JP2003149241A

JP2003149241A - コーティング組成物、マイクロアレイ及びマイクロアレイの製造方法

Info

Publication number: JP2003149241A
Application number: JP2002247147A
Authority: JP
Inventors: Krishan Chari; チャリクリシャン; Tiecheng A Qiao; アキャオタイチェン; Douglas Lincoln Vizard; リンカーンビザードダグラス
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2003-05-21
Also published as: EP1287883A3; EP1287883A2; US20030068609A1

Abstract

(57)【要約】【課題】生物学的マイクロアレイの製造を、より簡易
に、かつ、より低コストにすること。【解決手段】流体中に分散された微小球体及びゲル化
剤又はゲル化剤前駆体を含んで成る組成物であって、該
組成物を基材上にコーティングした際に、該微小球体が
コーティング面内において固定化されて該基材上にラン
ダムなパターンを形成することを特徴とするマイクロア
レイ製造用のコーティング組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、生物学的
マイクロアレイの技術に関する。具体的には、本発明
は、コーティング前に指定された部位を何ら有さない基
材の上にコーティングされたマイクロアレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】１９９０年代初頭に発明されて以来、二
次元固形担体上に生物活性プローブを空間的にアドレス
可能に合成することにより形成された高密度アレイは、
生物学の研究開発プロセスを大幅に向上させ、また簡素
化してきた。現代のマイクロアレイ技術の鍵は、生物活
性剤をマイクロチップの単一スポットに「空間的にアド
レス可能な」様式で付着させることにある。

【０００３】現行の技術では、マイクロアレイの製造に
各種の方法が採用されている。例えば、米国特許第５，
４１２，０８７号及び同第５，４８９，６７８号では、
ペプチド及びＤＮＡのマイクロアレイを製造するために
フォトリソグラフィ法が採用されている。この特許明細
書には、フォトリソグラフィにより１cm×１cmのチップ
上の画定スポットを脱保護した後、その全面に活性化さ
れたアミノ酸又はＤＮＡ塩基を大量に注ぎ込む連続サイ
クルによりペプチド及びＤＮＡマイクロアレイを調製す
るために光不安定性保護基を使用することが教示されて
いる。このプロセスを繰り返すことにより、アレイ上の
異なるスポットに数千もの任意に異なるペプチド又はオ
リゴヌクレオチド配列を有するペプチド又はＤＮＡマイ
クロアレイを構築することができる。この方法は高価で
ある。空間的にアドレス可能なアレイを製造するために
インクジェット法を採用したものもある（例、米国特許
第６，０７９，２８３号、同第６，０８３，７６２号及
び同第６，０９４，９６６号）。しかし、この方法に
も、スポットサイズが４０〜１００μｍと比較的大きい
ことに加え、製造コストが高いという難点がある。単一
のチップ上に配置すべき生物活性プローブの数は通常１
０００〜１０００００個の範囲内にあるため、空間的に
アドレスする方法は、本質的に、チップの作り方とは無
関係に、高価となる。空間的にアドレス可能な方法とは
別の方法に、蛍光色素内蔵型高分子ビーズを使用して生
物学的複合型アレイを製造するという概念がある。米国
特許第５，９８１，１８０号に、カラーコード化ビーズ
とフローサイトメトリーを併用することにより複合型生
物学的アッセイを実施する方法が記載されている。ＤＮ
Ａ又はモノクローナル抗体プローブを表面に複合させた
微小球体の内部を、二種類の蛍光色素を各種比率で使用
して染色している。「分光的にアドレスされた」数百個
もの微小球体を生物学的試料と反応させ、その「液状ア
レイ」を、単一の微小球体をフローサイトメトリーセル
に通して試料情報を解読することにより分析している。
米国特許第６，０２３，５４０号に、色素充填微小球体
を集成するために末端に予備エッチングされたマイクロ
ウェルを備えた光ファイバー束を使用することが記載さ
れている。分光的にアドレスされた各微小球体の表面
に、特異的な生物活性剤及び異なる生物活性剤プローブ
を担持する数千もの微小球体が組み合わされて取り付け
られており、光ファイバー束の予備エッチングされたマ
イクロウェルの上に「ビーズアレイ」を形成している。
さらに最近では、サイズの異なる硫化亜鉛キャップ型セ
レン化カドミウムのナノ結晶体を微小球体に内蔵させる
ことによる新規光コード化微小球体法が達成されている
（Nature Biotech.,19, 631-635, 2001）。これらのナ
ノ結晶体が例証する狭いバンド幅により、この方法は、
微小球体における分光バーコード化容量を著しく拡大す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】確かに、この「分光的
にアドレスされた微小球体」方法は、マイクロアレイ製
造における旧式の「空間的にアドレス可能な」方法より
も、簡便さの点で有利ではあるが、当該技術分野には、
今なお、生物学的マイクロアレイの製造を、より簡易
に、かつ、より低コストにすることに対するニーズが存
在する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、流体中に分散
された微小球体及びゲル化剤又はゲル化剤前駆体を含ん
で成る組成物であって、該組成物を基材上にコーティン
グした際に、該微小球体がコーティング面内において該
基材上のランダムな位置に固定化されることになること
を特徴とするマイクロアレイ製造用のコーティング組成
物を提供する。本発明による基材は、該微小球体と物理
的又は化学的に相互作用し得る特異的部位を有しないこ
とを特徴とする。

【０００６】本発明はさらに、ゲル化剤又はゲル化剤前
駆体を含有する流体中に分散された微小球体を含む組成
物がコーティングされた基材を含んで成り、該微小球体
が該基材上のランダムな位置に固定化されていることを
特徴とするマイクロアレイを提供する。該基材は、該微
小球体と物理的又は化学的に相互作用するように設計さ
れたレセプターを含まない。

【０００７】本発明は、従来技術が開示しているように
微小球体を引き付けるための部位を何らかの方法で予め
マークしたりマイクロウェルを予めエッチングしたりす
る必要のない、基材上にマイクロアレイを調製するため
のユニークなコーティング組成物及び技法を採用するも
のである。予備コーティング調製を一切必要としないマ
ークのない基材を使用することにより、本発明は、現存
する技法を凌駕する多大な製造上の利点を提供するもの
である。本発明は、ユニークな組成物に含まれるカラー
アドレス可能な混合ビーズが、微小球体を引き付ける部
位もウェルもない基材上にランダムに分布されることに
なる方法を開示するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本明細書中の用語「ゾル−ゲル転
移」又は「ゲル化」は、粒子の流体溶液又は懸濁液が三
次元連続網状構造を形成して定常状態流を示さなくなる
過程を意味する。これは、ポリマーにおいて、多官能性
モノマーの存在下での重合により、反応性側鎖をもつ溶
解ポリマーの共有架橋化により、また溶液中のポリマー
分子間の二次的結合、例えば水素結合、により、起こり
得る。ゼラチンのようなポリマーは、後者のタイプの熱
的ゲル化を示す。ゲル化又は固化の過程は、粘度の不連
続上昇が特徴である（P.I. Rose, The Theory of the P
hotographic Process,第４版, T.H. James編, pp. 51-6
7参照）。

【０００９】本明細書中の用語「ゲル化剤」は、上述し
たゲル化を被り得る物質を意味する。例として、ゼラチ
ン、水溶性セルロースエーテル、又は熱的ゲル化を被る
ポリ（ｎ−イソプロピルアクリルアミド）もしくはボレ
ート化合物で化学架橋され得るポリ（ビニルアルコー
ル）のような物質、等の材料が挙げられる。他のゲル化
剤として、紫外線のような輻射線で架橋され得るポリマ
ーも挙げられる。ゲル化剤の具体例として、アラビアゴ
ム、アルギン酸、ベントナイト、カーボマー(carbome
r)、カルボキシメチルセルロースナトリウム、セトステ
アリルアルコール、コロイド二酸化珪素、エチルセルロ
ース、ゼラチン、グアーガム、ヒドロキシエチルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロ
ピルメチルセルロース、ケイ酸アルミニウムマグネシウ
ム、マルトデキストリン、メチルセルロース、ポリビニ
ルアルコール、ポビドン(povidone)、プロピレングリコ
ールアルギネート、アルギン酸ナトリウム、ナトリウム
デンプングリコレート、デンプン、トラガカント及びキ
サンタンガムが挙げられる（ゲル化剤に関する詳細につ
いては、Secundum Artem, Vol. 4, No. 5, Lloyd V. Al
len参照）。好適なゲル化剤はアルカリ予備処理済ゼラ
チンである。

【００１０】本明細書中の用語「ランダム分布」は、要
素の空間分布に偏りや傾向が見られないことを意味す
る。ランダムさは、ポワソン分布から予測されるものへ
の追従性という観点で測定することができる。

【００１１】本発明は、基材上に微小球体（「ビーズ」
ともいう。）のランダムアレイを製造するための組成物
及び方法を教示するものである。基材上の微小球体の分
布又はパターンは完全にランダムであり、他の従来法に
おけるように基材上の予めマークされた又は決められた
部位に微小球体が引き付けられたり、保持されたりする
ことがない。本発明において、微小球体は、それらが担
持されているゲル化剤がゾル−ゲル転移を被る時に、ラ
ンダムに固定化される。

【００１２】本発明は、高分子ラテックスビーズ系のラ
ンダムマイクロアレイであって、該アレイにおける各ビ
ーズが、該ビーズを区別するであろう明確な特徴を有す
るものを開示する。このような特徴は、ビーズの色、形
状又は大きさに基づくことができる。色に基づく特徴の
場合、該色を、３原色Ｒ、Ｇ、Ｂを代表する３種の色素
を混合することにより派生させ、明確な「カラーアドレ
ス」（特異ＲＧＢ値、例、Ｒ＝０、Ｇ＝２０４、Ｂ＝１
５３）を有する数千もの識別可能なビーズを作り出すこ
とができる。該ビーズを、その表面に「活性な」部位を
有するものとして製造することもできる。「活性な」と
は、このような部位において、当該ビーズと他の分子又
は化合物との間に物理的又は化学的な相互作用が起こり
得ることを意味する。このような化合物は、有機物であ
っても無機物であってもよい。通常、当該分子又は化合
物は有機物、例えば、核酸、タンパク質又はそのフラグ
メントである。各カラーコード化ビーズの表面に、予め
合成しておいたオリゴヌクレオチド、モノクローナル抗
体その他の生物学的剤を結合させてもよい。したがっ
て、各カラーアドレスは特異的生物活性プローブに対応
することができる。これらのビーズを等量混合し、その
混合ビーズを単層又は多層フォーマットでコーティング
することによりランダムマイクロアレイを製造すること
ができる。

【００１３】コーティングの方法については、Edward C
ohen及びEdgar B. Gutoffの「Modern Coating And Dryi
ng Technology」(Interfacial Engineering Series; v.
1),(1992), VCH Publishers Inc., New York, NYの第１
節に広く記載されている。単層フォーマットの場合に好
適なコーティング方法として、浸漬コーティング、ロッ
ドコーティング、ナイフコーティング、ブレードコーテ
ィング、エアナイフコーティング、グラビアコーティン
グ、正転・反転ロールコーティング及びスロット・押出
コーティングが挙げられる。

【００１４】蛍光標識／化学発光標識生物学的試料を当
該ビーズ系ランダムマイクロアレイにハイプリダイズさ
せることができる。「カラーアドレス可能な」高分子ビ
ーズと、蛍光標識／化学発光標識を非選択的に付した生
物学的試料との双方からのシグナルを、光学系を介して
画像を拡大した後、電荷結合素子により分析することが
できる。記録されたアレイ画像を画像処理アルゴリズム
で自動分析することにより、各ビーズのＲＧＢカラーコ
ードに基づく生物活性プローブ情報及び蛍光／化学発光
画像との対比情報を得、当該試料中の特異的な生物学的
アナライト材料を検出し定量することができる。特徴を
確認するため光学的その他の電磁気的手段を適用しても
よい。

【００１５】微小球体又は粒子としては、製造し易いこ
とから、実質的に曲線からなる形状を有するものが好適
であるが、楕円形又は立方体形のような他の形状の粒子
を使用してもよい。該粒子の好適な調製方法は、I. Pii
rmaの「Emulsion Polymerization」(Academic Press, N
ew York, 1982)に記載されているような乳化重合法、又
はT.H. Whitesides及びD.S. RossのJ. Colloid Interfa
ce Science, vol. 169, pp. 48-59, 1985に記載されて
いるような限定凝集法である。該粒子又は微小球体を製
造するために用いられる具体的ポリマーは、着色されて
いてもよい水不混和性合成ポリマーである。好適なポリ
マーは非晶質水不混和性ポリマーである。有用なポリマ
ータイプの例として、ポリスチレン、ポリ（メチルメタ
クリレート）又はポリ（ブチルアクリレート）が挙げら
れる。また、スチレンとブチルアクリレートとの共重合
体のようなコポリマーを使用してもよい。ポリスチレン
重合体を使用すると便利である。形成された微小球体
を、コーティング又はその後の処理中に溶解しない顔料
又は色素である不溶性着色剤で着色する。好適な色素は
油溶性であってもよい。当該色素は微小球体に内蔵され
たときに非蛍光性であることが好ましい。

【００１６】微小球体は、平均直径が１〜５０μｍ、よ
り好ましくは３〜３０μｍ、最も好ましくは５〜２０μ
ｍの範囲内になるように形成されることが望ましい。コ
ーティングにおける微小球体の濃度は、１ｃｍ^２当たり
１００〜百万個、より好ましくは１０００〜２００，０
００個、最も好ましくは１０，０００〜１００，０００
個の範囲内にあることが好ましい。

【００１７】化学的に官能化された微小球体の表面に生
物活性剤を結合させることは、当該技術分野の刊行物に
記載されている手順に従い実行することができる（Bang
s Laboratories, Inc, Technote #205）。常用されてい
る化学官能基の一例として、カルボキシル、アミノ、ヒ
ドロキシル、ヒドラジド、アミド、クロロメチル、エポ
キシ、アルデヒド、等が挙げられる。生物活性剤の例と
して、オリゴヌクレオチド、ＤＮＡ、ＤＮＡフラグメン
ト、ＰＮＡ、ペプチド、抗体、酵素、タンパク質及び生
物活性を有する合成分子が挙げられるが、これらに限定
されない。

【００１８】

【実施例】例１本例は、着色された微小球体又はビーズを含有する配合
物のゲル化又はゾル−ゲル転移に対するポリマーの影響
を例証するものである。乳化重合法で調製した平均粒径
９．５μｍのポリスチレンビーズの４％水性懸濁液２４
ｇに、０．４８ｇのポリ（ビニルアルコール）（７５％
加水分解物、分子量２０００）を混入した。

【００１９】最初に０．０８４ｇの色素１を０．０８ｇ
のトルエンと７．９２ｇのアセトンとに溶かすことによ
り、マゼンタ着色ビーズの懸濁液を調製した。次いで、
この色素含有液に、攪拌しながら、上述のポリ（ビニル
アルコール）を含有するポリスチレンビーズの懸濁液の
８．１６ｇをゆっくりと（滴下して）添加して、着色ビ
ーズの懸濁液を調製した。次いで、着色ビーズの懸濁液
を、多孔質コットンフィルターで濾過し、透析袋（カッ
トオフ分子量１２，０００〜１４，０００）に注ぎ込
み、そして蒸留水で１時間洗浄した。洗浄後、着色ビー
ズの懸濁液を多孔質コットンフィルターで再度濾過し
た。この最終工程後のマゼンタ着色ビーズの懸濁液中濃
度は１．２％であった。

【００２０】色素１の代わりに色素２及び色素３（BASF
社製Sudan Orange 220）を用い、それぞれシアン着色及
びオレンジ着色ビーズの懸濁液を同様の方法で調製し
た。これら懸濁液の着色ビーズ濃度は、それぞれ１．６
％及び１．４５％であった。コーティング用配合物を以
下のように調製した。

【００２１】配合物１（本発明）シアン着色ビーズ懸濁液４．０ｇ、マゼンタ着色ビーズ
５．３３ｇ及びオレンジ着色ビーズ４．４１ｇを、石灰
処理済骨ゼラチンの１１．５％水溶液１３．９１ｇ、塗
布助剤（Triton X 200Eの６．８％水溶液）３．２ｇ及
び蒸留水４９．１５ｇと混合することにより配合物１を
調製した。

【００２２】配合物２（対照）同じ量のシアン、マゼンタ及びオレンジ着色ビーズを、
ポリ（ビニルアルコール）（日本合成社製GH23）７．２
７ｇ及び水５５．７９ｇと混合することにより、コーテ
ィング用の第２配合物を調製した。塗布助剤の量は配合
物１の場合と同一とした。ポリ（ビニルアルコール）の
量は、より高温において配合物１の粘度と調和するよう
に選定した（下記表参照）。双方の試料（配合物１及び
配合物２）を５０℃の水浴中で３０分間平衡させた後、
Rheometric Fluid流動計で分析した。試料を１℃／分の
速度で冷却させながら動的振動法で温度の関数として粘
度を測定した。

【００２３】

【表１】

【００２４】上記データから、より高温（約３０℃より
高温）では、どちらの試料も冷却時の粘度上昇に関して
同等に挙動することがわかる。しかしながら、約２５℃
未満では、配合物１（本発明）は、ゲル化のため、非常
に劇的な粘度上昇を示している。このような挙動は配合
物２（対照）では示されていない。配合物１の粘度は、
温度が２５℃から１０℃へ低下すると、数オーダー上昇
する。ゲル化開始温度は２１．８℃と推定される。

【００２５】

【化１】

【００２６】

【化２】

【００２７】例２本例は、着色された微小球体のコーティングの均一性に
対するゲル化剤の影響を例証するものである。例１で調
製した配合物１及び配合物２を、図１に示したコーティ
ング装置により、二酸化チタンを６質量％含有するポリ
エチレンテレフタレート(PET)の厚さ０．１８ｍｍの基
板上に塗布した。当該配合物を、モータＭ４で駆動され
るスロットコーティングダイ２を介して、温度４５℃に
おいて、３．７ｍ／分で移動する幅１２．７ｃｍのウェ
ブ６の上に導入した。シアン、マゼンタ及びオレンジの
各着色ビーズの濃度が０．０４３ｇ／ｍ^２になるよう
に、流速を調整した。塗膜を、温度４℃及び５６．６％
ＲＨで維持された長さ２．４ｍの冷却セクション８にお
いて冷却固化し、次いで状態調節室１０に通してから、
それぞれ長さ９．８ｍ及び１１．６ｍの第１乾燥セクシ
ョン１２及び第２乾燥セクション１４において乾燥させ
た。第１乾燥セクション１２は温度２１℃及び３３．２
％ＲＨで維持し、また第２乾燥セクション１４は温度３
７．８℃及び１８．６％ＲＨで維持しておいた。

【００２８】上記処理が終わると、配合物１（本発明）
からは極めて均一なコーティングが得られたが、配合物
２（対照）の場合には目に見えるたてすじが存在した。
当該コーティングを高倍率の光学顕微鏡で検査したとこ
ろ（図２）、本発明においては、ビーズが表面上に一様
に展開されており(図２Ａ)１ｃｍ^２当たり約５０，００
０個のビーズが均一な密度で得られたが、対照試料の場
合、より低倍率において、巨視的たてすじが側方凝集体
からなること（図２Ｂ）が示された。

【００２９】より詳細な分析によると、配合物１（本発
明）のコーティングにおけるビーズの分布は、ランダム
分布の特徴であるポワソン統計に一致する（図４）が、
配合物２（対照）のコーティングにおいては明らかに当
てはまらない（図５）ことが示された。

【００３０】図４及び図５に、コーティングされた着色
ビーズが特定の顕微鏡画像において示されている。図４
（Ａ）は、本発明（ゲル化剤を含む）の画像に相当し、
また図５（Ａ）は対照（ゲル化剤を含まない）の画像に
相当する。着色ビーズの画像は、簡素なグレースケール
の形にし、明瞭になるようにコントラストを付けてあ
る。ビーズの空間的分散を測定するため、コーティング
面上のビーズに空間的偏りがまったくない場合に予測さ
れるランダム分散に対して分析比較する。該分析は、当
該画像上に配置されたグリッドの各領域の境界内に入る
ビーズの数を計数することにより実行される。ビーズの
ランダムな分散は領域間のビーズの数のポワソン分布に
一致する：Ｐ_n(x)＝ｘⁿｅ^-x／ｎ！〔式中、ｘは全領域
についての１領域当たりのビーズの平均個数であり、ｎ
は「ｎ」個のビーズを含む領域の数である。〕。完全な
「ランダム」は、無限数のビーズを計数した場合にのみ
予測され得る。しかしながら、数百個のビーズからなる
組を任意に数組計数することにより、集落化又は構造化
したビーズ分散体とほぼランダムな分散体とを明確に区
別することは可能である。分析の一例を図４（Ｂ）のグ
ラフ（図４（Ａ）の本発明の画像に対応）及び図５
（Ｂ）のグラフ（図５（Ａ）の対照の画像に対応）に示
す。透明な棒グラフは、ビーズ及び領域の数のポワソン
分布について「ｎ」個のビーズを含有することが予測さ
れる領域の数を示し、ハッチングした棒グラフは計数か
ら予測される誤差を示し、そして斜線を付した棒グラフ
は実際のビーズ計数を示す。グラフに示されているよう
に、本発明に相当するビーズ分散体がランダム分散（ポ
ワソン分布）に忠実である程度は、十分に予測誤差の範
囲内にある。対照の分散体は、ビーズのランダム分布か
らは明らかに逸脱している。従って、本発明の方法によ
り、所望の十分に分散したランダムな分布を示す微小球
体が得られることが明白である。

【００３１】例３本例は、色素内蔵型ビーズの表面に、予め合成しておい
た一本鎖オリゴヌクレオチドプローブを結合させ、そし
てこのように修飾したビーズの表面に、蛍光標識した相
補的一本鎖ＤＮＡをハイブリダイズさせ、これを検出す
ることを例証するものである。

【００３２】色素２（114FN-D89）内蔵型ビーズ（４％w
/v）１００μＬをアセテート緩衝液（０．０１Ｍ、ｐＨ
５．０）で３回リンスし、これに２０ｍＭの2-(4-ジメ
チルカルバモイルピリジノ)-エタン-1-スルホネート及
び１０％のポリエチレンイミンを１００μＬ混合した。
その混合物を室温で１時間攪拌し、そしてホウ酸ナトリ
ウム緩衝液（０．０５Ｍ、ｐＨ８．３）で３回リンスし
た。ビーズをホウ酸ナトリウム緩衝液に再懸濁させた。

【００３３】5’-アミノ-C6修飾を施した２２マーオリ
ゴヌクレオチドＤＮＡプローブを１００μＬのホウ酸ナ
トリウム緩衝液に最終濃度が４０ｎｍになるように溶解
した。該ＤＮＡプローブ溶液に塩化シアヌルのアセトニ
トリル溶液２０μＬを添加し、そして全体の容量をホウ
酸ナトリウム緩衝液により２５０μＬにした。該溶液を
室温で１時間攪拌した後、１Ｌのホウ酸緩衝液に対して
室温で３時間透析した。

【００３４】透析後のＤＮＡ溶液１００μＬに、２００
μＬのビーズ懸濁液を混合した。その混合物を室温で１
時間攪拌した後、リン酸ナトリウム緩衝液（０．０１
Ｍ、ｐＨ７．０）で３回リンスした。修飾ビーズを、例
２に記載したように配合物１に従い顕微鏡のガラススラ
イド上にコーティングした。

【００３５】上記２２マーＤＮＡプローブに対して相補
的な配列を有する5’-フルオレセイン標識２２マーオリ
ゴヌクレオチドＤＮＡを、０．９ＭＮａＣｌ、０．０
６ＭＮａＨ_２ＰＯ_４、０．００６ＭＥＤＴＡ及び０．
１％ＳＤＳ,ｐＨ７．６（６ＸＳＳＰＥ−ＳＤＳ）を含
有するハイブリダイゼーション溶液に、最終濃度が１Ｍ
になるように溶解させた。ビーズを塗被したガラススラ
イドをハイブリダイゼーション溶液中で６８℃から開始
して徐々に室温にまで冷却することによりハイブリダイ
ズさせた。ハイブリダイゼーションに続き、スライドを
０．５ＸＳＳＰＥ−ＳＤＳにおいて１５分間洗浄した。
Dplanapo40 UV対物レンズを具備したオリンパスBH-2顕
微鏡（Diagnostic Instruments, Inc. SPOT カメラ、Ｃ
ＣＤ解像度１３１５×１０３３画素）、水銀灯光源、青
色励起及びバリアフィルタを使用して蛍光画像を得た。

【００３６】以下、本発明の好ましい態様を列挙する。（１）流体中に分散された微小球体及びゲル化剤又はゲ
ル化剤前駆体を含んで成る組成物であって、該組成物を
基材上にコーティングした際に、該微小球体がコーティ
ング面内において固定化されて該基材上にランダムなパ
ターンを形成することを特徴とするマイクロアレイ製造
用のコーティング組成物。（２）前記基材が、該微小球体と物理的又は化学的に相
互作用し得る特異的部位を有しないことを特徴とする、
（１）に記載のコーティング組成物。（３）該基材上のランダムなパターンが該ゲル化剤のゲ
ル化時に保存される、（１）に記載のコーティング組成
物。（４）該微小球体が表面活性部位を有することができ
る、（１）に記載のコーティング組成物。（５）該表面活性部位が有機又は無機結合物を担持する
ことができる、（４）に記載のコーティング組成物。

【００３７】（６）該表面活性部位が化学的又は物理的
相互作用を発揮し得る、（４）に記載のコーティング組
成物。（７）該表面活性部位が生物活性である、（４）に記載
のコーティング組成物。（８）該生物活性部位が核酸、タンパク質又はそのフラ
グメントと相互作用する、（７）に記載のコーティング
組成物。（９）該微小球体が特徴を含む、（１）に記載のコーテ
ィング組成物。（１０）該特徴が油溶性色素を含む、（９）に記載のコ
ーティング組成物。

【００３８】（１１）該特徴が光学的、磁気的その他の
電磁気手段によって質問可能である、（９）に記載のコ
ーティング組成物。（１２）該ゲル化剤がゼラチンである、（１）に記載の
コーティング組成物。（１３）該ゲル化剤が熱ゲル化を被る、（１）に記載の
コーティング組成物。（１４）該ゼラチンがアルカリ予備処理済ゼラチンであ
る、（１２）に記載のコーティング組成物。（１５）該微小球体の平均直径が１〜５０μｍの範囲内
にある、（１）に記載のコーティング組成物。

【００３９】（１６）該微小球体の平均直径が３〜３０
μｍの範囲内にある、（１）に記載のコーティング組成
物。（１７）該微小球体の平均直径が５〜２０μｍの範囲内
にある、（１）に記載のコーティング組成物。（１８）該組成物中の該微小球体が該基材上に１ｃｍ^２
当たり１００〜百万個の範囲内の濃度で固定化される、
（１）に記載のコーティング組成物。（１９）該組成物中の該微小球体が該基材上に１ｃｍ^２
当たり１０００〜２００，０００個の範囲内の濃度で固
定化される、（１）に記載のコーティング組成物。（２０）該組成物中の該微小球体が該基材上に１ｃｍ^２
当たり１０，０００〜１００，０００個の範囲内の濃度
で固定化される、（１）に記載のコーティング組成物。

【００４０】（２１）該微小球体が合成又は天然高分子
材料を含む、（１）に記載のコーティング組成物。（２２）該高分子材料が非晶質ポリマーである、（２
１）に記載のコーティング組成物。（２３）該非晶質ポリマーがポリスチレンである、（２
２）に記載のコーティング組成物。（２４）該微小球体が、カルボキシ、アミン、エポキ
シ、ヒドラジン、アルデヒド及びこれらの組合せからな
る群より選ばれた官能価を含む表面活性部位を含有す
る、（４）に記載のコーティング組成物。（２５）該微小球体が高分子材料及び３０質量％未満の
架橋剤を含有する、（１）に記載のコーティング組成
物。

【００４１】（２６）該微小球体が乳化重合法又は限定
凝集法で調製されている、（１）に記載のコーティング
組成物。（２７）ゲル化剤又はゲル化剤前駆体を含有する流体中
に分散された微小球体を含む組成物がコーティングされ
た基材を含んで成り、該微小球体が該基材上のランダム
な位置に固定化されていることを特徴とするマイクロア
レイ。（２８）該基材が、該微小球体と物理的又は化学的に相
互作用するように設計されたレセプターを含まない、
（２７）に記載のマイクロアレイ。（２９）該基材上のランダムなパターンが該ゲル化剤の
ゲル化時に保存される、（２７）に記載のマイクロアレ
イ。（３０）該ゲル化剤がゼラチンである、（２７）に記載
のマイクロアレイ。

【００４２】（３１）該微小球体が化学的に活性な部位
を有する、（２７）に記載のマイクロアレイ。（３２）該化学的に活性な部位が生物活性である、（３
１）に記載のマイクロアレイ。（３３）該基材がガラス、プラスチック、酢酸セルロー
ス又はポリエチレンテレフタレートを含む、（２７）に
記載のマイクロアレイ。（３４）該基材が柔軟性である、（２７）に記載のマイ
クロアレイ。（３５）基材を用意し、該基材上に、微小球体及びゲル
化剤又はゲル化剤前駆体を含有する組成物をコーティン
グする工程を含んで成り、該組成物はコーティングの間
は流体であり、また、該微小球体は、ゾル−ゲル転移に
より当該コーティング面内においてランダムに固定化さ
れ、かつ、該基材は、該微小球体と物理的又は化学的に
相互作用するように設計された特異的部位を有しないこ
とを特徴とする、マイクロアレイの製造方法。

【００４３】（３６）前記ゾル−ゲル転移が、該コーテ
ィングが乾燥過程を被ることなく起こる、（３５）に記
載の方法。（３７）該ゲル化剤がゼラチンである、（３５）に記載
の方法。（３８）該基材上の該微小球体のランダム固定化が該ゲ
ル化剤のゲル化時に保存される、（３５）に記載の方
法。（３９）該組成物を該基材上にナイフコーティング法、
ブレードコーティング法又はスロットコーティング法に
より塗布する、（３５）に記載の方法。（４０）基材を用意し、該基材上に、（１）に記載の組
成物をコーティングする工程を含んで成り、該組成物は
コーティングの間は流体であり、かつ、該微小球体は、
ゾル−ゲル転移により当該コーティング面内においてラ
ンダムに固定化されることを特徴とする、マイクロアレ
イの製造方法。

【００４４】

【発明の効果】本発明によると、基材を修飾する必要が
ないにもかかわらず微小球体が基材上に固定化されたま
までいるので、従来技術と比べて製造し易く、しかもコ
ストが低くなるマイクロアレイが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】コーティング装置の略図である。

【図２】ゲル化剤を含む場合（Ａ）と含まない場合
（Ｂ）とについてコーティングを高倍率で撮影した、粒
子構造を示す図面に代わる顕微鏡写真である。

【図３】ゲル化剤を含む場合（Ａ）と含まない場合
（Ｂ）とについてコーティングを低倍率で撮影した、粒
子構造を示す図面に代わる顕微鏡写真である。

【図４】ゲル化剤を含む場合のコーティングに、ランダ
ム分布についてのポワソン統計を適用して得られた、粒
子構造を示す図面に代わる顕微鏡写真（Ａ）及びグラフ
（Ｂ）である。

【図５】ゲル化剤を含まない場合のコーティングに、ラ
ンダム分布についてのポワソン統計を適用して得られ
た、粒子構造を示す図面に代わる顕微鏡写真（Ａ）及び
グラフ（Ｂ）である。

【符号の説明】

２…スロットコーティングダイ４…モーターＭ６…ウェブ８…冷却セクション１０…状態調節室１２…第１乾燥セクション１４…第２乾燥セクション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ１２Ｑ 1/68 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ｆ (72)発明者タイチェンアキャオアメリカ合衆国，ニューヨーク 14580, ウェブスター，セイジブルックウェイ 1240 (72)発明者ダグラスリンカーンビザードアメリカ合衆国，コネチカット 06422, デューラム，ヘムロックコート 30 Ｆターム(参考） 4B024 AA11 HA14 4B029 AA07 BB20 CC13 FA15 4B063 QA01 QA13 QA18 QQ42 QR32 QR56 QR83 QS34 QS36 QX02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体中に分散された微小球体及びゲル化
剤又はゲル化剤前駆体を含んで成る組成物であって、該
組成物を基材上にコーティングした際に、該微小球体が
コーティング面内において固定化されて該基材上にラン
ダムなパターンを形成することを特徴とするマイクロア
レイ製造用のコーティング組成物。
【請求項２】ゲル化剤又はゲル化剤前駆体を含有する
流体中に分散された微小球体を含む組成物がコーティン
グされた基材を含んで成り、該微小球体が該基材上のラ
ンダムな位置に固定化されていることを特徴とするマイ
クロアレイ。
【請求項３】基材を用意し、該基材上に、微小球体及
びゲル化剤又はゲル化剤前駆体を含有する組成物をコー
ティングする工程を含んで成り、該組成物はコーティングの間は流体であり、また、該微
小球体は、ゾル−ゲル転移により当該コーティング面内
においてランダムに固定化され、かつ、該基材は、該微小球体と物理的又は化学的に相互作用す
るように設計された特異的部位を有しないことを特徴と
する、マイクロアレイの製造方法。