JPH1199000A

JPH1199000A - 反応場アレー、反応場アレーの製造方法、反応場アレーを用いた反応方法及び反応場アレーを用いた試料溶液中の物質の定量方法

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Publication number: JPH1199000A
Application number: JP10209922A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Okamoto; 尚志岡本; Nobuko Yamamoto; 伸子山本; Tomohiro Suzuki; 智博鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 1999-04-13
Anticipated expiration: 2018-07-24
Also published as: JP3610231B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プローブの逐次合成を用いる場合のプローブ
の合成の確認が難しく、更に副産物の除去ができない、
プローブを含む反応種を供給する際のクロスコンタミネ
ーションが生じる、更には個別の反応領域の面積を必要
十分に小さくできないという従来技術における問題点等
を解決し、反応領域における反応の結果を、反応領域が
微小である場合においても高感度に光学的に検出できる
反応場アレーを提供すること。【解決手段】液媒体中で２種以上の物質を反応させる
ための反応場の複数を互いに隔離して配列した反応場ア
レーを製造する際に、基板の液媒体に対して親和性を有
する表面に、凸部により互いに隔離され、その底面に基
板の表面が部分的に露出した凹部からなる反応場の所定
の配列を有し、凸部表面が液媒体に対して非親和性であ
るマトリクスパターンを設けて反応場アレーを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は治療薬等の薬剤のス
クリーニング、遺伝子のフィンガープリンティング、ハ
イブリダイゼーションによる遺伝子の塩基配列の決定
（ＳＢＨ：ＳｅｑｕｅｎｃｉｎｇＢｙＨｙｂｒｉｄ
ｉｚａｔｉｏｎ）、被検物質の同時多項目検出等に用い
られる、微量で、複数の反応を同時に取り扱う、いわゆ
る、コンビナトリアルケミストリーに用いることのでき
る、反応場を複数個備えた反応場アレー、その製造方
法、該反応場アレーを用いた反応方法及び反応場アレー
を用いた試料溶液中の物質の定量方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、治療薬等の薬剤のスクリーニング
等のために、例えば、スクリーニングされるべき薬剤と
の相互作用が予想される複数種のオリゴペプチドを用意
し、スクリーニングされるべき薬剤を含む複数種の薬剤
との相互作用を解析し、結果として必要とされる薬剤を
特定する等の、いわゆるコンビナトリアルケミストリー
が注目されるようになってきている。それは、やみくも
に薬剤を設計する手法が効率が悪く、また、設計合成さ
れた薬剤を動物実験等によって評価するにも、多くの時
間と費用を必要とするために、代替手段としてのコンビ
ナトリアルケミストリーが必要とされてきているためで
ある。

【０００３】そのようなコンビナトリアルケミストリー
のプローブとしては上記のオリゴペプチドプローブを第
一に挙げることができる。また、このようなプローブを
固相表面に結合する手段として、プローブと結合可能な
官能基を表面に有しているラテックス粒子も市販されて
いる（Ｃａｌｂｉｏｃｈｅｍ−Ｎｏｖａｂｉｏｃｈｅｍ
社）。また、米国特許公報５，１４３，８５４には光
分解性の保護基とフォトリソグラフィープロセスを併用
したオリゴペプチドアレーの作製方法が示されている。

【０００４】一方、特定の塩基配列を有する標的核酸を
それに対する核酸プローブのハイブリダイゼーションを
利用して検出する方法として従来からのコンベンショナ
ルないわゆるサザーンハイブリダイゼーション等にかわ
って、近年、固相基板上に複数種の核酸プローブを配置
して、これに対して標的核酸を含む検体試料をハイブリ
ダイズさせ、コンビナトリアルケミストリーの一形態に
よって検出する方法が提案されてきている。

【０００５】例えば、特表平３−５０５１５７にはサポ
ート表面に固定化された特定長さのオリゴヌクレオチド
の完全セットの全体、または、特定部分からなるポリヌ
クレオチド配列の分析装置が提案されている。また、米
国特許第５，２０２，２３１号公報には、このような方
法によるポリヌクレオチドの塩基配列の分析方法（ｓｅ
ｑｕｅｎｃｉｎｇｂｙｈｙｂｒｉｄｉｚｉｔｉｏ
ｎ）が提案されている。また、米国特許第５，４２４，
１８６公報には光分解性の保護基と、フォトリソグラフ
ィープロセスを併用した固相基板上への核酸プローブア
レーの作製方法が開示されている。

【０００６】一方、酵素免疫法等において、同時多項
目、または、同時多検体の反応、検出に際しては、最大
９６穴のマイクロプレートにおいて反応を行い、その結
果をマイクロプレートリーダーで読み取る方法が一般的
に行われているが、多量の検体を迅速に処理するには限
界があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】コンビナトリアルケミ
ストリーの主たる狙いの一つは、如何に多種、多量（数
として）の反応種を効率よく反応場に供給するか、とい
うことになる。言い換えれば、如何に多種、少量（液量
として）を、隣接する反応場間等におけるクロスコンタ
ミネーションが起こることなく、効率的に反応場に供給
するかということである。そういう見方からすると上述
のマイクロプレートリーダーを用いた方法は、近年ロボ
ット化による高速、多量処理が進んできているとはい
え、原理的に限界がある。また、ひとつのウェルで扱う
液量も２０μｌから１００μｌ程度と比較的大量である
という問題点を有する。

【０００８】また、上記米国特許第５，１４３，８５４
号公報や、同５，４２４，ｌ８６号公報に記載の光分解
性保護基とフォトリングラフィーを用いた固相上へのプ
ローブアレーの合成方法では、多種のプローブを、基板
上へ配列することは可能であるが、各プローブは同一平
面内にあるので、プローブと反応させるべき物質は、プ
ローブ全体に供給されるので、個別に反応の種類を替え
ることはできない。また、プローブとして固相上に逐次
合成された、例えば、オリゴペプチド、オリゴヌクレオ
チドをそのまま使用するので、プローブの合成の確認を
することができないうえに、原理的に合成時に含まれる
副産物（目的の長さより短いオリゴマー）を除くことが
できないという問題点を有する。

【０００９】これらの問題点を解決する手段のひとつと
して、すでに合成、精製した反応種をマイクロディスペ
ンサーを用いて反応場へ供給する方法が提案されてい
る。

【００１０】例えば、Ｋｈｒａｐｋｏらはポリアクリル
アミドゲル上に、マイクロピペットをもちいてＤＮＡ溶
液をスポットすることにより、ＤＮＡプローブアレーを
作製する方法を紹介している（ＤＮＡＳｕｑｅｕｎｃ
ｉｎｇ１，６７５−３８８，１９９１）。この方法で
は、比較的少量のＤＮＡ溶液を供給することができる
が、供給する面積を特定できないので、定量性に問題が
あり、また、プローブ供給の際に隣接するスポット間で
のクロスコンタミネーションのおそれもある。また、他
方の反応種を供給する際にも同様の問題がある。

【００１１】さらに反応種の供給量を少量とし、多種、
多量の反応を可能とするためにインクジェット法を用い
た、主として多孔質の固相法での、核酸プローブの逐次
合成も提案されている（国際公開ＷＯ９５／２５１１
６）。この方法には上記のように、プローブの逐次合成
という問題点、また、供給する領域を特定できないとい
う問題点がある。

【００１２】これらの反応種の供給領域を特定できない
という問題点を解決する手段がいくつか提案されてい
る。

【００１３】例えば、Ｃｈｒｉｓｅｙらは基板上に塗布
したしかるべき官能基を坦持したシランカップリング剤
をパターニングし、ここに、ＤＮＡプローブ溶液をスポ
ットしＤＮＡプローブアレーを作成する方法を紹介して
いる（ＮｕｃｌｅｉｃＡｃｉｄＲｅｓｅａｒｃｈ，
Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１５，３０４０−３０４７，１９
９６）。

【００１４】また、Ｌｅｍｍｏらは表面に多数のウェル
をもつ、モールド成形したポリプロピレンのシート
（板）の各ウェルにマイクロディスペンサーを用いて試
薬物質を供給する手段を紹介している（Ａｎａｌ．Ｃｈ
ｅｍ．，６９，５４３−５５１，１９９７）。ここに
は、４８×４８個のウェルを有するポリプロピレン樹脂
のウェル中にマイクロディスペンサーにより、各々、８
μｌ程度の試薬溶液を供給する方法が記載されている。
ウェルの大きさは直径約３ｍｍ、深さ約２ｍｍ程度と推
察され、モールド成形されたプレートの大きさは８．５
インチ×１１インチとの記載がある。モールド成形では
上記のように、現実的に形成可能なウェルサイズは数ミ
リメートル程度なので、全体のプレートのサイズを勘案
すると、アレーを形成するウエルの数も、４８×４８と
制限され、さらに、プレート全体としてのサイズも比較
的大きなものとなってしまう。実際にはコンビナトリケ
ミストリーを用いる際には、より多数の種類のプローブ
種の存在が望ましいし、また、プレートのサイズも、よ
り小さいことが望まれる。また、上記のポロプロピレン
で成形されたプレートを用いる場合、全体が撥水性なの
で、特に、一般的に用いられる、核酸等の生体物質の水
系の溶液を微小なウェル中に供給する際には困難を伴う
し、また、同時に隣のウェルの溶液との望ましくないコ
ンタミネーションを引き起こす恐れもある。

【００１５】更に、特表平７−５０８８３１号公報には
シリコン基板をパターニングした部分にマイクロディス
ペンサーを用いて核酸プローブ溶液を供給する手段が開
示されている。この方法によれば、プローブ種、アレー
サイズとも必要なものが得られると考えられるが、プロ
ーブを供給する際の、または、個別に検体を供給する際
のクロスコンタミネーションの問題は依然として残る。

【００１６】一方、国際特許出願ＷＯ９５／３５５０５
には、例えば、非水浸透性のフィルムで裏打ちされたニ
トロセルロースフィルターをシリコンラバーで区画し、
その中にＤＮＡプローブ溶液をアレー状に供給し非共有
結合でＤＮＡアレーを作製する方法が開示されている。
この、シリコンラバーで区画されている部分を基板上に
複数配置することにより、複数の検体をクロスコンタミ
ネーションを防ぎながら調べる方法が開示されている
が、個別のＤＮＡ反応領域に関する具体的な記載はな
い。

【００１７】本発明の目的は、上記従来技術の問題点、
すなわち、プローブの逐次合成を用いる場合のプローブ
の合成の確認が難しく、更に副産物の除去ができないと
いう問題点、プローブを含む反応種を供給する際のクロ
スコンタミネーションという問題点、更には個別の反応
領域の面積を必要十分に小さくできないという問題点等
を解決することにある。

【００１８】本発明の他の目的は反応領域における反応
の結果を、反応領域が微小である場合においても高感度
に光学的に検出できる技術を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の反応場アレーの
製造方法は、液媒体中で２種以上の物質を反応させるた
めの複数個の反応場が、該液媒体に対して所定の親和性
を示す第１の領域で構成され、また各々の該反応場は前
記液媒体に対して該第１の領域が示す親和性と比較して
低い親和性を示す第２の領域によって互いに隔離されて
いる反応場アレーの製造方法であって、前記液媒体に対
して所定の親和性を示す基板表面に、該基板表面が前記
液媒体に対して示す所定の親和性と比較して低い親和性
を有する、該基板表面に対して凸状のマトリクスパター
ンを形成して、該マトリクスパターンに対応して露出し
てなる該基板表面を第１の領域となし、該マトリクスパ
ターンを第２の領域となすことを特徴とする。

【００２０】本発明野の反応場アレーは、液媒体中で２
種以上の物質を反応させるための反応場を複数個有し、
各々の反応場を互いに隔離して配列した反応場アレーで
あって、該反応場が前記液媒体に対して所定の親和性を
示す第１の領域で構成され、また、該反応場は、前記液
媒体に対して該第１の領域が示す親和性と比較して低い
親和性を示す、該第１の領域に対して凸状の第２の領域
によって互いに隔離されていることを特徴とする。

【００２１】本発明の物質の反応方法は、液媒体中で２
種以上の物質を反応させるための複数の反応場が互いに
隔離して配列されている反応場アレーの各々の反応場に
該物質を供給し、該反応場において前記物質を反応させ
る方法において、該反応場アレーが、該反応場が前記液
媒体に対して所定の親和性を示す第１の領域で構成さ
れ、また該反応場は前記液媒体に対して該第１の領域が
示す親和性と比較して低い親和性を示す、該第１の領域
に対して凸状の第２の領域によって互いに隔離されてい
ることを特徴とする。

【００２２】本発明の物質の定量方法は、試料溶液中に
含まれる第１の物質の定量を行なう方法において、（ａ）該試料溶液に対して所定の親和性を示す第１の領
域で構成されている複数個の反応場を備え、該反応場は
該試料溶液に対して該第１の領域が示す親和性と比較し
て低い親和性を示す凸状の第２の領域によって互いに隔
離されている反応場アレーを用意する工程；（ｂ）該試料溶液を該反応場アレーの各々の反応場に供
給する工程；（ｃ）該第１の物質との相互作用によって該第１の物質
を定量的に検出可能な信号を提供する試薬を該反応場ア
レーの各々の反応場に供給する工程；及び（ｄ）該第１の物質と該試薬との相互作用を定量的に検
出する工程、を有することを特徴とする。

【００２３】本発明によれば、例えば、基板上にマトリ
クス状に配置された反応場としての凹部を、その底面に
反応系を構成する液媒体に対して親和性を有する基板面
を露出させ、更にその周壁を構成する凸部の表面を液媒
体に対して非親和性として形成したことで、液媒体に反
応性物質を含有させた溶液を供給する際に、凹部内への
溶液の供給がスムーズに行われ、凸部表面は溶液に対し
て非親和性なので溶液の凸部上での拡散が制限され、隣
接する凹部間でのクロスコンタミネーションを効果的に
防止できる。この凹部への良好な溶液供給は、例えば凹
部の容積の約数十倍の溶液量まで可能である。

【００２４】更に、本発明によればかかる機能を有する
反応場アレーを効率良く、高精度で製造可能である。

【００２５】凹部のマトリクスパターンは後述するよう
に微細なパターニング技術を用いて形成することができ
るので、十分に面積の小さく、かつ、多数の反応場を、
例えば、１ｃｍ×１ｃｍのチップ上に形成することがで
きる。

【００２６】本発明において、基板表面の有する液媒体
の親和性には、液媒体自体に対する親和性に加えて、液
媒体が、反応させるべき物質の１以上、反応に対して補
助的に必要な物質、更には定性や定量を行う場合におけ
る試薬等、更には、反応生成物等の１以上を含んだ状態
にある場合に対する親和性も含まれ、凸部表面が非親和
性である場合についても同様である。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）は、本発明の一実施態
様にかかる反応場アレーの平面図であり、図１（Ｂ）は
そのＡＡ断面図である。この反応場アレーは、基板１上
にマトリクス状に配置された反応場としての第１の領域
３を複数個有している。この各々の第１の領域は、該第
１の領域の面に対して凸状のマトリクスパターン２によ
って互いに離間された構造を有している。第１の領域３
は、基板１の表面４が露出しているものであり、基板１
の表面は、例えば２種の物質が反応する際の液媒体に対
して親和性を有するような表面に形成されている。一
方、凸状マトリクスパターン２の表面（第２の領域）
は、該液媒体に対して、該第１の領域に比較して非親和
性の表面に形成されている。

【００２８】具体的には、反応系を構成する液媒体が水
系（水、または水を主体とする液媒体）である場合に
は、基板１の表面を親水性、マトリクスパターンの凸部
表面を疎水性とするのが好ましい。また、液媒体が非水
系の場合には、基板１の表面を親油性に、マトリクスパ
ターンの表面を非親油性に形成するのが好ましい。

【００２９】より具体的には、液媒体が水系の場合に
は、基板１を、ガラス、金属、シリコンウェハー、ある
いは、表面を親水化処理したガラス、金属、シリコンウ
ェハー、樹脂、樹脂フィルム、または、親水層をコーテ
イングして親水性の表面を形成したガラス、金属、シリ
コンウェハー、樹脂、樹脂フィルム等から形成し、マト
リクスパターン２を疎水性表面を構成できる樹脂材料か
ら形成することができる。

【００３０】他方、液媒体が非水系である場合には、例
えば、基板１を親油性表面を構成できる樹脂から、マト
リクスパターン２を親水性表面を構成できる金属、ガラ
ス等から、形成することができる。

【００３１】反応を光学的に検出する場合に用いる基板
としては、光学的に透明な基板、また、場合によっては
光学的に黒色の基板が望ましい。このような望ましい基
板としては、合成石英、溶融石英等のガラス基板、シリ
コンウェハー、また、アクリル、ポリカーボネート、ポ
リスチレン、塩化ビニール等の樹脂基板、また、これら
に黒色の顔料、染料を混入した基板が利用できる。黒色
の顔料としては、カーボンブラック、あるいは、有機黒
色顔料を用いることができる。

【００３２】また、マトリクスパターン２を微細加工技
術によりパターニングする際には、マトリクスパターン
を形成する樹脂が感光性の樹脂であり、該感光性樹脂を
露光、現像処理することによりマトリクスパターンを容
易に形成することができる。

【００３３】本発明においては、前記第１の領域と第２
の領域との液媒体に対する親和性の差が大きければ大き
いほど望ましく、例えば、液媒体が水系の場合には、基
板表面がより高い親水性を有し、マトリクスパターン凸
部の表面がより高い疎水性を有することが望ましい。こ
の際、液媒体が水系の場合、露光、現像処理されたマト
リクスパターンをベーキングすることにより、該マトリ
クスパターンの疎水性を増強することが可能なので、こ
の方法は、本発明の望ましい形態のひとつといえる。同
様に、形成されたマトリクスパターンをマスクとして、
パターン状に露出した基板表面をドライエッチングする
ことにより、第１の領域の親水性を増強することも可能
である。

【００３４】本発明に用いるマトリクスパターンの構成
材料としては、本発明の要件を満たすものであればよ
い。例えば、クロム、アルミ、金等の金属であっても構
わない。特にブラッククロムの場合は遮光性が高いの
で、透明基板との組合せにおいて光学的検出を行う場合
におけるの信頼性の面からみると望ましい。ただし、金
属の場合には、どちらかといえば親水性が高く、また、
膜厚等の均一性を考慮して、蒸着等の手段で成膜する際
には、数千オングストロームの膜厚が一般的なので、こ
の点を考慮して利用するとよい。

【００３５】反応系溶液が水系の場合には、第１の領域
は親水性であるので、マトリクスパターン材料として
は、基板に比較して相対的に疎水性が高く、かつ、１μ
ｍ程度以上の膜厚を確保できる材料が好適であり、例え
ば、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ
エチレン、ポリイミド、アクリル酸モノマー、ウレタン
アクリレート、テフロン等の樹脂材料を好適なものとし
て挙げることができる。

【００３６】この場合、マトリクスパターンを形成する
一つの方法としては基板表面にコートした樹脂上にフォ
トレジストをコートしパターニングの後に樹脂をエッチ
ング等の工程によりパターニングする方法があげられ
る。また、感光性の樹脂であれば、樹脂そのものをフォ
トマスクを用いたフォトリソグラフィーのプロセスによ
りパターニングすることも可能となる。そのような感光
性の樹脂としてはＵＶレジスト、ＤＥＥＰ−ＵＶレジス
ト、紫外線硬化樹脂等を用いることができる。ＵＶレジ
ストとしては、環化ポリイソプレン−芳香族ビスアジド
系レジスト、フェノール樹脂−芳香族アジド化合物系レ
ジスト等のネガレジスト、ノボラック樹脂−ジアゾナフ
トキノン系レジスト等のポジレジストをあげることがで
きる。

【００３７】ＤＥＥＰ−ＵＶレジストとしては、ポジ型
レジストとして、例えば、ポリメチルメタクリレート、
ポリメチレンスルホン、ポリヘキサフルオロブチルメタ
クリレート、ポリメチルイソプロペニルケトン、およ
び、臭化ポリ１−トリメチルシリルプロピン等の放射線
分解型ポリマーレジスト、コール酸−０−ニトロベンジ
ルエステル等の溶解抑制剤系レジスト等をあげることが
でき、ネガ型レジストとして、ポリビニルフエノール−
３，３’−ジアジドジフェニルスルホン、および、ポリ
メタクリ酸グリシジル等をあげることができる。

【００３８】紫外線硬化樹脂としては、ベンゾフェノ
ン、および、その置換誘導体、ベンゾイン、および、そ
の置換誘導体、アセトフェノン、および、その置換誘導
体、ベンジルオキシム等のオキシム系化合物等のなかか
ら選ばれる、１種、または、２種以上の光重合開始剤を
２−１０重量％程度含有した、ポリエステルアクリレー
ト、エポキシアクリレート、および、ウレタンアクリレ
ート等をあげることができる。

【００３９】マトリクスパターンを形成する材料は、前
述のように、光学的な検出、例えば、蛍光法を用いる場
合には、その検出の感度、信頼性の向上を考慮すると遮
光性を有するものが望ましく、そのような材料として
は、前述のように金属、あるいは、黒色の樹脂、あるい
は、黒色の感光性樹脂があげられる。黒色の樹脂、ある
いは、黒色の感光性樹脂としては、上述の樹脂、あるい
は、感光性の樹脂に黒色の染料、あるいは、黒色の顔料
を含有させたものがあげられる。黒色の顔料としては、
カーボンブラックや黒色有機顔料を用いることができ
る。このような黒色のマトリクスパターンをブラックマ
トリクスと呼ぶ。

【００４０】また、第１の領域の形状は、形成する際の
容易性、取扱性、検出を行う場合には検出における操作
性等を考慮して選択することができ、各種多角形状、楕
円形等など限定されないが、図１に示すような単純な形
状が望ましい。また、第１の領域の配列形態は、図１の
ように平面図における上下方向で等間隔で配置する態
様、隣り合う列で第１の領域の位置をずらして配置する
態様等所望に応じて適宜変更可能である。

【００４１】マトリクスパターンによって区画される各
々の第１の領域のサイズとしては、反応種の数、アレー
全体のサイズを考慮した場合、その最長幅が３００μｍ
以下が望ましい。例えば、図１に示すように、凹状のマ
トリクスパターンとともに形成される断面形状を正方形
とする場合にはその１辺の長さを２００μｍ以下とする
ことができる。また、断面形状を長方形とする場合に
は、その長辺を２００μｍ以下、円形とする場合はその
直径を２００μｍ以下とするのがより望ましい。その大
きさの下限は例えば１μｍ程度とすることができる。

【００４２】隣接する第１の領域の間の距離は、アレー
全体のサイズ等とクロスコンタミネーションや、各種溶
液の供給の際における操作性等を考慮すると、最も隣接
する第１の領域の距離が、第１の領域の最長幅の１／２
〜２倍の範囲にあることが望ましい。また、マトリクス
パターンの厚さ（基板表面からの高さ）は、マトリクス
パターンの形成方法や第１の領域の容量、供給する反応
系溶液の量等を勘案し、また、特にマトリクスパターン
をフォトリソグラフィーで形成する場合には、２０μｍ
以下であることが望ましい。その下限は、１μｍ程度と
することができる。

【００４３】この範囲とすることで、相当数の反応場を
備え、且つコンビナトリアルケミスリにおける２種以上
の物質の反応の際に第１の領域への液媒体の付与をイン
クジェット記録方法を用いて行う場合、後述する様にピ
コリットル〜ナノリットルのオーダーとなるが、吐出条
件等の変動により吐出量は必ずしも常に一定ではない。
その様な場合でも第１の領域を１μｍ以上の高さを有す
る凸状のマトリクスパターンで互いに離間させること
で、隣接する第１の領域でのクロスコンタミネーション
の発生を抑えることができる。

【００４４】平面形状が正方形の第１の領域を２００μ
ｍ×２００μｍ×２０μｍのサイズで形成した場合、そ
の容積は８００ｐｌとなる。また、図１の構成で各第１
の領域の間の距離ｘを２００μｍとすると６２５個／ｃ
ｍ²の微小反応場密度となる。すなわちオーダーとして
１０²個／ｃｍ²以上のアレーは本発明の発明の範囲とな
りうる。また、第１の領域を５μｍ×５μｍ×４μｍの
サイズで形成し、隣接する第１の領域の間の距離も５μ
ｍとすると、各第１の領域の容積は０．１ｐｌとなり、
その反応場密度は１，０００，０００個／ｃｍ²とな
る。５μｍ×５μｍ×４μｍのパターニングは現在の微
細加工技術では現実的なサイズであるのでオーダーとし
て１０⁶個／ｃｍ²以上のアレーも本発明の発明の範囲と
なりうる。

【００４５】次に、これまで述べてきた反応場アレーを
用いた反応について説明する。

【００４６】本発明においては、上述した構成の反応場
アレーの複数の第１の領域の所定部において、液媒体中
で少なくとも２種の物質を反応させることができる。こ
の場合、各第１の領域間では同じ反応を、あるいは異な
る反応（反応系を構成する反応性物質が異なる場合や反
応性物質が同じでも濃度が異なる場合等を含む）を併行
して行わせることができる。

【００４７】第１の領域内での反応系の形成は、通常行
われている方法を用いることができ、例えば、２種の物
質を反応さる場合には、所定の第１の領域内に一方の物
質を含む溶液をまず供給してから、他方の物質を含む溶
液をこれに混合して反応を開始させる方法が利用でき
る。更に、３種の場合には、１種ずつ所定の第１の領域
内に加えて混合する方法、これらのうちの２種を含む溶
液と残りの１種を含む溶液を所定の第１の領域内に供給
して混合する方法等が利用できる。

【００４８】この際、第１の領域を微小領域として形成
した場合、例えば反応系溶液の量がサブｐｌからサブｎ
ｌと少量となる場合、反応条件に供給された溶液の蒸
発、気散を防ぐ方法を併用することが望ましい。例え
ば、反応系溶液が水溶液系の場合、アレーが置かれる条
件が必要な恒温、恒湿状態であることが望ましいといえ
る。

【００４９】本発明における反応の際に供給される溶液
の量は、上述した例の場合、第１の領域の容積とほぼ同
量とする際には、上記の計算から概ね０．１ｐｌから１
ｎｌとなる。また、本発明ではマトリクスパターンが供
給される溶液に対して非親和性であるので、液種によっ
ては、その表面張力により凹部の容積を上回る量の液が
凹部開口上に盛り上がってそこに留まることが可能とな
る。そのような場合、例えば、凹部容積の１０倍から数
１０倍の液量を供給することができる。すなわち、上記
の例の場合では、数ｐｌから数１０ｎｌの液を供給する
ことになる。いずれの場合にも、このような少量の液を
一般的なマイクロディスペンサーやマイクロピペットで
位置精度と供給量精度を良好に供給することには困難が
ともなう場合が多い。そこで、このような揚合には本発
明ではインクジェット法を用いて反応系溶液を凹部に供
給するのが好ましい。

【００５０】インクジェット法による反応系溶液の供給
には、例えば、インクジェットプリンターに用いられて
いるインクジェットヘッドを用いることができる。イン
クジェットプリントではμｍオーダーで高精度に位置決
をしてインクを吐出するので、本発明の微小反応領域ア
レーへの反応系溶液の供給にはきわめて適しているとい
える。また、吐出されるインクの量は一般的に約１ｐｌ
から数ｎｌであるので、同様に本発明の反応系溶液の供
給に適しているといえる。インクジェットヘッドは半導
体製造技術を用いて製作されているので、さらに吐出量
を調整して所望の量とすることも可能である。

【００５１】このようなインクジェット法を用いたＤＮ
Ａプローブアレーの逐次合成法に関しては上述のよう
に、国際公開ＷＯ９５／２５１１６に記載があるが、
該公開に記載の基板は単なるガラス、もしくは、多孔質
のガラスであって、単なるガラスの場合には、液の広が
る面積を制御できず、また、クロスコンタミネーション
も問題となる。多孔質のガラスの場合には、液滴の広が
りはある程度制御できるものの定量的ではく、クロスコ
ンタミネーションの問題は相変わらず残る。さらには、
インクジェット法の場合、ヘッドから液滴が吐出する際
に、その方向が一定程度乱れるという問題もあるが、単
なるガラス、あるいは、多孔質ガラスでは、その乱れが
そのままアレーの配置となってしまう問題点もある。一
方、本発明の方法によれば、液適の広がりは、凸状のマ
トリクスパターンにより定量的に制御され、また、吐出
の方向に乱れがあっても第１の領域内、あるいは、第１
の領域をある程度外れてもマトリクスパターンの吐出液
に対する非親和性によって所望の第１の領域内供給可能
となる。

【００５２】このような本発明の反応系溶液を供給可能
なインクジェット法にはピエゾジェット法、あるいは、
熱的な発泡を利用するバブルジェット法が利用できる。

【００５３】次に、本発明の反応場アレーを用いた反応
に好適な反応種について述べる。本発明ではアレーに配
列した第１の領域内で反応可能であるものはどのような
ものでも構わない。ただし、反応系溶液の液媒体が水系
の場合には第１の領域が親水性であり、凸状マトリクス
パターンの表面が疎水性であることが必要であり、ま
た、溶媒が有機溶媒系の場合には第１の領域は親油性で
あり、凸状マトリクスパターンの表面は非親油性である
ことが必要となる。また、二種以上の溶液を第１の領域
のうちの１つに供給するときは、それぞれの溶液を形成
する溶媒は相溶的であることが望ましい。

【００５４】本発明で用いる反応種の例としては、リガ
ンドと該リガンドに対するレセプター、特定のアミノ酸
配列を有するオリゴ、または、ポリペプチドとこれらの
ペプチドと親和性を有する物質、酵素と該酵素に対する
基質、抗原と該抗原に対する抗体、特定塩基配列を有す
る核酸、あるいは、修飾核酸と、該核酸、あるいは、修
飾核酸の特定塩基配列に対して相補的な塩基配列を有す
る核酸、あるいは、修飾核酸等をあげることができる。
これら核酸、修飾核酸としては、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ある
いは、バックボーンがペプチドで構成されているＰＮＡ
（ｐｒｏｔｅｉｎｎｕｃｌｅｉｃａｃｉｄ）等を例
にあげることができる。

【００５５】また、本発明では、反応すべき物質の少な
くとも一種が凹部内に結合している形態も、本発明の形
態のひとつとする。このような反応種の形態としては、
固定化酵素、固定化抗体、固定化核酸プローブ、固定化
ペプチドプローブ等を例としてあげることができる。反
応種の少なくとも一種が固定化されていれば、その後の
他の反応種の供給が簡便になると共に、洗浄等も容易に
行うことができるという利点もある。

【００５６】以下に、透明ガラス基板を用い、黒色の感
光性樹脂をマトリクスパターン材料とした場合の反応場
アレーの一連の製造工程、また、同アレーにおける反応
方法の一例について説明する。（１）透明なガラス基板を適宜洗浄、乾燥し、黒色の感
光性樹脂を塗布する。塗布の方法は、スピンコート、ダ
イコーターによる方法、ディップコート等、さまざまな
方法を用いることができる。（２）塗布された層を、例えば、ホットプレート等で仮
硬化する。その後、感光性樹脂組成物の分光感度に合致
した波長を有する露光装置と、所定のパターンを有する
フォトマスクを用いて露光する。（３）現像を行うことにより、仮に、ネガ型感光性樹脂
組成物とすると、露光時にマスクで遮光された部分が現
像液で溶出し、基板面が露出し、露光部分がブラックマ
トリクスとして残る。引き続き、現像液を洗い流すため
にリンスを行い、乾燥する。（４）再度ホットプレート等で硬化させ、必要な撥水性
を付与する。（５）ブラックマトリクスをマスクとしてドライエッチ
ングして、マトリクスパターン内の凹部を必要な清浄度
とする。（６）バブルジェット法により反応すべき物質の溶液
（この場合には水系の溶液）を所望の位置のマトリクス
パターン内に凹部に供給する。（７）基板を所定の反応条件に置く。（８）必要な検出操作を行う。

【００５７】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明
する。

【００５８】実施例１［ブラックマトリクスによる微小反応場アレーの作製
（水系反応溶液用）］合成石英基板を、２％水酸化ナト
リウム水溶液を用いて超音波洗浄し、ついで、ＵＶオゾ
ン処理した後、カーボンブラックを含有したＤＥＥＰ−
ＵＶレジスト（新日鉄化学株式会社ブラックマトリク
ス用ネガ型レジストＢＫ−７３９Ｐ）を、スピンコー
ターで硬化後の膜厚が５μｍになるように塗布した。こ
の基板をホットプレートで８０℃で５分間加熱し硬化さ
せた。

【００５９】ＤＥＥＰ−ＵＶ露光装置を使用し、ブラッ
クマトリクスパターン幅（図１における凹部間距離：
ｘ、以下同様）が２００μｍ、２００μｍ×２００μｍ
の正方形の凹部に対応する所定のパターンマスクを用い
てプロキシミティー露光し、ついで、無機アルカリ水溶
液の現像液で、スピン現像機を用いて現像してブラック
マトリクスを形成し、さらに、純水でリンス処理し、現
像液を完全に除去し、その後、スピン乾燥機を用いて簡
単に乾燥した後、クリーンオーブン中で、１８０℃、３
０分加熱し、ブラックマトリクスを本硬化させた。

【００６０】次に、ブラックマトリクスをマスクとして
基板表面に対してプラズマアッシング処理をすることに
より基板表面を清浄化した。この時点で、ブラックマト
リクス表面の水に対する接触角を測定したところ８７゜
と濡れにくい状態であり、また、基板表面の水に対する
接触角は２２゜と濡れやすい状態であった。

【００６１】実施例２［ブラッククロムによる微小反応場アレーの作製（非水
系反応溶液用）］アクリル樹脂（旭化成工業デラグラ
ス）基板を、２％水酸化ナトリウム水溶液を用いて超音
波洗浄し、ついで、ＵＶオゾン処理した後、通常のフォ
トリソグラフィー工程により、実施例１と同じ第１の領
域の配置に対応したパターンをレジストにより形成し
た。なお、レジストは硬化後の厚さが１μｍとなるよう
に塗布し、１００℃で３０分ポストベークを行った。次
に、基板表面にブラッククロム膜を２０００オングスト
ロームの厚さに成膜した後、レジスト剥離液を用いて、
クロム膜の第１の領域に相当する部分をリフトオフ法に
より除去した。適宜洗浄を行い、乾燥の後、実施例１と
同様にプラズマアッシングにより基板表面を清浄化し
た。これによりマトリクスパターンがブラッククロム、
第１の領域がアクリル樹脂で形成された微小反応場アレ
ーを得た。なお、この時点で、ブラッククロム表面の水
に対する接触角を測定したところ２５゜と濡れやすい状
態であり、また、第１の領域の水に対する接触角は９３
°と濡れにくい状態であった。

【００６２】実施例３［インクジェット法による微小反応場アレーへの水系溶
液の供給Ｉ］実施例１と同様の方法によりガラス基板上
のおよそ１ｃｍ×１ｃｍの領域に、１００μｍブラック
マトリクスパターン幅、１００μｍ×１００μｍの正方
形の第１の領域を２５００個有する微小反応場アレーを
形成した。次いで、１０μＭのローダミンＢ水溶液を、
インクジェット装置により、各々の第１の領域に、市松
パターン（ひとつおき）に、第１の領域の容積と等量の
５０ｐｌ供給した。なお、用いたインクジェット装置の
吐出位置決め精度は±２．５μｍである。次に、別のイ
ンクジェットヘッドから１０μＭのアミノＦＩＴＣの水
溶液５０ｐｌを他の第１の領域に供給した。ローダミン
Ｂ、アミノＦＩＴＣを用いたのは、水溶性であること、
また、蛍光により供給された液の状態、クロスコンタミ
ネーションの状態を観察するためである。

【００６３】ニコン蛍光顕微鏡にＧ励起フィルター（ロ
ーダミンＢ用）、Ｂ励起フィルター（アミノＦＩＴＣ
用）を装着し、１００倍にて、供給された各水溶液の状
態を蛍光にて観察した。各水溶液とも、液滴を形成する
ことなく第１の領域内に均一に供給されていた。また、
それぞれの色素が供給されるべき第１の領域からは他の
色素の蛍光は観察されず、各々の第１の領域へのクロス
コンタミネーションのない水溶液の供給が可能であっ
た。

【００６４】実施例４［インクジェット法による微小反応場アレーへの水系溶
液の供給ＩＩ］実施例３と全く同様の方法によって、各
第１の領域に、ローダミンＢ、アミノＦＩＴＣ水溶液
を、第１の領域１つの容積の１０倍量である５００ｐｌ
供給した。蛍光顕微鏡を用いて観察したところ、各第１
の領域には、撥水性のマトリクスパターンによって阻止
された、各色素の水溶液が液滴状に供給されていた。ま
た、実施例３と同様にクロスコンタミネーションは観察
されなかった。

【００６５】実施例５［インクジェット法による微小反応場アレーへの非水系
溶液の供給］実施例２と同様の方法によりアクリル基板
上のおよそ１ｃｍ×１ｃｍの領域に、１００μｍブラッ
ククロムパターン幅、１００μｍ×１００μｍの正方形
の第１の領域を２５００個有する微小反応場アレーを形
成した。次いで、１０μＭのローダミンＢのＤＭＳＯ溶
液を、インクジェット装置により、各第１の領域に、市
松パターン（ひとつおき）に、第１の領域の１つの容積
の５０倍量にあたる５０ｐｌ供給した。次に、別のイン
クジェットヘッドから１０μＭのＦＩＴＣのＤＭＳＯ溶
液を残りの第１の領域に供給した。蛍光顕微鏡を用いて
観察したところ、各第１の領域には、非親油性のマトリ
クスパターンによって阻止された、各色素のＤＭＳＯ溶
液が盛り上がった形状（液適を形成するほどの供給量で
はないので）供給されていた。また、実施例３と同様に
クロスコンタミネーションは観察されなかった。

【００６６】実施例６［インクジェット法による微小反応場アレーへの２種の
水系溶液の供給のモデル］実施例３と全く同様の方法に
よって、各第１の領域に、第１番目の反応種のモデルと
して、ローダミンＢ、アミノＦＩＴＣ水溶液を、第１の
領域の１つの容積の５倍量である２５０ｐｌ供給した。
次いで、第２番目の反応種のモデルとして、同じくロー
ダミンＢ、アミノＦＩＴＣ水溶液を、第１の領域の１つ
の容積の５倍量である２５０ｐｌを同じ位置に供給し
た。蛍光顕微鏡を用いて観察したところ、各第１の領域
には、撥水性のマトリクスパターンによって阻止され、
かつ、２回目液の供給による液の飛沫等もなく、各色素
の水溶液が液適状に供給されていた。また、クロスコン
タミネーションも観察されなかった。

【００６７】実施例７［インクジェット法による微小反応場アレーへの２種の
水系溶液の供給と反応］実施例３と同様の方法によっ
て、各第１の領域に、ソニケーションにより断片化した
ｓａｌｍｏｎｔｅｓｔｅｓＤＮＡの塩基対として４
０μＭのＴＥ（ｐＨ７．５）緩衝液溶液を５０ｐｌ供給
した。次に、エチジウムブロマイド（ＥＢ）の１０μＭ
のＴＥ（同上）緩衝液溶液を５０ｐｌ供給し、２５℃、
湿度１００％の恒温恒湿槽に５分間おき、その後、蛍光
を蛍光顕微鏡（Ｇ励起フィルター）により観察したとこ
ろ、各第１の領域よりＥＢ由来の蛍光が観察された。こ
れは、第１の領域においてＥＢと二本鎖核酸が反応し、
インターカレートしたＥＢからの蛍光が観察されたこと
を示す。なお、対照としてＥＢのみを供給した第１の領
域からはごく弱い蛍光が観察されたのみであった。

【００６８】実施例８［インクジェット法による微小反応場アレーへの２種の
水系溶液の供給と反応、および、反応後の蛍光の定量
Ｉ］実施例７と同様の方法によって、８個の第１の領域
に、塩基対として０μＭ、２μＭ、５μＭ、１０μＭ、
２０μＭ、４０μＭ、１００μＭ及び２００μＭのＤＮ
Ａ溶液５０ｐｌを供給した。次いで、１０μＭのＥＢ溶
液を５０ｐｌずつ各々の第１の領域に供給し、実施例７
と同様に恒温恒湿槽においた後、蛍光顕微鏡から、ＩＣ
ＣＤカメラ（浜松ホトニクスＣ２４００−８７）で画
像を取り込み、画像処理装置（浜松ホトニクスＡｒｇ
ｕｓ５０）によって光量を定量した。なお、Ａｒｇｕｓ
５０の信号増幅レベルは適宜設定した。結果を図２に示
す。図２より本発明の微小反応場アレーにおける反応が
進行し、定量性よく検出されたことがわかる。なお、蛍
光強度が飽和状態に至るのは、ＤＮＡとＥＢの量比によ
るものである。

【００６９】実施例９［インクジェット法による微小反応場アレーへの２種の
水系溶液の供給と反応、および、反応後の蛍光の定量Ｉ
Ｉ］エステラーゼの蛍光性基質である、カルボキシフル
オロセインジアセテート（モレキュラープローブ社、Ｃ
−３６９）の４０μＭのＴＥ緩衝液溶液（ｐＨ７．５）
を、実施例３と同様に作製した微小反応場アレーの７個
の第１の領域に、インクジェット法により、各々、５０
ｐｌ供給した。次いで、コリンエステレース（和光純
薬）の２ユニット／１のＴＥ緩衝液溶液（同上）を、反
応時間が、０分間、５分間、１０分間、１５分間、２０
分間、２５分間及び３０分間となるように時間差をつけ
て供給した。その間、反応は温度２５℃、湿度１００％
の恒温恒湿槽内で行った。その後、６０℃で五分間処理
し、酵素を失括させた後、蛍光顕微鏡（Ｂ励起フィルタ
ー）＋ＩＣＣＤ＋Ａｒｇｕｓにより、酵素消化によって
生成したカルボキシフルオロセインからの蛍光を観察、
定量した。なお、Ａｒｇｕｓ５０の信号増幅レベルは実
施例８と同じである。結果を図３に示す。図３より本発
明の微小反応場アレーにおける酵素反応が進行し、定量
性よく検出されたことがわかる。なお、蛍光強度が飽和
状態に至るのは、酵素と基質の量比によるものである。

【００７０】実施例１０［さらに微小な反応場アレーの作製、および、インクジ
ェット法による水系溶液の供給］実施例１と同様の方法
によりガラス基板上のおよそ１ｃｍ×１ｃｍの領域に、
５μｍブラックマトリクスパターン幅（膜厚２μｍ）、
５μｍ×５μｍの正方形の第１の領域を１，０００，０
００個有する微小反応場アレーを形成した。次いで、実
施例３と同様に、１０μＭのローダミンＢ水溶液を、イ
ンクジェット装置により、各第１の領域に、市松パター
ンに１ｐｌ供給した。なお、用いたインクジェット装置
の吐出位置決め精度は±０．５μｍである。次に、別の
インクジェットヘッドから１０μＭのアミノＦＩＴＣの
水溶液１ｐｌを残りの第１の領域に供給した。

【００７１】ニコン蛍光頭微鏡にＧ励起フィルター（ロ
ーダミンＢ用）、Ｂ励起フィルター（アミノＦＩＴＣ
用）を装着し、４００倍にて、供給された各水溶液の状
態を蛍光にて観察した。各水溶液とも、各色素の水溶液
が実施例４と同様、液適状に供給されていた。また、ク
ロスコンタミネーションは観察されなかった。

【００７２】

【発明の効果】本発明により、多種、多量の反応を基板
上の、例えば、１ｃｍ×１ｃｍの領域で行うための、反
応種溶液の供給に適した微小反応場アレーの作製が可能
となった。また、インクジェット法を併用することによ
り、本発明の微小反応場アレーに対しての反応種溶液の
供給ど反応、さらには、必要によっては反応の検出、定
量が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における反応場アレーの構造の一例を示
す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図であ
る。

【図２】実施例８の蛍光定量結果を示す図である。

【図３】実施例９の蛍光定量結果を示す図である。

【符号の説明】

１基板２マトリクスパターン３第１の領域４基板表面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液媒体中で２種以上の物質を反応させる
ための複数個の反応場が、該液媒体に対して所定の親和
性を示す第１の領域で構成され、また各々の該反応場は
前記液媒体に対して該第１の領域が示す親和性と比較し
て低い親和性を示す第２の領域によって互いに隔離され
ている反応場アレーの製造方法であって、前記液媒体に対して所定の親和性を示す基板表面に、該
基板表面が前記液媒体に対して示す所定の親和性と比較
して低い親和性を有する、該基板表面に対して凸状のマ
トリクスパターンを形成して、該マトリクスパターンに
対応して露出してなる該基板表面を第１の領域となし、
該マトリクスパターンを第２の領域となすことを特徴と
する反応場アレーの製造方法。
【請求項２】前記基板の表面が親水性であって、前記
マトリクスパターン表面が疎水性である請求項１記載の
反応場アレーの製造方法。
【請求項３】前記基板の表面が親油性であって、前記
マトリクスパターン表面が非親油性である請求項１記載
の反応場アレーの製造方法。
【請求項４】該マトリクスパターンを樹脂材料で形成
する請求項１または２記載の反応場アレーの製造方法。
【請求項５】該マトリクスパターンをフォトリソグラ
フィー法を用いて形成する請求項１記載の反応場アレー
の製造方法。
【請求項６】該フォトリソグラフィー法が、該基板表
面に樹脂層を形成し、該樹脂層上にフォトレジスト層を
形成し、該フォトレジスト層を該マトリクスパターンに
対応するようにパターン状に露光・現像してフォトレジ
ストのパターンを該樹脂層上に形成する工程；及び該フ
ォトレジストのパターンをマスクとして該樹脂層をパタ
ーニングした後、該フォトレジストのパターンを除去し
て該パターンを形成する工程、を有する請求項５記載の
反応場アレーの製造方法。
【請求項７】該フォトリソグラフィー法が、該基板表
面に感光性樹脂を形成し、該感光性樹脂層を該マトリク
スパターンに対応する様にパターン状に露光し、現像し
て該パターンを形成する工程を有する請求項５に記載の
反応場アレーの製造方法。
【請求項８】該感光性樹脂層のパターニングによって
形成した該パターンを、更にポストベークして撥水性を
向上させる請求項７に記載の反応場アレーの製造方法。
【請求項９】前記基板の表面が親水性であり、該第１
の領域を構成している基板表面を該第２の領域をマスク
としてエッチングして該第１の領域の親水性を増強する
請求項２記載の反応場アレーの製造方法。
【請求項１０】前記基板が光学的に透明であり、前記
第２の領域が遮光性である請求項１記載の反応場アレー
の製造方法。
【請求項１１】前記第２の領域が黒色である請求項１
０記載の反応場アレーの製造方法。
【請求項１２】該第２の領域の高さが１〜２０μｍで
ある請求項１記載の反応場アレーの製造方法。
【請求項１３】互いに隣接する第１の領域の間の距離
が、該第１の領域の最長幅の１／２〜２倍である請求項
１記載の反応場アレーの製造方法。
【請求項１４】液媒体中で２種以上の物質を反応させ
るための反応場を複数個有し、各々の反応場を互いに隔
離して配列した反応場アレーであって、該反応場が前記
液媒体に対して所定の親和性を示す第１の領域で構成さ
れ、また、該反応場は、前記液媒体に対して該第１の領
域が示す親和性と比較して低い親和性を示す、該第１の
領域に対して凸状の第２の領域によって互いに隔離され
ていることを特徴とする反応場アレー。
【請求項１５】該反応場の密度が１０²個／ｃｍ²以上
である請求項１４記載の反応場アレー。
【請求項１６】該第２の領域が、該液媒体に対して所
定の親和性を有する表面を備えた基板の該表面上にパタ
ーン状に形成されている請求項１４記載の反応場アレ
ー。
【請求項１７】該第２の領域が、樹脂材料より構成さ
れている請求項１４又は１６に記載の反応場アレー。
【請求項１８】該第２の領域が、フォトリソグラフィ
ー法によって形成されたものである請求項１６記載の反
応場アレー。
【請求項１９】該第１の領域が光学的に透明であり、
該第２の領域が遮光性である請求項１４記載の反応場ア
レー。
【請求項２０】該基板が光学的に透明であり、該第２
の領域が遮光性である請求項１４記載の反応場アレー。
【請求項２１】該第２の領域が黒色である請求項２０
記載の反応場アレー。
【請求項２２】該第１の領域の最長幅が２００μｍ以
下である請求項１４記載の反応場アレー。
【請求項２３】該第２の領域によって隔離されてい
る、互いに隣接する該第１の領域の間の距離がこれら第
１の領域の最長幅の１／２〜２倍の範囲である請求項１
４記載の反応場アレー。
【請求項２４】該第２の領域の高さが１〜２０μｍで
ある請求項１４記載の反応場アレー。
【請求項２５】液媒体中で２種以上の物質を反応させ
るための複数の反応場が互いに隔離して配列されている
反応場アレーの各々の反応場に該物質を供給し、該反応
場において前記物質を反応させる方法において、該反応
場アレーが、該反応場が前記液媒体に対して所定の親和
性を示す第１の領域で構成され、また該反応場は前記液
媒体に対して該第１の領域が示す親和性と比較して低い
親和性を示す、該第１の領域に対して凸状の第２の領域
によって互いに隔離されていることを特徴とする物質の
反応方法。
【請求項２６】該反応場の密度が１０²個／ｃｍ²以上
である請求項２５に記載の反応方法。
【請求項２７】該第２の領域が、基板の該液媒体に対
して所定の親和性を有する表面上にパターン状に形成さ
れている請求項２５に記載の反応方法。
【請求項２８】該第２の領域が、樹脂材料より構成さ
れている請求項２５又は２７に記載の反応方法。
【請求項２９】該第２の領域が、フォトリソグラフィ
ー法によって形成されたものである請求項２５又は２７
に記載の反応方法。
【請求項３０】該第１の領域が光学的に透明であり、
該第２の領域が遮光性である請求項２５に記載の反応方
法。
【請求項３１】該基板が光学的に透明であり、該第２
の領域が遮光性である請求項２７に記載の反応方法。
【請求項３２】該第２の領域が黒色である請求項３１
に記載の反応方法。
【請求項３３】該第１の領域の最長幅が２００μｍ以
下である請求項２５に記載の反応方法。
【請求項３４】互いに隣接する該第１の領域の間の距
離がこれら第１の領域の最長幅の１／２〜２倍の範囲で
ある請求項２５に記載の反応方法。
【請求項３５】該第２の領域の高さが１〜２０μｍで
ある請求項２５に記載の反応方法。
【請求項３６】前記２種以上の物質に、互いにリガン
ドとレセプターの関係にあるものが含まれる請求項２５
記載の反応方法。
【請求項３７】前記２種以上の物質に、特定のアミノ
酸配列を有するオリゴペプチド、或いはポリペプチドが
含まれている請求項２５に記載の反応方法。
【請求項３８】前記２種以上の物質に、蛋白質が含ま
れている請求項２５記載の反応方法。
【請求項３９】前記蛋白質が抗体である請求項３８記
載の反応方法。
【請求項４０】前記蛋白質が抗原である請求項３８記
載の反応方法。
【請求項４１】前記２種以上の物質に酵素が含まれて
いる請求項２５記載の反応方法。
【請求項４２】前記２種以上の物質に、所定の塩基配
列を有する一本鎖核酸、或いは修飾核酸が含まれている
請求項２５に記載の反応方法。
【請求項４３】前記核酸がオリゴヌクレオチド、或い
はポリヌクレオチドである請求項４２記載の反応方法。
【請求項４４】前記核酸がＤＮＡである請求項４２記
載の反応方法。
【請求項４５】前記核酸がＲＮＡである請求項４２記
載の反応方法。
【請求項４６】前記修飾核酸がプロテイン核酸ＰＮＡ
（ＰｒｏｔｅｉｎＮｕｃｌｅｉｃＡｃｉｄ）である請
求項４２記載の反応方法。
【請求項４７】該反応場への該物質の供給をインクジ
ェット法を用いて行なう請求項２５記載の反応方法。
【請求項４８】該反応場への該物質の供給をバブルジ
ェット法で行なう請求項４７記載の反応方法。
【請求項４９】該反応場への該物質の供給をピエゾジ
ェット法で行なう請求項４７記載の反応方法。
【請求項５０】試料溶液中に含まれる第１の物質の定
量を行なう方法において、（ａ）該試料溶液に対して所定の親和性を示す第１の領
域で構成されている複数個の反応場を備え、該反応場は
該試料溶液に対して該第１の領域が示す親和性と比較し
て低い親和性を示す凸状の第２の領域によって互いに隔
離されている反応場アレーを用意する工程；（ｂ）該試料溶液を該反応場アレーの各々の反応場に供
給する工程；（ｃ）該第１の物質との相互作用によって該第１の物質
を定量的に検出可能な信号を提供する試薬を該反応場ア
レーの各々の反応場に供給する工程；及び（ｄ）該第１の物質と該試薬との相互作用を定量的に検
出する工程、を有することを特徴とする物質の定量方
法。
【請求項５１】前記工程（ｃ）が、該第１の物質と結
合可能な第２の物質と該試薬を含む、該第１の領域の所
定の親和性を示す液媒体を各々の反応場に供給する工程
を有し、また該試薬は該第１の物質及び該第２の物質と
の結合体と相互作用するものである請求項５０記載の定
量方法。
【請求項５２】該反応場に供給する該第２の物質が、
各々の反応場によって異なる請求項５１の定量方法。
【請求項５３】該反応場の密度が１０²個／ｃｍ²以上
である請求項５０記載の定量方法。
【請求項５４】該第２の領域が、該液媒体に対して所
定の親和性を有する表面を備えた基板の該表面上にパタ
ーン状に形成されている請求項５０記載の定量方法。
【請求項５５】該第２の領域が、樹脂材料より形成さ
れている請求項５０又は５４に記載の定量方法。
【請求項５６】該第２の領域が、フォトリソグラフィ
ー法によって形成されたものである請求項５０、５４又
は５５の何れかに記載の定量方法。
【請求項５７】該第１の領域が光学的に透明であり、
該第２の領域が遮光性である請求項５０記載の定量方
法。
【請求項５８】該基板が光学的に透明であり、該第２
の領域が遮光性である請求項５０記載の定量方法。
【請求項５９】該第２の領域が黒色である請求項５７
又は５８に記載の定量方法。
【請求項６０】該第１の領域の最長幅が２００μｍ以
下である請求項５０記載の定量方法。
【請求項６１】該第２の領域によって隔離されてい
る、互いに隣接する該第１の領域の間の距離が該第１の
領域の最長幅の１／２〜２倍の範囲である請求項５０記
載の定量方法。
【請求項６２】該第２の領域の高さが２０μｍ以下で
ある請求項５０記載の定量方法。
【請求項６３】該試薬が該試料溶液中に含まれている
請求項５０記載の定量方法。
【請求項６４】該試薬が該第２の物質を含む液媒体中
に含まれている請求項５１記載の定量方法。
【請求項６５】前記第１及び第２の物質がリガンドと
レセプターの関係にある請求項５１記載の定量方法。
【請求項６６】前記第１の物質及び第２の物質の少な
くとも一方が、特定のアミノ酸配列を有するオリゴペプ
チド或いはポリペプチドである請求項５１記載の定量方
法。
【請求項６７】前記第１の物質及び第２の物質の少な
くとも一方が、蛋白質である請求項６６記載の定量方
法。
【請求項６８】前記蛋白質が抗体である請求項６７記
載の定量方法。
【請求項６９】前記蛋白質が抗原である請求項６７記
載の定量方法。
【請求項７０】前記第１の物質及び第２の物質の少な
くとも一方が酵素である請求項５１記載の定量方法。
【請求項７１】前記第１の物質及び第２の物質の少な
くとも一方が、所定の塩基配列を有する一本鎖核酸、或
いは修飾核酸を含む請求項５１記載の定量方法。
【請求項７２】前記核酸がオリゴヌクレオチド、或い
はポリヌクレオチドである請求項７１記載の定量方法。
【請求項７３】前記核酸がＤＮＡである請求項７１記
載の定量方法。
【請求項７４】前記核酸がＲＮＡである請求項７１記
載の定量方法。
【請求項７５】前記修飾核酸がプロテイン核酸（ＰＮ
Ａ：ＰｒｏｔｅｉｎＮｕｃｌｅｉｃＡｃｉｄ）である
請求項７１記載の定量方法。
【請求項７６】該反応場への該試料の供給、及び該試
薬の供給の少なくとも一方をインクジェット法で行なう
請求項５０記載の定量方法。
【請求項７７】該反応場への第２の物質を含む液媒体
の供給をインクジェット法で行なう請求項５１記載の定
量方法。
【請求項７８】該インクジェット法がバブルジェット
法である請求項７６又は７７記載の定量方法。
【請求項７９】該インクジェット法がピエゾジェット
法である請求項７６又は７７記載の定量方法。