な技法によ
って除去することができる。
上及び基材26の一部(例えば、露出表面S)上に、第2の官能化層64を適用する。使
用する材料に応じて、第2の官能化層64も硬化させることができる。
官能化層64のいずれかを除去することができる。
去するために、第2のフォトレジスト62’を適用し、露光し、現像して、不溶性領域(
62’で示す)が第1の官能化領域14と、i)第1の官能化領域14に隣接し、ii)
第2の官能化領域16になる第2の官能化層64の望ましい部分とを覆うようにする。フ
ォトレジスト62’が形成されると、第2の官能化層64の露出部分(例えば、フォトレ
ジスト62’によって覆われていない部分)を、例えば、エッチングまたは他の適切な技
術によって除去することができる。
2の官能化領域14、16を露出させる。
6Hには示されていない)は、第1の官能化層60に予めグラフトされ得、したがって、
第1の官能化領域14に結合される。同様に、プライマー19、21または19’、21
’(図26A~図26Hには示さず)は、第2の官能化層64に予めグラフトされ得、し
たがって、第2の官能化領域16に結合される。これらの実施例では、追加のプライマー
グラフトは行われない。
めグラフトされていない。これらの実施例において、プライマー18、20または18’
、20’は、第1の官能化層60が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図26A
で)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー18、20または18
’、20’は、領域16の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例えば
、図26Hで)グラフトされ得る。
ラフトされていなくてもよい。これらの実施例において、プライマー19、21または1
9’、21’は、第2の官能化層64が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図2
6Dで)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー19、21または
19’、21’は、領域14の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例
えば、図26Hで)グラフトされ得る。
、一時的に結合された蓋を使用して)、ダンクコーティング、スプレーコーティング、パ
ドルディスペンシングによって、またはプライマー18、20もしくは18’、20’を
領域14に結合させるか、またはプライマー19、21もしくは19’、21’を領域1
6に結合させる別の好適な方法によって達成され得る。これらの例示的な技術の各々は、
プライマー溶液または混合物を利用し得、これは、プライマー18、20または18’、
20’、19、21または19’、21’水、緩衝液、および触媒を含み得る。いずれの
グラフト化方法においても、プライマー18、20または18’、20’は領域14の反
応性基と反応し、またはプライマー19、21または19’、21’は領域16の反応性
基と反応し、基材26に対する親和性を有さない。
(SAM)を第1の官能化領域14上に堆積させるステップと、第2の自己集合単層(S
AM)を第2の官能化領域16上に堆積させるステップとをさらに含むことができる。例
えば、領域14は金であり、第1のSAMは、プライマー18、20または18’、20
’に結合することができる金およびアジド基に結合することができるチオール基を含む。
別の例では、領域16は、酸化ハフニウムまたは酸化アルミニウムであり、第2のSAM
は、酸化ハフニウムまたは酸化アルミニウムに結合することができるホスホネート基と、
プライマー19、21または19’、21’に結合することができるアミン基とを含む。
自己集合単層を使用する例では、プライマーセット12A、12A’または12B、12
B’または12C、12C’または12D、12D’は、SAMSが形成された後にグラ
フトされる。
プライマーセット12A、12A’または12B、12B’または12C、12C’また
は12D、12D’は、本明細書を通して言及されているが、明確にするために示されて
いるのではない。
レジスト62が基材26上に適用される。この例では、フォトレジスト62は、ポジ型フ
ォトレジスト(露光領域が可溶性になる)またはネガ型フォトレジスト(露光領域が不溶
性になる)とすることができる。フォトレジスト62はまた、領域(例えば、62)を形
成するためにパターン化されるナノインプリントリソグラフィ樹脂で置き換えられてもよ
い。
れかを使用して、フォトレジスト62上および第1の基材部66上に堆積されてもよい。
場合によっては、第1の官能化層60を硬化させることもできる。
官能化層60のいずれかを除去することができる。これにより、基材面Sに形成された範
囲14が残る。
)が、第1の官能化領域14に近接する第2の基材部68を除いて、第1の官能化領域1
4および基材26を覆うようにする。
せて、フォトレジスト62’上及び第2の基材部68上に、第2の官能化層64を適用す
る。
の官能化層64のいずれかを除去することができる。これにより、第1および第2の官能
化領域14、16が露出される。
7Fには示されていない)は、第1の官能化層60に予めグラフトされ得、したがって、
第1の官能化領域14に結合される。同様に、プライマー19、21または19’、21
’(図27A~図27Fには示されていない)は、第2の官能化層64に予めグラフトさ
れ得、したがって、第2の官能化領域16に結合される。これらの実施例では、追加のプ
ライマーグラフトは行われない。
めグラフトされていない。これらの実施例において、プライマー18、20または18’
、20’は、第1の官能化層60が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図27B
または27Cで)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー18、2
0または18’、20’は、領域16の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最
後に(例えば、図27Fで)グラフトされ得る。
ラフトされていなくてもよい。これらの実施例において、プライマー19、21または1
9’、21’は、第2の官能化層64が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図2
7Eで)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー19、21または
19’、21’は、領域14の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例
えば、図27Fで)グラフトされ得る。
グラフト技術を使用して達成され得る。いずれのグラフト化方法においても、プライマー
18、20または18’、20’は領域14の反応性基と反応し、またはプライマー19
、21または19’、21’は領域16の反応性基と反応し、基材26に対する親和性を
有さない。
(SAM)を第1の官能化領域14上に堆積させるステップと、第2の自己集合単層(S
AM)を第2の官能化領域16上に堆積させるステップとをさらに含むことができる。自
己集合単層を使用する例では、プライマーセット12A、12A’または12B、12B
’または12C、12C’または12D、12D’は、SAMSが形成された後にグラフ
トされる。
示される。プライマーセット12A、12A’または12B、12B’または12C、1
2C’または12D、12D’は、この説明を通して言及されているが、明確にするため
に示されているのではない。
が、基材は、保持体上のパターン化されていない樹脂(例えば、ガラス保持体上のナノイ
ンプリントリソグラフィ樹脂、または本明細書で説明される樹脂54および保持体52の
任意の他の例、「ビーズベースフローセル」の部を参照されたい)を含む多層基材であっ
てもよいことを理解されたい。
ば、多層基材のナノインプリントリソグラフィ樹脂/レジストは、酸素プラズマに曝され
、次いで、犠牲金属層98は、任意の好適な金属析出技術を用いて堆積されてもよい。例
えば、犠牲金属層98は、スパッタ法を用いて堆積される。犠牲金属層98の例は、アル
ミまたは銅を含み、層98は、約10nm~約100nmの範囲の厚さを有することがで
きる。
ベル(複数の高さ)またはマルチ深さ(複数の深さ)を有する凹部を画定するようにパタ
ーン化される。パターン化された樹脂は符号54’で示されている。この実施形態では、
樹脂は、任意のナノインプリントリソグラフィ樹脂とすることができる。一例では、樹脂
は、スピンコーティングされ、軟ベークされ、次いでスタンプされ、硬化されて(例えば
、紫外線硬化を使用して)、深い部分70と、部分的にパターン化された樹脂54’の段
差部分74によって画定される浅い部分72とを含むマルチレベルまたはマルチ深さの凹
部を画定する。
ある基材26の一部分100(例えば、多層基材のパターン化されていない樹脂またはガ
ラスの一部分)および浅い部分72の下にある犠牲金属層98の一部分102を露出させ
ることができる。露出した部分を図41Cに示す。ウェットエッチングの一例では、銅犠
牲金属層98を除去するために、FeCl3を使用することができる。ウェットエッチン
グの別の実施形態では、アルミニウム犠牲金属層98を除去するためにKOHを使用する
ことができる。ドライエッチングの一例では、まず、パターン化された樹脂54’の残留
分を除去するために酸素プラズマが使用され、次に、アルミニウム犠牲金属層98をエッ
チングするために、Cl2プラズマとBCl3プラズマの組合せが使用される。酸素プラ
ズマを再び使用して、露出部分100および102を洗浄することができる。この例では
、深さD1(例えば、浅い部分72の深さ)およびD2(例えば、深い部分70の底部か
ら段差部分74の頂部まで)、ならびに犠牲金属層98の厚さD3は、部分100および
102を露出させるために、エッチング中に材料54’および98のそれぞれの所望の厚
さが除去されるように、同一または類似(例えば、互いの1nm以内)であってもよい。
’、基材26の露出部分100、および犠牲金属層98の露出部分102上に堆積されて
もよい。第1の官能化層60は、任意の実施例であってもよく、本明細書に記載される任
意の技術を使用して堆積されてもよい。場合によっては、第1の官能化層60も硬化され
る。
使用して、第1の官能化層60の一部および犠牲金属層98の別の部分を選択的に除去す
る。ウェットエッチングは、本明細書に記載されるように実行されてもよい。使用される
エッチャントは、犠牲金属層98をエッチングすることができ、したがって、第1の官能
化層60を持ち上げることができる。
1の官能化層60上に適用される。第2の官能化層64には、任意の適切な堆積技術を使
用することができる。本明細書に開示される例示的な方法のいずれにおいても、堆積が高
イオン強度下(例えば、10×PBS、NaCl、KClなどの存在下)で行われる場合
、第2の官能化層64は、第1の官能化層60上に析出しないか、または第1の官能化層
60に結合しない。したがって、第2の官能化層64は、第1の官能化層60に混入せず
、領域16を残す。
の上の第1の官能化層60のいずれかを除去することができる。このリフトオフプロセス
は、超音波処理を用いてジメチルスルホキシド(DMSO)中で、またはアセトン中で、
またはNMP(N-メチル-2-ピロリドン)ベースのストリッパを用いて行うことがで
きる。次いで、残りの犠牲金属層98を露出させ、本明細書に記載のようにウェットエッ
チングを使用して除去することができる。部分的には、犠牲金属層98が領域14、16
の下方に存在しないので、領域14、16は、ウェットエッチング後に基材面上にそのま
ま残る。
1Gには示されていない)は、第1の官能化層60に予めグラフトされ得、したがって、
第1の官能化領域14に結合される。同様に、プライマー19、21または19’、21
’(図41A~図41Gには示さず)は、第2の官能化層64に予めグラフトされ得、し
たがって、第2の官能化領域16に結合される。これらの実施例では、追加のプライマー
グラフトは行われない。
めグラフトされていない。これらの実施例において、プライマー18、20または18’
、20’は、第1の官能化層60が適用された後に(例えば、図41Dで)グラフトされ
得る。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー18、20または18
’、20’は、領域16の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例えば
、図41Gで)グラフトされ得る。
ラフトされていなくてもよい。これらの実施例において、プライマー19、21または1
9’、21’は、第2の官能化層64が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図4
1Fで)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー19、21または
19’、21’は、領域14の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例
えば、図41Gで)グラフトされ得る。
、一時的に結合された蓋を使用して)、ダンクコーティング、スプレーコーティング、パ
ドルディスペンシングによって、またはプライマー18、20もしくは18’、20’を
領域14に結合させるか、またはプライマー19、21もしくは19’、21’を領域1
6に結合させる別の好適な方法によって達成され得る。これらの例示的な技術の各々は、
プライマー溶液または混合物を利用し得、これは、プライマー18、20または18’、
20’、19、21または19’、21’水、緩衝液、および触媒を含み得る。いずれの
グラフト化方法においても、プライマー18、20または18’、20’は領域14の反
応性基と反応し、またはプライマー19、21または19’、21’は領域16の反応性
基と反応し、基材26に対する親和性を有さない。
れる。ここでも、プライマーセット12A、12A’または12B、12B’または12
C、12C’または12D、12D’は、本明細書全体を通して言及されているが、明確
にするために示されていない。
Gで説明した実施形態と同様に、基材は、保持体上にパターン化されていない樹脂を含む
多層基材であってもよい。
金属層98は、例示的な物質のいずれであってもよく、図41Aに関して説明された例の
いずれかによって堆積されてもよい。
ベルまたはマルチ深さの凹部を画定するようにパターン化される。パターン化された樹脂
は符号54’で示されている。この実施形態では、樹脂は、任意のナノインプリントリソ
グラフィ樹脂とすることができる。一例では、樹脂は、スピンコーティングされ、軟ベー
クされ、次いでスタンプされ、硬化されて(例えば、紫外線硬化を使用して)、深い部分
70と、部分的にパターン化された樹脂54’の段差部分74によって画定される浅い部
分72とを含むマルチレベルまたはマルチ深さの凹部を画定する。
ある基材26の一部分100(例えば、多層基材のパターン化されていない樹脂の一部分
)および浅い部分72の下にある犠牲金属層98の一部分102を露出させることができ
る。露出部分100および102は、図42Cに示される。ウェットエッチングまたはド
ライエッチングは、図41Cを参照して説明したように実行することができる。
基材26の露出部分100、および犠牲金属層98の露出部分102上に堆積させること
ができる。第1の官能化層60は、任意の実施例であってもよく、本明細書に記載される
任意の技術を使用して堆積されてもよい。場合によっては、第1の官能化層60を硬化さ
せることもできる。
ジスト62によって覆われた第1の官能化領域(領域14)を形成する。この例では、フ
ォトレジスト62はネガ型フォトレジストである。フォトレジスト62は、第1の官能化
層60に適用され、特定の波長の光に選択的に露光されて不溶性部分を形成し、現像液溶
液に露出されて可溶性部分を除去することができる。残りのフォトレジスト62は、深い
部分70における部分100上にある第1の官能化層60の部分上に配置される。
ト62によって覆われていない部分)を、例えば、エッチングまたは別の適切な技法によ
って除去することができる。このエッチングプロセス(例えば、酸素プラズマ)はまた、
パターン化された樹脂54’の一部およびフォトレジスト62の一部を除去する。別のエ
ッチング工程では、浅い部分72(図42B参照)の下にあった犠牲金属層98が除去さ
れる。この例では、図41Cを参照して説明したようなウェットエッチングまたはドライ
エッチングを使用することができる。この工程は、基材26の他の一部104を露出させ
る。
ジスト62、及び基材26の露出部分104の露出部分に第2の官能化層64を適用する
。一実施例では、第2の官能化層64は、フォトレジスト62上に堆積されてもよいが、
フォトレジスト62が持ち上げられると、フォトレジスト62とともに除去されてもよい
。
62は、次いで、リフトオフされ得、それは、その上の第2の官能化層64のいずれかを
除去する。このリフトオフプロセスは、超音波処理を用いてジメチルスルホキシド(DM
SO)中で、またはアセトン中で、またはメチルピロリドン(N-メチル-2-ピロリド
ン)ベースのストリッパを用いて行うことができる。次いで、残りの犠牲金属層98を露
出させ、本明細書に記載のようにウェットエッチングを使用して除去することができる。
部分的には、犠牲金属層98が領域14、16の下方に存在しないので、領域14、16
は、ウェットエッチング後に基材面上にそのまま残る。
2Hには示されていない)は、第1の官能化層60に予めグラフトされ得、したがって、
第1の官能化領域14に結合される。同様に、プライマー19、21または19’、21
’(図42A~図42Hには示さず)は、第2の官能化層64に予めグラフトされ得、し
たがって、第2の官能化領域16に結合される。これらの実施例では、追加のプライマー
グラフトは行われない。
めグラフトされていない。これらの実施例において、プライマー18、20または18’
、20’は、第1の官能化層60が適用された後に(例えば、図42Dで)グラフトされ
得る。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー18、20または18
’、20’は、領域16の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例えば
、図42Hで)グラフトされ得る。
ラフトされていなくてもよい。これらの実施例において、プライマー19、21または1
9’、21’は、第2の官能化層64が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図4
2Gで)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー19、21または
19’、21’は、領域14の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例
えば、図42Hで)グラフトされ得る。
、一時的に結合された蓋を使用して)、ダンクコーティング、スプレーコーティング、パ
ドルディスペンシングによって、またはプライマー18、20もしくは18’、20’を
領域14に結合させるか、またはプライマー19、21もしくは19’、21’を領域1
6に結合させる別の好適な方法によって達成され得る。これらの例示的な技術の各々は、
プライマー溶液または混合物を利用し得、これは、プライマー18、20または18’、
20’、19、21または19’、21’水、緩衝液、および触媒を含み得る。いずれの
グラフト化方法においても、プライマー18、20または18’、20’は領域14の反
応性基と反応し、またはプライマー19、21または19’、21’は領域16の反応性
基と反応し、基材26に対する親和性を有さない。
クジェットプリンティングなどの直接印刷技術を使用して形成することもできる。これら
の方法は、約1μm~約50μmなどのミクロンスケールで領域を生成することが望まし
い場合に特に好適であり得る。
16をアレイ状に形成し得ることが理解される。分離されたセットにおける領域14、1
6が隣り合っていれば、多種多様なレイアウトを用いることができる。
に位置する様々な例を示す。凹部28は、単層基材(例えば、基材26)で形成されても
よいし、多層基材の最表層で形成されてもよい。
ンピング技術、エンボス加工技術、成形技術、マイクロエッチング技術などの任意の適切
な技術を使用して形成することができる。
30によって分離された複数の凹部28を含むことができ、凹部28の各々は、第1の部
分に位置する第1の領域14と、第2の部分に位置する第2の領域16とを含むことを理
解されたい。なおさらに、本明細書に開示される例のいくつかは、異なるサイズを有する
凹部28Aおよび28B(例えば、図11Cを参照のこと)、または相互接続されるが異
なるサイズを有する2つの部分34、34’を含む凹部28C(例えば、図11Dを参照
のこと)を含む。凹部28に関する以下の説明は、本明細書に開示される凹部28、28
A、28B、28Cの任意の例に適用可能であることを理解されたい。
くの異なるレイアウトを想定することができる。例えば、凹部28は、密にパッキングし
、濃度を向上させるために、六角形の格子状に配置されている。他のレイアウトは、例え
ば、直線(すなわち、矩形)レイアウト(図24参照)、三角形レイアウトなどを含むこ
とができる。いくつかの例では、レイアウトまたはパターンは、行および列にある凹部2
8のx-yフォーマットとすることができる。いくつかの他の例では、レイアウトまたは
パターンは、凹部28および/または間隙領域30の繰り返し配列であってもよい。さら
に他の例では、レイアウトまたはパターンは、凹部28および/または間隙領域30のラ
ンダムな配列であってもよい。パターンは、ストライプ、スワール、線、三角形、長方形
、円、弧、チェック、プライド、対角線、矢印、正方形、および/またはクロスハッチを
含むことができる。
部28の数)に関して特徴付けられてもよい。例えば、凹部28は、約200万/mm2
の密度で存在してもよい。密度は、例えば、少なくとも約100/mm2、少なくとも約
1,000/mm2、少なくとも約10万/mm2、少なくとも約100万/mm2、少
なくとも約200万/mm2、少なくとも約500万/mm2、少なくとも約1000万
/mm2、少なくとも約5000万/mm2、またはそれ以上の密度を含む様々な密度に
調整することができる。代替的に又は追加的に、密度は、約5000万/mm2以下、約
1000万/mm2以下、約500万/mm2以下、約200万/mm2以下、約100
万/mm2以下、約10万/mm2以下、約1000/mm2以下、約100/mm2以
下に調整することができる。さらに、凹部28の密度は、上記の範囲から選択された、下
側の値の1つと上側の値の1つとの間とすることができることを理解されたい。例として
、高密度アレイは、約100nm未満だけ分離された凹部28を有することを特徴とする
ことができ、中密度アレイは、約400nm~約1μm(1000nm)だけ分離された
凹部28を有することを特徴とすることができ、低密度アレイは、約1μmを超えて分離
された凹部28を有することを特徴とすることができる。例示的な密度が提供されたが、
任意の好適な密度を有する基材が使用されてもよいことを理解されたい。
隣接する凹部28の中心までの間隔(中心間間隔)、または1つの凹部28の縁から隣接
する凹部28の縁までの間隔(縁から縁までの間隔)に関して特徴付けられてもよいし、
代替的に特徴付けられてもよい。パターンは、平均ピッチの周りの変動係数が小さくなる
ように規則的であってもよく、またはパターンは、変動係数が比較的大きくなり得る非規
則的であってもよい。いずれの場合も、平均ピッチは、例えば、少なくとも約10nm、
約0.1μm、約0.5μm、約1μm、約5μm、約10μm、約100μm、または
それ以上であり得る。あるいは、またはさらに、平均ピッチは、例えば、多くとも約10
0μm、約10μm、約5μm、約1μm、約0.5μm、約0.1μm、またはそれ以
下であり得る。凹部28の特定のパターンの平均ピッチは、下側の値のうちの1つと、上
記の範囲から選択された上側の値のうちの1つとの間とすることができる。一例では、凹
部28は、約1.5μmのピッチ(中心間間隔)を有する。例示的な平均ピッチ値が提供
されたが、他の平均ピッチ値が使用されてもよいことが理解されるべきである。
たはナノウェルであってもよい。各ウェルのサイズは、その体積、ウェル開口面積、深さ
、および/または直径によって特徴付けることができる。
または最大限の体積は、例えば、処理量(例えば、多重性)、分解能、分析物組成物、ま
たはフローセルの下流での使用に予想される分析物反応性に適応するように選択すること
ができる。例えば、体積は、少なくとも約1×10-3μm3、少なくとも約1×10-
2μm3、少なくとも約0.1μm3、少なくとも約1μm3、少なくとも約10μm3
、少なくとも約100μm3、またはそれ以上とすることができる。あるいは、またはさ
らに、体積は、多くとも約1×104μm3、多くとも約1×103μm3、多くとも約
100μm3、多くとも約10μm3、多くとも約1μm3、多くとも約0.1μm3、
またはそれ以下であり得る。領域14、16は、ウェルの体積の全部または一部を満たす
ことができることを理解されたい。例えば、個々のウェル中のポリマー層の体積は、上記
で特定した値より大きくても、小さくても、またはその間であってもよい。
と同様の基準に基づいて選択することができる。例えば、表面上の各ウェル開口部の表面
積は、少なくとも約1×10-3μm2、少なくとも約1×10-2μm2、少なくとも
約0.1μm2、少なくとも約1μm2、少なくとも約10μm2、少なくとも約100
μm2、またはそれ以上とすることができる。代替的に又は追加的に、面積は、最大約1
×103μm2、最大約100μm2、最大約10μm2、最大約1μm2、最大約0.
1μm2、約1×10-2μm2、又はそれ未満であってもよい。各ウェル開口部によっ
て占められる面積は、上記で特定された値より大きくても、小さくても、またはその間で
あってもよい。
なくとも約1μm、少なくとも約10μm、少なくとも約100μm、またはそれ以上と
することができる。あるいは、またはさらに、深さは、最大で約1×103μm、最大で
約100μm、最大で約10μm、最大で約1μm、最大で約0.1μm、またはそれ以
下であり得る。各ウェル(または他の凹部28)の深さは、上記で特定された値より大き
くても、小さくても、またはその間であってもよい。
、少なくとも約0.1μm、少なくとも約0.5μm、少なくとも約1μm、少なくとも
約10μm、少なくとも約100μm、またはそれ以上とすることができる。あるいは、
またはさらに、直径は、多くとも約1×103μm、多くとも約100μm、多くとも約
10μm、多くとも約1μm、多くとも約0.5μm、多くとも約0.1μm、またはそ
れ以下(例えば、約50nm)であり得る。各ウェル(または他の凹部28)の直径は、
上記で特定された値より大きくても、小さくても、またはその間であってもよい。
の両方は、直線構成を有することができる。各トレンチの深さは、少なくとも約0.02
μm(20nm)、少なくとも約0.1μm(100nm)、少なくとも約1μm、少な
くとも約10μm、少なくとも約100μm、またはそれ以上とすることができる。ある
いは、またはさらに、深さは、最大で約1×103μm、最大で約100μm、最大で約
10μm、最大で約1μm、最大で約0.1μm、またはそれ以下であり得る。各トレン
チの深さは、上記で指定された値より大きくても、小さくても、またはその間であっても
よい。
1μm、少なくとも約0.5μm、少なくとも約1μm、少なくとも約10μm、少なく
とも約100μm、またはそれ以上とすることができる。あるいは、またはさらに、幅は
、多くとも約1×103μm、多くとも約100μm、多くとも約10μm、多くとも約
1μm、多くとも約0.5μm、多くとも約0.1μm、またはそれ以下(例えば、約5
0nm)であり得る。各トレンチの幅は、上記で指定された値より大きくても、小さくて
も、またはその間であってもよい。
例の断面図および上面図を示す。この例では、領域14、16は、凹部28において互い
に直接隣接している。
28Gに示される。プライマーセット12A、12A’または12B、12B’または1
2C、12C’または12D、12D’は、本明細書を通して言及されているが、明確に
するために示されていない。さらに、図3Aおよび図3Bは、単一層基材26に画定され
た凹部28を示し、一方、例示的な方法は、多層基材の保持体52上のパターン化された
樹脂54’に画定された凹部28を示す。この方法は、単層基材で使用されてもよいこと
を理解されたい。
む。樹脂54(例えば、「ビーズベースフローセル」の部を参照)、保持体52、および
本明細書に記載の樹脂54をパターン化するための方法の任意の例を使用することができ
る。
る凹部28を互いに分離する間隙領域30に隣接している。図28Bに示されるように、
第1の官能化層60は、本明細書に記載される技術のいずれかを使用して、パターン化さ
れた樹脂54’上に適用される(例えば、堆積されるか、または堆積され、硬化される)
。
ジスト62によって覆われた第1の官能化領域(領域14)を形成する。この例では、フ
ォトレジスト62は、ネガ型フォトレジスト(露光領域が不溶性になる)またはポジ型フ
ォトレジスト(露光領域が可溶性になる)とすることができる。フォトレジスト62は、
第1の官能化層60に適用され、ある波長の光に選択的に露光されて不溶性または可溶性
部分を形成し、現像液溶液に露出されて可溶性部分を除去する。他の例では、フォトレジ
スト62は、ナノインプリントリソグラフィ樹脂で置き換えることができる。図28Cに
示すように、この例では、フォトレジスト62は、凹部28の第1の部分76上にある第
1の官能化層60の部分(例えば、領域14になる層60の部分)を覆い、凹部28の第
2の部分78上にある第1の官能化層60の第2の部分を覆わない。
ト62によって覆われていない部分)を、例えば、エッチングまたは別の適切な技法によ
って除去することができる。これにより、凹部28の第2の部分78および間隙領域30
が露出する。
(物質に応じて硬化を伴って、または伴わずに)、フォトレジスト62上に、および凹部
28の第2の部分78上および間隙領域30上を含む、基材26の部分(例えば、露出表
面S)上に適用される。
官能化層64のいずれかを除去することができる。
、間隙領域30から除去される。この例では、除去することは、第2の官能化層64(お
よび存在し得る第1の官能化層60のいずれか)を間隙領域30から研磨することを含む
。
性剤、および/または分散剤を含む)を用いて実施することができ、これは、下にある基
材26またはパターン化された樹脂54’にこれらの領域で有害な影響を及ぼすことなく
、間隙領域30から第2の官能化層64(および存在し得る第1の官能化層60のいずれ
か)を除去することができる。あるいは、研磨粒子を含まない溶液で研磨を行ってもよい
。
とができる。研磨ヘッド/パッドまたは他の研磨ツールは、凹部28における領域14、
16を少なくとも実質的に無傷のままにしながら、間隙領域30から第2の官能化層64
(および存在し得る第1の官能化層60のいずれか)を研磨することができる。一例とし
て、研磨ヘッドは、Strasbaugh ViPRRII研磨ヘッドであってもよい。
を利用してもよい。恒温水槽は、約22℃~約30℃の範囲の比較的低い温度に維持する
ことができる。乾燥工程は、スピン乾燥、または別の適切な技術による乾燥を含み得る。
には示されていない)は、第1の官能化層60に予めグラフトされてもよく、したがって
、第1の官能化領域14に結合される。同様に、プライマー19、21または19’、2
1’(図28A~図28Gには示さず)は、第2の官能化層64に予めグラフトされ得、
したがって、第2の官能化領域16に結合される。これらの実施例では、追加のプライマ
ーグラフトは行われない。
めグラフトされていない。これらの実施例において、プライマー18、20または18’
、20’は、第1の官能化層60が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図28B
で)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー18、20または18
’、20’は、領域16の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例えば
、図28Gで)グラフトされ得る。
ラフトされていなくてもよい。これらの実施例において、プライマー19、21または1
9’、21’は、第2の官能化層64が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図2
8Eで)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー19、21または
19’、21’は、領域14の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例
えば、図28Gで)グラフトされ得る。
グラフト技術を使用して達成され得る。いずれのグラフト化方法においても、プライマー
18、20または18’、20’は領域14の反応性基と反応し、またはプライマー19
、21または19’、21’は領域16の反応性基と反応し、パターン化された樹脂54
’に対する親和性を有さない。
(SAM)を第1の官能化領域14上に堆積させるステップと、第2の自己集合単層(S
AM)を第2の官能化領域16上に堆積させるステップとをさらに含むことができる。自
己集合単層を使用する例では、プライマーセット12A、12A’または12B、12B
’または12C、12C’または12D、12D’は、SAMSが形成された後にグラフ
トされる。
9Hに示される。プライマーセット12A、12A’または12B、12B’または12
C、12C’または12D、12D’は、本明細書を通して言及されているが、明確にす
るために示されていない。さらに、図3Aおよび図3Bは、単一層基材26に画定された
凹部28を示し、一方、例示的な方法は、多層基材の保持体52上のパターン化された樹
脂54’に画定された凹部28’を示す。この方法は、単層基材で使用されてもよいこと
を理解されたい。
む。図29Aに示すように、パターン化された樹脂54’に形成された凹部28’は、隣
接する凹部28’を互いに分離する間隙領域30に隣接している。凹部28’は、深い部
分70と、パターン化された樹脂54’の段差部分74によって部分的に画定される浅い
部分72とを含む、マルチレベルまたはマルチ深さの凹部である。
るように、犠牲層がパターン化された樹脂54’上に適用される。例示的な犠牲層76は
、該方法で使用される樹脂54’およびフォトレジスト62とは異なったエッチング率を
有する任意の物質である。適切な犠牲層材料76の例には、シリコン、アルミニウム、ネ
ガティブまたは正フォトレジスト、銅などが含まれる。これらの材料は、本明細書中に開
示される任意の適切な技術を使用して堆積され得る。図示されていないが、深部70の少
なくとも一部に堆積されることに加えて、犠牲層は、間隙領域30および段差部分74上
に堆積されてもよく、または凹部28’を完全に充填してもよいことを理解されたい。
ッチバックされ、間隙領域30および段差部分74から除去され、深い部分70における
犠牲層の残りの部分(図29Bに符号80で示す)は、段差部分74と実質的に同じ高さ
になる。図29Bに示すように、樹脂54’のいくつかの部分が除去される。例えば、樹
脂54’の一部を除去して、犠牲層80の残りの部分と実質的に同じ高さの新しい(第2
の)間隙領域30’を形成し、樹脂54’を除去して段差部分74を除去する。段差部分
74を取り除くと、犠牲層80の残りの部分の隣に凹部28’の領域/部分76が形成さ
れる。
部分76、および(第2の)格子間面積30’上に適用される。次に、図29Dに示すよ
うに、フォトレジスト62を第1の官能化層60上に適用する。
牲層80の残りの部分および間隙領域30’を露出させることができる。これを図29E
に示す。この除去プロセスは、フォトレジスト62の部分および下にある第1の官能化層
60を選択的に除去するが、犠牲層80の残りの部分を除去しないエッチング液でエッチ
ングすることによって達成することができる。本実施例では、ウェットエッチングは、N
aOH、KOH、TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)などの基本現像液
液を用いて行ってもよいし、酸素プラズマを用いてドライエッチングを行ってもよい。本
実施例では、犠牲層80の残りの部分が露出した時点でエッチングを停止する。これによ
り、第1の官能化層60の第2の部分(例えば、領域14)が残り、その上の領域/部分
76にフォトレジストの第2の部分62’’を有する。
0の第2の部分(例えば、領域14)に隣接する第2の領域/部分78を露出させる。こ
の除去プロセスは、残りの犠牲層76を選択的に除去するが、その上にフォトレジストの
第2の部分62’’を有する第1の官能化層60の第2の部分(例えば、領域14)を除
去しないエッチング液でエッチングすることによって達成することができる。例として、
アルミニウム犠牲層80は、酸性または基本条件で除去することができ、銅犠牲層80は
、FeCl3を使用して除去することができ、フォトレジスト犠牲層80は、アセトンな
どの有機溶媒を使用して、または塩基性(pH)条件で除去することができ、シリコン犠
牲層80は、塩基性(pH)条件で除去することができる。
技術を使用して、第2の官能化層64が面積/部分78に適用される。これにより、第2
の官能化領域16が形成される。図29Gに示されるように、第2の官能化層64はまた
、フォトレジストの第2の部分62’’上および間隙領域30上に適用され得る。
オフされ得、これはまた、その上の第2の官能化層64のいずれかを除去する。これによ
り、第1の官能化領域14が形成される。研磨は、間隙領域30’から第2の官能化層6
4を除去するために実行されてもよい。
の官能化層60に接着しない場合、フォトレジスト62を省略することができることを理
解されたい。さらに、犠牲層80が、第1の官能化層60が接着しない透明材料である場
合、犠牲層80は除去されず、領域16が犠牲層80上に形成されてもよい。
9Hには示されていない)は、第1の官能化層60に予めグラフトされ得、したがって、
第1の官能化領域14に結合される。同様に、プライマー19、21または19’、21
’(図29A~図29Hには示さず)は、第2の官能化層64に予めグラフトされ得、し
たがって、第2の官能化領域16に結合される。これらの実施例では、追加のプライマー
グラフトは行われない。
めグラフトされていない。これらの実施例において、プライマー18、20または18’
、20’は、第1の官能化層60が適用された後に(例えば、図29Cで)グラフトされ
得る。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー18、20または18
’、20’は、領域16の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例えば
、図29Hで)グラフトされ得る。
ラフトされていなくてもよい。これらの実施例において、プライマー19、21または1
9’、21’は、第2の官能化層64が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図2
9Gで)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー19、21または
19’、21’は、領域14の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例
えば、図29Hで)グラフトされ得る。
グラフト技術を使用して達成され得る。いずれのグラフト化方法においても、プライマー
18、20または18’、20’は領域14の反応性基と反応し、またはプライマー19
、21または19’、21’は領域16の反応性基と反応し、パターン化された樹脂54
’に対する親和性を有さない。
(SAM)を第1の官能化領域14上に堆積させるステップと、第2の自己集合単層(S
AM)を第2の官能化領域16上に堆積させるステップとをさらに含むことができる。自
己集合単層を使用する例では、プライマーセット12A、12A’または12B、12B
’または12C、12C’または12D、12D’は、SAMSが形成された後にグラフ
トされる。
図30Fに示される。プライマーセット12A、12A’または12B、12B’または
12C、12C’または12D、12D’は、本明細書を通して言及されているが、明確
にするために示されていない。さらに、図3Aおよび図3Bは、単一層基材26に画定さ
れた凹部28’を示し、一方、例示的な方法は、多層基材の保持体52上のパターン化さ
れた樹脂54’に画定された凹部28’を示す。この方法は、単層基材で使用されてもよ
いことを理解されたい。
れていない樹脂54と、樹脂54上の犠牲層80とを含む。樹脂54、保持体52、およ
び犠牲層80の任意の例を使用することができる。
を画定するようにパターン化される。追加の樹脂は、樹脂54と同じであっても異なって
いてもよい。凹部28’は、深い部分70と、部分的にパターン化された樹脂54’の段
差部分74によって画定される浅い部分72とを含む、マルチレベルまたはマルチ深さの
凹部である。
1の部分と、深い部分70の下にある犠牲層80の部分とがエッチングされる。これによ
り、樹脂54の一部82が露出する。一例では、パターン化された樹脂54’は、犠牲層
80の下にある部分を露出させるために異方性酸素プラズマを使用してエッチングされて
もよく、次いで、犠牲層80の部分は、例えば、BC13およびCl2プラズマを使用し
て除去されてもよい。
プラズマを用いてエッチング除去される。これにより、段差部分74の下にある犠牲層8
0が露出する。使用されるエッチャントは、樹脂54’をエッチングすることができるが
、犠牲層80をエッチングすることはできない。したがって、犠牲層80はエッチストッ
プとして作用し、したがって、犠牲層80の部分102’が露出される。
るべきである。このようにして、間隙領域30’が形成される。
は硬化)されてもよい。第1の官能化層60は、犠牲層80の露出部分102’に接着し
なくてもよいが、樹脂54の部分82と、凹部28’を囲む間隙領域30’とに接着する
。
eCl3を使用して)エッチング除去することができ、第2の官能化層64を堆積(およ
び材料に応じて硬化)することができる。図30Eに示されるように、第2の官能化層6
4は、樹脂54の新たに露出された部分(部分102’が除去された部分)に適用される
。一実施形態では、第1の官能化層60は、第2の官能化層64に対する親和性を有さず
、したがって、第2の官能化層64は、第1の官能化層60上に堆積しない。この方法の
例では、図30Fに示すように、第1の官能化層60を間隙領域30’から除去するため
に研磨を行うことができる。
’、20’(図30A~図30Fには示されていない)は、第1の官能化層60に予めグ
ラフトされ得、したがって、第1の官能化領域14に結合される。同様に、プライマー1
9、21または19’、21’(図30A~図30には示されていない)は、第2の官能
化層64に予めグラフトされ得、したがって、第2の官能化領域16に結合される。これ
らの実施例では、追加のプライマーグラフトは行われない。
めグラフトされていない。これらの実施例において、プライマー18、20または18’
、20’は、第1の官能化層60が適用された後に(例えば、図30Aまたは30Dで)
グラフトされ得る。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー18、2
0または18’、20’は、領域16の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最
後に(例えば、図30Fで)グラフトされ得る。
ラフトされていなくてもよい。これらの実施例において、プライマー19、21または1
9’、21’は、第2の官能化層64が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図3
0Eで)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー19、21または
19’、21’は、領域14の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例
えば、図30Fで)グラフトされ得る。
グラフト技術を使用して達成され得る。いずれのグラフト化方法においても、プライマー
18、20または18’、20’は領域14の反応性基と反応し、またはプライマー19
、21または19’、21’は領域16の反応性基と反応し、パターン化された樹脂54
’に対する親和性を有さない。
(SAM)を第1の官能化領域14上に堆積させるステップと、第2の自己集合単層(S
AM)を第2の官能化領域16上に堆積させるステップとをさらに含むことができる。自
己集合単層を使用する例では、プライマーセット12A、12A’または12B、12B
’または12C、12C’または12D、12D’は、SAMSが形成された後にグラフ
トされる。
図31Iに示される。プライマーセット12A、12A’または12B、12B’または
12C、12C’または12D、12D’は、この説明を通して言及されているが、明確
にするために示されていない。さらに、図3Aおよび図3Bは、単一層基材26に画定さ
れた凹部28’を示し、一方、例示的な方法は、多層基材の保持体52上のパターン化さ
れた樹脂54’に画定された凹部28’を示す。この方法は、単層基材で使用されてもよ
いことを理解されたい。
を含む。パターン化された樹脂54’に形成された凹部28’は、隣接する凹部28’を
互いに分離する間隙領域30に隣接している。凹部28’は、深い部分70と、パターン
化された樹脂54’の段差部分74によって部分的に画定される浅い部分72とを含む、
マルチレベルまたはマルチ深さの凹部である。
適用される。第1の官能化層60は、本明細書に開示される例のいずれかであってもよく
、本明細書に記載される技術のいずれかを使用して堆積されてもよい。
ジスト62によって覆われた第1の官能化領域(領域14)を形成する。この例では、フ
ォトレジスト62はネガ型フォトレジストである(露光された領域は不溶性になる)。図
31Cに示すように、フォトレジスト62は、第1の官能化層60に適用され、ある波長
の光に選択的に露光されて不溶性部分を形成し(図31Dに62で示す)、現像液溶液に
露出されて可溶性部分を除去する。図31Dに示すように、次に、第1の官能化層60の
露出部分(例えば、フォトレジスト62によって覆われていない部分)を、例えば、エッ
チングまたは別の適切な技法によって除去することができる。第1の官能化層60の残り
の部分(例えば、領域14)は、各マルチレベル凹部の第1のレベル(高さ)にある。こ
の実施形態では、第1のレベルは、保持体52上の深部70にある。
部分74の表面)上に犠牲層84が適用される。犠牲層84を図31Eに示す。樹脂54
’に対してエッチング差を有する任意の材料を犠牲層84として使用することができる。
一例では、アルミニウムを犠牲層84として使用することができる。
最初にエッチバックして、間隙領域30および段差部分74から除去し、犠牲層の残りの
部分(図31Fに符号84’で示す)が深い部分70のフォトレジスト62上に残るよう
にすることができる。
て、第1の官能化領域14に近接する領域/部分78(例えば、フォトレジスト62の下
にある第1の官能化層60の部分および犠牲層84’の残りの部分)を形成する。このプ
ロセスはまた、間隙領域30の一部を除去し、新たな間隙領域30’をもたらすことがで
きる。この除去工程は、樹脂54’を選択的に除去するが、犠牲層84’の残りの部分を
除去しない、酸素プラズマのようなエッチャントでエッチングすることによって達成され
る。
の部分上、面積/部分78上、および間隙面積30’上に、第2の官能化層64が適用さ
れる。
はまた、犠牲層84’の残りの部分およびその上の第2の官能化層64のいずれかを除去
する。間隙領域30’上の第2の官能化層64のいずれも、研磨によって除去することも
できる。
’、20’(図31A~図31Iには示されていない)は、第1の官能化層60に予めグ
ラフトされ得、したがって、第1の官能化領域14に結合される。同様に、プライマー1
9、21または19’、21’(図31A~図31Iには示されていない)は、第2の官
能化層64に予めグラフトされ得、したがって、第2の官能化領域16に結合される。こ
れらの実施例では、追加のプライマーグラフトは行われない。
めグラフトされていない。これらの実施例では、プライマー18、20または18’、2
0’は、第1の官能化層60が適用された後に(例えば、図31Bで)グラフトされ得る
。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー18、20または18’、
20’は、領域16の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例えば、図
31Iで)グラフトされ得る。
ラフトされていなくてもよい。これらの実施例において、プライマー19、21または1
9’、21’は、第2の官能化層64が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図3
1Hで)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー19、21または
19’、21’は、領域14の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例
えば、図31Iで)グラフトされ得る。
グラフト技術を使用して達成され得る。いずれのグラフト化方法においても、プライマー
18、20または18’、20’は領域14の反応性基と反応し、またはプライマー19
、21または19’、21’は領域16の反応性基と反応し、パターン化された樹脂54
’に対する親和性を有さない。
(SAM)を第1の官能化領域14上に堆積させるステップと、第2の自己集合単層(S
AM)を第2の官能化領域16上に堆積させるステップとをさらに含むことができる。自
己集合単層を使用する例では、プライマーセット12A、12A’または12B、12B
’または12C、12C’または12D、12D’は、SAMSが形成された後にグラフ
トされる。
’は、図3Aに示されるように、単一レベル凹部28になる。
は、第1のプライマーセット12A、12B、12C、12D(領域14で、図4Aには
示されていない)と第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’、12D’(
領域16で、図4Bには示されていない)とを分離するギャップ36を含む。一例では、
ギャップ36は、領域14、16が形成されるそれぞれのポリマー部間の空間である。図
31A~図31Iに示す方法のいずれも、ギャップ36を形成するように変更することが
できる。ギャップ36は、ゼロより大きい任意の測定可能な長さを有することができる。
一例では、ギャップ36は1nmより大きい。一例では、ギャップは、約1nm~約10
nmの範囲である。
ー18、20または18’、20’およびプライマー19、21または19’、21’の
両方がグラフトされる領域である。一例では、この重複領域38は、プライマー18、2
0または18’、20’がグラフトされたとき、およびプライマー19、21または19
’、21’がグラフトされたときに、ポリマー層32の同じ部分を露出させることによっ
て、パターン化およびグラフトプロセスの間に形成され得る。別の例において、この重複
領域38は、別々にグラフトされたプライマー18、20または18’、20’およびプ
ライマー19、21または19’、21’が、プロセスの間またはプロセスの後に物理的
に重複または相互拡散する場合に形成され得る。
分は、異なる深さを有する。凹部28’の一方の部分が凹部28’の他方の部分よりも深
い限り、本明細書に記載の凹部深さのいずれかを使用することができる。凹部28’が、
例えば、ナノインプリンティング、エッチングなどによって形成されるとき、異なる深さ
が生成されてもよい。
る。プライマーセット12A、12A’または12B、12B’または12C、12C’
または12D、12D’は、この説明を通して言及されているが、明確にするために示さ
れていない。さらに、図4Cは、単一層基材26に画定された凹部28’を示し、一方、
例示的な方法は、多層基材の保持体52上のパターン化された樹脂54’に画定された凹
部28’を示す。この方法は、単層基材で使用されてもよいことを理解されたい。
を含む。パターン化された樹脂54’に形成された凹部28’は、隣接する凹部28’を
互いに分離する間隙領域30に隣接している。凹部28’は、深い部分70と、パターン
化された樹脂54’の段差部分74によって部分的に画定される浅い部分72とを含む、
マルチレベルまたはマルチ深さの凹部である。
適用される。第1の官能化層60は、本明細書に開示される例のいずれかであってもよく
、本明細書に記載される技術のいずれかを使用して堆積されてもよく、適切であれば、硬
化されてもよい。
ジスト62によって覆われた第1の官能化領域(領域14)を形成する。この例では、フ
ォトレジスト62は、ネガ型フォトレジストまたはポジ型フォトレジストである。図32
Cに示されるように、フォトレジスト62は、第1の官能化層60に適用され、不溶性領
域または可溶性領域(使用されるレジストに依存する)を形成するために特定の波長の光
に選択的に露光され、可溶性部分を除去するために現像液溶液に露光される。図32Dに
示すように、次に、第1の官能化層60の露出部分(例えば、フォトレジスト62によっ
て覆われていない部分)を、例えば、エッチングまたは別の適切な技法によって除去する
ことができる。ここで、第1官能化膜60及び樹脂54’はエッチング差を有することが
できる。第1の官能化層60の残りの部分(例えば、領域14)は、各マルチレベル凹部
の第1のレベルにある。この実施形態では、第1の高さは、樹脂54’上の深部70にあ
る。
(例えば、間隙領域30及び段差領域74)に第2の官能化層64を適用する。材料に応
じて、第2の官能化層64も硬化させることができる。一実施形態では、フォトレジスト
62は、第2の官能化層64に対する親和性を有さず、したがって、第2の官能化層64
は、フォトレジスト62上に堆積しない。別の例では、第2の官能化層64は、フォトレ
ジスト62上に堆積されてもよいが、フォトレジスト62がリフトオフされることによっ
て除去されてもよい。
第2の官能化層64のいずれかをも取り除くことができる。間隙領域30上の第2の官能
化層64のいずれも、研磨によって除去することもできる。
’、20’(図32A~図32Fには示されていない)は、第1の官能化層60に予めグ
ラフトされ得、したがって、第1の官能化領域14に結合される。同様に、プライマー1
9、21または19’、21’(図32A~図32Fには示さず)は、第2の官能化層6
4に予めグラフトされ得、したがって、第2の官能化領域16に結合される。これらの実
施例では、追加のプライマーグラフトは行われない。
めグラフトされていない。これらの実施例において、プライマー18、20または18’
、20’は、第1の官能化層60が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図32B
で)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー18、20または18
’、20’は、領域16の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例えば
、図32Fで)グラフトされ得る。
ラフトされていなくてもよい。これらの実施例において、プライマー19、21または1
9’、21’は、第2の官能化層64が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図3
2Eで)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー19、21または
19’、21’は、領域14の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例
えば、図32Fで)グラフトされ得る。
グラフト技術を使用して達成され得る。いずれのグラフト化方法においても、プライマー
18、20または18’、20’は領域14の反応性基と反応し、またはプライマー19
、21または19’、21’は領域16の反応性基と反応し、パターン化された樹脂54
’に対する親和性を有さない。
(SAM)を第1の官能化領域14上に堆積させるステップと、第2の自己集合単層(S
AM)を第2の官能化領域16上に堆積させるステップとをさらに含むことができる。自
己集合単層を使用する例では、プライマーセット12A、12A’または12B、12B
’または12C、12C’または12D、12D’は、SAMSが形成された後にグラフ
トされる。
含み、凹部の各々が第1の領域14を含み、第2の領域16が間隙領域30の少なくとも
いくつかの上に位置する様々な例を示す。このように、これらの例では、領域14の一方
は凹部28に位置し、領域16の他方は凹部28に隣接する基材面S上に位置する。図5
に示す実施形態では、基材面S上の領域16は、凹部28の隣にある。図6Aおよび6B
に示される例では、基材面S上の領域16が凹部28を取り囲んでいる。次に、図7A~
図7Gおよび図8A~図8Fに関連して、基材面Sの少なくとも一部上の凹部28の領域
14、16のうちの一方および領域16、14のうちの他方を作製するための例示的な方
法を説明する。
示す。図7Aに示すように、該方法は、間隙領域30によって分離された複数の凹部28
を有する基材26を利用する。この例示的な方法では、図3Aおよび図3Bに関連して説
明したように、ポリマー層32が基材26上に堆積され、間隙領域30から研磨される。
これにより、ポリマー層32は、間隙領域30上ではなく、凹部28に残る。領域14が
凹部28にあることが望ましい場合、プライマー18、20または18’、20’は、本
明細書に開示される例のいずれかを使用してグラフトされてもよい。領域16が凹部28
にあることが望ましい場合、プライマー19、21または19’、21’は、本明細書に
開示される例のいずれかを用いてグラフトされてもよい。図7Bに示される例において、
プライマー18、20または18’、20’は、ポリマー層32にグラフトされる。プラ
イマー18、20または18’、20’は、図7Bに示すように、凹部28のポリマー層
32にグラフトし、間隙領域30にグラフトしないことを理解されたい。
する)は、キャッピング剤に曝される。キャッピング剤は、ポリマー層32の未反応官能
基(例えば、プライマー18、20または18’、20’’と反応していない官能基)と
反応して、後続の処理中にこれらの官能基を非機能性にすることができる化学種を含む。
このプロセスは、その後に堆積されるポリマー層32’が領域14に接着する能力を低下
させる可能性がある。換言すれば、ポリマー層32とその後に堆積されるポリマー層32
’との間の相互作用は、ポリマー層32に接着するポリマー層32’がほとんどまたは全
くないように低減される。これは、次に、続いて堆積されるプライマー(例えば、19、
21または19’、21’)が、面積14を覆う面積にグラフトする能力を低下させる。
フィンなどの還元剤であってもよい。ホスフィンの例は、トリス(ヒドロキシプロピル)
ホスフィンである。ポリマー層32の未反応アジドは、ホスフィンによって還元され、追
加のプライマーグラフト化のために機能しなくなる。
含む。ポリマー層32’は、ポリマー層32に使用されるものと同じポリマーであっても
よく、またはポリマー層32に使用されるものとは異なるタイプのポリマーであってもよ
い。一例では、第1のポリマー32および第2のポリマー32’のそれぞれは、PAZA
Mなどのアクリルアミドコポリマーである。ポリマー層32’は、間隙領域30を単独で
被覆してもよく、または間隙領域30に加えて領域14の少なくともいくつかを被覆して
もよい。ポリマー層32’が領域14を少なくとも部分的に被覆するかどうかは、ポリマ
ー層32に使用されるキャッピング剤に依存する。
を含む鋳型ポリヌクレオチドストランドを、それぞれプライマー18または18’および
20、20’を用いて領域14に形成することができる。鋳型ポリヌクレオチド鎖生成の
最初に、ライブラリー鋳型は、任意の核酸試料(例えば、DNA試料またはRNA試料)
から調製され得る。核酸試料は、一本鎖、同様の大きさ(例えば、<1000bp)のD
NAまたはRNA断片に断片化され得る。調製中、これらのフラグメントの末端にアダプ
ターを付加することができる。減少したサイクル増幅によって、異なるモチーフ(例えば
、配列決定結合部位、指数、および領域14におけるプライマー18または18’および
20、20’に相補的である領域)が、アダプターに導入され得る。最終ライブラリー鋳
型は、DNAまたはRNA断片および両端のアダプターを含む。いくつかの例において、
単一の核酸試料由来のフラグメントは、それに付加された同じアダプターを有する。
型流体を導入することを含み得る。鋳型流体は、液体キャリアおよび複数のライブラリー
鋳型を含み得る。基材26は凹部28に領域14の配列を含むので、多数のライブラリー
鋳型が、例えば、その中に固定化された2つのタイプのプライマー18、18’または2
0、20’のうちの1つにハイブリダイズされる。
鋳型は、少なくともいくつかの凹部28にクラスターを形成するために増幅される。クラ
スター生成の一例において、ライブラリー鋳型は、ハイブリダイズしたプライマー18、
18’または20、20’から、高フィデリティーDNAポリメラーゼを用いて3’伸長
によりコピーされる。元のライブラリー鋳型は変性され、領域14に固定化されたコピー
を残す。等温ブリッジ増幅を用いて、固定化されたコピーを増幅することができる。例え
ば、コピーされた鋳型は、隣り合う相補的プライマー20、20’または18、18’に
ハイブリダイズするためにループし、ポリメラーゼは、コピーされた鋳型をコピーして二
本鎖橋梁を形成し、これらは変性されて2本の一本鎖ストランドを形成する。これらの2
つのストランドは、隣り合う相補的プライマー20、20’または18、18’上でルー
プし、かつハイブリダイズし、再度伸長されて、2つの新しい二本鎖ループを形成する。
このプロセスを、等温変性および増幅のサイクルによって各鋳型コピーについて繰り返し
、密なクローンクラスターを作製する。二本ストランド橋梁の各々のクラスターは変性さ
れ、図7Dに示されるように、切断不可能な第1のプライマー18、18’に結合した切
断不可能な第1の鋳型ストランド40、および切断可能な第2のプライマー20、20’
に結合した切断可能な第2の鋳型ストランド42を生じる。プライマーの切断性が、それ
に結合した鋳型鎖の切断性を駆動することが理解されるべきである。切断可能な第2のプ
ライマー20、20’に結合した第2の鋳型鎖42は切断部位22を含むので、切断可能
な第2の鋳型鎖42は切断可能である。このクラスター化の例は、ブリッジ増幅であり、
実行され得る増幅の一例である。排除増幅(Examp)ワークフロー(Illumina Inc.
)のような他の増幅技術が使用されてもよいことが理解されるべきである。
れていないので、増幅プロセスは個々の凹部28を越えて延在しないことを理解されたい
。
体キャリアと、凹部28に導入された第1のプライマーセット12A、12B、12C、
12Dとは異なる第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’、12D’とを
含む。プライミング流体中の液体キャリアは、クリックケミストリーを支持することがで
きる任意の液体、例えば、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、生理食塩水-クエン酸ナト
リウム(SSC)、炭酸塩ベースの緩衝液などであってもよい。この例では、プライミン
グ流体中のプライマーセットは、プライマー19または19’および21または21’を
含む。プライマーセット12A’、12B’、12C’、12D’(プライマー19また
は19’および21または21’を含む)を最初にグラフトして凹部28に領域16を形
成する場合、プライミング流体はプライマーセット12A、12B、12C、12D(プ
ライマー18または18’および20または20’を含む)を含むことができることを理
解されたい。
域30の上にある第2のポリマー層32’にグラフトしてもよい。第2のポリマー層32
’はポリマー層32に接着しないので、部分14で増幅が行われ、下にあるポリマー層3
2の官能基が非機能性にされているので、プライマー19または19’および21または
21’は露出したポリマー層32にグラフトしないかもしれない。
1’は、領域16を形成する間隙領域30を覆う第2のポリマー層32’に結合する。
もいくつかの上に第2のクラスターを形成するために、クラスターからグラフトプライマ
ー19または19’および21または21’に開始され得る。このラウンドの増幅の間、
切断不可能な第1の鋳型鎖40は、隣接する相補的プライマー21、21’の上をループ
し、これにハイブリダイズし、一方、切断可能な第2の鋳型鎖42は、隣接する相補的プ
ライマー19、19’の上をループし、これにハイブリダイズする。それぞれのストラン
ド40、42は、2つの新たな二本鎖ループを形成するように延長される。このプロセス
は、等温変性および増幅のサイクルによって各鋳型コピーについて繰り返され、凹部28
から間隙領域30へと成長する密なクローンクラスターを作製する。二本鎖橋梁のそれぞ
れのさらなるクラスターが変性され、その結果、図7Fに示されるように、切断不可能な
第2のプライマー21、21’に結合した切断不可能な第2の鋳型鎖44、および切断可
能な第1のプライマー19、19’に結合した切断可能な第1の鋳型鎖46が生じる。切
断可能な第1のプライマー19、19’に結合した切断可能な第1の鋳型鎖46は、切断
部位22’または23を含むので、切断可能な第1の鋳型鎖46は切断可能である。
第2の鋳型ストランド44は逆方向ストランドであり、切断不可能な第1の鋳型ストラン
ド40が逆方向ストランドである場合、切断不可能な第2の鋳型ストランド44は順方向
ストランドであることを理解されたい。同様に、切断可能な第1の鋳型ストランド46が
順方向ストランドである場合、切断可能な第2の鋳型ストランド42は逆方向ストランド
であり、切断可能な第1の鋳型ストランド46が逆方向ストランドである場合、切断可能
な第2の鋳型ストランド42は順方向ストランドである。
は22、23に依存して、薬剤または酵素的切断剤を導入することによって除去され得る
。図7Gに示すように、切断後、切断不可能な第1の鋳型鎖40は、凹部28の領域14
に残り、切断不可能な第2の鋳型鎖44は、間隙領域30の領域16に残る。切断が行わ
れた後の一実施形態では、領域14は順方向ストランドを含み、領域16は逆方向ストラ
ンドを含む。
Gに示される。図8Aに示すように、該方法は、間隙領域30によって分離された複数の
凹部28を有する基材26を利用する。この実施例では、ポリマー層32は、凹部28お
よび間隙領域30上に存在するように、基材26上に堆積される。領域14が凹部28に
あることが望ましい場合、プライマー18、20または18’、20’は、本明細書に開
示される例のいずれかを使用してグラフトされてもよい。領域16が凹部28にあること
が望ましい場合、プライマー19、21または19’、21’は、本明細書に開示される
例のいずれかを用いてグラフトされてもよい。図8Bに示される例において、プライマー
18、20または18’、20’は、ポリマー層32にグラフトされる。プライマー18
、20または18’、20’は、図8Bに示されるように、基材26全体にわたってポリ
マー層32にグラフトすることが理解されるべきである。
、12Dがグラフトされたポリマー層32上に保護塗装48を堆積させる。保護塗装48
は、リフトオフレジストであってもよい。この種の保護塗装48は、スピンオンされ、硬
化され、その後、処理中の所望の時点で除去されてもよい。保護塗装48は、水溶性塗装
であってもよい。
D’を含む領域16を生成することが望ましい間隙領域30を露出させることができる。
例えば、凹部28に隣接する基材面Sの孤立した部分をエッチングにより露出させて、図
5に示す例を形成してもよい。別の例として、凹部28全体を囲む基材面Sの一部をエッ
チングにより露出させて、図6Aおよび6Bにしめされる実施例を形成してもよい。図8
Dは、間隙領域30を露出させるためにエッチングが行われた後の基材26の一例を示す
。ここで、プラズマエッチングは、大気または酸素ガスを用いて行ってもよい。
でき、シラン化は、密着性促進剤を基材表面Sに導入して、第2のポリマー層32’がそ
れに接着するのを助ける。
ー層32’は、基材面Sの露出部分(例えば、間隙領域30)および保護塗装48上に堆
積されてもよい。この例示的な方法では、ポリマー層32’は、ポリマー層32で使用さ
れるものと同じポリマーであってもよく、またはポリマー層32で使用されるものとは異
なるタイプのポリマーであってもよい。
2D’のプライマー19、19’および21、21’は、次いで、ポリマー層32’にグ
ラフトされて、領域16を生成し得る。グラフトは、本明細書に記載の方法のいずれかを
用いて行うことができる。別の例では、ポリマー層32’は、プライマー19、19’お
よび21、21’で予めグラフトされてもよい。
できることを理解されたい。例えば、リフトオフ法を用いて、保護塗装48と、その上の
任意のポリマー層32’およびプライマー19、19’および21、21’とを除去する
ことができる。保護塗装48が水溶性である場合、取り除くことは、塗装48を水に再溶
解することを含み得、これはまた、任意の上にあるポリマー層32’およびプライマー1
9、19’および21、21’を取り除く。保護塗装を取り除くと、領域14のプライマ
ー18、18’および20、20’のすべてが露出し、領域16のプライマー19、19
’および21、21’のすべてが露出する。
ことができることを理解されたい。基材26は凹部28に領域14の配列を含むので、多
数のライブラリー鋳型が、例えば、その中に固定化された2つのタイプのプライマー18
、18’または20、20’のうちの1つにハイブリダイズされる。この例では、基材2
6はまた、少なくともいくつかの間隙領域30上に領域16の配列を含むので、多数のラ
イブラリー鋳型が、例えば、その中に固定化された2つの型のプライマー19、19’ま
たは21、21’のうちの1つにハイブリダイズされる。次いで、本明細書に記載される
ように、クラスター生成を実行することができる。切断可能な鋳型の切断はまた、切断可
能な第1のプライマー19、19’および切断可能な第2のプライマー20、20’を切
断することによって行われ得る。
領域14または16の一方は、凹部28に配置されたビーズ50の一部である。ビーズ5
0は、コア構造49と、コア構造49の表面にある領域16とを含む。この例では、領域
16は、コア構造49の表面に本質的に存在する官能基、または任意の好適な官能化技術
(例えば、化学反応、コア構造49と反応性基含有ポリマーとの塗装など)によってコア
構造49の表面に組み込まれた官能基を含むことができる。
30によって分離された複数の凹部28を含み、凹部のそれぞれは、第1の領域14が位
置する第1の部分と、第2の部分とを含み、フローセルは、第2の部分に位置するビーズ
50をさらに含み、第2の領域16は、ビーズの表面にあることを理解されたい。この例
のいくつかの変形例が、「ビーズベースフローセル」のセクションの図11A~図20を
参照して本明細書でさらに説明される。
16は、別個の基材26、26’上に配置されている。このように、このフローセルの例
示は、第1の基材26、第1の基材26に付属する第1のプライマーセット12A、第1
のプライマーセットは切断不可能な第1のプライマーセット18、18’および切断可能
な第2のプライマー20、20’を含み、第1の基材26に対向する第2の基材26であ
って、第2のプライマーセット12A’が第2の基材26’に結合され、第2のプライマ
ーセット12A’が切断可能な第1のプライマー19、19’および切断不可能な第2の
プライマー21、21’を含む。このフローセルを作製するための一方法の例として、基
材26、26’の各々は、ポリマー層(例えば、32、図10には示さず)でコーティン
グされ得、第1のプライマーセット12A(または12B、12C、または12D)は、
基材26の一方にグラフトされ得、そして第2のプライマーセット12A’(または12
B’、12C’、または12D’)は、基材26’の他方にグラフトされ得る。
材26、26’の凹部28に配置されてもよいことを理解されたい。この例では、ポリマ
ー層は、凹部28および間隙領域30上に堆積され、次いで、研磨によって間隙領域30
から除去されてもよい。第1のプライマーセット12A(または12B、12C、または
12D)は、一方の基材26の凹部28にグラフトされてもよく、第2のプライマーセッ
ト12A’ (または12B’、12C’、または12D’)は、他方の基材26’の凹
部にグラフトされてもよい。
功裏に実行されるように、極めて接近した範囲にあることが望ましい場合がある。例えば
、「近接」とは、2つの基材26、26’間の間隔が約100μm以下であることを意味
する。別の実施形態では、2つの基材26、26’間の間隔は、約10μm~約90μm
の範囲である。
らびにプライマーセット12A、12A’、または12B、12B’、または12C、1
2C’、または12D、12D’は、基材面S上でマクロ分離されてもよく、または互い
にマクロ分離された別個の凹部28に存在してもよい。マクロ分離とは、領域14、16
が少なくとも5μmだけ互いに分離されていることを意味する。一例では、領域14、1
6は、約5μm~約100μmの範囲の距離だけ互いに分離されている。
1および第2の官能化層60、64は、多層基材の樹脂部に一体化される。図33Aに示
すように、この多層基材は、保持体52と、保持体52上の第1の官能化層60と、第1
の官能化層60上の第2の官能化層64と、第2の官能化層64上のパッシベーション層
86とを含む。
ット12A、12A’、または12B、12B’、または12C、12C’、または12
D、12D’に結合することができる面官能基を有するか、または導入することができる
任意のナノインプリントリソグラフィ樹脂とすることができる。一実施形態では、層60
はエポキシ基で官能化されてもよく、層64はアミン基で官能化されてもよい。
、12B’、または12C、12C’、または12D、12D’が、図33Aに示される
多層基材が形成される前に、層60、64に予めグラフトされる場合、同じであり得る。
この方法のこれらの例では、第1の官能化層60が多層基材に組み込まれる前に、第1の
プライマーセット12A、12B、12C、12D(例えば、切断不可能な第1のプライ
マー18、18’および切断不可能な第2のプライマー20、20’)を第1の官能化層
60に予めグラフトすることができ、第2の官能化層64が多層基材に組み込まれる前に
、第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’、12D’(例えば、切断可能
な第1のプライマー19、19’および切断不可能な第2のプライマー21、21’)を
第2の官能化層66に予めグラフトすることができる。
れかを使用して、保持体52上に堆積されてもよい。
れぞれのプライマーセット12A、12A’、または12B、12B’、または12C、
12C’、または12D、12D’に結合し得る異なった表面官能基を有することが理解
されるべきである。本明細書中に開示される樹脂のいずれかが使用され得る。
ができる。例として、パッシベーション層86は、フッ素化ポリマー、過フッ素化ポリマ
ー、シリコンポリマー、およびそれらの混合物からなる群から選択される。例として、パ
ッシベーション層86は、非晶質フッ素ポリマー(AGC ChemicalsからのC
YTOP(登録商標)におけるものを含む商業的に入手可能な例であり、以下の末端官能
基のうちの1つを有する:A型:-COOH、M型:-CONH-Si(OR)nまたは
S型:-CF3)、ポリテトラフルオロエチレン(その商業的に入手可能な例はChem
oursからのテフロン(登録商標)である)、パリレン、フッ素化炭化水素、フルオロ
アクリルコポリマー(その商業的に入手可能な例はCytonixからのFLUOROP
EL(登録商標))。パッシベーション層86は、本明細書に開示される例のいずれかを
使用して保持体52上に堆積されてもよい。
み、それによって、パッシベーション層86の間隙領域30によって分離された特徴部(
例えば、凹部28)を形成し、第1および第2の官能化層のそれぞれの領域14、16が
、各特徴部/凹部28において露出される。単一の特徴/凹部28の露光領域14、16
およびパッシベーション層86の周囲の間隙領域30が、図33Bの上面図から示されて
いる。各領域14、16について、特徴部/凹部28は、傾斜した底部または段差領域、
または層60の一部および層64の一部の両方を特徴部/凹部28の上部から露出させる
幾何学的形状の他の変形を有する。
ワーキング)スタンプ56が樹脂54の層に押し付けられて、層60、64、68に特徴
部のインプリントを生成する。言い換えれば、層60、64、68の各々は、加工スタン
プ56の張出し部によって、へこんだり、穿孔されたりする。次に、層60、64、68
は、加工スタンプ56を所定の位置にして硬化される。硬化は、可視光照射または紫外(
UV)照射などの化学線、またはフォトレジストを使用する場合には約240nm~38
0nmの範囲の波長の照射に露光することによって、または熱硬化性レジストを使用する
場合には熱に露出することによって達成することができる。硬化は、重合および/または
架橋結合を促進し得る。一例として、硬化は、ソフトベーク(例えば、溶媒を除去するた
めの)およびハードベークを含む複数の段階を含むことができる。ソフトベークは、約5
0℃~約150℃の範囲のより低い温度で行うことができる。ハードベークの持続時間は
、約100℃~約300℃の範囲の温度で約5秒~約10分間続くことができる。ソフト
ベーキングおよび/またはハードベーキングに使用することができるデバイスの例には、
ホットプレート、オーブンなどが含まれる。
徴、すなわち凹部28が形成される。
には示されていない)は、第1の官能化層60に予めグラフトされてもよく、したがって
、第1の官能化領域14に結合され、プライマー19、21または19’、21’(図3
3Aまたは図33Bには示されていない)は、第2の官能化層64に予めグラフトされて
もよく、したがって、第2の官能化領域16に結合される。これらの実施例では、追加の
プライマーグラフトは行われない。
9、21または19’、21’は、それぞれ、第1の官能化層60および第2の官能化層
64に予めグラフトされていない。これらの実施例では、領域14、16は異なった官能
基を有し、プライマー18、20または18’、20’およびプライマー19、21また
は19’、21’はインプリント後にグラフトされてもよい。
のグラフト技術を使用して達成され得る。いずれのグラフト法においても、プライマー1
8、20または18’、20’は領域14の反応性基と反応し、またはプライマー19、
21または19’、21’は領域16の反応性基と反応し、パッシベーション層86に対
する親和性を有さない。
は、領域14、16がトレンチ28’’に形成される領域14、16のさらに別の例示的
な構成を(上面図から)示す。
を含む。パターン化された樹脂54’に画定されたトレンチ28’’(例えば、NIL樹
脂、SiO2など)は、隣接するトレンチ28’’を互いに分離する間隙領域30に隣接
する(例えば、多数のトレンチ28’’の上面図を示す図34Hを参照)。
レンチ28’’)上に適用される。樹脂54’および使用される第2の犠牲層88に対し
てエッチング差を有する任意の物質を犠牲層84として使用することができる。一例では
、犠牲層84は、シリコン、アルミニウム、またはクロムである。
では、犠牲層84は、犠牲材料84’’の領域が各トレンチ28’’の各サイドウォール
90に直接的に隣接して残るようにエッチングされ、エッチング後、間隙領域30および
各トレンチ28’’の底部が露出される。
樹脂54’の任意の露出領域(例えば、間隙領域30およびトレンチ28’’の底部)上
に適用される。樹脂54’および使用される第2の犠牲層84に対してエッチング差を有
する任意の物質を第2の犠牲層88として使用することができる。例えば、層84がシリ
コンである場合、層88はアルミニウムまたはクロムであってもよい。
できる。
54’’の部分から除去される。この例では、第2の犠牲層88は、第2の犠牲材料88
’’の領域が犠牲材料領域84’’のそれぞれのすぐ隣に残るようにエッチングされても
よく、この例では、エッチング後、間隙領域30および各トレンチ28’’の別の(より
小さい)底部が露出される。
84’’間の任意の空間を充填し、換言すれば、追加の材料92は、各トレンチ28’’
の底部を覆い、第2の犠牲材料88’の領域を完全に分離する。追加の材料92は、樹脂
54’と同じ材料とすることができる。例えば、二酸化ケイ素が樹脂54’として使用さ
れる場合、追加の材料92は二酸化ケイ素であってもよい。追加の材料92は、そのトレ
ンチ28’’よりも小さい、新しいトランシェ28’’(領域14、16が定義される)
を定義するのに役立つ。この領域は、)。
するために研磨を行うことができる。
の上面図を示し、示されるように、犠牲材料/層84’’、88’’の各々は、各トレン
チ28’’’の長手に延在する。
の1つの断面図を示す。
ら除去され、これは、第1の官能化領域14が形成される領域/部分76を露出させ、犠
牲材料領域84’’はエッチングされてもよく、このエッチングプロセスは、異なったエ
ッチング率のために、樹脂54’または第2の犠牲材料領域88’に影響を及ぼさない。
料面積88’上に適用される。第1の官能化層60は、本明細書に開示される例のいずれ
かであってもよく、本明細書に記載される技術のいずれかを使用して堆積されてもよい。
部分76にフォトレジスト62によって覆われた第1の官能化面積(面積14)を形成す
る。フォトレジスト62およびその下の第1の官能化層60は、間隙領域30および第2
の犠牲材料領域88’をエッチストップとして使用して、研磨またはエッチング除去する
ことができる。これにより、トレンチ28’’’の領域/部分76に、フォトレジスト6
2によって覆われた第1の官能化領域14が形成される。
ら除去される。これにより、第2の官能化領域16が形成される領域/部分78が露出す
る。第2の犠牲材料領域88’はエッチングされてもよく、このエッチングプロセスは、
異なったエッチング率のために樹脂54’またはフォトレジスト62に影響を及ぼさない
。第1の官能化層60の露出部分は、このエッチングプロセス中に除去することができる
。
、および面積14の任意の露出部分上に適用される。第2の官能化層64は、本明細書に
開示される例のいずれかであってもよく、本明細書に記載される技術のいずれかを使用し
て堆積されてもよい。
化層64のいずれかを除去することができる。本明細書に開示される実施例のいずれにお
いても、超音波処理は、フォトレジスト剥離またはリフトオフプロセスの効率を改善する
ために行われてもよい。
去することができる。図34Qに示すように、領域14、16は、トレンチ28’’’の
それぞれの領域に形成されるが、領域14、16は、(図34Rに示すように)トレンチ
28’’’の長手に延在することを理解されたい。領域14、16のこの構成は、本明細
書中に開示されるプライマーセット12A、12A’、または12B、12B’、または
12C、12C’、または12D、12D’を使用して、同時対合末端読み取り配列決定
のために使用され得る。
レンチ28’’’に少なくとも実質的に垂直な空間的に分離されたストライプのパターン
を形成する。このパターンは、図34Rに示されるように、空間的に分離されたストライ
プの間に露出される第1の官能化領域14および第2の官能化領域14の部分を残す。空
間的に分離されたストライプの間に露出された第1の官能化領域14および第2の官能化
領域16の部分が除去され(例えば、エッチングによって)、次いで、空間的に分離され
たストライプ(第2のフォトレジスト62’)が除去される(例えば、エッチングによっ
て)。図34Sに示されるように、空間的に分離されたストライプ(第2のフォトレジス
ト62’)の下にある領域14、16は、空間的に分離されたストライプ(第2のフォト
レジスト62’)の除去後も無傷のままである。本実施例では、それぞれの領域14、1
6は、トレンチ28’’’に沿って分離された対である。
4Sには示されていない)は、第1の官能化層60に予めグラフトされ得、したがって、
第1の官能化領域14に結合される。同様に、プライマー19、21または19’、21
’(図34A~図34Sには示されていない)は、第2の官能化層64に予めグラフトさ
れ得、したがって、第2の官能化領域16に結合される。これらの実施例では、追加のプ
ライマーグラフトは行われない。
に予めグラフトされていない。これらの実施例において、プライマー18、20または1
8’、20’は、第1の官能化層60が適用された後に(例えば、図34Kで)グラフト
され得る。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー18、20または
18’、20’は、領域16の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例
えば、図34Sで)グラフトされ得る。
ラフトされていなくてもよい。これらの実施例において、プライマー19、21または1
9’、21’は、第2の官能化層64が適用された後にグラフトされ得る(例えば、図3
4Oで)。領域14、16が異なった官能基を有する場合、プライマー19、21または
19’、21’は、領域14の表層官能基にグラフトされないので、該方法の最後に(例
えば、図34Sで)グラフトされ得る。
例を使用して行われ得る。いずれのグラフト化方法においても、プライマー18、20ま
たは18’、20’は領域14の反応性基と反応し、またはプライマー19、21または
19’、21’は領域16の反応性基と反応し、樹脂54’に対する親和性を有さない。
れぞれの官能化保持体構造93、94上に形成されてもよい。官能化保持体構造93、9
4は、本明細書に開示されるそれぞれのプライマーセット12A、12A’、または12
B、12B’、または12C、12C’、または12D、12D’を結合させることがで
きる面官能基を有する。本明細書に開示されるコア構造49の任意の例が、官能化保持体
構造93、94のために使用されてもよい。種々のプライマーセット12A、12A’、
または12B、12B’、または12C、12C’、または12D、12D’を結合させ
ることができる、本明細書中に開示される任意の表層官能基もまた、使用され得る。官能
化保持体構成93、94は、例えば、官能基を有するビーズ50を形成するために本明細
書に開示される一方法(複数可)を使用して形成されてもよい(「ビーズベースフローセ
ル」の部を参照されたい)。
い。いくつかの例では、それぞれの形状は、基材(本明細書に記載されるような単層また
は多層基材であってもよい)の表面S上または表面Sに画定された捕捉部位95、96(
図36A、図36B、図37A、および図37Bに示される)の形状にそれぞれ対応する
。例えば、官能化保持体構造93、94は、それぞれ、ウェル捕捉部位95、96(後述
)と同じ形を有することができる。種々の形状は、官能化された保持体構造93が相補的
な形状のウェル捕捉部位95に物理的に捕捉されるようになり、官能化された保持体構造
94が相補的な形状のウェル捕捉部位96に物理的に捕捉されるようになるのを助ける。
有することもできる。捕捉ケミストリーは、基材表面S上の望ましい位置に取り付けるこ
とを可能にする構造93,94を可能にするケミストリーであり、いくつかの実施例では
、官能化された保持体構造93,94の捕捉ケミストリーが、それぞれの官能化された保
持体構造93,94を受け取ることを可能にする捕捉サイト95,96の捕捉ケミストリ
ーとそれぞれ対応する。例えば、官能化保持体構造93および捕捉部位95は、それぞれ
、1つの型の受容体-配位子結合対のメンバーを含み得、一方、官能化保持体構造94お
よび捕捉部位96は、それぞれ、異なった型の受容体-配位子結合対のメンバーを含み得
る。種々の化学的性質は、官能化保持体構造93、94(およびそれぞれの領域14、1
6)が基材面S上の所望の領域で捕捉されることに耐えるのを助けることができる。
材の樹脂54’)上に固定化することが物理的および/または化学的に可能である。捕捉
部位95、96は、隣接領域14、16を有することが望ましい任意の適切な位置に配置
することができる。基材26を横切る捕捉部位95、96の位置は、均一であってもよく
(図36Aおよび36Bを参照のこと)、または不均一であってもよい。捕捉部位95、
96は、捕捉部位95、96(例えば、斑点、ウェル、張出し部など)の構成、および捕
捉部位95、96によって捕捉される官能化保持体93、94の種類に少なくとも部分的
に依存し得る、任意の好適な形、幾何学的形状および寸法を有し得る。
学捕捉剤である。本明細書に開示される化学捕捉剤の任意の例を使用することができる。
一例では、それぞれの化学捕捉剤は、マイクロコンタクト印刷、または別の適切な技法を
使用して、所望の位置に堆積させることができる。
定されるそれぞれのウェルを含む。ウェルは、使用される基材(例えば、単層または多層
)に応じて、エッチングまたはインプリントを使用して形成することができる。ウェルは
、凹部28について本明細書に記載したものなど、任意の適切な形状および幾何学的形状
を有することができる。
では、開口部寸法は、それぞれの官能化保持体93、94が(例えば、形に基づいて)対
応するウェルに自己集合することを可能にする。他の例では、ウェルは、それに添加され
るそれぞれの化学捕捉剤を有する。
ーズが含まれる。捕捉ビーズは、ウェルに適合するようにサイズ決定され得る。いくつか
の例では、捕捉ビーズは、隣り合う間隙領域30、30’と同一平面上にあるか、または
わずかに上に延在してもよく、その結果、そこに最終的に結合する官能化保持体構造93
、94は、ウェルに閉じ込められない。例えば、捕捉ビーズは、二酸化ケイ素、超常磁性
物質、ポリスチレン、およびアクリル酸塩からなる群から選択される。本明細書中に開示
される化学捕捉剤の任意の例は、捕捉ビーズの表面上で使用され得、そして捕捉ビーズが
ウェルに導入される前に捕捉ビーズ上にコーティングされ得る。これらの捕捉部位95、
96のウェルおよびビーズの構成は、官能化保持体93、94(結合された場合)が、互
いに近接する領域14、16を形成するようなものであり得る。
および捕捉ビーズがそこに導入されるべきかどうかに依存して変化し得る。深さは、少な
くともこれらの材料を収容するように選択することができる(すなわち、材料はウェルに
収容される)。一例では、ウェルの深さは、約1nm~約5ミクロンの範囲である。
出し部を含む。張出し部は、隣り合う面から外側(上方)に延びる三次元構造である。張
出し部は、エッチング、フォトリソグラフィー、インプリントなどによって生成すること
ができる。
少なくとも実質的に扁平状な上面を有する形状が望ましい場合がある。例示的な張出し部
形状は、球、円柱、立方体、多角形プリズム(例えば、直角プリズム、六角形プリズムな
ど)などを含む。
ができる。本明細書に開示される化学捕捉剤の任意の例が使用されてもよく、任意の結合
技術が、化学捕捉剤を張出し部の上面に適用するために使用されてもよい。
位95、96のタイプの任意の組み合わせが、フローセル上で一緒に使用され得る(例え
ば、捕捉剤およびウェル)ことが理解されるべきである。
る形状を有する官能化保持体構造93、94がフローセルにロードされると(図36B)
、官能化保持体構造93、94は、物理的な排除および/または捕捉ケミストリーのいず
れかによって自己集合し、その結果、官能化保持体構造93が捕捉部位95に結合し、官
能化保持体構造94が捕捉部位96に結合する。
示例とは異なるように配置される。それぞれ対応する形状を有する官能化保持体構造93
、94がフローセルにロードされると(図37B)、官能化保持体構造93、94は、物
理的な排除および/または捕捉ケミストリーのいずれかによって自己集合し、その結果、
官能化保持体構造93が捕捉部位95に結合し、官能化保持体構造94が捕捉部位96に
結合する。
域14、16の配列をもたらす。
樹脂54’)に接合された蓋を有さないフローセルの領域14、16の様々な構成を示す
。図示されていないが、フローセルは、間隙領域30、30’の少なくとも一部に結合さ
れた蓋を有することができることを理解されたい。いくつかの例において、蓋は、プライ
マーセット12A、12A’、または12B、12B’、または12C、12C’、また
は12D、12D’のグラフト化の前または後に結合され得る。蓋がプライマーグラフト
の前に結合される場合、フロースルー処理がグラフトのために使用され得ることが理解さ
れるべきである。フロースルー処理において、プライマー溶液または混合物は、それぞれ
のインプットポート(図示せず)を通ってフローチャネル(蓋と間隙領域30、30’と
の間に規定される)に導入され得、プライマー18、18’、20、20’、19、19
’、21、21’がそれぞれの領域14、16に結合するのに十分な時間(すなわち、イ
ンキュベーション期間)、フローチャネルに維持され得、次いで、それぞれのアウトプッ
トポート(図示せず)から除去され得る。プライマー18、18’、20、20’、19
、19’、21、21’の結合後、追加の流体は、今や官能化された凹部および流路を洗
浄するために、流路を通って導かれてもよい。
0上に配置されてもよい。
て、蓋は、ガラス(例えば、ホウケイ酸塩、溶融シリカなど)、プラスチックなどであっ
てもよい。好適な瑚珪酸ガラスの商業的に入手可能な例は、ショットノースアメリカ社か
ら入手可能なD263(登録商標)である。好適なプラスチック材料、すなわちシクロオ
レフィンポリマーの市販の例は、ゼオンケミカルズ(Zeon Chemicals)L.P.から入手
可能なゼオノア(登録商標)製品である。
ォールと一体的に形成されてもよい。例えば、凹部は、実質的に平坦な(例えば、上部)
部分および実質的に平坦な部分から延びるサイドウォールを形成するために、透明なブロ
ックにエッチングされてもよい。エッチングされた塊が間隙領域30に取り付けられると
、凹部は流路となる。他の例では、サイドウォール(複数可)および蓋は、互いに結合さ
れる別個の構成要素であってもよい。例えば、蓋は、少なくとも実質的に平坦な外装と、
流路の一部(例えば、天板部)を画定する少なくとも実質的に平坦な内面とを有する実質
的に矩形の塊であってもよい(間隙領域30の一部に接合されると)。ブロックは、間隙
領域30の一部に接合され、流路のサイドウォールを形成するサイドウォール上に取り付
けられてもよい(例えば、接合されてもよい)。この実施形態では、サイドウォールは、
スペーサー層(後述)について本明細書に記載される材料のいずれかを含むことができる
。
リット接合、または当技術分野で知られている他の方法など、任意の好適な技法を使用し
て接合することができる。例えば、蓋を間隙領域30の一部に結合するために、スペーサ
ー層が使用されてもよい。スペーサー層は、間隙領域30の少なくとも一部と蓋とを一緒
に封止する任意の物質であってもよい。
パターン化された樹脂)によって透過される波長の放射を吸収する放射吸収材であっても
よい。次に、吸収エネルギーは、スペーサー層と蓋との間、およびスペーサー層と基材2
6との間の結合を形成する。この放射線吸収物質の例は、デュポン(米国)からの黒色K
APTON(登録商標)(カーボンブラックを含むポリイミド)であり、これは約106
4nmで吸収する。ポリイミドは、天然のポリイミド物質によって著しく吸収されるもの
(例えば、480nm)に波長を変えなければならないことを除いて、カーボンブラック
を加えることなく使用することができることを理解されたい。別の例として、ポリイミド
CEN JPは、532nmの光で照射された場合に結合され得る。スペーサー層が放射
線吸収材である場合、スペーサー層は、スペーサー層が所望の接合領域に接触するように
、蓋と間隙領域30の一部との間のインタフェースに配置されてもよい。適当な波長のレ
ーザーエネルギがインタフェースに印加される(すなわち、放射線吸収物質が照射される
)間に、圧力が適用されてもよい(例えば、約100psiの圧)。レーザーエネルギは
、好適な結合を達成するために、上から及び下からの両方からインタフェースに印加され
てもよい。
射線吸収材は、スペーサー層と蓋との間のインタフェース、並びにスペーサー層と間隙領
域30の一部との間のインタフェースに適用することができる。例えば、スペーサー層は
、ポリイミドであってもよく、別個の放射線吸収物質は、カーボンブラックであってもよ
い。この実施例では、別個の放射線吸収材は、スペーサー層と蓋との間、およびスペーサ
ー層と間隙領域30の一部との間に結合を形成するレーザーエネルギを吸収する。この実
施形態では、適当な波長のレーザーエネルギがインタフェースに印加されている間(すな
わち、放射線吸収物質が照射されている間)、それぞれのインタフェースで圧迫を加える
ことができる。
本明細書中に記載されるプライマーセット12A、12A’、または12B、12B’
、または12C、12C’、または12D、12D’を含むフローセルの任意の例は、同
時ペアエンド配列決定において使用され得、ここで、順方向および逆方向ストランド(例
えば、ストランド40および44)は、同時に読み出される。
の鋳型鎖44のクラスターが領域16に生成されると(図7C~図7Gを参照して説明さ
れる)、遊離末端は、望ましくないプライミングを防ぐためにブロックされ得る。残存す
る任意のプライマーの遊離末端もまた、ブロックされ得ることが理解されるべきである。
ぞれハイブリダイズすることができる配列決定プライマーを含む組み込み混合物を添加す
ることができる。それぞれの鋳型鎖40、44に沿った配列決定プライマーの伸長をモニ
ターして、鋳型鎖40、44中のヌクレオチドの配列を決定する。基礎となる化学的処理
は、重合(例えば、ポリメラーゼ酵素によって触媒される)またはライゲーション(例え
ば、リガーゼ酵素によって触媒される)であり得る。特定のポリメラーゼベースのプロセ
スにおいて、蛍光標識されたヌクレオチドは、それぞれの配列決定プライマーに付加され
たヌクレオチドの順序およびタイプの検出が鋳型の配列を決定するために使用され得るよ
うに、鋳型依存的な様式でそれぞれの配列決定プライマーに付加される。例えば、合成サ
イクルによって第1の配列決定を開始するために、1つ以上の標識されたヌクレオチド、
DNAポリメラーゼなどが、フローセルに/を通って送達され得、ここで、配列決定プラ
イマー伸長は、標識されたヌクレオチドが、それぞれの鋳型40、44に相補的である発
生期ストランドに組み込まれることを引き起こす。取り込み有害事象は、それぞれの鋳型
40、44で生成された蛍光シグナルの実質的な物理的重複なしに、画像化有害事象を通
してタンデムに検出することができる。これにより、それぞれの鋳型40、44で同時に
塩基を呼び出すことができる。画像化事象の間、イルミネーションシステム(図示せず)
は、フローセルに励起光を提供し得、画像は、捕捉および分析され得る。例として、照度
は、レーザー、発光ダイオード、平面導波路などを用いて達成されてもよい。
の鋳型40、44に付加されると、さらなるプライマー伸長を終結する可逆的終結特性を
さらに含み得る。例えば、可逆的停止部分を有するヌクレオチドアナログは、鋳型40、
44に付加され得、その結果、その部分を除去するために脱ブロッキング剤が送達される
まで、その後の伸長が起こり得ない。したがって、可逆的終結を使用する例では、脱ブロ
ッキング試薬をフローセルなどに送達することができる(検知が起こった後)。
時間繰り返して、鋳型をnヌクレオチド伸長させ、それによって長さnの配列を検出する
ことができる。
な配列データを生成することを可能にする。ペア末端配列決定は、ゲノム再配列および反
復配列エレメント、ならびに遺伝子融合および新規転写物の検出を容易にする。1つの例
示的なペアエンド配列決定方法が詳細に記載されているが、本明細書中に記載されるフロ
ーセルは、遺伝子型決定のために、または他の化学的および/または生物学的適用におい
て、他の配列決定プロトコルとともに利用され得ることが理解されるべきである。別例で
は、本明細書に開示されるフローセルは、オンセルライブラリ生成のために使用されても
よい。
本明細書中に記載されるフローセルの任意の例は、キットの一部であり得る。
キットのいくつかの例には、フローセル、鋳型混合/流体、および組み込み混合物が含
まれる。フローセルのこれらの例は、それに結合するプライマーセット12A、12A’
、または12B、12B’、または12C、12C’、または12D、12D’の両方を
有する。鋳型混合物/流体は、配列決定される鋳型を含み、組み込み混合物は、切断不可
能な第1の鋳型鎖40および切断不可能な第2の鋳型鎖44(鋳型を使用して形成される
)にそれぞれハイブリダイズすることができる配列決定プライマーを含む。
。フローセルのこれらの例は、それに結合する1つのプライマーセット12A、12B、
12C、または12Dを有しており、プライミング流体を使用して、他方のプライマーセ
ット12A’、12B’、12C’、または12D’を導入することができる。このキッ
トの一実施例では、フローセルは、間隙領域30によって分離された凹部28を含む基材
26と、各凹部内のいくつかの官能基がキャップされている第1のポリマー層32と、凹
部28の各々内の第1のポリマー層32の他の官能基に結合された第1のプライマーセッ
ト12A、12B、12C、または12Dと、間隙領域30上の第2のポリマー層32’
とを含み、プライミング流体は、流体キャリアと、第1のプライマーセット12A、12
B、12C、または12Dとは異なった第2のプライマーセット12A’、12B’、1
2C’、または12D’とを含む。この例示的なキットはまた、鋳型混合物および組み込
み混合物を含み得る。
図9は、領域14または16の一方がビーズ50の一部であるフローセルの1つの構成
を示す。このセクションは、このフローセル構成のための様々な例および方法を説明する
。
Dおよび16)、10C(図17Dおよび18)、10D(図19Dおよび20)の例は
、保持体52上の保持体52およびパターン化された樹脂54’、54’’を含み、パタ
ーン化された樹脂は、間隙領域30によって分離された凹部28A、28Bまたは28C
を含む。凹部28A、28B、または28Cを形成するために樹脂54をパターン化する
方法の一例を、図11Aから11Dまでにともに示す。より具体的には、図11A~11
Cは、凹部28A、28B、の形成を示し、図11A、11B、11Dは、凹部28Cの
形成を示す。
す。本明細書に記載される基材12の任意の実施例が、保持体52のために使用されても
よい。
S)ベースの樹脂、エポキシ樹脂、ポリ(エチレングリコール)樹脂、ポリエーテル樹脂
、アクリル樹脂、アクリル酸塩樹脂、メタクリレート樹脂、およびこれらの組み合わせか
らなる群から選択される。いくつかの例が提供されたが、硬化され得る任意の樹脂が使用
され得ると考えられる。
OSSベースの樹脂」という用語は、シリカ(SiO2)とシリコン(R2SiO)との
間の混成中間体(RSiO1.5)である成分組成を指す。POSSの例は、Kehagias e
t al.,Microelectronic Engineering 86 (2009), pp.776-778に記載されているもの
であることができ、その全体が参照により組み込まれる。化合物は、化学式[RSiO3
/2]nを有する有機ケイ素化合物であり、ここで、R基は、同一であっても異なってい
てもよい。この配合物は、モノマー単位として、1つ以上の異なったケージまたはコア構
造を含んでいてもよい。場合によっては、構造は、以下の多八面体のケージまたはコア構
造を含む。場合によっては、多面体構造は、以下のようなT8構造であってもよく、
する。
10と称される)を有するケージ構造を有し得るか、または12個のケイ素原子および1
2個のR基(例えば、T12と称される)を有するケージ構造
ができる。平均ケージ含有量は、合成中に調整することができ、および/または精製的な
方法によって制御することができ、本明細書に開示される実施例では、モノマー単位のケ
ージサイズの分布を使用することができる。例として、ケージ構造のいずれかは、使用さ
れる合計POSSモノマー単位の約30%~約100%の範囲の量で存在し得る。POS
Sベースの材料は、開いたケージ構造および部分的に開いたケージ構造とともに、ケージ
構造の混合物であってもよい。したがって、POSSベースの樹脂前駆体または樹脂は、
シルセスキオキサン構成の混合物であってもよいエポキシPOSS材料を含んでもよい。
例えば、本明細書中に記載される任意のPOSS材料は、別個のPOSSケージと、非別
個のシルセスキオキサン構造および/または不完全に縮合した別個の構造(例えば、ポリ
マー、ラダーなど)との混合物であり得る。したがって、部分的に縮合した材料は、本明
細書に記載されるように、いくつかのケイ素頂点にエポキシR基を含むが、いくつかのケ
イ素原子は、R基で置換されず、代わりにOH基で置換され得る。いくつかの例では、P
OSS材料は、以下のような様々な形状の混合物を含む:
(a)
(b)
および/または(c)。
少なくとも1つは、エポキシを含み、したがって、POSSは、エポキシPOSSと呼ば
れる。いくつかの例では、8、10、または12個のアーム、またはR基などのアームの
大部分は、エポキシ基を含む。他の例では、R1~R8またはR10またはR12は同じ
であり、したがって、R1~R8またはR10またはR12の各々はエポキシ基を含む。
さらに他の例では、R1~R8、R10、またはR12は同じではなく、したがって、R
1~R8、R10、またはR12のうちの少なくとも1つはエポキシを含み、R1~R8
、R10、またはR12のうちの少なくとも1つは非エポキシ官能基である。非エポキシ
官能基は、(a)エポキシ基に対して直角に反応性である(すなわち、エポキシ基とは異
なった条件下で反応する)、樹脂を増幅プライマー、ポリマー、または重合剤に結合させ
るためのハンドルとして働く反応性基、または(b)樹脂の機械的または機能的特性、例
えば、表面エネルギー調節を調節する基であってもよい。いくつかの例では、非エポキシ
官能基は、アジド(azide)/アジド(azido)、チオール、ポリ(エチレングリコール)
、ノルボルネン、テトラジン、アミノ、水酸基、アルキニル、ケトン、アルデヒド、エス
テル基、アルキル、アリール、アルコキシ、およびハロアルキルからなる群から選択され
る。いくつかの態様では、非エポキシ官能基は、樹脂の表面エネルギーを増大させるよう
に選択される。これらの他の実施例では、エポキシ基対非エポキシ基の比率は、7:1~
1:7、または9:1~1:9、または11:1~1:11の範囲である。実施例のいず
れにおいても、二置換または一置換(末端)エポキシ基は、紫外(UV)光および酸を用
いた開始時にモノマー単位が重合して架橋マトリックスになることを可能にする。いくつ
かの態様では、エポキシPOSSは末端エポキシ基を含む。このタイプのPOSSの例は
、以下の構造:
て、樹脂またはコアまたはケージ構造に組み込まれた、制御されたラジカル重合(CRP
)剤および/または別の目的の官能基を含む、改質エポキシPOSSであってもよい。
たはR12のそれぞれは、アクリル酸塩、メタクリレート、エチレングリコール、または
短ポリエチレングリコール鎖(最大50繰り返し単位)などの任意の非エポキシ基を含む
。ラジカル重合することができる任意の非エポキシPOSS一量体を使用することができ
る。一例は、以下の構造:
よいが、ここでXはアクリル基、メタクリル基、または別の適当な末端基である。
リ(エチレングリコール)樹脂、ポリエーテル樹脂(開環エポキシであってもよい)、ア
クリル樹脂、アクリレート樹脂、メタクリレート樹脂、およびこれらの組み合わせが挙げ
られる。例として、エポキシおよびアクリレートモノマーを含む樹脂が使用され得るか、
またはエポキシおよびエチレンモノマーを含む樹脂が使用され得る。
(非結晶)フッ素ポリマーの例は、BellexからのCYTOP(登録商標)である。
積は、化学蒸着、ディップ法、ダンクコーティング、スピンコーティング、スプレーコー
ティング、パドルディスペンシング、超音波スプレーコーティング、ドクターブレードコ
ーティング、エアロゾルプリンティング、スクリーンプリンティング、マイクロコンタク
トプリンティング、またはインクジェットプリンティングを含む。
いてパターン化される。図11Bに示す実施形態では、ナノインプリントリソグラフィを
使用して樹脂54をパターン化する。樹脂54を堆積させた後、ソフトベークして余分な
溶剤を除去することができる。ナノインプリントリソグラフィ金型または加工スタンプ5
6を樹脂54の層に押し付けて、樹脂54上にインプリントを生成する。言い換えれば、
樹脂54は、加工スタンプ56の張出し部によって、へこんだり、穿孔されたりする。次
いで、樹脂54は、加工スタンプ56を所定の位置にして硬化させることができる。硬化
は、可視光照射または紫外(UV)照射などの化学線、またはフォトレジストを使用する
場合には約240nm~380nmの範囲の波長の照射に曝すことによって、または熱硬
化性レジストを使用する場合には熱に曝すことによって達成することができる。硬化は、
重合および/または架橋を促進し得る。一例として、硬化は、ソフトベーク(例えば、溶
媒を除去するための)およびハードベーキングを含む複数の段階を含むことができる。ソ
フトベーキングは、約50℃~約150℃の範囲のより低い温度で行うことができる。ハ
ードベーキングの持続時間は、約100℃~約300℃の範囲の温度で約5秒~約10分
間続くことができる。ソフトベーキングおよび/またはハードベーキングに使用すること
ができるデバイスの例には、ホットプレート、オーブンなどが含まれる。
ち凹部28Aおよび28Bまたは28Cが形成される。図11Cに示すように、凹部28
Aおよび28Bが形成された樹脂54は、パターン化された樹脂54’と呼ばれる。図1
1Dに示すように、凹部28Cが形成された樹脂54は、パターン化された樹脂54’’
と呼ばれ、パターン化された樹脂54’、54’’は、硬化を完了し、インプリントされ
たトポグラフィを固定するために、さらにハードベーキングに供される。いくつかの例で
は、ハードベーキングは、約60℃~約300℃の範囲の温度で行うことができる。
「異なったサイズ」は、凹部28Bのいくつかが他の凹部28Aのいくつかよりも小さい
開口部寸法を有することを意味し、この例では、「開口部寸法」は、パターン化された樹
脂54’上の各凹部開口部によって占められる面積および/またはパターン化された樹脂
54’上の各凹部開口部の径を指す。図11Cに示される例では、各凹部28Bの開口部
の面積および直径は、各凹部28Aの開口部の面積および直径よりも小さい。より大きな
凹部28Aの開口部の面積および直径は、そこに導入されるビーズ50の粒径(例えば、
直径)に依存する。より小さい凹部28Bの開口部の面積及び径は、ビーズ50の粒径よ
りも小さい。これらの開口寸法は、ビーズ50が、サイズ排除によって凹部28Bではな
く、凹部28A内に自己集合することを可能にする。
34、34’を含む。この例では、「異なったサイズ」とは、凹部28Cの各々の部分3
4’が部分34よりも小さい開口部寸法を有することを意味し、また、この例では、「開
口部寸法」は、パターン化された樹脂54上の各部分開口部によって占められる面積、お
よび/またはパターン化された樹脂54’’上の各部分開口部の径を指す。図11Dに示
す実施形態では、各部分34’の開口部の面積および直径は、各部分34の開口部の面積
および直径よりも小さい。より大きい部分34の開口部の面積および直径は、そこに導入
されるビーズ50の粒径(例えば、直径)に依存する。小さな部分34’の開口部の面積
及び径は、ビーズ50の粒径よりも小さい。これらの開口部の寸法は、ビーズ50が、サ
イズ排除によって部分34’ではなく部分34に自己集合することを可能にする。
0-3μm2、少なくとも約1×10-2μm2、少なくとも約0.1μm2、少なくと
も約1μm2、少なくとも約10μm2、少なくとも約100μm2、またはそれ以上と
することができる。あるいは、またはさらに、面積は、最大で約1×103μm2、最大
で約100μm2、最大で約10μm2、最大で約1μm2、最大で約0.1μm2、最
大で約1×10-2μm2、またはそれ以下であってもよい。いくつかの例では、各凹部
28A、28Bまたは部分34、34’の直径は、少なくとも約50nm、少なくとも約
0.1μm、少なくとも約0.5μm、少なくとも約1μm、少なくとも約10μm、少
なくとも約100μm、またはそれ以上とすることができる。あるいは、またはさらに、
直径は、多くとも約1×103μm、多くとも約100μm、多くとも約10μm、多く
とも約1μm、多くとも約0.5μm、多くとも約0.1μm、またはそれ以下(例えば
、約50nm)であり得る。それぞれの凹部開口部または部分開口部の面積および径は、
上記で特定した値より大きくても、小さくても、またはその間であってもよい。凹部28
Aの開口部の面積および直径が凹部28Bの開口部の面積および直径よりも大きい限り、
または凹部28Cの部分34の開口部の面積および直径が凹部28Cの部分34’の開口
部の面積および直径よりも大きい限り、任意の望ましい面積および直径を使用することが
できる。
び28Bまたは28Cの多くの異なるレイアウトを想定することができる。例えば、凹部
28A、28B、28Cは、密接にパッキングし、密度を改善するために、六角形の格子
状に配置されている。他のレイアウトとしては、例えば、凹部28Aまたは部分34が機
能化ビーズ50(例えば、図13C、14などに示されるように、その上に形成された領
域16を有するコア構造49)を受容することができる限り、例えば、直線(すなわち、
矩形)レイアウト、三角形レイアウトなどが挙げられ得る。いくつかの例では、レイアウ
トまたはパターンは、行および列にある凹部28Aおよび28Bまたは28Cのx-yフ
ォーマットとすることができる。いくつかの他の例では、レイアウトまたはパターンは、
凹部28Aおよび28Bまたは28Cおよび/または間隙領域30の繰り返し配列であっ
てもよい。さらに他の例では、レイアウトまたはパターンは、凹部28Aおよび28Bま
たは28Cおよび/または間隙領域30のランダムな配列であってもよい。パターンは、
ストライプ、スワール、線、三角形、長方形、円、弧、小切手、プライド、対角線、矢印
、正方形、および/またはクロスハッチを含むことができる。
されるように、密度および/または平均ピッチに関して特徴付けられ得ることが理解され
るべきである。
された樹脂54’’を使用するフローセルの例を作製するための方法100の例は、図1
2に示される。図12Cに示されるように、方法100は、保持体52(参照番号102
)上のパターン化された樹脂54’または54’’の凹部28A、28Bまたは28Cに
ポリマー32を選択的に適用すること;第1のプライマーセット12A、12B、12C
、12Dを、凹部28A、28Bまたは28C(参照番号104)の少なくともいくつか
でポリマー32にグラフトすること;および第1のプライマーセット12A、12B、1
2C、12Dをグラフトする前または後に、i)凹部28Cの少なくともいくつかのそれ
ぞれの一部、またはii)少なくともいくつかの凹部28Bより大きい開口寸法を有する
第2の凹部28Aにおいて、官能基を有するビーズ50を堆積することを含み、
官能基を有するビーズ50はコア構造49の表面に取り付けられた第2のプライマーセッ
ト12A’、12B’、12C’、12D’を含み、第1および第2のプライマーセット
12A、12A’または12B、12B’、または12C、12C’、または12D、1
2D’は異なる。凹部28A、28Bを含むこの方法100の異なる例を、図13A~1
3Dおよび14ならびに図15A~15D、16を参照してさらに説明する。凹部28C
を含むこの方法100の異なる例を、図17A~図17Dおよび図18ならびに図19A
~19D、20を参照してさらに説明する。
れた樹脂54’を示す。凹部16Aおよび16Bの深さは、明確化のために省略されてい
る。
リマー32の選択的適用は、間隙領域30および凹部28A、28B内の露出表面の活性
化、活性化された間隙領域30上および凹部28A、28B内にポリマー32を堆積させ
ること、および間隙領域30からポリマー32を除去することを含む、複数のプロセスを
含み得る。
8A、28B内に露出された保持体52の領域とを含む表面をシラン化することを含む。
シラン化は、任意のシランまたはシラン誘導体を使用して達成することができる。シラン
またはシラン誘導体の選択は、シランまたはシラン誘導体とポリマー32との間に共有結
合を形成することが望ましい場合があるので、形成されるポリマー32に部分的に依存し
得る。シランまたはシラン誘導体を結合させるために使用される方法は、使用されるシラ
ンまたはシラン誘導体に依存して変化し得る。いくつかの例を本明細書に記載する。
は他の堆積方法が含まれる。
有する保持体52は、CVDオーブン内に配置される。チャンバを排気し、次いでシラン
化サイクルを開始することができる。サイクルの間、シランまたはシラン誘導体の容器は
、適切な温度(例えば、ノルボルネンシランについて約120℃)に維持されてもよく、
シランまたはシラン誘導体蒸気ラインは、適切な温度(例えば、ノルボルネンシランにつ
いて約125℃)に維持されてもよく、真空ラインは、適切な温度(例えば、約145℃
)に維持されてもよい。
ス瓶の内部に堆積され、パターン化された樹脂54’を有する保持体52を有するガラス
バキュームデシケータの内部に配置されてもよい。次いで、デシケータを約15mTor
r~約30mTorrの範囲の圧力まで排気し、約60℃~約125℃の範囲の温度でオ
ーブン内に配置することができる。シラン化を進行させ、次いで乾燥器を炉から取り出し
、冷却し、大気中で排気する。
例えばシクロアルケン不飽和部分を含むシランまたはシラン誘導体、例えばノルボルネン
、ノルボルネン誘導体(例えば、炭素原子の1つの代わりに酸素または窒素を含む(ヘテ
ロ)ノルボルネン)、トランスシクロオクテン、トランスシクロオクテン誘導体、トラン
スシクロペンテン、トトランスシクロヘプテン、トランス-シクロノネン、ビシクロ[3
.3.1]ノン-1-エン、ビシクロ[4.3.1]dec-1(9)-エン、ビシクロ
[4.2.1]ノン-1(8)-エン、およびビシクロ[4.2.1]ノン-1-エンな
どと共に使用することができる。これらのシクロアルケンのいずれも、例えば、水素、ア
ルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニ
ル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロアリシクリル、アラルキル、または(ヘテロアリ
シクリル)アルキルなどのR基で置換することができる。ノルボルネン誘導体の一例とし
ては、[(5-ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エニル)エチル]トリメトキシシラ
ンが挙げられる。他の例として、シランまたはシラン誘導体が、シクロオクチン、シクロ
オクチン誘導体、またはビシクロノニン(例えば、ビシクロ[6.1.0]ノン4-イン
またはその誘導体、ビシクロ[6.1.0]ノン2-イン、またはビシクロ[6.1.0
]ノン3-イン)などのシクロアルキン不飽和部分を含む場合、これらの方法を使用する
ことができる。これらのシクロアルキンは、本明細書中に記載されるR基のいずれかで置
換され得る。
化表面を形成する。
、ポリマー(例えば、PAZAM)は、スピンコーティング、またはディッピングもしく
はディップコーティング、または陽圧もしくは陰圧下での官能化分子のフロー、または別
の好適な技術を使用して堆積されてもよい。ポリマー層32を形成するために堆積された
ポリマーは、混合物中に存在してもよい。例えば、混合物は、水中またはエチルアルコー
ルと水の混合物中のPAZAMを含む。
ン化された樹脂54’の活性化された間隙領域30を横切って、そして凹部28A、28
B中にポリマー層32を形成し得る。一例では、硬化は、室温(例えば、約25℃)~約
95℃の範囲の温度で、約1ミリ秒~約数日の範囲の時間にわたって行うことができる。
別の例では、時間は、10秒~少なくとも24時間の範囲であってもよい。さらに別の例
では、時間は、約5分~約2時間の範囲であってもよい。
合を介してもよい。共有結合は、種々の使用の間に最終的に形成されるフローセルの寿命
を通して、凹部28B中に少なくとも第1のプライマーセット12A、12B、12C、
12Dを維持するのに有用である。以下は、活性化された(例えば、シラン化された)表
面とポリマー層32との間で起こり得る反応のいくつかの例である。
を含む場合、ノルボルネンまたはノルボルネン誘導体は、i)PAZAMのアジド(azid
e)/アジド(azido)基との1,3-双極性環化付加反応を受けることができ、ii)P
AZAMに結合したテトラジン基とのカップリング反応を受けることができ、PAZAM
に結合したヒドラゾン基との環化付加反応を受けることができ、PAZAMに結合したテ
トラゾール基とのフォトクリック反応を受けることができ、またはPAZAMに結合した
ニトリルオキシド基との環化付加を受けることができる。
導体を含む場合、シクロオクチンまたはシクロオクチン誘導体は、i)PAZAMのアジ
ド(azide)/アジド(azido)との歪み促進アジド-アルキン1,3-環化付加(SPA
AC)反応を受けるか、またはii)PAZAMに結合したニトリルオキシド基との歪み
促進アルキン-ニトリルオキシド環化付加反応を受けることができる。
ノニンは、二環系における歪みのために、PAZAMに結合したアジドまたはニトリルオ
キシドによる同様のSPAACアルキン環化付加を受けることができる。
部28A、28B内の保持体52の露出表面を活性化することができる。プラズマアッシ
ング後、ポリマーを含有する混合物は、プラズマアッシングされた表面上に直接スピンコ
ーティング(または他の方法で堆積)され、次いで硬化されてポリマー層32を形成する
ことができる。本実施例では、プラズマアッシングにより、表面活性化剤(例えば、ヒド
ロキシル(C-OHまたはSi-OH)および/またはカルボキシル基)が生成され、そ
れらは、凹部28A、28Bにおける、間隙領域30および保持体52の露出表面にポリ
マーを接着させることができる。これらの例では、ポリマー26は、プラズマアッシング
によって生成された表面基と反応するように選択される。
活性化された間隙領域30からポリマー層32を除去するために、研磨を行うことができ
る。研磨は、本明細書に記載されるように実行されてもよい。いくつかの例では、研磨は
また、間隙領域30に隣接するシランまたはシラン誘導体を除去しても、しなくてもよい
。これらのシラン化された部分が完全に除去されると、下にあるパターン化された樹脂5
4’が露出されることが理解されるべきである。
8A内に堆積される。それぞれの官能基を有するビーズ50は、コア構造49と、コア構
造49の表面に結合した第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’、12D
’とを含む。第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’、12D’は、本明
細書中に記載されるように、第1のプライマーセット12A、12B、12C、12Dと
は異なる。プライマーセット12A、12A’または12B、12B’または12C、1
2C’または12D、12D’の任意の例が使用され得る。
てもよい。例えば、官能基を有するビーズ50のコア構造49は、二酸化ケイ素、超常磁
性物質、ポリスチレン、およびアクリル酸塩からなる群から選択される。コア構造49は
、第2のプライマー組12A’、12B’、12C’、12D’への共有結合のために、
その表面上に反応性基を有することができる。このような反応性基の例としては、カルボ
ン酸、第一級脂肪族アミン、芳香族アミン、芳香族クロロメチル(例えば、ベンジルクロ
ライドビニル)、アミド、ヒドラジド、アルデヒド、水酸基、チオール、およびエポキシ
が挙げられる。これらの反応性基は、コア構造49の表面に本質的に存在してもよく、ま
たは任意の好適な官能化技術(例えば、化学反応、コア構造49と反応性基含有ポリマー
とのコーティングなど)によってコア構造49の表面に組み込まれてもよい。固有の反応
性基またはその付加された反応性基または塗装を有するコア構造49は、領域16を画定
する。
ト12A、12B、12C、12Dまたは12A’、12B’、12C’、12D’は、
播種後に生じる任意の伸長を阻害する3’末端のリン酸ブロック基で官能化され得る。最
初の伸長が起こると(他のプライマーセット12A’、12B’、12C’、12D’ま
たは12A、12B、12C、12D’で)、リン酸ブロックプライマーセット12A、
12B、12C、12Dまたは12A’、12B’、12C’、12D’に播種された任
意のストランドと共にリン酸基が除去され、2つのプライマーグループ12A、12B、
12C、12Dおよび12A’、12B’、12C’、12D’の間の増幅が進行する。
この方法は、1つのプライマーセット12A、12B、12C、12Dまたは12A’、
12B’、12C’、12D’のみが最初に伸長可能であるので、ポリクローン性率を減
少させるのに役立つ。
に、方法100は、第2プライマーセット12A’、12B’、12C’、12D’をコ
ア構造49に結合することにより官能化されたビーズ50を形成することを含んでいる。
官能化は、アジド(例えば、スクシンイミジル(NHS)酸エステル)末端プライマーを
コア構造49の表面上のヒドラジンと反応させること、またはアルキン末端プライマーを
コア構造の表面上のアジドと反応させること、またはアミノ末端プライマーをコア構造4
9の表面上の活性化カルボキシレート基もしくはNHS酸エステルに反応させること、ま
たはチオール末端プライマーをアルキル化反応物(例えば、ヨードアセトアミンもしくは
マレイミド)、チオエーテルを有するホスホラミダイト末端プライマー、またはコア構造
49の表面上のストレプトアビジンを有するビオチン修飾プライマーと反応させることを
含む、任意の好適な技術を使用して行うことができる。いくつかの核酸プライマー19、
19’、21、21’は、カオトロピック剤(KI、NI、またはNaSCN)の存在下
でシリカビーズ上に捕捉され得る。具体的には、例えば、ジベンゾシクロオクチン(アル
キンを含むDBCO)末端プライマーを銅フリークリックグラフトに用いることができる
。
上に堆積されてもよい。一例として、官能基を有するビーズ50は、液状キャリア(例え
ば、水)中で混合され得、これは、パターン化された樹脂54’の表面上にロードされ得
る。別の実施形態では、官能化されたビーズ50は、パターン化された樹脂54’をその
上に有する保持体52も含む振とう機内で、50μm~150μmのスチールビーズと共
にビーズ50を振とうすることによって、凹部28A内に強制的に埋め込まれてもよい。
官能基を有するビーズ50のサイズ、並びに凹部28A及び28Bのサイズのために、サ
イズ排除は、官能基を有するビーズ50がより小さい凹部28Bに入ることを妨げ、1つ
の官能基を有するビーズ50が1つの凹部28Aに自己集合することを可能にする。官能
化されたビーズ50は、それぞれの凹部28Aに物理的に閉じ込められてもよい。あるい
は、官能基を有するビーズ50は、例えば、ストレプトアビジン/ビオチンリンカーを介
して、それぞれの凹部28Aに化学的に結合されてもよい。
12B、12C、12Dで官能化され得る。プライマー18、18’および20、20’
は、本明細書中に開示される例のいずれかであり得、そしてポリマー層32の反応性基に
結合し得る官能基を含む。凹部28A内のポリマー層32は官能基を有するビーズ50で
覆われているので、凹部28A内のポリマー層32は露出されず、したがって、その反応
性基は、第1のプライマーセット12A、12B、12C、12Dとの反応に利用できな
い。
あり得、そして互いに異なり、そしてプライマー19、19’および21、21’とは異
なる。例えば、プライマー21、19がP5およびP7Uプライマーを含む場合、プライ
マー20、18はP5UおよびP7プライマーを含み得る。この例では、第1のプライマ
ーセット12Aは、切断不可能な第1のプライマー18(例えば、P7)および切断可能
な(例えば、ウラシル修飾された)第2のプライマー(例えば、P5U)を含み、第2の
プライマーセット12A’は、切断可能な(例えば、ウラシル修飾された)第1のプライ
マー19(例えば、P7U)および切断不可能な第2のプライマー21(例えば、P5)
を含む。本明細書中で議論されるように、プライマーセット12A、12A’または12
B、12B’または12C、12C’または12D、12D’の化学は、直交し、これは
、両方のプライマー集団(セット12A、12A’または12B、12B’または12C
、12C’または12D、12D’)にわたる増幅、および生成された鋳型ストランドの
いくつか(例えば、42、46)を切断し、同じ(順方向または逆方向)鋳型ストランド
40または44を特定の領域14または16に残すことを可能にする。これにより、判別
可能なリード1信号とリード2信号とを同時に得ることができる。
トするために、グラフト化処理を実施することができる。一例では、フロースルー堆積(
例えば、一時的に結合された蓋を使用する)、ダンクコーティング、スプレーコーティン
グ、パドルディスペンシング、または、凹部28Bにおけるポリマー層32にプライマー
18,18,20’および20’を結合する別の適当な方法によってグラフト化が達成さ
れるであろう。これらの例示的な技術のそれぞれは、プライマー溶液または混合物を利用
してもよく、プライマー、水、緩衝液、および触媒を含んでもよい。
れ、したがって、ダンクケミストリーと反応しないので、ダンクコーティングを使用する
ことができる。ダンクコーティングは、図13Cに示されるように、保持体52(その上
にパターン化された樹脂54’および凹部28A内の官能化されたビーズ50を有する)
を一連の温調槽に浸漬することを含み得る。浴槽はまた、流量制御されてもよく、および
/または窒素ブランケットで覆われてもよい。槽は、プライマー溶液または混合物を含ん
でもよい。種々の槽を通して、プライマー18、18’および20、20’は、ポリマー
層32の反応性基に結合する。例えば、保持体52は、プライマー18、18’および2
0、20’を結合させるために反応が起こるプライマー溶液またはプライマー混合物を含
む第1の槽に導入され、次いで、洗浄のために追加の槽に移動される。槽から槽への移動
は、ロボットアームを伴ってもよいし、手動で行ってもよい。また、乾式系をダンクコー
ティングに使用することもできる。
保持体52上に直接的に噴霧することによって達成され得る(その上にパターン化された
樹脂54’および凹部28A内に官能化されたビーズ50を有する)。スプレーコーティ
ングされたウェハは、約0℃~約70℃の範囲の温度で、約4分~約60分の範囲の時間
インキュベートされ得る。インキュベーション後、プライマー溶液または混合物を希釈し
、例えばスピンコーターを用いて除去することができる。
て、スピンコーターを用いて行うことができる。プライマー溶液または混合物は、図13
Cに示されるように(パターン化された樹脂54’および凹部28A内の官能化されたビ
ーズ50と共に)、保持体52に適用され得る(手動でまたは自動化された工程を介して
)。適用されたプライマー溶液または混合物は、官能基を有するビーズ50および間隙領
域30を含む表面全体に適用または広げることができる。プライマーコーティングされた
基材は、約0℃~約80℃の範囲で約2分~約60分間インキュベートすることができる
。インキュベーション後、プライマー溶液または混合物を希釈し、例えばスピンコーター
を用いて除去することができる。
8B内の露出したポリマー層32の反応性基と反応し、官能基を有するビーズ50または
パターン化された樹脂54’の間隙領域30に対する親和性を有さない。したがって、プ
ライマー18、18’および20、20’は、凹部28B内のポリマー層32に選択的に
グラフトする。
0Aは、保持体52と、保持体52上のパターン化された樹脂54’であって、間隙領域
30によって分離された第1の凹部28Bおよび第2の凹部28Aを含むパターン化され
た樹脂54’と、第2の凹部28Aよりも小さな開口部寸法を有する第1の凹部28Bと
、第1の凹部28Bの少なくともいくつかにそれぞれ取り付けられた第1のプライマーセ
ット12A、12B、12C、または12D(プライマー18、18’および20、20
’を含む)と、第2の凹部28Aの少なくともいくつかにそれぞれ配置された官能基を有
するビーズ50とを含み、官能基を有するビーズ50は、コア構造49の表面に取り付け
られた第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’、または12D’(プライ
マー19、19’および21、21’を含む)を含み、第2のプライマーセット12A’
、12B’、12C’、または12D’は、第1のプライマーセット12A、12B、1
2C、または12Dとは異なっている。図13Dおよび14に示す例では、ポリマー層3
2は、第1の凹部28Bおよび第2の凹部28Aに存在し、第1のプライマーセット12
A、12B、12C、または12Dは、第1の凹部28Bの少なくともいくつかのポリマ
ー層32に結合される。また、図13Dおよび14に示す例では、官能基を有するビーズ
50は、第2の凹部28Aの少なくともいくつかのポリマー層32上に配置される。
されている。図15Aは、より大きな凹部28Aおよびより小さな凹部28Bを含む、パ
ターン化された樹脂54’を描写する。凹部28Aおよび28Bの深さは、明確にするた
めに省略されている。
層32は、本明細書に記載されるように選択的に適用されてもよく、これには、間隙領域
30および凹部28A、28B内の露出表面を活性化すること、活性化した間隙領域30
上および凹部28A、28B内にポリマー層32を堆積させること、および間隙領域30
からポリマー層32を除去することが含まれてもよい。
、12D(プライマー18、18’および20、20’を含む)は、次に、凹部28A、
28Bの各々のポリマー層32にグラフトされる。官能化されたビーズ50は導入されて
いないので、凹部28A、28Bの各々のポリマー層32は露出され、従って、その反応
性基は、第1のプライマーセット12A、12B、12C、12Dとの反応のために利用
可能である。グラフトは、図13Dを参照して記載される技術のいずれかを使用して達成
され得る。ポリマー層32は、凹部28A、28Bの各々において露出されるので、プラ
イマー18、18’および20、20’は、凹部28A、28Bの各々にグラフトされ得
る。
マー層32およびプライマーセット12A、12B、12C、12Dをその中に有する)
に導入され得る。官能化されたビーズ50は、任意の好適な技術を用いて、パターン化さ
れた樹脂54’上に堆積されてもよい。官能基を有するビーズ50のサイズ、並びに凹部
28A及び28Bのサイズのために、サイズ排除は、官能基を有するビーズ50がより小
さい凹部28Bに入ることを妨げ、1つの官能基を有するビーズ50が1つの凹部28A
に自己集合することを可能にする。この例では、官能基を有するビーズ50は、それぞれ
の凹部28Aに物理的に閉じ込められてもよい。あるいは、この例では、官能基を有する
ビーズ50は、例えば、ストレプトアビジン/ビオチンリンカーを介して、それぞれの凹
部28Aに化学的に結合されてもよい。
0Bは、保持体52と、保持体52上のパターン化された樹脂54’であって、間隙領域
30によって分離された第1の凹部28Bおよび第2の凹部28Aを含むパターン化され
た樹脂54’と、第2の凹部28Aよりも小さな開口部寸法を有する第1の凹部28Bと
、第1の凹部28Bの少なくともいくつかにそれぞれ結合された第1のプライマーセット
12A、12B、12C、12D(プライマー18、18’および20、20’を含む)
と、第2の凹部28Aの少なくともいくつかにそれぞれ配置された官能化ビーズ50とを
含み、官能化ビーズ50は、コア構造49の表面に結合された第2のプライマーセット1
2A’、12B’、12C’、12D’(プライマー19、19’および21、21’を
含む)を含み、第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’、12D’は、第
1のプライマーセット12A、12B、12C、12Dとは異なっている。図15Dおよ
び16に示される例では、ポリマー層32は、第1の凹部28Bおよび第2の凹部28A
に存在し、第1のプライマーセット12A、12B、12C、12Dは、第1の凹部28
Bおよび第2の凹部28Aにおいてポリマー層32に結合される。次いで、この例では、
官能基を有するビーズ50は、第2の凹部28Aの少なくともいくつかにおける第1のプ
ライマーセット12A、12B、12C、12D(プライマー18、18’および20、
20’を含む)上に配置される。
。
々は、より大きな部分34とより小さな部分34’とを含む。凹部28Cの深さ(図11
Dに示す)は、明確にするために省略されている。
、各凹部28Cの大きい方の部分34と小さい方の部分34’の両方には、適用されたポ
リマー層32を有する。ポリマー層32は、本明細書に記載されるように選択的に適用さ
れてもよく、これは、一例では、間隙領域30および凹部28C内の露出表面を活性化す
ること、活性化間隙領域30上および凹部28C内にポリマー層32を堆積させること、
および間隙領域30からポリマー層32を除去することを含んでもよい。
凹部28Cのより大きな部分34に堆積される。本明細書中に記載される官能基を有する
ビーズ50のいずれかが、本実施例において使用され得る。
明細書中に記載されるような任意の好適な技術を使用して、パターン化された樹脂54’
’上に堆積され得る。官能基を有するビーズ50のサイズおよび部分34および34’の
サイズのために、サイズ排除は、官能基を有するビーズ50がより小さな部分34’に入
ることを妨げ、そして1つの官能基を有するビーズ50が各凹部28Cの1つのより大き
な部分34に自己集合することを可能にする。本実施例では、官能基を有するビーズ50
は、それぞれのより大きな部分34に物理的に捕捉されてもよく、または、例えばストレ
プトアビジン/ビオチンリンカーを介して、それぞれのより大きな部分34に化学的に結
合されてもよい。
ライマーセット12A、12B、12C、12Dで官能化され得る。官能基を有するビー
ズ5のプライマー19、19’および21、21’とは異なり、それらと直交するように
選択される限り、本明細書に記載されるプライマー18、18’および20、20’の任
意の例が使用され得る。本実施例では、凹部28Cのより大きい部分34のポリマー層3
2は、官能基を有するビーズ50で覆われており、したがって、凹部28Cのより大きい
部分34のポリマー層32は、露出されていない。したがって、ポリマー反応性基は、第
1のプライマーセット12A、12B、12C、12Dとの反応には利用できない。より
小さな部分34’のポリマー反応性基は露出したままであり、したがって第1のプライマ
ーセット12A、12B、12C、12Dとの反応に利用可能である。プライマー18、
18’および20、20’の、より小さい部分34’におけるポリマー層32へのグラフ
ト化は、図13Dを参照して記載される技術のいずれかを使用して達成され得る。
0Cは、保持体52と、保持体52上のパターン化された樹脂54’’であって、間隙領
域30によって分離された凹部28Cを含むパターン化された樹脂54’’と、凹部28
Cの少なくともいくつかに結合された第1のプライマーセット12A、12B、12C、
12D(プライマー18、18’および20、20’を含む)と、第1のプライマーセッ
ト12A、12B、12C、12Dの少なくともいくつかのプライマー18、18’およ
び20、20’が露出されるように、凹部28Cの少なくともいくつかに配置された官能
化されたビーズ50と、を含み、官能化されたビーズ50は、コア構造49の表面に結合
された第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’、12D’を含み、第2の
プライマーセット12A’、12B’、12C’、12D’は、第1のプライマーセット
12A、12B、12C、12Dとは異なっている。図17Dおよび18に示される例で
は、凹部28Cの各々が、官能基を有するビーズ50の直径より大きいかまたは等しい第
1の開口部寸法を有する第1の部分34と、官能基を有するビーズ50の直径より小さい
第2の開口部寸法を有する第2の部分34’とを含み、官能基を有するビーズ50は、凹
部28Cの少なくともいくつかの各々の第1の部分34に配置される。また、図に図示例
においても、同様である。17Dおよび18、ポリマー層32は凹部28Cに存在し、第
1のプライマーセット12A、12B、12C、12Dは、官能基を有するビーズ50に
よって占有されていないポリマー層32の部分(すなわち、凹部28Cのより小さい部分
34’におけるポリマー層32の部分)に結合される。
る。凹部28Cの各々は、より大きな部分34とより小さな部分34’とを含む。凹部2
8Cの深さ(図11Dに示す)は、明確にするために省略されている。
、各凹部28Cの大きい方の部分34と小さい方の部分34’の両方には、適用されたポ
リマー層32を有する。ポリマー層32は、本明細書に記載されるように選択的に適用さ
れてもよく、この例では、間隙領域30および凹部28C内の露出表面を活性化すること
、活性化した間隙領域30上および凹部28C内にポリマー層32を堆積させること、お
よび間隙領域30からポリマー層32を除去することを含んでもよい。
、12D(プライマー18、18’および20、20’を含む)は、次いで、凹部28C
の各々においてポリマー層32にグラフトされる。官能基を有するビーズ50が導入され
ていないので、凹部28Cの各部分34、34’のポリマー層32が露出され、したがっ
て、その反応性基が、第1のプライマーセット12A、12B、12C、12Dとの反応
に利用可能である。グラフトは、図13Dを参照して記載される技術のいずれかを使用し
て達成され得る。ポリマー層32は、凹部28Cの各部分34、34’において露出され
るので、プライマー18、18’および20、20’は、各部分34、34’の各々にグ
ラフトされ得る。
およびプライマーセット12A、12B、12C、12Dをその中に有する)凹部28C
のより大きな部分34に導入され得る。官能化されたビーズ50は、任意の好適な技術を
用いて、パターン化された樹脂54’’上に堆積されてもよい。官能化されたビーズ50
のサイズおよび部分34および34’のサイズのために、サイズ排除は、官能化されたビ
ーズ50がより小さい部分34’に入ることを妨げ、そして1つの官能化されたビーズ5
0が1つのより大きい部分34に自己集合することを可能にする。この例では、官能基を
有するビーズ50は、それぞれのより大きな部分34に物理的に捕捉されてもよく、また
は、例えばストレプトアビジン/ビオチンリンカーを介して、それぞれのより大きな部分
34に化学的に結合されてもよい。
0Dは、保持体52と、保持体52上のパターン化された樹脂54’’であって、間隙領
域30によって分離された凹部28Cを含むパターン化された樹脂54’’と、凹部28
Cの少なくともいくつかに結合された第1のプライマーセット12A、12B、12C、
12D(プライマー18、18’および20、20’を含む)と、第1のプライマーセッ
ト12A、12B、12C、12Dの少なくともいくつかのプライマー18、18’およ
び20、20’が露出されるように凹部28Cの少なくともいくつかに配置された官能化
されたビーズ50と、を含み、官能化されたビーズ50は、コア構造49の表面に結合さ
れた第2のプライマーセット12A’、12B’、12C’、12D’を含み、第2のプ
ライマーセット12A’、12B’、12C’、12D’は、第1のプライマーセット1
2A、12B、12C、12Dとは異なっている。図19Dおよび20に示される例では
、凹部28Cの各々は、官能基を有するビーズ50の直径より大きいかまたは等しい第1
の開口部寸法を有する第1の部分34と、官能基を有するビーズ50の直径より小さい第
2の開口部寸法を有する第2の部分34’とを含み、官能基を有するビーズ50は、凹部
28Cの少なくともいくつかの各々の第1の部分34に配置される。また、図19Dおよ
び20においても示されるように、ポリマー層32は凹部28Cに存在し、第1のプライ
マーセット12A、12B、12C、12Dは凹部28Cのポリマー層32に結合し、官
能基を有するビーズ50は第1のプライマーセット12A、12B、12C、12Dのプ
ライマー18、18’および20、20’のいくつか(すなわち、凹部28Cのより大き
い部分34のポリマー層32に結合したプライマー18、18’および20、20’)に
配置される。
されている。図示されていないが、フローセル10A、10B、10C、10Dは、記載
されているように、間隙領域30の少なくとも一部に結合された蓋を有してもよい。いく
つかの例では、フローセル10A、10B、10C、10Dが形成された後に蓋を接合す
ることができる。
)、環状アレイ配列決定、ライゲーションによる配列決定、パイロシークエンシングなど
と呼ばれる技術を含む、種々の配列決定アプローチまたは技術において使用され得る。1
つの特定の例において、フローセル10A、10B、10C、10Dは、鋳型流体/混合
物に曝露され得、そして増幅は、本明細書中に記載されるように実施されて、切断不可能
な第1の鋳型鎖40、切断可能な第1の鋳型鎖46、切断不可能な第2の鋳型鎖44、切
断可能な第2の鋳型鎖42を生成し得る。切断が行われ得、次いで、本明細書中に開示さ
れる同時対合末端配列決定方法が行われ得る。
ライマーセット12A、12A’または12B、12B’または12C、12C’または
12D、12D’は、凹部28Aまたは28Bまたは凹部28Cの部分34または34’
に存在し、間隙領域30には存在しないので、増幅および配列決定は、凹部28Aおよび
28Bまたは28Cに制限される。
本明細書に開示されるフローセルのいくつかの例は、パターン化された樹脂を含む多層
基材と共に使用されるブロック共ポリマーを含む。これらの例は、図21~図25Bを参
照して説明される。
リソグラフィなどの「トップダウン」アプローチを使用して製造することができる。トッ
プダウンアプローチは、高密度、低ピッチ、および小さなナノ特徴を有する凹部28の配
列を生成することができる。「ボトムアップ」アプローチであるブロック共ポリマーの有
向自己集合と組み合わせると、さらに小さな特徴(サブリソグラフィサイズのドメインを
有する)を凹部28内に形成することができる。より高いクラスター密度を得ることがで
きるので、小さな特徴部が望ましい場合がある。より高いクラスター密度は、所与のユニ
ット領域からより多くの塩基を読み取ることができることを意味し、これは、パターン化
されたフローセルからの遺伝的収率を増加させる。さらに、非グラフト化領域(例えば、
間隙領域30)は、小さな特徴を取り囲み、これは、ブロック共ポリマーにグラフト化さ
れたプライマーへのより大きなアクセシビリティーを可能にする。そのようなものとして
、プライマーの利用が増加し得る。
己集合され、凹部28間の間隙領域30には自己集合されない。したがって、間隙領域3
0から材料を除去するための追加の処理は含まれない。
であって、間隙領域30によって分離された凹部28を含むパターン化された樹脂と、凹
部28内のパターン化された樹脂上のブロック共ポリマーであって、ブロック共ポリマー
の各ブロックが、ブロック共ポリマーの他の各ブロックのブロック特異的官能基とは異な
ったブロック特異的官能基を有するものと、ブロックの少なくとも1つのブロック特異的
官能基に結合されたプライマーとを含む。いくつかの例では、プライマーは、ブロック共
ポリマーの1つのブロックに結合した切断不可能なプライマー18、18’および21、
21’を含み、フローセルは、1つのブロックに結合した順方向鋳型ストランド、次いで
逆方向鋳型ストランドを連続的に配列決定することを含むペアエンド配列決定技術におい
て使用され得る。他の実施例では、本明細書中に開示されるそれぞれのプライマーセット
12A、12A’、または12B、12B’、または12C、12C’、または12D、
12D’は、ブロック共ポリマーの異なるブロックに結合される。この例では、1つのブ
ロックはプライマー18、18’および20、20’を含み、別のブロックはプライマー
19、19’および21、21’を含む。フローセルの本実施例は、本明細書中に開示さ
れる同時ペアエンド配列決定技術において使用され得る。
うに、該方法100は、間隙領域30によって分離された凹部28を含むパターン化され
た樹脂を形成するために樹脂をパターン化すること(符号202)、パターン化された樹
脂上にブロック共ポリマーを含む溶液を導入すること(ブロック共ポリマーの各ブロック
はブロック共ポリマーの他の各ブロックのブロック特異的官能基とは異なったブロック特
異的官能基を有する)(符号204)、溶液を溶媒蒸気焼鈍に曝し、それによってブロッ
ク共ポリマー相が分離し、凹部28内で自己集合すること(符号206)、およびブロッ
クの少なくとも1つのブロック特異的官能基にプライマーをグラフトすること(符号20
8)を含む。この方法200は、図22A~22Eを参照してさらに説明される。
示す。本明細書に記載の保持体52の任意の例を使用することができる。本ブロック共ポ
リマーでは、樹脂54Aは、その中に規定された凹部28(図22C)を有することがで
き、また、後に堆積されるブロック共ポリマー58(図22Cと図22Dとの間の「BC
P」)のためのガイド鋳型として作用することができる。したがって、フォトリソグラフ
ィー、ナノインプリントリソグラフィ、スタンピング技術、エンボス加工技術、モールデ
ィング技術、マイクロエッチング技術、プリント技術などを使用してパターン化すること
ができる任意の樹脂54Aを使用することができる。さらに、樹脂54Aは、パターン化
された後(すなわち、パターン化された樹脂54A’)、その上に堆積されるブロック共
ポリマー58と同じ範囲内にある表面エネルギーを有するべきである。例えば、樹脂54
A/パターン化された樹脂54A’およびブロック共ポリマー58は、それぞれ、約25
mN/m~約50mM/mの範囲内の表面エネルギーを有する。
多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂(POSS)ベースの樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リ(エチレングリコール)樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、アクリル酸塩樹脂、
メタクリレート樹脂、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの
例が提供されたが、ラジカル硬化され得る任意の樹脂が使用され得ると考えられる。本明
細書に開示される樹脂54のいずれも、樹脂54Aに使用することができる。
る。該方法200の一例では、樹脂44の堆積は、化学蒸着、化学蒸着、ディップ法、ダ
ンクコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、パドルディスペンシン
グ、超音波スプレーコーティング、ドクターブレードコーティング、エアロゾルプリンテ
ィング、スクリーンプリンティング、マイクロコンタクトプリンティング、またはインク
ジェットプリンティングを含む。
いてパターン化される。図22Aと図22Bとの間に示される実施例では、ナノインプリ
ントリソグラフィを使用して樹脂54をパターン化する。樹脂54を堆積させた後、ソフ
トベークして余分な溶剤を除去することができる。ナノインプリントリソグラフィ金型ま
たは加工スタンプ56を樹脂54に押し付けて、樹脂54上にインプリントを生成する。
言い換えれば、樹脂54は、加工スタンプ56の張出し部によって、へこんだり、穿孔さ
れたりする。次いで、樹脂54は、加工スタンプ56を所定の位置にして硬化させること
ができる。硬化は、可視光照射または紫外(UV)照射などの化学線、またはフォトレジ
ストを使用する場合には約240nm~380nmの範囲の波長の照射に露光することに
よって、または熱硬化性レジストを使用する場合には熱に露光することによって達成する
ことができる。硬化は、重合および/または架橋を促進し得る。一例として、硬化は、ソ
フトベーク(例えば、溶媒を除去するための)およびハードベークを含む複数の段階を含
むことができる。ソフトベークは、約50℃~約150℃の範囲のより低い温度で行うこ
とができる。ハードベークの持続時間は、約100℃~約300℃の範囲の温度で約5秒
~約10分間続くことができる。ソフトベーキングおよび/またはハードベーキングに使
用することができるデバイスの例には、ホットプレート、オーブンなどが含まれる。
ち凹部16が形成される。図22Cに示すように、凹部28が形成された樹脂54は、パ
ターン化された樹脂54’と呼ばれる。パターン化された樹脂54’は、硬化を完了し、
インプリントされたトポグラフィを固定するために、さらにハードベーキングに供されて
もよい。いくつかの例では、ハードベーキングは、約60℃~約300℃の範囲の温度で
行うことができる。
と、隣り合う凹部28を分離する間隙領域30とを含む。本明細書に開示される例では、
凹部28は、ブロック共ポリマー(BCP)58およびプライマー18、21で官能化さ
れるようになり(図22F)、間隙領域20の一部は、結合のために使用され得るが、ブ
ロック共ポリマー58またはプライマー18、21を有さない。
離ブロック共ポリマー58(ブロック58Aおよび58Bを含む)を形成するためのプロ
セスにさらされてもよい。図22Cと図22Dとの間に示されるように、ブロック共ポリ
マー58の溶液は、パターン化された樹脂54’上に堆積され、ブロック共ポリマー58
の各ブロック58A、58Bは、ブロック共ポリマー58の他の各ブロック58B、58
Aのブロック特異的官能基とは異なったブロック特異的官能基を有する。ここで、ブロッ
ク共ポリマー58の様々な例を説明する。
ポリマーである。一実施形態では、ブロック共ポリマー58は、ブロック特異的官能基と
してプライマーグラフト化官能基を有するモノマーを含む第1のブロック58Aと、第1
および第2のブロックの相分離を駆動するために相互作用パラメータを調整するモノマー
を含む第2のブロック58Bとを含む。この実施形態では、第2のブロック58Bのモノ
マーはまた、パターン化された樹脂54’と反応する(したがって、それに結合する)こ
とができるブロック特異的官能基を含むことができる。パターン化された樹脂54’と反
応する(したがって、それに結合する)ことができるブロック特異的官能基は、本明細書
では樹脂結合官能基と呼ばれる。第1および第2の名称は、本ブロック共ポリマーにおい
て特定の順序を示すものではなく、任意のブロックが、相互作用パラメータを調整するた
めのプライマーグラフト化官能基または官能基を含み得ることを理解されたい。例えば、
第1のブロック58Aは、プライマー(例えば、18、21)をグラフトすることができ
、第1および第2のブロックの相分離を駆動するために相互作用パラメータを調整するこ
とができるブロック特異的官能基を有するモノマーを含むことができ、第2のブロック5
8Bは、樹脂結合官能基を有するモノマーを含むことができる。別の例では、第1のブロ
ック58Aは、プライマー(例えば、18、21)をグラフトし、樹脂54’に結合する
ことができるブロック特異的官能基を有するモノマーを含むことができ、第2のブロック
58Bは、第1および第2のブロックの相分離を駆動するために相互作用パラメータを調
整することができるモノマーを含むことができる。
フト化官能基は、アジド(azide)/アジド(azido)、任意に置換されたアミノ、任意に
置換されたアルケニル、アルデヒド、任意に置換されたヒドラゾン、任意に置換されたヒ
ドラジン、カルボキシル、ヒドロキシ、任意に置換されたテトラゾール、任意に置換され
たテトラジン、ニトリルオキシド、ニトロン、チオール、およびこれらの組み合わせから
なる群より選択される。多数のプライマーグラフト官能基が単一のブロックに含まれる場
合、異なったプライマーが単一のブロックに結合され得る。異なるプライマーグラフト化
官能基が異なるブロックに含まれる場合、異なるプライマーが異なるブロックに結合され
得る。
ができる。例えば、ビシクロ[6.1.0]ノン4-イン(BCN)末端プライマーは、
歪み促進触媒フリークリックケミストリーを介して、ブロック共ポリマー58のアジドプ
ライマーグラフト官能基によって捕捉され得る。別の例として、アルキン末端プライマー
は、銅触媒クリックケミストリーを介して、ブロック共ポリマー58のアジドプライマー
グラフト官能基によって捕捉され得る。さらに別の例として、ノルボルネン末端プライマ
ーは、ブロック共ポリマー58のテトラジンプライマーグラフト化官能基との触媒フリー
環歪み促進クリック反応を受けることができる。
である。このモノマーの例は、アジドアセトアミドペンチルアクリルアミドである。別の
実施例では、プライマーグラフト化官能基は、ベンゼン含有モノマーに結合したアジド基
である。このモノマーの2つの例には、アジ化ベンジルまたはアジド官能化スチレン(例
えば、
)が含まれる。
基は、アミノ基、アルコール基、アリール基、および荷電基からなる群から選択される。
好適なアニオン性荷電基には、硫酸塩またはカルボン酸が含まれる。好適なカチオン性荷
電基には、アンモニウム、グアニジニウム、またはイミダゾリウムが含まれる。他の例で
は、樹脂結合官能基は、トリフルオロメチル基(-CF3)であってもよい。本明細書に
開示されるブロック共ポリマー18のさらに別の実施形態では、樹脂結合官能基を含むモ
ノマーは、SiO(CH3)2などのシロキサンモノマーであってもよい。
モノマーの例は、
である。本実施例では、(窒素間の)エチル橋梁は、プロピル基橋梁またはモノマーの所
望の機能を妨害しない任意の他の橋梁な長さで置き換えることができる。例えば、橋梁長
は、16個までの炭素原子であってもよい。別の実施例では、樹脂結合官能基は、スチレ
ンモノマーの一アリール基である。(共有結合のための)他の樹脂結合基は、樹脂14が
どのように官能化されるかに依存する。例えば、樹脂がエポキシ基を含む場合、アミンま
たはアルコールは、好適な樹脂結合官能基であり得る。
結合官能基が含まれる。これらの基は、グラフトされるプライマー(例えば18、21、
18、20、18’、20’、または19、21、または21’)に依存し、かつ、ブロ
ック共ポリマー58に接着されるパターン化された樹脂54’に、それぞれまたは部分的
に基づいてもよい。以下は、プライマーグラフト化官能基および樹脂結合官能基の両方を
含むブロック共ポリマー58のいくつかの例である。
ー58は、ブロック特異的官能基としてアミノ基を有するアクリルアミドモノマーを含む
第1のブロック58Aと、ブロック特異的官能基としてアジド基を有するアジドアセトア
ミドペンチルアクリルアミドモノマーを含む第2のブロック58Bとを含む。本実施例で
は、第1のブロック58Aは、樹脂結合官能基を含み、第2のブロック58Bは、プライ
マーグラフト化官能基を含むが、第2のブロック58Bは、樹脂結合官能基としても機能
し得る。このブロック共ポリマー18の具体例は、
であり、
式中、Rは水素またはポリマー開始種末端基であり、nは1~10,000の範囲であ
り、mは1~10,000の範囲である。ポリマー開始種末端基の例には、可逆的付加開
裂移動(RAFT)末端基、原子移動ラジカル重合(ATRP)末端基、ニトロキシド媒
介ラジカル重合(NMP)末端基、テトラメチルエチレンジアミン(TEMED)末端基
、またはフリーラジカル重合(FRP)末端基が含まれる。別の例において、nおよびm
は、独立して、約1~約1,000の範囲である。
リマー58は、そのブロック特異的官能基としてアリール基を有するスチレンモノマーを
含む第1のブロック58Aと、そのブロック特異的官能基としてアジドを有するアジド官
能化スチレンを含む第2のブロック58Bとを含む。本実施例では、第1のブロック58
Aは、樹脂結合官能基を含み、第2のブロック58Bは、プライマーグラフト化官能基を
含むが、第2のブロック58Bは、樹脂結合官能基としても機能し得る。このブロック共
ポリマー58の具体的な例は、
であり、
式中、nは1~10,000の範囲であり、mは1~10,000の範囲である。別の
実施例において、nおよびmは、独立して、約1~約1,000の範囲である。
ク共ポリマー58は、アジドをそのブロック特異的官能基として有するアジド官能化スチ
レンを含む第1のブロック58Aと、シロキサンをそのブロック特異的官能基として有す
るシロキサンモノマーを含む第2のブロック58Bとを含む。本実施例では、第1のブロ
ック58Aは、プライマーグラフト化官能基を含むが、第1のブロック58Aは、樹脂結
合官能基として機能することもでき、第2のブロック58Bは、樹脂結合官能基を含む。
このブロック共ポリマー58の具体的な例は、
であり、
式中、nは1~10,000の範囲であり、mは1~10,000の範囲である。別の
例において、nおよびmは、独立して、約1~約1,000の範囲である。
))である場合、ブロック共ポリマー58は、そのブロック特異的官能基としてトリフル
オロメチル基を有するモノマーを含む第1のブロック58Aと、そのブロック特異的官能
基としてプライマーグラフト化および樹脂グラフト化官能基を有するモノマーを含む第2
のブロック58Bとを含む。このブロック共ポリマー58の一例では、第2のブロック5
8Bは、アジドアセトアミドペンチルアクリルアミドモノマーを含み、第1のブロック5
8A(この例では、表面エネルギー変更官能基であってもよい)は、フッ素化アクリル酸
塩またはフッ素化アクリルアミドであってもよい。このブロック共ポリマー18の具体例
は、
ように構成され、
式中、nは1~10,000の範囲であり、mは1~10,000の範囲である。別の
実施例において、nおよびmは、独立して、約1~約1,000の範囲である。このブロ
ック共ポリマー58(非晶質フッ素ポリマーと共に使用するのに適している)の別の実施
例では、第2のブロック58Bは、アジド官能化スチレンを含み、第1のブロック58A
(この例では、表面エネルギー変更官能基)は、アクリル酸トリフルオロエチルであって
もよい。このブロック共ポリマー58の具体的な構成は、
であり、
式中、nは1~10,000の範囲であり、mは1~10,000の範囲である。別の
実施例において、nおよびmは、独立して、約1~約1,000の範囲である。
は58Bのそれぞれの機能を妨害しない1つ以上の他のモノマー(例えば、プライマーグ
ラフト、樹脂結合、相分離など)を含み得ることがさらに理解される。追加のブロックの
追加のモノマー(および特に追加のモノマーのブロック特異的官能基)は、ブロック共ポ
リマー58の表面自由エネルギーに影響を及ぼす/変更させる、ブロック共ポリマー58
の安定性に影響を及ぼす、別のプライマーを結合させる、および/または酵素を結合させ
るように選択することができる。表面自由エネルギーに影響を及ぼす/変更させることが
できるモノマーの例には、アクリル酸塩モノマー(例えば、アクリル酸トリフルオロエチ
ルまたはトリフルオロエチルメタクリレート)またはトリフルオロエチルアクリルアミド
のトリフルオロメチル基が含まれる。酵素を結合することができるモノマーの例には、以
下のブロック特異的官能基:N-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)-官能化酵素と反
応することができるチオール、アミン、またはアルコールが含まれ得る。酵素または他の
生体分子を結合させるために、他の官能基が使用され得ることが理解されるべきである。
そのようなものとして、ブロック共ポリマー58のいくつかの例は、三元共ポリマーであ
り、これは、図24Aおよび図24Bに関してさらに詳細に議論される。
22Dとの間に示されるように)パターン化された樹脂54’上に導入される。溶液は、
トルエンなどの適当な溶媒中のブロック共ポリマー58の希釈溶液(例えば、約0.01
重量%~約10重量%の範囲)であってもよい。ブロック共ポリマー58液は、スピンコ
ーティングなどの任意の好適な技術を用いて堆積されてもよい。
ば、パターン化された樹脂54’)上でミクロ相分離を受けるために、ブロック共ポリマ
ーを含む溶液は、下にあるパターン化された樹脂54’との高ハギンズ相互作用パラメー
タを有することである。例えば、ブロック共ポリマー58の溶液は、約0.04~約0.
30の範囲のフロリ-ハギンズ(Flory-Huggins)相互作用パラメータを有する。別の実
施形態では、ブロック共ポリマー58の溶液は、約0.26のフロリ-ハギンズ相互作用
パラメータを有する。
、溶剤焼鈍にさらされる。溶剤焼鈍に使用される溶剤の気体、温度、及び時間は、使用さ
れるブロック共ポリマー58に依存し、特に、ブロック共ポリマー58が凹部28に自己
集合し、ミクロ相がそれぞれのブロック58A及び58Bに分離する状態に依存する。一
例では、溶媒蒸気はトルエンであり、温度は室温(例えば、約14℃~約25℃)であり
、時間は約3時間である。溶剤の選択、焼鈍時間、および焼鈍温度は、ブロック共ポリマ
ーに依存することを理解されたい。いくつかの適当な溶媒は、トルエン、ヘプタン、高級
アルカンおよびそれらの混合物であってもよい。この時期及び気温は、凹部28内のモル
フォロジーに影響を及ぼすので、制御することができる。例えば、焼鈍時間は、1分~1
80分、またはさらに長く、例えば、約3時間~約48時間の範囲であってもよく、アニ
ーリング温度は、18℃~約250℃の範囲であってもよい。
、間隙領域30上には存在しない)、また、隔離されたドメイン、すなわちブロック58
A、58Bに相分離する。図2Dでは、分離されたブロック58A、58Bは、円形また
は螺旋パターンを有するが、このパターンは、使用されるブロック共ポリマー58に依存
し得る。ブロック共ポリマー58のパターンの他の例は、例えば、図23Aおよび23B
に示されている。図23Aは、凹部28および周囲の間隙領域30の一部の上面図であり
、凹部28内のブロック共ポリマー58は、フィンガープリントパターンを示すブロック
58Aおよび58Bに相分離する。図23Bは、凹部28および周囲の間隙部30の一部
の上面図であり、凹部28内のブロック共ポリマー58は、ラインパターンを示すブロッ
ク58Aおよび58Bに相分離する。ブロック58A、58Bは、サブリソグラフィサイ
ズドメインを有する。
た樹脂54’と反応することができ、したがって、パターン化された樹脂54’に結合す
ることができる。
よび自己集合ブロック共ポリマー58A、58Bを含むパターン化された樹脂54’は、
追加の硬化処理にさらされる。硬化は、先に記載したように行うことができる。
エンド配列決定のための18、21または18’、21’)または(同時ペアエンド配列
決定のための18、20または18’、20’および19、21または19’、21’)
を、凹部28におけるブロック58Aおよび/または58(B)の任意のプライマーグラ
フト官能基にグラフトために実施される。
して)、ダンクコーティング,スプレーコーティング、パドルディスペンシングによって
、またはプライマー(順次ペアエンド配列決定のための18、21もしくは18’、21
’)、または(同時ペアエンド配列決定のための18、20もしくは18’、20’およ
び19、21もしくは19’、21’、21’)を、ブロック58Aおよび/または58
Bのプライマーグラフト化官能基に結合させる別の好適な方法によって達成され得る。同
時ペアエンド配列決定の例において、プライマー18、20または18’、20’は、一
方のブロック58Aにグラフトされ得、そしてプライマー19、21または19’、21
’は、他方のブロック58Bにグラフトされ得る。これらの例示的な技術の各々は、本明
細書に記載されるように実施され得、プライマー溶液または混合物を利用し得、これは、
プライマー、水、緩衝液、および触媒を含み得る。
8’、21’)または(同時ペアエンド配列決定のための非切断性/切断性プライマー対
18、20または18’、20’および19、21または19’、21’)は、プライマ
ー-グラフト化官能基を含むブロック58Aおよび/または58(B)に結合することが
理解されるべきである。図22Eおよび22Fに示される例において、プライマー18、
21は、ブロック58Aにではなく、ブロック58Bに結合される。本実施例では、ブロ
ック58Aは、第1および第2のブロック58A、58Bの相分離を駆動するために相互
作用パラメータに寄与している可能性があり、また、樹脂取り付け官能基を介してパター
ン化された樹脂54’に取り付けることもできる。
共ポリマー58相を有する別の実施例が示されている。本実施例は、2つの異なるプライ
マーセット(一方はプライマー18、18’および20、20’を含み、他方はプライマ
ー19、19’および21、21’を含む)が、それぞれのブロック58A、58Bに結
合される。この実施例は、本明細書中に記載されるように、配列決定の間に、同時ペアエ
ンド読み取りを可能にする。本実施例では、それぞれのブロック58A、58Bの各々は
、それぞれのプライマーセットを結合させることができるプライマーグラフト化官能基を
含む。
各々のブロックは、異なったブロック特異的官能基を含む。一例では、ブロック共ポリマ
ー58は、第1のブロック、第2のブロック、および第3のブロックを含む三元共ポリマ
ーであり、第1のブロックのブロック特異的官能基は、パターン化された樹脂に結合され
(すなわち、樹脂結合官能基である)、第2のブロックのブロック特異的官能基は、プラ
イマーに結合され(すなわち、プライマーグラフト官能基である)、第3のブロックのブ
ロック特異的官能基は、i)第2のブロックのブロック特異的官能基に結合されたプライ
マーとは異なり、またはii)酵素(例えば、NEXTERA(商標)トランスポソーム
)に結合される。相分離三元共ポリマーの例を図25Aに示す。この実施例では、分離さ
れた三元共ポリマーは、ブロック58A、58B、58Cを含み、58Aは、プライマー
グラフト官能基を含み、58Bは、樹脂結合官能基を含み、および/またはブロック共ポ
リマーの表面自由エネルギーに影響を及ぼし、および/またはブロック共ポリマーの安定
性に影響を及ぼし、58Cは、異なったプライマーグラフト官能基または酵素結合官能基
を含む。示されるように、ブロック58Aは、プライマー18、18’および20、20
’を含む第1のプライマーセット12A、12B、12C、12Dを結合し、そしてブロ
ック58Cは、プライマー19、19’および21、21’を含む第2のプライマーセッ
ト12A’、12B’、12C’、12D’を結合する。この例では、ブロック58Aは
領域14として機能し、ブロック58Cは領域16として機能する。別の例では、領域1
4、16は、互いに直接隣接するブロック(例えば、58Aおよび58Bまたは58Bお
よび58C)であってもよい。
よび第3のブロックを含む三元共ポリマーであり、第1のブロックのブロック特異的官能
基は、パターン化された樹脂54’(すなわち、樹脂結合官能基)に結合され、第2のブ
ロックのブロック特異的官能基は、プライマー(すなわち、プライマーグラフト官能基)
に結合され、第3のブロックのブロック特異的官能基は、ブロック共ポリマーの表面自由
エネルギーに影響を及ぼすか、またはブロック共ポリマーの安定性に影響を及ぼす。相分
離三元共ポリマーの例を図25Bに示す。本実施例では、分離された三元共ポリマーは、
ブロック58A、58B、58Cを含み、58Aは、樹脂結合官能基を含み、58Bは、
ブロック共ポリマーの表面自由エネルギーに影響を及ぼすか、またはブロック共ポリマー
の安定性に影響を及ぼし、58Cは、プライマーグラフト官能基を含む。この実施例では
、切断不可能なプライマー18、21が結合しており、したがって、この実施例は、順次
ペアエンド配列決定に特に適している可能性がある。
を示す。この実施例では、ブロック共ポリマー58’は層状ブロック共ポリマーである。
層状ブロック共ポリマーは、種々のブロック58A’および58B’が、下にある材料5
4B、54Cおよび保持体52に並行になるように、一方が他方の上に積層されるように
、自己集合する。ラメラブロック共ポリマーの例には、複素環式アジド単位を含むコポリ
マーが含まれる。材料54B、54Cは、本明細書に記載の樹脂54A、シラン、または
シラン化樹脂の様々な例であってもよく、ブロック共ポリマー58’の自己集合を誘導す
るように選択されてもよい。制御された条件下で、ブロック共ポリマー58’は、下にあ
る材料54B、54C上に層状になっている特異的ドメイン/ブロック58A’および5
8B’に自己集合する。図38Aおよび38Bに図示される例では、アニーリングの結果
として、ドメイン/ブロック58A’および58B’は、ブロック58’Bが1つの領域
(上にある材料54B)の表面で露出され、他のブロック58A’が別の領域(上にある
材料54C)の表面で露出されるように、自己集合する。ブロック58B’は、プライマ
ー18、18’および20、20’を含む第1のプライマーセット12A、12B、12
C、12Dを結合させることができるプライマー結合官能基を含むことができ、ブロック
58A’は、プライマー19、19’および21、21’を含む第2のプライマーセット
12A’、12B’、12C’、12D’を結合させることができる様々なプライマー結
合官能基を含むことができる。この例では、ブロック58B’は領域14として働き、ブ
ロック58A’は領域16として働く。
SBS)、環状アレイ配列決定、ライゲーションによる配列決定、パイロシークエンシン
グなどと呼ばれる技術を含む、種々の配列決定アプローチまたは技術において使用され得
る。これらの例のいくつかでは、相分離ブロック58A、58B、58Cおよび結合プラ
イマー(順次ペアエンド配列決定のための非開裂性プライマー18、21または18’、
21’)または(同時ペアエンド配列決定のための非開裂性/開裂性プライマー対18、
20または18’、20’および19、21または19’、21’)が凹部28に存在し
、間隙領域30には存在しないので、増幅は凹部28に限定される。
X(商標)、MiSeq(商標)、MiSeqDX(商標)、MiNISeq(商標)、
NovaSeq(商標)、NextSeqDX(商標)または他のあらゆるIllumina Inc
.(SanDIego, CA)からのシーケンサーシステム上ではしさせることができる。SBSで
は、核酸鋳型(例えば、配列決定鋳型)に沿った配列決定プライマーの伸長は、鋳型中の
ヌクレオチドの配列を決定するためにモニターされる。基礎となる化学的処理は、重合(
例えば、ポリメラーゼ酵素によって触媒される)またはライゲーション(例えば、リガー
ゼ酵素によって触媒される)であり得る。特定のポリメラーゼベースのSBS処理におい
て、蛍光標識されたヌクレオチドは、配列決定プライマーに付加されたヌクレオチドの順
序および型の検出が鋳型の配列を決定するために使用され得るように、鋳型依存的な様式
で配列決定プライマーに付加される(それによってプライマーを伸長する)。
Aポリメラーゼなどを、切断不可能プライマー18、21または18’、21’(順次ペ
アエンド配列決定のため)に結合したフォワードまたはリバースストランドのアレイ、ま
たは切断不可能/切断可能プライマー対18、20または18’、20’(同時ペアエン
ド配列決定のため)に結合したフォワードおよびリバースストランドの両方を収容する流
路などに/を通って送達することができ、配列決定プライマー伸長が標識ヌクレオチドを
組み込ませる場合、画像化事象を通して検出することができる。撮像イベントの間、イル
ミネーションシステム(図示せず)は、官能化された凹部に励起光を提供することができ
る。
ー伸長を終結させる可逆的終結特性をさらに含むことができ、脱ブロッキング剤を使用し
て配列決定を続けることができる。洗浄は、様々な流体送達工程の間に行うことができる
。次いで、SBSサイクルをn回繰り返して、配列決定プライマーをnヌクレオチドによ
り伸長させ、それによって長さnの配列を検出することができる。
のために、または他の化学的および/または生物学的適用において、他の配列決定プロト
コルとともに利用され得ることが理解されるべきである。
目的で提供され、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことが理解
されるべきである。
実施例
予めグラフトされたP7およびP5Uプライマーを有するPAZAMを、高さ約400
nmおよび直径約350nmのピラー特徴部を有するフローセル基材上に堆積させた。堆
積させたプレグラフトPAZAM層の一部のスキャニングエレクトロン組織写真(SEM
)画像を図39Aに示す。この第1のグラフトPAZAM層上にリフトオフレジストを堆
積させて、本明細書に記載の保護層の一例を形成した。堆積した保護層の一部のSEM画
像を図39Bに示す。次いで、エッチングを行って、ピラー状特徴部の上部から保護層お
よび第1のグラフトPAZAM層を除去した。エッチング後の基材の一部のSEM像を図
39Cに示す。PAZAMを、ピラー特徴部の上部および残りの保護層上に堆積させて、
第2のPAZAM層を形成した。第2のPAZAM層をP5およびP7Uプライマーでグ
ラフトした。
グラフトPAZAM層のいずれかを除去した。
た。ライブラリーフラグメントは、インデックス配列、すなわちリード1およびリード2
と共に、P7プライマー配列のP5に相補的な部分を含んだ。ライブラリーフラグメント
を播種し、ブリッジ増幅を用いてクラスター化を行った。次いで、同時ペアエンド配列決
定を行った。
っていることが見出された。
ードであるように帰属される2つのR1リード(R1およびR1’)を示す。
て逆方向ストランド配列決定)によって処理した。図40Bは、図40Aからの結果を示
し、順次ペアエンド合成からの第2のリード(R2)は、それが同時ペアエンドリードの
ペアに実際に一致することを示すためにフリップされている。R2のクリップされた部分
は、品質低下に起因する可能性があり、一方、R1リードは、より高品質のクリップされ
ていないリードである。これらの結果は、本明細書中に開示される方法が、同時に生成さ
れたペア(図40A)を使用して、標準的なペアエンド配列決定(図40B)に対する当
量インフォメーションを生成し得ることを実証する。
順次(標準)ペアエンド配列決定のデータに基づいて大まかに当量であった。これらの結
果は、同時に生成された一対を使用して、本明細書中に開示される方法が、標準的な一ペ
アエンド配列決定に対する当量のインフォメーションを生成し得ることをさらに実証する
。
PAZAMを平面フローセル基材上に堆積させ、P7およびP5Uプライマーでグラフ
トした。保護層(Shipley1813フォトレジスト)を、この第1のグラフトPA
ZAM層の上に堆積させた。紫外線を、フォトマスクを通して使用して、保護層の規定さ
れた部分を露光し、次いで溶媒中で現像し、保護層の50μmの円形パッドを残した。大
気プラズマを用いて、間隙領域の第1グラフトPAZAM層の露出部分をエッチング除去
したが、保護パッドの下の部分は無傷のままであった。次いで、PAZAMの第2の層を
、間隙領域上および残りの保護層上に堆積させた。次いで、この第2の堆積PAZAMを
、P5およびP7Uプライマーでグラフトした。
グラフトPAZAM層のいずれかを除去した。
た。ライブラリーフラグメントは、インデックス配列、すなわちリード1およびリード2
と共に、P7プライマー配列のP5に相補的な部分を含んだ。ライブラリーフラグメント
を播種し、ブリッジ増幅を用いてクラスター化を行った。次いで、同時ペアエンド配列決
定を行った。
において、全てのリードの約2.2%が対になっていることが見出された。これは、2つ
のリードが互いに2μm以内であり、ゲノムにおいて互いに2kb以内であったことを意
味した。
前述の概念と、以下でより詳細に論じられる追加の概念とのすべての組み合わせ(その
ような概念が相互に矛盾しないという条件で)が、本明細書で開示される本発明の対象の
一部であると考えられることを理解されたい。特に、本発明の最後に現れる特許請求の範
囲に記載された対象の全ての組み合わせは、本明細書に開示された本発明の対象の一部で
あると考えられる。同様に当然のことながら、本明細書に明示的に用いられ、参照として
組み込まれている任意の開示にも現れるであろう専門用語は、本明細書に開示された特定
の概念と最も整合する意味を有するものとする。
施例と関連して説明される特定の要素(例えば、特性、構成、および/または特性)が、
本明細書で説明される少なくとも1つの例に含まれ、他の例に存在しても存在しなくても
よいことを意味する。さらに、任意の例について記載された要素は、文脈が明確にそうで
ないことを指示しない限り、様々な例において任意の適切な方法で組み合わされてもよい
ことが理解されるべきである。
たはサブ範囲を、そのような値またはサブ範囲が明示的に列挙されたかのように含むこと
を理解されたい。例えば、約400nm~約1μm(1000nm)の範囲は、約400
nm~約1μmの明示的に列挙された限界を含むだけでなく、約708nm、約945.
5nmなどのような個々の値、および約425nm~約825nm、約550nm~約9
40nmなどのようなサブ範囲を含むと解釈されるべきである。さらに、「約」および/
または「実質的に」が値を記述するために利用される場合、それらは、記載された値から
のわずかな変動(+/-10%まで)を包含することを意味する。
解されたい。したがって、前述の説明は、非限定的であると考えられるべきである。
Claims (88)
- 基材と、
該基材上の第1の領域に結合した第1のプライマーセットであって、切断不可能な第1
のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを含む第1のプライマーセットと、
前記基材上の第2の領域に結合した第2のプライマーセットであって、切断可能な第1
のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを含む第2のプライマーセットと、
を含む、フローセル。 - 前記第1の領域は、第1の官能基を有する材料を含み、
前記第2の領域は、前記第1の官能基とは異なった第2の官能基を有する材料を含む、
請求項1に記載のフローセル。 - 前記第1のプライマーセットを前記第2のプライマーセットから分離するギャップをさ
らに含む、請求項1に記載のフローセル。 - 前記基材は、間隙領域によって分離された凹部を含み、
該凹部のそれぞれは、
第1の部分に位置する前記第1の領域と、
第2の部分に位置する前記第2の領域と、
を含む、請求項1に記載のフローセル。 - 前記第1の領域を前記第2の領域から分離するギャップをさらに含む、請求項4に記載
のフローセル。 - 前記第1の領域と前記第2の領域とが部分的に重なり合う、請求項4に記載のフローセ
ル。 - 前記第1の部分と第2の部分とが異なる深さを有する、請求項4に記載のフローセル。
- 前記第1領域および前記第2の領域は、ブロック共ポリマーの異なるブロックである、
請求項4に記載のフローセル。 - 前記基材は、間隙領域によって分離された凹部を含み、
前記凹部の各々は、前記第1の領域を含み、
前記第2の領域は、前記間隙領域の少なくともいくつかの上に位置する、請求項1に記
載のフローセル。 - 前記第1の領域は第1のポリマーを含み、前記第1のプライマーセットは前記第1のポ
リマーにグラフトされ、
前記第2の領域は第2のポリマーを含み、前記第2のプライマーセットは前記第2のポ
リマーにグラフトされる、請求項1に記載のフローセル。 - 前記フローセルが、前記第1のプライマーセット上および前記第1のポリマー上に保護
塗装をさらに含む、請求項10に記載のフローセル。 - 前記第1のポリマーは、前記基材上の第1の層であり、
前記第2のポリマーは、前記第1の層上の第2の層であり、
前記第2の層上のパッシベーション樹脂と、該パッシベーション樹脂、前記第2のポリ
マーおよび前記第1のポリマーに画定された形状と、をさらに含み、
前記第1のプライマーセットおよび第2のプライマーセットのそれぞれが、前記形状の
それぞれにおいて露出される、請求項10に記載のフローセル。 - 前記基材は、間隙領域によって分離された凹部を含み、
該凹部の各々は、
前記第1の領域が位置する第1の部分と、
前記第2の部分と、
を含み、
該第2の部分に位置するビーズをさらに含み、
前記第2の領域は、前記ビーズの表面にある、請求項1に記載のフローセル。 - 前記切断可能な第1のプライマーが第1の切断部位を含み、前記切断可能な第2のプラ
イマーが第2の切断部位を含み、前記第1の切断部位および第2の切断部位が同一のタイ
プである、請求項1に記載のフローセル。 - 前記切断不可能な第1のプライマー、前記切断可能な第2のプライマー、前記切断可能
な第1のプライマーおよび前記切断可能な第2のプライマーのそれぞれは、それぞれのリ
ンカーを含み、
前記第1の切断可能なプライマーの前記第1の切断部位は、そのリンカーに沿って位置
し、
前記第2の切断可能なプライマーの前記第2の切断部位は、そのリンカーに沿って位置
する
請求項14に記載のフローセル。 - 前記切断可能な第1のプライマーが第1の切断部位を含み、前記切断可能な第2のプラ
イマーが第2の切断部位を含み、前記第1および第2の切断部位が異なるタイプである、
請求項1に記載のフローセル。 - 前記切断不可能な第1のプライマー、前記切断可能な第2のプライマー、前記切断可能
な第1のプライマー、および前記切断可能な第2のプライマーのそれぞれは、それぞれの
リンカーを含み、
前記第1の切断可能なプライマーの前記第1の切断部位は、そのリンカーに沿って位置
し、
前記第2の切断可能なプライマーの前記第2の切断部位は、そのリンカーに沿って位置
する、請求項16に記載のフローセル。 - 前記第1のプライマーセットは、第1の保持体構造に結合され、
前記第1の領域は、前記第1の保持体構造に結合した第1の捕捉部位であり、
前記第2のプライマーセットは、前記第1の保持体構造とは異なった第2の保持体構造
に結合され、
前記第2の領域は、前記第2の保持体構造に結合された第2の捕捉部位である、請求項
1に記載のフローセル。 - 第1の基材と
該第1の基材に結合した第1のプライマーセットであって、切断不可能な第1のプライ
マーおよび切断可能な第2のプライマーを含む第1のプライマーセットと、
前記第1の基材に対向する第2の基材と、
該第2の基材に結合した第2のプライマーセットであって、切断可能な第1のプライマ
ーおよび切断不可能な第2のプライマーを含む第2のプライマーセットと、
を含む、フローセル。 - 間隙領域によって分離された凹部を含む基材と、
前記凹部の各々の第1のポリマー層であって、いくつかの官能基がキャップされている
、第1のポリマー層と、
前記凹部の各々の第1のポリマー層の他の官能基に取り付けられた第1のプライマーセ
ットと、
前記間隙領域上の第2のポリマー層と、
流体キャリアと、前記第1のプライマーセットとは異なる第2のプライマーセットと、
を含むプライミング液と、
を含むフローセル、を含むキット。 - 前記第1のプライマーセットは、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2
のプライマーを含み、
前記第2のプライマーセットは、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2
のプライマーを含む、
請求項20に記載のキット。 - フローセルへの鋳型流体を導入することを含む方法であって、
前記フローセルは、
間隙領域によって分離された凹部を含む基材と、
前記凹部の各々における第1のポリマー層であって、露出した官能基がキャップされ
ている第1のポリマー層と、
前記凹部の各々における前記第1のポリマー層に結合された第1のプライマーセット
であって、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを含む第1
のプライマーセットと、
前記間隙領域上の第2のポリマー層と、
を備え、
これにより、前記鋳型流体からの鋳型が増幅されて、前記凹部の少なくともいくつかに
クラスターを形成し、
切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを含むプライミング
液を前記フローセルに導入し、これにより、前記切断不可能な第1のプライマーおよび前
記切断可能な第2のプライマーを前記第2のポリマー層にグラフトし、
前記クラスターから前記切断不可能な第1のプライマーおよび前記切断可能な第2のプ
ライマーへのブリッジ増幅を開始し、これにより、前記間隙領域の少なくともいくつかに
第2のクラスターを形成する、方法。 - フローセルに鋳型流体を導入し、
前記フローセルは、
間隙領域によって分離された凹部を含む基材と、
前記凹部の各々における第1のポリマー層と、
前記第1のポリマー層結合された第1のプライマーセットであって、切断可能な第1
のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを含む第1のプライマーセットと、
前記第1のポリマー層上および前記第1のプライマーセット上の任意の保護塗装層と
、
前記間隙領域上の第2のポリマー層と、
前記第2のポリマー層に結合した第2のプライマーセットであって、切断不可能な第
1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを含む第2のプライマーセットと、
を備え、
これにより、前記鋳型流体からの鋳型が増幅されて、前記凹部の少なくともいくつかお
よび前記間隙領域の少なくともいくつかにクラスターを形成し、
前記切断可能な第1のプライマーおよび前記切断可能な第2のプライマーを切断する、
方法。 - 保持体と、
該保持体上のパターン化された樹脂であって、間隙領域によって分離された第1の凹部
および第2の凹部を含み、前記第1の凹部は前記第2の凹部よりも小さい開口部寸法を有
する、パターン化された樹脂と、
前記第1の凹部の少なくともいくつかに結合した第1のプライマーセットと、
前記第2の凹部の少なくともいくつかにそれぞれ配置された官能基を有するビーズであ
って、コア構造の表面に結合した第2のプライマーセットを含み、該第2のプライマーセ
ットは、前記第1のプライマーセットとは異なっている、官能基を有するビーズと、
を備える、フローセル。 - 前記官能基を有するビーズの前記コア構造が、二酸化ケイ素、超常磁性物質、ポリスチ
レン、およびアクリル酸塩からなる群から選択される、請求項24に記載のフローセル。 - 前記パターン化された樹脂が、多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂(POSS)
ベースの樹脂、エポキシ樹脂、ポリ(エチレングリコール)樹脂、ポリエーテル樹脂、ア
クリル樹脂、アクリル酸塩樹脂、メタクリレート樹脂、およびこれらの組み合わせからな
る群から選択される、請求項24に記載のフローセル。 - 前記第1の凹部および前記第2の凹部にポリマーをさらに含み、前記第1のプライマー
セットが、前記第1の凹部の少なくともいくつかにおいて前記ポリマーに結合される、請
求項24に記載のフローセル。 - 前記官能基を有するビーズが、前記第2の凹部の少なくともいくつかにおいて前記ポリ
マー上に配置される、請求項27に記載のフローセル。 - 前記第1のプライマーセットは、第2の凹部の少なくともいくつかにおいても前記ポリ
マーに結合され、
前記官能基を有するビーズは、前記第2の凹部の少なくともいくつかにおいて前記第1
のプライマーセット上に配置される、請求項27に記載のフローセル。 - 前記第1のプライマーセットは、第1のプライマーおよびウラシル修飾された第2のプ
ライマーを含み、
前記第2のプライマーセットは、ウラシル修飾された第1のプライマーおよび第2のプ
ライマーを含む、請求項24に記載のフローセル。 - 保持体と、
該保持体上のパターン化された樹脂であって、間隙領域によって分離された凹部を含む
パターン化された樹脂と、
少なくともいくつかの前記凹部に結合した第1のプライマーセットと、
前記第1のプライマーセットの少なくともいくつかのプライマーが露出するように前記凹
部の少なくともいくつかに配置された、官能基を有するビーズであって、コア構造の表面
に結合した第2のプライマーセットを含み、該第2のプライマーセットが前記第1のプラ
イマーセットとは異なっている、官能基を有するビーズと、
を含む、フローセル。 - 前記凹部の各々は、官能基を有するビーズの直径より大きいかまたは等しい第1の開口
部寸法を有する第1の部分と、前記官能基を有するビーズの直径より小さい第2の開口部
寸法を有する第2の部分とを含み、
前記官能基を有するビーズは、前記凹部の少なくともいくつかの各々の前記第1の部分
に配置される、請求項31に記載のフローセル。 - 前記官能基を有するビーズの前記コア構造が、二酸化ケイ素、超常磁性物質、ポリスチ
レン、およびアクリル酸塩からなる群から選択される、請求項31に記載のフローセル。 - 前記パターン化された樹脂が、多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂(POSS)
ベースの樹脂、エポキシ樹脂、ポリ(エチレングリコール)樹脂、ポリエーテル樹脂、ア
クリル樹脂、アクリル酸塩樹脂、メタクリレート樹脂、およびこれらの組み合わせからな
る群より選択される、請求項31に記載のフローセル。 - 前記凹部にポリマーをさらに含む、請求項31に記載のフローセル。
- 前記第1のプライマーセットが、前記官能基を有するビーズによって占有されていない
前記ポリマーの一部分に結合される、請求項35に記載のフローセル。 - 前記第1のプライマーセットは、前記凹部における前記ポリマーに結合され、前記官能
基を有するビーズは、前記第1のプライマーセットの他のいくつかのプライマー上に配置
される、請求項36に記載のフローセル。 - 保持体上のパターン化された樹脂の凹部にポリマーを選択的に適用し、
第1のプライマーセットを少なくともいくつかの前記凹部において前記ポリマーにグラ
フトし、
前記第1のプライマーセットをグラフトする前後に、
i)少なくともいくつかの前記凹部の各々の一部に、または
ii)少なくともいくつかの前記凹部よりも大きい開口部寸法を有する第2の凹部に、
官能基を有するビーズを堆積し、
該官能基を有するビーズは、コア構造の表面に結合された第2のプライマーセットを含
み、前記第1のプライマーセットと第2のプライマーセットとは異なっている、方法。 - 前記官能基を有するビーズを堆積させる前に、前記第2のプライマーセットを前記コア
構造に結合させることによって、前記官能基を有するビーズを形成することをさらに含む
、請求項38に記載の方法。 - 少なくともいくつかの前記凹部の各々の一部は、前記官能基を有するビーズの各々の径
より大きいかまたは等しい開口部寸法を有し、
前記凹部の少なくともいくつかは、前記一部と相互接続された第2の部分を含み、前記
第2の部分は、前記官能基を有するビーズの各々の直径よりも小さい第2の開口部寸法を
有し、
前記官能基を有するビーズは、サイズ排除によって前記凹部の少なくともいくつかの各
々の前記一部に自己集合する、請求項38に記載の方法。 - 前記ポリマーを選択的に適用する前に、
前記保持体上に樹脂を堆積し、
ナノインプリントリソグラフィを使用して前記樹脂をパターン化することにより、
前記保持体上に前記パターン化された樹脂を形成することをさらに含む、請求項38に
記載の方法。 - 保持体と、
該保持体上のパターン化された樹脂であって、間隙領域によって分離された凹部を含む
パターン化された樹脂と、
前記凹部におけるパターン化された樹脂上のブロック共ポリマーであって、該ブロック
共ポリマーの他の各ブロックのブロック特異的官能基とは異なるブロック特異的官能基を
有するブロック共ポリマーの各ブロックと、
前記ブロックの少なくとも1つの前記ブロック特異的官能基に結合しているプライマー
と、
を含む、フローセル。 - 前記パターン化された樹脂が、多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂(POSS)
ベースの樹脂、エポキシ樹脂、ポリ(エチレングリコール)樹脂、ポリエーテル樹脂、ア
クリル樹脂、アクリル酸塩樹脂、メタクリレート樹脂、およびこれらの組み合わせからな
る群から選択される、請求項42に記載のフローセル。 - 前記パターン化された樹脂がPOSSベースの樹脂であり、該POSSベースの樹脂が
架橋エポキシPOSS樹脂である、請求項43に記載のフローセル。 - 前記ブロック共ポリマーが、
そのブロック特異的官能基としてアミノ基を有するアクリルアミドモノマーを含む第
1のブロックと、
そのブロック特異的官能基としてアジド基を有するアジドアセトアミドペンチルアク
リルアミドモノマーを含む第2のブロックと、
を含む、請求項43に記載のフローセル。 - 前記パターン化された樹脂が非晶質フッ素ポリマーである、請求項42に記載のフロー
セル。 - 前記ブロック共ポリマーが
そのブロック特異的官能基としてトリフルオロメチル基を有するモノマーを含む第1
のブロックと、
そのブロック特異的官能基としてプライマーグラフト官能基を有するモノマーを含む
第2のブロックと、
を含む、請求項48に記載のフローセル。 - 前記ブロック共ポリマーが、
そのブロック特異的官能基としてプライマーグラフト化官能基を有するモノマーを含
む第1のブロックと、
前記第1のブロックおよび第2のブロックの相分離を促進するための相互作用パラメ
ータを調整するためのモノマーを含む第2のブロックと、
を含む、請求項42に記載のフローセル。 - 前記プライマーグラフト官能基はアジド基であり、
前記第2のブロックのモノマーの前記ブロック特異的官能基は、アミノ基、アルコール
基、アリール基、および荷電基からなる群から選択される、請求項50に記載のフローセ
ル。 - 前記ブロック共ポリマーは、第1のブロック、第2のブロック、および第3のブロック
を含む三元共ポリマーであり、
前記第1のブロックの前記ブロック特異的官能基は、前記パターン化された樹脂に結合
し、
前記第2のブロックの前記ブロック特異的官能基は、前記プライマーに結合し、
前記第3のブロックのブロック特異的官能基は、前記プライマーとは別のプライマーま
たは酵素に結合する、請求項42に記載のフローセル。 - 前記ブロック共ポリマーは、第1のブロック、第2のブロック、および第3のブロック
を含む三元共ポリマーであり、
前記第1のブロックの前記ブロック特異的官能基は、前記パターン化された樹脂に結合
し
前記第2のブロックの前記ブロック特異的官能基は、前記プライマーに結合し、
前記第3のブロックの前記ブロック特異的官能基は、前記ブロック共ポリマーの表面自
由エネルギーに影響を及ぼすか、または前記ブロック共ポリマーの安定性に影響を及ぼす
、請求項42に記載のフローセル。 - 前記凹部は、ウェルおよびトレンチからなる群から選択される、請求項42に記載のフ
ローセル。 - 前記パターン化された樹脂および前記ブロック共ポリマーは、それぞれ、約25mN/
m~約50mN/mの表面自由エネルギーを有する、請求項42に記載のフローセル。 - 保持体と、
該保持体上のパターン化された多面体オリゴマーシルセスキオキサン(POSS)ベー
スの樹脂であって、間隙領域によって分離された凹部を含むパターン化されたPOSSベ
ースの樹脂と、
前記凹部における前記パターン化されたPOSSベースの樹脂上の分離されたブロック
共ポリマーであって、前記分離されたブロック共ポリマーの一方のブロックが前記パター
ン化されたPOSSベースの樹脂に結合した官能基を有し、前記分離されたブロック共ポ
リマーの他方のブロックが他の官能基を有する、分離されたブロック共ポリマーと、
前記他の官能基に結合したプライマーと、
を含む、フローセル。 - 間隙領域によって分離された凹部を含むパターン化された樹脂を形成するための樹脂を
パターン化し、
ブロック共ポリマーの各ブロックが該ブロック共ポリマーの他の各ブロックのブロック
特異的官能基とは異なるブロック特異的官能基を有する、パターン化された前記樹脂上に
ブロック共ポリマーを含む溶液を導入し、
該溶液を溶媒蒸気焼鈍に曝し、これにより、前記ブロック共ポリマー相が分離し、前記
凹部において自己集合し、
前記ブロックの少なくとも1つの前記ブロック特異的官能基にプライマーをグラフトす
る、方法。 - 前記樹脂をパターン化することは、ナノインプリントリソグラフィを含む、請求項58
に記載の方法。 - 前記ブロック共ポリマーを含む前記溶液が、約0.04~約0.30の範囲のフロリー
ハギンズ相互作用パラメータを有する、請求項58に記載の方法。 - 前記グラフトの前に、前記凹部における相分離および自己集合ブロック共ポリマーを含
む前記パターン化された樹脂を、硬化プロセスに曝すことをさらに含む、請求項58に記
載の方法。 - 基材上への第1の官能化層を適用し、
該第1の官能化層をパターン化し、これにより、フォトレジストによって覆われた第1
の官能化領域を形成し、
前記フォトレジストおよび前記基材の一部の上に第2の官能化層を適用し、
前記フォトレジストおよびその上の任意の前記第2の官能化層をリフトオフし、
前記第2の官能化層の一部を除去し、これにより、前記第1の官能化領域に隣接する第
2の官能化領域を形成し、
第1のプライマーセットを前記第1の官能化層または前記第1の官能化領域に結合させ
、第2のプライマーセットを前記第2の官能化層または前記第2の官能化領域に結合させ
、前記第1のプライマーセットは前記第2のプライマーセットとは異なる、方法。 - 前記第1のプライマーセットの結合は、前記第1の官能化層が適用される前に、切断不
可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを前記第1の官能化層に予め
グラフトすることを含み、
前記第2のプライマーセットの結合は、前記第2の官能化層が適用される前に、切断可
能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを前記第2の官能化層に予め
グラフトすることを含む、請求項62に記載の方法。 - 前記第1のプライマーセットの結合は、その適用後に、切断不可能な第1のプライマー
および切断可能な第2のプライマーを、前記第1の官能化層にグラフトすることを含み、
前記第2のプライマーセットの結合は、その適用後に、切断可能な第1のプライマーお
よび切断不可能な第2のプライマーを前記第2の官能化層にグラフトすることを含む、請
求項62に記載の方法。 - 前記第1の官能化領域上の第1の自己集合単層および前記第2の官能化領域上の第2の
自己集合単層のそれぞれを堆積することをさらに含み、
前記第1のプライマーセットの結合は、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能
な第2のプライマーを前記第1の自己集合単層にグラフトすることを含み、
前記第2のプライマーセットの結合は、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能
な第2のプライマーを前記第2の自己集合単層にグラフトすることを含む、請求項62に
記載の方法。 - 前記除去は、
前記第1の官能化領域上に第2のフォトレジストを適用し、前記第2の官能化領域とな
る前記第2の官能化層の第2の部分を適用し、
前記第2の官能化層の前記一部をエッチングする、
ことを含む、請求項62に記載の方法。 - 前記基材は保持体上に樹脂を備え、
該樹脂は、間隙領域によって分離された凹部を備え、
前記第1の官能化領域は、各凹部の第1の部分上にあり、
前記第2の官能化層は、各凹部の第2の部分の上および前記間隙領域の上にあり、
前記除去は、前記第2の官能化層を前記間隙領域から研磨することを含む、
請求項62に記載の方法。 - 前記基材は保持体上の樹脂を含み、
前記樹脂は、間隙領域によって分離された多層の凹部を含み、
前記第1の官能化領域は、各多層の凹部の第1のレベルにあり、前記第2の官能化層を
適用する前に、
前記方法は、さらに、
前記フォトレジストおよび前記樹脂の一部の上に犠牲層を適用するステップと、
前記樹脂の前記一部から前記犠牲層を除去するステップと、
前記多層の凹部から前記樹脂の領域を除去して、前記第1の官能化領域に近接する領
域を形成するステップと、
を含み、
前記第2の官能化層が、前記フォトレジスト上の前記犠牲層、前記領域上、および前記
間隙領域上に適用される、
請求項62に記載の方法。 - 第1の基材部が露光されるように基材上に第1のフォトレジストを適用し、
該フォトレジストおよび前記第1の基材部上に第1の官能化層を適用し、
前記フォトレジストおよびその上の前記第1の官能化層のいずれかをリフトオフし、こ
れにより、前記第1の基材部上に第1の官能化領域を形成し、
該第1の官能化領域に隣接する第2の基材部が露光されるように、前記第1の官能化領
域上および前記基材上に第2のフォトレジストを適用し、
前記第2のフォトレジストおよび前記第2の基材部上に第2の官能化層を適用し、
前記第2のフォトレジストおよびその上の前記第2の官能化層のいずれかをリフトオフ
し、これにより、前記第1の官能化領域に隣接する第2の官能化領域を形成し、
第1のプライマーセットを前記第1の官能化層または前記第1の官能化領域に結合させ
、第2のプライマーセットを前記第2の官能化層または前記第2の官能化領域に結合させ
、前記第1のプライマーセットは前記第2のプライマーセットとは異なる、方法。 - 前記第1のプライマーセットの結合は、前記第1の官能化層が適用される前に、切断不
可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを前記第1の官能化層に予め
グラフトすることを含み、
前記第2のプライマーセットの結合は、前記第2の官能化層が適用される前に、切断可
能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを前記第2の官能化層に予め
グラフトすることを含む、請求項69に記載の方法。 - 前記第1のプライマーセットの結合は、その適用後に、切断不可能な第1のプライマー
および切断可能な第2のプライマーを前記第1の官能化層にグラフトすることを含み、
前記第2のプライマーセットの結合は、その適用後に、切断可能な第1のプライマーお
よび切断不可能な第2のプライマーを前記第2の官能化層にグラフトすることを含む、請
求項69に記載の方法。 - 前記第1の官能化領域上の第1の自己集合単層および前記第2の官能化領域上の第2の
自己集合単層をそれぞれ堆積することをさらに含み、
前記第1のプライマーセットの結合は、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能
な第2のプライマーを前記第1の自己集合単層にグラフトすることを含み、
前記第2のプライマーセットの結合は、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能
な第2のプライマーを前記第2の自己集合単層にグラフトすることを含む、請求項69に
記載の方法。 - 間隙領域によって分離されたトレンチと、該トレンチの各々の第1の部分における犠牲
材料領域とを含む基材上に第1の官能化層を適用し、
前記第1の官能化層をパターン化し、これにより、前記トレンチの各々の第2の部分に
フォトレジストによって覆われた第1の官能化領域を形成し、
前記トレンチの各々の前記第1の部分を露出させるために前記犠牲材料領域を除去し、
前記間隙領域上、前記第1の部分上、および前記フォトレジスト上に第2の官能化層を
適用し、
前記フォトレジストおよびその上の前記第2の官能化層のいずれかをリフトオフし、
前記第2の官能化層のいずれかを前記間隙領域から除去し、これにより、第2の官能化
領域が前記トレンチの各々の前記第1の部分に残り、
前記トレンチに少なくとも実質的に垂直な空間的に分離されたストライプのパターンで
第2のフォトレジストを適用し、
前記空間的に分離されたストライプの間に露出された前記第1の官能化領域および前記
第2の官能化領域の部分を除去し、
前記第2のフォトレジストを除去し、
第1のプライマーセットを前記第1の官能化層または前記第1の官能化領域に結合させ
、第2のプライマーセットを前記第2の官能化層または前記第2の官能化領域に結合させ
、前記第1のプライマーセットは前記第2のプライマーセットとは異なる、方法。 - 前記第1のプライマーセットの結合は、前記第1の官能化層が適用される前に、切断不
可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを前記第1の官能化層に予め
グラフトすることを含み、
前記第2のプライマーセットの結合は、前記第2の官能化層が適用される前に、切断可
能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを前記第2の官能化層に予め
グラフトすることを含む、請求項73に記載の方法。 - 前記第1のプライマーセットの結合は、その適用後に、切断不可能な第1のプライマー
および切断可能な第2のプライマーを前記第1の官能化層にグラフトすることを含み、
前記第2のプライマーセットの結合は、その適用後に、切断可能な第1のプライマーお
よび切断不可能な第2のプライマーを前記第2の官能化層にグラフトすることを含む、請
求項73に記載の方法。 - 前記基材は、前記トレンチの各々の前記第2の部分に第2の犠牲材料領域を含み、
前記基材、前記犠牲材料領域、および前記第2の犠牲材料領域は、異なったエッチング
率を有し、
前記第1の官能化層を適用する前に、前記トレンチの各々の第2の部分から前記第2の
犠牲材料領域を除去することをさらに含む、請求項73に記載の方法。 - 前記第2の犠牲材料領域を除去する前に、
前記間隙領域によって分離された前記トレンチを含む前記基材上への前記犠牲材料を
適用し、
前記犠牲材料の一部を除去して、犠牲材料の領域が各トレンチの各サイドウォールに
直接的に隣接して残るようにし、
前記基材上および前記犠牲材料領域上に第2の犠牲材料を適用し、
該第2の犠牲材料の領域が前記犠牲材料領域のそれぞれに直接隣接して残るように、
前記第2の犠牲材料の一部を除去し、
前記第2の犠牲材料領域間の任意の空間を充填するために材料を適用する、
ことにより、前記犠牲材料領域および前記第2の犠牲材料領域を形成することをさらに含
む、請求項76に記載の方法。 - 前記基材は多層基材であり、
前記トレンチは前記多層基材の最表層に画定され、前記材料および前記最表層は同じで
ある、請求項77に記載の方法。 - 第1の間隙領域によって分離された凹部を含む基材に犠牲材料を適用するステップであ
って、それぞれの凹部は、段差部分によって画定された深い部分と浅い部分とを含み、前
記犠牲材料の層である犠牲層は、前記深い部分を部分的に充填する、ステップと、
前記犠牲層の一部および前記基材の一部を連続的に除去して、前記犠牲層の残りの部分
と少なくとも実質的に同じ高さである第2の間隙領域を形成し、段差部分を除去して、前
記犠牲層の残りの部分に隣接する領域を形成する、ステップと、
前記第2の間隙領域、前記犠牲層の残りの部分、および前記領域上に第1の官能化層を
適用するステップと、
該第1の官能化層上にフォトレジストを適用するステップと、
前記犠牲層の残りの部分および前記第2の間隙領域が露出されるように、および前記フ
ォトレジストの第2の部分をその上に有する前記第1の官能化層の一部がその領域に残る
ように、フォトレジストの一部および前記第1の官能化層の下にある部分を除去するステ
ップと、
前記犠牲層の残りの部分を除去して、前記第1の官能化領域の前記部分に隣接する第2
の領域を形成するステップと、
前記領域に第2の官能化層を適用し、これにより、第2の官能化領域を形成するステッ
プと、
前記フォトレジストの前記第2の部分をリフトオフし、これにより、第1の官能化領域
を形成し、
第1のプライマーセットを前記第1の官能化層または前記第1の官能化領域に結合させ
、第2のプライマーセットを前記第2の官能化層または前記第2の官能化領域に結合させ
るステップであって、前記第1のプライマーセットは前記第2のプライマーセットとは異
なるものである、ステップと、
を含む、方法。 - 前記第2の官能化層は、前記フォトレジストの前記第2の部分および前記第2の間隙領
域にも適用され、
前記第2の官能化層の第1の部分は、前記フォトレジストの前記第2の部分と共に除去
され、
前記第2の間隙領域から前記第2の官能化層を研磨することをさらに含む、請求項79
に記載の方法。 - 前記第1のプライマーセットの結合は、前記第1の官能化層が適用される前に、切断不
可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを前記第1の官能化層に予め
グラフトすることを含み、
前記第2のプライマーセットの結合は、前記第2の官能化層が適用される前に、切断可
能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを前記第2の官能化層に予め
グラフトすることを含む、請求項79に記載の方法。 - 前記第1のプライマーセットの結合は、その適用後に、切断不可能な第1のプライマー
および切断可能な第2のプライマーを前記第1の官能化層にグラフトすることを含み、
前記第2のプライマーセットの結合は、その適用後に、切断可能な第1のプライマーお
よび切断不可能な第2のプライマーを前記第2の官能化層にグラフトすることを含む、請
求項79に記載の方法。 - 保持体と、
該保持体の上の第1の官能化層と、
該第1の官能化層の上の第2の官能化層と、
該第2の官能化層の上のパッシベーション層と、
を備える多層基材をインプリントする方法であって、
これにより、前記パッシベーション層の間隙領域によって分離された形状を形成し、前
記第1および第2の官能化層の領域のそれぞれが、各形状において露出され、
第1のプライマーセットを前記第1の官能化層または前記第1の官能化層の領域に結合
させ、第2のプライマーセットを前記第2の官能化層または前記第2の官能化層の領域に
結合させ、前記第1のプライマーセットは前記第2のプライマーセットとは異なるもので
ある、方法。 - 前記第1のプライマーセットの結合は、前記第1の官能化層が前記多層基材に組み込ま
れる前に、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能な第2のプライマーを前記第1
の官能化層に予めグラフトすることを含み、
前記第2のプライマーセットの結合は、前記第2の官能化層が前記多層基材に組み込ま
れる前に、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能な第2のプライマーを前記第2
の官能化層に予めグラフトすることを含む、請求項83に記載の方法。 - 前記第1のプライマーセットの結合は、切断不可能な第1のプライマーおよび切断可能
な第2のプライマーを各凹部の前記第1の官能化領域にグラフトすることを含み、
前記第2のプライマーセットの結合は、切断可能な第1のプライマーおよび切断不可能
な第2のプライマーを各凹部の前記第2の官能化領域にグラフトすることを含む、請求項
83に記載の方法。 - 第1の樹脂をインプリントして、深い部分と、段差部分によって画定される浅い部分と
を含む凹部を形成し、前記第1の樹脂は、第2の樹脂上に配置される犠牲層の上に配置さ
れ、
前記第1の樹脂の第1の部分と、前記深い部分の下にある犠牲層の一部とをエッチング
し、これにより、前記第2の樹脂の一部を露出させ、
前記段差部分をエッチングし、これにより、前記犠牲層の第2の部分を露出させ、
前記第1の官能化層を前記第2の樹脂の一部に適用して第1の官能化領域を形成し、
前記犠牲層の前記第2の部分を除去し、これにより、前記第2の樹脂の第2の部分を露
出させ、
第2の官能化層を前記第2の樹脂の前記第2の部分に適用して、第2の官能化領域を形
成し、
第1のプライマーセットを前記第1の官能化層または前記第1の官能化領域に結合させ
、第2のプライマーセットを前記第2の官能化層または前記第2の官能化領域に結合させ
、前記第1のプライマーセット前記は第2のプライマーセットとは異なるものである、方
法。 - 前記第2の官能化層の適用中に、前記第2の官能化層は、前記凹部を囲む間隙領域上に
堆積され、前記第1の官能化領域上に堆積されず、
前記間隙領域から前記第2の官能化層を研磨することをさらに含む、請求項86に記載
の方法。 - 第1のプライマーセットを第1の保持体構造に結合させ、
第2のプライマーセットを第2の保持体構造に結合させ、
該第2のプライマーセットおよび前記第2の保持体構造は、前記第1のプライマーセッ
トおよび前記第1の保持体構造とは異なり、
前記第1の保持体構造に選択的に結合する複数の第1の捕捉部位および前記第2の保持
体構造に選択的に結合する複数の第2の捕捉部位を有する基材面に前記第1および第2の
保持体構造をロードすることを含む、方法。
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