JP2005274368A

JP2005274368A - バイオチップ用基板

Info

Publication number: JP2005274368A
Application number: JP2004088406A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Nakamura; 浩一郎中村
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-10-06
Also published as: US20050214841A1

Abstract

【課題】微量の生体関連物質を微少領域に付着、保持するためバイオチッピ用基板を提供する。とくに微量の液体を基板上の複数箇所に高密度に保持することができ、その量のばらつきが小さく、また繰り返し再現性が良好な選択付着性を備えたバイオチップ用基板を提供する。
【解決手段】平板状基板１０の表面に所定の規則で配列された凹部２０を形成する。この凹部表面は金属膜４０で被覆し、その表面に金属と親和性を有する化合物を介して生体関連物質を固定するためのリンカーを導入する。凹部と凹部の間の平坦部の表面には撥水性被膜４２を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、生命科学分野等で使用されるバイオチップに関し、とくに微少領域に選択的に特定物質を付着または保持する機能を有するバイオチップ用基板に関する。

生命科学の分野では、マイクロ化学反応器、ゲノム解析用チップ、プロテイン解析用チップなどを用いた超微少量、超高感度分析のため、機能素子の高集積化、高密度アレイ化が進んでいる。このため、これらに用いられる基板には選択付着性が要求されている。これらの基板では、微少量の生体関連物質溶液等の液体試料を選択的に所定箇所に保持し、分析や反応に供することができる。

このような機能は基板表面に特定の物質の分子と結合する機能を有する箇所（機能性結合サイト）を高密度に形成することによって実現できる。これらの技術については、例えば特許文献１〜５などに開示されている。
特表平９−５００５６８号公報特開２００２−１３１３２７号公報特開２００２−３０７８０１号公報特開２００２−２８３５３０号公報特開２００３−１２１４４２号公報

しかしながら、上記特許文献に開示されている方法は、いずれも基板の平坦な表面上へのパターンを形成する方法であり、機能性結合サイトが平坦部にあるため、微量の生体関連物質等の試料を、基板表面の複数箇所に保持する際に、保持量のばらつきが大きく、また繰り返し再現性が悪いという問題があった。また結合部位を高密度化すると、近接する結合部位同士の距離が近くなり、隣接する試料が混入するという問題があった。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、微量の特定物質を微小領域に高密度に再現性よく付着、保持できるバイオチップ用基板を提供することを目的とする。

本発明のバイオチップ用基板は、表面に所定の規則で配列された凹部を有し、その凹部の所定部分をＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄから選ばれた少なくとも１つの元素からなる金属膜によって被覆する。
上記の金属膜で被覆された凹部に、これらの金属と親和性を有する特定化学物質を微小領域に再現性よく付着、保持させることができる。

この金属膜上に生体関連物質を固定するためのリンカーが結合されていることが望ましく、とくにこのリンカーを金属膜上にチオエーテル結合を介して結合することが望ましい。
基板の凹部に、上記の金属と親和性があり、かつ生体関連物質を選択的に固定する機能をもつ官能基を有するリンカーを結合することにより、ＤＮＡ等の生体関連物質を微小領域に効果的に付着、保持することができる。

さらに凹部表面の所定部分を除く基板表面を撥水性被膜で被覆することが望ましい。基板の所定部分以外を撥水性被膜で覆うことにより、特定化学物質は所定部分にのみ付着し、それ以外の部分には付着しにくくなり、選択性を高めることができる。

本発明のバイオチップ用基板は、凹部に微量の特定物質を安定に付着または保持させることができ、隣接した凹部へ混入することを防止できる。また付着物質の量のばらつきが低減され、繰り返し再現性も向上させることができ、優れた付着、保持機能を有するバイオチップ用基板を提供することができる。

以下に本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明のバイオチップ用基板の一例を図１に示す。平板状基板１０の表面に、生体関連物質溶液等の液体材料を保持するための複数の凹部２０が形成されている。この例では隣接する凹部と凹部の間はもとの平板状基板表面である平坦部３０が存在する。そしてこの凹部表面と、それ以外の基板の平坦部表面とに、特定の生体関連物質試料に対する付着力に差異を与えるような処理を施すことにより、凹部２０における試料の保持性能を向上させることができる。

本発明の基板に用いる材料としては、ガラス、セラミックス、半導体、金属、樹脂等をあげることができる。利用できるガラスの種類としては、石英ガラス（線膨張係数α＝０．５ｐｐｍ／Ｋ）、無アルカリガラス、ソーダライムガラスなどを例示できる。さらに、ゼロデュア（ショット社、α＝−２ｐｐｍ／Ｋ）、ネオセラム（日本電気硝子社、α＝０．１５ｐｐｍ／Ｋ）などのような低膨張結晶化ガラス、パイレックス（コーニング社、α＝３．２５ｐｐｍ／Ｋ）、ＢＫ７（ショット社、α＝７．１ｐｐｍ／Ｋ）などが挙げられる。

またウェハ形態で提供されているシリコン、ＩｎＰ、ＧａＡｓなどの半導体材料も使用可能である。樹脂材料については、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素系樹脂などを挙げることができる。これらの中でも、耐熱性、透明性、化学的安定性に優れたガラスを用いることがもっとも好ましい。

図２は本発明のバイオチップ用基板の断面図を示している。平板状基板１０に設けた凹部２０内の表面に金属膜４０が形成され、平坦部の表面には撥水性被膜４２が形成されている。代表的な金属膜は金（Ａｕ）膜であるが、これに限られず、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）などを用いることもできる。
図では凹部２０内の全表面に金属膜が形成されているが、必要に応じて所定部分、例えば凹部の底部分のみに形成してもよい。

さらに上記の金属膜表面に生体関連物質およびそれらを結合する化合物を選択的に固定する機能をもつ官能基を有するリンカーを導入する。
ここで生体関連物質とは、ＤＮＡ、ＲＮＡなどの核酸類、たんぱく質、脂質、糖類、ビタミン、ホルモン、酵素などである。

これらの生体関連物質を選択的に固定することができる官能基としては、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、スルホン酸基、ヒドロキシル基、アルキル基、フェニル基などを例示できる。
この中でも、ＡｕあるいはＡｇ、Ｃｕ、Ｐｄと親和性が高いメルカプト基を有し、生体関連物質を化学的に結合できるカルボキシル基を有する化合物を用いることが好ましい。このような化合物としては、３−メルカプトプロピオン酸、３，３‘−ジチオジチオプロピオン酸が好ましい。

他にも、アルキル基、ヒドロキシル基、アミノ基などを含有するアルキルチオール化合物、ヒドロキシアルキルチオール化合物、アミノアルキルチオール化合物を用いても良い。また、これらのジスルフィド化合物である、アルキルジスルフィド化合物、ヒドロキシ基含有アルキルジスルフィド化合物、カルボキシル基含有アルカンチオール、アミノ基含有アルキルジスルフィド化合物をあげることができる。

これらの具体的な例としては、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃₀ＳＨ、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂₅ＳＨ、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂₀ＳＨ、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₉ＳＨ、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₈ＳＨ、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₇ＳＨ、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₆ＳＨ、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₅ＳＨ、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₄ＳＨ、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₃ＳＨ、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₂ＳＨ、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₁ＳＨ、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₀ＳＨ、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₉ＳＨ、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₈ＳＨ、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₇ＳＨ、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₆ＳＨ、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₅ＳＨ、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₄ＳＨ、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃ＳＨ、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂ＳＨ、ＣＨ₃ＣＨ₂ＳＨ、
のようなアルカンチオール、
ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₃₀ＳＨ、ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₂₅ＳＨ、
ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₂₀ＳＨ、ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₉ＳＨ、
ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₈ＳＨ、ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₇ＳＨ、
ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₆ＳＨ、ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₅ＳＨ、
ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₄ＳＨ、ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₃ＳＨ、
ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₂ＳＨ、ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₁ＳＨ、
ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₀ＳＨ、ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₉ＳＨ、
ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₈ＳＨ、ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₇ＳＨ、
ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₆ＳＨ、ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₅ＳＨ、
ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₄ＳＨ、ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₃ＳＨ、
ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₂ＳＨ、ＨＯＣＨ₂ＣＨ₂ＳＨ、
のようなヒドロキシ基含有アルカンチオール、
ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₃₀ＳＨ、ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₂₅ＳＨ、
ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₂₀ＳＨ、ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₉ＳＨ、
ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₈ＳＨ、ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₇ＳＨ、
ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₆ＳＨ、ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₅ＳＨ、
ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₄ＳＨ、ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₃ＳＨ、
ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₂ＳＨ、ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₁ＳＨ、
ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₀ＳＨ、ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₉ＳＨ、
ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₈ＳＨ、ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₇ＳＨ、
ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₆ＳＨ、ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₅ＳＨ、
ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₄ＳＨ、ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₃ＳＨ、
ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₂ＳＨ、ＨＯＯＣＣＨ₂ＳＨ、
のようなカルボキシル基含有アルカンチオール、
Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₃₀ＳＨ、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₂₅ＳＨ、
Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₂₀ＳＨ、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₉ＳＨ、
Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₈ＳＨ、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₇ＳＨ、
Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₆ＳＨ、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₅ＳＨ、
Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₄ＳＨ、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₃ＳＨ、
Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₂ＳＨ、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₁ＳＨ、
Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₀ＳＨ、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₉ＳＨ、
Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₈ＳＨ、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₇ＳＨ、
Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₆ＳＨ、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₅ＳＨ、
Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₄ＳＨ、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₃ＳＨ、
Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₂ＳＨ、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＳＨ、
のようなアミノ基含有アルカンチオール、
[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃₀Ｓ]₂、[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂₅Ｓ]₂、
[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂₀Ｓ]₂、[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₉Ｓ]₂、
[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₈Ｓ]₂、[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₇Ｓ]₂、
[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₆Ｓ]₂、[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₅Ｓ]₂、
[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₄Ｓ]₂、[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₃Ｓ]₂、
[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₂Ｓ]₂、[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₁Ｓ]₂、
[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₀Ｓ]₂、[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₉Ｓ]₂、
[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₈Ｓ]₂、[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₇Ｓ]₂、
[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₆Ｓ]₂、[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₅Ｓ]₂、
[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₄Ｓ]₂、[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃Ｓ]₂、
[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂Ｓ]₂、[ＣＨ₃ＣＨ₂Ｓ]₂、
のようなアルキルジスルフィド化合物、
[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₃₀Ｓ]₂、[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₂₅Ｓ]₂、
[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₂₀Ｓ]₂、[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₉Ｓ]₂、
[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₈Ｓ]₂、[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₇Ｓ]₂、
[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₆Ｓ]₂、[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₅Ｓ]₂、
[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₄Ｓ]₂、[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₃Ｓ]₂、
[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₂Ｓ]₂、[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₁Ｓ]₂、
[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₁₀Ｓ]₂、[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₉Ｓ]₂、
[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₈Ｓ]₂、[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₇Ｓ]₂、
[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₆Ｓ]₂、[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₅Ｓ]₂、
[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₄Ｓ]₂、[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₃Ｓ]₂、
[ＨＯＣＨ₂（ＣＨ₂）₂Ｓ]₂、[ＨＯＣＨ₂ＣＨ₂Ｓ]₂、
のようなヒドロキシ基含有アルキルジスルフィド化合物、
[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₃₀Ｓ]₂、[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₂₅Ｓ]₂、
[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₂₀ＳＨ、[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₉Ｓ]₂、
[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₈ＳＨ、[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₇Ｓ]₂、
[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₆ＳＨ、[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₅Ｓ]₂、
[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₄ＳＨ、[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₃Ｓ]₂、
[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₂ＳＨ、[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₁Ｓ]₂、
[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₀ＳＨ、[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₉Ｓ]₂、
[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₈ＳＨ、[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₇Ｓ]₂、
[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₆ＳＨ、[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₅Ｓ]₂、
[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₄ＳＨ、[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₃Ｓ]₂、
[ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₂ＳＨ、[ＨＯＯＣＣＨ₂Ｓ]₂、
のようなカルボキシル基含アルキルジスルフィド化合物、
[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₃₀Ｓ]₂、[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₂₅Ｓ]₂、
[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₂₀Ｓ]₂、[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₉Ｓ]₂、
[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₈Ｓ]₂、[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₇Ｓ]₂、
[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₆Ｓ]₂、[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₅Ｓ]₂、
[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₄Ｓ]₂、[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₃Ｓ]₂、
[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₂Ｓ]₂、[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₁Ｓ]₂、
[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₀Ｓ]₂、[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₉Ｓ]₂、
[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₈Ｓ]₂、[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₇Ｓ]₂、
[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₆Ｓ]₂、[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₅Ｓ]₂、
[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₄Ｓ]₂、[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₃Ｓ]₂、
[Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₂Ｓ]₂、[Ｈ₂ＮＣＨ₂Ｓ]₂、
のようなアミノ基含有アルキルジスルフィド化合物を例示することができる。

一方、基板の凹部表面の所定部分以外の部分、とくに基板の平坦部分の表面は撥水性であることが好ましい。撥水性を与える材料としては、撥水性基を有するテトラフルオロエチレン、環状パーフルオロポリマー、フルオロアルキルシラン、アルキルシラン、シリコーン、ポリシランなどを例示することができる。

撥水性基を有する化合物としては撥水性基を有するシラン化合物が好ましく使用される。その例として、１個または２個以上の撥水性基、例えばアルキル基、フルオロアルキル基などを分子内に有するシラン化合物を挙げることができる。

アルキル基を有するシラン化合物としては、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃₀ＳｉＣｌ₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂₀ＳｉＣｌ₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₈ＳｉＣｌ₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₆ＳｉＣｌ₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₄ＳｉＣｌ₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₂ＳｉＣｌ₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₀ＳｉＣｌ₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₉ＳｉＣｌ₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₈ＳｉＣｌ₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₇ＳｉＣｌ₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₆ＳｉＣｌ₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₅ＳｉＣｌ₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₄ＳｉＣｌ₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃ＳｉＣｌ₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂ＳｉＣｌ₃、ＣＨ₃ＣＨ₂ＳｉＣｌ₃、
（ＣＨ₃ＣＨ₂）₂ＳｉＣｌ₂、（ＣＨ₃ＣＨ₂）₃ＳｉＣｌ、
ＣＨ₃ＳｉＣｌ₃、（ＣＨ₃）₂ＳｉＣｌ₂、（ＣＨ₃）₃ＳｉＣｌ、
のようなアルキル基含有クロロシラン、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃₀Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂₀Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₈Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₆Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₀Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₉Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₈Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₇Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₆Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₅Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
（ＣＨ₃ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₂、（ＣＨ₃ＣＨ₂）₃ＳｉＯＣＨ₃、
ＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、（ＣＨ₃）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₂、（ＣＨ₃）₃ＳｉＯＣＨ₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃₀Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂₀Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₈Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₆Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₄Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₀Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₉Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₈Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₇Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₆Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₅Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₄Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＨ₃ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
（ＣＨ₃ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₂、（ＣＨ₃ＣＨ₂）₃ＳｉＯＣ₂Ｈ₅、
ＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、（ＣＨ₃）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₂、（ＣＨ₃）₃ＳｉＯＣ₂Ｈ₅
のようなアルキル基含有アルコキシシラン、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃₀Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂₀Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₈Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₆Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₄Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₀Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₉Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₈Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₇Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₆Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₅Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₄Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
（ＣＨ₃ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₂、（ＣＨ₃ＣＨ₂）₃ＳｉＯＣＯＣＨ₃、
ＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、（ＣＨ₃）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₂、
（ＣＨ₃）₃ＳｉＯＣＯＣＨ₃ 、
のようなアルキル基含有アシロキシシラン、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃₀Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂₀Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₈Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₆Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₄Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₀Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₉Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₈Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₇Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₆Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₅Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₄Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＨ₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、ＣＨ₃ＣＨ₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
（ＣＨ₃ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₂、（ＣＨ₃ＣＨ₂）₃ＳｉＮＣＯ、
ＣＨ₃Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、（ＣＨ₃）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₂、
（ＣＨ₃）₃ＳｉＮＣＯ、
のようなアルキル基含有イソシアネートシランを例示することができる。

フロオロアルキル基を有するシラン化合物としては、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₁₁（ＣＨ₂）₂ＳｉＣｌ₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₁₀（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（Ｃｌ）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉（ＣＨ₂）₂ＳｉＣｌ₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₈（ＣＨ₂）₂ＳｉＣｌ₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（ＣＨ₂）₂ＳｉＣｌ₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₆（ＣＨ₂）₂ＳｉＣｌ₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅（ＣＨ₂）₂ＳｉＣｌ₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₄（ＣＨ₂）₂ＳｉＣｌ₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃（ＣＨ₂）₂ＳｉＣｌ₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₂（ＣＨ₂）₂ＳｉＣｌ₃、
ＣＦ₃ＣＦ₂（ＣＨ₂）₂ＳｉＣｌ₃、
ＣＦ₃（ＣＨ₂）₂ＳｉＣｌ_3、
のようなフロオロアルキル基含有トリクロロシラン、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₁₁（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₁₀（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₈（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₆（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₄（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₂（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃ＣＦ₂（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₁₁（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₁₀（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₈（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₆（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₄（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₂（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＦ₃ＣＦ₂（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、
ＣＦ₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃
のようなフロオロアルキル基含有トリアルコキシシラン、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₁₁（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₁₀（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₈（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₆（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₄（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₂（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃ＣＦ₂（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）₃、
ＣＦ₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ₃）_{3 、}
のようなフロオロアルキル基含有トリアシロキシシラン、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₁₁（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₁₀（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₈（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₆（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₄（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₂（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＦ₃ＣＦ₂（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）₃、
ＣＦ₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＮＣＯ）_3、
ようなフロオロアルキル基含有トリイソシアネートシランを例示することができる。

これらの中でフロオロアルキル基含有トリアルコキシシラン、特にフッ素原子の数が１３〜２２のフロオロアルキルトリメトキシシラン、フロオロアルキルトリエトキシシランが好ましく用いられる。

ここに例示した化合物を用いて、本発明の基板の平坦部の表面を単独もしくは異なる物質を組み合わせて被覆することで、平坦部には生体関連物質が付着しにくくなり、例え凹部間が接近していても生体関連物質試料は隣接凹部へ混入しにくくなる。

本発明の基板は、上記特許文献１〜５などが開示されている基板とは異なり、あらかじめ基板表面に凹部を有しており、この凹部自身がとくに液体を保持する機能をもつ。この液体の保持機能は固体基板表面における液体の接触角で評価できる。接触角θは図３に示すように固体基板１２表面に滴下した液滴１００が基板表面と接触する角度で定義される。

本発明においては、凹部と平坦部の接触角の差を、２０度より大きくすることで、定量性、再現性に優れ、高密度な結合部位を有するバイオチップ用基板を提供することができる。凹部のない平坦な基板表面においては、より大きな接触角の差が必要であり、本発明により被覆材料の選択範囲が広くなる。接触角の差は、さらに好ましくは、５０度より大きく、より好ましくは、８０度より大きくする。これによりさらに選択的に優れた基板を提供することができる。

なお、接触角の最大値は１８０度である。この場合、液体は基板をまったく濡らさず、球状の液滴となる。本発明の基板においても撥水性を付与した平坦部での理想的な接触角は１８０度である。

本発明の基板は規則的に配列された凹部を有することが特徴である。凹部の形状、高さ、幅、密度は、本発明の基板が用いられるバイオチップに応じて必要な形態をとればよい。凹部の形状としては、球面状、円錐状、三角錐状、四角錐状、溝状、円柱状、線状、Ｙ分岐線状などが挙げられる。

配列された凹部が球面状、円錐状、三角錐状、四角錐状、溝状、円柱状などである場合については、１ｃｍ²当り４個以上、好ましくは、１００個以上、さらに好ましくは、１０，０００個以上とする。また、線状凹部の場合は線幅を３，０００マイクロメートル以下、好ましくは、１０マイクロメートル以下とする。これにより、高密度の微細パターン構造を有するバイオチップ用基板を得ることができる。

次に本発明のバイオチップ用基板の製造方法について説明する。基本的には基板表面の凹部を予め加工し、その後に凹部あるいは平坦部にそれぞれ所望の付着性を備えた材質の被膜を形成する。

規則的に配列された凹部を有する基板の製造方法としては、フォトリソグラフィ、電子線リソグラフィー、陽子線リソグラフィー、Ｘ線リソグラフィーなどによるマスクパターンの形成とレーザアブレージョン法、ウェットエッチング法などによる凹部形成を組み合わせた方法を例示できる。

基板表面に被膜を形成する方法としては、湿式法と乾式法（真空法）を例示できる。
湿式法については、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法、フローコート法、メニスカスコート法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、ナノインプリンティング法、ソフトリソグラフィー法、マイクロコンタクトプリンティング法などを例示できる。とくにソフトリソグラフィー法は凹部を有する基板表面の平坦部にのみ選択的に溶液を付着させる方法として、簡便で低コストな方法である。

乾式法（真空法）については、蒸着法、スパッタ法、イオンビーム法、ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法などがあげられる。これらの方法を組み合わせることにより、基板表面の所定部分に所定の材質の被膜を形成することができる。

以下に具体的な実施例について説明する。

石英ガラス基板（厚み２ｍｍ、寸法５０ｍｍ×５０ｍｍ）上に、Ｃｒ膜をスパッタリング法により成膜し、さらにフォトレジストをスピンコート法により塗布した。つぎにこのフォトレジスト膜を、縦方向に５０個、横方向に５０個、合計２５００個の開口部が碁盤の目状に配列したパターンで露光し、露光部分のフォトレジストを現像、除去した。このフォトレジスト膜をマスクとしてＣｒ膜をエッチングし、開口を形成した。

このフォトレジスト付きＣｒ膜で被覆されたガラス基板を、超純水（比抵抗値：１８ＭΩ・ｃｍ）で洗浄した後、４９％フッ化水素酸を用いてエッチングを行い球面状の凹部を形成した。この後、超純水で後洗浄した後、ＮａＯＨ水溶液にてフォトレジスト膜を剥離した。

この状態では凹部表面は基板のガラスが露出しており、平坦部はＣｒ膜によって被覆されている。この状態の基板表面全体にスパッタリング法でＡｕ膜を成膜した。次いで硝酸２アンモニウムセリウム水溶液を用いて、Ｃｒマスクを剥離除去し、球状凹部の内部にのみＡｕ膜を有する基板を得た。

つぎに平坦部に、つぎに示すようなソフトリソグラフィー法により、撥水層を形成した。
表面が平坦で厚さ約１ｍｍの板状ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）をスタンパとして用いる。フルオロアルキルシランを酸触媒と水により加水分解したアルコール溶液を平皿状の容器に入れ、スタンパの一方の表面をこの液に接触させる。次に、スタンパを上記の基板の表面に接触させてスタンパ表面の液を、基板の表面に転写した。引き続き室温で、２４時間乾燥した。
この基板表面の水の接触角を測定すると、平坦部の表面では１１０度であった（基板Ａ）。

つぎに基板Ａの凹部内にＤＮＡを固定するため、図４に示すような過程で処理を行った。
まず、１ミリモル濃度の３，３’−ジチオジプロピオン酸水溶液３ｍｌの中に基板Ａを３０分間浸漬した。これによってＡｕ膜表面はカルボキシル基が導入される（図４（ｂ））。

つぎに１００ｍｇ／ｍｌの濃度のＮ−ヒドロキシコハク酸イミドと塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミドの混合水溶液に浸漬し、基板表面のカルボキシル基と３０分間反応させた後、乾燥させた。これによってＡｕ膜表面にはチオール基が導入される（図４（ｃ））。

次いでアビジンを緩衝液（ｐＨ＝８．０、１０ｍｌのトリスー塩酸、０．２モル塩化ナトリウム）で０．２ｍｇ／ｍｌとなるように調製し、その溶液１ｍｌに基板を１時間浸漬した。１モル濃度のエタノールアミン水溶液１ｍｌに基板を３０分間浸して未反応のカルボキシル基を不活性化した。以上により、凹部内のＡｕ膜上がチオエーテル結合によってアビジン修飾される（図４（ｄ）、基板Ｂ）。この基板ＢがＤＮＡを固定するためのリンカーを備えた本発明のバイオチップ用基板である。

この基板Ｂをつぎのように処理することにより、ＤＮＡを基板凹部にのみ固定することができる。緩衝液（ｐＨ＝８．０、１０ｍｌのトリスー塩酸、０．２モル塩化ナトリウム）にビオチン化ＤＮＡを１マイクロモルになるようにした１ｍｌの溶液に２５℃で３０分間浸漬し、アビジンをリンカーとしてビオチン修飾ＤＮＡを固定した基板Ｃを得た（図４（ｅ））。

つぎに蛍光強度を増強して観察するため、図５に示すように、ＤＮＡ同士を結合させる。ＦＩＴＣ修飾したＤＮＡを緩衝液（ｐＨ＝７．９、１０ｍｌのトリスー塩酸、０．２モル塩化ナトリウム）で希釈した溶液１ｍｌに基板Ｂを６０℃で３０分間浸漬させてＤＮＡ同士を結合させた（図５（ｂ））。結合したＤＮＡは、蛍光顕微鏡（励起光４５０〜４９０ｎｍ、吸収光５１５〜５６５ｎｍ）により蛍光を観察して、ＤＮＡが基板凹部に固定されているのを確認した。

本実施例では、実施例１同様に作製した基板Ａの凹部のＡｕ膜上にのみ選択的に、アルカンチオールを導入した。
エイコサンチオール[ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₉ＳＨ]の３％（重量／体積比）エタノール溶液を準備し、これに基板Ａを浸漬した後、３時間室温で放置した。アルカンチオールは、撥水性平坦部には付着せず、チオール基と反応性の高いＡｕ膜上にのみ成膜された。以後、実施例１と同様の処理で、チオエーテル結合を介してリンカーを導入したバイオチップ用基板を得ることができる。

本実施例では、実施例１同様に作製した基板Ａの凹部のＡｕ膜上にのみ選択的に、ヒドロキシ基含有アルカンチオールを導入した。
１１−メルカプト−１−ウンデカノール[ＨＳ（ＣＨ₂）₁₀ＳＨ]の３％（重量／体積比）エタノール溶液を準備し、これに基板Ａを浸漬した後、３時間室温で放置した。１１−メルカプト−１−ウンデカノールは、撥水性平坦部には付着せず、チオール基と反応性の高いＡｕ膜上にのみ成膜された。以後、実施例１と同様の処理で、チオエーテル結合を介してリンカーを導入したバイオチップ用基板を得ることができる。

本実施例では、実施例１同様に作製した基板Ａの凹部のＡｕ膜上にのみ選択的に、カルボキシル基含有アルカンチオールを導入した。
１６−メルカプトヘキサデカン酸［ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₅ＳＨ]の３％（重量／体積比）エタノール溶液を準備し、これに基板Ａを浸漬した後、３時間室温で放置した。１６−メルカプトヘキサデカン酸は、撥水性平坦部には付着せず、チオール基と反応性の高いＡｕ膜上にのみ成膜された。以後、実施例１と同様の処理で、チオエーテル結合を介してリンカーを導入したバイオチップ用基板を得ることができる。

本実施例では、実施例１同様に作製した基板Ａの凹部のＡｕ膜上にのみ選択的に、アミノ基含有アルカンチオールを導入した。
１１−アミノ−１−ウンデカンチオール［Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₁₁ＳＨ］の３％（重量／体積比）エタノール溶液を準備し、これに基板Ａを浸漬した後、３時間室温で放置した。１１−アミノ−１−ウンデカンチオール酸は、撥水性平坦部には付着せず、チオール基と反応性の高いＡｕ膜上にのみ成膜された。以後、実施例１と同様の処理で、チオエーテル結合を介してリンカーを導入したバイオチップ用基板を得ることができる。

このフォトレジスト付きＣｒ膜で被覆されたガラス基板を、超純水（比抵抗値：１８ＭΩ・ｃｍ）で洗浄した後、４９％フッ化水素酸を用いてエッチングを行い球面状の凹部を形成した。この後、超純水で後洗浄した後、ＮａＯＨ水溶液にてフォトレジスト膜を剥離した。この後、超純水で後洗浄した後、ＮａＯＨ水溶液にてフォトレジスト膜を剥離した。更に硝酸２アンモニウムセリウム水溶液を用いて、Ｃｒマスクを剥離除去した。

つぎに平坦部に、つぎに示すようなソフトリソグラフィー法により、撥水層を形成した。
表面が平坦で厚さ約１ｍｍの板状ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）をスタンパとして用いる。フルオロアルキルシランを酸触媒と水により加水分解したアルコール溶液を平皿状の容器に入れ、スタンパの一方の表面をこの液に接触させる。次に、スタンパを上記の基板の表面に接触させてスタンパ表面の液を基板の表面に転写した。引き続き室温で２４時間乾燥した。
この基板表面の水の接触角を測定すると、平坦部の表面では１１０度であった。

次に、このガラス基板の平坦部に相当する部分を遮蔽し、凹部に相当する部分にのみ開口部を有するガラス製マスクを準備する。このマスクの開口部と基板の凹部を位置合わせして密着させ、スパッタリング法により、凹部にのみ、Ａｇ膜を成膜した。実施例１における基板Ａをこの基板に置き換えて、凹部のＡｇ膜上にのみ選択的にチオール化合物を成膜した。以後、実施例１と同様の処理で、チオエーテル結合を介してリンカーを導入したバイオチップ用基板を得ることができる。

実施例６におけるＡｇ膜の代わりに、Ｃｕ膜を成膜したほかは、同様にして凹部のＣｕ膜上にのみ選択的にチオール化合物を成膜したバイオチップ用基板を得た。

実施例６におけるＡｇ膜の代わりに、Ｐｄ膜を成膜したほかは、同様にして凹部のＰｄ膜上にのみ選択的にチオール化合物を成膜したバイオチップ用基板を得た。

本発明のバイオチップ用基板の一例を示す斜視図である。バイオチップ用基板の一例の断面模式図である。液滴の接触角を説明する図である。基板凹部の修飾過程を示す図である。ＤＮＡの結合過程を示す図である。

符号の説明

１０基板
２０凹部
３０平坦部
４０金属膜
４２撥水性被膜
１００液滴

Claims

表面に所定の規則で配列された凹部を有するバイオチップ用基板であって、前記凹部表面の所定部分はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄから選ばれた少なくとも１つの元素からなる金属膜によって被覆されていることを特徴とするバイオチップ用基板。
前記金属膜上に生体関連物質を固定するためのリンカーが結合されていることを特徴とする請求項１に記載のバイオチップ用基板。
前記リンカーはチオエーテル結合を介して前記金属膜と結合されていることを特徴とする請求項２に記載のバイオチップ用基板。
前記凹部表面の所定部分を除く前記基板表面が撥水性被膜で被覆されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載のバイオチップ用基板。