JP4872975B2 - プローブアレイ用基体ならびにプローブアレイおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
突起の中心から低濡れ性領域までの距離をI、および、
ノズルの外径をDとしたとき、
I≦D/2の関係が成立することが好ましい。
前記ノズルの長さをN、および、
ノズルの外周面とプローブ溶液との間の濡れ角をθ3とし、かつ、
ψを、ψ=arcsinh (tan θ3)で定義したとき、
I>D/2のときに、
N>D×[arccosh {(2I/D)×cosh (ψ)}−ψ]/[2×cosh (ψ)]
の関係が成立することが好ましい。
ノズルの外径をD、
突起の中心から低濡れ性領域までの距離をI、
プローブアレイ用基体におけるプローブ保持部周辺の高濡れ性領域とプローブ溶液との間の濡れ角をθ2、および、
ノズルの外周面とプローブ溶液との間の濡れ角をθ3としたとき、
I<[D×cosh {arcsinh (1/tan θ2)}]/[2×cosh {arcsinh (tan θ3)}]
の関係が成立することが好ましい。
まず、図5(1A)に示すように、両面が平面研磨された、たとえば厚み400μmのガラスウエハに対して、フォトリソグラフィーで形成したレジストパターンをマスクとしたサンドブラスト加工を施すことにより、貫通孔201を形成して、供給器200のためのガラス部202を得る。このとき、ガラスウエハの片面のみから加工を行なって貫通孔201を形成しても、あるいは、ガラスウエハ250の片面からまず半分を越える程度の深さの加工を行ない、次に反対面から加工を行なって貫通孔201を貫通させてもよい。
数式4において、AおよびBは任意の定数であって、境界条件によって定まる。たとえば、図7の場合には、「円柱401と液体400のなす角度θが、固有の濡れ角になる。」ということが境界条件となる。また、coshは双曲線余弦関数であって、下記の数式5によって定義される。
図6に示した方法を用いた場合、プローブアレイ用基体100のプローブ保持部102に形成された突起103とプローブ水溶液210とが接触したとき、最初の物理ステップとして、プローブ水溶液210が突起103に導かれてプローブ保持部102の親水性領域105に到達する。突起103は親水性であるから、突起103の案内溝109および112(図2参照)を伝って、いわゆる毛細管現象によって、プローブ水溶液210がプローブ保持部102の親水性領域105にまで誘引される。
ここで、Dは供給器200のノズル204の外径である。したがって、突起103の中心から疎水性領域104までの距離をIとしたときに、下記の数式7が成立すれば、プローブ水溶液210がプローブ保持部102の親水性領域105の全域をカバーすると言える。
現実には、プローブ保持部102の親水性領域105の微細な凹凸の凹部を伝うようにして、プローブ水溶液210が上記の計算以上に濡れ広がる場合もあるから、数式7が成立していなければ、プローブ水溶液210が親水性領域105の全域をカバーしない、とは必ずしも言えないが、プローブ水溶液210が親水性領域105の全域を確実にカバーするようにするためには、数式7が成立していることが望ましい。
ここで、ψは、θ3を用いて、下記の数式9により定義される。
ノズル204の長さをNとしたとき、Nが上に計算したNwよりも長く、下記の数式10が成立すれば、プローブ水溶液210の濡れ上がりをノズル204の途中で停止させることができる。
N>D×[arccosh {(2I/D)×cosh (ψ)}−ψ]/[2×cosh (ψ)] …<数式10>
前述した具体例に従って説明すると、ノズル204の長さNが150μmであり、ノズル204の外径Dが50μmであり、突起103の中心から疎水性領域104までの距離Iが15μmであり、シリコン酸化膜と水の間の濡れ角となるθ3は、4〜20°である。これらの値を使って数式10が成立しているかを確認する。
101 主面
102 プローブ保持部
103 突起
104 疎水性領域
105 親水性領域
106 検査用領域
109,112 案内溝
122 感光性樹脂膜
200 供給器
204 ノズル
210 プローブ水溶液
Claims (14)
- 主面を有し、かつ前記主面に沿って複数のプローブ保持部が配列されているプローブアレイ用基体であって、
各前記プローブ保持部には、プローブ溶液に対して比較的高い濡れ性を示す突起が設けられ、
プローブ溶液に対して比較的低い濡れ性を示す低濡れ性領域が各前記プローブ保持部の周囲を実質的に取り囲むように形成されており、
複数の前記プローブ保持部間でのプローブ溶液の混じり合いの有無を検査するため、プローブ溶液に対して比較的高い濡れ性を示す検査用領域が、複数の前記プローブ保持部の隣り合うものの間において、各前記プローブ保持部に対して前記低濡れ性領域を隔てて位置するように形成されている、
プローブアレイ用基体。 - 前記突起は、前記低濡れ性領域から立ち上がるように設けられていて、前記プローブ保持部は、前記突起のみによって与えられる、請求項1に記載のプローブアレイ用基体。
- 前記主面上であって、前記突起の周囲の領域に、プローブ溶液に対して比較的高い濡れ性を示す高濡れ性領域が形成され、前記プローブ保持部は、前記突起および前記高濡れ性領域によって与えられる、請求項1に記載のプローブアレイ用基体。
- 各前記プローブ保持部には、前記主面から陥凹した形状が付与されている、請求項3に記載のプローブアレイ用基体。
- 前記突起には、前記プローブ保持部へのプローブ溶液の導入を円滑にするための案内溝が形成されている、請求項1ないし4のいずれかに記載のプローブアレイ用基体。
- プローブ溶液は水溶液であり、前記プローブアレイ用基体は親水性を有する材料からなり、前記低濡れ性領域はプローブアレイ用基体の表面にフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングされて形成された感光性樹脂膜によって与えられる、請求項1ないし5のいずれかに記載のプローブアレイ用基体。
- プローブ溶液は水溶液であり、前記プローブアレイ用基体は親水性を有する材料からなり、前記プローブアレイ用基体の主面には樹脂膜が形成され、前記プローブ保持部は、前記樹脂膜を形成した後、前記樹脂膜をプラズマアッシングによって除去した部分に形成され、前記低濡れ性領域は、プラズマアッシングによって除去した後に残った前記樹脂膜によって与えられる、請求項1ないし6のいずれかに記載のプローブアレイ用基体。
- 複数の前記プローブ保持部の各々において、前記突起を取り囲むように隔壁が形成され、隣り合う前記隔壁間には溝部分が形成され、前記溝部分には樹脂が付与され、前記低濡れ性領域は、前記溝部分内の前記樹脂がなくならない程度にプラズマアッシングされた後に残された前記樹脂の表面によって与えられ、前記高濡れ性領域の少なくとも一部は、前記プラズマアッシングされて余分な前記樹脂が除去された部分によって与えられる、請求項3または4に記載のプローブアレイ用基体。
- 請求項1ないし8のいずれかに記載のプローブアレイ用基体と、前記プローブアレイ用基体の各前記プローブ保持部に保持されたプローブ分子とを備える、プローブアレイ。
- 請求項1ないし5および8のいずれかに記載のプローブアレイ用基体を用意する工程と、
複数の前記突起に対応するように配列され、かつ各々にプローブ溶液が充填されたノズルを有する、供給器を用意する工程と、
前記プローブアレイ用基体の前記突起に、前記供給器の前記ノズルを近接させて、前記プローブ溶液と前記突起とを接触させることによって、前記プローブ溶液を前記プローブ保持部に導く工程と
を備える、プローブアレイの製造方法。 - 前記突起の中心から前記低濡れ性領域までの距離をI、および、
前記ノズルの外径をDとしたとき、
I≦D/2の関係が成立する、
請求項10に記載のプローブアレイの製造方法。 - 前記突起の中心から前記低濡れ性領域までの距離をI、
前記ノズルの外径をD、
前記ノズルの長さをN、および、
前記ノズルの外周面と前記プローブ溶液との間の濡れ角をθ3とし、かつ、
ψを、ψ=arcsinh (tan θ3)で定義したとき、
I>D/2のときに、
N>D×[arccosh {(2I/D)×cosh (ψ)}−ψ]/[2×cosh (ψ)]
の関係が成立する、
請求項10に記載のプローブアレイの製造方法。 - 請求項3、4または8に記載のプローブアレイ用基体を用意する工程と、
複数の前記突起に対応するように配列され、かつ各々にプローブ溶液が充填されたノズルを有する、供給器を用意する工程と、
前記プローブアレイ用基体の前記突起に、前記供給器の前記ノズルを近接させて、前記プローブ溶液と前記突起とを接触させることによって、前記プローブ溶液を前記プローブ保持部に導く工程と
を備え、
前記ノズルの外径をD、
前記突起の中心から前記低濡れ性領域までの距離をI、
前記プローブアレイ用基体における前記プローブ保持部周辺の前記高濡れ性領域と前記プローブ溶液との間の濡れ角をθ2、および、
前記ノズルの外周面とプローブ溶液との間の濡れ角をθ3としたとき、
I<[D×cosh {arcsinh (1/tan θ2)}]/[2×cosh {arcsinh (tan θ3)}]
の関係が成立する、
プローブアレイの製造方法。 - 請求項1に記載のプローブアレイ用基体を用意する工程と、
複数の前記突起に対応するように配列され、かつ各々にプローブ溶液が充填されたノズルを有する、供給器を用意する工程と、
前記プローブアレイ用基体の前記突起に、前記供給器の前記ノズルを近接させて、前記プローブ溶液と前記突起とを接触させることによって、前記プローブ溶液を前記プローブ保持部に導く工程と、
次いで、前記検査用領域に前記プローブ溶液が付着していないことを確認する工程と
を備える、プローブアレイの製造方法。
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JP2008176716A JP4872975B2 (ja) | 2008-07-07 | 2008-07-07 | プローブアレイ用基体ならびにプローブアレイおよびその製造方法 |
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