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JP7699067B2 - フローセル - Google Patents

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Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１９年１２月２０日に出願された米国特許仮出願第６２／９５１，７８０号の利益を主張するものであり、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
（配列表の参照）
ＥＦＳ－Ｗｅｂを介して本明細書に添えて提出された配列表は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。ファイルの名称はＩＬＩ１８８ＢＰＣＴ＿ＩＰ－１９１０－ＰＣＴ＿Ｓｅｑｕｅｎｃｅ＿Ｌｉｓｔｉｎｇ＿ＳＴ２５．ｔｘｔであり、ファイルのサイズは５２６バイトであり、ファイルの作成日は２０２０年１２月１０日である。
核酸を配列決定するためのいくつかの利用可能なプラットフォームは、合成による配列決定アプローチを利用している。このアプローチでは、新生鎖が合成され、成長鎖への各モノマー（例えば、ヌクレオチド）の付加が、光学的及び／又は電子的に検出される。鋳型鎖は新生鎖の合成を指示するので、合成中に成長鎖に付加された一連のヌクレオチドモノマーから鋳型ＤＮＡの配列を推測することができる。いくつかの例では、逐次的なペアエンド配列決定が使用され得、順鎖は配列決定及び除去され、次いで逆鎖が構築及び配列決定される。他の例では、同時ペアエンド配列決定が使用され得、順鎖及び逆鎖は同時に配列決定される。
米国特許仮出願第６２／９５１，７８０号
本明細書に開示される方法のいくつかの例及び態様は、逐次的なペアエンドリードのためのフローセルを生成する。本明細書に開示される方法の他の例及び態様は、同時ペアエンドリードのためのフローセルを生成する。方法は、様々なフローセル表面を生成するための簡略化されたパターン化技術を提供する。
本明細書に開示される第１の態様は、ベース支持体と多層スタックと凹部とを含む、フローセルであって、多層スタックが、ベース支持体上に位置付けられ、ベース支持体上に位置付けられた樹脂層と、樹脂層上に位置付けられた疎水性層とを含み、凹部が、疎水性材料を使って、及び樹脂の一部分を使って多層スタックに画定されている、フローセルである。
第１の態様のある例は、凹部に位置付けられた高分子ヒドロゲルを更に含む。この例は、高分子ヒドロゲルに付着したプライマーを更に含んでもよい。
第１の態様のある例では、凹部の第１の領域は、第１の高分子ヒドロゲルと、第１の高分子ヒドロゲルに付着した第１のプライマーセットとを含み、凹部の第２の領域は、第２の高分子ヒドロゲルと、第２の高分子ヒドロゲルに付着した第２のプライマーセットとを含み、第１のプライマーセットは、第２のプライマーセットとは異なる。
本明細書に開示される第１の態様の任意の特徴は、任意の望ましい様式及び／又は構成で一緒に組み合わせされて、例えば、疎水性領域により囲まれた凹部を含む本開示に記載の利点を達成することができることを理解すべきである。
本明細書に開示される第２の態様は、樹脂層上の疎水性層を含む多層スタックに凹部を画定することと、凹部の少なくとも１つの領域に官能化層を適用することと、を含む、方法であって、凹部を画定することが、ｉ）疎水性層の深さを使ってエッチングすること、又はｉｉ）疎水性層の深さを使って疎水性層をインプリンティング及びエッチングすること、又はｉｉｉ）疎水性層の深さを使って、及び樹脂層の深さの一部分を使ってインプリンティングすることによる、方法である。
第２の態様のある例では、凹部を画定することは、ｉｉ）疎水性層の深さを使って疎水性層をインプリンティング及びエッチングすることを伴い、疎水性層をインプリンティング及びエッチングすることは、疎水性層の深さの一部分を使ってインプリンティングすることと、疎水性層の深さの残りの部分をエッチングすることであって、それによって、樹脂層がエッチングのストップとして作用する、残りの部分をエッチングすることと、を伴う。
第２の態様のある例では、凹部を画定することは、ｉ）疎水性層の深さを使ってエッチングすることを伴い、疎水性層の深さを使ってエッチングする前に、方法は、疎水性層上にリフトオフレジスト及び追加の樹脂層を適用することと、追加の樹脂層をインプリンティングして、その中に凹状領域を形成することと、追加の樹脂層及びリフトオフレジストの部分を選択的にエッチングすることによって疎水性層の表面に凹状領域を延ばすことであって、それによって凹状領域に隣接する追加の樹脂層及びリフトオフレジストの他の部分が無傷のままである、延ばすことと、を更に伴う。この例では、官能化層が適用された後、方法は、リフトオフレジストの他の部分をリフトオフすることを更に含んでもよい。
第２の態様のある例では、官能化層を適用する前に、方法は、凹部の第１の部分上に犠牲層を適用することであって、それによって、凹部の第２の部分が露出され、官能化層が、犠牲層及び凹部の第２の部分上に適用される、犠牲層を適用することを更に含み、官能化層を適用することに続き、方法は、犠牲層を除去して、凹部の第１の部分を露出させることと、凹部の第１の部分上に第２の官能化層を適用することと、を更に含む。
第２の態様の任意の特徴は、任意の望ましい方法で一緒に組み合わされてもよいことを理解すべきである。更に、第１の態様及び／若しくは第２の態様の特徴の任意の組合せを一緒に使用してもよいこと、並びに／又は本明細書に開示される例のうちのいずれかと組み合わせて、例えば、様々なフローセル表面をパターン化するための簡略化された方法を含む本開示に記載の利点を達成することができることを理解すべきである。
本明細書に開示される第３の態様は、基材に画定された凹部の第１の部分上に犠牲層を適用することであって、それによって、凹部の第２の部分が露出したままである、犠牲層を適用することと、犠牲層上及び凹部の第２の部分上に第１の官能化層を適用することと、犠牲層及びその上に適用された第１の官能化層を除去することと、それによって、凹部の第１の部分を露出させることと、凹部の第２の部分上に第２の官能化層を適用することと、それぞれのプライマーセットを第１の官能化層及び第２の官能化層に付着させることと、を含む、方法である。
第３の態様のある例では、基材はベース支持体上に樹脂層を含み；凹部は樹脂層の一部分を使って画定される。
第３の態様のある例では、犠牲層を第１の部分上に適用する前に、方法は、ナノインプリントリソグラフィを使用して、樹脂層に凹部を形成することを更に含む。
第３の態様のある例では、犠牲層を第１の部分上に適用する前に、方法は、樹脂層に凹部を形成することを更に含み、形成することは、樹脂層にフォトレジストを適用することと、フォトレジストを現像して、可溶性フォトレジストが除去される凹部パターン、及び不溶性フォトレジストが樹脂層上に残る間隙パターンを画定することと、凹部パターンで樹脂層をエッチングすることと、不溶性フォトレジストを除去することとによる。
第３の態様の任意の特徴は、任意の望ましい方法で一緒に組み合わされてもよいことを理解すべきである。更に、第１の態様及び／若しくは第２の態様及び／若しくは第３の態様の特徴の任意の組合せを一緒に使用してもよいこと、並びに／又は本明細書に開示される例のうちのいずれかと組み合わせて、例えば、様々なフローセル表面をパターン化するための簡略化された方法を含む本開示に記載の利点を達成することができることを理解すべきである。
本明細書に開示される第４の態様は、樹脂層をインプリンティングして、深い部分、及びステップ部分によって画定される浅い部分を含む凹状領域を形成することであって、樹脂層が、ベース支持体上に位置付けられた互いに異なるエッチング速度を有する少なくとも２つの層を含む多層スタック上に位置付けられる、形成することと、樹脂層及び少なくとも２つの層を選択的にエッチングして、深い部分に隣接する凹部を形成することと、第１の官能化層を凹部に適用することと、樹脂層、少なくとも２つの層、又はそれらの組合せを選択的にエッチングして、ステップ部分の下にある領域を露出させることと、第２の官能化層を露出領域に適用することと、を含む、方法である。
第４の態様のある例では、少なくとも２つの層は、追加の樹脂層上に位置付けられた犠牲層を含む。この例では、選択的にエッチングして凹部を形成することは、深い部分の下にある樹脂層の第１の部分をエッチングすることと、深い部分の下にある犠牲層の一部分をエッチングすることと、それによって、追加の樹脂層の一部分を露出させることと、ｉ）樹脂層の第２の部分をエッチングして、犠牲層の別の部分を露出させることと、ｉｉ）追加の樹脂層の露出部分をエッチングすることと、を伴う。この例では、選択的にエッチングしてステップ部分の下にある領域を露出させることは、犠牲層の第２の部分をエッチングして、追加の樹脂層の第２の部分を露出させることを伴う。この例では、第２の官能化層は、追加の樹脂層の第２の部分に適用され、方法は、犠牲層の残りの部分をエッチングすることを更に含む。
第４の態様のある例では、少なくとも２つの層は、犠牲層上に位置付けられたポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層を含む。この例では、選択的にエッチングして凹部を形成することは、深い部分の下にある樹脂層の第１の部分をエッチングすることと、深い部分の下にあるポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層の一部分をエッチングすることと、深い部分の下にある犠牲層の一部分をエッチングすることと、それによって、犠牲層に凹部を形成することと、を伴う。この例では、ステップ部分の下にある領域は、ベース支持体の一部分であり、選択的にエッチングしてステップ部分の下にある領域を露出させることは、樹脂層のステップ部分をエッチングすることと、ステップ部分の下にあるポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層の第２の部分をエッチングすることと、ステップ部分の下にある犠牲層の第２の部分をエッチングすることと、を伴う。この例では、第２の官能化層は、ベース支持体の一部分に適用され、方法は、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層の残りの部分をリフトオフすることと、犠牲層の残りの部分をエッチングすることを更に含む。
第４の態様のある例では、少なくとも２つの層は、追加の樹脂層上に位置付けられた犠牲層上に位置付けられたポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層を含む。この例では、選択的にエッチングして凹部を形成することは、深い部分の下にある樹脂層の第１の部分をエッチングすることと、深い部分の下にあるポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層の一部分をエッチングすることと、深い部分の下にある犠牲層の一部分をエッチングすることと、それによって、犠牲層に凹部を形成することと、を伴う。この例では、深い部分の下にある犠牲層の一部分をエッチングする前に、方法は、樹脂層をエッチングしてステップ部分を除去し、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層の第２の部分を露出させることを更に含む。この例では、ステップ部分の下にある領域は、追加の樹脂層の一部分であり、選択的にエッチングしてステップ部分の下にある領域を露出させることは、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層の第２の部分をエッチングすることと、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層の第２の部分の下にある犠牲層の第２の部分をエッチングすることと、を伴う。この例では、第２の官能化層は、追加の樹脂層の一部分に適用され、方法は、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層の残りの部分をリフトオフすることと、犠牲層の残りの部分をエッチングすることと、を更に含む。
第４の態様の任意の特徴は、任意の望ましい方法で一緒に組み合わされてもよいことを理解すべきである。更に、第１の態様及び／若しくは第２の態様及び／若しくは第３の態様及び／若しくは第４の態様の特徴の任意の組合せを一緒に使用してもよいこと、並びに／又は本明細書に開示される例のうちのいずれかと組み合わせて、例えば、様々なフローセル表面をパターン化するための簡略化された方法を含む本開示に記載の利点を達成することができることを理解すべきである。
本明細書に開示される第５の態様は、深い部分、及びステップ部分によって画定される浅い部分を有する凹状領域を含む基材上に第１の官能化層を適用することと、第１の官能化層をパターン化することと、それによって、ステップ部分に隣接する深い部分にフォトレジストによって覆われた第１の官能化領域を形成することと、基材及びフォトレジスト上に第２の官能化層を適用することと、を含む、方法である。
第５の態様のある例は、基材をドライエッチングしてステップ部分を除去し、第１の官能化領域に隣接する凹部を形成することを更に含む。これらの例のいくつかでは、第２の官能化層が適用された後、方法は、フォトレジスト及びその上の第２の官能化層をリフトオフすることと、第２の官能化層の一部分を除去することと、それによって、第１の官能化領域に隣接する第２の官能化領域を形成することと、を更に含む。これらの例のいくつかでは、第１の官能化層をパターン化することは、第１の官能化層上にフォトレジストを適用することと、ステップ部分が露出するまで、フォトレジスト及び第１の官能化層をドライエッチングすることと、を伴う。この例では、基材のドライエッチング又はフォトレジストのドライエッチングは、反応性イオンエッチングを伴う。
上述のように、第５の態様のある例は、基材をドライエッチングしてステップ部分を除去し、第１の官能化領域に隣接する凹部を形成することを更に含む。これらの例のいくつかでは、基材は、ベース支持体上に樹脂層を含む多層スタックであり、第１の官能化層を適用する前に、方法は、樹脂層をインプリンティングして凹状領域を形成することと、樹脂層を選択的にエッチングしてベース支持体を深い部分で露出させることと、を更に含み、基材のドライエッチングは、樹脂層をドライエッチングすることを伴い、ベース支持体は、ドライエッチング中にエッチングのステップとして機能する。これらの例のいくつかでは、第２の官能化層が適用された後、方法は、フォトレジスト及びその上の第２の官能化層をリフトオフすることと、第２の官能化層の一部分を除去することと、それによって、第１の官能化領域に隣接する第２の官能化領域を形成することと、を更に含む。これらの例のいくつかでは、第１の官能化層をパターン化することは、フォトレジストを第１の官能化層上に適用することと、ステップ部分が露出するまで、フォトレジスト及び第１の官能化層をドライエッチングすることと、を伴う。
第５の態様の任意の特徴は、任意の望ましい方法で一緒に組み合わされてもよいことを理解すべきである。更に、第１の態様及び／若しくは第２の態様及び／若しくは第３の態様及び／若しくは第４の態様及び／若しくは第５の態様の特徴の任意の組合せを一緒に使用してもよいこと、並びに／又は本明細書に開示される例のうちのいずれかと組み合わせて、例えば、様々なフローセル表面をパターン化するための簡略化された方法を含む本開示に記載の利点を達成することができることを理解すべきである。
本明細書に開示される第６の態様は、追加の樹脂層をインプリンティングして、その中に凹状領域を形成することであって、追加の樹脂層が、第１の樹脂層上に位置付けられたポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層上に位置付けられる、凹状領域を形成することと、追加の樹脂層の第１の部分及びポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層の第１の部分をエッチングすることによって、凹状領域の下にある第１の樹脂層の一部分を露出させることと、ｉ）追加の樹脂層をエッチングして、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層の第２の部分を露出させることと、ｉｉ）第１の樹脂層の露出部分をエッチングして、第１の樹脂層に凹部を形成することと、凹部及びポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層の第２の部分上に官能化層を適用することと、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層の第２の部分及びその上の官能化層を除去することと、を含む、方法である。
第６の態様の任意の特徴は、任意の望ましい方法で一緒に組み合わされてもよいことを理解すべきである。更に、第１の態様及び／若しくは第２の態様及び／若しくは第３の態様及び／若しくは第４の態様及び／若しくは第５の態様及び／若しくは第６の態様の特徴の任意の組合せを一緒に使用してもよいこと、並びに／又は本明細書に開示される例のうちのいずれかと組み合わせて、例えば、様々なフローセル表面をパターン化するための簡略化された方法を含む本開示に記載の利点を達成することができることを理解すべきである。
本明細書に開示される第７の態様は、樹脂層をインプリンティングして凸状領域を形成することであって、樹脂層が、基材上の官能化層上のリフトオフレジストを含む多層スタック上に位置付けられる、形成することと、樹脂層、リフトオフレジスト、及び官能化層の部分を選択的にエッチングして、基材の部分を露出させることであって、それによって、凸状領域に隣接するリフトオフレジスト及び官能化層の他の部分が無傷のままである、露出させることと、リフトオフレジストの他の部分をリフトオフすることと、を含む、方法である。
第７の態様のある例では、基材は、ベース支持体、及びベース支持体上の追加の樹脂層を含む。
第７の態様の任意の特徴は、任意の望ましい方法で一緒に組み合わされてもよいことを理解すべきである。更に、第１の態様及び／若しくは第２の態様及び／若しくは第３の態様及び／若しくは第４の態様及び／若しくは第５の態様及び／若しくは第６の態様及び／若しくは第７の態様の特徴の任意の組合せを一緒に使用してもよいこと、並びに／又は本明細書に開示される例のうちのいずれかと組み合わせて、例えば、様々なフローセル表面をパターン化するための簡略化された方法を含む本開示に記載の利点を達成することができることを理解すべきである。
本明細書に開示される第８の態様は、樹脂をインプリンティングして凸状領域を形成することであって、樹脂が、基材上に犠牲層を含む多層スタック上に位置付けられる、形成することと、凸状領域の周りの樹脂及び犠牲層の部分を選択的にエッチングして、基材の一部分を露出させることと、フォトレジストをパターン化して、基材の露出部分を覆うことと、犠牲層の下にある基材の第２の部分を露出させることと、基材の露出した第２の部分上に官能化層を適用することと、フォトレジストをリフトオフすることと、を含む、方法である。
第８の態様のある例では、基材は、ベース支持体上の追加の樹脂層を含む。この例では、選択的にエッチングすることは、追加の樹脂層の深さの一部分を使って選択的にエッチングして、凸状領域の形状を有する追加の樹脂層に凸部を形成することを更に伴う。この例では、選択的にエッチングすることは、追加の樹脂層の表面を露出させる。
第８の態様の任意の特徴は、任意の望ましい方法で一緒に組み合わされてもよいことを理解すべきである。更に、第１の態様及び／若しくは第２の態様及び／若しくは第３の態様及び／若しくは第４の態様及び／若しくは第５の態様及び／若しくは第６の態様及び／若しくは第７の態様及び／若しくは第８の態様の特徴の任意の組合せを一緒に使用してもよいこと、並びに／又は本明細書に開示される例のうちのいずれかと組み合わせて、例えば、様々なフローセル表面をパターン化するための簡略化された方法を含む本開示に記載の利点を達成することができることを理解すべきである。
本開示の例の特徴は、以下の詳細な説明及び図面を参照することにより明らかになろう。図面において、同様の参照番号は、類似なものではあるが、場合により同一ではない構成要素に対応している。簡潔にするために、前述の機能を有する参照番号又は特徴は、それらが現れる他の図面と関連させて記載されてもよく、記載されなくてもよい。
開示された方法の一例を一緒に示す概略図である。 開示された方法の一例を一緒に示す概略図である。 開示された方法の一例を一緒に示す概略図である。 図２Ａ：フローセルのある例の上面図である。図２Ｂ： 凹部のアレイを含むフローセルのレーンのある例の拡大図及び部分断面図である。 本明細書に開示される方法の別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更なる例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更なる例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更なる例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を示す概略図である。 基材上の第１及び第２の官能化層に付着した第１及び第２のプライマーセットの様々な例の概略図である。 基材上の第１及び第２の官能化層に付着した第１及び第２のプライマーセットの様々な例の概略図である。 基材上の第１及び第２の官能化層に付着した第１及び第２のプライマーセットの様々な例の概略図である。 基材上の第１及び第２の官能化層に付着した第１及び第２のプライマーセットの様々な例の概略図である。 本明細書に開示される方法の別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の別の例を一緒に示す概略図である。 樹脂層に凹部を形成するための一例を図示した概略図である。 樹脂層に凹部を形成するための別の例を図示した概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更なる例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更なる例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更なる例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更なる例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更なる例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更なる例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更なる例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更なる例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更なる例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更なる例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の２つの追加の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 本明細書に開示される方法の更に別の例を一緒に示す概略図である。 隣接するパッチ／パッドを形成するために、本明細書に開示されるある例に従って堆積された高分子ヒドロゲルの例を図示する、元々カラーの写真を白黒で再現したものである。 隣接するパッチ／パッドを形成するために、本明細書に開示されるある例に従って堆積された高分子ヒドロゲルの例を図示する、元々カラーの写真を白黒で再現したものである。
本明細書に開示されるフローセルの例は、核酸配列決定のために使用され得る。
フローセルのいくつかは、フローセル基材の異なる領域に付着した異なるプライマーセットを含む。これらの例では、プライマーセットは、切断（線形化）化学が異なる領域で直交するように制御され得る。直交切断化学は、異なるセット内の異なるプライマーに付着した同一の切断部位によって、又は異なるセット内の異なるプライマーに付着した異なる切断部位によって実現され得る。これにより、基材の１つの領域で順鎖のクラスタを生成することができ、基材の別の領域で逆鎖のクラスタを生成することができる。ある例では、領域は互いに直接隣接している。別の例では、領域間の任意の空間は十分に小さく、クラスタリングが２つの領域にまたがり得る。本明細書に開示されるフローセルの構成のいくつかでは、順鎖及び逆鎖は空間的に分離され、これは、各リードの同時ベースコールを可能にしながら、両方のリードからの蛍光シグナルを分離する。したがって、本明細書に開示されるフローセルのいくつかの例は、同時ペアエンドリードを得ることを可能にする。これらのフローセルを生成するための、いくつかの例示的な方法が記載される。
フローセルの他のものは、フローセル基材の異なる領域に付着した同じプライマーセットを含む。これらの例では、プライマーセットは、各領域に２つの異なるプライマーを含む。これは、ｉ）基材の各領域で生成され、配列決定され、除去される順鎖のクラスタ；及びｉｉ）基材の各領域で生成され、配列決定され、除去される逆鎖のクラスタの利点を少なくとも提供する。したがって、本明細書に開示されるフローセルの他の例は、逐次的なペアエンドリードを得ることを可能にする。これらのフローセルを生成するための、いくつかの例示的な方法が記載される。
定義
本明細書で使用される用語は、別段の指定がない限り、関連する技術分野における通常の意味をとるものと理解すべきである。本明細書で使用されるいくつかの用語及びそれらの意味は、以下に記載される。
単数形「１つの（a）」、「１つの（an）」、及び「その（the）」は、文脈上明確に別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。
含む（comprising）、含む（including）、含有する（containing）という用語、及びこれらの用語の様々な形態は、互いに同義であり、等しく広義であることを意味する。
フローセル及び／又はフローセルの様々な構成要素を説明するために、本明細書では、上（top）、下（bottom）、下方（lower）、上方（upper）、上（on）などの用語が使用される。これらの方向を示す用語は、特定の配向を示すことを意味するものではなく、構成要素間の相対的な配向を指定するために使用されることを理解すべきである。方向を示す用語の使用は、本明細書に開示される例を任意の特定の配向に制限すると解釈されるものではない。
第１、第２などの用語はまた、特定の配向又は順序を示すことを意味するものではなく、むしろ１つの構成要素を別の構成要素から区別するために使用される。
本明細書で提供される範囲は、そのような値又は部分範囲が明示的に列挙されているかのように、示された範囲及びその示された範囲内の任意の値又は部分範囲を含むことを理解すべきである。例えば、約４００ｎｍ～約１μｍ（１０００ｎｍ）の範囲は、約４００ｎｍ～約１μｍの明示的に列挙された限界だけでなく、約７０８ｎｍ、約９４５．５ｍｍなどの個々の値、及び約４２５ｎｍ～約８２５ｍｍ、約５５０ｎｍ～約９４０ｎｍなどの部分範囲も含むように解釈されるべきである。更に、「約」及び／又は「実質的に」が値を説明するために利用される場合、それらは、示された値からのわずかな変動（最大で±１０％）を包含することを意味する。
「アクリルアミドモノマー」は、構造
Figure 0007699067000001
 を有するモノマー、又はアクリルアミド基を含むモノマーである。アクリルアミド基を含むモノマーの例としては、アジドアセトアミドペンチルアクリルアミド：
Figure 0007699067000002
 及びＮ－イソプロピルアクリルアミド：
Figure 0007699067000003
 が挙げられる。他のアクリルアミドモノマーを使用してもよい。
アルデヒドは、本明細書で使用される場合、構造－ＣＨＯを有する官能基を含有する有機化合物であり、これは、水素、及びアルキル又は他の側鎖などのＲ基にも結合した炭素原子を有するカルボニル中心（すなわち、酸素に二重結合した炭素）を含む。アルデヒドの全般構造は、
Figure 0007699067000004
 である。
本明細書で使用される場合、「アルキル」は、完全に飽和している（すなわち、二重結合も三重結合も含有しない）直鎖又は分岐の炭化水素鎖を指す。アルキル基は、１～２０個の炭素原子を有し得る。例示的なアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第三級ブチル、ペンチル、ヘキシルなどが挙げられる。ある例として、表記「Ｃ１～４アルキル」は、アルキル鎖中に１～４個の炭素原子が存在すること、すなわち、アルキル鎖が、メチル、エチル、プロピル、イソ－プロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｓｅｃ－ブチル、及びｔ－ブチルからなる群から選択されることを示す。
本明細書で使用される場合、「アルケニル」は、１つ又は複数の二重結合を含有する直鎖又は分岐の炭化水素鎖を指す。アルケニル基は、２～２０個の炭素原子を有し得る。例示的なアルケニル基としては、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニルなどが挙げられる。
本明細書で使用される場合、「アルキン」又は「アルキニル」は、１つ又は複数の三重結合を含有する直鎖又は分岐の炭化水素鎖を指す。アルキニル基は、２～２０個の炭素原子を有し得る。
本明細書で使用される場合、「アリール」は、環骨格中に炭素のみを含有する芳香環又は環系（すなわち、２つの隣接する炭素原子を共有する２つ以上の縮合環）を指す。アリールが環系である場合、系内の全ての環は芳香族である。アリール基は、６～１８個の炭素原子を有し得る。アリール基の例としては、フェニル、ナフチル、アズレニル、及びアントラセニルが挙げられる。
「アミノ」官能基は、－ＮＲａＲｂ基を指し、式中、Ｒａ及びＲｂは各々、本明細書で定義されるように、水素（例えば、
Figure 0007699067000005
 ）、Ｃ１～６アルキル、Ｃ２～６アルケニル、Ｃ２～６アルキニル、Ｃ３～７炭素環、Ｃ６～１０アリール、５～１０員のヘテロアリール、及び５～１０員のヘテロ環から独立して選択される。
本明細書で使用される場合、「付着した」という用語は、２つのものが、直接的又は間接的のいずれかで、互いに、接合、締結、接着、接続、又は結合されている状態を指す。例えば、核酸は、共有結合又は非共有結合によって官能化ポリマーに付着され得る。共有結合は、原子間の電子対の共有によって特徴付けられる。非共有結合は、電子対の共有を伴わない物理的結合であり、例えば、水素結合、イオン結合、ファンデルワールス力、親水性相互作用、及び疎水性相互作用を挙げることができる。
「アジド（azide）」又は「アジド（azido）」官能基は、－Ｎ３を指す。
本明細書で使用される場合、「結合領域」は、例として、スペーサー層、蓋、別の基材など、又はそれらの組合せ（例えば、スペーサー層及び蓋、又はスペーサー層及び別の基材）であり得る別の材料に結合される基材の領域を指す。結合領域で形成される結合は、（上記のように）化学結合、又は機械的結合（例えば、締結具などを使用）であり得る。
本明細書で使用される場合、「炭素環」は、環系骨格中に炭素原子のみを含有する非芳香族環式環又は環系を意味する。炭素環が環系である場合、２つ以上の環が、縮合、架橋、又はスピロ接続方式で一緒に接合されてもよい。炭素環は、環系内の少なくとも１つの環が芳香族ではないことを条件として、任意の飽和度を有し得る。したがって、炭素環には、シクロアルキル、シクロアルケニル、及びシクロアルキニルが含まれる。炭素環基は、３～２０個の炭素原子を有し得る。炭素環式環の例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、２，３－ジヒドロ－インデン、ビシクロ［２．２．２］オクタニル、アダマンチル、及びスピロ［４．４］ノナニルが挙げられる。
本明細書で使用される場合、本明細書で使用される「カルボン酸」又は「カルボキシル」という用語は、－ＣＯＯＨを指す。
本明細書で使用される場合、「シクロアルキレン」は、２つの結合点を介して分子の残りに結合した完全飽和炭素環式環又は環系を意味する。
本明細書で使用される場合、「シクロアルケニル」又は「シクロアルケン」は、少なくとも１つの二重結合を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。例としては、シクロヘキセニル又はシクロヘキセン及びノルボルネニル又はノルボルネンが挙げられる。また、本明細書で使用される場合、「ヘテロシクロアルケニル」又は「ヘテロシクロアルケン」は、環骨格中に少なくとも１個のヘテロ原子を伴い、少なくとも１つの二重結合を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。
本明細書で使用される場合、「シクロアルキニル」又は「シクロアルキン」は、少なくとも１つの三重結合を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。ある例は、シクロオクチンである。別の例は、ビシクロノニンである。また、本明細書で使用される場合、「ヘテロシクロアルキニル」又は「ヘテロシクロアルキン」は、少なくとも１つの三重結合を有し、環骨格中に少なくとも１つのヘテロ原子を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。
「堆積」という用語は、本明細書で使用される場合、手作業であっても自動であってもよく、いくつかの場合では表面特性の改変をもたらす、任意の好適な適用技術を指す。全般的に、堆積は、蒸着技術、コーティング技術、グラフト技術などを使用して実行され得る。いくつかの具体例としては、化学蒸着（ＣＶＤ）、スプレーコーティング（例えば、超音波スプレーコーティング）、スピンコーティング、ダンク又はディップコーティング、ドクターブレードコーティング、パドル分配（puddle dispensing）、フロースルーコーティング、エアロゾル印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷、インクジェット印刷などが挙げられる。
本明細書で使用される場合、「凹部」という用語は、基材の間隙領域（複数可）によって少なくとも部分的に囲まれた表面の開口部を有する、基材における別個の凹状フィーチャーを指す。凹部は、表面の開口部において、例として、円形、楕円形、正方形、多角形、星形（任意の数の頂点を持つ）などの、様々な形状のいずれかとることができる。表面と直交するようにとられた凹部の断面は、湾曲形状、正方形、多角形、双曲線、円錐、角のある形状などであることができる。例として、凹部は、ウェル又は２つの相互に接続されたウェルであり得る。凹部はまた、稜、階段状のフィーチャーなど、より複雑な構造を有し得る。
「それぞれ」という用語は、項目の集合を参照して使用される場合、集合内の個々の項目を識別することを意図しているが、必ずしも集合内の全ての項目を指すものではない。明示的な開示又は文脈がそうでないことを明確に指示する場合、例外が生じ得る。
「エポキシ」という用語（グリシジル又はオキシラン基とも称される）は、本明細書で使用される場合、
Figure 0007699067000006
 を指す。
本明細書で使用される場合、「フローセル」という用語は、反応を行うことができるフローチャネル、試薬（複数可）をフローチャネルに送達するための入口、及びフローチャネルから試薬（試薬）を除去するための出口を有する容器を意味することを意図する。いくつかの例では、フローセルは、フローセル内で起こる反応の検出に対応する。例えば、フローセルは、アレイ、光学的標識分子などの光学的検出を可能にする１つ又は複数の透明な表面を含み得る。
本明細書で使用される場合、「フローチャネル」は、液体試料を選択的に受容することができる、２つの結合した構成要素間に画定される領域であり得る。いくつかの例では、フローチャネルは、パターン化された基材の樹脂と蓋との間に画定されてもよく、したがって、パターン化された樹脂内に画定された１つ又は複数の凹部と流体連通してもよい。他の例では、フローチャネルは、２つの基材（その各々がその上に配列決定化学を有する）間に画定され得る。
本明細書で使用される場合、「ヘテロアリール」は、環骨格中に窒素、酸素、及び硫黄を含むがこれらに限定されない、１個又は複数のヘテロ原子、すなわち炭素以外の元素を含有する芳香環又は環系（すなわち、２つの隣接する原子を共有する２つ以上の縮合環）を指す。ヘテロアリールが環系である場合、系内の全ての環は芳香族である。ヘテロアリール基は、５～１８個の環員を有し得る。
本明細書で使用される場合、「ヘテロ環」は、環骨格中に少なくとも１個のヘテロ原子を含有する非芳香族環式環又は環系を意味する。ヘテロ環は、縮合、架橋、又はスピロ接続方式で一緒に接合されてもよい。ヘテロ環は、環系中の少なくとも１つの環が芳香族ではないことを条件として、任意の飽和度を有し得る。環系では、ヘテロ原子（複数可）は、非芳香環又は芳香環のいずれかに存在し得る。ヘテロ環基は、３～２０個の環員（すなわち、炭素原子及びヘテロ原子を含む環骨格を構成する原子の数）を有し得る。いくつかの例では、ヘテロ原子（複数可）は、Ｏ、Ｎ、又はＳである。
「ヒドラジン」又は「ヒドラジニル」という用語は、本明細書で使用される場合、－ＮＨＮＨ２基を指す。
本明細書で使用される場合、本明細書で使用される「ヒドラゾン」又は「ヒドラゾニル」という用語は、
Figure 0007699067000007
 基を指し、式中、Ｒａ及びＲｂは各々、本明細書で定義されるように、水素、Ｃ１～６アルキル、Ｃ２～６アルケニル、Ｃ２～６アルキニル、Ｃ３～７炭素環、Ｃ６～１０アリール、５～１０員のヘテロアリール、及び５～１０員のヘテロ環から独立して選択される。
本明細書で使用される場合、「ヒドロキシ」又は「ヒドロキシル」は、－ＯＨ基を指す。
本明細書で使用される場合、「間隙領域」という用語は、凹部又は凸部を分離する、例えば、基材、パターン化された樹脂、又は他の支持体の領域を指す。例えば、間隙領域は、アレイの１つの凹部を、アレイの別の凹部から分離することができる。互いに分離された２つの凹部又は凸部は、別個であってもよい、すなわち、互いに物理的接触が欠如していてもよい。多くの例では、間隙領域は、連続的であるが、凹部又は凸部は、例えば、それ以外が連続的である表面に画定される複数の凹部又は凸部の場合のように、別個である。他の例では、間隙領域及びフィーチャーは、例えば、それぞれの間隙領域によって分離される溝の形状での複数の凹部の場合のように、別個である。間隙領域によってもたらされる分離は、部分的又は完全な分離であり得る。間隙領域は、凹部又は凸部の表面材料とは異なる表面材料を有してもよい。例えば、凹部は、その中にポリマー及び第１のプライマーセットを有し得、間隙領域は、その上にポリマー及び第２のプライマーセットを有し得る。別の例については、アレイの凹部は、その中にビーズを有し得るが、間隙領域は、その上にビーズを有さない。
本明細書で使用される場合、「ネガティブフォトレジスト」は、特定の波長（複数可）の光に曝露される部分が現像液に不溶性になる感光性材料を指す。これらの例では、不溶性のネガティブフォトレジストは、現像液中で５％未満の溶解度を有する。ネガティブフォトレジストでは、光曝露は、材料の露出部分が現像液中で（非露出部分よりも）溶解度が低くなるように化学構造を変化させる。不溶性のネガティブフォトレジストは、現像液に可溶性ではないが、現像液とは異なる除去剤に少なくとも９５％の溶解度であり得る。除去剤は、例えば、リフトオフプロセスにおいて使用される溶媒又は溶媒混合物であり得る。
不溶性のネガティブフォトレジストとは対照的に、光に曝露されないネガティブフォトレジストの任意の部分は、現像液に少なくとも９５％の溶解度である。いくつかの例では、光に曝露されないネガティブフォトレジストの部分は、現像液中に少なくとも９８％、例えば、９９％、９９．５％、１００％の溶解度である。
「ニトリルオキシド」は、本明細書で使用される場合、「ＲａＣ≡Ｎ＋Ｏ－」基を意味し、式中、Ｒａは本明細書で定義される。ニトリルオキシドを調製する例としては、クロラミド－Ｔでの処理によるアルドキシムからの、又はイミドイルクロリド［ＲＣ（Ｃｌ）＝ＮＯＨ］に対する塩基の作用による、又はヒドロキシルアミンとアルデヒドとの間の反応からのｉｎ ｓｉｔｕ生成が挙げられる。
「ニトロン」は、本明細書で使用される場合、
Figure 0007699067000008
 基を意味し、式中、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、本明細書で定義されるＲａ及びＲｂ基のいずれかであり得る。
本明細書で使用される場合、「ヌクレオチド」は、窒素含有ヘテロ環式塩基、糖、及び１つ又は複数のリン酸基を含有する。ヌクレオチドは、核酸配列のモノマー単位である。ＲＮＡでは、糖はリボースであり、ＤＮＡでは、糖はデオキシリボース、すなわち、リボースの２’位に存在するヒドロキシル基が欠如している糖である。窒素含有ヘテロ環式塩基（すなわち、核酸塩基）は、プリン塩基であってもピリミジン塩基であってもよい。プリン塩基には、アデニン（Ａ）及びグアニン（Ｇ）、並びにそれらの修飾された誘導体又はアナログが含まれる。ピリミジン塩基には、シトシン（Ｃ）、チミン（Ｔ）、及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの修飾された誘導体又はアナログが含まれる。デオキシリボースのＣ－１原子は、ピリミジンのＮ－１又はプリンのＮ－９に結合される。核酸アナログは、リン酸骨格、糖、又は核酸塩基のいずれが変化し得る。核酸アナログの例としては、例えば、ペプチド核酸（ＰＮＡ）などのユニバーサル塩基又はリン酸－糖骨格アナログが挙げられる。
いくつかの例では、「上に（over）」という用語は、１つの構成要素又は材料が別の構成要素又は材料の上に直接位置付けられることを意味し得る。一方が他方の上に直接存在する場合、２つは互いに接触している。図１Ａでは、樹脂層１８は、ベース基材２２上に適用され、その結果、ベース基材２２上に直接存在し、それと接触する。
他の例では、「上に（over）」という用語は、１つの構成要素又は材料が別の構成要素又は材料上に間接的に位置付けられることを意味し得る。間接的にとは、ギャップ又は追加の構成要素又は材料が、２つの構成要素又は材料の間に位置付けられ得ることを意味する。図１Ａでは、疎水性層１６は、ベース基材２２上に位置付けられ、その結果、２つが間接的に接触する。より具体的には、樹脂層１８が２つの構成要素１６と２２との間に位置付けられるため、疎水性層１６は、ベース基材２２上に間接的にある。
「パターン化された樹脂」は、その中に画定された凹部及び／凸部を有し得る任意のポリマーを指す。樹脂及び樹脂をパターン化するための技術の具体例は、以下で更に説明される。
本明細書で使用される場合、「ポジティブフォトレジスト」は、特定の波長（複数可）の光に曝露される部分が現像液に可溶性になる感光性材料を指す。これらの例では、光に曝露されたポジティブフォトレジストの任意の部分は、現像液中に少なくとも９５％の溶解度である。いくつかの例では、光に曝露されたポジティブフォトレジストの部分は、現像液中に少なくとも９８％、例えば、９９％、９９．５％、１００％の溶解度である。ポジティブフォトレジストでは、光曝露は、材料の露出部分が現像液中で（非露出部分よりも）溶解度が高くなるように化学構造を変化させる。
可溶性のポジティブフォトレジストとは対照的に、光に曝露されないポジティブフォトレジストの任意の部分は、現像液に不溶性（５％未満の溶解度）である。不溶性のポジティブフォトレジストは、現像液に可溶性ではないが、現像液とは異なる除去剤に少なくとも９５％の溶解度であり得る。いくつかの例では、不溶性のポジティブフォトレジストは、除去剤に少なくとも９８％、例えば、９９％、９９．５％、１００％の溶解度である。除去剤は、リフトオフプロセスにおいて使用される溶媒又は溶媒混合物であり得る。
本明細書で使用される場合、「プライマー」は、一本鎖核酸配列（例えば、一本鎖ＤＮＡ又は一本鎖ＲＮＡ）として定義される。本明細書において増幅プライマーと称されるいくつかのプライマーは、鋳型増幅及びクラスタ生成の開始点として機能する。本明細書において配列決定プライマーと称される他のプライマーは、ＤＮＡ又はＲＮＡ合成の開始点として機能する。プライマーの５’末端は、ポリマーの官能基でカップリング反応を可能にするように修飾されてもよい。プライマーの長さは、任意の数の塩基の長さであり得、様々な非天然ヌクレオチドを含むことができる。ある例では、配列決定プライマーは、１０～６０塩基、又は２０～４０塩基の範囲の短鎖である。
「スペーサー層」は、本明細書で使用される場合、２つの構成要素を一緒に結合する材料を指す。いくつかの例では、スペーサー層は、結合を助ける放射線吸収材料あり得、又は結合を助ける放射線吸収材料と接触させられ得る。
「基材」という用語は、フローセルの様々な構成要素（例えば、ポリマー、プライマー（複数可）など）を上に追加し得る構造体を指す。基材は、ウエハ、パネル、長方形シート、ダイ、又は任意の他の好適な構成であってよい。基材は、概して剛性硬質であり、水性液体に不溶性である。基材は、凹部を改質するために使用される化学物質、又は凹部に存在する化学物質に対して、不活性であってもよい。例えば、基材は、プライマー（複数可）などを付着させるためなどに、ポリマーを形成するために使用される化学物質に対して不活性であり得る。基材は、単層構造（例えば、ベース支持体）であってもよく、又は多層構造（例えば、ベース支持体及びベース支持体上の１つ又は複数の層を含む）であってもよい。好適な基材の例は、以下で更に説明される。
「チオール」官能基は、－ＳＨを指す。
本明細書で使用される場合、「テトラジン」及び「テトラジニル」という用語は、４個の窒素原子を含む６員のヘテロアリール基を指す。テトラジンは、任意選択で置換され得る。
「テトラゾール」は、本明細書で使用される場合、４個の窒素原子を含む５員のヘテロ環式基を指す。テトラゾールは、任意選択で置換され得る。
「透明」という用語は、ベース支持体又は層を参照する場合、例えば、特定の波長又は波長範囲に対して透明である基材又は層の形態の材料を指す。例えば、材料は、ポジティブ又はネガティブフォトレジストを化学的に変化させるために使用される波長（複数可）に対して透明であり得る。透明度は、透過率、すなわち、物体に入射する光エネルギーの物体を透過する光エネルギーに対する比を使用して定量化され得る。透明なベース支持体又は透明層の透過率は、ベース支持体又は層の厚さ及び光の波長に依存する。本明細書に開示される例では、透明なベース支持体又は透明層の透過率は、０．２５（２５％）～１（１００％）の範囲であり得る。ベース支持体又は層の材料は、得られるベース支持体又は層が所望の透過率を可能にする限り、純粋な材料、いくらかの不純物を有する材料、又は材料の混合物であってもよい。加えて、ベース支持体又は層の透過率に応じて、光曝露の時間及び／又は光源の出力電力を増加又は減少させて、透明なベース支持体及び／又は層を通して好適な線量の光エネルギーを送達して、所望の効果（例えば、可溶性又は不溶性フォトレジストを生成すること）を達成することができる。
逐次的なペアエンド配列決定のための方法及びフローセル
逐次的なペアエンド配列決定のためのフローセルのある例は、全般的に、基材、基材の少なくとも一部分の上の官能化層、及び官能化層に付着したプライマーセットを含む。フローセルの様々な構成要素の構成は、フローセルを生成するために使用される方法に部分的に応じて変化し得る。ここで、いくつかの例示的な方法を説明する。
図１Ａ～図１Ｃは共に、フローセル１０Ａを作製するための方法の一例を示す。この例示的な方法は、疎水性層１６をインプリンティング及びエッチングすることによって、樹脂層１８上の疎水性層１６を含む多層スタック１４内に凹部１２を画定することと、凹部１２の少なくとも１つの領域に官能化層２０を適用することと、を含む。
図１Ａに示される例では、多層スタック１４は、ベース支持体２２上に位置付けられる。好適なベース支持体の材料の例としては、エポキシシロキサン、ガラス及び改質又は機能化ガラス、プラスチック（アクリル、ポリスチレン及びスチレンと他の材料とのコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン（Ｃｈｅｍｏｕｒｓ製のＴＥＦＬＯＮ（登録商標）など）、環状オレフィン／シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）（Ｚｅｏｎ製のＺＥＯＮＯＲ（登録商標）など）、ポリイミドなど）、ナイロン、セラミック／セラミック酸化物、シリカ、溶融シリカ、又はシリカ系材料、ケイ酸アルミニウム、シリコン及び変成シリコン（例えば、ホウ素ドープＰ＋シリコン）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、又は他の酸化タンタル（ＴａＯｘ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、炭素、金属、無機ガラスなどが挙げられる。ベース支持体２２はまた、多層構造であってもよい。多層構造のいくつかの例としては、ガラス又はシリコンが挙げられ、その表面に酸化タンタル又は別のセラミック酸化物のコーティング層を有する。多層構造の更に他の例には、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基材が含まれ得る。
ある例では、ベース支持体２２は、約２ｍｍ～約３００ｍｍの範囲の直径、又は最大約１０フィート（約３メートル）の最大寸法を有する長方形シート若しくはパネルを有し得る。ある例では、ベース支持体２２は、約２００ｍｍ～約３００ｍｍの範囲の直径を有するウエハである。別の例では、基材は、約０．１ｍｍ～約１０ｍｍの範囲の幅を有するダイである。例示的な寸法が提供されているが、任意の好適な寸法を有するベース支持体２２を使用できることを理解すべきである。別の例については、３００ｍｍの丸いウエハよりも大きな表面積を有する長方形の支持体であるパネルが使用され得る。
樹脂層１８は、本明細書に開示される例を含む任意の好適な堆積技術を使用してベース支持体２２上に堆積され、樹脂に好適な条件を使用して硬化され得る。好適な樹脂のいくつかの例は、多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂（ＰＯＳＳ）系樹脂、エポキシ樹脂、ポリ（エチレングリコール）樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、アクリレート樹脂、メタクリレート樹脂、及びそれらの組合せからなる群から選択される。いくつかの例が提供されているが、硬化させることができる任意の樹脂を使用することができると考えられている。
本明細書で使用される場合、「多面体オリゴマーシルセスキオキサン」（ＨｙｂｒｉｄＰｌａｓｔｉｃｓからＰＯＳＳ（登録商標）として市販）という用語は、シリカ（ＳｉＯ２）とシリコーン（Ｒ２ＳｉＯ）とのハイブリッド中間体（例えば、ＲＳｉＯ１．５）である化学組成物を指す。多面体オリゴマーシルセスキオキサンのある例は、Ｋｅｈａｇｉａｓら、Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ８６（２００９）、７７６～７７８頁に記載されているものであり得、これは参照によりその全体が組み込まれる。ある例では、組成物は、化学式［ＲＳｉＯ３／２］ｎを有する有機ケイ素化合物であり、式中、Ｒ基は同じであっても異なってもよい。多面体オリゴマーシルセスキオキサンの例示的なＲ基としては、エポキシ、アジド（azide）／アジド（azido）、チオール、ポリ（エチレングリコール）、ノルボルネン、テトラジン、アクリレート、及び／若しくはメタクリレート、又は更に、例えば、アルキル、アリール、アルコキシ、及び／若しくはハロアルキル基が挙げられる。本明細書に開示される樹脂組成物は、モノマー単位として１つ又は複数の異なるケージ又はコア構造を含み得る。多面体構造は、
Figure 0007699067000009
 などのＴ８構造であり得、
Figure 0007699067000010
 で表される。このモノマー単位は、典型的には官能基Ｒ１～Ｒ８の８つのアームを有する。
モノマー単位は、
Figure 0007699067000011
 などのＴ１０と称される１０個のケイ素原子及び１０個のＲ基を有するケージ構造を有し得、又は
Figure 0007699067000012
 などのＴ１２と称される１２個のケイ素原子及び１２個のＲ基を有するケージ構造を有し得る。多面体オリゴマーシルセスキオキサン系の材料は、代替的に、Ｔ６、Ｔ１４、又はＴ１６のケージ構造を含み得る。平均ケージ含有量は、合成中に調整され得、及び／又は精製方法によって制御され得、広い分布のモノマー単位（複数可）のケージサイズが、本明細書に開示される例で使用され得る。
本明細書に開示される例のいくつかでは、Ｒ１～Ｒ８又はＲ１０又はＲ１２のうちの少なくとも１つはエポキシを含む。Ｒ１～Ｒ８又はＲ１０又はＲ１２は同じであっても同じでなくてもよく、いくつかの例では、Ｒ１～Ｒ８又はＲ１０又はＲ１２の少なくとも１つはエポキシを含み、Ｒ１～Ｒ８又はＲ１０又はＲ１２の他の少なくとも１つは非エポキシ官能基である。非エポキシ官能基は、（ａ）エポキシ基と直交的に反応する（すなわち、エポキシ基とは異なる条件下で反応する）反応性基、すなわち樹脂を増幅プライマー、ポリマー、又は重合剤にカップリングするためのハンドルとして機能する反応性基であり得、又は（ｂ）樹脂の機械的又は機能的特性、例えば、表面エネルギー調整を調整する基であり得る。いくつかの例では、非エポキシ官能基は、アジド（azide）／アジド（azido）、チオール、ポリ（エチレングリコール）、ノルボルネン、テトラジン、アミノ、ヒドロキシル、アルキニル、ケトン、アルデヒド、エステル基、アルキル、アリール、アルコキシ、及びハロアルキルからなる群から選択される。
使用される樹脂層１８に応じて、樹脂層１８は、シラン化又はプラズマアッシングを使用して活性化されて、表面基を生成し得、これは続いてその上に堆積される官能化層２０と反応し得る（図１Ｃを参照されたい）。
シラン化は、任意のシラン又はシラン誘導体を使用して達成され得る。シラン又はシラン誘導体の選択は、シラン又はシラン誘導体と官能化層２０との間に共有結合を形成することが望ましい場合があるため、形成される官能化層２０に部分的には依存し得る。いくつかの例示的なシラン誘導体は、ノルボルネン、ノルボルネン誘導体（例えば、炭素原子のうちの１つの代わりに酸素又は窒素を含む（ヘテロ）ノルボルネン）、トランスシクロオクテン、トランスシクロオクテン誘導体、トランスシクロペンテン、トランスシクロヘプテン、トランスシクロノネン、ビシクロ［３．３．１］ノナ－１－エン、ビシクロ［４．３．１］デカ－１（９）－エン、ビシクロ［４．２．１］ノナ－１（８）－エン、及びビシクロ［４．２．１］ノナ－１－エンなどのシクロアルケンの不飽和部分を含む。これらのシクロアルケンのいずれかは、例えば、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロ脂環、アラルキル、又は（ヘテロ脂環）アルキルなどのＲ基で置換され得る。ノルボルネン誘導体のある例としては、［（５－ビシクロ［２．２．１］ヘプタ－２－エニル）エチル］トリメトキシシランが挙げられる。他の例示的なシラン誘導体は、シクロオクチン、シクロオクチン誘導体、又はビシクロノニン（例えば、ビシクロ［６．１．０］ノナ－４－イン若しくはその誘導体、ビシクロ［６．１．０］ノナ－２－イン、又はビシクロ［６．１．０］ノナ－３－イン）などのシクロアルキンの不飽和部分を含む。これらのシクロアルキンは、本明細書に記載のＲ基のうちのいずれかで置換され得る。
シラン又はシラン誘導体を付着させるために使用される方法は、使用されるシラン又はシラン誘導体に応じて変化し得る。好適なシラン化方法の例としては、蒸着（例えば、ＹＥＳ法）、スピンコーティング、又は他の堆積方法が挙げられる。
他の例では、シラン化よりもプラズマアッシングを使用して、樹脂層１８を活性化してもよい。プラズマアッシングは、表面活性化物質（複数可）（例えば、ヒドロキシル（Ｃ－ＯＨ又はＳｉ－ＯＨ）及び／又はカルボキシル基）を生成し得、これは、続いて堆積された官能化層２０を凹部１２で露出した樹脂層１８に付着することができるる。これらの例では、官能化層２０は、プラズマアッシングによって生成される表面基と反応するように選択される。
疎水性層１６は、本明細書に開示される例を含む任意の好適な堆積技術を使用して樹脂層１８上に堆積され得る。
疎水性層１６の例は、フッ素化ポリマー、ペルフッ素化ポリマー、シリコンポリマー、及びそれらの混合物からなる群から選択され得る。例として、疎水性層１６は、非晶質フルオロポリマー（その市販の例としては、以下の末端官能基のうちの１つを有するＡＧＣＣｈｅｍｉｃａｌｓ製のＣＹＴＯＰ（登録商標）シリーズ中のものが挙げられる：Ａタイプ：－ＣＯＯＨ、Ｍタイプ：－ＣＯＮＨ－Ｓｉ（ＯＲ）ｎ又はＳタイプ：－ＣＦ３）、ポリテトラフルオロエチレン（その市販の例は、Ｃｈｅｍｏｕｒｓ製のＴＥＦＬＯＮ（登録商標）、パリレン、フッ素化炭化水素、フルオロアクリルコポリマー（その市販の例としては、Ｃｙｔｏｎｉｘ製のＦＬＵＯＲＯＰＥＬ（登録商標）としてのものが挙げられる）を含み得る。
次いで、疎水性層１６をインプリントし（図１Ａ）、エッチングして（図１Ｂ）、凹部１２を形成する。したがって、この例では、凹部１２は、疎水性層１６に画定される。図１Ｂに示すように、凹部１２の底部は樹脂層１８によって画定され、凹部１２の壁は疎水性層１６によって画定される。図１Ａ～図１Ｃには単一の凹部１２が示されているが、いくつかの凹部１２が形成されてもよく、各凹部１２は、疎水性層１６の間隙領域２６によって凹部１２ごとに隔離されていること（図２Ｂを参照）を理解すべきである。
この例示的な方法では、インプリンティングは、疎水性層１６の深さの一部分を使って実行され；エッチングは、疎水性層１６の深さの残りの部分を除去し、樹脂層１８はエッチングのストップとして作用する。
疎水性層１６は、ナノインプリントリソグラフィを使用してインプリントされ得る。ナノインプリントリソグラフィモールド又は作業スタンプ２４（図１Ａ）は、疎水性層１６が軟質である間にそれに押し込まれ、疎水性層１６に作業スタンプフィーチャーのインプリントを作り出す。次いで、疎水性層１６は、作業スタンプ２４を所定の位置に置いた状態で硬化され得る。硬化は、放射線硬化性疎水性材料が使用される場合、可視光線若しくは紫外（ＵＶ）線などの化学線への曝露によって、又は熱硬化性疎水性材料が使用される場合、熱への曝露によって、達成され得る。硬化は、重合及び／又は架橋を促進し得る。ある例として、硬化は、ソフトベーク（例えば、溶媒（複数可）を除去するための）及びハードベークを含む複数の段階を含み得る。ソフトベークは、約５０℃～約１５０℃の範囲のより低い温度で行われ得る。ハードベークの持続時間は、約１００℃～約３００℃の範囲の温度で約５秒～約１０分間続けてもよい。ソフトベーキング及び／又はハードベーキングに使用することができる機器の例としては、ホットプレート、オーブンなどが挙げられる。
硬化後、作業スタンプ２４が取り外される。これにより、疎水性層１６にトポグラフィーフィーチャーを作り出す。この例示的な方法では、作業スタンプ２４は、疎水性層１６の深さ全体を通っては延びないため、インプリンティングプロセス後に部分的な凹部１２’が形成される。図１Ａに示すように、疎水性層部分１６’は、部分的な凹部１２’に残る。
次いで、疎水性層１６をエッチングして、残りの疎水性層部分１６’を部分的な凹部１２’から除去し得る。疎水性層１６の任意の露出領域は、図１Ｂの下向き矢印によって示されるように、このプロセス中にエッチングされ得る。したがって、間隙領域２６を画定する疎水性層１６の領域は、疎水性層部分１６’に加えてエッチングされ得る。しかしながら、疎水性層１６及び樹脂層１８は、異なるエッチング速度を有し、したがって、疎水性層部分１６’が除去される場合、樹脂層１８は部分的な凹部１２’のエッチングのストップとして作用する。樹脂層１８が露出した場合にエッチングは停止され得る。これは、凹部１２を形成する。このエッチングプロセスについては、空気又は酸素（Ｏ２）ガスでのプラズマエッチングを使用することができる。別の例では、酸素（Ｏ２）ガスでのドライエッチングを使用することができる。
図１Ａ～図１Ｃは、単一の凹部１２の形成を示しているが、凹部１２のアレイは、例えば、フローセル１０Ａのレーンに沿って形成されてもよいことを理解すべきである。図２Ａは、例えば、フローセル１０Ａの上面図を図示し、それに結合した蓋又は他の基材を含まず、８つのレーン２８を含む。図２Ｂは、１つのレーン２８に形成された凹部１２のアレイの断面斜視図を図示する。
規則的、反復的、及び不規則なパターンを含む、凹部１２のアレイの多くの異なるレイアウトが、想定され得る。ある例では、凹部１２は、密なパッキング及び改善された密度のために六角形グリッドに配置される。他のレイアウトは、例えば、直線的な（長方形）レイアウト、三角形のレイアウトなどを含み得る。いくつかの例では、レイアウト又はパターンは、行及び列をなす凹部１２のｘ－ｙ構成であり得る。いくつかの他の例では、レイアウト又はパターンは、凹部１２及び／又は間隙領域２６の反復配置であり得る。更に他の例では、レイアウト又はパターンは、凹部１２及び／又は間隙領域２６のランダムな配置であり得る。パターンは、スポット、ストライプ、渦巻き、線、三角形、長方形、円、円弧、チェック、格子縞、対角線、矢印、正方形、及び／又はクロスハッチを含み得る。
凹部１２のレイアウト又はパターンは、規定面積内の凹部１２の密度（凹部１２の数）に関して特徴付けることができる。例えば、凹部１２は、１ｍｍ２あたり約２百万の密度で存在してもよい。密度は、例えばおおよそ１ｍｍ２あたり約１００、１ｍｍ２あたり約１，０００、１ｍｍ２あたり約１０万、１ｍｍ２あたり約１００万、１ｍｍ２あたり約２００万、１ｍｍ２あたり約５００万、１ｍｍ２あたり約１０００万、１ｍｍ２あたり約５０００万を含む、様々な密度に調整され得る。疎水性層１６（又は本明細書に記載の他の層）における凹部１２の密度は、上記の範囲から選択される低い方の値のうちの１つと、高い方の値のうちの１つとの間であってもよいことを更に理解すべきである。例として、高密度アレイは、約１００ｎｍ未満で離間した凹部１２を有することを特徴とし得、中密度アレイは、約４００ｎｍ～約１μｍで離間した凹部１２を有することを特徴とし得、低密度アレイは、約１μｍを上回って離間した凹部１２を有することを特徴とし得る。例示的な密度が提供されているが、任意の好適な密度を使用できることを理解すべきである。凹部１２の密度は、凹部１２の深さに部分的に依存し得る。いくつかの場合では、凹部１２間の間隔は、本明細書に列挙される例よりも更に大きいことが望ましい場合がある。
凹部１２のレイアウト又はパターンは、更に又は代替的に、平均ピッチ、又は凹部１２の中心から隣接する凹部１２の中心までの間隔（中心間間隔）若しくは１つの凹部１２の左端部から隣接する凹部１２の右端部までの間隔（端部間間隔）に関して、特徴付けてもよい。パターンは、平均ピッチ周辺の変動係数が小さくなるように規則的である場合もあれば、パターンが不規則である場合もあり、その場合、変動係数は比較的大きくなる可能性がある。いずれの場合も、平均ピッチは、例えば、おおよそ約５０ｎｍ、約０．１μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約１００μｍであってもよい。凹部１２の特定のパターンの平均ピッチは、上記の範囲から選択される低い方の値のうちの１つと、高い方の値のうちの１つとの間であってもよい。ある例では、凹部１２は、約１．５μｍのピッチ（中心間間隔）を有する。例示的な平均ピッチ値が提供されているが、他の平均ピッチ値が使用されてもよいことを理解すべきである。
それぞれの凹部１２のサイズは、その容積、開口部面積、深さ、及び／又は直径によって特徴付けられ得る。
それぞれの凹部１２は、流体を閉じ込めることができる任意の容積を有し得る。最小又は最大容積は、例えば、フローセル１０Ａの下流での使用に予想されるスループット（例えば、多重度）、分解能、標識ヌクレオチド、又は検体の反応性に対応するように選択することができる。例えば、容積は、少なくとも約１×１０－３μｍ３、少なくとも約１×１０－２μｍ３、少なくとも約０．１μｍ３、少なくとも約１μｍ３、少なくとも約１０μｍ３、少なくとも約１００μｍ３、又はそれを超える容積であり得る。代替的に又は加えて、容積は、最大で約１×１０４μｍ３、最大で約１×１０３μｍ３、最大で約１００μｍ３、最大で約１０μｍ３、最大で約１μｍ３、最大で約０．１μｍ３、又はそれ未満の容積であり得る。
各凹部の開口部が占める面積は、上記の容積と同様の基準に基づいて選択され得る。例えば、各凹部の開口部の面積は、少なくとも約１×１０－３μｍ２、少なくとも約１×１０－２μｍ２、少なくとも約０．１μｍ２、少なくとも約１μｍ２、少なくとも約１０μｍ２、少なくとも約１００μｍ２、又はそれを超える面積であり得る。代替的に又は加えて、面積は、最大で約１×１０３μｍ２、最大で約１００μｍ２、最大で約１０μｍ２、最大で約１μｍ２、最大で約０．１μｍ２、最大で約１×１０－２μｍ２、又はそれ未満の面積であり得る。各凹部の開口部が占める面積は、上記の値よりも大きいか、小さいか、又はそれらの間であり得る。
各凹部１２の深さは、官能化層２０のいくつかを収容するのに十分な大きさであり得る。ある例では、深さは、少なくとも約０．１μｍ、少なくとも約０．５μｍ、少なくとも約１μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約１００μｍ、又はそれを超える深さであり得る。代替的に又は加えて、深さは、最大で約１×１０３μｍ、最大で約１００μｍ、最大で約１０μｍ、又はそれ未満の深さであり得る。いくつかの例では、深さは約０．４μｍである。各凹部１２の深さは、上で示された値よりも大きいか、小さいか、又はそれらの間であり得る。
いくつかの場合では、各凹部１２の直径又は長さ及び幅は、少なくとも約５０ｎｍ、少なくとも約０．１μｍ、少なくとも約０．５μｍ、少なくとも約１μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約１００μｍ、又はそれを超える長さであり得る。代替的に又は加えて、直径又は長さ及び幅は、最大で約１×１０３μｍ、最大で約１００μｍ、最大で約１０μｍ、最大で約１μｍ、最大で約０．５μｍ、最大で約０．１μｍ、又はそれ未満（例えば、約５０ｎｍ）であり得る。いくつかの例では、直径、又は長さ及び幅のそれぞれは約０．４μｍである。各凹部１２の直径又は長さ及び幅は、上で示された値よりも大きいか、小さいか、又はそれらの間であり得る。
図１Ｃを再び参照すると、疎水性層１６がインプリントされ、エッチングされて凹部１２（複数可）を形成した後に、官能化層２０が堆積され得る。
官能化層２０は、液体が吸収される場合に膨潤し、例えば乾燥によって液体が除去される場合に収縮することができる任意のゲル材料であり得る。ある例では、ゲル材料は、高分子ヒドロゲルである。ある例では、高分子ヒドロゲルには、アクリルアミドコポリマー、例えば、ポリ（Ｎ－（５－アジドアセトアミジルペンチル）アクリルアミド－コ－アクリルアミド、ＰＡＺＡＭが含まれる。ＰＡＺＡＭ及び他のいくつかの形態のアクリルアミドコポリマーは、次の構造（Ｉ）：
Figure 0007699067000013
 （式中、
ＲＡは、アジド、任意選択で置換アミノ、任意選択で置換アルケニル、任意選択で置換アルキン、ハロゲン、任意選択で置換ヒドラゾン、任意選択で置換ヒドラジン、カルボキシル、ヒドロキシ、任意選択で置換テトラゾール、任意選択で置換テトラジン、ニトリルオキシド、ニトロン、スルフェート、及びチオールからなる群から選択され；
ＲＢはＨ又は任意選択で置換アルキルであり；
ＲＣ、ＲＤ、及びＲＥは各々、Ｈ及び任意選択で置換アルキルからなる群から独立して選択され；
－（ＣＨ２）ｐ－の各々は、任意選択で置換され得；
ｐは１～５０の範囲の整数であり；
ｎは１～５０，０００の範囲の整数であり；
ｍは１～１００，０００の範囲の整数である）で表される。
当業者は、構造（Ｉ）において繰り返される「ｎ」及び「ｍ」個の特徴の配置が代表的なものであり、モノマーサブ単位がポリマー構造（例えば、ランダム、ブロック、パターン化、又はそれらの組合せ）中に任意の順序で存在し得ることを認識する。
ＰＡＺＡＭ及び他の形態のアクリルアミドコポリマーの分子量は、約５ｋＤａ～約１５００ｋＤａ若しくは約１０ｋＤａ～約１０００ｋＤａの範囲であり得、又は具体例では、約３１２ｋＤａであり得る。
いくつかの例では、ＰＡＺＡＭ及び他の形態のアクリルアミドコポリマーは線状ポリマーである。いくつかの他の例では、ＰＡＺＡＭ及び他の形態のアクリルアミドコポリマーは、軽度に架橋されたポリマーである。
他の例では、最初の高分子ヒドロゲルは、構造（Ｉ）の変形であってもよい。一例では、アクリルアミド単位はＮ，Ｎージメチルアクリルアミド
Figure 0007699067000014
 で置き換えられ得る。この例では、構造（Ｉ）のアクリルアミド単位は
Figure 0007699067000015
 で置き換えられ得、式中、ＲＤ、ＲＥ、及びＲＦは各々、Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、ＲＧ及びＲＨは各々、Ｃ１～Ｃ６アルキル（アクリルアミドの場合のようなＨではなく）である。この例では、ｑは１～１００，０００の範囲の整数であってもよい。別の例では、アクリルアミド単位に加えて、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドが使用され得る。この例では、構造（Ｉ）は繰り返される「ｎ」及び「ｍ」個の特徴に加えて
Figure 0007699067000016
 を含み得、式中、ＲＤ、ＲＥ、及びＲＦは各々、Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、ＲＧ及びＲＨは各々、Ｃ１～Ｃ６アルキルである。この例では、ｑは１～１００，０００の範囲の整数であってもよい。
高分子ヒドロゲルの別の例として、構造（Ｉ）における繰り返される「ｎ」個の特徴は、構造（ＩＩ）：
Figure 0007699067000017
 （式中、Ｒ１はＨ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、Ｒ２はＨ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり，Ｌは、炭素、酸素、及び窒素からなる群から選択される２～２０個の原子、並びに鎖中の炭素及び任意の窒素原子上に１０個の任意選択の置換基を有する線状鎖を含むリンカーであり、Ｅは、炭素、酸素、及び窒素からなる群から選択される１～４個の原子、並びに鎖中の炭素及び任意の窒素原子上に任意選択の置換基を含む線状鎖であり、Ａは、Ｈ又はＣ１～Ｃ４アルキルがＮに結合したＮ置換アミドであり、Ｚは窒素含有ヘテロ環である）を有するヘテロ環式アジド基を含むモノマーで置き換えられ得る。Ｚの例には、単環構造又は縮合構造として存在する５～１０炭素含有環員が含まれる。Ｚのいくつかの具体例としては、ピロリジニル、ピリジニル、又はピリミジニルが挙げられる。
更に別の例として、最初の高分子ヒドロゲルは、構造（ＩＩＩ）及び（ＩＶ）、
Figure 0007699067000018
 （式中、Ｒ１ａ、Ｒ２ａ、Ｒ１ｂ及びＲ２ｂは各々、水素、任意選択で置換アルキル又は任意選択で置換フェニルから独立して選択され、Ｒ３ａ及びＲ３ｂは各々、水素、任意選択で置換アルキル、任意選択で置換フェニル、又は任意選択で置換Ｃ７～Ｃ１４アラルキルから独立して選択され、Ｌ１及びＬ２の各々は、任意選択で置換アルキレンリンカー又は任意選択で置換ヘテロアルキレンリンカーから独立して選択される）の各々の繰り返し単位を含んでもよい。
他の分子が官能化されて、オリゴヌクレオチドプライマーをそれらにグラフトする限り、他の分子を使用して官能化層２０を形成してもよいことを理解すべきである。好適な官能化層の他の例としては、アガロースなどのコロイド構造、又はゼラチンなどのポリマーメッシュ構造、又は架橋ポリマー構造、例えば、ポリアクリルアミドポリマー及びコポリマー、シランフリーアクリルアミド（ＳＦＡ）、又はアジド分解バージョンのＳＦＡを有するものが挙げられる。好適なポリアクリルアミドポリマーの例は、アクリルアミドとアクリル酸若しくはビニル基を含むアクリル酸とから、又は［２＋２］光環化付加反応物を形成するモノマーから合成され得る。好適な最初の高分子ヒドロゲルの更に他の例には、アクリルアミドとアクリレートとの混合コポリマーが含まれる。本明細書に開示される例では、星状ポリマー、星型又は星状ブロックポリマー、デンドリマーなどを含む分岐ポリマーなど、アクリルモノマー（例えば、アクリルアミド、アクリレートなど）を含む様々なポリマー構造が利用され得る。例えば、モノマー（例えば、アクリルアミド、触媒を含有するアクリルアミドなど）は、ランダム又はブロックのいずれかで、星型ポリマーの分岐（アーム）に組み込まれてもよい。
官能化層２０のゲル材料は、任意の好適な共重合プロセスを使用して形成され得る。官能化層２０はまた、本明細書に開示される方法のいずれかを使用して堆積され得る。
樹脂層１８の活性化された（例えば、シラン化された又はプラズマアッシュされた）表面への官能化層２０の付着は、共有結合によるものであり得る。共有結合は、様々な使用中、形成されたフローセル１０Ａの寿命全体にわたり、プライマーセット３０（図２Ｂ）を凹部１２内に維持するのに役立つ。対照的に、官能化層２０は、疎水性層１６に付着（例えば、共有結合）しない。むしろ、疎水性層１６の疎水的性質は、官能化層２０のゲル材料に反発し、したがって、間隙領域２６上に堆積せず、又は間隙領域２６上に緩く適用される。凹部１２及び間隙領域２６における異なる相互作用のために、官能化層２０は、凹部１２内に残り、間隙領域２６から（例えば、超音波処理、洗浄、拭き取りなどを介して）容易に除去することができる。
例示的なフローセル１０Ａでは、プライマーセット３０は、凹部１２の各々において官能化層２０にグラフトされる。この例示的なプライマーセット３０は、２つの異なるプライマー３２、３４を含む。プライマー３２、３４は、官能化層２０に固定化されることが望ましい。いくつかの例では、固定化は、それぞれのプライマー３２、３４の５’末端での官能化層２０への単点共有結合によるものであり得る。当技術分野において既知の任意の好適な共有結合手段を使用することができる。いくつかの例では、固定化は、強い非共有結合によるものであり得る。
使用され得る末端プライマーの例としては、アルキン末端プライマー、テトラジン末端プライマー、アジド末端プライマー、アミノ末端プライマー、エポキシ又はグリシジル末端プライマー、チオリン酸末端プライマー、チオール末端プライマー、アルデヒド末端プライマー、ヒドラジン末端プライマー、ホスホロアミダイト末端プライマー、トリアゾリンジオン末端プライマー、及びビオチン末端プライマーが挙げられる。いくつかの具体例では、スクシンイミジル（ＮＨＳ）エステル末端プライマーは、官能化層２０の表面でアミンと反応し得、アルデヒド末端プライマーは、官能化層２０の表面でヒドラジンと反応し得、又はアルキン末端プライマーは、官能化層２０の表面でアジドと反応し得、又はアジド末端プライマーは、官能化層２０の表面でアルキン若しくはＤＢＣＯ（ジベンゾシクロオクチン）と反応し得、又はアミノ末端プライマーは、官能化層２０の表面で活性化カルボキシレート基若しくはＮＨＳエステルと反応し得、又はチオール末端プライマーは、官能化層２０の表面でアルキル化反応物（例えば、ヨードアセトアミン又はマレイミド）と反応し得、ホスホロアミダイト末端プライマーは、官能化層２０の表面でチオエーテルと反応し得、又はビオチン修飾プライマーは、官能化層２０の表面でストレプトアビジンと反応し得る。
プライマー３２、３４の各々は、捕捉及び／又は増幅の目的のためのユニバーサル配列を有する。プライマー３２、３４の例としては、Ｐ５及びＰ７プライマーが挙げられ、これらの例は、例えばＨＩＳＥＱ（商標）、ＨＩＳＥＱＸ（商標）、ＭＩＳＥＱ（商標）、ＭＩＳＥＱＤＸ（商標）、ＭＩＮＩＳＥＱ（商標）、ＮＥＸＴＳＥＱ（商標）、ＮＥＸＴＳＥＱＤＸ（商標）、ＮＯＶＡＳＥＱ（商標）、ＩＳＥＱ（商標）、ＧＥＮＯＭＥ ＡＮＡＬＹＺＥＲ（商標）及び他の装置プラットフォーム上での配列決定のためにＩｌｌｕｍｉｎａ Ｉｎｃ．により販売されている市販のフローセルの表面上で使用される。ある例では、Ｐ５及びＰ７プライマーは、以下を含む：
Ｐ５：５’→３’
ＡＡＴＧＡＴＡＣＧＧＣＧＡＣＣＡＣＣＧＡ（配列番号１）
Ｐ７：５’→３’
ＣＡＡＧＣＡＧＡＡＧＡＣＧＧＣＡＴＡＣＧＡ（配列番号２）
逐次的なペアエンド配列決定について、これらのプライマー３２、３４の各々はまた、切断部位を含み得る。プライマー３２、３４の切断部位は、プライマー３２、３４の切断が同時に行われないように互いに異なり得る。好適な切断部位の例としては、酵素的に切断可能な核酸塩基若しくは化学的に切断可能な核酸塩基、修飾核酸塩基、又はリンカー（例えば、核酸塩基の間）が挙げられる。酵素的に切断可能な核酸塩基は、グリコシラーゼ及びエンドヌクレアーゼ、又はエキソヌクレアーゼとの反応による切断を受けやすい場合がある。切断可能な核酸塩基の１つの具体例は、デオキシウラシル（ｄＵ）であり、これは、ＵＳＥＲ酵素によって標的化され得る。ある例では、ウラシル塩基は、Ｐ５プライマー（Ｐ５Ｕ）又はＰ７プライマー（Ｐ７Ｕ）の３’末端から７番目の位置で取り込まれ得る。他の無塩基部位も使用され得る。化学的に切断可能な核酸塩基、修飾核酸塩基、又はリンカーの例としては、８－オキソグアニン、ビシナルジオール、ジスルフィド、シラン、アゾベンゼン、光切断可能な基、アリルＴ（アリル官能基を有するチミンヌクレオチドアナログ）、アリルエーテル、又はアジド官能性エーテルが挙げられる。
プライマーセット３０は、（官能化層２０の）ゲル材料にプレグラフトされ得、したがって、官能化層２０が適用されると、凹部１２に存在し得る。
他の例では、プライマー３２、３４は、官能化層２０にプレグラフトされていない。これらの例では、プライマー３２、３４は、官能化層２０が適用された後にグラフトされ得る。グラフトは、フロースルー堆積（例えば、一時的に結合された蓋を使用する）、ダンクコーティング、スプレーコーティング、パドル分配（puddle dispensing）、又はプライマー３２、３４を官能化層２０に付着させる別の好適な方法により達成され得る。これらの例示的な技術の各々は、プライマー３２、３４、水、緩衝液、及び触媒を含み得るプライマー溶液又は混合物を利用し得る。グラフト方法のいずれでも、プライマー３２、３４は、官能化層２０の反応性基に付着し、疎水性層１６に対して親和性を有さない。
ここで図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、フローセル１０Ｂを作製するための方法の別の例が図示されている。この例示的な方法は、疎水性層１６の深さ（又は厚さ）を使って、及び樹脂層１８の深さ（又は厚さ）の一部分を使ってインプリンティングすることによって、樹脂層１８上に疎水性層１６を含む多層スタック１４に凹部１２を画定することと、凹部１２の少なくとも１つの領域に官能化層２０を適用することと、を含む。
図３Ａに示される例では、多層スタック１４は、ベース支持体２２上に位置付けられる。本明細書に記載のベース支持体２２、樹脂層１８、及び疎水性層１６の任意の例が、この例で使用され得る。
樹脂層１８は、本明細書に開示される例を含む任意の好適な堆積技術を使用して、ベース支持体２２上に堆積され得る。しかしながら、図１Ａ～図１Ｃの例とは異なり、樹脂層１８はまだ硬化していない。むしろ、疎水性層１６は、任意の好適な堆積技術を使用して樹脂層１８上に堆積される。
次いで、図３Ａに示すように、疎水性層１６及び樹脂層１８をインプリントして凹部１２を形成する。この例示的な方法では、インプリンティングは、疎水性層１６の深さ（又は厚さ）の全体を使って、及び樹脂層１８の深さ（又は厚さ）の一部分を使って実行される。図３Ａに示すように、作業スタンプ２４は、疎水性層１６及び樹脂層１８が軟質である間にそれらに押し込まれ、層１６、１８に作業スタンプフィーチャーのインプリントを作り出す。インプリンティングは、疎水性材料及び樹脂材料のいくらかを変位させるが、２つの材料は混合しない。これにより、樹脂層１８が凹部１２の底面にあることを確実にする。
次いで、疎水性及び樹脂層１６、１８は、作業スタンプ２４を所定の位置に置いた状態で硬化され得る。硬化は、疎水性及び樹脂層１６、１８の両方に好適な条件を使用して、本明細書に記載されるように実行され得る。
硬化後、作業スタンプ２４が取り外される。これにより、疎水性及び樹脂層１６、１８にトポグラフィーフィーチャーを作り出す。より具体的には、この例では、凹部１２は、疎水性層１６及び樹脂層１８の一部分に画定される。図３Ａに示すように、凹部１２の底部は樹脂層１８によって画定され、凹部１２の壁は疎水性層１６及び樹脂層１８によって画定される。図３Ａ～図３Ｃには単一の凹部１２が示されているが、いくつかの凹部１２が形成されてもよく、各凹部１２は、疎水性層１６の間隙領域２６（図２Ｂに示される例と同様）によって凹部１２ごとに隔離されていることを理解すべきである。
この例示的な方法では、露出した樹脂層１８は、シラン化又はプラズマアッシングを使用して活性化され得る。続いて適用される官能化層２０は、露出した樹脂層１８に付着し、疎水性層１６には付着しないことが望ましい。したがって、この例示的な方法で使用される任意のプラズマアッシングは、露出した樹脂層１８を活性化するが、疎水性層１６を活性化しない。
次いで、官能化層２０及びプライマーセット３０は、本明細書に記載の例のいずれかを使用して適用され得る。
ここで図４Ａ～図４Ｄを参照すると、フローセル１０Ｃを作製するための方法の別の例が図示されている。この例示的な方法は、疎水性層１６の深さ（又は厚さ）を使ってインプリンティングすることによって、（第１の）樹脂層１８の上にある疎水性層１６の上にあるリフトオフレジスト３６上に追加の樹脂層３８を含む多層スタック１４に凹部１２を画定することと、凹部１２の少なくとも１つの領域に官能化層２０を適用することと、を含む。
本明細書に記載のベース支持体２２、樹脂層１８、及び疎水性層１６の任意の例が、図４Ａに示される例で使用され得る。
この例では、樹脂層１８は、本明細書に記載されるように、ベース支持体２２上に堆積され、硬化され、活性化（例えば、シラン化又はプラズマアッシングを介して）され得る。次いで、疎水性層１６は樹脂層１８上に堆積され、硬化され得る。
次いで、リフトオフレジスト３６が疎水性層１６に適用され得る。好適なリフトオフレジスト３６の例としては、Ｋａｙａｋｕ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．（以前のＭｉｃｒｏＣｈｅｍ）から市販されているものが挙げられ、これは、ポリメチルグルタルイミドプラットフォームに基づく。リフトオフレジスト３６は、スピンオン又は別様に堆積され、硬化され、続いて、プロセスにおいて望ましい時間で除去されてもよい（図４Ｄを参照されたい）。
次いで、追加の樹脂層３８がリフトオフレジスト３６に適用され得る。追加の樹脂層３８は、樹脂層１８について本明細書に記載される任意の例であり得る。追加の樹脂層３８はまた、任意の好適な堆積技術を使用して堆積され得る。
次いで、追加の樹脂層３８をインプリントして、追加の樹脂層３８に凹状領域４０を形成する。図４Ａに示すように、作業スタンプ２４は、追加の樹脂層３８が軟質である間にそれに押し込まれ、追加の樹脂層３８に作業スタンプフィーチャーのインプリントを作り出す。次いで、追加の樹脂層３８は、作業スタンプ２４を所定の位置に置いた状態で硬化され得る。硬化は、本明細書に記載されるように、化学線又は熱への曝露によって達成され得る。
硬化後、作業スタンプ２４が取り外される。これにより、追加の樹脂層３８にトポグラフィーフィーチャーを作り出す。この例示的な方法では、作業スタンプ２４は、追加の樹脂層３８の深さ（又は厚さ）全体を通っては延びないため、追加の樹脂層３８の一部分３８’は、凹状領域４０の底部を形成する。
次いで、凹状領域４０は、追加の樹脂層部分３８’、リフトオフレジスト３６の一部分、及び疎水性層１６の一部分を選択的にエッチングすることによって、樹脂層１８の表面に延ばされる。これらの層３８及び３６の各々は、異なるエッチング速度を有するように選択され、したがって、その上に直接適用された層をエッチングする場合、１つの層はエッチングのストップとして作用することができる（例えば、リフトオフレジスト３６は、追加の樹脂層３８をエッチングする場合にエッチングのストップとして作用する）。層３６及び１６は、同じエッチング速度を有し得、これは、同じ技術を使用してエッチングされ得る。下にある樹脂層１８は、層３６及び１６をエッチングするために使用される技術に対してエッチングのストップとして作用し得る。
追加の樹脂層３８については、異方性酸素プラズマを用いて、又は９０％ＣＦ４と１０％Ｏ２を用いてエッチングを実行することができる。追加の樹脂層３８の任意の露出領域は、図４Ｂの下向き矢印によって示されるように、このプロセス中にエッチングされ得る。しかしながら、リフトオフレジスト３６は、追加の樹脂層部分３８’が除去される場合、凹状領域４０のエッチングのストップとして作用する。この第１のエッチングプロセスは、リフトオフレジスト３６が凹状領域４０に露出した場合に停止され得る。
凹状領域４０に隣接するリフトオフレジスト３６の部分に対しては、１００％Ｏ２プラズマエッチングを使用することができる。凹状領域に露出したリフトオフレジスト３６の任意の領域が、図４Ｂの下向き矢印によって示されるように、このプロセス中にエッチングされ得る。このエッチングプロセスはまた、凹状領域４０に隣接する疎水性層１６の部分を除去する。代替的に、空気でのプラズマエッチング又は酸素（Ｏ２）ガスでのドライエッチングを使用して、疎水性層１６の部分を除去してもよい。凹状領域に露出した疎水性層１６の任意の領域が、図４Ｂの中央下向き矢印によって示されるように、このプロセス中にエッチングされ得る。樹脂層１８は、疎水性層部分が除去される場合、凹状領域４０のエッチングのストップとして作用する。
図４Ｂに図示されるように、凹状領域４０に隣接する追加の樹脂層３８、リフトオフレジスト３６、及び疎水性層１６の他の部分は、様々なエッチングプロセスが実行された後、無傷のままである。
次いで、図４Ｃに示すように、本明細書に記載の例のいずれかを使用して、官能化層２０が適用され得る。この例では、官能化層２０は、凹状領域４０の樹脂層１８上、及び残りの追加の樹脂層３８上に堆積される。
次いで、残りのリフトオフ樹脂３６のリフトオフを実行し得る。図４Ｄに示すように、リフトオフプロセスは、例えば、追加の樹脂層３８、及び残りのリフトオフ樹脂３６の上に重なる官能化層２０の少なくとも９９％を除去する。このリフトオフプロセスは、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中で超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いて実行され得る。次いで、残りの疎水性層１６が露出され、凹部１２が形成される。官能化層２０は、凹部１２内で無傷のままである。
図４Ａ～図４Ｄには示されていないが、この例では、プライマーセット３０（図２Ｂ）は、官能化層２０にプレグラフトされてもよく、又は官能化層の適用後にグラフトされてもよく（図４Ｃ）、又はリフトオフ及び凹部１２の形成後にグラフトされてもよい（図４Ｄ）ことを理解すべきである。リフトオフ後に適用される場合、プライマーセット３０のプライマー３２、３４（図２Ｂ）は、疎水性層１６に対して親和性を有さず、したがって、凹部１２内の官能化層２０に選択的にグラフトすることを理解すべきである。
図４Ａ～図４Ｄは、単一の凹部１２の形成を示しているが、凹部１２のアレイは、例えば、各凹部１２が疎水性層１６の間隙領域２６によって、凹部１２ごとに隔離されて（図２Ｂに示される例と同様）形成され得ることを理解すべきである。
ここで図５Ａ～図５Ｅを参照すると、フローセル１０Ｄを作製するための方法の別の例が図示されている。この例示的な方法は、ベース支持体２２上の多層スタック１４を利用し、多層スタック１４は、樹脂層１８、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２、及び追加の樹脂層３８を含む。
本明細書に記載のベース支持体２２及び樹脂層１８の任意の例が、図５Ａに示される例で使用され得る。
この例では、樹脂層１８は、本明細書に記載されるように、ベース支持体２２上に堆積され、硬化され、活性化（例えば、シラン化又はプラズマアッシングを介して）され得る。
次いで、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２は、任意の好適な技術を使用して樹脂層１８上に堆積され、熱を使用して硬化され得る。ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２は、ポリ（メチルメタクリレート）の層である。この例示的な方法は、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２で説明されているが、この層は、別のタイプのリフトオフレジストであり得ることを理解すべきである。層３６についての例示的なリフトオフレジストのいずれも、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の代わりに使用され得る。
次いで、追加の樹脂層３８がポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２に適用され得る。追加の樹脂層３８は、樹脂層１８について本明細書に記載される任意の例であり得る。追加の樹脂層３８はまた、任意の好適な堆積技術を使用して堆積され得る。
次いで、追加の樹脂層３８をインプリントして、追加の樹脂層３８に凹状領域４０を形成する。図５Ａに示すように、作業スタンプ２４は、追加の樹脂層３８が軟質である間にそれに押し込まれ、追加の樹脂層３８に作業スタンプフィーチャーのインプリントを作り出す。次いで、追加の樹脂層３８は、作業スタンプ２４を所定の位置に置いた状態で硬化され得る。硬化は、本明細書に記載されるように、化学線又は熱への曝露によって達成され得る。
硬化後、作業スタンプ２４が取り外される。これにより、追加の樹脂層３８にトポグラフィーフィーチャーを作り出す。この例示的な方法では、作業スタンプ２４は、追加の樹脂層３８の深さ（又は厚さ）全体を通っては延びないため、追加の樹脂層３８の一部分３８’は、凹状領域４０の底部を形成する。
次いで、凹状領域４０は、追加の樹脂層部分３８’及びポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の一部分を選択的にエッチングすることによって、樹脂層１８の表面に延ばされる。これらの層３８及び４２の各々は、異なるエッチング速度を有するように選択され、したがって、追加の樹脂層３８をエッチングする場合、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２はエッチングのストップとして作用する。
追加の樹脂層３８については、異方性酸素プラズマを用いてエッチングを実行することができる。追加の樹脂層３８の任意の露出領域は、図５Ｂの下向き矢印によって示されるように、このプロセス中にエッチングされ得る。上述のように、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２は、追加の樹脂層部分３８’が除去される場合、凹状領域４０のエッチングのストップとして作用する。この第１のエッチングプロセスは、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２が凹状領域４０に露出した場合に停止され得る。
凹状領域４０に隣接するポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の部分に対して、反応性イオンエッチング（例えば、Ｏ２又はＯ２／ＣＨＦ３）又はＣＦ４／Ｏ２プラズマエッチング又は１００％Ｏ２プラズマエッチングを使用することができる。凹状領域４０に露出したポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の任意の領域が、図５Ｂの下向き矢印によって示されるように、このプロセス中にエッチングされ得る。樹脂層１８は、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２が除去される場合、凹状領域４０のエッチングのストップとして作用する。
図５Ｂに図示するように、凹状領域４０に隣接する追加の樹脂層３８及びポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の他の部分は、様々なエッチングプロセスが実行された後、無傷のままである。
次いで、この例示的な方法は、追加の樹脂層３８、及び凹状領域４０に露出した樹脂層１８を同時にエッチングすることを伴う。したがって、この例では、追加の樹脂層３８及び樹脂層１８は、同じ材料又は同じエッチング速度を有する異なる材料であり得る。図５Ｃに示すように、追加の樹脂層３８が除去されるまで、層３８、１８はエッチングされ得る。ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２は、エッチングプロセスのエッチングのストップとして機能する。図５Ｃに示すように、樹脂層１８の一部分が除去され、樹脂層１８に凹部１２を形成する。樹脂層３８、１８は、異方性酸素プラズマを用いて、又は９０％ＣＦ４と１０％Ｏ２を用いてエッチングされ得る。
代替的な方法では、追加の樹脂層３８及び樹脂層１８は、異なるエッチング速度を有し得る。この例では、追加の樹脂層３８をエッチングして、下にあるポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２を露出させ、次いで樹脂層１８をエッチングして、凹部１２を形成することができる。
次いで、図５Ｄに示すように、本明細書に記載の例のいずれかを使用して、官能化層２０が適用され得る。この例では、官能化層２０は、凹部１２内の樹脂層１８上及び残りのポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２上に堆積される。
次いで、残りのポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２のリフトオフを実行し得る。図５Ｅに示すように、リフトオフプロセスは、例えば、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２、及び残りのポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の上に重なる官能化層２０の少なくとも９９％を除去する。このリフトオフプロセスは、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中で超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いて実行され得る。ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の除去は、樹脂層１８の間隙領域２６を露出させる。官能化層２０は、一つには官能化層が樹脂１８に共有結合しているという理由で、凹部１２内で無傷のままである。
図５Ａ～図５Ｅには示されていないが、この例では、プライマーセット３０（図２Ｂ）は、官能化層２０にプレグラフトされてもよく、又は官能化層２０の適用後にグラフトされてもよく（図５Ｄ）、又はリフトオフ後にグラフトされてもよい（図５Ｅ）ことを理解すべきである。リフトオフ後に適用される場合、プライマーセット３０のプライマー３２、３４（図２Ｂ）は、樹脂層１８に対して親和性を有さず、したがって、凹部１２内の官能化層２０に選択的にグラフトすることを理解すべきである。
図５Ａ～図５Ｅは単一の凹部１２の形成を示しているが、凹部１２のアレイは、例えば、各凹部１２が樹脂層１８の間隙領域２６によって、凹部１２ごとに隔離されて（図２Ｂに示される例と同様）形成され得ることを理解すべきである。
ここで図６Ａ～図６Ｃを参照すると、フローセル１０Ｅを作製するための方法の別の例が図示されている。この例示的な方法は、ベース支持体２２上の多層スタック１４を利用し、多層スタック１４は、樹脂層１８上に位置付けられた官能化層２０上に位置付けられたリフトオフレジスト３６上に位置付けられた追加の樹脂層３８を含む。
本明細書に記載のベース支持体２２及び樹脂層１８の任意の例が、図６Ａに示される例で使用され得る。
この例では、樹脂層１８は、本明細書に記載されるように、ベース支持体２２上に堆積され、硬化され、活性化（例えば、シラン化又はプラズマアッシングを介して）され得る。
次いで、図６Ａに示すように、本明細書に記載の例のいずれかを使用して、官能化層２０が適用され得る。この例では、官能化層２０は、樹脂層１８上に堆積され、樹脂層１８に付着する。
次いで、リフトオフレジスト３６が官能化層２０に適用され得る。本明細書に開示されるリフトオフレジストのいずれが使用されてもよい。リフトオフレジスト３６は、例えば、スピンオンされ、硬化され得る。
次いで、追加の樹脂層３８がリフトオフレジスト３６に適用され得る。追加の樹脂層３８は、樹脂層１８について本明細書に記載される任意の例であり得る。追加の樹脂層３８はまた、任意の好適な堆積技術を使用して堆積され得る。
図６Ａに示すように、次いで、追加の樹脂層３８をインプリントして、追加の樹脂層３８に凸状領域４４を形成する。図６Ａに示すように、作業スタンプ２４は、追加の樹脂層３８が軟質である間にそれに押し込まれ、追加の樹脂層３８に作業スタンプフィーチャーのインプリントを作り出す。次いで、追加の樹脂層３８は、作業スタンプ２４を所定の位置に置いた状態で硬化され得る。硬化は、本明細書に記載されるように、化学線又は熱への曝露によって達成され得る。
硬化後、作業スタンプ２４が取り外される。これにより、追加の樹脂層３８にトポグラフィーフィーチャーを作り出す。この例示的な方法では、作業スタンプ２４は、追加の樹脂層３８の深さ（又は厚さ）全体を通っては延びないため、追加の樹脂層３８の部分３８’は、凸状領域４４に隣接したままである。
次いで、逐次的なエッチングプロセスを実行して、追加の樹脂層３８の部分３８’の下にある樹脂層１８の部分を露出させる。図６Ｂの矢印は、全般的に、これらのプロセス中にエッチングされ得る領域を示す。
エッチングプロセスのうちの第１は、凸状領域４４の部分３８’及び追加の樹脂層３８のいくらか（例えば、凸状領域４４の上面）を除去する。下にあるリフトオフレジスト３６は、そのエッチング速度が追加の樹脂層３８のエッチング速度とは異なるため、（例えば、部分３８’が除去される場合）エッチングのストップとして作用する。追加の樹脂層３８のエッチングは、異方性酸素プラズマを伴い得る。
次いで、凸状領域４４は、リフトオフレジスト３６及び官能化層２０を選択的にエッチングすることによって、樹脂層１８の表面に延ばされる。選択的エッチングプロセスは、リフトオフレジスト３６の部分及び凸状領域４４の下にない官能化層２０を除去する。
リフトオフレジスト３６の部分及び官能化層２０を除去するために、１００％Ｏ２プラズマエッチングを使用することができる。例えば、凸状領域４４に隣接して露出したリフトオフレジスト３６及び官能化層２０の任意の領域が、このプロセス中にエッチングされ得る。この例では、樹脂層１８は、リフトオフレジストエッチングプロセスのエッチングのストップとして作用する。これにより、官能化層２０の一部分が凸状領域４４の下に無傷のまま残る（図６Ｂ）。
次いで、残りのリフトオフレジスト３６のリフトオフを実行し得る。図６Ｃに示すように、リフトオフプロセスは、例えば、残りのリフトオフレジスト３６、及び残りのリフトオフレジスト３６の上に重なる追加の樹脂層３８の少なくとも９９％を除去する。このリフトオフプロセスは、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中で超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いて実行され得る。リフトオフレジスト３６の除去は、樹脂層１８の間隙領域２６を露出させる。官能化層２０（凸状領域４４の下になっている）は、樹脂層１８の表面上で無傷のままである。
フローセル１０Ｅのこの例は、凹部１２を含まない。むしろ、官能化層２０は、隣接する間隙領域２６によって隔離されたパッチ又はパッド４６を形成する。
図６Ａ～図６Ｃには示されていないが、この例では、プライマーセット３０（図２Ｂ）は、官能化層２０にプレグラフトされてもよく、又は官能化層２０の適用後（例えば、リフトオフレジスト３６の適用前）にグラフトされてもよく、又はリフトオフ後にグラフトされてもよい（図６Ｃ）ことを理解すべきである。リフトオフ後に適用される場合、プライマーセット３０のプライマー３２、３４（図２Ｂ）は、樹脂層１８に対して親和性を有さず、したがって、官能化層２０に選択的にグラフトすることを理解すべきである。
図６Ａ～図６Ｃは、単一の官能化層２０の形成を示しているが、パッチ又はパッド４６のアレイは、例えば、各パッチ又はパッド４６が樹脂層１８の間隙領域２６によって、パッチ又はパッド４６ごとに隔離されて形成され得ることを理解すべきである。
フローセル１０Ｆ（図７Ｈ）及び１０Ｇ（図７Ｎ）の例を形成するための方法の２つの他の例を図７Ａ～７Ｎに示す。１つの例示的な方法を図７Ａ～図７Ｈに示し、他の例示的な方法を図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｉ～図７Ａに示す。これらの例示的な方法は、ベース支持体２２上の多層スタック１４を利用し、多層スタック１４は、樹脂層１８上に位置付けられた犠牲層４８上に位置付けられた追加の樹脂層３８を含む。
本明細書に記載のベース支持体２２及び樹脂層１８の任意の例が、図７Ａに示される例で使用され得る。この例では、樹脂層１８は、本明細書に記載されるように、ベース支持体２２上に堆積され、硬化され、活性化（例えば、シラン化又はプラズマアッシングを介して）され得る。
次いで、犠牲層４８が適用され得る。犠牲層４８に好適な材料の例としては、半金属、例えばケイ素、又は金属、例えばアルミニウム、銅、チタン、金、銀など、又はネガティブ若しくはポジティブフォトレジストが挙げられる。いくつかの例では、半金属又は金属は、少なくとも実質的に純粋（＜９９％純粋）であり得る。他の例では、特定の方法で所望のエッチングのストップ又は他の機能を提供するため、列挙された元素の分子又は化合物を使用することができる。例えば、列挙された半金属酸化物（例えば、二酸化ケイ素）又は金属酸化物（例えば、酸化アルミニウム）のうちのいずれかは、単独で、又は列挙された半金属若しくは金属と組み合わせて使用され得る。これらの材料は、本明細書に開示される任意の好適な技術を使用して堆積され得る。
次いで、追加の樹脂層３８が犠牲層４８に適用され得る。追加の樹脂層３８は、樹脂層１８について本明細書に記載される任意の例であり得る。追加の樹脂層３８はまた、任意の好適な堆積技術を使用して堆積され得る。
図７Ａに示すように、次いで、追加の樹脂層３８をインプリントして、追加の樹脂層３８に凸状領域４４を形成する。図７Ａに示すように、作業スタンプ２４は、追加の樹脂層３８が軟質である間にそれに押し込まれ、追加の樹脂層３８に作業スタンプフィーチャーのインプリントを作り出す。次いで、追加の樹脂層３８は、作業スタンプ２４を所定の位置に置いた状態で硬化され得る。硬化は、本明細書に記載されるように、化学線又は熱への曝露によって達成され得る。
硬化後、作業スタンプ２４が取り外される。これにより、追加の樹脂層３８にトポグラフィーフィーチャーを作り出す。この例示的な方法では、作業スタンプ２４は、追加の樹脂層３８の深さ（又は厚さ）全体を通っては延びないため、追加の樹脂層３８の部分３８’は、凸状領域４４に隣接したままである。
次いで、逐次的なエッチングプロセスを実行して、追加の樹脂層３８の部分３８’の下にある樹脂層１８の部分を露出させる。図７Ｂの矢印は、全般的に、これらのプロセス中にエッチングされ得る領域を示す。
エッチングプロセスのうちの第１は、凸状領域４４の部分３８’及び追加の樹脂層３８のいくらか（例えば、凸状領域４４の上面）を除去する。下にある犠牲層４８は、そのエッチング速度が追加の樹脂層３８のエッチング速度とは異なるため、（例えば、部分３８’が除去される場合）エッチングのストップとして作用する。追加の樹脂層３８のエッチングは、異方性酸素プラズマを伴い得る。
次いで、凸状領域４４は、犠牲層４８の露出部分を選択的にエッチングすることによって、樹脂層１８の表面に延ばされる。例として、アルミニウム犠牲層４８は酸性又は塩基性条件で除去され得、銅犠牲層４８はＦｅＣｌ３を使用して除去され得、フォトレジスト犠牲層４８は、アセトンなどの有機溶媒を使用して、又は塩基性（ｐＨ）条件で除去され得、ケイ素犠牲層４８は塩基性（ｐＨ）条件で除去され得る。この例では、樹脂層１８は、犠牲層エッチングプロセスのエッチングのストップとして作用する。
方法の一例は、図７Ｂから図７Ｃに進む。この例示的な方法は、（凸状領域４４の）追加の樹脂層３８、及び（例えば、凸状領域４４周りの）露出した樹脂層１８のいくらかを同時にエッチングすることを伴う。図７Ｃの矢印は、全般的に、このプロセス中にエッチングされ得る領域を示す。
いくつかの例では、追加の樹脂層３８及び樹脂層１８は、同じ材料又は同じエッチング速度を有する異なる材料であり得る。樹脂層３８、１８は、異方性酸素プラズマを用いて、又は９０％ＣＦ４と１０％Ｏ２を用いて同時にエッチングされ得る。図７Ｃに示すように、追加の樹脂層３８が除去されるまで、層３８、１８はエッチングされ得る。犠牲層４８は、エッチングプロセスのエッチングのストップとして機能する。この選択的エッチングは、樹脂層１８の深さ（又は厚さ）の一部分を使って実行され、凸状領域４４の形状を有する凸部５１を形成する。このエッチングプロセスの結果として、凸状領域４４は樹脂層１８の一部分に延ばされ、樹脂層１８の他の部分１８’を露出させる。
代替的な方法では、追加の樹脂層３８及び樹脂層１８は、異なるエッチング速度を有し得る。この例では、追加の樹脂層３８をエッチングして、下にある犠牲層４８を露出させ、次いで樹脂層１８をエッチングして、凸状領域４４を樹脂層１８の一部分に延ばして、その結果、樹脂層１８の他の部分１８’を露出させ得る。
次いで、フォトレジスト５０は犠牲層４８の残りの部分及び樹脂層１８の露出部分１８’上に適用され得る。図７Ｅに示すように、フォトレジスト５０は、不溶性領域５０’が樹脂層１８の部分１８’上に残るようにパターン化され得る。一例では、フォトレジスト５０は、ネガティブフォトレジストである（露光した領域は現像液に不溶性である）。好適なネガティブフォトレジストのある例としては、ＮＲ（登録商標）シリーズのフォトレジスト（Ｆｕｔｕｒｒｅｘから入手可能）が挙げられる。他の好適なネガティブフォトレジストとしては、ＳＵ－８シリーズ及びＫＭＰＲ（登録商標）シリーズ（両方ともＫａｙａｋｕ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）、又はＵＶＮ（商標）シリーズ（ＤｕＰｏｎｔから入手可能）が挙げられる。ネガティブフォトレジストが使用される場合、ある特定の波長の光に選択的に曝露されて不溶性領域５０’を形成し、現像溶液に曝されて可溶性部分を除去する。この例では、光曝露は、（使用される光に対して透明である）ベース支持体２２及び樹脂層１８を通ることができ、犠牲層４８は光を遮断する。別の例では、フォトレジスト５０は、ポジティブフォトレジストである（露光した領域は現像液に可溶性になる）。好適なポジティブフォトレジストの例としては、ＭＩＣＲＯＰＯＳＩＴ（登録商標）Ｓ１８００シリーズ又はＡＺ（登録商標）１５００シリーズが挙げられ、それらの両方が、Ｋａｙａｋｕ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。好適なポジティブフォトレジストの別の例は、ＳＰＲ（商標）－２２０（ＤｕＰｏｎｔ製）である。ポジティブフォトレジストが使用される場合、ある特定の波長の光に選択的に曝露されて、可溶性領域（例えば、現像液中に少なくとも９５％の溶解度である）を形成し、現像溶液に曝されて可溶性部分を除去する。
図７Ｆに示される例では、犠牲層４８の残りの部分がエッチング除去され得る。犠牲層４８は、本明細書に記載されるようにエッチングされ得る。フォトレジスト５０の不溶性領域５０’（複数可）は、犠牲層４８とは異なるエッチング速度を有し得、したがって犠牲層４８がエッチング除去された場合に、無傷のままであり得る。更に、樹脂層１８は、犠牲層４８とは異なるエッチング速度を有し得、したがって犠牲層４８の下にある樹脂層１８の部分は、犠牲層エッチングプロセスのエッチングのストップとして作用し得る。図７Ｆに示すように、犠牲層４８の除去は、凸状領域４４の一部である樹脂層１８の部分を露出させる。
次いで、図７Ｇに示すように、本明細書に記載の例のいずれかを使用して、官能化層２０が適用され得る。この例では、官能化層２０は、凸状領域４４の樹脂層１８上に、及びフォトレジスト５０の不溶性部分５０’上に堆積される。
次いで、フォトレジスト５０の不溶性部分５０’のリフトオフを実行し得る。図７Ｈに示すように、リフトオフプロセスは、不溶性部分５０’の上に重なる官能化層２０を除去する。このリフトオフプロセスは、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中で超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いて実行され得る。
このフローセル１０Ｆでは、官能化層２０は、凸部５１（例えば、樹脂層１８に画定された凸状領域４４の部分）上で無傷のままである。アレイでは、各凸部５１が間隙領域２６によって、凸部５１ごとに隔離されていることを理解すべきである。間隙領域２６はまた、樹脂層１８に画定されるが、凸部５１（複数可）よりも低い高さを有する。
図７Ａ～図７Ｈには示されていないが、この例では、プライマーセット３０（図２Ｂ）は、官能化層２０にプレグラフトされてもよく、又は官能化層の適用後にグラフトされてもよく（図７Ｇ）、又はリフトオフ及び凸部５１の形成後にグラフトされてもよい（図７Ｈ）ことを理解すべきである。リフトオフ後に適用される場合、プライマーセット３０のプライマー３２、３４（図２Ｂ）は、間隙領域２６に対して親和性を有さず、したがって、凸部５１上の官能化層２０に選択的にグラフトすることを理解すべきである。
方法の別の例は、図７Ｂから図７Ｉに進む。この例示的な方法では、フォトレジスト５０は、樹脂層１８の露出部分上及び凸状領域４４上に適用され得る。フォトレジスト５０は、不溶性領域５０’が樹脂層１８の露出部分上に残るように、また凸状領域４４の追加の樹脂層３８を再露出させるように、パターン化され得る。これを図７Ｊに示す。この例においてネガティブフォトレジストが使用される場合、光曝露は、ベース支持体２２及び樹脂層１８を通ることができ、犠牲層４８は光を遮断する。ベース支持体２２及び樹脂層１８は、使用される光の波長に対して透明である。
図７Ｋに示される例では、追加の樹脂層３８の残りの部分がエッチング除去され得る。追加の樹脂層３８は、本明細書に記載されるようにエッチングされ得る。フォトレジスト５０の不溶性領域５０’（複数可）は、追加の樹脂層３８とは異なるエッチング速度を有し得、したがって追加の樹脂層３８がエッチング除去された場合に、無傷のままであり得る。
図７Ｌに示される例では、犠牲層４８の残りの部分がエッチング除去され得る。犠牲層４８は、本明細書に記載されるようにエッチングされ得る。フォトレジスト５０の不溶性領域５０’（複数可）は、犠牲層４８とは異なるエッチング速度を有し得、したがって犠牲層４８がエッチング除去された場合に、無傷のままであり得る。更に、樹脂層１８は、犠牲層４８とは異なるエッチング速度を有し得、したがって犠牲層４８の下にある樹脂層１８の部分は、犠牲層エッチングプロセスのエッチングのストップとして作用し得る。図７Ｌに示すように、犠牲層４８の除去は、凸状領域４４の下になっている樹脂層１８の一部分を露出させる。
次いで、図７Ｍに示すように、本明細書に記載の例のいずれかを使用して、官能化層２０が適用され得る。この例では、官能化層２０は、フォトレジスト５０の不溶性部分５０’によって覆われていない樹脂層１８上に堆積される。
次いで、フォトレジスト５０の不溶性部分５０’のリフトオフを実行し得る。図７Ｎに示すように、リフトオフプロセスは、不溶性部分５０’の上に重なる官能化層２０を除去する。このリフトオフプロセスは、本明細書に記載されるように実行され得る。
このフローセル１０Ｇでは、官能化層２０は無傷のままであり、隣接する間隙領域２６によって隔離されたパッチ又はパッド４６を形成する。アレイでは、各パッチ又はパッド４６が間隙領域２６によって、パッチ又はパッド４６ごとに隔離されていることを理解すべきである。
図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｉ～図７Ｉには示されていないが、この例では、プライマーセット３０（図２Ｂ）は、官能化層２０にプレグラフトされてもよく、又は官能化層の適用後にグラフトされてもよく（図７Ｍ）、又はリフトオフ及びパッチ若しくはパッド４６の形成後にグラフトされてもよい（図７Ｎ）ことを理解すべきである。リフトオフ後に適用される場合、プライマーセット３０のプライマー３２、３４（図２Ｂ）は、間隙領域２６に対して親和性を有さず、したがって、パッチ又はパッド４６の官能化層２０に選択的にグラフトすることを理解すべきである。
同時ペアエンド配列決定のための方法及びフローセル
同時ペアエンド配列決定のためのフローセルのある例は、全般的に、基材、基材の少なくとも一部分の上の２つの官能化層、及び２つの官能化層に付着した異なるプライマーセットを含む。
ある例では、第１のプライマーセットは、切断不能な第１のプライマー及び切断可能な第２のプライマーを含み；第２のプライマーセットは、切断可能な第１のプライマー及び切断不能な第２のプライマーを含む。図８Ａ～図８Ｄは、官能化層２０Ａ、２０Ｂに付着したプライマーセット５２Ａ、５２Ａ’、５２Ｂ、５２Ｂ’、５２Ｃ、５２Ｃ’、及び５２Ｄ、５２Ｄ’の異なる構成を図示する。
第１のプライマーセット５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、及び５２Ｄの各々は、切断不能な第１のプライマー５４又は５４’及び切断可能な第２のプライマー５６又は５６’を含み；第２のプライマーセット５２Ａ’、５２Ｂ’、５２Ｃ’、及び５２Ｄ’の各々は、切断可能な第１のプライマー５８又は５８’及び切断不能な第２のプライマー６０又は６０’を含む。
切断不能な第１のプライマー５４又は５４’及び切断可能な第２のプライマー５６又は５６’は、例えば、切断不能な第１のプライマー５４若しくは５４’が順方向増幅プライマーであり、切断可能な第２のプライマー５６若しくは５６’が逆方向増幅プライマーであるか、又は切断可能な第２のプライマー５６若しくは５６’が順方向増幅プライマーであり、切断不能な第１のプライマー５４若しくは５４’が逆方向増幅プライマーである、オリゴ対である。第１のプライマーセット５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、及び５２Ｄの各例では、切断可能な第２のプライマー５６又は５６’は切断部位６２を含むが、切断不能な第１のプライマー５４又は５４’は切断部位６２を含まない。
切断可能な第１のプライマー５８又は５８’及び切断不能な第２のプライマー６０又は６０’はまた、例えば、切断可能な第１のプライマー５８若しくは５８’が順方向増幅プライマーであり、切断不能な第２のプライマー６０若しくは６０’が逆方向増幅プライマーであるか、又は切断不能な第２のプライマー６０若しくは６０’が順方向増幅プライマーであり、切断可能な第１のプライマー５８若しくは５８’が逆方向増幅プライマーである、オリゴ対である。第２のプライマーセット５２Ａ’、５２Ｂ’、５２Ｃ’、及び５２Ｄ’の各例では、切断可能な第１のプライマー５８又は５８’は切断部位６２’又は６４を含むが、切断不能な第２のプライマー６０又は６０’は切断部位６２’又は６４を含まない。
切断可能な第１のプライマー５８又は５８’が、ヌクレオチド配列に、又はヌクレオチド配列に付着したリンカー６６’に取り込まれた切断部位６２’又は６４を含むことを除いて、第１のプライマーセット５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄの切断不能な第１のプライマー５４又は５４’並びに第２のプライマーセット５２Ａ’、５２Ｂ’、５２Ｃ’及び５２Ｄ’の切断可能な第１のプライマー５８又は５８’は同じヌクレオチド配列を有する（例えば、両方が順方向増幅プライマーである）ことを理解すべきである。同様に、切断可能な第２のプライマー５６又は５６’が、ヌクレオチド配列に、又はヌクレオチド配列に付着したリンカー６６に取り込まれた切断部位６２を含むことを除いて、第１のプライマーセット５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄの切断可能な第２のプライマー５６又は５６’並びに第２のプライマーセット５２Ａ’、５２Ｂ’、５２Ｃ’及び５２Ｄ’の切断不能な第２のプライマー６０又は６０’は同じヌクレオチド配列を有する（例えば、両方が逆増幅プライマーである）。
第１のプライマー５４及び５８又は５４’及び５８’が順方向増幅プライマーである場合、第２のプライマー５６及び６０、又は５６’及び６０’は逆方向プライマーであり、逆もまた同様であることを理解すべきである。
切断不能なプライマー５４、６０又は５４’、６０’の例は、本明細書に記載のＰ５及びＰ７プライマーを含む。いくつかの例では、Ｐ５及びＰ７プライマーは切断部位６２、６２’、６４を含まないため、Ｐ５及びＰ７プライマーは、切断不能なプライマー５４、６０又は５４’、６０’である。任意の好適なユニバーサル配列を切断不能なプライマー５４、６０又は５４’、６０’として使用することができることを理解すべきである。
切断可能なプライマー５６、５８又は５６’、５８’の例としては、それぞれの核酸配列に取り込まれたか（例えば、図８Ａ及び図８Ｃ）、又はそれぞれの官能化層２０Ａ、２０Ｂに切断可能なプライマー５６、５８又は５６’、５８’を付着させるリンカー６６’、６６に取り込まれた（図８Ｂ及び図８Ｄ）、それぞれの切断部位６２、６２’、６４を有するＰ５及びＰ７（又は他のユニバーサル配列）プライマーが挙げられる。好適な切断部位６２、６２’、６４の例としては、本明細書に記載されるように、酵素的に切断可能な核酸塩基若しくは化学的に切断可能な核酸塩基、修飾核酸塩基、又はリンカー（例えば、核酸塩基の間）が挙げられる。
各プライマーセット５２Ａ及び５２Ａ’、又は５２Ｂ及び５２Ｂ’、又は５２Ｃ及び５２Ｃ’、又は５２Ｄ及び５２Ｄ’を、基材上のそれぞれの官能化層２０Ａ、２０Ｂに付着させる。いくつかの例では、官能化層２０Ａ、２０Ｂは同じ表面化学を有し、本明細書に記載される技術のいずれかを使用して、官能化層２０Ａ上のプライマー５４、５６又は５４’、５６’の１つのセット、及び官能化層２０Ｂ上のプライマー５８、６０又は５８’、６０’の別のセットをグラフトすることができる。他の例では、官能化層２０Ａ、２０Ｂは、それぞれのプライマー５４、５６、又は５４’、５６’、又は５８、６０、又は５８’、６０’と選択的に反応することができる異なる表面化学（例えば、官能基）を含む。これらの他の例では、官能化層２０Ａは、第１の官能基を有し、官能化層２０Ｂは、第１の官能基とは異なる第２の官能基を有する。
上述のように、図８Ａ～図８Ｄは、官能化層２０Ａ、２０Ｂに付着したプライマーセット５２Ａ、５２Ａ’、５２Ｂ、５２Ｂ’、５２Ｃ、５２Ｃ’、及び５２Ｄ、５２Ｄ’の異なる構成を図示する。より具体的には、図８Ａ～図８Ｄは、使用され得るプライマー５４、５６又は５４’、５６’、及び５８、６０又は５８’、６０’の異なる構成を図示する。
図８Ａに示される例では、プライマーセット５２Ａ及び５２Ａ’のプライマー５４、５６及び５８、６０は、例えば、リンカー６６、６６’なしで、官能化層２０Ａ、２０Ｂに直接付着される。官能化層２０Ａは、プライマー５４、５６の５’末端で末端基を固定化することができる表面官能基を有し得る。同様に、官能化層２０Ｂは、プライマー５８、６０の５’末端で末端基を固定化することができる表面官能基を有し得る。一例では、官能化層２０Ａとプライマー５４、５６との間の固定化化学、及び官能化層２０Ｂとプライマー５８、６０との間の固定化化学は異なり得、その結果、プライマー５４、５６又は５８、６０は、望ましい層２０Ａ又は２０Ｂに選択的に付着する。別の例では、固定化化学は、層２０Ａ又は２０Ｂ及びそれぞれのプライマー５４、５６又は５８、６０に対して同じであり得、パターン化技術を使用して、１つのプライマーセット５２Ａ、５２Ａ’を一度にグラフトすることができる。更に別の例では、官能化層２０Ａ、２０Ｂを形成するために適用される材料は、それにプレグラフトされたそれぞれのプライマー５４、５６又は５８、６０を有し得、したがって、固定化化学は、同じであっても異なっていてもよい。
この例では、固定化は、それぞれのプライマー５４及び５６又は５８及び６０の５’末端での、それぞれの官能化層２０Ａ、２０Ｂへの単点共有結合によるものであり得る。当技術分野で既知の任意の好適な共有結合手段を使用することができ、その例は、プライマー３２、３４について本明細書に記載されている。
また、図８Ａに示される例では、切断可能なプライマー５６、５８の各々の切断部位６２、６２’は、プライマーの配列に取り込まれる。この例では、同じタイプの切断部位６２、６２’が、それぞれのプライマーセット５２Ａ、５２Ａ’の切断可能なプライマー５６、５８に使用される。ある例として、切断部位６２、６２’はウラシル塩基であり、切断可能なプライマー５６、５８はＰ５Ｕ及びＰ７Ｕである。この例では、オリゴ対５４、５６の切断不能なプライマー５４はＰ７であり得、オリゴ対５８、６０の切断不能なプライマー６０はＰ５であり得る。したがって、この例では、第１のプライマーセット５２Ａは、Ｐ７、Ｐ５Ｕを含み、第２のプライマーセット５２Ａ’は、Ｐ５、Ｐ７Ｕを含む。プライマーセット５２Ａ、５２Ａ’は、増幅、クラスタ生成、及び線形化後に、順方向鋳型鎖を一方の官能化層２０Ａ又は２０Ｂ上に形成することを可能にし、逆鎖を他方の官能化層２０Ｂ又は２０Ａ上に形成することを可能にする、反対の線形化化学を有する。
図８Ｂに示される例では、プライマーセット５２Ｂ及び５２Ｂ’のプライマー５４’、５６’及び５８’、６０’を、例えば、リンカー６６、６６’を介して、官能化層２０Ａ、２０Ｂに付着させる。官能化層２０Ａは、プライマー５４’、５６’の５’末端でリンカー６６を固定化することができる表面官能基を有し得る。同様に、官能化層２０Ｂは、プライマー５８’、６０’の５’末端でリンカー６６’を固定化することができる表面官能基を有し得る。一例では、官能化層２０Ａ及びリンカー６６の固定化化学並びに領域１６及びリンカー６６’の固定化化学は異なり得、その結果、プライマー１８’、２０’又は１９’、２１’は、望ましい官能化層２０Ａ又は２０Ｂに選択的にグラフトする。別の例では、固定化化学は、官能化層２０Ａ、２０Ｂ及びリンカー６６、６６’に対して同じであり得、本明細書に開示される任意の好適な技術を使用して、１つのプライマーセット５２Ｂ、５２Ｂ’を一度にグラフトすることができる。更に別の例では、官能化層２０Ａ、２０Ｂを形成するために適用される材料は、それにプレグラフトされたそれぞれのプライマー５４’、５６’及び５８’、６０’を有し得、したがって、固定化化学は、同じであっても異なっていてもよい。好適なリンカー６６、６６’の例としては、核酸リンカー（例えば、１０ヌクレオチド以下）又は非核酸リンカー、例えば、ポリエチレングリコール鎖、アルキル基若しくは炭素鎖、ビシナルジオールを有する脂肪族リンカー、ペプチドリンカーなどを挙げることができる。核酸リンカーのある例は、ポリＴスペーサーであるが、他のヌクレオチドも使用することができる。一例では、スペーサーは６Ｔ～１０Ｔスペーサーである。以下は、非核酸リンカー（Ｂは核酸塩基であり、「オリゴ」はプライマーである）を含むヌクレオチドのいくつかの例である。
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図８Ｂに示される例では、プライマー５４’、５８’は、同じ配列（例えば、Ｐ５）、及び同じ又は異なるリンカー６６、６６’を有する。プライマー５４’は切断不能であるが、プライマー５８’は、リンカー６６’に取り込まれた切断部位６２’を含む。また、この例では、プライマー５６’、６０’は同じ配列（例えば、Ｐ７）、及び同じ又は異なるリンカー６６、６６’を有する。プライマー６０’は切断不能であり、プライマー５６’は、リンカー６６に取り込まれた切断部位６２を含む。同じタイプの切断部位６２、６２’は、切断可能なプライマー５６’、５８’のそれぞれのリンカー６６、６６’に使用される。ある例として、切断部位６２、６２’は、核酸リンカー６６、６６’に取り込まれるウラシル塩基であり得る。プライマーセット５２Ｂ、５２Ｂ’は、増幅、クラスタ生成、及び線形化後、順方向鋳型鎖を一方の官能化層２０Ａ又は２０Ｂ上に形成することを可能にし、逆鎖を他方の官能化層２０Ｂ又は２０Ａ上に形成することを可能にする、反対の線形化化学を有する。
図８Ｃに示される例は、異なるタイプの切断部位６２、６４が、それぞれのプライマーセット５２Ｃ、５２Ｃ’の切断可能なプライマー５６、５８に使用されることを除いて、図８Ａに示される例と同様である。例として、２つの異なる酵素的切断部位を使用してもよく、２つの異なる化学的切断部位を使用してもよく、又は１つの酵素的切断部位及び１つの化学的切断部位を使用してもよい。それぞれの切断可能なプライマー５６、５８に使用され得る異なる切断部位６２、６４の例としては、ビシナルジオール、ウラシル、アリルエーテル、ジスルフィド、制限酵素部位、及び８－オキソグアニンの任意の組合せが挙げられる。
図８Ｄに示される例は、異なるタイプの切断部位６２、６４が、それぞれのプライマーセット５２Ｄ、５２Ｄ’の切断可能なプライマー５６’、５８’に付着したリンカー６６、６６’に使用されることを除いて、図８Ｂに示される例と同様である。切断可能なプライマー５６’、５８’に付着したリンカー６６、６６’のそれぞれにおいて使用され得る異なる切断部位６２、６４の例としては、ビシナルジオール、ウラシル、アリルエーテル、ジスルフィド、制限酵素部位、及び８－オキソグアニンの任意の組合せが挙げられる。
図８Ａ～図８Ｄに示される例のいずれかでは、プライマー５４、５６及び５８、６０又は５４’、５６’及び５８’、６０’の官能化層２０Ａ、２０Ｂへの付着は、プライマー５４、５６及び５８、６０又は５４’、５６’及び５８’、６０’の鋳型特異的部分を自由なままに残し、プライマー伸長を自由にするために、その同系の鋳型及び３’ヒドロキシル基にアニールする。
官能化層２０Ａ、２０Ｂは、それに付着した異なるプライマーセット５２Ａ、５２Ａ’又は５２Ｂ、５２Ｂ’又は５２Ｃ、５２Ｃ’又は５２Ｄ、５２Ｄ’を有する基材の異なる領域を表す。官能化層２０Ａ、２０Ｂは、異なる官能基を有する材料を含み得る。いくつかの場合では、異なる官能基は、基材の表面の官能基又は基材の表面に導入された官能基であり、又は基材上に堆積した別の構成要素（例えば、ポリマー層、ビーズなど）の官能基であり得る。
いくつかの例では、官能化層２０Ａ、２０Ｂは化学的に同じであり、本明細書に開示される任意の技術を使用して、それぞれのセット５２Ａ及び５２Ａ’、又は５２Ｂ及び５２Ｂ’、又は５２Ｃ及び５２Ｃ’、又は５２Ｄ及び５２Ｄ’のプライマー５４、５６及び５８、６０又は５４’、５６’及び５８’、６０’を官能化層２０Ａ、２０Ｂに逐次的に付着させることができる。
更に別の例では、官能化層２０Ａ、２０Ｂを形成するために適用される材料は、それにプレグラフトされたそれぞれのプライマー５４、５６又は５８、６０を有し得、したがって、固定化化学は、同じであっても異なっていてもよい。
フローセルの様々な構成要素の構成は、フローセルを生成するために使用される方法に部分的に応じて変化し得る。ここで、いくつかの例示的な方法を説明する。
図９Ａ～図９Ｆに示される方法の例は、単層基材６８（ベース支持体２２なし）、又はその上に樹脂層１８を有するベース支持体２２を含む多層基材を使用してもよい。これらの図では、この支持体２２は、単層基材６８が使用される場合には存在しないため、ベース支持体２２は想像で示されている。
凹部１２は、単層基材６８又は樹脂層１８に画定される。単一の凹部１２が示されているが、フローセル１０Ｈ（図９Ｆ）は、図２Ｂに示されるものと同様に、複数の凹部１２を含んでもよいことを理解すべきである。
凹部１２は、フォトリソグラフィ、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）、スタンピング技術、レーザー支援直接インプリンティング（ＬＡＤＩ）エンボス加工技術、成形技術、マイクロエッチング技術などの任意の好適な技術を使用して、単層基材６８に形成され得る。使用される技術は、使用される材料のタイプに部分的に依存する。例えば、凹部１２は、ガラス単層基材にマイクロエッチングされ得る。
凹部１２は、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）又はフォトリソグラフィなどの任意の好適な技術を使用して、多層基材の樹脂層１８に形成され得る。使用される技術は、使用される材料のタイプに部分的に依存するであろう。
樹脂層１８に凹部１２を形成する一例が図１０に図示されている。この例では、作業スタンプ２４は、樹脂層１８が軟質である間にそれに押し込まれ、樹脂層１８に作業スタンプフィーチャーのインプリントを作り出す。次いで、樹脂層１８は、作業スタンプ２４を所定の位置に置いた状態で硬化され得る。硬化は、本明細書に記載されるように、化学線又は熱への曝露によって達成され得る。硬化後、作業スタンプ２４が取り外される。これにより、樹脂層１８に凹部１２を作り出す。
樹脂層１８に凹部１２を形成する別の例は、フォトレジスト５０を利用する。この例では、フォトレジスト５０を樹脂層１８上に適用し、（本明細書に記載の光曝露及び現像溶液によって）現像して、（現像剤）可溶性フォトレジストが除去された凹部パターン、及び（現像剤）不溶性フォトレジスト領域５０’が樹脂層１８上に残る間隙パターンを画定する。図１１は、凹部パターン７０及び間隙パターン７２を図示する。上面図から、凹部パターン７０は、最終的な凹部１２（複数可）と同じ形状を有し、間隙パターン７２は、間隙領域２６（複数可）と同じ形状を有する。
次いで、樹脂層１８が、凹部パターン７０でエッチングされる（図１１の矢印で示される）。不溶性フォトレジスト領域５０’は、エッチングマスクとして作用する。樹脂層１８は、本明細書に記載されるようにエッチングされ得る。図１１に図示するように、樹脂層１８の一部分が凹部１２の底部に残るようにエッチングが実行され得る。次いで、不溶性フォトレジスト領域５０’は、例えば、リフトオフ技術によって除去され得る。図９Ａを再び参照すると、不溶性フォトレジスト領域５０’の除去は、間隙領域２６を露出させる。
使用される単層基材６８又は樹脂層１８に応じて、シラン化又はプラズマアッシングを使用した露出表面の活性化は、単層基材６８又は樹脂層１８上に続いて堆積される官能化層２０Ａ、２０Ｂと反応し得る表面基を生成するために、実行され得る（例えば、図９Ｅを参照されたい）。
凹部１２が単層基材６８又は樹脂層１８に形成された状態で、この例示的な方法は、凹部１２の一部分上への犠牲層４８の適用に続く。これを図９Ｂに図示する。本明細書で開示される犠牲層４８の任意の例が使用され得る。
適用される犠牲層４８は、凹部１２の覆われた部分に続いて適用される官能化層２０Ｂのうちの１つについてパターンを画定する。したがって、犠牲層４８は、側壁のいくらか及び底部のいくらかを含む凹部１２の一部分を覆うように適用され得、一方、凹部１２の別の部分７４は露出したままに残す。犠牲層４８はまた、コーティングされている側壁（複数可）に隣接する間隙領域２６（複数可）上に適用され得る。間隙領域２６をコーティングすることは、凹部の側壁の最上部分が、その後の官能化層２０Ｂの堆積に利用可能であることを確実にするのに望ましい場合がある。
いくつかの例では、犠牲層４８は、リフトオフ技術又はエッチング技術のいずれかと組み合わせるフォトリソグラフィプロセスを使用して製造することができる。他の例では、化学蒸着（ＣＶＤ）及びその変形（例えば、減圧ＣＶＤ又はＬＰＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、及びマスキング技術などの選択的堆積技術を使用して、犠牲層４８を望ましい領域に堆積させることができる。代替的に、犠牲層４８は、単層基材６８又は樹脂層１８（凹部１２の全てを含む）にわたって適用され、次いで、部分７４から（例えば、マスキング及びエッチングを介して）選択的に除去されて、官能化層２０Ｂのうちの１つについてパターンを画定し得る。
図９Ｃに示すように、次いで、官能化層２０Ａは、本明細書に記載の堆積技術のいずれかを使用して適用され得る。この例では、官能化層２０Ａは、単層基材６８の露出表面又は樹脂層１８の露出表面（凹部１２の部分７４上を含む）上、及び犠牲層４８の上に堆積される。
次いで、犠牲層４８を除去して、犠牲層４８によって覆われていた凹部１２の部分７６を露出させる。これを図９Ｄに示す。犠牲層４８には、任意の好適なエッチング技術を使用することができる。官能化層２０Ａは、単層基材６８又は樹脂層１８に共有結合しており、したがって、犠牲層エッチング中に単層基材６８又は樹脂層１８から除去されないことを理解すべきである。しかしながら、犠牲層４８上の官能化層２０Ａは除去される。単層基材６８又は樹脂層１８は、例えば、単層基材６８又は樹脂層１８が犠牲層４８とは異なるエッチング速度を有する場合、犠牲層エッチングへのエッチングのストップとして機能し得る。
図９Ｅに示すように、次いで、官能化層２０Ｂは、本明細書に開示される堆積技術のいずれかを使用して適用され得る。この例では、官能化層２０Ｂは、単層基材６８の露出部分又は樹脂層１８の露出部分（凹部１２の部分７６上を含む）上に堆積される。この例では、官能化層２０Ｂの堆積が高イオン強度（例えば、１０×ＰＢＳ、ＮａＣｌ、ＫＣｌなどの存在）下で実行される場合、第２の官能化層２０Ｂは、第１の官能化層２０Ａ上に堆積もせず、又はそれに付着もしない。したがって、官能化層２０Ｂは、官能化層２０Ａを汚染しない。
図９Ｆでは、間隙領域２６上の官能化層２０Ａ、２０Ｂは除去される。この除去は、官能化層２０Ａ、２０Ｂを間隙領域２６から研磨すること、又は官能化層２０Ａ、２０Ｂを凹部１２から除去しない別の好適な技術を伴う。
研磨プロセスは、それらの領域２６で下にある基材６８又は樹脂層１８に悪影響を及ぼすことなく、官能化層２０Ａ、２０Ｂを間隙領域２６から除去することができる化学スラリー（例えば、研削剤、緩衝液、キレート剤、界面活性剤、及び／又は分散剤を含む）を用いて実行され得る。代替的に、研磨は、研削粒子を含まない溶液を用いて実行され得る。
化学的スラリーは、化学機械研磨システムで使用されて、間隙領域２６の表面を研磨することができる。研磨ヘッド（複数可）／パッド（複数可）又は他の研磨ツール（複数可）は、官能化層２０Ａ、２０Ｂを凹部１２（複数可）に少なくとも実質的に無傷のままに残しながら、間隙領域２６上に存在し得る官能化層２０Ａ、２０Ｂを研磨することができる。ある例として、研磨ヘッドは、Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ ＶｉＰＲＲＩＩ研磨ヘッドであり得る。
クリーン化及び乾燥プロセスは、研磨後に実行され得る。クリーン化プロセスは、水浴及び超音波処理を利用し得る。水浴は、約２２℃～約３０℃の範囲の比較的低い温度で維持され得る。乾燥プロセスは、スピン乾燥、又は別の好適な技術を介した乾燥を伴い得る。
いくつかの例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’（図９Ａ～図９Ｆには示されていない）は、官能化層２０Ａにプレグラフトされ得る。同様に、プライマー５８、６０又は５８’、６０’（図９Ａ～図９Ｆには示されていない）は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされ得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’は、官能化層２０Ａにプレグラフトされない。これらの例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’は、官能化層２０Ａが適用された後（例えば、図９Ｃ）に、グラフトされ得る。これらの例では、プライマー５８、６０又は５８’、６０’は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされ得る。代替的に、これらの例では、プライマー５８、６０又は５８’、６０’は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされなくてもよい。むしろ、ｉ）官能化層２０Ｂが、プライマー５８、６０若しくは５８’、６０’に付着するために（官能化層２０Ａとは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）官能化層２０Ａの任意の未反応官能基が、例えば、アミンへのＳｔａｕｄｉｎｇｅｒ還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との追加のクリック反応を使用してクエンチされている限り、第２の官能化層２０Ｂが適用された後（例えば、図２８Ｅ）に、プライマー５８、６０又は５８’、６０’はグラフトされてもよい。
グラフトが方法中に実行される場合、グラフトは、本明細書に開示されるものなどの任意の好適なグラフト技術を使用して達成され得る。グラフト方法のいずれかで、プライマー５４、５６若しくは５４’、５６’は、官能化層２０Ａの反応性基と反応し、又はプライマー５８、６０若しくは５８’、６０’が、官能化層２０Ｂの反応性基と反応し、単層基材６８又は樹脂層１８に対して親和性を有さない。
図９Ａ～図９Ｆは、その中に官能化層２０Ａ、２０Ｂを有する単一の凹部１２の形成を示しているが、その中に官能化層２０Ａ、２０Ｂを有する凹部１２のアレイは、例えば、各凹部１２が単層基材６８又は樹脂層１８の間隙領域２６によって、凹部ごとに隔離されて（図２Ｂに示される例と同様）形成され得ることを理解すべきである。
図９Ｂ～図９Ｅに示される方法のプロセスはまた、図１Ａ～図１Ｃ又は図３Ａ及び図３Ｂに示される例示的な方法と併せて実行されて、１つの官能化層２０の代わりに２つの官能化層２０Ａ及び２０Ｂを凹部１２に導入し得る。例えば、図９Ｂ～図９Ｅを参照して説明したプロセスは、図１Ｂを参照して説明したプロセスの後に（及び図１Ｃを参照して説明したプロセスの代わりに）実行してもよい。別の例では、図９Ｂ～図９Ｅを参照して説明したプロセスは、図３Ａを参照して説明したプロセスの後に（及び図３Ｂを参照して説明したプロセスの代わりに）実行してもよい。２つの官能化層２０Ａ及び２０Ｂは、図１Ｂ及び図３Ａの疎水性層１６に付着しないため、研磨は実行されないことを理解すべきである。
図１２Ａ～図１２Ｈ、図１３Ａ～図１３Ｈ、及び図１４Ａ～図１４Ｊは、フローセル１０Ｉ、１０Ｊ、１０Ｋの異なる例をもたらす方法の異なる例を図示し、それらの各々が官能化層２０Ａ及び２０Ｂを含む。これらの方法の各々は、ベース支持体２２上の異なる多層スタック１４を利用する。
全般的に、これらの方法の各々は、樹脂層１８又は３８をインプリントして、深い部分７８、及びステップ部分８２によって画定される浅い部分８０を含む凹状領域４０を形成することであって、樹脂層１８又は３８が、ベース支持体２２上に位置付けられた互いに異なるエッチング速度を有する少なくとも２つの層（例えば、４２及び４８、又は４８及び３８、又は４２、４８及び３８）を含む多層スタック１４上に位置付けられる、凹状領域４０を形成することと、樹脂層１８又は３８及び少なくとも２つの層を選択的にエッチングして、深い部分７８に隣接する凹部１２を形成することと、第１の官能化層２０Ａを凹部１２に適用することと、樹脂層１８又は３８、少なくとも２つの層、又はそれらの組合せを選択的にエッチングして、ステップ部分８２の下にある領域を露出させることと、第２の官能化層２０Ｂを露出領域に適用することと、を含む。ここで、各方法を、それぞれのセットの図を参照して説明する。
図１２Ａ～図１２Ｈでは、多層スタック１４は、ベース支持体２２上の犠牲層４８、犠牲層４８上のポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２、及びポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２上の樹脂層１８を含む。
犠牲層４８の下のベース基材２２の表面は、アッシュ化された支持体のように機能することができ、したがって、追加の活性化は実行されない場合がある。
犠牲層４８は、本明細書に開示される任意の好適な技術を使用して、ベース支持体２２に適用され得る。犠牲層４８に好適な材料の例としては、ケイ素、アルミニウム、ネガティブ又はポジティブフォトレジスト、銅などの本明細書に記載されるもののいずれかが挙げられる。
次いで、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２は、任意の好適な技術を使用して犠牲層４８上に堆積され、熱を使用して硬化され得る。
次いで、樹脂層１８がポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２に適用され得る。樹脂層１８は、本明細書に記載の任意の例であり得、任意の好適な堆積技術を使用して堆積され得る。
次いで、樹脂層１８をインプリントして凹状領域４０を形成し、これは、この例では、深い部分７８及び樹脂層１８のステップ部分８２によって部分的に画定される浅い部分８０を含む。図１２Ａに示すように、作業スタンプ２４は、樹脂層１８が軟質である間にそれに押し込まれ、樹脂層１８に作業スタンプフィーチャーのインプリントを作り出す。次いで、樹脂層１８は、作業スタンプ２４を所定の位置に置いた状態で硬化され得る。硬化は、本明細書に記載されるように、化学線又は熱への曝露によって達成され得る。
硬化後、作業スタンプ２４が取り外される。これにより、樹脂層１８に様々なトポグラフィーフィーチャーを作り出す。この例示的な方法では、図１２Ａに示すように、作業スタンプ２４は、深い部分７８で樹脂層１８の深さ（又は厚さ）全体を通っては延びず、したがって、樹脂層１８の一部分１８’’は、深い部分７８で凹状領域４０の底部を形成する。
次いで、（図１２Ｃに示される）凹部１２は、深い部分７８の下にある樹脂層１８の第１の部分１８’’をエッチングすることと、深い部分７８の下にあるポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の一部分をエッチングすることと、深い部分７８の下にある犠牲層４８の一部分をエッチングすることと、によって形成され、それによって犠牲層４８に凹部１２を形成する。
図１２Ｂを参照すると、凹状領域４０の深い部分７８は、樹脂層部分１８’’及び（樹脂層部分１８’’の下にある）ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の一部分を選択的にエッチングすることによって、犠牲層４８の表面に延ばされる。これらの層１８及び４２の各々は、異なるエッチング速度を有するように選択され、したがって、樹脂層１８をエッチングする場合、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２はエッチングのストップとして作用する。
樹脂層１８については、異方性酸素プラズマを用いてエッチングを実行することができる。図１２Ｂの下向き矢印によって示されるように、樹脂層１８の任意の露出領域は、このプロセス中にエッチングされ得る。上述のように、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２は、樹脂層部分１８’’が除去される場合、凹状領域４０のエッチングのストップとして作用する。この第１のエッチングプロセスは、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２が凹状領域４０の深い部分７８に露出した場合に停止され得、したがって（図１２Ｂに図示されるように）樹脂層１８全体はエッチング除去されない。更に、ステップ部分８２の深さ（又は厚さ）は、ステップ部分８２の下にあるポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の部分がこの第１のエッチングプロセス中に露出しないように、インプリンティングの前に選択することもできる。したがって、ステップ部分８２の深さ（又は厚さ）は、樹脂層部分１８’’の深さ（又は厚さ）よりも厚くてもよい。
樹脂層部分１８’’の下にあるポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の部分に対して、反応性イオンエッチング（例えば、Ｏ２又はＯ２／ＣＨＦ３）又はＣＦ４／Ｏ２プラズマエッチング又は１００％Ｏ２プラズマエッチングを使用することができる。凹状領域４０に露出したポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の任意の領域が、このプロセス中にエッチングされ得る。犠牲層４８は、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の部分が除去される場合、凹状領域４０の深い部分７８のエッチングのストップとして作用する。図１２Ｂに図示されるように、このエッチングプロセスを実行した後、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の任意の覆われた部分は無傷のままである。
次いで、深い部分７８は、ベース支持体２２の表面に更に延ばされ、深い部分７８に隣接する犠牲層４８に凹部１２を形成する。これは、（深い部分７８に隣接する）犠牲層４８の露出部分を選択的にエッチングすることを伴い得る。この例では、ベース支持体２２は、犠牲層エッチングプロセスのエッチングのストップとして作用する。
次いで、この例示的な方法は、ステップ部分８２及び（ステップ部分８２の下にある）ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の別の部分を選択的にエッチングすることによって、凹状領域４０の浅い部分８０を犠牲層４８の表面に延ばすことを伴う。
樹脂層１８については、異方性酸素プラズマを用いて再びエッチングを実行することができる。樹脂層１８の任意の露出領域は、図１２Ｄの下向き矢印によって示されるように、このプロセス中にエッチングされ得る。ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２は、ステップ部分８２が除去される場合、凹状領域４０のエッチングのストップとしてここでも作用する。このエッチングプロセスは、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２が凹状領域４０の浅い部分８０に露出した場合に停止され得、したがって（図１２Ｄに図示されるように）樹脂層１８全体はエッチング除去されない。
ステップ部分８２の下にあるポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の部分に対して、反応性イオンエッチング（例えば、Ｏ２又はＯ２／ＣＨＦ３）又はＣＦ４／Ｏ２プラズマエッチング又は１００％Ｏ２プラズマエッチングを使用することができる。凹状領域４０に露出したポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の任意の領域が、このプロセス中にエッチングされ得る。犠牲層４８は、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の部分が除去される場合、凹状領域４０の浅い部分８０のエッチングのストップとして作用する。図１２Ｄに図示されるように、このエッチングプロセスを実行した後、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の任意の覆われた部分は無傷のままである。
図１２Ｅに示すように、次いで官能化層２０Ａが、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得る。この例では、官能化層２０Ａは、凹部１２内のベース支持体２２の上、犠牲層４８の任意の露出部分の上、及び樹脂層１８の任意の露出部分の上に堆積される。
次いで、浅い部分８０に隣接する犠牲層４８を除去して、ベース支持体２２上の官能化層２０Ａに隣接するベース支持体２２の別の部分を露出させる。これを図１２Ｆに図示する。犠牲層４８には、任意の好適なエッチング技術を使用することができる。官能化層２０Ａは、ベース支持体２２に共有結合しており、したがって犠牲層エッチング中に除去されないことを理解すべきである。更に、樹脂層１８は犠牲層エッチングを受けにくいため、樹脂層１８上の官能化層２０Ａも犠牲層エッチング中に除去されない。しかしながら、犠牲層４８上の官能化層２０Ａは除去される。単一のベース支持体２２は、例えば、ベース支持体２２が犠牲層４８とは異なるエッチング速度を有する場合、犠牲層エッチングのエッチングのストップとして機能し得る。
図１２Ｇに示すように、官能化層２０Ｂは、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得る。この例では、官能化層２０Ｂは、ベース基材１２の露出部分上に堆積される。この例では、官能化層２０Ｂの堆積が高イオン強度（例えば、１０×ＰＢＳ、ＮａＣｌ、ＫＣｌなどの存在）下で実行される場合、第２の官能化層２０Ｂは、第１の官能化層２０Ａ上に堆積もせず、又はそれに付着もしない。したがって、官能化層２０Ｂは、官能化層２０Ａを汚染しない。
次いで、残りのポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２のリフトオフを実行し得る。図１２Ｇに示すように、リフトオフプロセスは、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２及び樹脂層１８、及び残りのポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の上に重なる官能化層２０Ａを除去する。このリフトオフプロセスは、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中で超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いて実行され得る。ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の除去は、犠牲層４８の任意の残りの部分を露出させる。
図１２Ｈの下向き矢印によって示されるように、次いで、犠牲層４８の残りの部分は、特定の犠牲層４８に好適なエッチングプロセスを使用して除去される。官能化層２０Ａ、２０Ｂは、一つには官能化層２０Ａ、２０Ｂがベース支持体２２に共有結合しているという理由で、ベース支持体２２上で無傷のままである。
いくつかの例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’（図１２Ａ～図１２Ｈには示されていない）は、官能化層２０Ａにプレグラフトされ得る。同様に、プライマー５８、６０又は５８’、６０’（図１２Ａ～図１２Ｈには示されていない）は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされ得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’は、官能化層２０Ａにプレグラフトされない。これらの例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’は、官能化層２０Ａが適用された後（例えば、図１２Ｅ）に、グラフトされ得る。これらの例では、プライマー５８、６０又は５８’、６０’は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされ得る。代替的に、これらの例では、プライマー５８、６０又は５８’、６０’は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされなくてもよい。むしろ、ｉ）官能化層２０Ｂが、プライマー５８、６０若しくは５８’、６０’に付着するために（官能化層２０Ａとは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）官能化層２０Ａの任意の未反応官能基が、例えば、アミンへのＳｔａｕｄｉｎｇｅｒ還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との追加のクリック反応を使用してクエンチされている限り、第２の官能化層２０Ｂが適用された後（例えば、図１２Ｇ）に、プライマー５８、６０又は５８’、６０’はグラフトされてもよい。
グラフトが方法中に実行される場合、グラフトは、本明細書に開示されるものなどの任意の好適なグラフト技術を使用して達成され得る。グラフト方法のいずれかで、プライマー５４、５６若しくは５４’、５６’は、官能化層２０Ａの反応性基と反応し、又はプライマー５８、６０若しくは５８’、６０’が、官能化層２０Ｂの反応性基と反応し、ベース支持体２２に対して親和性を有さない。
フローセル１０Ｉのこの例では、官能化層２０Ａ、２０Ｂは、（フローセル１０Ｈのように）凹部１２内に限定されていない。むしろ、官能化層２０Ａ、２０Ｂは、ベース支持体２２の隣接する間隙領域２６によって隔離されたそれぞれのパッチ又はパッド４６Ａ、４６Ｂを形成する。
図１２Ａ～図１２Ｈは、単一のセットの官能化層２０Ａ、４６Ａ及び２０Ｂ、４６Ｂの形成を示しているが、パッチ又はパッド４６Ａ、４６Ｂのアレイは、例えば、パッチ又はパッド４６Ａ、４６Ｂの各セットがベース支持体２２の間隙領域２６によって、パッチ又はパッド４６Ａ、４６Ｂのセットごとに隔離されて形成され得ることを理解すべきである。
図１３Ａ～図１３Ｈでは、多層スタック１４は、ベース支持体２２の上にある追加の樹脂層３８の上にある犠牲層４８上の樹脂層１８を含む。
ベース支持体２２上に多層スタック１４を形成する前に、ベース支持体２２は、シラン化を使用して活性化されてもよい。犠牲層４８の下にある樹脂層３８の表面は、アッシュ化された表面のように機能し、したがってこの樹脂層３８の活性化は実行されない。
追加の樹脂層３８は、本明細書に開示される例を含む任意の好適な堆積技術を使用してベース支持体２２上に堆積され、樹脂に好適な条件を使用して硬化され得る。
犠牲層４８は、本明細書に開示される任意の好適な技術を使用して、追加の樹脂層３８に適用され得る。犠牲層４８に好適な材料の例としては、ケイ素、アルミニウム、ネガティブ又はポジティブフォトレジスト、銅などが挙げられる。
樹脂層１８は、本明細書に開示される例を含む任意の好適な堆積技術を使用して、犠牲層４８上に堆積され得る。次いで、樹脂層１８をインプリントして凹状領域４０を形成し、これは、この例では、深い部分７８及び樹脂層１８のステップ部分８２によって部分的に画定される浅い部分８０を含む。図１３Ａに示すように、作業スタンプ２４は、樹脂層１８が軟質である間にそれに押し込まれ、樹脂層１８に作業スタンプフィーチャーのインプリントを作り出す。次いで、樹脂層１８は、作業スタンプ２４を所定の位置に置いた状態で硬化され得る。硬化は、本明細書に記載されるように、化学線又は熱への曝露によって達成され得る。
硬化後、作業スタンプ２４が取り外される。これにより、樹脂層１８に様々なトポグラフィーフィーチャーを作り出す。この例示的な方法では、作業スタンプ２４は、深い部分７８で樹脂層１８の深さ（又は厚さ）全体を通っては延びないため、樹脂層１８の部分１８’’は、深い部分７８で凹状領域４０の底部を形成する。
次いで、（図１３Ｄに示される）凹部１２が形成され、この形成は、深い部分７８の下にある樹脂層１８の第１の部分１８’’をエッチングすることと、深い部分７８の下にある犠牲層４８の一部分をエッチングすることと、それによって、追加の樹脂層３８の一部分を露出させることと、同時に、樹脂層１８の第２の部分（例えば、ステップ部分８２）をエッチングして犠牲層４８の別の部分を露出させることと、ｉｉ）追加の樹脂層３８の露出部分３８’’をエッチングすることと、による。
図１３Ｂを参照すると、凹状領域４０の深い部分７８は、樹脂層部分１８’’を選択的にエッチングすることによって犠牲層４８の表面に延ばされる。異方性酸素プラズマを用いてエッチングを実行することができる。樹脂層１８の任意の露出領域は、図１３Ｂの下向き矢印によって示されるように、このプロセス中にエッチングされ得る。犠牲層４８は、樹脂層部分１８’’が除去される場合、凹状領域４０のエッチングのストップとして作用する。この第１のエッチングプロセスは、犠牲層４８が凹状領域４０の深い部分７８に露出した場合に停止され得、したがって（図１３Ｂに図示されるように）樹脂層１８全体はエッチング除去されない。更に、ステップ部分８２の深さ（又は厚さ）は、ステップ部分８２の下にある犠牲層４８の部分がこの第１のエッチングプロセス中に露出しないように、インプリンティングの前に選択することもできる。したがって、ステップ部分８２の深さ（又は厚さ）は、樹脂層部分１８’’の深さ（又は厚さ）よりも厚くてもよい。
次いで、図１３Ｃに示すように、深い部分７８は、追加の樹脂層３８の表面に更に延ばされる。これは、（深い部分７８に隣接する）犠牲層４８の露出部分を選択的にエッチングすることを伴い得る。この例では、追加の樹脂層３８は、犠牲層エッチングプロセスのエッチングのストップとして作用する。
次いで、この例の方法は、樹脂層１８及び凹状領域４０に露出した追加の樹脂層３８の部分３８’’を同時にエッチングすることを伴う。したがって、追加の樹脂層３８の部分３８’’及び樹脂層１８は、同じ材料又は同じエッチング速度を有する異なる材料であり得る。図３Ｄに示すように、ステップ部分８２の下にある犠牲層４８の部分が露出するまで、層１８、３８はエッチングされ得る。第１のエッチングプロセス（図１３Ｂ）の後に残るステップ部分８２の厚さは、概して、追加の樹脂層３８の厚さよりも薄い。したがって、同時エッチングプロセスは、ステップ部分８２を除去して犠牲層４８を露出させるが、追加の樹脂層３８の深さ（又は厚さ）を通っては延びない。図１３Ｄに示すように、追加の樹脂層３８の一部分が除去され、追加の樹脂層３８に凹部１２を形成する。
代替的な方法では、追加の樹脂層３８及び樹脂層１８は、異なるエッチング速度を有し得る。一例では、樹脂層１８のステップ部分８２をエッチングして、下にある犠牲層４８を露出させ得、次いで追加の樹脂層３８（深い部分７８に隣接）を除去して、凹部１２を形成し得る。別の例では、追加の樹脂層３８（深い部分７８に隣接）を除去して、凹部１２を形成し得、次いで樹脂層１８のステップ部分８２をエッチングして、下にある犠牲層４８を露出させ得る。
図１３Ｅに示すように、次いで官能化層２０Ａは、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得る。この例では、官能化層２０Ａは、凹部１２内の追加の樹脂層３８の上、犠牲層４８の任意の露出部分の上、及び樹脂層１８の任意の露出部分の上に堆積される。
次いで、浅い部分８０に隣接する犠牲層４８を除去して、追加の樹脂層３８の別の部分３８’’’を露出させる（図１３Ｆを参照されたい）。犠牲層４８には、任意の好適なエッチング技術を使用することができる。官能化層２０Ａは、追加の樹脂層３８に共有結合しており、したがって犠牲層エッチング中に除去されないことを理解すべきである。更に、樹脂層１８は犠牲層エッチングを受けにくいため、樹脂層１８上の官能化層２０Ａも犠牲層エッチング中に除去されない。しかしながら、犠牲層４８上の官能化層２０Ａは除去される。追加の樹脂層３８は、例えば、追加の樹脂層３８が犠牲層４８とは異なるエッチング速度を有する場合、犠牲層エッチングのエッチングのストップとして機能し得る。追加の樹脂層３８の露出部分３８’’’は、図１３Ｄを参照して説明したようにエッチングされておらず、したがって、凹部１２の底部と比較して上昇している。これを図１３Ｆに図示する。
図１３Ｇに示すように、官能化層２０Ｂは、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得る。この例では、官能化層２０Ｂは、追加の樹脂層３８の露出部分３８’’’上に堆積される。この例では、官能化層２０Ｂの堆積が高イオン強度（例えば、１０×ＰＢＳ、ＮａＣｌ、ＫＣｌなどの存在）下で実行される場合、第２の官能化層２０Ｂは、第１の官能化層２０Ａ上に堆積もせず、又はそれに付着もしない。したがって、官能化層２０Ｂは、官能化層２０Ａを汚染しない。
次いで、残りの樹脂層１８及び犠牲層４８を、樹脂層１８に好適なエッチャントを使用して１回エッチングし、次いで犠牲層４８のためにエッチングしてもよい。残りの樹脂層１８（及びその上の任意の官能化層２０Ａ）及び犠牲層４８の除去は、追加の樹脂層３８の残りの部分、この例では間隙領域２６を露出させる。官能化層２０Ａ、２０Ｂは、一つには官能化層２０Ａ、２０Ｂが追加の樹脂層３８に共有結合しているという理由で、追加の樹脂層３８上で無傷のままである。
いくつかの例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’（図１３Ａ～図１３Ｈには示されていない）は、官能化層２０Ａにプレグラフトされ得る。同様に、プライマー５８、６０又は５８’、６０’（図１３Ａ～図１３Ｈには示されていない）は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされ得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’は、官能化層２０Ａにプレグラフトされない。これらの例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’は、官能化層２０Ａが適用された後（例えば、図１３Ｅ）に、グラフトされ得る。これらの例では、プライマー５８、６０又は５８’、６０’は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされ得る。代替的に、これらの例では、プライマー５８、６０又は５８’、６０’は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされなくてもよい。むしろ、ｉ）官能化層２０Ｂが、プライマー５８、６０若しくは５８’、６０’に付着するために（官能化層２０Ａとは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）官能化層２０Ａの任意の未反応官能基が、例えば、アミンへのＳｔａｕｄｉｎｇｅｒ還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との追加のクリック反応を使用してクエンチされている限り、第２の官能化層２０Ｂが適用された後（例えば、図１３Ｇ）に、プライマー５８、６０又は５８’、６０’はグラフトされてもよい。
グラフトが方法中に実行される場合、グラフトは、本明細書に開示されるものなどの任意の好適なグラフト技術を使用して達成され得る。グラフト方法のいずれかで、プライマー５４、５６若しくは５４’、５６’は、官能化層２０Ａの反応性基と反応し、又はプライマー５８、６０若しくは５８’、６０’が、官能化層２０Ｂの反応性基と反応し、ベース支持体２２に対して親和性を有さない。
フローセル１０Ｊのこの例では、官能化層の一方２０Ａは、凹部１２内に限定され、官能化層の他方２０Ｂは、凹部１２に隣接する間隙領域２６の一部分上に画定される。
図１３Ａ～図１３Ｈは、単一のセットの官能化層２０Ａ及び２０Ｂの形成を示しているが、同様の官能化層２０Ａ及び２０Ｂのアレイは、例えば、各セットが間隙領域２６によって、セットごとに隔離されて形成され得ることを理解すべきである。
図１４Ａ～図１４Ｊでは、多層スタック１４は、ベース支持体２２の上にある追加の樹脂層３８の上にある犠牲層４８の上にあるポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２上の樹脂層１８を含む。
ベース支持体２２上に多層スタック１４を形成する前に、ベース支持体２２は、シラン化を使用して活性化されてもよい。犠牲層４８の下にある樹脂層３８の表面は、アッシュ化された表面のように機能し、したがってこの樹脂層３８の活性化は実行されない。
追加の樹脂層３８は、本明細書に開示される例を含む任意の好適な堆積技術を使用してベース支持体２２上に堆積され、樹脂に好適な条件を使用して硬化され得る。
犠牲層４８は、本明細書に開示されるものなどの任意の好適な技術を使用して、追加の樹脂層３８に適用され得る。犠牲層４８に好適な材料の例としては、ケイ素、アルミニウム、ネガティブ又はポジティブフォトレジスト、銅などの本明細書に記載されるもののいずれかが挙げられる。
次いで、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２は、任意の好適な技術を使用して犠牲層４８上に堆積され、熱を使用して硬化され得る。
次いで、樹脂層１８がポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２に適用され得る。樹脂層１８は、本明細書に記載の任意の例であり得、任意の好適な堆積技術を使用して堆積され得る。
次いで、樹脂層１８をインプリントして凹状領域４０を形成し、これは、この例では、深い部分７８及び樹脂層１８のステップ部分８２によって部分的に画定される浅い部分８０を含む。図１４Ａに示すように、作業スタンプ２４は、樹脂層１８が軟質である間にそれに押し込まれ、樹脂層１８に作業スタンプフィーチャーのインプリントを作り出す。次いで、樹脂層１８は、作業スタンプ２４を所定の位置に置いた状態で硬化され得る。硬化は、本明細書に記載されるように、化学線又は熱への曝露によって達成され得る。
硬化後、作業スタンプ２４が取り外される。これにより、樹脂層１８に様々なトポグラフィーフィーチャーを作り出す。この例示的な方法では、作業スタンプ２４は、深い部分７８で樹脂層１８の深さ全体を通っては延びないため、樹脂層１８の部分１８’’は、深い部分７８で凹状領域４０の底部を形成する。
次いで、（図１４Ｄに示される）凹部１２が形成され、この形成することは、深い部分７８の下にある樹脂層１８の第１の部分１８’’をエッチングすること（図１４Ｂ）と、深い部分７８の下にあるポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の一部分をエッチングすること（図１４Ｂ）と、深い部分７８の下にある犠牲層４８の一部分をエッチングすること（図１４Ｄ）と、による。
ここで図１４Ｂを参照すると、凹状領域４０の深い部分７８は、樹脂層部分１８’’及び（樹脂層部分１８’’の下にある）ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の一部分を選択的にエッチングすることによって、犠牲層４８の表面に延ばされる。これらの層１８及び４２の各々は、異なるエッチング速度を有するように選択され、したがって、樹脂層１８をエッチングする場合、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２はエッチングのストップとして作用する。
樹脂層１８については、異方性酸素プラズマを用いてエッチングを実行することができる。樹脂層１８の任意の露出領域は、図１４Ｂの下向き矢印によって示されるように、このプロセス中にエッチングされ得る。上述のように、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２は、樹脂層部分１８’’が除去される場合、凹状領域４０のエッチングのストップとして作用する。この第１のエッチングプロセスは、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２が凹状領域４０の深い部分７８に露出した場合に停止され得、したがって（図１２Ｂに図示されるように）樹脂層１８全体はエッチング除去されない。更に、ステップ部分８２の深さは、ステップ部分８２の下にあるポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の部分がこの第１のエッチングプロセス中に露出しないように、インプリンティングの前に選択することもできる。したがって、ステップ部分８２の深さは、樹脂層部分１８’’の深さよりも厚くてもよい。
樹脂層部分１８’’の下にあるポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の部分に対して、反応性イオンエッチング（例えば、Ｏ２又はＯ２／ＣＨＦ３）又はＣＦ４／Ｏ２プラズマエッチング又は１００％Ｏ２プラズマエッチングを使用することができる。凹状領域４０に露出したポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の任意の領域が、このプロセス中にエッチングされ得る。犠牲層４８は、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の部分が除去される場合、凹状領域４０の深い部分７８のエッチングのストップとして作用する。図１４Ｂに図示されるように、このエッチングプロセスを実行した後、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の任意の覆われた部分は無傷のままである。
深い部分７８の犠牲層４８をエッチングする前に、この例示的な方法は、樹脂層１８をエッチングしてステップ部分８２を除去し、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の第２の部分を露出させることを更に含み得る。これを図１４Ｃに図示する。樹脂層１８のエッチングは、本明細書に記載されるように実行され得、ステップ部分８２の下のポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２は、エッチングのストップとして作用する。露出した犠牲層４８は、樹脂層１８とは異なるエッチング速度を有するため、このプロセス中にエッチングされない（図１４Ｃに示すように）。
次いで、深い部分７８を追加の樹脂層３８の表面に更に延ばされ、深い部分７８に隣接する追加の樹脂層３８に凹部１２を形成する。これを図１４Ｄに示す。このプロセスは、（深い部分７８に隣接する）犠牲層４８の露出部分を選択的にエッチングすることを伴い得る。この例では、追加の樹脂層３８は、犠牲層エッチングプロセスのエッチングのストップとして作用する。
この例示的な方法は、浅い部分８０のポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２をエッチングすることを更に含み得る。これを図１４Ｅに図示する。（浅い部分８０の）ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の露出部分のエッチングは、本明細書に記載されるように実行され得、下にある犠牲層４８はエッチングのストップとして作用する。追加の樹脂層３８の露出部分３８’’は、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２とは異なるエッチング速度を有するため、このプロセス中にエッチングされない（図１４Ｅに示すように）。
図１４Ｆに示すように、官能化層２０Ａは、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得る。この例では、官能化層２０Ａは、凹部１２の追加の樹脂層３８の露出部分３８’’の上、犠牲層４８の任意の露出部分の上、及び樹脂層１８の任意の露出部分の上に堆積される。
次いで、浅い部分８０に隣接する犠牲層４８を除去して、追加の樹脂層３８上で官能化層２０Ａに隣接する追加の樹脂層３８の別の部分を露出させる。これを図１４Ｇに図示する。犠牲層４８には、任意の好適なエッチング技術を使用することができる。官能化層２０Ａは、追加の樹脂層３８に共有結合しており、したがって犠牲層エッチング中に除去されないことを理解すべきである。更に、樹脂層１８は犠牲層エッチングを受けにくいため、樹脂層１８上の官能化層２０Ａも犠牲層エッチング中に除去されない。しかしながら、犠牲層４８上の官能化層２０Ａは除去される。追加の樹脂層３８は、例えば、追加の樹脂層３８が犠牲層４８とは異なるエッチング速度を有する場合、犠牲層エッチングのエッチングのストップとして機能し得る。
図１４Ｈに示すように、官能化層２０Ｂは、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得る。この例では、官能化層２０Ｂは、追加の樹脂層３８の露出部分上に堆積される。この例では、官能化層２０Ｂの堆積が高イオン強度（例えば、１０×ＰＢＳ、ＮａＣｌ、ＫＣｌなどの存在）下で実行される場合、第２の官能化層２０Ｂは、第１の官能化層２０Ａ上に堆積もせず、又はそれに付着もしない。したがって、官能化層２０Ｂは、官能化層２０Ａを汚染しない。
次いで、残りのポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２のリフトオフを実行し得る。図１４Ｉに示すように、リフトオフプロセスは、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２、及び樹脂層１８、及び残りのポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の上に重なる官能化層２０Ａを除去する。このリフトオフプロセスは、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中で超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いて実行され得る。ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層４２の除去は、犠牲層４８の任意の残りの部分を露出させる。
次いで、図１４Ｊの下向き矢印によって示されるように、犠牲層４８の任意の残りの部分が、特定の犠牲層４８に好適なエッチングプロセスを使用して除去される。官能化層２０Ａ、２０Ｂは、一つには官能化層２０Ａ、２０Ｂが追加の樹脂層３８に共有結合しているという理由で、追加の樹脂層３８上で無傷のままである。＊＊＊
いくつかの例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’（図１４Ａ～図１４Ｊには示されていない）は、官能化層２０Ａにプレグラフトされ得る。同様に、プライマー５８、６０又は５８’、６０’（図１４Ａ～図１４Ｊには示されていない）は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされ得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’は、官能化層２０Ａにプレグラフトされない。これらの例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’は、官能化層２０Ａが適用された後（例えば、図１４Ｆ）に、グラフトされ得る。これらの例では、プライマー５８、６０又は５８’、６０’は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされ得る。代替的に、これらの例では、プライマー５８、６０又は５８’、６０’は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされなくてもよい。むしろ、ｉ）官能化層２０Ｂが、プライマー５８、６０若しくは５８’、６０’に付着するために（官能化層２０Ａとは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）官能化層２０Ａの任意の未反応官能基が、例えば、アミンへのＳｔａｕｄｉｎｇｅｒ還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との追加のクリック反応を使用してクエンチされている限り、第２の官能化層２０Ｂが適用された後（例えば、図１４Ｈ）に、プライマー５８、６０又は５８’、６０’はグラフトされてもよい。
グラフトが方法中に実行される場合、グラフトは、本明細書に開示されるものなどの任意の好適なグラフト技術を使用して達成され得る。グラフト方法のいずれかで、プライマー５４、５６若しくは５４’、５６’は、官能化層２０Ａの反応性基と反応し、又はプライマー５８、６０若しくは５８’、６０’が、官能化層２０Ｂの反応性基と反応し、追加の樹脂層３８に対して親和性を有さない。
フローセル１０Ｋのこの例では、官能化層２０Ａ、２０Ｂは、（フローセル１０Ｈのように）凹部１２内に限定されていない。むしろ、官能化層２０Ａ、２０Ｂは、追加の樹脂層３８の隣接する間隙領域２６によって隔離されたそれぞれのパッチ又はパッド４６Ａ、４６Ｂを形成する。
図１４Ａ～図１４Ｊは、単一のセットの官能化層２０Ａ、４６Ａ及び２０Ｂ、４６Ｂの形成を示しているが、パッチ又はパッド４６Ａ、４６Ｂのアレイは、例えば、パッチ又はパッド４６Ａ、４６Ｂの各セットが追加の樹脂層３８の間隙領域２６によって、パッチ又はパッド４６Ａ、４６Ｂのセットごとに隔離されて形成され得ることを理解すべきである。
フローセル１０Ｌ、１０Ｍの他の例を作製するための更に他の例示的な方法を図１５Ａ～図１５Ｋに示す。１つの方法を図１５Ａ～図１５Ｈに示し、他の方法を図１５Ａ～図１５Ｄ及び図１５Ｉ～図１５Ｋに示す。これらの図は、単層基材６８に画定された凹部１２Ａを図示する。この方法は、例えば、ベース支持体２２及びその上の樹脂層１８を含む多層基材で使用され得ることを理解すべきである。
図１５Ａに示すように、単層基材６８に画定された凹部１２Ａは、深い部分７８、及びステップ部分８２によって部分的に画定される浅い部分８０を含む。凹部１２Ａは、使用される基材６８のタイプに応じて、インプリンティング、エッチングなどを介して画定されてもよい。凹部１２Ａを形成した後、単層基材６８は、シラン化又はプラズマアッシングを使用して活性化されて、表面基を生成し得、これは続いてその上に堆積される官能化層２０Ａと反応し得る。
図１５Ｂに示すように、第１の官能化層２０Ａは、凹部１２Ａの上に適用される。第１の官能化層２０Ａは、本明細書に開示される例のいずれかであり得、本明細書に記載の技術のうちのいずれかを使用して堆積され得る。
図１５Ｃ～図１５Ｅでは、第１の官能化層２０Ａは、次いで、パターン化されて、フォトレジスト５０によって覆われた第１の官能化領域（図１５Ｅに示される領域８４）を形成する。任意のフォトレジストを使用することができる。他の例では、フォトレジストの代わりにリフトオフレジストが使用される。
図１５Ｃに示すように、フォトレジスト５０は最初に第１の官能化層２０Ａに適用される。フォトレジスト５０全体を現像して不溶性部分を形成し得、その結果、エッチングプロセスに曝すことができる。
次いで、時限ドライエッチングプロセスを使用して、フォトレジスト５０及び官能化層２０Ａの部分を、単層基材６８から、表面、浅い部分８０、及び深い部分７８の一部分からを含め、除去し得る。図１５Ｄに示すように、時限ドライエッチングは、第１の官能化層２０Ａ及びフォトレジスト５０が、ステップ部分８２の隣にある深い部分７８の部分に残るように停止する。一例では、時限ドライエッチングは、反応性イオンエッチング（例えば、ＣＦ４を用いた）を伴い得、フォトレジスト５０は約１７ｎｍ／分の速度でエッチングされる。別の例では、時限ドライエッチングは、１００％Ｏ２プラズマエッチングを伴い得、フォトレジスト５０は約９８ｎｍ／分の速度でエッチングされる。
フォトレジスト５０のエッチング中に、官能化層２０Ａも除去され得る。燃焼反応を行い得、官能化層２０Ａを二酸化炭素及び水に変換し、エッチングチャンバから排気する。
図１５Ｅの下向き矢印によって示されるように、単層基材６８は、次いで、エッチングされて、ｉ）第１の官能化層２０Ａの表面と少なくとも実質的に同一平面上にある間隙領域２６を作り出し、深い部分７８の部分にフォトレジスト領域５０を残し、ｉｉ）第１の官能化層２０Ａの隣に第２の凹部１２Ｂを作り出し、また深い部分７８の部分にフォトレジスト領域５０を残し得る。これは、単層基材６８の材料に基づいて選択されるドライエッチングプロセスである。このエッチングプロセスも時限である。一例では、この時限ドライエッチングは、９０％のＣＦ４と１０％Ｏ２を伴い得るか、又はそれに関係し得、単層基材６８は約４２ｎｍ／分の速度でエッチングされる。別の例では、時限ドライエッチングは、反応性イオンエッチング（例えば、Ｏ２を用いた）を伴い得、単層基材６８は約４ｎｍ／分の速度でエッチングされる。このプロセスはまた、フォトレジスト５０によって覆われていない第１の官能化層２０Ａを除去し得る。
図１５Ｆに示すように、官能化層２０Ｂは、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得る。この例では、官能化層２０Ｂは、間隙領域２６及びフォトレジスト５０の上に堆積される。この例では、一つには第１の官能化層２０Ａが覆われているという理由で、任意の好適な堆積技術を使用することができる。
次いで、フォトレジスト５０の除去を実行することができる。図１５Ｇに示すように、このプロセスは、フォトレジスト５０、及び残りのフォトレジスト５０の上に重なる官能化層２０Ｂを除去する。この除去プロセスは、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中で超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いて、又は特定のフォトレジストの別の好適な除去剤を使用して実行され得る。これは、官能化層２０Ａ、ひいては官能化領域８４を露出させる。
図１５Ｈでは、間隙領域２６上の官能化層２０Ｂが除去される。この除去は、本明細書に記載されるように、官能化層２０Ｂを間隙領域２６から研磨することを伴う。これは、官能化領域８４の隣に官能化領域８６を残す。図１５Ｈは、フローセル１０Ｌを図示する。
図１５Ｄを再び参照すると、フォトレジストの時限ドライエッチングは、第１の官能化層２０Ａ及びフォトレジスト５０がステップ部分８２の隣にある深い部分７８の部分に残るように停止する。図１５Ｅに示される例とは異なり、この例示的な方法は、ステップ部分８２をエッチング除去することを含まない。
むしろ、この例示的な方法は、次いで図１５Ｉに続き、官能化層２０Ｂが次いで、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得る。この例では、官能化層２０Ｂは、間隙領域２６、ステップ部分８２、及びフォトレジスト５０の上に堆積される。この例では、一つには第１の官能化層２０Ａが覆われているという理由で、任意の好適な堆積技術を使用することができる。
次いで、フォトレジスト５０の除去を実行することができる。図１５Ｊに示すように、このプロセスは、フォトレジスト５０、及び残りのフォトレジスト５０の上に重なる官能化層２０Ｂを除去する。この除去プロセスは、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中で超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いて、又はフォトレジスト５０の任意の他の好適な除去剤を使用して実行され得る。
図１５Ｋでは、間隙領域２６上の官能化層２０Ｂが除去される。この除去は、本明細書に記載されるように、官能化層２０Ｂを間隙領域２６から研磨することを伴う。研磨は、凹部１２Ａの側壁から官能化層２０Ｂを除去してもよく、又は除去しなくてもよい。これは、官能化領域８４の隣に官能化領域８６を残す。図１５Ｋは、フローセル１０Ｍを図示する。
いくつかの例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’（図１５Ａ～図１５Ｋには示されていない）は、官能化層２０Ａにプレグラフトされ得る。同様に、プライマー５８、６０又は５８’、６０’（図１５Ａ～図１５Ｋには示されていない）は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされ得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’は、官能化層２０Ａにプレグラフトされない。これらの例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’は、官能化層２０Ａが適用された後（例えば、図１５Ｂ）に、グラフトされ得る。これらの例では、プライマー５８、６０又は５８’、６０’は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされ得る。代替的に、これらの例では、プライマー５８、６０又は５８’、６０’は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされなくてもよい。むしろ、ｉ）官能化層２０Ｂが、プライマー５８、６０若しくは５８’、６０’に付着するために（官能化層２０Ａとは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）官能化層２０Ａの任意の未反応官能基が、例えば、アミンへのＳｔａｕｄｉｎｇｅｒ還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との追加のクリック反応を使用してクエンチされている限り、第２の官能化層２０Ｂが適用された後（例えば、図１５Ｆ、１５Ｇ、若しくは１５Ｈ、又は図１５Ｉ、図１５Ｊ若しくは図１５Ｋ）に、プライマー５８、６０又は５８’、６０’はグラフトされてもよい。
グラフトが方法中に実行される場合、グラフトは、本明細書に開示されるものなどの任意の好適なグラフト技術を使用して達成され得る。グラフト方法のいずれかで、プライマー５４、５６若しくは５４’、５６’は、官能化層２０Ａの反応性基と反応し、又はプライマー５８、６０若しくは５８’、６０’が、官能化層２０Ｂの反応性基と反応し、単層基材６８に対して親和性を有さない。
フローセル１０Ｌ、１０Ｍのこれらの例では、官能化領域８４、８６は、凹部内に限定されている。図１５Ｈでは、凹部は、（フローセル１０Ｈのように）１２Ａ及び１２Ｂの一部分を含む。図１５Ｋでは、凹部は凹部１２Ａである。アレイでは、凹部内のそれぞれの領域８４、８６は、隣接する間隙領域２６によって別の凹部内のそれぞれの領域８４、８６から隔離され得る。
フローセル１０Ｎの別の例を作製するための更に別の例示的な方法を図１６Ａ～図１６Ｉに示す。これらの図は、例えば、ベース支持体２２及びその上の樹脂層１８を含む、多層基材の樹脂層１８に画定された凹部１２Ａを図示する。
図１６Ａ～図１６Ｉに示される方法の最初に、ベース支持体２２は、シラン化又はプラズマアッシングを使用して活性化されて、表面基を生成し得、これは官能化層２０Ａ、２０Ｂと反応し得る。
図１６Ａに示すように、樹脂層１８に画定された凹部１２Ａは、深い部分７８、及びステップ部分８２によって部分的に画定される浅い部分８０を含む。凹部１２Ａは、使用される樹脂層１８のタイプに応じて、インプリンティング、エッチングなどを介して画定されてもよい。
図１６Ｂを参照すると、凹部１２Ａの深い部分７８は、樹脂層１８（例えば、図１６Ａに示される部分１８’’）を選択的にエッチングすることによって、ベース支持体２２の表面に延ばされる。これらの層１８及び２２の各々は、異なるエッチング速度を有するように選択され、したがって、樹脂層１８をエッチングする場合、ベース支持体２２はエッチングのストップとして作用する。
樹脂層１８については、異方性酸素プラズマを用いてエッチングを実行することができる。樹脂層１８の任意の露出領域は、図１６Ｂの下向き矢印によって示されるように、このプロセス中にエッチングされ得る。上述のように、ベース支持体２２は、樹脂層部分１８’’が除去される場合、凹部１２Ａのエッチングのストップとして作用する。このエッチングプロセスは、ベース支持体２２が凹部１２Ａの深い部分７８に露出した場合に停止され得、したがって（図１６Ｂに図示されるように）樹脂層１８全体はエッチング除去されない。更に、ステップ部分８２の深さ（又は厚さ）は、ステップ部分８２の下にあるベース支持体２２の部分がこのエッチングプロセス中に露出しないように、インプリンティングの前に選択することもできる。したがって、ステップ部分８２の深さ（又は厚さ）は、樹脂層部分１８’’の深さ（又は厚さ）よりも厚くてもよい（図１６Ａ）。
図１６Ｃに示すように、第１の官能化層２０Ａは、凹部１２Ａ、ひいてはベース支持体２２の露出部分上に適用される。第１の官能化層２０Ａは、本明細書に開示される例のいずれかであり得、本明細書に記載の技術のうちのいずれかを使用して堆積され得る。
次いで、第１の官能化層２０Ａをパターン化して、フォトレジスト５０によって覆われた第１の官能化領域（領域８４）を形成する。任意のフォトレジストを使用することができる。他の例では、フォトレジストの代わりにリフトオフレジストが使用される。
図１６Ｄに示すように、フォトレジスト５０は最初に第１の官能化層２０Ａに適用される。フォトレジスト５０全体を現像して不溶性部分を形成し得、その結果、エッチングプロセスに曝すことができる。
次いで、時限ドライエッチングプロセスを使用して、フォトレジスト５０の部分及び官能化層２０Ａを、樹脂層１８から、浅い部分８０から及び深い部分７８の一部分からを含め、除去することができる。図１６Ｅに示すように、時限ドライエッチングは、第１の官能化層２０Ａ及びフォトレジスト５０がステップ部分８２の隣にある深い部分７８の部分に残るように停止する。一例では、時限ドライエッチングは、反応性イオンエッチング（例えば、ＣＦ４を用いた）を伴い得、フォトレジスト５０は約１７ｎｍ／分の速度でエッチングされる。別の例では、時限ドライエッチングは、１００％Ｏ２プラズマエッチングを伴い得、フォトレジスト５０は約９８ｎｍ／分の速度でエッチングされる。
フォトレジスト５０のエッチング中に、官能化層２０Ａも除去され得る。燃焼反応を行い得、官能化層２０Ａを二酸化炭素及び水に変換し、エッチングチャンバから排気する。
図１６Ｆの下向き矢印によって示されるように、樹脂層１８は、次いで、再度エッチングされて、ｉ）第１の官能化層２０Ａの表面と少なくとも実質的に同一平面上にある間隙領域２６を作り出し、深い部分７８の部分にフォトレジスト領域５０を残し、ｉｉ）第１の官能化層２０Ａの隣に第２の凹部１２Ｂを作り出し、また深い部分７８の部分にフォトレジスト領域５０を残し得る。これは、樹脂層１８の材料に基づいて選択されるドライエッチングプロセスである。このエッチングプロセスも時限である。一例では、この時限ドライエッチングは、９０％ＣＦ４と１０％Ｏ２を伴い得るか、又はそれに関係し得、樹脂層１８は約４２ｎｍ／分の速度でエッチングされる。別の例では、時限ドライエッチングは、反応性イオンエッチング（例えば、Ｏ２を用いた）を伴い得、樹脂層１８は約４ｎｍ／分の速度でエッチングされる。このプロセスはまた、フォトレジスト５０によって覆われていない第１の官能化層２０Ａを除去し得る。
図１６Ｇに示すように、官能化層２０Ｂは、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得る。この例では、官能化層２０Ｂは、間隙領域２６及びフォトレジスト５０の上に堆積される。この例では、一つには第１の官能化層２０Ａが覆われているという理由で、任意の好適な堆積技術を使用することができる。
次いで、フォトレジスト５０の除去を実行することができる。図１６Ｈに示すように、このプロセスは、フォトレジスト５０、及び残りのフォトレジスト５０の上に重なる官能化層２０Ｂを除去する。この除去プロセスは、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中で超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いて、又はフォトレジスト５０の任意の他の好適な除去剤を使用して実行され得る。このプロセスはまた、官能化層２０Ａ、ひいては官能化領域８４を露出させる。
図１６Ｉでは、間隙領域２６上の官能化層２０Ｂが除去される。この除去は、本明細書に記載されるように、官能化層２０Ｂを間隙領域２６から研磨することを伴う。これは、官能化領域８４の隣に官能化領域８６を残す。図１６Ｉは、フローセル１０Ｎを図示する。
いくつかの例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’（図１６Ａ～図１６Ｉには示されていない）は、官能化層２０Ａにプレグラフトされ得る。同様に、プライマー５８、６０又は５８’、６０’（図１６Ａ～図１６Ｉには示されていない）は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされ得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’は、官能化層２０Ａにプレグラフトされない。これらの例では、プライマー５４、５６又は５４’、５６’は、官能化層２０Ａが適用された後（例えば、図１６Ｃ）に、グラフトされ得る。これらの例では、プライマー５８、６０又は５８’、６０’は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされ得る。代替的に、これらの例では、プライマー５８、６０又は５８’、６０’は、第２の官能化層２０Ｂにプレグラフトされなくてもよい。むしろ、ｉ）官能化層２０Ｂが、プライマー５８、６０若しくは５８’、６０’に付着するために（官能化層２０Ａとは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）官能化層２０Ａの任意の未反応官能基が、例えば、アミンへのＳｔａｕｄｉｎｇｅｒ還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との追加のクリック反応を使用してクエンチされている限り、第２の官能化層２０Ｂが適用された後（例えば、図１６Ｇ、１６Ｈ、又は１６Ｉ）に、プライマー５８、６０又は５８’、６０’はグラフトされてもよい。
グラフトが方法中に実行される場合、グラフトは、本明細書に開示されるものなどの任意の好適なグラフト技術を使用して達成され得る。グラフト方法のいずれかで、プライマー５４、５６若しくは５４’、５６’は、官能化層２０Ａの反応性基と反応し、又はプライマー５８、６０若しくは５８’、６０’が、官能化層２０Ｂの反応性基と反応し、単層基材６８に対して親和性を有さない。
フローセル１０Ｎのこの例では、官能化領域８４、８６は、（フローセル１０Ｈのように）１２Ａ及び１２Ｂの部分を含む凹部内に限定されている。アレイでは、凹部内のそれぞれの領域８４、８６は、隣接する間隙領域２６によって別の凹部内のそれぞれの領域８４、８６から隔離され得る。
本開示を更に説明するために、実施例を本明細書に提供する。この実施例は例示目的のために提供され、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを理解すべきである。
非限定的な実施例
図１２Ａ～図１２Ｈを参照して説明した方法のある例を使用して、Ｐ５プライマーでグラフトされたＰＡＺＡＭ及びＰ７プライマーでグラフトされたＰＡＺＡＭを堆積させて、パッチ／パッドの隔離された対を形成した（各対は、図１２Ｈに示されるパッチ／パッド４６Ａ、４６Ｂと同様であった）。
この例では、ガラスをベース支持体として使用し、多層スタックをガラス上に位置付けた。多層スタックは、ナノインプリントリソグラフィ樹脂の第１の層、アルミニウム犠牲層、ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層、及びナノインプリントリソグラフィ樹脂の第２の層を含んだ。
作業スタンプを使用して、図１２Ａに示すものと同様に、ナノインプリントリソグラフィ樹脂の第２の層をパターン化した。それぞれの層を、（ナノインプリントリソグラフィ樹脂の第１及び第２の層に対して）異方性酸素プラズマを、（ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層に対して）ＣＦ４／Ｏ２プラズマエッチングを、及び（アルミニウム犠牲層に対して）希釈ＫＯＨ系フォトレジスト現像液を使用して、（図１２Ｂ～１２Ｄに示されるものと同様の方法で）選択的に除去した。これらのプロセスは、いくつかの隔離された凹部を形成し、その各々は、図１２Ｄに示される凹部１２と同様であった。
次いで、ＰＡＺＡＭを堆積させた。全ての凹部を、多層スタックの層の任意の露出部分と共にコーティングした。次いで、Ｐ５プライマーをＰＡＺＡＭにグラフトした。全ての未反応アジドを、ヘキシン酸グラフトによってクエンチした。
選択的エッチング（ＫＯＨを用いて）を実行して、凹部内の（Ｐ５プライマーでグラフトされた）ＰＡＺＡＭに隣接する領域でアルミニウム犠牲層を除去した。これにより、（Ｐ５プライマーでグラフトされた）ＰＡＺＡＭパッチ／パッドに直接隣接するガラスの領域が露出した。
次いで、ＰＡＺＡＭを高イオン強度（例えば、１０×ＰＢＳの存在）下で堆積させた。これにより、凹部内にＰ５プライマーでグラフトされたＰＡＺＡＭに隣接したＰＡＺＡＭのパッチ／パッドを形成した。次いで、Ｐ７プライマーを新たにＰＡＺＡＭにグラフトした。Ｐ５プライマーでグラフトされたＰＡＺＡＭ上のクエンチされたアジドは、Ｐ７プライマーをグラフトから防いだ。
次いで、残りのポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層を、アセトンを使用してリフトオフした。ポリ（メチルメタクリレート）リフトオフ層の除去もまた、その上に位置付けられた（Ｐ５プライマーでグラフトされた）ＰＡＺＡＭを除去し、パッチ／パッドに隣接したアルミニウム犠牲層の任意の残りの部分を露出させた。ＫＯＨエッチングプロセスを使用して、残りのアルミニウム犠牲層を除去した。
次いで、Ｐ５及びＰ７の各々に相補的なオリゴヌクレオチドを、パッド／パッチがその上に形成された状態でガラス基材に導入した。相補的Ｐ５オリゴ（Ｐ５’）は、それに付着したＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（商標）４８８色素（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製）を有し、相補的Ｐ７オリゴ（Ｐ７’）は、それに付着したＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（商標）６４７色素（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製）を有した。それぞれのオリゴをそれぞれのプライマーにハイブリダイズした。表面を４８８ｎｍのレーザーに曝し、顕微鏡画像を取得した。この画像を、図１７Ａに白黒で示す。次いで、表面を６４７ｎｍのレーザーに曝し、顕微鏡画像を取得した。この画像を、図１７Ｂに白黒で示す。
図１７Ａ及び図１７Ｂの各々における灰色の領域は、それぞれのヒドロゲルのパッチ／パッドを表す。図１７Ａでは、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（商標）４８８色素（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製）を励起した。図１７Ａの灰色の領域（元の画像では緑色であった）は、Ｐ５プライマー（それにハイブリダイズしたＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（商標）４８８色素標識オリゴを有する）でグラフトされたＰＡＺＡＭのパッチ／パッドに対応する。図１７Ｂでは、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（商標）６４７色素（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製）を励起した。図１７Ｂの灰色の領域（元の画像では紫色であった）は、Ｐ７プライマー（それにハイブリダイズしたＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（商標）６４７色素標識オリゴを有する）でグラフトされたＰＡＺＡＭのパッチ／パッドに対応する。
図１７Ａ及び図１７Ｂの画像は、方法が隔離されたパッチ／パッドの形成をもたらしたことを示しており、各パッチ／パッド内で、Ｐ５プライマーでグラフトされたＰＡＺＡＭは右側に位置付けられ、Ｐ７プライマーでグラフトされたＰＡＺＡＭは左側に位置付けられた。これらの方法を使用して、異なるプライマーセットを選択的に位置決めすることができ、これは、同時ペアエンド配列決定に特に好適であり得る。
追記事項
以下により詳細に考察される、前述の概念及び更なる概念の全ての組合せが、（それらの概念が相互に矛盾しない限りにおいて）本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図されることを理解されたい。特に、本開示の終わりに現れる特許請求される主題の全ての組合せは、本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図される。本明細書で明示的に用いられ、また参照により組み込まれる全ての開示においても出現し得る用語は、本明細書で開示される特定の概念と最も一致する意味が与えられるべきであることも理解されたい。
「一例」、「別の例」、「ある例」などへの本明細書全体を通じての言及は、例に関連して記載されている特定の要素（例えば、特徴、構造、及び／又は特性）が、本明細書に記載の少なくとも１つの例に含まれており、他の例では存在していても、存在していなくともよいことを意味する。加えて、文脈上明確に別段の指示がない限り、任意の例に関して記載された要素は、様々な例において任意の好適な様式で組み合わされ得ることを理解すべきである。
いくつかの例を詳細に説明してきたが、開示された例は修正されてもよいことを理解すべきである。したがって、これまでの説明を非限定的なものであると考えるべきである。

Claims (15)

  1. ベース支持体と多層スタックと凹部とを含む、フローセルであって、
    前記多層スタックが、前記ベース支持体上に位置付けられ、
    前記ベース支持体上に位置付けられた樹脂層と、
    前記樹脂層上に位置付けられた疎水性層とを含み、
    前記樹脂層は樹脂を含み、前記疎水性層は疎水性材料を含み、前記凹部が、疎水性材料を使って、及び樹脂の一部分を使って前記多層スタックに画定されており、
    前記凹部の第１の領域が、
    第１の高分子ヒドロゲルと、
    前記第１の高分子ヒドロゲルに付着した第１のプライマーセットとを含み、
    前記凹部の第２の領域が、
    第２の高分子ヒドロゲルと、
    前記第２の高分子ヒドロゲルに付着した第２のプライマーセットとを含み、
    前記第１のプライマーセットが、前記第２のプライマーセットとは異なる、フローセル。
  2. 前記第１のプライマーセットは、切断不能な第１のプライマー及び切断可能な第２のプライマーを含み、
    前記第２のプライマーセットは、切断可能な第１のプライマー及び切断不能な第２のプライマーを含む、請求項１に記載のフローセル。
  3. 前記疎水性材料が、フッ素化ポリマー、ペルフッ素化ポリマー、シリコーンポリマー、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載のフローセル。
  4. 前記第１及び第２の高分子ヒドロゲルが、同じ表面化学を有する、請求項１に記載のフローセル。
  5. 前記樹脂が、多面体オリゴマーシルセスキオキサン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリ（エチレングリコール）樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、アクリレート樹脂、メタクリレート樹脂、及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載のフローセル。
  6. 樹脂層上の疎水性層を含む多層スタックに凹部を画定することと、
    前記疎水性層の深さを使って、及び前記樹脂層の深さの一部分を使ってインプリンティングすることであって、ここで、前記樹脂層は樹脂を含み、前記疎水性層は疎水性材料を含み、
    前記凹部の第１の部分上に犠牲層を適用することであって、それによって、前記凹部の第２の部分が露出されることと、
    前記犠牲層上及び前記凹部の第２の部分上に第１の官能化層を適用することと、
    前記犠牲層を除去して、前記凹部の第１の部分を露出させることと、
    前記凹部の第１の部分上に第２の官能化層を適用することと、
    前記第１の官能化層に１つのプライマーセットをグラフトすることと、
    前記第２の官能化層に別のプライマーセットをグラフトすることを含み、ここで、前記１つのプライマーセットは、前記別のプライマーセットとは異なる、方法。
  7. 前記樹脂が、多面体オリゴマーシルセスキオキサン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリ（エチレングリコール）樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、アクリレート樹脂、メタクリレート樹脂、及びそれらの組合せからなる群から選択され、
    前記疎水性材料が、フッ素化ポリマー、ペルフッ素化ポリマー、シリコーンポリマー、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項６に記載の方法。
  8. 前記第２の官能化層の適用が、高イオン強度下で実行される、請求項６に記載の方法。
  9. 前記１つのプライマーセットを第１の官能化層にプレグラフトし、
    前記別のプライマーセットを第２の官能化層にプレグラフトする、請求項６に記載の方法。
  10. 前記第１の官能化層を適用した後に、前記１つのプライマーセットを前記第１の官能化層にグラフトすることと、
    前記第２の官能化層を適用した後に、前記別のプライマーセットを前記第２の官能化層にグラフトすることを更に含む、請求項６に記載の方法。
  11. 前記１つのプライマーセットは、切断不能な第１のプライマー及び切断可能な第２のプライマーを含み、
    前記別のプライマーセットは、切断可能な第１のプライマー及び切断不能な第２のプライマーを含む、請求項９又は１０に記載の方法。
  12. 前記犠牲層がアルミニウムであり、
    前記犠牲層を除去することが、酸性又は塩基性条件での選択的エッチングを含む、請求項６に記載の方法。
  13. 前記犠牲層が銅であり、
    前記犠牲層を除去することが、ＦｅＣｌ ３ を用いる選択的エッチングを含む、請求項６に記載の方法。
  14. 前記犠牲層がネガティブ若しくはポジティブフォトレジストであり、
    前記犠牲層を除去することが、有機溶媒を用いる選択的エッチングを含む、請求項６に記載の方法。
  15. 前記犠牲層がケイ素であり、
    前記犠牲層を除去することが、塩基性条件での選択的エッチングを含む、請求項６に記載の方法。
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