(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材上に形成され、外部からの刺激により濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層と、前記濡れ性可変層上に形成され、生体高分子を固定化するための固定化層と、前記固定化層上に固定化され、ターゲットとなる生体高分子と特異的に結合する特異性生体高分子とを有し、前記濡れ性可変層が、外部刺激によりパターン状に親水性領域が形成された層であり、前記濡れ性可変層上の親水性領域上に前記固定化層が形成されていることを特徴とするマイクロアレイチップ。
【請求項２】
前記濡れ性可変層が、少なくとも光触媒とバインダとからなる光触媒含有層であり、かつエネルギーの照射により水との接触角が低下するように濡れ性が変化する層であることを特徴とする請求項１記載のマイクロアレイチップ。
【請求項３】
前記光触媒が、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）から選択される１種または２種以上の物質であることを特徴とする請求項２記載のマイクロアレイチップ。
【請求項４】
前記光触媒が酸化チタン（ＴｉＯ２）であることを特徴とする請求項３記載のマイクロアレイチップ。
【請求項５】
前記バインダが、ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれかの請求項に記載のマイクロアレイチップ。
【請求項６】
前記固定化層が、カチオン性を有する物質で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載のマイクロアレイチップ。
【請求項７】
前記特異性生体高分子が、ターゲットとされる核酸と特異的に結合するプローブＤＮＡであることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載のマイクロアレイチップ。
【請求項８】
前記基材上に、前記固定化層が形成される部分を区切るように遮光部が形成されていることを特徴とする請求項２から請求項７までのいずれかの請求項に記載のマイクロアレイチップ。
【請求項９】
（１）基材上に露光により露光部分の濡れ性を水との接触角が低下する方向に変化する光触媒含有層を設ける工程と、
（２）前記基材上に設けられた光触媒含有層上の固定化層を形成する部位に、エネルギーをパターン照射して固定化層用露光部を形成する工程と、
（３）前記固定化層用露光部に固定化層を付着させる工程と、
（４）前記固定化層上に特異性生体高分子を固定させる工程と
を含むことを特徴とするマイクロアレイチップの製造方法。
【請求項１０】
前記請求項２から請求項８までのいずれかの請求項に記載されたマイクロアレイチップを使用した後、前記特異性生体高分子が付着した部分のみパターン状に露光することを特徴とするマイクロアレイチップの再生方法。
【請求項１１】
基材と、前記基材上に形成され、少なくとも光触媒とバインダとからなり、かつエネルギーの照射により水との接触角が低下するように濡れ性が変化する層である光触媒含有層とを有し、前記光触媒含有層は生体高分子を固定化するための固定化層が形成される部位のみ他の部分より水との接触角が低い親水性領域とされていることを特徴とするマイクロアレイチップ用基材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定のＤＮＡやタンパク質等と特異的に結合する特異性生体高分子を多数配列したマイクロアレイチップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
分子生物学の分野では、ＤＮＡやタンパク質などの生体高分子を高密度に固定化したマイクロアレイチップが近年急速に注目を集めている。マイクロアレイチップを用いた実験においては、膨大な種類の試料（サンプル）を固定化した支持体（チップ）を大量に複製し、それぞれのチップ上のサンプルを、調査対照の試料（ターゲット）と反応させる。１回の実験により１チップ上のサンプル間における反応の違いを、また、条件の異なる実験を繰り返すことによって複数チップ間の同じサンプル集合の間における反応の違いを検出することができる。
【０００３】
このようなマイクロアレイチップの作成方法としては、第１にAffimetrix社により開発された方法を挙げることができる。この方法は、光照射で選択的に除去される保護基と半導体製造で利用されるフォトリソグラフィー技術を用い、基板上で数十μｍの矩形毎に高密度にオリゴヌクレオチドの合成を行なうものである。この方法により得られるマイクロアレイチップは現在のところ世界で唯一規格標準されたものであるが、価格が非常に高く、十分に用いることができるのは一部の研究者に限られてしまうといった問題があった。
【０００４】
一方、他のマイクロアレイチップの製造方法としては、Stanford大学のP.Brownらにより開発された手法を挙げることができる。この方法は、上述したAffimetrix社の方法と比較すると非常にシンプルであり、予め調製されたDNAを、表面に化学処理が施された９６または３８４穴のマイクロプレートに分注し、高密度スポットが可能なロボットにてスライドグラス上に高密度でスポットする方法である。この方法によれば、製造コストが低く、多くの研究者のカスタムチップが作成可能なため、多くの研究機関で使用されている。
【０００５】
このようなStanford法においては、通常ガラス基材上にDNAを固定するための固定剤を塗布し、この上にターゲットとなるＤＮＡを高密度でスポットすることにより製造される。しかしながら、固定化剤表面が親水性である場合等においては、特にスポットされたＤＮＡの拡散が生じ、隣同士のスポットが接触してしまうといった不具合が生じる可能性があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、容易に形成することが可能であり、かつ固定化剤の種類を問わずＤＮＡを高密度でスポットした場合でも、スポットされたＤＮＡが濡れ広がるといった不具合の無いマイクロアレイチップを提供することを主目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は請求項１において、基材と、上記基材上に形成され、外部からの刺激により濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層と、上記濡れ性可変層上に形成され、生体高分子を固定化するための固定化層と、上記固定化層上に固定化され、ターゲットとなる生体高分子と特異的に結合する特異性生体高分子とを有し、上記濡れ性可変層が、外部刺激によりパターン状に親水性領域が形成された層であり、上記濡れ性可変層上の親水性領域上に上記固定化層が形成されていることを特徴とするマイクロアレイチップを提供である。
【０００８】
本発明のマイクロアレイチップは、パターン状に形成された固定化層上にのみ特異性生体高分子を有し、その他の領域は撥水性領域となっているので、固定化層上にスポットされた特異性生体高分子が濡れ広がり、隣同士のスポットが接触してしまうといった不具合が生じることがない。
【０００９】
上記請求項１に記載された発明においては、請求項２に記載するように、上記濡れ性可変層が、少なくとも光触媒とバインダとからなる光触媒含有層であり、かつエネルギーの照射により水との接触角が低下するように濡れ性が変化する層であることが好ましい。
【００１０】
このように、エネルギー照射により水との接触角が低下するように濡れ性の変化する光触媒含有層が形成されれば、エネルギーのパターン照射を行うことにより容易にこの層の濡れ性をパターン状に変化させ、水との接触角の小さい親水性領域をパターン状に形成とすることができる。したがって、このパターン状に形成された親水性領域に固定化剤を塗布して固定化層とし、その上に特異性生体高分子を固定させることにより、容易にマイクロアレイチップを形成することができるからである。
【００１１】
上記請求項２に記載された発明においては、請求項３に記載するように、上記光触媒が、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）から選択される１種または２種以上の物質であることが好ましい。中でも請求項４に記載するように酸化チタン（ＴｉＯ２）であることが好ましい。これは、酸化チタンのバンドギャップエネルギーが高いため光触媒として有効であり、かつ化学的にも安定で毒性もなく、入手も容易だからである。
【００１２】
一方、光触媒含有層を構成する他の成分であるバインダは、請求項５に記載するように、ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。内部に光触媒を強固に結合した良好な物性の光触媒含有層とすることができるからである。
【００１３】
上記請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項６に記載するように、上記固定化層が、カチオン性を有する物質で形成されていることが好ましい。通常カチオン性を有する物質は、オリゴヌクレオチド等のアニオン性の生体高分子を静電的に固定化することが可能であるからである。
【００１４】
上記請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項７に記載するように、上記特異性生体高分子が、ターゲットとされる核酸と特異的に結合するプローブＤＮＡであることが好ましい。プローブＤＮＡを用い、蛍光標識されたターゲットＤＮＡとのハイブリダイゼーションを利用した検出法が確立されているためである。
【００１５】
上記請求項２から請求項７までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項８に記載するように、上記基材上に、上記固定化層が形成される部分を区切るように遮光部が形成されていることが好ましい。マスク無しに後述するマイクロアレイチップの再生法を用いることができるからである。
【００１６】
本発明においては、請求項９に記載するように、
（１）基材上に露光により露光部分の濡れ性を水との接触角が低下する方向に変化する光触媒含有層を設ける工程と、
（２）上記基材上に設けられた光触媒含有層上の固定化層を形成する部位に、エネルギーをパターン照射して固定化層用露光部を形成する工程と、
（３）上記固定化層用露光部に固定化層を付着させる工程と、
（４）上記固定化層上に特異性生体高分子を固定させる工程と
を含むことを特徴とするマイクロアレイチップの製造方法を提供する。
【００１７】
この発明によれば、光触媒含有層上にパターン状に形成された親水性領域である固定化層用露光部を形成するものであるので、例えばディッピング等により容易に固定化層をパターン状に形成することができる。そして、このように形成された固定化層上に特異性生体高分子を付着させることにより容易にマイクロアレイチップを形成することができる。また、固定化層が形成されていない領域は、撥水性領域であることから、固定化層上にＤＮＡを含む液が滴下された場合でも、固定化層から濡れ広がることがなく、滴下されたＤＮＡの形状が変形して検出精度を低下させる等の不具合を防止することができる。
【００１８】
本発明はまた、請求項１０に記載するように、上記請求項２から請求項８までのいずれかの請求項に記載されたマイクロアレイチップを使用した後、上記特異性生体高分子が付着した部分のみパターン状に露光することを特徴とするマイクロアレイチップの再生方法を提供する。
【００１９】
本発明においては、固定化剤および特異性生体高分子が光触媒含有層上に形成されている。したがって、パターン状に形成された親水性領域、すなわち固定化層用露光部のみをパターン状に露光することにより、光触媒の作用により固定化剤および特異性生体高分子を除去することが可能であり、これにより容易にマイクロアレイチップを再生することができ、再利用が可能となる。
【００２０】
さらに、本発明においては、請求項１１に記載するように、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒とバインダとからなり、かつエネルギーの照射により水との接触角が低下するように濡れ性が変化する層である光触媒含有層とを有し、上記光触媒含有層は生体高分子を固定化するための固定化層が形成される部位のみ他の部分より水との接触角が低い親水性領域とされていることを特徴とするマイクロアレイチップ用基材を提供する。このようなマイクロアレイチップ用基材を用いれば、例えば、ディッピング等により容易に固定化層を形成することが可能であり、かつこの固定化層上に固定させた特異性生体高分子は、周囲を撥水性領域に囲まれるため、濡れ広がることがなく、マイクロアレイチップの形状を乱すことがないので、結果的に検出精度を向上させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
Ａ．マイクロアレイチップ
まず、本発明のマイクロアレイチップについて詳細に説明する。図1は、このような本発明のマイクロアレイチップの一例を示すものである。この例のマイクロアレイチップは、基材であるガラス基板１上に、濡れ性可変層として光触媒含有層２が形成され、この光触媒含有層２表面には、パターン状にエネルギーが照射され、親水性領域とされている固定化層用露光部３が形成されており、この固定化層用露光部３上には固定化層４が形成されており、この固定化層４上には特異性生体高分子５が固定されている。
【００２２】
この例のマイクロアレイチップにおいては、固定化層４がパターン状に形成され、その上に特異性生体高分子５が配置されており、さらに上記固定化層４が形成されていない領域は撥水性の領域となっている。したがって、例えばインクジェット方式等で固定化層４上に特異性生体高分子５が配置された場合に、特異性生体高分子５が固定化層４の領域を超えて濡れ広がることが無く、特異性生体高分子５の形状を揃えることが可能であり、最終的な検出感度を向上させることが可能である等の利点を有するものである。
【００２３】
以下、この例に示すような本発明のマイクロアレイチップの各構成について詳細に説明する。
【００２４】
１．基材
本発明のマイクロアレイチップに用いられる基材としては、核酸ハイブリダイゼーションアッセイ又は免疫学的アッセイにおいて一般的に用いられている水又は有機溶媒に実質的に不溶性である有機材料又は無機材料、例えば、シリコン、ガラス、磁性金属若しくは非磁性金属、又はプラスチック等を挙げることができる。特に、シリコン、各種プラスチック類（例えば、ポリカーボネート、ポリスチレン、又はポリプロピレン等）、石英、又はガラス等を用いることが好ましい。このような基材の形状としては、少なくとも１つの平坦表面を有するものである限り、その形状は特に限定されるものではないが、プレート状又はフィルム状であることが好ましいといえる。
【００２５】
２．濡れ性可変層
本発明に用いられる濡れ性可変層は、その表面の濡れ性を、外部刺激、例えば物理的刺激、化学的刺激等により変化させることができる層であれば特に限定されるものではない。例えば、酸またはアルカリ等により表面の粗さの状態が変化し、濡れ性が変化する層等であってもよいし、また紫外線や可視光、さらには熱等のエネルギーの照射により濡れ性可変層内の物質が変化して濡れ性が変化する層等であってもよい。
【００２６】
また濡れ性の変化に関しては、刺激が加えられる前が水との接触角が大きく（濡れ性が悪く）、刺激が加えられた後に水との接触角が小さくなる（濡れ性が向上する）ように変化するような濡れ性可変層であってもよいし、また逆に刺激が加えられる前が水との接触角が小さく（濡れ性が良好であり）、刺激が加えられた後に水との接触角が大きく変化する（濡れ性が悪化する）ような濡れ性可変層であってもよい。
【００２７】
（光触媒含有層）
本発明においては、この濡れ性可変層が、エネルギーの照射により水との接触角が低下するように濡れ性が変化する光触媒含有層であることが好ましい。このように、露光（本発明においては、光が照射されたことのみならず、エネルギーが照射されたことをも意味するものとする。）により水との接触角が低下するように濡れ性が変化する光触媒含有層を設けることにより、エネルギーのパターン照射等を行うことにより容易に濡れ性を変化させ、水との接触角の小さい親水性領域とすることができ、光触媒含有層を除去する領域のみ容易に親水性領域とすることが可能となる。したがって、効率的にマイクロアレイチップが製造でき、コスト的に有利となるからである。
【００２８】
本発明でいうエネルギーとは、光触媒含有層を親水性領域にし得るエネルギーであれば特に限定されるものではないが、一般的には紫外光を含む光が好適に用いられる。
【００２９】
また、親水性領域とは、水との接触角が小さい領域であり、後述する固定化層を形成するための固定化層形成用塗工液等に対する濡れ性の良好な領域をいうこととする。また、撥水性領域とは、水との接触角が大きい領域領域であり、後述する固定化層形成用塗工液や生体高分子を含有する溶液等に対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。なお、本発明においては、その領域が、隣接する領域よりも水との接触角が１度以上小さければ親水性領域ということとし、逆にその領域が隣接する領域よりも水との接触角が一度以上大きければ撥水性領域とすることとする。
【００３０】
本発明における光触媒含有層は、エネルギーが照射されていない部分における水との接触角が、エネルギーが照射された部分における水との接触角より１度以上大きい接触角となる光触媒含有層であることが好ましく、特に好ましくは５度以上、最も好ましくは１０度以上となる光触媒含有層が用いられる。
【００３１】
エネルギーが照射されていない部分における水との接触角と、エネルギーが照射された部分における水との接触角との差が所定の範囲未満である場合は、濡れ性の差を利用して固定化層形成用塗工液をパターン状に塗布することが困難となり、特異性生体高分子をパターン状に固定化することが困難となるからである。
【００３２】
このような光触媒含有層における具体的な水との接触角としては、露光していない部分における水との接触角が３０度以上、特に６０度以上、中でも９０度以上であることが好ましく、このような水との接触角を有する光触媒含有層が好適に用いられる。これは、露光していない部分は、本発明においては撥水性が要求される部分である。したがって、水との接触角が小さい場合は撥水性が十分でなく、後述する固定化層形成用塗工液等が、不必要な部分にまで残存する可能性が生じることから、その上に固定化される特異性生体高分子の形状が乱れ、マイクロアレイチップの検出精度を低下させるおそれがあるからである。
【００３３】
また、光触媒含有層を露光した場合の水との接触角としては、具体的には、３０度未満、特に２０度以下、中でも１０度以下となるような光触媒含有層であることが好ましい。露光した部分の水との接触角が高いと、この部分での固定化層を形成する固定化層形成用塗工液等の広がりが劣る可能性があり、固定化層を形成すべき領域にすべて濡れ広がらずに、結果として得られるマイクロアレイチップの検出精度を低下させる可能性があるからである。
【００３４】
なお、ここでいう水との接触角は、水との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから水滴を滴下して３０秒後）し、その結果から得たものである。
【００３５】
上記光触媒含有層は、少なくとも光触媒とバインダとから構成されていることが好ましい。このような層とすることにより、エネルギー照射によって光触媒の作用で臨界表面張力を高くすることが可能となり、水との接触角を低くすることができるからである。
【００３６】
このような光触媒含有層における、後述するような酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。
【００３７】
本発明において濡れ性可変層として光触媒含有層を用いた場合、光触媒により、バインダの一部である有機基や添加剤の酸化、分解等の作用を用いて、エネルギー照射部の濡れ性を変化させて親水性とし、未照射部との濡れ性に大きな差を生じさせることができる。よって、特異性生体高分子を付着させる固定化層形成用塗工液などとの受容性（親水性）および反撥性（撥水性）を高めることによって、精度が良好でかつコスト的にも有利なマイクロアレイチップを得ることができる。
【００３８】
また、このような光触媒の作用を利用することにより、後述するように本発明のマイクロアレイチップを再利用させることも可能となるのである。
【００３９】
また、本発明においてこのような光触媒含有層を用いた場合、この光触媒含有層が少なくとも光触媒とフッ素とを含有し、さらにこの光触媒含有層表面のフッ素含有量が、光触媒含有層に対しエネルギーを照射した際に、上記光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して低下するように上記光触媒含有層が形成されていてもよい。
【００４０】
このような特徴を有するマイクロアレイチップにおいては、エネルギーをパターン照射することにより、容易にフッ素の含有量の少ない部分からなるパターンを形成することができる。ここで、フッ素は極めて低い表面エネルギーを有するものであり、このためフッ素を多く含有する物質の表面は、臨界表面張力がより小さくなる。したがって、フッ素の含有量の多い部分の表面の臨界表面張力に比較してフッ素の含有量の少ない部分の臨界表面張力は大きくなる。これはすなわち、フッ素含有量の少ない部分はフッ素含有量の多い部分に比較して親水性領域となっていることを意味する。よって、周囲の表面に比較してフッ素含有量の少ない部分からなるパターンを形成することは、撥水性域内に親水性領域のパターンを形成することとなる。
【００４１】
したがって、このような光触媒含有層を用いた場合は、エネルギーをパターン照射することにより、撥水性領域内に親水性領域のパターンを容易に形成することができるので、この親水性領域のみに特異性生体高分子を固定するための固定化層形成用塗工液等を塗布することが容易に可能となり、精度が良好なマイクロアレイチップとすることができる。
【００４２】
エネルギーが照射されて形成されたフッ素含有量が低い親水性領域におけるフッ素含有量は、エネルギー照射されていない部分のフッ素含有量を１００とした場合に１０以下、好ましくは５以下、特に好ましくは１以下であることが好ましい。
【００４３】
このような範囲内とすることにより、エネルギー照射部分と未照射部分との親水性に大きな違いを生じさせることができる。したがって、このような光触媒含有層に光触媒含有層を溶解させるアルカリ性溶液等を塗布することにより、フッ素含有量が低下した親水性領域のみ正確に溶解することが可能となり、精度良くマイクロアレイチップを得ることができるからである。なお、この低下率は重量を基準としたものである。
【００４４】
このような光触媒含有層中のフッ素含有量の測定は、一般的に行われている種々の方法を用いることが可能であり、例えばＸ線光電子分光法（X-ray Photoelectron Spectroscopy,  ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)とも称される。）、蛍光Ｘ線分析法、質量分析法等の定量的に表面のフッ素の量を測定できる方法であれば特に限定されるものではない。
【００４５】
本発明で使用する光触媒としては、光半導体として知られる例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を挙げることができ、これらから選択して１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００４６】
本発明においては、特に酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の酸化チタンが好ましい。アナターゼ型酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【００４７】
このようなアナターゼ型酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。
【００４８】
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径は５０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。また、光触媒の粒径が小さいほど、形成された光触媒含有層の表面粗さが小さくなるので好ましく、光触媒の粒径が１００ｎｍを越えると光触媒含有層の中心線平均表面粗さが粗くなり、光触媒含有層の非露光部の撥水性が低下し、また露光部の親水性の発現が不十分となるため好ましくない。
【００４９】
本発明のマイクロアレイチップは、上述したように光触媒含有層表面にフッ素を含有させ、この光触媒含有層表面にエネルギーをパターン照射することにより光触媒含有層表面のフッ素含有量を低下させ、これにより撥水性領域中に親水性領域のパターンを形成し、ここに特異性生体高分子を固定化する固定化層形成用塗工液等を塗布し、このようにして形成された固定化層上に特異性生体高分子を固定化させて得られるマイクロアレイチップであってもよい。この場合であっても、光触媒として上述したような二酸化チタンを用いることが好ましいが、このように二酸化チタンを用いた場合の、光触媒含有層表面に含まれるフッ素の含有量としては、Ｘ線光電子分光法で分析して定量化すると、チタン（Ｔｉ）元素を１００とした場合に、フッ素（Ｆ）元素が５００以上、好ましくは８００以上、特に好ましくは１２００以上となる比率でフッ素（Ｆ）元素が光触媒含有層表面に含まれていることが好ましい。
【００５０】
フッ素（Ｆ）が光触媒含有層表面にこの程度含まれることにより、光触媒含有層表面における臨界表面張力を十分低くすることが可能となることから表面における撥水性を確保でき、これによりエネルギーをパターン照射してフッ素含有量を減少させたパターン部分における表面の親水性領域との濡れ性の差異を大きくすることができ、最終的に得られる光触媒含有層のマイクロアレイチップの品質を向上させることができるからである。
【００５１】
さらに、このようなマイクロアレイチップにおいては、エネルギーをパターン照射して形成される親水性領域におけるフッ素含有量が、チタン（Ｔｉ）元素を１００とした場合にフッ素（Ｆ）元素が５０以下、好ましくは２０以下、特に好ましくは１０以下となる比率で含まれていることが好ましい。
【００５２】
光触媒含有層中のフッ素の含有率をこの程度低減させることができれば、光触媒含有層を溶解させるためのアルカリ性溶液を付着させ、領域内に十分に広がらせるためには十分な親水性を得ることができ、上記エネルギーが未照射である部分の撥水性との濡れ性の差異により、光触媒含有層のパターンを精度良く形成することが可能となり、品質の良好なマイクロアレイチップを得ることができる。
【００５３】
本発明において、光触媒含有層に使用するバインダは、主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
【００５４】
上記の（１）の場合、一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでＹで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、また、Ｘで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
【００５５】
また、バインダとして、特にフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンが好ましく用いることができ、具体的には、フルオロアルキルシランの１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げられ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができる。このようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンをバインダとして用いることにより、光触媒含有層のエネルギー未照射部の撥水性が大きく向上し、固定化層形成用塗工液の付着を妨げる機能を発現する。
【００５６】
また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【００５７】
【化１】
0004502167.tif 000002
【００５８】
ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ１、Ｒ２がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。
【００５９】
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコン化合物をバインダに混合してもよい。
【００６０】
本発明において光触媒含有層には上記の光触媒、バインダの他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬ  ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ化学工業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）製フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることかでき、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。
【００６１】
また、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。
【００６２】
光触媒含有層中の光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で設定することができる。また、光触媒含有層の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内が好ましい。
【００６３】
上記光触媒含有層は、光触媒とバインダを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することかできる。
【００６４】
（濡れ性可変層上の親水性領域のパターン）
上記濡れ性可変層上における親水性領域のパターンの配置は、標識に由来する信号を検出する際に、親水性領域の位置（すなわち、その上に形成される固定化層および特異性生体高分子の位置）が確認可能である配置である限り、特に限定されるものではなく、例えば、分析目的に応じて、あるいは、標識に由来する信号を検出するのに用いる分析装置に応じて、適宜決定することができる。
【００６５】
このような親水性領域のパターンは、検出が容易である点に鑑みれば整列して配置されていることが好ましい。また、親水性領域の複数部分を、所定の間隔をあけて線状に一列に配置し、さらに、そのような列を相互に平行に複数列配置したパターンであることがより好ましい。このように親水性領域を配置したパターンであれば、特異性生体高分子と結合する高分子が有する標識に由来する信号の検出工程を自動化することが容易である。
【００６６】
上記濡れ性可変層上の親水性領域の間隔は、特異性生体高分子と結合する高分子が有する標識標識に由来する信号を検出する際に、隣接する親水性領域の影響を受けない程度に分離している限り、特に限定されるものではなく、例えば、隣接する親水性領域の縁部間の最短距離が、０．０１μｍ〜１ｃｍ、好ましくは０．０５μｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。また、濡れ性可変層上の親水性領域の数も、特に限定されるものではなく、基材の大きさにも依存するが、例えば、数個〜数万個（一般には数十〜１乃至２万個）としてもよい。
【００６７】
濡れ性可変層が光触媒含有層である場合の、上記親水性領域のパターンの形成方法は、フォトマスクを用いたエネルギーのパターン照射により行うことが可能である。また、後述するように基材に遮光部が形成されているような場合は、光触媒含有層が形成されていない面側からの全面露光（エネルギー照射）を行なうようにしてもよい。
【００６８】
３．固定化層
本発明においては、上述した濡れ性可変層上にパターン状に形成された親水性領域上に、後述する特異性生体高分子を固定化するための固定化層が形成される。
【００６９】
この固定化層に用いられる固定化剤としては、特異性生体高分子の固定化手段に応じて種々のものを用いることができる。
【００７０】
このような固定化手段としては、当業者において周知の結合方法を使用することができ、例えば、静電結合による固定化方法、共有結合による固定化方法等を使用することができる。
【００７１】
上記静電結合による固定化手段の場合は、特異性生体高分子が有する電荷と反対の電荷を有する物質を固定化剤として溶解した溶液を固定化層形成用塗工液として調製し、これを上記親水性領域がパターン状に形成された濡れ性可変層上に塗布することにより固定化層を形成する。
【００７２】
例えば、特異性生体高分子がオリゴヌクレオチドの場合は、オリゴヌクレオチドが陰イオン（アニオン）性を有するものであるので、陽イオン（カチオン）性を有する物質を固定化剤とした塗工液が用いられ、これを塗布して乾燥することにより固定化層が形成される。
【００７３】
この際、用いられる陽イオン性を有する固定化剤としては、ポリＬ‐リシン、ポリ（アリルアミンヒドロクロリド）、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）等を挙げることができ、中でもポリＬ‐リシンが好ましい。
【００７４】
一方、共有結合（化学結合）による固定化法としては、官能基（例えば、カルボキシル基、アミノ基、又は水酸基）を有する化合物を固定化剤として固定化剤形成用塗料に用いて固定化層を形成し、これに特異性生体高分子を結合させる方法を挙げることができる。このような固定化剤としては、官能基としてカルボキシル基又は第一級アミノ基をもつ化合物を挙げることができる。
【００７５】
具体的には、アミノ基を含むシランカップリング剤を、濡れ性可変層上にパターン状に形成された親水性領域に付着させる。これは、上記シランカップリング剤を含む溶液を用い、ディップコーティング法、転写法、スピンコーティング法等により全面に塗布し、親水性領域のみにシランカップリング剤を付着させる方法、インクジェット、ディスペンサ等を用いて親水性領域のみを狙って塗布する方法を挙げることができる。コーティングされたアミノ基を含むシランカップリング剤は、親水性領域に濡れ広がり、撥水性領域に残留することはない。コーティング後、必要に応じて加熱することにより、親水性領域と固定化剤とを結合させることも可能である。そして、このようにして形成した固定化層上に特異性生体高分子を結合させることにより、マイクロアレイチップを形成することができる。
【００７６】
上記固定化剤であるシランカップリング剤のアミノ基と、末端をアミノ基で修飾した生体高分子、具体的にはオリゴヌクレオチド等の末端アミノ基とを共有結合させることにより強固に膜に固定化することができる。
【００７７】
この際、用いられるアミノ基を有するシランカップリング剤としては、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
【００７８】
また、固定化層と特異性生体高分子との共有結合による別の固定化法としては、例えば、生体高分子がオリゴヌクレオチドの場合、その５'末端を上記官能基に共有結合で結合させる方法が知られている。具体的には、まず、オリゴヌクレオチドの５'末端とマレイミド化合物とを反応させ、オリゴヌクレオチドの５'末端にマレイミド基を導入する。好適なマレイミド化合物としては、スルホスクシンイミジル−４−（Ｎ−マレイミドメチル）シクロヘキサン−１−カルボキシレート等を挙げることができる。上記反応とは別に、アミノ基を官能基として有する固定化剤とスクシンイミジル−Ｓ−アセチルチオアセテートとを反応させた後に、ヒドロキシラミンを用いて脱アセチル化を行なうことにより、上記固定化剤にＳＨ基を付与する。こうして付与した固定化剤上のＳＨ基と、５'末端にマレイミド基を導入して調製した上記オリゴヌクレオチドの５'末端に導入したマレイミド基とを反応させることにより、オリゴヌクレオチドと固定化剤とを結合させることができ、特異性生体高分子を固定化層に固定することができるのである。
【００７９】
その他、上述した方法の他にも、多くの固定化方法、例えば、ビオチン−アビジン系を用いる方法も使用することができる。
【００８０】
本発明に用いられる固定化層は、後述するように、その上に特異性生体高分子を含む液体を付着させた際に、この液体が固定化層より広がらないことが好ましい。したがって、固定化層の表面の濡れ性が、周囲の濡れ性可変層の領域（撥水性領域）より、水との接触角で１度以上、好ましくは５度以上小さくなるような固定化剤が選択されて用いられることが好ましい。
【００８１】
４．特異性生体高分子
本発明のマイクロアレイチップは、上記固定化層上に特異性生体高分子が固定化されて配置される。このような特異性生体高分子としては、所定の生体高分子と特異的に結合することができる生体高分子であれば特に限定されるものではない。
【００８２】
このような特異的に結合する場合としては、例えば、核酸（例えば、オリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチド）とそれに相補的な核酸との組み合わせ、抗原と抗体（又は抗体フラグメント）との組み合わせ、受容体とそのリガンド（例えば、ホルモン、サイトカイン、神経伝達物質、又はレクチン）との組み合わせ、酵素とそのリガンド（例えば、酵素の基質アナログ、補酵素、調節因子、又は阻害剤）との組み合わせ、酵素アナログとその酵素アナログの元となる酵素の基質との組み合わせ、又はレクチンと糖との組み合わせ等を挙げることができる。なお、「酵素アナログ」とは、元の酵素に対する基質との特異的な親和性は高いものの、触媒活性は示さないものを意味する。また、上記の各組み合わせにおける各化合物は、それぞれ、いずれか一方が「特異性生体高分子」となり、他方が、検出される物質となることができる。例えば、「抗原と抗体との組み合わせ」では、抗原が「検出される物質」となる場合には、抗体が「特異性生体高分子」となることができ、逆に、抗体が「検出される物質」となる場合には、抗原が「特異性生体高分子」となることができる。
【００８３】
例えば、本発明のマイクロアレイチップを、核酸ハイブリダイゼーションアッセイに適用する場合には、上記特異性生体高分子として、検出される物質である核酸（例えば、オリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチド）と相補的に結合することのできるオリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチドを用いることができる。本明細書においては、「オリゴヌクレオチド」又は「ポリヌクレオチド」には、２'−デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、リボ核酸（ＲＮＡ）、及びペプチド核酸（ＰＮＡ）が含まれる。なお、ＰＮＡとは、ＤＮＡのホスホジエステル結合をペプチド結合に変換した人工核酸である。上記不溶性粒子に結合されるオリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチドの鎖長は、分析目的に応じて適宜選択することができ、例えば、捕捉しようとするＤＮＡ、ＲＮＡ、又はＰＮＡの相補的配列の鎖長に基づいて決定することができる。
【００８４】
上記特異性生体高分子として用いるオリゴヌクレオチドの合成は、自動合成装置を用いて一般的に行なうことができる。また、必要に応じて、自動合成装置を用いて、末端アミノ基又は他の基が修飾されたオリゴヌクレオチドを製造することもできる。あるいは、自動合成装置を用いて未修飾オリゴヌクレオチドを予め合成しておき、必要に応じて、上記の未修飾オリゴヌクレオチドを修飾することもできる。オリゴヌクレオチドを修飾する方法は周知であり、例えば、アミン類やフルオレセイン等を付加することができる。このように修飾されたオリゴヌクレオチドは、未修飾のオリゴヌクレオチドと比べて、固定化層に対する親和性が大きい。また、特異性生体高分子として用いるポリヌクレオチド（例えば、ｃＤＮＡ）の合成は、通常の遺伝子工学的手法、例えば、ＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）法を用いて行なうことができる。
【００８５】
また、本発明のマイクロアレイチップを免疫学的アッセイに適用する場合には、上記特異性生体高分子として、検出される物質と特異的に結合する抗原（ハプテンを含む）又は抗体を用いることができる。この場合に、上記検出される物質としては、被検試料中に一般的に含まれている成分で、しかも、免疫学的に検出することのできる物質あれば、特に制限されない。一例を挙げれば、各種タンパク質、多糖類、脂質、菌体、又は各種環境物質等を挙げることができる。より詳細には、免疫グロブリン（例えば、ＩｇＧ、ＩｇＭ、又はＩｇＡ）、感染症関連マーカー（例えば、ＨＢｓ抗原、ＨＢｓ抗体、ＨＩＶ−１抗体、ＨＩＶ−２抗体、ＨＴＬＶ−１抗体、又はトレポネーマ抗体）、腫瘍関連抗原（例えば、ＡＦＰ、ＣＲＰ、又はＣＥＡ）、凝固線溶マーカー（例えば、プラスミノーゲン、アンチトロンビン−III、Ｄ−ダイマー、ＴＡＴ、又はＰＰＩ）、抗てんかん薬（例えば、ホルモン）、各種薬剤（例えば、ジゴキシン）、菌体（例えば、Ｏ−１５７又はサルモネラ）若しくはそれらの菌体内毒素若しくは菌体外毒素、微生物類、酵素類、残留農薬、又は環境ホルモン等を挙げることができる。上記特異性生体高分子として用いる抗体としては、周知の方法で得られるポリクローナル抗体又はモノクローナル抗体のいずれをも使用することができる。さらに、上記抗体は、タンパク質［例えば、酵素（例えば、ペプシン又はパパイン）］処理したもの［例えば、抗体フラグメント（例えば、Ｆａｂ、Ｆａｂ'、Ｆ（ａｂ'）2、又はＦｖ）］を用いることもできる。
【００８６】
５．遮光部
本発明のマイクロアレイチップにおいては、上記固定化層が形成される部分を区切るように遮光部が形成されていてもよい。このように遮光部が形成されていることにより、後述するようにマイクロアレイチップを再生する際に効率的に再生することが可能となる。
【００８７】
すなわち、本発明のマイクロアレイチップのうち、濡れ性可変層として光触媒含有層を有するものにおいては、マイクロアレイチップを用いて検出等を行なった後、このマイクロアレイチップの固定化層が形成されている領域、すなわち光触媒含有層が親水性領域とされている部分のみにエネルギーを照射することにより、光触媒含有層中の光触媒の作用により固定化層および固定化層上に固定化された特異性生体高分子が分解され除去される。この際、マイクロアレイチップの固定化層が形成される部分を区切るように遮光部を形成することにより、マスク等を用いることなく全面にエネルギーを照射することにより、容易にマイクロアレイチップの再生を行なうことが可能となるからである。
【００８８】
本発明における遮光部は、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み１０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成されたものを用いることができる。
【００８９】
また、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層を遮光部として用いてもよい。用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を１種または２種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはＯ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このような樹脂製遮光部の厚みとしては、０．５〜１０μｍの範囲内で設定することができる。このよう樹脂製遮光部のパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。
【００９０】
本発明における遮光部は、基材上であればいかなる位置に形成されていてもよい。具体的には、基材上に遮光部が形成され、その上から光触媒含有層が形成されたものであってもよいし、基材上に光触媒含有層が形成され、その上に遮光部が形成されたものであってもよい。しかしながら、製造が容易である等の観点から、基材と光触媒含有層との間に遮光部が形成される構成を採ることが好ましい。
【００９１】
なお、マイクロアレイチップの再生に際してのエネルギーの照射は、遮光部が光触媒含有層と基材との間に形成されている場合は、裏面、すなわち基材の光触媒含有層が形成されていない面からのエネルギーの照射となる。したがって、この場合の基材は照射されるエネルギーを透過する材質で形成されていることが好ましい。
【００９２】
Ｂ．マイクロアレイチップの製造方法
次に、本発明のマイクロアレイチップの製造方法について説明する。本発明のマイクロアレイチップの製造方法は、
（１）基材上に露光により露光部分の濡れ性を水との接触角が低下する方向に変化する光触媒含有層を設ける工程と、
（２）上記基材上に設けられた光触媒含有層上の固定化層を形成する部位に、エネルギーをパターン照射して固定化層用露光部を形成する工程と、
（３）上記固定化層用露光部に固定化層を付着させる工程と、
（４）上記固定化層上に特異性生体高分子を固定させる工程と
を含むことを特徴とするものである。
【００９３】
図２は、このようなマイクロアレイチップの製造方法の一例を説明するためのものである。この例においては、まず、基材１上に光触媒含有層２が形成される（図２（ａ））。この光触媒含有層２の形成は、上述したような光触媒とバインダとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を塗布した後、加熱等を行うことにより、加水分解、重縮合反応を進行させてバインダ中に光触媒を強固に固定することにより形成される。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロルパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましく、塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことかできる（上記工程（１））。
【００９４】
次に、図２（ｂ）に示すように光触媒含有層２が形成された基材１に対して、紫外光等のエネルギー６をフォトマスク７を介してパターン照射する。これにより、図２（ｃ）に示すように、光触媒含有層２上の固定化層が形成される部位を、光触媒含有層５内の光触媒の作用により親水性領域とした固定化層用露光部３が形成される（上記工程（２））。
【００９５】
本発明において、光触媒含有層に照射するエネルギーとしては、紫外光を含む光を用いることができる。このような紫外光を含む光源としては、例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を挙げることができる。この露光に用いる光の波長は４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは３８０ｎｍ以下の範囲から設定することができ、また、露光に際しての光の照射量は、露光された部位が光触媒の作用により親水性を発現するのに必要な照射量とすることができる。
【００９６】
エネルギーの照射に際してのパターン照射は、上述したような光源を用い、フォトマスクを介したパターン照射により行うことができるが、他の方法として、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザーを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることも可能である。
【００９７】
このようにして親水性領域に形成された固定化層用露光部３内に、固定化層形成用塗工液を塗布して固化させることにより、図２（ｄ）に示すように固定化層４を形成する。この際の固定化層形成用塗工液の塗布方法は、例えばディッピング法等により基材全面に塗布し、親水性領域のみに付着させる方法であってもよく、またインクジェット法等の吐出法を用いて固定化層用露光部のみに固定化層形成用塗工液を塗布するようにしてもよい。
【００９８】
そして、図２（ｅ）に示すように、この固定化層４上に特異性生体高分子５を付着させることにより、マイクロアレイチップとすることができる。この際の特異性生体高分子５は、通常は特異性生体高分子を含む液体を、インクジェット法により塗布したり、スタンプピンでスポットすることにより塗布され、これを乾燥させることにより形成される。この際、必要であれば、特異性生体高分子を固定化層に固定化する処理を行なってもよい。
【００９９】
なお、上記マイクロアレイチップの製造方法における、基材、光触媒含有層、固定化層、および特異性生体高分子は、上述したマイクロチップで説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１００】
Ｃ．マイクロアレイチップの再生方法
本発明においては、上述したマイクロアレイチップを用いて検出等の使用した後、上記固定化層および特異性生体高分子が付着した部分のみパターン状にエネルギー照射を行なうことにより再生することができる。
【０１０１】
本発明のマイクロアレイチップは、このように再生可能であることから、複数回にわたって使用することが可能であり、最終的なコストを低減させることができるという利点を有するものである。
【０１０２】
図３は、本発明のマイクロアレイチップの再生方法の一例を説明するためのものである。図３（ａ）は、生体高分子の検出等の使用が終わった後のマイクロアレイチップを示すものである。本発明のマイクロアレイチップの再生方法においては、図３（ｂ）に示すように、このような使用済みのマイクロアレイチップに対して、その固定化層４および特異性生体高分子５が配置されている部分のみ、すなわち固定化層用露光部３のみが露光されるように、紫外光等のエネルギー６をフォトマスク７を介して照射する。エネルギーが照射された部分の光触媒含有層２は、その光触媒の作用により有機成分を分解する。したがって固定化層用露光部３上の固定化層４および特異性生体高分子５は、光触媒の作用により分解される。一方、エネルギーが照射されない部分はそのまま撥水性領域として残存する。そして、必要であれば洗浄等を行うことにより、図３（ｃ）に示すように、光触媒含有層２上にパターン状に固定化層用露光部３が形成された基材１を得る。
【０１０３】
このような基材に対して、上述した図２（ｄ）および（ｅ）に示す工程を行なうことにより、マイクロチップアレイとして再度利用することが可能となる。
【０１０４】
図４は、本発明のマイクロチップアレイの再生方法の他の例を示すものである。このマイクロチップアレイには、基材１と光触媒含有層２との間に遮光部８が形成されており、この遮光部８は固定化層が形成される部分を区切る位置に形成されている（図４（ａ））。このようなマイクロアレイチップを再生する場合は、図４（ｂ）に示すように、基材１の光触媒含有層２が形成されていない面側からエネルギー６を全面照射することにより、遮光部８が形成されていない部分、すなわち固定化層４および特異性生体高分子５が付着している部分のみエネルギーが照射されることになり、これらは光触媒の作用により除去され、図４（ｃ）に示すように光触媒含有層２にパターン状に固定化層用露光部３が形成された基材１を得る。この場合も、上述した例と同様に、この基材に対して、上述した図２（ｄ）および（ｅ）に示す工程を行なうことにより、マイクロチップアレイとして再度利用することが可能となる。
【０１０５】
なお、上記マイクロアレイチップの再生方法における、基材、光触媒含有層、固定化層、特異性生体高分子、及び遮光部は、上述したマイクロチップで説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１０６】
D．マイクロアレイチップ用基材
最後に、本発明のマイクロアレイチップ用基材について説明する。本発明のマイクロアレイチップ用基材は、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒とバインダとからなり、かつエネルギーの照射により水との接触角が低下するように濡れ性が変化する層である光触媒含有層とを有し、上記光触媒含有層は生体高分子を固定化するための固定化層が形成される部位のみ他の部分より水との接触角が低い親水性領域とされていることを特徴とする。
【０１０７】
このような基材を用いることにより、パターン状に形成された親水性領域に固定化層形成用塗工液を塗布すれば、容易に固定化層をパターン状に形成することが可能となる。そして、この上に特異性生体高分子を付着させれば、固定化層周囲は撥水性領域であるので、形状の整った特異性生体高分子パターンを基材上に有するマイクロアレイチップとすることが可能となり、検出精度の高いマイクロアレイチップとすることができる。
【０１０８】
本発明のマイクロアレイチップ用基材の例としては、上記図３（ｃ）および図４（ｃ）に示すものを挙げることができる。
【０１０９】
本発明においては、上記マイクロアレイチップの再生方法においても説明したように、マイクロアレイチップを効率的に再生できることから、上記図４（ｃ）に示すように、基材１上に固定化層が形成される位置を区切るように形成された遮光部８を有し、さらにその上に光触媒含有層２が形成されたマイクロアレイチップ用基材であってもよい。この場合光触媒含有層には、固定化層が形成される領域に予め親水性領域とされた固定化層用露光部３が形成されている。
【０１１０】
なお、上記マイクロアレイチップ用基材における、基材、光触媒含有層、固定化層、特異性生体高分子、及び遮光部は、上述したマイクロチップで説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１１】
以上、本発明のマイクロアレイチップ、その製造方法、その再生方法、およびマイクロチップアレイ用基材を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１１２】
【実施例】
以下、本発明について、実施例を通じてさらに詳述する。
【０１１３】
［実施例１］
イソプロピルアルコール30gにフルオロアルキルシランが主成分であるMF-160E（商品名、トーケムプロダクツ（株）製）0.4gとトリメトキシメチルシラン（東芝シリコーン（株）製、商品名TSL8113）3gと光触媒である二酸化チタンの水分散体であるSTS-01（商品名、石原産業（株）製）20gとを混合し、100℃で20分間攪拌し、光触媒含有層用組成物とした。
【０１１４】
クロムにより遮光部が形成されたスライドガラス（開口部50μm径100μmピッチ）上に上記組成物をスピンコーターにより塗布し、120℃で10分間の乾燥処理を行うことにより、厚さ0.2μmの光触媒含有層を形成した。光触媒含有層表面の水の接触角を測定したところ90°であった。
【０１１５】
上記基板のスライドガラス面側から露光（365nm 500mJ/cm2）し、開口部上の光触媒含有層表面の濡れ性を水の接触角で10°以下に変化させ、固定化層用露光部を形成した。
【０１１６】
上記基板をポリL−リシンの3％水溶液に浸漬し引き上げることにより、露光部のみに固定化層を形成した。
【０１１７】
上記固定化層上に各種DNA溶液をインクジェット法にて吐出し、固定させることによりマイクロアレイチップを作製した。
【０１１８】
［実施例２］
上記使用済みマイクロアレイチップをガラス基板側から露光（365nm 1000mJ/cm2）して、ポリL−リシン、ＤＮＡを分解除去した。
【０１１９】
これを上記と同様にしてポリL−リシン、ＤＮＡを形成し、マイクロアレイチップとした。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明のマイクロアレイチップによれば、パターン状に形成された固定化層上にのみ特異性生体高分子を有し、その他の領域は撥水性領域となっているので、固定化層上にスポットされた特異性生体高分子が濡れ広がり、隣同士のスポットが接触してしまうといった不具合が生じることがない。したがって、特異性生体高分子の形状が乱れ、マイクロアレイチップの検出精度が低下するといった問題が無く、検出精度を向上させることができるといった効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロアレイチップの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のマイクロアレイチップの製造方法の一例を説明するための工程図である。
【図３】本発明のマイクロアレイチップの再生方法の一例を説明するための工程図である。
【図４】本発明のマイクロアレイチップの再生方法の他の例を説明するための工程図である。
【符号の説明】
１…基材
２…光触媒含有層
３…固定化層用露光部
４…固定化層
５…特異性生体高分子
８…遮光部
【図１】
0004502167.tif 000003
【図２】
0004502167.tif 000004
【図３】
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【図４】
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