[发明专利]使用图案化疏水性表面进行的自组装图案化

说明书

本文提供的实施方案涉及制备包括例如用于数字射流装置的图案化流动池或图案化表面的用于测序应用的图案化表面的自组装方法。该方法利用光刻术以产生具有由疏水性间隙区分隔的多个微米尺度或纳米尺度轮廓的图案化表面并且在光刻术工艺期间不需要氧等离子体处理。此外，该方法避免在沉积凝胶材料至轮廓之后使用任何化学或机械抛光步骤。

背景技术

一般而言，本公开涉及光刻术图案化工艺领域，以产生用于多核苷酸测序应用的微图案化或纳米图案化的表面。更具体地，本申请涉及制备用于流动池或数字射流装置的图案化表面的自组装方法。

发明概述

流动池是允许流体流过基板内的通道或孔的装置。在核酸分析方法中有用的图案化流动池包括在惰性间隙区内具有活性表面的离散孔。流动池的表面通常使用以下步骤制造：(1)孔最初被蚀刻成均匀的基板；(2)孔和间隙区用硅烷和凝胶材料官能化；(3)经由抛光工艺去除覆盖间隙区的过量凝胶材料；以及(4)然后用单链引物DNA对孔中的凝胶材料进行接枝，用以为下游测定应用提供流动池表面。在这种情况下，一些凝胶材料在制造工作流的抛光步骤中被浪费。此外，间隙区的表面能很大程度上取决于起始基板。

实施方案涉及制备用于测序应用的图案化表面的自组装方法。图案化表面可包括，例如用于数字射流装置的图案化流动池或图案化表面。在一些实施方案中，该方法利用光刻术来创建具有由疏水性间隙区分隔的多个微米尺度或纳米尺度轮廓的图案化表面，同时在光刻胶沉积之前，消除对氧等离子体表面或其它处理的需要。此外，一些实施方案避免在凝胶材料沉积在轮廓上方之后使用化学或机械抛光步骤。

本文所述的一些实施方案涉及通过以下步骤制备具有凝胶涂覆的轮廓的图案化表面的方法：提供包括表面的固体支撑物，所述表面包括连续的疏水性涂覆层；在固体支撑物的疏水性涂覆层上配置光刻胶以覆盖疏水性涂覆层；和通过光刻术(或本领域已知的和/或本文所述的其它适合的方法)图案化光刻胶层以在表面形成微米尺度或纳米尺度轮廓；和在微米尺度或纳米尺度轮廓内沉积凝胶材料层，其中凝胶材料能够共价键合至寡核苷酸。在一些实施方案中，微米尺度或纳米尺度轮廓通过蚀刻掉疏水性涂覆层的部分而形成。在一些实施方案中，微米尺度或纳米尺度轮廓通过包括疏水性涂覆层的疏水性间隙区彼此分隔开。在一些实施方案中，至少一部分的微米尺度或纳米尺度轮廓不含疏水性涂层。在一些实施方案中，该方法不需要在配置光刻胶之前对表面进行等离子体表面改性处理(如，清除浮渣或氧等离子体处理、电晕处理、加热、化学或液体活化或用于增加表面能和改善粘合特性的其它处理)。在某些实施方案中，轮廓是孔。

本文所述的一些实施方案涉及制备用于分析应用的图案化表面的方法，该方法包括：提供包括表面的固体支撑物，所述表面包括连续的疏水性涂覆层；在固体支撑物的疏水性涂覆层上配置光刻胶以覆盖疏水性涂覆层；由光刻术(或其它适合的方法)图案化光刻胶层以在由疏水性间隙区分隔的表面上形成微米尺度或纳米尺度轮廓；去除光刻胶；并涂敷粘合材料层诸如硅烷层至表面，以覆盖至少一部分的轮廓和一部分的疏水性间隙区。在一些实施方案中，该方法还包括共价附接凝胶材料至粘合材料层诸如硅烷层。在一些实施方案中，该方法还包括共价附接寡核苷酸至凝胶材料。在一些实施方案中，该方法还包括非共价附接凝胶材料至粘合材料层诸如硅烷层。在一些实施方案中，该方法包括涂敷凝胶材料层至结合材料层或硅烷层。

本文所述的一些实施方案涉及制备用于分析应用的图案化表面的方法，该方法包括：提供包括表面的固体支撑物，该表面包括连续的疏水性涂覆层；在固体支撑物的疏水性涂覆层上配置光刻胶以覆盖疏水性涂覆层；由光刻术(或其它适合的方法)图案化光刻胶层以在由疏水性间隙区分隔的表面上形成微米尺度或纳米尺度轮廓；涂敷硅烷层至表面以覆盖至少一部分的轮廓和一部分的疏水性间隙区；以及共价附接凝胶材料至结合材料层或硅烷层。在一些实施方案中，该方法还包括去除光刻胶以暴露疏水性间隙区中的疏水性层。

在一些实施方案中，粘合材料将凝胶材料共价或非共价地粘附到疏水性涂覆层和/或固体支撑物。在一些实施方案中，凝胶材料共价结合至粘合材料，如硅烷。