(57)【要約】【課題】固相担体表面に粒子を固定して結合可能な表面積を大きくして、ＤＮＡ等の結合量を増やすことができ、粒子を静電的に基板上に固定することができる荷電粒子固定装置、荷電粒子固定方法及びマイクロアレイを提供する。【解決手段】半導体基板に、独立して駆動可能な複数のＭＯＳＦＥＴ、例えば、Ｐ型シリコン基板２上に形成されたＮ型領域ソース３とドレイン４、それぞれアルミニウムからなりソース３に接したソース電極５、ドレインに接したドレイン電極６、Ｐ型シリコン基板２の表面に形成された絶縁膜７、アルミニウムからなりソース３とドレイン４との間の絶縁膜７に接したゲート電極８からなるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ、がマトリックス状に形成してなる荷電粒子固定装置、これを用いる荷電粒子固定方法及びマイクロアレイ。【選択図】図１
2005077336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に、独立して駆動可能な複数のＭＯＳＦＥＴをマトリックス状に形成してなることを特徴とする荷電粒子固定装置。
【請求項２】
前記ＭＯＳＦＥＴがＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子固定装置。
【請求項３】
１つのＭＯＳＦＥＴの大きさが２０ｎｍ〜１００μｍ角であることを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子固定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の荷電粒子固定装置上に測定基板を配置し、
配置した測定基板表面に荷電粒子を接触させ、
前記荷電粒子固定装置の所望の位置にあるＭＯＳＦＥＴを駆動させるために電圧を印加し、
電圧を印加することで駆動したＭＯＳＦＥＴに対応する測定基板表面に前記荷電粒子を誘導し、
誘導した荷電粒子を、前記測定基板に固定することを特徴とする荷電粒子固定方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の荷電粒子固定装置と、
粒子を固定するための測定基板と、
生体関連物質導入部位を有する粒子とを有することを特徴とするマイクロアレイ。
【請求項６】
前記生体関連物質導入部位を有する粒子に、ＤＮＡプローブが導入されていることを特徴とする請求項５記載のマイクロアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子固定装置、荷電粒子固定方法及びマイクロアレイに係り、特に、測定基板の下部に配置して電圧を印加することでＭＯＳＦＥＴを駆動させ、測定基板上に生体関連物質と結合可能な又は生体関連物質と結合した荷電粒子を静電的に固定するために用いることができる荷電粒子固定装置、荷電粒子固定方法及びこの装置により荷電粒子を固定したマイクロアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゲノムプロジェクトの進歩に伴って、大量の遺伝子情報を一度に処理、解析する必要性が高まり、このようなニーズを満たすための１つの有力な手段として、ＤＮＡマイクロアレイ又はＤＮＡチップ（以下、総称してＤＮＡマイクロアレイと称する。）が開発、実用化されている。
【０００３】
ＤＮＡマイクロアレイは、多数のｃＤＮＡ、ＤＮＡ断片、オリゴヌクレオチド等（以下、ＤＮＡプローブと称する。）をシリコンやスライドガラス等の固相担体表面に固定したものであり、このＤＮＡマイクロアレイに固定されたＤＮＡプローブとこれに相補的なＤＮＡ断片試料とのハイブリダイゼーションを利用することによって試料に含まれるＤＮＡの状態を定量的又は定性的に解析するものである。
【０００４】
ＤＮＡマイクロアレイを製造するには、固相担体表面に多数のＤＮＡプローブを高密度、かつ安定に整列させ固定することが必要であり、その作製方法としては、従来から、主に固相担体表面上でオリゴヌクレオチドを合成する方法と、あらかじめ調製したＤＮＡプローブを固相担体表面に結合固定する２つの手法が用いられている。
【０００５】
固相担体表面上で合成を行う方法は、固相担体表面に反応性保護基を有する化学リンカーを導入し、半導体製造であるフォトリソグラフィーの技術を用いて脱保護した後、固相合成の手法により保護基を有するヌクレオチドと反応させ、これを繰り返すことによって直接オリゴヌクレオチドを合成していく方法である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
この方法により作製されたＤＮＡマイクロアレイは、人工的に合成されたオリゴヌクレオチドが固相担体表面に共有結合で固定されているため、再現性に優れた測定を行うことができる利点がある。
【０００７】
また、あらかじめ調製したＤＮＡプローブを固相担体表面に結合固定する方法は、固相担体の表面がプラスの電荷を有するように表面処理を行い、ＤＮＡプローブのもつ電荷を利用して担体表面に静電結合させる方法（例えば、特許文献２及び３参照。）と、合成オリゴヌクレオチドに反応活性基を導入し、固相担体にも反応基を形成させるように表面処理を行い、オリゴヌクレオチドを固相担体表面に共有結合させる方法（例えば、特許文献３参照。）とが知られている。
【０００８】
この方法により作製されたＤＮＡマイクロアレイは、スポット用のＤＮＡプローブが用意できれば比較的低コストで製造することができ、既知のＤＮＡの測定には限られない。また、使用者がカスタマイズを容易に行うこともできる利点がある。
【特許文献１】米国特許第５４２４１８６号明細書
【特許文献２】特開２００２−７１６８６号公報
【特許文献３】特開２００２−６０６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、これらのＤＮＡマイクロアレイは、１つのマイクロアレイで一度に多数の測定を行うために、マイクロアレイ上には測定項目に対応する多種類のＤＮＡプローブが固定されているが、より多種類のＤＮＡプローブを固定しようとすると１つの種類に対して固定する面積が小さくなり感度が落ちる問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、固相担体表面に粒子を固定して結合可能な表面積を大きくして、ＤＮＡプローブの結合量を増やすことができ、さらに、粒子を効率的に基板上に固定することができる荷電粒子固定装置及び荷電粒子固定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、固相担体表面にＤＮＡプローブを直接固定するのではなく、固相担体表面に粒子を固定して表面積を大きくし、その粒子上にＤＮＡプローブを結合することで、これらの結合量を増やすことができること及び粒子としては荷電粒子を用いることで、静電的に効率良く測定基板上に粒子を固定することができることを見出し本発明を完成した。
【００１２】
本発明の荷電粒子固定装置は、半導体基板に、独立して駆動可能な複数のＭＯＳＦＥＴをマトリックス状に形成してなることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の荷電粒子固定方法は、本発明の荷電粒子固定装置上に測定基板を配置し、配置した測定基板表面に荷電粒子を接触させ、前記荷電粒子固定装置の所望の位置にあるＭＯＳＦＥＴを駆動させるために電圧を印加し、電圧を印加することで駆動したＭＯＳＦＥＴ上に対応する測定基板表面に荷電粒子を誘導し、誘導した荷電粒子を、測定基板に固定することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のマイクロアレイは、本発明の荷電粒子固定装置と、粒子を固定するための測定基板と、生体関連物質導入部位を有する荷電粒子とからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の荷電粒子固定装置、荷電粒子固定方法及びマイクロアレイによれば、荷電粒子の測定基板への固定により生体関連物質の結合面積が増すため、粒子を用いなかった場合に比べ測定感度を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の荷電粒子固定装置及び荷電粒子固定方法によれば、測定基板へ荷電粒子を固定する際に、ＭＯＳＦＥＴを駆動させる箇所を任意に選択して固定することができるため、所望の位置に簡便に荷電粒子を固定することができ、マイクロアレイを効率的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施の形態である荷電粒子固定装置の断面図である。
【００１９】
本発明の荷電粒子固定装置１の構成は図１に示したように、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴが複数整列してなるものであり、これらは縦横に整列したマトリックス状に形成されてなるものである。
【００２０】
このＮチャンネルＭＯＳＦＥＴは、Ｐ型シリコン基板２の片側表面から内部に、Ｎ型領域であるソース３とドレイン４が間隔をおいて形成され、このソース３とドレイン４には、それぞれアルミニウムからなるソース電極５、ドレイン電極６が接して設けられ、これらの電極が形成された面において、それ以外のＰ型シリコン基板２の表面は二酸化シリコンからなる絶縁膜７で被覆され、ソース３とドレイン４との間の絶縁膜７に接してアルミニウムからなるゲート電極８が設けられた構成となっている。これらのアルミニウム電極は電圧を印加することができるように配線されて一つのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴとして機能するようになっている。
【００２１】
本発明の荷電粒子固定装置１は、このように構成されるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴの複数がマトリックス状に形成されてなっており、このＮチャンネルＭＯＳＦＥＴの１つが少なくとも一つの荷電粒子を固定する位置に対応するものである。
【００２２】
この荷電粒子固定装置１は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴがマトリックス状に形成されてなるが、無駄なく多種類のＤＮＡプローブを結合することができ、また、特別の製造装置を必要とせず半導体製造の技術をそのまま用いて製造することができる点から好ましいものである。
【００２３】
また、本発明の荷電粒子固定装置１の厚さは、それぞれのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴが荷電粒子を固定することができれば特に限定されるものではないが、Ｐ型シリコンで分極した正孔が荷電粒子を効率的に誘導することができる点から３〜１０μｍであることが好ましい。
【００２４】
また、本発明の荷電粒子固定装置１に用いるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴの大きさは、有効に測定を行うことができる大きさであればよいが、ＤＮＡプローブを固定する範囲に影響を与え、測定感度にも関わってくるため、その１つの大きさが２０ｎｍ〜１００μｍ角であることが好ましい。
【００２５】
これら複数のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴは、それぞれ異なる生体関連物質を導入するための荷電粒子を結合することができるように独立に駆動可能であり、所望の位置に荷電粒子を固定することができるようになっている。
【００２６】
これらのＭＯＳＦＥＴを独立に駆動可能とするには、液晶表示の配線と同様の配線を構成すればよく、Ｘ方向に形成された第１の配線とＹ方向に形成された第２の配線とを交差させて配置、例えば、透明電極をマトリックス状に配線し、その交差した部分をそれぞれＮチャンネルＭＯＳＦＥＴに対応させて配置することで、電圧を印加した第１の配線と電圧を印加した第２の配線との交点にあるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのみを駆動させることができる。このようにすることで、駆動したＮチャンネルＭＯＳＦＥＴに対応した測定基板表面に荷電粒子を効率的に誘導することができる。
【００２７】
また、本発明の荷電粒子固定装置１は、荷電粒子を測定基板の所定の位置に固定することができるように、測定基板を荷電粒子固定装置１の所定の位置に配置することができる固定手段等を有していることが好ましい。この固定手段としては、荷電粒子固定装置１の端部に測定基板固定用のつめを設けたり、測定基板を荷電粒子固定装置１とは別に用意したガラス板等とで挟んで、ねじ等により締め付けたりすることにより行うことができる。
【００２８】
このＮチャンネルＭＯＳＦＥＴは、半導体製造に用いられているリソグラフィーの技術を用いて次のように製造することができる。
【００２９】
まず、Ｐ型シリコン基板を８００〜１０００℃のスチーム雰囲気中で処理し、シリコンウェハの表面に二酸化シリコンからなる酸化膜を形成し、形成した二酸化シリコン膜に感光性樹脂を塗布し、レジスト膜を形成する。このとき、レジスト膜の形成は、スピンコータ等を用いて行うことができる。
【００３０】
得られたレジスト膜に、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを作成するためにマスクパターンを合わせて露光、ウェハ上にマスクパターンを転写して、露光部又は未露光部のレジストを溶剤で溶解し、現像する。
【００３１】
このとき、露光はｉ線、ｇ線等の光を照射することにより行うことができ、現像は、ＴＭＡＨ等の強アルカリ性の現像液によりレジストを溶解して行うことができる。レジストの溶解は、ポジ型レジストの場合は光の照射された部分が溶解し、ネガ型レジストの場合は光の照射されなかった部分が溶解することとなる。
【００３２】
残っている感光性樹脂を焼き固めた後、これをマスクにして下地の酸化膜をエッチングし、ソース及びドレインとなる部分のＰ型シリコンのみ露出させ、露出されたシリコン基板表面に不純物を導入し、一対のＮ型領域であるソース、ドレイン領域を形成する。
【００３３】
エッチングは、ドライエッチング又はウェットエッチングにより行うことができ、不純物の導入は、熱拡散法又はイオン注入法により行うことができる。ここで不純物としては、Ｎ型不純物であるリン、ヒ素等のＶ族の元素を用いることができる。
【００３４】
次いで、酸素プラズマ等でアッシングを行って残っているレジストを剥離し、再度、同様の方法により二酸化シリコンの酸化膜及びレジスト膜を形成し、電極形成のためにマスクを介して露光、現像、エッチングを行った後、全面にアルミニウムを真空蒸着させる。
【００３５】
最後に、ソース、ドレイン、ゲートの電極部分以外のアルミニウムをフォトエッチングにより除去することで、本発明のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを製造することができる。
【００３６】
次に、本発明の荷電粒子固定装置を用いて荷電粒子を固定する方法について説明する。図２は、本発明の荷電粒子固定装置を用いて測定基板に荷電粒子を誘導、固定する原理を模式的に示した図である。
【００３７】
まず、本発明の荷電粒子固定装置１の上部に荷電粒子の固定位置に合わせて測定基板９を配置・固定し、この測定基板９上に負の荷電粒子１０をランダムに載せ荷電粒子１０と測定基板９とを接触させる。
【００３８】
次に、荷電粒子固定装置１の所望の位置にあるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを駆動させるが、マトリックス状に形成された配線の一方の配線からゲートに正の電圧を印加し、次いで、他方の配線からソースに正、ドレインに負の電圧を印加すると、その配線の交差部分にあるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのみを駆動させることができる。
【００３９】
この駆動したＮチャンネルＭＯＳＦＥＴは、図２のようにゲートに印加した正の電圧によりＰ型シリコンの絶縁膜７側に電子が引き寄せられ、他方、Ｐ型シリコンの電極等の形成されていない表面には正孔が押しやられて分極するため、この正孔による正の電荷が測定基板９を介して負の電荷を帯びた荷電粒子１０を測定基板９の表面に静電的に誘導し、固定することができる。
【００４０】
なお、このときＮチャンネルＭＯＳＦＥＴにかける電圧は直流電源により供給されるもので、その電圧の大きさはＮチャンネルＭＯＳＦＥＴが駆動可能な０．５〜３０Ｖの範囲であればよい。
【００４１】
このように本発明の荷電粒子固定装置を用いて、荷電粒子を測定基板に固定することができ、同時に本発明のマイクロアレイを製造することができる。
【００４２】
図３は、このように製造された荷電粒子を結合したマイクロアレイの模式的な側面図を示したものであり、図３（ａ）は、粒子にＤＮＡプローブを導入する前のＤＮＡマイクロアレイ、図３（ｂ）は、粒子にＤＮＡプローブを導入した後のＤＮＡマイクロアレイである。図３（ａ）のマイクロアレイは、測定用のＤＮＡプローブを適宜結合させる操作を行うことで、使用者がカスタマイズできる構成をとっており、図３（ｂ）のマイクロアレイは、すぐに測定を行うことができるように、ＤＮＡプローブを結合させた構成をとるものである。
【００４３】
図３に示したように、本発明のマイクロアレイ１１は、本発明の荷電粒子固定装置１と、測定基板９と、荷電粒子１０とを備えて構成されるものである。
【００４４】
測定基板９としては、疎水性又は親水性の低い、表面が平滑な基板であって、シリコン、ガラス等のマイクロアレイに通常使用されているものやその他の生体関連物質測定のために使用されている基板を用いることができる。
【００４５】
本発明のマイクロアレイ１１は、ＤＮＡプローブ１２の測定基板９への結合を荷電粒子１０を介して行い、荷電粒子１０の測定基板９への誘導、結合はＭＯＳＦＥＴを駆動させることにより行うため、従来のようにシランカップリング剤で表面処理を行ったり、ポリ陽イオン化合物で被覆処理することは必須ではない。
【００４６】
しかしながら、シランカップリング剤による表面処理やポリ陽イオンによる被覆処理を行うことで、測定基板９への荷電粒子１０の固定を補助することができるため、測定基板９の表面処理を行っていてもよい。
【００４７】
また、荷電粒子１０は、負に荷電して静電的に誘導することができるものであればよく、例えば、粒子の表面にカルボキシル基、水酸基（フェノール性水酸基を含む）、スルホン基等の官能基又はアニオン性界面活性剤が結合したアニオン性樹脂粒子であって、さらに生体関連物質導入部位を有している。生体関連物質導入部位としては、例えば、カルボキシル基、水酸基、スルホン基等の官能基を挙げることができる。
【００４８】
荷電粒子１０上に導入する生体関連物質としては、その末端に反応基を形成することができ、測定対象物と特異的に結合する機能を有するもの、例えば、ＤＮＡ及びＲＮＡとそれに相補的な配列を持つヌクレオチド、酵素と基質、抗原と抗体等のように相互に特異的に結合するものであれば種類は特に限定されず用いることができる。
【００４９】
荷電粒子１０上への生体関連物質の導入についてＤＮＡプローブ１２を例に挙げて説明すると、そのＤＮＡプローブ１２の末端に反応性の置換基を形成させ、その反応基と粒子表面の反応基（生体関連物質導入部位）とを相互に反応させて結合することとすればよい。例えば、荷電粒子表面にカルボキシル基を有する場合には、ＤＮＡプローブ１２の末端にはアミノ基を導入しておき、これらの基を反応させて塩を形成させたり又は縮合剤を共存させることによりアミド結合を形成させれば、非常に強固にＤＮＡプローブ１２を粒子上に導入することができる。
【００５０】
このＤＮＡプローブへのアミノ基の導入は、例えばアミノアリル法を用いることで行うことができ、これはオリゴヌクレオチド合成の際に容易に行うことができるため、オリゴヌクレオチドをＤＮＡプローブとして用いることが簡便に操作することができる点で好ましい。
【００５１】
荷電粒子としては、平均粒径２０ｎｍ〜１００μｍの範囲のものであれば使用することができ、分散性、作業の効率性の観点から粒径のばらつきは少ない方がよく、平均粒径は１００ｎｍ〜２０μｍであることが好ましい。
【００５２】
なお、測定基板への荷電粒子の固定は、測定が終了するまで固定することができれば、特に限定されずにどのような方法を用いても良い。
【００５３】
この固定する方法としては、例えば、誘導した後も継続して荷電粒子固定装置のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを駆動させ続けることで荷電粒子を固定した状態を維持することができる。
【００５４】
また、荷電粒子を測定基板の表面に固定する前に、測定基板の表面に光硬化性樹脂組成物等の接着剤を塗布し、荷電粒子を誘導して測定基板の表面に接触させた後、接着剤を硬化させることにより荷電粒子を固定することもできる。この場合、荷電粒子固定装置のＭＯＳＦＥＴの駆動を停止させても荷電粒子が固定された状態を維持することができ、電圧を印加しつづける必要がないため経済的である。
【００５５】
これらの荷電粒子１個と１つのＭＯＳＦＥＴを１対１で対応させて固定することができるが、荷電粒子の複数と１つのＭＯＳＦＥＴを対応させて固定してもよいし、荷電粒子１個と複数のＭＯＳＦＥＴを対応させて固定してもよい。
【００５６】
したがって、ＭＯＳＦＥＴの大きさと粒子の大きさが合っていない場合でも、荷電粒子の固定範囲を適宜調節することができ、それぞれの大きさを合わせなくてもマイクロアレイを効率良く製造することができる。
【００５７】
このように製造されたマイクロアレイによって、測定基板に結合された生体関連物質と相互作用を示す物質が試料中に存在するか否かを簡便に測定することができる。
【００５８】
また、測定基板は、測定毎に新たな測定基板を本発明の荷電粒子固定装置に配置して、荷電粒子の固定、荷電粒子への生体関連物質の結合を行うことで新たなマイクロアレイとすることができ、本発明の荷電粒子固定装置を用いることでマイクロアレイを容易に製造することができる。
【００５９】
以上、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを配置した荷電粒子固定装置について説明したが、別の実施の形態であるＰチャンネルＭＯＳＦＥＴを用いた場合には同様の操作により正の電荷を帯びた荷電粒子を測定基板表面に静電的に誘導し、固定することができる。
【００６０】
図４は、本発明の第２の実施の形態である荷電粒子固定装置の断面図である。
【００６１】
本発明の荷電粒子固定装置２１の構成は図４に示したように、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴが複数整列してなるものであり、これらは縦横に整列したマトリックス状に形成されてなるものである。
【００６２】
このＰチャンネルＭＯＳＦＥＴは、図４に示したようにＮ型シリコン基板２２の片側表面から内部に、Ｐ型領域であるソース２３とドレイン２４が間隔をおいて形成され、このソース２３とドレイン２４には、それぞれアルミニウムからなるソース電極２５、ドレイン電極２６が接して設けられて、これらの電極が形成された面において、それ以外のＮ型シリコン基板２２の表面は二酸化シリコンからなる絶縁膜２７で被覆され、ソース２３とドレイン２４との間の絶縁膜２７に接してアルミニウムからなるゲート電極２８が設けられた構成となっている。これらのアルミニウム電極は電圧を印加することができるように配線されて一つのＰチャンネルＭＯＳＦＥＴとして機能するようになっている。
【００６３】
また、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴの製造は、Ｎ型シリコン基板を用いて行い、不純物導入の際にはＰ型不純物であるホウ素等のIII族の元素を用いる点で異なるが、その他はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴの製造と同様の操作により行うことができる。
【００６４】
また、荷電粒子を固定する操作も、アルミニウム電極にかける電圧の正負の符号がＮチャンネルＭＯＳＦＥＴとはそれぞれ逆になる点が異なるだけで、その他は同様の操作により行うことができるものである。このとき、Ｎ型シリコン基板の絶縁膜２７側には正孔が引き寄せられ正電荷を帯び、他方、Ｎ型シリコンの電極等の形成されていない表面には電子が押しやられることとなり分極し、この電子による負の電荷が測定基板を介して正の電荷を帯びた荷電粒子を測定基板の表面に静電的に誘導し、固定することができる。
【００６５】
荷電粒子固定装置としてＰチャンネルＭＯＳＦＥＴを用いてマイクロアレイとする場合には、荷電粒子として、正に荷電して静電的に誘導することができるものであればよく、例えば、粒子表面にアミノ基、４級アンモニウム塩基等の官能基又はカチオン性界面活性剤が結合したカチオン性樹脂粒子であって、さらに生体関連物質導入部位として、例えば、アミノ基、４級アンモニウム塩基等の官能基を有するものを用い、また、生体関連物質としては、その末端に荷電粒子と結合するための反応基、例えばカルボキシル基等、を有するものを用いる以外は、同様の構成とすることができる。
【実施例１】
【００６６】
（参考例１）
［負の荷電粒子の調整］
窒素気流下、ドデシル硫酸ナトリウム  ０．８ｇ（２．７７ｍｍｏｌ）を純水２００ｍＬに溶解した水溶液に過硫酸カリウム  ０．４ｇ（１．５０ｍｍｏｌ）を加え、撹拌する。その後、この水溶液を８０℃に加温し、スチレン６０ｇ（５７６ｍｍｏｌ）とアクリル酸−２−エチルヘキシル  １２ｇ（６５．１ｍｍｏｌ）との混合溶液と、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸  ８ｇ（３８．６ｍｍｏｌ）を純水１２０ｍＬに溶解した水溶液をそれぞれ２時間かけて滴下し、８０℃のまま８時間重合を行いエマルジョン溶液を得た。このエマルジョン溶液を乾燥して共重合体とし、この共重合体を負電荷制御剤とした。負電荷制御剤としては、この他アルミニウム錯体、亜鉛錯体、鉄錯体、クロム錯体等を用いても良い。
次に、スチレン−アクリル共重合樹脂  １００重量部、負電荷制御剤  ２重量部を混合し、過熱ロールで溶融混練し、エアージェットミルにて粉砕後、分級して平均粒径１０μｍの粒子を製造した。
【００６７】
（参考例２）
［正の荷電粒子の調整］
ポリエステル１００重量部、正電荷補強剤（ＣＣＲ）として第４級アンモニウム塩単位を９重量％含むスチレン−アクリル系共重合樹脂（第４級アンモニウム塩／スチレン＝９／４７）４重量部、正電荷制御剤（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｇｅｎｔ）としてニグロシン染料  １重量部の３成分を混合した後、加熱ロールで溶融混練し、これをエアージェットミルで粉砕後、分級して平均粒径が９ｎｍの粒子を得た。
正電荷制御剤（ＣＣＡ）としては、この他、アンモニウム塩、ピリジニウム塩、アジン塩等が挙げられる。
【００６８】
（実施例１）
［ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴの作製］
まず、１×１０２０ｃｍ−３の高濃度のＰ型不純物が導入されたシリコン基板上面に１気圧の水蒸気中、８６０℃で熱酸化を行うことにより表面に薄い二酸化ケイ素の酸化膜を作った。
次に、その上面にノボラック樹脂を塗布し、ソース、ドレイン領域作製のために、マスクを介して露光、現像、化学エッチングにより樹脂パターンを形成した。樹脂パターンの開口部からシリコン基板表面にヒ素をイオン注入して選択拡散させ、一対のＮ型領域を形成した。
再び、同じ操作で二酸化ケイ素の酸化膜を作り、その上面にノボラック樹脂を塗布、次いでソース、ドレイン領域上に電極を形成するために、マスクを介して露光、現像、化学エッチングを行い、全面にアルミニウムを真空蒸着した。
最後に、フォトエッチングによって、電極以外のアルミニウムを除去して１０μｍ角のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを作製した。
【００６９】
（実施例２）
［ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴの作製］
１×１０２０ｃｍ−３の高濃度のＰ型不純物が導入されたシリコン基板上面を用い、ソース、ドレイン領域作製のために形成した樹脂パターンの開口部からシリコン基板表面にホウ素を選択拡散させる以外はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴと同様の操作により１０μｍ角のＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ作製した。
【００７０】
（実施例３）
［負の荷電粒子の固定］
参考例１で調整した負に荷電した樹脂微粒子をＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを有するシリコン基板上にランダムに載せた後、ゲート極に正の電圧を印加、次いでソースに負、ドレインに正の電圧を印加することにより測定用シリコン基板上に負に荷電した樹脂微粒子を固定した。このとき、それぞれに印加した電圧は１２、６Ｖである。
【００７１】
（実施例４）
［正の荷電粒子の固定］
参考例２で調整した正に荷電した樹脂微粒子をＰチャンネルＭＯＳＦＥＴを有するシリコン基板上にランダムに載せた後、ゲート極に負の電圧を印加、次いでソースに正、ドレインに負の電圧を印加することにより測定用シリコン基板上に正に荷電した樹脂微粒子を固定した。このとき、それぞれに印加した電圧は１２、６Ｖである。
【００７２】
（実施例５）
［オリゴヌクレオチドの結合及び測定］
末端にアミノ基を導入したプローブＤＮＡを０．１５Ｍの塩化ナトリウム、１５ｍＭのクエン酸に溶解し、その濃度が０．５ｍｇ／ｍＬとなるように調整した溶液に、実施例３で得られた負に帯電した樹脂微粒子が固定されたＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを浸漬し、７５℃で１時間インキュベートし、順次０．１％ドデシル硫酸ナトリウム水溶液、純水、エタノールに浸漬後、室温で乾燥することにより基板に付着した粒子へオリゴヌクレオチドプローブを導入した。
次に、ターゲットＤＮＡとしてその配列が先のプローブＤＮＡに相補的な配列を有し、蛍光色素（Ｃｙ３）で標識したオリゴヌクレオチドを０．１５Ｍの塩化ナトリウム、１５ｍＭのクエン酸に溶解し、その濃度が２００ｎｇ／ｍＬとなるように調整した溶液を垂らし、４５℃で２４時間インキュベートした。その後、このものを０．１５Ｍの塩化ナトリウム、１５ｍＭのクエン酸（ｐH＝７．０）水溶液で洗浄した後、基板上の蛍光強度を蛍光スキャニング装置で計測した結果、蛍光が確認されハイブリダイズ体が得られたことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一つの実施形態である荷電粒子固定装置の断面図である。
【図２】本発明の荷電粒子固定装置を用いて測定基板に荷電粒子を誘導、固定する原理を説明する図である。
【図３】本発明のマイクロアレイを示した平面図である。
【図４】本発明の他の実施形態である荷電粒子固定装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１…荷電粒子固定装置、２…Ｐ型シリコン基板、３…ソース、４…ドレイン、５…ソース電極、６…ドレイン電極、７…絶縁膜、８…ゲート電極、９…測定基板、１０…荷電粒子、１１…マイクロアレイ、１２…ＤＮＡプローブ
【図１】
2005077336.tif 000003
【図２】
2005077336.tif 000004
【図３】
2005077336.tif 000005
【図４】
2005077336.tif 000006