(57)【要約】【課題】“剛性”や“ビーズ収容特性”などを考慮しつつも、ビーズのウェル通過現象に好適に対処した微細構造体を提供すること。【解決手段】同一形状の複数の凹部から構成された微細パターンを有するプレート部材であって、凹部を形成している側壁面が、その凹部の開口面側に位置する第１側壁部と凹部の底面側に位置する第２側壁部とから少なくとも構成されており、水平面に対する第１側壁部の傾斜角度α１（プレート部材の中実部側の傾斜角度）が水平面に対する第２側壁部の傾斜角度α２（プレート部材の中実部側の傾斜角度）よりも小さくなっていることを特徴とするプレート部材。【選択図】図１
2012157267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一形状の複数の凹部から構成された微細パターンを有するプレート部材であって、
前記凹部を形成している側壁面が、該凹部の開口面側に位置する第１側壁部と該凹部の底面側に位置する第２側壁部とから少なくとも構成されており、
水平面に対する前記第１側壁部の傾斜角度α１（前記プレート部材の中実部側の傾斜角度）が該水平面に対する前記第２側壁部の傾斜角度α２（前記プレート部材の中実部側の傾斜角度）よりも小さくなっていることを特徴とする、プレート部材。
【請求項２】
前記第１側壁部の傾斜角度α１が、前記第２側壁部の傾斜角度α２よりも５°〜６０°小さくなっていることを特徴とする、請求項１に記載のプレート部材。
【請求項３】
前記凹部の幅寸法のうち、鉛直方向に沿ってみた場合に最も開口面側に位置する幅寸法Ｌ開口部が最も大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載のプレート部材。
【請求項４】
前記幅寸法Ｌ開口部が前記複数の凹部のピッチ以下の長さとなっていることを特徴とする、請求項３に記載のプレート部材。
【請求項５】
前記第１側壁部の傾斜角度α１が３０°〜７０°となっていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のプレート部材。
【請求項６】
前記第２側壁部の傾斜角度α２が７５°〜９０°となっていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のプレート部材。
【請求項７】
前記第１側壁部および前記第２側壁部の少なくとも一方が曲面形状を成していることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のプレート部材。
【請求項８】
前記第１側壁部と前記第２側壁部との境界部分が角張っていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のプレート部材。
【請求項９】
前記第１側壁部が曲面形状を成している一方、前記第２側壁部が平面形状を成していることを特徴とする、請求項８に記載のプレート部材。
【請求項１０】
前記第１側壁部と前記第２側壁部との境界部分が平滑となっていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のプレート部材。
【請求項１１】
前記第２側壁部よりも更に底面側に位置する第３側壁部を前記凹部が有して成り、
水平面に対する前記第３側壁部の傾斜角度α３（前記プレート部材の中実部側の傾斜角度）が、前記傾斜角度α１および前記傾斜角度α２よりも大きくなっていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のプレート部材。
【請求項１２】
前記凹部の底面が円錐状面または半球状面を成していることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載のプレート部材。
【請求項１３】
前記凹部が前記第１側壁部よりも更に開口面側に位置する垂直側壁部を更に有して成り、
水平面に対する該垂直側壁部の傾斜角度が９０°となっていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載のプレート部材。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載のプレート部材を成形するために用いる金属製金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細パターンを有するプレート部材に関する。より詳細には、ミクロンオーダーの複数の凹部から成る微細パターンを備えたプレート部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミクロンオーダー以下の微細構造は、一般的に、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）やμ-ＴＡＳ（Micro Total Analysis System）などの幅広い分野において用いられており、機械加工やフォトリソグラフィーなどの技術が応用されている。
【０００３】
近年、このような微細構造作製技術は、化学、メディカルサイエンスやバイオサイエンスの分野においても適用されており、作製された微細構造体は、物質もしくは細胞などの分離、固定化、分析、抽出、精製または反応などの各種処理に好適に用いられている。そのような微細構造体は、一般的に、平板状（もしくはチップ状）のプレート形態又はこれらを積層して成る積層形態を有しており、例えば、ウェルプレート、マイクロタイタープレート等の他、マイクロ化学チップ、バイオチップ、ＤＮＡ（deoxyribonucleic  acid）チップ、マイクロアレイチップ等と称されている。
【０００４】
例えば、ＤＮＡ解析に用いることができるマイクロアレイチップを例にとると、大量の情報を一度に処理・解析を行うためにチップ上に数千個〜数十万個という多くの微細な“凹部”ないしは“窪み”を作製する必要がある。かかる“凹部”または“窪み”は一般にウェルと呼ばれており、マイクロビーズや液体（反応液）などを収容することができる（例えば、各ウェルの容積を一定にすると、規定容量の反応液をウェルに溜めることができる）。
【０００５】
このようにウェルを多数設ける必要があるので、微細構造を１つ１つ機械加工するよりも、フォトリソグラフィーを用いて一括露光によって作製することが適している。つまり、フォトリソグラフィーを用いてレジストマスタを作製して、それからスタンパを作製し、次いで、そのスタンパを金型として用いた射出成形やホットエンボスなどの転写技術を適用することによって、微細構造体を一括して得ている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】住友ベークライト株式会社の製品情報（製品名：培養用マルチプレート）［online］、［平成２２年１２月１７日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://www.sumibe.co.jp/sumilon/plate.html〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明者らは、上記のウェルプレート等の構造体につき鋭意検討した結果、その使用時にて“微細構造”に特有の問題があることを見出した。具体的には、マイクロビーズと液体（反応液）との混合物を微細構造体に供した際、本来ウェル内へと沈降すべきビーズが、ウェルに捕集されずに通り過ぎてしまう現象を見出した（以下「ウェル通過現象」とも称す）。
【０００８】
“ウェル通過現象”は、ウェル間の構造体平坦部上をマイクロビーズが通り過ぎることによって発生する。個々のマイクロビーズは液体に懸濁・分散しており、液体の流れに左右されてビーズの動きは非常に複雑となる。よって、ウェル間の平坦部を通り過ぎるビーズの進路につき制御を行うことは困難である。
【０００９】
解決策として、ウェル配列のピッチを狭めて平坦部分を少なくする手法が考えられるものの、各ウェルを形成する側壁部分が薄くなるので微細構造体の剛性が低下し、結果的に構造的に弱いプレートとなってしまう。ウェルサイズはミクロンオーダーであるために、構造体自体の剛性がそもそも高くなく、それゆえ、ウェル間の距離を縮めることは困難である。つまり、平坦部分の寸法を単純に狭くすることはできない。
【００１０】
また、ウェルにおけるビーズ収容率を上げるために、単にウェル径を大きくする手法も考えられる。しかしながら、ウェル径を大きくすることも、各ウェルを形成する側壁部分が薄くなることにつながるので、プレート構造が弱くなって剛性が低下してしまう。側壁幅を変更せずにウェル径を大きくすると、ウェルのピッチ自体を変更する必要があり、製造装置全体の設計変更が必要となってしまう。
【００１１】
更にいえば、ウェル径を大きくする場合においては、ウェル自体の容積が必要以上に増加する可能性があり、ウェル内へと収容されるマイクロビーズが想定数以上となり得る。その結果、反応液とビーズ表面積との関係を当初の計画・予定から変更するなどの数々の仕様変更を余儀なくされてしまう。特に、ウェル内に収容されるマイクロビーズの数が予め決められ、それに応じて容積が決定されている場合が多いので、かかる場合においてウェル径を安易に大きくすることはできない。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたものである。つまり、本発明の課題は、“剛性”や“ビーズ収容特性”などを考慮しつつも、ビーズのウェル通過現象に好適に対処できる微細構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明は、実質的に同一形状の複数の凹部から構成された微細パターンを有するプレート部材であって、
凹部を形成している側壁面が「凹部の開口面側に位置する第１側壁部」と「凹部の底面側に位置する第２側壁部」とから少なくとも構成されており、
水平面に対する第１側壁部の傾斜角度α１（プレート部材の中実部側の傾斜角度）が第２側壁部の傾斜角度α２（プレート部材の中実部側の傾斜角度）よりも小さくなっていることを特徴とするプレート部材が提供される。
【００１４】
本発明の特徴の１つは、凹部の側壁面が傾きの異なる少なくとも２つの部分から構成されており、より上側（開口面側）に位置する第１側壁部が、より下側（底面側）に位置する第２側壁部よりも傾きが緩やかになっていることである（図１参照）。これにより、凹部容積・ウェル容積の増加および構造体の剛性低下を抑制しつつも、マイクロビーズを効率的に凹部（ウェル）内へと導くことができる微細構造体を実現している。
【００１５】
本明細書において「微細パターン」とは複数の微細な凹部が連続することで構成されたパターンのことである。連続する複数の微細凹部は微細な凹凸形状を結果として生じるので、「微細パターン」は微細な凹凸形状から成るパターンであるともいえる。本発明において、かかる「微細パターン」は、その微細な凹凸形状を構成する“微細凹部（もしくは微細な窪み）”または“微細凸部（もしくは微細な隆起部）”の寸法（幅・高さ・深さなどの寸法）が、ミクロンオーダー（０．１μｍ〜１０００μｍの範囲、例えば１μｍ〜６００μｍ）となっているものを実質的に意味している。例えば、プレート部材がウェルプレートなどに相当する場合では“微細凹部”または“微細な窪み”はウェル形状を成すことが多い一方、プレート部材がマイクロ化学チップなどに相当する場合では“微細凹部”または“微細な窪み”はチャンネル形状（溝形状）や流路形状を成すことが多い。
【００１６】
また、本明細書にいう「プレート部材」とは、化学、メディカルサイエンスやバイオサイエンスの分野などで用いられる“板状”または“チップ状”の部材のことを指している。かかるプレート部材は、例えば１００μｍ〜５０ｍｍ程度の厚さを一般に有し得る。
【００１７】
ある好適な態様では、第１側壁部の傾斜角度α１が第２側壁部の傾斜角度α２に対して５°〜６０°小さくなっている。第１側壁部の傾斜角度自体（α１）は、例えば、３０°〜７０°の範囲となっていることが好ましい。一方、第２側壁部の傾斜角度自体（α２）は、例えば、７５°〜９０°の範囲となっていることが好ましい。
【００１８】
別のある好適な態様では、各凹部の幅寸法のうち、鉛直方向（即ち凹部深さ方向）に沿ってみた場合に最も開口面側に位置する幅寸法Ｌ開口部が最も大きくなっている。特に、「最も開口面側に位置する幅寸法Ｌ開口部」は、複数の凹部配列のピッチ以下の長さとなっていることが好ましい。
【００１９】
第１側壁部および第２側壁部の形態としては、例えば、第１側壁部および第２側壁部の少なくとも一方が曲面形状を成していてよい。あるいは、第１側壁部および第２側壁部の少なくとも一方が平面形状を成していてよい。換言すれば、第１側壁部と第２側壁部とが共に曲面形状あるいは平面形状を成していてもよいし、第１側壁部が曲面形状を成していて第２側壁部が平面形状を成していたり、あるいはその逆で、第１側壁部が平面形状を成していて第２側壁部が曲面形状を成していてよい。
【００２０】
ある好適な態様では、第１側壁部と第２側壁部との境界部分が角張っている。即ち、第１側壁部と第２側壁部との境界部分において角が出ている。かかる場合、例えば、第１側壁部が曲面形状を成している一方、第２側壁部が平面形状を成してしてよい。
【００２１】
別のある好適な態様では、第１側壁部と第２側壁部との境界部分が平滑になっている。つまり、第１側壁部と第２側壁部との境界部分が角張ることなく連続的に滑らかに形成されている。
【００２２】
更に別のある好適な態様では、各凹部が、第２側壁部よりも更に底面側に位置する第３側壁部を有している。かかる場合、水平面に対する第３側壁部の傾斜角度α３（プレート部材の中実部側の傾斜角度）は、第１側壁部の傾斜角度α１および第２側壁部の傾斜角度α２よりも大きくなっていることが好ましい。
【００２３】
各凹部の底面はいずれの形態を有していてよい。例えば、凹部の底面が平面のみならず、円錐面または半球状面を成していてよい（あるいは、凹部断面で見た場合に円弧形を成す底面であってもよい）。また、各凹部においては上記の第１〜第３の側壁部などとは別の側壁部が付加的に設けられていてよい。例えば、「第１側壁部よりも更に開口面側に位置する垂直側壁部（水平面に対する垂直側壁部の傾斜角度が９０°）」を凹部が更に有するものであってもよい。
【００２４】
本発明では、上述のプレート部材を成形するために用いる金属製金型も提供される。かかる金属製金型は好ましくはロール状または平面板状の形態を有している。このような金属製金型は、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｃｄ（カドミウム）、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｒ（クロム）、Ｃｕ（銅）、Ｆｅ（鉄）、Ｉｎ（インジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｐｔ（白金）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｓｎ（スズ）およびＺｎ（亜鉛）から成る群から選択される少なくとも１種類以上の金属を含んで成る。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のプレート部材では、微細パターンの剛性を保ちつつも、マイクロビーズをウェル中心に誘導することができ、効率的にビーズをウェル内に収容することができる。つまり、本発明のプレート部材は、その剛性を実質的に損なわずに、“ウェル通過現象”に好適に対処されたものとなっている。
【００２６】
特に、プレート部材において微細凹部が高密度に配されていたとしても（例えば、各凹部にて最も開口面側に位置する幅寸法Ｌ開口部が凹部配列のピッチ以下の長さであったとしても）、隣接する凹部間のプレート中実部が肉厚となっているので、プレート部材の剛性が実質的に損なわれていない。
【００２７】
このように剛性を保ちつつも、微細凹部が高密度であり、かつ、第１側壁部の傾斜角度に起因して凹部（ウェル）の開口部分が広くなっているので、本発明のプレート部材はマイクロビーズを凹部へと効果的に誘導することができる（図２参照）。また、凹部（ウェル）の開口部分はそのように広くなっているといえども、凹部（ウェル）の底側に向けて凹部幅寸法が小さくなっているので、一旦凹部に収容されたビーズは抜け出にくいものとなっている。
【００２８】
更にいえば、凹部の底側部分の幅寸法や第２側壁部の傾斜角度などを適宜調整することによって、所定の個数（例えば１個）のビーズのみを各凹部に収容する設計も可能である。この点、第１側壁部の傾斜角度などとも併せて考慮することによって、所定のビーズ個数を凹部に収容するように制御しつつも、適量の液体を凹部に保持することができるプレート部材を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明に係る凹部形状（ウェル形状）を模式的に示した斜視図および断面図である。
【図２】図２は、本発明に係る凹部（ウェル）に対してマイクロビーズが捕捉される態様を模式的に示した図である。
【図３】図３は、本発明に係るプレート部材および凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図である。
【図４】図４は、図３における凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図、上面図および補足図である。
【図５】図５は、“傾斜角度”を説明するための図である。
【図６】図６は、“傾斜角度”（特に曲面を成す側壁部の傾斜角度）を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明に係るプレート部材および凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図である。
【図８】図８は、図７における凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図、上面図および補足図である。
【図９】図９は、本発明に係るプレート部材および凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図である。
【図１０】図１０は、図９における凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図、上面図および補足図である。
【図１１】図１１は、本発明に係るプレート部材および凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図である。
【図１２】図１２は、図１１における凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図、上面図および補足図である。
【図１３】図１３は、本発明に係るプレート部材および凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図である。
【図１４】図１４は、図１３における凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図、上面図および補足図である。
【図１５】図１５は、本発明に係るプレート部材および凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図である。
【図１６】図１６は、図１５における凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図、上面図および補足図である。
【図１７】図１７は、本発明に係る凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図、上面図および補足図である。
【図１８】図１８は、本発明に係る凹部（ウェル）の態様を模式的に示した斜視図、上面図および補足図である。
【図１９】図１９は、従来技術として比較例１の凹部（ウェル）の態様を模式的に示した図である。
【図２０】図２０は、比較例１で用いたクロムマスクを模式的に示した平面図である。
【図２１】図２１は、実施例１で用いた多階調マスクを模式的に示した平面図である。
【図２２】図２２は、実施例１で形成された凹部（ウェル）の電子顕微鏡写真図である。
【図２３】図２３は、実施例２で形成された凹部（ウェル）の電子顕微鏡写真図である。
【図２４】図２４は、実施例４で形成された凹部（ウェル）の電子顕微鏡写真図である。
【図２５】図２５は、実施例４で形成された凹部（ウェル）の電子顕微鏡写真図である。
【図２６】図２６は、実施例４で形成された凹部（ウェル）の電子顕微鏡写真図である。
【図２７】図２７は、実施例４で形成された凹部（ウェル）の電子顕微鏡写真図である。
【図２８】図２８は、「プレート部材の剛性特性の確認試験」において構造シミュレーションの対象となったウェル形状を示した図である。
【図２９】図２９は、荷重負荷時におけるウエル側壁の変位量のシミュレーション結果を示したグラフ図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下では、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
【００３１】
《プレート部材の一般的な特徴》
本発明のプレート部材１００は、図３に示すように、そのボディー部６０において複数の凹部５０が形成されている。特に本発明では、各凹部の側壁面が「凹部の開口面側に位置する第１側壁部１０」と「凹部の底面側に位置する第２側壁部２０」とから少なくとも構成されている。図示するように、第１側壁部１０と第２側壁部２０とは凹部の深さ方向に沿って連続的に設けられている。そして、水平面に対する第１側壁部の傾斜角度α１（プレート部材の中実部側に位置する傾斜角度）は、水平面に対する第２側壁部の傾斜角度α２（プレート部材の中実部側に位置する傾斜角度）よりも小さくなっている。つまり、相対的に上側（開口面側）に位置する第１側壁部が、相対的に下側（底面側）に位置する第２側壁部よりも傾きが緩やかになっている。
【００３２】
本発明のプレート部材１００の材質（即ち、ボディー部６０の材質）は、樹脂、ガラス、シリコンまたは金属などであってよい。例えば樹脂について例示すると、特に制限されるわけではないが、シクロオレフィン樹脂(ノルボルネン樹脂)、シクロオレフィン共重合体樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、アモルファスポリオレフィン、ポリジメチルシロキサン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルエーテル、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリル樹脂、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリアミド、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、ポリビニルアルコール、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポアミドイミド、ポリアリルアミンおよびポリエチレンイミンから成る群から選択される少なくとも１種以上のポリマー樹脂であってよい。
【００３３】
本発明のプレート部材１００の寸法は、用途によって種々に変わり得る。例えば図３に示すようなウェルプレート形態のプレート部材１００を例にとると、デバイス寸法（Ｌ、Ｈ、Ｗ）は、Ｌ＝５〜３００ｍｍ、Ｈ＝０．２〜５０ｍｍ、Ｗ＝１０〜３００ｍｍ程度であり得る。
【００３４】
凹部５０の幅寸法および深さ寸法は、一般的には、マイクロビーズの直径寸法Ｄよりも大きい寸法を有していることが好ましく、それによって、反応液などの液体を各凹部に適量収めることができる。後述する第１側壁部・第２側壁部の傾斜角度にもよるが、図３に示すようなウェルプレートを例にとると、例えば、各凹部は以下のような幅寸法および高さ寸法の範囲を有している：
幅寸法
・Ｗ：６μｍ〜６００μｍ
・ｗ１：２μｍ〜２００μｍ
・ｗ２：３μｍ〜３００μｍ
高さ寸法
・Ｈ：５μｍ〜４００μｍ
・ｈ１：２μｍ〜１６０μｍ
・ｈ２：３μｍ〜２４０μｍ
凹部５０の幅寸法Ｗおよび深さ寸法Ｈは大きくなれば反応等に必要な液体量が増えるので好ましい場合が多いといえるものの、必要成分の量が反応等に必要十分とされる量を超えてしまうと不要な液体コストが生じることになる。このため、凹部５０の形態（例えばその側壁面の形態）にもよるが、凹部５０の幅寸法Ｗおよび深さ寸法Ｈの上限としては、約１０Ｄ以下が好ましいといえ、約５Ｄ以下が更に好ましい（Ｄ：マイクロビーズの平均サイズ）。ちなみに、振動等に付すことによって効率的な攪拌が可能である場合には、必要成分を広範囲に移動させることが可能となるため、更に大きな幅寸法および深さ寸法であってもよい。
【００３５】
本発明のプレート部材１００に設けられる凹部５０の個数も、用途に応じて種々に変わり得る。例えば、ウェルプレート、マイクロタイタープレート等、複数の凹部５０の多くが“ウェル”に相当するような場合では、窪み（即ち“ウェル”）の個数は、好ましくは２５００〜１億個、より好ましくは１万〜５千万個、更に好ましくは５万〜１千万個となり得る。
【００３６】
好ましくは、本発明のプレート部材１００は、使用に際して「複数のマイクロビーズ」および「液体」を含んだ分散体と共に用いられる。具体的には、プレート部材の“凹部設置面”（即ち、微細パターンが設けられているプレート面）に対して、マイクロビーズと液体とから成る分散液を供すことによって、凹部の各々にマイクロビーズと液体とを共に収容させたり、あるいはマイクロビーズと液体とが凹部を通過するように分散液を流したりする。例えばかかる“収容”に際しては、マイクロビーズおよび液体の自重に起因した沈降作用を利用してよいものの、必要に応じてデバイスを振揺に付したり、あるいは遠心処理に付したりしてもよい。更には、液体や気体のフローを供したり、あるいは、磁性マイクロビーズの場合では磁場を印加したり、もしくは、帯電可能なマイクロビーズの場合では電場を供したりしてもよい。
【００３７】
「マイクロビーズ」および「液体」について詳述しておく。「マイクロビーズ」は、メディカルサイエンスやバイオサイエンスの分野において常套的に用いられている微粒子のことを実質的に意味している。マイクロビーズとしては、金属微粒子、ポリマー微粒子またはガラス微粒子などの微粒子だけでなく、細胞、微生物、細菌類、花粉、胞子およびその他の生体関連粒子などの粒状物であってもよい。このようなマイクロビーズは、球状、楕円状、米粒状、針状または板状などの各種形状を有し得る。ここでいう「球状」とは、アスペクト比（種々の方向で測定した場合の最大長さと最小長さとの比）が１．０〜１．２の範囲にある形状を指し、「楕円状」とは、アスペクト比が１．２〜１．５の範囲（但し、１．２を含まない）にある形状を指している。また、「米粒状」とは、その名の通り、“米粒”のような形状を意味している。“凹部への収容”が促進されるといった観点でいうと、マイクロビーズは球形状を有していることが好ましい。マイクロビーズの平均サイズＤは、例えば、好ましくは０．０１μｍ〜１０ｍｍ程度、より好ましくは０．１μｍ〜５ｍｍ程度である。ここでいう「サイズ」とは、ビーズのあらゆる方向における長さのうち最大となる長さを実質的に意味している。そして、「平均サイズ」とは、ビーズの透過型電子顕微鏡写真または光学顕微鏡写真に基づいて例えば３００個のビーズのサイズを測定し、その数平均として算出したものを実質的に意味している。一方、「液体」は、メディカルサイエンスやバイオサイエンスの分野においてマイクロビーズと共に常套的に用いられる液体であって、例えば、水、溶剤、バッファー、反応溶液または検体液などである。液体の粘度は、特に制限はなく、液体中の成分を利用するときの条件下にて液体が流動性を有していればよい。マイクロプレートデバイスに供される分散液（即ち、マイクロビーズと液体とから成る分散液）のマイクロビーズ含量は、特に制限されるわけではないが、０．０１〜５０体積％程度である。尚、マイクロビーズの絶対量または個数は用途によって変わり得る。例えば“凹部”が１万個のウェルであれば、マイクロビーズの個数も少なくとも１万個であることが好ましく、それに応じた絶対量を有するマイクロビーズが分散液に含まれていればよい。
【００３８】
本発明は、プレート部材における凹部（窪み）の形態、特に、凹部側壁面の形態に着目して為されたものである。本発明では、図１に示すように、凹部の各々において側壁面が、その凹部の開口面側に位置する第１側壁部１０と凹部の底面側に位置する第２側壁部２０とから少なくとも構成されており、第１側壁部１０の傾斜角度α１が第２側壁部２０の傾斜角度α２よりも小さくなっている（ちなみに、凹部の周方向に沿ってみた場合では第１側壁部または第２側壁部の各傾斜角度は全て同じとなっていることが好ましい）。
【００３９】
本発明のプレート部材の凹部の典型的な形態は、第１側壁部および第２側壁部との相対的な傾斜角度に起因して、図３や図４などに示されるように、より上側（開口面側）に位置する第１側壁部１０が、より下側（底面側）に位置する第２側壁部２０よりも緩やかな傾きとなっている。換言すれば、凹部５０では最大長部分Ｌmaxから最短長部分Ｌminへと徐々に可変する構造が形成されており、それによって最大長部分Ｌmaxの開口部が最も幅が広い形状となっている（図４参照）。これによって、ウェルのピッチを変化させず、チップの剛性を下げることなく、ビーズの捕集率を上げることができる。つまり、プレート部材の微細パターンにおける剛性を保ちつつも、プレート部材の使用に際してはウェル中心へと効果的にビーズを誘導することができる。
【００４０】
ここで、本明細書で使用する「傾斜角度」とは、図５に示すように、水平面Ｚ（開口面Ａに相当し得る）に対する角度であって、特に図示するようにプレート部材の中実部側・外側に位置する角度α（α１、α２、・・）のことを意味している（図５（ａ）参照）。換言すれば、プレート部材（特に底面が平面を成しているデバイス）を水平な面に置いた場合、「側壁面」と「水平面Ｚ」とが成す外側の角度が「傾斜角度」に相当する。ここで、図５（ｂ）に示すように側壁面が曲面を成している場合では、「傾斜角度」は「平均傾斜角度」に相当する。簡易的には、この「平均傾斜角度」とは、図５（ｃ）に示すように「側壁部の上側エッジと下側エッジとを相互に結んだ直線」が凹部開口面または水平面Ｚと成す角度のことを実質的に意味している。また、かかる「平均傾斜角度」は、図６（ａ）および（ｂ）に示すように『“曲面の中間ポイントＳを接点とする接線”が窪みの開口面または水平面Ｚと成す角度』とみなしてもよい（尚、「曲面の中間ポイントＳ」は対象となる側壁部の深さ寸法の半分に位置する曲面ポイントである）。
【００４１】
第１側壁部の傾斜角度α１は、特に制限はされないが、例えば３０°〜７０°の範囲となっていることが好ましい。一般的には、かかる傾斜角度α１が小さいほど、マイクロビーズを効率的に凹部（ウェル）内へと導くことができ、ビーズのウェル通過現象に対処し易くなる一方、傾斜角度α１が必要以上に小さくなると、単位プレート面あたりの凹部数（凹部密度）が減じられることになる。ある場合では、第１側壁部の傾斜角度α１が３５°〜５０°の範囲となっていてよい。
【００４２】
第２側壁部の傾斜角度α２は、特に制限はされないが、例えば７５°〜９０°の範囲となっていることが好ましい。一般的には、かかる傾斜角度α２が大きいと、ビーズが側壁部で停滞したり、側壁部分に乗り上げることが減じられる。また、かかる傾斜角度α２が大きいほど、凹部（ウェル）に一旦捕捉されたビーズを凹部（ウェル）内に確実に保持しておくことができるものの、傾斜角度α２が必要以上に大きくなると、凹部（ウェル）内に捕捉されたマイクロビーズを凹部（ウェル）内から取り出したい場合にそれが困難となり得る。ある場合では、第２側壁部の傾斜角度α２が８５°〜９０°の範囲（例えば約９０°）となっていてよい。
【００４３】
本発明のプレート部材では、第１側壁部の傾斜角度α１が第２側壁部の傾斜角度α２よりも５°〜６０°小さくなっていることが好ましい。このような傾斜角度の差は必要に応じて選択してよい。一般的には、かかる傾斜角度の差が大きいほど、隣接する凹部間の平均的な肉厚（中実部厚さ）を多くすることができるので剛性保持に寄与し得るものの、必要に以上に大きいと単位プレート面あたりに設けられる凹部数（凹部密度）が減じられることになる。従って、「第１側壁部の傾斜角度α１」と「第２側壁部の傾斜角度α２」との差（α１＜α２）は、より好ましくは１０°〜５５°程度、更に好ましくは２５°〜５０°程度である。
【００４４】
図２に示す態様から分かるように、各凹部の幅寸法のうち「鉛直方向・深さ方向に沿ってみた場合に最も開口面側に位置する幅寸法Ｌ開口部」が最も大きい寸法となっている。このように大きくなっているからこそ、マイクロビーズを効率的に凹部（ウェル）内へと導くことができ、ビーズのウェル通過現象に好適に対処できるといえる。特に、かかる幅寸法Ｌ開口部は、複数の凹部のピッチＰ以下の長さとなっていることが好ましい。これによりパターン同士の重なりが無く、最も接近した場合であっても外縁同士が接する程度であり、それゆえ、凹部（ウェル）の配置を実質的に変更することなく効率良く捕集率を上げることができる。換言すれば、微細パターンの剛性を保ちつつも、プレート単位面積あたりの凹部数（凹部密度）を大きくすることができる。また、図３および図４などに示すようにウェルは開口部が広く、底に行くほど徐々に狭くなっているので、ビーズがウェルに捕集されやすくかつ１度ウェルに捕集されたビーズが液流れによって不必要に抜け出てしまうことが減じられる。
【００４５】
《凹部の種々の態様》
“凹部”の態様としては、その他に種々の態様が考えられる。以下それについて説明する。
【００４６】
（第２側壁部が垂直面となった態様）
第２側壁部２０が垂直面となった態様を図７および図８に示す。かかる態様であっても、第１側壁部１０の傾斜角度α１が第２側壁部２０の傾斜角度α２よりも小さくなっている。図示されるような凹部態様では、第２側壁部の傾斜角度α２が約９０°となっているのに対して、第１側壁部の傾斜角度α１が約４５°となっている。
【００４７】
図８に示されるように、各凹部５０においては第１側壁部１０および第２側壁部２０が共に平面形状を成していると共に、第１側壁部１０と第２側壁部２０との境界部分が角張っている、即ち、角が出ている。このように境界部分が角張っていると、「１度ウェルに捕集されたビーズが液流れによって不必要に抜け出てしまう」といった現象を更に効果的に減じることができる。
【００４８】
図７および図８に示す凹部態様のプレート部材１００であっても、微細パターンの剛性を保ちつつも、マイクロビーズをウェル中心に誘導することができ、効率的にビーズをウェル内に収容することができる。
【００４９】
（第１側壁部が曲面状となった態様−ケース１）
第１側壁部１０が曲面状となった態様（ケース１）を図９および図１０に示す。かかる態様でも、第１側壁部１０の傾斜角度α１が第２側壁部２０の傾斜角度α２よりも小さくなっている。図示されるような凹部態様では、第２側壁部の傾斜角度α２が約７０°〜約８５°となっているのに対して、第１側壁部の傾斜角度α１が約３０°〜約５０°となっている。特に第１側壁部１０の曲面は底側に向かって弧を描くように形成されている。
【００５０】
図１０に示されるように、各凹部５０においては第１側壁部１０が曲面形状を成している一方、第２側壁部２０が平面形状を成している。また、第１側壁部１０と第２側壁部２０との境界部分が角張っている、即ち、角が出ている。このように境界部分が角張っていると、「１度ウェルに捕集されたビーズが液流れによって不必要に抜け出てしまう」といった現象を更に効果的に減じることができる。
【００５１】
図９および図１０に示す凹部態様のプレート部材１００であっても、微細パターンの剛性を保ちつつも、マイクロビーズをウェル中心に誘導することができ、効率的にビーズをウェル内に収容することができる。
【００５２】
（第１側壁部が曲面状となった態様−ケース２）
第１側壁部１０が曲面状となった態様（ケース２）を図１１および図１２に示す。かかる態様も、第１側壁部１０の傾斜角度α１が第２側壁部２０の傾斜角度α２よりも小さくなっている。図示されるような態様では、第２側壁部の傾斜角度α２が約９０°となっているのに対して、第１側壁部の傾斜角度α１が約３０°〜約５０°となっている。特に第１側壁部１０の曲面は、開口側に向かって弧を描くように形成されている。
【００５３】
図１２に示されるように、各凹部５０においては第１側壁部１０が曲面形状を成している一方、第２側壁部２０が平面形状を成している。また、第１側壁部１０と第２側壁部２０との境界部分が平滑となっている。つまり、第１側壁部と第２側壁部との境界部分が角張ることなく連続的に滑らかに形成されている。このように境界部分が滑らかに形成されていると、ビーズをより効果的にウェル中心部へと誘導することができる。
【００５４】
図１１および図１２に示す凹部態様のプレート部材１００であっても、微細パターンの剛性を保ちつつも、マイクロビーズをウェル中心に誘導することができ、効率的にビーズをウェル内に収容することができる。
【００５５】
（第３側壁部を有する態様−ケース１）
第３側壁部３０を有する態様（ケース１）を図１３および図１４に示す。図示する態様から分かるように、本態様においては、第２側壁部２０よりも更に底面側に第３側壁部３０が設けられている。かかる態様であっても、第１側壁部１０の傾斜角度α１が第２側壁部２０の傾斜角度α２よりも小さくなっている。そして、第３側壁部３０の傾斜角度α３は、図示されるように、第１側壁部１０の傾斜角度α１および第２側壁部２０の傾斜角度α２よりも大きくなっている（即ち、凹部の側壁部は“多段テーパー構造”となっている）。第１〜第３側壁部の具体的な傾斜角度を例示すれば、第１側壁部の傾斜角度α１が約３０°〜約５０°となっており、第２側壁部の傾斜角度α２が約６０°〜約７０°となっており、そして、第３側壁部の傾斜角度α３が約９０°となっている。
【００５６】
図１４に示されるように、各凹部５０においては第１側壁部１０、第２側壁部２０および第３側壁部３０が全て平面形状を成している。また、第１側壁部１０と第２側壁部２０との境界部分が角張っていると共に、第２側壁部２０と第３側壁部３０との境界部分も角張っている。
【００５７】
このように図１３および図１４に示す凹部態様のプレート部材１００であっても、微細パターンの剛性を保ちつつも、マイクロビーズをウェル中心に誘導することができ、効率的にビーズをウェル内に収容することができる。
【００５８】
（第３側壁部を有する態様−ケース２）
第３側壁部３０を有する態様（ケース２）を図１５および図１６に示す。図示する態様から分かるように、本態様においても、第２側壁部２０よりも更に底面側に第３側壁部３０が設けられている。かかる態様でも、第１側壁部１０の傾斜角度α１が第２側壁部２０の傾斜角度α２よりも小さくなっている。そして、第３側壁部３０の傾斜角度α３は、図示するように、第１側壁部１０の傾斜角度α１および第２側壁部２０の傾斜角度α２よりも大きくなっている（即ち、凹部の側壁部は“多段テーパー構造”となっている）。第１〜第３側壁部の具体的な傾斜角度を例示すれば、第１側壁部の傾斜角度α１が約５０°〜約６０°となっており、第２側壁部の傾斜角度α２が約６０°〜約７０°となっており、そして、第３側壁部の傾斜角度α３が約９０°となっている。
【００５９】
図１６に示すように、各凹部５０においては第２側壁部２０および第３側壁部３０が平面形状を成している一方、第１側壁部１０が曲面形状を成している。また、第１側壁部１０と第２側壁部２０との境界部分が角張っていると共に、第２側壁部２０と第３側壁部３０との境界部分も角張っている。
【００６０】
このように図１５および図１６に示す凹部態様のプレート部材１００であっても、微細パターンの剛性を保ちつつも、マイクロビーズをウェル中心に誘導することができ、効率的にビーズをウェル内に収容することができる。
【００６１】
（開口面に位置する垂直側壁部を備えた態様）
開口面に位置する垂直側壁部を備えた態様を図１７に示す。図示する態様から分かるように、本態様では、第１側壁部１０よりも更に開口面側に垂直側壁部４０が設けられている。かかる態様であっても、第１側壁部１０の傾斜角度α１が第２側壁部２０の傾斜角度α２よりも小さくなっている。図示される凹部態様では、第２側壁部２０の傾斜角度α２が約９０°となっているのに対して、第１側壁部１０の傾斜角度α１が約３０°〜約５０°となっている。そして、垂直側壁部４０の傾斜角度は、その名の通り、約９０°となっている。図１７に示すような態様であっても、微細パターンの剛性を保ちつつも、マイクロビーズをウェル中心に誘導することができ、効率的にビーズをウェル内に収容することができる。
【００６２】
（凹部の底面が円錐面または半球状面を成している態様）
凹部の底面が円錐面または半球状面を成している態様を図１８に示す。図示する態様から分かるように、本態様では、凹部の底面が略円錐状の面（図１８（ａ））または略半球状の面（図１８（ｂ））を成している。かかる態様であっても、第１側壁部１０の傾斜角度α１が第２側壁部２０の傾斜角度α２よりも小さくなっている。図示される凹部態様では、第２側壁部２０の傾斜角度α２が約９０°となっているのに対して、第１側壁部１０の傾斜角度α１が約２０°〜約５０となっている。図１８に示すような態様であっても、微細パターンの剛性を保ちつつも、マイクロビーズをウェル中心に誘導することができ、効率的にビーズをウェル内に収容することができる。
【００６３】
《本発明の利用方法》
次に、本発明のプレート部材の利用法について説明しておく。本発明のプレート部材の典型的な利用方法としては、上述のプレート部材の凹部に対して「マイクロビーズ７０と液体８０との混合物」を流して、各凹部５０にマイクロビーズと液体とを収容し、それによって、標的物質の分離、固定化、分析、抽出、反応または混合などの所望の処理を行う（図２参照）。
【００６４】
一般に液体の比重は１前後であることから、沈降するビーズとしては比重１．０２より大きいものが好適に利用される（ここでいう“比重”は、４℃の水［約１．０ｇ／ｃｍ３］を基準にした値である）。また、傾きに応じて容易に移動できるビーズとしては、比重２より大きいものが好適に利用される。最も好適には比重３．５より大きいビーズである。尚、比重が大きくなれば慣性も大きくなり、また、ビーズを含んだデバイスとしての全体重量も大きくなることから、ビーズの比重の好ましい上限値は１０以下である。
【００６５】
必要に応じてマイクロビーズに検討対象物質や反応に関係する物質等を固定すると、ビーズの移動に伴ってそれら物質のプレート部材における移動が可能となる。かかる態様では、検討対象物質や反応に関係する物質等を固定あるいは吸着することが可能な物質や官能基等をビーズ表面に固定することが好ましい。固定化させる物質・官能基としては、核酸や蛋白質を結合可能なシリカ、金、水酸アパタイトのような無機物や、これらを化学結合可能な官能基、互いに結合可能なアビジンまたはビオチン、特異的に抗原を結合可能な抗体、特異的に抗体を結合可能な抗原等を挙げることができる。
【００６６】
以下にて実際の用途を見据えた各種処理法について触れておく。本発明のプレート部材を用いると、標的物質の分離、固定化、分析、抽出または反応などを好適に行うことができるが、これらの処理に関する具体的な態様を例示する目的でウェルプレートを用いた標的物質の分析・抽出および精製ならびに分離・検出・スクリーニングについて説明する。
標的物質の分析・抽出・精製：「標的物質の分析」では、例えば、標的物質を含むか含む可能性のある検体液または検体液と他の液の混合液（以下検体含有液という）と、標的物質と特異的に結合する抗原、抗体、核酸等を表面に固定したビーズをウェル内にて接触させ、標的物質をビーズ表面に十分結合する条件を与えた後、検体液を除くかあるいは洗い流し、必要に応じて洗浄を繰り返す。標的物質に特異的に結合する別の抗原、抗体、核酸等と、検出に利用可能な蛍光物質、発色基質、発光基質、磁性体等を結合した「標識物質」を含む液をビーズの入ったウェルに加え、ビーズ表面に結合した標的物質を標識する。この「標識物質」による蛍光、発色、発光、磁気等を検出することにより、標的物質の存在の有無、存在量等を測定することができ、即ち「標的物質の分析」ができる。また、先の操作の中の洗浄後に、結合した標的物質を溶出可能な液を入れて標的物質を溶出させれば、「標的物質の抽出」ができる。さらに、精製したい標的物質を含む液で同様の操作を行えば、「標的物質の精製」ができる。
細胞の分離・検出・スクリーニング：「細胞の分離」では、例えば、細胞を含む液をウェルプレート上に付与することにより細胞をウェル内に入れることによって、細胞を分離できる。また、「細胞の検出」では、例えば、ウェル内に入ったものを顕微鏡で観察したり、検出したい細胞に特異的に結合する標識物質により標識することによって、細胞を検出できる。更に、「細胞のスクリーニング」では、例えば、ウェル内に入った様々な細胞、例えばＢリンパ球の中から、予め標識した抗原が特異的に結合したものを標識を基に見つけ出すことによって、目的とする細胞をスクリーニングできる。
【００６７】
《本発明のプレート部材の製造法》
次に、本発明のプレート部材の製造法について詳述する。本発明のプレート部材は、
まず、その形状が模された「レジスト原盤」なるものから「スタンパ」を製作し、その後、かかるスタンパを鋳型（金型）として用いた射出成形を行う。かかる一連の製造工程を経時的に説明する。
【００６８】
（レジスト原盤の作製）
鋳型の製作に用いる“レジスト原盤”を製造する。まず、“レジスト原盤”の原型となる基板を用意する。用意する基板は、その表面が平坦かつ平滑であれば、どのような種類のものであってよい。例えば、表面が平滑であって鏡面状に研磨されており、表面に熱酸化膜が形成されたシリコンウエハを用いることができる。また、石英もしくは金属から成る基板を用いてもよい。
【００６９】
次いで、かかる基板の表面にレジストを形成する。レジストを形成した後、レジスト上にマスクを配して露光を行う。露光は、マスクによる一括露光に限定されるものでなく、直接レーザや電子線により露光パワーを変更した描写によって作製してよい。更には、ＬＩＧＡ （Lithographie  Galvanoformung  Abformung）プロセスのように、シンクロトロン放射光を使用してもよい。
【００７０】
上記露光に際しては、マスクの階調を自由に変えることが可能な多階調フォトマスクを使用してよい。かかる多階調フォトマスクとしてはグレイトーンマスクおよび／またはハーフトーンマスクを用いることができる。グレイトーンマスクは、露光機の解像度以下のスリットを作り、そのスリット部が光の一部を遮り、中間露光を実現する。一方、ハーフトーンマスクは“半透過”の膜を利用することで中間露光を実現する。いずれも、１回の露光で「露光部分」「中間露光部分」「未露光部分」の３つの露光レベルを実現し、現像後に厚さが異なる微細構造物を得ることができる。本発明に関連していうと、グレイトーンマスクの濃度を調整し、現像後の深さを制御することによって高さ調整が可能となるので側壁部の傾斜角度を自由に調整することができる。
【００７１】
露光を行った後、現像処理を行う。例えば、露光された基板をＴＭＡＨ(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)溶液に浸し現像を行ってよい。かかる現像によって、マイクロプレートデバイスの形状が模された「原盤」が得られる（得られた「原盤」は、レジストによりパターン作製して得られたものなので、“レジスト原盤”と称すことができる）。
【００７２】
（スタンパの作製）
次いで、「レジスト原盤」から「スタンパ」を作製する。具体的には、レジスト原盤に対してスパッタやめっき処理を行って、原盤パターンの反転パターンを有するスタンパを作製する。例えば、原盤に対してＮｉスパッタ膜を導電膜として形成し、スルファミン酸ニッケルめっきを行ってスタンパを作製できる。導電膜の形成をスパッタによって行うことに限定されず、無電解めっきやＣＶＤ (Chemical Vapor Deposition)などを用いて行ってもよい。
【００７３】
上記めっき処理に用いるめっき液としては、応力の少ないスルファミン酸ニッケルめっき液を使用し、これにｐＨ緩衝用の硼酸および陽極Ｎｉの溶解を促進する塩化Ｎｉを添加してもよい。また、めっき液のｐＨ調整にスルファミン酸を用い、常にｐＨ３．８〜４．２の範囲になるようにしてもよい。めっき液の温度は例えば５０℃であってよい。更に、めっき液は常時濾過に付してもよい。
【００７４】
スタンパ材質としては、Ｎｉに限定されるわけでなく、Ａｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｎおよび／またはＺｎ等の金属を用いてもよい。
【００７５】
（プレート部材の射出成形）
次いで、スタンパを鋳型として用いた射出成形を行うことによってプレート部材を製造する。具体的には、金属製スタンパの外形を加工し、それを成形機に取り付けた上で射出成形を実施する。成形樹脂としては、種々の樹脂を用いることができる。例えば、シクロオレフィン樹脂を用いることができる。このような射出成形によって、本発明のプレート部材が最終的に得られることになる。
【００７６】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の適用範囲のうちの典型例を例示したに過ぎない。従って、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。
【００７７】
●  凹部における側壁面の段数（側壁部の個数）は、２段や３段に限定されるものでなく、それ以上の段数であってもよい。例えば、４段、５段および６段などから成る側壁面であってもよい。
●スタンパ製造方法で用いる電鋳では、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＳｎおよびＺｎから成る群から選択される少なくとも１種類以上の金属を用いることができるものの、必ずしもかかる態様に限定されるわけではない。例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｚｎのいずれかの金属を主体とした合金めっきや、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）などを分散してめっき皮膜に取り込みロール状あるいは平面板のスタンパを作製することも出来る。また、Ｍｎ、Ｇｄ、Ｓｍ、Ｗ、Ｓｂ、Ｍｏ、Ｐ、Ｂ、Ｓなどをめっき皮膜中に積極的に取り込むことによって、硬度や潤滑性、粘り強さを高めたロール状あるいは平面板の合金製スタンパを作ることもできる。
【００７８】
● 本明細書では、めっき液を用いた湿式めっきによってレジストマスタを得る態様について触れたが、必ずしもかかる態様に限定されるわけではなく、溶融めっきおよび真空めっき（ＰＶＤやＣＶＤなど）などの乾式めっきであっても、本発明の効果としては実質的に変わりはない。
【００７９】
● 本明細書では主としてフォトリソグラフィーによってレジストマスタを得る態様について触れたが、必ずしもかかる態様に限定されるわけではなく、同様の微細パターンおよび凹部パターンを形成できるのであれば、いずれの作製法を採用してもよい。
【００８０】
● 本明細書では主として射出成形によってプレート部材を得る態様に触れたが、必ずしもかかる態様に限定されるわけではなく、同様の微細パターンおよび凹部パターンを形成できるのであれば、いずれの成形法を採用してもよい。例えば、ＵＶ硬化樹脂やＰＤＭＳ樹脂(polydimethylsiloxane)を用いて成形してよいし、あるいは、ナノインプリントなどの技術を適用したり、ホットエンボスによりパターン転写を行ってもよい。更には、レーザー光による光造形も可能である。
【００８１】
尚、本発明は、下記の態様を有するものであることを確認的に述べておく。
［第１態様］：同一形状の複数の凸型あるいは凹型の微細パターンＡが形成された微細パターン群であって、
微細パターンＡの断面において側壁の一部あるいは全部に最大長部分Ｌmaxが最短長部分Ｌminへ向けて徐々に可変する構造が形成されており、該微細パターンＡの中心軸に対して垂直な面における断面積を微細パターンＡの高さ方向Ｈの全長に渡って測定したとき、最大長部分Ｌmaxが最も幅が広い形状となる構造であることを特徴とする微細パターンの集合構造物。
［第２態様］：上記第１態様において、微細パターンＡの形状において、微細パターンＡの幅方向の最大長部分Ｌmaxは微細パターンＡ間のピッチ以下の長さであることを特徴とする集合構造物。
［第３態様］：上記第１または第２の態様において、微細パターンＡの断面形状であって、水平面に対する傾斜角度が０°（０°を除く）〜９０°となった側壁部を少なくとも1箇所以上有することを特徴とする集合構造物。
［第４態様］：上記第１〜第３の態様のいずれかにおいて、微細パターンＡの断面形状としてみた場合に微細パターンＡの角部の一部分が１箇所以上面取りされていることを特徴とする集合構造物。
［第５態様］：上記第１〜第４の態様のいずれかにおいて、微細パターンＡの断面形状としてみた場合に微細パターンＡの角部部分が曲線（円弧）状に作製されていることを特徴とする集合構造物。
［第６態様］：上記第１〜第５の態様のいずれかにおいて、微細パターンＡの断面形状としてみた場合に側壁部分が面取りと曲線部分とにより構成されていることを特徴とする集合構造物。
［第７態様］：微細パターンの集合構造物が基板であって、該基板が環状ポリオレフィン、シクロオレフィン樹脂、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、ポリジメチルシロキサン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリル樹脂、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトンおよびポアミドイミドから成る群から選択される少なくとも１種以上のポリマーであることを特徴とする、上記第１〜第６の態様のいずれかの集合構造物。
［第８態様］：微細パターンの集合構造物が基板であって、該基板がシリコンあるいはガラスを含んで成ることを特徴とする、上記第１〜第６の態様のいずれかの集合構造物。
［第９態様］：微細パターンの集合構造物が金属製金型であって、該金属製金型がＡｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＳｎおよびＺｎから成る群から選択される少なくとも１種以上の成分を含んで成るロール状あるいは平面板となっていることを特徴とする、上記第１〜第６の態様のいずれかの集合構造物。
［第１０態様］：上記第１〜第６の態様のいずれかの微細パターンの集合構造物が金属製金型であって、該金属製金型がＭｎ、Ｇｄ、Ｓｍ、Ｗ、Ｓｂ、Ｍｏ、Ｐ、ＢおよびＳから成る群から選択される少なくとも１種以上の成分を含んで成るロール状あるいは平面板となっていることを特徴とする金属製金型。
【実施例】
【００８２】
本発明の効果を確かめるために、以下の比較例および実施例１〜７を実施した。
【００８３】
《プレート部材の作製およびビーズ捕集率の確認試験》
（比較例１）
従来技術のウェルプレートとして、図１９に示すような凹部形状から成る微細パターンを備えたプレート部材を作製した。まず、“レジストマスタ”を作成した。具体的には、「表面が平滑で鏡面状に研磨されていると共に、表面に熱酸化膜が形成されたシリコンウエハ基板」に対してヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）を塗布し、１４０℃で１０分間ベークした。次いで、厚膜用のポジ型フォトレジスト（東京応化製ＰＭＥＲ  Ｐ-ＬＡ９００ＰＭ）を３０μｍ厚さでスピンコート法により塗布した。引き続いて、微細なウェルパターンが形成されているクロムマスク（図２０参照：φ３０μｍの穴が６０μｍ置きに規則正しく形成されているクロムマスク／実際には用いたものは穴配列がいわゆる“千鳥配置”となったクロムマスク）をレジスト上に配置して超高圧ＵＶ光により密着露光を行った。露光後、基板をＴＭＡＨ(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)３％の溶液に浸して現像を行うことによって、レジストマスタを得た。尚、図２０にて黒い部分は完全に光を遮断し、白い部分はＵＶ光が透過するため、露光・現像後は白い部分が凹みとなる。
【００８４】
得られたレジストマスタに対して導電膜としてＮｉスパッタ膜を形成した後、電鋳を実施した。具体的には、スルファミン酸ニッケルめっき液を用い、これにｐＨ緩衝用の硼酸および陽極Ｎｉの溶解を促進するための塩化Ｎｉを添加した。ｐＨ調整にはスルファミン酸を用い、常にｐＨ３．８〜４．２の範囲になるように調整した。めっき液の温度は５０℃とし、めっき液は常時濾過した。このような条件下で電鋳を実施し、４００μｍ厚さのスタンパを得た。
【００８５】
得られた金属製スタンパの外形を加工して成形機に取り付けた上で、シクロオレフィン樹脂を成形樹脂として用いて射出成形を実施した（樹脂温度：３４０℃、鋳型温度：１２５℃、射出速度：３００ｍｍ/s、保持圧力：７０ＭＰａ）。かかる射出成形によって、図１９に示すような凹部形状から成る微細パターンのプレート部材を得ることができた。
【００８６】
（実施例１）
本発明の実施例１として「図８に示すような凹部から成る微細パターンを備えたプレート部材」を作成した。つまり、図示されるように開口部が最も広い断面となった凹部の微細パターンを備えたプレート部材を作成した。
【００８７】
具体的には、「表面が平滑で鏡面状に研磨されていると共に、表面に熱酸化膜が形成されたシリコンウエハ基板」に対してヘキサメチルジシラザンを塗布して、１４０℃で１０分間ベークした。次いで、厚膜用のポジ型フォトレジスト（東京応化製ＰＭＥＲ  Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ）を３０μｍ厚さでスピンコート法により塗布した。引き続いて、微細なウェルパターンが形成されているマスクをレジスト上に配置して超高圧ＵＶ光により密着露光を行った。本実施例では、図２１に示すような濃淡を有するガラス製の多階調マスクを用いた（穴配列がいわゆる“千鳥配置”となっているマスクを用いた）。図２１において、黒い部分は完全に光を遮断し、白い円の部分はＵＶ光が透過し、傾斜となるグレイ部分はその濃淡の濃さに応じたＵＶ光を透過する。このように透過率を制御することにより、凹部側壁部の傾斜角度を調整した。個々のパターンのピッチおよび配置は比較例１と同様に６０μｍとし、ウェル密度も比較例１と同様にした。具体的には、本実施例におけるウェルは図８に示すＬmaxを６０μｍとし、Ｌminは３０μｍとした。
【００８８】
露光後、基板をＴＭＡＨ(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)３％の溶液に浸して現像を行うことによって、レジストマスタを得た。
【００８９】
得られたレジストマスタに対して導電膜としてＮｉスパッタ膜を形成した後、電鋳を実施した。具体的には、スルファミン酸ニッケルめっき液を用い、これにｐＨ緩衝用の硼酸および陽極Ｎｉの溶解を促進するための塩化Ｎｉを添加した。ｐＨ調整にはスルファミン酸を用い、常にｐＨ３．８〜４．２の範囲になるように調整した。めっき液の温度は５０℃とし、めっき液は常時濾過した。このような条件下で電鋳を実施し、４００μｍ厚さのスタンパを得た。
【００９０】
得られた金属製スタンパの外形を加工して成形機に取り付けた上で、シクロオレフィン樹脂を成形樹脂として用いて射出成形を実施した（樹脂温度：３４０℃、鋳型温度：１２５℃、射出速度：３００ｍｍ/s、保持圧力：７０ＭＰａ）。かかる射出成形によって、図８に示すような凹部形状から成る微細パターンを備えたプレート部材を得ることができた（図２２に形成されたウェルの電顕写真を示す）。
【００９１】
（実施例２）
実施例２として「図４に示すような凹部から成る微細パターンを備えたプレート部材」を作成した。つまり、図示するように開口部が最も広い断面となった凹部の微細パターンを備えたプレート部材を作成した。
【００９２】
本実施例２におけるウェルは図４に示すＬmaxを６０μｍとし、Ｌminは３０μｍとした。実施例１では開口部の幅を一回の面取りにより広げたが、本実施例２では図４のように２回の面取りによって、第１側壁部および第２側壁部の傾斜角度を変えたウェルを作製した。プレート部材の作製法自体は、実施例１と同様である（図２３に形成されたウェルの電顕写真を示す）。
【００９３】
（実施例３）
実施例３として「図１４に示すような凹部から成る微細パターンを備えたプレート部材」を作成した。つまり、図示するように開口部が最も広い断面となった凹部の微細パターンを備えたプレート部材を作成した。本実施例３では図１４におけるＬmaxを６０μｍとし、Ｌminは３０μｍとした。プレート部材の作製法自体は、実施例１と同様である。
【００９４】
（実施例４）
実施例４として「図１０に示すような凹部から成る微細パターンを備えたプレート部材」を作成した。つまり、図示するように開口部が最も広い断面となった凹部の微細パターンを備えたプレート部材を作成した。本実施例４では図１０に示すＬmaxを４５μｍとし、Ｌminは３０μｍとした（図１０に模式的に示した図についていうと、Ｌmaxをピッチと同等の大きさにするとウェル同士が接触し、剛性を弱めるため、ウェルのピッチ幅よりも小さめにＬmaxを作製することが必要とされる）。プレート部材の作製法自体は、実施例１と同様である（図２４〜２７に形成されたウェルの電顕写真を示す）。
【００９５】
（実施例５）
実施例５として「図１２に示すような凹部から成る微細パターンを備えたプレート部材」を作成した。つまり、図示するように開口部が最も広い断面となった凹部の微細パターンを備えたプレート部材を作成した。本実施例５では図１２におけるＬmaxを６０μｍとし、Ｌminは３０μｍとした（実施例４の図１０とは異なり、Ｌmaxをウェルピッチと同じ幅まで広げることができる）。プレート部材の作製法自体は、実施例１と同様である。
【００９６】
（実施例６）
実施例６として「図１６に示すような凹部から成る微細パターンを備えたプレート部材」を作成した。つまり、図示するように開口部が最も広い断面となった凹部の微細パターンを備えたプレート部材を作成した。本実施例６では図１６におけるＬmaxを６０μｍとし、Ｌminは３０μｍとした。プレート部材の作製法自体は、実施例１と同様である。
【００９７】
（実施例７）
実施例７として「図１７に示すような凹部から成る微細パターンを備えたプレート部材」を作成した。つまり、図示するように開口部が最も広い断面となった凹部の微細パターンを備えたプレート部材を作成した。本実施例７では図１７におけるＬmaxを４５μｍとし、Ｌminは３０μｍとした（Ｌmaxをピッチと同等の大きさにするとウェル同士が接触し剛性を弱め、また、ウェル同士の接触によりウェルの形状が変化するため、ウェルのピッチ幅よりも小さめにＬmaxを作製する必要がある）。プレート部材の作製法自体は、実施例１と同様である。
【００９８】
（ビーズ捕集効率の確認試験）
比較例１および実施例１〜７のプレート部材（プレート中央部に縦横３２０の合計１０４００個のウェル）を用いてビーズ捕集率を調べた。
【００９９】
確認試験に際しては、別途流路を作製した蓋となる基板をプレート部材に圧着して用いた。水に１１万個以上のジルコニア製ビーズを分散させ水溶液を流した。ビーズを流す方法としては、一度のみ通過させる使用法や何度も往復運動させウェル部を何度か通過させる方法があるが、本確認試験では一度のみ通過させた。ウェル内に沈降して入ったビーズを数え、これを１０回繰り返した。結果を表１に示す。
【０１００】
【表１】
2012157267.tif 000003
【０１０１】
表１から分かるように、比較例１に対して、実施例１〜７は総じてビーズ捕集率が高くなった。つまり、実施例１〜７のプレート部材が“ウェル通過現象”を効果的に減じることができることを確認できた。
【０１０２】
《プレート部材の剛性特性の確認試験》
本発明のプレート部材における剛性を調べるため、ＣＡＥ(Computer Aided Engineering)を用いて構造シミュレーション（形状によるウェル変形の比較）を行った。
【０１０３】
構造シミュレーションの対象としたウェル形状は、比較例１（図１９）、実施例１（図８）および実施例７（図１７）のウェル形状とした。捕集率をほぼ同じ値にするため、比較例１における開口部と実施例１および実施例７の開口部を同一の直径６０μｍとした。
【０１０４】
図２８にシミュレーションで用いたウェル形状を示す。高さ欄のカッコ内の数値は、形状の分割点である。実施例１のウェルでは底面から１５μｍの地点でテーパ状となり、実施例７のウェルでは１０μｍ間隔でウェル側壁部が変化している。
【０１０５】
【表２】
2012157267.tif 000004
【０１０６】
構造物（プレート部材）の物性は、シクロオレフィン樹脂として、密度１．０１ｇ/ｃｍ３、ポアソン比０．３、ヤング率３１００ＭＰａとして線形静解析を行った。
【０１０７】
解析モデルは縦横に３つのウェルを配列し、その中心のウェルにのみ一様に１方向から荷重が分布するようにした（応力は１５ＭＰａとした）。ウェルの底面の境界条件は完全固定として、荷重負荷時の変形と最大変位点について調べた。その結果、同一の捕集率での比較では、比較例１における最大変位０．４３９μｍを１００％としたとき、実施例１では３６．９％の０．１６２μｍ、実施例７では４９．７％の０．２１８μｍに低減できることが分かった。これはウエルの開口が同じ径であっても、断面をテーパ形状にした事によりウエルの剛性が向上し、荷重に対して変形し難くなったためである。
【０１０８】
図２９に荷重負荷時におけるウエル側壁の変位量のシミュレーション結果を示す。横軸はウェル断面における底面からの距離を示している。比較例１はウェル断面が垂直であるため底面からトップ面までの距離が高さと同じ３０μｍとなっている。実施例１のウェル形状では、側壁の途中からテーパ状になっているため、底面からトップ面までの側壁断面の長さがウェルの高さよりも長くなっている。更に実施例７のウェルでは、形状が複雑になり表面積が増える分、底面からトップ面までの長さがウエル高さよりも長くなっている。
【０１０９】
図２９に示されるように、従来のウエル形状（比較例１）に比べて、本発明に係るウエル形状（実施例１および実施例７）においては、同じ荷重負荷に対してウェル変形が半分程度になっていることが分かった。これによって、同じ開口部の直径を有するウェルを同じ密度で配置した場合、本発明におけるウェル形状の方が、同じ荷重に対しての変形量が少なく、より剛性が高い構造であることを確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明のプレート部材はメディカルサイエンスやバイオサイエンスの分野において用いることができる。例えば、本発明のプレート部材を用いると、標的物質の分析、抽出、精製、細胞の分離、検出またはスクリーニングなどができる（特に、かかる処理・操作を一度に多量に行うことができる）。従って、本発明のプレート部材は、例えば遺伝子解析、発現解析、蛋白解析、抗原・抗体反応解析または細胞解析等の種々の用途に供すことができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１０  第１側壁部
２０  第２側壁部
３０  第３側壁部
４０  垂直側壁部
５０  凹部（窪み）
６０  プレート部材のボディー部
７０  マイクロビーズ
８０  液体
１００  プレート部材
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２８】
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【図２９】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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