JP2024062979A - 粒子捕捉デバイスおよび粒子捕捉方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】細胞等の粒子を捕捉して網羅的に解析するための、粒子捕捉デバイス、および粒子捕捉方法を提供する。【解決手段】基板２と、粒子を捕捉可能な粒子捕捉膜３と、前記粒子捕捉膜が前記基板と平行をなし、かつ、前記粒子捕捉膜と前記基板との間に空間が形成されるように、前記粒子捕捉膜に張力を付与した状態で前記粒子捕捉膜を支持する支持体４と、を含み、前記粒子捕捉膜に前記張力が付与されるように、前記支持体を拡張させる拡張部材を更に備える粒子捕捉デバイス１を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、粒子捕捉デバイスおよび粒子捕捉方法に関する。
本願は、２０１８年１１月２日に日本に出願された、特願２０１８－２０７７０６号に基づき優先権主張し、その内容をここに援用する。
細胞等の粒子を捕捉して網羅的に解析する需要がある。例えば、特許文献１には、細胞を捕捉可能なフィルムと、フィルムを下方から支持する支持構造と、を備えるデバイスが開示されている。
米国特許第９６３８６３６号明細書
ところで、フィルムの自重、素材の性質などによって、フィルムにたわみが生じることがある。フィルムにたわみが生じると、捕捉した粒子を顕微鏡下で観察する場合、たわみの影響により焦点がずれてしまう。
以上のような事情に鑑み、本発明は、捕捉した粒子を観察する際に焦点がずれることを抑制することが可能な粒子捕捉デバイスおよび粒子捕捉方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る粒子捕捉デバイスは、基板と、粒子を捕捉可能な粒子捕捉膜と、前記粒子捕捉膜が前記基板と平行をなし、かつ、前記粒子捕捉膜と前記基板との間に空間が形成されるように、前記粒子捕捉膜に張力を付与した状態で前記粒子捕捉膜を支持する支持体と、を含むことを特徴とする。
この構成によれば、粒子捕捉膜が基板と平行をなし、かつ、粒子捕捉膜と基板との間に空間が形成されるように、粒子捕捉膜に張力が付与されるため、粒子捕捉膜がたわむことを抑制することができる。したがって、捕捉した粒子を観察する際に焦点がずれることを抑制することができる。加えて、たわみ防止のための支持構造を有しない場合、粒子を捕捉するための有効エリアを可及的に大きくすることができる。加えて、支持構造の上に粒子が乗ってしまうことを抑制することができる。加えて、画像解析時に粒子が誤認識される可能性を低減することができる。
上記の粒子捕捉デバイスにおいて、前記粒子捕捉膜に前記張力が付与されるように、前記基板と前記支持体とを嵌合させる嵌合構造を更に備えてもよい。
この構成によれば、嵌合構造を利用した簡単な構成で粒子捕捉膜がたわむことを抑制することができる。
上記の粒子捕捉デバイスにおいて、前記嵌合構造は、前記基板に設けられた凸部と、前記支持体に設けられ、前記凸部に嵌合する凹部と、を備えてもよい。
この構成によれば、凸部および凹部を利用した簡単な構成で粒子捕捉膜がたわむことを抑制することができる。加えて、嵌合構造が、支持体に設けられた凸部と、基板に設けられた凹部とを備える場合と比較して、粒子捕捉デバイスを作製しやすい。
上記の粒子捕捉デバイスにおいて、前記粒子捕捉膜に前記張力が付与されるように、前記支持体を拡張させる拡張部材を更に備えてもよい。
この構成によれば、拡張部材を利用した簡単な構成で粒子捕捉膜がたわむことを抑制することができる。
上記の粒子捕捉デバイスにおいて、前記粒子捕捉膜に前記張力が付与されるように、前記粒子捕捉膜を拡張させる膜拡張部材を更に備えてもよい。
この構成によれば、膜拡張部材を利用した簡単な構成で粒子捕捉膜がたわむことを抑制することができる。
上記の粒子捕捉デバイスにおいて、前記粒子捕捉膜に前記張力が付与されるように、前記基板に対して前記支持体を傾斜させた状態で前記支持体を支持する傾斜支持部材を更に備えてもよい。
この構成によれば、傾斜支持部材を利用した簡単な構成で粒子捕捉膜がたわむことを抑制することができる。
上記の粒子捕捉デバイスにおいて、前記粒子捕捉膜に前記張力が付与されるように、前記支持体に結合され、液体を吸収することにより体積を増す液体吸収性膨潤部材を更に備えてもよい。
この構成によれば、液体吸収性膨潤部材を利用した簡単な構成で粒子捕捉膜がたわむことを抑制することができる。
上記の粒子捕捉デバイスにおいて、前記粒子捕捉膜は、１個の前記粒子を捕捉可能な大きさを有する捕捉部と、１個の前記粒子が通過できない大きさを有し、かつ、前記捕捉部と前記空間とを連通する連通孔と、を有してもよい。
この構成によれば、捕捉部により１個の粒子を捕捉しつつ、連通孔を通じて粒子の分散液を流通させることができる。
上記の粒子捕捉デバイスにおいて、前記粒子捕捉膜は、前記連通孔を有する第一層と、前記連通孔に連なり、かつ、前記捕捉部の外形と同じ大きさの貫通孔を有する第二層と、を備えてもよい。単一の層に捕捉部および連通孔を設ける場合と比較して、粒子捕捉デバイスを作製しやすい。
上記の粒子捕捉デバイスにおいて、前記空間は液体で満たされていてもよい。
この構成によれば、粒子捕捉膜が液体に浸る場合であっても、粒子捕捉膜に前記張力が付与されるため、粒子捕捉膜の膨潤、液体の重さ、表面張力の影響などによって、粒子捕捉膜がたわむことを抑制することができる。
本発明の一態様に係る粒子捕捉方法は、基板と、粒子を捕捉可能な粒子捕捉膜と、前記粒子捕捉膜を支持する支持体と、を用意し、前記粒子捕捉膜が前記基板と平行をなし、かつ、前記粒子捕捉膜と前記基板との間に空間が形成されるように、前記粒子捕捉膜に張力を付与することを特徴とする。
この方法によれば、粒子捕捉膜が基板と平行をなし、かつ、粒子捕捉膜と基板との間に空間が形成されるように、粒子捕捉膜に張力が付与されるため、粒子捕捉膜がたわむことを抑制することができる。したがって、捕捉した粒子を観察する際に焦点がずれることを抑制することができる。加えて、たわみ防止のための支持構造を有しない場合、粒子を捕捉するための有効エリアを可及的に大きくすることができる。加えて、支持構造の上に粒子が乗ってしまうことを抑制することができる。
実施形態に係る粒子捕捉デバイスの斜視図である。 実施形態に係る粒子捕捉デバイスの上面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面を含む図である。 図２のＩＶ－ＩＶ断面を含む図である。 粒子捕捉デバイスの一例を示す斜視図である。 実施形態に係る粒子捕捉膜の作製方法における、下地膜の形成工程の説明図である。 実施形態に係る粒子捕捉膜の作製方法における、第一の硬化性樹脂膜の形成工程の説明図である。 実施形態に係る粒子捕捉膜の作製方法における、第一層の形成工程の説明図である。 実施形態に係る粒子捕捉膜の作製方法における、第二の硬化性樹脂膜の形成工程の説明図である。 実施形態に係る粒子捕捉膜の作製方法における、第二層の形成工程の説明図である。 実施形態に係る粒子捕捉膜の作製方法における、粒子捕捉膜の説明図である。 実施形態に係る粒子捕捉デバイスの製造方法における、張力付与工程の前の粒子捕捉膜の説明図である。 実施形態に係る粒子捕捉デバイスの製造方法における、基板の凸部と支持体の凹部との嵌合工程の説明図である。 実施形態の第一変形例に係る粒子捕捉デバイスの断面図である。 実施形態の第一変形例に係る粒子捕捉デバイスの製造方法における、張力付与工程の前の粒子捕捉膜の説明図である。 実施形態の第一変形例に係る粒子捕捉デバイスの製造方法における、拡張部材と支持体との接合工程の説明図である。 実施形態の第二変形例に係る粒子捕捉デバイスの断面図である。 実施形態の第二変形例に係る粒子捕捉デバイスの製造方法における、張力付与工程の前の粒子捕捉膜の説明図である。 実施形態の第二変形例に係る粒子捕捉デバイスの製造方法における、膜拡張部材と支持体との接合工程の説明図である。 実施形態の第三変形例に係る粒子捕捉デバイスの断面図である。 実施形態の第三変形例に係る粒子捕捉デバイスの製造方法における、張力付与工程の前の粒子捕捉膜の説明図である。 実施形態の第三変形例に係る粒子捕捉デバイスの製造方法における、傾斜支持部材と支持体との接合工程の説明図である。 実施形態の第四変形例に係る粒子捕捉デバイスの断面図である。 実施形態の第四変形例に係る粒子捕捉デバイスの製造方法における、張力付与工程の前の粒子捕捉膜の説明図である。 実施形態の第四変形例に係る粒子捕捉デバイスの製造方法における、液体吸収性膨潤部材の膨出工程の説明図である。 実施形態の第五変形例に係る粒子捕捉デバイスの断面図である。 実施形態の第五変形例に係る粒子捕捉デバイスの製造方法における、張力付与工程の前の粒子捕捉膜の説明図である。 実施形態の第五変形例に係る粒子捕捉デバイスの製造方法における、凸部の湾曲凸部と支持体の湾曲凹部との嵌合工程の説明図である。 実施例の粒子捕捉デバイスの顕微鏡観察を行った結果を示す、粒子捕捉デバイスの中央部の写真である。 実施例の粒子捕捉デバイスの顕微鏡観察を行った結果を示す、粒子捕捉デバイスの縁部の写真である。 比較例の粒子捕捉デバイスの顕微鏡観察を行った結果を示す、粒子捕捉デバイスの中央部の写真である。 比較例の粒子捕捉デバイスの顕微鏡観察を行った結果を示す、粒子捕捉デバイスの縁部の写真である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ方向、水平面内においてＸ方向と直交する方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ方向とする。
＜粒子捕捉デバイス１＞
図１は、実施形態に係る粒子捕捉デバイス１の斜視図である。
図１に示すように、粒子捕捉デバイス１は、基板２、粒子捕捉膜３、支持体４、嵌合構造５（図３参照）および吸引部６を備える。粒子捕捉デバイス１は、基板２と粒子捕捉膜３との間に、粒子の分散媒の流路１０（空間）を形成する（図３参照）。例えば、粒子捕捉デバイス１は、水平面に平行な載置面に設置される。図中符号７は支持体４を保持する枠体、符号８は分散媒などの液体が排出される廃液部をそれぞれ示す。
＜粒子＞
例えば、捕捉対象の粒子としては、細胞、細胞塊、樹脂粒子、金属粒子、ガラス粒子、セラミック粒子等が挙げられる。なお、捕捉対象の粒子はこれらに限定されない。
例えば、粒子の直径は、約１～５００μｍであってもよく、約１～２００μｍであってもよく、約１～１００μｍであってもよく、約１～５０μｍであってもよい。粒子の直径は、粒子の投影面積と同じ面積の円の直径を意味する。なお、粒子の直径は特に限定されない。
＜分散媒＞
粒子を捕捉するにあたり、粒子は分散媒に懸濁された状態で粒子捕捉デバイス１に供給される。図３中矢印Ｗ１は、分散媒に懸濁された状態の粒子の供給方向を示す。
例えば、分散媒としては、水、緩衝液、等張液、培地等が挙げられる。なお、分散媒は特に限定されず、目的に応じて適宜用いることができる。
＜材質＞
粒子捕捉デバイス１の材質は、粒子の観察を容易とする観点から、透明性のある材質であることが好ましい。更に、捕捉した粒子を、蛍光観察を指標として観察する場合には、自家蛍光の少ない材質であることが好ましい。例えば、粒子捕捉デバイス１の材質は、透明性があり、自家蛍光が少ないものを用いることができる。
粒子として細胞を捕捉する場合には、粒子捕捉デバイス１の材質は、細胞毒性を有さず、細胞の接着性が低いものであることが好ましい。
なお、粒子捕捉デバイス１の材質は特に限定されず、種々の材質を採用することができる。
＜基板２＞
図２に示すように、基板２は、長方形板状を有する。例えば、基板２の長辺の長さは５０ｍｍ～１００ｍｍである。例えば、基板２の短辺の長さは１０ｍｍ～４０ｍｍである。
例えば、基板２の材質は、ガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、エポキシ等の一般的な樹脂を用いることができる。
＜粒子捕捉膜３＞
粒子捕捉膜３は、粒子を捕捉可能なフィルムである。図５に示すように、粒子捕捉膜３は、１個の粒子を捕捉可能な大きさを有する凹部１５（以下「捕捉部１５」という。）を備える。粒子捕捉膜３は、第一層１１と第二層１２とを備える。図３に示すように、第一層１１は、捕捉部１５と流路１０とを連通する連通孔１３を有する。連通孔１３は、１個の粒子が通過できない大きさを有する。第二層１２は、連通孔１３に連なる貫通孔１４を有する。貫通孔１４は、捕捉部１５の外形と同じ大きさを有する。捕捉部１５は、第一層１１の上面（第二層１２と対向する面）と、第二層１２の貫通孔１４とによって形成される。図４においては、第一層１１および第二層１２の積層構造、捕捉部１５、連通孔１３などの図示を省略している。
図５中符号Ｂは１個の粒子を示す。図５では、捕捉部１５の形状は、円筒形を有する。
捕捉部１５の形状は、１個の粒子を捕捉可能な形状であれば特に限定されない。例えば、捕捉部１５の形状は、複数の面により構成される多面体（例えば、直方体、六角柱、八角柱等）であってもよく、逆円錐台形であってもよく、逆角錐台形（逆三角錐台形、逆四角錐台形、逆五角錐台形、逆六角錐台形、七角以上の逆多角錐台形）等であってもよく、これらの形状の二つ以上を組み合わせた形状であってもよい。例えば、捕捉部１５の形状は、一部が円筒形であり、残りの部分が逆円錐台形であってもよい。例えば、捕捉部１５の形状が円筒形、直方体である場合、捕捉部１５の底部は通常、平坦であるが、曲面（凸面や凹面）であってもよい。
捕捉部１５の寸法は、捕捉部１５に捕捉しようとする粒子の直径と捕捉部１５の寸法の好適な比を考慮して適宜決定することができる。捕捉部１５は、パターニングされ、形態、その密度等が制御されていることが好ましい。捕捉部１５の形状や寸法は、捕捉部１５に捕捉されるべき粒子の種類（粒子の形状や寸法等）を考慮して、１つの捕捉部１５に１個の粒子が捕捉されるように、適宜決定することができる。
１つの捕捉部１５に、１個の粒子が捕捉されるようにするためには、捕捉部１５の寸法は以下の通りであることが好ましい。捕捉部１５の平面形状に内接する最大円の直径は、捕捉部１５に捕捉しようとする粒子の直径の０．５～２倍の範囲であることが好ましく、０．８～１．９倍の範囲であることがより好ましく、０．８～１．８倍の範囲であることが更に好ましい。捕捉部１５の深さは、捕捉部１５に捕捉しようとする粒子の直径の０．５～４倍の範囲であることが好ましく、０．８～１．９倍の範囲であることがより好ましく、０．８～１．８倍の範囲であることが更に好ましい。
例えば、捕捉しようとする粒子が直径約１～５０μｍの略球形である場合、粒子捕捉膜３の厚さ、捕捉部１５の数、捕捉部１５の寸法は以下の通りであることが好ましい。
粒子捕捉膜３の厚さは、１～１００μｍが好ましく、１０～５０μｍがより好ましい。
粒子捕捉膜３が有する捕捉部１５の数は、１ｃｍ２あたり、２，０００～１，０００，０００個の範囲であることが好ましい。
例えば、捕捉部１５が円筒形の場合、捕捉部１５の寸法は、直径１～１００μｍが好ましく、直径２～５０μｍがより好ましく、直径３～２５μｍが更に好ましい。捕捉部１５の深さは、１～１００μｍが好ましく、２～７０μｍがより好ましく、３～５０μｍが更に好ましく、４～３０μｍが特に好ましい。捕捉部１５の深さが１μｍ以上の場合、粒子を捕捉しやすく、実用化の観点から好ましい。捕捉部１５の深さが１００μｍ以下の場合、複数の粒子が捕捉されるおそれが低い観点から好ましい。
連通孔１３の寸法は、捕捉部１５に捕捉しようとする粒子の直径と、捕捉部１５の寸法と、連通孔１３を移動させるべき粒子の分散媒の特性等を考慮して適宜決定することができる。連通孔１３は、パターニングされ、形態、細孔の径、その密度等が制御されていることが好ましい。連通孔１３が制御されている場合、粒子の分散媒の透過量の均等性を確保しやすいため好ましい。連通孔１３は、パターニングにより作製されたものに限定されない。例えば、連通孔１３は、多孔質膜等の多孔質材料を使用して形成したものであってもよい。
連通孔１３の数、位置、形状、大きさ等は、粒子を通過せずに捕捉（捕捉部１５の内部に格納）することができ、分散媒が移動可能な大きさであれば、特に限定されない。
例えば、捕捉部１５が円筒状である場合には、捕捉部１５の底部に、捕捉部１５の直径よりも小さい直径の円形状の連通孔１３を複数個設けてもよい。連通孔１３の形状は円形状に限定されない。例えば、連通孔１３の形状は矩形状であってもよい。
例えば、捕捉しようとする粒子が直径約１～５０μｍの略球形である場合であって、連通孔１３が円形状である場合、連通孔１３の直径は、１０ｎｍ～２０μｍが好ましく、５０ｎｍ～１５μｍがより好ましく、１００ｎｍ～１０μｍが更に好ましい。連通孔１３が矩形状の場合、一辺は１０ｎｍ～２０μｍが好ましく、５０ｎｍ～１５μｍがより好ましく、１００ｎｍ～１０μｍが更に好ましい。
粒子捕捉膜３の材質は、割れ防止の観点から柔軟性を有するものを用いることが好ましい。例えば、粒子捕捉膜３の材質は、合成樹脂などのポリマーである。粒子捕捉膜３は捕捉部１５および連通孔１３などの微細構造を有するため、粒子捕捉膜３の材質が窒化シリコン（ＳｉＮ）である場合、薄膜化したときに割れやすい。これに対し、粒子捕捉膜３の材質がポリマーであれば、薄膜化したときに割れにくい。
＜流路１０＞
図３に示すように、流路１０は、粒子捕捉膜３の連通孔１３を流入口とし、吸引部６を流出口とする。吸引部６から分散媒を吸引することにより、分散媒は、流路１０を図３中矢印Ｗ１方向に向けて流れる。
例えば、捕捉しようとする粒子が直径約１～５０μｍの略球形である場合、基板２と粒子捕捉膜３との間の距離は、１００μｍ以上であってもよく、１５０μｍ以上であってもよく、２００μｍ以上であってもよく、２５０μｍ以上であってもよく、３００μｍ以上であってもよく、３５０μｍ以上であってもよい。基板２と粒子捕捉膜３との間の距離の上限は、粒子捕捉デバイス１の性能としては限定されない。粒子捕捉デバイス１の実用性等（分散媒の使用量、観察する顕微鏡のサイズ等）を考慮すると、基板２と粒子捕捉膜３との間の距離は、５ｍｍ以下が好ましい。
＜支持体４＞
支持体４は、粒子捕捉膜３が基板２と平行をなし、かつ、粒子捕捉膜３と基板２との間に空間１０が形成されるように、粒子捕捉膜３に張力を付した状態で粒子捕捉膜３を支持する。粒子捕捉膜３が基板２と平行をなすことには、粒子捕捉デバイス１の製造バラツキおよび寸法公差等を考慮して、粒子捕捉膜３が基板２と実質的に平行をなすことが含まれる。
支持体４は、矩形枠状を有する。なお、支持体４の形状は、粒子捕捉膜３を支持する形状であれば、特に限定されない。
例えば、支持体４の材質は、基板２と同様の樹脂を用いることができる。粒子捕捉膜３と基板２との間の空間１０は、粒子の分散媒が流通する流路１０となる。空間１０は、分散媒（液体）で満たされている。
＜嵌合構造５＞
嵌合構造５は、粒子捕捉膜３に前記張力が付与されるように、基板２と支持体４とを嵌合させる。嵌合構造５は、互いに嵌合する凸部２１および凹部２２を備える。嵌合構造５は、基板２と支持体４との間に設けられる。
凸部２１は、基板２に設けられる。凸部２１は、基板２の上面から上方に突出する。例えば、凸部２１は、基板２と同一の部材で一体に形成される。
凹部２２は、支持体４の下部内側に設けられる。例えば、支持体４の凹部２２に、粒子捕捉膜３と共に凸部２１を圧入する。これにより、粒子捕捉膜３に前記張力を付した状態で粒子捕捉膜３を支持することができる。
＜粒子捕捉デバイス１の製造方法＞
粒子捕捉デバイス１の製造方法は、基板２、粒子捕捉膜３および支持体４を用意する予備工程と、粒子捕捉膜３に張力を付与する張力付与工程と、を含む。
粒子捕捉デバイス１の材質は、粒子１個を捕捉し得る大きさの捕捉部１５、及び分散媒が移動可能な大きさの連通孔１３を形成する観点から、微細加工が容易である硬化性樹脂組成物（以下、「感光性樹脂組成物」ともいう。）を用いて重合したものであることが好ましい。
硬化性樹脂組成物としては、紫外線等の活性エネルギー線を照射することにより架橋して硬化する性質を有するものであり、ネガタイプのフォトレジスト、ネガタイプのドライフィルムレジスト、微細な構造を有する微小樹脂成形等に使用されるものが好ましい。以下、硬化性樹脂組成物をフォトリソグラフィ法によって所望の形状に硬化させた硬化物のことを樹脂パターンともいう。
硬化性樹脂組成物を、微小樹脂成形等の用途として使用する場合、まず、樹脂パターンを形成させる基材の表面に硬化性樹脂組成物を塗布し、硬化性樹脂組成物に含まれる溶剤成分を揮発させて樹脂膜を作製する。次いで、その樹脂膜の表面に、形成させるパターンの形状となるフォトマスクを載置し、紫外線等の活性エネルギー線を照射する。その後、現像工程、及び必要に応じてポストベーク工程を経ることにより、基材の表面に樹脂パターンが形成される。この樹脂パターンを、本実施形態の粒子捕捉デバイス１に使用することができる。
このような硬化性樹脂組成物としては、例えば、エポキシ官能性ノボラック樹脂と、トリアリールスルホニウム塩等のカチオン系光重合開始剤と、エポキシ官能基と反応可能な希釈剤とを含み、完全に硬化して、剥離しにくい樹脂となる光硬化性組成物；多官能性ビスフェノールＡホルムアルデヒド－ノボラック樹脂と、酸発生剤であるトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートと、溶剤のＰＧＭＥＡとを含み、厚膜形成可能な樹脂となる光硬化性組成物等、微小樹脂成形に一般的に用いられる樹脂組成物を採用できる。
さらに、エポキシ樹脂と特定の酸発生剤とを組み合わせて硬化性樹脂組成物を調製し、この硬化性樹脂組成物を使用して樹脂パターンを形成すれば、高感度で、加熱硬化時の体積収縮が小さく、アスペクト比が高い形状の樹脂パターンを形成できる。
その他、硬化性樹脂組成物の詳細については、特開２００８－１８０８７７号公報、特開２０１１－１１１５８８号公報等に記載の当業者公知の方法に基づいて実施可能であることが当業者には当然に理解される。
＜予備工程＞
予備工程は、粒子捕捉膜作製工程、基板作製工程および支持体作製工程を含む。
粒子捕捉膜作製工程は、第一層１１を形成する第一層形成工程と、第二層１２を形成する第二層形成工程と、を含む。
第一層形成工程では、支持板３１上に、溶解可能な下地膜３２を形成する（図６Ａ参照）。次に、下地膜３２上に第一の硬化性樹脂組成物を塗布して第一の硬化性樹脂膜３３を形成する（図６Ｂ参照）。次に、第一の硬化性樹脂膜３３を露光した後、現像することにより、連通孔１３がパターニングされた第一層１１を形成する（図６Ｃ参照）。
なお、第一層形成工程では、支持板３１上に、下地膜３２を形成することなく、第一の硬化性樹脂組成物を直接的に塗布して第一の硬化性樹脂膜３３を形成してもよい。
例えば、支持板３１としては、シリコンウェハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板、ガラス基板等が挙げられる。第一の硬化性樹脂組成物としては、上述した感光性樹脂組成物が挙げられる。
例えば、下地膜３２としては、ポリビニルアルコール樹脂、デキストリン、ゼラチン、にかわ、カゼイン、セラック、アラビアゴム、澱粉、蛋白質、ポリアクリル酸アミド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルメチルエーテル、スチレン系エラストマー、メチルビニルエーテルと無水マレイン酸との共重合体、酢酸ビニルとイタコン酸との共重合体、ポリビニルピロリドン、アセチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、アルギン酸ナトリウム等を用いることができる。これらの材料は、同種の液体に可溶な複数の材料の組み合わせであってもよい。例えば、下地膜３２の材料は、下地膜３２の強度や柔軟性の観点から、マンナン、キサンタンガム、又はグアーガム等のゴム成分を含んでもよい。
連通孔１３のパターニング方法は、露光・現像に限られず、インプリント法や誘導自己組織化（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ，ＤＳＡ）技術を用いた方法等も採用できる。また、第一の硬化性樹脂膜３３の硬化方法は、露光でなくともよく、公知の方法が採用される。
第二層形成工程では、第一層１１上に、第二の硬化性樹脂組成物を塗布して第二の硬化性樹脂膜３４を形成する（図６Ｄ参照）。次に、第二の硬化性樹脂膜３４を露光した後、現像することにより、貫通孔１４（捕捉部１５）がパターニングされた第二層１２を形成する（図６Ｅ参照）。
第二の硬化性樹脂組成物としては、上述した感光性樹脂組成物が挙げられる。
捕捉部１５のパターニング方法は、露光・現像に限られず、インプリント法や誘導自己組織化（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ，ＤＳＡ）技術を用いた方法等も採用できる。また、第二の硬化性樹脂組成物の硬化方法は、露光でなくともよく、公知の方法が採用される。
第二層形成工程の後、下地膜３２を溶解して、支持板３１から第一層１１を剥離する。
例えば、剥離剤に支持板３１ごと浸漬することにより、下地膜３２を溶解し、支持板３１から第一層１１を剥離する。これにより、粒子捕捉膜３を得る（図６Ｆ参照）。なお、第二層形成工程の後、支持板３１自体を溶解してもよい。支持板３１から第一層１１を剥離する前に、支持体４を粒子捕捉膜３と接合してもよい。
基板作製工程では、基板２上に、支持体４の凹部２２に嵌合可能な凸部２１を形成する。例えば、基板作製工程では、射出成形により、基板２上に凸部２１を形成する。
基板作製工程では、基板２上にピラー２５を形成してもよい。例えば、基板作製工程では、射出成形により、基板２上にピラー２５を形成する。なお、ピラーパターンの形成は、凸部２１の形成と同じ工程で行ってもよい。ピラーパターン２２の形成は任意であり、本工程は存在しなくてもよい。
支持体作製工程では、支持体４において基板２と対向する部分（支持体４の下部）に、基板２の凸部２１に嵌合する凹部２２を形成する。例えば、支持体作製工程では、射出成形により、支持体４において基板２と対向する面（支持体４の下面）の内側（支持体４の下部内側）に凹部２２を形成する。
＜張力付与工程＞
張力付与工程では、粒子捕捉膜３が基板２と平行をなし、かつ、粒子捕捉膜３と基板２との間に空間１０が形成されるように、粒子捕捉膜３に張力を付与する（図７Ａ及び図７Ｂ参照）。図７Ａでは、張力付与工程の前の粒子捕捉膜３のたわみを誇張して示しているが、これに限らない。張力付与工程の前に、粒子捕捉膜３はたわみを有しなくてもよい。
張力付与工程では、粒子捕捉膜３に前記張力が付与されるように、基板２と支持体４とを嵌合させる。例えば、張力付与工程は、支持体４に粒子捕捉膜３を接合する膜接合工程（図７Ａ参照）と、膜接合工程の後、粒子捕捉膜３が接合された支持体４を基板２に嵌合させる嵌合工程と、を有する。具体的に、嵌合工程では、基板２に設けられた凸部２１に、粒子捕捉膜３が接合された支持体４に設けられた凹部２２を嵌合させる（図７Ｂ参照）。例えば、支持体４の凹部２２に、粒子捕捉膜３と共に凸部２１を圧入することにより、粒子捕捉膜３に前記張力を付した状態で粒子捕捉膜３を支持することができる。
これにより、粒子捕捉膜３に前記張力を付した状態で、基板２、粒子捕捉膜３および支持体４を接合することができる。例えば、前記硬化性樹脂組成物を接着剤として用いてもよい。
＜粒子捕捉方法＞
実施形態において、本発明は、基板２と、粒子を捕捉可能な粒子捕捉膜３と、粒子捕捉膜３を支持する支持体４と、を用意し、粒子捕捉膜３が基板２と平行をなし、かつ、粒子捕捉膜３と基板２との間に空間１０が形成されるように、粒子捕捉膜３に張力を付与する粒子捕捉方法を提供する。実施形態の粒子捕捉方法は、基板２、粒子捕捉膜３および支持体４を用意する予備工程と、粒子捕捉膜３に張力を付与する張力付与工程と、を含む方法、予備工程と張力付与工程とを含む粒子捕捉デバイス１の製造方法等といいかえることができる。
以上のように、本実施形態によれば、粒子捕捉デバイス１は、基板２と、粒子を捕捉可能な粒子捕捉膜３と、粒子捕捉膜３が前記基板２と平行をなし、かつ、粒子捕捉膜３と基板２との間に空間１０が形成されるように、粒子捕捉膜３に張力を付与した状態で粒子捕捉膜３を支持する支持体４と、を含むことで、以下の効果を奏する。
この構成によれば、粒子捕捉膜３が基板２と平行をなし、かつ、粒子捕捉膜３と基板２との間に空間１０が形成されるように、粒子捕捉膜３に張力が付与されるため、粒子捕捉膜３がたわむことを抑制することができる。したがって、捕捉した粒子を観察する際に焦点がずれることを抑制することができる。加えて、たわみ防止のための支持構造を有しない場合、粒子を捕捉するための有効エリアを可及的に大きくすることができる。加えて、支持構造の上に粒子が乗ってしまうことを抑制することができる。加えて、画像解析時に粒子が誤認識される可能性を低減することができる。
上記の粒子捕捉デバイス１において、粒子捕捉膜３に前記張力が付与されるように、基板２と支持体４とを嵌合させる嵌合構造５を備えることで、以下の効果を奏する。
この構成によれば、嵌合構造５を利用した簡単な構成で粒子捕捉膜３がたわむことを抑制することができる。
上記の粒子捕捉デバイス１において、嵌合構造５は、基板２に設けられた凸部２１と、支持体４に設けられ、凸部２１に嵌合する凹部２２と、を備えることで、以下の効果を奏する。
この構成によれば、凸部２１および凹部２２を利用した簡単な構成で粒子捕捉膜３がたわむことを抑制することができる。加えて、嵌合構造５が、支持体４に設けられた凸部２１と、基板２に設けられた凹部２２とを備える場合と比較して、粒子捕捉デバイス１を作製しやすい。
上記の粒子捕捉デバイス１において、粒子捕捉膜３は、１個の粒子を捕捉可能な大きさを有する捕捉部１５と、１個の粒子が通過できない大きさを有し、かつ、捕捉部１５と空間１０とを連通する連通孔１３と、を有することで、以下の効果を奏する。
この構成によれば、捕捉部１５により１個の粒子を捕捉しつつ、連通孔１３を通じて粒子の分散液を流通させることができる。
上記の粒子捕捉デバイス１において、粒子捕捉膜３は、連通孔１３を有する第一層１１と、連通孔１３に連なり、かつ、捕捉部１５の外形と同じ大きさの貫通孔１４を有する第二層１２と、を備えることで、以下の効果を奏する。
この構成によれば、単一の層に捕捉部１５および連通孔１３を設ける場合と比較して、粒子捕捉デバイス１を作製しやすい。
上記の粒子捕捉デバイス１において、空間１０は液体で満たされていることで、以下の効果を奏する。
この構成によれば、粒子捕捉膜３が液体に浸る場合であっても、粒子捕捉膜３に前記張力が付与されるため、粒子捕捉膜３の膨潤、液体の重さ、表面張力の影響などによって、粒子捕捉膜３がたわむことを抑制することができる。
＜第一変形例＞
次に、実施形態の第一変形例について図８、図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。
第一変形例では、実施形態に対して、粒子捕捉膜３に張力を付与するための構成が特に異なる。図８、図９Ａ及び図９Ｂにおいて、実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図８は、実施形態の第一変形例に係る粒子捕捉デバイス１０１の断面図である。図８は、図４に相当する図である。
図８に示すように、粒子捕捉デバイス１０１は、粒子捕捉膜３に張力が付与されるように、支持体４に結合され、圧入することにより支持体４を拡張する拡張部材１２０を備える。拡張部材１２０は、支持体４の内側に取り付けられている。拡張部材１２０は、支持体４を内面から拡張する。拡張部材１２０は、支持体４を内方から支持する。拡張部材１２０の下部外面は、上端が外方に位置し、かつ、下端が内方に位置するように傾斜している。第一変形例の支持体４の内面は、上端が外方に位置し、かつ、下端が内方に位置するように傾斜している。なお、拡張部材１２０が圧入することができれば、拡張部材１２０の外面は傾斜していなくてもよく、支持体４の内面は傾斜していなくてもよい。第一変形例の支持体４の内形は、拡張部材１２０の取付前において、拡張部材１２０よりも小さい（図９Ａ参照）。第一変形例の支持体４は、粒子捕捉膜３と基板２との間に空間１０が形成されるように、連結部材（不図示）によって基板２に連結されている。
第一変形例において、張力付与工程では、粒子捕捉膜３が基板２と平行をなし、かつ、粒子捕捉膜３と基板２との間に空間１０が形成されるように、粒子捕捉膜３に張力を付与する。図９Ａでは、張力付与工程の前の粒子捕捉膜３のたわみを誇張して示しているが、これに限らない。張力付与工程の前に、粒子捕捉膜３はたわみを有しなくてもよい。
張力付与工程では、粒子捕捉膜３に前記張力が付与されるように、粒子捕捉膜３が接合された支持体４に拡張部材１２０を圧入することにより支持体４を拡張する。具体的に、支持体４に拡張部材１２０を圧入することにより、支持体４の内面に拡張部材１２０の外面を接合させる（図９Ｂ参照）。例えば、前記硬化性樹脂組成物を接着剤として用いてもよい。
本変形例によれば、粒子捕捉デバイス１０１において、粒子捕捉膜３に前記張力が付与されるように、支持体４を拡張させる拡張部材１２０を備えることで、以下の効果を奏する。
この構成によれば、拡張部材１２０を利用した簡単な構成で粒子捕捉膜３がたわむことを抑制することができる。
＜第二変形例＞
次に、実施形態の第一変形例について図１０、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。
第二変形例では、実施形態に対して、粒子捕捉膜３に張力を付与するための構成が特に異なる。図１０、図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて、実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１０は、実施形態の第二変形例に係る粒子捕捉デバイス２０１の断面図である。図１０は、図４に相当する図である。
図１０に示すように、粒子捕捉デバイス２０１は、粒子捕捉膜３に張力が付与されるように、支持体４に結合され、圧入することにより粒子捕捉膜３を拡張する膜拡張部材２２０を備える。膜拡張部材２２０は、支持体４の内側に取り付けられている。膜拡張部材２２０は、粒子捕捉膜３を内面から拡張する。膜拡張部材２２０は、支持体４を内方から支持する。膜拡張部材２２０の断面形状は、Ｌ字状を有する。なお、支持体４を内方から支持できれば、膜拡張部材２２０の断面形状はＬ字状を有していなくてもよい。
膜拡張部材２２０の下部外面は粒子捕捉膜３を拡張可能な外形を有する。第二変形例の支持体４の内形は、膜拡張部材２２０の取付前において、膜拡張部材２２０よりも小さい（図１１Ａ参照）。なお、膜拡張部材２２０が支持できれば、支持体４の内形は膜拡張部材２２０よりも小さくてもよい。また、粒子捕捉膜３を拡張できれば、支持体４の内形は膜拡張部材２２０よりも小さくなくてもよい。
第二変形例の支持体４の高さは、膜拡張部材２２０の下部外面の高さよりも低い。第二変形例の支持体４は、粒子捕捉膜３と基板２との間に空間１０が形成されるように、連結部材（不図示）によって基板２に連結されている。
第二変形例において、張力付与工程では、粒子捕捉膜３が基板２と平行をなし、かつ、粒子捕捉膜３と基板２との間に空間１０が形成されるように、粒子捕捉膜３に張力を付与する。図１１Ａでは、張力付与工程の前の粒子捕捉膜３のたわみを誇張して示しているが、これに限らない。張力付与工程の前に、粒子捕捉膜３はたわみを有しなくてもよい。
張力付与工程では、粒子捕捉膜３に前記張力が付与されるように、粒子捕捉膜３が接合された支持体４に膜拡張部材２２０を圧入することにより粒子捕捉膜３を拡張する。具体的に、支持体４に膜拡張部材２２０を圧入することにより、支持体４の内面に膜拡張部材２２０の外面を接合させる（図１１Ｂ参照）。第二変形例では、膜拡張部材２２０の下端部を、支持体４の下面よりも下方に突出させる（図１１Ｂ参照）。例えば、前記硬化性樹脂組成物を接着剤として用いてもよい。
本変形例によれば、粒子捕捉デバイス２０１において、粒子捕捉膜３に前記張力が付与されるように、粒子捕捉膜３を拡張させる膜拡張部材２２０を備えることで、以下の効果を奏する。
この構成によれば、膜拡張部材２２０を利用した簡単な構成で粒子捕捉膜３がたわむことを抑制することができる。
＜第三変形例＞
次に、実施形態の第三変形例について図１２、図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて説明する。
第三変形例では、実施形態に対して、粒子捕捉膜３に張力を付与するための構成が特に異なる。図１２、図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて、実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１２は、実施形態の第三変形例に係る粒子捕捉デバイス３０１の断面図である。図１２は、図４に相当する図である。
図１２に示すように、粒子捕捉デバイス３０１は、粒子捕捉膜３に張力が付与されるように、基板２に対して支持体４を傾斜させた状態で支持体４を支持する傾斜支持部材３２０を備える。傾斜支持部材３２０の内面は、鉛直線（基板２の一面の垂線）に対して傾斜している。傾斜支持部材３２０は、支持体４を外方から支持する。傾斜支持部材３２０の内面は、上端が内方に位置し、かつ、下端が外方に位置するように傾斜している。第三変形例の支持体４は、凹部２２（図４参照）を有しない。
第三変形例において、張力付与工程では、粒子捕捉膜３が基板２と平行をなし、かつ、粒子捕捉膜３と基板２との間に空間１０が形成されるように、粒子捕捉膜３に張力を付与する。図１３Ａでは、張力付与工程の前の粒子捕捉膜３のたわみを誇張して示しているが、これに限らない。張力付与工程の前に、粒子捕捉膜３はたわみを有しなくてもよい。
張力付与工程では、粒子捕捉膜３に前記張力が付与されるように、基板２に対して支持体４を傾斜させた状態で支持体４を傾斜支持部材３２０に支持させる。具体的に、基板２に固定された傾斜支持部材３２０の内面に、支持体４の外面を接合させる（図１３Ｂ参照）。例えば、前記硬化性樹脂組成物を接着剤として用いてもよい。
本変形例によれば、粒子捕捉デバイス３０１において、粒子捕捉膜３に前記張力が付与されるように、基板２に対して支持体４を傾斜させた状態で支持体４を支持する傾斜支持部材３２０を備えることで、以下の効果を奏する。
この構成によれば、傾斜支持部材３２０を利用した簡単な構成で粒子捕捉膜３がたわむことを抑制することができる。
＜第四変形例＞
次に、実施形態の第四変形例について図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂを用いて説明する。
第四変形例では、実施形態に対して、粒子捕捉膜３に張力を付与するための構成が特に異なる。図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂにおいて、実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１４は、実施形態の第四変形例に係る粒子捕捉デバイス４０１の断面図である。図１４は、図４に相当する図である。
図１４に示すように、粒子捕捉デバイス４０１は、粒子捕捉膜３に張力が付与されるように、支持体４に結合され、液体を吸収することにより体積を増す液体吸収性膨潤部材４２０を備える。液体吸収性膨潤部材４２０は、支持体４の下部外側の凹部４２２に取り付けられている。例えば、液体吸収性膨潤部材４２０の材質としては、水膨潤ゴム、ポリウレタン、ポリビニルアルコール等が挙げられる。なお、液体吸収性膨潤部材４２０の材質は特に限定されず、液体を吸収することにより体積を増す性質を有していれば種々のものを採用することができる。第四変形例の支持体４は、粒子捕捉膜３と基板２との間に空間１０が形成されるように、連結部材（不図示）によって基板２に連結されている。
第四変形例において、張力付与工程では、粒子捕捉膜３が基板２と平行をなし、かつ、粒子捕捉膜３と基板２との間に空間１０が形成されるように、液体吸収性膨潤部材４２０に液体を吸収させることにより液体吸収性膨潤部材４２０の体積を増す。図１５Ａでは、張力付与工程の前の粒子捕捉膜３のたわみを誇張して示しているが、これに限らない。張力付与工程の前に、粒子捕捉膜３はたわみを有しなくてもよい。張力付与工程の前において、液体吸収性膨潤部材４２０は支持体４の下部外側の凹部４２２内に入り込んでいる。
張力付与工程では、粒子捕捉膜３に前記張力が付与されるように、液体吸収性膨潤部材４２０に液体を吸収させることにより液体吸収性膨潤部材４２０の体積を増す。具体的に、液体吸収性膨潤部材４２０に液体を吸収させることにより液体吸収性膨潤部材４２０を支持体４の下部外側の凹部４２２外に膨出させる（図１５Ｂ参照）。
本変形例によれば、粒子捕捉デバイス４０１において、粒子捕捉膜３に前記張力が付与されるように、支持体４に結合され、液体を吸収することにより体積を増す液体吸収性膨潤部材４２０を備えることで、以下の効果を奏する。
この構成によれば、液体吸収性膨潤部材４２０を利用した簡単な構成で粒子捕捉膜３がたわむことを抑制することができる。
＜第五変形例＞
次に、実施形態の第五変形例について図１６、図１７Ａ及び図１７Ｂを用いて説明する。
第五変形例では、実施形態に対して、粒子捕捉膜３に張力を付与するための構成が特に異なる。図１６、図１７Ａ及び図１７Ｂにおいて、実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１６は、実施形態の第五変形例に係る粒子捕捉デバイス５０１の断面図である。図１６は、図４に相当する図である。
図１６に示すように、粒子捕捉デバイス５０１は、粒子捕捉膜３に張力が付与されるように、基板２と支持体４とを嵌合させる嵌合構造５０５を備える。嵌合構造５０５は、互いに嵌合する湾曲凸部５２１および湾曲凹部５２２を備える。嵌合構造５０５は、基板２（基板２に設けられた凸部２１）と支持体４との間に設けられる。
湾曲凸部５２１は、基板２の凸部２１に設けられる。湾曲凸部５２１は、凸部２１の上面から上方に突出する。湾曲凸部５２１は、上方に凸の湾曲形状を有する。例えば、湾曲凸部５２１は、凸部２１と同一の部材で一体に形成される。
湾曲凹部５２２は、支持体４の下面に設けられる。湾曲凹部５２２は、湾曲凸部５２１に沿う湾曲形状を有する。
第五変形例において、張力付与工程では、粒子捕捉膜３が基板２と平行をなし、かつ、粒子捕捉膜３と基板２との間に空間１０が形成されるように、粒子捕捉膜３に張力を付与する。図１７Ａでは、張力付与工程の前の粒子捕捉膜３のたわみを誇張して示しているが、これに限らない。張力付与工程の前に、粒子捕捉膜３はたわみを有しなくてもよい。
張力付与工程では、粒子捕捉膜３に前記張力が付与されるように、凸部２１と支持体４とを嵌合させる。具体的に、凸部２１に設けられた湾曲凸部５２１に、支持体４に設けられた湾曲凹部５２２を粒子捕捉膜３と共に嵌合させる（図１７Ｂ参照）。例えば、支持体４の湾曲凹部５２２に、粒子捕捉膜３と共に湾曲凸部５２１を圧入することにより、粒子捕捉膜３に前記張力を付した状態で粒子捕捉膜３を支持することができる。これにより、粒子捕捉膜３に前記張力を付した状態で、凸部２１、粒子捕捉膜３および支持体４を接合することができる。例えば、前記硬化性樹脂組成物を接着剤として用いてもよい。
本変形例によれば、粒子捕捉デバイス５０１において、嵌合構造５０５は、基板２の凸部２１に設けられた湾曲凸部５２１と、支持体４に設けられ、湾曲凸部５２１に嵌合する湾曲凹部５２２と、を備えることで、以下の効果を奏する。
この構成によれば、湾曲凸部５２１および湾曲凹部５２２を利用した簡単な構成で粒子捕捉膜３がたわむことを抑制することができる。
＜他の変形例＞
なお、上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、嵌合構造は、基板２に設けられた凸部と、支持体４に設けられ、凸部に嵌合する凹部と、を備えるが、これに限らない。例えば、嵌合構造は、支持体４に設けられた凸部と、基板２に設けられた凹部とを備えてもよい。
上記実施形態においては、粒子捕捉膜３は、連通孔１３を有する第一層１１と、連通孔１３に連なり、かつ、捕捉部１５の外形と同じ大きさの貫通孔１４を有する第二層１２と、を備えるが、これに限らない。例えば、粒子捕捉膜３は、捕捉部１５および連通孔１３を有する単一の層であってもよい。
上記実施形態においては、空間１０は液体で満たされているが、これに限らない。例えば、空間１０は液体で満たされていなくてもよい。
なお、上記において実施形態又はその変形例として記載した各構成要素は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜組み合わせることができるし、また、組み合わされた複数の構成要素のうち一部の構成要素を適宜用いないようにすることもできる。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［実施例］
（粒子捕捉膜の製造）
《連通孔パターニング》
シリコン基板上に、下地剤をスピンコーター（１５００ｒｐｍ、２０秒）で塗布し、ホットプレートにより９０℃で１分間、１５０℃で１分間プリベークし、下地膜を形成した。
前記下地膜上に感光性樹脂組成物（特開２００８－１８０８７７号公報、特開２０１１－１１１５８８号公報参照。）をスピンコーター（１５００ｒｐｍ、２０秒）で塗布し、ホットプレートにより６０℃で２分間プリベークした。その後、ｉ線ステッパー（型式「ＮＳＲ―２２０５ｉ１４Ｅ」、ニコン製）を用いてパターン露光（ＧＨＩ線、１５０ｍＪ）を行い、ホットプレートにより９０℃で３分間露光後加熱を行った。その後、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）を用いた浸漬法により、３０秒間の現像処理を行った。次いで、現像後の樹脂パターンを、基板ごと、オーブンを用いて１２０℃で１分間ポストベークし、直径２μｍの円筒状の連通孔樹脂パターンを得た。
《凹部パターニング》
上記で得られた連通孔樹脂パターン上に、上記感光性樹脂組成物をスピンコーター（１１００ｒｐｍ、６０秒）で塗布し、ホットプレートにより６０℃で２分間、１２０℃で３分間プリベークした。その後、ｉ線ステッパー（型式「ＮＳＲ―２２０５ｉ１４Ｅ」、ニコン製）を用いてパターン露光（ＧＨＩ線、６０ｍＪ）を行い、ホットプレートにより１２０℃で３分間露光後加熱を行った。その後、ＰＧＭＥＡを用いた浸漬法により、２分間の現像処理を行なった。次いで、現像後の樹脂パターンを、基板ごと、オーブンを用いて１８０℃で１５分間ポストベークし、凹部パターンを得た。凹部は対辺の距離が２５μｍの正六角形形状とした。
（粒子捕捉膜の剥離）
上記で得られた凹部がパターニングされた粒子捕捉膜を、剥離剤に浸漬し、上記下地膜を溶解することにより、シリコン基板から、連通孔樹脂パターン上に凹部パターンが形成された粒子捕捉膜を剥離した。
（基板の製造）
基板は、熱可塑性樹脂を用い、射出成形により形成した。
（支持体の製造）
支持体は、光硬化性樹脂を用い、光造形により形成した。支持体は、支持体の内面の上端が外方に位置し、かつ、支持体の内面の下端が内方に位置するように傾斜させた。
（拡張部材の製造）
拡張部材は、光硬化性樹脂を用い、光造形により形成した。拡張部材は、拡張部材の下部外面の上端が外方に位置し、かつ、支持体の内面の下端が内方に位置するように傾斜させた。拡張部材の下部の外形は、支持体の内形よりも大きくした。
（粒子捕捉膜及び基板の接合）
上記で得られた粒子捕捉膜に、凹部が開口する面が上面となるよう、支持体を接着剤で接合した。粒子捕捉膜が接合された支持体に拡張部材を圧入することにより、粒子捕捉膜を支持する支持体を拡張した。これにより、粒子捕捉膜に張力を付与した状態で、粒子捕捉膜を支持体に支持させた。支持体は、凹部が開口する面の反対側の面（他方面）が基板と対向し、粒子捕捉膜と基板との間に空間が形成されるように、硬化性樹脂組成物を用い基板に連結した。これにより、図８に示す形状（第一変形例の形状）の実施例の粒子捕捉デバイスを得た。
［比較例］
粒子捕捉膜が接合された支持体に拡張部材を圧入する以外は、実施例と同様にして、比較例の粒子捕捉デバイスを作製した。比較例の粒子捕捉デバイスは、拡張部材を有しない。
（粒子捕捉膜及び基板の接合）
上記で得られた粒子捕捉膜に、凹部が開口する面が上面となるよう、支持体を接着剤で接合した。支持体は、凹部が開口する面の反対側の面（他方面）が基板と対向し、粒子捕捉膜と基板との間に空間が形成されるように、硬化性樹脂組成物を用い基板に連結した。
これにより、比較例の粒子捕捉デバイスを得た。
［実験例］
実施例、比較例の粒子捕捉デバイスのそれぞれに、リン酸緩衝生理食塩水を添加し、吸引部から吸引することで、粒子捕捉膜の上部および粒子捕捉膜と基板との間の流路内を満たした。続いて、倒立型顕微鏡（キーエンス製、ＢＺ－９０００）で倍率２０倍の位相差対物レンズを用い、粒子捕捉デバイスの中央部に焦点を合わせ、画像を撮影した。その後、焦点の補正をせず、粒子捕捉デバイスの縁部の画像を撮影した。
図１８Ａ及び図１８Ｂは、実施例の粒子捕捉デバイスの顕微鏡観察を行った結果を示す写真である。図１８Ａは粒子捕捉デバイスの中央部の写真である。図１８Ｂは粒子捕捉デバイスの縁部の写真である。
図１９Ａ及び図１９Ｂは、比較例の粒子捕捉デバイスの顕微鏡観察を行った結果を示す写真である。図１９Ａは粒子捕捉デバイスの中央部の写真である。図１９Ｂは粒子捕捉デバイスの縁部の写真である。
図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、比較例の粒子捕捉デバイスでは、中央部に焦点を合わせた後に縁部の撮影を行うと、粒子捕捉膜のたわみの影響により、焦点がずれていた。
これに対し、図１８Ａ及び図１９Ｂに示すように、実施例の粒子捕捉デバイスでは、粒子捕捉膜のたわみを抑制し、焦点がずれることを抑制できることを確認できた。
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１…粒子捕捉デバイス、２…基板、３…粒子捕捉膜、４…支持体、５…嵌合構造、１０…流路（空間）、１１…第一層、１２…第二層、１３…連通孔、１４…貫通孔、１５…凹部（捕捉部）、２１…凸部、２２…凹部、１２０…拡張部材、２２０…膜拡張部材、３２０…傾斜支持部材、４２０…液体吸収性膨潤部材、Ｂ…粒子

Claims (9)

  1. 基板と、
    粒子を捕捉可能な粒子捕捉膜と、
    前記粒子捕捉膜が前記基板と平行をなし、かつ、前記粒子捕捉膜と前記基板との間に空間が形成されるように、前記粒子捕捉膜に張力を付与した状態で前記粒子捕捉膜を支持する支持体と、を含み、
    前記粒子捕捉膜に前記張力が付与されるように、前記支持体を拡張させる拡張部材を更に備える
    粒子捕捉デバイス。
  2. 基板と、
    粒子を捕捉可能な粒子捕捉膜と、
    前記粒子捕捉膜が前記基板と平行をなし、かつ、前記粒子捕捉膜と前記基板との間に空間が形成されるように、前記粒子捕捉膜に張力を付与した状態で前記粒子捕捉膜を支持する支持体と、を含み、
    前記粒子捕捉膜に前記張力が付与されるように、前記基板に対して前記支持体を傾斜させた状態で前記支持体を支持する傾斜支持部材を更に備える
    粒子捕捉デバイス。
  3. 基板と、
    粒子を捕捉可能な粒子捕捉膜と、
    前記粒子捕捉膜が前記基板と平行をなし、かつ、前記粒子捕捉膜と前記基板との間に空間が形成されるように、前記粒子捕捉膜に張力を付与した状態で前記粒子捕捉膜を支持する支持体と、を含み、
    前記粒子捕捉膜に前記張力が付与されるように、前記支持体に結合され、液体を吸収することにより体積を増す液体吸収性膨潤部材を更に備える
    粒子捕捉デバイス。
  4. 前記粒子捕捉膜は、
    １個の前記粒子を捕捉可能な大きさを有する捕捉部と、
    １個の前記粒子が通過できない大きさを有し、かつ、前記捕捉部と前記空間とを連通する連通孔と、を有する
    請求項１から３のいずれか一項に記載の粒子捕捉デバイス。
  5. 前記粒子捕捉膜は、
    前記連通孔を有する第一層と、
    前記連通孔に連なり、かつ、前記捕捉部の外形と同じ大きさの貫通孔を有する第二層と、を備える
    請求項４に記載の粒子捕捉デバイス。
  6. 前記空間は液体で満たされている
    請求項１から５のいずれか一項に記載の粒子捕捉デバイス。
  7. 基板と、
    粒子を捕捉可能な粒子捕捉膜と、
    前記粒子捕捉膜を支持する支持体と、を用意し、
    前記粒子捕捉膜が前記基板と平行をなし、かつ、前記粒子捕捉膜と前記基板との間に空間が形成されるように、前記粒子捕捉膜に張力を付与し、
    前記粒子捕捉膜に前記張力が付与されるように、前記支持体を拡張させる拡張部材を更に備える
    粒子捕捉方法。
  8. 基板と、
    粒子を捕捉可能な粒子捕捉膜と、
    前記粒子捕捉膜を支持する支持体と、を用意し、
    前記粒子捕捉膜が前記基板と平行をなし、かつ、前記粒子捕捉膜と前記基板との間に空間が形成されるように、前記粒子捕捉膜に張力を付与し、
    前記粒子捕捉膜に前記張力が付与されるように、前記基板に対して前記支持体を傾斜させた状態で前記支持体を支持する傾斜支持部材を更に備える
    粒子捕捉方法。
  9. 基板と、
    粒子を捕捉可能な粒子捕捉膜と、
    前記粒子捕捉膜を支持する支持体と、を用意し、
    前記粒子捕捉膜が前記基板と平行をなし、かつ、前記粒子捕捉膜と前記基板との間に空間が形成されるように、前記粒子捕捉膜に張力を付与し、
    前記粒子捕捉膜に前記張力が付与されるように、前記支持体に結合され、液体を吸収することにより体積を増す液体吸収性膨潤部材を更に備える
    粒子捕捉方法。
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