(57)【要約】【課題】生体分子アレイを作製するために使用可能な一連の光活性化可能な表面結合リンカー分子を提供すること。【解決手段】固体基板と、固体基板に結合した１末端部とアルコールまたはカルボニル官能基を含む少なくとも１つの他の末端部とを有する有機連結基と、アルコールまたはカルボニル官能基に結合したアセタールおよびケタールからなる群から選択される酸に不安定な保護基とを含む組成物。固体基板と、固体基板に結合した１末端部とアルデヒド基を含む少なくとも１つの他の末端部とを有する有機連結基とを含む組成物も記載する。さらに、本発明は、固体基板と固体基板に結合した少なくとも１つの光酸発生剤または増感剤とを含む組成物も提供する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体基板と、前記固体基板に結合した１末端部とアルコールまたはカルボニル官能基を含む少なくとも１つの他の末端部とを有する有機連結基と、前記アルコールまたはカルボニル官能基に結合したアセタールおよびケタールからなる群から選択される酸に不安定な保護基とを含む組成物。
【請求項２】
前記固体基板が、ガラス、ドープ・ガラス、酸化物、半導体および金属からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記固体基板がガラスである、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記アセタールまたはケタールで保護された複数の前記有機連結基をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記有機連結基が、線状連結基、ポリマー連結基およびデンドリマー連結基からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記有機連結基が前記末端部間に架橋基を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記架橋基が−（ＣＨ２）−ｎ（式中、ｎは３から３０である）の化学式を有するアルカン鎖である、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
前記架橋基が−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）−ｘ（式中、ｘは１から５０である）の化学式を有するエトキシレートである、請求項６に記載の組成物。
【請求項９】
前記固体基板に結合した前記末端部が置換Ｓｉ原子を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
前記アセタールまたはケタールが脂肪族または環式化合物である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
前記アセタールまたはケタールが、ジメチルアセタールまたはケタール、ジオキソラン、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、メトキシシクロヘキサニル、メトキシシクロペンタニル、シクロヘキサニルオキシエチル、エトキシシクロペンタニル、エトキシシクロヘキサニル、メトキシシクロヘプタニルおよびエトキシシクロヘプタニルからなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
前記アセタールまたはケタールが、テトラヒドロピラニルアセタール、ジメチルアセタールまたはケタールおよびジオキソランからなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
前記アセタールまたはケタールが、熱または放射エネルギーへの暴露によって脱保護される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
固体基板と、前記固体基板に結合した１末端部とアルデヒド基を含む少なくとも１つの他の末端部とを有する有機連結基とを含む組成物。
【請求項１５】
固体基板と、前記固体基板に結合した少なくとも１つの光酸発生剤または増感剤とを含む組成物。
【請求項１６】
前記光酸発生剤または増感剤に結合したアセタールおよびケタールからなる群から選択される酸に不安定な保護基をさらに含む、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１７】
前記固体基板に結合した１末端部と前記光酸発生剤または増感剤に結合した少なくとも１つの他の末端部とを有する有機連結基をさらに含む、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１８】
前記固体基板が、ガラス、ドープ・ガラス、酸化物、半導体および金属からなる群から選択される、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１９】
前記固体基板がガラスである、請求項１５に記載の組成物。
【請求項２０】
前記有機連結基が、線状連結基、ポリマー連結基およびデンドリマー連結基からなる群から選択される、請求項１７に記載の組成物。
【請求項２１】
前記有機連結基が前記末端部間に架橋基を含む、請求項１７に記載の組成物。
【請求項２２】
前記架橋基が−（ＣＨ２）−ｎ（式中、ｎは３から３０である）の化学式を有するアルカン鎖である、請求項２１に記載の組成物。
【請求項２３】
前記架橋基が−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）−ｘ（式中、ｘは１から５０である）の化学式を有するエトキシレートである、請求項２１に記載の組成物。
【請求項２４】
前記アセタールまたはケタールが脂肪族または環式化合物である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２５】
前記アセタールまたはケタールが、ジメチルアセタールまたはケタール、ジオキソラン、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、メトキシシクロヘキサニル、メトキシシクロペンタニル、シクロヘキサニルオキシエチル、エトキシシクロペンタニル、エトキシシクロヘキサニル、メトキシシクロヘプタニルおよびエトキシシクロヘプタニルからなる群から選択される、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２６】
前記アセタールまたはケタールが、テトラヒドロピラニルアセタール、ジメチルアセタールまたはケタールおよびジオキソランからなる群から選択される、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２７】
前記アセタールまたはケタールが、熱または放射エネルギーへの暴露によって脱保護される、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２８】
前記光酸発生剤が、トリフレート、ピロガロール、オニウム塩、スルホン酸ヨードニウム、ヒドロキシアミンのトリフルオロメタンスルホン酸エステル、アルファ’−ビス−スルホニルジアゾメタン、ニトロ置換ベンジンアルコールのスルホン酸エステル、ナフトキノン−４−ジアジドおよびジスルホン酸アルキルからなる群から選択される、請求項１５に記載の組成物。
【請求項２９】
前記光酸発生剤が、トリフレートおよびオニウム塩からなる群から選択される、請求項１５に記載の組成物。
【請求項３０】
前記増感剤が、クリセン、ピレン、フルオランテン、アントロン、ベンゾフェノン、チオキサントンおよびアントラセンからなる群から選択される、請求項１５に記載の組成物。
【請求項３１】
光活性化可能な表面結合リンカー分子を形成する方法であって、
固体基板に結合する成分を含むリンカー化合物を含む溶液を前記固体基板の濡れた表面に塗布すること、
前記結合リンカー化合物を含む前記固体基板を乾燥すること、および
前記乾燥した固体基板をベークすることを含む方法。
【請求項３２】
前記塗布の前に前記固体基板を清浄化することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記清浄化が、硫酸処理、脱イオン水処理、イソプロピルアルコール処理、熱処理、ＮａＯＨ処理、酸素プラズマ処理および塩酸処理からなる群から選択される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記濡れた固体基板が、溶媒を前記固体基板に塗布することによって形成され、前記溶媒がアルコール、炭化水素、グリコールエーテルアセテート、グリコールエーテル、芳香族炭化水素および塩素化炭化水素からなる群から選択される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記濡れた固体基板の形成を、室温から溶媒の沸点までで実施する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記リンカー化合物を含む前記溶液が、溶媒に溶解した１から２０重量％のリンカー化合物を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
前記リンカー化合物が、有機連結基と前記固体基板に結合可能な化合物とを反応させて形成される反応生成物である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
前記リンカー化合物を脱保護することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３９】
前記脱保護が、熱によるまたは放射エネルギーへの暴露による、請求項３８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体分子アレイ、より詳細には、効率的高収率技術を用いて生体分子アレイを作製するために使用できる一連の光活性化可能な表面結合リンカー分子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヌクレオチドのマイクロアレイ、例えば、Ｅ．Ｓ．ランダー（Lander）、NatureGenetics Supplement 1999、21、3に開示されたいわゆる「ＤＮＡチップ」、および例えば、Ｇ．マクベス（Macbeth）等、Science2001、289、1760に開示された基板結合タンパク質アレイを作製し使用することは、最近、ヒトゲノムの最初のドラフトが公表されて以来(例えば、Science2001、291、1145〜1134参照)極めて興味深い領域になった。オリゴヌクレオチドおよびｃＤＮＡのマイクロアレイは、ロボット・スポッティング（robotspotting）、インクジェット式印刷およびオリゴヌクレオチドの場合のリソグラフィック・インサイチュ合成（lithographic in-situsynthesis）を含めて様々な技術を用いて作製することができる。これら従来技術の方法のいくつかは、同様にチップを作製するのにも適用することができる。
【０００３】
上述の従来技術の方法はすべて、物理的析出または光学的描写（opticaldelineation）のいずれかにより、ある種の固体担体に核酸またはポリペプチドをパターン状に共有結合させることに依拠している。これらの様々な「第１世代」の方法は研究目的に有用なマイクロアレイを少量作製するのに使用されているものの、これらの診断装置を大規模に実施するには、好ましくは、ＤＮＡアレイおよびタンパク質アレイの両方の作製に使用できる効率的な大量製造方法が必要となる。
【０００４】
Ｇ．ワルラフ（Wallraff）等、Proc. Natl. Acad. Sci.1996、93、13555には、化学増幅レジストで使用する光酸化学（photoacid chemistry）に基づくオリゴヌクレオチド・アレイをリソグラフィによって作製するための技術が記載されている。この従来技術の手法は、「光酸パターン・アレイ（PhotoacidPatterned Array）（ＰＰＡ）」と呼ばれ、例えば、Ｓ．Ｐ．Ａ．フォーダー（Fodor）等、Science 1991、251、767に開示され、AffymetrixがGeneChips（商標）の製造に最近採用された光分解性（photoremovable）の保護基を用いた方法に勝るいくつかの潜在的利点を有する。ＰＰＡ手法は、標準的な核酸合成化学（図１参照）に基づいており、基板に結合させた核酸前駆体を上塗りしたパターン付きのポリマー・フィルム中で酸触媒を生成させる（図２参照）。次いで、ＰＰＡ法によって生成する光酸によって、酸に不安定なジメトキシトリチル保護基（ＤＭＴ）が除去され、最初の核酸塩基が結合するように表面結合リンカー分子が活性化される。図２に概略を示すこの従来技術プロセスを複数回繰り返して、所望の長さのオリゴヌクレオチドのアレイを構築することができる。
【特許文献１】アレン（Allen）他、米国特許第５，０４５，４３１号
【特許文献２】アレン（Allen）他、米国特許第５，０７１，７３０号
【特許文献３】米国特許第４，３７１，６０５号
【非特許文献１】Ｅ．Ｓ．ランダー（Lander）、Nature GeneticsSupplement 1999、21、3
【非特許文献２】Ｇ．マクベス（Macbeth）等、Science 2001、289、1760
【非特許文献３】Science 2001、291、1145〜1134
【非特許文献４】Ｇ．ワルラフ（Wallraff）等、Proc. Natl. Acad.Sci. 1996、93、13555
【非特許文献５】Ｓ．Ｐ．Ａ．フォーダー（Fodor）等、Science 1991、251、767
【非特許文献６】ライヒマニス（Reichmanis）等、Chemistry ofMaterials、Vol. 3、395頁(1991)
【非特許文献７】Ｊ．Ｅ．ボールドウィン（Baldwin）、Ｒ．Ｍ．アドリントン（Adlington）およびＳ．Ｈ．ラームチャリタル（Ramcharitar）、Tetrahedron1992、48、2963
【非特許文献８】Ｖ．ポジュガイ（Pozsgay）、J. Org. Chem 1998、63、5998
【非特許文献９】Ａ．ダル・ポッツォ（Dal Pozzo）、Ａ．ヴィゴ（Vigo）およびＧ．ドンツェリ（Donzelli）、MakromolChem、1989、190、2457〜2461
【非特許文献１０】Ｔ．ビゴ（Bigo）、Ｎ．Ｄ．サチンヴァラ（Sachinvala）およびＯ．Ａ．ハメド（Hamed）、PolymerPrepr. 2000、41(1)、144
【非特許文献１１】Ｓ．Ｊ．ムニエ（Meunier）、Ｑ．ウー（Wu）、Ｓ−Ｎ．ワン（Wang）およびＲ．ロイ（Roy）、Can.J. Chem、1997、75、1472〜1482
【非特許文献１２】Ｍ．トロルサス（Trollsas）、Ｊ．Ｌ．ヘドリック（Hedrick）、J.Am. Chem. Soc. 1998、120、4644
【非特許文献１３】Ｍ．トロルサス（Trollsas）、Ｈ．クレッソン（Claesson）、Ｂ．アソフ（Atthoff）、Ｊ．Ｌ．ヘドリック（Hedrick）、Angew.Chem. Int. Ed. 1998、37(22)、3132
【非特許文献１４】Ｍ．トロルサス（Trollsas）、Ｊ．Ｌ．ヘドリック（Hedrick）、Ｄ．メセレイエス（Mecerreyes）、Ｐｈ．ドュボア（Dubois）、Ｒ．ジェローム（Jerome）、Ｈ．イーレ（Ihre）、Ａ．フルト（Hult）、Macromolecules、1998、31、2756
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
生体分子アレイ作製の分野において上述の進歩がなされたにもかかわらず、生体分子アレイを作製するための新しい改良技術を提供することが依然として必要である。また、従来技術では作製できないタンパク質アレイを作製するための技術を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、生体分子アレイを作製するために使用できる一連の光活性化可能な表面結合リンカー分子を提供する。具体的には、本発明は、一実施形態において、固体基板、固体基板に結合した１末端部とアルコールまたはカルボニル官能基を含む少なくとも１つの他の末端部とを有する有機連結基（linking group）、およびアルコールまたはカルボニル官能基に結合したアセタールおよびケタールから選択される酸に不安定な保護基を含む組成物を提供する。本発明は、アセタールまたはケタールで保護されたアルコールまたはカルボニル官能基を有する複数のこのような表面結合連結基を含む組成物も企図する。
【０００７】
本発明は、固体基板と、固体基板に結合した１末端部とアルデヒド基を含む少なくとも１つの他の末端部とを有する有機連結基とを含む組成物も提供する。本発明は、固体基板表面に結合した複数のこのような有機連結基を有する組成物も企図するものである。
【０００８】
さらに、本発明は、固体基板と、固体基板に結合した少なくとも１つの光酸発生剤（generator）または増感剤とを含む組成物も提供する。少なくとも１つの光酸発生剤または増感剤に結合させた組成物は、光酸発生剤または増感剤に結合させたアセタールおよびケタールから選択される酸に不安定な保護基も含むことができる。光酸発生剤または増感剤は、固体基板に結合した１末端部と光酸発生剤または増感剤に結合した少なくとも１つの他の末端部とを有する有機連結基も含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、生体分子アレイおよびタンパク質アレイを構築するための基板結合リンカー分子を提供するものであり、以下により詳細に記述する。
【００１０】
本発明の一態様は、固体基板と、固体基板に結合した１末端部とアルコールまたはカルボニル官能基を含む少なくとも１つの他の末端部とを有する少なくとも１つの有機連結基と、アルコールまたはカルボニル官能基に結合したアセタールおよびケタールから選択される酸に不安定な保護基とを含む組成物に関する。
【００１１】
本発明のこの態様は、従来の有機連結基を用いたオリゴヌクレオチド合成用の改良された酸不安定保護基を提供する。本発明のこの実施形態における本発明組成物の脱保護反応において認められる高反応性（低活性化エネルギー）で効率的な酸触媒作用は、従来技術のジメトキシトリチル（ＤＭＴ）保護アルコールよりも、低温での合成収率が高く反応性が高いためにアレイの構築に有利である。ヌクレオチド成分にアセタール／ケタール保護アルコールを導入することも可能である。
【００１２】
本発明組成物の１成分は固体基板である。本発明で使用する固体基板の例には、それだけに限らないが、ガラス、ドープ（doped）・ガラス、および酸化ケイ素、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化チタンなどの酸化物、半導体基板、Ａｕなどの金属などがある。本発明で使用する好ましい固体基板はガラス基板である。
【００１３】
固体基板は、一般に、当業者に周知の従来の清浄化技術を利用して使用前に清浄化する。例えば、固体基板がガラスのとき、リンカーを結合する前に、例えば、硫酸、脱イオン（ＤＩ）水、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、熱、ＮａＯＨ、酸素プラズマ、塩酸など様々な処理法を用いてガラス基板を清浄化する。前述の清浄化処理を組み合わせることも本発明で企図されている。
【００１４】
使用前に必要に応じて清浄化することができる固体基板は、一般に、リンカーを結合する前に適切な溶媒で濡らす。固体基板表面を濡らすのに使用できる適切な溶媒は、これらだけに限定されないが、メタノール、エタノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノールなどのアルコール；ペンタン、へキサン、ヘプタンなどの炭化水素；グリコールエーテルアセテート；グリコールエーテル；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；クロロホルム、塩化メチレンなどの塩素化炭化水素などの溶媒である。これらの溶媒のうち、エタノールなどのアルコールが、本発明において固体基板の表面を濡らすために特に好ましい。
【００１５】
固体基板表面の湿潤化は、一般に室温で実施されるが、溶媒の沸点以下の高温で行うこともできる。湿潤化ステップの時間は変わり得るが、一般に、約１分から約３０分間湿潤化を行い、約２分から約１０分間がより好ましい。
【００１６】
次に、上述の溶媒の１つに実質的に溶解させた「リンカー化合物」を含む溶液を固体基板表面に塗布する。固体基板への「リンカー化合物」の塗布は、当業者に周知の従来手段を用いて実施される。例えば、「リンカー化合物」を含有する溶液中に固体基板を浸漬することができ、あるいは「リンカー化合物」含有溶液を刷毛塗り、ディップ・コーティング、スプレー塗布または他の同様な被覆手段によって塗布することができる。
【００１７】
固体基板への「リンカー化合物」含有溶液の塗布は、室温で実施することができ、または溶媒の沸点以下の高温で行うことができる。「リンカー化合物」の塗布ステップの時間は、固体基板の表面積に応じて変わり得るが、一般に、固体基板への「リンカー化合物」の塗布は約５分から約２４時間実施し、約１０分から約３０分の塗布時間がより好ましい。
【００１８】
本願を通して、「リンカー化合物」という用語は、有機連結基と固体基板に結合可能な化合物との間で形成される反応生成物を示すために使用する。本発明で使用する溶液は、一般に、溶媒１００％に溶解した約１から約２０重量％、より好ましくは約２から約１５重量％、さらに好ましくは約３から約１０重量％のリンカー化合物を含有する。
【００１９】
固体基板に結合可能な化合物は、結合、炭素原子、置換炭素原子、カルボキシルアミド、Ｓｉ原子、トリアルキルオキシシリルなどの置換Ｓｉ原子、イオン結合、カルボン酸、アミン、チオール、クロロジアルコキシシリル、アルキルジアルコキシシリルまたはジアルキルアルコキシシリルとすることができる。本発明において、固体基板がガラスからなるとき、固体基板に結合する連結化合物の末端部は、Ｓｉ成分を含むことが好ましい。本発明に使用できる好ましい連結基の例はアミノプロピルトリエトキシシランである。
【００２０】
本発明では「有機連結基」という用語は、固体基板に結合することができる有機化合物に結合可能な１末端部と、架橋部分と、アルコールまたはカルボニル官能基を含む少なくとも１つの他の末端部とを含む有機化合物を示すのに使用する。有機連結基は、線状、ポリマー状またはデンドリマー状とすることができる。
【００２１】
各末端部を連結する架橋部分は、線状または分枝状、置換または非置換アルカン、アルケニル、アルキルカルボキシルアミド、アリール、エトキシレート、プロポキシレートなどのアルコキシレート、アリールオキシレートまたはそれらの任意の組み合わせである。有機連結基の架橋部分は、約３から約６００炭素原子、好ましくは約１０から約２００炭素原子、より好ましくは約１２から約１００炭素原子を含むことができる。連結基中に存在することができる置換基には、これらだけに限定されないが、アルキル、アルケニル、ハロゲン、エーテル、アミドなどがある。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態において、連結基の架橋部分は、デンドリマー化合物、−（ＣＨ２）−ｎ（ｎは約３から約３０）の化学式を有するアルカン鎖、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）−ｘ（ｘは約１から約５０）の化学式を有するエトキシレート、および−（Ｃ６Ｈ４Ｏ）ｘ（ｘは約１から約５０）の化学式を有するアリールオキシレートである。本発明では「デンドリマー状」という用語を、高度に枝分かれした有機化合物を示すのに使用する。
【００２３】
本発明で使用するアセタールまたはケタールには、周知の低活性化エネルギー脂肪族または環式アセタールまたはケタールなどがある。本発明で使用することができるアセタールまたはケタールのいくつかの例は、それだけには限らないが、ジメチルアセタールまたはケタール、ジオキソラン、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、メトキシシクロヘキサニル、メトキシシクロペンタニル、シクロヘキサニルオキシエチル、エトキシシクロペンタニル、エトキシシクロヘキサニル、メトキシシクロヘプタニル、エトキシシクロヘプタニルなどである。好ましい酸不安定ケタールまたはアセタールにはテトラヒドロピラニルアセタール、ジメチルアセタールまたはケタール、ジオキソランなどがある。
【００２４】
固体基板にリンカー化合物を塗布した後、次いで結合リンカーを含む固体基板を上述の溶媒の１つでリンスし、次いでこの組成物、すなわち、結合リンカー化合物を含む基板を空気中または減圧下室温または１１０℃以下の高温で乾燥する。乾燥ステップを、約５分から約６０分間実施する。乾燥時間は、より好ましくは約１０分から約２０分である。
【００２５】
乾燥後、次いで結合リンカー化合物を含む組成物を炉内またはホット・プレート上でベークする。ベーク・ステップの温度と時間は、ホット・プレートと炉のどちらを使用するかによって変わり得る。ホット・プレートを使用する場合、ベーク・ステップを約８０℃から約１５０℃の温度で約５分から約６０分間実施する。より好ましくは、ホット・プレートベーク・ステップを約１００℃から約１１０℃の温度で約１０分から約２０分間実施する。ベーク・ステップに炉を使用するときは、ベーク・ステップを約８０℃から約１５０℃の温度で約５分から約６０分間実施する。より好ましくは、炉ベーク・ステップを約１００℃から約１１０℃の温度で約１０分から約２０分間実施する。
【００２６】
ベーク・ステップ後、結合したリンカーを今度はパターン状に脱保護して、生体分子アレイ用の反応性基板を用意することができる。脱保護は、当業者に周知の方法を用いて熱または放射エネルギー（radiation）に曝すことによって実施することができる。
【００２７】
この本発明の実施形態の好ましい組成物のいくつかの例は以下のとおりである。
【００２８】
【化１】
2004205505.tif 000002
式中、ＲおよびＲ’はそれぞれ独立にエチル、メチルなどのアルキルであり、またはＲおよびＲ’はともに環式アルカンを形成し、Ｒ”はＨ、アルキルであり、またはＲ”はＲまたはＲ’と共に環式アルカンを形成し、Ｒ１はジ置換アセトアミド、トリオキシ置換ベンズアミドなどのトリ置換アリールエーテルなどの枝分かれ点であり、Ｒ２はアルキル、アルコキシ、アルコキシレート、アリールまたはアリールオキシレート、ｎは０から２０である。
【００２９】
上述の保護された酸不安定官能基を有する基板結合リンカーは、標準の核酸合成を用いてオリゴヌクレオチドを合成するために、または生体分子アレイを形成するために使用することができる。保護された酸不安定官能基を有する基板結合リンカーは、タンパク質アレイの作製にも使用することができる。タンパク質を基板に結合させるための好ましい方法は、表面に結合したアルデヒドを有するシッフ塩基を形成することによる。これは、上述の酸不安定アセタールまたはケタールを導入したリンカーを用いアルコール結合部位をアルデヒド部位で単に置換することにより達成することができる。この手法は、官能性を持たせたアルデヒドとアルコールを結合前に容易に相互変換することができ、したがって単一のシラン前駆体をＤＮＡチップとタンパク質チップの両方に使用できる点でさらに有利である。
【００３０】
酸に不安定な保護をしたタンパク質結合用アルデヒドを有する基板結合リンカーを下記スキームに示す。
【００３１】
【化２】
2004205505.tif 000003
【００３２】
本発明は、さらに、固体基板と、固体基板に結合した光酸発生剤または増感剤の少なくとも１つとを含む組成物を提供する。少なくとも１つの光酸発生剤または増感剤に結合させた組成物は、光酸発生剤または増感剤に結合したアセタールおよびケタールから選択される酸不安定保護基を含むこともできる。光酸発生剤または増感剤は、固体基板に結合した１末端部と光酸発生剤または増感剤に結合した少なくとも１つの他の末端部とを有する有機連結基を含むこともできる。
【００３３】
本発明のこの実施形態において、ポリマー・レジストの諸成分、すなわち、光酸発生剤または増感剤は、上述の有機リンカー化合物の一部として、または別個の成分として基板表面に結合している。
【００３４】
この実施形態において、リンカーおよび光酸発生剤を含む化合物を以下のように作製することができる。すなわち、３−ブロモプロピルトリメトキシシランまたはα−ブロモ−ω−トリアルコキシシリルアルカンとジアリールスルフィド（フェニルスルフィド）を反応させ、次いでブロモアニオンを所望のアニオン（すなわち、トリフレート）で交換してスルホニウム塩ＰＡＧのリンカーを合成することができる。あるいは、ＰＡＧ上のアリールヒドロキシ基を介してＰＡＧをα−ブロモ−ω−ビニルアルカンに連結しその後トリアルコキシシランで処理することによって基板結合光酸発生剤を作製することができる。
【００３５】
本発明で使用できる適切な光酸発生剤（ＰＡＧ）は、トリフレート（例えば、トリフェニルスルホニウムトリフレートまたはビス−（ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムトリフレート）、ピロガロール（例えば、トリメシレートまたはピロガロール)、トリアリールスルホニウムおよびジアリールヨードニウムのヘキサフルオロアンチメート(hexafluoroantimate)、ヘキサフルオロアルセナート、トリフルオロメタンスルホネートヨードニウムスルホン酸などのオニウム塩；ヒドロキシアミンのトリフルオロメタンスルホン酸エステル、アルファ’−ビス−スルホニルジアゾメタン、ニトロ置換ベンジンアルコールのスルホン酸エステル、ナフトキノン−４−ジアジドおよびアルキルジスルホン酸などである。本発明で使用される他の適切な光酸発生剤は、例えば、Allen他に発行された米国特許第５，０４５，４３１号および同５，０７１，７３０号およびReichmanis等の総説(Chemistryof Materials、Vol. 3、395頁(1991))に記載されており、これらの開示を参照により本明細書に援用する。
【００３６】
増感剤を含むリンカーは、α−ブロモ−ω−ビニルアルカンと９−アントラセンメタノールなどのヒドロキシル置換増感剤を反応させ、その後トリアルコキシシランで処理して調製することができる。
【００３７】
本発明で使用できる増感剤、すなわち、光増感剤の例は、クリセン、ピレン、フルオランテン、アントロン、ベンゾフェノン、チオキサントンおよび９−アントラセンメタノール（９−ＡＭ）などのアントラセンなどである。その他のアントラセン誘導体増感剤は、米国特許第４，３７１，６０５号に開示されている。増感剤は酸素または硫黄を含むことができる。
【００３８】
以下に、酸不安定アセタールまたはケタール保護基を含む増感剤および含まない増感剤と酸不安定アセタールまたはケタール保護基を含む光酸発生剤および含まない光酸発生剤とを含む本発明の組成物のいくつかを示す。
【００３９】
【化３】
2004205505.tif 000004
【００４０】
基板結合光酸発生剤および増感剤の使用において見出される利点は以下のとおりである。
（１）「オール・ドライ」形式で使用することができる。すなわち、光酸発生剤（および増感剤）は基板に結合しているので、リンカー化合物の単分子層が露光および脱保護中に起こる光化学反応および熱反応に対して十分な溶媒和をもたらす限り、基本的に上塗りポリマー・レジストも他の溶媒も不要である。ポリエーテル・デンドリマーは、この点で特に有用と考えられる。脱保護反応の触媒作用的性質および生成し得る酸の濃度が高いことから、比較的少量の基板結合ＰＡＧを使用することが好ましい。それでも光によって生成する（photogenerated）酸の拡散が問題になる可能性があり、それを制御する必要があると考えられる。後続のオリゴヌクレオチドおよびタンパク質の各カップリング反応は通常の方法で実施することができる。ポリマー被覆ステップがないことで、アレイの作製が極めて簡単になる。
（２）「オール・ドライ」手法を実施できない場合、溶媒ベースの手法においても基板結合ＰＡＧおよび増感剤を同様に使用することができる。この場合、酸の拡散に伴う問題は最小限に抑えられる(必要な酸の濃度がより低く、かつそれらは表面で生成する)。このことは、成分の１つが溶液中にあったとしても当てはまる。溶媒ベースの手法は、高分解能オリゴヌクレオチド・アレイでも、好ましくは、ダイレクト・ライト（directwrite）方式を採用した低密度アレイでも使用することができる。
（３）基板結合ＰＡＧを用いた多重露光および逐次反応は、利用する任意の脱保護反応の触媒作用的性質に依拠するはずである。したがって、基板結合ＰＡＧを慎重に制御することによって、ＰＡＧの一部のみを任意のステップで確実に使用することができ、その後の露光により脱保護化学反応をさらに触媒することができる。
【００４１】
以下の実施例は、本発明の方法を説明するために提供するものであり、２分子アレイの作製に使用可能な光化学的に活性な表面結合リンカー分子を形成するのに使用される。
【実施例１】
【００４２】
タンパク質アレイ作製用のアセタール保護アルデヒド基を含むリンカーの合成
この実施例において、シリカ反応性基と生体反応性（bio-reactive）基の間のスペーサーは、アルカン鎖（ＣＨ２）１２である。
【００４３】
メタノール１６０ｍｌで希釈した１Ｎ塩酸１．３４ｍＬを用いて１２−ヒドロキシドデカン酸（２．１５ｇ、９．９３ｍｍｏｌ）を終夜室温で処理してメチルエステルに転化した。希水酸化ナトリウムで中和した後、ロータリー・エバポレータにかけて溶媒を除去し、生成物を酢酸エチルに再溶解し、脱イオン（ＤＩ）水および５％炭酸水素ナトリウムで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、ロータリー・エバポレータにかけて乾燥収量２．００ｇ、８．６８ｍｍｏｌ（粗製収率８７．４％）の１２−ヒドロキシドデカン酸メチルを得た。
【００４４】
【化４】
2004205505.tif 000005
【００４５】
Ｊ．Ｅ．ボールドウィン（Baldwin）、Ｒ．Ｍ．アドリントン（Adlington）およびＳ．Ｈ．ラームチャリタル（Ramcharitar）、Tetrahedron1992、48、2963に記載のようにしてアルデヒドを調製した。塩化オキサリル（１．２７ｇ、９．９８ｍｍｏｌ）および塩化メチレン２０ｍＬを３個の添加用漏斗が付いた三口丸底フラスコに入れた。１番目の漏斗には塩化メチレン４ｍＬに希釈したＤＭＳＯ１．５ｍＬ、２番目の漏斗には塩化メチレン５ｍＬに希釈した１２−ヒドロキシドデカン酸メチル２．００ｇ、３番目の漏斗にはトリエチルアミン６ｍＬが入っている。フラスコを−５０℃に冷却後、ＤＭＳＯ溶液を迅速に滴下して添加した。１０分後、１２−ヒドロキシドデカン酸メチル溶液を１０分間滴下して添加した。４５分後、トリエチルアミンを滴下して添加した。さらに１０分間撹拌した後、フラスコを室温まで加温し、終夜撹拌した。塩化メチレン５０ｍＬを添加し、溶液を水（３×５０ｍＬ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過し、ロータリー・エバポレータにかけて乾燥収量２．０３ｇ、８．８５ｍｍｏｌの１２−オキサドデカン酸メチルを得た。
【００４６】
【化５】
2004205505.tif 000006
【００４７】
Ｖ．ポジュガイ（Pozsgay）、J. Org. Chem 1998、63、5998に記載のようにしてアルデヒド基を保護した。１２−オキサドデカン酸メチル（２．０２ｇ、８．８５ｍｍｏｌ）を２，２−ジメトキシプロパン１５ｍＬに溶解し、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物（０．１７ｇ、０．８８５ｍｍｏｌ）を添加した。３０分間撹拌した後、ロータリー・エバポレータにかけて約１／２の体積に濃縮し、過剰のトリエチルアミンで処理し、塩化メチレンで希釈し、水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、ロータリー・エバポレータにかけて乾燥収量２．１１ｇ、７．６９ｍｍｏｌの１２，１２−ジメトキシドデカン酸メチルを得た。これをメタノール１５ｍＬに再溶解し、１Ｎ  ＮａＯＨ１１．４ｍＬを添加した。４５分後、ロータリー・エバポレータにかけてメタノールを除去した。溶液をエーテルで３回洗浄した。この水溶液に固体クエン酸をｐＨが３．５になるまで添加した。生成物を塩化メチレン（３×）で抽出し、この混合有機相を水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、ロータリー・エバポレータにかけて濃縮し、減圧乾燥器で乾燥して１．９５ｇの淡黄色オイル、７．４９ｍｍｏｌの１２，１２−ジメトキシドデカン酸を得た。
【００４８】
【化６】
2004205505.tif 000007
【００４９】
３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）（１．６６ｇ、７．４９ｍｍｏｌ）、１２，１２−ジメトキシドデカン酸（１．９５ｇ、７．４９ｍｍｏｌ）およびＤＣＣ（１．８５ｇ、８．９９ｍｍｏｌ）を１：１酢酸エチル／塩化メチレン混合溶媒100ｍＬに混合し、終夜撹拌した。ろ過して固体を除去し、ろ液をロータリー・エバポレータにかけてタンパク質アレイ作製用のアセタール保護アルデヒド基を含むリンカーである１２，１２−ジメトキシ−Ｎ−（３’−トリエトキシシリルプロピル）ドデカンアミド４．３３ｇを得た。
【００５０】
【化７】
2004205505.tif 000008
【実施例２】
【００５１】
タンパク質アレイ作製用のアセタール保護アルデヒド基を含むリンカーの合成
この実施例において、シリカ反応性基と生体反応性基の間のスペーサーは、生体分子に不活性表面を付与することができるポリエチレングリコール（ＰＥＧ）である。ＰＥＧは、２つの対称な（ヒドロキシル）末端基を有する。ＰＥＧは、部分ごとに官能基を持たせて、その非対称置換ポリマーを分離／単離することによって、１端に保護された生体反応性基、もう１端にシリカ反応性基を有する非対称の官能性を持たせるようにしなければならない。
【００５２】
Ａ．ダル・ポッツォ（Dal Pozzo）、Ａ．ヴィゴ（Vigo）およびＧ．ドンツェリ（Donzelli）、MakromolChem、1989、190、2457〜2461に記載のように、分子量６００のＰＥＧ（２１．７０ｇ、３６．１７ｍｍｏｌ）を塩化メチレン９０ｍＬに希釈した塩化トリチル（１０．０８ｇ、３６．１７ｍｍｏｌ）およびトリエチルアミン５ｍＬ（３６．１７ｍｍｏｌ）で処理し、室温で２時間撹拌した。このスラリーをＤＩ水（１×１８０ｍＬ、５×９０ｍＬ）で洗浄して未反応ＰＥＧを除去し、ロータリー・エバポレータにかけて乾燥させた。このオイルをトルエン（１００ｍＬ）に再溶解し、かん水（１×５０ｍＬ、５×２５ｍＬ）で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過し、ロータリー・エバポレータにかけ、減圧乾燥器で乾燥してビストリチル化ＰＥＧとモノトリチル化ＰＥＧの混合物である収量２２．９８ｇのオイルを得た。
【００５３】
【化８】
2004205505.tif 000009
【００５４】
Ｔ．ビゴ（Bigo）、Ｎ．Ｄ．サチンヴァラ（Sachinvala）およびＯ．Ａ．ハメド（Hamed）、PolymerPrepr. 2000、41(1)、144に記載のように、ＮａＨ（５．７３ｇ、１４３．１６ｍｍｏｌ）をへキサンで洗浄し、ＴＨＦ１００ｍＬ中にスラリー化し、還流させた。ＴＨＦ６０ｍＬに溶解したトリチル化ＰＥＧ混合物を１／２時間滴下して添加し、４  １／２時間還流しながら撹拌した。ＴＨＦ６０ｍＬに溶解したクロロ酢酸（２．２５ｇ、２３．８６ｍｍｏｌ）を１／２時間滴下して添加した。スラリーを終夜還流しながら撹拌し、室温に冷却し、水６０ｍＬを添加した。希塩酸でｐＨを約５に調整し、ロータリー・エバポレータにかけて揮発分を除去した。このスラリーをエーテル（３×６０ｍＬ）とともにこねて（triturated）ビストリチル化ＰＥＧおよびクロロ酢酸を除去した。このスラリーを塩化メチレンに再溶解し、硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過し、ロータリー・エバポレータにかけ、減圧乾燥器で乾燥してα−トリチル−ω−カルボキシ−ＰＥＧ１１．６２ｇ（１２．９１ｍｍｏｌ）を得た。
【００５５】
【化９】
2004205505.tif 000010
【００５６】
α−トリチル−ω−カルボキシ−ＰＥＧを、メタノール２６０ｍＬに希釈した１２Ｎ塩酸２ｍＬを用いて終夜室温で処理した。固体炭酸ナトリウムで中和した後、溶液をろ過し、ロータリー・エバポレータにかけ、かん水に再溶解し、エーテル（５×１００ｍＬ）で洗浄した。この水性溶液を塩酸で中和し、生成物を塩化メチレン（４×２００ｍＬ）で抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥し、ロータリー・エバポレータにかけてα−ヒドロキシ−ω−カルボキシ−ＰＥＧのオイル（７．０４ｇ、１０．４９ｍｍｏｌ）を得た。
【００５７】
【化１０】
2004205505.tif 000011
【００５８】
α−ヒドロキシ−ω−メチルカルボキシ−ＰＥＧをアルデヒドに転化し、保護し、実施例１のようにＡＰＴＥＳとさらに反応させて、タンパク質アレイ作製用のアセタール保護アルデヒド基を含むリンカーであるα，α−ジメトキシ−ω−［Ｎ−（３’−トリエトキシシリルプロピル）カルボキサミド−ＰＥＧを調製した。
【００５９】
【化１１】
2004205505.tif 000012
【００６０】
あるいは、α−ヒドロキシ−ω−メチルカルボキシ−ＰＥＧ（８．２３ｍｍｏｌ）を水素化ナトリウム（２．００ｇ、４９．３８ｍｍｏｌ）およびブロモアセトアルデヒドジメチルアセタール（２．７８ｇ、１６．４７ｍｍｏｌ）で還流ＴＨＦ中終夜処理することによって、１段で保護アルデヒド官能基を付加することができる。水を添加した後、ロータリー・エバポレータにかけて溶媒を除去する。エーテルとともにこねて過剰のブロモアセトアルデヒドを除去する。固体クエン酸を添加してこのスラリーを酸性にし、生成物を塩化メチレンで抽出し、水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過し、ロータリー・エバポレータにかけてα，α−ジメトキシ−ω−カルボキシ−ＰＥＧを得る。これを上述のようにＡＰＴＥＳと反応させて所望のリンカーを調製することができる。
【００６１】
【化１２】
2004205505.tif 000013
【実施例３】
【００６２】
環式アセタール保護アルコールを含むリンカーの合成
（実施例２からの）α−ヒドロキシ−ω−メチルカルボキシ−ＰＥＧ（３ｍｍｏｌ）を、水素化ナトリウム（１．４４ｇ、３６ｍｍｏｌ）および２−（２−クロロエトキシ）テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン（０．９９ｇ、６．０１ｍｍｏｌ）と還流ＴＨＦ中で終夜反応させた。水を添加した後、ロータリー・エバポレータにかけて溶媒を除去する。エーテルとともにこねて過剰の２−（２−クロロエトキシ）テトラヒドロ−２Ｈ−ピランを除去する。固体クエン酸を添加してこのスラリーを酸性にし、生成物を塩化メチレンで抽出し、水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過し、ロータリー・エバポレータにかけてα，α−ジメトキシ−ω−メチルカルボキシ−ＰＥＧを得る。これを上述のようにＡＰＴＥＳと反応させて所望のリンカーを調製することができる。
【００６３】
【化１３】
2004205505.tif 000014
【実施例４】
【００６４】
ＤＭＴ保護アルコールを含むリンカーの合成
（実施例２からの）α−ヒドロキシ−ω−メチルカルボキシ−ＰＥＧを酸処理して加水分解し、得られたα−ヒドロキシ−ω−カルボキシ−ＰＥＧ（３．０４ｇ、４．６２ｍｍｏｌ）を、１：１ピリジン／塩化メチレン１００ｍＬで希釈したジメトキシトリチルクロリド（ＤＭＴＣｌ）（３．１３ｇ、９．２４ｍｍｏｌ）を用いて室温で終夜処理した。ロータリー・エバポレータにかけて溶媒を除去し、生成物をエーテルに再溶解し、ろ過して塩を除去し、ロータリー・エバポレータにかけて乾燥させる。次いで、α−ＤＭＴオキシ−ω−カルボキシ−ＰＥＧを実施例１のようにＡＰＴＥＳと反応させて、生体分子アレイ作製用ＤＭＴ保護アルコールを含むリンカーであるα−ＤＭＴオキシ−ω−［Ｎ−（３’−トリエトキシシリルプロピル）カルボキサミド−ＰＥＧを生成した。
【００６５】
【化１４】
2004205505.tif 000015
【実施例５】
【００６６】
生体分子結合用の２位で枝分かれした（2-branched）リンカーの合成
次いで、モノトリチル化ＰＥＧを、クロロ酢酸の代わりにジクロロ酢酸と反応させて枝分かれリンカーを生成させ、これを実施例２のように分離し、精製する。
【００６７】
【化１５】
2004205505.tif 000016
【００６８】
次いで、枝分かれリンカーを変性し、所望のもの（Ｐ）で保護し、次いでＡＰＴＥＳと反応させて機能性枝分かれリンカーを得ることができる。
【００６９】
【化１６】
2004205505.tif 000017
【実施例６】
【００７０】
生体分子結合用の３位で枝分かれしたリンカーの合成
Ｓ．Ｊ．ムニエ（Meunier）、Ｑ．ウー（Wu）、Ｓ−Ｎ．ワン（Wang）およびＲ．ロイ（Roy）、Can.J. Chem、1997、75、1472〜1482に記載されたように、実施例２からのモノトリチル化ＰＥＧ（３３．３ｍｍｏｌ）およびトリエチルアミンジエチルエーテル５０ｍＬの０℃溶液（３００ｍＬ）に、ｐ−トルエンスルホニルクロリド（６．８８ｇ、３６ｍｍｏｌ）を窒素下で徐々に添加した。このスラリーを室温まで加温し、終夜撹拌した。ロータリー・エバポレータにかけて溶媒を除去し、残分を塩化メチレンに溶解し、飽和炭酸水素ナトリウム溶液（５０ｍＬ）および水（２×５０ｍＬ）で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、ロータリー・エバポレータで乾燥してα−トリチルオキシ−ω−ｐ−トルエンスルホニルオキシ−ＰＥＧを得た。
【００７１】
【化１７】
2004205505.tif 000018
【００７２】
これを没食子酸エチル（１．６５ｇ、８．３２５ｍｍｏｌ）および炭酸カリウム（１１．６５ｇ、８３．２５ｍｍｏｌ）と共にＤＭＦ（２５０ｍＬ）に溶解し、８０℃で２日間撹拌した。室温に冷却した後、ろ過して固体を除去し、減圧下で溶媒を除去し、次いでｔ−ブタノールと共蒸発（coevaporated）させてＤＭＦの除去を促進した。水を添加し、生成物を塩化メチレンで抽出した。有機層を水およびかん水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過し、ロータリー・エバポレータにかけて褐色のオイルを得た。
【００７３】
【化１８】
2004205505.tif 000019
【００７４】
３，４，５−トリ−（ω−トリチルオキシ−ＰＥＧ）安息香酸エチルを１．５Ｎ水酸化ナトリウム（２００ｍＬ）のメタノール（２００ｍＬ）溶液と共に終夜室温で撹拌した。ロータリー・エバポレータにかけて溶媒を除去し、残分をエーテル（３×１００ｍＬ）とともにこねてビストリチル化ＰＥＧを除去した。次いで残分を塩化メチレンに溶解し、硫酸マグネシウムで乾燥し、ロータリー・エバポレータにかけて３，４，５−トリ−（ω−トリチルオキシ−ＰＥＧ）安息香酸２２．３５ｇを得た。メタノール２５０ｍＬに希釈した１２Ｎ塩酸（４ｍＬ）と共に室温で終夜撹拌し、固体炭酸ナトリウムで中和し、エーテルで洗浄してトリチルアルコールを除去し、塩化メチレンで抽出して、３官能性リンカーを調製した。このヒドロキシル末端を反応／保護し、その後ＡＰＴＥＳと反応させて生体機能性／シリカ反応性リンカーを調製することができた。
【００７５】
【化１９】
2004205505.tif 000020
【実施例７】
【００７６】
シリカ基板へのリンカーの結合
反応性ヒドロキシル基を表面に確実に存在させるために、リンカーを結合する直前に基板を清浄化する。これには、硫酸、ＤＩ水、ＩＰＡ、熱、ＮａＯＨおよび塩酸による処理などがある。次いで、基板をエタノールに５分間浸漬し、その後５％リンカー・エタノール溶液に１５分間浸漬し、その後さらに１分間エタノールに浸漬する。空気気流中で乾燥させた後、基板を１５分間１１０℃でベークして、所望のリンカーが結合した基板を得る。これを今度はパターン状に脱保護して、生体分子アレイ用反応性基板を得ることができる。
【実施例８】
【００７７】
スキーム１に記載したように、直交する（orthogonal）保護基を用いて様々な枝分かれポリヒドロキシ酸およびエステルを調製することができる。この例では、カルボン酸からベンジルエステルを調製し、ヒドロキシ基をｔ−ブチルジメチルシリルエーテルとして保護した。接触加水分解によってこれらのエステルを選択的に切断し、三フッ化ホウ素エーテラートを用いてシリル基を除去することができる。これらのプロセスの各々は、選択的に実施することができる。合成の出発材料は、ビス−（ヒドロキシメチル）プロピオン酸（ＤＭＰＡ）であった。スキーム１に記載した化学反応および単純な成分を使用して、２、４、８、１６およびそれ以上のペンダント（pendant）・ヒドロキシル官能基を含む様々なポリヒドロキシル酸およびエステル誘導体を調製することができる。選択的保護／脱保護スキームを用いて、これらの材料を、既述したＡＰＴＥＳなどのリンカーに結合させることができる。また、ヒドロキシ官能基を用いて脂肪族エステル・スペーサーを付加して、カプロラクトンを含めて様々なラクトンの開環重合を開始することができる。これらの重合は、様々な金属触媒および有機触媒を用いたリビング重合であり、ヒドロキシル末端を有する様々な構造の枝分かれポリエステルが得られる。スペーサーを導入することによって、末端官能基がさらに離隔される(Ｍ．トロルサス（Trollsas）、Ｊ．Ｌ．ヘドリック（Hedrick）、J.Am. Chem. Soc. 1998、120、4644;Ｍ．トロルサス（Trollsas）、Ｈ．クレッソン（Claesson）、Ｂ．アソフ（Atthoff）、Ｊ．Ｌ．ヘドリック（Hedrick）、Angew.Chem. Int. Ed. 1998、37(22)、3132;Ｍ．トロルサス（Trollsas）、Ｊ．Ｌ．ヘドリック（Hedrick）、Ｄ．メセレイエス（Mecerreyes）、Ｐｈ．ドュボア（Dubois）、Ｒ．ジェローム（Jerome）、Ｈ．イーレ（Ihre）、Ａ．フルト（Hult）、Macromolecules、1998、31、2756)。
【００７８】
２，２−ビス（ｔ−ブチルジメチルシロキシメチル）ベンジルプロピオネートＧ１（ＣＯ２Ｂｚ、ＴＢＤＭＳ）
２，２−ビス（ヒドロキシメチル）ベンジルプロピオネート（４９．８ｇ、２２２ｍｍｏｌ）、ｔ−ブチルジメチルシリルクロリド（ＴＢＤＭＳＣｌ）（８０．５ｇ、５３５ｍｍｏｌ）およびイミダゾール（３７．８ｇ、５３３ｍｍｏｌ）を塩化メチレン１５０ｍｌに溶解した。この混合物を室温で１２時間撹拌し、溶媒を蒸発させた。粗製残分をへキサンに溶解し、水で抽出した。有機相を蒸発させて収量９５．２ｇ（９４％）の無色液体を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ：０．００（ｓ、１２Ｈ）、０．８３（ｓ、１８Ｈ）、１．１２（ｓ、３Ｈ）、３．６４〜３．７７（ｑ、４Ｈ）、５．１０（ｓ、２Ｈ）、７．３２（ｓ、５Ｈ）。
【００７９】
脱シリル化の一般的操作
窒素下のフラスコに、ＴＢＤＭＳ保護材料０．５２ｍｍｏｌ、乾燥塩化メチレン３０ｍＬおよびＢＦ３−Ｅｔ２Ｏ（９２．６ｍｍｏｌ）を入れた。この混合物を４０℃で１２時間撹拌し、冷メタノール中に注いだ。生成物をデカンテーションまたはろ過により単離し、それ以上精製せずに使用した。
【００８０】
２，２−ビス（ｔ−ブチルジメチルシロキシメチル）プロピオン酸Ｇ１（ＣＯ２Ｈ、ＴＢＤＭＳ）およびベンジルエステル基除去の一般的操作
Ｇ１（ＣＯ２Ｂｚ、ＴＢＤＭＳ）（２１０ｍｍｏｌ、９５．２ｇ）をＥｔＯＡｃ（１００ｍＬ）に溶解し、Ｐｄ／Ｃ（１０重量％）（１．５ｇ）を添加した。水素化容器を水素（５０ｐｓｉ（０．３ＭＰａ）で満たし、６時間室温で振とうした。反応を停止し、触媒をろ過した。溶媒を蒸発させて無色液体９４．２ｇ（９９％）を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ：０．００（ｓ、１２Ｈ）、０．８２（ｓ、１８Ｈ）、１．０７（ｓ、３Ｈ）、３．６〜３．６９（ｑ、４Ｈ）。
【００８１】
Ｇ２（ＣＯ２Ｂｚ、ＴＢＤＭＳ）およびＤＣＣを用いたエステル化の一般的操作
２，２−ビス（ヒドロキシメチル）ベンジルプロピオネート（２３．３ｇ、１０４ｍｍｏｌ）、Ｇ１（ＣＯ２Ｈ、ＴＢＤＭＳ）（７９ｇ、２１８ｍｍｏｌ）および４−（ジメチルアミノ）ピリジウムｐ−トルエンスルホン酸（ＤＰＴＳ）を塩化メチレン１５０ｍＬに溶解した。次いで、ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）（５５．７ｇ、２７０ｍｍｏｌ）を添加し、反応物を室温で１２時間撹拌した。この混合物をろ過し、ろ液をカラム・クロマトグラフィ（シリカゲル、へキサン、ＥｔＯＡｃ９５：５溶離剤）で精製した。生成物は無色粘ちょうオイル３０ｇ（３２％）であった。１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ：０．００（ｓ、２４Ｈ）、０．８４（ｓ、３６Ｈ）、１．０９（ｓ、６Ｈ）、１．２３（ｓ、３Ｈ）、３．５６〜３．７０（ｑ、８Ｈ）、４．１５〜４．３０（ｑ、４Ｈ）、５．１３（ｓ、２Ｈ）、７．３３（ｓ、５Ｈ）。
【００８２】
Ｇ２（ＣＯ２Ｈ、ＴＢＤＭＳ）
Ｇ２（ＣＯ２Ｂｚ、ＴＢＤＭＳ）（３０．０ｇ、３２．９ｍｍｏｌ）およびＰｄ／Ｃ（１．５ｇ）をＥｔＯＡｃ１００ｍＬに溶解し、上述のように水素で４時間処理した。生成物は無色粘ちょう液体２６．２ｇ（９７％）であった。１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ：０．００（ｓ、２４Ｈ）、０．８４、（ｓ、３６Ｈ）、１．０６（ｓ、６Ｈ）、１．２５（ｓ、３Ｈ）、３．５７〜３．７２（ｑ、８Ｈ）、４．０６〜４．２９（ｍ、４Ｈ）、５．２８（ｓ、２Ｈ）。
【００８３】
【化２０】
2004205505.tif 000021
【００８４】
本発明を、その好ましい実施形態に関して具体的に示し記述したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく形式および詳細を様々に変更できることは当業者には理解されるはずである。したがって、本発明は、記述し図示した厳密な形式および詳細に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲内にあるものである。
【００８５】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００８６】
（１）固体基板と、前記固体基板に結合した１末端部とアルコールまたはカルボニル官能基を含む少なくとも１つの他の末端部とを有する有機連結基と、前記アルコールまたはカルボニル官能基に結合したアセタールおよびケタールからなる群から選択される酸に不安定な保護基とを含む組成物。
（２）前記固体基板が、ガラス、ドープ・ガラス、酸化物、半導体および金属からなる群から選択される、上記（１）に記載の組成物。
（３）前記固体基板がガラスである、上記（１）に記載の組成物。
（４）前記アセタールまたはケタールで保護された複数の前記有機連結基をさらに含む、上記（１）に記載の組成物。
（５）前記有機連結基が、線状連結基、ポリマー連結基およびデンドリマー連結基からなる群から選択される、上記（１）に記載の組成物。
（６）前記有機連結基が前記末端部間に架橋基を含む、上記（１）に記載の組成物。
（７）前記架橋基が−（ＣＨ２）−ｎ（式中、ｎは約３から約３０である）の化学式を有するアルカン鎖である、上記（６）に記載の組成物。
（８）前記架橋基が−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）−ｘ（式中、ｘは約１から約５０である）の化学式を有するエトキシレートである、上記（６）に記載の組成物。
（９）前記固体基板に結合した前記末端部が置換Ｓｉ原子を含む、上記（１）に記載の組成物。
（１０）前記アセタールまたはケタールが脂肪族または環式化合物である、上記（１）に記載の組成物。
（１１）前記アセタールまたはケタールが、ジメチルアセタールまたはケタール、ジオキソラン、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、メトキシシクロヘキサニル、メトキシシクロペンタニル、シクロヘキサニルオキシエチル、エトキシシクロペンタニル、エトキシシクロヘキサニル、メトキシシクロヘプタニルおよびエトキシシクロヘプタニルからなる群から選択される、上記（１）に記載の組成物。
（１２）前記アセタールまたはケタールが、テトラヒドロピラニルアセタール、ジメチルアセタールまたはケタールおよびジオキソランからなる群から選択される、上記（１）に記載の組成物。
（１３）前記アセタールまたはケタールが、熱または放射エネルギーへの暴露によって脱保護される、上記（１）に記載の組成物。
（１４）固体基板と、前記固体基板に結合した１末端部とアルデヒド基を含む少なくとも１つの他の末端部とを有する有機連結基とを含む組成物。
（１５）固体基板と、前記固体基板に結合した少なくとも１つの光酸発生剤または増感剤とを含む組成物。
（１６）前記光酸発生剤または増感剤に結合したアセタールおよびケタールからなる群から選択される酸に不安定な保護基をさらに含む、上記（１５）に記載の組成物。
（１７）前記固体基板に結合した１末端部と前記光酸発生剤または増感剤に結合した少なくとも１つの他の末端部とを有する有機連結基をさらに含む、上記（１５）に記載の組成物。
（１８）前記固体基板が、ガラス、ドープ・ガラス、酸化物、半導体および金属からなる群から選択される、上記（１５）に記載の組成物。
（１９）前記固体基板がガラスである、上記（１５）に記載の組成物。
（２０）前記有機連結基が、線状連結基、ポリマー連結基およびデンドリマー連結基からなる群から選択される、上記（１７）に記載の組成物。
（２１）前記有機連結基が前記末端部間に架橋基を含む、上記（１７）に記載の組成物。
（２２）前記架橋基が−（ＣＨ２）−ｎ（式中、ｎは約３から約３０である）の化学式を有するアルカン鎖である、上記（２１）に記載の組成物。
（２３）前記架橋基が−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）−ｘ（式中、ｘは約１から約５０である）の化学式を有するエトキシレートである、上記（２１）に記載の組成物。
（２４）前記アセタールまたはケタールが脂肪族または環式化合物である、上記（１６）に記載の組成物。
（２５）前記アセタールまたはケタールが、ジメチルアセタールまたはケタール、ジオキソラン、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、メトキシシクロヘキサニル、メトキシシクロペンタニル、シクロヘキサニルオキシエチル、エトキシシクロペンタニル、エトキシシクロヘキサニル、メトキシシクロヘプタニルおよびエトキシシクロヘプタニルからなる群から選択される、上記（１６）に記載の組成物。
（２６）前記アセタールまたはケタールが、テトラヒドロピラニルアセタール、ジメチルアセタールまたはケタールおよびジオキソランからなる群から選択される、上記（１６）に記載の組成物。
（２７）前記アセタールまたはケタールが、熱または放射エネルギーへの暴露によって脱保護される、上記（１６）に記載の組成物。
（２８）前記光酸発生剤が、トリフレート、ピロガロール、オニウム塩、スルホン酸ヨードニウム、ヒドロキシアミンのトリフルオロメタンスルホン酸エステル、アルファ’−ビス−スルホニルジアゾメタン、ニトロ置換ベンジンアルコールのスルホン酸エステル、ナフトキノン−４−ジアジドおよびジスルホン酸アルキルからなる群から選択される、上記（１５）に記載の組成物。
（２９）前記光酸発生剤が、トリフレートおよびオニウム塩からなる群から選択される、上記（１５）に記載の組成物。
（３０）前記増感剤が、クリセン、ピレン、フルオランテン、アントロン、ベンゾフェノン、チオキサントンおよびアントラセンからなる群から選択される、上記（１５）に記載の組成物。
（３１）光活性化可能な表面結合リンカー分子を形成する方法であって、
固体基板に結合する成分を含むリンカー化合物を含む溶液を前記固体基板の濡れた表面に塗布すること、
前記結合リンカー化合物を含む前記固体基板を乾燥すること、および
前記乾燥した固体基板をベークすることを含む方法。
（３２）前記塗布の前に前記固体基板を清浄化することをさらに含む、上記（３１）に記載の方法。
（３３）前記清浄化が、硫酸処理、脱イオン水処理、イソプロピルアルコール処理、熱処理、ＮａＯＨ処理、酸素プラズマ処理および塩酸処理からなる群から選択される、上記（３２）に記載の方法。
（３４）前記濡れた固体基板が、溶媒を前記固体基板に塗布することによって形成され、前記溶媒がアルコール、炭化水素、グリコールエーテルアセテート、グリコールエーテル、芳香族炭化水素および塩素化炭化水素からなる群から選択される、上記（３１）に記載の方法。
（３５）前記濡れた固体基板の形成を、室温から溶媒の沸点までで実施する、上記（３４）に記載の方法。
（３６）前記リンカー化合物を含む前記溶液が、溶媒に溶解した約１から約２０重量％のリンカー化合物を含む、上記（３１）に記載の方法。
（３７）前記リンカー化合物が、有機連結基と前記固体基板に結合可能な化合物とを反応させて形成される反応生成物である、上記（３１）に記載の方法。
（３８）前記リンカー化合物を脱保護することをさらに含む、上記（３１）に記載の方法。
（３９）前記脱保護が、熱によるまたは放射エネルギーへの暴露による、上記（３８）に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】核酸合成のための従来技術を示す図である。
【図２】オリゴヌクレオチド合成用光酸パターン・アレイ（ＰＰＡ）と称する従来技術を示す図である。
【図１】
2004205505.tif 000022
【図２】
2004205505.tif 000023