JPH0697535A - Arranging method for very fine material - Google Patents

Arranging method for very fine material

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JPH0697535A
JPH0697535A JP4244471A JP24447192A JPH0697535A JP H0697535 A JPH0697535 A JP H0697535A JP 4244471 A JP4244471 A JP 4244471A JP 24447192 A JP24447192 A JP 24447192A JP H0697535 A JPH0697535 A JP H0697535A
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streptavidin
fine
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fine particles
biotin
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稔 斎藤
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裕生 宮本
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勝晶 海部
Masakazu Kato
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Abstract

PURPOSE:To three-dimensionally arrange desired very fine materials on a substrate, by mutually binding very fine materials by using a specified singular binding reaction. CONSTITUTION:Very finely materials are mutually bound together by using the singular binding reaction of avidin and bisbiotion 23 and/or specific binding reaction of storeptoavidin 17 and bisbiotin 23. By these method, very fine materials can be bound to both ends of the bisbiotin 23 having bivalent properties, via the avidin or the streptoavidin 17. Hence, after the very fine materials are two-dimensionally arranged, the necessary number of new very fine materials can be bound in order, and the very fine materials can be arbitrarily arranged in a third direction. When the very fine materials are fine metal particles, the construction of three-dimensional fine wiring structure can be expected. When the very fine materials are ribosome or protein, the construction of an bioelement of information process multifunction which simulates an orgamism can be expected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、下地上に微細物を三
次元配列させる方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for three-dimensionally arranging fine objects on a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】種々の分野において、種々の目的のた
め、下地上に微細物を所望の配列で固定することが行な
われている。
2. Description of the Related Art In various fields, for a variety of purposes, it is practiced to immobilize fine particles on a substrate in a desired arrangement.

【0003】例えば、この出願人に係る特開昭63−1
11428号公報には、生体の機能を模倣したバイオ素
子を得る目的で、下地としての下地上に微細物としてあ
る機能を有するリポソームを二次元配列する方法が開示
されている。具体的には、下地に抗体をLB(ラングミ
ュアブロジェット)法により固定し、この固定された抗
体にエレクトロンビームやイオンビームを選択的に照射
することによって抗体の不要部分を下地から選択的に除
去して下地上に抗体の任意パターンを形成し、この抗体
パターンに上記リポソームを抗原−抗体反応を利用して
固定する、という方法であった。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1
Japanese Patent No. 11428 discloses a method of two-dimensionally arranging liposomes having a certain function as a microscopic substance on a lower ground as a base for the purpose of obtaining a biodevice that mimics the function of a living body. Specifically, the antibody is immobilized on the substrate by the LB (Langmuir-Blodgett) method, and the immobilized antibody is selectively irradiated with an electron beam or an ion beam to selectively remove unnecessary portions of the antibody from the substrate. Then, an arbitrary pattern of the antibody is formed on the substrate, and the liposome is immobilized on the antibody pattern by utilizing the antigen-antibody reaction.

【0004】また、例えば特開平3−79774号公報
には、種々の電子デバイスを得る目的で、下地としての
基板上に微細物としての金属の超微粒子、金属化合物の
超微粒子、セラミックスの超微粒子、酸化物超電導体の
超微粒子あるいは有機物の超微粒子を二次元に規則的に
配列する方法が開示されている。具体的には、下地に抗
原を二次元的に規則的に配列し、一方、この抗原に反応
するモノクロナール抗体と超微粒子とを結合させてお
き、この抗体結合済みの超微粒子を前記抗原配列済み下
地に抗原−抗体反応により結合させる、という方法であ
った。
Further, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-79774, ultra fine particles of metal, ultra fine particles of metal compound, and ultra fine particles of ceramics are formed on a substrate as an underlayer in order to obtain various electronic devices. , A method of regularly arranging ultrafine particles of an oxide superconductor or ultrafine particles of an organic substance in two dimensions is disclosed. Specifically, the antigens are arranged two-dimensionally and regularly on the substrate, while the monoclonal antibody that reacts with the antigen and the ultrafine particles are bound to each other, and the ultrafine particles to which the antibody has been bound are bound to the antigen array. It was a method of binding to the finished substrate by an antigen-antibody reaction.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
いずれの方法も下地に微細物を二次元配列できるに止ま
り三次元配列することはできなかった。また、微細物の
配列固定を抗原−抗体反応を利用して行っていたので、
微細物と下地との結合強度は必ずしも満足のゆくもので
はなかった。
However, in any of the above-mentioned methods, it is not possible to arrange the minute objects on the base in two dimensions but to arrange them in three dimensions. In addition, since the sequence of the fine substance was fixed by utilizing the antigen-antibody reaction,
The bond strength between the fine material and the substrate was not always satisfactory.

【0006】そこで、微細物と下地との結合強度を改善
する一方法として、この出願に係る出願人は特願平4−
62130号において、抗原−抗体反応に比べて結合強
度が106 倍も強くかつ結合対象物同士を特異的に結合
させることが可能な、アビジンとビオチンとの特異的結
合反応及びストレプトアビジンとビオチンとの特異的結
合反応の双方又は一方を用い、微細物(具体的には金微
粒子、リポソーム及びタンパク質)を下地に二次元配列
する方法を提案していた。
Therefore, as a method for improving the bonding strength between a fine material and a base, the applicant of the present application has filed Japanese Patent Application No.
No. 62130, a specific binding reaction between avidin and biotin and streptavidin and biotin capable of binding 10 6 times stronger than the antigen-antibody reaction and capable of specifically binding the binding targets to each other. It has been proposed that two or more of the specific binding reactions of (1) above are used to two-dimensionally arrange microscopic substances (specifically, fine gold particles, liposomes and proteins) on a substrate.

【0007】しかしながら、この特願平4−62130
号に提案の方法でも、下地に微細物を二次元配列できる
に止まり三次元配列することはできなかった。
However, this Japanese Patent Application No. 4-62130
Even with the method proposed in No. 3, it was not possible to arrange the three-dimensionally fine objects on the substrate, but only two-dimensionally.

【0008】所望の微細物を所望のパターンで三次元配
列できれば、より高機能なデバイスの実現が期待できる
のでそのような方法の確立が望まれている。
If a desired fine object can be three-dimensionally arrayed in a desired pattern, it is expected that a higher-performance device will be realized. Therefore, establishment of such a method is desired.

【0009】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり従ってこの発明の目的は,所望の微細物を下地
上に三次元配列できる方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for arranging desired microscopic objects three-dimensionally on a substrate.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この出願に係る発明者は種々の検討を重ねた。その
結果、文献I(ジャーナル オブ フィジックス D:
アプライド フィジックス(J.Phys.D:App
l.Phys.24(1991)p.1443−145
0)に開示されているビスビオチンの二価結合性とこの
出願に係る特願平4−62130号に提案の上述の技術
とを組み合わせることに着目した。なお、文献Iには、
化学吸着により作製した単分子層の特性を表面電位測定
によって調べる点が開示されており、そして、そのため
の試料作製においてビスビオチンとアビジンとの特異的
結合性を用いることが示されている。
In order to achieve this object, the inventor of this application has made various studies. As a result, Document I (Journal of Physics D:
Applied Physics (J. Phys. D: App
l. Phys. 24 (1991) p. 1443-145
Attention was paid to combining the bivalent binding property of bisbiotin disclosed in 0) with the above-mentioned technique proposed in Japanese Patent Application No. 4-62130 relating to this application. In addition, in Document I,
It has been disclosed to investigate the characteristics of a monolayer prepared by chemisorption by surface potential measurement, and it has been shown to use a specific binding property between bisbiotin and avidin for sample preparation therefor.

【0011】したがって、下地上に微細物を三次元配列
するに当たり、微細物同士をアビジンとビスビオチンと
の特異的結合反応及びストレプトアビジンとビスビオチ
ンとの特異的結合反応の双方または一方を用い結合させ
ることを特徴とする。
Therefore, when three-dimensionally arranging the fine particles on the substrate, the fine particles are bound to each other by using a specific binding reaction between avidin and bisbiotin and / or a specific binding reaction between streptavidin and bisbiotin. It is characterized by

【0012】なお、この発明において下地とは、微細物
を配列させたい種々のものであることができる。例え
ば、半導体装置製造に用いられるシリコン下地や化合物
半導体下地のような半導体下地、また、種々の分野で多
用されるガラス基板やセラミックス基板、これら基板に
他の構成成分が作り込まれている半製品などであること
ができる。
In the present invention, the underlayer can be various things in which fine particles are desired to be arranged. For example, semiconductor bases such as silicon bases and compound semiconductor bases used in the manufacture of semiconductor devices, glass substrates and ceramics substrates often used in various fields, and semi-finished products in which other components are incorporated into these substrates. Can be etc.

【0013】また、この発明の実施に当たり、前述の下
地に微細物を下記の(a)〜(c)の工程を含む工程に
より二次元配列させ、 (a)下地にビオチンを結合させる工程。
Further, in carrying out the present invention, a step of two-dimensionally arraying fine substances on the above-mentioned substrate by the steps including the steps (a) to (c) below, and (a) a step of binding biotin to the substrate.

【0014】(b)微細物にアビジンまたはストレプト
アビジンを結合させる工程。
(B) A step of binding avidin or streptavidin to the fine material.

【0015】(c)アビジンまたはストレプトアビジン
結合済みの前述の微細物を、ビオチン結合済みの前述の
下地に、アビジンとビオチンとの特異的結合反応又はス
トレプトアビジンとビオチンとの特異的結合反応を用い
て結合させる工程。
(C) The above-mentioned fine particles to which avidin or streptavidin has been bound are applied to the above-mentioned substrate to which biotin has been bound by a specific binding reaction between avidin and biotin or a specific binding reaction between streptavidin and biotin. And combine them.

【0016】該二次元配列させた各微細物に新たな微細
物を必要数順次に結合させることを、該他の微細物にア
ビジンまたはストレプトアビジンを結合させ該他の微細
物を下地側の微細物にビスビオチンを介し結合させるこ
とを、必要回数繰り返すことで行なうのが好適である。
A necessary number of new fine particles are sequentially bonded to each of the two-dimensionally arranged minute particles, and avidin or streptavidin is bonded to the other minute particles to make the other minute particles on the base side fine. It is preferable to perform binding to an object via bisbiotin by repeating the required number of times.

【0017】さらに、この発明の実施に当たり、下地に
ビオチンを結合させる際に、下地全面にアミノ基を結合
させ、該結合させたアミノ基群をパターニングし、該パ
ターニングにより得たアミノ基のパターンにビオチンを
結合させるか、または、前述の下地全面にアミノ基を結
合させ、該アミノ基群にビオチンを結合させ、該ビオチ
ン群をパターニングするのが好適である。
Further, in carrying out the present invention, when binding biotin to the substrate, amino groups are bound to the entire surface of the substrate, the group of bound amino groups is patterned, and the pattern of amino groups obtained by the patterning is formed. It is preferable to bond biotin, or to bond an amino group to the entire surface of the above-mentioned substrate, to bond biotin to the amino group, and to pattern the biotin group.

【0018】また、ここでいう微細物とは、下地に配列
させたい種々のものであることができる。例えば、A
u、Ag、Ni、Co、Fe、Cu、Pdなどの金属の
超微粒子、WCl6 、W2 C、Fe3 4 、γ−Fe2
3 、CrO2 などの金属化合物の超微粒子、BaTi
3 、MnFe2 4 などのセラミックスの超微粒子、
YBa2 Ca3 7 などの酸化物高温超電導体の超微粒
子、カーボンなどの有機物の超微粒子、ある機能を持つ
タンパク質、又は、生態物質及び又は生態類似物質の双
方又は一方で構成されたリポソームなどを挙げることが
できる。
Further, the fine material referred to here may be various things to be arranged on the base. For example, A
Ultrafine particles of metal such as u, Ag, Ni, Co, Fe, Cu, Pd, WCl 6 , W 2 C, Fe 3 O 4 , γ-Fe 2
Ultra fine particles of metal compounds such as O 3 and CrO 2 , BaTi
Ultrafine particles of ceramics such as O 3 and MnFe 2 O 4 ,
Ultrafine particles of oxide high temperature superconductors such as YBa 2 Ca 3 O 7 , ultrafine particles of organic substances such as carbon, proteins having a certain function, or liposomes composed of both or one of an ecological substance and / or an ecological analogue Can be mentioned.

【0019】[0019]

【作用】この発明の微細物の配列方法によれば、ビスビ
オチンが二価結合性を有するので、その両端にアビジン
またはストレプトアビジンを介し微細物をそれぞれ結合
させることができる。したがって、基板に微細物を二次
元配列させた後、これら微細物にビスビオチンを用いた
この発明の方法により新たな微細物を必要数順次に結合
させることで、第三の方向へ微細物を任意に配列させる
ことができる。
According to the method of arranging the fine particles of the present invention, since bisbiotin has a bivalent binding property, the fine particles can be bound to both ends thereof via avidin or streptavidin. Therefore, after arranging the microscopic objects on the substrate two-dimensionally, a new microscopic object is sequentially bonded to the microscopic objects by the method of the present invention using bisbiotin to form the microscopic objects in the third direction. It can be arranged arbitrarily.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の微細物の配
列方法の各実施例について説明する。なお、説明に用い
る各図はこれら発明を理解できる程度に各構成成分の寸
法、形状及び配置関係を概略的に示してあるにすぎな
い。また、以下の各図において同様な構成成分について
は同一の番号を付して示し、その説明を省略する。ま
た、以下の実施例中で用いる使用薬品及び薬品濃度、薬
品使用量、処理時間、処理温度等の数値的条件、処理方
法等はこれらの発明の範囲内の好適例にすぎない。従っ
て、これらの発明がこれら条件にのみ限定されるもので
ないことは理解されたい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Each embodiment of the method for arranging fine objects of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the drawings used in the description merely schematically show the dimensions, shapes, and positional relationships of the respective constituent components to the extent that these inventions can be understood. Moreover, in each of the following drawings, the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Further, the chemicals used and the chemical concentrations, the chemical usages, the numerical conditions such as the processing time and the processing temperature, the processing methods and the like used in the following examples are only suitable examples within the scope of these inventions. Therefore, it should be understood that these inventions are not limited to only these conditions.

【0021】1.第1実施例 微細物を粒径が異なる2種類の金微粒子とした例により
第1実施例を説明する。なお、下地として大きさが1c
m×1cmのシリコン基板を用いる。なお、金微粒子を
2種類用いたのは、三次元配列パタンの良否観察を容易
にするためであり、発明の本質でないことは理解された
い(以下の各実施例中の微細物種類数において同
じ。)。
1. First Example A first example will be described with reference to an example in which two kinds of fine gold particles having different particle sizes are used as the fine particles. The size of the base is 1c
A m × 1 cm silicon substrate is used. It should be understood that the use of two kinds of fine gold particles is for facilitating the quality observation of the three-dimensional array pattern and is not the essence of the invention (the same applies to the number of kinds of fine objects in each of the following examples). .).

【0022】1−1.基板側の処理 大きさが1cm×1cmのシリコン基板を、31重量%
の過酸化水素水と97重量%の硫酸との容積比1:4の
混合液に、1時間浸漬する。次に、このシリコン基板を
純水を用いて十分に洗浄する。次に、このシリコン基板
を、アミノプロピルトリエトキシシラン(信越シリコー
ン社製、型番LS−3150)を1容積%の割合で含む
アミノプロピルトリエトキシシランの水溶液中に、2分
間浸漬する。この水溶液から取り出したガラス基板を、
純水で洗浄した後、恒温槽中で110℃の温度で1分間
加熱する。この一連の処理により、図1に模式的に示し
たように、シリコン基板11表面には、後に使用するビ
オチン誘導体と結合可能なアミノ基が固定される。
1-1. Substrate side processing A silicon substrate with a size of 1 cm x 1 cm is 31% by weight.
It is immersed for 1 hour in a mixed liquid of hydrogen peroxide water of 97 wt% and sulfuric acid of 97 wt% at a volume ratio of 1: 4. Next, this silicon substrate is thoroughly washed with pure water. Next, this silicon substrate is immersed for 2 minutes in an aqueous solution of aminopropyltriethoxysilane containing 1% by volume of aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone, model number LS-3150). The glass substrate taken out from this aqueous solution,
After washing with pure water, it is heated at a temperature of 110 ° C. for 1 minute in a constant temperature bath. Through this series of treatments, as schematically shown in FIG. 1, an amino group capable of binding to a biotin derivative used later is fixed on the surface of the silicon substrate 11.

【0023】次に、100mlのジメチルホルムアミド
に10mgのビオチンロングアーム−NHS(フナコシ
薬品(株)製ビオチン誘導体)を溶解した溶液と10m
lの重炭酸バッファ(pH8.5)との混合液を入れて
あるサンプル瓶中に、上記アミノ基固定済みのガラス基
板を入れる。その後、このサンプル瓶を氷浴に2時間入
れ、基板とビオチン誘導体とを反応させる。この一連の
処理により、図2に模式的に示したように、シリコン基
板11にビオチン誘導体13がアミノ基を介し結合す
る。
Then, 10 mg of a solution prepared by dissolving 10 mg of biotin long arm-NHS (biotin derivative manufactured by Funakoshi Yakuhin Co., Ltd.) in 100 ml of dimethylformamide was used.
The amino group-fixed glass substrate is placed in a sample bottle containing a mixed solution of 1 bicarbonate buffer (pH 8.5). Then, this sample bottle is put in an ice bath for 2 hours to react the substrate with the biotin derivative. Through this series of processing, as schematically shown in FIG. 2, the biotin derivative 13 is bonded to the silicon substrate 11 via the amino group.

【0024】次に、ビオチン誘導体結合済みのシリコン
基板に主波長290nmの紫外線をフォトマスクを通し
て選択的に照射する。紫外線は、この場合アライナ(キ
ャノン(株)製PLA−521)を用い、出力1.3m
Wの強度で30分間照射する。フォトマスクは1.2μ
mのラインアンドスペース相当のパタンを有したものを
用いる。この紫外線照射において紫外線照射領域のビオ
チンが不活性化され、反面、未照射領域のビオチンの活
性は保たれる。したがって、紫外線の選択的照射処理に
より、図3に模式的に示したように、シリコン基板11
上に幅が1.2μmのライン状のビオチン活性領域が
1.2μm間隔で多数形成されたビオチンの配列パター
ン13aが形成される。
Next, the silicon substrate to which the biotin derivative has been bonded is selectively irradiated with ultraviolet rays having a main wavelength of 290 nm through a photomask. In this case, for the ultraviolet rays, an aligner (PLA-521 manufactured by Canon Inc.) was used and the output was 1.3 m.
Irradiate with W intensity for 30 minutes. Photomask is 1.2μ
A pattern having a pattern corresponding to the line and space of m is used. This ultraviolet irradiation inactivates the biotin in the ultraviolet irradiation area, while maintaining the activity of biotin in the non-irradiation area. Therefore, as shown schematically in FIG. 3, the silicon substrate 11 is selectively irradiated with ultraviolet rays.
A biotin array pattern 13a having a large number of linear biotin active regions with a width of 1.2 μm formed at intervals of 1.2 μm is formed on the top.

【0025】1−2.金微粒子とストレプトアビジンと
の結合 一方、微細物としての金微粒子にストレプトアビジンを
次のように結合させる。金微粒子は、J.Demeyら
の学術論文(Proc.Natl.Acad.Sci.USA.79 巻、p.1898(19
82年発行))に開示の手法に従い、塩化金酸の水溶液を
ジエチルエーテルの黄リン飽和液とアスコルビン酸また
はクエン酸とで還元することにより得る。この場合先ず
直径が5nmの金微粒子を得る。また、ストレプトアビ
ジンは、バクテリアから抽出されるもので、この場合は
フナコシ薬品製を用いる。そして、この金超微粒子とス
トレプトアビジンとを、50mMのTris−HCl
(pH7.5)と50mMのNaClとの混合水溶液中
に入れて24時間反応させて金超微粒子とストレプアビ
ジンとを結合させる。このようにして金超微粒子とスト
レプトアビジンとを結合させたものを説明の都合上以下
「5nm金コロイドストレプトアビジン」と称する。
1-2. Bonding of Gold Fine Particles to Streptavidin On the other hand, streptavidin is bonded to gold fine particles as a fine substance as follows. Gold fine particles are described in J. Demey et al., Academic paper (Proc.Natl.Acad.Sci.USA.79, p.1898 (19)
(Published in 1982)), and obtained by reducing an aqueous solution of chloroauric acid with a saturated yellow phosphorus solution of diethyl ether and ascorbic acid or citric acid. In this case, first, fine gold particles having a diameter of 5 nm are obtained. Streptavidin is extracted from bacteria, and in this case, it is manufactured by Funakoshi Chemical Co., Ltd. Then, the gold ultrafine particles and streptavidin were mixed with 50 mM Tris-HCl.
The mixture is placed in a mixed aqueous solution of (pH 7.5) and 50 mM NaCl and reacted for 24 hours to bond the ultrafine gold particles and streptavidin. The combination of ultrafine gold particles and streptavidin in this manner is hereinafter referred to as "5 nm colloidal gold streptavidin" for convenience of description.

【0026】また、別途に、金微粒子の直径を25nm
としたこと以外は5nm金コロイドストレプトアビジン
を得た手順と同様な手順で、直径が25nmの金微粒子
とストレプトアビジンとを結合させる。この結合物を説
明の都合上、以下、25nm金コロイドストレプトアビ
ジンと称する。
Separately, the diameter of the fine gold particles is set to 25 nm.
Other than the above, the procedure is similar to that for obtaining 5 nm gold colloid streptavidin, and gold fine particles with a diameter of 25 nm and streptavidin are bonded. For convenience of description, this bound product is hereinafter referred to as 25 nm gold colloid streptavidin.

【0027】1−3.金微粒子の二次元配列化 次に、この5nm金コロイドストレプトアビジンを含む
上記溶液を2μl分取しこれをリン酸バッファ(pH
7.4)により2mlに希釈する。このようにして調製
した5nm金コロイドストレプトアビジン希釈溶液中
に、1−1項で作製した、ビオチン配列済みの基板を室
温で1時間浸漬する。この処理により、図4に模式的に
示したように、基板11に直径5nmの金微粒子15が
ストレプトアビジン17及びがビオチン13を介し結合
するので、基板上に直径5nmの金コロイドが二次元配
列される。このような二次元配列を確認するため、1−
1〜1−3項の手順と同様な手順で、基板上に直径5n
mの金コロイドが2次元配列させた試料を別途に作製
し、この試料を走査型電子顕微鏡(SEM)観察用に試
料化した後これをSEMにより観察する。この観察にお
いて、基板上に金微粒子による1.2μmのラインアン
ドスペースパタンが形成されていることが認められた。
1-3. Two-dimensional arraying of gold fine particles Next, 2 μl of the above solution containing 5 nm gold colloid streptavidin was sampled, and the solution was treated with phosphate buffer (pH).
Dilute to 2 ml with 7.4). The biotin-arranged substrate prepared in section 1-1 is immersed in the 5 nm gold colloid streptavidin diluted solution thus prepared for 1 hour at room temperature. By this treatment, as schematically shown in FIG. 4, the gold fine particles 15 having a diameter of 5 nm are bound to the substrate 11 via streptavidin 17 and the biotin 13, so that the gold colloid having a diameter of 5 nm is two-dimensionally arrayed on the substrate. To be done. To confirm such a two-dimensional array, 1-
The diameter is 5n on the substrate by the same procedure as in the paragraphs 1-3.
A sample in which m gold colloids are two-dimensionally arrayed is separately prepared, and this sample is sampled for scanning electron microscope (SEM) observation, and then observed by SEM. In this observation, it was confirmed that a 1.2 μm line-and-space pattern formed of fine gold particles was formed on the substrate.

【0028】1−4.金微粒子の三次元配列化 次に、1−3項で作製した試料のうちSEM用試料とし
なかった試料に対し、1−1項で用いたフォトマスクを
今度はラインパタンのライン方向が前回の露光時と直交
する方向になるようにセットした状態でこのフォトマス
クを介し紫外線を1−1項と同様な条件で露光する。こ
の紫外線の選択的な照射処理により、図5に模式的に示
したように、シリコン基板11上の紫外線未照射領域に
1.2×1.2μmの四方形のストレプトアビジン活性
領域19が、また、照射領域に1.2×1.2μmの四
方形のストレプトアビジン不活性領域21がそれぞれ形
成される。
1-4. Three-Dimensional Arrangement of Gold Fine Particles Next, of the samples prepared in Section 1-3, which were not used as SEM samples, the photomask used in Section 1-1 was used when the line direction of the line pattern was the previous one. UV rays are exposed through this photomask under the same conditions as in Section 1-1 in a state of being set in a direction orthogonal to the time of exposure. As a result of this selective irradiation with ultraviolet rays, as shown schematically in FIG. 5, 1.2 × 1.2 μm square tetragonal streptavidin active regions 19 are formed in the ultraviolet-irradiated regions on the silicon substrate 11. A 1.2 × 1.2 μm square tetragonal streptavidin inactive region 21 is formed in each irradiation region.

【0029】次に、ビスビオチンとしての1,12−ビ
スビオチンアミドドデカンを1mg含むpH7.2のリ
ン酸バッファ中に、上記ストレプトアビジンの活性領域
19形成済み基板を室温で20分間浸漬する。この溶液
から基板を取り出した後これをpH7.2のリン酸バッ
ファ100mlをそれぞれ用い3回洗浄する。この処理
により、図6に模式的に示したように、基板11のスト
レプトアビジンの活性領域19のみにビスビオチン23
が選択的に結合する。なお、ここで用いたビスビオチン
は、上述の文献Iに開示のものと同様なものである。こ
こでは、この出願に係る発明者により合成したものを用
いている。
Next, the substrate on which the active region 19 of streptavidin has been formed is immersed in a phosphate buffer of pH 7.2 containing 1 mg of 1,12-bisbiotinamide dodecane as bisbiotin at room temperature for 20 minutes. After taking out the substrate from this solution, it is washed three times with 100 ml of a phosphate buffer having a pH of 7.2, respectively. As a result of this treatment, as shown schematically in FIG. 6, bisbiotin 23 was formed only in the streptavidin active region 19 of the substrate 11.
Bind selectively. The bisbiotin used here is the same as that disclosed in the above-mentioned document I. Here, the one synthesized by the inventor of this application is used.

【0030】次に、上述の1−2項において作製してお
いた、25nm金コロイドストレプトアビジンの溶液を
2μl分取しこれをpH7.4のリン酸バッファにより
2mlに希釈する。このように調製した25nm金コロ
イドストレプトアビジン希釈溶液中に、上述のビスビオ
チン結合済みの基板を室温で1時間浸漬する。この処理
により、基板のビスビオチンが結合している領域に直径
25nmの金微粒子が、ビスビオチンとストレプトアビ
ジンとの特異的結合反応により結合する。この試料から
SEM用試料を作製してそれをSEMにて観察したとこ
ろ、図7に模式的に示したように、基板には直径5nm
の金微粒子が結合している領域25aと直径25nmの
金微粒子が結合している領域25bとが規則的に形成さ
れていることが分かった。この図7のP部分をI−I線
に沿って切った部分を模式的に示すと図8のようにな
る。図8において27は直径25nmの金微粒子であ
る。
Next, 2 μl of the 25 nm gold colloid streptavidin solution prepared in the above 1-2 is taken and diluted to 2 ml with a phosphate buffer of pH 7.4. The bisbiotin-bonded substrate is immersed in the 25 nm gold colloid streptavidin diluted solution thus prepared at room temperature for 1 hour. By this treatment, the gold fine particles having a diameter of 25 nm are bonded to the bisbiotin-bonded region of the substrate by a specific bonding reaction between bisbiotin and streptavidin. When a sample for SEM was prepared from this sample and observed with an SEM, the substrate had a diameter of 5 nm, as schematically shown in FIG.
It was found that the region 25a in which the gold fine particles are bonded and the region 25b in which the gold fine particles having a diameter of 25 nm are bonded are regularly formed. FIG. 8 is a schematic view of a portion obtained by cutting the P portion of FIG. 7 along the line I-I. In FIG. 8, 27 is gold fine particles having a diameter of 25 nm.

【0031】この第1実施例の説明から明らかなよう
に、この発明の微細物の配列方法によれば、下地上に金
微粒子を3次元配列できることが分かる。
As is apparent from the description of the first embodiment, it is understood that the fine particles arranging method of the present invention can three-dimensionally arrange the fine gold particles on the base.

【0032】2.第2実施例 次に、微細物を2種類のタンパク質とした例により、第
2実施例を説明する。なお、この第2実施例でも下地と
して第1実施例と同様に大きさが2×2cmのシリコン
基板を用いる。
2. Second Example Next, a second example will be described by using an example in which a fine substance is two kinds of proteins. In this second embodiment as well, a silicon substrate having a size of 2 × 2 cm is used as a base as in the first embodiment.

【0033】先ず、基板側の処理を第1実施例の1−1
項に記載の手順と同様な手順で行なってシリコン基板1
1上にビオチン誘導体の1.2μmのラインアンドスペ
ースパタンを形成する(図3参照)。また、2種類のタ
ンパク質のうちの一方のタンパク質(第1タンパク質)
として先ずアルブミンを、文献II(ジヤナル オブセル
バイオロジ(J.Cell Biol.)Vol2
3.p.981〜986)に開示の方法でストレプトア
ビジンと結合させる。このように結合させたものを説明
の都合上以下、アルブミン−ストレプトアビジン複合体
と称する。
First, the processing on the substrate side is 1-1 of the first embodiment.
In the same manner as the procedure described in the section 1, the silicon substrate 1
A 1.2 μm line-and-space pattern of the biotin derivative is formed on 1 (see FIG. 3). Also, one of the two types of proteins (first protein)
First, albumin is used as a reference II (J. Cell Biol.) Vol2.
3. p. 981-986) and the method disclosed in (981-986). For convenience of explanation, the product thus bound is referred to as albumin-streptavidin complex.

【0034】次に、このアルブミン−ストレプトアビジ
ン複合体を1mg含む10mlのリン酸バッファ(pH
7.2)中に、ビオチンの配列パタン形成済みの上記シ
リコン基板を、室温で20分間浸漬する。この処理によ
って、図9に模式的に示したように、基板11のビオチ
ン結合領域にはアルブミン31がビオチン13とストレ
プトアビジン17との特異的結合反応により配列され
る。
Next, 10 ml of a phosphate buffer (pH: 1 mg) containing this albumin-streptavidin complex was added.
The silicon substrate on which the biotin sequence pattern has been formed is immersed in 7.2) at room temperature for 20 minutes. By this treatment, as schematically shown in FIG. 9, albumin 31 is arranged in the biotin-binding region of the substrate 11 by the specific binding reaction between biotin 13 and streptavidin 17.

【0035】次に、第1実施例と同様に、ビスビオチン
としての1,12−ビスビオチンアミドドデカンを1m
g含むpH7.2のリン酸バッファ中に、上記アルブミ
ン結合済み基板を室温で20分間浸漬する。この溶液か
ら基板を取り出した後これをpH7.2のリン酸バッフ
ァ100mlをそれぞれ用い3回洗浄する。この処理に
より、図10に模式的に示したように、基板11のアル
ブミン−ストレプトアビジン複合体が結合している領域
のみにビスビオチン23がストレプトアビジン17を介
し結合する。
Then, as in the first embodiment, 1 m of 1,12-bisbiotinamide dodecane as bisbiotin was added.
The albumin-bonded substrate is immersed in a phosphate buffer containing pH 7.2 and having a pH of 7.2 for 20 minutes at room temperature. After taking out the substrate from this solution, it is washed three times with 100 ml of a phosphate buffer having a pH of 7.2, respectively. As a result of this treatment, as schematically shown in FIG. 10, bisbiotin 23 is bound via streptavidin 17 only to the region of the substrate 11 to which the albumin-streptavidin complex is bound.

【0036】次に、今度は第2タンパク質として蛍光タ
ンパク質であるβ-phycoerytherin(ベータフィコエリ
セリン)を上述のアルブミンの場合同様に文献II(J.
Cell Biol.Vol23.p.981〜98
6)に開示の方法でストレプトアビジンと結合させる。
この結合物を説明の都合上、以下、ベータフィコエリセ
リン−ストレプトアビジン複合体と称する。
Next, β-phycoerytherin, which is a fluorescent protein, was used as the second protein in the same manner as in the case of albumin described above in Reference II (J.
Cell Biol. Vol23. p. 981-98
6) The method disclosed in 6) is used to bind to streptavidin.
For convenience of explanation, this bound product is hereinafter referred to as a beta-phycoerythrin-streptavidin complex.

【0037】次に、このベータフィコエリセリン−スト
レプトアビジン複合体を1mg含む10mlのリン酸バ
ッファ(pH7.2)中に、ビスビオチンの配列パタン
形成済みの上記シリコン基板(図10のもの)を、室温
で20分間浸漬する。この処理によって、図11に模式
的に示したように、基板11のビスビオチン23結合領
域にはベータフィコエリセリン33がビスビオチン23
とストレプトアビジン17との特異的結合反応により結
合する。なお、このような配列パターンが形成されてい
ることは、上記試料を蛍光顕微鏡(オプチフォト2:ニ
コン社製)及び高感度カメラ(DAS−512−G1:
イマジスタ社製)を用いて得た蛍光像において、ベータ
フィコエリセリンに由来の蛍光像が1.2μm幅のライ
ン状に観察されたことから確認した。
Next, the above-mentioned silicon substrate (in FIG. 10) on which the bisbiotin sequence pattern had been formed was placed in 10 ml of a phosphate buffer (pH 7.2) containing 1 mg of this beta-phycoerythrin-streptavidin complex. Soak for 20 minutes at room temperature. As a result of this treatment, as shown schematically in FIG. 11, in the bisbiotin 23 binding region of the substrate 11, the beta phycoerythrin 33 is converted into bisbiotin 23.
And streptavidin 17 are bound by a specific binding reaction. It should be noted that the fact that such an array pattern is formed means that the sample is a fluorescence microscope (OptiPhoto 2: manufactured by Nikon Corporation) and a high-sensitivity camera (DAS-512-G1:
It was confirmed from the fact that a beta-phycoerythrin-derived fluorescence image was observed in a 1.2 μm wide line shape in the fluorescence image obtained by using (Imagista).

【0038】3.第3実施例 次に、微細物を2種類のリポソームとした例により、第
3実施例を説明する。なお、この第3実施例でも下地と
して第1実施例と同様に大きさが2×2cmのシリコン
基板を用いる。
3. Third Example Next, a third example will be described by using an example in which two kinds of liposomes are used as the fine particles. In this third embodiment as well, a silicon substrate having a size of 2 × 2 cm is used as a base, as in the first embodiment.

【0039】3−1.基板側の処理 先ず、基板側の処理を第1実施例の1−1項に記載の手
順と同様な手順で行なってシリコン基板11上にビオチ
ン誘導体の1.2μmのラインアンドスペースパタンを
形成する(図3参照)。
3-1. Processing on Substrate Side First, the processing on the substrate side is performed in the same manner as the procedure described in Section 1-1 of the first embodiment to form a 1.2 μm line-and-space pattern of a biotin derivative on the silicon substrate 11. (See Figure 3).

【0040】3−2.アビジン化プロテオリポーソーム
懸濁液の調製 先ず、クロロホルム1mlにジパルミトイルフォスファ
チジルコリン(以下、「DPPC」:日本油脂社製)を
20mgの割合で含むDPPCのクロロホルム溶液5m
lと、エタノール1mlにアラメシチン(シグマ社製)
を1mgの割合で含むアラメシチンのエタノール溶液1
mlとを、50mlの容量のナス型フラスコ中に入れ混
合する。その後、この混合溶液から溶媒をロータリーエ
バポレーターにより減圧除去する。
3-2. Preparation of avidinated proteoliposome suspension First, 5 ml of a chloroform solution of DPPC containing dipalmitoylphosphatidylcholine (hereinafter, “DPPC”: manufactured by NOF Corporation) in 1 ml of chloroform at a ratio of 20 mg.
l and 1 ml of ethanol to alamecithin (manufactured by Sigma)
Ethanol solution of alamecithin containing 1 mg of
ml and 50 ml in an eggplant-shaped flask having a volume of 50 ml and mixed. Then, the solvent is removed from this mixed solution under reduced pressure by a rotary evaporator.

【0041】次に、このフラスコ中に、蛍光色素として
5mgのテキサスレッド(フナコシ薬品製商品名)を含
むリン酸バッファ(pH7.2)10mlを加えた後、
フラスコ中のものを37℃の温度下でボルテックスミキ
サーを用い攪拌してプロテオリポソーム懸濁液を得る。
この懸濁液中にプロテオリポソームが存在していること
を蛍光顕微鏡を用いて確認した。
Next, 10 ml of a phosphate buffer (pH 7.2) containing 5 mg of Texas Red (trade name of Funakoshi Chemical Co., Ltd.) as a fluorescent dye was added to the flask, and then,
The contents in the flask are stirred with a vortex mixer at a temperature of 37 ° C. to obtain a proteoliposome suspension.
The presence of proteoliposomes in this suspension was confirmed using a fluorescence microscope.

【0042】次に、このプロテオリポソーム懸濁液中に
2%のグルタールアルデヒドを含む10mlのリン酸バ
ッファ(pH7.2)を加え4℃の温度で2時間反応さ
せる。この後、この溶液に透析を行なうことにより未反
応のグルタールアルデヒドを除去する。
Next, 10 ml of a phosphate buffer (pH 7.2) containing 2% of glutaraldehyde was added to this proteoliposome suspension, and the mixture was reacted at a temperature of 4 ° C. for 2 hours. Thereafter, the solution is dialyzed to remove unreacted glutaraldehyde.

【0043】次に、このプロテオリポソーム懸濁液を、
1mgのストレプトアビジンを含む10mlのリン酸バ
ッファ(pH7.2)に加え4℃の温度で20分間反応
させる。
Next, this proteoliposome suspension is
It is added to 10 ml of phosphate buffer (pH 7.2) containing 1 mg of streptavidin and reacted at a temperature of 4 ° C. for 20 minutes.

【0044】この一連の処理により、図12に模式的に
示したように、脂質二重層41中に蛍光色素43を内包
しかつ脂質二重層にアラメシチン45が組み込まれたリ
ポソーム(これを以下、「第1のリポソーム」とい
う。)にアラメシチンを介しストレプトアビジン17が
結合したストレプトアビジン化リポソームが得られる。
As a result of this series of treatments, as schematically shown in FIG. 12, liposomes in which the fluorescent dye 43 is included in the lipid bilayer 41 and the alamesitin 45 is incorporated in the lipid bilayer (hereinafter referred to as " A streptavidin-modified liposome in which streptavidin 17 is bound to a "first liposome") via alamethitin is obtained.

【0045】また、別途に、蛍光色素としてテキサスレ
ッドの代わりにカルボキシフルオレセイン(フナコシ薬
品製)を内包するリポソーム(これを「第2のリポソー
ム」という。)を上述の手順により作製しさらにこれに
ストレプトアビジンを結合させる。
Separately, liposomes containing carboxyfluorescein (manufactured by Funakoshi Yakuhin Co., Ltd.) instead of Texas Red as a fluorescent dye (this is referred to as "second liposome") were prepared by the above-mentioned procedure and further strept. Binds avidin.

【0046】3−3.二次元配列化 3−1項において作製したビオチン配列パタンを有する
基板を、リン酸バッファ(pH7.3)を用い洗浄した
後、この場合、ストレプトアビジン化した第1のリポソ
ームの懸濁液中に室温で1時間浸漬する。この処理によ
り、図13に模式的に示したように、第1のリポソーム
47は、基板11にビオチンとストレプトアビジンとの
特異的結合反応により結合するので、基板上にテキサス
レッド内包のリポソームが二次元配列される。
3-3. Two-dimensional arraying After the substrate having the biotin array pattern prepared in Section 3-1 was washed with a phosphate buffer (pH 7.3), in this case, it was placed in a suspension of streptavidinized first liposomes. Immerse at room temperature for 1 hour. By this treatment, as schematically shown in FIG. 13, the first liposome 47 binds to the substrate 11 by a specific binding reaction between biotin and streptavidin, so that the Texas Red-encapsulated liposome is bound to the substrate 11. The dimension is arranged.

【0047】3−4.三次元配列化 次に、第1のリポソームが二次元配列された試料に対
し、第1実施例の1−1項で用いたフォトマスクを今度
はラインパタンのライン方向が前回の露光時と直交する
方向になるようにセットした状態でこのフォトマスクを
介し紫外線を1−1項と同様な条件で露光する。この紫
外線の選択的な照射処理において紫外線照射領域のスト
レプトアビジンの活性がなくなるので、図14に模式的
に示したように、シリコン基板11上には、1.2×
1.2μmの四方形の領域で1.2μmおきの領域にあ
る第1のリポソーム47に結合するストレプトアビジン
17のみ活性が保たれる。
3-4. Three-dimensional arraying Next, for the sample in which the first liposomes were two-dimensionally arrayed, the photomask used in the item 1-1 of the first embodiment was used, and the line direction of the line pattern was orthogonal to the previous exposure. Then, ultraviolet rays are exposed through the photomask under the same conditions as those of the item 1-1 in a state of being set so as to be in the direction of. In this selective irradiation with ultraviolet rays, the activity of streptavidin in the ultraviolet irradiation area disappears, so that 1.2 × on the silicon substrate 11 as schematically shown in FIG.
Only the streptavidin 17 bound to the first liposome 47 in the 1.2 μm square region in every 1.2 μm region retains its activity.

【0048】次に、ビスビオチンとしての1,12−ビ
スビオチンアミドドデカンを1mg含むpH7.2のリ
ン酸バッファ中に、上記ストレプトアビジンの活性領域
形成済み基板を室温で20分間浸漬する。この溶液から
基板を取り出した後これをpH7.2のリン酸バッファ
100mlをそれぞれ用い3回洗浄する。この処理によ
り、図15に模式的に示したように、基板11のストレ
プトアビジンの活性領域のみにビスビオチン23が選択
的に結合する。
Next, the substrate on which the active region of streptavidin has been formed is immersed in a phosphate buffer of pH 7.2 containing 1 mg of 1,12-bisbiotinamide dodecane as bisbiotin at room temperature for 20 minutes. After taking out the substrate from this solution, it is washed three times with 100 ml of a phosphate buffer having a pH of 7.2, respectively. By this treatment, as schematically shown in FIG. 15, bisbiotin 23 selectively binds only to the streptavidin active region of the substrate 11.

【0049】次に、ストレプトアビジン化した第2のリ
ポソームの懸濁液中に、上述のビスビオチン結合済みの
基板を室温で1時間浸漬する。この処理により、図16
に模式的に示したように、基板11のビスビオチンが結
合している領域に第2のリポソーム49が、ビスビオチ
ン23とストレプトアビジン17との特異的結合反応に
より結合する。
Next, the bisbiotin-bonded substrate is immersed in the suspension of the streptavidin-modified second liposome at room temperature for 1 hour. By this processing, FIG.
2, the second liposome 49 is bound to the region of the substrate 11 where bisbiotin is bound by a specific binding reaction between bisbiotin 23 and streptavidin 17.

【0050】3−5.パターン形成の確認 図16のような配列が形成されたことの確認は次の様な
方法で行なう。試料を、蛍光顕微鏡(オプチフォト2:
ニコン社製)及び高感度カメラ(DAS−512−G
1:イマジスタ社製)を用い、かつ、上記2種類の蛍光
色素(テキサスレッド等)に対応する観察条件即ち励起
波長490nmで観察波長520nmでの観察と、励起
波長600nmで観察波長620nmでの観察との2通
りの条件でそれぞれ観察を行ないそれぞれ蛍光像を得
る。これら蛍光像から、図16に模式的に示したよう
な、リポソームの三次元配列構造が得られていることが
確認できた。
3-5. Confirmation of Pattern Formation Confirmation that the array as shown in FIG. 16 is formed is performed by the following method. The sample was taken under a fluorescence microscope (Optiphoto 2:
Nikon) and high sensitivity camera (DAS-512-G)
1: made by Imagista Co., Ltd., and observation conditions corresponding to the above-mentioned two types of fluorescent dyes (Texas Red, etc.), that is, an observation wavelength of 490 nm, an observation wavelength of 520 nm, and an excitation wavelength of 600 nm. Observation is carried out under the two conditions, and a fluorescent image is obtained. From these fluorescent images, it was confirmed that the three-dimensional array structure of liposomes as schematically shown in FIG. 16 was obtained.

【0051】上述においては、この発明の微細物の配列
方法の各実施例について説明したがこの発明は上述の実
施例に限られない。
In the above description, each embodiment of the method for arranging fine objects of the present invention has been described, but the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments.

【0052】例えば、上述の各実施例はいずれも微細物
を基板上に2層形成する例であったが微細物の積層数は
3層以上でも勿論良い。3層以上積層する場合も実施例
の手順を繰り返すことにより、つまり隣接する層の微細
物同士をビスビオチンとストレプトアビジンとの特異的
結合反応により結合してゆくことにより、微細物の配列
ができる。
For example, in each of the above-mentioned embodiments, two layers of fine materials are formed on the substrate, but the number of stacked fine materials may of course be three or more. Also in the case of stacking three or more layers, by repeating the procedure of the example, that is, by binding the fine particles of the adjacent layers by the specific binding reaction between bisbiotin and streptavidin, the fine particles can be arranged. .

【0053】また、上述の各実施例では微細物を2種類
用いていたが、既に説明したようにこの種類数は設計に
応じ1種類でも3種類以上でも勿論良い。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, two kinds of fine materials are used, but as already explained, the number of kinds may be one kind or three or more kinds depending on the design.

【0054】また、第3実施例ではストレプトアビジン
をリポソームに結合するための膜タンパクとしてアラメ
シチンを用いていたが、脂質二重層を貫通して膜表面に
アミノ基を露呈するタンパク質であれば他の物でも良
い。例えば、グリコホリンなどを挙げることができる。
In the third embodiment, alamecitin was used as a membrane protein for binding streptavidin to liposomes, but other proteins can be used as long as they are proteins that penetrate the lipid bilayer and expose an amino group on the membrane surface. It can be a thing. For example, glycophorin etc. can be mentioned.

【0055】また、上述の各実施例では、ビオチンの不
活性化やストレプトアビジンの不活性化を紫外線の照射
によって行なっていたが、紫外線の代わりに電子線、X
線、レーザ光などの他のエネルギー線で行なっても実施
例と同様な効果が得られる。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the inactivation of biotin and the inactivation of streptavidin were carried out by irradiation of ultraviolet rays, but instead of ultraviolet rays, an electron beam or X-ray was used.
The same effect as that of the embodiment can be obtained by using other energy rays such as a line and a laser beam.

【0056】また、上述においては、下地と微細物との
結合をビオチンとストレプトアビジンとの特異的結合反
応を用い行ない、下地に固定された微細物への新たな微
細物の結合をビスビオチンとストレプトアビジンとの特
異的結合反応を用い行なっていたが、ストレプトアビジ
ンの代わりに卵白から抽出されるアビジンを用いても良
い。また、必要に応じては、アビジンとビスビオチンと
の特異的結合反応及びストレプトアビジンとビスビオチ
ンとの特異的結合反応の双方を利用しても良い。
In the above description, the binding between the substrate and the fine substance is carried out by using the specific binding reaction between biotin and streptavidin, and the binding of the new fine substance to the fine substance fixed to the substrate is bisbiotin. Although the specific binding reaction with streptavidin was performed, avidin extracted from egg white may be used instead of streptavidin. If necessary, both a specific binding reaction between avidin and bisbiotin and a specific binding reaction between streptavidin and bisbiotin may be used.

【0057】また、用いるビオチン及びビスビオチンは
実施例のものに限られず他の好適な物でも良い。
Further, the biotin and bisbiotin to be used are not limited to those in the examples, and other suitable substances may be used.

【0058】[0058]

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明の微細物の配列方法によれば、微細物を所望の配
列で三次元に配列できる。したがって、微細物を例えば
金属微粒子とした場合、例えば三次元の微細な配線構造
の構築が期待でき、微細物をある機能を持つリポソーム
やタンパク質とした場合、生物を模倣した情報処理多機
能なバイオ素子の構築が期待出来、さらには、バイオコ
ンピュータ、その入力装置或はその出力装置の構築に寄
与することが期待出来る。
As is apparent from the above description, according to the method of arranging the minute objects of the present invention, the minute objects can be three-dimensionally arranged in a desired arrangement. Therefore, when the fine substance is, for example, a metal fine particle, for example, the construction of a three-dimensional fine wiring structure can be expected, and when the fine substance is a liposome or protein having a certain function, information processing multifunctional biomimetics mimicking a living thing It can be expected that the device can be constructed, and further that it can be expected to contribute to the construction of the biocomputer, its input device, or its output device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】基板側処理の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of substrate side processing.

【図2】基板側処理の図1に続く説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of the substrate side processing subsequent to FIG.

【図3】基板側処理の図2に続く説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of the substrate side processing subsequent to FIG. 2;

【図4】基板へ金微粒子を二次元配列した様子を示した
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which fine gold particles are two-dimensionally arranged on a substrate.

【図5】金微粒子の三次元配列の工程図である。FIG. 5 is a process drawing of a three-dimensional array of gold fine particles.

【図6】金微粒子の三次元配列の図5に続く工程図であ
る。
FIG. 6 is a process drawing of the three-dimensional array of gold fine particles following FIG.

【図7】金微粒子の三次元配列の図6に続く工程図であ
る。
7 is a process drawing of the three-dimensional array of gold fine particles following FIG.

【図8】図7のP部分を拡大して示した模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing an enlarged part P of FIG.

【図9】第2実施例の説明に供する工程図である。FIG. 9 is a process drawing for explaining the second embodiment.

【図10】第2実施例の図9に続く工程図である。FIG. 10 is a process drawing that follows FIG. 9 of the second embodiment.

【図11】第2実施例の図10に続く工程図である。FIG. 11 is a process drawing that follows FIG. 10 of the second embodiment.

【図12】第3実施例の説明に供する工程図である。FIG. 12 is a process drawing for explaining the third embodiment.

【図13】第3実施例の説明に供する図12に続く工程
図である。
FIG. 13 is a process diagram following FIG. 12 for explaining the third embodiment.

【図14】第3実施例の説明に供する図13に続く工程
図である。
FIG. 14 is a process drawing following FIG. 13 for explaining the third embodiment.

【図15】第3実施例の説明に供する図14に続く工程
図である。
FIG. 15 is a process chart following FIG. 14 for explaining the third embodiment.

【図16】第3実施例の説明に供する図15に続く工程
図である。
16 is a process diagram following FIG. 15 for explaining the third embodiment. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11:下地(例えばシリコン基板) 13:ビオチン 13a:ビオチンの配列パタン 15:金微粒子(直径5nmのもの) 17:ストレプトアビジン 19:ストレプトアビジンの活性領域 21:ストレプトアビジンの不活性領域 23:ビスビオチン 25a:直径5nmの金微粒子結合領域 25b:直径25nmの金微粒子結合領域 25:直径25nmの金微粒子 31:第1のタンパク質(アルブミン) 33:第2のタンパク質(β−フィコエリセリン) 41:脂質二重層 43:蛍光色素 45:膜タンパク質 47:第1のリポソーム(テキサスレッド内包のもの) 49:第2のリポソーム(カルボキシフルオレセイン内
包のもの)
11: Underlayer (for example, silicon substrate) 13: Biotin 13a: Sequence pattern of biotin 15: Gold fine particles (having a diameter of 5 nm) 17: Streptavidin 19: Active region of streptavidin 21: Inactive region of streptavidin 23: Bisbiotin 25a: Gold fine particle binding region with a diameter of 5 nm 25b: Gold fine particle binding region with a diameter of 25 nm 25: Gold fine particle with a diameter of 25 nm 31: First protein (albumin) 33: Second protein (β-phycoeryserin) 41: Lipid bilayer 43: fluorescent dye 45: membrane protein 47: first liposome (containing Texas Red) 49: second liposome (containing carboxyfluorescein)

フロントページの続き (72)発明者 海部 勝晶 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 加藤 雅一 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内Front page continued (72) Inventor Masaaki Kaifu 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd. (72) Inventor Masakazu Kato 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Within the corporation

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下地上に微細物を三次元配列するに当た
り、 微細物同士をアビジンとビスビオチンとの特異的結合反
応及びストレプトアビジンとビスビオチンとの特異的結
合反応の双方または一方を用い結合させることを特徴と
する微細物の配列方法。
1. When three-dimensionally arraying fine particles on a lower surface, the fine particles are bound to each other using a specific binding reaction between avidin and bisbiotin and / or a specific binding reaction between streptavidin and bisbiotin. A method for arranging fine objects, which comprises:
【請求項2】 請求項1に記載の微細物の配列方法にお
いて、 前記下地に微細物を下記の(a)〜(c)の工程を含む
工程により二次元配列させ、 (a)下地にビオチンを結合させる工程。 (b)微細物にアビジンまたはストレプトアビジンを結
合させる工程。 (c)アビジンまたはストレプトアビジン結合済みの前
記微細物を、ビオチン結合済みの前記下地に、アビジン
とビオチンとの特異的結合反応又はストレプトアビジン
とビオチンとの特異的結合反応を用いて結合させる工
程。 該二次元配列させた各微細物に新たな微細物を必要数順
次に結合させることを、 該他の微細物にアビジンまたはストレプトアビジンを結
合させ該他の微細物を下地側の微細物にビスビオチンを
介し結合させることを必要回数繰り返すことにより行な
うことを特徴とする微細物の配列方法。
2. The method for arranging fine particles according to claim 1, wherein the fine particles are two-dimensionally arranged on the base by a step including the following steps (a) to (c): (a) biotin on the base. The step of combining. (B) A step of binding avidin or streptavidin to the fine material. (C) A step of binding the avidin- or streptavidin-bonded microparticles to the biotin-bonded substrate using a specific binding reaction between avidin and biotin or a specific binding reaction between streptavidin and biotin. A necessary number of new fine particles are sequentially bound to each of the two-dimensionally aligned fine particles, and avidin or streptavidin is bound to the other fine particles to bind the other fine particles to the base fine particles. A method for arranging microscopic objects, which comprises repeating binding through biotin a required number of times.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004509778A (en) * 2000-09-28 2004-04-02 ナノキシス アーベー Fine network of containers and nanotubes
JP2015000450A (en) * 2013-06-14 2015-01-05 国立大学法人名古屋大学 Two-dimensional nanoparticle structure and method for manufacturing the same

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