バイオチップ用基板
【課題】プラスチック、セラミック、ガラス、シリコン、石英、金属等からなる基材上に２次元的なアレイ状に固定化されたバイオ分子等（プローブ）を配列するタイプのバイオチップの一部を構成するバイオチップ用基板の提供を目的とする。
【解決手段】基材上に設けられているアルミナまたはアルミニウムからなる被膜層の上に、ベーマイト処理されてなる親水性領域とそれ以外の疎水性領域とが二次元的なアレイ状に配列されていることを特徴とするバイオチップ用基板。
【解決手段】基材上に設けられているアルミナまたはアルミニウムからなる被膜層の上に、ベーマイト処理されてなる親水性領域とそれ以外の疎水性領域とが二次元的なアレイ状に配列されていることを特徴とするバイオチップ用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上に２次元的なアレイ状にプローブを配列するタイプのバイオチップの一部を構成するバイオチップ用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の遺伝子工学分野における技術の急速に発展に伴い、数万個以上の塩基配列の解読などに用いられるバイオチップ技術が注目されている。
【０００３】
バイオチップには種々のタイプのものがある。アレイ基板を用いたバイオチップもそのひとつである。その中に、親水性領域と疎水性領域が配置されているアレイ基板（バイオチップ基板）を有するバイオチップがあり、種々の改良をしたものがいろいろと提案されている。これらの提案に係るほとんどのものは、基材としてガラス基材を用いたものであり（例えば、特許文献１参照。）、それらの作製に当たっては高度な技術が必要であり、価格も高いものとなっている。
【０００４】
このような状況の下、量産性が高く、かつ安価に提供が可能な、バイオチップ用基板の開発が強く望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−４０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような状況の下でなされたものであり、基材上に成膜された被膜層の表層に、この被膜層より塗れ性の高い親水性領域が部分的に形成されてなる、量産性に優れ、しかも安価に提供が可能なバイオチップ用基板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するためになされ、請求項１に記載の発明は、基材上に設けられているアルミナまたはアルミニウムからなる被膜層の上に、ベーマイト処理されてなる親水性領域とそれ以外の疎水性領域とが二次元的なアレイ状に配列されていることを特徴とするバイオチップ用基板である。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のバイオチップ用基板において、前記被膜層の疎水性領域の上には、疎水性材料層が積層されていることを特徴とする。
【０００９】
さらにまた、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のバイオチップ用基板において、前記親水性領域はドット状に整列されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のバイオチップ用基板は、プラスチック、セラミック、ガラス、シリコン、石英、金属などからなるフィルムやシートなどの基材の上に設けられているアルミナまたはアルミニウムからなる成膜層上に、ベーマイト処理されてなる親水性領域とそれ以外の疎水性領域とが二次元的なアレイ状に配列された構造のものであるので、非常に容易に、しかも安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一例に係るバイオチップ用基板の概略の断面構成を示す説明図である。
【図２】本発明の他の例に係るバイオチップ用基板の概略の断面構成を示す説明図である。
【図３】図２に示すようなバイオチップ用基板の概略の平面状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のバイオチップ用基板は、その代表的な構成を示す図１ないし図３からも分かるように、基材１、２１上に設けられているアルミナまたはアルミニウムからなる被膜層２、２２の上に、ベーマイト処理されてなる親水性領域３、２３とそれ以外の疎水性領域４、２４が二次元的なアレイ状に配列されてなるものである。
【００１３】
図２に示すバイオチップ用基板は、その疎水性領域２４を覆うように疎水性材料層２５がさらに設けられている点で異なっている。
【００１４】
基材１、２１としては、プラスチック、セラミック、ガラス、シリコン、石英、金属などの公知の材料からなるものを使用することができるが、成形性、コスト面からフィルム基材を使用することが好ましい。具体的には、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリエステル系（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリアミド系（ナイロン−６、ナイロン−６６等）、ポリスチレン、エチレンビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネイト、ポリエーテルスルホン、アクリル、セルロース系（トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース等）などのプラスチックからなるフィルム基材を挙げることができる。これらの中から、用途や要求物性などを考慮して適宜のものを選定して用いればよい。基材１、２１の厚みは特に限定されるものではないが、６μｍから２００μｍ程度であればよい。
【００１５】
このような基材１、２１上に設けられている被膜層２、２２は、その表面に、この層より濡れ性の高い親水性の領域を部分的に設けることが可能であって、成膜性に優れ、比較的安価なアルミナまたはアルミニウムからなる薄膜層であり、スパッタリング法などの薄膜形成手段により設けられてなる層である。
【００１６】
このアルミナまたはアルミニウムからなる被膜層２、２２の上には、ベーマイト処理されてなる親水性領域３、２３とそれ以外の疎水性領域４、２４とが２次元的なアレイ状に配列されている。図３に示すバイオチップ用基板においては、濡れ性の高い親水性領域２３がこの被膜層上にドット状に配列して設けられている例が示してある。
【００１７】
アルミナまたはアルミニウムからなる被膜層２、２２の上に濡れ性の高い親水性領域３、２３を形成する手段としては、ベーマイト処理が適用される。例えば、アルミナまたはアルミニウムからなる被膜層２、２２の表面に部分的にベーマイト処理液を作用させることでベーマイト処理を施してその部分にベーマイトを生成させ、その領域における親水性を高くし、親水性領域３、２３とすればよい。
【００１８】
より具体的には、被膜層の親水性領域としたい領域以外の部分をマスクした後に、被膜層全体に渡ってベーマイト処理に係る処理液を塗布または滴下し、非マスク部分にベーマイト処理を施し、しかる後にマスクした部分を剥がすようにすればよい。
【００１９】
この際に用いるベーマイト処理液としては、例えば、水の中にトリエタノールアミンやアンモニアを添加した処理液を用いればよく、これを７０℃以上、好ましくは９５℃以上の高温水または加圧水蒸気にして処理に供するようにすればよい。
【００２０】
以上のようなベーマイト処理によって、アルミナまたはアルミニウムからなる被膜層２、２２の上に親水性領域３、２３が形成されることによって、その領域以外の疎水性領域４、２４とで２次元的なアレイ状の配列がなされることになり、バイオチップ用基板を得ることができる。
【００２１】
図１に示すバイオチップ用基板は、その疎水性領域４が、被膜層２のアルミナまたはアルミニウムの面が露出した部分となっているが、その部分の疎水性をより高めるために、ベーマイト領域（親水性領域）を成形した後に、そのベーマイト領域にマスキング処理を施した後に、フッ素系またはシリコン系などの撥水性の高い成分を含む疎水性材料からなる疎水性材料層２５を非親水性領域に選択的に被覆させ、疎水性領域２４を形成するようにしてもよい（図２、図３参照。）。
【００２２】
このようにして形成された疎水性領域４、２４の部分には、疎水性相互作用により固定化された分子等（プローブ）を選択的に保持させ、バイオチップとして所期の解析に供することができる。
【実施例１】
【００２３】
まず、ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる厚みが１２μｍの基材の一方の面に、スパッタリング法にて厚みが２５ｎｍのアルミナ薄膜からなる被覆層を成膜した。次に、蒸留水中に０．３ｗ％のトリエタノールアミンを含ませたベーマイト処理液を９５℃まで加温し、その０．０５ｍｌずつを、前記工程で成膜された被膜層の表面に縦、横１０ｍｍの間隔を開けて設定した２０箇所のポイントのそれぞれに滴下した。２０秒経過後に被膜層上の敵下処理液を除去し、実施例１に係るバイオチップ用基板を得た。
【００２４】
得られたバイオチップ用基板の、ベーマイト処理領域（親水性領域）と未処理領域（疎水性領域）に純水を滴下し、純水接触角を測定した。結果を表１に示す。
【実施例２】
【００２５】
ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる厚みが１００μｍの基材の一方の面に、スパッタリング法にて厚みが２５ｎｍのアルミナ薄膜からなる被膜層を成膜した。次に、蒸留水中に０．３ｗ％のトリエタノールアミンを含ませたベーマイト処理液を９５℃まで加温し、その０．０５ｍｌずつを、前記工程で成膜された被膜層の表面に縦、横１０ｍｍの間隔を開けて設定した２０箇所のポイントのそれぞれに滴下した。２０秒経過後に被膜層上の敵下処理液を除去し、実施例２に係るバイオチップ基板を得た。
【００２６】
得られたバイオチップ基板の、ベーマイト処理領域（親水性領域）と未処理領域（疎水性領域）に純水を滴下し、純水接触角を測定した。結果を表１に示す。
【実施例３】
【００２７】
まず、ポリエチレンナフタレートフィルムからなる厚みが１００μｍの基材の一方の面に、スパッタリング法にて厚みが２５ｎｍのアルミナ薄膜からなる被膜層を成膜した。次に、蒸留水中に０．３ｗ％のトリエタノールアミンを含ませたベーマイト処理液を９５℃まで加温し、その０．０５ｍｌずつを、前記工程で成膜された被膜層の表面に縦、横１０ｍｍの間隔を開けて設定した２０箇所のポイントのそれぞれに滴下した。２０秒経過後に被膜層上の処理液を除去し、実施例３に係るバイオチップを得た。
【００２８】
得られたバイオチップ基板の、ベーマイト処理領域（親水性領域）と未処理領域（疎水性領域）に純水を滴下し、純水接触角を測定した。結果を表１に示す。
【実施例４】
【００２９】
まず、ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる厚み１００μｍの基材の一方の面に、スパッタリング法にて厚みが２５ｎｍのアルミナ薄膜からなる被膜層を成膜した。次に、蒸留水中に０．３ｗ％のトリエタノールアミンを含ませたベーマイト処理液を９５℃まで加温し、その０．０５ｍｌずつを、前記工程で成膜された被膜層の表面に縦、横１０ｍｍの間隔を開けて設定した２０箇所のポイントのそれぞれに滴下した。そして、２０秒経過後に被膜層上のベーマイト処理液を除去した。続いて、ベーマイト処理がされていない被膜層の部分に０．５ｗ％のパーフルオロアルキルシランを含む混合液を選択的に塗布し、疎水性領域を設け、実施例４に係るバイオチップ基板を得た。
【００３０】
そして、得られたバイオチップ基板の、ベーマイト処理領域（親水性領域）と未処理領域（疎水性領域）に純水を滴下し、純水接触角を測定した。結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【符号の説明】
【００３２】
１、２１・・・基材
２、２２・・・被覆層
３、２３・・・親水性領域
４、２４・・・疎水性領域
２５・・・疎水性材料層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上に２次元的なアレイ状にプローブを配列するタイプのバイオチップの一部を構成するバイオチップ用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の遺伝子工学分野における技術の急速に発展に伴い、数万個以上の塩基配列の解読などに用いられるバイオチップ技術が注目されている。
【０００３】
バイオチップには種々のタイプのものがある。アレイ基板を用いたバイオチップもそのひとつである。その中に、親水性領域と疎水性領域が配置されているアレイ基板（バイオチップ基板）を有するバイオチップがあり、種々の改良をしたものがいろいろと提案されている。これらの提案に係るほとんどのものは、基材としてガラス基材を用いたものであり（例えば、特許文献１参照。）、それらの作製に当たっては高度な技術が必要であり、価格も高いものとなっている。
【０００４】
このような状況の下、量産性が高く、かつ安価に提供が可能な、バイオチップ用基板の開発が強く望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−４０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような状況の下でなされたものであり、基材上に成膜された被膜層の表層に、この被膜層より塗れ性の高い親水性領域が部分的に形成されてなる、量産性に優れ、しかも安価に提供が可能なバイオチップ用基板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するためになされ、請求項１に記載の発明は、基材上に設けられているアルミナまたはアルミニウムからなる被膜層の上に、ベーマイト処理されてなる親水性領域とそれ以外の疎水性領域とが二次元的なアレイ状に配列されていることを特徴とするバイオチップ用基板である。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のバイオチップ用基板において、前記被膜層の疎水性領域の上には、疎水性材料層が積層されていることを特徴とする。
【０００９】
さらにまた、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のバイオチップ用基板において、前記親水性領域はドット状に整列されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のバイオチップ用基板は、プラスチック、セラミック、ガラス、シリコン、石英、金属などからなるフィルムやシートなどの基材の上に設けられているアルミナまたはアルミニウムからなる成膜層上に、ベーマイト処理されてなる親水性領域とそれ以外の疎水性領域とが二次元的なアレイ状に配列された構造のものであるので、非常に容易に、しかも安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一例に係るバイオチップ用基板の概略の断面構成を示す説明図である。
【図２】本発明の他の例に係るバイオチップ用基板の概略の断面構成を示す説明図である。
【図３】図２に示すようなバイオチップ用基板の概略の平面状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のバイオチップ用基板は、その代表的な構成を示す図１ないし図３からも分かるように、基材１、２１上に設けられているアルミナまたはアルミニウムからなる被膜層２、２２の上に、ベーマイト処理されてなる親水性領域３、２３とそれ以外の疎水性領域４、２４が二次元的なアレイ状に配列されてなるものである。
【００１３】
図２に示すバイオチップ用基板は、その疎水性領域２４を覆うように疎水性材料層２５がさらに設けられている点で異なっている。
【００１４】
基材１、２１としては、プラスチック、セラミック、ガラス、シリコン、石英、金属などの公知の材料からなるものを使用することができるが、成形性、コスト面からフィルム基材を使用することが好ましい。具体的には、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリエステル系（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリアミド系（ナイロン−６、ナイロン−６６等）、ポリスチレン、エチレンビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネイト、ポリエーテルスルホン、アクリル、セルロース系（トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース等）などのプラスチックからなるフィルム基材を挙げることができる。これらの中から、用途や要求物性などを考慮して適宜のものを選定して用いればよい。基材１、２１の厚みは特に限定されるものではないが、６μｍから２００μｍ程度であればよい。
【００１５】
このような基材１、２１上に設けられている被膜層２、２２は、その表面に、この層より濡れ性の高い親水性の領域を部分的に設けることが可能であって、成膜性に優れ、比較的安価なアルミナまたはアルミニウムからなる薄膜層であり、スパッタリング法などの薄膜形成手段により設けられてなる層である。
【００１６】
このアルミナまたはアルミニウムからなる被膜層２、２２の上には、ベーマイト処理されてなる親水性領域３、２３とそれ以外の疎水性領域４、２４とが２次元的なアレイ状に配列されている。図３に示すバイオチップ用基板においては、濡れ性の高い親水性領域２３がこの被膜層上にドット状に配列して設けられている例が示してある。
【００１７】
アルミナまたはアルミニウムからなる被膜層２、２２の上に濡れ性の高い親水性領域３、２３を形成する手段としては、ベーマイト処理が適用される。例えば、アルミナまたはアルミニウムからなる被膜層２、２２の表面に部分的にベーマイト処理液を作用させることでベーマイト処理を施してその部分にベーマイトを生成させ、その領域における親水性を高くし、親水性領域３、２３とすればよい。
【００１８】
より具体的には、被膜層の親水性領域としたい領域以外の部分をマスクした後に、被膜層全体に渡ってベーマイト処理に係る処理液を塗布または滴下し、非マスク部分にベーマイト処理を施し、しかる後にマスクした部分を剥がすようにすればよい。
【００１９】
この際に用いるベーマイト処理液としては、例えば、水の中にトリエタノールアミンやアンモニアを添加した処理液を用いればよく、これを７０℃以上、好ましくは９５℃以上の高温水または加圧水蒸気にして処理に供するようにすればよい。
【００２０】
以上のようなベーマイト処理によって、アルミナまたはアルミニウムからなる被膜層２、２２の上に親水性領域３、２３が形成されることによって、その領域以外の疎水性領域４、２４とで２次元的なアレイ状の配列がなされることになり、バイオチップ用基板を得ることができる。
【００２１】
図１に示すバイオチップ用基板は、その疎水性領域４が、被膜層２のアルミナまたはアルミニウムの面が露出した部分となっているが、その部分の疎水性をより高めるために、ベーマイト領域（親水性領域）を成形した後に、そのベーマイト領域にマスキング処理を施した後に、フッ素系またはシリコン系などの撥水性の高い成分を含む疎水性材料からなる疎水性材料層２５を非親水性領域に選択的に被覆させ、疎水性領域２４を形成するようにしてもよい（図２、図３参照。）。
【００２２】
このようにして形成された疎水性領域４、２４の部分には、疎水性相互作用により固定化された分子等（プローブ）を選択的に保持させ、バイオチップとして所期の解析に供することができる。
【実施例１】
【００２３】
まず、ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる厚みが１２μｍの基材の一方の面に、スパッタリング法にて厚みが２５ｎｍのアルミナ薄膜からなる被覆層を成膜した。次に、蒸留水中に０．３ｗ％のトリエタノールアミンを含ませたベーマイト処理液を９５℃まで加温し、その０．０５ｍｌずつを、前記工程で成膜された被膜層の表面に縦、横１０ｍｍの間隔を開けて設定した２０箇所のポイントのそれぞれに滴下した。２０秒経過後に被膜層上の敵下処理液を除去し、実施例１に係るバイオチップ用基板を得た。
【００２４】
得られたバイオチップ用基板の、ベーマイト処理領域（親水性領域）と未処理領域（疎水性領域）に純水を滴下し、純水接触角を測定した。結果を表１に示す。
【実施例２】
【００２５】
ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる厚みが１００μｍの基材の一方の面に、スパッタリング法にて厚みが２５ｎｍのアルミナ薄膜からなる被膜層を成膜した。次に、蒸留水中に０．３ｗ％のトリエタノールアミンを含ませたベーマイト処理液を９５℃まで加温し、その０．０５ｍｌずつを、前記工程で成膜された被膜層の表面に縦、横１０ｍｍの間隔を開けて設定した２０箇所のポイントのそれぞれに滴下した。２０秒経過後に被膜層上の敵下処理液を除去し、実施例２に係るバイオチップ基板を得た。
【００２６】
得られたバイオチップ基板の、ベーマイト処理領域（親水性領域）と未処理領域（疎水性領域）に純水を滴下し、純水接触角を測定した。結果を表１に示す。
【実施例３】
【００２７】
まず、ポリエチレンナフタレートフィルムからなる厚みが１００μｍの基材の一方の面に、スパッタリング法にて厚みが２５ｎｍのアルミナ薄膜からなる被膜層を成膜した。次に、蒸留水中に０．３ｗ％のトリエタノールアミンを含ませたベーマイト処理液を９５℃まで加温し、その０．０５ｍｌずつを、前記工程で成膜された被膜層の表面に縦、横１０ｍｍの間隔を開けて設定した２０箇所のポイントのそれぞれに滴下した。２０秒経過後に被膜層上の処理液を除去し、実施例３に係るバイオチップを得た。
【００２８】
得られたバイオチップ基板の、ベーマイト処理領域（親水性領域）と未処理領域（疎水性領域）に純水を滴下し、純水接触角を測定した。結果を表１に示す。
【実施例４】
【００２９】
まず、ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる厚み１００μｍの基材の一方の面に、スパッタリング法にて厚みが２５ｎｍのアルミナ薄膜からなる被膜層を成膜した。次に、蒸留水中に０．３ｗ％のトリエタノールアミンを含ませたベーマイト処理液を９５℃まで加温し、その０．０５ｍｌずつを、前記工程で成膜された被膜層の表面に縦、横１０ｍｍの間隔を開けて設定した２０箇所のポイントのそれぞれに滴下した。そして、２０秒経過後に被膜層上のベーマイト処理液を除去した。続いて、ベーマイト処理がされていない被膜層の部分に０．５ｗ％のパーフルオロアルキルシランを含む混合液を選択的に塗布し、疎水性領域を設け、実施例４に係るバイオチップ基板を得た。
【００３０】
そして、得られたバイオチップ基板の、ベーマイト処理領域（親水性領域）と未処理領域（疎水性領域）に純水を滴下し、純水接触角を測定した。結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【符号の説明】
【００３２】
１、２１・・・基材
２、２２・・・被覆層
３、２３・・・親水性領域
４、２４・・・疎水性領域
２５・・・疎水性材料層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に設けられているアルミナまたはアルミニウムからなる被膜層の上に、ベーマイト処理されてなる親水性領域とそれ以外の疎水性領域とが二次元的なアレイ状に配列されていることを特徴とするバイオチップ用基板。
【請求項２】
前記被膜層の疎水性領域の上には、疎水性材料層が積層されていることを特徴とする請求項１記載のバイオチップ用基板。
【請求項３】
前記親水性領域はドット状に整列して設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のバイオチップ用基板。
【請求項１】
基材上に設けられているアルミナまたはアルミニウムからなる被膜層の上に、ベーマイト処理されてなる親水性領域とそれ以外の疎水性領域とが二次元的なアレイ状に配列されていることを特徴とするバイオチップ用基板。
【請求項２】
前記被膜層の疎水性領域の上には、疎水性材料層が積層されていることを特徴とする請求項１記載のバイオチップ用基板。
【請求項３】
前記親水性領域はドット状に整列して設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のバイオチップ用基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−９７８９４（Ｐ２０１１−９７８９４Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５５９７４（Ｐ２００９−２５５９７４）
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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