JP2006508347A - 生体および化学反応デバイス並びにその製造方法 - Google Patents

Abstract

生体反応および化学反応を行うための方法およびデバイス（１０）が開示されている。デバイス（１０）および方法は、基板（１２）上に形成された反応チャンバ（２０）、スペーサ（１８）、およびカバー基体（２２）を受容するように適合された保持要素（２８）を有してなる。

Description

関連出願

本発明は、ここに引用する、２００２年１１月２１日に出願された米国特許出願第１０／３０１２７７号の優先権の恩恵を主張するものである。

本発明は、生体と化学分析に使用される反応デバイスおよびそのようなデバイスの製造方法に関する。

高密度アレイや微小流体デバイスなどの生体および化学反応デバイスが、分子生物学、薬学研究、ゲノム分析、および他の用途において用いられている。高密度アレイは、特定の位置にアレイ状に配置された表面結合生体分子を有する固体表面であり、分析物の混合物を含有する溶液の分析に用いられる。ハイブリダイゼーション実験に用いられるアレイなどのあるタイプのアレイにおいて、表面結合生体分子はプローブ分子と呼ばれ、分析物の混合物は、標的分子と称されることもあるものを含有する。そのような生体分子の例としては、以下に限られないが、タンパク質、抗体、オリゴヌクレオチド、核酸、ペプチドおよびポリペプチドが挙げられる。例えば、ＤＮＡマイクロアレイは、細胞または組織中でどの遺伝子が「オンやオフにされる」かを特定し、様々な条件下で遺伝子の存在の範囲を評価するために用いられる。蛍光色素または他の標識により標識付けられたｃＤＮＡによるハイブリダイゼーション後、蛍光スキャナまたは他のデバイスによりスライドを読み出すことができる。蛍光スキャナを用いる場合、試料中の特定の遺伝子の存在が、チップ上の対応するハイブリダイズされたスポットの蛍光により明らかにされる。蛍光強度は、スポットにあるハイブリダイズされたストランドの数に関連し、これは、試料中の遺伝子発生量に関連する。

ハイブリダイゼーション反応などの生体および化学反応には、流体中の標的分子と基板に結合したプローブ分子との間の適切な相互作用が必要である。ハイブリダイゼーション反応を行うための典型的な構成の一つは、一般に数平方センチメートル未満の表面積を有する基板上に固定化されたプローブ分子のアレイの使用を含む。標的分子を含有する流体を基板と接触するように配置した後、第２のガラススライドまたはカバースリップを用いて流体を覆う。以後、この技法をカバースリップ技法と称する。

カバースリップ技法では、スライドの表面積に亘り流体の容積が適切に調節されない。さらに、流体は、使用中に、カバースリップとスライドの間から漏れる傾向がある。カバースリップとスライドの縁を接着剤で封止することにより流体を収容することも可能であるが、この手法は、時間がかかり、汚染物を流体中に導入し得る。流体を収容する別の手法は、基体とカバースリップとの間にＯリングまたはガスケットを使用することを含む。この手法に対する制限は、そのようなＯリングやガスケットは一般に１．５ｍｍより厚く、これは、カバースリップとスライドとの間に非常に大きな空間を与えることである。カバースリップと基板との間に大きな空間を有する従来の反応チャンバの欠点の一つは、多量の流体が必要になることである。

生体および化学アッセイに用いられる反応チャンバに関して様々な装置および方法が存在するが、そのようなアッセイを行うための改良されたデバイスおよび方法が依然として必要とされている。

本発明のある実施の形態は、生体または化学反応デバイスに関する。他の実施の形態は、生体または化学反応デバイスを形成する方法に関する。これらのデバイスおよび方法は、基板上に形成された反応チャンバ、スペーサ、およびカバー基体を受容するように適合された保持要素を備えている。特定の実施の形態によれば、カバー基体を基板にスナップ留めする能力は、単純な組立て工程によって異なる部材やモジュールを組み立てたり分解したりする都合のよい手段を提供する。

本発明の利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。先の一般的な説明および以下の詳細な説明は、例示であり、特許請求の範囲に記載された本発明をさらに説明することを意図したものであるのが理解されよう。

本発明のいくつの例示としての実施の形態を説明する前に、本発明は、以下の説明に述べられる構成、プロセスの各工程、試薬および生体分子の詳細に限定されるものではないことを理解すべきである。本発明は、他の実施の形態が可能であり、様々な様式で実施または実行することができる。

本発明は、生体または化学反応を実施する方法およびデバイスに関する。本発明の特定の実施の形態は、表面に結合した生体分子と、溶液中に含まれた分析物または生体分子との間の反応または相互作用を高める。表面結合プローブと溶液中の標的分子が相互作用する反応の一つのタイプは、ハイブリダイゼーション反応と呼ばれる。ここに用いているように、ハイブリダイゼーションという用語は、相補的または部分的に相補的な分子間の結合を称する。プローブという用語は、基板に付着した分子を称する。標的という用語は、溶液中の分子を意味する。

しかしながら、本発明は、ハイブリダイゼーション反応や任意の特定のタイプのハイブリダイゼーション反応に制限されず、本発明の様々な実施の形態のチャンバおよび方法は、様々な生体または化学反応に使用できる。本発明を使用できる反応のタイプのいくつかの例としては、以下に限られないが、蛍光インサイチュ・ハイブリダイゼーション法（ＦＩＳＨ）、タンパク質アレイ反応、免疫染色用途および一般的な染色または組織化学反応が挙げられる。ＦＩＳＨ反応において、溶液中の分析物としては、ＤＮＡプローブ（オリゴマー、ｃＤＮＡ、ＰＣＲフラグメント、またはプラスミドなどのクローン）、ＢＡＣ（細菌人工染色体）、ＰＡＣ（ファージ人工染色体）、コスミド、またはファージ染色体が挙げられ、表面結合生体材料（分析物が結合するパートナー）は、一般にヒト中期スプレッドに含まれる、または添加された生体材料が全ヒト細胞または核である場合、全ヒト染色体またはそのフラグメント、もしくはＤＮＡが溶液中の分析物に対するハイブリダイゼーションに利用可能にできる場合には、抽出されたヒトＤＮＡでさえも含む。タンパク質アレイにおいて、溶液中の分析物としては一般に、直接的または間接的に標識付けられた一種類以上の抗体または基質が挙げられ、表面結合生体材料としては、溶液中の一種類以上の分析物に親和性を有する一種類以上のタンパク質が挙げられる。免疫染色反応において、溶液中の分析物としては一般に、直接的または間接的に標識付けられた一種類以上の抗体が挙げられ、表面結合生体材料としては、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、細胞膜、代謝産物、全細胞、細菌、菌類、ウイルスなどを含むタイプの一種類以上の抗原が挙げられる。別のタイプの免疫染色反応において、溶液中の分析物としては、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、細胞膜、代謝産物、全細胞、細菌、菌類、ウイルスなどを含むタイプの一種類以上の抗原が挙げられ、表面結合生体材料としては一種類以上の抗体が挙げられる。一般的な組織化学反応または一般的な染色反応において、表面結合生体材料は任意のタイプの生体材料であり、溶液中の分析物としては、エオシン、ヘマトキシリンなどの、一種類以上の一般に用いられる染料が挙げられる。それゆえ、本発明のデバイスおよび方法は、反応チャンバの容積を減少させ、有効濃度を増加させることにより、表面結合生体材料または生体分子と溶液中に含まれる分析物との間の相互作用に課された拡散制限を克服するために、様々な生体または化学反応に使用できることを理解すべきである。

反応チャンバデバイスの例示の実施の形態が図１に示されており、概して１０で表されている。デバイス１０は、検体区域１６を含む内面１４を有する略平坦な基板１２を備えている。このデバイスはさらに、検体区域を取り囲むチャンバ２０を画成する基板に高さを持つスペーサ要素１８、並びに幅Ｗと長さ、外面２４、および基板１２の内面１４に対向して実質的に平行な内面２６を有する略平坦なカバー基体２２を備えている。柔軟な保持要素２８が基板１２上に設置されている。柔軟な保持要素２８は、カバー基体２２を収容し、カバー基体２２を基板１２に固定するように適合された幅３０を有する間隔の開けられた区域を画成する。基板と基体は一般にガラスから製造されるが、ポリマー、ポリスチレン、溶融シリカ、ポリプロピレン、金属およびそれらの組合せなどの他の材料を使用しても差し支えない。

ある実施の形態によれば、柔軟な保持要素２８は、基板１２に隣接した下側部分３４および上側部分３２を含む少なくとも二つの実質的に平行な間隔の置かれた壁３１により画成されたスペーサ要素１８の周りに境界を形成する。本発明のある実施の形態によれば、実質的に平行な壁の間の間隔３０は、上側部分３２での壁の間の間隔よりも、基板１２に隣接する下側部分３４でのほうが大きい。ある実施の形態において、上側部分３２での平行な壁の間の間隔３０は、カバー基体２２の幅Ｗよりも小さい。ある実施の形態によれば、壁３１は、カバー基体２２の内面２６がスペーサ要素１８と接触するようにカバー基体２２をスナップ嵌めすることによりカバー基体２２を収容するように適合され、保持要素２８はカバー基体に垂直な保持力を与える。ある実施の形態において、柔軟な保持要素２８は、傾斜した内面３３を含む実質的に平行な少なくとも一対の壁３１により画成される。壁３１は、下側部分３４での厚さよりも上側部分３２で厚い厚さを有することが好ましい。

本発明のある実施の形態によれば、本発明のデバイスはさらに、少なくとも一つの流体入口４０および少なくとも一つの流体出口４２を備えている。所望であれば、追加の流体入口４０および出口４２を設けても差し支えない。ある実施の形態において、入口４０および出口４２は、流体がチャンバ２０に入り、そこから出ることができるようにスペーサ要素１８および柔軟な保持要素２８を通って延在している。

ある好ましい実施の形態において、スペーサ要素の高さは１００マイクロメートル未満であり、他の実施の形態において、スペーサ要素の高さは５０マイクロメートル未満である。ある好ましい実施の形態において、スペーサ要素の高さは１０マイクロメートル未満であり、スペーサ要素の高さは１マイクロメートルほど低くても差し支えない。

ある実施の形態は、生体または化学反応デバイスを形成する方法に関する。図１〜５を参照する。ある実施の形態によれば、生体または化学反応デバイスを形成する方法は、検体区域２０を含む内面１４を有する略平坦な基板１２を提供する工程を有してなる。スペーサ要素１８が基板の内面１４上に形成されている。スペーサ要素１８は高さを有し、基板１２上の検体区域１６を囲むチャンバ２０を画成する境界を与える。

本発明のある実施の形態によれば、チャンバの製造は、光学および電子デバイスの製造に一般に用いられる従来のフォトリソグラフィー技法を使用することにより行われる。例えば、スペーサ要素１８は、図２に示すように、基板１２にフォトレジスト層１７を堆積させるスピンコート法を用いて形成することができる。スピンコート法は、電子機器の製造分野において公知である。次いで、フォトリソグラフィー技法を用いて、フォトレジストの一部を除去し、スペーサ要素１８を提供し、フォトレジスト層１７内に反応チャンバを形成することができる。フォトレジストの代わりに、ポリシロキサンフイルムなどの他の光によりパターン形成可能な材料を使用しても差し支えない。スピンコート法によりスペーサ要素１８を形成することにより、スペーサ要素１８を非常に精密な寸法公差で形成することができ、１マイクロメートルほど小さい高さを有するスペーサ要素１８を形成することができる。スペーサ要素は、フォトリソグラフィー・プロセスなどの他のプロセスを用いて製造しても差し支えない。

生体または化学反応チャンバを形成する方法は、少なくとも一対の柔軟な実質的に平行な間隔のおかれた壁３１を備え、間隔のおかれた壁の間に略平坦なカバー基体をスナップ嵌めする柔軟な保持要素２８を形成する工程も含む。柔軟な保持要素は、トリクロロシランなどの接着促進剤を基板１２の内面１４に最初に塗布することにより形成しても差し支えない。次いで、基板の頂面すなわち内面に感光性ポリマーまたはモノマー３６を被覆し、一時的なスペーサ３７を基板に配置して保持要素の高さを画成することができる。フォトマスク３５および紫外線（図示せず）を用いて、フォトマスクに画成された開口３９を通してポリマーまたはモノマーを選択的に硬化させ、少なくとも一対の実質的に平行な壁３１を形成することができる。内側に傾斜した表面３３を有する実質的に平行な壁は、平坦なカバー基体を基板に容易にスナップ嵌めしたり外したりすることができ、チャンバを囲むことができる保持要素を提供する。好ましい実施の形態において、間隔のおかれた壁３１は、フォトリソグラフィーにより、例えば、開口３９を有するマスク３５を通してモノマーまたはポリマー３３を硬化させることにより形成される。一時的なスペーサ３７を用いて、保持要素の形成中に壁３１の全体の高さを画成しても差し支えない。

保持要素またはグリッパーは、軟質高分子材料から製造できる汎用構造体である。保持要素の構成についての詳細は、ここに引用する、米国特許第６２６６４７２号および同第５３５９６８７号の各明細書に記載されている。米国特許第５３５９６８７号明細書において、ポリマー微小構造体とも称される保持要素は、基板上に形成され、基板上に配置される導波路に関して光ファイバを保持し、これらのファイバを位置決めするために用いられる。米国特許第６２６６４７２号明細書には、光ファイバのスプライスに用いられるポリマー製保持要素が記載されている。本出願人等は、カバー基体を基板に固定して、生物または化学反応チャンバを形成するために、軟質保持要素を利用できることを発見した。

保持要素は、基板の表面に細長い材料片を付着させることにより製造できる。上述したように、保持要素を構成する細長い材料片は、光重合性組成物などを使用するよく知られたリソグラフィープロセスを用いて形成できる。例えば、光重合性組成物を基板の表面上に実質的に均一に付着させることができる。次いで、光重合性組成物を、組成物の正確な区域を紫外線レーザビームに露光させるためにレーザおよびコンピュータ制御されたステージを用いて、または実質的に透明な区域と実質的に不透明な区域のパターンを持つフォトマスクと共に平行紫外線ランプを用いて、化学線に画像様に露光させる。次いで、画像化されていない区域を溶剤により除去し、一方で、基板表面上に少なくとも一つの保持要素の形態にある画像区域を残すことができる。

あるいは、軟質の細長い材料片は、柔軟なエンボシング器具を用いて、基板表面上の少なくとも一つの保持要素の形態に重合性組成物にパターンを形成することにより形成できる。そのような柔軟な器具は一般にシリコーンにより製造される。次いで、この組成物を硬化させ、器具を取り外す。器具の柔軟性は、グリッパーに損傷を与えずに硬化したポリマーからその器具を取り外せるように十分でなければならない。重合性組成物は、化学線または熱などの様々な手段により硬化させてもよく、器具の隆起した特徴構造に従う粘度を有するべきである。硬化した組成物から器具を取り外した後、パターンの性質により、基板上に少なくとも一つの保持要素が残る。保持要素を製造するのに適した高分子組成物が、共に譲渡された米国特許第６２６６４７２号明細書に開示されている。

しかしながら、本発明は、任意の特定の製造技法に制限されるものではない。射出成形などの他の技法を用いてこのデバイスを形成することもできる。例えば、マイクロレプリケーション法を用いて、シリコーンなどの材料から柔らかい作業器具を成形し、次いで、この器具中に高分子材料を射出して、スペーサ要素、保持要素および基板や基体を形成することができる。デバイス全体は、紫外線硬化または熱硬化を用いた一段または多段硬化プロセスで形成しても差し支えない。本発明のデバイスの製造に他の材料を用いても差し支えない。例えば、軟質保持要素は、エラストマー、天然ゴムまたは他の適切な材料から製造できる。

保持要素の製造に様々なポリマーを使用できる。要素２８の製造に、ウレタンアクリレートとメタクリレート、エステルアクリレートとメタクリレート、エポキシアクリレートとメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレートとメタクリレートおよびビニル含有有機モノマーなどのモノマーの混合物または光反応性モノマーの光重合により形成された感光性樹脂を使用することが好ましい。そのようなアクリレートとメタクリレートモノマーの例としては、アリールジアクリレートまたはメタクリレート、トリアクリレートまたはメタクリレートおよびテトラアクリレートまたはメタクリレートが挙げられる。

軟質保持要素のパターンを有してなる区域だけ紫外線を透過させる不透明区域のパターンを担持しているフォトマスクまたは画像マスクがモノマーまたはポリマー層の上に配置され、例えば、水銀ランプまたはキセノンランプからの紫外線（図示せず）が画像マスクまたはフォトマスクの表面に当たるように向けられる。マスクの透明区域を通過する紫外線により、それらの画像区域の直接下にあるモノマーまたはポリマー層の領域で光重合反応が生じる。画像マスクの不透明区域により紫外線から遮断されているモノマーまたはポリマー層の区域には、光反応は生じない。紫外線の照射後、画像マスクを除去し、未反応のモノマーまたはポリマーを、アセトンやメタノールなどの適切な溶剤で洗い流して、基板上の光重合した保持要素を残すことができる。保持要素は、一対の間隔のおかれた壁３１を備えている。ある実施の形態によれば、壁３１は、実質的に台形の断面を有する。特有な逆台形幾何学形状が、適切な照射条件を選択することにより達成できる。紫外線の波長で未反応モノマー層の光吸収は、紫外線強度の勾配がフイルムを通って確立されるほど十分に高くなければならない。すなわち、光反応を開始させるためのモノマー層に利用できる紫外線の量は、モノマー層の有限の吸収のために、頂部すなわち画像マスク側から、底部すなわち基板側に向かって減少する。この紫外線の勾配により、頂部から底部に生じる光重合反応の量に勾配が生じて、現像されたポリマー構造体の特有の幾何学形状が形成される。

本発明のある実施の形態において、個々のチャンバから構成された積み重ねられたハイブリダイゼーションチャンバを互いにスナップ嵌めして、二次元または三次元の流体操作および生物または化学反応を行うための三次元集積デバイスを形成することができる。図６に示すように、基板１２、スペーサ要素１８および外面２４を持つカバー基体２２を有してなる第１の反応チャンバ１０は、第２の検体区域６０を画成するカバー基体２２の外面２４上の第２のスペーサ要素５８および第２のカバー基体６２を受容するように適合された一対の間隔のおかれた壁を画成する第２の軟質保持要素６８をさらに備えている。第２のカバー基体６２は、第２の軟質保持要素６８により画成された間隔のおかれた壁の間にスナップ嵌めされるように適合されていることが好ましい。ある実施の形態において、積み重ねられたデバイスの各面上に側方への流体の入口と出口を提供する代わりに、またはそれに加えて、カバー基体２２の少なくとも一つの貫通孔（図示せず）を設けて、流体をデバイスの異なるレベル間で流動させることが望ましいこともある。それゆえ、流体の流動は三次元的、すなわち、デバイスの少なくとも一つの平面を通って各レベルの同じ平面で生じることもできる。基板は、微小流体チャネルを備えていてもよい。

使用に際して、反応チャンバデバイスは、生物および化学アッセイに使用することができる。チャンバの高さは、使用するハイブリダイゼーション溶液の量を減少させるように１マイクロメートルほど小さくても差し支えない。チャンバは、軟質保持要素を用いてスナップ嵌め構造により形成される。カバー基体は、実質的な平行な壁の間の適所にスナップ嵌めされる。スペーサ要素は、検体区域の少なくとも一部を囲むフレームを画成し、このフレームと基板が、ハイブリダイゼーション溶液などの流体を保持するためのウェルを画成する。流体は、流体入口４０を通して導入でき、流体出口４２から流出できる。より具体的に、ハイブリダイゼーション溶液は、毛管作用により入口を通してウェル中に注入され、ハイブリダイゼーション・チャンバは、ハイブリダイゼーションを行うのに十分な時間と条件下で邪魔されないままである。次いで、基板をハイブリダイゼーション・チャンバから取り外し、ハイブリダイゼーション後の洗浄工程を基板に行うことができる。次いで、基板は、当該技術分野において公知の技法を用いてハイブリダイゼーション分析のために走査される。

いかようにも本発明を制限することを意図するものではなく、本発明は、４マイクロメートルの高さおよび１５μＬの流体容積を有するスペーサを備えたハイブリダイゼーション・デバイスに従来のカバースリップ・ハイブリダイゼーション法が対比されている、以下の実施例によって、より十分に理解され、説明されるであろう。

ハイブリダイゼーションおよび分析
プレハイブリダイゼーション工程および洗浄工程を従来の様式でコプリンジャー内で行った。プロセスの他の部分（プレハイブリダイゼーションまたは洗浄工程）とは独立してハイブリダイゼーション工程を研究するために、ハイブリダイゼーション工程のためだけにハイブリダイゼーション・チャンバを用いた。アレイ・ハイブリダイゼーションを開始するために、チャンバを加湿箱内に配置し、この箱を４２℃のインキュベータ内に配置した。ハイブリダイゼーション後、ガラススライドを洗浄し、乾燥させ、ＧｅｎｅＰｉｘ ４０００Ａマイクロアレイ・スキャナにより走査した。データをＧｅｎｅＰｉｘ Ｐｒｏ３．０ソフトウェア（カリフォルニア州、フォスター・シティー所在のエイクソン・インストルメンツ社(Axon Instruments, Inc.)）で分析した。

マイクロアレイ・ハイブリダイゼーション・アッセイを、コーニング社から入手できる既製のＣｏｒｎｉｎｇ ４Ｋ Ｃａｎｃｅｒアレイおよび従来のハイブリダイゼーション・プロセスを用いて、４２℃で一晩行った。第１群のアッセイは、スペーサ要素の高さが４マイクロメートルである、図１に示した実施の形態を用いて行った。第２群のアッセイは、２４ｍｍ×５０ｍｍであるスライド面積について従来のカバースリップ手法で行った。図１に示したデバイスに似たデバイスについて行ったアッセイは、１５μＬのハイブリダイゼーション溶液中、Ｃｙ３およびＣｙ５蛍光染料で標識付けた全ＲＮＡを２μｇ用いた。従来のカバースリップ手法で行った二つのアッセイは、５０μＬのハイブリダイゼーション溶液中、Ｃｙ３およびＣｙ５蛍光染料で標識付けた全ＲＮＡを２μｇまたは６．６７μｇのいずれかで行った。言い換えると、従来のカバースリップ手法は、同じ総量の全ＲＮＡを含有したか、または同じ濃度であるが、試験した本発明と比較して、全ＲＮＡの使用量の３倍より多く有した。ハイブリダイゼーション混合物またはアッセイ溶液は、従来のプロトコルを用い、蛍光標識付けられた標的を含有するように調製した。

試験した４Ｋ Ｃａｎｃｅｒアレイの比較ハイブリダイゼーション結果が図７〜１０に示されている。図７および８は、それぞれ、従来のカバースリップ法と比較した、本発明の図１に示したチャンバに似たチャンバを用いたアッセイのＣｙ５に関する平均の正味蛍光信号および信号対バックグラウンド比（Ｓ／Ｂ）の比を示している。図９および１０は、それぞれ、従来のカバースリップ法と比較した、本発明の図１に示したチャンバに似たチャンバを用いたアッセイのＣｙ３に関する平均の正味蛍光信号および信号対バックグラウンド比（Ｓ／Ｂ）の比を示している。図７（Ｃｙ５）および図９（Ｃｙ３）は、本発明のある実施の形態によるデバイスを使用することにより達成された信号の増加を示している。図の斜線の棒グラフは、５０μＬの溶液中で２μｇの全ＲＮＡを用いるカバースリップ法を用いて形成されたチャンバから得られた信号に対する、１５μＬの溶液中で２μｇの全ＲＮＡを用いた本発明のある実施の形態によるチャンバから得られた信号の比を示している。図の斜線のない棒グラフは、５０μＬの溶液中で６．６７μｇの全ＲＮＡを用いるカバースリップ法を用いて形成されたチャンバから得られた信号に対する、１５μＬの溶液中で２μｇの全ＲＮＡを用いた本発明のある実施の形態によるチャンバから得られた信号の比を示している。

図８（Ｃｙ５）および図１０（Ｃｙ３）は、カバースリップ法と比較した本発明のある実施の形態によるチャンバを用いた信号対バックグラウンドの増加を示している。ｘ軸は、本発明について行った平均の正味蛍光信号の範囲を示している。１の比は、ハイブリダイゼーション効率がほぼ等しい性能であることを意味する。図７〜１０に示したように、本発明により行ったハイブリダイゼーション（１５μＬ中２μｇの全ＲＮＡ）は、同じ総量の全ＲＮＡ（５０μＬ中２μｇ）を用いたものと比較してハイブリダイゼーション効率で増加を達成できる。さらに、同じ濃度であるが、３倍よりも多い量の全ＲＮＡ（５０μＬ中６．６７μｇ）を用いたカバースリップ法を使用して形成されたチャンバと比較して、１５μＬ中２μｇの全ＲＮＡだけしか使用しない本発明のチャンバにおいて増加したハイブリダイゼーション効率が観察された。これは、本発明により、ハイブリダイゼーション・アッセイを行うときに有利に費用を節約できることを示している。それゆえ、本発明のチャンバを使用して、少ないハイブリダイゼーション材料と流体を用いることによって、より高い強度の信号を得ることが可能である。

本発明の精神すなわち範囲から逸脱せずに本発明に様々な改変と変更を行えることが当業者には明らかである。それゆえ、本発明は、本発明の改変および変更を、それらが添付の特許請求の範囲およびその同等物に含まれるという条件で包含することが意図されている。

本発明のある実施の形態による生体または化学反応チャンバデバイスの斜視図 生体または化学反応チャンバデバイスを製造するために用いられる基板と材料の層の端部図 生体または化学反応チャンバデバイスを製造するために用いられる基板と材料の周囲層の端部図 モノマーまたはポリマー材料およびフォトマスクにより囲まれた基板および材料の周囲層の側面図 周囲保持要素により囲まれた基板および材料の周囲層を示す、完成した生体または化学反応チャンバデバイスの端部図 本発明のある実施の形態による積み重ねられた生体または化学反応チャンバデバイスの斜視図 本発明のある実施の形態によるデバイスにおけるハイブリダイゼーション反応の結果を従来技術のデバイスの結果と比較したグラフ 本発明のある実施の形態によるデバイスにおけるハイブリダイゼーション反応の結果を従来技術のデバイスの結果と比較したグラフ 本発明のある実施の形態によるデバイスにおけるハイブリダイゼーション反応の結果を従来技術のデバイスの結果と比較したグラフ 本発明のある実施の形態によるデバイスにおけるハイブリダイゼーション反応の結果を従来技術のデバイスの結果と比較したグラフ

符号の説明

１０ 反応チャンバデバイス
１２ 基板
１８ スペーサ要素
２０ チャンバ
２２ カバー基体
２８ 保持要素またはグリッパー

Claims (10)

1. 生物または化学反応デバイスであって、
   検体区域を含む内面を有する略平坦な基板、
   前記検体区域を囲むチャンバを画成する前記基板上に高さを有するスペーサ要素、
   幅と長さ、外面、および前記基板の内面に対向し実質的に平行な内面を有する略平坦なカバー基体、および
   前記カバー基体を受容し、前記基板に該カバー基体を固定するように適合された間隔のおかれた区域を画成する、前記基板上にある軟質保持要素、
   を有してなるデバイス。
2. 生物または化学反応デバイスを製造する方法であって、
   検体区域を含む内面を有する略平坦な基板を提供し、
   前記検体区域を囲むチャンバを画成する前記基板上に高さを有するスペーサ要素を形成し、
   少なくとも一対の軟質の実質的に平行な間隔のおかれた壁を形成し、
   幅と長さ、外面、および前記基板の内面に対向し実質的に平行な内面を有する略平坦なカバー基体を前記間隔のおかれた壁の間にスナップ嵌めする、
   各工程を有してなる方法。
3. 前記間隔のおかれた壁をフォトリソグラフィーにより形成することを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 前記間隔のおかれた壁を、マスクを通してモノマーまたはポリマーを硬化させることによりさらに形成することを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記軟質保持要素が前記スペーサ要素の周りに境界を形成し、前記保持要素が、上側部分および前記基板に隣接した下側部分を含む少なくとも二つの実質的に平行な間隔のおかれた壁により画成されることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の発明。
6. 流体入口と流体出口をさらに備え、前記流体入口と流体出口が、前記スペーサ要素および前記間隔のおかれた壁の少なくとも一方を通って延在していることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の発明。
7. 第２の検体区域を画成する、前記カバー基体の外面上の第２のスペーサ要素および第２のカバー基体を受容するように適合された一対の間隔のおかれた壁を画成する第２の軟質保持要素をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
8. 前記実質的に平行な壁の間の間隔が、頂部での前記壁の間の間隔よりも底部でのほうが大きいことを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の発明。
9. 前記壁が、前記カバー基体の内面が前記スペーサ要素と接触し、該壁が前記カバー基体上に垂直な保持力を提供するように、該カバー基体をスナップ嵌めすることにより該カバー基体を受容するように適合されていることを特徴とする請求項５記載の発明。
10. 前記スペーサ要素の高さが１００マイクロメートル未満、好ましくは５０マイクロメートル未満、より好ましくは１０マイクロメートル未満であることを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の発明。

Images