JP4346017B2 - Manufacturing method of microarray chip - Google Patents

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Description

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

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

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

ここで、短鎖オリゴヌクレオチドを配列・固定化する際等に用いられる、感光性ポリマー合成法を用いたDNAアレイ等の製造方法は、アフィメトリクス社により開発された製造方法が最も有名である(特許文献1参照)。この方法においては、光照射で選択的に除去される保護基と、半導体製造で利用されるフォトリソグラフィー技術を用い、基板上で数十μmの矩形状のパターンごとに高密度にオリゴヌクレオチド等の特異性生体高分子の合成が行われる。   Here, the manufacturing method developed by Affymetrix is the most well-known method for manufacturing DNA arrays and the like using a photosensitive polymer synthesis method used when arranging and immobilizing short oligonucleotides (patents). Reference 1). In this method, a protective group that is selectively removed by light irradiation and a photolithographic technique used in semiconductor manufacturing are used, and oligonucleotides or the like are densely provided for each rectangular pattern of several tens of μm on a substrate. A specific biopolymer is synthesized.

具体的には、まず基材上に感光性保護基を有する固定化層を形成し、その固定化層にフォトリソグラフィーでパターン露光する。この露光された部分では感光性保護基が脱離し、チャンバー内に充填したモノマーと露出した選択残基とが反応する。さらに、任意のパターン露光を行い、同様の反応を多段階に行うことで、求めるポリマー配列を合成することができるのである。   Specifically, an immobilization layer having a photosensitive protective group is first formed on a substrate, and pattern exposure is performed on the immobilization layer by photolithography. In this exposed portion, the photosensitive protecting group is eliminated, and the monomer filled in the chamber reacts with the exposed selected residue. Furthermore, the desired polymer sequence can be synthesized by performing arbitrary pattern exposure and performing the same reaction in multiple stages.

ここで、上述したようなDNAアレイ等のマイクロアレイチップには、ハイスループット性を得るために微細性が求められており、特異性生体物質の量や密度が多く、異なる特異性生体物質とのコントラストが高いことが求められる。配列物質の量や密度、コントラスト等が上がればマイクロアレイチップの感度が上昇するが、特異性生体物質を配列するパターンが微細になればなるほど、この特異性生体物質の密度等が必要とされる。   Here, the microarray chip such as the DNA array as described above is required to have fineness in order to obtain high throughput, the amount and density of the specific biological material is large, and contrast with different specific biological materials. Is required to be high. The sensitivity of the microarray chip increases as the amount, density, contrast, and the like of the arraying substance increase. However, as the pattern for arranging the specific biomaterial becomes finer, the density of the specific biomaterial is required.

ここで、マイクロアレイチップ上に多種類の特異性生体物質が隣接する場合、隣接する特異性生体物質とのコントラストを上げるために、隣接する特異性生体物質どうしが混じらないことが重要である。そのため、上述したような感光性ポリマー合成法により特異性生体高分子の形成を行う際、チャンバー内で光がなるべく拡散しないようチャンバー光学部材・充填モノマー溶剤を工夫することや、光路(基板、チャンバー間ギャップ)の最小化、露光時間の最適・最短化等が試みられている。しかしながら、露光時間内におけるモノマー拡散の度合いや、アライメント精度等によっては、目的とする領域以外の部分に露光が行われてモノマーが反応したり、モノマー等の拡散性によって目的とする領域にモノマー等を反応させることができない場合等がある。これにより、例えば隣接する特異性生体物質間のスペース部にモノマーが反応してポリマー等が生じたり、特異性生体物質を形成する領域中に異なる特異性生体物質が混じりあったりする場合等がある。また、目的とする特異性生体物質と異なる特異性生体物質が形成されてしまう場合等もある。   Here, when many kinds of specific biological materials are adjacent to each other on the microarray chip, it is important that adjacent specific biological materials are not mixed in order to increase the contrast with the adjacent specific biological materials. Therefore, when the specific biopolymer is formed by the photosensitive polymer synthesis method as described above, a chamber optical member / filling monomer solvent is devised so that light is not diffused in the chamber as much as possible, and an optical path (substrate, chamber) Attempts have been made to minimize the gap) and to optimize and minimize the exposure time. However, depending on the degree of monomer diffusion within the exposure time, alignment accuracy, etc., a portion other than the target region may be exposed to react with the monomer, or the monomer or the like may be exposed to the target region due to the diffusibility of the monomer. May not be able to react. As a result, for example, a monomer reacts in a space portion between adjacent specific biological materials to form a polymer or the like, or a specific biological material may be mixed in a region where the specific biological material is formed. . In addition, a specific biological material different from the target specific biological material may be formed.

しかしながら、このように異なる特異性生体物質が混じりあった場合や、スペース部にポリマーが形成されてしまった場合等に、その部分を除去したり修正を行うこと等が困難であった。そのため、被検査物が非特異的吸着をして、各特異性生体物質のコントラストが低下したり、精度が低下する原因となっていた。   However, when different specific biological substances are mixed in this way, or when a polymer is formed in the space portion, it is difficult to remove or modify the portion. For this reason, non-specific adsorption of the object to be inspected causes a decrease in the contrast of each specific biological substance and a decrease in accuracy.

特公表2000-508542号公報Japanese Patent Publication No. 2000-508542

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

本発明は、基材上に、感光性保護基を有する固定化層を形成する固定化層形成工程と、
上記固定化層上の特異性生体高分子固定部に、特異性生体高分子を固定させる特異性生体高分子固定化工程と
を有するマイクロアレイチップの製造方法であって、
上記特異性生体高分子固定部間のスペース部に存在する有機基を除去する有機基除去工程を有することを特徴とするマイクロアレイチップの製造方法を提供する。
The present invention provides an immobilization layer forming step of forming an immobilization layer having a photosensitive protective group on a substrate,
A specific biopolymer immobilization step of immobilizing a specific biopolymer to a specific biopolymer immobilization part on the immobilization layer, comprising:
There is provided a method for producing a microarray chip, comprising an organic group removing step of removing an organic group present in a space part between the specific biopolymer immobilization parts.

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

また本発明は、基材上に、感光性保護基を有する固定化層を形成する固定化層形成工程と、
上記固定化層上の特異性生体高分子固定部に、特異性生体高分子を固定させる特異性生体高分子固定化工程と
を有するマイクロアレイチップの製造方法であって、
上記特異性生体高分子固定化工程で不良が生じた際、不良部分の上記特異性生体高分子および上記固定化層を除去する不良部分除去工程を有することを特徴とするマイクロアレイチップの製造方法を提供する。
The present invention also includes an immobilization layer forming step of forming an immobilization layer having a photosensitive protective group on a substrate,
A specific biopolymer immobilization step of immobilizing a specific biopolymer to a specific biopolymer immobilization part on the immobilization layer, comprising:
A method of manufacturing a microarray chip, comprising: a defective portion removing step of removing the specific biopolymer and the immobilization layer in a defective portion when a defect occurs in the specific biopolymer immobilizing step. provide.

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

上記発明においては、上記不良部分除去工程により不良部分が除去された不良部分除去部に、感光性保護基を有する第2固定化層を形成する第2固定化層形成工程と、上記第2固定化層上に上記特異性生体高分子を固定化する第2特異性生体高分子固定化工程とを有するものとすることができる。これにより、不良部分が除去された不良部分除去部に、再度目的とする特異性生体高分子を固定化することができ、高品質なマイクロアレイチップとすることができるからである。   In the above invention, the second fixing layer forming step of forming a second fixing layer having a photosensitive protective group on the defective portion removing portion from which the defective portion has been removed by the defective portion removing step, and the second fixing And a second specific biopolymer immobilization step of immobilizing the specific biopolymer on the formation layer. This is because the target specific biopolymer can be immobilized again on the defective portion removing portion from which the defective portion has been removed, and a high-quality microarray chip can be obtained.

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

また、本発明は、基材と、上記基材上に形成され、感光性保護基を含有する固定化層とを有し、上記固定化層は特異性生体高分子を固定化する領域である特異性生体高分子固定部のパターン状に形成されていることを特徴とするマイクロアレイチップ用基板を提供する。   The present invention also includes a substrate and an immobilization layer formed on the substrate and containing a photosensitive protective group, and the immobilization layer is a region for immobilizing a specific biopolymer. Provided is a microarray chip substrate which is formed in a pattern of specific biopolymer immobilization parts.

本発明によれば、特異性生体高分子固定部のパターン状に固定化層が形成されていることから、マイクロアレイチップ用基板上に特異性生体高分子を固定化した場合、この間隙には特異性生体高分子や、その他の付着物等が付着していないものとすることができる。したがって、間隙に被検出物が非特異的吸着されること等のないマイクロアレイチップを形成することが可能なマイクロアレイチップ用基板とすることができる。   According to the present invention, since the immobilization layer is formed in the pattern of the specific biopolymer immobilization part, when the specific biopolymer is immobilized on the microarray chip substrate, there is a specific area in this gap. It can be assumed that no adherent biopolymer or other deposits are attached. Therefore, it can be set as the microarray chip | tip board | substrate which can form the microarray chip | tip without a to-be-detected object adsorb | sucking nonspecifically in a clearance gap.

また本発明は、上述したマイクロアレイチップ用基板の、上記固定化層上に特異性生体高分子が固定されていることを特徴とするマイクロアレイチップを提供する。   The present invention also provides a microarray chip, wherein a specific biopolymer is immobilized on the immobilization layer of the microarray chip substrate described above.

本発明によれば、上記パターン状に形成された固定化層上に特異性生体高分子が形成されていることから、固定化層が形成されていない領域には、特異性生体高分子が形成されていないものとすることができ、その間隙で被検出物が非特異的吸着されること等がなく、高品質なマイクロアレイチップとすることができるのである。   According to the present invention, since the specific biopolymer is formed on the immobilization layer formed in the pattern, the specific biopolymer is formed in the region where the immobilization layer is not formed. In other words, the object to be detected is not non-specifically adsorbed in the gap, and a high-quality microarray chip can be obtained.

本発明によれば、各特異性生体高分子固定部間のスペース部には固定化層の有機基や特異性生体高分子等が付着していないマイクロアレイチップとすることができる。これにより、本発明により製造されたマイクロアレイチップのスペース部上に被検査物が非特異的吸着をすること等のないものとすることができ、コントラストが高く、精度のよいマイクロアレイチップとすることができる、という効果を奏する。   According to the present invention, a microarray chip can be obtained in which the organic group of the immobilization layer, the specific biopolymer, and the like are not attached to the space between the specific biopolymer immobilization units. As a result, the object to be inspected cannot be non-specifically adsorbed on the space portion of the microarray chip manufactured according to the present invention, and the microarray chip has high contrast and high accuracy. There is an effect that it is possible.

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

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

1.第1実施態様
まず、本発明のマイクロアレイチップの製造方法における第1実施態様について説明する。本実施態様のマイクロアレイチップの製造方法は、基材上に、感光性保護基を有する固定化層を形成する固定化層形成工程と、
上記固定化層上の特異性生体高分子固定部に、特異性生体高分子を固定させる特異性生体高分子固定化工程と
を有するマイクロアレイチップの製造方法であって、
上記特異性生体高分子固定部間のスペース部に存在する有機基を除去する有機基除去工程を有するものである。
1. First Embodiment First, a first embodiment in the method for manufacturing a microarray chip of the present invention will be described. The manufacturing method of the microarray chip of this embodiment includes an immobilization layer forming step of forming an immobilization layer having a photosensitive protective group on a substrate,
A specific biopolymer immobilization step of immobilizing a specific biopolymer to a specific biopolymer immobilization part on the immobilization layer, comprising:
It has an organic group removing step of removing an organic group present in the space between the specific biopolymer immobilization parts.

本実施態様のマイクロアレイチップの製造方法は、例えば図1に示すように、基材1上に固定化層2を形成する固定化層形成工程(図1(a))と、その固定化層2の特異性生体高分子固定部aに、特異性生体高分子3を固定させる特異性生体高分子固定化工程(図1(b))とを有するものであって、その特異性生体高分子固定部a間のスペース部bに存在する、例えば特異性生体高分子3や固定化層2等の有機基を除去する有機基除去工程(図1(c))を有するものである。ここで、上記特異性生体高分子固定部とは、マイクロアレイチップにおいて最終的に特異性生体高分子を固定させる領域である。また、上記スペース部とは、隣り合う上記特異性生体高分子固定部の間の領域をいうこととする。   For example, as shown in FIG. 1, the microarray chip manufacturing method of this embodiment includes an immobilization layer forming step (FIG. 1A) for forming an immobilization layer 2 on a substrate 1, and the immobilization layer 2. A specific biopolymer immobilization step (FIG. 1 (b)) for immobilizing the specific biopolymer 3 to the specific biopolymer immobilization part a, and fixing the specific biopolymer For example, an organic group removing step (FIG. 1C) for removing organic groups such as the specific biopolymer 3 and the immobilization layer 2 existing in the space portion b between the portions a is included. Here, the specific biopolymer immobilization part is a region where the specific biopolymer is finally immobilized in the microarray chip. The space portion refers to a region between the specific biopolymer immobilization portions adjacent to each other.

一般的に、微細な特異性生体高分子固定部のパターン状に感光性ポリマー合成法を用いて特異性生体高分子を形成する場合、露光の際のアライメント精度等によって、例えば図1(b)に示すように、特異性生体高分子固定部aより広い領域、すなわちスペース部bに特異性生体高分子3が形成される場合がある。このように特異性生体高分子が固定化されていたり、固定化層の有機基がスペース部上に存在している場合、マイクロアレイチップを用いて検出を行う際に被検査物がスペース部上で非特異的な吸着をしてしまい、高精度に検出を行うことができない場合がある。   In general, when a specific biopolymer is formed using a photosensitive polymer synthesis method in a pattern of a fine specific biopolymer immobilization part, depending on the alignment accuracy at the time of exposure, for example, FIG. As shown in FIG. 2, the specific biopolymer 3 may be formed in a region wider than the specific biopolymer fixing part a, that is, in the space part b. In this way, when the specific biopolymer is immobilized or the organic group of the immobilized layer is present on the space part, the object to be inspected is detected on the space part when performing detection using the microarray chip. Non-specific adsorption may occur and detection may not be performed with high accuracy.

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

なお、本実施態様においては上記有機基除去工程は、マイクロアレイチップの製造時のどの時点で行われてもよく、例えば図1に示すように、特異性生体高分子を固定化する特異性生体高分子固定化工程後に行うものであってもよい。また例えば図2に示すように、まず基材1上に固定化層2を形成する固定化層形成工程(図2(a))を行い、続いて上記スペース部bに存在する固定化層2の有機基を除去する有機基除去工程(図2(b))を行った後、上記固定化層2が残存する特異性生体高分子固定部a上に特異性生体高分子3を固定化する特異性生体高分子固定化工程(図2(c))を行ってもよい。この場合、上記有機基除去工程により、スペース部上の固定化層の有機基が除去されていることから、このスペース部には特異性生体高分子が固定しないものとすることができるのである。
以下、上述したような本実施態様のマイクロアレイチップの製造方法における各工程について説明する。
In the present embodiment, the organic group removal step may be performed at any time during the production of the microarray chip. For example, as shown in FIG. It may be performed after the molecular immobilization step. For example, as shown in FIG. 2, first, an immobilization layer forming step (FIG. 2A) for forming the immobilization layer 2 on the substrate 1 is performed, and then the immobilization layer 2 present in the space portion b. After performing the organic group removing step (FIG. 2B) for removing the organic group, the specific biopolymer 3 is immobilized on the specific biopolymer immobilization portion a where the immobilization layer 2 remains. A specific biopolymer immobilization step (FIG. 2C) may be performed. In this case, since the organic group in the immobilization layer on the space portion is removed by the organic group removing step, the specific biopolymer cannot be fixed in the space portion.
Hereafter, each process in the manufacturing method of the microarray chip | tip of this embodiment as mentioned above is demonstrated.

(固定化層形成工程)
まず、本実施態様の固定化層形成工程について説明する。本実施態様における固定化層形成工程は、基材上に、感光性保護基を有する固定化層を形成する工程である。
(Fixed layer forming process)
First, the immobilization layer forming process of this embodiment will be described. The immobilization layer forming step in this embodiment is a step of forming an immobilization layer having a photosensitive protective group on a substrate.

本工程により形成される固定化層とは、感光性保護基を有するものであり、この感光性保護基が後述する特異性生体高分子固定化工程における露光により脱離し、特異性生体高分子を構成する例えばアミノ酸や塩基等と反応する官能基が露出するものである。   The immobilization layer formed by this step has a photosensitive protective group, and this photosensitive protective group is detached by exposure in the specific biopolymer immobilization step described later, and the specific biopolymer is removed. For example, functional groups that react with, for example, amino acids and bases are exposed.

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

本実施態様においては、上記の中でも、アミノ基を含むシランカップリング剤が用いられることが好ましい。アミノ基を含むシランカップリング剤としては、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。   In this embodiment, among the above, a silane coupling agent containing an amino group is preferably used. Examples of the silane coupling agent containing an amino group include N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N -Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned.

また、上記の感光性保護基としては、後述する特異性生体高分子固定化工程において露光された場合に、容易に上記官能基から脱離し、かつ露光されていない領域においては安定であり、上記官能基が反応することを防止するものであることが好ましい。このような感光性保護基の除去速度は、特異性生体高分子固定化工程において照射されるエネルギーの入射波長や照射強度、感光性保護基自体の物理的および化学的特性に依存することとなる。本工程においては特に、低エネルギーで素早く除去され得るものであることが好ましく、一般的に300nm〜450nmの波長のエネルギーで光分解を起こす感光性保護基であることが好ましい。   In addition, as the above-described photosensitive protective group, when exposed in a specific biopolymer immobilization step described later, it is easily detached from the functional group and stable in an unexposed region. It is preferable to prevent the functional group from reacting. The removal rate of such a photosensitive protecting group depends on the incident wavelength and irradiation intensity of the energy irradiated in the specific biopolymer immobilization step, and the physical and chemical characteristics of the photosensitive protecting group itself. . In this step, in particular, those that can be removed quickly with low energy are preferred, and it is generally a photosensitive protective group that undergoes photolysis with an energy of a wavelength of 300 nm to 450 nm.

このような感光性保護基としては、例えば、オルト‐(o‐)ニトロベンジル誘導体、o−ニトロベンジルオキシカルボニル誘導体、芳香族アミンN-オキシド誘導体、o‐ニトロベンジルカルバメート誘導体、アリルフォルムアミド誘導体、N‐ベンジルアミド誘導体、ベンジルカルバメート誘導体、ベンジルスルフォナミド誘導体、ビス(o-ニトロフェニル)メチルエステル誘導体、S,S‐ジベンジルアセタール誘導体及びケタール誘導体、3,5-ジメトキシベンジルカルバメート誘導体、4−(4´,8´-ジメトキシナフチルメチル)ベンゼンスルフォナミド誘導体、3,4−ジメトキシ-6-ニトロベンジルカルバメート誘導体、α‐(3,5‐ジメトキシフェニル)フェナシルエステル誘導体、N,N‐ジメチルヒドラゾン誘導体、ジ-2-ニトロベンジルアセタール誘導体、2−(9,10−ジオキソ)アンスリルメチルエステル誘導体、4,5−ジフェニル-3-オキサゾリン-2-オン誘導体、1,3‐ジチオレン誘導体、9−フルオレンカルボキシレートエステル誘導体、p-メトキシベンジルエーテル誘導体、フェナシル誘導体、p‐メトキシフェナシルエステル誘導体、N‐メチルアミン誘導体、1‐メチル‐1‐(3,5‐ジメトキシフェニル)エチルカルバメート誘導体、α‐メチルフェナシルエステル誘導体、ニトレートエステル誘導体、ニトロアミド誘導体、o‐ニトロアニリド誘導体、N‐o‐ニトロベンジルアミン誘導体、o‐ニトロベンジルカーボネート誘導体、o-ニトロベンジルエステル誘導体、o-ニトロベンジルエーテル誘導体、o-ニトロベンジリデンアセタール誘導体、N‐7‐ニトロインドリルアミド誘導体、m‐ニトロフェニルカルバメート誘導体、4−o−ニトロフェニル-1,3‐ジオキソラン誘導体、N‐8‐ニトロ‐1,2,3,4‐テトラヒドロキノリルアミド誘導体、1,3‐オキソチオラン誘導体、フェニル(o‐ニトロフェニル)メチルカルバメート誘導体、1‐ピレニルメチルエステル誘導体、トルエンスルフォナミド誘導体、トルエンスルフォネート誘導体、キサンテンカルボキシレートエステル誘導体、ニトロフェニルスルフェニル誘導体などであり、具体的には、例えば、o‐ニトロベンジル基、α‐メチル‐ニトロピペロニル基、α‐メチル‐ニトロピペロニルオキシカルボニル基、1‐ピレニルメチルオキシカルボニル基、α,α‐ジメチル‐3,5‐ジメトキシベンジルオキシカルボニル基、4‐ニトロピリジンN‐オキシド基、m‐ニトロフェニルカルバメート基、3,5‐ジメトキシベンジルカルバメート基、o‐ニトロベンジルオキシカルボニル基、3,4‐ジメトキシ−6‐ニトロベンジルカルバメート基、フェニル(o‐ニトロフェニル)メチルカルバメート基、p-メトキシフェナシル基、1,3‐ジチオレン基、1,3−オキサチオレン基、p-メトキシベンジル基、トシル基、ベンゼンスルフォナミド基等を挙げることができる。   Examples of such photosensitive protecting groups include ortho- (o-) nitrobenzyl derivatives, o-nitrobenzyloxycarbonyl derivatives, aromatic amine N-oxide derivatives, o-nitrobenzyl carbamate derivatives, allylformamide derivatives, N-benzylamide derivatives, benzylcarbamate derivatives, benzylsulfonamide derivatives, bis (o-nitrophenyl) methyl ester derivatives, S, S-dibenzylacetal derivatives and ketal derivatives, 3,5-dimethoxybenzylcarbamate derivatives, 4 -(4 ', 8'-dimethoxynaphthylmethyl) benzenesulfonamide derivatives, 3,4-dimethoxy-6-nitrobenzylcarbamate derivatives, α- (3,5-dimethoxyphenyl) phenacyl ester derivatives, N, N -Dimethylhydrazone derivative, di-2-nitro Benzyl acetal derivative, 2- (9,10-dioxo) anthrylmethyl ester derivative, 4,5-diphenyl-3-oxazolin-2-one derivative, 1,3-dithiolene derivative, 9-fluorenecarboxylate ester derivative, p -Methoxybenzyl ether derivatives, phenacyl derivatives, p-methoxyphenacyl ester derivatives, N-methylamine derivatives, 1-methyl-1- (3,5-dimethoxyphenyl) ethylcarbamate derivatives, α-methylphenacyl ester derivatives, nitro Rate ester derivatives, nitroamide derivatives, o-nitroanilide derivatives, N-o-nitrobenzylamine derivatives, o-nitrobenzyl carbonate derivatives, o-nitrobenzyl ester derivatives, o-nitrobenzyl ether derivatives, o-nitrobenzylidene acetal derivatives N-7-nitroindolylamide derivatives, m-nitrophenylcarbamate derivatives, 4-o-nitrophenyl-1,3-dioxolane derivatives, N-8-nitro-1,2,3,4-tetrahydroquinolylamide derivatives , 1,3-oxothiolane derivatives, phenyl (o-nitrophenyl) methylcarbamate derivatives, 1-pyrenylmethyl ester derivatives, toluenesulfonamide derivatives, toluenesulfonate derivatives, xanthenecarboxylate ester derivatives, nitrophenylsulfenyl Specifically, for example, o-nitrobenzyl group, α-methyl-nitropiperonyl group, α-methyl-nitropiperonyloxycarbonyl group, 1-pyrenylmethyloxycarbonyl group, α, α- Dimethyl-3,5-dimethoxybenzyloxycarbo Group, 4-nitropyridine N-oxide group, m-nitrophenyl carbamate group, 3,5-dimethoxybenzyl carbamate group, o-nitrobenzyloxycarbonyl group, 3,4-dimethoxy-6-nitrobenzyl carbamate group, phenyl (o-nitrophenyl) methyl carbamate group, p-methoxyphenacyl group, 1,3-dithiolene group, 1,3-oxathiolene group, p-methoxybenzyl group, tosyl group, benzenesulfonamide group, etc. Can do.

また上記官能基や感光性保護基については、例えば、“Protective groups in organic synthesis” (Second Edition), by Theodora W. Greene and Peter G. M. Wuts, John Wiley & Sons, 1991)、特表2000−508542号公報等に記載されたもの等も用いることができる。   Examples of the above functional groups and photosensitive protective groups include, for example, “Protective groups in organic synthesis” (Second Edition), by Theodora W. Greene and Peter GM Wuts, John Wiley & Sons, 1991), JP 2000-508542 A. What was described in the gazette etc. can also be used.

本工程における上記官能基および感光性保護基を有する固定化層の形成方法としては、上記官能基が感光性保護基により保護された固定化層を形成可能な方法であれば、特に限定されるものではなく、例えば上記の官能基が上述した感光性保護基で保護された材料を溶媒に溶解させて、固定化層形成用塗工液とし、基材上にスピンコーティング、フレキソコーティング、グラビアコーティング、オフセットコーティング等のコーティング法により薄膜状に形成する方法等が挙げられる。また、例えば上記感光性保護基で保護された官能基を有する分子が、低分子材料である場合は、蒸着法により基材上に薄膜状に形成する方法等であってもよい。またさらに、自己組織化単分子膜として形成する方法であってもよい。なお、この自己組織化法(自己組織化単分子膜)に関しては、例えば、Abraham Ulman, “Formation and structure of self-assembled monolayers”, Chemical Review, vol. 96, 1533-1554 (1996)を参照することができる。   The method for forming the immobilization layer having the functional group and the photosensitive protective group in this step is particularly limited as long as the method can form an immobilization layer in which the functional group is protected by the photosensitive protective group. For example, a material in which the above functional group is protected with the above-described photosensitive protective group is dissolved in a solvent to form a coating solution for forming an immobilization layer, and spin coating, flexographic coating, or gravure coating is applied to the substrate. And a method of forming a thin film by a coating method such as offset coating. For example, when the molecule having a functional group protected by the photosensitive protective group is a low-molecular material, a method of forming a thin film on a substrate by a vapor deposition method may be used. Furthermore, a method of forming a self-assembled monolayer may be used. For this self-assembly method (self-assembled monolayer), see, for example, Abraham Ulman, “Formation and structure of self-assembled monolayers”, Chemical Review, vol. 96, 1533-1554 (1996). be able to.

また、ラングミュア−ブロジェット法(LB法)で基体上に薄膜(LB膜)を形成する方法を用いてもよく、上記感光性保護基で保護された官能基を有する分子が高分子電解質である場合等においては、吸着法および交互吸着法により薄膜を形成することも可能である。   Alternatively, a method of forming a thin film (LB film) on a substrate by the Langmuir-Blodgett method (LB method) may be used, and the molecule having a functional group protected with the above-mentioned photosensitive protective group is a polymer electrolyte. In some cases, a thin film can be formed by an adsorption method and an alternate adsorption method.

ここで、本工程においては、例えば上記官能基を有する材料を、上記の方法により基材上に固定させた後、一般的な方法により上記の官能基を感光性保護基により保護する方法を用いてもよい。   Here, in this step, for example, after fixing the functional group-containing material on the substrate by the above-described method, a method for protecting the above-described functional group by a photosensitive protective group by a general method is used. May be.

また、本工程に用いられる基材としては、通常マイクロアレイチップに用いられる基材を用いることが可能であり、例えばシリコンウェハ、金属、クオーツ、ガラス、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)、アルミナ、高分子材料等を用いることができ、これらは製造されるマイクロアレイチップの用途に応じて適宜選択されて用いられる。また用いられる基材の形状としては、一般的には平板上のものが用いられるが、特に制限されるものではなく、用途に応じて好適な形状とすることが可能である。   Moreover, as a base material used for this process, it is possible to use the base material normally used for a microarray chip, for example, a silicon wafer, a metal, quartz, glass, a diamond, diamond-like carbon (DLC), an alumina, high Molecular materials and the like can be used, and these are appropriately selected and used according to the use of the microarray chip to be manufactured. Moreover, as a shape of the base material to be used, the thing on a flat plate is generally used, However It does not restrict | limit in particular, It can be set as a suitable shape according to a use.

(特異性生体高分子固定化工程)
次に、本実施態様における特異性生体高分子固定化工程について説明する。本工程は、上記特異性生体高分子固定化工程により形成された固定化層上の特異性生体高分子固定部に、特異性生体高分子を固定させる工程であり、上記固定化層上に特異性生体高分子固定部のパターンに沿って、特異性生体高分子を固定化させることが可能な方法であれば、その特異性生体高分子の固定化方法等は特に限定されるものではない。
(Specific biopolymer immobilization process)
Next, the specific biopolymer immobilization step in this embodiment will be described. This step is a step of immobilizing a specific biopolymer to the specific biopolymer immobilization part on the immobilization layer formed by the specific biopolymer immobilization step, and the specific biopolymer is immobilized on the immobilization layer. The specific biopolymer immobilization method and the like are not particularly limited as long as the specific biopolymer can be immobilized along the pattern of the specific biopolymer immobilization portion.

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

また、マイクロアレイチップの用途等によっても異なるが、通常一つのマイクロアレイチップ上に上記特異性生体高分子固定部は100個〜500,000個程度設けられるものであり、後述するように特異性生体高分子の固定化が感光性ポリマー合成法により行われる場合には、1,000個〜200,000個、中でも10,000個〜100,000個程度設けられる。なお、上記特異性生体高分子固定部の個数は、マイクロアレイチップ1つにおける個数であり、製造工程で多面の大きな基材を用いてマイクロアレイチップを作製後、切り出す場合は上記の数に限定されない。また特異性生体高分子の固定化が感光性ポリマー合成法により行われる場合、矩形状の特異性生体高分子固定部の矩形の一辺の長さとしては、1μm〜2,000μm、中でも5μm〜200μm、特に10μm〜100μmとされることが好ましい。またこの際隣り合う特異性生体高分子固定部の間の領域であるスペース部は、通常1μm〜2,000μm、中でも2μm〜150μm、特に5μm〜75μmとされることが好ましい。   Further, although depending on the use of the microarray chip, etc., usually about 100 to 500,000 specific biopolymer immobilization parts are provided on one microarray chip. When the molecule is immobilized by a photosensitive polymer synthesis method, 1,000 to 200,000, particularly 10,000 to 100,000 are provided. In addition, the number of the specific biopolymer immobilization parts is the number in one microarray chip, and the production is not limited to the above number when the microarray chip is produced using a large-sized base material in the manufacturing process. When the specific biopolymer is immobilized by a photosensitive polymer synthesis method, the length of one side of the rectangular specific biopolymer immobilization part is 1 μm to 2,000 μm, and more preferably 5 μm to 200 μm. In particular, the thickness is preferably 10 μm to 100 μm. In this case, the space part, which is a region between adjacent specific biopolymer immobilization parts, is usually 1 μm to 2,000 μm, more preferably 2 μm to 150 μm, and particularly preferably 5 μm to 75 μm.

ここで、上記特異性生体高分子とは、所定の生体高分子と特異的に結合することができる生体高分子をいうこととし、本工程に用いられる特異性生体高分子はこのような性質を有する生体高分子であれば特に限定されるものではない。   Here, the specific biopolymer refers to a biopolymer that can specifically bind to a predetermined biopolymer, and the specific biopolymer used in this step has such properties. It is not particularly limited as long as it has a biopolymer.

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

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

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

このような特異性生体高分子を上記固定化層の特異性生体高分子固定部に固定化する方法としては、特に限定されるものではないが、微細なパターン状に特異性生体高分子を固定化させることが可能となるという点から、感光性ポリマー合成法により行われることが好ましい。   A method for immobilizing such a specific biopolymer to the specific biopolymer immobilization part of the immobilization layer is not particularly limited, but the specific biopolymer is immobilized in a fine pattern. It is preferable to carry out by a photosensitive polymer synthesizing method from the point that it is possible to make it.

感光性ポリマー合成法による特異性生体高分子の形成は、特異性生体高分子を構成するモノマー等、低分子のブロックごとに反応を行い、これらの反応を繰り返し行うことによって目的とする特異性生体高分子を合成する。このような低分子のブロックとしては、例えばL−アミノ酸や、D−アミノ酸、天然または合成アミノ酸、およびヌクレオチド(リボヌクレオチドおよびデオキシリボヌクレオチド、天然および非天然の両方)のセット、ならびにペントースおよびヘキソース等が挙げられる。例えば特異性生体高分子がヌクレオチドである場合には、A、T(またはU)、GおよびCの4種類の塩基のブロックをそれぞれ用いて形成されることとなる。   The formation of a specific biopolymer by the photopolymer synthesis method is performed by reacting each low molecular block such as a monomer constituting the specific biopolymer, and repeating these reactions to achieve the target specific biopolymer. Synthesize polymers. Such small molecule blocks include, for example, L-amino acids, D-amino acids, natural or synthetic amino acids, and sets of nucleotides (ribonucleotides and deoxyribonucleotides, both natural and non-natural), and pentoses and hexoses. Can be mentioned. For example, when the specific biopolymer is a nucleotide, it is formed using blocks of four types of bases A, T (or U), G, and C, respectively.

具体的な特異性生体高分子の形成方法としては、例えば、反応を生じさせたい特異性生体高分子固定部の固定化層上のみに、例えばフォトマスク等を用いてエネルギーを照射し、上記固定化層が有する感光性保護基を脱離させる。この感光性保護基が脱離して上述した官能基が露出した領域に、目的とするモノマー等を接触させて、上記官能基とモノマー等とを反応させる。その後、官能基と反応したモノマー等が有する置換基を、再度上述した感光性保護基等によって保護し、他の領域の特異性生体高分子固定部とモノマーとの反応を行っている際、この感光性保護基により保護された領域は反応が行われないものとする。このような露光やモノマー等との反応を繰り返して行うことにより、各特異性生体高分子固定部に異なる特異性生体高分子を固定化することができる。   As a specific method for forming a specific biopolymer, for example, energy is irradiated only on an immobilization layer of a specific biopolymer immobilization part to cause a reaction using, for example, a photomask, and the above-described immobilization. The photosensitive protective group of the chemical layer is removed. A target monomer or the like is brought into contact with a region where the photosensitive protecting group is removed and the functional group is exposed, and the functional group and the monomer or the like are reacted. After that, the substituent of the monomer that has reacted with the functional group is protected again by the above-described photosensitive protective group or the like, and when the specific biopolymer immobilization part in another region is reacted with the monomer, It is assumed that no reaction takes place in the area protected by the photosensitive protecting group. By repeating such exposure and reaction with a monomer or the like, different specific biopolymers can be immobilized on each specific biopolymer immobilization part.

このような露光に用いられる光源は、得られたポリマー配列を損傷せず、上記感光性保護基を脱離させることが可能な波長のエネルギーであれば特に限定されるものではない。一般的には、340nmより長波長のエネルギーが用いられ、例えばエアカットオフフィルターを用いたHg−Arcランプ等を用いることができる。   The light source used for such exposure is not particularly limited as long as it has energy of a wavelength that does not damage the obtained polymer arrangement and can remove the above-mentioned photosensitive protective group. Generally, energy having a wavelength longer than 340 nm is used. For example, an Hg-Arc lamp using an air cut-off filter can be used.

また、上記特異性生体高分子を構成するモノマー等については、目的とする特異性生体高分子によって、適宜選択されることとなり、例えば特表2000−508542号公報等に記載されたものを用いることができる。   In addition, the monomer or the like constituting the specific biopolymer is appropriately selected according to the target specific biopolymer, and for example, those described in JP-T-2000-508542 are used. Can do.

(有機基除去工程)
次に、本実施態様の有機基除去工程について説明する。本実施態様における有機基除去工程は、上記特異性生体高分子固定部間のスペース部に存在する有機基を除去する工程である。本工程は、上記固定化層形成工程後、上記特異性生体高分子固定化工程前に行われるものであってもよく、上記特異性生体高分子固定化工程後に行われるものであってもよい。また、上記特異性生体高分子固定化工程中に行われるものであってもよい。
(Organic group removal process)
Next, the organic group removal step of this embodiment will be described. The organic group removal step in this embodiment is a step of removing organic groups present in the space portion between the specific biopolymer immobilization portions. This step may be performed after the immobilization layer forming step and before the specific biopolymer immobilization step, or may be performed after the specific biopolymer immobilization step. . Further, it may be performed during the specific biopolymer immobilization step.

例えば、上記固定化層形成工程後、特異性生体高分子固定化工程前に有機基除去工程が行われる場合、有機基除去工程によって特異性生体高分子固定部間のスペース部に存在する固定化層の有機基が除去されることとなる。これにより、特異性生体高分子固定化工程において特異性生体高分子を固定化する際、このスペース部には固定化層の有機基がないことから、上記特異性生体高分子が付着せず、最終的に製造されたマイクロアレイチップのスペース部には、有機基が付着していないものとすることができるのである。また、例えば上記特異性生体高分子固定化工程後、上記有機基除去工程が行われる場合、上記特異性生体高分子固定化工程によりこのスペース部に特異性生体高分子が付着している場合や、固定化層の有機基が存在している場合であっても、この特異性生体高分子や固定化層の有機基を除去することができ、製造されたマイクロアレイチップのスペース部に有機基が付着していないものとすることができるのである。また、特異性生体高分子固定化工程中に行われる場合にも同様である。   For example, when the organic group removal step is performed after the above-described immobilization layer formation step and before the specific biopolymer immobilization step, the immobilization present in the space between the specific biopolymer immobilization portions by the organic group removal step The organic group of the layer will be removed. Thereby, when immobilizing the specific biopolymer in the specific biopolymer immobilization step, since there is no organic group of the immobilization layer in this space portion, the specific biopolymer does not adhere, In the space part of the finally manufactured microarray chip, it is possible that the organic group is not attached. In addition, for example, when the organic group removal step is performed after the specific biopolymer immobilization step, the specific biopolymer is attached to the space portion by the specific biopolymer immobilization step or Even if the organic group of the immobilization layer is present, the specific biopolymer and the organic group of the immobilization layer can be removed, and the organic group is present in the space portion of the manufactured microarray chip. It can be non-attached. The same applies to the case where it is performed during the specific biopolymer immobilization step.

ここで、本工程により除去される有機基としては、上記固定化層の上記官能基や特異性生体高分子等であるが、例えば固定化層が、基材と結合しているシラン化合物等、無機材料からなる部分を有する場合、この無機材料からなる部分が有機基と同時に除去されてもよく、また無機材料からなる部分が基材表面に残存してもよい。   Here, the organic group removed by this step is the functional group or the specific biopolymer of the immobilization layer, for example, the silane compound in which the immobilization layer is bonded to the substrate, etc. In the case of having a portion made of an inorganic material, the portion made of the inorganic material may be removed simultaneously with the organic group, or the portion made of the inorganic material may remain on the substrate surface.

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

本実施態様においては、例えば図3に示すように、光触媒を含有する光触媒含有層11および基体12を有する光触媒含有層側基板13の上記光触媒含有層11を、上記特異性生体高分子3(または固定化層2)と間隙をおいて配置した後、例えばフォトマスク14等を用いてエネルギー15を照射することにより行われることが好ましい。   In this embodiment, for example, as shown in FIG. 3, the photocatalyst-containing layer 11 of the photocatalyst-containing layer side substrate 13 having the photocatalyst-containing layer 11 and the substrate 12 is replaced with the specific biopolymer 3 (or It is preferable to perform the irradiation by irradiating energy 15 using, for example, a photomask 14 or the like after being arranged with a gap from the fixing layer 2).

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

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

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

本工程において用いられる光触媒含有層は、例えば図3に示すように、基体12上に全面に形成されたものであってもよいが、例えば図4に示すように、基体12上に光触媒含有層11がパターン状に形成されたものであってもよい。   The photocatalyst-containing layer used in this step may be formed on the entire surface of the substrate 12 as shown in FIG. 3, for example, but for example, as shown in FIG. 11 may be formed in a pattern.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

(2)基体
本工程に用いられる光触媒含有層側基板には、例えば図3に示すように、少なくとも基体12とこの基体12上に形成された光触媒含有層11とを有するものである。
この際、用いられる基体を構成する材料は、後述するエネルギーの照射方向や、マイクロアレイチップが透明性を有するか等により適宜選択される。
(2) Substrate The photocatalyst-containing layer side substrate used in this step has at least a base 12 and a photocatalyst-containing layer 11 formed on the base 12 as shown in FIG.
At this time, the material constituting the substrate to be used is appropriately selected depending on the energy irradiation direction, which will be described later, and whether the microarray chip has transparency.

すなわち、例えばマイクロアレイチップが不透明なものである場合においては、エネルギー照射方向は必然的に光触媒含有層側基板側からとなり、例えば図3に示すように、フォトマスク14を光触媒含有層側基板13側に配置して、エネルギー照射をする必要がある。また、後述するように光触媒含有層側基板に光触媒含有層側遮光部を予め所定のパターンで形成しておき、この光触媒含有層側遮光部を用いてパターンを形成する場合においても、光触媒含有層側基板側からエネルギーを照射する必要がある。このような場合、基体は透明性を有するものであることが必要となる。   That is, for example, when the microarray chip is opaque, the energy irradiation direction is necessarily from the photocatalyst containing layer side substrate side, and for example, as shown in FIG. It is necessary to irradiate with energy. As will be described later, the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion is formed in advance in a predetermined pattern on the photocatalyst-containing layer side substrate, and the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion is used to form a pattern. It is necessary to irradiate energy from the side substrate side. In such a case, the substrate needs to be transparent.

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

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

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

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

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

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

一つが、例えば図5に示すように、基体12上に光触媒含有層側遮光部16を形成し、この光触媒含有層側遮光部16上に光触媒含有層11を形成して、光触媒含有層側基板とする態様である。もう一つは、例えば図6に示すように、基体12上に光触媒含有層11を形成し、その上に光触媒含有層側遮光部16を形成して光触媒含有層側基板とする態様である。   For example, as shown in FIG. 5, a photocatalyst containing layer side light shielding portion 16 is formed on a substrate 12, and a photocatalyst containing layer 11 is formed on the photocatalyst containing layer side light shielding portion 16 to form a photocatalyst containing layer side substrate. It is an aspect to make. For example, as shown in FIG. 6, the photocatalyst containing layer 11 is formed on the substrate 12, and the photocatalyst containing layer side light-shielding portion 16 is formed thereon to form a photocatalyst containing layer side substrate.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

b.エネルギーの照射
次に、エネルギーの照射方法について説明する。本工程においては、上述した光触媒含有層および、上記特異性生体高分子または固定化層とを間隙を置いて配置し、所定の方向からエネルギーを照射することによって、スペース部に存在する有機基を除去することができる。ここで、上記光触媒含有層側基板は、上記特異性生体高分子が形成されている場合には、特異性生体高分子と間隙をおいて配置され、上記特異性生体高分子固定化工程前に本工程が行われる場合には、固定化層と間隙をおいて配置されることとなる。
b. Energy Irradiation Next, an energy irradiation method will be described. In this step, the photocatalyst-containing layer and the specific biopolymer or the immobilization layer are arranged with a gap between them, and the organic groups present in the space part are formed by irradiating energy from a predetermined direction. Can be removed. Here, when the specific biopolymer is formed, the photocatalyst-containing layer side substrate is disposed with a gap between the specific biopolymer and before the specific biopolymer immobilization step. When this step is performed, the fixing layer is disposed with a gap.

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

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

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

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

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

このような極めて狭い間隙を均一に形成して光触媒含有層と特異性生体高分子等とを配置する方法としては、例えばスペーサを用いる方法を挙げることができる。そして、このようにスペーサを用いることにより、均一な間隙を形成することができると共に、このスペーサが接触する部分は、光触媒の作用が有機基に及ばないことから、このスペーサを上述したパターンと同様のパターンを有するものとすることにより、スペース部のパターン上に有機基を分解除去等することが可能となる。   As a method for uniformly forming such a very narrow gap and arranging the photocatalyst-containing layer and the specific biopolymer etc., for example, a method using a spacer can be mentioned. By using the spacer in this way, a uniform gap can be formed, and the portion in contact with the spacer does not have an action of the photocatalyst on the organic group. By having this pattern, the organic group can be decomposed and removed on the pattern of the space portion.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2.第2実施態様
次に、本発明のマイクロアレイチップの製造方法の第2実施態様について説明する。本実施態様におけるマイクロアレイチップの製造方法は、
基材上に、感光性保護基を有する固定化層を形成する固定化層形成工程と、
上記固定化層上の特異性生体高分子固定部に、特異性生体高分子を固定させる特異性生体高分子固定化工程と
を有するマイクロアレイチップの製造方法であって、
上記特異性生体高分子固定化工程で不良が生じた際、不良部分の上記特異性生体高分子および上記固定化層を除去する不良部分除去工程を有するものである。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the microarray chip manufacturing method of the present invention will be described. The manufacturing method of the microarray chip in this embodiment is as follows:
An immobilization layer forming step of forming an immobilization layer having a photosensitive protective group on a substrate;
A specific biopolymer immobilization step of immobilizing a specific biopolymer to a specific biopolymer immobilization part on the immobilization layer, comprising:
When a defect occurs in the specific biopolymer immobilization step, the method has a defective portion removal step of removing the specific biopolymer in the defective portion and the immobilization layer.

本実施態様のマイクロアレイチップの製造方法は、例えば図7に示すように、基材1上に固定化層2を形成する固定化層形成工程(図7(a))と、その固定化層2の特異性生体高分子固定部aに、特異性生体高分子3(3´、3´´、3´´´等)を固定させる特異性生体高分子固定化工程(図7(b))とを有するものである。本実施態様においては、その特異性生体高分子固定化工程において、例えば隣り合う領域の特異性生体高分子3が混じり合って不良部分4´が生じた場合や、目的とする特異性生体高分子と異なるものが形成された不良部分4´´が生じた場合等に、その不良部分4の特異性生体高分子3および固定化層2を除去する不良部分除去工程(図7(c))を有するものである。   For example, as shown in FIG. 7, the microarray chip manufacturing method of the present embodiment includes an immobilization layer forming step (FIG. 7A) for forming an immobilization layer 2 on a substrate 1, and the immobilization layer 2. A specific biopolymer immobilization step (FIG. 7 (b)) in which the specific biopolymer 3 (3 ′, 3 ″, 3 ″, etc.) is fixed to the specific biopolymer immobilization part a It is what has. In this embodiment, in the specific biopolymer immobilization step, for example, when the specific biopolymer 3 in the adjacent region is mixed and a defective portion 4 ′ is generated, or the target specific biopolymer is formed. When a defective portion 4 ″ formed with something different from the above occurs, a defective portion removing step (FIG. 7C) for removing the specific biopolymer 3 and the immobilization layer 2 of the defective portion 4 is performed. It is what you have.

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

ここで、上記不良部分除去工程は、上記特異性生体高分子固定化工程後に行われるものであってもよく、また特異性生体高分子固定化工程中に行われるものであってもよい。ここで、本実施態様においては、例えば目的とする特異性生体高分子固定部の一部に不良部分が生じた場合、その不良部分を除去すればマイクロアレイチップとした際に何ら支障をきたさない場合には、その不良部分のみを除去する不良部分除去工程を行うだけでよいが、例えば不良部分が特異性生体高分子固定部の大部分を占める等、その部分の特異性生体高分子が欠けることによって、マイクロアレイチップを用いた際に支障をきたす場合には、その不良部分を除去する不良部分除去工程を行った後、さらに例えば図8に示すように、不良部分が除去された不良部分除去部cに第2固定化層6を形成する第2固定化層形成工程(図8(a))を行い、その第2固定化層6上に目的とする特異性生体高分子7を固定化する第2特異性生体高分子固定化工程(図8(b))を行うことが好ましい。   Here, the defective portion removal step may be performed after the specific biopolymer immobilization step, or may be performed during the specific biopolymer immobilization step. Here, in this embodiment, for example, when a defective part occurs in a part of the target specific biopolymer immobilization part, if the defective part is removed, there is no problem when a microarray chip is obtained. In this case, it is only necessary to perform a defective part removing step for removing only the defective part. However, for example, the defective part occupies most of the specific biopolymer fixing part, and the specific biopolymer of the part is missing. Therefore, in the case where trouble is caused when the microarray chip is used, after performing the defective portion removing step for removing the defective portion, the defective portion removing portion from which the defective portion is removed, for example, as shown in FIG. A second immobilization layer forming step (FIG. 8A) for forming the second immobilization layer 6 on c is performed, and the target specific biopolymer 7 is immobilized on the second immobilization layer 6. Second specific biological height It is preferred to carry out the child fixing step (Figure 8 (b)).

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

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

(不良部分除去工程)
まず、本工程における不良部分除去工程について説明する。本工程における不良部分除去工程は、上述した特異性生体高分子固定化工程で生じた不良部分の特異性生体高分子および固定化層を除去する工程である。本工程は、上述したように、上記特異性生体高分子固定化工程中に行われるものであってもよく、また上記特異性生体高分子固定化工程後に行われるものであってもよい。例えば、少量の隣り合う特異性生体高分子が混じりあった部分を除去する場合等、後述する第2固定化層形成工程や第2特異性生体高分子固定化工程を行わない場合には、特異性生体高分子固定化工程後に行ってもよく、また特異性生体高分子固定化工程中に行ってもよい。
(Bad part removal process)
First, the defective part removing step in this step will be described. The defective portion removing step in this step is a step of removing the specific biopolymer and the immobilization layer in the defective portion generated in the above-described specific biopolymer immobilization step. As described above, this step may be performed during the specific biopolymer immobilization step, or may be performed after the specific biopolymer immobilization step. For example, when the second immobilized layer forming step and the second specific biopolymer immobilization step described later are not performed, such as when removing a portion where a small amount of the adjacent specific biopolymer is mixed, It may be performed after the specific biopolymer immobilization step or during the specific biopolymer immobilization step.

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

ここで、本実施態様の不良部分除去工程における特異性生体高分子および固定化層の除去には、特異性生体高分子および固定化層を完全に除去する場合のみならず、固定化層の一部が残存する場合も含むものとする。例えば、上述したように固定化層が基材と密着している部分が無機材料からなる場合には、この無機材料の部分は全部除去されてもよく、また無機材料が残存していてもよい。   Here, the removal of the specific biopolymer and the immobilization layer in the defective portion removal step of the present embodiment includes not only the case where the specific biopolymer and the immobilization layer are completely removed, but also one of the immobilization layers. It also includes the case where the part remains. For example, as described above, when the portion where the immobilization layer is in close contact with the substrate is made of an inorganic material, the portion of the inorganic material may be completely removed or the inorganic material may remain. .

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

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

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

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

(第2固定化層形成工程)
次に、本実施態様における第2固定化層形成工程について説明する。本実施態様における第2固定化層形成工程とは、上述した不良部分除去工程後、不良部分が除去された不良部分除去部に、上記固定化層形成工程で形成されるものと同様の第2固定化層を形成する工程である。本工程により第2固定化層を形成することにより、不良部分除去部上に、新たに特異性生体高分子を付着させることができるのである。
(Second immobilized layer forming step)
Next, the 2nd fixed layer formation process in this embodiment is demonstrated. The second immobilization layer forming step in the present embodiment is the same as the second immobilization layer forming step formed in the immobilization layer forming step in the defective portion removing portion from which the defective portion has been removed after the defective portion removing step. This is a step of forming an immobilization layer. By forming the second immobilization layer in this step, a specific biopolymer can be newly attached on the defective portion removal portion.

この第2固定化層形成工程により形成される第2固定化層としては、上述した固定化層と同様であり、また形成方法についても同様のものとすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   The second fixing layer formed by the second fixing layer forming step is the same as the above-described fixing layer, and the formation method can be the same, and detailed description here. Is omitted.

(第2特異性生体高分子固定化工程)
次に、本実施態様における第2特異性生体高分子固定化工程について説明する。本実施態様における第2特異性生体高分子固定化工程は、上記第2固定化層形成工程により形成された第2固定化層上に、特異性生体高分子固定化工程で固定化される特異性生体高分子と同様の特異性生体高分子を固定化する工程である。
(Second specific biopolymer immobilization step)
Next, the second specific biopolymer immobilization step in this embodiment will be described. In the second specific biopolymer immobilization step in this embodiment, the specific immobilization in the specific biopolymer immobilization step is performed on the second immobilization layer formed by the second immobilization layer formation step. This is a step of immobilizing a specific biopolymer similar to the biopolymer.

本工程における特異性生体高分子の固定化方法としては、上記第2固定化層上に特異性生体高分子を固定することが可能な方法であれば、特に限定されるものではなく、上記特異性生体高分子固定化工程と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   The method for immobilizing the specific biopolymer in this step is not particularly limited as long as it can immobilize the specific biopolymer on the second immobilization layer. Since it can be the same as that of the biopolymer immobilization step, detailed description here is omitted.

B.マイクロアレイチップ用基板
次に、本発明のマイクロアレイチップ用基板について説明する。本発明のマイクロアレイチップ用基板は、基材と、上記基材上に形成され、感光性保護基を含有する固定化層とを有し、上記固定化層は特異性生体高分子を固定化する領域である特異性生体高分子固定部のパターン状に形成されているものである。
B. Next, the microarray chip substrate of the present invention will be described. The substrate for microarray chip of the present invention has a base material and an immobilization layer formed on the base material and containing a photosensitive protective group, and the immobilization layer immobilizes a specific biopolymer. It is formed in a pattern of a specific biopolymer immobilization part which is a region.

本発明のマイクロアレイチップ用基板は、例えば図9に示すように、基材1上に固定化層2を有するものであり、この固定化層2は、特異性生体高分子を固定化する特異性生体高分子固定部aのパターン状に形成されているものである。   The microarray chip substrate of the present invention has an immobilization layer 2 on a base material 1 as shown in FIG. 9, for example, and this immobilization layer 2 has a specificity for immobilizing a specific biopolymer. The biopolymer fixing part a is formed in a pattern.

一般的なマイクロアレイチップ用基板においては、隣接する特異性生体高分子固定部間にも固定化層が形成されているため、感光性ポリマー重合法等によって特異性生体高分子を固定化する場合、この部分にも特異性生体高分子が付着してしまう場合や、隣り合う特異性生体高分子が混じり合ってしまう場合等がある。このような場合、隣接する特異性生体高分子固定部間や、異なる特異性生体高分子が混じり合った部分においては、マイクロアレイチップを使用した際、被検査物が非特異的吸着をしてしまい、マイクロアレイチップの精度が低下する場合や、コントラストが低下するといった問題がある。また、固定化層の有機基が存在する場合にも、同様に被検査物が非特異的な吸着をしてしまうという問題がある。   In a general microarray chip substrate, since an immobilization layer is formed between adjacent specific biopolymer immobilization parts, when immobilizing a specific biopolymer by a photosensitive polymer polymerization method, There may be a case where a specific biopolymer adheres to this part or a case where adjacent specific biopolymers are mixed. In such a case, when the microarray chip is used between the adjacent specific biopolymer immobilization parts or in a part where different specific biopolymers are mixed, the test object is nonspecifically adsorbed. There are problems that the accuracy of the microarray chip is lowered and the contrast is lowered. In addition, when the organic group of the immobilization layer is present, there is a problem that the test object similarly adsorbs nonspecifically.

そこで、本発明においては、このような特異性生体高分子を付着させる特異性生体高分子固定部の形状に固定化層が形成されている。したがって、例えば特異性生体高分子を感光性ポリマー重合法等によって、固定化層上に固定化する際、この特異性生体高分子固定部以外の部分には固定化層が形成されていないことから、特異性生体高分子が付着せず、また固定化層の有機基もないものとすることができる。これにより、上記のようなマイクロアレイチップの精度の低下やコントラストの低下等のない、高品質なマイクロアレイチップとすることができるのである。   Therefore, in the present invention, the immobilization layer is formed in the shape of the specific biopolymer immobilization part to which such a specific biopolymer is attached. Therefore, for example, when the specific biopolymer is immobilized on the immobilization layer by a photosensitive polymer polymerization method or the like, the immobilization layer is not formed in a portion other than the specific biopolymer immobilization portion. The specific biopolymer does not adhere and the organic group of the immobilization layer does not exist. As a result, it is possible to obtain a high-quality microarray chip that does not have a decrease in accuracy or a decrease in contrast as described above.

ここで、上記特異性生体高分子固定部とは、上述したように特異性生体高分子を固定させる領域であり、通常この各特異性生体高分子固定部ごとに異なる特異性生体高分子が固定化されるものである。   Here, the specific biopolymer immobilization part is an area for immobilizing the specific biopolymer as described above, and a different specific biopolymer is usually immobilized for each specific biopolymer immobilization part. It will be

ここで、隣接する上記特異性生体高分子固定部の間隙は、1μm〜2,000μm、中でも2μm〜150μm、特に5μm〜75μmであることが好ましい。隣接する特異性生体高分子固定部の間隙がこのようなものとすることにより、感光性ポリマー重合法等により特異性生体高分子を固定化した際に、異なる特異性生体高分子が混じり合ったり不良部分が発生しないものとすることとができるからである。また、このような範囲内であることから、本発明の利点を活かすことができる、ということもいえる。   Here, the gap between adjacent specific biopolymer immobilization parts is preferably 1 μm to 2,000 μm, more preferably 2 μm to 150 μm, and particularly preferably 5 μm to 75 μm. By setting the gap between adjacent specific biopolymer immobilization parts like this, when specific biopolymers are immobilized by a photosensitive polymer polymerization method, etc., different specific biopolymers may be mixed together. This is because no defective portion can be generated. Moreover, since it is in such a range, it can also be said that the advantage of this invention can be utilized.

このような固定化層の形成方法としては、例えば基材上の全面に固定化層を形成し、この固定化層をパターニングすることにより行うことができる。このようなパターニングの方法としては、例えば一般的なフォトリソグラフィー法や、高いエネルギーを有する光の照射等であってもよいが、本発明においては、特に、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板を用いて、エネルギーを照射することによって、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により目的とする領域の固定化層を分解除去して、形成する方法であることが好ましい。これにより、例えばフォトリソグラフィー法におけるアルカリ現像液のような、固定化層や特異性生体高分子に悪影響を及ぼすような材料を用いる必要がない。また、高いエネルギーを有する光を用いることなく、効率よく固定化層の除去を行うことができる、という利点も有するからである。   As a method for forming such an immobilization layer, for example, an immobilization layer can be formed on the entire surface of a substrate, and this immobilization layer can be patterned. Such a patterning method may be, for example, a general photolithography method or irradiation with light having high energy. In the present invention, in particular, the photocatalyst-containing layer containing at least a photocatalyst is provided. It is preferable that the photocatalyst-containing layer side substrate is used to irradiate energy to decompose and remove the fixed layer in the target region by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. This eliminates the need to use a material that adversely affects the immobilization layer or the specific biopolymer, such as an alkali developer in a photolithography method. Another reason is that the immobilization layer can be efficiently removed without using light having high energy.

なお、本実施態様に用いられる基材や、固定化層、その固定化層の形成方法や、固定化層のパターニング方法等については、上述した「A.マイクロアレイチップの製造方法」で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   In addition, about the base material used for this embodiment, an immobilization layer, the formation method of the immobilization layer, the patterning method of an immobilization layer, etc. which were demonstrated by "A. manufacturing method of a microarray chip" mentioned above. The description here is omitted.

C.マイクロアレイチップ
次に、本発明のマイクロアレイチップについて説明する。本発明のマイクロアレイチップは、上述したマイクロアレイチップ用基板の固定化層上に特異性生体高分子が固定化されたものである。
C. Next, the microarray chip of the present invention will be described. The microarray chip of the present invention is obtained by immobilizing a specific biopolymer on the immobilization layer of the above-described microarray chip substrate.

本発明によれば、上記固定化層が上述したように特異性生体高分子固定部の形状に形成されていることから、特異性生体高分子が、隣接する特異性生体高分子固定部間に付着していないマイクロアレイチップとすることができるのである。   According to the present invention, since the immobilization layer is formed in the shape of the specific biopolymer immobilization part as described above, the specific biopolymer is interposed between the adjacent specific biopolymer immobilization parts. It can be a microarray chip that is not attached.

これにより、マイクロアレイチップが使用された際、特異性生体高分子固定部間に付着した有機物等によって、非特異的吸着がされることなく、高品質なマイクロアレイチップとすることができるのである。   As a result, when the microarray chip is used, it is possible to obtain a high-quality microarray chip without nonspecific adsorption due to organic substances or the like attached between the specific biopolymer immobilization parts.

ここで、本発明のマイクロアレイチップに用いられる特異性生体高分子や、その形成方法等については、上述した「A.マイクロアレイチップの製造方法」で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   Here, the specific biopolymer used in the microarray chip of the present invention, the formation method thereof, and the like are the same as those described in the above-mentioned “A. Microarray chip manufacturing method”. Is omitted.

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

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

(マイクロアレイチップの作製)
まず、ピラニア試薬および洗浄で表面有機物を取り除き、清浄化したガラス基板にイソプロピルアルコールに1%になるように溶かした3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン溶液をスピンナー1500rpm、3分間でコーティングし、60℃、10分間乾燥させたものを0.1M塩酸水溶液中で2時間リンスした。その後、水洗浄し、110℃で30分乾燥させて固定化層とした。
次にヘキサエチレングリコールにホスホアミダイド試薬を、アセトニトリル中で反応させて作製したヘキサエチレングリコール−シアノエチルホスホアミダイドを100mMとなるように調整して、基板を30分リンス・カップリングし、水洗浄、乾燥させた。
続いて感光性保護基として、バニリンを出発物質として作製したニトロベラトリルオキシカルボニル100mM、ピリジン100mMのテトラヒドロフランで2分リンス・カップリングして、基板上の水酸基を保護し、エタノール洗浄・乾燥した。
この基板を再度テトラヒドロフランで浸し、その上から半分をマスクし、365nmの紫外光を、20,000μW/cm2/nmを5分間照射した。次に、保護アデノシンホスホアミダイド試薬100mM、アレンスルホニルトリアゾール5mMのピリジン溶液に置き換え、この基板を2分間リンスし、エタノール洗浄・乾燥した。
さらに、この基板上のアデノシン保護基を5%トリクロロ酢酸水溶液で10分間リンス除去、水洗・乾燥した後、フルオロセインホスホアミダイド試薬を100mM、アレンスルホニルトリアゾール5mMに調整したピリジン液で、リンス・エタノール洗浄・乾燥してホスホアミダイド合成および感光性ポリマー合成による核酸と蛍光試薬の連結した基板を作製した。この基板にUV照射を行い、フルオロセインを励起発光させたところ、感光性保護基の脱保護された基板半面にのみ蛍光が観察された。
(Production of microarray chip)
First, surface organic substances were removed by piranha reagent and washing, and a 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane solution dissolved in isopropyl alcohol to 1% was coated on a cleaned glass substrate at a spinner of 1500 rpm for 3 minutes. What was dried at 10 ° C. for 10 minutes was rinsed in a 0.1 M hydrochloric acid aqueous solution for 2 hours. Then, it washed with water and dried at 110 degreeC for 30 minutes, and was set as the fixed layer.
Next, hexaethylene glycol-cyanoethyl phosphoramidide prepared by reacting hexaethylene glycol with a phosphoramidide reagent in acetonitrile was adjusted to 100 mM, the substrate was rinsed and coupled for 30 minutes, washed with water, and dried. I let you.
Subsequently, as a photosensitive protecting group, rinveratyloxycarbonyl 100 mM prepared using vanillin as a starting material and pyridine 100 mM in tetrahydrofuran were rinsed and coupled for 2 minutes to protect the hydroxyl group on the substrate, followed by washing with ethanol and drying.
This substrate was again immersed in tetrahydrofuran, half of the substrate was masked, and ultraviolet light of 365 nm was irradiated with 20,000 μW / cm 2 / nm for 5 minutes. Next, the substrate was replaced with a pyridine solution of 100 mM of protected adenosine phosphoramidide reagent and 5 mM of allenesulfonyltriazole, and this substrate was rinsed for 2 minutes, washed with ethanol and dried.
Further, the adenosine protecting group on the substrate was rinsed and removed with a 5% trichloroacetic acid aqueous solution for 10 minutes, washed with water and dried, and then rinsed with ethanol in a pyridine solution adjusted to 100 mM fluorescein phosphoramidide reagent and 5 mM allenesulfonyltriazole. Washed and dried to prepare a substrate in which a nucleic acid and a fluorescent reagent were linked by phosphoramidide synthesis and photosensitive polymer synthesis. When this substrate was irradiated with UV and fluorescein was excited to emit light, fluorescence was observed only on the half surface of the substrate where the photosensitive protecting group was deprotected.

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

(有機基除去)
上記基板と、上記光触媒基板の光触媒含有層とを、50μmのギャップを設けて対向させた後、波長255−350nmの紫外光を、20,000μW/cm/nmの照度で30秒照射して水洗・乾燥した。
(Organic group removal)
The substrate and the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst substrate were opposed to each other with a gap of 50 μm, and then ultraviolet light with a wavelength of 255 to 350 nm was irradiated for 30 seconds with an illuminance of 20,000 μW / cm 2 / nm. Washed with water and dried.

(評価)
この基板にUV照射でフルオロセインを励起発光させたところ、露光された場所からは、励起発光は見られなかった。
また、この基板に暗所顕微鏡下で45°の入反射を与え、90°観察したところ、露光されなかった場所からは散乱光が観察され、露光された場所は未処理清浄ガラス表面と同等の散乱光のない状態が観察された。
(Evaluation)
When this substrate was subjected to excitation emission of fluorescein by UV irradiation, no excitation emission was seen from the exposed location.
In addition, this substrate was subjected to 45 ° incident reflection under a dark place microscope and observed at 90 °. As a result, scattered light was observed from an unexposed location, and the exposed location was equivalent to the untreated clean glass surface. A state without scattered light was observed.

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

符号の説明Explanation of symbols

1 …基材
2 …固定化層
3 …特異性生体高分子
4 …不良部分
6 …第2固定化層
7 …特異性生体高分子
11…光触媒含有層
12…基体
13…光触媒含有層側基板
15…エネルギー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material 2 ... Immobilization layer 3 ... Specific biopolymer 4 ... Defect part 6 ... 2nd immobilization layer 7 ... Specific biopolymer 11 ... Photocatalyst containing layer 12 ... Base | substrate 13 ... Photocatalyst containing layer side board | substrate 15 …energy

Claims (3)

基材上に、感光性保護基を有する固定化層を形成する固定化層形成工程と、
前記固定化層上の特異性生体高分子固定部に、特異性生体高分子を固定させる特異性生体高分子固定化工程と
を有するマイクロアレイチップの製造方法であって、
前記特異性生体高分子固定部間のスペース部に存在する有機基のみを除去する有機基除去工程を有し、
前記有機基除去工程が、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板の前記光触媒含有層を、前記固定化層または前記特異性生体高分子と間隙をおいて配置した後、エネルギーを照射することにより行われることを特徴とするマイクロアレイチップの製造方法。
An immobilization layer forming step of forming an immobilization layer having a photosensitive protective group on a substrate;
A specific biopolymer immobilization step of immobilizing a specific biopolymer to a specific biopolymer immobilization part on the immobilization layer, comprising:
Have a organic group removing step of removing only the organic groups present in the space portion between the specific biopolymers fixed part,
After the organic group removal step, the photocatalyst containing layer of the photocatalyst containing layer side substrate having a photocatalyst containing layer and a substrate containing a photocatalyst is disposed with a gap from the immobilization layer or the specific biopolymer, A method of manufacturing a microarray chip, which is performed by irradiating energy .
基材上に、感光性保護基を有する固定化層を形成する固定化層形成工程と、
前記固定化層上の特異性生体高分子固定部に、特異性生体高分子を固定させる特異性生体高分子固定化工程と
を有するマイクロアレイチップの製造方法であって、
前記特異性生体高分子固定化工程で不良が生じた際、不良部分の前記特異性生体高分子および前記固定化層のみを除去する不良部分除去工程を有し、
前記不良部分除去工程が、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板の前記光触媒含有層を、前記固定化層または前記特異性生体高分子と間隙をおいて配置した後、エネルギーを照射することにより行われることを特徴とするマイクロアレイチップの製造方法。
An immobilization layer forming step of forming an immobilization layer having a photosensitive protective group on a substrate;
A specific biopolymer immobilization step of immobilizing a specific biopolymer to a specific biopolymer immobilization part on the immobilization layer, comprising:
When a defect in the specific biopolymer immobilization process occurs, it has a defective portion removing step of removing only the specific biopolymer and the fixed layer of the defective portion,
After the defective portion removing step, the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate having a photocatalyst-containing layer and a substrate containing the photocatalyst is disposed with a gap from the immobilized layer or the specific biopolymer, A method of manufacturing a microarray chip, which is performed by irradiating energy .
前記不良部分除去工程により不良部分が除去された不良部分除去部に、感光性保護基を有する第2固定化層を形成する第2固定化層形成工程と、
前記第2固定化層上に前記特異性生体高分子を固定化する第2特異性生体高分子固定化工程と
を有することを特徴とする請求項2に記載のマイクロアレイチップの製造方法。
A second immobilization layer forming step of forming a second immobilization layer having a photosensitive protective group on the defective portion removal portion from which the defective portion has been removed by the defective portion removal step;
The method for producing a microarray chip according to claim 2, further comprising a second specific biopolymer immobilization step of immobilizing the specific biopolymer on the second immobilization layer.
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