(57)【要約】【課題】化学的安定性，機械的特性に優れ、高加工精度を有したガラス基板を用いたバイオチップを提供することを目的とする。【解決手段】遺伝子構成要素間の相補的相互作用を利用して遺伝子構成要素の構造を解析するマイクロアレイや基板上で微量サンプルの分析を行うマイクロリアクターなどいわゆるバイオチップであって、該バイオチップがＳｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも１種の希土類元素を含有し、可視光の透過率が９０％以上であるＳｉＯ２　を主成分とするガラス基板を用いたことを特徴とするバイオチップ。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルの分析を行うためのバイオチップであって、前記バイオチップはＳｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも１種の希土類元素を含有するガラス基板を有することを特徴とするバイオチップ。
【請求項２】
請求項１に記載のバイオチップであって、前記ガラス基板は表面部に圧縮強化層が存在していないことを特徴とするバイオチップ。
【請求項３】
請求項１に記載のバイオチップであって、前記ガラス基板は可視光の透過率が９０％以上であることを特徴とするバイオチップ。
【請求項４】
請求項１に記載のバイオチップであって、前記バイオチップは遺伝子構成要素の構造を解析するマイクロアレイまたは微量サンプルの分析を行うマイクロリアクターであることを特徴とするバイオチップ。
【請求項５】
請求項１に記載のバイオチップにおいて、前記ガラス基板の表面粗さＲａが
０．５ｎｍ　以下であることを特徴とするバイオチップ。
【請求項６】
請求項１に記載のバイオチップにおいて、前記ガラス基板のＪＩＳ−Ｒ３５０２で規定されるアルカリ溶出量は０．２ｍｇ　以下であることを特徴とするバイオチップ。
【請求項７】
請求項１に記載のバイオチップにおいて、前記ガラス基板中の前記希土類元素の含有量はＬｎ２Ｏ３（Ｌｎは希土類元素）の酸化物換算で、前記ガラス基板全体に対し、１〜３０重量％であることを特徴とするバイオチップ。
【請求項８】
請求項１に記載のバイオチップにおいて、前記ガラス基板中の前記希土類元素の含有量はＬｎ２Ｏ３（Ｌｎは希土類元素）の酸化物換算で、前記ガラス基板全体に対して１〜２０重量％であり、前記ガラス基板の他の成分の含有量はＳｉＯ２　：４０〜８０重量％，Ｂ２Ｏ３：０〜２０重量％，Ｒ２Ｏ　（Ｒはアルカリ金属）：０〜２０重量％，Ｒ′Ｏ（Ｒはアルカリ土類金属）：０〜２０重量％，Ａｌ２Ｏ３：０〜２０重量％であり、かつＲ２Ｏ　＋Ｒ′Ｏ：１０〜３０重量％であることを特徴とするバイオチップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は遺伝子構成要素間の相補的相互作用を利用して遺伝子構成要素の構造解析を行うマイクロアレイや基板上で微量サンプルの分析を行うマイクロリアクターなどいわゆるバイオチップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療分野における病原の特定や治療，農業分野での遺伝子組替えによる品種改良など広い分野で遺伝子レベルの構造解析が行われている。遺伝子の数は酵母で約６２００人では約１０万といわれており、各遺伝子の機能解明には膨大な数の遺伝子を一度に扱える技術が必要とされている。そのような遺伝子レベルでの構造解析を行う方法として、マイクロアレイが開発されている。また最近、血液分析などにおいて、基板上にマイクロメートルレベルでチャネル，リザーバー，センサーなどを形成して、マイクロリットルレベルの微量サンプルにて分析を行うマイクロリアクターが報告されている（文献：ＢＩＯ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ，ｖｏｌ．１８，２００１年，ｐ１５−２６）。
【０００３】
マイクロアレイとは、ＤＮＡプローブであるｃＤＮＡやオリゴヌレチド等を碁盤のように格子状に仕切られた基板表面に固定化したものである。基板上にこれらＤＮＡプローブを固定化する方法としては、（１）フォトリゾグラフィー法，（２）マイクロスポッテイング法，（３）インクジェット法などがある。（１）の方法では約５０〜２５μｍ間隔で形成することができるが、基板上で特定の
ＤＮＡプローブしか形成できない。またフォトマスクの設計，作製に時間がかかり高価である。（２）（３）の方法では任意のＤＮＡプローブを形成することができるが、スポットが３００〜１５０μｍと大きすぎるため、高密度のチップを作製することはできない。
【０００４】
マイクロアレイの実用にあたっては、スポット径を微細化した高密度アレイの形成や、精度良く高速で解析を行う機器が必要である。このため、これまで、特開２００１−２８１２５２号に記載のように、数十μｍから数μｍの大きさのスポットからなる高密度マイクロアレイを作製する装置や、特開２００１−２３８６７４号に記載のように、高いＳ／Ｎ比を維持したまま、高速で解析を行う読み取り装置などが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロアレイやマイクロリアクターなどいわゆるバイオチップに用いる基板としては、ガラス基板，Ｓｉ基板，プラスチック基板などが挙げられるが、これらのうち、特に光学的検出を行う分析では、透明なスライドガラスが最も広く用いられている。バイオチップの高集積化，多量同時解析化に伴い、基板として用いられるガラス材についても高い表面平滑性が要求されている。具体的には、
ＤＮＡ，生体分子，細胞などのサイズと同程度の数ｎｍから数十μｍ程度の寸法の加工をガラス基板上に施すため、これに応じた表面粗さがガラス基板に求められている。また分析検体の微量化や基板上にＤＮＡプローブを固定する膜を形成する場合の膜の密着性などの点から、ガラス材自体の化学的安定性も併せて要求される。
【０００６】
現状のガラス材では、今後さらに微細化が進むバイオチップに要求されるこれら特性を満たすことはできず、特に表面粗さや加工の観点からガラス材の高強度化を図ることが必要である。現行の代表的な強化ガラスとしては、特開平７−
２２３８４５号に記載の化学強化ガラスや特開平７−３００３４０号に記載の結晶化ガラスなどが挙げられる。化学強化ガラスは、表面のアルカリ元素をイオン半径が異なるアルカリ元素で置換えすることにより表面に強化層を形成して機械的強度を向上させたものであるが、この置換えしたアルカリイオンが化学的に不安定であるために、化学的安定性に問題がある。結晶化ガラスは、非晶質のガラス母相中に微細な結晶粒子を析出させることにより機械的強度を向上させたものであるが、母相と結晶粒子との硬度差より研磨速度が異なり、求められる十分な表面精度を得ることが難しい。
【０００７】
本発明では、このような課題に対して、化学的安定性，機械的特性に優れ、高加工精度を有したガラス基板を用いたバイオチップを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として本発明では、第１に遺伝子構成要素間の相補的相互作用を利用して遺伝子構成要素の構造を解析するマイクロアレイや基板上で微量サンプルの分析を行うマイクロリアクターなどいわゆるバイオチップであって、該バイオチップがＳｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも１種の希土類元素を含有し、可視光の透過率が
９０％以上を有するガラス基板を用いたことを特徴とするバイオチップを提供する。希土類元素を含有するガラス基板を用いたバイオチップは、平滑性が高く，加工性に優れているので、高集積化が可能となり好ましい。
【０００９】
前記のガラス基板の表面部には圧縮強化層が存在せず、ガラス基板内部の応力分布が実質的に均一であることを特徴とする。通常ガラスを強化する方法として用いられている化学強化法は、アルカリイオン交換による化学的な手法で表面に圧縮強化層を形成されているが、このような化学強化層が形成されていると化学的安定性が低下してしまう。また加工時のクラックの発生率が高くなるという問題も生じる。本発明のバイオチップに用いるガラス基板は、希土類元素を添加したことにより、十分な強度を得ている。従って、従来のガラス基板で行われていた化学強化が不要であり、化学的安定性が高い。
【００１０】
また本発明の基板は、加工による微小傷を取り除くために、その外周の端面や面取り面が、弗酸，弗硝酸，弗硫酸，バッファード弗酸等でエッチング処理されていることが好ましい。この処理がなされると、化学強化しなくても、化学強化ガラス基板と同等以上の曲げ強度を得ることができる。特にガラス成分として希土類酸化物を含有したガラスに対してエッチングを行うと、非常に高い強度を得ることができる。
【００１１】
前記ガラス基板の透過率は９０％以上であることが好ましい。バイオチップ用のガラス基板として使用するためには、可視光の透過率が９０％以上であるように組成を制御する必要がある。透過率が９０％を下回ると、基板を解析するための光がガラス基板中を透過する際に減衰し、解析精度の低下等を招く。なお本発明で、可視光とは波長が３８０〜７８０ｎｍの範囲の光をさし、また透過率とは、基板表面に反射防止などの表面処理を施していない厚さ１．０ｍｍ　のガラス材にて、分光光度計を用いて、ガラス基板に対して垂直に入射した光の透過前後の強度比から測定された値をさす。
【００１２】
第２に、前記のバイオチップにおいて、ガラス基板の表面粗さＲａが０．５ｎｍ以下であることを特徴とするバイオチップを提供する。
【００１３】
本発明のバイオチップ用ガラス基板は、表面に実質的に強化層が存在せず、固定面の面粗さＲａが０．５ｎｍ　以下、ＪＩＳ−Ｒ３５０２で測定されるガラスの耐水性が、アルカリ溶出量で０．２ｍｇ　以下であることを特徴とする。
【００１４】
本発明のバイオチップ用ガラス基板において、表面の面粗さＲａは、０．５ｎｍ以下に制限される。これは、ガラス基板自体の加工およびまたはガラス基板上に所望の層を形成する際の精度を上げるためであり、表面の面粗さＲａが０．５ｎｍを超える不十分な平滑度では、十分な加工精度が期待できないためである。
【００１５】
ＪＩＳ−Ｒ３５０２で測定されるアルカリ溶出量は、０．２ｍｇ　以下に制限される。これは、ガラスの耐水性がバイオチップ用ガラス基板の化学的安定性と密接に関係しており、ガラスの耐水性が低くなる（＝アルカリ溶出量が多くなる）とバイオチップ用ガラス基板の化学的安定性も低下するためである。具体的には
ＪＩＳ−Ｒ３５０２で測定されるアルカリ溶出量が０．２ｍｇ　を超えると、十分な化学的安定性を有するバイオチップ用ガラス基板が得られない。より安定したバイオチップ用ガラス基板としては、０．１ｍｇ以下であることが好ましい。
【００１６】
本発明のバイオチップに用いられるガラス基板の形状は現行の典型的なスライドガラスと同様の直方体（例えば７５ｍｍ×２５ｍｍ，厚さ１ｍｍ）が挙げられるが、これに限られるものではない。バイオチップの高集積化，多量同時解析化に伴い、例えば磁気ディスクなどに用いられている円盤形状のものを用いることもできる。
【００１７】
第３に、前記の希土類元素はＬｎ２Ｏ３（Ｌｎは希土類元素）の酸化物換算で、ガラス全体に対して１〜３０重量％含有することを特徴とするバイオチップを提供する。
【００１８】
第４に、前記の希土類元素はＬｎ２Ｏ３（Ｌｎは希土類元素）の酸化物換算で、ガラス全体に対して１〜２０重量％含有し、他の成分としてＳｉＯ２　：４０〜８０重量％，Ｂ２Ｏ３：０〜２０重量％，Ｒ２Ｏ　（Ｒはアルカリ金属）：０〜２０重量％，Ｒ′Ｏ（Ｒ′はアルカリ土類金属）：０〜２０重量％，Ａｌ２Ｏ３：０〜２０重量％を含み、かつＲ２Ｏ　＋Ｒ′Ｏ：１０〜３０重量％であることを特徴とするバイオチップを提供する。
【００１９】
希土類酸化物の含有量は、３０重量％を超えるとガラス溶解時に原料粉がガラス中に残存するため、均一なガラスを得ることが難しく、好ましくなかった。アルカリ金属酸化物の含有量の合計が少ないほど少量の希土類酸化物の添加で機械的強度の向上の効果が得られた。アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の合計量が１０重量％のとき、希土類酸化物の添加量が１重量％でも機械的強度の向上が見られた。しかし、１重量％未満では機械的強度向上の効果が小さかった。従って、希土類酸化物の含有量は１〜３０重量％であることが好ましい。
【００２０】
また、上記の酸化物のほかに、ＺｎＯ，ＺｒＯ２　なども添加することができる。
【００２１】
ＺｎＯを添加すると、ガラスの溶解を促進するとともに、ガラスの耐久性を向上させる効果がある。特に０．５％　以上含有させるとその効果がより顕著になって好ましい。しかし１０％を超えるとガラスの失透性が増し、均質性の高いガラスが得られなくなる。
【００２２】
ＺｒＯ２　を添加すると、ガラスの耐久性を向上させる効果がある。特に０．５　〜４％の範囲で含有させるとその効果がより顕著になって好ましい。しかし５％を超えて含有させるとガラス溶融が困難になるとともに、ガラスの失透性が増大する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
本発明で検討したガラス材は以下のようにして作製された。定められた量の原料粉末を白金製のるつぼに秤量して入れ、混合した後、電気炉中で１６００℃で溶解した。原料が十分に溶解した後、白金製の撹拌羽をガラス融液に挿入し、約１時間撹拌した。その後撹拌羽を取り出し、３０分静置した後、約３００℃に加熱された黒鉛製の治具にガラス融液を流し込んで急冷することによりガラスブロックを得た。その後各ガラスのガラス転移温度付近までブロックを再加熱し、１〜２℃／分の冷却速度で徐冷することにより歪とりを行った。
【００２５】
マイクロビッカース硬さ（Ｈｖ）は、測定荷重５００ｇ，荷重印加時間１５秒の条件で１０ヶ所測定し、その平均値とした。なお測定は荷重印加後３０分経過してから行った。試験片の形状は４ｍｍ×４ｍｍ×１５ｍｍとした。透過率は分光光度計を用いて可視光波長領域で測定した。試料の形状は１５ｍｍ×２５ｍｍ×１ｍｍである。
【００２６】
ガラス材の表面粗さは表面粗さ計（ＡＦＭ：原子間力顕微鏡）を用いて測定した。測定領域は９μｍ×９μｍの大きさで、１０箇所測定して平均値を算出した。また、上記ガラス材を７０℃の純水に２０時間浸漬し、浸漬前後の表面粗さをＡＦＭで測定して、ガラス材の化学的安定性と表面粗さの関係を求めた。
【００２７】
表１に本発明で検討したガラス材の組成とマイクロビッカース硬度（Ｈｖ）を示す。
【００２８】
【表１】
2004069625.tif 000002
【００２９】
Ｎｏ．１のガラスは、ＳｉＯ２　，Ａｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３を主成分とするアルミノホウケイ酸ガラスである。このガラスを基本組成とし、この１００重量部に対して希土類酸化物を添加した。表１中、Ｎｏ．２〜８は、Ｎｏ．１のガラスに希土類酸化物の一つである酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）を重量比で０．５〜２５添加したガラスである。Ｎｏ．９は酸化ガドリニウムを重量比で４５含有させたガラスであるが、Ｇｄ２Ｏ３の原料粉末がガラス溶解時にガラス中に残存し、均一なガラスを得ることが難しかった。Ｎｏ．１０，１１は、Ｎｏ．１のガラス１００重量部に対してＳｉＯ２　，Ａｌ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３の添加量を変化させて作製したガラスである。
【００３０】
Ｎｏ．１２，１３のガラスは、Ｎｏ．１０，１１のガラスにＧｄ２Ｏ３を重量比で
５．３　添加したガラスである。
【００３１】
Ｎｏ．１４はＳｉＯ２　，Ａｌ２Ｏ３を主成分とするアルミノシリケートガラスである。Ｎｏ．１５〜１８はＮｏ．１４のガラスにＧｄ２Ｏ３を重量比で３．１〜２５添加したガラスである。
【００３２】
Ｎｏ．１９はＳｉＯ２　，Ｎａ２Ｏ　及びＣａＯを主成分とするソーダライムガラスである。Ｎｏ．２０〜２４はＮｏ．１９のガラスにＧｄ２Ｏ３を重量比で３．１〜２５添加したガラスである。
【００３３】
Ｎｏ．２５〜２７は各々Ｎｏ．１，１４，１９のガラスに結晶化成分としてＴｉＯ２，ＺｎＯを含有させ、９００〜１１００℃で熱処理してガラス内に結晶粒子を析出させたガラスである。結晶化に伴いガラスのマイクロビッカース硬度は向上したが、全てのガラスが半透明化して、透過率は７０％以下の値を示した。
【００３４】
表２には比較例として、Ｎｏ．１のガラスをアルカリ置換えにより化学強化したガラスの特性を示す。
【００３５】
【表２】
2004069625.tif 000003
【００３６】
化学強化は、約１．０ｍｍ　の平板に加工したガラスを３８０℃の硝酸カリウム溶液中に４０分浸漬して行った。化学強化層の厚みは、約１０μｍであった。表２に示すように、化学強化により強化前のガラスに比べて、Ｈｖが約７〜９％上昇していることが分かった。
【００３７】
この化学強化ガラスのＨｖの結果をもとに、表１に示したガラスの強度を評価する。Ｎｏ．２〜Ｎｏ．８のガラスにおいて、Ｇｄ２Ｏ３の添加量が重量比で０．５　のＮｏ．２では、マイクロビッカース硬度はＮｏ．１のガラスに比べて上昇はしていたが、その上昇量が小さく、化学強化ガラスの硬度に達しなかった。Ｇｄ２Ｏ３の添加量が重量比で３．１　のＮｏ．４では、化学強化ガラスのＨｖを超えることが分かった。さらにＧｄ２Ｏ３の添加量を増加させたＮｏ．５〜８のガラスでは、Ｈｖはさらに上昇した。以上のように、Ｇｄ２Ｏ３を添加した場合、大きくＨｖを上昇させることができた。
【００３８】
またＮｏ．１０〜１３に示すように、他の機械的強度を向上させると考えられるＳｉＯ２　やＡｌ２Ｏ３といった成分とＨｖの上昇量を比較すると、Ｇｄ２Ｏ３を添加した方が効果的であった。なお、ガラスの基本組成が異なるＮｏ．１４〜Ｎｏ．１８のガラスおよびＮｏ．１９〜Ｎｏ．２４のガラスにおいても同様にＧｄ２Ｏ３を添加により機械的特性が向上した。
【００３９】
次に、Ｎｏ．１のガラス，Ｎｏ．４のガラス及び比較のためＮｏ．２８の化学強化ガラスの三点曲げ強度試験を行った。表３に三点曲げ強度の平均値（σ／Ｍｐａ）を示す。
【００４０】
【表３】
2004069625.tif 000004
【００４１】
評価は、ガラス厚さ１．０ｍｍ　，幅４ｍｍ，長さ４０ｍｍの試験片を用いて行った。下部スパンは２５ｍｍとした。試験片数（ｎ）は各試料とも２０とした。加えた荷重をｗとすると、三点曲げ強度σ（Ｍｐａ）は
σ＝（３ｌｗ／２ａｔ２）
となる。ここで、ｌ；下部スパン，ａ；試験片の幅，ｔ；試験片の厚さである。
【００４２】
Ｎｏ．１のガラスの平均の三点曲げ強度は３３１Ｍｐａであった。Ｎｏ．４のガラスでは、平均の三点曲げ強度は３９８と、約２０％強度が向上しており、化学強化ガラスと同等の強度を有していた。
【００４３】
可視光の透過率とバイオチップの分析効率を調べたところ、可視光の透過率が９０％以下では分析効率が低下したため、可視光の透過率は９０％以上であることが好ましい。Ｎｏ．２〜Ｎｏ．８のガラスの透過率は表４に示すようにいずれも
９０％以上の値を示した。
【００４４】
【表４】
2004069625.tif 000005
【００４５】
次に、Ｎｏ．１のガラス１００重量部に対して希土類元素酸化物３重量部を添加し、ガラスを作成した。表５に添加した希土類元素の種類及び得られたガラスのマイクロビッカース硬度（Ｈｖ），透過率を示す。
【００４６】
【表５】
2004069625.tif 000006
【００４７】
マイクロビッカース硬度を見ると、いずれの希土類元素を添加した場合でも上昇していた。特に、いわゆる重希土類元素を添加した場合の方が上昇の程度が大きかった。それらの硬度の値は５８０以上で、化学強化ガラスのＨｖよりも大きかった。透過率はＮｏ．３０，３１，３５，３６，３７，４０，４１，４２のガラスでは９０％以上の値を示していた。以上の検討より、添加する希土類元素の種類としては、特にＥｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕが望ましい。
【００４８】
次に、母ガラスの組成の検討を行った。ＳｉＯ２　の含有量が４０重量％未満では、機械的強度，化学的安定性が損なわれるため、好ましくなかった。また、
ＳｉＯ２　含有量が８０重量％を超えると、溶融性が低下し脈理が多く発生した。以上から、ＳｉＯ２　の含有量は４０重量％〜８０重量％であることが好ましい。
【００４９】
本母ガラスにＢ２Ｏ３を含有させたところ、流動性に優れたガラスが得られた。しかしその含有量が２０重量％を超えると、希土類含有による機械的強度向上の効果が小さくなった。このため、Ｂ２Ｏ３の含有量は２０重量％以下であることが好ましい。
【００５０】
次にアルカリ金属酸化物の検討を行った。アルカリ金属酸化物（Ｌｉ２Ｏ，
Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ）の含有量の合計が２０重量％を超えると、化学的安定性が低下した。このことから、アルカリ金属酸化物の含有量の合計は、０〜２０重量％であることが好ましい。さらに、アルカリ土類金属酸化物についても同様に、２０重量％を超えると、化学的安定性が低下した。このことから、アルカリ土類金属酸化物の含有量の合計は、０〜２０重量％であることが好ましい。
【００５１】
アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物とＢ２Ｏ３は、ガラスを低融点化させる意味では同様の効果が見られたが、その合計量が１０重量％未満では流動性が悪く、脈理が多く発生した。また３０重量％を超えると、化学的安定性が低下した。このことから、アルカリ金属酸化物，アルカリ土類金属酸化物及び
Ｂ２Ｏ３の含有量の合計は、１０〜３０重量％であることが好ましい。
【００５２】
Ａｌ２Ｏ３はガラスの機械的強度や化学的安定性を増加させるのに効果的であったが、その含有量が２０重量％を超えると、ガラスの流動性が低下し、好ましくなかった。従って、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、２０重量％以下であることが好ましい。
【００５３】
希土類酸化物の含有量は、３０重量％を超えるとガラス溶解時に原料粉がガラス中に残存するため、均一なガラスを得ることが難しく好ましくなかった。アルカリ金属酸化物の含有量の合計が少ないほど少量の希土類酸化物の添加で機械的強度の向上の効果が得られた。アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の合計量が１０重量％のとき、希土類酸化物の添加量が１重量％でも機械的強度の向上が見られた。しかし、１重量％未満では機械的強度向上の効果が小さかった。従って、希土類酸化物の含有量は１〜３０重量％であることが好ましい。
【００５４】
本発明のガラス基板は、希土類元素を添加したことにより、十分な強度を得ている。従って、従来のガラス基板で必要であった化学強化が不要とできる。すなわち、ガラス表面に残留応力を生じさせた圧縮強化層がないことを特徴としている。表面の圧縮強化層の有無は、例えばレーザ光線を表面から照射し、反射光をプリズムを用いて分光する方法により測定できる。本発明のガラス基板を上記方法で測定すると、ガラス基板内部と表面での残留応力差がほとんどない、すなわち表面応力層がないことが確認された。
【００５５】
次に実施例のＮｏ．１，４，５，７のガラスを用いて実際の基板を作製して、その特性を評価した。また、比較例としてＮｏ．２８の化学強化ガラスを評価した。作製したガラス基板は、７５ｍｍ×２５ｍｍ×１．０ｍｍとした。得られた基板の耐水性，耐熱性，表面粗さを表６に示す。
【００５６】
【表６】
2004069625.tif 000007
【００５７】
耐水性は、７０℃の純水８０ｍｌに基板を２０時間浸漬し、純粋中に溶出した全アルカリ，アルカリ土類元素量を検出し、トータルの溶出量をｐｐｍ　で表示した。耐熱性は、基板を真空中３５０℃に加熱し、その後、表面部を二次イオン質量分析した。表面層にアルカリイオンの拡散が見られたものは△、見られなかったものは○で表示した。
【００５８】
耐水性をみると、Ｎｏ．４，５，７はＮｏ．２８の化学強化ガラスに比べて溶出アルカリ量が少なく、良好であった。同様に耐熱性試験においても、Ｎｏ．２８の化学強化ガラス基板では表面層に多くのアルカリ元素が検出され、イオンの移動が起こっていることがわかった。以上のように、化学強化したガラス基板ではアルカリ元素の移動が生じやすく、不安定であったのに対し、本発明のガラス基板では、熱的，化学的な安定性が良好であった。
【００５９】
次に表面粗さを見ると、Ｎｏ．４，５，７のガラス基板では、Ｒａ＝０．１〜０．３ｎｍと、良好な平滑性が得られた。また、耐水性試験後の表面粗さもＲａ＝０．２〜０．４ｎｍと高い平滑性を示した。一方、Ｎｏ．２８のガラスでは、Ｒａ＝０．９ｎｍ，耐水試験後ではＲａ＝１．５　と大きな値となった。
【００６０】
本発明のガラス基板及び石英基板を用いてバイオチップを試作した。バイオチップの形状にはスライドグラスのような薄板直方体形状や磁気ディスクのような薄板円盤形状など分析方法により多様な形状が考えられるが、ここでは上記と同様なスライドグラス形状とした。このガラス基板にＤＮＡ固定のための膜の形成や孔や溝などの加工を施した。これら膜形成や加工後、アルカリによる侵食状況及び膜剥がれや割れの有無を評価した。
【００６１】
溝や孔加工は、ガラス基板に幅，深さがそれぞれ０．１　〜１０μｍの溝，直径，深さがそれぞれ０．１　〜１０μｍの孔をガラス基板に形成して、アルカリによる浸食状況や割れの有無を評価した。アルカリ侵食状況は、作製したガラス基板のうち、侵食が見られたガラス基板の割合が５％未満の場合は○、５％以上の場合を△とした。膜剥がれや割れも同様に評価した。これらの評価結果を表７に示す。
【００６２】
【表７】
2004069625.tif 000008
【００６３】
本発明のガラス基板は、アルカリ侵食，膜剥がれや割れが少なく、バイオチップ用ガラス基板として好適であった。Ｎｏ．２８の化学強化ガラスでは、アルカリ侵食，膜剥がれや割れが顕著に見られ、好ましくなかった。また、石英基板ではアルカリ浸食や膜剥がれは少なかったが、割れが顕著に観察された。以上のように本発明のガラスはバイオチップ用ガラス基板として好適である。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、化学的安定性，機械的特性に優れ、高加工精度を有したガラス基板を用いたバイオチップを提供することができる。