JP6443604B1 - 細胞濾過フィルタ - Google Patents

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Abstract

細胞を濾過する細胞濾過フィルタが、互いに対向する第１主面と第２主面とを貫通する複数の貫通孔を有する金属性多孔膜を備え、金属製多孔膜は、複数の貫通孔が配置された濾過部と、濾過部の外周を囲むように配置された枠部と、を有し、濾過部内において、前記濾過部の中心における前記金属製多孔膜の膜厚は、前記濾過部の中心よりも前記枠部に近い位置における前記金属製多孔膜の膜厚よりも小さくなるように形成されている。

Description

本発明は、細胞を濾過する細胞濾過フィルタに関する。
近年、流体中の細胞を濾過して捕捉する細胞濾過フィルタとして、金属製多孔膜を備えるフィルタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような従来の細胞濾過フィルタは、互いに対向する平坦面である主面を貫通する複数の貫通孔を有する金属性多孔膜を備える。金属製多孔膜の一方の主面側から濾過対象物である細胞を含んだ流体を供給することで、それぞれの貫通孔を通して流体を通過させながら主面上にて細胞を捕捉することができる。
特表２０１０−５２０４４６号公報
このような従来の細胞濾過フィルタにおいて、金属製多孔膜の一方の主面上に捕捉された細胞を分析しようとする場合、金属製多孔膜を分析装置に移動させて行う必要がある。しかしながら、金属製多孔膜の主面上には培養液等の流体がほとんど残っておらず、捕捉された細胞が乾燥してダメージを受けるおそれがあり、細胞分析を行うことができない場合がある。
従って、本発明の目的は、上記従来の課題を解決することにあって、金属製多孔膜にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができる細胞濾過フィルタを提供することにある。
本発明の一の態様の細胞濾過フィルタは、細胞を濾過する細胞濾過フィルタであって、互いに対向する第１主面と第２主面とを貫通する複数の貫通孔を有する金属性多孔膜を備え、前記金属製多孔膜は、前記複数の貫通孔が配置された濾過部と、前記濾過部の外周を囲むように配置された枠部と、を有し、前記濾過部内において、前記濾過部の中心における前記金属製多孔膜の膜厚は、前記濾過部の中心よりも前記枠部に近い位置における前記金属製多孔膜の膜厚よりも小さい、ものである。
本発明によれば、金属製多孔膜にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができる細胞濾過フィルタを提供することができる。
本発明の一の実施の形態にかかるフィルタの概略構成図 図１のフィルタにおける金属製多孔膜の部分拡大図 図１のフィルタの金属製多孔膜の部分拡大図 図１のフィルタの金属製多孔膜の構造を示す模式図であり、（Ａ）はフィルタの模式平面図、（Ｂ）は模式断面図 本発明の一の実施の形態にかかるフィルタの製造方法のフローチャート 図５のフィルタの製造方法における各工程を説明する模式断面図 本発明の変形例にかかるフィルタの製造方法において、複数の金属製多孔膜を同時に製造する場合のレジスト像の平面図
本発明の一の態様の細胞濾過フィルタは、細胞を濾過する細胞濾過フィルタであって、互いに対向する第１主面と第２主面とを貫通する複数の貫通孔を有する金属性多孔膜を備え、前記金属製多孔膜は、前記複数の貫通孔が配置された濾過部と、前記濾過部の外周を囲むように配置された枠部と、を有し、前記濾過部内において、前記濾過部の中心における前記金属製多孔膜の膜厚は、前記濾過部の中心よりも前記枠部に近い位置における前記金属製多孔膜の膜厚よりも小さい、ものである。
このような構成によれば、金属製多孔膜の濾過部において、中心の膜厚が中心よりも枠部に近い位置における膜厚よりも小さく設定されているため、濾過部における第１主面および第２主面の少なくともいずれかの表面の一部に凹面を形成することができる。凹面が形成された側で細胞を捕捉するような場合には、流体の表面張力により凹面に流体溜まりが形成されやすくなることから、捕捉された細胞の乾燥を抑制することができる。よって、金属製多孔膜にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができる。
また、前記濾過部内において、前記濾過部の中心から前記枠部に向かって、前記金属製多孔膜の膜厚が連続的または段階的に増加している、ようにしてもよい。
このような構成によれば、金属製多孔膜の第１主面または第２主面に滑らかな凹面を形成することができる。滑らかな凹面を形成した状態で、凹面上の流体に表面張力を作用させることで、凹面に流体溜まりを形成しやすくでき、金属製多孔膜にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができる。なお、表面張力は、流体の粘性に応じて、金属製多孔膜の表面状態、貫通孔の形状、開口面積を変更することによって、制御することができる。
また、前記金属製多孔膜の前記第２主面が平坦面であり、前記第１主面における前記濾過部に相当する面が、前記濾過部の中心側が低くかつ前記枠部側が高くなるような凹面である、ようにしてもよい。
凹面を利用した流体溜まりを利用したい場合には、凹面である第１主面側にて細胞を捕捉し、一方、流体溜まりを形成せずに流体抜けを良くしたい場合には、平坦面である第２主面側にて細胞を捕捉することができる。このように目的に応じて第１主面と第２主面とを使い分けることにより、細胞濾過フィルタの取り扱い性を向上できる。
また、前記金属製多孔膜の第２主面沿いの方向において、前記枠部の幅は、前記濾過部における隣接する前記貫通孔間の距離よりも大きい、ようにしてもよい。
このように枠部の幅と、隣接する貫通孔間の距離との大小関係を設けることにより、例えば、レジスト像を用いためっき処理により、濾過部における膜厚の大小を設けることができる。よって、金属製多孔膜にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができる細胞濾過フィルタを提供することができる。
以下、本発明に係る実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。また、各図においては、説明を容易なものとするため、各要素を誇張して示している。
（実施の形態１）
（フィルタの全体構成）
図１は、本発明に係る実施の形態１の細胞濾過フィルタ１（以降、フィルタ１とする。）の概略図を示す。図２は、フィルタ１の部分拡大図を示す。また、フィルタ１の周縁付近の部分拡大平面図を図３に示す。図２中のＸ、Ｙ方向は、それぞれフィルタ１の表面沿いの方向であって互いに直交する方向であり、Ｚ方向は、フィルタ１の厚み方向であり、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向である。
図１および図３に示すように、フィルタ１は、厚み方向に貫通する複数の貫通孔１１を有する金属製多孔膜１０を備える。金属製多孔膜１０は、複数の貫通孔１１が配置されている領域である濾過部Ｒ１と、濾過部Ｒ１を囲むように配置された領域である枠部Ｒ２とを有する。本実施の形態１では、濾過部Ｒ１は円形状の領域であり、枠部Ｒ２は円環状の領域であり、枠部Ｒ２は濾過部Ｒ１を周縁側から保持するような領域である。また、枠部Ｒ２には貫通孔１１が形成されていない。また、フィルタ１において、金属製多孔膜１０の枠部Ｒ２を挟持するような部材が備えられ、フィルタ１のハンドリング性を高めるようにしてもよい。なお、本実施の形態１では、濾過部Ｒ１と枠部Ｒ２とが一体に形成されている場合を例とするが、濾過部Ｒ１と枠部Ｒ２とが互いに別体として形成され、枠部Ｒ２が濾過部Ｒ１を保持するような場合であってもよい。また、濾過部Ｒ１の形状は円形状に限られず、正方形状、長方形状、楕円形状など、他の形状であってもよい。
金属製多孔膜１０は、濾過対象物を含む流体を貫通孔１１にて通過させることにより、流体中から濾過対象物を分離するものである。本明細書において、「濾過対象物」とは、金属製多孔膜１０によって濾過する対象物を意味する。濾過対象物の例としては、生物由来物質やＰＭ２．５等が含まれる。「生物由来物質」とは、細胞（真核生物）、細菌（真性細菌）、ウィルス等の生物に由来する物質を意味する。細胞（真核生物）としては、例えば、人工多能性幹細胞（ｉＰＳ細胞）、ＥＳ細胞、幹細胞、間葉系幹細胞、単核球細胞、単細胞、細胞塊、浮遊性細胞、接着性細胞、神経細胞、白血球、再生医療用細胞、自己細胞、がん細胞、血中循環がん細胞（ＣＴＣ）、ＨＬ−６０、ＨＥＬＡ、菌類を含む。細菌（真性細菌）としては、例えば、大腸菌、結核菌を含む。
図１に示すように、金属製多孔膜１０は、円形の金属メッシュである。また、金属製多孔膜１０は、図２に示すように、互いに対向する第１主面ＰＳ１と第２主面ＰＳ２を有し、両主面を貫通する複数の貫通孔１１を有する構造体である。複数の貫通孔１１は、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１において、第１主面ＰＳ１および第２主面ＰＳ２上に周期的に配置されている。金属製多孔膜１０は、例えば、ニッケルを主材料として形成されている。金属製多孔膜１０の主材料は金属であればよく、例えば、金、銀、銅、ニッケル、ステンレス鋼、パラジウム、チタン、およびこれらの合金であってもよい。特に、金属製多孔膜１０の主材料としては、生物由来物質を捕捉する場合、生物由来物質との生体親和性の観点から、金、ニッケル、ステンレス、チタンが好ましい。
図２および図３に示すように、金属製多孔膜１０は、マトリックス状に一定の間隔で複数の貫通孔１１が配置された板状構造体（格子状構造体）である。複数の貫通孔１１は、金属製多孔膜１０の第１主面ＰＳ１側から見て、即ちＺ方向に見て正方形の形状を有する。複数の貫通孔１１は、正方形の各辺と平行な２つの配列方向、即ち図２中のＸ方向とＹ方向に等しい間隔で設けられている。なお、貫通孔１１は、正方形に限定されず、例えば長方形や円や楕円などでもよい。また、孔の配列も正方格子配列に限定されず、例えば方形配列であれば、２つの配列方向の間隔は等しくない長方形配列でもよく、三角格子配列や準周期配列などでもよい。
貫通孔１１の形状や寸法は、濾過する濾過対象物の大きさ、形状に応じて適宜設計される。本実施の形態１において、貫通孔１１は、例えば、金属製多孔膜１０の第１主面ＰＳ１側から見て、即ちＺ方向から見て正方形であり、縦０．１μｍ以上５０μｍ以下、横０．１μｍ以上５０μｍ以下に設計される。貫通孔１１間の間隔は、例えば、貫通孔１１の１倍より大きく１０倍以下であり、より好ましくは貫通孔１１の３倍以下である。あるいは、開口率にして１０％以上が好ましい。また、金属製多孔膜１０の第２主面ＰＳ２沿いの方向において、枠部Ｒ２の幅は、濾過部Ｒ１における隣接する貫通孔１１間の距離（貫通孔１１の端縁間の距離）よりも大きく設定されている。
ここで、本実施の形態１のフィルタ１の構造を示す模式図を図４に示す。図４において、（Ａ）はフィルタ１の模式平面図であり、（Ｂ）はフィルタ１の模式断面図である。
図４（Ｂ）に示すように、フィルタ１の金属製多孔膜１０は、均一な膜厚を有しているのではなく、中央側の膜厚が周縁側に比し小さくなるように形成されている。具体的には、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１内において、濾過部Ｒ１の中心における膜厚が、濾過部Ｒ１の中心よりも枠部Ｒ２に近い位置における金属製多孔膜１０の膜厚よりも小さくなっている。
図４（Ａ）に示すように、濾過部Ｒ１の全体は、中心をＰ１とする半径Ｄ３の円形状の領域となる。濾過部Ｒ１において、中心Ｐ１に対して、半径Ｄ１、半径Ｄ２の仮想円Ｃ１、Ｃ２を描画する。ここで半径Ｄ１は半径Ｄ３×１／３であり、半径Ｄ２は半径Ｄ３×２／３である。濾過部Ｒ１において、仮想円Ｃ１にて囲まれた円形状の領域を中央側領域Ｒ１１とし、仮想円Ｃ１と仮想円Ｃ２とで挟まれた円環状の領域を中間領域Ｒ１２とし、仮想円Ｃ２の外周側の円環状の領域を周縁側領域Ｒ１３とする。さらに、濾過部Ｒ１の平面視において、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１を通る仮想直線Ｌを描画したとき、仮想直線Ｌと仮想円Ｃ１との交点（第１の位置）をＰ２、仮想直線Ｌと仮想円Ｃ２との交点（第２の位置）をＰ３とする。
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す金属製多孔膜１０における仮想直線Ｌの模式断面図である。図４（Ｂ）に示すように、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１内において、枠部Ｒ２から離れた中央側領域Ｒ１１における膜厚が、中央側領域Ｒ１１よりも枠部Ｒ２に近い周縁側領域Ｒ１３における膜厚よりも小さく形成されている。さらに、濾過部Ｒ１内において、中央側領域Ｒ１１と周縁側領域Ｒ１３との間に位置する中間領域Ｒ１２における膜厚は、中央側領域Ｒ１１の膜厚よりも大きく、周縁側領域Ｒ１３の膜厚よりも小さく形成されている。具体的には、中心Ｐ１における膜厚をＴ１、交点Ｐ２における膜厚をＴ２、交点Ｐ３における膜厚をＴ３とした場合、それぞれ膜厚は、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３の関係を満たしている。すなわち、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１内において、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１から放射方向（すなわち、枠部Ｒ２）に向かって、膜厚が増加するように、膜厚が設定されている。また、膜厚は、連続的または段階的に増加するようにしてもよい。
また、図４に示すように、金属製多孔膜１０の第２主面ＰＳ２は平坦面として形成されており、第１主面ＰＳ１における濾過部Ｒ１に相当する面が、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１側よりも枠部Ｒ２側が高くなるような凹面として形成されている。金属製多孔膜１０の枠部Ｒ２は膜厚Ｔ０が概ね一定の厚さに形成され、膜厚Ｔ０は周縁側領域Ｒ１３における交点Ｐ３の膜厚Ｔ３以上となっている。
このような本実施の形態１の金属製多孔膜１０は、例えば、直径８ｍｍ（枠部Ｒ２の外形）、枠部Ｒ２の幅寸法１ｍｍ、隣接する貫通孔１１の間隔が１μｍ以上５００μｍ以下に形成される。また、濾過部Ｒ１は直径６ｍｍであり、濾過部Ｒ１において、枠部Ｒ２に近い交点Ｐ３おける膜厚Ｔ３が１．１μｍ、中央Ｐ１における膜厚Ｔ１が０．８μｍに形成される。
なお、図４（Ａ）および（Ｂ）に示す領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３を用いた説明は、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１から枠部Ｒ２に向かって、膜厚が増加していることを説明することを目的とするものである。そのため、仮想円Ｃ１の半径Ｄ１が半径Ｄ３×１／３、仮想円Ｃ２の半径Ｄ２が半径Ｄ３×２／３である場合に限られない。例えば、それぞれの半径がＤ１＜Ｄ２＜Ｄ３の関係を有した仮想円を用いても同様の説明を行うことができる。
（フィルタの製造方法）
次に、本実施の形態１のフィルタ１の製造方法の一例について説明する。フィルタ１の製造方法のフローチャートを図５に示し、フィルタ１の製造方法におけるそれぞれの製造過程の断面図を図６（Ａ）〜図６（Ｆ）に示す。
まず、図５のステップＳ２１（銅薄膜の形成）において、金属膜の形成を行う。図６（Ａ）に示すように、シリコンなどの基板３１上に金属膜を形成する。金属膜を形成する金属としては、例えば、銅が用いられて、銅薄膜３２が基板３１上に形成される。銅薄膜３２は、例えば蒸着またはスパッタリングにより形成することができる。スパッタリングにて形成した方が、蒸着にて形成される場合と比べて、表面膜質を良好なものとすることができる。この銅薄膜３２が、後述するめっき処理の際に給電電極として用いられる。また、基板３１と銅薄膜３２との間に接着性確保を目的として中間層（例えば、Ｔｉ膜）を形成してもよい。
次に、図６（Ｂ）に示すように、銅薄膜３２上にレジスト膜３３を形成する（ステップＳ２２：レジスト膜の形成）。具体的には、銅薄膜３２上に、例えばスピンコートによりレジストの塗布を行い、乾燥処理を行うことにより、レジスト膜３３を形成する。レジスト膜３３は、例えば２μｍ程度の厚さに形成される。
次に、図６（Ｃ）に示すように、レジスト膜３３に対して、露光および現像処理を行い、レジスト膜３３から金属製多孔膜１０に相当する部分が除去された溝部３４、３５を有するレジスト像３６を形成する（ステップＳ２３：露光・現像（レジスト像形成））。溝部３４は、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１に形成された溝部分であり、溝部３５は、枠部Ｒ２に形成された溝部分である。溝部３４の開口幅Ｗ１が金属製多孔膜１０における隣接する貫通孔１１間の距離に相当し、溝部３５の開口幅Ｗ２が枠部Ｒ２の幅に相当する。すなわち、溝部３４の開口幅Ｗ１は、溝部３５の開口幅Ｗ２に比して小さくなっている。また、溝部３４、３５の底では、銅薄膜３２が露出された状態となっている。
次に、図６（Ｄ）に示すように、レジスト像３６において、溝部３４および溝部３５内に金属を主材料として析出させて、溝部３４、３５内に金属製多孔膜１０を形成する（ステップＳ２４：めっき処理）。金属製多孔膜１０は、例えば、銅薄膜３２を給電電極として電解めっき法を行うことにより形成され、析出させる金属としてはニッケルが用いられる。
上述したように、レジスト像３６において、溝部３４の開口幅Ｗ１は、溝部３５の開口幅Ｗ２に比して小さく形成されている。また、レジスト像３６において、中央側に溝部３４が密集して設けられ、これらの溝部３４を囲むように溝部３５が円環状に設けられている。このようなレジスト像３６に対してめっき処理が行われると、開口幅の大きな溝部３５にはめっき液が入り込みやすく、一方、開口幅の小さな溝部３４にはめっき液が入り込み難くなる。また、溝部３４が配置されている領域であっても、溝部３４の周囲が別の溝部３４で囲まれた状態にある濾過部Ｒ１の中央側領域Ｒ１１に相当する部分では、枠部Ｒ２の近くに位置する周縁側領域Ｒ１３に相当する部分と比べて、溝部３４内にめっき液が入り込み難くなる。これは、溝部３４を形成するレジスト像３６の凸状部分が、密集していることによって、溝部３４内へのめっき液の入り込みを阻害しているものと考えられる。また、めっき速度を大きく設定する程、このようなめっき液の入り込み易さの違いを顕著なものとすることができる。
このようにめっき処理が行われると、溝部３４、３５内に入り込んだめっき液が析出し、めっき液の入り込んだ量に比例した膜厚の析出金属による膜が形成される。図６（Ｄ）に示すように、溝部３５に形成される金属製多孔膜１０の膜厚Ｔ０が最も大きくなる。溝部３４についても周縁側領域Ｒ１３と中間領域Ｒ１２との境界（交点Ｐ３）の膜厚Ｔ３、中間領域Ｒ１２と中央側領域Ｒ１１との境界（交点Ｐ２）の膜厚Ｔ２、中央側領域Ｒ１１における中心Ｐ１の膜厚Ｔ１の順で、膜厚が小さくなる。
次に、図６（Ｅ）に示すように、溶剤（例えば、アセトン等）への浸漬を行って、レジスト像３６を溶解して、銅薄膜３２から剥離させる（ステップＳ２５：レジスト像の除去）。
その後、図６（Ｆ）に示すように、銅薄膜３２および基板３１の除去を行う（ステップＳ２６：基板・銅薄膜の除去）。具体的には、エッチング液を用いて、銅薄膜３２をエッチングにより除去することにより、金属製多孔膜１０を基板３１から剥離する。
このような手順により、複数の貫通孔１１が形成された濾過部Ｒ１と、濾過部Ｒ１の周囲に配置された枠部Ｒ２とを有する金属性多孔膜１０が形成される。また、金属製多孔膜１０における枠部Ｒ２の膜厚Ｔ０、濾過部Ｒ１の交点Ｐ３の膜厚Ｔ３、交点Ｐ２の膜厚Ｔ２、中心Ｐ１の膜厚Ｔ１の順で、膜厚が小さくなるように、第１主面ＰＳ１が凹面となる。一方、金属製多孔膜１０の第２主面ＰＳ２は、銅薄膜３２に接していた面であるため、平坦面となる。以上の製造方法により、一方の主面を凹面、他方の主面を平坦面とする金属製多孔膜１０を備えるフィルタ１が製造される。
このようなフィルタ１の製造方法は、１枚の基板３１から１枚の金属製多孔膜１０が製造される場合に限られない。例えば、図７に示すように、１枚の基板１３１上に複数枚の金属製多孔膜１０に対応するレジスト像３６の集合体であるレジスト像１３６を形成して、複数の金属製多孔膜１０を同時に製造するような場合であってもよい。
本実施の形態１のフィルタ１によれば、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１において、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１の膜厚Ｔ１が、中心Ｐ１よりも枠部Ｒ２に近い位置における膜厚Ｔ２、Ｔ３よりも小さくなるように、第１主面ＰＳ１が凹面として形成されている。これにより、凹面が形成された第１主面ＰＳ１で細胞を捕捉するような場合には、流体の表面張力により凹面に流体溜まりが形成されやすくなる。例えば、培養液を液溜まりとして凹面に溜めた状態にて捕捉された細胞を取り扱うことにより、細胞の乾燥を抑制しながら、分析等の処理を行うことができる。よって、金属製多孔膜１０にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができる。
また、濾過部Ｒ１内において、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１から枠部Ｒ１に向かって、金属製多孔膜１０の膜厚が連続的にまたは段階的に増加しているようにすることで、金属製多孔膜１０に滑らかな凹面を形成することができる。これにより、表面張力の作用により凹面に流体溜まりを形成しやすくでき、金属製多孔膜１０にて捕捉された細胞の取り扱い性をさらに向上させることができる。
また、金属製多孔膜の第２主面ＰＳ２が平坦面であり、第１主面ＰＳ１が凹面としている。これにより、例えば、凹面を利用した流体溜まりを利用したい場合には、凹面である第１主面ＰＳ１側にて細胞を捕捉することができる。一方、流体溜まりを形成せずに流体抜けを良くしたい場合には、平坦面である第２主面ＰＳ２側にて細胞を捕捉することができる。このように目的に応じて第１主面ＰＳ１と第２主面ＰＳ２とを使い分けることにより、細胞濾過フィルタの取り扱い性を向上できる。
また、金属製多孔膜１０において、枠部Ｒ２の幅が、濾過部Ｒ１における隣接する貫通孔間１１の距離よりも大きく形成されている。このように枠部Ｒ２の幅と、隣接する貫通孔１１間の距離との大小関係を設けることにより、例えば、レジスト像３６を用いためっき処理において、溝部３４、３５へのめっき液の入り込み易さに差異を設けることができる。よって、濾過部Ｒ１が凹面となるように膜厚の大小を設けることができ、金属製多孔膜１０にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができるフィルタ１を提供することができる。
なお、上述の実施の形態の説明では、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１内において、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１から枠部Ｒ２に向かって、膜厚が連続的にまたは段階的に増加するように凹面を形成する場合を例としている。しかしながら、本発明はこのような場合についてのみに限られない。例えば、濾過部Ｒ１内において、枠部Ｒ２側から濾過部Ｒ１の中心Ｐ１に向かって膜厚が増加している箇所が一部に含まれているような場合であっても構わない。そのような場合であっても、濾過部Ｒ１全体として、中央側領域Ｒ１１における平均膜厚が、周縁側領域Ｒ１３における平均膜厚よりも小さくなっていれば、本発明の効果を奏することができる。
以下、本発明のフィルタの製造方法の実施例について説明する。
（実施例）
本実施例では、図５のステップＳ２１からＳ２６のステップを実施することによりフィルタ１を作製した。
まず、ステップＳ２１において、シリコン製の基板の上面に銅薄膜を、スパッタリング装置を用いて形成した。スパッタリングガスとしてアルゴンガスを用い、スパッタリング装置における真空度５．０×１０−４Ｐａ、印加電力ＤＣ５００Ｗにて、銅薄膜を形成した。スパッタリング時間は２７分とし、銅薄膜を形成した。
次に、ステップ２２において、スピンコータを用いて、銅薄膜上に所定の膜厚のレジスト膜を形成した。具体的には、レジスト剤を銅薄膜上に塗布した後、窒素雰囲気下において１３０℃にて溶剤を揮発させた後に冷却することで、レジスト膜を形成した。レジスト剤としては、ノボラック系樹脂と有機溶剤とを用い、スピンコータの回転数１１３０ｒｐｍにて、２μｍの膜厚のレジスト膜を形成した。
次に、ステップＳ２３において、レジスト膜に対して露光および現像処理を行い、金属製多孔膜に対応する溝部がレジスト膜に形成されたレジスト像を形成した。波長３６５ｎｍを含んだエネルギ密度２５００Ｊ／ｍ２の光線を、レジスト膜に対して０．２５秒間照射することにより露光を行った。その後、レジスト膜における露光部分をアルカリ性溶液に接触させることにより、露光部分を除去して溝部を形成した。レジスト像において、金属製多孔膜の枠部に相当する部分における溝部の開口幅を０．８ｍｍとし、濾過部に相当する部分における溝部の開口幅を０．８μｍとした。
次に、ステップＳ２４において、先に形成した銅薄膜を給電電極として、電解めっき法を用いて、ニッケル材料を主材料とするめっき膜からなる金属製多孔膜を、レジスト像の溝部内に形成した。まず、前処理として、銅薄膜およびレジスト像が形成された基板を、希硫酸に６０秒浸漬させて、レジスト像の溝部の底において露出している銅薄膜の表面の活性化を行った。その後、スルファミン酸ニッケルめっき液（液温５５℃、ｐＨ４．０）中にて基板を揺動させながら、銅薄膜を給電電極として電圧を印加して電解めっき処理を行った。めっき速度は０．５μｍ／ｍｉｎであった。
次に、ステップＳ２５において、溶剤への浸漬を行って、レジスト像を溶解して、銅薄膜から剥離させた。溶剤としてアセトン溶液を用い、アセトン溶液中で１５分間超音波をかけることにより、レジスト像の溶解・剥離を促進させた。
次に、ステップＳ２６において、銅薄膜および基板の除去を行った。具体的には、エッチング液として、６０％過酸化水素水と酢酸と純水とを１：１：２０の体積比で混合作製した水溶液に、２５℃の環境下にて４８時間浸漬することで銅薄膜に対するエッチングを行った。これにより、銅薄膜および基板が除去されて、実施例にかかる金属製多孔膜を備えるフィルタが完成した。
本実施例にかかる金属製多孔膜を測定したところ、枠部Ｒ２の外形（すなわち、金属製多孔膜の直径）が８ｍｍ、濾過部Ｒ１の直径が６ｍｍ、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１の膜厚が０．７μｍ、周縁側領域Ｒ１３と中間領域Ｒ１２との境界（交点Ｐ３）の膜厚が１．２μｍであった。
なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
本発明は、フィルタの濾過部における第１主面および第２主面の少なくともいずれかの表面の一部に凹面を形成しており、凹面が形成された側で細胞を捕捉するような場合には、流体の表面張力により凹面に流体溜まりが形成されやすくすることができる。これにより、捕捉された細胞の乾燥を抑制することができ金属製多孔膜にて捕捉された細胞の取り扱い性、および金属製多孔膜の取り扱い性を向上させることができる。よって、このようなフィルタが利用される種々の技術分野、例えば、化学分析、創薬・製薬、臨床検査、公衆衛生管理、環境計測等の分野への適用が有用である。
１ フィルタ
１０ 金属製多孔膜
１１ 貫通孔
３１ 基板
３２ 銅薄膜
３３ レジスト膜
３４、３５ 溝部
３６ レジスト像
ＰＳ１ 第１主面
ＰＳ２ 第２主面
Ｒ１ 濾過部
Ｒ２ 枠部
Ｒ１１ 中央側領域
Ｒ１２ 中間領域
Ｒ１３ 周縁側領域
Ｃ１、Ｃ２ 仮想円
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 半径
Ｌ 仮想直線
Ｐ１ 中心
Ｐ２、Ｐ３ 交点
Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 膜厚
Ｗ１、Ｗ２ 開口幅

Claims (3)

  1. 細胞を濾過する細胞濾過フィルタであって、
    互いに対向する第１主面と第２主面とを貫通する複数の貫通孔を有する金属性多孔膜を備え、
    前記金属製多孔膜は、前記複数の貫通孔が配置された濾過部と、前記濾過部の外周を囲むように配置された枠部と、を有し、
    前記濾過部内において、前記濾過部の中心から前記枠部に向かって、前記金属製多孔膜の膜厚が連続的または段階的に増加している、細胞濾過フィルタ。
  2. 前記金属製多孔膜の前記第２主面が平坦面であり、前記第１主面における前記濾過部に相当する面が、前記濾過部の中心側が低くかつ前記枠部側が高くなるような凹面である、請求項１に記載の細胞濾過フィルタ。
  3. 前記金属製多孔膜の第２主面沿いの方向において、前記枠部の幅は、前記濾過部における隣接する前記貫通孔間の距離よりも大きい、請求項１または２に記載の細胞濾過フィルタ。
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