(57)【要約】  本発明は、基板の厚み通して光学的に探査する際、従来の顕微鏡スライド、マイクロアレイ、またはマイクロタイタープレートの性能限界を克服する基板を提供する。従来の顕微鏡スライドでは、ガラスの厚みを通した画像化により導入される歪みの結果として、画質および解像度が悪化する。光ファイバ探査型マイクロスライド（ＦＯＩ）は、共に融合されている多くの光ファイバからなる。顕微鏡スライドを形成するためスライスし研磨したとき、ファイバはマイクロスライドの片面から他面へと、光画像を効率的に移行する。完成したマイクロスライドは、厚みゼロのウィンドウに相当する光量である。上面にある対象物の画像は、スライドの厚みを通して焦点を合わせることなく、観察することが可能な底部表面に移行する。改善された画質の提供に加え、ＦＯＩマイクロスライドにより、複合的で高価な集束レンズなしで、対象物を直接画像化することができる。【選択図】図１２
2009515192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みゼロの光当量を有する光ファイバ探査型マイクロスライドであって、
上部表面および下部表面を備える基板と、
前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバであって、前記複数の光ファイバが、前記基板の前記上部および下部表面を光学的に結合し、前記基板の前記上部および下部表面を光学的に結合することにより、実質的に厚みゼロの光学的探査を提供する光ファイバと、
を備える、マイクロスライド。
【請求項２】
前記基板上部および下部表面が実質的に平行である、請求項１に記載のマイクロスライド。
【請求項３】
前記ファイバが基本的に互いに平行である、請求項１に記載のマイクロスライド。
【請求項４】
前記ファイバが基本的に前記基板の前記上部および下部表面に垂直である、請求項１に記載のマイクロスライド。
【請求項５】
前記ファイバがテーパまたはインバータを形成する、請求項１に記載のマイクロスライド。
【請求項６】
前記基板の化学修飾した表面をさらに備える、請求項１に記載のマイクロスライド。
【請求項７】
前記化学修飾はアミノ基、エポキシ基、またはアルデヒド基の共有結合付加である、請求項６に記載のマイクロスライド。
【請求項８】
共有結合的に結合したペプチド、ポリペプチド、オリゴヌクレオチド、またはポリヌクレオチドをさらに備える、請求項７に記載のマイクロスライド。
【請求項９】
前記ポリペプチドが免疫グロブリンまたはその断片である、請求項８に記載のマイクロスライド。
【請求項１０】
細胞または生物から単離されたゲノムＤＮＡの代表配列を有する、共有結合的に結合したオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドのアレイを備える、請求項８に記載のマイクロスライド。
【請求項１１】
核酸配列決定における使用に適する、共有結合的に結合したオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドのアレイを備える、請求項８に記載のマイクロスライド。
【請求項１２】
前記基板の少なくとも１つの表面が不動態化されている、請求項１に記載のマイクロスライド。
【請求項１３】
前記不動態化は真空蒸着、スパッタリング、レーザー溶発、反応性イオンプレーティング、プラズマ堆積法、有機金属浸漬、噴霧、またはその組み合わせにより堆積されたコーティングによる、請求項１２に記載のマイクロスライド。
【請求項１４】
試料の厚みゼロの光学的探査のためのシステムであって、
請求項１に記載の光ファイバ探査型マイクロスライドと、
前記マイクロスライドの前記基板の表面上に配置される試料であって、反対面から前記試料を観察するための手段により、前記試料の実質的に厚みゼロの光学的探査を提供する前記基板の前記表面の光結合を経験する試料と、
を備えるシステム。
【請求項１５】
前記試料を観察するための画像装置をさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記画像装置が顕微鏡、カメラ、およびセンサアレイからなる群から選択される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記マイクロスライドが電荷結合素子カメラ用の前面プレートとして機能する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記マイクロスライドがテーパまたはインバータである、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記マイクロスライドが、倒立顕微鏡との併用に適する細胞培養容器の基部を形成する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記マイクロスライドが、板ガラス基板の使用と比較し、前記試料を光学的に探査するため、より大きな光収集効率を提供する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２１】
前記マイクロスライドが、板ガラス基板の使用と比較し、前記試料を光学的に探査するため、より大きな解像度を提供する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２２】
前記マイクロスライドが、板ガラス基板の使用と比較し、前記試料を光学的に探査するため、より少ない色分散を提供する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２３】
前記試料における化学反応を監視することができる、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２４】
前記化学反応により、結果として化学発光を発生する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記化学反応により、結果として標識化部分が前記基板に結合する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記標識化部分が蛍光性か放射性であるか、または酵素活性を有する、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
スプリットペンプリントティング装置をさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２８】
請求項１に記載のマイクロスライドと、
前記基板の表面上に配置される試薬と、
を備えるキット。
【請求項２９】
前記試薬が医薬化合物、ゲノム成分、金属成分、金属、ポリマー成分、ポリマー、ポリエーテル、エーテル、ケトン、ポリイミド、エポキシ、ナイロン、ホモポリマー、ヘテロポリマー、ポリカーボネート、ガラス、アセタールポリマー、アクリレートポリマー、メタクリレートポリマー、コポリマー、ターポリマー、セルロースポリマー、セルロースアセテート、ニトロセルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテートブチレート、セロファン、レーヨン、レーヨントリアセテート、セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、ヒドキシアルキルセルロース、ポリメチレンオキサイドポリマー、ポリイミドポリマー、ポリエーテルブロックイミド、ポリビスマレインイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエチレンイミド、ポリスルホンポリマー、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドポリマー、ナイロン６，６、ポリカプロラクタム、ポリアクリルアミド、樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アリール樹脂、エポキシド樹脂、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、無水ポリマー、無水マレイン酸ポリマー、ビニルモノマーのポリマー、ポリビニルアルコール、ハロゲン化ポリビニル、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルメチルエーテル、ポリスチレン、スチレンブタジエンコポリマー、アクリロニトリルスチレンコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、スチレンブタジエンスチレンコポリマー、スチレンイソブチレンスチレンコポリマー、ポリビニルケトン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエステル、ポリビニルアセテート、ヒドロゲル、ポリベンゾイミダゾール、アイオノマー、ポリアルキルオキシドポリマー、ポリエチレンオキシド、グリコサミノグリカン、ポリエステル、テレフタル酸ポリエチレン、脂肪族ポリエステル、ラクチドのポリマー、ε‐カプロラクトン、グリコリド、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸塩、ヒドロキシ吉草酸、パラジオキサノン、トリメチレンカーボネート、１，４‐ジオキセパン‐２‐オン、１，５‐ジオキセパン‐２‐オン、６，６‐ジメチル‐１，４‐ジオキサン‐２‐オン、ポリエーテルポリマー、ポリアリールエーテル、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイソシアネート、ポリオレフィン  ポリマー、ポリアルキレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリブタ‐１‐エン、ポリイソブチレン、ポリ‐４‐メチル‐ペン‐１‐エネス、エチレン‐α‐オレフィンコポリマー、エチレン‐メチルメタクリル酸コポリマー、エチレン‐ビニル‐アセテートコポリマー、フッ素化ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ（テトラフルオロエチレン‐コ‐ヘキサフルオロプロペン）、変性エチレン‐テトラフルオロエチレンコポリマー、フッ化ポリビニリデン、シリコンポリマー、ポリウレタン、ポリウレタン分散液、ｐ‐キシリレンポリマー、ポリイミノカーボネート、コポリー（エーテルエステル）、ポリエチレンオキシド‐ポリ乳酸コポリマー、ポリホスファージン、シュウ酸ポリアルキレン、ポリオキサアミド、ポリオキサエステル、アミン、アミノ基、ポリオルトエステル、バイオポリマー、ポリペプチド、タンパク質、多糖類、脂肪酸、脂肪酸のエステル、フィブリン、フィブリノーゲン、コラーゲン、エラスチン、キトサン、ゼラチン、デンプン、グリコサミノグリカン、ヒアルロン酸、治療薬、オリゴヌクレオチド、タンパク質、アンチセンスポリヌクレオチド、特定の生成物に対するコード化ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え成分、核酸、ＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、ＲＮＡ、ポリヌクレオチド、ウイルス、バクテリア、ファージ、ヒストン、非感染性ベクター、ベクター、プラスミド、脂質、リボソーム、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、ウイルスベクター、ウイルス様粒子、合成ウイルス粒子、ペプチドターゲティング配列、アンチセンス核酸、ゲノム配列、ＤＮＡキメラ、輸送タンパク質をコード化する遺伝子配列、膜移行配列、細胞、リボザイム、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ＤＮＡ充填剤、遺伝子またはベクターシステム、ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え核酸、裸のＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、またはＲＮＡ、非感染性ベクターまたはウイルスベクター内のゲノムＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡまたはＲＮＡ、ヒト由来細胞、自己細胞、同種異系細胞、動物由来細胞、異種細胞、遺伝子操作されたタンパク質、ポリマー鎖反応成分、血液、血清、体液、組織、またはこれらの組み合わせを備える、請求項２８に記載のキット。
【請求項３０】
請求項１に記載のマイクロスライドと、
前記マイクロスライドの前記基板の少なくとも１つの表面でのコーティングのための機能剤と、
を備えるキット。
【請求項３１】
前記機能剤がアミノシラン、エポキシ、アルデヒド、またはこれらの組み合わせを備える、請求項１２に記載のキット。
【請求項３２】
前記機能剤が、医薬化合物、ゲノム成分、金属成分、金属、ポリマー成分、ポリマー、ポリエーテル、エーテル、ケトン、ポリイミド、エポキシ、ナイロン、ホモポリマー、ヘテロポリマー、ポリカーボネート、ガラス、アセタールポリマー、アクリレートポリマー、メタクリレートポリマー、コポリマー、ターポリマー、セルロースポリマー、セルロースアセテート、ニトロセルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテートブチレート、セロファン、レーヨン、レーヨントリアセテート、セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、ヒドキシアルキルセルロース、ポリメチレンオキサイドポリマー、ポリイミドポリマー、ポリエーテルブロックイミド、ポリビスマレインイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホンポリマー、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドポリマー、ナイロン６，６、ポリカプロラクタム、ポリアクリルアミド、樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アリール樹脂、エポキシド樹脂、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、無水ポリマー、無水マレイン酸ポリマー、ビニルモノマーのポリマー、ポリビニルアルコール、ハロゲン化ポリビニル、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルメチルエーテル、ポリスチレン、スチレンブタジエンコポリマー、アクリロニトリルスチレンコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、スチレンブタジエンスチレンコポリマー、スチレンイソブチレンスチレンコポリマー、ポリビニルケトン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエステル、ポリビニルアセテート、ヒドロゲル、ポリベンゾイミダゾール、アイオノマー、ポリアルキルオキシドポリマー、ポリエチレンオキシド、グリコサミノグリカン、ポリエステル、テレフタル酸ポリエチレン、脂肪族ポリエステル、ラクチドのポリマー、ε‐カプロラクトン、グリコリド、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸塩、ヒドロキシ吉草酸、パラジオキサノン、トリメチレンカーボネート、１，４‐ジオキセパン‐２‐オン、１，５‐ジオキセパン‐２‐オン、６，６‐ジメチル‐１、４‐ジオキサン‐２‐オン、ポリエーテルポリマー、ポリアリールエーテル、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイソシアネート、ポリオレフィンポリマー、ポリアルキレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリブタ‐１‐エン、ポリイソブチレン、ポリ‐４‐メチル‐ペン‐１‐エネス、エチレン‐α‐オレフィンコポリマー、エチレン‐メチルメタクリル酸コポリマー、エチレン‐ビニル‐アセテートコポリマー、フッ素化ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ（テトラフルオロエチレン‐コ‐ヘキサフルオロプロペン）、変性エチレン‐テトラフルオロエチレンコポリマー、フッ化ポリビニリデン、シリコンポリマー、ポリウレタン、ポリウレタン分散液、ｐ‐キシリレンポリマー、ポリイミノカーボネート、コポリー（エーテルエステル）、ポリエチレンオキシド‐ポリ乳酸コポリマ��、ポリホスファージン、シュウ酸ポリアルキレン、ポリオキサアミド、ポリオキサエステル、アミン、アミノ基、ポリオルトエステル、バイオポリマー、ポリペプチド、タンパク質、多糖類、脂肪酸、脂肪酸のエステル、フィブリン、フィブリノーゲン、コラーゲン、エラスチン、キトサン、ゼラチン、デンプン、グリコサミノグリカン、ヒアルロン酸、治療薬、オリゴヌクレオチド、タンパク質、アンチセンスポリヌクレオチド、特定の生成物に対するコード化ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え成分、核酸、ＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、ＲＮＡ、ポリヌクレオチド、ウイルス、バクテリア、ファージ、ヒストン、非感染性ベクター、ベクター、プラスミド、脂質、リボソーム、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、ウイルスベクター、ウイルス様粒子、合成ウイルス粒子、ペプチドターゲティング配列、アンチセンス核酸、ゲノム配列、ＤＮＡキメラ、輸送タンパク質をコード化する遺伝子配列、膜移行配列、細胞、リボザイム、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ＤＮＡ充填剤、遺伝子またはベクターシステム、ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え核酸、裸のＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、またはＲＮＡ、非感染性ベクターまたはウイルスベクター内のゲノムＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡまたはＲＮＡ、ヒト由来細胞、自己細胞、同種異系細胞、動物由来細胞、異種細胞、遺伝子操作されたタンパク質、ポリマー鎖反応成分、血液、血清、体液、組織、またはこれらの組み合わせを備える、請求項３１に記載のキット。
【請求項３３】
試料の厚みゼロの光学的探査のための方法であって、
請求項１に記載の前記マイクロスライドと前記試料を提供するステップと、
前記マイクロスライドの前記基板の表面上に、前記試料を配置させるステップと、
前記基板の反対面から前記試料を光学的に探査するステップと、
を備える方法。
【請求項３４】
現象の厚みゼロの光学的探査のための方法であって、
請求項１５に記載のシステムを提供するステップと、
前記基板の表面上に配置される前記試料における現象を惹起するステップと、
前記試料における前記現象を、前記基板の反対面から、前記画像装置で光学的に探査するステップと、
を備える方法。
【請求項３５】
前記画像装置が顕微鏡、カメラ、およびセンサアレイからなる群から選択される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記基板の表面から探査する前記ステップが、マイクロタイタープレート、顕微鏡スライド、マイクロアレイプレート、またはこれらの組み合わせの表面から探査するステップを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記マイクロスライドの前記基板の片面または両面を、機能剤でコーティングするステップをさらに備える、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記機能剤がアミノシラン、エポキシ、アルデヒド、またはこれらの組み合わせを備える、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記機能剤が、医薬化合物、ゲノム成分、金属成分、金属、ポリマー成分、ポリマー、ポリエーテル、エーテル、ケトン、ポリイミド、エポキシ、ナイロン、ホモポリマー、ヘテロポリマー、ポリカーボネート、ガラス、アセタールポリマー、アクリレートポリマー、メタクリレートポリマー、コポリマー、ターポリマー、セルロースポリマー、セルロースアセテート、ニトロセルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテートブチレート、セロファン、レーヨン、レーヨントリアセテート、セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、ヒドキシアルキルセルロース、ポリメチレンオキサイドポリマー、ポリイミドポリマー、ポリエーテルブロックイミド、ポリビスマレインイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホンポリマー、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドポリマー、ナイロン６，６、ポリカプロラクタム、ポリアクリルアミド、樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アリール樹脂、エポキシド樹脂、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、無水ポリマー、無水マレイン酸ポリマー、ビニルモノマーのポリマー、ポリビニルアルコール、ハロゲン化ポリビニル、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルメチルエーテル、ポリスチレン、スチレンブタジエンコポリマー、アクリロニトリルスチレンコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、スチレンブタジエンスチレンコポリマー、スチレンイソブチレンスチレンコポリマー、ポリビニルケトン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエステル、ポリビニルアセテート、ヒドロゲル、ポリベンゾイミダゾール、アイオノマー、ポリアルキルオキシドポリマー、ポリエチレンオキシド、グリコサミノグリカン、ポリエステル、テレフタル酸ポリエチレン、脂肪族ポリエステル、ラクチドのポリマー、ε‐カプロラクトン、グリコリド、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸塩、ヒドロキシ吉草酸、パラジオキサノン、トリメチレンカーボネート、１，４‐ジオキセパン‐２‐オン、１，５‐ジオキセパン‐２‐オン、６，６‐ジメチル‐１、４‐ジオキサン‐２‐オン、ポリエーテルポリマー、ポリアリールエーテル、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイソシアネート、ポリオレフィン  ポリマー、ポリアルキレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリブタ‐１‐エン、ポリイソブチレン、ポリ‐４‐メチル‐ペン‐１‐エネス、エチレン‐α‐オレフィンコポリマー、エチレン‐メチルメタクリル酸コポリマー、エチレン‐ビニル‐アセテートコポリマー、フッ素化ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ（テトラフルオロエチレン‐コ‐ヘキサフルオロプロペン）、変性エチレン‐テトラフルオロエチレンコポリマー、フッ化ポリビニリデン、シリコンポリマー、ポリウレタン、ポリウレタン分散液、ｐ‐キシリレンポリマー、ポリイミノカーボネート、コポリ（エーテルエステル）、ポリエチレンオキシド‐ポリ乳酸コポリマー、ポリホスファージン、シュウ酸ポリアルキレン、ポリオキサアミド、ポリオキサエステル、アミン、アミノ基、ポリオルトエステル、バイオポリマー、ポリペプチド、タンパク質、多糖類、脂肪酸、脂肪酸のエステル、フィブリン、フィブリノーゲン、コラーゲン、エラスチン、キトサン、ゼラチン、デンプン、グリコサミノグリカン、ヒアルロン酸、治療薬、オリゴヌクレオチド、タンパク質、アンチセンスポリヌクレオチド、特定の生成物に対するコード化ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え成分、核酸、ＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、ＲＮＡ、ポリヌクレオチド、ウイルス、バクテリア、ファージ、ヒストン、非感染性ベクター、ベクター、プラスミド、脂質、リボソーム、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、ウイルスベクター、ウイルス様粒子、合成ウイルス粒子、ペプチドターゲティング配列、アンチセンス核酸、ゲノム配列、ＤＮＡキメラ  、輸送タンパク質をコード化する遺伝子配列、膜移行配列、細胞、リボザイム、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ＤＮＡ充填剤、遺伝子またはベクターシステム、ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え核酸、裸のＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、またはＲＮＡ、非感染性ベクターまたはウイルスベクター内のゲノムＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、またはＲＮＡ、ヒト由来細胞、自己細胞、同種異系細胞、動物由来細胞、異種細胞、遺伝子操作されたタンパク質、ポリマー鎖反応成分、血液、血清、体液、組織、またはこれらの組み合わせを備える、請求項３７に記載の方法
【請求項４０】
前記機能剤を使用し、前記基板の表面上の材料を固定化するステップをさらに備える、請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
前記材料が生体起源の成分、合成成分、金属成分、またはこれらの組み合わせを備える、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記材料が医薬化合物、ゲノム成分、金属成分、金属、ポリマー成分、ポリマー、ポリエーテル、エーテル、ケトン、ポリイミド、エポキシ、ナイロン、ホモポリマー、ヘテロポリマー、ポリカーボネート、ガラス、アセタールポリマー、アクリレートポリマー、メタクリレートポリマー、コポリマー、ターポリマー、セルロースポリマー、セルロースアセテート、ニトロセルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、セロファン、レーヨン、レーヨントリアセテート、セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、ヒドキシアルキルセルロース、ポリメチレンオキサイドポリマー、ポリイミドポリマー、ポリエーテルブロックイミド、ポリビスマレインイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホンポリマー、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドポリマー、ナイロン６，６、ポリカプロラクタム、ポリアクリルアミド、樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アリール樹脂、エポキシド樹脂、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、無水ポリマー、無水マレイン酸ポリマー、ビニルモノマーのポリマー、ポリビニルアルコール、ハロゲン化ポリビニル、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルメチルエーテル、ポリスチレン、スチレンブタジエンコポリマー、アクリロニトリルスチレンコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、スチレンブタジエンスチレンコポリマー、スチレンイソブチレンスチレンコポリマー、ポリビニルケトン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエステル、ポリビニルアセテート、ヒドロゲル、ポリベンゾイミダゾール、アイオノマー、ポリアルキルオキシドポリマー、ポリエチレンオキシド、グリコサミノグリカン、ポリエステル、テレフタル酸ポリエチレン、脂肪族ポリエステル、ラクチドのポリマー、ε‐カプロラクトン、グリコリド、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸塩、ヒドロキシ吉草酸、パラジオキサノン、トリメチレンカーボネート、１，４‐ジオキセパン‐２‐オン、１，５‐ジオキセパン‐２‐オン、６，６‐ジメチル‐１、４‐ジオキサン‐２‐オン、ポリエーテルポリマー、ポリアリールエーテル、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイソシアネート、ポリオレフィンポリマー、ポリアルキレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリブタ‐１‐エン、ポリイソブチレン、ポリ‐４‐メチル‐ペン‐１‐エネス、エチレン‐α‐オレフィンコポリマー、エチレン‐メチルメタクリル酸コポリマー、エチレン‐ビニル‐アセテートコポリマー、フッ素化ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ（テトラフルオロエチレン‐コ‐ヘキサフルオロプロペン）、変性エチレン‐テトラフルオロエチレンコポリマー、フッ化ポリビニリデン、シリコンポリマー、ポリウレタン、ポリウレタン分散液、ｐ‐キシリレンポリマー、ポリイミノカーボネート、コポリー（エーテルエステル）、ポリエチレンオキシド‐ポリ乳酸コポリマー、ポリホスファ��ジン、シュウ酸ポリアルキレン、ポリオキサアミド、ポリオキサエステル、アミン、アミノ基、ポリオルトエステル、バイオポリマー、ポリペプチド、タンパク質、多糖類、脂肪酸、脂肪酸のエステル、フィブリン、フィブリノーゲン、コラーゲン、エラスチン、キトサン、ゼラチン、デンプン、グリコサミノグリカン、ヒアルロン酸、治療薬、オリゴヌクレオチド、タンパク質、アンチセンスポリヌクレオチド、特定の生成物に対するコード化ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え成分、核酸、ＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、ＲＮＡ、ポリヌクレオチド、ウイルス、バクテリア、ファージ、ヒストン、非感染性ベクター、ベクター、プラスミド、脂質、リボソーム、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、ウイルスベクター、ウイルス様粒子、合成ウイルス粒子、ペプチドターゲティング配列、アンチセンス核酸、ゲノム配列、ＤＮＡキメラ、輸送タンパク質をコード化する遺伝子配列、膜移行配列、細胞、リボザイム、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ＤＮＡ充填剤、遺伝子またはベクターシステム、ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え核酸、裸のＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、またはＲＮＡ、非感染性ベクターまたはウイルスベクター内のゲノムＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、またはＲＮＡ、ヒト由来細胞、自己細胞、同種異系細胞、動物由来細胞、異種細胞、遺伝子操作されたタンパク質、ポリマー鎖反応成分、血液、血清、体液、組織、またはこれらの組み合わせを備える、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
固定化が共有結合、化学的相互作用、物理的相互作用、静電相互作用、機械的相互作用、ハイブリダイゼーション、またはこれらの組み合わせによる、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
マイクロアレイを前記基板の表面上に形成するステップを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４５】
スプリットピンプリンティング、スポッティング、またはそれらの組み合わせにより、前記マイクロアレイを形成するステップを含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記光学的探査により、遺伝子発現モニタリング、変異検出、変異分析、遺伝子型同定、ゲノム地図作成、クローン地図作成、タンパク質検出、タンパク質数量化、タンパク質発現モニタリング、酵素活性検定、受容体結合検定、またはそれらの組み合わせの１つあるいはそれ以上を提供する、請求項３４に記載の方法。
【請求項４７】
検体支持基板を有する画像装置であって、前記基板は前記画像装置の観察面の空間的移行を提供し、前記基板は、
第１および第２の表面をもち、そのうちの１つが前記観察面に対応している面と、
前記観察面の移行を提供する、前記第１および第２の表面の間の複数の光マイクロチャネルと、
前記検体の支持を提供する、前記表面の他表面と、
を備える、画像装置。
【請求項４８】
前記マイクロチャネルが光ファイバを備える、請求項４７に記載の画像装置。
【請求項４９】
検体支持基板であって、前記基板は画像装置の観察面の空間的移行を提供し、前記基板は、
第１および第２の表面をもち、そのうちの１つが前記観察面に対応している面と、
前記観察面の移行を提供する、前記第１および第２の表面の間の複数の光マイクロチャネルと、
を備える、前記基板。
【請求項５０】
前記マイクロチャネルが光ファイバを備える、請求項４９に記載の基板。
【請求項５１】
検体支持基板であって、前記基板は観察面の空間的移行を提供し、前記基板は、
第１および第２の表面をもち、そのうちの１つが前記観察面に対応している面と、
前記観察面に対応する表面と他方の表面の間で、前記観察面の移行を提供する、複数の光マイクロチャネルと、
前記観察面に対応する前記表面上のセンサアレイと、
前記検体の支持を提供する、前記表面の他表面と、
を備える、検体支持基板。
【請求項５２】
前記基板が互いに隣接して置かれることができる、物理的に分離できる構成要素を備え、前記構成要素が隣接するとき、単一で繋がる複数の光マイクロチャネルを提供し、それぞれが分離した複数の光マイクロチャネルを有する、請求項５１に記載の前記基板。
【請求項５３】
前記マイクロチャネルが光ファイバを備える、請求項５１または５２に記載の基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連特許］
本出願は、２００５年１１月８日に申請された米国仮出願第６０／７３４，５９７号の利益を請求するものである。その出願の内容全ては、参照することにより本願に含まれる。
【０００２】
［発明の属する分野］
本発明は、マイクロアレイ、マイクロタイタープレート、または底部読み取りに関与するようなその他応用のための基板として使用することができる、ＦＯＩマイクロスライドに関する。
【背景技術】
【０００３】
最初の有益な顕微鏡は、１５９０年から１６０８年の間に、オランダで開発された。歴史の４００年以上の間、通常ガラスから作られる顕微鏡スライドは、対象物を研究するのを支持するため使用されてきた。従来の顕微鏡観察法では、顕微鏡底部の光源により、試料台の穴を通して光を投射し、顕微鏡スライドおよび対象物を観察する（上から）。倒立顕微鏡には、光源およびコンデンサーレンズが、下を向いて試料台の上方の先端にある。対物レンズおよびターレットは、上を向いて試料台の下にある。検体（重量の法則が命令するように）は、試料台の先端に置かれる。検体を保持するスライド底部を通して、試料を観察する。この開発期間中を通じて、簡素な顕微鏡スライドは実質的に同じままであり、透明で矩形の均一ガラスプレートを、顕微鏡の下で検査のため検体を保持するために使用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
倒立顕微鏡またはその他底部読み取り機器では、試料は顕微鏡スライドの厚みを通して、または様々な厚みおよび様々な光学特性を持つ異なる容器（例えば、マイクロタイタープレート）底部を通して観察できる。標準の簡素な顕微鏡スライドは、通常１〜２ｍｍの厚さがある。従来の高倍率顕微鏡対物レンズは、通常非常に短い作動距離を有し、焦点を合わせるため対象物に非常に近づかなくてはならない。顕微鏡スライド、ガラス底マイクロタイタープレート、または容器底部の有限の厚さのため、より高倍率の標準対物レンズは、焦点を合わせるため対象物に十分近づくことができない。したがって、倒立顕微鏡のより高倍率の対物レンズを、さらにより長い作動距離のために補正しなくてはならない。これらの補正全てを行ってさえも、画像の質は同程度の対物レンズを持つ従来の（トップダウン）顕微鏡で見るほど良くはない。さらに、ガラス顕微鏡スライド、またはガラス底マイクロタイタープレートの厚みを通して焦点を合わせるのは困難となる。
【０００５】
基板の厚みを通して観察することによる光学的効果を最小限にするため採用される１つの戦略は、非常に薄い基板を生成することである。例えば、ガラス底がわずか１５０ミクロン（０．００６”）以下の厚さである、確実なガラス底マイクロタイタープレートが利用できる。厚み問題を最小化する一方で、これら底部は強剛性（ｒｉｇｉｄｉｔｙ）に欠け、平坦度に関連する問題を作り出す。例えば、幾つかのプラスチックマイクロタイタープレートは、ガラス底で製作される。非常に薄いシート（１５０ミクロン以下）を、厚み関係の歪みを最小化するために使用する。ガラスおよびプラスチックが膨張して整合せず、ガラスが１つの領域から別の領域へ曲がる原因を引き起こすという事実の結果として、その他の歪みが生じる。
【０００６】
２００３年にヒトゲノムプロジェクトが成功裏に終結したことにより、ゲノムの迅速な配列決定を可能とする新規技術および機器システムの継続的開発および商業化のための財団法人が構築された。ナノテクノロジー、独自の化学、および新規の顕微溶液バイオチップを利用し、革新的企業が競って、従来のテクニックより数百倍速く診断分析（配列決定）を可能とする方法および機器を開発している。ＤＮＡマイクロアレイなどのバイオチップは、通常、遺伝子研究を促進する目的のため設計される、ガラスまたはシリコンウエハである。また、防御策を講じうるため、バイオチップは、細菌戦において使用される化学薬品を迅速に検出できる。
【０００７】
生物化学における進歩は、マイクロアレイ技術の出現により、促進されてきた。２Ｄマイクロアレイでは、通常（限定されないが）ゲノムまたはプロテオミクス断片である生物試料を、予定される空間秩序において、基板上へ堆積または合成し、ハイスループットの対応する様式で、診断プローブとして利用できるようにする。基板は一般に従来の簡素な顕微鏡スライドであるが、シリコンウエハまたはフィルター支持マトリクスなどのその他材料であることもできる。マイクロアレイにより、何百およびさらに何千もの反応を、標準顕微鏡スライドの型式を有する単一プレート上で分析することができる。幾つかの応用に対し、マイクロアレイの表面は、試料で満たすことができるマイクロウェルから成ることもある。
【０００８】
専用の読み取りまたはスキャナー機器だけでなく、従来の顕微鏡観察法、倒立顕微鏡観察法をも含むマイクロアレイを観察するまたは読み取るために、様々な図式も使用される。マイクロアレイ読み取り機は、通常「上部」読み取り機または「底部」読み取り機である。光情報を、（追加の集束レンズを持つまたは持たない）ＣＣＤアレイ上へ直接画像化することができるか、あるいは光電子増倍管検出器と連結したレーザースキャナーを使用し検出することができる。どちらの場合でも、読み取り機はマイクロアレイ上の試料への明確な光アクセスを有していなくてはならない。上面から観察することにより、全ての状況下でアクセスできるようになるが、レンズが必要とする集束深度（多ミリメーター）により、および液体を通してマイクロアレイを探査する困難さ（例えば、液滴）により、複雑化される。プレートの下にまで上がり、透明な基部を通して光を通過させることで、これらの欠点をなくすことができるが、しかしながら、（簡素な顕微鏡スライドの）厚みを通す観察のため前述した問題は明白となる。両構造に共通する問題は、マイクロアレイの基部および焦点平面が走査の間中一致し、光信号を発生しなくてはならないことである。これを保証できる１つの方法は、基板の基部をその全領域に渡り数ミクロンにまで平坦にすることである。代替の方法は、スキャナー内に有効な集束機構を組み入れ、プレート中に亘り走査ビームの高さを追跡することであるが、基部内の波動に対処、および標的に焦点を合わせるために、しかしながら、自動集束レンズはスキャナー機器の費用を相当に追加する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態では、従来の簡素な顕微鏡スライドまたはマイクロアレイ、あるいはマイクロタイタープレートの観察に関連する問題（例えば、基板の厚み）を除去する基板材を提供する。
【００１０】
本発明の別の実施形態では、厚み（例えば、１，０００ミクロン‐０．０３９″以上の厚み）に関係なく基板を製作でき、基板の厚みの有害な光学的効果を除去する薄い（１５０ミクロン‐０．００６″）基板材を提供することによって、従来の基板のもつ典型的な歪みの影響を除去することができる。
【００１１】
別の実施形態では、ＣＣＤ読み取り機へ直接画像化でき、高価なレンズの必要性を最小化する本発明の顕微鏡スライド、マイクロアレイ、またはマイクロタイタープレート基板材を提供する。
【００１２】
本発明の別の実施形態では、基板を通して観察する際、従来の顕微鏡スライド、マイクロアレイ基板、またはマイクロタイタープレートと比較し、著しく改良された解像度をもたらす基板材を提供する。
【００１３】
本発明の別の実施形態では、従来の顕微鏡スライド、マイクロアレイ基板、またはマイクロタイタープレート底部より、はるかに大きな（例えば、１０，０００Ｘ）光収集効率をもたらす基板材を提供する。
【００１４】
本発明の別の実施形態では、従来の顕微鏡スライド、マイクロアレイ基板、またはマイクロタイタープレートと比較し、色分散の影響を著しく減少させる基板材を提供する。
【００１５】
本発明の別の実施形態では、空気より大きいが基板材の指標よりは小さい屈折率を有する培養液に浸された対象を観察する際、強化された解像度を提供する基板材を提供する。
【００１６】
別の実施形態では、観察される品目（例えば、テーパ）の画像の大きさを拡大または縮小する能力を組み込んだ顕微鏡スライド、マイクロアレイ基板、またはマイクロタイタープレート底部のための、本発明の基板材を提供する。
【００１７】
別の実施形態では、顕微鏡スライド、マイクロアレイ基板、マイクロタイタープレート底部を観察する底部として機能することができる、本発明の基板材を提供する。例えば、この実施形態は、非常に厚い探査プレートを必要とする応用において使用することができる。本発明のかかるプレートにより、複合レンズを必要とすることなく、および解像度を犠牲にすることなく、改良された強度(ｓｔｒｅｎｇｔｈ)、硬直性(ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ)、強剛性（ｒｉｇｉｄｉｔｙ）などをもたらすことができる。
【００１８】
別の実施形態では、いずれの特別な表面コーティング（空白マイクロスライド）なしで、あるいはＤＮＡおよびタンパク質マイクロアレイ化またはその他専門的応用のための完全な機能コーティング化学を用いて提供することができる、顕微鏡スライド、マイクロアレイ基板、マイクロタイタープレート底部として機能する、本発明の基板を提供する。
【００１９】
本発明の別の実施形態では、マイクロアレイ化などの専門的応用に適する成分の統合キットを提供する。例えば、本発明のマイクロアレイ化キットには、以下の幾つかを含みうる。１つ以上のマイクロスライド、マイクロアレイ試料をマイクロスライド上へ堆積させる溶液およびハードウェア、マイクロアレイ分析用の試薬、スポッティングマイクロアレイ用の手順書、ならびに結果分析用のソフトウェア。
【００２０】
本発明の１つの実施形態では、光ファイバ探査型マイクロスライドは、従来の顕微鏡スライド、マイクロアレイ、またはマイクロタイタープレートの性能限界を克服する基板として開発されている。光ファイバ探査型マイクロスライドは、共に融合された何百万もの微小光ファイバからなっている。プレートを形成するためスライスし研磨したとき、ファイバは、スライドの厚みに関係なく、マイクロスライドの片表面から他表面へと光画像を効率的に移動する。本発明のマイクロスライドは、厚みゼロのウィンドウに相当する光量である。
【００２１】
さらに、本発明の例示的実施形態は以下の通りである。
【００２２】
１．厚みゼロの光学的探査を可能にする光ファイバ探査型マイクロスライドであって、
上部および下部表面を備える基板と、
前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバであって、前記光ファイバの少なくとも１つが、前記基板の前記上部および下部表面を光学的に結合し、前記基板の前記上部および下部表面を光学的に結合することにより、実質的に厚みゼロの光学的探査を提供する光ファイバと、
を備える、マイクロスライド。
【００２３】
２．厚みゼロの光当量を可能にする光ファイバ探査型マイクロスライドであって、
上部および下部表面を備える基板と、
前記基板の前記上部または下部表面に配置される試料と、
前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバであって、前記光ファイバの少なくとも１つが、前記試料および前記基板の前記上部または下部表面を光学的に結合し、前記試料および前記基板の前記上部または下部表面を光学的に結合することにより、実質的に厚みゼロの光学的探査を提供する光ファイバと、
を備えるマイクロスライド。
【００２４】
３．その表面に配置される試料および前記試料を観察するための画像装置を有する基板であって、前記基板内に一体化して配置される少なくとも１つの光ファイバを介して、前記試料を前記画像装置に光学的に結合することによって、より大きな光収集効率を提供する基板。
【００２５】
４．その表面に配置される試料および前記試料を観察するための画像装置を有する基板であって、前記基板内に一体化して配列された少なくとも１つの光ファイバを介し、前記試料を前記画像装置に光学的に結合することによって、より大きな分解能を提供する基板。
【００２６】
５．その表面に配置される試料および前記試料を観察するための画像装置を有する基板であって、前記基板内に一体化して配列された少なくとも１つの光ファイバを介し、前記試料を前記画像装置に光学的に結合することによって色分散を減少させる基板。
【００２７】
６．その表面に配置される試料および前記試料を観察するための画像装置を有する基板であって、前記画像装置が顕微鏡あるいは荷電結合装置読み取り機またはカメラであって、前記基板が前記基質内に一体化して配列された少なくとも１つの光ファイバを介し、前記試料を前記画像装置に光学的に結合させ、少なくとも１つの光ファイバが実質的に厚みゼロの光学的探査を提供する基板。
【００２８】
７．その表面に配置される試料および前記試料を観察するための画像装置を有する基板であって、前記基板が、前記基板内に一体化して配列された少なくとも１つの光ファイバを介し、前記試料を前記画像装置に光学的に結合することを可能し、少なくとも１つの光ファイバが実質的に厚みゼロの光学的探査を提供する基板。
【００２９】
８．厚みゼロの光学的探査を可能にする光ファイバ探査型マイクロスライドであって、
上部および下部表面を備える基板と、
前記基板の前記上部および下部表面に近接して発生する現象と、
前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバであって、少なくとも１つの光ファイバが、前記現象および前記基板の前記上部または下部表面を光学的に結合し、前記現象および前記基板の前記上部または下部表面を光学的に結合することにより、実質的に厚みゼロの光学的探査を提供する光ファイバと、
を備える、マイクロスライド。
【００３０】
９．前記現象が生物学的、化学的、または物理的現象である、実施形態６に記載のマイクロスライド。
【００３１】
１０．前記現象が化学発光反応である、実施形態６に記載のマイクロスライド。
【００３２】
１１．厚みゼロの光学的探査を可能にする光ファイバ探査型マイクロスライドであって、
上部および下部表面を備える基板と、
前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバであって、少なくとも１つの光ファイバが、前記基板の前記上部および下部表面を光学的に結合し、前記基板の前記上部および下部表面を光学的に結合することにより、実質的に厚みゼロの光学的探査を提供する光ファイバと、
基板前記と接触する同程部材と、
を備える、マイクロスライド。
【００３３】
１２．厚みゼロの光学的探査を可能にする光ファイバ探査型マイクロスライドであって、
上部および下部表面を備える基板であって、前記基板の前記上部、下部、または両表面が不動態化される基板と、
前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバであって、少なくとも１つの光ファイバが、前記基板の前記上部および下部表面を光学的に結合し、前記基板の前記上部および下部表面を光学的に結合することにより、実質的に厚みゼロの光学的探査を提供する光ファイバと、
を備える、マイクロスライド。
【００３４】
１３．前記上部、下部、または両表面が、真空蒸着、スパッタリング、レーザー溶発、反応性イオンプレーティング、プラズマ堆積、有機金属浸漬、噴霧、またはそれらの組み合わせにより堆積されるコーティングによって不動態化される、実施形態１２に記載のマイクロスライド。
【００３５】
１４．上部および下部表面を備える基板
と、前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバと、
少なくとも１つの光ファイバを介し、実質的に厚みゼロの光学的探査のため、前記基板の前記上部または下部表面に配置される試料と、
を備えるキット。
【００３６】
１５．少なくとも１つの光ファイバが前記試料に光学的に結合される、実施形態１４に記載のキット。
【００３７】
１６．前記試料が医薬化合物、ゲノム成分、金属成分、金属、ポリマー成分、ポリマー、ポリエーテル、エーテル、ケトン、ポリイミド、エポキシ、ナイロン、ホモポリマー、ヘテロポリマー、ポリカーボネート、ガラス、アセタールポリマー、アクリレートポリマー、メタクリレートポリマー、コポリマー、ターポリマー、セルロースポリマー、セルロースアセテート、ニトロセルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテートブチレート、セロファン、レーヨン、レーヨントリアセテート、セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、ヒドキシアルキルセルロース、ポリメチレンオキサイドポリマー、ポリイミドポリマー、ポリエーテルブロックイミド、ポリビスマレインイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホンポリマー、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドポリマー、ナイロン６，６、ポリカプロラクタム、ポリアクリルアミド、樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アリール樹脂、エポキシド樹脂、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、無水ポリマー、無水マレイン酸ポリマー、ビニルモノマーのポリマー、ポリビニルアルコール、ハロゲン化ポリビニル、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルメチルエーテル、ポリスチレン、スチレンブタジエンコポリマー、アクリロニトリルスチレンコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、スチレンブタジエンスチレンコポリマー、スチレンイソブチレンスチレンコポリマー、ポリビニルケトン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエステル、ポリビニルアセテート、ヒドロゲル、ポリベンゾイミダゾール、アイオノマー、ポリアルキルオキシドポリマー、ポリエチレンオキシド、グリコサミノグリカン、ポリエステル、テレフタル酸ポリエチレン、脂肪族ポリエステル、ラクチドのポリマー、ε‐カプロラクトン、グリコリド、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸塩、ヒドロキシ吉草酸、パラジオキサノン、トリメチレンカーボネート、１，４‐ジオキセパン‐２‐オン、１，５‐ジオキセパン‐２‐オン、６，６‐ジメチル‐１，４‐ジオキサン‐２‐オン、ポリエーテルポリマー、ポリアリールエーテル、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイソシアネート、ポリオレフィン  ポリマー、ポリアルキレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリブタ‐１‐エン、ポリイソブチレン、ポリ‐４‐メチル‐ペン‐１‐エン、エチレン‐α‐オレフィンコポリマー、エチレン‐メチルメタクリル酸コポリマー、エチレン‐ビニル‐アセテートコポリマー、フッ素化ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ（テトラフルオロエチレン‐コ‐ヘキサフルオロプロペン）、変性エチレン‐テトラフルオロエチレンコポリマー、フッ化ポリビニリデン、シリコンポリマー、ポリウレタン、ポリウレタン分散液、ｐ‐キシリレンポリマー、ポリイミノカーボネート、コポリー（エーテルエステル）、ポリエチレンオキシド‐ポリ乳酸コポリマー、ポリホスファージン、シュウ酸ポリアルキレン、ポリオキサアミド、ポリオキサエステル、アミン、アミノ基、ポリオルトエステル、バイオポリマー、ポリペプチド、タンパク質、多糖類、脂肪酸、脂肪酸のエステル、フィブリン、フィブリノーゲン、コラーゲン、エラスチン、キトサン、ゼラチン、デンプン、グリコサミノグリカン、ヒアルロン酸、治療薬、オリゴヌクレオチド、タンパク質、アンチセンスポリヌクレオチド、特定の生成物に対するコード化ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え成分、核酸、ＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、ＲＮＡ、ポリヌクレオチド、ウイルス、バクテリア、ファージ、ヒストン、非感染性ベクター、ベクター、プラスミド、脂質、リボソーム、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、ウイルスベクター、ウイルス様粒子、合成ウイルス粒子、ペプチドターゲティング配列、アンチセンス核酸、ゲノム配列、ＤＮＡキメラ、輸送タンパク質をコード化する遺伝子配列、膜移行配列、細胞、リボザイム、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ＤＮＡ充填剤、遺伝子またはベクターシステム、ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え核酸、裸のＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、またはＲＮＡ、非感染性ベクターまたはウイルスベクター内のゲノムＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡまたはＲＮＡ、ヒト由来細胞、自己細胞、同種異系細胞、動物由来細胞、異種細胞、遺伝子操作されたタンパク質、ポリマー鎖反応成分、血液、血清、体液、組織、またはこれらの組み合わせを備える、実施形態１４に記載のキット。
【００３８】
１７．上部および下部表面を備える基板と、前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバと、
前記基板の前記上部または下部表面に近接して発生する現象と関連することを可能とする材料であって、少なくとも１つの光ファイバが、前記現象の実質的に厚みゼロの光学的探査を提供する材料と、
を備えるキット。
【００３９】
１８．少なくとも１つの光ファイバが前記現象に光学的に結合される、実施形態１７に記載のキット。
【００４０】
１９．上部および下部表面を備える基板と、前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバと、
前記基板をコーティングするための機能剤と、
を備えるキット。
【００４１】
２０．前記機能剤がアミノシラン、エポキシ、アルデヒドコーティング、またはそれらの組み合わせを備える、実施形態１９に記載のキット。
【００４２】
２１．前記機能剤が、医薬化合物、ゲノム成分、金属成分、金属、ポリマー成分、ポリマー、ポリエーテル、エーテル、ケトン、ポリイミド、エポキシ、ナイロン、ホモポリマー、ヘテロポリマー、ポリカーボネート、ガラス、アセタールポリマー、アクリレートポリマー、メタクリレートポリマー、コポリマー、ターポリマー、セルロースポリマー、セルロースアセテート、ニトロセルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテートブチレート、セロファン、レーヨン、レーヨントリアセテート、セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、ヒドキシアルキルセルロース、ポリメチレンオキサイドポリマー、ポリイミドポリマー、ポリエーテルブロックイミド、ポリビスマレインイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホンポリマー、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドポリマー、ナイロン６，６、ポリカプロラクタム、ポリアクリルアミド、樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アリール樹脂、エポキシド樹脂、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、無水ポリマー、無水マレイン酸ポリマー、ビニルモノマーのポリマー、ポリビニルアルコール、ハロゲン化ポリビニル、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルメチルエーテル、ポリスチレン、スチレンブタジエンコポリマー、アクリロニトリルスチレンコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、スチレンブタジエンスチレンコポリマー、スチレンイソブチレンスチレンコポリマー、ポリビニルケトン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエステル、ポリビニルアセテート、ヒドロゲル、ポリベンゾイミダゾール、アイオノマー、ポリアルキルオキシドポリマー、ポリエチレンオキシド、グリコサミノグリカン、ポリエステル、テレフタル酸ポリエチレン、脂肪族ポリエステル、ラクチドのポリマー、ε‐カプロラクトン、グリコリド、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸塩、ヒドロキシ吉草酸、パラジオキサノン、トリメチレンカーボネート、１，４‐ジオキセパン‐２‐オン、１，５‐ジオキセパン‐２‐オン、６，６‐ジメチル‐１，４‐ジオキサン‐２‐オン、ポリエーテルポリマー、ポリアリールエーテル、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイソシアネート、ポリオレフィンポリマー、ポリアルキレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリブタ‐１‐エン、ポリイソブチレン、ポリ‐４‐メチル‐ペン‐１‐エン、エチレン‐α‐オレフィンコポリマー、エチレン‐メチルメタクリル酸コポリマー、エチレン‐ビニル‐アセテートコポリマー、フッ素化ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ（テトラフルオロエチレン‐コ‐ヘキサフルオロプロペン）、変性エチレン‐テトラフルオロエチレンコポリマー、フッ化ポリビニリデン、シリコンポリマー、ポリウレタン、ポリウレタン分散液、ｐ‐キシリレンポリマー、ポリイミノカーボネート、コポリー（エーテルエステル）、ポリエチレンオキシド‐ポリ乳酸コポ��マー、ポリホスファージン、シュウ酸ポリアルキレン、ポリオキサアミド、ポリオキサエステル、アミン、アミノ基、ポリオルトエステル、バイオポリマー、ポリペプチド、タンパク質、多糖類、脂肪酸、脂肪酸のエステル、フィブリン、フィブリノーゲン、コラーゲン、エラスチン、キトサン、ゼラチン、デンプン、グリコサミノグリカン、ヒアルロン酸、治療薬、オリゴヌクレオチド、タンパク質、アンチセンスポリヌクレオチド、特定の生成物に対するコード化ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え成分、核酸、ＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、ＲＮＡ、ポリヌクレオチド、ウイルス、バクテリア、ファージ、ヒストン、非感染性ベクター、ベクター、プラスミド、脂質、リボソーム、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、ウイルスベクター、ウイルス様粒子、合成ウイルス粒子、ペプチドターゲティング配列、アンチセンス核酸、ゲノム配列、ＤＮＡキメラ、輸送タンパク質をコード化する遺伝子配列、膜移行配列、細胞、リボザイム、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ＤＮＡ充填剤、遺伝子またはベクターシステム、ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え核酸、裸のＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、またはＲＮＡ、非感染性ベクターまたはウイルスベクター内のゲノムＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡまたはＲＮＡ、ヒト由来細胞、自己細胞、同種異系細胞、動物由来細胞、異種細胞、遺伝子操作されたタンパク質、ポリマー鎖反応成分、血液、血清、体液、組織、またはこれらの組み合わせを備える、実施形態１６に記載のキット。
【００４３】
２２．厚みゼロの光学的探査のための方法であって、
上部および下部表面を備える基板、および前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバを提供するステップと、
実質的に厚みゼロの光学的探査のため、少なくとも１つの光ファイバを介し、前記基板の前記上部および下部表面を光学的に結合するステップと、
を備える方法。
【００４４】
２３．試料の厚みゼロの光学的探査のための方法であって、
上部および下部表面を備える基板、ならびに前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバを提供するステップと、
前記基板の前記上部および下部表面に試料を配置するステップと、
実質的に厚みゼロの光学的探査のため、少なくとも１つの光ファイバを介し、前記試料および前記基板の前記上部または下部表面を光学的に結合するステップと、
を備える方法。
【００４５】
２４．現象の厚みゼロの光学的探査のための方法であって、
上部および下部表面を備える基板、ならびに前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバを提供するステップと、
前記基板の前記上部あるいは下部表面に近接して現象を惹起するステップと、
実質的に厚みゼロの光学的探査のため、少なくとも１つの光ファイバを介し、前記現象および前記基板の前記上部または下部表面を光学的に結合するステップと、
を備える方法。
【００４６】
２５．厚みゼロの光学的探査のための方法であって、
上部および下部表面を備える基板、ならびに前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバを提供するステップと、
前記基板の前記上部または下部表面に近接して、試料を配置または現象を惹起するステップと、
実質的に厚みゼロの光学的探査のため、少なくとも１つの光ファイバを介し、前記試料または現象を画像装置に光学的に結合するステップと、
を備える方法。
【００４７】
２６．前記画像装置が顕微鏡あるいは荷電結合装置読み取り機またはカメラである、実施形態２５に記載の方法。
【００４８】
２７．厚みゼロの光学的探査のための方法であって、
上部および下部表面を備える基板、ならびに前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバを提供するステップと、
マイクロタイタープレート、顕微鏡スライド、マイクロアレイプレート、またはこれらの組み合わせとして、前記基板を使用するステップと、
を備える方法。
【００４９】
２８．上部および下部表面を備える基板、ならびに前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバを提供するステップと、
機能剤で、前記基板の前記上部、下部、または両表面を、部分的、実質的、または完全にコーティングするステップと、
を備える方法。
【００５０】
２９．前記機能剤がアミノシラン、エポキシ、アルデヒドコーティング、またはそれらの組み合わせを備える、実施形態２８に記載の方法。
【００５１】
３０．前記機能剤が医薬化合物、ゲノム成分、金属成分、金属、ポリマー成分、ポリマー、ポリエーテル、エーテル、ケトン、ポリイミド、エポキシ、ナイロン、ホモポリマー、ヘテロポリマー、ポリカーボネート、ガラス、アセタールポリマー、アクリレートポリマー、メタクリレートポリマー、コポリマー、ターポリマー、セルロースポリマー、セルロースアセテート、ニトロセルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテートブチレート、セロファン、レーヨン、レーヨントリアセテート、セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、ヒドキシアルキルセルロース、ポリメチレンオキサイドポリマー、ポリイミドポリマー、ポリエーテルブロックイミド、ポリビスマレインイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホンポリマー、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドポリマー、ナイロン６，６、ポリカプロラクタム、ポリアクリルアミド、樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アリール樹脂、エポキシド樹脂、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、無水ポリマー、無水マレイン酸ポリマー、ビニルモノマーのポリマー、ポリビニルアルコール、ハロゲン化ポリビニル、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルメチルエーテル、ポリスチレン、スチレンブタジエンコポリマー、アクリロニトリルスチレンコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、スチレンブタジエンスチレンコポリマー、スチレンイソブチレンスチレンコポリマー、ポリビニルケトン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエステル、ポリビニルアセテート、ヒドロゲル、ポリベンゾイミダゾール、アイオノマー、ポリアルキルオキシドポリマー、ポリエチレンオキシド、グリコサミノグリカン、ポリエステル、テレフタル酸ポリエチレン、脂肪族ポリエステル、ラクチドのポリマー、ε‐カプロラクトン、グリコリド、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸塩、ヒドロキシ吉草酸、パラジオキサノン、トリメチレンカーボネート、１，４‐ジオキセパン‐２‐オン、１，５‐ジオキセパン‐２‐オン、６，６‐ジメチル‐１、４‐ジオキサン‐２‐オン、ポリエーテルポリマー、ポリアリールエーテル、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイソシアネート、ポリオレフィンポリマー、ポリアルキレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリブタ‐１‐エン、ポリイソブチレン、ポリ‐４‐メチル‐ペン‐１‐エン、エチレン‐α‐オレフィンコポリマー、エチレン‐メチルメタクリル酸コポリマー、エチレン‐ビニル‐アセテートコポリマー、フッ素化ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ（テトラフルオロエチレン‐コ‐ヘキサフルオロプロペン）、変性エチレン‐テトラフルオロエチレンコポリマー、フッ化ポリビニリデン、シリコンポリマー、ポリウレタン、ポリウレタン分散液、ｐ‐キシリレンポリマー、ポリイミノカーボネート、コポリー（エーテルエステル）、ポリエチレンオキシド‐ポリ乳酸コポリ��ー、ポリホスファージン、シュウ酸ポリアルキレン、ポリオキサアミド、ポリオキサエステル、アミン、アミノ基、ポリオルトエステル、バイオポリマー、ポリペプチド、タンパク質、多糖類、脂肪酸、脂肪酸のエステル、フィブリン、フィブリノーゲン、コラーゲン、エラスチン、キトサン、ゼラチン、デンプン、グリコサミノグリカン、ヒアルロン酸、治療薬、オリゴヌクレオチド、タンパク質、アンチセンスポリヌクレオチド、特定の生成物に対するコード化ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え成分、核酸、ＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、ＲＮＡ、ポリヌクレオチド、ウイルス、バクテリア、ファージ、ヒストン、非感染性ベクター、ベクター、プラスミド、脂質、リボソーム、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、ウイルスベクター、ウイルス様粒子、合成ウイルス粒子、ペプチドターゲティング配列、アンチセンス核酸、ゲノム配列、ＤＮＡキメラ、輸送タンパク質をコード化する遺伝子配列、膜移行配列、細胞、リボザイム、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ＤＮＡ充填剤、遺伝子またはベクターシステム、ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え核酸、裸のＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、またはＲＮＡ、非感染性ベクターまたはウイルスベクター内のゲノムＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡまたはＲＮＡ、ヒト由来細胞、自己細胞、同種異系細胞、動物由来細胞、異種細胞、遺伝子操作されたタンパク質、ポリマー鎖反応成分、血液、血清、体液、組織、またはこれらの組み合わせを備える、実施形態２４に記載の方法。
【００５２】
３１．上部および下部表面を備える基板、ならびに前記基板に一体化して配置された複数の光ファイバを提供するステップと、
機能剤で、前記基板の前記上部、下部、または両表面を部分的、実質的、または完全にコーティングするステップと、
機能剤を介し、少なくとも材料の部分を部分的、実質的、または完全に固定化するステップと、
を備える方法。
【００５３】
３２．前記材料が生体、合成、金属成分、またはそれらの組み合わせを備える、実施形態３１に記載の方法。
【００５４】
３３．前記材料が医薬化合物、ゲノム成分、金属成分、金属、ポリマー成分、ポリマー、ポリエーテル、エーテル、ケトン、ポリイミド、エポキシ、ナイロン、ホモポリマー、ヘテロポリマー、ポリカーボネート、ガラス、アセタールポリマー、アクリレートポリマー、メタクリレートポリマー、コポリマー、ターポリマー、セルロースポリマー、セルロースアセテート、ニトロセルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテートブチレート、セロファン、レーヨン、レーヨントリアセテート、セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、ヒドキシアルキルセルロース、ポリメチレンオキサイドポリマー、ポリイミドポリマー、ポリエーテルブロックイミド、ポリビスマレインイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホンポリマー、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドポリマー、ナイロン６，６、ポリカプロラクタム、ポリアクリルアミド、樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アリール樹脂、エポキシド樹脂、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、無水ポリマー、無水マレイン酸ポリマー、ビニルモノマーのポリマー、ポリビニルアルコール、ハロゲン化ポリビニル、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルメチルエーテル、ポリスチレン、スチレンブタジエンコポリマー、アクリロニトリルスチレンコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、スチレンブタジエンスチレンコポリマー、スチレンイソブチレンスチレンコポリマー、ポリビニルケトン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエステル、ポリビニルアセテート、ヒドロゲル、ポリベンゾイミダゾール、アイオノマー、ポリアルキルオキシドポリマー、ポリエチレンオキシド、グリコサミノグリカン、ポリエステル、テレフタル酸ポリエチレン、脂肪族ポリエステル、ラクチドのポリマー、ε‐カプロラクトン、グリコリド、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸塩、ヒドロキシ吉草酸、パラジオキサノン、トリメチレンカーボネート、１，４‐ジオキセパン‐２‐オン、１，５‐ジオキセパン‐２‐オン、６，６‐ジメチル‐１，４‐ジオキサン‐２‐オン、ポリエーテルポリマー、ポリアリールエーテル、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイソシアネート、ポリオレフィンポリマー、ポリアルキレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリブタ‐１‐エン、ポリイソブチレン、ポリ‐４‐メチル‐ペン‐１‐エン、エチレン‐α‐オレフィンコポリマー、エチレン‐メチルメタクリル酸コポリマー、エチレン‐ビニル‐アセテートコポリマー、フッ素化ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ（テトラフルオロエチレン‐コ‐ヘキサフルオロプロペン）、変性エチレン‐テトラフルオロエチレンコポリマー、フッ化ポリビニリデン、シリコンポリマー、ポリウレタン、ポリウレタン分散液、ｐ‐キシリレンポリマー、ポリイミノカーボネート、コポリ‐（エーテルエステル）、ポリエチレンオキシド‐ポリ乳酸コポリマ��、ポリホスファージン、シュウ酸ポリアルキレン、ポリオキサアミド、ポリオキサエステル、アミン、アミノ基、ポリオルトエステル、バイオポリマー、ポリペプチド、タンパク質、多糖類、脂肪酸、脂肪酸のエステル、フィブリン、フィブリノーゲン、コラーゲン、エラスチン、キトサン、ゼラチン、デンプン、グリコサミノグリカン、ヒアルロン酸、治療薬、オリゴヌクレオチド、タンパク質、アンチセンスポリヌクレオチド、特定の生成物に対するコード化ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え成分、核酸、ＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、ＲＮＡ、ポリヌクレオチド、ウイルス、バクテリア、ファージ、ヒストン、非感染性ベクター、ベクター、プラスミド、脂質、リボソーム、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、ウイルスベクター、ウイルス様粒子、合成ウイルス粒子、ペプチドターゲティング配列、アンチセンス核酸、ゲノム配列、ＤＮＡキメラ、輸送タンパク質をコード化する遺伝子配列、膜移行配列、細胞、リボザイム、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ＤＮＡ充填剤、遺伝子またはベクターシステム、ポリヌクレオチド、遺伝子組み換え核酸、裸のＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、またはＲＮＡ、非感染性ベクターまたはウイルスベクター内のゲノムＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡまたはＲＮＡ、ヒト由来細胞、自己細胞、同種異系細胞、動物由来細胞、異種細胞、遺伝子操作されたタンパク質、ポリマー鎖反応成分、血液、血清、体液、組織、またはこれらの組み合わせを備える、実施形態３１に記載の方法。
【００５５】
３４．固定化が共有結合、化学的相互作用、物理的相互作用、静電相互作用、機械的相互作用、ハイブリダイゼーション、およびこれらの組み合わせによる、実施形態３３に記載の方法。
【００５６】
３５．上部および下部表面を備える基板、ならびに前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバを提供するステップと、
前記基板の前記上部および下部表面にマイクロアレイを形成するステップと、
を備える方法。
【００５７】
３６．前記マイクロアレイが、スプリットピンプリント、スポッティング、またはこれらの組み合わせにより形成される、実施形態３５に記載の方法。
【００５８】
３７．上部および下部表面を備える基板、ならびに前記基板に一体化して配列された複数の光ファイバを提供するステップと、
遺伝子発現モニタリング、変異検出、変異分析、遺伝子型同定、ゲノム地図作成、クローン地図作成、タンパク質検出、タンパク質数量化、検定、マイクロアレイ化、またはこれらの組み合わせのため、前記基板の少なくとも１つの光ファイバを使用するステップと、
を備える方法。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
［図の簡単な説明］
本発明のその他の特徴および利点は、添付の図と連動する、以下の本発明の詳細な説明から明白となるであろう。
【００６０】
図１は、レーザー読み取り機において使用される、３つの共通走査モードを示す。
【００６１】
図２は、マイクロアレイ基板のトップダウン検査および／または本発明の実施形態のため、共通して使用される図式を示す。レーザービームは、集束対物レンズを介し検出される蛍光反応を励起させるために使用される。
【００６２】
図３は、マイクロアレイ基板のトップダウン走査および／または本発明の実施形態（例えば、ＦＯＩマイクロスライド）のためのＣＣＤカメラの使用を示す。
【００６３】
図４は、マイクロアレイプレートの底部走査および／または本発明の実施形態（例えば、ＦＯＩマイクロスライド）のため、高速検流計鏡と共に使用される手法を示す。
【００６４】
図５Ａは、プレート底を通して焦点を合わせる単レンズにより、光学的に探査されるマイクロタイタープレートを示す。図５Ｂは、上方からの全プレートの画像化を示す。図５Ｃは、複数のマイクロレンズが、マイクロタイター（または、マイクロアレイ）プレートの底の厚みを通して、焦点を合わせるために使用される概要を示す。
【００６５】
図６は、ＣＣＤカメラをテーパで結合した大型光ファイバを示す。光高感度センサは白い箱に収容される。黒い円錐形部分は光ファイバテーパである。光ファイバテーパは直径２００ｍｍである。カメラの不可欠な部分であり、ＣＣＤチップに直接結合されている。
【００６６】
図７は、カメラ前面プレート（下方）と直接接触するマイクロスライド底部を保持する試料固定具に挿入され、表面上に配置される任意の試料を持つ、本発明の一実施形態であるマイクロアレイＦＯＩマイクロスライドを示す。マイクロスライド底部は、ＣＣＤカメラの前面プレート一の真上および直接接触して置かれる。本発明のマイクロアレイのマイクロスライド基板表面に発生する光生成反応（蛍光性または冷光性）は、基板底部を通してＣＣＤカメラにより同時にモニターされる。
【００６７】
図８Ａは、複数の光ファイバから一体化してなる、本発明のＦＯＩマイクロスライド基板の部分表示である。図８Ｂは、１つを他方に積み重ねた２つのＦＯＩマイクロスライドを有し、光ファイバの位置をずれないように、第２の基板の表面に隣接し接触する第１の基板の表面を持つ、１つを他方に積み重ねた２つのＦＯＩマイクロスライドを有する実施形態を表す。
【００６８】
図９は、本発明のＦＯＩマイクロスライドを製造するための、１つの手法の表示である。
【００６９】
図１０は、厚み「Ｔ」を有する従来の顕微鏡スライドを示す。スライド底部と接触するセンサまたは検出器は、スライドの下方に示される（緑）。かかるセンサまたは検出器は、本発明の実施形態と共に使用することができる。
【００７０】
図１１は、従来の顕微鏡スライドでの色分散の効果を示す。多くのガラスの屈折率は、光の波長により異なる。異なる波長に対する屈折の差は、従来の顕微鏡スライドでの歪んだ画像の原因となり、時にはハロー効果として見られる。
【００７１】
図１２は、光ファイバ探査型マイクロスライドの光学性能を示す。
【００７２】
図１３は、ＮＡ＜１（許容角度は９０°未満）であるファイバ（本発明の実施形態のために使用されるような）に対する等方線点源からの照射の捕獲を図示する。
【００７３】
図１４は、光源（検出されている対象）を、ＦＯＩマイクロスライドの表面上方にある媒体（空気、液体、など）内に吊す概要を示す。
【００７４】
図１５は、ＦＯＩマイクロスライドが、半径Ｒの許容円を照射する点光源から発する光を、どのように収集しその後伝達するかを示す。
【００７５】
図１６は、本発明のマイクロスライドの上方へ、高さ「ｄ」で位置する全光パワーＰ０の等方線点源を示す。第１の点源から横方向距離「ｘ」を離れた第２の光源も示される。
【００７６】
図１７Ａの区画は、ＮＡ＝１である本発明のマイクロスライド上方の等方線点源に対してでさえ、ファイバごとの受け取った光パワーは、点源の真下で最大を有し、それから点源からのファイバの角度が増加するにつれ減少することを示す。図１７Ｂの区画は、点源の上昇がファイバのコア直径の２倍であり、点源の距離がファイバのコア直径の５倍である場合に対し、達成される解像度を示す。点源の距離が本発明のマイクロスライドの上方の高さより、約２．５倍大きい場合、明瞭なピークが観察される（解像される）ことが分かった。
【００７７】
図１８は、本発明のマイクロスライドおよびその他表面のマイクロアレイの高速作成を可能にするための、スプリットピンプリンティングの使用を示す。スプリットピンは、書くために使用される年代物のディップペン先と同じ原理で働く。スプリットピンは、平らな先および区劃された取り込みチャネルを有し、それにより液体試料の薄い（２５μｍ）層が、ピンの先端に形成すことができ、プリンティングは柔らかい表面接触により開始することができる。スプリットピンプリントは、以下のような３段階「インクスタンピング」としてできる。（ａ）上から下への動き、（ｂ）接触、および（ｃ）下から上への動き。ピン先およびチャネルは、幅広い種別の直径において利用可能であり、使用者はスポット直径および積載ごとのスポットの数を特定することができる。
【００７８】
図１９は、液滴が表面上へスポットされたマイクロスライドを示す。液滴はマイクロアレイスポッティング技術により適用され、液滴内で生物学的研究を行うのに十分なほど大きい。スポット内での蛍光または冷光反応は、各液滴を探査する、１つまたは多くのマイクロスライドファイバを通して、光学的にモニターされる。
【００７９】
図２０は、ＮＡ、許容角度、および解像度への充填液の効果を図示する。図では、計算値ＮＡ＝１．０１０であるマイクロスライドに対する場合を図示する。空気中では、９０°以下の角度（灰色および黄色の領域）で下向きに放射される全ての光が、受容ファイバにより伝達される。１．３３の指標を持つ充填液を加えるとき、許容角度は４９°に下がる。灰色の領域の中へ放射される全ての光は、中心から離れているファイバによってはもはや捕獲されないが、黄色の中へ放射される全ての光は、捕獲および伝達され続ける。したがって、液体を追加することで、中心から離れているファイバが光を伝達し、システムの解像度が低下するのを防ぐことができる。
【００８０】
図２１は、マイクロスライドの表面に配置される様々な多機能アミノシランコーティングを備える、本発明の一実施形態を示す。例えば、これらのコーティングにより、静電気引力を強化し、ｃＤＮＡ分子およびＰＣＲ製品の改良された結合および固定化を提供する。
【００８１】
図２２は、アミノで修飾または非修飾されたオリゴヌクレオチドの共有結合を固定化するため、マイクロスライドの表面を強化するのに使用される、エポキシコーティングを備える、本発明の一実施形態を示す。核酸は、安定した共有結合を形成するため、エポキシで修飾された表面に反応する。
【００８２】
図２３は、アミノで修飾された核酸、またはペプチドなどタンパク質の小断片に対し、マイクロスライドの表面を強化するのに使用される、アルデヒド基コーティングを備える、本発明の一実施形態を示す。本発明は、またマイクロスライドに適用されるいずれの型のコーティングをも熟慮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８３】
［発明の詳細な説明］
本発明の光ファイバ探査型（ＦＯＩ）マイクロスライドは、上部表面および下部表面を有する基板を含む。基板は基板内で一体化して配列して基板の上部および下部表面を光学的に結合し、複数の光ファイバを包含する基板の上部または下部表面上または近くに静止する対象物または試料の実質的な厚みゼロの光学的探査を提供する。
【００８４】
幾つかの実施形態では、光ファイバは基本的に互いに平行であることが必須である（すなわち、縦軸は互いに１０度以内、ある実施形態では、互いに１度）。光ファイバーの長軸は基板の上部または下部表面のいずれか、あるいは両方に垂直であることが必須であり、そのように光ファイバを並べることができる。しかしながら、光ファイバのその他の配置も可能である。例えば、本発明のマイクロスライドは、テーパまたはインバータとして機能を果たすことができ、その場合基板は、互いに対し光ファイバを曲げられる少なくとも幾つかの領域を包含する。
【００８５】
ＦＯＩマイクロスライドの基板の上部および下部表面は、実質的に平行であることができるが、必ずしも平行である必要はない。顕微鏡観察法などの直立読み合わせ応用では、基板の上部および下部表面はしばしばマイクロスライドがその上部表面の対象物を画像化するよう機能し、マイクロスライドがＣＣＤカメラ用の表面プレートとして機能し、実質的に平行でなくてはならず、上部および下部表面により画定される平面は１０度以内で、およびある実施形態では１度以下以内で平行であることを意味する。その他の実施形態では、基板の上部および下部表面は平行ではない。例えば、基板の一表面での探査からの光は、他表面に対し１８０度異なる角度で伝達され、所与の装置または計測機器使用の幾何的要求に従い、光を受け取りそして処理するか、または分析する。
【００８６】
本発明のＦＯＩマイクロスライドは、実質的に厚みゼロの光学的探査を提供することを可能とする。すなわち、本発明のＦＯＩマイクロスライドにより、従来のガラスプレートと比較すると、マイクロスライドの一面から他面へ光ファイバの通路に沿って移動する光の実質的に光学的歪み、光の広がりによる光度の喪失、または光の色分散を減少する。これは、検出可能な歪みの量、光度の喪失、または色分散は、もしある場合は、光ファイバの通路の長さ、すなわちマイクロスライドの厚みとは基本的に無関係であることを意味する。例えば、マイクロスライドの厚みの１ｍｍから１ｃｍへの増加は、接触画像化応用における従来のガラスプレート性能と比較すると、結果的に実質的な歪み、光の広がりによる光度の喪失、または色分散を減少させる。表面の蛍光（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ）または冷光（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）を、追加の光学部品なしでＣＣＤ装置に結合することができるように、ＦＯＩマイクロスライドは厚みゼロの基板として働き、光信号を上部から底部へ広がることなく伝達する。この工程は、「画像平面移動（ｉｍａｇｅ  ｐｌａｎｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）」とも呼ばれる。
【００８７】
本発明のマイクロスライドを介し、探査されることができる試料には、分子、細胞、プロテオミクス、またはゲノム材料またはアセイ（ａｓｓaｙｓ）を含むが、それらに限定されない。かかる材料または検定に関連するいずれの生物学的、化学的、または物理的現象も、本発明のマイクロスライドにより探査できる。マイクロスライドの光ファイバにより、多数の試料または現象を同時に探査するために、マイクロスライドを使用することができる。
【００８８】
本発明のマイクロスライドの光ファイバを、例えば、少なくとも１つの荷電結合装置（ＣＣＤ）、あるいはその他のセンサアレイ装置、フィルムカメラ、顕微鏡、分光光度計、蛍光光度計、または光検出器を含む、標準検出機器に結合することができる。従来の検出機器は、しばしば光学的探査に適するハードウェアおよびソフトウェアを備える。
【００８９】
用語「探査」は、試料の観察、分析、または検査のいずれをも指すことができる。いずれの観察、分析、または検査は、少なくとも１つの光ファイバ、または光ファイバプローブなどの関連機器部品を使用することにより、促進する。観察、分析、または検査は、荷電結合装置（ＣＣＤ）、または自動焦点顕微鏡など、従来の検出機器により、さらに援助できる。
【００９０】
用語「マイクロアレイ」または「マイクロアレイプレート」は、概して、特徴的なアレイを備えるプレートを指す。例えば、プレートは複数の均一に分布したウェルを備えることができ、各ウェルは直径約１マイクロメータ（μｍ）から２５０μｍまでで、材料またはアセイなど試料を物理的に包含するか、保持することが可能である。
【００９１】
用語「許容誤差」または「ガラスの許容誤差」は、概して、限定または減少した光解像度、感度、および観察、分析、探査、または検査を行うか実施するときガラスなど、光ファイバ以外の実質的に半透明な材料の厚みを通して、観察、分析、探査、または検査を行うか実施した結果を指す。例えば、下方から光学的探査を行うガラスカバースライドの許容誤差は、ガラスの厚みで増加する、固有のガラスの許容誤差を有する。本発明のマイクロスライドは、固有の許容誤差は本来なく、厚みゼロの光学的探査を提供できる。例えば、本発明のマイクロスライドは、少なくとも１つの光ファイバまたは光ファイバプローブを通過する光をその一面から他方のマイクロスライド表面に伝達することができ、それにより、光解像度、感度、および観察、分析、探査、または検査を行うか実施するときの結果を制限または減少することはない。
【００９２】
用語「現象」は、概して、限定するものではないが、分子、細胞、プロテオミクス、ゲノム、ガス状材料またはアセイ、およびこれらのいずれかの組み合わせにおいて観察されるような、生物学的、化学的、または物理的発生または活性の型を指す。かかる生物学的、化学的、または物理的発生または活性は、反応、化学発光、有糸分裂、蛍光、劣化、または増殖を含むことができるが、それらに限定されない。
【００９３】
本発明のマイクロスライドは、固有のガラスの許容誤差をもたないため、少なくとも１つの自動焦点顕微鏡と使用するのに、特によく適する。固有のガラスの許容誤差がなく、いずれの種類の探査は、光ファイバを持たないガラスまたはプラスチックカバースリップ、あるいはいずれのその他の半透明のプラットフォームを通して行なわれる必要はない。従来の自動焦点顕微鏡に対し、光ファイバをもたないカバースライドまたはその他の半透明プラットフォームは、探査または観察が行われるウィンドウとして働くことができる。ウィンドウを通して行われる観察は、このような顕微鏡に対して有意の焦点の問題を提起する。本発明の例示的マイクロスライドは、探査が上方または下方から行われる光ファイバを持たないガラスまたはプラスチックカバースリップ、あるいはその他の半透明プラットフォームを必要としないことにより、いずれの焦点問題も克服できる。かかるガラスまたはプラスチックカバースリップ、あるいは半透明プラットフォームなしでも、その他の事柄の中でも、試料探査の質、解像度、および速度は、改善する傾向にある。Ｃｏｏｋら、「Ｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｓ  ｆｏｒ  ｄｉｓｐｌａｙｓ」、情報表示ｐｐ．１４〜１６（１９９１年）。
【００９４】
図８は、また光ファイバがクラッドガラスにより囲まれるコアガラス区域を備えることを示す。光ファイバは上部末端を通して光を受け取り、従来の検出機器を使用して検出するため、低部末端を通して光を放射するような方向に向ける。かかる検出機器の例には、光学的探査に適するハードウェアおよびソフトウェアを含んでいる。ファイバは、マイクロスライドの上部表面からその下部表面へ、延在するよう方向付けることができる。ファイバも、マイクロスライドの上部表面からその下部表面へ、縦方向に延在するよう方向付けられる。例えば、各ファイバの縦軸は、マイクロスライドの上部および下部表面を通過することができる。好ましくは、ファイバはマイクロスライドの上部および下部表面に直交して位置づけられる。本発明の実施形態は、少なくとも１つのＣＣＤを含む、標準検出機器を備える。ＣＣＤは、少なくとも１つの光ファイバに結合し、ファイバからデータまたは信号を受け取り、それらを電子工学的に画像へと変換する。得られた画像は、マイクロスライドを備える複数の光ファイバから、少なくとも１つの光ファイバにより行われた探査を表す。標準検出機器の構成部品、材料、および組立体、ならびに光ファイバに結合される少なくとも１つのＣＣＤの例は、Ｓｃｈｅｍｐｐら、「Ｌａｒｇｅ  ａｒｅａ  ＣＣＤ‐ｆｉｂｅｒ  ｏｐｔｉｃ  ｉｍａｇｅｒ  ａｓｓｅｍｂｌｙ」、Ｐｒｏｃ．  ＳＰＩＥ、１９０１巻、ｐｐ．１４２〜４５（１９９３年）に記載されている。
【００９５】
本発明のマイクロスライドは、さらにいずれの適した材料から成る。材料は、光学的探査に干渉せず、堆積された試料または機能剤をよく接着させる材料を含んでいる。マイクロスライドは、また、生物材、バイオポリマー合成材、金属、ポリマー、または非金属材料により囲まれる光ファイバを一体化して備えている。例えば、マイクロスライドは、プラスチックのマトリクス内に置かれた光ファイバを一体化して備えることが可能である。上記のように、光ファイバは、溶融したクラッドガラスに囲まれた中央コアガラス区域を有することができる。好ましい実施形態では、コアガラスは、マイクロスライドを構成する各光ファイバの中央区域を備えている。
【００９６】
本発明のマイクロスライドは、空洞コア区域を有し、部分的にまたは全体的にプラスチックである光ファイバをも備える。実施形態では、本発明に従い、マイクロスライドは、多くの型の探査または診断機器部品を一体化して備えている。これらの機器部品は、光ファイバプローブ、あるいはマイクロ化され、そして分子、細胞、プロテオミクス、ゲノム、あるいはガス状の材料やアセイを探査したり分析することが可能で、マイクロスライドの表面に沿うかその近くで発生する生物学的、化学的、または物理的現象を探査したり分析することが可能である装置をさらに備えることができる。かかる診断機器部品は、実質的にガラスまたはプラスチックである光ファイバに関連している。
【００９７】
従来の製造実践は、図８に示すようなマイクロスライド製作のために使用することができる。典型的な製造工程は、クラッドガラス管内に適合する大きさのコアガラス棒から始める。それからコアガラス棒およびクラッドガラス管を、加熱炉へ仕込み、棒および管を融合させ、およそ２．５ミリメータ（ｍｍ）の標準直径を有する杖の全長へ引き入れる。幾つかの全長の杖を、再び引き入れ多構造体を造ることができるビレット内へ組み立てる。多構造体はそれから、同様に引き入れられ重複した多構造体を形成する第２のビレット内へ組み立てる。これらのビレット多構造体は、それから望ましい全長に切断され、組み立て金型を形成するプレス材料固定具に積み重ねる。それから組み立てた金型をプレス加熱炉内に置く。
【００９８】
荷重を金型に適合するよう、プレス加熱炉により、杖全長を熱し柔らかくする。それから、その結果得られた塊を焼鈍し、融合したクラッドガラスにより囲まれたコアガラス光ファイバを一体化して備えるマイクロスライドに製作する。マイクロスライドは、特定の応用または使用を意図した呼び厚を有する矩形のプレートに、切断する。それから、マイクロスライドは、１つあるいはそれ以上のガラスを仕上げるスラリーおよび詰め物を使用し、特定の寸法に研磨し表面をなめらかにする。本発明に従ったマイクロスライドの製作に関係するその他の変更や修正は、当業者には明白である。
【００９９】
マイクロスライドの製作は、Ｋｒａｎｓ、「Ａｎ  ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  ｆｉｂｅｒ  ｏｐｔｉｃ  ｉｍａｇｉｎｇ」、第１版、Ｓｃｈｏｔｔ  Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃｓ社に記載される、一般的な様式にて実施することができる。参考文献はさらに、探査用の本発明の光ファイバで使用することが可能なＣＣＤなどの検出機器について述べている。参考文献は、とりわけ、マイクロスライドを一体化して使用される光ファイバのための配置、構造、組合体、材料、またはいずれかのその他変形物についても記載されている。本発明によるマイクロスライド製作は、米国特許第４，７７８，５０１および４，９２５，４７３号にさらに開示され記載され、それらは参照することで本願に含まれる。
【０１００】
本発明のマイクロスライドは、かかる記載の従来の製造実践により製作することができる。これらの標準的な実践により製作されるマイクロスライドは、通常、マイクロスライドの光ファイバの軸が光入力および出力表面に直角であるように、互いに配置され並べられた光ファイバから成る。言及したように、入力表面に作用する光を直接出力表面に伝達するため、かかるマイクロスライドは本質的な相対誤差を有さない。この結果により、いずれの光学的歪みの程度を限定する傾向があり、探査解像度も改善することができる。本発明によるマイクロスライドは、より効率的な光収集のため先が細くなっている光ファイバをも備えてもよい。本発明のマイクロスライドはさらに、例えば、光ファイバのないガラスまたはプラスチックカバースライド、あるいはいずれのその他半透明のプラットフォームを通した光ファイバ探査が発生することはない。これらのスライドまたはプラットフォームは光が集められ伝達されるウィンドウとして働き、光学的歪みの程度を増加させるだけでなく、光解像度および質にも影響する。
【０１０１】
マイクロスライドの光ファイバ用のクラッドおよびコアガラスの選択は、化学的および物理的特性が適合するように遂行される。光ファイバの全領域に対するコアガラス領域の割合は、ある特定の応用により、異なる。全領域に対するコアガラス領域の典型的パーセンテージは、およそ７０パーセント（％）から９０％である。所与の光ファイバの光学特性は、同様にコアおよびクラッドガラス間の相対的屈折率に依存する。実施形態の１つの型では、入射光が光ファイバのコアに拘束され、クラッドガラスに漏れ出ないよう、コアガラスの屈折率がクラッドガラスの屈折率より大きいことが好ましい。
【０１０２】
本発明では、さらに、域外吸収（ｅｘｔｒａ  ｍｕｒａｌ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ、ＥＭＡ）ガラスの使用を熟慮する。ＥＭＡガラスは、吸収率が高く、マイクロスライドのクラッドガラスを一体化し、光ファイバのコアガラスから漏れる光を吸収することができるガラスの型である。光ファイバのコアガラスから漏れる光の吸収は、光信号および画質を改善する傾向がある。記載したように、本発明のマイクロスライドを一体化して備える光ファイバは、マイクロスライドの表面に対し、実質的には（例えば、水平ではなく）直交または直角である。直交のマイクロスライドの表面に対し実質的に直交あるいは直角であることで、マイクロスライドの一端から他方へ通過しないが、むしろマイクロスライドの表面（例えば、上部および下部）に通じるファイバを説明することができる。本発明は、いずれの種類の探査を強化するのに使用できるその他の光ファイバの形式をも期待している。
【０１０３】
本発明のマイクロスライドにより、探査中に発生する可能性がある光の損失および光学的歪みを最小化するか、または防止する。光ファイバを一体化して備えるマイクロスライドは、例えば、ガラスまたはプラスチックウィンドウを通して、生物学的、化学的、および物理的現象を観察する探査用の典型的システムと比較し、優れた解像度および光の伝達をも有する。一実施形態では、ファイバは探査型マイクロスライド表面、および少なくとも１つのＣＣＤなどの標準の検出機器の間に、光リンクを提供する。この配置により、標準の検出機器を直接観察のために使用する際や、または光ファイバなしで光学レンズまたは半透明のプラットフォームを通して探査が発生する際に遭遇するような通常の探査の問題または限界を克服することができる。例えば、直接観察用の少なくとも１つのＣＣＤの使用により、探査される表面は平らであることが必要とされる。少なくとも１つのＣＣＤに結合する本発明の光ファイバを介する探査は、探査用に平坦な表面を必要としない。
【０１０４】
本発明によるマイクロスライドおよびその光ファイバは、米国特許第４，６９３，５５２号、第４，６６９，８１３号、第４，６４７，１５２号、第４，５９１，２３２号、および第４，５３３，２１０号内に開示され記載される配列、構造、集合体、材料、またはいずれのその他変形物をも備えることができ、それらに限定されず、これら特許は参照することで本願に含まれる。本出願内で言及した資料、特許、または出版された応用参考文献の各々も、参照することで本願に含まれる。
【０１０５】
本発明は、本発明により製作されたマイクロスライドを介し、同時にまたは個別に多数の試料を探査する方法をさらに提供する。かかる探査は、上記のいずれか、あるいは期待するその他の探査、分析、または診断を含んでいる。
【０１０６】
上記の実施形態は、従来のマイクロアレイまたはマイクロタイタープレート応用のいずれかにおいて、使用することができる。本発明によるマイクロスライドは、さらに、特別な装薬特異性（ｌｏａｄｉｎｇ  ｆｅａｔｕｒｅｓ）および増幅チェンバ（ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｃｈａｍｂｅｒｓ）を通常採用する、バイオセンサまたはバイオチップに関与する応用のために使用できる。一実施形態では、マイクロスライドを、特定のデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）配列におけるわずかな変化を検出するため使用することができる。マイクロスライドは、さらに単一ヌクレオチド多型（ＳＮＰ）を検出するため使用でき、疾病素因が示されることもある。本発明のマイクロスライドは、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）増幅用のプラットフォームまたは構造としても使用される。
【０１０７】
別の実施形態では、マイクロスライドは、価格およびハイスループット遺伝子型同定両方の効率化を可能とするため、アレイ技術と連結しても使用できる。本発明のマイクロスライドと連結して使用される同様のアレイ型技術は、組み換え型核酸（ＲＮＡ）プロファイリングに対し効果的である。バクテリア、ウイルス、細胞、およびその他もまた、開示されるマイクロスライドにより培養しモニターすることができる。本発明のマイクロスライドは、さらに、従来の自動化機器により、試料をマイクロスライドに堆積し、または試料をマイクロスライドから取り除けるように製作できる。
【０１０８】
本発明のマイクロスライドおよび方法は、限定なしに、最大で何千までの材料または検定試料を、同時にまたは個別に便利に調査するために使用できる。これらの材料または検定試料は、例えば、様々な分子、細胞、プロテオミクス、ゲノム、またはガス状の材料、あるいはアセイを含むことができる。本発明によるマイクロスライドはマイクロスライドを横断して流れるか、または例えば機能剤を使用しそこへ添付される試料試薬を探査するためにも、使用することができる。本発明による実施形態は、その他の光学を基礎とする工程または技術と比較すると、光学的探査解像度を強化する方向にある。
【０１０９】
本発明のＦＯＩマイクロスライドは、図１から６までを参照し、以下に記載する各応用において使用することができる。例えば、ＦＯＩマイクロスライドは、従来の基板、マイクロタイタープレート、マイクロアレイ、マイクロアレイ基板、顕微鏡スライド、マイクロアレイプレート、または同様のものの代替として、またはそれらと併用し、いずれの応用においても使用することができる。
【０１１０】
図１は、レーザー読み取り機において使用される、３つの共通する走査モードを示す。（Ｊｕｌｉａｎ  Ｗｈｉｔｅ、Ｇｅｎａｐｔａ社、英国ケンブリッジ、Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ２００４年１０月号、参照）。パネル（ａ）は、回転検流計（図示せず）に乗せられた折り畳み鏡１８を使用する装置を図示し、偏向したビームを、対物レンズを形成するテレセントリックレンズ１６により、マイクロアレイ１０に焦点を合わせる。テレセントリックレンズにより、ビームを鏡により大きな角度で偏向し、アレイの表面の数十ミクロンの厚さの平面に集中することができる。１つの欠点は、テレセントリックレンズは比較的大きく、数百グラムの重さがあり、１つおよそ２，０００〜３，０００ドルの価格であることである。パネル（ｂ）は、折り畳み鏡および対物レンズ両方を、より小さい面積のアレイの上方を前後に動かす、代替の手法を示す。パネル（ｃ）は、アレイを二軸方向に走査するシナリオを示す。
【０１１１】
図２は、マイクロアレイ基質１０のトップダウン検査のため、共通して使用される図式を示す。（ＳｃａｎＡｒｒａｙＴＭ  Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙ  ＳｃａｎｎｅｒｓのＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ａｄｖａｎｔａｇｅ  ｏｆ  ａ  Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  Ｂｅａｎｓｐｌｉｔｔｅｒ、ＳｃａｎＡｒｒａｙＴＭ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｎｏｔｅ  ５００、Ｐａｃｋａｒｄ  ＢｉｏＣｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、４０  Ｌｉｎｎｅｌｌ  Ｃｉｒｃｌｅ  Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ、ＭＡ０１８２１  ＵＳＡ、ウェブサイト：ｗｗｗ．ｐａｃｋａｒｄｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ．ｃｏｍ、ａｒｒａｙ＠ｐａｃｈａｒｄｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ．ｃｏｍを参照。）レーザービーム３２は、集束対物レンズ２８を介し検出される蛍光反応を励起させるために使用する。二色性（ｄｉｃｈｒｏｉｃ）ビームスプリッタ３０を、検出器へと通過する励起ビームを蛍光信号３４から分離するために使用する。
【０１１２】
図３は、マイクロアレイ基板１０をトップダウン走査するための、ＣＣＤカメラ４６の使用を示す。（ＬａＶｉｓｉｏｎ  ＢｉｏＴｅｃ  ＧｍｂＨ  ｎ  Ｈｏｆｅｗｅｇ  ７４  ｎ  Ｄ−３３６１９  Ｂｉｅｌｅｆｅｌｄ  ｗｗｗ．ＬａＶｉｓｉｏｎＢｉｏＴｅｃ．ｃｏｍ参照）。蛍光反応は、光源３６をフィルタした４０により励起波長４６を単離し、惹起される。ＣＣＤカメラも、励起波長を除外し、蛍光性の放射波長のみが通過できるように、４８でフィルターされる。
【０１１３】
図４は、マイクロアレイプレートの底部走査に使用される手法を示す。（Ｃｙｎｔｅｌｌｅｃｔ社、６１９９  Ｃｏｒｎｅｒｓｔｏｎｅ  Ｃｏｕｒｔ、Ｓｕｉｔｅ  １１１、カリフォルニア州サンディエゴ、９２１２１−４７４０、ウェブサイト、ｗｗｗ．Ｃｙｎｔｅｌｌｅｃｔ．ｃｏｍ参照）。細胞野５４は非常に薄い顕微鏡スライド５６の先端に位置して示される。高速走査検流計鏡５８は細胞を照射するために使用する。このシナリオでは、光６０は顕微鏡スライド基板の厚みを通して通過しなければならず、結果としていずれかの歪みまたは光学的効果として現れる。
【０１１４】
図５ａは、プレート底部６５を通して光６６の焦点を合わせる単レンズ６４により、光学的に探査されるマイクロタイタープレート６２を示す。（Ｅｖｏｔｅｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＧｍｂＨ、Ｓｃｈｎａｃｋｅｎｂｕｒｇａｌｌｅｅ  １１４、Ｄ−２２５２５ドイツ、ハンブルク、ｗｗｗ．ｅｖａｔｅｃ‐ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．ｃｏｍ参照）。個々のウェルを示しているが、図は、マイクロアレイ基板の表面で、個々の液滴を表すためにも使用することができる。この検査シナリオは、何千もの個々の液滴による、多ウェルプレートまたはマイクロアレイプレートの低速読み取りにより制限される。真ん中の枠（図５Ｂ）は、データの質を劣化させる、背景および各ウェル間（各液滴の間）のクロストーク問題を被る、上からの全プレートの画像化を示す。下の枠（図５Ｃ）は、マイクロレンズ６４ａ〜ｃを、マイクロタイター（またはマイクロアレイ）プレートの底部厚みを通して焦点を合わせるために使用するシナリオを示す。各ウェルまたはマイクロアレイスポットが、各ウェルまたはスポットを探査するために合わせられた専用の小型レンズを必要とするため、この手法は非常に高価である。これらのレンズの大きさは有限であるため、手法をより高密度のマイクロタイター（またはマイクロアレイ）プレートに対し測定可能とするのは簡単ではない。
【０１１５】
図６は、大型光ファイバテーパ結合型ＣＣＤカメラを示す。感光性ＣＣＤチップセンサは、白い箱６８に収容される。黒円錐形部分７０は、ＣＣＤチップに直接結合されている光ファイバテーパである。光ファイバテーパは直径が２００ｍｍで、カメラの不可欠な部分である。
【０１１６】
本発明による光ファイバ探査型マイクロスライドは、光ファイバの全長を束ね、その全長に沿って融合することにより製作することができる。融合されたファイバの束または塊は、それから各ウエハの対向する表面が、光ファイバの近位および遠位の末端から成るように、薄いウエハにスライスされる。図８Ａは、クラッドガラスにより囲まれる中央コアガラス区域を備える光ファイバ７８から一体化して成る、ＦＯＩマイクロスライド７２の部分的な表示である。図８Ｂは、スライドが他方の上に積み重なる、２つのＦＯＩマイクロスライド７２を有する実施形態を表す。好ましくは、各マイクロスライドの光ファイバは、他方の光ファイバに一致するように合わさる。第１のマイクロスライド基板の表面は、第２のマイクロスライド基板の表面に隣接し接触している。各マイクロスライドが厚みゼロの光当量であるので、本発明のマイクロスライドを、好ましくは直接物理的に接触して積み重ね、それから光学的通路を合わせ結合させることができる。マイクロスライドを積み重ねることは、例えば画像装置またはセンサアレイに対して試料を光学的に結合する際に有益である。
【０１１７】
複数の光ファイバは、クラッドガラスにより束ねられ、融合されて示される。ファイバは、標準製造実践において使用される技術など、いずれかの適した技術により束ねられ、そして融合される。複数の光ファイバは、少なくとも１つの荷電結合装置（ＣＣＤ）を含む従来の検出機器にも結合される。
【０１１８】
図９は、光ファイバ探査型マイクロスライドを生産するために使用される、製造工程を図で示した表示である。起点はコアガラス棒であり、クラッドガラス管内に密接に適合する大きさとなっている。一緒に加熱炉に積み入れられ、通常約２．５ｍｍ直径の長い全長の杖に沿って、融合し引き入れる。長い杖は第一の「多数」を形成するよう、ビレット内に再び引き入れられ、組み立てられる。「多数」を第２のビレット内に組み立て、工程を繰り返し、「多数‐多数」杖を形成するため、再び引き入れる。「型どり」の段階で「多数‐多数」は望ましい塊の長さに切断され、プレス材料固定具へ積み重ねられる（通常、約パン一塊の大きさ）。組み立てられた型をプレス加熱炉へ置く。「プレス」の間、荷重をかけながら、加熱炉によりファイバアレイを熱し柔らかくする。それから塊を焼鈍し、完成品に製作される。本発明の光ファイバアレイプレートのため、塊材料を望ましい呼び厚を有する矩形のプレートに切断する。プレートを、ガラスを仕上げるスラリーおよびパッド材料を使用して、目標寸法まで研磨し表面をなめらかにする。
【０１１９】
図９に記載された工程は、ガラス材料に限定されない。プラスチック材料を使用し製造された光ファイバを、図９に記載される技術と同様の加工技術を使用し、光ファイバ探査型マイクロスライドに形成することができる。最終プレートは、マイクロスライドの一表面から他方へ光画像を効率的に移送する、光ファイバを備える。本発明の完成した表面プレートは、フィールド平坦化、歪み補正、およびコントラスト強調のためにも使用することができる厚みゼロウィンドウの光当量である。
【０１２０】
（本発明の光ファイバ探査型マイクロスライドの光学特性）
【０１２１】
本項の目的は、光ファイバ探査型マイクロスライドの光学性能を説明し、その性能が従来の（ガラスまたはプラスチック）基板、マイクロタイタープレート、マイクロアレイ、マイクロアレイ基板、顕微鏡スライド、マイクロアレイプレート、または同様のものとどのように区別されるかを示すことである。第１に、従来の顕微鏡スライドの光学性能は、従来の顕微鏡スライドの表面上にある対象または光源を、顕微鏡スライド底部に接触しているセンサまたは検出器にいかに画像化するかであると特にみなされている。図１０は、厚み「Ｔ」を有する従来の顕微鏡スライドを示す。スライドの底部に接触するセンサまたは検出器８０が、スライドの下に描かれている（矩形）。このセンサまたは検出器は、代替的に本発明の実施形態で使用される、ＣＣＤアレイ、あるいは感光性膜またはその他の適する材料である。顕微鏡スライドの表面にある光源８２（点で示される）が、全方向（３６０度）に照射する場合、光の半分はスライドの反対方向に照射し失われる。その他半分（θ＝１８０度）は、スライドの方向に照射し、ガラスおよび周囲の媒体の屈折率により、伝達されるか、界面で後ろに反射されるかのいずれかである。スライドに入る光は、図に示すように、ガラスを通して伝達され、全角度（θ）で広まる。スライドの厚み（通常、１〜２ｍｍ）により、光は他方側まで通過するにつれ広がる。２つの隣接する光源を考えると、２つを解像する能力は、それぞれからの光の伝播により他方に重なる範囲による。
【０１２２】
この伝播の範囲は、参照で利用される方程式１を使用して計算することができる。実際的経験だけでなく、この分析の結果は、密集した光源からの光の広がりは重なり、解像度を破壊することを実証する。顕微鏡スライドは、レンズを介入させることなく光源をＣＣＤアレイ上へ画像化するには、非効率的な手段である。洗練され、適切に設計されたレンズシステムが、ガラススライドを通して焦点を合わせるよう利用できれば、光源の画像を再構成することができる。洗練されたレンズ（例えば、倒立顕微鏡）で装備された従来のシステムは利用可能であるが、しかしながら、非常に高額である。加えて、従来のレンズは色収差などその他の歪みを引き起こす。図１１は色分散の効果を示す。多くのガラスの屈折率は、光の波長により変わる。異なる波長に対する屈折の差により、歪んだ画像が生み出され、時にはハロー効果として見られる。ホウケイ酸ガラス顕微鏡スライド８４では、結果として起こる赤および青のビーム間の位置のずれは、通常、数ミクロンである。例えば、図１１に示すように、位置のずれは２．７８μｍである。高分解能レンズシステムに対して、この効果は有害であり、結果として画像の外側周辺の赤色ハローおよび解像度の損失となる。
【０１２３】
図１２は、本発明の光ファイバ探査型マイクロスライド７２の光学性能を示し、従来の顕微鏡スライドからどのように区別されるかを示す。光ファイバ探査型マイクロスライドは、一表面の入射光を対向面へ伝達する個別の光ファイバから成る。各構成ファイバは、その結果得られる多モードファイバが光を導くように、より低い指標の光学クラッドにより囲まれる高指標ガラスコアを備える。図では、より高い屈折率のコアガラスを持ち、囲まれるクラッドガラス（黒線）により分離される、個別のファイバ７８の平行アレイを図示する。光源８２（点で示される）は、個別の光ファイバコアの近位末端に接して、スライドの表面に示される。スライドの底面に接するセンサまたは検出器８０は、スライドの下に、個別の光ファイバコアの遠位末端に直接接して示される（矩形）。このセンサまたは検出器はＣＣＤアレイ、あるいは感光性膜またはその他の適する材料である。
【０１２４】
光ファイバ探査型マイクロスライドの光学的性質は、それぞれの材料の屈折率の性質だけでなく、ファイバ寸法（コアおよびクラッド寸法）に依存する。同時に、これらのパラメータにより、マイクロスライドの開口数（集光）および形式上の性質（導光）が決定する。
【０１２５】
各構成ファイバは、多モードファイバにより光を導くように、より低い指標の光学クラッドにより囲まれる高指標ガラスコアから成る。経線の波に対する光線近似を用いて、ファイバの許容角度θが以下により与えられ、：
2009515192.tif 000003
θはマイクロスライドの許容角度であり、ｎコアはファイバコアの屈折率であり、ｎクラッドはクラッドの屈折率であり、ｎ３はファイバの入力側を覆う材料の屈折率である。空気に対し、ｎ３＝１である。ファイバの開口数（ＮＡ）は、以下のように定義される。：
2009515192.tif 000004
【０１２６】
幾つかの例では、方程式１の左辺を開口数として定義し、ラジカルが１より大きい場合、解釈はあいまいとなる。本文脈において、方程式２はファイバの材料の性質と関連する明白な数であるため使用される。この形により、種々の外部の屈折率への簡易な外挿が可能となる。ＮＡの値を、マイクロスライドで使用される幾つかの共通ガラス材料に対して表１に示す。ＮＡ＞１およびｎ３＝１（空気）に対し、方程式１はｓｉｎ（θ）＞１に対する数学的な真の解を有さないため、９０°という最大可能許容角度を、ファイバの外部から接近する光に対し一覧化した。ＮＡ＞１で計算される際には、ファイバ内部に広がる光は、ファイバの外側からの輝く光により励起されることが可能である場合よりも大きな角度で跳ね返る（導かれる）可能性があることを単に意味する。Ｘ２６、Ｘ１５、Ｃ５、Ｍ１、およびＣ１Ｓは、本発明のマイクロスライドを製作するのに使用できる異なるガラス成分を指す。
【０１２７】
表１‐コアおよびクラッド屈折率に基づき計算された典型的ＮＡ
2009515192.tif 000005
【０１２８】
（本発明のマイクロスライドによる光検出）
図１３は、ＮＡ＜１（受光角９０°以下）であるファィバの等方点光源からの放射光の捕獲を示す。頂角２θ（図１３の８６）を持つ錐体内に下方に放射された唯一の光は、マイクロスライド７２の導波モードで捕獲される。（また僅かな比率の光も空気およびガラス間の界面で反射される。）
【０１２９】
角度αの扇形に放射された光はマイクロスライドに当たるが、ファイバのＮＡを上回り、クラッドファイバおよびマイクロスライド内のＥＭＡガラスにより吸収されるか、または表面から反射される。ＥＭＡガラスは、「域外吸収」ガラスである。これは高度に吸収するガラスであり、多様な枠組みのうちの１つとしてフェイスプレートに組み込まれる。ＥＭＡガラスは、各ファイバを光学的に隔離するため、光源が、ファイバのＮＡを超える角度でファイバに入射する際、混ざり合いは生じない。かかる光はファイバにより誘導される代わりにクラッディング内に伝達する。ＥＭＡガラスがないと、この光は、隣接するファイバの伝達モードに拡散し、混ざり合いを生じる可能性がある。ＥＭＡガラスは、光が隣接ファイバに到達する前にクラッディング内に広がる光を吸収する。Ｘで示される領域に放射された光は放散して失われ、マイクロスライドに到達することはない。
【０１３０】
マイクロスライドのＮＡが増加する場合、角度θは増加し、より高い比率の光が捕獲される。しかし、θが増加すると、光源がマイクロスライドに直接接触しない限り、光は本発明のマイクロスライドのさらに多くのファイバに広がり、解像度を悪化させる（この場合、解像度とは、光源の横位置をマイクロスライドを通して観察することにより測定する能力をいう。光源からの光がより多くのファイバに広がると、画像が局所化して、解像度はより乏しくなる）。点光源がマイクロスライド内のファイバに接触すると、下方に放射された全ての光は、そのファイバにより捕獲される。
【０１３１】
マイクロスライドがテーパーを有する際に追加的に考慮すべき点がある。マイクロスライドのテーパーは、拡大機または縮小機として作用する。この特性はＦＯＩマイクロスライドにも組み込まれる。
【０１３２】
ファイバのＮＡ内で下方に放射された全ての光は、そのファイバにより完全に捕獲され、それが検出されるファイバの先端から末端面に伝わる（感光性フィルム、ＣＣＤアレイなど）。この構造の利点は、付加的な介在する集光装置の必要がなく、光を検出できるように、光が伝達することである。例えば、ＣＣＤのピクセルがファイバの直径ｐについて適切なサイズである場合、ＣＣＤアレイは、直接接触画像化に使用することができる。この能力は、マイクロスライドが持つ最大の特性のうちの１つである。
【０１３３】
本発明のＦＯＩマイクロスライドで得た画像解像度は、スライドを構成する各ファイバ、検出器の解像度、さらには、ファイバおよび検出器の寸法に関連して観察される対象物の寸法に部分的に左右される。本項では、解像度は、マイクロスライドを通して対象物を観察した際に解像することができる最も小さい構成要素または分離として考えられる。したがって、より微小または微細な解像度がより好ましい。それ故、より小さな構成要素を解像する能力を意味する、「高」解像度といわれる場合があるため、システムに時々混乱が生じる場合がある。ファイバの直径（図中ｐで示される）は、詳細な製造過程により制御することができ、３ミクロン以下から２、０００ミクロン以上までの範囲である。ＣＣＤ検出器のピクセルサイズは、６〜３０ミクロンと異なるが、一般的には約９〜１０ミクロンである。感光性フィルムは、粒度分布を有するが、平均は、０．８〜３ミクロン間である。本発明のほとんどのＦＯＩマイクロスライドの応用において、ファイバは、フィルムまたはＣＣＤ検出器の大きさに合致する直径３ミクロンまたは６ミクロンのどちらかである。多くの生物学的応用では、観察される対象物の寸法も、ファイバのサイズおよびセンサーピクセルまたは粒径により決まってくる解像度の限界によく合致する。例えば、一般的な哺乳類の細胞の直径は、＞２から＜１０ミクロンの範囲である。本発明のマイクロクロスライドの多くの生物学的用途において、対象物を画像化するだけでなく、蛍光または冷光反応の結果として放出される光を検出することを目的とする。
【０１３４】
本発明のマイクロスライドの解像度は、一般的なＣＣＤデバイスで得られる解像度に好都合に合致するため、多くの応用に最適である。例えば、図１２は、探査型ファイバの直径よりも相当小さいと考えられる光源（観察される対象物）を示す。その場合、光源から放出された光は、矢印で示されたとおりファイバを満たし、光源の「画像」はファイバそれ自身と同じサイズである。ファイバの直径は３マイクロン以下であり、典型的なＣＣＤピクセルサイズは９〜１０ミクロンであるため、マイクロスライドは、この場合では、ＣＣＤのピクセルサイズで決定される全体のシステムの解像度を保護し、損なわない。
【０１３５】
図１４は、光源８２（検出される対象物）が、マイクロスライド７２表面上方の媒体（空気、液体など）に浮遊するという異なったシナリオを示す。放出光は、蛍光または冷光反応の結果として生じ、分析または診断技術における指標として使用される。診断上の関心の対象である試料を含んだ液滴は、マイクロアレイを作るためにインクジェットプリンティング、スプリットペンまたは他の技術を用いて表面にスポットされた液滴の場合であり、マイクロスライドの表面に自由に位置して、表面張力で留まる。あるいは、マイクロスライドの界面は、マイクロウェルアレイの場合のように、診断上の関心の対象である試料を含んだ液滴を保有するウェルを形成する。適切な反応物質に影響を受けた場合、診断上の関心の対象である試料は光信号を放出する。記載されたいずれかのシナリオにおいて（液滴またはマイクロウェル）、光源から放出された光は、光源からの半径方向の距離に依存して変化する強度およびファイバの開口数（受光角θ、図１４参照）を持つ複数のファイバ７８にわたって分配される。それから、この光信号は、マイクロスライドの下部に接触するセンサーまたは検出器８０により検出することができる。適切に検出された、この光信号は、関心の対象である液滴またはウェル内に生じる反応状態の決定的な表示を提供する。常に当てはまるわけではないが、光源は液滴またはウェルの寸法と比較すると小さく、液滴またはウェルは１つ以上のファイバによりインタロゲートされていると想定される。
【０１３６】
（本発明のマイクロスライドによる画像化）
本発明の特定の他の応用は、光源を検出するよりむしろ画像化を含んでいる。前述のように、光源の対象物がマイクロスライドの表面と直接接触している場合で、対象物がファイバのサイズとほぼ同じまたは大きい寸法の場合、オブジェクトは解像度を損なわず画像化され、光源の対象物がマイクロスライドの表面上方に位置する場合、対象物はまた画像化することができる。多くの応用において、マイクロスライドを通した直接的なインタロゲーションは、もっと複雑な光学焦点装置と比較して、有意なコスト上の利点を提供する。
【０１３７】
「マイクロスライド上方の距離」の効果は、画像解像度に及ぼす影響を決定するために分析することができる。マイクロスライド上方、距離ｄに位置する光源では、光が構成ファイバの受光角θ内に到達するマイクロスライド表面に半径Ｒの照射円が存在する。図１５に示すとおり、マイクロスライド上の、この受光面の半径Ｒは：
2009515192.tif 000006
【０１３８】
受光円の直径２Ｒは、本発明のマイクロスライドを通して観察した光源をみるときの最小解像度を示す。実際のところ、ファイバの出口側がその全体の開口にわたり照射されているか、または全く照射されていないため、解像度はファイバの直径ｐの数が増えた分に応じて減少する。光源８２で分かるように、２つの平行線間にある横断線の対角が同じであるという周知のユークリッド幾何学定理により、受光角はファイバ面での受光角と同じである。
【０１３９】
図面から解かるように、Ｒ＜ｐ／２である場合、中心ファイバのみが照射される（この近似は、光源がファイバの中心にあるか、または境界近くに位置するかどうかの微妙なところは無視している）。これは、マイクロスライドの固有解像度を超える解像度の劣化を回避するために、表面上方の光源の高さｄを制限することにある：
2009515192.tif 000007
【０１４０】
長さｐによるＲの各付加的増加のため、新しいファイバのリングが照射され、解像度を劣化し、ＣＣＤアレイのさらに多くのピクセルに単一点光源からの光を分散してしまう。ピクセルが部分的に照射される場合、ファイバ全体に束ねられた形で広がる結合モードのため、ファイバは横断面にわたり均一に照射されるが、ＣＣＤで検出されるファイバの明るさは比例して減少する。また、光源の明るさが放射角度θにより変化するので、ＣＣＤアレイで受光した明るさは、さらに修正する。特定の放射プロファイルは、光源がマイクロスライドの上方に位置する場合、解像度を算出するために積分する。しかし、一般的に、放射プロファイルが垂直から角度θで含まれる場合、同じ値のＮＡを持つマイクロスライドと同様の効果を有している。
【０１４１】
表２は、いくつかのマイクロスライドパラメーターにおける、解像度の著しい劣化を回避する光源の最大の高さを示す。コアおよびクラッドガラスのある組み合わせにおける効果的なＮＡが１で、かつθ＝９０°よってｔａｎ（θ）＝∞である。本発明のこれらのマイクロスライド（ＮＡ＝１）では、方程式４による解像度を維持するために、点光源は、表面と接触していなければならない。しかし、角度がついて受光されたパワーの変動は、接触条件の重大性を僅かに減少する。
【０１４２】
表２−典型的なマイクロスライド設計の最良の解像度に対する最大光源の高さ
2009515192.tif 000008
【０１４３】
図１６は、マイクロスライド表面上方の高さｄに位置する全体の光パワーＰ０の等方線点源８２ａを示す。第１の光源から横方向距離ｘに分離した第２の光源８２ｂも、後述の参考に示される。任意のファイバで受光された単一光源からのパワーは：
2009515192.tif 000009
式中、Ｐｆはファイバで受光された光パワーであり、Ｐ０は、等方線点源により放射された全体の光パワーであり、ｓは光源からファイバまでの距離であり、あり、δＡｎはベクトルｓに垂直なファイバの横断面の投影である：
2009515192.tif 000010
ｄ＝ｓ  ｃｏｓ（φ）であるため、方程式３および４は次のようになる：
2009515192.tif 000011
この方程式は、ｄのより小さな値では、角度φはファイバ開口ρで顕著に変化するためｄ≧ｐのみ有効であり、正しい絶対パワーを与えるために適切に積分する必要がある。受信したパワーＰＮを角度φでファイバが受光したパワーとして定義するときは、以下に従う：
2009515192.tif 000012
【０１４４】
この関係を図１７Ａに図示する（上側）。このグラフは、ＮＡ＝１である本発明のマイクロスライド上方の等分線点源においても、ファイバごとに受光した光パワーは方程式８で示すとおり、光源からのファイバの角度が増加すると減少する、光源の直下で最大量を有していることを示している。
【０１４５】
図１６に示すとおり、間隔「ｘ」で横方向に離れた２つの光源について、方程式７の分析は、以下に展開することができる：
2009515192.tif 000013
【０１４６】
この減少は、マイクロスライド表面上方の光源の小さな高さが、複数のファイバの直径ρの二乗で示され、Ｐｆ１およびＰｆ２は光源１および２からのファイバにより捕獲されるパワーであることを特徴としており、図１７Ｂ（下側）の減少により示すことができる。各ファイバにより捕獲された光の比率は、高さとともに急激に減少する。強度プロファイルにより、２つの分離した光源が特定の条件下で解像することが可能になる。光源の高さがファイバコアの直径の２倍あり、光源分離がファイバコアの直径の５倍である場合の方程式９の数値評価を、図１７Ｂ（下側）に示す。光源分離が本発明のマイクロスライド上方の高さより約２．５倍高い場合、２つの明確なピークが見られる（解像される）。
【０１４７】
一般的に、介在し満たされる液のない本発明の上面上方に位置する点光源では、光パワーの２乗則の勾配およびファイバ断面積の投影により、点光源を横方向に分解することができる。画像側では、点光源は双峰性の分布として出現する。双峰性の分布におけるこの状態は、以下によって介在されてもよい：距離「Ｓ」により分離した２つの点光源は、光源分離Ｓ＞２．５ｄであり、ｄ＝光源の高さであるならば、解像できる。
【０１４８】
（ＦＯＩマイクロスライドの用途）
ＦＯＩマイクロスライドは、ハイスピードな分析技術とともに使用することができ、今日の成長市場に貢献している。ＦＯＩマイクロスライドの市場には、製薬会社、バイオ企業、および農業会社、ならびに大学および研究所が含まれる。応用は、創薬、生命科学研究、体外診断、疾病管理、法医学、および薬物乱用試験を含む。
【０１４９】
ＦＯＩマイクロスライドは、シンプルな顕微鏡スライドの従来の設計からの根本的な決別を表す。シンプルな顕微鏡スライドは、顕微鏡下の試験用試料を入れるために使用する普通の透明な長方形で均一のガラス製プレートであり、カバーガラスは、試験中に保護目的で試料を覆うために顕微鏡スライドで使用する、さらに小さく、薄いガラスプレートである。シンプルな顕微鏡スライドおよびカバースリップは、本発明のＦＯＩマイクロスライドでより多くの応用において置き換えることができる、プレートガラス基板の例である。ＦＯＩマイクロスライドは、自動倒位型顕微鏡の精度および分解能を向上させ、直接的なＣＣＤ接触画像化を可能にする。従来のガラススライドに関連した歪みの影響は取り除かれ、従来の顕微鏡スライドでは実現できなかった一連の新しい特性および利点を提供する。ＦＯＩマイクロスライドは、倒位型顕微鏡の顕微鏡スライド、マイクロアレイの基板として、およびガラス底のマイクロタイタープレートでの用途を含む多くの応用において、従来の顕微鏡スライドを置き換えることができる。ＦＯＩマイクロスライドは、１）単独の製品として、２）生物学的およびその他の応用への特定の応用を可能にする特殊コーティングと組み合わせて、３）バイオテクノロジーおよびその他の応用を可能にするために設計されたキットの一部として、市場に売り出すことができる。その他の多数の用途は、この基板材の利点を活用して展開されることが期待されている。
【０１５０】
（本発明のマイクロアレイマイクロスライドの応用例）
本発明のマイクロアレイ基板上にサンプルを「プリント」または「スポット」するために、様々な技術が使用される。インクジェットプリンティングおよびスプリットピンプリンティングが一般的に使用されている。これらの技術は、基板表面にサンプルの液滴を堆積するために使用される。様々な基板コーティング（後述）は、生体サンプルを基板に確実に接着させるために使用することができる。その他のコーティングは、基板表面を疎水性にし、密集した液滴が離れたままであり、互いに流れ込まない、または広がらないことを確実にする。
【０１５１】
スプリットピンプリンティングは、本発明のマイクロスライド上および別のマイクロアレイ表面のマイクロアレイのハイスピードな製造を可能にする。スプリットピンは、筆記用の昔のつけペンの先端と同じ原理で機能する。図１８に示すとおり、スピリットピン８４は、平らなチップ８６および明確な取り込みチャネル８８を有し、液体試料の薄層（２５μｍ）がピンの先端に生じ、優しい表面接触によるプリンティングの進行を可能にする。図１８に示すとおり、（ａ）ダウンストローク、（ｂ）接触および（ｃ）アップストロークのシンプルな３ステップ「インク−スタンピング」プロセスでプリンティングを行う。ピンの先端およびチャネルは幅広い種類のサイズがあり、利用者は、スポットの直径およびローディング当たりのスポット数の特定が可能になる。
【０１５２】
図１９に記載のとおり、マイクロアレイ液滴９０は、ＦＯＩマイクロスライド７２の上部に形成する。液滴内の解像度を推定するために、満たした液の屈折率を考慮する必要がある。生物学的研究では、液滴は、水の屈折率１．３３に近い屈折率を有する液体で満たされていることが推定される。空気中でＮＡ＝１のフェイスプレートでは、受光角は、方程式１に従い減少する。
【０１５３】
蛍光光源がスポットの深さ全体にわたる場合、スポット内の蛍光光源の横位置を解像する能力は、高さによって変化する。光源がミクロスライド表面に接触して移動する場合、横方向の解像度はファイバの直径とほぼ同等である。しかし、光源が液滴の上部近くで移動する場合、解像度は低下する。
【０１５４】
液滴は、標準マイクロアレイスポット技術により塗布され、その生物学的研究を行うために十分な大きさである。スポット内の「蛍光」反応は、各液滴にインタテロゲートする１つまたはそれ以上のマイクロスライドファイバを介して光学的にモニターすることができる。点光源から受光するマクロスライド表面の典型的な算出直径（２Ｒ）を表３に示す。方程式４の結果は、様々な光源の高さおよび空気中の光源、および水で満たされた液滴で示される。受光円の半径Ｒは、図１５に図式的に示されるものと同様である。前述のとおり、マイクロスライドは、受光角θで規定されるコーン内の入射光を伝達することができる。光源の高さｄが増大すると、受光角（θ＜９０°で仮定）内の光によって照射された半径Ｒは増大する。受光コーン内のさらに多くのファイバが照射されると、システムの解像度は低下する。
【０１５５】
表３−本発明のマイクロスライドによる受光円の直径
2009515192.tif 000014
【０１５６】
指数ｎ３の満たされる液が添加される場合、方程式１は、受光角が減少することを示す。この場合、半径Ｒまたは受光円錐は減少し、少量のファイバが、入射光を誘導することができる。受光角以上の角度での入射光は、ファイバで誘導される代わりに吸収される。液滴では、ごく僅かな光源エネルギーが満たされた液内のより小さな受光角へ放出される。光は、探査型システムの解像度を向上するために少量のファイバで誘導される。より多くの放出光は、液滴の存在下で拒否されるが、中央ファイバを通して観察された画像の明るさは同じである。この効果を、算出されたＮＡ＝１．０１０のマイクロスライド用に図２０に示す。空気中では、９０°あるいはそれ以下の角度で、一般的に下方に放出された全ての光は（灰色および黄色の領域）、受光ファイバにより伝達する。指標１．３３の液滴が添加される場合、受光角は４９°に下がる。灰色の領域に放出された全ての光は、もはや外側のファイバにより捕獲されないが、黄色領域に放出された全ての光は、継続して捕獲され伝達される。したがって、液体の添加は、伝達光およびシステム解像度の低下から、外側のファイバを保護するだけである。
【０１５７】
ファイバの直径と比較すると大きいマイクロスライドの液滴では、液滴上部近くに位置する光源は、受光角内の液滴下部の全体を照射する。通常、この場合、液滴内の光源の横位置に関する情報は得られない。
【０１５８】
光源が液滴下部に近くまたは接触している、または望ましくはマイクロスライド表面にあり、液滴の直径がマイクロスライド表面の受光円の直径より２から１０倍の大きさの場合、液滴内の蛍光光源の場所または動きに関する有用情報を決定することができる。この能力は、例えば液体内の細胞遊走の研究において有用である。
【０１５９】
（本発明のマイクロスライドマイクロアレイの直接接触観察）
本発明のマイクロスライドマイクロアレイの直接接触観察は、基本的に写真の密着焼き付けに類似する。写真の密着焼き付けにおいて、ネガは、印画紙に直接密着して配置され、露光される。ネガの画像は、複合集束レンズ（拡大で使用されるものなど）の必要なく、印画紙に取り込まれる。さらに、ネガの全体の画像は、スキャンをせずに同時に取り込まれる。顕微鏡スライドに生じたマイクロアレイの直接接触観察は、前述のとおり、スライドの厚さを通り抜ける光が受け入れられないため、解像度低下により不可能である。光ファイバマイクロスライドは、厚さゼロの基板のように光学的に機能する。マイクロスライド表面上部の光シグナルまたは画像は、ファイバの直径に依存する一定の解像度で低部表面に伝達する。直接接触観察は、ａ）写真用フィルムなどの感光性の媒体との光マイクロスライドマイクロアレイの直接接触（写真の密着焼付けに類似）、ｂ）電荷結合素子（ＣＣＤ）などの感光性電子センサーへのマイクロスライドマイクロアレイの直接接触のシナリオを使用してマイクロアレイの画像化に使用することができる。基本的にＣＣＤチップは小さく、環境に敏感なため、保護的光ファイバマイクロスライドまたはテーパーに接着したＣＣＤチップを組み入れたＣＣＤカメラを伴った配置にする。
【０１６０】
図１〜５は、従来のマイクロアレイおよび／または本発明の実施態様を観察するために使用することができる、様々な「間接」戦略を示す。これらの技術は、全ての場合において、マイクロアレイは、光を検出器に伝達するために走査または焦点を合わせることができる様々な組み合わせの鏡およびレンズを使用して、センサーまたはＣＣＤなどの検知器、または光電子倍増管上に画像化されるため、間接的としてみなされる。あるマイクロアレイに使用する従来のガラススライドを通して観察した下部は、歪みおよび厚いガラスを通して観察することにより生じる解像度の低下により処理しにくくなる。その結果、複雑なメカニズムが、マイクロアレイからの光を集光し、それを適切に密集したスポットになるように使用されなければならない。記載したシナリオの中には、蛍光励起および発光波長を分離するための光学的フィルター戦略が含まれる。前記のように、これらの同じ「間接観察」技術は、本発明の光ファイバマイクロスライドを観察するために使用することもできる。しかし、ほとんどの場合において、メカニズムは、マイクロスライドの底部表面に焦点が当てられるため基本的に簡易化することができる。
【０１６１】
図６は、レンズシステムの代わりとして光ファイバマイクロスライド／テーパーを取り入れるＣＣＤカメラを示す。感光性センサーは白いボックスに格納される。黒い円錐型部分は、光ファイバテーパーである。光ファイバマイクロスライド／テーパーは、精度の高いＣＣＤチップに環境からの保護を提供し、光をその表面に誘導する。本発明の光ファイバマイクロスライドは、レンズと比較して画像の解像度を大幅に向上するために、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ撮像装置に直接接着する。大判ＣＣＤカメラは、より小型のＣＣＤチップで検出されるよう広い範囲にわたる画像の収集を可能にするファイバテーパーを取り入れる。域外吸収（ＥＭＡ）ファイバを取り入れたファイバ・バンドルは、ファイバ間の光の混ざり合いを最小限にし、コントラストを向上する。ファイバ・バンドルは、１：１ファイバマイクロスライドから大きな６：１ファイバテーパーの大きさであり、最大２００ｍｍの直径である。図６に示される光ファイバテーパーは、直径２００ｍｍである。それは、カメラの不可欠な部分であり、直接ＣＣＤチップに接着される。
【０１６２】
図７は、ＣＣＤカメラの前面プレートに直接接触する本発明の光ファイバマイクロスライド基板７２の使用により可能になるマイクロアレイの直接接触観察を示す。ＣＣＤカメラの前面プレートは、マイクロスライドの製造に使用する同じ光ファイバ構造で作られる。ＣＣＤカメラの前面プレートは、カメラの常設部分である。マイクロスライドは取り外し可能、交換可能であり、ある用途においては使い捨て可能な「サンプルキャリア」である。さらに、マイクロスライドは、表面に堆積された試料とのマイクロスライドの相互作用を強化するために、ある表面にコーティングを特別に塗布する場合がある。
【０１６３】
本発明に記載されるマイクロスライド基板には、ＣＣＤカメラの前面プレートへ直接画像化を可能にし、顕微鏡またはマイクロアレイ読み取り機によく関連する高価な光学装置の必要性を最小限にするという利点がある。本発明のＦＯＩマイクロスライドは、それだけでＣＣＤカメラの前面スプレートとしても機能する。インテグラル・光ファイバ・バンドルテーパーを持つＣＣＤカメラは、広範囲にわたり画像化することができ、標準顕微鏡スライドのサイズまたはそれ以上のサイズのマイクロスライド、あるいは光ファイバマイクロスライドガラスの底を有するマイクロタイタープレートと直接同時にインタロゲートすることが可能になる。
【０１６４】
一実施態様において、本発明は、マイクロスライド基板と一体となった画像装置を提供する。本発明のマイクロスライド基板の光ファイバコンポネントは、基板の第１および第２の表面間の光を捕獲する複数のマイクロチャネルを提供し、付属の画像装置への観察面の移行を提供する。基板の一面上の試料は、基板の他面へ移行する光学的性質を有し、画像装置と相互作用し、またはその中に組み込まれる。
【０１６５】
蛍光反応がマイクロスライドの表面に生じる場合、光は、マイクロスライドのファイバを通り、反対面に伝達する。機械的固定部品は、その後ＣＣＤカメラの前面プレートの外面に直接接触するようにマイクロスライドの底部を押圧するために使用する。光は、マイクロスライドの表面からカメラの前面プレートを通過して伝達され、ＣＣＤセンサーに直接当たる。
【０１６６】
蛍光反応は同様の方法で観察することができる。例えば、マイクロスライドの表面に塗布された適切に標識された試料は、励起波長に露光される。これは多くの戦略で行うことができる。例えば、励起波長は、関心の対象である励起波長を単離するために適切にフィルターされた様々な白色光源から発する。レーザー、ＬＥＤまたはレーザーダイオードも使用することができる。励起光をマイクロアレイの表面に伝達するために、例えば、参照することにより本書に組み込まれ、米国特許第６、６２０、６２３号に記載されるような光ファイバガイドなどに含まれる様々な戦略を用いることができる。励起光に露光すると、試料は蛍光シグナルを放射する。測定への敏感度を強化するために、励起信号からの放射信号を単離することが望ましい場合がある。これは、マイクロスライドの底面を、特定の波長を阻止し、別の波長を通過させるように設計されたマルチプライヤー  ２色性（ｄｉｃｈｒｏｉｃ）フィルターでコーティングすることで行うことができる。あるいは、ＣＣＤカメラが専用の蛍光測定を目的とする場合、２色性フィルターは、光ファイバテーパーカメラの前面プレートに取り付けられ、任意に、カメラの常設部分とすることができる。光ファイバマイクロスライドの光学的特性の利点を活用した、さらに別の戦略を使用することができる。例えば、試料は、励起波長がマイクロスライドを通して確実に伝達されないように、試料の励起を可能にするために選択されたマイクロスライドのＮＡに基づく角度で、励起波長にさらす。
【０１６７】
（本発明のマイクロスライドによるマイクロアレイ応用の機能的表面加工およびコーティング）
マイクロアレイ応用における本発明の実施態様の用途を最適化するために様々な表面加工およびコーティングを用いることができる。これらの応用には、遺伝子発現モニタリング、変異検出及び分析、真核生物、微生物およびウイルスの遺伝子型同定、ゲノムおよびクローンマッピング、タンパク質検出および数量化、機能タンパク質およびペプチド分析、および細胞／組織マイクロアレイが含まれるがこれらに限定されない。以下の表面加工およびコーティングは本発明で意図される例である：
【０１６８】
（光学的フラット）
マイクロスライドは、スライド内の厚みの偏差およびスライド間の厚みのばらつきをなくし、厳しい精度にするために、磨きをかけ研磨する。さらに、マイクロスライドは光学的効果に関連した厚みに影響されないため、一般的にスライドは、光学的効果に関連した厚みを最小限にするために非常に薄く（例：１５０ミクロン）製造される従来の顕微鏡スライドに影響を及ぼす凹タイプまたは凸タイプの歪みには影響されない。
【０１６９】
（事前洗浄）
マイクロスライド基板は、以下に記載するような様々なレベルの清浄度およびマイクロアレイング応用に適した独自の梱包で提供することができる。
【０１７０】
（非洗浄）
マイクロスライドは、利用者の必要に応じて洗浄できるように、製造時のまま販売することができる。
【０１７１】
（超音波洗浄）
超音波洗浄の過程は、マイクロスライド製造で生じる可能性がある、全ての粒子、破片、および表面汚染物を取り除くために使用される。
【０１７２】
（プラズマ洗浄）
スパッタエッチング（Ａｒ）および反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）（０２、ＣＦ４）により、最適な接着のため基板表面の洗浄および活性化が可能になる。
【０１７３】
（クリーンルーム洗浄）
超音波洗浄後、クリーンルーム環境クラス１００の不活性雰囲気下でマイクロスライドは保護ホイルパウチに密封される。破損、外部汚染からマイクロスライドを保護するため、ならびに光および湿度効果からガラス表面および特別コーティングを隔離するために、特別な梱包を使用することができる。
【０１７４】
（表面保護）
特定の応用において、基礎のガラスがコアガラス、クラッドガラスまたはＥＭＡガラスかどうかにより成分が異なるものではなく、均一の化学成分を有することはマイクロスライド表面に有利となる場合がある。コア、クラッドまたはＥＭＡガラスの特性である、いくつかのガラス成分で特徴付けられるものではなく、受動成分を有することもマイクロスライド表面に有利となる場合がある。薄く、しっかりと付着した透明のコーティングは、真空蒸着、スパッタリング、レーザー溶発、反応性イオンプレーティング、ピンホールのないプラズマ成長法、有機金属浸漬コーティング、噴霧技術などを含む（これらに限定されない）、様々な堆積技術によりマイクロスライドの表面に塗布することができる。例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の均一、等角、ピンホールのない、しっかりと付着したコーティングは、反応性イオンプレーティングによりマイクロスライド表面に塗布することができる。
【０１７５】
（アミノＤＮＡカップリング層）
様々な多機能のアミノシランコーティングは、マイクロスライド表面をコーティングするために使用することができる。これらのコーティングは、静電気引力を強化し、ｃＤＮＡ分子およびＰＣＲ製品の向上した結合と固定化を提供することができる。図２１は、アミンでコーティングが施された表面を示す。
【０１７６】
（エポキシカップリング層）
図２２に示すようなエポキシコーティングは、アミノ修飾または非修飾オリゴヌクレオチドの共有結合固定化のためにマイクロスライド表面を強化することができる。オリゴヌクレオチドは、２個から約１００個のヌクレオチドのポリマーである、短い核酸（ＤＮＡまたはＲＮＡ）であり、より長い核酸はポリヌクレオチドである。核酸は、修飾された表面などエポキシに反応し、安定した共有結合を形成する。
【０１７７】
（アルデヒド基カップリング層）
図２３に示すようなアルデヒドコーティングは、アミノ修飾核酸またはペプチドなどの小さなタンパク小片の共有結合固定化のためにマイクロスライド表面を強化することができる。
【０１７８】
（透過性の３Ｄヒドロゲルコーティング）
これらのコーティングは、ペプチドおよび抗体、抗体フラグメント、酵素または受容体などのタンパク質の共有結合固定化を強化することができる。３Ｄヒドロゲルコーティングは、固定された試料の３次元立体構造を保護する。
【０１７９】
疎水性または親水性特性を強化するために使用するコーティングを含む、その他のコーティングは、マイクロスライド表面に適用することができる。
【０１８０】
コーティングが施されたマイクロスライドは、確実にマイクロアレイのみがコーティングされた面に堆積（スポット）されるような方法で加工することができる。例えば、スライドの１つの角を、切り欠きすることができ、その場所のみが、マイクロアレイ堆積のためのコーティングされた面とスライドホルダーと合致する。
【０１８１】
本発明に記載されるマイクロスライドは、識別バーコード、製品ＩＤ、会社のロゴ、またはその他の識別情報でレーザスクライブすることができる。この種のバーコードは、一般的なマイクロアレイスキャナーで読み取ることができ、標準マイクロアレイハイブリダイゼーションおよび洗浄過程に十分耐えることができる頑丈さである。
【０１８２】
（マイクロアレイおよびその他の応用用の本発明の完全に統合されたマイクロスライドキット）
本発明の実施態様は、１つあるいはそれ以上のマイクロスライド、マイクロアレイ試料をマイクロスライドに堆積するための溶液およびハードウェア、ラベル染料、マイクロアレイ分析用の試薬および結果分析用のソフトウェアを含むキットの一部として統合することができる。スポッティング、ブロッキング、ハイブリダイゼーション、および洗浄といった、主要なマイクロアレイプロセスステップで使用される溶液および試薬を提供することができる。
【０１８３】
標準化予混合バッファおよび溶液は、マイクロアレイ作製中にスポットの堆積を向上するために使用することもできる。これらの溶液は、一般的に準備時間および実行ごとのばらつきを減少し、非特異的バックグランドを減らしながら、スポット形態を強化することができる。
【０１８４】
マイクロアレイ反応は、一般的に、蛍光ラベルされたタンパク質およびＤＮＡ分子を用いて追跡記録することもできる。これらの染料は本発明の実施形態の完全なキット構成部品として、または本発明の実施形態として提供することができる。Ｃｙ３およびＣｙ５（Ａｍｅｒｓｈａｍ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ社）またはＡｌｅｘ  Ｆｌｕｏｒ６４７およびＡｌｅｘ  Ｆｌｕｏｒ５５５（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ社）などの様々な蛍光染料が市販され利用できる。その他の染料を、生体分子に結合した際の強い吸収力、高蛍光量子収率、高い光安定性、優れた水溶性、および増加した強度（したがって、非結合の染料の影響を減少する）の特性を保証するために特注生産することができる。
【０１８５】
本書の実施例は、今まで記載されていなかった本発明の利点を示し、本発明によるマイクロスライド装置の製造とともに技術分野における当業者にさらに役立つように提供される。実施例は、上記に記載される本発明の変更態様または実施態様のいずれかを含む、または組み込むことができる。また、上記に記載される実施態様は、本発明の別の実施態様のいずれか、または全ての変更態様をそれぞれ含む、または組み込んでよい。以下の実施例は、開示の範囲を決して限定する目的ではない。
【０１８６】
（実施例Ｉ）
（タンパク質のマイクロアレイ分析）
この実施例では、蛍光ラベルされた抗原への結合親和性に対して免疫グロブリン（抗体）サンプルが分析される。第一に、免疫グロブリンサンプルは、０．１〜０．５μｇ／μＬでプリンティングバッファ内に希釈される。それから、免疫グロブリンサンプルは、スプリットペンプリンティング装置を使用して、マイクロアレイとしてエポキシで処理されたマイクロスライド上にプリントされる。ブロッキング溶液は、それからマイクロスライド表面の未反応エポキシ基を中和するために使用される。処理されたマイクロアレイは、蛍光ラベルされた抗原を含む溶液に反応し、結合平衡を得るために培養することが可能になる。それから、マイクロアレイは未反応の蛍光物質を取り除くために洗浄される。マイクロアレイは、マイクロアレイの蛍光画像を取り出すために、ＣＣＤカメラの前面に直接配置して画像化される。それから、蛍光データは、抗原用マイクロアレイ内の免疫グロブリンの関連結合親和力を評価するために分析される。
【０１８７】
（実施例ＩＩ）
（ＤＮＡのマイクロアレイ分析）
この実施例は、バクテリアからゲノムＤＮＡの配列を解明するために本発明のマイクロスライド上に形成されたマイクロアレイの用途を示す。バクテリアのゲノムＤＮＡの代表的なフラグメントを含む一連のＤＮＡサンプルは、スポッティング溶液中に希釈される。ＤＮＡサンプルはマイクロアレイとして、エポキシでコーティングされたマイクロスライド基板の表面にプリントされる。未反応エポキシ基はブロックされる。配列分析用のバクテリア性ゲノムＤＮＡの蛍光ラベルされたサンプルは、マイクロアレイのサンプルとハイブリダイズされる。非結合ラベルは洗い流される。マイクロスライドは、レーザー走査型マイクロアレイ読み取り機で走査され、マイクロアレイ内の各スポットの蛍光発光が決定され、それによりコンピューターで決定する試料のヌクレオチド配列の決定が可能になる。
【０１８８】
本発明が、望ましい実施態様とともに本書に記載される一方で、前記を読んだ後に、当業者は、本書に定めるとおり、変化、同等物の置換、および別の種類の修正を本発明にもたらすことができる。本書に記載される各実施態様は、その他の実施態様のいずれかまたは全てに関して開示される通り、そのような変更態様と共に含むかまたは組み込むことができる。
【図１Ａ】
2009515192.tif 000015
【図１Ｂ】
2009515192.tif 000016
【図１Ｃ】
2009515192.tif 000017
【図２】
2009515192.tif 000018
【図３】
2009515192.tif 000019
【図４Ａ】
2009515192.tif 000020
【図４Ｂ】
2009515192.tif 000021
【図５Ａ】
2009515192.tif 000022
【図５Ｂ】
2009515192.tif 000023
【図５Ｃ】
2009515192.tif 000024
【図６】
2009515192.tif 000025
【図７】
2009515192.tif 000026
【図８Ａ】
2009515192.tif 000027
【図８Ｂ】
2009515192.tif 000028
【図９】
2009515192.tif 000029
【図１０】
2009515192.tif 000030
【図１１】
2009515192.tif 000031
【図１２】
2009515192.tif 000032
【図１３】
2009515192.tif 000033
【図１４】
2009515192.tif 000034
【図１５】
2009515192.tif 000035
【図１６】
2009515192.tif 000036
【図１７Ａ】
2009515192.tif 000037
【図１７Ｂ】
2009515192.tif 000038
【図１８Ａ】
2009515192.tif 000039
【図１８Ｂ】
2009515192.tif 000040
【図１８Ｃ】
2009515192.tif 000041
【図１９】
2009515192.tif 000042
【図２０】
2009515192.tif 000043
【図２１】
2009515192.tif 000044
【図２２】
2009515192.tif 000045
【図２３】
2009515192.tif 000046
【国際調査報告】
2009515192.tif 000047