JP2003511654A - Structured reaction substrate and method for producing the same - Google Patents

Abstract

The invention relates to a reaction substrate (20) comprised of a base part (10) and of a flexible compartment layer (21) which is made of a polymer material and which is provided with predetermined compartment structures (30) for forming sample compartments. According to the invention, the polymer material is a viscoelastic polymer composition (e.g. silicone rubber) which has an inherent adhesive property with regard to substrates made of glass, plastic, metal or of semiconductors. The invention also relates to a tool for producing the reaction substrate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は、多数の相互に分離されたサンプルキャリアの収容および／またはマ
ニピュレーションのための反応基体であって、殊に顕微鏡的に小さいサンプルキ
ャリア量を形成する反応基体、該反応基体の製造のための方法および工具ならび
にまた該反応基体の使用に関する。The present invention relates to a reaction substrate for accommodating and / or manipulating a large number of sample carriers which are separated from one another, in particular a reaction substrate forming a microscopically small sample carrier volume, for producing said reaction substrate. And the use of the reaction substrate.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

生化学、医学および遺伝子工学の場合には、多数のサンプルキャリアのマニピ
ュレーティング、監視および／または分析のための方法に対する広い需要が存在
する。高い処理量を有するテスト方法（いわゆるハイ・スループット・スクリー
ニング、ＨＴＳ）が開発されており、この方法の場合には、数千のサンプルキャ
リアが高度に平行して、例えば単離されて培養されるか、または所定の処理が施
される。この方法は、多くのサンプルキャリアコンパートメントを有する特別に
適合された反応基体もしくは−容器で実施され、この支持体もしくは−容器は、
多くの要求を満足させなければならない。該反応基体は、例えば、迅速かつ平行
なサンプルキャリア装填、反応中のサンプルキャリアの監視および反応後のサン
プルキャリアのさらなる利用可能性を保証しなければならず、かつ、それぞれの
反応に対して不活性でなければならない。生化学の知識の進歩およびバイオテク
ノロジーおよび組み合わせの化学からの方法の改善に付随して、できるだけ多数
のできるだけ小さなサンプルキャリア容量が平行して処理され、即ち、操作され
、制御され、かつ測定することができるという要求が生じる。最近、最新の（蛍
光）スクリーニング技術を基礎にして１日当り１０^３から１０⁵個のサンプルキ
ャリアを必要な量で、例えば１０^−６から１０^−１０ｌで特性決定することがで
きる。サンプルキャリア処理量を高めるため、支持体の消費量の減少させるため
、かつ、場所的な理由からサンプルキャリアコンパートメントの小型化が求めら
れる。これに伴い、各サンプルキャリアのためのコンパートメント化を伴った反
応基体への要求も直接、著しく高まる。このことは、殊に利用可能なコンパート
メント数、小型化の潜在性、簡単な操作および費用ないし再使用可能性に関連し
て有効である。In the case of biochemistry, medicine and genetic engineering, there is a wide demand for methods for manipulating, monitoring and / or analyzing large numbers of sample carriers. High throughput test methods (so-called high throughput screening, HTS) have been developed in which thousands of sample carriers are highly parallel, eg isolated and cultured. Alternatively, a predetermined process is performed. The method is carried out on a specially adapted reaction substrate or-container having a number of sample carrier compartments, the support or-container being
Many requirements have to be met. The reaction substrate has to ensure, for example, rapid and parallel sample carrier loading, monitoring of the sample carrier during the reaction and further availability of the sample carrier after the reaction, and is incompatible for each reaction. Must be active. Accompanied by advances in biochemistry knowledge and improvements in methods from biotechnology and combinatorial chemistry, as many sample volumes as possible and as small as possible are processed, ie, manipulated, controlled and measured in parallel. The demand arises that Recently, based on state-of-the-art (fluorescent) screening techniques, 10 ³ to 10 ⁵ sample carriers per day can be characterized in the required quantity, for example 10 ⁻⁶ to 10 ⁻¹⁰ l. In order to increase the throughput of the sample carrier, to reduce the consumption of the support, and for reasons of location, it is required to downsize the sample carrier compartment. Along with this, the demands on the reaction substrate with compartmentalization for each sample carrier also increase significantly directly. This is particularly relevant in relation to the number of available compartments, the potential for miniaturization, easy operation and cost or reusability.

【０００３】 例えば化学的もしくは分子生物学的な課題の解決のための、蛍光−、発光−も
しくはシンチレーション測定の場合の使用のための顕微鏡的に小さい構造を有す
るサンプルキャリア担体もしくは反応基体は、自体公知である。ＤＥ−ＯＳ１９
７１２４８４、ＥＰ１３１９３４、ＵＳ５４１７９２３およびＵＳ５４８７８７
２には、構造化されたマイクロプレートの形の反応基体が記載されており、この
場合、該反応基体は、それぞれ平面的に配置され、片面が開放された多数のサン
プルキャリアコンパートメントを形成している。フィルター膜を有するマイクロ
プレートが、ＥＰ４０８９４０に記載されている。このマイクロプレートは、そ
の複雑な構造ゆえに製造ならびに清浄化について不利である。利用可能なコンパ
ートメント数が限定されている。Sample carrier carriers or reaction substrates with microscopically small structures for use in the case of fluorescence-, luminescence- or scintillation measurements, eg for solving chemical or molecular biological problems, are themselves It is known. DE-OS19
712484, EP131934, US5417923 and US548787.
2 describes reaction substrates in the form of structured microplates, in which the reaction substrates are each arranged in a plane and form a number of sample carrier compartments open on one side. There is. Microplates with filter membranes are described in EP408940. This microplate has manufacturing and cleaning disadvantages due to its complex structure. Limited number of available compartments.

【０００４】 さらに別のマイクロ構造化された反応基体は、ＷＯ９５／０１５５９に記載さ
れている。半導体材料またはプラスチックからなる該反応基体の上面にエッチン
グによって凹所が形成されており、該凹所の底は、下面に向かって少なくとも部
分的に多孔質である。この反応基体によって確かに両面からの検査が可能になっ
たが、しかしながら、各凹所の製造の再現可能性および反応基体の操作可能性に
関して欠点を有している。凹所のマスクが備えられている場合には、該カバーは
、特に機械的に挟んで固定されるか、接着されるか、または結合されなければな
らない。Yet another microstructured reaction substrate is described in WO 95/01559. A recess is formed in the upper surface of the reaction substrate made of a semiconductor material or plastic by etching, and the bottom of the recess is at least partially porous toward the lower surface. This reaction substrate did allow inspection from both sides, however, it has drawbacks with respect to the reproducibility of the production of each recess and the manipulability of the reaction substrate. If a recessed mask is provided, the cover must be mechanically pinched, glued or bonded, in particular.

【０００５】 ＤＥ−ＯＳ１９７５２０８５から、多数のサンプルキャリアの検鏡化の検査の
ための簡単に製造可能な反応基体が公知であり、該反応基体は、射出成型技術お
よび／またはホットスタンピングによって形成されたサンプルキャリアコンパー
トメントを有する支持体を有している。この反応基体の欠点は、サンプルキャリ
アコンパートメントが解放されている側の支持体の片面でしか検鏡下での検査を
実施することができないことである。そのうえ、この反応基体は、ＨＴＳ方法に
は一般的に使用不可能である。From DE-OS 19752085 is known a readily manufacturable reaction substrate for the examination of the microscopic examination of a large number of sample carriers, said reaction substrate being formed by injection molding techniques and / or hot stamping. It has a support with a sample carrier compartment. The disadvantage of this reaction substrate is that the examination under the microscope can only be carried out on one side of the support on the side where the sample carrier compartment is open. Moreover, this reaction substrate is generally unusable for HTS processes.

【０００６】 ＷＯ９９／１９７１７からマイクロシステムの構造が公知であり、該構造の場
合には少なくとも１つの可撓性の、微小構造化されたフィルムが積層物として固
い担体の間に配置されている。該フィルムは、使用に応じて形成された微小構造
を有しており、該微小構造中に場合によっては電極が組み込まれており、かつ、
該微小構造は、該担体との共同作用で液体サンプルキャリアのためのコンパート
メントを形成する。この積層技術は、この場合にも欠点であり、それというのも
、担体とフィルムとの結合のための特別な措置を講じなければならず、この措置
によってサンプルキャリアの操作またはサンプルキャリア自体が影響を受ける。The structure of microsystems is known from WO 99/19717, in which case at least one flexible, microstructured film is arranged as a laminate between rigid carriers. The film has a microstructure formed according to use, an electrode is optionally incorporated in the microstructure, and
The microstructure cooperates with the carrier to form a compartment for a liquid sample carrier. This laminating technique is again a drawback, because special measures must be taken for the bonding of the carrier and the film, which influences the operation of the sample carrier or the sample carrier itself. Receive.

【０００７】 類似の構造がＥＰ３２４１５３に記載されている。この場合には殊に特定の微
小構造が備えられたフォトポリマーが層状に固い担体上に積層される。この方法
の欠点は、ポリマー層を担体の損傷なしに取り除くことができないことである。
しかし、再使用に、またはさらなる処理段階のためにサンプルキャリアの加工に
、例えば損傷なしに支持体の結合から開放可能である反応基体ないしサンプルキ
ャリア担体への需要が存在する。A similar structure is described in EP324153. In this case, in particular, the photopolymer provided with the particular microstructure is layered on a solid support. The disadvantage of this method is that the polymer layer cannot be removed without damaging the carrier.
However, there is a need for a reaction substrate or sample carrier support that can be released from the support bond, for example, without damage, for reuse or for processing the sample carrier for further processing steps.

【０００８】 金属表面上の微小構造の製造方法がＷＯ９７／２９２２３に記載されている。
該金属表面は、フォトリソグラフィによって構造化されたポリマー層を貫いて加
工される。しかしながら、この方法で微小構造のカバーの問題は、またもや解決
されない。金属または半導体からなる材料のためのさらなる構造化技術は、ＥＰ
８６９５５６、ＷＯ９７／１３６３３およびＷＯ９９／０９７４５に記載されて
いる。A method for producing microstructures on metal surfaces is described in WO 97/29223.
The metal surface is machined through a photolithographically structured polymer layer. However, the problem of microstructured covers is still not solved by this method. Further structuring techniques for materials consisting of metals or semiconductors are described in EP
8695556, WO97 / 13333 and WO99 / 09745.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

顕微鏡検査に使用するための従来の反応基体の一般的な欠点は、その比較的厚
い、不均一な、および／またはたるんだ底に関係する。従来の反応基体の底は、
異なる材料、例えばガラス、からなっていてもよい。典型的なガラスの厚みは、
５００μｍである。しかし、顕著な、再現可能な床の変型（例えば４００μｍを
越える）も登場しうる。しかしながら、液浸対物レンズの焦点距離は、通常、２
５０から３００μｍに制限されている。約１５０μｍの、カバーガラスの、ガラ
スの厚みが減少される場合には、反応基体での再現可能な、連続的な測定を反応
基体の平面に対して垂直方向（以下、ｚ方向と称する）での目標物の位置の恒常
的な後調整なしで実施することができるようにするために、なお約１００から１
５０μｍの底の許容しうる分布が残る。A common drawback of conventional reaction substrates for use in microscopy is their relatively thick, non-uniform, and / or sagging bottoms. The bottom of a conventional reaction substrate is
It may consist of different materials, for example glass. Typical glass thickness is
It is 500 μm. However, significant, reproducible bed variants (eg, greater than 400 μm) may also appear. However, the focal length of the immersion objective lens is usually 2
It is limited to 50 to 300 μm. When the glass thickness of the cover glass, which is about 150 μm, is reduced, a reproducible, continuous measurement on the reaction substrate is carried out in the direction perpendicular to the plane of the reaction substrate (hereinafter referred to as the z direction). In order to be able to carry out without constant post-adjustment of the target position of
An acceptable distribution with a bottom of 50 μm remains.

【００１０】 ほとんどの場合には、しかしまた信頼性および再現可能性に関する、上記の要
求に、これまで利用可能な反応基体もしくは−容器またはサンプルキャリア担体
はスクリーニング技術の発展とともにもちこたえることはできていない。[0010] In most cases, but also with respect to the above requirements regarding reliability and reproducibility, the reaction substrates or containers or sample carrier carriers available hitherto have been able to withstand the development of screening technology. Absent.

【００１１】 本発明の課題は、従来の反応基体の欠点を回避しかつ殊に簡単な構造を有し、
重要な反応条件下で不活性であり、かつ、容易に任意の構造をもって製造可能で
ありかつ簡単に操作可能である、改善された反応基体を提供することである。こ
の新規の反応基体は、殊に何回でも再使用可能ないしはリサイクル可能でなけれ
ばならない。殊に、本発明の課題は、その使用によって、例えば顕微鏡を用いた
、殊に共焦点顕微鏡を用いた、サンプルキャリアの操作および−検査が簡単にな
る、改善された反応基体を提供することである。さらに本発明の課題は、該反応
基体の製造方法および該製造方法の実施のための工具を提供することである。The object of the present invention is to avoid the disadvantages of conventional reaction substrates and to have a particularly simple structure,
It is an object of the invention to provide an improved reaction substrate which is inert under the reaction conditions of interest, which can be easily produced with any structure and which is easy to operate. The novel reaction substrate must in particular be reusable or recyclable many times. In particular, the object of the present invention is to provide an improved reaction substrate whose use simplifies the handling and inspection of the sample carrier, for example with a microscope, in particular with a confocal microscope. is there. A further object of the invention is to provide a method for producing the reaction substrate and a tool for carrying out the method.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記の課題は、殊に特許請求の範囲の請求項１に記載された特徴を有する反応
基体によって解決される。本発明の好ましい実施態様および使用は、従属クレー
ムに記載されている。The above problem is solved, inter alia, by a reaction substrate having the features as claimed in claim 1. Preferred embodiments and uses of the invention are described in the dependent claims.

【００１３】 本発明によれば、下記で特徴付けられるサンプルキャリア担体（コンパートメ
ント層）と固い底部との組合せによって形成され、その際、該底部に該サンプル
キャリア担体が自力で付着する、構造化された反応基体が提供される。該底部は
、有利にガラス、プラスチック、金属または半導体材料からなる。該底部は、実
質的に平坦な、平滑な表面を形成し、該表面に該サンプルキャリア担体が付着し
ている。According to the invention, it is formed by a combination of a sample carrier carrier (compartment layer) characterized by the following with a solid bottom, the sample carrier carrier being self-adhering to the bottom, structured A reactive substrate is provided. The bottom is preferably made of glass, plastic, metal or semiconductor material. The bottom portion forms a substantially flat, smooth surface to which the sample carrier carrier is attached.

【００１４】 本発明による反応基体の特別な利点は、コンパートメント層が実質的に損傷無
く底部から分離可能であることである。このことは、コンパートメント層を台板
（例えばカバーガラス）から、該コンパートメント層が引き続いて、形、付着可
能性および／または可撓性における実質的な損傷無しに再び使用することができ
るように取り除くことができることを意味する。新たな使用のために該コンパー
トメント層は、新しいかもしくは清浄化された台板と、弱い、例えば手による、
押しによって結合されることによって新たな反応基体を形成し、その際、該反応
基体の気密度は、以前に該コンパートメント層によって形成された反応基体の気
密度に完全に一致する。コンパートメント層が実質的に損傷無しに剥れることは
、コンパートメント層の機能が後からの使用のための剥がしによって変化するこ
となく維持されたままであることを意味する。A particular advantage of the reaction substrate according to the invention is that the compartment layer can be separated from the bottom substantially without damage. This removes the compartment layer from the bedplate (eg, cover glass) so that the compartment layer can be subsequently reused without substantial damage in shape, adherence and / or flexibility. Means that you can. For new use, the compartment layer may be a new or cleaned bedplate and weak, e.g. by hand,
A new reaction substrate is formed by being bonded by pressing, the airtightness of the reaction substrate being in perfect agreement with the airtightness of the reaction substrate previously formed by the compartment layer. The detachment of the compartment layer with substantially no damage means that the function of the compartment layer remains unaltered by the detachment for later use.

【００１５】 底部がその４つの角で固定される一方で、該底部からコンパートメント層を剥
がすのは、有利にコンパートメント層を角で底部から剥がすことによって行なう
できる。剥がされた角でコンパートメント層は、持ち上げられ、かつ、底部上で
転がり落とされ、その際、該コンパートメント層は、実質的に抵抗無く底部から
分離される。本発明の特別な利点は、この剥がしひいては再使用が任意に何回も
可能であることである。実験によれば５０回の再使用が機能的な損害無しで行な
われることができた。The peeling of the compartment layer from the bottom, while the bottom is fixed at its four corners, can advantageously be carried out by peeling the compartment layer from the bottom at the corners. At the peeled corners, the compartment layer is lifted and rolled down on the bottom, while the compartment layer is separated from the bottom substantially without resistance. A particular advantage of the present invention is that it can be peeled off and reused any number of times. Experiments have shown that 50 reuses can be done without functional damage.

【００１６】 本発明の好ましい実施態様によれば、反応基体は、顕微鏡による検査用に設計
されている。底部は、使用に応じた厚みを有する透明な材料（例えばガラス）か
らなる。顕微鏡用の自体公知のカバーガラス上にサンプルキャリア担体を載せる
ことは、有利である。According to a preferred embodiment of the present invention, the reaction substrate is designed for microscopic examination. The bottom part is made of a transparent material (for example, glass) having a thickness suitable for use. It is advantageous to mount the sample carrier carrier on a cover glass known per se for microscopes.

【００１７】 該カバーガラスの厚みは、有利に数百マイクロメートル（μｍ）、特に有利に
１５０μｍである。使用される顕微鏡は、有利に共焦点顕微鏡である。該共焦点
顕微鏡は、有利に、蛍光に検出を基礎とする検出技術と組み合わされる。本発明
による反応基体は、共焦点顕微鏡の使用下での蛍光相関分光法、蛍光コインシデ
ンス分析、蛍光分布分析、蛍光寿命測定、蛍光エネルギー付与分析または蛍光偏
光測定に特に好適である。したがって本発明による反応基体は、単分子検出に著
しく好適である。The thickness of the cover glass is preferably a few hundred micrometers (μm), particularly preferably 150 μm. The microscope used is preferably a confocal microscope. The confocal microscope is advantageously combined with a fluorescence-based detection-based detection technique. The reaction substrate according to the invention is particularly suitable for fluorescence correlation spectroscopy, fluorescence coincidence analysis, fluorescence distribution analysis, fluorescence lifetime measurement, fluorescence energy transfer analysis or fluorescence polarization measurement using a confocal microscope. The reaction substrate according to the invention is therefore outstandingly suitable for single molecule detection.

【００１８】 本発明の重要な観点によればサンプルキャリア担体は、予め決定されたコンパ
ートメント構造の形成のための凹所を有する可撓性のコンパートメント層の形で
提供され、その際、該コンパートメント構造の場合には該コンパートメント層は
、自力でガラス−、金属−、もしくは半導体基板に付着可能である粘弾性ポリマ
ー組成物からなる。該コンパートメント層は、簡単な印刷方法を用いて製造可能
な形状安定のマットであり、該マットの材料は、１ｃｍ^２当り数グラムの手によ
る弱い接触圧によって既に付着結合が、例えば静電力および／またはファン・デ
ル・ワールス力によって掲げた材料の１つと化合する。該コンパートメント層は
、有利に実質的に溶剤不含の天然−もしくは合成ゴムまたはこれらの組合せ物で
ある。特に有利にコンパートメント層のポリマー組成物は、接着剤と天然−もし
くは合成ゴムから形成される。該コンパートメント層は、有利に添加剤、例えば
樹脂、軟化剤および／または酸化防止剤、を含有していない。好ましい実施態様
によれば、本発明による反応基体のコンパートメント層は、シリコーンゴムであ
る。According to an important aspect of the invention, the sample carrier carrier is provided in the form of a flexible compartment layer having recesses for the formation of a predetermined compartment structure, wherein the compartment structure is In this case, the compartment layer consists of a viscoelastic polymer composition which is self-adhesive to glass, metal or semiconductor substrates. The compartment layer is a shape-stable mat that can be produced using simple printing methods, the material of the mat being already adhesively bonded by weak hand pressure of a few grams per cm ² , eg electrostatic force and / or Or combine with one of the listed materials by Van der Waals forces. The compartment layer is preferably a substantially solvent-free natural or synthetic rubber or a combination thereof. Particularly preferably, the polymer composition of the compartment layer is formed from an adhesive and a natural or synthetic rubber. The compartment layer is preferably free of additives such as resins, softeners and / or antioxidants. According to a preferred embodiment, the compartment layer of the reaction substrate according to the invention is silicone rubber.

【００１９】 コンパートメント構造を形成するための凹所は、コンパートメント層を貫通す
る孔またはコンパートメント層の片面に追加された窪みによるものである。サン
プルキャリア溜めまたは貯蔵容器の形の閉じられたコンパートメント構造および
／またはサンプルキャリア担体の層平面上を延びるチャネルの形の開放されたコ
ンパートメント構造が形成される。これらのサンプルキャリア溜め、貯蔵容器お
よびチャネルは、以下、サンプルキャリアコンパートメントと称する。The recesses to form the compartment structure are due to holes through the compartment layer or depressions added to one side of the compartment layer. A closed compartment structure in the form of a sample carrier reservoir or storage container and / or an open compartment structure in the form of a channel extending over the layer plane of the sample carrier carrier is formed. These sample carrier reservoirs, reservoirs and channels are referred to below as the sample carrier compartment.

【００２０】 サンプルキャリアコンパートメントは、マトリックス状にまっすぐの行と列に
配置された多数の凹所（サンプルキャリア溜め）を形成し、その際、該マトリッ
クス配置の格子尺度は、有利にマイクロ−およびナノタイター用プレートのサン
プルキャリア溜め（いわゆるウェル）の配置に相応する。The sample carrier compartment forms a number of recesses (sample carrier reservoirs) arranged in a matrix in straight rows and columns, the matrix scale of the matrix arrangement preferably being micro- and nanotitered. It corresponds to the arrangement of sample carrier reservoirs (so-called wells) on the plate.

【００２１】 発明に基づく反応基板の別の好ましい実施態様に基づいて、マニピュレーショ
ン装置および調査装置を装着したコンパートメント層が装備されている。特に、
コンパートメント構造を通り形成されるサンプルキャリアコンパートメントを送
出するため、あるいはこの装置からの物質を誘導するための液体流路、サンプル
キャリアコンパートメントにおいてあらかじめ定められたサンプルキャリア特性
を把握するためのセンサ装置、電界とのサンプルキャリアコンパートメントにお
いてサンプルキャリアがぶつかるための液体流れおよび／または電極装置から供
給するためのピエゾポンプは、本装置に算入する。例えばコンパートメント層の
層面において延びる毛管により液体流路は形成され、反応基板の周辺から特定の
サンプルキャリアコンパートメントに向かって広がっている。センサ装置には、
温度センサ、ｐＨセンサ、導電センサが含まれる。電極装置は特に、サンプルキ
ャリアコンパートメントの壁に広がる電極テープにより形成される。According to another preferred embodiment of the reaction substrate according to the invention, it is equipped with a compartment layer fitted with manipulation and investigation devices. In particular,
A liquid channel for delivering a sample carrier compartment formed through the compartment structure or for guiding a substance out of the device, a sensor device for ascertaining predetermined sample carrier properties in the sample carrier compartment, an electric field A liquid flow for hitting the sample carrier in the sample carrier compartment with and / or a piezo pump for feeding from the electrode device is included in the device. A liquid channel is formed, for example, by a capillary tube extending in the layer surface of the compartment layer, and extends from the periphery of the reaction substrate toward a specific sample carrier compartment. The sensor device includes
It includes a temperature sensor, a pH sensor, and a conductivity sensor. The electrode device is in particular formed by an electrode tape which extends over the wall of the sample carrier compartment.

【００２２】 発明に基づく反応基板あるいはサンプルキャリアキャリアにおけるコンパート
メント構造は、５００ｎｍから１．５ｍｍの範囲の固有寸法でのマイクロ構造の
好ましい実施態様に基づいて形成される。The compartment structure in the reaction substrate or sample carrier carrier according to the invention is formed according to a preferred embodiment of the microstructure with a characteristic dimension in the range of 500 nm to 1.5 mm.

【００２３】 底部およびサンプルキャリアキャリアによるステープル構造には、底部と反対
側にあるサンプルキャリアキャリアにカバーが取り付けられ、このカバーはまた
、自力で付着することによりサンプルキャリアキャリアに相対的に固定されてい
るように発明に基づいて修正される。カバーは、底部のように弾力性のない材料
または弾力性のあるフォイルにより形成される。カバーはコンパートメント構造
へアクセスするために、さらにあらかじめ定められた開口部を有することができ
る。サンドイッチ型のステープル構造は反応基板に対する安定性を補助するもの
である。カバーは、送り込まれた液体が気化するのを防止するために用いられる
。In the staple structure with the bottom and the sample carrier carrier, a cover is attached to the sample carrier carrier on the side opposite to the bottom, and the cover is also fixed to the sample carrier carrier by self-adhesion. According to the invention. The cover is formed of a non-resilient material such as the bottom or a resilient foil. The cover may further have a predetermined opening for accessing the compartment structure. The sandwich type staple structure assists the stability with respect to the reaction substrate. The cover is used to prevent vaporization of the fed liquid.

【００２４】 応用次第であらかじめ計画することが可能となるのは、発明に基づく反応基板
を形成するために共通の底部に構成される複数の別々の部分からなるコンパート
メント層が形成されることである。複数のコンパートメント層もまた、ステープ
ルとして相互に結合しあうことが可能であり、立体的な液体マイクロシステムを
構築する。Depending on the application, it is possible to pre-plan that a compartment layer is formed consisting of a plurality of separate parts arranged on a common bottom to form the reaction substrate according to the invention. . Multiple compartment layers can also be joined together as staples, creating a three-dimensional liquid microsystem.

【００２５】 本発明における別の観点に基づいて、上で説明したサンプルキャリアキャリア
の生成方法は準備される。これに加え、成形器具にはその都度所望のポリマー材
料が溶けた状態でコンパートメント層に充填され、次に可鍛および／または乾燥
による溶剤は特に室温の場合では充填物から抽出され、あるいはポリマー組成の
交叉結合を引き起こす。成形器具は特に、液体を通さない構造を持った床板と対
板で構成されている。床板は、サンプルキャリアキャリアにおけるコンパートメ
ント構造に相応して突出した構造である。この突出した構造は、応用例に応じて
床板から対板へまたは対板の中へ（貫通した穴による仕上げ）、または対板から
はるかに高く（窪みによる仕上げ）突き出ている。貫通した穴の形状で構造物を
再生可能となるように生成するために、対板は特に、床板に向けて例えばポリテ
トラフルオロエチレンＰＴＦＥといった層で取り付けられている。成形器具の個
々の成分は、溶解可能なコネクタまたはねじ締めにより組み合わされている。ポ
リマー組成における溶剤が抽出された後あるいは交叉結合した後にこの結合は溶
け、乾燥した硬質で形状の安定したコンパートメント層はサンプルキャリアキャ
リアとして成形器具から取り出される。本発明の対象はまた、成形器具自体の構
造でもある。According to another aspect of the present invention, the method for generating the sample carrier carrier described above is prepared. In addition to this, the molding device is filled in each case with the desired polymeric material in the melt in the compartment layer and then the malleable and / or drying solvent is extracted from the filling, especially at room temperature, or the polymer composition Cause cross-linking of. The molding tool is particularly composed of a floor plate and a counter plate having a liquid-impermeable structure. The floor plate has a protruding structure corresponding to the compartment structure of the sample carrier carrier. This protruding structure may protrude from the floorboard into or into the counterboard (finishing through holes) or much higher (recessing finish) from the counterboard depending on the application. In order to generate the structure in a reproducible manner in the form of through-holes, the plywood is in particular attached to the floorboard with a layer, for example polytetrafluoroethylene PTFE. The individual components of the molding tool are combined by a meltable connector or screw clamp. After the solvent in the polymer composition has been extracted or after cross-linking, the bond is melted and the dry, rigid and shape-stable compartment layer is removed from the molding tool as a sample carrier carrier. The subject of the invention is also the structure of the molding tool itself.

【００２６】 本発明のサンプルキャリア担体または反応基体は、特徴的なサンプルキャリア
容量、たとえば１ｎｌから１０μｌの範囲の容量の液体サンプルキャリアを操作
するため、および／または検査するために配置される。液体サンプルキャリアに
は、所定の反応パートナーおよび／またはサスペンション（浮遊物）の特別の溶
剤を含めることが可能であり、サスペンション液体には合成された目標物または
生物的な目標物が含まれる。反応基体において操作される目標物には、合成目標
物となる特別の固形物質粒子（いわゆるビーズ）および生物目標物になる生物的
に重要なマクロ分子がある。The sample carrier carrier or reaction substrate of the present invention is arranged for operating and / or testing liquid sample carriers with a characteristic sample carrier volume, for example in the range from 1 nl to 10 μl. The liquid sample carrier may contain certain reaction partners and / or special solvents of suspension (suspension), and the suspension liquid may include synthetic or biological targets. Targets manipulated in the reaction substrate include special solid material particles (so-called beads) that are synthetic targets and biologically important macromolecules that are biotargets.

【００２７】 本発明には次のような長所がある。本発明の反応基体またはサンプルキャリア
担体は、実質的に圧力なしで動作するツールを用いる方法で、簡単に大量生産で
きる。マスクの造形またはツールのプレス型については、マクロのサイズからナ
ノのサイズまでのサンプルキャリアコンパートメントを、容易に、任意の型にデ
ザインできる。顕微鏡的な小さいコンパートメント構造のマスクを作るには、既
知のガラスまたは半導体のための加工技術、たとえばＬＩＧＡ方法または従来の
エッチング方法を使用できる。コンパートメント構造物は、コンパートメント層
全体で高精密な厚さに製造される。構造物は層面においてはサブマイクロメータ
範囲の特徴的な寸法になり、垂直な部分ではｍｍの範囲にできる。The present invention has the following advantages. The reaction substrate or sample carrier carrier of the present invention can easily be mass-produced by a method using a tool that operates substantially without pressure. For mask fabrication or tool press dies, sample carrier compartments from macro size to nano size can be easily designed to any type. Known masking techniques for glass or semiconductors, such as the LIGA method or conventional etching methods, can be used to make the microscopic small compartment structure masks. The compartment structure is manufactured to a high precision thickness throughout the compartment layer. The structure has characteristic dimensions in the sub-micrometer range in the layer plane and can be in the mm range in the vertical part.

【００２８】 コンパートメント構造物は任意の形状、たとえば丸、四角、長方形または複雑
な幾何学的形状にできる。コンパートメント層を粘着柔軟性のあるポリマで製造
することには多くの長所がある。サンプルキャリア担体を基盤部分に簡単にプレ
スして取り付けることは、機械的クリップまたはラミネート結合による従来のサ
ンドイッチ構造に比べて簡単である。また、コンパートメント層の材料は、特に
シリコンゴムを使う場合、形状に関して一般的な吸収が生じないという優れた特
性が特徴になる。このことは、特に超小型化されたサンプルキャリアの場合に大
きな意味をもつ。サンプルキャリア担体は医学、生化学および分子バイオテクノ
ロジーにおいて使用される場合、興味深い反応条件があると不活発になる。生物
学的に不活発な物質は、反応基体またはサンプルキャリア担体の生物的なサンプ
ルキャリアまたは基層を引きつけること、培養すること、および測定することを
可能にする。サンプルキャリア担体の材料は、実際に使用した後であっても、バ
スまたは洗浄機械で従来の洗浄剤または溶剤での洗浄を、サンプルキャリア担体
の安定性または形状に不利な影響を与えることなく、可能にする。サンプルキャ
リア担体は実質的に形状を損失させずに、固着性に影響を与えずにオートクレー
ブ（加圧滅菌）可能であり、滅菌可能である。基盤部分を簡単に引き離すことに
よってサンプルキャリア担体は再使用可能になる。The compartment structure can be of any shape, for example round, square, rectangular or complex geometric shapes. There are many advantages to making the compartment layer from a tacky flexible polymer. Easily pressing and attaching the sample carrier carrier to the base portion is easier than conventional sandwich constructions with mechanical clips or laminate bonding. In addition, the material of the compartment layer is characterized by the excellent property that general absorption does not occur regarding the shape, especially when silicone rubber is used. This has great significance, especially in the case of microminiaturized sample carriers. Sample carriers When used in medicine, biochemistry and molecular biotechnology, sample carriers are rendered inactive by interesting reaction conditions. The biologically inactive substance allows to attract, incubate and measure the biological sample carrier or substratum of the reaction substrate or sample carrier carrier. The material of the sample carrier carrier can be washed with conventional detergents or solvents in a bath or a washing machine, even after its actual use, without adversely affecting the stability or the shape of the sample carrier carrier. to enable. The sample carrier carrier can be autoclaved (pressure sterilized) and substantially sterilized without substantially losing its shape and without affecting its stickiness. The sample carrier carrier can be reused by simply separating the base portion.

【００２９】 サンプルキャリア担体を上に載せる基盤部分からなる、本発明の反応基体には
、反応基体の構築、サンプルキャリアコンパートメントの密閉および相互調整に
関して特別の長所がある。サンプルキャリアは規定された、たとえば手動でかけ
る圧力で均等に圧力をかけることによって基盤部分と結合される。サンプルキャ
リア担体は枠なしで使用できるが、間隔調節マークをつける際には、顕微鏡また
はサンプルキャリア被覆装置に関して、正確な空間的方向付けと位置決めが可能
になる。コンパートメント層での連続引きぬきによって形成されるサンプルキャ
リアコンパートメントの密閉は、補足的な密閉手段または接着剤を用いずに、基
盤部分に対して行なわれる。コンパートメントにおける生化学的反応の影響はそ
うした手段によって排除される。The reaction substrate of the present invention, which comprises a base portion on which a sample carrier carrier is placed, has particular advantages with regard to the construction of the reaction substrate, the sealing of the sample carrier compartment and the mutual adjustment. The sample carrier is combined with the base part by applying even pressure with a defined, eg manually applied, pressure. Although the sample carrier carrier can be used without a frame, precise spatial orientation and positioning with respect to the microscope or sample carrier coating device is possible when making the spacing adjustment marks. The sealing of the sample carrier compartment formed by continuous withdrawal in the compartment layer is performed on the base part without the use of supplementary sealing means or adhesives. The effects of biochemical reactions in the compartment are eliminated by such means.

【００３０】 サンプルキャリア担体と基盤部分、カバーとの粘着結合によって、大きく平坦
な反応基体または１１８ｍｍ・８２ｍｍの特徴的な寸法のサンプルキャリア担体
の平面性が可能になる。基盤部分の全体平面において、サンプルキャリア溜め位
置のバリエーションを、ｚ方向（サンプルキャリア担体面に垂直）で、好適に２
５０μｍより小さい数値に、さらに好適には１５０μｍより小さく、特別には１
００μｍより小さく保持できる。The adhesive bonding of the sample carrier carrier to the base part, the cover allows a large flat reaction substrate or the planarity of the sample carrier carrier with characteristic dimensions of 118 mm · 82 mm. In the entire plane of the base part, the variation of the sample carrier reservoir position is preferably 2 in the z direction (perpendicular to the sample carrier carrier surface).
A value smaller than 50 μm, more preferably smaller than 150 μm, especially 1
It can be kept smaller than 00 μm.

【００３１】 このことは顕微鏡的検査にとって特に長所である。反応基体を測定している間
、顕微鏡対象物のｚ位置を常に再調節することは不要である。本発明の反応基体
は、バイオ技術および／または化学研究開発における、高度サンプルキャリア通
過（いわゆるハイ・スループット・スクリーニングＨＴＳ）の試験方法での利用
に最適である。なぜなら時間のかかる再調節、たとえば顕微鏡による再調節がｚ
方向では不要になるからである。This is a particular advantage for microscopic examination. It is not necessary to constantly readjust the z-position of the microscope object while measuring the reaction substrate. The reaction substrate of the present invention is most suitable for use in a test method of advanced sample carrier passage (so-called high throughput screening HTS) in biotechnology and / or chemical research and development. Because time-consuming readjustment, eg microscope readjustment,
This is because it becomes unnecessary in the direction.

【００３２】 反応基体の安定性は従来のサンプルキャリア溜め構造と同程度であるが、本発
明では補足的な接着手段またはクリップ装置を省略できる。安定性はカバーをす
ればさらに高まる。Although the stability of the reaction substrate is comparable to conventional sample carrier reservoir structures, the present invention allows the elimination of supplemental adhesive means or clip devices. Stability is further enhanced by covering.

【００３３】 サンプルキャリア担体のためのベースに適した基盤部分を必要があれば使用で
きるので、反応基体は広範囲に利用できる。基盤部分は材料と厚さに関して自由
に変えられる。透明な基盤部分としては、好適には、顕微鏡で使用するために任
意の厚さのガラス、たとえばカバーガラス強度のあるガラスが有用である。基盤
部分はＵＶ通過の石英ガラスで作ることができる。それには優れた光学的特性が
あり、サンプルキャリア担体によって化学的に変更されることもなく物理的に負
荷がかかることもない。The reaction substrate has a wide range of uses, since a base part suitable as a base for the sample carrier carrier can be used if necessary. The base part can be freely changed in terms of material and thickness. For the transparent substrate part, glass of any thickness is suitable for use in a microscope, for example glass with a cover glass strength. The base portion can be made of UV-transparent quartz glass. It has excellent optical properties and is neither chemically modified nor physically loaded by the sample carrier support.

【００３４】 本発明のプレスツールは簡単なモジュール構造になっている。ツールはマスク
の交換またはプレス型の交換によって、簡単に希望する要求に合わせることがで
きる。実験室領域においても大量生産の場合にも同様に使用できる。本発明の方
法で、特別の費用をかけずに任意の構造物を生産できる。このことは、ガラスま
たは半導体を構築するための従来の技術に比べ大きな長所である。The press tool of the present invention has a simple modular structure. The tool can be easily adapted to the desired requirements by changing the mask or the press mold. It can be used in the laboratory as well as in mass production. With the method of the present invention, any structure can be produced at no extra cost. This is a great advantage over conventional techniques for building glass or semiconductors.

【００３５】[0035]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

以下に、生物系のサンプルキャリアを取り扱うためのマイクロ構造のサンプル
キャリア担体を持つ反応基体に関連した発明について説明する。しかし発明は、
顕微鏡でしか見えない小さなサンプルキャリア量がマイクロ構造中で操作される
使用に関することだけに制限されるものではない。更に発明は、サンプルキャリ
アコンパートメントの図で示した形態だけに制限されない。使用目的に応じて、
サンプルキャリアコンパートメントの直線あるいは湾曲した壁を持つ任意の形態
も実現可能である。The invention relating to a reaction substrate having a microstructured sample carrier carrier for handling biological sample carriers will be described below. But the invention is
The small sample carrier quantities that are visible only under the microscope are not limited solely to their use manipulated in microstructures. Further, the invention is not limited to only the illustrated configurations of the sample carrier compartment. Depending on the purpose of use
Any configuration with straight or curved walls of the sample carrier compartment is also feasible.

【００３６】 図１は発明によるサンプルキャリア担体を持つ反応基体の遠近図を示す。サン
プルキャリア担体の上の様々なコンパートメント構造と付加的装置が示され、こ
れらは個々にあるいは同時に備えることができる。反応基体１００は床部分１０
とサンプルキャリア担体２０を含む。床部分１０は例えば、顕微鏡に装填しての
使用のため、カバーガラスの厚さ（およそ１５０μｍ）に相当する厚さとおよそ
１２０ｍｍ・７０ｍｍの面積を持つ平らなガラス板である。床部分１０は、基本
的に滑らかで平ら、あるいは湾曲した表面を持つ任意の他のボディにより形成で
きる。主として床部分は基本的に滑らかで平らな表面を持つ。FIG. 1 shows a perspective view of a reaction substrate with a sample carrier support according to the invention. Various compartment structures and additional devices on the sample carrier carrier are shown, which can be provided individually or simultaneously. The reaction substrate 100 is the floor portion 10.
And a sample carrier carrier 20. The floor portion 10 is, for example, a flat glass plate having a thickness corresponding to the thickness of the cover glass (about 150 μm) and an area of about 120 mm · 70 mm for use in loading on a microscope. The floor portion 10 can be formed by any other body having an essentially smooth, flat, or curved surface. Mainly the floor part has a basically smooth and flat surface.

【００３７】 サンプルキャリア担体２０はコンパートメント構造３０を持つコンパートメン
ト層２１（マット）を含む。コンパートメント層２１は主として、シリコンラバ
ーから構成され、およそ０．５ｍｍから４ｍｍの厚さを持つ。マットの１つある
いは複数の側に、床部分１０と／あるいは調整マーク２３の位置からサンプルキ
ャリア担体２０を引きだすための連結金具を、測定あるいはサンプルキャリア送
出装置に対するサンプルキャリア担体２０の相対的位置決めのために備えること
ができる。調整マーク２３は例えば、サンプルキャリア担体２０の表面中の点、
あるいは十字形の窪みであり、これは同様に付加的なマーキング基質（例えば蛍
光色素・染料）を備えることができる。調整マークは決まった寸法を持ち、コン
パートメント構造３０の寸法より著しく小さい場合がある。The sample carrier carrier 20 comprises a compartment layer 21 (mat) having a compartment structure 30. The compartment layer 21 is mainly composed of silicon rubber and has a thickness of approximately 0.5 mm to 4 mm. On one or more sides of the mat, connecting fittings for withdrawing the sample carrier carrier 20 from the position of the floor portion 10 and / or the adjustment marks 23 are provided for relative positioning of the sample carrier carrier 20 with respect to the measuring or sample carrier delivery device. Can be prepared for. The adjustment mark 23 is, for example, a point on the surface of the sample carrier carrier 20,
Alternatively, it is a cross-shaped recess, which can likewise be provided with additional marking substrates (eg fluorescent dyes / dye). The alignment mark has a fixed size and may be significantly smaller than the size of the compartment structure 30.

【００３８】 シリコンラバーは例えばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ、メーカー、Ｗａ
ｃｋｅｒ−Ｃｈｅｍｉｅ有限会社、名称Ｍ４６００）である。一般に柔軟性のあ
るプラスチック（弾性プラスチック）が使用され、様々な温度で柔軟性を保つ。
弾性プラスチック中には分子鎖（炭素鎖）が粗く架橋され、その結果、弾性プラ
スチックはゴムのように柔軟である。主として使用されるシリコンは、弾性プラ
スチック系のプラスチックであり、主として珪素と酸素から構成される。架橋さ
れていない状態では、シリコンはオイル状で、透明で、熱に強い。架橋された状
態では、シリコンはシリコンラバーを形成する。Silicon rubber is, for example, polydimethylsiloxane (PDMS, manufacturer, Wa
cker-Chemie limited company, name M4600). Generally, a flexible plastic (elastic plastic) is used to keep flexibility at various temperatures.
In the elastic plastic, the molecular chains (carbon chains) are roughly crosslinked, so that the elastic plastic is flexible like rubber. Silicon that is mainly used is an elastic plastic type plastic and is mainly composed of silicon and oxygen. In the uncrosslinked state, silicone is oily, transparent and heat resistant. In the crosslinked state, silicone forms a silicone rubber.

【００３９】 コンパートメント構造３０は、通過穴３１ａの形態、あるいは、サンプルキャ
リア担体の表面中で沈降したくぼみ３１ｂ（直径は例えば約２００μｍから１．
５ｍｍ）の形態、あるいはサンプルキャリア担体の層レベルの中を走るまっすぐ
な、あるいは湾曲した、あるいは分岐するチャネル３２の形態のものを配備した
、個々の閉じたサンプルキャリア容器３１を含む。関連符号３３は、サンプルキ
ャリア注入・抜き取りのためのサンプルキャリア容器３１がより大きな体積にな
るように設計された、いわゆるストック栓を示す。The compartment structure 30 may be in the form of a through hole 31a or a depression 31b (diameter of, for example, about 200 μm to 1.
5 mm) or in the form of straight, curved or diverging channels 32 running through the layer level of the sample carrier carrier, including individual closed sample carrier containers 31. Reference numeral 33 indicates a so-called stock stopper, which is designed so that the sample carrier container 31 for injecting / withdrawing the sample carrier has a larger volume.

【００４０】 測定・検査装置４０は例えば、サンプルキャリア担体２０の層レベル中で、コ
ンパートメント構造３０の壁にあるいはコンパートメント構造３０の中に配置さ
れる、少なくとも１つの毛細管４１、少なくとも１つの電極４２と／あるいは少
なくとも１つのセンサー４３の形態の液体パイプを含む。毛細管４１は例えばサ
ンプルキャリア・あるいは試薬供給システム（図示されていない）と結合できる
。これらはサンプルキャリア担体２０の製造中（下記参照）、サンプルキャリア
担体に埋めこむあるいは後からサンプルキャリア担体２０の中に差し込むことが
できる。電極は、電気浸透の汲み上げプロセス、負の誘電泳動を使用した粒子の
操作、あるいは例えば生物学的なセルでのＥｌｅｋｔｒｏｐｏｒａｔｉｏｎのよ
うな粒子処理のための、マイクロの電極のマイクロシステム技術で知られている
ように作られる。電極あるいはその配管は主としてサンプルキャリア担体２０の
製造中、ここに埋め込まれるあるいはその内部表面（コンパートメントの壁）に
配置される。The measuring and testing device 40 comprises, for example, at least one capillary 41, at least one electrode 42, which is arranged at the layer level of the sample carrier carrier 20 on the wall of the compartment structure 30 or in the compartment structure 30. And / or includes a liquid pipe in the form of at least one sensor 43. Capillary tube 41 can be associated with, for example, a sample carrier or reagent supply system (not shown). These can be embedded in the sample carrier carrier 20 during the manufacture of the sample carrier carrier 20 (see below) or can be inserted later into the sample carrier carrier 20. Electrodes are known in the micro-electrode microsystems art for electroosmotic pumping processes, particle manipulation using negative dielectrophoresis, or for particle processing such as Elektroporation in biological cells. Made to be The electrode or its tubing is embedded here or placed on its internal surface (compartment wall), mainly during the manufacture of the sample carrier carrier 20.

【００４１】 図１は更にカバー５０を示す。カバー５０は発明による反応基体の必須の特徴
ではない。これは使用目的に応じて備えられ、床部分１０のように硬いプレート
（例えばガラス製）あるいは柔軟なカバーフォイルから構成される。カバー５０
がコンパートメント構造３０の位置にふさわしい開口部５１を備えることも計画
できる。開口部５１はサンプルキャリア容器３１あるいはストック栓３３にサン
プルキャリアを集めたものをチャネル３２に送るために役立つ。開口部は蒸発防
止のための付加的な（図示されていない）フォイルにより閉じることができる。FIG. 1 further shows the cover 50. The cover 50 is not an essential feature of the reaction substrate according to the invention. It is provided according to the purpose of use and is composed of a hard plate (for example, made of glass) like the floor portion 10 or a flexible cover foil. Cover 50
Can also be planned with an opening 51 suitable for the location of the compartment structure 30. The opening 51 serves to feed the collection of sample carriers in the sample carrier container 31 or stock stopper 33 into the channel 32. The opening can be closed by an additional foil (not shown) to prevent evaporation.

【００４２】 生物化学の中の実践的な使用のために興味深い、コンパートメント層２１の施
工形態は図２で示される。コンパートメント層２１はシリコンラバー（例えばＥ
ｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６００ Ａ＋Ｂ、メーカー、Ｗａｃｋｅｒ−Ｃｈｅｍｉ
ｅ有限会社、ドイツ）から構成される柔軟なマットである。マットは１１８ｍｍ
・８２ｍｍの面積と４ｍｍの厚さを持つ。サンプルキャリア容器３１（部分的に
示されている）はマトリックス状にフォーマット４８・３２の中の平らな列と欄
の中に配置され、それぞれ２．２５ｍｍの中心点間距離を持つ。これは１５３６
穴のマイクロタイタープレートのための標準フォーマットである。各々のサンプ
ルキャリア容器３１の直径は１．５ｍｍである。関連符号２３は、この施工形態
で同様に、サンプルキャリア容器のように窪みにより形成され基準サンプルキャ
リアを受けとめることのできる調整マークを示す。The construction of the compartment layer 21, which is of interest for practical use in biochemistry, is shown in FIG. The compartment layer 21 is made of silicone rubber (for example, E
lastosil M4600 A + B, manufacturer, Wacker-Chemi
It is a flexible mat made up of e limited company, Germany). The mat is 118 mm
-Has an area of 82 mm and a thickness of 4 mm. Sample carrier vessels 31 (partially shown) are arranged in a matrix in flat rows and columns in formats 48 and 32, each having a center point distance of 2.25 mm. This is 1536
This is the standard format for well microtiter plates. The diameter of each sample carrier container 31 is 1.5 mm. Similarly, in this construction mode, the reference numeral 23 indicates an adjustment mark which is formed by a recess like a sample carrier container and can receive the reference sample carrier.

【００４３】 図２で示されるサンプルキャリア担体２０あるいはコンパートメント層２１は
床部分（図示されていない）と結合し、床部分は主としてコンパートメント層２
１と同じ面積である。床部分は主として約１５０μｍの厚さのカバーガラスであ
る。The sample carrier carrier 20 or compartment layer 21 shown in FIG. 2 is associated with a floor portion (not shown), the floor portion mainly comprising the compartment layer 2.
It has the same area as 1. The floor part is mainly a cover glass with a thickness of about 150 μm.

【００４４】 以下に図３から５に関連して、発明による反応基体あるいはサンプルキャリア
担体の、モールド工具でのコンパートメント層の鋳造による製造を述べる。図は
モールド工具の投影図あるいは側面図を示す。モールド工具２００は基本的に、
望ましいコンパートメント層の外部形態にふさわしい中空空間あるいは、望まし
いコンパートメント構造にふさわしい突出部のある内部表面を持つ、閉じた容器
から構成される。できるだけ万能に使用するために、容器は基礎プレート６０、
中間プレート７０、逆側プレート８０から構成されるモジュール状に構成され、
液体を遮断するよう互いに組み合わされる。主として基礎・中間・逆側プレート
は互いに外れるように結合される。In the following, with reference to FIGS. 3 to 5, the production of a reaction substrate or sample carrier carrier according to the invention by casting of a compartment layer in a molding tool will be described. The figures show projection or side views of the mold tool. The mold tool 200 is basically
It consists of a closed container with a hollow space suitable for the external configuration of the desired compartment layer, or an internal surface with protrusions suitable for the desired compartment structure. In order to use it as versatile as possible, the container is a base plate 60,
The intermediate plate 70 and the opposite side plate 80 are configured in a module shape,
Combined with each other to block liquids. Primarily, the foundation, middle and opposite plates are joined so as to separate from each other.

【００４５】 基礎プレート６０は、モールド工具２００の内部に向いた側に、コンパートメ
ント層中の構造形成のための突出部を支持する。突出部は別として、この内側の
表面は同形で滑らかに形成される。示される例では、突出部は、サンプルキャリ
ア容器３１の望ましい直径にふさわしい直径を持つ、マトリックス状に配置され
るピン６１（部分的に示される）を含む（図２参照）。ピン６１は基礎プレート
６０の内側の適切な窪みの中に差しこまれる。基礎プレートとピンは主として金
属製である（例えば特殊鋼あるいはアルミニウム製）。構造形成のための突出部
に、シリシウムやガラスのような他の材料も使用できる。これらの材料は周知の
特別な成型技術（例えばＬＩＧＡ方法やエッチング）により、サブマイクロメー
トル領域まで精密に処理でき、その際生じる突出部の高さは１ｍｍ以下が可能で
ある。突出部（金属ピンや他の構造）の保持のために、基礎プレート６０は特別
なマスクを使用する。図４は金属ピン６１ａを示し、これは調整マーク２３（図
２参照）の形成のために備えられる。The base plate 60 supports, on the side facing the inside of the molding tool 200, a protrusion for forming a structure in the compartment layer. Apart from the protrusions, this inner surface is conformally and smoothly formed. In the example shown, the protrusion comprises pins 61 (shown in part) arranged in a matrix with a diameter suitable for the desired diameter of the sample carrier container 31 (see FIG. 2). The pin 61 fits into a suitable recess inside the base plate 60. The base plate and pins are mainly made of metal (for example special steel or aluminum). Other materials such as silicium and glass can be used for the protrusions for structure formation. These materials can be precisely processed to a sub-micrometer region by a well-known special molding technique (for example, LIGA method or etching), and the height of the protrusions generated at that time can be 1 mm or less. The base plate 60 uses a special mask to hold the protrusions (metal pins or other structures). FIG. 4 shows a metal pin 61a, which is provided for forming the adjustment mark 23 (see FIG. 2).

【００４６】 中間プレート７０は、コンパートメント層（シリコンマット）の厚さを決め、
その内部寸法がコンパートメント層の外部寸法を決める、間隔保持材である。中
間プレート７０は、注入口支持具９０（下記参照）と共に作用する注開口部７１
と、流出開口部７２を備える。流出開口部７２は押し退けられた空気あるいは過
剰な層材料がモールド工具２００から流出するのに役立つ。中間プレート７０は
発明によるモールド工具の必須の特徴ではない。間隔保持材の機能は、基礎プレ
ートと／あるいは逆側プレートの適切な構造（循環する段階）によっても実行す
ることができる。The intermediate plate 70 determines the thickness of the compartment layer (silicon mat),
It is a spacing material whose internal dimensions determine the external dimensions of the compartment layer. The intermediate plate 70 includes a spout 71 that works with an inlet support 90 (see below).
And an outflow opening 72. Outflow openings 72 serve to force displaced air or excess layer material out of mold tool 200. The intermediate plate 70 is not an essential feature of the inventive mold tool. The function of the spacing material can also be carried out by a suitable structure (circulating stage) of the base plate and / or the opposite side plate.

【００４７】 逆側プレート８０は、基礎プレート６０の反対側でモールド工具を閉じるもの
である。このプレートは同様に金属プレートである。モールド工具２００の内側
に向かって、逆側プレート８０中に、プラスチック部品８２を持つ骨組み８１が
配置される。プラスチック部品８２は、厚さ約１０ｍｍの変形可能な柔軟なプラ
スチックでできた層である。８２は主としてＰＴＦＥから構成される。プラスチ
ック部品８２は窪み８３を持ち、窪みは基礎プレート６０の上の突出部にはめこ
められる。示される例では、プラスチック部品８２の中に、１５３６の穴が（部
分的に示される）金属ピン６１の受け入れのために、モールド工具の並べられた
状態の中に備えられる。受け手の窪みは必須なものではない。突出部が基礎プレ
ート６０の上で十分安定である、あるいはプラスチック部品８２が十分簡単に変
形できる場合、モールド工具２００の並べられた状態の中で突出部は損傷されず
、プラスチック部品８２中の特別な窪みがなくて済む。The opposite side plate 80 closes the molding tool on the opposite side of the base plate 60. This plate is likewise a metal plate. Towards the inside of the molding tool 200, a framework 81 with a plastic part 82 is arranged in the reverse plate 80. The plastic part 82 is a layer made of deformable flexible plastic having a thickness of about 10 mm. 82 is mainly composed of PTFE. The plastic part 82 has a recess 83, which fits into a protrusion on the base plate 60. In the example shown, 1536 holes are provided in the molded part side-by-side in the plastic part 82 for the reception of metal pins 61 (partially shown). The recess of the receiver is not mandatory. If the protrusion is stable enough on the base plate 60 or the plastic part 82 can be deformed easily enough, the protrusion will not be damaged in the aligned condition of the molding tool 200 and the special part in the plastic part 82 will not be damaged. There is no need for a hollow.

【００４８】 関連符号２０は完成したサンプルキャリア担体を示し（図２）、２０は図３か
ら５のようにモールド工具２００により製造される。Reference numeral 20 indicates a completed sample carrier carrier (FIG. 2), which is manufactured by the molding tool 200 as in FIGS. 3 to 5.

【００４９】 発明により計画できるのは、プラスチック部品８２中の窪み８３を通り完全に
穴あけされ、逆側プレート８０中の適切な窪み８４中にも続くことである。これ
らの開口部は押し退けられた空気あるいは過剰な層材料の流出に役立つ。It can be planned according to the invention that it is completely perforated through the recess 83 in the plastic part 82 and continues into the appropriate recess 84 in the reverse plate 80. These openings serve for the outflow of displaced air or excess layer material.

【００５０】 注ぎ込み口支持具９０の外部は、注ぎ込み開口部７１の並べられたモールド工
具２００に固定される。９０は溶けたポリマー材料を並べられた工具中に供給す
るために役立つ。The outside of the pouring port support 90 is fixed to the molding tool 200 in which the pouring openings 71 are arranged. 90 serves to feed the molten polymeric material into the lined tool.

【００５１】 モールド工具２００は、基礎・中間・逆側プレートのエッジの当該の穴を通り
導かれる、保持ピン６２、６３、６４、６５により保持される。部品の固定のた
めに、ネジ結合（詳細は図示されていない）が備えられる。この代わりとして、
外部の挟み込み装置やプレートの保持のための特別な骨組みを備えることもでき
る。The mold tool 200 is held by holding pins 62, 63, 64, 65 which are guided through the corresponding holes in the edges of the base, middle and reverse plates. A screw connection (details not shown) is provided for fixing the parts. As an alternative to this,
It is also possible to provide an external clamping device or a special framework for holding the plates.

【００５２】 モールド工具２００は以下のように修正できる。中間プレート７０の内部に付
加的に金属製骨組みを取りつけ、骨組みはコンパートメント層の望ましい外部寸
法を持ち、後もこれと結合したまま使用される。ピン６１の終端は、基礎・ある
いは逆側プレート中の当該の窪みへの導入を簡単にするために丸めることができ
る。図１で述べた測定・検査装置のサンプルキャリア担体２０を組み立てるにあ
たり、中間プレート７０がこの付加的な装置のための止め具を備えるように設計
できる。The mold tool 200 can be modified as follows. An additional metal skeleton is mounted inside the intermediate plate 70, which skeleton has the desired external dimensions of the compartment layers and is still used in connection therewith. The ends of the pins 61 can be rounded to simplify their introduction into the corresponding recess in the base or on the opposite plate. In assembling the sample carrier carrier 20 of the measuring and testing device described in FIG. 1, the intermediate plate 70 can be designed with a stop for this additional device.

【００５３】 これらの取り付け具は、例えば、中間プレート70を介して構成されたフレーム
内で押型工具200の内部から外側への貫通孔を含んでおり、これらには固定具（
例えばクリップ）がそれぞれ追加装置用に配されている。つまり、所望の房室層
の全体構造が実質的に突出部として基板60上に形成される必要は必ずしもない。
完成したサンプルキャリアには、これ以上の追加構造を配さなくてもよい（例え
ば、貯蔵容器33の穴）。These attachments include, for example, through-holes from the inside to the outside of the stamping tool 200 in a frame formed via the intermediate plate 70, and these include fixtures (
Clips, for example, are provided for each additional device. That is, it is not always necessary that the desired entire structure of the atrioventricular layer is substantially formed on the substrate 60 as the protrusion.
The completed sample carrier need not be provided with any additional structures (eg holes in storage container 33).

【００５４】 サンプルキャリアを製造する際、押型工具200が次に組み立てられる。ピン61
が基板60にはめ込まれる。ピン61が合成物質の中皿82において取出し83内に突出
するよう、基板、中間板、および対向板が組み立てられる。このように全ての側
で実質的に閉じた容器が形成され、その側面板（基板、対向板）のあいだにピン
61が延在している。ガイドピン62から65は、例えば、ナットで締められている。
形成された工具は、垂直に配された板によって直立している。注入口71は上向き
である。When manufacturing the sample carrier, the stamping tool 200 is then assembled. Pin 61
Is fitted to the substrate 60. The substrate, intermediate plate and counter plate are assembled so that the pins 61 project into the take-out 83 in the synthetic dish 82. In this way, a container that is substantially closed on all sides is formed, with pins between the side plates (substrate, counter plate).
61 has been extended. The guide pins 62 to 65 are tightened with nuts, for example.
The tool formed is upright by the vertically arranged plates. The inlet 71 faces upward.

【００５５】 その後、押型工具200に注入口71を介して所望のポリマー化合物の溶液が満た
される。注入はとくに噴射器により注入口内へ直接あるいは注入用キャップ90を
用いて行われる。注入は跳ね飛びや回転を避けてゆっくりと行い、これにより押
型工具200の内部はできるだけ均一に満たされる。とくにポリマー化合物は実質
的に無圧な状態で押型工具内に注入される。排出口72から溶解したポリマー化合
物が出てくるまで注入を行う。これら排出口を例えば接着テープによって閉じる
。閉じた後、さらに微量の素材を注ぎ足す。After that, the stamping tool 200 is filled with the solution of the desired polymer compound through the inlet 71. The injection is carried out in particular by means of an injector directly into the injection port or by means of the injection cap 90. The injection is performed slowly to avoid splashing and rotation, so that the inside of the tool 200 is filled as uniformly as possible. In particular, the polymer compound is injected into the stamping tool in a substantially pressure-free state. Injection is performed until the dissolved polymer compound comes out from the outlet 72. These outlets are closed, for example with adhesive tape. After closing, add a little more material.

【００５６】 続いてポリマー化合物の乾燥あるいは網目結合を望ましくは室温で行う。これ
は、例えば8から12時間程度つづければよい。溶剤の除去もしくはポリマー化合
物の網目結合は温度調節によって促進できる。最終的に、ガイドピン62から65に
よって板のねじれが解消され、板どうしが分離され、弾性のある房室層がマスク
あるいは押型形状から取り出される。とくにシリコン生ゴムの中皿を用いる利点
は、問題なくまたサンプルキャリアを損傷することなくこの取外しを行えること
にある。Subsequently, the polymer compound is dried or network-bonded, preferably at room temperature. This may be continued for 8 to 12 hours, for example. Removal of the solvent or network binding of the polymer compound can be promoted by temperature control. Finally, the guide pins 62 to 65 eliminate the twist of the plates, separate the plates, and remove the elastic atrioventricular layer from the mask or stamp form. In particular, the advantage of using a silicone raw rubber inner plate is that this removal can be done without problems and without damaging the sample carrier.

【００５７】 網目結合は、ポリマーエラストシルＭ4600を用いて望ましくは室温で行うが、
乾燥容器あるいはオーブン内でより高い温度で実行することもできる。網目結合
は実質的にオーミック網目結合であり、場合によっては触媒の存在下で重合反応
が行われる。他のポリマーにおいても、網目結合はそれぞれ所定の網目結合温度
で行う。The network bonding is carried out using the polymer Elastosil M4600, preferably at room temperature,
It can also be carried out at higher temperatures in a drying vessel or oven. The network bond is substantially an ohmic network bond, and in some cases, the polymerization reaction is carried out in the presence of a catalyst. Also in other polymers, the network bonding is performed at a predetermined network bonding temperature.

【００５８】 房室構造（例えば、貯蔵容器）の追加補足、あるいは追加処置および検査の設
備の適用もしくは整列のため、最終処理を行うことができる。サンプルキャリア
表面の化学的な後処理も可能である。完成したサンプルキャリアは地面部上に置
かれ、簡単な手動による押圧によってこれと接合される。Final processing may be performed for additional supplementation of the atrioventricular structure (eg, storage container) or for application or alignment of additional treatment and inspection equipment. Chemical post-treatment of the sample carrier surface is also possible. The finished sample carrier is placed on the ground and joined to it by simple manual pressing.

【００５９】 本発明のさらなる実施例を、極小量の液体用のマイクロサンプルキャリアを例
として、図6から8に示す。図６は本発明の反応基板あるいはサンプルキャリア20
（図面左側）と従来のシリコン製サンプルキャリア20‘との大きさの比較を示す
。10ｍｍ×15ｍｍ程度の底面上に、サンプルキャリア20は全600程度の漏斗状に
形成された房室からなるマトリクス構成を有する（下記参照）。各房室は特徴的
な0.5ｍｍ程度の断面寸法を有する。これに対して、従来のサンプルキャリア20
’は著しく荒い網目を有し、費用のかかる処理技術によって製造されている。A further embodiment of the present invention is shown in FIGS. 6-8, taking as an example a microsample carrier for very small volumes of liquid. FIG. 6 shows a reaction substrate or sample carrier 20 of the present invention.
A size comparison between (on the left side of the drawing) and a conventional silicon sample carrier 20 'is shown. On a bottom surface of about 10 mm × 15 mm, the sample carrier 20 has a matrix configuration of about 600 funnel-shaped chambers (see below). Each chamber has a characteristic cross-sectional dimension of about 0.5 mm. In contrast, the conventional sample carrier 20
'Has a remarkably rough mesh and is manufactured by costly processing techniques.

【００６０】 図７はサンプルキャリア20の拡大図である。この図はＣＣＤカメラを備えた反
転顕微鏡によって撮影したものである。サンプルキャリア20はまっすぐな行列状
に配列された房室34を備える。これらは、逆角錐台のようにサンプルキャリアの
表面から房室層内部に向かって細くなる断面形状を有する。房室の底は特徴的な
側長を有し、これは上辺長のおよそ1/3である。この明確に示された底面は、共
通の底部10（図1参照）より構成される。サンプルキャリア20の房室層21は房室
から完全に突出している。FIG. 7 is an enlarged view of the sample carrier 20. This figure was taken by an inverted microscope equipped with a CCD camera. The sample carrier 20 comprises chambers 34 arranged in a straight matrix. These have a cross-sectional shape that tapers from the surface of the sample carrier toward the inside of the atrioventricular layer like an inverted truncated pyramid. The bottom of the chamber has a characteristic lateral length, which is approximately 1/3 of the upper length. This clearly shown bottom surface is composed of a common bottom 10 (see Figure 1). The atrioventricular layer 21 of the sample carrier 20 projects completely from the atrioventricular chamber.

【００６１】 図６から9によるサンプルキャリアは、対応して適合された押型工具を用いて
、図３から5について述べた方法によって製造されている。押型工具において、
基板上の突出は、差し込まれるピンではなく、機械的なフライス切削加工によっ
て角錐状に形成される。房室層21の製造後、ガラス製の底部へ密着される。そし
て房室層が満たされ、続いて、場合によってはカバーとしてガラスあるいはフォ
イルでさらに密封される。房室における被検体の顕微鏡測定を、底部10側から下
部の房室層の***を通して行う。下部の***の辺長はそれぞれ150μｍ程度であ
る。The sample carrier according to FIGS. 6 to 9 has been manufactured by the method described with reference to FIGS. 3 to 5 with a correspondingly adapted stamping tool. In stamping tools,
The protrusion on the substrate is formed into a pyramid shape by mechanical milling, not by a pin to be inserted. After the atrioventricular layer 21 is manufactured, it is adhered to the glass bottom. The atrioventricular layer is then filled and then optionally further sealed with glass or foil as a cover. Microscopic measurement of the subject in the atrioventricular chamber is performed from the bottom 10 side through a small hole in the lower atrioventricular layer. The side lengths of the small holes at the bottom are each about 150 μm.

【００６２】 図８は房室間に形成されたステージの詳細を示す。図７からもわかるように、
行方向に連続するステージ35内の房室34と列方向に断続されたステージ36内の房
室34との間に壁ができるよう房室層が形成されている。断続するステージ35の端
とそれぞれ隣接して連続するステージ36との間に余水吐き37が設けられている。
余水吐き37は、サンプルキャリア20の表面上で隣接する房室間の液体の連通を可
能にする。余水吐き37の構成は用途によって変更できる。FIG. 8 shows details of the stage formed between the chambers. As you can see from Figure 7,
The atrioventricular layer is formed so that a wall is formed between the chambers 34 in the stages 35 continuous in the row direction and the chambers 34 in the stages 36 interrupted in the column direction. A spillage 37 is provided between the end of the intermittent stage 35 and the continuous stage 36 adjacent to each other.
The spillway 37 allows fluid communication between adjacent chambers on the surface of the sample carrier 20. The configuration of the spillway 37 can be changed depending on the application.

【００６３】 図9に、本発明のサンプルキャリアにおける水路構造の別の形態を示す。水路3
2は層平面上で開いている一般的な被検体房室あるいは房室構造であり、一方向
の縮尺はこれに垂直な他方の縮尺よりも著しく大きい。水路はサンプルキャリア
内に形成されており、その製造に際してブリッジ状の突出を持つマスク形状が押
型工具の基板上に用いられる。水路は直線的であっても、個々に曲がって延びて
いても、分岐していても、互いに連結されていてもよい。サンプルキャリアの形
態によっては閉じた水路を形成することもでき、水路の床自体がサンプルキャリ
アの一部である場合には、対応する房室構造も房室層を完全には突き抜けないも
のとなる。FIG. 9 shows another form of the water channel structure in the sample carrier of the present invention. Waterway 3
2 is a general atrioventricular chamber or atrioventricular structure that is open on the layer plane, and the scale in one direction is significantly larger than the scale in the other perpendicular to it. The water channels are formed in the sample carrier, and a mask shape with a bridge-shaped protrusion is used on the substrate of the stamping tool in the production thereof. The channels may be straight, individually curved, branched, or connected to each other. Depending on the morphology of the sample carrier, closed channels can also be formed, and if the channel floor itself is part of the sample carrier, the corresponding atrioventricular structure will also not penetrate completely through the atrioventricular layer. .

【００６４】 図９（Ａ）は混合交点３２ｄで接続されている複数のチャネル３２ａ乃至３２
ｃを有するチャネル構造を示している。チャネルの端部にはそれぞれリザーバ３
３ａ乃至３３ｄがある。参照符号３２ｅは狭隘箇所を示している。狭隘箇所３２
ｅは流体工学的にはバリヤ（湾曲したチャネル壁）によって又は電気的に電界バ
リヤによっても形成される。その目的は、例えば、流体の流れをこの領域の手前
で遅らせ、そこで、流体の流れの中の懸濁粒子の測定を実行するためである。FIG. 9A shows a plurality of channels 32a to 32 connected at a mixing intersection 32d.
3 shows a channel structure with c. Reservoir 3 at each end of the channel
3a to 33d. Reference numeral 32e indicates a narrow space. Narrow space 32
e is formed hydrodynamically by a barrier (curved channel wall) or also electrically by an electric field barrier. The purpose is, for example, to delay the flow of the fluid before this region, where to carry out a measurement of suspended particles in the fluid flow.

【００６５】 変更の実施の形態は図９（Ｂ）に示されている。２つの部分チャネル３２ａ，
３２ｂは共通のチャネル３２ｃに接続される。この構造は２つの流体の流れを只
１つの流体の流れに合流させるために用いられる。部分チャネル３２ａと３２ｂ
との間の角度（α）は、用途に応じて、混合点３２ｄでの同形の流れを達成する
ために調節されている。流体の流れを混合するための構造の、他の変更の実施の
形態は、図９（Ｃ）に、２つの混合点３２ｄに通じる複数の部分チャネルを有す
る二重の配列として示されている。A modified embodiment is shown in FIG. 9B. Two partial channels 32a,
32b is connected to a common channel 32c. This structure is used to combine two fluid streams into only one fluid stream. Partial channels 32a and 32b
The angle (α) between and is adjusted, depending on the application, to achieve a homogenous flow at the mixing point 32d. Another modified embodiment of the structure for mixing fluid streams is shown in FIG. 9 (C) as a dual array with multiple partial channels leading to two mixing points 32d.

【００６６】 図９（Ｄ）に示したメアンダーの形状３２ｆは特に長い測定区間を形成するた
めに用いられる。一方ではリザーバ３３ａ乃至３３ｃと他方ではリザーバ３３ｄ
との間には、長くて曲がりくねったチャネルが面領域で延びている。この面領域
(der)は、例えば蛍光の測定のための照明への標的である。The meander shape 32f shown in FIG. 9D is used to form a particularly long measurement section. One of the reservoirs 33a to 33c and the other one of the reservoirs 33d
A long and meandering channel extends between the and in the face area. This surface area
The (der) is a target for illumination, eg for the measurement of fluorescence.

【００６７】 本発明に係わる反応基体又はサンプルキャリアはチャネル構造の形成に関し特
別な利点を有する。成形型(Abdruckwerkzeug)のためのマスクを製造するために
は、従来の精密機械用ツール(例えばＣＮＣ機械)を用いて、通常の材料、好まし
くはアルミニウム又は他の金属材料から任意のチャネル延在部分を作ることがで
きる。これらのチャネル延在部分を、特に、長さ、相対的方向付け（角度）、曲
がり具合、混合構造、及び部分チャネルに関し、用途に応じて、所定の方法で構
成することができる。このタイプのチャネルは、約６μｍのチャネル幅まで、従
来の精密機械用ツールを用いて、精密にかつ再生産可能に製造される。チャネル
へは、複数のチャネルの合流の際に複数の流体の流れの混合の改善を可能にする
複数の突起又は縁部を形成することができる。これらのチャネルは、流体の流れ
の特性を測定するための又は電気浸透に基づく特性を操作するための電極を、セ
ンサ又は温度調節素子をあるいは遮断又は弁要素並びに圧電ポンプを有してもよ
い。The reaction substrate or sample carrier according to the invention has particular advantages with respect to the formation of channel structures. In order to manufacture a mask for a mold (Abdruckwerkzeug), using conventional precision machine tools (eg CNC machines), any channel extension from conventional materials, preferably aluminum or other metallic materials. Can be made. These channel extensions can be configured in a predetermined manner, depending on the application, in particular regarding length, relative orientation (angle), bending, mixing structure and partial channels. This type of channel is precisely and reproducibly manufactured using conventional precision machinery tools, up to a channel width of about 6 μm. The channels can be formed with multiple protrusions or edges that allow improved mixing of multiple fluid streams upon merging of the multiple channels. These channels may have electrodes for measuring properties of fluid flow or for manipulating properties based on electroosmosis, sensors or temperature regulating elements or blocking or valve elements as well as piezoelectric pumps.

【００６８】 肉眼的なコンパートメント構造を有する本発明の他の実施の形態は、図１０に
、平面図及び側面図で示されている。Another embodiment of the present invention having a macroscopic compartment structure is shown in FIG. 10 in plan and side views.

【００６９】 本発明に係わる反応基体又は本発明に係わるサンプルキャリアは、只１つのチ
ャンバコンパートメント３８を有することもできる。コンパートメント層２１は
、その都度用いられるポリマー組成、例えばシリコーンゴムからなるリングに過
ぎない。このリングは底部１０、例えばガラスプレートとカバー５０との間に付
着しているので、蛍光分光分析法のための閉鎖された層状のクベットが形成され
る。サンプルキャリア２０が底部１０及びカバー５０のガラス材料に液密に付着
するが故に、このクベットには永続的に溶剤又はサンプル溶液が供給され、クベ
ットは固定層サンプルのように蛍光測定に晒すことができる。The reaction substrate according to the invention or the sample carrier according to the invention can also have only one chamber compartment 38. The compartment layer 21 is nothing more than a ring of polymer composition used in each case, for example silicone rubber. This ring is attached between the bottom 10, for example a glass plate and the cover 50, so that a closed layered cuvette for fluorescence spectroscopy is formed. Since the sample carrier 20 adheres to the glass material of the bottom 10 and the cover 50 in a liquid-tight manner, this cuvette is permanently supplied with a solvent or sample solution and the cuvette can be exposed to fluorescence measurements like a fixed bed sample. it can.

【００７０】 図１１及び１２は、肉眼での検査にとって重要である、サンプル配列の平面性
に関し、及びコンパートメント構造の、ウェル対ウェルの接近に関しても、本発
明に係わる反応基体の特別な利点を示している。平面性を説明するために、従来
の市販の反応基体又はサンプルキャリア(図１１の左側部分図)及び本発明に係わ
る反応基体(図１１の右側部分図)に関して、反応基体の底面の全領域に亘っての
ｚ位置のバリエーションを、共焦の顕微鏡構造体（ＣＣＤカメラにより底部のガ
ラス面上でのレーザ光の反射を撮影）を用いて、測定した。FIGS. 11 and 12 show the particular advantages of the reaction substrate according to the invention with regard to the planarity of the sample array, which is important for the macroscopic examination, and also with regard to the well-to-well proximity of the compartment structure. ing. In order to explain the flatness, a conventional commercially available reaction substrate or sample carrier (left side partial view of FIG. 11) and a reaction substrate according to the present invention (right side partial view of FIG. 11) are used in the entire area of the bottom surface of the reaction substrate. Variations in z position across were measured using a confocal microscope structure (a CCD camera filmed the reflection of laser light on the bottom glass surface).

【００７１】 従来の市販のサンプルキャリア又は反応基体の場合、共焦の、蛍光測定法の利
用のためには最早許容できない、パネル底部のバリエーションが、プレートの縁
部からその中心までの最大限３００μｍ、ｚ方向において生じる。１方向への明
瞭な延在（反応基体の中央での垂れ下がり）が認められる。本願の主題である反
応基体は、パネル底部の、ｚ方向での１００μｍより遥かに少ないバリエーショ
ンを有する。この変更の実施の形態は、共焦の、蛍光測定法の使用のための約１
５０μｍの公差より著しく下にある。更に、平均値より上方又は下方の、統計学
的な変動のみが認められる。ずれの傾向は生じない（例えば反応基体の中央の「
垂れ下がり」はない）。In the case of conventional commercial sample carriers or reaction substrates, a panel bottom variation of up to 300 μm from the edge of the plate to its center, which is no longer acceptable for the use of confocal fluorometry , In the z direction. A clear extension in one direction (hanging in the center of the reaction substrate) is observed. The reaction substrate which is the subject of the present application has a variation of the panel bottom in the z direction of well below 100 μm. This modified embodiment provides about 1 for use with confocal, fluorometric methods.
Significantly below the 50 μm tolerance. Furthermore, only statistical fluctuations above or below the mean are observed. There is no tendency to shift (eg "
There is no drooping).

【００７２】 図１２には、その時々にウェル内でなされた測定結果と共に、本発明に係わる
反応基体の１５６３のウェルが示されている。検査のために、「チェス盤模様」
の形の反応基体に、いわゆる活性な及びいわゆる非活性なバクテリアの懸濁液を
充填した（１つのウェルにつきその時々に３３０ｎｌ）。２１時間の培養時間後
に、すべてのウェルを、均等に、それぞれ１ｎｌの定量(Assay)と混合し、３０
分の更なる培養時間後に、ＣＦＣＡ測定（１つのウェルにつき１秒の測定時間）
を用いて、測定した。FIG. 12 shows the 1563 wells of the reaction substrate according to the invention, together with the results of the measurements made in the wells from time to time. "Chess board pattern" for inspection
A reaction substrate in the form of was filled with a suspension of so-called active and so-called inactive bacteria (330 nl per well from time to time). After a culture time of 21 hours, all wells were evenly mixed with 1 nl of each assay, 30
CFCA measurement after 1 minute additional incubation time (1 second measurement time per well)
Was measured.

【００７３】 活性なバクテリアと混合されているウェルの中で、２色で示された検定分子は
分離されるので、ＣＦＣＡ信号は小さくなる（プロット中の黒色の桝目）。非活
性のバクテリアと混合されているサンプルの中で、２色で示された検定分子は分
離されないので、ＣＦＣＡ信号は大きいままである（プロット中の白色の桝目）
。１５６３のウェルのうちの都合６個の場合のみ、個々のウェル間の非接近から
由来する「エラー」が生じる。しかし、このエラーは、バクテリア懸濁液をピペ
ットで加える際に生じたエラーであることもある。ウェル対ウェルの非接近によ
って生じるエラーに対する上限はせいぜい０．４％である。In the wells mixed with active bacteria, the CFCA signal is small because the assay molecules shown in two colors are separated (black cells in the plot). In the sample mixed with inactive bacteria, the CFCA signal remains large because the assay molecules shown in two colors are not separated (white cells in the plot).
. Only in the case of 6 of the 1563 wells do "errors" result from the lack of proximity between the individual wells. However, this error can also be an error that occurred when pipetting the bacterial suspension. The upper limit for the error caused by well-to-well non-closeness is 0.4% at most.

【００７４】 この素晴らしい結果が時間的に安定していることも好都合である。反応基体は
少なくとも４８時間（サンプルの準備から培養を経て測定の終了までの時間）後
に安定しており、ウェル同士は閉じられており、（測定の終了後に再度取り除く
ことができる底部ガラスの貼着なしに）プレート内で測定は実行できる。It is also convenient that this excellent result is stable over time. The reaction substrate is stable after at least 48 hours (time from sample preparation to culturing to the end of the assay), the wells are closed (adhesion of a bottom glass that can be removed again after the end of the assay). Measurements can be performed in the plate (without).

【００７５】 図１２に示した結果は、バクテリアの成長がコンパートメント層によっては妨
げられないこと（生物適合性）をも示している。The results shown in FIG. 12 also show that bacterial growth is not impeded by the compartment layer (biocompatibility).

【００７６】 本発明に係わるサンプルキャリア又は反応基体は、一般に、生化学、生物学又
は分子生命工学の全分野で用いることができる。これらの分野では、１つ又は複
数のサンプルを、所定の形で、固定し、操作し、変化させねばならない。好まし
い使用は、所定の粒子混合物を有する懸濁液の処理にある。本発明に係わる反応
基体によって、例えば細胞選別機、分子選別機又は他の細胞マニピュレータを形
成することができる。その流体のμシステム技術のすべての利用が補充できる。The sample carrier or reaction substrate according to the invention can generally be used in all fields of biochemistry, biology or molecular biotechnology. In these fields, one or more samples must be fixed, manipulated and varied in a defined manner. A preferred use is in the treatment of suspensions with defined particle mixtures. With the reaction substrate according to the invention it is possible, for example, to form cell sorters, molecular sorters or other cell manipulators. All uses of μ-system technology for that fluid can be replenished.

【００７７】 本発明に係わる反応基体は、特別な利点をもって、コンビナトリアル・ケミス
トリーに基づく合成方法に利用可能である。本発明に係わる反応基体を、標的す
なわち特殊な生物学的分子、例えば酵素、摂取体又はイオンチャネルを同定及び
確定するために用いることができることは好都合である。更に、生物学的に活性
な物質及び／又は薬学的な作用物質の同定のためにこれらの反応基体を非常に良
好に用いることができる。本発明に係わる反応基体を、高いサンプル処理量（い
わゆるハイ・スループット・スクリーニング、ＨＴＳ）による検査法に用いるこ
とができることによって、一層多い物質の、生物学的活性及び薬学的有効性を、
短時間内に検査することができる。このことは、コンビナトリアル・ケミストリ
ーによって得られる物質バンクの、物学的活性及び／又は有効性を検査するため
に、非常に重要である。本発明に係わる反応基体を用いて、高いサンプル処理量
を達成し、１日につき１０万個までの数千の物質を検査することができる。The reaction substrates according to the invention can be used in combinatorial chemistry-based synthetic processes with particular advantages. Conveniently, the reaction substrate according to the invention can be used for identifying and determining a target or a specific biological molecule, such as an enzyme, an uptaker or an ion channel. Furthermore, these reaction substrates can be used very well for the identification of biologically active substances and / or pharmaceutical agents. Since the reaction substrate according to the present invention can be used for a test method with a high sample throughput (so-called high throughput screening, HTS), the biological activity and pharmaceutical efficacy of more substances can be improved.
It can be inspected in a short time. This is very important for examining the physical activity and / or efficacy of the material banks obtained by combinatorial chemistry. With the reaction substrates according to the invention, high sample throughputs can be achieved and thousands of substances can be tested up to 100,000 per day.

【００７８】 更に、本発明に係わる反応基体は、検定方法の実施のために非常に良く適して
いる。このような検定方法の場合、標的と化合物を、化学的及び／又は生物学的
相互作用の検査のために組み合わせる。従って、標的に所望通りに影響を与える
物質を同定することができるモデルシステムを容易に作り出すことができる。本
発明に係わる反応基体は生物学的及び細胞学的な検定方法のために用いることが
できる。粘性粒子又は固体粒子（いわゆるビーズ）の使用に基づく検定方法も決
定的である。Furthermore, the reaction substrates according to the invention are very well suited for carrying out the assay method. In such an assay method, the target and compound are combined to test for chemical and / or biological interactions. Therefore, it is possible to easily create a model system capable of identifying a substance that affects a target as desired. The reaction substrate according to the invention can be used for biological and cytological assay methods. Assay methods based on the use of viscous particles or solid particles (so-called beads) are also crucial.

【００７９】 更に、本発明に係わる反応基体は、ヒト又は動物における生理学を模倣する簡
単化されたモデルシステムの使用に基づく検定方法の、その実施のために非常に
良く適している。このことは、検定システムを、特に以下のために、すなわち、
血漿中での、生物学的に活性な及び薬学的に有効な物質の溶解度、これらの物質
の透過性、これらの物質の肝毒性、これらの物質の生体利用性、血液中のこれら
の物質の安定性又は肝臓への透過後のこれらの物質の減少分布に関する情報を得
るために用いること、を意味する。Furthermore, the reaction substrate according to the invention is very well suited for the implementation of an assay method based on the use of a simplified model system that mimics physiology in humans or animals. This makes the assay system especially for:
Solubility of biologically active and pharmaceutically active substances in plasma, permeability of these substances, hepatotoxicity of these substances, bioavailability of these substances, of these substances in blood Used to obtain information about stability or diminished distribution of these substances after penetration into the liver.

【００８０】 化学的及び生命工学的検定を、例えば、（１）人工の又は生物的オブジェクト
の同定及び特徴付けのために、（２）化合物の同定及び特徴付けのために、（３
）標的の同定及び／又は確定のために、（４）生物的に活性な物質及び／又は薬
学的作用物質を捜すために、（５）主構造(Leitstrukturen)の同定のために、（
６）ゲノム分析のために、（７）プロテオーム分析のために、（８）物質の洗浄
及び濃縮のために、又は（９）生物学的に重要な巨大分子を発生的に最適化する
ために用いることができる。Chemical and biotechnological assays, eg (1) for the identification and characterization of artificial or biological objects, (2) for the identification and characterization of compounds, (3
) For the identification and / or confirmation of the target, (4) for the search for biologically active substances and / or pharmaceutical agents, (5) for the identification of the main structure (Leitstrukturen),
6) for genomic analysis, (7) for proteome analysis, (8) for washing and enrichment of substances, or (9) for developmentally optimizing biologically important macromolecules. Can be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 本発明のサンプルキャリアつき反応基体の図式的透視図。[Figure 1]   1 is a schematic perspective view of a reaction substrate with a sample carrier of the present invention.

【図２】 本発明のコンパートメント層の第１の実施形態を上から見た図。[Fig. 2]   The figure which looked at 1st Embodiment of the compartment layer of this invention from the top.

【図３】 本発明の、合成された状態のプレスツールの図。[Figure 3]   FIG. 3 is a view of a pressed tool in a combined state according to the present invention.

【図４】 本発明の、分解された状態のプレスツールの図。[Figure 4]   FIG. 3 is a view of the disassembled press tool of the present invention.

【図５】 本発明の、分解された状態のプレスツールの図。[Figure 5]   FIG. 3 is a view of the disassembled press tool of the present invention.

【図６】 マイクロサンプルキャリア担体になっている本発明の反応基体および従来の半
導体構造を上から見た図。FIG. 6 is a view from above of a reaction substrate of the present invention, which is a microsample carrier, and a conventional semiconductor structure.

【図７】 図６のマイクロサンプルキャリア担体の断面の拡大図。[Figure 7]   FIG. 7 is an enlarged view of a cross section of the microsample carrier carrier of FIG. 6.

【図８】 図６と図７の反応基体でのコンパートメント構造の細部。[Figure 8]   Details of the compartment structure in the reaction substrate of FIGS. 6 and 7.

【図９】 マイクロチャネルを有する、本発明の反応基体の別の実施形態を上から見た図
。FIG. 9 is a top view of another embodiment of the reaction substrate of the present invention having microchannels.

【図１０】 層状の蛍光キュベットになっている本発明の反応基体[Figure 10]   The reaction substrate of the present invention in the form of a layered fluorescent cuvette

【図１１】 本発明の反応基体の従来の平面性を図示するための実験結果。FIG. 11   The experimental result for illustrating the conventional planarity of the reaction substrate of the present invention.

【図１２】 本発明の反応基体のコンパートメントの厚さを図示するための実験結果。[Fig. 12]   Experimental results for illustrating the compartment thickness of the reaction substrate of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 33/48 Ｇ０１Ｎ 37/00 １０３ 37/00 １０３ ＺＣＣ ＺＣＣ 27/26 ３３１Ｈ (72)発明者 ジム、ボルフガング ドイツ連邦共和国 37124 ローズドルフ、 シュタインフルーアベーク ２ビー (72)発明者 ケットリンク、ウルリヒ ドイツ連邦共和国 37077 ゲッティンゲ ン、シュトゥンプフ・アイヒェ ２ (72)発明者 コルターマン、アンドレ ドイツ連邦共和国 37083 ゲッティンゲ ン、バオムシューレンベーク ５ (72)発明者 シュテファン、イェンス ドイツ連邦共和国 37081 ゲッティンゲ ン、ヘルモルトシュトラーセ ７ (72)発明者 ビンクラー、トールステン ドイツ連邦共和国 37073 ゲッティンゲ ン、テアーターシュトラーセ 27 (72)発明者 デーレ、クラウス ドイツ連邦共和国 37077 ゲッティンゲ ン、ユーデンシュトラーセ ８ (72)発明者 アイゲン、マンフレッド ドイツ連邦共和国 37075 ゲッティンゲ ン、ゲオルク−デヒオ−ベーク 14 Ｆターム(参考） 2G045 AA40 FA11 FA16 JA07 2G058 CC02 CC17 DA07 GA01 GA12 4B029 AA07 BB20 CC03 FA12 4B063 QA01 QA18 QQ42 QQ52 QR55 QR82 QS11 QS34 QS36 QX02─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI theme code (reference) G01N 33/48 G01N 37/00 103 37/00 103 ZCC ZCC 27/26 331H (72) Inventor Jim, Wolfgang Germany 37124 Rosedorf, Steinfurerbeek 2 Bee (72) Inventor Kettling, Ulrich Germany 37077 Göttingen, Stumpfew Eicher 2 (72) Inventor Koltermann, Andre Germany 37083 Göttingen, Baom Schüren Bake 5 (72) Inventor Stephan, Jens Germany 37081 Göttingen, Helmoldstraße 7 (72) Inventor Binkler, Thorsten German Federation Country 37073 Göttingen, Theaterstraße 27 (72) Inventor Dele, Klaus Germany 37077 Göttingen, Udenstraße 8 (72) Inventor Aigen, Manfred Germany 37075 Göttingen, Georg-Duchio-Beek 14 F Term (reference) 2G045 AA40 FA11 FA16 JA07 2G058 CC02 CC17 DA07 GA01 GA12 4B029 AA07 BB20 CC03 FA12 4B063 QA01 QA18 QQ42 QQ52 QR55 QR82 QS11 QS34 QS36 QX02

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 マトリックス状にまっすぐの行と列に配置されているサンプ
ルキャリア溜め（３１）によって形成されているコンパートメント構造（３０）
を有する反応基体（１００）において、 底部（１０）、この場合、該底部はガラス−、プラスチック−、金属−もしく
は半導体基板でありかつ実質的に平坦で平滑な表面を有する、および ポリマー材料からなる可撓性のコンパートメント層（２１）、この場合、該コ
ンパートメント層中に該サンプルキャリア溜め（３１）が形成されており、その
際、該ポリマー材料は、ガラス−、プラスチック−、金属−もしくは半導体基板
の表面に関して固有の付着可能性を有する粘弾性ポリマー組成物であり、かつ、
該底部（１０）から形、付着可能性および可撓性の実質的に損害無しに分離可能
であり、その際、該コンパートメント層（２１）が該サンプルキャリア溜め（３
１）によって完全に突き破られており、その結果、該サンプルキャリア溜め（３
１）の底で前記底部の表面が露出していること、 を特徴とする、反応基体。1. A compartment structure (30) formed by sample carrier reservoirs (31) arranged in a matrix of straight rows and columns.
In a reaction substrate (100) having a bottom (10), which in this case is a glass-, plastic-, metal- or semiconductor substrate and has a substantially flat and smooth surface, and consisting of a polymeric material. A flexible compartment layer (21), in which case the sample carrier reservoir (31) is formed in the compartment layer, wherein the polymeric material is a glass-, plastic-, metal- or semiconductor substrate. A viscoelastic polymer composition having an inherent adhesion potential with respect to the surface of, and
It is separable from the bottom (10) substantially without loss of shape, adherence and flexibility, the compartment layer (21) being the sample carrier reservoir (3).
1) has been completely breached, and as a result, the sample carrier reservoir (3
The reaction substrate, wherein the surface of the bottom is exposed at the bottom of 1). 【請求項２】 前記底部が透明な材料からなる、請求項１に記載の反応基体
。2. The reaction substrate according to claim 1, wherein the bottom portion is made of a transparent material. 【請求項３】 前記底部（１０）が実質的に平坦で平滑なガラス板である、
請求項２に記載の反応基体。3. The bottom (10) is a substantially flat and smooth glass plate,
The reaction substrate according to claim 2. 【請求項４】 前記ガラス板が、顕微鏡検査に使用されるカバーガラスの厚
みを有する、請求項３に記載の反応基体。4. The reaction substrate according to claim 3, wherein the glass plate has a thickness of a cover glass used for microscopic examination. 【請求項５】 前記カバーガラスの厚みが約１５０μｍである、請求項４に
記載の反応基体。5. The reaction substrate according to claim 4, wherein the cover glass has a thickness of about 150 μm. 【請求項６】 前記ポリマー組成物に接着剤不含かつ溶剤不含の天然ゴムも
しくは合成ゴムが含まれる、請求項１から５までのいずれか１項にに記載の反応
基体。6. The reaction substrate according to claim 1, wherein the polymer composition contains an adhesive-free and solvent-free natural rubber or a synthetic rubber. 【請求項７】 前記ポリマー組成物にシリコーンゴムが含まれる、請求項６
に記載の反応基体。7. The silicone rubber is included in the polymer composition.
The reaction substrate according to. 【請求項８】 前記ポリマー組成物が接着剤無しで前記底部（１０）に付着
する、請求項６に記載の反応基体。8. The reactive substrate of claim 6, wherein the polymer composition adheres to the bottom portion (10) without an adhesive. 【請求項９】 前記コンパートメント層（２１）が前記底部（１０）から実
質的に損傷無しに形、付着可能性および可撓性の損害無しに分離可能である、請
求項１から８までのいずれか１項に記載の反応基体。9. The method according to claim 1, wherein the compartment layer (21) is separable from the bottom (10) substantially without damage to shape, adhesion and flexibility. The reaction substrate according to item 1. 【請求項１０】 前記コンパートメント層（２１）の、前記底部（１０）と
反対側にカバー（５０）が載せられている、請求項１から９までのいずれか１項
に記載の反応基体。10. The reaction substrate according to claim 1, wherein a cover (50) is mounted on the side of the compartment layer (21) opposite to the bottom part (10). 【請求項１１】 前記カバー（５０）が前記コンパートメント構造（３０）
に液体サンプルキャリアを装填するための、もしくはこのようなサンプルキャリ
アを取り出すための貫通孔（５１）を有している、請求項１０に記載の反応基体
。11. The cover (50) comprises the compartment structure (30).
11. The reaction substrate according to claim 10, which has a through hole (51) for loading a liquid sample carrier into or out of such a sample carrier. 【請求項１２】 前記コンパートメント構造（３０）に前記サンプルキャリ
ア溜め（３１）のほかにチャネル（３２）および／または貯蔵容器（３３）が含
まれる、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の反応基体。12. The compartment structure (30) according to claim 1, further comprising a channel (32) and / or a storage container (33) in addition to the sample carrier reservoir (31). The reaction substrate described. 【請求項１３】 前記コンパートメント層（２１）中にマニピュレーション
−および検査装置（４０）が備えられており、この場合、該装置には液体導管（
４１）、電極（４２）および／またはセンサ（４３）が含まれる、請求項１から
１２までのいずれか１項に記載の反応基体。13. Manipulation and inspection device (40) is provided in the compartment layer (21), wherein the device comprises a liquid conduit (40).
41) Reactive substrate according to any one of claims 1 to 12, comprising an electrode (42) and / or a sensor (43). 【請求項１４】 マイクロ−およびナノタイター用プレートを形成する、請
求項１から１３までのいずれか１項に記載の反応基体。14. The reaction substrate according to claim 1, which forms micro- and nanotiter plates. 【請求項１５】 前記サンプルキャリア溜めの位置の変動が前記反応基体の
平面に対して垂直方向で前記底部の面全体にわたって２５０μｍより小さい、特
に１５０μｍより小さい、殊に１００μｍより小さい、請求項１から１４までの
いずれか１項に記載の反応基体。15. The method according to claim 1, wherein the variation of the position of the sample carrier reservoir is less than 250 μm, in particular less than 150 μm, in particular less than 100 μm over the entire surface of the bottom in a direction perpendicular to the plane of the reaction substrate. 14. The reaction substrate according to any one of 14 to 14. 【請求項１６】 − 合成のもしくは生物の目標物の同定および特性決定の
ための、 − 化合物の同定および特性決定のための、 − 目標物の同定および／または検証のための、 − 生物学的に活性な物質および／または薬学的な作用物質の検出のための、 − 伝導構造の同定のための、 − ゲノム分析のための、 − プロテオム分析のための、 − 基質の浄化および濃化のための、または − 生物学的に関連する巨大分子の進化を促進する最適化のための、 請求項１から１５までのいずれか１項に記載の反応基体の使用。16. For the identification and characterization of synthetic or biological targets; for the identification and characterization of compounds; for the identification and / or validation of targets; For the detection of active substances and / or pharmaceutical agents, for the identification of conductive structures, for genomic analysis, for proteome analysis, for purification and enrichment of substrates Or-for the optimization of promoting evolution of biologically relevant macromolecules, use of the reaction substrate according to any one of claims 1 to 15.