(57)【要約】【課題】穴パタンの穴の大きさを任意に変化させることによって、細胞をばらまく時及び回収する時は細胞が穴から出入り易く、洗浄時や抗原刺激時は穴から出にくい機構、構造を有する新たな細胞用等の用途に有用なチップを提供すること。【解決手段】温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有するチップ。温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有するチップの製造方法。架橋可能な温度応答性高分子を含有する組成物、架橋可能な温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子および架橋剤を含む組成物を基板表面に塗布して塗膜を形成し、前記塗膜を架橋させて、前記架橋生成物を生成し、かつ前記架橋生成物の塗膜に穴パタンを形成する工程を含む。【選択図】図6【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有するチップ。
【請求項２】
前記温度応答性高分子の架橋生成物が、温度応答性高分子間の架橋生成物または架橋剤を介しての架橋生成物である請求項１に記載のチップ。
【請求項３】
前記温度応答性高分子の架橋生成物は、一般式（１）で示される繰り返し単位を持ち、かつ重量平均分子量が５００〜５，０００，０００であるＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド共重合体と架橋剤との架橋生成物
【化１】
2007040118.tif 000006
（一般式（１）において、Ｒ1及びＲ2は、同一または異なっても良く、水素原子または炭素数１から４のアルキル基を表し、Ｒ3は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ4は、前記架橋剤と架橋可能な官能基を有する炭化水素構造を表す。ｘ及びｙは、それぞれｘ＋ｙ＝１、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１を満たす任意の数である。）
である請求項１または２に記載のチップ。
【請求項４】
穴パタンを有する膜の厚みは、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲である請求項１〜３のいずれか１項に記載のチップ。
【請求項５】
穴パタンの穴の大きさは、内接する円の直径が１０ｎｍ〜１０００μｍの範囲である請求項１〜４のいずれか１項に記載のチップ。
【請求項６】
穴パタンの穴の深さが、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲である請求項１〜５のいずれか１項に記載のチップ。
【請求項７】
穴パタンの穴は、１ｃｍ2当たり１個〜１，０００，０００，０００個である請求項１〜６のいずれか１項に記載のチップ。
【請求項８】
基板は、膜を有する表面の、膜が有する少なくとも一部の穴の下部に相当する部分に凹部を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載のチップ。
【請求項９】
穴パタンの穴は、その中の基板表面上に、膜とは独立した前記温度応答性高分子の架橋生成物で形成されたドットを有する請求項１〜８のいずれか１項に記載のチップ。
【請求項１０】
膜温度の一部分、または全体を変化させることにより、膜の一部分、または全体を膨潤または収縮させて、穴パタンの穴の大きさを任意に変化させることができる請求項１〜９のいずれか１項に記載のチップ。
【請求項１１】
前記穴パタンの穴に格納された生体物質を、膜温度の変化により、穴パタンの穴において、包接した状態にするか、または解放した状態にする請求項１０に記載のチップ。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のチップの膜温度を、前記チップが有する穴パタンの穴の径を、生体物質が格納可能な大きさになる温度に制御し、
前記穴パタンの穴に生体物質を格納し、次いで
チップの膜温度を、前記生体物質を格納した穴の径を、生体物質を包接する温度に制御することを含む、チップの穴パタンに生体物質を包接する方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法で生体物質を包接したチップの膜温度を、前記チップが有する穴パタンの穴の径を、生体物質を解放可能な大きさになる温度に制御することを含む、チップに包接された生体物質を解放する方法。
【請求項１４】
温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有するチップの製造方法であって、
架橋可能な温度応答性高分子を含有する組成物、架橋可能な温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子および架橋剤を含む組成物を基板表面に塗布して塗膜を形成し、
前記塗膜を架橋させて、前記架橋生成物を生成し、かつ
前記架橋生成物の塗膜に穴パタンを形成する工程を含むことを特徴とする、前記製造方法。
【請求項１５】
前記架橋可能な温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物は、一般式（１）で示される繰り返し単位を持ち、かつ重量平均分子量が５００〜５，０００，０００であるＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド共重合体と架橋剤とを含有する組成物
【化２】
2007040118.tif 000007
（一般式（１）において、Ｒ1及びＲ2は、同一または異なっても良く、水素原子または炭素数１から４のアルキル基を表し、Ｒ3は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ4は、前記架橋剤と架橋可能な官能基を有する炭化水素構造を表す。ｘ及びｙは、それぞれｘ＋ｙ＝１、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１を満たす任意の数である。ここで、（メタ）アクリルアミドとは、メタクリルアミドとアクリルアミドの両方を表す。）
である請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有するチップの製造方法であって、
架橋可能な温度応答性高分子形成用モノマーを含有する組成物、架橋可能な温度応答性高分子形成用モノマーおよび架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子形成用モノマーおよび架橋剤を含む組成物を基板表面に塗布して塗布膜を形成し、
塗膜を重合および架橋させて、前記架橋生成物を生成し、かつ
前記架橋生成物の塗膜に穴パタンを形成する工程を含むことを特徴とする、前記製造方法。
【請求項１７】
組成物を塗布する基板は、シリコン基板、ガラス基板、プラスチック基板、マイカ基板、セラミック基板、または金属基板である請求項１４〜１６に記載のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１８】
組成物の基板への塗布は、組成物を溶剤に溶解する工程、得られた溶液を基板上に滴下する工程、溶媒を蒸発させ塗膜を得る工程を含むことを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１９】
塗膜への穴パタンの形成は、フォトリソグラフィー法により行う請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の製造方法
【請求項２０】
フォトリソグラフィー法による塗膜への穴パタンの形成は、前記塗膜形成用の組成物にさらに酸発生剤を含有させ、塗膜形成後、塗膜に穴パタン形成用マスクを介して酸発生剤を活性化させる放射線を照射して、放射線が照射された部分の塗膜を架橋させ、次いで、前記マスクを除去した後に、未架橋部分の塗膜を除去することによって行う請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２１】
酸発生剤は、オニウム塩、スルホニルオキシイミド、トリアジン及びスルホン酸エステルから成る群から選ばれる少なくとも1種である請求項２０に記載の製造方法。
【請求項２２】
放射線が、水銀ランプ光、電子線、エキシマレーザー、Ｘ線、またはキセノンランプである請求項２０または２１に記載の製造方法。
【請求項２３】
塗膜への穴パタンの形成は、スクリーン印刷法、インクジェット法、コンタクトプリント法またはエンボス加工法により行う、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２４】
スクリーン印刷法、インクジェット法、コンタクトプリント法またはエンボス加工法による塗膜への穴パタンの形成は、架橋前の塗膜に穴パタンを形成し、次いで穴パタンを形成した塗膜を架橋させることで行う、請求項２３に記載の製造方法。
【請求項２５】
前記架橋剤と架橋可能な官能基を有する炭化水素構造は、前記架橋剤と架橋可能な官能基を側鎖に持つ（メタ）アクリレート構造または（メタ）アクリルアミド構造（ここで、（メタ）アクリレートとは、メタクリレートとアクリレートの両方を表す。）である請求項１５〜２４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２６】
前記架橋剤と架橋可能な官能基は、ヒドロキシル基、カルボキシ基、エポキシ基、アミノ基またはスクシンイミド基である請求項１５〜２５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２７】
架橋剤は、エポキシ系架橋剤、メラミン系架橋剤、グリコウリル系架橋剤、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アジド基またはビニルエーテル基を２つ以上有する化合物である請求項１５〜２６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２８】
ヒドロキシル基、カルボキシル基、アジド基またはビニルエーテル基を２つ以上有する化合物は、１，２−ジヒドロキシナフタレン、１，３−ジヒドロキシナフタレン、１，４−ジヒドロキシナフタレン、１，５−ジヒドロキシナフタレン、１，６−ジヒドロキシナフタレン、１，７−ジヒドロキシナフタレン、１，８−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレン、２，６−ジヒドロキシナフタレン、２，７−ジヒドロキシナフタレン、１，３−シクロペンタンジオール、２，６−キノリンジオール、２，３−ジヒドロキシキノキサリン、１，４−ジオキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリビニルアルコール、１，２−ナフタレンジカルボン酸、１，３−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、１，６−ナフタレンジカルボン酸、１，７−ナフタレンジカルボン酸、１，８−ナフタレンジカルボン酸、２，３−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、１，２−シクロペンタンジカルボン酸、２，５−チオフェンジカルボン酸、２−メチル−３，４−キノリンジカルボン酸、９，１０−アントラセンジカルボン酸、ジヒドロアントラセン−９，１０−ジカルボン酸、クエン酸、こはく酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、２，６−ビス（４−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、ビス（４−ビニロキシブチル）テレフタレートまたはビス（４−ビニロキシブチル）アジペートである請求項２６または２７に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感熱応答性高分子を用いた穴パタンを有する膜を基板表面に有するチップ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリ（N-イソプロピルアクリルアミド）（PNIPAAm）は感熱応答性高分子として知られている。PNIPAAmの水溶液は温度変化によって相分離を起こし、31 ℃以下では水に溶解、それ以上の温度では不溶化し析出する。N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)は、ラジカル開始剤により容易に重合し、PNIPAAmが得られる。また、NIPAAmは他の機能性モノマーと共重合することも知られており、得られる高分子は、温度変化のみならず、光、電場、pH変化、溶媒交換などのいろいろな刺激に応答する。【０００３】
感熱応答性高分子は、生体材料を固定化するための材料として使用されることも知られている(特開2003-102466号公報(特許文献1)、特開平9-23876号公報(特許文献2))。【０００４】
一方、細胞を1つ1つのレベルで特定し、選別し、選別された細胞を用いる試みがなされている。例えば、１つ１つのリンパ球の抗原特異性を個別に検出し、さらに検出された1つの抗原特異的リンパ球を回収し、回収された1つの抗原特異的リンパ球を用いて、例えば、抗体を製造することが検討されている（民谷ら、BIO INDUSTRY, p60-67, Vol.20, No.7, 2003 (非特許文献1)、特開2004−173681号公報（特許文献3））。【０００５】
しかし、通常のPNIPAAmの塗布膜は、水や極性有機溶媒に、非常に溶解しやすい。従って、PNIPAAmの塗布膜を用いて、細胞等の生体材料を固定化しようとすると、水に触れた部分がどんどん解け出してしまう。また、PNIPAAmの塗布膜を微細加工しようと、レジストをPNIPAAmの塗布膜の上層に重ね塗りすると、レジスト溶媒にPNIPAAmが溶け出し、両層が混合してしまう。【０００６】
そこで本発明者らは、先に、水や水溶液、さらには、有機溶媒に不溶性であり、かつ感熱応答性を有する材料(NIPAAm)を提供するとともに、この感熱応答性を有する材料の材料が有する、温度変化に応じて親水性から疎水性へと変わる性質を利用して、細胞に対する接着力が変化することを利用したチップを開発し、特許出願した（WO2005/095510）。【０００７】
しかし、親水性から疎水性へと変わる温度応答性(その結果、細胞に対する接着力が変化する)を利用したチップでは、洗浄工程で、強く洗い過ぎると全てのリンパ球が流れ去ってしまい、弱過ぎると不必要な箇所にもリンパ球が残ってしまうという欠点があることが判明した。【０００８】
そこで本発明の目的は、穴パタンの穴の大きさを任意に変化させることによって、細胞をばらまく時及び回収する時は細胞が穴から出入り易く、洗浄時や抗原刺激時は穴から出にくい機構、構造を有する新たな細胞用等の用途に有用なチップを提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明は以下の通りである。
[１]温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有するチップ。
[２］前記温度応答性高分子の架橋生成物が、温度応答性高分子間の架橋生成物または架橋剤を介しての架橋生成物である［１］に記載のチップ。
[３］前記温度応答性高分子の架橋生成物は、一般式（１）で示される繰り返し単位を持ち、かつ重量平均分子量が５００〜５，０００，０００であるＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド共重合体と架橋剤との架橋生成物
【化１】
2007040118.tif 000002
（一般式（１）において、Ｒ1及びＲ2は、同一または異なっても良く、水素原子または炭素数１から４のアルキル基を表し、Ｒ3は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ4は、前記架橋剤と架橋可能な官能基を有する炭化水素構造を表す。ｘ及びｙは、それぞれｘ＋ｙ＝１、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１を満たす任意の数である。）
である［１］または［２］に記載のチップ。
[４］穴パタンを有する膜の厚みは、１０ｎｍ〜１０００μｍの範囲である［１］〜［３］のいずれかに記載のチップ。
[５］穴パタンの穴の大きさは、内接する円の直径が１０ｎｍ〜１０００μｍの範囲である［１］〜［４］のいずれかに記載のチップ。
[６］穴パタンの穴の深さが、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲である［１］〜［５］のいずれかに記載のチップ。
[７］穴パタンの穴は、１ｃｍ2当たり１個〜１，０００，０００，０００個である［１］〜［６]のいずれかに記載のチップ。
[８］基板は、膜を有する表面の、膜が有する少なくとも一部の穴の下部に相当する部分に凹部を有する［１］〜［７］のいずれかに記載のチップ。
[９］穴パタンの穴は、その中の基板表面上に、膜とは独立した前記温度応答性高分子の架橋生成物で形成されたドットを有する［１］〜［９］のいずれかに記載のチップ。
[１０］膜温度の一部分、または全体を変化させることにより、膜の一部分、または全体を膨潤または収縮させて、穴パタンの穴の大きさを任意に変化させることができる［１］〜［９］のいずれかに記載のチップ。
[１１］前記穴パタンの穴に格納された生体物質を、膜温度の変化により、穴パタンの穴において、包接した状態にするか、または解放した状態にする［１０］に記載のチップ。
[１２］［１］〜［９］のいずれかに記載のチップの膜温度を、前記チップが有する穴パタンの穴の径を、生体物質が格納可能な大きさになる温度に制御し、
前記穴パタンの穴に生体物質を格納し、次いで
チップの膜温度を、前記生体物質を格納した穴の径を、生体物質を包接する温度に制御することを含む、チップの穴パタンに生体物質を包接する方法。
[１３］［１２］に記載の方法で生体物質を包接したチップの膜温度を、前記チップが有する穴パタンの穴の径を、生体物質を解放可能な大きさになる温度に制御することを含む、チップに包接された生体物質を解放する方法。
[１４］温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有するチップの製造方法であって、
架橋可能な温度応答性高分子を含有する組成物、架橋可能な温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子および架橋剤を含む組成物を基板表面に塗布して塗膜を形成し、
前記塗膜を架橋させて、前記架橋生成物を生成し、かつ
前記架橋生成物の塗膜に穴パタンを形成する工程を含むことを特徴とする、前記製造方法。
[１５］前記架橋可能な温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物は、一般式（１）で示される繰り返し単位を持ち、かつ重量平均分子量が５００〜５，０００，０００であるＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド共重合体と架橋剤とを含有する組成物
【化２】
2007040118.tif 000003
（一般式（１）において、Ｒ1及びＲ2は、同一または異なっても良く、水素原子または炭素数１から４のアルキル基を表し、Ｒ3は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ4は、前記架橋剤と架橋可能な官能基を有する炭化水素構造を表す。ｘ及びｙは、それぞれｘ＋ｙ＝１、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１を満たす任意の数である。ここで、（メタ）アクリルアミドとは、メタクリルアミドとアクリルアミドの両方を表す。）
である［１４］に記載の製造方法。
[１６］温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有するチップの製造方法であって、
架橋可能な温度応答性高分子形成用モノマーを含有する組成物、架橋可能な温度応答性高分子形成用モノマーおよび架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子形成用モノマーおよび架橋剤を含む組成物を基板表面に塗布して塗布膜を形成し、
塗膜を重合および架橋させて、前記架橋生成物を生成し、かつ
前記架橋生成物の塗膜に穴パタンを形成する工程を含むことを特徴とする、前記製造方法。
[１７］組成物を塗布する基板は、シリコン基板、ガラス基板、プラスチック基板、マイカ基板、セラミック基板、または金属基板である［１４］〜［１６］に記載のいずれかに記載の製造方法。
[１８］組成物の基板への塗布は、組成物を溶剤に溶解する工程、得られた溶液を基板上に滴下する工程、溶媒を蒸発させ塗膜を得る工程を含むことを特徴とする［１４］〜［１７］のいずれかに記載の製造方法。
[１９］塗膜への穴パタンの形成は、フォトリソグラフィー法により行う［１４］〜［１８］のいずれかに記載の製造方法
[２０］フォトリソグラフィー法による塗膜への穴パタンの形成は、前記塗膜形成用の組成物にさらに酸発生剤を含有させ、塗膜形成後、塗膜に穴パタン形成用マスクを介して酸発生剤を活性化させる放射線を照射して、放射線が照射された部分の塗膜を架橋させ、次いで、前記マスクを除去した後に、未架橋部分の塗膜を除去することによって行う［１９］に記載の製造方法。
[２１］酸発生剤は、オニウム塩、スルホニルオキシイミド、トリアジン及びスルホン酸エステルから成る群から選ばれる少なくとも1種である［２０］に記載の製造方法。
[２２］放射線が、水銀ランプ光、電子線、エキシマレーザー、Ｘ線、またはキセノンランプである［２０］または［２１］に記載の製造方法。
[２３］塗膜への穴パタンの形成は、スクリーン印刷法、インクジェット法、コンタクトプリント法またはエンボス加工法により行う、［１４］〜［１８］のいずれかに記載の製造方法。
[２４］スクリーン印刷法、インクジェット法、コンタクトプリント法またはエンボス加工法による塗膜への穴パタンの形成は、架橋前の塗膜に穴パタンを形成し、次いで穴パタンを形成した塗膜を架橋させることで行う、［２３］に記載の製造方法。
[２５］前記架橋剤と架橋可能な官能基を有する炭化水素構造は、前記架橋剤と架橋可能な官能基を側鎖に持つ（メタ）アクリレート構造または（メタ）アクリルアミド構造（ここで、（メタ）アクリレートとは、メタクリレートとアクリレートの両方を表す。）である請求項１５〜２４のいずれかに記載の製造方法。
[２６］前記架橋剤と架橋可能な官能基は、ヒドロキシル基、カルボキシ基、エポキシ基、アミノ基またはスクシンイミド基である［１５］〜［２５］のいずれかに記載の製造方法。
[２７］架橋剤は、エポキシ系架橋剤、メラミン系架橋剤、グリコウリル系架橋剤、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アジド基またはビニルエーテル基を２つ以上有する化合物である［１５］〜［２６］のいずれかに記載の製造方法。
[２８］ヒドロキシル基、カルボキシル基、アジド基またはビニルエーテル基を２つ以上有する化合物は、１，２−ジヒドロキシナフタレン、１，３−ジヒドロキシナフタレン、１，４−ジヒドロキシナフタレン、１，５−ジヒドロキシナフタレン、１，６−ジヒドロキシナフタレン、１，７−ジヒドロキシナフタレン、１，８−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレン、２，６−ジヒドロキシナフタレン、２，７−ジヒドロキシナフタレン、１，３−シクロペンタンジオール、２，６−キノリンジオール、２，３−ジヒドロキシキノキサリン、１，４−ジオキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリビニルアルコール、１，２−ナフタレンジカルボン酸、１，３−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、１，６−ナフタレンジカルボン酸、１，７−ナフタレンジカルボン酸、１，８−ナフタレンジカルボン酸、２，３−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、１，２−シクロペンタンジカルボン酸、２，５−チオフェンジカルボン酸、２−メチル−３，４−キノリンジカルボン酸、９，１０−アントラセンジカルボン酸、ジヒドロアントラセン−９，１０−ジカルボン酸、クエン酸、こはく酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、２，６−ビス（４−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、ビス（４−ビニロキシブチル）テレフタレートまたはビス（４−ビニロキシブチル）アジペートである［２６］または［２７］に記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、感熱応答性を有する材料を用いて、細胞をばらまく時及び回収する時は細胞が穴から出入り易く、洗浄時や抗原刺激時は穴から出にくい機構、構造を有する新たな細胞等用のチップを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（温度応答性高分子組成物）
本発明のチップは、温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有するものであり、このチップの製造方法は、主に、塗膜の形成、塗膜の架橋および穴パタンの形成の３つの工程からなる。【００１２】
塗膜の形成は、（１）架橋可能な温度応答性高分子を含有する組成物、架橋可能な温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子および架橋剤を含む組成物を基板表面に塗布して塗膜を形成する方法（請求項１４に記載の方法）と、（２）架橋可能な温度応答性高分子形成用モノマーを含有する組成物、架橋可能な温度応答性高分子形成用モノマーおよび架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子形成用モノマーおよび架橋剤を含む組成物を基板表面に塗布して塗布膜を形成する方法（請求項１６に記載の方法）、とに大別される。（１）の方法は、温度応答性高分子を用いる方法であり、（２）の方法は、温度応答性高分子形成用モノマーを用いる方法である。（１）の方法では、温度応答性高分子を含有する組成物を予め調整し、塗膜形成後に架橋反応を行って、膜が得られる。それに対して、（２）の方法では、温度応答性高分子形成用モノマーを含有する組成物を基板上に塗布し、温度応答性高分子を得るための重合反応と架橋反応を行って膜が得られる。（１）の方法の方が、別容器で大量に組成物を合成・調整できる点で好ましい。また、塗膜の形成しやすさ、微細な穴形成ができる点でも好ましい。【００１３】
まず（１）の方法について説明する。
（１）の方法では、（ａ）架橋可能な温度応答性高分子を含有する組成物、（ｂ）架橋可能な温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物、または（ｃ）温度応答性高分子および架橋剤を含む組成物のいずれかの温度応答性高分子を含有する組成物を用いる。（ａ）の組成物では、温度応答性高分子が架橋可能な高分子であり、塗膜形成後の架橋は、温度応答性高分子が有する架橋可能な基を用いて行われる。この場合、高分子鎖同士が互いに直接架橋される。（ｂ）の組成物では、温度応答性高分子が架橋可能な高分子であり、かつ架橋剤を含有するので、塗膜形成後の架橋は、温度応答性高分子が有する架橋可能な基および架橋剤の両方を用いて行われる。この場合、高分子鎖同士の直接架橋および架橋剤の鎖を介しての架橋が形成される。（ｃ）の組成物では、温度応答性高分子は架橋可能な基を有さない高分子であり、しかし架橋剤を含有するので、塗膜形成後の架橋は、架橋剤によって行われる。この場合、架橋剤の鎖を介しての架橋が形成される。【００１４】
高分子鎖同士の直接架橋よりは、架橋剤の鎖を介しての架橋の方が、高分子鎖間が、フレキシブルな架橋剤の鎖でつながれる結果になり、架橋後の温度応答性の観点（膨潤・収縮時の体積変化量、応答速度）から、より好ましい。【００１５】
架橋剤と反応可能な官能基を有する温度応答性高分子としては、温度応答性を発現する部位と、架橋剤と反応可能な官能基を有する部位との共重合体であることができる。【００１６】
架橋可能な基の間で架橋可能な温度応答性高分子としては、温度応答性を発現する部位と、高分子鎖が有する架橋可能な基同士が互いに架橋できる架橋可能な基を有する部位との共重合体であることができる。【００１７】
架橋可能な基を有さない温度応答性高分子としては、温度応答性を発現する部位のみからなるホモポリマーであってもよく、また、他のモノマーとの共重合体でもあってもよい。用いることのできる架橋剤としては、ラジカル発生基を２つ以上有している架橋剤が挙げられる。架橋剤の持つラジカル発生基は、その高い反応性によって、温度応答性高分子を構成する共有結合のあらゆる部分に架橋剤自身を結合することができる。ラジカル発生基としては、アジド基が挙げられ、架橋剤としては、２，６−ビス（アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、４，４‘−ジアジドスチルベン−２，２’ジスルホン酸二ナトリウムが挙げられる。【００１８】
温度応答性を発現する部位と、架橋剤と反応可能な官能基を有する部位との共重合体としては、一般式（１）で示される繰り返し単位を持ち、かつ重量平均分子量が５００〜５，０００，０００であるＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド共重合体であることができる。上記Ｎ−アルキル（メタ）アクリルアミド共重合体の、重量平均分子量は好ましくは、塗布溶液の粘性、架橋後の膨潤性能の観点から、５，０００〜１００，０００の範囲である。【００１９】
【化３】
2007040118.tif 000004
【００２０】
一般式（１）において、Ｒ1及びＲ2は、同一または異なっていても良く、水素原子または炭素数１から４のアルキル基を表し、Ｒ3は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ4は、前記架橋剤と架橋可能な官能基を有する炭化水素構造を表す。炭素数１から４のアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基である。ｘ及びｙは、それぞれｘ＋ｙ＝１、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１を満たす任意の数である。好ましくは、０．６＜ｘ≦０．９５、０．０５≦ｙ＜０．４を満たす任意の数である。ｘ成分が温度応答性をつかさどる化学構造であり、ｙ成分が架橋反応をつかさどる化学構造である。0.6＜ｘの範囲であれば、温度応答性が充分維持できることから好ましい。また、0.05≦ｙの範囲であれば、充分な架橋密度（耐溶剤性）が得られることから好ましい。さらに、温度応答性を維持できて、且つ、充分な架橋密度が得られる範囲という観点から、0.6＜ｘ≦0.95及び0.05≦ｙ＜0.4であることが好ましい。ここで、（メタ）アクリルアミドとは、メタクリルアミドとアクリルアミドの両方を表す。【００２１】
温度応答性を発現する部位の構造としては、特に制限はないが、温度応答性能の観点（膨潤・収縮時の体積変化量、応答速度）から、一般式（１）に含まれるＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド構造が好ましく、さらには、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド構造がより好ましい。また、他の機能性モノマーとの共重合が容易なため、光、電場、ｐＨ変化、溶媒交換、抗原抗体認識などのいろいろな刺激に応答するようにも変更できる点でも、Ｎ−アルキル（メタ）アクリルアミド構造が好ましい。【００２２】
温度応答性を発現する部位の具体的な構造としては、例えば、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ノルマルプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−シクロプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−アクリロイルピペリジン、Ｎ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−ビニルイソブチルアミド、２−カルボキシイソプロピル（メタ）アクリルアミド、ポリエチレンオキシドを側鎖に有する（メタ）アクリルアミド、ポリエチレンオキシドを側鎖に有する（メタ）アクリレートが挙げられる。上記構造を用いた温度応答性高分子は、固有の相転移を引き起こす温度（下限臨界温度；ＬＣＳＴ）を持つため、所望の転移温度に合わせて、使用する構造を選択することができる。【００２３】
架橋剤と反応可能な官能基を有する部位の構造としては、架橋剤と反応可能な反応基（カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、スクシンイミド基等）を側鎖に持つ（メタ）アクリレート構造または（メタ）アクリルアミド構造であることができる。具体的な構造として、例えば、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリル酸、グリシジル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリル酸スクシンイミドエステル、γ―ヒドロキシ酸（メタ）アクリレート、γ―ヒドロキシ酸（メタ）アクリルアミド、２−カルボキシイソプロピル（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。架橋剤と反応可能な官能基を有する部位の高分子中におけるモル分率は、高分子膜の架橋密度、膨潤度を考慮して適宜決定でき、例えば、１〜５０モル％の範囲とすることができる。【００２４】
架橋剤と反応可能な官能基を有する温度応答性高分子としては、架橋剤と反応可能な反応基（ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基等）を、化学構造の中に元々有する温度応答性高分子は、共重合せずにホモポリマーとしてそのまま用いることができる。例えば、ポリヒドロキシプロピルアクリレート、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、２−カルボキシイソプロピル（メタ）アクリルアミド、可溶性エラスチンタンパク、ポリペプチドであるＰｏｌｙ（ＶＰＧＶＧ）（ここで、Ｖはバリン，Ｐはプロリン，Ｇはグリシンを表す）、末端に水酸基を有するポリエチレンオキシド等が挙げられる。上記の温度応答性高分子は、固有の相転移を引き起こす温度（下限臨界温度；ＬＣＳＴ）を持つため、所望の転移温度に合わせて、使用する高分子を選択することができる。また、生体由来の温度応答性高分子であるエラスチン、Ｐｏｌｙ（ＶＰＧＶＧ）、セルロース系高分子は、バイオチップとして用いた時には、生体適合性の点から好ましい。【００２５】
架橋剤は、例えば、エポキシ系架橋剤、メラミン系架橋剤、グリコウリル系架橋剤、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アジド基またはビニルエーテル基を２つ以上有する化合物であることができる。【００２６】
エポキシ系架橋剤は、例えば、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジルエステル、１，２−ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、１，３−ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、１，４−ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、１，５−ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、１，６−ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、１，７−ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、１，８−ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、２，３−ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、２，７−ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、１，４−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ビスフェノール−Ａ−ジグリシジルエーテル、ビスフェノール−Ｓ−ジグリシジルエーテル、ビス［４−（２，３−エポキシ プロピルチオ）フェニル］サルファイド、または１，４−ビス（グリシジルオキシ）ベンゼンであることができる。【００２７】
メラミン系架橋剤は、例えば、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミンまたはヘキサプロポキシメチルメラミンであることができる。【００２８】
グリコウリル系架橋剤は、例えば、１，３，４，６−テトラキス（メトキシメチル）グリコウリル、１，３，４，６−テトラキス（エトキシメチル）グリコウリル、または１，３，４，６−テトラキス（プロポキシメチル）グリコウリルであることができる。【００２９】
ヒドロキシル基、カルボキシル基、アジド基またはビニルエーテル基を２つ以上有する化合物は、例えば、１，２−ジヒドロキシナフタレン、１，３−ジヒドロキシナフタレン、１，４−ジヒドロキシナフタレン、１，５−ジヒドロキシナフタレン、１，６−ジヒドロキシナフタレン、１，７−ジヒドロキシナフタレン、１，８−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレン、２，６−ジヒドロキシナフタレン、２，７−ジヒドロキシナフタレン、１，３−シクロペンタンジオール、２，６−キノリンジオール、２，３−ジヒドロキシキノキサリン、１，４−ジオキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリビニルアルコール、１，２−ナフタレンジカルボン酸、１，３−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、１，６−ナフタレンジカルボン酸、１，７−ナフタレンジカルボン酸、１，８−ナフタレンジカルボン酸、２，３−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、１，２−シクロペンタンジカルボン酸、２，５−チオフェンジカルボン酸、２−メチル−３，４−キノリンジカルボン酸、９，１０−アントラセンジカルボン酸、ジヒドロアントラセン−９，１０−ジカルボン酸、クエン酸、こはく酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、２，６−ビス（４−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、ビス（４−ビニロキシブチル）テレフタレートまたはビス（４−ビニロキシブチル）アジペートであることができる。【００３０】
架橋剤の含有量は、温度応答性高分子膜の架橋密度、膨潤度を考慮して適宜決定でき、例えば、温度応答性高分子１００重量部に対して、０．５〜５０重量部の範囲とすることができる。４００ｎｍから６００ｎｍの光に対して、透明・無蛍光な架橋剤の方が、光学顕微鏡観察・蛍光観察を妨げないので、より好ましい。また、水溶性の架橋剤を用いると、塗布溶媒に水を用いることができ、有機溶媒を用いるよりも環境負荷の観点から好ましい。また、耐溶剤性の低い基板の上にも塗布できるようになる点で好ましい。【００３１】
以上、（１）の方法［温度応答性高分子を含有する組成物を用いる方法］について説明をしたが、（２）の方法［温度応答性高分子形成用モノマーを含有する組成物を用いる方法］において用いる温度応答性高分子形成用モノマーは、上記高分子の構成成分としていて説明した各構造を含むモノマーであることができる。【００３２】
例えば、温度応答性を発現する部位を含むモノマーとしては、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミドモノマー、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミドモノマー、Ｎ−ノルマルプロピル（メタ）アクリルアミドモノマー、Ｎ−シクロプロピル（メタ）アクリルアミドモノマー、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミドモノマー、Ｎ−アクリロイルピペリジンモノマー、Ｎ−アクリロイルピロリジンモノマー、Ｎ−ビニルイソブチルアミドモノマー、２−カルボキシイソプロピル（メタ）アクリルアミドモノマー、ポリエチレンオキシドを側鎖に有する（メタ）アクリルアミドモノマー、ポリエチレンオキシドを側鎖に有する（メタ）アクリレートモノマーを挙げることができる。【００３３】
架橋剤と反応可能な官能基を有する部位を含むモノマーとしては、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートモノマー、ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリル酸モノマー、グリシジル（メタ）アクリレートモノマー、グリシジル（メタ）アクリルアミドモノマー、（メタ）アクリル酸スクシンイミドエステルモノマー、γ−ヒドロキシ酸（メタ）アクリレートモノマー、γ−ヒドロキシ酸（メタ）アクリルアミドモノマー、２−カルボキシイソプロピル（メタ）アクリルアミドモノマーを挙げることができる。【００３４】
（２）の方法で用いる架橋剤は、（１）の方法で挙げたもの同様である。さらには、２個以上の重合基を有している化合物を架橋剤として用いることができる。具体的には、ビス（メタ）アクリルアミドモノマー、ビス（メタ）アクリレートモノマーが挙げられる。また、架橋剤の含有量は、（１）の高分子についての説明を基礎に適宜決定できる。【００３５】
（塗膜の形成）
塗膜の形成は、（１）の方法では、前記（ａ）〜（ｃ）の何れか温度応答性高分子を含有する組成物を溶剤に溶解し、これを基板に塗布することで行われる。また、（２）の方法では、対応するモノマーを含有する組成物を溶剤に溶解し、これを基板に塗布することで行われる。但し、溶媒を使用せずに塗膜を形成することができる場合もある。その場合は、溶媒を使用せずに塗膜を形成してもよい。【００３６】
組成物を塗布する際に溶解する溶剤としては、例えば、水、メタノール、エタノール、1−メトキシー2−プロパノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、メチルセロソルプアセテート、トルエン、キシレン、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロビオン酸メチル、3−メトキシプロビオン酸エチル、3−エトキシナロビオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチルを用いることができる。これらの溶剤は単独で、または2種以上の組合せで使用することができる。溶媒の量は、所望の溶液粘度、得られる塗膜厚さ等を考慮して適宜決定でき、例えば、温度応答性高分子１００重量部に対して、１００〜５０００重量部の範囲とすることができる。特に、架橋剤が水溶性の場合、溶剤に水を用いると、有機溶媒を用いるよりも環境負荷の観点から好ましい。また、耐溶剤性の低い基板の上にも塗布できるようになる点で好ましい。【００３７】
塗膜を形成する基板は、例えば、シリコン基板、ガラス基板、プラスチック基板、マイカ基板、セラミック基板、または金属基板であることができる。【００３８】
基板と温度応答性高分子膜間をしっかりと架橋反応によって固定するために、ガラス基板、シリコンウェハ、石英基板の場合は、表面処理剤として、ヒドロキシル基、カルボキシル基、エポキシ基またはアミノ基等を末端に有するシランカップリング剤を用いることが好ましい。金基板の場合は、ヒドロキシル基またはカルボキシル基またはエポキシ基またはアミノ基等を末端に有するチオール化合物を用いることが好ましい。マイカ基板、プラスチック基板の場合は、表面処理剤の代わりに、酸素プラズマ処理、またはＵＶ処理、またはオゾン処理を行うことによって、基板表面にヒドロキシル基やカルボキシル基を形成する処理を行うことが好ましい。【００３９】
（架橋および穴パタン形成）
基板に形成された塗膜を架橋（（２）の場合はモノマーの重合および架橋）および穴パタン形成は、穴パタンの形成方法によって、手順が一部異なる。
穴パタン形成は、例えば、フォトリソグラフィー法、エンボス加工法、スクリーン印刷法、コンタクトプリント法またはインクジェット法により行うことができる。【００４０】
フォトリソグラィー法では、塗膜形成後、マスクを介してフォトリソグラフィーを行うことによって行われる。また、インクジェット印刷や、マスクを介してのスクリーン印刷によっても行われる。これら以外にも、凹凸を有するスタンパーの凸部に上記塗布溶液を塗り、基板に押し当てて、溶液を転写するコンタクトプリント法や、塗膜を基板上に形成後、凹凸を有するスタンパーを押し当てて、凹凸パタンを転写するエンボス加工法によっても行われる。また、上記工程によって形成される穴は、塗膜を完全に貫通していても、貫通していなくてもよい。【００４１】
フォトリソグラフィー法を用いた穴パタン形成工程
以下、酸発生剤を使用したフォトリソグラフィー法について説明する。この方法では、塗膜の形成を、上記感熱応答性高分子含有組成物または感熱応答性高分子形成用モノマー含有組成物及び酸発生剤を溶剤に溶解した溶液を基板上に塗布して行われ、得られた塗膜にマスクを介して酸発生剤を活性化させる放射線を照射し、酸触媒が発生した部分の架橋反応を加熱によって進行させ、現像によって未架橋部分を溶解除去することによって、穴パタンを形成する。【００４２】
酸発生剤は、活性放射線照射により酸を発生するものであれば良く、活性放射線は、例えば、水銀ランプ光、電子線、エキシマレーザー、Ｘ線、またはキセノンランプであることができる。【００４３】
酸発生剤は、活性放射線照射により酸を発生するものであれば良く、例えば、トリフェニルスルホニウムトリフレート、トリフェニルスルホニウムノナフレート、フェニルジメチルスルホニウムトリフレート、トリメチルスルホニウムトリフレート、ジヒドロナフチルジメチルスルホニウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムトリフレート、トリフェニルスルホニウムカンファースルホン酸塩等のオニウム塩、Ｎ−トリフルオロメタンスルホニルオキシナフチルイミド、Ｎ−メタンスルホニルオキシナフチルイミド等のスルホニルオキシイミド、２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、さらにはスルホン酸エステル等を挙げることができる。４００ｎｍから６００ｎｍの光に対して、透明・無蛍光な酸発生剤の方が、光学顕微鏡観察・蛍光観察を妨げないので、より好ましい。また、水溶性の酸発生剤を用いると、塗布溶媒に水を用いることができ、有機溶媒を用いるよりも環境負荷の観点から好ましい。また、耐溶剤性の低い基板の上にも塗布できるようになる点で好ましい。酸発生剤の含有量は、パタン形成に必要な露光感度を考慮して適宜決定でき、例えば、感熱応答性高分子１００重量部に対して、０．１重量部から２０重量部の範囲とすることができる。【００４４】
組成物及び酸発生剤を溶解する溶剤は、前記塗膜の形成で説明したものと同様の物を用いることができる。特に、架橋剤と酸発生剤を共に水溶性のものを用いて、溶剤に水を用いると、有機溶媒を用いるよりも環境負荷の観点から好ましい。また、耐溶剤性の低い基板の上にも塗布できるようになる点で好ましい。
現像に用いる現像液としては、未架橋部分の温度応答性高分子を溶解できるものであれば、特に制限はなく、例えば、ＬＣＳＴ以下の温度の水、メタノール、エタノール、l−メトキシー2−プロパノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、メチルセロソルプアセテート、トルエン、キシレン、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロビオン酸メチル、3−メトキシプロビオン酸エチル、3−エトキシナロビオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、またはテトラメチルアンモニウムハイドロオキシド水溶液を用いることができる。これらの溶剤は単独で、または2種以上の組合せで使用することができる。現像時間は、１０秒から３０分の範囲とすることができる。【００４５】
塗膜の形成は、上記感熱応答性高分子組成物及び酸発生剤を溶剤に溶解した溶液を基板上に塗布して行われ、溶液を滴下した基板は、回転することによって溶媒を蒸発させて塗膜を得る。回転による溶媒の蒸発は、例えば、回転によって生じる気流によって、さらには、外部からヒーターによって加熱を行うことによって行うことができる。【００４６】
スピンコーターの回転速度は、所望の塗膜厚さを考慮して適宜決定でき、例えば、５００〜８０００ｒｐｍの範囲とすることができる。また、ここで得られた塗膜厚さが、フォトリソグラフィーによって得られる度応答性高分子の穴パタンの深さとなるため、塗膜厚さをコントロールすることによって、任意の穴パタンの深さを持ったチップを作製することができる。【００４７】
現像液に水を用いると、有機溶媒を用いるよりも環境負荷の観点から好ましい。また、耐溶剤性の低い基板でも使用できるようになる点で好ましい。また、解像性の向上のためにも好ましい。通常、現像後には、架橋し不溶化した部分にも現像液が浸透し、膨潤状態となっている。その状態で、現像液を除去すると、パタン形状が崩れたり、パタン同士がくっつきあったりして、高い解像性が得られない。しかし、現像時に水を用いた場合は、現像後に、水を除去する時点で、一旦、水の温度をＬＣＳＴ以上にすると、膨潤していたパタン内部から水が追い出され、収縮し硬くなる。そのため、パタン崩壊を防ぐことができ、高い解像性が得られる。【００４８】
スクリーン印刷法、インクジェット法、コンタクトプリント法またはエンボス加工法を用いた穴パタン形成工程
以下、スクリーン印刷法、インクジェット法、コンタクトプリント法またはエンボス加工法を用いた穴パタン形成工程について説明する。この方法では、塗膜の形成を、上記感熱応答性高分子組成物を溶剤に溶解した溶液を基板上に塗布し、穴パタンを形成した後、架橋反応を進行させる。【００４９】
スクリーン印刷法では、マスクを介して上記溶液を基板にスクリーン印刷し、穴パタンを有する塗膜を形成する。インクジェット法では、穴パタン以外の部分に溶液を射出し、穴パタンを有する塗膜を形成する。コンタクトプリント法では、凹凸を有するスタンパーの凸部に上記塗布溶液を塗り、基板に押し当てて溶液を転写し、穴パタンを有する塗膜を形成する。エンボス加工法では、上記溶液をスピン塗布し塗膜を基板上に形成後、凹凸を有するスタンパーを押し当てて、凹凸パタンを転写し、穴パタンを有する塗膜を形成する。【００５０】
穴パタンを有する塗膜の加熱による架橋は、塗膜が酸触媒を含まない場合には、例えば、ホットプレートもしくはベーク炉を用いて、１７０℃以上３００℃以下の温度範囲で、３０分以上２４時間以内で行うことができる。また、塗膜が酸触媒を含む場合には、穴パタンの加熱による架橋は、ホットプレートまたはベーク炉を用いて、９０℃以上１７０℃未満で１０秒以上３０分未満の間行うことができる。ここで、酸触媒とは、塗布溶液中に酸を直接添加しておいたものでも良く、前記酸発生剤を含む塗膜への放射線の照射によって発生する酸でも良い。このようにして穴パタン付き塗膜を有する基板を得ることができる。【００５１】
モノマーを使用する場合は、塗布溶液中に重合開始剤を含ませる。重合開始剤によって、架橋反応と同時に重合反応を進行させることができる。重合開始剤としては、アゾイソブチロニトリル、アゾイソブチロ酪酸、過酸化ベンゾイルが挙げられる。【００５２】
（チップ）
本発明のチップは、温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有するチップであり、上記本発明の製造方法により得られる。このチップは、塗膜温度を制御することにより、穴パタンの穴の大きさを、開閉することで、穴内に、たとえば、生体物質等を包接し、または穴から生体物質等を解放するために用いられる。穴パタンを有する膜の厚み、穴の大きさ、深さ、形状、密度、配置（パタンの形状）等は、目的に応じて、基板上に保持したい所望の対象物に合わせて、適宜決定できる。穴パタンを有する膜の厚みは、例えば、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲であることができる。穴パタンの穴の形状は円形または矩形（例えば、正方形、長方形、六角形）、ひょうたん型、星型であることができ、穴の密度は、例えば、１ｃｍ2当たり１個〜１，０００，０００，０００個とすることができる。穴の面積としては、１ｎｍ2以上１ｃｍ2以下が挙げられる。穴の大きさは、内接する円の直径が１０ｎｍ〜１０００μｍの範囲とすることができ、穴の形状が円の場合は、直径を、例えば、１０ｎｍ〜１０００μｍの範囲とすることができる。これらの範囲は、好ましくは、１００ｎｍ〜２０μｍの範囲である。穴パタンの穴の深さは、例えば、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲である。【００５３】
本発明のチップにおいては、組成物を塗布する基板は、組成物が塗布される表面の、塗膜が有することになる少なくとも一部の穴の下部に相当する部分に凹部を有するものであることができる（図１１）。または、塗膜を基板に塗布した後、塗膜が有する少なくとも一部の穴の下部に相当する基板部分に、後から凹部を形成することもできる。このようなチップでは、塗膜の穴の下部に基板の凹部があり、塗膜の穴と基板の凹部とで、ひとつのウエルを形成する。そして、温度変化により穴の径が小さくなったときに、ウエル内に保持された物質が、基板の凹部で保持されることもできる。塗膜の穴と基板の凹部の断面形状は同一であっても異なっていても良い。また、塗膜の穴と基板の凹部の径も、同一であっても異なっていても良い。基板の凹部の深さは、保持すべき物質に応じて適宜決定でき、例えば、０．１〜１００μｍの範囲とすることができる。また、基板の凹部の底部は、水平であっても、半球状または底部の中心を軸とした回転形状（例えば、三角錐状）等であっても良い。あるいは、基板の凹部は、基板の反対面まで通じる貫通孔を有することもできる。貫通孔は開閉自在の栓または蓋を有することもでき、貫通孔の断面は、基板の凹部の断面より小さいか、同一であるか、または大きくてもよい。【００５４】
上記の塗膜の穴の下部に基板の凹部があり、塗膜の穴と基板の凹部とで、ひとつのウエルを形成する本発明のチップは、以下のように形成することができる。
上記感熱応答性高分子組成物及び酸発生剤を溶剤に溶解した溶液を平らな基板上に塗布し、上記フォトリソグラフィーによって穴パタンを形成する。次に、穴パタンを形成した塗膜を、エッチングマスクとして利用し、穴の下部に露出している基板部分をウェットエッチング、またはドライエッチング等で所望の深さまでエッチングする。この方法は、基板に凹部を形成した後、塗膜の穴部をその位置に合わせて作成する方法より、位置合わせが容易に高精度に行える点好ましい。【００５５】
本発明のチップにおいては、穴パタンの穴は、その中の基板表面上に、塗膜とは独立した前記組成物で形成されたドットを有することもできる（図１２）。穴パタンを有する塗膜を形成する架橋生成物と、ドットを形成する架橋生成物とは、同一組成であっても、異なる組成であってもよい。穴の中にドットを有する本発明のチップは、以下のように形成することができる。【００５６】
上記感熱応答性高分子組成物及び酸発生剤を溶剤に溶解した溶液を平らな基板上に塗布し、上記フォトリソグラフィーによって穴パタンを形成する。次に、穴パタンを形成した塗膜に対し、インクジェット法により、穴パタン位置に感熱応答性高分子組成物を射出し、穴内部にドットを形成させた後、熱架橋させる。穴パタンの穴の中の基板表面上にドットを有するチップでは、図１０に示すように、架橋生成物が膨張して、穴の径が小さくなると同時に、ドットを形成する架橋生成物も膨張して、穴の深さが浅くなる。【００５７】
本発明のチップにおいて扱う物質は、例えば、生体物質であることができ、生体物質としては、特に制限はないが、例えば、リンパ球、表皮細胞、肝細胞、神経細胞、幹細胞等の細胞、タンパク質、染色体、ＤＮＡ等が挙げられる。また、これら生体物質を、ビーズ粒子等の担体に固定化したものであることもできる。【００５８】
本発明のチップは、膜温度の一部分、または全体を変化させることにより、膜の一部分、または全体を膨潤または収縮させて、穴パタンの穴の大きさを任意に変化させることができる。これにより、前記穴パタンの穴に格納された生体物質を、膜温度の変化により、穴パタンの穴において、包接した状態にするか、または解放した状態にすることができる。【００５９】
本発明は、本発明のチップの膜温度を、前記チップが有する穴パタンの穴の径を、生体物質が格納可能な大きさになる温度に制御し、前記穴パタンの穴に生体物質を格納し、次いでチップの膜温度を、前記生体物質を格納した穴の径を、生体物質を包接する温度に制御することを含む、チップの穴パタンに生体物質を包接する方法を包含する。さらに本発明は、この方法で生体物質を包接したチップの膜温度を、前記チップが有する穴パタンの穴の径を、生体物質を解放可能な大きさになる温度に制御することを含む、チップに包接された生体物質を解放する方法を包含する。【００６０】
未架橋の温度応答性高分子は、それぞれの化学構造固有の下限臨界点温度（ＬＣＳＴ）を有している。下限臨界点温度以下の温度では分子表面が親水性あるいは水溶性を呈して水に溶けるが、臨界点温度以上の温度では分子表面が疎水性を示すので水中に析出する。上記本発明のチップに用いた温度応答性高分子を架橋させた塗膜も、塗膜形成に用いた感熱応答性高分子の化学構造に対応した上記のＬＣＳＴを有する。ＬＣＳＴ以上の温度環境にすると、塗膜が疎水性を示し膜内部から水を追い出すことによって、塗膜は収縮状態となる。また、上記ＬＣＳＴより低い温度環境にすると、膜表面が親水性を示し、膜内部に水を取り込むことによって、塗膜は膨潤状態となり、体積は増大する。【００６１】
例えば、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド高分子の下限臨界点温度は約３２℃であり、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド構造を有する感熱応答性高分子を用いた本チップを、ＬＣＳＴ以上の３５℃付近に保持するとことで、塗膜は収縮し、穴パタンは広がった状態となる。穴パタンより小さい生体物質をチップ上に播種すると、生体物質を容易に穴の中に入れることができる。また、穴の中に入っていた生体物質を容易に取り出すこともできる。【００６２】
それに対し、本チップをＬＣＳＴよりも低い２０℃付近に保持すると、塗膜は膨潤し、穴パタンは狭まった状態、または、完全に閉じた状態となる。穴の中に入っていた生体物質を直接掴んだり、穴から出にくくしたりすることができる。また、生体物質を穴の中に入れないようにすることができる。【００６３】
本チップをＬＣＳＴ以上に保持する手段としては、ＬＣＳＴ以上の恒温槽に基板を入れる、またはＬＣＳＴ以上のプレート上に基板を置く方法が挙げられる。また、チップ全体をＬＣＳＴ以上に保持する必要はなく、穴パタンを広げたい部分の周辺の塗膜のみ、赤外線レーザーの照射や小型のヒーターで局所的に加熱し、ＬＣＳＴ以上にすることも可能である。【００６４】
本チップをＬＣＳＴより低い温度にする手段としては、ＬＣＳＴより低い温度の恒温槽に基板を入れる、またはＬＣＳＴより低い温度のプレート上に基板を置く方法が挙げられる。また、チップ全体をＬＣＳＴより低い温度にする必要はなく、穴パタンを狭めたい部分の周辺の塗膜のみ、ＬＣＳＴより低い温度の液体をピペットやシリンジ等の先端から流し込み接触させる方法や、小型のペルチェ素子を用いて局所的に冷却する方法も可能である。
【実施例】
【００６５】
以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例１
架橋剤と反応可能な反応基を有する温度応答性高分子の合成
Ｎ−イソプロピルアクリルアミド０．９１ｇ（８．０×１０-3モル）と、ヒドロキシエチルアクリレート０．２３ｇ（２．０×１０-3モル）をテトラヒドロフラン３０ｍｌに溶解し、１０分間窒素バブリングを行った。続いて、重合開始剤として２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）０．０４ｇを加え、窒素雰囲気下、７０℃で加熱還流して、６時間重合を行った。重合後、ｎ−ヘキサン３００ｍｌに溶液を注ぎ、高分子を析出させ、濾別、乾燥して、白色の高分子を得た。得られた高分子の構造は、種々の分析法からＮ−イソプロピルアクリルアミド構造のモル分率８０％、ヒドロキシエチルアクリレート構造のモル分率２０％の高分子（１）であることがわかった。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によりテトラヒドロフラン中で、この高分子のポリスチレン換算の分子量を調べたところ、重量平均分子量が６３，０００、数平均分子量が４５，０００であった。【００６６】
【化４】
2007040118.tif 000005
【００６７】
実施例２
感光性を有する温度応答性高分子塗布溶液の作製
上記で合成した温度応答性高分子（１）１００重量部と、架橋剤としてヘキサメトキシメチルメラミン３０重量部と、光酸発生剤としてトリフェニルスルホニウムトリフレート１０重量部を、溶媒としてジアセトンアルコール２５０重量部に溶解し、これを孔径０．４０μｍのテフロンフィルターを用いて濾過し、塗布溶液とした。【００６８】
実施例３
温度応答性高分子による穴パタン形成（１）…フォトリソグラフィー法
ヒドロキシル基を末端に有するシランカップリング剤で表面処理したガラス基板上に、上記の塗布溶液をスピンコーターの回転速度３０００ｒｐｍでスピン塗布した。塗布後１２０℃で５分間加熱処理して溶媒を揮発させ、膜厚２μｍの塗膜を得た。高圧水銀ランプを光源とするマスクアライナを用いて、マスクを介してこの塗膜への露光を行った。露光後１２０℃で５分間加熱処理を行い、露光によって酸が発生した部分のみ、酸触媒反応による架橋反応を進行させた。その後、１５℃の水を用いて、未架橋部分を溶解除去する現像処理を２分間行った。続いて、現像液の温度を下限臨界温度以上の３５℃に上げ、塗膜から水を追い出し収縮させた状態で現像を終了し、基板を１２０℃で３０分加熱乾燥した。その結果、直径１０μｍ、深さ２μｍの温度応答性高分子による穴パタンを２５０，０００個/ｃｍ2の密度で基板上に作製した。【００６９】
実施例４
温度応答性高分子による穴パタン形成（２）・・・インクジェット法
上記で合成した温度応答性高分子（１）１００重量部と、架橋剤としてヘキサメトキシメチルメラミン３０重量部と、光酸発生剤としてトリフェニルスルホニウムトリフレート１０重量部を、溶媒としてジアセトンアルコール９００重量部に溶解し、これを孔径０．４０μｍのテフロンフィルターを用いて濾過し、塗布溶液とした。ヒドロキシル基を末端に有するシランカップリング剤で表面処理したガラス基板上に、インクジェットプリンタを用いて上記の塗布溶液を穴パタン状に拭きつけた。吹き付け後、キセノン水銀ランプによって全面を露光し、１２０℃で５分間加熱処理を行った。その結果、吹き付けられた温度応答性高分子は架橋反応によってしっかりと基板に固定され、直径１００μｍ、深さ０．５μｍの穴パタンを２，５００個/ｃｍ2の密度で基板上に作製できた。【００７０】
実施例５
温度応答性高分子による穴パタン形成（３）…スクリーン印刷法
上記で合成した温度応答性高分子（１）１００重量部と、架橋剤としてヘキサメトキシメチルメラミン３０重量部と、光酸発生剤としてトリフェニルスルホニウムトリフレート１重量部を、溶媒としてジアセトンアルコール１００重量部に溶解し、これを孔径０．４０μｍのテフロンフィルターを用いて濾過し、塗布溶液とした。
ヒドロキシル基を末端に有するシランカップリング剤で表面処理したガラス基板上に、スクリーン印刷用マスクを介し、上記の塗布溶液を用いて穴パタン状にスクリーン印刷を行った。印刷後、キセノン水銀ランプによって全面を露光し、１２０℃で５分間加熱処理を行った。その結果、印刷された温度応答性高分子は架橋反応によってしっかりと基板に固定され、直径１００μｍ、深さ２μｍの穴パタンを２，５００個/ｃｍ2の密度で基板上に作製できた。【００７１】
作製したチップの温度応答性の評価
上記フォトリソフグラフィー法によって作成した穴パタンを有するチップ上に水を滴下した後、種々の温度にチップを保ちながら、穴の大きさの変化を観察した。その結果を図１に示す。チップ温度をＬＣＳＴより高温側（約３５℃）にすると、温度応答性高分子は収縮し、穴パタンの直径は約１０μｍ、深さは２μｍとなった。チップ温度をＬＣＳＴより低温側（約１５℃）にすると、温度応答性高分子が縦・横方向ともに膨潤しはじめ、約１０秒後には、穴パタンの直径は６μｍへと縮まり、深さは６μｍとなった。また、この収縮・膨潤挙動は、チップ温度の変化に伴って、何度も繰り返し行えることがわかった。【００７２】
実施例６
ポリスチレンビーズを用いた実験
上記フォトリソフグラフィー法によって作成した穴パタンを有するチップを用い、微小な物体の保持実験を行った。ここでは、直径１０μｍのポリスチレンビーズを用い、ビーズ１個ずつをそれぞれ分離してチップ上に固定化・配列することを検討した。その結果を図２に示す。はじめに、チップ温度を高温（約３５℃）に保持した状態で、ビーズ懸濁液を滴下し、ビーズの自然沈降を５分間待った。次に、チップ温度を低温（約１５℃）に下げることにより、温度応答性高分子を膨潤させ、穴の中に入ったビーズのみをしっかりと掴んだ。その後、ビーカーに入れた１５℃の水でチップを洗浄し、掴まれていない余分なビーズを洗い流した。洗浄時に、チップを低温に保持しておくと、穴の中のビーズは膨潤した温度応答性高分子によってしっかりと掴まれているので、強く洗っても流れ去ることがなかった。その結果、穴パタン部分のみに１個ずつのビーズをそれぞれ分離して固定化することができた。また、チップ温度を高温（約３５℃）に戻すと、温度応答性高分子は収縮し、再びビーズを解放することができた。【００７３】
さらに、キャピラリーによる吸引によって、チップ上から任意のビーズ１個のみを回収することを試みた。回収時には、チップ温度を高温にすることで、穴の直径が拡がり高さも低くなることから、回収用キャピラリーの先端をビーズに容易に接近させることができ、確実にビーズを回収することができた。
ここでは、直径１０μｍのポリスチレンビーズを用いたが、穴パタンのサイズを変更することで、任意のサイズのビーズや微粒子を保持・配列・回収することができる。また、コンビナトリアル合成によって作製した、多種のペプチド・糖鎖・オリゴＤＮＡを結合させた複数のビーズ、微粒子も保持・配列・回収することができる。【００７４】
実施例７
免疫細胞を用いた保持実験
上記フォトリソフグラフィー法によって作成した穴パタンを有するチップを用い、微小な生体材料の保持実験を行った。ここでは、マウスから取り出したリンパ球（Ｂ細胞・・・直径約６μｍ）を用い、リンパ球１個ずつをそれぞれ分離してチップ上に保持することを検討した。はじめに、チップ温度を高温（約３５℃）に保持した状態で、リンパ球懸濁液を滴下し、リンパ球の自然沈降を５分間待った。次に、チップ温度を低温（約１５℃）に下げることにより、温度応答性高分子を膨潤させ、穴の中に入ったリンパ球のみを掴んだ。その後、ビーカーに入れた１５℃のＰＢＳバッファーでチップを洗浄し、掴まれていない余分なリンパ球を洗い流した。その結果、穴パタン部分のみに１個ずつのリンパ球をそれぞれ分離して固定化することができた。この時の細胞保持率は、約１６％であった。ここでいう細胞保持率とは、チップ上の穴の中に保持されている細胞の数／チップ上の穴の数×１００であらわされる。また、チップ温度を高温（約３５℃）に戻すと、温度応答性高分子は収縮し、再びリンパ球を解放することができた。その結果を図３に示す。【００７５】
さらに、キャピラリーによる吸引によって、チップ上から任意のリンパ球１個のみを回収することを試みた。回収時には、チップ温度を高温にすることで、穴の直径が拡がり高さも低くなることから、回収用キャピラリーの先端をリンパ球に容易に接近させることができ、確実にリンパ球を回収することができた。
ここでは、生体材料としてリンパ球を用いたが、穴パタンのサイズ・形状を変更することで、その他の血球細胞、大腸菌、染色体等を保持・配列・回収することができた。また、蛍光染色や磁気ラベルした生体材料も保持・配列・回収することができた。【００７６】
実施例８
転移温度の制御実験
上記フォトリソフグラフィー法によって作成した穴パタンを有するチップの転移温度（チップ上に固定された温度応答性高分子が膨潤状態から収縮状態へ、または収縮状態から膨潤状態へ変化する温度）を、チップ温度を変化させながら膨潤・収縮の様子を顕微鏡で観察することによって詳細に調べた。その結果、温度応答性高分子（１）を用いて作成したチップの転移温度は、約２８℃であることがわかった。【００７７】
それに対して、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドの代わりに、Ｎ−イソプロピルメタクリルアミドを用いて合成した温度応答性高分子（合成方法は、温度応答性高分子（１）のＮ−イソプロピルアクリルアミドをＮ−イソプロピルメタクリルアミドに代えたことを除いて、同じ合成方法を反復した）を用いて作成したチップの転移温度は、約３９℃であることがわかった。【００７８】
また、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドの代わりに、Ｎ−ノルマルプロピルアクリルアミドを用いて合成した温度応答性高分子（合成方法は、温度応答性高分子（１）のＮ−イソプロピルアクリルアミドをＮ−ノルマルプロピルアクリルアミドに代えたことを除いて、同じ合成方法を反復した）を用いて作成したチップの転移温度は、約１６℃であることがわかった。【００７９】
温度応答性高分子を変更することで、所望の転移温度を有するチップが得られるが、細胞やタンパク質のような生体材料を扱う場合は、死滅や変性を起こさないように、転移温度が、０℃より高く４５℃より低い範囲に存在することが好ましかった。【００８０】
実施例９
穴パタンの深さの制御実験
上記フォトリソフグラフィー法によって形成される穴パタンの深さは、スピン塗布時の温度応答性高分子の膜厚に相当するため、塗膜形成時の膜厚をコントロールするだけで、容易に穴の深さを制御できる。塗布溶液の高分子濃度を変更し、スピンコーターの回転速度を３０００ｒｐｍとした時に得られる塗膜の膜厚を図４に示す。また、塗布溶液の高分子濃度を３３ｗｔ％とし、スピンコーターの回転速度を変更した時に得られる塗膜の膜厚を図５に示す。【００８１】
実施例１０
膜厚による体積増加量の制御実験
上記フォトリソフグラフィー法によって形成される穴パタンの深さ（温度応答性高分子の膜厚に相当）によって、膨潤時の体積変化量を制御することができ、それによって、膨潤時の穴パタンの直系や深さを制御することができる。温度応答性高分子の膜厚が厚いほど体積増加量は大きくなり、薄いほど小さくなる。直径１０μｍ、深さ（膜厚）２μｍ、ピッチ２０μｍの温度応答性高分子による穴パタンを作成した場合、膨潤時には、温度応答性高分子の体積増加によって穴パタンが縮まり、直径６μｍ、深さ（膜厚）６μｍの穴パタンとなった。それに対して、直径１０μｍ、深さ（膜厚）５．５μｍ、ピッチ２０μｍの温度応答性高分子による穴パタンを作成した場合は、膨潤時には、温度応答性高分子の大きな体積増加によって、膜厚が１６μｍになり、さらに穴パタンを完全に閉じることができた。【００８２】
実施例１１
穴パタンの深さの制御による細胞保持率の向上実験
上記フォトリソグラフィー法で作成した直径１０μｍ、深さ（膜厚）２μｍの温度応答性高分子による穴パタンを有するチップを用いて行った免疫細胞の保持実験では、細胞保持率が約１６％であった。細胞や染色体といった生体材料は、ポリスチレンビーズや金属微粒子などと比べて、柔らかく変形しやすい。そのため、穴パタンの深さが浅いと、細胞を掴む過程や洗浄過程などで、細胞が若干変形して穴から抜け出てしまう可能性がある。そこで、穴の深さを変更（温度応答性高分子の膜厚を変更）することで、細胞保持率の向上を試みた。
直径１０μｍ、深さ（膜厚）を２μｍから３．５μｍに変更した温度応答性高分子による穴パタンを有するチップを上記フォトリソグラフィー法で作成した。穴の深さ（膜厚）の変更は、スピン塗膜形成時の塗布溶液の高分子濃度を２８ｗｔ％から３３ｗｔ％に変更することで行った。【００８３】
次に、マウスから取り出したリンパ球（Ｂ細胞・・・直径約６μｍ）を用い、リンパ球１個ずつをそれぞれ分離してチップ上に保持することを検討した。はじめに、チップ温度を高温（約３５℃）に保持した状態で、リンパ球懸濁液を滴下し、リンパ球の自然沈降を５分間待った。次に、チップ温度を低温（約１５℃）に下げることにより、ＮＩＰＡＡｍを膨潤させ、穴の中に入ったリンパ球のみを掴んだ。この時、深さ（膜厚）２μｍの穴パタンのチップに比べ、３．５μｍの穴パタンのチップは、温度応答性高分子の膜厚が厚いため、大きな体積増加が得られ、免疫細胞が膨潤した温度応答性高分子に完全に包まれ、さらに、穴も完全に閉じた状態となった（図６）。【００８４】
また、本実験に用いた温度応答性高分子（１）、架橋剤（ヘキサメトキシメチルメラミン）、酸発生剤（トリフェニルスルホニウムトリフレート）は、全て４００ｎｍから６００ｎｍの光に対して透明・無蛍光であるために、温度応答性高分子に埋もれている細胞でも、フォーカス位置を埋め込まれている細胞に合わせると、光学顕微鏡観察・蛍光観察が容易に行えた。【００８５】
実施例１２
その後、ビーカーに入れた１５℃のＰＢＳバッファーでチップを洗浄し、包まれていない余分なリンパ球を洗い流した。閉じ込められている細胞は、フラスコ中で激しく洗っても、しっかりと穴の中に保持されていた。その結果、穴パタン部分のみに１個ずつのリンパ球をそれぞれ分離して確実に保持することができた（図７）。この時の細胞保持率は、約８７％に向上した。また、膨潤状態の温度応答性高分子はゲル状で充分柔らかく、閉じ込められた細胞を潰してしまうこともなかった。【００８６】
また、チップ温度を高温（約３５℃）に戻すと、温度応答性高分子は収縮し、再びリンパ球を解放することができた。さらに、キャピラリーによる吸引によって、チップ上から任意のリンパ球１個のみを回収することを試みた。回収時には、チップ温度を高温にすることで、穴が再び拡がり、穴の高さも低くなることから、回収用キャピラリーの先端をリンパ球に容易に接近させることができ、確実にリンパ球を回収することができた。【００８７】
次に、直径１０μｍ、深さ（膜厚）を１０μｍに変更した温度応答性高分子による穴パタンを有するチップを上記フォトリソグラフィー法で作成した。免疫細胞の保持実験では、１つの穴にリンパ球が２個入ってしまい、穴パタン部分のみに１個ずつのリンパ球をそれぞれ分離して保持することができなかった。
直径６μｍの免疫細胞（Ｂリンパ球）を穴パタン部分のみに１個ずつそれぞれ分離して保持するには、穴の深さが１．５μｍ以上９μｍ以下であることが好ましかった。さらには、高い細胞保持率を得るために、３μｍ以上９μｍ以下であることがより好ましかった。【００８８】
実施例１３
穴パタンの直径の制御による細胞保持の検討
直径５μｍ、深さ（膜厚）３．５μｍの温度応答性高分子による穴パタンを有するチップを上記フォトリソグラフィー法で作成した。穴の直径の変更は、フォトリソグラフィー工程で用いるマスクパタンを変更することで行った。免疫細胞の保持実験では、穴の直径が小さ過ぎてリンパ球が入らず、穴パタン部分に１個ずつのリンパ球をそれぞれ分離して保持することができなかった。
直径１５μｍ、深さ（膜厚）３．５μｍの温度応答性高分子による穴パタンを有するチップを上記フォトリソグラフィー法で作成した。穴の直径の変更は、フォトリソグラフィー工程で用いるマスクパタンを変更することで行った。免疫細胞の保持実験では、１つの穴にリンパ球が３個入ってしまい、穴パタン部分のみに１個ずつのリンパ球をそれぞれ分離して保持することができなかった。
直径６μｍの免疫細胞（Ｂリンパ球）を穴パタン部分のみに１個ずつそれぞれ分離して持するには、穴の直径が６μｍ以上１２μｍ以下であることが好ましかった。【００８９】
任意の複数個の細胞保持の検討
温度応答性高分子による穴パタンの大きさや形状、深さを制御することで、任意の数の免疫細胞やビーズを１つの穴の中に保持することができる。穴の大きさや形状は、フォトリソグラフィー工程で用いるマスクパタンを変更することで行い、穴の深さ（膜厚）の変更は、スピン塗布条件を変更することで容易に行える。
温度応答性高分子による穴パタンの形状を、長辺１５μｍ、短辺８μの長方形、深さ（膜厚）３．５μｍとしたチップを上記フォトリソグラフィー法で作成した。免疫細胞の保持実験では、１つの穴にリンパ球を確実に２個保持することができた（図８）。
１つの穴の中に任意の数の免疫細胞を閉じこめることによって、複数細胞間の相互作用の解析、複数細胞間の細胞融合などを、基板上の任意の位置で、効率よく、選択的に、観察しながら容易に行うことができた。【００９０】
実施例１４
穴構造の蓋としての検討
直径１０μｍ、深さ（膜厚）３μｍの温度応答性高分子による穴パタンを、シリコンウェハ上に上記フォトリソグラフィー法で作成した。次に、ＤｅｅｐＲＩＥを用いて、温度応答性高分子の穴パタンを通して露出しているシリコン部を垂直方向に７μｍドライエッチングした。この時、温度応答性高分子自体はドライエッチング処理により１μｍ垂直方向に削られ、膜厚は２μｍとなった。この工程を図９に示す。【００９１】
上記工程によって作成した、温度応答性高分子を穴構造の蓋として有するチップを用い、細胞の保持実験を行った。はじめに、チップ温度を高温（約３５℃）に保持し、温度応答性高分子による蓋が解放している状態で、リンパ球懸濁液を滴下し、リンパ球の自然沈降を５分間待った。次に、チップ温度を低温（約１５℃）に下げることにより、温度応答性高分子を膨潤させ、温度応答性高分子による蓋が閉じている状態とした。その後、ビーカーに入れた１５℃のＰＢＳバッファーでチップを洗浄し、穴に入っていない余分なリンパ球を洗い流した。その結果、穴パタン部分のみに１個ずつのリンパ球をそれぞれ分離して保持することができた。この時の細胞保持率は、約８５％であった。また、チップ温度を高温（約３５℃）に戻すと、温度応答性高分子による蓋は解放した状態となり、キャピラリーによってリンパ球を吸引回収することができた。
実施例１５
感光性を有する温度応答性高分子塗布水溶液の作製（有機溶剤を使わない）
上記で合成した温度応答性高分子（１）１００重量部と、架橋剤としてヘキサメトキシメチルメラミン１０重量部と、光酸発生剤としてトリメチルスルホニウムトリフレート１重量部を、溶媒として１５℃の水２５０重量部に溶解し、これを孔径０．４０μｍのフィルターを用いて濾過し、塗布溶液とした。【００９２】
酸素プラズマで表面処理したポリメチルメタクリレート基板上に、上記の塗布溶液をスピンコーターの回転速度５００ｒｐｍでスピン塗布した。塗布後９０℃で３０分間加熱処理して溶媒を揮発させ塗膜を得た。高圧水銀ランプを光源とするマスクアライナを用いて、マスクを介してこの塗膜への露光を行った。露光後の加熱による架橋反応の後、１５℃の水を用いて、未架橋部分を溶解除去する現像処理を１分間行った。その結果、直径１０μｍの温度応答性高分子による穴パタンを２５０，０００個/ｃｍ2の密度で基板上に作製した。塗布溶媒に水を使っているため、スピン塗布時に、プラスチック素材であるポリメチルメタクリレート基板が溶媒によって侵されることがなかった。また、水による現像時も、全ての構成成分が水溶性なため、残渣なく良好に行うことができた。【００９３】
実施例１６
生体由来の温度応答性高分子を用いたチップの作製
生体由来の温度応答性高分子である可溶性エラスチン（牛由来）１００重量部と、光架橋剤として水溶性ビスアジド化合物である４，４'−ジアゾスチルベン−２，２'ジスルホン酸ジナトリウム塩を１０重量部を、溶媒として蒸留水１０００重量部に溶解し、これを孔径０．４０μｍのフィルターを用いて濾過し、塗布溶液とした。
ヒドロキシル基を末端に有するシランカップリング剤で表面処理したガラス基板上に、上記の塗布溶液をスピンコーターの回転速度５００ｒｐｍでスピン塗布した。塗布後８０℃で１０分間加熱処理して溶媒を揮発させ塗膜を得た。高圧水銀ランプを光源とするマスクアライナを用いて、マスクを介してこの塗膜への露光を行った。露光による架橋反応の後、１５℃の水を用いて、未架橋部分を溶解除去する現像処理を２分間行った。その結果、直径１０μｍの生体由来の温度応答性高分子による穴パタンを２５０，０００個/ｃｍ2の密度で基板上に作製した。
上記フォトリソフグラフィー法によって作成した穴パタンを有するチップ上に水を滴下した後、種々の温度にチップを保ちながら、穴の大きさの変化を観察した。チップ温度を３８℃にすると、温度応答性高分子は収縮し、穴パタンの直径は約１０μｍとなった。チップ温度を１５℃にすると、温度応答性高分子が膨潤しはじめ、約１０秒後には、穴パタンの直径は８μｍへと縮まった。また、この収縮・膨潤挙動は、チップ温度の変化に伴って、何度も繰り返し行えることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明のチップは、生体材料を一時的に固定化する必要がある、種々の技術分野、例えば、多数のリンパ球から特定の抗原特異的なリンパ球を選択して、抗体を作成する方法などに、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】実施例５において、フォトリソフグラフィー法によって作成した穴パタンを有するチップ上に水を滴下した後、種々の温度にチップを保ちながら、穴の大きさの変化を観察した結果。
【図２】実施例６において、フォトリソフグラフィー法によって作成した穴パタンを有するチップを用い、直径１０μｍのポリスチレンビーズの保持実験を行った結果。
【図３】実施例７において、フォトリソフグラフィー法によって作成した穴パタンを有するチップを用い、リンパ球（Ｂ細胞、直径約６μｍの保持実験を行った結果。
【図４】実施例９において、塗布溶液の高分子濃度を変更し、スピンコーターの回転速度を３０００ｒｐｍとした時に得られる塗膜の膜厚を示す。
【図５】実施例９において、塗布溶液の高分子濃度を３３ｗｔ％とし、スピンコーターの回転速度を変更した時に得られる塗膜の膜厚を示す。
【図６】実施例１１におけるリンパ球の保持実験の結果を示す。
【図７】実施例１２におけるリンパ球の保持実験の結果を示す。
【図８】実施例１３におけるリンパ球の保持実験の結果を示す。
【図９】実施例１４の工程の概略説明図。
【図１０】本発明のチップの一態様の説明図。
【図１１】本発明のチップの一態様の説明図。
【図１２】本発明のチップの一態様の説明図。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年8月16日(2007.8.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有し、
膜温度の一部分、または全体を変化させることにより、膜の一部分、または全体を膨潤または収縮させて、穴パタンの穴の大きさを任意に変化させることで、前記穴パタンの穴に格納された生体物質を、包接した状態にするか、または解放した状態にすることができるチップ。
【請求項２】
前記温度応答性高分子の架橋生成物が、温度応答性高分子間の架橋生成物または架橋剤を介しての架橋生成物である請求項１に記載のチップ。
【請求項３】
前記温度応答性高分子の架橋生成物は、一般式（１）で示される繰り返し単位を持ち、かつ重量平均分子量が５００〜５，０００，０００であるＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド共重合体と架橋剤との架橋生成物
【化１】
2007040118.tif 000020
（一般式（１）において、Ｒ1及びＲ2は、同一または異なっても良く、水素原子または炭素数１から４のアルキル基を表し、Ｒ3は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ4は、前記架橋剤と架橋可能な官能基を有する炭化水素構造を表す。ｘ及びｙは、それぞれｘ＋ｙ＝１、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１を満たす任意の数である。）
である請求項１または２に記載のチップ。
【請求項４】
穴パタンを有する膜の厚みは、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲である請求項１〜３のいずれか１項に記載のチップ。
【請求項５】
穴パタンの穴の大きさは、内接する円の直径が１０ｎｍ〜１０００μｍの範囲である請求項１〜４のいずれか１項に記載のチップ。
【請求項６】
穴パタンの穴の深さが、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲である請求項１〜５のいずれか１項に記載のチップ。
【請求項７】
穴パタンの穴は、１ｃｍ2当たり１個〜１，０００，０００，０００個である請求項１〜６のいずれか１項に記載のチップ。
【請求項８】
基板は、膜を有する表面の、膜が有する少なくとも一部の穴の下部に相当する部分に凹部を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載のチップ。
【請求項９】
穴パタンの穴は、その中の基板表面上に、膜とは独立した前記温度応答性高分子の架橋生成物で形成されたドットを有する請求項１〜８のいずれか１項に記載のチップ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のチップの膜温度を、前記チップが有する穴パタンの穴の径を、生体物質が格納可能な大きさになる温度に制御し、
前記穴パタンの穴に生体物質を格納し、次いで
チップの膜温度を、前記生体物質を格納した穴の径を、生体物質を包接する温度に制御することを含む、チップの穴パタンに生体物質を包接する方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法で生体物質を包接したチップの膜温度を、前記チップが有する穴パタンの穴の径を、生体物質を解放可能な大きさになる温度に制御することを含む、チップに包接された生体物質を解放する方法。
【請求項１２】
温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有し、膜温度の一部分、または全体を変化させることにより、膜の一部分、または全体を膨潤または収縮させて、穴パタンの穴の大きさを任意に変化させることで、前記穴パタンの穴に格納された生体物質を、包接した状態にするか、または解放した状態にすることができるチップの製造方法であって、
架橋可能な温度応答性高分子を含有する組成物、架橋可能な温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子および架橋剤を含む組成物を基板表面に塗布して塗膜を形成し、
前記塗膜を架橋させて、前記架橋生成物を生成し、かつ
前記架橋生成物の塗膜に穴パタンを形成する工程を含むことを特徴とする、前記製造方法。
【請求項１３】
前記架橋可能な温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物は、一般式（１）で示される繰り返し単位を持ち、かつ重量平均分子量が５００〜５，０００，０００であるＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド共重合体と架橋剤とを含有する組成物
【化２】
2007040118.tif 000021
（一般式（１）において、Ｒ1及びＲ2は、同一または異なっても良く、水素原子または炭素数１から４のアルキル基を表し、Ｒ3は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ4は、前記架橋剤と架橋可能な官能基を有する炭化水素構造を表す。ｘ及びｙは、それぞれｘ＋ｙ＝１、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１を満たす任意の数である。ここで、（メタ）アクリルアミドとは、メタクリルアミドとアクリルアミドの両方を表す。）
である請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有し、膜温度の一部分、または全体を変化させることにより、膜の一部分、または全体を膨潤または収縮させて、穴パタンの穴の大きさを任意に変化させることで、前記穴パタンの穴に格納された生体物質を、包接した状態にするか、または解放した状態にすることができるチップの製造方法であって、
架橋可能な温度応答性高分子形成用モノマーを含有する組成物、架橋可能な温度応答性高分子形成用モノマーおよび架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子形成用モノマーおよび架橋剤を含む組成物を基板表面に塗布して塗布膜を形成し、
塗膜を重合および架橋させて、前記架橋生成物を生成し、かつ
前記架橋生成物の塗膜に穴パタンを形成する工程を含むことを特徴とする、前記製造方法。
【請求項１５】
組成物を塗布する基板は、シリコン基板、ガラス基板、プラスチック基板、マイカ基板、セラミック基板、または金属基板である請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１６】
組成物の基板への塗布は、組成物を溶剤に溶解する工程、得られた溶液を基板上に滴下する工程、溶媒を蒸発させ塗膜を得る工程を含むことを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１７】
塗膜への穴パタンの形成は、フォトリソグラフィー法により行う請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の製造方法
【請求項１８】
フォトリソグラフィー法による塗膜への穴パタンの形成は、前記塗膜形成用の組成物にさらに酸発生剤を含有させ、塗膜形成後、塗膜に穴パタン形成用マスクを介して酸発生剤を活性化させる放射線を照射して、放射線が照射された部分の塗膜を架橋させ、次いで、前記マスクを除去した後に、未架橋部分の塗膜を除去することによって行う請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
酸発生剤は、オニウム塩、スルホニルオキシイミド、トリアジン及びスルホン酸エステルから成る群から選ばれる少なくとも1種である請求項１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
放射線が、水銀ランプ光、電子線、エキシマレーザー、Ｘ線、またはキセノンランプである請求項１８または１９に記載の製造方法。
【請求項２１】
塗膜への穴パタンの形成は、スクリーン印刷法、インクジェット法、コンタクトプリント法またはエンボス加工法により行う、請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２２】
スクリーン印刷法、インクジェット法、コンタクトプリント法またはエンボス加工法による塗膜への穴パタンの形成は、架橋前の塗膜に穴パタンを形成し、次いで穴パタンを形成した塗膜を架橋させることで行う、請求項２１に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記架橋剤と架橋可能な官能基を有する炭化水素構造は、前記架橋剤と架橋可能な官能基を側鎖に持つ（メタ）アクリレート構造または（メタ）アクリルアミド構造（ここで、（メタ）アクリレートとは、メタクリレートとアクリレートの両方を表す。）である請求項１３に記載の製造方法。
【請求項２４】
前記架橋剤と架橋可能な官能基は、ヒドロキシル基、カルボキシ基、エポキシ基、アミノ基またはスクシンイミド基である請求項１３または２３に記載の製造方法。
【請求項２５】
架橋剤は、エポキシ系架橋剤、メラミン系架橋剤、グリコウリル系架橋剤、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アジド基またはビニルエーテル基を２つ以上有する化合物である請求項１３〜２４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２６】
ヒドロキシル基、カルボキシル基、アジド基またはビニルエーテル基を２つ以上有する化合物は、１，２−ジヒドロキシナフタレン、１，３−ジヒドロキシナフタレン、１，４−ジヒドロキシナフタレン、１，５−ジヒドロキシナフタレン、１，６−ジヒドロキシナフタレン、１，７−ジヒドロキシナフタレン、１，８−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレン、２，６−ジヒドロキシナフタレン、２，７−ジヒドロキシナフタレン、１，３−シクロペンタンジオール、２，６−キノリンジオール、２，３−ジヒドロキシキノキサリン、１，４−ジオキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリビニルアルコール、１，２−ナフタレンジカルボン酸、１，３−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、１，６−ナフタレンジカルボン酸、１，７−ナフタレンジカルボン酸、１，８−ナフタレンジカルボン酸、２，３−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、１，２−シクロペンタンジカルボン酸、２，５−チオフェンジカルボン酸、２−メチル−３，４−キノリンジカルボン酸、９，１０−アントラセンジカルボン酸、ジヒドロアントラセン−９，１０−ジカルボン酸、クエン酸、こはく酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、２，６−ビス（４−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、ビス（４−ビニロキシブチル）テレフタレートまたはビス（４−ビニロキシブチル）アジペートである請求項２５に記載の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明は以下のとおりである。
［１］温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有し、
膜温度の一部分、または全体を変化させることにより、膜の一部分、または全体を膨潤または収縮させて、穴パタンの穴の大きさを任意に変化させることで、前記穴パタンの穴に格納された生体物質を、包接した状態にするか、または解放した状態にすることができるチップ。
［２］前記温度応答性高分子の架橋生成物が、温度応答性高分子間の架橋生成物または架橋剤を介しての架橋生成物である［１］に記載のチップ。
［３］前記温度応答性高分子の架橋生成物は、一般式（１）で示される繰り返し単位を持ち、かつ重量平均分子量が５００〜５，０００，０００であるＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド共重合体と架橋剤との架橋生成物
【化１】
2007040118.tif 000022
（一般式（１）において、Ｒ1及びＲ2は、同一または異なっても良く、水素原子または炭素数１から４のアルキル基を表し、Ｒ3は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ4は、前記架橋剤と架橋可能な官能基を有する炭化水素構造を表す。ｘ及びｙは、それぞれｘ＋ｙ＝１、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１を満たす任意の数である。）
である［１］または［２］に記載のチップ。
［４］穴パタンを有する膜の厚みは、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲である［１］〜［３］のいずれかに記載のチップ。
［５］穴パタンの穴の大きさは、内接する円の直径が１０ｎｍ〜１０００μｍの範囲である［１］〜［４］のいずれかに記載のチップ。
［６］穴パタンの穴の深さが、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲である［１〜５のいずれかに記載のチップ。
［７］穴パタンの穴は、１ｃｍ2当たり１個〜１，０００，０００，０００個である［１］〜［６］のいずれかに記載のチップ。
［８］基板は、膜を有する表面の、膜が有する少なくとも一部の穴の下部に相当する部分に凹部を有する［１］〜［７］のいずれかに記載のチップ。
［９］穴パタンの穴は、その中の基板表面上に、膜とは独立した前記温度応答性高分子の架橋生成物で形成されたドットを有する［１］〜［８］のいずれかに記載のチップ。
［１０］［１］〜［９］のいずれかに記載のチップの膜温度を、前記チップが有する穴パタンの穴の径を、生体物質が格納可能な大きさになる温度に制御し、
前記穴パタンの穴に生体物質を格納し、次いで
チップの膜温度を、前記生体物質を格納した穴の径を、生体物質を包接する温度に制御することを含む、チップの穴パタンに生体物質を包接する方法。
［１１］［１０］に記載の方法で生体物質を包接したチップの膜温度を、前記チップが有する穴パタンの穴の径を、生体物質を解放可能な大きさになる温度に制御することを含む、チップに包接された生体物質を解放する方法。
［１２］温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有し、膜温度の一部分、または全体を変化させることにより、膜の一部分、または全体を膨潤または収縮させて、穴パタンの穴の大きさを任意に変化させることで、前記穴パタンの穴に格納された生体物質を、包接した状態にするか、または解放した状態にすることができるチップの製造方法であって、
架橋可能な温度応答性高分子を含有する組成物、架橋可能な温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子および架橋剤を含む組成物を基板表面に塗布して塗膜を形成し、
前記塗膜を架橋させて、前記架橋生成物を生成し、かつ
前記架橋生成物の塗膜に穴パタンを形成する工程を含むことを特徴とする、前記製造方法。
［１３］前記架橋可能な温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子および架橋剤を含有する組成物は、一般式（１）で示される繰り返し単位を持ち、かつ重量平均分子量が５００〜５，０００，０００であるＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド共重合体と架橋剤とを含有する組成物
【化２】
2007040118.tif 000023
（一般式（１）において、Ｒ1及びＲ2は、同一または異なっても良く、水素原子または炭素数１から４のアルキル基を表し、Ｒ3は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ4は、前記架橋剤と架橋可能な官能基を有する炭化水素構造を表す。ｘ及びｙは、それぞれｘ＋ｙ＝１、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１を満たす任意の数である。ここで、（メタ）アクリルアミドとは、メタクリルアミドとアクリルアミドの両方を表す。）
である［１２］に記載の製造方法。
［１４］温度応答性高分子の架橋生成物を構成成分とし、かつ穴パタンを有する膜を基板表面に有し、膜温度の一部分、または全体を変化させることにより、膜の一部分、または全体を膨潤または収縮させて、穴パタンの穴の大きさを任意に変化させることで、前記穴パタンの穴に格納された生体物質を、包接した状態にするか、または解放した状態にすることができるチップの製造方法であって、
架橋可能な温度応答性高分子形成用モノマーを含有する組成物、架橋可能な温度応答性高分子形成用モノマーおよび架橋剤を含有する組成物、または温度応答性高分子形成用モノマーおよび架橋剤を含む組成物を基板表面に塗布して塗布膜を形成し、
塗膜を重合および架橋させて、前記架橋生成物を生成し、かつ
前記架橋生成物の塗膜に穴パタンを形成する工程を含むことを特徴とする、前記製造方法。
［１５］組成物を塗布する基板は、シリコン基板、ガラス基板、プラスチック基板、マイカ基板、セラミック基板、または金属基板である［１２］〜［１４］のいずれかに記載の製造方法。
［１６］組成物の基板への塗布は、組成物を溶剤に溶解する工程、得られた溶液を基板上に滴下する工程、溶媒を蒸発させ塗膜を得る工程を含むことを特徴とする［１２］〜［１５］のいずれかに記載の製造方法。
［１７］塗膜への穴パタンの形成は、フォトリソグラフィー法により行う［１２］〜［１６］のいずれかに記載の製造方法
［１８］フォトリソグラフィー法による塗膜への穴パタンの形成は、前記塗膜形成用の組成物にさらに酸発生剤を含有させ、塗膜形成後、塗膜に穴パタン形成用マスクを介して酸発生剤を活性化させる放射線を照射して、放射線が照射された部分の塗膜を架橋させ、次いで、前記マスクを除去した後に、未架橋部分の塗膜を除去することによって行う［１７］に記載の製造方法。
［１９］酸発生剤は、オニウム塩、スルホニルオキシイミド、トリアジン及びスルホン酸エステルから成る群から選ばれる少なくとも1種である［１８］に記載の製造方法。
［２０］放射線が、水銀ランプ光、電子線、エキシマレーザー、Ｘ線、またはキセノンランプである［１８］または［１９］に記載の製造方法。
［２１］塗膜への穴パタンの形成は、スクリーン印刷法、インクジェット法、コンタクトプリント法またはエンボス加工法により行う、［１２］〜［１６］のいずれかに記載の製造方法。
［２２］スクリーン印刷法、インクジェット法、コンタクトプリント法またはエンボス加工法による塗膜への穴パタンの形成は、架橋前の塗膜に穴パタンを形成し、次いで穴パタンを形成した塗膜を架橋させることで行う、［２１］に記載の製造方法。
［２３］前記架橋剤と架橋可能な官能基を有する炭化水素構造は、前記架橋剤と架橋可能な官能基を側鎖に持つ（メタ）アクリレート構造または（メタ）アクリルアミド構造（ここで、（メタ）アクリレートとは、メタクリレートとアクリレートの両方を表す。）である［１３］に記載の製造方法。
［２４］前記架橋剤と架橋可能な官能基は、ヒドロキシル基、カルボキシ基、エポキシ基、アミノ基またはスクシンイミド基である［１３］または［２３］に記載の製造方法。
［２５］架橋剤は、エポキシ系架橋剤、メラミン系架橋剤、グリコウリル系架橋剤、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アジド基またはビニルエーテル基を２つ以上有する化合物である［１３］〜［２４］のいずれかに記載の製造方法。
［２６］ヒドロキシル基、カルボキシル基、アジド基またはビニルエーテル基を２つ以上有する化合物は、１，２−ジヒドロキシナフタレン、１，３−ジヒドロキシナフタレン、１，４−ジヒドロキシナフタレン、１，５−ジヒドロキシナフタレン、１，６−ジヒドロキシナフタレン、１，７−ジヒドロキシナフタレン、１，８−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレン、２，６−ジヒドロキシナフタレン、２，７−ジヒドロキシナフタレン、１，３−シクロペンタンジオール、２，６−キノリンジオール、２，３−ジヒドロキシキノキサリン、１，４−ジオキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリビニルアルコール、１，２−ナフタレンジカルボン酸、１，３−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、１，６−ナフタレンジカルボン酸、１，７−ナフタレンジカルボン酸、１，８−ナフタレンジカルボン酸、２，３−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、１，２−シクロペンタンジカルボン酸、２，５−チオフェンジカルボン酸、２−メチル−３，４−キノリンジカルボン酸、９，１０−アントラセンジカルボン酸、ジヒドロアントラセン−９，１０−ジカルボン酸、クエン酸、こはく酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、２，６−ビス（４−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、ビス（４−ビニロキシブチル）テレフタレートまたはビス（４−ビニロキシブチル）アジペートである［２５］に記載の製造方法。
【国際調査報告】
2007040118.tif 000024
2007040118.tif 000025