(57)【要約】  エアロゾルジェット直接書込技術を用いてマイクロプレートの単一若しくは複数のウェル内又はアセンブル前の底部インサートの単一若しくは複数のバイオセンサ上に非結合性基準領域及び／又は結合性サンプル領域を形成する方法とデポジション装置を開示する。
2009536732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル領域と基準領域を含む表面を有するバイオセンサを作成する方法であって、
エアロゾルジェットデポジション技術を用いて前記基準領域及び／又は前記サンプル領域を前記バイオセンサの前記表面に形成するステップを有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて前記表面の第１の所定領域に非活性化物質を堆積させて前記基準領域を形成するステップと、
前記表面の第２の所定領域上に反応性物質を堆積させることによって前記サンプル領域を形成するステップと、
を実行することにより、前記基準領域と前記サンプル領域とは前記バイオセンサの前記表面に形成されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記サンプル領域は、前記のエアロゾルジェットデポジション技術を用いて前記バイオセンサの前記表面上に形成されることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記表面を反応性物質により被覆することによって、前記サンプル領域を形成するステップと、
前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて当該被覆された反応性表面の所定領域に非活性化物質を堆積させ、前記基準領域を形成するステップと、
を実行することによって、前記基準領域と前記サンプル領域とは前記バイオセンサの前記表面上に形成されることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、
前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて前記表面に前記反応性物質を堆積させて、前記サンプル領域は前記バイオセンサの前記表面上に形成されることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項４に記載の方法であって、
前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて前記基準領域を形成する前記ステップは、
前記非活性化物質を噴霧化するステップと、
キャリヤガスを用いて当該噴霧化された非活性化物質を供給するステップと、
前記キャリヤガスと当該噴霧化された非活性化物質の周囲にシースガスを注入するステップと、
前記シースガスと、前記キャリヤガスと、当該噴霧化された非活性化物質と、を前記被覆表面の前記所定領域に指向せしめるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項４に記載の方法であって、
前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて前記基準領域を形成する前記ステップは、
前記堆積された非活性化物質の厚さ／均等性／撒布量を制御するステップ、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、
前記表面を標的分子に露出させるステップをさらに含み、
当該露出させるステップにおいては、前記標的分子は前記表面上に形成された前記サンプル領域に結合し、前記表面上に形成された前記基準領域には結合しないことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、
前記バイオセンサを送受観察（interrogate）して、前記サンプル領域からのサンプル信号を化学的／生体分子的結合事象を検出するのに使用し、且つ前記基準領域からの基準信号を前記化学的／生体分子的結合事象の検出に悪影響を与える前記サンプル信号のスプリアス変化から参照（reference out）するのに使用するステップをさらに含む方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、
前記バイオセンサを送受観察して、前記サンプル領域からのサンプル信号をセル分析評価の実行に使用し、且つ前記基準領域からの基準信号を前記セル分析評価に悪影響を与える前記サンプル信号のスプリアス変化から参照するのに使用するステップをさらに含む方法。
【請求項１１】
物質が噴霧化され且つ当該噴霧化された物質を搬送するキャリヤガスが導入されている噴霧化チャンバと、
前記キャリヤガスと前記噴霧化された物質とを受け入れ、且つ前記キャリヤガスと前記噴霧化された物質との周囲にシースガスに注入するデポジションヘッドと、
バイオセンサの表面の所定領域に向けて前記シースガスと、前記キャリヤガスと、前記噴霧化された物質と、を指向せしめるノズルと、
を含むデポジション装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のデポジション装置であって、
前記噴霧化された物質が前記バイオセンサ上に堆積されるように、前記バイオセンサを支持し且つ移動させるプラットフォームをさらに含むデポジション装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載のデポジション装置であって、
前記ノズルから放出された前記シースガス及び前記キャリヤガス及び前記噴霧物質が前記バイオセンサの前記表面に到達するのを可能になし又は阻止するべく移動するシャッター機構をさらに含むデポジション装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載のデポジション装置であって、
前記噴霧化された物質を所望の厚さ／均等性／ライン幅によって前記バイオセンサに堆積又はパターン化するプロセッサをさらに含む請求項１１に記載のデポジション装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載のデポジション装置であって、
前記物質は非活性化物質であり、堆積されて前記バイオセンサ上に前記基準領域を形成することを特徴とするデポジション装置。
【請求項１６】
前記物質は反応性物質であり、堆積されて前記バイオセンサ上に前記サンプル領域を形成することを特徴とする請求項１１に記載のデポジション装置。
【請求項１７】
エアロゾルジェットデポジション技術を用いて部分的に形成された基準領域及び／又はサンプル領域を有する表面を含むバイオセンサ。
【請求項１８】
請求項１７に記載のバイオセンサであって、
前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて前記表面の第１の所定領域に非活性化物質を堆積させ、前記基準領域を形成するステップと、
前記表面の第２の所定領域上に反応性物質を堆積させることによって、前記サンプル領域を形成するステップと、
を実行することによって、前記基準領域と前記サンプル領域とは前記表面上に形成される
ことを特徴とするバイオセンサ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のバイオセンサであって、
前記サンプル領域は前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて前記表面上に形成されることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項２０】
請求項１７に記載のバイオセンサであって、
前記表面を反応性物質により被覆することによって前記サンプル領域を形成するステップと、
前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて当該被覆された反応性表面の所定領域に非活性化物質を堆積させ、前記基準領域を形成するステップと、
を実行することによって、前記基準領域と前記サンプル領域とが前記表面上に形成されることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項２１】
請求項２０に記載のバイオセンサであって、
前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて前記表面に前記反応性物質を堆積させて前記サンプル領域は前記表面に形成されることを特徴とする請求項２０に記載のバイオセンサ。
【請求項２２】
前記堆積された非活性化物質は１ｎｍ−３００００００ｎｍの範囲の厚みを有することを特徴とする請求項２０に記載のバイオセンサ。
【請求項２３】
前記堆積された非活性化物質は１０μｍ以上のライン幅を有することを特徴とする請求項２０に記載のバイオセンサ。
【請求項２４】
前記堆積された非活性化物質は１−２５μｍの液滴直径を有することを特徴とする請求項２０に記載のバイオセンサ
【請求項２５】
前記表面は１つ以上の基準領域及び／又は１つ以上のサンプル領域を有することを特徴とする請求項１７に記載のバイオセンサ。
【請求項２６】
前記表面はスライドであることを特徴とする請求項１７に記載のバイオセンサ。
【請求項２７】
前記表面はマイクロプレート内のウェルの底部であることを特徴とする請求項１７に記載のバイオセンサ。
【請求項２８】
前記表面は、マイクロプレートを形成するのに使用されるアセンブル前の底部インサートであることを特徴とする請求項１７に記載のバイオセンサ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願のクロスレファレンス】
【０００１】
本出願は、本明細書に参考として組み入れられた２００６年５月９日出願の「Aerosol Jet Deposition Method and System for Creating a Reference Region/Sample Region on a Biosensor」と題する米国出願番号第１１／４３１，２２６号の利益を主張する。
【発明の背景】
【０００２】
【発明の分野】
【０００３】
本発明は、エアロゾルジェット直接書込技術を用いて部分的に形成されたサンプル領域及び／又は基準領域を含む表面を有するバイオセンサに関する。１実施例においては、バイオセンサはマイクロプレートのウェル内に組み込まれている。
【関連技術の説明】
【０００４】
今日、バイオセンサ表面において又はその付近で生ずる化学的／生体分子的結合事象の検出を可能にするべく、バイオセンサと光学的ラベル個別検出（LID:label independent detection）送受観察（interrogation）システムが使用され得る。特に、バイオセンサと光学的送受観察システムの使用によって、バイオセンサの屈折率／光学応答における変化が測定され得る。そのバイオセンサの屈折率／光学応答によって、バイオセンサの表面において又はその付近において、化学的／生体分子的結合事象が検出される。様々な光学的送受観察システムと共にバイオセンサは、例えば、タンパク質蛋白質相互作用とタンパク質小分子相互作用とを含む種々の化学的／生体分子的結合事象を検出するのに利用されてきた。
【０００５】
適切にこのタイプの測定を高感度に実行するためには、測定された屈折率／光学応答のスプリアス変化に起因する問題要因（例えば、温度、溶媒効果、バルクの屈折率変化、及び特定されない結合）が、制御及び／又は参照されていることが重要である。これらの問題要因を参照するのに利用できるいくつかの異なる方法が、２００４年１２月２９日に出願された「Method for Creating a Reference Region and a Sample Region on a Biosensor and the Resulting Biosensor」というタイトルの米国特許出願第１１／０２７，５０９に記述されている。このドキュメントの内容は本明細書に参照として組み入れられている。
【０００６】
米国特許出願第１１／０２７，５０９号は、バイオセンサを構成するいくつかの異なった方法を開示しており、バイオセンサが光学的送受観察システムによって送受観察（interrogate）されるとき、前述の問題要因が参照される。バイオセンサを構成するこれらの方法の１つは、バイオセンサの表面の反応性領域上に基準領域を形成するのにピンプリンティングデポジション技術の利用を含んでいる。この方法は、反応性物質によりバイオセンサの表面を被覆するステップと、ピンプリンティングデポジション技術を用いてバイオセンサ上の反応性表面の所定領域に阻止／非活性化物質を堆積（deposit）させるステップと、を含む。これらのステップが完了すると、バイオセンサは基準領域（露出された阻止／非活性化物質）とサンプル領域（露出された反応性物質）とを有する。したがって、分析評価が行われて、バイオセンサが送受観察されるとき、（固定された標的分子と化学的又は生化学的化合物の溶液の両方を有する）サンプル領域が得られ、そのサンプル領域は化学的／生体分子的結合事象の検出に使用され得る。そして、（固定された標的分子ではなく、化学的又は生化学的化合溶液を有する）基準領域から基準信号を取得することができ、その基準領域はスプリアス変化の検出に使用され得る。そのスプリアス変化は、化学的／生体分子的結合事象の検出に悪影響を与え得る。そして、サンプル信号から基準信号を差し引くことによって、“修正された”サンプル信号を得ることができる。“修正された”サンプル信号は、サンプル領域と関連づけられた測定屈折率／光学応答を示しており、スプリアス変化を生ずる問題要因が参照（reference out）されている。
【０００７】
この特有のピンプリンティングデポジション技術は多くの利点を有するが、以下の通り多くの損失をも有する。
【０００８】
１．  ピンプリンティングデポジション技術はバイオセンサ上において比較的大きい体積のインク（非活性化物質）、ストライク（strike）あたり数ｎＬ、を使用してしまう。
【０００９】
２．  プリントされたスポットが溶液蒸着させる前の何十秒もの間、流状として残存するので、プリントされたスポットが基準領域に融合し且つ基準領域を形成してしまう。しかしながら、液体が過剰である場合、プリントされた基準領域が広がり、変形し、湿ってしまい、これにより、堆積された特徴体の均等性／精細度に悪影響を及ぼし、分析評価応答におけるノイズを増大させ、且つ異なったサイズの基準及びサンプル領域との差異を調整する光学的送受観察システムが必要となってしまう。さらに、また、プリントされたスポットが広がることによって、基準及びサンプル領域の間の遷移帯（transition band）が広くなってしまい、バイオセンサ上の有効スペースが浪費されてしまう。そのうえ、バイオセンサ／マイクロプレートが格納されつつも、蒸着されない過剰のインクにより信号／サンプル領域に広がり又はその領域を汚染してしまう。
【００１０】
３．  プリントされたスポットの直径が何百ミクロンものオーダーにあるので、サブミリメートル寸法のチェッカボード等の複雑な特徴体を形成するのが困難となってしまう。
【００１１】
４．  プリントされたスポットの直径は、スポットを形成中に、必ずしも一定状態を維持しない。そして、スポットが過剰に小さい場合、プリントされたスポットは吸収しない。この課題を解決するためには、新たな基準領域を作成する前に、ピンに再びインクを付けなければならない。これにより、サイクル時間が増大してしまう。
【００１２】
少なくとも１つの基準領域と少なくとも１つのサンプル領域とを有する表面を有するバイオセンサを作成するのに利用できる新しいデポジション技術が必要とされる。これは本発明のデポジション装置及び方法によって満足される。
【発明の概要】
【００１３】
エアロゾルジェット直接書込技術を用いて、マイクロプレートの単一若しくは複数のウェル内又はアセンブル前の底部インサートの単一若しくは複数のバイオセンサ上に、非結合性基準領域及び／又は結合性サンプル領域を形成する方法とデポジション装置が開示されている。１実施例においては、ピンプリンティングデポジション技術を用いて得ることができるものよりも、より小なる体積において位置精度をより高め、基準パッドの均一性を高め、インク製剤の範囲をより広げて、エアロゾルジェット直接書込技術は不活性表面上に対する阻止／非活性化溶液のより早い堆積を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、エアロゾルジェット直接書込技術を利用して、本発明に係るバイオセンサの表面上に１つ以上の基準領域及び／又はサンプル領域を形成する典型的デポジション装置の構成図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の１つの実施例によるバイオセンサの反応性表面上に基準領域を形成するエアロゾルジェット直接書込技術の利用に適した方法のステップを示すフロー図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ｂは、本発明の第２の実施例に係るバイオセンサの表面上に基準領域及び／又はサンプル領域を形成するエアロゾルジェット直接書込技術の利用に適した方法のステップを示すフロー図である。
【図３Ａ】図３Ａは、スライド上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す写真を示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、スライド上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す写真を示している。
【図３Ｃ】図３Ｃは、スライド上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す写真を示している。
【図３Ｄ】図３Ｄは、スライド上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す写真を示している。
【図３Ｅ】図３Ｅは、スライド上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す写真を示している。
【図４Ａ】図４Ａは、９６個のウェルマイクロプレート内のバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図４Ｂ】図４Ｂは、９６個のウェルマイクロプレート内のバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図４Ｃ】図４Ｃは、９６個のウェルマイクロプレート内のバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図４Ｄ】図４Ｄは、９６個のウェルマイクロプレート内のバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図４Ｅ】図４Ｅは、９６個のウェルマイクロプレート内のバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図４Ｆ】図４Ｆは、９６個のウェルマイクロプレート内のバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図５Ａ】図５Ａは、異なったタイプの水溶性の非活性化インクを使用して９６個のウェルマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンを示している。
【図５Ｂ】図５Ｂは、異なったタイプの水溶性の非活性化インクを使用して９６個のウェルマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンを示している。
【図５Ｃ】図５Ｃは、異なったタイプの水溶性の非活性化インクを使用して９６個のウェルマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンを示している。
【図５Ｄ】図５Ｄは、異なったタイプの水溶性の非活性化インクを使用して９６個のウェルマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンを示している。
【図５Ｅ】図５Ｅは、異なったタイプの水溶性の非活性化インクを使用して９６個のウェルマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンを示している。
【図５Ｆ】図５Ｆは、異なったタイプの水溶性の非活性化インクを使用して９６個のウェルマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンを示している。
【図５Ｇ】図５Ｇは、異なったタイプの水溶性の非活性化インクを使用して９６個のウェルマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンを示している。
【図５Ｈ】図５Ｈは、異なったタイプの水溶性の非活性化インクを使用して９６個のウェルマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンを示している。
【図６Ａ】図６Ａは、３８４個のウェルのマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面上に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図６Ｂ】図６Ｂは、３８４個のウェルのマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面上に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図６Ｃ】図６Ｃは、３８４個のウェルのマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面上に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図６Ｄ】図６Ｄは、３８４個のウェルのマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面上に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図６Ｅ】図６Ｅは、３８４個のウェルのマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面上に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図６Ｆ】図６Ｆは、３８４個のウェルのマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面上に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図６Ｇ】図６Ｇは、３８４個のウェルのマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面上に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図６Ｈ】図６Ｈは、３８４個のウェルのマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面上に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図６Ｉ】図６Ｉは、３８４個のウェルのマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面上に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図６Ｊ】図６Ｊは、３８４個のウェルのマイクロプレート内にあるバイオセンサ上の反応性表面上に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために実行された実験の結果を示す２Ｄ波長／出力スキャンとグラフを示している。
【図７Ａ】図７Ａは、（後に「穴あきプレート」で組み立てられて、３８４ウェルのマイクロプレートを形成する）底部インサート内に位置したバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術の利用について評価するために実行された実験の結果を示すグラフと２Ｄ波長スキャンを示している。
【図７Ｂ】図７Ｂは、（後に「穴あきプレート」で組み立てられて、３８４ウェルのマイクロプレートを形成する）底部インサート内に位置したバイオセンサ上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術の利用について評価するために実行された実験の結果を示すグラフと２Ｄ波長スキャンを示している。
【発明の詳細な説明】
【００１５】
添付図面と共に以下の詳細な説明を参照することによって、本発明がより完全に理解されるであろう。
【００１６】
図１−２Ａを参照すると、デポジション装置１００の構成図と方法２００ａのフローチャートがそれぞれ示されている。その方法２００ａは、本発明に係るバイオセンサ１０６の表面１１２を被覆する活性物質１１０の上面に（１つだけ示された）基準領域１０２を形成するのに使用され得る。しかしながら、本発明について議論する前に、好ましいバイオセンサ１０６は、共鳴導波路格子（RWG:resonant waveguide grating）バイオセンサ１０６又は表面プラズモン共鳴（SPR:surface plasmon resonance）バイオセンサ１０６等のＬＩＤ光学技術を実施するのに使用され得るバイオセンサであることに注意すべきである。以下のドキュメントにはこれらの典型的バイオセンサ１０６について説明されている。
【００１７】
「Optical Assay Method and Apparatus」と題する欧州特許出願第0 202 021 A2号
「Optical Sensor for Selective Detection of Substances and/or for the Detection of Refractive Index Changes in Gaseous, Liquid, Solid and Porous Samples」と題する米国特許第4,815,843号
これらのドキュメントの内容は本明細書に参照として組み入れられている。
【００１８】
図１は典型的デポジション装置１００の基本構成を示しており、そのデポジション装置１００はエアロゾルジェット直接書込技術を用いて、活性物質１１０上の（複数の）所定領域に非活性化物質１０８を堆積させることができる。活性物質１１０は、（場合によってはエアロゾルジェット直接書込技術によって）予めバイオセンサ１０６の表面１１２上に堆積されている（図２Ａのステップ２０２ａと２０４ａを参照）。この実施例では、バイオセンサ１０６がマイクロプレート１１６のウェル１１４内に設置されているものとして示されている。デポジション装置１００は、噴霧化チャンバ１１８、デポジションヘッド１２０、ノズル１２２、可動シャッター機構１２４（機械的シャッター１２４、空気弁１２４）、及びプロセッサ１２６を有する。噴霧化チャンバ１１８は開口部１２８を有し、その開口部１２８を介して噴霧化チャンバ１１８は非活性化物質１０８を受け入れることができる。また、噴霧化チャンバ１１８は、当該噴霧化チャンバ１１８内において噴霧トランスデューサ１３０（例えば、超音波トランスデューサ１３０，空圧式トランスデューサ１３０，音響ホーン１３０）を有し、その噴霧化トランスデューサ１３０は非活性化物質１０８の一部を噴霧化する。さらに、噴霧化チャンバ１１８はインレットチューブ１３４を有し、インレットチューブ１３４を介して流動ガス１３２（キャリヤガス１３２）を受け入れることができる。噴霧化チャンバ１１８はアウトレットチューブ１３６を有し、アウトレットチューブ１３６を介してキャリヤガス１３２と噴霧化された非活性化物質１０８とを放出することができる。
【００１９】
噴霧化チャンバ１１８（及び特にアウトレットチューブ１３６）に接続されたデポジションヘッド１２０は流動キャリヤガス１３２／噴霧化された非活性化物質１０８を受け入れる。デポジションヘッド１２０は通路１４０を有し、シースガス１３８が通路１４０を介して注入されるので、シースガス１３８は噴霧化された非活性化物質１０８とキャリヤガス１３２の周囲を流れる。シースガス１３８は、噴霧化された非活性化物質１０８／キャリヤガス１３２周囲にジャケットを形成することによって、噴霧化された非活性化物質１０８／キャリヤガス１３２を平行となし且つ集中させる上で役立っている。
【００２０】
デポジションヘッド１２０に接続されるノズル１２２によって、流動シースガス１３８、及び流動キャリヤガス１３２／噴霧化された非活性化物質１０８は、バイオセンサ１０６の反応性表面１１０／１１２の上面の所定領域１０２（基準領域１０２）に向かって指向される（図が実寸図示したものでないことに注意すべきである）。１つのシナリオにおいては、デポジション装置１００は定位置を維持しつつ、プラットフォーム１４４によって前後に移動されるバイオセンサ１０６の（複数の）所定領域１０２上にノズル１２２が噴霧化された非活性化物質１０８を堆積させることができる。プロセッサ１２６はプラットフォーム１４４の前後方向の運動を制御するようプログラムされている。例えば、プロセッサ１２６はコンピュータ援用設計（CAD:computer-aided design）の作成済みのツールパスを実行して、プラットフォーム１４４の前後方向の運動を制御することができる。また、プロセッサ１２６はシャッター機構１２４の移動を制御するようにプログラムされており、非活性化物質１０８の堆積が可能となされ又は阻止されるので、非活性化物質１０８は基準領域１０２になる予定の所定領域にのみ堆積される。別のシナリオでは、デポジション装置１００が移動するものの、固定されたバイオセンサ１０６の（複数の）所定領域上にノズル１２２が噴霧非活性化物質１０８を堆積させることも可能である。どちらか一方のシナリオが成立した場合、バイオセンサ１０６は基準領域１０２（露出された阻止／非活性化物質１０８）とサンプル領域１０４（露出された活性物質１１０）を有する。
【００２１】
代替実施例においては、デポジション装置１００はエアロゾルジェット直接書込技術を用いて非反応性表面１１２の１つ以上の所定領域上に非活性化物質１０８を堆積させることによって１つ以上の基準領域１０２を形成することができる（図２Ｂのステップ２０２ｂを参照）。そして、デポジション装置１００はエアロゾルジェット直接書込技術を用いて非反応性表面１１２の１つ以上の所定領域上に活性物質１１０を堆積させることによって１つ以上のサンプル領域１０４を形成することができる（図２Ｂのステップ２０４ｂを参照）。エアロゾルジェット直接書込技術の代わりに周知の溶液化学的技術を用いて非反応性表面の１つ以上の所定領域１１２上に反応性物質１１０を堆積させることができることに注意すべきである。
【００２２】
この点においては、分析評価が実行され、且つバイオセンサ１０６が送受観察されたとき、（固定された標的分子と化学的又は生化学的化合溶液の両方を有する）サンプル領域１０４からサンプル信号を取得することができる。そのサンプル領域１０４は化学的／生体分子的結合事象の検出に使用される（代替の実施例では、セルに基づいた分析評価が実行され得る）。そして、基準信号が（固定された標的分子ではなく、化学的又は生化学的合成溶液を有する）基準領域１４２から得られ、基準領域１４２はスプリアス変化を検出するために使用され、スプリアス変化は化学的／生体分子的結合事象の検出に悪影響を与え得る。そして、サンプル信号から基準信号を差し引くことによって、“修正された”サンプル信号が得られる。“修正された”サンプル信号はサンプル領域１０４に関連づけられた測定屈折率／光学応答を示しており、サンプル領域１０４においてスプリアス変化を生ずる問題要因が参照されている。バイオセンサ１０６を送受観察するのに利用される光学的送受観察システムは、（２００４年１２月２９日に出願の）米国特許出願番号第１１／０２７，５４７と（２００５年７月２０日に出願の）米国特許出願番号６０／７０１，４４５に開示されている。これらのドキュメントの内容は本明細書に参照として組み入れられている。
【００２３】
この特定アプリケーションで利用され得る典型的デポジション装置１００は、Optomec社によって製造され、「The Maskless Meso-Scale Material Deposition SystemTM(M3DTM)」という商標名の下で販売されている。
【００２４】
この特定のデポジション装置１００は、方法２００ａに応じて使用されるとき、（例えば）多数の性能／及び利点を有し、そのいくつかを以下に示す。
【００２５】
１．  エアロゾルジェット直接書込技術においては、周知のピンプリンティングデポジション技術より１００倍少ない非活性化物質１０８が消費される。
【００２６】
２．  堆積された非活性化物質１０８はピンプリンティングデポジション技術によって堆積させられる非活性化物質より１０−１００倍も速く乾燥する。したがって、エアロゾルジェット直接書込技術によって形成された基準領域１０２において、特徴体の精細度／均等性が改善される。
【００２７】
３．  溶媒蒸着後の堆積された非活性化物質１０８の厚さを、特徴体の均等性に対する影響を最小としつつ、１ｎｍ−３００００００ｎｍの範囲で変えることができる。そして、堆積された非活性化物質１０８の液滴直径は直径１−２５ｎｍであり、且つその体積は１０−１５０００ｆＬである。
【００２８】
４．  エアロゾルジェット直接書込技術は、インクを使用することで基準領域１０２を形成でき、それは、（バッファが噴霧化され得る限りにおいて）均等性又は精細度の変化を最小としつつ、種々のバッファ及び／又は溶媒に基づいている。また、この技術によって、３８４個のウェルのマイクロプレートという形態でバイオセンサ１０２上の小なる基準領域１０２が、ジメチルスルホキシド（DMSO:di-methyl sulfoxide）等の展着剤又は界面活性剤を加えなくとも、形成され得る（図６Ａ−６Ｊを参照）。
【００２９】
５．  堆積された非活性化物質１０８の幅を１０μｍ程度の狭小となすことができる。したがって、エアロゾルジェット直接書込技術によって、隣接又は重複するラインを有する（複数の）基準領域１０２を数百ミクロンの寸法で形成できる。
【００３０】
６．  エアロゾルジェット直接書込技術は非接触である。したがって、ピンプリンティングデポジション技術と比べ、バイオセンサ１０６がダメージを受けず且つ物理的に変形されない。
【００３１】
７．  適用されたインク量が制御されるので、マイクロプレート／バイオセンサの格納中に、広がる可能性がはるかに少ない。
【００３２】
図３Ａ−３Ｅを参照すると、第１の実験の結果を示す様々な写真が示されており、その第１の実験は、スライド上の反応性表面上に基準領域が形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために行われた。この実験では、スライド（特にコーニング社のultra-GAPSTM slides）は、１０分間、イソプロパノール（IPA:isopropanol）対Ｎ−メチル２−ピロリジニル（NMP:N-methyl2-pyrrolidinoone）が９対１である溶液とエチレン‐アルト−無水マレイン酸（EAM:ethylene-alt-maleic anhydride）との１ｍｇ／ｍＬ溶液に浸され、続いて、無水エタノール中ですすがれ、そして、窒素流下で乾燥されることによって作成された。ＥＭＡは活性物質１１０である。
【００３３】
次に、１つのスライド３０４が、エアロゾルジェット直接書込技術を利用するデポジションシステム１００（特にThe Maskless Meso-Scale Material Deposition SystemTM(M3DTM)）の下に載置されて、濾過された１００ｍＭのホウ酸塩緩衝剤（100mM Borate Buffer）中に溶解されたＯ，Ｏ’−ビス（−アミノプロピル）ポリエチレングリコール（O,O'-bis(2-aminopropyl)polyethylene glycol）１９００（ＰＥＧ１９００ＤＡ）（非活性化物質１０８）がスライドの所定領域１０２（基準領域１０２）に堆積された。この場合、重複するライン（幅５０−１５０μｍ）を２５μｍのピッチでラスタ充填（raster fill）することによって、堆積システム１００はＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）を堆積させた。別のスライド３０２が周知のプリンティング技術を利用する装置の下で載置されて、濾過された１００ｍＭのホウ酸塩緩衝剤中に溶解されたＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）がスライドの所定領域１０２（基準領域１０２）に堆積された。
【００３４】
次に、Ｃｙ３−ストレプトアビジン（Cy3-Streptavidin）は、スライド３０２及び３０４を５０μｇ／ｍｌのＣｙ３−ストレプトアビジン（Cy3-Streptavidin）とＰＢＳ緩衝剤に浸し、次に、スライド３０２及び３０４をエタノールアミン（ethanolamine）溶液（ホウ酸塩緩衝剤中の２００ｍＭ）で洗浄することによって、プリントされたスライド３０２及び３０４の露出された反応性表面１０４上において、固定された。ＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）と共に被覆される基準領域１０２によっては、Ｃｙ３−ストレプトアビジンは結合又は固定化されない。その後に、ビオチン（ｂｉｏｔｉｎ）溶液がスライド３０２及び３０４に加えられた。
【００３５】
そして、スライド３０２及び３０４はAxon GenePix 4000B蛍光スキャナ内に画像化された。図３Ａと３Ｂ（従来技術）はピンプリントされた長方形１０８の蛍光スキャン（１５ｘ３０のスポット配列）を示しており、そのピンプリントされた長方形１０８は、スライド３０２上の長方形の基準領域１０２（写真の中心部分を参照）と関連づけられている。これらの写真において、Ｃｙ３−ストレプトアビジン固定化後の蛍光画像が左に示され、Ｃｙ３−ストレプトアビジン固定化前の蛍光画像が右に示されている。対照的に、図３Ｃと３Ｄはエアロゾルジェット直接書き込みされた長方形１０８（１５０μｍのライン幅、２５μｍのラスタピッチ）の蛍光スキャンを示している。エアロゾルジェット直接書き込みされた長方形１０８はスライド３０４上の長方形の基準領域１０２（フォトの中心部分を参照）と関連づけられる。これらの写真において、Ｃｙ３−ストレプトアビジン固定化後の蛍光画像が左に示され、Ｃｙ３−ストレプトアビジン固定化前の蛍光画像が右に示されている。
【００３６】
図３Ａと３Ｂ（従来技術）に示されたピンプリントされた基準領域１０２の端部は波打っており、阻止及び非阻止領域からゆるやかに形成転位している。そのうえ、ピンプリントされた基準領域１０２は被膜／阻止領域において水平方向において不均一となっている。その不均一性は、重複するプリントスポットの隣接した列間において、融合が乏しいために生じた結果である。これは望ましくない。対照的に、図３Ｃと３Ｄに示されたエアロゾルジェット堆積された基準領域１０２はより鋭い端部を有し、且つピンプリントされた基準領域１０２と比べて同程度の阻止効率により優れた均等性を示した。
【００３７】
図３Ｅに示された写真は、エアロゾルジェット直接書込技術によって形成されたいくつかの異なった特徴体を示している。例えば、左から右まで示されている特徴体は、０．５ｍｍｘ０．５ｍｍのチェッカボード、幅０．５ｍｍのストライプ、３ｍｍｘ１．５ｍｍの長方形、及び幅１５０μｍの離散的なラインを含んでいる。これらの異なった特徴体の形成は、〜２２５μｍ直径の重複スポット上に堆積させるピンプリンティングデポジション技術を利用しては困難であろう。しかしながら、エアロゾルジェット直接書込技術によって形成される特徴体の阻止効率はピンプリンティングデポジション技術によって形成される特徴体の阻止効率に匹敵する。
【００３８】
図４Ａ−４Ｆを参照すると、第２の実験の結果を示す様々な２Ｄ波長／出力スキャンとグラフが示されており、第２の実験は、９６個のウェルを有するマイクロプレート内におけるバイオセンサ１０６上の反応性表面の上面に基準領域を形成する（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために行われた。この実験では、９６個のウェルを有する２つのマイクロプレート（特に96-well Corning EpicTM microplates）は、これらを１０分間aminopropylsilsesquixane（“ＡＰＳ”、Ｇｅｌｅｓｔ）（5% vol/vol）の水溶液中に浸漬被覆し、濾過された脱イオン化（DI:de-ionized）水ですすぎ、続いて無水エタノールで別にすすぎ、そして、窒素流下で乾燥することによって、作成された。その後に、Ｔｅｃａｎ洗浄ロボットが使用されて、ＩＰＡ対ＮＭＰが９：１である１ｍｇ／ｍＬのＥＭＡの溶液を用いて１０分間、バイオセンサ１０６が被覆された。そして、マイクロプレートは無水エタノールですすがれて、真空遠心分離機により乾燥された。
【００３９】
次に、１つのマイクロプレートがエアロゾルジェット直接書込技術を利用するデポジションシステム１００（特に、The Maskless Meso-Scale Material Deposition SystemTM(M3DTM））の下に載置されて、バイオセンサ１０６のうちの１つの所定領域１０２（基準領域１０２）に対してホウ酸塩緩衝剤中で溶解されたＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）が堆積された。この場合、重複するライン（幅〜５０−１５０μｍ）を２５μｍのピッチでラスタ充填（raster fill）することによって、堆積システム１００はＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）を堆積させた。別のマイクロプレートが周知のプリンティング技術を利用する装置の下に載置されて、ホウ酸塩緩衝剤中に溶解されたＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）がバイオセンサ１０６のうちの１つの所定領域１０２（基準領域１０２）に堆積された。
【００４０】
次に、ストレプトアビジン（streptavidin）が、２０分間ホウ酸塩緩衝剤（100mM、pH9）中の１００ｕＭのストレプトアビジンの溶液にそれらを露出することによって、マイクロプレート内のバイオセンサ１０６の反応性表面１０４上に固定され、それに続いて、ＰＢＳバッファ洗浄（PBS buffer wash）、エタノールアミノ（ethanolamine）（ホウ酸塩緩衝剤中の200mM、pH9）を用いた阻止／洗浄が行われ、そして、ＰＢＳバッファ洗浄によってさらに洗浄された。そして、マイクロプレートはウェルによって位置づけられたＰＢＳの溶液中で１時間培養された。ＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）と共に被覆される基準領域１０２によって、ストレプトアビジンが結合又は固定化されない。
【００４１】
光学的送受観察システム（特に、コーニング社、EpicTM reader instrument）がマイクロプレート内のバイオセンサ１０６に対して送受観察した。２Ｄスキャンはビオチン溶液がウェルの各々に加えられる前後において実行された。図４Ａと４Ｂ（従来技術）は、１個のバイオセンサ１０６のピンプリントされたイントラウェル送受観察の２Ｄ波長スキャンと出力スキャンを、それぞれ示している（基準領域１０２が左側にあって、サンプル領域１０４が右側にある）。これらのスキャンにおいては、波長と出力の両方において不均一性を容易に見られることができる。また、プリントされた基準領域１０２からのいくつかの浸出を見ることができる。
【００４２】
対照的に、図４Ｃと４Ｄは、１つのバイオセンサ１０６のエアロゾルジェットで堆積されたイントラ−ウェル送受観察の２Ｄ波長スキャンと出力スキャンを、それぞれ示している（基準領域１０２が右側にあり、サンプル領域１０４が左側にある）。これらのスキャンにおいては、基準領域１０２からの浸出が少量であったこと並びに基準領域１０２とサンプル領域１０４とは波長が類似し且つ出力が均一であることが分かる。その上、ピンプリントされた特徴と比べると、エアロゾルジェットにより直接書き込まれた特徴体は、優れた波長性と出力均一性を示し、より直線的であり、より鋭利な端部を有していることが分かる。
【００４３】
図４Ｅと４Ｆに示されていたグラフは、基準領域１０２を有するバイオセンサ１０６を用いて実行された分析評価のイントラウェルの参照された時間トレースを示しており、基準領域１０２は周知のピンプリンティングデポジション技術（図４Ｅを参照）及び新規エアロゾルジェット直接書込技術（図４Ｆを参照）により形成された。両ケースに対するストレプトアビジンへのｆ−ビオチン（f-biotin）の結合のイントラウェルの参照時間トレースは、同程度の結合信号（~20 pm）を有し、どちらの場合も、時間トレースは、ベースラインと結合読取りの間、信号ドリフトが低減されることを示した。
【００４４】
図５Ａ−５Ｈを参照すると、第３の実験の結果を示す様々な２Ｄ波長と出力スキャンが、示されており、その実験は、（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために行われ、異なったタイプの水溶性非活性化インクを用いて、９６個のウェルのマイクロプレート内のバイオセンサ１０６上の反応性表面の上面に基準領域１０２が形成された。この実験では、ＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）が１００ｍＭホウ酸塩中で溶解された試験（図５Ａ−５Ｂ及び図５Ｅ−５Ｆを参照）とＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）が５０ｎＭのＴｒｉｓ中で溶解された試験（図５Ｃ−５Ｄ及び図５Ｇ−５Ｈを参照）とを除いて第２の実験と同様な方法で、９６個のウェルを有するマイクロプレートが、作成されて且つ送受観察された（図５Ａ−５Ｂ及び図５Ｅ−５Ｆを参照）。図５Ａ−５Ｄに示されるように、エアロゾルジェット直接書込技術によって形成された（非活性化物質１０８と関連づけられた）基準領域１０２は、被膜均等性と特徴体の精細度について顕著な差異を示さなかった。対照的に、図の５Ｅ−５Ｈ（従来技術）で見られるように、周知のピンプリンティングデポジション技術によって形成された（非活性化物質１０８と関連づけられた）基準領域１０２は、被膜均等性と特徴体精細度について顕著な差異を示した（特にＰＥＧ１９００ＤＡが５０ｎＭのＴｒｉｓで溶解されたとき）。ピンプリンティングデポジション技術と比べると異なったタイプの水溶性非活性化インク１０８を使用することとなると、エアロゾルジェット直接書込技術は多くの柔軟性を有することを、これらの結果は、示している。
【００４５】
図６Ａ−６Ｊを参照すると、第４の実験の結果を示す様々な２Ｄ波長／累乗スキャンとグラフが、示されており、その実験は、（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術と公知のピンプリンティング技術の利用についてその有効性を評価し且つ両者を比較するために行われ、３８４個のウェルのマイクロプレート内にあるバイオセンサ１０６の上の反応性表面の上面に基準領域が形成された。この実験では、以下の違いを除いて第２の実験で作成された９６ウェルのマイクロプレートと同じ方法で、３８４ウェルのマイクロプレート（特に、384-well Corning EpicTM microplates）は、作成され且つ送受観察された。（１）１つの３８４ウェルのマイクロプレートが、１００ｍＭホウ酸塩で溶解されたＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）を堆積させた新規エアロゾルジェット直接書込技術を利用することによって作成され（図６Ａ−６Ｂを参照）、（２）別の３８４ウェルのマイクロプレートは、１００ｍＭホウ酸塩で溶解されたＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）を堆積させたピンプリンティング技術を利用することで作成され（図６Ｃ−６Ｄを参照）、（３）別の３８４ウェルのマイクロプレートは、２ｖｏｌ．％ＤＭＳＯ及び１００ｍＭホウ酸塩中に溶解されたＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）を堆積させたピンプリンティング技術を利用することによって、作成された（図６Ｅ−６Ｆを参照）。
【００４６】
示されているように、３８４ウェルのマイクロプレートが、ＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）が１００ｍＭボレートで溶解された新規エアロゾルジェット直接書込技術を利用することによって作成されたとき、基準領域１０２は、明確な特徴体と均一被覆を有した（図６Ａ−６Ｂを参照）。しかし、ＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）が１００ｍＭホウ酸塩で溶解されたピンプリンティング技術を利用することによって作成された３８４ウェルのマイクロプレートでは、基準領域１０２には、明確な特徴体又は均一被覆を有しなかった（図６Ｃ−６Ｄを参照）。この問題を是正するために、ピンプリンティング技術を利用することによって、３８４ウェルのマイクロプレートは作成されることができ、ＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）は１００ｍＭボレート及び２ｖｏｌ．％ＤＭＳＯ内で溶解される（図６Ｅ−６Ｆを参照）。ＤＭＳＯなしでプリントされた基準領域１０２と比べると、２ｖｏｌ．％ＤＭＳＯを用いて１００ｍＭホウ酸塩緩衝剤内で溶解されたＰＥＧ１９００ＤＡを使用して形成された基準領域１０２は、かなり改良された均等性を示した（図６Ｃ−６Ｄを参照）。しかしながら、図６Ｅ−６Ｆに示された基準領域１０２は、境界において広い「浸出」領域を示し、その「浸出」領域はＤＭＳＯ湿潤剤の付加に起因する。
【００４７】
図６Ｇ−６Ｈに示されていたグラフ／スキャンは、基準領域１０２（ＰＥＧ１９００ＤＡ／１００ｍＭホウ酸塩）を有するバイオセンサ１０６を用いて実行された分析評価のイントラウェルの参照された時間トレース及び２Ｄバインディングマップを、それぞれ示しており、その基準領域１０２エアロゾルジェット直接書込技術によって形成された。そして、図６Ｉ−６Ｊ（従来技術）に示されていたグラフ／スキャンは、基準領域１０２（ＰＥＧ１９００ＤＡ／１００ｍＭホウ酸塩／２％ＤＭＳＯ）を有するバイオセンサ１０６を用いて実行された分析評価のイントラウェルの参照された時間トレース及び２Ｄバインディングマップを、それぞれ示しており、その基準領域１０２はピンプリントデポジション技術によって形成された。図６Ｇと６Ｉに示されているように、両方のケースに対するストレプトアビジンに結合するｆ−ビオチンのイントラウェルの参照時間トレースは、同程度の結合信号（~14 pm）を有し、どちらの場合も、示された時間トレースは、ベースラインと結合読取りの間、信号ドリフトが低減されていることを示した。
【００４８】
図７Ａ−７Ｂを参照すると、第５の実験の結果を示すグラフと２Ｄ波長スキャンが、それぞれ示されており、（方法２００ａで議論するように）新規エアロゾルジェット直接書込技術の利用について評価するために実行され、（「穴あきプレート」で組み立てられて、384-well Corning EpicTM microplateを形成することができる）底部インサート内に設けられたバイオセンサ１０６の反応性表面の上面に基準領域１０２が形成された。この実験では、バイオセンサ１０６を有する底部インサートは１０分間ＡＰＳ（5% vol/vol）の水溶液でそれを浸漬被覆し、濾過された脱イオン水でそれをすすぎ、続いて、無水エタノールで別にすすぎ、窒素流下で乾燥することによって作成された。底部インサートは、ＩＰＡ：ＮＭＰが９：１であるのＥＭＡ（活性物質１１０）の１ｍｇ／ｍＬ溶液を用いて、１０分間被覆され、無水エタノールですすがれ、窒素流の下に乾燥された。そして、底部インサートは新規エアロゾルジェット直接書込技術を利用するデポジションシステム１００（特にThe Maskless Meso-Scale Material Deposition SystemTM(M3DTM)）の下に載置され、各バイオセンサ１０６の所定領域１０２（基準領域１０２）に対してホウ酸塩緩衝剤中で溶解されたＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）が堆積された。特に、重複するライン（幅〜５０−１５０μｍ）を２５μｍのピッチでラスタ充填（raster fill）することによって、堆積システム１００はＰＥＧ１９００ＤＡ（非活性化物質１０８）を堆積させた。この実験では、デポジション装置１００はバイオセンサ１０６の正確に半分を覆う基準領域１０２を形成することが可能であった。これは、ウェルの壁部の存在に関連付けられた物理的制限がなかったからである。
【００４９】
図７Ａ−７Ｂに示されているように、このプロセスはピンプリンティングデポジション技術で可能で場合よりもはるかに優れた均等性と精細度をもたらした（例えば、図４Ａ−４Ｂと５Ｅ−５Ｈを参照）。また、イントラウェルの参照時間トレースと２Ｄバインディングマップは、スプリアス信号のドリフトの大部分が参照されたことを示し、且つ基準領域１０２における阻止は、適切であり均一であったことを示している。ストレプトアビジンに対するｆ−ビオチンの検知された結合応答は、前の実験よりかなり高い〜５０ｐｍであったが、これは非活性化物質１０８及びデポジション技術についての差異というよりもむしろ反応性高分子層の化学的性質に関連していると信じられている。
【００５０】
これらの実験のすべてが活性物質１１０としてＥＭＡを使用し且つ非活性化物質１０８としてＰＥＧ１９００ＤＡを使用した。しかしながら、ＥＭＡ物質１１０とＰＥＧ１９００ＤＡ物質１０８は、使用され得る唯一の物質でない。使用できた異なった活性物質１１０の実施例は、無水物（anhydride）グループ、活性エステル（active esters）、マレイミド（maleimide）グループ、エポキシド（epoxides）、アルデヒド（aldehydes）、イソシアン酸塩（isocyanates）、イソシアン酸塩（isothiocyanates）、塩化スルホニル（sulfonyl chlorides）、炭酸塩（carbonates）、イミドエステル（imidoesters）、又はアルキルハライド（alkyl halides）である物質を含むが、これらに限定されない。そして、使用できた異なった非活性化物質１０８の実施例は含むが、これらに限定されない。アミノエタノール（EA:ethanolamine）、エチレンジアミン（EDA:ethylenediamine）、トリス  ヒドロキシメチルアミノエタン（tris:tris hydroxymethylaminoethane）、ポリエチレングリコール（polyethylene glycol）アミン若しくはジアミン、又は非アミン含有試薬を、含むが、これらに限定されない。
【００５１】
本発明の複数の実施例が、添付された図面に示され且つ上記詳細な説明で記載されているが、本発明は開示された実施例に限定されず、以下の請求項で詳しく説明され且つ画定された本発明の趣旨から逸脱することなく、多数の配列換え、修正、及び代替が可能であることを理解すべきである。
【図１】
2009536732.tif 000003
【図２Ａ】
2009536732.tif 000004
【図２Ｂ】
2009536732.tif 000005
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2009536732.tif 000007
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2009536732.tif 000009
【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
2009536732.tif 000011
【図４Ｂ】
2009536732.tif 000012
【図４Ｃ】
2009536732.tif 000013
【図４Ｄ】
2009536732.tif 000014
【図４Ｅ】
2009536732.tif 000015
【図４Ｆ】
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【図５Ａ】
2009536732.tif 000017
【図５Ｂ】
2009536732.tif 000018
【図５Ｃ】
2009536732.tif 000019
【図５Ｄ】
2009536732.tif 000020
【図５Ｅ】
2009536732.tif 000021
【図５Ｆ】
2009536732.tif 000022
【図５Ｇ】
2009536732.tif 000023
【図５Ｈ】
2009536732.tif 000024
【図６Ａ】
2009536732.tif 000025
【図６Ｂ】
2009536732.tif 000026
【図６Ｃ】
2009536732.tif 000027
【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
2009536732.tif 000031
【図６Ｈ】
2009536732.tif 000032
【図６Ｉ】
2009536732.tif 000033
【図６Ｊ】
2009536732.tif 000034
【図７Ａ】
2009536732.tif 000035
【図７Ｂ】
2009536732.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月13日(2009.1.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル領域及び基準領域を含む表面を有するバイオセンサを作成する方法であって、
エアロゾルジェットデポジション技術を用いて前記基準領域及び／又は前記サンプル領域を前記バイオセンサの前記表面上に形成するステップを有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて前記表面の第１の所定領域に非活性化物質を堆積させて前記基準領域を形成するステップと、
前記表面の第２の所定領域上に反応性物質を堆積させることによって前記サンプル領域を形成するステップと、
を実行することにより、前記基準領域と前記サンプル領域とは前記バイオセンサの前記表面上に形成されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
前記表面を反応性物質により被覆することによって前記サンプル領域を形成するステップと、
前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて当該被覆された反応性表面の所定領域に非活性化物質を堆積させて前記基準領域を形成するステップと、
を実行することによって、前記基準領域と前記サンプル領域とは前記バイオセンサの前記表面上に形成されることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、
前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて前記基準領域を形成する前記ステップは、
前記非活性化物質を噴霧化するステップと、
キャリヤガスを用いて当該噴霧化された非活性化物質を供給するステップと、
前記キャリヤガスと前記噴霧化された非活性化物質の周囲にシースガスを注入するステップと、
前記シースガスと、前記キャリヤガスと、前記噴霧化された非活性化物質と、を前記被覆された表面の前記所定領域に指向せしめるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
エアロゾルジェットデポジション技術を用いて部分的に形成された基準領域及び／又はサンプル領域を有する表面を含むバイオセンサ。
【請求項６】
請求項５に記載のバイオセンサであって、
前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて前記表面の第１の所定領域に非活性化物質を堆積させて前記基準領域を形成するステップと、
前記表面の第２の所定領域上に反応性物質を堆積させることによって前記サンプル領域を形成するステップと、
を実行することによって、前記基準領域と前記サンプル領域とは前記表面上に形成されることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項７】
請求項５に記載のバイオセンサであって、
前記表面を反応性物質により被覆することによって前記サンプル領域を形成するステップと、
前記エアロゾルジェットデポジション技術を用いて当該被覆された反応性表面の所定領域に非活性化物質を堆積させて前記基準領域を形成するステップと、
を実行することによって、前記基準領域と前記サンプル領域とは前記表面に形成されることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項８】
前記堆積された非活性化物質は１ｎｍ−３００００００ｎｍの範囲の厚みを有することを特徴とする請求項７に記載のバイオセンサ。
【請求項９】
前記堆積された非活性化物質は１０μｍ以上のライン幅を有することを特徴とする請求項７に記載のバイオセンサ。
【請求項１０】
前記堆積された非活性化物質は１−２５μｍの液滴直径を有することを特徴とする請求項７に記載のバイオセンサ。
【国際調査報告】
2009536732.tif 000037
2009536732.tif 000038
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