(57)【要約】【課題】  基材表面の活性化後も優れた透明性を維持し、コストパフォーマンスに優れたバイオチップを製造できるシリコン樹脂の表面改質方法を提供する。【解決手段】  シリコン樹脂表面にオゾンを接触させるオゾン接触工程を行った後、前記シリコン樹脂表面に還元剤を接触させる還元剤接触工程を行うシリコン樹脂の表面改質方法。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン樹脂表面にオゾンを接触させるオゾン接触工程を行った後、前記シリコン樹脂表面に還元剤を接触させる還元剤接触工程を行うシリコン樹脂の表面改質方法。
【請求項２】
前記還元剤接触工程を行った後、前記シリコン樹脂表面に表面機能修飾剤を接触させる表面機能修飾剤接触工程を行う請求項１に記載のシリコン樹脂の表面改質方法。
【請求項３】
前記シリコン樹脂が、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を主成分とする請求項２に記載のシリコン樹脂の表面改質方法。
【請求項４】
前記還元剤が過酸化水素である請求項１〜３に記載のシリコン樹脂の表面改質方法。
【請求項５】
前記表面機能修飾剤がシランカップリング剤である請求項２又は３に記載のシリコン樹脂の表面改質方法。
【請求項６】
前記オゾン接触工程において、前記樹脂表面に対してオゾンを、０．８ｇ/ｈ以上で１〜３時間処理する請求項１〜５の何れか一項に記載のシリコン樹脂の表面改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン樹脂の表面改質方法であって、特に、バイオチップの構成材料であるシリコン樹脂の表面改質方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のゲノム解析或いはプロテオーム解析を遂行する上で、大量のＤＮＡ或いはタンパク質を網羅的に解析するためにバイオチップが広範に導入され、核酸の配列情報の決定、遺伝子の発現・変異・多様性などの解析、および、目的タンパク質の精製・同定、タンパク質の発現・相互作用・翻訳後修飾等の機能解析に利用されている。このようなバイオチップとして、マイクロアレイ技術により製造されたＤＮＡチップやプロテインチップが知られており、さらに、例えばＤＮＡチップとして、複雑な流路や反応チャンバが形成してあるマイクロ流体デバイス等が知られている。
【０００３】
マイクロアレイ技術は、ここ数年来、飛躍的な技術的進歩を遂げている。ＤＮＡチップは、例えば、ＤＮＡをガラス等の基板上に高密度に整列固定化することにより作製される。そして、この固定化ＤＮＡに対して、蛍光分子等で標識した標的核酸をハイブリダイゼーションさせ、基板上に結合した標識を蛍光スキャナー等で画像化し、解析処理することが行われる。
【０００４】
また、マイクロ流体デバイスは、半導体等の微細加工技術（ＭＥＭＳ）を応用して製造されている。例えば、部材中に微小な毛細管状の流体流路、或いは、この流路と接続する反応領域としての反応チャンバ・電気泳動カラム・膜分離機構等の構造が形成される。このようなマイクロ流体デバイスは、主にＤＮＡ分析デバイス・微小電気泳動デバイス・微小クロマトグラフィーデバイス・微小センサー等のように、生体試料を測定する用途で使用される。
例えば、特許文献１には、シリコン基板の表面に異方性エッチングにより形成された複数の独立した反応チャンバと、シリコン基板の表面に陽極接合され反応チャンバを密閉する平板（耐熱ガラス）とからなるマイクロ流体デバイスが開示されている。このマイクロ流体デバイスを集積すれば、多数の生化学反応を同時に並列的に行うことができる。
【０００５】
上述したように、バイオチップの構成材料としてガラスが利用されている。ガラスには、安価に入手でき、耐薬品性に優れているといった長所がある反面、加工が難しく、紫外線（ＵＶ）の吸収があるため検出系でＵＶを利用する用途には向かない等の欠点がある。
一方、ガラスの他にシリコン樹脂がバイオチップの構成材料として利用されているが、このシリコン樹脂のうち、成形容易性および光学的特性の観点から、特に、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ：以下、ＰＤＭＳと称する）が注目されている。
【０００６】
ＰＤＭＳは、透明性が極めて高く、光学的特性に優れており、広い波長領域での吸収が小さい。特に、可視光領域での吸収が極めて小さく、蛍光検出にもほとんど影響しない。このため、ＰＤＭＳをマイクロ流体デバイスの基板として用いることにより、Ｓ／Ｎ値を低くできる。
更に、鋳型に対する追従性が高く、ナノからミクロンオーダーでの微細加工が容易であり、任意の微細構造に成形しやすいという特性を有している。この点で、各種光学機器に最適な形に微細加工できるという利点があるため、デバイス作製に対するコストパフォーマンスに優れている。
また、ＰＤＭＳはそれ自体、ガラス・アクリル樹脂などと密着性がよい性質を有しており、微細加工を施されたＰＤＭＳ基材に、平坦なガラス・アクリル樹脂部材を当接させることにより、接着剤等での接着等の接着手段を用いなくとも、流体流路やチャンバ等を形成することが可能となる。
【０００７】
ここで、ＰＤＭＳは、主成分はジメチルシロキサンであり、ＤＮＡ及びタンパク質といった生体関連分子との親和性に乏しい不活性な官能基しか有しないため、ＰＤＭＳ基材表面は疎水性となって不活性な表面特性を有する。そのため、ＰＤＭＳ基材表面に、生体関連分子や、生化学反応に関わる各種化学物質等を固定するのが困難である。
【０００８】
一方、生体関連分子は一般に親水性であるものが多く、水酸基、アミノ基、及び、カルボキシル基といった官能基との親和性は高い。そのため、ＰＤＭＳ基材表面がこれら官能基を持ち、例えば親水性で表面活性の高い特性を有すれば、生体関連分子を基材表面上に固定し易くなり、当該デバイス上での生化学反応をより確実に行えると考えられる。
【０００９】
つまり、マイクロ流体デバイスを、生化学反応を行うリアクターとして用いる場合、生体関連分子や各種化学物質を直接基板表面に結合させることが重要となる。そのため、マイクロ流体デバイスの構成材料としてＰＤＭＳを採用した場合、例えば反応が行われるチャンバの表面を、生体関連分子や各種化学物質との親和性が向上するように親水化する等して、表面活性を向上させる改質を行うことが考えられる。
【００１０】
このような表面特性改質として、例えば、非特許文献１には、ＰＤＭＳ基材表面に対して紫外線（ＵＶ）照射処理を行う、或いは、ＰＤＭＳ基材表面に対して紫外線-オゾン（ＵＶＯ）処理により光オゾン酸化を行う技術が開示してある。これら処理により、ＰＤＭＳ基材表面に水酸基等を有するように改質できるため、ＰＤＭＳ基材表面を親水化することが可能となっていた。
【００１１】
他にも、ＰＤＭＳ基材表面に対して強アルカリ処理を行う、或いは、プラズマ照射装置等を用い、ＰＤＭＳ基材表面に対して酸素ラジカル照射処理を行うことによりＰＤＭＳ基材表面に水酸基が生成され、ＰＤＭＳ基材表面を親水化することができる。
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−３３７１７３号公報（特許請求の範囲等参照）
【非特許文献１】Ｋ．エフィメンコ（K.Efimenko）、ウィリアム  Ｅ．ワレース（William E.Wallace）、Ｊ．ジェンザー（J.Genzer）、“Surface Modification of Sylgard-184 Poly(dimethyl siloxane) Networks by Ultraviolet and Ultraviolet/Ozone Treatment”、Journal of Colloid and Interface Science 254, 306-315 (2002)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したＰＤＭＳ基材表面の特性改質において、ＰＤＭＳ基材表面に対してＵＶ照射処理やＵＶＯ処理を行った場合（特許文献２）、或いは、強アルカリ処理を行った場合、ＰＤＭＳ基材表面にひび割れが発生して白濁し、透明性が著しく損なわれるという問題点があった。これは、ＰＤＭＳ基材表面に対する紫外線暴露により、ＰＤＭＳの分子鎖が破壊されることに起因すると考えられる。
マイクロ流体デバイスをＤＮＡ分析デバイスとして利用した場合、当該デバイス上での生化学反応後に、色素或いは蛍光標識したＤＮＡの検出を行うことがある。このとき、当該デバイスの透明性が損なわれていると、スキャナーでの蛍光検出が困難となり、正確なＤＮＡ分析を行うことができない。
【００１４】
また、ＰＤＭＳ基材表面に対して酸素ラジカル照射処理を行った場合、生成した水酸基は安定せず、一過性の表面改質にしかならないという問題点があった。また、非常に高価なプラズマ照射装置等を用いるため、製造コストが高くなるという問題点があった。製造コストが高いと、ＰＤＭＳをマイクロ流体デバイスの構成材料として広く普及させるのに妨げとなる。
【００１５】
従って、本発明の目的は、基材表面の活性化後も優れた透明性を維持し、コストパフォーマンスに優れたバイオチップを製造できるシリコン樹脂の表面改質方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明に係るシリコン樹脂の表面改質方法の第１特徴構成は、シリコン樹脂表面にオゾンを接触させるオゾン接触工程を行った後、前記シリコン樹脂表面に還元剤を接触させる還元剤接触工程を行う点にある。
【００１７】
上記第１特徴構成によれば、シリコン樹脂表面にオゾンを接触させたとき、特に不飽和結合を有するシリコン樹脂表面に作用したオゾンにより、分子鎖を切断することなくオゾニドが形成される。分子鎖が切断されないことで、シリコン樹脂表面にひび割れが発生して白濁することがないため、樹脂の透明性が維持される。
そして、このようにオゾニドが形成されているシリコン樹脂表面に還元剤を接触させる。これにより、不安定なオゾニドを効率よく安定な水酸基やカルボキシル基に変換し、その結果、シリコン樹脂表面を親水化する改質ができる。このようにシリコン樹脂表面を親水化し、その後、例えば、アミノシランやポリ−Ｌ−リシン等のカップリング剤を結合させる等の処理を行うことにより、シリコン樹脂と生体関連分子や各種化学物質との親和性を増大させることが可能となる。このように、シリコン樹脂を親水化する改質が可能となれば、表面活性の高いシリコン樹脂への改質が容易に行える。
従って、生体関連分子や各種化学物質をシリコン樹脂表面上に固定し易くなり、シリコン樹脂上での生化学反応をより確実に行える。
また、本構成であると高価なプラズマ照射装置等を用いる必要が無いため、コストパフォーマンスに優れたバイオチップを提供できる。
【００１８】
本発明に係るシリコン樹脂の表面改質方法の第２特徴構成は、前記還元剤接触工程を行った後、前記シリコン樹脂表面に表面機能修飾剤を接触させる表面機能修飾剤接触工程を行う点にある。
【００１９】
上記第２特徴構成によれば、シリコン樹脂表面に生成した水酸基やカルボキシル基と、例えばアミノ基含有表面機能修飾剤とを反応させると、シリコン樹脂表面に、アミノ基等、種々の官能基を導入することができる。そのため、種々の表面機能修飾剤を使用することにより、多種類の生体関連分子や各種化学物質と親和性を有するシリコン樹脂を製造できる。従って、適用範囲の広いバイオチップの構成材料を提供することができる。
【００２０】
本発明に係るシリコン樹脂の表面改質方法の第３特徴構成は、前記シリコン樹脂が、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を主成分とする点にある。
【００２１】
上記第３特徴構成によれば、シリコン樹脂として、透明性・光学的特性・鋳型に対する追従性・加工容易性・密着性等の物理的に優れた特性を有するＰＤＭＳを好適に利用することができる。ＰＤＭＳは安価に入手が容易であり、かつ、加工に要する手間を省力化できる。このため、コストパフォーマンスに優れたバイオチップ等を製造でき、ディスポーサブルな系を構築し易くなってコンタミネーションに関する問題も生じ難い。
【００２２】
本発明に係るシリコン樹脂の表面改質方法の第４特徴構成は、前記還元剤が過酸化水素である点にある。
【００２３】
上記第４特徴構成によれば、入手及び取り扱いが容易な還元剤として過酸化水素を利用できるため、シリコン樹脂表面の親水化を容易に行える。
【００２４】
本発明に係るシリコン樹脂の表面改質方法の第５特徴構成は、前記表面機能修飾剤がシランカップリング剤である点にある。
【００２５】
上記第５特徴構成によれば、入手及び取り扱いが容易な表面機能修飾剤としてシランカップリング剤を利用できるため、シリコン樹脂表面に対して、アミノ基やフェニル基等の生体関連分子と親和性の高い官能基の付与を容易に行える。
【００２６】
本発明に係るシリコン樹脂の表面改質方法の第６特徴構成は、前記オゾン接触工程において、前記樹脂表面に対してオゾンを、０．８ｇ/ｈ以上で１〜３時間処理する点にある。
【００２７】
後述の実施例にも示したが、本構成の条件でオゾン接触工程を行うことにより、表面活性化処理後も、シリコン樹脂（ＰＤＭＳ）は透明性を維持するという結果が得られている。従って、上記第６特徴構成によれば、短時間でオゾン接触工程を行うことができるため、コストパフォーマンスや効率面で優れたシリコン樹脂の表面改質方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明は、特にバイオチップの構成材料であるシリコン樹脂の表面改質方法であり、図１に示したように、シリコン樹脂表面にオゾンを接触させるオゾン接触工程を行った後、シリコン樹脂表面に還元剤を接触させる還元剤接触工程を行うことを特徴とする。
【００２９】
シリコン樹脂は、一般にシリコンゴムと呼ばれる有機珪素ポリマーであり、シロキサン結合で構成される主鎖に結合する側鎖によりいくつかの種類がある。最も一般的なシリコン樹脂は、トリメチルシロキシを末端基とするポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）である。ポリジメチルシロキサンの特性は、シリコン原子と結合したメチル基を、水素・アルキル・フェニル又は有機官能基で置換することによって種々変更することができる。
このＰＤＭＳは、安価に入手可能であり、透明性・光学的特性・鋳型に対する追従性、加工容易性・密着性等の物理的に優れた特性を有するため、生化学反応を行うマイクロ流体デバイスの素材として適している。尚、シリコン樹脂は、ＰＤＭＳに限られるものではない。
【００３０】
ＰＤＭＳの主成分はジメチルシロキサンであるが、これだけでは重合は起こらず、側鎖にビニル基等を持つシロキサン化合物が入ることによって所々で架橋が起こり、網目構造を形成する。そして、例えばビニル基を含んだ重合剤により重合されると、分子鎖内に不飽和結合が形成されるため、後述するように、このＰＤＭＳ基材の表面に作用したオゾンにより、分子鎖を切断することなくオゾニドを形成し易くなる。
尚、本明細書では、ＰＤＭＳを主成分とする樹脂基材をＰＤＭＳ基材と称する。本明細書では、「主成分」とは、樹脂成分中に５０％以上、好ましくは７０％以上含まれる成分を指し、適宜、他の物質を含んでもよい。そのため、ＰＤＭＳが主成分となる範囲で、前記重合剤の他に種々の添加剤を添加することが可能である。
【００３１】
上記シリコン樹脂表面は、通常、生体関連分子との親和性に乏しい。そのため、マイクロ流体デバイス上で生化学反応を好適に行うべく、表面特性の改質を行う。
【００３２】
まず、シリコン樹脂表面にオゾンを接触させるオゾン接触工程を行う。このとき、特に不飽和結合を有するシリコン樹脂表面に作用したオゾンにより、分子鎖を切断することなくオゾニドが形成される。分子鎖が切断されないことで、シリコン樹脂表面にひび割れが発生して白濁することがないため、樹脂の透明性が維持される。そして、オゾニドが形成されているシリコン樹脂表面に還元剤を接触させる還元剤接触工程を行った場合、不安定なオゾニドを効率よく安定な水酸基やカルボキシル基に変換し、シリコン樹脂表面を親水化する改質ができる。このようにシリコン樹脂表面を親水化する改質により、表面活性の高いシリコン樹脂に改質できる。従って、生体関連分子や各種化学物質をシリコン樹脂表面上に固定し易くなる。
【００３３】
還元剤は、過酸化水素が好適に例示されるがこれに限られるものではない。その他の還元剤としては、例えば、硫化ナトリウム等が使用できる。
【００３４】
還元剤接触工程を行った後、シリコン樹脂表面に表面機能修飾剤を接触させる表面機能修飾剤接触工程を行う。
この工程では、シリコン樹脂表面に生成した水酸基やカルボキシル基と、アミノ基やフェニル基を含有した表面機能修飾剤とを反応させ、シリコン樹脂表面に、アミノ基やフェニル基等、種々の官能基を導入することができる。そのため、多種類の生体関連分子や各種化学物質と親和性を有するシリコン樹脂を製造することが可能となる。
【００３５】
表面機能修飾剤は、各種シランカップリング剤が好適に例示されるがこれに限られるものではない。シランカップリング剤は、例えば、アミノ基を導入する場合は３−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシランを、フェニル基を導入する場合は、フェニルトリエトキシシラン（ＰＴＥＳ）等のフェニルシランを、それぞれ使用できる。シランカップリング剤以外の表面機能修飾剤としては、例えば、ポリ−Ｌ−リシン等が好適に使用できる。
【実施例】
【００３６】
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
＜バイオチップ＞
生体関連分子の一例であるＤＮＡを固定するバイオチップは、種々の形態が適用できる。
例えば、基板（第１部材）３８上にＰＤＭＳ（Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）  １８４、
ダウコーニング社製）を主成分として形成してあるＰＤＭＳ基材（第２部材）３９を付設してあるＤＮＡチップ３１がある（図２参照）。このＰＤＭＳ基材３９は、主成分であるＰＤＭＳの他に、後述する重合剤と添加剤とを成分として含んでいる。
ＰＤＭＳ基材３９には、微小な毛細管状の流体流路３６、３７を形成する溝、これら流路と接続する反応領域としての反応チャンバ３４ａ、３４ｂを形成する凹部、反応液を注入する注入孔３３、反応液（反応済液）を排出する排出孔３５等が微細加工してある。
つまり、基板３８とＰＤＭＳ基材３９との間には、２つの部材によって包囲されることにより、試料が流通する空間（流体流路３６、３７）、及び、試料を担持できる反応領域となる空間（反応チャンバ３４）が形成される。
基板３８は、ガラスプレート等の固相担体等が適用できる。他に、固相担体としては、石英板、シリコンウェファーなどが好ましく例示される。
【００３７】
そして、微細加工を施されたＰＤＭＳ基材３９と基板３８とを緊密に接着させる。接着方法は、接着剤を塗布することにより接着可能であるが、ＰＤＭＳはそれ自身、ガラス、アクリル樹脂などの平面に密着するという性質を有することから、一方の部材にＰＤＭＳを用い、他方の部材として例えば平らなガラスを用いる場合、ガラス用アルカリ洗剤等で有機物、ゴミなどを取り除けば接着剤なしで接着することが可能となる。
【００３８】
また、バイオチップは上述した構成に限らず、ＰＤＭＳ基材に微細加工を施して、バーコード状に並列配置された反応空間を有するＤＮＡチップとすることも可能である。
この場合、第１部材、第２部材共に平坦な板状体として構成され、第２部材は、その第１部材との接触面に、複数の一方向に延伸する溝がバーコード形状に並列形成される構成とする。
【００３９】
尚、微細構造が施される部材を構成する基材としてＰＤＭＳを用いる場合には、ＰＤＭＳは鋳型に対する追従性が高いので、鋳型を用いて形成する方法が特に好ましい。一旦鋳型を作製すると、簡便かつ安価に大量のチップを生産できるため、製造コストを削減することができる。鋳型の形成は、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術を組合わせて行う等、公知の微細加工技術を適宜用いて行う。
このようにして作製された凹凸形状の空間構造をもつ鋳型を型枠内に固定化し、未架橋のＰＤＭＳを適当な重合剤及び添加剤と混合して型に流し込み、熱を加えて硬化させることで、鋳型構造をＰＤＭＳに転写する。このとき、硬化温度に応じて硬化時間を適宜設定する。硬化後、鋳型から剥離することにより、所望の構造の形状パターンを有するＰＤＭＳ基板が作製できる。
本実施例では、重合剤としては、メチルハイドロジェンシロキサン（ｍｅｔｈｙｌｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｓｉｌｏｘａｎｅ）を使用してある。このとき、ＰＤＭＳ：重合剤＝１０：１程度の割合で混合するのが好ましい。
また、添加剤としては、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−５１０３）等のメトキシ基を含有した粘着剤を０.１〜２％になるように混合してある。これにより、ＰＤＭＳ基材に対するＤＮＡの固定効率が向上することが期待できる。
【００４０】
＜ＰＤＭＳ基材表面改質＞
上記ＰＤＭＳ基材３９の表面を活性化させる実験を行った。
ＰＤＭＳ基材３９の表面活性化は、例えば、図２に示したＤＮＡチップ３１の場合、少なくとも、反応チャンバ３４表面、つまり、基板３８とＰＤＭＳ基材３９とを接着させたときに基板３８と対面するＰＤＭＳ基材３９の凹部表面に施す。流体流路３６，３７表面にも、適宜、表面活性化を施すことが可能であるが、流体流路３６，３７を単なる流体（試薬）の通路として捉えた場合、生体関連分子や各種化学物質との親和性が低い方が好ましい場合があるため、必ず表面活性化を施す必要は無い。
【００４１】
尚、「生体関連分子」とは、ｃＤＮＡ・ＰＣＲ産物等のＤＮＡ断片、オリゴヌクレオチド・ポリヌクレオチド・ペプチド核酸等の核酸、タンパク質、ペプチド、糖、細胞、微生物等、が好ましく例示されるが、これらに限定されるものではない。
【００４２】
以下に、ＰＤＭＳ基材表面を活性化させる処理を詳述する。尚、以下の実験に用いたＰＤＭＳ基材は、流体流路や反応チャンバを形成する溝や凹部を設けない平板状の部材とした。
【００４３】
このＰＤＭＳ基材をオゾンに接触させる（オゾン接触工程）。ＰＤＭＳ基材に対するオゾンの接触は、オゾナイザ（ＥＤ−ＯＧ−Ｒ４：エコデザイン社製）により、放電管電圧７５Ｖ、オゾン濃度０．８ｇ/ｈ（流量２Ｌ/分）で、１〜３時間の条件で行った。
オゾン接触工程の後、ＰＤＭＳ基材を３０％過酸化水素水に１０分間或いは２４時間浸漬した（還元剤接触工程）。
【００４４】
その後、シランカップリング剤として３−アミノプロピルトリエトキシシランを含む５０％エタノール溶液に、ＰＤＭＳ基材を１０分間或いは２４時間浸漬した（表面機能修飾剤接触工程）。シランカップリング剤は、ｐＨを７．０又は４．５に調整したものを用いた。また、シランカップリング剤は、室温又は７５℃に加温して行った。
【００４５】
その後、１００％エタノールにＰＤＭＳ基材を浸漬し、２分間攪拌する処理を２回繰り返すことにより、ＰＤＭＳ基材表面を洗浄する洗浄工程を行った。洗浄後、４０℃、１５分間の乾燥工程を行った。
【００４６】
このように、オゾン接触工程・還元剤接触工程および表面機能修飾剤接触工程において、処理時間・温度条件等を種々変更して処理した基板サンプル１〜７を作製した。
サンプル１〜７を作製したときの実験条件を、表１に示した。
【００４７】
【表１】
2005330329.tif 000003
【００４８】
このとき、サンプル１〜７の表面所見としては、全てのサンプルにおいて、透明性が維持されていると認められた。そのため、オゾン接触工程は、コストや効率等の観点から、１〜３時間程度行うのが好ましいと考えられる。
【００４９】
＜表面改質したＰＤＭＳと生体関連分子との親和性＞
表面改質処理を行ったＰＤＭＳ基材３９表面にＤＮＡを固定し、生体関連分子であるＤＮＡとの親和性の強度を調べた。
サンプル１の条件で表面改質したＰＤＭＳ基材へのＤＮＡの固定は、以下のようにして行った。
定法によりフルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）で蛍光標識した１ｐｍｏｌ/μＬのオリゴＤＮＡ溶液をＰＤＭＳ基材の表面に塗布（スポット）し、１２０ｍＪでＵＶ照射して蛍光標識ＤＮＡを表面改質ＰＤＭＳ基材の表面に固定した。その後、純水で洗浄して固定していないＤＮＡを除去し、４０℃・２０分間の乾燥を行った。
【００５０】
このように蛍光標識ＤＮＡを固定したＰＤＭＳ基材を、ＤＮＡマイクロアレイ専用スキャナーにて蛍光強度を吸光波長５５０ｎｍ、励起波長５７０ｎｍにて測定し、画像処理を行った。画像処理の結果を図３（ｃ）に示す。尚、図３（ａ）の画像は、本発明のオゾン処理工程を行わない比較データ１、図３（ｂ）の画像は、前記添加剤を混合してあるＰＤＭＳ基材に本発明のオゾン処理工程を行わない比較データ２である。平均値を取るためにＤＮＡのスポットは８点（スポット１〜８）作成している。そして、画像処理した後のスポットが濃くなればＤＮＡが効率よく固定化されていることを示している。
【００５１】
ＰＤＭＳ基材表面に固定されたＤＮＡ濃度の測定結果（表２）と、表面所見等による各サンプルの評価は以下のとおりである。
尚、ＤＮＡの濃度は、蛍光強度との標準曲線から計算した（参考：ＤＮＡ濃度＝（蛍光強度+3451.9）/134647）。また、蛍光強度は、８つのデータの平均値からバックグランドを引いた値である。表２のスポット１〜８は、図３の各画像データにおいて、左上から左下を順にスポット１〜４、右上から右下を順にスポット５〜８とする。
【００５２】
【表２】
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【００５３】
ＰＤＭＳ基材に添加剤を混合せず、オゾン処理もしない比較データ１（図３（ａ））においては、殆どＤＮＡを固定できないことが明らかである。ＰＤＭＳ基材に添加剤を混合した比較データ２（図３（ｂ））においては、僅かにＤＮＡの結合能が見られる。一方、添加剤を混合し、オゾン処理行った本発明の方法を適用したデータ（図３（ｃ））においては、濃いスポットが検出されたため、高効率でＤＮＡが固定化されているものと認められた。尚、何れの場合もＰＤＭＳ基材の透明性は損なわれていない。
【００５４】
以上より、本発明のオゾン処理工程を行うことにより、ＰＤＭＳ基材はＤＮＡとの親和性が向上し、ＤＮＡ固定能力が向上するように改質できたため、好適に分析が行えるバイオチップの基板素材を提供することができると認められた。
【００５５】
〔別実施の形態〕
上述した実施例において、ＰＤＭＳを主成分とするシリコン樹脂を例示したが、これに限るものではない。例えば、アクリル樹脂のポリメタクリル酸メチル（ｐｏｌｙ  ｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、PMMA、ポリメチルメタクリレート）においても実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のシリコン樹脂の表面改質方法の工程を示した図
【図２】バイオチップの一例を示した図
【図３】ＰＤＭＳ基材表面に蛍光標識ＤＮＡを固定し、蛍光強度を測定した結果を示した図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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