JP2003215120A - 走化性観測用チップ - Google Patents
走化性観測用チップInfo
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- JP2003215120A JP2003215120A JP2002019346A JP2002019346A JP2003215120A JP 2003215120 A JP2003215120 A JP 2003215120A JP 2002019346 A JP2002019346 A JP 2002019346A JP 2002019346 A JP2002019346 A JP 2002019346A JP 2003215120 A JP2003215120 A JP 2003215120A
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- JP
- Japan
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- chemotaxis
- passage
- chip
- observation chip
- dry etching
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6813—Hybridisation assays
- C12Q1/6834—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
- C12Q1/6837—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase using probe arrays or probe chips
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】細胞の観察がしやすく、かつ通路の幅の設計の
自由度が高い走化性観測用チップを提供すること。 【解決手段】本発明にかかる走化性観測用チップは、走
化性因子を充填するウエル３１と、走化性を有する細胞
を充填するウエル３２が設けられている。そして、この
ウエル３１とウエル３２との間には、両者を連通するチ
ャネル４が設けられている。このチャネル４には、複数
の通路４１が設けられている。これらの通路４１の側壁
面は、異方性ドライエッチングによって底面に対して略
垂直となっている。
自由度が高い走化性観測用チップを提供すること。 【解決手段】本発明にかかる走化性観測用チップは、走
化性因子を充填するウエル３１と、走化性を有する細胞
を充填するウエル３２が設けられている。そして、この
ウエル３１とウエル３２との間には、両者を連通するチ
ャネル４が設けられている。このチャネル４には、複数
の通路４１が設けられている。これらの通路４１の側壁
面は、異方性ドライエッチングによって底面に対して略
垂直となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる走化性を
観測するための走化性観測用チップに関する
観測するための走化性観測用チップに関する
【０００２】
【従来の技術】走化性因子と呼ばれる化学物質の濃度差
が刺激になって細胞が集合するような挙動を走化性と呼
ぶが、この挙動を利用して治療薬の開発に応用しようと
する動きがある。特にこの走化性を利用することによっ
て、各種の炎症やアレルギー、ガンに対する治療薬の開
発に新しいアプローチが見出せるのではないかと考えら
れており、走化性研究の重要性は増すばかりである。こ
の走化性を観察するために、マイクロチップを用いて、
走化性因子の挙動を観察することが提案されている。例
えば、日経バイオビジネス２００１年１１月号４８頁乃
至５０頁に開示されている。
が刺激になって細胞が集合するような挙動を走化性と呼
ぶが、この挙動を利用して治療薬の開発に応用しようと
する動きがある。特にこの走化性を利用することによっ
て、各種の炎症やアレルギー、ガンに対する治療薬の開
発に新しいアプローチが見出せるのではないかと考えら
れており、走化性研究の重要性は増すばかりである。こ
の走化性を観察するために、マイクロチップを用いて、
走化性因子の挙動を観察することが提案されている。例
えば、日経バイオビジネス２００１年１１月号４８頁乃
至５０頁に開示されている。
【０００３】このマイクロチップ（以下、走化性観測用
チップ）は、走化性因子を充填する部分と、走化性を有
する細胞等を充填する部分を有する。そして、それらの
部分の間にチャネルと呼ばれる格子状の小さな通路を多
数設けている。この通路の大きさは、細胞の通常の大き
さより多少小さく作り、走化性因子の濃度勾配ができる
と、細胞は、通路を通って濃度の高い方へ移動する。従
来の走化性観測用チップにおける通路の構造を図８に示
す。図８（ａ）に示されるように走化性観測用チップの
通路４１は、凸部４２を側壁として構成されている。図
８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ’断面を示すものであ
る。図８（ｂ）に示されるように、凸部４２は、通路４
１の底面に対して緩やかな角度αをもって立ち上がって
いる。換言すると通路４１の側壁面と底面とは、緩やか
な角度αを有している。角度αは、例えば、５４．７°
である。
チップ）は、走化性因子を充填する部分と、走化性を有
する細胞等を充填する部分を有する。そして、それらの
部分の間にチャネルと呼ばれる格子状の小さな通路を多
数設けている。この通路の大きさは、細胞の通常の大き
さより多少小さく作り、走化性因子の濃度勾配ができる
と、細胞は、通路を通って濃度の高い方へ移動する。従
来の走化性観測用チップにおける通路の構造を図８に示
す。図８（ａ）に示されるように走化性観測用チップの
通路４１は、凸部４２を側壁として構成されている。図
８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ’断面を示すものであ
る。図８（ｂ）に示されるように、凸部４２は、通路４
１の底面に対して緩やかな角度αをもって立ち上がって
いる。換言すると通路４１の側壁面と底面とは、緩やか
な角度αを有している。角度αは、例えば、５４．７°
である。
【０００４】従来の走化性観測用チップでは、通路４１
の側壁面が傾斜しているため、顕微鏡により走化性を観
察すると、かかる傾斜部分４２１が黒く映ってしまう。
そのため、この傾斜部分４２１を通過する細胞の観察の
妨げになるという問題点があった。また、幅が狭い通路
を形成しようとすると、傾斜の影響で深さに限界が出て
しまい、通路の幅が制限されるという問題点もあった。
の側壁面が傾斜しているため、顕微鏡により走化性を観
察すると、かかる傾斜部分４２１が黒く映ってしまう。
そのため、この傾斜部分４２１を通過する細胞の観察の
妨げになるという問題点があった。また、幅が狭い通路
を形成しようとすると、傾斜の影響で深さに限界が出て
しまい、通路の幅が制限されるという問題点もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の走
化性観測用チップでは、通路の側壁面が傾斜してしまう
ために、細胞の観察の妨げになり、かつ通路の幅が制限
されるという問題点があった。
化性観測用チップでは、通路の側壁面が傾斜してしまう
ために、細胞の観察の妨げになり、かつ通路の幅が制限
されるという問題点があった。
【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、細胞の観察がしやすく、かつ通路
の幅の設計の自由度が高い走化性観測用チップを提供す
ることを目的とする。
めになされたもので、細胞の観察がしやすく、かつ通路
の幅の設計の自由度が高い走化性観測用チップを提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる走化性観
測用チップは、走化性因子を充填する第１の領域と、走
化性を有する細胞を充填する第２の領域と、当該第１の
領域と第２の領域との間を連通する通路を有するチャネ
ルとを備えた走化性観測チップであって、前記通路の側
壁面を当該通路の底面に対して略垂直としたものであ
る。
測用チップは、走化性因子を充填する第１の領域と、走
化性を有する細胞を充填する第２の領域と、当該第１の
領域と第２の領域との間を連通する通路を有するチャネ
ルとを備えた走化性観測チップであって、前記通路の側
壁面を当該通路の底面に対して略垂直としたものであ
る。
【０００８】ここで、前記通路は、異方性のドライエッ
チングによって形成することによって、側壁面を当該通
路の底面に対して略垂直とすることができる。異方性ド
ライエッチングを用いることによって、側壁面が傾斜し
ないため、観察の邪魔とならない。また、単に直線状の
通路のみならず、円形や楕円形、三角形やＬ字型等の様
々な形状の通路を作成することが可能となる。さらに、
フォトマスクレベルの微細な通路幅形状が作成可能とな
るため、小さいサイズの細胞にも対応可能になり、チッ
プ自体も小型化が行なえる。さらに、ウェットエッチン
グではサイドエッチング量のばらつきが大きかったた
め、形状の再現性が悪かったが、ドライエッチングはこ
のような問題がなく、形状の再現性が高い。
チングによって形成することによって、側壁面を当該通
路の底面に対して略垂直とすることができる。異方性ド
ライエッチングを用いることによって、側壁面が傾斜し
ないため、観察の邪魔とならない。また、単に直線状の
通路のみならず、円形や楕円形、三角形やＬ字型等の様
々な形状の通路を作成することが可能となる。さらに、
フォトマスクレベルの微細な通路幅形状が作成可能とな
るため、小さいサイズの細胞にも対応可能になり、チッ
プ自体も小型化が行なえる。さらに、ウェットエッチン
グではサイドエッチング量のばらつきが大きかったた
め、形状の再現性が悪かったが、ドライエッチングはこ
のような問題がなく、形状の再現性が高い。
【０００９】この異方性のドライエッチングは、誘導結
合プラズマ式反応性イオンエッチングであることが好ま
しい。
合プラズマ式反応性イオンエッチングであることが好ま
しい。
【００１０】望ましい実施の形態において走化性観測用
チップは、シリコンウエハにより構成されている。
チップは、シリコンウエハにより構成されている。
【００１１】他方、本発明にかかる走化性観測用チップ
の製造方法は、走化性因子を充填する第１の領域と、走
化性を有する細胞を充填する第２の領域と、当該第１の
領域と第２の領域との間を連通する通路を有するチャネ
ルとを備えた走化性観測用チップの製造方法であって、
前記チャネルを異方性のドライエッチングによって形成
するものである。異方性ドライエッチングを用いること
によって、側壁面が傾斜しないため、観察の邪魔となら
ない。また、単に直線状の通路のみならず、円形や楕円
形、三角形やＬ字型等の様々な形状の通路を作成するこ
とが可能となる。さらに、フォトマスクレベルの微細な
通路幅形状が作成可能となるため、小さいサイズの細胞
にも対応可能になり、チップ自体も小型化が行なえる。
さらに、ウェットエッチングにはサイドエッチング量の
ばらつきが大きかったため、形状の再現性が悪かった
が、ドライエッチングはこのような問題がなく、形状の
再現性が高い。
の製造方法は、走化性因子を充填する第１の領域と、走
化性を有する細胞を充填する第２の領域と、当該第１の
領域と第２の領域との間を連通する通路を有するチャネ
ルとを備えた走化性観測用チップの製造方法であって、
前記チャネルを異方性のドライエッチングによって形成
するものである。異方性ドライエッチングを用いること
によって、側壁面が傾斜しないため、観察の邪魔となら
ない。また、単に直線状の通路のみならず、円形や楕円
形、三角形やＬ字型等の様々な形状の通路を作成するこ
とが可能となる。さらに、フォトマスクレベルの微細な
通路幅形状が作成可能となるため、小さいサイズの細胞
にも対応可能になり、チップ自体も小型化が行なえる。
さらに、ウェットエッチングにはサイドエッチング量の
ばらつきが大きかったため、形状の再現性が悪かった
が、ドライエッチングはこのような問題がなく、形状の
再現性が高い。
【００１２】この走化性観測用チップは、前記走化性因
子及び前記細胞を充填するための貫通穴を有し、当該貫
通穴を異方性のドライエッチングにより形成するとよ
い。このため、貫通穴の壁面が荒れ、細胞がダメージを
受けるという問題点が解消され、良好な実験が可能とな
る。また、貫通穴の位置合わせも容易となり、製造プロ
セスが簡易になる。
子及び前記細胞を充填するための貫通穴を有し、当該貫
通穴を異方性のドライエッチングにより形成するとよ
い。このため、貫通穴の壁面が荒れ、細胞がダメージを
受けるという問題点が解消され、良好な実験が可能とな
る。また、貫通穴の位置合わせも容易となり、製造プロ
セスが簡易になる。
【００１３】ここで、異方性のドライエッチングは、誘
導結合プラズマ式反応性イオンエッチングであることが
望ましい。
導結合プラズマ式反応性イオンエッチングであることが
望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の発明者は、上記のような
問題点を解決するために、従来の走化性観察用チップで
は通路の側壁面に傾斜が生じていることが観察の妨げに
なっていることに着目し、第一に、側壁面を通路の底面
と略垂直にすることにより、観察しやすい走化性観測用
チップが構成されることを発案するに至った。第二に、
このような構成にするために、従来は、その製造プロセ
スにおいてウェットエッチング処理を行なっていた点を
改善し、異方性ドライエッチング処理を行なうようにし
ている。特に、ドライエッチング処理を行なっているの
で、ウェットエッチング処理とは異なり、洗浄等の工程
も要らず、作成時間を短縮でき、効率的にチップを作成
できるという利点もある。
問題点を解決するために、従来の走化性観察用チップで
は通路の側壁面に傾斜が生じていることが観察の妨げに
なっていることに着目し、第一に、側壁面を通路の底面
と略垂直にすることにより、観察しやすい走化性観測用
チップが構成されることを発案するに至った。第二に、
このような構成にするために、従来は、その製造プロセ
スにおいてウェットエッチング処理を行なっていた点を
改善し、異方性ドライエッチング処理を行なうようにし
ている。特に、ドライエッチング処理を行なっているの
で、ウェットエッチング処理とは異なり、洗浄等の工程
も要らず、作成時間を短縮でき、効率的にチップを作成
できるという利点もある。
【００１５】以下、本発明の実施の形態にかかる走化性
観察用チップについて、例を挙げ詳細に説明する。
観察用チップについて、例を挙げ詳細に説明する。
【００１６】図１に本発明の実施の形態にかかる走化性
観察用チップの構成を示す。この例にかかる走化性観察
用チップ１は、図に示されるように、縦横ともに５〜２
００ｍｍ程度の四角形上の平板であり、シリコンウエハ
により構成されている。そして、この走化性観察用チッ
プ１には、複数の貫通穴２が設けられている。
観察用チップの構成を示す。この例にかかる走化性観察
用チップ１は、図に示されるように、縦横ともに５〜２
００ｍｍ程度の四角形上の平板であり、シリコンウエハ
により構成されている。そして、この走化性観察用チッ
プ１には、複数の貫通穴２が設けられている。
【００１７】これらの貫通穴２は、隣接する４個の貫通
穴２１、２２、２３及び２４により一つのセットが構成
される。この貫通穴２１、２２を取り囲む領域であるウ
エル３１、及び貫通穴２３、２４を取り囲む領域である
ウエル３２は、それぞれ、隣接する他の領域よりも１０
〜４００μｍ程低く形成されている。ウエル３１は、走
化性因子を充填する領域となる。また、ウエル３２は、
走化性を有する細胞を充填する領域となる。ウエル３１
とウエル３２は、一定距離分離れて連なっている。
穴２１、２２、２３及び２４により一つのセットが構成
される。この貫通穴２１、２２を取り囲む領域であるウ
エル３１、及び貫通穴２３、２４を取り囲む領域である
ウエル３２は、それぞれ、隣接する他の領域よりも１０
〜４００μｍ程低く形成されている。ウエル３１は、走
化性因子を充填する領域となる。また、ウエル３２は、
走化性を有する細胞を充填する領域となる。ウエル３１
とウエル３２は、一定距離分離れて連なっている。
【００１８】ウエル３１とウエル３２の間には、チャネ
ル４が設けられている。このチャネル４は、通路４１と
その通路４１の側壁面を構成する凸部４２により構成さ
れる。この例では、２つのチャネル４により構成されて
いる。そして、それぞれのチャネル４には、複数の通路
４１が設けられている。通路４１の幅は、細胞の通常の
大きさより多少小さく約１μｍ〜２０μｍ程度である。
ル４が設けられている。このチャネル４は、通路４１と
その通路４１の側壁面を構成する凸部４２により構成さ
れる。この例では、２つのチャネル４により構成されて
いる。そして、それぞれのチャネル４には、複数の通路
４１が設けられている。通路４１の幅は、細胞の通常の
大きさより多少小さく約１μｍ〜２０μｍ程度である。
【００１９】図２は、走化性観測用チップ１のウエル３
１及びウエル３２部分の上面図及び、貫通穴２１乃至２
４部分の側面図である。
１及びウエル３２部分の上面図及び、貫通穴２１乃至２
４部分の側面図である。
【００２０】図３は、図１にかかるチャネル４のＡ−
Ａ’部の側面図を示すものである。図３に示されるよう
に、図８（ｂ）に示す従来の走化性観測用チップと異な
り、凸部４２に形成された通路４１の側壁面が底面と略
垂直となっている。即ち、通路４１の側壁面は、観察方
向と略平行となっている。ここで、この側壁面と底面と
の角度は、観察する際に不具合が生じない程度であれば
よいが、より具体的には、９０度±１０度が好ましい。
尚、凸部４２の高さ、即ち通路４１の側壁の高さは、約
４．５μｍである。
Ａ’部の側面図を示すものである。図３に示されるよう
に、図８（ｂ）に示す従来の走化性観測用チップと異な
り、凸部４２に形成された通路４１の側壁面が底面と略
垂直となっている。即ち、通路４１の側壁面は、観察方
向と略平行となっている。ここで、この側壁面と底面と
の角度は、観察する際に不具合が生じない程度であれば
よいが、より具体的には、９０度±１０度が好ましい。
尚、凸部４２の高さ、即ち通路４１の側壁の高さは、約
４．５μｍである。
【００２１】次に図４及び図５を用いて、走化性を観測
するために、走化性観測用チップ１を必要な治具に固定
した場合の構成について説明する。この治具には、図に
示されるように中央部に円状の溝（凹み）及び貫通穴５
３を有する本体治具５０と、ガラス板５２を固定するガ
ラス板固定用治具５１と、走化性観測用チップ１を固定
するチップ固定用治具５５と、このチップ固定用治具５
５を本体治具５０に固定するための補助治具５６とが含
まれる。これらの治具５０、５１、５５、５６は、例え
ば、ＳＵＳにより構成される。尚、ガラス板は、通常１
ｍｍ厚程度のガラス板が用いられる。
するために、走化性観測用チップ１を必要な治具に固定
した場合の構成について説明する。この治具には、図に
示されるように中央部に円状の溝（凹み）及び貫通穴５
３を有する本体治具５０と、ガラス板５２を固定するガ
ラス板固定用治具５１と、走化性観測用チップ１を固定
するチップ固定用治具５５と、このチップ固定用治具５
５を本体治具５０に固定するための補助治具５６とが含
まれる。これらの治具５０、５１、５５、５６は、例え
ば、ＳＵＳにより構成される。尚、ガラス板は、通常１
ｍｍ厚程度のガラス板が用いられる。
【００２２】本体治具５０に設けられた円状の溝は、ガ
ラス板固定用治具５１がはめ込まれるような形状を有す
る。また、本体治具５０の貫通穴５３は、走化性を観察
するために設けられており、チップと略同じ形状、即ち
四角形の貫通穴である。
ラス板固定用治具５１がはめ込まれるような形状を有す
る。また、本体治具５０の貫通穴５３は、走化性を観察
するために設けられており、チップと略同じ形状、即ち
四角形の貫通穴である。
【００２３】ガラス板固定用治具５１は、中央に走化性
観測用チップ１をはめ込むことができる貫通穴を有して
いる。この貫通穴は、チップと略同じ形状、即ち四角形
の貫通穴である。また、ガラス板固定用治具５１には、
ゴムで構成されたＯリングが埋め込まれており、ガラス
５２との間の緩衝材として機能する。
観測用チップ１をはめ込むことができる貫通穴を有して
いる。この貫通穴は、チップと略同じ形状、即ち四角形
の貫通穴である。また、ガラス板固定用治具５１には、
ゴムで構成されたＯリングが埋め込まれており、ガラス
５２との間の緩衝材として機能する。
【００２４】チップ固定用治具５５は、図５に示される
ようにガラス板固定用治具５１の貫通穴に差し込まれる
形状、即ち立方体である。このチップ固定用治具５５に
は、上面と下面を貫通する貫通穴が複数設けられてい
る。これらの貫通穴は、走化性観測用チップ１の上に当
該チップ固定用治具５５を載置した状態において走化性
観測用チップ１に設けられた貫通穴２１、２２、２３及
び２４のそれぞれと同じ位置に設けられている。即ち、
走化性観測用チップ１の貫通穴２１乃至２４と同じ数だ
け、同じ位置に設けられている。そのため、チップ固定
用治具５５を走化性観測用チップ１上に載置した状態に
おいても、貫通穴２１乃至２４に液体等を注入すること
ができる。
ようにガラス板固定用治具５１の貫通穴に差し込まれる
形状、即ち立方体である。このチップ固定用治具５５に
は、上面と下面を貫通する貫通穴が複数設けられてい
る。これらの貫通穴は、走化性観測用チップ１の上に当
該チップ固定用治具５５を載置した状態において走化性
観測用チップ１に設けられた貫通穴２１、２２、２３及
び２４のそれぞれと同じ位置に設けられている。即ち、
走化性観測用チップ１の貫通穴２１乃至２４と同じ数だ
け、同じ位置に設けられている。そのため、チップ固定
用治具５５を走化性観測用チップ１上に載置した状態に
おいても、貫通穴２１乃至２４に液体等を注入すること
ができる。
【００２５】補助治具５６は、チップ固定用治具５５を
押さえつけて固定することができるようにその端部が本
体治具５０の外周に設けられたネジきりと嵌合するよう
なネジきりが設けられている。即ち、補助治具５６を回
転させると、チップ固定用治具５５を下方、即ち走化性
観測用チップ１をガラス板５２に接触させる方向に移動
させることができる。
押さえつけて固定することができるようにその端部が本
体治具５０の外周に設けられたネジきりと嵌合するよう
なネジきりが設けられている。即ち、補助治具５６を回
転させると、チップ固定用治具５５を下方、即ち走化性
観測用チップ１をガラス板５２に接触させる方向に移動
させることができる。
【００２６】続いて、図６を用いて、走化性観測用チッ
プ１の使用法について説明する。まず、マイクロシリン
ジ６０を用いて白血球等の細胞７０を貫通穴２２に挿入
し、細胞をチャネル４の通路４１の入口付近に並べる。
次に、貫通穴２３に走化性因子を微量、例えばマイクロ
シリンジ等により注入する。すると、走化性に基づい
て、細胞７０が移動し、チャネル４の通路４１を通過す
る。この細胞の挙動を例えば約１時間に亘って観察す
る。
プ１の使用法について説明する。まず、マイクロシリン
ジ６０を用いて白血球等の細胞７０を貫通穴２２に挿入
し、細胞をチャネル４の通路４１の入口付近に並べる。
次に、貫通穴２３に走化性因子を微量、例えばマイクロ
シリンジ等により注入する。すると、走化性に基づい
て、細胞７０が移動し、チャネル４の通路４１を通過す
る。この細胞の挙動を例えば約１時間に亘って観察す
る。
【００２７】次に、図７を用いて走化性観察用チップ１
上にチャネルを形成するための製造フローについて説明
する。
上にチャネルを形成するための製造フローについて説明
する。
【００２８】まず、図７（ａ）に示されるように、シリ
コンウエハ１００を容易する。次に、図７（ｂ）に示さ
れるように、シリコンウエハ１００上に例えばスピン塗
布によってレジスト１０１を形成する。このレジスト１
０１は、例えば東京応化製ポジレジストが用いられる。
その後、図７（ｃ）に示されるように、マスク１０２を
介して紫外線をレジスト１０１上に照射する。マスク１
０２は、所定の位置のみ紫外線が通過するような構成を
有している。レジスト１０１のうち、紫外線が照射され
た領域は、変質する。そして、図７（ｄ）に示されるよ
うに、現像液により現像され、変質した領域のみが除去
される。図７（ｂ）・（ｃ）・（ｄ）に示す工程を特に
フォトリソ工程と呼ぶ。
コンウエハ１００を容易する。次に、図７（ｂ）に示さ
れるように、シリコンウエハ１００上に例えばスピン塗
布によってレジスト１０１を形成する。このレジスト１
０１は、例えば東京応化製ポジレジストが用いられる。
その後、図７（ｃ）に示されるように、マスク１０２を
介して紫外線をレジスト１０１上に照射する。マスク１
０２は、所定の位置のみ紫外線が通過するような構成を
有している。レジスト１０１のうち、紫外線が照射され
た領域は、変質する。そして、図７（ｄ）に示されるよ
うに、現像液により現像され、変質した領域のみが除去
される。図７（ｂ）・（ｃ）・（ｄ）に示す工程を特に
フォトリソ工程と呼ぶ。
【００２９】その後、図７（ｅ）に示されるように、Ｉ
ＣＰ−ＲＩＥ装置により誘導結合プラズマ式反応性イオ
ンエッチングが実行される。この誘導結合プラズマ式反
応性イオンエッチングは、ドライエッチングの一手法で
あり、プラズマ中のイオンの垂直入射と励起活動種によ
る反応を同時に行なってエッチングを行なうものであ
る。そして、このエッチングは、物理反応及び化学反応
の双方の反応機構を有し、異方性ドライエッチングであ
る。
ＣＰ−ＲＩＥ装置により誘導結合プラズマ式反応性イオ
ンエッチングが実行される。この誘導結合プラズマ式反
応性イオンエッチングは、ドライエッチングの一手法で
あり、プラズマ中のイオンの垂直入射と励起活動種によ
る反応を同時に行なってエッチングを行なうものであ
る。そして、このエッチングは、物理反応及び化学反応
の双方の反応機構を有し、異方性ドライエッチングであ
る。
【００３０】この発明の実施の形態にかかる走化性観測
用チップ１を形成するために、上述のようなフォトリソ
工程及びエッチング工程を３回繰り返している。
用チップ１を形成するために、上述のようなフォトリソ
工程及びエッチング工程を３回繰り返している。
【００３１】このような異方性ドライエッチングを用い
ることによって、側壁面が傾斜しないため、観察の邪魔
とならない。また、単に直線状の通路のみならず、円形
や楕円形、三角形やＬ字型等の様々な形状の通路を作成
することが可能となる。また、フォトマスクレベルの微
細な通路幅形状が作成可能となるため、小さいサイズの
細胞にも対応可能になり、チップ自体も小型化が行なえ
る。さらに、ウェットエッチングにはサイドエッチング
量のばらつきが大きかったため、形状の再現性が悪かっ
たが、ドライエッチングはこのような問題がなく、形状
の再現性が高い。
ることによって、側壁面が傾斜しないため、観察の邪魔
とならない。また、単に直線状の通路のみならず、円形
や楕円形、三角形やＬ字型等の様々な形状の通路を作成
することが可能となる。また、フォトマスクレベルの微
細な通路幅形状が作成可能となるため、小さいサイズの
細胞にも対応可能になり、チップ自体も小型化が行なえ
る。さらに、ウェットエッチングにはサイドエッチング
量のばらつきが大きかったため、形状の再現性が悪かっ
たが、ドライエッチングはこのような問題がなく、形状
の再現性が高い。
【００３２】また、従来は、走化性観測用チップの貫通
穴をサンドブラスト法を用いて作成していたが、この発
明の実施の形態では、ＩＣＰ−ＲＩＥを用いてドライエ
ッチング技術により貫通穴を作成している。このため、
貫通穴の壁面が荒れ、細胞がダメージを受けるという問
題点が解消され、良好な実験が可能となる。また、貫通
穴の位置合わせも容易となり、製造プロセスが簡易にな
る。
穴をサンドブラスト法を用いて作成していたが、この発
明の実施の形態では、ＩＣＰ−ＲＩＥを用いてドライエ
ッチング技術により貫通穴を作成している。このため、
貫通穴の壁面が荒れ、細胞がダメージを受けるという問
題点が解消され、良好な実験が可能となる。また、貫通
穴の位置合わせも容易となり、製造プロセスが簡易にな
る。
【００３３】尚、上述の例では、異方性イオンエッチン
グの例として、ＩＣＰ−ＲＩＥを用いたが、これに限ら
ず、スパッタエッチング、スパッタイオンビームエッチ
ング及びリアクティブイオンビームエッチング等の異方
性ドライエッチングであってもよい。
グの例として、ＩＣＰ−ＲＩＥを用いたが、これに限ら
ず、スパッタエッチング、スパッタイオンビームエッチ
ング及びリアクティブイオンビームエッチング等の異方
性ドライエッチングであってもよい。
【００３４】また、上述の例では、走化性観測用チップ
をシリコンウエハによって構成する例を説明したが、こ
れに限らず、ガラス、プラスチックによって構成するよ
うにしてもよい。ガラスで構成する場合には、例えば、
スパッタエッチングにより加工する。また、プラスチッ
クにより構成する場合には、例えば、射出成型やスタン
ピングにより形成、加工する。
をシリコンウエハによって構成する例を説明したが、こ
れに限らず、ガラス、プラスチックによって構成するよ
うにしてもよい。ガラスで構成する場合には、例えば、
スパッタエッチングにより加工する。また、プラスチッ
クにより構成する場合には、例えば、射出成型やスタン
ピングにより形成、加工する。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、細胞の観察がしやす
く、かつ通路の幅の設計の自由度が高い走化性観測用チ
ップを提供することができる。
く、かつ通路の幅の設計の自由度が高い走化性観測用チ
ップを提供することができる。
【図１】本発明にかかる走化性観察用チップの構成を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明にかかる走化性観測用チップの一部を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明にかかる走化性観測用チップの一部を示
す図である。
す図である。
【図４】本発明にかかる走化性観測用チップを観察のた
めに必要な治具に組み込んだ状態を示す図である。
めに必要な治具に組み込んだ状態を示す図である。
【図５】本発明にかかる走化性観測用チップを観察のた
めに必要な治具に組み込んだ状態を示す図である。
めに必要な治具に組み込んだ状態を示す図である。
【図６】本発明にかかる走化性観測用チップによる観測
のための前処理を説明するための図である。
のための前処理を説明するための図である。
【図７】本発明にかかる走化性観測用チップの製造フロ
ーを示す図である。
ーを示す図である。
【図８】従来の走化性観測用チップの構成を示す図であ
る。
る。
１ 走化性観測用チップ
２ 貫通穴
４ チャネル
４１ 通路
４２ 凸部
Claims (7)
- 【請求項１】走化性因子を充填する第１の領域と、走化
性を有する細胞を充填する第２の領域と、当該第１の領
域と第２の領域との間を連通する通路を有するチャネル
とを備えた走化性観測チップにおいて、前記通路の側壁
面は、当該通路の底面に対して略垂直であることを特徴
とする走化性観測用チップ。 - 【請求項２】前記通路は、異方性のドライエッチングに
よって形成されたことを特徴とする請求項１記載の走化
性観測用チップ。 - 【請求項３】前記異方性のドライエッチングは、誘導結
合プラズマ式反応性イオンエッチングであることを特徴
とする請求項２記載の走化性観測用チップ。 - 【請求項４】前記走化性観測用チップは、シリコンウエ
ハにより構成されていることを特徴とする請求項１、２
又は３記載の走化性観測用チップ。 - 【請求項５】走化性因子を充填する第１の領域と、走化
性を有する細胞を充填する第２の領域と、当該第１の領
域と第２の領域との間を連通する通路を有するチャネル
とを備えた走化性観測用チップの製造方法であって、前
記チャネルを異方性のドライエッチングによって形成す
ることを特徴とする走化性観測用チップの製造方法。 - 【請求項６】前記走化性観測用チップは、前記走化性因
子及び前記細胞を充填するための貫通穴を有し、当該貫
通穴を異方性のドライエッチングにより形成したことを
特徴とする請求項５記載の走化性観測用チップの製造方
法。 - 【請求項７】前記異方性のドライエッチングは、誘導結
合プラズマ式反応性イオンエッチングであることを特徴
とする請求項５又は６記載の走化性観測用チップの製造
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002019346A JP3847175B2 (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | 走化性観測用チップ |
| US10/352,122 US6808920B2 (en) | 2002-01-29 | 2003-01-28 | Microchip device for chemotaxis observation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002019346A JP3847175B2 (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | 走化性観測用チップ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003215120A true JP2003215120A (ja) | 2003-07-30 |
| JP3847175B2 JP3847175B2 (ja) | 2006-11-15 |
Family
ID=27654204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002019346A Expired - Fee Related JP3847175B2 (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | 走化性観測用チップ |
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| US (1) | US6808920B2 (ja) |
| JP (1) | JP3847175B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100709284B1 (ko) | 2005-12-29 | 2007-04-19 | 전자부품연구원 | 주화성 측정장치 |
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|---|---|---|---|---|
| US7837821B2 (en) | 2004-10-13 | 2010-11-23 | Rheonix, Inc. | Laminated microfluidic structures and method for making |
| US7608160B2 (en) * | 2004-10-13 | 2009-10-27 | Rheonix, Inc. | Laminated microfluidic structures and method for making |
| US10077420B2 (en) * | 2014-12-02 | 2018-09-18 | Histogenics Corporation | Cell and tissue culture container |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5744366A (en) * | 1992-05-01 | 1998-04-28 | Trustees Of The University Of Pennsylvania | Mesoscale devices and methods for analysis of motile cells |
| US5302515A (en) * | 1992-08-20 | 1994-04-12 | Neuro Probe, Inc. | Chemotactic test apparatus and method |
| US6368871B1 (en) * | 1997-08-13 | 2002-04-09 | Cepheid | Non-planar microstructures for manipulation of fluid samples |
| JP2002521690A (ja) * | 1998-07-28 | 2002-07-16 | バイオメトリック イメージング インコーポレイテッド | 細胞運動性アッセイのための装置および方法 |
| KR100499118B1 (ko) * | 2000-02-24 | 2005-07-04 | 삼성전자주식회사 | 단결정 실리콘 웨이퍼를 이용한 일체형 유체 노즐어셈블리 및 그 제작방법 |
| JP2002159287A (ja) | 2000-09-12 | 2002-06-04 | Effector Cell Institute Inc | 細胞走化性検出及び走化細胞分離装置 |
| US6602791B2 (en) * | 2001-04-27 | 2003-08-05 | Dalsa Semiconductor Inc. | Manufacture of integrated fluidic devices |
-
2002
- 2002-01-29 JP JP2002019346A patent/JP3847175B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-01-28 US US10/352,122 patent/US6808920B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100709284B1 (ko) | 2005-12-29 | 2007-04-19 | 전자부품연구원 | 주화성 측정장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6808920B2 (en) | 2004-10-26 |
| US20030170880A1 (en) | 2003-09-11 |
| JP3847175B2 (ja) | 2006-11-15 |
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