(57)【要約】  【課題】  非特定領域への吸着を抑制した、中空状タンパク質微粒子の基板上への固定法を提供すること。  【解決手段】  微細な表面修飾膜パターンを有するシリコン半導体基板１０５上にフェリチン１０６の水溶液１０７を接触させて前記特定領域に前記フェリチンを固定する工程と、前記基板の表面を乾燥させることなく洗浄する洗浄工程と、前記基板を乾燥させる乾燥工程を有する微粒子固定方法であり、かつ前記水溶液の全イオン濃度が、１ｍＭ以下であり、かつ前記水溶液のｐＨが６．５以上７．５以下であることにより、非特定領域への吸着を抑制した、中空状タンパク質微粒子の基板上への固定ができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＯ2層を備えた基板を用い、前記基板の特定領域の表面に反応性官能基を有する有機分子膜を備え、前記基板上に、中空状タンパク質微粒子を含む水溶液を接触させて前記特定領域に前記中空状タンパク質微粒子を固定する工程と、前記基板の表面を乾燥させることなく洗浄する洗浄工程と、前記基板を乾燥させる乾燥工程を有する微粒子固定方法であり、かつ前記水溶液の全イオン濃度が、１ｍＭ以下であり、かつ前記水溶液のｐＨが６．５以上７．５以下であることを特徴とする微粒子固定方法。
【請求項２】
ＳｉＯ2層を備えた基板を用い、前記基板の特定領域の表面に反応性官能基を有する有機分子膜を備え、前記基板上に、中空状タンパク質微粒子を含む水溶液を接触させて前記特定領域上に前記中空状タンパク質微粒子を固定する工程と、前記基板の表面を乾燥させることなく洗浄する洗浄工程と、前記基板を乾燥させる乾燥工程を有する微粒子固定方法であり、かつ前記水溶液のｐＨが、８以上１１以下であることを特徴とする微粒子固定方法。
【請求項３】
有機分子膜がシラン結合剤により形成されることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の微粒子固定方法。
【請求項４】
反応性官能基がアミノ基、アルデヒド基、あるいはカルボキシル基の誘導体であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の微粒子固定方法。
【請求項５】
中空状タンパク質微粒子の等電点がｐＨ４以上ｐＨ７未満であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の微粒子固定方法。
【請求項６】
中空状タンパク質微粒子が、その内部に金属、あるいは金属化合物からなる無機コアを備えていることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の微粒子固定方法。
【請求項７】
前記洗浄工程の後、前記乾燥工程の前に再度、前記中空状タンパク質微粒子を含む水溶液を接触させて前記特定領域上に前記中空状タンパク質微粒子を固定する工程と、前記基板の表面を乾燥させることなく洗浄する洗浄工程とを少なくとも１回以上繰り返し、その後、前記基板を乾燥させる乾燥工程を有することを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の微粒子固定方法。
【請求項８】
特定領域の表面に反応性官能基を有する有機分子膜を備える基板が、基板の表面を洗浄する工程と、前記基板上にレジストパターン薄膜を形成する工程と、前記基板に第一および第二の反応性官能基を有する表面修飾分子を１００℃以下の蒸気相で供給し表面修飾膜を形成する工程と、前記基板上に供給された余剰の前記表面修飾分子を洗浄する工程と、前記基板上の前記レジストパターン薄膜を溶解させ前記レジストパターン薄膜上の前記表面修飾膜を除去する工程を含む基板上での表面修飾膜パターンの形成方法により作製されることであることを特徴とする請求項１、請求項２あるいは請求項７に記載の微粒子固定方法。
【請求項９】
第１の中空状タンパク質微粒子と第２の中空状タンパク質微粒子を用い、請求項１、請求項２、請求項７あるいは請求項８に記載の微粒子固定方法により、第１の中空状タンパク質微粒子を前記基板表面に固定した後、前記基板上に、第２の中空状タンパク質微粒子を含む水溶液を接触させて前記特定領域を除く領域上に前記中空状タンパク質微粒子を固定する工程と、前記基板の表面を乾燥させることなく洗浄する洗浄工程を有することを特徴とする微粒子固定方法。
【請求項１０】
前記第２の中空状タンパク質微粒子を含む水溶液のｐＨが、４以上７以下であり、かつそのイオン濃度が５ｍＭ以上であることを特徴とする請求項９に記載の微粒子固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は中空状タンパク質微粒子を用いる基板上への微粒子固定法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景技術である、従来の中空状タンパク質微粒子の基板上固定方法としては、第１の従来技術として気液界面に形成したタンパク微粒子の２次元結晶を基板上に転写するというものがあった。（特許文献１、及び非特許文献１参照）。図３は、特許文献１の図２として記載された従来の微粒子の形成方法を示すものである。図３において、水槽３中の水溶液に、微粒子を内包したタンパク複合体（フェリチン）４が分散されている。この水面にポリペプチド膜（ＰＢＬＨ）５を形成すると、前記タンパク複合体４はポリペプチド膜５に吸着されて水溶液表面に高密度の単層膜を形成する。この水面に基板６を接触させることで前記タンパク複合体４の単層膜が基板６に転写され、高密度の微粒子が基板上に固定される。
【０００３】
非特許文献１にも同様の、界面からの転写によるによる基板上への微粒子固定法が示されている。ここでは気液界面にタンパク質微粒子を結晶化させる際の溶液として、２０ｍＭのＮａＣｌおよび２０ｍＭのｐＨ５．８のリン酸バッファを含む溶液を用いている。
【０００４】
また、他の背景技術として、中空状タンパク質微粒子ではなく通常のタンパク質の基板上固定方法であるが、第２の従来技術として部分的に表面修飾した基板上にタンパク質微粒子を吸着させるというものがあった（非特許文献２参照）。ここではｐＨ７．４のリン酸塩バッファ溶液（ＰＢＳ）に保持したタンパク質あるいはペプチド微粒子を基板上に接触させ、反応性の官能基で修飾した領域に前記タンパク質あるいはペプチド微粒子を選択的に吸着させている。
【０００５】
また、他の背景技術として、中空状タンパク質微粒子ではなくＤＮＡの基板上固定方法であるが、第３の従来技術として部分的に表面修飾した基板上にＤＮＡ粒子を吸着させるというものがあった（非特許文献３参照）。図４は、特許文献３のＳｃｈｅｍｅ  １として記載された従来の微粒子の形成方法を示すものである。図４において、電子ビームリソグラフィーによりパターニングされ、ＡＰＴＥＳにより部分的に修飾された基板に、ＤＮＡが吸着し、さらにＣｙ５標識されたＤＮＡ微粒子が固定されている。ここではｐＨ７で、４５ｍＭのクエン酸ナトリウムと４５０ｍＭのＮａＣｌを含むバッファ溶液（３×ＳＳＣ）に保持したＤＮＡ微粒子を基板上に接触させ、反応性の官能基で修飾した領域に前記ＤＮＡ微粒子を選択的に吸着させている。
【０００６】
タンパク質微粒子は、溶液中の塩濃度が低すぎたりｐＨが変動すると変性したり凝集・沈殿したりする問題があり、上記のように、通常１０〜２００ｍＭ程度のＮａＣｌおよび中性付近でｐＨを安定化させるバッファ中に保持して使用される。
【特許文献１】特開平１１−４５９９０号公報
【非特許文献１】Ｉ．  Ｙａｍａｓｈｉｔａ：  Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ  ３９３  （２００１）  １２
【非特許文献２】Ｍ．  Ｖｅｉｓｅｈ  他：  Ｌａｎｇｍｕｉｒ  ２００２，  １８，  ６６７１
【非特許文献３】Ｇ．  Ｊ．  Ｚｈａｎｇ  他：Ｓｅｎｓｏｒ  ｓａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  Ｂ９７  （２００４）  ２４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記背景技術の第１の従来技術による構成では、基板の全面が中空状タンパク質微粒子により覆われてしまい、目的とする領域のみへの選択的なタンパク質微粒子の固定は困難であった。
【０００８】
目的領域のみへの中空状タンパク質微粒子固定のためには、基板表面の特定領域に反応性官能基を導入し、上記第２の従来技術あるいは第３の従来技術に示されたようなＮａＣｌを含有し、かつ中性付近でｐＨを安定化させるバッファ中に中空状タンパク質微粒子を保持して基板と接触させる方法をとることは可能である。しかし本発明者らの検討により、前記反応性官能基を導入した特定領域以外の領域（非特定領域）がＳｉＯ2表面である場合、上記のような通常の溶液条件による構成では基板の全面が中空状タンパク質微粒子により覆われてしまうことが判明した。
【０００９】
このため、従来の技術あるいはその延長線上による技術では、上記のように非特定領域がＳｉＯ2表面で構成される場合、目的とする領域のみへの選択的なタンパク質微粒子の固定は困難であった。
【００１０】
なお非特許文献２に示されるように、非特定領域をタンパクの吸着を妨げるような別の表面修飾分子により覆うことで、非特定領域以外への中空状タンパク質微粒子の吸着を防ぐことも可能である。しかしこの場合、基板表面に２回の有機分子膜の形成が必要となるので工程が複雑となり、また処理コストが上昇する。
【００１１】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、簡素な工程により非特定領域への吸着を抑制した微粒子固定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】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の微粒子固定方法は、ＳｉＯ2層を備えた基板を用い、前記基板の特定領域の表面に反応性官能基を有する有機分子膜を備え、前記基板上に、中空状タンパク質微粒子を含む水溶液を接触させて前記特定領域に前記中空状タンパク質微粒子を固定する工程と、前記基板の表面を乾燥させることなく洗浄する洗浄工程と、前記基板を乾燥させる乾燥工程を有する微粒子固定方法であり、かつ前記水溶液の全イオン濃度が、１ｍＭ以下であり、かつ前記水溶液のｐＨが６．５以上７．５以下であるという特徴を備えたものである。
【００１３】
また本発明の別の微粒子固定方法は、ＳｉＯ2層を備えた基板を用い、前記基板の特定領域の表面に反応性官能基を有する有機分子膜を備え、前記基板上に、中空状タンパク質微粒子を含む水溶液を接触させて前記特定領域上に前記中空状タンパク質微粒子を固定する工程と、前記基板の表面を乾燥させることなく洗浄する洗浄工程と、前記基板を乾燥させる乾燥工程を有する微粒子固定方法であり、かつ前記水溶液のｐＨが、８以上１１以下であるという特徴を備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の微粒子固定方法によれば、簡素な工程により非特定領域への吸着を抑制した、中空状タンパク質微粒子の基板上への固定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の基板としては、用途により半導体、絶縁体および金属からなる各種の基板をもちいることができるが、特に半導体基板を用いることで均一な粒径分布を有する微粒子を備えた半導体装置の製造に利用できる。
【００１６】
また半導体基板がＳｉより構成されることにより半導体基板上に容易に微粒子を形成する下地となる高品質のＳｉＯ2膜を形成することができ、さらに高度に微細化した半導体プロセス技術を利用することができる利点を有する。
【００１７】
また基板全体がＳｉＯ2により構成されることにより下地となるＳｉＯ2膜を形成する必要がなくなり、また基板の透明性を確保することができることから、例えば光学的にタンパクの状態変化を観察する等の用途に利用することができる利点を有する。
【００１８】
本発明の中空状タンパク質複合体としては、たとえば球殻構造を有するタンパク質、さらにチューブ状あるいは樽状の中空構造を有するタンパク質複合体を用いることができる。具体例としては、各種フェリチン類ないしアポフェリチン（フェリチンからコアである鉄水酸化物を取り除いたもの）類、リステリアフェリチン、Ｄｐｓタンパク、ＣＣＭＶ等の各種球状ウイルスの外殻タンパク複合体、ＴＭＶ等の各種チューブ状ウイルスの外殻タンパク複合体を利用できる。
【００１９】
特に中空状タンパク質微粒子の等電点がｐＨ４以上ｐＨ７以下であることにより、後述するように、基板とタンパク質の間の電荷バランスが良好となり、本発明の効果である非特異的吸着の抑制効果が発揮されるので特に望ましい。
【００２０】
また中空状タンパク質微粒子が中空状タンパク質複合体であることにより、各種金属、半導体、絶縁体の単体および化合物コアをその内部に内包させることができる。
【００２１】
前述したように、中空状タンパク質複合体には内包させるコアとしては、各種金属、半導体、絶縁体があり、具体的には自然界のフェリチンに内包されている鉄酸化物水和物をはじめ、コバルト、銅、亜鉛、ニッケル、カドミウム等、各種金属の単体、酸化物および水酸化物、酸化物水和物や硫化物、あるいはセレン化物等を利用できる。
【００２２】
上記コアを備えた中空状タンパク質複合体を利用することにより、前記基板上にタンパク質複合体を固定した後、タンパク質複合体および有機分子膜を選択的に除去して、基板上に無機コアからなるナノ構造を形成することができる。
【００２３】
本発明において、有機分子膜をシラン結合剤により形成された表面処理膜を用いることにより基板の表面状態を均一かつ平坦に保ちつつ各種官能基を導入することができ、中空状タンパク質微粒子の分散を制御することができる。
【００２４】
具体的には、シラン結合剤の分子がアルコキシルシリル基（（Ｒ−Ｏ−）nＲ3−nＳｉ−）、フルオロシリル基（ＦnＲ3−ｎＳｉ−）、クロロシリル基（ＣｌnＲ3−nＳｉ−）（１≦ｎ≦３）、あるいは  ブロモシリル基（ＢｒnＲ3−nＳｉ−）、（ここで１≦ｎ≦３、Ｒはアルキル基、フェニル基、あるいは水素）を備えた分子であることにより、基板表面と強固に結合できるので好ましい。
【００２５】
ＳｉＯ2の表面は水の存在下で水酸（−ＯＨ）基により覆われるので、上記シラン結合剤は、基板表面のＳｉＯ2と容易に反応し、強固で均一な有機分子膜を形成することができる。
【００２６】
本発明の反応性官能基としては、タンパク質粒子を吸着あるいは固定するものであればよく、例えばアミノ基（ここでは第１級〜第３級アミンおよび第４級アンモニウムイオンを含む）、アルデヒド基、イミド基、カルボキシル基、水酸基、メルカプト基およびこれらの誘導体を利用することができる。
【００２７】
特に反応性官能基が上記アミノ基、アルデヒド基、あるいはカルボキシル基の誘導体であることにより、タンパク質モノマーの集合体として構成される中空状タンパク質微粒子を良好に吸着固定することができるので好ましい。
【００２８】
さらに反応性官能基がアミノ基であることにより、後述する電荷バランスにより特定領域にタンパク質粒子が高密度に吸着固定されることができるので好ましい。
【００２９】
また反応性官能基が、例えばアミノ基に２価のアルデヒド（例えばグルタルアルデヒド）を修飾することにより作成されるアルデヒド基であることにより、中空状タンパク質微粒子表面のアミノ基と共有結合することができ、特定領域にタンパク質粒子を強固に吸着固定することができるので好ましい。
【００３０】
また反応性官能基がカルボキシル基にサクシミド（例えばＮ−ｈｙｄｒｏｘｙｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ：ＮＨＳ）等を修飾した誘導体であることによっても、中空状タンパク質微粒子表面のアミノ基と共有結合することができ、特定領域にタンパク質粒子を強固に吸着固定することができるので好ましい。
【００３１】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
本実施の形態１の微粒子固定方法においては、まず特定領域の表面に反応性官能基を有する有機分子膜を作製するための前段階として、表面修飾膜のパターン形成工程を行う。工程の流れを図１に示す。本実施形態の表面修飾膜のパターン形成方法は、基板表面を洗浄する工程（ａ）と、前記基板上にレジストパターン薄膜を形成する工程（ｂ）と、前記基板に第一および第二の反応性官能基を有する表面修飾分子を１００℃以下の蒸気相で供給し表面修飾膜を形成する工程（ｃ）と、前記基板上に供給された余剰の表面修飾分子を洗浄する工程（ｄ）と、前記基板上の前記薄膜を溶解させレジストパターン上の表面修飾膜を除去する工程（ｅ）を有する。以下にこの具体例を説明する。
【００３３】
まず工程（ａ）の前段階として、ｐ型シリコン基板１０１を酸化して表面に厚さ３ｎｍのシリコン酸化膜１０２を形成した。
【００３４】
次に工程（ａ）として、前記基板を純水洗浄した後、前記基板の温度を１１０℃に保持した状態で、１０分間ＵＶ光／オゾンを照射し、前記基板の表面の洗浄を行った。
【００３５】
また工程（ｂ）として、まず、前記洗浄後の基板に電子線レジスト１０３を塗布した。通常、基板にレジストを塗布する前に、ＨＭＤＳを塗布して基板表面の疎水化処理が行われるが、本工程（ｂ）の特徴として、工程（ａ）の洗浄により形成された親水性表面をそのまま用い、疎水化処理を行わない。この効果により後述する工程（ｃ）が可能となる。前記電子線レジストを塗布された基板に対して、電子線リソグラフィー装置を用いて電子線レジストの微細パターンを作製した。前記基板は、疎水化処理を行っていないため、パターン開口部の底部には親水性であるＳｉＯ2表面が現れる。そのため、前記基板に対して表面修飾処理を行うことが可能となる。疎水化処理を行った基板を用いると、パターン開口部の底部に疎水化処理膜が露出する。この膜面には表面修飾分子が結合しないため、疎水化処理膜を除去する工程を行う必要がでてくる。通常、ＵＶ光を照射した後、アセトンで洗浄することがひろく行われているが、この工程はレジストパターンを劣化させるため、適用することができない。
【００３６】
さらに工程（ｃ）として、前記基板に対して、シラン化合物を１００℃以下の蒸気相で供給して、前記基板上に表面修飾膜１０４を作製した。ここでは第１の反応性官能基としてアルコキシル基、第２の反応性官能基としてアミノ基を有する表面修飾分子として、３−ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ（ＡＰＴＥＳ）を用いた。密閉容器を用いて、容器内を乾燥窒素または乾燥空気により低湿度状態にした。その後、容器内にＡＰＴＥＳおよび基板を設置し、同一温度に保って、密閉保持する。実験では、３０℃以下のＡＰＴＥＳ蒸気雰囲気に、前記基板を２０時間暴露させて、表面修飾膜１０４を作製した。表面処理時間は３時間以上であることより、表面修飾処理膜の厚さがほぼ一定になるが、特に５時間以上の表面修飾処理時間で安定な膜厚が得られるので望ましい。
【００３７】
さらに工程（ｄ）として、ここでは脱水エタノールを用いて、前記基板を洗浄した。アルコール系溶剤を使用して基板を洗浄することにより、表面レジストパターンを劣化させることなく、また前記基板上に付着した余剰の表面修飾分子を重合させたり厚膜化させることなく余剰の表面修飾分子を除去することができる。上記結果として、洗浄工程を行わない場合に比較してＡＰＴＥＳ膜厚の面内均一性が向上する。
【００３８】
さらに工程（ｅ）として、前記基板を４０℃に保持したｄｉｍｅｔｈｙｌａｃｅｔａｍｉｄｅ（ＤＭＡＣ）に５分間浸漬した後、さらに５分間超音波洗浄を行うことで、微細な表面修飾膜パターンを有する基板１０５を得ることができた。膜厚は約１０Åで、幅１００ｎｍ以下のライン状の表面修飾膜パターンが実現された。
【００３９】
次に本実施の形態１の微粒子固定方法を、図２を用いて説明する。本実施形態の微粒子固定方法は、ＳｉＯ2層を備えた基板１０５（例えば前述の工程（ｅ）により作製されたもの）を用い、前記基板の特定領域の表面に反応性官能基を有する有機分子膜を備え、前記基板１０５上に、中空状タンパク質微粒子１０６を含む水溶液１０７を接触させて前記特定領域に前記中空状タンパク質微粒子１０６を固定する工程（ｆ）と、前記基板１０５の表面を乾燥させることなく洗浄液１０８を用いて洗浄する洗浄工程（ｇ）と、前記基板を乾燥させる乾燥工程（ｈ）を有する微粒子固定方法であることにより、基板表面の特定領域に選択的に中空状タンパク質微粒子を吸着させた基板１０９を作製する。また本実施の形態では、本発明の特徴として、中空状タンパク質微粒子１０６を含む水溶液１０７のイオン濃度が、１ｍＭ以下であり、かつ前記水溶液のｐＨが６．５以上７．５以下の範囲にある。以下にこの具体例を説明する。
【００４０】
まず工程（ｆ）として、表面修飾膜パターンを有する基板１０５に中空状タンパク質微粒子１０６として、内部に鉄化合物を含有するフェリチンの０．４ｍｇ／ｍＬ水溶液１０７を滴下し、室温にて３０分間静置した。ここでは、フェリチンとして２４個のモノマータンパク質により構成される馬脾臓由来のフェリチンタンパク質複合体を利用した。自然界に存在する野生型フェリチンがＬ型およびＨ型の２種のモノマータンパク質が混合した状態であるのに対し、本実施例では、Ｌ型の遺伝子配列を元にして大腸菌に過剰生産させた、Ｌ型のみのモノマータンパク質からなる組み換え型フェリチンの一つであるＦｅｒ８を利用した。ここでＦｅｒ８は、野生型Ｌ型フェリチンモノマーに対応する遺伝子配列のＮ末端から８塩基分を除去した配列から構成されたものであり、野生型Ｌ型フェリチンと同一のアミノ酸配列を有している。またＦｅｒ８に換えて、野生型Ｌ型フェリチンモノマーに対応する遺伝子配列のＮ末端から４塩基分を除去した配列から構成されたＦｅｒ４を用いることもできる。
【００４１】
通常のタンパク質が、溶液の塩濃度やｐＨに対して敏感に反応し、極端に低い塩濃度の溶液や、アルカリ条件ではアミノ酸の２次構造や３次構造が変化する等して可逆的あるいは不可逆的に変性し、本来のタンパク質としての物性が変化したり失ったりすることが多い。これに対し、フェリチンをはじめとする中空状タンパク質微粒子はタンパク質モノマーが立体的に複合して構成されており、溶液条件の変化に対して強い耐性を示す。例えば、タンパク質モノマーの複合体で構成される各種ウイルス（ＴＭＶ，ＣＣＭＶ等）の外殻は、乾燥やｐＨ等の環境変化に耐えてその形状を保持し、内部の核酸遺伝子を保護する働きを有する。また本実施例で用いるフェリチンも、通常のタンパク質に比較して強固な形状安定性を持つ。特に、野生型と異なり、Ｌ型のみのフェリチンモノマーで構成される組み換え型フェリチンは、野生型フェリチンに比較してもさらに温度や溶液条件の変化に対して高い安定性を有している。
【００４２】
本実施例では、上記Ｆｅｒ８の微粒子内部の空洞に、まず鉄酸化水酸化物（ｆｅｒｒｉｈｙｄｒｉｔｅ）のコアを形成した。大腸菌を用いたタンパク作製やコア形成の際の生成物には総イオン濃度として１００ｍＭ〜１ＭのＮａＣｌおよび、バッファ化合物（Ｔｒｉｓ、Ｐｉｐｅｓ、ＭＥＳ等）を含むが、後述する理由により、これを純水置換し、その総イオン濃度を０．００１ｍＭ以下とした。具体的には、上記Ｆｅｒ８溶液を限界ろ過膜と超遠心装置を用いて１０倍以上に濃縮し、純水を用い元の容量にまで希釈する。１回の純水置換だけでは１０ｍＭ〜１００ｍＭ程度のイオンが残存するが、この操作を３回以上繰り返すことで、総イオン濃度を１ｍＭ以下にすることができ、また６回以上繰り返すことで、総イオン濃度を０．００１ｍＭ以下にすることができる。この他、ゲルクロマトグラフィーにおける移動速度の違いを利用して、中空状タンパク質微粒子と無機イオンやバッファ化合物を分離することもできる。今回は、１０回の濃縮・純水希釈を行うことで、無機イオンの総イオン濃度を１０−７Ｍ以下（理論値）とした。
【００４３】
純水への置換に伴い溶液のバッファ能は失われるので、ｐＨは環境により左右され易くなるが、複数回の実験においてその値はいずれもｐＨ７．０付近となり、常にｐＨ６．５〜ｐＨ７．５の範囲に保たれた。
【００４４】
前述のように、通常のタンパク質をこのように極端に低いイオン濃度の水溶液に分散した場合、その２次あるいは３次構造を保持できず、本来の性質を失ったり凝集して沈殿したりすることが多い。しかしＦｅｒ８およびＦｅｒ４は上記の条件でもコアを安定に保持したモノマータンパク質の２４量体として安定に存在し、凝集や沈殿を起こさないことが確認できた。
【００４５】
基板上に上述のフェリチン水溶液１０７を滴下した状態では、フェリチンの多くは溶液中に分散（１０６ａ）しているが、一部は基板上の特定領域に吸着し（１０６ｂ）、また一部は非特定領域上に付着して（１０６ｃ）存在する。
【００４６】
特定領域には前述の工程により反応性官能基を有する有機分子膜が構成されているので、中空状タンパク質微粒子が吸着し易い状態となっており、非特定領域に比較して多数の微粒子が吸着できる。
【００４７】
本実施例では、反応性官能基としてアミノ基を有するアミノシランにより形成された有機分子膜が構成されているので、基板上のアミノ基が上記ｐＨ６．５〜ｐＨ７．５の範囲で正に帯電し、前記範囲で負に帯電する中空状タンパク質微粒子表面のカルボキシル基との間の静電的相互作用により中空状タンパク質微粒子を選択的に吸着する。負に帯電した中空状タンパク質微粒子同士は互いに反発しあうので、複数層の積層は阻止され、特定領域への単層が実現される。
【００４８】
上記の他、反応性官能基がアルデヒド基あるいはカルボキシル基にサクシミド（例えばＮ−ｈｙｄｒｏｘｙｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ：ＮＨＳ）等を修飾した誘導体であることにより、中空状タンパク質微粒子表面のアミノ基と共有結合することができ、特定領域にタンパク質粒子を強固に吸着固定することもできる。
【００４９】
これに比較し、ＳｉＯ2表面が溶液と接触している非特定領域では中空状タンパク質微粒子の吸着力が低く、微粒子の吸着量も低下する。中空状タンパク質微粒子は、その周囲に正に帯電するアミノ基と負に帯電するカルボキシル基等を有するが、特にその等電点がｐＨ７以下であることにより中空状タンパク質微粒子の総電荷が中性領域の溶液において正となる。一方上記溶液ｐＨの範囲ではＳｉＯ2表面が負に帯電しているため、中空状タンパク質微粒子との間に静電気的反発力が生まれ、非特定領域への微粒子吸着を抑制できる。なおさらに、中空状タンパク質微粒子の等電点がｐＨ６以下であることにより、溶液ｐＨが周囲環境により酸性側に触れても静電気的反発力を確保でき、非特定領域への微粒子吸着を抑制できるのでより好ましい。なお、中空状タンパク質微粒子の等電点は、ｐＨ４以上であることにより微粒子間の過剰な反発を抑制でき高密度吸着が可能となるので好ましい。
【００５０】
ここで水溶液のｐＨが、６．５〜７．５の範囲であることにより、上述する静電的バランスが保たれ、低いイオン濃度における選択的吸着が可能となる。これより低いｐＨ、例えばｐＨ５．８のフェリチン溶液を利用したところ、基板全面への吸着が起きてしまい、全く選択性が得られなかった。
【００５１】
なお発明者らの研究により、通常タンパク質を操作するような水溶液環境においては、ｐＨが、６．５〜７．５の範囲であっても上述のような選択的な吸着は得られず、非特定領域のＳｉＯ2表面にも多くの中空状タンパク質微粒子が吸着してしまうことが判明している。これに関して詳しい検討結果を後述するが、水溶液のイオン濃度を１ｍＭ以下にすることにより、特定領域のみに限定した選択的な吸着が可能となる。
【００５２】
本実施例では、工程（ａ）から（ｅ）によりアミノシラン分子が密に修飾した有機分子膜が構成されているので、特に基板の表面電位が高くなり、微細なパターンにもかかわらず、高い選択性が得ることができる。
【００５３】
上記の後、工程（ｇ）として、前記基板１０５の表面を乾燥させることなく洗浄液１０８を用いて洗浄する洗浄工程を行う。ここでは洗浄液１０８として純水を用い、水溶液１０７が付着した基板１０５を乾燥させることなく純水中ですすぐ工程と、前記基板を流水中で５分間静置する工程により洗浄した。
【００５４】
この工程により、基板上の特定領域に吸着した粒子１０６ｂと、非特定領域上に付着した粒子１０６ｃの基板との結合力の違いを利用して、前者を保持しつつ後者のみを選択的に除去することができる。なおここで、スピンドライ等の手法により水溶液１０７を一度除去して基板を乾燥させた後、洗浄を行う工程では、非特定領域上の付着微粒子の量が増大し、両者の間の選択性が低下した。また基板上の位置により微粒子密度にバラつきが生じてしまい、面内の均一性が確保できなかった。
【００５５】
ここで本発明の洗浄工程が、純水中での洗浄であることにより、例えば半導体素子の作製において障害となる不純物を除去することができ、好ましい。中空状タンパク質微粒子の製造工程においては、例えば大腸菌等の細胞を用いることで大量作製が可能であるが、この工程では通常アルカリ金属類を始めとする各種不純物の混入がある。基板と接触させる前に、タンパク質溶液からこれら不純物を除去することが望ましいが、通常、痕跡量の不純物の混入を完全に除去することは困難である。中空状タンパク質微粒子を基板上に固定した後、乾燥前に純水中で洗浄することにより、基板上に残る不純物汚染をさらに低減することができる。
【００５６】
上記の結果、特定領域のみに中空状タンパク質微粒子としてフェリチン微粒子が吸着固定された基板１０９を得ることができた。ここでは、工程（ｈ）として上記基板を１２０℃、５分間ベーキングしてフェリチン微粒子と基板間の密着を向上させ、固定した。
【００５７】
さらに上記基板１０９を熱処理することで、中空状タンパク質微粒子の内部の無機コア微粒子のみを保持しつつ、有機分子膜１０４と中空状タンパク質微粒子の外殻タンパク質部分のみを選択的に除去して、無機微粒子配置を基板上に作製することもできる。本発明を利用することにより、形状・サイズが均一でかつ、融合や接触のない均質な無機微粒子の、基板上の特定領域のみへの高密度作製が可能となる。
【００５８】
図５に、発明者らが行った、溶液中のイオン濃度と中空状タンパク質微粒子の基板上吸着の選択性に関する実験結果を示す。ここではフェリチン（Ｆｅｒ８）タンパク質溶液のｐＨを７とし、イオン濃度を１００ｍＭ、１０ｍＭ、１ｍＭ、０．００１ｍＭ以下と変えて上述した工程によるＡＰＴＥＳ表面修飾膜パターンへのフェリチン吸着状態を観察した。イオン濃度が１ｍＭ以上の各溶液では、バッファ（ＭＥＳ−Ｔｒｉｓ系、ｐＨ７．０）を用いてそのイオン濃度を調整した。各図５（ａ）はイオン濃度１００ｍＭのときの結果である。特定領域である表面修飾パターン１１０以外の非特定領域である下地材料への吸着が著しい。図５（ｂ）はイオン濃度１０ｍＭのときの結果である。下地ＳｉＯ2材料との選択性が現れ始め、表面修飾膜パターン１１０にフェリチンが吸着されている。図５（ｃ）、（ｄ）はイオン濃度１ｍＭおよび０．００１ｍＭ以下のフェリチン溶液を用いて吸着を行ったときの結果である。いずれも非特定領域である下地ＳｉＯ2材料への吸着はほとんどなく、特定領域である表面修飾膜パターン１１０上にのみ高密度のフェリチンが吸着されており、図５（ｄ）では図５（ｃ）  に比較して特定領域１１０への吸着密度が若干高い。
【００５９】
この結果から、通常タンパク質を操作するような１００ｍＭ程度のイオン濃度を有する中性水溶液環境においては、選択的な吸着は得られず、水溶液のイオン濃度を１ｍＭ以下にすることにより、特定領域のみに限定した選択的な吸着が可能となることがわかる。またさらに、特定領域への吸着をより高密度で行う際には、イオン濃度を０．００１ｍＭ以下とすることにより、非特定領域への吸着をさらに抑制できるので好ましい。この効果は中空状タンパク質微粒子の濃度を増大したり浸漬時間を長くする場合、特に顕著となる。
【００６０】
イオン濃度を上記範囲に低下させる補助的な効果として、アルカリイオン類の濃度が低下し、上記により作製する微細構造を半導体素子に利用する場合のアルカリイオン汚染が低下することが挙げられる。しかし、本発明による選択的な微粒子の基板上固定を行おうとする場合は、単にアルカリイオン量を低下させるだけでは十分でなく、全イオン量が上記範囲とすることが必要である。これは、ＭＥＳ−Ｔｒｉｓ系バッファによる前述の実験結果により明確に示されている。
【００６１】
またイオン濃度が高い場合に非特定領域における吸着量が増大する原因は明確ではないが、イオン濃度の増大に伴う溶液中のデバイ長（Ｄｅｂｙｅ  ｌｅｎｇｔｈ）の減少により、基板と中空状タンパク質微粒子の間の静電的反発力が実質的に弱められ、中空状タンパク質微粒子が基板表面に接近することが可能となって、非特異的な吸着が起こるものと考えることができる。
以上述べたように、本発明の構成によって、簡素な工程により非特定領域への吸着を抑制した、中空状タンパク質微粒子の基板上への固定が可能となる。
【００６２】
（実施の形態２）
本実施の形態２の微粒子固定方法においても、実施の形態１と同様に、まず特定領域の表面に反応性官能基を有する有機分子膜を作製するための前段階として、図１に示される表面修飾膜のパターン形成工程を行った。
【００６３】
次に本実施の形態２の微粒子固定方法を、図２を用いて説明する。本実施形態の微粒子固定方法も、実施の形態１と同様に、ＳｉＯ2層を備えた基板１０５（例えば前述の工程（ｅ）により作製されたもの）を用い、前記基板の特定領域の表面に反応性官能基を有する有機分子膜を備え、前記基板１０５上に、中空状タンパク質微粒子１０６を含む水溶液１０７を接触させて前記特定領域に前記中空状タンパク質微粒子１０６を固定する工程（ｆ）と、前記基板１０５の表面を乾燥させることなく洗浄液１０８を用いて洗浄する洗浄工程（ｇ）と、前記基板を乾燥させる乾燥工程（ｈ）を有する微粒子固定方法であることにより、基板表面の特定領域に選択的に中空状タンパク質微粒子を吸着させた基板１０９を作製する。
【００６４】
ここで本実施の形態では、実施の形態１と異なる本発明の特徴として、中空状タンパク質微粒子１０６を含む水溶液１０７のｐＨが、８以上１１以下の範囲にある。以下にこの具体例を説明する。
【００６５】
実施の形態１と同様、まず工程（ｆ）として、表面修飾膜パターンを有する基板１０５に中空状タンパク質微粒子１０６として、内部に鉄化合物を含有するフェリチンの０．４ｍｇ／ｍＬ水溶液１０７を滴下し、室温にて３０分間静置した。本実施例では、Ｌ型の組み換え型フェリチンの一つであるＦｅｒ０を利用した。Ｆｅｒ０は、野生型Ｌ型フェリチンモノマーに対応する遺伝子配列のＮ末端配列を除去せずに構成されたものであり、野生型Ｌ型フェリチンに比較して８塩基分長いアミノ酸配列を有している。
【００６６】
Ｆｅｒ４やＦｅｒ８が極端に低いイオン濃度の水溶液においても安定であるのに対し、Ｆｅｒ０は低イオン濃度で凝集・沈殿する性質を有するため、実施の形態１に示す構成をとることができない。本実施の形態では水溶液のｐＨを８〜１１の範囲とする。
【００６７】
前述のように、通常のタンパク質は、溶液ｐＨに対して敏感に反応し、特にアルカリ条件ではアミノ酸の２次構造や３次構造が容易に変化して可逆的あるいは不可逆的に変性し、本来のタンパク質としての物性が変化したり失ったりすることが多い。これに対し、フェリチンをはじめとする中空状タンパク質微粒子はタンパク質モノマーが立体的に複合して構成されており、アルカリ条件に対しても強い耐性を示す。また本実施例で用いるフェリチンも、通常のタンパク質に比較して強固な形状安定性を持ち、特に、野生型と異なり、Ｌ型のみのフェリチンモノマーで構成される組み換え型フェリチンは、野生型フェリチンに比較してもさらに高い安定性を有している。
【００６８】
本実施例では、上記Ｆｅｒ０の微粒子内部の空洞に、まず鉄酸化水酸化物（ｆｅｒｒｉｈｙｄｒｉｔｅ）のコアを形成した。コアを形成したＦｅｒ０の溶液をｐＨ９．０、濃度２０ｍＭのＭＥＳ−Ｔｒｉｓ系バッファを用いて置換し、そのｐＨを９．０とした。具体的には、純水置換の場合と同様に、上記Ｆｅｒ８溶液を限界ろ過膜と超遠心装置を用いて１０倍以上に濃縮し、前記バッファを用い元の容量にまで希釈する。この他、ＭＥＳ−Ｔｒｉｓ系バッファを用いてゲルクロマトグラフィーを行うことでも置換できる。Ｆｅｒ０は上記のアルカリ条件でもコアを安定に保持したモノマータンパク質の２４量体として安定に存在し、凝集や沈殿を起こさないことが確認できた。
【００６９】
実施の形態１と同様、基板上に上述のフェリチン水溶液１０７を滴下した状態では、フェリチンの多くは溶液中に分散（１０６ａ）しているが、一部は基板上の特定領域に吸着し（１０６ｂ）、また一部は非特定領域上に付着して（１０６ｃ）存在する。
【００７０】
特定領域には前述の工程により反応性官能基を有する有機分子膜が構成されているので、中空状タンパク質微粒子が吸着し易い状態となっており、非特定領域に比較して多数の微粒子が吸着できる。
【００７１】
本実施例でも、反応性官能基としてアミノ基を有するアミノシランにより形成された有機分子膜が構成されているので、溶液ｐＨが上記ｐＨ８〜１１の範囲であることにより基板上のアミノ基が負の帯電を抑制し、前記範囲で負に帯電する中空状タンパク質微粒子表面のカルボキシル基との間の静電反発を抑制する。さらに溶液ｐＨがｐＨ８〜１０の範囲であることにより、基板上のアミノ基が正に帯電し、前記範囲で負に帯電するカルボキシル基との静電的相互作用により中空状タンパク質微粒子を選択的に吸着する。負に帯電した中空状タンパク質微粒子同士は互いに反発しあうので、複数層の積層は阻止され、特定領域への単層が実現される。
【００７２】
上記の他、反応性官能基がアルデヒド基あるいはカルボキシル基にサクシミド（例えばＮ−ｈｙｄｒｏｘｙｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ：ＮＨＳ）等を修飾した誘導体であることにより、中空状タンパク質微粒子表面のアミノ基と共有結合することができ、特定領域にタンパク質粒子を強固に吸着固定することもできる。
【００７３】
これに比較し、ＳｉＯ2表面が溶液と接触している非特定領域では実施の形態１と同様中空状タンパク質微粒子の吸着力が低く、微粒子の吸着量も低下する。本実施の形態においては中空状タンパク質微粒子の等電点がｐＨ８以下であることにより非特定領域への微粒子吸着を抑制することができる。また本実施の形態においても、等電点がｐＨ７以下であることにより、さらに強い静電気的反発力を確保でき、非特定領域への微粒子吸着を抑制できるのでより好ましい。なお、中空状タンパク質微粒子の等電点は、ｐＨ４以上であることにより微粒子間の過剰な反発を抑制でき高密度吸着が可能となるので好ましい。
【００７４】
本実施例でも、工程（ａ）から（ｅ）によりアミノシラン分子が密に修飾した有機分子膜が構成されているので、特に基板の表面電位が高くなり、微細なパターンにもかかわらず、高い選択性が得ることができる。
【００７５】
上記の後、実施の形態１と同様、工程（ｇ）として、前記基板１０５の表面を乾燥させることなく洗浄液１０８を用いて洗浄する洗浄工程を行う。ここではまず洗浄液１０８として中空状タンパク質微粒子の水溶液と同じｐＨ８のバッファを用い、水溶液１０７が付着した基板１０５を乾燥させることなく純水中ですすぐ第１の洗浄工程と、前記基板を純水の流水中で５分間静置する第２の洗浄工程により洗浄した。
【００７６】
この工程でも実施の形態１と同様、基板上の特定領域に吸着した粒子１０６ｂと、非特定領域上に付着した粒子１０６ｃの基板との結合力の違いを利用して、前者を保持しつつ後者のみを選択的に除去することができる。
【００７７】
また本実施形態においては、第１の洗浄工程における洗浄液として、ｐＨ８以上１１以下の範囲にある洗浄液を使用して洗浄工程を行うことができる。これにより、洗浄中の基板界面の急激なｐＨ変化を防ぎ、非特定領域への偶発的な付着を防止することが可能である。
【００７８】
また本実施形態の第２の洗浄工程が、純水中での洗浄であることにより、実施の形態１と同様、例えば半導体素子の作製において障害となる不純物を除去することができ、好ましい。
【００７９】
上記の結果、特定領域のみに中空状タンパク質微粒子としてフェリチン微粒子が吸着固定された基板１０９を得ることができた。ここでは、工程（ｈ）として上記基板を１２０℃、５分間ベーキングしてフェリチン微粒子と基板間の密着を向上させ、固定した。
【００８０】
さらに上記基板１０９を熱処理することで、中空状タンパク質微粒子の内部の無機コア微粒子のみを保持しつつ、有機分子膜１０４と中空状タンパク質微粒子の外殻タンパク質部分のみを選択的に除去して、無機微粒子配置を基板上に作製することもできる。本発明を利用することにより、形状・サイズが均一でかつ、融合や接触のない均質な無機微粒子の、基板上の特定領域のみへの高密度作製が可能となる。
【００８１】
図６に、発明者らが行った、溶液ｐＨと中空状タンパク質微粒子の基板上吸着の選択性に関する実験結果を示す。ここではフェリチン（Ｆｅｒ４）タンパク質溶液のイオン濃度を１０ｍＭに固定し、ｐＨを５、５．８、７、８、９と変えて上述した工程による非特定領域であるＳｉＯ2表面へのフェリチン吸着状態をＱＣＭ（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）法により観察した。ｐＨが５〜７の各溶液では、非特定領域であるＳｉＯ2表面へのフェリチン吸着が顕著に生じている。これに対し、ｐＨ８では、その吸着量は基板表面の１０未満に抑制されている。さらにｐＨ９では非特定領域での吸着が測定限界以下となる。
【００８２】
この結果から、通常タンパク質を操作する酸性〜中性水溶液環境においては選択的な吸着は得られず、ｐＨを８以上にすることにより、非特定領域への吸着量を抑制でき、さらにｐＨを９以上にすることで、特定領域のみに限定した選択的な吸着が可能となることがわかる。一方、水溶液ｐＨが１１を越えると、溶液中での中空状タンパク質微粒子の変性が始まるので、溶液ｐＨは１１以下であることが好ましい。また前述の電荷バランスの観点からｐＨが１０以下であることがさらに好ましい。
【００８３】
以上述べたように、本発明の構成によって、簡素な工程により非特定領域への吸着を抑制した、中空状タンパク質微粒子の基板上への固定が可能となる。
【００８４】
（実施の形態３）
本実施の形態では、非特定領域への中空状タンパク質微粒子の吸着を抑制しつつ、特定領域への中空状タンパク質微粒子の吸着密度を向上する方法を示す。本実施の形態の工程の流れを図７に示す。中空状タンパク質微粒子の基板上固定の要素工程は実施の形態１と同様であるが、前記洗浄工程の後、前記乾燥工程の前に再度、前記中空状タンパク質微粒子を含む水溶液を接触させて前記特定領域上に前記中空状タンパク質微粒子を固定する工程と、前記基板の表面を乾燥させることなく洗浄する洗浄工程とを少なくとも１回以上繰り返し、その後、前記基板を乾燥させる乾燥工程を実施することにより、非特定領域への中空状タンパク質微粒子の吸着を抑制しつつ、特定領域への中空状タンパク質微粒子の吸着密度を向上することができる。
【００８５】
実施の形態１と同様に表面修飾を行った基板上にリステリアフェリチンの水溶液（ｐＨ７．２、イオン濃度１×１０-7Ｍ以下）を用いて特定領域への微粒子固定を行った。表面微粒子密度は、実施の形態１と同様の１回の吸着（吸着時間３０分）では表面被覆率が５０％未満であった。これに対し、本実施の形態により６回の吸着（吸着時間５分×６回）では、総吸着時間が変わらず、中空状タンパク質微粒子の溶液中の存在量（図２の１０６ａ）が吸着量（図２の１０６ｂ）に比較して十分多いもかかわらず、表面被覆率が７０％以上に向上した。繰り返し回数を増加させることでさらに高い被覆率を得ることも可能である。また繰り返しの吸着を行っているにもかかわらず、非特定領域のＳｉＯ2表面上への中空状タンパク質微粒子の吸着は観測されなかった。
【００８６】
ここで、吸着量を単に増加させるだけであれば、乾燥工程を含めた繰り返し吸着を行うことでも可能である。
【００８７】
すなわち第１回目の乾燥工程の後、再度、前記中空状タンパク質微粒子を含む水溶液を接触させて前記特定領域上に前記中空状タンパク質微粒子を固定する工程と、前記基板の表面を乾燥させることなく洗浄する洗浄工程と、前記基板を乾燥させる乾燥工程を少なくとも１回以上繰り返すことを実施することでも、特定領域への中空状タンパク質微粒子の吸着密度を向上することができる。
しかし、この場合、特定領域への中空状タンパク質微粒子の吸着が、一部単層膜にならず、部分的に多層に吸着されることがある。この原因は明確ではないが、下記のように考えることができる。前述したように、基板上に吸着された中空状タンパク質微粒子は、基板上に吸着した中空状タンパク質微粒子上に、さらに新たな中空状タンパク質微粒子が吸着すること防ぎ、基板上に形成される微粒子膜を単層膜に保つ働きを有する。上述の基板を乾燥させる工程では、基板上に吸着された中空状タンパク質微粒子の一部が非可逆的に変性して単層膜を保つ機能を失い、このため再度中空状タンパク質微粒子の水溶液と接触する際に、新たな微粒子が基板上の変性した微粒子上に吸着して部分的に積層膜を形成したと考えられる。
【００８８】
本発明においては、乾燥工程を経ることなく繰り返し吸着工程が行われるため、乾燥による基板上中空状タンパク質微粒子の非可逆的な変性を防ぎ、基板上の中空状タンパク質微粒子層を単層膜に保ちつつ、その吸着密度を向上することができる。
【００８９】
（実施の形態４）
実施の形態１と同様にして、第１の中空状タンパク質微粒子を前記基板表面に固定した後、図８に示すように、前記基板１０９上に、第２の中空状タンパク質微粒子１１１を含む水溶液１１２を接触させて前記特定領域を除く領域上に前記中空状タンパク質微粒子を固定することができる。具体的な工程の流れを図９に示す。第１および第２の基板表面とタンパク質水溶液の接触工程と、その後の洗浄工程は、実施の形態３と同様に、繰り返すことで吸着密度を向上することができる。
【００９０】
これにより、第１の中空状タンパク質微粒子として、内部が空洞の（コアを保持しない）アポフェリチンを用いて特定領域を被覆し、その後非特定領域のみに無機コアを保持するフェリチンを固定することができる。ここで、前記第２の中空状タンパク質微粒子を含む水溶液のｐＨが、７以下であり、かつそのイオン濃度が５ｍＭ以上であることにより、図６に示すような非選択的な吸着が可能となる。また水溶液のｐＨが４以上であることにより、長時間吸着を行っても中空状タンパク質微粒子が変性したり内部のコアが溶出したりすることがないので好ましい。
【００９１】
上記の結果として、無機微粒子を作製する基板領域と、レジストパターンの開口部の関係をポジネガ反転することができ、大面積への微粒子作製の際の、レジスト描画時間を大幅に節約することができる。
【００９２】
またさらに、第１の中空状タンパク質微粒子と、第２の中空状タンパク質微粒子に、それぞれ異なる無機微粒子コアを保持させることで、２種類の異なる特性を有する微粒子を相補的に基板上に形成することも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明にかかる微粒子固定法は、中空状タンパク質微粒子を用いる基板上への微粒子固定法として有用である。特に特定領域への選択的な微粒子形成が要求される、例えば半導体素子等の用途に特に有用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施の形態１および２にかかわる微粒子形成法の前段階である表面修飾膜のパターン形成工程を示す図
【図２】本発明の実施の形態１および２にかかわる微粒子形成法の工程を示す図
【図３】第１の従来技術にかかわる従来の微粒子の形成方法を示す図
【図４】第２の従来技術にかかわる従来の微粒子の形成方法を示す図
【図５】本発明の実施の形態１にかかわる微粒子の作成状態を示す図
【図６】本発明の実施の形態２にかかわる非特定領域への微粒子の吸着量を示す図
【図７】本発明の実施の形態３にかかわる微粒子の形成方法の工程の流れを示す図
【図８】本発明の実施の形態４にかかわる微粒子形成法の工程を示す図
【図９】本発明の実施の形態４にかかわる微粒子の形成方法の工程の流れを示す図
【符号の説明】
【００９５】
３  水槽
４  金属酸化物微粒子を内包した中空状タンパク質複合体（フェリチン）
５  ポリペプチド（ＰＢＬＨ）膜
６  シリコン基板
１０１  シリコン基板
１０２  シリコン酸化膜
１０３  電子ビームレジスト
１０４  有機分子膜（アミノシラン分子膜）
１０５  微細な表面修飾膜パターンを有する基板
１０６  中空状タンパク質微粒子（フェリチン）
１０６ａ  溶液中の中空状タンパク質微粒子
１０６ｂ  基板表面上特定領域の中空状タンパク質微粒子
１０６ｃ  基板表面上非特定領域の中空状タンパク質微粒子
１０７  中空状タンパク質微粒子の水溶液
１０８  洗浄液
１０９  特定領域に中空状タンパク質微粒子を固定した基板
１１０  実施の形態１にかかわる基板上の特定領域
１１１  第２の中空状タンパク質微粒子（フェリチン）
１１１ａ  溶液中の第２の中空状タンパク質微粒子
１１１ｂ  基板表面上特定領域の第２の中空状タンパク質微粒子
１１１ｃ  基板表面上非特定領域の第２の中空状タンパク質微粒子
１１２  第２の中空状タンパク質微粒子の水溶液
１１３  特定領域に第１の中空状タンパク質微粒子を固定し、非特定領域に第２の中空状タンパク質微粒子）を固定した基板
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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