(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ポリプロピレン樹脂１００重量部、（ｂ）変性ポリオレフィン樹脂０．５〜２０重量部、及び（ｃ）無機フィラー２０〜１００重量部を配合してなり、かつ熱変形温度（荷重：１．８２ＭＰａ）が９５℃以上である樹脂組成物からなり、変性ポリオレフィン樹脂がポリオレフィン主鎖に水酸基あるいは無水マレイン酸基がグラフトした構造を有するものであり、インジョクション成形によって得られるマイクロチップ用基板。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロチップ用基板を用いたマイクロチップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＮＡチップ用基板及び、該基板を使用して構成されるＤＮＡチップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
遺伝子解析等に用いられるＤＮＡチップの基板としては、従来はスライドガラスに代表されるガラスが使われている。その理由は、ガラスは極めて高い表面精度、特に平坦性を実現できることが上げられる。即ち、ＤＮＡチップ上に並べたＤＮＡ断片と、調べたい試料（ＤＮＡ）に蛍光物質で標識を付けたものを含む溶液をチップ上に流し、試料がチップ上のどのＤＮＡとハイブリダイゼーションしたかを共焦点レーザースキャナーで読みとり検出するが、この際に極めて微小な位置に対して焦点を合わせる必要があり、表面上にわずかな凹凸があっても当初設定した焦点とのずれを生じるために、これら表面に対する要求は極めて厳しく数ミクロン以下にすることが求められる。
【０００３】
しかしながら、通常の板ガラス製法ではこのような表面精度は得られないため、現在、相当数の工数をかけて、光学用ガラスと同様のレベルに研磨加工することによりこれらの精度、平坦さを実現している。さらに、ガラス表面へＤＮＡ断片を固定化する必要があるが、そのままでは固定化できないため、表面処理をする必要がある。しかしガラスは表面処理が困難であり、カップリング処理等後工程が不可避となり、該製造工程を煩雑にしている。さらにはガラス固有の落下等で割れやすいといった信頼性の問題がある。
ＤＮＡチップは上記のような取り扱い上技術的困難がある上に、研磨ガラスの価格に起因するコスト問題があり、安価でかつ簡便なＤＮＡチップ基板及びＤＮＡチップが望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、平坦ＤＮＡチップ用基板として使われているガラスの欠点を補い、より簡便にＤＮＡチップを提供することが目的である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、水酸基のような特定官能基を有するポリオレフィン樹脂存在下でポリプロピレン樹脂に無機フィラーを充填して基板を作成した場合には熱水処理にもかかわらず反りの少なくかつＤＮＡが容易に固定されることに着目し、この知見をもとに鋭意検討した結果、本発明の完成に至った。
即ち、本発明は、
（１）（ａ）ポリプロピレン樹脂１００重量部、（ｂ）変性ポリオレフィン樹脂０．５〜２０重量部、及び（ｃ）無機フィラー２０〜１００重量部を配合してなり、かつ熱変形温度（荷重：１．８２ＭＰａ）が９５℃以上である樹脂組成物からなり、変性ポリオレフィン樹脂がポリオレフィン主鎖に水酸基あるいは無水マレイン酸基がグラフトした構造を有するものであり、インジョクション成形によって得られるマイクロチップ用基板、
（２）第（１）項記載のマイクロチップ用基板を用いたマイクロチップ、
である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明でいうＤＮＡチップとは、マイクロアレイを含む広義の意味である。
（ポリプロピレン樹脂（ａ））
本発明に用いられるポリプロピレン樹脂（ａ）とは、一般的に市販されているものでプロピレンの単独重合体、またはプロピレンとプロピレン以外のα−オレフィンとの共重合体であり、メルトフローレートが１〜５０ｇ／１０分のものが好ましく、更に好ましくは５〜４０ｇ／１０分である。
α−オレフィンとしては、エチレン、ブテン、ヘキセン、ヘプテン等があげられる。プロピレンとこれらのα−オレフィン中より１〜２種類が含まれるブロック共重合体、ランダム共重合体でも良い。これらの中でも特に、一般的に熱安定性が良好なためホモポリマーであるプロピレンの単独重合体が好ましい。ポリプロピレン樹脂（ａ）は、メルトフローレートが１ｇ／１０分未満の場合、粘度が高くなり成形性が悪いため十分な成形品が得られない傾向がある。また、メルトフローレートが５０ｇ／１０分を超えると、十分な強度を持った成形品が得られにくい傾向がある。また、２種類以上のポリプロピレン樹脂混合物を用いることはなんら差し支えない。
【０００７】
（変性ポリオレフィン樹脂（ｂ））
次に、本発明で用いられる変性ポリオレフィン樹脂（ｂ）の詳細な説明をする。本発明においては、変性ポリオレフィン樹脂（ｂ）がＤＮＡ等の固定化に最も重要な役割を担っている。即ち、変性ポリオレフィン樹脂（ｂ）はポリオレフィン主鎖に水酸基あるいは無水マレイン酸のように、ターゲットとするＤＮＡ等と結合能力を有する官能基がグラフトした構造を有する組成物である。変性ポリオレフィン樹脂（ｂ）はランダム共重合体のような無定形ポリマーも用いることができるが、耐熱性の観点で結晶性を有したものが好適に用いられる。即ち、主鎖は、ポリエチレン、ポリプロピレンやプロピレンと他のα−オレフィンのランダムまたは及びブロック共重合体、具体的にはポリプロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−１−ヘキセン共重合体、プロピレン−４−メチルー１ペンテン共重合体、及びポリ４−メチル−１−ペンテン、ポリブテン−１等をあげることができる。その中でもさらに好適な主鎖の構造は、ポリエチレンあるいはポリプロピレン構造であり、最も好適な構造は耐熱性の観点でポリプロピレン構造である。
ポリエチレン構造としては高密度タイプ(ＨＤＰＥ)、中密度タイプ(ＭＤＰＥ)、低密度タイプ(ＬＤＰＥ)、直鎖状中低密度タイプ(Ｌ−ＬＤＰＥ)等が挙げられる。
プロピレン構造としては、アイソタクチックポリプロピレンやプロピレンと他の少量のα−オレフィンのランダムまたは及びブロック共重合体、具体的にはプロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−１−ヘキセン共重合体、及びポリ４−メチル−１−ペンテン、ポリブテン−１等をあげることができる。
重量平均分子量Ｍｗについては、１千程度のオリゴマー領域から数百万の超高分子量領域のものを用いることができる。成形性の観点で重量平均分子量Ｍｗ：１千〜１０万の範囲のものが用いられ、さらに重量平均分子量Ｍｗ：２千〜１万のものが特に好適に用いられる。変性ポリオレフィン樹脂（ｂ）は、比較的低分子量の方が基板表面付近に偏在でき、効率的にＤＮＡ等の固定化に寄与するためである。
また、官能基の種類についてはターゲットにするＤＮＡ等と結合能力を有すればどのような種類であってもかまわないが、現状では該分析プロトコールを考慮すれば水酸基、無水マレイン酸基、エポキシ基のような官能基が好適であり、中でも水酸基が最も好適に用いられる。
【０００８】
ここで、変性ポリオレフィン樹脂（ｂ）を製造する方法は通常の公知の方法が採用できる。即ち、ポリオレフィンに官能基を有するモノマーをラジカルの存在下で溶融混練により後からグラフトする方法、あるいは予め官能基を有するコモノマー成分とα−オレフィンとを共重合する方法等が挙げられる。
変性ポリオレフィン樹脂（ｂ）の官能基は最低１個あればその機能を発現できると考えられるが、製造方法を考慮すると通常は官能基当量でいえば、１００〜１万のものが用いられることとなる。
また、数種類の異なる組成を有する変性ポリオレフィンを併用することはなんら差し支えない。
【０００９】
本発明においては、ＤＮＡやＲＮＡ固定化の観点からは基板表面からグラフトした水酸基を多くするために変性ポリオレフィン樹脂（ｂ）の濃度は多い方が望ましいが、ＤＮＡチップ基板としての寸法安定性、平坦性、剛性の観点からは濃度は少ない方が好ましい。即ち、変性ポリオレフィン樹脂（ｂ）の含有率がポリプロピレン樹脂（ａ）１００重量部に対して、０．５〜２０重量部であることが好ましく、更に好ましくは１〜１０重量部である。０．５重量部未満では固定化が不充分になる傾向があり、逆に２０重量部超過では基板の寸法安定性、剛性が不充分となる傾向がある。
【００１０】
（無機フィラー）
無機フィラー（ｃ）は、基板の耐熱性を向上させ、その平坦性を改良するために添加するものであって、ウォラストナイトのような針状フィラー、マイカやタルクのような板状フィラー、炭酸カルシウム、シリカのような球状フィラーのいずれも用いることができる。
平坦性改良の観点からは板状フィラーが好ましく、更に好適にはマイカ又はタルクを単独使用又は２種類以上を併用することができる。マイカとしては、白雲母、金雲母、リシア雲母、合成雲母、黒雲母、絹雲母、スゾライト等の粉末であり、粒径は重量平均フレーク径で１５０μｍ以下、重量平均アスペクト比７０以下が望ましい。また、マイカは表面処理をせずに使用しても差し支えはないが、各種表面処理を施して使用してもよい。表面処理剤としては、一般にワックス類、飽和高級脂肪酸、不飽和高級脂肪酸、チタネート系カップリング剤、シランカップリング剤、各種界面活性剤を用いることができる。タルクとしては滑石（含水ケイ酸マグネシウム）を粉砕して微粉砕して微粉末としたものであり、平均粒径０．１〜３０μｍのものが望ましい。また、無機フィラー（ｃ）は表面処理をせずに使用しても差し支えはないが、各種表面処理を施して使用してもよい。表面処理剤としては、一般にワックス類、飽和高級脂肪酸、不飽和高級脂肪酸、チタネート系カップリング剤、シランカップリング剤、各種界面活性剤を用いることができる。これらの無機フィラー（ｃ）がポリプロピレン樹脂（ａ）１００重量部に対し２０〜１００重量部含まれ、好適には３０重量部〜８０重量部が用いられる。２０重量部未満では反りに対し効果が小さくなる傾向があり、１００重量部を越えると流動性が低下し、良好な成形品が得られにくくなる傾向がある。上記成分以外に必要に応じて老化防止剤、滑剤、加工助剤、着色剤のような各種添加剤を混合できることはいうまでもない。
【００１１】
（製造方法）
本発明の組成物を製造する方法としては、通常の樹脂組成物の製造に用いられる一般的な全ての方法を採用できる。
基本的には機械的溶融混練方法であり、これらには単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、各種ニーダー、ブラベンダー等が用いられる。この際、各成分の添加順序には制限がなく、例えば、ポリプロピレン樹脂（ａ）、無機フィラー（ｃ）を前もってヘンシェルミキサー、ブレンダー等の混合機で予備混合し上記の混練機で溶融混練し、次いで変性ポリオレフィン樹脂（ｂ）等を添加後に溶融混練する方法等も採用できる。また、この際溶融混練する温度は１８０℃〜２２０℃、剪断速度は１００〜１０００／ｓｅｃのなかから好適に選ぶことが出来る。
【００１２】
こうして得られた組成物は分析プロトコール中に、必ず熱水に暴露されるのでその熱変形温度（荷重：１．８２ＭＰａ）が９５℃であることが必要であり、好適には１０５℃以上、さらに好適には１１５℃であることが望ましい。
ここで得られた組成物は熱可塑性であるので一般に使用される熱可塑性樹脂成形機を用いて成形することが可能であって、射出成形、押出成形、カレンダー成形、ブロー成形等の各種の成形方法が適用可能である。特に生産性及び形状の自由度の観点から、インジェクション成形が最も好ましい。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
まず、実施例及び比較例において配合した各成分は次の通りである。
＜ポリプロピレン樹脂（ａ）＞
住友化学工業(株)製Ｗ５０１［メルトフローレート（２３０℃）＝８ｇ／１０分］
＜変性ポリオレフィン樹脂（ｂ）＞
（ｂ−１）：三洋化成工業(株)製ユーメックス１２１０［水酸基変性低分    子量ポリプロピレン  水酸基価約５４］
（ｂ−２）：三井化学工業(株)製アドマーＮＦ３００［無水マレイン酸変    性中密度ポリエチレン］
＜無機フィラー（ｃ）＞
（ｃ−１）：(株)クラレ製スゾライト・マイカ２００ＨＫ［平均粒子径：    ７５μｍ  重量平均アスペクト比：４５］
（ｃ−２）：日本タルク(株)製タルクＬ−１［平均粒子径：５μｍ］
【００１４】
［実施例１〜３及び比較例１］
全ての成分を十分ドライブレンドした後、二軸混練機を使用して、８００／ｓｅｃの剪断速度で樹脂温１９０〜２３０℃になるように混練して基板成形用の組成物を得た。
インジェクション成形機を用いて、熱変形温度（ＡＳＴＭ  Ｄ６４８準拠）測定用成形品及び寸法Ｌ７６ｍｍ×Ｗ２６ｍｍ×ｔ１ｍｍの成形品を温度：２１０℃、射出圧力：８０ＭＰａで成形し、評価を実施した。
熱変形温度を測定したところ、実施例１〜３及び比較例１のいずれも９５℃以上であった。
【００１５】
［比較例２］
白色ガラス（寸法：Ｌ７６ｍｍ×Ｗ２６ｍｍ×ｔ１ｍｍ）を用いて以下の評価方法で記述するスポットＤＮＡ基板固定化及び信頼性の評価を実施した。
【００１６】
次に、本発明における評価方法について以下に示す。
（１）平坦性：スライドグラス状成形品サイズであるＬ７６×Ｗ２６×ｔ１ｍの長方形状基板の反りを測定し、表中にその値を記載し、また５ミクロン以内であれば○、５ミクロンを超えた場合には×とした。ただし、比較例２のスライドガラスの場合には、Ｌ７６ｍｍ×Ｗ２６ｍｍ×ｔ１ｍｍの反りを測定し、５ミクロンであることを確認した。
【００１７】
（２）ＤＮＡ固定化効率：スライドガラス状成形品を基板として、以下のようなプロトコールに従って、評価を実施した。
（アミノ化オリゴＤＮＡの調製）
５´−ＴＡＧＡＡＧＣＡＴＴＴＧＣＧＧＴＧＧＡＣＧＡＴＧ−３´(配列番号１)の配列よりなるオリゴＤＮＡの５´末端にアミノ基を導入したオリゴＤＮＡ（以後アミノ化オリゴＤＮＡと称す）を合成した。
（ローダミン標識オリゴＤＮＡの調製）
上記、アミノ化ＤＮＡの塩基配列と対になる、５´−ＣＡＴＣＧＴＣＣＡＣＣＧＣＡＡＡＴＧＣＴＴＣＴＡ−３´(配列番号２)の配列よりなるオリゴＤＮＡの５´末端にローダミンを標識したオリゴＤＮＡ（以後ローダミン標識オリゴＤＮＡと称す）を合成した。
（固定化）
アミノ化オリゴＤＮＡをＡｌｄｅｈｙｄｅ  Ｓｐｏｔｔｉｎｇ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ（ＧＥＮＰＡＫ社製）に０．５ｍｇ／ｍｌの濃度で溶解し、ＤＮＡスポット溶液を調製した。ＤＮＡチップ用スポッター（ニチリョー社製）により、各々の基板上にＤＮＡスポット溶液をスポットし、３７℃３０分、８０℃６０分加熱を行い、ブロッキング溶液として、エタノール１３．３ｍｌとＰＢＳ（−）４５ｍｌに０．５ｇのＮａＢＨ４を溶解させ調製し、基板をこのブロッキング溶液中に５分間浸漬したのち、純水で洗浄し、さらに沸騰水中で３分間処理した後、氷冷したエタノール中に１分間浸漬し、風乾した。
ローダミン標識オリゴＤＮＡを、０．２％ＳＤＳを含む５×ＳＳＣ溶液中に溶解したローダミン標識オリゴＤＮＡ溶液を調製し、３分間煮沸処理後、氷冷した後、この溶液をアミノ化オリゴＤＮＡを固定した基板上に８０μｌ滴下しカバーガラスで覆い、保湿下６０℃で１８時間インキュベートし、カバーガラスをとり０．５％ＳＤＳを含む２×ＳＳＣ、０．５×ＳＳＣ、純水の順で洗浄し、風乾し、ＤＮＡ固定化量の比較に供した。
ＤＮＡ固定化量の比較は、蛍光顕微鏡（オリンパス社製）によりローダミンの蛍光像を、各々のスポットに焦点合わせながら、露光時間等を全て共通とし蛍光像の写真を撮影し、さらに共通な条件で現像を行い、写真をイメージスキャナーにより画像データとして読み込み、コンピュータ上画像処理により蛍光強度を数値化し、アミノ化オリゴＤＮＡの固定化量として、比較した。実施例１での各スポットの平均の数値を１００とし、各基板の固定化量の比較を行なった。
【００１８】
（３）信頼性：スライドガラス状成形品（Ｌ７６ｍｍ×Ｗ２６ｍｍ×ｔ１ｍｍ  ）を高さ５０ｃｍ，１００ｃｍ，１５０ｃｍ，２００ｃｍからそれぞれ自    由落下させて基板が破壊しなかった最も高い高さを表中に記載した。
【００１９】
評価結果を表１に示す。
【表１】
0003865377.tif 000002
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明の基板は、平坦性に優れ、しかも何ら特別な処理をすることなく、ターゲットとするＤＮＡを基板に固定化、検出することが可能であり、ガラスに比べて信頼性に優れているので、ＤＮＡチップ基板に有用である。
【配列表】
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