(57)【要約】      （修正有）【課題】基板構造およびオリゴマープローブアレイを提供する。【解決手段】基板構造は基板および基板上に形成された化学式１で表される化学構造を含む中間膜を含む。2008209409.tif 000046（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、Ｒ２はアルキル基、アリール基であり、Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された下記化学式１で表される化学構造によって形成された中間膜とを含む基板構造。
【化１】
2008209409.tif 000028
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる。）
【請求項２】
前記固定層は、−Ｓｉ（ＯＲ）３を含む請求項１に記載の基板構造。
（但し、式中、Ｒはアルキル基である。）
【請求項３】
前記Ｒ１または前記Ｒ２は、
【化２】
2008209409.tif 000029
で表される化合物から成る群から選択される化合物と、
【化３】
2008209409.tif 000030
で表される化合物からなる群から選択される化合物をディールス・アルダー反応で反応させて形成されてなる請求項１に記載の基板構造。
【請求項４】
前記基板は前記基板上または前記基板内に３次元の表面を含み、
前記中間膜は前記３次元の表面上に形成されてなる請求項１に記載の基板構造。
【請求項５】
基板と、
前記基板上のオリゴマープローブと、
前記基板と前記オリゴマープローブとの間に介在され、下記化学式２で表される化学構造によって形成された中間膜を含むオリゴマープローブアレイ。
【化４】
2008209409.tif 000031
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｙでリンカー、スペーサまたはオリゴマープローブがカップリングされ、
Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる。）
【請求項６】
前記固定層は、−Ｓｉ（ＯＲ）３を含む請求項５に記載のオリゴマープローブアレイ。
（但し、式中、Ｒはアルキル基である。）
【請求項７】
前記Ｒ１または前記Ｒ２は、
【化５】
2008209409.tif 000032
で表される化合物から成る群から選択される化合物と、
【化６】
2008209409.tif 000033
で表される化合物から成る群から選択される化合物をディールス・アルダー反応で反応させて形成されてなる請求項５に記載のオリゴマープローブアレイ。
【請求項８】
前記基板は前記基板上または前記基板内に３次元の表面を含み、
前記中間膜は前記３次元の表面上に形成されてなる請求項５に記載のオリゴマープローブアレイ。
【請求項９】
前記中間膜と前記オリゴマープローブとの間に、リンカーまたはスペーサをさらに含む請求項５に記載のオリゴマープローブアレイ。
【請求項１０】
前記基板は前記オリゴマープローブがカップリングする活性化領域と前記オリゴマープローブがカップリングしない非活性領域とを含み
前記中間膜は前記活性化領域上に下記化学式２で表される化学構造を含み、前記非活性化領域上で下記化学式１に表される化学構造によって形成された中間膜とを含む請求項５に記載のオリゴマープローブアレイ。
【化７】
2008209409.tif 000034
【化８】
2008209409.tif 000035
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｙでリンカー、スペーサまたはオリゴマープローブがカップリングされ、
Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる。）
【請求項１１】
前記活性化領域上の前記中間膜と前記オリゴマープローブとの間に、リンカーまたはスペーサをさらに含む請求項１０に記載のオリゴマープローブアレイ。
【請求項１２】
基板を準備し、
前記基板上に形成された下記化学式１で表される化学構造によって形成された中間膜を形成することを含む基板構造の製造方法。
【化９】
2008209409.tif 000036
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる。）
【請求項１３】
前記固定層は、−Ｓｉ（ＯＲ）３を含む請求項１２に記載の基板構造の製造方法。
（但し、式中、Ｒはアルキル基である。）
【請求項１４】
前記Ｒ１または前記Ｒ２は、
【化１０】
2008209409.tif 000037
で表される化合物から成る群から選択される化合物と、
【化１１】
2008209409.tif 000038
で表される化合物から成る群から選択される化合物をディールス・アルダー反応で反応させて形成することを含む請求項１２に記載の基板構造の製造方法。
【請求項１５】
前記基板は前記基板上または前記基板内に３次元の表面を含み、
前記中間膜は前記３次元の表面上に形成される請求項１２に記載の基板構造の製造方法。
【請求項１６】
前記化学式１で表される化学構造は、
【化１２】
2008209409.tif 000039
で表される化合物から成る群から選択された化合物と、
【化１３】
2008209409.tif 000040
で表される化合物から成る群から選択された化合物をディールス・アルダー反応で反応させて環化してジケト構造を含むジケトンを合成し、
前記ジケト構造を含むジケトンをジアゾトランスファー試薬と反応させてジアゾケト基を形成することによって製造される請求項１２に記載の基板構造の製造方法。
【請求項１７】
前記ジアゾトランスファー試薬は、ｐ−カルボキシベンゼンスルホニルアジド、ｐ−トルエンスルホニルアジド、またはｐ−ドデシルベンゼンスルホニルアジドである請求項１６に記載の基板構造の製造方法。
【請求項１８】
基板を準備し、
前記基板に下記化学式１で表される化学構造によって形成された中間膜を形成し、
前記中間膜の少なくとも一部を露光し、
前記露光した中間膜の少なくとも一部にオリゴマープローブをカップリングすることを含むオリゴマープローブアレイの製造方法。
【化１４】
2008209409.tif 000041
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる。）
【請求項１９】
前記中間膜の少なくとも一部を露光することは、１９０ｎｍないし４５０ｎｍの波長の光で露光することである請求項１８に記載のオリゴマープローブアレイの製造方法。
【請求項２０】
前記固定層は、−Ｓｉ（ＯＲ）３を含む請求項１８に記載のオリゴマープローブアレイの製造方法。
（但し、式中、Ｒはアルキル基である。）
【請求項２１】
前記Ｒ１または前記Ｒ２は、
【化１５】
2008209409.tif 000042
で表される化合物から成る群から選択される化合物と、
【化１６】
2008209409.tif 000043
で表される化合物から成る群から選択される化合物をディールス・アルダー反応で反応させて形成することを含む請求項１８に記載のオリゴマープローブアレイの製造方法。
【請求項２２】
前記基板は前記基板上または前記基板内に３次元の表面を含み、
前記中間膜は前記３次元の表面上に形成される請求項１８に記載のオリゴマープローブアレイの製造方法。
【請求項２３】
前記化学式１で表される化学構造は、
【化１７】
2008209409.tif 000044
で表される化合物から成る群から選択された化合物と、
【化１８】
2008209409.tif 000045
で表される化合物から成る群から選択された化合物をディールス・アルダー反応で反応させて環化してジケト構造を含むジケトンを合成し、
前記ジケト構造を含むジケトンをジアゾトランスファー試薬と反応させてジアゾケト基を形成することによって製造される請求項１８に記載のオリゴマープローブアレイの製造方法。
【請求項２４】
前記ジアゾトランスファー試薬は、ｐ−カルボキシベンゼンスルホニルアジド、ｐ−トルエンスルホニルアジド、またはｐ−ドデシルベンゼンスルホニルアジドである請求項２３に記載のオリゴマープローブアレイの製造方法。
【請求項２５】
前記露光した中間膜の少なくとも一部にオリゴマープローブをカップリングすることは、リンカーまたはスペーサを媒介にしてカップリングすることである請求項１８に記載のオリゴマープローブアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板構造、オリゴマープローブおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ゲノムプロジェクトが発展し、多様な有機体のゲノムヌクレオチド序列が明らかになることによって、バイオポリマーマイクロチップ、その中でもオリゴマープローブアレイに関する関心が増加している。オリゴマープローブアレイは、遺伝子発現分析、遺伝子型分析、ＳＮＰのような突然変異および多形の検出、蛋白質およびペプチド分析、潜在的な薬のスクリーニング、新薬開発と製造などに広く使用されている。
【０００３】
このようなオリゴマープローブアレイを開発するためには生体物質とシリコンのような半導体の間の分子インターフェースを効率的に実現させ、生体物質の固有機能を最大に活用可能にすることが重要である。このためにオリゴマープローブの基板への結合を容易にしたり、オリゴマープローブとターゲットサンプルの間の混成のための空間的マージンを提供する物質として活用し得る化合物が開発されている。
【０００４】
また、オリゴマープローブ、特にＤＮＡチップや蛋白質チップなどの生体物質を、マイクロメータースケールの制限された領域に固定化させるのが何より重要である。オリゴマープローブアレイを用いて分析しようとする遺伝情報の形態が遺伝子からＤＮＡの最小構成単位であるヌクレオチド水準まで多様化することによって、プローブセルのデザインルールが数十μｍから数μｍ以下に減少している。したがって、オリゴマープローブアレイは反応収率が向上する方向に高集積化されることが要求され、これに応えるための新しい方法が摸索されている。
【特許文献１】特開２００１−１７８４７２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、反応収率の向上した基板構造を提供することにある。
【０００６】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記オリゴマープローブアレイ用基板を用いて形成されたオリゴマープローブアレイを提供することにある。
【０００７】
また、本発明が解決しようとするさらなる技術的課題は、このような基板構造およびオリゴマープローブアレイを製造する方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の技術的課題は、以上に言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は下記によって当業者に明確に理解できるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記技術的課題を達成するための本発明の一実施形態による基板構造は、基板および基板上に形成された下記化学式１で表される化学構造を含む中間膜を含む。
【００１０】
【化１】
2008209409.tif 000002
【００１１】
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基（ａｌｋｏｘｙ）、ニトリル基（ｎｉｔｒｉｌｅ）、エステル基（ｅｓｔｅｒ）、フェニル基（ｐｈｅｎｙｌ）、ヒドロキシル基（ｈｙｄｒｏｘｙｌ）、脂肪族ラクトン（ａｌｉｐｈａｔｉｃ  ｌａｃｔｏｎｅ）、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる。）
前記他の技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるオリゴマープローブアレイは、基板、基板上のオリゴマープローブおよび基板とオリゴマープローブの間に介在する中間膜であって下記化学式２で表される化学構造を含む。
【００１２】
【化２】
2008209409.tif 000003
【００１３】
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｙでリンカー、スペーサまたはオリゴマープローブがカップリングされ、
Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる。）
前記他の技術的課題を達成するための本発明の他の実施形態によるオリゴマープローブアレイは、オリゴマープローブ、オリゴマープローブがカップリングする活性化領域とオリゴマープローブがカップリングしない非活性化領域を含む基板および基板上に形成された中間膜であって活性化領域上に下記化学式２で表される化学構造を含み、非活性化領域上に下記化学式１で表される化学構造を含む。
【００１４】
【化３】
2008209409.tif 000004
【００１５】
【化４】
2008209409.tif 000005
【００１６】
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｙでリンカー、スペーサまたはオリゴマープローブがカップリングされ、
Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる。）
前記さらなる技術的課題を達成するための本発明の一実施形態による基板構造の製造方法は、基板を準備し、基板上に形成された下記化学式１で表される化学構造を含む中間膜を形成することを含む。
【００１７】
【化５】
2008209409.tif 000006
【００１８】
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる。）
前記さらなる技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法は、基板を準備し、基板に下記化学式１で表される化学構造を含む中間膜を形成し、中間膜の少なくとも一部を露光し、露光した中間膜の少なくとも一部にオリゴマープローブをカップリングすることを含む。
【００１９】
【化６】
2008209409.tif 000007
【００２０】
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、アリール基、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる。）
その他、実施形態の具体的な事項は詳細な説明および図面に含まれている。
【発明の効果】
【００２１】
前述のように、本発明による基板構造とオリゴマープローブアレイおよびその製造方法によればオリゴマープローブアレイの集積度と反応収率の向上をもたらす。基板構造およびオリゴマープローブアレイに含まれる中間膜によってリンカーまたはスペーサの機能をし、オリゴマープローブとの選択的反応領域を提供することができるためである。前記中間膜は絡み現象が少なく、カルボキシル基で反応基を露出させるものが２４８ｎｍなどでも使用可能であるため分解能に優れるという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付する図面とともに詳細に後述する実施形態を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下に開示される実施形態に限定されず、相異なる多様な形態によって具現でき、単に本実施形態は本発明の開示を完全なものにし、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであって、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。
【００２３】
したがって、いくつかの実施形態において、公知の工程ステップ、構造および技術は本発明が不明瞭に解釈されるのを避けるために、具体的に説明しない。
【００２４】
本明細書で使用する用語は、実施形態を説明するためであって、本発明を制限するためではない。本明細書において、単数型は特に言及しない限り複数型も含む。明細書で使用する「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及する構成要素、ステップ、動作および／または素子以外の１つ以上の他の構成要素、ステップ、動作および／または素子の存在または追加を排除しない意味として使用する。そして、「および／または」は言及するアイテムの各々および１つ以上のすべての組合わせを含む。また、以下の明細書全体にわたって同じ参照符号は同じ構成要素を示す。説明の便宜上、各実施形態の図面に示す各部材は同じ機能を有する部材は同じ符号で示し、その説明は省略する。
【００２５】
また、本明細書で記述する実施形態は、本発明の理想的な例示図である断面図および／または概略図を参照して説明する。したがって、製造技術および／または許容誤差などによって例示図の形態が変化し得る。したがって、本発明の実施形態は、図示される特定形態に制限されず、製造工程によって生成される形態の変化も含む。また、本発明に示される各図面において各構成要素は説明の便宜上、多少の拡大あるいは縮小して示すこともある。
【００２６】
以下、添付図面を参考にして本発明の実施形態による基板構造について説明する。
【００２７】
図１Ａないし図１Ｄは本発明の実施形態による基板構造の断面図である。図１Ａを参考すれば、本発明の第１実施形態による基板構造１００は、基板１１０および基板１１０上に形成された下記化学式１で表される化学構造を含む中間膜１３０を含む。
【００２８】
【化７】
2008209409.tif 000008
【００２９】
（但し、式中、Ｒ１はヒドロキシル基、アルキル基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、アリール基、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされ、
前記Ｒ１または前記Ｒ２は、
【００３０】
【化８】
2008209409.tif 000009
【００３１】
で表される化合物から成る群から選択される化合物と、
【００３２】
【化９】
2008209409.tif 000010
【００３３】
で表される化合物から成る群から選択される化合物をディールス・アルダー反応で反応させて形成するものであり得る。）
基板１１０は、混成化過程中に所望しない非特異的結合を最小化、さらには実質的に０にすることができ、可視光および／またはＵＶなどの光源に透明な物質からなり得る。基板１１０は、可撓性または剛性基板であり得る。可撓性基板は、ナイロン、ニトロセルロースなどのメンブレインまたはプラスチックフィルムなどであり得る。剛性基板は、シリコン基板、ガラスまたは石英のような透明ガラス基板などであり得る。シリコン基板または透明ガラス基板の場合には、混成化過程中に非特異的結合がほとんど行われないという長所がある。また、透明ガラス基板の場合には、可視光および／またはＵＶなどの光源に透明で蛍光マーカーを利用した検出に有利である。シリコン基板または透明ガラス基板は、半導体素子の製造工程またはＬＣＤパネルの製造工程で適用される多様な薄膜の製造工程および写真エッチング工程などをそのまま適用できるという長所がある。
【００３４】
中間膜１３０は、前記化学式１の前記Ｘで基板１１０と直接カップリングして形成されるものであり得る。カップリングとは、化学結合を意味し、例えば共有結合であり得る。
【００３５】
基板１１０に形成された中間膜１３０は、前記化学式１で表される化学構造を含む。前記化学式１で表される化学構造は、ジアゾケト基を含む。ジアゾケト基を含む中間膜１３０に２４８ｎｍまたは１９３ｎｍなどの波長を有する光線を照射すると、ジアゾ基が離脱して下記反応式１のような一連の反応を経てカルボン酸が形成できる。図１に示す中間膜１３０は、カルボン酸が形成される前のジアゾケト基を含む。
【００３６】
【化１０】
2008209409.tif 000011
【００３７】
その結果、ジアゾケト基を含む中間膜１３０は、以後ジアゾ基が離脱して、中間膜１３０の作用基としてカルボキシル基が形成され、カルボキシル基と反応可能な作用基とカップリングすることができる。カルボキシル基と結合できる作用基としては、アミン基、ヒドロキシル基などがあるが、これに制限されない。したがって、基板構造１００は、以後カルボキシル基とカップリングできる作用基を含むオリゴマープローブ、リンカー、スペーサ、マイクロまたはナノ粒子などとカップリングしてオリゴマープローブアレイとして使用される。中間膜１３０がオリゴマープローブとカップリングすると、中間膜１３０がリンカーまたはスペーサの機能を担うことができる。すなわち、中間膜１３０は、オリゴマープローブアレイのリンカーまたはスペーサとしてオリゴマープローブがターゲットサンプルと自在に相互作用、例えば混成化を生じるようにできる。
【００３８】
また、図では中間膜１３０が基板１１０の全面に塗布された場合を例示しているが、目的によって基板１１０上の所定の領域に部分的に形成され得る。中間膜１３０は例えば、基板１１０上に四角形の形状で所定のピッチを有するマトリクス形態で形成され得る。四角形形状は一つの例示に過ぎず、円形のような形態も可能であり、これに限定されないことはもちろんである。以下でも同一に適用され得る。
【００３９】
以下、図１Ｂを参考にして、本発明の第２実施形態による基板構造１０１について説明する。図１Ｂは本発明の第２実施形態による基板構造の断面図である。本実施形態の基板構造１０１は、図１Ａに示すように、第１実施形態の基板構造１００と以下を除いては基本的に同じ構造を有する。以下の実施形態において、前述した構成要素の構造材料などと重複する場合、その説明を省略したり簡略化したりする。
【００４０】
第２実施形態による基板構造１０１は、基板１１０、基板１１０上に形成された固定層１２０および固定層１２０に形成された前記化学式１で表される化学構造を含む中間膜１３０を含む。基板構造１０１は、中間膜１３０が固定層１２０を媒介にして基板１１０とカップリングしている。
【００４１】
固定層１２０は、例えばシロキサン樹脂からなるシロキサン樹脂層であり得る。より具体的には、前記化学式１において前記固定層は−Ｓｉ（ＯＲ）３であり得る（但し、式中、Ｒはアルキル基である。）。固定層１２０が存在して基板１１０に中間膜１３０がより容易にカップリングできるため、中間膜１３０のリンカーまたはスペーサとしての機能がより向上し、究極的にはターゲットサンプルとの反応収率も向上し得る。このとき、固定層１２０は中間膜１３０がより容易にカップリングされ得るためのものであるため、省略可能であることはもちろんである。
【００４２】
また、固定層１２０もやはり図では基板１１０の全面に塗布された場合を例示しているが、その目的によって基板１１０上の所定領域に部分的に形成され得る。その形態は中間膜１３０の場合は実質的に同一であり得、以下でも同一に適用され得る。
【００４３】
図１Ｃを参考にして、本発明の第３実施形態による基板構造１０２について説明する。図１Ｃは第３実施形態による基板構造の断面図である。本実施形態の基板構造１０２は、図１Ｃに示すように、第２実施形態の基板構造１０１と以下を除いては基本的に同じ構造を有する。
【００４４】
第３実施形態による基板構造１０２は、３次元の表面を含む基板１１１、基板１１１上に形成された固定層１２１および前記化学式１で表される化学構造を含む中間膜１３１を含む。第３実施形態による基板構造１０２は基板１１１上または基板１１１内に３次元の表面を含み、中間膜１３１は基板１１１の３次元の表面上に形成される。基板１１１、固定層１２１および中間膜１３１は３次元の表面を有するようになるという点から、本発明の第１実施形態による基板構造１００の基板１１０、固定層１２０および中間膜１３０と違う図面符号を使用したが、前記のような差異点以外には実質的に同一であるためその説明を省略する。
【００４５】
基板１１１の表面が３次元の場合、基板構造１０２にオリゴマープローブがより高密度で集積でき、これはデザインルールの減少および反応収率の増加効果がある。
【００４６】
また、図１Ｄに示すように、いくつかの実施形態によるオリゴマープローブアレイ用基板１０３は基板１１２内で３次元表面を含み得る。さらに、図に例示されるように基板の３次元表面の側断面が四角形で鋸歯の形状を成しているが、３次元構造を含む表面で形成することで十分であり得る。例えば、表面は円形などの曲面を含み得る。
【００４７】
次に、添付図面を参考にして、本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイについて説明する。
【００４８】
図２Ａないし図２Ｅおよび図３Ａないし図３Ｅは本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。
【００４９】
図２Ａを参考にすると、本発明の第１実施形態によるオリゴマープローブアレイ２００は、基板１１０、基板１１０上のオリゴマープローブ１６０および基板１１０とオリゴマープローブ１６０の間に介在する中間膜２３０であって下記化学式２で表される化学構造を含む。
【００５０】
【化１１】
2008209409.tif 000012
【００５１】
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｙでリンカー、スペーサまたはオリゴマープローブがカップリングされ、
Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる。）
基板１１０は、第１実施形態による基板構造１０１の基板１１０と実質的に同一であるためその説明は省略する。
【００５２】
中間膜２３０は、前記化学式２で表される化学構造を含む。第１実施形態の基板構造１００の場合、基板１１０上に形成された中間膜１３０がジアゾケト基を含む前記化学式１で表される化学構造を含む。しかし、ジアゾケト基を含む化学式１で表される化学構造は露光によってカルボキシル基に変化し、このカルボキシル基が露出された後にオリゴマープローブ１６０がカップリングする。第１実施形態によるオリゴマープローブアレイ２００は、第１実施形態による基板構造１００と違って、オリゴマープローブ１６０とカップリングしているため化学式２で表される化学構造を含むようになる。それは、前記反応式１で説明したようなメカニズムを経るためである。中間膜２３０は、基板１１０とオリゴマープローブ１６０を媒介するリンカーまたは以後ターゲットサンプルとの混成化に必要な空間的マージンを提供するスペーサの役割を担うことができる。例えば、中間膜２３０はオリゴマープローブとカップリングして以後のターゲットサンプルとの混成化に必要な空間的マージンを提供することができる。
【００５３】
オリゴマープローブ１６０は、共有結合した２つ以上のモノマーからなるポリマーを指称することができる。また、オリゴマーは、約２ないし５００個のモノマー、好ましくは５ないし３００個のモノマー、さらに好ましくは５ないし１００個のモノマーを含み得る。モノマーはプローブの種類によってヌクレオシド、ヌクレオチド、アミノ酸、ペプチドなどになり得る。
【００５４】
ヌクレオシドおよびヌクレオチドは、公知のプリンおよびピリミジン塩基を含むだけでなく、メチル化されたプリンまたはピリミジン、アシル化されたプリンまたはピリミジンなどを含むことができる。また、ヌクレオシドおよびヌクレオチドは、従来のリボース糖およびジオキシリボース糖を含むだけでなく、１つ以上のヒドロキシル基がハロゲン原子または脂肪族で置換されたり、エーテル、アミンなどの作用基が結合して変形されたりした糖を含むことができる。
【００５５】
アミノ酸は、自然で発見されるアミノ酸のＬ−、Ｄ−、および非キラル形アミノ酸だけでなく、変形アミノ酸、またはアミノ酸類似体などであり得る。
【００５６】
ペプチドは、アミノ酸のカルボキシル基と他のアミノ酸のアミノ基の間のアミド結合によって生成された化合物をいう。
【００５７】
オリゴマープローブ１６０は、２つ以上のヌクレオシド、ヌクレオチド、アミノ酸、ペプチドなどを含み得る。
【００５８】
中間膜２３０とオリゴマープローブ１６０が直接カップリングするようになるため、オリゴマープローブ１６０は、中間膜２３０のカルボキシル基とカップリングできる作用基を含まれなければならない。カルボキシル基とカップリングできる作用基としては、アミン基、ヒドロキシル基などが挙げられるが、これに限定されない。カップリングは、化学結合のうち共有結合を含み得る。
【００５９】
以下、図２Ｂを参考にして、本発明の第２実施形態によるオリゴマープローブアレイ２０１について説明する。図２Ｂは第２実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。第２実施形態のオリゴマープローブアレイ２０１は、第１実施形態によるオリゴマープローブアレイ２００と以下を除いては基本的に同じ構造を有する。
【００６０】
第２実施形態によるオリゴマープローブアレイ２０１は、基板１１０、基板１１０上に形成された固定層１２０および前記固定層上に形成された前記化学式２で表される化学構造を含む中間膜２３０および中間膜２３０にカップリングしたオリゴマープローブ１６０を含む。オリゴマープローブアレイ２１０は、中間膜２３０が固定層１２０を媒介にして基板１１０とカップリングしている。固定層１２０は、例えばシロキサン樹脂からなるシロキサン樹脂層であり得る。より具体的には、前記化学式１において前記固定層は−Ｓｉ（ＯＲ）３であり得る（但し、Ｒはアルキル基である。）。固定層１２０が存在して基板１１０に中間膜２３０がより容易にカップリングできるため、中間膜２３０のリンカーまたはスペーサとしての機能がより向上し、究極的にはターゲットサンプルとの反応収率も向上できる。
【００６１】
以下、図２Ｃを参考にして、本発明の第３実施形態によるオリゴマープローブアレイ２０２について説明する。図２Ｃは本発明の第３実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。第３実施形態のオリゴマープローブアレイ２０２は、第２実施形態によるオリゴマープローブアレイ２０１と以下を除いては基本的に同じ構造を有する。
【００６２】
第３実施形態によるオリゴマープローブアレイ２０２は、３次元の表面を含む基板１１１、基板１１１上に形成された固定層１２１および前記固定層上に形成された前記化学式２で表される化学構造を含む中間膜２３１および中間膜２３１にカップリングしたオリゴマープローブ１６０を含む。基板１１１、固定層１２１および中間膜２３１は３次元の表面を有するようになるという点から、本発明の第１実施形態によるオリゴマープローブアレイ２００の基板１１０、固定層１２０および中間膜２３０と違う図面符号を使用したが、前記のような差異点以外には実質的に同一であるためその説明を省略する。
【００６３】
基板１１１の表面が３次元の場合、オリゴマープローブアレイ２０２にオリゴマープローブ１６０がより高密度で集積でき、これはデザインルールの減少および反応収率の増加効果がある。
【００６４】
以下、図２Ｄを参考にして、本発明の第４実施形態によるオリゴマープローブアレイ２０３について説明する。図２Ｄは本発明の第４実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。第４実施形態のオリゴマープローブアレイ２０３、は第３実施形態によるオリゴマープローブアレイ２０２と以下を除いては基本的に同じ構造を有する。
【００６５】
第４実施形態によるオリゴマープローブアレイ２０３は、３次元の表面を含む基板１１１、基板１１１上に形成された固定層１２１および前記固定層１２１上に形成された前記化学式２で表される化学構造を含む中間膜２３１、中間膜２３１にカップリングしたリンカー１４０およびリンカー１４０にカップリングしたオリゴマープローブ１６０を含む。
【００６６】
また、図２Ｅに示すように、いくつかの実施形態によるオリゴマープローブアレイ２０４は基板１１２内に３次元表面を含み得る。また、３次元表面は３次元構造を含む表面を形成することで十分であり、例えば、円形などの曲面が形成された表面を含み得る。
【００６７】
図２Ｄおよび図２Ｅにはリンカー１４０が示されているが、これに制限されず、スペーサ、マイクロまたはナノ粒子などが中間膜２３１とオリゴマープローブ１６０を媒介することができる。リンカー１４０やスペーサ、マイクロまたはナノ粒子などは基板またはオリゴマープローブ１６０とカップリングできる作用基を有し、オリゴマープローブが基板などとカップリングするのを容易にしたり、ターゲットサンプルとの混成化のための空間的マージンを提供したりすることができる。前述したように、中間膜２３１はそれ自体がリンカー１４０、スペーサ、マイクロまたはおよびナノ粒子が行う役割をするが、他のリンカー１４０、スペーサ、マイクロまたはナノ粒子とカップリングできる。中間膜２３１自体がリンカーとしての機能をするが、他のリンカーがさらに介在してより向上した反応収率を有するオリゴマープローブアレイを提供することができる。リンカー１４０は、中間膜２３１のカルボキシル基と結合できる作用基を含まなければならない。オリゴマープローブ１６０は、中間膜２３１と結合するようになるため必ずしもカルボキシル基と結合できる作用基を含まなければならないわけではない。
【００６８】
以下、図３Ａを参考にして、本発明の第５実施形態によるオリゴマープローブアレイ３００について説明する。本発明の第５実施形態によるオリゴマープローブアレイ３００は、第１実施形態によるオリゴマープローブアレイ２００と以下を除いては基本的に同じ構造を有する。
【００６９】
図３Ａを参考にすると、本発明の第５実施形態によるオリゴマープローブアレイ３００は、オリゴマープローブ１６０、オリゴマープローブ１６０がカップリングする活性化領域Ａとオリゴマープローブ１６０がカップリングしない非活性化領域Ｂを含む基板３１０および前記活性化領域上Ａに下記化学式２で表される化学構造を含み、前記非活性化領域Ｂ上に下記化学式１で表される化学構造を含む中間膜３３０を含む。
【００７０】
【化１２】
2008209409.tif 000013
【００７１】
【化１３】
2008209409.tif 000014
【００７２】
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｙでリンカー、スペーサまたはオリゴマープローブがカップリングされ、
Ｘで直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる。）
すなわち、第５実施形態によるオリゴマープローブアレイ３００の基板３１０は、オリゴマープローブ１６０がカップリングする活性化領域Ａとオリゴマープローブ１６０がカップリングしない非活性化領域Ｂを含むことができる。基板３１０上に形成される中間膜３３０は、活性化領域Ａ上で形成された前記化学式２で表される化学構造を含む領域３３０ａと非活性化領域Ｂ上で形成された前記化学式１で表される化学構造を含む領域３３０ｂを含むことができる。活性化領域Ａ上に形成された中間膜３３０ａは、オリゴマープローブ１６０がカップリングしている。非活性化領域Ｂ上に形成された化学式１で表される化学構造を含む領域の中間膜３３０ｂは、オリゴマープローブ１６０とカップリングしていない。オリゴマープローブ１６０が中間膜３３０の全面にカップリングするのではなく、特定領域３３０ａにカップリングすることによって選択的活性化領域を提供することができる。これはより、精巧に多様なオリゴマープローブ１６０をターゲットサンプルと反応させることを可能にする。中間膜３３０は、基板３１０とオリゴマープローブ１６０を媒介するリンカーまたは以後ターゲットサンプルとの混成化に必要な空間的マージンを提供するスペーサの役割を同時にすることができるのはもちろんである。
【００７３】
第５実施形態によるオリゴマープローブアレイ３００の基板３１０、中間膜３３０は、第１実施形態によるオリゴマープローブアレイ２００の基板１１０、中間膜２３０と前記のような差異点があるため違う図面符号を使用しているが、前記のような差異点以外は実質的に同一であるためその説明を省略する。
【００７４】
以下、図３Ｂを参考にして、本発明の第６実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０１について説明する。本発明の第６実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０１は、第５実施形態によるオリゴマープローブアレイ３００と以下を除いては基本的に同じ構造を有する。
【００７５】
図３Ｂを参考にすると、オリゴマープローブアレイ３０１は、オリゴマープローブ１６０、オリゴマープローブ１６０がカップリングする活性化領域Ａとオリゴマープローブ１６０がカップリングしない非活性化領域Ｂを含む基板３１０、基板３１０上に形成された固定化層１２０および固定化層１２０に形成され活性化領域上Ａに下記化学式２で表される化学構造を含む領域３３０ａと非活性化領域Ｂ上に下記化学式１で表される化学構造を含む領域３３０ｂで形成された中間膜３３０を含む。すなわち、第６実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０１は、中間膜３３０が固定層１２０を媒介にして基板３１０とカップリングしている。固定層１２０は、例えばシロキサン樹脂からなるシロキサン樹脂層であり得る。より具体的には、前記化学式１において前記固定層は−Ｓｉ（ＯＲ）３であり得る（但し、式中、Ｒはアルキル基である。）。固定層１２０が存在して基板１１０に中間膜１３０がより容易にカップリングできるため、中間膜１３０のリンカーまたはスペーサとしての機能がより向上し、究極的にはターゲットサンプルとの反応収率も向上できる。
【００７６】
以下、図３Ｃを参考にして、本発明の第７実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０２について説明する。本発明の第７実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０２は、第６実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０１と以下を除いては基本的に同じ構造を有する。
【００７７】
図３Ｃを参考にすると、第７実施形態のオリゴマープローブアレイ３０２は、第６実施形態のオリゴマープローブアレイ３０１と、基板３１１が３次元の表面を有するという点が違う。基板３１１の表面が３次元であるため、基板３１１の表面に形成された固定層１２１も３次元の表面を有し、固定層１２１に形成される中間膜３３１も３次元の表面を有する。中間膜３３１は３次元の表面を有するようになるという点から、本発明の第６実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０１の中間膜３３０と違う図面符号を使用したが、前記のような差異点以外には実質的に同一である。
【００７８】
基板３１１の表面が３次元の場合、オリゴマープローブアレイ３０２にオリゴマープローブ１６０がより高密度で集積でき、これはデザインルールの減少および反応収率の増加効果がある。
【００７９】
以下、図３Ｄを参考にして、本発明の第８実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０３について説明する。本発明の第８実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０３は、第７実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０２と以下を除いては基本的に同じ構造を有する。
【００８０】
図３Ｄを参考にすると、第８実施形態のオリゴマープローブアレイ３０３は、第７実施形態のオリゴマープローブアレイ３０２と、オリゴマープローブ１６０がリンカー１４０を媒介にして中間膜３３１とカップリングするという点が違う。図３Ｄにはリンカー１４０が示されているが、これに制限されず、スペーサ、マイクロまたはナノ粒子などが中間膜３３１とオリゴマープローブ１６０を媒介することができる。リンカー１４０やスペーサ、マイクロまたはナノ粒子などは基板またはオリゴマープローブ１６０とカップリングできる作用基を有し、オリゴマープローブが基板などとのカップリングを容易にしたり、ターゲットサンプルとの混成化のための空間的マージンを提供したりすることができる。前述したように、中間膜３３１はそれ自体がリンカー１４０、スペーサ、マイクロまたはおよびナノ粒子が行う役割をするが、他のリンカー１４０、スペーサ、マイクロまたはナノ粒子とカップリングしてより向上した反応収率を有するオリゴマープローブアレイを提供することができる。
【００８１】
さらに、図３Ｅに示されるように、また他のいくつかの実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０４は基板３１２内に３次元表面が形成され得る。また３次元表面は曲面で形成され得、３次元構造を含む表面であれば十分であることは前述した通りである。
【００８２】
以下、添付図面全体を参照して本発明の第８実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法について説明する。より具体的には、図４および図５Ａないし図５Ｈを参照して説明する。
【００８３】
図４は本発明の一実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するためのフローチャートであり、図５Ａないし図５Ｈは本発明の第８実施形態による基板構造の製造方法を順次示す断面図である。
【００８４】
図４に示すように、本発明の一実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０３の製造方法は、基板３１０を準備し（Ｓ１０）、基板３１０の表面を再形成し（Ｓ２０）、３次元に形成された基板３１１上に固定層１２１を形成し（Ｓ３０）、固定層１２１に中間膜を３３１を形成し（Ｓ４０）、中間膜の少なくとも一部を露光し（Ｓ５０）、露光された中間膜３３１ａ上にリンカー１４０をカップリングさせ（Ｓ６０）、カップリングしたリンカー１４０とオリゴマープローブ１６０をカップリングさせる（Ｓ７０）ことを含む。
【００８５】
まず、図５Ａに示すように、基板３１０を準備する（Ｓ１０）。
【００８６】
基板３１０は、混成化過程中に所望しない非特異的結合を最小化、さらには実質的に０にすることができ、可視光および／またはＵＶなどの光源に透明な物質からなり得る。基板は、可撓性または剛性基板であり得る。可撓性基板は、ナイロン、ニトロセルロースなどのメンブレインまたはプラスチックフィルムなどであり得る。剛性基板は、シリコン基板、ガラスまたは石英のような透明ガラス基板などであり得る。シリコン基板または透明ガラス基板の場合には、混成化過程中に非特異的結合がほとんど行われないという長所がある。また、透明ガラス基板の場合には、可視光および／またはＵＶなどの光源に透明で蛍光マーカーを利用した検出に有利である。シリコン基板または透明ガラス基板は、半導体素子の製造工程またはＬＣＤパネルの製造工程で適用される多様な薄膜の製造工程および写真エッチング工程などをそのまま適用できるという長所がある。
【００８７】
次に、図５Ｂのように、準備された基板３１０の表面を３次元に形成する３１１（Ｓ２０）。
【００８８】
図示していないが、準備された基板３１０上に、３次元の表面を形成するためのポリマー層を形成することができる。３次元の表面を形成するためのポリマー層としては、例えばＰＥ−ＴＥＯＳ膜、ＨＤＰ酸化膜またはＰ−ＳｉＨ４酸化膜、熱酸化膜などのシリコン酸化膜、ハフニウムシリケート、ジルコニウムシリケートなどのシリケート、シリコン窒化膜、ジルコニウム酸窒化膜などの金属酸窒化膜、チタニウム酸化膜、タンタル酸化膜、アルミニウム酸化膜、ハフニウム酸化膜、ジルコニウム酸化膜、ＩＴＯなどの金属酸化膜、ポリイミド、ポリアミン、金、銀、銅、パラジウムなどの金属、またはポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリビニルなどが挙げられる。３次元の表面を形成するためのポリマー層半導体製造工程またはＬＣＤ製造工程で安定的に適用されている蒸着方法、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＳＡＣＶＤ（Ｓｕｂ−Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  ＣＶＤ）、ＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ＣＶＤ）、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＣＶＤ）、スパッタリング、スピンコーティングなどの方法を適用することができ、基板３１０上に安定的に形成できる物質が好ましい。以後、フォトレジスト膜を形成した後、３次元パターンを形成するようにマスクを用いる投影露光機でフォトレジスト膜を露光して基板表面が３次元に形成できる。例えば、基板表面に形成される３次元パターンは碁盤状であり得る。
【００８９】
以後、図５Ｃに示すように、３次元の表面を有する基板３１１上に固定層１２１を形成する（Ｓ３０）。
【００９０】
固定層１２１は、例えばシロキサン樹脂からなるシロキサン樹脂層、特にＳｉ（ＯＲ）３を含む層であり得る（但し、式中、Ｒはアルキル基である。）。固定層１２１が介在することによって、以後の中間膜３３１がより容易に基板３１１にカップリングできるため固定層１２１が介在しない場合よりターゲットサンプルとの反応収率が高くなり得る。基板３１１の表面が例えばヒドロキシル基の場合、固定層１２１のＳｉＯ（ＯＲ）３がカップリングして基板３１１表面に固定層１２１が形成し得る。
【００９１】
例えば、固定化１２１層としてシロキサン樹脂層、特に−Ｓｉ（ＯＲ）３を含むシロキサン樹脂層を用いる場合の製造方法について説明する。シロキサン樹脂層は、例えばスリットコーティングまたはスピンコーティングの方法で形成できる。ここで、スリットコーティングまたはスピンコーティングは、酸化工程や化学気相蒸着などに比べて簡便であり、工程時間が短いため工程効率を改良することができる。このように形成されたシロキサン樹脂層をベークする。ベーク温度は、約１００℃ないし４００℃、好ましくは２００℃ないし３００℃の範囲であり得る。ベーク時間は、約３０秒ないし１時間であり得る。ベークの結果、シロキサン樹脂間に互いにクロスリンクされてシロキサン樹脂層が堅固になり得る。
【００９２】
以後、図５Ｄに示すように、形成された固定層１２１上に化学式１で表される化学構造を含む中間膜３３１を形成する（Ｓ４０）。
【００９３】
化学式１で表される化学構造を含む中間膜３３１の形成用化学物質は、例えば次の方法で形成できる。
【００９４】
【化１４】
2008209409.tif 000015
【００９５】
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｘは直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる位置である。）
化学式１で表される化学構造を含む中間膜３３１の形成用化学物質は、ジアゾケト基を含むため、まずジアゾケト基を含む化合物を形成する方法について説明する。
【００９６】
ジアゾケト基は、例えばジエノフィル化合物と共役ジエン（ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ  ｄｉｅｎｅ）化合物をディールス・アルダー反応で反応させて環化してジケト構造を含むジケトンを合成し、これをｐ−カルボキシベンゼンスルホニルアジド、ｐ−トルエンスルホニルアジド、ｐ−ドデシルベンゼンスルホニルアジドなどのジアゾトランスファー試薬と０℃、大気圧で３０ないし６０分間反応させて形成することができる。
【００９７】
ディールス・アルダー反応は、二重結合または三重結合を有しているジエノフィルを共役ジエンに１，４−添加反応によって六員環（ｓｉｘ−ｍｅｍｂｅｒｅｄ  ｒｉｎｇ）化合物を製造し得る反応である（Ｄｉｅｌｓ，  Ｏ．，  Ａｌｄｅｒ，  Ｋ．  （１９２８）  “Ｓｙｎｔｈｅｓｅｎ  ｉｎ  ｄｅｒ  ｈｙｄｒｏａｒｏｍａｔｉｓｃｈｅｎ  Ｒｅｉｈｅ”Ｌｉｅｂｉｎｇｓ  Ａｎｎａｌｅｎ  ｄｅｒ  Ｃｈｅｍｉｅ  ４６０  （１），  ９８−１２２）。ディールス・アルダー反応のメカニズムはまだ明らかになっていないが、反応自体は非常に速く、触媒が必要な場合もあるが、一般的に触媒が必須でない場合もある。多くの場合、単にジエノフィルとジエンを混ぜるだけで反応が完了することもある。
【００９８】
例えば、中間膜３３１に含まれるジアゾケト基を形成するとき、ディールス・アルダー反応によって
【００９９】
【化１５】
2008209409.tif 000016
【０１００】
で表される化合物から成る群から選択される化合物と、
【０１０１】
【化１６】
2008209409.tif 000017
【０１０２】
で表される化合物から成る群から選択される化合物を反応させて六員環化合物を形成することができる。このとき、一方がジエンである場合、他方がジエノフィルでなければならない。
【０１０３】
例えば、下記反応式２のように、メチルビニルケトン溶液にシクロペンタジエンを加え、ディールス・アルダー反応によって２−アセチル−５−ノルボルネンを製造する。ジメチルカーボネートと反応させてメチル（５−ノルボルネニル）−３−オキソ−プロピオネートを製造することができる。
【０１０４】
【化１７】
2008209409.tif 000018
【０１０５】
続いて、下記反応式３のように、アセトニトリルにメチル（５−ノルボルネニル）−３−オキソ−プロピオネート（ｍｅｔｈｙｌ  （５−ｎｏｒｂｏｒｎｅｎｙｌ）−３−ｏｘｏ−ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）を入れて冷却させた後、トリエチルアミン（Ｔｒｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ）およびジアゾ移転試薬（ｄｉａｚｏ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｒｅａｇｅｎｔ）であるｐ−カルボキシベンゼンスルホニル（ｐ−ｃａｒｂｏｘｙｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎｙｌ  ａｚｉｄｅ）を利用してメチル（５−ノルボルネニル）−２−ジアゾ−３−オキソ−プロピオネートを製造することができる。
【０１０６】
【化１８】
2008209409.tif 000019
【０１０７】
次に、ジアゾケト基を含む化合物で形成された中間膜３３１を、基板３１１上に存在する固定層１２１とカップリングさせる。
【０１０８】
カップリングは、化学結合のうち共有結合であり得る。固定層１２１と中間膜３３１表面の多様な作用基間の反応によって中間膜３３１と固定層１２１をカップリングすることができる。例えば、中間膜３３１と固定層１２１がジエノフィルとジエンでディールス・アルダー反応によってカップリングできる。
【０１０９】
例えば、下記化学式３で表される化学構造を参照すると、基板３１１上に固定層１２１で形成されたトリエトキシ（１０−ウンデシニル）−シランの作用基であるアルケンはジエン基である。ジアゾケト基を含む中間膜３３１の２−（１３−ヒドロキシ−２−オキサトリデカニル）−フランなどはジエノフィル基である。これら固定層１２１のジエン基と中間膜３３１のジエノフィル基をディールス・アルダー反応によってカップリングさせることができる。
【０１１０】
【化１９】
2008209409.tif 000020
【０１１１】
ディールス・アルダー反応以外にも、固定層１２１と中間膜３３１は多様な作用基によってカップリングできる。固定層１２１または中間膜３３１のうちいずれか１つはアミン、カルボキシル基、ヒドロキシル基などの作用基を有し、残り１つはこのような作用基と反応する化合物である場合にも、固定層１２１と中間膜３３１はカップリングさせることができる。
【０１１２】
図４および図５Ｃないし図５Ｄでは固定層１２１を先に形成した後、中間膜３３１を形成する方法について示しているが、これに制限されず、固定層１２１と中間膜３３１を別途の工程で先に形成した後、これを基板３１１上に結合させることもできる。すなわち、中間膜３３１と固定層１２１を先にカップリングして下記化学式４で表される化合物を先に形成した後、形成された化合物を基板３１１にカップリングさせることができる。
【０１１３】
【化２０】
2008209409.tif 000021
【０１１４】
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ３はアルキル基である。）
基板３１１が例えばヒドロキシル基である場合、前記中間膜３３１と固定層１２１がカップリングした前記化学式４で表される化合物のＳｉ（ＯＲ３）３を基板のヒドロキシル基とカップリングさせることができる。
【０１１５】
形成された中間膜３３１は、リンカーまたはスペーサとしてオリゴマープローブアレイでオリゴマープローブがターゲットサンプルと自在に相互作用、例えば混成化が生じるようにできる。
【０１１６】
次いで、図５Ｅおよび図５Ｆに示すように、形成された中間膜３３１の少なくとも一部を露光して、カルボキシル基が露出した領域の中間膜３３１ａと前記化学式１の化学構造を含む中間膜３３１ｂを形成する。（Ｓ５０）
図３Ｄに示すように、第８実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０３を製造するためには形成された中間膜３３１の一部に露光する。形成された中間膜３３１の一部に露光する場合は、中間膜３３１の特定領域のみに選択的にオリゴマープローブをカップリングさせることができるようになる。一部露光した領域は中間膜３３１の中でもオリゴマープローブ１６０とカップリングできる活性化領域Ａに対応する中間膜３３１ａの部分となり、露光していない領域はオリゴマープローブ１６０がカップリングしていない非活性化領域Ｂに対応する中間膜３３１ｂの部分となる。
【０１１７】
前記中間膜３３１の少なくとも一部を露光することは、１９０ｎｍないし４５０ｎｍの波長の光で可能になる。これは、以後オリゴマープローブのカップリングに用いられる光分解性保護基などの露光が３４０ｎｍ以上でなければならないことと異なる。Ｓ５０ステップにおいて、光分解性保護基の使用時に用いられる光とは別に、２４８ｎｍなどの光も用いることができるため分解能が高くなり得る。これはオリゴマープローブアレイの高集積化を補助し得る。この時、中間膜３３１を露光する波長の領域は光分解性保護基を脱保護する波長の領域と差異をおいて、光分解性保護基の脱保護過程で中間膜３３１の損傷が発生しないようにすることもできる。しかし、オリゴマープローブアレイの製作方法および工程過程によってそのとおりではないこともある。
【０１１８】
前記化学式１で表される化学構造は、ジアゾケト基を含む。ジアゾケト基を含む中間膜３３１に約２４８ｎｍまたは１９３ｎｍなどの波長を有する光線を照射すると、ジアゾ基が離脱して下記反応式１のような一連の反応を経てカルボキシル基が形成される。
【０１１９】
【化２１】
2008209409.tif 000022
【０１２０】
中間膜３３１を一部露光した場合、中間膜３３１は露光されてカルボキシル基が露出した中間膜３３１ａと、露光されず依然として化学式１で表される化学構造を含む中間膜３３１ｂに分けられる。カルボキシル基を含む中間膜３３１ａは基板３１１の活性化領域Ａに対応し、化学式１で表される化学構造を含む中間膜３３１ｂは基板３１１の非活性化領域Ｂに対応する。
【０１２１】
参考として、図示していないが、中間膜３３１ａのカルボキシル基には保護基が付着し得る。保護基は付着している位置が化学反応に参加するのを遮断する基を指し示し、脱保護は保護基が付着位置から分離して、前記位置が化学反応に参加できるようにするのを指し示す。例えば、中間膜３３１に結合しているカルボキシル基に酸分解性または光分解性保護基が付着して作用基を保護し、以後リンカーやオリゴマープローブのインシチュフォトリソグラフィ合成のためのモノマーのカップリングまたは合成オリゴマープローブ１６０のカップリング前に除去して作用基を露出させることができる。
【０１２２】
以後、図５Ｇに示すように、活性化領域Ａに対応する中間膜３３１ａにリンカー１４０をカップリングさせる。（Ｓ６０）。
【０１２３】
カルボキシル基を含む中間膜３３１ａとカップリングされるリンカー１４０は、カルボキシル基と反応できる作用基を有しなければならない。
【０１２４】
リンカーが中間膜３３１ａのカルボキシル基とカップリングすることによって基板３１１の活性化領域Ａに対応する中間膜３３１ａは、下記化学式２で表される化学構造を含む。
【０１２５】
【化２２】
2008209409.tif 000023
【０１２６】
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｙはリンカーがカップリングされる位置であり、
Ｘは直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる位置である。）
図５Ｇにはリンカー１４０が示されているが、これに制限されず、スペーサ、マイクロまたはナノ粒子などが中間膜３３１と以後のオリゴマープローブ１６０を媒介することができる。リンカー１４０やスペーサ、マイクロまたはナノ粒子などは、基板またはオリゴマープローブ１６０とカップリングできる作用基を有して、オリゴマープローブが基板などとカップリングするのを容易にしたり、ターゲットサンプルとの混成化のための空間的マージンを提供したりすることができる。前述したように、中間膜３３１はそれ自体がリンカー１４０、スペーサおよびマイクロまたはナノ粒子が行う役割を担うが、他のリンカー１４０、スペーサマイクロまたはナノ粒子とカップリングしてより向上した反応収率を有するオリゴマープローブアレイを提供することができる。但し、このときのリンカー１４０は、活性化領域Ａに対応する中間膜３３１ａのカルボキシル基とカップリングできる作用基を含んでいなければならない。
【０１２７】
参考として、図示していないが、リンカー１４０にも効果的なカップリングのための保護基が付着し得る。保護基は前述したように、付着している位置が化学反応に参加するのを遮断する基を指し示し、脱保護は保護基が付着位置から分離されて、前記位置が化学反応に参加できるようにするのを指し示す。
【０１２８】
次に、図５Ｈに示すように、リンカー１４０にオリゴマープローブ１６０をカップリングさせる（Ｓ７０）。
【０１２９】
オリゴマープローブ１６０は、図２Ａを参考にして説明した本発明の第１実施形態によるオリゴマープローブアレイ１００と同様であるためその説明は省略する。
【０１３０】
オリゴマープローブ１６０はリンカー１４０とカップリングでき、このときのカップリングは化学結合のうち共有結合を意味する。オリゴマープローブ１６０をリンカー１４０にカップリングさせることは、インシチュ合成でオリゴマープローブ１６０のモノマーを合成することを意味する。参考として、図示していないが、オリゴマープローブ１６０の合成のためのオリゴマープローブのモノマーにも効果的なカップリングのための保護基が付着し得る。保護基は、前述したように、付着している位置が化学反応に参加するのを遮断する基を指し示し、脱保護は保護基が付着位置から分離して、前記位置が化学反応に参加できるようにするのを指し示す。
【０１３１】
オリゴマープローブ１６０の具体的な例として、インシチュフォトリソグラフィによってオリゴヌクレオチドプローブを合成することを詳細に説明する。リンカー１４０の作用基を露出させた後、露出した作用基に光分解性保護基が結合したヌクレオチドホスホロアミダイトモノマーをカップリングさせ、カップリングに参加していない作用基を非活性キャッピングし、ホスホロアミダイトと５’−ヒドロキシ基の間の結合によって生成したホスファイトトリエステル（ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ  ｔｒｉｅｓｔｅｒ）構造を酸化させホスフェート構造に変換させる。このように、所望する活性化領域Ａ上のリンカー１４０を脱保護して所望する序列のモノマーをカップリングさせ、カップリングに参加していない作用基を非活性キャッピングし、酸化工程を遂行してホスフェート構造に変換させる工程を順次繰り返し進行して、所望する序列のオリゴヌクレオチドプローブ１６０を各活性化領域Ａ上に合成することができる。
【０１３２】
前記第８実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０３で説明したことに基づき、図１Ａないし図３Ｄを参照して、本発明の実施形態による基板構造およびオリゴマープローブアレイの製造方法を説明する。各実施形態の図面に示す各部材と同じ機能を有する部材は同じ符号で示し、その説明は省略する。
【０１３３】
本発明の実施形態による基板構造の製造方法および本発明の第１ないし第７実施形態によるオリゴマープローブの製造方法は、前記第８実施形態によるオリゴマープローブの製造方法のうち少なくとも１ステップ以上を省略することを含む。各々を説明するが、第８実施形態によるオリゴマープローブアレイ３０３の説明と共通する部分は説明を省略する。
【０１３４】
図１Ａに示すように、第１実施形態による基板構造１００の製造方法は、基板１１０を準備し（Ｓ１０）、形成された基板１１０上に前記化学式１で表される化学構造を含む中間膜１３０を形成すること（Ｓ４０）を含む。
【０１３５】
図１Ｂに示すように、第２実施形態による基板構造１０１の製造方法は、基板１１０を準備し（Ｓ１０）、準備した基板１１０上に固定層１２０を形成し（Ｓ３０）、形成された固定層１２０に化学式１で表される化学構造を含む中間膜１３０を形成すること（Ｓ４０）を含む。
【０１３６】
図１Ｃに示すように、第３実施形態による基板構造１０２の製造方法は、基板１１０を準備し（Ｓ１０）、準備した基板１１０の表面を３次元に形成し（Ｓ２０）、３次元に形成された基板１１１上に固定層１２１を形成し（Ｓ３０）、形成された固定層１２１に化学式１で表される化学構造を含む中間膜１３１を形成すること（Ｓ４０）を含む。
【０１３７】
図２Ａに示すように、第１実施形態によるオリゴマープローブアレイ２００の製造方法は、基板１１０を準備し（Ｓ１０）、形成された基板１１０上に前記化学式１で表される化学構造を含む中間膜形成用の化学物質を基板１１０上に形成し（Ｓ４０）、中間膜形成用の化学物質を全面露光してカルボキシル基を露出させ（Ｓ５０）、中間膜２３０の露出したカルボキシル基とオリゴマープローブ１６０をカップリングさせること（Ｓ７０）を含む。中間膜２３０は全面が露光され、オリゴマープローブ１６０は中間膜のカルボキシル基とカップリングできる作用基を含まなければならない。その結果、オリゴマープローブアレイ２００の中間膜２３０は、下記化学式２で表される構造を含む。
【０１３８】
【化２３】
2008209409.tif 000024
【０１３９】
（但し、式中、Ｒ１はアルキル基、アリール基、アルコキシル基基、ニトリル基、エステル、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｒ２はアルキル基、アリール基、アルコキシル基、ニトリル基、エステル基、フェニル基、ヒドロキシル基、脂肪族ラクトン、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であり、
Ｙはオリゴマープローブがカップリングされる位置であり、
Ｘは直接または固定層を媒介にして前記基板とカップリングされる位置である。）
このときの中間膜２３０は、オリゴマープローブ１６０のカップリングおよびターゲットサンプルとの混成化を容易にするリンカーまたはスペーサの役割を担う。
【０１４０】
図２Ｂに示すように、第２実施形態による基板構造２０１の製造方法は、基板１１０を準備し（Ｓ１０）、準備した基板１１０上に固定層１２０を形成し（Ｓ３０）、形成された固定層１２０に化学式１で表される化学構造を含む中間膜２３０を形成し（Ｓ４０）、中間膜２３０の全面を露光してカルボキシル基を露出させ（Ｓ５０）、露光した中間膜２３０とオリゴマープローブ１６０をカップリングさせること（Ｓ７０）を含む。
【０１４１】
図２Ｃに示すように、第３実施形態による基板構造２０２の製造方法は、基板１１０を準備し（Ｓ１０）、準備した基板１１０の表面を３次元に形成し（Ｓ２０）、３次元に形成された基板１１１上に固定層１２１を形成し（Ｓ３０）、形成された固定層１２１に化学式１で表される化学構造を含む中間膜２３１を形成し（Ｓ４０）、中間膜２３１を全面露光してカルボキシル基を露出させ（Ｓ５０）、露出したカルボキシル基とオリゴマープローブ１６０をカップリングさせるステップ（Ｓ７０）を含む。
【０１４２】
図２Ｄに示すように、第４実施形態による基板構造２０３の製造方法は、基板１１０を準備し（Ｓ１０）、準備した基板１１０の表面を３次元に形成し（Ｓ２０）、３次元に形成された基板１１１上に固定層１２１を形成し（Ｓ３０）、形成された固定層１２１に化学式１で表される化学構造を含む中間膜２３１を形成し（Ｓ４０）、中間膜２３１を全面露光してカルボキシル基を露出させ（Ｓ５０）、露出したカルボキシル基とリンカー１４０をカップリングさせ（Ｓ６０）、リンカー１４０とオリゴマープローブ１６０をカップリングさせること（Ｓ７０）を含む。リンカーが中間膜２３１のカルボキシル基が反応できる作用基を含まなければならない。
【０１４３】
図３Ａに示すように、第５実施形態によるオリゴマープローブアレイ３００の製造方法は、基板３１０を準備し（Ｓ１０）、形成された基板３１０上に前記化学式１で表される化学構造を含む中間膜形成用の化学物質を基板３１０上に形成し（Ｓ４０）、中間膜形成用の化学物質を一部露光してカルボキシル基が露出された中間膜３３０ａと、依然として前記化学式１で表される化学構造を含む中間膜３３０ｂを区分し（Ｓ５０）、カルボキシル基が露出した中間膜３３０ａとオリゴマープローブ１６０をカップリングさせること（Ｓ７０）を含む。中間膜２３０は一部が露光され、オリゴマープローブ１６０は中間膜のカルボキシル基とカップリングできる作用基を含まなければならない。一部露光でオリゴマープローブ１６０が中間膜３３０全面にカップリングするのではなく、特定領域３３０ａにカップリングすることによって選択的活性化領域を提供することができる。これはより、精巧に多様なオリゴマープローブ１６０をターゲットサンプルと反応させることを可能にする。中間膜３３０が基板３１０とオリゴマープローブ１６０を媒介するリンカーまたは以後ターゲットサンプルとの混成化に必要な空間的マージンを提供するスペーサの役割を同時にすることができることはもちろんである。
【０１４４】
図３Ｂに示すように、第６実施形態による基板構造３０１の製造方法は、基板３１０を準備し（Ｓ１０）、準備した基板３１０上に固定層１２０を形成し（Ｓ３０）、形成された固定層１２０に化学式１で表される化学構造を含む中間膜形成用の化学物質を形成し（Ｓ４０）、中間膜形成用の化学物質を一部露光してカルボキシル基が露出した中間膜３３０ａと、依然として前記化学式１で表される化学構造を含む中間膜３３０ｂを区分し（Ｓ５０）、カルボキシル基が露出した中間膜３３０ａとオリゴマープローブ１６０をカップリングさせること（Ｓ７０）を含む。
【０１４５】
図３Ｃに示すように、第７実施形態による基板構造３０２の製造方法は、基板３１０を準備し（Ｓ１０）、準備した基板３１０の表面を３次元に形成し（Ｓ２０）、３次元に形成された基板３１１上に固定層１２１を形成し（Ｓ３０）、形成された固定層１２１に化学式１で表される化学構造を含む中間膜形成用の化学物質を形成し（Ｓ４０）、中間膜形成用の化学物質を一部露光してカルボキシル基が露出した中間膜３３１ａと、依然として前記化学式１で表される化学構造を含む中間膜３３１ｂを区分し（Ｓ５０）、カルボキシル基が露出した中間膜３３１ａとオリゴマープローブ１６０をカップリングさせること（Ｓ７０）を含む。
【０１４６】
本発明に関するより詳細な内容は次の具体的な実施例によって説明し、ここに記載していない内容はこの技術分野において通常の知識を有する者に十分に技術的に類推できるものであるためその説明を省略する。
【０１４７】
本発明では、本発明の基板構造とオリゴマープローブアレイおよびその製造方法によれば、３次元基板構造およびオリゴマープローブが形成できる表面が増加するため、オリゴマープローブアレイの集積度と反応収率の向上をもたらす。このことは、次の理由に基づくものである、安定な中間膜が提供され、それは、固定層と中間膜との間を１：１の反応によってオリゴマープローブをラミネートでき、固定層と中間膜との間の反応によって形成されたリング構造によって形成された空間は、基板とオリゴマープローブとの間の反応の円滑な生成を助ける。
【実施例】
【０１４８】
（実施例１）
基板の表面が３次元の基板構造の製作
シリコン基板上にシロキサンの一種であるＸＰ４７３９（Ｒｏｈｍ＆Ｈａａｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）をスピンコーティングで９０ｎｍを形成した後、６０分間２５０℃でハードベークした。基板上にＩ７０１０  １．２ｍｍを２０００ｒｐｍでスピンコーティングし、１００℃で６０秒間ベークした後、１１ｍｍの開口サイズを有する碁盤状のダークトーンマスクを用いＡＳＭＬ  ＰＡＳ５５００  １００Ｄ設備で３６５ｎｍ波長の光を投射、露光し、２．３８％  ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液で現像して縦横に交差する直線領域を開口した。基板をＣＦ４条件下でプラズマエッチングを進行してフォトレジストのうち現像されている部分のシロキサンを除去した後、薄膜除去によって残っていたフォトレジストマスクを除去した。硫酸処理をしてヒドロキシル基を活性化させた後、基板にＴＥＬマーク８アクトトラック（ＴＥＬ  Ｍａｒｋ  ８  Ａｃｔ  ｔｒａｃｋ）を用いアミノトリエトキシルプロピルシランの０．１％トルエン溶液を５０ｒｐｍで６０秒間スピンカップリングした後、１４分間乾燥させて１２０℃で４０分間ベークした後、流れる純水液（ＤＩ  ｗａｔｅｒ）に１０分間洗浄、ソニケート（ｓｏｎｉｃａｔｏｒ）で１５分間洗浄し、流れる純水液で１０分間洗浄した。その後、ＴＥＬマーク８アクトトラックでアセトニトリルを用い６０秒間洗浄した。［Ｎ−（３−トリエトキシルプロピル）−４−ヒドロキシブチラミンの０．１％  ＥｔＯＨ溶液を５０ｒｐｍで６０秒間スピンカップリングした後、ＩＰＡで洗浄して１１０℃で１０分間キュアリング（ｃｕｒｉｎｇ）した。ＴＥＬマーク８アクトトラックを用い、ニトロフェニルプロピルオキシカルボニル−テトラエチレングリコール−シアノエチルホスホロアミダイトとテトラゾールが各々１ｍＭと５ｍＭに溶けているアセトニトリル溶液１０ｍｌを基板に加え、常温で５分間放置した後、１０００ｒｐｍ回転と共にアセトニトリルを処理して反応が進行していない物質を除去した後、２５００ｒｐｍでスピン乾燥して残っている溶媒を除去した。
（実施例２）
固定層形成
シリコン基板上にＰＡＤ−Ｏｘｉｄｅ  １０００Å（ｔｈｅｒｍａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｈａｖｉｎｇ  ａ  ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ｏｆ  １０００Å）を成長させた。基板上にＢＣ７０  ＫｒＦ  Ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔを２０００ｒｐｍでスピンコーティングして１００℃で６０秒間ベークした後、１１ｍｍの開口サイズを有する碁盤状のダークトーンマスクを用いＫｒＦ光源を備える露光機ＡＳＭＬ設備で２４８ｎｍ波長の光を投射、露光し、２．３８％  ＴＭＡＨ水溶液で現像して縦横に交差する直線領域を開口した。基板をＣＦ４条件下でプラズマエッチングを進行させてフォトレジストが現像されている部分を除去した後、薄膜除去によって残っているフォトレジストマスクを除去してパターン形成されたＰＡＤ−Ｏｘｉｄｅ領域を開口した。アレイが形成されるＰＡＤ−Ｏｘｉｄｅ領域のヒドロキシ基を１２０℃で１時間ほどピラニア（ｐｉｒａｎｈａ、硫酸：過酸化水素＝７０：３０）処理して活性化させた。ジアゾケト基を有するシラン化合物をシリコン基板のヒドロキシ基と反応させて単一膜を形成した。シラン化合物をトルエンに溶解させた後、シリコン表面に浸して（ｉｍｍｅｒｓｉｎｇ）１００℃で２４−４８時間反応させた。
（実施例３）
ジアゾケト基を有する中間膜用化合物の合成
（１）メチル（５−ノルボルネニル）−３−オキソ−プロピオネートの合成
下記反応式２を参照して、エチルエーテルに溶かしたメチルビニルケトン溶液に、シクロペンタジエンを添加して１２時間ほど室温で反応させた後、溶媒を除去して真空蒸留によって純粋な２−アセチル−５−ノルボルネンを得た。窒素充填されたＴＨＦが入っているフラスコにジメチルカーボネートを加えた後、水素化ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ  ｈｙｄｒｉｄｅ）を加えた。攪拌しながら２−アセチル−５−ノルボルネンを徐々に滴下した。８０℃で２４時間ほど反応させた後、酢酸を利用して酸性化した。溶媒を除去した後、水とエチルエーテルを利用して抽出した。抽出した有機層を塩化ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）溶液で洗浄してＭｇＳＯ４で乾燥して溶媒を除去した後、真空蒸留によって純粋なメチル（５−ノルボルネニル）−３−オキソ−プロピオネートを得た。
【０１４９】
【化２４】
2008209409.tif 000025
【０１５０】
１Ｈ  ＮＭＲ
（ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：５．８２−６．１４（２Ｈ，ｅｎｄｏ−ｏｌｅｆｉｎｉｃ  ｐｒｏｔｏｎ，ｅｘｏ−ｏｌｅｆｉｎｉｃ  ｐｒｏｔｏｎ），３．７（３Ｈ，−ＯＣＨ３），３．１５−３．５３（２Ｈ，α−ｈｙｄｒｏｇｅｎｓ），２．９−３．０（２Ｈ），１．２４−１．９（５Ｈ）．１３Ｃ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：２０４（−Ｃ＝Ｏ，ｋｅｔｏｎｅ），１６７（−ＣＯＯ−，ｅｓｔｅｒ），１３１−１３８（Ｃ＝Ｃ），２７．６２−５２．２７（ａｌｉｐｈａｔｉｃ  ｃａｒｂｏｎｓ）．ＦＴ−ＩＲ（ＮａＣｌ  ｐｌａｔｅ，ｃｍ−１）：１７５５（Ｃ＝Ｏ，ｋｅｔｏｎｅ），１７１２（−ＣＯＯ−，ｅｓｔｅｒ），１６２５（Ｃ＝Ｃ，ｖｉｎｙｌ）．
（２）メチル（５−ノルボルネニル）−２−ジアゾ−３−オキソ−プロピオネートの合成
反応式３を参照して、フラスコにアセトニトリルを加えてメチル（５−ノルボルネニル）−３−オキソ−プロピオネートを添加した後、０℃の氷水に浸して冷やした。トリエチルアミンを徐々に滴下してジアゾ転移試薬（ｄｉａｚｏ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｒｅａｇｅｎｔ）のｐ−カルボキシベンゼンスルホニルアジドを加えた。０℃で１５分ほど維持させた後、室温で２時間反応させた。溶媒を除去した後、水と石油エーテルを利用して抽出した。抽出した石油エーテル層をガラスフィルタで濾過して溶媒を除去した後、真空で乾燥させてメチル（５−ノルボルネニル）−２−ジアゾ−３−オキソ−プロピオネートを得た。
【０１５１】
【化２５】
2008209409.tif 000026
【０１５２】
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：５．８２−６．２０（２Ｈ，ｅｎｄｏ−ｏｌｅｆｉｎｉｃ  ｐｒｏｔｏｎ，ｅｘｏ−ｏｌｅｆｉｎｉｃ  ｐｒｏｔｏｎ），３．７（３Ｈ，−ＯＣＨ３），２．９−３．０（２Ｈ），１．２４−１．９（５Ｈ）．１３Ｃ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：１９４（−Ｃ＝Ｏ，ｋｅｔｏｎｅ），１６１（−ＣＯＯ−，ｅｓｔｅｒ），１３１−１３８（Ｃ＝Ｃ），２７．６２−５２．２７（ａｌｉｐｈａｔｉｃ  ｃａｒｂｏｎｓ）．ＦＴ−ＩＲ（ＮａＣｌ  ｐｌａｔｅ，ｃｍ−１）：２１３９（−Ｎ２，ｄｉａｚｏ），１７２２（Ｃ＝Ｏ，ｋｅｔｏｎｅ），１６５１（−ＣＯＯ−，ｅｓｔｅｒ）．
（実施例４）
中間膜を固定層に形成
基板上に、固定層としてトリエトキシ１０−ウンデシニル−シランを形成した。２−（１３−ヒドロキシ−２−オキサトリデカニル）−フランのヒドロキシ基とジアゾケト基を含む２−ジアゾ−３−オキソ−ヘキサノリック酸エチルエステルと反応させて中間膜を形成した。固定層のアルケンをジエン基にし、２−（１３−ヒドロキシ−２−オキサトリデカニル）−フランをジエノフィルにしてディールス・アルダー反応で反応させて、次のように中間膜を固定層に形成した。
【０１５３】
【化２６】
2008209409.tif 000027
【０１５４】
（実施例５）
スペーサ形成
実施例４によって形成された中間膜を選択的にＡＳＭＬ  ＰＡＳ５５００  １００Ｄステッパーを利用して露光を進行した後、露光されてカルボキシル基が露出した中間膜にスペーサを形成した。スペーサの長さを伸長する方法としてＴＥＬマーク８アクトトラックを用い、ニトロフェニルプロピルオキシカルボニルテトラエチレングリコールシアノエチルホスホロアミダイトとテトラゾールが各々１ｍＭと５ｍＭで溶けているアセトニトリル溶液１０ｍｌを加えて常温で５分間放置した後、１０００ｒｐｍの速度で回転させて反応が進行していない物質を除去した後、２５００ｒｐｍでスピン乾燥して残っている溶媒を除去し、アセトニトリルが基板を濡らすように洗浄した。
（実施例６）
プローブの成長
核酸反応が進行する領域に２４８ｎｍまたは３６５ｎｍの波長を有するＡＳＭＬ  ＰＡＳ５５００  １００Ｄステッパーを利用して光反応を進行させた後、後続反応を進行させた。基板に、ＴＥＬマーク８アクトトラックを用い、アデニン／チミン／グアニン／シトシンの糖−ホスホロアミダイトとテトラゾールが各々１ｍＭと５ｍＭで溶けているアセトニトリル溶液１０ｍｌを加えて常温で５分間放置後、１０００ｒｐｍ回転と共にアセトニトリルを処理して反応が進行していない物質を除去した後、２５００ｒｐｍでスピン乾燥して残っている溶媒を除去した。基板にＴＥＬマーク８アクトトラックを用いＡｃ２Ｏ／ｐｙ（ｐｙｒｉｄｉｎｅ）／メチルイミダゾール１：１：１のＴＨＦ溶液および０．０２ＭのヨードＴＨＦ溶液を処理して、カップリングしていない核酸のキャッピングおよび酸化を進行させた。以後、光活性化による核酸合成が進行した。ＡＳＭＬ  ＰＡＳ５５００  １００Ｄステッパーで３６５ｎｍ波長を用い１１ｕｍの開口サイズを有する碁盤状のクロムオンクォーツマスク（ｃｈｒｏｍｅ  ｏｎ  ｑｕａｒｔｚ  ｍａｓｋ）を活用して、５０００ｍＪのエネルギーで露光してニトロアロマティク保護基を除去した。引き続き、アデニン／チミン／グアニン／シトシンの糖−ホスホロアミダイトを用いカップリング、キャッピング、酸化、および光分解を繰り返して、所望する序列の核酸を合成した。
【０１５５】
以上、添付する図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須的な特徴を変更せずに他の具体的な形態によって実施できることを理解することができる。したがって前述した実施形態はすべての面で例示的なものであって、限定的なものではないことを理解しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明が適用される基板構造、オリゴマープローブは、遺伝子発現分析、遺伝子型分析、ＳＮＰのような突然変異および多形の検出、蛋白質およびペプチド分析、潜在的な薬のスクリーニング、新薬開発と製造などに係わる技術分野に適用し得る。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１Ａ】本発明の実施形態による基板構造の断面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態による基板構造の断面図である。
【図１Ｃ】本発明の実施形態による基板構造の断面図である。
【図１Ｄ】本発明の実施形態による基板構造の断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。
【図２Ｃ】本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。
【図２Ｄ】本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。
【図２Ｅ】本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。
【図３Ｄ】本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。
【図３Ｅ】本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイの断面図である。
【図４】本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による基板構造の製造方法を順次に示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による基板構造の製造方法を順次に示す断面図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による基板構造の製造方法を順次に示す断面図である。
【図５Ｄ】本発明の一実施形態による基板構造の製造方法を順次に示す断面図である。
【図５Ｅ】本発明の一実施形態による基板構造の製造方法を順次に示す断面図である。
【図５Ｆ】本発明の一実施形態による基板構造の製造方法を順次に示す断面図である。
【図５Ｇ】本発明の一実施形態による基板構造の製造方法を順次に示す断面図である。
【図５Ｈ】本発明の一実施形態による基板構造の製造方法を順次に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１００，  １０１，  １０２，  １０３，  ２００，  ２０１，  ２０２，  ２０３，  ２０４，  ３００，  ３０１，  ３０２，  ３０３，  ３０４    基板構造
１１０，  １１１，  １１２，  ３１０，  ３１１，  ３１２    基板
１２０、１２１    固定層
１３０、１３１    中間膜
１４０    リンカー
１５０    スペーサ
１６０    オリゴマープローブ
３５０    レチクル
Ａ    活性化領域
Ｂ    非活性化領域。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図４】
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