JP4285206B2

JP4285206B2 - 給電用配線が延設されたバイオアッセイ用基板

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Application number: JP2003380787A
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Inventors: 啓由尾
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Description

本発明は、円盤状基板からなるＤＮＡチップその他のバイオアッセイ用基板に関する。より詳しくは、円盤状基板の所定箇所に設けられた通電部から基板上に配列された各反応領域中の電極に向けて延設される給電用配線の構成に係わる技術に関する。

本発明に関する第一の従来技術は、マイクロアレイ技術によって所定のＤＮＡが微細配列された、いわゆるＤＮＡチップ又はＤＮＡマイクロアレイ（以下、「ＤＮＡチップ」と総称。）と呼ばれるバイオアッセイ用の集積基板に関する技術である。このＤＮＡチップ技術は、ガラス基板やシリコン基板上に多種・多数のＤＮＡオリゴ鎖やｃＤＮＡ（complementary DNA）等が集積されていることから、ハイブリダイゼーション等の分子間相互反応の網羅的解析が可能となる点が特徴とされている。このためＤＮＡチップは、遺伝子の変異解析、ＳＮＰｓ（一塩基多型）分析、遺伝子発現頻度解析等に利用されており、創薬、臨床診断、薬理ジェノミクス、法医学その他の分野において広範囲に活用され始めている。ＤＮＡチップ以外にも、基板上にタンパク質を固定したプロテインチップや種々の物質間の相互作用を解析するためのバイオセンサーチップなども開発されている。

第二の従来技術は、液相中において荷電して存在する物質に対する電界の作用に係わる技術である。具体的には、ヌクレオチド鎖（核酸分子）は、液相中において電界の作用を受けると伸長又は移動することが知られており、その原理は、ヌクレオチド鎖の骨格をなすリン酸イオン（陰電荷）とその周辺にある水がイオン化した水素原子（陽電荷）とによってイオン曇を作っていると考えられ、これらの陰電荷及び陽電荷により生じる分極ベクトル（双極子）が、高周波高電圧の印加により全体として一方向を向き、その結果としてヌクレオチド鎖が伸長し、加えて、電気力線が一部に集中する不均一電界が印加された場合、ヌクレオチド鎖は電気力線が集中する部位に向かって移動する（非特許文献１参照）。また、数十から数百μｍのギャップを持つ微細電極中にＤＮＡ溶液をおき、ここに１ＭＶ／ｍ、１ＭＨｚ程度の高周波電界を印加すると、ランダムコイル状で存在するＤＮＡに誘電分極が生じ、その結果、ＤＮＡ分子は電界と平行に直線状に引き伸ばされる。そして、この誘電泳動と呼ばれる電気力学的効果によって、分極したＤＮＡは自発的に電極端へと引き寄せられ、電極エッジにその一端を接した形で固定されることが知られている（非特許文献２参照）。
Seiichi Suzuki，Takeshi Yamanashi,Shin-ichi Tazawa,Osamu Kurosawa and Masao Washizu:"Quantitative analysis on electrostatic orientation of DNA in stationary AC electric field using fluorescence anisotropy",IEEE Transaction on Industrial Applications,Vol.34,No.1,P75-83(1998)。鷲津正夫、「見ながら行うＤＮＡハンドリング」、可視化情報Ｖｏｌ．２０Ｎｏ．７６（２０００年１月）。

現況のＤＮＡチップ技術は、物質間の相互作用の場を提供する反応領域を基板に予め多数設定しておき、この反応領域中にＤＮＡプローブ等の検出用ヌクレオチド鎖を固定しておくことによって、この検出用ヌクレオチド鎖と相補的な標的ヌクレオチド鎖との間の相互作用であるハイブリダイゼーションを網羅的に解析する技術として普及しつつある。

このＤＮＡチップ技術を実施する場合において、前記反応領域中に前記検出用ヌクレオチド鎖（例えば、ＤＮＡプローブ）を、丸まったランダムコイル様の状態ではなく、伸長状態で固定しておくことが可能となれば、物質の高次構造に起因する、いわゆる立体障害の弊害や前記検出用ヌクレオチド鎖と周辺表面との干渉（例えば、付着や接触）がなくなるので、ハイブリダイゼーションの効率が向上すると考えられる。

この新規着想に基づいて、基板上に配列される反応領域中に、検出用表面として機能する電極を予め配置しておき、この電極とこれに対向する電極との間で、反応領域中の液相に高周波電界を印加する構成を案出し、これによって、該液相中にランダムコイル状で存在する検出用ヌクレオチド鎖を高周波電界の作用で伸長させ、かつ前記電極エッジにその末端部位を固定させるとともに、効率良くハイブリダイゼーションを進行させることができる技術を確立することができた。

しかし、前記技術を実施するに当たっては、基板上の多数の電極への通電手段が必須となるため、電極を有する反応領域が様々な配列形態で、多数配設可能な円盤状基板を採用した場合においては、各電極に給電するための多数の配線を、干渉がないように基板上に整然と延設しなければならない。

また、円盤状の基板においては、反応領域が周方向あるいは放射状に配列された特有の形態になることが必然であるから、このような配列形態により好適に対応した配線構成、具体的には、基板上全体に反応領域をできるだけ均一に、かつ高密度に配列できる配線構成を案出し、また、配線抵抗の低減にも工夫を施さなければならない。

また、多数の反応領域が配列された円盤状基板の記録情報を読み取る際には、ＣＤその他の光ディスクの記録情報読み取り作業と同様に、回転同期サーボやトラッキングサーボをかけることを前提とする。従って、これらのサーボに利用できる専用の信号やマークを基板から読み取ることができるようにする必要があるので、基板上の構成がより複雑になってしまうという問題が生じるので、この問題を解決できる技術を開発する必要がある。

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、給電用配線構成に工夫が施された円盤状のバイオアッセイ用基板を提供することを主な目的とする。

まず、本発明では、物質間の相互作用の場となる反応領域が配設され、前記反応領域に電極が設けられた構成を備える円盤状基板であって、前記基板中心部に設けられた通電部から前記電極に接続する給電用配線が延設されているバイオアッセイ用基板を提供する。

前記構成を備えるバイオアッセイ用基板では、円盤状の形態を有している基板の中心部位置を選択して、外部電源からの電流が供給される箇所として機能する「通電部」を設ける。この通電部を、本発明では、基板全域に所定パターンで配設されている各反応領域中のそれぞれの電極に向けて延設される全ての給電用配線に電流を供給するための共通通電部として利用する。なお、前記通電部は、例えば、円形又はリング状に形成でき、また、単一の通電領域あるいは複数の独立した部分通電領域に分割されている形態を採用してもよい。

前記給電用配線は、前記通電部の単一の通電領域や部分通電領域に接続されて（基板の）外周側へ延設された第１配線と、該第１配線から枝分れして導出された第２配線と、から構成し、この第１配線を、例えば、前記通電部から放射状に延設させることができる。また、前記第１配線は、基板上の反応領域の配列パターン等に応じて、直線状の配線や曲線状の配線のいずれの形状も採用可能であり、そして、これらの形状を組み合わせてもよい。

前記第１配線から枝分かれする第２配線は、周方向に延設するように構成されているので、基板全域を網羅できる。この第２配線は、上方から視たときに、例えば、同心円状又はスパイラル状をなすように適宜選択することもできる。また、この第２配線を、基板を半径方向で視たときに、隣り合う前記第１配線から交互に導出された配線構成を採用することもでき、第２配線のそれぞれが、一つの第１配線にのみ接続されている構成や複数の第１配線に接続する構成も自由に採用することができる。

ここで、本発明では、上記した第２配線を基板上の記録情報を読み取る際の回転同期信号やトラッキング信号の基準として用いることによって、基板上に別途の信号基準を設ける必要がなくなるので、この点で、基板の構成あるいは構造を簡素化できる。

基板中心部に設けられた前記通電部の中央部には、所定口径の孔を形成しておき、さらに、この孔に、挿着されて前記通電部に電流を供給する通電治具の位置決め部位を設けておくことができる。さらに、前記孔には、該孔に挿着されるチャッキング治具の周方向の位置決め部位を設けておくことができ、これらの位置決め部位を兼用してもよい。

前記位置決め部位としては、前記孔に形成された凹部又は凸部を採用することができる。また、前記孔の形状によって、該孔に挿着される通電治具又は／及びチャッキング治具の周方向の位置決めがなされるようにしてもよい。

以上説明した前記給電用配線を複数の配線層を用いて形成することができ、また、複数の配線層に延設された各給電用配線が前記通電部に臨むように露出しておき、この露出する配線末端部を前記通電部に接続させるという構成を採用できる。

また、複数の配線層のうちの少なくとも一層を全面一様な電極層で形成したり、複数の配線層の少なくとも一層を酸化物層などの絶縁層で覆うように工夫したりするという構成も採用する。

さらに、反応領域における前記相互作用の読み取り用励起光が入射する側に位置する配線層を該励起光波長領域で透明又は半透明な導電膜で形成するとう構成も採用する。この導電膜としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム−スズ−オキサイド）膜、π電子系導電ポリマー膜、厚さ５０μｍ以下の金属薄膜のいずれかから選択された膜で形成することができる。

本発明に係るバイオアッセイ用基板によれば、円盤状の基板に対して電極が付設された反応領域を配列する場合において、基板上に、前記電極に接続する給電用配線を整然と、かつ高密度で配線できるので、基板の内外周位置を問わず、反応領域の配列密度をより均一化、かつ高密度化することが可能となり、配線抵抗も少なくすることができる。

また、本発明に係るバイオアッセイ用基板で採用した配線構成によれば、反応領域に付設される電極に対して、該電極配置構成を問わず、確実に給電を行うことができるので、基板設計の自由度を向上させることができる。

また、円盤状基板に延設された給電用配線を、記録情報読み取りの際に使用する回転同期信号の基準として、あるいはトラッキング信号の基準として、兼用することができる結果、これらの信号を得るためのピット群やバーコード群などの専用の信号やマークを基板に設けなくてもよくなるので、基板の構成をより簡素化できる。

以下、本発明を実施するための好適な形態について、添付図面を参照しながら説明する。まず、図１は、本発明に係るバイオアッセイ用基板の典型的な実施形態の構成を簡略に示す外観斜視図である。

図１中の符号１は、本発明に係るバイオアッセイ用基板（以下「基板」と略称。）の典型的な実施形態を示している。この基板１は、合成樹脂やガラス等の絶縁部材で形成されており、図１に示すように、上方視、円盤状の形態を備えている。この基板１上には、多数の反応領域２が放射状あるいは周方向又はスパイラル状に配設され、グループ分け可能な構成とされている。

これらの反応領域２は、物質間の相互作用（例えば、ハイブリダイゼーション）の場を提供する微少な領域であって、一般には、液相やゲル等を貯留又は保持することができるウエル形状（凹部形状）を有している。図１には、理解を深めるために、基板１の外周付近に位置する反応領域２のひとつを拡大して示す図を付している。

この図１の付記図に示されているように、全ての反応領域２には、例えば、対向する電極Ｅ_１,Ｅ_２などの電極が、その目的に応じて、必要数、必要箇所に配置され、この対向電極Ｅ_１,Ｅ_２を介して、反応領域２に対して、高周波交流電界や直流電界等が、目的に応じて、適宜選択されて印加される。なお、電極Ｅ_１,Ｅ_２の配置構成や反応領域２の形状は、図１に示された形態に限定するものではない。

前記した反応領域２のいずれかの表面部分（例えば、電極表面）には、ＤＮＡプローブ等の検出用物質が固定化できるようにしてもよい。ハイブリダイゼーションを検出するために、プローブＤＮＡが用いられる場合を例に挙げると、その固定方法としては、一方の電極（例えば、電極Ｅ_１）の表面とプローブＤＮＡの末端がカップリング反応等の反応によって固定されるようにしても良い。

例えば、ストレプトアビジンによって表面処理された電極表面の場合には、ビオチン化されたプローブＤＮＡ末端の固定に適している。あるいは、チオール（ＳＨ）基によって表面処理された電極表面の場合には、チオール基が末端に修飾されたプローブＤＮＡをジスルフィド結合（−Ｓ−Ｓ−結合）により固定することに適している。

次に、基板１の中心部には、円形状その他の形態を備える通電部３が形成されている。この通電部３は、外部電源に接続された、図示しない通電治具が接触する給電点あるいは給電領域として機能し、以下に説明するような配線構成の給電用配線（図１では示さず。）を介して、上記した各反応領域２の電極Ｅ_１，Ｅ_２群に給電する役割を果たす。なお、この通電部３は、図示されたような円形の形状に限定されず、例えば、リング状や分割された形状に形成してもよい。

以下に説明する各実施形態に係るバイオアッセイ用基板において、情報記録のために用いられる基板は、基本的には、全て上記したような構成を共通に備えている。このような共通の基板構成部分については、以下では、その詳細説明を割愛することとし、また、図２〜図１３では、専ら配線用基板（又は配線層）の構成を示すものとする。

以下、図２〜図１７に基づいて、本発明に係るバイオアッセイ用基板（以下「基板」と略称。）を構成する配線用基板（又は配線層）の具体的な実施形態を説明する。

この配線用基板（又は配線層）は、上記した情報記録用の基板１（反応領域２が配設された基板）に一体化されて、一つのバイオアッセイ用基板を形成する。

まず、図２は、本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第１実施形態（１ａ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。

この基板１ａの中心部には、所定口径の円形状の通電部３１が設けられている。この通電部３１からは二本の直線状の給電用配線４１,４１が、基板外周方向に向かって延設されている。

この図２では、給電用配線４１が二本形成されているが、本発明に係る基板の給電用配線の本数はこれに限定する趣旨ではなく、基板上の反応領域２の配列構成等に応じて適宜選択することができる。なお、給電用配線の本数に関して、図示された本数に限定されない点は、以下の実施形態でも同様であるので、都度の注釈的説明を割愛する。

図３は、本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第２実施形態（１ｂ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。

この第２実施形態では、曲線状の給電用配線４２,４２が、中央に位置する円形の通電部３１から延設されていることが特徴である。このような曲線状の給電用配線４２は、以下に説明する全ての実施形態においても、適宜採用可能である。

続いて、図４は、本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第３実施形態（１ｃ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。

この基板１ｃの中心部には二分割された別個独立の部分通電領域３２,３２が形成されている。例えば、直流電界を印加する場合では、一方の部分通電領域３２を陽電極として機能させ、他方の部分通電領域３２を陰電極として機能させることができ、この点については、後述する図面に示された、分割形態の部分通電領域においては同様である。

そして、この部分通電領域３２,３２のそれぞれからは、給電用配線４１が各１本導出されている。なお、分割された部分通電領域３２の数は、図示されたような二つに限定されず、目的に応じて適宜選択可能である。部分通電領域の数について、図示された数に限定されない点は、以下同様であるので、都度の注釈的説明を行わない。

次に、図５は、本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第４実施形態（１ｄ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。

この基板１ｄの中心部には、上方視、リング状の通電部３３が形成されており、この通電部３３からは、二本の給電用配線４１,４１が基板外周方向に向かって延設されている。

前記通電部３３の内側領域に形成された、符号５で示された円形部分は、図示しない通電治具やディスクリーダー／ライター等のチャッキング治具が挿着される孔（貫通しない穴を含む。以下同様。）を示している。なお、リング状の通電部３３の内側領域には、前記したような孔５を形成しない構成も採用可能である。

ここで、図５に示された符号５１は、前記孔５に形成された切り欠き様の凹部である。この凹部５１は、前記した通電治具やチャッキング治具の周方向Ｘの位置ズレを防止するための位置決め部位として機能する。

なお、図６は、基板１ｄの変形形態を示す図である。この図６に示されている通電部３４の内周部に形成された凸部５２は、前記同様の位置決め部位として機能する。

続いて、図７は、本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第５実施形態（１ｅ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。

この基板１ｅの中心部の通電部３５の外形は円形であり、その基板中心部分には、二等辺三角形からなる孔６が形成されている。この孔６の形状によって、該孔６に挿着される通電治具やチャッキング治具の周方向Ｘ（図５、図６参照）の位置決めを行うことができる。

このような位置決め機能を有する孔６の形状は、二等辺三角形に限定されず、前記治具の挿着位置が一つだけに定まる形状であれば適宜採用できる。例えば、しずく図形、ハート形状、クローバー形状などを挙げることができる。

図８は、本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第６実施形態（１ｆ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。

この基板１ｆでは、中心部に既述した凹部５１（凸部５２でもよい。）を有する孔５が形成されており、該孔５を囲むように、外観視、略半円形状に分割された別個独立の部分通電領域３６,３６が形成されている。そして、この部分通電領域３６,３６のそれぞれから一本の給電用配線４１が基板外周方向に向けて延設されている。

図９は、本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第７実施形態（１ｇ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。

この基板１ｆでは、その中心部に、凸部５２（又は凹部５１でもよい。）を有する孔５が形成され、この孔５を囲むように、リング状の通電部が三分割された如き形態をなす、別個独立の部分通電領域３７,３７,３７が形成されている。そして、この部分通電領３７,３７,３７のそれぞれからは、一本の給電用配線４１が基板外周方向に向けて延設されている。

続いて、図１０は、本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第８実施形態（１ｈ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。

この基板１ｈは、二分割された部分通電領域３６,３６からそれぞれ延設されて、給電用の主配線（基幹配線）として機能する第１配線４０１,４０１と、この第１配線４０１,４０１から枝分かれして周方向に円弧を描くように延設された第２配線４０２群と、を備えている。

例えば、第１配線４０１の幅は５０μｍ、第２配線の幅は５μｍに設計することができる（以下同様）。なお、部分通電領域３６,３６の内側には凹部５１（凸部５２でもよい。）を備える孔５が形成されている。

前記第１配線４０１を、基板１ｈの中心から外周方向へあるいは外周側から中心側へ見ていくとわかるように、第１配線４０１（４０１ａ，４０１ｂ）には、第２配線４０２の一端が交互に接続されている（図１０参照）。

より具体的には、第２配線４０２１の一端は第１配線４０１ｂに接続され、第２配線４０２２の一端は第１配線４０１ａに接続され、第２配線４０２３の一端は第１配線４０１ｂに接続され、第２配線４０２４の一端は第１配線４０１ａに接続され、第２配線４０２５の一端は第１配線４０１ｂに接続されている。そして、このような構成の第２配線４０２群は、上方から視たときに、同心円状をなすようになっている（図１０参照）。

第２配線４０２群は、例えば、図１０において仮想線円で示された基板領域Ｙ等に配列された各反応領域２中の電極Ｅ_１又はＥ_２（図１参照）に接続されており、これらの電極Ｅ_１，Ｅ_２に、高周波交流電界や直流電界等を印加するための給電用配線として機能する（以下同様）。

なお、基板の半径方向に延設されている第１配線４０１を回転同期信号の基準として用いたり、周方向に延設されている第２配線４０２をトラッキング信号の基準として用いたりすることもできるので好適である（以下同様）。

次に、図１１は、本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第９実施形態（１ｉ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。

この基板１ｉは、四分割された部分通電領域３８,３８,３８,３８を備える。この部分通電領域３８,３８,３８,３８は、例えば、直流電界を印加する場合では、周方向に交互に、陽電極、陰電極、陽電極、陰電極の通電部として機能させることができる。

この部分通電領域３８,３８,３８,３８からは、それぞれ延設された給電用の主配線（基幹配線）として機能する第１配線４０１,４０１,４０１,４０１が導出しており、さらには、各第１配線４０１から枝分かれして周方向に円弧を描くように、延設された第２配線４０２群が延設されている。なお、部分通電領域３８,３８,３８,３８の内側には、凸部５２（又は凹部５１でもよい。）を備える孔５が形成されている。

この基板１ｉにおける第１配線４０１に対する第２配線４０２の接続構成あるいは第１配線４０１からの第２配線４０２の枝分かれ構成は、上記基板１ｈの場合と同様であって、図１０同様に、上方から視たときに、同心円状をなすように第２配線４０２群が延設されている（図１１参照）。

また、図１１に示された基板１ｉの第２配線４０２群は、隣り合う第１配線４０１、４０１から交互に導出されるとともに、各第２配線４０２が一本の第１配線４０２のみに接続する配線構成を備えている。

次に、図１２は、本発明で用いる配線用基板（配線層）の第１０実施形態（１ｊ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。

この基板１ｊは、二分割された部分通電領域３６,３６からそれぞれ延設され、給電用の主配線（基幹配線）として機能する第１配線４０１,４０１と、この第１配線４０１,４０１から枝分かれし、上方視、スパイラル状をなしている第２配線４０２群と、を備えている。なお、部分通電領域３６,３６の内側には、凹部５１（凸部５２でもよい。）を備える孔５が形成されている。

ここで、この図１２に示された基板１ｊと図１０に示された基板１ｈとを比較参照すれば理解が容易なように、基板１ｊの第２配線４０２群は、半径方向内側から順番に、口径が少しずつ大きくなる半円形を描くように、第１配線４０１から交互に枝分かれしており、全体外観視、スパイラル状の配線構成を備えていることが理解できる。また、すべての第２配線４０２は、一本の第１配線４０１にのみ接続されている（図１２参照）。

図１３は、本発明で用いる配線用基板（配線層）の第１１実施形態（１ｋ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。

この基板１ｋは、四分割された部分通電領域３８,３８,３８,３８からそれぞれ延設され、給電用の主配線（基幹配線）として機能する四本の第１配線４０１,４０１,４０１,４０１を備える。そして、これらの各第１配線４０１から枝分かれする、第２配線４０２群と、を備えている。図１３に示された基板１ｋの第２配線４０２は、上記基板１ｊ同様に、上方視、スパイラル状をなすように形成されている。なお、部分通電領域３８,３８,３８,３８の内側には、凸部５２（凹部５１でもよい。）を備える孔５が形成されている。

ここで、図１４は、図１よりも、より簡略化して示されている情報記録用の基板（層）１と配線用基板（配線層）（ここでは、図１０に示す基板1ｈを代表例として採用）とを、例えば重ね合わせることにより一体化して、一つのバイオアッセイ用基板が形成される様子が示されている。図１５は、基板（層）１と、配線用基板（配線層）1ｈと、が重ね合わされた状態を基板１の上方から視た平面図である。

基板１上の反応領域２は、給電用の第２配線４０２に沿うように、所定間隔で配置されている。図１４で示された例では、配線用基板の第２配線４０２は、同心円状に延設されているから、反応領域２も基板１上に同心円状に配列されている。なお、図１２や図１３に示す配線用基板（配線層）1ｊや1ｋのように、給電用の第２配線がスパイラル状に延設されている場合には、反応領域２も基板１上にスパイラル状に配列されることになる。

図１６は、反応領域２に配設された対向電極Ｅ_１，Ｅ_２に対する給電用配線の接続例を示す縦断面図である。

下層側に配置された、例えば符号１ｈ〜1ｋで示されたような配線用基板（配線層）の一つの第２配線４０２に、一方の電極Ｅ_１が接続されており、例えば、直流電界を印加する場合では、陽電極として利用される。他方の電極Ｅ_２は、前記第２配線の一つ外周側又は内周側の第２配線４０２（図１６では図示せず。）から延びる補助配線４０３に接続されており、例えば、直流電界を印加する場合では、陰電極として利用される。

また、複数の配線層を設けるようにしてもよい。例えば、図１７に示すように、反応領域２が形成された基板１をサンドイッチするように、二枚の配線用基板（配線層）を設けておき、反応領域２に臨む上方側の電極Ｅ_１１には、上層側の配線用基板（配線層）一つの第２配線４０２を接続し、前記電極Ｅ_１１に対向するように、反応領域２の底面に配置された電極Ｅ_１２には、下層側の配線用基板（配線層）の一つの第２配線４０２を接続することができる。

そして、反応領域２の底面に形成されたもうひとつの電極Ｅ_２１には、下層側の配線用基板（配線層）中の一つの第２配線４０２を接続し、前記電極Ｅ_２１との間で対向電極を形成する（反応領域２の上方に配置された）電極Ｅ_２２には、上層側の配線用基板（配線層）の一つの第２配線４０２を接続することができる。

このような配線接続構成を採用することによって、例えば、電極Ｅ_１１-Ｅ_１２間、電極Ｅ_２１−Ｅ_２２間で、反応領域２中に貯留又は保持された媒質（図示せず。）に対して、高周波交流電界や直流電界等を印加することができる。なお、図１７中の符号６は、基板１に重ね合わされている基板である。

反応領域２中に貯留又は保持された媒質に対する電界の印加は、その誘電泳動と呼ばれる電気力学的効果によって、該媒質中に存在する核酸分子を伸長させたり、移動させたりする場合などに、好適に利用することができる。

なお、各第２配線４０２が接続されている主配線である第１配線４０１は、基板中央の通電部（３１〜３８）に臨むように配線層から露出し、露出する配線末端部位において前記通電部に接続されるようにされている（図示せず。）。

複数の配線層のうちの少なくとも一層が全面一様な電極層（図示せず。）で形成することもでき、また、複数の配線層の少なくとも一層を絶縁層で覆うように工夫することもできる。なお、絶縁層はＳｉＯ_２やＴｉＯ_２などの酸化物層を採用することができる。

また、基板１上に配設された反応領域２で進行したハイブリダイゼーション等の相互作用は、公知の光学的、分光敵手段を用いて検出することができる。このとき、読み取るため（検出するための）所定波長の励起光（例えば、蛍光励起光）Ｐ（図１６、図１７参照）が入射する側に位置する配線層は、該励起光波長領域で透明又は半透明な絶縁層で形成しておくようにする。

本発明は、該基板上に電極が付設された反応領域が多数配列されるＤＮＡチップその他のバイオアッセイ用基板、特に円盤状の形態を有するバイオアッセイ用基板として利用することができる。

本発明に係るバイオアッセイ用基板（１）の典型的な実施形態の構成を簡略に示す外観斜視図である。本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第１実施形態（１ａ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第２実施形態（１ｂ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第３実施形態（１ｃ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第４実施形態（１ｄ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。同基板（１ｄ）の変形形態を示す図である。本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第５実施形態（１ｅ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第６実施形態（１ｆ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第７実施形態（１ｇ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第８実施形態（１ｈ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第９実施形態（１ｉ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第３実施形態（１ｊ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。本発明で用いる配線用基板（又は配線層）の第３実施形態（１ｋ）の配線基本構成を簡略に示す平面図である。簡略化して示されている情報記録用の基板（１）と配線用基板（配線層）とを重ね合わせて一体化し、一つのバイオアッセイ用基板が形成される様子を示す図である。基板（１）と配線用基板（1ｈ）とが重ね合わされた状態を基板（１）の上方から視た平面図である。反応領域（２）に配設された対向電極（Ｅ_１，Ｅ_２）対する給電用配線の接続例を示す縦断面図である。複数の配線層が設けられた一実施形態の反応領域（２）周辺部分の縦断面図である。

符号の説明

１（１ａ〜１ｋ）基板
２反応領域
３（３１〜３８）通電部
５孔
４１,４２給電用配線
５１，５２位置決め部位
４０１第１配線
４０２第２配線
Ｅ_１，Ｅ_２（対向）電極
Ｅ_１１，Ｅ_１２（対向）電極
Ｅ_２１，Ｅ_２２（対向）電極

Claims

物質間の相互作用の場となる反応領域が配設され、前記反応領域に電極が設けられた構成を備える円盤状基板であって、
前記基板中心部に設けられた通電部から前記電極に接続する給電用配線が延設されているバイオアッセイ用基板。
前記給電用配線は、前記通電部から外周側へ延設された第１配線と、該第１配線から枝分れして導出された第２配線と、から構成されていることを特徴とする請求項１記載のバイオアッセイ用基板。
前記第１配線は、前記通電部から放射状に延設されていることを特徴とする請求項２記載のバイオアッセイ用基板。
前記第１配線は、直線状又は／及び曲線状に延設されたことを特徴とする請求項２記載のバイオアッセイ用基板。
前記第１配線が複数設けられていることを特徴とする請求項２記載のバイオアッセイ用基板。
前記第２配線は、周方向に延設されていることを特徴とする請求項２記載のバイオアッセイ用基板。
前記第２配線は、同心円状又はスパイラル状に延設されたことを特徴とする請求項２記載のバイオアッセイ用基板。
前記第２配線は、隣り合う前記第１配線から交互に導出された配線構成であることを特徴とする請求項５記載のバイオアッセイ用基板。
前記第２配線のそれぞれが、一つの第１配線にのみ接続されていることを特徴とする請求項５記載のバイオアッセイ用基板。
複数の第１配線に接続する前記第２配線を備えることを特徴とする請求項２記載のバイオアッセイ用基板。
前記第１配線が回転同期信号の基準として用いられることを特徴とする請求項２記載のバイオアッセイ用基板。
前記第２配線がトラッキング信号の基準として用いられることを特徴とする請求項２記載のバイオアッセイ用基板。
前記通電部は、単一の通電領域からなることを特徴とする請求項１記載のバイオアッセイ用基板。
前記通電部は、円形又はリング状であることを特徴とする請求項１記載のバイオアッセイ用基板。
前記通電部は、複数の独立した部分通電領域に分割されていることを特徴とする請求項１記載のバイオアッセイ用基板。
前記部分通電領域のそれぞれから少なくとも一本の前記第１配線が延設されていることを特徴とする請求項１４記載のバイオアッセイ用基板。
前記第２配線は、隣り合う前記第１配線から交互に導出された配線構成であることを特徴とする請求項１４記載のバイオアッセイ用基板。
前記通電部の中央部には、孔が形成されていることを特徴とする請求項１記載のバイオアッセイ用基板。
前記孔には、該孔に挿着される通電治具又は／及びチャッキング治具の周方向の位置決め部位が設けられていることを特徴とする請求項１８記載のバイオアッセイ用基板。
前記位置決め部位は、前記孔に形成された凹部又は凸部であることを特徴とする請求項１９記載のバイオアッセイ用基板。
前記孔の形状によって、該孔に挿着される通電治具又は／及びチャッキング治具の周方向の位置決めがなされることを特徴とする請求項１８記載のバイオアッセイ用基板。
前記給電用配線は、複数の配線層を用いて形成されていることを特徴とする請求項１記載のバイオアッセイ用基板。
複数の配線層に延設された各給電用配線が前記通電部に臨むように露出し、この露出する配線末端部が前記通電部に接続されていることを特徴とする請求項２２記載のバイオアッセイ用基板。
複数の配線層のうちの少なくとも一層が全面一様な電極層で形成されていることを特徴とする請求項２２記載のバイオアッセイ用基板。
複数の配線層の少なくとも一層が絶縁層で覆われたことを特徴とする請求項２２記載のバイオアッセイ用基板。
前記絶縁層は酸化物層であることを特徴とする請求項２５記載のバイオアッセイ用基板。
前記相互作用の読み取り用励起光が入射する側に位置する配線層は、該励起光波長領域で透明又は半透明な導電膜で形成されていることを特徴とする請求項２２記載のバイオアッセイ用基板。
前記導電膜は、ＩＴＯ膜、π電子系導電ポリマー膜、厚さ５０μｍ以下の金属薄膜のいずれかから選択された膜で形成されていることを特徴とする請求項２７記載のバイオアッセイ用基板。