專利名稱：具有饋電線的生物測(cè)定基片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于DNA芯片等的由盤形基片組成的生物測(cè)定基片。
具體而言，本發(fā)明涉及有關(guān)饋電線配置的技術(shù)，該饋電線從在盤狀基片的預(yù)定位置上提供的電流流經(jīng)部分延伸到排列在該基片的各個(gè)反應(yīng)區(qū)域中的電極上。
背景技術(shù)：
有關(guān)本發(fā)明的第一種常規(guī)技術(shù)是涉及稱為DNA芯片或DNA微陣列(下文中通稱為“DNA芯片”)的生物測(cè)定綜合基片的技術(shù)，其中預(yù)定的DNA通過微陣列技術(shù)顯微排列。DNA芯片技術(shù)被設(shè)置成能夠綜合性地分析諸如雜交的分子間反應(yīng)，因?yàn)楦鞣N各樣的DNA寡鏈或cDNA(互補(bǔ)DNA)被結(jié)合在玻璃基片或硅基片上。因此，DNA芯片已應(yīng)用于基因突變分析、SNP(單核苷酸多態(tài)性)分析、基因表達(dá)頻率分析等，并已開始廣泛用于新藥研制、臨床診斷、藥物遺傳學(xué)、法醫(yī)學(xué)和其它領(lǐng)域。除DNA芯片之外，還研制了使蛋白質(zhì)固定于基片上的蛋白質(zhì)芯片、用于分析各種物質(zhì)間的相互作用的生物傳感器等等。
有關(guān)本發(fā)明的第二種技術(shù)是有關(guān)電場(chǎng)對(duì)在液相中呈帶電狀態(tài)的物質(zhì)的作用的技術(shù)。具體地，眾所周知核苷酸鏈(核酸分子)在電場(chǎng)的作用下在液相中伸展或遷移。對(duì)這種現(xiàn)象的原理作如下設(shè)想。設(shè)想構(gòu)成核苷酸鏈的骨架的磷酸根離子(負(fù)電荷)和在磷酸根離子附近通過水的電離形成的氫原子(正電荷)形成一離子云，且由這些正負(fù)電荷產(chǎn)生的極化矢量(偶極)在其上施加高頻高壓時(shí)為一個(gè)方向上的一個(gè)全集，導(dǎo)致核苷酸鏈的伸展；此外，當(dāng)施加具有集中于一個(gè)區(qū)域的電力線的不均勻電場(chǎng)時(shí)，核苷酸鏈向電力線集中的地方遷移(參見Seiichi Suzuki，TakeshiYamanashi，Shin-ichi Tazawa，Osamu Kurosawa and Masao Washizu的“Quantitativeanalysis on electrostatic orientation of DNA in stationary AC electric field usingfluorescence anisotropy”(使用熒光各向異性對(duì)DNA在靜態(tài)AC電場(chǎng)中的靜電方向的定量分析)，IEEE Transaction on Industrial Applications，第34卷，第1冊(cè)第75～83頁(yè)(1998))。另外，將DNA溶液置于具有幾十毫米至幾百毫米間隙的微電極之間，并在該溶液上施加約1MV/m和1MHz的高頻電場(chǎng)時(shí)，在以無(wú)規(guī)卷曲形呈現(xiàn)的DNA中發(fā)生電介質(zhì)極化，從而導(dǎo)致DNA分子在平行于電場(chǎng)的直線上伸展。眾所周知，在這種稱為電介質(zhì)遷移的電動(dòng)效應(yīng)下，極化的DNA自發(fā)地被吸引到電極端，固定在與電極邊沿接觸的一端上(參見Masao Washizu的“MINAGARA OKONAUDNA HANDORINGU(DNA Handling under Monitoring)(監(jiān)控下的DNA處理)”，KASHIKA JOHO卷20第76(2000年1月))。
目前的DNA芯片技術(shù)已擴(kuò)展為這樣的一種技術(shù)，在一個(gè)基片上預(yù)先設(shè)置多個(gè)用來提供液相中的物質(zhì)間相互作用的場(chǎng)所的反應(yīng)區(qū)域，且在反應(yīng)區(qū)預(yù)先固定檢測(cè)諸如DNA探針的核苷酸鏈，以便于綜合分析作為所檢測(cè)的核苷酸鏈與互補(bǔ)目標(biāo)核苷酸鏈之間的相互作用的雜交。在實(shí)施DNA芯片技術(shù)的情形中，設(shè)想如果所檢測(cè)的核苷酸鏈(例如DNA探針)不以圓化的無(wú)規(guī)卷曲形、而以伸展態(tài)固定在反應(yīng)區(qū)中，則所檢測(cè)的核苷酸鏈和周圍表面之間稱為位阻現(xiàn)象和干擾(例如粘結(jié)和接觸)的負(fù)面影響被排除，因此雜交的效率得到提高。
基于這種新的思路，本發(fā)明的發(fā)明人已設(shè)計(jì)了一種新穎的配置，其中用作檢測(cè)表面的一個(gè)電極被預(yù)先放置，且在一個(gè)電極和與之相對(duì)的電極之間的反應(yīng)區(qū)中的液相上施加一個(gè)電場(chǎng)。然后，本發(fā)明的發(fā)明人成功創(chuàng)立一種技術(shù)，其中，由上述配置，通過高頻電場(chǎng)的作用可以對(duì)在液相中以無(wú)規(guī)卷曲形呈現(xiàn)的所檢測(cè)的核苷酸鏈進(jìn)行伸展，將所檢測(cè)的核苷酸鏈的端部固定在電極邊沿上，并使雜交能有效地進(jìn)行。
然后，在實(shí)施該技術(shù)時(shí)，使電流流到排列在基片上的多個(gè)電極上的裝置是必不可少的。因此，在采用盤形基片的情形，其中多個(gè)具有電極的反應(yīng)區(qū)可以以各種排列形式排列，會(huì)產(chǎn)生的問題是向電極饋電的多條電線必須按序設(shè)置在該基片上，使它們不會(huì)彼此干擾。
此外，在這種盤形基片中，必須采用反應(yīng)區(qū)以圓周方向或以徑向模式排列的特定形式，從而要求設(shè)計(jì)一種更適合這種排列形式的接線配置，特別是反應(yīng)區(qū)可在基片的整個(gè)區(qū)域上盡可能均勻并高密度地排列的接線配置，并要求能降低接線電阻的設(shè)計(jì)。
另外，在從排列有多個(gè)反應(yīng)區(qū)的盤形基片中讀取所記錄的信息時(shí)，假設(shè)用從諸如CD的光盤中讀取所記錄信息的相同操作方式，來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)同步伺服器或跟蹤伺服器的應(yīng)用。因此，有必要確保能從該基片中讀取可應(yīng)用于該伺服器的專用信號(hào)或標(biāo)記，因而使基片上的結(jié)構(gòu)變得更復(fù)雜。因此，需要開發(fā)一種能解決這種問題的技術(shù)。
根據(jù)前述內(nèi)容，本發(fā)明用來解決上述問題的一個(gè)主要目的是提供盤形的生物測(cè)定基片，其中，在饋電線的配置中應(yīng)用了一種發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，首先，提供了一種生物測(cè)定基片，它是具有以下結(jié)構(gòu)的盤形基片排列作為物質(zhì)間相互作用的場(chǎng)所的反應(yīng)區(qū)域，并在反應(yīng)區(qū)域中提供電極。在生物測(cè)定基片中，饋電線從基片中央部分上提供的電流流經(jīng)部分延伸，并連接到電極。
在具有以上結(jié)構(gòu)的生物測(cè)定基片中，選擇盤形基片中央部分的位置，提供“電流流經(jīng)部分”，其作用是提供來自外部電源的電流的部分。在本發(fā)明中，電流流經(jīng)部分被用作公共電流流經(jīng)部分，用于向延伸到以預(yù)定模式排列在基片的整個(gè)區(qū)域上的反應(yīng)區(qū)域中各電極上的所有饋電線提供電流。順便提到，電流流經(jīng)部分可成形為例如圓形或環(huán)形，并可以是單個(gè)電流流經(jīng)區(qū)域的形式或分成多個(gè)獨(dú)立部分的電流流經(jīng)區(qū)域的形式。
每條饋電線都包括與單個(gè)電流流經(jīng)區(qū)域、或電流流經(jīng)部分的部分電流流經(jīng)區(qū)域相連并延伸到(基片的)外圓周側(cè)的第一電線；以及從第一電線分支并引出的第二電線。該第一電線可以例如從電流流經(jīng)部分徑向延伸。此外，根據(jù)反應(yīng)區(qū)在基片上的排列模式等，第一電線可以是直線形式電線或曲線形式電線的形狀、或這些形狀的組合。
從第一電線分支的第二電線被設(shè)置成以圓周方向延伸，從而第二電線可在基片的整個(gè)區(qū)域上排列。通過適當(dāng)選擇，從上面看，第二電線可以同心圓或螺旋線的形式排列。此外，可自由選用以下接線配置第二電線交替地從多條相鄰第一電線中引出的接線配置、第二電線僅與一條第一電線相連的配置、以及第二電線與多條第一電線相連的配置。
在本發(fā)明中，當(dāng)讀取基片上記錄的信息時(shí)，第二電線可用作旋轉(zhuǎn)同步信號(hào)或跟蹤信號(hào)的基準(zhǔn)，籍此消除了在基片上提供單獨(dú)信號(hào)基準(zhǔn)的需要，從而使基片的配置或結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。
在基片的中央部分提供的電流流經(jīng)部分可預(yù)先在其具有預(yù)定孔徑的孔的中央部分提供，并且該孔還可預(yù)先配備電流夾的定位部分，該電流夾插入孔中以向電流流經(jīng)部分提供電流。并且，該孔還可預(yù)先配備定位部分，用來確定要插入該孔中的夾具的圓周方向的位置；這些定位部分可以組合形式提供。
作為定位部分，可采用孔內(nèi)形成的凹槽或凸起。此外，要插入孔中的電流夾和/或夾具的圓周方向位置可根據(jù)該孔的形狀來確定。
上述饋電線可由多個(gè)接線層組成。此外，可采用這樣的配置在多個(gè)接線層中延伸的饋電線外露于電流流經(jīng)部分之前，且外露的接線端部與電流流經(jīng)部分相連。
此外，還可采用多個(gè)接線層的至少之一由在整個(gè)區(qū)域上均勻的電極層形成的配置，以及多個(gè)接線層的至少之一用諸如氧化物層的絕緣層覆蓋的配置。
并且，可采用這樣的配置位于用來讀取反應(yīng)區(qū)中相互作用的激發(fā)光束入射一側(cè)的接線層由對(duì)激發(fā)光束波長(zhǎng)區(qū)域中的射線透明或半透明的導(dǎo)電薄膜組成。該導(dǎo)電薄膜可選自例如ITO(氧化銦錫)薄膜、π電子系統(tǒng)導(dǎo)電聚合物膜、以及厚度不超過50μm的金屬薄膜。


圖1是示意地示出根據(jù)本發(fā)明的生物測(cè)定基片(1)的典型實(shí)施例的配置的遠(yuǎn)觀立體圖。
圖2是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第一實(shí)施例(1a)中接線的基本配置的平面圖。
圖3是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第二實(shí)施例(1b)中接線的基本配置的平面圖。
圖4是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第三實(shí)施例(1c)中接線的基本配置的平面圖。
圖5是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第四實(shí)施例(1d)中接線的基本配置的平面圖。
圖6示出對(duì)接線基片(1d)改進(jìn)后的實(shí)施例。
圖7是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第五實(shí)施例(1e)中接線的基本配置的平面圖。
圖8是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第六實(shí)施例(1f)中接線的基本配置的平面圖。
圖9是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第七實(shí)施例(1g)中接線的基本配置的平面圖。
圖10是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第八實(shí)施例(1h)中接線的基本配置的平面圖。
圖11是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第九實(shí)施例(1i)中接線的基本配置的平面圖。
圖12是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第三實(shí)施例(1j)中接線的基本配置的平面圖。
圖13是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第三實(shí)施例(1k)中接線的基本配置的平面圖。
圖14示出示意性顯示將信息記錄基片(1)和接線基片(接線層)進(jìn)行整體地層壓以形成生物測(cè)定基片的方式。
圖15是從基片(1)的上面看到的基片(1)和接線基片(1h)進(jìn)行層壓的情形的平面圖。
圖16是示出饋電線與排列在反應(yīng)區(qū)域中的相對(duì)電極(E1、E2)相連的一個(gè)示例的豎直截面圖。
圖17是示出在提供多個(gè)接線層的實(shí)施例中反應(yīng)區(qū)域(2)的外圍部分的豎直截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參照附圖描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種較佳模式。首先，圖1是示意地示出根據(jù)本發(fā)明的生物測(cè)定基片(1)的典型實(shí)施例的配置的遠(yuǎn)觀立體圖。
在圖1中，符號(hào)1表示根據(jù)本發(fā)明的生物測(cè)定基片(下文中簡(jiǎn)稱為“基片”)的典型實(shí)施例?；?由合成樹脂、玻璃等的絕緣成分形成，并構(gòu)造成盤形，如上所示。在基片1上，多個(gè)反應(yīng)區(qū)域2在圓周方向上徑向排列或螺旋排列，從而使它們能分組。
反應(yīng)區(qū)域2是用于提供物質(zhì)之間相互作用(例如雜交)的場(chǎng)所的微小區(qū)域，通常是井狀(凹形)，使它們可保存或保留液相、凝膠體等。為了更深地理解，圖1上附有位于基片1的外圍附近的反應(yīng)區(qū)域2之一的放大圖。
如附于圖1的視圖中所示，諸如相對(duì)電極E1和E2的電極以所需數(shù)量和要求的位置排列在每個(gè)反應(yīng)區(qū)2中，并且根據(jù)目的，適當(dāng)選擇通過相對(duì)電極E1和E2施加在反應(yīng)區(qū)域2上的高頻AC電場(chǎng)、DC電場(chǎng)等。順便述及，電極E1和E2的排列構(gòu)形和反應(yīng)區(qū)域2的形狀并不限于圖1中所示的那些。
可采用這樣的配置諸如DNA探針的檢測(cè)物質(zhì)可固定在反應(yīng)區(qū)域2中的表面部分(例如電極表面)。在用探針DNA來檢測(cè)雜交的示例性情形中，可采用一種固定方法，其中一個(gè)電極(例如電極E1)的表面和探針DNA的終端通過反應(yīng)如偶聯(lián)反應(yīng)來固定。
例如，通過用鏈球菌卵白素(streptoavidin)進(jìn)行表面處理獲得的電極表面適用于探針DNA的生物素化(biotinized)終端的固定。或者，通過用硫醇(SH)基進(jìn)行表面處理獲得的電極表面適用于硫醇基端基的探針DNA的通過二硫鍵(-S-S-鍵)固定。
然后，基片1在其中央部分配備有具有圓形或其它形式的電流通過部分3。該電流通過部分3用作與連接到外部電源的電流夾(未示出)接觸的饋電點(diǎn)或饋電區(qū)域，并通過在后面所述的接線配置中提供的饋電線(圖1中未示出)起到向反應(yīng)區(qū)域2中的電極組E1和E2饋電的作用。順便述及，電流通過部分3并不限于該圖所示的圓形；例如，電流通過部分3可形成為環(huán)狀或分開的形狀。
在根據(jù)以下將要描述的各個(gè)實(shí)施例的生物測(cè)定基片中，所有用于信息記錄的基片通常基本上都具有上述配置。以下省略通用基片配置部分的詳細(xì)描述，而圖2～13主要示出接線基片(或接線層)的配置。
現(xiàn)在，將基于圖2～17，描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成生物測(cè)定基片(下文中簡(jiǎn)稱為“基片”)的接線基片(或接線層)的特定實(shí)施例。
接線基片(或接線層)與上述信息記錄基片1(其上排列反應(yīng)區(qū)域2的基片)整合，形成生物測(cè)定基片。
首先，圖2是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第一實(shí)施例(1a)中接線的基本配置的平面圖。
在基片1a的中央部分配備有具有預(yù)定孔徑的圓形電流通過部分31。兩條直線饋電線41、41從該電流通過部分31延伸到基片1的外周。
雖然在圖2中有兩條饋電線41，但根據(jù)本發(fā)明，所述基片中饋電線的數(shù)量并不限于該數(shù)量(2)，而是可以根據(jù)基片上反應(yīng)區(qū)域2的排列配置或類似因素進(jìn)行適當(dāng)選擇。順便述及，饋電線的數(shù)量并不限于所示數(shù)量這一事實(shí)可以以相同方式應(yīng)用于以下各個(gè)實(shí)施例，因此下文中將省略該注釋性描述。
圖3是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第二實(shí)施例(1b)中接線的基本配置的平面圖。
在第二實(shí)施例中，曲線形饋電線42、42從位于中央的圓形電流通過部分31延伸。該曲線形饋電線42也可以適當(dāng)用于以下所述的所有實(shí)施例中。
下面，圖4是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第三實(shí)施例(1c)中接線的基本配置的平面圖。
在基片1c的中央部分配備有對(duì)分的、獨(dú)立的不相關(guān)的部分電流通過區(qū)域32、32。例如，在施加DC電場(chǎng)的情形中，在一側(cè)構(gòu)成的部分電流流過區(qū)域32可用作陽(yáng)極，而另一側(cè)的部分電流流過區(qū)域32可用作陰極，這一點(diǎn)可類似地應(yīng)用于下面所述附圖中所示的分開形式的部分電流通過區(qū)域。
單條饋電線41從每個(gè)部分電流通過區(qū)域32、32中引出。順便述及，分開的部分電流通過區(qū)域32的數(shù)量并不限于所示的數(shù)量2，可以根據(jù)目的進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。部分電流通過區(qū)域的數(shù)量并不限于所示數(shù)量這一事實(shí)在下面可以同樣方式適用，從而省略注釋性描述。
接下來，圖5是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第四實(shí)施例(1d)中接線的基本配置的平面圖。
在基片1d的中央部分配備有從上方看為環(huán)形的電流通過部分33，且兩條饋電線41、41從電流通過部分33延伸到基片的外周。
在電流通過部分33的內(nèi)部區(qū)域形成由符號(hào)5標(biāo)示的圓部分，示出其中要插入盤讀/寫器的電流通過夾(未示出)或夾具(未示出)等的一個(gè)孔(此處和下文中包括非通孔)。順便述及，還可采用這樣的結(jié)構(gòu)未在環(huán)形電流通過部分33的內(nèi)部區(qū)域上形成這種孔5。
在此，圖5中所示的標(biāo)記51是在孔5中形成的凹槽。凹槽51的作用是作為防止上述電流通過夾或夾具的位置偏離圓周方向X的定位部分。
順便述及，圖6示出基片1d改進(jìn)后的形式。在圖6所示的電流通過部分34的內(nèi)圓周部分上形成的凸起的作用是作為與上述相同的定位部分。
下面，圖7是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第五實(shí)施例(1e)中接線的基本配置的平面圖。
在基片1e的中央部分上的電流通過部分35的外形為圓形，而在基片1e的中央部分形成為等邊三角形狀的孔6。孔6的形狀使得能夠在圓周方向X上將電流夾或夾具插入孔6中(參見圖5和6)。
具有定位作用的孔6的形狀并不限于等邊三角形，并且可采用任何形狀，只要它確定了該夾具的唯一的一個(gè)插入位置?？蓱?yīng)用形狀的例子包括水滴形、心形、和三葉草形。
圖8是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第六實(shí)施例(1f)中接線的基本配置的平面圖。
在基片1f的中央部分配備有具有上述凹槽51(也可用凸起52)的孔5，并且形成外觀上分成大約為半圓形的分開獨(dú)立的部分電流通過區(qū)域36、36，從而包圍孔5。單根饋電線41從各部分電流通過區(qū)域36、36延伸到基片1f的外周。
圖9是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第七實(shí)施例(1g)中接線的基本配置的平面圖。
在基片1g的中央部分配備有具有凸起52(也可用凹槽51)的孔5，并形成就好像是環(huán)狀電流通過部分被分成三等分的分開獨(dú)立的部分電流通過部分37、37、37，從而包圍孔5。單條饋電線41從各部分電流通過區(qū)域37、37、37延伸到基片lg的外周。
下面，圖10是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第八實(shí)施例(1h)中接線的基本配置的平面圖。
基片1h包括分別從兩等分的部分電流通過部分36、36中延伸的第一接線401、401，該接線用作饋電的主線(干線)；以及從第一接線401、401分支出來的一組第二接線402，該接線延伸，在圓周方向引出圓弧。
例如，第一接線401的寬度可設(shè)計(jì)成50μm，而第二接線402的寬度可設(shè)計(jì)成5μm(后面同樣適用)。順便述及，具有凹槽51(也可用凸起52)的孔5形成在部分電流通過區(qū)域36、36的內(nèi)側(cè)。
如通過在基片1h的中央向外圈、或者從外圈向中央看第一接線401所理解的，第二接線402的一側(cè)的各端交替連接到第一接線401(401a、401b)(參見圖10)。
更具體地，第二接線4021的一端連接到第一接線401b、第二接線4022的一端連接到第一接線401a、第二接線4023的一端連接到第一接線401b、第二接線4024的一端連接到第一接線401a、而第二接線4025的一端連接到第一接線401b。按這種配置的第二接線402組從上面看是同心圓的形式(參見圖10)。
每條第二接線402各自例如連接到反應(yīng)區(qū)域2之一內(nèi)的電極E1或E2上，該反應(yīng)區(qū)域2如排列在圖10中假想線圓所指示的基片區(qū)域Y中，所述第二接線402的作用是用于在電極E1和E2上施加高頻AC電場(chǎng)、DC電場(chǎng)等的饋電線(后面同樣適用)。
順便施加，在基片徑向延伸的第一接線401可用作旋轉(zhuǎn)同步信號(hào)的基準(zhǔn)，而在圓周方向上延伸的第二接線402可用作跟蹤信號(hào)的基準(zhǔn)，這是所期望的(后面同樣適用)。
接下來，圖11是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第九實(shí)施例(1i)中接線的基本配置的平面圖。
基片1i具有四分的部分電流通過區(qū)域38、38、38、38。例如，在施加DC電場(chǎng)的情形中，部分電流通過區(qū)域38、38、38、38可在圓周方向上交替地用作陽(yáng)極、陰極、陽(yáng)極和陰極的電流通過部分。
用作饋電主線(干線)的第一接線401、401、401、401分別從部分電流通過部分38、38、38、38引出并延伸，且第二接線組402從每條第一接線401中分支并延伸，從而在圓周方向上引出圓弧。順便述及，具有凸起52(也可用凹槽51)的孔5形成在部分電流通過部分38、38、38、38的內(nèi)側(cè)。
在該基片1i中，第二接線402連接到第一接線401的配置、或第二接線402從第一接線401分支的配置與上述基片1h的情形相同；按照與圖10相同的方式，第二接線402組從上面看以同心圓的模式延伸(參見圖11)。
此外，圖11所示的基片1i中的第二接線402組從相鄰第一接線401、401交替地引出，且每條第二接線402只與一條第一接線402相連。
然后，圖12是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第十實(shí)施例(1j)中接線的基本配置的平面圖。
基片1j包括分別從兩等分的部分電流通過部分36、36中延伸的第一接線401、401，該接線用作饋電的主線(干線)；以及從第一接線401、401分支出來的一組第二接線402，以螺旋線模式延伸。順便述及，具有凹槽51(也可用凸起52)的孔5形成在部分電流通過區(qū)域36、36的內(nèi)側(cè)。
在此，通過比較圖12中所示的基片1j和圖10中所示的基片1h，可以容易地理解，基片1j中的第二接線402組交替地從第一接線401分支出來，從徑向內(nèi)側(cè)依次繪出直徑漸增的半圓，這些半圓作為整體在外觀上是螺旋形的。此外，每條第二接線402都只與一條第一接線401相連(參見圖12)。
圖13是示意地示出用于本發(fā)明的接線基片(或接線層)的第十一實(shí)施例(1k)中接線的基本配置的平面圖。
基片1k包括四條分別從四等分的部分電流通過部分38、38、38、38延伸的第一接線401、401、401、401，它們用作饋電主線(干線)?；?k還包括從第一接線401中分支出來的第二接線402組。從上面看，如圖13所示的基片1k中的第二接線402按照與上述基片1j的相同方式形成從上面看時(shí)的螺旋型。順便述及，具有凸起52(也可用凹槽51)的孔5形成在部分電流通過部分38、38、38、38的內(nèi)側(cè)。
在此，圖14示出示意性顯示將信息記錄基片(層)1和接線基片(接線層)(圖10中所示的基片1h在此用作一典型例子)整體層壓例如形成一個(gè)生物測(cè)定基片的方式。圖15是從基片(層)1的上面看到的層壓基片1和接線基片(接線層)1h情形的平面圖。
基片1上的反應(yīng)區(qū)域1以預(yù)定間隔排列，以便沿用于饋電的第二接線402定位。在圖14所示的示例中，接線基片的第二接線402以同心圓模式延伸，從而反應(yīng)區(qū)域2也以同心圓模式在基片l上排列。順便提一下，在用于饋電的第二接線像圖12和13所示的接線基片(接線層)1j和1k一樣按螺旋線模式延伸的情形中，反應(yīng)區(qū)域2也以螺旋線模式在基片1上排列。
圖16是示出饋電線與排列在反應(yīng)區(qū)域2中的相對(duì)電極E1和E2相連的一個(gè)示例的豎直截面圖。
一側(cè)電極E1與設(shè)置在下層的接線基片(接線層)如標(biāo)記1h～1k所示的一條第二接線402相連，例如在施加DC電場(chǎng)的情形中，所述電極E1被用作陽(yáng)極。另一側(cè)上的電極E2連接到從接線402(圖16中未示出)延伸出來的輔助接線403，接線402與上述第二接線相鄰、并在其外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)，并且例如在施加DC電場(chǎng)的情形中，所述電極E2被用作陰極。
此外，可提供多個(gè)接線層。例如，如圖17所示，可采用一種配置，其中預(yù)先提供兩個(gè)接線基片(接線層)，將配備有反應(yīng)區(qū)域2的基片1夾在中間，上層中接線基片(接線層)的一條第二接線402與面向反應(yīng)區(qū)域2的上面電極E11相連，而下層中接線基片(接線層)的一條第二接線402與置于反應(yīng)區(qū)域2下表面的電極E12相連。從而使電極E12與電極E11相對(duì)。
然后，下層接線基片(接線層)的一條第二接線402可與反應(yīng)區(qū)域2下表面上的另一個(gè)電極E21相連，而上層接線基片(接線層)的一條第二接線402可與電極E22(置于反應(yīng)區(qū)域2上表面)相連，該電極E22用于和電極E21構(gòu)成相對(duì)電極對(duì)。
通過采用這種接線連接配置，高頻AC電場(chǎng)、DC電場(chǎng)等可施加在保留或保存于例如電極E11和E12之間、或電極E21和E22之間的反應(yīng)區(qū)域2的介質(zhì)(未示出)上。順便提一下，圖17中的標(biāo)記6表示層壓在基片1上的一個(gè)基片。
例如，在通過稱為電介質(zhì)遷移的電動(dòng)效應(yīng)來拉伸或遷移介質(zhì)中的核酸分子的情形，優(yōu)選采用在保留或保存于反應(yīng)區(qū)域2中的介質(zhì)上施加電場(chǎng)。
順便提一下，作為與每條第二接線402相連的主線的第一接線401從接線層伸出，以便于面向基片中央的電流通過部分(31～38)，并連接到在其伸出接線端部(未示出)上的電流通過部分。
多個(gè)接線層中至少一層可由整個(gè)表面上均勻的電極層(未示出)組成，并且多個(gè)接線層中至少一層可覆蓋有一絕緣層。順便提一下，可采用SiO2、TiO2等的氧化層作為絕緣層。
此外，在排列于基片之上的反應(yīng)區(qū)域2中進(jìn)行的諸如雜交的相互作用可采用已知的光學(xué)或分光鏡裝置來檢測(cè)。在該情形中，位于用來讀取(用來檢測(cè))的具有預(yù)定波長(zhǎng)的激發(fā)光束(例如熒光激發(fā)光束)P入射一側(cè)的接線層由對(duì)激發(fā)光束波長(zhǎng)區(qū)域中的射線透明或半透明的絕緣層組成。
工業(yè)適用性本發(fā)明可用作DNA芯片等的生物測(cè)定基片，尤其是盤形生物測(cè)定基片，該基片中排列了多個(gè)具有電極的反應(yīng)區(qū)域基片。
根據(jù)本發(fā)明的生物測(cè)定基片，在將具有電極的反應(yīng)區(qū)域排列在盤形基片的情形中，與電極相連的饋電線可在基片上有序并高密度地排列，從而使反應(yīng)區(qū)域的排列密度不論在基片的內(nèi)圓周和外周之間的任何位置都是均勻的并且更較高，并可減小接線電阻。
此外，根據(jù)在本發(fā)明的生物測(cè)定基片中采用的接線配置，不論哪種電極排列配置，都能安全地向反應(yīng)區(qū)域中提供的電極饋電，可提高設(shè)計(jì)中的自由度。
此外，置于盤形基片上的饋電線也可用作旋轉(zhuǎn)同步信號(hào)的基準(zhǔn)或跟蹤信號(hào)的基準(zhǔn)，該信號(hào)在讀取記錄信息時(shí)使用。結(jié)果，可消除向基片提供用于獲取信號(hào)的專用信號(hào)或標(biāo)記，諸如凹點(diǎn)組、條形碼組等的需要，從而使基片的配置得以簡(jiǎn)化。
權(quán)利要求
1.一種盤形生物測(cè)定基片，具有以下結(jié)構(gòu)，排列了用作物質(zhì)間相互作用的場(chǎng)所的多個(gè)反應(yīng)區(qū)域，并在所述反應(yīng)區(qū)域中提供電極，其中饋電線從在所述基片的中央部分提供的電流通過部分延伸，并與所述電極相連。
2.如權(quán)利要求1所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述饋電線各自包括從所述電流通過部分向外周側(cè)延伸的第一接線，以及從所述第一接線中分支并引出的第二接線。
3.如權(quán)利要求2所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述第一接線從所述電流通過部分徑向延伸。
4.如權(quán)利要求2所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述第一接線以直線和/或曲線形式延伸。
5.如權(quán)利要求2所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，提供了多條所述第一接線。
6.如權(quán)利要求2所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述第一接線在圓周方向延伸。
7.如權(quán)利要求2所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述第二接線以同心圓或螺旋線的形式延伸。
8.如權(quán)利要求5所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述第二接線交替地從所述相鄰第一接線中引出。
9.如權(quán)利要求5所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述第二接線各自與一條第一接線相連。
10.如權(quán)利要求2所述的生物測(cè)定基片，所述的基片包括與多條所述第一接線相連的所述第二接線。
11.如權(quán)利要求2所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述第一接線用作旋轉(zhuǎn)同步信號(hào)的基準(zhǔn)。
12.如權(quán)利要求2所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述第二接線用作跟蹤信號(hào)的基準(zhǔn)。
13.如權(quán)利要求1所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述電流通過部分由單個(gè)電流通過區(qū)域組成。
14.如權(quán)利要求1所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述電流通過部分是圓形或環(huán)形等。
15.如權(quán)利要求1所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述電流通過部分被分成多個(gè)獨(dú)立的部分電流通過區(qū)域。
16.如權(quán)利要求14所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，至少一條第一接線從每個(gè)所述部分電流通過區(qū)域延伸。
17.如權(quán)利要求14所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述第二接線交替地從相鄰第一接線引出。
18.如權(quán)利要求1所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，孔形成于所述電流通過部分的中央部分中。
19.如權(quán)利要求18所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述的孔上有用于對(duì)要插入所述孔的電流夾和/或夾具進(jìn)行圓周方向定位的部分。
20.如權(quán)利要求19所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述的定位部分是在所述孔中形成的凹槽或凸起。
21.如權(quán)利要求18所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，要插入所述孔的電流夾和/或夾具在圓周方向的位置或多個(gè)位置根據(jù)所述孔的形狀來確定。
22.如權(quán)利要求1所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述饋電線通過使用多個(gè)接線層來形成。
23.如權(quán)利要求22所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，在所述多個(gè)接線層中延伸的所述饋電線伸出，面向所述電流通過部分，且所伸出的接線端部與所述電流通過部分相連。
24.如權(quán)利要求22所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述多個(gè)接線層的至少一層由在整個(gè)區(qū)域上均勻的電極層組成。
25.如權(quán)利要求22所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述多個(gè)接線層的至少一層覆蓋有一絕緣層。
26.如權(quán)利要求25所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述絕緣層是氧化物層。
27.如權(quán)利要求22所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，位于用來讀取所述相互作用的激發(fā)光束入射一側(cè)的所述接線層由對(duì)激發(fā)光束波長(zhǎng)區(qū)域中的射線透明或半透明的導(dǎo)電薄膜組成。
28.如權(quán)利要求27所述的生物測(cè)定基片，其特征在于，所述導(dǎo)電薄膜可由選自ITO薄膜、π電子系統(tǒng)導(dǎo)電聚合物膜、以及厚度不超過50μm的金屬薄膜的薄膜組成。
全文摘要
設(shè)計(jì)了一種接線結(jié)構(gòu)，用于向排列在基片上的多個(gè)反應(yīng)區(qū)域所提供的電極可靠地饋電，而不管是哪種電極排列結(jié)構(gòu)。盤形生物測(cè)定基片具有這種結(jié)構(gòu)，其中排列了用作物質(zhì)間相互作用的場(chǎng)所的多個(gè)反應(yīng)區(qū)域(2)，并在反應(yīng)區(qū)域(2)中提供電極(E)。用于連接在基片(1)的中央提供的充電部分(例如部分(36))和反應(yīng)區(qū)域(2)的電極(E1、E2)的饋電線(401、402)完全置于基片上。
文檔編號(hào)B01L3/00GK1867830SQ200480030090
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月11日
發(fā)明者由尾啟 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社