(57)【要約】開示されるのは、・流体チャンバーを有し、分析される流体を循環させるための手段と、・検出前部表面、後部表面、およびこの後部表面上に位置する電気的コンタクトのパッド、を含んだ、半導体をベースとする光学検出手段と、を含むことを特徴とする生物学的分析デバイスに関するものである。
2008529025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
・流体チャンバーを有し、分析される流体を循環させるための手段と、
・前記流体チャンバーで分析される流体に接触することを目的とする検出前部表面、後部表面、およびこの後部表面上に位置する電気的コンタクトのパッド、を含んだ、半導体をベースとする光学検出手段と、
を含むことを特徴とする生物学的分析デバイス。
【請求項２】
前記前部表面が、生物学的、および／または化学的プローブによって機能化されることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記検出手段は蛍光検出手段であることを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
波長フィルターをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記検出手段は生物発光または化学発光を検出するための手段であることを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項６】
分析される流体の特定の分子と接触する際にフォトンを発することができる酵素でマーキングされた生物学的プローブを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項７】
構成部品は流体の流れ表面において流体チャンバーと同一平面であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記検出手段の前部表面は配列状の検出ピクセルを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項９】
それぞれのピクセルおよび／または配列において電子処理手段を含むことを特徴とする請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前部表面上にパッシベーション層をさらに含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記パッシベーション層は窒化ケイ素または酸化ケイ素であることを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
光学検出手段に近接する領域、または光学検出手段をチャンバーに挿入するための領域に、流体チャンバーをシールするための手段をさらに含むことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１３】
部品のペリメータが支持平面を含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記流体チャンバーは支持平面を含むことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記検出手段の後部表面の側に加熱手段をさらに含むことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記検出手段の後部表面上のパッドに接触して置かれたメモリーフィルムをさらに含むことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１７】
コンタクトパッドが、前記検出手段および外部のリーダーの直接の配線を提供することを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１８】
生物学的分析を実行するための、請求項１から１７のいずれか１項に記載のデバイスの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主な適用分野は、「ラボ−オン−チップ(lab-on-chip＝チップ上の実験室)」の分野、あるいは、集積された分析デバイスまたはＩＡＤ（マイクロ電子工学部品で、そこで１つまたは幾つかの化学的および／または生物学的反応が行なわれるもの）の分野、あるいは、とりわけＤＮＡやタンパク質を検出し、そして特徴付けるために使われるバイオチップ（生物学的プローブ(probe)を備えるマイクロ電子工学サポート）の分野である。特にこれは、そのようなデバイスの集積された読み取りを可能にする。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１および特許文献２は、バイオチップの検出部を作るための基板としてのＣＣＤ（またはＣＭＯＳ）光学センサの使用について記載している。分析される分子は蛍光または化学発光（標識）によってマーキングすることができる。
【０００３】
他のＩＡＤに対して、検出はもはや光学的ではないが、分析される分子に関連したマーカーによって生成された電子からの電気的なものであって、それは読み取り回路によって直接読み取られる。例えば、非特許文献１で参照することができる。
【０００４】
図１はＣＭＯＳ技術において標準的なＡＰＳ部品２の図面である。この図は検出部品２の前部表面上の、有用な表面の実際的な例を与える。部品に関しては、検出手段５４および関連する集積された処理手段を持った基板を意味する。パッシベートされたピクセル（画素）の配列５４および電気コンタクトのレジューム(resume；再現部または再出現部)のための金属パッド４２が、同じ前部表面に対して示されている。
【０００５】
コンタクトパッド４２の全体をグループ化する領域４は、この部品の前部表面上の結果として生じたスペースを占める。部品のタイプとそれらの用途に応じて、接触領域は、部品の４つのエッジ上に、あるいはそれらの３つまたは２つの上に、もしくは部品の側面にさえも再び見出すことができる。これらの予約された領域は、生産技術に応じて、または電気的コンタクトを再現（または再出現）するための技術に応じて最高５００μｍの範囲の幅でありうる。
【０００６】
光学検出手段５４を持つものとしての部品の、同じ面上への、そしてそれに近接したこれらのコンタクトの配置は、あるいくつかの問題を有する：
・これらのコンタクトは金属（金、白金、アルミニウム、またはアマルガム．．．）から成る。これらの金属は部品の前部表面において再び現れる。集積された検出の用途のために、電気的コンタクトを作った後に続く製造ステップは、生物学的プローブを固定化するための化学的なステップを行なうことによって検出表面の機能化を達成することから成る。ここで、ほとんどの化学的機能化方法は、酸化還元ステップ、あるいは、瞬間的、または他の金属に対する攻撃的な酸性状態でのステップを含む。これらのステップのいくつかはこれらの金属の特性を変え、コンタクトの完全な破壊さえも存在しうる。
【０００７】
従って、コンタクトパッドを機能化の前にデパッシベート(depassivate；非パッシベート)することが困難で、あるいは不可能でさえある。ここで、機能化の前のデパッシベーション(depassivate)は、電子読み取り回路の機能性をテストすることを可能にし、工業的プロセスの品質を確実にするための大きな進歩となる。逆に、デパッシベーションが機能化の後に行なわれるならば、例えばエッチングなどの攻撃的な技術ステップを必要とするので、それは生物学的プローブを劣化させうる。
【０００８】
・部品が機能化されると、電気的コンタクトは他のサポート（メモリーフィルム、例えばＰＣＴ（ポリカーボネート・ベンチ）６またはその他のもの、図２および図４参照）上で再現されることになる。ここで、もし全体の部品（コンタクトの再現部を含めて）が集積された分析デバイス（またはＩＡＤ）の流体部分に集積されるならば、異なったコンタクト間の何らかの短絡、または電気的接続の何らかの変更を避けるため、コンタクトとそれらの再現部７はパッシベートされることになる。これは、パッシベーション樹指またはポリマー８（図２）によって達成することができる。それら（パッシベーション樹指またはポリマー８）はＩＡＤの流体部分において過度な厚み（数百ミクロン）を生成し、流体流れを乱す。これは部品の流体を閉鎖するようなかなりの圧力を提供する。
【０００９】
図４に示す他の形態では、部品の接続部１０は流体部分１２の外に置かれる。この解決策は、組立体のシールの問題、チップの敏感な領域と接続領域との間のこのシールを達成するための浪費スペースの問題、流体流れの動揺の問題、さらに組み立て精度の問題をも持っている。
【００１０】
図３は他の既知の形態を示す。ここでは、基板２２上の光学検出層２０が、導電性接着剤２６とパッシベーション樹指で覆われたサイドコンタクト２４を含む。
【００１１】
図５は他の既知の形態を示す。ここでは、光学検出手段が基板３２上に形成され、サイドコンタクト３４が、壁３６で区切られた流体領域から分離している。
【００１２】
これらすべてのデバイスに対して、すでに上述された問題が課されている。
【００１３】
生物学的サンプルを準備するために必要とされる流体機能を検出機能と集積する問題も課されている。
【特許文献１】米国特許第５,６５３,９３９号明細書
【特許文献２】米国特許第６,３２５,９７７号明細書
【非特許文献１】Robin H. Liuら著，「Integrated Microfluidics Biochips for Electrochemical Detection of Multiple Bioagents」，8th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences，２００４年９月２６日〜３０日，Malmo，Sweden
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の一つの目的は、光学的、および／または、電気的検出手段を備え、分析されるサンプルの流体流れを制限または動揺させないことが可能な、新しいタイプの生物学的分析デバイスを提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、電子的機能性を機能化の前、および／または、後にテストできるデバイスを作ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、
・流体チャンバーを有し、分析される流体を循環させるための手段と、
・前記流体チャンバーで分析される流体に接触することを目的とする前部検出表面、後部表面、およびこの後部表面上に位置する電気的コンタクトのパッド、を含んだ、半導体をベースとする光学検出手段と、
を含むことを特徴とする生物学的分析デバイスに関する。
【００１７】
従って本発明によれば検出器が使われ、そのために、電気的コンタクトパッドがチップの後部表面上に移される。
【００１８】
これは、場合に応じパッシベーション層、例えば窒化ケイ素または酸化ケイ素層で覆われた検出部分のみを備えた前部表面において、可能となる。
【００１９】
前部表面に、１つ以上のピクセルにおける電子処理デバイスを持つことも可能である。その部品との外側接続は、後部表面上に位置するコンタクトパッドによって提供される。
【００２０】
このような用途は、検出手段を含む部品の表面上に生物学的プローブを生産するためのステップを容易にし、特にそのマイクロ流体部分でＩＡＤにおける検出技術の集積の可能性を改善する。
【００２１】
従って本発明によれば、例えばＣＭＯＳまたはＣＣＤまたはＮＭＯＳまたはｂｉＣＭＯＳタイプの検出器の技術を使うことができ、それらの検出器を、場合に応じ、後部表面上の電気コンタクトの再現部により配列中に配置することができる。
【００２２】
前部表面は、生物学的、および／または化学的プローブによって機能化されうる。
【００２３】
検出手段は光学的なタイプ、例えば蛍光検出手段とすることができ、場合に応じ波長フィルターを含むことができる。
【００２４】
さらに、検出手段は、例えば生物発光または化学発光を検出するための手段であって、分析される流体の特定の分子と接触する際にフォトンを発することができる酵素でマーキングされた生物学的プローブを含むことができる。
【００２５】
１つの選択肢によれば、検出手段は電気的手段、例えば電気化学的な手段である。
【００２６】
好ましくは、検出手段は流体の流れ表面において流体チャンバーと同一平面である。
【００２７】
検出手段のまわりまたはこれらの検出手段に近接する領域、または検出手段をチャンバーに挿入するための領域に、シール手段を提供することができる。
【００２８】
部品のペリメータ（perimeter：視野計）および／または流体チャンバーは、好都合に支持平面を含む
【００２９】
本発明によるデバイスは、検出手段の後部表面の側に加熱手段をさらに含むことができる。すなわち、検出手段に接触するか、またはそれに面しているか、またはそれに集積される。
【００３０】
検出部品の後部表面上のパッドに接触して置かれた読み取り手段は、デバイスの使用時に信号を読み取ることを可能にする。
【００３１】
さらに、メモリーフィルムを、部品の後部表面上のパッドに接触して置くことができる。
【００３２】
コンタクトパッドが、検出手段および外部のリーダー（読み取り手段）、例えばチップカードタイプのもの、の直接の配線に提供され、それと両立する。
【００３３】
本発明は、生物学的分析を実行するための、本発明によるデバイスの使用にも関連している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の範囲内で適用できる典型的な部品を図６（後部表面）および図７（前部表面）に示す。
【００３５】
これはＡＰＳ(active pixel sensor；アクティブピクセルセンサ)チップである。すなわち、ピクセル５４において、後部表面５２上の再現コンタクトとしてデパッシベートされた金属パッド５１を備え、ピクセル情報を読み込んで処理するための集積された電子的機能を含む（図６）。
【００３６】
部品の前部表面５０は、例えばＣＭＯＳ技術、または半導体（ＮＭＯＳ、ＢｉＣＭＯＳ．．．）をベースとする他の何らかの技術における光学的、および／または電気的検出部品の機能を集める。これは、ＣＣＤ検出配列の部品とすることもできる。
【００３７】
後部表面上のコンタクトの再現部を備えたＣＭＯＳまたはＭＥＭＳまたはＣＣＤ技術の例は、論文（J. F. Kuhmann著，題名：「Through Wafer Interconnects and Flip-Chip Bonding: A Toolbox for Advanced Hybrid Technologies for MEMS」，EUROSENSORS XIII, 13th European conference on Solid-State Transducers， pp. 265-72 (The Hague １９９９年). ISBN: 90-76699-01-1）によって与えられる。
【００３８】
前部表面５０は、酸化ケイ素または窒化ケイ素層によってパッシベートできる。後部表面５２上では（図６）、コンタクトパッド５１が存在し、それによってこの部品と外部のリーダー（読み取り手段）との間に、読み取り回路上の媒介デバイス（フィルム、メモリー）を介して、あるいは介さないで、電気接続をなすことができる。
【００３９】
関連する電子処理回路も、それ自体前部表面５０上に作ることができ、そしてそれは、例えば：アドレッシングおよび／または増幅、および／またはアナログ変換またはデジタル変換のような、種々の機能を満たす。そのような回路はパッシベート（不動態化）される。
【００４０】
本発明による集積された分析デバイスを図８および図９に示す。
【００４１】
図８は両面技術によるＩＡＤの概略図であり、そこでは、本発明による部品４０が、基板６６に作られたチャネル６０、６２、およびアパーチャ６４から成った流体部分に挿入される。
【００４２】
好都合に、そして図１０に示すように、その前部表面５０を介しての流体に接触する部品４０が、そのエッジの近くで、流体部分のシールをさらに提供する接着剤６３を用いて領域６４の底面に組み立てられる。メモリーフィルム６５を、コンタクト６８のパッドによって部品と接続された後部表面上（流体にさらされない側）に配置することができる。
【００４３】
さらに好都合に、この部品は、流体部分の表面と同一平面であり、これは図１０において一層明確である：すなわち前部表面５０は、上を流体が流れる基板６６の面と同じレベルに存在する。
【００４４】
それによって流体流れは、いかなる不規則性（irregularity；異常性）にも遭遇しない。電気的な表面接触のためにいかなる空間も確保されない。
【００４５】
電気コンタクト５１は後部表面上で直接アクセス可能である（図９）。それらは例えばメモリーフィルムに接続できる。
【００４６】
電気的接続は、図１のように前部表面５０上にいかなるアクセス可能な接続もなしで部品４０を介してなされる。ここで、分析される流体が流れることになるのは、この前部表面上である。
【００４７】
このようなデバイスの２つの典型的な実施形態を図１１及び図１２に与える。
【００４８】
これらの図では、常に、参照符号４０が使われる検出部品を指す。
【００４９】
それは、基板全体６６を完全に横断する（図１１）か、または横断しない（図１２）コンタクト８０〜８３を介して。コンタクトパッド７０〜７３に接続される。パッシベーション層８７、９７は検出表面５０を覆う。他の数字の参照符号は以前に既に説明した部品に対応する。
【００５０】
図１１の実施形態では、コンタクト８０、８１は、それら自体が前部表面上にも存在し、パッシベーション層８７で覆われている。この構造は、コンタクト８０、８１と部品の間のコンタクト８５、８９の再現部をさらに適用し、再現部もパッシベーション層の下に位置する。
【００５１】
図１２の実施形態では、より大きな検出表面５０を備えた部品を使うことができる。
【００５２】
相互接続材料は、金、またはチタン金合金、あるいはニッケル．．．などとすることができる。
【００５３】
このようなデバイスにより、部品の前部表面５０上では、ピクセルおよび関連する電子処理回路の配列の、例えば窒化ケイ素または二酸化ケイ素によるパッシベーション層にのみアクセスを持つだけであるので、パッド５４の金属特性を考慮に入れる必要はもはやない。
【００５４】
顕微鏡スライド上で動作するすべての機能化化学反応をパッシベーション層上で考慮することができる。
【００５５】
流体の見地からは、部品の前部表面５０は、流体部分と同一平面である場合に、電気的コンタクトおよびその関連するパッシベーションを再現することによって起こされる、いかなる不規則性をも有しない。これは、流体流れに関してのいかなる補足的な検討または開発をも必要としない。にもかかわらず部品は、必要に応じて、流体チャンバー中に突き出すことができる。
【００５６】
組み立ての見地からは、部品の主要平面に垂直な方向（図７の方向ｉ）において、再現コンタクト（図４のような）のための、まずく定義される領域およびそれらのパッシベーションは、もはや確保されない。アセンプリは、セクターの流体部分と検出部品のエッジとの間における例えばシールガスケットによって達成できる。
【００５７】
この技術を用いて、バイオチップの検出部品を組み立てるための方法を、従来の技術でのものより遥かに簡単に得ることができる。
【００５８】
特に、図１３および図１４に示すように、流体部分６４が作られる（図１３および図１４）基板６６に支持平面１６６を作ることができ、および／または、生物学的分析デバイスの流体部分において検出チップを組み立てることを容易にする部品のペリメータ上に支持平面１４０が規定される（図１４）。
【００５９】
このタイプのＩＡＤのために意図される使い捨て使用を考慮に入れて、チップの後部表面上のパッド５４に直接接触し、またコンタクトが移されるメモリーフィルムを介しないチップカードリーダータイプの外部の＜＜リーダー＞＞によって、電気コンタクトの再現部を実現することがさらに可能である。これらのパッドの大きさは、標準的なツールと接触の再現を容易にするように適合させることができる。
【００６０】
部品の後部表面５２の全表面が、この目的のために利用可能である。
【００６１】
一般的な規則として、部品のアクティブな表面は電気コンタクトを再現するために必要な表面よりも大きく、そのため、部品の後部表面５２上には、全部の電気コンタクトを作るための、またより大きい電気的コンタクトパッドさえをも作るための、最終的なリーダーとの互換性のある、従来的にチップカード上にコンタクトを再現するために使われる、十分な表面積が存在する。
【００６２】
メモリーフィルムを削除することによって、このフィルムの使用に関連する応力（位置合せ、機械的強度、熱強度）を削除することができる。それは生物学的分析デバイスの組み立てを容易にする。
【００６３】
流体チャンバーにおいて温度を制御するために、熱抵抗体を部品の後部表面上に提供することができる。それは、好都合に、コンタクトパッドを作るために使われるのと同じ技術で作ることができる。あるいは、外部の熱抵抗体（例えばリーダーと一体のもの）を使うことができる。そしてメモリーフィルムを削除することによって、この場合に部品との直接の熱接触が可能であって、流体チャンバーにおける温度の一層良好な制御を提供する。
【００６４】
他の局面では、部品の後部表面５２上の利用可能な表面を考慮に入れて、接続パッドの表面をかなり増やすことができる。これにより、コネクタ技術応力（位置合せ、機械的強度、熱強度）が削除される。
【００６５】
本発明による部品の前部表面は、生物学的プローブ（ＤＮＡ、またはタンパク質、または糖）によって機能化されうる。それから集積された生物学的分析デバイスとして使用される。部品の電気的機能性は、後部表面コンタクトパッドを介した機能化の前あるいは後のいつでもテストすることができる。
【００６６】
このように、ＤＮＡ、タンパク質、または他の配位子バイオチップを、文献＜＜F. Mallardら著，「Opto-electronic DNA chip: high performance chip reading with an all-electric interface」＞＞に記載のような、集積された方法で読み取ることができる。この文献は以下のインターネットサイト上で利用可能である：
www.sparksdesigns.co.uk/biopapers04/posters.asp
【００６７】
特許文献１及び特許文献２に記載のように、また、例えば蛍光または生物発光または化学発光による光学検出手段のおかげで、あるいは電気的手段のおかげで、分子の検出、特に有機分子の検出にも適用されうる。
【００６８】
ここで、６つの例が与えられる。これらの例においては、「部品」という用語は本発明に従った部品を意味する：
【００６９】
［例１−光検出器の配列の機能化］
使われたＡＰＳ部品の表面を窒化ケイ素パッシベーション層で覆った。取り込んだオリゴヌクレオチドを、反応基を持ったシランによってＡＰＳの表面に移植した。
【００７０】
１−１：ＡＰＳの表面上へのＳｉＯＨ基の作成：
部品を５００ＷのＯ２プラズマに１分間さらした。別に、部品を質量比１：３：４ＮａＯＨ、Ｈ２Ｏ、エタノール混合液中に２時間おいた（＜＜ブラウン＞＞処理）後、水で十分に洗浄し、窒素流れ中で乾燥した。
【００７１】
１−２：シラン化：
部品を、無水エタノール＋１０％の３アミノプロピルトリエトキシシラン(aminopropyltriethoxysilane)混合物中に室温で２４時間おいた。次に、それらを、１回の５分間の超音波処理を含めてエタノールで数回すすいだ。次に窒素流れ中で乾燥し、そして１１０℃で３時間おいた（アニーリング）。
【００７２】
１−３：アクティブ化前処理：
部品をＫＯＨ溶液（７．５質量％水溶液）に浸漬し、次に水で十分にすすいだ。このステップはシランのＮＨ２基の再生を提供し、これでプロトン付加される（次のステップにおいて反応性の少ないＮＨ３＋）。
【００７３】
１−４：アクティブ化：
部品を、水を含む２０％グルタルアルデヒド(glutaraldehyde)溶液中に室温に９０分間浸漬した。次に、それらを水で十分にすすぎ、そして窒素流れ中で乾燥した。
【００７４】
１−５：取り込まれたオリゴヌクレオチドの結合：
アミン基を備えた捕獲プローブを、最終的に１０μＭになるよう堆積バッファ（３００ｍＭのＮａ２ＨＰＯ３、ｐＨ７．８、１０％グリセロール）中に希釈した。次に、圧電性ニードルを備えたKarl Zussストッパロボットを用いて、部品の表面上に堆積した。堆積体積は３００ｐｌのオーダーで、液滴の直径は約１４０μｍであった。
【００７５】
例２では、使用した捕獲プローブは２０ｍｅｒで、（５’）ＡＡＴＡＧＴＡＣＴＴＴＣＣＴＧＡＴＴＣＣ（３’）−ＮＨ２である。
【００７６】
堆積は、部品の表面に一晩接触させたまま継続し、そして部品を固定化後の処理の前に堆積バッファで３回洗浄した。
【００７７】
１−６：固定化後の処理：
部品を室温で、水を含む９０ｍＭのＮａＢＨ４溶液中で撹拌せずに１時間おき、水で５分間すすぎ、０．２％ＳＤＳ溶液で５分間すすぎ、再び水で５分間すすぎ、次に窒素流れ中で乾燥した。
【００７８】
[例２−ＨＲＰ結合オリゴヌクレオチドによるＤＮＡチップのハイブリッド化のための実験]
例１で説明した手順によれば、検出プローブに補足的なＨＲＰ結合オリゴヌクレオチドの１０ｎＭを、ハイブリッド化バッファ（１００ｍＭのトリス(Tris)、ｐＨ８．０、１ｍＭのＥＤＴＡ、１ＭのＮａＣｌ、０．０５％のトライトン(Triton)Ｘ−１００）において、３７℃で３０分間液滴としてハイブリッド化した（ここでは：（５’）ＧＧＡＡＴＣＡＧＧＡＡＡＧＴＡＣＴＡＴＴ（３’）−ＨＲＰ）。
【００７９】
次に、部品の表面を、ハイブリッド化バッファで３回洗浄し、続いて部品をその読み取りデバイス（ＳＴマイクロエレクトロニクス(STMicroelectronics)のＶＶ５５０１チップのテストキット）上にマウントした。ピエルス・エリサ・フェムト最大感度化学発光基材(Pierce ELISA Femto Maximum Sensitivity chemiluminescence substrate)を、表面上に液滴として堆積し、その部品を暗室に置き、次に６４の発光スポットの非飽和イメージ(64 non saturated images of the luminescent spots)を得た。
【００８０】
信号の取得の後、ジャベル(Javel)水を加えることにより発光を消失し（すべての存在ルミノール(luminol)の急速酸化）、次に６４のイメージを同一のカメラ調整により取得した（ブラックイメージの取得）。
【００８１】
スポットの最終イメージは６４の信号イメージの平均と、６４のブラックイメージの平均との差である。
【００８２】
図１５は最終イメージの例である。５つのスポットのライン（スポット間隔：２００μｍ、ラインピッチ：４００μｍ、スポットの直径：〜１４０μｍ）が見られる。
【００８３】
［例３−フォトン発生前の分子拡散の測定］
ＨＲＰ／ルミノール対の反応メカニズムの詳細は、フォトンがそこから発生する種のような、フォトン発生種が溶液中に自由に拡散することを示す（ＨＲＰに依存する反応チェーンの第一ステップのみ）。従って、化学発光で観察されるスポットのサイズはその実際のサイズより大きくなる。これは、光検出器の配列上に置かれる生物学的サイトの最大密度に影響する。
【００８４】
フォトン発生種の拡散距離を数量化する試みを行なった：すなわち、図１５に示したもの（非飽和イメージ、信号のための検出プローブの飽和した面密度）に類似したイメージに関して、スポットの強度プロフィールをプロットした。
【００８５】
スポットの平均直径間の差（そのピークの半値幅によって見積もった）およびスポットの拡散直径（光の強さが最大強度の１０００分の１より大きいような、スポット上の領域）をこのように測定することができた。
【００８６】
図１６Ａおよび図１６Ｂは得られた結果を示す：ラインに沿った距離を横座標に、グレーレベルの光の強度を縦座標にプロットした。図１６Ｂは、スポットの外見上の直径を、グラフを使って最大強度の１／１０００のところで測定するためのピークのベース部分を引き伸ばしたものを示す。
【００８７】
図１６Ａと図１６Ｂに示したケースでは、スポットの＜＜真の＞＞サイズが１４０μｍである一方で、拡散スポットは４４０μｍの直径を有する。
【００８８】
［例４−生物学的サンプルの完全な分析］
この例はサンプルの処理の一般的な進行とハイブリッド化に関連している。
【００８９】
部品を、例１で説明した方法のいずれかにより得た。
【００９０】
生物学的サンプルを、関係する核酸を摘出および精製し、次に最先端技術、例えばTroeschら著のJournal of Clinical Biology（１９９９年，３７，４９〜５５頁）に記載の方法に従ってそれらを展開するために処理した。
【００９１】
次に、フランス特許第２８２４  ３３５号明細書の<<Procede de marquage et de fragmentation d'AND>>（ＤＮＡにマーキングし、そして分割するための方法）に記載された方法によって、展開された核酸をＤＮＡのリン酸基上のビオチンでマーキングし、小片に分割した。次に、マーキングされ、分割されたこれらの核酸を、マーカーの過剰部分を除去するために、標準的な最先端技術によって精製した（例えば、Monnotら著，「Nucleos. Nucleot. & Nucleic acids」，２００１年，２０（４〜７），１１７７〜１１７９を参照）。
【００９２】
次に、展開され、マーキングされ、分割された核酸を、この技術の前述の（１９９９年のTroeschらの）技法に従って部品上に３０分間ハイブリッド化した。次に、ハイブリッド化した部品を、この技術の方法にいつも通りに従って、特に部品に結合していない核酸を除去するために洗浄した。
【００９３】
次に、ストレプトアビジン／ＨＲＰ複合体を、１０から２０ｎＭの濃度で５から１５分間、部品上に堆積し、そしてビオチンでマーキングした核酸に特に結合していない複合体を除去するために、部品を再び洗浄した。
【００９４】
次に、ピエルス・エリサ・フェムト最大感度化学発光基材(Pierce ELISA Femto Maximum Sensitivity chemiluminescence substrate)をチップ上に導入し、次に上述の例２で説明した処理を続けた。
【００９５】
［例５−光化学経路による光検出器配列の機能化］
上述の例１はスポッティング(spotting)による部品の機能化を示す。
【００９６】
しかしながら、バイオチップタイプの部品の分野において現在有効な、他の機能化の方法を使うことができる。
【００９７】
特に、部品を作るための優先的な方法は、アフィメトリクス(Affymetrix)によって実践されるように、光によって処理される機能化の方法を使うことである（参照:Fodorら著，「Science」，１９９１年，２５１，７６７〜７７３頁，またはさらに、Peaseら著，「Proc. Nat. Acad. Sci. USA」，１９９４年，９１，５０２２〜５０２６頁）。マイクロエレクトロニクスの方法からのこの方法は、ペプチドまたはオリゴヌクレオチドの部品を作るために一連のインソレーション（ＵＶＡ）（日射）およびガラスまたはシリカウェーハ上での化学反応を使う。
【００９８】
光検出器の配列を作るための方法自体も、マイクロエレクトロニクスの技術、特に、シリコン基板上での薄層堆積、インソレーション（ＵＶＡ）の最終エッチングステップを使う。
【００９９】
従って、工業的な製造方法は以下のようである：
・要求される仕様（ピクセルのサイズと配置、パッシベーション層の特性、チップに集積されるファームウェア、．．．）に従って、ＡＰＳ光検出器の配列を持つ基板を作る
・基板を機能化する
・それらを切断してパッケージングする
【０１００】
［例６−蛍光の場合］
機能化された検出表面を、適切な波長の光線によって励起させた。異なった波長を備えた蛍光ビームが再発光され、そして検出表面において読み取った。
【０１０１】
この場合、好都合に、光学的検出表面上に、励起波長では反射性で蛍光波長では透過性の波長フィルターを追加するための準備がなされる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】既知のデバイスを示す。
【図２】既知のデバイスを示す。
【図３】既知のデバイスを示す。
【図４】既知のデバイスを示す。
【図５】既知のデバイスを示す。
【図６】本発明による部品の後部表面を示す。
【図７】本発明による部品の前部表面を示す。
【図８】前部表面の視点での、本発明によるＩＡＤを示す。
【図９】後部表面の視点での、本発明によるＩＡＤを示す。
【図１０】基板に挿入された、本発明による部品の断面図を示す。
【図１１】コンタクトが基板を横断する状態で基板に挿入された、本発明による部品の断面図を示す。
【図１２】コンタクトが基板を完全に横切らない状態で基板に挿入された、本発明による部品の断面図を示す。
【図１３】支持平面が作られた基板に挿入された、本発明による部品の断面図を示す。
【図１４】支持平面を備え、支持平面が作られた基板に挿入された、本発明による部品の断面図を示す。
【図１５】ＨＲＰ結合オリゴヌクレオチドによるＤＮＡ成分のハイブリッド化実験の際に得られる典型的なイメージである。
【図１６Ａ】本発明によるデバイスを用いて、フォトンの発生前の分子拡散を測定する実験の際に、得られた結果を示す。
【図１６Ｂ】本発明によるデバイスを用いて、フォトンの発生前の分子拡散を測定する実験の際に、得られた結果を示す。
【符号の説明】
【０１０３】
４０  部品
４２  コンタクトパッド
５０  前部表面
５１  電気コンタクト
５２  後部表面
５４  検出手段
６０  チャネル
６３  接着剤
６４  アパーチャ
６４  流体部分
６４  領域
６５  メモリーフィルム
６６  基板
６８  コンタクト
７０〜７３  コンタクトパッド
８０〜８３  コンタクト
８５、８９  コンタクト
８７、９７  パッシベーション層
【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１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【国際調査報告】
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