JPH0751520A

JPH0751520A - 血液検査用フィルターの製造方法

Info

Publication number: JPH0751520A
Application number: JP20417493A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nagasaki; 崎修長; Fumio Sekiguchi; 口文夫関
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1993-08-18
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】効率的かつ定量的な血球変形能の測定が可能
であって、反復使用が可能な高性能の血液検査用フィル
ターを製造するための方法を提供することを目的とす
る。【構成】全体が電着によって形成された金属薄板に微
小孔がほぼ均一に分布して形成された血液検査用フィル
ターの製造方法であって、基板上に、微小孔を形成する
ためのレジストパターンを形成した後、レジスト部以外
の基板上に電着によって金属層を形成し、さらにこのよ
うにして形成された電着金属層を前記基板上から剥離す
ることを特徴とする血液検査用フィルターの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血液中の赤血球や白血
球などの血球の性状、特に血球変形能を検査するための
フィルターの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】赤血
球は、血液構成成分の約４０〜５０％を占め、その内部
に含まれるヘモグロビンの作用によって全身に酸素を供
給する、生命の維持に必要不可欠な細胞である。例え
ば、脳細胞の酸素要求性は極めて高く、脳循環障害等に
より赤血球からの酸素供給が絶たれると、わずか数分に
して細胞破壊、いわゆる「脳死」に致る。古くは、循環
動態を規定する因子として、血管収縮・拡張性、血小板
凝集能、血液凝固因子などが問題とされていたが、最近
では、これらに加えて、赤血球の「変形能」が注目され
ている。即ち、正常成熟赤血球は、直径７〜８μｍ、厚
さ２〜３μｍで、両面が窪んだ円盤状を呈しているが、
外力を受けると多様に変形する能力（変形能）を有して
おり、自己の直径よりも小さい毛細血管中をも容易に通
過することができ、これにより全身に酸素を供給する。
従って、赤血球が正常な変形能を有しないとき、あるい
は変形能が低下しているときには、人体に致命的な障害
が生ずる。先天性溶血性貧血（鎌状赤血球病など）はも
とより、糖尿病など数多くの疾患において、赤血球の変
形能の低下が問題となっている。

【０００３】以上のような状況を反映して、近年、赤血
球の変形能に関する数多くの研究がなされているが、赤
血球の変形能には物理量としての明確な定義はない。従
って、その評価は測定法に依存しているのが現状であ
る。変形能の測定法として、もっとも広く頻用され、ま
た、微小循環系のモデルとしても妥当な方法として、
「ニュークリポアフィルター（米国ニュークリポア社の
商品）」を用いたフィルトレーション法がある。このフ
ィルターは、ポリカーボネート薄膜に原子炉中で荷電粒
子を照射し、形成された飛跡にアルカリエッチを加えて
飛跡を拡張して作成されたもので、その孔は、分布が不
均一で、融合、分岐も多く、その辺縁は粗である。ま
た、その材質（ポリカーボネート）の故に、実際上、再
使用は不可能である。従って、ニュークリポア・フィル
トレーション法にはその再現性定量性に問題があり、と
りわけ、複雑多用な系である臨床医学上の診断あるいは
判定法としては、必ずしも十分有効なものとはいえな
い。

【０００４】通常の、遠心器による赤血球洗浄では、赤
血球試料への白血球の混入を防止することはできない。
また、上述したニュークリポアフィルターを用いたフィ
ルトレーション法においては、血球が、ニュークリポア
フィルターの粗な辺縁や孔の分岐による機械的な刺激に
よって、容易に活性化し、目詰りが起こり易くなる。従
って、このフィルターを用いた赤血球浮遊液のフィルト
レーションでは、赤血球の変形能をみているのか、白血
球の目詰りの影響をみているのか、識別できない状態が
生じ得る。しかも、これは、原理的に、予測すること
も、両者の作用を分離して解析することも不可能であ
る。この対策として、白血球除去フィルターを用いる方
法が併用されているが、白血球除去フィルターには、変
形能が低下した赤血球も補足される。従って、正常の分
布（変形能の低下した赤血球も含まれる）を有する全赤
血球の変形能を評価し得えず、とりわけ、臨床医学上は
問題である。また、孔の融合は、赤血球の直径よりも大
きな孔を生じさせ、本来目的とした変形能を有効に検出
し得ず、検出感度の低下をもたらす。更に、上記従来の
フィルターが再使用不可能であることは、その幾何学的
不均一性のゆえに、その定量性、再現性の欠陥を増幅す
ることは自明である。

【０００５】さらに、白血球や血液中の他の血小板、フ
ィブリノーゲンなどの凝固因子の検査においても上記と
同様の問題がある。

【０００６】すなわち、従来の方法によって得られたフ
ィルターにおいては、異常な血球を有効かつ定量的に検
出し得ず、検出感度において満足のいくものではない。

【０００７】たとえば、従来のフィルターの製造方法と
しては、ニッケルやステンレスなどの１０〜３０μｍ厚
の薄板に通常のフォトリソ技術により両面または片面よ
りフォトレジストによる所望のパターンを形成し、さら
にエッチングを行うことによって微細孔を形成すること
が行われている。

【０００８】しかしながら、このようなフォトエッチン
グ法によって得られたフィルターは、上述した従来技術
における問題を解消する上では必ずしも十分満足のいく
ものではない。

【０００９】本発明者の知見によれば、このようなフォ
トエッチング技術による微細孔の形成においては、たと
えば両面に製版する場合、表面と裏面のパターンの孔径
に差をつけることによって漏斗状の穴を得ることは必ず
しも不可能ではないが、両面のパターンの合せ精度を±
１μとすることは極めて困難であり、歩留りや生産コス
トの点で著しく不利である。また、片面にレジスト製版
し、この面からエッチングを行う場合には、穴の最狭部
の寸法精度を、±２μｍ以上にすることが困難である点
で問題がある。

【００１０】また、従来のエッチング方法では、図１の
断面図に示すよう、孔の辺縁部ａが不可避的にシャープ
になってしまってなだらかな形状にすることができず、
したがって、血球の変形能を検査するためのフィルター
としては不適格なものしかできなかった。

【００１１】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであって、効率的かつ定量的な血球変形
能の測定が可能であって、反復使用が可能な高性能の血
液検査用フィルターを製造するための方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による血液検査用
フィルターの製造方法は、全体が電着によって形成され
た金属薄板に微小孔がほぼ均一に分布して形成された血
液検査用フィルターの製造方法であって、基板上に、微
小孔を形成するためのレジストパターンを形成した後、
レジスト部以外の基板上に電着によって金属層を形成
し、さらにこのようにして形成された電着金属層を前記
基板上から剥離することを特徴とするものである。

【００１３】さらに本発明においては、電着金属層を基
板上から剥離したのち、その剥離物の表裏両面および微
小孔の内壁面に電着によって金属被覆層を形成すること
によって、断面糸巻状の微小孔が形成されたフィルター
とすることができる。

【００１４】以下、添付図面を参照しながら本発明を詳
細に説明する。図２ないし図４は、本発明の方法によっ
て得られる血液検査用フィルターの断面図である。図２
に示す態様においては、電着可能な金属、たとえばニッ
ケル、銀、金、銅などの金属材料の電着によって形成さ
れた薄板１０に断面糸巻状の微小孔１１がほぼ均一に分
布形成されてなる。この例では断面形状が糸巻状である
ので、フィルターとして機能させるに際しての表裏の区
別はない。

【００１５】図３は、微小孔１１の断面形状が漏斗状の
場合の例である。

【００１６】図４は、金属薄板１０の表裏両面および微
小孔１１の内壁面にさらに金属被覆層１２を電着によっ
て形成した場合の例である。このような金属被覆層の形
成は、微小孔の断面形状を糸巻状にする上で有利であ
り、また、微小孔の内壁ないし周縁部の状態を滑らかに
してフィルター性能を向上させる上で有利である。

【００１７】本発明においては、各孔１１の最狭部に対
して血球の入口側の開口部の直径が１倍より大きく１０
倍までの面積となるような微小孔がほぼ均一に分布して
形成されていることが好ましい。また、微小孔は薄板に
ほぼ均一に分布形成されていることが検査の定量性を向
上させる上において肝要である。なお、ひとつのフィル
ターにおける微小孔の平面方向における断面図の総和と
しては、最狭部の面積として計算して０．１ｍｍ^２〜４
ｍｍ^２の範囲であることが特に好ましい。また、微小孔
の形成密度としては、１００〜４００００個／ｍｍ^２程
度が好ましい。

【００１８】以下、本発明による製造方法を図面に示す
工程断面図を参照して説明する。図５（ａ）に示すよう
に、基板２１上に、レジストをスピンナー法、ロールコ
ート法、浸漬引上げ法などの通常の塗布方法にて均一に
塗布し、加熱乾燥を施し、レジスト層２２を形成する。
この場合の乾燥温度はレジストの種類によるが、通常４
０〜１００℃で約３０分間行う。またはアクリル系レジ
ストフィルムを熱ロールにてラミネートしてレジスト層
を形成することもできる。

【００１９】基板２１としては、ステンレス板、ニッケ
ル板、銅板、リン青銅板、黄銅板などの金属板や平面性
の良好な石英板やガラス板上にステンレス、ニッケル
銅、酸化スズ、酸化インジウムなどのめっき可能な薄膜
を蒸着法やスパッタ法などの方法で形成したものが使用
できる。基板の厚みは０．１ｍｍ〜３ｍｍ程度が望まし
い。レジスト材としては、ゴム系レジスト、ＰＶＡ系レ
ジスト、ケイ皮酸系レジスト、カゼイン系レジスト、ア
クリル系レジストなどのネガレジストやノボラック系の
ポジレジストを使用することができる。

【００２０】次に、図５（ｂ）に示すように、レジスト
を塗布した基板に、所望のパターン２３を形成したマス
ク２４を密着または一定間隔をあけ重ね合せ、電離放射
線２５を照射する。この場合、当然のことであるが、ネ
ガレジストを使用する場合のマスクは、所望の孔部は電
離放射線が通過するようパターンを形成し、ポジレジス
トを使用する場合はこの孔部は電離放射線を遮蔽するよ
うなポジパターンを形成したものを使用する。

【００２１】続いて所定の現像液で現像し、所定のリン
ス液でリンスし、乾燥し、更にレジスト膜を硬化するポ
ストベークを行う。ポストベーク温度は、レジストの種
類によるが、１２０℃〜２５０℃程度である。このよう
にして、図５（ｃ）に示すようなレジストパターンが形
成されたメッキ用基板を得る。

【００２２】次に、同図（ｄ）に示すように、電着手
段、たとえば電気メッキにより、たとえばニッケルの電
着を所望の厚みまで行い、電着による薄板層（ニッケル
メッキ箔）２６を形成する。この場合、メッキ層がレジ
ストパターンよりも盛り上がるように電着させることに
よって、一方の開口部がなだらかな漏斗状の微細孔を形
成することができる。

【００２３】最後に、このニッケルめっき箔２６を基板
より剥離し、図５（ｅ）に示すように所望の孔２７を有
するフィルターを得る。

【００２４】このようにして得られるフィルターの断面
は、図６の拡大断面図に示すように、微細孔の断面が漏
斗状のものである。

【００２５】図７は、表裏の区別のない、断面糸巻状の
微細孔を得る態様の断面工程図である。図７（ａ）〜
（ｃ）までのめっき用基板を得るまで工程は、図６の場
合と同様であるが、この方法では、図７（ｄ）に示すよ
うに、めっき用基板２１上にレジスト層２２よりも薄い
厚さ（たとえば４〜１０μｍの厚さ）まで電着を行い、
これを基板より剥離し図７（ｅ）を得る。これを所定の
固定枠（図示せず）に接着材または粘着テープにより固
定し、再度両面より電着を行い、所望の厚さの金属被覆
層２８を形成する。この場合のメッキは上記と同様のニ
ッケルメッキでもよく、電気めっきでも無電解めっきで
もよい。所望の厚みを得たら乾燥して枠よりはずし、図
７（ｆ）に示すような断面糸巻状の孔を有するフィルタ
ーを得る。この第２の方法によるフィルターの孔部の断
面は、図８に示すよう糸巻状をしており、表裏の区別の
ない良好なものである。

【００２６】ところで、上記第１および第２の方法に使
用するマスクの孔部分のパターンの径は、フィルターに
おける所望の孔径より８〜３０μｍ大きくすることが望
ましい。これは第１の方法では、メッキ厚みを厚くする
とレジスト膜上にもめっきがかぶさるよう成長するた
め、孔径が小さくなるためであり、第２の方法において
は、メッキ膜を基板から剥離後めっきを行うため、孔内
部にもめっきが成長し孔径が小さくなるためである。

【００２７】また、この説明においてレジストへの描画
方法として、マスクを介して電離放射線を照射する方法
について説明したが、この方法に限定するものではな
い、例えば、適当なレジストを塗布し、これにフォトプ
ロッターや電子線描画装置を用い、直接パターンを描画
することも当然可能である。

【００２８】本発明の方法によって得られるフィルター
は、厚さは薄く一定で、フィルターの孔の分布、形状と
も極めて整で、かつ孔径が一定であり、孔の融合や分岐
などの問題がない。また、電着によって形成するので、
孔の入口部を漏斗状に形成することができ、辺縁も極め
てなめらかである。このようにして得られた本発明によ
るフィルターは、血液検査に使用したのち、数秒間の超
音波洗浄で最低１００回の再使用が可能である。

【００２９】

【実施例】実施例１厚さ０．１ｍｍ、一辺１２１ｍｍのステンレス（ＳＵＳ
３０４材）上に富士薬品のカゼイン系ネガ型レジストＦ
ＲNo. １５を浸漬引上げ法により塗布し、４５℃で３０
分乾燥して均一なレジスト膜を得た。次に、このレジス
ト膜にマスクを重ね合せ、プリンターにてパターン描画
を行った。この際、３ｋＷの水銀灯で、波長３６５ｎｍ
の紫外線を２〜３分間露光した。

【００３０】続いて、露光されたレジスト膜を４０〜５
０℃の温湯で現像した後、水でリンスしてスピン乾燥さ
せ、厚さ３μｍ、孔径１５μｍのレジストパターンを形
成した。

【００３１】次に、これを２００〜２５０℃で数分間ベ
ークし、スルファミン酸ニッケル浴に浸漬し、電気めっ
き法によりレジストパターンを形成した面にニッケルを
厚さ１５μｍになるようめっきした。このスルファミン
酸ニッケル浴の組成とめっき条件を次に示す。スルファミン酸ニッケル４００ｇ／ｌほう酸３０ｇ／ｌｐＨ４．０浴温５０℃ 電流密度２Ａ／ｄｍ² 時間１５分続いて、８０℃で５分間乾燥した後、めっきしたニッケ
ルを剥離して、厚さ１５μｍ、孔径５μｍのフィルター
を得た。

【００３２】このフィルターによって血液検査は十分有
効に行なうことができた。実施例２厚さ０．１ｍｍ、一辺１２１ｍｍのステンレス（ＳＵＳ
３０４材）上に富士薬品のカゼイン系ネガ型レジストＦ
ＲNo. １５を浸漬引上げ法により塗布し、４５℃で３０
分乾燥して、均一なレジスト膜を得た。

【００３３】次に、このレジスト膜にマスクを重ね合
せ、プリンターにてパターン描画を行った。この際、３
ｋＷの水銀灯で、波長３６５ｎｍの紫外線を２〜３分間
露光した。

【００３４】続いて、露光されたレジスト膜を４０〜５
０℃の温湯で現像した後、水でリンスして、スピン乾燥
させ、厚さ３μｍ、孔径１５μｍのレジストパターンを
形成した。

【００３５】次に、これを２００〜２５０℃で数分間ベ
ークし、スルファミン酸ニッケル浴に浸漬し、電気めっ
き法により片面にニッケルを厚さ１０μｍになるようめ
っきした。このスルファミン酸ニッケル浴の組成とめっ
き条件を次に示す。スルファミン酸ニッケル４００ｇ／ｌほう酸３０ｇ／ｌｐＨ４．０浴温５０℃ 電流密度２Ａ／ｄｍ² 時間１０分続いて、８０℃で５分間加熱乾燥処理を施した後、めっ
きしたニッケルを剥離すると、厚さ１０μｍ、孔径８μ
ｍとなった。

【００３６】続いて、加熱乾燥処理を行った後、これに
両面からニッケルをめっきし、厚さ１４μｍ、孔径５μ
ｍのニッケルフィルターを完成した。この時のスルファ
ミン酸ニッケル浴の組成とめっき条件は次のとおりであ
る。スルファミン酸ニッケル４００ｇ／ｌほう酸３０ｇ／ｌｐＨ４．０浴温５０℃ 電流密度４Ａ／ｄｍ² 時間２〜３分実施例３厚さ０．１ｍｍ、１２１ｍｍ角のステンレス（ＳＵＳ３
０４材）上に東京応化製アクリル系レジストＰＭＥＲ−
Ｎを浸漬引上げ方法により塗布し、７０℃で３０分乾燥
加熱処理し、厚さ１５μｍ^tの均一なレジスト膜を得
た。

【００３７】次に、このレジストを形成した基板にマス
クを重ね合せパターン描画を行った。この際、３ｋＷの
水銀灯による平行光プリンターで３６５ｎｍの紫外線
を、２５０ｍＪ／ｃｍ²の露光量で露光した。

【００３８】続いて、露光されたレジスト膜を所定の現
像液にて現像し、更にリンスを行って厚さ１５μｍ、孔
径１５μｍのレジストパターンを形成し、めっき用基板
を作製した。

【００３９】このレジストパターンは、エッジがシャー
プで基板に対しほぼ垂直であった。

【００４０】次に、このめっき用基板をスルファミン酸
浴に浸漬し電気めっき法によりニッケル厚さが１０μｍ
になるようめっきした。

【００４１】スルファミン酸ニッケル浴の組成とめっき
条件を次に示す。スルファミン酸ニッケル４００ｇ／ｌほう酸３０ｇ／ｌｐＨ４．０浴温５０℃ 電流密度２Ａ／ｄｍ² 時間１０分続いて、８０℃で５分間乾燥を施した後、めっきしたニ
ッケルを剥離すると、厚さ１０μｍ、孔径７μｍであっ
た。

【００４２】このニッケル箔を枠に固定し、再度ニッケ
ルめっきを行ったこの時のニッケルめっき浴組成は上記
と同様であるが、めっき条件は下記のようである。電流密度４Ａ／ｄｍ² 時間２〜３分このようにして得られたフィルターの厚さは１５μｍ、
孔径は３μｍであった。

【００４３】また、実施例２にくらべ実施例３はレジス
トパターンのエッジがシャープであったため、完成した
フィルターの孔部の断面形状はほぼ完全な糸巻状とする
ことができた。

【００４４】次に、上述した実施例において製作したフ
ィルターの平面形態について説明する。図９は、基板上
に一辺８個で合計６４個のフィルターを同時に製造する
場合の例の平面図であり、一辺１２１mmのステンレスか
らなる基板８０上にレジストパターン８１で囲ったフィ
ルターが示されている。

【００４５】図１０は一個のフィルターを構成する部分
の拡大図であり、レジストパターン８１で囲まれた部分
がフィルターを構成し、円形中央の斜線部分にメッシュ
部８２が構成され、その周囲にフィルターを固定するた
めの枠部８３が形成される。支持部８４は電着後に多面
付けしたフィルターを一枚のフィルムとして基板から剥
離するのを容易にするために設けられている。なお、個
々のフィルターを使用するに際しては、この支持部８４
を切り離して使用する。

【００４６】図１１はメッシュ部８２に形成されている
微小孔１１の配置関係を示す拡大平面図であり、この実
施例においては、３個の微小孔が３角形の頂点をなすよ
うな位置関係で配列されている。この場合の微小孔間の
距離は３０μｍである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のエッチング法によって得られる血液検査
用フィルターの断面図。

【図２】本発明によって得られる血液検査用フィルター
の断面図。

【図３】本発明によって得られる血液検査用フィルター
の断面図。

【図４】本発明によって得られる血液検査用フィルター
の断面図。

【図５】本発明の製造方法を説明する工程断面図。

【図６】本発明によって得られる血液検査用フィルター
の断面図。

【図７】本発明の製造方法を説明する工程断面図。

【図８】本発明によって得られる血液検査用フィルター
の断面図。

【図９】本発明の実施例において製作したフィルターの
平面形態を示す平面図。

【図１０】図９において、一個のフィルターを構成する
部分の拡大図。

【図１１】本発明の実施例において製作したフィルター
の微小孔の配置関係を示す拡大平面図。

【符号の説明】

１０金属薄板１１微小孔１２金属被覆層２１基板２２レジスト層２７微小孔２８金属被覆層８０基板８１レジストパターン８２メッシュ部８３枠部８４支持部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全体が電着によって形成された金属薄板に
微小孔がほぼ均一に分布して形成された血液検査用フィ
ルターの製造方法であって、基板上に、微小孔を形成す
るためのレジストパターンを形成した後、レジスト部以
外の基板上に電着によって金属層を形成し、さらにこの
ようにして形成された電着金属層を前記基板上から剥離
することを特徴とする、血液検査用フィルターの製造方
法。
【請求項２】基板上にレジスト膜を形成し、レジスト膜
に電離放射線にてパターン描画を行い、パターン描画後
のレジスト膜を現像することによって前記レジストパタ
ーンの形成を行う、請求項１に記載の血液検査用フィル
ターの製造方法。
【請求項３】前記電着が電気メッキである、請求項１に
記載の方法。
【請求項４】前記電着金属がニッケルである、請求項１
に記載の方法。
【請求項５】前記微小孔の形状が、断面漏斗状になるよ
うに形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】前記微小孔の孔径が３〜２０μｍになるよ
うに前記レジストパターンを形成する、請求項１に記載
の方法。
【請求項７】前記血液検査用フィルターの厚さが５〜３
０μｍになるように電着を行う、請求項１に記載の方
法。
【請求項８】電着金属層を基板上から剥離したのち、そ
の剥離物の表裏両面および微小孔の内壁面に電着によっ
て金属被覆層を形成することによって、断面糸巻状の微
小孔が形成されたフィルターを得る、請求項１に記載の
方法。
【請求項９】前記剥離物を一旦固定枠に固定して電気メ
ッキによって金属被覆層の形成を行う、請求項８に記載
の方法。
【請求項１０】前記電着金属がニッケルである、請求項
８に記載の方法。