(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素被覆アルミニウム材を備えたバイオチップ用基板であって、前記炭素被覆アルミニウム材が、アルミニウム材と該アルミニウム材の少なくとも１つの表面上に形成された炭素含有層とを備え、前記炭素含有層は、複数の炭素含有層からなり、当該複数の炭素含有層のうちの最外層以外の層が炭素前駆体を含み、前記炭素前駆体は、少なくとも炭素および水素の元素を含み、ラマン分光法によって検出されたラマンスペクトルにおいてラマンシフトが1350cm-1付近及び／又は1580cm-1付近にラマン散乱強度のピークを有するものであり、前記アルミニウム材と前記炭素含有層との間に形成された、アルミニウム元素と炭素元素とを含む介在層をさらに備えている、バイオチップ用基板。
【請求項２】
前記バイオチップ用基板は、基板本体と、該基板本体上に積層された前記炭素被覆アルミニウム材とを具備する、請求項１記載のバイオチップ用基板。
【請求項３】
前記複数の炭素含有層のうちの最外層以外の層が、第１層目の炭素含有層である、請求項１又は２に記載のバイオチップ用基板。
【請求項４】
前記炭素前駆体は、ラマン分光法によって検出されたラマンスペクトルにおいてラマンシフトが1350cm-1付近及び1580cm-1付近にラマン散乱強度のピークを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバイオチップ用基板。
【請求項５】
前記介在層は、前記アルミニウム材の表面に島状に形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のバイオチップ用基板。
【請求項６】
アルミニウム防食処理を施した請求項１〜５のいずれか１項に記載のバイオチップ用基板。
【請求項７】
生体関連物質を結合するための活性基が前記炭素含有層に結合されている請求項１〜６のいずれか１項に記載のバイオチップ用基板。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のバイオチップ用基板上に１又は２種以上の生体関連物質が結合されたバイオチップ。
【請求項９】
炭素被覆アルミニウム材を備えたバイオチップ用基板の製造方法であって、
アルミニウム材を準備する第１工程と、
炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウム材を配置する第２工程と、
炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウム材を配置した状態で加熱する第３工程とを備え、
前記第１工程は、アルミニウム材の表面に炭素含有物質を付着させる工程を複数回行うこと含み、炭素含有物質を付着させる最初の工程が、フェノール樹脂による樹脂層を形成する工程である、
バイオチップ用基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第３工程後に、得られた炭素被覆アルミニウム材を基板本体に積層する第４工程をさらに備える、請求項９に記載のバイオチップ用基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の方法によりバイオチップ用基板を製造する工程と、得られたバイオチップ用基板上に１又は２種以上の生体関連物質を結合する工程とを含む、バイオチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンパク質チップ、ペプチドチップ、DNAチップ等のバイオチップ用の基板、その製造方法及びそれを含むバイオチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
タンパク質チップ、ペプチドチップ、DNAチップ等のバイオチップは、各種疾患の診断や研究用として広く用いられている。従来より広く用いられているバイオチップは、通常、スライドガラス等のガラス基板上にタンパク質、ペプチド又はDNAのような生体関連物質を固定化したものである。【０００３】
しかしながら、ガラス基板を用いた従来のバイオチップでは、非特異吸着が発生しやすく、測定の正確性に問題があった。また、ガラス基板は自家蛍光を発生するので、近年多く用いられるようになった蛍光標識を利用した測定においては正確性に問題があった。【０００４】
これらの問題を解決すべく、金属製の基板上に活性基を有する炭素含有層を形成し、この活性基に生体関連物質を結合するバイオチップ用基板が提案されている（特許文献１）。このバイオチップ用基板は、自家蛍光を発生せず、生体関連物質の固定化が容易であり、基板の加工が容易で平坦性と表面精度が高いという優れた性質を有する。しかしながら、このバイオチップ用基板では、金属基板と炭素含有層との間の密着性を高めるためには、これらの間にニッケル−リン(NiP)層を無電解メッキにより形成する必要があり、コスト高となる。【０００５】
さらに、少なくとも表面が炭素から成る基板上に、アミノ基含有ポリマーを共有結合で結合して成るバイオチップ用基板も提案されている（特許文献２）。生体関連物質は、このアミノ基に共有結合される。このバイオチップ用基板も、特許文献１記載のバイオチップ用基板と同様、優れた性質を有するが、基板全体をアモルファスカーボンのような炭素基板で形成する場合には、樹脂の炭化のために約１箇月程度の焼成が必要となり、製造コストと時間がかかる。また、金属基板の上に炭素含有層を形成する場合には、特許文献１記載のバイオチップ用基板と同様、金属基板と炭素含有層との間の密着性を高めるためには、これらの間にニッケル−リン(NiP)層を無電解メッキにより形成する必要があり、コスト高となる。【０００６】
一方、アルミニウム材の表面に炭素含有層が形成され、さらに、これらの間に炭化アルミニウムから成る介在層が形成された炭素被覆アルミニウム材が知られている（特許文献３）。この炭素被覆アルミニウム材は、電気化学キャパシタや電解コンデンサ等の電極構造体として好適に用いられるものであり、バイオチップ用基板としての用途は特許文献３に記載も示唆もされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2006-329686号公報
【特許文献２】特開2010-008378号公報
【特許文献３】特許第4445465号掲載公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、自家蛍光を発生せず、生体関連物質の固定化が容易であり、バイオチップ使用時にバイオチップに滴下する液スポットが不所望に広がることがなく、炭素含有層とアルミニウム材との密着性が高く、かつ、特許文献１や特許文献２に記載された公知のバイオチップ用基板よりも低コストで製造することができるバイオチップ用基板、その製造方法及びそれを含むバイオチップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者らは、鋭意研究の結果、特定の炭素被覆アルミニウム材を備えたバイオチップ用基板を用いると、自家蛍光を発生せず、生体関連物質の固定化が容易であり、バイオチップ使用時にバイオチップに滴下する液スポットが不所望に広がることがなく、かつ、炭素含有層とアルミニウム材との密着性を高めるためのNiP無電解メッキも不要となり、低コストで作製可能であることを見出し、本発明を完成した。【００１０】
すなわち、本発明は、炭素被覆アルミニウム材を備えたバイオチップ用基板であって、前記炭素被覆アルミニウム材が、アルミニウム材と該アルミニウム材の少なくとも１つの表面上に形成された炭素含有層とを備え、前記炭素含有層は、複数の炭素含有層からなり、当該複数の炭素含有層のうち最外層以外の層が炭素前駆体を含み、前記炭素前駆体は、少なくとも炭素および水素の元素を含み、ラマン分光法によって検出されたラマンスペクトルにおいてラマンシフトが1350cm-1付近及び／又は1580cm-1付近にラマン散乱強度のピークを有するものであり、前記アルミニウム材と前記炭素含有層との間に形成された、アルミニウム元素と炭素元素とを含む介在層をさらに備えている、バイオチップ用基板を提供する。また本発明は、上記本発明のバイオチップ用基板上に１又は２種以上の生体関連物質が結合されたバイオチップを提供する。また、本発明は、炭素被覆アルミニウム材を備えたバイオチップ用基板の製造方法であって、アルミニウム材を準備する第１工程と、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウム材を配置する第２工程と、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウム材を配置した状態で加熱する第３工程とを備え、前記第１工程は、アルミニウム材の表面に炭素含有物質を付着させる工程を複数回行うこと含み、炭素含有物質を付着させる最初の工程が、フェノール樹脂による樹脂層を形成する工程である、バイオチップ用基板の製造方法を提供する。さらに本発明は、上記本発明の方法によりバイオチップ用基板を製造する工程と、得られたバイオチップ用基板上に１又は２種以上の生体関連物質を結合する工程とを含む、バイオチップの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のバイオチップ用基板は、自家蛍光を発生せず、生体関連物質の固定化が容易であり、バイオチップ使用時にバイオチップに滴下する液スポットが不所望に広がることがなく、かつ、炭素含有層とアルミニウム材との密着性を高めるためのNiP無電解メッキも不要であり、アルミニウム材を炭化水素含有雰囲気中で加熱するという簡便な方法で作製できるので、低コストで作製可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１のバイオチップ用基板を構成する炭素被覆アルミニウム材の模式断面図である。
【図２】本発明の実施例２のバイオチップ用基板を構成する炭素被覆アルミニウム材の模式断面図である。
【図３】本発明の実施例１において作製したバイオチップ用基板を構成する炭素被覆アルミニウム材の断面を示すSEM写真である。
【図４】本発明の実施例１において作製したバイオチップ用基板を構成する炭素被覆アルミニウム材のアルミニウム材を溶解除去し、残存した介在層の表面のSEM写真である。
【図５】本発明の実施例１のバイオチップ用基板を構成する炭素被覆アルミニウム材の有機物層についてラマン分光法によって検出されたラマンスペクトルを示す図である。
【図６】本発明の実施例において作製したバイオチップ用基板及び全体がアモルファスカーボンから成る参考例の基板に水、DMSO又はDMFを滴下した際のスポットの広がり方を示す写真である。
【図７】下記実施例において作製したDNAプローブ固定化チップに、これと相補的な塩基配列を有する蛍光標識DNAを加えてDNAをハイブリダイズさせた後、蛍光を測定した結果を示す写真である。
【図８】下記実施例において作製したタンパク質固定化用バイオチップに蛍光標識牛血清アルブミンを加えて固定化した後、蛍光を測定した結果を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のバイオチップ用基板は、炭素被覆アルミニウム材を備えたバイオチップ用基板であって、前記炭素被覆アルミニウム材が、アルミニウム材と該アルミニウム材の少なくとも１つの表面上に形成された炭素含有層とを備え、前記炭素含有層は、複数の炭素含有層からなり、当該複数の炭素含有層のうち最外層以外の層が炭素前駆体を含む有機物層からなり、前記アルミニウム材と前記炭素含有層との間に形成された、アルミニウム元素と炭素元素とを含む介在層をさらに備えている。
以下、本発明のバイオチップ用基板の各構成について詳細に説明する。
【００１４】
本発明のバイオチップ用基板は、特定の炭素被覆アルミニウム材を備えていればよく、該炭素被覆アルミニウム材単独で構成されていてもよいし、基板本体と該基板本体上に積層される該炭素被覆アルミニウム材とから構成されていてもよい。
【００１５】
本発明のバイオチップ用基板が基板本体と炭素被覆アルミニウム材とから構成されている場合に用いられる基板本体は、バイオチップ用基板を形成するのに適した、自家蛍光を発せず、硬質で平坦なものであれば特に限定されず、ガラス板、プラスチック板ならびにアルミニウム、チタン、ステンレススチール等の金属板を好適に用いることができる。基板本体が曲がっていたり表面に凹凸があると、乱反射が多くなったり、検出時の焦点が合わなかったりして、検出時のＳ／Ｎ比が下がるので、基板本体は平坦でかつその表面が平滑であることが好ましい。このため、基板本体として金属板を用いる場合は、打ち抜きなどの寸法加工後に加圧焼鈍を行い歪みを取り去ると共に平坦性を向上させ、次いで表面の研削加工を施して平滑化した後、更に表面を研磨して表面精度を上げて基板本体を製造することが好ましい。これらの平坦／平滑化加工は、金属加工の常法により行うことができる。
【００１６】
本発明のバイオチップ用基板が基板本体と炭素被覆アルミニウム材とから構成されている場合、この基板本体上に、炭素被覆アルミニウム材が積層される。炭素被覆アルミニウム材は、アルミニウム材の少なくとも１つの表面に炭素含有層が形成され、かつ、前記アルミニウムと前記炭素含有層との間に形成された、アルミニウム元素と炭素元素とを含む介在層を具備するものである。以下、これらの各構成要素について分説する。
【００１７】
・アルミニウム材
炭素含有層が形成される基材としてのアルミニウム材は、特に限定されず、純アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることができる。このようなアルミニウム材は、アルミニウム純度が「ＪＩＳ Ｈ２１１１」に記載された方法に準じて測定された値で９８質量％以上のものが好ましい。本発明で用いられるアルミニウム材は、その組成として、鉛（Ｐｂ）、珪素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ガリウム（Ｇａ）、ニッケル（Ｎｉ）およびホウ素（Ｂ）の少なくとも１種の合金元素を必要範囲内において添加したアルミニウム合金、または、上記の不可避的不純物元素の含有量を限定したアルミニウムも含む。アルミニウム材の厚みは、特に限定されないが、箔であれば５μｍ以上２００μｍ以下、板であれば２００μｍを越え３ｍｍ以下とするのが好ましい。より好ましくは本体基板を含めたバイオチップ用基板全体の厚さが１．５ｍｍ以下となる範囲内となるようにアルミニウム材の厚みを設定するのが好ましい。
【００１８】
上記のアルミニウム材は、公知の方法によって製造されるものを使用することができる。たとえば、上記の所定の組成を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯を調整し、これを鋳造して得られた鋳塊を適切に均質化処理する。その後、この鋳塊に熱間圧延と冷間圧延を施すことにより、アルミニウム材を得ることができる。なお、上記の冷間圧延工程の途中で、１５０℃以上４００℃以下の範囲内で中間焼鈍処理を施してもよい。
【００１９】
・炭素含有層
炭素含有層は、該炭素含有層に付与される活性基を介してタンパク質、ペプチド、DNA等の生体関連物質を結合するために用いられる層である。
【００２０】
炭素含有層は、たとえば、アルミニウム材を後述する条件にて炭化水素含有物質を含む空間で加熱することによりアルミニウム材表面に炭素含有層を形成させることができる。また、活性炭素繊維、活性炭クロス、活性炭フェルト、活性炭粉末、墨汁、カーボンブラック、グラファイト、各種樹脂等の炭素含有物質をアルミニウム材表面に付着させた後に、後述する条件にて炭化水素含有物質を含む空間で加熱することによりアルミニウム材表面に炭素含有層を形成させることができる。
【００２１】
好ましくは、炭素含有層は、各種樹脂を炭化水素含有物質を含む空間で加熱することにより得られる、炭素前駆体を含む有機物層であることが好ましい。
【００２２】
炭素含有層が、炭素前駆体を含む有機物層である場合には、その表面が緻密であり、バイオチップ使用時に液を滴下した際に液のスポットの広がりを抑制することができるので好ましい。
なお、有機物層を形成するにあたっては、特性面において、炭化水素含有雰囲気下で４５０℃以上６６０℃未満の温度範囲で１時間以上１００時間以下の範囲内での加熱により揮発しない樹脂を使用するのが好ましい。これは、有機物層を形成する工程中に有機物層が揮発すると、有機物層に欠陥またはクラックが発生してしまうからである。有機物層を形成するために好適な樹脂の例として、ポリビニルアルコール系、ポリビニルブチラール系、エポキシ系、芳香族などの環状構造を有する樹脂（たとえば、フェノール系）、アクリル系等の樹脂が挙げられ、上述のスポットの広がり抑制の観点から特にフェノール樹脂を使用することが好ましい。炭素前駆体は、ラマン分光法によって検出されたラマンスペクトルにおいてラマンシフトが1350cm-1付近及び／又は1580cm-1付近にラマン散乱強度のピークを有するものである。ここで、1350cm-1付近のラマン散乱強度のピークはアモルファスカーボンのピークであり、1580cm-1付近のラマン散乱強度のピークはグラファイトのピークであるから、これらのピークを持つ炭素前駆体は、アモルファスカーボン及び／又はグラファイトの構造を少なくとも部分的に有していることを意味している。
【００２３】
本発明のバイオチップ用基板を構成する炭素含有層は、表面が平坦で、生体関連物質の結合に用いられる活性基を十分な量を、容易に付与することができる。また、下記実施例において具体的に示される通り、本発明のバイオチップ用基板においては、各種溶媒を滴下した際のスポットの広がりが抑制され、特に、全体がアモルファスカーボンから成る基板と比較してもスポットの広がりが同等程度に抑制される。さらに、本発明のバイオチップ用基板を構成する炭素含有層が炭素前駆体を含む有機物層から成る炭素含有層の場合には、生体関連物質の結合に用いられる活性基を十分な量、容易に付与することができ、特に、全体がアモルファスカーボンから成る基板と比較してもスポットの広がりがより抑制される。なお、炭素含有層が、炭素前駆体を含む有機物層である場合、必要に応じて活性炭素繊維、活性炭クロス、活性炭フェルト、活性炭粉末、墨汁、カーボンブラック、グラファイト、等を含めてもよい。
【００２４】
炭素含有層は、アルミニウム材の片面上に形成してもよいし、両面上に形成してもよい。バイオチップとして用いる場合に、必要となるのは片面だけであるが、製造工程は、両面上に形成する方が簡便である。また、炭素含有層の厚さは、バイオチップとしての機能が発揮される範囲であれば特に限定されないが、０．１μm〜５ｍｍ、好ましくは０．５μm〜１ｍｍ程度である。
【００２５】
本発明では、アルミニウム材表面上に形成する炭素含有層が複数の層で構成され、アルミニウム材表面上に形成される複数の炭素含有層のうち最外層以外の層、より好ましくは、第１層目の炭素含有層として形成される層が炭素前駆体を含む有機物層で構成され、第２層目の炭素含有層が第１層目の炭素含有層の表面上に形成されるという構成を有する。当該構成とした場合には、後述するような本発明のバイオチップ用基板がバイオチップに使用されて生理緩衝食塩水が用いられる場合において、アルミニウム材の腐食を抑制することが可能となる。
【００２６】
当該構成によりアルミニウム材の腐食を抑制することが可能となる理由としては、アルミニウム材表面上に形成される、炭素前駆体を含む有機物層で構成された最外層以外の層（より好ましくは第１層目）の炭素含有層が緻密であるために、当該層がアルミニウム材表面のバリア層として機能し、アルミニウム材表面への生理緩衝食塩水の侵入を抑制し、その結果、アルミニウム材の腐食を抑制する働きをするからであると推測される。
【００２７】
なお、アルミニウム材表面上に形成される複数の炭素含有層のうちの最外層は、上記で説明した少なくとも炭素元素を含むもので構成された炭素含有層であれば特に限定はされない。
【００２８】
・介在層
介在層は、前記アルミニウム材と前記炭素含有層との間に形成され、アルミニウム元素と炭素元素とを含む。介在層の一例を示す様子を図１及び図２に模式的に示す。図１及び図２は、バイオチップ用基板を構成する炭素被覆アルミニウム材の模式断面図であり、図１は実施例１で作製した炭素被覆アルミニウム材の模式断面図、図２は実施例２で作製した炭素被覆アルミニウム材の模式断面図である。図１及び図２中、１はアルミニウム材であり、該アルミニウム材の両面上に炭素含有層２がそれぞれ形成されている。図１及び図２においては、アルミニウム材の各表面には、部分的に介在層３が形成されている。図１及び図２では、この介在層３は、アルミニウム材の表面に、平面的に見て島状に点在する形態で形成されている。なお、図１及び図２はあくまで例示であって介在層３の状態を図１及び図２のものに限定するものではなく、アルミニウム材表面の全面に形成されていてもよい。また、図２においては、各介在層３からは、繊維状構造３１が各介在層３の表面から炭素含有層内に向かって延びているが、あくまで例示であって、繊維状構造３１の状態を図２のものに限定するものではなく、各介在層３の表面から炭素含有層内に向かって延びていればどのような形状でもよい（例えば、フィラメント状、サボテン状など）。図２の各介在層３では、繊維状構造３１を有しているが、各介在層３が存在すればよく、繊維状構造３１がかならずしも必要ではない。なお、介在層３は、上記の通りアルミニウム元素と炭素元素とを含む。好ましくは、炭化アルミニウムを含むものであればよい。
【００２９】
上記介在層により、アルミニウム材と炭素含有層の密着性が向上し、炭素含有層の剥離やクラックが生じない。このため、特許文献１及び特許文献２に記載される公知のバイオチップ用基板の場合のように、基板本体と炭素含有層の間にニッケル−リンの無電解メッキ層を形成する必要がなく、安価に製造することができる。
【００３０】
次に、本発明のバイオチップ用基板の製造方法について説明する。
・第１工程
まず、上記したアルミニウム材を準備する。
本発明の製造方法においては、薄い炭素含有層を形成する場合には、後述する第２工程および第３工程である炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウム材を配置し、加熱するだけで、上記の介在層の存在のみによって、アルミニウム材と炭素含有層との密着性を従来よりも向上させることができる。
【００３１】
しかし、厚い炭素含有層を形成する場合、アルミニウム材と炭素含有層との密着性を確実に保持するためには、アルミニウム材の表面に炭素含有物質を付着させる工程を含むことが好ましい。
炭素含有物質としては、特に限定されないが、例えば、活性炭素繊維、活性炭クロス、活性炭フェルト、活性炭粉末、墨汁、カーボンブラック、グラファイト、各種樹脂等の炭素含有物質をアルミニウム材表面に付着させた後に、後述する条件にて炭化水素含有物質を含む空間で加熱することによりアルミニウム材表面に炭素含有層を形成させることできる。
【００３２】
これらの炭素含有物質は、バインダと共に溶剤に分散させた混合物を用いてアルミニウム材表面上に塗布することができる。ここで、バインダとしては、加熱時に燃焼可能な有機高分子系であることが好ましく、好ましい例としては、ポリ塩化ビニル、カルボキシ変性ポリオレフィン樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩酢ビ共重合樹脂、ビニルアルコール樹脂、フッ化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、アクリロニトリル樹脂、ニトロセルロース樹脂、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス等の合成樹脂、ワックスまたはタール、およびにかわ、ウルシ、松脂、ミツロウ等の天然樹脂またはワックスが好適に使用できる。これらのバインダは、それぞれ分子量、樹脂種類により、加熱時に揮発するものと、熱分解により炭素前駆体として炭素含有層中に残存するものとがある。バインダは、有機溶剤等で希釈し、粘性を調整してもよい。また、有機溶媒としては、メチルイソブチルケトン、トルエン、メチルエチルケトン等の通常の有機溶媒を用いることができる。また、塗布する炭素含有物質の厚さは、目的とする炭素含有層の厚さに依存して適宜調節することができ、例えば、０．１μｍ〜５ｍｍの厚みであるのが好ましく、さらに０．５μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。
【００３３】
形成する炭素含有層が、炭素前駆体を含む有機物層である場合には、アルミニウム材の表面に前述したフェノール樹脂等の各種樹脂による樹脂層を形成すればよい。樹脂層を形成する工程は、樹脂と溶媒を混合する工程（混合工程）を含むのが好ましい。この混合工程を備えることにより、アルミニウム材の表面に均一に樹脂層を形成することができ、その後の工程を経て形成される有機物層をアルミニウム材の表面に均一に形成することが可能となる。これにより、アルミニウム材の表面に均一に緻密な構造を有する有機物層が形成される。上述の樹脂層を形成する工程において、アルミニウム材の表面に樹脂層を形成させる方法としては、樹脂と適宜溶媒を用いて、スラリー状、液体状に調製したものを、塗布、ディッピング等によって、また、固体状に調製したものを、粉末の形態で散布、エクストルージョン、熱圧着等によって、アルミニウム材の表面上に付着させればよい。樹脂層を形成する工程において用いる溶媒としては、特に限定されないが、樹脂の親溶剤（樹脂が溶解しやすい溶剤）であることが好ましい。例えば、樹脂として油溶性樹脂を使用する場合には、メチルイソブチルケトン、トルエン、メチルエチルケトン等が挙げられる。また、塗布する有機物層厚さは、目的とする炭素含有層の厚さに応じて適宜調節すればよく、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ〜５ｍｍであることが好ましく、さらに０．５μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。また、加熱前の乾燥は、有機溶媒が蒸発すればよく、乾燥温度・時間は特に限定されないが、通常、２０℃〜３００℃の温度で１５秒〜１分間程度行えばよい。なお、均一に樹脂層が形成されるのであれば、混合方法や混合時間も特に限定されない。加える溶剤の量は、樹脂添加量に対して５０質量％以上であることが好ましい。
【００３４】
また、形成する炭素含有層を複数の層で構成するためには、上記で述べた炭素含有物質を付着させる工程を所望する層に応じて複数回繰り返すことにより構成可能である。
【００３５】
なお、アルミニウム材表面上に形成される複数の炭素含有層のうち最外層以外の層、たとえば、第１層目の炭素含有層として形成される層を炭素前駆体を含む有機物層で構成される層としたい場合には、上記で述べた炭素前駆体を含む有機物層の形成の場合と同様に、炭素含有物質を付着させる工程においてアルミニウム材の表面に前述したフェノール樹脂等の各種樹脂による樹脂層を形成すればよい。
【００３６】
また、各層を形成するに際しては、炭素含有物質を付着させる工程を行う毎に溶媒を蒸発させるために乾燥してもよいし、乾燥することなく次の炭素含有物質を付着させる工程を行ってもよい。ただし、乾燥することなく次の炭素含有物質を付着させる工程を行った場合には、その後の第３工程での加熱時において、溶媒が急激に揮発することにより、各層に気泡（バブリング）が発生するおそれがあるので、炭素含有物質を付着させる工程を行う毎に溶媒を蒸発させるために乾燥するのが好ましい。なお、この場合の乾燥においても乾燥温度・時間は特に限定されないが、通常、２０℃〜３００℃の温度で１５秒〜１分間程度行えばよい。
【００３７】
・第２工程
第１工程を経たアルミニウム材をそのまま炭化水素含有物質を含む空間に配置する。ここで用いられる炭化水素の種類は特に限定されず、たとえば、メタン、エタン、プロパン、ｎ‐ブタン、イソブタンおよびペンタン等のパラフィン系炭化水素、エチレン、プロピレン、ブテンおよびブタジエン等のオレフィン系炭化水素、アセチレン等のアセチレン系炭化水素等、またはこれらの炭化水素の誘導体が挙げられる。これらの炭化水素の中でも、メタン、エタン、プロパン等のパラフィン系炭化水素は、アルミニウム材を加熱する工程においてガス状になるので好ましい。さらに好ましいのは、メタン、エタンおよびプロパンのうち、いずれか一種の炭化水素である。最も好ましい炭化水素はメタンである。なお、炭化水素は、単独用いることもできるし、２種以上のものを組み合わせても用いることもできる。
【００３８】
また、炭化水素含有物質は、液体、気体等のいずれの状態でもよい。炭化水素含有物質は、アルミニウム材が存在する空間に存在するようにすればよく、アルミニウム材を配置する空間にどのような方法で導入してもよい。たとえば、炭化水素含有物質がガス状である場合（メタン、エタン、プロパン等）には、後述する第３工程であるアルミニウム材の加熱処理が行なわれる密閉空間中に炭化水素含有物質を単独または不活性ガスとともに充填すればよい。また、炭化水素含有物質が液体である場合には、その密閉空間中で気化するように炭化水素含有物質を単独または不活性ガスとともに充填してもよい。
【００３９】
・第３工程
第２工程後、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウム材を配置した状態で加熱する。
本工程において、加熱雰囲気の圧力は特に限定されず、常圧、減圧または加圧下であってもよい。常圧が最も簡便でコストもかからないので、通常、常圧が好ましく採用される。また、必要に応じ、圧力の調整は、ある一定の加熱温度に保持している間、ある一定の加熱温度までの昇温中、または、ある一定の加熱温度から降温中のいずれの時点で行なってもよい。
【００４０】
なお、第２工程および第３工程において、アルミニウム材を加熱する空間に導入される炭化水素の質量比率は、特に限定されないが、通常はアルミニウム１００質量部に対して炭素換算値で０．１質量部以上５０質量部以下の範囲内にするのが好ましく、特に０．５質量部以上３０質量部以下の範囲内にするのが好ましい。
【００４１】
第３工程において、加熱温度は、加熱対象物であるアルミニウム材の組成等に応じて適宜設定すればよいが、通常は４５０℃以上６６０℃未満の範囲内が好ましく、５３０℃以上６２０℃以下の範囲内で行うのがより好ましい。ただし、本発明の製造方法において、４５０℃未満の温度でアルミニウム材を加熱することを排除するものではなく、少なくとも３００℃を超える温度でアルミニウム材を加熱すればよい。加熱時間は、加熱温度等にもよるが、一般的には１時間以上１００時間以下の範囲内である。
【００４２】
また、加熱処理の前にアルミニウム材の表面を粗面化してもよい。粗面化方法は、特に限定されず、洗浄、エッチング、ブラスト等の公知の技術を用いることができる。
【００４３】
以上の方法により、本発明のバイオチップ用基板に用いられる炭素被覆アルミニウム材が得られる。さらに、第３工程の後、得られた炭素被覆アルミニウム材を冷却して再加熱する工程、すなわち、賦活処理工程をさらに備えてもよい。この場合、炭素被覆アルミニウム材を冷却して再加熱する工程は、１００℃以上６６０℃未満の温度範囲で行われるのが好ましい。なお、得られた該炭素被覆アルミニウム材をそのまま用いてバイオチップ用基板してもよい。
【００４４】
次に、本発明のバイオチップ用基板が基板本体と炭素被覆アルミニウム材とから構成される場合について説明する。
【００４５】
上述の第１工程から第３工程を経て得られた炭素被覆アルミニウム材を、上記した基板本体上に積層する。積層する方法は基板本体を構成する材料に応じて適宜採用すればよく、特に限定されないが、例えば、ヒートシーラーによる熱接着、押出ラミネート、接着剤、粘着剤等の使用が挙げられる。ただし、接着剤および粘着剤の場合は、ＤＭＳＯ（ジメチルスルフォキシド）等の有機溶媒により接着剤成分および粘着剤成分が溶融又は膨潤する場合があるので、好ましくは、市販の熱圧着用樹脂フィルムを介して、ヒートシーラーを用いて熱接着すること等が、ＤＭＳＯ等の有機溶媒にも耐え得ることが可能で、貼付けも容易に行うことができる点でよい。
【００４６】
このようにして得られた本発明のバイオチップ用基板は、そのままバイオチップ用基板として用いることもできるが、炭素被覆アルミニウム材からアルミニウムが露出している部分が残存している可能性があるので、アルミニウム防食処理を施すことが好ましい。バイオチップの使用時には、生理緩衝食塩水がしばしば用いられるため、アルミニウムが露出している部分が残存していると、腐食する恐れがあり好ましくない。
【００４７】
特に、炭素含有層の厚さが２μm以下のものでは、たとえば、炭素含有層にカーボンブラックなどの炭素粒子を含有している場合、これらの炭素粒子間の間隙を通じて生理緩衝食塩水が含浸してアルミニウム材表面に接触することでアルミニウム材が腐食することがある。
【００４８】
この場合、アルミニウム材表面上に形成する炭素含有層が複数の層で構成し、さらにアルミニウム材表面上に形成される複数の炭素含有層のうち最外層以外の層、より好ましくは、第１層目の炭素含有層として形成される層が炭素前駆体を含む有機物層で構成され、第２層目の炭素含有層が第１層目の炭素含有層の表面上に形成されるという構成とすれば、アルミニウム材の腐食を抑制することが可能となる。
【００４９】
アルミニウム防食処理は、炭素含有層中のカーボン物質に対し化学的に化合物を生成せず、カーボン物質表面に官能基を生成しない防食剤を含む化成処理液中に基板全体を浸漬したり、該化成処理液を基板全体に塗布することが好ましい。このような防食剤として、フッ化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化ケイ素の単体や混合物を形成するものが好ましく、より具体的には、ケイ酸ソーダ、クロメート液，ノンクロム化成処理液等を挙げることができる。化成処理液の溶媒としては、防食剤を溶解でき、炭素含有層中のカーボン物質に対し化学的に化合物を生成せず、カーボン物質表面に官能基を生成しないものであれば特に限定されず、例えば、水，エタノール、２-ブタノール等のアルコール類，アセトン、メチルエチルケトン、トルエン等の有機溶媒等を挙げることができる。化成処理液中の防食剤の濃度は、特に限定されないが、通常、0.1質量％〜99質量％程度である。
【００５０】
このようにして得られるバイオチップ用基板に、生体関連物質を固定化する。この固定化のために、上記炭素含有層中に含まれるカーボン物質に活性基を結合し、この活性基を介してタンパク質、ペプチド、DNA等の生体関連物質を結合することが好ましい。
【００５１】
活性基は、上記のように炭素含有層を形成した後、炭素含有層に活性基を結合させることにより付与することができる。活性基としては、特に限定されないが、炭素に共有結合されたアミノ基、アルデヒド基、カルボキシル基、スルフィドリル基及びエポキシ基を例示することができる。これらの中でもアミノ基は、汎用性が高く、生体関連物質との結合も容易であるので特に好ましい。これらの共有結合により炭素に結合されるこれらの官能基は、プラズマあるいは紫外線照射によって炭素のＣ−Ｃ結合、Ｃ＝Ｃ結合、Ｃ−Ｏ結合を切り、ラジカル化したＣと、該官能基又は該官能基を有する化合物とを結合させることにより炭素に共有結合させることができる。例えば、アミノ基は、炭素含有層に大気雰囲気下で紫外線を照射することにより、大気中の酸素をオゾンに変えてこのオゾンを炭素と作用させ、次いで、排気後、塩素ガスを作用させて炭素を塩素化し、さらに、排気後、アンモニアガスを作用させて炭素をアミノ化することにより炭素に共有結合させることができる。また、アンモニアプラズマ照射で直接導入する事もできる。またアルゴンプラズマ照射基板表面にラジカルを形成させ、空気酸化でパーオキサイドとし、アリルアミン等との反応によってもアミノ基を表面で生成できる。アルデヒド基は、例えば、炭素表面を酸塩化物にして還元することで得られる。カルボキシル基は、例えば、アミノ基をジアゾニウムイオンとし、ニトリルに変換した後、これを加水分解することで得られる。また、アルキル基を過マンガン酸カリ等で酸化させても得られる。スルフィドリル基は、例えば、炭素表面を光などでハロゲン化し、生成するハロゲン化アルキルにチオ−ルを反応させて得ることができる。エポキシ基は、例えば、炭素・炭素二重結合を過酸で処理してつくることができる。これらはいずれも当業者にとって周知の有機合成化学の反応に基づき行うことができる。また、活性基は、必ずしも共有結合により炭素に結合させる必要はなく、活性基を有する化合物を炭素含有層に非共有結合的に物理吸着させてもよい。例えば、側鎖にアミノ基を有するアミノ酸であるリジンを重縮合したポリリジンを炭素含有層に物理吸着させることにより炭素含有層にアミノ基を付与することができる。炭素含有層に付与する活性基の密度は、特に限定されないが、炭素含有層1cm2当り通常  50 pmol〜200 pmol程度、好ましくは、100 pmol〜200 pmol程度である。
【００５２】
上記した本発明のバイオチップ用基板に１又は２種以上の生体関連物質を固定化することによりバイオチップを得ることができる。ここで、生体関連物質としては、DNA、RNA等の核酸、各種タンパク質、抗体、酵素並びに合成及び天然ペプチド等のペプチド、多糖類、少糖類等の糖類、各種脂質、並びにこれらの複合体（糖タンパク質、糖脂質、リポタンパク質等）を例示することができる。また、細胞自体を固定化することも可能であり、細胞自体も本願発明で言う「生体関連物質」に包含される。さらに、補酵素、抗原エピトープ、ハプテンのような低分子化合物も、酵素や抗体のような生体高分子と特異的に相互作用するので本願発明で言う「生体関連物質」に包含される。これらの生体関連物質は、そのまま上記炭素含有層に結合することもできるし、生体関連物質をプラスチックビーズ等の他の担体上に担持した状態で上記炭素含有層に結合することもできる。
【００５３】
炭素含有層上への生体関連物質の固定化は、上記した活性基を介して周知の方法により行なうことができる。例えば、活性基がアミノ基である場合、アミノ基をブロモ酢酸とカルボジイミドにより相当する無水物とし、アミノ基と反応させて表面をブロモアセチル化し、ついでペプチド等の生体関連物質中のスルフィドリル基と反応させることにより、固定化することができる。あるいは、グルタルアルデヒドを介して生体関連分子中のアミノ基と反応させて固定化できる。活性基がアルデヒド基の場合には、固定化したい生体分子のアミノ基と共有結合で固定化できる。活性基がカルボキシル基の場合には、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドとエステルを形成し生体関連物質のアミノ基と結合できる。活性基がスルフィドリル基の場合には、生体関連分子のアミノ基を選択的にブロモアセチル化することにより固定化できる。あるいは同じスルフィドリル基とジスルフィドを介して固定化できる。さらに、スルフィドリル基は固定化する位置のアミノ基を選択的にマレイミド化（たとえばＮ−６マレイミドカプロン酸とアミノ基とを縮合させる）して反応させることで固定化できる。活性基がエポキシ基の場合には、同様にマレイミドのついた生体関連物質と反応することにより固定化することができる。
【００５４】
以下、本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００５５】
参考例１  バイオチップ用基板の作製（その１）
１．  炭素被覆アルミニウム材の作製
フェノール樹脂１質量部に対して、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶媒（混合比は１：１）４質量部を加えて混合して溶解させ、固形分２０質量％の塗工液を得た。これらの塗工液を厚みが５０μｍで純度が９９．３質量％のアルミニウム箔の両面に塗布することにより、樹脂層を形成し、温度１５０℃で３０秒間乾燥した。なお、乾燥後の樹脂層の厚みは片面側で１〜３μｍであった。その後、両面に樹脂層が形成されたアルミニウム箔を、メタンガス雰囲気中にて温度５５０℃で１０時間保持することにより、炭素含有層である炭素前駆体を含む有機物層が形成された炭素被覆アルミニウム材を作製した。
【００５６】
得られた当該炭素被覆アルミニウム材の断面を観察したところ、アルミニウム箔の表面に有機物層が形成されていることを確認することができた。なお、断面の観察は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて行った。一例として、参考例１で使用する炭素被覆アルミニウム材の試料の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察した写真を図３に示す。写真の倍率は１００００倍である。また、参考例１の炭素被覆アルミニウム材の介在層を観察するため、ブロム-メタノール混合溶液を用いてアルミニウム部分を溶解し、残存した介在層３の表面をＳＥＭによって直接観察した写真を図４に示す。すなわち、図４は、アルミニウム箔を除去して露出された介在層の表面を、介在層から炭素含有層に向かって裏面を観察した写真である。図４において、写真の倍率は、矢印の順に３０００倍、１００００倍、１５０００倍である。
【００５７】
図４に示すように、参考例１で使用する炭素被覆アルミニウム材において、アルミニウム箔の表面に、多数の介在層が島状に分散して形成されている状態がよくわかる。また、参考例１で使用する炭素被覆アルミニウム材について、ラマン分光法（測定装置名：RENISHAW社製の顕微ラマン装置 Ramascope1000）により検出されたラマンスペクトルにて有機物層に含まれる成分を確認したところ、ラマンシフトが１３５０ＣＭ−１付近にアモルファスカーボンに相当するラマン散乱強度のピークを検出し、さらにラマンシフトが１５８０ＣＭ−１付近にグラファイトに相当するラマン散乱強度のピークを検出した（図５）。このラマンスペクトルでは、アモルファスカーボン成分とグラファイト成分と思われるラマン散乱強度のピークが検出されたことから、参考例１で使用する炭素被覆アルミニウム材において、有機物層には炭素前駆体が存在していると推察される。
【００５８】
２．炭素被覆アルミニウム材と基板本体との貼り付け
次に、得られた炭素被覆アルミニウム材を基板本体との貼り付けを行った。基板本体としてはアルミ板：厚さ1mm×幅25mm×長さ75mmを使用して、該アルミ板と参考例１で得られた炭素被覆アルミニウム材：総厚さ54μm×幅40mm×長さ90mmの間にアイオノマー樹脂製フィルム厚さ50μm×幅30mm×長さ80mmを挟み込み、熱板式ヒートシーラー(安田精機製JIS HEAT SEALER)で熱板温度180℃×圧力3kg/cm2×5秒間押えることでアルミ板と炭素被覆アルミニウム材を熱接着した。そして、アルミ板のサイズから余剰部をカットすることで本発明のバイオチップ用基板を作製した。
【００５９】
参考例２  炭素被覆アルミニウム材の作製（その２）
平均粒径が３００ｎｍのカーボンブラック粒子２質量部を、ポリ塩化ビニル系樹脂（この場合、カーボンブラック粒子のバインダーとして作用する）１質量部と混合し、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶媒（混合比１：１）１２質量部に分散させることにより、塗工液として、固形分が２０質量％のカーボンブラック粒子を含む塗工液を得た。この塗工液を厚みが５０μｍで純度が９９．３質量％のアルミニウム箔の両面に塗布し、温度１５０℃で３０秒間乾燥した。なお、乾燥後のカーボンブラック粒子含有層の厚みは片面で１μｍであった。その後、両面にカーボンブラック粒子含有層が形成されたアルミニウム箔を、メタンガス雰囲気中にて温度５５０℃で１０時間保持することにより、炭素含有層を形成した。このようにして、参考例２で使用される炭素被覆アルミニウム材を作製した。
【００６０】
炭素被覆アルミニウム材と基板本体との貼り付け
次に、得られた炭素被覆アルミニウム材を基板本体との貼り付けを参考例１の炭素被覆アルミニウム材と基板本体であるアルミ板との貼り付けの場合と同様の方法で行った。
【００６１】
実施例６  炭素被覆アルミニウム材の作製（その３）
フェノール樹脂１質量部に対して、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶媒（混合比は１：１）４質量部を加えて混合して溶解させ、固形分２０質量％の塗工液を得た。これらの塗工液を厚みが５０μｍで純度が９９．３質量％のアルミニウム箔の両面に塗布することにより樹脂層を形成し、温度１５０℃で３０秒間乾燥した。なお、乾燥後の樹脂層の厚みは片面側で１〜２μｍであった。【００６２】
更に、平均粒径が２０ｎｍのカーボンブラック粒子２質量部を、フェノール樹脂１質量部と混合し、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶媒（混合比１：１）１２質量部に分散させることにより、塗工液として、固形分が２０質量％のカーボンブラック粒子を含む塗工液を得た。【００６３】
この塗工液を、先程の樹脂層の上に塗布し、温度１５０℃で３０秒間乾燥した。なお、乾燥後のカーボンブラック粒子含有層の厚みは片面で２μｍであった。【００６４】
その後、両面に樹脂層とカーボンブラック粒子含有層とが形成されたアルミニウム材を、メタンガス雰囲気中にて温度５５０℃で１０時間保持することにより、複数の炭素含有層からなり、当該複数の炭素含有層のうちアルミニウム材の表面上に形成された炭素含有層（すなわち、最外層以外の層であって第１層目）が炭素前駆体を含む有機物層からなる炭素含有層を形成した。このようにして、実施例６で使用される炭素被覆アルミニウム材を作製した。【００６５】
炭素被覆アルミニウム材と基板本体との貼り付け
次に、得られた炭素被覆アルミニウム材を基板本体との貼り付けを参考例１の炭素被覆アルミニウム材と基板本体であるアルミ板との貼り付けの場合と同様の方法で行った。
【００６６】
参考例７
乾燥後のカーボンブラック粒子含有層の厚みを片面２μｍとした以外は、参考例２と同様にして、参考例７で使用される炭素被覆アルミニウム材を作製した。
【００６７】
炭素被覆アルミニウム材と基板本体との貼り付け
次に、得られた炭素被覆アルミニウム材を基板本体との貼り付けを参考例１の炭素被覆アルミニウム材と基板本体であるアルミ板との貼り付けの場合と同様の方法で行った。
【００６８】
参考例３
参考例１及び参考例２でそれぞれ得られたバイオチップ用基板の各炭素含有層の異なる部位に、水、ジメチルスルフォキシド(DMSO)又はジメチルフォルムアミド(DMF)を0.2μLずつスポットし、スポットの広がり方を観察した。比較のため、樹脂基板を約１箇月焼成して作製した、全体がアモルファスカーボンから成る基板（参考例）についても同様に試験した。
【００６９】
結果を図６に示す。図６に示すように、参考例１の基板では、いずれの溶媒を滴下した場合でもスポットが全く広がらなかった。一方、参考例のアモルファスカーボン基板では、水及びDMSOではスポットが広がらなかったが、DMFではスポットが広がった。参考例２も、DMFの広がり方が参考例よりもやや大きいものの参考例とほぼ同様の結果であった。参考例２の基板も、参考例の基板と同様、水及びDMSOでスポットが広がらなかったので、測定時に使用する液の組成を選択すればバイオチップ用基板として使用可能である。参考例１の基板は、アモルファスカーボン基板でさえスポットが広がったDMFでもスポットが広がらなかったので、バイオチップ用基板として特に優れている。参考例１の基板でDMFのスポットが広がらなかったのは、炭素含有層が炭素前駆体を含む有機物層で構成されているために生じる微小な凹凸によってハスの葉効果が生じた結果、DMFが拡散せずに油滴状になったのではないかと推測される。
【００７０】
参考例４  ＤＮＡの固定化例
（DNA固定化用基板の調製）
参考例１で得られたバイオチップ用基板の炭素含有層表面にポリアクリル酸平均分子量５０００の１質量％エタノール溶液を厚さ７５μm塗布して自然乾燥した後、真空度0.098MPaの減圧下で低圧水銀ランプにより紫外線を4分間照射してポリアクリル酸を基板表面に固定化し、さらに純水で未反応のポリアクリル酸を洗浄後、スピン乾燥器で基板を乾燥させＤＮＡ固定化用のバイオチップ用基板とした。
【００７１】
（プローブＤＮＡの固定化）
50mersの末端アミノ基修飾したプローブＤＮＡ １０μMを0.2μLずつ各所にスポットして室温、湿度１００％ＲＨの雰囲気中で8時間保持した。純水で5分間揺動洗浄後、4℃のエタノール中に基板を5分間浸漬させ、スピン乾燥機で基板を乾燥させた。【００７２】
（ＤＮＡハイブリダイゼーション）
上記プローブDNAと相補的な塩基配列を有する、１００μMのCy3標識ＤＮＡ 50mersを市販のハイブリバッファー溶液に溶解して10μMのハイブリ溶液とした。基板に20μmのギャップ付きカバーグラスを被せハイブリ溶液３０μLを隙間から流し込んだ。基板をアルミラミネート遮光袋に入れ袋内の湿度を１００％ＲＨとした後、65℃の乾燥器に8時間静置してハイブリダイゼーションを実施した。基板を取り出し２ｘ ＳＳＣバッファー溶液に0.1質量％となる様にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＳＤＳ）を加えた洗浄バッファー溶液で5分間洗浄した。続いて０．２ｘＳＳＣ，0.1質量％SDSバッファー溶液で5分間、0.2x ＳＳＣバッファー溶液で5分間洗浄した後、純水で濯ぎ、スピン乾燥機で基板を乾燥させた。【００７３】
（蛍光測定）
蛍光イメージスキャナー 富士フィルム製FLA-8000で励起光波長５３２ｎｍ、測定波長５７０ｎｍで基板全面を解像度10μmで測定した。【００７４】
測定結果を図７に示す。図７に示すように明瞭なスポットが観察されることが分かる。また、スポット周囲には未固定のＤＮＡの吸着によるバックグラウンドの上昇が見られず、表面の官能基をブロッキングしなくても高感度で検出できることが分かる。【００７５】
参考例５  タンパク質の固定化例
（タンパク質固定化用基板の調製）
参考例１で得られたバイオチップ用基板の炭素含有層表面にポリアリルアミン 平均分子量３０００の１質量％エタノール溶液を厚さ７５μm塗布して自然乾燥した後、真空度0.098MPaの減圧下で低圧水銀ランプにより紫外線を4分間照射してポリアリルアミンを基板表面に固定化し、さらに純水で未反応のポリアリルアミンを洗浄後、スピン乾燥器で基板を乾燥させタンパク質固定化用のバイオチップ用基板とした。
【００７６】
（タンパク質の固定化）
テトラメチルローダミン標識された牛血清アルブミンを0.1mg/mL濃度で溶解したリン酸緩衝生理食塩水（PBS）に縮合剤4-(4,6-ジメトキシ-1,3.5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルフォリニウムクロリド（DMT-MM）を10mM溶解したスポット溶液を0.2μLずつ各所にスポットして室温、湿度１００％ＲＨの雰囲気中で１時間保持した。基板をPBSにTween 20（商品名）を0.1質量％溶解した洗浄バッファーで揺動しながら5分間洗浄を2回実施し、PBSで5分間洗浄した。純水で濯いだ後スピン乾燥機でスピン乾燥した。【００７７】
（蛍光測定）
蛍光イメージスキャナー 富士フィルム製FLA-8000で励起光波長５３２ｎｍ、測定波長５７０ｎｍで基板全面を解像度10μmで測定した。【００７８】
測定結果を図８に示す。図８に示されるように明瞭なスポットが観察されることが分かる。また、スポット周囲には未固定のＢＳＡの吸着によるバックグラウンドの上昇が見られず、本発明の基板はタンパク質の非特異吸着が防止できるため高感度で固定化タンパク質を検出できることが分かる。【００７９】
（耐食性評価方法）
実施例及び参考例でそれぞれ得られたバイオチップ用基板の外周部をエポキシ系接着剤でマスキングすることで断面部の防食コートを施した。試験液としてリン酸緩衝生理食塩水（塩素イオン濃度：２ｍＭ・１５０ｍＭ）５０ｍｌに室温下で４時間浸漬した。その後、純水で洗浄したのち、６０℃の乾燥機で３０分間乾燥し炭素含有層が形成されている面のアルミニウム材の腐食の有無を目視で観察した。腐食があった場合は「有り」、腐食が少し有った場合は「少し有り」、腐食が無い場合は「無し」と評価した。結果を表１に示す。【００８０】
実施例６は、塩素イオン濃度が２ｍＭ、１５０ｍＭいずれの濃度であっても、腐食は「無し」という評価であった。これは、実施例６ではアルミニウム材表面上に複数の炭素含有層が形成され、当該複数の炭素含有層のうちアルミニウム材の表面上に形成された炭素含有層（すなわち、最外層以外の層であって第１層目）が炭素前駆体を含む有機物層からなるが、当該層が緻密であるために、当該層がアルミニウム材表面のバリア層として機能し、アルミニウム材表面への生理緩衝食塩水の侵入を抑制し、その結果、アルミニウム材の腐食を抑制する働きをするために、腐食が抑制されたと推測される。【００８１】
【表１】
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【符号の説明】
【００８２】
１  アルミニウム材
２  炭素含有層
３  介在層
３１  介在層の繊維状構造
【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６】
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【図７】
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【図８】
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