(57)【要約】ＤＮＡマイクロアレイの合成におけるモノマー付加サイクルの光照射期間中に、照射光が基板の合成面付近を通過する種々の界面からの、望ましくない照射光の反射が、光のダークコントラストを減少させ、マイクロアレイ合成の正確さ及び分離度に悪影響を及ぼすことがある。本発明は、照射期間中にオリゴマー合成チャンバ内に存在する溶液と同様の屈折率を有する材料で或るフローセル構造を構成し、及び／又は、高い減衰係数を有する材料層で或るフローセル構造を構成し、又は構造を被覆することにより、望ましくない反射が減少されたフローセルを提供する。
2005517160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＮＡプローブのマイクロアレイを合成するためのフローセルであって、
プローブを合成する表面をもつ基板と、
前記基板の背部で該基板に隣接して配置されたブロックとを備え、前記ブロックが、前記ブロックの前面に形成された空隙を有し、前記前面は、前記基板の背面と共にチャンバを形成し、前記チャンバ内でプローブ合成反応を起こすことができ、前記ブロックが、照射期間中に前記反応チャンバ内にある媒体と同様の屈折率をもつ材料から形成されることを特徴とするフローセル。
【請求項２】
前記スライドが、ホウケイ酸ガラス、溶融石英、及び溶融シリカからなる群から選択される材料から形成されたことを特徴とする請求項１に記載のフローセル。
【請求項３】
前記ブロックが、溶融石英、ホウケイ酸ガラス、及び溶融シリカからなる群から選択される材料から形成されたことを特徴とする請求項１に記載のフローセル。
【請求項４】
前記ブロックの表面上に反射防止材料層をさらに備え、該反射防止材料層が、照射期間中に照射光路内にあり、前記反応チャンバ内の溶液と接触しないことを特徴とする請求項１に記載のフローセル。
【請求項５】
前記スライドのオリゴマー合成面が、前記反応チャンバの別の壁を形成することを特徴とする請求項１に記載のフローセル。
【請求項６】
オリゴマーアレイを合成するためのフローセルであって、
照射光を受光する第１表面と、前記第１表面とは反対側にあり、オリゴマー合成反応が起こるオリゴマー合成チャンバの第１壁を形成する第２表面とを有するチャンバカバーと、
前記チャンバ内に入れられた媒体と、
照射期間中に前記オリゴマー合成チャンバ内にある媒体と同様の屈折率をもつ材料から形成されたスライドとを備え、前記スライドは、オリゴマーが合成される表面をもつことを特徴とするフローセル。
【請求項７】
ＤＮＡプローブ及びポリペプチドのようなオリゴマーアレイを合成するための装置であって、
（ｉ）モノマー付加反応を行うことができるフローセルと、
（ｉｉ）前記フローセルの前面を形成し、前記アレイが形成される基板と、
（ｉｉｉ）光ビームを与える光源と、
（ｉｖ）前記光源から光ビームを受光するように位置され、アレイの各要素が光を光軸に沿って方向付けるか又は光を光軸に沿って方向付けないように位置決め可能に配置された光学要素アレイと、
（ｖ）前記光軸に沿って前記光学要素アレイから反射された光を受光し、前記光学要素のパターンを前記フローセル上にイメージングすることができる投射光学系と、
（ｖｉ）前記フローセル内に入っている媒体と、
を有し、前記基板と前記フローセルとの間の界面における光の反射が最小になるように前記媒体の屈折率が前記基板の屈折率と適合されたことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）のシーケンス付けは現代の生物学の基礎手段であり、通常は種々の方法、普通は電気泳動によりＤＮＡセグメントを分離するプロセスにより実行される。例えば、「ＤＮＡシーケンス（ＤＮＡ  Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ）」、分子生物学の最新プロトコル（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  Ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ）、第１巻、第７章（１９９５年）を参照されたい。幾つかの重要なゲノムのシーケンス付けが既に完了されており（例えば、酵母、大腸菌）、他の医学的及び農業的に重要性のあるゲノムのシーケンス付けについての研究が続けられている（例えば、ヒト、Ｃ．エレガンス、アラビドプシス）。医療関係では、どの遺伝子型が、どの病気に関連するのかを特定するために、多数の人々のゲノムを再シーケンス付けすることが必要とされるであろう。こうしたシーケンス付け技術は、癌のような特定組織において、又はより一般的には遺伝的影響のある病気を罹患する人々において、どの遺伝子が活性で、どの遺伝子が不活性であるかを判断するのに用いることができる。こうした調査の結果は、新薬の良好な標的であるタンパクの識別か、又は遺伝子治療において有効となり得るしかるべき遺伝的変化の識別を可能にすることができる。その他の用途は土壌生態学又は病理学のような分野にあり、そうした分野においてはあらゆる土壌又は組織試料からＤＮＡを単離し、全ての既知の微生物からのリボソームＤＮＡ配列からのプローブを用いて、試料中に存在する微生物を同定できることが望ましい。
【０００２】
電気泳動を用いる通常のＤＮＡシーケンス付けは、典型的には、労力を要し、時間がかかる。通常のＤＮＡシーケンス付けに代わる種々の方法が提案されている。フォトリソグラフィ技術により合成されたオリゴヌクレオチドプローブのアレイを用いるこうした別の手法の１つが、ピース（Ｐｅａｓｅ）他の「迅速なＤＮＡシーケンス解析のための光を発生させるオリゴヌケレオチド・アレイ（Ｌｉｇｈｔ−Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  Ａｒｒａｙｓ  ｆｏｒ  Ｒａｐｉｄ  ＤＮＡ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）」、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ  ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ、９１巻、第５０２２〜５０２６頁（１９９４年５月）に記載されている。この手法においては、光不安定な保護基で修飾された固体担持面が、フォトリソグラフィマスクを通して照射され、照射された領域に反応性ヒドロキシル基が生成する。次いで、５’ヒドロキシル基が光不安定基で保護された３’活性デオキシヌクレオシドを表面に付与し、光に露出された部位でカップリングが起こるようにする。キャッピング、及び、酸化の後に、基板をすすぎ、第２のマスクを通して表面を照射して、カップリングのための付加的なヒドロキシル基を露出させる。第２の５’保護された活性デオキシヌクレオシド塩基を、表面に付与する。
【０００３】
或るレベルの塩基が蓄積されてプローブの所望の組が得られるまで、選択的光脱保護及びカップリングサイクルを繰り返す。アレイ中の各部位におけるオリゴヌクレオチドプローブの配列が既知であるときに、このようなフォトリソグラフィ技術を用いて、オリゴヌクレオチドプローブの高密度小型アレイを生み出すことができる。次いで、これらのプローブを、ＤＮＡの標的ストランドの相補的配列を探求するのに用いることができ、特定のプローブにハイブリダイズされた標的の検出は、標的に結合される蛍光マーカーを使用することと、適切な蛍光走査顕微鏡による検査によって達成される。光不安定５’保護基を用いるのではなく、フォトリソグラフィ技術により選択的にパターン形成されたポリマー半導体フォトレジストを用いるこの方法の変形が、マクガール（ＭｃＧａｌｌ）他の「
半導体フォトレジストを使用するオリゴヌクレオチド・アレイの高密度光指向合成（Ｌｉｇｈｔ−Ｄｉｒｅｃｔｅｄ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  Ａｒｒａｙｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔｓ）」、Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  ＵＳＡ、第９３巻、第１３５５５〜１３５６０頁、１９９６年１１月、及び、Ｇ．Ｈ．マクガール（Ｇ．Ｈ．ＭｃＧａｌｌ他、「ガラス基板上のＤＮＡアレイの光指向合成の効率（Ｔｈｅ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔ−Ｄｉｒｅｃｔｅｄ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  ＤＮＡ  Ａｒｒａｙｓ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ）」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  １１９、２２、１９９７年、第５０８１〜５０９０頁に記載されている。
【０００４】
これらの手法の両方の欠点は、各々のモノマー塩基について４種の異なるリトグラフマスクが必要とされ、従って、必要とされる異なるマスクの合計数が、合成されるＤＮＡプローブシーケンスの長さの４倍であることである。必要とされる多くの精密なフォトリソグラフィマスクを製造するコストが高いことと、露出毎のマスクの再位置決めのために複数の処理段階が必要とされることが、比較的高いコスト及び長過ぎる処理時間の要因となる。
【０００５】
スクリーニングの研究における結合親和性を判断するのに有用な、ポリペプチドのような他の形式のオリゴマーの様々なシーケンスの合成において、同様の問題が存在する。例えば、ピルング（Ｐｉｒｒｕｎｇ）他の米国特許第５，１４３，８５４号（ＰＣＴ出願第ＷＯ９０／１５０７０号も参照）は、配光合成技術を用いる巨大ペプチドアレイの形成方法を開示している。しかしながら、合成に必要とされる多数のリトグラフマスクが、このプロセスの固定費用を比較的高くし、処理時間を長くする。
【０００６】
セリ−ナ（Ｃｅｒｒｉｎａ）他のＰＣＴ出願第ＷＯ９９／４２８１３号に記載されたパターン形成プロセスが、上述の問題を克服する。このパターン形成プロセスにおいては、電子工学的に位置付け可能なマイクロミラーアレイを含むマイクロミラー装置に光を与える光源を含むイメージ形成装置を用いて、オリゴマー合成用基板の活性表面にイメージが投射される。基板が定められたパターンで活性化され、活性化部位にモノマーが結合され、これは基板上の二次元アレイの要素が適切なモノマー結合をもつまでさらに繰り返される。マイクロミラーアレイをオリゴマー合成装置と組み合わせて制御して、基板に与えられた試薬と協働するマイクロミラーアレイによって与えられるイメージのシーケンスを制御することができる。パターン形成プロセスは、或るオリゴマー合成位置を選択的に照射するためのリトグラフマスクの必要性をなくした。
【０００７】
光を用いる核酸プローブ合成装置においては、装置プローブにおける光の厳密な制御が重要なパラメータとなる。誤った方向にむけられた光は、装置内部で不本意に反射されるか、そうでなければ直接に不規則に装置内部に進み、ここではそれを「迷光」と呼び、該装置によって作成されたアレイの全体的な正確さ及び忠実度に悪影響を及ぼすことがある。過剰の迷光は、脱保護されることが意図されたアレイ領域以外の領域の脱保護を招き、それによりプローブ合成において誤差が生じることがある。この問題は、フォトリソグラフィ技術では上手く制御することができず、光源とアレイ合成セルとの間に介在するマスクの使用によって、本質的に、或る量の屈折光が意図されない領域に配光されることがある。しかしながら、マスクなしのアレイ合成装置の開発により、これまで可能ではなかった方法で、装置における迷光のレベルを最小にすることができるようになる。
【発明の開示】
【０００８】
一般に、本発明は、核酸プローブが合成されることになる基板と、基板の背部に位置するブロックとを有し、該ブロックは、ブロックと基板との間にフローセルが定められるように前面に形成された空隙を有し、ブロックの材料とフローセル中の媒体は、フローセルにおける迷光を制限するために実質的に同じ屈折率を有するように選択された、マイクロアレイ合成装置のためのフローセルとして要約される。
【０００９】
本発明は、反射光を最小にし、それによりマイクロアレイ合成中の望ましくない反応を最小にするという利点を有する。
【００１０】
本発明の特徴は、マスクなしアレイ合成装置における光の使用をより効率のよいものにすることである。
【００１１】
本発明のさらなる目的、特徴、及び利点は、付属の図面と併せて見たときに以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、前述のＰＣＴ特許出願第９９／４２８１３号に記載された形式のマスクなしマイクロアレイ合成装置の改良であり、この特許の開示内容をここに援用する。
【００１３】
マスクなしアレイ合成装置の製造においては、核酸の沈着は、アレイの領域の光脱保護によって決まる。光エネルギーの適用によってアレイ中のどこに核酸が沈着されるのかが決まるので、光の正確な制御は、製造されるアレイの品質における重要なパラメータである。実際には、ＤＮＡプローブにおける最適な配列の一様性及び一貫性をもつ高品質アレイを生産するように意図された装置の製造においては、「迷光」の制御は、中でも最も重要なパラメータとなることが見出されている。ここで用いられる「迷光」とは、所望でないアレイの領域に入射する光のことをいう。言葉を変えれば、迷光は、特定の時に照らされないはずのアレイのセルに入射する光である。こうした迷光は、ヌクレオチドが付加されることを意図されていないセルのプローブにヌクレオチドを付加させて、プローブ合成における配列誤差をもたらすことがある。
【００１４】
多くの迷光の発生源があり得る。例えば、反射系においては逸脱光がアレイの背部に向けて合焦されないので、反射型の光学系は、屈折型の光学系よりアレイに迷光をもたらさないことが分かっている。マイクロアレイが構成される反応チャンバ内及びその周りの反射又は屈折された光は、迷光の大きな発生源となりうることも分かっており、ここでかなり詳しく説明される。後でさらに説明するように、本明細書の教示は、こうした反応チャンバ、すなわちフローセルのための、配光マイクロアレイ合成中の迷光を最小にするのに用いることができる技術を解説し、それに属することが意図されている。その結果、より高品質でより均一なマイクロアレイを構成することができる。
【００１５】
したがって、本明細書は、迷光の発生を最小にすることが意図されたマイクロアレイ合成装置用のフローセルの多数の実施形態を説明する。これは、フローセルにおける特徴及びパラメータを、アレイ合成プロセスに用いられる光の望ましくない屈折又は反射が最小になるように最適化することにより達成される。フローセルの設計は、例示的なアレイ合成装置を参照するとより良く理解することができる。単一の反応チャンバと光学要素光アレイをもつフローセルを用いる１つの例示的な装置が、図１８に全体を１１０で示されている。装置は、二次元アレイイメージ形成装置１１２と、イメージ形成装置１１２によりその中にアレイイメージが投射されるフローセル又は反応チャンバ１１４とを含む。図１９にも概略的な形で示されているフローセルは、平坦な基板１１６を含み、該基板の背面上にマイクロアレイが合成される。基板１１６は、包囲体１２０の前面に形成されたチャンバ１８にわたして配置される。入口ポート１２２及び出口ポート１２４は、フローセル１４の中へ及び外への流体連通を与える。形成されたイメージは、基板１１６に光パターンを誘起するように構成され、基板１１６の内面で又は背面で反応が起こる。核酸プローブが形成される基板の領域は、図１９に概略的に１２６で示されている。
【００１６】
イメージ形成装置１１２は、光源１３０からの光を光学的光路に沿ってフローセル反応チャンバ１１４の中に向けて、予め選択されたパターンに従ってモノマー付加反応が起こるようにすることができる。イメージ形成装置１１２は、光源１３０（例えば、水銀アークランプのような紫外線又は近紫外線源）と、光源１３０から出力ビーム１３４を受光し、所望の波長（例えば３６５ｎｍＨｇライン）のみを選択的に透過する随意的なフィルタ１３２と、平行ビーム１３６を形成するための集光レンズ１３４とを含む。ビーム１３６は、光学要素アレイ１３８の上に投射される。
【００１７】
光学的アレイ１３８は、小さな又は小型の光学要素、すなわちマイクロミラーの二次元アレイであることが好ましく、光学アレイ１３８に接続された汎用デジタルコンピュータ１４０の出力によって作動させることができるように、電子制御により作動可能である。光学的アレイ１３８は、実効上、入射光の一部を、該光の一部がフローセル１１４中の基板１１６上の一つのセルにおいて起こる反応を開始させる一つの状態から変化させるのに十分なだけ、フローセル１１４の光の振幅、方向、又は他の光の特性を切換えることができる、ミラーのような光学要素を含む。光学アレイ１３８として働くことができる光学装置の幾つかの例がある。１つはマイクロミラーアレイである。他の形式の適切な光学アレイは、この限りではないが、マイクロシャッタ、バイモルフ圧電アクチュエータにより作動されるマイクロミラー、及びＬＣＤシャッタを含む。好ましい実施形態は、テキサス・インスツルメンツ（Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）社から市販されているデジタル・ライト・プロジェクタ（ＤＬＰ）集積回路である。
【００１８】
マイクロミラーアレイ装置１３８は、個々のマイクロミラーの各々を少なくとも２方向のうちの１方向に傾けるためにアレイ装置に供給される信号を制御するように各々が応答する個々のマイクロミラーの二次元アレイを有する。コンピュータ１４０からマイクロミラーアレイ装置１３８に制御信号が与えられる。アレイ１３８におけるマイクロミラーは、以下でさらに説明するように、ミラーの第１位置において、個々のマイクロミラーに当る光の入射ビーム１３６の一部が、光が光路に沿ってフローセル１１４に向けて進むような方向にそらされるように構成される。アレイ１３８におけるマイクロミラーの第２位置において、こうした第２位置でこうしたミラーに当るビーム１３６からの光が、光学路から離れてフローセルに進み、結局、その光は、フローセル１１４に全く入射せずに、装置によって最終的に吸収される。
【００１９】
ミラーにより第１位置に（すなわち、フローセル１４に向けて）方向付けられた光が、組み合わされてオフナー光学系を形成する２つのミラー１４２及び１４４のうちの第１のミラーに向けられる。大きいミラー１４２は凹型であり、該ミラーの一つの位置に入射する光を、小さい凸型ミラー１４４の上に向ける。凸型ミラー１４４は、入射光を凹型ミラー１４２の別の部分に向け、そこから光がフローセル１１４に向けられる。投射光学系１１２は、マイクロミラーアレイ１３８のパターンのイメージを基板１１６の表面上に形成するように作用する。１４６で示されるＤＮＡ合成装置が、流体配管１４８及び１５０を通してフローセル１１４に及びフローセル１１４から試薬を供給するように接続される。ＤＮＡ合成装置は、本質的に試薬源として働き、フローセル１１４に試薬を送給し、フローセル１１４から溶液を除去するためにポンピングする。
【００２０】
核酸プローブを基板上に形成するために、器械が用いられる。直接フォトファブリケーション法においては、ガラス基板１１２が、モノマー・ビルディングブロックを結合することができる結合化学物質層で被覆される。光不安定性保護基が結合層に付着される。投射システム１１２により光が与えられ、基板１１６の定められ予め選択された領域における光不安定性保護基が脱保護される。脱保護されることになる領域は、マイクロミラーアレイ１３８におけるミラーを操作して、光を基板１１６に対し接近し又は離れるように選択的に方向付けることによって選択される。光照射段階の後に、フローセルにヌクレオチドが加えられ、そこで、それらは光不安定性基の脱保護が起こった部分にのみ化学的に結合する（ＤＮＡプローブ合成の場合のフォスフォアミダイトＤＮＡ合成化学反応）。添加されたヌクレオチドはまた、該ヌクレオチドに付着された光不安定保護基を有する。このプロセスは、核酸モノマーを構成する４つの塩基の各々について繰り返され、次いで、マイクロアレイにおける各レベルのビルディングプローブストランドのために再び繰り返される。最終的に、一連の単一のストランド化された核酸プローブが形成され、プローブは、基板上の領域又は特徴に配置される。このプロセスは単純であり、組み合わせ手法が用いられる場合には、並び替えの数が指数関数的に増加する。脱保護機構の直線的応答により分離度限界が与えられる。
【００２１】
図１８及び図１９は、本発明により開示される照射不均一性を補正する方法を適用することができるアレイ合成装置の１つの実施形態のみを示している。ここで開示される本発明はまた、他のアレイ合成装置にも適用可能である。図１９におけるフローセル１１４は、概略的な形でのみ示されることが意図されている。以下の説明は、実際の装置の実施形態において用いられる実際のフローセルの好ましい物理的詳細を説明するものである。
【００２２】
図１に示される第１の例示的なフローセルは、ベース１０、ガラス顕微鏡スライド１１、Ｋａｌ  Ｒｅｚ（登録商標）ガスケット１２、ブロック１３、二個の流体フィッティング１４、及びねじプレス１７を含む。スライド１１は、マイクロアレイ合成用の基板として働く。図２〜図５に示されるように、フローセルは、ねじプレス１７のボルト１８及び１９により互いに保持される。ブロック１３の表面２２には、ガスケット１２と協働するように構成された溝２９（図６及び図７）がある。溝２９の深さは、ガスケット１２の厚さより小さい。フローセルが互いに保持されたときに、スライド１１のマイクロアレイ合成面２１と、ガスケット１２と、ブロック１３の表面２２に形成された空隙とが一緒になって、密閉された反応チャンバ又はフローチャンバを形成し、その中でマイクロアレイの合成を行うことができる。ブロック１３は、流体フィッティング１４を通して流体を反応チャンバの中に及び外に送ることを可能にする２つの穴２３を有する。ガスケット１２に対するブロック１３の穴２３の形状及び位置が、図６〜図９に示されている。穴２３の底面２５（図１０）は、端面シールを受け入れるのに十分なだけ平らにされ、滑らかにされなければならない。穴２３（図１０）の最大底面傾斜２７は１５°である。Ｏ−リング端面シール２８（図１０）が、シールする目的のために穴２３の底部２５に用いられる。
【００２３】
スライド１１（図１）は、保護基の脱保護のために用いられる照射光の透過が最適化されるように選択された材料から形成され、オリゴマーアレイ合成中にスライドに接触してくる化学物質に対して抵抗する。例えば、保護基としてＮＰＯＣを有するＤＮＡプローブを合成するとき、最適化は、３６５ｎｍのＵＶを透過し、酸及び塩基並びにアルカリに対して抵抗を有するようにされる。石英ガラスの高品質グラシンスライドが好ましい。スライド、又は基板に適した他の材料には、ホウケイ酸ガラス及び溶融石英がある。
【００２４】
マイクロアレイ合成における付加サイクルの光照射期間中に、脱保護光３１が、ベース１０の開口３２とスライド１１を通してスライド１１のオリゴマー合成面２１（図１）に入射する。次いで、光３１が反応チャンバを通過し、ブロック１３の表面２２に到達する。この光照射期間中に、反応チャンバは、基板又はスライド１１の材料に屈折率が適合する反応媒体流体で満たされる。１つの好ましい媒体は、１％イミダゾールを含有するジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）である。過剰のプロトンが存在するのを防止するために、フォスフォアミダイト化学反応を用いるマイクロアレイ合成中のフローセルから水が排除されなければならない。反応媒体とブロック１３との界面における照射光３１の反射を減少させるために、ブロック１３は、波長３６５ｎｍにおける光の屈折率が１．４７４である反応媒体、すなわち石英ガラスと同様の屈折率をもつ材料で構成される。例えば、ＤＮＡプローブ合成の場合には、照射期間中に反応チャンバ又はフローセルにおいて用いられる反応媒体は、普通は、石英ガラスに適合する屈折率１．４の１％イミダゾールを含有するＤＭＳＯである。したがって、ブロック１３を構成するための石英と、ＤＭＳＯ／イミダゾール反応媒体との使用によって適合する屈折率が与えられ、それにより、媒体とブロック１３との間の界面における反射が本質的に最小にされ、したがって迷光の１つの発生源が排除される。屈折率が、用いられる反応媒体の屈折率と実用的なレベルで適合すれば、その他のブロック１３に適した材料を、ブロック１３を形成するのに用いることができる。
【００２５】
ブロック１３の表面３５は、入射光の反射を最小にするように選択された材料層で被覆される。実際には、選択される材料は、３６５ｎｍにおいて光の反射防止特性を有するもののいずれかとすることができる。この反射防止コーティングは、光がブロックを出る際に、該光が反射されて戻されないことを確実なものにすることが意図されている。ブロックの背部は、光が一旦ブロック１３を出ると戻らないような、どんな暗さの光吸収材料又は光トラップとすることもできる。
【００２６】
図１１〜図１５は、本発明の第２の実施形態を示す。オリゴマーアレイ合成用の基板として働くスライド４１、Ｋａｌ  Ｒｅｚ（登録商標）ガスケット４２及びブロック４３（図１１）は、図１に示された実施形態におけるそれらの対応するものと同じである。実施形態２と実施形態１との唯一の相違は、フローセルを互いに固定するフローセル組立体の構造である。実施形態２においては、前部プレート４４（図１１）とベース４９（図１２）が実施形態１のベース１０（図１）と置き換えられている。背部プレスブロック４５（図１１）が実施形態１のねじプレス１７（図１）と置き換えられる。フローセルを互いに固定するためにボルト１８及び１９（図１）を用いる代わりに、実施形態２は、フローセルを互いに固定するために配置ピン４６（図１１）を用いる。全ての他の点においては、望ましくない照射光の反射を減少させるために取られる寸法を含み、実施形態２は実施形態１と同一である。
【００２７】
図１６及び図１７に示される別の実施形態においては、図１６及び図１７におけるフローセルは、ボルト７１により互いに保持され、入力ポートライン２０に接続される入口７３と、出口ポートライン２１に変換される出口７５とを有するアルミニウムハウジング７０を含む。図１７の断面図に示されるように、ハウジング７０は、ボルト７１により基板上に互いに固定された下側ベース７８と上側部分７９とを含む。オリゴマー合成面６２を与えるスライド６１は、下側ベース７８と円筒形ガスケット８１（例えばＫａｌ  Ｒｅｚ（登録商標）から形成される）との間に保持され、これは次に、ハウジング７０の上側部分７９により固定位置に保持される。ハウジング７０の上側部分７９は、スロット６４の中に緊密に嵌合するチャンバカバー６３を保持するために、２つのスロット６４を有する。スライド６１、ガスケット８１、ハウジング７０の上側部分７９、及びチャンバカバー６３が、オリゴマー合成のための密閉チャンバ８８を形成する。ハウジング７０の上側部分７９は、入口７３から密閉反応チャンバ８８まで延びる入口チャネル８５と、反応チャンバ８８から出口７５まで延びる出口チャネル８９とを有する。ボルト７１は、スライド６１を取り外し可能に固定するために、ねじ込み、ねじ戻しすることができる。好ましくは、図１７に示すように、ゴムガスケット９０がベース７８の上部に取り付けられ、周辺領域においてスライドに係合して、ガスケット８１に向けられる圧力をスライドにかけるようにされる。
【００２８】
スライド６１（図１７）は、保護基の脱保護のために用いられる照射光の透過が最適化されるように選択された材料から形成され、オリゴマーアレイ合成中にスライドに接触してくる化学物質に対して抵抗する。例えば、ＤＮＡプローブを合成するとき、最適化は、３６５ｎｍのＵＶを透過し、酸及び塩基に対して抵抗するようにされる。
【００２９】
モノマー付加サイクルの光照射期間中に、照射光６９（図１７）が、チャンバカバー６３と反応チャンバ８８を通過して、スライド６３のオリゴマー合成面６２に入射する。この光照射期間中に、フローセルの反応チャンバは反応媒体で満たされる。反応媒体とスライド６１の界面における照射光６９の反射を減少させるために、スライドは、反応媒体流体の屈折率と同様の屈折率を有する材料で構成される。例えば、ＤＮＡプローブ合成の場合には、照射期間中に反応チャンバにおいて用いられる反応媒体は、普通は、屈折率１．４７の１％イミダゾールを含有するＤＭＳＯである。また、溶融石英ガラスは、反応媒体の屈折率と同様の屈折率１．４７４を有し、スライド６１を構成するのに用いることができる。スライド６１に適した他の材料は、用いられる媒体の屈折率に適合する限り、スライド６１を形成するのに用いることができる。スライド６１の表面６５はまた、ゴムガスケット９０が用いられないときに、スライド６１とスペース６７を満たす空気との界面か、又はスライド６１とベース７８との界面における照射光の反射を減少させるために、反射防止材料層で被覆される。
【００３０】
ここに記載される照射不均一性を補正するための特定の実施形態は、例示的なものであって、本発明を限定することを意図するものではなく、特許請求の範囲内に入る全ての修正形態を包含することが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１８及び図１９の装置内で用いるための本発明のフローセルの実施形態の分解斜視図である。
【図２】図１８及び図１９の装置内で用いるための本発明のフローセルの実施形態の組立斜視図である。
【図３】図２の組み立てられたフローセルの実施形態の上面図である。
【図４】図２の組み立てられたフローセルの実施形態の正面図である。
【図５】図２の組み立てられたフローセルの実施形態の側面図である。
【図６】図１のブロック１３の斜視図である。
【図７】図６のブロック１３の上面図である。
【図８】図６のブロック１３の底面図である。
【図９】図６のブロック１３の側面図である。
【図１０】図１に示されたブロック１３の穴２３の断面図であり、穴の中に流体フィッティングが嵌め込まれている。
【図１１】本発明の別のフローセルの実施形態の分解図である。
【図１２】本発明の別のフローセルの実施形態の組立図である。
【図１３】本発明の別のフローセルの実施形態の組立図である。
【図１４】本発明の別のフローセルの実施形態の組立図である。
【図１５】図１３の組み立てられたフローセルの実施形態の正面図である。
【図１６】本発明のさらに別のフローセルの実施形態の平面図である。
【図１７】図１６の線８−８にほぼ沿って見た図１６のフローセルを通る断面図である。
【図１８】本発明に係るアレイ合成装置の概略図である。
【図１９】図１８の装置のためのフローセルの概略図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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