有構圖薄層的微陣列基底，含該基底的微陣列及其制備法制造技術

本發明專利技術提供了在基底上具有構圖薄層的微陣列基底。在該微陣列基底中，基底的反射率不同于薄層材料的反射率，并且所述構圖薄層包含具有一定厚度的點樣區和具有一定厚度的背景區，從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述厚度的點樣區發生相長干涉，從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述厚度的背景區發生相消干涉。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及在光學檢測過程中具有點樣信號與背景信號的高比例的微陣列基底(microarray substrate)、包含該微陣列基底的微陣列以及制備該微陣列基底和微陣列的方法。
技術介紹
在微陣列的光學分析方法中，常規采用的基底不進行表面處理，或者經常采用光柵以增加預獲得的信噪比(在本文中，也稱作“SNR”)。例如，US6,483,096提供了一種增加SNR的方法，該方法通過采用圓形光柵結構將激發光和發射光分離。然而，在這種常規方法中，要花費許多開支以形成光柵，并將發射光作為強度相當低的導向光(guided light)進行測定。因此，仍然存在改進SNR的需要。當為解決上述問題而進行深入地研究時，本專利技術人出乎意料地發現了具有一特定厚度的氧化物層可增加光信號的強度并且具有另一特定厚度的氧化物層可削弱光信號的強度。基于該事實發現，可使微陣列的點樣區(spotregion)具有發生相長干涉(constructive interference)的薄層圖形(thin layerpattern)，并可使背景區具有發生相消干涉(destructive interference)的薄層圖形，從而提高由微陣列產生的光信號的靈敏度。
技術實現思路
本專利技術提供了用于制備微陣列的微陣列基底，其在光學檢測過程中可增加點樣信號與背景信號的比值。本專利技術也提供了可在光學檢測過程中增加點樣信號與背景信號比值的微陣列。本專利技術也提供了用于制造微陣列的微陣列基底的制備方法，該微陣列在光學檢測過程中可增加點樣信號與背景信號的比值。本專利技術也提供了在光學檢測過程中可增加點樣信號與背景信號比值的微陣列的制備方法。根據本專利技術的一個方面，提供了在基底上具有構圖薄層(patterned thinlayer)的微陣列基底，其中，所述基底具有不同于薄層材料的反射率，并且所述構圖薄層包含具有一定厚度的點樣區和具有一定厚度的背景區，從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述點樣區厚度發生相長干涉，從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述背景區厚度發生相消干涉。根據本專利技術的另一方面，提供了含有本專利技術微陣列基底的微陣列。根據本專利技術的另一方面，提供了制備本專利技術的微陣列基底的方法，該方法包括在基底上涂敷具有不同于基底的反射率的薄層材料以形成薄層；對薄層進行構圖(patterning)從而形成具有一定厚度的點樣區和具有一定厚度的背景區，從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述厚度的點樣區發生相長干涉，所述從基底反射的照射激發光的第一反射光和所述從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述厚度的背景區發生相消干涉。根據本專利技術的另一方面，提供了權利要求8的微陣列的制備方法，該方法包括在基底上涂敷具有不同于基底的反射率的薄層材料以形成薄層；對薄層進行構圖從而形成具有一定厚度的點樣區和具有一定厚度的背景區，從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述厚度的點樣區發生相長干涉，從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述厚度的背景區發生相消干涉；以及在所述點樣區上固定生物分子。附圖說明參照附圖，通過詳細描述本專利技術實施例，本專利技術的上述以及其它特征和優勢將會變得更加明顯，其中圖1是本專利技術微陣列基底或微陣列的示意圖；圖2是圖1的微陣列基底或微陣列的平面圖； 圖3顯示出當氧化物層厚度為500時氧化物層圖形對熒光強度的影響；圖4顯示出當氧化物層厚度為1000時氧化物層圖形對熒光強度的影響；圖5顯示出當氧化物層厚度為1500時氧化物層圖形對熒光強度的影響；圖6顯示出當氧化物層厚度為2000時氧化物層圖形對熒光強度的影響；以及圖7顯示出當氧化物層厚度為1000時氧化物層圖形對微陣列的熒光強度的影響。具體實施例方式本專利技術提供了在基底上具有構圖薄層的微陣列基底，其中，所述基底具有不同于薄層材料的反射率，并且所述構圖薄層包含具有一定厚度的點樣區和具有一定厚度的背景區，從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述厚度的點樣區發生相長干涉，從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述厚度的背景區發生相消干涉。在本專利技術中，所述基底為任何可被用作層的材料，包括聚合物、金屬、陶瓷(ceramics)、氧化物等。陣列形成于所述基底表面上或由其支撐。所述基底可以為無機材料、有機材料、組合物或聚合物。所述基底的例子包括，但不局限于，玻璃、硅晶片、熔融石英、金、銀、銅、鉑、聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸酯)和聚碳酸酯。所述基底的表面可以被修飾，并且可在被修飾表面和陣列元件間發生吸收、化學反應或物理作用，其可以支持、促進或催化陣列的形成。在本專利技術中，薄層由能在特定波長發射出光的任何材料組成。薄層材料的例子包括，但不局限于，各種金屬氧化物如二氧化硅(SiO2)、玻璃、陶瓷、云母(mica)、Al2O3、TiO2、ITO、聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸酯)和聚碳酸酯。對薄層進行構圖以便包括具有一定厚度的點樣區和具有一定厚度的背景區，從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述厚度的點樣區發生相長干涉，從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述厚度的背景區發生相消干涉。如這里所使用的，術語“點樣區”指固定有生物分子的區域，如在一般的生物分子微陣列中所使用的。術語“背景區”指未固定生物分子的區域，或者盡管它們被固定，當它們與目標分子結合后，在檢測過程中未被檢測到。點樣區的厚度是指從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光發生相長干涉的厚度。這種相長干涉放大了由點樣區產生的光信號。因此，在本專利技術中，“發生相長干涉的厚度”不是一個特定數值而是某個厚度范圍，第一反射光和第二反射光在此范圍中相互補充以增加強度。類似地，在本專利技術中，術語“發生相消干涉的厚度”不是一個特定數值而是某一厚度范圍，第一反射光和第二反射光在此范圍中被抵消。薄層表面可以被修飾并且可以在被修飾表面和陣列元件之間發生吸收、化學反應或物理作用，其可以支持、促進或催化陣列的形成。在本專利技術中，基底的反射率大于薄層的反射率，并且在下述條件下發生相長干涉，其中，第一反射光和第二反射光的光程差2nsin θd如下2nsinθd＝(2m+1)λ/2(m＝0，1，2，3，...)在公式1中，d為點樣區的厚度，n為反射率，θ為入射光的入射角，λ為波長。根據公式1，當第一反射光和第二反射光的光程差為半波長的奇數倍時，發生相長干涉。如果波長λ為532nm，反射率n為1.462，入射角θ為90°，當點樣區的厚度d為91nm、273nm等時發生相長干涉。在下述條件下發生相消干涉，其中，第一反射光和第二反射光的光程差2nsinθd如下2nsinθd＝2mλ/2(m＝0，1，2，3，...)如果波長λ為532nm，反射率n為1.462，入射角θ為90°，當間隔區域的厚度d為0nm、182nm等時發生相消干涉。在本專利技術的一種實施例中，基底為硅或玻璃并且構圖薄層為二氧化硅(本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微陣列基底，在基底上具有構圖薄層，其中，所述基底具有不同于薄層材料的反射率，并且所述構圖薄層包含具有一定厚度的點樣區和具有一定厚度的背景區，從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述厚度的點樣區發生相長干涉，從基底反射的照射激發光的第一反射光和從薄層反射的照射激發光的第二反射光在所述厚度的背景區發生相消干涉。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：沈儲暎，南宮智娜，黃奎淵，
申請(專利權)人：三星電子株式會社，
類型：發明
國別省市：KR[韓國]