JP2024512191A - 樹脂組成物、及びこれを組み込んだフローセル - Google Patents

Abstract

樹脂組成物の一例は、エポキシ樹脂マトリックスと、上記エポキシ樹脂マトリックスに組み込まれた官能化シリカナノ粒子と、を含む。官能化シリカナノ粒子は、最大約１０ｎｍの平均粒子サイズを有する。樹脂組成物は、ナノインプリントリソグラフィを使用して、インプリント可能である。樹脂組成物は、フローセル用パターン形成された基材を製造するために使用され得る。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２１年０２月０９日に出願された米国仮特許出願第６３／１４７，６０５号の利益を主張するものであり、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

ナノインプリンティング技術は、ナノ構造の経済的かつ効率的な生産を可能にする。ナノインプリントリソグラフィは、ナノ構造を有するスタンプによる材料の直接機械的変形を用いる。スタンプが所定の位置にある間に材料を硬化させて、材料におけるナノ構造の形状を固定する。

ナノインプリントリソグラフィは、種々の用途で使用され得るパターン形成された基材を製造するために使用されている。いくつかのパターン形成された基材は、流体チャネル及び別個のウェル又は凹部を含む。これらのパターン形成された基材は、フローセルに組み込まれ得る。いくつかのフローセルでは、活性表面化学が別個の凹部に導入され、別個の凹部を取り囲む間隙領域は不活性のままである。これらのフローセルは、広範囲の分子（例えば、ＤＮＡ）、分子のファミリー、遺伝的発現レベル、又は一塩基多型の検出及び評価に特に有用であり得る。

ナノインプリントリソグラフィの使用に好適な樹脂組成物を、本明細書に開示する。樹脂組成物の例としては、エポキシ樹脂マトリックス及び官能化シリカナノ粒子が挙げられる。エポキシ樹脂マトリックス中の官能化シリカナノ粒子の特定のサイズ及び量は、樹脂組成物のインプリント性に寄与する。樹脂組成物の例は、３０秒以内で、一貫して高い硬化度を示す。

樹脂組成物の例を用いて生成された硬化樹脂は、いくつかの望ましい特性を有し得る。一例として、硬化樹脂は、高い硬度レベルを有することができ、これは、後続の処理中の損傷に対する樹脂の耐性を高める。別の例として、硬化樹脂は低い自己蛍光を示し得る。更に別の例として、硬化樹脂は、低減された亀裂及び脱凝集を示し得る。

第１の態様では、樹脂組成物は、エポキシ樹脂マトリックス(またはエポキシ樹脂母体、epoxy resin matrix)と、エポキシ樹脂マトリックスに組み込まれた官能化シリカナノ粒子（または機能化シリカナノ粒子、functionalized silica nanoparticle）とを含む。

第１の態様の一例では、官能化シリカナノ粒子は、最大約１０ｎｍの平均粒子サイズ（または平均粒径、average particle size）を有する。

第１の態様の一例では、官能化シリカナノ粒子は表面官能基（surface functional group）を有し、表面官能基は、アクリル官能基（acrylic functional group）、カルボキシ官能基(carboxy functional group)、アミノ官能基(amino functional group)、及びこれらの組合せからなる群から選択される。

第１の態様の一例では、官能化シリカナノ粒子は、樹脂組成物中の総固形分を基準として、０質量％超～最大約３５質量％の範囲の量で存在する。

第１の態様の一例では、官能化シリカナノ粒子は、樹脂組成物中の総固形分を基準として、約１２質量％～約２５質量％の範囲の量で存在する。

第１の態様の一例では、エポキシ樹脂マトリックスは、エポキシ官能化シルセスキオキサン(epoxy functionalized silsesquioxane)、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(trimethylolpropane triglycidyl ether)、テトラキス（エポキシシクロヘキシルエチル）テトラメチルシクロテトラシロキサン（tetrakis(epoxycyclohexyl ethyl)tetramethyl cyclotetrasiloxane）、（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサン（(epoxycyclohexylethyl)methylsiloxane）とジメチルシロキサン（dimethylsiloxane）とのコポリマー、１，３－ビス［２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル］テトラメチルジシロキサン（1 ,3-bis[2-(3,4- epoxycyclohexyl) ethyl] tetramethyl disiloxane）、１，３－ビス（グリシドキシプロピル）テトラメチルジシロキサン（1 ,3-bis(glycidoxypropyl)tetramethyl disiloxane）、３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシシクロ－ヘキサンカルボキシレート（3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclo-hexanecarboxylate）、ビス（（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル）アジペート（またはビス（（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル）アジパート、bis((3,4- epoxycyclohexyl)methyl) adipate）、４－ビニル－１－シクロヘキセン１，２－エポキシド（4-vinyl-1 -cyclohexene 1,2-epoxide）、ビニルシクロヘキセンジオキシド（vinylcyclohexene dioxide）、４，５－エポキシテトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル（4,5-epoxytetrahydrophthalic acid diglycidylester）、１，２－エポキシ－３－フェノキシプロパン（1,2-epoxy-3-phenoxypropane）、メタクリル酸グリシジル（またはグリシジル・メタクリレート、glycidyl methacrylate）、１，２－エポキシヘキサデカン（1 ,2-epoxyhexadecane）、ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル（poly(ethylene glycol) diglycidylether）、ペンタエリスリトールグリシジルエーテル（pentaerythritol glycidyl ether）、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル（またはジグリシジル１，２-シクロヘキサンジカルゴキシレート、diglycidyl 1,2-cyclohexanedicarboxylate）、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル（tetrahydrophthalic acid diglycidyl ester）、及びこれらの組合せからなる群から選択される１つ以上のエポキシ材料を含む。

第１の態様の一例は、液体キャリア（liquid carrier）を更に含む。

本明細書で開示する樹脂組成物の第１の態様の任意の特徴を、任意の望ましい様式及び／又は構成で一緒に組み合わせて、例えば、機械的特性の改善及び／又は硬化度の増加を含む、本開示で記載する利益を実現することができることを、理解されたい。

第２の態様では、樹脂組成物は、液体キャリア中に分散された固体を有する液体キャリアを含み、固体は、エポキシ官能化シルセスキオキサン、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、テトラキス（エポキシシクロヘキシルエチル）テトラメチルシクロテトラシロキサン、（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー、１，３－ビス［２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル］テトラメチルジシロキサン、１，３－ビス（グリシドキシプロピル）テトラメチルジシロキサン、３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシシクロ－ヘキサンカルボキシレート、ビス（（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル）アジペート、４－ビニル－１－シクロヘキセン１，２－エポキシド、ビニルシクロヘキセンジオキシド、４，５－エポキシテトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、１，２－エポキシ－３－フェノキシプロパン、メタクリル酸グリシジル、１，２－エポキシヘキサデカン、ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールグリシジルエーテル、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、及びこれらの組合せからなる群から選択されるエポキシ材料と、官能化シリカナノ粒子と、直接光酸発生剤（direct photoacid generator）及びフリーラジカル光開始剤と光酸発生剤との組合せからなる群から選択される開始系(initiating system)と、任意選択的な表面添加剤と、からなる。

第２の態様の一例では、官能化シリカナノ粒子は、最大約１０ｎｍの平均粒子サイズを有する。

第２の態様の一例では、エポキシ材料は、樹脂組成物中の総固形分を基準として、約６５質量％～１００質量％未満の範囲の量で存在し、官能化シリカナノ粒子は、樹脂組成物中の総固形分を基準として、０質量％超～最大約３５質量％の範囲の量で存在する。

第２の態様の一例では、官能化シリカナノ粒子は表面官能基を有し、表面官能基は、アクリル官能基、カルボキシ官能基、アミノ官能基、及びこれらの組合せからなる群から選択される。

この樹脂組成物の任意の特徴を、任意の望ましい様式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。更に、本樹脂組成物、及び／若しくは樹脂組成物の第１の態様の特徴の任意の組合せをともに使用して、かつ／又は、本明細書で開示する例のいずれかと組み合わせて、例えば、機械的特性の改善及び／又は硬化度の増加を含む、本開示で記載する利益を実現することができることを理解されたい。

第３の態様では、フローセルは、基材（substrate）と、基材上の硬化されたパターン形成された樹脂（または硬化しパターン形成された樹脂、cured, patterned resin）とを備え、硬化されたパターン形成された樹脂は、間隙領域(または間質領域もしくは間の領域、interstitial region)により分離（または離隔、separate）されている凹部(depression)を含み、硬化されたパターン形成された樹脂は、エポキシ樹脂マトリックスと、エポキシ樹脂マトリックスに組み込まれた官能化シリカナノ粒子であって、最大約１０ｎｍの平均粒子サイズを有する、官能化シリカナノ粒子とを含む、硬化形態の樹脂組成物を含む。

第３の態様の一例は、凹部におけるヒドロゲル（または凹部の中のヒドロゲル）と、ヒドロゲルに付着した（attached）増幅プライマー（amplification primer）と、を更に含む。

第３の態様の一例では、官能化シリカナノ粒子は表面官能基を有し、表面官能基は、アクリル官能基、カルボキシ官能基、アミノ官能基、及びこれらの組合せからなる群から選択される。

第３の態様の一例では、エポキシ樹脂マトリックスは、エポキシ官能化シルセスキオキサン、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、テトラキス（エポキシシクロヘキシルエチル）テトラメチルシクロテトラシロキサン、（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー、１，３－ビス［２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル］テトラメチルジシロキサン、１，３－ビス（グリシドキシプロピル）テトラメチルジシロキサン、３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシシクロ－ヘキサンカルボキシレート、ビス（（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル）アジペート、４－ビニル－１－シクロヘキセン１，２－エポキシド、ビニルシクロヘキセンジオキシド、４，５－エポキシテトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、１，２－エポキシ－３－フェノキシプロパン、メタクリル酸グリシジル、１，２－エポキシヘキサデカン、ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールグリシジルエーテル、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、及びこれらの組合せからなる群から選択される、エポキシ材料を含む。

本明細書で開示するフローセルの任意の特徴を、任意の望ましい様式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。更に、フローセル及び／若しくは樹脂組成物の特徴の任意の組合せをともに使用して、かつ／又は、本明細書で開示する例のいずれかと組み合わせて、例えば、実質的に均質なコーティング表面を有する内部フローセル表面を含む、本開示で記載される利益を実現することができることを理解されたい。

第４の態様では、方法は、エポキシ樹脂マトリックスと液体キャリアとを混合して、混合物を形成することと、最大約１０ｎｍの平均粒子サイズを有する官能化シリカナノ粒子を混合物に組み込み、それによって希釈された（diluted）樹脂組成物を形成することとを含み、官能化シリカナノ粒子は、希釈された樹脂組成物中の総固形分を基準として、０質量％超～最大約３５質量％の範囲の量で存在する。

第４の態様の例は、更に、希釈された樹脂組成物を基材上に塗布し、それによって液体キャリアの少なくとも一部(または少なくとも幾らか)を蒸発させて、ナノインプリント可能な樹脂組成物を形成することと、ナノインプリント可能な樹脂組成物を、複数のナノ特徴（nanofeature）を有する作業スタンプ(working stamp)でインプリントすることと、作業スタンプが所定の位置にある間にナノインプリント可能な樹脂組成物を硬化させ、それによって基材上に硬化されたパターン形成された樹脂を形成することと、を含む。

第４の態様の一例では、官能化シリカナノ粒子は表面官能基を有し、表面官能基は、アクリル官能基、カルボキシ官能基、アミノ官能基、及びこれらの組合せからなる群から選択される。

第４の態様の一例では、エポキシ樹脂マトリックスは、エポキシ官能化シルセスキオキサン、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、テトラキス（エポキシシクロヘキシルエチル）テトラメチルシクロテトラシロキサン、（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー、１，３－ビス［２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル］テトラメチルジシロキサン、１，３－ビス（グリシドキシプロピル）テトラメチルジシロキサン、３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシシクロ－ヘキサンカルボキシレート、ビス（（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル）アジペート、４－ビニル－１－シクロヘキセン１，２－エポキシド、ビニルシクロヘキセンジオキシド、４，５－エポキシテトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、１，２－エポキシ－３－フェノキシプロパン、メタクリル酸グリシジル、１，２－エポキシヘキサデカン、ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールグリシジルエーテル、ジグリシジル１，２－シクロヘキサンジカルボキシレート、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、及びこれらの組合せからなる群から選択される、エポキシ材料を含む。

本方法の任意の特徴を、任意の望ましい様式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。更に、本方法、及び／若しくはフローセル、及び／若しくは本樹脂組成物の特徴の任意の組合せをともに使用して、かつ／又は、本明細書で開示する実施例のいずれかと組み合わせて、例えば、硬化度の増加を含む、本開示で記載される利益を実現することができることを理解されたい。

本開示の例の特徴は、以下の詳細な説明及び図面を参照することにより明らかになろう。図面において、同様の参照番号は、類似なものではあるが、おそらく同一ではない構成要素に対応している。簡潔にするために、前述の機能を有する参照番号又は特徴は、それらが現れる他の図面と関連させて記載されてもよく、記載されなくてもよい。
本明細書で開示する希釈された樹脂組成物の例を作製するための方法の一例を示すフロー図である。 本明細書で開示する希釈された樹脂組成物の一例を使用するための方法の一例を示すフロー図である。 図３Ａ～３Ｅは、それぞれ、図２の方法の一例をともに示す概略斜視図であり、図３Ｆは、図３Ｅの線３Ｆ－３Ｆに沿った概略断面図である。 希釈された樹脂組成物中の官能化シリカナノ粒子の百分率（質量％固形分、Ｘ軸）に対する希釈された樹脂組成物の粘度（ｍＰａ、Ｙ軸）を示すグラフである。 硬化樹脂を形成するために使用される樹脂組成物中の官能化シリカナノ粒子の百分率（質量％固形分、Ｘ軸）に対する、硬化樹脂の硬度（ＧＰａ、Ｙ軸）を示すグラフである。 硬化樹脂を形成するために使用される樹脂組成物中の官能化シリカナノ粒子の百分率（質量％固形分、Ｘ軸）に対する硬化樹脂（２つの異なるＵＶ硬化時間で硬化）の２９９０ｃｍ－１における補正赤外（ＩＲ）強度（Ｙ軸）を示すグラフである。 硬化樹脂の２９９０ｃｍ－１における補正赤外（ＩＲ）強度（Ｘ軸）に対する硬化樹脂（２つの異なるＵＶ硬化時間で硬化）の硬度（ＧＰａ、Ｙ軸）を示すグラフである。 硬化樹脂についてのＵＶ硬化時間（秒、Ｘ軸）に対して自己蛍光（青色強度、Ｙ軸）を示すグラフである。 本明細書で開示する樹脂組成物の一例及びナノインプリントリソグラフィを使用して形成された一例の硬化樹脂を示す走査型電子顕微鏡（scanning electron microscope、ＳＥＭ）画像である。

いくつかのパターン形成されたフローセルは、個別のウェル又は凹部を有する樹脂材料を含む。ウェル又は凹部を形成するために、樹脂材料は、ナノインプリントリソグラフィなどの様々な技術を使用してインプリントすることができる。ナノインプリントリソグラフィは、インプリント装置（例えば、鋳型又は作業スタンプ）で樹脂をインプリントした後、樹脂を硬化することを伴う。ナノインプリントが成功すると、インプリント装置の特徴が樹脂に転写される。

ナノインプリントリソグラフィの使用に好適な樹脂組成物を、本明細書に開示する。樹脂組成物は、特定の平均粒子サイズを有する特定の量の官能化シリカナノ粒子を含む。本明細書に記載される実施例の項で示されるように、これらの特定の官能化シリカナノ粒子が特定の量で含まれる場合、希釈された樹脂組成物の粘度は、希釈された樹脂組成物が堆積されることを可能にする範囲内に留まり、堆積された樹脂組成物は、所望の膜厚を有し、首尾よくナノインプリントされることができる（例えば、鋳型の特徴が硬化樹脂に精密かつ正確に転写される）。

官能化シリカナノ粒子の添加は、樹脂組成物中のモノマー又はポリマーの硬化度（例えば、重合及び／又は架橋）に悪影響を及ぼさない。硬化中の樹脂は、完全にガラス化しておらず、リフローを示すことができ、これは、パターン形成された領域における、不十分かつ制御されていないウェル／凹部の形状で明らかとなり得る。加えて、硬化中の樹脂は、低い硬度値を有する場合があり、これは、下流処理に対する材料の感受性を増加させ得る。２９９０ｃｍ^－１でのフーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）強度は、硬化樹脂の硬度と硬化度との間に相関関係が存在することを示す。より高い硬化度は、２９９０ｃｍ^－１でのより低い補正強度に対応する。

本明細書に記載される実施例の項で示されるように、本明細書で開示する樹脂組成物の実施例は、３０秒未満で一貫して高い硬化度を示す。官能化シリカナノ粒子の量が本明細書で開示する上限を超えると、硬化度が低減し、２９９０ｃｍ^－１における補正強度が増加する。しかしながら、官能化シリカナノ粒子が本明細書で開示する特定の量で含まれる場合、２９９０ｃｍ^－１での低い補正強度及び硬化樹脂の硬度の増加によって証明されるように、樹脂組成物は効果的に硬化する。高い硬度レベルは、下流処理に対する硬化樹脂の感受性を低減し、したがって、硬化しパターン形成された樹脂は、研磨などの後続の処理中の損傷（例えば、引っ掻き）に対する向上した耐性を示す。本明細書で開示する硬化樹脂の実施例の硬度は望ましいレベル（例えば、２０秒の硬化時間で少なくとも０．２５ＧＰａ、又は５秒の硬化時間で少なくとも０．１７５ＧＰａ）であるので、リフロー及び引っ掻きが生じる可能性は最小限であるか、又は存在しない。

好適な硬化度及び硬度の増加は、低い自己蛍光といった、硬化樹脂の他の望ましい特性が悪影響を受けない、という事実と関連する。いくつかの硬化樹脂は、対象となる励起波長において、望ましくないレベルの自己蛍光（例えば、約３８０ｎｍ～約４５０ｎｍの範囲の紫色励起波長、又は、約４５０ｎｍ～約４９５ｎｍの範囲の青色励起波長、又は、約４９５ｎｍ～約５７０ｎｍの範囲の緑色励起波長）を示す。硬化樹脂からの蛍光は、シーケンシング中に凹部内に形成された個別の新生鎖に組み込まれるヌクレオチドの光学ラベルをイメージングするときに、バックグラウンドノイズを増加させる可能性がある。増加したバックグラウンドノイズは、信号対雑音比（signal to noise ratio、ＳＮＲ）を減少させ、個々の凹部内での個別のクラスターからのシグナルが、シーケンシング中に解像するのが一層難しくなる可能性がある。本明細書で開示する硬化樹脂の実施例は、青色励起の吸光度が最小限であり、紫色又は青色励起波長に曝露したときに、比較的低い、又は青色を非含有の、又はより長い波長の自己蛍光をもたらす。そのため、本明細書で開示する硬化樹脂の例における、パターン形成されたフローセル表面でのシーケンシング中のシグナル干渉の可能性は、最小限であるか、又は存在しない。

官能化シリカナノ粒子はまた、硬化されたパターン形成された樹脂内の空洞を充填してもよく、これは亀裂を低減することができる。官能化シリカナノ粒子はまた、硬化中のエポキシの脱凝集を防止することができ、これは、より均質なコーティングをもたらすことができ、ひいては、その後に堆積される材料の膨れ又は層間剥離を低減することができる。

そのため、本明細書で開示する樹脂組成物は、対応する硬化樹脂の所望の特性を損なうことなく、パターン形成されたフローセル製造のスループットを大幅に増加させる利益を有することができる。

定義
本明細書で使用される用語は、別段の指定がない限り、関連する技術分野における通常の意味をとるものと理解されたい。本明細書で使用されるいくつかの用語及びそれらの意味は、以下に記載される。

単数形「１つの（a）」、「１つの（an）」、及び「その（the）」は、文脈上明確に別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。

含む（comprising）、含む（including）、含有する（containing）という用語、及びこれらの用語の様々な形態は、互いに同義であり、等しく広義であることを意味する。

フローセル及び／又はフローセルの様々な構成要素を説明するために、本明細書では、上（top）、下（bottom）、下方（lower）、上方（upper）、上（on）、隣接して（adjacent）などの用語が使用される。これらの方向を示す用語は、特定の配向を示すことを意味するものではなく、構成要素間の相対的な配向を指定する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、本明細書で開示する例を任意の特定の配向に制限すると解釈されるものではない。

「アクリルアミド」とは、構造

を有する官能基、又は、アクリルアミド官能基を含むモノマーである。アクリルアミドは、１つ以上の水素原子の代わりに置換基を有する、化学化合物としてのアクリルアミド（例えばメタクリルアミド）であってよい。アクリルアミド官能基を含むモノマーの例としては、アジドアセトアミドペンチルアクリルアミド：

及びＮ－イソプロピルアクリルアミド：

が挙げられる。他のアクリルアミドモノマーを使用することができ、これらのいくつかの例を本明細書で説明する。

本明細書で使用されるとき、「アルデヒド」は、構造－ＣＨＯを含む官能基を含有する有機化合物であり、これは、水素、及び、アルキル又は他の側鎖などのＲ基にも結合した炭素原子を有するカルボニル中心（すなわち、酸素に二重結合した炭素）を含む。アルデヒドの一般構造は、

である。

本明細書で使用されるとき、「アルキル」は、完全に飽和している（すなわち、二重結合又は三重結合を含有しない）直鎖又は分岐鎖炭化水素鎖を指す。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としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、三級ブチル、ペンチル、ヘキシルなどが挙げられる。例として、表記「Ｃ１～Ｃ４アルキル」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、アルキル鎖が、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、及びｔ－ブチルからなる群から選択されることを示す。アルキルは、置換されていてもよく、又は非置換であってもよい。置換アルキルの一例は、ハロアルキル、又はハロゲンで置換されたアルキルである。

本明細書で使用されるとき、「アルケニル」は、１つ以上の二重結合を含有する直鎖又は分岐鎖炭化水素鎖を指す。アルケニル基は、２～２０個の炭素原子を有し得る。例示的なアルケニル基としては、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニルなどが挙げられる。

「アルコキシ」基は、式－ＯＲを指し、式中、Ｒは、本明細書で定義されるようなアルキル、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、又はシクロアルキニルである。いくつかの例示的なアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、ｎ－プロポキシ、１－メチルエトキシ（イソプロポキシ）、ｎ－ブトキシ、イソ－ブトキシ、ｓｅｃ－ブトキシ、及びｔｅｒｔ－ブトキシが挙げられる。任意のアルコキシは、置換されていてもよく、又は非置換であってもよい。

本明細書で使用されるとき、「アルキン」又は「アルキニル」は、１つ以上の三重結合を含有する直鎖又は分岐鎖炭化水素鎖を指す。アルキニル基は、２～２０個の炭素原子を有し得る。

「アラルキル」は、アリール置換アルキルラジカルを指す。

本明細書で使用されるとき、「アリール」は、環骨格中に炭素のみを含有する芳香環又は環系（すなわち、２個の隣接する炭素原子を共有する２つ以上の縮合環）を指す。アリールが環系である場合、系内の全ての環は芳香環である。アリール基は、６～１８個の炭素原子を有し得る。アリール基の例としては、フェニル、ナフチル、アズレニル、及びアントラセニルが挙げられる。

「アミン」又は「アミノ」官能基とは、－ＮＲ_ａＲ_ｂ基を指し、式中、Ｒ_ａ及びＲ_ｂはそれぞれ独立して、本明細書で定義する、水素（例えば、

）、Ｃ１～Ｃ６アルキル、Ｃ２～Ｃ６アルケニル、Ｃ２～Ｃ６アルキニル、Ｃ３～Ｃ７炭素環、Ｃ６～Ｃ１０アリール、５～１０員のヘテロアリール、及び、５～１０員の複素環から選択される。

本明細書で使用されるとき、「付着した（attached）」という用語は、２つのものが、直接的又は間接的のいずれかで、互いに、接合、締結、接着、接続、又は結合されている状態を指す。例えば、核酸は、共有結合又は非共有結合によってポリマーヒドロゲルに付着され得る。共有結合は、原子間の電子対の共有によって特徴付けられる。非共有結合は、電子対の共有を伴わない物理結合であり、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、及び疎水性相互作用を挙げることができる。

「自己蛍光」とは、青色励起波長に曝露されたときの、硬化樹脂による光の放出を指す。自己蛍光が存在しないことは、蛍光レベルが、検出の閾値制限を下回ることを意味する。「低い自己蛍光」という用語とは、検出の閾値制限を上回っており、かつノイズとみなすには十分低い（青色励起波長に曝露されたときの硬化樹脂の）発光レベル、及び、シーケンシング中のクラスターシグナルの検出と干渉しないレベルにあるノイズを指す（例えば、自己蛍光レベルにより、個別のクラスターからのシグナルを、シーケンシング中に解像可能にするには十分に高い信号対雑音比（ＳＮＲ）が可能となる）。

自己蛍光（autofluorescence、ＡＦ）の定量化の観点では、「低い」又は「低レベル」の定義は、励起放射をもたらすために使用される自己蛍光及び／又はランプを測定するために使用するツールに応じて変化し得ることを理解されたい。いくつかの例では、参照を使用して、相対的なＡＦレベルを定義してもよい。一例として、参照とは、０．７ｍｍ厚のＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）ＥＡＧＬＥ ＸＧ（登録商標）ガラス（CORNING EAGLE XG glass、ＣＥＸＧ）のＡＦレベルであり、「低ＡＦレベル」とは、青色レーザー励起によるＣＥＸＧ出力と比較して定義することができる。この出力の数値（任意の単位）は、測定される材料、測定される励起及び発光バンド、励起光の強度などに応じて変化し得るため、相対的な意味で関係する。一例として、０．７ｍｍのＣＥＸＧについて約３５００ＡＵの発光値の場合、スタックからの全シグナルが、約１０，０００ＡＵ未満（例えば、硬化樹脂の寄与が、ＣＥＸＧの寄与の２倍未満）、又は、他の例において、約７，０００ＡＵ未満（例えば、硬化樹脂の寄与がＣＥＸＧの寄与の１倍未満）である場合に、硬化樹脂の約５００ｎｍの層は、低いＡＦを有するとみなされ得る。

「アジド（azide）」又は「アジド（azido）」官能基は、－Ｎ_３を指す。

本明細書で使用されるとき、「炭素環」は、環系骨格に炭素原子のみを含有する非芳香族環式環又は環系を意味する。炭素環が環系である場合、２つ以上の環が、縮合、架橋、又はスピロ結合方式で一緒に接合され得る。炭素環は、環系内の少なくとも１つの環が芳香族ではないことを条件として、任意の飽和度を有し得る。したがって、炭素環には、シクロアルキル、シクロアルケニル、及びシクロアルキニルが含まれる。炭素環基は、３～２０個の炭素原子を有し得る。炭素環式環の例としては、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、及びスピロ［４．４］ノナニルが挙げられる。

本明細書で使用されるとき、「シクロアルケニル」又は「シクロアルケン」は、少なくとも１つの二重結合を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。例としては、シクロヘキセニル又はシクロヘキセン及びノルボルネニル又はノルボルネンが挙げられる。また、本明細書で使用されるとき、「ヘテロシクロアルケニル」又は「ヘテロシクロアルケン」とは、少なくとも１つの二重結合を有する、環骨格内に少なくとも１つのへテロ原子を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内環は、いずれも芳香族ではない。

本明細書で使用されるとき、「シクロアルキル」とは、完全に飽和した（二重又は三重結合がない）単環又は多環式炭化水素環系を指す。２つ以上の環から構成される場合、環は、縮合方式で一緒に接合され得る。シクロアルキル基は、環内に３～１０個の原子を含有し得る。いくつかの実施形態では、シクロアルキル基は、環内に３～８個の原子を含有し得る。シクロアルキル基は、非置換であってもよく、又は置換されていてもよい。例示的なシクロアルキル基としては、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、シクロヘプチル、及びシクロオクチルが挙げられる。

本明細書で使用されるとき、「シクロアルキニル」又は「シクロアルキン」は、少なくとも１つの三重結合を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。ある例は、シクロオクチンである。別の例は、ビクロノニンである。本明細書で使用されるとき、「ヘテロシクロアルキニル」又は「ヘテロシクロアルキン」は、少なくとも１つの三重結合を有する、環骨格内に少なくとも１つのへテロ原子を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。

本明細書で使用されるとき、「堆積」という用語は、手作業であっても自動であってもよく、いくつかの場合では表面特性の改質をもたらす、任意の好適な適用技術を指す。堆積は、蒸着技術、コーティング技術、グラフト技術などを使用して実行され得る。いくつかの特定の例としては、化学蒸着（chemical vapor deposition、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、ダンク又はディップコーティング、ドクターブレードコーティング、液滴分配（puddle dispensing）、フロースルーコーティング、エアロゾル印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷、インクジェット印刷などが挙げられる。

本明細書で使用されるとき、「凹部」という用語は、硬化樹脂の間隙領域によって少なくとも部分的に取り囲まれる表面開口部を有する、パターン形成された樹脂における不連続の凹状の特徴を指す。凹部は、表面の開口部において、例として、円形、楕円形、正方形、多角形、星形（任意の数の頂点を持つ）などの、様々な形状をとることができる。表面と直交するようにとられた凹部の断面は、湾曲形状、正方形、多角形、双曲線、円錐、角のある形状などであることができる。例として、凹部は、ウェル又はトレンチ／ライン／トラフであり得る。凹部はまた、尾根、階段状の特徴など、より複雑な構造を有し得る。

「各々」という用語は、項目の集合を参照して使用されるとき、集合内の個々の項目を識別することを意図しているが、必ずしも集合内の全ての項目を指すものではない。明示的な開示又は文脈がそうでないことを明確に指示する場合、例外が生じ得る。

本明細書で使用されるとき、「エポキシ」という用語は、

を指す。

本明細書で使用されるとき、「フローセル」という用語は、反応を行うことができるチャンバ（例えば、フローチャネル及び凹部）と、試薬をチャンバに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する。いくつかの例では、チャンバは、チャンバ内で発生する反応の検出を可能にする。例えば、チャンバ／フローチャネルは、凹部においてアレイ、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み得る。

本明細書で使用されるとき、「フローチャネル」は、液体サンプルを選択的に受容することができる、２つの付着された、又は別様においては取り付けられた構成要素間に画定される領域であり得る。いくつかの例では、フローチャネルは、パターン形成された樹脂と蓋又は２つのパターン形成された樹脂との間に画定されてもよく、したがって、パターン形成された樹脂内に画定された１つ以上の凹部と流体連通してもよい。

本明細書で使用されるとき、「ヘテロアリール」は、環骨格中に窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、及び硫黄（Ｓ）を含むがこれらに限定されない、１個以上のヘテロ原子、すなわち炭素以外の元素を含有する芳香環又は環系（すなわち、２つの隣接する原子を共有する２つ以上の縮合環）を指す。ヘテロアリールが環系である場合、系内の全ての環は芳香環である。ヘテロアリール基は、５～１８環員を有し得る。

本明細書で使用されるとき、「複素環」は、環骨格中に少なくとも１つのヘテロ原子を含有する非芳香族環又は環系を意味する。複素環どうしは、縮合、架橋、又はスピロ結合式に、一体に接合されてもよい。複素環は、環系中の少なくとも１つの環が芳香族ではないことを条件として、任意の飽和度を有してもよい。環系の中で、ヘテロ原子は、非芳香環又は芳香環のいずれかに存在してもよい。複素環基は、３～２０環員（すなわち、炭素原子及びヘテロ原子を含む、環骨格を形成する原子の数）を有してよい。いくつかの例では、ヘテロ原子は、Ｏ、Ｎ、又はＳである。

本明細書で使用されるとき、「ヒドラジン」又は「ヒドラジニル」という用語は、－ＮＨＮＨ_２基を指す。

本明細書で使用されるとき、本明細書で使用する用語「ヒドラゾン」又は「ヒドラゾニル」とは、

基を指し、式中、Ｒ_ａ及びＲ_ｂはそれぞれ独立して、本明細書で定義する、水素（例えば、

）、Ｃ１～Ｃ６アルキル、Ｃ２～Ｃ６アルケニル、Ｃ２～Ｃ６アルキニル、Ｃ３～Ｃ７炭素環、Ｃ６～Ｃ１０アリール、５～１０員のヘテロアリール、及び、５～１０員の複素環から選択される。

本明細書で使用されるとき、「ヒドロキシ」又は「ヒドロキシル」は、－ＯＨ基を指す。

本明細書で使用されるとき、「間隙領域」という用語は、凹部を分離する、（例えば、硬化されたパターン形成された樹脂の）表面上の領域を指す。例えば、間隙領域は、アレイの１つの特徴部を、アレイの別の特徴部から分離することができる。互いに隔てられた２つの特徴部は、分離していてもよい、すなわち、互いに物理的に接触していなくてもよい。別の例では、間隙領域は、特徴部の第１の部分を特徴部の第２の部分から隔てることができる。多くの例では、間隙領域は、連続的であるが、特徴部は、例えば、それ以外は連続的である表面に画定される複数のウェルの場合のように、不連続である。他の例では、間隙領域及び特徴部は、例えば、それぞれの間隙領域によって分離される複数のトレンチの場合のように、不連続である。間隙領域によって提供される分離は、部分的又は完全な分離であり得る。間隙領域は、表面において画定される特徴部の表面材料とは異なる表面材料を有していてもよい。例えば、アレイの特徴部は、間隙領域に存在する量又は濃度を超過する、ある量又は濃度のポリマーコーティング、及びプライマーを有することができる。いくつかの例では、ポリマーコーティング及びプライマーが、間隙領域に存在しない場合もある。

「ニトリルオキシド」とは、本明細書で使用されるとき、「Ｒ_ａＣ≡Ｎ^＋Ｏ^－」基を意味し、式中、Ｒ_ａは本明細書で定義される。ニトリルオキシドの調製例としては、クロラミド－Ｔでの処理による、又は、イミドイルクロリド［ＲＣ（Ｃｌ）＝ＮＯＨ］上での塩基作用による、又は、ヒドロキシルアミンとアルデヒドとの反応によるアルドキシムからのインサイチュ生成が挙げられる。

「ニトロン」とは、本明細書で使用されるとき、

基を意味し、式中、Ｒ_１、Ｒ_２、及びＲ_３は、本明細書で定義されるＲ_ａ及びＲ_ｂ基のいずれかであってよい。

本明細書で使用されるとき、「ヌクレオチド」は、窒素含有複素環式塩基、糖、及び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’位に存在するヒドロキシル基が欠如している糖である。窒素含有複素環式塩基（すなわち、核酸塩基）は、プリン塩基であってもピリミジン塩基であってもよい。プリン塩基としては、アデニン（Ａ）及びグアニン（Ｇ）、並びにそれらの修飾された誘導体又は類似体が挙げられる。ピリミジン塩基としては、シトシン（Ｃ）、チミン（Ｔ）、及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの修飾された誘導体又は類似体が挙げられる。デオキシリボースのＣ－１原子は、ピリミジンのＮ－１又はプリンのＮ－９に結合される。核酸類似体は、リン酸骨格、糖、又は核酸塩基のいずれかが変化していてもよい。核酸類似体の例としては、例えば、ペプチド核酸（peptide nucleic acid、ＰＮＡ）などのユニバーサル塩基又はリン酸－糖骨格類似体が挙げられる。

「平均粒子サイズ」という用語は、本明細書で使用されるとき、粒子分布の体積加重平均直径（volume-weighted mean diameter）又は質量加重平均直径（mass-weighted mean diameter）を指す。「Ｄ１０」は、分布中の粒子の１０％が所与のサイズ未満であることを意味し、「Ｄ５０」は、分布中の粒子の５０％が所与のサイズ未満であることを意味し、「Ｄ９０」は、分布中の粒子の９０％が所与のサイズ未満であることを意味する。一例では、官能化シリカナノ粒子のＤ５０粒子サイズは、最大１０ｎｍである。

本明細書で使用されるとき、「光酸発生剤」（photoacid generator、ＰＡＧ）とは、放射線又はフリーラジカルへの曝露の際に酸性になる分子である。ＰＡＧは一般に、プロトンの光解離を不可逆的に受ける。

本明細書で使用されるとき、「光開始剤」（photoinitiator、ＰＩ）は、放射線の吸収時に光反応を受け、それによって反応性種を生成する分子である。光開始剤は、配合物の溶解度及び／又は物理的特性の変化をもたらす化学反応を開始又は触媒することができる。

本明細書で使用されるとき、「プライマー」は、一本鎖核酸配列（例えば、一本鎖ＤＮＡ）として定義される。増幅プライマーと称される場合もあるいくつかのプライマーは、鋳型増幅及びクラスター生成の出発点として機能する。シーケンシングプライマーと称される場合もある他のプライマーは、ＤＮＡ合成の出発点として機能する。プライマーの５’末端は、ポリマーコーティングの官能基とのカップリング反応が可能になるように修飾されてもよい。プライマーの長さは、任意の数の塩基の長さであることができ、様々な天然に存在しないヌクレオチドを含むことができる。一例では、シーケンシングプライマーは、１０～６０塩基、又は２０～４０塩基の範囲の短鎖である。

「樹脂組成物」という用語は、エポキシ樹脂マトリックスと官能化シリカナノ粒子との組合せを指す。樹脂組成物はまた、光開始剤、光酸発生剤、及び表面添加剤を含んでもよい。「希釈された樹脂組成物」という用語は、液体キャリアと混合された樹脂組成物を指す。液体キャリアは、樹脂組成物をより容易に堆積可能にすることができる。「ナノインプリント可能な樹脂組成物」という用語は、堆積され、そこから液体キャリアの少なくとも一部が蒸発した樹脂組成物を指す。

本明細書で使用されるとき、「スペーサ層」は、２つの構成要素を互いに結合する物質を指す。いくつかの例では、スペーサ層は、結合を補助する放射線吸収性物質であることができるか、又は、結合を補助する放射線吸収性物質と接触させることができる。スペーサ層は結合領域、例えば、別の材料に結合される予定の、基材上の領域に存在することができ、別の材料は例として、スペーサ層、蓋、別の基材など、又はこれらの組合せ（例えば、スペーサ層及び蓋）であってよい。結合領域にて形成される結合は、化学結合（上述のとおり）、又は機械的結合（例えば、ファスナなどを使用して）であってもよい。

「チオール」官能基とは、－ＳＨを指す。

本明細書で使用されるとき、「テトラジン」及び「テトラジニル」という用語は、４つの窒素原子を含む６員のヘテロアリール基を指す。テトラジンは、任意選択的に置換され得る。

本明細書で使用されるとき、「テトラゾール」は、４つの窒素原子を含む５員の複素環基を指す。テトラゾールは、任意選択的に置換され得る。

樹脂組成物
本明細書で開示する実施例では、樹脂組成物は、エポキシ樹脂マトリックスと、エポキシ樹脂マトリックス内に組み込まれた官能化シリカナノ粒子とを含み、官能化シリカナノ粒子は、最大約１０ｎｍの平均粒子サイズを有する。

エポキシ樹脂マトリックスは、少なくとも１つのエポキシ材料を含む。任意の好適なエポキシモノマー又は架橋可能なエポキシコポリマーを、エポキシ材料として使用することができる。エポキシ材料は、
ｉ）エポキシ官能化シルセスキオキサン（以下で更に説明する）；
ｉｉ）トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル：

ｉｉｉ）テトラキス（エポキシシクロヘキシルエチル）テトラメチルシクロテトラシロキサン：

ｉｖ）（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー：

（式中、ｍ：ｎの比は８：９２～１０：９０の範囲である）；
ｖ）１，３－ビス［２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル］テトラメチルジシロキサン：

ｖｉ）１，３－ビス（グリシドキシプロピル）テトラメチルジシロキサン：

ｖｉｉ）３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシシクロ－ヘキサンカルボキシレート：

ｖｉｉｉ）ビス（（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル）アジペート：

ｉｘ）４－ビニル－１－シクロヘキセン１，２－エポキシド：

ｘ）ビニルシクロヘキセンジオキシド：

ｘｉ）４，５－エポキシテトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル：

ｘｉｉ）１，２－エポキシ－３－フェノキシプロパン：

ｘｉｉｉ）メタクリル酸グリシジル：

ｘｉｖ）１，２－エポキシヘキサデカン：

ｘｖ）ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル：

（式中、ｎは１～１００の範囲である）；
ｘｖｉ）ペンタエリスリトールグリシジルエーテル：

ｘｖｉｉ）１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル：

ｘｖｉｉｉ）テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル：

ｘｉｘ）これらの組合せからなる群から選択されてよい。組合せを使用する場合、任意の数の列挙したエポキシ樹脂材料を、樹脂組成物中でともに使用し得ることを理解されたい。一例では、樹脂組成物は、任意の他のモノマー又はコポリマーを含まない。

エポキシ官能化シルセスキオキサンは、エポキシ基で官能化されたシルセスキオキサンコアを含む。

本明細書で使用されるとき、「シルセスキオキサン」という用語は、シリカ（ＳｉＯ_２）とシリコーン（Ｒ_２ＳｉＯ）との間のハイブリッド中間体（ＲＳｉＯ_１．５）である化学組成物を指す。例示的なシルセスキオキサンとしては、ＰＯＳＳ（登録商標）（Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｉｎｃ．）の商品名で市販されている）多面体オリゴマーシルセスキオキサンが挙げられる。多面体オリゴマーシルセスキオキサンの例は、Ｋｅｈａｇｉａｓ ｅｔ ａｌ．，Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ８６（２００９），ｐｐ．７７６－７７８に記載されているものであり得、これは、参照によりその全体が組み込まれる。この組成物は、化学式［ＲＳｉＯ_３／２］_ｎを有する有機ケイ素化合物であり、式中、ｎは６～１４の範囲の偶数であり、Ｒ基のうちの少なくともいくつかはエポキシ基である。本明細書で開示する樹脂組成物は、モノマー単位として１つ以上の異なるケージ又はコアシルセスキオキサン構造を含み得る。

いくつかの例では、多面体オリゴマーシルセスキオキサンのＲ基の全てがエポキシ基である。この種のエポキシ官能化シルセスキオキサンの一例は、以下の構造を有するグリシジル多面体オリゴマーシルセスキオキサンである。

この種のエポキシ官能化シルセスキオキサンの別の例は、以下の構造を有するエポキシシクロヘキシルエチル官能化多面体オリゴマーシルセスキオキサンである。

本明細書で開示するエポキシ樹脂マトリックスの一例としては、エポキシ官能化多面体オリゴマーシルセスキオキサンが挙げられ、エポキシ官能化多面体オリゴマーシルセスキオキサンは、グリシジル官能化多面体オリゴマーシルセスキオキサン、エポキシシクロヘキシルエチル官能化多面体オリゴマーシルセスキオキサン、及びこれらの組合せからなる群から選択される。この例としては、単独での、又は、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル；テトラキス（エポキシシクロヘキシルエチル）テトラメチルシクロテトラシロキサン；（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー；１，３－ビス［２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル］テトラメチルジシロキサン；１，３－ビス（グリシドキシプロピル）テトラメチルジシロキサン；３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシシクロ－ヘキサンカルボキシレート；ビス（（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル）アジペート；４－ビニル－１－シクロヘキセン１，２－エポキシド；ビニルシクロヘキセンジオキシド；４，５－エポキシテトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル；１，２－エポキシ－３－フェノキシプロパン；メタクリル酸グリシジル；１，２－エポキシヘキサデカン；ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル；ペンタエリスリトールグリシジルエーテル；１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル；テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル；及びそれらの組合せからなる群から選択される追加のエポキシ材料と組み合わせたエポキシシルセスキオキサンを挙げることができる。

他のシルセスキオキサンの実施例では、Ｒ基の大部分がエポキシ基である。例えば、８個のＲ基のうち６個がエポキシ基であり、８個のＲ基のうち２個が非エポキシ官能基であり、これは、アジド／アジド（azide/azido）、チオール、ポリ（エチレングリコール）、ノルボルネン、及びテトラジン、又は更に、例えば、アルキル、アリール、アルコキシ、及びハロアルキル基からなる群から選択されてもよい。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加させるように選択される。これらの他の例では、エポキシ基の、非エポキシ基に対する比は、例えば、７：１～５：３、又は９：１～６：４、又は１１：１～７：５の範囲である。

エポキシ樹脂マトリックス中で、単一のエポキシ材料を使用するのか、又は、エポキシ材料の組合せを使用するのかにかかわらず、エポキシ樹脂マトリックス（エポキシ樹脂材料）の総量は、樹脂組成物中の総固形分を基準として、約５７質量％～約１００質量％未満の範囲である。別の例では、エポキシ樹脂マトリックス（エポキシ樹脂材料）は、樹脂組成物中の総固形分の約６５質量％～１００質量％未満（例えば、約９７．５質量％）を構成する。

本明細書で開示する例示的なエポキシ材料のいずれかを用いると、エポキシ基は、紫外線（ultraviolet、ＵＶ）光及び酸（以下に記載するように、光酸発生剤により生成される）を使用して開始されたときに、モノマー単位及び／又はコポリマーが重合及び／又は架橋して架橋マトリックスになることを可能にすることを、理解されたい。

本明細書で開示する樹脂組成物の実施例では、官能化シリカナノ粒子が含まれる。官能化シリカナノ粒子の表面官能基、官能化シリカナノ粒子の粒子サイズ、及び官能化シリカナノ粒子の量は、樹脂組成物のインプリント性、樹脂組成物の硬化効率、及び硬化樹脂組成物の改善された機械的特性に寄与する。

官能化シリカナノ粒子は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）コアと、ＳｉＯ_２コアの表面に付着した官能基とを含む。非官能化二酸化ケイ素粒子を有する比較組成物はインプリント可能ではないので、表面官能基の存在は、樹脂組成物のインプリント性に寄与する（実施例の項を参照）。一例では、表面官能基はアクリル官能基である。好適なアクリル官能基の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、置換及び非置換アクリレート、アクリルアミド等が挙げられる。他の例では、表面官能基は、カルボキシ官能基及び／又はアミノ官能基であってもよい。アクリル官能基、カルボキシ官能基、及びアミノ官能基の任意の組合せを使用することもできる。

官能化シリカナノ粒子は、最大約１０ｎｍの平均粒子サイズを有する。一例では、官能化シリカナノ粒子の平均粒子サイズは、約０．１ｎｍ～約１０ｎｍの範囲である。他の例では、官能化シリカナノ粒子の平均粒子サイズは、約１ｎｍ～約１０ｎｍ、例えば、約１ｎｍ～約５ｎｍ、約２ｎｍ～約８ｎｍ、約６ｎｍ～約９ｎｍなどの範囲である。より大きな官能化二酸化ケイ素粒子を有する比較組成物はインプリント可能ではないので、官能化シリカナノ粒子の小さな粒子サイズは、樹脂組成物のインプリント性に寄与する（実施例の項を参照）。

官能化シリカナノ粒子は、樹脂組成物中の総固形分の０質量％超～最大約３５質量％の範囲の量で樹脂組成物中に存在する。他の例では、官能化シリカナノ粒子は、樹脂組成物中の総固形分の５質量％～最大約３０質量％、例えば、総固形分の約７質量％～約２５質量％、総固形分の約１２質量％～約２５質量％、総固形分の約１２質量％～約２１質量％などの範囲の量で樹脂組成物中に存在する。官能化シリカナノ粒子の量は、堆積に好適な粘度に寄与し、樹脂組成物のインプリント性にも寄与する。より多量の官能化二酸化ケイ素粒子を有する比較組成物はより高いＦＴＩＲ値を有し（実施例の項を参照）、より高い充填量が重合プロセスを妨げることを示唆するので、官能化シリカナノ粒子の量は、樹脂組成物の硬化性にも寄与する。官能化シリカナノ粒子の量はまた、硬化樹脂組成物の機械的特性を改善する。

エポキシ樹脂マトリックスは１つ以上のカチオン硬化性種を含み得るので、樹脂組成物はまた、エポキシ樹脂マトリックス材料の硬化を開始するために、直接光酸発生剤又は光開始剤と光酸発生剤との組合せなどの開始系を含む。

直接光酸発生剤は、その分解を開始するために光開始剤を必要とせず、したがって、酸を直接発生させることができ、それが次に、エポキシ樹脂マトリックス成分の重合及び／又は架橋を開始する。直接光酸発生剤の好適な例は、
ｉ）ジアリールヨードニウムヘキサフルオロホスフェート：

ｉｉ）ジアリールヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート：

ｉｉｉ）（クメン）シクロペンタジエニル鉄（ＩＩ）ヘキサフルオロホスフェート：

ｉｖ）これらの組合せからなる群から選択されてもよい。組合せが使用される場合、列挙した直接光酸発生剤のうちのいずれか２つ以上を、それらの両方が樹脂組成物において使用される溶媒に可溶性である限り、樹脂組成物の実施例において一緒に使用し得ることを理解されたい。

一例では、エポキシ樹脂マトリックスの、直接光酸発生剤に対する質量比は、約９９．８：０．２～９０：１０の範囲である。別の例では、エポキシ樹脂マトリックスの、直接光酸発生剤に対する質量比は、約９８：２～９５：５の範囲である。更に別の例では、エポキシ樹脂マトリックスの、直接光酸発生剤に対する質量比は、約９６：４～９９：１の範囲である。より少ない量の直接光酸発生剤が含まれる場合、完全な反応を可能にするためにＵＶ硬化時間を増加させなければならない場合がある。

他の実施例では、樹脂組成物は、光開始剤及び光酸発生剤を含む。光開始剤によって生成されたフリーラジカルは光酸発生剤と反応し、光酸発生剤は分解して酸を生成し、それが次に、エポキシ樹脂マトリックス成分の重合及び／又は架橋を開始する。

フリーラジカル光開始剤は、２－エチル－９，１０－ジメトキシアントラセン、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン、２－エトキシ－２－フェニルアセトフェノン、及びホスフィンオキシドからなる群から選択されてもよい。

いくつかの例では、フリーラジカル光開始剤は、２－エチル－９，１０－ジメトキシアントラセン：

である。

他の例では、フリーラジカル光開始剤は、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノンである。

更に他の例では、フリーラジカル光開始剤は、２－エトキシ－２－フェニルアセトフェノン（ａ．ｋ．ａ．、ベンゾインエチルエーテル）：

である。

更に他の例では、フリーラジカル光開始剤はホスフィンオキシドである。ホスフィンオキシドが使用される場合、それは、
ｉ）ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド：

ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシドと２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオフェノンとのブレンド：

ｉｉｉ）フェニルビス（２，４，６－，トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド：

ｉｖ）エチル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィネート：

ｖ）それらの組合せからなる群から選択されてもよい。組合せが使用される場合、列挙したフリーラジカル光開始剤のうちのいずれか２つ以上を、樹脂組成物のこの例においてともに使用し得ることを理解されたい。

フリーラジカル光開始剤に加えて、樹脂組成物のこれらの例はまた、直接光酸発生剤ではない光酸発生剤（ＰＡＧ）を含む。フリーラジカル光開始剤との望ましくない分子内相互作用を受けない任意の好適な光酸発生剤を使用することができると考えられる。好適な光酸発生剤の例としては、ベンジル、イミノエステル、共役イミノエステル、スピロピラン、テレイレン系、２光子、及び有機金属ＰＡＧ系を挙げることができる。

光開始剤と組み合わせて使用するのに好適な光酸発生剤のいくつかの具体例は、
ｉ）Ｎ－ヒドロキシナフタルイミドトリフレート：

混合トリアリールスルホニウムヘキサフルオロリン酸塩：

混合トリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩：

ｉｖ）１－ナフチルジフェニルスルホニウムトリフレート（1-naphthyl diphenylsulfonium triflate、ＮＤＳ－ＴＦ）：

４－フェニルチオフェニル）ジフェニルスルホニウムトリフレート：

ビス－（４－メチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート：

ビス（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート：

（２－メチルフェニル）（２，４，６－トリメチルフェニル）ヨードニウムトリフレート：

ビス（２，４，６－トリメチルフェニル）ヨードニウムトリフレート：

ｘ）ビス－（４－ドデシルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート塩：

ｘｉ）これらの組合せからなる群から選択される。選択された溶媒に可溶である限り、光酸発生剤の組合せを使用することができる。

これらの例では、エポキシ樹脂マトリックスの、フリーラジカル光開始剤／光酸発生剤の組合せに対する質量比は、約９９．８：０．２～９０：１０の範囲である。別の例では、エポキシ樹脂マトリックスの、フリーラジカル光開始剤／光酸発生剤の組合せに対する質量比は、約９８：２～９５：５の範囲である。更に別の例では、エポキシ樹脂マトリックスの、フリーラジカル光開始剤／光酸発生剤の組合せに対する質量比は、約９６：４～９９：１の範囲である。より少ない量のフリーラジカル光開始剤／光酸発生剤の組合せが含まれる場合、完全な反応を可能にするためにＵＶ硬化時間を増加させなければならない場合がある。

樹脂組成物のいくつかの例は、表面添加剤もまた含み得る。表面添加剤は、樹脂組成物の表面張力を調整可能であり、これにより、インプリント装置（例えば作業スタンプ）からの樹脂の脱着性を改善し、希釈された樹脂組成物のコーティング性を改善し、薄膜の安定性を促進し、かつ／又はレベリングを改善することができる。表面添加剤の例としては、ポリアクリレートポリマー（ＢＹＫから入手可能なＢＹＫ（登録商標）－３５０など）が挙げられる。表面添加剤の量は、樹脂組成物の全質量を基準として３質量％以下であってもよい。

樹脂組成物は、液体キャリアもまた含み得る。液体キャリアを含む樹脂組成物は、本明細書において希釈された樹脂組成物と称され得る。液体キャリアは、樹脂組成物を適用するために使用される堆積技術のための所望の粘度を達成するために添加されてもよい。希釈された樹脂組成物の粘度（例えば、液体キャリアが導入された後）の例は、約１．７５ｍＰａ～約２．２ｍＰａ（２５℃で測定）の範囲である。好適な液体キャリアの例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（propylene glycol monomethyl ether acetate、ＰＧＭＥＡ）、トルエン、ジメチルスルホキシド（dimethyl sulfoxide、ＤＭＳＯ）、テトラヒドロフラン（tetrahydrofuran、ＴＨＦ）などが挙げられる。いくつかの実施例では、液体キャリアはＰＧＭＥＡである。希釈された樹脂組成物の総固形分濃度は、約１５質量％～約６０質量％の範囲であってもよく、液体キャリアの量は、約４０質量％～約８５質量％の範囲であってもよい。いかなる特定の理論にも束縛されるものではないが、上限は、選択される液体キャリア中の固体成分のそれぞれの溶解度に応じて高くなり得ると考えられている。

希釈された樹脂組成物の一例は、液体キャリアと、液体キャリア中に分散された固体と、を含み、固体は、エポキシ官能化シルセスキオキサン；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル；テトラキス（エポキシシクロヘキシルエチル）テトラメチルシクロテトラシロキサン；（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー；１，３－ビス［２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル］テトラメチルジシロキサン；１，３－ビス（グリシドキシプロピル）テトラメチルジシロキサン；３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシシクロ－ヘキサンカルボキシレート；ビス（（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル）アジペート；４－ビニル－１－シクロヘキセン１，２－エポキシド；ビニルシクロヘキセンジオキシド；４，５－エポキシテトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル；１，２－エポキシ－３－フェノキシプロパン；メタクリル酸グリシジル；１，２－エポキシヘキサデカン；ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル；ペンタエリスリトールグリシジルエーテル；１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル；テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、及びこれらの組合せからなる群から選択される、エポキシ材料と、官能化シリカナノ粒子と、直接光酸発生剤、及び光開始剤と光酸発生剤との組合せからなる群から選択される、開始系と、任意選択的な表面添加剤と、からなる。

希釈された樹脂組成物の製造方法の一例を図１に示す。方法１００は、エポキシ樹脂マトリックスと液体キャリアとを混合して分散液を形成すること（参照番号１０２）と、最大約１０ｎｍの平均粒子サイズを有する官能化シリカナノ粒子を分散液に組み込み、それによって希釈された樹脂組成物を形成すること（参照番号１０４）とを含む。官能化シリカナノ粒子はまた、分散液に添加される前に、同じタイプの液体キャリア中に懸濁されてもよい。

方法１００は、希釈された樹脂組成物に直接光酸発生剤又は光開始剤と光酸発生剤との組合せを添加することも含み得る。方法１００のいくつかの例はまた、希釈された樹脂組成物に表面添加剤を添加することを含み得る。

方法１００において、エポキシ樹脂マトリックス、官能化シリカナノ粒子、直接光酸発生剤又は光開始剤と光酸発生剤との組合せ、表面添加剤、及び液体キャリアの任意の例は、本明細書に記載される量のいずれかで使用され得る。

フローセル及び方法
本明細書で開示する樹脂組成物の任意の例を、フローセルの形成に使用され得る。樹脂組成物にパターン形成してフローセルの内部表面を形成する方法２００の一例を、図２に示す。図示されるように、方法１００の一例は、希釈された樹脂組成物を基材上に塗布し、それによって液体キャリアの少なくとも一部を蒸発させて、ナノインプリント可能な樹脂組成物を形成すること（参照番号２０２）と、ナノインプリント可能な樹脂組成物を、複数のナノ特徴を有する作業スタンプでインプリントすること（参照番号２０４）と、作業スタンプが所定の位置にある間にナノインプリント可能な樹脂組成物を硬化させ、それによって基材上に硬化されたパターン形成された樹脂を形成すること（参照番号２０６）とを含む。

得られたフローセル表面は、基材と、基材上の硬化されたパターン形成された樹脂と、を含み、硬化されたパターン形成された樹脂は、間隙領域により分離されている凹部を含み、硬化されたパターン形成された樹脂は、本明細書で開示する硬化形態の樹脂組成物の一例を含む。

方法２００は、図３Ａ～図３Ｅに概略的に図示される。方法２００のいくつかの例は、シーケンシングなどの特定用途のために、凹部を機能化することを更に含む。凹部の機能化の例を、図３Ｄ～図３Ｅに示す。方法２００を用いて形成されたフローセル表面の断面が図３Ｆに図示されている。

図３Ａは基材１２を図示し、図３Ｂは、基材１２上に堆積した樹脂組成物１０の一例を示す。方法２００の説明を通して、「樹脂組成物１０」という語句は、場合によっては、希釈された樹脂組成物を指し、他の場合には、ナノインプリント可能な樹脂組成物を指すことがある。

好適な基材１２の例としては、エポキシシロキサン、ガラス、改質又は官能化ガラス、プラスチック（アクリル、ポリスチレン、及びスチレンと他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、ポリテトラフルオロエチレン（例えば、Ｃｈｅｍｏｕｒｓ製のＴＥＦＬＯＮ（登録商標））、環状オレフィン／シクロオレフィンポリマー（cyclo-olefin polymer、ＣＯＰ）（例えば、Ｚｅｏｎ製ＺＥＯＮＯＲ（登録商標））、ポリイミドなど）、ナイロン（ポリアミド）、セラミック／セラミック酸化物、シリカ、溶融シリカ、又はシリカ系材料、ケイ酸アルミニウム、ケイ素及び改質ケイ素（例えば、ホウ素ドープｐ＋ケイ素）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、又は他の酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、炭素、金属、無機ガラスなどが挙げられる。基材１２は、タンタルオキシド又は別のセラミックオキシドのコーティング層が表面に存在する、ガラス又はケイ素であってもよい。

基材１２のいくつかの例は、基材１２に付着させた、表面結合したエポキシシランを有し得、当該エポキシシランは、他の樹脂組成物成分と相互作用し、基材１２上で硬化樹脂組成物１０’を形成することができる。

ある例では、基材１２は、約２ｍｍ～約３００ｍｍの範囲の直径、又は最大約１０フィート（約３メートル）の最大寸法を有する矩形シート若しくはパネルを有し得る。一例では、基材１２は、約２００ｍｍ～約３００ｍｍの範囲の直径を有するウェーハであり、別の例では、基材１２は、約０．１ｍｍ～約１０ｍｍの範囲の幅を有するダイである。例示的な寸法が提供されているが、任意の好適な寸法を有する基材１２を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、３００ｍｍの丸いウェーハよりも大きな表面積を有する長方形の基材１２であるパネルが使用され得る。

樹脂組成物１０は、本明細書に記載する樹脂組成物の任意の例であってよく、これはエポキシ樹脂マトリックス及び官能化シリカナノ粒子を含む。希釈された樹脂組成物１０は、所望の手法による塗布に好適な粘度を有するため、基材１２上に塗布される。希釈された樹脂組成物１０は、手動又は自動であってよい、任意の好適な塗布技術を用いて、基材１２上に塗布され得る。一例では、希釈された樹脂組成物１０の塗布は、蒸着技術、コーティング技術、グラフト技術などを使用して行うことができる。いくつかの特定の例としては、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、ダンク又はディップコーティング、ドクターブレードコーティング、液滴分配、エアロゾル印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷、インクジェット印刷などが挙げられる。一例では、スピンコーティングが使用される。

希釈された樹脂組成物１０を塗布するために使用される技術は、液体キャリアの少なくとも一部を蒸発させることができる。希釈された樹脂組成物１０を基材表面に塗布した後、過剰な液体キャリアを除去するためにソフトベークしてもよい。得られたフィルムは所望の厚さを有し、ナノインプリント可能である。このフィルムをナノインプリント可能な樹脂組成物と称する。

実施されるとき、ソフトベークは、希釈された樹脂組成物１０が堆積された後、作業スタンプ１４がその中に配置される前に行われてもよい。ソフトベークは、硬化に使用されるよりも低い温度（例えば、約５０℃～約１５０℃の範囲）で、０秒間超～約３分間の範囲にわたる時間行われてもよい。一例では、ソフトベークの時間は、約３０秒～約２．５分の範囲である。

次いで、任意の好適なパターン形成技術を使用して、ナノインプリント可能な樹脂組成物１０のパターン形成を行う。図３Ｂに示す例では、ナノインプリントリソグラフィを用いて樹脂組成物１０のパターン形成を行う。図３Ｂに示すように、ナノインプリントリソグラフィ金型又は作業スタンプ１４は、ナノインプリント可能な樹脂組成物１０の層に押しつけられ、ナノインプリント可能な樹脂組成物１０内にインプリントを生成する。言い換えれば、ナノインプリント可能な樹脂組成物１０は、作業スタンプ１４の突出部（ナノ特徴１６）によってインデントされる、又は穿孔される。樹脂組成物１０を次に、作業スタンプ１４が所定の位置にある状態で硬化することができる。

本明細書で開示する樹脂組成物１０に関して、塗布され、かつナノインプリントされた樹脂組成物１０を、３０秒以下で約０．５Ｊ～約１０Ｊの範囲のエネルギー照射量にて、入射光に曝露することにより、硬化を達成することができる。入射光は化学線、例えば紫外線（ＵＶ）放射線であり得る。一例では、放出されるＵＶ放射線の大部分は、約３６５ｎｍの波長を有し得る。

本明細書で開示するいくつかの例では、エネルギー曝露は、エポキシ樹脂マトリックスの重合及び／又は架橋を開始する酸への直接光酸発生剤の分解を促進する。場合によっては、入射光の露光時間は、３０秒以下であり得る。場合によっては、入射光の露光時間は、２０秒以下であり得る。更に他の例では、入射光の露光時間は、約５秒であり得る。

本明細書で開示する他の例では、エネルギー曝露は、光開始剤にフリーラジカルを生成させ、フリーラジカルは、光酸発生剤の、エポキシ樹脂マトリックスの重合及び／又は架橋を開始する酸への分解を促進する。本メカニズムによりもたらされる、効率的な硬化の程度では、入射光の露光時間は、３０秒以下であり得る。場合によっては、入射光の露光時間は、２０秒以下であり得る。更に他の場合、入射光の露光時間は、約５秒であり得る。

硬化プロセスは、単一のＵＶ露光段階を含み得る。硬化、及び作業スタンプ１４の開放後、トポグラフィー特徴が硬化樹脂組成物内に画定される。図３Ｃに示すように、凹部１８が内部に画定された硬化樹脂組成物は、硬化しパターン形成された樹脂１０’と称される。少なくとも部分的には、効率的な光重合により、本明細書で開示する方法２００は、十分に硬化したフィルムを得るために、ＵＶ硬化後のハードベークステップを伴わない。

硬化しパターン形成された樹脂１０’は、硬化エポキシマトリックス全体に分布した官能化シリカナノ粒子を含む。硬化しパターン形成された樹脂１０’の正確な化学的構成は、樹脂組成物１０に使用されるエポキシ樹脂マトリックス、官能化シリカナノ粒子、開始系（例えば、直接光酸発生剤又は光開始剤と光酸発生剤との組合せ）に依存する。

図３Ｃに図示するように、硬化しパターン形成された樹脂１０’は、内部に画定された凹部１８、及び、隣接する凹部１８を分離する間隙領域２０を含む。本明細書で開示する例では、凹部１８はポリマーヒドロゲル２２（図３Ｃ及び図３Ｄ）、並びにプライマー２４、２６（図３Ｅ及び図３Ｆ）で官能化されるが、間隙領域２０の部分は結合のために用いられ得るものの、その上にポリマーヒドロゲル２２又はプライマー２４、２６を有しない。

規則的、反復的、及び非規則的なパターンを含む、凹部１８の多くの異なるレイアウトが想定され得る。一例では、凹部１８は、密に充填して密度を向上させるために六角形の格子状に配置される。他のレイアウトは、例えば、直線的な（すなわち、長方形）レイアウト（例えば、線又は溝）、三角形のレイアウトなどを含み得る。いくつかの実施例では、レイアウト又はパターンは、行及び列にある凹部１８のｘ－ｙフォーマットであり得る。いくつかの他の実施例では、レイアウト又はパターンは、凹部１８及び／又は間隙領域２０の繰り返し配置とすることができる。更に他の例では、レイアウト又はパターンは、凹部１８及び／又は間隙領域２０のランダムな配置とすることができる。パターンは、ストライプ／線、渦巻き、線、三角形、長方形、円、円弧、対角線、矢印、正方形、及び／又は網目模様を含んでもよい。一例では、凹部１８は、図３Ｃに図示するように、各行及び列に配置されたウェルである。

凹部１８のレイアウト又はパターンは、画定された領域内の凹部１８の密度（すなわち、凹部１８の数）に関して特徴付けることができる。例えば、凹部１８は、１ｍｍ^２当たり約２００万の密度で存在してもよい。例えば、少なくとも、１ｍｍ^２当たり約１００、１ｍｍ^２当たり約１，０００、１ｍｍ^２当たり約１０万、１ｍｍ^２当たり約１００万、１ｍｍ^２当たり約２００万、１ｍｍ^２当たり約５００万、１ｍｍ^２当たり約１０００万、１ｍｍ^２当たり約５０００万、又はそれ以上、又はそれ以下の密度を含む、異なる密度に調整され得る。硬化しパターン形成された樹脂１０’における凹部１８の密度は、上記の範囲から選択される低い方の値のうちの１つと、高い方の値のうちの１つとの間であってもよいことを更に理解されたい。例として、高密度アレイは、約１００ｎｍ未満で分離された凹部１８を有するものとして特徴付けることができ、中密度アレイは、約４００ｎｍ～約１μｍで分離された凹部１８を有するものとして特徴付けることができ、低密度アレイは、約１μｍ超で分離された凹部１８を有するものとして特徴付けることができる。密度の例を提供してきたが、任意の好適な密度を有する基材を使用できることを理解されたい。

凹部１８のレイアウト又はパターンは、更に又は代替として、平均ピッチ、すなわち凹部１８の中心から直接隣接する凹部１８の中心までの間隔（中心間間隔）、又は、１つの凹部１８の右端部から直接隣接する凹部１８の左端部までの間隔（端から端までの間隔）に関して、特徴付けることができる。パターンは、平均ピッチ周辺の変動係数が小さくなるように規則的である場合もあれば、パターンが不規則である場合もあり、その場合、変動係数は比較的大きくなる可能性がある。いずれの場合も、平均ピッチは、例えば、少なくとも約１０ｎｍ、約５０ｎｍ、約０．１μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、又は約１００μｍ、又はそれ以上、又はそれ以下であってもよい。凹部１８の特定のパターンの平均ピッチは、上記の範囲から選択される下限値の１つと上限値の１つとの間であり得る。一例では、凹部１８は、約１．５μｍのピッチ（中心間間隔）を有する。平均ピッチ値の例を提供してきたが、他の平均ピッチ値も使用され得ることを理解されたい。

各凹部１８のサイズは、その容積、開口面積、深さ、及び／又は直径によって特徴付けられ得る。

各凹部１８は、流体を閉じ込めることができる任意の容積を有することができる。最小又は最大の容積は、例えば、フローセルの下流での使用に期待されるスループット（例えば、多重度）、解像度、ヌクレオチド、又は分析物の反応性に対応するように選択され得る。例えば、容積は、少なくとも約１×１０^－３μｍ^３、約１×１０^－２μｍ^３、約０．１μｍ^３、約１μｍ^３、約１０μｍ^３、約１００μｍ^３、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。ポリマーヒドロゲル２２は、凹部１８の容積の全て又は一部を充填することができることを理解されたい。

各凹部の開口部が占有する面積は、上記のウェル容積と同様の基準に基づいて選択され得る。例えば、各凹部開口部の面積は、少なくとも約１×１０^－３μｍ^２、約１×１０^－２μｍ^２、約０．１μｍ^２、約１μｍ^２、約１０μｍ^２、約１００μｍ^２、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。各凹部の開口部が占有する面積は、上記の値よりも大きいか、小さいか、又はそれらの間であり得る。

各凹部１８の深さは、ポリマーヒドロゲル２２の一部を収容するのに十分な大きさであり得る。一例では、深さは約０．１μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、約１００μｍ、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。いくつかの例では、深さは、約０．４μｍである。各凹部１８の深さは、上記で特定された値を超えるか、当該値未満か、又はその間であり得る。

場合によっては、各凹部１８の直径又は長さ及び幅は、約５０ｎｍ、約０．１μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、約１００μｍ、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。各凹部１８の直径又は長さ及び幅は、上記で特定された値を超えるか、当該値未満であるか、又はその間であり得る。

樹脂組成物１０をパターン形成して硬化した後、硬化されたパターン形成された樹脂１０’を処理し、ポリマーヒドロゲル２２の塗布用表面を調製することができる。

一例では、硬化されたパターン形成された樹脂１０’をシラン化に曝露し得、これにより、硬化されたパターン形成された樹脂１０’にシラン、又はシラン誘導体を付着させる。シラン化は、凹部１８内（例えば、底部表面上、及び側壁に沿って）、並びに、間隙領域２０上など、表面にわたり、シラン又はシラン誘導体を導入する。

シラン化は、任意のシラン又はシラン誘導体を用いて達成することができる。シラン又はシラン誘導体と、ポリマーヒドロゲル２２との間に共有結合を形成するのが望ましい場合があるため、シラン又はシラン誘導体の選択は、部分的には、（図３Ｄに示すように）ポリマーヒドロゲル２２を形成するために使用される材料に左右され得る。硬化されたパターン形成された樹脂１０’にシラン又はシラン誘導体を付着させるために使用する方法は、用いられるシラン又はシラン誘導体に応じて変化し得る。いくつかの例が本明細書で説明される。

好適なシラン化法の例としては、蒸着（例えば、ＹＥＳ法）、スピンコーティング、又は他の堆積法が挙げられる。硬化されたパターン形成された樹脂１０’をシラン化するために使用可能な方法及び材料のいくつかの例を本明細書で記載するが、他の方法及び材料を用いることができることを理解されたい。

ＹＥＳ ＣＶＤオーブンを用いる一例では、基材１２上の硬化されたパターン形成された樹脂１０’はＣＶＤオーブン内に配置される。チャンバを通気してよく、その後、シラン化サイクルを開始する。サイクル中に、シラン又はシラン誘導体容器を好適な温度（例えば、ノルボルネンシランに対しては約１２０℃）で維持してよく、シラン又はシラン誘導体蒸気ラインを好適な温度（例えば、ノルボルネンシランに対しては約１２５℃）で維持してよく、真空ラインを好適な温度（例えば、約１４５℃）で維持してよい。

別の例では、シラン又はシラン誘導体（例えば、液体ノルボルネンシラン）がガラスバイアルの内側に配置され、基材１２の上に硬化されたパターン形成された樹脂１０’を有する基材１２を含むガラス真空デシケータ内に配置してもよい。次に、デシケータは約１５ｍＴｏｒｒ～約３０ｍＴｏｒｒの範囲の圧力まで真空引きし、約６０℃～約１２５℃の範囲の温度でオーブン内に配置してよい。シラン化を進行させ、その後、デシケータをオーブンから取り出し、冷却して空気中に通気させる。

蒸着、ＹＥＳ法、及び／又は真空デシケータでは、ノルボルネン、ノルボルネン誘導体（例えば、１個の炭素原子の代わりに酸素又は窒素を含む（ヘテロ）ノルボルネン）、トランスシクロオテン、トランスシクロオテン誘導体、トランスシクロペンテン、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］ノナ－１－エン、ビシクロ［４．３．１］デカ－１（９）－エン、ビシクロ［４．２．１］ノナ－１（８）－エン、及びビシクロ［４．２．１］ノナ－１－エンなどのシクロアルケン不飽和部分を含むシラン又はシラン誘導体などの様々なシラン又はシラン誘導体を用いてよい。これらのシクロアルケンのいずれかを、例えば、Ｒ基、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、ヘテロアリサイクル（heteroalicycle）、アラルキル、又は（ヘテロアリサイクル）アルキルで置換することができる。ノルボルネン誘導体の例としては、［（５－ビシクロ［２．２．１］ヘプタ－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、シラン又はシラン誘導体が、シクロオクチン、シクロオクチン誘導体、又は、ビシクロノニン（例えば、ビシクロ［６．１．０］ノナ－４－イン若しくはその誘導体、ビシクロ［６．１．０］ノナ－２－イン、若しくはビシクロ［６．１．０］ノナ－３－イン）などのシクロアルキン不飽和部分を含む場合に、これらの方法を用いることができる。これらのシクロアルキンは、本明細書に記載するＲ基のいずれかで置換することができる。

シラン又はシラン誘導体の付着により、前処理済の（例えば、シラン化済の）硬化されたパターン形成された樹脂１０’が形成され、これは、シラン化凹部及びシラン化間隙領域を含む。

その他の例では、硬化されたパターン形成された樹脂１０’はシラン化に曝露されなくてもよい。むしろ、硬化されたパターン形成された樹脂１０’はプラズマアッシングに曝露され得、次いで、ポリマーヒドロゲル２０が、プラズマアッシングされた、硬化されたパターン形成された樹脂１０’上に、直接スピンコーティング（又は別様においては堆積）され得る。この例では、プラズマアッシングは、ポリマーヒドロゲル２２を、硬化されたパターン形成された樹脂１０’に付着可能な、表面活性化剤（例えば、ヒドロキシル（Ｃ－ＯＨ若しくはＳｉ－ＯＨ、及び／又はカルボキシル基）を生成し得る。これらの例では、ポリマーヒドロゲル２２は、プラズマアッシングにより生成した表面基と反応するように選択される。

更に他の例では、硬化されたパターン形成された樹脂１０’は未反応のエポキシ基を含んでいてもよく、このため、シラン化に曝露されなくてもよい。これは、未反応のエポキシ基は、ポリマーヒドロゲル２２のアミノ官能基と直接反応できるからである。この例では、例えば、潜在的な汚染物質の表面を洗浄することが望ましい場合、プラズマアッシングを行うことができる。

次に、ポリマーヒドロゲル２２を硬化されたパターン形成された樹脂１０’に塗布することができる。ポリマーヒドロゲル２２は、液体及び気体に対して透過性であり、硬化されたパターン形成された樹脂１０’に付着される、半剛性ポリマー材料であってよい。

ポリマーヒドロゲル２２の一例としては、アクリルアミドコポリマー、例えば、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－コ－アクリルアミド、ＰＡＺＡＭが挙げられる。ＰＡＺＡＭ及び他のいくつかの形態のアクリルアミドコポリマーは、次の構造（Ｉ）で表され、

式中、
Ｒ^Ａは、アジド、任意選択で置換アミノ、任意選択で置換アルケニル、任意選択で置換アルキン、ハロゲン、任意選択で置換ヒドラゾン、任意選択で置換ヒドラジン、カルボキシル、ヒドロキシ、任意選択で置換テトラゾール、任意選択で置換テトラジン、ニトリルオキシド、ニトロン、硫酸塩、及びチオールからなる群から選択され、
Ｒ^ＢはＨ又は任意選択で置換アルキルであり、
Ｒ^Ｃ、Ｒ^Ｄ、及びＲ^Ｅは各々、Ｈ及び任意選択で置換アルキルからなる群から独立して選択され、
－（ＣＨ_２）_ｐ－の各々は、任意選択で置換され得、
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、かつ
ｍは、１～１００，０００の範囲の整数である。

構造（Ｉ）において繰り返される特徴「ｎ」及び「ｍ」の配置が代表的なものであり、モノマーサブユニットがポリマー構造（例えば、ランダム、ブロック、パターン化、又はそれらの組合せ）中に任意の順序で存在し得ることに注意されたい。

ＰＡＺＡＭ及び他の形態のアクリルアミドコポリマーの分子量は、約５ｋＤａ～約１５００ｋＤａ又は約１０ｋＤａ～約１０００ｋＤａの範囲であり得るか、あるいは特定の例では、約３１２ｋＤａであり得る。

いくつかの例では、ＰＡＺＡＭ及び他の形態のアクリルアミドコポリマーは線状ポリマーである。他のいくつかの例では、ＰＡＺＡＭ及び他の形態のアクリルアミドコポリマーは、軽度に架橋されたポリマーである。

他の例では、ポリマーヒドロゲル２２は構造（Ｉ）の変形であってもよい。一例では、アクリルアミドユニットはＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド

で置き換えられ得る。この例では、構造（Ｉ）のアクリルアミドユニットは、

で置き換えられ得、式中、Ｒ^Ｄ、Ｒ^Ｅ、及びＲ^Ｆは、各々Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、Ｒ^Ｇ及びＲ^Ｈは、各々Ｃ１～Ｃ６アルキルである（アクリルアミドの場合のようにＨではない）。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、アクリルアミドユニットに加えて、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドが使用され得る。この例では、構造（Ｉ）は、繰り返される「ｎ」及び「ｍ」個の特徴に加えて、

を含み得、式中、Ｒ^Ｄ、Ｒ^Ｅ、及びＲ^Ｆは、各々Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、Ｒ^Ｇ及びＲ^Ｈは、各々Ｃ１～Ｃ６アルキルである。この例では、ｑは、１～１００，０００の範囲の整数であってもよい。

ポリマーヒドロゲル２２の別の例として、構造（Ｉ）中の繰り返される「ｎ」個の特徴は、構造（ＩＩ）を有する複素環式アジド基を含むモノマーで置換され得、

式中、Ｒ^１は、Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、Ｒ_２は、Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、Ｌは、炭素、酸素、及び窒素からなる群から選択される２～２０個の原子を含む線状鎖を含むリンカーであり、その鎖中の炭素原子及び任意の窒素原子上に１０個の任意選択の置換基を含み、Ｅは、炭素、酸素、及び窒素からなる群から選択される１～４個の原子を含む線状鎖であり、その鎖中の炭素原子及び任意の窒素原子上に任意選択の置換基を含み、Ａは、Ｈ又はＣ１～Ｃ４アルキルがＮに付着したＮ置換アミドであり、Ｚは、窒素含有複素環である。Ｚの例としては、単環構造又は縮合構造として存在する５～１０員環が挙げられる。Ｚのいくつかの具体的な例としては、ピロリジニル、ピリジニル、又はピリミジニルが挙げられる。

更に別の例として、ポリマーヒドロゲル２２は、構造（ＩＩＩ）及び（ＩＶ）の各々の繰り返し単位を含み得、

式中、Ｒ^１ａ、Ｒ^２ａ、Ｒ^１ｂ及びＲ^２ｂの各々は、水素、任意選択で置換アルキル又は任意選択で置換フェニルから独立して選択され、Ｒ^３ａ及びＲ^３ｂの各々は、水素、任意選択で置換アルキル、任意選択で置換フェニル、又は任意選択で置換Ｃ７～Ｃ１４アラルキルから独立して選択され、Ｌ^１及びＬ^２の各々は、任意選択で置換アルキレンリンカー又は任意選択で置換ヘテロアルキレンリンカーから独立して選択される。

オリゴヌクレオチドプライマー２４、２６をグラフトさせるために官能化される限り、他の分子がポリマーヒドロゲル２２を形成するために使用され得ることを理解されたい。好適なポリマー層の他の例としては、アガロースなどのコロイド構造、又はゼラチンなどのポリマーメッシュ構造、又はポリアクリルアミドポリマー及びコポリマー、シランフリーアクリルアミド（silane free acrylamide、ＳＦＡ）、又はアジド分解バージョンのＳＦＡなどの架橋ポリマー構造を有するものが挙げられる。好適なポリアクリルアミドポリマーの例は、アクリルアミドとアクリル酸若しくはビニル基を含むアクリル酸とから、又は［２＋２］光付加環化反応を形成するモノマーから合成され得る。好適なポリマーヒドロゲル２２の更に他の例としては、アクリルアミドとアクリレートとの混合コポリマーが挙げられる。本明細書で開示する実施例では、アクリルモノマー（例えば、アクリルアミド、アクリレートなど）、例えば、デンドリマー（すなわち、星型ポリマー又は星型ブロックポリマー）などを含む分岐ポリマーを含有する様々なポリマー構造が利用され得る。例えば、モノマー（例えば、アクリルアミド、触媒を含有するアクリルアミドなど）は、ランダムに又はブロックで、星型状ポリマーの分岐（アーム）中に組み込まれてもよい。

ポリマーヒドロゲル２２は、スピンコーティング、又はディッピング若しくはディップコーティング、又は正圧若しくは負圧下でのフロー、又は別の好適な技術を使用して、（前処理済の）硬化されたパターン形成された樹脂１０’の表面に堆積することができる。ポリマーヒドロゲル２２は混合物中に存在することができる。一例では、混合物は水中、又は、エタノールと水との混合物中に、ＰＡＺＡＭ又はその変形を含む。

コーティングした後、ポリマーヒドロゲル２２もまた、硬化プロセスに曝露し、パターン形成された基材全体にわたり（すなわち、凹部１８内及び間隙領域２０に）ポリマーヒドロゲル２２のコーティングを形成することができる。一例では、ポリマーヒドロゲル２２の硬化は、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時間の範囲であり得る。更に別の例では、時間は、約５分～約２時間の範囲であってよい。

ポリマーヒドロゲル２２の、前処理済の凹部１８及び間隙領域２０への付着は、共有結合によるものであってよい。ポリマーヒドロゲル２２の、シラン化した又はプラズマアッシングされた凹部への共有結合は、様々な使用の間の、最終的に形成されたフローセルの寿命にわたる、凹部１８内でのポリマーヒドロゲル２２の維持に有用である。以下は、シラン又はシラン誘導体とポリマーヒドロゲル２２との間で起こり得る反応のいくつかの例である。

シラン又はシラン誘導体は、不飽和部分としてのノルボルネン又はノルボルネン誘導体を含み、ノルボルネン又はノルボルネン誘導体は、ｉ）ＰＡＺＡＭのアジド／アジド（azide/azido）基との１，３－双極性環化付加反応を受ける；ｉｉ）ＰＡＺＡＭに付着したテトラジン基とのカップリング反応を受ける；ＰＡＺＡＭに付着したヒドラゾン基との環化付加反応を受ける；ＰＡＺＡＭに付着したテトラゾール基との光クリック反応（photo-click reaction）を受ける；又は、ＰＡＺＡＭに付着したニトリルオキシド基との付加環化を受けることができる。

シラン又はシラン誘導体が、不飽和部分としてのシクロオクチン又はシクロオクチン誘導体を含む場合、シクロオクチン又はシクロオクチン誘導体は、ｉ）ＰＡＺＡＭのアジド／アジド（azide/azido）との、歪み促進型アジド－アルキン１，３－付加環化（strain-promoted azide-alkyne 1,3－cycloaddition、ＳＰＡＡＣ）を受ける、又は、ｉｉ）ＰＡＺＡＭに付着したニトリルオキシド基との、歪み促進型アルキン－ニトリルオキシド環化付加反応を受けることができる。

シラン又はシラン誘導体がビシクロノニンを不飽和部分として含む場合、ビシクロノニンは、二環式系での歪みにより、ＰＡＺＡＭに付着したアジド又はニトリルオキシドとの、同様のＳＰＡＡＣアルキン付加環化を受けることができる。

凹部１８内でポリマーヒドロゲル２２を形成し、硬化されたパターン形成された樹脂１０’の間隙領域２０上でポリマーヒドロゲル２２が形成されないようにするために、ポリマーヒドロゲル２２は、間隙領域２０から研磨により除去され得る。研磨プロセスは、下にある硬化されたパターン形成された樹脂１０’、及び／又は、これらの領域における基材１２に悪影響を与えることなく、ポリマーヒドロゲル２２を間隙領域２０から取り除くことができる緩やかな化学スラリー（chemical slurry）（例えば研磨剤、緩衝剤、キレート剤、界面活性剤、及び／又は分散剤を含む）により行うことができる。代替的に、研磨は、研磨剤粒子を含まない溶液により実行してもよい。化学スラリーは、化学機械研磨システムで用いることができる。この例では、研磨ヘッド／パッド、又は他の研磨ツールは、凹部１８にポリマーヒドロゲル２２を残し、下にある、硬化されたパターン形成された樹脂１０’を少なくとも実質的に無傷のままにしながら、間隙領域２０からのポリマーヒドロゲル２２を研磨することが可能である。一例として、研磨ヘッドは、Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ ＶｉＰＲＲ ＩＩ研磨ヘッドであってもよい。別の例では、研磨は、研磨パッド、及び、いかなる研磨剤をも含まない溶液により行ってよい。例えば、研磨パッドは、研磨粒子を非含有の溶液（例えば、研磨剤粒子を含まない溶液）とともに用いてよい。

研磨の結果、硬化されたパターン形成された樹脂１０’の引っ掻き及び／又は他の損傷が最小限から皆無になる。これは、硬さが増加したためである可能性がある。

図３Ｄは、ポリマーヒドロゲル２２が凹部１８に塗布された後の、フローセル表面プレカーサー３０を示す。フローセル表面プレカーサー３０は、洗浄プロセスに曝露されてよい。本プロセスは、水浴及び音波処理を利用し得る。水浴は、約２２℃～約３０℃の範囲の、比較的低温にて維持されてもよい。シラン化され、コーティングされ、研磨された、パターン形成された基材もまた、別の好適な技術によりスピン乾燥、又は乾燥されてよい。

プライマー２４、２６（例えば、２つの異なるプライマー２４、２６）を、凹部１８内のポリマーヒドロゲル２２にグラフトするために、グラフトプロセスを行う。プライマー２４、２６は、任意のフォワード増幅プライマー及び／又はリバース増幅プライマーであってよい。この例では、プライマー２４、２６は、２つの異なるプライマーである。

プライマー２４、２６がポリマーヒドロゲル２２に固定化されるのが望ましい。いくつかの例では、固定化は、それぞれのプライマー２４、２６の５’末端における、ポリマーヒドロゲル２２への一点共有結合によるものであってよい。当該技術分野において公知の任意の好適な共有結合法を用いてよい。いくつかの例では、固定化は、強力な非共有結合によるものであってよい。

使用可能な末端プライマー（terminated primer）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、エポキシ又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、トリアゾリンジオン末端プライマー、及び、ビオチ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）エステル末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル２２の表面にてアミンと反応させてよく、アルデヒド末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル２２の表面にてヒドラジンと反応させてよく、又は、アルキン末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル２２の表面にてアジドと反応させてよく、又は、アジド末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル２２の表面にてアルキン若しくはＤＢＣＯ（ジベンゾシクロオクチン）と反応させてよく、又は、アミノ末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル２２の表面にて活性化カルボキシレート基若しくはＮＨＳエステルと反応させてよく、又は、チオール末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル２２の表面にてアルキル化反応物質（例えば、ヨードアセトアミド若しくはマレイミド）と反応させてよく、ホスホラミダイト末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル２２の表面にてチオエーテルと反応させてよく、又は、ビオチン修飾プライマーを、ポリマーヒドロゲル２２の表面にてストレプトアビジンと反応させてよい。

プライマー２４、２６の各々は、捕捉及び／又は増幅の目的のためのユニバーサル配列を有する。プライマー２４、２６の例としては、Ｐ５及びＰ７プライマーが挙げられ、これらの例は、例えばＨＩＳＥＱ（商標）、ＨＩＳＥＱＸ（商標）、ＭＩＳＥＱ（商標）、ＭＩＳＥＱＤＸ（商標）、ＭＩＮＩＳＥＱ（商標）、ＮＥＸＴＳＥＱ（商標）、ＮＥＸＴＳＥＱＤＸ（商標）、ＮＯＶＡＳＥＱ（商標）、ＩＳＥＱ（商標）、ＧＥＮＯＭＥ ＡＮＡＬＹＺＥＲ（商標）及び他の装置プラットフォーム上でのシーケンシングのためにＩｌｌｕｍｉｎａ Ｉｎｃ．により販売されている市販のフローセルの表面上で使用される。

逐次的なペアエンドシーケンシングについて、これらのプライマー２４、２６の各々はまた、切断部位を含み得る。プライマー２４、２６の切断部位は、プライマー２４、２６の切断が同時に行われないように互いに異なり得る。好適な切断部位の例としては、酵素により切断可能な核酸塩基若しくは化学的に切断可能な核酸塩基、修飾核酸塩基、又はリンカー（例えば、核酸塩基間のリンカー）が挙げられる。酵素的に切断可能な核酸塩基は、グリコシラーゼ及びエンドヌクレアーゼとの反応、又はエキソヌクレアーゼとの反応による切断の影響を受けやすい場合がある。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（deoxyuracil、ｄＵ）であり、これは、ＵＳＥＲ酵素によって標的化され得る。一例では、ウラシル塩基は、Ｐ５プライマー（Ｐ５Ｕ）、又はＰ７プライマー（Ｐ７Ｕ）の３’末端から７番目の塩基位置に組み込まれ得る。他の無塩基部位を使用してもよい。化学的に切断可能な核酸塩基、修飾核酸塩基、又はリンカーの例としては、８－オキソグアニン、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（アリル官能基を有するチミンヌクレオチドアナログ）、アリルエーテル、又はアジド官能性エーテルが挙げられる。

一例では、グラフトは、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、液滴分配、又はプライマー２４、２６をポリマーヒドロゲル２２に付着させる別の好適な方法により達成され得る。これらの例示的な技術の各々は、プライマー溶液又は混合物を利用することができ、これは、プライマー２４、２６、水、緩衝液、及び触媒を含み得る。

ダンクコーティングは、フローセル表面プレカーサー３０（図３Ｄに図示する）を、温度制御した一連の浴に浸すことを伴い得る。浴はまた、流れ制御され得、かつ／又は、窒素ブランケットで覆われ得る。浴は、プライマー溶液又は混合物を含み得る。様々な浴を通して、プライマー２４、２６は、凹部１８の少なくともいくつかにおける、ポリマーヒドロゲル２２のプライマーグラフト官能基に付着する。一例では、フローセル表面プレカーサー３０は、プライマー溶液又は混合物を含む第１の浴に導入され、ここでは、反応が生じてプライマー２４、２６に付着し、その後、洗浄にために追加の浴に移される。浴から浴への移動には、ロボット式アームを伴い得るか、又は、手動で行われ得る。乾燥システムもまた、ダンクコーティングで用いられ得る。

フローセル表面プレカーサー３０に直接、プライマー溶液又は混合物を吹き付けることにより、スプレーコーティングが達成され得る。スプレーコーティングされたウェーハは、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、プライマー溶液又は混合物は希釈され、例えば、スピンコーターを用いて取り除かれ得る。

液滴分配を、プール及びスピンオフ法に従い行うことができ、故に、スピンコーターを用いて達成することができる。プライマー溶液又は混合物は、フローセル表面プレカーサー３０に（手動で、又は自動プロセスにより）塗布され得る。塗布したプライマー溶液又は混合物は、フローセル表面プレカーサー３０の全面に塗布され得る、又は全面に拡散され得る。プライマーコーティングされたフローセル表面プレカーサー３０は、約０℃～約８０℃の範囲の温度で、約２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、プライマー溶液又は混合物は希釈され、例えば、スピンコーターを用いて取り除かれ得る。

他の例では、プライマー２４、２６はポリマーヒドロゲル２２に事前にグラフトされ得、故に、ポリマーヒドロゲル２２が塗布されると、凹部１８に存在することができる。

図３Ｅ及び図３Ｆは、プライマーグラフト後のフローセル３０’の一例を示す。

図３Ｅ及び図３Ｆに図示する例は、蓋又は他のフローセル３０’が結合していない、フローセル３０’の例である。一例では、蓋は、例えば、間隙領域２０の一部において、硬化されたパターン形成された樹脂１０’の少なくとも一部分（例えば、基材の外周又は基材のチャネルを画定するもの）に結合され得る。蓋と、硬化されたパターン形成された樹脂１０’との間に形成される結合は、化学結合、又は機械的結合（例えば、ファスナなどを使用して）であってもよい。

蓋は、フローセル表面３０’に向けられる励起光に対して透過性である任意の材料であり得る。例として、蓋は、ガラス（例えば、ホウケイ酸、溶融シリカなど）、プラスチックなどであり得る。好適なホウケイ酸ガラスの市販の例は、Ｓｃｈｏｔｔ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．から入手可能なＤ ２６３（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、Ｚｅｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌ．Ｐ．から入手可能なＺＥＯＮＯＲ（登録商標）製品である。

蓋は、レーザー結合、拡散接合、陽極接合、共晶結合、プラズマ活性化結合、ガラスフリット結合、又は当技術分野において既知の他の方法などの任意の好適な技術を使用して、硬化されたパターン形成された樹脂１０’の間隙領域２０の一部に結合され得る。一例では、スペーサ層は、硬化されたパターン形成された樹脂１０’の間隙領域２０の一部に蓋を結合するために使用され得る。スペーサ層は、硬化されたパターン形成された樹脂１０’の少なくとも一部と、蓋とを一緒に封止する任意の材料であり得る。いくつかの例では、スペーサ層は、硬化されたパターン形成された樹脂１０’及び蓋の結合を補助する放射線吸収性物質であり得る。

他の例では、フローセル表面３０’のうちの２つは、凹部１８（及びその中の活性表面化学）がこれらの間に形成されるフローチャネルに面するように、互いに結合され得る。

フローセルの使用方法
本明細書で開示されるフローセルは、合成によるシーケンシング（sequencing-by-synthesis、ＳＢＳ）、環状アレイシーケンシング、ライゲーションによるシーケンシング、パイロシーケンシングなどとしばしば称される技術を含む、様々なシーケンシングアプローチ又は技術において使用され得る。これらの技術のいずれかを用いると、ポリマーヒドロゲル２２、及び付着したプライマー２４、２６が凹部１８内に存在し、間隙領域２０には存在しないため、増幅が凹部１８に限定される。

一例として、合成によるシーケンシング（ＳＢＳ）反応が、Ｉｌｌｕｍｉｎａ（Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ）製のＨＩＳＥＱ（商標）、ＨＩＳＥＱＸ（商標）、ＭＩＳＥＱ（商標）、ＭＩＳＥＱＤＸ（商標）、ＭＩＮＩＳＥＱ（商標）、ＮＯＶＡＳＥＱ（商標）、ＩＳＥＱ（商標）、ＮＥＸＴＳＥＱＤＸ（商標）、又はＮＥＸＴＳＥＱ（商標）シーケンサシステムなどのシステムで実行され得る。ＳＢＳにおいて、核酸鋳型（例えば、シーケンシング鋳型）に沿った核酸プライマー（例えば、シーケンシングプライマー）の伸長を監視して、鋳型中のヌクレオチド配列を決定する。基礎となる化学プロセスは、重合（例えば、ポリメラーゼ酵素により触媒される）又はライゲーション（例えば、リガーゼ酵素により触媒される）であることができる。特定のポリメラーゼベースのＳＢＳプロセスにおいて、シーケンシングプライマーに添加したヌクレオチドの順序及びタイプの検出を使用して鋳型のシーケンスを決定することができるように、蛍光標識されたヌクレオチドを、鋳型依存形式で、シーケンシングプライマーに添加する（それにより、シーケンシングプライマーを伸長する）。

シーケンシングの前に、捕捉及び増幅プライマー２４、２６をシーケンシングライブラリーに曝露することができ、これは、クラスター生成などの任意の好適な方法を使用して増幅される。

クラスター生成の一例では、ライブラリー断片は、高性能再現性ＤＮＡポリメラーゼ（high-fidelity DNA polymerase）を使用して３’伸長によって、ハイブリダイズされたプライマー２４、２６からコピーされる。元のライブラリー断片を変性させるが、コピーは固定化されたままにする。等温ブリッジ増幅を使用して、固定化されたコピーを増幅し得る。例えば、コピーされた鋳型はループオーバーして隣接する相補的なプライマー２４、２６にハイブリダイズし、ポリメラーゼはコピーされた鋳型をコピーして二本鎖ブリッジ構造を形成し、当該構造は変性して２本の一本鎖を形成する。これらの２つの鎖は、ループオーバーし、隣接する相補的プライマー２４、２６にハイブリダイズし、再度伸長されて、２つの新たな二本鎖ループを形成する。このプロセスを、等温変性及び増幅のサイクルによって各鋳型コピーに対して繰り返して、密集したクローンクラスターを作り出す。二本鎖ブリッジ構造の各クラスターが変性される。一例では、逆鎖は、特異的塩基切断によって除去され、順方向鋳型ポリヌクレオチド鎖を残す。クラスター化により、凹部１８のそれぞれにいくつかの鋳型ポリヌクレオチド鎖が形成される。このクラスター化の例にはブリッジ増幅があり、この増幅は実行できる増幅の一つの例である。排除増幅（exclusion amplification、Ｅｘａｍｐ）ワークフロー（Ｉｌｌｕｍｉｎａ Ｉｎｃ．）などの他の増幅技術が使用され得ることを理解されたい。

鋳型ポリヌクレオチド鎖上の相補的な配列にハイブリダイズするシーケンシングプライマーを導入してもよい。このシーケンシングプライマーは、鋳型ポリヌクレオチド鎖をシーケンシング可能な状態にする。鋳型及び任意のフローセル結合プライマー２４、２６の３’末端（コピーに付着していない）は、シーケンシング反応との干渉を防止するために、特に、望ましくないプライミングを防止するために阻止され得る。

シーケンシングを開始するために、組み込み混合物が、フローセルに添加され得る。一例では、組み込み混合物は、液体キャリア、ポリメラーゼ、及び蛍光標識したヌクレオチドを含む。蛍光標識したヌクレオチドは、３’ＯＨブロッキング基を含み得る。組み込み混合物がフローセルに導入されると、流体はフローチャネルに入り、凹部１８（鋳型ポリヌクレオチド鎖が存在する）に流れ込む。

蛍光標識したヌクレオチドが鋳型に依存する方法でシーケンシングプライマーに追加され（それにより、シーケンシングプライマーを伸長し）、シーケンシングプライマーに追加されたヌクレオチドの順序及びタイプの検出が、鋳型のシーケンシングに使用され得る。より具体的には、ヌクレオチドの１つは、それぞれのポリメラーゼにより、シーケンシングプライマーを伸長し鋳型ポリヌクレオチド鎖に相補的である新生鎖に組み込まれる。換言すれば、フローセル表面３０を横切る鋳型ポリヌクレオチド鎖の少なくとも一部において、それぞれのポリメラーゼは、取り込み混合物中のヌクレオチドの１つによって、ハイブリダイズされたシーケンシングプライマーを伸長する。

ヌクレオチドの組み込みは、画像化イベントを通じて検出され得る。画像化イベント中、照明システム（図示せず）は、フローセル表面３０に励起光を供給することができる。

いくつかの例では、ヌクレオチドは、ヌクレオチドがシーケンシングプライマーに加えられると、更なるプライマー伸長を終結させる可逆的終結特性（例えば、３’ＯＨブロッキング基）を更に含み得る。例えば、可逆的末端部分を有するヌクレオチド類似体がシーケンシングプライマーに加えられ、その結果、脱ブロッキング剤が送達されて当該部分を除去するまで、その後の伸長は起こり得ない。したがって、可逆的終結を使用する例では、検出が行われた後に、デブロッキング試薬をフローセルに送達することができる。

洗浄は、様々な流体送達ステップの間で行ってもよい。次に、ＳＢＳサイクルをｎ回繰り返し、シーケンシングプライマーをｎヌクレオチドによって伸長し、それによって長さｎの配列を検出することができる。

いくつかの例では、順方向鎖が、シーケンシングされ、除去され、次に、逆方向鎖が、本明細書に記載されるように構築され、シーケンシングされてもよい。

ＳＢＳを詳細に説明してきたが、本明細書で説明したフローセル表面３０は、他のシーケンシングプロトコルとともに、遺伝子型判定のために、又は他の化学的及び／又は生物学的用途で利用することができることを理解されたい。

図２、及び図３Ａ～図３Ｆに記載する例は、フローセルの形態での実施例の樹脂組成物の使用を示すものの、本明細書で開示する樹脂組成物は、低い自己蛍光が所望される他の用途で使用可能であることを理解されたい。一例として、樹脂組成物１０及びその対応する硬化樹脂１０’は、任意の光学ベースのＳＢＳ技術で使用可能である。他の例として、樹脂組成物１０及びその対応する硬化樹脂１０’は、相補型金属酸化物半導体（complementary metal-oxide semiconductors、ＣＭＯＳ）などの平面導波管で使用可能である。

本開示を更に説明するために、本明細書に例を示す。これらの例は、例示の目的で提供され、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を理解されたい。

非限定的な作業例
実施例１
実施例の樹脂（実施例の樹脂１）及び２つの比較例の樹脂（比較例の樹脂２及び比較例の樹脂３）を調製した。樹脂組成物（液体キャリアなし）を以下の表１に示す。

各樹脂組成物は、ｉ）グリシジル多面体オリゴマーシルセスキオキサン及びエポキシシクロヘキシル多面体オリゴマーシルセスキオキサンモノマーを含むエポキシ樹脂マトリックスと、ｉｉ）光開始剤（ＰＩ）（すなわち、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン）と、光酸発生剤（ＰＡＧ（すなわち、ビス－４－メチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート）との組合せと、を含んでいた。樹脂組成物は、異なるシリカナノ粒子を含んでいた。官能化シリカナノ粒子は、アクリル表面官能基を有し、１０ｎｍ又は２０ｎｍのいずれかの粒子サイズを有していた。非官能化シリカナノ粒子は、いかなる表面官能基も有さない二酸化ケイ素であった。

表１に示す樹脂組成物をそれぞれ、約９７％のＰＧＭＥＡ及び約３％のＤＭＳＯを含有する溶媒混合物で希釈して、約１８質量％の固形分を含む樹脂組成物を得た。

実施例の樹脂１の希釈形態は、澄んでおり、実質的に透明な溶液であり、スピンコーティングされ、首尾よくインプリントされ得た。

比較例の樹脂２の希釈形態は濁っており、不透明であった。比較例の樹脂２の希釈形態はスピンコートされたが、首尾よくインプリントされなかった。これらの結果は、非官能化シリカナノ粒子がナノインプリント可能な樹脂組成物を形成するのに好適でないことを示した。

比較例の樹脂３の希釈形態も濁っており、不透明であった。比較例の樹脂３の希釈形態はスピンコートされ得たが、首尾よくインプリントされ得なかった。これらの結果は、１０ｎｍ超の粒子サイズを有する官能化シリカナノ粒子が、ナノインプリント可能な樹脂組成物を形成するのに好適でないことを示した。

これらの結果は、シリカナノ粒子の官能性及び粒子サイズの両方が、エポキシ樹脂が首尾よくインプリントされ得るかどうかに影響を与えることを示す。

実施例２
対照樹脂組成物、２つの実施例の樹脂組成物、及び比較例の樹脂組成物を調製した。

各樹脂組成物は、ｉ）グリシジル多面体オリゴマーシルセスキオキサン及びエポキシシクロヘキシル多面体オリゴマーシルセスキオキサンモノマーを含むエポキシ樹脂マトリックスと、ｉｉ）光開始剤（ＰＩ）（すなわち、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン）と、光酸発生剤（ＰＡＧ（すなわち、ビス－４－メチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート）との組合せと、を含んでいた。対照樹脂組成物は、官能化シリカナノ粒子を含まなかった。実施例の樹脂組成物は、本明細書に記載の範囲内の異なる量で官能化シリカナノ粒子（粒子サイズ１０ｎｍ）を含んでいた。比較例の樹脂組成物は、本明細書に記載の範囲外の量の官能化シリカナノ粒子（粒子サイズ１０ｎｍ）を含んでいた。樹脂組成物（液体キャリアなし）を表２に示す。

表２に図示する各樹脂組成物の粘度は、Ｘ－ＲＩＴＥ（商標）粘度計を使用して、２５℃で測定した。結果を図４に図示する（樹脂は、名称及び官能化シリカナノ粒子の質量％によって識別される）。対照樹脂４（官能化シリカナノ粒子を含まない）は、実際に最も高い粘度を有していた。官能化シリカナノ粒子は、凝集が最小限から皆無であり、したがって、実施例及び比較例の樹脂組成物の粘度を増加させない。実施例の樹脂５及び６並びに比較例の樹脂７の粘度は、所望の層厚さに堆積されるのに好適な範囲内にある。

表２に示す樹脂組成物をそれぞれ、約９７％のＰＧＭＥＡ及び約３％のＤＭＳＯを含有する溶媒混合物で希釈して、約１８質量％の固形分を含む樹脂組成物を得た。

対照樹脂４、実施例の樹脂５及び６、並びに比較例の樹脂７のそれぞれの希釈形態をガラスウェハ上にスピンコートし、ハンドインプリントを生成した。５秒、２０秒、又は３０秒を含む異なる露光時間を使用して、（３６５ｎｍにおける入射ＵＶ光を使用して）インプリントされた樹脂組成物を硬化した。この説明全体を通して、硬化したインプリント樹脂は、硬化樹脂を生成するために使用される樹脂組成物によって識別される。

５秒及び２０秒で硬化したインプリント樹脂（対照樹脂４、実施例の樹脂５及び６、並びに比較例の樹脂７）のそれぞれについて、硬度測定を行った。ナノインデンターを使用して硬度測定を行い、結果を図５に示す。図５に示されるように、硬度は、概して、２０秒で硬化した比較例の樹脂７を除いて、官能化シリカナノ粒子濃度の増加とともに増加した。２０秒で硬化した比較例の樹脂７の結果は、多量の官能化シリカナノ粒子が重合プロセスを妨げている可能性があることを示している。２０秒で硬化した実施例の樹脂６は、２０秒で硬化した対照樹脂４と比較して、硬度が約３０％増加した。

硬化したインプリント樹脂（５秒及び２０秒で硬化した）の硬化の程度をＦＴＩＲで評価した。結果を図６に示している。Ｙ軸は、２９９０ｃｍ^－１における補正強度を表し、この波長での強度と樹脂の硬度、したがってエポキシモノマーの硬化度との間に相関関係がある。２９９０ｃｍ^－１における、低い補正強度は、高い硬化度に対応する。図６に図示される結果は、樹脂の硬化度が、エポキシ樹脂マトリックス中に最大２１質量％の官能化シリカナノ粒子を充填することによって大幅には影響されないことを示す。対照的に、より多量（例えば、比較例の樹脂７における４２質量％）は、重合プロセスを妨げ、同じ硬化条件下でより少ない硬化樹脂をもたらした可能性がある。硬化度に悪影響を及ぼすことなく、本明細書で開示するエポキシ樹脂マトリックス中に含まれ得る官能化シリカナノ粒子の最大量は、約３５質量％（例えば、３５．８質量％）である。

図７は、硬化したインプリント樹脂のそれぞれについて、ＦＴＩＲ結果に対する硬度結果をプロットしたものである。２０秒硬化時及び５秒硬化時の値が表示されている。このグラフは、添加される官能化シリカナノ粒子の量にかかわらず、硬化時間が長いほど硬度が増加することを示す。このグラフはまた、官能化シリカナノ粒子の４２％が、２９９０ｃｍ^－１における補正ＩＲ強度を望ましくなく増加させることを示す。２０秒硬化時の比較例の樹脂７の硬度の減少（２０秒硬化時の実施例の樹脂６の結果と比較したとき）は、官能化シリカナノ粒子の４２％が含まれる場合、硬化の程度が悪影響を受けることを示す。

硬化したインプリント樹脂（５秒及び２０秒で硬化された）のそれぞれについて、並びに３０秒で硬化された実施例の樹脂６で生成された別のインプリントについて、自己蛍光（autofluorescence、ＡＦ）を測定した。樹脂６は３０秒で硬化した。結果を図８に示している。Ｙ軸は、青色の蛍光強度を表す（任意単位（arbitrary unit、ａｕ））。図８に図示するように、青色の蛍光強度は、樹脂組成物に関係なく、硬化時間が長くなるとともに増加した。２０秒間及び５秒間硬化させた全ての樹脂組成物の青色強度は１２，０００未満であり、官能化シリカナノ粒子の添加が自己蛍光に悪影響を及ぼさないことを示した。実施例の樹脂６の硬化時間を３０秒に増加させると、青色は１２，０００を超えて増加した。このことは、より多量の官能化シリカナノ粒子を含む樹脂組成物が、短い硬化時間での低い自己蛍光という観点では、より良好に性能を発揮し得るということを示している。

実施例の樹脂６の硬化（２０秒間）インプリントの一部のＳＥＭ画像が図９に図示されている。図示されているように、作業スタンプからのナノサイズの特徴は、硬化したインプリントに凹部として首尾よくインプリントされた。凹部の深さ、側壁の角度、頂部の直径などの品質測定もまた行った。結果は本明細書で再現しないが、使用したマスターテンプレートに対する予測値の範囲内であった。実施例の樹脂に、高品質の微細な特徴をパターン形成可能であることを、品質測定は示す。

追記事項
以下により詳細に考察される、前述の概念及び更なる概念の全ての組合せが、（かかる概念が相互に矛盾しなければ）本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図されることを理解されたい。具体的には、本開示の終わりに現れる特許請求される主題の全ての組合せは、本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図される。本明細書で明示的に用いられ、また参照により組み込まれる任意の開示においても出現し得る用語は、本明細書で開示される特定の概念と最も一致する意味が与えられるべきであることも理解すべきである。

「一例（one example）」、「別の例」、「一例（an example）」などへの本明細書全体を通じての言及は、例に関連して記載されている特定の要素（例えば、特徴、構造、及び／又は特性）が、本明細書に記載されている少なくとも１つの例に含まれており、他の例に存在していても、存在していなくてもよいことを意味している。加えて、文脈上明確に別段の指示がない限り、任意の例に関する記載の要素は、様々な例において任意の好適な様式で組み合わせられ得ることを理解すべきである。

本明細書に提供される範囲は、そのような値又は部分範囲が明示的に列挙されているかのように、示される範囲及びその示される範囲内の任意の値又は部分範囲を含むことを理解されたい。例えば、約４００ｎｍ～約１μｍ（１０００ｎｍ）の範囲は、約４００ｎｍ～約１μｍの明示的に引用された制限を含むだけでなく、個別の値、例えば約７０８ｎｍ、約９４５．５ｎｍなど、及び部分範囲、例えば約４２５ｎｍ～約８２５ｎｍ、約５５０ｎｍ～約９４０ｎｍなどもまた含むと解釈されなければならない。更に、「約」及び／又は「実質的に」が値を説明するために使用される場合、これらは、記載した値の微小な変化（最大±１０％）を包含することを意味する。

いくつかの実施例を詳細に説明してきたが、開示された例は修正され得ることを理解すべきである。したがって、これまでの説明は非限定的なものであると考えるべきである。

Claims (18)

1. 樹脂組成物であって、
   エポキシ樹脂マトリックスと、
   前記エポキシ樹脂マトリックスに組み込まれた官能化シリカナノ粒子であって、最大約１０ｎｍの平均粒子サイズを有する、官能化シリカナノ粒子と、を含む、樹脂組成物。
2. 前記官能化シリカナノ粒子が表面官能基を有し、前記表面官能基が、アクリル官能基、カルボキシ官能基、アミノ官能基、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載の樹脂組成物。
3. 前記官能化シリカナノ粒子が、前記樹脂組成物中の総固形分を基準として、０質量％超～最大約３５質量％の範囲の量で存在する、請求項１に記載の樹脂組成物。
4. 前記官能化シリカナノ粒子が、前記樹脂組成物中の総固形分を基準として、約１２質量％～約２５質量％の範囲の量で存在する、請求項１に記載の樹脂組成物。
5. 前記エポキシ樹脂マトリックスが、エポキシ官能化シルセスキオキサン、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、テトラキス（エポキシシクロヘキシルエチル）テトラメチルシクロテトラシロキサン、（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー、１，３－ビス［２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル］テトラメチルジシロキサン、１，３－ビス（グリシドキシプロピル）テトラメチルジシロキサン、３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシシクロ－ヘキサンカルボキシレート、ビス（（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル）アジペート、４－ビニル－１－シクロヘキセン１，２－エポキシド、ビニルシクロヘキセンジオキシド、４，５－エポキシテトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、１，２－エポキシ－３－フェノキシプロパン、メタクリル酸グリシジル、１，２－エポキシヘキサデカン、ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールグリシジルエーテル、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、及びこれらの組合せからなる群から選択されるエポキシ材料を含む、請求項１に記載の樹脂組成物。
6. 液体キャリアを更に含む、請求項１に記載の樹脂組成物。
7. 樹脂組成物であって、
   液体キャリアと、
   前記液体キャリア中に分散された固体と、を含み、前記固体が、
   エポキシ官能化シルセスキオキサン、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、テトラキス（エポキシシクロヘキシルエチル）テトラメチルシクロテトラシロキサン、（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー、１，３－ビス［２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル］テトラメチルジシロキサン、１，３－ビス（グリシドキシプロピル）テトラメチルジシロキサン、３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシシクロ－ヘキサンカルボキシレート、ビス（（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル）アジペート、４－ビニル－１－シクロヘキセン１，２－エポキシド、ビニルシクロヘキセンジオキシド、４，５－エポキシテトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、１，２－エポキシ－３－フェノキシプロパン、メタクリル酸グリシジル、１，２－エポキシヘキサデカン、ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールグリシジルエーテル、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、及びこれらの組合せからなる群から選択されるエポキシ材料と、
   官能化シリカナノ粒子と、
   直接光酸発生剤、及びフリーラジカル光開始剤と光酸発生剤との組合せからなる群から選択される開始系と、
   任意選択的な表面添加剤と、からなる、樹脂組成物。
8. 前記官能化シリカナノ粒子が、最大約１０ｎｍの平均粒子サイズを有する、請求項７に記載の樹脂組成物。
9. 前記エポキシ材料が、前記樹脂組成物中の総固形分を基準として、約６５質量％～１００質量％未満の範囲の量で存在し、
   前記官能化シリカナノ粒子が、前記樹脂組成物中の総固形分を基準として、０質量％超～最大約３５質量％の範囲の量で存在する、請求項７に記載の樹脂組成物。
10. 前記官能化シリカナノ粒子が表面官能基を有し、前記表面官能基が、アクリル官能基、カルボキシ官能基、アミノ官能基、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項７に記載の樹脂組成物。
11. フローセルであって、
    基材と、
    前記基材上の硬化されたパターン形成された樹脂と、を含み、前記硬化されたパターン形成された樹脂が、間隙領域により分離されている凹部を含み、前記硬化されたパターン形成された樹脂が、
    エポキシ樹脂マトリックスと、
    前記エポキシ樹脂マトリックスに組み込まれた官能化シリカナノ粒子であって、最大約１０ｎｍの平均粒子サイズを有する官能化シリカナノ粒子と、を含む硬化形態の樹脂組成物を含む、フローセル。
12. 前記凹部におけるヒドロゲルと、
    前記ヒドロゲルに付着した増幅プライマーと、
    を更に含む、請求項１１に記載のフローセル。
13. 前記官能化シリカナノ粒子が表面官能基を有し、前記表面官能基が、アクリル官能基、カルボキシ官能基、アミノ官能基、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１１に記載のフローセル。
14. 前記エポキシ樹脂マトリックスが、エポキシ官能化シルセスキオキサン、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、テトラキス（エポキシシクロヘキシルエチル）テトラメチルシクロテトラシロキサン、（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー、１，３－ビス［２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル］テトラメチルジシロキサン、１，３－ビス（グリシドキシプロピル）テトラメチルジシロキサン、３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシシクロ－ヘキサンカルボキシレート、ビス（（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル）アジペート、４－ビニル－１－シクロヘキセン１，２－エポキシド、ビニルシクロヘキセンジオキシド、４，５－エポキシテトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、１，２－エポキシ－３－フェノキシプロパン、メタクリル酸グリシジル、１，２－エポキシヘキサデカン、ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールグリシジルエーテル、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、及びこれらの組合せからなる群から選択されるエポキシ材料を含む、請求項１１に記載のフローセル。
15. 方法であって、
    エポキシ樹脂マトリックスと液体キャリアとを混合して、混合物を形成することと、
    最大約１０ｎｍの平均粒子サイズを有する官能化シリカナノ粒子を前記混合物に組み込み、それによって、希釈された樹脂組成物を形成することと、を含み、前記官能化シリカナノ粒子が、前記希釈された樹脂組成物中の総固形分を基準として、０質量％超～最大約３５質量％の範囲の量で存在する、方法。
16. 前記希釈された樹脂組成物を基材上に塗布し、それによって、前記液体キャリアの少なくとも一部を蒸発させて、ナノインプリント可能な樹脂組成物を形成することと、
    前記ナノインプリント可能な樹脂組成物を、複数のナノ特徴を有する作業スタンプでインプリントすることと、
    前記作業スタンプが所定の位置にある間に、前記ナノインプリント可能な樹脂組成物を硬化させ、それによって、前記基材上に硬化されたパターン形成された樹脂を形成することと、を更に含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記官能化シリカナノ粒子が表面官能基を有し、前記表面官能基が、アクリル官能基、カルボキシ官能基、アミノ官能基、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
18. 前記エポキシ樹脂マトリックスが、エポキシ官能化シルセスキオキサン；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル；テトラキス（エポキシシクロヘキシルエチル）テトラメチルシクロテトラシロキサン；（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー；１，３－ビス［２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル］テトラメチルジシロキサン；１，３－ビス（グリシドキシプロピル）テトラメチルジシロキサン；３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシシクロ－ヘキサンカルボキシレート；ビス（（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル）アジペート；４－ビニル－１－シクロヘキセン１，２－エポキシド；ビニルシクロヘキセンジオキシド；４，５－エポキシテトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル；１，２－エポキシ－３－フェノキシプロパン；メタクリル酸グリシジル；１，２－エポキシヘキサデカン；ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル；ペンタエリスリトールグリシジルエーテル；１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル；テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル；及びそれらの組合せからなる群から選択されるエポキシ材料を含む、請求項１５に記載の方法。

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