(57)【要約】  本発明は、高い気孔率を持つ第１の区域と低い気孔率を持つ第２の区域とを持つ、流体を分析する基板材料に関する。
2009518644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の流体サンプル内の１以上のアナライトの存在、量又は識別について前記サンプルを分析する基板材料において、
（ａ）前記基板材料上の又は前記基板材料を持つ規定された第１の区域が、前記アナライトの少なくとも１つに対して特異的な少なくとも１つの結合物質を備え、このような第１の区域が≧５０％かつ≦９９％の気孔率を持ち、
（ｂ）前記基板材料上の又は前記基板材料を持つ少なくとも１つの規定された第２の区域が、≧０％かつ≦５０％の気孔率を備える、
基板材料。
【請求項２】
前記第１の区域の平均直径が≧１０μｍかつ≦１ｍｍである、請求項１に記載の基板材料。
【請求項３】
前記少なくとも１つの第２の区域の総体積（ｍｍ3）に対する前記第１の区域の総体積（ｍｍ3）の比が、≧０．５：１かつ≦１０：１である、請求項１又は２に記載の基板材料。
【請求項４】
前記第１の区域が、規則的な及び／又は周期的なアレイパターンに配置される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板材料。
【請求項５】
前記第１の区域及び／又は前記第２の区域及び／又は前記基板全体の材料が、
‐好ましくはＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、セルロースエステル、硝酸セルロース、酢酸セルロース、セルロース又はこれらの混合物を有するグループからのアモルファスポリマー、
‐好ましくはＰＡ（ポリアミド＝ナイロン材料）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリトリフルオロエチレン、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）又はこれらの混合物を有するグループからの半結晶性ポリマー、
‐好ましくはＰＵ（ポリウレタン）、ポリアクリレート、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）のようなシランベースのポリマー又はこれらの混合物を有するグループからのゴム、
‐好ましくはアガロースゲル、ポリアミドゲル又はこれらの混合物を有するグループからのゲル（＝流体溶媒マトリクスを持つ高分子網目）、
‐（アルミニウム、タンタル、チタンのような）金属、２以上の金属の合金、ドープ金属若しくは合金、金属酸化物、金属合金酸化物又はこれらの混合物、
又はこれらの混合物を有するグループから選択される、
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板材料。
【請求項６】
前記基板材料の厚さが、≧１μｍかつ≦５００μｍである、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板材料。
【請求項７】
前記第２の区域の少なくとも一部における熱伝導率（Ｗ／ｍ Ｋ）が、前記第１の区域より２倍以上大きい、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の基板材料。
【請求項８】
光重合ステップを有する、本発明による基板材料を作成する方法。
【請求項９】
重合相分離を有する、本発明による基板材料を作成する方法。
【請求項１０】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の、及び／又は請求項８及び９に記載の方法により作成された基板材料を組み込んだシステムにおいて、
‐分子診断に使用されるバイオセンサ、
‐例えば血液又は唾液のような複雑な生物学的混合物におけるタンパク質及び核酸の高速かつ高感度の検出、
‐化学、医薬品又は分子生物学に対する高スループットスクリーニングデバイス、
‐例えば犯罪学におけるＤＮＡ又はタンパク質、（病院内の）現場試験、中央集権型研究所又は科学調査における診断に対する試験デバイス、
‐心臓学、感染症及び腫瘍学に対するＤＮＡ又はタンパク質診断、食物及び環境診断に対するツール、
‐組み合わせ化学用ツール、
‐分析デバイス、
の１つ以上において使用されるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体サンプル内の１つ以上のアナライト（analytes）の検出用デバイスの分野、特に水溶液内の生体分子の光学検出用デバイスの分野を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、流体内のアナライトの検出、特に水溶液内の生体分子の検出を対象とする。前記検出は、通常は、分析されるべき流体が、前記検出の対象である前記アナライトに対する結合物質（binding substances）を含む基板材料上に供給されるような形で起こる。このようなキャプチャプローブ（capture probe）は、前記アナライトがＤＮＡ鎖である場合に対応するＤＮＡ鎖でありうる。通常はラベル、好ましくは光学的蛍光ラベルを備えた前記流体内のアナライトは、この場合、前記結合物質により捕捉され（２つの相補ＤＮＡ鎖の場合、このプロセスはハイブリダイゼーション又は特異結合と称される）、前記流体が除去された後でさえもそこに残る。前記アナライトは、この場合、光学手段により検出されることができる。
【０００３】
しかしながら、従来技術の解決法において、前記基板材料は、（多かれ少なかれ）一様であり、したがって、前記基板材料に対して使用されたかなりの量のアナライトが、捕捉及び検出に使用されなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、流体内に存在する必要がある微量のアナライトを用いてより迅速な検出を可能にする基板材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、本発明の請求項１による基板材料により解決される。したがって、１以上の流体サンプル内の１以上のアナライトの存在、量又は識別について前記サンプルを分析する基板材料が提供され、
‐前記基板材料上の又は前記基板材料を持つ規定された第１の区域が、前記アナライトの少なくとも１つに対して特異的な少なくとも１つの結合物質を備え、このような第１の区域が≧５０％かつ≦９９％の開気孔率（open porosity）を持ち、
‐前記基板材料上の又は前記基板材料を持つ少なくとも１つの規定された第２の区域が、≧０％かつ≦５０％の開気孔率を備える。
【０００６】
本発明による基板材料は、従来技術に対して以下の利点を持つ。
‐（少なくとも）２つの異なる規定された領域が前記サンプル内に存在するので、検出に必要とされるアナライトの量は、ほとんどの応用に対して減少されることができ、したがって検出の効率が増大される。
‐結果として、分析時間が減少されることができるか、又は検出感度が増大されることができるかのいずれか（又は両方）である。
‐２つの異なる領域は、前記基板材料の機械的安定性（硬い支持体）をも増大し、これは、例えば前記基板材料に前記アナライトを送り込むために圧力が印加される場合に有利である。
‐前記２つの領域が異なる光学特性をも持つので、（第１の区域からの）信号対背景（第２の区域における非特異結合）比が向上する。
‐異なる領域は、（好適な実施例において）熱伝導率をも向上することができ、例えばハイブリダイゼーション中により良い温度制御（より速い、横方向に一様）を可能にする。
‐これらの基板材料がアレイに対して使用される場合、前記アレイのスポットは、本発明の一実施例によると多孔質領域に制限されるかもしれない。したがって、前記スポットは、より小さいことが可能であり、より近くに配置されることができる。
【０００７】
本発明において、前記第１の区域が、必ずしも全面積及び／又は体積にわたり前記少なくとも１つの結合物質を備えないことに注意すべきである。本発明の一実施例によると、前記第１の区域は、結合物質が存在しない領域を含む。
【０００８】
本発明において、用語"気孔率（porosity）"は、特に材料全体の体積に対する前記材料内の全ての孔又は空洞の体積の比を意味する又は含む。換言すると、気孔率は、材料の全体積に対する非固体体積の比率である。本発明において、用語気孔率は、特に０％ないし１００％の割合であり、例えば典型的には、固体の花崗岩に対する１％から綿のような材料に対する９０％までの範囲を取る。
【０００９】
本発明において、用語"開気孔率"（有効気孔率とも称される）は、特に流体の流れが効果的に行われる全体積の割合を意味する又は含む。
【００１０】
本発明の一実施例によると、前記少なくとも１つの第１の区域及び／又は前記少なくとも１つの第２の区域は、少なくとも１００の孔、本発明の一実施例によると１０００以上の孔、本発明の一実施例によると１００００以上の孔、及び本発明の一実施例によると１０００００以上の孔を有する。
【００１１】
本発明の一実施例によると、前記少なくとも１つの第１の区域及び／又は前記少なくとも１つの第２の区域は、≧１０ｎｍから≦１０μｍの範囲の平均孔サイズ、本発明の一実施例によると、≧５０ｎｍから≦５μｍの範囲の平均孔サイズ、本発明の一実施例によると、≧１００ｎｍから≦２μｍの範囲の平均孔サイズ、本発明の一実施例によると、≧２００ｎｍから≦１μｍの範囲の平均孔サイズを持つ。
【００１２】
前記孔は、本発明の一実施例によると、周期的なパターンに配置されることができるか、又は本発明の一実施例によると、ただランダムに分散されることができる。
【００１３】
本発明の一実施例によると、前記第１の面積は、前記基板材料の表面に垂直な（すなわち流れ方向における）前記孔の好適な方向性を持つ開気孔材料を有する。
【００１４】
本発明の一実施例によると、前記第１の区域は、開気孔材料を持ち、前記開気孔材料の内表面のかなりの割合が、前記基板材料の法線に対して角度（１０‐９０度）を持ち、すなわちこれらの表面は、前記基板材料を通る平均流体流れに垂直な成分を持つ。
【００１５】
本発明の一実施例によると、前記第１の区域は、≧６０％かつ≦９７％の開気孔率を持ち、本発明の一実施例によると、前記第１の区域は、≧７０％かつ≦９５％の開気孔率を持ち、本発明の一実施例によると、前記第１の区域は、≧８０％かつ≦９３％の開気孔率を持ち、本発明の一実施例によると、前記第１の区域は、≧８５％かつ≦９０％の開気孔率を持つ。
【００１６】
本発明の一実施例によると、前記第２の区域は、≦４０％の開気孔率を持ち、本発明の一実施例によると、前記第２の区域は、≦３０％の開気孔率を持ち、本発明の一実施例によると、前記第２の区域は、≦２０％の開気孔率を持ち、本発明の一実施例によると、前記第２の区域は、≦１０％の開気孔率を持つ。
【００１７】
本発明の一実施例によると、前記第１の区域と前記第２の区域との間の気孔率の差は≧２０％であり、本発明の一実施例によると、前記第１の区域と前記第２の区域との間の気孔率の差は≧４０％であり、本発明の一実施例によると、前記第１の区域と前記第２の区域との間の気孔率の差は≧６０％であり、本発明の一実施例によると、前記第１の区域と前記第２の区域との間の気孔率の差は≧８０％である。
【００１８】
本発明の一実施例によると、前記第１の区域は、離散的な領域を形成する。本発明の一実施例によると、前記第２の区域は、前記第１の区域の周りに連続的に形成されるが、しかしながら、本発明の一実施例によると、前記第２の区域の少なくとも一部は、同様に離散的な領域である。
【００１９】
本発明の一実施例によると、前記第１の区域の平均直径は、≧１０μｍかつ≦１ｍｍである。本発明の一実施例によると、前記第１の区域の平均直径は、≧２０μｍかつ≦８００μｍであり、本発明の一実施例によると、前記第１の区域の平均直径は、≧２５μｍかつ≦７００μｍであり、本発明の一実施例によると、前記第１の区域の平均直径は、≧５０μｍかつ≦６００μｍであり、本発明の一実施例によると、前記第１の区域の平均直径は、≧５０μｍかつ≦５００μｍであり、本発明の一実施例によると、前記第１の区域の平均直径は、≧１００μｍかつ≦２５０μｍである。
【００２０】
本発明の一実施例によると、前記基板材料は、第１の区域と第２の区域との間に及び／又は間に接続する形で提供された少なくとも１つの遷移領域を有し、ここで前記開気孔率は、（前記第１の区域の開気孔率から前記第２の区域の開気孔率に）次第に変化する。
【００２１】
この遷移領域は、本発明の一実施例によると横方向に≦５０μｍ、本発明の一実施例によると≦２０μｍ、本発明の一実施例によると≦１０μｍ、本発明の一実施例によると≦５μｍの典型的なサイズに限定される。この横方向は、前記第１の区域の領域と前記第２の区域の領域との間の距離、例えば、前記基板材料に平行な面における距離を測定するものとして規定される。
【００２２】
本発明の一実施例によると、前記少なくとも１つの第２の区域の全体積（ｍｍ3）に対する前記第１の区域の全体積（ｍｍ3）の比は、≧０．０５：１かつ≦５０：１である。本発明の一実施例によると、前記少なくとも１つの第２の区域の全体積（ｍｍ3）に対する前記第１の区域の全体積（ｍｍ3）の比は、≧０．１：１かつ≦１０：１である。本発明の一実施例によると、前記少なくとも１つの第２の区域の全体積（ｍｍ3）に対する前記第１の区域の全体積（ｍｍ3）の比は、≧０．５：１かつ≦６：１である。
【００２３】
本発明の一実施例によると、前記第１の区域のいずれかの内面積が、この領域のサイズより係数Ｘで大きく、前記係数Ｘが≧１００であり、一実施例によると≧１０００であり、一実施例によると≧１００００であり、一実施例によると≧１０００００である。
【００２４】
前記内面積が、例えばガス吸収実験により測定されることができることに注意すべきである。
【００２５】
本発明の一実施例によると、前記第１の区域は、規則的及び／又は周期的なアレイパターンに配置される。
【００２６】
本発明の一実施例によると、前記第１の区域及び／又は前記第２の区域及び／又は前記基板全体の材料は、
‐好ましくはＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリアクリレート、ポリエーテル、セルロースエステル、硝酸セルロース、酢酸セルロース、セルロース又はこれらの混合物を有するグループからのアモルファスポリマー、
‐好ましくはＰＡ（ポリアミド＝ナイロン材料）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリトリフルオロエチレン、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）又はこれらの混合物を有するグループからの半結晶性ポリマー、
‐好ましくはＰＵ（ポリウレタン）、ポリアクリレート、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）のようなシランベースのポリマー又はこれらの混合物を有するグループからのゴム、
‐好ましくはアガロースゲル、ポリアミドゲル又はこれらの混合物を有するグループからのゲル（＝流体溶媒マトリクスを持つ高分子網目）、
‐（アルミニウム、タンタル、チタンのような）金属、２以上の金属の合金、ドープ金属若しくは合金、金属酸化物、金属合金酸化物又はこれらの混合物、
又はこれらの混合物を有するグループから選択される。これらの材料は、本発明内の適切な材料を示している。
【００２７】
一実施例によると、前記第１の区域及び前記第２の区域が、幾分か同じ材料で作られるが、例えば重合度が異なることに注意すべきである。本発明の他の実施例によると、前記第１の区域及び前記第２の区域は、異なる材料で作られる。
【００２８】
本発明の一実施例によると、前記基板材料の厚さは、≧１μｍかつ≦５００μｍであり、一実施例によると、≧５μｍかつ≦２００μｍであり、一実施例によると、≧１０μｍかつ≦１００μｍであり、実施例によると、≧２０μｍかつ≦５０μｍである。
【００２９】
本発明の一実施例によると、前記基板材料の前記第１の区域の厚さは、≧１μｍかつ≦５００μｍであり、一実施例によると、≧５μｍかつ≦２００μｍであり、一実施例によると、≧１０μｍかつ≦１００μｍであり、一実施例によると、≧２０μｍかつ≦５０μｍである。
【００３０】
本発明の一実施例によると、前記第２の区域の少なくとも一部における前記基板材料の厚さは、前記第１の区域より大きい。本発明の一実施例によると、前記第２の区域の少なくとも一部における前記基板材料の厚さは、前記第１の区域より≧２倍大きく、一実施例によると≧５倍、一実施例によると≧１０倍、一実施例によると≧２０倍大きい。
【００３１】
本発明の一実施例によると、前記第１の区域及び前記第２の区域における平均孔サイズは、前記第１の区域の平均孔サイズが前記第２の区域の平均孔サイズの≧０．５倍ないし≦２倍であるように同程度である。しかしながら、前記開気孔率は、上述のように設定される。
【００３２】
本発明の一実施例によると、前記第２の区域の少なくとも一部における熱伝導率（Ｗ／ｍ Ｋ）は、前記第１の区域より大きい。本発明の一実施例によると、前記第２の区域の少なくとも一部における熱伝導率（Ｗ／ｍ Ｋ）は、前記第１の区域より≧２倍、一実施例によると≧５倍、一実施例によると≧１０倍、一実施例によると≧２０倍大きい。
【００３３】
本発明の一実施例によると、前記第１の区域及び前記第２の区域は、前記第２の区域が、前記第１の区域に比べて弾性が低く（より低い弾性率）、より脆弱でなく、前記基板材料全体を機械的により安定にし、印加される圧力に対してよりロバストにするように機械的性質において異なる。
【００３４】
本発明の一実施例によると、前記第１の区域は、結合物質又は非特異的結合（non-specific binding）が存在しない領域を含む。このような領域は、前記アナライトが、結合物質が存在しない領域を通るのと同様に流れるが、非特異的結合が生じることができないので、本発明内の一部の実施例に対して、光学検出用の基準として使用されることができる。したがって、これらの領域は、結果として光学的背景信号を生じる非特異的結合が生じるかどうか及びいくつの非特異的結合が生じるかを示し、前記光学的背景信号は、結合物質を備えた前記第１の区域の前記領域からの信号内にも存在し、したがって減算されることができる。
【００３５】
本発明の一実施例によると、前記第１の区域は、前記第２の区域からの第２の信号とは実質的に異なる少なくとも第１の光学信号を示す。光学信号の差は、検出された信号強度、信号振幅、信号長さ（たとえば典型的な減衰時間）、波長、又は蛍光発光、放射、吸収、反射、透過若しくは他の光学信号又はこれらの組み合わせを含むスペクトルを有しうる。
【００３６】
本発明の一実施例によると、前記流体及び／又は前記サンプルの屈折率との濡れた条件下の前記第１の区域の前記基板材料の屈折率の差は、≦０．２より小さく、一実施例によると≦０．１、一実施例によると≦０．０５、一実施例によると≦０．０２より小さい。
【００３７】
本発明の一実施例によると、前記第２の区域の屈折率との乾いた条件下の前記第１の区域の前記基板材料の屈折率の差は、≧０．１より大きく、一実施例によると≧０．２、一実施例によると≧０．３、一実施例によると≧０．５より大きい。
【００３８】
本発明の一実施例によると、前記第１の区域における前記基板材料の光散乱は、前記第２の区域の光散乱と比較して、少なくとも≧２倍大きい、一実施例によると少なくとも≧５倍大きい、一実施例によると少なくとも≧１０倍大きい。
【００３９】
前記第１の区域における前記基板材料の光散乱は、前記第２の区域は、（全て、所定の波長又は対応する励起、蛍光、吸収又は放射波長のような光学検出用デバイスにおいて使用される光学スペクトルの一部において）光学的に透過、吸収、又は反射のいずれかである。
【００４０】
本発明の一実施例によると、前記第２の区域は、更に、例えば導波又は第２の蛍光プロセスにより、検出器システムにより検出可能になるように光学信号を増幅するように構成される。前記基板材料が青色光により励起されると仮定すると、前記第１の区域における光学マーカは、緑色光を放射することができ、これは検出されることができる。第２の区域に散乱される光は、前記検出器に向けて直接的に反射されるか若しくは導波されることができるか、又はこれ自体、第２の区域に存在する蛍光粒子を励起することができ、この場合、赤色光を放射し、これもセンサにより検出されることができる。上から見ると、赤い縁に囲まれた緑のスポットを観測する。低濃度、すなわち低光学信号において、このように検出可能性を向上させることができる。
【００４１】
本発明は、更に、重合ステップを有する、本発明による基板材料を作成する方法に関する。
【００４２】
本発明は、更に、光重合ステップを有する、本発明による基板材料を作成する方法に関する。
【００４３】
本発明は、更に、重合相分離（polymerization induced phase separation）を有する、本発明による基板材料を作成する方法に関する。
【００４４】
本発明の一実施例によると、本発明による基板材料を作成する方法は、光重合相分離（ＰＩＰＳ）を有する。
【００４５】
本発明の一実施例によると、本発明による基板材料を作成する方法は、光重合拡散（ＰＩＤ、photo-polymerization induced diffusion）を有する。
【００４６】
本発明の一実施例によると、本発明による基板材料を作成する方法は、
ａ）充填するステップであって、好ましくは、毛管力、吸水力、遠心力、ドクターブレーディング（doctor blading）、スピンコーティング及び／又はディッピングにより（適切なモノマーを有する）光重合可能流体で好適な市販の基板を完全に充填するステップと、
ｂ）この後にマスクを介して局所的に光重合するステップと、
ｃ）非架橋流体を除去するために洗浄するステップと、
ｄ）例えばインクジェット又は他の印刷技術により前記第１の区域において局所的に捕捉分子（capture molecules）を供給するステップと（このステップは、オプションとして、捕捉プローブを前記基板材料の内面に架橋する方法及び追加の洗浄又は表面処理ステップを有する）、
を有する。
【００４７】
本発明の一実施例によると、本発明による基板材料を作成する方法は、
ａ）例えばインクジェット又は他の印刷技術により（適切なモノマーを有する）光重合可能流体で基板材料を局所的に充填するステップと、
ｂ）この後に、好ましくはフラッシュ露光を使用して、光重合するステップと、
ｃ）例えばインクジェット又は他の印刷技術により前記第１の区域において局所的に捕捉分子を供給するステップと（このステップは、オプションとして、捕捉プローブを前記基板材料の内面に架橋する方法及び追加の洗浄又は表面処理ステップを有する）、
を有する。
【００４８】
本発明の一実施例によると、本発明による基板材料を作成する方法は、
ａ）例えばインクジェット又は他の印刷技術により（例えば蝋又は砂糖のような）一時材料（temporary material）で基板材料を局所的に充填するステップと、
ｂ）この後に、前記第２の区域が完全に提供されるべきである領域の前記基板材料を（適切なモノマーを有する）光重合流体で充填するステップと、
ｃ）好ましくはフラッシュ露光を使用して、光重合するステップと、
ｄ）前記一時材料を除去するために洗浄及び／又は加熱するステップと、
ｅ）例えばインクジェット又は他の印刷技術により前記第１の区域において局所的に捕捉分子を供給するステップと（このステップは、オプションとして、捕捉プローブを前記基板材料の内面に架橋する方法及び追加の洗浄又は表面処理ステップを有する）、
を有する。
【００４９】
本発明の一実施例によると、本発明による基板材料を作成する方法は、
ａ）孔を持つ金属又はポリマーから作られたキャリアメッシュ（carrier mesh）を供給するステップと、
ｂ）前記孔を適切な材料混合物、すなわち光重合されることができる、非溶媒（ＮＳ）及びモノマーシステムからなる重合相分離媒体で充填するステップと、
ｃ）光重合ステップと、
ｄ）前記ＮＳ及び場合により残りのモノマーを除去するために洗浄するステップと、
ｅ）例えばインクジェット又は他の印刷技術により前記第１の区域において局所的に捕捉分子を供給するステップと（このステップは、オプションとして、捕捉プローブを前記基板材料の内面に架橋する方法及び追加の洗浄又は表面処理ステップを有する）、
を有する。
【００５０】
本発明の一実施例によると、本発明による基板材料を作成する方法は、
ａ）孔を持つ金属又はポリマーから作られたキャリアメッシュを供給するステップと、
ｂ）例えばインクジェット印刷により適切な材料混合物、すなわち追加的に捕捉プローブを有する重合相分離媒体で前記孔を充填するステップと、
ｃ）光重合ステップと、
ｄ）前記ＮＳ及び場合により残りのモノマー並びに前記基板材料に結合されていない捕捉プローブを除去するために洗浄するステップと、
を有する。
【００５１】
本発明の一実施例によると、本発明による基板材料を作成する方法は、
ａ）（一時的なキャリア基板上に）適切な材料混合物、すなわち光重合されることができる、非溶媒（ＮＳ）及びモノマーシステムからなる重合相分離媒体を堆積するステップと、
ｂ）前記第２の区域を作成するマスクを介して第１の重合ステップにおいて前記第２の区域に低気孔率を与えるステップと、
ｃ）第２の露光ステップにおいて前記第１の区域に高気孔率を与えるステップと、
ｄ）前記ＮＳ及び場合により残りのモノマーを除去するために洗浄するステップと、
ｅ）前記一時的なキャリア基板を除去するステップと、
ｆ）例えばインクジェット又は他の印刷技術により前記第１の区域において局所的に捕捉分子を供給するステップと（このステップは、オプションとして、捕捉プローブを前記基板材料の内面に架橋する方法及び追加の洗浄又は表面処理ステップを有する）、
を有する。
【００５２】
前記ステップｄ）、ｅ）及びｆ）は、他の順序で実行されることができる。
【００５３】
本発明の一実施例によると、本発明による基板材料を作成する方法は、金属鋳型の局所的な電解酸化のステップを有する。
【００５４】
本発明の一実施例によると、この方法において、前記金属鋳型は、アルミニウム、タンタル、チタン、金属合金又はドープ金属若しくは合金から作られる。
【００５５】
本発明の一実施例によると、この方法において、前記酸化は、一実施例によると本質的に前記第１の区域の大きさの小さな電極を使用することにより達成される。
【００５６】
本発明による方法によって作成された基板材料及び／又は材料は、幅広いシステム及び／又は応用例、中でも、
‐分子診断に使用されるバイオセンサ、
‐例えば血液又は唾液のような複雑な生物学的混合物におけるタンパク質及び核酸の高速かつ高感度の検出、
‐化学、医薬品又は分子生物学に対する高スループットスクリーニングデバイス、
‐例えば犯罪学におけるＤＮＡ又はタンパク質、（病院内の）現場試験、中央集権型研究所又は科学調査における診断に対する試験デバイス、
‐心臓学、感染症及び腫瘍学に対するＤＮＡ又はタンパク質診断、食物及び環境診断に対するツール、
‐組み合わせ化学用ツール、
‐分析デバイス、
の１つ以上において使用されることができる。
【００５７】
前述の構成要素、並びに請求項に記載の構成要素及び記載された実施例における本発明により使用されるべき構成要素は、サイズ、形状、材料選択及び技術概念に関して特別な除外を条件とせず、適切な分野において既知である選択基準が制限なく使用されることができる。
【００５８】
本発明の追加の細部、フィーチャ、特徴及び目的の利点は、従属請求項、図及びそれぞれの図の以下の記載、及び本発明による基板材料及びデバイスのいくつかの好適な実施例を‐典型的な形で‐示す例において開示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
図１は、本発明の第１の実施例による基板材料１の非常に概略的な平面図を示し、図２は、図１の線II‐IIに沿った基板材料１の非常に概略的な断面切り出し（cut-out）図を示す。この実施例において、規則的なパターンを形成し、第２の区域２０により囲まれる第１の区域１０が存在する。
【００６０】
この実施例において、第１の区域１０は、結合物質が存在する区域１０ａ（灰色の円により示される）を含む。各異なる円は、好ましくは、サンプル内の複数のアナライトを分析するために異なる結合物質を含む。第１の区域１０は、結合物質が存在せず、"背景ノイズ"を測定するのに使用されることができる区域１０ｂをも含む。
【００６１】
図２に見られるように、第１の区域１０及び第２の区域２０の両方が、幾分か列の形式で与えられる。前記基板材料は、上述のように光重合相分離を使用することにより作成された。
【００６２】
図３は、図２と同じ視点における本発明の第２の実施例による基板材料１''の非常に概略的な断面切り出し図を示す。この実施例の違いは、各第１の区域１０から次へのアナライトの輸送を可能にする他の層３０が取り入れられることである。層３０は、第１の区域１０に対して使用されるのと同じ材料から作られることができるが、しかしながら、第１の区域１０間の輸送を達成するためにアナライトの適切な移動を可能にする当分野において既知の如何なる材料も使用されることができる。
【００６３】
図４は、図２と同じ視点における本発明の第２の実施例による基板材料１''の非常に概略的な断面切り出し図を示す。この実施例において、第２の区域２０は、ホログラフィ技術を使用する光重合相分離により作成された。図４の実施例は、（図３の）層３０及び第１の区域１０が"融合"されているだけで図３の実施例と同様であるとみなされることができる。
【００６４】
本発明は、‐単に説明の形で‐本発明の第３及び第４の実施例による２つの基板材料の製造を示す以下の例１及び２により更に理解される。
【００６５】
例１
例１において、以下の混合物が、本発明の第３の実施例による基板材料のＰＩＰＳ製造に使用された。
【００６６】
混合物１：５０％ｎ‐ペンチルシアノビフェニル（Ｋ１５、Merck）＋４９．５％テトラエチレングリコールジメタクリレート（ＴＥＧＤＭＡ、Fluka）＋０．５％イルガキュア（光開始剤、イルガキュア６５１、Ciba Specialty Chemicals）。
【００６７】
第１の０．７ｍｍガラス板上に、２片のセロハンテープ５０μｍは、前記テープ間の距離が約０．５ｍｍになるように配置された。１００μｍの薄いガラス板は、上部に配置され、前記ガラス板と前記テープとの間に生じる空間は、混合物１で充填される。両方のガラス基板が、一時的な前記ガラス基板からの膜の解放を可能にするためにフッ素化アルカン末端基を持つクロロシランのような接着予防剤で（使用前に）コーティングされた。この例において、使用された化合物は、Ｃ12Ｈ10ＣｌＦ17Ｓｉ（ＡＢＣＲ，ＣＡＳ  ７４６１２−３０−９）であった。
【００６８】
前記サンプルは、窒素で連続的に洗浄されたＵＶ透過ふたを持つステンレス鋼チェンバ内に配置された。前記サンプルの上部に直接的に、マスクが配置された。前記マスクのパターンは、図１に描かれている。前記サンプルは、６０秒間ＵＶ光（１４．４ｍＷｃｍ-2、照射ユニット：Oriel Instruments、モデル：９２５３１−１０００）で露光された。
【００６９】
このマスクパターンの切り出し図は、図５に見られることができる。
【００７０】
前記サンプルは、次いで、ＵＶ透過ふた（Ｂ２７０ガラス）を持つ第２のステンレス鋼チェンバ内に配置され、１５分間第２のＵＶ光源（Philips PL10、１ｍＷｃｍ-2）で露光された。８分後、前記サンプルは、不透明になり、白色光を散乱し始める。これは、前記第１の区域における相分離の開始を示す。
【００７１】
次いで、前記２つのガラス板が分離された。前記膜は、前記薄い上部ガラス基板に接着されたままである。この後に、前記サンプルは、ｎ‐ペンチルシアノビフェニルを除去するためにヘキサンで洗浄された。ヘキサンの蒸発後に、結果として生じる形態は、光学顕微鏡で検査された。
【００７２】
図６は、本発明の第３の実施例によるこの基板材料の切り出し図を示す。前記膜は、底部から図示される。第２の区域２０における微細構造は、相分離が生じたことを示す。第１の区域１０の暗い外観は、より多くの散乱の結果であり、これは、局所的に大幅に多い孔が形成されたことを示す。
【００７３】
この基板材料において、異なる第１の区域１０間に流れが生じないことに注意すべきである。したがって、前記基板材料を採用するデバイスにおいて、好ましくは、このような流れを可能にする他の層（図示されない）が取り入れられる。
【００７４】
例２
例２において、以下の混合物２が、本発明の第４の実施例による基板材料のＰＩＰＳ製造に使用された。
【００７５】
混合物２：７０％ｎ‐ペンチルシアノビフェニル（Ｋ１５、Merck）＋２９．５％テトラエチレングリコールジメタクリレート（ＴＥＧＤＭＡ、Fluka）＋０．５％イルガキュア６５１（光開始剤、イルガキュア６５１、Ciba Specialty Chemicals）。
【００７６】
セル作成及び露光ステップは、例１と同じであった。マスク露光ステップの後に、第２の区域２０において既に相分離が生じていたことが光学顕微鏡により発見された。大量露光における第１の区域１０の相分離の開始は、例１より早く、＜４分であった。
【００７７】
図７は、前記ガラス板の分離、ヘキサンによるｎ‐ペンチルシアノビフェニル（Ｋ１５）の溶解、及びこの後のヘキサンの蒸発後の結果として生じる膜を示す。例１と比較して、前記膜は、大幅に白い外観を持ち、これは、より高い（全体的な）気孔率を示す（前記サンプルの厚さは等しく、５０μｍであった）。
【００７８】
この基板材料においても、異なる第１の空域１０間に流れが生じないことに注意すべきである。したがって、前記基板材料を採用するデバイスにおいて、好ましくは、このような流れを可能にする他の層（図示されない）が取り入れられる。
【００７９】
上述の実施例における要素及びフィーチャの特定の組み合わせは、典型的なだけであり、これらの教示の、本願及び参照により組み込まれる特許／出願における他の教示による、交換及び代用も、明らかに考えられる。当業者は、ここに記載されたものの変更例、修正例及び他の実施例が、請求される本発明の範囲及び精神から逸脱することなく当業者が思いつくことができることを認識する。したがって、先行する記載は、例としてのみ記載され、限定することを意図されない。本発明の範囲は、以下の請求項及び同等物において規定される。更に、前記記載及び請求項において使用される参照符号は、請求される本発明の範囲を限定しない。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施例による基板材料の非常に概略的な平面図を示す。
【図２】図１の線II−IIに沿った基板材料の非常に概略的な断面切り出し図を示す。
【図３】図２と同じ視点における本発明の第２の実施例による基板材料の非常に概略的な断面切り出し図を示す。
【図４】図２と同じ視点における本発明の第２の実施例による基板材料の非常に概略的な断面切り出し図を示す。
【図５】本発明の第３及び第４の実施例による２つの基板材料の製造に使用されるマスクパターンの切り出し図を示す。
【図６】本発明の第３の実施例による基板材料の切り出し図を示す。
【図７】本発明の第４の実施例による基板材料の切り出し図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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