特表 2024-520317 フローセル及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-24

(54)【発明の名称】フローセル及び方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20240517BHJP

   C12M 1/34 20060101ALI20240517BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 A ZNA

C12M1/34 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023571142

(86)(22)【出願日】2022-05-26

(85)【翻訳文提出日】2024-01-12

(86)【国際出願番号】 US2022031129

(87)【国際公開番号】W WO2022256226

(87)【国際公開日】2022-12-08

(31)【優先権主張番号】63/195,123

(32)【優先日】2021-05-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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

(74)【代理人】

【識別番号】100221501

【弁理士】

【氏名又は名称】式見 真行

(72)【発明者】

【氏名】ブラスタッド，エリック エム

(72)【発明者】

【氏名】シエスラ，クレイグ マイケル

(72)【発明者】

【氏名】フィッシャー，ジェフリー エス

(72)【発明者】

【氏名】ホン，サンキ

(72)【発明者】

【氏名】クラフト，ルイス ジェイ

【テーマコード（参考）】

4B029

【Ｆターム（参考）】

4B029AA23

4B029BB20

4B029CC02

4B029FA15

4B029GB09

(57)【要約】

フローセルの例は、基材と、基材に沿って延在する複数の反応領域と、複数の反応領域のうちの１つを、複数の反応領域のうちの隣接する１つから分離する非反応領域と、を含む。複数の反応領域の各々は、反応領域に沿って位置付けられた交互の第１及び第２の領域を含む。第１の領域の各々は、第１のプライマーセットを含み、第２の領域の各々は、第１のプライマーセットとは異なる第２のプライマーセットを含む。隣接する第１及び第２の領域のいずれかが、互いに直接当接するか、又は）第１の領域が凸部上に位置付けられ、第２の領域が凸部に隣接する凹部内に位置付けられる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フローセルであって、
基材と、
前記基材に沿って延在する複数の反応領域と、
前記複数の反応領域のうちの１つを、前記複数の反応領域のうちの隣接する１つから分離する非反応領域と、を備え、
前記複数の反応領域の各々が、前記反応領域に沿って位置付けられた交互の第１及び第２の領域を含み、
前記第１の領域の各々が、第１のプライマーセットを含み、前記第２の領域の各々が、前記第１のプライマーセットとは異なる第２のプライマーセットを含み、
ｉ）隣接する第１及び第２の領域が、互いに直接当接するか、又はｉｉ）前記第１の領域が、凸部上に位置付けられ、前記第２の領域が、前記凸部に隣接する凹部内に位置付けられる、フローセル。

【請求項2】

前記第１のプライマーセットが、Ｐ５及びＰ７プライマーを含み、
前記第２のプライマーセットが、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、及び／又はＰＤプライマーの任意の組み合わせを含む、請求項１に記載のフローセル。

【請求項3】

前記第１のプライマーセットが、ブロックされていないＰ５及びＰ７プライマーを含み、
前記第２のプライマーセットが、３’ブロックされたＰ５及びＰ７プライマーを含む、請求項１に記載のフローセル。

【請求項4】

前記非反応領域が、前記基材の露出された部分である、請求項１に記載のフローセル。

【請求項5】

前記第１及び第２の領域の各々は、それぞれの前記第１及び第２のプライマーセットが付着しているポリマーヒドロゲルを含む、請求項１に記載のフローセル。

【請求項6】

前記第１の領域が、前記第１のプライマーセットが付着している第１のポリマーヒドロゲルを含み、
前記第２の領域が、前記第２のプライマーセットが付着している第２のポリマーヒドロゲルを含み、
前記第１のポリマーヒドロゲル及び前記第２のポリマーヒドロゲルが、前記第１のプライマーセット及び前記第２のプライマーセットをそれぞれ付着させるための直交官能基を含む、請求項１に記載のフローセル。

【請求項7】

前記第１の領域が、前記凸部上に位置付けされ、前記第２の領域が、前記凸部に隣接する前記凹部内に位置付けされ、
前記凹部の各々の側壁が、それぞれの隙間領域を画定する、請求項１に記載のフローセル。

【請求項8】

フローセルであって、
基材と、
交互の第１及び第２の領域の行及び列と、を備え、
前記第１の領域の各々が、第１のプライマーセットを含み、前記第２の領域の各々が、前記第１のプライマーセットとは異なる第２のプライマーセットを含み、
ｉ）隣接する第１及び第２の領域が、互いに直接当接するか、又はｉｉ）前記第１の領域が、凸部上に位置付けられ、前記第２の領域が、前記凸部に隣接する凹部内に位置付けられる、フローセル。

【請求項9】

前記第１及び第２の領域の形状が、円形又は菱形である、請求項８に記載のフローセル。

【請求項10】

前記第１のプライマーセットが、Ｐ５及びＰ７プライマーを含み、
前記第２のプライマーセットが、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、及び／又はＰＤプライマーの任意の組み合わせを含む、請求項８に記載のフローセル。

【請求項11】

前記第１のプライマーセットが、ブロックされていないＰ５及びＰ７プライマーを含み、
前記第２のプライマーセットが、３’ブロックされたＰ５及びＰ７プライマーを含む、請求項８に記載のフローセル。

【請求項12】

前記第１及び第２の領域の各々が、それぞれの前記第１及び第２のプライマーセットが付着しているポリマーヒドロゲルを含む、請求項８に記載のフローセル。

【請求項13】

前記第１の領域が、前記第１のプライマーセットが付着している第１のポリマーヒドロゲルを含み、
前記第２の領域が、前記第２のプライマーセットが付着している第２のポリマーヒドロゲルを含み、
前記第１のポリマーヒドロゲル及び前記第２のポリマーヒドロゲルが、前記第１のプライマーセット及び前記第２のプライマーセットをそれぞれ付着させるための直交官能基を含む、請求項８に記載のフローセル。

【請求項14】

フローセルであって、
交互の第１の高さの領域及び第２の高さの領域を有する基材と、
前記第１の高さの前記領域に沿って延在し、前記第２の高さの前記領域に沿って延在する、交互の第１及び第２の領域と、を備え、
前記第１の領域の各々が、第１のプライマーセットを含み、前記第２の領域の各々が、前記第１のプライマーセットとは異なる第２のプライマーセットを含む、フローセル。

【請求項15】

前記第１の高さと前記第２の高さとの間の差が、少なくとも１５０ｎｍである、請求項１４に記載のフローセル。

【請求項16】

前記第１のプライマーセットが、Ｐ５及びＰ７プライマーを含み、
前記第２のプライマーセットが、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、及び／又はＰＤプライマーの任意の組み合わせを含む、請求項１４に記載のフローセル。

【請求項17】

前記第１のプライマーセットが、ブロックされていないＰ５及びＰ７プライマーを含み、
前記第２のプライマーセットが、３’ブロックされたＰ５及びＰ７プライマーを含む、請求項１４に記載のフローセル。

【請求項18】

前記基材の周囲の少なくとも一部分に位置した非反応領域を更に備え、前記非反応領域が、前記基材の露出された部分である、請求項１４に記載のフローセル。

【請求項19】

前記第１及び第２の領域の各々は、それぞれの前記第１及び第２のプライマーセットが付着しているポリマーヒドロゲルを含む、請求項１４に記載のフローセル。

【請求項20】

前記第１の領域が、前記第１のプライマーセットが付着している第１のポリマーヒドロゲルを含み、
前記第２の領域が、前記第２のプライマーセットが付着している第２のポリマーヒドロゲルを含み、
前記第１のポリマーヒドロゲル及び前記第２のポリマーヒドロゲルが、前記第１のプライマーセット及び前記第２のプライマーセットをそれぞれ付着させるための直交官能基を含む、請求項１４に記載のフローセル。

【請求項21】

フローセルであって、
基材と、
複数の第１の領域であって、各第１の領域が、第１のプライマーセットを含み、互いの第１の領域から分離されている、複数の第１の領域と、
複数の第２の領域であって、各第２の領域が、第２のプライマーセットを含み、少なくとも１つの隣接する第１の領域及び少なくとも１つの隣接する第３の領域によって互いの第２の領域から分離されている、複数の第２の領域と、
複数の前記第３の領域であって、各第３の領域が、第３のプライマーセットを含み、少なくとも１つの隣接する第１の領域及び少なくとも１つの隣接する第２の領域によって互いの第３の領域から分離されている、複数の第３の領域と、を備える、フローセル。

【請求項22】

前記第１の領域、前記第２の領域、及び前記第３の領域の形状が、円形又は六角形である、請求項２１に記載のフローセル。

【請求項23】

前記第１のプライマーセットが、Ｐ５及びＰ７プライマーを含み、
前記第２のプライマーセットが、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、及び／又はＰＤプライマーの任意の組み合わせを含み、
前記第３のプライマーセットが、前記第２のプライマーセットとは異なるＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、及び／又はＰＤプライマーの任意の組み合わせを含む、請求項２１に記載のフローセル。

【請求項24】

前記第１の領域、前記第２の領域、及び前記第３の領域の各々は、それぞれの前記第１及び第２のプライマーセットが付着しているポリマーヒドロゲルを含む、請求項２１に記載のフローセル。

【請求項25】

前記第１の領域は、前記第１のプライマーセットが付着している第１のポリマーヒドロゲルを含み、
前記第２の領域は、前記第２のプライマーセットが付着している第２のポリマーヒドロゲルを含み、
前記第３の領域は、前記第３のプライマーセットが付着している第３のポリマーヒドロゲルを含み、
前記第１のポリマーヒドロゲル、前記第２のポリマーヒドロゲル、及び前記第３のポリマーヒドロゲルが、前記第１のプライマーセット、前記第２のプライマーセット、及び前記第３のプライマーセットをそれぞれ付着させるための直交官能基を含む、請求項２１に記載のフローセル。

【請求項26】

フローセルであって、
基材と、
前記基材にわたって行及びオフセット列に配置された複数の直交捕捉プライマーと、
前記基材の上に位置付けられ、前記複数の捕捉プライマーの各々を取り囲む連続したポリマーヒドロゲルと、
前記連続したポリマーヒドロゲルに付着したプライマーセットと、を備える、フローセル。

【請求項27】

前記基材が、前記基材にわたって前記行及びオフセット列に配置された凸部を含み、
前記複数の直交捕捉プライマーのうちの１つが、前記凹部の各々上に位置付けられている、請求項２６に記載のフローセル。

【請求項28】

前記基材が、前記基材にわたって前記行及びオフセット列に配置された凹部を含み、
前記複数の直交捕捉プライマーのうちの１つが、前記凹部の各々内に位置付けられている、請求項２６に記載のフローセル。

【請求項29】

前記プライマーセットが、Ｐ５及びＰ７プライマーを含む、請求項２６に記載のフローセル。

【請求項30】

方法であって、
第１のポリマーヒドロゲルを多層基材上に堆積させることであって、前記多層基材が、
前記第１のポリマーヒドロゲルに付着するための表面基を含むベース支持体、
前記ベース支持体の上に位置付けられた層であって、前記層が、前記第１のポリマーヒドロゲルに付着することができない材料を含む、層、及び
前記ベース支持体の一部分が複数の凹部の各々で露出されるように、前記層に画定された前記複数の凹部を含み、
それによって、前記第１のポリマーヒドロゲルが、前記複数の凹部の各々で露出されている前記ベース支持体の前記部分に選択的に付着する、堆積させることと、
表面基を有する前記層を活性化して、第２のポリマーヒドロゲルを付着させることと、
前記第２のポリマーヒドロゲルが前記層に選択的に付着するように、前記第２のポリマーヒドロゲルを堆積させることと、
第１のプライマーセットを前記第１のポリマーヒドロゲルにグラフトすることと、
第２のプライマーセットを前記第２のポリマーヒドロゲルにグラフトすることであって、前記第２のプライマーセットが、前記第１のプライマーセットとは異なる、グラフトすることと、を含む、方法。

【請求項31】

前記層が、
前記層に沿って延在する複数の第１の線であって、前記第１の線の各々が、前記層のパターン化されていない領域によって分離された前記複数の凹部のうちのいくつかを含む、複数の第１の線と、
前記複数の第１の線のうちの１つを前記複数の第１の線のうちの隣接する１つから分離する第２の線であって、前記第２の線が前記複数の第１の線の各々の長さを延長する前記層の連続するパターン化されていない領域を含む、第２の線と、を含むようにパターン化されている、請求項３０に記載の方法。

【請求項32】

前記第２の線が前記第２のポリマーヒドロゲルに付着することができないように、前記層の前記活性化中に前記第２の線をマスキングすることを更に含む、請求項３１に記載の方法。

【請求項33】

前記層が、前記層の交互の凹部及びパターン化されていない領域の行及び列を含むようにパターン化されている、請求項３０に記載の方法。

【請求項34】

前記層を活性化することが、前記パターン化されていない領域を選択的にシラン化して、前記層の交互の凹部及び活性化された領域の行及び列を生成することを含み、前記凹部及び前記活性化された領域が、円形であり、かつ同じ直径を有する、請求項３３に記載の方法。

【請求項35】

方法であって、
基材内に画定された各凹部の側壁上にマスク材料を堆積させることと、
前記基材上に第１のポリマーヒドロゲルを堆積させることであって、それによって、前記第１のポリマーヒドロゲルが、前記複数の凹部の各々で、及び前記複数の凹部を分離する領域で露出されている前記基材の部分に選択的に付着する、堆積させることと、
前記基材上にフォトレジストを堆積させることと、
前記フォトレジストの第１の部分及び前記第１のポリマーヒドロゲルの第１の部分を前記領域から除去するためにエッチングすることであって、それによって、前記フォトレジストの第２の部分及び前記第１のポリマーヒドロゲルの第２の部分が前記複数の凹部の各々内に残る、エッチングすることと、
表面基を有する前記領域を活性化して、第２のポリマーヒドロゲルを付着させることと、
前記第２のポリマーヒドロゲルが前記領域に選択的に付着するように、前記第２のポリマーヒドロゲルを堆積させることと、
前記マスク材料及び前記フォトレジストの前記第２の部分を除去することと、
第１のプライマーセットを前記第１のポリマーヒドロゲルにグラフトすることと、
第２のプライマーセットを前記第２のポリマーヒドロゲルにグラフトすることであって、前記第２のプライマーセットが、前記第１のプライマーセットとは異なる、グラフトすることと、を含む、方法。

【請求項36】

前記基材が、
前記基材に沿って延在する複数の第１の線であって、前記第１の線の各々が、前記領域によって分離された前記複数の凹部のうちのいくつかを含む、複数の第１の線と、
前記複数の第１の線のうちの１つを前記複数の第１の線のうちの隣接する１つから分離する第２の線であって、前記第２の線が前記複数の第１の線の各々の長さを延長する前記基材の連続するパターン化されていない領域を含む、第２の線と、を含むようにパターン化されている、請求項３５に記載の方法。

【請求項37】

前記マスク材料はまた、前記第２の線が活性化中に覆われるように、前記第２の線上にも堆積される、請求項３６に記載の方法。

【請求項38】

前記基材が、交互の凹部及び領域の行及び列を含むようにパターン化されている、請求項３５に記載の方法。

【請求項39】

前記領域を活性化することが、前記領域を選択的にアッシングして、交互の凹部及び活性化された領域の行及び列を生成することを含み、前記凹部及び前記活性化された領域が、円形であり、かつ同じ直径を有する、請求項３８に記載の方法。

【請求項40】

方法であって、
第１のポリマーヒドロゲルを多層スタック上に堆積させることであって、前記多層スタックが、
基材と、
交互の第１の領域及び第２の領域を画定するように前記基材上にパターン化されたマスク材料とを含み、前記第１の領域が、前記第１のポリマーヒドロゲルに付着するための表面基を含む前記基材の部分を露出し、前記第２の領域が、前記マスク材料によって覆われており、
それによって、前記第１のポリマーヒドロゲルが、前記第１の領域で露出された前記基材の前記部分に選択的に付着する、堆積させることと、
前記マスク材料をリフトオフして、前記第２の領域を露出させることと、
前記第２の領域を表面基で活性化して、第２のポリマーヒドロゲルを付着させることと、
前記第２のポリマーヒドロゲルが前記第２の領域に選択的に付着するように、前記第２のポリマーヒドロゲルを堆積させることと、
第１のプライマーセットを前記第１のポリマーヒドロゲルにグラフトすることと、
第２のプライマーセットを前記第２のポリマーヒドロゲルにグラフトすることであって、前記第２のプライマーセットが、前記第１のプライマーセットとは異なる、グラフトすることと、を含む、方法。

【請求項41】

前記基材が、交互の第１の高さの領域及び第２の高さの領域を含み、
前記交互の第１の領域及び第２の領域が、前記第１の高さの前記領域及び前記第２の高さの前記領域の各々にわたって延在する、請求項４０に記載の方法。

【請求項42】

前記第１の領域及び前記第２の領域が、前記基材に沿って延在する複数の第１の線に沿って画定され、
前記方法が、前記複数の第１の線のうちの１つを前記複数の第１の線のうちの隣接する１つから分離する第２の線に沿って第２のマスク材料を適用することを更に含み、前記第２の線が、前記複数の第１の線の各々の長さを延長する前記基材の連続するパターン化されていない領域を画定し、
前記第２のマスク材料が、前記第２の領域の前記活性化中に所定の位置に残り、
前記方法が、前記第２のマスク材料をリフトオフすることを更に含む、請求項４０に記載の方法。

【請求項43】

前記第１の領域及び前記第２の領域が、前記基材にわたって行及び列に延在し、
前記第１の領域の前記活性化は、前記活性化された第１の領域が円形であり、かつ前記第２の領域と同じ直径を有するように、前記第１の領域を選択的にアッシングすることを含む、請求項４０に記載の方法。

【請求項44】

方法であって、
第１のポリマーヒドロゲルを多層スタック上に堆積させることであって、前記多層スタックが、
基材と、
第１のマスク材料及び異なる第２のマスク材料であって、
複数の第１の領域であって、各第１の領域が、前記基材の一部分を露出し、互いの第１の領域から分離されている、複数の第１の領域、
複数の第２の領域であって、各第２の領域が、前記第１のマスク材料によって覆われており、互いの第２の領域から分離されている、複数の第２の領域、及び
複数の第３の領域であって、各第３の領域が、前記異なる第２のマスク材料によって覆われており、互いの第３の領域から分離されている、複数の第３の領域を画定するように、前記基材上にパターン化された第１のマスク材料及び異なる第２のマスク材料と、を含み、
それによって、前記第１のポリマーヒドロゲルが、前記複数の第１の領域の各々で露出された前記基材の前記部分に選択的に付着する、堆積させることと、
前記第１マスク材料をリフトオフして、前記複数の第２の領域を露出させることと、
前記複数の第２の領域を表面基で活性化して、第２のポリマーヒドロゲルを付着させることと、
前記第２のポリマーヒドロゲルが前記複数の第２の領域に選択的に付着するように、前記第２のポリマーヒドロゲルを堆積させることと、
前記異なる第２のマスク材料をリフトオフして、前記複数の第３の領域を露出させることと、
前記複数の第３の領域を表面基で活性化して、第３のポリマーヒドロゲルを付着させることと、
前記第３のポリマーヒドロゲルが前記複数の第３の領域に選択的に付着するように、前記第３のポリマーヒドロゲルを堆積させることと、
第１のプライマーセットを前記第１のポリマーヒドロゲルにグラフトすることと、
第２のプライマーセットを前記第２のポリマーヒドロゲルにグラフトすることであって、前記第２のプライマーセットが、前記第１のプライマーセットとは異なる、グラフトすることと、
第３のプライマーセットを前記第３のポリマーヒドロゲルにグラフトすることであって、前記第３のプライマーセットが、前記第１のプライマーセット及び前記第２のプライマーセットとは異なる、グラフトすることと、を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２１年５月３１日に出願された米国特許仮出願第６３／１９５，１２３号の利益を主張するものであり、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

（配列表の参照）
ＥＦＳ－Ｗｅｂを介して提出された配列表は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。ファイルの名称は、ＩＬＩ２１３ＢＰＣＴ＿ＩＰ－２０９１－ＰＣＴ＿Ｓｅｑｕｅｎｃｅ＿Ｌｉｓｔｉｎｇ＿ＳＴ２５．ｔｘｔであり、ファイルサイズは、３，００２バイトであり、ファイル作成日は、２０２２年５月２６日である。

【背景技術】

【0003】

核酸を配列決定するためのいくつかの利用可能なプラットフォームは、合成による配列決定アプローチを利用している。このアプローチでは、新生鎖が合成され、成長鎖への各モノマー（例えば、ヌクレオチド）の付加が、光学的及び／又は電子的に検出される。鋳型鎖は新生鎖の合成を指示するので、合成中に成長鎖に付加された一連のヌクレオチドモノマーから鋳型ＤＮＡの配列を推測することができる。いくつかの例では、逐次的なペアエンド配列決定が使用され得、順鎖は配列決定及び除去され、次いで逆鎖が構築及び配列決定される。

【発明の概要】

【0004】

本明細書に開示される例のうちのいくつかは、隣接する反応領域に異なるプライマーセットを含むフローセルである。異なるプライマーセットは、互いに直交である。直交プライマーセットは、隣接する反応領域からの鋳型鎖が播種及び増幅することを可能にすることなく、異なる鋳型鎖がそれぞれの反応領域上で増幅されることを可能にする。したがって、直交プライマーは、別の反応領域からの異なるアンプリコンによる１つの反応領域における１つのライブラリ鋳型のアンプリコンのクラスタの汚染である、インデックス又はパッドホッピングを低減又は排除する。直交プライマーはまた、反応領域を分離する間隙領域がほとんど又は全くなく、反応領域が互いに近接して配置されることを可能にする。これは、反応面積密度、したがってクラスタ密度を増加させ、また、フローセル表面上の非機能的空間を減少させる。反応面積密度の増加は、配列決定中のシグナル強度を増加させる。

【図面の簡単な説明】

【0005】

本開示の例の特徴は、以下の詳細な説明及び図面を参照することにより明らかになり、図面において、同様の参照番号は、類似なものではあるが、おそらく同一ではない構成要素に対応している。簡潔にするために、前述の機能を有する参照番号又は特徴は、それらが現れる他の図面と関連して記載されてもよく、記載されなくてもよい。

【図1A】異なるプライマーセットを含む例示的な活性領域の概略図である。

【図1B】隣接する活性領域上での順鎖及び逆鎖の生成を可能にするプライマーセットの概略図である。

【図1C】隣接する活性領域上での順鎖及び逆鎖の生成を可能にするプライマーセットの概略図である。

【図1D】隣接する活性領域上での順鎖及び逆鎖の生成を可能にするプライマーセットの概略図である。

【図1E】隣接する活性領域上での順鎖及び逆鎖の生成を可能にするプライマーセットの概略図である。

【図2】フローセルの上面図である。

【図3A】各々が非反応領域によって分離された反応領域を含む、フローセル内の表面化学構造の異なる例の半概略斜視図である。

【図3B】図３Ａの線３Ｂ－３Ｂに沿った、反応性反応の１つの断面図である。

【図3C】各々が非反応領域によって分離された反応領域を含む、フローセル内の表面化学構造の異なる例の半概略斜視図である。

【図4A】各々が交互の第１及び第２の反応領域の行及び列を含む、フローセル内の表面化学構造の異なる例の半概略斜視図である。

【図4B】図４Ａの線４Ｂ－４Ｂに沿った、交互の第１及び第２の反応領域の列の１つの断面図である。

【図4C】各々が交互の第１及び第２の反応領域の行及び列を含む、フローセル内の表面化学構造の異なる例の半概略斜視図である。

【図5】第１の高さ及び第２の高さの交互の領域と、領域に沿って延在する交互の第１及び第２の反応領域とを含む、フローセル内の表面化学構造の別の例の半概略斜視図である。

【図6】３つの異なる反応領域を含むフローセル内の表面化学構造の別の例の半概略斜視図である。

【図7A】指定された位置に捕捉プライマーを含む、フローセル内の表面化学構造の更に別の例の上面図である。

【図7B】図７Ａの構造の異なる例の断面図である。

【図7C】図７Ａの構造の異なる例の断面図である。

【図7D】図７Ａの構造の異なる例の断面図である。

【図8A】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための方法の例を概略的に描示する。

【図8B】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための方法の例を概略的に描示する。

【図8C】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための方法の例を概略的に描示する。

【図9A】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための別の方法の例を概略的に描示する。

【図9B】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための別の方法の例を概略的に描示する。

【図9C】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための別の方法の例を概略的に描示する。

【図9D】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための別の方法の例を概略的に描示する。

【図10A】ともに、本明細書に開示される表面化学構造の他の例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図10B】ともに、本明細書に開示される表面化学構造の他の例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図10C】ともに、本明細書に開示される表面化学構造の他の例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図11A】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図11B】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図11C】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図11D】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図12A】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図12B】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図12C】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図12D】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図12E】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図12F】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図12G】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図12H】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図12I】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図12J】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図12K】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図12L】ともに、本明細書に開示される表面化学構造のいくつかの例を作製するための更なる別の方法の例を概略的に描示する。

【図13A】図１２Ａ～図１２Ｌの方法によって形成された表面化学構造の上面図である。

【図13B】図１２Ａ～図１２Ｌの方法において使用された多深度基材の一部分の概略斜視図であり、異なる表面化学が導入されている表面の六角形形状の幾何学を図示する。

【発明を実施するための形態】

【0006】

本明細書に開示されるフローセルのうちのいくつかは、隣接する反応領域で直交プライマーセットを含む。直交プライマーセットは、隣接する反応領域からの鋳型鎖が播種及び増幅することを可能にすることなく、異なる鋳型鎖がそれぞれの反応領域上で増幅されることを可能にする。したがって、直交プライマーは、インデックス又はパッドホッピングを低減又は排除する。直交プライマーはまた、反応面積密度を増加させ、したがって配列決定中のシグナル強度を増加させる。

【0007】

本明細書に開示される他のフローセルは、基材にわたって行及びオフセット列に配置された直交捕捉プライマーを含む。直交捕捉プライマーは、異なる鋳型鎖が基材表面にわたるそれぞれの領域に播種されることを可能にし、周囲のプライマーセットは、播種された鋳型鎖が増幅されることを可能にする。

【0008】

定義
本明細書で使用される用語は、別段の指定がない限り、関連する技術分野における通常の意味を取るものと理解されたい。本明細書で使用されるいくつかの用語及びそれらの意味は、以下に記載される。

【0009】

単数形「１つの（a）」、「１つの（an）」、及び「その（the）」は、文脈上明確に別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。

【0010】

含む（comprising）、含む（including）、含有する（containing）という用語、及びこれらの用語の様々な形態は、互いに同義であり、等しく広義であることを意味する。

【0011】

フローセル及び／又はフローセルの様々な構成要素を説明するために、本明細書では、上（top）、下（bottom）、下方（lower）、上方（upper）、上（on）などの用語が使用される。これらの方向を示す用語は、特定の配向を示すことを意味するものではなく、構成要素間の相対的な配向を指定するために使用されることを理解されたい。方向を示す用語の使用は、本明細書に開示される例を任意の特定の配向に制限すると解釈されるものではない。

【0012】

第１、第２などの用語はまた、特定の配向又は順序を示すことを意味するものではなく、むしろ１つの構成要素を別の構成要素から区別するために使用される。

【0013】

「アクリルアミドモノマー」は、構造

【0014】

【化1】

を有するモノマー、又はアクリルアミド基を含むモノマーである。アクリルアミド基を含むモノマーの例としては、アジドアセトアミドペンチルアクリルアミド：

【0015】

【化2】

及びＮ－イソプロピルアクリルアミド：

【0016】

【化3】

が挙げられる。他のアクリルアミドモノマーを使用してもよい。

【0017】

本明細書で使用されるとき、「活性化」という用語は、ベース支持体の表面又は多層構造の最外層に反応基を生成するプロセスを指す。活性化は、シラン化又はプラズマアッシングを使用して達成され得る。本明細書に開示される方法の各々において活性化が実行され得るが、図は、反応基を描示していない。ポリマーヒドロゲルを下にある支持体又は層に共有結合で付着させるために、シラン化層又は（プラズマアッシングからの）－ＯＨ基が存在していることを理解されたい。シラン化プロセスにおいて使用され得る好適なシランとしては、（３－アミノプロピル）トリメトキシシラン（（３－ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ）ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＡＰＴＭＳ）、（３－アミノプロピル）トリエトキシシラン（（３－ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ）ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＡＰＴＥＳ）、Ｎ－（６－アミノヘキシル）アミノメチルトリエトキシシラン（（６－ａｍｉｎｏｈｅｘｙｌ）ａｍｉｎｏｍｅｔｈｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＡＨＡＭＴＥＳ）、Ｎ－（２－アミノエチル）－３－アミノプロピルトリエトキシシラン（（２－ａｍｉｎｏｅｔｈｙｌ）－３－ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＡＥＡＰＴＥＳ）、及びＮ－（２－アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシラン（（２－ａｍｉｎｏｅｔｈｙｌ）－３－ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＡＥＡＰＴＭＳ）などのアミノシラン、Ｏ－プロパルギル）－Ｎ－（トリエトキシシリルプロピル）カルバメート、シクロオクチン、シクロオクチン誘導体、若しくはビシクロノニン（例えば、ビシクロ［６．１．０］ノナ－４－イン若しくはその誘導体、ビシクロ［６．１．０］ノナ－２－イン、又はビシクロ［６．１．０］ノナ－３－イン）などのアルキニルシラン、又は［（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などのノルボルネンシランが挙げられる。

【0018】

アルデヒドは、本明細書で使用されるとき、構造－ＣＨＯを有する官能基を含有する有機化合物であり、これは、水素、及びアルキル又は他の側鎖などのＲ基にも結合した炭素原子を有するカルボニル中心（すなわち、酸素に二重結合した炭素）を含む。アルデヒドの一般構造は、

【0019】

【化4】

である。

【0020】

本明細書で使用されるとき、「アルキル」は、完全に飽和している（すなわち、二重結合又は三重結合を含有しない）直鎖又は分岐鎖炭化水素鎖を指す。アルキル基は、１～２０個の炭素原子を有し得る。例示的なアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、三級ブチル、ペンチル、ヘキシルなどが挙げられる。一例として、表記「Ｃ１～４アルキル」は、アルキル鎖中に１～４個の炭素原子が存在すること、すなわち、アルキル鎖が、メチル、エチル、プロピル、イソ－プロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｓｅｃ－ブチル、及びｔ－ブチルからなる群から選択されることを示す。

【0021】

本明細書で使用されるとき、「アルケニル」は、１つ以上の二重結合を含有する直鎖又は分岐鎖炭化水素鎖を指す。アルケニル基は、２～２０個の炭素原子を有し得る。例示的なアルケニル基としては、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニルなどが挙げられる。

【0022】

本明細書で使用されるとき、「アルキン」又は「アルキニル」は、１つ以上の三重結合を含有する直鎖又は分岐鎖炭化水素鎖を指す。アルキニル基は、２～２０個の炭素原子を有し得る。

【0023】

本明細書で使用されるとき、「アリール」は、環骨格中に炭素のみを含有する芳香環又は環系（すなわち、２個の隣接する炭素原子を共有する２つ以上の縮合環）を指す。アリールが環系である場合、系内の全ての環は芳香環である。アリール基は、６～１８個の炭素原子を有し得る。アリール基の例としては、フェニル、ナフチル、アズレニル、及びアントラセニルが挙げられる。

【0024】

「アミノ」官能基は、－ＮＲ_ａＲ_ｂ基を指し、式中、Ｒ_ａ及びＲ_ｂは各々、独立して、本明細書で定義されるように、水素（例えば、

【0025】

【化5】

）、Ｃ１～６アルキル、Ｃ２～６アルケニル、Ｃ２～６アルキニル、Ｃ３～７炭素環、Ｃ６～１０アリール、５～１０員のヘテロアリール、及び５～１０員のヘテロ環から選択される。

【0026】

本明細書で使用されるとき、「付着した（attached）」という用語は、２つのものが、直接的又は間接的のいずれかで、互いに、接合、締結、接着、接続、又は結合されている状態を指す。例えば、核酸は、共有結合又は非共有結合によってポリマーヒドロゲルに付着され得る。共有結合は、原子間の電子対の共有によって特徴付けられる。非共有結合は、電子対の共有を伴わない物理結合であり、例えば、水素結合、イオン結合、ファンデルワールス力、親水性相互作用、及び疎水性相互作用を挙げることができる。

【0027】

「アジド（azide）」又は「アジド（azido）」官能基は、－Ｎ_３を指す。

【0028】

本明細書で使用されるとき、「結合領域」は、例として、スペーサ層、蓋、別のパターン化された構造など、又はそれらの組み合わせ（例えば、スペーサ層及び蓋、又はスペーサ層及び別のパターン化された構造）であり得る別の材料に結合されるパターン化された構造の領域を指す。結合領域にて形成される結合は、化学結合（上述の通り）、又は機械的結合（例えば、ファスナなどを使用して）であってもよい。

【0029】

本明細書で使用されるとき、「炭素環」は、環系骨格に炭素原子のみを含有する非芳香族環式環又は環系を意味する。炭素環が環系である場合、２つ以上の環が、縮合、架橋、又はスピロ結合方式で一緒に接合され得る。炭素環は、環系内の少なくとも１つの環が芳香族ではないことを条件として、任意の飽和度を有し得る。したがって、炭素環には、シクロアルキル、シクロアルケニル、及びシクロアルキニルが含まれる。炭素環基は、３～２０個の炭素原子を有し得る。炭素環式環の例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、２，３－ジヒドロ－インデン、ビシクロ［２．２．２］オクタニル、アダマンチル、及びスピロ［４．４］ノナニルが挙げられる。

【0030】

本明細書で使用されるとき、本明細書で使用される「カルボン酸」又は「カルボキシル」という用語は、－ＣＯＯＨを指す。

【0031】

本明細書で使用される場合、「シクロアルキレン」は、２つの結合点を介して分子の残りに結合した完全飽和炭素環式環又は環系を意味する。

【0032】

本明細書で使用されるとき、「シクロアルケニル」又は「シクロアルケン」は、少なくとも１つの二重結合を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。例としては、シクロヘキセニル又はシクロヘキセン及びノルボルネニル又はノルボルネンが挙げられる。また、本明細書で使用されるとき、「ヘテロシクロアルケニル」又は「ヘテロシクロアルケン」とは、少なくとも１つの二重結合を有する、環骨格内に少なくとも１つのへテロ原子を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内環は、いずれも芳香族ではない。

【0033】

本明細書で使用されるとき、「シクロアルキニル」又は「シクロアルキン」は、少なくとも１つの三重結合を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。ある例は、シクロオクチンである。別の例は、ビクロノニンである。本明細書で使用されるとき、「ヘテロシクロアルキニル」又は「ヘテロシクロアルキン」は、少なくとも１つの三重結合を有する、環骨格内に少なくとも１つのへテロ原子を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。

【0034】

本明細書で使用されるとき、「堆積」という用語は、手作業であっても自動であってもよく、いくつかの場合では表面特性の改質をもたらす、任意の好適な適用技術を指す。一般に、堆積は、蒸着技術、コーティング技術、グラフト技術などを使用して実行され得る。いくつかの特定の例としては、化学蒸着（chemical vapor deposition、ＣＶＤ）、スプレーコーティング（例えば、超音波スプレーコーティング）、スピンコーティング、ダンク又はディップコーティング、ドクターブレードコーティング、液滴分配（puddle dispensing）、フロースルーコーティング、エアロゾル印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷、インクジェット印刷などが挙げられる。

【0035】

本明細書で使用されるとき、「凹部」という用語は、ベース支持体又は多層スタックの層における別個の凹状の特徴を指す。凹部は、表面の開口部において、例として、円形、楕円形、正方形、多角形、星形（任意の数の頂点を持つ）などの、様々な形状をとることができる。表面と直交するように取られた凹部の断面は、湾曲形状、正方形、多角形、双曲線、円錐、角のある形状などであり得る。

【0036】

「各」という用語は、項目の集合を参照して使用されるとき、集合内の個々の項目を識別することを意図しているが、必ずしも集合内の全ての項目を指すものではない。明示的な開示又は文脈がそうでないことを明確に指示する場合、例外が生じ得る。

【0037】

本明細書で使用されるとき、「エポキシ」という用語（グリシジル又はオキシラン基とも称される）は、

【0038】

【化6】

を指す。

【0039】

本明細書で使用されるとき、「フローセル」という用語は、反応を行うことができるフローチャネル、試薬をフローチャネルに送達するための入口、及びフローチャネルから試薬を除去するための出口を有する容器を意味することを意図する。いくつかの例では、フローセルは、フローセル内で起こる反応の検出に対応する。例えば、フローセルは、アレイ、光学的標識分子などの光学的検出を可能にする１つ以上の透明な表面を含み得る。

【0040】

本明細書で使用されるとき、「フローチャネル」又は「チャネル」は、液体サンプルを選択的に受容することができる、２つの結合された構成要素間に画定される領域であり得る。いくつかの例では、フローチャネルは、２つのパターン化された構造の間に画定され得、したがって、パターン化された構造の各々の表面化学と流体連通し得る。他の例では、フローチャネルは、パターン化された構造と蓋との間に画定され得、したがって、１つのパターン化された構造の表面化学と流体連通し得る。

【0041】

本明細書で使用される場合、「ヘテロアリール」は、環骨格中に窒素、酸素、及び硫黄を含むがこれらに限定されない、１個以上のヘテロ原子、すなわち炭素以外の元素を含有する芳香環又は環系（すなわち、２個の隣接する原子を共有する２つ以上の縮合環）を指す。ヘテロアリールが環系である場合、系内の全ての環は芳香環である。ヘテロアリール基は、５～１８環員を有し得る。

【0042】

本明細書で使用されるとき、「複素環」は、環骨格中に少なくとも１つのヘテロ原子を含有する非芳香族環又は環系を意味する。複素環は、縮合、架橋、又はスピロ結合式で、一緒に接合されてもよい。複素環は、環系中の少なくとも１つの環が芳香族ではないことを条件として、任意の飽和度を有してもよい。環系の中で、ヘテロ原子は、非芳香環又は芳香環のいずれかで存在してもよい。複素環基は、３～２０環員（すなわち、炭素原子及びヘテロ原子を含む、環骨格を形成する原子の数）を有してもよい。いくつかの例では、ヘテロ原子は、Ｏ、Ｎ、又はＳである。

【0043】

本明細書で使用されるとき、「ヒドラジン」又は「ヒドラジニル」という用語は、－ＮＨＮＨ_２基を指す。

【0044】

本明細書で使用される場合、本明細書で使用される「ヒドラゾン」又は「ヒドラゾニル」という用語は、

【0045】

【化7】

基を指し、式中、Ｒ_ａ及びＲ_ｂは各々、独立して、本明細書で定義されるように、水素、Ｃ１～６アルキル、Ｃ２～６アルケニル、Ｃ２～６アルキニル、Ｃ３～７炭素環、Ｃ６～１０アリール、５～１０員のヘテロアリール、及び５～１０員のヘテロ環から選択される。

【0046】

本明細書で使用されるとき、「ヒドロキシ」又は「ヒドロキシル」は、－ＯＨ基を指す。

【0047】

本明細書で使用されるとき、「間隙領域」という用語は、例えば、凹部（凹状領域）又は凸部（凸状領域）を分離するベース支持体又は多層スタックの層の領域を指す。本明細書に開示される例では、凹部及び／又は凸部のうちのいくつかは互いに直接当接し、したがって、２つの当接する凹部及び／又は凸部の間に間隙領域は存在しない。他の例では、間隙領域は、互いに対角に位置付けられた凹部及び／又は凸部の間に形成され得るか、又は４つの当接する凹部及び／又は凸部のうちの３つの交点に形成され得る。間隙領域は、凹部又は凸部の表面材料とは異なる表面材料を有する。例えば、凹部及び／又は凸部は、その上にポリマーヒドロゲル及びプライマーセットを有し得るが、間隙領域はこの表面化学を含まない。

【0048】

本明細書で使用されるとき、「ネガティブフォトレジスト」は、特定の波長の光に曝露される部分が現像液に不溶性になる感光性材料を指す。これらの例では、不溶性のネガティブフォトレジストは、現像液中で５％未満の溶解度を有する。ネガティブフォトレジストでは、光曝露は、材料の曝露部分が現像液中で（非曝露部分よりも）低い可溶性になるように化学構造を変化させる。不溶性ネガティブフォトレジストは、現像液に可溶性ではないが、現像液とは異なる除去剤中で少なくとも９９％可溶性であり得る。除去剤は、例えば、リフトオフプロセスにおいて使用される溶媒又は溶媒混合物であり得る。

【0049】

不溶性のネガティブフォトレジストとは対照的に、光に曝露されないネガティブフォトレジストの任意の部分は、現像液に少なくとも９５％の可溶性である。いくつかの例では、光に曝露されないネガティブフォトレジストの部分は、現像液中に少なくとも９８％、例えば、９９％、９９．５％、１００％の可溶性である。

【0050】

本明細書で使用されるとき、「ニトリルオキシド」は、「Ｒ_ａＣ≡Ｎ^＋Ｏ^－」基を意味し、式中、Ｒ_ａは、本明細書で定義される。ニトリルオキシドの調製例としては、クロラミド－Ｔでの処理による、又は、イミドイルクロリド［ＲＣ（Ｃｌ）＝ＮＯＨ］上での塩基作用による、又は、ヒドロキシルアミンとアルデヒドとの反応によるアルドキシムからのインサイチュ生成が挙げられる。

【0051】

本明細書で使用されるとき、「ニトロン」は、

【0052】

【化8】

基を意味し、式中、Ｒ^３が、水素（Ｈ）ではないことを除いて、Ｒ^１、Ｒ^２、及びＲ^３は、本明細書で定義されるＲ_ａ及びＲ_ｂ基のいずれかであり得る。

【0053】

本明細書で使用されるとき、「ヌクレオチド」は、窒素含有複素環式塩基、糖、及び１つ以上のリン酸基を含む。ヌクレオチドは、核酸配列のモノマー単位である。ＲＮＡでは、糖は、リボースであり、ＤＮＡでは、糖は、デオキシリボース、すなわち、リボースの２’位に存在するヒドロキシル基が欠如している糖である。窒素含有複素環式塩基（すなわち、核酸塩基）は、プリン塩基であってもピリミジン塩基であってもよい。プリン塩基としては、アデニン（Ａ）及びグアニン（Ｇ）、並びにそれらの修飾された誘導体又は類似体が挙げられる。ピリミジン塩基としては、シトシン（Ｃ）、チミン（Ｔ）、及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの修飾された誘導体又は類似体が挙げられる。デオキシリボースのＣ－１原子は、ピリミジンのＮ－１又はプリンのＮ－９に結合される。核酸類似体は、リン酸骨格、糖、又は核酸塩基のいずれもが変化していてもよい。核酸類似体の例としては、例えば、ペプチド核酸（peptide nucleic acid、ＰＮＡ）などのユニバーサル塩基又はリン酸－糖骨格類似体が挙げられる。

【0054】

いくつかの例では、「の上に（over）」という用語は、１つの構成要素又は材料が別の構成要素又は材料の上に直接位置付けられることを意味し得る。一方が他方の上に直接存在する場合、２つは互いに接触している。図３Ａでは、層４４は、ベース支持体４２の上に直接存在し、かつそれと接触するように、ベース支持体４２の上に適用される。

【0055】

他の例では、「の上に（over）」という用語は、１つの構成要素又は材料が別の構成要素又は材料上に間接的に位置付けられることを意味し得る。間接的にとは、ギャップ又は追加の構成要素又は材料が、２つの構成要素又は材料の間に位置付けられ得ることを意味する。図３Ａでは、ポリマーヒドロゲル１２Ａは、２つが間接的に接触するように、ベース支持体４２の上に位置付けされる。より具体的には、樹脂層４４が２つの構成要素１２Ａと４２との間に位置付けられるため、ポリマーヒドロゲル１２Ａは、ベース支持体４２上に間接的にある。

【0056】

「パターン化された樹脂」は、その中に画定された凹部及び／凸部を有し得る任意のポリマーを指す。樹脂及び樹脂をパターン化するための技術の具体例は、以下で更に説明される。

【0057】

「パターン化された構造」は、例えば、凹部内の、凸部上の、又はそうでなければ支持体又は層表面上に位置付けられた、パターンで表面化学を含む層を含むか、又は多層スタックを含む、単層ベース支持体を指す。表面化学は、ポリマーヒドロゲル及びプライマーを含み得る。いくつかの例では、単層ベース支持体又は多層スタックの層は、表面化学のパターンを生成するために、パターニング技術（例えば、エッチング、リソグラフィなど）に曝露されている。しかしながら、「パターン化された構造」という用語は、そのようなパターン化技術を使用して、パターンを生成しなければならないことを意味することを意図するものではない。例えば、ベース支持体は、その上にポリマーヒドロゲルのパターンを有する実質的に平坦な表面であり得る。パターン化された構造は、本明細書に開示される方法のいずれかを介して生成され得る。

【0058】

本明細書で使用されるとき、「プライマー」は、一本鎖核酸配列（例えば、一本鎖ＤＮＡ）として定義される。本明細書において捕捉プライマーと称されるいくつかのプライマーは、ライブラリ鋳型のための種として機能する。本明細書において増幅プライマーと称されるいくつかの他のプライマーは、鋳型増幅及びクラスタ生成の開始点として機能する。いくつかの例では、増幅プライマーはまた、ライブラリ鋳型を播種するための捕捉プライマーとして機能し得る。本明細書において配列決定プライマーと称される更なる他のプライマーは、ＤＮＡ合成の開始点として機能する。プライマーの５’末端は、ポリマーの官能基でカップリング反応を可能にするように修飾されてもよい。プライマーの長さは、任意の数の塩基の長さであることができ、様々な天然に存在しないヌクレオチドを含むことができる。一例では、配列決定プライマーは、１０～６０塩基、又は２０～４０塩基の範囲の短鎖である。

【0059】

本明細書で使用されるとき、「ポジティブフォトレジスト」は、特定の波長の光に曝露される部分が現像液に可溶性になる感光性材料を指す。これらの例では、光に曝露されたポジティブフォトレジストの任意の部分は、現像液中に少なくとも９５％可溶性である。いくつかの例では、光に曝露されたポジティブフォトレジストの部分は、現像液中に少なくとも９８％、例えば、９９％、９９．５％、１００％可溶性である。ポジティブフォトレジストでは、光曝露は、材料の曝露部分が現像液中で（非曝露部分よりも）高い可溶性になるように化学構造を変化させる。

【0060】

可溶性のポジティブフォトレジストとは対照的に、光に曝露されないポジティブフォトレジストの任意の部分は、現像液に不溶性（５％未満の可溶性）である。不溶性ポジティブフォトレジストは、現像液に可溶性ではないが、現像液とは異なる除去剤中で少なくとも９９％可溶性であり得る。いくつかの例では、不溶性のポジティブフォトレジストは、除去剤に少なくとも９８％、例えば、９９％、９９．５％、１００％可溶性である。除去剤は、リフトオフプロセスにおいて使用される溶媒又は溶媒混合物であり得る。

【0061】

本明細書で使用されるとき、「スペーサ層」は、２つの構成要素を互いに結合する物質を指す。いくつかの例では、スペーサ層は、結合を補助する放射線吸収性物質であることができるか、又は、結合を補助する放射線吸収性物質と接触させることができる。

【0062】

「基材」という用語は、単層ベース支持体、又は表面化学が導入される多層構造を指す。

【0063】

「表面化学」という用語は、ポリマーヒドロゲル及びポリマーヒドロゲルに付着したプライマーセットを指す。表面化学は、本明細書に開示される例において様々な構造で配置され得る。表面化学は、基材の反応領域（area）又は領域（region）を構成し、表面化学を含まない基材の領域（area）又は領域（region）は、非反応領域（area）又は領域（region）と称され得る。

【0064】

「五酸化タンタル」という用語は、式Ｔａ_２Ｏ_５を有する無機化合物を指す。この化合物は、透明であり、約０．２５（２５％）～１（１００％）の範囲の透過率、約０．３５μｍ（３５０ｎｍ）～少なくとも１．８μｍ（１８００ｎｍ）の範囲の波長を有する。「五酸化タンタルベース支持体」又は「五酸化タンタル層」は、Ｔａ_２Ｏ_５を含み得るか、本質的にそれからなり得るか、又はそれからからなり得る。

【0065】

「チオール」官能基とは、－ＳＨを指す。

【0066】

本明細書で使用されるとき、「テトラジン」及び「テトラジニル」という用語は、４つの窒素原子を含む６員のヘテロアリール基を指す。テトラジンは、任意選択的に置換され得る。

【0067】

本明細書で使用されるとき、「テトラゾール」は、４つの窒素原子を含む５員の複素環基を指す。テトラゾールは、任意選択的に置換され得る。

【0068】

プライマー
本明細書に記載される例のうちのいくつかでは、フローセルは、すぐ隣接する反応領域に付着した異なるプライマーセットを含む。一例では、すぐ隣接する反応領域は、基材表面上で互いに隣り合い、互いに当接する領域である。別の例では、すぐ隣接する反応領域は、基材表面上で互いに隣り合うが、異なる高さに位置付けられているため互いに当接しない領域である。

【0069】

すぐ隣接する反応領域に付着した異なるプライマーセットの例を図１に示す。反応領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各々は、それぞれのプライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃが付着しているポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを含む。以下により詳細に記載されるように、一方の反応領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃにおけるポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、別の反応領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃにおけるポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃと同じであっても異なっていてもよい。

【0070】

各プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、順方向及び逆方向増幅プライマーなどの２つの異なるプライマー１６Ａ、１８Ａ、又は１６Ｂ、１８Ｂ、又は１６Ｃ、１８Ｃを含む。第１のセット、例えば、１４Ａのプライマー１６Ａ、１８Ａは、ともに、第１のセット１４Ａにおける２つの異なるプライマー１６Ａ、１８Ａに相補的な末端アダプターを有するライブラリ鋳型の増幅を可能にする。第２のセット、例えば、１６Ｂのプライマー１６Ｂ、１８Ｂは、ともに、第２のセット１４Ｂにおける２つの異なるプライマー１６Ｂ、１８Ｂに相補的な末端アダプターを有する異なるライブラリ鋳型の増幅を可能にするが、第１のプライマーセット１４Ａに関連するライブラリ鋳型が播種又は増幅されることを可能にしない。いくつかの例では、第３のプライマーセット１４Ｃが、使用される。これらの例では、第３のセット１４Ｃのプライマー１６Ｃ、１８Ｃは、ともに、第３のセット１４Ｃ中の２つの異なるプライマー１６Ｃ、１８Ｃに相補的な末端アダプターを有する異なるライブラリ鋳型の増幅を可能にするが、第１のプライマーセット１４Ａ又は第２のプライマーセット１４Ｂに関連するライブラリ鋳型が播種又は増幅されることを可能にしない。

【0071】

例として、第１のプライマーセット１２は、Ｐ５及びＰ７プライマーを含み、第２のプライマーセット１４は、本明細書に記載されるＰＡプライマー、ＰＢプライマー、ＰＣプライマー、及びＰＤプライマーの任意の組み合わせを含む。他の例では、Ｐ１５及びＰ７は、第１のプライマーセット１２において使用され得る。例として、第２のプライマーセット１４は、任意の２つ（又は３つ）のＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、及びＰＤプライマー、又は１つのＰＡプライマーと１つのＰＢ、ＰＣ、若しくはプライマーＰＤとの任意の組み合わせ、又は１つのＰＢプライマーと１つのＰＣ若しくはプライマーＰＤとの任意の組み合わせ、又は１つのＰＣプライマーと１つのプライマーＰＤとの任意の組み合わせを含み得る。

【0072】

Ｐ５及びＰ７プライマーの例は、例えばＨＩＳＥＱ（商標）、ＨＩＳＥＱＸ（商標）、ＭＩＳＥＱ（商標）、ＭＩＳＥＱＤＸ（商標）、ＭＩＮＩＳＥＱ（商標）、ＮＥＸＴＳＥＱ（商標）、ＮＥＸＴＳＥＱＤＸ（商標）、ＮＯＶＡＳＥＱ（商標）、ＩＳＥＱ（商標）、ＧＥＮＯＭＥ ＡＮＡＬＹＺＥＲ（商標）及び他の機器プラットフォーム上での配列決定のためにＩｌｌｕｍｉｎａ Ｉｎｃ．により販売されている市販のフローセルの表面上で使用される。Ｐ５プライマーは、以下の通りである。
Ｐ５：５’→３’
ＡＡＴＧＡＴＡＣＧＧＣＧＡＣＣＡＣＣＧＡＧＡＵＣＴＡＣＡＣ（配列番号１）

【0073】

Ｐ７プライマーは、以下のいずれかであり得る。
Ｐ７＃１：５’→３’
ＣＡＡＧＣＡＧＡＡＧＡＣＧＧＣＡＴＡＣＧＡｎＡＴ（配列番号２）
Ｐ７＃２：５’→３’
ＣＡＡＧＣＡＧＡＡＧＡＣＧＧＣＡＴＡＣｎＡＧＡＴ（配列番号３）
式中、「ｎ」は、これらの配列の各々の８－オキソグアニン又はウラシルである。

【0074】

Ｐ１５プライマーは、以下の通りである。
Ｐ１５：５’→３’
ＡＡＴＧＡＴＡＣＧＧＣＧＡＣＣＡＣＣＧＡＧＡｎＣＴＡＣＡＣ（配列番号４）
式中、「ｎ」はアリル－Ｔである。

【0075】

上記の他のプライマー（ＰＡ－ＰＤ）には、以下のものが含まれる。
ＰＡ ５’→３’
ＧＣＴＧＧＣＡＣＧＴＣＣＧＡＡＣＧＣＴＴＣＧＴＴＡＡＴＣＣＧＴＴＧＡＧ（配列番号５）
ｃＰＡ（ＰＡ’）５’→３’
ＣＴＣＡＡＣＧＧＡＴＴＡＡＣＧＡＡＧＣＧＴＴＣＧＧＡＣＧＴＧＣＣＡＧＣ（配列番号６）
ＰＢ ５’→３’
ＣＧＴＣＧＴＣＴＧＣＣＡＴＧＧＣＧＣＴＴＣＧＧＴＧＧＡＴＡＴＧＡＡＣＴ（配列番号７）
ｃＰＢ（ＰＢ’）５’→３’
ＡＧＴＴＣＡＴＡＴＣＣＡＣＣＧＡＡＧＣＧＣＣＡＴＧＧＣＡＧＡＣＧＡＣＧ（配列番号８）
ＰＣ ５’→３’
ＡＣＧＧＣＣＧＣＴＡＡＴＡＴＣＡＡＣＧＣＧＴＣＧＡＡＴＣＣＧＣＡＡＣＴ（配列番号９）
ｃＰＣ（ＰＣ’）５’→３’
ＡＧＴＴＧＣＧＧＡＴＴＣＧＡＣＧＣＧＴＴＧＡＴＡＴＴＡＧＣＧＧＣＣＧＴ（配列番号１０）
ＰＤ ５’→３’
ＧＣＣＧＣＧＴＴＡＣＧＴＴＡＧＣＣＧＧＡＣＴＡＴＴＣＧＡＴＧＣＡＧＣ（配列番号１１）
ｃＰＤ（ＰＤ’）５’→３’
ＧＣＴＧＣＡＴＣＧＡＡＴＡＧＴＣＣＧＧＣＴＡＡＣＧＴＡＡＣＧＣＧＧＣ（配列番号１２）
ＰＡ－ＰＤについての例示的な配列には示されていないが、これらのプライマーのいずれも、鎖の任意の点に切断部位（例えば、ウラシル、８－オキソグアニン、アリル－Ｔなど）を含み得ることが理解されるべきである。

【0076】

他の例として、第１のプライマーセット１４Ａは、ブロックされていないＰ５及びＰ７プライマー（配列番号１、配列番号２又は配列番号３）を含み、第２のプライマーセット１４Ｂは、３’ブロックされたＰ５及びＰ７プライマーを含む。この例では、第２のプライマーセット１４Ｂのプライマー１６Ｂ、１８Ｂの露出された３’末端に付着するブロッキング基（例えば、３’リン酸）が付加され得る。ブロッキング基は、第１のプライマーセット１４Ａの増幅中にこれらのプライマー１６Ｂ、１８Ｂでの望ましくない伸長を防止する。次いで、ブロッキング基を除去して、新たに添加されたライブラリ鋳型及び第２のプライマーセット１４Ｂを用いて増幅のラウンドを実行し得る。

【0077】

更に他の例では、本明細書に記載の１つのプライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、同時ペアエンド配列決定を可能にする別のプライマーセットとともに使用され得る。同時ペアエンド配列決定を可能にするプライマーセットは、ポリマーヒドロゲルの異なる領域上のプライマーサブセットを含む。図１Ｂ～図１Ｅは、ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１、１２Ａ２に付着したプライマーセット１３Ａ、１５Ａ、１３Ｂ、１５Ｂ、１３Ｃ、１５Ｃ、及び１３Ｄ、１５Ｄの異なる構成を描示する。

【0078】

第１のプライマーサブセット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、及び１３Ｄの各々は、切断不能な第１のプライマー１７又は１７’及び切断可能な第２のプライマー１９又は１９’を含み、第２のプライマーサブセット１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、及び１５Ｄの各々は、切断可能な第１のプライマー２５又は２５’及び切断不能な第２のプライマー２７又は２７’を含む。

【0079】

切断不能な第１のプライマー１７又は１７’及び切断可能な第２のプライマー１９又は１９’は、例えば、切断不能な第１のプライマー１７若しくは１７’が、順方向増幅プライマーであり、切断可能な第２のプライマー１９若しくは１９’が、逆方向増幅プライマーであるか、又は切断可能な第２のプライマー１９若しくは１９’が、順方向増幅プライマーであり、切断不能な第１のプライマー１７若しくは１７’が、逆方向増幅プライマーである、オリゴヌクレオチド対である。第１のプライマーサブセット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、及び１３Ｄの各例では、切断可能な第２のプライマー１９又は１９’は、切断部位２９を含むが、切断不能な第１のプライマー１７又は１７’は、切断部位２９を含まない。

【0080】

切断可能な第１のプライマー２５又は２５’及び切断不能な第２のプライマー２７又は２７’はまた、例えば、切断可能な第１のプライマー２５若しくは２５’が、順方向増幅プライマーであり、切断不能な第２のプライマー２７若しくは２７’が、逆方向増幅プライマーであるか、又は切断不能な第２のプライマー２７若しくは２７’が、順方向増幅プライマーであり、切断可能な第１のプライマー２５若しくは２５’が、逆方向増幅プライマーである、オリゴヌクレオチド対である。第２のプライマーサブセット１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、及び１５Ｄの各例では、切断可能な第１のプライマー２５又は２５’は、切断部位２９’又は３１を含むが、切断不能な第２のプライマー２７又は２７’は、切断部位２９’又は３１を含まない。

【0081】

切断可能な第１のプライマー２５又は２５’が、ヌクレオチド配列中に、又はヌクレオチド配列に付着したリンカー３３’中に統合された切断部位２９’又は３１を含むことを除いて、第１のプライマーセット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、及び１３Ｄの切断不能な第１のプライマー１７又は１７’並びに第２のプライマーセット１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、及び１５Ｄの切断可能な第１のプライマー２５又は２５’は、同じヌクレオチド配列を有する（例えば、両方が順方向増幅プライマーである）ことを理解されたい。同様に、切断可能な第２のプライマー１９又は１９’が、ヌクレオチド配列中に、又はヌクレオチド配列に付着したリンカー３３中に統合された切断部位２９を含むことを除いて、第１のプライマーセット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、及び１３Ｄの切断可能な第２のプライマー１９又は１９’並びに第２のプライマーセット１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、及び１５Ｄの切断不能な第２のプライマー２７又は２７’は、同じヌクレオチド配列を有する（例えば、両方が逆方向増幅プライマーである）。

【0082】

第１のプライマー１７及び２５又は１７’及び２５’が順方向増幅プライマーである場合、第２のプライマー１９及び２７、又は１９’及び２７’は、逆方向プライマーであり、逆もまた同様であることを理解されたい。

【0083】

切断不能なプライマー１７、２７又は１７’、２７’は、Ｐ５、Ｐ７、及びＰ１５プライマー又はＰＡ、ＰＤ、ＰＣ、ＰＤプライマーの任意の組み合わせ（例えば、ＰＡ及びＰＢ又はＰＡ及びＰＤなど）などの捕捉及び／又は増幅目的のためのユニバーサル配列を有する任意のプライマーであり得る。これらのプライマー１７、２７又は１７’、２７’は、配列中に示される切断部位（例えば、ウラシル、８－オキソグアニンなど）を含まないことを理解されたい。いくつかの例では、Ｐ５及びＰ７プライマーは、それぞれウラシル及び８－オキソグアニンを含まないため、切断不能なプライマー１７、２７又は１７’、２７’である。任意の好適なユニバーサル配列を、切断不能なプライマー１７、２７又は１７’、２７’として使用することができることを理解されたい。

【0084】

切断可能なプライマー１９、２５又は１９’、２５’の例としては、それぞれの核酸配列中に（例えば、図１Ｂ及び図１Ｄ）、又はそれぞれの官能化層２４，２６又は層パッド２４’、２６’に切断可能なプライマー１９、２５又は１９’、２５’を付着させるリンカー３３’、３３中に（図１Ｃ及び図１Ｅ）組み込まれた、それぞれの切断部位２９、２９’、３１を有するＰ５及びＰ７プライマー又は他のユニバーサル配列プライマー（例えば、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤプライマー）が挙げられる。好適な切断部位２９、２９’、３１の例としては、本明細書に記載されるように、酵素的に切断可能な核酸塩基若しくは化学的に切断可能な核酸塩基、修飾核酸塩基、又はリンカー（例えば、核酸塩基の間）が挙げられる。

【0085】

各プライマーサブセット１３Ａ及び１５Ａ、又は１３Ｂ及び１５Ｂ、又は１３Ｃ及び１５Ｃ、又は１３Ｄ及び１５Ｄは、ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１、１２Ａ２に付着している。ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１、１２Ａ２は、それぞれのプライマー１７、１９若しくは１７’、１９’又は２５、２７若しくは２５’、２７’と選択的に反応することができる異なる官能基を含み得る。

【0086】

図１Ｂ～図１Ｅには示されていないが、プライマーサブセット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ若しくは１３Ｄ又は１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ若しくは１５Ｄの一方又は両方が、ライブラリ鋳型を捕捉／播種するためのＰＸプライマーも含み得ることを理解されたい。一例として、ＰＸは、プライマーサブセット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、及び１３Ｄとともに含まれ得るが、プライマーサブセット１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、又は１５Ｄとともに含まれ得ない。別の例として、ＰＸは、プライマーサブセット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、及び１３Ｄとともに、並びにプライマーセット１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ又は１５Ｄとともに含まれ得る。ＰＸモチーフの密度は、各凹部３０内の多クローン性を最小化するために、比較的低くある必要がある（例えば、図３Ｂを参照されたい）。

【0087】

図１Ｂ～図１Ｅは、ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１、１２Ａ２に付着したプライマーセット１３Ａ、１５Ａ、１３Ｂ、１５Ｂ、１３Ｃ、１５Ｃ、及び１３Ｄ、１５Ｄの異なる構成を描示する。より具体的には、図１Ｂ～図１Ｅは、使用され得るプライマー１７、１９又は１７’、１９’、及び２５、２７又は２５’、２７’の異なる構成を描示する。

【0088】

図１Ｂに示される例では、プライマーサブセット１３Ａ及び１５Ａのプライマー１７、１９及び２５、２７は、例えば、リンカー３３、３３’なしで、ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１、１２Ａ２に直接付着している。ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１は、プライマー１７、１９の５’末端で末端基を固定化することができる表面官能基を有する。同様に、ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ２は、プライマー２５、２７の５’末端で末端基を固定化することができる表面官能基を有する。プライマー１７、１９又は２５、２７が、望ましいポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１、１２Ａ２に選択的に付着するように、ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１とプライマー１７、１９との間の固定化化学、及びポリマーヒドロゲル領域１２Ａ２とプライマー２５、２７との間の固定化化学は、異なる。ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１、１２Ａ２は、本明細書に開示される任意の例示的なポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを含み得る。

【0089】

また、図１Ｂに示される例では、切断可能なプライマー１９、２５の各々の切断部位２９、２９’は、プライマーの配列中に組み込まれている。この例では、同じ種類の切断部位２９、２９’が、それぞれのプライマーサブセット１３Ａ、１５Ａの切断可能なプライマー１９、２５に使用される。一例として、切断部位２９、２９’は、ウラシル塩基であり、切断可能なプライマー１９、２５は、Ｐ５Ｕ（配列番号１を参照されたい）及びＰ７Ｕ（配列番号２及び３を参照されたい）である。ウラシル塩基又は他の切断部位はまた、切断可能なプライマー１９、２５を生成するために、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、及びＰＤプライマーのうちのいずれかの中に組み込まれ得る。この例では、オリゴヌクレオチド対１７、１９の切断不能なプライマー１７は、Ｐ７（８－オキソグアニンを含まない）であり得、オリゴヌクレオチド対２５、２７の切断不能なプライマー２７は、Ｐ５（ウラシルを含まない）であり得る。したがって、この例では、第１のプライマーサブセット１３Ａは、Ｐ７（８－オキソグアニンを含まない）、Ｐ５Ｕ（配列番号１）を含み、第２のプライマーサブセット１５Ａは、Ｐ５（ウラシルを含まない）、Ｐ７Ｕ（配列番号２又は３）を含む。プライマーサブセット１３Ａ、１５Ａは、増幅、クラスタ生成、及び線形化後に、順方向鋳型鎖を一方のポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１上に形成することを可能にし、逆鎖を他方のポリマーヒドロゲル領域１２Ａ２上に形成することを可能にする、反対の線形化化学を有する。

【0090】

図１Ｃに示される例では、プライマーサブセット１３Ｂ及び１５Ｂのプライマー１７、１９及び２５、２７は、例えば、リンカー３３、３３’を介して、ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１、１２Ａ２に直接付着している。ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１、１２Ａ２は、それぞれの官能基を含み、それぞれのリンカー３３、３３’の末端は、それぞれの官能基に共有結合で付着することができる。したがって、ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１は、プライマー１７’、１９’の５’末端でリンカー３３を固定化することができる表面官能基を有し得る。同様に、ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ２は、プライマー２５、２７の５’末端でリンカー３３’を固定化することができる表面官能基を有し得る。プライマー１７’、１９’又は２５’、２７’は、望ましいポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１、１２Ａ２に選択的にグラフトするように、ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１及びリンカー３３の固定化化学並びにポリマーヒドロゲル領域１２Ａ２及びリンカー３３’の固定化化学は、異なる。

【0091】

好適なリンカー３３、３３’の例としては、核酸リンカー（例えば、１０ヌクレオチド以下）又はポリエチレングリコール鎖、アルキル基若しくは炭素鎖、ビシナルジオールを有する脂肪族リンカー、ペプチドリンカーなどの非核酸リンカーが挙げられ得る。核酸リンカーの一例は、ポリＴスペーサであるが、他のヌクレオチドもまた使用され得る。一例では、スペーサは６Ｔ～１０Ｔスペーサである。以下は、末端アルキン基を有する非核酸リンカー（Ｂは核酸塩基であり、「オリゴ」はプライマーである）を含むヌクレオチドのいくつかの例である。

【0092】

【化9】

【0093】

図１Ｃに示される例では、プライマー１７’、２５’は、同じ配列（例えば、ウラシルを有しないＰ５）、及び同じ又は異なるリンカー３３、３３’を有する。プライマー１７’は、切断不能であるが、プライマー２５’は、リンカー３３’中に組み込まれた切断部位２９’を含む。また、この例では、プライマー１９’、２７’は同じ配列（例えば、８－オキソグアニンを有しないＰ７）、及び同じ又は異なるリンカー３３、３３’を有する。プライマー２７’は、切断不能であり、プライマー１９’は、リンカー３３中に組み込まれた切断部位２９を含む。同じ種類の切断部位２９、２９’は、切断可能なプライマー１９’、２５’の各々のリンカー３３、３３’に使用される。一例として、切断部位２９、２９’は、核酸リンカー３３、３３’中に組み込まれているウラシル塩基であり得る。プライマーサブセット１３Ｂ、１５Ｂは、増幅、クラスタ生成、及び線形化後に、順方向鋳型鎖を一方のポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１上に形成することを可能にし、逆鎖を他方のポリマーヒドロゲル領域１２Ａ２上に形成することを可能にする、反対の線形化化学を有する。

【0094】

図１Ｄに示される例は、異なる種類の切断部位２９、３１が、それぞれのプライマーサブセット１３Ｃ、１５Ｃの切断可能なプライマー１９、２５に使用されることを除いて、図１Ｂに示される例と同様である。例として、２つの異なる酵素的切断部位を使用してもよく、２つの異なる化学的切断部位を使用してもよく、又は１つの酵素的切断部位及び１つの化学的切断部位を使用してもよい。それぞれの切断可能なプライマー１９、２５に使用され得る異なる切断部位２９、３１の例としては、以下、ビシナルジオール、ウラシル、アリルエーテル、ジスルフィド、制限酵素部位、及び８－オキソグアニンの任意の組み合わせが挙げられる。

【0095】

図１Ｅに示される例は、異なる種類の切断部位２９、３１が、それぞれのプライマーセット１３Ｄ、１５Ｄの切断可能なプライマー１９’、２５’に付着したリンカー３３、３３’に使用されることを除いて、図１Ｃに示される例と同様である。切断可能なプライマー１９’、２５’に付着したそれぞれのリンカー３３、３３’において使用され得る異なる切断部位２９、３１の例としては、以下、ビシナルジオール、ウラシル、アリルエーテル、ジスルフィド、制限酵素部位、及び８－オキソグアニンの任意の組み合わせが挙げられる。

【0096】

更に他の例では、フローセルは、基材にわたって行及びオフセット列に配置された異なる捕捉プライマーを含む。捕捉プライマーは、異なる鋳型鎖（すなわち、ライブラリ鋳型）が基材表面にわたってそれぞれの領域に播種されることを可能にするという点で直交である。一例では、捕捉プライマーは、ＰＸプライマーである。本明細書中に記載されるＰＸプライマーは、ライブラリ鋳型分子を播種するが、それ以外の他のプライマーの全てに対して直交であるため、増幅に関与しない捕捉プライマーとして使用され得る。プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを使用する逐次的なペアエンド配列決定の場合、異なるＰＸプライマーが、異なるライブラリ鋳型分子を捕捉するために、異なるプライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃとともに含まれ得る。

【0097】

ＰＸ捕捉プライマーは、以下の通りであってもよい。
ＰＸ ５’→３’
ＡＧＧＡＧＧＡＧＧＡＧＧＡＧＧＡＧＧＡＧＧＡＧＧ（配列番号１３）
ｃＰＸ（ＰＸ’）５’→３’
ＣＣＴＣＣＴＣＣＴＣＣＴＣＣＴＣＣＴＣＣＴＣＣＴ（配列番号１４）

【0098】

本明細書中に開示されるプライマーの各々はまた、プライマー配列の５’末端にポリＴ配列を含み得る。いくつかの例では、ポリＴ領域は、２個のＴ塩基～２０個のＴ塩基を含む。具体例として、ポリＴ領域は、３、４、５、６、７、又は１０個のＴ塩基を含み得る。

【0099】

プライマー１６Ａ、１８Ａ、又は１６Ｂ、１８Ｂ、又は１６Ｃ、１８Ｃ（捕捉プライマーを含む）のうちのいずれかは、５’末端で、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの官能基との単一の点の共有結合の付着が可能な官能基で終結され得る。使用可能な末端プライマーの例としては、アルキン末端プライマー、テトラジン末端プライマー、アジド末端プライマー、アミノ末端プライマー、エポキシ又はグリシジル末端プライマー、チオホスフェート末端プライマー、チオール末端プライマー、アルデヒド末端プライマー、ヒドラジン末端プライマー、ホスホロアミダイト末端プライマー、及びトリアゾリンジオン末端プライマーが挙げられる。一例では、プライマーは、ヘキシニルで末端化する。いくつかの具体例では、スクシンイミジル（ＮＨＳ）エステル末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのアミンと反応させ得るか、アルデヒド末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのヒドラジンと反応させ得るか、又は、アルキン末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのアジドと反応させ得るか、又は、アジド末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのアルキン若しくはＤＢＣＯ（ｄｉｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｏｃｔｙｎｅ、ジベンゾシクロオクチン）と反応させ得るか、又は、アミノ末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの活性化カルボキシレート基若しくはＮＨＳエステルと反応させ得る、又は、チオール末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのアルキル化反応物質（例えば、ヨードアセトアミド若しくはマレイミド）と反応させ得るか、又は、ホスホロアミダイト末端プライマーを、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのチオエーテルと反応させ得る。いくつかの例を提供してきたが、プライマー１６Ａ、１８Ａ若しくは１６Ｂ、１８Ｂ若しくは１６Ｃ、１８Ｃ、及び／又は捕捉プライマーに付着され得、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの官能基に付着し得る官能基が使用され得ることを理解されたい。同様の官能基は、プライマー１７、１７’、１９、１９’、２５、２５’、２７、２７’のうちのいずれかの５’末端に含まれ得る。

【0100】

ポリマーヒドロゲル
本明細書に記載される例のうちのいずれでも、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに付着している。プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの結合は、プライマー１６Ａ、１８Ａ、又は１６Ｂ、１８Ｂ、又は１６Ｃ、１８Ｃの鋳型特異的部分を、その同族鋳型に自由にアニーリングさせ、３’ヒドロキシル基をプライマー伸長のために自由にする。本明細書に開示される例では、プライマーサブセット１３Ａ、１５Ａ、又は１３Ｂ、１５Ｂ、又は１３Ｃ、１５Ｃ、又は１３Ｄ、１５Ｄは、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのうちの１つの代わりに使用され得ることを理解されたい。これらの例では、特定の反応領域１０Ａ、１０Ｂ、又は１０Ｃは、（図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、又は図１Ｅを参照して記載される様式で）ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、又は１２Ｃに付着したプライマー１７、１９、２５、２７、又は１７’、１９’、２５’、２７’を含む。

【0101】

いくつかの例では、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、反応領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各々において同じである。これらの例では、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、化学的に同じであり、本明細書に開示される任意の技術を使用して、それぞれのセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのプライマー１６Ａ、１８Ａ、又は１６Ｂ、１８Ｂ、又は１６Ｃ、１８Ｃをそれぞれの反応領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに順次付着し得る。プライマーサブセット１３Ａ、１５Ａ又は１３Ｂ、１５Ｂ又は１３Ｃ、１５Ｃ又は１３Ｄ、１５Ｄが領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのうちの１つにおいて使用される場合、サブセット１３Ａ、１５Ａ、又は１３Ｂ、１５Ｂ、又は１３Ｃ、１５Ｃ、又は１３Ｄ、１５Ｄのプライマー１７、１９又は１７’、１９’及び２５、２７又は２５’、２７’は、本明細書に開示される例示的な技術を使用して順次付着する。

【0102】

他の例では、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、反応領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各々において異なる。例えば、反応領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各々におけるポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、それぞれのプライマー１６Ａ、１８Ａ、又は１６Ｂ、１８Ｂ、又は１６Ｃ、１８Ｃの末端官能基に付着することができる異なる官能基を含み得る。プライマーサブセット１３Ａ、１５Ａ、又は１３Ｂ、１５Ｂ、又は１３Ｃ、１５Ｃ、又は１３Ｄ、１５Ｄが領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのうちの１つにおいて使用される場合、ポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１、１２Ａ２は、特定のサブセット１３Ａ、１５Ａ、又は１３Ｂ、１５Ｂ、又は１３Ｃ、１５Ｃ、又は１３Ｄ、１５Ｄのプライマー１７、１９又は１７’、１９’及び２５、２７又は２５’、２７’を付着するためのそれぞれの官能基を含む。いくつかの場合では、異なる官能基は、基材上に堆積されたポリマーヒドロゲルに導入された官能基である。

【0103】

ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、液体が吸収される場合に膨潤し、例えば、乾燥によって液体が除去される場合に収縮し得る任意のゲル材料であり得る。一例では、ポリマーヒドロゲルは、アクリルアミドコポリマーを含む。アクリルアミドコポリマーのいくつかの例は、以下の構造（Ｉ）によって表される：

【0104】

【化10】

式中、
Ｒ^Ａは、アジド、任意選択で置換アミノ、任意選択で置換アルケニル、任意選択で置換アルキン、ハロゲン、任意選択で置換ヒドラゾン、任意選択で置換ヒドラジン、カルボキシル、ヒドロキシ、任意選択で置換テトラゾール、任意選択で置換テトラジン、ニトリルオキシド、ニトロン、硫酸塩、及びチオールからなる群から選択され、
Ｒ^ＢはＨ又は任意選択で置換アルキルであり、
Ｒ^Ｃ、Ｒ^Ｄ、及びＲ^Ｅは各々、独立して、Ｈ及び任意選択で置換アルキルからなる群から選択され、
－（ＣＨ_２）_ｐ－の各々は、任意選択で置換され得、
ｐは１～５０の範囲の整数であり、
ｎは１～５０，０００の範囲の整数であり、かつ
ｍは、１～１００，０００の範囲の整数である。

【0105】

構造（Ｉ）によって表されるアクリルアミドコポリマーの一具体例は、ポリ（Ｎ－（５－アジドアセトアミジルペンチル）アクリルアミド－コ－アクリルアミド、ＰＡＺＡＭ）である。

【0106】

当業者は、構造（Ｉ）における繰り返される「ｎ」及び「ｍ」個の特徴の配置が代表的なものであり、モノマーサブユニットがポリマー構造（例えば、ランダム、ブロック、パターン形成、又はそれらの組み合わせ）中に任意の順序で存在し得ることを認識する。

【0107】

アクリルアミドコポリマーの分子量は、約５ｋＤａ～約１５００ｋＤａ又は約１０ｋＤａ～約１０００ｋＤａの範囲であり得るか、あるいは特定の例では、約３１２ｋＤａであり得る。

【0108】

いくつかの例では、アクリルアミドコポリマーは、線状ポリマーである。他のいくつかの例では、アクリルアミドコポリマーは、軽度に架橋されたポリマーである。

【0109】

他の例では、ゲル材料は、構造（Ｉ）の変形であり得る。一例では、アクリルアミドユニットは、Ｎ，Ｎージメチルアクリルアミド

【0110】

【化11】

で置き換えられ得る。この例では、構造（Ｉ）のアクリルアミドユニットは、

【0111】

【化12】

で置き換えられ得、式中、Ｒ^Ｄ、Ｒ^Ｅ、及びＲ^Ｆは、各々Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、Ｒ^Ｇ及びＲ^Ｈは、各々Ｃ１～Ｃ６アルキルである（アクリルアミドの場合のようにＨではない）。この例では、ｑは、１～１００，０００の範囲の整数であってもよい。別の例では、アクリルアミドユニットに加えて、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドが使用され得る。この例では、構造（Ｉ）は、繰り返される「ｎ」及び「ｍ」個の特徴に加えて、

【0112】

【化13】

を含み得、式中、Ｒ^Ｄ、Ｒ^Ｅ、及びＲ^Ｆは、各々Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、Ｒ^Ｇ及びＲ^Ｈは、各々Ｃ１～Ｃ６アルキルである。この例では、ｑは、１～１００，０００の範囲の整数であってもよい。

【0113】

ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの別の例として、構造（Ｉ）の反復する「ｎ」特徴は、構造（ＩＩ）を有する複素環式アジド基を含むモノマーで置き換えられてもよく、

【0114】

【化14】

式中、Ｒ^１は、Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、Ｒ_２は、Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、Ｌは、炭素、酸素、及び窒素からなる群から選択される２～２０個の原子を含む線状鎖を含むリンカーであり、その鎖中の炭素原子及び任意の窒素原子上に１０個の任意選択の置換基を含み、Ｅは、炭素、酸素、及び窒素からなる群から選択される１～４個の原子を含む線状鎖であり、その鎖中の炭素原子及び任意の窒素原子上に任意選択の置換基を含み、Ａは、Ｈ又はＣ１～Ｃ４アルキルがＮに付着したＮ置換アミドであり、Ｚは、窒素含有複素環である。Ｚの例としては、単環構造又は縮合構造として存在する５～１０炭素含有環員が挙げられる。Ｚのいくつかの具体的な例としては、ピロリジニル、ピリジニル、又はピリミジニルが挙げられる。

【0115】

更に別の例として、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、構造（ＩＩＩ）及び（ＩＶ）の各々の反復単位を含み得、

【0116】

【化15】

式中、Ｒ^１ａ、Ｒ^２ａ、Ｒ^１ｂ及びＲ^２ｂの各々は、独立して、水素、任意選択で置換アルキル又は任意選択で置換フェニルから選択され、Ｒ^３ａ及びＲ^３ｂの各々は、独立して、水素、任意選択で置換アルキル、任意選択で置換フェニル、又は任意選択で置換Ｃ７～Ｃ１４アラルキルから選択され、Ｌ^１及びＬ^２の各々は、独立して、任意選択で置換アルキレンリンカー又は任意選択で置換ヘテロアルキレンリンカーから選択される。

【0117】

更に別の例では、アクリルアミドコポリマーは、ニトロキシド媒介重合を使用して形成され、したがって、コポリマー鎖の少なくともいくつかは、アルコキシアミン末端基を有する。コポリマー鎖において、「アルコキシアミン末端基」という用語は、休眠種－ＯＮＲ_１Ｒ_２を指し、式中、Ｒ_１及びＲ_２の各々は、同じであっても異なっていてもよく、独立して、直鎖若しくは分岐鎖アルキル、又は環構造であってもよく、酸素原子は、コポリマー鎖の残りに結合している。いくつかの例では、アルコキシアミンはまた、繰り返しアクリルアミドモノマーの一部に、例えば、構造（Ｉ）のＲ^Ａ位に導入されてもよい。したがって、一例では、構造（Ｉ）は、アルコキシアミン末端基を含み、別の例では、構造（Ｉ）は、アルコキシアミン末端基と、側鎖の少なくともいくつかにアルコキシアミン基とを含む。

【0118】

他の分子は、それらがそこへオリゴヌクレオチドプライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ又はサブセット１３Ａ、１５Ａ、若しくは１３Ｂ、１５Ｂ、若しくは１３Ｃ、１５Ｃ、若しくは１３Ｄ、１５Ｄのうちの１つをグラフトするように官能化される限り、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを形成するために使用され得ることを理解されたい。好適なポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ材料のいくつかの例としては、ノルボルネンシラン、アジドシラン、アルキン官能化シラン、アミン官能化シラン、マレイミドシラン、又はそれぞれのプライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、又はサブセット１３Ａ、１５Ａ、若しくは１３Ｂ、１５Ｂ、若しくは１３Ｃ、１５Ｃ、若しくは１３Ｄ、１５Ｄを付着することができる官能基を有する任意の他のシランなどの官能化シランが挙げられる。好適なポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ材料の他の例としては、アガロースなどのコロイド構造、又はゼラチンなどのポリマーメッシュ構造、又はポリアクリルアミドポリマー及びコポリマー、シランフリーアクリルアミド（silane free acrylamide、ＳＦＡ）、又はアジド分解バージョンのＳＦＡなどの架橋ポリマー構造を有するものが挙げられる。好適なポリアクリルアミドポリマーの例は、アクリルアミドとアクリル酸若しくはビニル基を含むアクリル酸とから、又は［２＋２］光付加環化反応を形成するモノマーから合成され得る。好適なポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ材料の更に他の例としては、アクリルアミド及びアクリレートの混合コポリマーが挙げられる。本明細書に開示される実施例では、デンドリマー（例えばマルチアーム若しくは星型ポリマー）、星状又は星型ブロックポリマーなどを含む分岐ポリマーなど、アクリルモノマー（例えば、アクリルアミド、アクリレートなど）を含む様々なポリマー構造が利用され得る。例えば、モノマー（例えば、アクリルアミド、触媒を含有するアクリルアミドなど）は、ランダムに又はブロックで、デンドリマーの分岐（アーム）中に組み込まれてもよい。

【0119】

ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、ニトロキシド媒介重合（nitroxide mediated polymerization、ＮＭＰ）、可逆的付加開裂連鎖移動（reversible addition-fragmentation chain-transfer、ＲＡＦＴ）重合などの任意の好適な共重合プロセスを使用して形成され得る。ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃはまた、本明細書に開示される方法のうちのいずれかを使用して堆積され得る。

【0120】

下にある基材へのポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの付着は、共有結合を介するものであり得る。いくつかの例では、下にある基材は、例えば、シラン化又はプラズマアッシングを介して最初に活性化され得る。共有結合は、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び／又はサブセット１３Ａ、１５Ａ、若しくは１３Ｂ、１５Ｂ、若しくは１３Ｃ、１５Ｃ、若しくは１３Ｄ、１５Ｄを、様々な使用中のフローセルの寿命を通して所望の領域に維持するために有用である。

【0121】

基材
フローセルの基材は、その上に反応領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが形成される単層ベース支持体又は多層構造であり得る。

【0122】

好適な単層ベース支持体の例としては、エポキシシロキサン、ガラス、修飾又は官能化ガラス、プラスチック（アクリル、ポリスチレン、スチレンと他の材料のコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン（ＣｈｅｍｏｕｒｓのＴＥＦＬＯＮ（登録商標）など）、環状オレフィン／シクロオレフィンポリマー（cyclic olefins/cyclo-olefin polymer、ＣＯＰ）（ＺｅｏｎのＺＥＯＮＯＲ（登録商標）など）、ポリイミドなどを含む）、ナイロン（ポリアミド）、セラミック／酸化セラミック、シリカ、溶融シリカ、シリカベースの材料、ケイ酸アルミニウム、シリコン及び修飾シリコン（例えば、ホウ素ドープｐ＋シリコン）、窒化シリコン（Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）又は他の酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、炭素、金属、無機ガラスなどが挙げられる。

【0123】

多層構造の例は、ベース支持体及びその上の少なくとも１つの他の層を含む。多層構造のいくつかの例は、表面に、酸化タンタル（例えば、五酸化タンタル又は別の酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ））又は別のセラミック酸化物のコーティング層を有する、ベース支持体としてのガラス又はシリコンを含む。多層構造の他の例は、ベース支持体（例えば、ガラス、シリコン、五酸化タンタル、又は他のベース支持体材料のうちのいずれか）及びコーティング層としてのパターン化された樹脂を含む。凹部及び異なる高さの領域などを形成するために選択的に堆積、又は堆積及びパターン化され得る任意の材料は、パターン化された樹脂のために使用され得ることを理解されたい。

【0124】

一例では、パターン化された樹脂は、蒸着、エアロゾル印刷、又はインクジェット印刷を介してベース支持体に選択的に適用され得る無機酸化物である。好適な無機酸化物の例としては、酸化タンタル（例えば、Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化シリコン（例えば、ＳｉＯ_２）、酸化ハフニウム（例えば、ＨｆＯ_２）などが挙げられる。

【0125】

別の例では、パターン化された樹脂は、ベース支持体に適用され、次いでパターン化され得るポリマー樹脂である。好適な堆積技術としては、化学蒸着、ディップコーティング、ダンクコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、液滴分配、超音波スプレーコーティング、ドクターブレードコーティングなどが挙げられる。好適なパターン化技術としては、フォトリソグラフィ、ナノインプリントリソグラフィ（nanoimprint lithography、ＮＩＬ）、スタンピング技術、エンボス技術、成形技術、マイクロエッチング技術などが挙げられる。好適な樹脂のいくつかの例としては、多面体オリゴマーシルセスキオキサンベースの樹脂（例えば、Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ製のＰＯＳＳ（登録商標））、非多面体オリゴマーシルセスキオキサンエポキシ樹脂、ポリ（エチレングリコール）樹脂、ポリエーテル樹脂（例えば、開環エポキシ）、アクリル樹脂、アクリレート樹脂、メタクリレート樹脂、アモルファスフルオロポリマー樹脂（例えば、Ｂｅｌｌｅｘ製のＣＹＴＯＰ（登録商標））、及びそれらの組み合わせが挙げられる。

【0126】

本明細書で使用されるとき、「多面体オリゴマーシルセスキオキサン」という用語は、シリカ（ＳｉＯ_２）とシリコーン（Ｒ_２ＳｉＯ）との間のハイブリッド中間体（例えば、ＲＳｉＯ_１．５）である化学組成物を指す。多面体オリゴマーシルセスキオキサンの一例は、Ｋｅｈａｇｉａｓ ｅｔ ａｌ．，Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ８６（２００９），ｐｐ．７７６－７７８に記載されているものであり得、これは、参照によりその全体が組み込まれる。一例では、組成物は、化学式［ＲＳｉＯ_３／２］_ｎを有する有機シリコン化合物であり、Ｒ基は同じであっても異なってもよい。多面体オリゴマーシルセスキオキサンの例示的なＲ基としては、エポキシ、アジド（azide）／アジド（azido）、チオール、ポリ（エチレングリコール）、ノルボルネン、テトラジン、アクリレート、及び／若しくはメタクリレート、又は、更に、例えば、アルキル、アリール、アルコキシ、及び／若しくはハロアルキル基が挙げられる。本明細書で開示する樹脂組成物は、モノマー単位として１つ以上の異なるケージ又はコア構造を含み得る。

【0127】

一例では、基材は、約２ｍｍ～約３００ｍｍの範囲の直径を有する円形ウェーハを使用して、又は最大約１０フィート（約３メートル）の最大寸法を有する長方形シート若しくはパネルから、製作され得る。一例では、基材は、約２００ｍｍ～約３００ｍｍの範囲の直径を有する円形ウェーハを用いて製作される。別の例では、３００ｍｍの円形ウェーハよりも大きい表面積を有する、長方形の支持体であるパネルが使用され得る。ウェーハ、パネル、及び他の大きい基材材料は、個々のフローセル基材にダイシングされ得る。別の例では、基材は、約０．１ｍｍ～約１０ｍｍの範囲の幅を有するダイである。例示的な寸法を提供しているが、任意の好適な寸法を有する基材材料を使用して基材を製作し得ることを理解されたい。

【0128】

フローセル構造
フローセル２０の上面図を図２に示す。フローセル２０は、ともに結合された２つのパターン化された構造、又は蓋に結合された１つのパターン化された構造を含み得る。フローセル２０のパターン化された構造の異なる例を、図３Ａ～図７Ｄに示す。２つのパターン化された構造の間、又は１つのパターン化された構造と蓋との間は、フローチャネル２１である。図２に示される例は、８つのフローチャネル２１を含む。８つのフローチャネル２１が示されているが、任意の数のフローチャネル２１がフローセル２０に含まれ得る（例えば、単一のフローチャネル２１、４つのフローチャネル２１など）ことを理解されたい。各フローチャネル２１は、あるフローチャネル２１内に導入される流体が、隣接するフローチャネル２１内に流入しないように、別のフローチャネル２１から分離され得る。フローチャネル２１内に導入される流体のうちのいくつかの例は、反応構成要素（例えば、ＤＮＡサンプル、ポリメラーゼ、配列決定プライマー、標識ヌクレオチドなど）、洗浄溶液、脱ブロッキング剤などを導入し得る。

【0129】

フローチャネル２１は、パターン化された構造によって少なくとも部分的に画定される。パターン化された構造は、単層ベース支持体又は多層構造などの基材を含むことができる。図２は、フローセル２０の上面図を描示し、したがって、１つのパターン化された構造の基材の上部（例えば、フローセル２０が蓋を含む場合）又は第２のパターン化された構造の基材の底部（例えば、フローセル２０が、表面化学が互いに対向する２つのパターン化された構造を含む場合）を描示する。

【0130】

一例では、フローチャネル２１は、長方形又は実質的に長方形の構成を有する。フローチャネル２１の長さ及び幅は、基材の一部分がフローチャネル２１を取り囲み、蓋（図示せず）又は別のパターン化された構造への付着に利用可能であるように選択され得る。

【0131】

フローチャネル２１の深さは、マイクロコンタクト、エアロゾル、又はインクジェット印刷を使用してフローチャネル２１壁部を画定する別個の材料を堆積させる場合、単層の厚さと同じくらい小さくなり得る。他の例では、フローチャネル２１の深さは、約１μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、又はそれ以上であり得る。一例では、深さは、約１０μｍ～約１００μｍの範囲であり得る。別の例では、深さは、約１０μｍ～約３０μｍの範囲であり得る。更に別の例では、深さは、約５μｍ以下である。フローチャネル２１の深さは、上で指定した値よりも大きくてもよく、それよりも小さくてもよく、又はそれらの間であってもよいことを理解されたい。

【0132】

図３Ａ～図７Ｄは、パターン化された構造の異なる例を描示し、したがって、フローセル２０のフローチャネル２１内の構造の異なる例を描示する。これらの図の説明は、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃに言及するが、これらの図に記載されるいずれか１つのプライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、本明細書に記載されるプライマーサブセット１３Ａ、１５Ａ、又は１３Ｂ、１５Ｂ、又は１３Ｃ、１５Ｃ、又は１３Ｄ、１５Ｄのうちのいずれか１つと置き換えられ得ることを理解されたい。

【0133】

フローセル２０のパターン化された構造２３Ａ、２３Ｂの２つの例を、それぞれ図３Ａ及び図３Ｃに示す。フローセル２０のパターン化された構造２３Ａ、２３Ｂのこれらの例は、基材２２と、基材２２に沿って延在する複数の反応領域２４、２４’、２４’’と、複数の反応領域のうちの１つ、例えば、２４を、複数の反応領域のうちの隣接する１つ、例えば、２４’から分離する非反応領域２６、２６’と、を含み、複数の反応領域２４、２４’、２４’’の各々が、反応領域２４、２４’、２４’’に沿って位置付けられた交互の第１及び第２の（反応）領域１０Ａ、１０Ｂを含み、第１の領域１０Ａの各々が、第１のプライマーセット１４Ａを含み、第２の領域１０Ｂの各々が、第１のプライマーセット１４Ａとは異なる第２のプライマーセット１４Ｂを含み、ｉ）隣接する第１及び第２の領域１０Ａ、１０Ｂが、互いに直接当接するか（図３Ｃを参照されたい）、又はｉｉ）第１の領域１０Ａが、凸部２８上に位置付けられ、第２の領域１０Ｂが、凸部２８に隣接する凹部３０内に位置付けられる（図３Ａ及び図３Ｂ）。

【0134】

図３Ａでは、基材２２は、単層ベース支持体４２及び単層ベース支持体４２の上に位置付けられた別の層４４を含む、多層構造である。図３Ａに示されるパターン化された構造２３Ａの場合、基材２２は、代替的に、単層ベース支持体４２であり得る。図３Ｃでは、基材２２は、単層ベース支持体４２である。図３Ｃに示されるパターン化された構造２３Ｂの場合、基材２２は、代替的に多層構造であり得る。

【0135】

図３Ａ及び図３Ｃの両方では、パターン化された構造２３Ａ、２３Ｂは、基材２２に沿って延在する複数の反応領域２４、２４’、２４’’を含む。一例では、反応領域２４、２４’、２４’’は、基材２２の長さに沿って、及びフローチャネル２１の全長に沿って部分的に延在する。各反応領域２４、２４’、２４’は、交互の第１及び第２の（反応）領域１０Ａ、１０Ｂを含む。交互の領域１０Ａ、１０Ｂのパターンは、反応領域２４、２４’、２４’’の各々の長さに沿って延在する。

【0136】

図３Ａ及び図３Ｂに示される例では、基材２２は、反応領域２４、２４’、２４’’に沿って交互する凸部２８及び凹部３０を含む。この例では、凸部２８及び凹部３０が層４４に形成されている。これらの特徴２８、３０を、図３Ｂの断面図に示す。図３Ａ及び図３Ｂに描示されるように、それぞれの活性領域１０Ａは、凸部２８の各々の上に位置付けされ、それぞれの活性領域１０Ｂは、凹部３０の各々内に位置付けされている。

【0137】

凸部２８は、基材２２の底部から第１の高さＨ_１を延長し、凹部３０は、基材２２の底部から第２の高さＨ_２を延長し、第１の高さＨ_１は、第２の高さＨ_２よりも大きい。凸部２８の各々の表面は、非反応領域２６、２６’の表面と同一平面上にあり得る。この例では、非反応領域２６、２６’の表面は、基材２２の表面でもある。凹部３０の各々の表面は、凸部／非反応領域／基材表面（例えば、層４４の表面）から測定された深さで位置付けられる。深さは、少なくとも１５０ｎｍである。この深さは、５００塩基対（ｂｐ）長（例えば、０．３５ｎｍ／ｂｐと仮定する）であるライブラリ鋳型に特に好適である。深さは、約１０：１の高さ（深さ）対幅比を超えるべきではない。いくつかの例では、深さは、約１５０ｎｍ～約１００μｍの範囲、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上であり得る。

【0138】

基材２２のｘ－ｙ平面における凸部２８及び凹部３０の形状は、正方形又は長方形であり得る。凸部２８及び凹部３０は、同じ形状、したがって同じｘ－ｙ寸法を有し得る。長さ及び幅の各々は、約１５０ｎｍ以上であり得る。一例では、長さ及び幅は、各々、約１５０ｎｍ～約１００μｍの範囲、例えば、約０．５μｍ、約２μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上であり得る。長さ及び幅は、約１０：１の長さ対幅のアスペクト比を超えないように選択され得る。凸部２８及び凹部３０の各々の幅は、反応領域２４、２４’、２４’’の幅に等しい。

【0139】

各凸部２８及び凹部３０のサイズは、それぞれ、その表面及び開口面積によって特徴付けられ得る。凸部２８の表面積及び凹部３０の開口面積は、約１×１０^－３μｍ^２～約１００μｍ^２、例えば、約１×１０^－２μｍ^２、約０．１μｍ^２、約１μｍ^２、少なくとも約１０μｍ^２、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。

【0140】

凹部３０はまた、その容積によって特徴付けられ得る。例えば、容積は、約１×１０^－３μｍ^３～約１００μｍ^３の範囲に及び、例えば、約１×１０^－２μｍ^３、約０．１μｍ^３、約１μｍ^３、約１０μｍ^３、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。

【0141】

図３Ａに示されるように、反応領域２４、２４’、２４’’の各々内の交互の凸部２８及び凹部３０は、互いに直接当接する。したがって、１つの凸部２８の縁部は、１つの凹部３０の縁部でもある。この例では、反応領域２４、２４’、又は２４’’のうちの１つ内の交互の凸部２８と凹部３０との間の基材２２の唯一の露出された部分は、そこにポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ又はプライマーセット１４Ａ、１４Ｂが適用されていない凸部２８及び凹部３０の側壁３２（ｚ軸に沿って延在する）である。この側壁３２は、活性領域１０Ａ、１０Ｂの間の間隙領域を画定する。

【0142】

図３Ａ及び図３Ｂに示される例では、交互の凸部２８と凹部３０との間の基材２２のｘ－ｙ平面における間隙領域の欠如は、基材２２にわたる活性領域１０Ａ、１０Ｂの平均ピッチを減少させる。この例では、平均ピッチは、１つの活性領域１０Ａの中心から隣接する活性領域１０Ｂの中心までの間隔（中心間間隔）である。平均ピッチは、約５０ｎｍ～約１００μｍの範囲であり得る。一例では、平均ピッチは、約５０ｎｍ～約２μｍの範囲であり得る。別の例では、平均ピッチは、例えば、約０．４μｍであり得る。

【0143】

この例では、活性領域１０Ａ、１０Ｂは、互いに隣り合っているが、一方（１０Ａ）が凸部２８上に位置付けられ、他方（１０Ｂ）が凹部３０内に位置付けられているので、互いに直接当接していない。

【0144】

凸部２８の各々の上に位置付けられた活性領域１０Ａは、ポリマーヒドロゲル１２Ａ及びプライマーセット１４Ａを含む。したがって、各活性領域１０Ａのｘ－ｙ寸法は、活性領域１０Ａが適用される凸部２８のｘ－ｙ寸法に等しい。凹部３０の各々内に位置付けられた活性領域１０Ｂは、ポリマーヒドロゲル１２Ｂ及びプライマーセット１４Ｂを含む。したがって、各活性領域１０Ｂのｘ－ｙ寸法は、活性領域１０Ｂが適用される凹部３０のｘ－ｙ寸法に等しい。

【0145】

本明細書に記載されるように、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂは、同じであっても異なっていてもよく、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂは、異なっている。一例では、第１及び第２の領域１０Ａ、１０Ｂの各々は、それぞれの第１及び第２のプライマーセット１４Ａ、１４Ｂが付着している同じポリマーヒドロゲル１２Ａ＝１２Ｂを含む。別の例では、第１の領域１０Ａは、第１のプライマーセット１４Ａが付着している第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを含み、第２の領域１０Ｂは、第２のプライマーセット１４Ｂが付着している第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを含み、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａ及び第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、第１のプライマーセット１４Ａ及び第２のプライマーセット１４Ｂをそれぞれ付着させる直交官能基を含む。

【0146】

ここで、図３Ｃに示される例を参照すると、基材２２は、平面であり、したがって、凸部２８又は凹部３０を含まない。したがって、それぞれの反応領域２４、２４’、又は２４’’内の交互の活性領域１０Ａ、１０Ｂは、基材表面上に位置付けられる。

【0147】

図３Ｃに示される例では、活性領域１０Ａ、１０Ｂは、互いに直接当接している。したがって、基材表面は、交互の活性領域１０Ａ、１０Ｂの間で露出されず、したがって、隣接する活性領域１０Ａ、１０Ｂの間に隙間領域は存在しない。交互の活性領域１０Ａ、１０Ｂの間の基材２２のｘ－ｙ平面における間隙領域の欠如は、基材２２にわたる活性領域１０Ａ、１０Ｂの平均ピッチを減少させる。この例では、平均ピッチは、任意の１つの反応領域２４、２４’、２４’’における１つの活性領域１０Ａの中心から隣接する活性領域１０Ｂの中心までの間隔（中心間間隔）である。平均ピッチは、約５０ｎｍ～約１００μｍの範囲であり得る。一例では、平均ピッチは、約５０ｎｍ～約２μｍの範囲であり得る。一例では、平均ピッチは、例えば、約０．４μｍであり得る。

【0148】

この例では、基材２２のｘ－ｙ平面における活性領域１０Ａ、１０Ｂの形状は、正方形又は長方形であり得る。活性領域１０Ａ、１０Ｂは、同じ形状、したがって同じｘ－ｙ寸法を有し得る。長さ及び幅の各々は、約１５０ｎｍ～約１００μｍの範囲、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上であり得る。長さ及び幅は、約１０：１の長さ対幅のアスペクト比を超えないように選択され得る。活性領域１０Ａ、１０Ｂの各々の幅は、反応領域２４、２４’、２４’’の幅に等しい。

【0149】

図３Ｃに示される例では、活性領域１０Ａは、ポリマーヒドロゲル１２Ａ及びプライマーセット１４Ａを含み、活性領域１０Ｂは、ポリマーヒドロゲル１２Ｂ及びプライマーセット１４Ｂを含む。本明細書に記載されるように、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂは、同じであっても異なっていてもよく、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂは、異なっている。一例では、第１及び第２の領域１０Ａ、１０Ｂの各々は、それぞれの第１及び第２のプライマーセット１４Ａ、１４Ｂが付着している同じポリマーヒドロゲル１２Ａ＝１２Ｂを含む。別の例では、第１の領域１０Ａは、第１のプライマーセット１４Ａが付着している第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを含み、第２の領域１０Ｂは、第２のプライマーセット１４Ｂが付着している第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを含み、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａ及び第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、第１のプライマーセット１４Ａ及び第２のプライマーセット１４Ｂをそれぞれ付着させる直交官能基を含む。

【0150】

図３Ａ及び図３Ｃに示される例の両方では、反応領域２４、２４’、２４’’は、それぞれの非反応領域２６、２６’によって分離される。非反応領域２６、２６’は、活性領域１０Ａ、１０Ｂに位置する表面化学（例えば、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ及びプライマーセット１４Ａ、１４Ｂ）を含まない基材２２の領域である。非反応領域２６、２６’は、基材２２に沿って反応領域２４、２４’、２４’’と同じ方向に延在する。図３Ａ及び図３Ｃに示される例では、非反応領域２６、２６’は、基材２２の長さに沿って延在する。記載のように、１つの非反応領域、例えば、２６は、１つの反応領域、例えば、２４をすぐ隣接する反応領域、例えば、２４’から分離する。各非反応領域２６、２６’の幅は、１つの反応領域、例えば、２４’における活性領域１０Ａ、１０Ｂから、すぐ隣接する反応領域、例えば、２４及び２４’’における活性領域１０Ａ、１０Ｂへの間のパッドホッピングを低減又は排除するのに十分な大きさであり得る。一例では、非反応領域２６、２６’の幅は、１５０ｎｍ以上であり得る。一例では、幅は、各々、約１５０ｎｍ～約１００μｍの範囲、例えば、約０．５μｍ、約２μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上であり得る。一例では、非反応領域２６、２６’の幅は、約０．３μｍであり得る。

【0151】

他の非反応領域２６、２６’もまた、基材２２の最外表面に（例えば、周囲に位置する１つ以上の領域に）位置し得る。これらの領域２６、２６’は、別のパターン化された構造２３Ａ若しくは２３Ｂの非反応領域２６、２６’に、又は蓋に結合するために利用可能であり得る。

【0152】

図３Ａ及び図３Ｃに示される例では、反応領域２４、２４’、２４’’の数及び各反応領域２４、２４’、２４’’内の活性領域１０Ａ、１０Ｂの数は、反応領域及び非反応領域が位置付けられるチャネル２１の長さ及び幅、各非反応領域２６、２６’の幅、並びに活性領域１０Ａ、１０Ｂのｘ寸法及びｙ寸法に依存するであろう。基材２２のｘ－ｙ平面における活性領域１０Ａ、１０Ｂの間の隙間領域の欠如は、画定された領域における活性領域１０Ａ、１０Ｂの密度（数）を増加させるはずである。一例では、活性領域１０Ａ、１０Ｂは、１ｍｍ^２当たりおよそ３６０万の密度で存在し得る。

【0153】

フローセル２０のパターン化された構造２３Ｃ、２３Ｄの２つの追加の例を、それぞれ図４Ａ及び図４Ｂに示す。フローセル２０のパターン化された構造２３Ｃ、２３Ｄのこれらの例は、基材２２と、交互の第１及び第２の領域１０Ａ、１０Ｂの行３４、３４’、３４’’及び列３６、３６’、３６’’と、を含み、第１の領域１０Ａの各々が、第１のプライマーセット１４Ａを含み、第２の領域１０Ｂの各々が、第１のプライマーセット１４Ａとは異なる第２のプライマーセット１４Ｂを含み、ｉ）隣接する第１及び第２の領域１０Ａ、１０Ｂが、互いに直接当接するか（図４Ｃ）、又はｉｉ）第１の領域１０Ａが、凸部２８上に位置付けられ、第２の領域１０Ｂが、凸部２８に隣接する凹部３０内に位置付けられる（図４Ａ及び図４Ｂ）。

【0154】

図４Ａでは、基材２２は、単層ベース支持体４２及び単層ベース支持体４２の上に位置付けられた別の層４４を含む、多層構造である。図４Ａに示されるパターン化された構造２３Ｃの場合、基材２２は、代替的に、単層ベース支持体４２であり得る。図４Ｃでは、基材２２は、単層ベース支持体４２である。図４Ｃに示されるパターン化された構造２３Ｂの場合、基材２２は、代替的に多層構造であり得る。

【0155】

図４Ａ及び図４Ｃの両方では、パターン化された構造２３Ｃ、２３Ｄは、交互の第１及び第２の領域１０Ａ、１０Ｂの行３４、３４’、３４’’及び列３６、３６’、３６’’を含む。一例では、行３４、３４’、３４’’は、基材２２の幅に沿って、及びフローチャネル２１の全幅に沿って、部分的に延在し、列３６、３６’、３６’’は、基材２２の長さに沿って、及びフローチャネル２１の全長に沿って部分的に延在する。各行３４、３４’、３４’’及び各列３６、３６’、３６’’は、交互の第１及び第２の（反応性）領域１０Ａ、１０Ｂを含む。

【0156】

図４Ａに示される例では、基材２２（例えば、層４４）は、行３４、３４’、３４’’に沿って、及び列３６、３６’、３６’’に沿って交互である凸部２８及び凹部３０を含む。１つの列３４’’における特徴２８、３０を、図４Ｂの断面図に示す。図４Ａ及び図４Ｂに描示されるように、それぞれの活性領域１０Ａは、凸部２８の各々の上に位置付けされ、それぞれの活性領域１０Ｂは、凹部３０の各々内に位置付けされている。

【0157】

凸部２８は、基材２２の底部から第１の高さＨ_１を延長し、凹部３０は、基材２２の底部から第２の高さＨ_２を延長し、第１の高さＨ_１は、第２の高さＨ_２よりも大きい。凸部２８の各々の表面は、基材２２の表面と同一平面上にあり得る。凹部３０の各々の表面は、基材表面から（例えば、層４４の表面から）測定された深さで位置付けられる。深さは、約１５０ｎｍ～約１００μｍの範囲、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上であり得る。

【0158】

図４Ａの例では、基材２２のｘ－ｙ平面における凸部２８及び凹部３０の形状は、円形、菱形、又は回転正方形であり得る。凸部２８及び凹部３０は、同じ形状、したがって同じｘ－ｙ寸法を有し得る。（円の）直径、又は（ダイヤモンド又は回転正方形の）長さ及び幅の各々は、約１５０ｎｍ～約１００μｍの範囲、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上であり得る。長さ及び幅は、約１０：１の長さ対幅のアスペクト比を超えないように選択され得る。凸部２８及び凹部３０の各々の幅は、反応領域２４、２４’、２４’’の幅に等しい。

【0159】

各凸部２８及び凹部３０のサイズは、図３Ａを参照して説明されるように、それぞれ、その表面及び開口面積によって特徴付けられ得る。凹部３０はまた、図３Ａを参照して説明されるように、その容積によって特徴付けられ得る。

【0160】

図４Ａに示されるように、列３４、３４’、３４’’の各々内の交互の凸部２８及び凹部３０は、互いに直接当接し、列３６、３６’、３６’’の各々内の交互の凸部２８及び凹部３０は、互いに直接当接する。したがって、凸部２８及び凹部３０のうちのいくつかは、側壁３２を共有する。凸部２８及び凹部３０が円である場合、側壁３２は、それぞれの円の円周に沿っている。凸部２８及び凹部３０が菱形又は回転正方形である場合、側壁３２は、それぞれの菱形又は回転正方形の角に沿っている。凸部２８及び凹部３０の（ｚ軸に沿って延在する）側壁３２は、そこにポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ又はプライマーセット１４Ａ、１４Ｂが適用されておらず、したがって、活性領域１０Ａ、１０Ｂの間の間隙領域を画定する。

【0161】

交互の凸部２８及び凹部３０は、互いに当接するため、当接する部分の間に直接、隙間領域はない。当接する凸部２８と凹部３０との間の直接の基材２２のｘ－ｙ平面における間隙領域の欠如は、基材２２にわたる活性領域１０Ａ、１０Ｂの平均ピッチを減少させる。この例では、平均ピッチは、１つの活性領域１０Ａの中心から、同じ行３４、３４’、３４’’又は列３６、３６’、３６’’における隣接する活性領域１０Ｂの中心までの間隔（中心間間隔）である。平均ピッチは、約５０ｎｍ～約１００μｍの範囲であり得る。一例では、平均ピッチは、約５０ｎｍ～約２μｍの範囲であり得る。一例では、平均ピッチは、例えば、約０．４μｍであり得る。

【0162】

この例では、活性領域１０Ａ、１０Ｂは、互いに隣り合っているが、一方（１０Ａ）が凸部２８上に位置付けられ、他方（１０Ｂ）が凹部３０内に位置付けられているので、互いに直接当接していない。

【0163】

凸部２８の各々上に位置付けられた活性領域１０Ａは、ポリマーヒドロゲル１２Ａ及びプライマーセット１４Ａを含む。したがって、各活性領域１０Ａのｘ－ｙ寸法は、活性領域１０Ａが適用される凸部２８のｘ－ｙ寸法に等しい。凹部３０の各々内に位置付けられた活性領域１０Ｂは、ポリマーヒドロゲル１２Ｂ及びプライマーセット１４Ｂを含む。したがって、各活性領域１０Ｂのｘ－ｙ寸法は、活性領域１０Ｂが適用される凹部３０のｘ－ｙ寸法に等しい。

【0164】

本明細書に記載されるように、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂは、同じであっても異なっていてもよく、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂは、異なっている。一例では、第１及び第２の領域１０Ａ、１０Ｂの各々は、それぞれの第１及び第２のプライマーセット１４Ａ、１４Ｂが付着している同じポリマーヒドロゲル１２Ａ＝１２Ｂを含む。別の例では、第１の領域１０Ａは、第１のプライマーセット１４Ａが付着している第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを含み、第２の領域１０Ｂは、第２のプライマーセット１４Ｂが付着している第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを含み、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａ及び第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、第１のプライマーセット１４Ａ及び第２のプライマーセット１４Ｂをそれぞれ付着させる直交官能基を含む。

【0165】

ここで、図４Ｃに示される例を参照すると、基材２２は、平面であり、したがって、凸部２８又は凹部３０を含まない。したがって、行３４、３４’、３４’’又は列３６、３６’、３６’’内の交互の活性領域１０Ａ、１０Ｂは、基材表面上に位置付けられる。

【0166】

図４Ｃに示される例では、活性領域１０Ａ、１０Ｂは、互いに直接当接している。したがって、基材表面は、交互の活性領域１０Ａ、１０Ｂの間で直接、露出されず、したがって、隣接する活性領域１０Ａ、１０Ｂの間に隙間領域は存在しない。交互の活性領域１０Ａ、１０Ｂの間の基材２２のｘ－ｙ平面における間隙領域の欠如は、基材２２にわたる活性領域１０Ａ、１０Ｂの平均ピッチを減少させる。この例では、平均ピッチは、任意の１つの行３４、３４’、３４’’又は列３６、３６’、３６’’における１つの活性領域１０Ａの中心から隣接する活性領域１０Ｂの中心までの間隔（中心間間隔）である。平均ピッチは、約５０ｎｍ～約１００μｍの範囲であり得る。一例では、平均ピッチは、約５０ｎｍ～約２μｍの範囲であり得る。一例では、平均ピッチは、例えば、約０．４μｍであり得る。

【0167】

この例では、基材２２のｘ－ｙ平面における活性領域１０Ａ、１０Ｂの形状は、円形、菱形、又は回転正方形であり得る。活性領域１０Ａ、１０Ｂは、同じ形状、したがって同じｘ－ｙ寸法を有し得る。（円の）直径、又は（ダイヤモンド又は回転正方形の）長さ及び幅の各々は、約１５０ｎｍ～約１００μｍの範囲、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上であり得る。

【0168】

図４Ｃに示される例では、活性領域１０Ａは、ポリマーヒドロゲル１２Ａ及びプライマーセット１４Ａを含み、活性領域１０Ｂは、ポリマーヒドロゲル１２Ｂ及びプライマーセット１４Ｂを含む。本明細書に記載されるように、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂは、同じであっても異なっていてもよく、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂは、異なっている。一例では、第１及び第２の領域１０Ａ、１０Ｂの各々は、それぞれの第１及び第２のプライマーセット１４Ａ、１４Ｂが付着している同じポリマーヒドロゲル１２Ａ＝１２Ｂを含む。別の例では、第１の領域１０Ａは、第１のプライマーセット１４Ａが付着している第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを含み、第２の領域１０Ｂは、第２のプライマーセット１４Ｂが付着している第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを含み、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａ及び第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、第１のプライマーセット１４Ａ及び第２のプライマーセット１４Ｂをそれぞれ付着させる直交官能基を含む。

【0169】

図４Ａ及び図４Ｃに示される例の両方において、非反応領域２６は、４つの活性領域１０Ａ、１０Ｂの交点に位置する。これらの４つの活性領域１０Ａ、１０Ｂは、各活性領域１０Ａが２つの異なる活性領域１０Ｂに隣り合い、各活性領域１０Ｂが２つの異なる活性領域１０Ａに隣り合うように、正方形のような構成で位置付けられる。非反応領域２６は、正方形のような構成で互いに対角にある活性領域１０Ａ、１０Ｂを分離する。

【0170】

他の非反応領域２６もまた、基材２２の最外表面に（例えば、周囲に沿って）位置し得る。これらの領域２６は、別のパターン化された構造２３Ｃ若しくは２３Ｄの非反応領域２６、又は蓋に結合するために利用可能であり得る。

【0171】

図４Ａ及び図４Ｃに示される例では、行３４、３４’、３４’’、列３６、３６’、３６’’の数、並びに各行３４、３４’、３４’’及び列３６、３６’、３６’’内の活性領域１０Ａ、１０Ｂの数は、活性領域１０Ａ、１０Ｂが位置付けられるチャネル２１の長さ及び幅、並びに活性領域１０Ａ、１０Ｂのｘ及びｙ寸法に依存するであろう。基材２２のｘ－ｙ平面における活性領域１０Ａ、１０Ｂの間の直接の隙間領域の欠如は、画定された領域における活性領域１０Ａ、１０Ｂの密度（数）を増加させるはずである。一例では、活性領域１０Ａ、１０Ｂは、１ｍｍ^２当たりおよそ６３０万の密度で存在し得る。

【0172】

フローセル２０のパターン化された構造２３Ｅの更に別の例を図５に示す。フローセル２０のパターン化された構造２３Ｅのこの例は、交互の第１の高さＨ_３の領域３８、３８’、３８’’及び第２の高さＨ_４の領域４０、４０’を有する基材２２と、第１の高さＨ_３の領域３８、３８’、３８’’に沿って延在し、かつ第２の高さＨ_４の領域４０、４０’に沿って延在する交互の第１及び第２の領域１０Ａ、１０Ｂと、を含み、第１の領域１０Ａの各々が、第１のプライマーセット１４Ａを含み、第２の領域１０Ｂの各々が、第１のプライマーセット１４Ａとは異なる第２のプライマーセット１４Ｂを含む。

【0173】

図５では、基材２２は、多層構造である。描示されるように、基材２２は、ベース支持体４２と、ベース支持体４２の上に位置付けられた別の層４４と、を含む。パターン化された構造２３Ｅのこの例では、基材２２は、代替的に、単層ベース支持体であり得る。

【0174】

この例では、基材２２、特に、層４４は、交互の第１の高さＨ_３の領域３８、３８’、３８’’及び第２の高さＨ_４の領域４０、４０’でパターン化されている。層４４は、本明細書に記載されるパターン化された樹脂の任意の例であり得、本明細書に記載される技術のうちのいずれかを使用して、様々な高さＨ_３、Ｈ_４でパターン化され得る。一例では、層４４は、領域３８、３８’、３８’’及び領域４０、４０’が基材２２の長さに沿って、及びフローチャネル２１の全長に沿って部分的に延在するようにパターン化される。

【0175】

第１及び第２の高さＨ_３、Ｈ_４は、基材２２の底部から測定され、第１の高さＨ_３は、第２の高さＨ_４より大きい。いくつかの例では、領域３８、３８’、３８’’の各々は、同じ高さＨ_３を有し、領域４０、４０’の各々は、同じ高さＨ_４を有する。他の例では、領域３８、３８’、３８’’の各々の高さが領域４０、４０’の各々の高さよりも大きい限り、領域３８、３８’、３８’’の各々は、異なる高さＨ_３を有し、領域４０、４０’の各々は、異なる高さＨ_４を有する。例のうちのいずれでも、第１の高さＨ_３と第２の高さＨ_４との間の差は、少なくとも１５０ｎｍである。

【0176】

領域３８、３８’、３８’’の各々の表面は、基材表面と同一平面上にあり得る。領域４０、４０’の各々の表面は、基材／領域３８、３８’、３８’’の表面から測定された深さに位置付けられる。深さは、少なくとも１５０ｎｍ～約１００μｍの範囲、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上であり得る。

【0177】

図５に示されるように、隣接する領域（例えば、３８及び４０、４０及び３８’、３８’及び４０’、並びに４０’及び３８’’）は、側壁３２を共有する。この例では、隣接する領域（例えば、３８及び４０、４０及び３８’、３８’及び４０’、並びに４０’及び３８’’）の間の基材２２の唯一の露出された部分は、ｚ軸に沿って延在する側壁３２である。それぞれの側壁３２は、そこにポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ又はプライマーセット１４Ａ、１４Ｂが適用されておらず、したがって、側壁３２は、領域３８、３８’、３８’’の上に位置付けられた活性領域１０Ａ、１０Ｂと、領域４０、４０’の上に位置付けられた活性領域１０Ａ、１０Ｂとの間に間隙領域を画定する。

【0178】

領域３８、３８’、３８’’及び領域４０、４０’の各々は、交互の第１及び第２の（反応）領域１０Ａ、１０Ｂを含む。図５に示される例では、領域３８、３８’、３８’’の各々に沿った領域１０Ａ、１０Ｂの交互のパターンは、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ａ、１０Ｂなどであり、領域４０、４０’の各々に沿った領域１０Ａ、１０Ｂの交互のパターンは、反対、例えば、１０Ｂ、１０Ａ、１０Ｂなどである。したがって、領域１０Ａ、１０Ｂの交互のパターンは、領域３８、３８’、３８’’、４０、４０’の各々の長さに沿って（例えば、図５のｙ方向）また、長さに垂直な方向で（例えば、図５のｘ方向）、領域３８’’、４０’、３８’、４０、３８を横切って、両方で観察される。

【0179】

この例では、領域３８、３８’、３８’’、４０、４０’（例えば、図５のｙ方向）の各々における活性領域１０Ａ、１０Ｂは、互いに隣り合っており、互いに直接当接している。したがって、特定の領域３８、３８’、３８’’、４０、４０’の一部である活性領域１０Ａ、１０Ｂの間に間隙領域は存在しない。対照的に、隣接する領域（例えば、３８及び４０、４０及び３８’、３８’及び４０’、並びに４０’及び３８’’）における活性領域１０Ａ、１０Ｂは、互いに隣り合うが、隣接する領域間の高さＨ_３、Ｈ_４の変動により互いに直接当接しない。本明細書に記載されるように、側壁３２は、領域３８’’、４０’、３８’、４０、３８にわたって活性領域１０Ａ、１０Ｂ間の間隙領域として機能する。

【0180】

この例では、基材２２のｘ－ｙ平面における活性領域１０Ａ、１０Ｂの形状は、正方形又は長方形であり得る。活性領域１０Ａ、１０Ｂは、同じ形状、したがって同じｘ－ｙ寸法を有し得る。長さ及び幅の各々は、約１５０ｎｍ～約１００μｍの範囲、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上であり得る。領域３８、３８’、３８’’における活性領域１０Ａ、１０Ｂの各々の幅は、それぞれの領域３８、３８’、３８’’の幅に等しく、領域４０、４０’における活性領域１０Ａ、１０Ｂの各々の幅は、それぞれの領域４０、４０’の幅に等しい。

【0181】

図５に示される例では、活性領域１０Ａは、ポリマーヒドロゲル１２Ａ及びプライマーセット１４Ａを含み、活性領域１０Ｂは、ポリマーヒドロゲル１２Ｂ及びプライマーセット１４Ｂを含む。本明細書に記載されるように、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂは、同じであっても異なっていてもよく、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂは、異なっている。一例では、第１及び第２の領域１０Ａ、１０Ｂの各々は、それぞれの第１及び第２のプライマーセット１４Ａ、１４Ｂが付着している同じポリマーヒドロゲル１２Ａ＝１２Ｂを含む。別の例では、第１の領域１０Ａは、第１のプライマーセット１４Ａが付着している第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを含み、第２の領域１０Ｂは、第２のプライマーセット１４Ｂが付着している第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを含み、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａ及び第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、第１のプライマーセット１４Ａ及び第２のプライマーセット１４Ｂをそれぞれ付着させる直交官能基を含む。

【0182】

図５に示されるパターン化された構造２３Ｅは、基材２２の周囲の少なくとも一部分に位置する非反応領域２６を更に含み得、非反応領域２６は、基材２２の（例えば、層４４の）露出された部分である。図５に示される例では、非反応領域２６は、基材２２の対向する縁部にあり、長さに沿って延在する。これらの非反応領域２６は、例えば、フローチャネル２１（図５には示されず）を作成するために、別のパターン化された構造２３Ｅ又は蓋に結合するために使用され得る。

【0183】

図３Ａ～図５に示される例のうちのいずれでも、活性領域１０Ａ、１０Ｂの位置は逆であってもよい。例えば、図３Ａ又は図４Ａでは、活性領域１０Ａは、凹部３０内に形成され、活性領域１０Ｂは、凸部２８上に形成され得る。

【0184】

フローセル２０のパターン化された構造２３Ｆの更に別の例を図６に示す。フローセル２０のパターン化された構造２３Ｆのこの例は、基材２２と、複数の第１の領域１０Ａであって、各第１の領域１０Ａが、第１のプライマーセット１４Ａを含み、互いの第１の領域１０Ａから分離されている、複数の第１の領域１０Ａと、複数の第２の領域１０Ｂであって、各第２の領域１０Ｂが、第２のプライマーセット１４Ｂを含み、少なくとも１つの隣接する第１の領域１０Ａ及び少なくとも１つの隣接する第３の領域１０Ｃによって互いに第２の領域１０Ｂから分離されている、複数の第２の領域１０Ｂと、複数の第３の領域１０Ｃであって、各第３の領域１０Ｃが、第３のプライマーセット１４Ｃを含み、少なくとも１つの隣接する第１の領域１０Ａ及び少なくとも１つの隣接する第２の領域１０Ｂによって互いに第３の領域１０Ｃから分離されている、複数の第３の領域１０Ｃと、を含む。

【0185】

図６では、基材２２は、単層ベース支持体である。パターン化された構造２３Ｆのこの例では、基材２２は、代替的に、多層構造であり得る。

【0186】

この例では、基材２２は、平面であり、したがって、異なる高さＨ_３、Ｈ_４の凸部２８、又は凹部３０、又は領域３８、４０などを含まない。したがって、活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、基材表面上に位置付けられる。

【0187】

この例では、基材２２のｘ－ｙ平面における活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの形状は、円形であり得る。活性領域１０Ａ、１０Ｂは、同じ形状、したがって同じｘ－ｙ寸法を有し得る。直径は、約１５０ｎｍ～約１００μｍの範囲、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上であり得る。

【0188】

活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、基材２２にわたっていくつかの列４６、４６’、４６’’に配列され得る。図６に示される例では、１つおきの行４６’は、そのすぐ隣接する行４６、４６’’からわずかにオフセットされており、わずかにオフセットされた行４６’における活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、すぐ隣接する行４６、４６’’における２つの活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの間にある。１つの列４６、４６’、４６’’から次の列４６、４６’、４６’’へのオフセット位置は、活性領域１０Ａが活性領域１０Ｂ及び／又は１０Ｃと接触するが他の活性領域１０Ａと接触しないこと、活性領域１０Ｂの各々が領域１０Ａ及び／又は１０Ｃと接触するが他の活性領域１０Ｂと接触しないこと、並びに活性領域１０Ｃの各々が領域１０Ａ及び／又は１０Ｂと接触するが他の活性領域１０Ｃと接触しないことを可能にする。

【0189】

所与の行４６、４６’、４６’’内の活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、互いに隣り合っており、したがって、所与の行４６、４６’、４６’’内の活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの間に隙間領域が存在しないように、（例えば、ｘ方向に）互いに直接当接している。オフセット列４６’における各活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、対角にすぐ隣接する行４６、４６’’における１つ又は２つの活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに直接当接し得る。図６に示される例では、オフセット行４６’における各活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、行４６における活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのうちの２つに関連して、及び行４６’’における活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのうちの２つに関連して４５°の対角にある。一例として、オフセット行４６’における活性領域１０Ｃ及び行４６における２つの対角の活性領域１０Ａ、１０Ｂは、活性領域１０Ａ、１０Ｂが（行４６において）互いに隣り合い、各々、（行４６’において）活性領域１０Ｃに関連して対角にあるように、三角形のような構成で位置付けられる。別の例として、オフセット行４６’における活性領域１０Ａ及び行４６における２つの対角の活性領域１０Ｂ、１０Ｃは、活性領域１０Ｂ、１０Ｃが（行４６において）互いに隣り合い、各々、（行４６’において）活性領域１０Ａに関連して対角にあるように、三角形のような構成で位置付けられる。

【0190】

１つの列４６、４６’、４６’’から次の列４６、４６’、４６’’へのオフセット位置は、各三角形のような構成の交点で非反応領域２６を生成する。他の非反応領域２６もまた、基材２２の最外表面に（例えば、周囲に）位置し得る。これらの領域２６は、別のパターン化された構造２３Ｆの非反応領域２６に、又は蓋に結合するために利用可能であり得る。

【0191】

図６に示される例では、活性領域１０Ａは、ポリマーヒドロゲル１２Ａ及びプライマーセット１４Ａを含み、活性領域１０Ｂは、ポリマーヒドロゲル１２Ｂ及びプライマーセット１４Ｂを含み、活性領域１０Ｃは、ポリマーヒドロゲル１２Ｃ及びプライマーセット１４Ｃを含む。本明細書に記載されるように、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、同じであっても異なっていてもよく、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、異なっている。一例では、第１のプライマーセット１４Ａは、Ｐ５及びＰ７プライマーを含み、第２のプライマーセット１４Ｂは、ＰＸ、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、及び／又はＰＤプライマーの任意の組み合わせを含み、第３のプライマーセット１４Ｃは、第２のプライマーセット１４Ｂとは異なるＰＸ、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、及び／又はＰＤの任意の組み合わせを含む。プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのうちのいずれも、プライマーサブセット１３Ａ、１５Ａ、又は１３Ｂ、１５Ｂなどと置き換えられ得る。一例では、第１、第２、及び第３の領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各々は、それぞれの第１、第２、及び第３のプライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃが付着している同じポリマーヒドロゲル１２Ａ＝１２Ｂ＝１２Ｃを含む。別の例では、第１の領域１０Ａは、第１のプライマーセット１４Ａが付着している第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを含み、第２の領域１０Ｂは、第２のプライマーセット１４Ｂが付着している第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを含み、第３の領域１０Ｃは、第３のプライマーセット１４Ｂが付着している第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃを含み、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａ、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂ、及び第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃは、第１のプライマーセット１４Ａ、第２のプライマーセット１４Ｂ、及び第３のプライマーセット１４Ｃをそれぞれ付着させる直交官能基を含む。

【0192】

フローセル２０のパターン化された構造２３Ｇの更に別の例を図７Ａに示す。

【0193】

フローセル２０のパターン化された構造２３Ｇのこの例は、基材２２と、基材２２にわたって行５０、５０’、５０’’及びオフセット列５２、５２’、５２’’、５２’’’、５２’’’’に配置された複数の捕捉プライマー４８と、基材２２上に位置付けられ、複数の捕捉プライマー４８の各々を取り囲む、連続したポリマーヒドロゲル１２と、連続したポリマーヒドロゲル１２に付着したプライマーセット１４と、を含む。

【0194】

本明細書に記載されるＰＸプライマーは、好適な捕捉プライマー４８である。本明細書に記載されるプライマーセット又はサブセットのうちのいずれも、捕捉プライマー４８を取り囲むポリマーヒドロゲル１２に付着していてもよい。各捕捉プライマー４８は、プライマーセット１４にわたって増幅する１つのライブラリ鋳型にハイブリダイゼーションする。アンプリコンの異なるクラスタが物理的に衝突すると、増幅が停止し、異なる活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが作製される。

【0195】

パターン化された構造２３Ｇの異なる構成を、図７Ｂ～図７Ｄに示す。図７Ｂ～図７Ｄでは、基材２２は、単層ベース支持体である。パターン化された構造２３Ｇのいずれの例でも、基材２２は、代替的に多層構造であり得る。

【0196】

図７Ｂでは、基材２２は、平面であり、複数の捕捉プライマー４８及び連続したポリマーヒドロゲル１２が基材表面に付着している。

【0197】

図７Ｃでは、基材２２は、基材２２にわたって行５０、５０’、５０’’及びオフセット列５２、５２’、５２’’、５２’’’、５２’’’’に配置された凸部２８を含み、複数の捕捉プライマー４８のうちの１つは、凸部２８の各々上に位置付けられる。

【0198】

図７Ｄでは、基材２２は、基材２２にわたって行５０、５０’、５０’’及びオフセット列５２、５２’、５２’’、５２’’’、５２’’’’に配置された凹部３０を含み、複数の捕捉プライマー４８のうちの１つは、凹部３０の各々内に位置付けられる。

【0199】

図３Ａ、図４Ａ、図４Ｃ、図５、及び図６に示される例では、基材表面上に形成される活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、代わりに凹部（例えば、３０）内に形成され得ることを理解されたい。これらの例では、活性領域１０Ａは、活性領域１０Ｂを含む凹部３０の深さとは異なり、かつ活性領域１０Ｃ（含まれる場合）を含む凹部３０の深さとは異なる深さを有する凹部３０内に位置付けられ得る。異なる凹部間の深さの差は、少なくとも１５０ｎｍである。様々な活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが異なる深さを有する凹部に形成される場合（いくつかが基材表面上に形成されるのとは対照的に）、基材の表面は、凹部内の表面化学が無傷なまま、研磨を介して任意のポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、及びプライマー１４Ａ、１４Ｂなどが洗浄され得る。

【0200】

フローセル構造を作製するための方法
図３Ａ及び図４Ａに示されるパターン化された構造２３Ａ、２３Ｃの構造は、図８Ａ～図８Ｃに示される方法によって調製され得る。この例示的方法では、パターン化された構造２３Ａ、２３Ｃは、多層基材２２を含む。本方法は、概して、多層基材（基材２２の一例）上に第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを堆積させることであって、多層基材が、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａに付着させる表面基を含むベース支持体４２、ベース支持体４２の上に位置付けされた層４４であって、層４４が、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａに付着することができない材料を含む、層４４、及びベース支持体４２の一部分６０が複数の凹部３０の各々で露出されるような層４４において画定された複数の凹部３０を含み、それによって、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａが、複数の凹部３０の各々で露出されたベース支持体４２の部分６０に選択的に付着する、堆積させることと、表面基を有する層４４を活性化して、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを付着させることと、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂが層４４に選択的に付着するように、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを堆積させることと、第１のプライマーセット１４Ａを第１のポリマーヒドロゲル１２Ａにグラフトすることと、第２のプライマーセット１４Ｂを第２のポリマーヒドロゲル１４Ｂにグラフトすることであって、第２のプライマーセット１４Ｂが、第１のプライマーセット１４Ａとは異なる、グラフトすることと、を含む。

【0201】

第１のポリマーヒドロゲル１２Ａ及びプライマーセット１４Ａは、図３Ａ及び図４Ａでは凸部２８上に示されているが、図８Ｃでは凹部３０内に示されている。同様に、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂ及びプライマーセット１４Ｂは、図３Ａ及び図４Ａでは凹部３０内に示されているが、図８Ｃでは凸部２８上に示されている。図８Ａ～図８Ｃに示された方法は、反応領域１０Ａが凹部３０内に形成され、反応領域１０Ｂが凸部２８上に形成されるように、又は反応領域１０Ｂが凹部３０内に形成され、反応領域１０Ａが凸部２８上に形成されるように、実行され得ることを理解されたい。

【0202】

図８Ａに示されるように、基材２２は、ベース支持体４２と、その上に位置付けられたパターン化された層４４と、を含む。一例では、ベース支持部４２は、樹脂材料である。

【0203】

層４４は、ベース支持体４２の上に形成される。層４４は、選択的に堆積され得るか、又は堆積及びパターン化されて凹部３０及び凸部２８を形成し得る任意の材料であり得る。好適な堆積技術としては、化学蒸着、ディップコーティング、ダンクコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、液滴分配、超音波スプレーコーティング、ドクターブレードコーティング、エアロゾル印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷等が挙げられる。好適なパターン化技術としては、フォトリソグラフィ、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）、スタンピング技術、エンボス技術、成形技術、マイクロエッチング技術等が挙げられる。好適な樹脂のいくつかの例としては、多面体オリゴマーシルセスキオキサンベースの樹脂、非多面体オリゴマーシルセスキオキサンエポキシ樹脂、ポリ（エチレングリコール）樹脂、ポリエーテル樹脂（例えば、開環エポキシ）、アクリル樹脂、アクリレート樹脂、メタクリレート樹脂、アモルファスフルオロポリマー樹脂（例えば、Ｂｅｌｌｅｘ製のＣＹＴＯＰ（登録商標））、及びそれらの組み合わせが挙げられる。

【0204】

凹部３０及び凸部２８の配置は、図３Ａに示されるようにあってもよい。したがって、一例では、層４４は、層４４に沿って延在する複数の第１の線（領域２４、２４’、２４”と同様）であって、第１の線の各々が、層４４のパターン化されていない領域（図８Ａにおいて凸部２８として示される）によって分離された複数の凹部３０のうちのいくつかを含む、複数の第１の線と、複数の第１の線のうちの１つを複数の第１の線のうちの隣接する１つから分離する第２の線（領域２６、２６’と同様）であって、第２の線が、複数の第１の線の各々の長さを延長する層４４の連続するパターン化されていない領域を含む、第２の線と、を含むようにパターン化されている。凹部３０及び凸部２８の配置は、対替的に、図４Ａに示されるようにあってもよい。したがって、一例では、層４４は、層４４の交互の凹部３０及びパターン化されていない領域（図８Ａにおいて凸部２８として示される）の行（行３４、３４’、３４”と同様）及び列（列３６、３６’、３６”と同様）を含むようにパターン化されている。

【0205】

層４４は、（図８Ａに示されるように）活性化されたベース支持体４２の一部分６０が露出されている凹部３０を除いて、（図３Ａ及び図４Ａに示されるように）ベース支持体４２を覆う。

【0206】

一例では、ベース支持体４２の露出された部分６０は、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａに付着することができる表面基を導入するために、プラズマアッシングを介して活性化され得る。層４４は、影響を受けないように、プラズマエッチングプロセス中にマスクされ得る。別の例では、ベース支持体４２は、その上に層４４が形成される前に、活性化（例えば、プラズマアッシング又はシラン化を介して）に曝露され得る。いずれの場合も、ベース支持体４２の露出された部分６０は、ポリマーヒドロゲル１２Ａに選択的に付着するように官能化されており、ベース支持体４２上に位置付けられた層４４は、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａに付着することができない。

【0207】

図８Ｂに示されるように、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａは、任意の好適な堆積技術を使用して多層基材２２上に堆積される。この例では、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａは、支持体４２の露出された部分６０に選択的に付着し、層４４の露出された部分には付着しない。

【0208】

次いで、層４４を、洗浄し（例えば、ＮａＯＨで）、表面基で活性化、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを付着させる。層４４を活性化するためのプロセスは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂが付着することが望ましい場所に依存し得る。

【0209】

図３Ａに示される例では、非反応領域２６、２６’は、そこにポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂが適用されていない。したがって、非反応領域２６、２６’を形成する層４４の連続したパターン化されていない領域を活性化することは望ましくない。最終的に非反応領域２６、２６’を形成する層４４の連続したパターン化されていない領域（第２の線と称される）は、これらの線が第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂに付着することができないように、層４４の活性化中に（例えば、フォトレジストを使用して）マスクされ得る。図３Ａでは、活性領域は、凹部２８を有する層４４の（第１の）線に沿って交互である凸部２８上に形成されることになり、したがって、凸部２８を活性化することが望ましい。凸部２８は、シラン化を介して活性化され得る。凸部２８が活性化されると、マスキング層は、層４４の連続したパターン化されていない領域から除去され得る。凸部２８は、ポリマーヒドロゲルに付着するための表面基を含有する（図３Ａに示される１２Ａ又は図８Ｃに示される１２Ｂ）。対照的に、非反応領域２６、２６’を形成する層４４の連続したパターン化されていない領域は、ポリマーヒドロゲルを付着させるための表面基を有さない（図３Ａに示される１２Ａ又は図８Ｃに示される１２Ｂ）。

【0210】

図４Ａに示される例では、活性領域（例えば、１０Ａ）が凸部２８の上に形成される前に、凹部３０は、層４４のパターン化されていない領域によって取り囲まれる。これらのパターン化されていない領域のうちのいくつかは、図８Ｂに参照番号６２で示されている。この例では、層４４を活性化することは、（層４４の）パターン化されていない領域を選択的にシラン化して、層４４の交互の凹部３０（その中にポリマーヒドロゲル１２Ａ（図８Ｂ）又は１２Ｂ（図４Ａ）を有する）及び活性化された領域６２の行及び列を生成することを含み、凹部３０及び活性化された領域６２は、円形であり、同じ直径を有する。この活性化プロセスは、凸部２８上に形成される活性領域についてのパターンを形成する。

【0211】

次いで、他のポリマーヒドロゲルは、例えば、活性化された凸部２８に適用され得る。図８Ｃでは、他のポリマーヒドロゲルは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂである。一例では、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、凸部２８上の活性化された部分６２に付着する。第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得、堆積が高イオン強度下（例えば、１０×ＰＢＳ、ＮａＣｌ、ＫＣｌなどの存在下）で実行される場合、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａ（すなわち、凹部３０内のポリマーヒドロゲル）上に堆積しないか、又はそれに接着しない。

【0212】

本方法はまた、それぞれのプライマーセット１４Ａ、１４Ｂをポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂに付着させることを含む。いくつかの例では、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂは、それぞれのポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂに予めグラフトされ得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。

【0213】

他の例では、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂは、それぞれのポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂに予めグラフトされない。これらの例では、プライマーセット１４Ａは、（例えば、図８Ｂで）ポリマーヒドロゲル１２Ａが適用された後、グラフトされ得る。これらの例では、プライマーセット１４Ｂは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂに予めグラフトされ得る。代替的に、これらの例では、プライマーセット１４Ｂは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂに予めグラフトされなくてもよい。むしろ、プライマーセット１４Ｂは、ｉ）第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂが、プライマーセット１４Ｂに付着するための（第１のポリマーヒドロゲル１２Ａとは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）第１のポリマーヒドロゲル１２Ａの未反応官能基が、例えば、アミンへのＳｔａｕｄｉｎｇｅｒ還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との付加クリック反応を使用してクエンチされている限り、（例えば、図８Ｃで）第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂが適用された後、グラフトされ得る。

【0214】

グラフトが方法中に実行される場合、グラフトは、任意の好適なグラフト技術を使用して達成され得る。例として、グラフトは、フロースルー堆積（例えば、一時的に結合された蓋を使用する）、ダンクコーティング、スプレーコーティング、液滴分配、又は別の好適な方法により達成され得る。これらの例示的な技術の各々は、プライマーセット１４Ａ又は１４Ｂ、水、緩衝液、及び触媒を含み得る、プライマー溶液又は混合物を利用し得る。グラフト化方法のうちのいずれかを用いて、プライマーセット１４Ａ又は１４Ｂは、ポリマーヒドロゲル１２Ａ又は１２Ｂの反応基に結合し、他の層に対して親和性を有さない。

【0215】

図３Ａ及び図４Ａに示されるパターン化された構造２３Ａ、２３Ｃの構造もまた、図９Ａ～図９Ｄに示される方法によって調製され得る。この例示的な方法では、パターン化された構造２３Ａ、２３Ｃは、単層ベース支持体４２を含む。本方法は、概して、基材２２内に画定された各凹部３０の側壁３２上にマスク材料６４を堆積させることと、基材２２上に第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを堆積させることであって、それによって、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａが、複数の凹部３０の各々で、及び複数の凹部３０を分離する領域６２’で露出されている基材２２の部分６０に選択的に付着する、体積させることと、基材２２上にフォトレジスト６６を堆積させることと、フォトレジスト６６の第１の部分及び第１のポリマーヒドロゲル１２Ａの第１の部分を領域６２’から除去するためにエッチングすることであって、それによって、フォトレジスト６６の第２の部分６６’及び第１のポリマーヒドロゲル１２Ａの第２の部分が複数の凹部３０の各々内に残る、エッチングすることと、表面基を有する領域６２’を活性化して、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを付着させることと、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂが領域６２に選択的に付着するように、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを堆積させることと、マスク材料６４及びフォトレジスト６６の第２の部分を除去することと、第１のプライマーセット１４Ａを第１のポリマーヒドロゲル１２Ａにグラフトすることと、第２のプライマーセット１４Ｂを第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂにグラフトすることであって、第２のプライマーセット１４Ｂが、第１のプライマーセット１１４Ａとは異なる、グラフトすることと、を含む。

【0216】

第１のポリマーヒドロゲル１２Ａ及びプライマーセット１４Ａは、図３Ａ及び図４Ａでは凸部２８上に示されているが、図９Ｄでは凹部３０内に示されている。同様に、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂ及びプライマーセット１４Ｂは、図３Ａ及び図４Ａでは凹部３０内に示されているが、図９Ｄでは凸部２８上に示されている。図９Ａ～図９Ｄに示された方法は、反応領域１０Ａが凹部３０内に形成され、反応領域１０Ｂが凸部２８上に形成されるように、又は反応領域１０Ｂが凹部３０内に形成され、反応領域１０Ａが凸部２８上に形成されるように、実行され得ることを理解されたい。

【0217】

図９Ａに示された例では、凹部３０は、単層ベース支持体４２において画定される。この例では、多層基材が使用され得る。多層基材が使用される場合、凹部３０は、下にある層が露出されないように最外（上部）層において形成される。したがって、単層ベース支持体４２又は多層基材が使用されるかにかかわらず、凹部３０内の露出された部分６０及び領域６２’は、同じ表面基を有する。

【0218】

凹部３０は、フォトリソグラフィ、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）、スタンピング技術、レーザ支援直接インプリンティング（laser-assisted direct imprinting、ＬＡＤＩ）エンボス加工技術、成形技術、マイクロエッチング技術などの任意の好適な技術を使用して、単層ベース支持体４２において形成され得る。使用される技術は、部分的に、使用される材料の種類に依存する。例として、凹部３０は、ガラス単層基材にマイクロエッチングされ得るか、又はナノインプリントリソグラフィ樹脂にナノインプリントされ得る。多層基材が使用される場合、凹部３０は、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）又はフォトリソグラフィなどの任意の好適な技術を使用して最外（上部）層に形成され得る。使用される技術は、部分的に、使用される材料の種類に依存し、任意の下の層が、凹部３０の底部で露出されないように実行されるであろう。

【0219】

凹部３０及び凸部２８の配置は、図３Ａに示されるようにあってもよい。したがって、一例では、単層ベース支持体４２は、単層ベース支持体４２に沿って延在する複数の第１の線（領域２４、２４’、２４”と同様）であって、第１の線の各々が、単層ベース支持体４２のパターン化されていない領域（図９Ａにおいて凸部２８として示される）によって分離された複数の凹部３０のうちのいくつかを含む、複数の第１の線と、複数の第１の線のうちの１つを複数の第１の線のうちの隣接する１つから分離する第２の線（領域２６、２６’と同様）であって、第２の線が、複数の第１の線の各々の長さを延長する単層ベース支持体４２の連続するパターン化されていない領域を含む、第２の線と、を含むようにパターン化されている。凹部３０及び凸部２８の配置は、代替的に、図４Ａに示されるようにあってもよい。したがって、一例では、単層ベース支持体４２は、単層ベース支持体４２の交互の凹部３０及びパターン化されていない領域（図９Ａにおいて凸部２８として示される）の行（行３４、３４’、３４”と同様）及び列（列３６、３６’、３６”と同様）を含むようにパターン化されている。

【0220】

この例示的な方法は、各凹部３０の側壁３２上にマスク材料６４を適用することを続ける。これを図９Ｂに描示する。マスク材料６４に好適な材料の例としては、シリコンなどの半金属、若しくはアルミニウム、銅、チタン、金、銀などの金属、又はネガティブ若しくはポジティブフォトレジストが挙げられる。いくつかの例では、半金属又は金属は、少なくとも実質的に純粋（＜９９％純粋）であり得る。他の例では、特定の方法で所望のエッチングのストップ又は他の機能を提供するため、列挙された元素の分子又は化合物を使用することができる。例えば、列挙された半金属酸化物（例えば、二酸化シリコン）又は金属酸化物（例えば、酸化アルミニウム）のうちのいずれも、単独で、又は列挙された半金属若しくは金属と組み合わせて使用され得る。

【0221】

マスク材料６４は、リフトオフ技術又はエッチング技術のいずれかと組み合わされたフォトリソグラフィプロセスを使用して側壁３２に適用され得る。他の例では、化学蒸着（ＣＶＤ）及びその変形（例えば、減圧ＣＶＤ又はＬＰＣＶＤ）、原子層堆積（atomic layer deposition、ＡＬＤ）、及び角度付き体積などの選択的堆積技術を使用して、マスク材料６４を望ましい領域に堆積させ得る。代替的に、マスク材料６４は、基材２２にわたって適用され得、次いで、部分６０及び領域６２’から（例えば、マスキング及びエッチングによって）選択的に除去されて、側壁３２上にパターンを画定し得る。

【0222】

次いで、単層ベース支持体４２は、プラズマアッシングを介して活性化され得る。プラズマアッシングは、ポリマーヒドロゲル１２Ａ又は１２Ｂを単層ベース支持体４２の露出された部分６０及び領域６２’に付着させるための表面基を導入する。

【0223】

図９Ｂに示されるように、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａは、任意の好適な堆積技術を使用して、単層ベース支持体４２上に堆積される。この例では、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａは、単層ベース支持体４２の露出された部分６０及び領域６２’に選択的に付着し、マスク材料６４には付着しない。

【0224】

また、図９Ｂに示されるように、フォトレジスト６６が、マスク６４及び第１のポリマーヒドロゲル１２Ａ上の単層ベース支持体４２に適用される。この例では、エッチングプロセスに曝露され得るようにフォトレジスト６６全体を現像して不溶性部分を形成し得る。

【0225】

一例では、フォトレジスト６６は、ネガティブフォトレジストである（曝露した領域は現像液に不溶性である）。好適なネガティブフォトレジストの一例としては、ＮＲ（登録商標）シリーズのフォトレジスト（Ｆｕｔｕｒｒｅｘから入手可能）が挙げられる。他の好適なネガティブフォトレジストとしては、ＳＵ－８シリーズ及びＫＭＰＲ（登録商標）シリーズ（両方ともＫａｙａｋｕ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）、又はＵＶＮ（商標）シリーズ（ＤｕＰｏｎｔから入手可能）が挙げられる。ネガティブフォトレジスが使用される場合、ある特定の波長の光に選択的に曝露して不溶性にする。これらの例では、可溶性部分がないので、現像溶液は利用されない。別の例では、フォトレジスト６６は、ポジティブフォトレジストである（露光した領域は現像液に可溶性になる）。好適なポジティブフォトレジストの例としては、ＭＩＣＲＯＰＯＳＩＴ（登録商標）Ｓ１８００シリーズ又はＡＺ（登録商標）１５００シリーズが挙げられ、それらの両方が、Ｋａｙａｋｕ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。好適なポジティブフォトレジストの別の例は、ＳＰＲ（商標）－２２０（ＤｕＰｏｎｔ製）である。ポジティブフォトレジストが使用される場合、フォトレジスト６６全体が不溶性であることが望ましいため、可溶性領域を形成するある特定の波長の光に露光されない。

【0226】

次いで、時限ドライエッチングプロセスを使用して、フォトレジスト６６及び第１のポリマーヒドロゲル１２Ａの部分を単層ベース支持体４２の領域６２’から除去し得る。図９Ｃに示されるように、ポリマーヒドロゲル１２Ａの一部分及びフォトレジスト６６の一部分６６’が、凹部３０内に残るように、時限ドライエッチングを停止する。一例では、時限ドライエッチングは、反応性イオンエッチング（例えば、ＣＦ_４を用いて）を伴い得、フォトレジスト６６は、約１７ｎｍ／分の速度でエッチングされる。別の例では、時限ドライエッチングは、１００％のＯ_２プラズマエッチングを伴い得、フォトレジスト６６は、約９８ｎｍ／分の速度でエッチングされる。

【0227】

記載されるように、フォトレジスト６６のエッチング中に、領域６２’の上のポリマーヒドロゲル１２Ａもまた除去され得る。燃焼反応が起こる場合があり、ポリマーヒドロゲル１２Ａは、二酸化炭素及び水に変換され、エッチングチャンバから排出される。

【0228】

次いで、単層ベース支持体４２の領域６２’を表面基で活性化して、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを付着させ得る。単層ベース支持体４２を活性化するためのプロセスは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂが付着することが望ましい場所に依存し得る。

【0229】

図３Ａに示される例では、非反応領域２６、２６’は、そこにポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂが適用されていない。したがって、非反応領域２６、２６’を形成する単層ベース支持体４２の連続したパターン化されていない領域を活性化することは望ましくない。最終的に非反応領域２６、２６’を形成する単層ベース支持体４２の連続したパターン化されていない領域（第２の線と称される）は、これらの線が第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂに付着することができないように、単層ベース支持体４２の活性化中に、例えば、マスク材料６４を使用して、マスクされ得る。したがって、マスク材料６４もまた、第２の線が活性化中に覆われるように、第２の線上にも堆積される。図３Ａでは、活性領域は、凹部２８を有する単層ベース支持体４２の（第１の）線に沿って交互である凸部２８上に形成されることになり、したがって、凸部２８を活性化することが望ましい。凸部２８は、プラズマアッシング又はシラン化によって活性化され得る。活性化後、凸部２８は、ポリマーヒドロゲルに付着するための表面基を含有する（図３Ａに示される１２Ａ又は図９Ｃに示される１２Ｂ）。対照的に、非反応領域２６、２６’を形成する単層ベース支持体４２の連続したパターン化されていない領域は、マスク材料６４でコーティングされる。

【0230】

図４Ａに示される例では、活性領域（例えば、１０Ａ）が凸部２８の上に形成される前に、凹部３０は、単層ベース支持体４２のパターン化されていない領域によって取り囲まれる。この例では、単層ベース支持体４２を活性化することは、（単層ベース支持体４２の）パターン化されていない領域６２’を選択的にシラン化して、単層ベース支持体４２の交互の凹部３０（その中にポリマーヒドロゲル１２Ａ（図９Ｃ）又は１２Ｂ（図４Ａ）を有する）及び活性化された領域６２の行及び列を生成することを含み、凹部３０及び活性化された領域６２’は、円形であり、同じ直径を有する。この活性化プロセスは、凸部２８上に形成される活性領域についてのパターンを形成する。

【0231】

次いで、他のポリマーヒドロゲルは、例えば、活性化された凸部２８（領域６２’）に適用され得る。図９Ｃでは、他のポリマーヒドロゲルは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂである。一例では、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、凸部２８上の活性化された部分６２’に付着し、マスク材料６４及びフォトレジスト６６の部分６６’の上に適用される。第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得る。

【0232】

次いで、フォトレジスト部分６６’及びマスク材料６４の除去が実行され得る。

【0233】

フォトレジスト部分６６’は、超音波処理を使用するジメチルスルホキシド（dimethylsulfoxide、ＤＭＳＯ）、又はアセトン、又はＮＭＰ（Ｎ－ｍｅｔｈｙｌ－２－ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ、Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパなどのポジティブ又はネガティブフォトレジスト除去剤でリフトオフされ得る。ポジティブフォトレジスト部分６６’もまた、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで除去され得る。このリフトオフプロセスは、ｉ）不溶性フォトレジスト部分６６’の少なくとも９９％、及びｉｉ）その上の第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを除去する。このリフトオフプロセスは、凹部３０内のポリマーヒドロゲル１２Ａを露出させる。

【0234】

次いで、マスク材料６４もまた、リフトオフプロセスに曝露され得る。浸漬、超音波処理、又はスピン及びリフトオフ液体の分配などの任意の好適なウェットリフトオフプロセスを使用し得る。このリフトオフプロセスは、ｉ）マスク材料６４、及びｉｉ）その上の第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを除去する。この方法が図３Ａに示される例を形成するために使用される場合、マスク材料６４の除去は、非反応領域２６、２６’を露出させる。

【0235】

本方法はまた、それぞれのプライマーセット１４Ａ、１４Ｂをポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂに付着させることを含む。いくつかの例では、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂは、それぞれのポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂに予めグラフトされ得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。

【0236】

他の例では、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂは、それぞれのポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂに予めグラフトされない。これらの例では、プライマーセット１４Ａは、（例えば、図９Ｂで）ポリマーヒドロゲル１２Ａが適用された後、グラフトされ得る。これらの例では、プライマーセット１４Ｂは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂに予めグラフトされ得る。代替的に、これらの例では、プライマーセット１４Ｂは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂに予めグラフトされなくてもよい。むしろ、プライマーセット１４Ｂは、（例えば、図９Ｃで）第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂが適用された後、リフトオフプロセスが実行される前にグラフトされ得る。グラフトが方法中に実行される場合、グラフトは、任意の好適なグラフト技術を使用して達成され得る。

【0237】

図３Ｃ及び図４Ｃに示されるパターン化された構造２３Ｂ、２３Ｄの構造は、図１０Ａ～図１０Ｃに示される方法によって調製され得る。本方法は、概して、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを多層スタック上に堆積させることであって、多層スタックが、基材２２と、交互の第１の領域６８及び第２の領域７０を画定するように基材２２上にパターン化されたマスク材料６４を含み、第１の領域６８が、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａに付着する表面基を含む基材２２の部分を露出させ、第２の領域７０が、マスク材料６４によって覆われており、それによって、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａが、第１の領域６８で露出されている基材２２の部分に選択的に付着する、堆積させることと、マスク材料６４をリフトオフして、第２の領域７０を露出させることと、第２の領域７０を表面基で活性化して、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを付着させることと、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂが第２の領域７０に選択的に付着するように、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを堆積させることと、第１のプライマーセット１４Ａを第１のポリマーヒドロゲル１２Ａにグラフトすることと、第２のプライマーセット１４Ｂを第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂにグラフトすることであって、第２のプライマーセット１４Ｂが、第１のプライマーセット１４Ａとは異なる、グラフトすることと、を含む。

【0238】

この例示的な方法では、マスク材料６４は、基材２２（単層ベース支持体４２、又はベース支持体４２及びその上の層４４の両方を含む多層構造であり得る）に適用される。

【0239】

マスク材料６４の配置は、形成される活性領域１０Ａ、１０Ｂについての所望の構造に依存する。

【0240】

図３Ｃに示されるパターン化された構造を生成するために、第１の領域６８及び第２の領域７０は、基材２２に沿って延在する複数の第１の線（図３Ｃの領域２４、２４’、２４”に対応する）に沿って画定され、方法は、複数の第１の線のうちの１つを複数の第１の線のうちの隣接する１つから分離する第２の線（図３Ｃの領域２６、２６’に対応する）に沿って第２のマスク材料（示さず）を適用することを更に含み、第２の線は、複数の第１の線の各々の長さを延長する基材２２の連続したパターン化されていない領域を画定する。したがって、マスク材料６４は、複数の第１の線に沿って領域６８上ではなく領域７０上に堆積され、第２のマスク材料は、第２の線に沿って堆積される。

【0241】

この例では、マスク材料６４及び第２のマスク材料は、異なる条件下でリフトオフされ得る異なる材料である。したがって、マスク材料６４の除去は、第２のマスク材料を除去しないであろう。したがって、第２のマスク材料は、第２の領域７０の活性化中に所定の位置に残り、別個のリフトオフプロセスでリフトオフされ得る。

【0242】

この例では、部分７０を覆うマスク材料６４、及び線（図３Ｃの領域２６、２６’に対応する）を覆う第２のマスク材料を有し、基材２２の露出された部分６８（図１０Ａの層４４）は、プラズマアッシングを介して活性化され、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａに付着することができる表面基を導入し得る。第１のポリマーヒドロゲル１２Ａは、任意の好適な堆積技術を使用して、活性化された露出された部分６８上に堆積される。この例では、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａは、活性な露出された部分６８に選択的に付着し、マスク材料６４及び第２のマスク材料の上にも堆積する。

【0243】

図４Ｃに示されるパターン化された構造を生成するために、第１の領域６８及び第２の領域７０は、基材２２にわたって行（図４Ｃの行３４、３４’、３４”に対応する）及び列（図４Ｃの列３６、３６’、３６”に対応する）に延在するように形成される。したがって、マスク材料６４は、領域７０上に円形パターンで堆積され、領域６８上には堆積されない。領域６８の円形パターンを形成するために、これらの領域６８が活性化され得る。この活性化プロセスは、基材２２の外周（例えば、図４Ｃの領域２６）並びに４つの第１の領域６８及び第２の領域７０の交点の領域が活性化されないように選択的に実行される。第１の領域６８の活性化は、活性化された第１の領域６８が円形であり、（マスク材料６４によって覆われた）第２の領域７０と同じ直径を有するように、第１の領域６８を選択的にアッシングすることを含む。選択的プラズマアッシングは、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａに付着することができる表面基を領域６８に導入する。この例では、基材２２の外周（例えば、図４Ｃの領域２６）並びに４つの第１の領域６８及び第２の領域７０の交点の領域は活性化されず、したがって、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａに付着することができない。第１のポリマーヒドロゲル１２Ａは、任意の好適な堆積技術を使用して、活性化された露出された部分６８上に堆積される。この例では、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａは、活性な露出された部分６８に選択的に付着し、マスク材料６４の上にも堆積する。

【0244】

堆積されたポリマーヒドロゲル１２Ａを図１０Ｂに示す。

【0245】

この例示的な方法では、マスク材料６４は、リフトオフされ、第２の領域７０を露出する。第２のマスク材料が第２の線（図３Ｃの領域２６、２６’に対応する）に沿って使用される場合、第２のマスク材料は、マスク材料６４のリフトオフ中に所定の位置に残る。好適なリフトオフの条件の例としては、シリコンについては、塩基性（ｐＨ）条件が挙げられ、アルミニウムについては、酸性又は塩基性条件が挙げられ、金については、ヨウ素及びヨウ化物混合物が挙げられ、銀については、ヨウ素及びヨウ化物混合物が挙げられ、チタンについては、Ｈ_２Ｏ_２）が挙げられ、又は銅については、ヨウ素及びヨウ化物混合物が挙げられる。マスク材料６４の除去はまた、その上に位置付けられた第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを除去する。

【0246】

次いで、露出された第２の領域７０は、活性化され得る。第２のマスク材料が第２の線（図３Ｃの領域２６、２６’に対応する）の上の所定の位置に依然としてあるとき、プラズマアッシング又はシラン化を使用して第２の領域７０を活性化し得る。マスク材料６４が除去され、したがって、第２の領域７０、基材２２の外周（例えば、図４Ｃの領域２６）、並びに４つの第１の領域６８及び第２の領域７０の交点の領域が露出された場合、選択的プラズマアッシング又は選択的シラン化を使用して、基材２２の外周（例えば、図４Ｃの領域２６）、並びに４つの第１の領域６８及び第２の領域７０の交点の領域を活性化することなく、第２の領域７０を活性化し得る。

【0247】

次いで、他のポリマーヒドロゲルは、例えば、活性化された領域７０に適用され得る。図１０Ｃでは、他のポリマーヒドロゲルは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂである。第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、活性化された部分７０に選択的に付着する。第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得、堆積が高イオン強度下（例えば、１０×ＰＢＳ、ＮａＣｌ、ＫＣｌなどの存在下）で実行される場合、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、領域６８で付着した第１のポリマーヒドロゲル１２Ａ上に堆積しないか、又はそれに接着しない。

【0248】

第２のマスク材料が使用される場合（例えば、図３Ｃに示される構造を形成するために）、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂもまた、第２のマスク材料上に適用され得る。しかしながら、第２のマスク材料は、材料のための任意の好適なウェットリフトオフプロセスを使用して除去され得、これは、マスク材料及び第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂの両方を除去するであろう。

【0249】

方法が図４Ｃの構造を形成するために使用される場合、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、基材２２の外周（例えば、図４Ｃの領域２６）上、並びに４つの第１の領域６８（そこにポリマーヒドロゲル１２Ａが付着している）及び第２の領域７０（そこにポリマーヒドロゲル１２Ｂが付着している）の交点の領域上に堆積され得る。これらの基材領域は活性化されていないため、ポリマーヒドロゲル１２Ｂは共有結合で付着しておらず、超音波処理、洗浄、拭き取りなどによって容易に除去され得る。

【0250】

本方法はまた、それぞれのプライマーセット１４Ａ、１４Ｂをポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂに付着させることを含む。いくつかの例では、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂは、それぞれのポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂに予めグラフトされ得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。

【0251】

他の例では、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂは、それぞれのポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂに予めグラフトされない。これらの例では、プライマーセット１４Ａは、（例えば、図１０Ｂで）ポリマーヒドロゲル１２Ａが適用された後、グラフトされ得る。これらの例では、プライマーセット１４Ｂは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂに予めグラフトされ得る。代替的に、これらの例では、プライマーセット１４Ｂは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂに予めグラフトされなくてもよい。むしろ、プライマーセット１４Ｂは、（例えば、図１０Ｃで）第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂが適用された後、グラフトされ得る。グラフトが方法中に実行される場合、グラフトは、任意の好適なグラフト技術を使用して達成され得る。

【0252】

図５に示されるパターン化された構造２３Ｅの構造は、基材２２が、交互の第１の高さの領域（例えば、図５に示される３８、３８’、３８”）及び第２の高さの領域（例えば、図５に示される４０、４０’）を含み、交互の第１の領域６８及び第２の領域７０（図１０Ａ）が、第１の高さの領域（例えば、図５に示される３８、３８’、３８”）及び第２の高さの領域（例えば、図５に示される４０、４０’）の各々にわたって延在することを除いて、図１０Ａ～図１０Ｃを参照して示され、説明される方法によって調製され得る。一例では、第２のマスク材料が使用される場合、（他の非反応領域２６、２６’が存在しないため）第２のマスク材料は、基材２２の周囲に適用され得る。別の例では、第２のマスク材料が使用されない場合、選択的プラズマアッシング又は選択的シラン化を使用して、基材２２の外周を活性化することなく第２の領域７０を活性化し得る。

【0253】

図６に示されるパターン化された構造２３Ｆの構造は、図１１Ａ～図１１Ｄに示される方法によって準備され得る。本方法は、概して、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを多層スタック上に堆積させることであって、多層スタックが、基材２２と、第１のマスク材料６４及び異なる第２のマスク材料６４’であって、複数の第１の領域６８であって、各第１の領域６８が、基材２２の一部分を露出させ、互いの第１の領域６８から分離されている、複数の第１の領域６８、複数の第２の領域７０であって、各第２の領域７０が、第１のマスク材料６４によって覆われており、互いの第２の領域７０から分離されている、複数の第２の領域７０、及び複数の第３の領域７２であって、各第３の領域７２が、異なる第２のマスク材料６４’によって覆われており、互いの第３の領域７２から分離されている、第３の領域７２を画定するように基材２２上にパターン化された第１のマスク材料６４及び異なる第２のマスク材料６４’と、を含み、それによって、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａが、複数の第１の領域６８の各々で露出された基材２２の部分に選択的に付着する、堆積させることと、第１マスク材料６４をリフトオフして、複数の第２の領域７０を露出させることと、複数の第２の領域７０を表面基で活性化して、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを付着させることと、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂが複数の第２の領域７０に選択的に付着するように、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを堆積させることと、異なる第２のマスク材料６４’をリフトオフして、複数の第３の領域７２を露出させることと、複数の第３の領域７２を表面基で活性化して、第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃを付着させることと、第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃが複数の第３の領域７２に選択的に付着するように、第３のポリマーヒドロゲルを堆積させることと、第１のプライマーセット１４Ａを第１のポリマーヒドロゲル１２Ａにグラフトすることと、第２のプライマーセット１４Ｂを第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂにグラフトすることであって、第２のプライマーセット１２Ｂが、第１のプライマーセット１２Ａとは異なる、グラフトすることと、第３のプライマーセット１４Ｃを第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃにグラフトすることであって、第３のプライマーセット１４Ｃが、第１のプライマーセット１４Ａ及び第２のプライマーセット１４Ｂとは異なる、グラフとすることと、を含む。

【0254】

この例示的な方法では、マスク材料６４、６４’は、基材２２（単層ベース支持体４２、又はベース支持体４２及びその上の層４４の両方を含む多層構造であり得る）に適用される。

【0255】

マスク材料６４、６４’の配置は、形成される活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃについての所望の構造に依存する。

【0256】

この例では、基材２２のｘ－ｙ平面におけるマスク材料６４、６４’の形状は、円形であり得る。この例では、マスク材料６４、６４’は、異なる条件下でリフトオフされ得る異なる材料である。したがって、マスク材料６４の除去は、マスク材料６４’を除去しないであろう。したがって、マスク材料６４’は、第２の領域７０の活性化中に所定の位置に残り、別個のリフトオフプロセスでリフトオフされ得る。

【0257】

この例では、部分７０を覆うマスク材料６４、及び領域７２を覆うマスク材料６４’を有し、基材２２の露出された部分６８（図１１Ａの層４４）は、プラズマアッシングを介して活性化され、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａに付着することができる表面基を導入し得る。この例では、基材２２の外周（例えば、図６の領域２６）及び３つの第１の領域６８、７０、７２の交点の領域は活性化されず、したがって、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａに付着することができない。第１のポリマーヒドロゲル１２Ａは、任意の好適な堆積技術を使用して、活性化された露出された部分６８上に堆積される。この例では、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａは、図１１Ｂに示されるように、活性な露出された部分６８に選択的に付着し、マスク材料６４、６４’の上にも堆積する。

【0258】

この例示的な方法では、マスク材料６４は、リフトオフされ、第２の領域７０を露出する。好適なリフトオフの条件の例としては、シリコンについては、塩基性（ｐＨ）条件が挙げられ、アルミニウムについては、酸性又は塩基性条件が挙げられ、金については、ヨウ素及びヨウ化物混合物が挙げられ、銀については、ヨウ素及びヨウ化物混合物が挙げられ、チタンについては、Ｈ_２Ｏ_２）が挙げられ、又は銅については、ヨウ素及びヨウ化物混合物が挙げられる。マスク材料６４の除去はまた、その上に位置付けられた第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを除去する。

【0259】

次いで、図１１Ｃに示されるように、露出された第２の領域７０は、活性化され得る。選択的プラズマアッシング又は選択的シラン化を使用して、基材２２の外周（例えば、図６の領域２６）、並びに第１の領域６８、第２の領域７０、及び第３の領域７２の交点の領域を活性化することなく、第２の領域７０を活性化し得る。

【0260】

次いで、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、例えば、活性化された領域７０に適用され得る。これを図１１Ｃに示す。第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、活性化された部分７０に選択的に付着する。第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得、堆積が高イオン強度下（例えば、１０×ＰＢＳ、ＮａＣｌ、ＫＣｌなどの存在下）で実行される場合、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、領域６８で付着した第１のポリマーヒドロゲル１２Ａ上に堆積しないか、又はそれに接着しない。

【0261】

第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂは、基材２２の外周（例えば、図６の領域２６）上、並びに第１の領域６８（そこにポリマーヒドロゲル１２Ａが付着している）、第２の領域７０（そこにポリマーヒドロゲル１２Ｂが付着している）、及び第３の領域７２の交点での領域上に堆積され得る。これらの基材領域は活性化されていないため、ポリマーヒドロゲル１２Ｂは共有結合で付着しておらず、超音波処理、洗浄、拭き取りなどによって容易に除去され得る。

【0262】

この例示的な方法では、マスク材料６４は、リフトオフされ、第３の領域７２を露出する。マスク材料６４’に応じて、任意の好適なリフトオフ条件が使用され得る。マスク材料６４’の除去はまた、その上に位置付けられた第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを除去する。

【0263】

次いで、図１１Ｄに示されるように、露出された第３の領域７２は、活性化され得る。選択的プラズマアッシング又は選択的シラン化を使用して、基材２２の外周（例えば、図６の領域２６）、並びに第１の領域６８、第２の領域７０、及び第３の領域７２の交点の領域を活性化することなく、第３の領域７２を活性化し得る。

【0264】

次いで、第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃは、例えば、活性化された領域７２に適用され得る。これを図１１Ｄに示す。第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃは、活性化された部分７２に選択的に付着する。第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃは、任意の好適な堆積技法を使用して適用され得、堆積が高イオン強度下（例えば、１０×ＰＢＳ、ＮａＣｌ、ＫＣｌなどの存在下）で実行される場合、第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃは、領域６８で付着した第１のポリマーヒドロゲル１２Ａ又は部分７２での第２のポリマーヒドロゲル上に堆積しないか、又はそれに接着しない。

【0265】

第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃは、基材２２の外周（例えば、図６の領域２６）上、並びに第１の領域６８（そこにポリマーヒドロゲル１２Ａが付着している）、第２の領域７０（そこにポリマーヒドロゲル１２Ｂが付着している）、及び第３の領域７２の交点での領域上に堆積され得る。これらの基材領域は活性化されていないため、ポリマーヒドロゲル１２Ｃは共有結合で付着しておらず、超音波処理、洗浄、拭き取りなどによって容易に除去され得る。

【0266】

本方法はまた、それぞれのプライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃをポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに付着させることを含む。いくつかの例では、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、それぞれのポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに予めグラフトされ得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。

【0267】

他の例では、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、それぞれのポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに予めグラフトされない。これらの例では、プライマーセット１４Ａは、（例えば、図１１Ｂで）ポリマーヒドロゲル１２Ａが適用された後、グラフトされ得る。これらの例では、プライマーセット１４Ｂは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂに予めグラフトされ得、プライマーセット１４Ｃは、第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃに予めグラフトされ得る。代替的に、これらの例では、プライマーセット１４Ｂは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂに予めグラフトされてなくてもよく、プライマーセット１４Ｃは、第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃに予めグラフトされてなくてもよい。むしろ、プライマーセット１４Ｂは、（例えば、図１１Ｃで）第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂが適用された後、グラフト化され得、プライマーセット１４Ｃは、（例えば、図１１Ｄで）第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃが適用された後、グラフト化され得る。グラフトが方法中に実行される場合、グラフトは、任意の好適なグラフト技術を使用して達成され得る。

【0268】

図６に示される構造はまた、異なる深さの凹部３０を有する多深度基材を使用して調製され得る。活性領域１０Ａは、第１の深さを有する凹部３０内に形成され得、活性領域１０Ｂは、第２の深さ（例えば、第１の深さ－（マイナス）１５０ｎｍ）を有する凹部３０内に形成され得、活性領域１０Ｃは、第３の深さ（例えば、第２の深さ－１５０ｎｍ）を有する凹部３０内又は基材表面上に形成され得る。一例では、これらの凹部は六角形であり、したがって、活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃも六角形である（例えば、基材の一部分の上面図を示す図１３Ａ及び斜視図を示す図１３Ｂを参照されたい）。この構造は、図１２Ａ～図１２Ｌに示される方法によって形成され得る。方法は、紫外線吸光度を厚さとともに変化させることができる樹脂（例えば、多層構造の層４４、４４’）を利用する。これらの例では、より薄い部分は、ＵＶ透過性であり得、より厚い部分は、ＵＶ吸収性であり得る。これは、樹脂が、フォトレジスト材料の裏面パターン化のためのマスクとして使用されることを可能にする。

【0269】

図１２Ａ～図１２Ｌの方法では、樹脂層４４’のＵＶ吸光度を、その厚さを調整することによって変化させ得る。より厚い部分がＵＶ光を吸収し、より薄い部分が、樹脂が所定のＵＶ線量に露光されたときにパターン化のために望ましい量のＵＶ光を透過する限り、先に列挙した樹脂のうちのいずれも使用され得る。一例では、約５００ｎｍのより厚い部分及び約１５０ｎｍのより薄い部分を有する多面体オリゴマーシルセスキオキサン系樹脂は、約３０ｍＪ／ｃｍ^２～約６０ｍＪ／ｃｍ^２の範囲の線量に曝露された場合に、ＵＶ光をそれぞれ効果的に吸収及び透過するだろう。他の厚さが使用されてもよく、ＵＶ線量は、それに応じて、より厚い領域における所望の吸収及びより薄い領域における透過率を達成するように調整され得る。

【0270】

図１２Ａ～図１２Ｌには示されていないが、樹脂層４４’は、ＵＶ光を透過することができる、本明細書に記載されるベース支持体４２の任意の例によって支持され得る。この例では、樹脂層４４’の厚い部分及び薄い部分は、所望の吸収及び透過率を達成するように調整される。

【0271】

ＵＶ線量、ＵＶ吸収定数、及び樹脂層厚さの間の相関関係は、次のように表され得る：

【0272】

【数1】

式中、Ｄ_０は、樹脂層をパターン化するために必要なＵＶ線量であり、Ｄは、樹脂層に適用されなければならない実際のＵＶ線量であり、ｋは、吸収定数であり、ｄは、樹脂層のより薄い部分の厚さである。したがって、実際のＵＶ線量（Ｄ）は、次のように表され得る：

【0273】

【数2】

一例では、樹脂層４４’は、ネガティブフォトレジストＮＲ９－１０００Ｐ（Ｆｕｔｕｒｒｅｘ製）であり、厚さ０．９μｍでＤ_０＝１９ｍＪ／ｃｍ^２であり、フォトレジストのＵＶ吸収定数（ｋ）は、３×１０^４ｃｍ^－１であり、フォトレジストのより薄い部分の厚さは１５０ｎｍであり、Ｄは、約３０ｍＪ／ｃｍ^２である。

【0274】

図１２Ａ～図１２Ｃで、示される方法は、概して、間隙領域７４によって分離された複数の多深度凹部３０’を含む樹脂層４４’の上に第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを堆積させることであって、各多深度凹部３０’が、深い部分７６と、深い部分７６に隣接する浅い部分７８とを含む（図１２Ｂ）、堆積させることと、第１の官能化層２４の上にフォトレジスト６６を堆積させ、硬化させることと、時限ドライエッチングして、浅い部分７８及び間隙領域７４からフォトレジスト６６及び第１のポリマーヒドロゲル１２Ａを除去することと（図１２Ｃ）、を含む。

【0275】

図３Ａに示される多深度凹部３０’は、任意の好適な技術を使用して樹脂層４４’においてエッチングされるか、インプリントされるか、又は画定され得る。一例では、ナノインプリントリソグラフィが使用される。この例では、作業スタンプは、材料が柔らかいうちに樹脂層４４に押し込まれ、樹脂層４４において作業スタンプの特徴のインプリント（ネガティブレプリカ）を作成する。次いで、樹脂層４４は、作業スタンプで所定の位置で硬化され得る。硬化は、放射線硬化性樹脂材料が使用される場合、可視光線若しくは紫外（ultraviolet、ＵＶ）線などの化学線への曝露によって、又は熱硬化性樹脂材料が使用される場合、熱への曝露によって、達成され得る。硬化は、重合及び／又は架橋を促進し得る。一例として、硬化は、ソフトベーク（例えば、樹脂を堆積させるために使用され得る任意の液体担体を駆動するための）及びハードベークを含む複数の段階を含み得る。ソフトベークは、約５０℃～約１５０℃の範囲の低い温度で、０秒間超～約３分間行われ得る。ハードベークの持続時間は、約１００℃～約３００℃の範囲の温度で約５秒～約１０分間続けてもよい。ソフトベーキング及び／又はハードベーキングに使用することができるデバイスの例としては、ホットプレート、オーブンなどが挙げられる。

【0276】

硬化後、作業スタンプが取り外される。これにより、樹脂層４４’に地形的特徴を作り出す。この例では、多深度凹部３０’の地形的特徴は、浅い部分７８及び深い部分７６を含む。

【0277】

２つの多深度凹部３０’が図１２Ａに示されているが、本方法が、樹脂層４４’の表面にわたって、間隙領域７４によって分離されたそれぞれの深い部分７６及び浅い部分７８を含む多深度凹部３０’のアレイを生成するために実行され得ることを理解されたい。

【0278】

図１２Ｂに示されるように、第１のポリマー層１２Ａは、樹脂層４４’の上に堆積される。第１のポリマー層１２Ａは、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得る。硬化プロセスは、堆積後に実行され得る。第１のポリマー層１２Ａは、樹脂層４４’に共有結合で付着する。共有結合は、様々な使用中、フローセル２０の寿命全体にわたり、プライマーセット１４Ａを所望の領域内に維持するのに役立つ。

【0279】

図１２Ｃの構造に到達するために、ポジティブ又はネガティブフォトレジスト６６が、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａの上に適用される。この例では、時限ドライエッチングプロセスに曝露され得るようにフォトレジスト６６全体を現像して不溶性部分を形成し得る。時限ドライエッチングプロセスを使用して、フォトレジスト６６及び第１のポリマーヒドロゲル１２Ａの部分を間隙領域７４から、及び多深度凹部３０’の浅い部分７８から除去する。図１２Ｃに示されるように、ポリマーヒドロゲル１２Ａの一部分及びフォトレジスト６６の一部分６６’が凹部３０’の深い部分７６に残るように、時限ドライエッチングを停止する。一例では、時限ドライエッチングは、反応性イオンエッチング（例えば、ＣＦ_４を用いた）を伴い得、フォトレジスト６６は、約１７ｎｍ／分の速度でエッチングされる。別の例では、時限ドライエッチングは、１００％のＯ_２プラズマエッチングを伴い得、フォトレジスト６６は、約９８ｎｍ／分の速度でエッチングされる。

【0280】

記載されるように、フォトレジスト６６のエッチング中に、隙間領域７４上及び浅部７８内のポリマーヒドロゲル１２Ａもまた除去され得る。燃焼反応が起こる場合があり、ポリマーヒドロゲル１２Ａは、二酸化炭素及び水に変換され、エッチングチャンバから排出される。

【0281】

次いで、フォトレジスト６６の部分６６’は、リフトオフされ得る。フォトレジスト部分６６’は、超音波処理を使用するジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、又はアセトン、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパなどのポジティブ又はネガティブフォトレジスト除去剤でリフトオフされ得る。ポジティブフォトレジスト部分６６’もまた、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで除去され得る。このリフトオフプロセスは、ｉ）不溶性フォトレジスト部分６６’の少なくとも９９％を除去し、（図１２Ｄに示されるように）多深度凹部３０’の深い部分７６にポリマーヒドロゲル１２Ａを残す。

【0282】

次いで、ネガティブフォトレジスト８０を、間隙領域７４の上、浅い部分７８内、及び深い部分７６内の第１のポリマーヒドロゲル１２Ａの上を含む、樹脂層４４’の上に適用される。次いで、樹脂層４４’の裏面を通して紫外光を照射してネガティブフォトレジスト８０をパターン化し、不溶性フォトレジスト８０’及び可溶性フォトレジスト８０”を生成する。示されていないが、使用される任意のベース支持体は、裏面曝露に使用されるＵＶ光を透過することができる。

【0283】

樹脂層４４’の第１の厚さｔ_１は、ＵＶ光の線量が樹脂層４４’を透過することを可能にするように選択され、第２及び第３の厚さｔ_２、ｔ_３は、ＵＶ光の線量が樹脂層４４’を透過するのをブロックするように選択される。したがって、厚さｔ_１を覆うネガティブフォトレジスト８０の部分は、ＵＶ光への曝露により不溶性（８０’）になり、厚さｔ_２、ｔ_３を覆うネガティブフォトレジスト８０の部分は、ＵＶ光への曝露の欠如により可溶性（８０’’）になる。換言すれば、紫外線光線量に曝露されると、不溶性ネガティブフォトレジスト８０’が、深い部分７６に形成され、可溶性ネガティブフォトレジスト８０’’が、浅い部分７８及び間隙領域７４の上に形成される。

【0284】

次いで、可溶性ネガティブフォトレジスト８０’’は、ネガティブフォトレジストについて本明細書に記載されている任意の好適な現像液を使用して除去される。可溶性ネガティブフォトレジスト８０’’の除去は、浅い部分７８及び間隙領域７４において樹脂層４４’を露出させる。これを図１２Ｆに示す。

【0285】

図１２Ｆに示されるように、第２のポリマー層１２Ｂは、樹脂層４４’の上に堆積される。第２のポリマー層１２Ｂは、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得る。硬化プロセスは、堆積後に実行され得る。第２のポリマー層１２Ｂは、樹脂層４４’に共有結合で付着する。

【0286】

図１２Ｇは、不溶性ネガティブフォトレジスト８０’の除去を描示する。不溶性ネガティブフォトレジスト８０’は、リフトオフプロセスを介して除去され得る。リフトオフプロセスは、本明細書に記載される任意の好適なリフトオフプロセスであり得、使用されるネガティブフォトレジスト８０の種類に好適な除去剤を含み得る。図１２Ｇに示されるように、除去プロセスは、ｉ）不溶性のフォトレジスト８０’の少なくとも９９％、及びｉｉ）その上に適用された第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを除去する。この除去プロセスは、浅い部分７８内及び間隙領域７４の上に位置付けられる第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを無傷のままにし、また、第１のポリマーヒドロゲル１２Ａも無傷のままにする。ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂのこれらの部分は、部分的には樹脂層４４’に共有結合で付着しているため、無傷のままである。

【0287】

図１２Ｈの構造に到達するために、別のポジティブ又はネガティブフォトレジスト６６が、第１及び第２のポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂの上を含む樹脂層４４’の上に適用される。この例では、時限ドライエッチングプロセスに曝露され得るようにフォトレジスト６６全体を現像して不溶性部分を形成し得る。時限ドライエッチングプロセスを使用して、フォトレジスト６６及び第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂの部分を間隙領域７４から除去する。図１２Ｈに示されるように、ポリマーヒドロゲル１２Ｂの一部分が、浅い部分７８に残り、ポリマーヒドロゲル１２Ａの部分が、深い部分７６に残り、フォトレジスト６６の一部分６６’が、ポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂの両方の上に残るように、時限ドライエッチングが停止される。一例では、時限ドライエッチングは、反応性イオンエッチング（例えば、ＣＦ_４を用いて）を伴い得、フォトレジスト６６は、約１７ｎｍ／分の速度でエッチングされる。別の例では、時限ドライエッチングは、１００％のＯ_２プラズマエッチングを伴い得、フォトレジスト６６は、約９８ｎｍ／分の速度でエッチングされる。

【0288】

記載されるように、フォトレジスト６６のエッチング中に、間隙領域７４の上の第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂもまた除去され得る。燃焼反応が起こる場合があり、ポリマーヒドロゲル１２Ｂは、二酸化炭素及び水に変換され、エッチングチャンバから排出される。

【0289】

次いで、フォトレジスト６６の部分６６’は、リフトオフされ得る。フォトレジスト部分６６’は、超音波処理を使用するジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、又はアセトン、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパなどのポジティブ又はネガティブフォトレジスト除去剤でリフトオフされ得る。ポジティブフォトレジスト部分６６’もまた、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで除去され得る。このリフトオフプロセスは、ｉ）不溶性フォトレジスト部分６６’の少なくとも９９％を除去し、（図１２Ｈに示されるように）多深度凹部３０’の深い部分７６にポリマーヒドロゲル１２Ａを残し、浅い部分７８にポリマーヒドロゲル１２Ｂを残す。

【0290】

次いで、別のネガティブフォトレジスト８０が、間隙領域７４の上、浅部７８における第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂの上、及び深部７６における第１のポリマーヒドロゲル１２Ａの上を含む、樹脂層４４’の上に適用される。これを図１２Ｊに示す。次いで、樹脂層４４’の裏面を通して紫外光を照射してネガティブフォトレジスト８０をパターン化し、不溶性フォトレジスト８０’及び可溶性フォトレジスト８０”を生成する。

【0291】

このプロセス中に使用されるＵＶ光線量は、図１２Ｅを参照して説明されたプロセス中にネガティブフォトレジスト８０をパターン化するために使用されるＵＶ光線量よりも強いことを理解されたい。したがって、図１２Ｊでは、樹脂層４４’の第１の厚さｔ_１及び第２の厚さｔ_２の両方は、より高い線量のＵＶ光が樹脂層４４’を透過することを可能にし、第３の厚さｔ_３は、より高い線量のＵＶ光が樹脂層４４’を透過することを阻止する。したがって、厚さｔ_１、ｔ_２を覆うネガティブフォトレジスト８０の部分は、ＵＶ光への曝露により不溶性（８０’）になり、厚さｔ_３を覆うネガティブフォトレジスト８０の部分は、ＵＶ光への曝露の欠如により可溶性（８０”）になる。換言すれば、より高い紫外線光線量に曝露されると、不溶性ネガティブフォトレジスト８０’が、深い部分７６及び浅い部分７８に形成され、可溶性ネガティブフォトレジスト８０’’が、隙間領域７４の上に形成される（図１２Ｊ参照）。

【0292】

次いで、可溶性ネガティブフォトレジスト８０’’は、ネガティブフォトレジストについて本明細書に記載されている任意の好適な現像液を使用して除去される。可溶性ネガティブフォトレジスト８０’’の除去は、間隙領域７４において樹脂層４４’を露出させる。これを図１２Ｋに示す。

【0293】

図１２Ｋに示されるように、第３のポリマー層１２Ｃは、樹脂層４４’の上に堆積される。第３のポリマー層１２Ｃは、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得、任意の好適な堆積技術を使用して適用され得る。硬化プロセスは、堆積後に実行され得る。第３のポリマー層１２Ｃは、樹脂層４４’に（例えば、間隙領域７４で）共有結合で付着する。

【0294】

図１２Ｌは、不溶性ネガティブフォトレジスト８０’の除去を描示する。不溶性ネガティブフォトレジスト８０’は、リフトオフプロセスを介して除去され得る。リフトオフプロセスは、本明細書に記載される任意の好適なリフトオフプロセスであり得、使用されるネガティブフォトレジスト８０の種類に好適な除去剤を含み得る。図１２Ｌに示されるように、除去プロセスは、ｉ）不溶性のフォトレジスト８０’の少なくとも９９％、及びｉｉ）その上に適用された第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃを除去する。この除去プロセスは、浅い部分７８内に位置付けられる第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂを無傷のままにし、深い部分７６内に位置付けられる第１のポリマーヒドロゲル１２Ａも無傷のままにする。

【0295】

本方法はまた、それぞれのプライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃをポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに付着させることを含む。いくつかの例では、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、それぞれのポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに予めグラフトされ得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。

【0296】

他の例では、プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、それぞれのポリマーヒドロゲル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに予めグラフトされない。これらの例では、プライマーセット１４Ａは、（例えば、図１２Ｂで）ポリマーヒドロゲル１２Ａが適用された後、グラフトされ得る。これらの例では、プライマーセット１４Ｂは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂに予めグラフトされ得、プライマーセット１４Ｃは、第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃに予めグラフトされ得る。代替的に、これらの例では、プライマーセット１４Ｂは、第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂに予めグラフトされてなくてもよく、プライマーセット１４Ｃは、第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃに予めグラフトされてなくてもよい。むしろ、プライマーセット１４Ｂは、（例えば、図１２Ｆで）第２のポリマーヒドロゲル１２Ｂが適用された後、グラフト化され得、プライマーセット１４Ｃは、（例えば、図１２Ｋで）第３のポリマーヒドロゲル１２Ｃが適用された後、グラフト化され得る。グラフトが方法中に実行される場合、グラフトは、任意の好適なグラフト技術を使用して達成され得る。

【0297】

図７Ａ～図７Ｄに示される構造は、基材２２上の所望の領域に捕捉プライマー４８を組み込み（例えば、ストレプトアビジン及びビオチンなどの結合対、又は他の好適な付着機構を使用して）、捕捉プライマー４８を取り囲むようにポリマーヒドロゲル１２を堆積させることによって調製され得る。プライマーセット１４は、予めグラフトされ得るか、又はポリマーヒドロゲル１２が堆積された後にグラフトされ得る。

【0298】

フローセルの使用方法
ポリマー１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに付着されたプライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、及び場合によっては１４Ｃを含む、本明細書に開示されるフローセル２０のうちのいくつかの例は、逐次的なペアエンドリード配列決定方法において使用され得る。フローセル２０に導入された異なるライブラリ断片は、活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各々に播種し、増幅することができる。異なるプライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのために、それぞれの活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃにわたる任意の所与のライブラリ断片の増幅は、隣接するが異なる活性領域１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ａ上で継続することができない。この方法では、特定の活性領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ上に生成されたそれぞれの順鎖を配列決定して除去し、次いで、それぞれの逆鎖を配列決定して除去する。

【0299】

フローセル２０が、（プライマーセット１４Ａ、１４Ｂ、４Ｃのうちの１つの代わりに）活性領域１０Ａ、１０Ｂ、又は１０Ａのポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１、１２Ａ２に付着したプライマーサブセット１３Ａ、１５Ａ、又は１３Ｂ、１５Ｂ、又は１３Ｃ、１５Ｃ、又は１３Ｄ、１５Ｄを含む場合、サブセットは、同時ペアエンドリード配列決定方法において使用され得る。本明細書に記載されるように、プライマーサブセット１３Ａ、１５Ａ、又は１３Ｂ、１５Ｂ、又は１３Ｃ、１５Ｃ、又は１３Ｄ、１５Ｄは、切断（線形化）化学が異なるポリマーヒドロゲル領域１２Ａ１、１２Ａ２で直交するように制御される。これにより、活性領域１０Ａの１つの領域１２Ａ１で順鎖のクラスタを生成することができ、活性領域１０Ａの別の領域１２Ａ２で逆鎖のクラスタを生成することができる。一例では、領域１２Ａ１、１２Ａ２は互いに直接隣接しており、直交する活性領域１０Ｂ、１０Ｃに隣接している。これにより、活性領域１０Ａ上で同時にペアエンドリードを得ることができる。

【0300】

追記事項
また、以下により詳細に考察される、前述の概念及び更なる概念の全ての組み合わせが、（かかる概念が相互に矛盾しなければ）本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図されることを理解されたい。具体的には、本開示の終わりに現れる特許請求される主題の全ての組み合わせは、本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図される。更に、本明細書で開示する例のうちのいずれかの任意の特徴を、任意の所望の様式及び／又は構成で一緒に組み合わされ得ることを理解されたい。

【0301】

本明細書で明示的に用いられ、また参照により組み込まれる任意の開示においても出現し得る用語は、本明細書で開示される特定の概念と最も一致する意味が与えられるべきであることも理解すべきである。

【0302】

「一例（one example）」、「別の例（another example）」、「一例（an example）」などへの本明細書全体を通じての言及は、例に関連して記載されている特定の要素（例えば、特徴、構造、及び／又は特性）が、本明細書に記載されている少なくとも１つの例に含まれており、他の例に存在していても、存在していなくてもよいことを意味している。加えて、文脈上明確に別段の指示がない限り、任意の例に関する記載の要素は、様々な例において任意の好適な様式で組み合わせられ得ることを理解すべきである。

【0303】

本明細書に提供される範囲は、そのような値又は部分範囲が明示的に列挙されているかのように、示される範囲及びその示される範囲内の任意の値又は部分範囲を含むことを理解されたい。例えば、約０．３５μｍ（３５０ｎｍ）～少なくとも１．８μｍ（１８００ｎｍ）の範囲は、約０．３５μｍ（３５０ｎｍ）～少なくとも１．８μｍ（１８００ｎｍ）という明示的に列挙された制限だけでなく、約０．７０８μｍ（７０８ｎｍ）、約０．９μｍ（９００ｎｍ）などの個別の値、及び約０．４２５μｍ（４２５ｎｍ）～約０．８２５μｍ（８２５ｎｍ）、約０．５５０μｍ（５５０ｎｍ）～約０．９４０μｍ（９４０ｎｍ）などの部分範囲も含むと解釈されるべきである。更に、「約」及び／又は「実質的に」が値を説明するために利用される場合、それらは、記載した値からの微小な変化（最大±１０％）を包含することを意味する。

【0304】

いくつかの例を詳細に説明してきたが、開示された例は修正され得ることを理解すべきである。したがって、これまでの説明は非限定的なものであると考えるべきである。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図12D】

【図12E】

【図12F】

【図12G】

【図12H】

【図12I】

【図12J】

【図12K】

【図12L】

【図13A】

【図13B】

【配列表】

2024520317000001.app

【国際調査報告】