(57)【要約】【課題】物質導入等の細胞操作を行う際に、操作に対する正確性、信頼性を高め、かつ、再利用可能な針状の器具を提供すること。【解決手段】ダイヤモンドで作られた、針状の器具であって、針長手方向に沿って、針の内部が直径１μｍ以上１００μｍ以下の中空となっている構造を有することを特徴とする針状の器具。前記針状の器具は、針の中空部に、白金、ルテニウム、イリジウム、金の少なくとも一つ、またはこれらの合金からなる、線材、又は薄膜の被覆層による電極を設けることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンドで作られた、針状の器具であって、
針長手方向に沿って、針の内部が直径１μｍ以上１００μｍ以下の中空となっている構造を有することを特徴とする針状の器具。
【請求項２】
前記針の中空部に、白金、ルテニウム、イリジウム、金の少なくとも一つ、またはこれらの合金からなる、線材による電極を設けたことを特徴とする請求項１に記載の針状の器具。
【請求項３】
前記針の中空部の内面に、白金、ルテニウム、イリジウム、金の少なくとも一つ、またはこれらの合金からなる、薄膜の被覆層による電極を設けたことを特徴とする請求項１に記載の針状の器具。
【請求項４】
前記針の中空部の内面に、不純物としてホウ素、リン、及び窒素からなる群より選ばれる少なくとも１以上の元素を、１×１０15ｃｍ-3以上含むダイヤモンド層を有することを特徴とする請求項１に記載の針状の器具。
【請求項５】
前記針を構成するダイヤモンドとして、不純物の濃度が１×１０15ｃｍ-3より低い単結晶、多結晶、及びナノ多結晶ダイヤモンドからなる群より選ばれる少なくとも１以上のダイヤモンドを用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の針状の器具。
【請求項６】
機械的方法、あるいは、化学的方法により、棒状ダイヤモンドの端部を針状の構造に加工する工程と、
棒状ダイヤモンドの中央に集束イオンビームによって直径１μｍ以上１００μｍ以下の穴をあける工程と、
を有することを特徴とする、請求項１に記載の針状の器具の製造方法。
【請求項７】
前記ダイヤモンドからなり、中央に穴のあいた針状の構造体の表面に、ホウ素、リン、及び窒素からなる群より選ばれる少なくとも１以上の元素を１×１０15ｃｍ-3以上含む導電性ダイヤモンドからなる層を気相合成法によって形成する工程と、
針状の構造体の先端部以外の外側壁面に形成された導電性ダイヤモンドからなる層を反応性イオンエッチングにより除去する工程と、
を更に有することを特徴とする請求項６に記載の針状の器具の製造方法。
【請求項８】
ダイヤモンドに直径１μｍ以上１００μｍ以下の穴を収束イオンビームによってあける工程と、
そうして穴をあけられたダイヤモンドの、該穴の内面に、気相合成法によってホウ素、リン、窒素からなる群より選ばれる少なくとも１以上の元素を１×１０15ｃｍ-3以上ドーピングしたダイヤモンドを合成する工程と、
このようにして得られたダイヤモンドの先端を収束イオンビームによって針状に加工・成形する工程と、
イオンビームによってできたダメージをドライエッチングで除去する工程と
を有することを特徴とする、請求項４又は５に記載の針状の器具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形質転換をはじめとする細胞操作の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオテクノロジーの基幹技術の一つである細胞操作は、iＰＳ細胞の登場によって新しい局面を迎え、さらにその重要性を高めている。細胞操作、すなわち、人工受精から再生医療にいたるまでの、人為的な細胞間の分子移動は、正確性が問われる。
【０００３】
ある一つの細胞内に別の細胞あるいは、人工的に合成された分子を導入する際、操作を行う側の道具として、細い棒状、あるいは針状の器具を用いることができる。また、数μｍから数十μｍの空芯をもつ針構造を通じて輸送することがある。通常はＳiＯ2を主材料としたものを用いるが、強度の面からより信頼性の高い針構造を得ることに期待がもたれる。すなわち、従来の針構造では、曲がったり、折れたりすることで位置の正確性を欠くことがあるという問題があった。
【０００４】
このため、細胞操作に必要な針として、特に、硬い細胞を取り扱うときには、ほとんど曲がらないような、非常にかたい材質が好ましい。また、針構造の再利用を行うためには、強酸、強アルカリで洗浄できることが望ましい。しかし、従来のＳiＯ2を用いた針構造では、針が細くなるほど曲がりやすく、折れやすくなる。また、ふっ酸に侵されるなど、薬品耐性も十分では無い。
【０００５】
しかしながら、こうした細胞操作は、今後さらに重要性を増すと考えられ、適切な材料と構造を得ることは重要な課題である。例えば、特許文献１のように、細胞マッピングを目指したカンチレバー構造は考案されている。しかし、細胞中の核や分子を操作するより簡便な針もやはり必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１９９９３６号公報
【特許文献２】特許第４３４０８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
その上記の針の構造としては、内部は中空であったり、導電性であることが要求される。一方で、外周には絶縁性が望まれる。また、この用途に供する材料は、薬剤への耐性が必要であるため、化学的安定性に優れていること、丈夫なことが望ましい。
本発明は、上記問題点に鑑みて、物質導入等の細胞操作を行う際に、操作に対する正確性、信頼性を高め、かつ、再利用可能な針状の器具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意探求を重ねた結果、ダイヤモンドにより針状の器具を作製することが有効であることを見出した。
すなわち、本発明は以下の構成を採用する。
【０００９】
（１）ダイヤモンドで作られた、針状の器具であって、
針長手方向に沿って、針の内部が直径１μｍ以上１００μｍ以下の中空となっている構造を有することを特徴とする針状の器具。
（２）前記針の中空部に、白金、ルテニウム、イリジウム、金の少なくとも一つ、またはこれらの合金からなる、線材による電極を設けたことを特徴とする上記（１）に記載の針状の器具。
（３）前記針の中空部の内面に、白金、ルテニウム、イリジウム、金の少なくとも一つ、またはこれらの合金からなる、薄膜の被覆層による電極を設けたことを特徴とする上記（１）に記載の針状の器具。
（４）前記針の中空部の内面に、不純物としてホウ素、リン、及び窒素からなる群より選ばれる少なくとも１以上の元素を、１×１０15ｃｍ-3以上含むダイヤモンド層を有することを特徴とする上記（１）に記載の針状の器具。
（５）前記針を構成するダイヤモンドとして、不純物の濃度が１×１０15ｃｍ-3より低い単結晶、多結晶、及びナノ多結晶ダイヤモンドからなる群より選ばれる少なくとも１以上のダイヤモンドを用いることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の針状の器具。
（６）機械的方法、あるいは、化学的方法により、棒状ダイヤモンドの端部を針状の構造に加工する工程と、
棒状ダイヤモンドの中央に集束イオンビームによって直径１μｍ以上１００μｍ以下の穴をあける工程と、
を有することを特徴とする上記（１）に記載の針状の器具の製造方法。
（７）前記ダイヤモンドからなり、中央に穴のあいた針状の構造体の表面に、ホウ素、リン、及び窒素からなる群より選ばれる少なくとも１以上の元素を１×１０15ｃｍ-3以上含む導電性ダイヤモンドからなる層を気相合成法によって形成する工程と、
針状の構造体の先端部以外の外側壁面に形成された導電性ダイヤモンドからなる層を反応性イオンエッチングにより除去する工程と、
を更に有することを特徴とする上記（６）に記載の針状の器具の製造方法。
（８）ダイヤモンドに直径１μｍ以上１００μｍ以下の穴を収束イオンビームによってあける工程と、
そうして穴をあけられたダイヤモンドの、該穴の内面に、気相合成法によってホウ素、リン、窒素からなる群より選ばれる少なくとも１以上の元素を１×１０15ｃｍ-3以上ドーピングしたダイヤモンドを合成する工程と、
このようにして得られたダイヤモンドの先端を収束イオンビームによって針状に加工・成形する工程と、
イオンビームによってできたダメージをドライエッチングで除去する工程と
を有することを特徴とする上記（４）又は（５）に記載の針状の器具の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、機械的強度が高く、化学的にも安定なダイヤモンドを針構造に用いることで、より信頼性、正確性の高い細胞操作を可能とし、更に、該針構造の再利用を可能にした。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る針状の器具の構造の一例の概略を表す図である。（ａ）ダイヤモンドからなる中空部を有する針状の器具の一例の概略を表す図である。（ｂ）針状の器具の中空部に金属線を設けた場合の一例の概略を表す図である。（ｃ）針状の器具の中空部の内面に導電性のダイヤモンド層を設けた場合の一例の概略を表す図である。（ｄ）針状の器具の先端部及び中空部の内面に導電性のダイヤモンド層を設けた場合の一例の概略を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る針状の器具は、ダイヤモンドで作られた、針状の器具であって、針長手方向に沿って、針の内部が直径１μｍ以上１００μｍ以下の中空となっている構造を有することを特徴とする。
細胞操作の用途に供する材料は、強度があり、耐薬品性の高い材質が好ましかった。本発明は、機械的強度と耐薬性の高いダイヤモンドを用いることによって、細胞操作の信頼性・正確性を高めることを可能にした。ダイヤモンドにより中空部を有する針状の器具を作製したことで、例えばＳiＯ2による器具ではふっ酸洗浄した時に針が無くなってしまったのに対し、ダイヤモンドでは全く変化がなく、再利用することができた。
【００１３】
また、対象となる細胞は、１μｍから１００μｍであるため、生体細胞の大きさに合わせた中空構造とする。針の長さは、その基材となる部分を含めた全長については特に指定しないが、取り扱い上は１ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１４】
本発明の針状の器具は、前記針の中空部に、白金、ルテニウム、イリジウム、金の少なくとも一つ、またはこれらの合金からなる、線材による電極を設けることが好ましい。また、当該電極は、前記針の中空部の内面に、白金、ルテニウム、イリジウム、金の少なくとも一つ、またはこれらの合金からなる、薄膜の被覆層によって形成することも可能である。
【００１５】
針状の器具を細胞操作用の用途に用いる場合、内部は導電性であることが要求される一方で、外周には絶縁性が望まれる。
ダイヤモンド、特に絶縁性のダイヤモンドを針状の器具として用いた場合、針内部に電極を通し、その針内部を通じて電位を測定することも可能である。このような操作を可能とすることは今後のバイオ研究にとって有用である。
白金やルテニウム、イリジウム、金は安定であり、電極として優れている。また、これらの合金は、単体よりもダイヤモンドに密着しやすいという効果をもたらす。このため、中空部分に金属、特に白金、ルテニウム、イリジウム、金の少なくとも一つ、またはこれらの合金からなる針を設けるか、あるいは、中空部の内面をこれらの金属でメッキをすることで、上記の効果が特に発揮され、測定が容易になる。
【００１６】
また、本発明の針状の器具は、前記針の中空部の内面に、不純物としてホウ素、リン、及び窒素からなる群より選ばれる少なくとも１以上の元素を、１×１０15ｃｍ-3以上含むダイヤモンド層を設けることも好ましい。
導電性ダイヤモンドは、電位窓が金属に比べて広く、低ノイズの電極として利用できることが分かっている。こうしたことから、前記針の中空部分の内壁面に、ホウ素、リン、窒素の少なくとも一つから選ばれる元素を含んだ導電性のダイヤモンドからなる層を設けることで、微小な領域に挿入できる本発明の針状の器具は、小さな組織の電位を低ノイズで測定することができる。
【００１７】
本発明の針状の器具は、前記針を構成するダイヤモンドとして、不純物の濃度が１×１０15ｃｍ-3より低い単結晶、多結晶、及びナノ多結晶ダイヤモンドからなる群より選ばれる少なくとも１以上のダイヤモンドを用いることが好ましい。
絶縁性が高い結晶で作製するということ、基材の透明性を高めて操作性を高めるということにおいては、単結晶ダイヤモンドで本発明の針状の器具を作製することが好ましい。ところが、コスト面では、薄い単結晶を大量に切り出すことは不利である。
【００１８】
そこで、多結晶ダイヤモンドによる針状の器具の作製を試みたところ、単結晶ダイヤモンドの場合とほぼ同様の効果を奏する器具を作ることができた。このため、本発明に係る針状の器具は、単結晶ダイヤモンドのみならず、多結晶ダイヤモンドにより構成されていてもよい。また、粒径が１００ｎｍ以下の多結晶ダイヤモンドによって形成される、バインダーレスのナノ多結晶ダイヤモンドにより構成されていてもよい。ナノ多結晶ダイヤモンドは、個々のダイヤモンドの粒径が小さいため異方的な力に強いという特徴をもっている。
【００１９】
ダイヤモンドが絶縁体、あるいは高抵抗な半導体となるためには、その不純物濃度は１×１０15ｃｍ-3より低いことが良いことから、この不純物濃度のダイヤモンド用いることとした。不純物濃度を１×１０15ｃｍ-3より低いものとしたことで、電気抵抗が高くなり、特に１×１０13ｃｍ-3以下とした場合は、ほぼ完全な絶縁を取ることができた。
【００２０】
本発明の針状の器具の製造方法は、機械的、あるいは、フォトリソグラフィ技術のような化学的方法により、棒状ダイヤモンドの端部を針状の構造に加工する工程と、棒状ダイヤモンドの中央に集束イオンビームによって直径１μｍ以上１００μｍ以下の穴をあける工程と、を有することを特徴とする。両工程はどちらを先に行ってもよい。
上記製造方法においては、半導体加工に用いられる各種リソグラフィー技術、すなわち、光露光、電子ビーム描画法などを利用することができる。これらのリソグラフィーによって、まず、エッチングマスクを、たとえば金属やセラミックスで作製する。つぎに、反応性イオンエッチングのようなエッチング技術を用いて突起構造を作製する。こうして出来た、突起構造に先端あるいは後部から集束イオンビームによって穴をあける方法が有効である。
【００２１】
こうして作製した中空の針構造に、気相合成ダイヤモンド技術を使い、不純物の導入された導電性のダイヤモンドを導入することができる。しかしながら、気相合成法では外周にもドーピングされたダイヤモンド薄膜が付着するため、外側も導電性になるという問題がある。このため、気相合成の後に外周を反応性イオンエッチングなどで除去する工程を適用する。
すなわち、本発明に係る針状の器具は、前記ダイヤモンドからなり、中央に穴のあいた針状の構造体の表面に、ホウ素、リン、及び窒素からなる群より選ばれる少なくとも１以上の元素を１×１０15ｃｍ-3以上含む導電性ダイヤモンドからなる層を気相合成法によって形成する工程と、針状の構造体の先端部以外の外側壁面に形成された導電性ダイヤモンドからなる層を反応性イオンエッチングにより除去する工程とを経ることによって作製することができる。
【００２２】
さらに有効な方法として、あらかじめ中心となる部分に穴をあけておき、そこへドーピングされたダイヤモンドを合成し、その後に穴を中心として針構造を作製することが有効である。この場合には、ダイヤモンドに直径１μｍから１００μｍの穴を収束イオンビームによってあける工程と、そうして穴をあけられたダイヤモンドの、該穴の内面に、気相合成法によってホウ素、リン、窒素からなる群より選ばれる少なくとも１以上の元素を１×１０15ｃｍ-3以上ドーピングしたダイヤモンドを合成する工程と、このようにして合成されたダイヤモンドの先端を収束イオンビームによって針状に加工・成形する工程と、イオンビームによってできたダメージを反応性イオンエッチングのようなドライエッチングで除去する工程を特徴とする。これにより、エピタキシャル成長によってあとから穴の内面に合成したダイヤモンドを埋め込んだ構造を作ることできる。
【００２３】
本発明によって作製された針状の器具の構造の例を述べる。
この針状の器具の構造には図１の構造が挙げられるが、まず、針となる突起部分の準備について述べる。あらかじめ、気相合成法と特許文献２に記載のリフトオフ法によって板状のダイヤモンド基板を準備する。これをレーザーカットによって角柱とする。この基材を、硝酸と硫酸を１：３で混合した酸の中に浸し、加熱して洗浄する。このあと、先端を針状に削り、集束イオンビームによって中心に穴をあけ、中空とする（図１（ａ））。金属電極を導入する場合は、以上の中空の針構造の内部に金属細線を通すだけでよい（図１（ｂ））。
【００２４】
導電性ダイヤモンドの薄膜を上記針状器具の中空部分に形成する場合、気相合成法によって高濃度にドーピングされたダイヤモンド薄膜を合成する（図１（ｃ））。針の中空内部にはプラズマの回り込みによる薄い薄膜が合成されるのみであるが、先端の穴を完全に閉じたい場合には、Ｍo、Ｉr、Ｐtのようなヘテロエピタキシャル成長の可能な金属細線を内径に合わせて導入してからダイヤモンドを合成することで、開口を閉じることもできる（図１（ｄ））。他の金属細線であっても端部にＭo、Ｉr、Ｐt等の薄膜を形成して、上記のように針状器具の内部に導入して気相合成法を行うことにより開口を閉じることもできる。また、金属細線は、機械的に引っ張ることで容易に除去することもできる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例に基づいて本発明の針状の器具の構造をより詳細に述べるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２６】
［実施例１］
本発明によって作製された針状の器具の例１を述べる。この細胞操作用針の構造には図１（ａ）のものである。まず、針となる突起部分の準備について述べる。あらかじめ、気相合成法と特許文献２に記載のリフトオフ法によって１００μｍ厚さのノンドープのダイヤモンド単結晶板を、３ｍｍ角で準備した。これをレーザーカットによって１００μｍ×１００μｍ×３ｍｍの角柱とした。この基材を、硝酸と硫酸を１：３で混合した酸の中に浸し、加熱して洗浄した。このあと、次のようにして先端を針状に削った。
【００２７】
まず、母材の一端を機械的に研磨して、角度４５°のテーパーを持つ円錐状の形状とした。続く工程では、ＣＦ4とＯ2とを含むエッチングガスによる反応性イオンエッチングで、その円錐形状の先端部分を長手方向に沿ってエッチングした。この工程においては、エッチングガスをＣＦ4過多としてエッチングを行う第１エッチング工程と、第１エッチング工程の後にエッチングガスをＯ2過多としてさらにエッチングを行う第２エッチング工程とを行った。
【００２８】
ここで、ＣＦ4過多とは、エッチングガスにおけるＣＦ4の濃度が５０パーセント以上であることをいい、例えばＣＦ4の濃度とＯ2の濃度との比が４：１程度である状態とすることができる。また、Ｏ2過多とは、エッチングガスにおけるＯ2の濃度が５０パーセント以上であることをいい、例えばＣＦ4の濃度とＯ2の濃度との比が１：２程度である状態とすることができる。
【００２９】
こうしてダイヤモンドを針状に、先端径１μｍ〜１００μｍの範囲で制御して削った。
続いて、集束イオンビームによってφ５０μｍの穴をあけることで目的の針構造ができた。
この針は、針操作中の電気的な短絡を防止するため、絶縁性を持つことが期待された。針自身に５Ｖ〜１０Ｖの電圧をかけたが、電流は流れなかった。また、針を王水中に３０分浸し、次いでふっ酸で５分洗浄した。針自身は、王水にもふっ酸といった酸化力の強い酸にも不溶であった。
【００３０】
［実施例２］
本発明によって作製された針状の器具の例２を述べる。この細胞操作板の構造には図１（ｂ）のものである。あらかじめ、気相合成法と特許文献２に記載のリフトオフ法によって１００μｍ厚さのノンドープのダイヤモンド単結晶板を、１ｍｍ角で準備した。これをレーザーカットによって１００μｍ×１００μｍ×１ｍｍの角柱とした。この基材を、硝酸と硫酸を１：３で混合した酸の中に浸し、加熱して洗浄した。このあと、角柱状の基材の先端を実施例１と同様にして針状に削り、集束イオンビームによってφ５０μｍの穴をあけることで目的の針構造ができた。
絶縁性を持つことを期待し、針自身に５Ｖ〜１０Ｖの電圧をかけた。これで、電流が流れないことを確認した。そこで、この中空部にφ２５μｍの金線を通した。この金線を通じて、電流が導通することを確認した。
【００３１】
［実施例３］
本発明によって作製された針状の器具の例３を述べる。この細胞操作用針の構造には図１（ｃ）のものである。あらかじめ、気相合成法と特許文献２に記載のリフトオフ法によって１００μｍ厚さのノンドープのダイヤモンド単結晶板を、１ｍｍ角で準備した。これをレーザーカットによって１００μｍ×１００μｍ×１ｍｍの角柱とした。この基材を、硝酸と硫酸を１：３で混合した酸の中に浸し、加熱して洗浄した。このあと、角柱状の基材の先端を実施例１と同様にして針状に削り、集束イオンビームによってφ５０μｍの穴をあけることで目的の針構造ができた。
【００３２】
この針を気相合成装置に入れ、１０×１０20ｃｍ-3の高濃度にホウ素を含ませたダイヤモンド層を気相合成法により２０μｍ厚で合成した。気相合成は、水素ガス：メタンガス：ジボランガス＝９８％：１％：１％の混合ガスを装置内に導入し、合成温度を８５０℃〜９００℃に保つことにより行った。外周についたホウ素ドープダイヤを除去するために、ＩＣＰエッチング（誘導結合型プラズマ：Ｉnductive Ｃoupled Ｐlasma−ＲＩＥ）にさらした。このとき、内部がエッチングされないように、ＦＩＢによる金属タングステンの堆積を中空部の内面に施した。
【００３３】
こうしてできた図１（ｃ）の構造を有する針を王水中に３０分浸し、次いでふっ酸で５分洗浄した。針自身は、王水にもふっ酸といった酸化力の強い酸にも不溶であった。針の細くなっている先端部分を０．５Ｍ硫酸中のＡg／ＡgＣlに曝し、２００ｍＶ／secのスキャンで酸化還元電位を調べたところ、電位窓が３Ｖであったことで、細胞中の電位センシングにも有効であることが分かった。
【００３４】
［実施例４］
本発明によって作製された針状の器具の例４を述べる。この細胞操作用針の構造には図１（ｄ）のものである。あらかじめ、気相合成法と特許文献２に記載のリフトオフ法によって１００μｍ厚さのノンドープのダイヤモンド単結晶板を、１ｍｍ角で準備した。これをレーザーカットによって１００μｍ×１００μｍ×１ｍｍの角柱とした。この基材を、硝酸と硫酸を１：３で混合した酸の中に浸し、加熱して洗浄した。このあと、角柱状の基材の先端を実施例１と同様にして先端φ１００μｍの針状に削り、集束イオンビームによってφ７５μｍの穴をあけることで目的の針構造ができた。
【００３５】
ここで、φ５０μｍのタングステンに電子線蒸着によって白金を１０００Å蒸着した線の先端をダイヤモンドの針先端面に合わせた。そして、この針を気相合成装置にいれ、１０×１０20ｃｍ-3の高濃度にホウ素を含ませたダイヤモンド層を気相合成法により膜厚２０μｍで合成した。気相合成は、水素ガス：メタンガス：ジボランガス＝９８％：１％：１％の混合ガスを装置内に導入し、合成温度を８５０℃〜９００℃に保つことにより行った。ダイヤモンドとタングステン導線の隙間は完全に埋まり、針の先端にホウ素ドープダイヤモンドの被覆がなされた。針の外周についたホウ素ドープダイヤを除去するために、ＩＣＰエッチングにさらした。このとき、先端のホウ素ドープダイヤがエッチングされないように、ＦＩＢによる金属タングステンの堆積を先端部分に、円形φ１００施して、マスクとした。
【００３６】
こうしてできた図１（ｄ）の構造を有する針を王水中に３０分浸し、次いでふっ酸で５分洗浄した。針の細くなっている先端部分を０．５Ｍ硫酸中のＡg／ＡgＣlに曝し、２００ｍＶ／secのスキャンで酸化還元電位を調べたところ、電位窓が３Ｖであったことで細胞中の電位センシングにも有効であることが分かった。
【００３７】
［実施例５］
本発明によって作製された針状の器具の例５を述べる。この細胞操作用針の構造には図１（ａ）のものである。まず、針となる突起部分の準備について述べる。あらかじめ、気相合成法と特許文献２に記載のリフトオフ法によって１００μｍ厚さのノンドープのダイヤモンド多結晶基板を、３ｍｍ角で準備した。これをレーザーカットによって１００μｍ×１００μｍ×３ｍｍの角柱とした。この基材を、硝酸と硫酸を１：３で混合した酸の中に浸し、加熱して洗浄した。このあと、先端を実施例１と同様にして針状に削り、集束イオンビームによってφ５０μｍの穴をあけることで目的の針構造ができた。
【００３８】
この針は、針操作中の電気的な短絡を防止するため、絶縁性を持つことが期待された。針自身に５Ｖ〜１０Ｖの電圧をかけたが、電流は流れなかった。針自身は、王水にもふっ酸といった酸化力の強い酸にも不溶であった。
【００３９】
［実施例６］
本発明によって作製された針状の器具の例６を述べる。この細胞操作板の構造には図１（ｂ）のものである。ナノ多結晶ダイヤモンド１００μｍ×１００μｍ×１ｍｍの角柱基材を準備した。このあと、角柱状の基材の先端を実施例１と同様にして針状に削り、集束イオンビームによってφ５０μｍの穴をあけることで目的の針構造ができた。この針を、硝酸と硫酸を１：３で混合した酸の中に浸し、加熱して洗浄した。
絶縁性を持つことを期待し、針自身に５Ｖ〜１０Ｖの電圧をかけた。これで、電流が流れないことを確認した。そこで、この中空部にφ２５μｍの金線を通した。この金線を通じて、電流が導通することを確認した。
【符号の説明】
【００４０】
１１  中空部
１２  合成単結晶ダイヤモンド
１３  金属線
１４  導電性のダイヤモンド層
１５  導電性のダイヤモンド層
１６  金属薄膜
１７  金属線
【図１】
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