(57)【要約】　【課題】　基体の表面に異なるアレイ特徴で結合された多数の化学的プローブのアレイの製造方法の提供。　【解決手段】　リンク剤を含む液滴が表面上に堆積され、リンク剤が基体表面に結合するようにされる。化学的プローブ又はプローブ前駆体を含む液滴が多数の特徴位置に堆積され、これらの特徴位置においてプローブ又はプローブ前駆体がリンク剤と結合するようにされる。プローブ又はプローブ前駆体を堆積するステップは必要に応じて繰り返され（同じ又は異なるプローブ又はプローブ前駆体を用いて）、アレイが形成される。他の装置、コンピュータプログラム製品及び方法もまた提供される。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
　基体の表面に異なるアレイ特徴でもって結合された多数の化学的プローブのアレイを製造する方法であって、
（ａ）前記表面にリンク剤を含む液滴を付着して、前記リンク剤を前記基体表面に結合させ、
（ｂ）多数の特徴位置に前記化学的プローブ又はプローブ前駆体を含む液滴を付着して、前記プローブ又はプローブ前駆体を前記特徴位置においてリンク剤と結合させ、
（ｃ）必要に応じて（ｂ）を繰り返し、前記アレイを形成することからなる方法。
【請求項２】
　前記リンク剤を含む液滴がパルスジェットから噴射される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
　前記アレイがポリヌクレオチドアレイ又はポリアミノ酸アレイであり、前記液滴にヌクレオシド又はアミノ酸単量体が含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
　基体の表面に異なるアレイ特徴でもって結合された多数の化学的プローブのアレイを製造する方法であって、
（ａ）前記表面にリンク剤を含む液滴を付着して、これらの液滴が一緒に前記アレイの特徴位置にわたる連続領域を覆い、前記リンク剤を前記覆われた連続領域において前記基体表面に結合させ、
（ｂ）多数の特徴位置に前記化学的プローブ又はプローブ前駆体を含む液滴を付着して、前記プローブ又はプローブ前駆体を前記特徴位置においてリンク剤と結合させ、
（ｃ）必要に応じて前記（ｂ）を繰り返し、前記アレイを形成することからなる方法。
【請求項５】
　溶媒を含む液滴を前記表面に付着して、これらの液滴が一緒に前記アレイの前記特徴位置にわたる連続領域を覆うことをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
　前記溶媒が前記プローブ又はプローブ前駆体の付着に先立って前記特徴位置に付着される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
　前記（ｂ）において、前記プローブ前駆体を含む液滴が付着される、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
　付加的な剤を含む液滴を前記表面に付着して、これらの液滴が一緒に前記アレイの前記特徴位置にわたる連続領域を覆うことをさらに含み、前記付加的な剤を含む液滴が前記リンク剤を含む液滴と同じか又は異なっており、前記付加的な剤が前記覆われた連続領域において前記基体表面と結合するが前記プローブ又はプローブ前駆体には結合しない、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
　前記リンク剤を含む液滴と前記付加的な剤を含む液滴が異なる液滴である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
　前記リンク剤を含む液滴がパルスジェットから付着される、請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
　前記リンク剤を含む液滴と前記付加的な剤を含む液滴が、異なるパルスジェットから付着される、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
　前記パルスジェットが圧電パルスジェットである、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
　前記基体表面が反応性親水性部分を有し、前記付加的な剤が第１のシランであり前記リンク剤が第２のシランであり、前記第１のシランは式Ｒ１−Ｓｉ（ＲＬＲｘＲｙ）を有し前記第２のシランは式Ｒ２−（Ｌ）ｎ−Ｓｉ（ＲＬＲｘＲｙ）を有して前記表面への結合により−Ｓｉ−Ｒ１基と−Ｓｉ−（Ｌ）ｎ−Ｒ２基をもたらし、これらの式においてＲＬ部分は同じ又は異なる脱離基、Ｒｘ及びＲｙは各々独立して低級アルキル基又は脱離基、Ｒ１は前記基体表面に結合するとその表面エネルギーを低下させる化学的不活性部分、ｎは０又は１、Ｌはリンク基、Ｒ２は分子部分の共有結合を可能にする官能基又はこうした官能基に転化可能な変性可能基である、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
　前記反応性親水性部分がヒドロキシル、カルボキシル、チオール、アミノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
　前記反応性親水性部分がヒドロキシル基である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
　ＲＬがハロゲン及びアルコキシからなる群から選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
　請求項１の方法によって生成されたアレイを試料に曝露することからなる、アレイの使用方法。
【請求項１８】
　前記アレイを読み取ることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
　請求項１８の方法により得られた読み取り結果を遠隔地に送ることからなる方法。
【請求項２０】
　請求項１８の方法により得られた読み取り結果を表すデータを送信することからなる方法。
【請求項２１】
　請求項１８の方法により得られた読み取り結果を受信することからなる方法。
【請求項２２】
　請求項１の方法によって得られたアレイ。
【請求項２３】
　リンク剤を含む液滴を基体表面に付着して、前記リンク剤を前記基体表面に付着させることからなる、表面変性基体の製造方法。
【請求項２４】
　前記基体がガラスである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
　付加的な剤を含む液滴を前記表面に付着して、これらの液滴が一緒に前記表面にわたる連続領域を覆うことをさらに含み、前記付加的な剤を含む液滴が前記リンク剤を含む液滴と同じか又は異なっており、前記付加的な剤が前記覆われた連続領域において前記基体表面と結合する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
　前記リンク剤を含む液滴と前記付加的な剤を含む液滴が異なる液滴である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
　基体上に多数の化学的特徴を有するアレイを製造するための装置であって、
　基体を装着可能な基体ホルダと、
　装着された基体から離隔され、前記装着された基体上へと液滴を付着させる第１の液滴付着システムと、
　化学物質又は前駆化学物質の液滴を付着させる第２の液滴付着システムと、及び
　前記第１の液滴付着システムから付着される液滴が一緒に前記表面の連続領域を覆い、前記第２の液滴付着システムから付着される液滴が前記連続領域上に配置された特徴位置に付着されてアレイを形成するように、前記第１及び第２の液滴付着システムを制御するプロセッサとからなる装置。
【請求項２８】
　前記パルスジェットが熱電又は圧電パルスジェットである、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
　基体上に多数の化学的特徴を有するアレイを製造するための装置について用いられ、前記装置を制御して、
（ａ）特徴が配置される基体上の連続領域を覆って液滴を付着させ、次いで
（ｂ）多数の特徴の各々について、少なくとも幾つかが化学物質又は前駆化学物質を担持している多数の液滴を、前記装置の液滴付着ヘッドシステムから前記基体上へと、前記ヘッドシステムが前記基体から離隔された状態で付着させて前記アレイを製造する
方法を実行させるコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体からなる、コンピュータプログラム製品。
【請求項３０】
　前記プログラムによって、前記液滴付着ヘッドシステムの移送装置の動作及び多数のパルスジェットが制御され、前記特徴が配置される前記基体上の連続領域を覆うよう液滴が付着される、請求項２９に記載のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、診断、スクリーニング、形質発現分析、及びその他の用途に有用な、ポリヌクレオチドアレイ（例えばＤＮＡアレイ）の如きアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
　以下の記述において、また本明細書全体を通じて、種々の文献が引用されることになるが、本出願に対しては、先行技術として認められる引用文献はない。
【０００３】
　ポリヌクレオチドアレイや蛋白質アレイ（例えばＤＮＡ又はＲＮＡアレイ）の如き化学的アレイは公知であり、また例えば診断ツールやスクリーニングツールとして使用されている。ポリヌクレオチドアレイは、基体上に所定の構成で配置された、通常は異なる配列を有するポリヌクレオチドの領域を含む。これらの領域（「特徴」と呼ぶ場合もある）は、基体上のそれぞれの位置（「アドレス」）に配置されている。アレイは、試料に曝露されると、ある観察結合パターンを示す。この結合パターンは、アレイを読み取る際に検出可能である。例えば、試料中の全てのポリヌクレオチド標的（例えばＤＮＡ）を適当なラベル（蛍光化合物のような）で標識し、試料に曝露した後、アレイ上の蛍光パターンを正確に観察することが可能である。異なる配列のポリヌクレオチドが所定の構成に従って正確に配置されていたものと仮定すると、観察結合パターンは、試料中の１つ又はより多くのポリヌクレオチド成分の存在及び／又は濃度を表すことになる。
【０００４】
　バイオポリマーアレイは、予め得られた（合成又は天然原料から）バイオポリマーを基体上に付着させるか、又はin situ合成法によって製造可能である。得られたバイオポリマーを付着させる方法には、特許文献１に記載のように、ピン又は毛細管を充填して表面に接触させること、或いは特許文献２及び３その他に記載のように、インクジェットヘッドのようなパルスジェットからの噴射により付着させること等がある。こうした付着方法は、１サイクルの付着によって特徴の各々を形成するものと考えることができる（即ち、予め得られたバイオポリマーを基体に付着させるサイクルは、各特徴毎に１つだけである）。in situ製造法の場合は、最終的な特徴を形成するため、パルスジェット又は他の手段によって、ある所与の標的位置に複数の異なる試薬の液滴が付着される（従って特徴のプローブは、アレイ基体上で合成される）。in situ製造法には、特許文献４に記載のような、ペプチドアレイを合成するための方法、及び特許文献３、５及びそれらの中で引用されている文献に記載のような、ポリヌクレオチドアレイを合成するための方法があり、またパルスジェットを用いて試薬を付着させることも可能である。ポリヌクレオチドアレイを製造するためのin situ法は一般に、特徴が形成されることになる多数の異なるアドレスのそれぞれにおいて、既知の化学反応によって支持体上のヌクレオシド試薬からポリヌクレオチドを形成するのに用いられるのと同じ、従来の反復手順に従う。この反復手順は、形成される特徴の各々における以下の（ａ）から（ｄ）の付着サイクルが多数回行われるものと考えることができる。即ち、（ａ）選択された活性化ヌクレオシド（単量体単位）をホスファイト結合によって、最初の反復では官能化された支持体に結合し、後続の反復では基体に結合されたヌクレオシド（即ち、ヌクレオシド変性基体）に結合する。（ｂ）任意選択的に、基体に結合されたヌクレオシド上の未反応ヒドロキシル基をブロックする（「キャッピング」と呼ぶ場合もある）。（ｃ）ステップ（ａ）のホスファイト結合を酸化して、ホスフェート結合を形成する。そして（ｄ）ステップ（ａ）での結合により基体に結合されているヌクレオシドから保護基を外して（「脱保護」）、同様のステップからなる次のサイクルのための反応部位を生じさせる。結合は、アレイのための特定の所望の特徴位置に、アクチベータ及びホスホアミダイトの液滴を付着させることによって行わせることができる。最後の脱保護ステップでは、窒素性塩基及びホスフェート基が、既知の条件下において、水酸化アンモニウム及び／又はメチルアミンを用いた処理によって同時に脱保護される。キャッピング、酸化、及び脱保護は、適切な試薬の層で基体全体を処理する（「フラッディング」）ことによって実施可能である。官能化された支持体（最初のサイクル）又は脱保護された結合ヌクレオシド（後続サイクル）によって、ステップ（ａ）で次に結合されるヌクレオシドとのホスファイト結合を形成するための結合（リンク）基が、基体結合部分に提供される。最後のヌクレオシド塩基の脱保護は、既知の仕方で別のフラッディング手順でもって、水酸化アンモニウムのようなアルカリ性条件を用いて達成可能である。従来��、単一のパルスジェットその他のディスペンサが、単一の単量体単位を付着させるために割り当てられている。
【０００５】
　ポリヌクレオチドを合成するための上述の化学反応は、例えば非特許文献１、２、３、及び４、特許文献６、７、８、９、及び１０その他に詳細に記載されている。ホスホアミダイト法及びホスファイトトリエステル法が最も広く用いられているが、他の手法として、ホスホジエステル法、ホスホトリエステル法、及びＨ−ホスホネート法がある。基体は通常、最初に付着される単量体に結合するように官能化（機能付与）されている。こうしたリンク部分で基体を官能化するのに適した技法については、例えば特許文献１１及び非特許文献５に記載がある。アレイ製造の場合には、何れかの１サイクルの間に、基体上の異なるアドレスに異なる単量体及びアクチベータを付着させることによって、完成したアレイの異なる特徴が異なる所望のバイオポリマー配列を備えるようにすることができる。各サイクルについて、ポリヌクレオチドアレイのin situ製造の場合の従来の酸化、キャッピング、及び洗浄ステップのような、１つ又はより多くの中間ステップがさらに必要な場合がある（やはりこれらのステップは、フラッディング手順で実施可能である）。
【０００６】
　予め得られたバイオポリマーの付着、又はin situ法によるバイオポリマーアレイの製造に関するさらなる詳細については、特許文献３、１２、１３、及び１４に記載がある。予め得られたバイオポリマーの付着又はin situ法によってアレイを製造する場合一般に、アレイがこれから形成される基体表面上の領域全体（「アレイ領域」）が、１つ又はより多くの試薬に完全に曝露される。例えば何れの方法でも、アレイ領域は多くの場合１つ又はより多くのリンカー組成物に曝露され、基体とバイオポリマー又はバイオモノマーの両方に結合する適切なリンカー層が表面上に形成される。特に有用なリンカー組成物及び方法は、特許文献１５及び１６に開示されている。これらは種々のシランベースの化合物をリンカーその他の表面変性剤（例えば表面エネルギーを変化させて、堆積される液滴の広がりを制御する）として使用することができる。こうしたシラン化合物を含有する溶液は、反応容器内において基体表面に曝露される。
【特許文献１】米国特許第５，８０７，５２２号明細書
【特許文献２】国際公開第９５／２５１１６号パンフレット
【特許文献３】国際公開第９８／４１５３１号パンフレット
【特許文献４】米国特許第５，４４９，７５４号明細書
【特許文献５】米国特許第６，１８０，３５１号明細書
【特許文献６】米国特許第４，４５８，０６６号明細書
【特許文献７】米国特許第４，５００，７０７号明細書
【特許文献８】米国特許第５，１５３，３１９号明細書
【特許文献９】米国特許第５，８６９，６４３号明細書
【特許文献１０】欧州特許第０２９４１９６号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，２５８，４５４号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，２４２，２６６号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，２３２，０７２号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，１７１，７９７号明細書
【特許文献１５】米国特許第６，３１９，６７４号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，４４４，２６８号明細書
【非特許文献１】Ｃａｒｕｔｈｅｒｓ著、Ｓｃｉｅｎｃｅ、１９８５年、第２３０号、ｐ．２８１−２８５
【非特許文献２】Ｉｔａｋｕｒａ他著、Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．、第５３号、ｐ．３２３−３５６
【非特許文献３】Ｈｕｎｋａｐｉｌｌａｒ他著、Ｎａｔｕｒｅ、１９８４年、第３１０号、ｐ．１０５−１１０
【非特許文献４】Ｂｏｃａ　Ｒａｔｏｎ，Ｆｌａ．著、「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ　Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ　ｉｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｔａｒｇｅｔｅｄ　Ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ　Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ」、ＣＲＣ　Ｐｒｅｓｓ、ｐ．１００以下
【非特許文献５】Ｓｏｕｔｈｅｒｎ，Ｅ．Ｍ．，Ｍａｓｋｏｓ，Ｕ．ａｎｄ　Ｅｌｄｅｒ，Ｊ．Ｋ．，Ｇｅｎｏｍｉｃｓ、１９９２年、第１３号、ｐ．１００７−１０１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　アレイ製造において、利用可能なポリヌクレオチドの量は通常極めて少なく、また高価である。加えて、試験に利用可能な試料の量も通常は極めて少なく、従ってアレイ上の多数の異なるプローブによって同じ試料を同時に試験するのが望ましい。こうした条件は、多数の極めて小さく、間隔が密な特徴を備えたアレイの使用を必要とする。例えば、調査光に応答して特徴から放射される光を検出することによってアレイを読み取る場合、特徴から検出される全光信号は極めて弱い可能性がある。正確な読み取りを得るためには、特徴が実際に存在し、特徴内の組成が予想通りで、均一であることが重要である。これらの条件を満たすことができなければ、読み取り中にアレイの特徴から検出される信号における変動、及びアレイ内又はアレイ相互間で、検出信号に試験試料の組成とは無関係な変動が生じる可能性がある。この結果さらに、アレイの使用結果の解釈に重大なエラーが生ずる可能性がある。
【０００８】
　本発明の目的は、従って、特徴内、アレイ内、及びアレイ間において、予測される特徴の質にわずかな変動しか生じないアレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
　本発明の認識では、基体上に一様なリンカー組成をもたらすことができなければ、特徴に関して、またアレイ内及びアレイ間において、プローブ密度の変動が生じうる。
【００１０】
　しかして本発明によれば、結合用試薬又はリンク剤を含む液滴を表面に付着又は堆積させて（例えば、パルスジェットから）、結合用試薬又は剤が基体表面に結合するようにすることからなる、表面変性基体を生成する方法が提供される。
【００１１】
　また本発明は、本発明の表面変性基体を使用して、異なるアレイ特徴でもって基体表面に結合される、多数の化学的プローブのアレイを製造する方法をも提供する。この方法では、化学的プローブ又はプローブ前駆体を含む液滴が、多数の特徴位置において基体の変性表面に付着され、かくしてプローブ又はプローブ前駆体は特徴位置において、リンク剤と結合する。この化学的プローブ含有液滴を付着させるステップを必要に応じて繰り返することによって（例えば、異なる特徴位置又は同じ特徴位置において）、アレイを形成することが可能である。
【００１２】
　表面変性基体の生成においては、リンク剤即ちリンク用反応物質を含む液滴は、複数の液滴が一緒になって、連続であってもよい基体の相互接続領域を覆うようにすることが可能であり、リンク剤は次いでそれらの領域に結合する。例えばアレイを製造する場合、液滴はアレイの特徴位置全体にわたる連続領域を覆うことができる。
【００１３】
　基体表面には、他の成分を接触させてもよい。例えば、溶媒を含む液滴を表面に付着させてもよく（リンク剤を含む液滴の前又は後に、或いはリンク剤を含む液滴と同じ液滴の一部として）、これらの液滴は一緒に、アレイの特徴位置にわたる連続領域を覆うことができる。別の例は、表面に付着される付加的な剤（例えば表面エネルギー制御用）の液滴であり、これらの液滴もまた一緒になって、アレイの特徴位置全体にわたる連続領域を覆うことができる。これらの液滴は、リンク剤を含む液滴と同じでも異なっていてもよく、付加的な剤は覆われた連続領域上で基体表面に結合するが、アレイの製造に際してプローブ又はプローブ前駆体とは結合しない。
【００１４】
　本発明はまた、本発明の方法を実行可能な装置及びコンピュータプログラム製品、本発明の方法により生成されるアレイ、並びに本発明の方法により製造されるアレイの使用方法（製造方法により得られたアレイを試料に曝露することを含んでよく、またアレイは後に読み取られ得る）をも提供する。
【発明の効果】
【００１５】
　　本発明の種々の態様によって、下記の及び／又はその他の有用な利点の１又はより多くをもたらすことが可能である。例えば、基体表面にかなり一様なリンカー層を生成可能であり、これは次いで、特徴内及びアレイ内の両者、並びにアレイ相互間において、予測される質を有する特徴を得るのに役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
　理解の便宜に資するため、それが実際的である場合には、図中で共通する同一の要素を指定するために同じ参照番号を用いている。しかしながら図面は、必ずしも縮尺通りのものではない。
【００１７】
　本出願においては、逆の意図が明らかでない限り、以下の用語は下記の特性を表す。「バイオポリマー」とは、１つ又はより多くの種類の繰り返し単位からなるポリマーである。バイオポリマーは一般に、生物系に見出され、特に多糖類（炭水化物の如き）、ペプチド（この用語はポリペプチド、及び多糖類に付着しているか否かにかかわらず蛋白質を含むものとして用いる）、及びポリヌクレオチド、並びにアミノ酸類似体又は非アミノ酸群或いはヌクレオチド類似体又は非ヌクレオチド群から構成されるか、又はこれらを含む化合物のような、それらの類似体を含む。これには、在来の骨格が非天然又は合成骨格に置換されたポリヌクレオチド、及び在来の塩基の１つ又はより多くが、ワトソン−クリック型の水素結合相互作用に関与することが可能な基（天然又は合成）に置換された核酸（又はその合成又は天然類似体）が含まれる。ポリヌクレオチドには、一本鎖又は多重鎖構成が含まれ、その場合に１つ又はより多くの鎖が互いに完全に整列しており、又は整列していない。「ヌクレオチド」とは、ホスフェート基、炭素数５の糖、及び窒素を含む塩基を有する核酸のサブユニット、並びにポリマーの形態で（ポリヌクレオチドとして）２つの天然ポリヌクレオチドの場合と同様の配列特異的な仕方で天然ポリヌクレオチドとハイブリダイズ可能な、こうしたサブユニットの機能的類似体（合成か天然かにかかわらず）を表す。例えば「バイオポリマー」には、供給源に関係なく、米国特許第５，９４８、９０２号明細書及びそこに引用されている文献に記載の、ＤＮＡ（ｃＤＮＡを含む）、ＲＮＡ、オリゴヌクレオチド、及びＰＮＡその他のポリヌクレオチドが含まれる。「オリゴヌクレオチド」は、一般に長さがヌクレオチド約１０から１００個分のヌクレオチド多量体を表し、一方「ポリヌクレオチド」は、任意の数のヌクレオチドを有するヌクレオチド多量体を含む。「バイオモノマー」とは、同じ又は異なるバイオモノマーと結合してバイオポリマーを形成可能な単一の単位（例えば、一方又は双方が除去可能な保護基を有しうる２つの結合基を備えた、単一のアミノ酸又はヌクレオチド）を表している。バイオモノマー流体又はバイオポリマー流体とは、それぞれ、バイオモノマー又はバイオポリマーを含む液体（一般には溶液）を表している。
【００１８】
　「アレイ」には、逆の意図が明らかでない限り、関連する特定の１つ又は複数の化学部分（例えば、ポリヌクレオチド配列のようなバイオポリマー）を備えたアドレス指定可能な領域の、任意の１次元、２次元、又は３次元配置が含まれる。各領域は、基体が多孔質の場合、第３の次元に延びることが可能であるが、基体が無孔質の場合には、実質的な第３の次元（厚さ）は有しない。アレイは、異なる部分（例えば異なるポリヌクレオチド配列）からなる多数の領域を有し、そのアレイ上のある特定の所定位置（「アドレス」）にある領域（そのアレイの「特徴」又は「スポット」）が、ある特定の標的又はある特定クラスの標的を検出することになる（特徴がたまたま、その特徴の標的でないものを検出する場合もあるが）という意味で、「アドレス指定可能」である。アレイの特徴は一般に同種のものからなり、それらの特徴は必ずではないが一般に、介在する間隔によって分離されている。アレイの場合に「標的」とは、種々の領域で基体に結合されたプローブ（「標的プローブ」）によって検出される、移動相（一般に流体）の部分として参照される。しかしながら「標的」又は「標的プローブ」の一方は、もう一方によって評価されることになる（従っていずれか一方は、もう一方と結合することによって評価される、未知のポリヌクレオチド混合物である可能性がある）。「アレイレイアウト」又は「アレイ特性」とは、特徴の配置、特徴の１つ又はより多くの次元、又は所与の位置における化学的部分の識別又は機能の何らかの指標といった、アレイの１つ又はより多くの物理的、化学的、又は生物学的特性、或いはそのアレイをいかに取り扱うべきか（例えば、アレイを試料に曝露する条件、又は試料に曝露した後のアレイ読み取り規格又は対照）を表している。「ハイブリダイズ」及び「結合」は、ポリヌクレオチドに関し、交換可能に用いられる。
【００１９】
　「プラスチック」とは、高分子量の（例えば少なくとも１０００グラム／モル、又は少なくとも１００００又は１０００００グラム／モルの場合さえある）任意の合成有機ポリマーである。
【００２０】
　基体又は基体のウェブに関して、「可撓性」とは、基体を半径１．２５ｃｍ未満のローラの周囲で１８０度曲げることができることを表している。基体は、破損（例えば亀裂）又は塑性変形を生じることなく、何れの方向においても少なくとも１００回、繰り返しそのように曲げたり伸ばしたりすることが可能である。この曲げは、材料の弾性限界内でなければならない。可撓性に関する以上の試験は、２０℃の温度で実施される。
【００２１】
　「ウェブ」とは、幅を超える長さを有する、長く連続した基体材料片を表している。例えば、ウェブの長さ対幅比は少なくとも５／１、１０／１、５０／１、１００／１、２００／１、又は５００／１であるが、少なくとも１０００／１になる場合さえある。
【００２２】
　一つのものが別のものから「遠隔」にあると表される場合、これはそれら２つのものが、少なくとも異なる建物内にあり、また少なくとも１マイル（約１．６ｋｍ）、１０マイル（約１６ｋｍ）、或いは少なくとも１００マイル（約１６０ｋｍ）離れていることを表す。情報の「通信」とは、その情報を表すデータを電気信号として、適切な通信チャンネル（例えば私設又は公衆ネットワーク）を介して送信することを表している。ものの「転送」とは、物理的に移送するか又はその他（それが可能な場合）により、一つの場所から次の場所にそのものを到達させる任意の手段を表しており、少なくともデータの場合には、データを担持した媒体を物理的に搬送するか、又はデータを通信することを含んでいる。アレイ「アセンブリ」は、アレイと、そのアレイが付着された基体だけからなる場合もあるが、アセンブリが他の特徴（チャンバを備えたハウジングのような）を含むパッケージの形態をとることも可能である。「チャンバ」とは、取り囲まれた容積を表している（但し、チャンバは１つ又はより多くのポートを介してアクセス可能であってもよい）。また本出願全体を通じて、「前」、「後」、「上部」、「上方」、及び「下方」といった用語は、相対的な意味においてのみ用いられることが理解されよう。「流体」とは、本明細書では液体を表している。単数形で表記されたものに対する言及には、複数の同じものが存在する可能性も含まれている。「可能である」又はこれに類する表現は、任意性を表している。記述される方法は、列挙されている事象のとおりの順序で、或いは何らかの他の論理的に可能な順序で実施可能である。
【００２３】
　「パルスジェット」とは、アレイの形成において液滴を供給可能な任意の装置である。パルスジェットは、出口又はオリフィスに隣接している液体に圧力パルスを伝達する（圧電素子又は電熱素子による如くして）ことによって動作し、液滴は出口又はオリフィスから供給される。
【００２４】
　表面に結合された「結合（リンク）層」の厚みは、例えば２００オングストローム未満であってよく、１０オングストローム未満（又は８、６、又は、４オングストローム未満の厚み）とすることさえ可能である。こうした層は１０４から１０６単位／μ２の、ポリヌクレオチド、蛋白質、ヌクレオシド、又はアミノ酸との最小結合親和性を備えることが可能である。本発明における層厚は、紫外線又はＸ線偏光解析法を用いて評価することが可能である。
【００２５】
　基体表面上の領域に関して「連続」とは、その領域内の何らかのギャップ（間隙）によって中断されていない領域を指す。その場合にアレイの個々の特徴は、そうした連続領域上に形成することができる。
【００２６】
　化学式に関して「基」とは、置換された基及び未置換の基の両者を含んでいる。
【００２７】
　「低級アルキル基」とは、炭素数１から６のアルキル基であるが、恐らくは１個、２個、３個、又は４個の何れかの数の炭素原子を備えるだけである。
【００２８】
　「表面エネルギー」とは、米国特許第６，４４４，２６８号明細書に定義された如きものである。
【００２９】
　本明細書において記述される何れの方法においても、ステップは列挙されている順番に、又は論理的に可能な任意の他の順番で実施可能である。本出願において引用された全ての特許及び他の参考文献の内容は、それらの文献における定義その他の何らかの記載が本出願の何らかの記載と矛盾する場合を除いて（その場合は本出願の記載が優先する）、番号その他の参照によって本出願に取り込まれたものとする。
【００３０】
　まず図１から３を参照すると、本発明の方法はアレイアセンブリを生成することが可能であり、これは例えば、限られた長さの剛性基体（例えばガラスやシリカのような透明な無孔質材料）、或いは細長い可撓性ウェブ（又はリボン）１０の形態をなすことが可能な基体を含む。基体１０はその表面１１ａに沿って配置され、アレイ間領域１７によって分離された１つ又はより多くのアレイ１２を担持する。基体１０の裏面１１ｂにはアレイ１２はない。基体１０上のアレイは、試行用サンプル、基準試料、これらの組合せ、或いはポリヌクレオチド、蛋白質、多糖類等の既知の混合物など、何れであるかに関係なく、あらゆる種類の試料を試験できるように設計されている（その場合アレイは、評価すべき未知の配列を担持する特徴から構成することが可能である）。図１には４つのアレイ１２が示されているが、基体１０及びそれに使用される実施態様は、少なくとも１、２、５、１０、２０、５０、又は１００といった（或いは少なくとも５００、１０００、又は少なくとも３０００の場合さえある）、任意の所望数のアレイ１２を使用可能であることが理解されよう。１つより多いアレイ１２が存在する場合、それらは基体１０の長手方向に、端と端を突き合わせて配置される。意図する用途に応じて、任意の又は全てのアレイ１２を相互に同じか、又は異なるものとすることが可能であり、また各々はバイオポリマーの多数のスポット又は特徴１６をポリヌクレオチドの形態で含む。
【００３１】
　典型的なアレイ１２は、１０を超える、１００を超える、１０００を超える、又は１万を超える特徴を含んでよく、或いは１０万を超える特徴を含むことさえ可能である。例えば、特徴の幅（円形スポットの場合は直径）は、１０μｍ〜１．０ｃｍの範囲とすることが可能である。他の実施態様では、各特徴の幅は１．０μｍ〜１．０ｍｍ、通常は５．０μｍ〜５００μｍ、より一般的には１０μｍ〜２００μｍの範囲とすることが可能である。非円形の特徴は、上記した幅（直径）範囲の円形特徴に等しい面積範囲を有しうる。特徴の少なくとも一部又は全部は、組成が異なる（例えば、各特徴の同じ組成の繰り返しを除くと、残りの特徴は全特徴数の少なくとも５％、１０％、又は、２０％でありうる）。
【００３２】
　各アレイ１２は、１００ｃｍ２未満の領域を覆い、或いは５０ｃｍ２、１０ｃｍ２、又は１ｃｍ２未満の領域を覆う場合さえありうる。多くの実施態様では、特に基体１０が剛性の場合、一般にそれは矩形の固体として形成され（他の形状も可能ではあるが）、４ｍｍ超１ｍ未満、通常は４ｍｍ超６００ｍｍ未満、より一般的には４００ｍｍ未満の長さを有し、また４ｍｍ超１ｍ未満、通常は５００ｍｍ未満、より一般には４００ｍｍの幅を有し、また０．０１ｍｍ超５．０ｍｍ未満、通常は０．１ｍｍ超２ｍｍ未満、より一般的には０．２ｍｍ超１ｍｍ未満の厚みを有する。基体１０が可撓性の場合は、少なくとも１ｍ、少なくとも２ｍ、又は少なくとも５ｍ（或いは少なくとも１０ｍの場合さえある）といった、種々の長さが可能である。蛍光の検出によって読み取られるアレイについて用いられる基体１０は、励起光で照射された場合に発する蛍光が少ない材料からなるものにできる。加えてこうした状況では、ある領域上に集束されるレーザビームの移動が遅すぎる場合には、基体を比較的透明なものにして、入射する照射レーザ光の吸収、及びその後の加熱を低減させることが可能である。例えば基体１０は、こうした照射光の全積分スペクトルにわたって、或いは５３２ｎｍ又は６３３ｎｍで測定して、表面に入射する照射光の少なくとも２０％又は５０％を（或いは少なくとも７０％、９０％、又は９５％さえ）透過することが可能である。
【００３３】
　アレイ１２が在来のin situ方式によって形成される場合、又は上述のように、インクジェットタイプのヘッドのようなパルスジェットを用いて、特徴の各々について試薬の１つの液滴を各サイクルで付着させることにより、予め得られた部分（化学成分）を付着させることによって形成される場合、一般には（本質的なものではないが）、ポリヌクレオチドがないアレイ（特徴）間領域１７が生じることになる。しかし、特徴間領域１７の大きさ及び形状は種々でありうることが理解されよう。またアレイ１２を互いに分離させるスペースが必要ではないことも理解されよう（例えばアレイが光照射技術を用いて製造される場合）。各々の特徴は、所定のポリヌクレオチド（ポリヌクレオチド混合物の可能性もある）を担持している。通常のように、Ａ、Ｃ、Ｇ、Ｔは通常のヌクレオチドを表す。Ｌｉｎｋ（特に図３を参照）は、本発明の方法によって提示され以下に詳述するように、表面及び最初のヌクレオチドに共有結合したリンク剤（リンカー分子）を表している。
【００３４】
　基体１０にはまた、バーコード３５６の形態をとる１つ又はより多くの識別子が設けられている。バーコード３５６の代わりに、他の光学的又は磁気的識別子のような識別子を用いることも可能であり、これらは後述する情報を備える。各識別子は、関連するアレイ１２に隣接して配置されている。しかし、こうである必然性はなく、バーコード３５６ａのように識別子は基体１０上のどこにでも配置可能である。さらに、１つより多いアレイ１２に関連した単一の識別子を設けることも可能であり、そうした識別子の１つ又はより多くを、基体１０の先端又は後端（何れも図示せず）に設けることが可能である。基体はさらに、アレイ製造に際してのアライメント（整列）を目的として、１つ又はより多くの基準マーク１８を有することができる。
【００３５】
　図２及び図３には、アレイ１２の理想的な特徴１６が例示されている。そこでは形成される実際の特徴が標的（又は「目標」）特徴と同じであり、各特徴１６は形状、大きさ、及び組成が均一で、また特徴の間隔は規則的である。こうしたアレイを液滴付着法で製造する場合、各特徴のための試薬の全ての液滴が均一な形状を有し、また標的特徴位置に正確に付着されることが必要になる。実際には、製造中における固定誤差及びランダム誤差のために、こうした理想的な結果を得ることは困難である。
【００３６】
　表面１１ａ上にリンク基を備えさせることは、まずリンク剤（リンク剤及び適切な溶媒といった）を含む液滴を表面に付着させて基体１０の表面１１ａを変性して、リンク剤を基体表面に結合させることによって達成可能である。加えて、付加的な剤を含む液滴を表面に付着させることが可能であるが、こうした液滴は、リンク剤を含む液滴と同じでも、異なっていてもよい。何れの場合でも、リンク剤と付加的な剤を含む付着液滴は、それらの液滴が一緒になって表面の連続領域を覆うような大きさを有し、また相互に十分に近接される。例えば、基体表面上の異なる領域に付着された少なくとも１０、少なくとも１００、少なくとも２００、又は少なくとも１０００の液滴が一緒に、表面１１ａの連続領域を覆う。表面の「連続領域」を覆うとは、液滴が同時に液体形態でなければなならないことを意味しない。実際、一部は既に乾燥していて構わない。そうではなしに、液滴は、それら（乾燥の有無を問わず）が占める最終的な合計領域が連続するのに十分な大きさを有し、また相互に十分に近接していればよい。特に、液滴を付着させるためにパルスジェットが用いられる場合には、既知の方法によって、液滴の大きさと間隔を調節可能である。
【００３７】
　図４には、手順の１つが例示されている。図４の場合、ヘッド２１０（下記参照）のような１つ又はより多くのヘッドが、１回のパスで、液体の液滴（例えば溶媒、リンク剤、又は付加的な剤）を付着又は堆積させる。図４では、８つの液滴４２が付着され、１つの連続層４０が形成されている。ギャップ（間隙）が存在しないことを確実にするため、ヘッドは別のパスで、同じ液体の８つの液滴４６を付着又は堆積させて、別つの連続層４４を形成する。かくして液滴４２及び４６は一緒になって、ギャップなしに連続領域（層４０及び４４で表された領域の組み合わせ）を覆う。実際には、連続領域は基体表面の全領域でもよく、或いはそうした領域の少なくとも５０％、２５％、１０％、又は５％とすることもできる。以上とは関係なく、連続領域は通常、少なくとも基体上に製造されるアレイ１２の多数の隣接する特徴が占める連続領域、又はアレイ１２が占める全連続領域を含み、アレイ１２が異なれば連続領域も異なる。或いはまた連続領域は、少なくとも０．１ｃｍ２、少なくとも０．２ｃｍ２、又は少なくとも０．５ｃｍ２又は１ｃｍ２でありうる。
【００３８】
　本発明の方法によって表面変性基体を生成するため、図４に関して記述した方法を使用して、溶媒を含む液滴がまず基体表面に付着されて、連続領域が覆われる。次いでリンク剤を含む液滴が、図４に関して記述した仕方で付着されて、溶媒を含む液滴が付着したのと同じ連続領域が覆われる。これらの液滴は付加的な剤を含んでもよいが、付加的な剤は後に付着される液滴中に含めて、リンク剤を含む液滴によって覆われたのと同じ連続領域を覆うことも可能である。いずれにせよ、リンク剤は表面と結合し、アレイ１２用の目標特徴位置において、さらなる液滴として後に付着されるプローブ又はプローブ前駆体は、リンク剤には結合するが、付加的な剤には結合しない。しかしながら、こうした結合を生じさせるために、リンク剤の官能基に対する後処理が必要になる可能性がある。
【００３９】
　リンク剤は、アレイの製造に用いられるどのプローブ又はプローブ前駆体とも異なる任意の適切なリンク剤とすることが可能である。適切な付加的な剤に関して、これは特に、米国特許第６，４４４，２６８号明細書に詳述されている第１のシランの任意の１つであってよく、一方リンク剤はやはりこの米国特許における第２のシランの任意の１つであってよい。溶媒もやはり、その米国特許に記載のものであってよい（例えばトルエン）。既述のように、この米国特許の内容は、例えばそこで使用されている第１及び第２のシラン、並びに溶媒の詳細を含めて、ここでの参照によって本明細書に取り込まれる。この米国特許に記述されている実施態様の１つでは、第１のシランは式Ｒ１−Ｓｉ（ＲＬＲｘＲｙ）を有し、第２のシランは式Ｒ２−（Ｌ）ｎ−Ｓｉ（ＲＬＲｘＲｙ）を有し、表面に結合すると−Ｓｉ−Ｒ１基と−Ｓｉ（Ｌ）ｎ−Ｒ２基が表面上に備えられる。式中、ＲＬ部分は同一の又は異なる脱離基であり、Ｒｘ及びＲｙは相互に独立して低級アルキル基又は脱離基であり、Ｒ１は基体表面に結合するとその表面エネルギーを低下させる化学的に不活性な部分であり、ｎは０又は１であり、Ｌはリンク基であり、Ｒ２は分子部分の共有結合を可能にする官能基、又はこうした官能基に転化可能な変性可能基である。上記における脱離基は、ハロゲン又はアルコキシであってよい。第１及び第２のシランは両方とも表面に対し、ヒドロキシル、カルボキシル、チオール、アミノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、表面上の反応性親水性部分を介して結合する。第１及び第２のシランに関する以上の用語及び他の実施態様については、上述した米国特許にさらなる定義がなされている。しかしながら本発明の場合には、上述の米国特許とは異なり、図４に関して記述したように、溶媒（例えばトルエン）の液滴を表面１１ａに供給して、それらの液滴が一緒に、ギャップなしに連続領域を覆うようにされる。これに続いて第２のシランの液滴を付着させて、同じ連続領域を覆う。第２のシランを含む液滴は、第１のシランをも含んでいてよい。基体１０は次いで、米国特許第６，４４４，２６８号明細書に詳述されているように、物理的及び化学的に処理されうる。第１のシランを含む液滴中に第２のシランが存在しない場合は、第２のシランを含む液滴を基体表面に付着させて、この時点で同じ連続領域を覆うようにされ、約３０分にわたってその領域と反応するようにされる。いずれの場合でも、第１のシランと第２のシランの相対的な濃度は、米国特許第６，４４４，２６８号明細書にも記載のように（第１のシラン５０〜９９．５重量％、好ましくは９０〜９９重量％、第２のシラン０．５〜５０重量％、好ましくは１．０〜１０重量％）、表面エネルギーを制御するよう調節可能である。
【００４０】
　１つの例では２つのプリントヘッド２１０が使用され、第１のプリントヘッドからトルエン／水の溶媒混合物が付着され、第２のプリントヘッドから第１及び第２のシランの純混合物又は希釈混合物が付着される。トルエンの表面張力は低いので、基体１０の表面１１ａを完全な被覆を行うためには、プリントヘッドの数回のパスしか必要でない。特に、溶媒混合物の液滴とシラン混合物の液滴はそれぞれ、図４に示したと同様のパターンで付着される。合計で５ｍｌの量で、トルエン／水溶液又はシラン溶液による厚さ２００μｍの連続層が、６インチ×６インチ（１５センチ×１５センチ）の基体上に形成され、前記米国特許に記載された濃度においてシラン含有層には、濡らされた基体表面上の全ての部位と完全に反応するのに十分なシランが含まれる。次に基体は、反応（第１及び第２のシランと基体表面上の反応性ヒドロキシルとの共有結合）を完了させるため、約２０分間にわたって保持チャンバに入れられる。
【００４１】
　別の例では、３つのプリントヘッド２１０が使用される。１つは、トルエン／水混合物の液滴を付着させるために用いられ、他の２つの各々は、純粋な又は稀釈した第１のシラン及び第２のシランの液滴を付着させるために用いられる。この例は、第１及び第２のシランを含む液滴が別々に付着される点を除き、第１の例と同じである。具体的には、トルエン／水の溶媒混合物を含む液滴の付着後に、第２のシランを含む液滴を付着させて、基体表面上に連続層が形成される（やはり、約５ｍｌを使用できる）。第２のシランの濃度は、表面上にある反応に利用可能な全部位のほんの一部だけと反応するように調節される。室温で、２０分間の待ち時間が経過した後、基体はトルエンですすぎ洗いされ、乾燥される。この時点で、リンク剤は、表面上の部位の一部と結合する。そして、トルエン／水の液滴、次いで第１のシランを含む液滴を付着させることで、表面の官能化が完了する。第１のシランの濃度は、基体の表面上にある利用可能な全部位の１０００倍と反応するよう過剰に調節する。液滴の適用後、反応（基体表面上の反応性ヒドロキシルに対する第１のシランの共有結合）を完了させるため、基体は約２０分間にわたって保持チャンバに入れられる。この方法は、第１のシランの存在下に、シラン単層の自己組織化の形成が進行するにつれて、溶液の「ビーディング」（ムラ）から生ずるアーチファクトを防止するのに役立ち、また他の場合にはヒドロキシルで終端された第２のシランの有効局部濃度を低下させる可能性のある、分子レベルでのアイランドの形成を阻止するのにも役立つ（米国特許第６，４４４，２６８号明細書に記載のように、ホウ素化及び酸化の後）。何れの例でも、保持チャンバ内の雰囲気は、過剰な蒸発又は表面汚染を防止するように制御される点に留意されたい。また必要があれば、いずれの例のプロセスも繰り返して、第２のシランによる基体表面の十分な官能化（及び所望の表面エネルギー品質を得るのに適切な第１のシランの濃度）を確保することが可能である。いずれの例によって得られる基体も次いで、in situによる液滴付着又は別の方式（例えば、ポリヌクレオチド又は蛋白質のような、予め得られたプローブ部分の付着）を使用して、アレイを製造するために使用できる。これは、基体表面上の官能化された連続領域の、製造されるアレイの多数の特徴位置に、化学的プローブ又はプローブ前駆体を含む液滴を付着させ、特徴位置にあるリンク剤とプローブ又はプローブ前駆体が結合するようにして、実施可能である。このステップは特に、バイオポリマー製造についてin situ法が用いられる場合に、１つ又はより多くの特徴において反復可能である。こうした方法及びその化学反応については、例えば先の特許文献５、１２、１３、１４、米国特許第６，３２３，０４３号明細書、及び特開平２００１−２１５５号公報（英国特許第２３５５７１６号公報）並びにこれらに引用されている文献に詳細な記載がある。
【００４２】
　本発明の方法を使用すると、反応チャンバ内で基体をシランに曝露する場合に比べて、より容易に比較的均一なコーティングが得られる。また反応チャンバを用い、シランが基体表面を覆うべくある量の溶液として反応チャンバ内に導入される場合は、反応チャンバ内の流れ特性によって、表面上でのリンカー密度が変動する可能性がある。こうした変動は、特徴内、アレイ内、及びアレイ間におけるプローブ密度の変動（予想プローブ密度に対する）を生じさせる可能性がある。これは特に、シランの重合可能性を低減させるために、反応チャンバを充填する溶媒溶液の一部としてではなく、反応チャンバ内の溶媒中へとシランを注入するのが望ましい場合にあてはまる。そして基体が大きくなるにつれて、反応チャンバの使用に伴うこれらの問題は深刻になる可能性がある。これに対して本発明の方法では、基体寸法の増大が同様の影響を及ぼすことはない。また本発明の方法では、反応チャンバとは異なり、基体の全表面を官能化する必要はない。そうでなしに、基体表面のアレイが製造されることになる部分だけが、官能化する必要がある。この場合に同じ基体表面の他の領域は、シリコンシール剤を塗布してカバーの嵌合時にハイブリダイゼーション溶液を保持するためのガスケットを形成したり、バーコード３５６又は基準マーク１８を印刷するといった、さらなる反応や使用のために利用可能である。
【００４３】
　次に図５を参照すると、本発明の方法を実施可能な本発明の装置が示されている。図示の装置は、基本的に２つのセクション、即ち基体１０の表面を官能化可能な第１のセクションと、基体の官能化表面にアレイが製造される第２のセクションを備えている。これら２つのセクションは、図５の単一の装置の一部として示されるが、これらを完全に分離させて、第１のセクションでは多数の官能化された基体が調製されてアレイ製造のために第２の製造セクションに送られるものとなしうることが理解されよう。おそらくは、相互に遠隔にある、１つ又はより多くの第１のセクションと、１つ又はより多くの第２のセクションとすることが可能である。
【００４４】
　図５の装置の第１のセクションは、装着された基体１０を保持可能な第１の基体ステーション７０、第３の移送装置７２、ヘッド保持器７６、及び固定パルスジェットヘッドシステム７８の形態をとる第１の液滴付着システムを含む。パルスジェットヘッドシステム７８は、全て既述のように、溶媒、リンク剤、及び付加的な剤の液滴を基体１０の表面１１ａに供給してその表面を官能化する、２つ又は３つのパルスジェットヘッドを含むことができる。液滴は固定パルスジェットヘッドシステム７８から供給され、その間にプロセッサ１４０の制御下に、基体１０は移送装置７２によってパルスジェットヘッドの下方を前進される。こうした官能化に際しては、既述の目的の下に、適切な保持チャンバ（図示せず）を設けることも可能である。基体ステーション７０から保持チャンバに基体１０を移送し、また表面１１ａの官能化が完了したときに第２の基体ステーション２０に移送するため、機械的手段（ロボットアームのような）を設けることもできる。官能化はチャンバ内で行うことが可能であり、保持及び官能化が行われるチャンバは両方とも、過剰な蒸発又は表面汚染を阻止するために、制御雰囲気が存在する状態にしておくことが可能である。制御雰囲気は例えば、窒素雰囲気でありうる。
【００４５】
　図５の第２のセクションには、基体１０を装着又は保持可能な基体ステーション２０（「基体ホルダ」とも呼ぶ）が含まれる。基体ステーション２０には、基体１０をステーション上の名目位置と適切に整列させるためのピン又は類似の手段（図示せず）を設けることができる（基体１０上の整列用の基準マーク１８は、より正確なアライメントのために用いられる）。基体１０は多くの場合ガラス製であるから、過剰な圧力を加えずに基体１０を保持するために、基体ステーション２０は適切な真空源（不図示）に接続された真空チャックを含むことができる。フラッドステーション６８が設けられ、これは基体１０が図５に破線で示すようにしてステーション６８に配置された場合に、一般にin situプロセスに使用され、各サイクル毎に全ての特徴がそれに曝露される液体（例えば酸化剤、脱保護剤、及び洗浄緩衝液）に対し、基体１０の表面全体を曝露することが可能である。予め得られたポリヌクレオチドを付着させる場合は、フラッドステーション６８が存在する必要はない。
【００４６】
　第２の液滴付着システムは、ヘッド保持器２０８によって保持された分配ヘッド２１０の形態で提示されている。しかし上述のように、ヘッドシステムには同じヘッド保持器２０８によって保持された１より多いヘッド２１０を含むことができ、こうして保持されたヘッドは一緒に同時に移動する。移送システムには、ライン６６を介してプロセッサ１４０によって制御される第１の移送装置６０に接続されたキャリッジ６２と、ライン１０６を介してプロセッサ１４０によって制御される第２の移送装置１００が含まれる。移送装置６０及びキャリッジ６２は、軸方向６３に移動させることによって、分配ヘッド２１０に向かい合ったステーション２０（従って装着された基体１０）を１つの軸方向で位置決めするために使用され、一方移送装置１００は、軸方向２０４においてヘッド保持器２０８（従ってヘッド２１０）の位置を調整する（従って軸２０４に沿って一方の進行方向２０４ａにヘッド２１０を移動させる）ために使用される。このようにして、移送装置１００を用いて軸２０４の方向に基体１０上のラインに沿って走査し、一方で移送装置６０により軸方向６３における基体１０のラインからラインへの遷移移動がもたらされることにより、ヘッド２１０は平行なラインに沿ってラスタ式に、ライン毎の走査を行うことができる。移送装置６０はまた、基体ホルダ２０を移動させて、基体１０をフラッドステーション６８に位置決めすることも可能である（図５に破線の基体１０によって示されている如く）。ヘッド２１０は任意選択的に、別の適切な移送装置（図示せず）によって垂直方向２０２に移動させることもでき、ヘッド２１０に対するその回転角度もまた調整される。アレイの製造に際しては、他の走査構成も使用可能であることが理解されよう。適切に構成された移送装置６０及び１００の両方又は一方を使用して、基体１０に対するヘッド２１０の前記走査を実施できることも理解されよう。従って、本出願において、ある要素（ヘッド２１０のような）の別の要素（ステーション２０又は基体１０の一方のような）に対する「位置決め」、「移動」等の記述がある場合には、いずれかの要素又はその両方の組合せを移動させることによって、任意の必要な移動を達成可能なことが理解されよう。ヘッド２１０、移送システム、及びプロセッサ１４０は、付着システム装置として協働する。エンコーダ３０は、プロセッサ１４０と通信して、基体ステーション２０の正確な位置（従って、基体ステーション２０上に正確に位置決めされた場合の基体１０）に関するデータを提供し、一方、エンコーダ３４は、ホルダ２０８の正確な位置（従って、ホルダ２０８上に正確に位置決めされた場合のヘッド２１０）に関するデータを提供する。光学エンコーダのような、線形位置に関するデータを提供する任意の適切なエンコーダを使用可能である。
【００４７】
　プロセッサ１４０は、通信モジュール１４４を介して通信チャネル１８０にアクセスし、遠隔ステーションとの通信を行う。通信チャネル１８０は例えば、広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、電話回線網、衛星ネットワーク、又は任意の他の適切な通信チャネルとすることができる。
【００４８】
　１つ又はより多くのヘッド２１０の各々は、インクジェットタイプのプリンタに用いられるヘッドと同様の型式とすることが可能であり、例えば５つ又はより多くのチャンバ（４つのヌクレオシドホスホアミダイト単量体の各々について少なくとも１つずつと、それに加えて活性化剤溶液のために少なくとも１つ）を含みうる。これらのチャンバは各々、対応する多数の液滴分配オリフィスの組、及びそれぞれのオリフィスと向かい合ってチャンバ内に配置された多数の放出装置と通じている。各放出装置は、プロセッサ１４０の制御下に加熱素子として動作する電気抵抗の形態をとる（代わりに圧電素子を使用することも可能である）。各オリフィスは、関連する放出装置及びチャンバの一部と共に、対応するパルスジェットを形成する。例えばヘッド２１０は、ほぼ所望に応じた数のパルスジェットを有しうることが理解されよう（例えば少なくとも１０又は少なくとも１００のパルスジェットを備え、それらのノズルは行及び列に編成される）。放出装置に単一の電気パルスを加えると、対応するオリフィスから１つの液滴が分配される。ヘッド２１０のある種の要素は、部品番号ＨＰ５１６４５Ａとしてヒューレット−パッカード社から入手可能な、市販のサーマルインクジェットプリントヘッドの部品から改造することが可能である。適切なヘッド構成については、参照によってその内容を本明細書に取り入れる米国特許出願第６，４６１，８１２号明細書に記載がある。或いはまた、単一ヘッド２１０の代わりに複数ヘッドを使用することも可能である。この場合に複数ヘッドの各々は、ヘッド２１０と同様の構成を有し、同じ移送装置によって一斉に移動可能であるか、又は個々に移動可能とするためにプロセッサ１４０の制御下にある移送装置をそれぞれに設けることもできる。この代替構成の場合、各ヘッドは、対応するバイオモノマー（例えば、４つのヌクレオシドホスホアミダイトの１つ）又は活性化剤溶液を分配することができる。
【００４９】
　ヘッドシステム７８の各ヘッドは、既述のように、各ヘッド２１０と同様のタイプとすることができる。しかしながら、各ヘッドは１つの種類（溶媒、又は２つのシランの一方）の液体液滴だけしか分配しないので、各ヘッドはそのヘッドの全てのパルスジェットに流体を供給するために、チャンバを１つしか必要としない。
【００５０】
　インクジェット印刷技術において周知のように、パルスジェットの一回の励起事象で放出される液体の量は、特にオリフィスの直径、オリフィスの長さ（オリフィスにおけるオリフィス部材の厚み）、付着チャンバの大きさ、及び加熱素子の寸法などを含む、幾つかのパラメータの１つ又はより多くを変更することによって制御可能である。単一の励起事象において放出される液体の量は一般に、約０．１〜１０００ｐＬ、通常は約０．５〜５００ｐＬ、大概は約１．０〜２５０ｐＬの範囲内にある。液体が付着チャンバから放出される一般的な速度は約１ｍ／ｓを超え、通常は約１０ｍ／ｓを超えるが、最大では約２０ｍ／ｓ又はそれ以上である。放出装置の励起時に、上述のように基体表面に対してオリフィスが移動している場合、材料の実際の付着部位は、励起の時点でオリフィスと垂直方向に整列された位置にはならない。しかしながら、実際の付着位置は、距離及び速度が与えられれば予測可能である。
【００５１】
　この装置にはさらに、ディスプレイ３１０、スピーカ３１４、及びオペレータ入力装置３１２が含まれている。オペレータ入力装置３１２は、例えばキーボード、マウス等でよい。プロセッサ１４０はメモリ１４１にアクセスして、プリントヘッドシステム７８及びプリントヘッド２１０（即ちその放出装置の励起）、移送システム及び第３の移送装置７２の動作、並びにディスプレイ３１０及びスピーカ３１４の動作を制御する。メモリ１４１は、磁気、光学、又は固体記憶装置のような、プロセッサ１４０がデータを格納し取り出すことが可能な任意の適切なデバイス（磁気又は光学ディスク或いはテープ又はＲＡＭ、或いは固定又は携帯式の他の任意の適切なデバイスを含む）とすることができる。プロセッサ１４０には、本発明が必要とするステップの全てを実行するのに必要なプログラムコードを担持しているコンピュータ読み取り可能な媒体から適切にプログラムされた、汎用ディジタルマイクロプロセッサ、或いはこれらのステップ又は同等のステップを実行する任意のハードウェア又はソフトウェアの組合せを含むことが可能である。プログラミングは、通信チャネル１８０を介して遠隔地からプロセッサ１４０に施すこともできるし、或いはメモリ１４１に関して後述するデバイスの何れかを用いて、メモリ１４１又は他の何らかの携帯式又は固定式のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に予め格納しておくこともできる。例えば、磁気又は光ディスク３２４ａは、プログラミングされたものを担持することが可能であり、ディスクライター／リーダー３２６によって読み取り可能である。基体１０を切断して、各々に対応するアレイ１２を備える個別のアレイユニット１５とするために、カッター１５２が設けられている。
【００５２】
　次に、製造ステーションの動作について述べる。基体１０は、既に基体ステーション７０に装着されているものと仮定する。この場合、基体は既述の方法に従って、トルエン／水溶媒、並びに第１及び第２のシランを用いて官能化される。これを達成するため、溶媒の液滴が付着されて既述のようにギャップのない溶媒の連続層が形成される間、移送システム７２はヘッドシステム７８の下側で、装着された基体１０を前進させる。このプロセスは繰り返すことが可能であるが、その場合は第２のシランを含む液滴が付着されることになる。第１のシランは第２のシランと共に液滴内に含めることができる。第１のシランが別個の溶液の液滴として噴射される場合には、上述のプロセスを繰り返すことが可能である。基体は既述の方法に従って、第２のシランの付着と第１のシランの付着の間に（別個の場合）、及び両方の適用後に、ロボットアームを用いて又はオペレータの手動により、保持チャンバに移送することが可能である。
【００５３】
　官能化表面１１ａを備える基体は次に、手動又はロボットアームにより、基体ステーション２０に移送される。プロセッサ１４０は、標的アレイ１２の製造に必要なレイアウト情報がプログラムされているものと仮定する。前述の標的レイアウト、ヘッド２１０の液滴ディスペンサの数及び位置といった情報を使用して、プロセッサ１４０は反応物質の液滴付着パターンを決定することができる。代替的には、こうしたパターンを別のプロセッサ（遠隔プロセッサのような）によって決定し、通信チャネル１８０を介してメモリ１４１に通信してもよく、或いはこうしたパターンデータを担持した携帯式記憶媒体を送って、リーダー／ライター３２６によって読み取ることも可能である。プロセッサ１４０は、付着パターンに従って製造を制御し、各サイクル毎に各標的特徴について、前述のように設定された試薬（反応物質）の液滴を付着させることにより、基体１０上に１つ又はより多くのアレイ１２を生成する。液滴の付着は、走査中、ラスタの各ラインに沿って移動する間に、ヘッドから行われる。ラインの遷移中は、特徴又はその他に対して液滴の付着は行われない。プロセッサ１４０はまた、必要なサイクルの中間ステップ又は最終ステップに備えて、基体１０をフラッドステーション６８に送るが、これらは全て、上述した従来のin situポリヌクレオチドアレイ製造プロセスに従って行われる。基体１０は次いで、カッター１５２に送られうるが、そこでは１つ又はより多くのアレイ１２を備える基体１０の部分が、基体１０の残りの部分から切り離されて、１つ又はより多くのアレイ１２を各々に備えた、多数のアレイユニット１５が形成される。次いで１つ又はより多くのアレイユニット１５を、１つ又はより多くの遠隔ユーザに送ることが可能である。プロセッサ１４０はまた、既に述べたアレイ１２とは別のものでありうるテストパターン２５０のような別個の試験位置において、多数のディスペンサ液滴群の全てからの液滴付着を生じさせることができる。上述のアレイ製造手順は、製造ステーションにおいて、多数の基体１０に関して順番に、所望に応じて繰り返すことができる。
【００５４】
　アレイの製造中、誤差をモニターし、特開平２００１−２１５５号公報（英国特許第２３５５７１６号公報）及び特許文献１３に記載された任意の１つの仕方で用いることが可能である。任意選択的に、製造されたアレイの特性は、前述の特許出願及び特許文献５に記載のやり方で、アレイ基体又はハウジングに付けられるコード、又はこうしたコードにリンク可能なファイルに含めることができる。上述のように、これらの参考文献の内容は、ここでの参照によって本明細書に取り込まれる。
【００５５】
　ユーザが本発明によるアレイを受け取った後、アレイは一般に、同一試料の連続層（例えば、試料を含む蛍光標識ポリヌクレオチド又は蛋白質）に曝露され、次いでアレイの読み取りが行われる。アレイの読み取りは、アレイを照射し、アレイの各特徴において結果的に生じる蛍光の位置及び強度を読み取ることによって達成可能である。例えばこのために、本出願人である米国カリフォルニア州パロアルトのアジレント・テクノロジー社製ＡＧＩＬＥＮＴ　ＭＩＣＲＯＡＲＲＡＹ　ＳＣＡＮＮＥＲと同様のスキャナを使用することが可能である。他の適切な装置及び方法が、「Ｒｅａｄｉｎｇ　Ｍｕｌｔｉ−Ｆｅａｔｕｒｅｄ　Ａｒｒａｙｓ」と題するＤｏｒｓｅｌ他の米国特許第０９／８４６１２５号、及び米国特許第６，４０６，８４９号明細書に記載されている。しかしながらアレイは、これらとは異なる任意の方法及び装置によって読み取り可能である。こうした他の読み取り方法には、他の光学技法（例えば、化学発光又はエレクトロルミネセンス標識の検出）又は電気的技法（各特徴に、米国特許第６，２５１，６８５号明細書、米国特許第６，２２１，５８３号明細書その他に開示のように、その特徴におけるハイブリダイゼーションを検出するための電極が設けられている）が含まれる。特徴抽出（特徴及び対応する信号が、読み取りアレイの画像内で識別される）は、何れも「Ｍｅｔｈｏｄ　Ａｎｄ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｆｏｒ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　Ｄａｔａ　Ｆｒｏｍ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ａｒｒａｙ　Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　Ｆｅａｔｕｒｅｓ」と題する、米国特許第６，５９１，１９６号明細書、欧州特許公開第１１６２５７２号明細書、及び米国特許出願公開第２００２０１９３９６２号公報に記載のような手順を使用して実施可能である。読み取り結果は、生データ（１つ又はより多くのカラーチャンネルにおける各特徴の蛍光強度の読み取り値の如き）であってもよく、或いは所定のしきい値未満の特徴に関する読み取り値を除去し、及び／又はアレイから読み取ったパターンに基づいて結論を下す（試料中に特定の標的配列が存在していたか否か、又はあるパターンが試料を採取した有機体の特定の状態を表しているか否かといった）ことによって得られるような、処理された結果であってもよい。読み取り結果（処理の有無を問わず）は、所望の場合には遠隔地に送る（例えば通信によって）ことができ、またそこで受け取られてさらに使用する（例えば、後続処理を行う）ことが可能である。
【００５６】
　もちろん、上述の特定の実施態様を修正することは可能である。例えば各ユニット１５は、適切なハウジングに納めることが可能である。こうしたハウジングには、通常は隔壁によって閉じられている１つ又はより多くのポートを介してアクセス可能な、基体１０を担持する閉鎖チャンバを含むことができる。アレイのパターンが所望とされる場合、図１の行及び列に編成されたアレイ１２とは異なる、種々の幾何学的配置の任意の何れかで構成することが可能である。例えばアレイ１２は、基体表面を横切る一連の曲線行（例えば、一連の同心円又は半円をなすスポット）等をなすように配置可能である。延伸される特徴の長手方向は、線形行をなす特徴に関連して上述したように、これらの行又は上述の線形行に沿って、或いはそれらに対して任意の角度で、配向させることが可能である。同様に既述のように、特徴１６のパターンを図２のスポットの行列編成と異ならせ、例えば基体表面を横切る一連の曲線行（例えば、一連の同心円又は半円をなすスポット）等を含めるようにしてもよい。
【００５７】
　ポリヌクレオチド成分又は他の部分が付着される基体表面は、多孔質又は無孔質、平滑又は実質的に平坦、或いは凹部又は隆起のように不規則とすることができる。基体は単一の材料による構成又は多層構成とすることができる。また、官能化基体上にアレイを製造するための液滴付着法に代えて、米国特許第５，５９９，６９５号明細書、米国特許第５，７５３，７８８号明細書、及び米国特許第６，３２９，１４３号明細書に記載のように、フォトリソグラフィによるアレイ製造法を使用することも可能である。アレイのパターンが所望とされる場合、図１の行及び列に編成されたアレイ１２とは異なる、種々の幾何学的配置の任意の何れかで構成することが可能である。例えばアレイ１２は、基体表面を横切る一連の曲線行（例えば、一連の同心円又は半円をなすスポット）等をなすように配置可能である。同様に、特徴１６のパターンを図２のスポットの行列編成と異ならせ、例えば基体表面を横切る一連の曲線行（例えば、一連の同心円又は半円をなすスポット）等を含めるようにしてもよい。特徴について種々の構成を使用することが可能であるが、ユーザには、特徴の少なくともいくつかの特性（例えば特徴の組成、位置、大きさ、異なる試料との結合パターンのバリエーションの意義の観点での性能特性等）を確認できる何らかの手段（例えばアレイ識別子による）が提供されねばならない。アレイの構成は、製造上、取り扱い上、及び使用上の考慮事項に従って選択可能である。本発明の方法及び装置を使用して、上述したと同様の手法により、基体表面上に他のバイオポリマー、ポリマー、又は他の化学的部分によるアレイを製造し、使用することが可能である。従って、ポリマー、バイオポリマー、又はポリヌクレオチド等に対する参照は、多くの場合、「化学的部分」に対する参照に置き換えることが可能である。
【００５８】
　もちろん、上述の特定の実施態様に対して種々のさらなる修正を加えることも可能である。従って本発明は、上記で詳述した特定の実施態様に制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の方法によって製造されうる如きアレイを多数担持した、アレイアセンブリを示す図である。
【図２】多数の理想的なスポット又は特徴を示す、図１の部分拡大図である。
【図３】図２の部分拡大説明図である。
【図４】本発明の方法に従って、表面リンク剤、表面エネルギー調節剤のような付加的な剤、又は溶媒などの液滴を付着させる方法を示した図である。
【図５】本発明の方法を実行可能な本発明の装置を示した図である。
【符号の説明】
【００６０】
　１０　基体
　１１ａ　表面
　１１ｂ　裏面
　１２　アレイ
　１５　アレイユニット
　１６　特徴
　１７　アレイ間領域
　６０，７２，１００　移送装置
　６８　フラッドステーション
　７８　ヘッドシステム
　１４０　プロセッサ
　２１０　ヘッド
【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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