[发明专利]具有提高的信噪比和探测灵敏度的低聚物探针阵列及其制造方法

说明书

技术领域

本公开涉及一种低聚物探针阵列，更具体，涉及一种具有提高的信噪比(下面，称为“SNR”)和探测灵敏度的低聚物探针阵列及其制造方法。

背景技术

低聚物探针阵列是已被广泛地用于基因表达谱、基因分型、诸如单个-核苷酸多态(SNP)的突变或多态的探测、蛋白质或缩氨酸分析、潜在药物筛选、新药物的研制和制备等的工具。

当前可广泛地利用的低聚物探针阵列包括通过使用光(例如，UV)照射，激活衬底的预定区域，然后在光激活区中原地合成低聚物探针而制造的多个探针单元阵列。

但是，当为低聚物探针的原地合成重复光刻工序时，可以引起掩模未对准，或可能从衍射光产生杂散光，由此导致激活衬底的某些不希望的区域，因此，在该不希望的区域中形成低聚物副产物。这种非特定的低聚物形成在用于具有低聚物探针的目标样品的杂化(hybridization)的数据分析中引起低SNR，这致使准确的数据分析变得困难。

其间，因为基于低聚物探针阵列的分析从基因级向下转移到核苷酸(DNA的最小单元)级，探针单元的设计规则被减小超过几十μm至几μm。因此，对于数据分析的精确度的SNR的效果显著地增加。

在当前可用的低聚核苷酸(“低聚物”)探针阵列中，为了保证最小的探测灵敏度，0.01-1毫微摩尔(fetomole)的低聚核苷酸探针被耦合到10-100μm的每个光激活区。但是，如果探针单元的设计规则被减小到小于1μm，那么低聚核苷酸探针之间的间距约为4nm，因此，在每个光激活区中存在少量(约0.1阿托摩尔(attomole))的低聚核苷酸探针。这种少量的低聚核苷酸探针的使用使之难以保证分析需要的绝对最小探测灵敏度。

发明内容

根据本发明的至少一个示例性实施例，一种低聚物探针阵列包括一衬底、在衬底上或在衬底中形成的多个探针单元有源区，该多个探针单元有源区的每一个具有三维表面并与具有其自己序列(sequence)的至少一个低聚物探针耦合、以及限定探针单元有源区并且没有与表面上的低聚物探针耦合的官能团的探针单元隔离区。

根据本发明的至少一个示例性实施例，一种制造低聚物探针阵列的方法包括，提供一衬底、在该衬底上或衬底中形成具有三维表面的多个探针单元有源区，多该个探针单元有源区被探针单元隔离区限定，没有用于耦合低聚物探针的官能团、以及将该低聚物探针耦合到多个探针单元有源区，以便每个探针单元有源区耦合具有其自己序列的至少一个低聚物。

附图说明

通过参考附图详细描述其示例性实施例，将更加明白本发明的上述及其他特点和优点。

图1A和1B是根据本发明的至少一个实施例的低聚物探针阵列的探针单元有源区的布图。

图2至5图示了根据本发明的根据一个实施例，包括在衬底上具有三维表面的多个探针单元有源区的低聚物探针阵列的剖面图。

图6至9图示了根据本发明的另一实施例，包括多个探针单元有源区的低聚物探针阵列的剖面图，该探针单元有源区具有由通过衬底的局部氧化形成的LOCOS(硅的局部氧化)氧化层形成的三维表面。

图10至13图示了根据本发明的再一实施例，在衬底中包括具有三维表面的多个沟槽型探针单元有源区的低聚物探针阵列的剖面图。

图14至17是中间结构的剖面图，图示了制造如图2所示的低聚物探针阵列的方法。

图18和19是中间结构的剖面图，图示了制造如图2所示的低聚物探针阵列的另一方法。

图20至23是中间结构的剖面图，图示了制造如图3所示的低聚物探针阵列的方法。

图24是中间结构的剖面图，图示了制造如图4所示的低聚物探针阵列的方法。

图25是中间结构的剖面图，图示了制造如图5所示的低聚物探针阵列的方法。

图26和27是中间结构的剖面图，图示了制造如图6所示的低聚物探针阵列的方法。

图28和29是中间结构的剖面图，图示了制造如图10所示的低聚物探针阵列的方法。

具体实施方式

通过参考示例性实施例的以下详细描述和附图可以更容易地理解本发明的实施例的特点和实现本发明的方法。但是，本发明的实施例可以以许多不同的形式体现，不应该被为是限于在此阐述的实施例。在附图中，公共的参考数字指相同的元件。

图1A和1B是根据本发明的至少一个实施例的低聚物探针阵列的探针单元有源区的布图。