(57)【要約】      （修正有）【課題】鮮やかな構造色を構成する高撥水性材料を提供する。【解決手段】カーボンナノ材料としては、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーが挙げられ、これらを単独で、或いは２種以上を組み合わせて使用する。特に、カーボンナノチューブが好ましい。カーボンナノ材料は繊維状の形状を有し、モルフォ蝶の翅又はその構造類似体である構造色を有する撥水性材料の上に塗布されたときに繊維状の材料が絡まり合ってハニカム状の構造をとり、導電性を発現するとともに光照射による加熱が可能になる。また、構造色を有する撥水性材料の一部をハニカム状のカーボンナノ材料が覆い、撥水性材料の多くの部分は露出しているので、表面の撥水性は維持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造色を有する撥水性材料層の上にハニカム構造のカーボンナノ材料を有する複合材料。
【請求項２】
カーボンナノ材料がカーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーである、請求項1
に記載の複合材料。
【請求項３】
カーボンナノ材料がカーボンナノチューブである、請求項1に記載の複合材料。
【請求項４】
構造色を有する撥水性材料が天然の材料又はその構造類似体である、請求項１〜３のいずれかに記載の複合材料。
【請求項５】
構造色を有する撥水性材料がモルフォ蝶の翅又はその構造類似体である、請求項４に記載の複合材料。
【請求項６】
構造色を有する撥水性材料がモルフォ蝶の翅である、請求項５に記載の複合材料。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の複合材料をDNA増幅部に備えてなるDNA増幅システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料に関し、詳しくは導電性を有し、かつ、光により温度制御が可能な複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物はその進化の過程において極めて合理的な材料で設計・構成されることで、例えば、構造色、超撥水性、流体抵抗、粘着性、無反射構造といった自然環境と調和するための数多くの優れた機能を発現している。このような生物の有する優れた機能を工学研究に応用し、その機能を更に拡張することができれば、革新的な材料開発が実現できる。近年、生物材料を活用あるいは模倣することで新たな材料を開発する研究に大きな注目が集まっている。代表例として、トランスジェニック蚕を活用した高強度繊維の開発、モルフォ蝶の構造色再構成研究、蓮の葉を模倣した蝶撥水材料の開発などがある（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５２１９２１
【特許文献２】特開２０１１−１０２９０９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、モルフォ蝶の研究に関しては、いかにモルフォ蝶の有する鮮やかな構造色を再構成できるかについての研究はなされているが、モルフォ蝶のナノマイクロ構造ないし、その他の機能（高撥水性）を活用した研究はない。
【０００５】
本発明は、構造色を有する撥水性材料を用いた新たな材料を開発することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の複合材料、DNA増幅システムに関する。
項１．  構造色を有する撥水性材料層の上にハニカム構造のカーボンナノ材料を有する複合材料。
項２．  カーボンナノ材料がカーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーである、項1に記載の複合材料。
項３．  カーボンナノ材料がカーボンナノチューブである、項1に記載の複合材料。
項４．  構造色を有する撥水性材料が天然の材料又はその構造類似体である、項１〜３のいずれかに記載の複合材料。
項５．  構造色を有する撥水性材料がモルフォ蝶の翅又はその構造類似体である、項４に記載の複合材料。
項６．  構造色を有する撥水性材料がモルフォ蝶の翅である、項５に記載の複合材料。
項７．  項１〜６のいずれかに記載の複合材料をDNA増幅部に備えてなるDNA増幅システム。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、構造色を有し、撥水性かつ導電性の複合材料が得られる。
【０００８】
この複合材料をＤＮＡ増幅装置もしくは増幅システムのDNA増幅部に用いることで、DNA
増幅部は光照射により容易に加熱でき、かつ、増幅溶液は容易に除去することができ、繰り返しDNAの増幅に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】SWCNT-モルフォ翅複合体のナノキャラクタリゼーション。(a) スルコウスキーモルフォ蝶のデジカメ写真。(b) SWCNT-モルフォ翅複合体のデジカメ写真。(c) SWCNT-モルフォ翅複合体のSEM像（倍率：×1000）。(d) SWCNT-モルフォ翅複合体のSEM像（倍率：×3000）。(e) SWCNT-モルフォ翅複合体の断面SEM像（倍率：×1000）。(f) SWCNT-モルフォ翅複合体の断面SEM像（倍率：×4000）。
【図２】SWCNT-モルフォ翅複合体の光発熱特性評価。(a) SWCNT-モルフォ翅複合体へのレーザー照射時におけるサーモグラフィ像。レーザー波長：785 nm、レーザー出力：1W。(b) 各種ナノカーボンを導入したモルフォ翅の光発熱特性。レーザー波長：785 nm。(c) 大気下および真空中におけるSWCNT-モルフォ翅複合体の光発熱特性。レーザー波長：785 nm、レーザー出力：1W。(d) SWCNT-モルフォ翅複合体の光発熱特性によるマッチおよびニトロセルロース膜の発火
【図３】SWCNT-モルフォ翅複合体のハニカム構造形成メカニズム。(a) ハニカム構造形成メカニズム。(b) P3HT-SWCNT (APJ-SO)(c) P3HT-SWCNT (Hipco)(d) P3HT-SWCNT (CoMoCAT)(e) P3HT-CNH(f) P3HT-MWCNT(g) C60(h) P3HT(i) SWCNT（APJ-SO）(j) Nativeモルフォ翅
【図４】SWCNT-モルフォ翅複合体の導電性試験。(a) SWCNT-モルフォ翅複合体の表面構造解析。膜厚：200 nm(b) SWCNT-モルフォ翅複合体によるI-V直線。導電率：2.46 S/cm
【図５】SWCNT-モルフォ翅複合体を活用したDNA増幅反応。(a) DNA増幅の概念図。(b) SWCNT-モルフォ翅複合体上の水滴。(c) UV光照射による液滴の蛍光発色(d) 連続試験による液滴の接触角と蛍光強度変化(e) 当該プロセス10回後のSWCNT-モルフォ翅複合体の光学顕微鏡像
【図６】人工スリット基板上でのハニカム構造ネットワークの形成。(a) スリット幅500nm(b) スリット幅1000nm(c) スリット幅2000nm  図6から、本発明のP3HT-SWCNT(APJ-SO)は、シリコンから成る人工的なナノスリット基板上でCNTネットワークを形成できることが示された。また、モルフォ蝶に最も近い500nmのスリットでネットワークが形成しやすいことが示された。
【図７】吸収スペクトル解析。(a) モルフォ翅キャスト前におけるクロロホルムで10倍希釈した各種ナノカーボン分散液の吸収スペクトル。(b) モルフォ翅上にP3HT-SWCNT（APJ-SO）分散液を各種濃度でキャストした際の吸収スペクトル。(c) SWCNTおよびP3HT重量を33μgに揃えたときの各種複合材料の吸収スペクトル。図７から、本発明の複合材料は、CNTハニカムネットワークを形成すると光吸収の増強が起こることが示された。
【図８】SWCNT濃度効果。(a) 各SWCNT濃度における温度変化量。レーザー波長：785 nm、レーザー出力：1W。(b)-(d) 各SWCNT濃度におけるSEM像。(b) SWCNT濃度：0 μg/mL(c) SWCNT濃度：67 μg/mL(d) SWCNT濃度：333 μg/mL  図８から、本発明の複合材料は、カーボンナノ材料の適用量に比例して昇温できることが示された。
【図９】SWCNT-モルフォ翅複合体とP3HT-SWCNT分散液をガラス基板へキャストしたサンプルの光発熱特性の比較。図９により、カーボンナノ材料と構造色を有する撥水性材料層の組み合わせの重要性が示された。
【図１０】SWCNT分散状態の光発熱特性への影響。(a) 分散性の悪いODA-SWCNTと分散性の良いP3HT-SWCNTの光発熱特性の比較。レーザー波長：785 nm、レーザー出力：1W。(b) トルエン中のODA-SWCNT。(c) クロロホルム中のP3HT-SWCNT。(d) ODA-SWCNTを導入したモルフォ翅のSEM像。  ODAは、カーボンナノ材料の分散性が不十分であるために光照射による昇温効果が小さい。
【図１１】SWCNT-モルフォ翅複合体への水溶性有機分子（ローダミンB）の吸着挙動。(a) ローダミンB水溶液をキャストさせたSWCNT-モルフォ翅複合体の蛍光顕微鏡像。(b) SWCNT-モルフォ翅複合体の蛍光顕微鏡像。(c) レーザー照射に伴うSWCNT-モルフォ翅複合体へのローダミンBの吸着挙動レーザー照射総時間：10分。(d) レーザー照射に伴うSWCNT-モルフォ翅複合体へのローダミンBの吸着挙動レーザー照射総時間：50分。(e) レーザー照射に伴うSWCNT-モルフォ翅複合体へのローダミンBの吸着挙動レーザー照射総時間：100分。  図１１から、本発明の複合材料は、レーザー照射に伴うSWCNT-モルフォ翅複合体の破壊は引き起こされないため、撥水性が保持され、ローダミンBの吸着は起こらないことが示された。
【図１２】SWCNT-モルフォ翅複合体への水溶性有機分子（DNA）の吸着挙動。(a) DNA水溶液をキャストさせたSWCNT-モルフォ翅複合体の蛍光顕微鏡像。(b) SWCNT-モルフォ翅複合体の蛍光顕微鏡像。(c) レーザー照射に伴うSWCNT-モルフォ翅複合体へのDNAの吸着挙動レーザー照射総時間：10分。(d) レーザー照射に伴うSWCNT-モルフォ翅複合体へのDNAの吸着挙動レーザー照射総時間：50分。(e) レーザー照射に伴うSWCNT-モルフォ翅複合体へのDNAの吸着挙動レーザー照射総時間：100分。  図１２から、本発明の複合材料は、ローダミンBと同様に水溶性分子であるDNAの吸着が起こらないことが示された。
【図１３】本研究の概要。(a)はモルフォ蝶を示し、(b)は本発明の複合材料の一例を示し、(c)は、DNA増幅システムの概要を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、光で温度応答が可能であり、かつ、導電性を有するカーボンナノ材料と構造色を有する撥水性材料の複合材料を提供する。
【００１１】
図13に本発明の特に好ましい実施形態の概要を示す。(a)はモルフォ蝶を示し、(b)は本発明の複合材料の一例を示し、(c)は、DNA増幅システムの概要を示す。
【００１２】
本明細書において、カーボンナノ材料としては、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーが挙げられこれらを単独で、或いは２種以上を組み合わせて使用することができる。カーボンナノチューブが好ましい。カーボンナノ材料は繊維状の形状を有し、構造色を有する撥水性材料の上に塗布されたときに繊維状の材料が絡まり合ってハニカム状の構造をとり、導電性を発現するとともに光照射による加熱が可能になる。また、構造色を有する撥水性材料の一部をハニカム状のカーボンナノ材料が覆い、撥水性材料の多くの部分は露出しているので、表面の撥水性は維持される。
【００１３】
カーボンナノ材料の長さは、本発明で使用されるカーボンナノファイバー(CNF)は、直
径の下限が100nm程度であり、直径の上限が800nm程度であるカーボンファイバーである。CNFの長さは下限が10μｍ程度であり、上限は、100μｍ、200μｍ、300μｍ、400μｍ、500μｍ、600μｍ、700μｍ、800μｍ、900μｍ、1000μｍ、2000μｍ、3000μｍ、5000μｍ、10000μｍ程度である。
【００１４】
本発明で用いられるカーボンナノチューブは特に制限されるものではなく、多層のもの（多層カーボンナノチューブ、「ＭＷＣＮＴ」と呼ばれる）から単層のもの（単層カーボンナノチューブ、「ＳＷＣＮＴ」と呼ばれる）まで使用することができる。好ましくは、単層ウォール・カーボンナノチューブが用いられる。用いるＳＷＣＮＴの製造方法としては、特に制限されるものではなく、触媒を用いる熱分解法（気相成長法と類似の方法）、アーク放電法、レーザー蒸発法、ＨｉＰｃｏ法（High-pressure carbon monoxide process）及びCVD法（Chemical Vapor Deposition）等、公知のいずれの製造方法を用いても構
わない。
【００１５】
カーボンナノファイバー（CNF）は、カーボン前駆体ポリマーとして芳香族メソフェー
ズピッチを用い、それをマトリックスポリマー中に分散したポリマーブレンドを溶融紡糸後、紡糸繊維の不融化処理、炭素化加熱、必要に応じてさらに賦活処理、黒鉛化処理することにより、作製することができる。このようなＣＮＦとして、例えば帝人株式会社製の
カーボンナノファイバーを好ましく例示することができる。
【００１６】
構造色を有する撥水性材料としては、天然由来或いは合成の材料、或いはその材料の構造を模倣した構造類似体を使用することができる。
【００１７】
天然由来の構造色を有する撥水性材料としては、タマムシ、ハナムグリなどのキチン質の層構造）アワビ等の貝殻（内側及び外側）、オオゴマダラのようなチョウの蛹、サンマやイワシ、ルリスズメダイやネオンテトラなどの魚類の体色（体表にある虹色色素胞中でグアニンの板状結晶（反射小板）と細胞質の積層構造による干渉）、モルフォ蝶（例えばスルコウスキー）の翅、コンパクトディスク(CD)やDVDの様な表面の微細な凹凸による光
干渉、クジャクやカワセミなどの羽毛などが挙げられる。これらの構造類似体も多数検討されており、構造色を有し、かつ撥水性である限り、任意の構造類似体は本発明の「構造色を有する撥水性材料」として使用可能である。
【００１８】
好ましい構造色を有する撥水性材料は、モルフォ蝶、コンパクトディスク(CD)やDVDの
様な表面の微細な凹凸を有する材料或いはその構造類似体である。適当なスリット幅を有する人工スリット基板は、「構造色を有する撥水性材料」として使用可能である。
【００１９】
複合材料は、構造色を有する撥水性材料１ｃｍ２あたりカーボンナノ材料を１〜５０μg程度含む。構造色を有する撥水性材料層は、ハニカム構造のカーボンナノ材料の支持体
として機能する。ハニカム状のカーボンナノチューブの支持体としては、支持体全体が構造色を有する撥水性材料層から構成されてもよいが、支持体の表面に構造色を有する撥水性材料層が存在すれば、ガラス、プラスチック、金属などの基体上（表面）に構造色を有する撥水性材料層が存在してもよい。構造色を有する撥水性材料層の厚さは、１０〜５０μｍ程度である。
【００２０】
本発明の複合材料は、構造色を有する撥水性材料上にハニカム構造のカーボンナノ材料を有する。「ハニカム構造」は、図３（ｂ），（ｄ），（ｅ）に示されるように、多角形あるいは曲線で囲まれる多数の孔を有する構造が挙げられ、孔の大きさは均一でも不均一でもよい。
【００２１】
本発明の複合材料は、構造色を有する撥水性材料層の上に、カーボンナノ材料の溶媒分散液を適用し、乾燥することで得ることができる。前記分散液は、ポリ(3-ヘキシルチオ
フェン−2，5−ジイル)（P3HT）、ポリ(3-オクチルチオフェン-2,5-ジイル) (P3OT) 、ポリ(3-ドデシルチオフェン-2,5-ジイル) (P3DDT)、PTAA （ポリ[ビス(4-フェニル)(2,4,6-トリメチルフェニル)アミン]）、MEH-PPV （ポリ[2-メトキシ-5-(2-エチルヘキシルオキ
シ)-1,4-フェニレンビニレン]）、MDMO-PPV （ポリ[2-メトキシ-5-(3',7'-ジメチルオク
チルオキシ)-1,4-フェニレンビニレン]）、F8BT （ポリ[(9,9-ジ-n-オクチルフルオレニ
ル-2,7-ジイル)-alt-(ベンゾ[2,1,3]チアジアゾール-4,8-ジイル)]）、F8T2 （ポリ[(9,9-ジオクチルフルオレニル-2,7-ジイル)-コ-ビチオフェン]）、POT-コ-DOT （ポリ(3-オクチルチオフェン-2,5-ジイル-コ-3-デシルオキシチオフェン-2,5-ジイル)）などの分散剤
を使用することができる。P3HTが特に好ましい分散剤である。溶媒としては、水、低級アルコール（メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど）、ケトン（メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトンなど）、エステル（酢酸エチルなど）、エーテル（ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル）、ハロゲン化炭化水素（塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロルエタン）、芳香族炭化水素（ベンゼン、トルエンなど）、脂肪族炭化水素（ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタンなど）が挙げられる。これらの溶媒は、カーボンナノ材料を分散でき、構造色を有する撥水性材料層を侵さないように選択される。
【００２２】
カーボンナノ材料前記分散剤は、溶媒を蒸発させた後に複合材料の表面に残存する。
【００２３】
分散剤は、カーボンナノ材料１００重量部あたり、１〜１０００重量部使用することができる。
【００２４】
本発明のカーボンナノ材料は、適当な光（例えば紫外光、可視光、近赤外光などのレーザ光）を照射するとこれを吸収し、カーボンナノ材料の温度は急激に上昇する。すなわち、光照射によりその温度を急激に高めることができる。カーボンナノ材料はハニカム状の構造を有するが、このハニカム構造は光照射によるエネルギーを効率的に取り込み、照射部位全体を加熱することができる。また、当該光照射を止めることで、その温度を急激にもとの温度にまで下げることも可能である。このように、本発明の複合材料は光照射により温度制御を行うことができる。光照射による加熱は、ハニカム構造を有しないカーボンナノ材料よりも優れている。
【００２５】
また、本発明の複合材料は優れた導電性を有する。本発明の複合材料の導電性は、非ハニカム構造のカーボンナノ材料の導電性と比較して非常に大きい。
【００２６】
本発明の複合材料は、撥水性を有し、かつ、局所的に高効率で加熱することができるため、ＤＮＡの増幅システムとして好適である。例えば、ＰＣＲによるＤＮＡ増幅に本発明の複合材料を応用した場合、光照射によりＰＣＲに必要な温度にＤＮＡを含む溶液を速やかに加熱し、光照射を止めることで溶液を速やかに冷却することができる。DNA増幅は、LAMP法を用いるのが好ましいが、PCR法などの任意の方法に適用することができる。また、ＤＮＡ増幅後の溶液は、撥水性のために容易に除去できる。従って、多くの検体のＤＮＡ増幅処理に対し、本発明の複合材料を繰り返し使用することができるので、Lab on a chip型の微小液滴分析装置を容易に作製できる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明する。
本明細書で使用される略号：
CNT: carbon nanotube
SWCNT: single-walled carbon nanotube
MWCNT: multi-walled carbon nanotube
CNH: carbon nanohorn
P3HT: poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)
【００２８】
実施例1
＜実験方法＞
（１）ナノカーボン-モルフォ翅複合材料の調製
まず、P3HT-SWCNT複合材料は、以下の方法により作製した。SWCNT (1 mg) [arc plasma
jet (APJ), 純度＞90%(APJ-SO) or >30%(APJ), 直径約1.4 nm, 長さ約1-5μm; Meijo Nano Carbon]と poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) (1 mg) (regioregular; Sigma-Ardrich)をクロロホルム (3 mL)に添加し、氷冷下15 min間超音波照射(USD-2R; AS ONE)
を施した。得られたP3HT-SWCNT分散液を遠心分離 (10,000 rpm, 15 min, 4℃) (3500; Kubota)に掛け、上澄み溶液を注意深く回収した。モルフォ蝶（Morpho sulcowsky; Nature shop）の翅をはさみでカット後（約5×5 mm）、両面テープを取り付けたガラス基板に固
定させた。次に、P3HT-SWCNT複合材料（10μL）をモルフォ翅に滴下し、自然乾燥させた
。その他のナノカーボン［SWCNT（Hipco）［（high-pressure carbon monoxide (HiPco),
super-purified SWNTs (純度＞95%), 直径約0.8-1.2 nm, 長さ約1μm; Carbon Nanotechnologies）］、SWCNT（CoMoCAT）（CG-100 (純度＞90%); 直径約0.7-1.3 nm; 長さ約0.45-2.3 μm; SouthWest Nano Technologies）、MWCNT［chemical vapour deposition (CVD)
, MWNTs, 純度＞95%, 直径約10-40 nm, 長さ＜3 mm; Meijo Nano Carbon］、CNH（純度 =
95%、metal-free; NEC）］を用いたモルフォ翅複合材料も同様の手法により作製した。
なお、オクタデシルアミン(ODA）（wako）を修飾したSWCNTは、トルエンを用いて分散化
を行った。また、フラーレン（C60）（Tokyo Chemical Industry）に関しては、トルエンに可溶化させたサンプルを用いてモルフォ翅複合材料を作製した。
【００２９】
（２）ナノカーボン-モルフォ翅複合材料の構造解析(図３)
ナノカーボン-モルフォ翅複合材料の構造は走査型電子顕微鏡（JSM-6390; JEOL）およ
びカラーCCDカメラ (VB-7010; Keyence)を搭載した蛍光顕微鏡 (IX70; Olympus)にて解析した。P3HT-SWCNTからなるハニカムネットワークの膜厚は画像解析ソフトウエア（Mex ver. 5.1; Alicona）により計測した。
【００３０】
（３）温度アッセイ(図１)
様々な出力（50, 100, 300, 500, 1000 mW）に設定した785 nm（スポット径：約4 mm）（BRM-785-1.0-100-0.22-SMA; B&W Tek）のレーザーをナノカーボン-モルフォ翅複合材料に照射することで温度アッセイを行った。赤外線サーモグラフィカメラ（Ti10; Fluke）
を用い、レーザー照射1 min後の温度を測定した。真空中におけるナノカーボン-モルフォ翅複合材料の光発熱特性評価に関しては、熱電対（AD-5601A; A & D）のセンサー部位を
複合材料表面に接触させたサンプルをアクリル製真空デシケーター（VXS; ASONE）の中に入れ、乾式ポンプで1時間減圧後、1 min間レーザー照射を行った際の温度を測定した。なお、レーザービームが、熱電対に直接当たらないようにした。
【００３１】
（４）マッチおよびニトロセルロース膜発火実験(図２)
マッチ（Kanematsu Nissan Norin）の先端およびニトロセルロース膜（Hybond ECL; Amersham PharmaciaBiotech）の表面に両面テープを介してナノカーボン-モルフォ翅複合材料を貼り付けた。次に、レーザー（785 nm、> 700 mW）を複合材料に目掛けて照射させ、発火現象を動画撮影した。
【００３２】
（５）導電性試験(図４)
P3HT-SWCNT-モルフォ翅複合材料の導電性は4端子法（wave generator: FC220 model; Yokogawa Electric を搭載したgalvanostat mode: Potentio/Galvanostat HA-151model; Hokuto Denko）により計測した。導電率は得られたI-V曲線と走査型電子顕微鏡にて計測した膜厚から計算により求めた。
【００３３】
（６）DNA増幅反応(図５)
DNA増幅反応は、等温でDNAを増幅可能なLAMP（Loop-Mediated Isothermal Amplification）法を用いた。LAMP反応自体は、LoopampDNA増幅試薬キット（Eiken）を用いた。ポジ
ティブコントロールDNA（10μL）、プライマー混合溶液［FIP（160 pmol）、BIP（160 pmol）、F3（20 pmol）、B3（20 pmol）]（10 μL）、Bst DNAポリメラーゼ（10μL）を反
応混合溶液［40 mM Tris-HCl（pH 8.8）、KCl（20 mM）、MgSO4（16 mM）、(NH4)2SO4（20 mM）、Tween 20（0.2 wet%）、Betaine（1.6 M）、dNTPs（2.8 mM each）］（50 μL）に加えた。そして当該溶液にカルセイン（50 μM, 2 μL）（Eiken）を添加して反応液とした。コントロール実験では、ポジティブコントロールDNAを入れずに実験を行った。調
製した反応液（50 μL）をナノカーボン-モルフォ翅複合材料上にゆっくりと滴下後、サ
ーモグラフィで60℃一定になるように出力を調整しながら785 nmレーザーを照射した。10
min後、レーザー照射を止め、青色LED（485 nm; Akizuki Denshi）を当該反応溶液にあ
てることで、DNA増幅挙動（カルセインの緑色蛍光）を目視で観察した。蛍光強度はイメ
ージ解析ソフト（Image J; NIH）により解析した。蛍光観察終了後、当該反応溶液はナノカーボン-モルフォ翅複合材料を貼り付けたガラス基板を斜めに傾けることで廃棄した。
本プロセスを最大で10回行った。ナノカーボン-モルフォ翅複合材料上の水滴の接触角は
、大気下で接触角計（CA-D; Kyowa Interface Science）により測定した。ナノカーボン-モルフォ翅複合材料への水溶性低分子化合物の吸着挙動は、ローダミンBを用いて評価し
た。上記DNA増幅プロセスにおいて反応溶液の代わりに蒸留水を複合材料上にキャストし
、最大10プロセスまで行った。各プロセス（1, 5, 10回）終了時にローダミンB（100 nM
）（Wako）を含む蒸留水（50 μL）を複合材料上にキャスト・廃棄した後、蛍光顕微鏡にてローダミンBの複合材料への吸着挙動を観察した。また、DNA（0.1 mg/mL）（サケ精液
由来; wako）を含むPBS緩衝液（1 mL）にGelRed（3 μL）を添加した水溶液においてもローダミンBと同様の吸着実験を行った。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の将来展望として最も有望なアプリケーションの一つは、ウイルスや細菌を全自動で、かつ簡便に検出可能なLab on a chip型の微小液滴分析装置と考えられる。本発明
の複合材料を用いることで、微小液滴中でDNA増幅反応を行い、目視でウイルスや細菌の
存在を検出可能な新しいデバイスを構築することができる。しかも、この複合材料は高撥水性と水溶性分子の低吸着性を有することから何度も繰り返して使用することが可能である。このようなナノ分析デバイスを構築できれば、家庭や外出先でも簡単・手軽に、健康診断を毎日実施する高度な健康管理が可能となり、病気の発生・進行を未然に防ぐ予防医療を実現可能となる。
【図１】
2014058140.tif 000003
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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