(57)【要約】【課題】ＤＮＡを用いて基材に部品を自律的に組み付ける方法である。【解決手段】部品組付方法は、第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）を含む第１のＤＮＡ一本鎖群（１３ａ）を基材（１０）に担持させる工程と、第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と相補関係を有する第２のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を含む第２のＤＮＡ一本鎖群（２３ａ）を部品（２０）に担持させる工程と、基材（１０）に担持されている第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と部品（２０）に担持されている第２のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との水素結合に基づいて、基材（１０）に部品（２０）を固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）を含む第１のＤＮＡ一本鎖群（１３ａ）を基材（１０）に担持させる工程（Ａ）と、
上記第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と相補関係を有する第２のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を含む第２のＤＮＡ一本鎖群（２３ａ）を部品（２０）に担持させる工程（Ｂ）と、
上記基材（１０）に担持されている第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）に担持されている第２のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との水素結合に基づいて、上記基材（１０）に上記部品（２０）を組み付ける工程（Ｃ）を備えたことを特徴とする部品組付方法。
【請求項２】
上記工程（Ｃ）は、上記部品（２０）を含む液体（３０）を上記基材（１０）上に流す工程を含むことを特徴とする請求項１の部品組付方法。
【請求項３】
第１の塩基配列を有する第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）を含む第１のＤＮＡ一本鎖群（１３ａ）と第２の塩基配列を有する第２のＤＮＡ一本鎖（１２ｂ）を含む第２のＤＮＡ一本鎖群（１３ｂ）を基材（１０）の異なる場所（１１ａ、１１ｂ）に担持させる工程（Ａ）と、
上記第１の塩基配列と相補関係にある第３の塩基配列を備えた第３のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を含む第３のＤＮＡ一本鎖群（２３ａ）と上記第２の塩基配列と相補関係にある第４の塩基配列を備えた第４のＤＮＡ一本鎖（２２ｂ）を含む第４のＤＡＮ一本鎖群（２３ｂ）を部品（２０）の異なる場所（２１ａ、２１ｂ）に付着させる工程（Ｂ）と、
上記基材（１０）の第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）の第３のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を結合させ、上記基材（１０）の第２のＤＮＡ一本鎖（１２ｂ）と上記部品（２０）の第４のＤＮＡ一本鎖（２２ｂ）を結合させて、上記基材（１０）に上記部品（２０）を組み付ける工程（Ｃ）を備えたことを特徴とする部品組付方法。
【請求項４】
上記工程（Ｃ）は、上記部品（２０）を含む液体（３０）を上記基材（１０）上に流す工程を含むことを特徴とする請求項３の部品組付方法。
【請求項５】
第１の塩基配列を有する第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）を含む第１のＤＮＡ一本鎖群（１３ａ）を基材（１０）の第１の領域（１１ａ）に担持させる工程（Ａ）と、
第２の塩基配列を有する第２のＤＮＡ一本鎖（１１２ａ）を含む第２のＤＮＡ一本鎖群（１１３ａ）を基材（１０）の第２の領域（１１１ａ）に担持させる工程（Ｂ）と、
上記第１の塩基配列と相補関係にある第３の塩基配列を有する第３のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を含む第３のＤＮＡ一本鎖群（２３ａ）を第１の部品（２０）に担持させる工程（Ｃ）と、
上記第２の塩基配列と相補関係にある第４の塩基配列を有する第４のＤＮＡ一本鎖（１２２ｂ）を含む第４のＤＮＡ一本鎖群（１２３ａ）を第２の部品（１２０）に担持させる工程（Ｄ）と、
上記基材（１０）の第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記第１の部品（２０）のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を結合させて、上記基材（１０）の第１の領域（１１ａ）に上記第１の部品（２０）を組み付ける工程（Ｅ）と、
上記基材（１０）の第２のＤＮＡ一本鎖（１１２ａ）と上記第２の部品（１２０）のＤＮＡ一本鎖（１２２ａ）を結合させて、上記基材（１０）の第２の領域（１１１ａ）に上記第２の部品（１２０）を組み付ける工程（Ｆ）を備えたことを特徴とする部品組付方法。
【請求項６】
上記工程（Ｅ）は、上記第１の部品（２０）を含む液体（３０）を上記基板（１０）上に流す工程を含むことを特徴とする請求項５の部品組付方法。
【請求項７】
上記工程（Ｅ）は、上記第２の部品（１２０）を含む液体（３０）を上記基板（１０）上に流す工程を含むことを特徴とする請求項５又は６の部品組付方法。
【請求項８】
一つ又は複数の部品（２０）が実装される基材（１０）であって、上記部品（２０）に担持されているＤＮＡ一本鎖（２２ａ）と相補関係にある別のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）が担持されており、上記基材（１０）のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との結合に基づいて上記部品（２０）が実装されることを特徴とする基材。
【請求項９】
基材（１０）に実装される部品（２０）であって、上記基材（１０）に担持されているＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と相補関係にある別のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）が担持されており、上記基材（１０）のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との結合に基づいて上記基材（１０）に実装されることを特徴とする部品。
【請求項１０】
基材（１０）と、
上記基材（１０）に実装された部品（２０）を有し、
上記基材（１０）と部品（２０）が、上記基材（１０）に担持されているＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）に担持されているＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との相補関係に基づいて連結されていることを特徴とする部品実装基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡ（デオキシペントース核酸：deoxypentose nucleic acid）を利用して、基材に部品又は部品を組み付ける部品組付方法、また、この部品組付方法に利用される基材及び部品に関する。さらに詳しく説明すると、例えば、微小サイズの半導体部品やマイクロ部品を、外部からの力を必要とせずに、ＤＮＡの相補性及び結合力を利用して自律的に組み付ける部品組付方法及びそれに利用する部品組付基材と組付部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細加工分野における精密部品組付技術として、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術（例えば、ＬＩＧＡ（Lithographie Galvanoformung Abformung）、リソグラフィ技術）を利用して、組付部品と部品組付用基材にそれぞれ三次元の凹凸を形成し、それらの凹凸を嵌め合わせることにより、基材に部品を組み付ける方法が提案されている。
【特許文献１】特表平１１−５０１３７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、この部品組付技術は、基材の部品組付面とこれに対応する部品表面のそれぞれにＭＥＭＳ技術を用いて凹凸を形成する必要があることから、生産性が悪く、大量生産が難しい、という問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、人工的に合成されたＤＮＡを利用して、基材に部品（特に、マイクロ部品）を正確に位置決めして組み付ける方法及びそれに利用される基材及び部品を提供することを目的とする。
【０００５】
人をはじめとするすべての生物の遺伝子を構成するＤＮＡは、ＤＮＡ二本鎖の二重らせん構造をしており、糖とリン酸基が交互につながった構成された二本の軸が糖から出た塩基によって互いに結合して構成されている。これら糖、リン酸、塩基からなる単位がヌクレオチドと呼ばれる。塩基には、プリン誘導体のアデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）、ピリミジン誘導体のシトシン（Ｃ）とチミン（Ｔ）の４種類があり、これらの誘導体はアデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）が２本の水素結合で結ばれており、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）が３本の水素結合で結ばれている。これら２組の組み合せ〔アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）を「相補的塩基対」、また、アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）及びグアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）の選択的な結合関係を「相補関係」という。
【０００６】
ＤＮＡにおける各水素結合は非常に弱い結合であり、水素結合のエネルギは共有結合の１０分の１にも満たない。しかし、多数の塩基を有するＤＮＡ（ＤＮＡ二本鎖）の集合は、微小な部品（マイクロ部品）の固定に十分な強度を有するものと考えられる。
【０００７】
このような考えから、本願発明の部品組付方法は、第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）を含む第１のＤＮＡ一本鎖群（１３ａ）を基材（１０）に担持させる工程（Ａ）と、上記第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と相補関係を有する第２のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を含む第２のＤＮＡ一本鎖群（２３ａ）を部品（２０）に担持させる工程（Ｂ）と、上記基材（１０）に担持されている第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）に担持されている第２のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との水素結合に基づいて、上記基材（１０）に上記部品（２０）を組み付ける工程（Ｃ）を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の形態は、第１の塩基配列を有する第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）を含む第１のＤＮＡ一本鎖群（１３ａ）と第２の塩基配列を有する第２のＤＮＡ一本鎖（１２ｂ）を含む第２のＤＮＡ一本鎖群（１３ｂ）を基材（１０）の異なる場所（１１ａ、１１ｂ）に担持させる工程（Ａ）と、上記第１の塩基配列と相補関係にある第３の塩基配列を備えた第３のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を含む第３のＤＮＡ一本鎖群（２３ａ）と上記第２の塩基配列と相補関係にある第４の塩基配列を備えた第４のＤＮＡ一本鎖（２２ｂ）を含む第４のＤＡＮ一本鎖群（２３ｂ）を部品（２０）の異なる場所（２１ａ、２１ｂ）に付着させる工程（Ｂ）と、上記基材（１０）の第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）の第３のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を結合させ、上記基材（１０）の第２のＤＮＡ一本鎖（１２ｂ）と上記部品（２０）の第４のＤＮＡ一本鎖（２２ｂ）を結合させて、上記基材（１０）に上記部品（２０）を組み付ける工程（Ｃ）を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の形態は、第１の塩基配列を有する第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）を含む第１のＤＮＡ一本鎖群（１３ａ）を基材（１０）の第１の領域（１１ａ）に担持させる工程（Ａ）と、第２の塩基配列を有する第２のＤＮＡ一本鎖（１１２ａ）を含む第２のＤＮＡ一本鎖群（１１３ａ）を基材（１０）の第２の領域（１１１ａ）に担持させる工程（Ｂ）と、上記第１の塩基配列と相補関係にある第３の塩基配列を有する第３のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を含む第３のＤＮＡ一本鎖群（２３ａ）を第１の部品（２０）に担持させる工程（Ｃ）と、上記第２の塩基配列と相補関係にある第４の塩基配列を有する第４のＤＮＡ一本鎖（１２２ｂ）を含む第４のＤＮＡ一本鎖群（１２３ａ）を第２の部品（１２０）に担持させる工程（Ｄ）と、上記基材（１０）の第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記第１の部品（２０）のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を結合させて、上記基材（１０）の第１の領域（１１ａ）に上記第１の部品（２０）を組み付ける工程（Ｅ）と、上記基材（１０）の第２のＤＮＡ一本鎖（１１２ａ）と上記第２の部品（１２０）のＤＮＡ一本鎖（１２２ａ）を結合させて、上記基材（１０）の第２の領域（１１１ａ）に上記第２の部品（１２０）を組み付ける工程（Ｆ）を備えたことを特徴とする。
【００１０】
以上の部品組付方法の他の形態は、上記部品（２０）を含む液体（３０）を上記基材（１０）上に流す工程を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る基材は、一つ又は複数の部品（２０）が実装される基材（１０）であって、上記部品（２０）に担持されているＤＮＡ一本鎖（２２ａ）と相補関係にある別のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）が担持されており、上記基材（１０）のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との結合に基づいて上記部品（２０）が実装されることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る部品は、基材（１０）に実装される部品（２０）であって、上記基材（１０）に担持されているＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と相補関係にある別のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）が担持されており、上記基材（１０）のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との結合に基づいて上記基材（１０）に実装されることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る部品実装基材は、基材（１０）と、上記基材（１０）に実装された部品（２０）を有し、上記基材（１０）と部品（２０）が、上記基材（１０）に担持されているＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）に担持されているＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との相補関係に基づいて連結されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る部品組付方法によれば、ＤＮＡを用いて基材に部品、特に微小な部品を、外部から力を加えることなく、自律的に組み付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の複数の実施形態を説明する。
【００１６】
（実施形態１）
図１は、本発明に係る部品組付方法及びそれに利用する基材と部品の実施形態を説明するための図である。図示する実施形態の部品組付方法は、ＤＮＡの水素結合を利用して、基材（１０）に部品（２０）を組み付ける又は実装するものである。基材（１０）は、ガラス基板、シリコン基板、金属基板が好適に用いられるが、ＤＮＡの性質に悪影響を与えない材料やＤＮＡの付着に適した材料からなるものであればいかなる材料からなるものであってもよい。部品は、ＤＮＡの相補関係に基づく塩基の結合力によって基材（１０）に固定できる重さを有する部品（２０）、例えば電子部品、半導体装置、マイクロ部品が好適に利用できる。具体的なマイクロ部品としては、例えば１ｍｍ以下（５０〜５００μｍ）の寸法を有するマイクロレンズ、マイクロミラー、マイクロ回折格子、マイクロプリズム、マイクロアパーチャ、マイクロビーズ，マイクロ波長変換素子、その他のマイクロ光学素子（例えば、波長板、偏光子、拡散板）がある。
【００１７】
基材（１０）の部品実装領域（部品が実装された状態で部品に対向する部分）と、部品（２０）の基材対向領域（実装状態で基材に対向する部品部分）には、ＤＮＡを付着されている。図２を参照して更に詳細に説明すると、基材（１０）の実装領域（１１）は、複数の基材サブ領域に分割されている。例えば、図示する実施形態では、実装領域（１１）は４つのサブ領域（１１ａ〜１１ｄ）に分割されている。具体的には、実装領域（１１）の四角形の場合、実装領域（１１）を縦横の線によって分割し、ほぼ一定の面積を有する４つのサブ領域（１１ａ〜１１ｄ）が定義されている。各サブ領域（１１ａ〜１１ｄ）の形状や面積は任意に決めることができる。
【００１８】
図１（Ａ）と図２を参照すると、サブ領域（１１ａ）は、アデニン（Ａ）のみの塩基配列を有するＤＮＡ一本鎖（１２ａ）のＤＮＡ一本鎖群（１３ａ）を担持している。同様に、サブ領域（１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）はそれぞれ、チミン（Ｔ）、グアニン（Ｇ）、シトシン（Ｃ）のみを含むヌクレオチドを所定数配列した塩基配列のＤＮＡ一本鎖（１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）のＤＮＡ一本鎖群（１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）を担持している。
【００１９】
図１（Ａ）と図２を参照すると、部品（２０）の基材対向領域（２１）は、基材（１０）の実装領域（１１）とほぼ同一の大きさと形状を有する。実施の形態では、基材対向領域（２１）は、基材の実装領域（１１）とほぼ同一の大きさの四角形で、基材サブ領域（１１ａ〜１１ｄ）に対応して４つのサブ領域（２１ａ〜２１ｄ）に分割されている。サブ領域（２１ａ〜２１ｄ）には、対応する４つの基材サブ領域（１１ａ〜１１ｄ）に担持されている塩基と相補塩基対を形成する塩基を所定数配列した塩基配列からなるＤＮＡ一本鎖のＤＮＡ一本鎖群が担持されている。具体的に、部品サブ領域（２１ａ）には、基材サブ領域（１１ａ）が担持しているアデニン（Ａ）と共に相補塩基対を構成するチミン（Ｔ）からなるＤＮＡ一本鎖（２２ａ）のＤＮＡ一本鎖群（２３ａ）が担持されている。同様に、部品サブ領域（２１ｂ〜２１ｄ）にはそれぞれ、基板サブ領域（１１ｂ〜１１ｄ）が担持している、チミン（Ｔ）、グアニン（Ｇ）、シトシン（Ｃ）と共に相補塩基対を構成するアデニン（Ａ）、シトシン（Ｃ）、グアニン（Ｇ）からなるＤＮＡ一本鎖（２２ｂ〜２２ｄ）のＤＮＡ一本鎖群（２３ｂ〜２３ｄ）が担持されている。
【００２０】
図面を簡略化するため、図１に表された各ＤＮＡ一本鎖には４つの塩基のみを示している。しかし、塩基の配列数は任意であり、例えばマイクロ部品を固定するためには、約２０〜２５又はそれ以上の塩基配列を有することが好ましい。また、同様に図面を簡略化するために、図１では、ＤＮＡ一本鎖群は一つのＤＮＡ一本鎖で代表させている。
【００２１】
図１（Ｂ）に示すように、ＤＮＡを担持した部品（２０）は、同様にＤＮＡを担持した基板（１０）上に置かれると、基板（１０）のサブ領域（１１ａ〜１１ｄ）に担持されているＤＮＡ一本鎖（１２ａ〜１２ｄ）と部品（２０）のサブ領域（２１ａ〜２１ｄ）に担持されているＤＮＡ一本鎖（２２ａ〜２２ｄ）がそれぞれ、水素結合によって結合する。具体的に、基板サブ領域（１１ａ）のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）のアデニン（Ａ）と部品サブ領域（２１ａ）のチミン（Ｔ）が水素結合によって結合されて相補塩基対を形成する。同様に、基板サブ領域（１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）のＤＮＡ一本鎖（１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）のチミン（Ｔ）、グアニン（Ｇ）、シトシン（Ｃ）と部品サブ領域（２１ａ）のＤＮＡ一本鎖（２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ）のアデニン（Ａ）、シトシン（Ｃ）、グアニン（Ｇ）が水素結合によって結合して相補塩基対を形成する。図示するように、ＤＮＡの結合は、結合エネルギが最も高く且つ安定した状態に落ち着き、部品（２０）のサブ領域（１１ａ〜１１ｄ）が基板（１０）のサブ領域（２１ａ〜２１ｄ）に完全に又はほぼ完全に重なりあった状態で終了する。その結果、基板（１０）に対して部品（２０）が位置精度良く組み付けられる。
【００２２】
（実施形態２）
実施形態１では、基板（１０）と部品（２０）の各サブ領域（１１ａ〜１１ｄ）、（２１ａ〜２１ｄ）に、単一の塩基のみを含むＤＮＡ一本鎖を担持させたが、図３に示すように、各サブ領域に担持するＤＮＡ一本鎖群は、２種類又はそれ以上の種類の塩基を含むＤＮＡ一本鎖であってもよい。具体的に、図示する実施形態では、基板（１０）のサブ領域（１１ａ）には、基端側〔基板（１０）に近い側〕に所定数のシトシン（Ｃ）を有し、末端側〔基板（１０）から遠い側〕に所定数のアデニン（Ａ）を有するＤＮＡ一本鎖（１２ａ）が担持されている。サブ領域（１１ｂ）には、基端側に所定数のチミン（Ｔ）を有し、末端側に所定数のシトシン（Ｃ）を有するＤＮＡ一本鎖（１２ｂ）が担持されている。サブ領域（１１ｃ）には、基端側に所定数のグアニン（Ｇ）を有し、末端側に所定数のチミン（Ｔ）を有するＤＮＡ一本鎖（１２ｃ）が担持されている。サブ領域（１１ｄ）には、基端側に所定数のシトシン（Ｃ）を有し、末端側に所定数のグアニン（Ｇ）を有するＤＮＡ一本鎖（１２ｂ）が担持されている。
【００２３】
部品（２０）のサブ領域（２１ａ）には、基端側〔部品（２０）に近い側〕に所定数のチミン（Ｔ）を有し、末端側〔部品（２０）から遠い側〕に所定数のグアニン（Ｇ）を有するＤＮＡ一本鎖（２２ａ）が担持されている。サブ領域（２１ｂ）には、基端側に所定数のグアニン（Ｇ）を有し、末端側に所定数のアデニン（Ａ）を有するＤＮＡ一本鎖（２２ｂ）が担持されている。サブ領域（２１ｃ）には、基端側に所定数のアデニン（Ａ）を有し、末端側に所定数のシトシン（Ｃ）を有するＤＮＡ一本鎖（２２ｃ）が担持されている。サブ領域（２１ｄ）には、基端側に所定数のシトシン（Ｃ）を有し、末端側に所定数のグアニン（Ｇ）を有するＤＮＡ一本鎖（２２ｄ）が担持されている。
【００２４】
基材（１０）と部品（２０）のそれぞれに関して、基端側に配置される塩基の数と末端側に配置される塩基の数は等しくてもよいし、違ってもよい。また、サブ領域ごとに、ＤＮＡ一本鎖に含まれる全塩基数は同一でもよいし、多少違ってもよい。さらに、基端側塩基の数と末端側塩基の数はサブ領域で違ってもよい。ただし、基材サブ領域とそれに対応する部品サブ領域の間では、両サブ領域に含まれる全塩基数は同一又はほぼ同一であることが好ましい。さらにまた、図示する実施形態のように、各ＤＮＡ一本鎖が２種類の塩基からなる場合、基材サブ領域の基端側塩基数と部品サブ領域の末端側塩基数及び基材サブ領域の末端側塩基数と部品サブ領域の基端側塩基数は同一又はほぼ同一であることが好ましい。当然、各ＤＮＡ一本鎖は、４種類の塩基を自由に配列して構成することができる。
【００２５】
以上の説明では、部品の基材対向領域のすべてをサブ領域としたが、実際にＤＮＡを担持するサブ領域は、部品の基材対向領域の一部であってもよい。当然、部品及び基材のＤＮＡ担持領域（サブ領域）の形は任意であり、例えば、図４（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、四角形、丸、三角形、多角形、扇形、またそれらの任意の組み合わせのいずれであってもよい（図中、符号２１ａ〜２１ｉはサブ領域を示す）。なお、図４（Ａ）〜（Ｆ）は、部品の基材対向面に形成されるサブ領域の種々の形状を示しているが、基材には対応する形状のサブ領域が定義され、それぞれの対向サブ領域に相補塩基対を構成するＤＮＡ一本鎖が担持される。
【００２６】
（実施形態３）
実施形態１，２では、基材に１つの部品を組み付ける部品組付方法を示したが、基材に複数の部品を組み立てる部品組付もＤＮＡの相補関係を利用して行うことができる。
【００２７】
例えば、図５に示す実施形態では、基材（１０）に複数の部品実装領域（１１，１１１）が定義されている。実施形態では２つの部品実装領域（１１、１１１）が設けてある。各部品実装領域（１１、１１１）は、複数のサブ領域を有する。各部品実装領域に含まれるサブ領域の数、大きさ、配置は任意である。実施形態では、各部品実装領域に４つのサブ領域（１１ａ〜１１ｄ、１１１ａ〜１１ｄ）が含まれている。
【００２８】
各部品（２０、１２０）の基材対向領域（２１、１２１）には、該部品（２０、１２０）が実装される基材の実装領域（１１、１１１）に定義されている複数のサブ領域に対応する複数のサブ領域が定義されている。部品のサブ領域の数、大きさ、形状は、対応する基材のサブ領域の数、大きさ、形状と同一又はほぼ同一である。実施形態では、基材（１０）の各実装領域（１１、１１１）に４つのサブ領域（１１ａ〜１１ｄ，１１１ａ〜１１１ｄ）が定義されており、該実装領域（１１）に実装される部品（１０、１１０）の実装領域（２１、１２１）に、それら４つのサブ領域（１１ａ〜１１ｄ、１１１ａ〜１１１ｄ）と同一の形状・大きさを有する４つのサブ領域（２１ａ〜２１ｄ、１２１ａ〜１２１ｄ）が定義されている。
【００２９】
図示するように、基材（１０）の各サブ領域には、そのサブ領域に固有の塩基配列を有するＤＮＡ一本鎖（１２ａ〜１２ｄ、１１２ａ〜１１２ｄ）からなるＤＮＡ一本鎖群（１３ａ〜１３ｄ、１１３ａ〜１１３ｄ）が担持されている。すなわち、基材の任意のサブ領域におけるＤＮＡ一本鎖の塩基配列は、他のすべてのサブ領域におけるＤＮＡ一本鎖と異なる塩基配列を有する。各部品（２０、１２０）の各サブ領域には、対応する基材のサブ領域に含まれているＤＮＡ一本鎖と相補塩基対を構成する固有の塩基配列を有するＤＮＡ一本鎖を担持している。
【００３０】
具体的に説明すると、図５（Ａ）の左側に示す基板サブ領域（１１ａ）には、基端側からＣＣＡＡの塩基配列を有するＤＮＡ一本鎖が担持されている。これに対し、基板サブ領域（１１ａ）に固着される部品サブ領域（２１ａ）には、末端側からＴＴＧＧの塩基配列を有するＤＮＡ一本鎖が担持されている。したがって、基材のＤＮＡ一本鎖の塩基ＣＣＡＡが対応する部品のＤＮＡ一本鎖の塩基ＴＴＧＧと相補塩基対を形成できるようにしてある。
【００３１】
このように構成された基材（１０）と部品（１０，１１０）を用いることにより、基材にＤＮＡ一本鎖と部品のＤＮＡ一本鎖の相補性に基づいて、基材（１０）の所定箇所（実装領域（１１））に対応部品（２０）を正確に位置決めして固着できる。
【００３２】
以上、上述の実施形態の説明では、発明の理解を容易にするために、各ＤＮＡ一本鎖が非常に単純な塩基配列を有するものとしたが、各ＤＮＡ一本鎖の塩基配列は４種類の塩基を任意に組み合わせることによって自由に塩基配列パターンを設計できる。例えば、各ＤＮＡ一本鎖に２５個の塩基を配列する場合、４２５組のＤＮＡ配列が可能であることから、多数の部品を同時に基材の目的の場所に組み付けることが可能である。
【００３３】
（組付方法）
基材（１０）に対する部品（２０）の組付（実装、固着）は、部品（２０）を含む液体を基材（１０）の部品実装面に沿って流すことで、上述したように、ＤＮＡの相補性に基づいて、自律的に部品（２０）が基材（１０）の所定位置に実装される。例えば、図６Ａに示すように、基材（１０）の部品実装面に定義されている複数の部品実装領域（１０１１ａ〜１０１１ｈ）に目的の部品（２０１０ａ〜２０１０ｈ）を組み付ける場合、各部品実装領域（１０１１ａ〜１０１１ｈ）には、そこに定義された一つ又は複数のサブ領域（実施形態１〜３を参照）に固有の塩基配列を有するＤＮＡ一本鎖からなるＤＮＡ一本鎖群を担持させておく。当然、各部品が目的の実装領域以外の実装領域に組み付けられることを防止するために、基材上の各サブ領域に担持されるＤＮＡ一本鎖の塩基配列は、基材上の他のすべてのサブ領域の塩基配列と異なること（すなわち、ユニークであること）が好ましい。
【００３４】
部品（２０１０ａ〜２０１０ｈ）の基材対向面には、該部品が実装される実装領域（１０１１ａ〜１０１１ｈ）のサブ領域に対応して、一つ又は複数のサブ領域（実施形態１〜３を参照）が定義されており、各サブ領域には対応する基材のサブ領域に担持されているＤＮＡ一本鎖に含まれている複数の塩基と相補塩基対を形成する複数の塩基からなるＤＮＡ一本鎖のＤＮＡ一本鎖群が担持されている。
【００３５】
図７に示すように、実装時、基材（１０）は液体（３０）の流れの中に置かれる。液体（３０）は、ＤＮＡ、基材、部品に悪い影響を与えることがない材料が選択され、例えば蒸留水、生理食塩水が好適に用いられる。液体（３０）は、多数の部品（２０１０ａ〜２０１０ｈ）を含み、例えば所定の方向に流れている。これにより、液体（３０）と共に移動する部品（２０１０ａ〜２０１０ｈ）は、基板（１０）上を移動する際、各部品（２０）に担持されているＤＮＡ一本鎖と相補関係にあるＤＮＡ一本鎖を含むサブ領域（１０１１ａ〜１０１１ｈ）に、それらＤＮＡの相補的結合に基づいて自律的に、すなわち、外部から何ら力を及ぼすことなく、目的の場所に位置決めされて固着される（図６（Ｂ）参照）。
【００３６】
（ＤＮＡの合成及び付着方法）
上述した実施形態に用いるＤＮＡ一本鎖は、公知のポリミラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ：Polymerase Chain Reaction）法、フォトマスクを用いたＤＮＡチップ製造方法（例えば、特開２００４−８５９５５号公報を参照）を用いて合成することができる。
【００３７】
合成されたＤＮＡ（ＤＮＡ一本鎖）は、インクジェットプリント法に類似した、合成されたＤＮＡを圧電素子の振動に基づいてノズルから噴射する技術を用いた、またはＤＮＡチップ製造方法として知られているＤＮＡスタンピング技術を用いて、基材と部品に付着して担持させることができる。このようなＤＮＡ付着技術によれば、精度良くＤＮＡを目的の場所に担持させることができることから、基材に精度良く部品を組み付けることができる。なお、部品がマイクロ部品である場合、多数のマイクロ部品を所定の方向に向けて格子状に整列し、これら多数のマイクロ部品の基材対向面又はそのサブ領域に、上述の方法を用いて目的のＤＮＡを付着させる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る部品組付方法の概念を説明する図である。
【図２】図１と共に、本発明に係る部品組付方法の概念を説明する図である。
【図３】本発明に係る部品組付方法の他の形態の概念を説明する図である。
【図４】ＤＮＡが担持される部品サブ領域の例を示す図である。
【図５】本発明に係る部品組付方法の他の形態の概念を説明する図である。
【図６】本発明の基材と、基材に部品が組み付けられた状態を示す平面図である。
【図７】液体を用いて基材に部品を自律的に組み付ける方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０：基材、１１：実装領域、１１ａ〜１１ｄ：サブ領域、１２ａ〜１２ｄ：ＤＮＡ一本鎖、１３ａ〜１３ｄ：ＤＮＡ一本鎖群、２０：部品、２１：基材対向領域、２１ａ〜２１ｄ：サブ領域、２２ａ〜２２ｄ：ＤＮＡ一本鎖、２３ａ〜２３ｄ：ＤＮＡ一本鎖群、３０：液体。
【図１】
2007237299.tif 000003
【図２】
2007237299.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成18年5月24日(2006.5.24)
【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】
第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）を含む第１のＤＮＡ一本鎖群（１３ａ）を基材（１０）に担持させる工程（Ａ）と、
上記第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と相補関係を有する第２のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を含む第２のＤＮＡ一本鎖群（２３ａ）を部品（２０）に担持させる工程（Ｂ）と、
上記基材（１０）に担持されている第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）に担持されている第２のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との水素結合に基づいて、上記基材（１０）に上記部品（２０）を組み付ける工程（Ｃ）を備えたことを特徴とするＤＮＡを用いた部品組付方法。
【請求項２】
上記工程（Ｃ）は、上記部品（２０）を含む液体（３０）を上記基材（１０）上に流す工程を含むことを特徴とする請求項１のＤＮＡを用いた部品組付方法。
【請求項３】
第１の塩基配列を有する第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）を含む第１のＤＮＡ一本鎖群（１３ａ）と第２の塩基配列を有する第２のＤＮＡ一本鎖（１２ｂ）を含む第２のＤＮＡ一本鎖群（１３ｂ）を基材（１０）の異なる場所（１１ａ、１１ｂ）に担持させる工程（Ａ）と、
上記第１の塩基配列と相補関係にある第３の塩基配列を備えた第３のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を含む第３のＤＮＡ一本鎖群（２３ａ）と上記第２の塩基配列と相補関係にある第４の塩基配列を備えた第４のＤＮＡ一本鎖（２２ｂ）を含む第４のＤＡＮ一本鎖群（２３ｂ）を部品（２０）の異なる場所（２１ａ、２１ｂ）に付着させる工程（Ｂ）と、
上記基材（１０）の第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）の第３のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を結合させ、上記基材（１０）の第２のＤＮＡ一本鎖（１２ｂ）と上記部品（２０）の第４のＤＮＡ一本鎖（２２ｂ）を結合させて、上記基材（１０）に上記部品（２０）を組み付ける工程（Ｃ）を備えたことを特徴とするＤＮＡを用いた部品組付方法。
【請求項４】
上記工程（Ｃ）は、上記部品（２０）を含む液体（３０）を上記基材（１０）上に流す工程を含むことを特徴とする請求項３のＤＮＡを用いた部品組付方法。
【請求項５】
第１の塩基配列を有する第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）を含む第１のＤＮＡ一本鎖群（１３ａ）を基材（１０）の第１の領域（１１ａ）に担持させる工程（Ａ）と、
第２の塩基配列を有する第２のＤＮＡ一本鎖（１１２ａ）を含む第２のＤＮＡ一本鎖群（１１３ａ）を基材（１０）の第２の領域（１１１ａ）に担持させる工程（Ｂ）と、
上記第１の塩基配列と相補関係にある第３の塩基配列を有する第３のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を含む第３のＤＮＡ一本鎖群（２３ａ）を第１の部品（２０）に担持させる工程（Ｃ）と、
上記第２の塩基配列と相補関係にある第４の塩基配列を有する第４のＤＮＡ一本鎖（１２２ｂ）を含む第４のＤＮＡ一本鎖群（１２３ａ）を第２の部品（１２０）に担持させる工程（Ｄ）と、
上記基材（１０）の第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記第１の部品（２０）のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を結合させて、上記基材（１０）の第１の領域（１１ａ）に上記第１の部品（２０）を組み付ける工程（Ｅ）と、
上記基材（１０）の第２のＤＮＡ一本鎖（１１２ａ）と上記第２の部品（１２０）のＤＮＡ一本鎖（１２２ａ）を結合させて、上記基材（１０）の第２の領域（１１１ａ）に上記第２の部品（１２０）を組み付ける工程（Ｆ）を備えたことを特徴とするＤＮＡを用いた部品組付方法。
【請求項６】
上記工程（Ｅ）は、上記第１の部品（２０）を含む液体（３０）を上記基板（１０）上に流す工程を含むことを特徴とする請求項５のＤＮＡを用いた部品組付方法。
【請求項７】
上記工程（Ｅ）は、上記第２の部品（１２０）を含む液体（３０）を上記基板（１０）上に流す工程を含むことを特徴とする請求項５又は６のＤＮＡを用いた部品組付方法。
【請求項８】
一つ又は複数の部品（２０）が実装される基材（１０）であって、上記部品（２０）に担持されているＤＮＡ一本鎖（２２ａ）と相補関係にある別のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）が担持されており、上記基材（１０）のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との結合に基づいて上記部品（２０）が実装されることを特徴とする基材。
【請求項９】
基材（１０）に実装される部品（２０）であって、上記基材（１０）に担持されているＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と相補関係にある別のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）が担持されており、上記基材（１０）のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との結合に基づいて上記基材（１０）に実装されることを特徴とする部品。
【請求項１０】
基材（１０）と、
上記基材（１０）に実装された部品（２０）を有し、
上記基材（１０）と部品（２０）が、上記基材（１０）に担持されているＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）に担持されているＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との相補関係に基づいて連結されていることを特徴とする部品実装基材。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
このような考えから、本願発明のＤＮＡを用いた部品組付方法は、第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）を含む第１のＤＮＡ一本鎖群（１３ａ）を基材（１０）に担持させる工程（Ａ）と、上記第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と相補関係を有する第２のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）を含む第２のＤＮＡ一本鎖群（２３ａ）を部品（２０）に担持させる工程（Ｂ）と、上記基材（１０）に担持されている第１のＤＮＡ一本鎖（１２ａ）と上記部品（２０）に担持されている第２のＤＮＡ一本鎖（２２ａ）との水素結合に基づいて、上記基材（１０）に上記部品（２０）を組み付ける工程（Ｃ）を備えたことを特徴とする。