(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
核酸ポリマーと疎水的カチオン性界面活性剤との混合により生成したポリイオンコンプレックスを疎水性有機溶媒に溶解し、得られた溶液を固体表面に展開することで、核酸ポリマーがパターン化された薄膜であることを特徴とする核酸ポリマーパターン薄膜。
【請求項２】
核酸ポリマーがＤＮＡまたはＲＮＡである請求項１の核酸ポリマーパターン薄膜。
【請求項３】
細線構造または網目構造にパターン化されている請求項１または２の核酸ポリマーパターン薄膜。
【請求項４】
核酸ポリマーと疎水的カチオン性界面活性剤との混合により生成したポリイオンコンプレックスを疎水性有機溶媒に溶解し、得られた溶液を固体表面に展開した後に乾燥し、パターン化された核酸ポリマー薄膜を形成することを特徴とする核酸ポリマーパターン薄膜の形成方法。
【請求項５】
請求項４の方法により形成した核酸ポリマーパターン薄膜を固体表面より剥離することを特徴とする核酸ポリマーパターン薄膜の形成方法。
【請求項６】
核酸ポリマーと疎水的カチオン性界面活性剤との混合により形成されるポリイオンコンプレックスとこれを溶解する疎水性有機溶媒との溶液からなることを特徴とする核酸ポリマーパターン薄膜用組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、核酸ポリマーパターン薄膜とその形成方法並びに薄膜用組成物に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、変異原活性物質のセンサーや分子素子形成等に有用な、核酸ポリマーのパターン化された薄膜とその形成方法並びにそのための組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＮＡ、ＲＮＡ等の核酸ポリマーは、分子素子技術や、発ガン性等のある変異原活性物質の検出センサー等としての応用も期待されているものである。
このような核酸ポリマーについては、カチオン性界面活性剤と水溶液状で混合するとポリイオンコンプレックスが生成し、水に不溶な沈殿となることが知られている。つまり、アニオン性高分子電解質としての核酸ポリマーとカチオン性界面活性剤とのコンプレックスが生成されることが知られている。
【０００３】
しかしながら、分子ワイヤー、分子認識として活用に期待されている機能性ポリマーとしての核酸ポリマーについては、これを形状特異的に構成することは、ポリイオンコンプレックスとして多層化することの検討を除いてはほとんど進められていない。このため、核酸ポリマーの利用については、その実用的な展望が拓かれていないのが実情である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、以上のとおりの課題を解決するためになされたものであって、核酸ポリマーを形状特異的に構成することを可能とするものとして、核酸ポリマーと疎水的カチオン性界面活性剤との混合により生成したポリイオンコンプレックスを疎水性有機溶媒に溶解し、得られた溶液を固体表面に展開することで、核酸ポリマーがパターン化された薄膜であることを特徴とする核酸ポリマーパターン薄膜を提供する。
【０００５】
そして、この出願の発明は、このパターン薄膜の形成方法として、核酸ポリマーと疎水的カチオン性界面活性剤との混合により生成したポリイオンコンプレックスを疎水性有機溶媒に溶解し、得られた溶液を固体表面に展開した後に乾燥することを特徴とする方法や、この方法のための組成物としての、前記のポリイオンコンプレックスとこれを溶解する疎水性有機溶媒との溶液からなることを特徴とするパターン薄膜形成用組成物も提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は、前記のとおりの特徴を持つものであるが、この発明により提供されるパターン薄膜については、核酸ポリマーは、ＤＮＡ、ＲＮＡ等の適宜なものであってよい。
核酸ポリマーは、すでに知られているように、カチオン性界面活性剤と水溶液状で混合すると、水に不溶性のポリイオンコンプレックスが生成されるが、この発明では、カチオン性界面活性剤の疎水性を選択することにより疎水性有機溶媒に溶解させて溶液とする。
【０００７】
この際の疎水的カチオン性界面活性剤については適宜なものが選択されるが、代表的なものを例示すると、第４級アンモニウム塩化合物やアミン化合物そしてそれらの塩、カルバミン酸塩化合物等が挙げられる。そして疎水性有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素、イソオクタン等の脂肪族または脂環式炭化水素、クロロホルム、ジクロメタン等のハロゲン化炭化水素等の各種のものが例示される。
【０００８】
ポリイオンコンプレックスを疎水性有機溶媒に溶解して溶液としたこの発明の組成物は、これを固体表面、たとえばガラス、雲母、石英、シリコン、炭素、さらには各種の金属、無機物、有機樹脂等の平滑な表面に塗布等によって展開し、その後乾燥させることで、細線構造や網目構造として特有のパターン化された核酸ポリマー薄膜とされる。外部エネルギーをほとんど加えることなしに自己組成物に特定構造のパターンが形成される。
【０００９】
この際に、溶媒の種類と、核酸ポリマーの種類と分子量、そして濃度、乾燥の際の湿度、温度等の成膜条件を制御することで、パターン構造の種類や大きさが選択、変更されることになる。
たとえばパターン薄膜の形成時に展開するポリイオンコンプレックスの疎水性有機溶媒の濃度は、１０〜１０００ｍｇ／ｌ程度とするのが好ましい。
【００１０】
展開濃度が低いと、たとえば実施例において示している細線構造の線の間隔は広く、網目構造の目の部分は大きくなるのに対し、展開濃度が高いと細線構造の線の間隔は狭く、網目構造の目の部分は小さくなる。つまり、展開する溶液の粘度がパターン構造を規制する。
また、ＤＮＡ、ＲＮＡ等の核酸ポリマーの分子量については、実施例の場合には、分子量１〜５０万程度では形成されるパターンには大きな相違はない。そして、細線構造は、温度１０〜１００℃強程度で、また網目構造は、８５％以上の湿度において、温度１０〜６０℃程度において明瞭に形成される。
【００１１】
得られたパターン薄膜は、たとえば、変異原活性物質（発ガン性あり、ＤＮＡと強く結合する）のセンサーへの応用が考慮される。たとえば、細線構造のパターンの両端に電極を接着し、変異原活性物質が核酸ポリマーに結合することで変化する導電性を測定し、変異原活性物質の濃度を求めることである。
また、たとえば、パターン薄膜を固体表面から剥離して変異原活性物質のフィルターとすることも考慮される。
【００１２】
その他、各種の態様での応用が可能とされる。
そこで以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
【実施例】
牛胸腺由来で、米国Ｓｉｇｍａ社から購入し、水溶液中で超音波により高分子鎖を分断した、分子量は約１万以上のＤＮＡを用い、この超音波で切断したＤＮＡの２５ｍｇ／２５ｍｌの濃度の水溶液（ＨＥＰＥＳ緩衝溶液、０．０１Ｍ、ｐＨ８．０）を作製し、また、ＤＮＡのリン酸アニオンの１．２ｍｏｌ等量のカチオン界面活性剤を２５ｍｌの水溶液（ＨＥＰＥＳ緩衝溶液、０．０１Ｍ、ｐＨ８．０）に超音波で分散した。カチオン性界面活性剤としてはジメチル−ジオクタデシルアンモニウムブロミドを用いた。ＤＮＡ水溶液とカチオン界面活性剤水分散液を室温で混合して、析出した沈殿物を蒸留水で洗浄後、凍結乾燥した。
【００１４】
このものを、疎水性有機溶媒としてのクロロホルムに溶解し、得られたクロロホルム溶液（濃度１００ｍｇ／ｌ）を、展開した雲母の表面にたらしてキャストし、湿度８７％において４０℃の温度で乾燥させた。
その結果、たとえば、ＤＮＡ薄膜の中心部においては、図１の蛍光像にみられるような網目（ハニカム）構造のパターンが得られ、エッジ部では、図２の蛍光像にみられるような細線構造のパターンが得られる。
【００１５】
これらのパターンは、光学顕微鏡、蛍光顕微鏡、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）等によって確認される。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、これまでに知られていない細線構造や網目構造等のパターン化された形状特異性のある核酸ポリマー薄膜が提供される。
変異原活性物質のセンサーや分子素子等への応用を拓く。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例としての網目（ハニカム）パターンを例示した図面に代わる蛍光顕微鏡写真である。
【図２】実施例としての細線構造パターンを例示した図面に代わる蛍光顕微鏡写真である。
【図１】
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【図２】
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