(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に透明な基板であって、
前記基板上に形成され、基板と固定化層の結合力を向上させるための表面活性層であって、下記の化学式１の化合物、化学式２の化合物、
[化学式１]
M(OR1)n
[化学式２]
[M’(OR2)m]p(R3)q
［上記の式において、ＭとＭ’は周期律表の４Ｂ、３Ａ、４Ａ、及び５Ａ族元素からなる群より選択される少なくとも一つの元素であり、
Ｒ１は水素、炭素数１乃至２０のアルキル基または炭素数６乃至１２の芳香族基であり、
Ｒ２は水素、ハロゲン、炭素数１乃至２０のアルキル基または炭素数６乃至１２の芳香族基であり、
Ｒ３はメチレン、フェニル、炭素数１乃至６の置換基を有するメチレンまたはフェニルであり、
ｎはＭによって決定され、３乃至４の範囲にあり、
ｍはＭ’によって決定され、２乃至３の範囲にあり、
ｐは２乃至４の範囲にあり、
ｑは１乃至２０の範囲にある］
またはこれらの混合物を含み、前記透明な基板上に直接形成される表面活性層；及び
前記表面活性層上に形成される生体物質を固定するための固定化層を含む、生体物質固定用基板。
【請求項２】
前記表面活性層形成用化合物が前記化学式１を有する化合物である、請求項１に記載の生体物質固定用基板。
【請求項３】
前記ＭがＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｉｎ及びＳｂからなる群より選択される、少なくとも一つの元素であり、Ｒ１が、水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル及びフェニルからなる群より選択されることを特徴とする、請求項２に記載の生体物質固定用基板。
【請求項４】
前記化合物が、シリコンテトラアルコキシド、アルミニウムトリブトキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、及びこれらの混合物からなる群より選択される、請求項２に記載の生体物質固定用基板。
【請求項５】
前記表面活性層形成用化合物が前記化学式２を有する化合物である、請求項１に記載の生体物質固定用基板。
【請求項６】
前記ＭがＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｉｎ、及びＳｂからなる群より選択される少なくとも一つの元素であり、Ｒ２が水素、塩素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、及びフェニルからなる群より選択されることを特徴とする、請求項５に記載の生体物質固定用基板。
【請求項７】
前記化合物がビス（トリエトキシシリル）エタン、ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン、ビス（トリエトキシシリル）メタン、１，９−ビス（トリクロロシリル）ノナン、ビス（トリ−ｎ−ブトキシ錫）メタン、ビス（トリイソプロポキシチタニウム）ヘキサン、１，４−ビス（トリメトキシシリルエチル）ベンゼン、及びこれらの混合物からなる群より選択される、請求項５に記載の生体物質固定用基板。
【請求項８】
前記表面活性層が化学式１の化合物と化学式２の化合物の混合物を含み、ここで前記化学式１の化合物と化学式２の化合物の重量比が５０：５０乃至９５：５である、請求項１に記載の生体物質固定用基板。
【請求項９】
前記固定化層が下記の化学式３の化合物を含む、請求項１に記載の生体物質固定用基板。
[化学式３]
Y-R4-Si(R5)3
［上記の式において、Ｙは生体物質の末端基によって変わることがあり、アミノ基、アルデヒド基、メルカプト基、及びカルボキシル基からなる群より選択され、
Ｒ４は炭素数１乃至２０のアルキル基、炭素数６乃至２０の芳香族基、エーテル基、エステル基及びイミン基からなる群より選択され、
Ｒ５はヒドロキシ基、炭素数１乃至２０のアルコキシ基、アセトキシ、ハロゲン基及びこれらの組み合わせからなる群より選択される］
【請求項１０】
前記化学式３の化合物が、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−アミノウンデシルトリメトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチルアミノプロピル）トリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、４−トリメトキシシリルブタナール、４−トリエトキシシリルブタナール、カルボキシメチルトリメトキシシラン、カルボキシメチルトリエトキシシラン、及びこれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項９に記載の生体物質固定用基板。
【請求項１１】
前記固定化層が下記の化学式４の化合物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の生体物質固定用基板。
[化学式４]
【化１】
0004233283.tif 000007
［上記の式において、
Ｒ６は炭素数１乃至１４のアルキル基、炭素数６乃至１２の芳香族基または置換された芳香族基、及びＣＸ３（Ｘはハロゲン）からなる群より選択され、
Ｒ７及びＲ８は、各々独立的に炭素数１乃至１４のアルコキシ、アセトキシ、ヒドロキシ基、及びハロゲン基からなる群より選択され、
Ｒ９は水素、炭素数１乃至１４のアルキル基及び炭素数６乃至１２の芳香族基からなる群より選択され、
ｋは１乃至１５の整数である］
【請求項１２】
前記Ｒ６はメチル、エチル、またはプロピルであり、
Ｒ７及びＲ８は各々独立的にメトキシ、エトキシ、アセトキシ及び塩素からなる群より選択され、
Ｒ９はメチルまたはエチルである、請求項１１に記載の生体物質固定用基板。
【請求項１３】
下記の化学式１の化合物、化学式２の化合物、またはこれらの混合物からなる群より選択される化合物、及び希釈溶媒を含む、生体物質固定用の光学的に透明な基板と固定化層の間に形成されて前記基板と前記固定化層の結合力を向上させるための表面活性層を形成するためのコーティング組成物。
[化学式１]
M(OR1)n
[化学式２]
[M’(OR2)m]p(R3)q
［上記の式において、ＭとＭ’は周期律表の４Ｂ、３Ａ、４Ａ、及び５Ａ族元素からなる群より選択される少なくとも一つの元素であり、
Ｒ１は水素、炭素数１乃至２０のアルキル基または炭素数６乃至１２の芳香族基であり、
Ｒ２は水素、ハロゲン、炭素数１乃至２０のアルキル基または炭素数６乃至１２の芳香族基であり、
Ｒ３はメチレン、フェニル、炭素数１乃至６の置換基を有するメチレンまたはフェニルであり、
ｎはＭによって決定され、３乃至４の範囲にあり、
ｍはＭ’によって決定され、２乃至３の範囲にあり、
ｐは２乃至４の範囲にあり、
ｑは１乃至２０の範囲にある］
【請求項１４】
前記表面活性層を形成するための化合物が、前記化学式１を有する化合物である、請求項１３に記載のコーティング組成物。
【請求項１５】
前記Ｍが、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｉｎ、及びＳｂからなる群より選択される少なくとも一つの元素であり、Ｒ１は水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル及びフェニルからなる群より選択されることを特徴とする、請求項１４に記載のコーティング組成物。
【請求項１６】
前記化合物が、シリコンテトラアルコキシド、アルミニウムトリブトキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、及びこれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項１４に記載のコーティング組成物。
【請求項１７】
前記表面活性層を形成するための化合物が、前記化学式２を有する化合物である、請求項１３に記載のコーティング組成物。
【請求項１８】
前記ＭがＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｉｎ、及びＳｂからなる群より選択される少なくとも一つの元素であり、Ｒ２は水素、塩素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、及びフェニルからなる群より選択されることを特徴とする、請求項１７に記載のコーティング組成物。
【請求項１９】
前記化合物が、ビス（トリエトキシシリル）エタン、ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン、ビス（トリエトキシシリル）メタン、１，９−ビス（トリクロロシリル）ノナン、ビス（トリ−ｎ−ブトキシ錫）メタン、ビス（トリイソプロポキシチタニウム）ヘキサン、１，４−ビス（トリメトキシシリルエチル）ベンゼン、及びこれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項１７に記載のコーティング組成物。
【請求項２０】
前記表面活性層が、化学式１の化合物と化学式２の化合物の混合物を含み、ここで前記化学式１の化合物と化学式２の化合物の重量比は５０：５０乃至９５：５である、請求項１３に記載のコーティング組成物。
【請求項２１】
前記希釈溶媒が、アルコール溶媒、セロソルブ類溶媒、及びアセトンからなる群より選択される少なくとも一つの溶媒である、請求項１３に記載のコーティング組成物。
【請求項２２】
前記基板上に、請求項１３に記載のコーティング組成物を含んで直接形成される前記表面活性層の、更に上に形成され、前記表面活性層によって前記基板との結合力が向上される、前記固定化層用のコーティング組成物であって、下記の化学式３の化合物、及び水を含む希釈溶媒からなる、コーティング組成物。
[化学式３]
Y-R4-Si(R5)3
［上記の式において、Ｙは生体物質の末端基によって変わることがあり、アミノ基、アルデヒド基、メルカプト基、及びカルボキシル基からなる群より選択され、
Ｒ４は炭素数１乃至２０のアルキル基、炭素数６乃至２０の芳香族基、エーテル基、エステル基、及びイミン基からなる群より選択され、
Ｒ５はヒドロキシ基、炭素数１乃至２０のアルコキシ基、アセトキシ、ハロゲン基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される］
【請求項２３】
前記Ｒ４はメチル、エチル、プロピルまたはブチル基であり、Ｒ５はヒドロキシ基、エトキシまたはアセトキシである、請求項２２に記載のコーティング組成物。
【請求項２４】
前記化学式３の化合物が、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−アミノウンデシルトリメトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチルアミノプロピル）トリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、４−トリメトキシシリルブタナール、４−トリエトキシシリルブタナール、カルボキシメチルトリメトキシシラン、カルボキシメチルトリエトキシシラン、及びこれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項２２に記載のコーティング組成物。
【請求項２５】
前記希釈溶媒が水を必須に含むことを特徴とする、請求項２２に記載のコーティング組成物。
【請求項２６】
前記希釈溶媒が水と有機溶媒を含むことを特徴とする、請求項２２に記載のコーティング組成物。
【請求項２７】
前記コーティング組成物が下記の化学式４の化合物をさらに含むことを特徴とする、請求項２２に記載のコーティング組成物。
[化学式４]
【化２】
0004233283.tif 000008
［上記の式において、
Ｒ６は、炭素数１乃至１４のアルキル基、炭素数６乃至１２の芳香族基または置換された芳香族基及びＣＸ３（Ｘはハロゲン）からなる群より選択され、
Ｒ７及びＲ８は、各々独立的に炭素数１乃至１４のアルコキシ、アセトキシ、ヒドロキシ基、及びハロゲン基からなる群より選択され、
Ｒ９は水素、炭素数１乃至１４のアルキル基、及び炭素数６乃至１２の芳香族基からなる群より選択され、
ｋは１乃至１５の整数である］
【請求項２８】
前記Ｒ６はメチル、エチル、またはプロピルであり、
Ｒ７及びＲ８は各々独立的にメトキシ、エトキシ、アセトキシ、及び塩素からなる群より選択され、
Ｒ９はメチルまたはエチルである、請求項２７に記載のコーティング組成物。
【請求項２９】
前記化学式３の化合物と化学式４の化合物が、５０：５０乃至９５：５の重量比として用いられることを特徴とする、請求項２７に記載のコーティング組成物。
【請求項３０】
請求項１に記載の生体物質固定用基板に固定化された生体物質を含むバイオチップ。
【請求項３１】
前記生体物質が、酵素、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、微生物、動植物細胞及び器官、及び神経細胞からなる群より選択されることを特徴とする、請求項３０に記載のバイオチップ。
【請求項３２】
生体物質固定用の光学的に透明な基板上に、前記基板と固定化層との結合力を向上させるための官能基を含む化合物であって、下記の化学式１の化合物、化学式２の化合物、
[化学式１]
M(OR1)n
[化学式２]
[M’(OR2)m]p(R3)q
［上記の式において、ＭとＭ’は周期律表の４Ｂ、３Ａ、４Ａ、及び５Ａ族元素からなる群より選択される少なくとも一つの元素であり、
Ｒ１は水素、炭素数１乃至２０のアルキル基または炭素数６乃至１２の芳香族基であり、
Ｒ２は水素、ハロゲン、炭素数１乃至２０のアルキル基または炭素数６乃至１２の芳香族基であり、
Ｒ３はメチレン、フェニル、炭素数１乃至６の置換基を有するメチレンまたはフェニルであり、
ｎはＭによって決められ、３乃至４の範囲にあり、
ｍはＭ’によって決められ、２乃至３の範囲にあり、
ｐは２乃至４の範囲にあり、
ｑは１乃至２０の範囲にある］、
またはこれらの混合物からなる群より選択される化合物、及び希釈溶媒を含むコーティング組成物を直接コーティングし、表面活性層を形成する段階；及び
前記表面活性層上に、固定化官能基を含む化合物及び希釈溶媒を含むコーティング組成物をコーティングして、固定化層を形成する段階
の段階を含む、生体物質固定用基板の製造方法。
【請求項３３】
前記ＭとＭ’とのＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｉｎ及びＳｂからなる群より選択される少なくとも一つの元素であり、Ｒ１は水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル及びフェニルからなる群より選択され、Ｒ２は水素、塩素、メチル、エチル、プロピル、ブチル及びフェニルからなる群より選択されることを特徴とする、請求項３２に記載の生体物質固定用基板の製造方法。
【請求項３４】
前記表面活性層形成用化合物が前記化学式１を有する化合物である、請求項３２に記載の生体物質固定用基板の製造方法。
【請求項３５】
前記表面活性層形成用化合物が前記化学式２を有する化合物である、請求項３２に記載の生体物質固定用基板の製造方法。
【請求項３６】
前記固定化層形成用コーティング組成物が下記の化学式３の化合物を含むことを特徴とする、請求項３２に記載の生体物質固定用基板の製造方法。
[化学式３]
Y-R4-Si(R5)3
［上記の式において、Ｙは生体物質の末端基によって変わることがあり、アミノ基、アルデヒド基、メルカプト基、及びカルボキシル基からなる群より選択され、
Ｒ４は炭素数１乃至２０のアルキル基、炭素数６乃至２０の芳香族基、エーテル基、エステル基、及びイミン基からなる群より選択され、
Ｒ５はヒドロキシ基、炭素数１乃至２０のアルコキシ基、アセトキシ、ハロゲン基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される］
【請求項３７】
前記固定化層コーティング組成物が、下記の化学式４の化合物をさらに含むことを特徴とする、請求項３２に記載の生体物質固定用基板の製造方法。
【化３】
0004233283.tif 000009
［上記の式において、
Ｒ６は炭素数１乃至１４のアルキル基、炭素数６乃至１２の芳香族基または置換された芳香族基及びＣＸ３（Ｘはハロゲン）からなる群より選択され、
Ｒ７及びＲ８は各々独立的に炭素数１乃至１４のアルコキシ、アセトキシ、ヒドロキシ基及びハロゲン基からなる群より選択され、
Ｒ９は水素、炭素数１乃至１４のアルキル基及び炭素数６乃至１２の芳香族基からなる群より選択され、
ｋは１乃至１５の整数である］
【請求項３８】
前記製造方法がコーティングされた表面活性層を、１００乃至４００℃の温度範囲で熱処理する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項３２に記載の生体物質固定用基板の製造方法。
【請求項３９】
前記製造方法がコーティングされた固定化層を、１００乃至３００℃の温度範囲で熱処理する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項３２に記載の生体物質固定用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生体物質固定用基板及びその製造方法に関し、より詳しくは高い官能基密度を有し、均一な固定化層を有する生体物質固定用基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、生命工学と半導体製造技術を接続して核酸、蛋白質、酵素、抗原、抗体などのような生体物質分子の活性を明らかにしようという努力が全世界的に拡大している。小さいシリコンチップ上に半導体加工技術を利用して微細な特定の区域内に所望の生体物質分子を固定したバイオチップを、生化学的に一括検索すれば有用な情報が容易に得られる。
【０００３】
バイオチップは、生物由来の酵素、蛋白質、抗体、ＤＮＡ、微生物、動植物細胞及び器官、神経細胞、及び器官、神経細胞などのような生体有機物と、半導体のような無機物を組み合わせて、既存の半導体チップ形態に作った素子である。バイオチップは、大きくＤＮＡ探針（probe）が固定された「ＤＮＡチップ」と、酵素、抗体、抗原などのような蛋白質が固定された「蛋白質チップ」、試料の前処理、生化学反応、検出、資料解釈機能まで小型集積化されて自動分析機能を有する「ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ」などに分類できる。
【０００４】
このようなバイオチップを開発するためには、生体物質と基板の界面を効率的に形成し、生体物質の固有機能を最大限活用できるようにする生体物質の固定化技術が重要である。生体物質の固定化は、スライドガラス、シリコンウエハー、マイクロウェルプレート（microwell plate）、チューブ、球形粒子、多孔性膜表面で起こる。基板表面と生体物質の末端の接触を改善するために多様な方法が提示されている。例えば、ＤＮＡをカルボジイミドと反応させて５´−ホスフェート基を活性化し、活性化したＤＮＡを基板表面の官能基と反応させて固定化する方法がある。
【０００５】
米国特許第５，８５８，６５３号には、生体物質と作用する一つ以上のイオングループ、例えば４次アンモニウム塩、水素化３次アミンまたはホスホニウム（phosphonium）と基板表面を反応させるために熱化学的反応グループまたは光反応性グループを有する高分子を含む組成物が記載されている。米国特許第５，９８１，７３４号ではアミノ基やアルデヒド基を有するポリアクリルアミド（polyacrylamide）ゲルを利用してＤＮＡを固定させる場合、ＤＮＡと安定した混成化（hybridization）結合を形成して分析が容易であることが記載されている。米国特許第５，８６９，２７２号にはシリコンウエハーにアミノシランをスピンコーティングしてデンドリマー（dendrimer）、スターポリマー（star polymer）、分子自己組織化高分子（molecular self-assembly polymer）、ポリシロキサン、ラテックスなどからなる固定化層を形成する方法が記載されており、固定化層と蛋白質層の光学的活性表面の光特性（色相）変化でバクテリア抗原を分析する方法に関して記載されている。米国特許第５，９１９，２３号はアミノシラン処理基板にグリシン（glycine）またはセリン（serine）で処理した、またはアミン系、イミン系、アミド系有機高分子でコーティングした固定化層の形成方法に関して記載している。米国特許第５，９８５，５５１号にはアミノ基を固体基板上に生成させる方法でアミノシラン処理後、フォトリソグラフィ方法によってＤＮＡを固定化しようとする部分には親水性基を形成し、その他の部分にはフッ素化シロキサンの疎水性表面を形成して、一定の模様のＤＮＡスポット生成を可能にする方法が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許はアミノシランの分子自己組織化単分子層（self assembly monolayer）を形成する方法を適用している。このようなアミノシランとしては、酸性副産物を生成せずに比較的に高い官能基密度を有する分子層を形成することからアミノアルコキシシランが好まれる。アミノアルコキシシランを利用して高い官能基密度を有する均一な単分子層を形成する方法に関しては、多くの研究が進められている。にも拘わらず、アミノシラン単分子層は製造時間が長く、均一な官能基密度が得にくいという問題点がある。
【０００７】
生体物質を固定するための支持体として用いられる基板の特性もまたバイオチップの性能に影響を与える。つまり、高密度配列の混成化分析に用いられる分光学的技術を利用するためには、光学的に透明な基板を使用しなければならず、基板表面と生体物質の結合が安定でなければならない。
【０００８】
一般に固定化基板はソーダライムガラスにアミノシラン化合物をコーティングして製造するが、ソーダライムガラスは低い等級のガラスで、約１２％以上のナトリウムを含有している。このガラス内に存在するナトリウムは容易に析出してガラスの透明性を低下させ、シロキサン結合またはガラスとシランの結合を分解するため、基板と固定化層の結合が弱いという問題点と、また均一な官能基を有する固定化層が形成されにくいという問題点がある。このような問題点を解決するため、ＷＯ９９/４００３８号にはボロシリケートまたはボロアルミノシリケートガラスを使用する技術が記載されているが、これらのガラスは高価であるという短所がある。
【０００９】
本発明の目的は、前記のような従来技術の問題点を解決するために、高い官能基密度を有し、均一な固定化層を含む生体物質固定用基板を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、前記生体物質固定用基板を簡単な工程で製造する方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、前記生体物質固定用基板を利用して製造されるバイオチップを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、生体物質固定用基板；前記基板上に形成され、基板と固定化層の結合力を向上させるための表面活性層；及び前記表面活性層上に形成される生体物質を固定するための固定化層を含む、生体物質固定用基板を提供する。
【００１３】
また、本発明は、生体物質固定用基板上に基板と固定化層の結合力を向上させるための官能基を含む化合物をコーティングして表面活性層を形成する段階；及び前記表面活性層上に固定化官能基を含む化合物をコーティングして固定化層を形成する段階を含む、生体物質固定用基板の製造方法を提供する。
【００１４】
また、本発明は前記生体物質固定用基板に固定された生体物質を含むバイオチップを提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１６】
本発明の生体物質固定用基板の製造工程の概略が、図１に図示されている。図１に示すように、本発明の生体物質固定用基板１０は、基板１０と固定化層３０との間に、これらの結合力を向上させるための表面活性層２０を含む。前記表面活性層２０は、ソーダライムガラスのような基板から析出されるアルカリ物質を遮断して、基板と固定化官能基との結合力を向上させることができ、アミノシランとの反応性が優れているため、高密度の官能基を均一に形成することができる。
【００１７】
本発明に使用可能な生体物質固定用基板１０としては、ガラス、シリコンウエハー、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタンなどの高分子フィルムがあるが、これらに限られるわけではない。またこれは、マイクロウェルプレート、チューブ、球形粒子、多孔性膜の形態でありうる。
【００１８】
前記基板１０と固定化層３０の結合力を向上させるために基板上にコーティングされる表面活性層２０形成用化合物としては、下記の化学式１、化学式２の化合物か、またはこれらの混合物からなる群より選択される化合物を、好ましく用いることができる。
【００１９】
[化学式１]
M(OR1)n
上記の式において、Ｍは周期律表の４Ｂ、３Ａ、４Ａ、及び５Ａ族元素からなる群より選択される少なくとも一つの元素であり、好ましくはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｉｎ及びＳｂからなる群より選択される少なくとも一つの元素であり、Ｒ１は水素、炭素数１乃至２０のアルキル基または炭素数６乃至１２の芳香族基であり、好ましくは水素、メチル、エチル、プロピル、ブチルまたはフェニルであり、ｎはＭによって決められ、３乃至４の範囲にある。
【００２０】
[化学式２]
[M'(OR2)m]p(R3)q
上記の式において、Ｍ´は周期律表の４Ｂ、３Ａ、４Ａ、及び５Ａ族元素からなる群より選択される少なくとも一つの元素であり、好ましくはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｉｎ及びＳｂからなる群より選択される少なくとも一つの元素であり、Ｒ２は水素、ハロゲン、炭素数１乃至２０のアルキル基または炭素数６乃至１２の芳香族基であり、好ましくは水素、塩素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニルであり、Ｒ３はメチレン、フェニル、炭素数１乃至６の置換基を有するメチレンまたはフェニルであり、ｍはＭ´によって決められ、２乃至３の範囲にあり、ｐは２乃至４の範囲にあり、ｑは１乃至２０の範囲にある。
【００２１】
前記化学式１を有する化合物の好ましい例としては、テトラエチルオルトシリケートのようなシリコンテトラアルコキシド、アルミニウムトリブトキシド、ジルコニウムテトラブトキシドなどがある。
【００２２】
前記化学式２を有する化合物の好ましい例としては、ビス（トリエトキシシリル）エタン、ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン、ビス（トリエトキシシリル）メタン、１，９−ビス（トリクロロシリル）ノナン、ビス（トリ−ｎ−ブトキシ錫）メタン、ビス（トリイソプロポキシチタニウム）ヘキサン、１，４−ビス（トリメトキシシリルエチル）ベンゼンなどがある。
【００２３】
前記化学式１の化合物と化学式２の化合物を混合して使用する場合、重量比は０．０１：９９．９９乃至１００：０で用いられ、５０：５０乃至９５：５の重量比で用いられるのがさらに好ましい。
【００２４】
前記表面活性層は、基板と固定化層の結合力を増加させることができる化合物を含むコーティング組成物を製造した後、これを基板にコーティングすることによって形成される。前記コーティング組成物は表面活性層形成用化合物を希釈溶媒に添加して製造され、前記希釈溶媒としては水と有機溶媒の混合物が用いられる。このような有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのようなアルコール溶媒、メチルセロソルブ（methyl cellosolve）などのようなセロソルブ類溶媒またはジメチルホルムアミド（dimethylformamide）、アセトン類などのような、水と相溶性のある有機溶媒を好ましく用いることができる。前記有機溶媒を二つ以上混合して用いてもよい。
【００２５】
希釈溶媒に添加された表面活性層形成用化合物は、加水分解に重縮合反応を経てオリゴマーを形成する。前記加水分解反応速度を増加させるために、酢酸、硝酸、塩酸などのような無機酸または有機酸などの酸触媒を添加して、コーティング組成物のｐＨが２〜１０程度になるように調節することもできる。
【００２６】
コーティング組成物は、前記表面活性層形成用化合物０．１乃至９０重量％、好ましくは１乃至５０重量％を含む。前記化合物の含量が０．１重量％未満の場合には、基板と固定化層の結合力向上効果が微々たるものであり、９０重量％を超える場合にはコーティング性を確保するのが難しい。
【００２７】
前記コーティング組成物を基板上にコーティングすることによって、簡単に表面活性層を形成できる。コーティング方法としては、浸漬法、スプレー法、スピンコーティング法、プリンティング法などのような湿式コーティング方法が利用できるが、これに限られるわけではない。図１に示すように、コーティングされた表面活性層の表面には固定化官能基と結合できるシラノール基（ＳｉＯＨ）が形成される。
【００２８】
表面活性層コーティング膜を緻密化して基板との結着力を増加させるためには、コーティングされた基板を１００乃至４００℃の範囲で熱処理するのが好ましい。前記熱処理温度が１００℃未満である場合には、充分な表面強度を有することができず、ナトリウムなどアルカリ物質の遮断特性が低下し、４００℃を超える場合には表面に形成されるシラノール基を減少させて固定化層との結合力が低下する。
【００２９】
前記のように、形成された表面活性層上に固定化官能基を含む化合物をコーティングし、固定化層を形成することによって生体物質固定用基板を製造する。本明細書における「固定化層」とは、基板表面に生体物質を固定するための固定化官能基を含む化合物のコーティング層をいう。
【００３０】
前記固定化官能基を含む化合物としては、アミノ基、アルデヒド基、メルカプト基、カルボキシル基などを含む化合物があるが、これに限られるわけではない。このような化合物は下記の化学式３で示される。
【００３１】
[化学式３]
Y-R4-Si(R5)3
上記の式において、Ｙは生体物質の末端基によって変わることがあり、アミノ基、アルデヒド基、メルカプト基、及びカルボキシル基からなる群より選択され、Ｒ４は炭素数１乃至２０のアルキル基、炭素数６乃至２０の芳香族基、エーテル基、エステル基、及びイミン基からなる群より選択され、好ましくはメチル、エチル、プロピル、またはブチル基であり、Ｒ５はヒドロキシ基、炭素数１乃至２０のアルコキシ基、アセトキシ、ハロゲン基及びこれらの組み合わせからなる群より選択され、好ましくはヒドロキシ基、メトキシ、エトキシ、またはアセトキシである。
【００３２】
前記化学式３の化合物のうち固定化官能基としてアミノ基を有する化合物の好ましい例としては、３−アミノプロピルトリメトキシシラン（3-aminopropyltrimethoxysilane）、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（3-aminopropyltriethoxysilane）、２−アミノウンデシルトリメトキシシラン（2-aminoundecyltrimethoxysilane）、アミノフェニルトリメトキシシラン（aminophenyltrimethoxysilane）、Ｎ−（２−アミノエチルアミノプロピル）トリメトキシシラン（N-（2-aminoethylaminopropyl）trimethoxysilane）などがあり、メルカプト基を有する化合物の好ましい例としては、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（3-mercaptopropyltrimethoxysilane）、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン（3-mercaptopropyltriethoxysilane）などがあり、アルデヒド基を有する化合物の好ましい例としては、４−トリメトキシシリルブタナール（4-trimethoxysilylbutanal）、４−トリエトキシシリルブタナール（4-triethoxysilylbutanal）などがあり、カルボキシル基を有する化合物の好ましい例としては、カルボキシメチルトリメトキシシラン（carboxymethyltrimethoxysilane）、カルボキシメチルトリエトキシシラン（carboxymethyltriethoxysilane）などがある。
【００３３】
固定化基の親水性を減少させて、生体物質固定化のための３次元網状構造マトリックスの熱的安定性を向上させるために、前記化学式３の固定化官能基を有する化合物と下記の化学式４の疎水性シラン化合物とを混合して用いることができる。
【００３４】
[化学式４]
【化４】
0004233283.tif 000002
上記の式において、
Ｒ６は炭素数１乃至１４のアルキル基、炭素数６乃至１２の芳香族基または置換された芳香族基（ここで置換基としてはメチル、エチルまたはプロピルが好ましい）、及びＣＸ３（Ｘはハロゲン）からなる群より選択され、好ましくはメチル、エチルまたはプロピルであり、
Ｒ７及びＲ８は各々独立的に炭素数１乃至１４のアルコキシ、アセトキシ、ヒドロキシ基及びハロゲン基からなる群より選択され、好ましくはメトキシ、エトキシ、アセトキシまたは塩素であり、
Ｒ９は水素、炭素数１乃至１４のアルキル基及び炭素数６乃至１２の芳香族基からなる群より選択され、好ましくはメチルまたはエチルであり、
ｋは１乃至１５の整数である。
【００３５】
前記疎水性シラン化合物を、固定化官能基を有する化合物と共に用いると、固定化層の親水性を調節することができ、固定化効率、量、形態などを調節することができる。このような疎水性シラン化合物の例としては、メチルトリメトキシシラン（methyltrimethoxysilane）、プロピルトリアセトキシシラン（propyltriacetoxysilane）などがある。
【００３６】
前記化学式３のシラン化合物と化学式４の疎水性シラン化合物を混合して使用する場合、重量比は０．０１：９９．９９乃至１００：０で用いられ、５０：５０乃至９５：５の重量比で用いるのがさらに好ましい。
【００３７】
本発明で固定化層は、前記化学式３のシラン化合物及び選択的に化学式４の疎水性シラン化合物を希釈溶媒に添加してコーティング組成物を製造した後、これを前記表面活性層が形成された基板上にコーティングすることによって形成される。
【００３８】
前記希釈溶媒としては有機溶媒、水、または有機溶媒と水の混合物が用いられる。前記有機溶媒としてはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのようなアルコール溶媒、メチルセロソルブなどのようなセロソルブ類溶媒、またはジメチルホルムアミド（dimethylformamide）、アセトン類などのような、水と相溶性のある有機溶媒を好ましく用いることができる。前記有機溶媒を二つ以上混合して用いてもよい。希釈溶媒として水と相溶性がある有機溶媒を使用するので、シランオリゴマーの共重合が容易に行われ、環境親和的なコーティング組成物を製造することができる。
【００３９】
固定化層形成用コーティング組成物は、０．１乃至９０重量％、好ましくは０．１乃至５０重量％のシラン化合物を含む。シラン化合物の含量が０．１重量％未満の場合には固定化官能基が十分に形成されず、９０重量％を超える場合にはコーティング性を確保するのが難しく、コーティング膜が厚くなりすぎてクラックが発生する問題点があるため、好ましくない。
【００４０】
本発明の好ましい一実施例によると、前記固定化層は、固定化官能基を有するシラン化合物を先に水で共重合反応させて形成されたシランオリゴマー、及び希釈溶媒を含むコーティング組成物をコーティングして形成される。前記希釈溶媒は水、有機溶媒、及び水と有機溶媒の混合溶媒からなる群より選択できる。
【００４１】
本発明の好ましい他の実施例によると、前記固定化官能基を有するシラン化合物を、水または水と有機溶媒との混合溶媒に添加して製造されたコーティング組成物から、固定化層を形成することができる。前記シラン化合物は、水または水を含む混合溶媒で共重合されてシランオリゴマーを形成する。
【００４２】
前記化学式３の化合物のうち固定化官能基がアミノ基であるアミノシラン化合物を水で重合反応させると下記の化学式５のような構造のアミノシランオリゴマーが形成される。
【００４３】
[化学式５]
【化５】
0004233283.tif 000003
前記化学式５でｒは重合度を示す。
【００４４】
前記化学式３の化合物のうち、固定化官能基がアミノ基であるアミノシラン化合物と、化学式４の疎水性シラン化合物を共に用いると、下記の化学式６のアミノシランオリゴマーが形成される。
【００４５】
[化学式６]
【化６】
0004233283.tif 000004
前記化学式６で、Ｒ６は化学式４でと同一であり、ｓ及びｔは共重合度を示す。
【００４６】
好ましくは、前記重合反応速度を増加させるために、酢酸、硝酸、塩酸などのような無機酸または有機酸などの酸触媒を添加して、ｐＨが２〜１０程度になるように調節する。このような共重合反応は１乃至２４時間０℃乃至１００℃で行われるようにするのが好ましい。
【００４７】
コーティング組成物内で前記シランオリゴマーは、前記化学式５及び化学式６に示されているように、末端のアミノ基とヒドロキシ基との間の水素結合によって反応平行状態を維持し、それ以上反応を進めずに安定した状態を維持する。
【００４８】
また、本発明の好ましい他の実施例によると、前記固定化官能基を含むシラン化合物を水と有機溶媒の混合希釈溶媒に添加することによって、共重合反応によって形成されたシランオリゴマー水和物がコーティング組成物内に形成されるようにすることができる。
【００４９】
固定化層形成用コーティング組成物も、前記表面活性層形成用コーティング組成物と同一なコーティング方法でコーティングすることによって、固定化層を形成することができる。つまり、浸漬法、スプレー法、スピンコーティング法、プリンティング法などのような湿式コーティング方法が利用できるが、これに限られるわけではない。図１に示すように、固定化層の官能基は表面活性層の表面に存在するシラノール基と反応する。
【００５０】
コーティングされたシランオリゴマーを熱処理硬化して、シランオリゴマーの縮合反応（condensation）を通じて３次元架橋結合構造の固定化層を形成する。前記熱処理硬化温度は１００乃至３００℃の範囲で実施するのが好ましい。前記熱処理温度が１００℃未満である場合には十分な縮合反応が起こらず、３００℃を超える場合にはアミノ基の分解が急激に起こるため、好ましくない。
【００５１】
図２に示すように、既存のアミノシランカップリング剤を使用して基板１上に形成された固定化層は、単分子層の自己組織化単分子層である。このような単分子層は製造時間が長く、均一な官能基密度を得るのが難しい。
【００５２】
これに比べ、本発明によるシランオリゴマーを含む固定化層形成用組成物をコーティング及び熱処理硬化して形成された固定化層は、図３に示すように３次元網状構造を形成して、固定化官能基を均一に導入することができる。また、高い官能基密度を有する固定化層を短時間に形成することができる。
【００５３】
前記シランオリゴマーの縮合反応によって形成された３次元網状構造は、基板と共有結合を形成して、生体物質の固定化過程中に溶媒または未反応生体物質の洗浄段階に使用する溶媒によって基板上に形成された固定化層が損失したり固定化された生体物質が脱着しないようにする。従って、３次元の網状構造を構成するので、熱的安定性及び薬品安定性も優れている。
【００５４】
また、上述したように、固定化層と基板との間に存在する表面活性層が、固定化層と基板との結合力を強化させて、これらの間の結合力を弱化させるアルカリ物質を遮断することによって、固定化官能基を安定に維持できる。
【００５５】
このように形成された固定化官能基の密度は、イソチオシアネート（isothiocyanate）またはコハク酸イミドエーテル（succinimide ether）で活性化した、ＦＩＴＣ（fluorescein isothiocyanate）、ＳＣＮ−ＴＭＲ（tetraethylrhodamine isothiocyanate）、ＳＩＥ−ＴＭＲ（tetramethylrhodamine succinimide）のような染色物質で固定化層をラベル化し、レーザービームを連続的に照射して、染色物質で誘発される光を分析することによって分かる。
【００５６】
前記密度分析の結果、本発明によって製造された生体物質固定用基板は、非常に安定した固定化官能基を高い密度で均一に形成できることが確認できた。
【００５７】
本発明では、生体物質固定用基板の固定化官能基に、生体物質または官能基を有するように活性化した生体物質を反応させて結合させた後、未反応生体物質を洗浄してパターンを形成することによって製造されるバイオチップを提供する。生体物質と固定化官能基の反応時間は１乃至２４時間が好ましい。
【００５８】
本発明において「生体物質」とは、生物から由来するか、またはこれと同等なものであるか、生体外で製造されたものを全て含み、例えば、酵素、蛋白質、抗体、微生物、動植物細胞及び器官、神経細胞、ＤＮＡ、及びＲＮＡなどを意味する。さらに好ましくは、ＤＮＡ、ＲＮＡまたは蛋白質であり得、ここで、前記ＤＮＡはｃＤＮＡ、ゲノムＤＮＡ、オリゴヌクレオチドを含み、前記ＲＮＡはゲノムＲＮＡ、ｍＲＮＡ、オリゴヌクレオチドを含み、前記蛋白質の例としては抗体、抗原、酵素、ペプチドなどを含む。
【００５９】
生体物質を固定化基板にパターン化する方法は、フォトリソグラフィ方法、インクジェットプリンタのような圧電印刷（piezoelectric printing）方法、マイクロピペッティング、スポッティング（spotting）などの方式のうちいずれか一つの方法を使用してよい。
【００６０】
以下、本発明の好ましい実施例を記載する。しかし、下記の実施例は本発明を例示するためのものであって、本発明が下記の実施例に限られるわけではない。
【００６１】
[実施例]
実施例１
テトラエチルオルトシリケート３ｇをエタノール９０ｇ及び水７ｇの混合希釈溶媒に入れた後、硝酸を添加してｐＨを２に調節して、表面活性層形成用コーティング組成物を製造した。このコーティング組成物にスライドガラスを浸漬してコーティングした後、２００℃の温度で熱処理した。その後、３−アミノプロピルトリメトキシシラン５ｇを水１５ｇと混合して、６０℃で８時間反応させてアミノシランオリゴマー水和物を得た。このアミノシランオリゴマー水和物１０ｇとエタノール９０ｇとを混合して、固定化層コーティング組成物を製造した。この固定化層コーティング組成物に、前記表面活性層が形成されたスライドガラスを浸漬して固定化層をコーティングした後、１２０℃で６０分間熱処理硬化して、生体物質固定用基板を製造した。
【００６２】
実施例２
テトラエチルオルトシリケート３ｇとビス（トリエトキシシリル）エタン０．３ｇを、エタノール９０ｇ及び水７ｇの混合希釈溶媒に入れた後、硝酸を添加してｐＨを２に調節して、表面活性層形成用コーティング組成物を製造した。このコーティング組成物にスライドガラスを浸漬してコーティングした後、２００℃の温度で熱処理した。その後、実施例１と同様な方法で固定化層を形成して生体物質固定用基板を製造した。
【００６３】
実施例３
テトラエチルオルトシリケート３ｇをエタノール９０ｇ及び水７ｇの混合希釈溶媒に入れた後、硝酸を添加してｐＨを２に調節し、表面活性層を形成するための第１コーティング組成物を製造した。ジルコニウムｎ−ブトキシド１９ｇをアセチルアセトン８ｇとエタノール７３ｇの混合希釈溶媒に添加して、表面活性層を形成するための第２コーティング組成物を製造した。第１コーティング組成物と第２コーティング組成物を９：１の割合で混合したコーティング組成物に、スライドガラスを浸漬してコーティングした後、２００℃の温度で熱処理した。その後、３−アミノプロピルトリメトキシシラン２．５ｇを水７．５ｇとエタノール９０ｇの混合希釈溶媒に添加した後、６０℃で８時間反応させて形成されたアミノシランオリゴマー水和物を含む固定化層コーティング組成物を製造した。この固定化層コーティング組成物に前記表面活性層が形成されたスライドガラスを浸漬して、固定化層をコーティングした後、１００℃で６０分間熱処理硬化して、生体物質固定用基板を製造した。
【００６４】
実施例４
テトラエチルオルトシリケート３ｇを、エタノール９０ｇ及び水７ｇの混合希釈溶媒に入れた後、硝酸を添加してｐＨを２に調節して、表面活性層を形成するための第１コーティング組成物を製造した。チタニウムイソプロポキシド１７ｇをアセチルアセトン６ｇとエタノール７７ｇの混合希釈溶媒に添加して、表面活性層を形成するための第２コーティング組成物を製造した。第１コーティング組成物と第２コーティング組成物を９：１の割合で混合したコーティング組成物に、スライドガラスを浸漬してコーティングした後、２００℃の温度で熱処理した。その後、実施例３と同様な方法で固定化層を形成して、生体物質固定用基板を製造した。
【００６５】
実施例５
テトラエチルオルトシリケート３ｇをエタノール９０ｇ及び水７ｇの混合希釈溶媒に入れた後、硝酸を添加してｐＨを２に調節して、表面活性層を形成するための第１コーティング組成物を製造した。アルミニウムｎ−ブトキシド２４ｇをアセチルアセトン１０ｇとエタノール６６ｇの混合希釈溶媒に添加して、表面活性層を形成するための第２コーティング組成物を製造した。第１コーティング組成物と第２コーティング組成物を９：１の割合で混合したコーティング組成物に、スライドガラスを浸漬してコーティングした後、２００℃の温度で熱処理した。その後、実施例３と同様な方法で固定化層を形成して、生体物質固定用基板を製造した。
【００６６】
実施例６
アミノプロピルトリメトキシシラン２．５ｇを水７．５ｇとエタノール９０ｇの混合希釈溶媒に添加した後、６０℃で８時間反応させて形成された、アミノシランオリゴマー水和物を含む固定化層コーティング組成物を製造した。この固定化層コーティング組成物にスライドガラスを浸漬して、固定化層をコーティングした後、１００℃で６０分間熱処理硬化して、生体物質固定用基板を製造した。
【００６７】
固定化官能基の安定性試験
前記実施例１乃至６によって製造された生体物質固定用基板を、１００℃の沸騰水に６時間浸漬した後、Ａｕ/Ａｇコロイド粒子分散水溶液（Mitsubishi Material Co.製品）を利用して着色した。沸騰水に浸漬する前と浸漬後６時間が経過した後の基板の写真を、図４ａ及び図４ｂに示した。図４ａのように、実施例１の固定用基板は、浸漬後の着色が浸漬前に比べて多少減少していることが分かる。図４ｂのように、実施例２の場合には、浸漬後の着色が浸漬前とほとんど同一な状態で維持された。表面活性層を形成しない実施例６の基板は、着色程度が前記実施例１または２に比べて減少した。
【００６８】
固定化官能基の密度測定
前記実施例１乃至６の固定用基板を、１００℃の沸騰水に１時間浸漬した後、ＦＩＴＣをジメチルホルムアミドに溶解した溶液を利用して固定化層をラベル化した後、レーザービームを連続的に照射して、ＦＩＴＣによって発光する光をＳｃａｎＡｒｒａｙ ４０００（GSI LUMONICS社）を利用して検出した。その結果を下記の表１に示した。
【００６９】
[表１]
【表１】
0004233283.tif 000005
一般に蛍光強度が高いほど固定化基が多く残存することを示すものである。前記表１に示されているように、実施例１乃至６による固定用基板が優れた蛍光強度を示した。このうち、表面活性層が形成された実施例１乃至５の固定用基板が表面活性層を有しない実施例６の固定用基板に比べて優れている。したがって、本発明による固定用基板の固定化官能基密度が高密度に安定に維持されることが分かる。
【００７０】
バイオチップの発光イメージ照射
前記実施例１乃至６の固定用基板を、１００℃の沸騰水に１時間浸漬した後、１５個の塩基を有するオリゴ核酸のプローブＤＮＡを反応させて固定化した。これを、蛍光染色物質Ｃｙ３（Amersham Pharmacia社製品）でラベルリングしたターゲットＤＮＡを含む試料溶液に浸漬して反応させた後、洗浄してＤＮＡチップを製造した。このＤＮＡチップにレーザービームを照射して、発光する光をＳｃａｎＡｒｒａｙ ４０００（GSI LUMONICS社）を利用して検出した。実施例１及び実施例６の発光イメージを各々図５ａ及び図５ｂに示した。
【００７１】
図５ａに示すように、実施例１の場合、ＤＮＡチップはパターンが明確に示され、発光強度も優れていることを示した。これに比べて図５ｂに示すように、実施例６の場合には、ＤＮＡチップのパターンが実施例１より薄いことを示した。これは実施例６の基板の場合、沸騰水に浸漬させた時、固定化基が多少除去されたためであると推測される。
【００７２】
本発明は、基板と固定化層との間に、これらの結合力を増加させることができる表面活性層を形成することによって、固定化基を安定に維持することができる。また、固定化基と基板の結合力を弱化させる、基板から由来するアルカリ物質を遮断することによって、固定化基の安定性を増加させる。本発明では簡単な工程を通じて、安定した高密度の固定化基が均一に形成された、生体物質固定用基板を提供することができる。
【００７３】
実施例７
３−アミノプロピルトリメトキシシラン５ｇを水１５ｇと混合し、６０℃で８時間反応させて、アミノシランオリゴマー水和物を得た。このアミノシランオリゴマー１０ｇとエタノール９０ｇを混合して、固定化層コーティング組成物を製造した。このコーティング組成物をスライドガラスにディップコーティングした後、１２０℃で６０分間乾燥して、生体物質固定用固定化層を形成させた。
【００７４】
実施例８
３−アミノプロピルトリエトキシシラン３．５５ｇとメチルトリメトキシシラン１．４５ｇを１５ｇの水と混合し、加水分解と縮合反応で共重合オリゴマー溶液を製造したことを除いて、実施例７と同様に実施した。
【００７５】
実施例９
３−アミノエチルアミノプロピルトリエトキシシラン３．５５ｇとメチルトリメトキシシラン１．４５ｇを１５ｇの水と混合し、加水分解と縮合反応とで共重合オリゴマー溶液を製造したことを除いて、実施例７と同様に実施した。
【００７６】
比較例１
３−アミノプロピルトリメトキシシラン０．１ｇをトルエン９．９ｇに混合して、固定化層コーティング組成物を製造した。この溶液をスライドガラスにディップコーティングした後、ガラスを取り出して水とアセトンで洗浄した。このガラスを１２０℃で６０分間乾燥して、生体物質固定化層を形成した。
【００７７】
本発明による固定化層コーティング組成物を利用して形成された、固定化層の固定化官能基密度を測定するために、実施例７乃至９及び比較例１の固定化基板の官能基密度を測定した。ＦＩＴＣをジメチルホルムアミドに溶解した溶液を利用して、固定化層をラベル化した後、レーザービームを連続的に照射してＦＩＴＣによって発光する光をＳｃａｎＡｒｒａｙ ４０００（GSI LUMONICS社）を利用して検出した。その結果を下記の表２に示した。
【００７８】
[表２]
【表２】
0004233283.tif 000006
一般に蛍光強度が高いほど、固定化基が多く残存することを示すものである。表２に示されているように、本発明による実施例７乃至９の生体物質固定用コーティング組成物で形成された固定化層の官能基密度が、比較例１の固定化層より高まることが分かった。
【００７９】
【発明の効果】
本発明は、基板と固定化層との間に、これらの結合力を増加させることができる表面活性層を形成することによって、固定化基を安定に維持することができる。また、固定化基と基板の結合力を弱化させる、基板から由来するアルカリ物質を遮断することによって、固定化基の安定性を増加させる。本発明では簡単な工程を通じて、安定した高密度の固定化基が均一に形成された、生体物質固定用基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の生体物質固定用基板の製造工程段階を示した図面である。
【図２】既存の固定化層である自己組織化単分子層を示した図面である。
【図３】本発明の３次元網状構造を含む生体物質固定用基板の断面を示した図面である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、各々本発明の実施例１及び２によって製造された、生体物質固定用基板の浸漬試験結果を示した図面である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、各々本発明の実施例１及び６によって製造された生体物質固定用固定化層の発光イメージを示した図面である。
【図１】
0004233283.tif 000010
【図２】
0004233283.tif 000011
【図３】
0004233283.tif 000012
【図４】
0004233283.tif 000013
【図５】
0004233283.tif 000014