有薄膜涂层的微孔阵列及其制作方法技术

这项发明专利技术涉及涂有一个或多个薄膜涂层的微孔阵列制品有关。本发明专利技术包括制造和使用有薄膜涂层的微孔阵列的程序，包括蚀刻、沉积一个或多个薄膜涂层、准备和使用该阵列的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
这项专利技术涉及由有或多层薄膜涂层的基材组成的微孔阵列 制品。本专利技术包括制造和使用有薄膜涂层的樣史孔阵列的程序。
技术介绍
在孩i小量的样品上完成平行的微量分析的能力对于化学、生物学、药物开发和医学的进步是重要的。今天，传统的1536孔 的4毁量滴定板由于致力于使时间和成本效率最大化的工作已经 被反应室的数目更大且使用较少数量的试剂的微孔阵列超越。虽 然有几种类型的微孔阵列可用，但是许多微孔材料证实与生物鉴 定和化学反应的成份不相容而且导致诸如敏感性低、背景信号强 和缺乏再现性之类的问题。因此，需要继续研发改良的微孔阵列。材料不相容问题的 一 个解决办法是将相容材料的薄膜涂层 加到微孔阵列上提高它的表面特性和功能。Patil等人的美国专利 第6,395,483号揭示一种用由金属和金属氧化物组成的掩才莫层覆 盖聚合物基材的方法供高密度微阵列应用使用。Yon-Hin等人的 美国专利第6，440，645号描述一种使用聚合物基材上的光成像薄 膜形成孩i孔或沟道的程序。Heller等人的美国专利第5,632,957 号描述金属、绝缘体和钝化涂层在基材上的沉积，为的是形成樣吏 电极阵列和在个别孩￡电极上形成孩￡孔。Walt等人的美国专利第6，377,721号揭示用生物学相容材料的薄膜或膜层覆盖光纤阵列上 樣t孑L的内表面。特定的光纤束已经用来形成阵列。 一些用来使官能团附着到 在光纤束的末端蚀刻的反应室上(和;险测附着官能团)的方法纟支术 上是已知的。例如，见下列文献Michael, et al,Anal. Chem.70: 1242-1248 (1998); Ferguson, et al, Nature Biotechnolog y 14: 1681-1684 (1996); Healey和Walt, Anal. Chem. 69: 2213-2216 (1997)。反应官能团的图案也能使用与在平面支撑上 产生反应护垫图案时所用的那些类似的照相平板印刷技术在反 应室中形成。见下列文献Healey， et al， Science 269: 1078-1 080 (1995); Mmikliolm and Walt, Anal. Chem. 58: 1427-14 30 (1986)，和Bronk, et al, Anal. Chem. 67: 2750-2757 (199 5)。基材上的官能团阵列能使用普遍用于构成电子集成电路的 平板印刷技术(例如，在美国专利第5,143,854、 5,445,934、 5,744, 305和5,800,992号和下歹'J文献Chee等人，Science 274: 610-61 4 (1996); Fodor等人，Nature 364: 555-556 (1993); Fodor 等人，Science 251 : 767-773 (1991); Gushin,等人，Anal. Bi ochem. 250: 203-211 (1997); Ki應ita等人，Cell 93: 21-24 (1 998》Kato-Yamada等人，J. Biol. Chem. 273: 19375-19377 (1 998)和Yasuda等人，Cell 93: 1117-1124 (1998)所描述的附着技 术中描述的)构成。照相平玲反印刷术和电子束平才反印刷术由于官 能团允许反应物(例如，蛋白质或核酸)附着而使基材变得敏感。 4列^口，见至'j下歹'J文献Service, Science 283: 27-28 (1999); Ra i-Choudhury, HANDBOOK OF MICROLITHOGRAPHY， M1CR OMACH週NG, AND MICROFABRICATION, VOLUME I: Ml CROLITHOGRAPHY,Volume PM39,SPIE Press (1997)。作为替代，官能团阵列能使用Zasadzinski等人在文献Science 263: 1726-1733 (1994)中描述的薄膜技术产生。这种类型的光纤阵列的主要缺点是组成光纤束的材料有限。 为了充当有效的波导，每个纤维元素都应该包括被低折射指凄t的 覆层包围的高折射指数的芯。这些光纤材料往往与许多反应条件 不相容，特别地是与往往在水溶液中进行并且包含敏感的酶试剂 的生物鉴定不相容。不相容性的两个主要来源是光纤基材在装在 反应室中的溶液中卩容解和光纤基材实际上与装在所述反应室中 的成^f分发生化学反应。举例来说，诸如氧化钡和氧化镧之类的芯 材成份能形成水溶性的氢氧化物，特别是在升高的温度下。诸如 钡和镧之类的多价重金属不能顺利地与酶(尤其是有金属离子辅 助因素的那些酶)相互作用。重金属fU匕物表面倾向于在溶液界 面带正电荷而且倾向于非明确地与带负电的物种(例如，核酸)结 合。这些效应全都将倾向于降低在光纤反应室中进行的化验和反 应的性能。逐渐增加的小型化也倾向于恶化这些不利的效应。光纤基材由两种材料(芯材和覆层)组成这一事实也能限制有 单分子层(例如，官能团)的反应室的任何表面修正的效力。举例 来说，带单一电荷的表面是通过与包含相反电荷的职能化的高分 子电解质的带电表面结合修正的。光纤基材的芯材和覆层材料各 自有不同类型的电荷。因此，高分子电解质对光纤基材的任何修 正都是不可能的，因为基材不包含统一的单一电荷。光纤基材的光学性质也受限制。在光化学反应在光纤面板的 反应室中进行期间，产生光子，光子穿过光纤芯材最后到达光纤 的另一端。同时，光子也能在它们被邻接反应室的另一光纤捕获 之前穿过覆层材料行进。这些通过透明覆层行进的光子往往被称 为光学散射而且导致i者如在相邻反应室之间的光学渗透和物理 干涉(例如，色度亮度干扰)之类的问题。光学性质的微孔阵列。
技术实现思路
减轻与把光纤面板用于化学反应和生物鉴定相关联的问题 的一种方法是使用在此描述的方法用一个或多个薄膜涂层覆盖 阵列基材。 一般地i兌，本文的讨论集中在光纤基材上，虽然下面 描述的其它基材可能纟皮用于在此描述的<壬<可实施方案。这项专利技术涉及包括被一个或多个薄膜涂层覆盖的基材的阵 列制品，其中至少涂层之一是非透明的。本专利技术的一个方面是包 括基材的阵列，所述基材是有 一 个包含为数众多的反应室的顶面 和一个底面的光纤面4反。该阵列的每个反应室都有底部和侧壁。 至少阵列中实质上所有反应室的底部或侧壁之一或所述阵列的 顶面净皮涂上非透明的薄膜涂层，其中所述的非透明涂层是不透明 的，半不透明的，有光泽且不透明的或半透明的，而且至少阵列 中实质上所有反应室的底部或侧壁之一或者所述阵列的顶面净皮 涂上透明的薄膜涂层。透明涂层不同于非透明涂层，而且非透明涂层是光学透明的，有0.1-5.CM鼓米厚，而且是水不能渗透的。在一个实施方案中，透明涂层是二氧化石圭。在进一步的实施 方案中，当透明涂层存在时，其厚度在所述阵列顶面上是大约2 00-400纳米，在侧壁上是50-100纳米，而在底部是100-300纳米。在另一个实施方案中，非透明涂层是不透明的。在另一个实 施方案中，非透明涂层是半不透明的。在另一个实施方案中，非 透明涂层是有光泽且不透明的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括基材的阵列，其中所述基材是表面包括为数众多的反应室并在所述表面上有薄膜涂层的光纤面板，其中所述薄膜有０．１－５．０微米厚并且是水不能渗透的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：琼巴姆凯姆，史蒂文马丁蒂佛科威特茨，约翰诺比勒，乔治托马斯罗思，于朋广，
申请(专利权)人：四五四生命科学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]