[发明专利]用于生产微颗粒的方法

说明书

本申请涉及微颗粒、特别是硅微颗粒，和涂覆它们的方法。

简介

几篇公开物(例如欧洲专利EP1276555B1)描述了使用基于晶片的微制造技术制造微颗粒、特别是硅微颗粒。然后，可以使用本领域已知的技术将生物探针、例如抗体或核酸附着至这些微颗粒，然后微颗粒可用于检测样品中的靶分析物。

然而，当把荧光探针(通常是在5’末端以FAM荧光团标记的ssDNA探针)附着于硅微颗粒的表面并使用Cy5标记的互补靶标进行随后的杂交检验时，荧光团在杂交前在FAM波道或者在杂交后在Cy5波道均不显示任何荧光信号。

经研究之后发现这是由于在部分反射性硅微颗粒表面上发生的破坏性光干扰引起的。在数篇科学出版物中描述了该现象(Bras，M.，et al.，Optimisation of a silicon/silicon dioxide substrate for a fluorescence DNA microarray.Biosensors & bioelectronics，2004.20(4)：p.797-806；Volle，J.N.，et al.，Enhanced sensitivity detection of protein immobilization by fluorescent interference on oxidized silicon.Biosensors and Bioelectronics，2003.19(5)：p.457-464)。在任何反射性的材料上都将在一定程度上观察到这一现象。

上述科学出版物建议添加优化厚度的氧化物层以从表面除掉荧光团，并将该效应逆反为建设性光干扰，建设性光干扰显示并潜在地扩大荧光信号。可以将类似的方法应用于除了硅之外的作为基底的其它材料，即添加具有合适厚度的透明层(二氧化硅、氮化硅等)。

抛光的硅晶片(或SOI(绝缘体上硅)晶片)的反射系数在500-700nm波长范围内是大约35％-40％。这意味着在该范围内发生显著的光干扰，该范围包括常见的荧光标记物例如FAM、Cy3和Cy5。干扰效应取决于将荧光标记物与硅的反射表面分离开的层(在该情况下是氧化物)的厚度。在特定的情况下，干扰能使荧光信号完全消退，而在其它情况下，干扰能够强烈增强信号。干扰可以是破坏性的或建设性的，由层的厚度、层的折射率、光的波长和其入射角决定。例如，在准垂直入射时，由基底镜面反射的光束的建设性光干扰在电磁场“波腹”位置处是最大的，所述“波腹”周期性地位于距离基底d_an＝(2k+1))λ_eff/4处；其中k是正整数，λ_eff是光在传播介质中的波长。因此，对于k＝0，对于常见的Cy5荧光标记物，d_an＝λ_eff/4＝λ_Cy5/n_氧化物/4＝654/1.45/4＝113nm，其中λ_Cy5是吸收峰值与发射峰值之间的平均值，n_氧化物是二氧化硅的折射率。因此，为了达到最大的建设性光干扰，层需要具有大约113nm的厚度。同样的推理适用于任何其它荧光标记物。

上述科学出版物描述了在硅基底顶部添加氧化物层的方法。然而，那些方法仅适用于能容易操作并且已经处于其最终形式的大的基底。对于微米范围、通常为1至300微米的小的微颗粒，例如本文涉及的那些，这些方法不容易适用。通常而言，此类小的微颗粒是作为粉末、在悬浮液中或暂时系于较大的基底而“成批”被操作的，现有技术中公开的方法没有教导如何在这样的条件下进行所需的步骤。

通过使用基于晶片的微制造技术而制造微颗粒是本领域熟知的。这些技术通常使用具有绝缘层的特定的晶片(SOI晶片)。可以在顶部设备层中构建微颗粒，然后通过刻蚀掉埋藏的绝缘层而释放。例如，WO2009/014848、WO 07/081410、GB2306484、US2003/203390、EP 1018365和EP 2113301描述了具有多种形状和结构的多种类型(一般性编码)的微颗粒的制造。

然而，本领域需要一种实现添加基本上透明的层的制造技术，所述层将对如上所述的阳性干扰的构建作出贡献。当构成该透明层的材料与用作绝缘层(SOI晶片中埋藏的绝缘层)的材料相同时，添加透明层的问题是特别突出的，因为当刻蚀掉绝缘层时(通常是在溶液或在HF(氢氟酸溶液)的蒸气中进行)，此类附加层将部分或全部被移除。