WO2008040769A1 - Method for forming a polymer film on predetermined locations of a substrate - Google Patents

Method for forming a polymer film on predetermined locations of a substrate Download PDF

Info

Publication number
WO2008040769A1
WO2008040769A1 PCT/EP2007/060519 EP2007060519W WO2008040769A1 WO 2008040769 A1 WO2008040769 A1 WO 2008040769A1 EP 2007060519 W EP2007060519 W EP 2007060519W WO 2008040769 A1 WO2008040769 A1 WO 2008040769A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sites
substrate
predetermined
polymer
solvent
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/060519
Other languages
French (fr)
Inventor
Cyril Delattre
Arthur Soucemarianadin
Damien Vadillo
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique
Universite Joseph Fourier
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat A L'energie Atomique, Universite Joseph Fourier filed Critical Commissariat A L'energie Atomique
Publication of WO2008040769A1 publication Critical patent/WO2008040769A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/04General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length on carriers
    • C07K1/042General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length on carriers characterised by the nature of the carrier
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/006Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
    • C03C17/007Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character containing a dispersed phase, e.g. particles, fibres or flakes, in a continuous phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • C03C17/32Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with synthetic or natural resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/04General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length on carriers
    • C07K1/047Simultaneous synthesis of different peptide species; Peptide libraries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00351Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00387Applications using probes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00497Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/00527Sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00605Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00605Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
    • B01J2219/00608DNA chips
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00659Two-dimensional arrays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718Type of compounds synthesised
    • B01J2219/0072Organic compounds
    • B01J2219/00722Nucleotides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/70Properties of coatings
    • C03C2217/75Hydrophilic and oleophilic coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/70Properties of coatings
    • C03C2217/76Hydrophobic and oleophobic coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00Methods for coating glass
    • C03C2218/30Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32After-treatment
    • C03C2218/328Partly or completely removing a coating

Definitions

  • the present invention relates to a method of forming a polymer film (s) at predetermined sites of a substrate.
  • this method applies to the protection of predetermined sites in the manufacture of a matrix of oligonucleotide probes (also called microarrays) having different sequences, for use in the analysis, diagnosis or research in genetics (mutations, polymorphisms, transcriptome), oligosaccharides or any other molecule of interest.
  • This method can also be applied to the production of flat screens.
  • Many chemical or biological analysis systems or devices are used for sequencing and studying gene expression. They consist of a set of molecular probes (oligonucleotides) attached to the miniaturized surface of a substrate to make a DNA microarray.
  • molecular probes oligonucleotides
  • the extracted target nucleic acids are labeled and deposited on the probe array.
  • Hybridization pairing between the complementary strands of the DNA double helix
  • the targets labeled allows to identify and identify the sequences of the DNA sample.
  • the probe matrices are thus produced: either by immobilizing enzymatically or chemically presynthesized oligonucleotides by grafting them by mechanical, electrochemical or ink-jet means on a functionalized substrate or on a conductive polymer (commonly called "synthesis off chip”);
  • the fixation steps on the non-masked sites of a nucleotide (n + 1) on a nucleotide n take place according to a cycle generally comprising 4 phases: a phase of deprotection which activates the
  • nucleotide n chemically (e.g., when the protecting group is dimethoxytrityl), photochemically (e.g., when the protecting group is a photolabile group, such as (( ⁇ -methyl-2) (nitropiperonyl) oxy) carbonyl)) or alternatively electrochemically (for example, when the protecting group is a reducing electrolabile group, such as p-nitrobenzoyl); an addition coupling phase of the nucleotide (n + 1) protected at 5 'and activated at 3' with a phosphoramidite, phosphite or phosphonate group, with the 5 'hydroxyl of nucleotide n; a "capping" phase intended to eliminate unreacted reagents; an oxidation phase of the trivalent phosphorus in its pentavalent homolog of the 3 'position before starting the next cycle.
  • photochemically e.g., when the protecting group is a photolabile group, such as (( ⁇ -
  • the masking step 2) defined above is carried out in order to protect the sites that are not intended to undergo the fixation of a nucleotide during the cycle defined above. This masking must be effective to finally obtain oligonucleotides of different predetermined sequences for given sites.
  • the attachment of oligonucleotides is performed on functionalized sites in the form of cuvettes formed in the substrate.
  • the masking step is therefore carried out by depositing a protective cap in the appropriate cuvettes.
  • the protective cap described in WO 0053310 is made with polyhydroxystyrene deposited in cuvettes by ejecting a solution comprising dimethylsulfoxide (solvent) and said polymer. The substrate is then heated in its entirety to evaporate the solvent and leave the polymer in the form of a film of inhomogeneous thickness in the cuvettes.
  • the inventors have therefore set themselves the objective of developing a method for protecting predetermined sites of a substrate from a substantially planar substrate, which would make it possible to overcome the drawbacks associated with the use of substrates having cuvettes, and which allows an exclusive localization of the polymer on the predetermined sites.
  • the invention relates to a method of forming a film of polymer (s) at predetermined sites of a substrate comprising successively: a) a step of depositing on said predetermined sites a drop comprising an organic solvent and the polymer (s), said sites being wettable vis-à-vis solvents while the zones surrounding said sites are not wettable by said solvent; b) a step of heating said substrate to a temperature effective to obtain an evaporation of said solvent.
  • the wettability is defined by the contact angle (or connection angle) that the drop forms with the substrate at the sites of deposition of the drop.
  • the deposition sites are wettable with respect to the solvent
  • this generally means that the deposited drop will form, with respect to the deposition site, a contact angle generally having a value of less than 40. °
  • the contact angle formed between the droplet and these zones generally has a greater than 60 °, preferably greater than 80 °. From a practical point of view, this means that the drops deposited will spread over the entire surface of the wettable sites while they do not spread out or more difficult on the areas surrounding these sites. The drop thus remains localized on these sites and the polymer film obtained after evaporation of the solvent thus remains concentrated exclusively on the wettable sites.
  • the ejected drop comes to spread essentially on the wettable site and possibly slightly on the non-wettable areas surrounding this site. This eventual overflow is not detrimental since the evaporation step allows the polymer to refocus exclusively on the wettable site without remaining on the non-wettable areas surrounding said site.
  • a liquid will wet a solid substrate if it has a chemical affinity to it.
  • a hydrophobic solid substrate will be wettable vis-à-vis the hydrophobic liquids and vice versa.
  • the method of the invention may comprise a step of preparing the substrate so as to create predetermined wettable sites with respect to the drops comprising the solvent and the polymer (s) intended to constitute a film of protection adhering to said sites and areas surrounding these non-wettable sites vis-à-vis said drops.
  • the preparation of the substrate may consist in preparing on said substrate predetermined wettable sites vis-à-vis the solvent by chemical functionalization and non-wettable areas by said solvent surrounding said sites.
  • These non-wettable areas may inherently exist because of the nature of the substrate, in which case only the wettable sites will have to be prepared or vice versa.
  • Non-wettable areas and wettable sites may be created by appropriate treatments, if none of these properties pre-exist in the natural state on the substrate.
  • hydrophobic zones and hydrophilic sites may consist of:
  • a substrate having hydrophobic zones (zones grafted with the hydrophobic silane compound) and hydrophilic sites (sites surrounded by said zones and protected during grafting by a photoresist) are thus obtained.
  • DMSO dimethylsulfoxide
  • the step of depositing the drop comprising the solvent and the polymer (s) at the predetermined sites can be done by mechanical addressing, for example, using selective microdeposition techniques of the piezoelectric actuator type, "pin and ring » Inkjet printing, Archimedean screw and micropipettage. Addressing the polymer by microdéposition makes it possible to distribute locally at the predetermined sites calibrated droplets of a polymer in solution. Moreover, because of the wetting of the predetermined sites relative to the surrounding areas, the drop automatically centers on the predetermined site in a few hundred milliseconds for drops having a diameter of a few millimeters.
  • the method of the invention comprises a step of drying the substrate at a temperature that is effective to obtain evaporation of the solvent. This drying is automatically accompanied by a centering of the polymer at the predetermined site (even if the initial drop has a larger size than the active site).
  • the drying step is generally carried out by heating the substrate at a temperature ranging from 60 to 80 ° C. for a duration ranging, for example, from 1 minute to 10 minutes and, preferably, from 2 minutes to 5 minutes.
  • the polymers form at the predetermined sites tight covers fitted on these sites and can thus provide a protective role vis-à-vis these sites.
  • Different heating means can be envisaged, such as direct contact heating substrate or via a hot air stream or by application of infra - red radiation.
  • This method can find application in a wide variety of fields, including all areas requiring the deposition of a polymer film exclusively at selected sites from solutions comprising it.
  • the invention also relates, according to a second object, to a process for producing a matrix of sequences of chemical or biological molecules formed by different sequences of molecules M1, M2,. located on a substrate as defined above, comprising successive steps of grafting on predetermined sites of a molecule Ml, M2, ... or Mn constitutive of said sequences, said predetermined sites comprising functional groups able to form a bond covalent with said molecule M1, M2, ...
  • these grafting steps being preceded, when necessary, a site protection step not requiring this grafting, this protection step being performed by the implementation of the method of forming a polymer film as defined above, this film of polymer being removed when the site concerned must undergo a grafting step again.
  • sequences of chemical or biological molecules formed from different sequences of molecules M 1 , M 2 , .sub.m are obtained at the end of the process. n .
  • the functional groups capable of forming a covalent bond with the molecules M 1 , M 2 ... or M n may be derived from a molecule M 1 , M 2 ,... Or M n previously grafted or, when is the first grafting cycle, a functional group directly attached to selected sites of the substrate, which group generally conferring wettability at this site vis-à-vis the solvent of the solution comprising the polymer intended to form a protective film.
  • the functional group resulting from a previously grafted molecule may be, when the molecules constituting the sequence are nucleotides, a 5 'OH group capable of creating a covalent bond with the phosphoramidite of the 3' position of the nucleotide to be grafted.
  • the functional group bonded directly to the substrate may be a silane group comprising, for example, Si-OH bonds, which group is therefore: adapted by its wetting character to allow the deposition of a localized polymer film according to the method of the invention; and
  • silane group carrying a function of the diol or epoxide type there may be mentioned a silane group carrying a function of the diol or epoxide type.
  • the molecules M 1 , M 2 , ... M n can be of different types. By way of example, it may be natural or synthetic amino acids L- or D-, nucleotides (RNA or DNA), pentose or hexose. In the case of amino acids, the number of molecules Ml, M2, ... M n can be important. In the case of nucleotides, the number of molecules is more limited, since it includes A, T (or U), G and C.
  • the in situ synthesis on predetermined sites as defined above comprises the implementation of several cycles of synthesis respectively comprising, apart from the first nucleotide of the sequence a step of coupling the 5 '-OH end of a grafted nucleotide with the 3' activated end (phosphoramidite, phosphotriester or H-phosphonate) of another nucleotide to form a covalent bond between these two nucleotides; a step of oxidation of the phosphoramidite, phosphotriester or H-phosphonate group to a phosphate group; part of these synthetic cycles being carried out only on some of the predetermined sites, the other sites then being protected by a polymer film produced by the film-forming method as defined above, which film is subsequently removed in order to to be able to undergo a synthesis cycle, whereby at the end of the process oligonucleotides grafted at the predetermined sites, having different sequence
  • the grafting of the first nucleotide on each of the predetermined sites will be by coupling this nucleotide with functional groups directly linked to the predetermined sites, these functional groups also conferring the wettability characteristics mentioned above at the predetermined sites.
  • a reactive functional groups usually the 3 'end group
  • the capping step graft does not have reacted, so that these nucleotides do not intervene in the subsequent synthesis cycles.
  • Synthetic cycles (optionally comprising a deprotection step, a coupling step, optionally a blocking step, and an oxidation step) are conventionally carried out in an automatic oligonucleotide synthesizer, by soaking the substrate in the reaction chamber. of the synthesizer.
  • the step of forming a protective film on some of the predetermined sites during certain synthesis cycles (which corresponds to a selective protection of these sites by a protective polymer) is carried out conventionally using microdeposition techniques.
  • the choice of the protective polymer in the matrix embodiment is very important and must advantageously meet a certain number of criteria, such as the ejectability which will be a function of the concentration and the nature of the polymer and the resistance to the chemical steps.
  • the polymer must advantageously be deposited by the microdeposition techniques mentioned above, by means of a solution of the polymer in a solvent.
  • the protective polymer In the case of nucleotide synthesis, and wherein the protective polymer is to be maintained throughout the synthesis cycle as defined above, it should preferably be inert, and preferably free of reactive functions capable of coupling to molecules and synthetic reagents. It must not be soluble in the solvents used in the stages of the cycle and have a impermeability vis-à-vis these solvents.
  • the polymer plays its role of protective cover essentially in the deprotection step (usually a detritylation step) or in the coupling step. It is then possible to adapt and optimize the polymer-solvent pair for the selected step.
  • the protective polymer in the case of DNA chips, it is preferable for the protective polymer to have no functions with OH, NH 2 or COOH free hydrogens which would be capable of coupling with the M 1 , M 2 molecules. , ..., M n , for example, the nucleotides, during the coupling step, to avoid unnecessarily consuming reagents which will then be removed with the protective polymer.
  • the polymer must be removable by a solvent inert to the nucleotides.
  • the choice of the protective polymer will be carried out: first, depending on the step (s) during which it must protect some of the grafting sites, taking into account its solubility in solvents that can be used for the synthesis of nucleotides; and
  • the grafting sites depending on the nature of the grafting sites to be covered with a film, it being understood that these sites must be wetting with respect to a solvent of this protective polymer, so that a drop comprising the solvent and the polymer can concentrate exclusively on these sites, during evaporation.
  • the polymer must be soluble in a wetting solvent vis-à-vis the grafting sites and insoluble in the solvents used in the steps against which the polymer must protect the chosen sites.
  • detritylation reagents which generally consist of dicholoroacetic acid (DCA) or trichloroacetic acid (TCA) or a ZnBr 2 type Lewis acid, at about 2-5% in a solvent such as dichloromethane, acetonitrile or toluene.
  • examples of such polymers include polyhydroxystyrenes which are insoluble in the solvents mentioned above (dichloromethane, acetonitrile or toluene) and soluble in a solvent different from those listed above, which solvent is wetting with respect to grafting sites to protect.
  • the predetermined sites can be protected by depositing thereon a drop of a solution comprising dimethylsulfoxide (DMSO) and a polyhydroxystyrene (soluble in DMSO), this drop concentrating exclusively on the wettable sites by the nature of the silane compound grafted to DMSO and after evaporation constituting a protective polymer film on these sites.
  • DMSO dimethylsulfoxide
  • soluble in DMSO soluble in DMSO
  • the unprotected sites may undergo the synthesis cycle steps to graft the desired nucleotides while the protected sites do not undergo this grafting.
  • the polymer film is then removed for example, by washing with THF, thus releasing the site for subsequent nucleotide grafting.
  • the method of the invention is implemented with essentially planar substrates (that is, that is, with no surface relief), the difference in wettability between predetermined sites and the zones surrounding these sites making it possible to position the polymer films exclusively on these sites, without having to use cuvettes capable of accommodating the films.
  • the deposited drop focuses on predetermined sites because of its wettability characteristics, it is possible to increase the density of the substrates at these predetermined sites. Given that these predetermined sites are functionalized so as to give them adequate wettability properties and also to allow the grafting of molecules, it is thus possible to obtain, for example, matrices having a very high number of oligonucleotide probes. different sequences. Since the deposited drop is automatically positioned at the predetermined sites, the film forming method is a fast method of implementation.
  • the polymer concentrates only on the desired site, it is possible to employ solutions prior to more diluted ejection, which facilitates the ejection in the process.
  • the ejection does not have to be as precise as, according to the prior art, because the difference in wettability between the zones and the sites allows easy repositioning of the polymer film on the surface. site to hide.
  • the film forming method of the invention has excellent reliability because it allows better protection by the polymer of the predetermined sites.
  • the method of the invention can be implemented also for the production of flat screen, which requires in their design, the deposition on a substrate at well-defined locations of droplets comprising polymeric inks, these polymeric inks may be, for example, polyimide inks.
  • FIG. 1 illustrates a view from above of the matrix produced according to the example below, this matrix presenting several pairs of lines (pairs of lines 18, T, g, C, A, 14 and 18) presenting a set of sites, each of said sites corresponding to a given oligonucleotide sequence grafted.
  • FIG. 2 schematically illustrates an oligonucleotide sequence grafted on a site of the matrix represented in FIG. 1.
  • a new silicon plate is carried out thermal oxidation at 1100 0 C to create a silicon oxide layer of 5000 ⁇ .
  • a layer of photoresist followed by a photolithography step performed to create photoresist discs to define circular sites.
  • the plate is then subjected to an oxygen plasma which has the effect of activating the surface of the zones not protected by the resin by generation of silanol sites.
  • the entire plate is then silanized with a hydrophobic silane (perfluorooctyl-trichlorosilane) for 10 minutes at room temperature in anhydrous toluene.
  • silane concentration of 9 mM The hydrophobic silane molecules will graft only on the areas not protected by the resin.
  • the plate is then washed with acetone, ethanol and sonicated for 5 minutes in ethanol.
  • the chip is then baked for 1 hour at 110 ° C.
  • the contact angle measured with water is 110 °.
  • the photoresist is removed during passage through the acetone and ethanol baths.
  • the contact angle measured with water on the areas protected by the resin is close to 50 °.
  • Ejection experiments are carried out with a piezoelectric ejection head (robot from MicroDrop GmbH) and a solution of dimethylsulfoxide (DMSO) containing 5% by weight of poly (4-hydroxystyrene) (PHS) with a molar mass of around 20,000 g. mol '1 .
  • DMSO dimethylsulfoxide
  • PHS poly (4-hydroxystyrene)
  • Three drops of 90 ⁇ m diameter in flight are ejected on an active site of 85 microns in diameter manufactured by the technique described above.
  • the substrate is placed on a hot plate at 80 ° C for 5 minutes to evaporate the DMSO.
  • An image in scanning electron microscopy is taken after this heating step which shows that the polymer is centered only on the active site without overflowing.
  • the thickness of the polymer film (15 ⁇ m) is much greater than that which can be obtained with the previous method using cuvettes (always less than 1 ⁇ m).
  • a new silicon plate is carried out thermal oxidation at 1100 0 C to create a silicon oxide layer of 5000 ⁇ .
  • a photosensitive resin layer On this layer is deposited a photosensitive resin layer followed by a photolithography step performed so as to define patterns in the photoresist.
  • the plate is then subjected to an oxygen plasma which has the effect of activating the surface of the areas not protected by the resin by generation of silanol sites.
  • the whole plate is then silanized with a hydrophobic silane (perfluorooctyl trichlorosilane) for 10 minutes at room temperature in anhydrous toluene (silane concentration of 9 mM).
  • silane perfluorooctyl trichlorosilane
  • the plate is then washed with acetone, ethanol and sonicated for 5 minutes in ethanol.
  • the chip is then baked for 1 hour at 110 ° C.
  • the contact angle measured with water is 110 °.
  • the photoresist is removed during passage through the acetone and ethanol baths.
  • a photolithography step is again performed so as to define patterns in a photosensitive resin of negative polarity.
  • the resin is left on all previously hydrophobized areas by silanization.
  • the plate is subjected to an oxygen plasma which has the effect of activating the surface of the zones not protected by the resin (generation of silanol sites).
  • the entire plate is then silanized with 5mM silane-5, 6-epoxyhexyltriethoxysilane silane in anhydrous toluene with 3% by volume of triethylamine for 16 hours at 80 ° C.
  • the plate is then washed with acetone, ethanol and sonicated for 5 minutes in ethanol. This procedure also removes the photosensitive resin that protected the hydrophobic areas.
  • the plate is then placed in a bath of 0.2N aqueous HCl solution for 3 hours.
  • the plate is finally cut in the form of square substrates 1 cm apart.
  • the substrate thus obtained is then used to produce different oligonucleotides, using an automatic synthesizer of oligonucleotides EXPEDITE 8909.
  • Each oligonucleotide is synthesized by grafting nucleotides, the first nucleotide being grafted onto the grafted silane compound (reference 3 in FIG. 2) on predetermined locations (reference 1 in FIG. 2) of the silicon wafer.
  • Each oligonucleotide comprises the following sequence:
  • the synthesis protocol comprises a first step of deposition of a first base common to all the pads: the modified thymine, which reacts via its 3 'phosphoramidite function with the OH group of the silane compound grafted to form a bond covalent between the silane compound and the thymine.
  • the 4 bases T as well as the known sequence of 7 nucleotides are grafted base by base according to a conventional protocol using phosphoramidite chemistry comprising a cycle of four steps: a step of detritylating the grafted base to release the 5'-reactive OH function; a coupling step of the base to be grafted with the grafted base, by reaction of the -OH function in 5 'of the grafted base and the phosphoramidite function of the base to be grafted; a capping step for the reactive -OH functions 5 'unreacted graft nucleotides, so that these nucleotides do not intervene in the subsequent synthesis cycles;
  • This cycle is repeated 11 times so as to obtain the sequence of 5 bases T and the first known sequence of 7 nucleotides.
  • the coupling of the variable base A is carried out according to the following synthesis cycle: after removal of the synthesizer substrate, deposit in a polymer deposition robot (robot of MicroDrop GmbH) on the sites not to undergo grafting base A, 2 drops of a solution of 3% PHS / DMSO which is then evaporated at 80 ° C. for 2 minutes; detritylation of unmasked grafted bases by subjecting them to 1 ml of DMT-Removal solution (3% trichloroacetic acid / dichloromethane) for 1 minute with shaking;
  • the film is localized only and uniformly at the selected sites and thus prevents the base A from grafting onto the unwanted sites. This synthesis cycle is repeated to obtain the coupling of the base C, G and T.
  • the second known sequence of 7 nucleotides is carried out by a protocol identical to that described above for the synthesis of the first known sequence of 7 nucleotides.
  • the substrate is taken out of the synthesizer and is incubated in NH 4 OH (Sigma-Aldrich 32014-5) for 45 minutes at 60 ° C., in order to eliminate the protective groups of the nucleotide bases, and then it is rinsed with water and dried under a stream of nitrogen.
  • NH 4 OH Sigma-Aldrich 32014-5
  • a matrix comprising a set of pairs of lines is thus obtained, each of the lines having a predetermined number of sites grafted by oligonucleotide probes of known sequence (see FIG. 1). For a given pair of lines, all the sites are grafted by the same nucleotide probes (28 probes in total for each pair of lines). The characteristics of these lines are given in the following table.
  • the hybridization is carried out with a solution of oligonucleotide targets of 5 'CAT AgA sequence gTg ggT TTA TCC 3' (complementary to the oligonucleotide of the "C" lines) at 10 nM. These targets carry a fluorescent group Cy3 on the 5 'end. After hybridization, the substrate is rinsed and dried.
  • the fluorescence reading is performed with the Genetac scanner (Genomic Solutions) with a gain of 34.
  • the image obtained in fluorescence corresponds to the result that was expected: the "C” line corresponding to the hybridization between two complementary oligonucleotide sequences produces the highest fluorescence signal; -
  • the lines “T”, “g”, “A” and “14” give a weaker signal because the hybridization is not perfect because of the difference of a base in the sequence; the "18” lines have a very weak, almost negligible signal because the oligonucleotide sequences differ by 3 bases.

Abstract

The invention relates to a method for forming a polymer film on predetermined locations of a substrate, that successively comprises: a) the step of depositing on said predetermined locations a droplet including an organic solvent and the polymer(s), said locations being wettable by said solvent while the areas surrounding said locations are not wettable by said solvent; b) the step of heating said substrate at a efficient temperature for evaporating said solvent. Application in the production of matrices of oligonucleotide, oligosaccharide probes.

Description

PROCEDE DE FORMATION D'UN FILM DE POLYMERE(S) SUR DES SITES PREDETERMINES D'UN SUBSTRAT METHOD OF FORMING POLYMER FILM (S) ON PREDETERMINAL SITES OF A SUBSTRATE
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
La présente invention a pour objet un procédé de formation d'un film de polymère (s) sur des sites prédéterminés d'un substrat.The present invention relates to a method of forming a polymer film (s) at predetermined sites of a substrate.
Ce procédé s'applique en particulier pour réaliser la protection de sites prédéterminés dans la fabrication d'une matrice de sondes d' oligonucléotides (également appelées biopuces) présentant des séquences différentes, en vue d'être utilisées pour l'analyse, le diagnostic ou la recherche en génétique (mutations, polymorphismes, transcriptome) , d' oligosaccharides ou de tout autre molécule d'intérêt. Ce procédé peut également s'appliquer à la réalisation d'écrans plats.In particular, this method applies to the protection of predetermined sites in the manufacture of a matrix of oligonucleotide probes (also called microarrays) having different sequences, for use in the analysis, diagnosis or research in genetics (mutations, polymorphisms, transcriptome), oligosaccharides or any other molecule of interest. This method can also be applied to the production of flat screens.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURESTATE OF THE PRIOR ART
De nombreux systèmes ou dispositifs d'analyse chimique ou biologique sont utilisés pour le séquençage et l'étude de l'expression des gènes. Ils sont constitués d'un ensemble de sondes moléculaires (oligonucléotides) fixées sur la surface miniaturisée d'un substrat afin de réaliser une biopuce à ADN.Many chemical or biological analysis systems or devices are used for sequencing and studying gene expression. They consist of a set of molecular probes (oligonucleotides) attached to the miniaturized surface of a substrate to make a DNA microarray.
Au cours de l'analyse d'un échantillon, les acides nucléiques cibles extraits sont marqués et déposés sur la matrice de sondes. L'hybridation (appariement entre les brins complémentaires de la double hélice d'ADN) entre les sondes et les cibles marquées permet de repérer et d' identifier les séquences de l'échantillon d'ADN.During the analysis of a sample, the extracted target nucleic acids are labeled and deposited on the probe array. Hybridization (pairing between the complementary strands of the DNA double helix) between the probes and the targets labeled allows to identify and identify the sequences of the DNA sample.
Différentes techniques de greffage et d' immobilisation des sondes (par liaison covalente ou électrostatique) sur différents substrats (silicium, verre, polymère, électrodes en or) ont fait l'objet de recherches et de développements industriels.Various grafting and immobilization techniques of the probes (by covalent or electrostatic bonding) on different substrates (silicon, glass, polymer, gold electrodes) have been the subject of research and industrial developments.
Les matrices de sondes sont ainsi réalisées : - soit par l'immobilisation d' oligonucléotides présynthétisés de façon enzymatique ou chimique par greffage de ceux-ci par des moyens mécaniques, électrochimiques ou par jet d'encre sur un substrat fonctionnalisé ou sur un polymère conducteur (appelée communément « synthèse off chip ») ;The probe matrices are thus produced: either by immobilizing enzymatically or chemically presynthesized oligonucleotides by grafting them by mechanical, electrochemical or ink-jet means on a functionalized substrate or on a conductive polymer (commonly called "synthesis off chip");
- soit par synthèse in situ des oligonucléotides sondes sur le substrat structuré (appelée communément « synthèse on chip ») .or by in situ synthesis of the probe oligonucleotides on the structured substrate (commonly called "synthesis on chip").
Les procédés de synthèse in situ se déroulent classiquement de la manière suivante :In situ synthesis processes typically take place as follows:
1) une étape de fixation sur l'ensemble des sites de greffage d'un premier nucléotide protégé en position 5' par un groupement protecteur ;1) a step of attachment to all the graft sites of a first nucleotide protected at the 5 'position by a protecting group;
2) une étape de masquage de sites de fixation prédéterminés ;2) a step of masking predetermined fixing sites;
3) une étape de fixation sur les sites non masqués d'un deuxième nucléotide sur le premier nucléotide ; les étapes de masquage 2) et de fixation 3) étant répétées jusqu'à obtenir des olinucléotides de séquence voulue sur chacun des sites de greffage. Les étapes de fixation sur les sites non masqués d'un nucléotide (n+1) sur un nucléotide n se déroulent selon un cycle comprenant généralement 4 phases : - une phase de déprotection qui active le3) a step of attachment to the non-masked sites of a second nucleotide on the first nucleotide; the masking 2) and fixing 3) steps being repeated until olinucleotides of desired sequence are obtained on each of the grafting sites. The fixation steps on the non-masked sites of a nucleotide (n + 1) on a nucleotide n take place according to a cycle generally comprising 4 phases: a phase of deprotection which activates the
OH en 5' du nucléotide n par voie chimique (par exemple, lorsque le groupe protecteur est le diméthoxytrityle) , par voie photochimique (par exemple, lorsque le groupe protecteur est un groupe photolabile, tel que l' ( (α-méthyl-2-nitropipéronyl) -oxy) carbonyle) ) ou encore par voie électrochimique (par exemple, lorsque le groupe protecteur est un groupe électrolabile par réduction, tel que le p- nitrobenzoyle) ; - une phase de couplage par addition du nucléotide (n+1) protégé en 5' et activé en 3' par un groupe phosphoramidite, phosphite ou phosphonate, avec l'hydroxyle en 5' du nucléotide n ; une phase de « capping » destinée à éliminer les réactifs n'ayant pas réagi ; une phase d' oxydation du phosphore trivalent en son homologue pentavalent de la position 3' avant d'entreprendre le cycle suivant.5 'OH of nucleotide n chemically (e.g., when the protecting group is dimethoxytrityl), photochemically (e.g., when the protecting group is a photolabile group, such as ((α-methyl-2) (nitropiperonyl) oxy) carbonyl)) or alternatively electrochemically (for example, when the protecting group is a reducing electrolabile group, such as p-nitrobenzoyl); an addition coupling phase of the nucleotide (n + 1) protected at 5 'and activated at 3' with a phosphoramidite, phosphite or phosphonate group, with the 5 'hydroxyl of nucleotide n; a "capping" phase intended to eliminate unreacted reagents; an oxidation phase of the trivalent phosphorus in its pentavalent homolog of the 3 'position before starting the next cycle.
L'étape de masquage 2) définie ci-dessus est réalisée en vue de protéger les sites non destinés à subir la fixation d'un nucléotide lors du cycle défini ci-dessus. Ce masquage doit être efficace pour obtenir au final des oligonucléotides de séquences différentes prédéterminées pour des sites donnés. Dans l'art antérieur, notamment dans le document WO 0053310, la fixation d' oligonucléotides s'effectue sur des sites fonctionnalisés se présentant sous forme de cuvettes pratiquées dans le substrat.The masking step 2) defined above is carried out in order to protect the sites that are not intended to undergo the fixation of a nucleotide during the cycle defined above. This masking must be effective to finally obtain oligonucleotides of different predetermined sequences for given sites. In the prior art, in particular in document WO 0053310, the attachment of oligonucleotides is performed on functionalized sites in the form of cuvettes formed in the substrate.
L'étape de masquage s'effectue donc par dépôt d'une capsule de protection dans les cuvettes appropriées. La capsule de protection décrite dans WO 0053310 est réalisée avec du polyhydroxystyrène déposé dans les cuvettes par éjection d'une solution comprenant du diméthylsulfoxyde (solvant) et ledit polymère. Le substrat est ensuite chauffé dans sa totalité pour évaporer le solvant et laisser le polymère sous forme d'un film d'épaisseur inhomogène dans les cuvettes.The masking step is therefore carried out by depositing a protective cap in the appropriate cuvettes. The protective cap described in WO 0053310 is made with polyhydroxystyrene deposited in cuvettes by ejecting a solution comprising dimethylsulfoxide (solvent) and said polymer. The substrate is then heated in its entirety to evaporate the solvent and leave the polymer in the form of a film of inhomogeneous thickness in the cuvettes.
Cependant, cette technique est limitée car il est techniquement difficile de déposer suffisamment de polymère pour protéger parfaitement les cuvettes qui ne doivent pas subir l'étape de greffage de nucléotides. En particulier, le polymère s'accumule inutilement sur les parois de la cuvette sans couvrir totalement le fond et ce quelle que soit la quantité de polymère injectée.However, this technique is limited because it is technically difficult to deposit enough polymer to perfectly protect the cuvettes which must not undergo the nucleotide grafting step. In particular, the polymer accumulates unnecessarily on the walls of the cuvette without completely covering the bottom, regardless of the amount of polymer injected.
Les inventeurs se sont donc fixé comme objectif de mettre au point un procédé de protection de sites prédéterminés d'un substrat à partir d'un substrat sensiblement plan, ce qui permettrait de surmonter les inconvénients liés à l'utilisation de substrats présentant des cuvettes, et qui permette une localisation exclusive du polymère sur les sites prédéterminés .The inventors have therefore set themselves the objective of developing a method for protecting predetermined sites of a substrate from a substantially planar substrate, which would make it possible to overcome the drawbacks associated with the use of substrates having cuvettes, and which allows an exclusive localization of the polymer on the predetermined sites.
EXPOSÉ DE L'INVENTION Ainsi, l'invention a trait selon un premier objet à un procédé de formation d'un film de polymère (s) sur des sites prédéterminés d'un substrat comprenant successivement : a) une étape de dépôt sur lesdits sites prédéterminés d'une goutte comprenant un solvant organique et le (s) polymère (s), lesdits sites étant mouillables vis-à-vis du solvant tandis que les zones entourant lesdits sites ne sont pas mouillables par ledit solvant ; b)une étape de chauffage dudit substrat à une température efficace pour obtenir une évaporation dudit solvant.SUMMARY OF THE INVENTION Thus, according to a first object, the invention relates to a method of forming a film of polymer (s) at predetermined sites of a substrate comprising successively: a) a step of depositing on said predetermined sites a drop comprising an organic solvent and the polymer (s), said sites being wettable vis-à-vis solvents while the zones surrounding said sites are not wettable by said solvent; b) a step of heating said substrate to a temperature effective to obtain an evaporation of said solvent.
Grâce au choix judicieux d'un substrat comprenant des sites présentant une mouillabilité vis- à-vis du solvant dans lequel le (s) polymère (s) est (sont) dissous, tandis que les zones entourant les sites sont non mouillables vis-à-vis de ce solvant, il est ainsi possible de concentrer la goutte sur les sites choisis et d'obtenir après chauffage un film dudit polymère couvrant exclusivement les sites choisis.Through the judicious choice of a substrate comprising sites having wettability vis-à-vis the solvent in which the polymer (s) is (are) dissolved, while the areas surrounding the sites are non-wettable vis-à-vis With this solvent, it is thus possible to concentrate the drop on the selected sites and obtain after heating a film of said polymer covering only the selected sites.
La mouillabilité est définie par l'angle de contact (ou angle de raccordement) que forme la goutte avec le substrat sur les sites de dépôt de la goutte.The wettability is defined by the contact angle (or connection angle) that the drop forms with the substrate at the sites of deposition of the drop.
Ainsi, lorsque l'on précise que les sites de dépôt sont mouillables vis-à-vis du solvant, cela signifie, généralement, que la goutte déposée va former par rapport au site de dépôt un angle de contact présentant généralement une valeur inférieure à 40° tandis que, pour les zones non mouillables entourant ledit site, cela signifie que l'angle de contact formé entre la goutte et ces zones présente généralement une valeur supérieure à 60°, de préférence supérieure à 80°. D'un point de vue pratique, cela signifie que les gouttes déposées vont s'étaler sur toute la superficie des sites mouillables tandis qu'elles ne s'étalent pas ou plus difficilement sur les zones entourant ces sites. La goutte reste ainsi localisée sur ces sites et le film de polymère obtenu après évaporation du solvant reste ainsi concentré exclusivement sur les sites mouillables . Concrètement, dans le cadre de l'invention, la goutte éjectée vient s'étaler essentiellement sur le site mouillable et éventuellement légèrement sur les zones non mouillables entourant ce site. Cet éventuel débordement n'est pas préjudiciable, puisque l'étape d' évaporation permet au polymère de se recentrer exclusivement sur le site mouillable sans perdurer sur les zones non mouillables entourant ledit site.Thus, when it is specified that the deposition sites are wettable with respect to the solvent, this generally means that the deposited drop will form, with respect to the deposition site, a contact angle generally having a value of less than 40. ° whereas, for the non-wettable zones surrounding said site, it means that the contact angle formed between the droplet and these zones generally has a greater than 60 °, preferably greater than 80 °. From a practical point of view, this means that the drops deposited will spread over the entire surface of the wettable sites while they do not spread out or more difficult on the areas surrounding these sites. The drop thus remains localized on these sites and the polymer film obtained after evaporation of the solvent thus remains concentrated exclusively on the wettable sites. Concretely, in the context of the invention, the ejected drop comes to spread essentially on the wettable site and possibly slightly on the non-wettable areas surrounding this site. This eventual overflow is not detrimental since the evaporation step allows the polymer to refocus exclusively on the wettable site without remaining on the non-wettable areas surrounding said site.
D'un point de vue chimique, un liquide va mouiller un substrat solide s'il présente une affinité chimique vis-à-vis de celui-ci. Ainsi un substrat solide hydrophobe va être mouillable vis-à-vis des liquides hydrophobes et inversement.From a chemical point of view, a liquid will wet a solid substrate if it has a chemical affinity to it. Thus a hydrophobic solid substrate will be wettable vis-à-vis the hydrophobic liquids and vice versa.
Le procédé de l'invention peut comprendre une étape de préparation du substrat de façon à créer des sites prédéterminés mouillables vis-à-vis des gouttes comprenant le solvant et le (s) polymère (s) destiné (s) à constituer un film de protection adhérant auxdits sites et des zones entourant ces sites non mouillables vis-à-vis desdites gouttes. Ainsi, la préparation du substrat peut consister à préparer sur ledit substrat des sites prédéterminés mouillables vis-à-vis du solvant par fonctionnalisation chimique et des zones non mouillables par ledit solvant entourant lesdits sites. Ces zones non mouillables peuvent exister de façon inhérente, de part la nature du substrat, auquel cas seuls les sites mouillables devront être préparés ou vice-versa. Les zones non mouillables et les sites mouillables pourront être amenés à être créés par des traitements appropriés, si aucune de ces propriétés ne préexistent à l'état naturel sur le substrat.The method of the invention may comprise a step of preparing the substrate so as to create predetermined wettable sites with respect to the drops comprising the solvent and the polymer (s) intended to constitute a film of protection adhering to said sites and areas surrounding these non-wettable sites vis-à-vis said drops. Thus, the preparation of the substrate may consist in preparing on said substrate predetermined wettable sites vis-à-vis the solvent by chemical functionalization and non-wettable areas by said solvent surrounding said sites. These non-wettable areas may inherently exist because of the nature of the substrate, in which case only the wettable sites will have to be prepared or vice versa. Non-wettable areas and wettable sites may be created by appropriate treatments, if none of these properties pre-exist in the natural state on the substrate.
Nous explicitons ci-dessous la préparation d'un substrat comprenant des sites hydrophiles et des zones hydrophobes, de façon à pouvoir mouiller ces sites par un solvant aqueux (comprenant de l'eau) ou du DMSO.We explain below the preparation of a substrate comprising hydrophilic sites and hydrophobic zones, so as to be able to wet these sites with an aqueous solvent (comprising water) or DMSO.
En partant d'un substrat en silicium, la préparation de celui-ci en vue de délimiter des zones hydrophobes et des sites hydrophiles peut consister à :Starting from a silicon substrate, the preparation thereof to delineate hydrophobic zones and hydrophilic sites may consist of:
- soumettre ledit substrat à une oxydation thermique de façon à créer une couche d' oxyde de silicium ; déposer sur ladite couche d' oxyde de silicium une couche de résine photosensible ;subjecting said substrate to thermal oxidation so as to create a layer of silicon oxide; depositing on said silicon oxide layer a photoresist layer;
- éliminer par photolithographie la résine en des zones prédéterminées ; générer des fonctions silanols sur lesdits zones prédéterminées en soumettant lesdites zones prédéterminées à un plasma d'oxygène ; - greffer sur lesdites fonctions silanols un composé silane hydrophobe, tel que le perfluorooctyltrichlorosilane . éliminer la résine photosensible subsistante, générant ainsi des sites prédéterminés hydrophiles et des zones hydrophobes entourant lesdits sites .photolithographically removing the resin at predetermined areas; generating silanol functions on said predetermined areas by subjecting said predetermined areas to an oxygen plasma; - Grafting on said silanol functional groups a hydrophobic silane compound, such as perfluorooctyltrichlorosilane. removing the remaining photosensitive resin, thereby generating predetermined hydrophilic sites and hydrophobic areas surrounding said sites.
L'on obtient ainsi à l'issue de cette préparation un substrat présentant des zones hydrophobes (zones greffées par le composé silane hydrophobe) et des sites hydrophiles (sites entourés par lesdites zones et protégés lors du greffage par une résine photosensible) .At the end of this preparation, a substrate having hydrophobic zones (zones grafted with the hydrophobic silane compound) and hydrophilic sites (sites surrounded by said zones and protected during grafting by a photoresist) are thus obtained.
Ces sites sont mouillables vis-à-vis d'un solvant sélectionné par son caractère mouillant, tel que le diméthylsulfoxyde (DMSO) . Le DMSO a notamment la capacité de dissoudre des polymères tels que les polyhydroxystyrènes . Il sera donc possible de protéger, par un film de protection en polyhydroxystyrène, les sites hydrophiles susmentionnés en déposant sur ceux-ci une goutte comprenant du diméthylsulfoxyde (DMSO) et un polyhydroxystyrène .These sites are wettable vis-à-vis a solvent selected by its wetting character, such as dimethylsulfoxide (DMSO). DMSO has the ability to dissolve polymers such as polyhydroxystyrenes. It will therefore be possible to protect, by a polyhydroxystyrene protective film, the aforementioned hydrophilic sites by depositing thereon a drop comprising dimethylsulfoxide (DMSO) and a polyhydroxystyrene.
L'étape de dépôt de la goutte comprenant le solvant et le (s) polymère (s) sur les sites prédéterminés peut se faire par adressage mécanique, par exemple, en utilisant des techniques de microdéposition sélective du type actuateur piézoélectrique, « pin and ring », impression par jets d'encre, vis d'Archimède et micropipettage . L'adressage du polymère par microdéposition permet de distribuer localement sur les sites prédéterminés des gouttelettes calibrées d'un polymère en solution. Qui plus est, du fait du caractère mouillant des sites prédéterminés par rapport aux zones les entourant, la goutte se centre automatiquement sur le site prédéterminé en quelques centaines de millisecondes pour des gouttes présentant un diamètre de quelques millimètres.The step of depositing the drop comprising the solvent and the polymer (s) at the predetermined sites can be done by mechanical addressing, for example, using selective microdeposition techniques of the piezoelectric actuator type, "pin and ring », Inkjet printing, Archimedean screw and micropipettage. Addressing the polymer by microdéposition makes it possible to distribute locally at the predetermined sites calibrated droplets of a polymer in solution. Moreover, because of the wetting of the predetermined sites relative to the surrounding areas, the drop automatically centers on the predetermined site in a few hundred milliseconds for drops having a diameter of a few millimeters.
Une fois l'étape de dépôt réalisée, le procédé de l'invention comprend une étape de séchage du substrat à une température efficace pour obtenir une évaporation du solvant. Ce séchage s'accompagne automatiquement d'un centrage du polymère sur le site prédéterminé (même si la goutte initiale a une taille plus élevée que le site actif) . L'étape de séchage est généralement réalisée en chauffant le substrat à une température allant de 60 à 800C pendant une durée allant, par exemple, de 1 minute à 10 minutes et, préférentiellement, de 2 minutes à 5 minutes. A l'issue du séchage, les polymères forment sur les sites prédéterminés des couvercles étanches ajustés sur ces sites et peuvent ainsi assurer un rôle protecteur vis- à-vis de ces sites. En fonction de la stratégie de chauffage adoptée (puissance de chauffage plus ou moins importante, chauffage directement consécutif au dépôt) , il est possible de contrôler la taille et la géométrie finale des spots de dépôt, afin d'obtenir des capsules de protection homogène centrée et d'épaisseur contrôlée .Once the deposition step has been performed, the method of the invention comprises a step of drying the substrate at a temperature that is effective to obtain evaporation of the solvent. This drying is automatically accompanied by a centering of the polymer at the predetermined site (even if the initial drop has a larger size than the active site). The drying step is generally carried out by heating the substrate at a temperature ranging from 60 to 80 ° C. for a duration ranging, for example, from 1 minute to 10 minutes and, preferably, from 2 minutes to 5 minutes. After drying, the polymers form at the predetermined sites tight covers fitted on these sites and can thus provide a protective role vis-à-vis these sites. Depending on the heating strategy adopted (heating power more or less important, heating directly after deposition), it is possible to control the size and the final geometry of the deposit spots, in order to obtain homogeneous protection caps centered and of controlled thickness.
Différents moyens de chauffage sont envisageables, tels qu'un chauffage par contact direct du substrat ou via un courant d' air chaud ou encore par application d'un rayonnement infra-rouge.Different heating means can be envisaged, such as direct contact heating substrate or via a hot air stream or by application of infra - red radiation.
Ce procédé peut trouver son application dans des domaines très variés, notamment tous les domaines nécessitant le dépôt d'un film de polymère exclusivement sur des sites choisis à partir de solutions le comprenant.This method can find application in a wide variety of fields, including all areas requiring the deposition of a polymer film exclusively at selected sites from solutions comprising it.
Cela peut être le cas des procédés de réalisation d'une matrice de séquences de molécules chimiques ou biologiques formées d'enchaînements différents de molécules, telle que les puces à ADN, à oligosaccharides, à protéines, etc..This may be the case for processes for producing a matrix of sequences of chemical or biological molecules formed by different sequences of molecules, such as DNA chips, oligosaccharides, proteins, etc.
Compte tenu que ces matrices présentent des séquences différentes sur différents sites, il est nécessaire lors de la synthèse in situ de ces séquences de protéger certains sites pour éviter un greffage de molécules sur ceux-ci, la protection consistant à mettre en œuvre le procédé de formation de film de polymère décrit ci-dessus. Ainsi, l'invention a trait également, selon un deuxième objet, à un procédé d'élaboration d'une matrice de séquences de molécules chimiques ou biologiques formées d'enchaînements différents de molécules Ml, M2,...,Mn par synthèse in situ sur un substrat tel que défini ci-dessus, comprenant des étapes successives de greffage sur des sites prédéterminés d'une molécule Ml, M2, ...ou Mn constitutive desdites séquences, lesdits sites prédéterminés comprenant des groupes fonctionnels aptes à former une liaison covalente avec ladite molécule Ml, M2,...ou Mn, ces étapes de greffage étant précédées, lorsque cela est nécessaire, d'une étape de protection des sites ne nécessitant pas ce greffage, cette étape de protection étant réalisée par la mise en œuvre du procédé de formation d'un film de polymère tel que défini ci-dessus, ce film de polymère étant éliminé lorsque le site concerné doit subir à nouveau une étape de greffage.Given that these matrices have different sequences on different sites, it is necessary during the in situ synthesis of these sequences to protect certain sites to avoid a grafting of molecules thereon, the protection consisting in implementing the method of Polymer film formation described above. Thus, the invention also relates, according to a second object, to a process for producing a matrix of sequences of chemical or biological molecules formed by different sequences of molecules M1, M2,. located on a substrate as defined above, comprising successive steps of grafting on predetermined sites of a molecule Ml, M2, ... or Mn constitutive of said sequences, said predetermined sites comprising functional groups able to form a bond covalent with said molecule M1, M2, ... or Mn, these grafting steps being preceded, when necessary, a site protection step not requiring this grafting, this protection step being performed by the implementation of the method of forming a polymer film as defined above, this film of polymer being removed when the site concerned must undergo a grafting step again.
Grâce à la protection de certains sites, lors de la réalisation des séquences, l'on obtient ainsi à l'issue du procédé des séquences de molécules chimiques ou biologiques formées d'enchaînements différents de molécules M1, M2,...Mn.By virtue of the protection of certain sites, during the production of the sequences, the sequences of chemical or biological molecules formed from different sequences of molecules M 1 , M 2 , .sub.m are obtained at the end of the process. n .
Les groupes fonctionnels aptes à former une liaison covalente avec les molécules M1, M2... ou Mn peuvent être issus d'une molécule M1, M2,... ou Mn précédemment greffée ou, lorsqu'il s'agit du premier cycle de greffage, d'un groupe fonctionnel lié directement à des sites choisis du substrat, lequel groupe conférant généralement d'ailleurs la mouillabilité à ce site vis-à-vis du solvant de la solution comprenant le polymère destiné à former un film de protection.The functional groups capable of forming a covalent bond with the molecules M 1 , M 2 ... or M n may be derived from a molecule M 1 , M 2 ,... Or M n previously grafted or, when is the first grafting cycle, a functional group directly attached to selected sites of the substrate, which group generally conferring wettability at this site vis-à-vis the solvent of the solution comprising the polymer intended to form a protective film.
Le groupe fonctionnel issu d'une molécule précédemment greffée peut être, lorsque les molécules constitutives de l'enchaînement sont des nucléotides, un groupe OH en 5' apte à créer une liaison covalente avec le phosphoramidite de la position 3' du nucléotide à greffer.The functional group resulting from a previously grafted molecule may be, when the molecules constituting the sequence are nucleotides, a 5 'OH group capable of creating a covalent bond with the phosphoramidite of the 3' position of the nucleotide to be grafted.
Le groupe fonctionnel lié directement au substrat peut être un groupe silane comportant par exemple des liaisons Si-OH, lequel groupe est donc : apte par son caractère mouillant à permettre le dépôt d'un film de polymère localisé conformément au procédé de l'invention ; etThe functional group bonded directly to the substrate may be a silane group comprising, for example, Si-OH bonds, which group is therefore: adapted by its wetting character to allow the deposition of a localized polymer film according to the method of the invention; and
- à réagir, lorsque que non protégés par un film de polymère (s), avec des fonctions réactives en regard du groupe silane d'une molécule Mi, M2, Mn pour former une liaison covalente.- To react, when not protected by a polymer film (s), with reactive functions facing the silane group of a molecule Mi, M 2 , M n to form a covalent bond.
On peut citer, comme exemple de tel groupe, un groupe silane porteur d'une fonction du type diol ou époxyde .As an example of such a group, there may be mentioned a silane group carrying a function of the diol or epoxide type.
Les molécules M1, M2, ...Mn peuvent être de différents types. A titre d'exemple, il peut s'agir d'acides aminés naturels ou synthétiques L- ou D-, de nucléotides (ARN ou ADN), de pentose ou d'hexose. Dans le cas des acides aminés, le nombre de molécules Ml, M2, ...Mn peut être important. Dans le cas des nucléotides, le nombre de molécules est plus limité, puisqu'il inclut A, T (ou U), G et C.The molecules M 1 , M 2 , ... M n can be of different types. By way of example, it may be natural or synthetic amino acids L- or D-, nucleotides (RNA or DNA), pentose or hexose. In the case of amino acids, the number of molecules Ml, M2, ... M n can be important. In the case of nucleotides, the number of molecules is more limited, since it includes A, T (or U), G and C.
Dans le cas où les molécules à greffer sur la matrice sont des oligonucléotides, la synthèse in situ sur des sites prédéterminés tel que définis ci- dessus comprend la mise en œuvre de plusieurs cycles de synthèse comprenant respectivement, hormis le premier nucléotide de l'enchaînement : - une étape de couplage de l'extrémité -OH en 5' d'un nucléotide greffé avec l'extrémité activée en 3' (phosphoramidite, phosphotriester ou H- phosphonate) d'un autre nucléotide pour former une liaison covalente entre ces deux nucléotides ; une étape d' oxydation du groupement phosphoramidite, phosphotriester ou H-phosphonate en groupe phosphate ; une partie de ces cycles de synthèse étant réalisée uniquement sur certains des sites prédéterminés, les autres sites étant alors protégés par un film de polymère réalisé par le procédé de formation de film tel que défini ci-dessus, lequel film étant éliminé ultérieurement en vue de pouvoir subir un cycle de synthèse, moyennant quoi l'on obtient à l'issue du procédé des oligonucléotides greffés sur les sites prédéterminés, présentant des enchaînements différents .In the case where the molecules to be grafted onto the matrix are oligonucleotides, the in situ synthesis on predetermined sites as defined above comprises the implementation of several cycles of synthesis respectively comprising, apart from the first nucleotide of the sequence a step of coupling the 5 '-OH end of a grafted nucleotide with the 3' activated end (phosphoramidite, phosphotriester or H-phosphonate) of another nucleotide to form a covalent bond between these two nucleotides; a step of oxidation of the phosphoramidite, phosphotriester or H-phosphonate group to a phosphate group; part of these synthetic cycles being carried out only on some of the predetermined sites, the other sites then being protected by a polymer film produced by the film-forming method as defined above, which film is subsequently removed in order to to be able to undergo a synthesis cycle, whereby at the end of the process oligonucleotides grafted at the predetermined sites, having different sequences, are obtained.
Il est à noter que le greffage du premier nucléotide sur chacun des sites prédéterminés se fera par couplage de ce nucléotide avec des groupes fonctionnels liés directement sur les sites prédéterminés, ces groupes fonctionnels conférant également les caractéristiques de mouillabilité mentionnées ci-dessus aux sites prédéterminés.It should be noted that the grafting of the first nucleotide on each of the predetermined sites will be by coupling this nucleotide with functional groups directly linked to the predetermined sites, these functional groups also conferring the wettability characteristics mentioned above at the predetermined sites.
Préalablement, à l'étape de couplage, il peut être nécessaire, le cas échéant, de procéder à une étape de déprotection de l'extrémité -OH en 5', cette extrémité étant généralement protégée avant couplage par un groupe trityle, tel que le groupe diméthoxytrityle .Prior to the coupling step, it may be necessary, if necessary, to carry out a step of deprotection of the -OH end at 5 ', this end being generally protected before coupling by a trityl group, such as the dimethoxytrityl group.
Entre l'étape de couplage et l'étape d'oxydation, il peut être procédé à une étape de blocage (dite étape de « capping ») des groupes fonctionnels réactifs (généralement le groupe activé à l'extrémité 3') des nucléotides à greffer n'ayant pas réagi, de sorte à ce que ces nucléotides n' interviennent pas dans les cycles de synthèse ultérieurs .Between the coupling step and the oxidation step, a reactive functional groups (usually the 3 'end group) of the nucleotides can be blocked (called the "capping" step). graft does not have reacted, so that these nucleotides do not intervene in the subsequent synthesis cycles.
Les cycles de synthèse (comprenant éventuellement une étape de déprotection, une étape de couplage, éventuellement une étape de blocage, et une étape d'oxydation) sont réalisés classiquement dans un synthétiseur automatique d' oligonucléotides, par trempage du substrat dans la chambre de réaction du synthétiseur. L'étape de formation d'un film de protection sur certains des sites prédéterminés lors de certains cycles de synthèse (qui correspond à une protection sélective de ces sites par un polymère de protection) est effectuée classiquement à l'aide de techniques de microdéposition.Synthetic cycles (optionally comprising a deprotection step, a coupling step, optionally a blocking step, and an oxidation step) are conventionally carried out in an automatic oligonucleotide synthesizer, by soaking the substrate in the reaction chamber. of the synthesizer. The step of forming a protective film on some of the predetermined sites during certain synthesis cycles (which corresponds to a selective protection of these sites by a protective polymer) is carried out conventionally using microdeposition techniques.
Le choix du polymère protecteur dans la réalisation de matrice est très important et doit répondre avantageusement à un certain nombre de critères, tels que l' éjectabilité qui sera fonction de la concentration et de la nature du polymère et la résistance aux étapes chimiques.The choice of the protective polymer in the matrix embodiment is very important and must advantageously meet a certain number of criteria, such as the ejectability which will be a function of the concentration and the nature of the polymer and the resistance to the chemical steps.
Tout d' abord, le polymère doit pouvoir avantageusement être déposé par les techniques de microdéposition citées précédemment, par le biais d'une solution du polymère dans un solvant.First of all, the polymer must advantageously be deposited by the microdeposition techniques mentioned above, by means of a solution of the polymer in a solvent.
Dans le cas de la synthèse de nucléotides, et où le polymère de protection est destiné à être maintenu durant la totalité du cycle de synthèse tel que défini ci-dessus, celui-ci doit être, de préférence, inerte, et de préférence exempt de fonctions réactives capables de se coupler aux molécules et réactifs de synthèse. Il ne doit pas être soluble dans les solvants utilisés dans les étapes du cycle et présenter une imperméabilité vis-à-vis de ces solvants.In the case of nucleotide synthesis, and wherein the protective polymer is to be maintained throughout the synthesis cycle as defined above, it should preferably be inert, and preferably free of reactive functions capable of coupling to molecules and synthetic reagents. It must not be soluble in the solvents used in the stages of the cycle and have a impermeability vis-à-vis these solvents.
En réalité, il suffit que le polymère joue son rôle de couvercle protecteur essentiellement dans l'étape de déprotection (généralement, une étape de détritylation) ou dans l'étape de couplage. Il est alors possible d'adapter et d'optimiser le couple polymère-solvants pour l'étape retenue.In reality, it is sufficient that the polymer plays its role of protective cover essentially in the deprotection step (usually a detritylation step) or in the coupling step. It is then possible to adapt and optimize the polymer-solvent pair for the selected step.
Par exemple, dans le cas de puces à ADN, il est préférable que le polymère de protection ne comporte pas de fonctions avec des hydrogènes libres du type OH, NH2 ou COOH qui seraient capables de se coupler avec les molécules M1, M2, ..., Mn, par exemple, les nucléotides, au cours de l'étape de couplage, pour éviter de consommer inutilement des réactifs qui seront éliminés ensuite avec le polymère de protection. Le polymère doit pouvoir être éliminé par un solvant inerte vis-à-vis des nucléotides.For example, in the case of DNA chips, it is preferable for the protective polymer to have no functions with OH, NH 2 or COOH free hydrogens which would be capable of coupling with the M 1 , M 2 molecules. , ..., M n , for example, the nucleotides, during the coupling step, to avoid unnecessarily consuming reagents which will then be removed with the protective polymer. The polymer must be removable by a solvent inert to the nucleotides.
Le choix du polymère de protection sera effectué : d'une part, en fonction de la (des) étape (s) pendant lesquelles il doit protéger certains des sites de greffage, en tenant compte de sa solubilité dans les solvants susceptibles d'être utilisés pour la synthèse des nucléotides ; etThe choice of the protective polymer will be carried out: first, depending on the step (s) during which it must protect some of the grafting sites, taking into account its solubility in solvents that can be used for the synthesis of nucleotides; and
- d'autre part, en fonction de la nature des sites de greffage à recouvrir d'un film, étant entendu que ces sites doivent être mouillants vis-à-vis d'un solvant de ce polymère de protection, de sorte qu'une goutte comprenant le solvant et le polymère puisse se concentrer exclusivement sur ces sites, lors de l' évaporation . En d'autres termes, le polymère doit être soluble dans un solvant mouillant vis-à-vis des sites de greffage et insolubles dans les solvants utilisés dans les étapes contre lesquels le polymère doit protéger les sites choisis. Dans le cas de la synthèse d' oligonucléotides, si l'on veut assurer la protection par le polymère uniquement pendant l'étape de déprotection des extrémités 5' d'un nucléotide, généralement une étape de détritylation, il suffit de choisir un polymère insoluble dans les réactifs de détritylation qui sont généralement constitués par de l'acide dicholoroacétique (DCA) ou trichloroacétique (TCA) ou un acide de Lewis du type ZnBr2, à environ 2- 5% dans un solvant tel que le dichlorométhane, 1' acétonitrile ou le toluène.on the other hand, depending on the nature of the grafting sites to be covered with a film, it being understood that these sites must be wetting with respect to a solvent of this protective polymer, so that a drop comprising the solvent and the polymer can concentrate exclusively on these sites, during evaporation. In other words, the polymer must be soluble in a wetting solvent vis-à-vis the grafting sites and insoluble in the solvents used in the steps against which the polymer must protect the chosen sites. In the case of the synthesis of oligonucleotides, if it is desired to ensure protection by the polymer only during the deprotection step of the 5 'ends of a nucleotide, generally a detritylation step, it is sufficient to choose an insoluble polymer. in detritylation reagents which generally consist of dicholoroacetic acid (DCA) or trichloroacetic acid (TCA) or a ZnBr 2 type Lewis acid, at about 2-5% in a solvent such as dichloromethane, acetonitrile or toluene.
Ainsi, on peut citer comme exemple de tels polymères, les polyhydroxystyrènes insolubles dans les solvants mentionnés ci-dessus (dichlorométhane, acétonitrile ou toluène) et soluble dans un solvant différent de ceux listés ci-dessus, lequel solvant est mouillant vis-à-vis des sites de greffage à protéger.Thus, examples of such polymers include polyhydroxystyrenes which are insoluble in the solvents mentioned above (dichloromethane, acetonitrile or toluene) and soluble in a solvent different from those listed above, which solvent is wetting with respect to grafting sites to protect.
Des exemples de couples polymères/solvants sont présentés dans le tableau suivant. Examples of polymer / solvent pairs are presented in the following table.
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0001
Par exemple, en partant d'un substrat présentant des sites prédéterminés greffés par un composé silane porteur d'une fonction époxyde ou diol (servant de bras espaceur entre le support et l'enchaînement de nucléotides et conférant des caractéristiques de mouillabilité à ces sites) et des zones entourant ces sites constituées d'une couche d'oxyde de silicium sur laquelle est greffé un silane perfluoré, les sites prédéterminés peuvent être protégés en déposant sur ceux-ci une goutte d'une solution comprenant du diméthylsulfoxyde (DMSO) et un polyhydroxystyrène (soluble dans le DMSO) , cette goutte se concentrant exclusivement sur les sites mouillables de part la nature du composé silane greffé vis-à-vis du DMSO et après évaporation constituant un film de polymère protecteur sur ces sites. Les sites non protégés peuvent subir les étapes du cycle de synthèse pour greffer les nucléotides voulus tandis que les sites protégés ne subissent pas ce greffage. Dans ce cas de figure, le film de polymère est ensuite éliminé par exemple, par lavage avec du THF, libérant ainsi le site en vue d'un greffage ultérieur de nucléotides.For example, starting from a substrate having predetermined sites grafted with a silane compound carrying an epoxide or diol function (serving as a spacer arm between the support and the sequence of nucleotides and conferring wettability characteristics at these sites) and areas surrounding these sites consisting of a silicon oxide layer on which is grafted a perfluorinated silane, the predetermined sites can be protected by depositing thereon a drop of a solution comprising dimethylsulfoxide (DMSO) and a polyhydroxystyrene (soluble in DMSO), this drop concentrating exclusively on the wettable sites by the nature of the silane compound grafted to DMSO and after evaporation constituting a protective polymer film on these sites. The unprotected sites may undergo the synthesis cycle steps to graft the desired nucleotides while the protected sites do not undergo this grafting. In this case, the polymer film is then removed for example, by washing with THF, thus releasing the site for subsequent nucleotide grafting.
Le procédé de formation de films de polymère ainsi que le procédé de réalisation de matrice de séquences différentes présentent de nombreux avantages .The method of forming polymer films as well as the method of making matrix of different sequences have many advantages.
En effet, par rapport au procédé décrit dans la référence WO 0053310 qui utilise un substrat présentant en surface des microcuvettes, pour constituer les sites de greffage, le procédé de l'invention est mis en œuvre avec des substrats essentiellement plans (c'est-à-dire ne comportant pas de reliefs en surface) , la différence de mouillabilité entre des sites prédéterminés et les zones entourant ces sites permettant de positionner les films de polymère exclusivement sur ces sites, sans devoir utiliser des cuvettes susceptibles d'accueillir les films .Indeed, compared with the method described in reference WO 0053310 which uses a substrate having on the surface microcuvettes, to constitute the grafting sites, the method of the invention is implemented with essentially planar substrates (that is, that is, with no surface relief), the difference in wettability between predetermined sites and the zones surrounding these sites making it possible to position the polymer films exclusively on these sites, without having to use cuvettes capable of accommodating the films.
Du fait que la goutte déposée se concentre sur des sites prédéterminés du fait de ses caractéristiques de mouillabilité, il est ainsi possible d'augmenter la densité des substrats en ces sites prédéterminés. Compte tenu que ces sites prédéterminés sont fonctionnalisés de façon à leur conférer des propriétés de mouillabilité adéquates et également pour pouvoir permettre le greffage de molécules, il est ainsi possible d'obtenir, par exemple, des matrices présentant un nombre très élevé de sondes oligonucléotidiques de séquences différentes. Du fait que la goutte déposée se positionne automatiquement sur les sites prédéterminés, le procédé de formation de film est un procédé de mise en œuvre rapide.Because the deposited drop focuses on predetermined sites because of its wettability characteristics, it is possible to increase the density of the substrates at these predetermined sites. Given that these predetermined sites are functionalized so as to give them adequate wettability properties and also to allow the grafting of molecules, it is thus possible to obtain, for example, matrices having a very high number of oligonucleotide probes. different sequences. Since the deposited drop is automatically positioned at the predetermined sites, the film forming method is a fast method of implementation.
Egalement, du fait que suite à l' évaporation du solvant, le polymère vient se concentrer uniquement sur le site désiré, il est possible d'employer des solutions avant éjection plus diluée, ce qui facilite l'éjection dans le cadre du procédé .Also, because following the evaporation of the solvent, the polymer concentrates only on the desired site, it is possible to employ solutions prior to more diluted ejection, which facilitates the ejection in the process.
Il est à noter que, selon l'invention, l'éjection n'a pas à être aussi précise que, selon l'art antérieur, car la différence de mouillabilité entre les zones et les sites permettent un repositionnement aisé du film polymère sur le site à masquer. En particulier, il est tout à fait admissible lors de l'éjection de la goutte comprenant un solvant et le polymère, de déborder éventuellement du site mouillable sur les zones non mouillables, l'étape d' évaporation ultérieure permettant de concentrer le polymère exclusivement sur ledit site mouillable.It should be noted that, according to the invention, the ejection does not have to be as precise as, according to the prior art, because the difference in wettability between the zones and the sites allows easy repositioning of the polymer film on the surface. site to hide. In particular, it is entirely acceptable during the ejection of the drop comprising a solvent and the polymer, to possibly overflow from the wettable site to the non-wettable zones, the subsequent evaporation step making it possible to concentrate the polymer exclusively on said wettable site.
Le procédé de formation de film de l'invention présente une excellente fiabilité car il permet une meilleure protection par le polymère des sites prédéterminés.The film forming method of the invention has excellent reliability because it allows better protection by the polymer of the predetermined sites.
Il est possible également grâce à ce procédé d'optimiser la taille et la forme du film de polymère, et la concentration de polymère en fonction de la taille du site.It is also possible thanks to this process to optimize the size and shape of the film of polymer, and the polymer concentration depending on the size of the site.
Outre le fait de permettre la réalisation de films de protection dans le cadre de la synthèse de molécules d'intérêt, telles que les oligonucléotides, le procédé de l'invention peut être mis en œuvre également pour la réalisation d'écran plat, qui nécessite, lors de leur conception, le dépôt sur un substrat à des endroits bien déterminés de gouttelettes comprenant des encres polymères, ces encres polymères pouvant être, par exemples, des encres polyimides.In addition to allowing the production of protective films in the context of the synthesis of molecules of interest, such as oligonucleotides, the method of the invention can be implemented also for the production of flat screen, which requires in their design, the deposition on a substrate at well-defined locations of droplets comprising polymeric inks, these polymeric inks may be, for example, polyimide inks.
L' invention va maintenant être décrite par rapport aux exemples ci-dessous donnés à titre illustratif et non limitatif.The invention will now be described with respect to the examples below given for illustrative and not limiting.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
La figure 1 illustre une vue de dessus de la matrice réalisée conformément à l'exemple ci- dessous, cette matrice présentant plusieurs couples de lignes (couples de lignes 18, T, g, C, A, 14 et 18) présentant un ensemble de sites, chacun desdits sites correspondant à une séquence oligonucléotidique donnée greffée .FIG. 1 illustrates a view from above of the matrix produced according to the example below, this matrix presenting several pairs of lines (pairs of lines 18, T, g, C, A, 14 and 18) presenting a set of sites, each of said sites corresponding to a given oligonucleotide sequence grafted.
La figure 2 illustre schématiquement une séquence oligonucléotidique greffée sur un site de la matrice représentée sur la figure 1. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERSFIG. 2 schematically illustrates an oligonucleotide sequence grafted on a site of the matrix represented in FIG. 1. DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Sur une plaque neuve de silicium est effectuée une oxydation thermique à 11000C pour créer une couche d'oxyde de silicium de 5000 Â. Sur cette couche est déposée une couche de résine photosensible suivie d'une étape de photolithographie effectuée de manière à créer des disques de résine photosensible pour définir des sites circulaires. La plaque est ensuite soumise à un plasma d'oxygène ce qui a pour effet d' activer la surface des zones non protégées par la résine par génération de sites silanols. L'ensemble de la plaque est ensuite silanisé avec un silane hydrophobe (perfluooctyl-trichlorosilane) pendant 10 minutes à température ambiante dans du toluène anhydreOn a new silicon plate is carried out thermal oxidation at 1100 0 C to create a silicon oxide layer of 5000 Å. On this layer is deposited a layer of photoresist followed by a photolithography step performed to create photoresist discs to define circular sites. The plate is then subjected to an oxygen plasma which has the effect of activating the surface of the zones not protected by the resin by generation of silanol sites. The entire plate is then silanized with a hydrophobic silane (perfluorooctyl-trichlorosilane) for 10 minutes at room temperature in anhydrous toluene.
(concentration de silane de 9 mM) . Les molécules de silane hydrophobe vont se greffer uniquement sur les zones non protégées par la résine. La plaque est ensuite lavée à l'acétone, à l'éthanol et nettoyée aux ultrasons pendant 5 minutes dans l'éthanol. La puce est ensuite étuvée pendant 1 heure à 1100C. L'angle de contact mesuré avec de l'eau est de 110°. La résine photosensible est éliminée au cours du passage dans les bains d'acétone et d'éthanol. L'angle de contact mesuré avec de l'eau sur les zones protégées par la résine est voisin de 50 ° .(silane concentration of 9 mM). The hydrophobic silane molecules will graft only on the areas not protected by the resin. The plate is then washed with acetone, ethanol and sonicated for 5 minutes in ethanol. The chip is then baked for 1 hour at 110 ° C. The contact angle measured with water is 110 °. The photoresist is removed during passage through the acetone and ethanol baths. The contact angle measured with water on the areas protected by the resin is close to 50 °.
Des expériences d'éjection sont effectuées avec une tête d'éjection piézoélectrique (robot de la société MicroDrop GmbH) et une solution de diméthylsulfoxide (DMSO) contenant 5% en poids de poly (4-hydroxystyrène) (PHS) de masse molaire voisine de 20000 g. mol'1. Trois gouttes de 90 μm de diamètre en vol sont éjectées sur un site actif de 85 μm de diamètre fabriqué par la technique décrite ci-dessus. Puis le substrat est placé sur une plaque chauffante à 80°C pendant 5 minutes pour évaporer le DMSO. Une image en microscopie électronique à balayage est prise après cette étape de chauffage qui montre que le polymère est bien centré uniquement sur le site actif sans déborder. II faut souligner également que l'épaisseur du film de polymère (15 μm) est bien supérieure à celle pouvant être obtenue avec la méthode précédente utilisant des cuvettes (toujours inférieure à 1 μm) .Ejection experiments are carried out with a piezoelectric ejection head (robot from MicroDrop GmbH) and a solution of dimethylsulfoxide (DMSO) containing 5% by weight of poly (4-hydroxystyrene) (PHS) with a molar mass of around 20,000 g. mol '1 . Three drops of 90 μm diameter in flight are ejected on an active site of 85 microns in diameter manufactured by the technique described above. Then the substrate is placed on a hot plate at 80 ° C for 5 minutes to evaporate the DMSO. An image in scanning electron microscopy is taken after this heating step which shows that the polymer is centered only on the active site without overflowing. It should also be emphasized that the thickness of the polymer film (15 μm) is much greater than that which can be obtained with the previous method using cuvettes (always less than 1 μm).
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
Sur une plaque neuve de silicium est effectuée une oxydation thermique à 11000C pour créer une couche d'oxyde de silicium de 5000 Â. Sur cette couche est déposée une couche de résine photosensible suivie d'une étape de photolithographie effectuée de manière à définir des motifs dans la résine photosensible. La plaque est ensuite soumise à un plasma d' oxygène ce qui a pour effet d' activer la surface des zones non protégées par la résine par génération de sites silanols. L'ensemble de la plaque est ensuite silanisé avec un silane hydrophobe (perfluooctyl-trichlorosilane) pendant 10 minutes à température ambiante dans du toluène anhydre (concentration de silane de 9 mM) . Les molécules de silane hydrophobe vont se greffer uniquement sur les zones non protégées par la résine. La plaque est ensuite lavée à l'acétone, à l'éthanol et nettoyée aux ultrasons pendant 5 minutes dans l'éthanol. La puce est ensuite étuvée pendant 1 heure à 1100C. L'angle de contact mesuré avec de l'eau est de 110°. La résine photosensible est éliminée au cours du passage dans les bains d'acétone et d'éthanol.On a new silicon plate is carried out thermal oxidation at 1100 0 C to create a silicon oxide layer of 5000 Å. On this layer is deposited a photosensitive resin layer followed by a photolithography step performed so as to define patterns in the photoresist. The plate is then subjected to an oxygen plasma which has the effect of activating the surface of the areas not protected by the resin by generation of silanol sites. The whole plate is then silanized with a hydrophobic silane (perfluorooctyl trichlorosilane) for 10 minutes at room temperature in anhydrous toluene (silane concentration of 9 mM). The hydrophobic silane molecules will be grafted only on the areas not protected by resin. The plate is then washed with acetone, ethanol and sonicated for 5 minutes in ethanol. The chip is then baked for 1 hour at 110 ° C. The contact angle measured with water is 110 °. The photoresist is removed during passage through the acetone and ethanol baths.
Une étape de photolithographie est à nouveau effectuée de manière à définir des motifs dans une résine photosensible de polarité négative. La résine est laissée sur toutes les zones préalablement rendues hydrophobes par silanisation . La plaque est soumise à un plasma d'oxygène ce qui a pour effet d' activer la surface des zones non protégées par la résine (génération de sites silanols) . L'ensemble de la plaque est ensuite silanisé avec le silane 5, 6- époxyhexyltriéthoxysilane à 5 mM dans du toluène anhydre avec 3% en volume de triéthylamine pendant 16 heures à 800C. La plaque est alors lavée à l'acétone, à l'éthanol et nettoyée aux ultrasons pendant 5 minutes dans l'éthanol. Cette procédure enlève aussi la résine photosensible qui protégeait les zones hydrophobes. Puis la plaque est placée dans un bain d'une solution aqueuse de HCl à 0,2N pendant 3 heures. La plaque est finalement découpée sous la forme de substrats carrés de 1 cm de côté.A photolithography step is again performed so as to define patterns in a photosensitive resin of negative polarity. The resin is left on all previously hydrophobized areas by silanization. The plate is subjected to an oxygen plasma which has the effect of activating the surface of the zones not protected by the resin (generation of silanol sites). The entire plate is then silanized with 5mM silane-5, 6-epoxyhexyltriethoxysilane silane in anhydrous toluene with 3% by volume of triethylamine for 16 hours at 80 ° C. The plate is then washed with acetone, ethanol and sonicated for 5 minutes in ethanol. This procedure also removes the photosensitive resin that protected the hydrophobic areas. The plate is then placed in a bath of 0.2N aqueous HCl solution for 3 hours. The plate is finally cut in the form of square substrates 1 cm apart.
Le substrat ainsi obtenu est ensuite utilisé pour réaliser différents oligonucléotides, à l'aide d'un synthétiseur automatique d' oligonucléotides EXPEDITE 8909. Chaque oligonucléotide est synthétisé par greffage de nucléotides, le premier nucléotide étant greffé sur le composé silane greffé (référence 3 sur la figure 2) sur des endroits prédéterminés (référence 1 sur la figure 2) de la plaque de silicium.The substrate thus obtained is then used to produce different oligonucleotides, using an automatic synthesizer of oligonucleotides EXPEDITE 8909. Each oligonucleotide is synthesized by grafting nucleotides, the first nucleotide being grafted onto the grafted silane compound (reference 3 in FIG. 2) on predetermined locations (reference 1 in FIG. 2) of the silicon wafer.
Chaque oligonucléotide comprend la séquence suivante :Each oligonucleotide comprises the following sequence:
Espaceur 5T (référence 5 sur la figure 2) - Séquence connue de 7 nucléotides (référence 7 sur la figure 2) -Base variable (référence 9 sur la figure 2) - séquence connue de 7 nucléotides (référence 11 sur la figure 2) ; l' espaceur 5T correspondant à un enchaînement de 5 bases T, lié au composé silane greffé5T spacer (reference 5 in FIG. 2) - Known sequence of 7 nucleotides (reference 7 in FIG. 2) - Variable base (reference 9 in FIG. 2) - known sequence of 7 nucleotides (reference 11 in FIG. 2); the spacer 5T corresponding to a sequence of 5 bases T, linked to the silane compound grafted
(référence 3 sur la figure 2) à des endroits prédéterminés (référence 1 sur la figure 2) de la plaque de silicium, la base variable étant A, C, G, T ou encore une liaison simple. Le protocole de synthèse comporte une première étape de dépôt d'une première base commune à tous les plots : la thymine modifiée, laquelle réagit par l'intermédiaire de sa fonction phosphoramidite en 3' avec le groupe OH du composé silane greffé pour former une liaison covalente entre le composé silane et la thymine.(Reference 3 in Figure 2) at predetermined locations (reference 1 in Figure 2) of the silicon wafer, the variable base being A, C, G, T or a single bond. The synthesis protocol comprises a first step of deposition of a first base common to all the pads: the modified thymine, which reacts via its 3 'phosphoramidite function with the OH group of the silane compound grafted to form a bond covalent between the silane compound and the thymine.
Ensuite, les 4 bases T ainsi que la séquence connue de 7 nucléotides sont greffées base par base selon un protocole classique utilisant la chimie de la phosphoramidite comprenant un cycle de quatre étapes : - une étape de détritylation de la base greffée pour libérer la fonction -OH réactive en 5' ; une étape de couplage de la base à greffer avec la base greffée, par réaction de la fonction -OH en 5' de la base greffée et la fonction phosphoramidite de la base à greffer ; une étape de capping destinée aux fonctions -OH réactives en 5' des nucléotides greffés n'ayant pas réagi, de sorte à ce que ces nucléotides n'interviennent pas dans les cycles de synthèse ultérieurs ;Then, the 4 bases T as well as the known sequence of 7 nucleotides are grafted base by base according to a conventional protocol using phosphoramidite chemistry comprising a cycle of four steps: a step of detritylating the grafted base to release the 5'-reactive OH function; a coupling step of the base to be grafted with the grafted base, by reaction of the -OH function in 5 'of the grafted base and the phosphoramidite function of the base to be grafted; a capping step for the reactive -OH functions 5 'unreacted graft nucleotides, so that these nucleotides do not intervene in the subsequent synthesis cycles;
- une étape d' oxydation destinée à oxyder le phosphore trivalent en son homologue pentavalent avant d'entreprendre le cycle suivant.an oxidation step for oxidizing the trivalent phosphorus to its pentavalent homologue before starting the next cycle.
Ce cycle est répété 11 fois de façon à obtenir l'enchaînement de 5 bases T et de la première séquence connue de 7 nucléotides.This cycle is repeated 11 times so as to obtain the sequence of 5 bases T and the first known sequence of 7 nucleotides.
Ensuite, le couplage de la base variable A est réalisé selon le cycle de synthèse suivant : après enlèvement du substrat du synthétiseur, dépôt dans un robot de dépôt de polymère (robot de la société MicroDrop GmbH) sur les sites ne devant pas subir de greffage de la base A, de 2 gouttes d'une solution de PHS/DMSO à 3% qui est ensuite évaporée à 800C pendant 2 minutes ; détritylation des bases greffées non masquées en les soumettant à 1 ml de solution DMT- Removal (3% d'acide trichloroacétique/dichlorométhane) pendant 1 minute sous agitation ;Then, the coupling of the variable base A is carried out according to the following synthesis cycle: after removal of the synthesizer substrate, deposit in a polymer deposition robot (robot of MicroDrop GmbH) on the sites not to undergo grafting base A, 2 drops of a solution of 3% PHS / DMSO which is then evaporated at 80 ° C. for 2 minutes; detritylation of unmasked grafted bases by subjecting them to 1 ml of DMT-Removal solution (3% trichloroacetic acid / dichloromethane) for 1 minute with shaking;
- rinçage dans un bain de dichlorométhane ; - couplage de la base A ;rinsing in a dichloromethane bath; - coupling of the base A;
- élimination du polymère dans un bain de tétrahydrofurane (THF) .- Removal of the polymer in a tetrahydrofuran (THF) bath.
Compte tenu de la différence de mouillabilité du DMSO entre les sites silanisés et les zones silanisées non mouillantes, le film se localise uniquement et uniformément sur les sites choisis et empêche ainsi la base A de se greffer sur les sites non désirés . Ce cycle de synthèse est répété pour obtenir le couplage de la base C, G et T.Given the difference in wettability of the DMSO between the silanized sites and the non-wetting silanized zones, the film is localized only and uniformly at the selected sites and thus prevents the base A from grafting onto the unwanted sites. This synthesis cycle is repeated to obtain the coupling of the base C, G and T.
Une fois les 4 cycles de synthèse réalisés, la deuxième séquence connue de 7 nucléotides est réalisée par un protocole identique à celui exposée ci- dessus pour la synthèse de la première séquence connue de 7 nucléotides.Once the 4 synthesis cycles have been carried out, the second known sequence of 7 nucleotides is carried out by a protocol identical to that described above for the synthesis of the first known sequence of 7 nucleotides.
Pour finir, le substrat est sorti du synthétiseur et est incubé dans NH4OH (Sigma-Aldrich 32014-5) pendant 45 minutes à 600C, afin d'éliminer les groupements protecteurs des bases nucléotidiques, puis il est rincé à l'eau et séché sous flux d'azote.Finally, the substrate is taken out of the synthesizer and is incubated in NH 4 OH (Sigma-Aldrich 32014-5) for 45 minutes at 60 ° C., in order to eliminate the protective groups of the nucleotide bases, and then it is rinsed with water and dried under a stream of nitrogen.
A l'issue de ce procédé, on obtient ainsi une matrice comprenant un ensemble de couples de lignes, chacune des lignes présentant un nombre prédéterminé de sites greffés par des sondes oligonucléotidiques de séquence connue (cf. figure 1) . Pour un couple de ligne donnée, l'ensemble des sites est greffé par les mêmes sondes nucléotidiques (28 sondes au total pour chaque couple de lignes) . Les caractéristiques de ces lignes sont données dans le tableau suivant.At the end of this process, a matrix comprising a set of pairs of lines is thus obtained, each of the lines having a predetermined number of sites grafted by oligonucleotide probes of known sequence (see FIG. 1). For a given pair of lines, all the sites are grafted by the same nucleotide probes (28 probes in total for each pair of lines). The characteristics of these lines are given in the following table.
Figure imgf000028_0001
Figure imgf000028_0001
L'hybridation est effectuée avec une solution d' oligonucléotides cibles de séquence 5' CAT AgA gTg ggT TTA TCC 3' (complémentaire de 1' oligonucléotide des lignes « C ») à 10 nM. Ces cibles portent un groupement fluorescent Cy3 sur l'extrémité 5'. Après hybridation, le substrat est rincé et séché.The hybridization is carried out with a solution of oligonucleotide targets of 5 'CAT AgA sequence gTg ggT TTA TCC 3' (complementary to the oligonucleotide of the "C" lines) at 10 nM. These targets carry a fluorescent group Cy3 on the 5 'end. After hybridization, the substrate is rinsed and dried.
La lecture en fluorescence est effectuée avec le scanner Genetac (Genomic Solutions) avec un gain de 34.The fluorescence reading is performed with the Genetac scanner (Genomic Solutions) with a gain of 34.
L' image obtenue en fluorescence correspond au résultat qui était attendu : la ligne « C » correspondant à l'hybridation entre deux séquences d' oligonucléotides complémentaires produit le signal de fluorescence le plus élevé ; - les lignes « T », « g », « A » et « 14 » donnent un signal plus faible car l'hybridation n'est pas parfaite en raison de la différence d'une base dans la séquence ; les lignes « 18 » ont un signal très faible, presque négligeable, car les séquences d' oligonucléotides diffèrent de 3 bases. The image obtained in fluorescence corresponds to the result that was expected: the "C" line corresponding to the hybridization between two complementary oligonucleotide sequences produces the highest fluorescence signal; - The lines "T", "g", "A" and "14" give a weaker signal because the hybridization is not perfect because of the difference of a base in the sequence; the "18" lines have a very weak, almost negligible signal because the oligonucleotide sequences differ by 3 bases.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de formation d'un film de polymère (s) sur des sites prédéterminés d'un substrat comprenant successivement : a) une étape de dépôt sur lesdits sites prédéterminés d'une goutte comprenant un solvant et le (s) polymère (s), lesdits sites étant mouillables par ledit solvant, tandis que les zones entourant lesdits sites ne sont pas mouillables par ledit solvant ; b) une étape de chauffage dudit substrat à une température efficace pour obtenir une évaporation dudit solvant.1. A method of forming a polymer film (s) at predetermined sites of a substrate comprising successively: a) a step of depositing on said predetermined sites a drop comprising a solvent and the polymer (s) ), said sites being wettable by said solvent, while the areas surrounding said sites are not wettable by said solvent; b) a step of heating said substrate to a temperature effective to obtain an evaporation of said solvent.
2. Procédé de formation d'un film selon la revendication 1, comprenant, avant l'étape a), une étape de préparation du substrat de façon à créer des sites prédéterminées mouillables vis-à-vis des gouttes comprenant le solvant et le polymère et des zones entourant ces sites non mouillables vis-à-vis desdites gouttes.2. The process for forming a film according to claim 1, comprising, before step a), a step of preparing the substrate so as to create predetermined wettable sites with respect to the drops comprising the solvent and the polymer. and areas surrounding these non-wettable sites vis-à-vis said drops.
3. Procédé de formation d'un film selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les sites prédéterminés sont des sites hydrophiles et les zones entourant lesdits sites sont des zones hydrophobes.3. A method of forming a film according to claim 1 or 2, wherein the predetermined sites are hydrophilic sites and the areas surrounding said sites are hydrophobic areas.
4. Procédé de formation d'un film selon la revendication 3, dans lequel, lorsque le substrat avant préparation est un substrat en silicium, l'étape de préparation de ce substrat comprend les étapes consistant à : - soumettre ledit substrat à une oxydation thermique de façon à créer une couche d' oxyde de silicium ; déposer sur ladite couche d' oxyde de silicium une couche de résine photosensible ;The method of forming a film according to claim 3, wherein, when the substrate before preparation is a silicon substrate, the step of preparing said substrate comprises the steps of: subjecting said substrate to thermal oxidation so as to create a layer of silicon oxide; depositing on said silicon oxide layer a photoresist layer;
- éliminer par photolithographie la résine en des zones prédéterminées ; générer des fonctions silanols sur lesdits zones prédéterminées en soumettant lesdites zones prédéterminées à un plasma d'oxygène ; greffer sur lesdites fonctions silanols un composé silane hydrophobe, tel que le perfluorooctyltrichlorosilane . éliminer la résine photosensible subsistante, générant ainsi des sites prédéterminés hydrophiles et des zones hydrophobes entourant lesdits sites .photolithographically removing the resin at predetermined areas; generating silanol functions on said predetermined areas by subjecting said predetermined areas to an oxygen plasma; grafting on said silanol functional groups a hydrophobic silane compound, such as perfluorooctyltrichlorosilane. removing the remaining photosensitive resin, thereby generating predetermined hydrophilic sites and hydrophobic areas surrounding said sites.
5. Procédé de formation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de dépôt s'effectue par adressage mécanique.5. Formation method according to any one of the preceding claims, wherein the deposition step is carried out by mechanical addressing.
6. Procédé de formation selon la revendication 5 dépendant uniquement de la revendication 4, dans lequel la goutte comprenant un solvant et le polymère est une goutte comprenant du diméthylsulfoxyde et du polyhydroxystyrène .The forming method according to claim 5 dependent solely on claim 4, wherein the drop comprising a solvent and the polymer is a drop comprising dimethyl sulfoxide and polyhydroxystyrene.
7. Procédé d'élaboration d'une matrice de séquences de molécules chimiques ou biologique formées d'enchaînements différents de molécules Ml, M2,...,Mn par synthèse in situ sur un substrat tel que défini à la revendication 1, ledit procédé comprenant des étapes successives de greffage sur des sites prédéterminés d'une molécule Ml, M2, ...ou Mn constitutive de ladite séquence, lesdits sites prédéterminés comprenant des groupes fonctionnels aptes à former une liaison covalente avec ladite molécule Ml, M2,...ou Mn, ces étapes de greffage étant précédées, lorsque cela est nécessaire, d'une étape de protection des sites ne nécessitant pas ce greffage, cette étape de protection étant réalisée par la mise en œuvre du procédé de formation d'un film de polymère tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, ce film de polymère étant éliminé lorsque le site concerné doit subir de nouveau une étape de greffage.7. Process for producing a matrix of sequences of chemical or biological molecules formed by different sequences of molecules Ml, M2, ..., Mn by in situ synthesis on a substrate as defined in claim 1, said method comprising successive steps of grafting on predetermined sites of a molecule Ml, M2, ... or Mn constituting said sequence, said predetermined sites comprising groups functional groups able to form a covalent bond with said molecule M1, M2,... or Mn, these grafting steps being preceded, where necessary, by a site protection step that does not require this grafting, this protective step being carried out by implementing the process for forming a polymer film as defined in any one of claims 1 to 6, this polymer film being removed when the site concerned must undergo a grafting step again.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel les séquences de molécules sont des oligonucléotides .The method of claim 7, wherein the molecule sequences are oligonucleotides.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel une étape de greffage d'un nucléotide, hormis le premier nucléotide de l'enchaînement, comprend successivement les sous-étapes suivantes : - coupler l'extrémité -OH en 5' d'un nucléotide greffé avec l'extrémité activée en 3' (phosphoramidite, phosphotriester ou H-phosphonate) d'un autre nucléotide pour former une liaison covalente entre ces deux nucléotides ; - oxydation du groupe phosphoramidite, phosphotriester ou H-phosphonate en groupe phosphate. 9. The method of claim 8, wherein a step of grafting a nucleotide, except the first nucleotide of the sequence, comprises successively the following substeps: - coupling the -OH end 5 'of a nucleotide grafted with the 3'-activated end (phosphoramidite, phosphotriester or H-phosphonate) of another nucleotide to form a covalent bond between these two nucleotides; oxidation of the phosphoramidite, phosphotriester or H-phosphonate group in phosphate group.
10. Procédé selon la revendication 7, dans lequel les séquences de molécules sont des oligosaccharides .The method of claim 7, wherein the molecule sequences are oligosaccharides.
11. Procédé d'élaboration d'un écran plat comprenant une étape de mise en œuvre du procédé tel que défini à la revendication 1. 11. A method of producing a flat screen comprising a step of implementing the method as defined in claim 1.
PCT/EP2007/060519 2006-10-04 2007-10-03 Method for forming a polymer film on predetermined locations of a substrate WO2008040769A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0654089A FR2906810B1 (en) 2006-10-04 2006-10-04 METHOD OF FORMING POLYMER FILM (S) ON PREDETERMINAL SITES OF A SUBSTRATE.
FR06/54089 2006-10-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008040769A1 true WO2008040769A1 (en) 2008-04-10

Family

ID=37745868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/060519 WO2008040769A1 (en) 2006-10-04 2007-10-03 Method for forming a polymer film on predetermined locations of a substrate

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2906810B1 (en)
WO (1) WO2008040769A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2960799A1 (en) * 2010-06-07 2011-12-09 Commissariat Energie Atomique METHOD FOR FORMING LOCALIZED DEPOSITION AND DEFINED FORM OF MATERIAL AT THE SURFACE OF A SUBSTRATE
US10983093B2 (en) 2016-07-28 2021-04-20 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Resonant chemical sensor comprising a functionalisation device and method for the production thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5474796A (en) * 1991-09-04 1995-12-12 Protogene Laboratories, Inc. Method and apparatus for conducting an array of chemical reactions on a support surface
FR2790766A1 (en) * 1999-03-08 2000-09-15 Commissariat Energie Atomique PROCESS FOR MAKING A MATRIX OF SEQUENCES OF CHEMICAL OR BIOLOGICAL MOLECULES FOR A CHEMICAL OR BIOLOGICAL ANALYSIS DEVICE
WO2003023401A1 (en) * 2001-09-12 2003-03-20 Eidgenössische Technische Hochschule Zürich Device with chemical surface patterns
US6780582B1 (en) * 1998-07-14 2004-08-24 Zyomyx, Inc. Arrays of protein-capture agents and methods of use thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5474796A (en) * 1991-09-04 1995-12-12 Protogene Laboratories, Inc. Method and apparatus for conducting an array of chemical reactions on a support surface
US6780582B1 (en) * 1998-07-14 2004-08-24 Zyomyx, Inc. Arrays of protein-capture agents and methods of use thereof
FR2790766A1 (en) * 1999-03-08 2000-09-15 Commissariat Energie Atomique PROCESS FOR MAKING A MATRIX OF SEQUENCES OF CHEMICAL OR BIOLOGICAL MOLECULES FOR A CHEMICAL OR BIOLOGICAL ANALYSIS DEVICE
WO2003023401A1 (en) * 2001-09-12 2003-03-20 Eidgenössische Technische Hochschule Zürich Device with chemical surface patterns

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2960799A1 (en) * 2010-06-07 2011-12-09 Commissariat Energie Atomique METHOD FOR FORMING LOCALIZED DEPOSITION AND DEFINED FORM OF MATERIAL AT THE SURFACE OF A SUBSTRATE
WO2011154404A1 (en) 2010-06-07 2011-12-15 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method for producing a deposit of a material, which is localized and has a defined shape, on the surface of a substrate
US20130091965A1 (en) * 2010-06-07 2013-04-18 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method for producing a deposit of a material which is localized and has a defined shape, on the surface of a substrate
US10983093B2 (en) 2016-07-28 2021-04-20 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Resonant chemical sensor comprising a functionalisation device and method for the production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
FR2906810B1 (en) 2009-01-16
FR2906810A1 (en) 2008-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1114314B1 (en) Device comprising a plurality of analysis sites on a support and method of manufacturing the device
US7105295B2 (en) Methods for applying small volumes of reagents
KR100682919B1 (en) Pattern forming method of fine metal thin layer, biomolecular fixing substrate and biochip using the same
EP1141391B1 (en) Method for making a biochip and biochip
EP1301269B1 (en) Thermal injection and proportioning head, method for making same and functionalising or addressing system comprising same
JP4202391B2 (en) Biochip manufacturing method, probe solution, and biochip
EP1163049B1 (en) Method for producing a matrix of sequences of chemical or biological molecules for a chemical or biological analysis device
WO2008040769A1 (en) Method for forming a polymer film on predetermined locations of a substrate
US7637013B2 (en) Method of manufacturing ink jet recording head
TW202230490A (en) Flow cell coating methods
EP2333547B1 (en) Process for producing microbeads
TWI288176B (en) Probe medium and method of producing the same
EP1215186B1 (en) Solid support for the immobilization of oligonucleotides
EP1525210B1 (en) Method for making biochips
EP2576058A1 (en) Method for producing a deposit of a material, which is localized and has a defined shape, on the surface of a substrate
FR2787581A1 (en) Providing modified sites for bonding oligonucleotides to biochips for use e.g. in analysis of genes, by oxidative polymerization of host and functionalized monomers at the sites
FR2889516A1 (en) PROCESS FOR SUCCESSIVE FUNCTIONALIZATION OF A SUBSTRATE AND MICROSTRUCTURE OBTAINED BY THIS PROCESS
KR100700462B1 (en) Probe Medium
FR2872503A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING BIOPUCE BLANK, BLANKET AND BIOPUCE
EP3368899B1 (en) Method for immobilising a compound of interest on a substrate in a given pattern and kit for implementing same
EP1339484A1 (en) Method and device for making a support bearing a plurality of different polynucleotide and/or peptide sequences
WO2009004142A2 (en) Method for fixing compounds comprising peptide bonds, such as proteins, to a microsystem, and microsystem incorporating these compounds
EP1817101A1 (en) Method for chemically activating molecules or protecting active molecules
KR20090022698A (en) Method of coating silan layer on substrate

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07820896

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07820896

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1