(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式１で示されるエポキシ樹脂（ａ）、式２で示されるエポキシ樹脂（ｂ）及び硬化剤から少なくとも構成されるマイクロチップ用基板。
【化１】
0003824523.tif 000007
（ｍ＝０以上の整数）
【化２】
0003824523.tif 000008
（ｎ＝０以上の整数、Ｒは炭素数１〜１０の炭化水素残基（アルコール性  ＯＨ等の官能基を含んでいてもよい。））
【請求項２】
エポキシ樹脂（ｂ）の含有率がエポキシ樹脂（ａ）１００グラム当量に対して、２〜２０グラム当量である請求項１記載のマイクロチップ用基板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のマイクロチップ用基板を用いたことを特徴とするマイクロチップ。
【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、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】
本発明者は特定のエポキシ樹脂原料を用いて基板を作成した場合には、他のエポキシ樹脂原料を用いた場合に比べて基板にＤＮＡが固定化されるという現象に着目し、特定原料中の不純物として含まれるα−グリコール基含有エポキシ樹脂が重要な役割を果たしていることを突き止めた。本発明者は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。
【０００６】
即ち、本発明は、
（1） 式１で示されるエポキシ樹脂（ａ）、式２で示されるエポキシ樹脂（ｂ）及び硬化剤から少なくとも構成されるマイクロチップ用基板、
【０００７】
【化３】
0003824523.tif 000002
（ｍ＝０以上の整数）
【０００８】
【化４】
0003824523.tif 000003
（ｎ＝０以上の整数、Ｒは炭素数１〜１０の炭化水素残基（アルコール性  ＯＨ等の官能基を含んでいてもよい。））
【０００９】
（２）エポキシ樹脂（ｂ）の含有率がエポキシ樹脂（ａ）１００グラム当量に対して、２〜２０グラム当量である（１）記載のマイクロチップ用基板、
（３）（１）又は（２）記載のマイクロチップ用基板を用いたことを特徴とするマイクロチップ
である。
【００１０】
【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。
（エポキシ樹脂（ａ））
本発明で用いられるエポキシ樹脂（ａ）は、ビスフェノールＡにエピクロルヒドリンを反応させて容易に得ることができる。重合度が上がるにつれて（式中のｍが大きくなるにつれて）、液状、半固形、固形と形態が変化するが、使用上特に制限はない。ただし、容易に入手できるという観点からｍは０〜４０までの樹脂、特に好適には０〜２０までの樹脂が一般的に用いられる。また、２種以上の重合度が異なるエポキシ樹脂混合物を樹脂（ａ）として用いることもなんら差し支えはない。市販のエポキシ樹脂（ａ）を用いる場合には重合度が異なるエポキシ樹脂混合物となっており、数平均分子量、重量平均分子量、平均重合度あるいはエポキシ当量でその性状を示すことが通例である。
【００１１】
（エポキシ樹脂（ｂ））
次に、本発明で用いられる末端にそれぞれ水酸基及びエポキシ基を含有したエポキシ樹脂（ｂ）の詳細な説明をする。本発明においては、エポキシ樹脂（ｂ）がＤＮＡ等の固定化に最も重要な役割を担っている。形態学的な確認は未だとれていないが、分子構造からみて、エポキシ樹脂（ｂ）はエポキシ基を介して基板表面からグラフトし、その反対側の自由空間にある末端ＯＨを介して、ターゲットとするＤＮＡ等と結合できるために優れたＤＮＡ固定化能力を有すると推定をしている。
【００１２】
エポキシ樹脂（ｂ）の製法は、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の片側末端について、メタノール等の第１級アルコールを付加させることにより得られる。重合度にはとくには制限が無く使用できるが、容易に入手できるという観点からｎは０〜４０までの該樹脂、特に好適には０〜２０までの該樹脂が一般的に用いられる。また、炭化水素残基の炭素数を１０以下に限定したのは合成の容易さだけでなく、炭素数が１０より大きいとエポキシ樹脂（ａ）との相溶性が悪くなったり立体障害が大きくなったりし、ターゲットとするＤＮＡ等の固定化工程に支障が生じるためである。また、α−グリコール基のように末端以外にもＯＨ基が存在しても構わない。また、２種以上の重合度が異なり、あるいは炭化水素残基が異なる、末端にそれぞれ水酸基及びエポキシ基を含有したエポキシ樹脂混合物をエポキシ樹脂（ｂ）として用いることもなんら差し支えない。
【００１３】
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ＯＨ基を多くするためにエポキシ樹脂（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、エポキシ樹脂（ｂ）の含有率がエポキシ樹脂（ａ）１００グラム当量に対して、２〜２０グラム当量である場合が好適であり、更に好適には５〜１５グラム当量である。２グラム当量未満では固定化が不充分になる傾向があり、逆に２０グラム当量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。
【００１４】
（硬化剤）
硬化剤は通常のエポキシ樹脂に用いられるアミン系、酸無水物系、ポリアミド系等をもちいることができる。特にポットライフが長く毒性の小さい酸無水物系の硬化剤が好適に用いられる。酸無水物硬化剤の例をあげるとすれば、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサメチルナジック酸、無水ピロメット酸及びドデセニル無水コハク酸がある。このとき、第三アミン、イミダゾール類のような硬化促進剤を併用することもできる。
【００１５】
（充填材、溶剤他）
必要に応じて水酸化アルミニウム、シリカ、タルク、ウォラストナイト、水酸化マグネシウム、クレーなどの無機充填材や基材との定着性を向上させる目的でカップリング剤あるいはカーボンブラックのような顔料を組成物中に添加することも可能である。
【００１６】
本発明ではワニスを調製する際にエポキシ樹脂（ａ）、エポキシ樹脂（ｂ）及び硬化剤々の形態で利用されるが、しばしば溶剤が用いられる。溶剤は組成物の一部あるいは全てに対して良好な溶解性を示すことが必要であるが、悪影響を及ばさない範囲で貧溶媒を用いることもできる。かかる溶剤の例を挙げると、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素系溶剤、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ、イソブチルセルソルブ、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノプチルエーテル等の各種グリコールエーテル系溶剤、メチルセルソルブアセテート、エチルセルソルブアセテート、ブチルセルソルブアセテート、酢酸エチル等のエステル系溶剤、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチルグリコールジブチルエーテル等のジアルキルグリコールエーテル系溶剤、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアミド系溶剤、メタノール、エタノールなどのアルコール系溶剤があり、これらは何種類かを併用して用いることもできる。
【００１７】
（基材及び製造工程）
本発明の基材は特に制限があるわけではなく、ガラス織布、ガラス不織布、又は紙、ガラス以外を成分とする布等が用いられる。ＤＮＡチップ基板の寸法安定性及び剛性の観点から、ガラス織布、ガラス不織布が好適に用いられる。
上記基材にワニスを塗布含浸させ、乾燥炉中で２０〜２００℃の範囲内で乾燥させることにより、ＤＮＡチップ基板用プリプレグを得ることができる。ここで、エポキシ樹脂（ａ）、エポキシ樹脂（ｂ）、硬化剤あるいは基材の組成がそれぞれ異なるプリプレグを複数枚重ね合わせて、該条件で加熱加圧して得られる積層板もＤＮＡチップ基板として用いられることが可能である。
【００１８】
上記のような工程で得られたプリプレグは１００℃〜２００℃の温度範囲内で、０〜３０ＭＰａの圧力範囲内、好適には１０ＭＰａ以下、更に好適には５ＭＰａ以下で加圧することによりＤＮＡチップ基板用を製造することができる。
特に寸法安定性が要求される用途では、低圧で成形する方法以外に、冷却速度を小さくしたり、成形後無圧での再加熱をしたりして歪をとる方法が一般的に採用できる。
【００１９】
【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、本発明における評価方法について以下に示す。
［実施例１］
まず、ワニスを作るに当たって、その組成は重量で下記の通りである。
◎ワニスの組成
（１）エポキシ樹脂（ａ）      １００重量部
（数平均分子量Ｍｎ９００  →  平均重合度ｎ＝２．０）
（２）式３のように末端にそれぞれ水酸基及びエポキシ基を含有した
エポキシ樹脂                ７重量部
【００２０】
【化５】
0003824523.tif 000004
【００２１】
（３）硬化剤：ヘキサヒドロ無水フタル酸                    ５０重量部
（４）溶  剤：アセトン                                    ５０重量部
上記（１）から（４）の成分を混合して、均一なワニスを作製した。次に該ワニスを厚さ０．１８ｍｍのガラス織布（質量 ２０５g／m２）に樹脂含有量が４２〜４５重量％になるように含浸乾燥してガラス織布プリプレグを得た。
ガラス織布プリプレグを６枚重ねあわせて、成形温度１５０℃、圧力：３Ｍ  Ｐａにて９０分圧縮成形をし、Ｌ７７０×Ｗ２７０×ｔ１ｍｍの長方形状基板を得た。この基板よりスライドガラス状成形品（寸法Ｌ７６ｍｍ×Ｗ２６ｍｍ×ｔ１ｍｍ）を１００枚採取できる。
【００２２】
［実施例２］
実施例１のワニスに、ワニス中の樹脂成分１００重量部に対してシリカ（瀧森製、クリスタルライトＶＸ−３）３０重量部、水酸化アルミニウム（昭和軽金属製ハイジライトＨ−４２）７０重量部を添加し、無機充填材含有ワニスを作製した。無機充填材含有ワニスをガラス不織布（日本バイリーン製、ＥＰ−４０７５）に樹脂、硬化剤及び無機充填材の含有量が９０重量部になるように含浸乾燥してガラス不織布プリプレグを得た。次にガラス不織布プリプレグを中間層にして、実施例１で用いたプリプレグを表面層（上下とも）に配置し成形温度１５０℃、圧力：３ＭＰａにて９０分圧縮成形をし、Ｌ７７０×Ｗ２７０×ｔ１ｍｍの長方形状基板を得た。
【００２３】
［実施例３］
実施例１と同様の製法でＬ７７０×Ｗ２７０×ｔ１ｍｍの長方形状基板を得た。ただし、実施例１のワニスの代わりに下記の成分を用いてワニスを調製した。
◎ワニスの組成
（１）エポキシ樹脂（ａ）      １００重量部
（平均分子量Ｍｎ１６００  →  平均重合度ｎ＝４．４）
（２）式４のように末端にそれぞれ水酸基及びエポキシ基を含有した
エポキシ樹脂              １２重量部
【００２４】
【化６】
0003824523.tif 000005
【００２５】
（３）硬化剤：ヘキサメチルナジック酸                      ７０重量部
（４）顔  料：カーボンブラック                              ３重量部
（５）溶  剤：メチルエチルケトン                          ５０重量部
［比較例１］
式（３）のように末端にそれぞれ水酸基及びエポキシ基を含有したエポキシ樹脂を無添加にして、実施例１と同様の製法で、ワニスを調製し、該ワニスを用いてガラス織布プリプレグを得た。  該ガラス織布プリプレグを６枚重ねあわせて、成形温度１５０℃、圧力：３ＭＰａにて９０分圧縮成形をし、Ｌ７７０×Ｗ２７０×ｔ１ｍｍの長方形状基板を得た。
【００２６】
［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。次に、本発明における評価方法について以下に示す。
【００２７】
（２）平坦性：スライドグラス状成形品の１０倍強のサイズであるＬ７７０×Ｗ２７０×ｔ１ｍｍ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５０ミクロン以内であれば○、５０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。
【００２８】
（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´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。
【００２９】
（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´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。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
（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。
【００３４】
【表１】
0003824523.tif 000006
【００３５】
【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。