(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-24
(45)【発行日】2024-08-01
(54)【発明の名称】第１接着層及び第２接着層を有するインターポーザ
(51)【国際特許分類】
G01N 35/08 20060101AFI20240725BHJP
G01N 21/05 20060101ALI20240725BHJP
G01N 37/00 20060101ALI20240725BHJP
B32B 7/12 20060101ALI20240725BHJP
B32B 27/30 20060101ALI20240725BHJP
B32B 3/24 20060101ALI20240725BHJP
C09J 201/00 20060101ALI20240725BHJP
C09J 133/00 20060101ALI20240725BHJP
H01L 25/07 20060101ALI20240725BHJP
H01L 25/065 20230101ALI20240725BHJP
H01L 25/18 20230101ALI20240725BHJP
【ＦＩ】
G01N35/08 E
G01N21/05
G01N37/00 102
B32B7/12
B32B27/30 A
B32B3/24 Z
C09J201/00
C09J133/00
H01L25/08 H
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2020572873
(86)(22)【出願日】2019-06-28
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-11-04
(86)【国際出願番号】 IB2019055512
(87)【国際公開番号】W WO2020008316
(87)【国際公開日】2020-01-09
【審査請求日】2022-06-27
(31)【優先権主張番号】62/693,762
(32)【優先日】2018-07-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】2021377
(32)【優先日】2018-07-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】NL
(73)【特許権者】
【識別番号】500358711
【氏名又は名称】イルミナ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(72)【発明者】
【氏名】マクスウェル・ジマーリー
(72)【発明者】
【氏名】リャンリャン・チアン
(72)【発明者】
【氏名】シェイン・エム・ボーウェン
(72)【発明者】
【氏名】スティーブン・エイチ・モディアノ
(72)【発明者】
【氏名】ダージュン・ユアン
(72)【発明者】
【氏名】ランドール・スミス
(72)【発明者】
【氏名】アーサー・ジェイ・ピテラ
(72)【発明者】
【氏名】ハイ・クアン・トラン
(72)【発明者】
【氏名】ジェラルド・クラインドル
【審査官】佐々木 崇
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／１１５８６３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１９６９１２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１６－５３３２８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００９－５００２７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／０３２１１２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１５－５２３５７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１６３４１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００６／１０６６０８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／００９３３０３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－２０３０４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３１５７５２３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１８０５２９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２００１／０９８７８１（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ２１／００－ ２１／０１
２１／１７－ ２１／６１
３５／００－ ３７／００
Ｂ３２Ｂ １／００－ ４３／００
Ｂ３２Ｂ １／００－ ４３／００
Ｃ０９Ｊ １／００－ ５／１０
９／００－２０１／１０
Ｈ０１Ｌ２５／００－ ２５／０７
２５／１０－ ２５／１１
２５／１６－ ２５／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
インターポーザであって、第１表面及び第１表面とは反対側の第２表面を有する基層；
基層の第１表面に配置された第１接着剤層；
第１接着剤層に配置された第１剥離ライナー；
基層の第２表面に配置された第２接着剤層；
第２接着剤層に配置された第２剥離ライナー；並びに
基層、第１接着剤層、第２接着剤層、及び第２剥離ライナーの各々を通る一方、第１剥離ライナーを通らないように延在する複数のマイクロ流体チャネル
を有して成り、
基層は黒色ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んで成り、
第１接着剤層はアクリル系接着剤及び接着促進剤を含んで成り、
第２接着剤層はアクリル系接着剤及び接着促進剤を含んで成る、インターポーザ。
【請求項2】
基層、第１接着剤層、及び第２接着剤層の全厚が、１～２００ミクロンの範囲にある、請求項１に記載のインターポーザ。
【請求項3】
基層が１０～１００ミクロンの範囲の厚さを有し、第１接着剤層及び第２接着剤層の各々が５～５０ミクロンの範囲の厚さを有する、請求項１又は２に記載のインターポーザ。
【請求項4】
第１接着剤層及び第２接着剤層の各々が、５３２ｎｍの蛍光標準と比較して０．２５ａ．ｕ．未満の、５３２ｎｍの励起波長に応答する自家蛍光を有する、請求項１～３のいずれかに記載のインターポーザ。
【請求項5】
第１接着剤層及び第２接着剤層の各々が、６３５ｎｍの蛍光標準と比較して０．１５ａ．ｕ．未満の、６３５ｎｍの励起波長に応答する自家蛍光を有する、請求項１～４のいずれかに記載のインターポーザ。
【請求項6】
基層が少なくとも５０ｗ／ｗ％の黒色ＰＥＴを含んで成る、請求項１～５のいずれかに記載のインターポーザ。
【請求項7】
基層が少なくとも８０ｗ／ｗ％の黒色ＰＥＴを含んで成る、請求項１～６のいずれかに記載のインターポーザ。
【請求項8】
第１接着剤層及び第２接着剤層の各々が、少なくとも５ｗ／ｗ％のアクリル系接着剤を含んで成る、請求項１～７のいずれかに記載のインターポーザ。
【請求項9】
第１接着剤層及び第２接着剤層の各々が、少なくとも８０ｗ／ｗ％のアクリル系接着剤を含んで成る、請求項１～８のいずれかに記載のインターポーザ。
【請求項10】
第１剥離ライナーが、５０～３００ミクロンの範囲の厚さを有し；及び第２剥離ライナーが、２５～５０ミクロンの範囲の厚さを有する、請求項１に記載のインターポーザ。
【請求項11】
第１剥離ライナーが少なくとも実質的に光学的に不透明であり、第２剥離ライナーが少なくとも実質的に光学的に透明である、請求項１又は１０に記載のインターポーザ。
【請求項12】
インターポーザを形成することであって、インターポーザが、第１表面及び第１表面とは反対側の第２表面を有する基層、
基層の第１表面に配置される第１接着剤層、
第１接着剤層に配置された第１剥離ライナー、
基層の第２表面に配置される第２接着剤層、および
第２接着剤層に配置された第２剥離ライナー
を有して成り、
基層は黒色ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んで成り、
第１接着剤層はアクリル系接着剤及び接着促進剤を含んで成り、
第２接着剤層はアクリル系接着剤及び接着促進剤を含んで成る、
インターポーザを形成すること；並びに
少なくとも基層、第１接着剤層、第２接着剤層、及び第２剥離ライナーを通る一方、第１剥離ライナーを通らないマイクロ流体チャネルを形成すること
を含み、
マイクロ流体チャネルを形成するステップにおいて、ＣＯ ２ レーザーを用いて、第２剥離ライナーを通るようにマイクロ流体チャネルをさらに形成する一方、第１剥離ライナーを通るように形成しない、方法。
【請求項13】
マイクロ流体チャネルを形成することが、ＣＯ２レーザーを用いることを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
ＣＯ２レーザーが、５０００ｎｍ～１５０００ｎｍの範囲の波長、及び５０～１５０μｍの範囲のビーム・サイズを有する、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項15】
フロー・セルであって、第１基板；
第２基板；及び
第１基板と第２基板との間に配置された、請求項１～１１のいずれかに記載のインターポーザ
を有して成り、
第１接着剤層は基層の第１表面を第１基板の表面に結合し、第２接着剤層は基層の第２表面を第２基板の表面に結合する、フロー・セル。
【請求項16】
第１基板及び第２基板の各々がガラスを含んで成り、第１接着剤層及び第２接着剤層の各々と、第１基板及び第２基板のそれぞれの表面との間の結合が、５０Ｎ／ｃｍ２より大きい剪断応力、及び１Ｎ／ｃｍより大きい剥離力に耐えるように適合される、請求項１５に記載のフロー・セル。
【請求項17】
第１基板及び第２基板の各々が、１ミクロン未満の厚さであって、第１接着剤層及び第２接着剤層のそれぞれに結合される表面を含む樹脂層を有して成り、樹脂層の各々と第１接着剤層及び第２接着剤層のそれぞれとの間の結合は、５０Ｎ／ｃｍ２より大きい剪断応力、及び１Ｎ／ｃｍより大きい剥離力に耐えるように適合される、請求項１５又は１６に記載のフロー・セル。
【請求項18】
複数のウェルが、第１基板又は第２基板の少なくとも一方の樹脂層にインプリントされ、生体プローブが複数のウェルの各々に配置され、インターポーザのマイクロ流体チャネルが、複数のウェルに流体を移送するようになっている、請求項１５～１７のいずれかに記載のフロー・セル。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
本出願は、２０１８年７月３日に出願された米国仮出願第６２／６９３，７６２号の利益を主張し、２０１８年７月２３日に出願されたオランダ特許出願第ＮＬ２０２１３７７号の優先権を主張し、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
生物学的又は化学的研究における様々なプロトコルには、局所的な支持表面又は事前定義された反応チャンバー内で多くの制御された反応を実施することが含まれる。次いで、所望の反応は観察又は検出され、その後の分析は、反応に含まれる化学物質の特性を特定又は明らかにすることを助力し得る。例えば、いくつかのマルチプレックス・アッセイにおいて、識別可能な標識（例えば、蛍光標識）を有する未知の分析物は、制御された条件下で数千の既知のプローブに曝露され得る。既知の各プローブは、マイクロプレートの対応するウェルに堆積され得る。ウェル内の既知のプローブと未知の分析物との間で発生するいずれの化学反応を観察することは、分析物の特性を特定又は明らかにすることを助力し得る。このようなプロトコルの他の例には、合成による配列決定又はサイクリック・アレイ・シーケンシングなどのＤＮＡ配列決定プロセスが含まれる。サイクリック・アレイ・シーケシングにおいて、ＤＮＡの特徴の高密度アレイ（例えば、テンプレート核酸）は、酵素的操作の反復サイクルを介して配列決定され得る。各サイクル後、画像が捕捉され、続いて、ＤＮＡの特徴の配列を決定するために他の画像で分析され得る。
【0003】
マイクロ流体技術の進歩により、急速な遺伝子配列決定、若しくはナノリットル又はさらに少量の体積のサンプルを用いる化学分析を実行できるフロー・セルの開発が可能となった。このようなマイクロ流体デバイスは、望ましくは、多数の高圧及び低圧のサイクル、腐食性化学物質への曝露、温度及び湿度の変動に耐え、高い信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を供し得る。
【発明の概要】
【0004】
本開示で供されるいくつかの実施形態は、一般的にマイクロ流体デバイスに関する。マイクロ流体デバイスの例は、フロー・セルである。本明細書で説明されるいくつかの実施形態は、一般的にインターポーザを含むマイクロ流体デバイスに関し、特に、黒色ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及び両面アクリル系接着剤から形成され、それらを通るように規定されるマイクロ流体チャネルを有するインターポーザを含むフロー・セルに関する。インターポーザは、低い自家蛍光、高い剥離強度及び剪断強度を有するように構成されてよく、腐食性化学物質、圧力サイクル及び温度サイクルに耐えることができる。
【0005】
実施形態の第１セットにおいて、インターポーザは、第１表面及び第１表面とは反対側の第２表面を有する基層を有して成る。基層は、黒色ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んで成る。第１接着剤層は、基層の第１表面に配置される。第１接着剤層は、アクリル系接着剤を含んで成る。第２接着剤層は、基層の第２表面に配置される。第２接着剤層は、アクリル系接着剤を含んで成る。複数のマイクロ流体チャネルは、基層、第１接着剤層、及び第２接着剤層の各々を通るように延在する。
【0006】
インターポーザのいくつかの実施形態において、基層、第１接着剤層、及び第２接着剤層の合計の厚さは、約５０～約２００ミクロンの範囲である。
【0007】
インターポーザのいくつかの実施形態において、基層は約３０～約１００ミクロンの範囲の厚さを有し、第１接着剤層及び第２接着剤層の各々は、約１０～約５０ミクロンの範囲の厚さを有する。
【0008】
インターポーザのいくつかの実施形態において、第１接着剤層及び第２接着剤層の各々は、５３２ｎｍの蛍光標準と比較して、約０．２５ａ．ｕ．未満の５３２ｎｍの励起波長に応答する自家蛍光を有する。
【0009】
インターポーザのいくつかの実施形態において、第１接着剤層及び第２接着剤層の各々は、６３５ｎｍの蛍光標準と比較して、約０．１５ａ．ｕ．未満の６３５ｎｍの励起波長に応答する自家蛍光を有する。
【0010】
インターポーザのいくつかの実施形態において、基層は少なくとも約５０％の黒色ＰＥＴを含んで成る。いくつかの実施形態において、基層は本質的に黒色ＰＥＴから成る。
【0011】
インターポーザのいくつかの実施形態において、第１接着剤層及び第２接着剤層の各々は、少なくとも約１０％のアクリル系接着剤で作られる。
【0012】
インターポーザのいくつかの実施形態において、第１接着剤層及び第２接着剤層の各々は、本質的にアクリル系接着剤から成る。
【0013】
いくつかの実施形態において、フロー・セルは、第１基板、第２基板、及び上述のインターポーザのいずれか１つを有して成る。
【0014】
フロー・セルのいくつかの実施形態において、第１基板及び第２基板の各々はガラスを含んで成る。それによって、第１接着剤層及び第２接着剤層の各々と、第１基板及び第２基板のそれぞれの表面との間の結合は、約５０Ｎ／ｃｍ２より大きい剪断応力及び約１Ｎ／ｃｍより大きい１８０度剥離力に耐えるように適合される。
【0015】
フロー・セルのいくつかの実施形態において、第１基板及び第２基板の各々は樹脂層を有して成り、該樹脂層は、１ミクロン未満の厚さで、第１接着剤層及び第２接着剤層のそれぞれに結合される表面を含む。それによって、樹脂層の各々と第１接着剤層及び第２接着剤層のそれぞれとの間の結合は、約５０Ｎ／ｃｍ２より大きい剪断応力及び約１Ｎ／ｃｍより大きい剥離力に耐えるように適合される。
【0016】
フロー・セルのいくつかの実施形態において、複数のウェル（又は縦穴、well）は、第１基板又は第２基板の少なくとも一方の樹脂層にインプリントされる（imprint）。生体プローブは複数のウェルの各々に配置され、インターポーザのマイクロ流体チャネルは、複数のウェルに流体を送達するように構成される。
【0017】
実施形態の別のセットにおいて、インターポーザは、第１表面及び第１表面とは反対側の第２表面を有する基層を有して成る。第１接着剤層は、基層の第１表面に配置される。第１剥離ライナー（release liner）は、第１接着剤層に配置される。第２接着剤層は、基層の第２表面に配置される。第２剥離ライナーは、第２接着剤層に配置される。複数のマイクロ流体チャネルは、基層、第１接着剤層、及び第２接着剤層、並びに第２剥離ライナーの各々を通るように延在する一方、第１剥離ライナーは通らない。
【0018】
インターポーザのいくつかの実施形態において、第１剥離ライナーは約５０～約３００ミクロンの範囲の厚さを有し、第２剥離ライナーは約２５～約５０ミクロンの範囲の厚さを有する。
【0019】
インターポーザのいくつかの実施形態において、基層は黒色ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んで成り；第１接着剤層及び第２接着剤層の各々はアクリル系接着剤を含んで成る。
【0020】
インターポーザのいくつかの実施形態において、第１剥離ライナーは、少なくとも実質的に光学的に不透明であり、第２剥離ライナーは、少なくとも実質的に光学的に透明である。
【0021】
上述及び本明細書で説明されるインターポーザ及びフロー・セルは、本開示において後述されるような利点を達成するため、いずれの組合せでも実施されてよい。
【0022】
実施形態のさらに別のセットにおいて、マイクロ流体チャネルをパターン化する方法は、第１表面及び第１表面とは反対側の第２表面を有する基層を有して成るインターポーザを形成することを含む。基層は、黒色ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んで成る。第１接着剤層は基層の第１表面に配置され、第１接着剤層はアクリル系接着剤を含んで成り、第２接着剤層は基層の第２表面に配置され、第２接着剤層はアクリル系接着剤を含んで成る。マイクロ流体チャネルは、基層、第１接着剤層、及び第２接着剤層を少なくとも通るように形成される。
【0023】
方法のいくつかの実施形態において、マイクロ流体チャネルを形成することは、ＣＯ２レーザーを用いることを伴う。
【0024】
いくつかの実施形態において、インターポーザは、第１接着剤層に配置される第１剥離ライナー、及び第２接着剤層に配置される第２剥離ライナーをさらに有して成る。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チャネルを形成するステップにおいて、マイクロ流体チャネルは、ＣＯ２レーザーを用いて第２剥離ライナーを通るようにさらに形成される一方、第１剥離ライナーを通るように形成されない。
【0025】
方法のいくつかの実施形態において、ＣＯ２レーザーは約５０００ｎｍ～約１５０００ｎｍの範囲の波長、及び約５０～約１５０μｍの範囲のビーム・サイズを有する。
【0026】
上述及び本明細書で説明される方法は、本開示で後述されるような利益を達成するために、いずれの組合せでも実施されてよい。
【0027】
インターポーザ、フロー・セル、及び方法を含む上述の実施形態の全ては、本開示で後述されるような利益を達成するため、いずれの構成でも組み合され得る。さらに、前述の実施形態、及び以下により詳細に説明される追加の実施形態は（そのような概念が相互に矛盾しない条件で）、本明細書で開示される主題の一部であると考えられ、いずれの構成でも組み合され得る。
【0028】
本明細書は、多くの特定の実施形態の詳細を含むものの、これらは、いずれの発明又は特許請求され得るものの範囲の制限ではなく、むしろ特定の発明の特定の実施形態に固有である特徴の説明と解釈されるべきである。また、別個の実施形態の文脈において本明細書で説明されるある特徴も、単一の実施形態で組み合わせて実施され得る。反対に、単一の実施形態の文脈で説明される様々な特徴も、別個に、又はいずれの適当なサブコンビネーションにおいて、複数の実施形態で実施され得る。さらに、特徴は、ある組合せで動作すると上述される可能性があり、当初そのように特許請求すらされ得るものの、特許請求される組合せからの１つ又はそれより多くの特徴は、場合によっては組合せから削除される可能性があり、特許請求される組合せは、サブコンビネーション又はサブコンビネーションの変更に向けられ得る。
【図面の簡単な説明】
【0029】
本開示の前述及び他の特徴は、添付の図面と併せて、後述の説明及び添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろう。これらの図面は、本開示に従ういくつかの実装のみを示し、したがって、その範囲を制限すると見なされるべきではないことを理解し、添付の図面を用いることにより、本開示はさらに具体的及び詳細に説明される。
【0030】
【0031】
以下の詳細な説明の全体を通して、添付の図面を参照する。図面において、文脈に別段指示がない限り、一般的に同様の記号は同様の構成要素を識別する。詳細な説明、図面、及び特許請求の範囲で説明される例示的な実施形態は、限定することを意味しない。ここで開示される主題の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用されてよく、他の変更がなされてよい。本明細書で一般的に説明され、図に示される本開示の態様は、幅広く様々な異なる構成で配置、置換、組み合わせ、及び設計され得るものであり、その全ては明示的に企図され、本開示の一部にされるということが容易に理解されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【0032】
本明細書で供されるのは、マイクロ流体デバイスの例示である。一般的に、本明細書で説明される実施形態は、インターポーザを含むマイクロ流体デバイス、特に、黒色ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及び両面アクリル系接着剤から形成され、それらを通るように規定されるマイクロ流体チャネルを有するインターポーザを含むフロー・セルに関する。インターポーザは、比較的低い自家蛍光、比較的高い剥離及び比較的高い剪断強度を有するように構成され、腐食性化学物質、圧力及び温度サイクルに耐え得る。
【0033】
マイクロ流体技術の進歩により、ナノリットル又はより小さいサンプル体積を用いて迅速な遺伝子配列決定又は化学分析を実行できるフロー・セルの開発が可能となった。このようなマイクロ流体デバイスは、多数の高圧及び低圧サイクル、腐食性化学物質への曝露、温度及び湿度の変動に耐えることが可能であり、高い信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を供するべきである。例えば、フロー・セルは接着剤を介して共に結合（又は接合、bond）される様々な層を有して成ってよい。高スループット作製プロセス（high throughput fabrication process）においてフロー・セルを形成するため、様々な層が共に作製又は結合されるように様々な層を構造化することが望ましい。さらに、様々な層は温度及び圧力のサイクル、腐食性化学物質に耐えることが可能であり、ノイズに大きく寄与しないべきである。
【0034】
両面接着剤を有するインターポーザを含み、それを通るようにマイクロ流体チャネルを規定する、本明細書で説明されるフロー・セルの実施形態により、以下を含む利点が供される。例えば、（１）複数のフロー・セルのウエハ・スケール・アッセンブリ（wafer scale assembly）が可能となり、したがって高スループット作製が可能となる；（２）低い自家蛍光、高いラップ剪断強度（又は重ね剪断強度、lap shear strength）、剥離強度及び耐食性を供し、高いＳＮＲを有する試験データを供しながら高いｐＨで３００回以上の熱サイクルを通して保ち得る；（３）マイクロ流体デバイスに規定されるマイクロ流体チャネルを有する平坦なインターポーザを用いることにより、平坦で光学的に調査可能なマイクロ流体デバイスの作製が可能となる；（４）両面接着剤インターポーザを介する２つの樹脂コーティングされた基板の結合が可能となる；（５）１つ又はそれより多くの不透明な表面を含むマイクロ流体デバイスの結合が可能となる。
【0035】
図１は、実施形態に従うフロー・セル［１００］の概略図である。フロー・セル［１００］は、いずれの適当な生物学的、生化学的、又は化学的分析にも用いられてよい。例えば、フロー・セル［１００］は遺伝子配列決定（例えば、ＤＮＡ又はＲＮＡ）又はエピジェネティック・マイクロアレイ（epigenetic microarray）を含んでよく、若しくは高スループット薬物スクリーニング、ＤＮＡ又はタンパク質のフィンガープリンティング、プロテオミクス分析、化学検出、いずれの他の適当な用途又はそれらの組合せのために構成されてよい。
【0036】
フロー・セル［１００］には、第１基板［１１０］、第２基板［１２０］及び第１基板［１１０］と第２基板［１２０］との間に配置されたインターポーザ［１３０］が含まれる。第１基板［１１０］及び第２基板［１２０］は、いずれの適当な材料、例えば、二酸化ケイ素、ガラス、石英、パイレックス、溶融シリカ、プラスチック（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリビニルクロリド（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）など）、ポリマー、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）、カプトン（Ｋapton）（すなわち、ポリイミド）、紙ベース材料（例えば、セルロース、段ボールなど）、セラミック（例えば、炭化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウムなど）、相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）材料（例えば、シリコン、ゲルマニウムなど）、又はいずれの他の適当な材料も含んで成ってよい。いくつかの実施形態において、第１基板［１１０］及び／又は第２基板［１２０］は、光学的に透明であってよい。他の実施形態において、第１基板［１１０］及び／又は第２基板［１２０］は、光学的に不透明であってよい。図示されていないものの、第１基板［１１０］及び／又は第２基板［１２０］は、インターポーザ［１３０］において規定されるマイクロ流体チャネル［１３８］に、及び／又はそこから流体をポンプ輸送するための流体入口又は流体出口を規定してよい。本明細書で説明されるように、「マイクロ流体チャネル」という用語は、流体チャネルの少なくとも１つの寸法（例えば、長さ、幅、高さ、半径又は断面）が１０００ミクロン未満であることを意味する。
【0037】
様々な実施形態において、複数の生体プローブは、インターポーザ［１３０］に近接して位置付けられる第１基板［１１０］の表面［１１１］及び／又は第２基板［１２０］の表面［１２１］に配置されてよい。生体プローブは、表面［１１１］及び／又は［１２１］にいずれの適当なアレイでも配置されてよく、例えば、ＤＮＡプローブ、ＲＮＡプローブ、抗体、抗原、酵素又は細胞を含んでよい。いくつかの実施形態において、化学的又は生物学的分析物は、表面［１１１］及び／又は［１２１］に配置されてよい。生体プローブは、第１基板［１１０］及び第２基板［１２０］の表面［１１１］及び／又は［１２１］に、それぞれゲル（例えば、ヒドロゲル）に共有結合、又はゲルに固定化されてよい。生物学的プローブは、蛍光分子（例えば、緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ）、エオシン・イエロー、ルミノール、フルオレセイン、蛍光赤色及びオレンジ標識、ローダミン誘導体、金属複合体、又は他の蛍光分子）でタグ付与されてよく、若しくは蛍光タグ付与された標的生物製剤と結合してよい。それによって、例えばＤＮＡ配列決定のために生物製剤を検出（例えば、存在又は非存在を決定）又は感知（例えば、量を測定）するために光学蛍光が用いられ得る。
【0038】
インターポーザ［１３０］には、第１基板［１１０］に面する第１表面［１３３］と、第１表面［１３３］の反対側で第２基板［１２０］に面する第２表面［１３５］とを有する基層［１３２］が含まれる。基層［１３２］には、黒色ＰＥＴが含まれる。いくつかの実施形態において、基層［１３２］には少なくとも約５０％の黒色ＰＥＴ、又は少なくとも約８０％の黒色ＰＥＴが含まれてよく、残部は透明ＰＥＴ又は他のプラスチック若しくはポリマーである。他の実施形態において、基層［１３２］は本質的に黒色ＰＥＴから成ってよい。さらに他の実施形態では、基層［１３２］は黒色ＰＥＴから成ってよい。黒色ＰＥＴは、ノイズを低減して高いコントラストを供するため、低い自家蛍光を有し得るため、高いＳＮＲを有するフロー・セルの蛍光イメージング（又は画像化、imaging）が可能となる。
【0039】
第１接着剤層［１３４］は、基層［１３２］の第１表面［１３３］に配置される。第１接着剤層［１３４］には、アクリル系接着剤（例えば、メタクリル又はメタクリレート接着剤）が含まれる。さらに、第２接着剤層［１３６］は、基層［１３２］の第２表面［１３５］に配置される。また、第２接着剤層［１３６］にもアクリル系接着剤（例えば、メタクリル又はメタクリレート接着剤）が含まれる。例えば、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］の各々には、少なくとも約１０％のアクリル系接着剤、又は少なくとも約５０％のアクリル系接着剤、若しくは少なくとも約８０％のアクリル系接着剤が含まれてよい。いくつかの実施形態において、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］は、本質的にアクリル系接着剤から成ってよい。いくつかの実施形態において、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］は、アクリル系接着剤から成ってよい。特定の実施形態では、アクリル系接着剤には、ＡＤＨＥＳＩＶＥＳ ＲＥＳＥＡＲＣＨ（登録商標）から入手可能である商品名ＭＡ－６１Ａ（商標）で入手可能な接着剤が含まれてよい。第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］に含まれるアクリル系接着剤は、適当な圧力の適用を介してインターポーザ［１３０］の基層［１３２］を基板［１１０］及び［１２０］に結合可能とするために、感圧性であってよい。他の実施形態において、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］は、熱、紫外（ＵＶ）光又は他のいずれの活性化刺激を介して活性化されるように編成（又は配合若しくは考案、formulate）されてよい。さらに他の実施形態では、第１接着剤層［１３４］及び／又は第２接着剤層［１３６］には、ブチルゴムが含まれてよい。
【0040】
いくつかの実施形態において、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］の各々は、５３２ｎｍの蛍光標準と比較して約０．２５任意単位（ａ．ｕ．）未満の５３２ｎｍの励起波長（例えば、赤色励起レーザー）に応答する自家蛍光を有する。さらに、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］の各々は、６３５ｎｍの蛍光標準と比較して約０．１５ａ．ｕ．未満の６３５ｎｍの励起波長（例えば、緑色励起レーザー）に応答する自家蛍光を有してよい。したがって、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］も低い自家蛍光を有し、それによって、黒色ＰＥＴ基層［１３２］とアクリル系接着剤を含む第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］との組合せは、生体プローブの相互作用部位で生じた蛍光シグナルにほとんど寄与しないため、高いＳＮＲが供される。
【0041】
複数のマイクロ流体チャネルは［１３８］は、第１接着剤層［１３４］、基層［１３２］及び第２接着剤層［１３６］の各々を通るように延在する。マイクロ流体チャネル［１３８］は、いずれの適当なプロセス、例えば、レーザー切断（例えば、ＵＶナノ秒パルス・レーザー、ＵＶピコ秒パルス・レーザー、ＵＶフェムト秒パルス・レーザー、ＣＯ２レーザー又はいずれの他の適当なレーザーを用いる）、スタンピング、ダイカット、ウォーター・ジェット・カット、物理的又は化学的エッチング、若しくはいずれの他の適当なプロセスを用いて形成されてよい。
【0042】
いくつかの実施形態において、マイクロ流体チャネル［１３８］は、適当な表面仕上げを供しながら、第１接着剤層［１３４］と第２接着剤層［１３６］、及び基層［１３２］の自家蛍光を大幅に増加させないプロセスを用いて規定されてよい。例えば、ＵＶナノ、フェムト、又はピコ秒パルス・レーザーは、迅速な切断、滑らかなエッジ及び角を供することが可能であり得るため、所望の優れた表面仕上げが供されるものの、層において自家蛍光を引き起こし得るアクリル系接着剤層［１３４］と［１３６］及び／又は黒色ＰＥＴ基層［１３２］の表面化学物質を修飾し得る。
【0043】
対照的に、ＣＯ２レーザーは、表面仕上げを供し得る。これは、いくつかの場合ではＵＶレーザーより劣ると考えられ得るものの、設計パラメータ内を維持する。一方で、接着剤層［１３４］と［１３６］及び／又は基層［１３２］の表面化学を変化させず、そのため、これらの層の自家蛍光の大幅な増加はない。特定の実施形態において、約５０００ｎｍ～約１５０００ｎｍの範囲の波長（例えば、約５０００、約６０００、約７０００、約８０００、約９０００、約１００００、約１１０００、約１２０００、約１３０００、約１４０００、又は約１５０００ｎｍで、その間の全ての範囲及び値を含む）、及び約５０μｍ～約１５０μｍの範囲のビーム・サイズ（例えば、約５０、約６０、約７０、約８０、約９０、約１００、約１１０、約１２０、約１３０、約１４０又は約１５０μｍで、その間の全ての範囲及び値を含む）を有するＣＯ２レーザーは、第１接着剤層［１３４］、基層［１３２］、及び第２接着剤層［１３６］を通るようにマイクロ流体チャネル［１３８］を規定するために用いられてよい。
【0044】
図１に示すように、第１接着剤層［１３４］は、基層［１３２］の第１表面［１３３］を第１基板［１１０］の表面［１１１］に結合する。さらに、第２接着剤層［１３６］は基層［１３２］の第２表面［１３５］を第２基板［１２０］の表面［１２１］に結合する。様々な実施形態において、第１基板［１１０］及び第２基板［１２０］はガラスを含んで成ってよい。第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］の各々と、第１基板［１１０］及び第２基板［１２０］のそれぞれの表面［１１１］及び［１２１］との間の結合は、約５０Ｎ／ｃｍ２より大きな剪断応力、及び約１Ｎ／ｃｍより大きな１８０°剥離力に耐えるように適合されてよい。様々な実施形態では、結合は、マイクロ流体チャネル［１３８］において最大約１５ｐｓｉ（約１０３５００パスカル）の圧力に耐えることが可能であり得る。
【0045】
例えば、接着剤層［１３４］及び［１３６］の剪断強度及び剥離強度は、それらの化学的配合及び基層［１３２］に対するそれらの厚さの関数であってよい。第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］に含まれるアクリル系接着剤により、それぞれ、基層［１３２］の第１表面［１３３］及び第２表面［１３５］と、第１基板［１１０］及び第２基板［１２０］の表面［１１１］及び［１２０］との強い接着が供される。さらに、基板［１１０］及び［１２０］と基層［１３２］との間の強い結合を得るため、基層［１３２］に対する接着剤層［１３４］及び［１３６］の厚さは、基板［１１０］及び［１２０］に加えられた剥離及び／又は剪断応力の大部分を基層［１３２］に伝達するように選択されてよい。
【0046】
接着剤層［１３４］及び［１３６］が薄すぎる場合、マイクロ流体チャネル［１３８］を介する加圧流体の流れによってフロー・セル［１００］が受け得る多くの圧力サイクルに耐えるために十分な剥離及び剪断強度が供されない可能性がある。一方で、厚すぎる接着剤層［１３４］及び［１３６］は、接着剤層［１３４］及び［１３６］にボイド（又は空隙、void）又は気泡の形成をもたらす可能性があり、これによってそれらの剪断強度が弱められる。さらに、ストレス（又は負荷、stress）及び剪断応力の大部分は、接着剤層［１３４］及び［１３６］に作用し得るものであって、基層［１３２］に伝達されない。これによって、接着剤層［１３４］及び／又は［１３６］の破断（又は割れ、rupture）によるフロー・セルの故障がもたらされ得る。
【0047】
様々な配置において、基層［１３２］は約２５～約１００ミクロンの範囲の厚さを有してよく、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］の各々は、約５～約５０ミクロンの範囲の厚さ（例えば、約５、約１０、約２０、約３０、約４０又は約５０ミクロン、その間の全ての範囲及び値を含む）を有してよい。このような配置により、十分な剥離強度及び剪断強度が供されてよく、例えば、多くの圧力サイクル、例えば、１００の圧力サイクル、２００の圧力サイクル、３００の圧力サイクル又はそれより多くに耐えるのに十分な、約５０Ｎ／ｃｍ２より大きな剪断応力及び約１Ｎ／ｃｍより大きな剥離力に耐える能力が供され得る。特定の配置において、基層［１３２］、第１接着剤層［１３４］、及び第２接着剤層［１３６］の全厚は、約５０～約２００ミクロンの範囲（例えば、約５０、約１００、約１５０、又は約２００ミクロン、これらの間の全ての範囲及び値を含む）であってよい。
【0048】
また、様々な実施形態において、例えば、接着剤層［１３４］及び［１３６］と対応する表面［１１１］及び［１２１］との間の接着を促進するため、接着促進剤が第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］に含まれてよく、及び／又は基板［１１０］及び［１２０］の表面［１１１］及び［１２１］にコーティングされてよい。適当な接着促進剤には、例えば、シラン、チタン酸塩、イソシアネート、いずれの他の適当な接着促進剤又はそれらの組合せが含まれてよい。
【0049】
本明細書で前述されたように、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］は、多くの圧力サイクルに耐え、低い自家蛍光を有するように編成されてよい。また、作動中に、フロー・セルは、熱サイクル（例えば、約－８０℃～約１００℃）、高いｐＨ（例えば、最大約１１のｐＨ）、真空及び腐食性試薬（例えば、ホルムアミド、バッファー剤及び塩）に曝露され得る。様々な実施形態において、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］は、約－８０℃～約１００℃の範囲の熱サイクルに耐え、真空においてもボイド形成を阻害し、最大約１１のｐＨ又はホルムアミドなどの腐食性試薬に曝露された際の腐食を阻害するように編成されてよい。
【0050】
図２は、実施形態に従う、インターポーザ［２３０］の概略図である。インターポーザ［２３０］は、フロー・セル［１００］又は本明細書で説明されるいずれの他のフロー・セルにおいても用いられてよい。インターポーザ［２３０］には、フロー・セル［１００］に含まれるインターポーザ［１３０］に関して詳細に説明された、基層［１３２］、第１接着剤層［１３４］、及び第２接着剤層［１３６］が含まれる。第１接着剤層［１３４］は基層［１３２］の第１表面［１３３］に配置され、第２接着剤層［１３６］は第１表面［１３３］とは反対側の基層［１３２］の第２表面［１３５］に配置される。本明細書で前述したように、基層［１３２］には黒色ＰＥＴが含まれてよく、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］の各々にはアクリル系接着剤が含まれてよい。さらに、基層［１３２］は、約３０～約１００ミクロンの範囲（約３０、約５０、約７０、約９０又は約１００ミクロン、その間の全ての範囲及び値を含む）の厚さＢを有してよく、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］の各々は、約５～約５０ミクロンの範囲（例えば、約５、約１０、約２０、約３０、約４０、又は約５０ミクロンで、その間の全ての範囲及び値を含む）の厚さＡを有してよい。
【0051】
第１剥離ライナー（release liner）［２３７］は、第１接着剤層［１３４］に配置されてよい。さらに、第２剥離ライナー［２３９］は第２接着剤層［１３６］に配置されてよい。第１剥離ライナー［２３７］及び第２剥離ライナー［２３９］は、それぞれ第１剥離ライナー［２３７］及び第２剥離ライナー［２３９］の保護層として役立ってよく、例えば、基層［１３２］を第１基板［１１０］及び第２基板［１２０］にそれぞれ結合するため、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］が曝露するように、選択的に剥離される、又は機械的に除去されるように構成されてよい。
【0052】
第１剥離ライナー［２３７］及び第２剥離ライナー［２３９］は、紙（例えば、スーパー・カレンダー・クラフト（ＳＣＫ、super calendared Kraft）紙、ポリビニルアルコール・コーティングを有するＳＣＫ紙、クレイ・コート・クラフト紙、機械仕上げクラフト紙、片艶紙（machine glazed paper）、ポリオレフィン・コート・クラフト紙など）、プラスチック（例えば、二軸配向ＰＥＴフィルム、二軸配向ポリプロピレン・フィルム、ポリオレフィン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン・プラスチック樹脂など）、布（例えば、ポリエステル）、ナイロン、テフロン（登録商標）又はいずれの他の適当な材料から形成されてよい。いくつかの実施形態において、剥離ライナー［２３７］及び［２３９］は、それぞれの接着剤層［１３４］及び［１３６］からの剥離ライナー［２３７］及び［２３９］の剥離を容易にするため、低表面エネルギー材料（例えば、本明細書で説明されるいずれかの材料）から形成されてよい。他の実施形態において、低表面エネルギー材料（例えば、シリコン、ワックス、ポリオレフィンなど）は、それぞれの接着剤層［１３４］及び［１３６］からの剥離ライナー［２３７］及び［２３９］の剥離を容易にするため、少なくとも接着剤層［１３４］及び［１３６］それぞれに配置される剥離ライナー［２３７］及び［２３９］の表面にコーティングされてよい。
【0053】
複数のマイクロ流体チャネル［２３８］は、基層［１３２］、第１接着剤層［１３４］、第２接着剤層［１３６］、及び第２剥離ライナー［２３９］の各々を通るように延在する一方、第１剥離ライナー［２３７］は通らない。例えば、第２剥離ライナー［２３９］はインターポーザ［２３０］の上部の剥離ライナーであってよく、第１剥離ライナー［２３７］ではなく第２剥離ライナー［２３９］を通るようにマイクロ流体チャネル［２３８］を規定してよい。これは、ユーザーにインターポーザの方向を示し得るものであり、それによって、フロー・セル（例えば、フロー・セル［１００］）の作製中にユーザーを助ける（又は容易にする、facilitate）。さらに、フロー・セル（例えば、フロー・セル［１００］）の作製プロセスは、基板（例えば、第２基板［２２０］）への結合のため、最初に第２剥離ライナー［２３９］が第２接着剤層［１３６］から剥離されるように適合されてよい。続いて、第１剥離ライナー［２３７］が除去されてよく、第１接着剤層［１３４］が別の基板（例えば、基板［１１０］）に結合される。
【0054】
第１剥離ライナー［２３７］及び第２剥離ライナー［２３９］は、同じ又は異なる厚さを有してよい。いくつかの実施形態において、例えば、インターポーザ［２３０］に構造的剛性を供するため、第１剥離ライナー［２３７］は第２剥離ライナー［２３９］より大幅に厚くてよく（例えば、約２倍、約４倍、約６倍、約８倍、又は約１０倍、より厚いものを含む）、ユーザーによるインターポーザ［２３０］の扱いを容易にするために取り扱い層として役立ち得る。特定の実施形態において、第１剥離ライナー［２３７］は、約５０～約３００ミクロンの範囲（例えば、約５０、約１００、約１５０、約２００、約２５０又は約３００ミクロンで、その間の全ての範囲及び値を含む）の第１厚さＬ１を有してよく、第２剥離ライナー［２３９］は、約２５～約５０ミクロンの範囲（例えば、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、又は約５０ミクロンで、その間の全ての範囲及び値を含む）の第２厚さＬ２を有してよい。
【0055】
第１剥離ライナー［２３７］及び第２剥離ライナー［２３９］は、光学的に不透明、透明又は半透明であってよく、いずれの適当な色を有してよい。いくつかの実施形態において、第１剥離ライナー［２３７］は少なくとも実質的に光学的に不透明（完全に不透明を含む）であってよく、第２剥離ライナー［２３９］は少なくとも実質的に光学的に透明（完全に透明を含む）であってよい。本明細書で前述されたように、第２剥離ライナー［２３９］は、対応する基板（例えば、第２基板［１２０］）への結合のため、最初に第２接着剤層［１３６］から除去されてよい。第２剥離ライナー［２３９］に光学的透明性を供することにより、不透明な第１剥離ライナー［２３７］から第２剥離ライナー［２３９］を容易に識別することが可能となる。さらに、インターポーザ［２３０］に規定されるマイクロ流体チャネル［２３８］を有する基板（例えば、第２基板［１２０］）の光学的な整列（又は配置若しくは位置合わせ、alignment）を容易にするため、実質的に光学的に不透明な第２剥離ライナー［２３９］によって適当なコントラストが供され得る。さらに、第１剥離ライナー［２３７］より薄い第２剥離ライナー［２３９］を有することにより、第１剥離ライナー［２３７］に対して第２剥離ライナー［２３９］を優先的に剥離することが可能となり、したがって、第２接着剤層［１３６］から第２剥離ライナー［２３９］を剥離しながら、第１剥離ライナー［２３７］の意図的でない剥離が防がれる。
【0056】
いくつかの実施形態において、フロー・セルの１つ又はそれより多くの基板には、そこに規定された複数のウェルが含まれてよく、各ウェルは、そこに配置される生体プローブ（例えば、同じ生体プローブのアレイ又は別個の生体プローブ）を有する。いくつかの実施形態において、複数のウェルは１つ又はそれより多くの基板にエッチングされてよい。例えば、基板（例えば、基板［１１０］又は［１２０］）にはガラスが含まれてよく、ウェルのアレイは、ウェット・エッチング（例えば、緩衝フッ化水素酸エッチング）又はドライ・エッチング（例えば、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）又はディープＲＩＥを使用する）を用いて基板にエッチングされる。
【0057】
他の実施形態において、複数のウェルは、基板の表面に配置される樹脂層に形成されてよい。例えば、図３は、実施形態に従うフロー・セル［３００］の概略図である。本明細書で詳細に前述されたように、フロー・セル［３００］には、基層［１３２］、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］を含み、そこを通るように規定される複数のマイクロ流体チャネル［１３８］を有するインターポーザ［１３０］が含まれる。
【0058】
また、フロー・セル［３００］には、第１基板［３１０］及び第２基板［３２０］が含まれ、その間に配置されるインターポーザ［１３２］を有する。第１基板［３１０］及び第２基板［３２０］は、いずれの適当な材料、例えば、二酸化ケイ素、ガラス、石英、パイレックス、プラスチック（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）など）、ポリマー、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）、カプトン又はいずれの他の適当な材料から形成されてよい。いくつかの実施形態において、第１基板［３１０］及び／又は第２基板［３２０］は透明であってよい。他の実施形態において、第１基板［３１０］及び／又は第２基板［３２０］は不透明であってよい。図３に示すように、第２基板［３２０］（例えば、上部の基板）は、マイクロ流体チャネル［１３８］に連通するための流体入口［３２３］、及びマイクロ流体チャネル［１３８］から流体を排出可能とするための流体出口［３２５］を規定する。単一の流体入口［３２３］及び単一の流体出口［３２５］を含むように示されているものの、様々な実施形態において、複数の流体入口及び／又は出口は第２基板［３２０］に規定されてよい。さらに、流体入口及び／又は出口は第１基板［３１０］（例えば、底部の基板）にも供されてよい。特定の実施形態において、第１基板［３１０］は実質的に第２基板［３２０］より厚くてよい。例えば、第１基板［３１０］は約３５０～約５００ミクロンの範囲（例えば、約３５０、約４００、約４５０又は約５００ミクロンで、その間の全ての範囲及び値を含む）の厚さを有してよく、第２基板［３２０］は、約５０～約２００ミクロンの範囲（例えば、約５０、約１００、約１５０又は約２００ミクロンで、その間の全ての範囲及び値を含む）の厚さを有してよい。
【0059】
第１基板［３１０］には、インターポーザ［１３０］に面するその表面［３１１］に配置される第１樹脂層［３１２］が含まれる。さらに、第２樹脂層［３２２］は、インターポーザ［１３０］に面する第２基板［３２０］の表面［３２１］に配置される。第１樹脂層［３１２］及び第２樹脂層［３２２］には、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、グリセロール１，３－ジグリセロレートジアクリレート（ＧＤＤ）、インガキュア９０７、ローダミン６Ｇテトラフルオロボレート、ＵＶ硬化性樹脂（例えば、ノボラック・エポキシ樹脂、ＰＡＫ－０１など）、いずれの他の適当な樹脂又はそれらの組合せが含まれてよい。特定の実施形態において、樹脂層［３１２］及び［３２２］には、ナノインプリント・リソグラフィ（ＮＩＬ）樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）が含まれてよい。
【0060】
様々な実施形態において、樹脂層［３１２］及び［３２２］は約１ミクロン未満の厚さであってよく、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］のそれぞれに結合される。第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］は、樹脂層［３１２］及び［３２２］の各々と、第１接着剤層［１３４］及び第２接着剤層［１３６］のそれぞれとの間の結合が、約５０Ｎ／ｃｍ２より大きな剪断応力及び約１Ｎ／ｃｍより大きな剥離力に耐えるために適合されるように編成される。したがって、接着剤層［１３４］及び［１３６］は、それぞれの基板［３１０］及び［３２０］、若しくはそこに配置される対応する樹脂層［３１２］及び［３２２］との直接的な十分に強い結合を形成する。
【0061】
複数のウェル［３１４］は、ＮＩＬによって第１樹脂層［３１２］に形成される。また、複数のウェル［３２４］は、ＮＩＬによって第２樹脂層［３２２］にも形成されてよい。他の実施形態において、複数のウェル［３１４］は、第１樹脂層［３１２］、第２樹脂層［３２２］、又は両方に形成されてよい。複数のウェルは、約５０ミクロン又はそれより小さい直径又は断面を有してよい。生体プローブ（図示せず）は、複数のウェル［３１４］及び［３２４］の各々に配置されてよい。生体プローブには、例えば、ＤＮＡプローブ、ＲＮＡプローブ、抗体、抗原、酵素又は細胞が含まれてよい。いくつかの実施形態において、化学的又は生物学的分析物が、追加的又は代替的に複数のウェル［３１４］及び［３２４］に配置されてよい。
【0062】
いくつかの実施形態において、第１樹脂層［３１２］及び／又は第２樹脂層［３２２］には、第１領域及び第２領域が含まれてよい。第１領域には、官能化分子（例えば、オリゴヌクレオチドなどの生体プローブ）の共有結合のための反応性部位を供する第１の複数の官能基を有する第１ポリマー層が含まれてよい。また、第１樹脂層［３１２］及び／又は第２樹脂層［３２２］は、第１ポリマー層及び第２ポリマー層を含む第２領域を有してよく、第２ポリマー層は、第１ポリマー層の上部にあるか、直接隣接するか、又は隣接する。第２ポリマー層は、下にある第１ポリマー層を完全に覆ってよく、必要に応じて第２の複数の官能基を供してよい。また、いくつかの実施形態において、第２ポリマー層が第１ポリマー層の一部のみを覆い得ることも認識されるべきである。いくつかの実施形態において、第２ポリマー層は、第１ポリマー層の実質的な部分を覆い、該実質的な部分には、約５０％、約５５％、約６０％、約６５％、約７０％、約７５％、約８０％、約８５％、約９０％、約９５％、又は約９９％より大きい第１ポリマー層の被覆率、又はいずれかの前述の２つの値によって規定される範囲が含まれる。いくつかの実施形態において、第１ポリマー層及び第２ポリマー層には、ケイ素又は酸化ケイ素は含まれない。
【0063】
いくつかの実施形態において、第１領域はパターン化される。いくつかの実施形態において、第１領域には、マイクロスケール又はナノスケールのパターンが含まれてよい。いくつかのそのような実施形態において、第１樹脂層［３１２］及び／又は第２樹脂層［３２２］に、チャネル、トレンチ（又は溝、trench）、ポスト、ウェル、又はそれらの組合せをマクロスケール又はナノスケールでパターン化する。例えば、パターンには複数のウェル又はアレイを形成する他の特徴が含まれてよい。高密度アレイは、約１５μｍ未満で分離された特徴を有することを特徴とする。中密度アレイは、約１５～約３０μｍ分離された特徴を有し、一方で低密度アレイは約３０μｍより大きく分離されたサイトを有する。本明細書で有用なアレイは、例えば、約１００μｍ、約５０μｍ、約１０μｍ、約５μｍ、約１μｍ、又は約０．５μｍ、若しくはいずれかの前述の２つの値によって規定される範囲で分離された特徴を有し得る。
【0064】
特定の実施形態において、第１樹脂層［３１２］及び第２樹脂層［３２２］で規定される特徴は、約１００ｎｍ２、約２５０ｎｍ２、約５００ｎｍ２、約１μｍ２、約２．５μｍ２、約５μｍ２、約１０μｍ２、約１００μｍ２、又は約５００μｍ２より大きい、若しくは前述の２つの値のいずれかによって規定される範囲の面積を各々有し得る。代替的に又は追加的に、特徴は、約１ｍｍ２、約５００μｍ２、約１００μｍ２、約２５μｍ２、約１０μｍ２、約５μｍ２、約１μｍ２、約５００ｎｍ２、又は約１００ｎｍ２より小さい、若しくはいずれかの前述の２つの値によって規定される範囲の面積を各々有し得る。
【0065】
図３に示すように、第１樹脂層［３１２］及び／又は第２樹脂層［３２２］には、複数のウェル［３１４］及び［３２４］が含まれるものの、少なくとも約１０、約１００、約１×１０３、約１×１０４、約１×１０５、約１×１０６、約１×１０７、約１×１０８、約１×１０９、又はそれより多くの特徴、若しくはいずれかの前述の２つの値によって規定される範囲の特徴を含む、他の特徴又はパターンも含まれ得る。代替的又は追加的に、第１樹脂層［３１２］及び／又は第２樹脂層［３２２］には、多くとも約１×１０９、約１×１０８、約１×１０７、約１×１０６、約１×１０５、約１×１０４、約１×１０３、約１００、約１０又はそれより少ない特徴、若しくはいずれかの前述の２つの値によって規定される範囲の特徴が含まれ得る。いくつかの実施形態において、第１樹脂層［３１２］及び／又は第２樹脂層［３２２］において規定されるパターンの平均ピッチは、例えば、少なくとも約１０ｎｍ、約０．１μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約１００μｍ以上、若しくはいずれかの前述の２つの値によって規定される範囲であり得る。代替的又は追加的に、平均ピッチは、例えば、大きくとも約１００μｍ、約１０μｍ、約５μｍ、約１μｍ、約０．５μｍ、約０．１μｍ以下、若しくはいずれかの前述の２つの値によって規定される範囲であり得る。
【0066】
いくつかの実施形態において、第１領域は親水性である。いくつかの他の実施形態において、第１領域は疎水性である。第２領域は、同様に親水性又は疎水性であり得る。特定の場合において、第１領域及び第２領域は、疎水性及び親水性に関して反対の特徴を有する。いくつかの実施形態において、第１ポリマー層の第１の複数の官能基は、Ｃ８～１４シクロアルケン、８～１４員のヘテロシクロアルケン、Ｃ８～１４シクロアルキン、８～１４員のヘテロシクロアルキン、アルキニル、ビニル、ハロ、アジド、アミノ、アミド、エポキシ、グリシジル、カルボキシル、ヒドラゾニル、ヒドラジニル、ヒドロキシ、テトラゾリル、テトラジニル、ニトリルオキシド、ニトレン、ニトロン、又はチオール、若しくは必要に応じて置換された変異体及びそれらの組合せから選択される。いくつかのそのような実施形態において、第１の複数の官能基は、ハロ、アジド、アルキニル、カルボキシル、エポキシ、グリシジル、ノルボルネン、又はアミノ、若しくは必要に応じて置換された変異体及びそれらの組合せから選択される。
【0067】
いくつかの実施形態において、第１樹脂層［３１２］及び／又は第２樹脂層［３２２］には、シルセキオキサン・ケージ（「ＰＯＳＳ」としても知られる）を含む光硬化性ポリマー組成物が含まれてよい。ＰＯＳＳの例は、Ｋｅｈａｇｉａｓら、Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ８６（２００９），７７６～７７８頁に記載されているものであり得、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。場合によっては、基板［３１０］及び［３２０］とそれらのそれぞれの樹脂層［３１２］及び［３２２］との間の接着を促進するためにシランが用いられてよい。最終のポリマー内のモノマーの比（ｐ：ｑ：ｎ：ｍ）は、最初のポリマー配合混合物におけるモノマーの化学量論に依存し得る。シラン分子には、基板［３１０］又は［３２０］と接触する第１及び下部ポリマー層に共有結合的に組み込まれ得るエポキシ単位が含まれる。第１樹脂層［３１２］及び／又は第２樹脂層［３２２］に含まれる第２及び上部ポリマー層は、シランを使用することなく十分な接着を供し得る半硬化第１ポリマー層に堆積されてよい。第１ポリマー層は、それと共に共有結合する第２ポリマー層のモノマー単位に重合を自然に伝播させることになる。
【0068】
ウェル［３１４］及び［３２４］の壁におけるアルキレンブロミド基は、さらなる空間的に選択的な機能化のためのアンカー・ポイント（anchor point）として機能してよい。例えば、アルキレンブロミド基は、アジドで被覆されたウェル［３１４］及び［３２４］表面を作るため、アジ化ナトリウムと反応させてよい。次いで、このアジド表面は、例えば、銅触媒クリック・ケミストリーを用いてアルキン末端オリゴを捕捉する、又はひずみ促進無触媒クリック・ケミストリー（strain promoted catalyst-free click chemistry）を用いてビシクロ［６．１．０］ノン－４－イン（ＢＣＮ）末端オリゴを捕捉するために直接用いられ得る。代替的に、アジ化ナトリウムは、ポリマーにひずみ環部分を供するために、ノルボルネン官能化アミン、若しくはジベンゾシクロオクチン（ＤＩＢＣＯ）官能化アミンなどの類似の環ひずみアルケン又はアルキンで置き換えられ得る。その後、表面にプライマーをグラフト化する（graft）ためにテトラジン官能化オリゴと無触媒環ひずみ促進クリック反応を行うことができる。
【0069】
第２光硬化性ポリマー組成物へのグリシドールの付加により、多くのヒドロキシル基を有するポリマー表面が生成され得る。他の実施形態において、アルキレンブロミド基は、第一級臭化物官能化表面を生成するために用いられてよく、これは、ノルボルネンで被覆されたウェル表面を作るため、続いて５－ノルボルネン－２－メタンアミンと反応させることができる。次いで、アジド含有ポリマー、例えば、ポリ（Ｎ－（５－アジドアセタミジルペンチル）アクリルアミド－コ－アクリルアミド）（ＰＡＺＡＭ）を、ウェル［３１４］及び［３２４］に局在するこのノルボルネン表面に選択的に結合させてよく、さらにアルキン末端オリゴをグラフト化させてよい。また、ＢＣＮ又はＤＩＢＣＯ末端オリゴなどの環ひずみアルキンも、無触媒ひずみ促進環化付加反応を介して、アルキン末端オリゴの代わりに用いられてよい。基板の隙間領域（interstitial region）を被覆する不活性な第２ポリマー層を用いて、ＰＡＺＡＭカップリング及びグラフト化はウェル［３１４］及び［３２４］に局在する。代替的には、テトラジン末端オリゴは、ノルボルネン部分と反応することによって直接ポリマーにグラフト化されてよく、それにより、ＰＡＺＡＭカップリングのステップが排除される。
【0070】
いくつかの実施形態において、第１樹脂層［３１２］及び／又は第２樹脂層［３２２］に含まれる第１光硬化性ポリマーには、添加剤が含まれてよい。第１樹脂層［３１２］及び／又は第２樹脂層［３２２］に含まれる光硬化性ポリマー組成物に用いられてよい添加剤の様々な比限定的な例には、エピブロモヒドリン、グリシドール、グリシジルプロパルギルエーテル、メチル－５－ノルボルネン－２，３－ジカルボン酸無水物、３－アジド－１－プロパノール、ｔｅｒｔ－ブチルＮ－（２－オキシラニルメチル）カルバメート、プロピオール酸、１１－アジド－３，６，９－トリオキサウンデカン－１－アミン、ｃｉｓ－エポキシサッカ酸、５－ノルボルネン－２－メチルアミン、４－（２－オキシラニルメチル）モルホリン、グリシジルトリメチルアンモニウムクロリド、ホスホマイシン二ナトリウム塩、ポリグリシジルメタクリレート、ポリ（プロピレングリコール）ジグリシジルエーテル、ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル、ポリ［ジメチルシロキサン－コ－（２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル）メチルシロキサン］、ポリ［（プロピルメタクリル－ヘプタイソブチル－ＰＳＳ）－コ－ヒドロキシエチルメタクリレート］、ポリ［（プロピルメタクリル－ヘプタイソブチル－ＰＳＳ）－コ－（ｔ－ブチルメタクリレート）］、［（５－ビシクロ［２．２．１］ヘプト－２－エニル）エチル］トリメトキシシラン、ｔｒａｎｓ－シクロヘキサンジオリソブチルＰＯＳＳ、アミノプロピルイソブチルＰＯＳＳ、オクタテトラメチルアンモニウムＰＯＳＳ、ポリエチレングリコールＰＯＳＳ、オクタジメチルシランＰＯＳＳ、オクタアンモニウムＰＯＳＳ、オクタマレアミド酸ＰＯＳＳ、トリスノルボルネニルイソブチルＰＯＳＳ、フュームド・シリカ（fumed silica）、界面活性剤、又はそれらの組合せ及び誘導体が含まれる。
【0071】
図３のインターポーザ［１３０］を参照すると、インターポーザ［１３０］のマイクロ流体チャネル［１３８］は、複数のウェル［３１４］及び［３２４］に流体を送達するように構成される。例えば、インターポーザ［１３０］は、マイクロ流体チャネル［１３８］が対応するウェル［３１４］及び［３２４］と整列するように、基板［３１０］及び［３２０］に結合されてよい。いくつかの実施形態において、マイクロ流体チャネル［１３８］は、流体（例えば、血液、プラズマ、植物抽出物、細胞溶解物、唾液、尿など）、反応性化学物質、バッファー、溶媒、蛍光標識、又はいずれの他の溶液を、順次、又は平行して、複数のウェル［３１４］及び［３２４］の各々に送達するように構成されてよい。
【0072】
本明細書で説明されるフロー・セルは、バッチ製造に特に適し得る。例えば、図４Ａは、複数のフロー・セル［４００］を含むウェハ・アッセンブリ［４０］の上面斜視図である。図４Ｂは、図４ＡにおけるラインＡ－Ａに沿ったウェハ・アッセンブリ［４０］の側面断面図を示す。ウェハ・アッセンブリ［４０］には、第１基板ウェハ［４１］、第２基板ウェハ［４２］、及び第１基板ウェハ［４１］と第２基板ウェハ［４２］との間に挿入されるインターポーザ・ウェハ［４３］が含まれる。図４Ｂに示されるように、ウェハ・アッセンブリ［４０］には複数のフロー・セル［４００］が含まれる。インターポーザ・ウェハ［４３］には、基層［４３２］（例えば、基層［１３２］）、基層［４３２］を第１基板ウェハ［４１］の表面に結合する第１接着剤層［４３４］（例えば、第１接着剤層［１３４］）、基層［４３２］を第２基板ウェハ［４２］の表面に結合する第２接着剤層［４３６］（例えば、第２接着剤層［１３６］）が含まれる。
【0073】
複数のマイクロ流体チャネル［４３８］は、基層［４３２］並びに第１接着剤層［４３４］及び第２接着剤層［４３６］の各々を通るように規定される。複数のウェル［４１４］及び［４２４］は、第１基板ウェハ［４１］及び第２基板ウェハ［４２］の各々に規定されてよく（例えば、基板ウェハ［４１］及び［４２］にエッチングされる）、若しくは、インターポーザ・ウェハ［４３］に面する基板ウェハ［４１］及び［４２］の表面に配置される樹脂層に規定されてよい。生体プローブは、複数のウェル［４１４］及び［４２４］の各々に配置されてよい。複数のウェル［４１４］及び［４２４］は、インターポーザ・ウェハ［４３］の対応するマイクロ流体チャネル［４３８］と流体的に結合される。次いで、ウェハ・アッセンブリ［４０］をダイスカット（又は角切り、dice）し、複数のフロー・セル［４００］からウェハ・アッセンブリ［４０］を分離してよい。様々な実施形態において、ウェハ・アッセンブリ［４０］によって約９０％より大きいフロー・セル収率が供され得る。
【0074】
図５は、実施形態に従う、フロー・セル（例えば、フロー・セル［１００］、［３００］、［４００］）のインターポーザ（例えば、インターポーザ［１３０］、［２３０］）においてマイクロ流体チャネルを製造する方法［５００］のフロー図である。方法［５００］には、［５０２］でインターポーザを形成することが含まれる。インターポーザ（例えば、インターポーザ［１３０］、［２３０］）には、第１表面及び第１表面とは反対側の第２表面を有する基層（例えば、基層［１３２］）が含まれる。基層には、黒色ＰＥＴが含まれる（例えば、少なくとも約５０％の黒色ＰＥＴ、本質的に黒色ＰＥＴから成る、又は黒色ＰＥＴから成る）。第１接着剤層（例えば、第１接着剤層［１３４］）は基層の第１表面に配置され、第２接着剤層（例えば、第２接着剤層［１３６］）は基層の第２表面に配置される。第１接着剤層及び第２接着剤層には、アクリル系接着剤が含まれる（例えば、少なくとも約１０％のアクリル系接着剤、少なくとも約５０％のアクリル系接着剤、本質的にアクリル系接着剤から成る、又はアクリル系接着剤から成る）。いくつかの実施形態において、接着剤にはブチルゴムが含まれてよい。インターポーザ（例えば、インターポーザ［１３０］）が約５０ミクロン～約２００ミクロンの範囲の厚さを有し得るように、基層は約３０～約１００ミクロンの厚さを有してよく、第１接着剤層及び第２接着剤層の各々は約１０～約５０ミクロンの厚さを有してよい。
【0075】
第１剥離ライナー（例えば、第１剥離ライナー［２３７］）は第１接着剤層に配置されてよく、第２剥離ライナー（例えば、第２剥離ライナー［２３９］）は第２接着剤層に配置されてよい。第１剥離ライナー及び第２剥離ライナーは、紙（例えば、スーパー・カレンダー・クラフト（ＳＣＫ）紙、ポリビニルアルコール・コーティングを有するＳＣＫ紙、クレイ・コート・クラフト紙、機械仕上げクラフト紙、片艶紙、ポリオレフィン・コート・クラフト紙など）、プラスチック（例えば、二軸配向ＰＥＴフィルム、二軸配向ポリプロピレン・フィルム、ポリオレフィン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン・プラスチック樹脂など）、布（例えば、ポリエステル）、ナイロン、テフロン（登録商標）又はいずれの他の適当な材料から形成されてよい。いくつかの実施形態において、剥離ライナーは、それぞれの接着剤層からの剥離ライナーの剥離を容易にするため、低表面エネルギー材料（例えば、本明細書で説明されるいずれかの材料）から形成されてよい。他の実施形態において、低表面エネルギー材料（例えば、シリコン、ワックス、ポリオレフィンなど）は、対応するそれぞれの接着剤層［１３４］及び［１３６］からの剥離ライナー［２３７］の剥離を容易にするため、少なくとも対応するそれぞれの接着剤層［１３４］及び［１３６］に配置される剥離ライナーの表面にコーティングされてよい。第１剥離ライナーは、約５０～約３００ミクロンの範囲（例えば、約５０、約１００、約１５０、約２００、約２５０、又は約３００ミクロンを含む）の厚さを有してよく、いくつかの実施形態において、実質的に光学的に不透明であってよい。さらに、第２剥離ライナーは、約２５～約５０ミクロンの範囲（例えば、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、又は約５０ミクロンを含む）の厚さを有してよく、実質的に透明であってよい。
【0076】
［５０４］において、少なくとも基層、第１接着剤層、及び第２接着剤層を通るようにマイクロ流体チャネルを形成する。マイクロ流体チャネルを形成するステップにおけるいくつかの実施形態では、ＣＯ２レーザーを用いてマイクロ流体チャネルを形成する。いくつかの実施形態において、ＣＯ２レーザーを用いて第２剥離ライナーを通るようにマイクロ流体チャネルをさらに形成するものの、第１剥離ライナーを通るように形成しない（ただし、他の実施形態では、マイクロ流体チャネルは第１剥離ライナーに部分的に延在し得る）。ＣＯ２レーザーは、約５０００ｎｍ～約１５０００ｎｍの範囲の波長、及び約５０～約１５０μｍの範囲のビーム・サイズを有してよい。例えば、ＣＯ２レーザーは、約３０００～約６０００ｎｍ、約４０００～約１００００ｎｍ、約５０００～約１２０００ｎｍ、約６０００～約１４０００ｎｍ、約８０００～約１６０００ｎｍ又は約１００００～約１８０００ｎｍの範囲の波長を有してよい。特定の実施形態において、ＣＯ２レーザーは、約５０００、約６０００、約７０００、約８０００、約９０００、約１００００、約１１０００、約１２０００、約１３０００、約１４０００、又は約１５０００ｎｍのこれらの間の全ての範囲及び値を含めた波長を有してよい。いくつかの実施形態において、ＣＯ２レーザーは、約４０～約６０μｍ、約６０～約８０μｍ、約８０～約１００μｍ、約１００～約１２０μｍ、約１２０～約１４０μｍ又は約１４０～約１６０μｍ（両端値を含む）のビーム・サイズを有してよい。特定の実施形態では、約５０、約６０、約７０、約８０、約９０、約１００、約１１０、約１２０、約１３０、約１４０又は約１５０μｍのこれらの間の全ての範囲及び値を含めたビーム・サイズを有してよい。
【0077】
本明細書で前述されるように、インターポーザにマイクロ流体チャネルを形成するため、様々なレーザーを使用してよい。重要なパラメータには、全体の製造時間を規定する切断測度、レーザーのビーム・サイズ及び波長に応じるエッジの滑らかさ、並びに、レーザーの種類に応じる、インターポーザに含まれる様々な層に対してレーザーによって引き起こされる化学変化が含まれる。ＵＶパルス・レーザーは、より小さいビーム・サイズを供し、それによってより滑らかなエッジが供され得る。しかしながら、ＵＶレーザーは、接着剤層、基層又は第２剥離ライナーからの破片のエッジの化学的性質に変化を引き起こし、自家蛍光を引き起こし得る。自家蛍光は、本明細書で説明されるインターポーザを含むフロー・セルの蛍光イメージング中の蛍光バックグラウンド信号に大きく寄与する可能性があり、それによってＳＮＲが著しく低下し得る。対照的に、ＣＯ２レーザーは、化学的に不活性でありながら、適当なエッジの滑らかさを供し得るため、接着剤層、基層又は第２剥離ライナーからのいずれの破片にも、いずれの化学変化も引き起こさない。したがって、ＣＯ２レーザーを用いてインターポーザにマイクロ流体チャネルを形成することは、自家蛍光に大きく寄与せず、より高いＳＮＲをもたらす。
【0078】
比限定的な実験例
このセクションでは、アクリル系接着剤の低い自家蛍光及び優れた接着性を実証する様々な実験を説明する。本明細書で説明される実験例は、単なる例示であって、いずれの方法においても本開示を制限するものとして解釈されるべきではない。
このセクションでは、アクリル系接着剤の低い自家蛍光及び優れた接着性を実証する様々な実験を説明する。本明細書で説明される実験例は、単なる例示であって、いずれの方法においても本開示を制限するものとして解釈されるべきではない。
【0079】
材料特性：フロー・セルを結合し、低コストで高品質の配列決定データを供するための様々な材料の特性を検討した。以下の特性は特に重要である：（１）自家蛍光がない、又は低い：遺伝子配列決定は、ヌクレオチドに付加された蛍光タグに基づいており、これらのタグからの信号は、通常より比較的弱い。結合している材料のエッジから放出又は散乱された光は、蛍光体を有するＤＮＡクラスターからの信号対ノイズ比を改善するために望ましくない；（２）結合強度：フロー・セルは、高圧（例えば、１３ｐｓｉ以上）に曝露される場合がよくある。フロー・セルの結合には、剥離及び剪断応力を含む高い結合強度が望ましい；（３）結合品質：高品質のフロー・セル結合には、ボイド及び漏れのない高品質の結合が望ましい；（４）ストレス後の結合強度：遺伝子配列決定には、多くのバッファー（高ｐＨ溶液、高い塩、高温）が含まれ、有機溶媒も含まれてよい。このようなストレス下において、フロー・セル基板（例えば、上部基板及び底部基板）を共に保持することは、配列決定をうまく実行するために望ましい；（５）化学的安定性：接着剤層及び基層は化学的に安定であって、遺伝子配列決定に用いられる酵素及び高純度のヌクレオチドはバッファーのいずれの不純物にも非常に敏感であるため、いずれの化学物質も溶液中に放出（例えば、気体を出す（又はガス抜き、out gas）しないことが望ましい。
【0080】
フロー・セル構成：図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、感圧接着剤（ＰＳＡ）を２つの異なるフロー・セル構成に適用した。図６Ａは、結合され、パターン化されたフロー・セル、すなわち、基板の間に結合されたインターポーザを有するガラス基板の表面に配置されたＮＩＬ樹脂にパターン化されたウェルを含むフロー・セルの断面の概略図である。図６Ｂは、ガラス基板上に直接結合されたインターポーザを有する（すなわち、基板に樹脂を有さない）、結合された、パターン化されていないフロー・セルの断面の概略図である。図６Ａは、約５０ミクロンの厚さの黒色ＰＥＴ基層に、約２５ミクロンの厚さの感圧接着剤（ＰＳＡ）から形成された１００ミクロンの厚さの接着テープを有するパターン化されたフロー・セルの構成を示す。パターン化された表面は、一部のＰＳＡの低い結合強度を示す低い表面エネルギー材料を含む。
【0081】
材料スクリーニング・プロセス：完全な材料スクリーニング・プロセスのため、４８の異なるスクリーニング実験を行った。高スループット（又は高処理、high throughput）において接着剤及び担体材料をスクリーニングするため、スクリーニング・プロセスを表Ｉにまとめられたように５つの異なる優先度に分けた。多くの接着剤は、ステージ１の試験後に破損した（又は機能しなくなった、failed）。初期の破損により、数週間で多くの数の材料（＞２０）のスクリーニングが可能となった。
【0082】
【表1-1】
【0083】
自家蛍光特性：自家蛍光特性は、励起光源として緑色（５３２ｎｍ）及び赤色（６３５ｎｍ）のレーザーを用いた共焦点蛍光スキャナー（Ｔｙｐｈｏｏｎ）によって測定した。緑色レーザーには５７０ｎｍバンドパス・フィルターを使用し、赤色レーザーには６６５ロング・パス・フィルターを使用した。励起及び発光の設定は、例示的な遺伝子配列決定実験において用いられるものと同様であった。図７は、様々な接着剤及びフロー・セル材料の赤色チャネルにおける蛍光強度の棒グラフである。図８は、図７の様々な接着剤及びフロー・セル材料の緑色チャネルにおける蛍光強度の棒グラフである。表ＩＩに、材料の各々からの自家蛍光をまとめた。
【0084】
【表2】
【0085】
テープ・サンプル１～４及び７～８は、熱硬化性エポキシを含む接着剤であり、テープ・サンプル－５の接着剤には、ブチルゴム接着剤が含まれ、テープ・サンプル－６にはアクリル／シリコン・ベースのフィルムが含まれる。図７、８及び表ＩＩから観察されるように、ブラック・カプトン（ポリイミド）及びガラスをネガティブ・コントロール（又は負の制御、negative control）として使用した。この実験における低蛍光要件を満たすため、いずれの適格な材料も、ブラック・カプトンより少ない光を放出するべきである。メチルアクリル接着剤、ＰＥＴ－１、ＰＥＴ－２、ＰＥＴ－３、テープ・サンプル７及びテープ・サンプル８を含むわずかな接着剤又は担体のみが、このスクリーニング・プロセスを通過する。カプトン１、ＰＥＥＫ及びカプトン２などのほとんどの担体材料は、高い蛍光バックグラウンドのために不可であった。アクリル系接着剤は、５３２ｎｍの蛍光標準と比較して、約０．２５ａ．ｕ．未満の５３２励起波長に応答する自家蛍光を有し（図７）、６３５ｎｍの蛍光標準と比較して、約０．１５ａ．ｕ．未満の６３５ｎｍ励起波長に応答する自家蛍光を有する（図８）。これは、フロー・セルにおいて用いるのに十分低い。
【0086】
ストレスを伴う接着及びストレスを伴わない接着：結合品質、特に接着強度は、フロー・セルの結合において評価されるべきである。接着強度を定量化するため、ラップ剪断応力及び１８０度剥離試験を用いた。図９Ａ及び図９Ｂは、様々な接着剤のラップ剪断及び剥離応力を試験するために用いた、ラップ剪断及び剥離試験のセットアップを示す。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、接着剤のスタック（又は積み重ね、stack）をサンドイッチ構造で組み立てた。底部表面は、フロー・セルの表面と同様のガラス又はＮＩＬ表面である。接着剤の上部には、剪断又は剥離試験中に、機器から接着剤に力を伝達する薄いカプトン・フィルムがある。表ＩＩＩに剪断及び剥離試験の結果をまとめた。
【0087】
【表3】
【0088】
接着剤試験の初期接着を表ＩＩＩに示す。剥離試験で不可であり、また結合後にボイドを有するＰＥＴ－１、ＰＥＴ－２、及びＰＥＴ－３を除いて、ほとんどの接着剤は、ガラス表面における最小要件を満たす（すなわち、＞５０Ｎ／ｃｍ２の剪断応力及び＞１Ｎ／ｃｍの剥離力を実証する）。テープ・サンプル１の接着剤は、ＮＩＬ表面での剥離強度が比較的弱く、試験では不可であった。また、ストレス試験として、接着剤を高塩及び高ｐＨバッファー（１Ｍ ＮａＣｌ、ｐＨ１０．６の炭酸塩バッファー及び０．０５％ｔｗｅｅｎ２０）に３日間約６０℃で曝露した。テープ・サンプル５及びテープ・サンプル１では、ラップ剪断応力及び剥離強度の約５０％より多くが失われた。自家蛍光及び結合強度のスクリーニング後、アクリル系接着剤が全ての所望の特性を示す主要な接着剤であった。ＮＤ－Ｃは次善の材料であり、アクリル系接着剤と比較して、赤色蛍光チャネルにおいて約３０％高いバックグラウンドを示した。
【0089】
ホルムアミド、高温及び低温のストレス：フロー・セルの結合の適用における接着剤の性能をさらに評価するため、アクリル、テープ・サンプル５及びテープ・サンプル１の接着剤に関してさらなる実験を行った。実験には、約６０℃での約２４時間のホルムアミドへの浸漬、約－２０℃及び約４℃での約２４時間の冷蔵、並びに約６０℃での約２４時間の真空ベーキングが含まれる。結果の全てを表ＩＶにまとめた。
【0090】
【表4】
【0091】
両方の接着剤は、ほとんどの試験を通過する。しかしながら、テープ・サンプル５の接着剤は、真空ベーキング後に多くのボイドが発生し、剪断応力の４０％より多くが失われ、最小要件を満たさなかった。また、アクリル系接着剤も、ホルムアミドのストレス後に剥離強度の大部分を失ったにも関わらず、最小要件は満たしている。
【0092】
溶媒のアウトガス及びオーバーフロー：遺伝子配列決定に用いられる多くの試薬は、配列決定マトリックスに影響を及ぼし得るバッファー又は溶液中の不純物に対して非常に敏感である。接着剤から放出されるいずれの潜在的な危険物質も特定するため、熱重量分析（ＴＧＡ）、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）及びガス・クロマトグラフィー－質量分析（ＧＣ－ＭＳ）を用いて、接着剤及び接着剤からのアウトガス（out gas）の基本的な化学構造を特徴付けた。ＴＧＡ測定によると、乾燥アクリル、ＮＤ－Ｃ及びテープ・サンプル５の接着剤は、非常に小さな重量損失（０．５％）を示す。テープ・サンプル１は、１％より多くの重量損失を示し、これは配列決定の実行中に有害物質を放出する、より高いリスクを示し得る。
【0093】
また、接着剤の重量損失は、ホルムアミド及びバッファーのストレス後に特徴付けられた。アクリル系接着剤は、約１．２９％の重量損失を示し、これは、この接着剤がホルムアミドであることがより疑われ、ホルムアミドにおける以前のストレス試験と一致することを示す。テープ・サンプル５は、バッファーのストレス後により大きな重量損失を示し（約２．６％）、これは、バッファーのストレス後のラップ剪断応力が低いことも説明する。アクリル系接着剤及びＮＤ－Ｃのベース・ポリマーは、ＦＴＩＲによってアクリルと分類された。アクリル・ポリマーの生体適合性はよく知られており、配列決定の実行中に有害物質が放出される可能性は減じられる。図１０は、アクリル系接着剤及びスコッチ・テープ（scotch tape）のＦＴＩＲスペクトルである。表ＶにＴＧＡ及びＦＴＩＲ測定の結果をまとめる。
【0094】
【表5】
【0095】
アクリル系接着剤からのアウトガスをさらに調査するため、アクリル系接着剤及びブラック・カプトンをＧＣ－ＭＳによって分析した。両方のサンプルを約６０℃で１時間インキュベートし、これらの材料からのアウトガスをコールド・トラップ（cold trap）で収集し、ＧＣ－ＭＳで分析した。図１１に示されるように、ブラック・カプトンからの検出可能なアウトガスはなく、６０℃で１時間ベーキングした後に、アクリル系接着剤から約１３７ｎｇ／ｍｇの総揮発性物質が検出された。アウトガス化合物の量は非常に限られており、アクリル系接着剤の総重量の約０．０１４％のみである。アウトガス化合物の全てをＧＣ－ＭＳで分析したところ、これらは全て互いに非常に類似しており、アクリレート／メタクリレート・モノマー及び脂肪族側鎖などを含むアクリル系接着剤に由来していた。図１２は、アウトガス化された（又は脱ガスされた、out gassed）化合物の可能な化学構造を示す挿入図を伴い、これらのアウトガス化合物の典型的なＭＳスペクトルを示す。アクリル及びメタクリル接着剤は、一般的に生体適合性があることが知られているため、少量のアクリレート／メタクリレートのアウトガスは、遺伝子配列決定試薬に悪影響を与えることはないと予想される。
【0096】
以下の実施形態が本開示に包含される。
【0097】
１．インターポーザであって、第１表面及び第１表面とは反対側の第２表面を有する基層；基層の第１表面に配置される第１接着剤層；基層の第２表面に配置される第２接着剤層；並びに、基層、第１接着剤層、及び第２接着剤層の各々を通るように延在する複数のマクロ流体チャネルを有して成る、インターポーザ。
【0098】
２．基層は黒色ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んで成り；第１接着剤層はアクリル系接着剤を含んで成り；及び、第２接着剤層はアクリル系接着剤を含んで成る、条項１に記載のインターポーザ。
【0099】
３．基層、第１接着剤層、第２接着剤層の全体厚さが約１～約２００ミクロンの範囲である、条項２に記載のインターポーザ。
【0100】
４．基層は約１０～約１００ミクロンの範囲の厚さを有し、第１接着剤層及び第２接着剤層の各々は、約５～約５０ミクロンの範囲の厚さを有する、条項２又は３に記載のインターポーザ。
【0101】
５．第１接着剤層及び第２接着剤層の各々は、５３２ｎｍの蛍光標準と比較して、約０．２５ａ．ｕ．未満の５３２ｎｍ励起波長に応答する自家蛍光を有する、条項１～４のいずれかに記載のインターポーザ。
【0102】
６．第１接着剤層及び第２接着剤層の各々は、６３５ｎｍの蛍光標準と比較して、約０．１５ａ．ｕ．未満の６３５ｎｍ励起波長に応答する自家蛍光を有する、前述の条項のいずれかに記載のインターポーザ。
【0103】
７．基層は、少なくとも約５０％の黒色ＰＥＴを含んで成る、条項２～６のいずれかに記載のインターポーザ。
【0104】
８．基層は、本質的に黒色ＰＥＴから成る、条項７に記載のインターポーザ。
【0105】
９．第１接着剤層及び第２接着剤層の各々は、少なくとも約５％のアクリル系接着剤を含んで成る、条項２～８のいずれかに記載のインターポーザ。
【0106】
１０．第１接着剤層及び第２接着剤層の各々は、本質的にアクリル系接着剤から成る、条項９に記載のインターポーザ。
【0107】
１１．第１接着剤層に配置された第１剥離ライナー；第２接着剤層に配置された第２剥離ライナーをさらに有して成り；複数のマイクロ流体チャネルは、基層、第１接着剤層、及び第２接着剤層、並びに第２剥離ライナーを通るように延在する一方、第１剥離ライナーを通らない、前述の条項のいずれかに記載のインターポーザ。
【0108】
１２．第１剥離ライナーは、約５０～約３００ミクロンの範囲の厚さを有し；及び、第２剥離ライナーは約２５～５０ミクロンの範囲の厚さを有する、条項１１に記載のインターポーザ。
【0109】
１３．基層は、黒色ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んで成り；並びに、第１接着剤層及び第２接着剤層の各々は、アクリル系接着剤を含んで成る、条項１１又は１２に記載のインターポーザ。
【0110】
１４．第１剥離ライナーは少なくとも実質的に不透明であり、第２剥離ライナーは少なくとも実質的に透明である、条項１１～１３のいずれかに記載のインターポーザ。１５．フロー・セルであって、第１基板；第２基板；及び第１基板と第２基板との間に配置された条項２～１０のいずれかに記載のインターポーザを有して成り、第１接着剤層は、基層の第１表面を第１基板の表面に結合させ、第２接着剤層は、基層の第２表面を第２基板の表面に結合させる、フロー・セル。
【0111】
１６．第１基板及び第２基板の各々はガラスを含んで成り、第１接着剤層及び第２接着剤層の各々と、第１基板及び第２基板のそれぞれの表面との間の結合は、約５０Ｎ／ｃｍ２より大きい剪断応力、及び約１Ｎ／ｃｍより大きい剥離力に耐えるように適用される、条項１５に記載のフロー・セル。
【0112】
１７．第１基板及び第２基板の各々は、約１ミクロン未満の厚さであり、第１接着剤層及び第２接着剤層のそれぞれと結合される表面を含む樹脂層を有して成り、樹脂層の各々と、第１接着剤層及び第２接着剤層のそれぞれとの間の結合は、約５０Ｎ／ｃｍ２より大きい剪断応力、及び約１Ｎ／ｃｍより大きい剥離力に耐えるように適用される、条項１５に記載のフロー・セル。
【0113】
１８．複数のウェルは、第１基板又は第２基板の少なくとも一方の樹脂層にインプリントされ、生体プローブはウェルの各々に配置され、インターポーザのマイクロ流体チャネルは、流体を複数のウェルに送達するように構成される、条項１７に記載のフロー・セル。
【0114】
１９．マイクロ流体チャネルをパターン化する方法であって、インターポーザを形成すること；並びに、少なくとも基層、第１接着剤層、及び第２接着剤層を通るようにマイクロ流体チャネルを形成することを含み、インターポーザは、第１表面及び第１表面とは反対側の第２表面を有する基層、基層の第１表面に配置された第１接着剤層、基層の第２表面に配置された第２接着剤層を有して成り、基層は黒色ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んで成り、第１接着剤層はアクリル系接着剤を含んで成り、第２接着剤層はアクリル系接着剤を含んで成る、方法。
【0115】
２０．マクロ流体チャネルを形成することには、ＣＯ２レーザーを用いることが含まれる、条項１９に記載の方法。
【0116】
２１．インターポーザが、第１接着剤層に配置された第１剥離ライナー、及び第２接着剤層に配置された第２剥離ライナーをさらに有して成り；マイクロ流体チャネルを形成するステップにおいて、ＣＯ２レーザーを用いて第２剥離ライナーを通るようにマクロ流体チャネルをさらに形成する一方、第１剥離ライナーを通るように形成しない、条項２０に記載の方法。
【0117】
２２．ＣＯ２レーザーは、約５０００ｎｍ～１５０００ｎｍの範囲の波長、及び約５０～１５０μｍの範囲のビーム・サイズを有する、条項２１に記載の方法。
【0118】
前述の概念及び以下でより詳細に説明されるさらなる概念の全ての組合せは、（そのような概念が相互に矛盾しないという条件で）本明細書で開示される本発明の主題の一部であると考えられることを認識されるべきである。特に、本開示の最後に現れる特許請求された範囲の全ての組合せは、本明細書で開示される本発明の主題の一部であると考えられる。
【0119】
本明細書で用いられる場合、単数形の「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈によって明らかに他のものを指示されない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「部材（a member）」なる用語は、単一の部材又は複数の部材の組合せを意味することを意図しており、「材料（a material）」は、１つ又はそれより多くの材料、若しくはそれらの組合せを意味することを意図している。
【0120】
本明細書で用いられる場合、「約」及び「およそ」なる用語は、一般的に記載された値のプラス又はマイナス１０％を意味する。例えば、約０．５には０．４５～０．５５が含まれ、訳１０には９～１１が含まれ、約１０００には９００～１１００が含まれ得る。
【0121】
本明細書で利用される場合、「実質的に」なる用語及び同様の用語は、本開示の主題が関係する当業者によって一般的に受け入れられる使用法と調和した広い意味を有することを意図する。これらの用語は、これらの特徴の範囲を供される正確な配置及び／又は数値範囲に限定することなく、説明及び特許請求される特定の特徴の説明を可能にすることを意図するということを、本開示を検討する当業者は理解するべきである。したがって、これらの用語は、説明又は特許請求された主題の実質的でない又は重要でない修正又は変更は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内であると見なされることを示すと解釈されるべきである。
【0122】
様々な実施形態を説明するために本明細書で用いられた「例」なる用語は、このような実施形態が、可能な実施形態の可能な例示、表現、及び／又は例示であることを示すことを意図することに留意されるべきである（このような用語は、このような実施形態が必ずしも並外れた、又は最上級の例であるということを含意することを意図していない）。
【0123】
様々な例示的実施形態の構成及び配置は例示に過ぎないことに留意することが重要である。本開示においていくつかの実施形態のみを詳細に説明したものの、本開示を検討する当業者は、本明細書で説明される主題の新たな教示及び利点から実質的に逸脱することなく、多くの修正が可能であることを容易に理解するであろう（例えば、様々な要素のサイズ、寸法、構造、形状及び割合、パラメータの亜チア、取り付け配置、材料の使用、色、向きなどの変更）。本発明の範囲から逸脱することなく、様々な例示的な実施形態の設計、作動条件及び配置において、他の置換、修正、変更及び省略もなされてよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】