JP2018102159A - Photosensitive composition for biochip and biochip production method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バイオチップ用感光性組成物及びバイオチップの製造方法に関する。 The present invention relates to a biochip photosensitive composition and a biochip manufacturing method.
ライフサイエンス分野では、細胞をバイオチップ上に配置し、その挙動を観察することが行われる。
バイオチップ表面の特定の箇所に細胞を集めることができれば、観察をより効率良く行うことができる。バイオチップ表面の特定の箇所に細胞を集める手法として、バイオチップ表面に、細胞が接着しやすい箇所(細胞接着部)と細胞が接着しにくい箇所(細胞非接着部)とを設ける方法が考えられる。
In the life science field, cells are placed on a biochip and their behavior is observed.
If cells can be collected at a specific location on the biochip surface, observation can be performed more efficiently. As a technique for collecting cells at a specific location on the biochip surface, a method is considered in which a location on the biochip surface where cells adhere easily (cell adhesion portion) and a location where cells are difficult to adhere (cell non-adhesion portion) are provided. .
ポリ(オキシアルキレン)基やホスホリルコリン基を有する重合体の膜は、タンパク質が付着しにくいことが知られている(特許文献1〜2)。
タンパク質が付着しにくければ、細胞も接着しにくい。そのため、このような重合体の膜は細胞非接着部として機能し得る。
しかし、特許文献1〜2では、重合体の膜をパターニングすることについて検討されていない。
It is known that a polymer film having a poly (oxyalkylene) group or a phosphorylcholine group is difficult to adhere to proteins (Patent Documents 1 and 2).
If the protein is difficult to adhere, the cells are also difficult to adhere. Therefore, such a polymer film can function as a cell non-adhesive part.
However, Patent Documents 1 and 2 do not discuss patterning a polymer film.
パターニング可能な膜を形成できる材料として、例えば以下の樹脂組成物が提案されている。
特定の式で表されるポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート及び/又はグリセロールモノ(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等を重合させて得られる重合体に、1分子中に(メタ)アクリロイル基又はビニル基とカルボキシル基とを1個ずつ有する化合物を反応させた後、多カルボン酸化合物の酸無水物と反応させた反応物と、希釈剤と、光重合開始剤と、金属粉、金属酸化物又はガラスの中から選択される1種又は2種以上とを含有する樹脂組成物(特許文献3)。
しかし、特許文献3では、細胞の接着を抑制することについて検討されていない。
なお、特許文献3において、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートは、反応物を水溶性にして、水又はアルカリ水溶液で現像可能にする目的で用いられている。
For example, the following resin compositions have been proposed as materials that can form a patternable film.
In a polymer obtained by polymerizing polyethylene glycol mono (meth) acrylate and / or glycerol mono (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, etc., represented by a specific formula, a (meth) acryloyl group in one molecule or After reacting a compound having one vinyl group and one carboxyl group, a reaction product reacted with an acid anhydride of a polycarboxylic acid compound, a diluent, a photopolymerization initiator, a metal powder, and a metal oxide Or the resin composition containing 1 type, or 2 or more types selected from glass (patent document 3).
However, Patent Document 3 does not discuss suppression of cell adhesion.
In Patent Document 3, polyethylene glycol mono (meth) acrylate is used for the purpose of making the reaction product water-soluble and enabling development with water or an aqueous alkaline solution.
本発明の目的は、厚さ方向に貫通した孔又は溝が形成された細胞非接着性膜を良好なパターニング性で形成できるバイオチップ用感光性組成物、及び該バイオチップ用感光性組成物を用いたバイオチップの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a biochip photosensitive composition capable of forming a cell non-adhesive film having a hole or groove penetrating in the thickness direction with good patterning properties, and the biochip photosensitive composition. It is to provide a method for producing the biochip used.
本発明は、以下の〔1〕〜〔6〕の構成を有する、バイオチップ用感光性組成物及びバイオチップの製造方法を提供する。
〔1〕環状エーテル基を有する単位(u1)と、下式(1)で表される基を有する単位(u2)とを有し、前記単位(u1)/前記単位(u2)のモル比が15/85〜95/5であり、前記単位(u1)と前記単位(u2)との合計の割合が、全単位に対して65モル%以上である共重合体(A)と、
光酸発生剤(B)と、を含むバイオチップ用感光性組成物。
−(R1−O)n−R2 ・・・(1)
ただし、R1は炭素数2〜4のアルキレン基を示し、nは1〜30の整数を示し、R2は水素原子又はR3−X4(ただし、R3はアルキレン基を示し、X4は水素原子又はシアノ基を示す。)を示す。
〔2〕前記環状エーテル基が、エポキシ基、オキセタン基及び3,4−エポキシシクロヘキシル基からなる群から選ばれる少なくとも1種である、〔1〕に記載のバイオチップ用感光性組成物。
〔3〕前記単位(u1)が、下式(m1)で表される単量体に由来する単位である、〔1〕又は〔2〕に記載のバイオチップ用感光性組成物。
CH2=CR11−COO−R12−R13 ・・・(m1)
ただし、R11は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を示し、R12はアルキレン基又はアルキレン基の炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する基を示し、R13は前記環状エーテル基を示す。
〔4〕前記単位(u2)が、下式(m2)で表される単量体に由来する単位である、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のバイオチップ用感光性組成物。
CH2=CR21−Q2−(R1−O)n−R2 ・・・(m2)
ただし、R1、n及びR2はそれぞれ前記と同じであり、R21は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を示し、Q2はCOO又はCOO−R22−NHCOO(ただし、R22はアルキレン基を示す。)を示す。
〔5〕前記光酸発生剤の波長365nmにおける吸光係数が400mL・g−1・cm−1以下である、〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載のバイオチップ用感光性組成物。
〔6〕基材と、前記基材の表面に設けられ、厚さ方向に貫通した1以上の孔又は溝が形成された細胞非接着性膜とを有するバイオチップを製造する方法であって、
前記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載のバイオチップ用感光性組成物を基材の表面に塗布して感光性膜を形成し、
前記感光性膜の前記孔又は溝に対応した箇所以外の箇所を露光し、
露光された感光性膜を現像して前記細胞非接着性膜を形成する、バイオチップの製造方法。
The present invention provides a biochip photosensitive composition and a biochip manufacturing method having the following configurations [1] to [6].
[1] having a unit (u1) having a cyclic ether group and a unit (u2) having a group represented by the following formula (1), wherein the molar ratio of the unit (u1) / the unit (u2) is A copolymer (A) having a ratio of 15/85 to 95/5 and a total ratio of the unit (u1) and the unit (u2) of 65 mol% or more based on the total units;
A photosensitive composition for biochips, comprising a photoacid generator (B).
-(R 1 -O) n -R 2 (1)
However, R 1 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, n represents an integer of 1 to 30, R 2 is a hydrogen atom or R 3 -X 4 (provided that, R 3 is an alkylene group, X 4 Represents a hydrogen atom or a cyano group.
[2] The photosensitive composition for biochips according to [1], wherein the cyclic ether group is at least one selected from the group consisting of an epoxy group, an oxetane group and a 3,4-epoxycyclohexyl group.
[3] The photosensitive composition for biochips according to [1] or [2], wherein the unit (u1) is a unit derived from a monomer represented by the following formula (m1).
CH 2 = CR 11 -COO-R 12 -R 13 ··· (m1)
R 11 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, R 12 represents an alkylene group or a group having an etheric oxygen atom between carbon atoms of the alkylene group, and R 13 represents the cyclic ether group.
[4] The photosensitive composition for biochips according to any one of [1] to [3], wherein the unit (u2) is a unit derived from a monomer represented by the following formula (m2).
CH 2 = CR 21 -Q 2 - (R 1 -O) n -R 2 ··· (m2)
However, R 1, n and R 2 are the same as defined above, R 21 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, Q 2 is COO or COO-R 22 -NHCOO (However, R 22 is an alkylene group Is shown.)
[5] The photosensitive composition for biochips according to any one of [1] to [4], wherein the photoacid generator has an extinction coefficient at a wavelength of 365 nm of 400 mL · g −1 · cm −1 or less.
[6] A method for producing a biochip having a base material and a cell non-adhesive film provided on the surface of the base material and having one or more holes or grooves penetrating in the thickness direction,
Applying the photosensitive composition for biochips according to any one of [1] to [5] to the surface of a substrate to form a photosensitive film;
Exposing a portion other than the portion corresponding to the hole or groove of the photosensitive film,
A method for producing a biochip, comprising developing the exposed photosensitive film to form the non-cell-adhesive film.
本発明のバイオチップ用感光性組成物によれば、厚さ方向に貫通した孔又は溝が形成された細胞非接着性膜を良好なパターニング性で形成できる。
本発明のバイオチップの製造方法によれば、基材の表面に、厚さ方向に貫通した孔又は溝が形成された細胞非接着性膜を良好なパターニング性で形成できる。
According to the photosensitive composition for a biochip of the present invention, a cell non-adhesive film in which holes or grooves penetrating in the thickness direction can be formed with good patternability.
According to the method for producing a biochip of the present invention, a cell non-adhesive film in which holes or grooves penetrating in the thickness direction are formed on the surface of a substrate can be formed with good patterning properties.
本明細書における下記の用語の意味は以下の通りである。
「バイオチップ」とは、DNA、蛋白質、糖鎖等のバイオ分子や標的化合物等を大量かつ同時並行的に検出できるデバイスである。
「環状エーテル」とは、飽和炭化水素環の一部の炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する環構造を意味する。
「エーテル性酸素原子」とは、炭素−炭素原子間に1個存在する酸素原子を意味する。
「光酸発生剤」とは、光を照射することによって酸を発生する化合物を意味する。
「感光性膜」とは、感光性組成物からなる膜を意味する。
「細胞非接着性膜」とは、該膜以外の部分に比べ細胞非接着性を示す基材、具体的にはタンパク質吸着率Qが該膜以外の部分に比べ低くなる膜を意味する。タンパク質吸着率Qは、後述する実施例に記載の方法により測定される。
「(メタ)アクリロイルオキシ基」とは、アクリロイルオキシ基及びメタクリロイルオキシ基の総称である。
「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの総称である。
「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸の総称である。
「光」とは、紫外線、可視光線、赤外線、電子線及び放射線の総称である。
「波長365nmにおける吸光係数」は、光酸発生剤の0.001〜0.1質量%メタノール溶液の、濃度と吸光度との関係から、ランベルトベール式により算出した値である。
The meanings of the following terms in this specification are as follows.
A “biochip” is a device that can detect biomolecules such as DNA, proteins, sugar chains, target compounds, etc. in large quantities simultaneously.
“Cyclic ether” means a ring structure having an etheric oxygen atom between some carbon atoms of a saturated hydrocarbon ring.
The “etheric oxygen atom” means an oxygen atom that exists between carbon and carbon atoms.
The “photo acid generator” means a compound that generates an acid when irradiated with light.
“Photosensitive film” means a film made of a photosensitive composition.
The “cell non-adhesive membrane” means a substrate exhibiting cell non-adhesiveness compared to a portion other than the membrane, specifically a membrane having a protein adsorption rate Q lower than that of the portion other than the membrane. The protein adsorption rate Q is measured by the method described in Examples described later.
The “(meth) acryloyloxy group” is a general term for an acryloyloxy group and a methacryloyloxy group.
“(Meth) acrylate” is a general term for acrylate and methacrylate.
“(Meth) acrylic acid” is a general term for acrylic acid and methacrylic acid.
“Light” is a general term for ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, electron beams and radiation.
The “absorption coefficient at a wavelength of 365 nm” is a value calculated by the Lambert Beer equation from the relationship between the concentration and the absorbance of a 0.001 to 0.1% by mass methanol solution of a photoacid generator.
〔バイオチップ用感光性組成物〕
本発明のバイオチップ用感光性組成物(以下、「本感光性組成物」ともいう。)は、共重合体(A)と、光酸発生剤(B)とを含む。
本感光性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、共重合体(A)、光酸発生剤(B)以外の他の成分を含んでいてもよい。
[Photosensitive composition for biochip]
The biochip photosensitive composition of the present invention (hereinafter also referred to as “the present photosensitive composition”) includes a copolymer (A) and a photoacid generator (B).
This photosensitive composition may contain other components other than a copolymer (A) and a photo-acid generator (B) in the range which does not impair the effect of this invention.
<共重合体(A)>
共重合体(A)は、特定の単位(u1)と特定の単位(u2)とを有する。共重合体(A)は、必要に応じて、単位(u1)及び単位(u2)以外の単位(u3)を有してもよい。
<Copolymer (A)>
The copolymer (A) has a specific unit (u1) and a specific unit (u2). The copolymer (A) may have a unit (u3) other than the unit (u1) and the unit (u2) as necessary.
(単位(u1))
単位(u1)は、環状エーテル基を有する単位である。
共重合体(A)が単位(u1)を有することによって、本感光性組成物が感光性を有する。本感光性組成物から形成された感光性膜の一部を選択的に露光すると、露光部において、光酸発生剤(B)から発生した酸の作用により、単位(u1)の環状エーテル基同士が反応し、架橋構造が形成される。例えばエポキシ基同士が反応すると、−CH(OH)CH2CH2CH(OH)−構造が形成される。架橋構造が形成されることにより、露光部の現像液に対する溶解性が低下する。そのため、露光後の感光性膜を現像したときに、未露光部が溶解除去される一方、露光部はそのまま残って、厚さ方向に貫通した孔が形成された細胞非接着性膜が形成される。
(Unit (u1))
The unit (u1) is a unit having a cyclic ether group.
When the copolymer (A) has the unit (u1), the photosensitive composition has photosensitivity. When a part of the photosensitive film formed from the photosensitive composition is selectively exposed, the cyclic ether groups of the unit (u1) are bonded to each other by the action of the acid generated from the photoacid generator (B) in the exposed portion. React to form a crosslinked structure. For example, when epoxy groups react with each other, a —CH (OH) CH 2 CH 2 CH (OH) — structure is formed. By forming the cross-linked structure, the solubility of the exposed portion in the developer is lowered. Therefore, when the photosensitive film after exposure is developed, the unexposed part is dissolved and removed, while the exposed part remains as it is, and a cell non-adhesive film having a hole penetrating in the thickness direction is formed. The
環状エーテル基としては、酸の作用により反応可能であればよく、例えばエポキシ環を含む単環式又は多環式の環状エーテル基、オキセタン環を含む単環式又は多環式の環状エーテル基等が挙げられる。
環状エーテル基としては、反応性に優れる点で、エポキシ基、オキセタン基及び3,4−エポキシシクロヘキシル基からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
The cyclic ether group only needs to be able to react by the action of an acid, such as a monocyclic or polycyclic cyclic ether group containing an epoxy ring, a monocyclic or polycyclic cyclic ether group containing an oxetane ring, etc. Is mentioned.
As the cyclic ether group, at least one selected from the group consisting of an epoxy group, an oxetane group and a 3,4-epoxycyclohexyl group is preferable in terms of excellent reactivity.
環状エーテル基は、反応性を損なわない限り、アルキル基が置換していてもよい。アルキル基の炭素数は1〜6が好ましい。
エポキシ基、3,4−エポキシシクロヘキシル基は、無置換であることが好ましい。オキセタン基は、無置換でもよくアルキル基が置換していてもよく、(3−アルキルオキセタン−3−イル)基が好ましい。
The cyclic ether group may be substituted with an alkyl group as long as the reactivity is not impaired. As for carbon number of an alkyl group, 1-6 are preferable.
The epoxy group and the 3,4-epoxycyclohexyl group are preferably unsubstituted. The oxetane group may be unsubstituted or substituted by an alkyl group, and a (3-alkyloxetane-3-yl) group is preferred.
単位(u1)としては、重合の容易性、種類の豊富さ、入手の容易さの点で、下式(m1)で表される単量体(以下、「単量体(m1)」ともいう。)に由来する単位が好ましい。
CH2=CR11−COO−R12−R13 ・・・(m1)
ただし、R11は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を示し、R12はアルキレン基又はアルキレン基の炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する基を示し、R13は前記環状エーテル基を示す。
The unit (u1) is also referred to as a monomer represented by the following formula (m1) (hereinafter referred to as “monomer (m1)”) in terms of ease of polymerization, variety of types, and availability. .) Are preferred.
CH 2 = CR 11 -COO-R 12 -R 13 ··· (m1)
R 11 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, R 12 represents an alkylene group or a group having an etheric oxygen atom between carbon atoms of the alkylene group, and R 13 represents the cyclic ether group.
R11のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子等が挙げられる。アルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。R11としては、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
R12のアルキレン基としては、炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、原料の単量体を入手容易な点から、メチレン基が特に好ましい。
アルキレン基の炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する基において、アルキレン基の炭素数は2以上であり、2〜6が好ましい。エーテル性酸素原子の数は1つが好ましい。
R13の環状エーテル基としては、前記と同様のものが挙げられ、好ましい態様も同様である。
Examples of the halogen atom for R 11 include a fluorine atom and a chlorine atom. As an alkyl group, a C1-C4 alkyl group is preferable. R 11 is particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
As the alkylene group for R 12, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and a methylene group is particularly preferable from the viewpoint of easy availability of a raw material monomer.
In the group having an etheric oxygen atom between the carbon atoms of the alkylene group, the alkylene group has 2 or more carbon atoms, preferably 2-6. The number of etheric oxygen atoms is preferably one.
As the cyclic ether group for R 13, the same groups as those described above can be mentioned, and preferred embodiments are also the same.
単量体(m1)としては、例えばグリシジル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)メチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
単量体(m1)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、単量体(m1)に由来する単位は、単量体(m1)中のエチレン性不飽和結合が開裂して単結合になった構造を有する。
Examples of the monomer (m1) include glycidyl (meth) acrylate, (3-ethyloxetane-3-yl) methyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate glycidyl ether, and 3,4-epoxycyclohexylmethyl. (Meth) acrylate etc. are mentioned.
A monomer (m1) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Note that the unit derived from the monomer (m1) has a structure in which the ethylenically unsaturated bond in the monomer (m1) is cleaved to form a single bond.
(単位(u2))
単位(u2)は、下式(1)で表される基を有する単位である。
共重合体(A)が単位(u2)を有することによって、本感光性組成物から形成される膜(感光性膜、該感光性膜を露光、現像して得られる細胞非接着性膜)が優れた細胞非接着性を示す。
(Unit (u2))
The unit (u2) is a unit having a group represented by the following formula (1).
When the copolymer (A) has the unit (u2), a film formed from the photosensitive composition (photosensitive film, cell non-adhesive film obtained by exposing and developing the photosensitive film) is formed. Excellent cell non-adhesiveness.
−(R1−O)n−R2 ・・・(1)
ただし、R1は炭素数2〜4のアルキレン基を示し、nは1〜30の整数を示し、R2は水素原子又はR3−X4(ただし、R3はアルキレン基を示し、X4は水素原子又はシアノ基を示す。)を示す。
-(R 1 -O) n -R 2 (1)
However, R 1 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, n represents an integer of 1 to 30, R 2 is a hydrogen atom or R 3 -X 4 (provided that, R 3 is an alkylene group, X 4 Represents a hydrogen atom or a cyano group.
R1は、直鎖状でも分岐状でもよい。R1としては、例えばCH2、CH2CH2、CH2CH2CH2、CH(CH3)CH2、CH2CH2CH2CH2等が挙げられる。
R1としては、細胞非接着性の点から、直鎖状のアルキレン基が好ましく、CH2CH2が特に好ましい。
nは、2〜25の整数が好ましく、3〜25の整数が特に好ましい。nが前記範囲の下限値以上であれば、細胞非接着性が優れる。また、nが前記範囲内で大きいほど、排除体積効果が高く、少量で充分な細胞非接着性が得られやすい。nが前記範囲の上限値以下であれば、造膜性が優れる。
R 1 may be linear or branched. Examples of R 1 include CH 2 , CH 2 CH 2 , CH 2 CH 2 CH 2 , CH (CH 3 ) CH 2 , CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 and the like.
R 1 is preferably a linear alkylene group, particularly preferably CH 2 CH 2 from the viewpoint of cell non-adhesiveness.
n is preferably an integer of 2 to 25, particularly preferably an integer of 3 to 25. When n is at least the lower limit of the above range, cell non-adhesiveness is excellent. In addition, the larger n is within the above range, the higher the excluded volume effect, and it is easier to obtain sufficient cell non-adhesiveness with a small amount. If n is below the upper limit of the said range, film forming property will be excellent.
nが2以上の場合、複数存在する(R1−O)の種類は同じであっても異なっていてもよい。異なる場合には、その並び方はランダム、ブロック、交互のいずれであってもよい。
(R1−O)の具体例としては、(CH2O)、(CH2CH2O)、(CH2CH2CH2O)、(CH(CH3)CH2O)、(CH2CH2CH2CH2O)等が挙げられる。
When n is 2 or more, the plurality of types of (R 1 —O) may be the same or different. If they are different, the arrangement may be random, block, or alternating.
Specific examples of (R 1 -O) include (CH 2 O), (CH 2 CH 2 O), (CH 2 CH 2 CH 2 O), (CH (CH 3 ) CH 2 O), (CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O) and the like.
R3は、直鎖状でも分岐状でもよく、細胞非接着性の点から、直鎖状が好ましい。R3の炭素数は、1〜25が好ましく、1〜4がより好ましく、1又は2が特に好ましい。
X4としては、タンパク質、ひいては細胞が吸着しにくい点から、水素原子が好ましい。
R2としては、水素原子、又はX4が水素原子であるR3−X4、すなわちアルキル基が特に好ましい。
R 3 may be linear or branched, and is preferably linear from the viewpoint of non-cell adhesion. The number of carbon atoms of R 3 is preferably 1 to 25, more preferably 1 to 4, 1 or 2 are particularly preferred.
X 4 is preferably a hydrogen atom because it is difficult for proteins, and thus cells, to be adsorbed.
R 2 is particularly preferably a hydrogen atom or R 3 —X 4 in which X 4 is a hydrogen atom, that is, an alkyl group.
単位(u2)としては、下式(m2)で表される単量体(以下、「単量体(m2)」ともいう。)に由来する単位が好ましい。
CH2=CR21−Q2−(R1−O)n−R2 ・・・(m2)
ただし、R1、n及びR2はそれぞれ前記と同じであり、R21は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を示し、Q2はCOO又はCOO−R22−NHCOO(ただし、R22はアルキレン基を示す。)を示す。
The unit (u2) is preferably a unit derived from a monomer represented by the following formula (m2) (hereinafter also referred to as “monomer (m2)”).
CH 2 = CR 21 -Q 2 - (R 1 -O) n -R 2 ··· (m2)
However, R 1, n and R 2 are the same as defined above, R 21 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, Q 2 is COO or COO-R 22 -NHCOO (However, R 22 is an alkylene group Is shown.)
R21としては、R11と同様のものが挙げられ、好ましい態様も同様である。
R22は、直鎖状でも分岐状でもよく、細胞非接着性の点から、直鎖状が好ましい。R22の炭素数は、1〜4が好ましい。
Q2はCOOが好ましい。
Examples of R 21 include the same as R 11, and preferred embodiments are also the same.
R 22 may be linear or branched, and is preferably linear from the viewpoint of non-cell adhesion. The number of carbon atoms of R 22 is 1 to 4 is preferred.
Q 2 is preferably COO.
単量体(m2)の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
CH2=CH−COO−(C2H4O)9−H、
CH2=CH−COO−(C2H4O)5−H、
CH2=CH−COO−(C2H4O)4−H、
CH2=CH−COO−(C2H4O)3−H、
CH2=CH−COO−(C2H4O)9−CH3、
CH2=CH−COO−(C2H4O)5−CH3、
CH2=CH−COO−(C2H4O)4−CH3、
CH2=CH−COO−(C2H4O)3−CH3、
CH2=CH−COO−(C2H4O)3−C2H5、
CH2=C(CH3)−COO−(C2H4O)9−H、
CH2=C(CH3)−COO−(C2H4O)5−H、
CH2=C(CH3)−COO−(C2H4O)4−H、
CH2=C(CH3)−COO−(C2H4O)3−H、
CH2=C(CH3)−COO−(C2H4O)9−CH3、
CH2=C(CH3)−COO−(C2H4O)5−CH3、
CH2=C(CH3)−COO−(C2H4O)4−CH3、
CH2=C(CH3)−COO−(C2H4O)3−CH3、
CH2=C(CH3)−COO−(C2H4O)3−C2H5、
CH2=CH−COO−(C2H4O)g2−(C4H8O)g3−H、
CH2=CH−COO−(C2H4O)g2−(C4H8O)g3−CH3、
CH2=C(CH3)−COO−(C2H4O)g2−(C4H8O)g3−H、
CH2=C(CH3)−COO−(C2H4O)g2−(C4H8O)g3−CH3等。
上式において、g1は1〜20の整数を示し、g2及びg3はそれぞれ独立に、1以上の整数を示し、g2+g3は2〜30の整数を示す。
単量体(m2)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Specific examples of the monomer (m2) include the following compounds.
CH 2 = CH-COO- (C 2 H 4 O) 9 -H,
CH 2 = CH-COO- (C 2 H 4 O) 5 -H,
CH 2 = CH-COO- (C 2 H 4 O) 4 -H,
CH 2 = CH-COO- (C 2 H 4 O) 3 -H,
CH 2 = CH-COO- (C 2 H 4 O) 9 -CH 3,
CH 2 = CH-COO- (C 2 H 4 O) 5 -CH 3,
CH 2 = CH-COO- (C 2 H 4 O) 4 -CH 3,
CH 2 = CH-COO- (C 2 H 4 O) 3 -CH 3,
CH 2 = CH-COO- (C 2 H 4 O) 3 -C 2 H 5,
CH 2 = C (CH 3) -COO- (C 2 H 4 O) 9 -H,
CH 2 = C (CH 3) -COO- (C 2 H 4 O) 5 -H,
CH 2 = C (CH 3) -COO- (C 2 H 4 O) 4 -H,
CH 2 = C (CH 3) -COO- (C 2 H 4 O) 3 -H,
CH 2 = C (CH 3) -COO- (C 2 H 4 O) 9 -CH 3,
CH 2 = C (CH 3) -COO- (C 2 H 4 O) 5 -CH 3,
CH 2 = C (CH 3) -COO- (C 2 H 4 O) 4 -CH 3,
CH 2 = C (CH 3) -COO- (C 2 H 4 O) 3 -CH 3,
CH 2 = C (CH 3) -COO- (C 2 H 4 O) 3 -C 2 H 5,
CH 2 = CH-COO- (C 2 H 4 O) g2 - (C 4 H 8 O) g3 -H,
CH 2 = CH-COO- (C 2 H 4 O) g2 - (C 4 H 8 O) g3 -CH 3,
CH 2 = C (CH 3) -COO- (C 2 H 4 O) g2 - (C 4 H 8 O) g3 -H,
CH 2 = C (CH 3) -COO- (C 2 H 4 O) g2 - (C 4 H 8 O) g3 -CH 3 and the like.
In the above formula, g1 represents an integer of 1 to 20, g2 and g3 each independently represents an integer of 1 or more, and g2 + g3 represents an integer of 2 to 30.
A monomer (m2) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
(単位(u3))
単位(u3)は、単位(u1)及び単位(u2)以外の単位である。
ただし、共重合体(A)は、フッ素原子を1つ以上有する有機基(以下、「含フッ素有機基」ともいう。)を有する単位を有しない。したがって、単位(u3)は、含フッ素有機基を有しない。
(Unit (u3))
The unit (u3) is a unit other than the unit (u1) and the unit (u2).
However, the copolymer (A) does not have a unit having an organic group having one or more fluorine atoms (hereinafter also referred to as “fluorinated organic group”). Therefore, the unit (u3) does not have a fluorine-containing organic group.
単位(u3)としては、単量体(m1)及び単量体(m2)以外の単量体(m3)に由来する単位が挙げられる。ただし、前記のとおり、単位(u3)は含フッ素有機基を有しない。したがって、単量体(m3)も含フッ素有機基を有しない。
単量体(m3)としては、含フッ素有機基を有しない単量体が挙げられる。含フッ素有機基を有しない単量体としては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
単量体(m3)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the unit (u3) include units derived from the monomer (m3) other than the monomer (m1) and the monomer (m2). However, as described above, the unit (u3) does not have a fluorine-containing organic group. Therefore, the monomer (m3) also has no fluorine-containing organic group.
Examples of the monomer (m3) include monomers having no fluorine-containing organic group. Examples of the monomer having no fluorine-containing organic group include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl ( (Meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl ( Examples include meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, and dimethylaminoethyl (meth) acrylate.
A monomer (m3) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
(各単位の割合)
共重合体(A)において、単位(u1)/単位(u2)のモル比は、15/85〜95/5であり、20/80〜92/8が好ましく、25/75〜90/10が特に好ましい。このモル比が前記範囲の下限値以上であれば、本感光性組成物から形成される感光性膜のパターニング性が優れる。このモル比が前記範囲の上限値以下であれば、本感光性組成物から形成される膜の細胞非接着性が優れる。
(Percentage of each unit)
In the copolymer (A), the molar ratio of unit (u1) / unit (u2) is 15/85 to 95/5, preferably 20/80 to 92/8, and 25/75 to 90/10. Particularly preferred. If this molar ratio is not less than the lower limit of the above range, the patternability of the photosensitive film formed from the photosensitive composition is excellent. When the molar ratio is not more than the upper limit of the above range, the cell non-adhesiveness of the film formed from the photosensitive composition is excellent.
単位(u1)と単位(u2)との合計の割合は、共重合体(A)を構成する全単位(100モル%)に対して65モル%以上であり、70モル%以上が好ましく、75モル%以上が特に好ましい。この合計の割合が前記下限値以上であれば、単位(u1)、単位(u2)それぞれによる効果が充分に発揮され、優れたパターニング性と細胞接着性とを両立できる。
全単位に対する単位(u1)と単位(u2)との合計の割合の上限は特に限定されず、100モル%であってもよい。
The total ratio of the unit (u1) and the unit (u2) is 65 mol% or more, preferably 70 mol% or more, based on all units (100 mol%) constituting the copolymer (A), 75 Mole% or more is particularly preferable. When the total ratio is equal to or greater than the lower limit, the effects of the units (u1) and (u2) are sufficiently exhibited, and both excellent patterning properties and cell adhesiveness can be achieved.
The upper limit of the total ratio of the unit (u1) and the unit (u2) with respect to all units is not particularly limited, and may be 100 mol%.
上記の単位(u1)の割合と単位(u2)の割合の合計が100モル%にならない場合があるが、この場合の残部は単位(u3)である。
したがって、共重合体(A)中の単位(u3)の割合は、全単位に対して35モル%以下であり、30モル%以下が好ましく、25モル%以下が特に好ましい。
共重合体(A)における各単位の割合は、例えば、1H−NMR(核磁気共鳴)法における各単位に特有のピークの積分比から求めることができる。
In some cases, the sum of the proportion of the unit (u1) and the proportion of the unit (u2) may not be 100 mol%, but the balance in this case is the unit (u3).
Therefore, the ratio of the unit (u3) in the copolymer (A) is 35 mol% or less, preferably 30 mol% or less, particularly preferably 25 mol% or less, based on all units.
The ratio of each unit in the copolymer (A) can be determined, for example, from the integral ratio of peaks peculiar to each unit in the 1 H-NMR (nuclear magnetic resonance) method.
(共重合体(A)の諸特性)
共重合体(A)の質量平均分子量(Mw)は、5,000〜200,000が好ましく、8,000〜150,000がより好ましく、10,000〜100,000が特に好ましい。質量平均分子量が前記範囲の下限値以上であれば、造膜性がより優れる。質量平均分子量が前記範囲の上限値以下であれば、塗布膜の平坦性がより優れる。
共重合体(A)の質量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によって測定される標準ポリメチルメタクリレート換算の値である。
(Various properties of copolymer (A))
The weight average molecular weight (Mw) of the copolymer (A) is preferably from 5,000 to 200,000, more preferably from 8,000 to 150,000, and particularly preferably from 10,000 to 100,000. When the mass average molecular weight is not less than the lower limit of the above range, the film forming property is more excellent. When the mass average molecular weight is not more than the upper limit of the above range, the flatness of the coating film is more excellent.
The mass average molecular weight (Mw) of the copolymer (A) is a value in terms of standard polymethyl methacrylate measured by gel permeation chromatography (GPC).
共重合体(A)のガラス転移温度(Tg)は、−25〜70℃が好ましく、−20〜50℃が特に好ましい。ガラス転移温度が前記範囲の下限値以上であれば、塗布膜厚の均一性がより優れる。ガラス転移温度が前記範囲の上限値以下であれば、細胞非接着性がより優れる。
共重合体(A)のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定(DSC)法で測定したゴム状態からガラス状態へ変化する際の中間点ガラス転移温度を意味する。
The glass transition temperature (Tg) of the copolymer (A) is preferably from -25 to 70 ° C, particularly preferably from -20 to 50 ° C. If the glass transition temperature is not less than the lower limit of the above range, the uniformity of the coating film thickness is more excellent. If the glass transition temperature is not more than the upper limit of the above range, cell non-adhesiveness is more excellent.
The glass transition temperature (Tg) of the copolymer (A) means a midpoint glass transition temperature when changing from a rubber state to a glass state measured by a differential scanning calorimetry (DSC) method.
(共重合体(A)の製造方法)
共重合体(A)は、溶液重合法、バルク重合法、乳化重合法等の公知の重合法によって製造できる。重合法としては、溶液重合法が好ましい。
重合時には連鎖移動剤を用いてもよい。連鎖移動剤を用いることで、共重合体(A)の質量平均分子量を調整できる。連鎖移動剤としては、たとえば下式(S1)で表されるチオール系連鎖移動剤が挙げられる。
HS−CR5R6R7 (S1)
ただし、R5及びR6はそれぞれ独立に、水素原子、又は水素原子の一部が置換されていてもよいアルキル基であり、R7は、水素原子の一部が置換されていてもよいアルキル基、水素原子の一部が置換されていてもよいシクロアルキル基、水素原子の一部が置換されていてもよいアリール基、又は水素原子の一部が置換されていてもよいヘテロアリール基であり、R5〜R7のうちの2つ又は3つが連結して環構造を形成してもよい。
(Production method of copolymer (A))
The copolymer (A) can be produced by a known polymerization method such as a solution polymerization method, a bulk polymerization method, or an emulsion polymerization method. As the polymerization method, a solution polymerization method is preferable.
A chain transfer agent may be used during the polymerization. By using a chain transfer agent, the mass average molecular weight of the copolymer (A) can be adjusted. Examples of the chain transfer agent include a thiol chain transfer agent represented by the following formula (S1).
HS-CR 5 R 6 R 7 (S1)
However, R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group in which part of the hydrogen atom may be substituted, and R 7 is an alkyl in which part of the hydrogen atom may be substituted. A group, a cycloalkyl group in which part of the hydrogen atom may be substituted, an aryl group in which part of the hydrogen atom may be substituted, or a heteroaryl group in which part of the hydrogen atom may be substituted Yes, two or three of R 5 to R 7 may be linked to form a ring structure.
R5〜R7のアルキル基中の水素原子の一部が置換されている場合、その置換基としては、例えば、水酸基等が挙げられる。R7のシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基中の水素原子の一部が置換されている場合、その置換基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。 When a part of hydrogen atoms in the alkyl group of R 5 to R 7 are substituted, examples of the substituent include a hydroxyl group. When a part of hydrogen atoms in the cycloalkyl group, aryl group or heteroaryl group of R 7 is substituted, examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a carbon atom having 1 to 6 carbon atoms. An alkoxy group, a halogen atom, etc. are mentioned.
R5及びR6としては、それぞれ、水素原子又は炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐のアルキル基が好ましく、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
R7としては、水素原子の一部が水酸基で置換されていてもよい炭素数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数4〜6のヘテロアリール基(たとえばフリル基、ピリジル基等)が好ましい。
R5〜R7のうちの2つ又は3つが連結して環構造を形成する場合、該環構造は、脂環構造でもよく芳香環構造でもよい。また、単環式でもよく多環式でもよい。たとえばR5〜R7のうちの2つが結合して形成される環構造の例として、炭素数3〜6のシクロアルカン構造が挙げられる。
R 5 and R 6 are each preferably a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
R 7 includes a straight or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and an aryl having 6 to 10 carbon atoms, in which part of the hydrogen atoms may be substituted with a hydroxyl group. And a heteroaryl group having 4 to 6 carbon atoms (for example, a furyl group, a pyridyl group, etc.) are preferable.
When two or three of R 5 to R 7 are linked to form a ring structure, the ring structure may be an alicyclic structure or an aromatic ring structure. Further, it may be monocyclic or polycyclic. For example, as examples of two of the ring structure formed by combining one of R 5 to R 7, include cycloalkane structure having 3 to 6 carbon atoms.
前記チオール系連鎖移動剤の具体例としては、ドデカンチオール、オクタデカンチオール、チオグリセロール、2−エチルヘキサンチオール、シクロヘキシルメルカプタン、フルフリルメルカプタン、ベンジルチオール等が挙げられる。低臭気性の点から、チオグリセロールが特に好ましい。 Specific examples of the thiol chain transfer agent include dodecanethiol, octadecanethiol, thioglycerol, 2-ethylhexanethiol, cyclohexyl mercaptan, furfuryl mercaptan, and benzylthiol. From the viewpoint of low odor, thioglycerol is particularly preferred.
重合時に連鎖移動剤を用いた場合、得られる共重合体(A)の主鎖末端の少なくとも一方は、連鎖移動剤に由来する基を有する。たとえば前記チオール系連鎖移動剤を用いた場合、得られる共重合体(A)の主鎖末端の少なくとも一方は下式(IV)で表される基を有する。
−S−CR5R6R7 (IV)
ただし、R5〜R7は上述したとおりである。
When a chain transfer agent is used during polymerization, at least one of the main chain ends of the copolymer (A) obtained has a group derived from the chain transfer agent. For example, when the thiol chain transfer agent is used, at least one of the ends of the main chain of the copolymer (A) obtained has a group represented by the following formula (IV).
-S-CR 5 R 6 R 7 (IV)
However, R 5 to R 7 are as described above.
<光酸発生剤(B)>
光酸発生剤(B)としては、光を照射することによって酸を発生する化合物であればよく、例えば公知の光酸発生剤が挙げられる。
<Photoacid generator (B)>
As a photo-acid generator (B), what is necessary is just a compound which generate | occur | produces an acid by irradiating light, for example, a well-known photo-acid generator is mentioned.
光酸発生剤(B)としては、波長365nmにおける吸光係数が400mL・g−1・cm−1以下である光酸発生剤が好ましく、200mL・g−1・cm−1以下である光酸発生剤が特に好ましい。吸光係数が前記範囲の上限値以下であれば、バイオチップ上の細胞等を蛍光分析する際に、バイオチップの細胞非接着性膜から発生するノイズとなる光が抑制される。ノイズとなる光とは、レーザ光励起型蛍光分析装置で測定した際に蛍光として観測される光である。このような光の発生原因は定かではないが、自家蛍光又は散乱による迷光が考えられる。
光酸発生剤(B)の波長365nmにおける吸光係数の下限は特に限定されないが、例えば1mL・g−1・cm−1以上であってよく、10mL・g−1・cm−1以上であってよい。
As the photoacid generator (B), a photoacid generator having an extinction coefficient of 400 mL · g −1 · cm −1 or less at a wavelength of 365 nm is preferable, and a photoacid generator having a absorbance of 200 mL · g −1 · cm −1 or less is preferred. Agents are particularly preferred. If the extinction coefficient is equal to or less than the upper limit of the above range, light that becomes noise generated from the cell non-adhesive film of the biochip is suppressed when fluorescence analysis is performed on cells on the biochip. The light that becomes noise is light that is observed as fluorescence when measured by a laser beam excitation type fluorescence analyzer. Although the cause of the generation of such light is not clear, stray light due to autofluorescence or scattering can be considered.
The lower limit of the extinction coefficient at a wavelength of 365 nm of the photoacid generator (B) is not particularly limited, and may be, for example, 1 mL · g −1 · cm −1 or more, and 10 mL · g −1 · cm −1 or more Good.
光酸発生剤(B)としては、トリアリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、スルホニルジアゾメタン等が挙げられる。 Examples of the photoacid generator (B) include triarylsulfonium salts, diaryliodonium salts, sulfonyldiazomethane, and the like.
トリアリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩のカチオン部分の具体例としては、トリフェニルスルホニウム、ジフェニル−4−メチルフェニルスルホニウム、トリス(4−メチルフェニル)スルホニウム、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウム、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム、ジフェニルヨードニウム、4−イソプロピル−4’−メチルジフェニルヨードニウム、4−メチル−4’−メチルプロピルジフェニルヨードニウム、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウム等が挙げられる。 Specific examples of the cation moiety of the triarylsulfonium salt and diaryliodonium salt include triphenylsulfonium, diphenyl-4-methylphenylsulfonium, tris (4-methylphenyl) sulfonium, diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium, 4- (phenylthio) phenyldiphenylsulfonium, diphenyliodonium, 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium, 4-methyl-4′-methylpropyldiphenyliodonium, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium, 4-methoxyphenyl Examples thereof include phenyliodonium.
トリアリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩のアニオン部分の具体例としては、トリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボレート、トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート、トリス(ヘプタフルオロプロピル)トリフルオロホスフェート、トリス(ノナフルオロイソブチル)トリフルオロホスフェート、ビス(ノナフルオロイソブチル)テトラフルオロホスフェート等が挙げられる。 Specific examples of the anion moiety of the triarylsulfonium salt and diaryliodonium salt include trifluoromethanesulfonate, nonafluorobutanesulfonate, hexafluorophosphate, tetrafluoroborate, tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate, and tris (heptafluoropropyl). Examples thereof include trifluorophosphate, tris (nonafluoroisobutyl) trifluorophosphate, bis (nonafluoroisobutyl) tetrafluorophosphate, and the like.
スルホニルジアゾメタンの具体例としてはビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。 Specific examples of the sulfonyldiazomethane include bis (phenylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, and bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane.
光酸発生剤(B)としては、細胞非接着性膜から発生する蛍光が小さく、光硬化性能に優れる点から、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムトリス(ヘプタフルオロプロピル)トリフルオロホスフェート、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムトリス(ノナフルオロイソブチル)トリフルオロホスフェート、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムビス(ノナフルオロイソブチル)テトラフルオロホスフェート、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタンが好ましい。 As the photoacid generator (B), 4- (phenylthio) phenyldiphenylsulfonium tris (heptafluoropropyl) trifluorophosphate, 4- (phenylthio) phenyldiphenylsulfonium tris (4-fluorophenyl) trifluorophosphate, (Phenylthio) phenyldiphenylsulfonium tris (nonafluoroisobutyl) trifluorophosphate, 4- (phenylthio) phenyldiphenylsulfonium bis (nonafluoroisobutyl) tetrafluorophosphate, 4- (phenylthio) phenyldiphenylsulfonium (pentafluoroethyl) trifluorophosphate Diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium nonafluor Butane sulfonate, bis (phenylsulfonyl) diazomethane, bis (p- toluenesulfonyl) diazomethane is preferred.
光酸発生剤は市販品を用いてもよく、BASF社製のIRGACURE(登録商標)250;サンアプロ社製のCPI(登録商標)−100P、CPI(登録商標)−210S;和光純薬工業社製のWPAG199等が挙げられる。
光酸発生剤は、1種を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
Commercially available photoacid generators may be used, such as IRGACURE (registered trademark) 250 manufactured by BASF; CPI (registered trademark) -100P, CPI (registered trademark) -210S manufactured by San Apro; manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. WPAG199 and the like.
A photo-acid generator may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
本感光性組成物に含まれ得る他の成分としては、例えば、共重合体(A)以外の共重合体、溶媒、光増感剤、酸化防止剤、熱重合開始剤、熱重合防止剤、接着促進剤、レベリング剤、消泡剤、沈殿防止剤、分散剤、可塑剤、増粘剤等、その他の添加剤等が挙げられる。 Examples of other components that can be included in the photosensitive composition include copolymers other than the copolymer (A), solvents, photosensitizers, antioxidants, thermal polymerization initiators, thermal polymerization inhibitors, Other additives such as adhesion promoters, leveling agents, antifoaming agents, suspending agents, dispersants, plasticizers, thickeners and the like can be mentioned.
共重合体(A)は室温で流動性があるため、本感光性組成物は、溶媒を含まなくても塗布可能であるが、塗布性の向上のため、溶媒をさらに含んでもよい。
溶媒としては、共重合体(A)及び光酸発生剤(B)を溶解又は分散させるものであればよく、溶解させるものが好ましい。
Since the copolymer (A) is fluid at room temperature, the present photosensitive composition can be applied without containing a solvent, but may further contain a solvent for improving the applicability.
As a solvent, what is necessary is just to melt | dissolve or disperse | distribute a copolymer (A) and a photo-acid generator (B), and what dissolves is preferable.
溶媒の具体例としては、1H−トリデカフルオロヘキサン(旭硝子社製、アサヒクリン(登録商標)AC2000)、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−トリデカフルオロオクタン(旭硝子社製、アサヒクリン(登録商標)AC6000)、1,1,2,2−テトラフルオロ−1−(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン(旭硝子社製、アサヒクリン(登録商標)AE3000)、ジクロロペンタフルオロプロパン(旭硝子社製、アサヒクリン(登録商標)AK−225)、1、1、1、2、3、4、4、5、5、5−デカフルオロ−3−メトキシ−2−(トリフルオロメチル)ペンタン(旭硝子社製、サイトップ(登録商標)CT−solv100E)、1−メトキシノナフルオロブタン(スリーエムジャパン社製、Novec(登録商標)7100)、1−エトキシノナフルオロブタン(スリーエムジャパン社製、Novec(登録商標)7200)、1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロ−4−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロポキシ)ペンタン(スリーエムジャパン社製、Novec(登録商標)7600)、2H,3H−ペルフルオロペンタン(三井・デュポンフロロケミカル社製、Vertrel(登録商標)XF)、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロ−1−オクタノール、4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−トリデカフルオロ−1−ノナノール、ヘキサフルオロベンゼン、ヘキサフルオロ−2−プロパノール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンタノール、1H,1H,7H−ドデカフルオロ−1−ヘプタノール等の含フッ素化合物類;シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルアミルケトン、2−ブタノン等の非フッ素ケトン類;乳酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ベンジル、メチルセルソルブアセテート、エチルセルソルブアセテート、プロピレングリコールメチルエチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレンカーボネート等のエステル類;ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、アニソール、ジグライム、トリグライム等のエーテル類等が挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
上記の中でも、溶解性が高く、沸点が高く製膜性に優れる点から、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ヘキサフルオロ−2−プロパノール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンタノール、1H,1H,7H−ドデカフルオロ−1−ヘプタノールが好ましい。
Specific examples of the solvent include 1H-tridecafluorohexane (Asahi Glass Co., Ltd., ASAHIKLIN (registered trademark) AC2000), 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6. , 6-Tridecafluorooctane (Asahi Glass Co., Ltd., Asahiklin (registered trademark) AC6000), 1,1,2,2-tetrafluoro-1- (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane (Asahi Glass Co., Ltd.) , ASAHIKLIN (registered trademark) AE3000), dichloropentafluoropropane (Asahi Glass Co., Ltd., ASAHIKLIN (registered trademark) AK-225), 1, 1, 1, 2, 3, 4, 4, 5, 5, 5- Decafluoro-3-methoxy-2- (trifluoromethyl) pentane (Asahi Glass Co., Cytop (registered trademark) CT-solv100E), 1-methoxynonafluorobutane (3M Japan) Novec (registered trademark) 7100), 1-ethoxynonafluorobutane (manufactured by 3M Japan, Novec (registered trademark) 7200), 1,1,1,2,3,3-hexafluoro-4- (1, 1,2,3,3,3-hexafluoropropoxy) pentane (manufactured by 3M Japan, Novec (registered trademark) 7600), 2H, 3H-perfluoropentane (manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd., Vertrel (registered trademark) XF) ), 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluoro-1-octanol, 4,4,5,5,6,6,7, 7,8,8,9,9,9-tridecafluoro-1-nonanol, hexafluorobenzene, hexafluoro-2-propanol, 2,2,3,3,4,4,5,5-octa Fluoro-containing compounds such as luro-1-pentanol, 1H, 1H, 7H-dodecafluoro-1-heptanol; non-fluorine ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone, methyl amyl ketone, 2-butanone; ethyl lactate, benzoic acid Esters such as methyl acid, ethyl benzoate, benzyl benzoate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol methyl ethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene carbonate; diethylene glycol methyl ethyl Examples include ethers such as ether, tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane, diethoxyethane, anisole, diglyme, and triglyme. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol methyl ethyl ether, hexafluoro-2-propanol, 2,2,3 because of its high solubility, high boiling point and excellent film-forming properties , 3,4,4,5,5-octafluoro-1-pentanol, 1H, 1H, 7H-dodecafluoro-1-heptanol is preferred.
<各成分の割合>
共重合体(A)の割合は、本感光性組成物の全量(100質量%)に対し、1〜99.9質量%が好ましく、5〜80質量%が特に好ましい。
光酸発生剤(B)の割合は、本感光性組成物の全量に対し、0.1〜10質量%が好ましく、1〜5質量%が特に好ましい。
溶媒の割合は、本感光性組成物の全量に対し、0〜98.9質量%が好ましく、15〜94質量%が特に好ましい。
溶媒以外の他の成分の割合は、本感光性組成物の全量に対し、0〜98.9質量%が好ましく、0〜94質量%が特に好ましい。
<Ratio of each component>
1-99.9 mass% is preferable with respect to the whole quantity (100 mass%) of this photosensitive composition, and, as for the ratio of a copolymer (A), 5-80 mass% is especially preferable.
0.1-10 mass% is preferable with respect to the whole quantity of this photosensitive composition, and, as for the ratio of a photo-acid generator (B), 1-5 mass% is especially preferable.
0-98.9 mass% is preferable with respect to the whole quantity of this photosensitive composition, and, as for the ratio of a solvent, 15-94 mass% is especially preferable.
The ratio of components other than the solvent is preferably 0 to 98.9% by mass and particularly preferably 0 to 94% by mass with respect to the total amount of the photosensitive composition.
<作用効果>
本感光性組成物にあっては、単位(u1)と単位(u2)とを特定の割合で有する共重合体(A)と光酸発生剤(B)を含むため、厚さ方向に貫通した孔又は溝が形成された細胞非接着性膜を良好なパターニング性で形成できる。例えば直径50μm以下の孔が形成された細胞非接着性膜を形成できる。
この細胞非接着性膜が基材の表面に設けられたバイオチップにあっては、その表面の細胞非接着性膜の部分を細胞非接着部として、細胞非接着性膜の孔又は溝の部分、つまり基材が露出している部分を細胞接着部として利用できる。かかるバイオチップにあっては、バイオチップ上に配置した細胞が細胞接着部に集まるため、顕微鏡等による観察を行いやすい、同一の細胞を時間経過を追いながら観察できる等の利点がある。
<Effect>
In this photosensitive composition, since it contains a copolymer (A) having a specific proportion of units (u1) and units (u2) and a photoacid generator (B), it penetrated in the thickness direction. A cell non-adhesive film in which holes or grooves are formed can be formed with good patterning properties. For example, a non-cell-adhesive membrane having pores with a diameter of 50 μm or less can be formed.
In the biochip in which the cell non-adhesive membrane is provided on the surface of the base material, the portion of the cell non-adhesive membrane on the surface is defined as the cell non-adhesive portion, and the hole or groove portion of the cell non-adhesive membrane That is, the part where the substrate is exposed can be used as the cell adhesion part. Such a biochip has advantages such that cells arranged on the biochip gather at the cell adhesion portion, so that observation with a microscope or the like is easy, and the same cell can be observed over time.
〔バイオチップの製造方法〕
本発明のバイオチップの製造方法では、基材と、前記基材の表面に設けられ、厚さ方向に貫通した1以上の孔又は溝が形成された細胞非接着性膜とを有するバイオチップを製造する。
細胞非接着性膜は、前述の本感光性組成物を用いて形成される。具体的には、本感光性組成物を基材の表面に塗布して感光性膜を形成し、前記感光性膜の前記孔又は溝に対応した箇所以外の箇所を露光し、露光された感光性膜を現像して前記細胞非接着性膜を形成する。
以下、添付の図面を用い、実施形態を示して本発明のバイオチップの製造方法の製造方法を説明する。ただし本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
[Production method of biochip]
In the biochip manufacturing method of the present invention, a biochip having a base material and a non-cell-adhesive membrane provided on the surface of the base material and having one or more holes or grooves penetrating in the thickness direction is provided. To manufacture.
The cell non-adhesive film is formed using the above-described photosensitive composition. Specifically, the photosensitive composition is applied to the surface of a substrate to form a photosensitive film, and a portion other than the portion corresponding to the hole or groove of the photosensitive film is exposed, and the exposed photosensitive film is exposed. The cell membrane is developed to form the non-cell-adhesive membrane.
Hereinafter, the manufacturing method of the manufacturing method of the biochip of the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
図1は、本発明のバイオチップの製造方法の一実施形態における各工程を示す断面図である。
本実施形態のバイオチップの製造方法は、下記の工程を有する。
工程(a):本感光性組成物を基材10の表面に塗布して感光性膜12を形成する工程。
工程(b):感光性膜12を所定パターンで露光する工程。
工程(c):必要に応じて、露光された感光性膜12に加熱処理を施す工程。
工程(d):露光された感光性膜12を、現像液で現像して所定パターンの細胞非接着性膜18を形成する工程。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing each step in one embodiment of the biochip manufacturing method of the present invention.
The biochip manufacturing method of the present embodiment includes the following steps.
Step (a): A step of applying the photosensitive composition to the surface of the
Step (b): A step of exposing the
Step (c): A step of heat-treating the exposed
Step (d): A step of developing the exposed
(工程(a))
図1に示すように、本感光性組成物を基材10の表面に塗布して湿潤状態の感光性膜(図示略)を形成し、必要に応じて乾燥(以下、プリベークとも記す。)することによって乾燥状態の感光性膜12を形成する。
(Process (a))
As shown in FIG. 1, the photosensitive composition is applied to the surface of a
基材10としては、典型的には、本感光性組成物から形成される細胞非接着性膜18よりも表面に細胞が接着しやすい基材が用いられる。
基材10としては、各種のガラス板;熱可塑性プラスチックシート;シリコンウェハ;ステンレス鋼(SUS)、アルミニウム等の金属基板;銅箔等の金属箔を表面に貼りつけた樹脂基板等が挙げられる。熱可塑性プラスチックシートの材質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等が挙げられる。バイオチップが蛍光分析用である場合は、蛍光強度の小さい基材が好ましい。
基材10としては、耐熱性の点から、ガラス板、特に石英ガラス板が好ましい。
As the
Examples of the
The
塗布方法としては、スプレー法、ロールコート法、スピンコート法、バー塗布法等が挙げられる。
湿潤状態の感光性膜をプリベークすることによって、溶媒(C)が揮発し、流動性のない乾燥状態の感光性膜12が得られる。プリベーク条件は、各成分の種類、配合割合等によっても異なるが、50〜120℃、10〜2,000秒間が好ましい。
乾燥状態の感光性膜12の厚さは、特に制限されないが、0.01〜100μmが好ましく、0.1〜50μmがより好ましい。
Examples of the coating method include a spray method, a roll coating method, a spin coating method, and a bar coating method.
By prebaking the wet photosensitive film, the solvent (C) is volatilized, and a dry
The thickness of the
(工程(b))
工程(a)の後、図1に示すように、所定パターンのマスク20を介して感光性膜12に光源22からの光を照射(露光)する。
露光された感光性膜12の露光部14においては、光酸発生剤(B)から酸が発生し、この酸の作用によって、共重合体(A)における単位(u1)の環状エーテル基同士の反応による架橋構造の形成、つまり硬化が進行する。
(Process (b))
After the step (a), as shown in FIG. 1, the
In the exposed
マスク20のパターンは、形成する細胞非接着性膜18の孔又は溝に対応したパターンである。マスク20を介して露光したときに、感光性膜12の前記孔又は溝に対応した箇所以外の箇所が露光されるようになっている。
光としては、波長100〜500nmの光線が好ましく、200〜450nmの光線がより好ましく、i線(365nm)が特に好ましい。
光源としては、高圧水銀灯、(紫外線)LED、レーザ等が好ましい。
露光量は、5〜10,000mJ/cm2の範囲が好ましい。
The pattern of the
The light is preferably a light beam having a wavelength of 100 to 500 nm, more preferably a light beam having a wavelength of 200 to 450 nm, and particularly preferably i-line (365 nm).
As the light source, a high-pressure mercury lamp, (ultraviolet) LED, laser or the like is preferable.
The exposure amount is preferably in the range of 5 to 10,000 mJ / cm 2 .
(工程(c))
工程(b)の後、必要に応じて、露光された感光性膜12に加熱処理、いわゆる露光後加熱(PEB)処理を施す。これにより、露光部14での架橋構造の形成(硬化)が促進される。
加熱処理はホットプレート、オーブン等の公知の加熱装置を用いて行うことができる。
加熱処理の条件は、60〜200℃、60〜600秒間が好ましい。
(Process (c))
After the step (b), if necessary, the exposed
The heat treatment can be performed using a known heating device such as a hot plate or an oven.
The conditions for the heat treatment are preferably 60 to 200 ° C. and 60 to 600 seconds.
(工程(d))
工程(b)の後、又は工程(c)の後、図1に示すように、露光された感光性膜12を、現像液で現像し、未露光部16を除去して所定パターンの細胞非接着性膜18を形成する。
感光性膜12の露光部14は、硬化しているため、未露光部16に比べて現像液に対する溶解性が低くなっている。そのため、露光された感光性膜12を現像したときに、未露光部16は現像液に溶解、除去され、一方、露光部14は溶解せずに残る。これにより、未露光部16の位置に孔又は溝24が形成された細胞非接着性膜18が得られる。細胞非接着性膜18は、本感光性組成物の硬化物からなる硬化膜である。
細胞非接着性膜18のタンパク質吸着率Qは、2%以下が好ましく、1%以下がより好ましく、0.6%以下がさらに好ましく、0.2%以下が特に好ましい。タンパク質吸着率Qが低いほど、細胞非接着性に優れる。
(Process (d))
After the step (b) or after the step (c), as shown in FIG. 1, the exposed
Since the exposed
The protein adsorption rate Q of the
現像液としては、共重合体(A)(未硬化)を溶解させるものであればよく、例えば前記溶媒と同様の溶媒が挙げられる。
現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、シャワー法等が挙げられる。
現像時間は、30〜180秒間が好ましい。
現像後、細胞非接着性膜18を水洗浄(リンス)してもよい。リンスの時間は、30〜90秒間が好ましい。
リンス後は、細胞非接着性膜18を乾燥させることが好ましい。
The developer is not particularly limited as long as it dissolves the copolymer (A) (uncured), and examples thereof include the same solvents as those described above.
Examples of the developing method include a liquid piling method, a dipping method, and a shower method.
The development time is preferably 30 to 180 seconds.
After the development, the
After rinsing, the
本発明のバイオチップの製造方法で形成される細胞非接着性膜の厚さに制限はないが、0.01〜100μmが好ましく、0.1〜50μmがより好ましい。
細胞非接着性膜に形成される孔又は溝の形状に特に制限はない。
孔のサイズに制限はないが、例えば平面視で円形状である場合、直径が1〜1000μmが好ましく、10〜500μmがより好ましい。孔と孔の間隔に制限はないが、隣接する孔どうしの距離は、1〜1000μmが好ましく、10〜500μmがより好ましい。
溝の幅に制限はないが、1〜2000μmが好ましく、10〜1000μmがより好ましい。溝と溝との間隔に制限はないが、1〜2000μmが好ましく、10〜1000μmがより好ましい。
Although there is no restriction | limiting in the thickness of the cell non-adhesion film | membrane formed with the manufacturing method of the biochip of this invention, 0.01-100 micrometers is preferable and 0.1-50 micrometers is more preferable.
There are no particular restrictions on the shape of the holes or grooves formed in the non-cell-adhesive membrane.
Although there is no restriction | limiting in the size of a hole, For example, when it is circular shape by planar view, 1-1000 micrometers is preferable in diameter, and 10-500 micrometers is more preferable. Although there is no restriction | limiting in the space | interval of a hole, 1-1000 micrometers is preferable and, as for the distance between adjacent holes, 10-500 micrometers is more preferable.
Although there is no restriction | limiting in the width | variety of a groove | channel, 1-2000 micrometers is preferable and 10-1000 micrometers is more preferable. Although there is no restriction | limiting in the space | interval of a groove | channel, 1-2000 micrometers is preferable and 10-1000 micrometers is more preferable.
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
例1〜18のうち、例1〜10、14〜18は実施例であり、例11〜13は比較例である。
各例で用いた評価方法、材料を以下に示した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these.
Of Examples 1 to 18, Examples 1 to 10 and 14 to 18 are examples, and Examples 11 to 13 are comparative examples.
The evaluation methods and materials used in each example are shown below.
<評価方法>
(1H−NMR)
化合物の1H−NMRスペクトルは、FT−NMR装置(日本電子社製、JNM−AL300)を用いて測定した。
<Evaluation method>
(1 H-NMR)
The 1 H-NMR spectrum of the compound was measured using an FT-NMR apparatus (manufactured by JEOL Ltd., JNM-AL300).
(質量平均分子量、数平均分子量)
重合体の質量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)はそれぞれ、高速ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)装置(東ソー社製、HLC−8220)によって得られたクロマトグラムから、分子量既知の標準ポリメチルメタクリレート試料を用いて作成した検量線を用いて求めた。
(Mass average molecular weight, number average molecular weight)
The weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the polymer were respectively determined from standard chromatograms with known molecular weights from chromatograms obtained by a high-speed gel permeation chromatography (GPC) apparatus (manufactured by Tosoh Corporation, HLC-8220). It calculated | required using the calibration curve created using the methylmethacrylate sample.
(ガラス転移温度)
重合体のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(TA Instrument社製(DSC Q−100)により求めた。
(Glass-transition temperature)
The glass transition temperature (Tg) of the polymer was determined by a differential scanning calorimeter (TA Instruments (DSC Q-100)).
(解像度)
4インチ石英ガラス基板上に感光性組成物を、2,000回転/分で30秒間スピンコートし、ホットプレートを用い、100℃で300秒間加熱して乾燥塗膜(感光性膜)を形成した。
次いで、光源として高圧水銀ランプを用い、マスク(直径50μmの円形ホールパターンを形成できるマスク)を介して、露光エネルギーが800mJ/cm2となるように乾燥塗膜を露光して、乾燥塗膜の一部(露光部)を硬化させた。その後、乾燥塗膜の硬化を促進するために、ホットプレートを用い、120℃で120秒間加熱した。
露光した乾燥塗膜に対し、現像液としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を用いて、ディップ現像を60秒間行い、マスクに対応するホールパターンを有する硬化膜(細胞非接着性膜)を形成した。現像により除去されなかった部分の硬化膜の厚さは3.0μmであった。
硬化膜を顕微鏡(KEYENCE社製、VHX DIGITAL MICROSCOPE)で観察し、50μmのホールが開口した場合を解像度が良好(○)であると判定した。50μmのホールが開口しなかった、又はパターンが残らなかった場合は不良(×)と判定した。
(resolution)
A photosensitive composition was spin-coated on a 4-inch quartz glass substrate at 2,000 rpm for 30 seconds and heated at 100 ° C. for 300 seconds using a hot plate to form a dry coating film (photosensitive film). .
Next, using a high-pressure mercury lamp as a light source, the dried coating film is exposed through a mask (a mask capable of forming a circular hole pattern having a diameter of 50 μm) so that the exposure energy is 800 mJ / cm 2 . A part (exposed part) was cured. Then, in order to accelerate | stimulate hardening of a dry coating film, it heated at 120 degreeC for 120 second using the hotplate.
The exposed dried coating film was subjected to dip development for 60 seconds using propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) as a developer to form a cured film (cell non-adhesive film) having a hole pattern corresponding to the mask. . The thickness of the cured film at the portion not removed by development was 3.0 μm.
The cured film was observed with a microscope (manufactured by KEYENCE, VHX DIGITAL MICROSCOPE), and it was determined that the resolution was good (◯) when a 50 μm hole was opened. When a 50 μm hole was not opened or a pattern did not remain, it was judged as defective (×).
(タンパク質接着性)
下記手順(1)〜(6)によりタンパク質吸着率Qを求めた。
(1)ウェルの準備:
24ウェルのマイクロプレート(AGCテクノグラス社製)の3ウェルにそれぞれ感光性組成物の2.2mLを分注(1ウェル毎に2.2mL分注)し、1日間放置して溶媒を揮発させて乾燥塗膜を形成し、この乾燥塗膜全体を、露光エネルギーが800mJ/cm2となるように露光して、ウェル表面に被覆層(細胞非接着性膜)を形成した。
(Protein adhesion)
The protein adsorption rate Q was determined by the following procedures (1) to (6).
(1) Well preparation:
Dispense 2.2 mL of the photosensitive composition into 3 wells of a 24-well microplate (manufactured by AGC Techno Glass Co., Ltd.) (leaving 2.2 mL for each well) and let stand for 1 day to evaporate the solvent. A dried coating film was formed, and the entire dried coating film was exposed to an exposure energy of 800 mJ / cm 2 to form a coating layer (cell non-adhesive film) on the well surface.
(2)発色液、タンパク質溶液の調製:
発色液は、ペルオキシダーゼ発色液(3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMBZ)、KPL社製)の50mLと、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジンペルオキシダーゼ基質(TMB Peroxidase Substrate)(KPL社製)の50mLとを混合したものを使用した。また、タンパク質溶液として、タンパク質(POD−goat anti mouse IgG、Biorad社)をリン酸緩衝溶液(D−PBS、Sigma社製)で16,000倍に希釈したものを使用した。
(2) Preparation of coloring solution and protein solution:
The coloring solution was 50 mL of peroxidase coloring solution (3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine (TMBZ), manufactured by KPL) and 3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine peroxidase substrate (TMB). A mixture of 50 mL of Peroxidase Substrate (manufactured by KPL) was used. As the protein solution, a protein (POD-goat anti mouse IgG, Biorad) diluted 16,000 times with a phosphate buffer solution (D-PBS, Sigma) was used.
(3)タンパク質の吸着:
上記(1)で得られた被覆層を形成した24ウェルマイクロプレートにおいて、それぞれ被覆層を形成したウェルにそれぞれ前記タンパク質溶液の2mLを分注し(1ウェル毎に2mL分注)、室温で1時間放置した。ブランクとして、何も被覆されていない96ウェルマイクロプレートにおいて、3ウェルにそれぞれ前記タンパク質溶液の2μLを分注(1ウェル毎に2μL分注)した。
(3) Protein adsorption:
In the 24-well microplate formed with the coating layer obtained in (1) above, 2 mL of the protein solution was dispensed into each well in which the coating layer was formed (2 mL dispensing for each well), and 1 mL at room temperature. Left for hours. As a blank, in a 96-well microplate without any coating, 2 μL of the protein solution was dispensed into 3 wells (2 μL was dispensed per well).
(4)ウェルの洗浄:
上記(3)でタンパク質の吸着を行った24ウェルマイクロプレートを、界面活性剤(Tween20、和光純薬社製)を0.05質量%含ませたリン酸緩衝溶液(D−PBS(ダルベッコリン酸緩衝生理食塩水)、Sigma社製)の4mLで4回洗浄した(1ウェル毎に4mLを使用)。
(4) Well washing:
A phosphate buffer solution (D-PBS (Dulbeccolic acid) containing 0.05% by mass of a surfactant (
(5)発色液の分注:
上記(4)での洗浄を終えた24ウェルマイクロプレートに、前記発色液の2mLを分注し(1ウェル毎に2mLを使用)、7分間発色反応を行った後、2N硫酸の1mLを加えることで(1ウェル毎に1mLを使用)発色反応を停止させた。ブランクは、96ウェルマイクロプレートの各ウェルに、発色液の100μLを分注し(1ウェル毎に100μLを使用)、7分間発色反応を行い、2N硫酸の50μLを加えることで(1ウェル毎に50μLを使用)発色反応を停止させた。
(5) Dispensing of coloring solution:
Dispense 2 mL of the chromogenic solution (use 2 mL per well) to the 24-well microplate that has been washed in (4) above, perform a color reaction for 7 minutes, and then add 1 mL of 2N sulfuric acid. The color reaction was stopped by using 1 mL per well. In the blank, 100 μL of the coloring solution was dispensed into each well of a 96-well microplate (use 100 μL for each well), color development reaction was performed for 7 minutes, and 50 μL of 2N sulfuric acid was added (per well). The color reaction was stopped.
(6)吸光度測定及びタンパク質吸着率Qの計算:
上記(5)で発色液の分注を行った24ウェルマイクロプレートの各ウェルから150μLの液を取り、それぞれ96ウェルマイクロプレートの3ウェルに移し、MTP−810Lab(コロナ電気社製)により波長450nmの吸光度を測定した。ここで、ブランクの吸光度(N=3)の平均値をA0とした。24ウェルマイクロプレートから96ウェルマイクロプレートに移動させた液の吸光度をA1とし、タンパク質吸着率Q1を下式により求めた。求めた3つのタンパク質吸着率Q1の平均値をタンパク質吸着率Qとした。該タンパク質吸着率は2%以下が好ましく、1%以下が特に好ましい。
Q1=A1/{A0×(100/ブランクのタンパク質溶液の分注量)}×100
=A1/{A0×(100/2μL)}×100 [%]
(6) Absorbance measurement and calculation of protein adsorption rate Q:
150 μL of liquid is taken from each well of the 24-well microplate to which the color developing solution has been dispensed in (5) above, transferred to 3 wells of a 96-well microplate, and a wavelength of 450 nm using MTP-810Lab (Corona Electric Co., Ltd.). The absorbance was measured. Here, the average absorbance of the blank (N = 3) was A 0. The absorbance of the liquid is moved from the 24-well microplates in 96-well microplates and A 1, the protein adsorption rate Q 1 was determined by the following equation. Three average protein adsorption rate Q 1 obtained was protein adsorption rate Q. The protein adsorption rate is preferably 2% or less, particularly preferably 1% or less.
Q 1 = A 1 / {A 0 × (100 / amount of dispensed blank protein solution)} × 100
= A 1 / {A 0 × (100/2 μL)} × 100 [%]
<材料>
(単量体)
PEG9MA:メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(CH2=C(CH3)−COO−(C2H4O)9−CH3)(日油社製、ブレンマーPME400)。
PEG3MA:エトキシポリエチレングリコールメタクリレート(CH2=C(CH3)−COO−(C2H4O)3−C2H5)(ポリマーサイエンス社製)。
GMA:グリシジルメタクリレート(東京化成工業社製)。
OXMA:(3−エチルオキセタン−3−イル)メチルメタクリレート(大阪有機化学工業社製)。
ECHMA:3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(ダイセル社製)。
C12MA:n−ドデシルメタクリレート(東京化成工業社製)。
C18MA:ステアリルメタクリレート(東京化成工業社製)。
<Material>
(Monomer)
PEG9MA: methoxy polyethylene glycol methacrylate (CH 2 = C (CH 3 ) -COO- (C 2 H 4 O) 9 -CH 3) ( manufactured by NOF Corporation, Blemmer PME400).
PEG3MA: ethoxy polyethylene glycol methacrylate (CH 2 = C (CH 3 ) -COO- (C 2 H 4 O) 3 -C 2 H 5) ( manufactured by Polymer Science).
GMA: glycidyl methacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.).
OXMA: (3-ethyloxetane-3-yl) methyl methacrylate (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.).
ECHMA: 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate (manufactured by Daicel).
C12MA: n-dodecyl methacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.).
C18MA: Stearyl methacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.).
(溶媒)
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート。
(重合開始剤)
V65:2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、V−65)。
(連鎖移動剤)
チオグリセロール(東京化成工業社製)。
(光酸発生剤)
CPI210S:4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムトリス(ヘプタフルオロプロピル)トリフルオロホスフェート(サンアプロ社製、CPI(登録商標)−210S、波長365nmにおける吸光係数:98mL・g−1・cm−1)。
(solvent)
PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate.
(Polymerization initiator)
V65: 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, V-65).
(Chain transfer agent)
Thioglycerol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.).
(Photoacid generator)
CPI210S: 4- (phenylthio) phenyldiphenylsulfonium tris (heptafluoropropyl) trifluorophosphate (manufactured by San Apro, CPI (registered trademark) -210S, extinction coefficient at wavelength 365 nm: 98 mL · g −1 · cm −1 ).
<合成例1>
PEG9MAの5.0g、GMAの0.65g、V65の0.06g、チオグリセロールの0.03gをPGMEAの8.4gに溶解し、窒素雰囲気下で、50℃で24時間撹拌し、更に70℃で2時間撹拌して、重合体のPGMEA溶液を得た。得られたPGMEA溶液の固形分(重合体の含有量)、PGMEA溶液中の重合体の共重合比、質量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)、ガラス転移温度(Tg)を表2に示す。
ただし、共重合比は、共重合体を構成する各単位のモル比を示し、1H−NMR(d−Acetone、TMS)の3.6ppm、3.8ppmのシグナルから算出した。
<Synthesis Example 1>
5.0 g of PEG9MA, 0.65 g of GMA, 0.06 g of V65 and 0.03 g of thioglycerol were dissolved in 8.4 g of PGMEA, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 24 hours under a nitrogen atmosphere. And stirred for 2 hours to obtain a polymer PGMEA solution. The solid content (polymer content) of the obtained PGMEA solution, the copolymerization ratio of the polymer in the PGMEA solution, the mass average molecular weight (Mw), the molecular weight distribution (Mw / Mn), and the glass transition temperature (Tg) are shown. It is shown in 2.
However, the copolymerization ratio indicates the molar ratio of each unit constituting the copolymer, and was calculated from signals of 3.6 ppm and 3.8 ppm of 1 H-NMR (d-acetone, TMS).
<合成例2〜18>
反応に用いる材料の種類及び量(g)を表1に示すようにした以外は合成例1と同様の操作により重合体を得た。得られたPGMEA溶液の固形分、PGMEA溶液中の重合体の共重合比、質量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)、ガラス転移温度(Tg)を表2に示す。
<Synthesis Examples 2-18>
A polymer was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the type and amount (g) of the material used for the reaction were as shown in Table 1. Table 2 shows the solid content of the obtained PGMEA solution, the copolymerization ratio of the polymer in the PGMEA solution, the mass average molecular weight (Mw), the molecular weight distribution (Mw / Mn), and the glass transition temperature (Tg).
<例1>
合成例1で得た重合体のPGMEA溶液10.0g、光酸発生剤としてCPI210S(吸光係数は98mL・g−1・cm−1)の0.4gをガラスバイアル(20mL)に入れ、充分に撹拌し、均一の溶液とした。得られた溶液を孔径0.20μmのPTFEフィルタでろ過して、感光性組成物を調製した。
この感光性組成物を用いて、解像度及びタンパク質接着性の評価を行った。結果を表3に示す。
<Example 1>
Place 10.0 g of the PGMEA solution of the polymer obtained in Synthesis Example 1 and 0.4 g of CPI210S (absorption coefficient is 98 mL · g −1 · cm −1 ) as a photoacid generator into a glass vial (20 mL) Stir to a homogeneous solution. The obtained solution was filtered with a PTFE filter having a pore size of 0.20 μm to prepare a photosensitive composition.
Using this photosensitive composition, the resolution and protein adhesion were evaluated. The results are shown in Table 3.
<例2〜18>
重合体のPGMEA溶液を、合成例2〜18で得た重合体のPGMEA溶液に変えた以外は例1と同様にして感光性組成物を調製した。該感光性組成物を用いて、解像度及びタンパク質接着性の評価を行った。結果を表3に示す。
<Examples 2 to 18>
A photosensitive composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polymer PGMEA solution was changed to the polymer PGMEA solution obtained in Synthesis Examples 2 to 18. Using this photosensitive composition, resolution and protein adhesion were evaluated. The results are shown in Table 3.
例1〜10、14〜18では、厚さ方向に貫通した孔が形成された膜を高解像度で形成でき、パターニング性に優れていた。また、形成された膜は、タンパク質接着性が低い、つまり細胞接着性が低いものであった。
重合体が単位(u1)を有さない例11では、形成された膜のタンパク質接着性が高かった。
重合体中の単位(u1)/単位(u2)のモル比が15/85未満の例12〜13はパターニング性に劣っていた。
In Examples 1-10 and 14-18, the film | membrane in which the hole penetrated in the thickness direction was formed with high resolution, and it was excellent in patterning property. The formed film had low protein adhesion, that is, low cell adhesion.
In Example 11 where the polymer did not have units (u1), the protein adhesion of the formed film was high.
Examples 12 to 13 in which the molar ratio of unit (u1) / unit (u2) in the polymer was less than 15/85 were inferior in patternability.
本発明のバイオチップ用感光性組成物は、パターニングされた細胞非接着性膜を有するバイオチップの製造に有用である。 The photosensitive composition for a biochip of the present invention is useful for producing a biochip having a patterned cell non-adhesive film.
10 基材、12 感光性膜、14 露光部、16 未露光部、18 細胞非接着性膜、20 マスク、22 光源、24 孔又は溝。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
光酸発生剤(B)と、を含むバイオチップ用感光性組成物。
−(R1−O)n−R2 ・・・(1)
ただし、R1は炭素数2〜4のアルキレン基を示し、nは1〜30の整数を示し、R2は水素原子又はR3−X4(ただし、R3はアルキレン基を示し、X4は水素原子又はシアノ基を示す。)を示す。 It has a unit (u1) having a cyclic ether group and a unit (u2) having a group represented by the following formula (1), and the molar ratio of the unit (u1) / the unit (u2) is 15/85. A copolymer (A) having a ratio of the total of the unit (u1) and the unit (u2) of 65 mol% or more based on the total unit,
A photosensitive composition for biochips, comprising a photoacid generator (B).
-(R 1 -O) n -R 2 (1)
However, R 1 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, n represents an integer of 1 to 30, R 2 is a hydrogen atom or R 3 -X 4 (provided that, R 3 is an alkylene group, X 4 Represents a hydrogen atom or a cyano group.
CH2=CR11−COO−R12−R13 ・・・(m1)
ただし、R11は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を示し、R12はアルキレン基又はアルキレン基の炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する基を示し、R13は前記環状エーテル基を示す。 The photosensitive composition for biochips according to claim 1 or 2, wherein the unit (u1) is a unit derived from a monomer represented by the following formula (m1).
CH 2 = CR 11 -COO-R 12 -R 13 ··· (m1)
R 11 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, R 12 represents an alkylene group or a group having an etheric oxygen atom between carbon atoms of the alkylene group, and R 13 represents the cyclic ether group.
CH2=CR21−Q2−(R1−O)n−R2 ・・・(m2)
ただし、R1、n及びR2はそれぞれ前記と同じであり、R21は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を示し、Q2はCOO又はCOO−R22−NHCOO(ただし、R22はアルキレン基を示す。)を示す。 The photosensitive composition for biochips according to any one of claims 1 to 3, wherein the unit (u2) is a unit derived from a monomer represented by the following formula (m2).
CH 2 = CR 21 -Q 2 - (R 1 -O) n -R 2 ··· (m2)
However, R 1, n and R 2 are the same as defined above, R 21 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, Q 2 is COO or COO-R 22 -NHCOO (However, R 22 is an alkylene group Is shown.)
請求項1〜5のいずれか一項に記載のバイオチップ用感光性組成物を基材の表面に塗布して感光性膜を形成し、
前記感光性膜の前記孔又は溝に対応した箇所以外の箇所を露光し、
露光された感光性膜を現像して前記細胞非接着性膜を形成する、バイオチップの製造方法。 A method for producing a biochip comprising a base material and a cell non-adhesive film provided on the surface of the base material and having one or more holes or grooves penetrating in the thickness direction,
A photosensitive film is formed by applying the photosensitive composition for a biochip according to any one of claims 1 to 5 to the surface of a substrate,
Exposing a portion other than the portion corresponding to the hole or groove of the photosensitive film,
A method for producing a biochip, comprising developing the exposed photosensitive film to form the non-cell-adhesive film.
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