实施分析反应的基材制造技术

基材，包括为提供附加ｆｖπ　ｃｌｉｏｎａｉ元件而制造的零模式波导基材和／或包括增加的体积以定位活性表面的部件和／或减轻下方基材的负面电化学特性的部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】实施分析^的M相关申请的交叉引用本申请依据35 U.S.C. § 119(e)要求2006年6月12日提交的 U. S. S. N. 60/812， 863的 M，J，在此明确舰过引用将^4^内容并^^文。关于联邦赞助研究的声明本专利技术的-^分是借助赠支持利用NHGRI微No. R01-HG003710-01做出 的，并JUM"对^^专利技术享有一些^U，J。
技术介绍
以及生物^L处理方面产生了巨大i^/艮。特别地，固态电子学技术与生物研究 应用的结合取得了很多重要i^，包括例如^"阵列技术，即DNA阵列(参见 美国专利No. 6， 261， 776 )、祸t流体芯片净M^(参见美国专利No. 5， 976， 336 )、化 学敏感场效应晶体管(ChemFET)，以及其它有价值的传感器净M^。频式波导(OT)躺組些半科制造^ii一步扩糊研究树断的 不同领域。特别地，ZMW阵列用于一系列生物化学分析，##别用于基因分析领 域。，典型地包^±于透明_^#上的不透明&^中的开口、井洞或纳ifU^ 芯部。由于芯部的狭窄凡变，因jtb^始终阻止频率高于特定截止频率的电^！ 射传播穿过该芯部，尽管如前所迷，骑将穿过有1^巨离而叙芯部，并在芯 部内提供非常小的辐照体积。通过辐照非常小的体积，有可能访问 (interrogate)极少量的反应物，包括例如单^"反应。4通it^单衬^c平监^a^，能糾确地识别和/雌躲定的組狄 特别有前景的单分子DNA排序
的基础，该技术通过单聚合酶 (polymerase enzyme)以才^1依赖方式进行DNA链的分子合成来监控分子。尽管取得了前述的进步，然而仍存拟艮多另外的^i^逃艮。本专利技术提供 了很多这样的^i^服本专利技术一般针对于用于化学和生物化学分析的基材的配置和/或制造中的 ，且特别针对于在这样的M中制造有光学特征的JjN"，例如^^莫式波导 (層)。第一方面，本专利技术提供了一种:f^莫式波导&时，所iii^包含具有至少第 一表面的透明M层，位于透明差浙层的第一表面^Jl的金属^t^和穿透该 ^t^到醋明J^层的孔，絲成由金属^^包围的芯部区域，其中i议 该芯部的尺度以阻止频率高于截止频率的电磁^4t传播穿透整个芯部。差浙还 包括位于M^上的牺牲阳极。相关联地，本专利技术提供了监M应的方法，包括在包^r属^g"的零 模式波导的芯部中提供^1^^,其中频式波导包括牺牲阳极，并监控芯 部的辐照体积内的^L^^物'另一方面，本专利技术提供了一种^^式波导^，所ii^包M明^t层、 不透明^^和芯部，包含穿透^Jr并至少部分延伸到透明JjN"层内的孔。附图说明图1提供了位于J^上的，式波导(ZMW)的示意性图解。图2提供了包^l牲阳极层的ZMW的示意性图解。图3提供了包括M明M层内的增加^P、区域的ZMW的示意性图解。专利技术g图4提供了图3所示的ZMW的示例性制itii程。图5显示了制造图3所示的ZMW的替《^性示例制造过程。图6为包括凹陷表面的ZMW的对比优势的示意性图解。专利技术详述本专利技术一般针对于用于化学和生物化学分析的基材的配置和/或制造中的 改进，且特别针对于在这样的M中制造有光学特征的M，例如M式波导 (層)。在本专利技术的上下文中，分析M-^:包含刚性或半刚性固体M，典型地 在整个配置中1^是平面的，^^I相关检测系统例如荧M微镜、光学成像系 ^4电信号检测系统可以在该糾上进行并监控感兴趣的^。典型地，这样 的M可具有制造于基材内或位于M的表面上的附加功能部件。这样的部件 包括例如衬辦，如衬连接部分，例如胁、核酸非特异性化学4^^团、 结合肽等，或者性能改t基团例如疏水氛亲水基团，以侵在M上提供相对疏 7仏亲水的区域。同样地，该^N"可以具有制造于糾Jii^中的结构部件，包括例如屏障、井洞、柱体、柱状物、沟道、槽、电接触部、掩才錄、等，##本专利技术提供的特力醉决方案的需要，本专利技术"^^可以应用于一系列不同的緒类型。例如，第一方面，本专利技术提供了包^i^于其中的雜式波导 (層)阵列的糾。典型地，ZMW的特棘于包围芯部部件的^t部件，其中设 定芯部的凡变，以使iiA芯部中的电磁能量的频剩氐于特定阈值或截止频率， 并被阻止完4^播穿透该芯部。结果，在芯部的这种电磁能量的方向仅在芯部 的一部分内产生极小的辐照区域。在将芯部提供作为由&^界定的开放^K 时，结果是在芯部内能够辐照极小的体积。能够，欧小的体积，例如化学或 生物化学反应物的体积，拟艮多应用中特别有价值。在美国专利No.6，917，726中描述了这些層阵列，及其制姊用途，出于所有目的将^^并A^,f^莫式波导典型地包括从约IO咖到约250nm的横戴面Xj1， W^具有从 约20nm到约100nm的橫栽面;d。 ZMW的横戴面典型为圆形，然而^可以具 有狭长结构，例如椭圆、椭球、狭缝、凹槽或其它非圆形形状。本文讨论的零 模式波导的芯部的深度典型地至少部分由M^的厚度限定，其厚度的典型范 围从约25nm到约500nm，且M约50nm到约200nm的厚度。依据所需的应用， 可以从可用深度的整个范围中选^r所需的深度。通常将本专利技术的M式波导制it^i^中，该M包括沉积于透明M上 的透明基材层和不透明的&^。波导的芯部部分包含穿透^t^到达透明层 的孑L，以P艮定具有开放的上端和被透明基材封闭的下端的井洞。图1显示了这 样的波导的示意性图解。如图所示，整个JjH"100包括波导芯部102， ^于不 透明的^J: 104之内并JLil;续穿ii^透明M层106。可以通过多种方法进行ZMW的制造。然而，在M的方面，使用如下的分 层制造策略在透明平面M例如玻璃、熔结氧化珪、石英、氧化铝、透明聚 ，等上提供薄金属膜。通常如下进行芯部的界定在透明M上提供适当的 皿剂(resist)层并对抗蚀剂层进行显影以得到作为所需波导芯部的负像的 柱状物或柱体。然后，将不透明膜例如薄金属膜或半^^HJr^^在M上以 提供^&，并除去皿剂柱状物以在^i置产生由&a^包围的孑L^芯部，许多金属膜中的做。这样的金属包括铝、金、银铬等及其组合，例如多层 ^C^物。半*^&还可用于^Mt应用中，并包^N如可以使用例如^i目沉 积而沉糸、于JjN"上的M iii-v族、iv族和/或ii-vi族半导沐中的任何。可以通过半"^^制造领域已知的各种方法进行抗蚀剂柱状物的界定，包括 例如光刻法、电子束平版印刷(e-beam lithography)技术，纳米压印平版印 刷等。7在至少第一方面，零模式波导的整体结构可以并入附加功能体(functionality),在^i^'師中，该附加功食fe^作为附加层胁于^^糾。 如上所述，M的^式波导包^于透明M材料上的金属^t层，在 将这样的金^f^N"用于化学和/或生物化学辦时，J^^将不可狄^^露于 可能s^^损害金属的环境中，包括例^f目对高盐浓度和/或非中性pH的环境， 例如酸f生員性条件。所有这些因素增加了这样的材料易于腐蚀的趋势。特别 地，将这些金属部件暴露于高盐环嫂中可能产生电^^蚀的缺。相应地，在 至少一方面，本专利技术提fr"种^^莫式波导基时，该M包括怍为差浙部件的牺 本文档来自技高网...

【技术保护点】
零模式波导基材，包括：　具有至少第一表面的透明基材层；　位于该透明基材层的第一表面上的金属包覆层；　穿透该包覆层到达该透明基材层的孔，并形成由该金属包覆层包围的芯部区域，其中设定该芯部的尺度以阻止频率高于截止频率的电磁辐射 完全传播穿过该芯部；以及　位于该包覆层上的牺牲阳极。

【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：DB罗伊特曼，G奥托，M福奎特，P佩鲁索，S特纳，
申请(专利权)人：加利福尼亚太平洋生物科学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]