(57)【要約】  フッ素含有ハイパーブランチポリマーを含むクラッド層、並びにフッ素非含有トリアジン系ハイパーブランチポリマーおよびレーザー色素を含むコア層からなるマイクロディスク構造体を備えるバイオセンサにより、色素がドープされた有機マイクロディスク構造体を用いたバイオセンサを提供できる。
2018056324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素含有ハイパーブランチポリマーを含むクラッド層、並びにフッ素非含有トリアジン系ハイパーブランチポリマーおよびレーザー色素を含むコア層からなるマイクロディスク構造体を備えることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項２】
前記レーザー色素が、ローダミン色素である請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項３】
請求項１または２記載のバイオセンサを用いた被検出物の検出方法であって、
前記有機マイクロディスク構造体の前記コア層に前記被検出物を吸着させる工程と、
前記被検出物が吸着した有機マイクロディスク構造体に前記コア層側から励起用レーザーを照射する工程と、
前記励起用レーザーによって励起された前記有機マイクロディスク構造体から放出されるレーザー発振光を、励起光を遮断するフィルターを通して励起光を取り除いた後、分光器で測定する工程とを含むことを特徴とする検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオセンサに関し、さらに詳述すると、有機マイクロディスク構造体を用いたバイオセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロディスク構造体に代表されるマイクロキャビティーは、界面で全反射を繰り返すことにより高効率で光を閉じ込めることができ、物質と光の高い相互作用を引き出すことが可能である。このため、超低しきい値で発振できる微小レーザーや光信号処理、集積光学回路、バイオセンサ等の高感度センサなどへの応用が期待されている。
マイクロディスクを形成する材料として、有機物は無機物と比較して、様々な色素をドープすることができる、低コストである、成型加工が容易などの利点がある。【０００３】
しかしながら、一般的に、有機マイクロディスク構造体は、フォトリソグラフィ法などの加熱を要する手法によって主に作製されることから（非特許文献１〜３参照）、たんぱく質等の検出分析のための色素が直接ドープされた有機マイクロディスクバイオセンサを開発することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０３９２５９号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】OPTICS EXPRESS, Vol. 19, No.12, pp.11451 (2011)
【非特許文献２】Applied Physics Letters 97, 063304 (2010)
【非特許文献３】OPTICS EXPRESS, Vol.19, No.10, pp.10009 (2011)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、色素がドープされた有機マイクロディスク構造体を用いたバイオセンサ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】
【０００７】
本発明者らは、インクジェット法によって製造される、所定のフッ素含有ハイパーブランチポリマーおよび高屈折率を示すトリアジン系ハイパーブランチポリマーとレーザー色素とを用いた有機マイクロディスク構造体が、低しきい値でレーザー発振できることを既に報告している（特許文献１参照）。
この知見をもとに、本発明者らはさらに鋭意検討を重ねた結果、当該有機マイクロディスク構造体の表面にたんぱく質等が吸着した場合に、発振光のスペクトルがシフトすることから、当該有機マイクロディスク構造体がバイオセンサとして好適に利用できることを見出し、本発明を完成した。【０００８】
すなわち、本発明は、
１．  フッ素含有ハイパーブランチポリマーを含むクラッド層、並びにフッ素非含有トリアジン系ハイパーブランチポリマーおよびレーザー色素を含むコア層からなるマイクロディスク構造体を備えることを特徴とするバイオセンサ、
２．  前記レーザー色素が、ローダミン色素である１のバイオセンサ、
３．  １または２のバイオセンサを用いた被検出物の検出方法であって、前記有機マイクロディスク構造体の前記コア層に前記被検出物を吸着させる工程と、前記被検出物が吸着した有機マイクロディスク構造体に前記コア層側から励起用レーザーを照射する工程と、前記励起用レーザーによって励起された前記有機マイクロディスク構造体から放出されるレーザー発振光を、励起光を遮断するフィルターを通して励起光を取り除いた後、分光器で測定する工程とを含むことを特徴とする検出方法
を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のバイオセンサに用いる有機マイクロディスク構造体は、レーザー発振光のスペクトルが、その表面にたんぱく質等が吸着することでシフトすることから、それを観測、測定することで、たんぱく質等の生体分子の吸着を効率的に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のバイオセンサを構成するマイクロディスク表面とアルブミンとの吸着におけるスペクトルシフトの経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係るバイオセンサは、フッ素含有ハイパーブランチポリマー（以下、ハイパーブランチポリマーをＨＢＰという）を含むクラッド層、並びにフッ素非含有トリアジン系ＨＢＰおよびレーザー色素を含むコア層からなるマイクロディスク構造体を備える。
【００１２】
クラッド層を構成するフッ素含有ＨＢＰとしては、フッ素原子を含有するＨＢＰであれば特に限定されるものではないが、非トリアジン系のＨＢＰが好ましく、アクリル系ＨＢＰがより好ましい。
特に、国際公開第２０１０／１３７７２４号に開示されるアクリル系含フッ素ＨＢＰが好適であり、中でも、分子内に２個以上の（メタ）アクリル基を有するモノマーと、分子内にフルオロアルキル基および少なくとも１個の（メタ）アクリル基を有するモノマーとを、モノマー総モルに対して５〜２００モル％の重合開始剤の存在下、有機溶媒中で溶液重合させて得られるアクリル系ＨＢＰが好ましい。
【００１３】
本発明において、フッ素含有ＨＢＰの屈折率は、コア層に用いられるトリアジン系ＨＢＰよりも低ければよいが、本発明では１．５以下が好ましい。
フッ素含有ＨＢＰの重量平均分子量としては、特に限定されるものではないが、本発明では、１，０００〜２００，０００が好ましく、２，０００〜１００，０００がより好ましく、５，０００〜６０，０００がより一層好ましい。
なお、本発明における重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（以下、ＧＰＣという）分析による標準ポリスチレン換算で得られる平均分子量である（以下同様）。
【００１４】
分子内に２個以上の（メタ）アクリル基を有するモノマーの具体例としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、アルコキシチタントリ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、２−メチル−１，８−オクタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１０−デカンジオールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、ジオキサングリコールジ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−１−アクリロイルオキシ−３−メタクリロイルオキシプロパン、２−ヒドロキシ−１，３−ジ（メタ）アクリロイルオキシプロパン、９，９−ビス［４−（２−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン、ウンデシレノキシエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビス［４−（メタ）アクリロイルチオフェニル］スルフィド、ビス［２−（メタ）アクリロイルチオエチル］スルフィド、１，３−アダマンタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，３−アダマンタンジメタノールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（分子量３００）ジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（分子量５００）ジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００１５】
分子内にフルオロアルキル基および少なくとも１個の（メタ）アクリル基を有するモノマーの具体例としては、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２−（パーフルオロブチル）エチル（メタ）アクリレート、２−（パーフルオロヘキシル）エチル（メタ）アクリレート、２−（パーフルオロオクチル）エチル（メタ）アクリレート、２−（パーフルオロデシル）エチル（メタ）アクリレート、２−（パーフルオロ−３−メチルブチル）エチル（メタ）アクリレート、２−（パーフルオロ−５−メチルヘキシル）エチル（メタ）アクリレート、２−（パーフルオロ−７−メチルオクチル）エチル（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オクタフルオロペンチル（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチル（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフルオロノニル（メタ）アクリレート、１Ｈ−１−（トリフオロメチル）トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−ヘキサフルオロブチル（メタ）アクリレート、３−パーフルオロブチル−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−パーフルオロヘキシル−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−パーフルオロオクチル−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−（パーフルオロ−３−メチルブチル）−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−（パーフルオロ−５−メチルヘキシル）−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−（パーフルオロ−７−メチルオクチル）−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００１６】
重合開始剤としては、アゾ系重合開始剤が好適であり、その具体例としては、２，２'−アゾビスイソブチロニトリル、２，２'−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２'−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、１，１'−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボニトリル）、２，２'−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２−（カルバモイルアゾ）イソブチロニトリル、２，２'−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル］プロピオンアミド｝、２，２'−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［２−（１−ヒドロキシブチル）］プロピオンアミド｝、２，２'−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］、２，２'−アゾビス［Ｎ−（２−プロペニル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２'−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２'−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２'−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリド、２，２'−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジスルフェートジヒドレート、２，２'−アゾビス[２−［１−（２−ヒドロキシエチル）−２−イミダゾリン−２−イル］プロパン]ジヒドロクロリド、２，２'−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］、２，２'−アゾビス（１−イミノ−１−ピロリジノ−２−メチルプロパン）ジヒドロクロリド、２，２'−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）ジヒドロクロリド、２，２'−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチルプロピオンアミジン］テトラヒドレート等、２，２'−アゾビスイソ酪酸ジメチル、４，４'−アゾビス−４−シアノバレリン酸、２，２'−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、１，１'−アゾビス（１−アセトキシ−１−フェニルエタン）、ジメチル１，１'−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）、４，４'−アゾビス（４−シアノペンタン酸）、４，４'−アゾビス（４−シアノペンタン酸−２−（パーフルオロメチル）エチル）、４，４'−アゾビス（４−シアノペンタン酸−２−（パーフルオロブチル）エチル）、４，４'−アゾビス（４−シアノペンタン酸−２−（パーフルオロヘキシル）エチル）等が挙げられるが、２，２'−アゾビスイソ酪酸ジメチル、２，２'−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）が好適である。
【００１７】
重合に用いられる有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素系溶媒；ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ミネラルスピリット、シクロヘキサン等の脂肪族または脂環式炭化水素系溶媒；塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、メチレンジクロライド、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、オルトジクロロベンゼン等のハロゲン系炭化水素系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系またはエステルエーテル系溶媒；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−ｎ−ブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒；メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、２−エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール系溶媒；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の複素環式化合物系溶媒が挙げられ、これらは単独で用いても、２種以上組み合わせて用いてもよい。
重合反応の温度は好ましくは５０〜２００℃、さらに好ましくは７０〜１５０℃である。
【００１８】
一方、コア層を構成するフッ素非含有トリアジン系ＨＢＰとしては、国際公開第２０１０／１２８６６１号に開示される、高屈折率のトリアジン環含有ＨＢＰが好適であり、中でも高屈折率であることから、下記式で示される繰り返し単位構造を有するＨＢＰが好ましい。
【００１９】
【化１】
2018056324.tif 000003
【００２０】
式中、上記Ａｒは、下記式で示されるいずれかの基を示す。
【００２１】
【化２】
2018056324.tif 000004
【００２２】
特に、高屈折率と有機溶媒に対する溶解性とのバランスを考慮すると、Ａｒ基としては、下記式で示されるものがより好ましい。
【００２３】
【化３】
2018056324.tif 000005
【００２４】
トリアジン系ＨＢＰの屈折率は、センサの感度を考慮すると、１．６５〜１．９０程度が好ましく、１．６５〜１．８０がより好ましい。
トリアジン系ＨＢＰの重量平均分子量は、５００〜５００，０００が好ましく、より溶解性を高め、第２のインクの粘度を低下させるという点から、５０，０００以下が好ましく、３０，０００以下がより好ましく、１０，０００以下がより一層好ましい。
本発明で用いるトリアジン系ＨＢＰは、国際公開第２０１０／１２８６６１号記載の方法で製造することができ、例えば、Ａｒ基としてｍ−フェニレン基を有するトリアジン系ＨＢＰは、ハロゲン化シアヌルおよびｍ−フェニレンジアミンを適当な有機溶媒中で反応させて得ることができる。
この際、有機溶媒としては、上記と同様のものが挙げられる。
【００２５】
コア層に含まれるレーザー色素としては、特に限定されるものではなく、従来公知の色素から適宜選択して用いればよい。
その具体例としては、アントラセン誘導体，テトラセン誘導体，ピレン誘導体，ルブレン誘導体，デカシクレン誘導体，ペリレン誘導体等の炭素縮合環系色素、キサンテン系色素、シアニン系色素、クマリン系色素、キナクリドン系色素、スクアリウム系色素、スチリル系色素、フェノキサゾン系色素、金属または無金属のフタロシアニン、ベンジジン、イリジウム錯体、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅまたは希土類金属からなる中心金属および配位子から構成される金属錯体などが挙げられるが、これらの中でも有機色素が好ましく、特に、本発明のバイオセンサにおいては、キサンテン系色素がより好ましく、ローダミン色素がより一層好ましい。
【００２６】
ローダミン色素は、市販品として入手可能であり、市販品としては、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン１９、ローダミン１０１、ローダミン１１０、ローダミン１２３等が挙げられる。
【００２７】
本発明で用いる有機マイクロディスク構造体は、特許文献１に記載されているように、フッ素含有ＨＢＰを含む第１のインクをインクジェット法によって基板上に印刷してクラッド層を形成し、フッ素非含有トリアジン系ＨＢＰおよびレーザー色素を含む第２のインクをインクジェット法によってクラッド層上に印刷してコア層を形成した後、フッ素含有ＨＢＰのみを溶かす溶媒を用いてクラッド層をエッチングして製造することができる。
【００２８】
第１のインク調製に用いられる有機溶媒としては、フッ素含有ＨＢＰの溶解能を有するものが好適であり、このような有機溶媒としては、上記重合溶媒として例示したものが挙げられるが、特に、１，４−ジオキサン等のエーテル系溶媒が好適である。
第１のインク中における、フッ素含有ＨＢＰの濃度は、インクジェット塗布による厚膜化を図るという点から、５〜２０質量％が好ましく、７〜１５質量％がより好ましい。
また、第１のインクの粘度は、インクジェット塗布可能な粘度であれば特に限定されるものではないが、上記フッ素含有ＨＢＰの濃度において、２５℃で１〜３０ｍＰａ・ｓが好ましく、３〜２０ｍＰａ・ｓがより好ましい。
また、第１のインクにより作製されるクラッド層はコア層が作製される基礎土台となるため、表面の平坦性を向上させるためにも、低粘度(〜２０ｍＰａ・ｓ）が好ましい。
【００２９】
第１のインクを用いてクラッド層を形成する基板としては、第１のインクに含まれる溶媒や、後のエッチング工程で使用するエッチャントに対する耐性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ガラス基板、石英基板、ＩＴＯ基板、ＩＺＯ基板、金属やその酸化物からなる基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂基板などを用いることができるが、本発明では、ＰＥＴ等の樹脂基板が好適である。
【００３０】
第１のインクを基板上にインクジェット印刷する際のスポット径は、使用するインクジェットノズル径によっても変動するものであるため一概には規定できないが、本発明では、１００〜５００μｍ程度であり、１５０〜３５０μｍ程度が好ましく、２２０〜３２０μｍ程度がより好ましい。
クラッド層形成時のインクジェット印刷の回数は、１回でも複数回でもよいが、十分な厚さとコア層を包括し得る面積かつ平面を有するクラッド層を形成するためには、２〜１０回、好ましくは３〜７回の印刷を繰り返して積層することが好ましい。
なお、クラッド層の厚みは特に限定されるものではないが、通常、０．５〜３μｍ程度である。
【００３１】
一方、第２のインク調製に用いられる有機溶媒としては、トリアジン系ＨＢＰの溶解能を有するものが好適であり、このような有機溶媒としては、上記重合溶媒として例示したものが挙げられるが、特に、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒が好適である。
第２のインク中における、トリアジン系ＨＢＰの濃度は、インクジェット塗布による厚膜化を図るという点から、５〜２０質量％が好ましく、７〜１５質量％がより好ましい。
また、第２のインクの粘度は、インクジェット塗布可能な粘度であれば特に限定されるものではないが、上記トリアジン系ＨＢＰの濃度において、２５℃で１〜３０ｍＰａ・ｓが好ましく、３〜２０ｍＰａ・ｓがより好ましい。
さらに、低しきい値レーザー発振に必要なディスク表面の平坦性を向上させるためにも、低粘度（〜２０ｍＰａ・ｓ）が好ましい。
【００３２】
第２のインク中における色素の濃度は、特に限定されるものではないが、インク中に０．１〜１０ｍＭ程度が好ましく、４〜１０ｍＭ程度がより好ましい。
【００３３】
第２のインクをクラッド層上にインクジェット印刷する際のスポット径は、使用するインクジェットノズル径によっても変動するものであるため一概には規定できないが、クラッド層よりも小さいことが好ましいことから、本発明では、１０μｍ〜２００μｍ程度であり、５０〜１５０μｍ程度が好ましく、５０〜１２０μｍ程度がより好ましい。
コア層形成時のインクジェット印刷の回数は、１回でも複数回でもよいが、本発明の第２のインクを用いた場合、１回の印刷で十分な厚みのコア層を形成できる。
なお、コア層の厚みは特に限定されるものではないが、通常、０．５〜３μｍ程度である。
【００３４】
以上のようにしてインクジェット印刷により、クラッド層とコア層との積層体を製造した後、フッ素含有ＨＢＰのみを溶かす溶媒を用いてクラッド層をエッチングし、所望の形状の有機マイクロディスク構造体を製造する。
エッチング工程で用いられる溶媒（エッチャント）としては、フッ素含有ＨＢＰのみを溶かす溶媒であれば特に限定されるものではないが、１，４−ジオキサン等のエーテル系溶媒を用いることが好ましい。
【００３５】
エッチング回数は、特に限定されるものではないが、通常、０．１〜１μＬ、好ましくは０．１〜０．５μＬの溶媒を用いて０．１〜１０秒間、好ましくは０．５〜２秒間のエッチングを１〜５回程度行えばよい。
溶媒の除去は、洗浄や吸引等の適宜な手法を用いればよい。
【００３６】
本発明で用いる有機マイクロディスク構造体では、コア層の表面に被検出物が吸着すると、有機マイクロディスク構造体から放出されるレーザー発振光のスペクトルがシフトし、それを観測、測定することで、被検出物の吸着を検出することができる。
また、上記コア層の表面に、直接またはアルブミン等のその他のたんぱく質などを介して抗体を吸着させ、抗原抗体反応によって抗原がコア層表面上の抗体に結合した場合においても、有機マイクロディスク構造体から放出されるレーザー発振光のスペクトルがシフトし、それを観測、測定することで、被検出物（抗原）を検出することができる。
【００３７】
被検出物の検出にあたっては、上記有機マイクロディスク構造体と、励起用レーザーと、光学顕微鏡とを組み合わせた顕微分光システムを用いることが好ましい。
励起用レーザーとしては、特に限定されるものではないが、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、Ｅｒ：ＹＡＧレーザー等の固体レーザーが好ましい。
励起されたマイクロディスクから放出されるレーザー発振光は、励起光を遮断するフィルターを通して励起光を取り除いた後、光学顕微鏡を用いて光ファイバー結合型分光器等の分光器に集光させ、そのスペクトルを分析することが好ましい。
【実施例】
【００３８】
以下、製造例および実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、使用した装置は以下のとおりである。
［１］インクジェット印刷
装置：インクジェットヘッド（マイクロジェット社製、ＩＪＫ−２００Ｓ）、高精度卓上ロボット（武蔵エンジニアリング社製、ＳＨＯＴｍｉｎｉ  ＳＬ）、ピエゾドライバー（ハンテック社製、ＭＣ６）、圧力ドライバー（ＳＭＣ社製、ＣＮ０３）による複合装置
インクジェット印刷プロセスは室温（２５℃）、大気圧下で行った。
クラッド層およびコア層の印刷中、基板とインクジェットノズルの間隔は〜１ｍｍに維持した。
インクジェットヘッドの移動速は、空気乱流による吐出インクの乱れを抑えるため２ｍｍ／ｓの低速に設定した。【００３９】
［製造例１］第１のインクの製造
国際公開第２０１０／１３７７２４号の実施例１と同様の手順により、エチレングリコールジメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オクタフルオロペンチルメタクリレートおよび２，２′−アゾビスイソ酪酸メチルから製造したフッ素含有アクリル系ＨＢＰを、１，４−ジオキサンに溶かし、１０質量％の第１のインクを製造した。【００４０】
［製造例２］第２のインクの製造
国際公開第２０１０／１２８６６１号の実施例９８と同様の手順により、ｍ−フェニレンジアミン、２，４，６−トリクロロ−１，３，５−トリアジンおよびアニリンから製造したトリアジン系ＨＢＰおよびレーザー色素ローダミン６Ｇ（エキシトン社製）をシクロヘキサノンに溶かし、ポリマー１０質量％、色素５ｍＭの第２のインクを製造した。【００４１】
［製造例３］マイクロディスク構造体の作製
国際公開第２０１６／０３９２５９号記載の方法に順次、下記の手法によってマイクロディスク構造体を作製した。
（１）クラッド層形成工程
７０μｍ径インクジェットノズルを用い、製造例１で得られた第１のインクをＰＥＴ基板上に２０ショット吐出積層して印刷し、クラッド層を形成した。
（２）コア層形成工程
次に、５０μｍ径インクジェットノズルを用い、製造例２で調製した第２のインクを、先に形成したクラッド層上の中央に１ショット吐出して印刷し、径１００μｍのコア層を形成し、クラッド層およびコア層の積層体を作製した。
（３）エッチング工程
エッチャントとして１，４−ジオキサンを用い、１つの積層体に対し、一回のエッチングで０．２μＬのエッチャントを投入して１秒間エッチングを行った後、積層体の側面方向からクリーンペーパーで吸引してエッチャントを除去する工程を二回繰り返し、マイクロディスク構造体を得た。エッチング工程は、室温（２５℃）、大気圧下、顕微鏡（ＮＩＫＯＮ社製、ＥＣＬＩＰＳＥ  ＴＥ２０００−Ｕ製）で確認しながら手動で行った。
なお、作製された有機マイクロディスク構造体にはレーザー発振をさせるためにレーザー色素ローダミン６Ｇが６２ｍＭ添加された。また、whispering-gallery mode（ＷＧＭ）という櫛状の特有の光導波モードでレーザー発振するようマイクロディスクのエッジ周辺での厚さは１μｍ程度とした。【００４２】
［実施例１］
上記製造例３で作製したマイクロディスクを用い、アルブミンの吸着特性評価を行った。
本実施例に係る測定構成は、励起用レーザーと光学顕微鏡を組み合わせた顕微分光システムからなる。
励起用レーザーには、Ｑスイッチパルス駆動Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（PNG-002025-040, Nanolase Corp.）の第二次高調波を用いた。波長とパルスの繰り返し周波数は、それぞれ５３２ｎｍと１０Ｈｚとした。励起パルスのエネルギーは５．１μＪに設定した。
その励起レーザーパルスは、平凸レンズ（ｆ＝２０ｍｍ）を経て、マイクロディスク全体が均一に励起されるように直径３００μｍの大きさで集光させた。
励起されたマイクロディスクから放出されるレーザー発振光は、波長５３２ｎｍを遮断するフィルターを通して励起光を取り除いた後、光学顕微鏡（ＮＩＫＯＮ社製、ECLIPSE TE2000-U，４００倍）によって光ファイバー結合型分光器（MS7504，波長分解能＞０．０４ｎｍ，Solar TII社製）の光ファイバー入力端面に集光させた。
マイクロディスクから放出されるレーザー発振光の量は極めて小さいため、分光器の積算時間は３０秒に設定した。これは３００パルス分のレーザー発振光の積算に相当する。【００４３】
アルブミンの吸着特性評価は、マイクロディスクの外側の屈折率環境の変化によるＷＧＭのスペクトルシフトを測定することで行った。
屈折率環境は、水を基準としてある時間においてアルブミン溶液環境の変化を捉えるために、（１）純水、（２）アルブミン水溶液（２０ｍｇ／ｍＬ）、（３）純水、の順序で変化を与え、波長約６０３ｎｍ（Ｍｏｄｅ＃６０３）、約６０４ｎｍ（Ｍｏｄｅ＃６０４）、約６０５ｎｍ（Ｍｏｄｅ＃６０５）の３つのピークについて、スペクトルシフトの経時変化を測定した。結果を図１に示す。
図１に示されるように、（１）〜（３）のすべての過程において、全体的に短波長側へシフトしているが、これはレーザー発振に伴う色素の劣化による利得の減少により起こっている。（１）の純水環境においては色素の劣化に伴う線形的なスペクトルシフトが確認できる。ここで、（２）のアルブミン水溶液の環境に変えるとわずかにスペクトルシフト量が減少して線形から外れることがわかる。これは、色素の劣化に伴う線形的なスペクトルシフトに、アルブミン吸着による逆向きの長波長側へのスペクトルシフトが合わさった結果である。そして、（３）のように再度純水環境に戻すとアルブミン吸着によるスペクトルシフトが収まり、最初の純水環境と同じスペクトルシフト量を示すようになる。そしてこのとき、（１）の純水環境における直線上より発振波長が上回っている。これはアルブミンが安定して定量的に吸着していることを示す。
このように、本発明の有機マイクロディスク構造体を用いたバイオセンサによって、アルブミン等のたんぱく質の吸着を効率的に測定できることがわかる。
【図１】
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【国際調査報告】
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