JPH09246625A - 機能性材料のパターン化方法およびパターン化された機能性材料 - Google Patents

機能性材料のパターン化方法およびパターン化された機能性材料

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JPH09246625A
JPH09246625A JP8080742A JP8074296A JPH09246625A JP H09246625 A JPH09246625 A JP H09246625A JP 8080742 A JP8080742 A JP 8080742A JP 8074296 A JP8074296 A JP 8074296A JP H09246625 A JPH09246625 A JP H09246625A
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functional material
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dnq
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Nikorau Dan
ニコラウ ダン
Takahisa Taguchi
隆久 田口
Susumu Yoshikawa
暹 吉川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】パターン化された生物学的材料を提供する。 【解決手段】基体上にＤＮＱ及びノボラックを有する被
覆膜を形成し、該被覆膜に光照射して基体表面にパター
ンを形成し、該パターン上にアミノ基を有する機能性材
料を適用し、アミド結合を介して機能性材料を該パター
ンに沿って整列させる、機能性材料の基体上への固定化
方法、及び固定化された機能性材料。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機能性材料の固定
化に関する。
【０００２】
【従来の技術】生物学的分子の構造を表面でコントロー
ルする技術は、バイオセンシング、細胞誘導、及び分子
的電子工学に広い範囲の利用可能性がある。表面上で生
物学的活性分子と細胞をそれらの構造物中に垂直に組み
込むよう固定化した分子構造を構築する技術の進歩は、
これらの構造を側方に整列化、即ちパターン化すること
にますます興味が向けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、機能性材料
をパターン化する技術を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の項１〜
項８を提供するものである。
【０００５】項１． 基体上にＤＮＱ及びノボラックを
有する被覆膜を形成し、該被覆膜に光照射して基体表面
にパターンを形成し、該パターン上にアミノ基を有する
機能性材料を適用し、アミド結合を介して機能性材料を
該パターンに沿って整列させる、機能性材料の基体上へ
の固定化方法。
【０００６】項２． 基体上にＤＮＱ及びノボラックを
有する被覆膜を形成し、該被覆膜に光照射して基体表面
にパターンを形成し、該パターンをアンモニアガスの存
在下で反転焼付し、次いでアミノ基を有する機能性材料
を適用して、アミド結合を介して機能性材料を該パター
ンに沿って整列させる、機能性材料の基体上への固定化
方法。
【０００７】項３． 基体上にＤＮＱ、ノボラック及び
イミダゾールを有する被覆膜を形成し、該被覆膜に光照
射して基体表面にパターンを形成し、該パターン上にア
ミノ基を有する機能性材料を適用し、光照射部位にアミ
ド結合を介して機能性材料を整列させる、機能性材料の
基体上への固定化方法。
【０００８】項４． 基体上にＤＮＱ、ノボラック及び
イミダゾールを有する被覆膜を形成し、該被覆膜に光照
射して基体表面にパターンを形成し、該パターンをアン
モニアガスの非存在下で反転焼付し、次いでアミノ基を
有する機能性材料を適用して、アミド結合を介して機能
性材料を該パターンに沿って整列させる、機能性材料の
基体上への固定化方法。
【０００９】項５． 機能性材料が蛋白質、酵素、多
糖、核酸、細菌、ウイルス、培養細胞からなる群から選
ばれる少なくとも１種である項１〜４のいずれかに記載
の方法。
【００１０】項６． 機能性材料が神経細胞である項５
に記載の方法。
【００１１】項７． 項１〜６のいずれかの方法により
得ることができる基体上にパターン化状態で固定化され
た機能性材料。
【００１２】項８． ２種以上の機能性材料が、別々の
パターンに従い基体上に固定化された機能性材料。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明において、アミノ基を有す
る機能性材料は、基体表面に形成したパターンに沿って
固定化される。「整列させる」とは、ポジティブパター
ンの場合には光照射部位に機能性材料を固定化すること
を意味し、反転焼付後のネガティブパターンの場合に
は、光非照射部位に機能性材料を固定化することを意味
する。
【００１４】機能性材料としては、アミノ基を有する高
分子ないし巨大分子であれば特に制限されないが、例え
ば蛋白質、酵素、多糖、核酸、細菌、ウイルス、培養細
胞等が挙げられ、好ましくは、神経細胞等の培養細胞お
よび蛋白質が挙げられる。上記の蛋白質、酵素等以外の
機能性材料は、表面に存在する蛋白質由来のアミノ基
（−ＮＨ2）を介して結合する。
【００１５】蛋白質としては、特に限定されないが、例
えば、視床下部ホルモン（ＴＲＨ、ＬＨＲＨ等）、下垂
体ホルモン（バゾプレッシン、オキシトシン、ＬＳＨ、
ＴＳＨ等）、消化管ホルモン（セクレチン、インスリ
ン、グルカゴン）等のペプチドホルモン、インターフェ
ロン（α、β、γ）、インターロイキン（ＩＬ−１〜Ｉ
Ｌ−６等）、アビジン、アルブミン、アクチン、ミオシ
ン、フィブリン、ヘモグロビン等の生物由来の各種蛋白
質が挙げられ、これらは、糖蛋白質も含む。
【００１６】酵素としては、酸化還元酵素（各種デヒド
ロゲナーゼ、オキシダーゼ、レダクターゼ、オキシゲナ
ーゼ、ヒドロペルオキシダーゼ）、加水分解酵素（プロ
テアーゼ、エステラーゼ、グリコシダーゼ）、転移酵素
（メチルトランスフェラーゼ、カルボキシトランスフェ
ラーゼ、アシルトランスフェラーゼ、アミノトランスフ
ェラーゼ、グリコシルトランスフェラーゼ）、リアーゼ
（アルドラーゼ、デカルボキシラーゼ、デヒドラター
ゼ、カルボキシキナーゼ）、異性化酵素（ラセマーゼ、
エピメラーゼ、シス−トランスイソメラーゼ、糖イソメ
ラーゼ、トートメラーゼ、Δ−イソメラーゼ、ムター
ゼ、シクロイソメラーゼ）、合成酵素（ＤＮＡリガー
ゼ、クエン酸シンターゼ、リンゴ酸シンターゼ、アント
ラニル酸シンターゼ等）が挙げられる。
【００１７】多糖としては、グルコサミン、マンノサミ
ン、ガラクトサミン等のアミノ糖を繰り返し単位とする
多糖が挙げられる。
【００１８】核酸としては、ＤＮＡ、ＲＮＡが挙げられ
る。
【００１９】細菌としては、大腸菌、酵母、枯草菌等が
挙げられる。
【００２０】ウイルスとしては、インフルエンザウイル
ス、ヘルペスウイルス、アデノウイルス、エイズウイル
ス、肝炎ウイルス（Ａ，Ｂ、Ｃ型）が挙げられる。
【００２１】培養細胞としては、神経細胞、腫瘍細胞、
各種臓器、器官、組織、リンパ球、等の正常細胞が挙げ
られる。
【００２２】好ましい機能性材料としては、アビジン等
の蛋白質及び神経細胞が挙げられる。
【００２３】パターンを表面に形成する基体の材質は、
特に限定されないが、例えばガラス、金属、セラミッ
ク、プラスチック、天然又は合成樹脂等が挙げられる。
基体の形状は特に限定されないが、平板状であるのが好
ましい。
【００２４】（イ）．ＤＮＱ／ノボラック・システムに
ついて (イ-1)ポジティブトーンのパターン化 基体表面上のパターン形成は、基体上にＤＮＱ／ノボラ
ックから構成される感受性樹脂組成物を溶媒（例えばベ
ンゼン、トルエン、クロロホルム等）に溶かした溶液を
用いてスピンコート、塗布、スプレー、浸漬等により被
覆、乾燥し、該感受性樹脂に光（例えば、Ｈｇランプ・
スペクトルの４３６ｎｍ線）を照射し、パターンを形成
する。
【００２５】感受性樹脂層中のＤＮＱとノボラックの比
率は、パターンを形成できる限り特に限定されず、当業
者であれば、パターン形成に適した両者の比率を適宜決
定することができるが、例えばＤＮＱ／ノボラック＝１
〜５０／９９〜５０重量％；好ましくは３０重量％／約
７０重量％が好適な比率として例示される。ＤＮＱ／ノ
ボラックは、例えばＡＺ１３５０（ヘキスト）またはＭ
Ｐ１４００(Shipley)などの商品名で市販されており、
該市販品を好適に用いることができる。
【００２６】パターンの形成方法を、以下のスキームに
示す。
【００２７】
【化１】 〔式中、Ｒ3およびＲ4は、各々機能性材料の任意のアミ
ノ基を除いた部分を示す。〕 〔Ａ経路〕基板上に機能性材料（Ｒ3ＮＨ2ないしＲ4Ｎ
Ｈ2）を含む培養液ないし水等の溶媒を加えておく。こ
の状態で基板上の被覆層に光（例えばＨｇランプ）を照
射して、被覆層中のＤＮＱ（１）をケテン体（２）に変
換し、該ケテンが、培養液ないし水等の溶媒中に存在す
る機能性材料のアミノ基と反応して、機能性材料をパタ
ーンに沿って整列（固定化）させることができる。
【００２８】〔Ｂ経路〕基板上に水の非存在下で被覆膜
に光を照射し、次に基板上に水を加えて、インデンカル
ボン酸（３）に導き、次に、インデンカルボン酸（３）
を水等の溶媒の存在下にＥＤＣ及び機能性材料と反応さ
せて、アミド結合を介し、機能性材料を光照射部位に沿
って整列（固定化）させることができる。
【００２９】ＥＤＣは、機能性材料に対し等モルまたは
過剰量用いる。
【００３０】機能性材料は、細胞の場合、基板１cm2当
たり１０〜１０7個程度、蛋白質の場合基板１cm2当たり
１０〜１０12個程度固定化される。
【００３１】(イ-2)ネガティブトーンのパターン化 基板上にアンモニア（ＮＨ3）ガスの存在下に光照射を
行うか、或いは光照射を行った後に基板上にアンモニア
（ＮＨ3）水溶液を加え、例えば１００℃程度の温度下
に０．５〜１時間程度処理し、光照射対応部分の被膜中
のＤＮＱを除去する。次いで、残存した非光照射部分に
ついて、上記の(イ-1)ポジティブトーンのパターン化の
項と同様にして、機能性材料を基板上に固定化すること
ができる。
【００３２】（ロ） ＤＮＱ／ノボラック／イミダゾー
ル・システムについて (ロ-1)反転工程 ＤＮＱ／ノボラックから構成される感光性樹脂に、イミ
ダゾールを配合して３成分系混合物を得る。
【００３３】感受性樹脂中のＤＮＱとノボラックとイミ
ダゾールの比率は、上記のＤＮＱとノボラックの混合物
（特に限定されないが、好ましくはＤＮＱ／ノボラック
＝１〜５０／９９〜５０重量％）中に、イミダゾールを
ＤＮＱの０．５〜４重量％程度添加すればよい。ＤＮＱ
／ノボラック／イミダゾールの好適な比率としては、例
えばＤＮＱ／ノボラック＝約３０重量％／約７０重量％
の混合物１００重量％に対し、イミダゾールを、０．１
５〜０．６重量％程度添加したものが挙げられる。
【００３４】基体表面上のパターン形成は、基体上にＤ
ＮＱ／ノボラック／イミダゾールから構成される感受性
樹脂層を上記(イ-1)の記載と同様にスピンコートにより
被覆し、該感受性樹脂に３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ2の範
囲で露光することにより光照射し、パターンを形成す
る。得られたパターンをアンモニアガス非存在下で１０
０℃程度の温度下に０．５〜１時間処理すると、ネガテ
ィブトーンのパターンが得られる。
【００３５】基板上への機能性材料の固定化は、上記イ
のＤＮＱ／ノボラック・システムの場合と同様にして行
うことができる。
【００３６】以下に、Ａ経路、Ｂ経路の具体的操作手順
を、スキーム１〜８に示す。スキーム１〜８は単なる例
示であるので、当業者であれば、各種条件を適宜変更し
て実施することができる。
【００３７】スキームＩ（Ａ経路；ＤＮＱ／ノボラッ
ク；ポジティブパターン） (I-i)出発物質 固形分＝約３０％（ＤＮＱ（約３０％）＋ノボラック
（約７０％）） 溶媒の比率＝約７０％、エチルセロソルブ酢酸 (I-ii)コーティング 基体：ガラス、厚み＝0.12-0.17mm、該基体はレジスト
を付着するために、ＨＭＤＳで処理する。
【００３８】スピンコートによる前記ＤＮＱ／ノボラッ
ク溶液のコーティングは、５００ｒｐｍで３０秒間、次
いで３０００ｒｐｍで１分間の条件で行う。
【００３９】上記条件で得たレジストフィルムの厚み
は、約０．４５μｍである。
【００４０】(I-iii)乾燥工程（ベーキング） 装置：熱対流炉(convection oven) 加熱条件：９０℃で３０分間 (I-iv)機能性材料溶液のフィルムへの付着 第１工程：機能性材料溶液を乾燥レジストフィルム上に
加える 第２工程：レジスト表面にマスクをプレスし、機能性材
料の液状フィルムを形成する 第３工程：液体−固体接触の進展のため、数分間待つ。
【００４１】(I-v)パターン化及び光照射による機能性
材料の固定化 エネルギー：３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ2のＨｇランプ・
スペクトルの照射 印刷方法：近接または接触 マスク：クロム、独立した直線及び方形を有する、例示
特徴サイズ＝２μｍ この工程により、光照射された部分にＤＮＱ由来のケテ
ン化合物が形成され、該ケテン化合物が機能性材料のア
ミノ基と反応し、アミド結合を介した機能性材料の整列
・固定化が達成される。
【００４２】(I-vi)機能性材料溶液の除去 第１工程：基体を培養皿のウエルの底に置く 第２工程：レジスト表面を繰り返し洗浄する。
【００４３】第３工程：必要に応じて、基体全面に光照
射し、未反応のＤＮＱを可溶化して除去する。
【００４４】第２工程後に、工程(I-iv)〜工程(I-vi)の
第２工程を繰り返し行えば、２種以上の機能性材料が基
体上に各々整列・固定化された材料が得られる。
【００４５】スキームII（Ｂ経路；ＤＮＱ／ノボラッ
ク；ポジティブパターン） 上記工程(I-iii)で得られた基体を以下の工程(II-i)〜
工程(II-iii)に従い処理する。
【００４６】(II-i)パターン化のための光照射 エネルギー：３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ2のＨｇランプ・
スペクトルの照射 印刷方法：近接または接触 マスク：クロム、独立した直線及び方形を有する、例示
特徴サイズ＝２μｍ (II-ii)パターン化された基体上への機能性材料の整列
・固定化 第１工程：機能性材料溶液をパターン化されたレジスト
フィルム上に加える 第２工程：ＥＤＣ溶液を加える 第３工程：室温で２時間待つ。
【００４７】(II-iii)機能性材料溶液の除去 第１工程：基体を培養皿のウエルの底に置く 第２工程：レジスト表面を繰り返し洗浄する。
【００４８】第３工程：必要に応じて、基体全面に光照
射し、未反応のＤＮＱを可溶化して除去する。
【００４９】第２工程後に、工程(II-i)〜工程(II-iii)
の第２工程を繰り返し行えば、２種以上の機能性材料が
基体上に各々整列・固定化された材料が得られる。
【００５０】スキームIII（Ａ経路；ＤＮＱ／ノボラッ
ク；ネガティブパターン） 上記工程(II-i)で得られた基体を以下の工程(III-i)〜
工程(III-iv)に従い処理する。
【００５１】(III-i)反転焼付 装置：熱対流炉(convection oven) 焼付条件：１００℃で１時間 雰囲気：アンモニアガス (III-ii)機能性材料溶液のフィルムへの付着 第１工程：機能性材料溶液をレジストフィルム上に加え
る 第２工程：レジスト表面にマスクをプレスし、機能性材
料の液状フィルムを形成する 第３工程：液体−固体接触の進展のため、数分間待つ。
【００５２】(III-iii)光照射による機能性材料の固定
化 エネルギー：３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ2のＨｇランプ・
スペクトルの照射 印刷方法：近接または接触 マスク：透明、必要な部分のみに光を照射するために必
要な特徴を備える この工程により、光照射された部分にＤＮＱ由来のケテ
ン化合物が形成され、該ケテン化合物が機能性材料のア
ミノ基と反応し、アミド結合を介した機能性材料の整列
・固定化が達成される。
【００５３】(III-iv)機能性材料溶液の除去 第１工程：基体を培養皿のウエルの底に置く 第２工程：レジスト表面を繰り返し洗浄する。
【００５４】第３工程：必要に応じて、基体全面に光照
射し、未反応のＤＮＱを可溶化して除去する。
【００５５】第２工程後に、工程(III-ii)〜工程(III-i
v)の第２工程、或いは、工程(II-i)及び工程(III-i)〜
工程(III-iv)の第２工程を繰り返し行えば、２種以上の
機能性材料が基体上に整列・固定化された材料が得られ
る。
【００５６】スキームIV（Ｂ経路；ＤＮＱ／ノボラッ
ク；ネガティブパターン） 上記工程(III-i)で得られた反転焼付後の基体を、以下
の工程(IV-i)〜工程(IV-iii)に従い処理する。
【００５７】(IV-i)パターン化のための光照射 エネルギー：３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ2のＨｇランプ・
スペクトルの照射 印刷方法：近接または接触 マスク：透明、必要な部分のみに光を照射するために必
要な特徴を備える (IV-ii)パターン化された基体上への機能性材料の整列
・固定化 第１工程：機能性材料溶液をパターン化されたレジスト
フィルム上に加える 第２工程：ＥＤＣ溶液を加える 第３工程：室温で２時間待つ。
【００５８】(IV-iii)機能性材料溶液の除去 第１工程：基体を培養皿のウエルの底に置く 第２工程：レジスト表面を繰り返し洗浄する。
【００５９】第３工程：必要に応じて、基体全面に光照
射し、未反応のＤＮＱを可溶化して除去する。
【００６０】第２工程後に、再度工程(IV-i)〜工程(IV-
iii)の第２工程、或いは工程(II-i)及び工程(IV-i)〜工
程(IV-iii)の第２工程を繰り返し行えば、２種以上の機
能性材料が基体上に整列・固定化された材料が得られ
る。
【００６１】スキームＶ（Ａ経路；DNQ/ノホ゛ラック/イミタ゛ソ゛ー
ル；ポジティブパターン） (V-i)出発物質 固形分＝約３０％（ＤＮＱ（約３０％）＋ノボラック
（約７０％）） 溶媒：約７０％（含量）、エチルセロソルブ酢酸 上記溶液に、ＤＮＱ重量の０．５〜４％のイミダゾール
を加える。
【００６２】(V-ii)コーティング 基体：ガラス、厚み＝0.12-0.17mm、該基体はレジスト
を付着するために、ＨＭＤＳで処理する。
【００６３】スピンコートによる前記ＤＮＱ／ノボラッ
ク／イミダゾール溶液のコーティングは、５００ｒｐｍ
で３０秒間、次いで３０００ｒｐｍで１分間の条件で行
う。
【００６４】上記条件で得たレジストフィルムの厚み
は、約０．４５μｍである。
【００６５】(V-iii)乾燥工程（ベーキング） 装置：熱対流炉(convection oven) 加熱条件：９０℃で３０分間 (V-iv)機能性材料溶液のフィルムへの付着 第１工程：機能性材料溶液を乾燥レジストフィルム上に
加える 第２工程：レジスト表面にマスクをプレスし、機能性材
料の液状フィルムを形成する 第３工程：液体−固体接触の進展のため、数分間待つ。
【００６６】(V-v)パターン化及び光照射による機能性
材料の固定化 エネルギー：３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ2のＨｇランプ・
スペクトルの照射 印刷方法：近接または接触 マスク：クロム、独立した直線及び方形、例示特徴サイ
ズ＝２μｍ この工程により、光照射された部分にＤＮＱ由来のケテ
ン化合物が形成され、該ケテン化合物が機能性材料のア
ミノ基と反応し、アミド結合を介した機能性材料の整列
・固定化が達成される。
【００６７】(V-vi)機能性材料溶液の除去 第１工程：基体を培養皿のウエルの底に置く 第２工程：レジスト表面を繰り返し洗浄する。
【００６８】第３工程：必要に応じて、基体全面に光照
射し、未反応のＤＮＱを可溶化して除去する。
【００６９】第２工程後に、再度工程(V-iv)及び工程(V
-vi)の第２工程を繰り返し行えば、２種以上の機能性材
料が基体上に整列・固定化された材料が得られる。
【００７０】スキームVI（Ｂ経路；DNQ/ノホ゛ラック/イミタ゛ソ゛ー
ル；ポジティブパターン） 上記工程(V-iii)で得られた基体を以下の工程(VI-i)〜
工程(VI-iii)に従い処理する。
【００７１】(VI-i)パターン化のための光照射 エネルギー：３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ2のＨｇランプ・
スペクトルの照射 印刷方法：近接または接触 マスク：クロム、独立した直線及び方形を有する、例示
特徴サイズ＝２μｍ なお、マスクの最小特徴サイズは０．１μｍ程度であ
る。
【００７２】(VI-ii)パターン化された基体上への機能
性材料の整列・固定化 第１工程：機能性材料溶液をパターン化されたレジスト
フィルム上に加える 第２工程：ＥＤＣ溶液を加える 第３工程：室温で２時間待つ。
【００７３】(VI-iii)機能性材料溶液の除去 第１工程：基体を培養皿のウエルの底に置く 第２工程：レジスト表面を繰り返し洗浄する。
【００７４】第３工程：必要に応じて、基体全面に光照
射し、未反応のＤＮＱを可溶化して除去する。
【００７５】第２工程後に、工程(VI-i)〜工程(VI-iii)
の第２工程を繰り返し行えば、２種以上の機能性材料が
基体上に整列・固定化された材料が得られる。
【００７６】スキームVII（Ａ経路；DNQ/ノホ゛ラック/イミタ゛ソ゛
ール；ネガティブパターン） 上記工程(VI-i)で得られた基体を以下の工程(VII-i)〜
工程(VII-iv)に従い処理する。
【００７７】(VII-i)反転焼付 装置：熱対流炉(convection oven) 焼付条件：１００℃で１時間 反転焼付工程は、アンモニアガスの非存在下で行う。
【００７８】(VII-ii)機能性材料溶液のフィルムへの付
着 第１工程：機能性材料溶液をレジストフィルム上に加え
る 第２工程：レジスト表面にマスクをプレスし、機能性材
料の液状フィルムを形成する 第３工程：液体−固体接触の進展のため、数分間待つ。
【００７９】(VII-iii)光照射による機能性材料の固定
化 エネルギー：３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ2のＨｇランプ・
スペクトルの照射 印刷方法：近接または接触 マスク：透明、必要な部分のみに光を照射するために必
要な特徴を備える この工程により、光照射された部分にＤＮＱ由来のケテ
ン化合物が形成され、該ケテン化合物が機能性材料のア
ミノ基と反応し、アミド結合を介した機能性材料の整列
・固定化が達成される。
【００８０】(VII-iv)機能性材料溶液の除去 第１工程：基体を培養皿のウエルの底に置く 第２工程：レジスト表面を繰り返し洗浄する。
【００８１】第３工程：必要に応じて、基体全面に光照
射し、未反応のＤＮＱを可溶化して除去する。
【００８２】第２工程後に、工程(VII-ii)〜(VII-iv)の
第２工程を繰り返し行えば、２種以上の機能性材料が基
体上に整列・固定化された材料が得られる。
【００８３】スキームVIII（Ｂ経路；DNQ/ノホ゛ラック/イミタ゛ソ
゛ール；ネガティブパターン） 上記工程(VII-i)で得られた反転焼付後の基体を、以下
の工程(VIII-i)〜工程(VIII-iii)に従い処理する。
【００８４】(VIII-i)パターン化のための光照射 エネルギー：３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ2のＨｇランプ・
スペクトルの照射 印刷方法：近接または接触 マスク：透明、必要な部分のみに光を照射するために必
要な特徴を備える (VIII-ii)パターン化された基体上への機能性材料の整
列・固定化 第１工程：機能性材料溶液をパターン化されたレジスト
フィルム上に加える 第２工程：ＥＤＣ溶液を加える 第３工程：室温で２時間待つ。
【００８５】(VIII-iii)機能性材料溶液の除去 第１工程：基体を培養皿のウエルの底に置く 第２工程：レジスト表面を繰り返し洗浄する。
【００８６】第３工程：必要に応じて、基体全面に光照
射し、未反応のＤＮＱを可溶化して除去する。
【００８７】第２工程後に、再度工程(VIII-i)〜工程(V
III-iii)の第２工程を繰り返し行えば、２種以上の機能
性材料が基体上に整列・固定化された材料が得られる。
【００８８】
【発明の効果】本発明の方法によれば、基体上に形成さ
れたパターンに沿って、アミノ基を有する任意の機能性
材料を固定化することができる。
【００８９】光照射によるパタ−ン形成を複数回に分け
て行い、各々のパターンに沿って異なる種類の機能性材
料を固定化することができる。例えば一次構造の類似し
た複数の酵素を連続して固定化し、酵素とアミノ酸配列
との関係を調べたり、複数の神経細胞をパターンに沿っ
て固定化し、ネットワーク状の構造を形成して、神経細
胞の働きのメカニズムを研究したり、筋肉、血液凝固
系、電子伝達系等の相互に関係する複数のアミノ基含有
機能性材料を一定の位置関係に配置し、各構成要素の関
係を調べたりすることができる。
【００９０】また、基体上にトランジスタを形成し、さ
らに神経細胞を固定化することで、神経細胞の電位変化
を感知するセンサーないし電子デバイスとしての応用に
も有用である。
【００９１】
【実施例】以下に、本発明を実施例を用いて説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００９２】実施例１（スキームＩに従った基板上への
アビジンの固定化） （１）基板作製 ジアゾナフトキノン（ＤＮＱ）とノボラック（約３０：
約７０重量％）からなる樹脂を約７０％のエチルセロソ
ルブ酢酸に溶解して約３０％の固体含量を有する溶液を
調製した。該溶液を、レジスト付着のために液状ＨＭＤ
Ｓで前処理したカバーグラス（直径１５ｍｍ、厚さ０．
１３ｍｍの円形ガラス板）上に、(i)５００ｒｐｍ、３
０秒及び(ii)３０００ｒｐｍ、１分間の散布周期でスピ
ンコートし、０．４５μｍの厚さの均一なレジストフィ
ルムを形成し、熱対流炉(convection oven)中９０℃、
３０分間乾燥させて基板を作成した。
【００９３】とパターンの描かれたマスクを密着させ、
を照射し、パターンを形成した。
【００９４】（２）アビジン結合 該パターン上に、機能性材料としての、蛍光分子（フル
オレッセイン）を結合したアビジン（０．０１mg）を水
０．５ｍｌの溶かした溶液を加え、パターンの書き込ま
れたマスクをプレスし、３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ2のＨ
ｇランプ・スペクトルの光照射によりアビジンを基体上
に結合させた。次いで、該基体を洗浄して、過剰のアビ
ジンを除去した。得られた基体に５００ｎｍの光を照射
し、蛍光を観察した結果を参考写真１に示す。パターン
上にアビジン分子が整列していることが確認された。
【００９５】実施例２（スキームIIに従った基板上への
アビジンの固定化） 実施例１（１）と同様にして、基体上にパターンを形成
した。
【００９６】得られたシャーレ状の形状の基体上にＥＤ
Ｃ（４mg）を水１ｍｌに溶かした水溶液０．５ｍｌを加
え、直ちに該溶液にアビジン（１mg）を水１ｍｌに溶か
した溶液を０．０２ｍｌ加え、２３℃で２時間処理し
て、アビジンを基体上に結合させた。次いで、該基体を
洗浄して、過剰のアビジンを除去した。得られた基体に
５００ｎｍの光を照射し、蛍光を観察すると、パターン
上にアビジン分子が整列していることが確認された。
【００９７】蛍光試験の結果を参考写真２に示す。蛍光
観察結果によれば、実施例１の方法よりも、より多くの
アビジンが結合していた。
【００９８】実施例３（スキームIIIに従った基板上へ
のアビジンの固定化） 実施例１（１）と同様にして、基体上にパターンを形成
した。
【００９９】得られた基体上に、アンモニアガス中、１
００℃で６０分間ベーキングし反転焼付を行った。基体
を水で洗浄して、光を照射した部分のＤＮＱを除去し
た。
【０１００】該パターン上に、実施例１と同様にして直
接アビジンを結合させた。
【０１０１】蛍光試験の結果を参考写真３に示す。アビ
ジンが目的の区画上に密に結合しているのが観察され
た。
【０１０２】実施例４（スキームIVに従った基板上への
アビジンの固定化） 実施例３で得られた反転焼付後のパターンを備えた基体
上に、実施例２と同様にしてＥＤＣ活性化後にアビジン
を結合させた。
【０１０３】蛍光試験の結果を参考写真４に示す。アビ
ジンが目的の区画上に密に結合しているのが観察され
た。
【０１０４】実施例５（スキームＶに従った基板上への
アビジンの固定化） ＤＮＱ／ノボラック・システムに代えて、０．１５〜
０．６重量％のイミダゾールを配合したＤＮＱ：ノボラ
ック：イミダゾールシステムを用いた他は、実施例１と
同様にして、アビジンを結合させた。
【０１０５】蛍光試験の結果を参考写真５に示す。アビ
ジンが目的の区画上に密に結合しているのが観察され
た。
【０１０６】実施例６（スキームVIに従った基板上への
アビジンの固定化） ＤＮＱ／ノボラック・システムに代えて、０．１５〜
０．６重量％のイミダゾールを配合したＤＮＱ：ノボラ
ック：イミダゾールシステムを用いた他は、実施例２と
同様にして、アビジンを結合させた。
【０１０７】蛍光試験の結果を参考写真６に示す。アビ
ジンが目的の区画上に密に結合しているのが観察され
た。
【０１０８】実施例７（スキームVIIに従った基板上へ
のアビジンの固定化） ＤＮＱ／ノボラック・システムに代えて、０．１５〜
０．６重量％のイミダゾールを配合したＤＮＱ：ノボラ
ック：イミダゾールシステムを用いた他は、実施例３と
同様にして、アビジンを結合させた。
【０１０９】なお、反転焼付は、アンモニアガスの非存
在下で行った。
【０１１０】蛍光試験の結果を参考写真７に示す。アビ
ジンが目的の区画上に密に結合しているのが観察され
た。
【０１１１】実施例８（スキームVIIIに従った基板上へ
のアビジンの固定化） ＤＮＱ／ノボラック・システムに代えて、０．１５〜
０．６重量％のイミダゾールを配合したＤＮＱ：ノボラ
ック：イミダゾールシステムを用いた他は、実施例３と
同様にして、アビジンを結合させた。
【０１１２】なお、反転焼付は、アンモニアガスの非存
在下で行った。
【０１１３】蛍光試験の結果を参考写真８に示す。アビ
ジンが目的の区画上に密に結合しているのが観察され
た。
【０１１４】実施例１〜８の結果のうち、反転像を用い
た実施例８の結果が最もアビジンが密に結合していた。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基体上にＤＮＱ及びノボラックを有する被
    覆膜を形成し、該被覆膜に光照射して基体表面にパター
    ンを形成し、該パターン上にアミノ基を有する機能性材
    料を適用し、アミド結合を介して機能性材料を該パター
    ンに沿って整列させる、機能性材料の基体上への固定化
    方法。
  2. 【請求項２】基体上にＤＮＱ及びノボラックを有する被
    覆膜を形成し、該被覆膜に光照射して基体表面にパター
    ンを形成し、該パターンをアンモニアガスの存在下で反
    転焼付し、次いでアミノ基を有する機能性材料を適用し
    て、アミド結合を介して機能性材料を該パターンに沿っ
    て整列させる、機能性材料の基体上への固定化方法。
  3. 【請求項３】基体上にＤＮＱ、ノボラック及びイミダゾ
    ールを有する被覆膜を形成し、該被覆膜に光照射して基
    体表面にパターンを形成し、該パターン上にアミノ基を
    有する機能性材料を適用し、光照射部位にアミド結合を
    介して機能性材料を整列させる、機能性材料の基体上へ
    の固定化方法。
  4. 【請求項４】基体上にＤＮＱ、ノボラック及びイミダゾ
    ールを有する被覆膜を形成し、該被覆膜に光照射して基
    体表面にパターンを形成し、該パターンをアンモニアガ
    スの非存在下で反転焼付し、次いでアミノ基を有する機
    能性材料を適用して、アミド結合を介して機能性材料を
    該パターンに沿って整列させる、機能性材料の基体上へ
    の固定化方法。
  5. 【請求項５】機能性材料が蛋白質、酵素、多糖、核酸、
    細菌、ウイルス、培養細胞からなる群から選ばれる少な
    くとも１種である請求項１〜４のいずれかに記載の方
    法。
  6. 【請求項６】機能性材料が神経細胞である請求項５に記
    載の方法。
  7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれかの方法により得る
    ことができる基体上にパターン化状態で固定化された機
    能性材料。
  8. 【請求項８】２種以上の機能性材料が、別々のパターン
    に従い基体上に固定化された機能性材料。
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