(57)【要約】【課題】鎖状分子による自己組織化膜の固定化を改善する。【解決手段】支持基体１３上の金被膜２０面に固定化される鎖状分子の自己組織化膜３０を有する自己組織化膜形成体において、前記金被膜面が前記支持基体の面に垂直な方向ｖを基準にして４０度から８０度の範囲の角度で傾斜する傾斜壁部２１をもつ溝１４を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基体上の金被膜面に固定化される鎖状分子の自己組織化膜を有する自己組織化膜形成体において、前記金被膜面が前記支持基体の面に垂直な方向を基準にして４０度から８０度の範囲の角度で傾斜する傾斜壁部をもつ凹部を形成してなる自己組織化膜形成体。
【請求項２】
支持基体面に形成され表面が(1,1,1)面に配向された金被膜と、終端が硫黄結合した炭素鎖からなり前記金被膜面で硫黄部分が共有結合により固定化される鎖状分子の自己組織化膜とを具備してなる請求項1記載の自己組織化膜形成体。
【請求項３】
前記凹部は平坦な底辺を有してなる請求項1記載の自己組織化膜形成体。
【請求項４】
前記金被膜は蒸着膜またはスパッタ膜である請求項1記載の自己組織化膜形成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遺伝子検出核酸プローブ担体や生体マスクなどに適用される自己組織化膜形成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
微生物、ウイルスまたヒト遺伝子から疾病などに係わる遺伝子を特定し検出することによって、治療や予防をすることが可能な遺伝子診断が開発され、特定の遺伝子を捕捉し定量するためのプローブが用いられている。
【０００３】
このプローブは金属やガラスの支持基体面に核酸プローブを固定化して形成するが、固定化は担体との共有結合、イオン結合、吸着などによって行われる。このため担体表面を予め酸化して活性化することが必要になる。
【０００４】
最近、担体に金Ａｕ被膜を用いることが注目されている。金被膜は支持基体の平坦面に蒸着やスパッタにより形成され、金の自己配向性により、表面が（１，１，１）の結晶面になる。この結晶面は硫黄Ｓに対して活性面であり、Ａｕ−Ｓの共有結合する。
【０００５】
ＤＮＡに関連した一本鎖核酸アルカンチオール結合体は終端を硫黄Ｓとする炭素鎖で構成され、金被膜表面に終端のＳが結合すると金被膜表面に植毛されたように固定化される。アルカンチオール結合体の分子は隣接して固定化されると、分子間力により疎力が働き、金被膜面にそれぞれが垂直方向に植立して集合体として自己組織化膜（ＳＡＭ）を形成する。自己組織化膜は均質でなく、実際は理想密度よりもかなり低い密度で被着している。この密度は下地の金被膜を構成する多結晶粒界に依存することがわかった。すなわち図３のように被膜１００表面に露呈する結晶粒界１０１付近は（１，１，１）面に配向せず、Ａｕ−Ｓ結合が生じにくい。すなわち図のように金被膜１００上の鎖状分子１０２がまだらに固定化され自己組織化膜１０３に未形成部１０４ができ低密度になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように金被膜上の自己組織化膜の低密度固定化が核酸プローブの検出効率を低下させていた。また、自己組織化膜の未形成部の発生は組織化膜を生体内のマスク例えば血管内の抗凝固壁体として利用するときの妨げになる。本発明はこのような鎖状分子による自己組織化膜の固定化を改善するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、支持基体上の金被膜面に固定化される鎖状分子の自己組織化膜を有する自己組織化膜形成体において、前記金被膜面が前記支持基体の面に垂直な方向を基準にして４０度から８０度の範囲の角度で傾斜する傾斜壁部をもつ凹部を形成してなる自己組織化膜形成体を得るものである。
【０００８】
さらに、前記支持基体面に形成され表面が（１，１，１）面に配向された金被膜と、終端が硫黄結合した炭素鎖からなり前記金被膜面で硫黄部分が共有結合により固定化される鎖状分子の自己組織化膜とを具備してなる自己組織化膜形成体を得るものである。
【０００９】
また、前記凹部は平坦な底辺を有してなる自己組織化膜形成体を得るものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、自己組織化膜の形成密度を高めることができ、核酸プローブ担体として、また生体内の人工異物のマスクとしての機能を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の自己組織化膜形成体を核酸プローブに適用した一実施形態の拡大断面図を示している。図は核酸プローブ面１１を枠１２で囲んだ核酸プローブ装置１０の単位セルを示す。プローブの面積は一例として５ｍｍ×５ｍｍである。セルの支持基体１３の面１３ａはその垂直方向ｖに対して４５度とした傾斜壁部１４ａを有する断面V字状の溝１４を形成している。溝１４の深さは１〜５μｍであり、プローブ面に複数本形成される。支持基体１３は金属例えばステンレス、シリコン、合成樹脂例えばポリプロピレン樹脂、またガラスやセラミクスなど、種々の材料を選択することができる。溝の形成は電子またはレーザエッチングで描くことができ、溝の深さおよび傾斜壁部の角度は設計に応じて任意に選択することができる。溝は直線または湾曲したライン状とするがドット状の凹部を含むものとする。壁面間に基体の面方向ｓに平坦面１５，１６を形成して壁面相互で先鋭な角度の溝や突部が形成されないようにする。
【００１２】
この基体１１面に金Ａｕの被膜２０を蒸着またはスパッタにより被着する。金被膜２０の膜厚は１００ｎｍ〜５００ｎｍである。この膜厚によれば溝１４内に隈なく金被膜を形成することができる。膜表面は自己配向により（１，１，１）結晶面が形成され、また多結晶膜であるから結晶粒界が形成される。金被膜面は基体形状と同じく、基体面sに垂直な方向vを基準にして４５度の傾斜壁部２１と基体面s方向の上面平坦面２２および底辺平坦面２３が形成される。
【００１３】
金被膜形成後、セルの一定の容積を確保するために、プローブ面周囲に枠２４を形成してプローブ面を取り囲む。
【００１４】
この金被膜を担体として鎖状分子を 固定化して事故組織化膜３０を得、核酸プローブとする。核酸プローブはアルカンチオール結合体を有する一本鎖核酸であり、検出すべき目的遺伝子に対して相補的な塩基配列を有する。各核酸は線状の鎖分子であり、固定化された隣接する分子間で分子間力が働き、疎力となって固定化位置が一定間隔になり、しかも被膜面に垂直な方向に植立する。この植立された鎖状分子の集合で金被膜面に核酸プローブの自己組織化膜が形成される。
【００１５】
底面平坦面２３と傾斜壁部２１との境界部では垂直方向に伸びた鎖分子が先端で接触するために、境界部に結晶粒界があっても、核酸プローブの未形成部が被覆される。また、上面平坦面２２と傾斜壁部２１との境界付近では鎖状分子の先端部が相互に離れる方向に伸びるために分子間力が弱く高い密度で鎖分子が固定する。このため、従来の平坦金被膜面よりも、核酸プローブの未形成部が少なくなる。しかも、傾斜壁部の形成により、一定の核酸プローブ面に対して広い面積を形成することができるので、より高密度の核酸プローブ膜を形成することができ、ナノモル（ｎｍｏｌ／ｃｍ２）の桁の密度が容易に達成できる。
【００１６】
傾斜壁部の角度は支持基体面に垂直な方向vを基準にして４０度から８０度の範囲がよく、４０度未満では金被膜が付きにくく、８０度を越えると傾斜壁部の効果があまり生じない。さらに望ましくは４５度から５５度の範囲である。
【００１７】
（適用例）
例えば食品に含まれる微生物を検出する場合、原因遺伝子の微生物の例えば一部の塩基配列に相補的な配列を有するアルカンチオール結合体を有する一本鎖核酸を核酸プローブとする。この核酸プローブを形成したセルに予め一本鎖に変性された遺伝子サンプルを滴下する。サンプルに目的遺伝子が存在すると遺伝子と核酸プローブが選択的にハイブリダイゼーション反応して、二本鎖核酸を形成する。二本鎖認識体を混入しておき、反応時に金被膜を電極とし、遺伝子サンプル液との間に電圧を印加しておくと電位が変化する。この電位変化を検出することにより、目的の遺伝子の検出を行うことができる。二本鎖認識体を適当に選択することによって、反応を蛍光で検出することも可能である。
【００１８】
支持基体の溝形状１４は、図２（ａ）のように傾斜壁部２１を角度αａの平面部２１ａと角度αｂの湾曲面２１ｂの複合壁面に形成することができ、また図２（ｂ）のように湾曲面２１ｃのみで形成してもよい。また、図２（ｃ）のように壁面と平坦面の境界をアールとした円滑面２１ｄ，２１ｅにすることができる。
【００１９】
以上、実施形態で説明したように、本発明によれば金被膜に固定化されるアルカンチオール結合体による自己組織化膜の密度を高めることができ、核酸プローブの性能を向上することができる。さらに自己組織化膜の未形成部を少なくしてマスクに適した膜の形成が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態を説明する拡大断面図。
【図２】本発明の他の実施形態を説明する略図。
【図３】従来装置を説明する略図。
【符号の説明】
【００２１】
１０：核酸プローブ装置
１１：核酸プローブ面
１２：枠
１３：支持基体
１４：溝
１４ａ：傾斜壁部
１５，１６：平坦面
２０：金被膜
２１：傾斜壁部
２２，２３：平坦面
３０：自己組成化膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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