LLADTTHHRPWT、SPGLSLVSHMQT、及び配列番号1又は配列番号2と少なくとも80同一性、好ましくは95~99同一性、より好ましくは98~99同一性を示す配列から選択されるアミノ酸配列を含んでなることを特徴とする5~30アミノ酸残基、好ましくは8~15アミノ酸残基、最も好ましくは12アミノ酸残基からなるペプチドのシリコン基板の官能化のための使用。前記ペプチドが配列番号1又は配列番号2から選択される配列からなることを特徴とする請求項1に記載の使用。LLADTTHHRPWT、SPGLSLVSHMQT、及び配列番号1又は配列番号2と少なくとも80同一性、好ましくは95~99同一性、より好ましくは98~99同一性を示す配列から選択されるアミノ酸配列を含んでなることを特徴とする、5~30アミノ酸残基、好ましくは8~15アミノ酸残基、最も好ましくは12アミノ酸残基からなるペプチド。配列番号1又は配列番号2から選択される配列からなることを特徴とする請求項3に記載のペプチド。表面への請求項3又は4に記載のペプチドの吸着により官能化されていることを特徴とするシリコン基板。15nm~200nmの範囲の孔径を有する多孔質シリコン基板であることを特徴とする請求項5に記載のシリコン基板。表面への配列番号1を含んでなるペプチドの吸着によって官能化されているnドープシリコン基板であることを特徴とする請求項5又は6に記載のシリコン基板。表面への配列番号2を含んでなるペプチドの吸着によって官能化されているpドープシリコン基板であることを特徴とする請求項5又は6に記載のシリコン基板。表面に吸着したペプチドが一端で生物学的リガンドに共有結合していることを特徴とする請求項5~8のいずれか1項に記載のシリコン基板。生物学的リガンドが抗体、レセプタータンパク質、DNA、RNA、又はそれらの一本鎖から選択されることを特徴とする請求項9に記載のシリコン基板。シリコン基板を、5~30アミノ酸残基、好ましくは8~15アミノ酸残基、最も好ましくは12アミノ酸残基からなり、LLADTTHHRPWT、SPGLSLVSHMQT、及び配列番号1又は配列番号2の配列と少なくとも80同一性、好ましくは95~99同一性、より好ましくは98~99同一性を示す配列から選択されるアミノ酸配列を含んでなるペプチドと接触させる工程を少なくとも含んでなることを特徴とする、請求項5~10のいずれか1項に記載の官能化シリコン基板の製造方法。抗体、レセプタータンパク質、DNA、RNA、又はそれらの一本鎖から選択される生物学的リガンドを、ペプチドの一端に共有結合させる工程もまた含んでなることを特徴とする請求項11に記載の方法。請求項5~9のいずれか1項に記載のシリコン基板を含んでなることを特徴とする超小型電子デバイス。請求項5~8のいずれか1項に記載のシリコン基板を含んでなることを特徴とするバイオマテリアル。薬物送達用のキャリアとしての請求項14に記載のバイオマテリアルの使用。請求項5~8及び10のいずれか1項に記載のシリコン基板を含んでなることを特徴とする光学又は電気バイオセンサ。よって、従来技術の方法のいずれも、表面修飾の程度の制御に関しても、実施の容易さ及び選択性に関しても、満足できる解決法を提供していないようである。本発明は、マスクの使用を要することなく、シリコンを特異的かつ直接的に認識することができる特異的ペプチドの吸着による表面修飾を介するシリコン基板の選択的官能化の新たな方法を提供することによって、従来技術の不十分さ及び欠点を克服する。事実、本発明の特異的ペプチドは、シリコンの表面上に、この材料に対する親和性に起因して、簡単に直接吸着する。よって、提案する官能化方法は使用が容易である。本発明のシリコン基板はまた、当該ペプチドにより保証される分子の秩序整列に起因して、検出の感度及び限界に関して従来技術に優る。また、本発明の方法は、有機分子をシリコン表面に吸着させるときに遭遇する界面の問題を解決し、よって捕捉性分子の望まない重合及び変性に関連する問題を克服する。本発明は、シリコンを、この半導体に対して特異的認識を示すペプチドを介して官能化する新規方法を提供することによって先行技術の問題点を解決する。本発明のシリコン基板は、ハイブリッドナノエレクトロニクスにおいて、シリコンデバイス上に分子単層をプリントするための容易な解決法である。本発明の第1の目的は、5~30アミノ酸残基、好ましくは8~15アミノ酸残基、最も好ましくは12アミノ酸残基からなり、LLADTTHHRPWT、SPGLSLVSHMQT、及び配列番号1又は配列番号2と少なくとも80同一性、好ましくは95~99同一性、より好ましくは98~99同一性を示す配列から選択されるアミノ酸配列を含んでなるペプチドの、シリコン基板の官能化のための使用に関する。1つの好適な実施形態によれば、本発明の第1の目的は、配列番号1又は配列番号2から選択される配列からなるペプチドの使用に関する。用語同一性とは、2つのペプチド間の配列同一性をいう。同一性は、各配列中の位置を比較することによって決定することができる。BLASTのような種々の整列アルゴリズム及び又はプログラムを使用して、2つの配列間の同一性を算出し得る。よって、本発明はまた、当初ペプチドの活性に実質的に影響しない1以上の改変を含む、上記ペプチドの任意の機能的誘導体の使用を包含する。改変としては、例えば:ペプチド鎖における1以上のアミノ酸残基の付加及び又は欠失及び又は置換、及び又は異なる化学成分による1以上のアミノ酸側鎖の置換、及び又は保護基によるN末端、C末端又は1以上の側鎖の保護、及び又はアミノ酸鎖中への二重結合及び又は環化及び又は立体特異性の導入が挙げられる。あらゆるバリエーションが当該分野において公知であるので、当業者は、本発明による他のペプチドを作製、試験、同定及び選択することができるといえる。例えば、アミノ酸を等価なアミノ酸で置換することが可能である。用語等価なアミノ酸は、本明細書中では、当初のペプチド構造の活性を改変することなく、該当初のペプチド構造に属するアミノ酸の1つに代えて置換し得る任意のアミノ酸を呼ぶために使用する。これら等価なアミノ酸は、置換されるべき当初アミノ酸との構造的相同性により決定し得る。説明目的の例として、例えば、ロイシンのバリン又はイソロイシンによる置換、アスパラギン酸のグルタミン酸による置換、グルタミンのアスパラギンによる置換、又はアスパラギンのリジンによる置換と同類の置換を行うことが可能であることに言及する。本発明の第2の目的は、5~30アミノ酸残基、好ましくは8~15アミノ酸残基、最も好ましくは12アミノ酸残基からなり、LLADTTHHRPWT、SPGLSLVSHMQT、及び配列番号1又は配列番号2と少なくとも80同一性、好ましくは95~99同一性、より好ましくは98~99同一性を示す配列から選択されるアミノ酸配列を含んでなるペプチド自体に関する。1つの好適な実施形態において、本発明のペプチドは、配列番号1又は配列番号2から選択される配列からなる。本発明のSi特異的ペプチドは、標準的な生化学的手順により必要な量で合成することができ、その後、種々の適用のためにシリコンの官能化に使用することができる。本発明の別の目的は、本発明により規定されるペプチドの表面吸着により官能化されたシリコン基板である。有利には、本発明のシリコン基板は、15nm以上の、好ましくは15nm~200nmの範囲の孔径を有する多孔質シリコン基板である。1つの好適な実施形態において、シリコン基板の表面に吸着したペプチドは、一端で、抗体、レセプタータンパク質、DNA、RNA、又はそれらの一本鎖から選択される生物学的リガンドに共有結合している。シリコン基板の表面に吸着したペプチドはまた、有機分子、薬剤のリンカーとして、また、ガン若しくは炎症のような種々の疾患又はヒト血清中のアレルギー診断用アレルギー性タンパク質の生物学的マーカーのリンカーとしても役立つ。本発明のシリコン基板は、nドープされたシリコン基板又はpドープされたシリコン基板であり得る。有利には、シリコン基板は、nドープされたシリコン基板であるとき、表面上への配列番号1を含んでなるペプチドの吸着により官能化されており、pドープされたシリコン基板であるとき、表面上への配列番号2を含んでなるペプチドの吸着により官能化されている。本発明による官能化シリコン基板の製造方法が本発明の別の主題である。本発明の方法は、シリコン基板を本発明により規定されるペプチドと接触させる工程を少なくとも含んでなる。本発明の方法はまた、抗体、レセプタータンパク質、DNA、RNA、又はそれらの一本鎖から選択される生物学的リガンドを、ペプチドの一端に共有結合させる工程を含んでなる。本発明の最後の目的は、本発明によるシリコン基板を含んでなる物品である。好ましくは、物品は、マイクロエレクトロニクスデバイス、バイオマテリアル、及び光学又は電気バイオセンサから選択される。マイクロエレクトロニクスデバイス:本発明は、シリコンを不動態化し、及び又はナノスケールの電子機能性を示す有機分子を高度に制御された様式で堆積させるユーザーフレンドリーな方法を提供するので、マイクロエレクトロニクスデバイスに関する。この適用においては、ペプチドは、導電性を示す分子の結合リンカーとして役立ち得る。ここで、導電性分子は、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ及びポリのような導電性ポリマー、又は鉄を含有するフェリチンタンパク質及びヘムタンパク質と同類の金属イオン含有タンパク質のような導電性生体分子、又は金属ナノ粒子のグラフトにより人為的に導電性にされた導電性生体分子である。シリコンへの生体分子のカップリングは、シリコンベースデバイスにおけるこれら分子の電子機能性に基づく有望な適用を提供し得る。バイオマテリアル本発明はまた、毒性を減少させ、シリコン基板に生体適合性及び安定性を付与するペプチドリンカーを介する新規な生物機能化法を提供する。本発明のペプチドで官能化した多孔質シリコン基板は、リガンド、又はRGDグリシンアスパラギン酸配列を含んでなるペプチドで更に修飾される。更に、ペプチドキャップ化リガンドは、タンパク質様特性を、より良好な溶解性、安定性及び分子認識特性を有するシリコンナノ粒子に付与する。本ペプチドを使用して、薬物送達適用のために、シリコンナノ粒子に活性分子を搭載することができる。本ペプチドは、シリコンナノ粒子の自己組織化に関して多くの可能性を提供する。光学又は電気バイオセンサ:本発明はまた、多孔質シリコン構造を有する光学若しくは電気バイオセンサ又は電界効果トランジスタのような任意のシリコンベースデバイスのための、シリコンの表面修飾に関する。この適用において、特異的ペプチドを使用して、生物学的物質の検出及び同定のための理想的な足場であると証明されている多孔質シリコン構造を官能化する。光学又は電気生物検知は、最も急速に成長している研究分野の1つである:分析物の認識及び検出を、シリコン基板の電気光学特性の摂動に基づいて考えられる。多孔質シリコン微小空洞共振器のような電気化学エッチングされた多孔質シリコンデバイスは、生物検知にとって興味深い固有光学特性を示す。微小空洞構造は、カップリング性の生体分子に対して高感度である。この生体分子は、光反射率によりフォトニック多孔質シリコン構造内での反射指数変化を明らかにすることによって検知される。シリコン表面と接触するタンパク質の望まない変性を回避するために、シリコン表面を先ず、堆積領域を制御しながらリンカーで官能化しなければならない。他の生物検知適用においては、ペプチドは、一端で、対応するレセプターを捕捉するために使用される抗体のような任意の種類のリガンドで修飾することができる。これらレセプターは細胞膜のものであり得、この場合、ペプチドリガンド官能化シリコン表面は、細胞接着を促進する修飾基板として役立つ。Si特異的ペプチドは、核酸DNA、RNA又はその一本鎖を標的に結合し、その後、ハイブリダイゼーションにより相補鎖に結合するようにも修飾することができる。これは細菌検出センサになる。別の生物検知適用は、異なる疾患のバイオマーカー又はグルコース若しくは種々のイオンのような幾つかの異なる分子で一端を修飾したペプチドによって官能化した多孔質シリコン微小空洞による、複雑な体液についての多重検知の実施であり得る。特異抗体で一端を修飾したペプチドにより官能化した多重センサはまた、例えば、ヒト血清におけるアレルギー診断のために、ヒト免疫グロブリン、ピーナッツレクチン及びラクトグロブリンのようなアレルギー性タンパク質を検出することができる。上記形態に加えて、本発明はまた、本発明のシリコン基板の性能を例示する実施例及び添付の図面に言及する下記の説明から明確になる他の形態を包含する。実施例:3つのシリコンウェハ:n型として知られるドナー不純物をドープされたシリコン基板、及びp型として知られるアクセプター不純物をドープされた2つのシリコン基板の特異的ペプチドを調べた。シリコン基板へのペプチド接着をMALDITOFTOF質量分析により評価した。本実施例で使用したペプチドは、ビオチン化した後、ストレプトアビジンを捕捉するためのリンカーとして使用した。検出は、多孔質シリコン微小空洞のフォトニック共鳴によりモニターした。より具体的には、pSiの特異的ビオチン化ペプチドを使用して多孔質シリコンを官能化した後、ストレプトアビジン分子を、反射干渉スペクトルにより、空洞構造の共鳴ピークのシフトとして検出した。本発明のシリコン基板で得られた結果を、他のシリコン基板で得られた結果と比較した:酸化多孔質シラン化も、トリエトキシシランを用いて行い、NHSビオチンを捕捉した後、ストレプトアビジンを検出した。全ての官能化工程の高解像度画像を原子間力顕微鏡観察により提供した。ペプチド接着はMALDITOFTOF質量分析により評価した。シリコン基板:n及びpドープシリコンは、Czochralski法により成長させた標準的なウェハである。n型及びp型ドーピング不純物はそれぞれリン及びホウ素であり、ドーピングレベルは1015cm3~1019cm3の範囲である。使用前に、シリコンウェハを、正確に5×5mm2のサンプルに切断し、次いでサンプルを、トリクロロエタン、アセトン、メタノールでの連続処理により注意深く清浄化し、脱イオン水中でリンスした後、窒素下で乾燥させた。自然酸化物を除去するため、サンプルを希フッ化水素酸で1分間脱酸素化し、次いで脱イオン水中に浸漬し、最後に窒素下で乾燥させた。ペプチド官能化シリコンについてのMALDITOFTOF質量分析:一旦清浄し脱酸素化した後、サンプルを2時間、90μMのペプチドが希釈されているPBST溶液中でインキュベートし、続いて緩衝液の痕跡、未結合で過剰のペプチドを除去するために脱イオン水での十分なリンス工程を行った。次いで、マトリクス溶液、すなわちアセトニトリルH2Oトリフルオロ酢酸から構成される溶媒中のαシアノ4ヒドロキシケイ皮酸を、シリコンサンプルに加え、結晶化のために乾燥させた。サンプルをMALDIプレートに導体両面テープで固定した。対照実験のために、1μLの希釈ペプチドを9μLのマトリクス溶液と混合し、ステンレス鋼サンプルプレート上に堆積したときのペプチドの質量スペクトルを測定した。シリコン表面上に堆積したマトリクスの質量スペクトルもまた、対象実験として記録した。調製したサンプルを風乾させた後、ポジティブリフレクターイオンモードで20kVの加速電圧を用いて4800PlusMALDITOFTOFProteomicsAnalyzerで分析した。YAGレーザを発射頻度200Hz、波長355nmで操作した。1500レーザショットを用いて各測定について質量スペクトルを取得した。ペプチドの断片化もまたMSMSモードで調べた。取得したスペクトルを、4000SeriesExplorerTMソフトウェアで加工処理した。多孔質シリコンの官能化:多孔質シリコン微小空洞構造体を、0002~0004Ωcm1の抵抗率及び結晶学的配向を有する高ドープp型Siウェハを用いて、電気化学ウェットエッチング法により作製した。電解質は、容積比371のフッ化水素酸、エタノール及びグリセロールからなる。陽極酸化時間及び電流密度は、コンピュータインターフェース電子回路により制御した。サンプルは暗所で作製し、エッチングした新鮮なサンプルをエタノールで洗浄し、ペンタンで乾燥させた。構造体は、90mAcm2及び40mAcm2の電流密度を用いて作製した。H及びLについてそれぞれ64秒及び115秒の陽極酸化時間を、10周期を有する対応する誘電体ブラッグミラーの作製に使用した。官能化の一方で、多孔質シリコンデバイス中での塩の結晶化を最小化するため、使用した溶媒は脱イオン水中に10倍希釈した。よって、リンス工程を先ず500μLのPBS10で行い、続いて500μLの脱イオン水での洗浄工程を行った。SPGLSLVSHMQTペプチドは、多重ペプチド合成機を使用して、或るアミノ酸のカルボキシ基又はC末端を別のアミノ酸のアミノ基又はN末端にカップリングすることによって合成した。次いで、ペプチドをリンカーで伸長させて、ペプチドのC末端にビオチンを結合させた。よって、得られた最終分子は、SPGLSLVSHMQTGGGSKビオチンである。希塩酸での脱酸素化工程の後、多孔質シリコンサンプルを20μM又は100μMのビオチン化ペプチド中で2時間インキュベートし、続いて未結合の過剰のペプチドを除去するために十分なリンス工程を行った。次いで、サンプルをウシ血清アルブミン中で1時間インキュベートした。続く工程で、種々の濃度のストレプトアビジンを多孔質シリコン微小空洞基板に添加し、1時間吸着させ、続いてリンス工程を行った。実験的必要性のため、窒素下での乾燥を各表面修飾工程後に行なった。全てのリンス工程を先ずPBS10で行い、次いで脱イオン水で行って、塩結晶の形成を回避した。比較のために、検知を、900°Cで3分間熱酸化した多孔質シリコン微小空洞構造体でも行い、その後、サンプルを950μLのトルエン中に希釈した50μLのAPTES中で50分間インキュベートすることによりAPTESでシラン化した。次いで、サンプルを、トルエン、次いで50エタノール、最後に脱イオン水で連続してリンスした。次いで、サンプルを115°Cで15分間焼成した。次工程で、ジメチルスルホキシド中に希釈した100μMのNHSビオチンをAPTESにカップリングし、続いてPBS10中のBSA01で非特異結合部位をブロッキングした後に、種々の濃度のストレプトアビジンを捕捉するために使用した。原子間力顕微鏡観察:AFM画像を、AsylumMFP3Dヘッド及びMolecularForceProbe3Dコントローラを用いて空気中で記録した。画像は、シリコン角型カンチレバーを用いて、タッピングモードで取得した。高さ及び位相画像を、512×512点の走査により、1Hzの走査速度で記録した。多孔質シリコン微小空洞の再現可能画像を確保するために所与の表面積について数回のスキャンを行った。反射率スペクトル:反射率スペクトルは、修飾サンプルをタングステン光源で垂直入射角度で照らし、シリコンダイオード検出器を用いて反射光を検出することによって測定した。この分光光度計をBrukerA51011°SpecularReflectionUnitと連結した。100走査の蓄積から得られるスペクトルを、多孔質シリコンの各修飾後、25000~9000cm1の範囲において分解能2cm1で取得した。本発明の特異的ペプチドの選択:M13バクテリオファージライブラリを用いるファージディスプレイ技術を実行することによって、幾つかのペプチドを選択した。ファージディスプレイ技術は、01TWEEN20を含有するリン酸緩衝化生理食塩水中で、事前の清浄化及び希HFでの脱酸素化後の上記3タイプのシリコン基板、及びについて行った。室温での1時間の撹拌後、表面を、代表的には10回、PBSTで洗浄して、未結合ファージをリンスした。次工程で、結合したファージを表面から溶出させた:グリシンHCL溶液を10分間加え、次いで表面を新鮮な試験管に移し、TrisHCLで中和した。各サンプルからの溶出ファージを、EscherichiacoliER2738宿主細菌細胞中に感染させて増幅させた。3回のバイオパニング後、各々の表面タイプについてモノクローナルのファージ集団を選択し、個々に分析した。最後に、10ファージを回収し、増幅させ、続いて、発現ペプチドの配列を規定するそのDNAを抽出して配列決定した。回収したファージから抽出したペプチドの配列を表1にまとめる。httpexpasyorgのプログラムを使用して、分子理論的モノアイソトピック分子量、等電点、不安定性指数、脂肪族指数、疎水性親水性指標を含む種々のペプチドの物理化学的特徴を計算した。表1:種々のぺプチドの配列及び物理化学的特徴ペプチドの不安定性指数の意義:II<40は安定なペプチドを予測し、II>40は不安定なペプチドを予測する。疎水性親水性指標は、の合計として算出される。nSiについては、適合した特異的ペプチドはLLADTTHHRPWTである285。pSiについては、適合した特異的ペプチドはSPGLSLVSHMQTである。MALDITOFTOF質量分析によるペプチド接着の評価:pSi表面に関するSPGLSLVSHMQTペプチドの親和性は、MALDITOFTOF質量分析により評価した。清浄化し、脱酸素化したpSi表面をPペプチドで官能化し、続いてマトリクス堆積を行い、質量分析機で測定した。ペプチドPの正確な質量を決定するために、ペプチド溶液のスペクトルを先ず記録した。図1aに示す。得られた12566の質量対電荷比値は、このペプチドの理論的MH質量と一致する。12735の質量を有する酸化ペプチドの小さなピークも存在する。シリコン表面をPペプチド官能化した後、脱イオン水でリンスしたときは、mZ1254~1270の領域にピークが観察された。図1bに示す。これは、表面上へのPペプチドの不可逆的接着を示唆している。ペプチド単独について得られるものと比較して若干低い値は、シリコン基板の厚さに起因する。ペプチド官能化多孔質シリコン微小空洞デバイスによるストレプトアビジン検出:使用したPSM基板は高ドープpSiウェハから製造したので、pSiについて得られた特異的ペプチドを使用して、PSMを官能化した。全ての官能化工程を、孔が分子を捕捉したときの基板の有効な光学的厚さの変化によって引き起こされる干渉ピークのシフトとして測定される反射率スペクトルによりモニターした。裸のPSMサンプルで測定された反射率スペクトルと比較すると、脱酸素化により、酸処理下の孔開口効果に起因する約55nmのシフトが明らかになる。にもかかわらず、スペクトルの全体形状は変化しないので、脱酸素化の間、構造体自体は攻撃されないようである。濃度100μMのビオチン化特異的ペプチドで官能化したときは、より長波長へのスペクトルシフトが、BSAの吸着の間に観察される。次いで、ストレプトアビジンを捕捉する。PSM上への10μMのストレプトアビジンの添加により、約14nmシフトする。測定は種々の濃度のストレプトアビジンで行った。また、低濃度のペプチド溶液を使用してPSMを官能化し、種々の濃度のストレプトアビジンを捕捉させた。測定したシフトを表2にまとめる。表2:反射率スペクトルによりモニターした、ペプチド官能化法によるPSMサンプルに吸着した分子の濃度及びシフト20及び100μMペプチドの両濃度について得られたシフトに考慮すべき差異は存在しない。実際、シリコン上へのペプチドの接着は、20μMで飽和することが報告されている。BSAの吸着は、ΔλBSA3~4nmのシフトを生じる。これは、むしろ、全ての測定について一貫している。これに対し、漸増濃度のストレプトアビジンを捕捉したときには、ΔλSTVの徐々の増加が観察される。試験した最低濃度は10nMのストレプトアビジンであり、これにより030nmシフトする。用量応答曲線も図3に示した。実験結果の多項式線でのフィッティングにより、ストレプトアビジンの検出は、高濃度で飽和し始めることが示される。最小及び最大の検出限界は、多孔質シリコン自体により影響されることが知られている。QλΔλとして定義されるデバイスの品質ファクターもまた重要な役割を演じ、よって官能化及び検出の前後で良好なQファクターを維持することが重要である。高いQファクター値は、小さな波長シフトの分解能を増大させる。PSMのQファクターは、これら構造体の高い多孔度に起因して約40である。シラン化PSMデバイスによるストレプトアビジン検出:ストレプトアビジン検知の検出限界を、本発明のペプチド官能化デバイスにより得られるものと比較するために、APTESシラン化化学によるPSMの官能化を証拠として実行した。最初のスペクトルは酸化PSMに相当し、清浄工程後に記録したスペクトルが続く。清浄工程は約4nmのシフトを導く。シラン化は約9nmのシフトを生じ、NHSビオチンの結合により再び、ΔλNHSヒ ゙オチン16nmのシフトをする。BSAの吸着は約18nmのシフトを導く。最後に、10μM濃度のストレプトアビジンの捕捉により約1655nmシフトする。通常、全てのリンスを、先ずPBS10、次いで脱イオン水による2工程で行った。表3:反射率スペクトルによりモニターした、APTES官能化によるPSMサンプルに吸着した分子の濃度及びシフト表3は、ストレプトアビジン濃度を変化させた種々の実験について測定した、各官能化工程後のPSMの反射率スペクトルシフトをまとめている。APTESシラン化により誘導されるシフトは、879nmから1459nmまで変化する。このことは、APTES分子が種々の量で吸着し、及び又は凝集する傾向にあることを示唆し得る。BSA吸着後に得られるΔλBSA値に大きな振動もまた観察することができる。この値は、ペプチド官能化法で観察される値より遥かに高く、平均シフト約3nmを記録した。この重要な相違は、使用したペプチドが、多孔質シリコン微小空洞基板の内部表面をほとんど完全に覆っており、そのことによりBSA結合が排除される一方、シラン化はそうでないことを示唆する。2つの官能化法の相違は、低濃度のストレプトアビジンを捕捉するときのような後続の分子検知においてもまた、小さなシフトが記録されるという結果をまねく。この観察は、サンプルをストレプトアビジン溶液中でインキュベートし、続いてリンスしたとき表面の少量のBSAが除去されることにより解釈することができる。この手順は、粗い層を形成することにより秩序様式で結合していない幾らかの過剰なBSAを除去することができる。このこともまた、BSAが吸着したときに生じる大きなシフトを説明する。039nmの小さなシフトが得られたのは、250nM濃度のストレプトアビジンでのみである。2つの異なる官能化PSMデバイスについて検出限界を決定するために、測定データの統計学的分析を行った。ストレプトアビジンについての検出限界は、式LoD3σsから算出した。異なる官能化デバイスについて得られたLoD値、相対標準偏差及び相関係数を表4に列挙する。表4:異なる官能化デバイスについて算出した検出限界値、相対標準偏差、相関係数及び回帰式結果は、最低の検出限界がPSMデバイスにより得られることを示す。更に、PSMデバイスによるストレプトアビジン検出について、最適ペプチド濃度を決定することができる。より高いペプチド濃度を使用すると、バックグランドσが増加し、より高いLoD値を導く。この効果は、シラン化PSMデバイスについて、更により強調される。結果は、検知用PSiベースデバイスの表面修飾の重要性を証明する:ペプチド官能化は、シラン化PSMから得られるものより21倍低い検出限界を導く。更に、シラン化PSMデバイスのSTV検知用量応答曲線について、重大な誤差に気付く。ペプチド官能化PSMでの検知は、図3に記載される用量応答曲線で小さなエラーバーにより示されるように、非常に再現性がよい。更に、PSMをシラン化する場合、幾つかの実験で、スペクトルの大きさが低下し、形状も若干変わる。このことは、シラン化後の乾燥プロセス間にクラックが生じた可能性がある表面からの散乱喪失に帰することができる。したがって、シラン化後に更に吸着を続ける場合、低いタンパク質濃度では、再現性のシフト及び有益な情報を得ることは困難である。対照的に、ペプチド官能化PSMで行った実験では、得られた全てのスペクトルが正確に同じであり、ペプチドの吸着が微小空洞構造に影響を及ぼさないことを示唆する。官能化PSMデバイスについての形態学的研究:異なる官能化工程についての形態学的研究を、多孔質シリコン微小空洞基板の表面修飾についての有益な情報を導く原子間力顕微鏡観察により行った。第一に、裸のサンプルの画像を空気中タッピングモードで記録した。HCl清浄化工程後の多孔度の増大に気付く。ビオチン化ペプチドをサンプルに添加すると、表面全体を覆う薄層の形成が、側面計断面からも観察される。BSAとのインキュベーション後、形成した層は高度に秩序化しており、孔は、ペプチド吸着後のものより小さくなり、深さも浅くなる。最後に、最終工程では、図6eがストレプトアビジン層の形成を証明する:側面計断面は層がより厚くなることを示す。より高解像度で画像化すると、表面での分子の組織化を観察することができる。ビオチン化ペプチドの吸着後、厚さが5nmを決して超えることのない分子層の形成を観察することができる及び図7b。小縮尺画像もまた、BSA分子がビオチン上に秩序化された様式で結合することを証明する及び7d。最後に、ストレプトアビジンを捕捉したとき、孔の周りの分子層は、より厚くなるが、依然として数ナノメーターを超えない及び図7f。AFM画像は、ペプチド官能化を行うと、多孔質シリコン表面上に秩序化されたタンパク質単層が形成されることを証明する。一方、多孔質シリコン基板がシラン化化学により官能化されると、重合化及び凝集物の形成が観察される。本発明によるペプチドの吸着によって修飾されたセンサは、従来のシラン化センサより高感度を示す。得られた結果は、ペプチド官能化多孔質シリコン微小空洞を用いるストレプトアビジン検知は、通常のシラン化法により官能化したデバイスで行った検知と比較して21倍良好であることを証明する。更に、APTESシラン化多孔質シリコンデバイスでなされた観察とは対照的な、本発明によるペプチド官能化PSMデバイスで行った反射率測定の再現性及び生物機能化の全工程後の微小空洞構造の無傷状態もまた明らかになった。高解像度原子間力顕微鏡画像は、本発明によるペプチドルートの官能化を行うと、秩序化されたナノメーターサイズの分子層が形成されることを証明する。多孔質シリコンに吸着させた光合成細菌の反応中心:光合成反応中心は、光エネルギーの化学エネルギーへの変換を行う重要なタンパク質である。光エネルギーの化学エネルギーへの変換の最初の工程は、電荷対の化学ポテンシャルの形成である。これは、水素イオンの膜間化学ポテンシャルを生み出す条件である。この反応中心タンパク質は、天然の太陽光発電所又は天然のソーラーコームとも呼ばれ、地球上の全生命のエネルギーを保証するにもかかわらず、そのサイズは細胞中で僅かナノメーターであり、ナノの効率でのみ働く。反応中心のエネルギー変換の利用は、移動の量子効率が、例えば太陽エネルギーの使用時には、100であるので、真の挑戦である。反応中心と半導体タイプの材料との組合せは、最終的に、反応中心を安定化し、電子輸送に必要なタンパク質内での電荷分離プロセスを最適化し得る。多孔質基板上へのRCの固定化はまた、高濃度のRCマトリクスを作製する良い方法であり得る。RC連結前の多孔質シリコンの適切な官能化はまた、光変換効率を維持し、生物学的システムの効率の低下を回避してその安定性を拡大させ、使用可能性を拡張することに寄与する。本実施例では、多孔質シリコン上への細菌反応中心の結合を2つの方法により行った:-シラングルタルアルデヒド化学による共有結合、及び-Si材料に対して高い結合親和性を示すペプチドでの官能化の後。多孔質シリコン上へのRCの吸着は、分子結合が生じたときの屈折率変化に起因する、使用したPSi微小空洞の鏡面反射率スペクトルの赤色シフトによりモニターした。測定したシフトは固定化した反応中心の量に依存する。より多くの分子が結合すればするほど、反射率スペクトルのシフトはより重大になる。図8及び9は、RC結合を共有結合により行ったとき及びSi特異的SPGLSLVSHMQTペプチドを用いるペプチド結合により行ったときに、RC濃度の関数として測定したスペクトルシフトを説明する。両方のグラフで、相対濃度01は600nMに相当する。得られた用量応答曲線は、PSi構造体の検出可能な最低濃度及び検知分解能を示唆する。SPGLSLVSHMQTペプチドにより結合すると、多孔質シリコン微小空洞によるRC捕捉は、シラングルタルアルデヒド化学により修飾した多孔質シリコン微小空洞基板で得られるものと比較して、より大きなスペクトルシフトを生じることが証明された。このことは、ペプチドリンカーが、細菌反応中心のためのより良好な結合条件を提供することを強く示唆する。ヒト抗体で官能化した多孔質シリコン微小空洞デバイスによるマトリクスメタロプロテイナーゼ検知:本実施例は、細胞外マトリクスタンパク質を分解し、多様な生理学的及び病理学的プロセスで鍵となる役割を演じる主要な酵素であるマトリクスメタロプロテイナーゼの検出に関する。多孔質シリコン微小空洞基板を、マトリクスメタロプロテイナーゼの特異的検知用の支持材料として使用した。本実施例では、コラゲナーゼタイプMMP8を検出する。歯科矯正治療の間、唾液中のMMP8の存在は歯の移動と直接関連するので、MMP8変動のモニタリングは基本である。使用容易な、高感度の、強固で安価なバイオセンサとしてのPsi多孔質足場の使用は、MMP8のインサイチュ検出についての有望な適用を導き得る。多孔質シリコン微小空洞基板を、低濃度のMMP8の検知に使用した。PSMデバイスは、2つの異なる官能化法により官能化した:-方法1:PSiのシラン化熱酸化多孔質シリコンサンプルを、アルコキシシランたるアミノプロピルトリエトキシシランを用いて修飾した。シラン分子は末端に結合して、固体表面を活性化する。NH2末端は、興味対象の分子と反応する、曝されている遊離基である。PSi構造体をAPTESトルエン溶液中に90分間浸漬させた。シラン化表面をトルエン、エタノール及びエタノールH2Oで強力にリンスすることにより、非特異的シラン結合を排除した。サンプルをN2流下で乾燥させ、オーブン中110°Cで15分間焼成させた。スルフヒドリル及びアミン基の高い反応性に起因して、APTESPSi修飾サンプルを表面処理の直後に使用した。MMPタンパク質のPSMへの架橋は、アミノシラン及びタンパク質の化学官能性に基づいて、上記の二工程接合プロトコルにより行った。25vv濃度のグルタルアルデヒド溶液を用いて、アミノシランAPTESのアミン基をタンパク質結合に向けて活性化した。グルタルアルデヒドの起こるべき自己凝集は、調製直後の溶液を用いて減少させた。次いで、GTAAPTESPSM修飾サンプルをPBS緩衝液でリンスし、N2流下で乾燥させた。グルタルアルデヒド溶液中でのシラン化PSM基板のインキュベーション時間は、分子重合を低下させるために、20分間を超えなかった。-方法2:ペプチド結合希HClでの脱酸素化後、多孔質シリコンサンプルを20μMのビオチン化SPGLSLVSHMQTペプチド中で2時間インキュベートし、続いて十分なリンス工程で未結合で過剰なペプチドを除去した。次いで、サンプルをウシ血清アルブミン中で1時間インキュベートした。次工程で、種々の濃度のマトリクスメタロプロテイナーゼ溶液をPSM基板に加え、1時間吸着させ、続いてリンス工程を行った。各表面修飾工程後、窒素での乾燥を行った。全てのリンス工程を、先ずPBS10で、次いで脱イオン水で行い、窒素でサンプルを乾燥させたときの結晶形成を回避した。結果を図10及び11に示す。酸化多孔質シリコン構造体のシラン化、続くグルタルアルデヒド化学は、分子捕捉において非常に一貫性のない結果を生じることが分かった。これに対して、裸の多孔質シリコン微小空洞基板に結合したSi特異的SPGLSLVSHMQTペプチドの使用は、ストレプトアビジンで予め修飾した抗MMP8ヒト抗体を接着させる良好な代替法であることが判明した。ペプチド官能化多孔質シリコン微小空洞基板を更に使用して、シラン化構造体と比較して遥かに高い検出感度でMMP8を検知した。結果は、多孔質シリコン微小空洞基板を、抗体による特異的検出に使用するときの、適用した官能化手順の重要性を明らかにする。