(57)【要約】【課題】ホール直上にて高効率に脂質二分子膜を支持することのできるホール型の脂質二分子膜支持基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の脂質二分子膜支持基板は、基板１の表面１ａに、脂質二分子膜を支持するためのホール２を形成し、このホール２の外周に、この表面１ａから上方へ延びる円筒状の凸構造１１を設けてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一主面に、脂質二分子膜を支持するためのホールを形成し、前記ホールの外周に前記一主面から上方へ延びる凸構造を設けてなることを特徴とする脂質二分子膜支持基板。
【請求項２】
前記凸構造は、ネガ型のレジストを硬化してなることを特徴とする請求項１記載の脂質二分子膜支持基板。
【請求項３】
前記凸構造は、前記一主面に形成された複数個の前記ホールそれぞれに設けてなることを特徴とする請求項１または２記載の脂質二分子膜支持基板。
【請求項４】
前記凸構造は、前記ホールの外周に形成された筒状の凸構造、または前記ホールの外周に複数個形成された突状の凸構造であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の脂質二分子膜支持基板。
【請求項５】
基板の一主面上にネガ型のレジストを成膜し、次いで、このレジストが形成された基板に集束イオンビーム加工を施して前記レジストを貫通して前記基板内に至るホールを形成し、次いで、前記ホールの外周の硬化したレジスト以外の部分のレジストを選択除去することを特徴とする脂質二分子膜支持基板の製造方法。
【請求項６】
基板の一主面上にネガ型のレジストを成膜し、次いで、前記レジスト上に導電性薄膜を成膜し、次いで、このレジスト及び導電性薄膜が積層された基板に集束イオンビーム加工を施して前記レジスト及び前記導電性薄膜を貫通して前記基板内に至るホールを形成し、次いで、前記導電性薄膜を除去し、次いで、前記ホールの外周の硬化したレジスト以外の部分のレジストを選択除去することを特徴とする脂質二分子膜支持基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脂質二分子膜支持基板及びその製造方法に関し、更に詳しくは、生体分子と半導体デバイスのインターフェイスとして重要な脂質二分子膜を効率的に支持するホールを有するバイオデバイスの一種である脂質二分子膜支持基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体基板の微細加工技術と高集積化技術が進み、ナノテクノロジーという技術分野が生まれている。最近では、ナノテクノロジーを医療等のバイオテクノロジーへと応用する動きが盛んであり、ナノテクノロジーとバイオテクノロジーを融合したナノバイオテクノロジー、あるいはバイオナノテクノロジーと称される研究分野が新たに誕生している。
【０００３】
一方、半導体デバイスの分野では、微細加工技術に代表されるナノテクノロジーの発展により、半導体デバイスの高性能化、高集積化が著しく進歩している。
例えば、シリコンデバイスでは、単電子の高速転送やフォトニック結晶構造による光の閉じ込めが可能になった。これらは従来のバルクデバイスでは見られない特性であり、これらの特性を利用して、量子コンピューターに代表されるように、量子力学の原理を応用した、全く新しいデバイスを実現するまでに発展している。また、微細化は、デバイスの低消費電力化にも有利であり、ナノテクノロジーはデバイスの高性能化にとどまらず、環境への配慮にも有効であるということができる。
【０００４】
ところで、バイオテクノロジーでは、生体分子や生体試料等の生体物質を用いているので、その機能発現の原理は、ナノテクノロジーの代表格であるシリコンナノデバイスとは根本的に異なっている。生体分子の一例として、ビタミンＢ群に属するアビジンと糖タンパク質の一種であるビオチンの結合特性が挙げられる。これらの生体分子は互いに強く結合するが、これら以外の分子とはほとんど結合しない、という選択的な結合特性を有している。この選択的な結合特性は、例えば、抗原抗体反応に利用されている。
このように、生体分子では、分子の選択性というセンサーとしての特徴を備えている。このような分子の選択性という特徴は、シリコンナノデバイスでは得られない生体分子特有の機能とうことができる。
【０００５】
一方、バイオテクノロジーでは、生体分子を用いていることから、シリコンデバイスに代表されるような電荷や光に信号を付して高速転送することは困難である。
他方、シリコンナノデバイスにて上述した生体物質の特異的な認識機能を再現しようとすると、現状の微細加工技術をもってしても、加工が困難な超微細な構造を大面積にわたって構築する必要があり、シリコンのような無機物質で生体機能を再現することは極めて困難である。
【０００６】
ナノバイオデバイスとは、上述したナノテクノロジーとバイオテクノロジーの特徴を活用して、これまでにない機能を備えたデバイスとすることに特徴があり、その一種がホール型バイオデバイスである（例えば、非特許文献１等参照）。
図７は、従来のホール型バイオデバイスの一例を示す断面図であり、図中（ａ）は、このホール型バイオデバイスを示す断面図である。
このホール型デバイスは、基板１に微細加工技術にて形成したホール２の底部に電極３を設けたもので、ホール２上を含む基板１によりタンパク質などの生体分子を含む脂質二分子膜４を支持した構造である。この脂質二分子膜４の電極３に対応する位置にはイオンチャネル５が設けられている。
【０００７】
このホール型デバイスでは、脂質二分子膜４に組み込んだ生体分子がターゲットとなる分子と選択的に結合することによる変化を光学的、電気的特性の変化として検出する。
脂質二分子膜４に組み込む生体分子には、膜タンパク質を用いることが多い。デバイス応用に用いる場合、主にイオンチャネル５が用いられる。
例えば、図７（ｂ）に示すように、イオンチャネル５と特定の分子６との間で選択的結合が生じると、イオンチャネル５が開いて、イオン電流がイオンチャネル５を通過する。この原理を利用し、脂質二分子膜４を支持したホール２内の電流値をモニターすることにより、タンパク質と結合するターゲット分子の存在やその量を検出することができる。
このように、ホール型バイオデバイスは、イオン電流を高精度で測定することができれば、膜タンパク質の機能を単一分子レベルで解析できるほか、その特性を生かし、高精度なバイオセンサーとしても応用可能である。
【０００８】
ところで、上記のようなホール型バイオデバイスを構築するには、ホール２直上の脂質二分子膜４を安定に支持する必要がある。しかしながら、ホール２直上の脂質二分子膜４は、ホール２内側壁との間の引力によりホール２内に落ち込むことが多い。よって、ホール２直上で高効率に脂質二分子膜４を支持する手法を確立することが課題となる。
【０００９】
そこで、ホール内に脂質二分子膜が落ち込まないようにする対策として、ホール断面をオーバーハング構造としたホール型バイオデバイスが提案されている（例えば、非特許文献２等参照）。
図８は、従来のオーバーハング構造のホール型バイオデバイスの一例を示す断面図であり、このホール型デバイスは、基板１に微細加工技術にてオーバーハング構造のホール７を形成したもので、このオーバーハング構造のホール７を含む基板１上にタンパク質などの生体分子を含む脂質二分子膜４を支持した構造である。
【００１０】
このオーバーハング構造のホール型バイオデバイスでは、脂質二分子膜４とホール７の側壁との間の引力が働きにくくなるのに加えて、内壁に沿って落ち込むためには大きな屈曲応力が働くので、ホール７内に脂質二分子膜４が落ち込み難くなり、脂質二分子膜４を高効率で支持することが可能になる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Erwin Neher and Bert Sakmann “Single-channel currents recorded from membrane of denervated frog muscle fibres”, Nature, Vol.260, 799 (1973).
【非特許文献２】K.Sumitomo et al., “Confinement of Fluorescent Probes in Microwells on Si Substrates by Sealing with Lipid Bilayers”, Applied Physics Express, Vol.3, 107001 (2010).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、従来のオーバーハング構造のホール型バイオデバイスでは、丸型など単純な形のオーバーハング構造のホールは形成することができるが、複雑な形状のオーバーハング構造のホールを形成することは非常に難しいという問題点があった。
また、ホールのサイズが大きくなると、ホール内に脂質二分子膜が落ち込み易くなり、オーバーハング構造による脂質二分子膜の支持効果が低下するという問題点があった。
さらに、ホールの形状やサイズが多様になると、オーバーハング構造のプロセスも複雑化するという問題点が生じる。
このように、従来のオーバーハング構造のホール型バイオデバイスでは、様々な問題点があり、将来のバイオデバイス研究とその応用を考えると、様々な形状のホール構造を有するホール型バイオデバイスが必要となり、また、より簡単なプロセスで様々な形状のホール構造を作製することができるホール型バイオデバイスの製造方法が必要となってくる。
【００１３】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、オーバーハング構造を用いずに、脂質二分子膜を支持することができ、しかも、ホール直上にて高効率に脂質二分子膜を支持することのできるホール型の脂質二分子膜支持基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、基板の一主面に、脂質二分子膜を支持するためのホールを形成し、前記ホールの外周に前記一主面から上方へ延びる凸構造を設けた構造とすれば、オーバーハング構造を用いずに、脂質二分子膜を支持することができ、しかも、ホール直上にて高効率に脂質二分子膜を支持することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本発明の脂質二分子膜支持基板は、基板の一主面に、脂質二分子膜を支持するためのホールを形成し、前記ホールの外周に前記一主面から上方へ延びる凸構造を設けてなることを特徴とする。
【００１６】
前記凸構造は、ネガ型のレジストを硬化してなることが好ましい。
前記凸構造は、前記一主面に形成された複数個の前記ホールそれぞれに設けてなることが好ましい。
前記凸構造は、前記ホールの外周に形成された筒状の凸構造、または前記ホールの外周に複数個形成された突状の凸構造であることが好ましい。
【００１７】
本発明の脂質二分子膜支持基板の製造方法は、基板の一主面上にネガ型のレジストを成膜し、次いで、このレジストが形成された基板に集束イオンビーム加工を施して前記レジストを貫通して前記基板内に至るホールを形成し、次いで、前記ホールの外周の硬化したレジスト以外の部分のレジストを選択除去することを特徴とする。
【００１８】
本発明の脂質二分子膜支持基板の他の製造方法は、基板の一主面上にネガ型のレジストを成膜し、次いで、前記レジスト上に導電性薄膜を成膜し、次いで、このレジスト及び導電性薄膜が積層された基板に集束イオンビーム加工を施して前記レジスト及び前記導電性薄膜を貫通して前記基板内に至るホールを形成し、次いで、前記導電性薄膜を除去し、次いで、前記ホールの外周の硬化したレジスト以外の部分のレジストを選択除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の脂質二分子膜支持基板によれば、基板の一主面に、脂質二分子膜を支持するためのホールを形成し、前記ホールの外周に前記一主面の上方へ延びる凸構造を設けたので、ホール直上の脂質二分子膜がホール内に落ち込むためには大きな屈曲応力が働くことから、脂質二分子膜のホール内への落ち込みを抑制することができる。
したがって、オーバーハング構造を用いずに、脂質二分子膜を良好に支持することができ、しかも、ホール直上にて高効率に脂質二分子膜を支持することができる。
【００２０】
本発明の脂質二分子膜支持基板の製造方法によれば、基板の一主面上にネガ型のレジストを成膜し、次いで、このレジストが形成された基板に集束イオンビーム加工を施して前記レジストを貫通して前記基板内に至るホールを形成し、次いで、前記ホールの外周の硬化したレジスト以外の部分のレジストを選択除去するので、集束イオンビーム加工と、その後のレジストの選択除去という簡単な工程で、脂質二分子膜を支持可能なホール型の脂質二分子膜支持基板を作製することができる。
【００２１】
本発明の脂質二分子膜支持基板の他の製造方法によれば、基板の一主面上にネガ型のレジストを成膜し、次いで、前記レジスト上に導電性薄膜を成膜し、次いで、このレジスト及び導電性薄膜が積層された基板に集束イオンビーム加工を施して前記レジスト及び前記導電性薄膜を貫通して前記基板内に至るホールを形成し、次いで、前記導電性薄膜を除去し、次いで、前記ホールの外周の硬化したレジスト以外の部分のレジストを選択除去するので、集束イオンビーム加工と、その後の導電性薄膜の除去及びレジストの選択除去という簡単な工程で、脂質二分子膜を支持可能なホール型の脂質二分子膜支持基板を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態のホール型の脂質二分子膜支持基板を示す図であり、（ａ）は同脂質二分子膜支持基板を示す斜視図、（ｂ）は同脂質二分子膜支持基板を示す側面図、（ｃ）は同脂質二分子膜支持基板を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のホール型の脂質二分子膜支持基板の製造方法を示す課程図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のホール型の脂質二分子膜支持基板の製造方法を示す流れ図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のホール型の脂質二分子膜支持基板の製造方法を示す課程図である。
【図５】本発明の第２の実施形態のホール型の脂質二分子膜支持基板の製造方法を示す流れ図である。
【図６】本発明の実施例１のホール型の脂質二分子膜支持基板の表面を示す走査型電子顕微鏡像である。
【図７】従来のホール型バイオデバイスの一例を示す断面図である。
【図８】従来のオーバーハング構造のホール型バイオデバイスの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の脂質二分子膜支持基板及びその製造方法を実施するための形態について説明する。
なお、以下の実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００２４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態のホール型の脂質二分子膜支持基板を示す図であり、図中（ａ）は同脂質二分子膜支持基板を示す斜視図、（ｂ）は同脂質二分子膜支持基板を示す側面図、（ｃ）は同脂質二分子膜支持基板を示す平面図である。
なお、図１において、図７と同一の構成要素には同一の符号を付してある。
【００２５】
本実施形態のホール型の脂質二分子膜支持基板は、基板１の表面（一主面）１ａに、脂質二分子膜を支持するための断面円形状のホール２が形成され、このホール２の底面２ａは基板１の底面１ｂに平行とされている。
このホール２の上端面の外周の基板１の表面１ａには、この表面１ａから垂直上方へ延びる円筒状の凸構造１１が設けられている。
【００２６】
基板１としては、集束イオンビーム加工（以下、ＦＩＢ加工と略称する）により加工可能な基板であればよく、特に限定されない。例えば、シリコン基板に代表される半導体基板、石英ガラス基板、カリガラス基板等に代表されるガラス基板が挙げられる。
例えば、シリコン基板としては、（１００）面を有するシリコン基板（＝Ｓｉ（１００）基板）または（１１１）面を有するシリコン基板（＝Ｓｉ（１１１）基板）が好適である。
円筒状の凸構造１１としては、ＦＩＢ加工を行った際に、このＦＩＢの散乱に反応して硬化するとともに、未硬化の部分のみを選択除去することのできるレジストであればよく、特に限定されない。このようなレジストとしては、ハイドロジェンセルシスキオキサンを主成分とするネガレジストＨＳＱ（商品名：ダウコーニング社製）等が挙げられる。
【００２７】
このホール型の脂質二分子膜支持基板の形状の一例を示すと、基板１の形状は縦横２ｃｍ角以内、高さ（厚み）１ｍｍ以内、表面１ａに形成されたホール２の形状は直径１００ｎｍ〜２０００ｎｍ、深さ１００ｎｍ〜２０００ｎｍ程度、円筒状の凸構造１１の形状は、外径１５０ｎｍ〜２５００ｎｍ、内径１００ｎｍ〜２０００ｎｍ、高さ１００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度である。
この円筒状の凸構造１１の厚みは、機械的強度等を考慮すると、１００ｎｍ以上かつ１μｍ以下が好ましい。
【００２８】
本実施形態のホール型の脂質二分子膜支持基板のホール２上に展開する脂質分子、および脂質分子の脂質二分子膜支持基板への展開方法は、特に限定されない。
例えば、ホール２の直径よりも大きな巨大ベシクルを脂質二分子膜支持基板上に展開して、脂質二分子膜をホール２の直上に支持する等、目的に応じた手法を用いて良い。
【００２９】
次に、本実施形態のホール型の脂質二分子膜支持基板の製造方法について、図２及び図３に基づき説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、基板１の表面１ａに、スピンコート法等の通常の成膜方法を用いてネガ型のレジスト薄膜２１を堆積（成膜）する（ステップＳ１）。
このレジスト薄膜２１の膜厚は、目的とする円筒状の凸構造１１の形状を勘案し設定すればよく、通常は１００ｎｍ〜１０００ｎｍが好ましい。
【００３０】
次いで、図２（ｂ）に示すように、レジスト薄膜２１上に導電性薄膜２２を堆積（成膜）する（ステップＳ２）。
この導電性薄膜２２は、ＦＩＢ加工を行う前の加工条件の調整のために試料表面にビーム照射する際に生じるレジスト薄膜２１の表面へのダメージを抑えるとともに、ＦＩＢ加工中の試料表面の帯電を防ぐためのものである。
【００３１】
この導電性薄膜２２に用いる材料としては、電子ビームやイオンビームの照射中に表面に帯電せず、かつ、ＦＩＢ加工後にレジスト薄膜２１にダメージを与えずに除去可能な導電性材料であればよい。
このような導電性材料としては、例えば、チタン、クロム、アルミニウム、金等の金属、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）、ガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）等の複合金属酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリアニオンポリ（スチレンスルホン酸塩）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン等の有機導電体、カーボン、イオン液体、導電ゲル等が挙げられる。
【００３２】
この導電性薄膜２２を成膜する方法としては、レジスト薄膜２１にダメージを与えない方法であればよく、特に限定されないが、例えば、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法等が挙げられる。
この導電性薄膜２２に上記の金属を用いる場合、金属薄膜の膜厚は５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であれば十分である。
【００３３】
次いで、図２（ｃ）に示すように、基板１の表面１ａにレジスト薄膜２１及び導電性薄膜２２が順次積層された基板試料２３をＦＩＢ加工し、レジスト薄膜２１及び導電性薄膜２２を貫通し、基板１の表面１ａから所定深さに達するホール２を形成する（ステップＳ３）。
この工程で生じるＦＩＢ散乱に反応した箇所、すなわちホール２の外周上に位置するレジスト薄膜２１のうち円筒状の部分のレジスト薄膜２１ａが硬化する。
【００３４】
次いで、図２（ｄ）に示すように、導電性薄膜２２をレジスト薄膜２１から除去する（ステップＳ４）。
このとき、導電性薄膜２２を、硬化したレジスト薄膜２１ａにダメージを与えないように除去することが好ましい。
例えば、レジスト薄膜２１としてネガレジストＨＳＱ（商品名：主成分はハイドロジェンセルシスキオキサン）を、導電性薄膜２２としてアルミニウム蒸着膜を用いた場合、濃度が１モルの水酸化ナトリウム溶液に１分程度浸漬することで、レジスト薄膜２１ａにダメージを与えることなく、導電性薄膜２２を除去することが可能である。
【００３５】
次いで、図２（ｅ）に示すように、レジスト薄膜２１のうちＦＩＢの散乱に未反応のレジスト２１ｂを選択除去する（ステップＳ５）。
レジスト２１ｂの除去は、ＦＩＢの散乱に未反応のレジスト２１ｂを除去することができ、かつ、ホール２外周の凸構造となる硬化したレジスト薄膜２１ａにダメージを与えない除去方法であればよく、特に限定されない。通常は、レジストに合ったリムーバーに浸漬して除去する方法が採られる。
以上により、本実施形態のホール型の脂質二分子膜支持基板を作製することができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の脂質二分子膜支持基板によれば、基板１の表面１ａに、脂質二分子膜を支持するためのホール２を形成し、このホール２の外周に表面１ａから上方へ延びる円筒状の凸構造１１を設けたので、ホール２直上の脂質二分子膜がホール２内に落ち込むためには大きな屈曲応力が働くことから、脂質二分子膜のホール２内への落ち込みを抑制することができる。
したがって、脂質二分子膜を良好に支持することができ、しかも、ホール２直上にて高効率に脂質二分子膜を支持することができる。
【００３７】
本実施形態の脂質二分子膜支持基板の製造方法によれば、基板１の表面１ａ上にレジスト２１を成膜し、次いで、前記レジスト２１上に導電性薄膜２２を成膜し、次いで、このレジスト２１及び導電性薄膜２２が積層された基板試料２３にＦＩＢ加工を施してホール２を形成し、導電性薄膜２２、ホール２の外周の硬化したレジスト２１ａ以外の部分のレジスト２１ｂを選択除去するので、ＦＩＢ加工と、その後の導電性薄膜２２の除去及びレジスト２１ｂの選択除去という簡単な工程で、脂質二分子膜を支持可能なホール型の脂質二分子膜支持基板を作製することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、凸構造１１を円筒状としたが、横断面が四角形状や楕円形状等の筒状の凸構造としてもよく、ホール２の外周に複数個の突起部あるいは複数本の柱部を配列した凸構造としてもよい。
また、レジスト薄膜２１の膜厚を１００ｎｍ〜１０００ｎｍとしたが、この膜厚を、例えば数ミクロンと厚くすることで、タンパク質などの生体分子を円筒状の凸構造１１内に閉じこめることが可能である。
また、ＦＩＢ加工により凸構造１１の形状を多様化することで、様々な用途、例えば、ナノ流体チャネルのような用途へも適用可能である。
【００３９】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態のホール型の脂質二分子膜支持基板の製造方法について、図４及び図５に基づき説明する。
なお、図４において、第１の実施形態の図２と同一の構成要素には同一の符号を付してある。
まず、図４（ａ）に示すように、基板１の表面１ａに、スピンコート法等の通常の成膜方法を用いてネガ型のレジスト薄膜２１を堆積（成膜）する（ステップＳ１１）。
このレジスト薄膜２１の膜厚は、目的とする円筒状の凸構造１１の形状を勘案し設定すればよく、通常は１００ｎｍ〜１０００ｎｍが好ましい。
【００４０】
次いで、図４（ｂ）に示すように、基板１の表面１ａにレジスト薄膜２１が形成された基板試料３１をＦＩＢ加工し、レジスト薄膜２１を貫通し、基板１の表面１ａから所定深さに達するホール２を形成する（ステップＳ１２）。
この工程で生じるＦＩＢ散乱に反応した箇所、すなわちホール２の外周上に位置するレジスト薄膜２１のうち円筒状の部分のレジスト薄膜２１ａが硬化する。
【００４１】
次いで、図４（ｃ）に示すように、レジスト薄膜２１のうちＦＩＢの散乱に未反応のレジスト２１ｂを選択除去する（ステップＳ１３）。
レジスト２１ｂの除去は、ＦＩＢの散乱に未反応のレジスト２１ｂを除去することができ、かつ、ホール２外周の凸構造となる硬化したレジスト薄膜２１ａにダメージを与えない除去方法であればよく、特に限定されない。通常は、レジストに合ったリムーバーに浸漬して除去する方法が採られる。
以上により、本実施形態のホール型の脂質二分子膜支持基板を作製することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の脂質二分子膜支持基板の製造方法によれば、基板１の表面１ａ上にレジスト２１を成膜し、次いで、このレジスト２１が積層された基板試料３１にＦＩＢ加工を施してホール２を形成し、次いで、ホール２の外周の硬化したレジスト２１ａ以外の部分のレジスト２１ｂを選択除去するので、ＦＩＢ加工と、その後のレジスト２１ｂの選択除去という簡単な工程で、脂質二分子膜を支持可能なホール型の脂質二分子膜支持基板を作製することができる。
しかも、導電性薄膜の成膜及び除去の工程を省くことができるので、製造工程を短縮することができ、製造コストを削減することができる。
【００４３】
以上、本発明の各実施形態について説明してきたが、本発明は、本発明の特許請求の範囲に記載の範囲内であれば、上記の各実施形態に限定されることなく、様々に変更可能である。
【実施例】
【００４４】
本発明の実施例について説明する。
［実施例］
「基板の洗浄処理」
市販のＳｉ（１００）基板を、ピラニア溶液（９６質量％硫酸：３０質量％過酸化水素水＝４：１）にて１０分間洗浄し、次いで、純水にて５分間洗浄した。洗浄後、基板に付着した水分を窒素ガスを用いて散逸させて乾燥させた。
【００４５】
「レジストの塗布」
このようにして乾燥させたＳｉ（１００）基板の表面にネガレジストＨＳＱ（商品名：ダウコーニング社製）を、６０００ｒｐｍの回転速度で１３０秒間スピンコートし、Ｓｉ（１００）基板上にネガレジストを成膜した。
次いで、このネガレジスト塗膜付きＳｉ（１００）基板を、１１０℃にて２分間熱処理した。
これにより、Ｓｉ（１００）基板上に、膜厚が１００ｎｍのネガ型のレジスト薄膜が形成された。
【００４６】
「アルミニウム薄膜の成膜」
このレジスト薄膜上に、蒸着法によりアルミニウムを厚み７０ｎｍとなるように堆積させ、アルミニウムからなる導電性薄膜を形成した。
【００４７】
「ＦＩＢ加工」
Ｓｉ（１００）基板上にレジスト薄膜及び導電性薄膜がこの順に積層された基板試料にＦＩＢ加工を施し、この基板試料の表面の格子状の交点に対応する位置それぞれに、レジスト薄膜及び導電性薄膜を貫通してＳｉ（１００）基板内に至る直径１μｍ、深さ１μｍのホールを形成した。
このＦＩＢ加工における加工電流は１２０ｐＡ、加速電圧は３０ＫＶであった。
【００４８】
「アルミニウム薄膜の除去」
ホールが形成された基板試料を１モルの水酸化ナトリウム水溶液に３０秒間浸漬し、アルミニウム薄膜を除去した。この除去課程では、レジスト薄膜がダメージを受けることはなかった。
【００４９】
「未反応のレジストの選択除去」
アルミニウム薄膜を除去した基板試料を、２種の現像液、すなわち２５質量％ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）及びＣＤ−２６（商品名：シップレー(Shipley)社製）に、室温（２５℃）にて６０秒間浸漬して、ＦＩＢの散乱に未反応のレジストを選択除去し、次いで、純水を用いて２分間洗浄した。
最後に、窒素ガスを用いて基板試料に付着している水分を散逸させ、本実施例のホール型の脂質二分子膜支持基板を作製した。
【００５０】
図６は、本実施例のホール型の脂質二分子膜支持基板の表面を示す走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）である。
このＳＥＭ像によれば、Ｓｉ（１００）基板に格子状に形成されたそれぞれのホールの外周に、ネガレジストを硬化してなる凸構造が形成されていることが確認された。
この凸構造は、溶液環境下においても強固であり、かつ、液中に溶解することもなかった。よって、液中で使用することの多いバイオデバイスに十分適用可能であると判断できる。
【符号の説明】
【００５１】
１  基板
１ａ  表面（一主面）
２  ホール
３  電極
４  脂質二分子膜
５  イオンチャネル
６  イオンチャネルに選択的に結合する分子
１１  凸構造
２１  ネガ型のレジスト薄膜
２１ａ  硬化したレジスト薄膜
２１ｂ  未反応のレジスト薄膜
２２  導電性薄膜
２３  基板試料
３１  基板試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図６】
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