(57)【要約】【課題】  蛋白質等の評価対象の検出確率が高く、検出時間も短い、ナノメートルサイズの空間を有するデバイスや、そのデバイスを迅速、確実、安価に製造する方法を提供する。【解決手段】  第一の電極層上にナノメートルサイズの層厚の絶縁層と第二の電極層とをこの順に配し、第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、絶縁層に達する穴を形成し、絶縁層に、穴の内の少なくとも二つを互いに連結し、第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出した空間を、エッチングにより形成する。【選択図】      図１８
2005091246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の電極層上に絶縁層と第二の電極層とをこの順に配したデバイスにおいて、
当該第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、当該絶縁層に達する穴を備え、
当該絶縁層に、当該穴の内の少なくとも二つを互いに連結し、当該第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出したナノメートルサイズの空間を有する
デバイス。
【請求項２】
第一の電極層上に絶縁層と第二の電極層とをこの順に配したデバイスにおいて、
当該第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、当該絶縁層に達する溝を備え、
当該絶縁層に、当該溝とつながり、当該第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出したナノメートルサイズの空間を有する
デバイス。
【請求項３】
前記ナノメートルサイズの空間に、評価対象と特異的に結合し、第一の電極層と第二の電極層との間に通電することにより、評価対象の評価を可能とする評価対象捕捉体を備えた、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
第一の電極層上にナノメートルサイズの層厚の絶縁層と第二の電極層とをこの順に配し、
当該第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、当該絶縁層に達する穴を形成し、
当該絶縁層に、当該穴の内の少なくとも二つを互いに連結し、当該第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出した空間を、エッチングにより形成する
デバイスの製造方法。
【請求項５】
第一の電極層上にナノメートルサイズの層厚の絶縁層と第二の電極層とをこの順に配し、
当該第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、当該絶縁層に達する溝を形成し、
当該絶縁層に、当該溝とつながり、当該第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出した空間を、エッチングにより形成する
デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノメートルサイズの空間を有するデバイス、特に、バイオチップやＤＮＡチップや蛋白質評価デバイスに代表される、評価対象の評価のためのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
１９９０年代に入って進められてきたヒトゲノム計画は、各国が分担してヒトの遺伝暗号をすべて解読しようとする試みであり、２０００年夏にドラフト版が完成したことが公表された。今後、機能ゲノム科学や構造ゲノム科学の進展によって、解読されたヒトゲノム配列情報の各々の箇所がどのような機能に係わっているかが明らかにされていくものと予想される。
【０００３】
このヒトゲノム計画は、ライフサイエンスにかかわりを持つ科学技術並びに産業に対して、大きなパラダイムの変化をもたらした。たとえば糖尿病は、血糖値が高くなるという病状に基づいて分類が行われ、発症の原因としては患者の体内でインシュリン産成能がどの程度あるかに基づいてＩ型（体内でインシュリンを産生できない）、ＩＩ型（体内でインシュリン量の調整ができない）のような分類が行われてきた。
【０００４】
ヒトゲノム計画は、血糖とインシュリンの検出、合成、分解などの調整に係わっている酵素やレセプターなどの蛋白質のアミノ酸配列構造、ならびにそのような蛋白質の存在量の制御に係わっている遺伝子のＤＮＡ配列の情報をすべて我々に提示している。
【０００５】
このような情報を使うと、血糖値の調整が正常に行われないという現象としての糖尿病は、血糖とインシュリンの検出、合成、分解などの一連の処理に係わるそれぞれの蛋白質のどれが不調なのかによって、サブタイプに分類でき、それによって適切な診断と治療を行うことが可能になるはずである。
【０００６】
特に、ヒトゲノム配列に基づいて特定の蛋白質に対する薬剤を開発するゲノム創薬が精力的に進められており、このような一連の機能的にかかわりのある蛋白質の状態を把握してゲノム創薬薬剤を投与し、症状の緩和や治癒を行う時代がくると予想される。
【０００７】
しかし、このような一連の機能的にかかわりのある蛋白質の存在量を簡便に測定できる技術は、プロテオーム解析技術として発展途上にある。現在確立されている方法として、二次元電気泳動と質量分析機の組み合わせで測定が行われているが、これには比較的大がかりな装置が必要になる。従って、臨床の現場、たとえば病院の検査室やベッドサイドで患者の症状を把握するためにはあらたな技術の開発が必要とされている。
【０００８】
こうした中、ｍｉｃｒｏ−Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ（μ−ＴＡＳ）やＬａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐと呼ばれる研究に関心が集ってきている。これは、数センチメートル角のガラスやシリコンの基板にマイクロメートルサイズの溝（マイクロチャネル）を加工して微細な装置となし、その中で化学分析や反応を行うものである。液体や気体のサンプルを微細な流路（数百μｍ〜数μｍ幅）の中に流すため、試料・廃棄物量の低減、高速処理などの利点をもたらし、更に化学プラントさえも小型化できる可能性があり、この技術のバイオ分野への応用が期待されている。なお、μ−ＴＡＳは、「集積化化学分析システム」、「マイクロ化学・生化学分析システム」等と訳され、センサ、分析装置などを小型化した化学分析システムであり、分析化学実験室で使用される機器の機能をチップ上に集約させたものである。
【０００９】
中でも、ＤＮＡチップ（またはＤＮＡマイクロアレイ）に代表されるバイオチップの技術は、遺伝子解析に有効な手段として注目されている。バイオチップとは、ガラス、シリコン、プラスチックなどからなる基板の表面上に、ＤＮＡ、蛋白質などの生体高分子からなる多数の異なった検体を高密度に整列化してスポットしたもので、臨床診断や薬物治療などの分野で、核酸や蛋白質の試験を簡素化できるのが特徴である（たとえば特許文献１、非特許文献１参照）。
【００１０】
検体としては、たとえばＤＮＡや、ヌクレオチドなどが用いられる。従って、バイオチップはＤＮＡチップと呼ばれることも多い。
【００１１】
このようなＤＮＡチップに、被検体である未知のＤＮＡの断片を流した場合に、ＤＮＡが相補的関係にあるＤＮＡと結合する性質を利用して、検体とハイブリダイゼーションさせることにより、ターゲットであるＤＮＡを捕獲することができる。このとき、未知のＤＮＡに蛍光標識部を予め付加しておけば、捕獲された被検体は、ＤＮＡチップ上の各スポットからの蛍光シグナルとして検出され、これをコンピュータでデータ解析することにより、被検体中の数千から数万のＤＮＡあるいはＲＮＡの状況を一挙に観測することが可能となる。
【００１２】
このような、いわゆるＤＮＡチップは、測定対象であるＤＮＡをあらかじめＰＣＲ反応（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  ｃｈａｉｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）によって増幅（増量）する際に蛍光色素を導入し、アレイ状に配した相補ＤＮＡ鎖と結合した試料中のＤＮＡ量を蛍光強度によって定量しようとするものである。
【００１３】
しかしながら、蛋白質はＰＣＲ反応に相当する増幅を行うことができない。また、試料中に多種類の蛋白質が混合された状態で存在する場合に、蛍光標識部を一様に導入することは個々の蛋白質と色素との反応性が異なるために用いることができないという問題があった。
【００１４】
また、蛋白質等の評価対象の検出確率が低下しやすく、検出時間が長いという問題もある。
【００１５】
これらの問題に対しては、たとえば、近年、半導体加工技術を用いたデバイスの作製法が模索され、基板の表面に半導体ホトリソ工程により電極を付着させる技術（たとえば特許文献２参照）、基板表面をエッチングで加工し、加工部分にホトリソ工程により電極を付着させ、さらに二枚の基板を張り合わせるといった複雑な工程でバイオセンサーを形成する技術（たとえば特許文献３参照）が開示されているが、これらの構造は従来の半導体ホトリソ工程の空間分解能に依存する部分が多く、ナノメートルサイズの生体分子を取り扱うデバイスの製造には不十分であり、また、最先端の装置を用いることから掛かるコストも莫大である。
【特許文献１】特開２００１−２３５４６８号公報（段落番号０００２〜０００９）
【特許文献２】特開平３−１２８４４９号公報（第１０頁）
【特許文献３】特表２０００−５０１５０３号公報（特許請求の範囲）
【非特許文献１】「ジャーナルオブアメリカンケミカルソサエティ（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｔｙ）」，１９９７年，第１１９巻，ｐ．８９１６−８９２０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上記の課題を解決し、蛋白質等の評価対象の検出確率が高く、検出時間も短い、ナノメートルサイズの空間を有するデバイスを提供することを目的とする。また、このナノメートルサイズの空間を有するデバイスを迅速、確実、安価に製造する方法を提供することを目的とする。本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。
【００１７】
なお、本発明において、ナノメートルサイズの空間を有するとは、デバイス内の空間の長さ、幅、奥行きのいずれかが２００ｎｍ以下の寸法を有することを意味する。また、ナノメートルサイズの層厚とは、層厚が２００ｎｍ以下の寸法を有することを意味する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明のある態様によれば、第一の電極層上に絶縁層と第二の電極層とをこの順に配したデバイスにおいて、第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、絶縁層に達する穴を備え、絶縁層に、穴の内の少なくとも二つを互いに連結し、第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出したナノメートルサイズの空間を有するデバイスや、第一の電極層上に絶縁層と第二の電極層とをこの順に配したデバイスにおいて、第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、絶縁層に達する溝を備え、絶縁層に、溝とつながり、第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出したナノメートルサイズの空間を有するデバイスが提供される。
【００１９】
本発明態様により、蛋白質等の評価対象の検出確率が高く、検出時間も短い、ナノメートルサイズの空間を有するデバイスを実現できる。
【００２０】
本発明の他の態様によれば、第一の電極層上にナノメートルサイズの層厚の絶縁層と第二の電極層とをこの順に配し、第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、絶縁層に達する穴を形成し、絶縁層に、穴の内の少なくとも二つを互いに連結し、第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出した空間を、ウエットエッチングあるいはドライエッチングにより形成するデバイスの製造方法や、第一の電極層上にナノメートルサイズの層厚の絶縁層と第二の電極層とをこの順に配し、第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、絶縁層に達する溝を形成し、絶縁層に、溝とつながり、第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出した空間を、ウエットエッチングあるいはドライエッチングにより形成するデバイスの製造方法が提供される。第一の電極層と第二の電極層とが絶縁層と接する面について、エッチングに耐性を有する材料を使用することが好ましい。
【００２１】
本発明態様により、蛋白質等の評価対象の検出確率が高く、検出時間も短い、ナノメートルサイズの空間を有するデバイスを迅速、確実、安価に製造することが可能となる。
【００２２】
いずれの態様においても、本発明に係るデバイスにおいて、穴が、１０ｎｍ〜１０ｍｍの範囲の直径の円形、一辺が１０ｎｍ〜１０ｍｍの範囲の方形またはそれらの組み合わせの断面を有すること、溝の幅が１０ｎｍ〜１０ｍｍの範囲にあること、絶縁層の層厚が１〜２００ｎｍの範囲にあること、とりわけ、１〜５０ｎｍの範囲にあること、第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、金属、合金および不純物をドープした半導体からなる群から選ばれた材料を使用すること、第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方が、複数の電極層領域からなるものであること、絶縁層に、酸化物、窒化物および有機物からなる群から選ばれた少なくとも一つの材料を使用すること、第一の電極層と第二の電極層と絶縁層との内の少なくともいずれか一つが単分子成長によって作製した膜よりなること、ナノメートルサイズの空間に、評価対象と特異的に結合し、第一の電極層と第二の電極層との間に通電することにより、評価対象の評価を可能とする評価対象捕捉体を備えること、評価対象として、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれた少なくとも一つの物質を使用すること、評価対象捕捉体が、絶縁層の空間に露出した第一の電極層または第二の電極層またはその両方に、−Ｓ−結合や−ＳＳ−結合を介して結合していること、評価対象捕捉体が、カルボキシ基、チオール基、イソシアネート基、αケトハライド基からなる群から選ばれた少なくとも１種の基を有すること、評価対象捕捉体が、下記Ａ〜Ｅのいずれかの反応により、評価対象と結合することができるものであることが好ましい。
【００２３】
Ａ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、イミダゾール結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【００２４】
Ｂ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【００２５】
Ｃ．チオール基とマレイミド基との反応。
【００２６】
Ｄ．イソシアネート基とアミノ基との反応。
【００２７】
Ｅ．αケトハライド基とアミノ基またはチオール基との反応。
【発明の効果】
【００２８】
本発明により、蛋白質等の評価対象の検出確率が高く、検出時間も短い、ナノメートルサイズの空間を有するデバイスを、迅速、確実、安価に製造し、提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施の形態を図、実施例等を使用して説明する。なお、これらの図、実施例等及び説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。なお、図中、同一の符号は同一の要素を表す。
【００３０】
本発明に係るデバイスは、評価対象を内部に導入し、内部に設けた空間（評価部）で評価対象を評価する評価デバイス、より具体的には、蛋白質やヌクレオチド体等を評価するデバイスを主に意味するが、本発明に係る要件を満たす限り、どのようなデバイスでもよく、それらも本発明の範疇に属する。
【００３１】
ただし、便宜のため、以下の説明は、蛋白質等の評価対象を評価するためのデバイスについて説明する。このようなデバイスとしては、絶縁層の空間に、評価対象と特異的に結合し、第一の電極層と第二の電極層との間に通電することにより、評価対象の評価を可能とする、評価対象捕捉体を備えたものを挙げることができる。
【００３２】
具体例を挙げる。図１は、第一の電極層２上に絶縁層３と第二の電極層４とをこの順に配したデバイス１であって、第二の電極層４に、絶縁層に達する穴５を二つ設け、絶縁層に、これらの穴５を互いに連結する空間（評価部６）を有し、その評価部には評価対象捕捉体７が備えられているデバイスの模式的側断面図である。この評価部６では、第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出し、評価部の上下の壁を構成している。このように、第一の電極層の面と第二の電極層の面とを評価部に露出させることにより、評価部に試料液が導入されたときに、第一の電極層の面と第二の電極層の面とを電極として使用し、電圧印加等を行うことが可能となる。
【００３３】
このような構造のデバイスの第一の電極層２と第二の電極層４との間に電気信号を印加し、評価対象捕捉体と特異的に結合する評価対象を含む試料液が導入されると、図１９のように、評価対象１１が評価対象捕捉体７と特異的に結合し、第一の電極層２と第二の電極層４との間に印加した電気信号１０に変化が起こる。この変化を観察することにより、評価対象の評価が可能となる。なお、本発明において、評価とは、評価対象の有無の判定、種類や量の判定等の定性分析、定量分析を行うことを意味する。
【００３４】
第一の電極層や第二の電極層として、たとえばＡｕを使用すると、ＳＨ末端を有する１本鎖ヌクレオチド体はＡｕと結合する。このようなヌクレオチド体は特定の蛋白質等と特異的に結合するので、評価対象捕捉体の機能を発揮する。なお、本発明において「ヌクレオチド体」とは、オリゴヌクレオチドおよびポリヌクレオチドよりなる群のいずれか一つまたはその混合物を意味する。ただし、ヌクレオチド体鎖の長さは１残基以上あればよい。すなわち、モノヌクレオチド鎖でもよい。
【００３５】
本発明に係るデバイスは、第一の電極層上に絶縁層と第二の電極層とをこの順に配し、第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、絶縁層に達する穴を備え、その絶縁層は、これら穴の内の少なくとも二つを互いに連結し、第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出したナノメートルサイズの空間を有する。あるいは、第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、当該絶縁層に達する溝を備え、絶縁層に、この溝とつながり、第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出したナノメートルサイズの空間を有する。このナノメートルサイズの空間を評価部として使用することができる。なお、二つの電極層の内、どちらを第一の電極層とし、どちらを第二の電極層とするかは任意に定めることができる。
【００３６】
このようにすると、まず、評価部を含むデバイス内の空間容積を極小にすることができ、評価対象を効率よく評価できる。また、検出時間を短くできる。さらに、このようにデバイス内の空間容積を極小にすると、小さな空間で大きな評価用面積を確保できる。このことも、評価対象を効率よく評価できる効果につながる。
【００３７】
さらに、前者の穴を備えた構造では、評価対象を含む試料を二つの穴の一方から導入すれば、内部の空気が他方の穴からスムーズに排出されるため、ナノメートルサイズの空間に、容易に試料を導入することができる。また、一方の穴から他方の穴に向けて試料を流すことが可能となり、ナノメートルサイズの空間に、容易に試料を導入することができる。穴は全部で二つ以上必要であるが、三つ以上あってもよい。
【００３８】
後者の溝を備えた構造では、溝に沿って試料を導入でき、また、溝の一端から他端に向けて試料を流すことが可能となり、この場合も、ナノメートルサイズの空間に、容易に試料を導入することができる。洗浄も容易である。図２０，２１は、本発明に係るデバイスで、穴の代わりに溝を設けた場合の、評価対象の流れを模式的に示す図である。図２１中、点線で囲まれる部分が評価部を表す。
【００３９】
従って、試料の導入を促進するために、余分の空間を設ける必要がなく、ナノメートルサイズの空間と相俟って、デバイス内の空間容積を極小にすることができる。
【００４０】
穴は、第一の電極層と第二の電極層とのいずれにあってもよく、どちらか一方のみにあってもよい。どちらか一方の電極層のみに設けることが多い。溝の場合も、どちらか一方の電極層に設けることが多い。
【００４１】
第一の電極層と第二の電極層と少なくともいずれか一方が支持基板上に設けられることが多い。
【００４２】
支持基板の材質は、本発明の趣旨に反しない限りどのようなものでもよく、ガラス、シリコン、プラスチックなどから適宜選択できる。ナノメートルサイズの層厚の絶縁層を形成するためには、平坦性の良好な表面を有することが重要である。
【００４３】
穴はどのような形状を有していてもよいが、絶縁層の面に対し直交する方向から見た場合、円形あるいは方形の断面を有することが好ましい。ホトリソ工程とエッチング工程とにより、容易に精度よく、穴を形成できるからである。この場合、円形の直径あるいは方形の一辺が１０ｎｍ〜１０ｍｍの範囲にあることが好ましい。デバイス内の空間容積を極小にするためである。
【００４４】
また、溝は、必ずしも直線状である必要はない。その幅は１０ｎｍ〜１０ｍｍの範囲にあることが好ましい。
【００４５】
絶縁層を形成する材料としては、酸化物、窒化物および有機物からなる群から選ばれた少なくとも一つの材料を使用できる。酸化物としてはＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，ＨｆＯ2等を、窒化物としてはＳｉＮx，ＳｉＯＮ，ＴｉＮ等を挙げることができる。これらは半導体であってもよい。有機物としては、ポリイミド、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等の高分子化合物が、耐熱性の点や、後述する、第一、第二の電極層のエッチング耐性の点で好ましい。
【００４６】
絶縁層の層厚は１〜２００ｎｍの範囲にあることが好ましく、１〜５０ｎｍの範囲にあることがより好ましい。評価部を小さくでき、その小さな空間で大きな評価用面積を確保できるため、評価対象を効率よく評価でき、ナノメートルサイズの生体分子を取り扱うデバイスとして優れたものとなる。
【００４７】
第一の電極層と第二の電極層とを形成する材料としては特に制限はなく、Ａｕ，Ｐｔ等の金属、合金および不純物をドープした半導体からなる群から選ばれた少なくとも一つの材料を挙げることができる。これらの材料は、支持基板上に形成してもよく、支持基板を兼ねていてもよい。真空蒸着法、スパッタリング等の物理的気相成長法（ＰＶＤ）、化学的気相成長法（ＣＶＤ）、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）、電解めっき、無電解めっき等の液相成長法等どのような方法で作製してもよいが、デバイスの寸法状の精度を確保するためには、表面が平坦な方が好ましく、その点で、不純物をドープした半導体が有利である。第一の電極層と第二の電極層との層厚については特に制限はないが、生産性、コストの点から、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲にあることが好ましい。
【００４８】
なお、第一の電極層と第二の電極層とは、それぞれ、必ずしも、一つの電極層領域からなる必要はなく、どちらか一方または両方が、複数の電極層領域からなるものであってもよい。このように複数の電極層領域が存在すると、たとえば、その領域毎に別々の電圧を付与する等のことが可能であり、デバイスをより複雑なものとすることができる。このような構成には、非導電体である支持基板上に複数の電極層領域を設けたものが含まれる。図１１は、非導電体である支持基板８上に、複数の電極層領域９を設けたものの例を示している。
【００４９】
薄くて平坦性のよい表面を有する層を作製するという観点からは、第一の電極層と第二の電極層と絶縁層との内の少なくともいずれか一つが単分子成長によって作製した膜よりなることが好ましい。単分子成長によって作製した膜は、膜厚のコントロールが容易であり、また、導電性のよくない膜であっても、ドーピングにより改良することができるため、第一の電極層と第二の電極層と絶縁層とを同一の装置で作成できる等のメリットが得られやすい。従って、第一の電極層と第二の電極層と絶縁層とのすべてが単分子成長によって作製した膜よりなることがより好ましい場合がある。
【００５０】
第一の電極層や第二の電極層として、ＧｅをドーピングしたＳｉを、絶縁層としてノンドープＳｉを使用する例をあげることができる。この目的のためには、スパッタリング等の物理的気相成長法（ＰＶＤ）、化学的気相成長法（ＣＶＤ）、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）が好ましい。
【００５１】
本発明に係るデバイスでは、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる物質を評価対象として使用することができる。
【００５２】
このような物質を捕捉する評価対象捕捉体を使用する場合、その評価対象捕捉体としては、このような物質と特異的に結合し、例えば第一の電極層と第二の電極層との間に通電することにより、評価対象の評価を可能とすることができるものであれば、どのようなものでも使用することができる。具体的には、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる物質を挙げることができる。ＤＮＡ等の相補的関係によるハイブリダイゼーションを利用することにより、評価対象と特異的に結合することができる。
【００５３】
評価対象捕捉体としては、絶縁層の空間に露出した第一の電極層または第二の電極層またはその両方に、−Ｓ−結合や−ＳＳ−結合を介して結合できるものであることが好ましい。たとえばＡｕよりなる電極層に−Ｓ−結合や−ＳＳ−結合を介して結合したＤＮＡ等は、安定的に電極層の面上に保持されるからである。
【００５４】
評価対象捕捉体が、カルボキシ基、チオール基、イソシアネート基、αケトハライド基からなる群から選ばれた少なくとも１種の基を有することも好ましい。これらの基の反応性を利用して、評価対象と特異的に結合させることができるからである。
【００５５】
上記においてカルボキシ基等は評価対象と結合するための基である。評価対象が、たとえばアミノ基を有するポリヌクレオチドの場合には、下記Ａ，Ｂに示すような反応により、カルボキシ基とアミノ基とを結合させることができる。これらの反応は、評価対象捕捉体を面上に有する電極層を下記の剤で順次処理することにより得ることができる。
【００５６】
Ａ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライド（以下、ＥＤＣと略記する場合がある。）により活性化した、イミダゾール結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。具体的には、例えば、図２２の経路に従って、最終的にアミド結合を完成する。図２２ではアミノ基付きのＤＮＡを結合させた。
【００５７】
Ｂ．ＥＤＣにより活性化した、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。例えば、図２３の経路に従って、最終的に、アミノ基付きのＤＮＡとのアミド結合を完成する。なお、実際の反応では、イミダゾールを共存させた。イミダゾールは、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸と同様に中間体を形成し、収率の向上が期待されるためである。
【００５８】
カルボキシ基に代えて、他の基を使用する評価対象捕捉体や、アミノ基に代えて他の基を有する評価対象を使用する場合としては、下記Ｃ，Ｄ，Ｅを例示できる。なお、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ以外の公知のどのような反応を採用してもよい。これらの化学反応は電圧制御による電気的付着により促進できる場合もある。
【００５９】
Ｃ．チオール基とマレイミド基との反応。
【００６０】
例えば、図２４の経路に従って、マレイミド基付きのＤＮＡとのチオエーテル結合を完成する方法。
【００６１】
Ｄ．イソシアネート基とアミノ基との反応。
【００６２】
例えば、図２５の経路に従って、アミノ基付きのＤＮＡとの尿素結合を完成する方法。
【００６３】
Ｅ．αケトハライド基とアミノ基またはチオール基との反応。
【００６４】
例えば、図２６の経路に従って、アミノ基付きのＤＮＡとのαーケトアミンを完成したり、図２７の経路に従って、チオール基付きのＤＮＡとのα−ケトチオエーテルを完成する方法。
【００６５】
本発明に係るデバイスは、Ａｕ層を水溶液中で上記反応処理を行うことにより製造することができる。なお、上記Ａ〜Ｅにおける、片方にチオール基、他方にカルボキシ基、チオール基、アミノ基、チオイソシアネート基、イソシアネート基、αケトハライド基を有する化合物は、エステルの加水分解、ジスルフィドの還元、アミノ基とホスゲンの反応もしくはアミノ基とビス（トリクロロメチル）カーボネートの反応、ヒドロキシメチルケトンのハロゲン化またはメタンスルホン酸化のような公知の方法によって作製することができる。また、アミノ基付き、チオール基付きのＤＮＡは、公知の方法によって作製することができる。マレイミド基付きのＤＮＡは、アミノ基付きのＤＮＡとＥＭＣＳ：Ｎ−（６−マレイミドカプロイルオキシ）スクシンイミドまたはＨＭＣＳ：Ｎ−（８−マレイミドカプリルオキシ）スクシンイミドとを反応させるような方法によって作製することができる。
【００６６】
なお、上記においては、Ａ〜Ｅの反応を、評価対象捕捉体が評価対象と結合するために使用したが、電極層面に付着させた、カルボキシ基、チオール基、イソシアネート基、αケトハライド基等の基を有する化合物にＡ〜Ｅの反応を適用して評価対象捕捉体を形成する場合に使用することもできる。
【００６７】
このようにして、本発明に係るデバイスにより、評価対象を効率よく評価でき、検出時間を短くできる。なお、電気信号を用いる場合には、評価対象への特別な標識の付与を要しないという利点もある。
【００６８】
本発明に係る上記のデバイスはどのような方法によって作製してもよい。たとえば、半導体加工技術を用いたデバイスの作製法を利用することも可能である。ただし、すでに説明したように、ナノメートルサイズの空間を有するデバイスを製造するには精度が不十分である場合が多く、精度よく製造するには、最先端の装置を用いることから掛かるコストも莫大となる場合が多い。
【００６９】
これに対し、第一の電極層上にナノメートルサイズの層厚の絶縁層と第二の電極層とをこの順に配し、第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、絶縁層に達する穴または溝を形成し、絶縁層に、これらの穴の内の少なくとも二つを互いに連結し、または溝とつながり、第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出した空間を、ウエットエッチングあるいはドライエッチングにより形成する、本発明に係る製造方法は、そのような最先端の装置を使用せずに、精度よく、ナノメートルサイズの空間を有するデバイスを製造することができる。しかも、ウエットエッチングあるいはドライエッチングを採用することにより、第一の電極層上にナノメートルサイズの層厚の絶縁層と第二の電極層とをこの順に配した後に、絶縁層内に、いわゆるアンダーカット構造の空間を容易に作成することができ、穴の径に依存せずに空間の容積を決めることができる。電極層が薄い場合は、エッチングの進行度を外から目視で容易に確認することもできる。
【００７０】
以下、図２〜１０を使用して、本発明に係る製造方法の原理を説明する。まず、図２に示すように、支持基板８上に、第一の電極層２と第二の電極層４とで絶縁層３を挟んだ構造を形成する。
【００７１】
ついで、図３の断面図に示すように、第二の電極層４に、中層の絶縁層３に達する穴５を複数個開ける。図４はその上面図である。あるいは図５の断面図に示すように、第二の電極層４に、中層の絶縁層３に達する溝１２を形成する。図６はその上面図である。
【００７２】
この後、穴または溝から絶縁層を選択的にエッチングすると、図７，８の断面図に示すように、穴５を連結する空間６または溝１２を囲む空間６を作製することができる。図９は図７のデバイスの上面図、図１０は図８のデバイスの上面図である。点線で囲まれた部分は空間（評価部）６である。
【００７３】
上記図７または８において、空間（評価部）６に評価対象捕捉体７を固定して、図１のようになし、第一の電極層と第二の電極層には定電圧あるいは定電流を掛ける。すると、一方の穴から他方の穴に、あるいは、溝の一端から他端に試料液を流すと、評価対象捕捉体７が試料液中の特定の評価対象１１と特異的に結合したときに電気信号の変化が生じるので、これを検出する。
【００７４】
また、電気信号の大きさ、変化の仕方等から評価対象の種類を特定することが可能となる。この方式では溶液を能動的（強制的）に輸送できることから、評価対象の拡散スピードによらず、高速に効率よく、評価対象を評価することが可能である。また、この方式では評価に電気信号を用いているため、評価対象への特別な標識の付与を要しないという利点もある。
【００７５】
なお、本発明に係るウエットエッチングやドライエッチングとしては公知のエッチング方法を採用でき、そのエッチング剤も公知のエッチング剤の中から適宜選択できる。たとえば、絶縁層がＳｉＯ2からなる場合にはＨＦ＋ＮＨ4Ｆウエットエッチングを、ＳｉＮxからなる場合はＨ3ＰＯ4ウエットエッチングを、有機物からなる場合にはＯ2プラズマドライエッチングを好適に使用できる。
【００７６】
しかしながら、上記空間を作製する場合には、第一の電極層と第二の電極層とに関し、少なくとも絶縁層を接する面については、採用するエッチングに耐性を有する材料を使用することが重要である。このようにすれば、第一の電極層と第二の電極層との面を確実に上記空間に露出させることができ、かつ、エッチングをその面で確実に止めることができる。
【００７７】
なお、図１１に示すように、電極層が、非導電体の面上に複数の電極層領域を設けたものである場合には、その非導電体の面も、エッチング耐性の高いものであることが好ましい。
【００７８】
第一の電極層、絶縁層、第二の電極層、絶縁層に達する穴、絶縁層に達する溝、評価部に設けられる評価対象捕捉体に関する、その他の望ましい属性は、本発明に係るデバイスについての属性と同様に考えることができる。
【００７９】
このようにして、本発明に係るデバイスの製造方法により、蛋白質等の評価対象の検出確率が高く、検出時間も短い、ナノメートルサイズの空間を有するデバイスを、迅速、確実、安価に製造できるようになる。
【００８０】
本発明によれば、ナノメートルサイズの空間を絶縁層の膜厚で制御し作製できるため、高価な高分解能の電子ビーム描画装置等を使用する必要がない。また、デバイス上部から容易にアクセスが可能であり、外部への電極の取り出しや、評価対象溶液の注入、信号処理回路へのデバイスの組み込み等が容易である。
【００８１】
本発明を用いたデバイスでは、評価対象への標識を必要とせず、電気信号の大きさ、変化等から、評価対象の有無の確認、量、種類の特定をリアルタイムに行うことが可能となる。また、この方式では、評価対象溶液を能動的にデバイスまで輸送でき、デバイスの検出時間の短縮化、検出の高効率化が可能となる。さらに、評価に電気信号を使用できるため、一般的な蛍光を観察する手法に比べ、大掛かりな光学的な装置が必要なく、装置の小型化、低コスト化が可能となる。
【実施例】
【００８２】
以下、実施例について説明する。
【００８３】
［実施例１］
（蛋白質評価デバイスの製造例）
図１２〜１７は、本発明による蛋白質評価デバイスの製造方法を例示するものである。本実施例ではアビジン蛋白と特異的に結合するビオチンを付着させたＤＮＡを評価デバイスに用いている。
【００８４】
図１２に示すように、Ｓｉよりなる３００μｍ厚の支持基板２０に、Ａｕよりなる１００ｎｍ厚の下部電極層２１を形成し、その上に、ＳｉＯ2よりなる１０ｎｍ厚の絶縁層２２、Ａｕよりなる１０ｎｍ厚の上部電極層２３を積層した構造を作製した。下部電極層２１と上部電極層２２とは真空蒸着法で、絶縁層２２は化学的気相成長法（ＣＶＤ）で作製した。
【００８５】
ついで、図１３に示すように、上部電極層２３に、Ａｒイオンエッチングで、直径５μｍの穴５を開けた。
【００８６】
ついで、図１４に示すように、ＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：１０の組成のエッチング液を導入し、絶縁層２２の領域をウェットエッチングし、上部電極層２３の２つの穴５をエッチング領域２５で繋いだ。このエッチング領域が評価部６に該当する。
【００８７】
ついで、ＳＨあるいはＳＳ末端を持つ一本鎖ＤＮＡ２６をこのエッチング領域２５に導入し、図１５に示すように、自己組織化（Ｓｅｌｆ  Ａｓｓｅｍｂｌｅ）させた。
【００８８】
ついで、図１６に示すように、エッチング領域２５にビオチンを付着させた相補鎖ＤＮＡ２７を導入し、図１７に示すように、一本鎖ＤＮＡ２６に、ビオチンを付着させた相補鎖ＤＮＡ２７を会合させた。このようにして、本発明に係るデバイスを作製した。
【００８９】
なお、本例では、二つの一本鎖ＤＮＡ２６と、一つのビオチンを付着させた相補鎖ＤＮＡ２７により、第一の電極層と第二の電極層との間の接続を実現したが、本発明に係るデバイスでは、必ずしもこのような物理的接続をせず、例えば一つの一本鎖ＤＮＡ２６と一つのビオチンを付着させた相補鎖ＤＮＡ２７とが結合しただけの場合にも、第一の電極層と第二の電極層との間の電気的変化を検出できる場合もある。このようなデバイスも本発明の範疇に属する。
【００９０】
［実施例２］
（蛋白質評価デバイスの使用例）
図１８において、下部電極層２１と上部電極層２３には、予め電圧あるいは電流を印加しておき、上部電極層２１の一方の穴５から他方の穴５へ向けて評価対象１１の溶液を流し込むと、溶液中にアビジン２８が存在する場合は、ビオチンと特異的に結合し、下部電極層２１と上部電極層２３との間に印加した電気信号に変化が起こり、図１７とは異なる信号が得られた。この変化を詳細に観察することにより、検査対象溶液中のアビジンの有無、量、種類の特定がリアルタイムで可能であった。
【００９１】
［実施例３］
上記実施例１では、電圧あるいは電流を印加する下部電極層２１，上部電極層２３の材質として金属を用いているが、不純物をドープした半導体等の導電性のもので、デバイスを付着させることが可能なものであれば、どのようなものでも使用することができる。たとえば、ＢやＰを高濃度（たとえば１０18ｃｍ-3以上）にドーピングしたＳｉを例示できる。
【００９２】
また、絶縁層２２に酸化膜や窒化膜、ノンドープの半導体を用いているが、絶縁性薄膜を形成可能なものであれば、例えばポリイミド等の高分子膜でも何でもよい。ポリイミド膜は、たとえばスピンコーティングにより作製することができる。
【００９３】
さらに、蛋白質評価デバイスの固定に一本鎖ＤＮＡのＳＨあるいはＳＳ末端を用いているが、アミノ基やカルボキシ基を電極面に付着させ、それに一本鎖ＤＮＡを付着させてもよい。
【００９４】
さらに、上記実施例１では、一つのデバイスについて記述しているが、例えば、このデバイスを一次元や二次元に配列させることで、多種類の蛋白質や含有量の異なる蛋白質を含んだ試料の同時検査も可能である。
【００９５】
なお、上記に開示した内容から、下記の付記に示した発明が導き出せる。
【００９６】
（付記１）  第一の電極層上に絶縁層と第二の電極層とをこの順に配したデバイスにおいて、
当該第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、当該絶縁層に達する穴を備え、
当該絶縁層に、当該穴の内の少なくとも二つを互いに連結し、当該第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出したナノメートルサイズの空間を有する
デバイス。
【００９７】
（付記２）  第一の電極層上に絶縁層と第二の電極層とをこの順に配したデバイスにおいて、
当該第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、当該絶縁層に達する溝を備え、
当該絶縁層に、当該溝とつながり、当該第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出したナノメートルサイズの空間を有する
デバイス。
【００９８】
（付記３）  前記穴が、１０ｎｍ〜１０ｍｍの範囲の直径の円形、一辺が１０ｎｍ〜１０ｍｍの範囲の方形またはその組み合わせの断面を有する、付記１に記載のデバイス。
【００９９】
（付記４）  前記溝の幅が１０ｎｍ〜１０ｍｍの範囲にある、付記２に記載のデバイス。
【０１００】
（付記５）  前記絶縁層の層厚が１〜２００ｎｍの範囲にある、付記１〜４のいずれかに記載のデバイス。
【０１０１】
（付記６）  前記絶縁層の層厚が１〜５０ｎｍの範囲にある、付記１〜４のいずれかに記載のデバイス。
【０１０２】
（付記７）  前記第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、金属、合金および不純物をドープした半導体からなる群から選ばれた材料を使用した、付記１〜６のいずれかに記載のデバイス。
【０１０３】
（付記８）  前記第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方が、複数の電極層領域からなるものである、付記１〜７のいずれかに記載のデバイス。
【０１０４】
（付記９）  前記絶縁層に、酸化物、窒化物および有機物からなる群から選ばれた少なくとも一つの材料を使用した、付記１〜８のいずれかに記載のデバイス。
【０１０５】
（付記１０）  前記第一の電極層と第二の電極層と絶縁層との内の少なくともいずれか一つが単分子成長によって作製した膜よりなる、付記１〜９のいずれかに記載のデバイス。
【０１０６】
（付記１１）  前記ナノメートルサイズの空間に、評価対象と特異的に結合し、第一の電極層と第二の電極層との間に通電することにより、評価対象の評価を可能とする評価対象捕捉体を備えた、付記１〜１０のいずれかに記載のデバイス。
【０１０７】
（付記１２）  評価対象が、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれた少なくとも一つの物質である、付記１１に記載のデバイス。
【０１０８】
（付記１３）  前記評価対象捕捉体が、前記絶縁層の空間に露出した第一の電極層または第二の電極層またはその両方に、−Ｓ−結合や−ＳＳ−結合を介して結合している、付記１１または１２に記載のデバイス。
【０１０９】
（付記１４）  前記評価対象捕捉体が、カルボキシ基、チオール基、イソシアネート基、αケトハライド基からなる群から選ばれた少なくとも１種の基を有する、付記１１〜１３のいずれかに記載のデバイス。
【０１１０】
（付記１５）  前記評価対象捕捉体が、下記Ａ〜Ｅのいずれかの反応により、前記評価対象と結合することができるものである、付記１１〜１４のいずれかに記載のデバイス。
【０１１１】
Ａ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、イミダゾール結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０１１２】
Ｂ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０１１３】
Ｃ．チオール基とマレイミド基との反応。
【０１１４】
Ｄ．イソシアネート基とアミノ基との反応。
【０１１５】
Ｅ．αケトハライド基とアミノ基またはチオール基との反応。
【０１１６】
（付記１６）  第一の電極層上にナノメートルサイズの層厚の絶縁層と第二の電極層とをこの順に配し、
当該第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、当該絶縁層に達する穴を形成し、
当該絶縁層に、当該穴の内の少なくとも二つを互いに連結し、当該第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出した空間を、ウエットエッチングあるいはドライエッチングにより形成する
デバイスの製造方法。
【０１１７】
（付記１７）  前記第一の電極層と第二の電極層とが絶縁層と接する面について、前記エッチングに耐性を有する材料を使用する、付記１６に記載のデバイスの製造方法。
【０１１８】
（付記１８）  第一の電極層上にナノメートルサイズの層厚の絶縁層と第二の電極層とをこの順に配し、
当該第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、当該絶縁層に達する溝を形成し、
当該絶縁層に、当該溝とつながり、当該第一の電極層の面と第二の電極層の面とが露出した空間を、ウエットエッチングあるいはドライエッチングにより形成する
デバイスの製造方法。
【０１１９】
（付記１９）  前記第一の電極層と第二の電極層とが絶縁層と接する面について、前記エッチングに耐性を有する材料を使用する、付記１８に記載のデバイスの製造方法。
【０１２０】
（付記２０）  前記穴が、１０ｎｍ〜１０ｍｍの範囲の直径の円形、一辺が１０ｎｍ〜１０ｍｍの範囲の方形またはその組み合わせの断面を有するようにする、付記１６または１７に記載のデバイスの製造方法。
【０１２１】
（付記２１）  前記溝の幅が１０ｎｍ〜１０ｍｍの範囲にあるようにする、付記１８または１９に記載のデバイスの製造方法。
【０１２２】
（付記２２）  前記絶縁層の層厚が１〜２００ｎｍの範囲にあるようにする、付記１６〜２１のいずれかに記載のデバイスの製造方法。
【０１２３】
（付記２３）  前記絶縁層の層厚が１〜５０ｎｍの範囲にあるようにする、付記１６〜２１のいずれかに記載のデバイスの製造方法。
【０１２４】
（付記２４）  前記第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方に、金属、合金および不純物をドープした半導体からなる群から選ばれた材料を使用する、付記１６〜２３のいずれかに記載のデバイスの製造方法。
【０１２５】
（付記２５）  前記第一の電極層と第二の電極層との少なくともいずれか一方を、複数の電極層領域から形成する、付記１６〜２４のいずれかに記載のデバイスの製造方法。
【０１２６】
（付記２６）  前記絶縁層に、酸化物、窒化物、ノンドープの半導体および有機物からなる群から選ばれた少なくとも一つの材料を使用する、付記１６〜２５のいずれかに記載のデバイスの製造方法。
【０１２７】
（付記２７）  前記第一の電極層と第二の電極層と絶縁層との内の少なくともいずれか一つを単分子成長によって作製する、付記１６〜２６のいずれかに記載のデバイスの製造方法。
【０１２８】
（付記２８）  前記空間に、評価対象と特異的に結合し、第一の電極層と第二の電極層との間に通電することにより、評価対象の評価を可能とする評価対象捕捉体を配する、付記１６〜２７のいずれかに記載のデバイスの製造方法。
【０１２９】
（付記２９）  前記評価対象捕捉体を、前記絶縁層の空間に露出した第一の電極層または第二の電極層またはその両方に、−Ｓ−結合や−ＳＳ−結合を介して結合させる、付記２８に記載のデバイスの製造方法。
【０１３０】
（付記３０）  前記評価対象捕捉体が、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれた少なくとも一つの物質よりなる評価対象と特異的に結合し得るものである、付記２８または２９に記載のデバイスの製造方法。
【０１３１】
（付記３１）  前記評価対象捕捉体が、カルボキシ基、チオール基、イソシアネート基、αケトハライド基からなる群から選ばれた少なくとも１種の基を有する、付記２８〜３０のいずれかに記載のデバイスの製造方法。
【０１３２】
（付記３２）  前記評価対象捕捉体が、下記Ａ〜Ｅのいずれかの反応により、前記評価対象と結合することができるものである、付記２８〜３１のいずれかに記載のデバイスの製造方法。
【０１３３】
Ａ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、イミダゾール結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０１３４】
Ｂ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０１３５】
Ｃ．チオール基とマレイミド基との反応。
【０１３６】
Ｄ．イソシアネート基とアミノ基との反応。
【０１３７】
Ｅ．αケトハライド基とアミノ基またはチオール基との反応。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、ナノメートルサイズの空間を有するデバイス、特に、バイオチップＤＮＡチップ、蛋白質評価デバイスの分野で有用性が高い。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明を説明するためのデバイスの模式的側断面図である。
【図２】本発明に係る製造方法の原理を説明する模式図である。
【図３】本発明に係る製造方法の原理を説明する他の模式図である。
【図４】本発明に係る製造方法の原理を説明する他の模式図である。
【図５】本発明に係る製造方法の原理を説明する他の模式図である。
【図６】本発明に係る製造方法の原理を説明する他の模式図である。
【図７】本発明に係る製造方法の原理を説明する他の模式図である。
【図８】本発明に係る製造方法の原理を説明する他の模式図である。
【図９】本発明に係る製造方法の原理を説明する他の模式図である。
【図１０】本発明に係る製造方法の原理を説明する他の模式図である。
【図１１】非導電体である支持基板上に、複数の電極層領域を設けたものの例を示す模式的断面図である。
【図１２】本発明によるデバイスの製造方法を例示する模式図である。
【図１３】本発明によるデバイスの製造方法を例示する他の模式図である。
【図１４】本発明によるデバイスの製造方法を例示する他の模式図である。
【図１５】本発明によるデバイスの製造方法を例示する他の模式図である。
【図１６】本発明によるデバイスの製造方法を例示する他の模式図である。
【図１７】本発明によるデバイスの製造方法を例示する他の模式図である。
【図１８】本発明によるデバイスの使用法を例示する模式図である。
【図１９】デバイスの使用法を例示する模式図である。
【図２０】本発明に係るデバイスで、穴の代わりに溝を設けた場合の評価対象の流れを模式的に示す側断面図である。
【図２１】本発明に係るデバイスで、穴の代わりに溝を設けた場合の評価対象の流れを模式的に示す平面図（上面図）である。
【図２２】評価対象捕捉部と評価対象との結合のために使用する反応経路を示す図である。
【図２３】評価対象捕捉部と評価対象との結合のために使用する反応経路を示す他の図である。
【図２４】評価対象捕捉部と評価対象との結合のために使用する反応経路を示す他の図である。
【図２５】評価対象捕捉部と評価対象との結合のために使用する反応経路を示す他の図である。
【図２６】評価対象捕捉部と評価対象との結合のために使用する反応経路を示す他の図である。
【図２７】評価対象捕捉部と評価対象との結合のために使用する反応経路を示す他の図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１    デバイス
２    第一の電極層
３    絶縁層
４    第二の電極層
５    穴
６    空間（評価部）
７    評価対象捕捉体
８    支持基板
９    電極層領域
１０  電気信号
１１  評価対象
１２  溝
２０  Ｓｉ支持基板
２１  Ａｕ下部電極層
２２  ＳｉＯ2絶縁層
２３  Ａｕ上部電極層
２５  エッチング領域
２６  ＳＨあるいはＳＳ末端を持つ一本鎖ＤＮＡ
２７  ビオチンを付着させた相補鎖ＤＮＡ
２８  アビジン
【図１】
2005091246.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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【図１４】
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【図１５】
2005091246.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2005091246.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2005091246.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
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