分析芯片用玻璃基板及分析芯片制造技术

本发明专利技术的目的是提供在使用分析芯片时可提高各样点的荧光强度Ｓ／Ｎ比，可精确高敏测定的分析芯片用玻璃基板。一种生物芯片用玻璃基板，其特征在于，玻璃基板是钠钙硅玻璃，且Ｆｅ的含量换算为Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］为小于等于０．１质量％。最好将上述分析芯片用玻璃基板的作为分析芯片使用的面用表面处理剂处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将对应于大于等于数百～数万种基因的DNA、RNA、糖链或者蛋白质片断等生物高分子低聚物微量有序地固化的生物芯片所适用的玻璃基板。另外，本专利技术还涉及微化学芯片所适用的玻璃基板，这种微化学芯片主要用于化学分析或者化学反应，在基板或者基板内部形成数百nm至数百μm程度宽的微小通路，通过在通路内进行液体样品或者液体反应物的输送、混合、反应、分离精制等，可使自分析的前处理至检测均在同一基板内完成。
技术介绍
首先说明作为分析芯片之一的生物芯片。作为生物芯片的代表物，有将多种类的DNA片断(以下称为检测DNA)作为数百～数万的微小样点固定在基板上的DNA芯片。将人或动物的DNA中欲评价的DNA与DNA芯片(以下称为评价DNA)杂交(hybridization)，可一次检测评价多个DNA的序列，可解析个体间的序列差异、由于细胞状态不同引起的基因表达量的差异等。此外，对于RNA、蛋白质或者糖链等也同样，以下将以DNA为代表说明。在生物芯片，在基板上使DNA固定的方法大致分为利用光刻法的固相合成法，和将事先准备的多种类的检测DNA在基板上排列的scanford法(也称为印刷(stamping法)或者点样法)。但是对于由任一方法固化所得的在基板上的DNA(以下称为探针DNA)，作为检测与其杂交的混合DNA片断(以下称为被检体DNA)的手段，一般为事先在被检体DNA上修饰荧光分子，再将其放入荧光读取装置，检测在激发光照射时的各样点的荧光强度的相对强弱。荧光强度相对于激发光强度较弱，另外，被检体DNA的浓度，自最薄的DNA到最浓的DNA有千倍至大于等于一万倍的差距。特别是对于浓度薄的被检体DNA，由基板自身的表面或者附着物(杂质，有机物污染)等产生的自身荧光或反射成为噪音，造成很难精确检测。为提高荧光强度与噪音之比(S/N比)，公开过以下两种方法，一种是通过预先在有凸凹的基板上形成与探针亲和性很高的膜，提高样点形成的准确度，从而提高荧光密度的方法(参考专利文献1)，另一种是通过喷沙器等在基板的表面形成无规则的微小划痕，增大样点内的表面积，提高形成样点形成的准确度，从而提高荧光密度的方法(参考专利文献2)，但无论哪种方法均必须在基板表面形成凸凹，因此需使用特殊的材料，而且加工工序以及清洗工序也是必要的，在成本方面是不利的。如本专利技术这样，提高基板自身的S/N比的专利技术还未见公开。另，作为来自基板表面的荧光噪音(荧光背景)较低的生物芯片用基板，已知有石英玻璃(合成石英、也可称为硅玻璃)或者硼硅酸盐类玻璃板(参考专利文献1，2)，但是由于需分批处理制造，而且需精密研磨表面，因而制造成本高，这成为阻碍生物芯片普及的一个原因。另一方面，作为表面平坦性和光滑性优良而且制造成本低的玻璃板，有在窗玻璃中使用的钠钙硅玻璃，其与石英玻璃或者硼酸类玻璃相比存在荧光背景较高的问题。即，还没有公开过有与石英玻璃相当的低水平荧光背景，作为基板使用时不必经过精密研磨，另外即使在基板表面不特别形成微细凸凹，也可得到充分的S/N比的，低成本的生物芯片基板。同样，在作为分析芯片之一的微化学芯片方面也还没有公开过，对在芯片上或者芯片内部形成的通路内流动的微量液状分析物可进行精确且高敏度的荧光测定的低成本的微化学基板。另外，本专利技术说明书中，以下将生物芯片和微化学芯片统称为分析芯片。〔专利文献1〕日本专利特开2003-14744号公报(专利技术的实施方式)〔专利文献2〕日本专利特开2003-107086号公报(专利技术的实施方式)
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供使用时荧光背景低，使各样点的S/N比提高，可精确且高敏度地测定，而且低成本的分析用玻璃基板。本专利技术提供分析芯片用玻璃基板，其特征在于，玻璃基板为钠钙硅玻璃，而且Fe的含量换算为Fe2O3为小于等于0.1质量％。将本专利技术的分析芯片用玻璃基板用于生物芯片用基板时，由于荧光背景低，由此来自被检体DNA的荧光强度相对较高，可得到优良的S/N比。而且，由于玻璃基板的玻璃是钠钙硅玻璃，与石英玻璃相比原料价格低、容易制造，因此在成本方面有优势。可采用在平坦和光滑方面均稳定的浮法制得，而且可不经过精密研磨直接作为生物芯片用玻璃基板使用，因而无需研磨工序及研磨工序后的洗净·干燥工序，在生产性方面也有优势。因此非常有助于生物芯片诊断的普及。另外，作为本专利技术的生物芯片用玻璃基板的生物芯片使用的玻璃面，用与探针DNA高亲和的表面处理剂处理，可得到优良的S/N比，另外作为生物芯片的数据的重现性良好。这样在基板自身，整个表面均具有的优良S/N比，因此现有的生物芯片的利用方法、测定仪器等无需特殊改动即可直接使用，而且，保持一定的用于得到荧光信号的激发光强度，可在自荧光强度易饱和的高浓度的被检体DNA到荧光强度微弱的低浓度的被检体DNA的大范围内高精确测定。由此，使生物芯片上的各种样品的样点径变小，实现更高密度化，更高集成化，每一片生物芯片的信息量上升，从而可减少生物芯片的使用片数。如果1次测定使用1片生物芯片即可完成的话，则无需通过各基板间数据的标准偏差计算等来修正，可提高所测数据的质量和可信性。同样在微化学芯片中使用本专利技术的分析芯片用玻璃基板，可对在芯片上或者芯片内部形成的通路内流动的微量液状分析对象物进行精确且高敏度地测定。结果，可更微细地设计通路，降低浓度检测限值，提高测定数据的质量和可信性。附图说明〔图1〕激发波长为532nm的荧光背景测定结果。〔图2〕激发波长为635nm的荧光背景测定结果。符号的说明11对于激发波长为532nm的来自本基板的荧光背景特性。12对于激发波长为532nm的来自比较基板的荧光背景特性。21对于激发波长为635nm的来自本基板的荧光背景特性。22对于激发波长为635nm的来自比较基板的荧光背景特性。具体实施例方式本专利技术的分析芯片用玻璃基板(以下称为本基板)是用于固定DNA等生物高分子低聚物，或者用于形成流动微量的液状分析对象物等的通路的玻璃基板，其特征在于，其是Fe的含量换算为Fe2O3为小于等于0.1质量％的钠钙硅玻璃。本专利技术者发现，对于钠钙硅玻璃，如Fe的含量换算为Fe2O3为小于等于0.1质量％，则对于主要应用于生物芯片的，532nm和635nm的激发光，荧光背景的强度变小。同样对于微化学芯片，被使用时荧光背景强度也下降。另外，本基板中，钠钙硅玻璃的Fe的含量较好是换算为Fe2O3为小于等于0.07质量％，特好为Fe的含量换算为Fe2O3为小于等于0.05质量％。本基板中钠钙硅玻璃的Fe之外的组成，只要是可用浮法制造的组成则无特殊的限制，以氧化物为基准，如含有SiO265～75质量％、Al2O30～5质量％、Na2O10～16质量％、K2O 0～5质量％、CaO 5～15质量％、MgO 0～7质量％可表现出良好的成形性。更好为K2O 0.1质量％、Cl未满0.1质量％、Al2O3大于等于1.5质量％。作为上述以外的成分，可以含有SrO、BaO、ZnO、ZrO2等，用以调整玻璃基板的机械特性或者热的特性，或是作为杂质，各含量分别在例如小于等于1质量％的范围内，也可含有含量分别在例如小于等于0.5质量％的范围内的Sb2O3、F、Cl等作为澄清剂或者杂质。也可含有SnO2，用以调整玻璃的本文档来自技高网...

【技术保护点】
分析芯片用玻璃基板，其特征在于，玻璃基板为钠钙硅玻璃，且Ｆｅ的含量换算为Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］为小于等于０．１质量％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：野本英男，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]