(57)【要約】【課題】標的検出素子、センサー等に好適に用いられ、カーボンナノチューブが一列に配列してなるカーボンナノチューブ連結体及びその効率的な製造方法等の提供。【解決手段】本発明のカーボンナノチューブ連結体は、複数のカーボンナノチューブが、基材にその一端が結合し、該基材に対し略直交する方向に配向し、カーボンナノチューブが配列してなる。本発明のカーボンナノチューブ連結体の製造方法は、金属層上に凹状ラインを形成し、該ライン上に、金属層に対し略直交する方向にナノホールが配列してなるナノホール列を形成してナノホール構造体を形成するナノホール構造体形成工程、ナノホールの内部にカーボンナノチューブを形成するカーボンナノチューブ形成工程、カーボンナノチューブ形成工程により凹状ライン間の凸部表面に付着したカーボンを除去するカーボン除去工程、及び金属層を溶解させる金属層溶解工程を含む。【選択図】図３Ｆ
2007268692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカーボンナノチューブが、基材にその一端が結合し、該基材に対し略直交する方向に配向し、前記カーボンナノチューブが配列してなることを特徴とするカーボンナノチューブ連結体。
【請求項２】
基材が線状物であり、カーボンナノチューブが一列に配列してなる請求項１に記載のカーボンナノチューブ連結体。
【請求項３】
カーボンナノチューブにおける基材と結合する端が開口し、他端が閉鎖されている請求項１から２のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体。
【請求項４】
複数のカーボンナノチューブにおける長さ、太さ、及び外径の少なくともいずれかが互いに同一である請求項１から３のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体。
【請求項５】
基材が、カーボンで形成されてなる請求項１から４のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体。
【請求項６】
検出標的を捕捉するのに用いられる請求項１から５のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体。
【請求項７】
カーボンナノチューブ連結体が、カーボンナノチューブと結合可能な結合部と、検出標的を捕捉可能な捕捉部とからなる標的捕捉体を有し、前記カーボンナノチューブと前記標的捕捉体との結合が化学結合により行われる請求項６に記載のカーボンナノチューブ連結体。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体を製造する方法であって、
金属層上に凹状ラインを形成し、ナノホール形成処理を行うことにより、前記凹状ライン上に、前記金属層に対し略直交する方向にナノホールが配列してなるナノホール列を形成してナノホール構造体を形成するナノホール構造体形成工程、該ナノホールの内部にカーボンナノチューブを形成するカーボンナノチューブ形成工程、該カーボンナノチューブ形成工程により前記凹状ライン間の凸部表面に付着したカーボンを除去するカーボン除去工程、及び前記金属層を溶解させる金属層溶解工程を含むことを特徴とするカーボンナノチューブ連結体の製造方法。
【請求項９】
カーボン除去工程が、ラップ処理及びＣＭＰ（化学的機械的研磨）処理の少なくともいずれかにより行われる請求項８に記載のカーボンナノチューブ連結体の製造方法。
【請求項１０】
凸部側面に付着したカーボンの除去が、イオンビーム及び電子ビームのいずれかを、前記凸部の長手方向及び高さ方向に対して角度をもって照射することにより行われる請求項８から９のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のカーボンナノチューブが配列してなるカーボンナノチューブ連結体及びその製造方法、並びに、該カーボンナノチューブ連結体を用いた標的検出素子及び該標的検出素子を用いた標的検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（以下「ＣＮＴ」と称することがある）は、従来より、電子・電気分野をはじめとして各種分野における新規材料等として使用されてきており、アーク放電法、レーザー蒸発法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などの方法により製造されてきた。これらの方法により製造されるカーボンナノチューブとしては、グラフェンシートが一層のみの単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ：Ｓｉｎｇｌｅ  Ｗａｌｌ  Ｎａｎｏｔｕｂｅ）、複数のグラフェンシートからなる多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ：Ｍａｌｕｔｉ  Ｗａｌｌ  Ｎａｎｏｔｕｂｅ）などが知られている。
前記カーボンナノチューブの優れた物性に着目して、該カーボンナノチューブの実用化がなされてきており、具体的には、例えば集積回路等のマイクロデバイス、コンピューターに使用される半導体チップの電気コネクター、電池、光周波アンテナ、走査トンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡、走査プローブ顕微鏡用のプローブなどに用いられているが、更に他の分野への応用が期待されており、特にナノテクノロジー分野では、高精細、高精度等が要求され、複数の前記カーボンナノチューブを使用する場合には、該カーボンナノチューブを規則的に配列させて使用することが望まれている。
【０００３】
しかし、前記アーク放電法等により合成したカーボンナノチューブは、長さや太さ等が不均一であり、しかもバラバラの粉体として生成されるので、一定数のカーボンナノチューブを取り出して規則的に配列させることは困難である。
これに対し、例えば、陽極酸化アルミナナノホールを鋳型として、この中にカーボンナノファイバーを気相炭化法にて成長させた後、アルミナ層の表面に堆積した炭素を除去してから前記陽極酸化アルミナを溶解除去することにより、炭素質ナノ構造体を製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法によれば、陽極酸化条件でナノホールサイズを正確に制御でき、該ナノホール内に生成するカーボンナノチューブのサイズも正確に制御できるという利点がある。しかし、前記陽極酸化アルミナナノホールは、六方最密格子等のように２次元的な配列に形成されるので、得られる炭素質ナノ構造体は、カーボンナノチューブが２次元的に集合した集合体であり、この方法では、カーボンナノチューブを規則的（例えば、一列）に配列させた状態で得ることができない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４３４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記現状に鑑みてなされたものであり、従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、
標的検出素子、センサー等に好適に用いられ、サイズが１μｍ以下の微小長なカーボンナノチューブが配列してなるカーボンナノチューブ連結体及びその効率的な製造方法、並びに、該カーボンナノチューブ連結体を用い、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高感度に検出可能で、更にはこれらの定性や定量を行うこともでき、バイオセンサーやガスセンサーに好適に使用可能な標的検出素子及び該標的検出素子を用い、高感度かつ簡便に標的を検出可能な標的検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明のカーボンナノチューブ連結体は、複数のカーボンナノチューブが、基材にその一端が結合し、該基材に対し略直交する方向に配向し、前記カーボンナノチューブが配列してなることを特徴とする。該カーボンナノチューブ連結体においては、複数の前記カーボンナノチューブが、前記基材にその一端が結合し、該基材に対し略直交する方向に多数配向した状態で配列されているため、例えば、前記基材がそれぞれシート状物、帯状物、及び線状物である場合には、それぞれシート状、帯状、及び線状のカーボンナノチューブ連結体が得られ、前記カーボンナノチューブは、吸着能及び分離能を有するため、例えば、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を検出可能であり、標的検出素子、バイオセンサー、ガスセンサー等の各種センサーなどをはじめとして各種分野に好適に使用可能である。
【０００７】
本発明のカーボンナノチューブ連結体の製造方法は、本発明の前記カーボンナノチューブ連結体を製造する方法であって、金属層上に凹状ラインを形成し、ナノホール形成処理を行うことにより、前記凹状ライン上に、前記金属層に対し略直交する方向に配向したナノホールが配列してなるナノホール列を形成してナノホール構造体を形成するナノホール構造体形成工程、該ナノホールの内部にカーボンナノチューブを形成するカーボンナノチューブ形成工程、該カーボンナノチューブ形成工程により前記凹状ライン間の凸部表面に付着したカーボンを除去するカーボン除去工程、及び前記金属層を溶解させる金属層溶解工程を含むことを特徴とする。
前記カーボンナノチューブ連結体の製造方法では、前記ナノホール構造体形成工程において、前記金属層上に凹状ラインが形成され、該金属層に対し前記ナノホール形成処理が行われる。その結果、前記凹状ライン上に前記金属層に対し略直交する方向に配向したナノホールが配列してなるナノホール列が形成されたナノホール構造体が形成される。前記カーボンナノチューブ形成工程において、前記ナノホールの内部にカーボンナノチューブが形成される。前記カーボン除去工程において、前記カーボンナノチューブ形成工程により前記凹状ライン間の凸部表面に付着した前記カーボンが除去される。前記金属層溶解工程において、前記金属層が溶解される。以上により、本発明の前記カーボンナノチューブ連結体が効率よく製造される。
【０００８】
本発明の標的検出素子は、本発明の前記カーボンナノチューブ連結体と保持部とを有してなり、前記カーボンナノチューブ連結体が、検出標的を捕捉可能な捕捉部を有することを特徴とする。該標的検出素子においては、本発明の前記カーボンナノチューブ連結体が、前記検出標的を捕捉可能な捕捉部を有するので、該捕捉部に対し各種検出標的が捕捉される。また、前記カーボンナノチューブ連結体が、前記保持部に固定されるので、該保持部を手で持って操作することができ、前記カーボンナノチューブ連結体が複数併用して固定される場合には、各カーボンナノチューブ連結体に異なる機能を持たせることができ、更に各カーボンナノチューブ連結体における各カーボンナノチューブに異なる機能を持たせることもできる。このため、例えば、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高感度に検出可能で、更にはこれらの定性や定量を行うこともでき、バイオセンサー、ガスセンサー等の各種センサーなどをはじめとして各種分野に好適に使用可能である。
【０００９】
本発明の標的検出方法は、本発明の前記標的検出素子を用い、検出標的を含む試料を前記標的検出素子に作用させることを特徴とする。該標的検出方法においては、本発明の前記カーボンナノチューブ連結体を有してなる本発明の前記標的検出素子を用いるので、前記カーボンナノチューブに各種検出標的が作用される。このため、前記試料等中における前記標的の存在が、簡便にしかも高感度に検出される。なお、前記標的検出素子が、前記カーボンナノチューブ連結体を複数有する場合には、各カーボンナノチューブ連結体に異なる機能を付与することができ、更に該カーボンナノチューブ連結体における各カーボンナノチューブに異なる機能を付与することもでき、該カーボンナノチューブ連結体乃至カーボンナノチューブにそれぞれ異なる前記検出標的が作用可能であり、同時に複数の前記検出標的を分析可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、従来における問題を解決することができ、標的検出素子、センサー等に好適に用いられ、サイズが１μｍ以下の微小長なカーボンナノチューブが配列してなるカーボンナノチューブ連結体及びその効率的な製造方法、並びに、該カーボンナノチューブ連結体を用い、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高感度に検出可能で、更にはこれらの定性や定量を行うこともでき、バイオセンサーやガスセンサーに好適に使用可能な標的検出素子及び該標的検出素子を用い、簡便かつ高感度に標的を検出可能な標的検出方法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】
（カーボンナノチューブ連結体及びその製造方法）
本発明のカーボンナノチューブ連結体の製造方法は、ナノホール構造体形成工程と、カーボンナノチューブ形成工程と、カーボン除去工程と、金属層溶解工程とを含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含む。
本発明のカーボンナノチューブ連結体は、本発明の前記カーボンナノチューブ連結体の製造方法により好適に製造される。以下に、本発明のカーボンナノチューブ連結体の製造方法と共にその詳細を説明する。
【００１２】
＜ナノホール構造体形成工程＞
前記ナノホール構造体形成工程は、金属層上に凹状ラインを形成し、ナノホール形成処理を行うことにより、前記凹状ライン上に、前記金属層に対し略直交する方向にナノホールが配列してなるナノホール列を形成してナノホール構造体を形成する工程である。
【００１３】
前記金属層の材料、形状、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記材料としては、前記ナノホール形成処理によりナノホールを形成可能な材料であればよく、例えば、金属単体、その酸化物、窒化物等、合金などのいずれであってもよく、その中でも、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）、アルミニウムなどが特に好ましい。
【００１４】
前記金属層は、基板上に形成してもよく、この場合、該基板としては、その形状、構造、大きさ、材質等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記材質としては、例えば、金属、ガラス、シリコン、石英、シリコン表面に熱酸化膜を形成してなるＳｉＯ２／Ｓｉ、等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、前記ナノホール形成処理を陽極酸化処理にて行う場合、その際の電極としても使用することができる点で、金属が好ましい。なお、前記基板は、適宜製造したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
【００１５】
また、前記ナノホール形成処理を陽極酸化処理にて行う場合、その際の電極として機能する電極層を前記基板とは別に、該基板と前記金属層との間に配置させることができる。
前記電極層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、これらの合金、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。該電極層を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、蒸着法、スパッタリング法、などが挙げられる。
【００１６】
前記金属層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、該厚みがそのままカーボンナノチューブの長さとなり、１μｍ以下の微小長のカーボンナノチューブを得る観点からは、１μｍ以下であるのが好ましく、得たいカーボンナノチューブの長さに一致させることができる。本発明のカーボンナノチューブ連結体におけるカーボンナノチューブの長さは、該金属層の厚みにより容易に制御可能であり、その平均長さを均一にすることができ、均一な品質、物性等が達成可能な点で有利である。
【００１７】
なお、前記金属層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、公知の方法、例えば、蒸着法、スパッタリング法、などが好適に挙げられる。これらの中でも、前記スパッタリング法は、前記金属層の厚みの制御が正確かつ容易に行うことができる点で有利である。
前記スパッタリング法の場合、前記金属層の材料である金属で形成されたスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより、好適に実施することができる。前記スパッタリングターゲットの純度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、高純度であるのが好ましく、前記金属層がアルミニウムである場合には、該金属層を形成するのに用いるスパッタリングターゲットとしてのアルミニウムの純度は９９．９９０％以上であるのが好ましい。
【００１８】
前記ナノホール形成処理の前に、前記金属層に前記ナノホールを形成するための凹状ラインを予め形成しておくことが必要である。この場合、前記ナノホール形成処理を陽極酸化処理にて行うと、前記凹状ライン上にのみ、効率的に前記ナノホールを形成することができる点で有利である。
前記凹状ラインの長さ方向と直交方向の断面形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、四角形状、Ｖ形状、半円形状などが挙げられる。
【００１９】
前記凹状ラインの形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、（１）一定間隔で凸状ラインとスペースとが配列してなる凸状ラインを表面形状として有するモールドを、前記金属層（例えば、アルミナ、アルミニウムなど）の表面にインプリント転写し、一定間隔で凹状ラインとスペースとが配列してなる凹状ラインを形成する方法、（２）前記金属層上に樹脂層やフォトレジスト層を形成した後、通常のフォト工程やモールドを用いたインプリント法により、これらをパターニングし、エッチング処理等することにより、前記金属層の表面に凹状ラインを形成する方法、（３）前記金属層上に直接、溝（凹状ライン）を形成する方法、などが好適に挙げられる。
【００２０】
なお、このとき、前記モールドにおける凸状ラインの幅、前記フォトレジスト層等に形成する凹状ラインパターンの幅などを、その長さ方向において一定間隔（一定周期）で変化させることにより、前記ナノホール列の幅を、前記ナノホール列の長さ方向において一定間隔（一定周期）で変化（広く又は狭く）させることができる。この場合、ナノホールが凹状ライン幅の変動周期に同期して、ナノホール間隔を一定にすることができる点で好ましい。
【００２１】
前記モールドとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、半導体分野で微細構造作製用材料として最も広範囲に使用されているという観点からは、シリコンやシリコン酸化膜、これらの組み合わせ等が挙げられ、連続使用耐久性の観点からは、炭化珪素基板などが挙げられ、また、光ディスクの成型等に使用されているＮｉスタンパなども挙げられる。該モールドは、複数回使用することができる。前記インプリント転写の方法としては、特に制限はなく、公知の方法の中から目的に応じて適宜選択することができる。また、前記フォトレジスト層のレジスト材料には、光レジスト材料のほか、電子線レジスト材料なども含まれる。前記光レジスト材料としては、特に制限はなく、半導体分野等において公知の材料の中から適宜選択することができ、例えば、近紫外光、近視野光などを利用可能な材料などが挙げられる。
【００２２】
前記ナノホール形成処理としては、前記金属層に前記ナノホールを形成することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、陽極酸化処理、エッチング処理、などが好適に挙げられる。
これらの中でも、前記金属層に前記基板面に略直交する方向に多数のナノホールを略等間隔にかつ均等に配列形成することができる等の点で、陽極酸化処理が特に好ましい。
【００２３】
前記陽極酸化処理における電圧としては、特に制限はないが、次式、ナノホールの間隔（ｎｍ）÷Ａ（ｎｍ／Ｖ）  （ただし、Ａ＝〜２．５）、で与えられる値の電圧を選択するのが好ましい。
前記電圧が、前記式で与えられる範囲から選択される値であると、前記凹状ラインに前記ナノホールを配列させることができる等の点で有利である。
なお、前記陽極酸化処理における電解液の種類、濃度、温度、時間等としては、特に制限はなく、形成するナノホールの数、大きさ、アスペクト比等に応じて適宜選択することができる。例えば、前記電解液の種類としては、隣接する前記ナノホール列の間隔（ピッチ）が、１５０〜５００ｎｍである場合は、希釈リン酸溶液が好適に挙げられ、８０〜２００ｎｍである場合は、希釈蓚酸溶液が好適に挙げられ、１０〜１５０ｎｍである場合は、希釈硫酸溶液が好適に挙げられる。いずれの場合も、前記ナノホールのアスペクト比の調整は、陽極酸化処理後にリン酸溶液に浸漬させて前記ナノホール（アルミナポア）の直径を増加させることにより行うことができる。
【００２４】
前記陽極酸化処理により前記ナノホール構造体形成工程を行った場合、前記金属層に多数形成した前記ナノホールの下部にバリア層が形成されてしまうことがあるが、該バリア層は、リン酸等の公知のエッチング液を用いて公知のエッチング処理を行うことにより、容易に除去することができる。
【００２５】
前記ナノホール構造体形成工程により、前記金属層の厚み方向に配向したナノホールが配列してなるナノホール列が形成されたナノホール構造体が形成される。
前記ナノホール構造体における前記ナノホールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、貫通孔として形成されていてもよいし、穴（窪み）として形成されていてもよいが、貫通孔として形成されているのが好ましい。
【００２６】
隣接する前記ナノホール列の間隔としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、５〜５００ｎｍが好ましく、１０〜２００ｎｍがより好ましい。
前記間隔が、５ｎｍ未満であると、ナノホールの形成が困難であり、５００ｎｍを超えると、ナノホールの規則的配列が困難である。
【００２７】
隣接するナノホール列の間隔と、ナノホール列の幅との比（間隔／幅）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１．１〜１．９が好ましく、１．２〜１．８がより好ましい。
前記比（間隔／幅）が、１．１未満であると、隣接するナノホール同士が融合してしまい、独立したナノホールが得られないことがあり、１．９を超えると、陽極酸化処理の際に凹状ライン部分以外の部分にもナノホールが形成されてしまうことがある。
【００２８】
前記ナノホール列の幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、５〜４５０ｎｍが好ましく、１０〜２００ｎｍがより好ましい。
前記ナノホール列の幅が、５ｎｍ未満であると、ナノホールの形成が困難であり、４５０ｎｍを超えると、ナノホールの規則配列が困難である。
また、前記ナノホール列の幅としては、一定であってもよいし、図１Ａに示すように、前記ナノホール列の長さ方向において一定間隔（一定周期）で変化（広く又は狭く）するもの、などであってもよい。この場合、該ナノホール列における幅が広くなっている箇所に、図１Ｂに示すように、前記ナノホールが一定間隔で形成され易くなる点で好ましい。
【００２９】
前記ナノホールにおける深さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、通常は１０μｍ以下であるが、該深さと、本発明のカーボンナノチューブ連結体における前記カーボンナノチューブの長さとが対応することを考慮すると、例えば、１μｍ以下であるのが好ましい。
前記ナノホールにおける開口径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、通常、陽極酸化電圧で決まるナノホール間隔の１／３の大きさとなり、これをリン酸液浸漬処理により、適宜、拡大させることが可能である。
【００３０】
＜カーボンナノチューブ形成工程＞
前記カーボンナノチューブ形成工程は、前記ナノホールの内部にカーボンナノチューブを形成する工程である。
前記カーボンナノチューブの形成の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ＣＶＤ法（化学的気相成長法）が好適に挙げられる。
前記ＣＶＤ（化学的気相成長法）としては、例えば、熱ＣＶＤ（単にＣＶＤとも呼ばれる）、ホットフィラメントＣＶＤ、プラズマエンハンストＣＶＤ（プラズマアシステッドＣＶＤ、プラズマＣＶＤとも呼ばれる）、プラズマエンハンストホットフィラメントＣＶＤ、レーザーエンハンストＣＶＤ（レーザーＣＶＤとも呼ばれる）、などが挙げられる。これらの中でも、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤが好ましい。
【００３１】
前記熱ＣＶＤにおいては、ナノホール構造体を配置した石英管等の反応管を、電気炉等を用いて４００〜２，０００℃程度に加熱し、前記反応管に原料ガスを供給・分解してカーボン及びカーボンナノチューブを成長させる。
前記プラズマＣＶＤにおいては、０．１〜１，０００Ｗ／ｃｍ３程度の高周波（ＲＦ）で励起したプラズマにより原料ガスを分解して炭素を蒸着させる。なお、前記高周波（ＲＦ）で励起したプラズマ以外に、低周波、マイクロ波（ＭＷ）、直流（ＤＣ）等で励起したプラズマを使用することもできる。
【００３２】
前記ＣＶＤ法によるカーボンナノチューブの形成条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、原料ガスの流量を制御し、該原料ガスとして、炭素供給ガスと導入ガスとの混合ガスを用いるのが好ましい。
前記炭素供給ガスとしては、例えば、メタン、エチレン、プロピレン、アセチレン、ベンゼン、ブタン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、Ｃ１０Ｈ１６、ＣＳ２、Ｃ６０、などが挙げられる。また、前記導入ガスとしては、窒素、アルゴン、水素、ＮＨ３、などが挙げられる。
この場合、前記混合ガスにおける混合割合としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記炭素供給ガスとしてプロピレンガスを用い、前記導入ガスとして窒素ガスを用いた場合には、常圧にて、流量比でプロピレンガス：窒素ガス＝１〜５：９９〜９５程度、全流量としては１００〜３００ｃｍ３／ｍｉｎであるのが好ましく、また、温度は、５００〜９００℃であるのが好ましく、８００℃付近であるのが特に好ましい。
【００３３】
前記カーボンナノチューブ形成工程においては、前記ＣＶＤ法等により前記カーボンナノチューブを形成する際に、前記金属層の材料が該カーボンナノチューブの形成触媒として作用するため、前記カーボンナノチューブの形成のための触媒を別途使用しなくてもよい。例えば、前記金属層がアルミニウムで形成されている場合には、該金属層の露出表面に存在するアルミナがそのまま前記カーボンナノチューブの形成のための触媒として作用する。
【００３４】
前記カーボンナノチューブ形成工程により形成されるカーボンナノチューブは、直径、長さ、層数等が略均一であり、前記金属層の厚みを１μｍ以下にした場合には、平均長さが１μｍ以下であり、その一端が閉鎖された構造を有している。
【００３５】
＜カーボン除去工程＞
前記カーボン除去工程は、前記カーボンナノチューブ形成工程により前記凹状ライン間の凸部表面に付着したカーボンを除去する工程である。
【００３６】
前記ナノホール構造体形成工程において、前記金属層上に凹状ラインを形成すると、該凹状ライン間には金属層の凸部が形成される。その後、前記カーボンナノチューブ形成工程において、前記凹状ライン上の前記ナノホール内部に前記カーボンナノチューブが形成されるとともに、前記凸部表面に前記カーボンが付着する。前記カーボン除去工程は、該凸部表面に付着したカーボンを除去する工程であり、更に、後述する金属層溶解工程を行うと、前記金属層（前記ナノホール構造体）の凹状ライン上に堆積したカーボン層に、多数のカーボンナノチューブが規則的に配列して該カーボン層と一体化された状態のまま（シート状、帯状、紐状等）の本発明のカーボンナノチューブ連結体が得られる。該カーボンナノチューブ連結体においては、前記カーボンナノチューブが、前記カーボンの層面に対し略直交方向に配向している。
【００３７】
前記カーボンを除去する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記金属層の凸部表面に付着したカーボンを機械研磨（例えば、ラップ処理、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）処理など）によりエッチングする方法、特に前記凸部側面に付着したカーボンを除去する方法としては、（１）酸素プラズマ処理（基板への電界印加を含む）を、前記金属層の凸部の長手方向及び高さ方向に対して角度をもって施し、前記カーボンをエッチングする方法、（２）イオンビーム（例えば酸素イオンビーム）を、前記金属層の凸部の長手方向及び高さ方向に対して角度をもって照射して前記カーボンを除去する方法、（３）酸素雰囲気を制御しながら、イオンビームを、前記金属層の凸部の長手方向及び高さ方向に対して角度をもって照射して前記カーボンを除去する方法、などが好適に挙げられる。
なお、前記カーボン除去工程の条件については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、前記（１）における前記金属層の凸部の長手方向及び高さ方向に対するプラズマ処理の角度、並びに、前記（２）におけるイオンビーム及び前記（３）におけるイオンビームの照射角度は、適宜選択することができる。
【００３８】
＜金属層溶解工程＞
前記金属層溶解工程は、前記金属層（前記ナノホール構造体）を溶解させる工程である。該金属層溶解工程を行うことにより、本発明のカーボンナノチューブ連結体が得られる。
前記金属層溶解工程の条件等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、該金属層溶解工程の具体的な方法としては、例えば、アルミナナノホールの場合、フッ化水素（ＨＦ）浸漬処理、ＮａＯＨ水熱処理、などが好適に挙げられる。
【００３９】
＜その他の工程＞
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、洗浄工程、乾燥工程などが挙げられる。
【００４０】
上述した本発明の前記カーボンナノチューブ連結体の製造方法により、本発明の前記カーボンナノチューブ連結体が効率よく製造される。
【００４１】
本発明のカーボンナノチューブ連結体は、複数の前記カーボンナノチューブが、基材にその一端が結合し、該基材に対し略直交する方向に配向し、前記カーボンナノチューブが配列してなる。
【００４２】
前記基材としては、その材質、形状、構造、大きさ、厚み等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記材質としては、カーボンであるのが好ましい。前記基材がカーボンで形成される場合、前記カーボンナノチューブ連結体を容易に形成することができる。すなわち、前記カーボンナノチューブ形成工程において、前記ナノホールの内部にカーボンナノチューブを形成させる際、前記金属層（前記ナノホール構造体）上に、カーボン層が堆積する。前記金属層の凹状ライン上に堆積したカーボン層は、該カーボン層の層面に略直交した方向に配向した前記カーボンナノチューブと結合して一体化された状態にあり、該一体化されたものが前記カーボンナノチューブ連結体に相当する。
前記基材の形状としては、例えば、シート状、帯状、線状などが挙げられる。これらの中でも、適宜設計が容易で幅広い分野に適用可能な点で、線状であるのが好ましい。
前記厚みとしては、前記カーボンナノチューブを連結可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、２〜２０ｎｍが好ましい。
【００４３】
前記カーボンナノチューブ連結体における前記カーボンナノチューブの一配列に存在する前記カーボンナノチューブの数としては、特に制限はなく、前記ナノホール構造体における前記ナノホールの存在間隔と前記カーボンナノチューブ連結体の長さにより異なり、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４４】
前記カーボンナノチューブ連結体における前記カーボンナノチューブは、前記基材と結合する端が開口し、他端が閉鎖されているのが好ましい。この場合、前記カーボンナノチューブ連結体は、化学的に安定性に優れ、経時による酸化等の問題がない。このため、前記カーボンナノチューブ連結体は、各種用途に好適に使用することができる。
【００４５】
前記カーボンナノチューブ連結体における前記カーボンナノチューブの長さ、太さ、及び外径の少なくともいずれかが互いに同一であるのが好ましい。この場合、標的検出、センサー等に適用する際、各カーボンナノチューブの作用が均質となり、安定な動作が可能となる。
前記カーボンナノチューブの長さは、前記金属層の厚みに一致させることができ、１μｍ以下の微小長のカーボンナノチューブ連結体が容易に得られる。なお、該カーボンナノチューブの長さは、前記金属層（例えば、アルミニウム層、アルミナ層など）の厚みと一致するので、該金属層の厚みを制御することにより、所望の程度に正確にかつ均一に、しかも容易に制御することができる。
【００４６】
前記カーボンナノチューブは、機能性材料で被覆されているのが好ましい。該機能性材料としては、例えば、抗体等の生体分子などが挙げられる。前記カーボンナノチューブは、それ自体が吸着能及び分離能を有するが、前記生体分子により被覆されると、該生体分子による各種標的の検出が可能となる。
【００４７】
本発明の前記カーボンナノチューブ連結体の用途としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、検出標的を捕捉するのに用いられるのが好ましい。
また、この場合、前記カーボンナノチューブ連結体が標的捕捉体を有するのが好ましい。
【００４８】
−標的捕捉体−
前記標的捕捉体は、前記カーボンナノチューブ連結体と結合可能な結合部と、検出標的を捕捉可能な標的捕捉部とを有するのが、一分子内で効果的に機能を分離させることができる点で好ましい。
前記カーボンナノチューブ連結体と前記標的捕捉体との結合態様としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、結合安定性に優れる点で、化学結合であるのが好ましい。
【００４９】
前記標的捕捉体としては、前記標的捕捉部にて前記検出標的を捕捉することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記捕捉の態様としては、特に制限はないが、物理吸着、化学吸着などが挙げられる。これらは、例えば、水素結合、分子間力（ファンデル・ワールス力）、配位結合、イオン結合、共有結合などにより形成され得る。
【００５０】
前記標的捕捉部の具体例としては、酵素、補酵素、酵素基質、酵素阻害剤、包接化合物（以下「ホスト化合物」又は「ホスト」と称することがある）、金属、抗体、抗原、タンパク質、微生物、ウイルス、細胞破砕物、代謝産物、核酸、ホルモン、ホルモンレセプター、レクチン、糖、生理活性物質、生理活性物質受容体、アレルゲン、血液タンパク質、組織タンパク質、核物質、ウイルス粒子、神経伝達物質、ハプテン、寄生虫、環境物質、化学種又はこれらの誘導体、などから形成されるものが好適に挙げられる。
【００５１】
−検出標的−
前記検出標的としては、前記標的捕捉部がそれぞれ、前記酵素である場合には例えば該酵素の補酵素であり、前記補酵素である場合には例えば該補酵素を補酵素とする酵素であり、前記包接化合物である場合には例えば該包接化合物のゲスト化合物（包接される成分）であり、前記抗体である場合には例えば該抗体の抗原としてのタンパク質であり、前記タンパク質である場合には例えば該タンパク質を抗原とする抗体であり、前記核酸である場合には例えば該核酸と相補的な核酸、チューブリン、キチン等であり、前記ホルモンレセプターである場合には例えば該ホルモンレセプターに受容されるホルモンであり、前記レクチンである場合には例えば該レクチンに受容させる糖であり、前記生理活性物質受容体である場合には例えば該生理活性物質受容体に受容される生理活性物質である。
【００５２】
なお、前記検出標的を含む試料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、細菌、ウイルス等の病原体、生体から分離された血液、唾液、組織病片等、糞尿等の排泄物、などが挙げられる。更に、出生前診断を行う場合は、羊水中に存在する胎児の細胞や、試験管内での分裂卵細胞の一部を試料とすることもできる。また、これらの試料は、直接、又は必要に応じて遠心分離操作等により沈渣として濃縮した後、例えば、酵素処理、熱処理、界面活性剤処理、超音波処理、これらの組合せ等による細胞破壊処理を予め施したものを使用してもよい。
【００５３】
前記包接化合物としては、分子認識能（ホスト−ゲスト結合能）を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、筒状（一次元）の空洞を有するもの、層状（二次元）の空洞を有するもの、かご状（三次元）の空洞を有するもの、などが好適に挙げられる。
【００５４】
前記筒状（一次元）の空洞を有する包接化合物としては、例えば、尿素、チオ尿素、デオキシコール酸、ジニトロジフェニル、ジオキシトリフェニルメタン、トリフェニルメタン、メチルナフタリン、スピロクロマン、ＰＨＴＰ（ペルヒドロトリフェニレン）、セルロース、アミロース、シクロデキストリン（ただし、溶液中では前記空洞がかご状）などが挙げられる。
【００５５】
前記尿素が捕捉可能な検出標的としては、例えば、ｎ−パラフィン誘導体などが挙げられる。
前記チオ尿素が捕捉可能な検出標的としては、例えば、分岐状又は環状の炭化水素などが挙げられる。
前記デオキシコール酸が捕捉可能な検出標的としては、例えば、パラフィン類、脂肪酸、芳香族化合物などが挙げられる。
前記ジニトロジフェニルが捕捉可能な検出標的としては、例えば、ジフェニル誘導体などが挙げられる。
【００５６】
前記ジオキシトリフェニルメタンが捕捉可能な検出標的としては、例えば、パラフィン類、ｎ−アルケン類、スクアレンなどが挙げられる。
前記トリフェニルメタンが捕捉可能な検出標的としては、例えば、パラフィン類などが挙げられる。
前記メチルナフタリンが捕捉可能な検出標的としては、例えば、Ｃ１６までのｎ−パラフィン類、分岐状パラフィン類などが挙げられる。
前記スピロクロマンが捕捉可能な検出標的としては、例えば、パラフィン類などが挙げられる。
前記ＰＨＴＰ（ペルヒドロトリフェニレン）が捕捉可能な検出標的としては、例えば、クロロホルム、ベンゼン、各種高分子物質などが挙げられる。
前記セルロースが捕捉可能な検出標的としては、例えば、Ｈ２Ｏ、パラフィン類、ＣＣｌ４、色素、ヨウ素などが挙げられる。
前記アミロースが捕捉可能な検出標的としては、例えば、脂肪酸、ヨウ素などが挙げられる。
【００５７】
前記シクロデキストリンは、デンプンのアミラーゼによる分解で生成する環状のデキストリンであり、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンの３種が知られている。本発明においては、前記シクロデキストリンとして、これらの水酸基の一部を他の官能基、例えば、アルキル基、アリル基、アルコキシ基、アミド基、スルホン酸基などに変えたシクロデキストリン誘導体も含まれる。
【００５８】
前記シクロデキストリンが捕捉可能な検出標的としては、例えば、チモール、オイゲノール、レゾルシン、エチレングリコールモノフェニルエーテル、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−ベンゾフェノン等のフェノール誘導体、サリチル酸、パラオキシ安息香酸メチル、パラオキシ安息香酸エチル等の安息香酸誘導体及びそのエステル、コレステロール等のステロイド、アスコルビン酸、レチノール、トコフェロール等のビタミン、リモネン等の炭化水素類、イソチオシアン酸アリル、ソルビン酸、ヨウ素分子、メチルオレンジ、コンゴーレッド、２−ｐ−トルイジニルナフタレン−６−スルホン酸カリウム塩（ＴＮＳ）などが挙げられる。
【００５９】
前記層状（二次元）の包接化合物としては、例えば、粘土鉱物、グラファイト、スメクタイト、モンモリロナイト、ゼオライトなどが挙げられる。
【００６０】
前記粘土鉱物が捕捉可能な検出標的としては、例えば、親水性物質、極性化合物などが挙げられる。
前記グラファイトが捕捉可能な検出標的としては、例えば、Ｏ、ＨＳＯ４−、ハロゲン、ハロゲン化物、アルカリ金属などが挙げられる。
前記モンモリロナイトが捕捉可能な検出標的としては、例えば、ブルシン、コデイン、ｏ−フェニレンジアミン、ベンジジン、ピペリジン、アデニン、グイアニン及びこれらのリポシドなどが挙げられる。
前記ゼオライトが捕捉可能な検出標的としては、例えば、Ｈ２Ｏなどが挙げられる。
【００６１】
前記かご状（三次元）の包接化合物としては、例えば、ヒドロキノン、気体水化物、トリ−ｏ−チモチド、オキシフラバン、ジシアノアンミンニッケル、クリプタンド、カリックスアレン、クラウン化合物などが挙げられる。
【００６２】
前記ヒドロキノンが捕捉可能な検出標的としては、例えば、ＨＣｌ、ＳＯ２、アセチレン、希ガス元素などが挙げられる。
前記気体水化物が捕捉可能な検出標的としては、例えば、ハロゲン、希ガス元素、低級炭化水素などが挙げられる。
前記トリ−ｏ−チモチドが捕捉可能な検出標的としては、例えば、シクロヘキサン、ベンゼン、クロロホルムなどが挙げられる。
前記オキシフラバンが捕捉可能な検出標的としては、例えば、有機塩基などが挙げられる。
前記ジシアノアンミンニッケルが捕捉可能な検出標的としては、例えば、ベンゼン、フェノールなどが挙げられる。
前記クリプタンドが捕捉可能な検出標的としては、例えば、ＮＨ４＋、各種金属イオンなどが挙げられる。
【００６３】
前記カリックスアレンは、フェノールとホルムアルデヒドとから適当な条件で合成されるフェノール単位をメチレン基で結合した環状オリゴマーであり、４〜８核体が知られている。これらの内、ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝４）が捕捉可能な検出標的としては、例えば、クロロホルム、ベンゼン、トルエンなどが挙げられる。ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝５）が捕捉可能な検出標的としては、例えば、イソプロピルアルコール、アセトンなどが挙げられる。ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝６）が捕捉可能な検出標的としては、例えば、クロロホルム、メタノールなどが挙げられる。ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝７）が捕捉可能な検出標的としては、例えば、クロロホルムなどが挙げられる。
【００６４】
前記クラウン化合物としては、電子供与性のドナー原子として酸素を持つクラウンエーテルのみではなく、そのアナログとして窒素、硫黄などのドナー原子を環構造構成原子として持つ大環状化合物を含み、また、クリプタンドを代表する２個以上の環よりなる複環式クラウン化合物も含まれ、例えば、シクロヘキシル−１２−クラウン−４、ジベンゾ−１４−クラウン−４、ｔ−ブチルベンゾ−１５−クラウン−５、ジベンゾ−１８−クラウン−６、ジシクロヘキシル−１８−クラウン−６、１８−クラウン−６、トリベンゾ−１８−クラウン−６、テトラベンゾ−２４−クラウン−８、ジベンゾ−２６−クラウン−６などが挙げられる。
【００６５】
前記クラウン化合物が捕捉可能な検出標的としては、例えば、Ｌｉ，Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ等のアルカリ土類金属などの各種金属イオン、ＮＨ４＋、アルキルアンモニウムイオン、グアニジウムイオン、芳香族ジアゾニウムイオンなどが挙げられ、該クラウン化合物はこれらと錯体を形成する。また、該クラウン化合物が捕捉可能な検出標的としては、これら以外にも、酸性度が比較的大きいＣ−Ｈ（アセトニトリル、マロンニトリル、アジポニトリルなど）、Ｎ−Ｈ（アニリン、アミノ安息香酸、アミド、スルファミド誘導体など）、Ｏ−Ｈ（フェノール、酢酸誘導体など）ユニットを有する極性有機化合物などが挙げられ、該クラウン化合物はこれらと錯体を形成する。
【００６６】
前記包接化合物の空洞の大きさ（径）としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選定することができるが、安定した分子認識能（ホスト−ゲスト結合能）を発揮し得る観点からは０．１〜２．０ｎｍであるのが好ましい。
【００６７】
なお、前記包接化合物は、例えば、単分子系ホスト化合物、多分子系ホスト化合物、高分子系ホスト化合物、無機系ホスト化合物などに分類することもできる。
前記単分子系ホスト化合物としては、例えば、シクロデキストリン、クラウン化合物、シクロファン、アザシクロファン、カリックスアレーン、シクロトリペラトリレン、スフェランド、キャビタンド、環状オリゴペプチド、などが挙げられる。
前記多分子系ホスト化合物としては、例えば、尿素、チオ尿素、デオキシコール酸、ペルヒドロトリフェニレン、トリ−ｏ−チモチド、などが挙げられる。
前記高分子系ホスト化合物としては、例えば、セルロース、デンプン、キチン、キトサン、ポリビニルアルコール、などが挙げられる。
前記無機系ホスト化合物としては、例えば、層間化合物、ゼオライト及びＨｏｆｍａｎｎ型錯体、などが挙げられる。
【００６８】
前記抗体としては、抗原と特異的に抗原抗体反応を生じるものであれば特に制限されず、多クローン性抗体であっても、単クローン性抗体であってもよく、更にはＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＥ、ＩｇＧのＦａｂ’、Ｆａｂ、Ｆ（ａｂ’）２、アビジンなども含まれる。
【００６９】
前記抗原としては、特に制限はなく、前記抗体の種類に応じて適宜選択することができ、例えば、血漿蛋白、腫瘍マーカー、アポ蛋白、ウイルス抗原、自己抗体、凝固・線溶因子、ホルモン、血中薬物、ＨＬＡ抗原、ビオチンなどが挙げられる。
【００７０】
前記血漿蛋白としては、例えば、免疫グロブリン（ＩｇＧ，ＩｇＡ，ＩｇＭ，ＩｇＤ，ＩｇＥ）、補体成分（Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ１ｑ）、ＣＲＰ、α１−アンチトリプシン、α１−マイクログロブリン、β２−マイクログロブリン、ハプトグロビン、トランスフェリン、セルロプラスミン、フェリチンなどが挙げられる。
【００７１】
前記腫瘍マーカーとしては、例えば、α−フェトプロテイン（ＡＦＰ）、癌胎児性抗原（ＣＥＡ）、ＣＡ１９−９、ＣＡ１２５、ＣＡ１５−３、ＳＣＣ抗原、前立腺酸性ホスファターゼ（ＰＡＰ）、ＰＩＶＫＡ−ＩＩ、γ−セミノプロテイン、ＴＰＡ、エラスターゼＩ、神経特異エノラーゼ（ＮＳＥ）、免疫抑制酸性蛋白（ＩＡＰ）などが挙げられる。
【００７２】
前記アポ蛋白としては、例えば、アポＡ−Ｉ、アポＡ−ＩＩ、アポＢ、アポＣ−ＩＩ、アポＣ−ＩＩＩ、アポＥなどが挙げられる。
【００７３】
前記ウイルス抗原としては、例えば、Ｂ型肝炎ウイルス（ＨＢＶ）関連抗原、Ｃ型肝炎ウイルス（ＨＶＣ）関連抗原、ＨＴＬＶ−Ｉ、ＨＩＶ、狂犬病ウイルス、インフルエンザウイルス、風疹ウイルスなどが挙げられる。
前記ＨＣＶ関連抗原としては、例えば、ＨＣＶｃ１００−３リコビナント抗原、ｐＨＣＶ−３１リコビナント抗原、ｐＨＣＶ−３４リコビナント抗原などが挙げられ、それらの混合物が好ましく使用できる。前記ＨＩＶ関連抗原としては、ウイルス表面抗原などが挙げられ、例えば、ＨＩＶ−Ｉ  ｅｎｖ．ｇｐ４１リコビナント抗原、ＨＩＶ−Ｉ  ｅｎｖ．ｇｐ１２０リコビナント抗原、ＨＩＶ−Ｉ  ｇａｇ．ｐ２４リコビナント抗原、ＨＩＶ−ＩＩ  ｅｎｖ．ｐ３６リコビナント抗原などが挙げられる。
また、ウイルス以外の感染症としては、ＭＲＳＡ、ＡＳＯ、トキソプラズマ、マイコプラズマ、ＳＴＤなどが挙げられる。
【００７４】
前記自己抗体としては、例えば、抗マイクロゾーム抗体、抗サイログロブリン抗体、抗核抗体、リュウマチ因子、抗ミトコンドリア抗体、ミエリン抗体などが挙げられる。
【００７５】
前記凝固・線溶因子としては、例えば、フィブリノゲン、フィブリン分解産物（ＦＤＰ）、プラスミノゲン、α２−プラスミンインヒビター、アンチトロンビンＩＩＩ、β−トロンボグロブリン、第ＶＩＩＩ因子、プロテインＣ、プロテインＳなどが挙げられる。
【００７６】
前記ホルモンとしては、例えば、下垂体ホルモン（ＬＨ、ＦＳＨ、ＧＨ、ＡＣＴＨ、ＴＳＨ、プロラクチン）、甲状腺ホルモン（Ｔ３、Ｔ４、サイログロブリン）、カルシトニン、副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）、副腎皮質ホルモン（アルドステロン、コルチゾール）、性腺ホルモン（ｈＣＧ、エストロゲン、テストステロン、ｈＰＬ）、膵・消化管ホルモン（インスリン、Ｃ−ペプチド、グルカゴン、ガストリン）、その他（レニン、アンジオテンシンＩ，ＩＩ、エンケファリン、エリスロポエチン）などが挙げられる。
【００７７】
前記血中薬物としては、例えば、カルバマゼピン、プリミドン、バルプロ酸等の抗てんかん薬、ジゴキシン、キニジン、ジギトキシン、テオフィリン等の循環器疾患薬、ゲンタマイシン、カナマイシン、ストレプトマイシン等の抗生物質などが挙げられる。
【００７８】
前記タンパク質としては、多くの重金属、特に亜鉛、カドミウム、銅、水銀などに高い親和性を示す低分子量（約６，０００〜１３，０００）のもの、などが好適に挙げられる。これらのタンパク質は、動物の肝臓、腎臓、その他の組織中に存在し、最近では微生物体内にも存在することが見出されている。また、これらのタンパク質は、システイン含有量が多く、芳香族の残基を殆ど含まないアミノ酸分布を呈しており、生体内においてカドミウム、水銀などの解毒化機能を有する物質であるとともに、亜鉛、銅など生体に必須の微量金属の貯蔵と、生体内における分布にも関与している重要な物質である。
【００７９】
前記重金属としては、例えば、アルキル水銀化合物（Ｒ−Ｈｇ）、水銀又はその化合物（Ｈｇ）、カドミウム又はその化合物（Ｃｄ）、鉛又はその化合物（Ｐｂ）、六価クロム（Ｃｒ６＋）、銅又はその化合物（Ｃｕ）、亜鉛又はその化合物（Ｚｎ）、シアン、六価クロム、砒素、セレン、マンガン、ニッケル、鉄、亜鉛、セレン、スズなどが挙げられる。
【００８０】
本発明の前記カーボンナノチューブ連結体の製造方法によれば、本発明の前記カーボンナノチューブ連結体を効率的に製造することができる。
本発明の前記カーボンナノチューブ連結体は、吸着能及び分離能を有する前記カーボンナノチューブが規則的に配列してなるので、目的に応じた設計が容易であり、取扱性に富み、幅広い分野で好適に使用することができる。例えば、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を検出可能であり、標的検出素子、バイオセンサー、ガスセンサー等の各種センサーなどをはじめとして各種分野に好適に使用可能である。
【００８１】
（標的検出素子）
本発明の標的検出素子は、本発明の前記カーボンナノチューブ連結体と、保持部とを有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材を有してなる。
前記カーボンナノチューブ連結体は、検出標的を捕捉可能な捕捉部を有しているのが好ましい。
前記捕捉部としては、各種検出標的を捕捉可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記標的捕捉体からなるのが好ましく、前記カーボンナノチューブと前記標的捕捉体との結合が、化学結合により行われるのが好ましい。
なお、前記カーボンナノチューブ連結体、前記検出標的、及び前記標的捕捉体の詳細については、上述した通りである。
【００８２】
前記保持部としては、前記カーボンナノチューブ連結体を固定させた状態にて、手で持って操作可能である限り、その材質、形状、構造、大きさ、厚み等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１ｍｍの厚みで１ｃｍ×１０ｃｍの大きさに切断した、アルミニウム等からなる金属板、プラスチック等からなるアクリル板などが挙げられる。
【００８３】
前記保持部に対する前記カーボンナノチューブ連結体の固定位置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記保持部の長手方向端部に、前記カーボンナノチューブ連結体における前記基材を連結させ、前記カーボンナノチューブを、前記保持部の長手方向に対し略直交する方向に配向するように固定する態様が挙げられる。この際、前記カーボンナノチューブ連結体の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１本でもよいし、複数本でもよい。該カーボンナノチューブ連結体を複数本用いる場合には、各カーボンナノチューブ連結体に異なる機能を付与することができ、該カーボンナノチューブ連結体にそれぞれ異なる物質（後述する検出標的など）が作用可能であり、同時に複数の前記検出標的を分析することができる。
前記保持部に対する前記カーボンナノチューブ連結体の固定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、接着剤等により、固定することができる。該接着剤としては、市販品であってもよいし、適宜合成してもよく、例えば、２液性のエポキシ接着剤などが挙げられる。
【００８４】
前記標的捕捉体を有する前記カーボンナノチューブ連結体を用いた前記標的の検出方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＥＬＩＳＡ法、振動又は粘性測定センサー、ハイブリダイゼーションプローブなどを用いた検出方法が挙げられる。
【００８５】
前記ＥＬＩＳＡ法による検出では、例えば抗体が前記標的検出素子における前記カーボンナノチューブに結合した前記標的捕捉体に該当し、該抗体に対し蛍光ラベル化された標的物質を捕捉させ、レーザー光を照射し、蛍光ラベル化された標的物質が励起されて放出する光の強度を検出することにより行うことができる。
【００８６】
前記振動又は粘性測定センサーによる検出では、例えば、水晶発振子又は表面弾性波素子（ＳＡＷ）の電極上に化学的に結合乃至固定させた前記基材と前記カーボンナノチューブとが前記標的捕捉体に該当し、これに標的物質を作用させると、前記標的捕捉体における前記捕捉部に標的物質が特異的に結合することにより、前記標的捕捉体の重量又は粘弾性が変化し、この重量変化又は粘弾性変化を水晶発振子又は表面弾性波素子（ＳＡＷ）がとらえ周波数に変換するので、この周波数変化を周波数カウンターで測定することにより、標的物質の存在の有無を検査することができる。
また、予め既知量の標的物質を用いて検量線を作成することにより、試料中の検出又は定量すべき標的物質濃度を検出又は定量することもできる。
なお、前記水晶発振子とは、薄い水晶板の両側に金属電極を蒸着したものであり、電極間に交流電界を印加すると逆圧電効果により一定の周期の振動が生ずるものである。例えば、９ＭＨｚ、ＡＴカットの水晶発振子の銀電極などを用いることができる。
前記表面弾性波素子（ＳＡＷ）とは、固体の表面に一対の櫛形電極を設け、電気信号を表面弾性波（固体表面を伝わる音波、超音波）に変換して、対向する電極まで伝達し、再び電気信号として出力する素子であり、刺激に対応して特定の周波数の信号を取り出すことができる。圧電効果を示すタンクル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの強誘電体や、水晶、酸化亜鉛薄膜などが材料とされる。
【００８７】
前記ハイブリダイゼーションプローブによる検出では、例えば、化学処理により変性させたＤＮＡ一本鎖が前記標的捕捉体に該当し、これに、標識されたＤＮＡプローブを作用（ハイブリダイズ）させることにより、ＤＮＡプローブに相補的（Ａ（アデニン）ならＴ（チミン）、Ｇ（グアニン）ならＣ（シトシン））な塩基配列を有する特定のＤＮＡを検出することができる。この場合、癌、免疫疾患等と関連した複数の遺伝子の活性（遺伝子発現）を系統的に解析することができる。
【００８８】
本発明の前記標的検出素子は、本発明の前記カーボンナノチューブ連結体を有するので、前記カーボンナノチューブに対し各種物質が反応及び吸着可能であり、各種標的が吸着及び分離可能である。また、前記カーボンナノチューブ連結体が、前記保持部に固定されるので、該保持部を手で持って容易に操作することができる。更に、前記カーボンナノチューブ連結体を１本で使用する場合には、該カーボンナノチューブ連結体を複数の領域に区切って、該領域ごとに前記カーボンナノチューブの末端に結合させる物質を異ならせることができ、前記カーボンナノチューブ連結体を複数本併用して使用する場合には、該カーボンナノチューブ連結体の本数ごとに結合させる物質を異なるせることができる。例えば、１本のカーボンナノチューブ連結体を２つの領域で区切って、廃水中の汚染物質を検出するセンサーとして用いる場合、一の領域では、重金属を捕捉可能な標的捕捉体を前記カーボンナノチューブに結合させ、他の領域では、シアンを捕捉可能な標的捕捉体を前記カーボンナノチューブに結合させることにより、２種類の汚染物質を同時に検出することができる。また、２本の前記カーボンナノチューブ連結体を用い、一のカーボンナノチューブ連結体における前記カーボンナノチューブに重金属を捕捉可能な標的捕捉体を結合させ、他のカーボンナノチューブ連結体における前記カーボンナノチューブにシアンを捕捉可能な標的捕捉体を結合させることによっても、２種類の汚染物質を同時に検出することができる。
本発明の標的検出素子は、例えば、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高感度に検出可能で、更にはこれらの定性や定量を行うこともでき、バイオセンサー、ガスセンサー等の各種センサーなどをはじめとして各種分野に好適に使用可能である。
【００８９】
（標的検出方法）
本発明の標的検出方法においては、本発明の前記標的検出素子を用い、前記検出標的を含む試料を前記標的検出素子に作用させることを含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含む。
前記標的検出素子は、上述の本発明の標的検出素子であり、前記検出標的も上述の通りである。
【００９０】
前記検出標的を含む試料を前記標的検出素子に作用させると、該検出標的が前記標的検出素子における前記標的捕捉体に捕捉される。
前記検出標的を含む試料の前記標的検出素子への作用の方法としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記標的捕捉体を有する前記標的検出素子を、前記検出標的を含む試料に浸漬する方法などが挙げられる。
なお、前記標的検出素子が、複数本の前記カーボンナノチューブ連結体を有する場合には、各カーボンナノチューブ連結体に異なる前記標的捕捉体を固定させることにより、同時に複数種の前記検出標的を分析することができる。
【００９１】
前記検出標的の検出方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＥＬＩＳＡ法、振動又は粘性測定センサー、ハイブリダイゼーションプローブなどを用いた検出方法が挙げられる。
【００９２】
前記ＥＬＩＳＡ法による検出は、前記標的検出素子における前記カーボンナノチューブに、前記標的捕捉体を化学結合させ、該標的捕捉体に対し蛍光ラベル化された標的物質を結合させ、レーザー光を照射し、蛍光ラベル化された標的物質が励起されて放出する光の強度を検出することにより行うことができる。
【００９３】
前記振動又は粘性測定センサーによる検出は、前記標的検出素子における前記カーボンナノチューブを、例えば、水晶発振子又は表面弾性波素子（ＳＡＷ）の電極上に化学的に結合乃至固定させ、これに標的物質を作用させると、前記化学修飾されたカーボンナノチューブにおける前記標的捕捉体に標的物質が特異的に結合することにより、前記標的捕捉体の重量又は粘弾性が変化し、この重量変化又は粘弾性変化を水晶発振子又は表面弾性波素子（ＳＡＷ）がとらえ周波数に変換するので、この周波数変化を周波数カウンターで測定することにより、標的物質の存在の有無を検査することができる。
また、予め既知量の標的物質を用いて検量線を作成することにより、試料中の検出又は定量すべき標的物質濃度を検出又は定量することもできる。
なお、前記水晶発振子とは、薄い水晶板の両側に金属電極を蒸着したものであり、電極間に交流電界を印加すると逆圧電効果により一定の周期の振動が生ずるものである。例えば、９ＭＨｚ、ＡＴカットの水晶発振子の銀電極などを用いることができる。
前記表面弾性波素子（ＳＡＷ）とは、固体の表面に一対の櫛形電極を設け、電気信号を表面弾性波（固体表面を伝わる音波、超音波）に変換して、対向する電極まで伝達し、再び電気信号として出力する素子であり、刺激に対応して特定の周波数の信号を取り出すことができる。圧電効果を示すタンクル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの強誘電体や、水晶、酸化亜鉛薄膜などが材料とされる。
【００９４】
前記ハイブリダイゼーションプローブによる検出は、例えば、前記標的捕捉体を、化学処理により変性させたＤＮＡ一本鎖で形成し、これに、標識されたＤＮＡプローブを作用（ハイブリダイズ）させることにより、ＤＮＡプローブに相補的（Ａ（アデニン）ならＴ（チミン）、Ｇ（グアニン）ならＣ（シトシン））な塩基配列を有する特定のＤＮＡを検出することができる。この場合、癌、免疫疾患等と関連した複数の遺伝子の活性（遺伝子発現）を系統的に解析することができる。
【００９５】
以上の本発明の標的検出方法によれば、上述した各種の標的を含む試料中の該標的を効率よく、かつ高精度に検出することができ、定性分析、定量分析等を行うことができ、例えば、酵素、補酵素、酵素基質、酵素阻害剤、包接化合物、金属、抗体、抗原、タンパク質、微生物、ウイルス、細胞破砕物、代謝産物、核酸、ホルモン、ホルモンレセプター、レクチン、糖、生理活性物質、生理活性物質受容体、アレルゲン、血液タンパク質、組織タンパク質、核物質、ウイルス粒子、神経伝達物質、ハプテン、寄生虫、環境物質、化学種又はこれらの誘導体、ガス成分、などの分析乃至スクリーニング等を行うことができ、医薬品の開発、病気の診断、標的物質のセンシング、生体分子のセンシング、ガスのセンシングなどに好適に使用することができる。
【実施例】
【００９６】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【００９７】
（ナノホール構造体の形成実験）
陽極酸化処理してナノホール（アルミナポア）を形成するアルミニウム層に、１５０ｎｍピッチのライン／スペースパターンを持つモールドを前記アルミニウム層に押し付けて、該アルミニウム層の表面にライン（凹部又はグルーブ部）／スペース（凸部又はランド部）パターンをインプリント転写した。図２Ａに示すように、予め直線状の凹凸パターン（凹状ラインが一定間隔で配置されたもの）を形成した。次に、希釈シュウ酸中、６０Ｖの電圧で陽極酸化処理を行ったところ、図２Ｂに示すように、ナノホール（アルミナポア）が、前記凹状ラインにのみ、かつその長さ方向に自己組織化的に配列した状態で形成された（ナノホール列が形成された）。
【００９８】
（実施例１）
−カーボンナノチューブ連結体の作製−
＜ナノホール構造体形成工程＞
図３Ａに示すように、ＥＢ描画装置（「ＥＬＳ７０００」；エリオニクス社製）を用い、ＳｉＣ基板上にＥＢレジストを塗布し、ラインを描画して凹凸パターン（ライン＆スペースパターン）を形成し、エッチング処理を行うことにより、ＳｉＣモールド５０を得た。なお、該凹凸パターンにおける、凹状ラインの間隔（ピッチ）は１５０ｎｍであり、凹状ラインの溝深さは１００ｎｍであり、凹状ラインの凸部幅と、凹部の幅との比（凸幅／凹幅）は１：１であった。
【００９９】
図３Ｂに示すように、シリコン基板５２上に、前記電極層としてのＮｂをスパッタリング法により真空蒸着（厚み：５０ｎｍ）し、その上に、アルミニウムスパッタリングターゲットを用いて、前記金属層としてのアルミニウム（Ａｌ、厚み：３５０ｎｍ）をスパッタリング法により真空蒸着した。こうして得た金属層５４に、ＳｉＣモールド５０を押し付けることにより、ＳｉＣモールド５０の表面に形成された凹凸パターンを、該金属層５４の表面にインプリント転写したところ、図２Ａに示すように、金属層５４表面に凹凸パターンが形成された。なお、インプリント転写の際の押付け圧力は、油圧プレスにて３，０００ｋｇ／ｃｍ２とした。
次に、インプリント転写後の金属層５４を、希釈シュウ酸浴を用いて、電圧６０Ｖで陽極酸化処理を行ったところ、図２Ｂ及び図３Ｃに示すように、凹状ライン上にのみ、金属層５４の層面と略直交方向にナノホール（アルミナナノホール、アルミナポア）５６が多数形成されたナノホール構造体５８が得られた。なお、凹状ライン上でのナノホール５６どうしの間隔は約１５０ｎｍであり、金属層５４の厚み（前記ナノホールの深さ（長さ））は、３００ｎｍであり、ナノホール５６の開口径は５０ｎｍであった。
【０１００】
＜カーボンナノチューブ形成工程＞
次に、カーボンナノチューブを形成するための前記炭素供給ガスとしてプロピレンガスを用い、前記導入ガスとして窒素ガスを用い、ＣＶＤ法により、ナノホール構造体（アルミナナノホール）５８における外表面とナノホール５６内にカーボンを成長させた。具体的には、ナノホール５６を形成したシリコン基板５２を石英反応管に入れ、窒素気流下で８００℃まで２時間で昇温した後、１．２％濃度のプロピレンを窒素をキャリアーガスとして反応管内に流入し、８００℃にて２時間ＣＶＤを行い、その後プロピレンを止め、窒素気流下で室温まで冷却した。
その結果、図３Ｄに示すように、ナノホール構造体５８の表面にはカーボン層６０が堆積形成され、該ナノホール構造体５８におけるナノホール５６内には、カーボンナノチューブ６２が形成された。また、各カーボンナノチューブ６２の平均長さは３００ｎｍであった。
【０１０１】
＜カーボン除去工程＞
表面にカーボン層６０が堆積形成されたナノホール構造体５８を研磨用ターンテーブルにセットし、アルミナ砥粒（粒度３μｍ）のラッピングテープを押し当て、ターンテーブルを回転させて、冷却水を供給しながら表面研磨を行い、図３Ｅに示すように、前記凹状ライン間の凸部６４表面に付着したカーボン層（金属層５４の凸部６４の上面に堆積したカーボン層及び凸部６４の側面に付着したカーボン層）６０を除去した。
【０１０２】
＜金属層溶解工程＞
次に、前記凹状ライン間の凸部６４表面に付着したカーボン層６２を除去したナノホール構造体５８に対し、ＮａＯＨ水熱処理を行って金属層（アルミナ層）５４を溶解除去（条件：１０Ｍ  ＮａＯＨ，オートクレーブ中１５０℃）し、希塩酸で中和した。その結果、図３Ｆに示すように、複数のカーボンナノチューブ６２が、線状物６６にその一端が結合し、該線状物６６に対し略直交する方向に配向し、カーボンナノチューブ６２が一列に配列してなる、紐状の本発明のカーボンナノチューブ連結体６８を得た。
【０１０３】
（実施例２）
−カーボンナノチューブ連結体の作製−
実施例１において、カーボン除去工程を、下記方法により行った以外は、実施例１と同様にして実施例２のカーボンナノチューブ連結体を作製した。
【０１０４】
＜カーボン除去工程＞
前記カーボンナノチューブ形成工程において得られた、表面にカーボン層６０が堆積形成されたナノホール構造体５８を、酸素イオンビーム加工装置にセットした。なお、該加工装置におけるイオン源は、ＥＣＲ（エレクトロンサイクロトロン共鳴）２０ｋＶ型であり、試料ホルダーに対し入射角が４５°となるようにセットした。そして、図４に示すように、５００ｅＶのイオンエネルギーで酸素イオンビーム７０を照射し、凹状ライン間の凸部６４表面に付着したカーボン層（金属層５４の凸部６４の上面に堆積したカーボン層及び凸部６４の側面に付着したカーボン層）６０を除去した（図３Ｅ参照）。
【０１０５】
その後、実施例１と同様にして、前記金属層溶解工程を行い、複数のカーボンナノチューブ６２が、線状物６６にその一端が結合し、該線状物６６に対し略直交する方向に配向し、カーボンナノチューブ６２が一列に配列してなる、紐状の本発明のカーボンナノチューブ連結体６８を得た（図３Ｆ参照）。
【０１０６】
（実施例３）
−カーボンナノチューブ連結体の作製−
実施例１において、カーボン除去工程を、下記方法により行った以外は、実施例１と同様にして実施例３のカーボンナノチューブ連結体を作製した。
【０１０７】
＜カーボン除去工程＞
前記カーボンナノチューブ形成工程において得られた、表面にカーボン層が堆積形成されたナノホール構造体５８を、イオンミリング加工装置（「ＭＥ−１００１」；ビーコ社製）にセットした。そして、加速電圧５０Ｖ、電流２０ｍＡ／ｃｍ２の条件で、入射角度３０度でアルゴンイオンビームを照射し、凹状ライン間の凸部６４表面に付着したカーボン層（金属層５４の凸部６４の上面に堆積したカーボン層及び凸部６４の側面に付着したカーボン層）６０を除去した。
【０１０８】
その後、実施例１と同様にして、前記金属層溶解工程を行い、複数のカーボンナノチューブ６２が、線状物６６にその一端が結合し、該線状物６６に対し略直交する方向に配向し、カーボンナノチューブ６２が一列に配列してなる、紐状の本発明のカーボンナノチューブ連結体６８を得た（図３Ｆ参照）。
【０１０９】
（実施例４）
−カーボンナノチューブ連結体の作製−
実施例１において、ナノホール構造体形成工程を、下記方法により行った以外は、実施例１と同様にして、実施例４のカーボンナノチューブ連結体を作製した。
【０１１０】
＜ナノホール構造体形成工程＞
ＥＢ描画装置（「ＥＬＳ７０００」；エリオニクス社製）を用い、ガラス基板上に、スピンコートした厚み４０ｎｍのレジスト層に、ラインを描画して凹凸パターン（ライン＆スペースパターン）を形成した。なお、該凹凸パターンにおける、凹状ラインの間隔（ピッチ）は６０ｎｍであり、凹状ラインの溝深さは５０ｎｍであり、凹状ラインの凸部幅と、凹部の幅との比（凸幅／凹幅）は１：１であった。該凹凸パターンの表面に、Ｎｉ層をスパッタ法により形成し、これを電極として、スルファミン酸ニッケル浴を用いて、ニッケル層の厚みが０．３ｍｍになるまで電鋳を行い、裏面を研磨することにより、Ｎｉモールドを得た。
シリコン基板上に、前記電極層としてのＮｂをスパッタリング法により真空蒸着（厚み：５０ｎｍ）し、その上に、アルミニウムスパッタリングターゲットを用いて、前記金属層としてのアルミニウム（Ａｌ、厚み：３５０ｎｍ）をスパッタリング法により真空蒸着した。こうして得た金属層に、Ｎｉモールドを押し付けることにより、Ｎｉモールドの表面に形成された凹凸パターンを、該金属層の表面にインプリント転写したところ、金属層表面に凹凸パターンが形成された。なお、インプリント転写の際の押付け圧力は、油圧プレスにて３，０００ｋｇ／ｃｍ２とした。
【０１１１】
次に、インプリント転写後の金属層を、希釈硫酸浴を用いて、電圧１８Ｖで陽極酸化処理を行ったところ、図５に示すように、凹状ライン上にのみ、金属層の層面と略直交方向に貫通孔としてのナノホール（アルミナナノホール、アルミナポア）が多数形成されたナノホール構造体が得られた。なお、凹状ライン上での前記ナノホールどうしの間隔は約４５ｎｍと極めて狭く、金属層の厚み（前記ナノホールの深さ（長さ））は、３５０ｎｍであり、前記ナノホールの開口径は２０ｎｍであった。
【０１１２】
その後、実施例１と同様にして、前記カーボンナノチューブ形成工程、前記カーボン除去工程、及び前記金属層溶解工程を行い、複数のカーボンナノチューブ６２が、線状物６６にその一端が結合し、該線状物６６に対し略直交する方向に配向し、カーボンナノチューブ６２が一列に配列してなる、紐状の本発明のカーボンナノチューブ連結体６８を得た（図３Ｆ参照）。
【０１１３】
（実施例５）
−カーボンナノチューブ連結体の作製−
実施例１において、前記ナノホール構造体形成工程におけるＥＢ露光を行う際に、ＥＢ露光時の露光パワーを一定周期で変調させることにより、図１Ａに示すよう、凹状ラインの幅を凹状ライン内で１００ｎｍ間隔で変化させた凹凸パターンを形成した後、実施例３と同様にしてＮｉモールドを作製した。次いで、希釈硫酸中、電圧４０Ｖで陽極酸化処理を行った以外は、実施例１と同様にして実施例４のカーボンナノチューブ連結体を作製した。その結果、図１Ｂに示すような構造が観察され、前記凹状ラインの幅を広くした部分に、規則性よく、ナノホール（アルミナポア）が形成されていることが確認された。
【０１１４】
（実施例６）
−標的検出素子の作製−
前記保持部として、厚み１ｍｍ、大きさ１ｃｍ×１０ｃｍに切断した棒状のプラスチック製アクリル板を用い、該保持部８２の長手方向端部に、実施例１〜５で得られたカーボンナノチューブ連結体６８における線状物６６を長さ１ｃｍ連結させ、カーボンナノチューブ６２を前記保持部の長手方向に対し略直交する方向に配向するように、接着剤（「アロンアルファ（登録商標）」；東亜合成株式会社製）で接着固定し、図６に示すような標的検出素子８０を得た。
【０１１５】
得られた標的検出素子８０において、実施例１〜３のカーボンナノチューブ連結体を用いた標的検出素子では、カーボンナノチューブの存在間隔が１５０ｎｍであることから、前記標的検出素子におけるカーボンナノチューブの数が６７，０００個であり、実施例４のカーボンナノチューブ連結体を用いた標的検出素子では、カーボンナノチューブの存在間隔が４５ｎｍであることから、前記標的検出素子におけるカーボンナノチューブの数が２２２，０００個であり、実施例５のカーボンナノチューブ連結体を用いた標的検出素子では、カーボンナノチューブの存在間隔が１００ｎｍであることから、前記標的検出素子におけるカーボンナノチューブの数が１００，０００個であった。
【０１１６】
−標的検出素子の吸着能評価−
標的検出素子を用い、環境ホルモンの吸着分離検出を行った。
図６に示すように、実施例５のカーボンナノチューブ連結体６８（線状物の長さ２ｃｍ、カーボンナノチューブの存在間隔１００ｎｍ）１００本を、保持部８２に接着して標的検出素子８０を作製した。図７Ａに示すように、標的検出素子８０におけるカーボンナノチューブ連結体６８部分を、環境ホルモン様物質であるビスフェノールＡを含む溶液（ビスフェノールＡ濃度は１ｎｇ／ｍｌ）に浸漬した。その後、図７Ｂに示すように、標的検出素子８０を、ビスフェノールＡを含む溶液から取り出し、メタノール液に浸漬して吸着成分を溶離させ、溶離液を高速液体クロマトグラフィーで分析したところ、ビスフェノールＡが検出された。なお、検出信号は、略濃度に比例するので、定量分析も可能であることが判った。
以上の結果より、ビスフェノールＡの濃度が極めて小さくても、該ビスフェノールＡを検出することができ、すなわち、前記カーボンナノチューブ連結体を有する標的検出素子は、ビスフェノールＡの吸着能を有し、選択吸着能を活かした吸着分離検出技術に応用可能であることが判った。なお、４−ｎ−ノニルフェノール、４−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール、ダイオキシンンなどに対しても、同様の吸着能を示すことが判った。
【０１１７】
（実施例７）
−標的の検出−
カーボンナノチューブに化学修飾を施した標的検出素子を用い、α−フェトプロテイン（ＡＦＰ）の検出を行った。
まず、実施例５で得られたカーボンナノチューブ連結体６８（線状物の長さ２ｃｍ、カーボンナノチューブの存在間隔１００ｎｍ）１００本を用いた実施例６の標的検出素子８０（図６参照）における、カーボンナノチューブ連結体６８部分を濃硝酸中に浸漬し、８０℃にて３時間加熱し、カーボンナノチューブ６２にカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を導入した。これに、ストレプトアビジンを修飾し、更に、ビオチン化した抗ＡＦＰ抗体を固定した。これにＡＦＰを含む試料及びＲｕ（ｂｐｙ）３２＋ラベル化抗ＡＦＰ抗体を反応させ、Ｒｕ（ｂｐｙ）３２＋による電気化学発光法にて検出した。ＡＦＰの検出限界は、１０ｎｇ／ｍｌと高感度で定量的であり、化学修飾による生体高分子の分析に応用することができることが判った。
【０１１８】
本発明の好ましい態様を付記すると、以下の通りである。
（付記１）  複数のカーボンナノチューブが、基材にその一端が結合し、該基材に対し略直交する方向に配向し、前記カーボンナノチューブが配列してなることを特徴とするカーボンナノチューブ連結体。
（付記２）  基材が線状物であり、カーボンナノチューブが一列に配列してなる付記１に記載のカーボンナノチューブ連結体。
（付記３）  カーボンナノチューブにおける基材と結合する端が開口し、他端が閉鎖されている付記１から２のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体。
（付記４）  複数のカーボンナノチューブにおける長さ、太さ、及び外径の少なくともいずれかが互いに同一である付記１から３のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体。
（付記５）  カーボンナノチューブの平均長さが、１μｍ以下である付記１から４のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体。
（付記６）  基材が、カーボンで形成されてなる付記１から５のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体。
（付記７）  カーボンナノチューブが、機能性材料で被覆されている付記１から６のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体。
（付記８）  検出標的を捕捉するのに用いられる付記１から７のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体。
（付記９）  カーボンナノチューブ連結体が、カーボンナノチューブと結合可能な結合部と、検出標的を捕捉可能な捕捉部とからなる標的捕捉体を有する付記１から８のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体。
（付記１０）  カーボンナノチューブと標的捕捉体との結合が、化学結合により行われる付記９に記載のカーボンナノチューブ連結体。
（付記１１）  付記１から８のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体と保持部とを有してなり、前記カーボンナノチューブ連結体が、検出標的を捕捉可能な捕捉部を有することを特徴とする標的検出素子。
（付記１２）  捕捉部が、カーボンナノチューブと結合可能な結合部と、検出標的を捕捉可能な捕捉部とを有する標的捕捉体からなる付記１１に記載の標的検出素子。
（付記１３）  付記１から１０のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体を製造する方法であって、
金属層上に凹状ラインを形成し、ナノホール形成処理を行うことにより、前記凹状ライン上に、前記金属層に対し略直交する方向にナノホールが配列してなるナノホール列を形成してナノホール構造体を形成するナノホール構造体形成工程、該ナノホールの内部にカーボンナノチューブを形成するカーボンナノチューブ形成工程、該カーボンナノチューブ形成工程により前記凹状ライン間の凸部表面に付着したカーボンを除去するカーボン除去工程、及び前記金属層を溶解させる金属層溶解工程を含むことを特徴とするカーボンナノチューブ連結体の製造方法。
（付記１４）  金属層がアルミニウムで形成された付記１３に記載のカーボンナノチューブ連結体の製造方法。
（付記１５）  凹状ラインの幅が、該凹状ラインの長さ方向において一定間隔で変化した付記１３から１４のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体の製造方法。
（付記１６）  ナノホール形成処理が、陽極酸化処理である付記１３から１５のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体の製造方法。
（付記１７）  カーボンナノチューブ形成工程が、ＣＶＤ法（化学的気相成長法）により行われる付記１３から１６のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体の製造方法。
（付記１８）  カーボン除去工程が、ラップ処理及びＣＭＰ（化学的機械的研磨）処理の少なくともいずれかにより行われる付記１３から１７のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体の製造方法。
（付記１９）  凸部側面に付着したカーボンの除去が、イオンビーム及び電子ビームのいずれかを、前記凸部の長手方向及び高さ方向に対して角度をもって照射することにより行われる付記１３から１９のいずれかに記載のカーボンナノチューブ連結体の製造方法。
（付記２０）  付記１１から１２のいずれかに記載の標的検出素子を用い、検出標的を含む試料を前記標的検出素子に作用させることを特徴とする標的検出方法。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明のカーボンナノチューブ連結体は、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高感度に検出可能で、更にはこれらの定性や定量を行うこともできる標的検出素子、バイオセンサー、ガスセンサー等の各種センサーなどをはじめとして各種分野に好適に使用可能である。
本発明の標的検出素子は、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高感度に検出可能で、更にはこれらの定性や定量を行うこともでき、バイオセンサー、ガスセンサー等の各種センサーなどをはじめとして各種分野に好適に使用可能である。
本発明のカーボンナノチューブ連結体の製造方法は、本発明の前記カーボンナノチューブ連結体の製造に好適に使用することができる。
本発明の標的検出方法は、簡便かつ高感度に標的を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１Ａ】図１Ａは、ナノホール列（一定間隔で幅が変化する態様）が形成される前の状態を示す概略説明図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、ナノホール列（一定間隔で幅が変化する態様）が形成される後の状態を示す概略説明図である。
【図２Ａ】図２Ａは、モールドをインプリント転写した後のアルミニウム層の表面状態の一例を説明するための写真である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示すアルミニウム層に対して陽極酸化処理を行い、ナノホール列を形成した状態の一例を示す写真である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明のカーボンナノチューブ連結体の製造方法の工程を説明するための工程図（その１）である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明のカーボンナノチューブ連結体の製造方法の工程を説明するための工程図（その２）である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明のカーボンナノチューブ連結体の製造方法の工程を説明するための工程図（その３）である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本発明のカーボンナノチューブ連結体の製造方法の工程を説明するための工程図（その４）である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、本発明のカーボンナノチューブ連結体の製造方法の工程を説明するための工程図（その５）である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、本発明のカーボンナノチューブ連結体の一例を示す概略説明図である。
【図４】図４は、本発明のカーボンナノチューブ連結体の製造方法におけるカーボン除去工程の一例を示す概略説明図である。
【図５】図５は、陽極酸化処理後の金属層の表面におけるナノホールの配列状態の一例を示す写真である。
【図６】図６は、本発明の標的検出素子の一例を示す概略説明図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の標的検出素子の吸着能を評価するための実験方法の一例を示す概略説明図（その１）である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の標的検出素子の吸着能を評価するための実験方法の一例を示す概略説明図（その２）である。
【符号の説明】
【０１２１】
５０              ＳｉＣモールド
５２              シリコン基板
５４              金属層
５６              ナノホール
５８              ナノホール構造体
６０              カーボン層
６２              カーボンナノチューブ
６４              凸部
６６              線状物
６８              カーボンナノチューブ連結体
７０              酸素イオンビーム
８０              標的検出素子
８２              保持部
【図３Ａ】
2007268692.tif 000003
【図３Ｂ】
2007268692.tif 000004
【図３Ｃ】
2007268692.tif 000005
【図３Ｄ】
2007268692.tif 000006
【図３Ｅ】
2007268692.tif 000007
【図３Ｆ】
2007268692.tif 000008
【図４】
2007268692.tif 000009
【図６】
2007268692.tif 000010
【図７Ａ】
2007268692.tif 000011
【図７Ｂ】
2007268692.tif 000012
【図１Ａ】
2007268692.tif 000013
【図１Ｂ】
2007268692.tif 000014
【図２Ａ】
2007268692.tif 000015
【図２Ｂ】
2007268692.tif 000016
【図５】
2007268692.tif 000017