WO2015041347A1 - 構造体の製造方法、製品の製造方法、構造体、フォルダ、成形物、生体試料の精製方法、検査装置及び化合物 - Google Patents
構造体の製造方法、製品の製造方法、構造体、フォルダ、成形物、生体試料の精製方法、検査装置及び化合物 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2015041347A1 WO2015041347A1 PCT/JP2014/074946 JP2014074946W WO2015041347A1 WO 2015041347 A1 WO2015041347 A1 WO 2015041347A1 JP 2014074946 W JP2014074946 W JP 2014074946W WO 2015041347 A1 WO2015041347 A1 WO 2015041347A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- composition
- substituent
- region
- substrate
- manufacturing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C3/00—Assembling of devices or systems from individually processed components
- B81C3/001—Bonding of two components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/16—Surface properties and coatings
- B01L2300/161—Control and use of surface tension forces, e.g. hydrophobic, hydrophilic
- B01L2300/163—Biocompatibility
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/05—Microfluidics
- B81B2201/058—Microfluidics not provided for in B81B2201/051 - B81B2201/054
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2203/00—Forming microstructural systems
- B81C2203/03—Bonding two components
- B81C2203/032—Gluing
Definitions
- Some embodiments of the present invention relate to structures suitable for analysis of biological samples such as biochips and microchips.
- Patent Document 1 a surface suitable for immobilization of a physiologically active substance is formed by performing gamma ray or plasma treatment without any particular atmosphere.
- Patent Document 1 a surface suitable for immobilization of a physiologically active substance is formed by performing gamma ray or plasma treatment without any particular atmosphere.
- some aspects of the present invention provide a method for manufacturing a structure suitable for analysis of biological samples such as biochips and microchips.
- the method for producing a structure according to the present invention includes a first step of preparing a first substrate having a first surface and a second surface, and a composition on at least a part of the first surface.
- the method for producing a product according to the present invention includes a first step of preparing a first substrate having a first surface and a second surface, and disposing a composition on at least a part of the first surface. And a third step of curing the first portion of the composition by applying energy to the composition to form a cured product, the third step comprising: It is performed in a state where the first substrate and the composition are packaged with a packaging material for packaging, and at the end of the third step, at least a part of the composition other than the first part. A certain second portion is in a removable state.
- a structure according to the present invention includes a first base body having a first surface and a second surface, and a first organic substance disposed in a first region of the first surface,
- the surface of the first region and the surface of the second region which is one of the regions other than the first region of the first surface are both composed of a second organic substance, and the second
- the lyophilic property of the surface of the first region with respect to the first liquid is different from the lyophilic property of the first organic substance with respect to the first liquid, and the surface of the first region with respect to the first liquid.
- the lyophilicity is substantially the same as the lyophilicity for the first liquid on the surface of the second region.
- the folder according to the present invention can fix the above structure.
- the folder can fix or hold a plurality of the structures.
- the molded product according to the present invention is the first substrate used for manufacturing the structure.
- the biological sample purification method according to the present invention includes a first step of preparing the biological sample, and a second step of bringing the biological sample into contact with at least a part of the structure. To do.
- the inspection apparatus according to the present invention is characterized by using the above structure.
- the compound according to the present invention includes a first unit represented by the following general formula (1), a second unit represented by the following general formula (2), and a second unit represented by the following general formula (3). 3 units, and the first unit, the second unit, and the third unit have different structures from each other.
- each of the substituents A and B is a divalent substituent containing carbon
- the substituent C is a monovalent group containing carbon
- R 1 is a hydrogen atom or an organic group.
- w, a, and b are natural numbers.
- each of the substituents D and E is a divalent substituent containing carbon
- the substituent F is a monovalent substituent having a polymerizable group
- R 2 is a hydrogen atom or (It is an organic group, and x, d, and e are natural numbers.)
- each of the substituents G and H is a divalent substituent containing carbon
- the substituent I is a monovalent substituent having a functional group
- R 3 is a hydrogen atom or an organic group.
- y, g, and h are natural numbers.
- the method for producing a structure according to the present invention includes a first step of preparing a first substrate having a first surface and a second surface, and a composition on at least a part of the first surface.
- the “removable state” can be achieved, for example, by changing the cured state of the composition between the first part and the second part. Specifically, for example, even if the energy is applied to the entire composition by adjusting the curing conditions such as the oxygen concentration in the first region and the second region, This can be achieved by setting a part (second region) to be unreacted or uncured.
- the “removable state” can also be achieved by applying the energy only to a desired portion (first region) of the composition through a mask or the like.
- the “composition” may be composed of a single compound or a plurality of compounds.
- methods for “removing” the second portion include wet etching, dry etching, ashing, YAG laser, and the like.
- the first portion is formed in a first region of the first surface, and the second portion is formed in a second region of the first surface, and the curing is performed. It is preferable that the lyophilicity of the object with respect to the first liquid is different from the lyophilicity of the second region with respect to the first liquid. By doing in this way, the structure which has several area
- the above aspect can be achieved, for example, by making the first region and the second region different in at least one of the material, physical properties, surface shape, and the like constituting the surface.
- the surface of the second region is preferably composed of an organic substance.
- the organic substance can easily adjust the polarity and the affinity for a specific liquid or molecule as compared with the inorganic substance, so that a desired surface property can be easily obtained.
- the first step preferably includes a first sub-step of forming the second region by disposing or forming an organic substance on at least a part of the substrate.
- the organic substance can easily adjust the polarity and the affinity for a specific liquid or molecule as compared with the inorganic substance, so that a desired surface property can be easily obtained.
- arranging or forming an organic substance includes, for example, arranging or forming a coating film or an adsorption film of a composition as an organic substance.
- the manufacturing method of the structure further includes a fifth step of preparing a second substrate before the third step, and applying the energy to the composition in the third step. It is preferable that at least a part of the first part is in contact with at least a part of the second substrate. By doing so, for example, the degree of the influence of oxygen can be changed between the portion in contact with the second substrate of the composition and the portion not in contact with the composition. Can be generated.
- the above structure manufacturing method may further include a fourth step of removing the second portion.
- a fourth step of removing the second portion for example, lyophilicity, affinity, etc. can be changed between the first part and the second part, for example, depending on the region or place.
- the first distance that is the distance between the first surface and the second surface in the first region is the first surface in the second region and the first surface. It is preferable that the second distance, which is the distance from the second surface, is different. Examples of such a configuration include a configuration in which a concavo-convex pattern, a groove, or the like is formed on either the first surface or the second surface.
- the first distance is preferably larger than the second distance.
- a configuration in which the second region is a recess or groove of a concavo-convex pattern can be cited.
- the recesses or grooves can be utilized for placement or capture of sample components.
- the groove can also be used as a liquid or gas flow path.
- the method for producing a product according to the present invention includes a first step of preparing a first substrate having a first surface and a second surface, and disposing a composition on at least a part of the first surface. And a third step of curing the first portion of the composition by applying energy to the composition to form a cured product, the third step comprising: It is performed in a state where the first substrate and the composition are packaged with a packaging material for packaging, and at the end of the third step, at least a part of the composition other than the first part. A certain second portion is in a removable state.
- the atmosphere can be controlled, and the conditions for the curing reaction of the composition can be easily adjusted.
- it is possible to sterilize the product in combination with applying energy to the composition which is particularly advantageous when the product is used for inspection or separation of a biological sample.
- the second portion can be removed by using a second liquid.
- the second part can be removed using a pretreatment step using a liquid, and thus the number of steps can be reduced.
- the energy is preferably imparted to the composition using electromagnetic waves. Since typical electromagnetic waves have the property of transmitting through packaging materials, for example, energy can be imparted to the composition after packaging.
- the electromagnetic waves are preferably gamma rays or X-rays. By doing so, for example, it becomes possible to sterilize at the same time as applying energy.
- a structure according to the present invention includes a first base body having a first surface and a second surface, and a first organic substance disposed in a first region of the first surface,
- the surface of the first region and the surface of the second region which is one of the regions other than the first region of the first surface are both composed of a second organic substance, and the second
- the lyophilic property of the surface of the first region with respect to the first liquid is different from the lyophilic property of the first organic substance with respect to the first liquid, and the surface of the first region with respect to the first liquid.
- the lyophilicity is substantially the same as the lyophilicity for the first liquid on the surface of the second region.
- the surface of the first region and the second region in the first substrate which is made of the second organic material or made of any material.
- a layer made of a second organic material is formed on the surface of the first surface, and the first organic material is disposed in the first region of the first surface.
- the first organic material is preferably made of a material having a lyophilic property different from the lyophilic property of the second organic material with respect to the first liquid.
- the structure is used to separate or purify the first component contained in the biological sample, and when performing the separation or purification, the first component is the first component. It is preferable that the existence density on the second region is higher than that on the organic substance.
- the affinity for the first component on the surface of the second region is defined as the first component of the first organic substance. Different from the affinity for. More specifically, the affinity for the first component on the surface of the second region is higher than the affinity for the first component of the first organic substance, that is, the affinity for water is improved. You can do it.
- the folder according to the present invention can fix the above structure.
- the folder can fix or hold a plurality of the structures.
- the molded product according to the present invention is the first substrate used for manufacturing the structure.
- the above molded product may be formed by, for example, etching, injection molding, a cutting process, or the like.
- the biological sample purification method includes a first step of preparing the biological sample, and a second step of bringing the biological sample into contact with at least a part of the structure.
- Examples of the method of bringing the biological sample into contact with at least a part of the structure include a method of passing a liquid containing the biological sample through a groove structure or the like using, for example, a pressing force, a suction force, a centrifugal force, or a capillary force. It is done.
- the inspection apparatus according to the present invention is characterized by using the above structure.
- a first substrate having a first surface and a second surface and a second substrate having a third surface and a fourth surface are prepared.
- a third step of curing the composition by applying energy to the composition in contact with the third region of the third surface.
- the first portion of the composition that is in contact with both the first region and the third region, the second region, and the The degree of curing can be made different between the second portion in contact with only one of the third regions.
- the third step is carried out in an atmosphere in which oxygen exists, such as in the atmosphere, using the composition whose rate of curing is reduced by oxygen or the like as the composition, the first of the composition Curing of the second part can be delayed compared to the part. Therefore, if the time for applying the energy is appropriately adjusted, the second portion can be removed using solvent washing, vacuum distillation or the like.
- a composition that exhibits an adhesive function by curing is used as the composition, the first substrate and the second substrate are bonded via the cured first portion by the third step. Are more preferable.
- the second portion is either the second region or the third region.
- a method may be used in which a recess is formed in either region so as to contact only, or a coating film of the composition in the first region is applied thickly by screen printing or the like.
- the first surface may have a pattern having an uneven portion or a groove portion.
- the distance between the first surface and the second surface is appropriately set, so that when the second step is performed, Since the composition disposed in the groove can be prevented from coming into contact with the second substrate, the composition disposed in the recess or the groove can be in an uncured state. . It is possible to remove the uncured composition and form a flow path using the recess or the groove.
- a composition having a predetermined level of affinity for a predetermined liquid is selected as the composition, for example, a cured product obtained by curing the composition is positioned on the side of the flow path. Can be.
- the composition when the liquid flowing through the flow path is hydrophilic, the composition is selected to be hydrophobic by curing, and when the liquid flowing through the flow path is hydrophobic, the composition is rendered hydrophilic by curing. Select. Thereby, the penetration of the sample or liquid flowing through the flow channel from the flow channel is suppressed, or the force acting between the liquid in the flow channel and the inner surface of the flow channel, such as surface tension, is adjusted. Therefore, generation of bubbles in the flow path can be suppressed. Further, if a composition that allows a predetermined substance to permeate through the curing is selected as the composition, a desired sample can be preferentially flowed through the flow path.
- the composition has a contact angle with water of 60 ° due to its curing.
- the above may be used.
- a hydrophilic composition that can be removed with a solvent containing water is used as the composition, since the hydrophilicity of the cured product formed by curing the composition is low, it depends on the solvent of the cured product. This has the advantage that damage can be suppressed and removal of the uncured composition is facilitated.
- the compound according to the present invention is represented by at least a first unit represented by the following general formula (1), a second unit represented by the following general formula (2), and the following general formula (3). Including a third unit, and these units have different structures.
- each of the first to third units does not necessarily have to be continuously connected and blocked, but may be blocked depending on the application and the affinity with the contacting substrate.
- the w, x, and y of the above first to third units are natural numbers.
- the numbers of w, x, and y in the first to third units may be appropriately set according to the desired phase separation structure.
- the substituents A, B, C, D, E, F, G, and H are substituents containing carbon.
- Substituents A, B, D, E, G, and H are preferably divalent substituents containing carbon
- substituents C and F are monovalent substituents containing carbon
- I is functional.
- a monovalent substituent having a group is preferable.
- substituents A, B, C, D, E, F, G, H, and I are preferably different in hydrophilicity from each other. Thereby, for example, a site having a different affinity with respect to another molecule in one molecule can be provided.
- the above compound preferably further has a fourth unit represented by the following.
- the substituents J, K, and L are carbon-containing substituents.
- the substituents J and K are preferably divalent substituents containing carbon, and the substituent L is preferably a monovalent substituent containing carbon.
- the fourth unit preferably has a different structure from any of the first to third units.
- z is a natural number.
- a, b, d, e, g and h are natural numbers.
- the substituent F preferably has a polymerizable group.
- the above compound can be further polymerized. Thereby, for example, a more stable film can be produced.
- the functional group in the substituent I has reactivity with other molecules such as a hydroxy group, an amino group, a silicon group, a carboxy group, etc., or can be converted into another substituent. It is preferable that it is possible. Thereby, for example, the above compound can be further reacted after being applied to the substrate.
- the silicon group will be described later.
- the substituent A, the substituent D, and the substituent G are preferably divalent substituents represented by the following general formula (5).
- the substituent A, the substituent D, and the substituent G are the following general formula (5), a, d, and g in the general formula (1), the general formula (2), and the general formula (3) Are each preferably 1.
- the substituent A, the substituent D, and the substituent G may be —CONH— or the like in addition to the divalent substituent represented by the following general formula (5).
- the substituent B, the substituent E, and the substituent H are preferably divalent substituents represented by the following general formula (6).
- the substituent B, the substituent E, and the substituent H are the following general formula (6), b, e, and h in the general formula (1), the general formula (2), and the general formula (3)
- Each is preferably an integer of 1 to 100.
- the substituent B, the substituent E, and the substituent H may be an alkylene group, a polypropylene oxide group, or a polybutylene oxide group, in addition to the divalent substituent represented by the following general formula (6). preferable.
- the substituent C is preferably a monovalent substituent containing 3 or more carbon atoms.
- a long chain alkyl group having 3 or more carbon atoms is more preferable, a long chain alkyl group having 5 to 20 carbon atoms is more preferable, and a long chain alkyl group having 5 to 18 carbon atoms is particularly preferable.
- Substituent C may be a linear alkyl group or a branched alkyl group.
- Preferred examples of the substituent F in the second unit represented by the general formula (2) include a monovalent substituent having a polymerizable group.
- Preferred examples of the polymerizable group in the substituent F include a (meth) acryloyl group, a vinyl group, an allyl group, and an epoxy group, and a (meth) acryloyl group is more preferable.
- the substituent F may be a polymerizable group itself.
- Examples of the functional group in the substituent I in the third unit represented by the general formula (3) include a hydroxy group, an amino group, a silicon group, and a carboxy group.
- Examples of the silicon group include a trialkylsilyl group, a triarylsilyl group, and a trialkoxysilyl group.
- substituent I examples include a hydroxyethyl group, an aminomethyl group, an aminoethyl group, a trialkylsilylethyl group, a triarylsilylethyl group, a trialkoxysilylethyl group, and a carboxyethyl group.
- the substituent J in the fourth unit represented by the general formula (4) includes the same substituents as the substituents A, D and G in the first to third units.
- Examples of the substituent K in the fourth unit include the same substituents as the substituents B, E, and H in the first to third units.
- the substituent L in the fourth unit is preferably a substituent containing 2 or less carbon atoms.
- the substituent L is more preferably an alkyl group having 2 or less carbon atoms, further preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group.
- Each of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is a hydrogen atom or an organic group.
- the organic group include alkyl groups such as a methyl group and an ethyl group.
- the compound can be obtained by polymerization using corresponding monomers for constituting the first unit, the second unit, and the third unit.
- the monomer for constituting the first unit, the second unit, and the third unit is more preferably a unit derived from a polyalkylene glycol (meth) acrylate monomer.
- preferable combinations of the first to third units include the following.
- the first unit is preferably a unit derived from a polyalkylene glycol (meth) acrylate having a long-chain alkyl group having 3 or more carbon atoms as the substituent C
- the second unit is A unit derived from a polyalkylene glycol (meth) acrylate having a monovalent substituent containing the polymerizable group as the group F is preferable.
- the third unit is preferably a unit derived from a polyalkylene glycol (meth) acrylate having a monovalent substituent containing a functional group as the substituent I.
- the 4th unit which is arbitrary units is a unit derived from the polyalkylene glycol (meth) acrylate which has the monovalent
- the content ratio of each unit may be appropriately adjusted depending on the target physical properties. For example, when changing the contact angle or improving the coating property to the substrate, the first unit, the second unit, the third unit, and the fourth unit are selected according to the type of the substrate to be used. The content of the whole compound can be adjusted optimally. For example, by increasing the contents of the first unit and the second unit, a composition having a high contact angle can be obtained and the affinity with a hydrophobic plastic substrate can be improved. More specifically, in order to improve the affinity with the hydrophobic plastic substrate, the content of the first unit is preferably 0.01 to 50 mol%, more preferably 1 to 50 mol%. 20 mol% is more preferable.
- a hydrophilic composition can be obtained and the affinity with a hydrophilic substrate such as glass can be improved.
- the preferable range of the content of each unit other than the first unit is as follows.
- the content of the second unit is preferably 0.1 to 50 mol%.
- the content of the third unit is preferably 3 to 80 mol%, more preferably 5 to 50 mol%.
- the content of the fourth unit is preferably from 0 to 90 mol%, more preferably from 30 to 90 mol%, and even more preferably from 50 to 90 mol%.
- the compound of the present invention can improve the adjustment of the contact angle, the coating property to the substrate, the protein adsorption property, and the like by appropriately adjusting the content of each unit described above.
- the weight average molecular weight of the compound in the above combination is preferably MW 20000 to 80,000.
- the polymerization conditions may be appropriately adjusted.
- the weight average molecular weight is determined in terms of polyethylene glycol.
- (meth) acryl means acrylyl and / or methacryl
- (meth) acrylate means acrylate and / or methacrylate
- a typical composition according to the present invention is synthesized using the following PA, PM, and PH as starting materials. First, it is obtained by synthesizing a thermal polymer by applying heat to PA, PM, and PH, and then converting at least a part of hydroxy groups into methacryloyl groups by allowing AM to act on the polymer.
- the composition is a polymer having units of the following general formulas (7) to (10).
- the unit represented by the following general formula (10) has a methacryloyl group having a polymerizable group at the terminal.
- a plurality of raw materials having different numbers of m, o, and p can be used for each of PA, PM, and PH.
- m, o, and p are natural numbers, and n represents a natural number of 3 or more.
- M, o, and p are each a natural number, and preferably an integer of 1 to 100.
- the above polymer can be obtained under known polymerization conditions. Moreover, what is necessary is just to adjust suitably the mixture ratio of each raw material with the target physical property.
- PH hydroxy group
- a monomer having an epoxy group or an amino group can be used.
- Specific examples include glycidyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether, allylamine, and N-formamide capable of deriving an amino group.
- the third unit can be obtained, for example, by bonding a monomer having a polymerizable group to the functional group of the second unit, but the monomer having the polymerizable group is replaced with the above AH.
- the coating film 3 of the composition is irradiated with light such as ultraviolet rays or radiation (electromagnetic waves) to cure the convex portion of the composition, thereby forming a resin film 4 as a cured product (c).
- light such as ultraviolet rays or radiation (electromagnetic waves) to cure the convex portion of the composition, thereby forming a resin film 4 as a cured product (c).
- the electromagnetic wave include gamma rays and X-rays.
- the uncured composition in the voids (recessed portion) between the first substrate 1 and the second substrate 2 is removed, so that The voids become microchannels, and a structure including the first substrate 1 and the second substrate 2 in which the microchannels are formed is manufactured.
- the said convex part becomes a 1st area
- the said recessed part part becomes a 2nd area
- the members used for the first base and the second base are appropriately selected depending on the application and desired properties.
- a resin can be used.
- the resin include polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, nylon 6, nylon 66, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polypropylene, polyisoprene, polyethylene, polydimethyl.
- examples thereof include siloxane and cyclic polyolefin.
- a polymethyl methacrylate having as its main component an organic polymer excellent in injection moldability and mass productivity is used as a member.
- Polystyrene, polycarbonate, cyclic polyolefin, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride and the like are suitable.
- the groove shape in addition to the rectangle shown in FIG. 1, a triangle, a semi-circle, and the like can be adopted, and can be appropriately selected according to the application, desired performance, and the like.
- the dimensions of the microchannel such as the width W of the groove, are appropriately set according to the inspection target to be passed through the microchannel.
- the width W is about several ⁇ m to several mm
- the groove depth is about several ⁇ m to several mm
- the groove length (depth direction on the paper surface) is about several mm to 10 cm.
- the groove may be formed by etching, transfer molding using a mold, cutting, or the like.
- the size and thickness of the substrate are not particularly limited, but the size is preferably about 1 cm to 10 cm and the thickness is preferably about several tens of ⁇ m to several mm.
- a base material that has been surface-treated can be used as the first base or the second base.
- a hydrophilization treatment as a surface treatment for example, vacuum ultraviolet irradiation, plasma irradiation, UV ozone irradiation, ion beam irradiation, acid cleaning, alkali cleaning, or the like may be performed on the base material.
- Hydrophilicity may be achieved by forming a monomolecular film having a polar group such as a group and an amino group.
- silane coupling agents vinylmethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -isocyanatopropyltriethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyltriethoxysilane and ⁇ -aminopropyl
- methoxysilane and the like can be used.
- a hydrophilic resin film obtained by polymerizing a polymerizable monomer such as ethylene glycol di (meth) acrylate and polyethylene glycol di (meth) acrylate is disposed on at least the surface.
- a polymerizable monomer such as ethylene glycol di (meth) acrylate and polyethylene glycol di (meth) acrylate
- An azide compound such as 4,4′-diazidostilbene-2,2′-disulfonic acid or 4,4′-diazidodibenzalacetone-2,2′-disulfonic acid, and N-vinylpyrrolidone, acrylamide, or
- a resin film synthesized from a mixture with a compound having a polymerizable double bond such as dimethylacrylamide can also be used as the hydrophilic resin film.
- substrate when hardening after apply
- substrate It is desirable that at least one of the second substrates is transparent to light or radiation used for curing.
- the base material for example, polymethyl methacrylate and polystyrene are preferable as the organic material, and as the inorganic material, for example, glass mainly composed of silicon oxide is preferable.
- the same material or different materials may be used.
- the uncoated portion of the resin film 4 from the joint 6 shown in FIG. In order to reduce the degree of protrusion of the resin film to 5, a method such as lowering the affinity of the surface of the second substrate for the composition as compared with the affinity of the composition of the first substrate can be used.
- the first substrate 1 and the second substrate 2 can be brought into close contact with each other by, for example, the weight of the second substrate (if the top and bottom are reversed, the first substrate 1 And a method of applying pressure from at least one direction of the first substrate or the second substrate. In the latter method, a force of typically about 500 to 3000 N is applied to the first substrate or the second substrate.
- the composition disposed in the concave portion of the concave / convex pattern comes into contact with oxygen because there is a gap between the second substrate and the composition.
- chemical species that are deactivated by oxygen such as radicals or ions generated by application of heat or energy such as light or radiation
- the applied composition is the first
- the part (joining part 6) which is in contact with both the base and the second base is cured, and the polymerization reaction of the composition at the place where it comes into contact with oxygen like a recess is suppressed.
- cleaning or development is performed in the process from (c) to (d) shown in FIG. 1 according to the surface shape of the first substrate such as the concavo-convex pattern without applying energy through the mask.
- the composition can be cured.
- composition in the case where the chemical species deactivated by oxygen plays a central role in the polymerization reaction is not particularly limited.
- the compound described in the previous section is suitable as a composition in the production of the microchannel shown in FIG.
- a composition in which a reactive intermediate that is deactivated by oxygen such as nitrene is generated by the application of energy such as a compound having an azide group to be polymerized is also used in the production of the microchannel shown in FIG. Suitable as a composition.
- the composition easy to permeate oxygen by setting the weight average molecular weight of the compound constituting the composition to 100000 or less, more preferably 80000 or less, more preferably 50000 or less.
- the weight average molecular weight of the compound constituting the composition described in the previous section is preferably 50000 or less, and the oxygen permeability can be adjusted by the thickness of the coating film, and the thickness is 10 ⁇ m or less.
- a solvent as a second liquid is filled in the microchannel by a method such as pressure filling, vacuum filling, centrifugal filling, and capillary force.
- the solvent is removed by a method such as pressurized drainage, reduced pressure drainage, centrifugal drainage, etc. Can be substantially eliminated.
- heating or heating may be performed in order to shorten the time for dissolving the uncured composition in the solvent.
- the polymerization initiator when irradiated with light as energy, ⁇ -hydroxyalkylphenones, ⁇ -aminoalkylphenones, benzyldimethyl ketals, azo polymerization initiators and the like that absorb light having a wavelength of 300 nm or more are used. If one or more selected from the group are used, the range of materials used for the first substrate or the second substrate can be expanded.
- the composition placed in the recess can be dissolved and removed with a solvent after energy application.
- a plastic substrate mainly composed of an organic resin is used as the first substrate, the first substrate is not damaged.
- the solvent (second liquid) used for the dissolution removal is appropriately selected so that the composition can be dissolved.
- a highly polar solvent such as water, methanol, ethanol, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, and dimethylformamide is used as the second liquid. Is preferred.
- the resin film 4 (cured product) after curing the coating film of the composition is formed at the joint 6 (first portion) shown in FIG. 1 (d).
- the resin film 4 formed by curing the composition may have a certain degree of hydrophobicity.
- the water contact angle of the resin film 4 may be 60 ° or more, and further 80 ° or more.
- composition for forming a resin film having a water contact angle of 60 ° or more As a composition for forming a resin film having a water contact angle of 60 ° or more, a composition in which the content ratio of the first unit or the second unit in the above compound is increased may be used.
- the resin film 4 denser, it is possible to suppress penetration of a solvent or the like into the resin film 4.
- the resin film can be made dense by using a composition having a polyfunctional group as the composition.
- a surfactant or the like By adding a surfactant or the like to the composition, it is possible to control the degree of hydrophilicity or hydrophobicity of the surface of the resin film 4, and the adhesion to the first substrate or the second substrate.
- the surfactant include one or more of ammonium lauryl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester, lauryl dimethylamine oxide, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, sorbitan monostearate and the like. Can be used. Moreover, you may add a silane coupling agent etc.
- silane coupling agent one or more of ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -isocyanatopropyltriethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyltriethoxysilane, etc. Can be used.
- the adhesive force between the first base and the second base via the resin film 4 may be further improved by light irradiation, heating, or the like.
- microchips include blood cell separation chips, nucleic acid chips, protein chips, antibody chips, aptamer chips, glycoprotein chips, and the like.
- FIG. 2 is a plan view of the preparative chip.
- the sorting tip is formed with a plurality of holes, and it is possible to sort the object more efficiently by making the surface characteristics different between the inside and the periphery of the hole.
- the manufacturing process of the preparative chip will be described with reference to FIG.
- the third substrate 7 is applied as shown in FIG. Rotate with the axis perpendicular to the main surface of the axis as the rotation axis.
- the excess 1st composition is removed and the 1st coating film 9 is formed.
- the entire surface of the first coating film 9 is exposed to change to a first resin film (cured product) 10.
- the second composition 11 is applied on the third substrate 7 on which the first resin film 10 is formed.
- the second substrate 12 is rotated on the first resin film 10 by rotating the axis perpendicular to the main surface of the third substrate 7 as the axis of rotation (f). (G).
- the mask 13 By exposing through the mask 13 as shown in FIG. 3 (h), the curing of the second coating film disposed in the recess does not proceed, and the uncured second coating film is removed with a solvent or the like.
- a preparative chip in which the first resin film is exposed in the concave portion and the second resin film is exposed in the convex portion can be manufactured.
- the same material as the first base body 1 and the second base body 3 described in FIG. 1 can be used.
- the third substrate when the light is irradiated from the surface on which the first coating film 9 or the second coating film 12 is formed, the third substrate is used. Those that do not transmit light can be used.
- the third substrate 7 has a concavo-convex pattern in which a groove dug perpendicular to the main surface is formed, but is a convex pattern having a tapered groove. Also good.
- Examples of the first composition 8 include monomers such as ethylene glycol di (meth) acrylate and polyethylene glycol di (meth) acrylate, 4′-diazidostilbene-2,2′-disulfonic acid, or 4,4′-disulfonic acid.
- a mixture (hydrophilic resin film) containing an azide compound such as azidodibenzalacetone-2,2′-disulfonic acid and a compound having a polymerizable double bond such as N-vinylpyrrolidone, acrylamide, or dimethylacrylamide May be used.
- the first coating film 9 and the second coating film 2 are respectively formed by so-called rotation about a rotation axis perpendicular to the main surface of the third substrate 7.
- the first coating film 9 is rotated by a so-called revolution that rotates around the rotational axis passing through the position of the third substrate 7 except for the third substrate 7.
- the second coating film 12 may be formed.
- the first composition 8 or the second composition 11 can be wetted and spread by combining the above rotation and revolution.
- the first resin film 10 formed by curing the first composition 8 and the second resin film 14 formed by curing the second composition 11 have hydrophilicity or hydrophobicity. It is preferable to determine the combination of the composition of the first composition and the second composition to be different.
- examples of the second composition 11 include units of the following general formulas (7) to (11).
- a compound having can be used. Since the compound has a hydrophilic group called a hydroxy group at the end as represented by the general formula (9), the compound has an affinity for the first resin film 10 and is represented by the general formula (7).
- the second resin film 14 formed by curing the second composition 11 because it has a hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms, which is a hydrophobic group, at the terminal.
- the part can be made hydrophobic. That is, the second resin film maintains hydrophobicity at the interface with the first resin film and is more hydrophobic than the first resin film at a portion that is not in contact with the first resin film. It can be.
- composition used as the first composition 8 and the composition used as the second composition 11 can be used interchangeably as appropriate according to the application, desired performance, and the like.
- a photosensitive resin in which a radical compound or a cation compound is bonded to a polyvinyl alcohol polymer or the like can be used in appropriate combination.
- the radical compound include compounds having a photoreactive group such as an azo group, a carbonyl group, and a group having a double bond between a phosphorus atom and oxygen.
- the cationic compound include onium salts such as iodonium salts and sulfonium salts.
- a photosensitive resin in which a compound having a photoreactive group such as an azide group is pendant with an acetal bond on a polyvinyl alcohol polymer or the like can be used in combination.
- the photosensitive resin disclosed by WO2013 / 153873 is mentioned, for example.
- the photosensitive composition prepared in Example 11 of WO2013 / 153873 is used as the first composition 8, and the second composition 11 is adjusted in Examples 9 and 10. At least one of the photosensitive compositions described above can be used.
- the above combination can be used by appropriately replacing the first composition and the second composition depending on the object to be analyzed.
- FIG. 4 shows a configuration of a sorting apparatus using the structure having the microchannel described above.
- FIG. 4 shows the state in which the reservoir 15, the structures 16 to 18 having microchannels, and the plug 19 are not connected.
- the reservoir 15 and the structure 16 having the first micro flow path are fitted using the female connection part 21, and the stopper 19 and the structure 16 having the first micro flow path are used by the female connection part 21.
- the structures 16 to 18 having micro flow paths are used after being fitted to each other using the male connection part 20 and the female connection part 21.
- the stopper is used. 19 may not be used.
- FIG. 5 shows a sorting apparatus using a structure having another microchannel according to the present invention.
- the reservoir 23, the stopper 27, and the structure 24 having the fourth microchannel are used by using the O-ring 29.
- the structures 24 to 26 having the micro flow path are connected by an O-ring 29.
- FIG. 6 shows a structure for fixing structure 30 with micro-channel.
- FIG. 7 shows the configuration of an inspection device for the structure having the micro-channel shown in FIG. 6 held by a folder (hereinafter referred to as “grip body 32”).
- detection can be performed by irradiating a detection light source such as a laser from below the gripping body 32.
- FIG. 8 shows a manufacturing process when the composition is cured in the packaging material in the manufacture of the structure having the microchannel shown in FIG. It was.
- the composition is coated in the packaging material 38.
- the film 35 is cured by irradiation with radiation such as X-rays or gamma rays.
- the coating film of the composition in contact with the fourth base 33 and the fifth base 34 becomes the resin film 36, and the other part becomes the uncured part 37.
- the uncured portion 37 can be removed by washing with pure water or the like before use in a test application such as a blood test. May not be a hindrance. Since it can be sterilized by irradiation with X-rays or gamma rays, the structure obtained by this production method which does not require opening the packaging material until just before use is particularly useful as a test chip for biological materials.
- the packaging material it is preferable to use a material that is transparent to radiation or the like.
- the obtained reaction solution was fed into a mixture of 200 ml of isopropyl ether and 600 ml of hexane cooled with ice over 1 hour, filtered and vacuum dried to obtain Compound A.
- the molecular weight was MW32160.
- phosphoric acid was removed by treatment with an ion exchange resin to obtain a photosensitive solution containing Compound D in which the photosensitive compound 1 was pendant to polyvinyl alcohol with an acetal bond.
- phosphoric acid was removed by treatment with an ion exchange resin to obtain a photosensitive solution containing Compound E in which the photosensitive compound 1 was pendant to diacetone acrylamide copolymer polyvinyl alcohol with an acetal bond.
- phosphoric acid was removed by treatment with an ion exchange resin to obtain a photosensitive solution containing Compound F in which the photosensitive compound 1 was pendant to the polyvinyl alcohol-polyethylene glycol graft copolymer by an acetal bond.
- the obtained reaction solution was fed into a mixture of 200 ml of isopropyl ether cooled with ice and 600 ml of hexane over 1 hour, filtered and vacuum dried to obtain Compound G.
- the molecular weight was MW26330.
- the resulting reaction solution was fed into a mixture of 200 ml of isopropyl ether and 600 ml of hexane cooled on ice over 1 hour, filtered and vacuum dried to obtain Compound I.
- the molecular weight was MW28610.
- a molded article (vertical) having a hydrophobic surface using an acrylic resin having a through hole (diameter 0.7 mm) and a groove structure (rectangular shape, width 100 ⁇ m, depth 20 ⁇ m, length 10 mm). 20 mm, 30 mm in width, 1 mm in thickness) and a substrate (acrylic resin flat plate, 20 mm in length, 30 mm in width, 0.2 mm in thickness) serving as a lid as a second base. Plasma treatment was performed in advance to reduce the contact angle of the substrate from 75 ° to 50 °.
- the photosensitive composition C is applied to the groove structure side of the molded product and the entire surface of the lid by spin coating, and dried at 50 ° C. for 10 minutes using an oven dryer. went.
- the coating surface of the molded product and the coating surface of the lid substrate are brought into close contact with each other at a pressure of 1000 N in an air atmosphere, and exposed to 3000 mJ with an LED lamp (illuminance: 20 mW / cm 3 , wavelength: 365 nm).
- a composite (structure) was obtained. Pure water is passed through the flow path of the obtained substrate composite with a microsyringe pump at 20 ⁇ l / min, the pure water filled in the groove structure is removed by vacuum suction, and then vacuum dried at 50 ° C. for 10 minutes. Went.
- the rhodamine B fluorescent dye solution wraps around the adhesive surface. The appearance and the bleeding on the joint surface were not observed, and the surface was a good adhesive surface. Further, after removing the staining solution by suction, the inner surface of the flow path was washed with pure water, and the substrate composite was observed under a microscope. The inner surface of the flow path was stained by curing of the photosensitive composition. There was no trace and the photosensitive composition was removed by development.
- the contact angle was determined by a droplet method using pure water by a dynamic contact angle meter.
- Compound K polyethylene glycol dimethacrylate, average molecular weight 3650
- IRUGACURE-2959 (1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, BASF)
- a photosensitive composition K in which methanol and pure water are mixed at a compounding ratio of 10: 0.3: 45: 45 parts by mass is prepared and spun onto the groove structure side of the molded product and the entire surface of the lid substrate.
- the photosensitive composition K was applied by coating, and dried at 50 ° C. for 10 minutes using a vacuum dryer.
- each substrate was exposed to 3000 mJ with an LED lamp (illuminance: 20 mW / cm 3 , wavelength: 365 nm) in a nitrogen atmosphere, and was subjected to hydrophilization treatment by pure water cleaning and vacuum drying at 50 ° C. for 10 minutes. And a hydrophilic treatment lid substrate were obtained. When the contact angles of the cured film surfaces of the obtained substrates were measured, both were 35 °.
- the photosensitive composition C was applied, dried, and contacted, exposed, developed, and dried in an air atmosphere. A complex was obtained.
- pure water was passed through the obtained substrate composite by natural flow, water could flow very smoothly without clogging.
- 1% by mass of rhodamine B fluorescent dye was injected at 20 ⁇ l / min. And observed with fluorescence, it was found that the bonded surface had no blur and was a good bonded surface.
- a molded product (third substrate) similar to that used in Production Example 1 of the structure was prepared, and plasma treatment was performed in advance to reduce the contact angle of the substrate from 75 ° to 50 °.
- the photosensitive composition F was coated on the molded product by rotating about an axis perpendicular to the main surface of the molded product as a rotation axis.
- the entire surface of the coating film of the photosensitive composition F was exposed in an air atmosphere (ultra-high pressure mercury lamp, wavelength 350 nm, 5 mw / cm 2 , 1000 mJ),
- the photosensitive composition F was cured, developed with pure water, and vacuum dried at 50 ° C. for 10 minutes to obtain a first resin film.
- the contact angle of the first resin film was measured and found to be 30 °.
- the said photosensitive composition D (contact angle 65 degrees) was apply
- vertical to the main surface of a molded product was rotated as a rotating shaft, and the coating film of the photosensitive composition D was formed on the 1st resin film.
- exposure extra-high pressure mercury lamp, wavelength 350 nm, 5 mw / cm 2 , 1000 mJ
- pure water was dropped onto the molded product thus obtained, it was confirmed that pure water preferentially flows into the groove having a lower contact angle than the periphery.
- a molded product (third substrate) similar to that used in Production Example 1 of the substrate composite was prepared, and plasma treatment was performed in advance to reduce the contact angle of the substrate from 75 ° to 50 °.
- the photosensitive composition F was coated on the molded product by rotating about an axis perpendicular to the main surface of the molded product as a rotation axis.
- the entire surface of the coating film of the photosensitive composition F was exposed in an air atmosphere (ultra-high pressure mercury lamp, wavelength 350 nm, 5 mw / cm 2 , 1000 mJ),
- the photosensitive composition F was cured, developed with pure water, and vacuum dried at 50 ° C. for 10 minutes to obtain a first resin film.
- the contact angle of the first resin film was measured and found to be 30 °.
- the said photosensitive composition E (contact angle of 60 degrees) was apply
- vertical to the main surface of a molded product was rotated as a rotating shaft, and the coating film of the photosensitive composition E was formed on the 1st resin film.
- exposure extra-high pressure mercury lamp, wavelength 350 nm, 5 mw / cm 2 , 1000 mJ
- pure water was dropped onto the molded product thus obtained, it was confirmed that pure water preferentially flows into the groove having a lower contact angle than the periphery.
- the photosensitive compositions D to F are mainly composed of polyvinyl alcohol having low oxygen permeability in photocrosslinking, they are not easily deactivated by oxygen, and are easy to produce.
- Compound H, IRUGACURE-2959 (1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, manufactured by BASF), methanol and pure
- a photosensitive composition H (contact angle 62 °) in which water was mixed at a blending ratio of 5: 0.2: 47.5: 47.5 parts by mass was prepared.
- the photosensitive composition H is applied by spin coating on the groove structure side of the molded product and the entire surface of the lid substrate, a good coating film is obtained on a hydrophobic substrate (contact angle 75 °) that is not plasma-treated. was gotten. Next, drying was performed at 50 ° C. for 10 minutes using an oven dryer.
- each substrate is brought into close contact with the coating surface of the molded product and the coating surface of the lid substrate under a pressure of 1000 N in an air atmosphere and exposed to 3000 mJ with an LED lamp (illuminance: 20 mW / cm 3 , wavelength: 365 nm).
- a substrate composite (structure) was obtained. Pure water is passed through the flow path of the obtained substrate composite with a microsyringe pump at 20 ⁇ l / min, the pure water filled in the groove structure is removed by vacuum suction, and then vacuum dried at 50 ° C. for 10 minutes. Went.
- the rhodamine B fluorescent dye solution wraps around the adhesive surface. The appearance and the bleeding on the joint surface were not observed, and the surface was a good adhesive surface.
- the inner surface of the flow path was washed by passing pure water, and then the substrate composite was observed with a microscope. There was no trace and the photosensitive composition was removed by development.
- a molded product (third substrate) similar to that used in Production Example 1 of the structure is prepared, and the compound B, IRUGACURE is formed on the molded product as shown in FIG. -2959 (1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, manufactured by BASF), methanol and pure water 5: 0.2:
- the photosensitive composition B mixed at a blending ratio of 47.5: 47.5 parts by mass was applied by rotating the axis perpendicular to the main surface of the molded product as the rotation axis as shown in FIG. 3B.
- a good coating film was obtained on a hydrophobic substrate not subjected to plasma treatment (contact angle 75 °).
- the photosensitive composition G is cured by exposing the entire surface of the coating film in a nitrogen atmosphere (ultra-high pressure mercury lamp, wavelength 350 nm, 5 mw / cm 2 , 1000 mJ).
- the first resin film was obtained by performing pure water development and vacuum drying at 50 ° C. for 10 minutes. The contact angle of the first resin film was measured and found to be 35 °.
- the compound H, IRUGACURE-2959 (1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2 -Methyl-1-propan-1-one (manufactured by BASF), methanol and pure water mixed at a blending ratio of 5: 0.2: 47.5: 47.5 parts by mass (contact angle) 62 °) was applied.
- vertical to the main surface of a molded product was rotated as a rotating shaft, and the coating film of the composition H was formed on the 1st resin film. Thereafter, as shown in FIG.
- a molded product (third substrate) similar to that used in Production Example 1 of the structure is prepared, and compound J, IRUGACURE is formed on the molded product as shown in FIG. -2959 (1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, manufactured by BASF), methanol and pure water 5: 0.2:
- the photosensitive composition J mixed with the compounding ratio of 47.5: 47.5 mass parts was prepared, and the said photosensitive composition J was apply
- repellency occurred on the surface of the hydrophobic acrylic resin molded product that was not subjected to plasma treatment, and a good coating film could not be obtained.
- First substrate 2 Second substrate 3: Coating film of composition 4: Resin film 7: Third substrate 8: First composition 11: Second composition 15: Reservoir 19: Plug 31 : Folder 38: Packaging material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Hematology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
第1の面と第2の面とを備えた第1の基体を準備する第1の工程と、前記第1の面の少なくとも一部に組成物を配置する第2の工程と、前記組成物の少なくとも一部にエネルギーを付与することにより前記組成物の第1の部分を硬化させて硬化物を形成する第3の工程と、を含み、前記第3の工程の終了後、前記組成物の前記第1の部分以外の部分の少なくとも一部である第2の部分は、除去可能な状態となっていること、を特徴とする構造体の製造方法。
Description
本発明のいくつかの態様は、バイオチップ及びマイクロチップ等の生体試料の分析等に好適な構造体等に関する。
近年、試料の分析並びに物質の分離及び精製等に利用する素子として、微量な試料でも分析又は分離が可能なマイクロチップ及びバイオチップに対する期待が高まっている。しかしながら、バイオチップに安定的に分析又は分離を行うための表面構造や親和性等を付与する方法は皆無に等しい状況であった。
例えば、特に雰囲気を選ばずガンマ線やプラズマ処理を行うことにより、生理活性物質の固定に適した表面を形成することが記載されている(特許文献1参照)。しかしながら、このような方法では製品として安定した表面を維持できないという問題がある。
本発明のいくつかの態様は、このような事情に鑑み、バイオチップ及びマイクロチップ等の生体試料の分析等に好適な構造体の製造方法を提供することを課題とする。
本発明に係る構造体の製造方法は、第1の面と第2の面とを備えた第1の基体を準備する第1の工程と、前記第1の面の少なくとも一部に組成物を配置する第2の工程と、前記組成物の少なくとも一部にエネルギーを付与することにより前記組成物の第1の部分を硬化させて硬化物を形成する第3の工程と、を含み、前記第3の工程の終了後、前記組成物の前記第1の部分以外の部分の少なくとも一部である第2の部分は、除去可能な状態となっていることを特徴とする。
本発明に係る製品の製造方法は、第1の面と第2の面とを備えた第1の基体を準備する第1の工程と、前記第1の面の少なくとも一部に組成物を配置する第2の工程と、前記組成物にエネルギーを付与することにより前記組成物の第1の部分を硬化させて硬化物を形成する第3の工程と、を含み、前記第3の工程を、前記第1の基体及び前記組成物が包装するための包装資材により包装された状態で行い、前記第3の工程の終了後、前記組成物の前記第1の部分以外の部分の少なくとも一部である第2の部分は、除去可能な状態となっていることを特徴とする。
本発明に係る構造体は、第1の面と第2の面とを備えた第1の基体と、前記第1の面の第1の領域に配置された第1の有機物と、を含み、前記第1の領域の表面と、前記第1の面の前記第1の領域以外の領域の一つである第2の領域の表面と、は、共に第2の有機物で構成され、前記第2の領域の表面の第1の液体に対する親液性は、前記第1の有機物の前記第1の液体に対する親液性とは異なっており、前記第1の領域の表面の前記第1の液体に対する親液性は、前記第2の領域の表面の前記第1の液体に対する親液性とは実質的に同一であること、を特徴とする。
本発明に係るフォルダは、上記の構造体を固定することができる。上記フォルダは上記の構造体を複数固定あるいは保持することができる。
本発明に係る成形物は、上記の構造体を製造するために用いる前記第1の基体である。
本発明に係る生体試料の精製方法は、前記生体試料を準備する第1の工程と、上記の構造体の少なくとも一部に前記生体試料を接触させる第2の工程と、を含むことを特徴とする。
本発明に係る検査装置は、上記の構造体を用いることを特徴とする。
本発明に係る化合物は、下記一般式(1)で表される第1のユニットと、下記一般式(2)で表される第2のユニットと、下記一般式(3)で表される第3のユニットと、を含み、前記第1のユニット、前記第2のユニット、及び前記第3のユニットは、互いに異なる構造を有すること、を特徴とする。
本発明に係る構造体の製造方法は、第1の面と第2の面とを備えた第1の基体を準備する第1の工程と、前記第1の面の少なくとも一部に組成物を配置する第2の工程と、前記組成物の少なくとも一部にエネルギーを付与することにより前記組成物の第1の部分を硬化させて硬化物を形成する第3の工程と、を含み、前記第3の工程の終了後、前記組成物の前記第1の部分以外の部分の少なくとも一部である第2の部分は、除去可能な状態となっていることを特徴とする。
上記の構造体の製造方法により、表面の状態が部分的に異なる構造体を製造することが可能となる。なお、上記の構造体の製造方法において、「除去可能な状態」は、例えば、上記第1の部分と第2の部分とで、組成物の硬化状態を変化させること等で達成できる。具体的には、例えば、第1の領域と第2の領域とで酸素濃度等の硬化条件を調整することにより、前記組成物全体に対して前記エネルギーを付与したとしても、第2の部分となる一部(第2の領域)を未反応又は未硬化な状態にすることにより達成することができる。あるいは、「除去可能な状態」は、マスク等を介して前記組成物の所望の部分(第1の領域)にのみ前記エネルギーを付与することによっても達成できる。また、「組成物」は単一の化合物から構成されていてもよいし、複数の化合物から構成されていてもよい。
また、第2の部分を「除去」する方法としては、ウェットエッチング、ドライエッチング、アッシング及びYAGレーザー等が挙げられる。
上記の製造方法において、前記第1の部分は、前記第1の面の第1の領域に形成され、前記第2の部分は、前記第1の面の第2の領域に形成され、前記硬化物の第1の液体に対する親液性は、前記第2の領域の前記第1の液体に対する親液性と異なっていることが好ましい。このようにすることにより、所望の液体に対する親和性の異なる複数の領域を有する構造体を製造することができる。
上記態様とするには、例えば、上記第1の領域と第2の領域とで、表面を構成する材質、物性及び表面形状等の少なくともいずれかを異ならせることで達成できる。
上記の構造体の製造方法において、前記第2の領域の表面は有機物で構成されていることが好ましい。このようにすることにより、例えば有機物は、無機物に比べて極性や特定の液体や分子に対する親和性を容易に調整することができるため、所望の表面物性を得られ易い。
上記の構造体の製造方法において、前記第1の工程は、基板の少なくとも一部に有機物を配置又は形成することにより、前記第2の領域を形成する第1の副工程を含むことが好ましい。このようにすることにより、例えば有機物は、無機物に比べて極性や特定の液体や分子に対する親和性を容易に調整することができるため、所望の表面物性を得られ易い。
「有機物を配置又は形成する」とは、具体的には、例えば、有機物としての組成物の塗布膜又は吸着被膜を配置したり形成したりすること等が挙げられる。
上記の構造体の製造方法において、更に、前記第3の工程の前に第2の基体を準備する第5の工程を含み、前記第3の工程における前記組成物に対する前記エネルギーの付与を行う期間の少なくとも一部において、前記第1の部分の少なくとも一部が前記第2の基体の少なくとも一部に接するようにすることが好ましい。このようにすることにより、例えば前記組成物の前記第2の基体に接している部分と接していない部分との間で酸素の影響の程度を変えられるので、反応の進行や硬化度に差を生じさせることができる。
上記の構造体の製造方法において、更に、前記第2の部分を除去する第4の工程を含むようにしてもよい。このようにすることにより、例えば、領域や場所に応じて、具体的には第1の部分と第2の部分とで親液性や親和性等を変えることができる。
上記の構造体の製造方法において、前記第1の領域における前記第1の面と前記第2の面との距離である第1の距離は、前記第2の領域における前記第1の面と前記第2の面との距離である第2の距離と異なっていることが好ましい。このような構成の例としては、例えば、前記第1の面及び前記第2の面のいずれかに凹凸パターンや溝等を形成した構成等が挙げられる。
上記の構造体の製造方法において、前記第1の距離は、前記第2の距離より大であることが好ましい。このような構成の例としては、例えば、前記第2の領域を凹凸パターンの凹部あるいは溝とする構成等が挙げられる。このような構成において凹部あるいは溝を、試料の成分を配置又は捕捉のために利用することができる。また、溝を液体あるいは気体の流路としても利用することができる。
本発明に係る製品の製造方法は、第1の面と第2の面とを備えた第1の基体を準備する第1の工程と、前記第1の面の少なくとも一部に組成物を配置する第2の工程と、前記組成物にエネルギーを付与することにより前記組成物の第1の部分を硬化させて硬化物を形成する第3の工程と、を含み、前記第3の工程を、前記第1の基体及び前記組成物が包装するための包装資材により包装された状態で行い、前記第3の工程の終了後、前記組成物の前記第1の部分以外の部分の少なくとも一部である第2の部分は、除去可能な状態となっていることを特徴とする。このように、前記組成物に対するエネルギーの付与を包装された状態で行うことで、例えば、雰囲気の制御が可能となり、前記組成物の硬化反応の条件の調整が容易となる。また、例えば、前記組成物にエネルギーを付与する際に併せて上記製品の滅菌処理等を行うことが可能であり、上記製品を生体試料の検査や分離に用いる際に特に有利となる。
上記の製品の製造方法において、前記第2の部分は、第2の液体を用いることにより、除去可能であることが好ましい。このようにすることにより、例えば、包装を開封後、液体を用いた前処理の工程を利用して、前記第2の部分を除去することが可能となるため、工程数を削減することができる。
上記の製品の製造方法において、前記エネルギーは、電磁波を用いて前記組成物に付与されることが好ましい。電磁波の代表的なものは包装資材を透過する性質を有しているため、例えば、包装後であって前記組成物にエネルギーを付与することができる。
上記の製造方法において、前記電磁波は、ガンマ線又はエックス線であることが好ましい。このようにすることにより、例えば、エネルギーを付与すると同時に滅菌することが可能となる。
本発明に係る構造体は、第1の面と第2の面とを備えた第1の基体と、前記第1の面の第1の領域に配置された第1の有機物と、を含み、前記第1の領域の表面と、前記第1の面の前記第1の領域以外の領域の一つである第2の領域の表面と、は、共に第2の有機物で構成され、前記第2の領域の表面の第1の液体に対する親液性は、前記第1の有機物の前記第1の液体に対する親液性とは異なっており、前記第1の領域の表面の前記第1の液体に対する親液性は、前記第2の領域の表面の前記第1の液体に対する親液性とは実質的に同一であること、を特徴とする。
上記態様である構造体として具体的には例えば、第1の基体自体が第2の有機物で構成されるか又は任意の材質からなる第1の基体において第1の領域の表面と第2の領域の表面との上に第2の有機物からなる層等が形成され、且つ、前記第1の面の第1の領域に第1の有機物が配置される構成が挙げられる。いずれの構成においても、第1の有機物は、第2の有機物の第1の液体に対する親液性とは異なる親液性を有する材質からなることが好ましい。
上記の構造体において、前記構造体は生体試料に含まれる第1の成分の分離又は精製を行うために用いられ、前記分離又は精製を行う際に、前記第1の成分は、前記第1の有機物の上に比べ、前記第2の領域の上における存在密度が高くなることが好ましい。
上記態様とするには、生体試料は水系溶媒の場合が多いため、構造体において、前記第2の領域の表面の上記第1の成分に対する親和性を、前記第1の有機物の第1の成分に対する親和性とは異なるようにすればよい。より具体的には、第2の領域の表面の第1の成分に対する親和性が第1の有機物の第1成分に対する親和性に比べて高くなるように、すなわち水との親和性を向上させるようにすればよい。
本発明に係るフォルダは、上記の構造体を固定することができる。上記フォルダは上記の構造体を複数固定あるいは保持することができる。
本発明に係る成形物は、上記の構造体を製造するために用いる前記第1の基体である。上記の成形物は、例えば、エッチング、射出成形、切削工程等によって形成してもよい。
本発明に係る生体試料の精製方法は、前記生体試料を準備する第1の工程と、上記の構造体の少なくとも一部に前記生体試料を接触させる第2の工程と、を含むことを特徴とする。構造体の少なくとも一部に生体試料を接触させる方法としては、例えば加圧力、吸引力、遠心力又は毛細血管力を利用した、溝構造等へ生体試料を含む液を通液する方法等が挙げられる。
本発明に係る検査装置は、上記の構造体を用いることを特徴とする。
本発明に係る第2の構造体の製造方法は、第1の面と第2の面とを有する第1の基体及び第3の面と第4の面とを備えた第2の基体を準備する第1の工程と、前記第1の面及び前記第3の面の少なくともいずれかの少なくとも一部に組成物を配置する第2の工程と、前記組成物を前記第1の面の第1の領域と前記第3の面の第3の領域とに接した状態で前記組成物にエネルギーを付与することにより前記組成物を硬化させる第3の工程と、を含むことを特徴とする。このようにすることにより、例えば、前記組成物の硬化させる条件を局所的に変えることができる。
上記の構造体の製造方法の前記第3の工程において、前記組成物のうち前記第1の領域及び前記第3の領域の双方に接している第1の部分と、前記第2の領域及び前記第3の領域のいずれか一方のみとしか接していない第2の部分と、では硬化の程度を異ならせることができる。ここで、前記第3の工程を前記組成物として酸素等によって硬化の速度が低下するものを用いて、大気下等の酸素が存在する雰囲気中で実施すれば、前記組成物の前記第1の部分に比べて前記第2の部分の硬化を遅らせることができる。そのため、前記エネルギーを付与する時間を適宜調整すれば、前記第2の部分を溶媒による洗浄や減圧留去等を利用して除去することが可能となる。一方、前記組成物として、その硬化によって接着機能を発現するものを用いれば、前記第3の工程により、前記第1の基体と前記第2の基体とは、硬化した前記第1の部分を介して接着されることになるため、より好ましい。
前記第2の領域及び前記第3の領域のいずれか一方のみとしか接していない第2の部分とするには、第2の部分が第2の領域及び前記第3の領域のいずれか一方とのみ接するように、どちらかの領域に凹部を形成するか、又は、前記第1の領域の組成物の塗膜をスクリーン印刷等を用いて厚く塗布を行う等とする方法が挙げられる。
上記の本発明に係る第2の構造体の製造方法において、前記第1の面に凹凸部又は溝部を有するパターンを有していてもよい。例えば、前記第3の工程を実施する際に前記第1の面と前記第2の面との距離を適宜設定することにより、前記第2の工程を行った際に前記凹凸部の凹部又は前記溝部に配置された前記組成物は、前記第2の基体に接しないようにすることができるため、前記凹部又は前記溝部に配置された前記組成物を未硬化の状態とすることが可能である。未硬化の前記組成物を除去し、前記凹部又は前記溝部を利用して流路を形成することが可能である。ここで、前記組成物として、その硬化により所定の液体に対する所定のレベルの親和性を有するものを選択すれば、例えば、前記組成物が硬化した硬化物を前記流路の側方に位置するようにすることができる。すなわち、流路に流す液体が親水性の場合は組成物としてその硬化により疎水性となるものを選択し、流路に流す液体が疎水性の場合は組成物としてその硬化により親水性となるものを選択する。それにより、前記流路を流れる試料や液体の前記流路からの浸透を抑制し、あるいは、表面張力等、前記流路内の液体と前記流路の内表面との間に働く力を調整することが可能となるため、前記流路内における泡の発生を抑制することが可能となる。また、前記組成物として、その硬化により所定の物質が浸透するようなものを選択すれば、前記流路に所望の試料を優先して流すことも可能となる。
血液中の成分や血球等の生体物質の分析のために、上記の構造体の製造方法により製造された構造体を使用する場合は、前記組成物として、その硬化によって水に対する接触角が60°以上のものを用いても良い。この際に前記組成物として水を含む溶媒で除去可能な親水性のものを用いれば、前記組成物が硬化することにより形成された硬化物の親水性は低いために、前記硬化物の溶媒による損傷を抑制できると同時に未硬化の前記組成物の除去が容易となるという利点を有することになる。
本発明に係る化合物は、少なくとも下記一般式(1)で表される第1のユニットと、下記一般式(2)で表される第2のユニットと、下記一般式(3)で表される第3のユニットとを含み、これらのユニットは互いに異なる構造を有している。
なお、第1~第3のユニットの各々は、必ずしも、連続して接続されブロック化していなくても良いが、用途や接触する基板との親和性に応じてブロック化しても良い。
上記の第1~第3のユニットのw、x、及びyは自然数である。例えば、相分離構造を作製するには、所望の相分離構造に応じて第1~第3のユニットにおいてw、x、及びyの数を適宜設定すれば良い。上記の化合物において、置換基A,B,C,D,E,F、G,及びHは、炭素を含む置換基である。置換基A,B,D,E,G,及びHは、炭素を含む2価の置換基であることが好ましく、置換基C及びFは炭素を含む1価の置換基であり、Iは官能基を有する1価の置換基であることが好ましい。置換基A,B,C,D,E,F、G,H、及びIのうちC、F、及びIは、それぞれ親水性が互いに異なっていることが好ましい。これにより例えば、一分子内の中で他の分子に対して親和性の異なる部位を付与することができる。
上記の化合物は、さらに上記3種類のユニットに加えて、下記で表される第4のユニットを有することが好ましい。
上記の化合物において、置換基J、K、及びLは炭素を含む置換基である。置換基J及びKは炭素を含む2価の置換基であり、置換基Lは炭素を含む1価の置換基であることが好ましい。第4のユニットは、上記の第1~第3のユニットのいずれとも異なる構造を有していることが好ましい。
上記の化合物において、zは自然数である。
上記の化合物において、a、b、d、e、g及びhは自然数である。
上記の化合物において、a、b、d、e、g及びhは自然数である。
上記の化合物において、置換基Fは重合性基を有することが好ましい。置換基Fが重合性基を有することにより、上記の化合物をさらに重合させることができる。これにより、例えば、より安定した膜を作製することができる。
上記の化合物において、置換基Iにおける官能基は、ヒドロキシ基、アミノ基、ケイ素基、カルボキシ基等のように他の分子との反応性を有し、あるいは、他の置換基に変換することができるものであることが好ましい。これにより、例えば、上記の化合物を基板に塗布後さらに反応させることができる。
なお、ケイ素基については、後述する。
なお、ケイ素基については、後述する。
上記の化合物において、置換基A、置換基D、及び置換基Gは、下記の一般式(5)で表される2価の置換基であることが好ましい。置換基A、置換基D、及び置換基Gが、下記の一般式(5)であるとき、上記一般式(1)、一般式(2)及び一般式(3)中のa、d及びgは、それぞれ1であることが好ましい。置換基A、置換基D、及び置換基Gは、下記の一般式(5)で表される2価の置換基以外に、-CONH-等であってもよい。
上記の化合物において、置換基B、置換基E、及び置換基Hは、下記の一般式(6)で表される2価の置換基であることが好ましい。置換基B、置換基E、及び置換基Hが、下記の一般式(6)であるとき、上記一般式(1)、一般式(2)及び一般式(3)中のb、e及びhは、それぞれ1~100の整数であることが好ましい。置換基B、置換基E、及び置換基Hは、下記の一般式(6)で表される2価の置換基以外に、アルキレン基、ポリプロピレンオキシド基、又はポリブチレンオキシド基等であることも好ましい。
上記の化合物において、置換基Cは炭素原子3個以上を含む1価の置換基であることが好ましい。炭素数3以上の長鎖アルキル基であることがより好ましく、炭素数5~20の長鎖アルキル基であることがさらに好ましく、炭素数5~18の長鎖アルキル基であることが特に好ましい。置換基Cは、直鎖状アルキル基であっても分岐状アルキル基であってもよい。
上記一般式(2)で表される第2のユニットにおける置換基Fとして、重合性基を有する1価の置換基が好ましく挙げられる。置換基Fにおける重合性基として、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基及びエポキシ基等が好ましく挙げられ、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。置換基Fが重合性基そのものであってもよい。
上記一般式(3)で表される第3のユニットにおける置換基Iにおける官能基として、ヒドロキシ基、アミノ基、ケイ素基及びカルボキシ基等が挙げられる。ケイ素基としては、トリアルキルシリル基、トリアリールシリル基及びトリアルコキシシリル基等が挙げられる。
置換基Iとしては、ヒドロキシエチル基、アミノメチル基、アミノエチル基、トリアルキルシリルエチル基、トリアリールシリルエチル基、トリアルコキシシリルエチル基及びカルボキシエチル基等が挙げられる。
上記一般式(4)で表される第4のユニットにおける置換基Jは、第1~第3のユニットにおける置換基A、D及びGと同様の置換基が挙げられる。第4のユニットにおける置換基Kは、第1~第3のユニットにおける置換基B、E及びHと同様の置換基が挙げられる。第4のユニットにおける置換基Lは、炭素原子2個以下を含む置換基であることが好ましい。置換基Lは、炭素数2以下のアルキル基であることがより好ましく、メチル基又はエチル基であることがさらに好ましく、メチル基であることが特に好ましい。
R1、R2、R3及びR4の各々は、水素原子又は有機基である。有機基としては、メチル基及びエチル基等のアルキル基等が挙げられる。
上記化合物は、上記第1のユニット、前記第2のユニット、及び前記第3のユニットを構成するための対応モノマーを用いて重合することにより得られる。
上記第1のユニット、前記第2のユニット、及び前記第3のユニットを構成するためのモノマーは、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートモノマーに由来するユニットであることがより好ましい。具体的には、上記第1~第3のユニットの好ましい組み合わせとして下記が挙げられる。上記第1のユニットは、上記置換基Cとして炭素数3個以上の長鎖アルキル基を有するポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートに由来するユニットであることが好ましく、上記第2のユニットは、上記置換基Fとして上記重合性基を含む1価の置換基を有するポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートに由来するユニットであることが好ましい。上記第3のユニットは、上記置換基Iとして官能基を含む1価の置換基を有するポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートに由来するユニットであることが好ましい。また、任意のユニットである第4のユニットは、上記置換基Lとして炭素数2個以下で含む1価の炭化水素基を有するポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートに由来するユニットであることが好ましい。
各ユニットの含有割合は、目的とする物性により適宜調整すればよい。例えば、接触角を変化させたり、基板への塗布性を向上させたりする場合は、使用する基板の種類に応じて第1のユニット、第2のユニット及び第3のユニット、第4のユニットの化合物全体に対する含有量を最適に調整することができる。例えば、第1のユニット及び第2のユニットの含有量を増やすことにより、接触角の高い組成物となり疎水的なプラスチック基板との親和性を向上させることができる。より具体的には、疎水的なプラスチック基板との親和性を向上させるため、第1のユニットの含有量は、0.01~50モル%が好ましく、1~50モル%がより好ましく、1~20モル%がさらに好ましい。
また、例えば第3のユニットを増やすことにより親水的な組成物となりガラス等の親水的な基板との親和性を向上させることができる。
第1のユニット以外の各ユニットの含有割合の好ましい範囲は下記のとおりである。第2のユニットの含有量は0.1~50モル%が好ましい。第3のユニットの含有量は、3~80モル%が好ましく、5~50モル%がより好ましい。第4のユニットの含有量は0~90モル%が好ましく、30~90モル%がより好ましく、50~90モル%がより好ましい。
本発明の化合物は、上記の各ユニットの含有量を適宜調整することで、接触角の調整、基板への塗布性及びタンパクに対する吸着性等を向上させることができる。
上記の組み合わせにおける化合物の重量平均分子量は、MW20000~80000であることが好ましい。重量平均分子量を上記範囲とするには、重合条件を適宜調整すればよい。
なお、本発明において、重量平均分子量とはポリエチレングリコール換算で求めたものである。
なお、本発明において「(メタ)アクリル」とは、アクリリル及び/又はメタクリルを意味し、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。
本発明のいくつかの態様に係る材料及びプロセス等について、以下具体的に説明する。
(1)組成物の合成
本発明の構造体の製造方法で用いる組成物として、上記化合物が好適に用いられる。
本発明に係る典型的な組成物は、下記のPA、PM、及びPHを出発原料として用いて合成される。まず、PA、PM、及びPHに熱を加えることにより熱重合体を合成し、その後、当該重合体にAMを作用させてヒドロキシ基の少なくとも一部をメタクリロイル基に変換することにより得られる。当該組成物は、下記の一般式(7)乃至(10)のユニットを有する重合体である。下記の一般式(10)で表されるユニットは末端に重合性基を有するメタクリロイル基を有する。なお、PA、PM及びPHの各々についてm、o、及びpの数が異なる複数の原料を使用することもできる。
本発明に係る典型的な組成物は、下記のPA、PM、及びPHを出発原料として用いて合成される。まず、PA、PM、及びPHに熱を加えることにより熱重合体を合成し、その後、当該重合体にAMを作用させてヒドロキシ基の少なくとも一部をメタクリロイル基に変換することにより得られる。当該組成物は、下記の一般式(7)乃至(10)のユニットを有する重合体である。下記の一般式(10)で表されるユニットは末端に重合性基を有するメタクリロイル基を有する。なお、PA、PM及びPHの各々についてm、o、及びpの数が異なる複数の原料を使用することもできる。
上記のPA、PM、及びPHの構造式においてm、o、及びpは自然数であり、nは3以上の自然数を表す。上記m、o、及びpはそれぞれ自然数であり、1~100の整数であることが好ましい。
上記重合体は、公知の重合条件で行うことができる。また、各原料の配合割合は、目的とする物性により適宜調整すればよい。
第1のユニットを構成する対応モノマーとして、例えばPHを用いることができるが、官能基としてヒドロキシ基を有するモノマーの他、エポキシ基又はアミノ基等を有するモノマーを用いることができる。具体的には、グリシジル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、アリルアミン、アミノ基を誘導可能なN-ホルムアミド等が挙げられる。
第3のユニットは、上記したように例えば第2のユニットの官能基に対し、重合性基を有するモノマーを結合させて得ることができるが、該重合性基を有するモノマーとして、上記AHに替えて、2-イソシアナトエチルメタクリレート、2-イソシアナトエチルアクリラート、イソシアネート基に誘導可能な2-[(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチル(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリロイルクロリド等が挙げられる。
(2)マイクロ流路を有する構造体の作製
本発明に係るマイクロ流路を備えた構造体の、典型的な製造手順について図1を参照して説明する。まず、凹凸等のパターンが形成された第1の基体1を用意し、当該第1の基体1の第1の面の第1の領域上に組成物を塗布し、組成物の塗膜3を形成する(a)。次に当該組成物が第1の基体1の第1の領域に塗布された状態で第1の基体1と第2の基体2とを密着させ(b)、この状態で第2の基体2を介して組成物の塗膜3に紫外線等の光又は放射線(電磁波)を照射して、凸部分の組成物を硬化させ、硬化物としての樹脂膜4を形成する(c)。電磁波としては、ガンマ線及びエックス線等が好ましく挙げられる。
本発明に係るマイクロ流路を備えた構造体の、典型的な製造手順について図1を参照して説明する。まず、凹凸等のパターンが形成された第1の基体1を用意し、当該第1の基体1の第1の面の第1の領域上に組成物を塗布し、組成物の塗膜3を形成する(a)。次に当該組成物が第1の基体1の第1の領域に塗布された状態で第1の基体1と第2の基体2とを密着させ(b)、この状態で第2の基体2を介して組成物の塗膜3に紫外線等の光又は放射線(電磁波)を照射して、凸部分の組成物を硬化させ、硬化物としての樹脂膜4を形成する(c)。電磁波としては、ガンマ線及びエックス線等が好ましく挙げられる。
(c)工程の後、溶媒によって洗浄することによって、第1の基体1と第2の基体2との間の空隙(凹部分)にあった未硬化の組成物が除去されることにより、当該空隙がマイクロ流路となり、マイクロ流路が形成された第1の基体1と第2の基体2とを含む構造体が作製される。上記態様においては、上記凸部分が第1の領域となり、上記凹部分が第2の領域となる。
第1の基体及び第2の基体に用いる部材は用途や所望の性質等により適宜選択される。例えば、樹脂を使用することが可能である。樹脂として具体的には、例えばポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン6、ナイロン66、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリジメチルシロキサン及び環状ポリオレフィン等が挙げられる。また、銅、アルミ、鉄、シリコン、ニッケル、その他の各種金属及びそれらの合金、シリカ、アルミナ、ジルコニア及びチタニア等の金属酸化物、及びそれらの混合物、ガラス製物質、並びに、炭化珪素及び窒化ホウ素等の無機材料等も第1の基体及び第2の基体に用いる部材として使用することができる。
図1に示したように第1の基体として凹凸等のパターンが形成されたものを用いる場合は、部材として、射出成形性及び量産性に優れた有機高分子を主成分とするポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリアクリロニトリル及びポリ塩化ビニル等が好適である。
溝形状は、図1に示した矩形以外にも、三角形及び半円形等が採用可能であり、用途や所望の性能等に応じて適宜選択することができる。なお、溝の幅W等の当該マイクロ流路の寸法はマイクロ流路に流す検査対象等に応じて適宜設定される。典型的には幅Wは数μm~数mm程度、溝深さ数μm~数mm程度、溝長(紙面の奥行き方向)は数mm~10cm程度である。
溝の形成は、エッチング、金型による転写成形又は切削加工等により行えばよい。
基体のサイズ、厚みに特に制限はないが、サイズは1cm~10cm程度、厚みは数十μm~数mm程度であることが好ましい。
第1の基体又は第2の基体として、母材に対して表面処理を施したものを使用することができる。表面処理として親水化処理を行う場合、母材に対して、例えば、真空紫外線照射、プラズマ照射、UVオゾン照射、イオンビーム照射、酸洗浄、アルカリ洗浄等を行う等してもよく、末端にヒドロキシ基及びアミノ基等の極性基を有する単分子膜を形成することにより親水化してもよい。また、シランカップリング剤を用いて基板表面を修飾してもよい。シランカップリング剤として、ビニルメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン及びγ-アミノプロピルメトキシシラン等から選ばれる1種以上を用いることができる。
より安定した親水性表面を得るために、少なくとも表面にエチレングリコールジ(メタ)アクリレート及びポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の重合性モノマーを重合することにより得られた親水性樹脂膜を配置する等してもよい。4,4’-ジアジドスチルベン-2,2’-ジスルホン酸又は4,4’-ジアジドジベンザルアセトン-2,2’-ジスルホン酸等のアジド化合物と、N-ビニルピロリドン、アクリルアミド、又はジメチルアクリルアミド等の重合性の二重結合を有する化合物との混合物から合成した樹脂膜も親水性樹脂膜として用いることができる。
図1(c)に示したように、組成物の塗膜3を上記第1の基体1又は第2の基体2に塗布した後の硬化を光又は放射線で行う場合は、前記第1の基体及び第2の基体のうち少なくとも一つは、硬化に使用する光又は放射線が透過するものであることが望ましい。基体の材料として、有機材料では、例えば、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン等が好ましく、無機材料では、例えば、酸化ケイ素を主成分とするガラスが好ましい。
第1の基体と第2の基体には、同じ材料を用いてもよく異なる材料を用いてもよいが、例えば、図1(d)に示した接合部6からの樹脂膜4の非被覆部5への樹脂膜のはみ出しの程度を少なくするために、第2の基体の表面の組成物に対する親和性を第1の基体の組成物の親和性に比べて低くする等の方法を利用できる。
図1(b)に示したように第1の基体1と第2の基体2とを密着させる方法としては、例えば、第2の基体の自重(天地を逆にした場合は、第1の基体の自重)を利用する方法、さらに、第1の基体又は第2の基体の少なくとも一方向から圧力をかける方法等がある。後者の方法では、典型的には500~3000N程度の力が第1の基体又は第2の基体に加わるようにする。
図1において、凹凸パターンの凹部に配置された組成物は、第2の基体との間に隙間があるため酸素に触れることになる。熱、又は、光若しくは放射線等のエネルギーの付与により発生するラジカル又はイオン等の、酸素で失活する化学種が重合反応において中心的に役割をしている場合は、塗布した組成物が第1の基体と第2の基体との両方に接触している箇所(接合部6)が硬化し、凹部のように酸素に触れる場所にある組成物の重合反応が抑制される。このため、図1で示す(c)から(d)に至る過程において洗浄又は現像をすることで、マスクを介してエネルギーを付与せずとも凹凸パターン等の第1の基体の表面形状に応じて組成物を硬化させることができる。
酸素で失活する化学種が重合反応において中心的に役割をしている場合の組成物としては、特に制限はないが、例えば、(メタ)アクリロイル基等を有するラジカル重合により硬化する組成物、なかでも前項で説明した化合物が、図1に示したマイクロ流路の製造における組成物として好適である。この他にも、アジド基を有する化合物等のようにエネルギーの付与によりナイトレン等の酸素により失活する反応性中間体が発生して重合する組成物も図1に示したマイクロ流路の製造における組成物として好適である。
ただし、図1に示したマイクロ流路の製造のように酸素に接触する部分の硬化をより確実に抑制するためには、組成物の一定以上の酸素透過性を確保しておくことが好ましい。例えば、組成物を構成する化合物の重量平均分子量を100000以下、さらには重量平均80000以下、より好ましくは重量平均50000以下にする等して酸素が透過し易い組成物にしておくことが好ましい。ちなみに、前項で説明した組成物を構成する化合物の重量平均分子量は、50000以下とすることが好ましく、また、酸素の透過性は塗膜の厚みによっても調整が可能であり、厚みとしては10μm以下、更には5μm以下、より好ましくは1μm以下にして酸素の透過性を確保することが好ましい。これらにより、凹部に配置された組成物の硬化反応がより抑制される。
上記のような硬化阻害を受けた組成物を除去する方法としては、例えば、マイクロ流路に第2の液体としての溶媒を加圧充填、減圧充填、遠心充填及び毛細管力等の方法で、構造体のトンネル構造に充填して未硬化の組成物を当該溶媒に溶解させた後、当該溶媒を加圧排液、減圧排液、遠心排液等の方法により除去することにより、未硬化の組成物を実質的に除去できる。上記の溶媒の充填工程において未硬化の組成物を溶媒に溶解させる時間を短縮するために加温又は加熱するようにしてもよい。
重合開始剤としては、エネルギーとして光を照射する場合は、300nm以上の波長の光を吸収するα-ヒドロキシアルキルフェノン類、α-アミノアルキルフェノン類、ベンジルジメチルケタール類及びアゾ系重合開始剤等からなる群から選択される1種又は2種以上を用いれば、第1の基体又は第2の基体に用いる材料の範囲を広げることができる。
凹部に配置された組成物は、エネルギー付与後に溶媒により溶解除去することが可能であるが、第1の基体として有機樹脂を主体とするプラスチック基板を使用する場合は、第1の基体が損傷しないように、かつ、上記組成物を溶解できるよう上記の溶解除去に用いる溶媒(第2の液体)を適宜選択する。例えば、上記組成物として、未硬化の状態で親水性である樹脂を用いる場合は、第2の液体として、水、メタノール、エタノール、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル及びジメチルホルムアミド等の極性の高い溶媒を用いることが好ましい。
図1(d)に示した接合部6(第1の部分)に組成物の塗膜を硬化した後の樹脂膜4(硬化物)が形成されることになるが、マイクロ流路に、第1の液体として水を溶媒とする検査対象を流す場合は、接合部6への水の浸透を抑制することが好ましい。このためには、例えば、組成物の硬化により形成された樹脂膜4はある程度の疎水性を持たせるようにしてもよい。具体的には、樹脂膜4の水の接触角を60°以上、さらに80°以上にするようにしてもよい。
水の接触角が60°以上の樹脂膜を形成する組成物としては、上記化合物において第1のユニット又は第2のユニットの含有割合を大きくした組成物を用いればよい。
逆にマイクロ流路に極性の低い溶媒に溶解又は分散させた試料を流すときは、樹脂膜4がより親水的になるようにすることが好ましい。
また、樹脂膜4をより稠密なものとすることでも、樹脂膜4への溶媒等の浸透を抑制することができる。
樹脂膜を稠密なものとするには、組成物として多官能性基を有する組成物を用いることで達成できる。
組成物に界面活性剤等を添加することにより樹脂膜4の表面の親水性や疎水性の度合、さらに第1の基体又は第2の基体との密着性等を制御できる。界面活性剤としては、例えば、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ラウリルジメチルアミンオキサイド、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ソルビタンモノステアレート等の1種又は2種以上を用いることができる。また、シランカップリング剤等を添加してもよい。シランカップリング剤としては、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等の1種又は2種以上を用いることができる。
なお、図1(d)の後、さらに光照射や加熱等により第1の基体と第2の基体との樹脂膜4を介した接着力を向上させるようにしてもよい。
上記の説明した方法により得られた構造体は、分析用又は分取用のマイクロチップとして用いることができる。マイクロチップの例としては、血球分離チップ、核酸チップ、プロテインチップ、抗体チップ、アプタマーチップ及び糖タンパクチップ等が挙げられる。
(3)分取チップの作製
図2に分取チップの平面図を示した。当該分取チップは複数の穴が形成されており、穴の内部とその周囲とで表面特性を異ならせることにより、より効率良く対象物を分取することが可能となる。
図2に分取チップの平面図を示した。当該分取チップは複数の穴が形成されており、穴の内部とその周囲とで表面特性を異ならせることにより、より効率良く対象物を分取することが可能となる。
以下、図3を参照しながら、分取チップの製造過程を説明する。まず、図3(a)のように凹凸パターンが形成された第3の基体7の上に第1の組成物8を塗布した後、図3(b)に示したように第3の基体7の主面に垂直な軸を回転軸として回転する。これにより、図3(c)に示したように余分な第1の組成物は除去され、第1の塗膜9が形成される。次に図3(d)に示したように第1の塗膜9に対して全面露光を行うことにより、第1の樹脂膜(硬化物)10に変化する。
次に、図3(e)に示したように表面に第1の樹脂膜10が形成された第3の基体7の上に第2の組成物11を塗布する。図3(b)に示した回転工程と同様に第3の基体7の主面に垂直な軸を回転軸として回転し(f)、第2の塗膜12を第1の樹脂膜10の上に形成する(g)。図3(h)に示したようにマスク13を介して露光することにより、凹部に配置された第2の塗膜の硬化は進行せず、未硬化の第2の塗膜を溶媒等で除去すると図3(i)に示したように凹部に第1の樹脂膜が露出し、凸部には第2の樹脂膜が露出した分取チップが製造できる。
第3の基体7に用いる部材としては、図1で説明した第1の基体1及び第2の基体3と同様な材料を用いることができる。ただし、図3(d)及び図3(h)に示したように第1の塗膜9又は第2の塗膜12を形成した面の側から光を照射する場合は、第3の基体として光を透過しないものを使用できる。図3に示した例では、第3の基体7は、その主面に対して垂直に掘った溝が形成された凹凸パターンを有しているが、テーパー状の溝を有する凸パターンであってもよい。
第1の組成物8としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のモノマーと、4’-ジアジドスチルベン-2,2’-ジスルホン酸又は4,4’-ジアジドジベンザルアセトン-2,2’-ジスルホン酸等のアジド化合物と、N-ビニルピロリドン、アクリルアミド、又はジメチルアクリルアミド等の重合性の二重結合を有する化合物と、を含む混合物(親水性樹脂膜の組成物)を用いてもよい。
図3(b)及び図3(f)に示した回転では第3の基体7の主面に対して垂直な回転軸を中心とした、いわゆる自転により、それぞれ第1の塗膜9及び第2の塗膜12を形成しているが、それ以外にも、例えば、第3の基体7の位置を第3の基体の以外を通る回転軸を中心に回る、いわゆる公転によって第1の塗膜9及び第2の塗膜12を形成してもよい。さらに、上記の自転と公転とを組み合わせて、第1の組成物8又は第2の組成物11を濡れ広がさせることができる。
第1の組成物8を硬化することによって形成された第1の樹脂膜10と第2の組成物11を硬化させることにより形成された第2の樹脂膜14とでは、親水性又は疎水性が異なるように第1の組成物と第2の組成物の組成との組み合わせを決定することが好ましい。例えば、第1の組成物8を上記のような親水性樹脂膜の組成物を用いた場合は、第2の組成物11としては、例えば、下記の一般式(7)乃至(11)のユニットを有する化合物を用いることができる。当該化合物は、一般式(9)で表されるようにヒドロキシ基という親水基を末端に有しているため第1の樹脂膜10に対する親和性を有していると共に、一般式(7)で表されるように、疎水性基である炭素数3以上の炭化水素基を末端に有しているため第2の組成物11の硬化により形成された第2の樹脂膜14の表面の少なくとも一部を疎水性とすることができる。つまり、第2の樹脂膜は、第1の樹脂膜との界面の密着性を維持しつつ、かつ、第1の樹脂膜と接触していない部位においては、第1の樹脂膜よりも疎水性とすることができる。
第1の組成物8として使用する組成物と第2の組成物11として使用する組成物とは、用途や所望の性能等に応じて適宜入れ替えて使用することも可能である。
第1の組成物8として使用する組成物と第2の組成物11として使用する組成物との組み合わせとして上記の他に、下記の組み合わせも好ましく挙げられる。
第1の組成物8及び第2の組成物11として、例えば、ポリビニルアルコール系重合体等にラジカル化合物又はカチオン化合物等が結合した感光性樹脂を適宜組み合わせて用いることができる。ラジカル化合物としては、アゾ基、カルボニル基及びリン原子と酸素の二重結合を有する基等の光反応性基を有する化合物が挙げられる。カチオン化合物としては、ヨードニウム塩及びスルホニウム塩等のオニウム塩等が挙げられる。
より具体的には、アジド基等の光反応性基を有する化合物がポリビニルアルコール系重合体等にアセタール結合でペンダントされた感光性樹脂を組み合わせて用いることができる。該感光性樹脂として、例えば、WO2013/153873で開示される感光性樹脂が挙げられる。さらに具体的には、第1の組成物8として、WO2013/153873の実施例11で調整された感光性組成物を用い、第2の組成物11として、実施例9及び実施例10で調整された感光性組成物の少なくともいずれかを用いることができる。
上記組み合わせは、分析する目的物により、第1の組成物と第2の組成物とを適宜入れ替えて使用することができる。
(4)マイクロ流路を有する構造体を用いた分取装置1
図4には、上述したマイクロ流路を有する構造体を用いた分取装置の構成を示した。当該分取装置の構成を説明するために、図4では、リザーバー15、マイクロ流路を有する構造体16~18及び栓19が接続されていない状態で示しているが、実際に使用する際は、リザーバー15と第1のマイクロ流路を有する構造体16とをメス接続部21を用いて嵌合し、栓19と第1のマイクロ流路を有する構造体16とをメス接続部21を用いて嵌合し、マイクロ流路を有する構造体16~18を互いにオス接続部20及びメス接続部21を用いて嵌合した上で使用する。
図4には、上述したマイクロ流路を有する構造体を用いた分取装置の構成を示した。当該分取装置の構成を説明するために、図4では、リザーバー15、マイクロ流路を有する構造体16~18及び栓19が接続されていない状態で示しているが、実際に使用する際は、リザーバー15と第1のマイクロ流路を有する構造体16とをメス接続部21を用いて嵌合し、栓19と第1のマイクロ流路を有する構造体16とをメス接続部21を用いて嵌合し、マイクロ流路を有する構造体16~18を互いにオス接続部20及びメス接続部21を用いて嵌合した上で使用する。
図4に示した分取装置において、第1のマイクロ流路を有する構造体をリザーバー15から第2のマイクロ流路を有する構造体17に貫通するように孔を形成した構造体とすれば栓19を使用しなくてもよい。
(5)マイクロ流路を有する構造体を用いた分取装置2
図5には、本発明にかかる他のマイクロ流路を有する構造体を用いた分取装置を示した。図4に示した分取装置のようにオス接続部20及びメス接続部21を用いる代わりにOリング29を用いて、リザーバー23及び栓27と第4のマイクロ流路を有する構造体24とを接続し、マイクロ流路を有する構造体24~26をOリング29で接続している。このようにすることによって、マイクロ流路を有する構造体に嵌合するための部位を設ける必要がなくなり、製造コストの低減及び製造時間の短縮が可能となる。
図5には、本発明にかかる他のマイクロ流路を有する構造体を用いた分取装置を示した。図4に示した分取装置のようにオス接続部20及びメス接続部21を用いる代わりにOリング29を用いて、リザーバー23及び栓27と第4のマイクロ流路を有する構造体24とを接続し、マイクロ流路を有する構造体24~26をOリング29で接続している。このようにすることによって、マイクロ流路を有する構造体に嵌合するための部位を設ける必要がなくなり、製造コストの低減及び製造時間の短縮が可能となる。
(6)マイクロ流路を有する構造体を固定する構成
図6にはマイクロ流路を有する構造体30を固定する構造を示した。マイクロ流路を有する構造体30を重ねた状態でフォルダ31によって固定することによって、マイクロ流路を有する構造体30の間の孔の位置合わせが容易となる。図6のような構成を採用した場合、図4及び図5に示したように構造体自体に嵌合するための部位を設けたり、Oリングを用いたりする必要がない場合がある。
図6にはマイクロ流路を有する構造体30を固定する構造を示した。マイクロ流路を有する構造体30を重ねた状態でフォルダ31によって固定することによって、マイクロ流路を有する構造体30の間の孔の位置合わせが容易となる。図6のような構成を採用した場合、図4及び図5に示したように構造体自体に嵌合するための部位を設けたり、Oリングを用いたりする必要がない場合がある。
(7)検査装置
図7には、図6に示したマイクロ流路を有する構造体をフォルダで把持したもの(以下、「把持体」という32)を対象とした検査装置の構成を示した。当該検査装置においては、把持体32の下方からレーザー等の検出光源を照射して検出を行うことが可能になっている。
図7には、図6に示したマイクロ流路を有する構造体をフォルダで把持したもの(以下、「把持体」という32)を対象とした検査装置の構成を示した。当該検査装置においては、把持体32の下方からレーザー等の検出光源を照射して検出を行うことが可能になっている。
(8)包装資材中で製造される構造体
図8には、図1に示したマイクロ流路を有する構造体の製造において、組成物の硬化を包装資材の中で行う場合の製造過程を示した。包装資材38の中に第4の基体33と第5の基体34とを組成物の塗膜35を介して密着した状態で包装資材38の中に入れた後、包装資材中で組成物の塗膜35をエックス線又はガンマ線等の放射線等を照射して硬化する。それにより、第4の基体33と第5の基体34とに接触した組成物の塗膜は樹脂膜36となり、それ以外の部分は未硬化部分37となる。このように未硬化部分37がある状態で出荷しても、通常、血液検査等の検査用途では使用の前に純水等で洗浄することで未硬化部分37を除去できるため、実際の検査には支障を来たさないことがある。エックス線やガンマ線の照射により殺菌も可能なので、使用直前まで包装資材を開封しないで済む本製造方法で得られる構造体は特に生体物質用の検査チップとして有用である。
図8には、図1に示したマイクロ流路を有する構造体の製造において、組成物の硬化を包装資材の中で行う場合の製造過程を示した。包装資材38の中に第4の基体33と第5の基体34とを組成物の塗膜35を介して密着した状態で包装資材38の中に入れた後、包装資材中で組成物の塗膜35をエックス線又はガンマ線等の放射線等を照射して硬化する。それにより、第4の基体33と第5の基体34とに接触した組成物の塗膜は樹脂膜36となり、それ以外の部分は未硬化部分37となる。このように未硬化部分37がある状態で出荷しても、通常、血液検査等の検査用途では使用の前に純水等で洗浄することで未硬化部分37を除去できるため、実際の検査には支障を来たさないことがある。エックス線やガンマ線の照射により殺菌も可能なので、使用直前まで包装資材を開封しないで済む本製造方法で得られる構造体は特に生体物質用の検査チップとして有用である。
包装資材としては、放射線等に対し透過性がある材質のものを用いることが好ましい。
以下、本発明について実施例に基づき説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
<化合物の合成>
図1に示した組成物の塗膜3及び図3に示した第2の組成物11として用いた材料について以下に典型的な実施例を示す。
図1に示した組成物の塗膜3及び図3に示した第2の組成物11として用いた材料について以下に典型的な実施例を示す。
(化合物の合成例1)
攪拌機、冷却器、温度計、窒素導入管及びモノマー導入管を取り付けた反応容器に、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)28.1gを入れ90℃に保ちながら反応容器内を窒素置換し、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPME-1000)16.7g(15.4mmol)、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPME-2000)18.7g(9.0mmol)、ステアロキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPSE-1300)2.41g(1.4mmol)、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPE-350)1.86g(4.3mmol)、アゾ系重合開始剤(和光純薬工業(株)製、V-40)0.23g及びPGMEA26.5gの混合液を4時間かけてフィードし、そのまま90℃で4時間反応させた。得られた反応溶液を氷冷したイソプロピルエーテル200mlとヘキサン600mlの混合液に1時間かけてフィードし、ろ過後に真空乾燥を行い化合物Aが得られた。得られた化合物AのGPC測定を行ったところ分子量はMW32160であった。
攪拌機、冷却器、温度計、窒素導入管及びモノマー導入管を取り付けた反応容器に、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)28.1gを入れ90℃に保ちながら反応容器内を窒素置換し、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPME-1000)16.7g(15.4mmol)、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPME-2000)18.7g(9.0mmol)、ステアロキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPSE-1300)2.41g(1.4mmol)、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPE-350)1.86g(4.3mmol)、アゾ系重合開始剤(和光純薬工業(株)製、V-40)0.23g及びPGMEA26.5gの混合液を4時間かけてフィードし、そのまま90℃で4時間反応させた。得られた反応溶液を氷冷したイソプロピルエーテル200mlとヘキサン600mlの混合液に1時間かけてフィードし、ろ過後に真空乾燥を行い化合物Aが得られた。得られた化合物AのGPC測定を行ったところ分子量はMW32160であった。
次に、化合物A 10.5g(7.9mmol)、ジメタクリル酸無水物(アルドリッチ製)0.0642g(0.39mmol)、ジクロロメタン263ml、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン0.023g及びトリエチルアミン0.042gを反応容器に入れ一晩室温攪拌後、反応液を分液ロートに移し8質量%炭酸水素ナトリウム及び1M HClにて水洗を行い、分液した反応液をエバポレーションし、酢酸エチルを60ml加え、氷冷したイソプロピルエーテル80ml及びヘキサン240mlの混合液に30分でフィードを行い、ろ過、真空乾燥を行い化合物Bが得られた。得られた化合物BのGPC測定を行ったところ分子量はMW44440であった。
(化合物の合成例2)
ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール-ポリエチレングリコールブロックポリマー(日油(株)製、プロノン204、EO:PO=40:60、平均分子量3330)29.1g(8.7mmol)、ジメタクリル酸無水物(アルドリッチ製)3.0g(19.4mmol)、ジクロロメタン300ml、N,N-ジメチル-アミノピリジン0.03g、トリエチルアミン1.97gを反応容器に入れ一晩室温撹拌後、反応液を分液ロートに移し、8質量%炭酸水素ナトリウム及び1M HClにて水洗を行い、分液した反応液をエバポレーションして化合物Cを得た。得られた化合物CのGPC測定を行ったところ分子量はMW3870であった。
ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール-ポリエチレングリコールブロックポリマー(日油(株)製、プロノン204、EO:PO=40:60、平均分子量3330)29.1g(8.7mmol)、ジメタクリル酸無水物(アルドリッチ製)3.0g(19.4mmol)、ジクロロメタン300ml、N,N-ジメチル-アミノピリジン0.03g、トリエチルアミン1.97gを反応容器に入れ一晩室温撹拌後、反応液を分液ロートに移し、8質量%炭酸水素ナトリウム及び1M HClにて水洗を行い、分液した反応液をエバポレーションして化合物Cを得た。得られた化合物CのGPC測定を行ったところ分子量はMW3870であった。
(化合物の合成例3)
WO2013/153873記載の実施例2と同様にして、下記式で表される(3-(4-アジドフェニル)-N-(4,4’-ジメトキシブチル)-2-(4-モルホリノメチルフェニル)カルボニルアミノ-プロパ-2-エンアミド)(以下、「感光性化合物1」とする)を得た。
WO2013/153873記載の実施例2と同様にして、下記式で表される(3-(4-アジドフェニル)-N-(4,4’-ジメトキシブチル)-2-(4-モルホリノメチルフェニル)カルボニルアミノ-プロパ-2-エンアミド)(以下、「感光性化合物1」とする)を得た。
ポリビニルアルコール(ゴーゼノールEG-30、平均重合度:1700、日本合成化学(株)製)40gを水400gに溶解し、これに、上記で得た感光性化合物1を4g、リン酸を2g加え、60℃で24時間反応させた。アセタール化反応率は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフ分析)で測定し、98%であった。測定結果から、アセタール化量はポリビニルアルコールに対し0.8%に相当する量と算出した。その後、リン酸をイオン交換樹脂で処理することにより除去し、上記感光性化合物1がポリビニルアルコールにアセタール結合でペンダントされた化合物Dを含有する感光液を得た。この感光液を水:IPA=80:20質量%の混合液で希釈し、感光性樹脂の濃度が3質量%である感光性組成物Dを調製した。
(化合物の合成例4)
ダイアセトンアクリルアミド共重合体ポリビニルアルコール(DF-20、日本酢ビ・ポバール(株)製)40gを水400gに溶解し、これに、上記で得た感光性化合物1を4g、リン酸を2g加え、50℃で48時間反応させた。アセタール化反応率は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフ分析)で測定し、98%であった。測定結果から、アセタール化量はポリビニルアルコールに対し0.8%に相当する量と算出した。その後、リン酸をイオン交換樹脂で処理することにより除去し、上記感光性化合物1がダイアセトンアクリルアミド共重合ポリビニルアルコールにアセタール結合でペンダントされた化合物Eを含有する感光液を得た。この感光液を水:IPA=80:20質量%の混合液で希釈し、感光性樹脂の濃度が6質量%である感光性組成物Eを調製した。
ダイアセトンアクリルアミド共重合体ポリビニルアルコール(DF-20、日本酢ビ・ポバール(株)製)40gを水400gに溶解し、これに、上記で得た感光性化合物1を4g、リン酸を2g加え、50℃で48時間反応させた。アセタール化反応率は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフ分析)で測定し、98%であった。測定結果から、アセタール化量はポリビニルアルコールに対し0.8%に相当する量と算出した。その後、リン酸をイオン交換樹脂で処理することにより除去し、上記感光性化合物1がダイアセトンアクリルアミド共重合ポリビニルアルコールにアセタール結合でペンダントされた化合物Eを含有する感光液を得た。この感光液を水:IPA=80:20質量%の混合液で希釈し、感光性樹脂の濃度が6質量%である感光性組成物Eを調製した。
(化合物の合成例5)
ポリビニルアルコール-ポリエチレングリコールグラフト共重合体(Killicoat IR、BASF社製)40gを水300gに溶解し、これに、上記で得た感光性化合物Aを4g、リン酸を2g加え、50℃で48時間反応させた。アセタール化反応率は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフ分析)で測定し、98%であった。測定結果から、アセタール化量はポリマーに対し0.8%に相当する量と算出した。その後、リン酸をイオン交換樹脂で処理することにより除去し、上記感光性化合物1がポリビニルアルコール-ポリエチレングリコールグラフト共重合体にアセタール結合でペンダントされた化合物Fを含有する感光液を得た。この感光液を水:IPA=80:20質量%の混合液で希釈し、感光性樹脂の濃度が6質量%である感光性組成物Fを調製した。
ポリビニルアルコール-ポリエチレングリコールグラフト共重合体(Killicoat IR、BASF社製)40gを水300gに溶解し、これに、上記で得た感光性化合物Aを4g、リン酸を2g加え、50℃で48時間反応させた。アセタール化反応率は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフ分析)で測定し、98%であった。測定結果から、アセタール化量はポリマーに対し0.8%に相当する量と算出した。その後、リン酸をイオン交換樹脂で処理することにより除去し、上記感光性化合物1がポリビニルアルコール-ポリエチレングリコールグラフト共重合体にアセタール結合でペンダントされた化合物Fを含有する感光液を得た。この感光液を水:IPA=80:20質量%の混合液で希釈し、感光性樹脂の濃度が6質量%である感光性組成物Fを調製した。
(化合物の合成例6)
攪拌機、冷却器、温度計、窒素導入管及びモノマー導入管を取り付けた反応容器に、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)28.1gを入れ90℃に保ちながら反応容器内を窒素置換し、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPME-1000)22.3g(20.6mmol)、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPME-2000)2.9g(1.4mmol)、ステアロキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPSE-1300)3.9g(2.3mmol)、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製ブレンマーPE-350)3.0g(6.8mmol)、アゾ系重合開始剤(和光純薬工業(株)製、V-40)0.24g及びPGMEA26.5gの混合液を4時間かけてフィードし、そのまま90℃で4時間反応させた。得られた反応溶液を氷冷したイソプロピルエーテル200mlとヘキサン600mlの混合液に1時間かけてフィードし、ろ過後に真空乾燥を行い、化合物Gを得た。得られた化合物GのGPC測定を行ったところ分子量はMW26330であった。
攪拌機、冷却器、温度計、窒素導入管及びモノマー導入管を取り付けた反応容器に、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)28.1gを入れ90℃に保ちながら反応容器内を窒素置換し、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPME-1000)22.3g(20.6mmol)、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPME-2000)2.9g(1.4mmol)、ステアロキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPSE-1300)3.9g(2.3mmol)、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製ブレンマーPE-350)3.0g(6.8mmol)、アゾ系重合開始剤(和光純薬工業(株)製、V-40)0.24g及びPGMEA26.5gの混合液を4時間かけてフィードし、そのまま90℃で4時間反応させた。得られた反応溶液を氷冷したイソプロピルエーテル200mlとヘキサン600mlの混合液に1時間かけてフィードし、ろ過後に真空乾燥を行い、化合物Gを得た。得られた化合物GのGPC測定を行ったところ分子量はMW26330であった。
次に、化合物G 10.51g(10.2mmol)、ジメタクリル酸無水物(アルドリッチ製)0.127g(0.77mmol)、ジクロロメタン263ml、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン0.046g及びトリエチルアミン0.083gを反応容器に入れ一晩室温攪拌後、反応液を分液ロートに移し8質量%炭酸水素ナトリウム及び1M HClにて水洗を行い、分液した反応液をエバポレーションし、酢酸エチルを60ml加え、氷冷したイソプロピルエーテル80ml及びヘキサン240mlの混合液に30分でフィードを行い、ろ過、真空乾燥を行い、化合物Hを得た。得られた化合物HのGPC測定を行ったところ分子量はMW34300であった。
(化合物の合成例7)
攪拌機、冷却器、温度計、窒素導入管及びモノマー導入管を取り付けた反応容器に、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)28.1gを入れ90℃に保ちながら反応容器内を窒素置換し、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPME-1000)16.7g(15.4mmol)、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPME-2000)18.7g(9.0mmol)、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPE-350)1.86g(4.3mmol)、アゾ系重合開始剤(和光純薬工業(株)製、V-40)0.22g及びPGMEA26.5gの混合液を4時間かけてフィードし、そのまま90℃で4時間反応させた。得られた反応溶液を氷冷したイソプロピルエーテル200mlとヘキサン600mlの混合液に1時間かけてフィードし、ろ過後に真空乾燥を行い、化合物Iを得た。得られた化合物IのGPC測定を行ったところ分子量はMW28610であった。
攪拌機、冷却器、温度計、窒素導入管及びモノマー導入管を取り付けた反応容器に、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)28.1gを入れ90℃に保ちながら反応容器内を窒素置換し、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPME-1000)16.7g(15.4mmol)、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPME-2000)18.7g(9.0mmol)、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPE-350)1.86g(4.3mmol)、アゾ系重合開始剤(和光純薬工業(株)製、V-40)0.22g及びPGMEA26.5gの混合液を4時間かけてフィードし、そのまま90℃で4時間反応させた。得られた反応溶液を氷冷したイソプロピルエーテル200mlとヘキサン600mlの混合液に1時間かけてフィードし、ろ過後に真空乾燥を行い、化合物Iを得た。得られた化合物IのGPC測定を行ったところ分子量はMW28610であった。
次に、化合物I 10.5g(8.1mmol)、ジメタクリル酸無水物(アルドリッチ製)0.0684g(0.42mmol)、ジクロロメタン263ml、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン0.023g及びトリエチルアミン0.042gを反応容器に入れ一晩室温攪拌後、反応液を分液ロートに移し8質量%炭酸水素ナトリウム及び1M HClにて水洗を行い、分液した反応液をエバポレーションし、酢酸エチルを60ml加え、氷冷したイソプロピルエーテル80ml及びヘキサン240mlの混合液に30分でフィードを行い、ろ過、真空乾燥を行い、化合物Jを得た。得られた化合物JのGPC測定を行ったところ分子量はMW32300であった。
<構造体の製造>
(構造体の製造例1)
第1の基体としての、貫通孔(直径0.7mm)と溝構造(矩形形状、幅100μm、深さ20μm、長さ10mm)を有するアクリル樹脂を用いた疎水性表面を有する成形加工品(縦20mm、横30mm、厚さ1mm)と、第2の基体としての蓋となる基板(アクリル樹脂製平板、縦20mm、横30mm、厚さ0.2mm)を用意した。予めプラズマ処理を行い基板の接触角を75°から50°に低下させた。次に、上記化合物C(EO-PO-EOジメタクリレート、EO:PO=40:60、平均分子量3870)、IRUGACURE-2959(1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、BASF社製)、メタノール及び純水を10:0.3:45:45質量部の配合比で混合した感光性組成物C(硬化膜の水の接触角70°)を準備し、成形加工品の溝構造側と蓋となる基板の全面にスピンコート法により感光性組成物Cを塗布し、オーブン乾燥機により50℃×10分の乾燥を行った。
(構造体の製造例1)
第1の基体としての、貫通孔(直径0.7mm)と溝構造(矩形形状、幅100μm、深さ20μm、長さ10mm)を有するアクリル樹脂を用いた疎水性表面を有する成形加工品(縦20mm、横30mm、厚さ1mm)と、第2の基体としての蓋となる基板(アクリル樹脂製平板、縦20mm、横30mm、厚さ0.2mm)を用意した。予めプラズマ処理を行い基板の接触角を75°から50°に低下させた。次に、上記化合物C(EO-PO-EOジメタクリレート、EO:PO=40:60、平均分子量3870)、IRUGACURE-2959(1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、BASF社製)、メタノール及び純水を10:0.3:45:45質量部の配合比で混合した感光性組成物C(硬化膜の水の接触角70°)を準備し、成形加工品の溝構造側と蓋となる基板の全面にスピンコート法により感光性組成物Cを塗布し、オーブン乾燥機により50℃×10分の乾燥を行った。
続いて、空気雰囲気中で成形加工品の塗膜面と蓋基板の塗膜面とを1000Nの圧力で密着させ、LEDランプ(照度:20mW/cm3、波長:365nm)により3000mJ露光し、基板複合体(構造体)を得た。得られた基板複合体の流路に純水を20μl/minでマイクロシリンジポンプにより通液し、減圧吸引により溝構造に充填された純水の除去を行い、その後50℃×10分の真空乾燥を行った。得られた基板複合体に1質量%ローダミンB水溶液(蛍光染料、硬化膜の蛍光染色剤として使用)を20μl/minで通水し蛍光観察したところ、ローダミンB蛍光染料液が接着面に回り込んでいる様子や接合面におけるにじみは観察されず、良好な接着面であった。また、続いて染色液を吸引除去したのち純水を通水して流路内面の洗浄を行った後、基板複合体を顕微鏡観察したところ、流路内面には感光性組成物の硬化による染色形跡もなく、現像により感光性組成物が除去されていた。
なお、接触角は、動的接触角計による純水を用いた液滴法により求めた。
(構造体の製造例2)
まず、上記構造体の製造例1で用いたものと同様の成形加工品(第1の基体)と基板(第2の基体)を準備し、予めプラズマ処理を行い基板の接触角を75°から50°に低下させた。
まず、上記構造体の製造例1で用いたものと同様の成形加工品(第1の基体)と基板(第2の基体)を準備し、予めプラズマ処理を行い基板の接触角を75°から50°に低下させた。
次に、ポリエチレングリコール(アルドリッチ製、平均分子量3350)29.2g(8.7mmol)、ジメタクリル酸無水物(アルドリッチ製)3.0g(19.5mmol)、ジクロロメタン 300ml、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン0.03g、トリエチルアミン1.97gを反応容器に入れ一晩室温攪拌後、反応液を分液ロートに移し8質量%炭酸水素ナトリウム及び1M HClにて水洗を行い、分液した反応液をエバポレーションし、酢酸エチルを60ml加え、氷冷したイソプロピルエーテル200mlとヘキサン600mlの混合液に1時間かけてフィードし、ろ過後に真空乾燥を行い、化合物K(ポリエチレングリコールジメタクリレート)を得た。得られた化合物KのGPC測定を行ったところ分子量はMW3650であった。その後、化合物K(ポリエチレングリコールジメタクリレート、平均分子量3650)、IRUGACURE-2959(1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、BASF社製)、メタノール及び純水を10:0.3:45:45質量部の配合比で混合した感光性組成物Kを準備し、成形加工品の溝構造側と蓋基板の全面にスピンコートにより感光性組成物Kの塗布を行い、真空乾燥機を用いて50℃×10分の乾燥を行った。続いて、各基板を窒素雰囲気下においてLEDランプ(照度:20mW/cm3、波長:365nm)により3000mJ露光し、純水洗浄、50℃×10分の真空乾燥により親水化処理された成形加工品と親水化処理蓋基板を得た。得られた両基板の硬化膜表面の接触角を各々測定したところ双方ともに35°であった。
この親水化処理成形加工品と親水化処理蓋基板を用いて、製造例1と同様にして、上記感光性組成物Cの塗布、乾燥、空気雰囲気中で密着露光、現像、乾燥を行い、基板複合体を得た。得られた基板複合体に純水をナチュラルフローにて通水したところ、詰まることなく非常にスムーズに通水することができた。更に、1質量%ローダミンB蛍光染料を20μl/min.で注入し蛍光観察したところ、接合面ににじみが無く良好な接着面であることが分かった。
(構造体の製造例3)
図3に示す製造方法と同様の方法により、以下のようにして構造体を得た。
図3に示す製造方法と同様の方法により、以下のようにして構造体を得た。
まず、上記構造体の製造例1で用いたものと同様の成形加工品(第3の基体)を準備し、予めプラズマ処理を行い基板の接触角を75°から50°に低下させた。次に図3(b)に示したように成形加工品の主面に垂直な軸を回転軸として回転させ該成形加工品の上に上記感光性組成物Fを塗布した。その後、図3(d)に示したように感光性組成物Fの塗膜に対して空気雰囲気中にて全面露光(超高圧水銀灯、波長350nm、5mw/cm2、1000mJ)を行うことにより、感光性組成物Fを硬化させ、純水現像、50℃×10分の真空乾燥を行い第1の樹脂膜を得た。第1の樹脂膜の接触角を測定したところ、30°であった。
次に、図3(e)に示したように、第1の樹脂膜上に上記感光性組成物D(接触角65°)を塗布した。成形加工品の主面に垂直な軸を回転軸として回転させ、感光性組成物Dの塗膜を第1の樹脂膜の上に形成した。その後、図3(h)に示したようにマスク13を介して空気雰囲気中にて露光(超高圧水銀灯、波長350nm、5mw/cm2、1000mJ)し純水により現像、乾燥を行った。得られた成形加工品に純水を滴下したところ、周辺よりも接触角の低い溝の中に優先的に純水が流れ込む様子が確認された。
(構造体の製造例4)
図3に示す製造方法と同様の方法により、以下のようにして構造体を得た。
図3に示す製造方法と同様の方法により、以下のようにして構造体を得た。
まず、上記基板複合体の製造例1で用いたものと同様の成形加工品(第3の基体)を準備し、予めプラズマ処理を行い基板の接触角を75°から50°に低下させた。次に図3(b)に示したように成形加工品の主面に垂直な軸を回転軸として回転させ該成形加工品の上に上記感光性組成物Fを塗布した。その後、図3(d)に示したように感光性組成物Fの塗膜に対して空気雰囲気中にて全面露光(超高圧水銀灯、波長350nm、5mw/cm2、1000mJ)を行うことにより、感光性組成物Fを硬化させ、純水現像、50℃×10分の真空乾燥を行い第1の樹脂膜を得た。第1の樹脂膜の接触角を測定したところ、30°であった。
次に、図3(e)に示したように、第1の樹脂膜上に上記感光性組成物E(接触角60°)を塗布した。成形加工品の主面に垂直な軸を回転軸として回転させ、感光性組成物Eの塗膜を第1の樹脂膜の上に形成した。その後、図3(h)に示したようにマスク13を介して空気雰囲気中にて露光(超高圧水銀灯、波長350nm、5mw/cm2、1000mJ)し純水により現像、乾燥を行った。得られた成形加工品に純水を滴下したところ、周辺よりも接触角の低い溝の中に優先的に純水が流れ込む様子が確認された。
感光性組成物D~Fは光架橋において酸素透過性の低いポリビニルアルコールを主体としているため酸素で失活しにくく、製造しやすい効果がある。
(構造体の製造例5)
まず、上記構造体の製造例1で用いたものと同様の成形加工品(第1の基体)と基板(第2の基体)を準備した。
まず、上記構造体の製造例1で用いたものと同様の成形加工品(第1の基体)と基板(第2の基体)を準備した。
次に、上記化合物H、IRUGACURE-2959(1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、BASF社製)、メタノール及び純水を5:0.2:47.5:47.5質量部の配合比で混合した感光性組成物H(接触角62°)を準備した。成形加工品の溝構造側と蓋基板の全面に上記感光性組成物Hをスピンコートにより塗布したところ、プラズマ処理をしていない疎水的な基板上(接触角75°)にて良好な塗膜が得られた。次に、オーブン乾燥機を用いて50℃×10分の乾燥を行った。続いて、各基板を空気雰囲気下において成形加工品の塗膜面と蓋基板の塗膜面とを1000Nの圧力で密着させLEDランプ(照度:20mW/cm3、波長:365nm)により3000mJ露光し、基板複合体(構造体)を得た。得られた基板複合体の流路に純水を20μl/minでマイクロシリンジポンプにより通液し、減圧吸引により溝構造に充填された純水の除去を行い、その後50℃×10分の真空乾燥を行った。得られた基板複合体に1質量%ローダミンB水溶液(蛍光染料、硬化膜の蛍光染色剤として使用)を20μl/minで通水し蛍光観察したところ、ローダミンB蛍光染料液が接着面に回り込んでいる様子や接合面におけるにじみは観察されず、良好な接着面であった。また、続いて染色液を吸引除去したのち純水を通水して流路内面の洗浄を行った後、基板複合体を顕微鏡観察したところ、流路内面には感光性組成物の硬による染色形跡もなく、現像により感光性組成物が除去されていた。
(構造体の製造例6)
図3に示す製造方法と同様の方法により、以下のようにして構造体を得た。
図3に示す製造方法と同様の方法により、以下のようにして構造体を得た。
まず、上記構造体の製造例1で用いたものと同様の成形加工品(第3の基体)を準備し、図3(a)のようにして該成形加工品の上に上記化合物B、IRUGACURE-2959(1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、BASF社製)、メタノール及び純水を5:0.2:47.5:47.5質量部の配合比で混合した感光性組成物Bを図3(b)に示したように成形加工品の主面に垂直な軸を回転軸として回転させ塗布したところ、プラズマ処理をしていない疎水的な基板上(接触角75°)にて良好な塗膜が得られた。次に、オーブン乾燥機を用いて50℃×10分の乾燥を行った。その後、図3(d)に示したように塗膜に対して窒素雰囲気中で全面露光(超高圧水銀灯、波長350nm、5mw/cm2、1000mJ)を行うことにより、感光性組成物Gを硬化させ、純水現像、50℃×10分の真空乾燥を行い第1の樹脂膜を得た。第1の樹脂膜の接触角を測定したところ、35°であった。
次に、図3(e)に示したように、第1の樹脂膜上に、上記化合物H、IRUGACURE-2959(1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、BASF社製)、メタノール及び純水を5:0.2:47.5:47.5質量部の配合比で混合した感光性組成物H(接触角62°)を塗布した。成形加工品の主面に垂直な軸を回転軸として回転させ、組成物Hの塗膜を第1の樹脂膜の上に形成した。その後、図3(h)に示したようにマスク13を介して窒素雰囲気中で露光(超高圧水銀灯、波長350nm、5mw/cm2、1000mJ)し純水により現像、乾燥をおこなった。得られた成型加工品に純水を滴下したところ、周辺よりも接触角の低い溝の流路の中に優先的に純水が流れていく様子が確認された。
(構造体の製造例7)
図3に示す製造方法と同様の方法により、以下のようにして構造体を得た。
図3に示す製造方法と同様の方法により、以下のようにして構造体を得た。
まず、上記構造体の製造例1で用いたものと同様の成形加工品(第3の基体)を準備し、図3(a)のようにして該成形加工品の上に、化合物J、IRUGACURE-2959(1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、BASF社製)、メタノール及び純水を5:0.2:47.5:47.5質量部の配合比で混合した感光性組成物Jを準備し、上記感光性組成物Jを塗布した。塗布を行ったところ、プラズマ処理を行っていない疎水的なアクリル樹脂成型加工品表面においてハジキが発生し良好な塗膜が得られなかった。
1:第1の基体
2:第2の基体
3:組成物の塗膜
4:樹脂膜
7:第3の基体
8:第1の組成物
11:第2の組成物
15:リザーバー
19:栓
31:フォルダ
38:包装資材
2:第2の基体
3:組成物の塗膜
4:樹脂膜
7:第3の基体
8:第1の組成物
11:第2の組成物
15:リザーバー
19:栓
31:フォルダ
38:包装資材
Claims (25)
- 第1の面と第2の面とを備えた第1の基体を準備する第1の工程と、
前記第1の面の少なくとも一部に組成物を配置する第2の工程と、
前記組成物の少なくとも一部にエネルギーを付与することにより前記組成物の第1の部分を硬化させて硬化物を形成する第3の工程と、を含み、
前記第3の工程の終了後、前記組成物の前記第1の部分以外の部分の少なくとも一部である第2の部分は、除去可能な状態となっていること、
を特徴とする構造体の製造方法。 - 請求項1に記載の構造体の製造方法において、
前記第1の部分は、前記第1の面の第1の領域に形成され、
前記第2の部分は、前記第1の面の第2の領域に形成され、
前記硬化物の第1の液体に対する親液性は、前記第2の領域の前記第1の液体に対する親液性と異なっていること、
を特徴とする構造体の製造方法。 - 請求項1又は2に記載の構造体の製造方法において、
前記第2の領域の表面は有機物で構成されていること、
を特徴とする構造体の製造方法。 - 請求項2に記載の構造体の製造方法において、
前記第1の工程は、基板の少なくとも一部に有機物を配置又は形成することにより、前記第2の領域を形成する第1の副工程を含むこと、
を特徴とする構造体の製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の構造体の製造方法において、
更に、前記第3の工程の前に、第2の基体を準備する第5の工程を含み、
前記第3の工程における前記組成物に対する前記エネルギーの付与を行う期間の少なくとも一部において、前記第1の部分の少なくとも一部が前記第2の基体の少なくとも一部に接していること、
を特徴とする構造体の製造方法。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の構造体の製造方法において、
更に、前記第2の部分を除去する第4の工程を含むこと、
を特徴とする構造体の製造方法。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載の構造体の製造方法において、
前記第1の領域における前記第1の面と前記第2の面との距離である第1の距離は、前記第2の領域における前記第1の面と前記第2の面との距離である第2の距離と異なっていること、
を特徴とする構造体の製造方法。 - 請求項7に記載の構造体の製造方法において、
前記第1の距離は、前記第2の距離より大であること、
を特徴とする構造体の製造方法。 - 第1の面と第2の面とを備えた第1の基体を準備する第1の工程と、
前記第1の面の少なくとも一部に組成物を配置する第2の工程と、
前記組成物にエネルギーを付与することにより前記組成物の第1の部分を硬化させて硬化物を形成する第3の工程と、を含み、
前記第3の工程を、前記第1の基体及び前記組成物が包装するための包装資材により包装された状態で行い、
前記第3の工程の終了後、前記組成物の前記第1の部分以外の部分の少なくとも一部である第2の部分は、除去可能な状態となっていること、
を特徴とする製品の製造方法。 - 請求項9に記載の製品の製造方法において、
前記第2の部分は、第2の液体を用いることにより、除去可能であること、
を特徴とする製品の製造方法。 - 請求項9又は10に記載の製品の製造方法において、
前記エネルギーは、電磁波を用いて前記組成物に付与されること、
を特徴とする製品の製造方法。 - 請求項11に記載の製品の製造方法において、
前記電磁波は、ガンマ線又はエックス線であること、
を特徴とする製品の製造方法。 - 第1の面と第2の面とを備えた第1の基体と、
前記第1の面の第1の領域に配置された第1の有機物と、を含み、
前記第1の領域の表面と、前記第1の面の前記第1の領域以外の領域の一つである第2の領域の表面と、は、共に第2の有機物で構成され、
前記第2の領域の表面の第1の液体に対する親液性は、前記第1の有機物の前記第1の液体に対する親液性とは異なっており、
前記第1の領域の表面の前記第1の液体に対する親液性は、前記第2の領域の表面の前記第1の液体に対する親液性とは実質的に同一であること、
を特徴とする構造体。 - 請求項13に記載の構造体において、
前記構造体は生体試料に含まれる第1の成分の分離又は精製を行うために用いられ、
前記分離又は精製を行う際に、前記第1の成分は、前記第1の有機物の上に比べ、前記第2の領域の上における存在密度が高くなること、
を特徴とする構造体。 - 請求項13又は14に記載の構造体を固定するためのフォルダ。
- 請求項13又は14に記載の構造体を製造するために用いる前記第1の基体である成形物。
- 前記生体試料を準備する第1の工程と、
請求項14に記載の構造体の少なくとも一部に前記生体試料を接触させる第2の工程と、を含むこと、
を特徴とする生体試料の精製方法。 - 請求項13又は14に記載の構造体を用いて検査を行うための検査装置。
- 下記一般式(1)で表される第1のユニットと、下記一般式(2)で表される第2のユニットと、下記一般式(3)で表される第3のユニットと、を含み、
前記第1のユニット、前記第2のユニット、及び前記第3のユニットは、互いに異なる構造を有すること、
を特徴とする化合物。
- 請求項19に記載の化合物において、
前記Iの官能基は、ヒドロキシ基又はアミノ基であること、
を特徴とする化合物。 - 請求項19又は20に記載の化合物において、
置換基C、F、及びIは、それぞれ親水性が互いに異なっていること、
を特徴とする化合物。 - 請求項19乃至24のいずれかに記載の化合物において、
前記第1のユニットの置換基Cは炭素原子5個以上含む置換基であること、
を特徴とする化合物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015537991A JP6637764B2 (ja) | 2013-09-20 | 2014-09-19 | マイクロ流路を有する構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013195806 | 2013-09-20 | ||
JP2013-195806 | 2013-09-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2015041347A1 true WO2015041347A1 (ja) | 2015-03-26 |
Family
ID=52688994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2014/074946 WO2015041347A1 (ja) | 2013-09-20 | 2014-09-19 | 構造体の製造方法、製品の製造方法、構造体、フォルダ、成形物、生体試料の精製方法、検査装置及び化合物 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6637764B2 (ja) |
WO (1) | WO2015041347A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017026579A (ja) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 株式会社朝日Fr研究所 | マイクロ化学チップ及びその製造方法 |
CN107427831A (zh) * | 2015-03-06 | 2017-12-01 | 索尼公司 | 微芯片、分析设备以及分析方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1097067A (ja) * | 1996-09-20 | 1998-04-14 | Konica Corp | 感光性組成物及び感光性平版印刷版 |
JP2004202336A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Fuji Electric Systems Co Ltd | マイクロチャンネルチップ |
JP2006184010A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-13 | Kobe Steel Ltd | マイクロ流体デバイス及びその製造方法、並びにこのマイクロ流体デバイスを備えた化学分析装置 |
JP2012007920A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | マイクロ流路デバイスの製造方法 |
JP2013099278A (ja) * | 2011-11-08 | 2013-05-23 | Dainippon Printing Co Ltd | 細胞培養容器の製造方法 |
JP2013151693A (ja) * | 2005-08-22 | 2013-08-08 | General Hospital Corp | 耐酸化性の均質化した重合体状材料 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4760463B2 (ja) * | 2005-08-25 | 2011-08-31 | 日立化成工業株式会社 | 感光性樹脂組成物、感光性フィルム、これらを用いたマイクロ化学チップの製造方法、およびマイクロ化学チップ |
-
2014
- 2014-09-19 JP JP2015537991A patent/JP6637764B2/ja active Active
- 2014-09-19 WO PCT/JP2014/074946 patent/WO2015041347A1/ja active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1097067A (ja) * | 1996-09-20 | 1998-04-14 | Konica Corp | 感光性組成物及び感光性平版印刷版 |
JP2004202336A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Fuji Electric Systems Co Ltd | マイクロチャンネルチップ |
JP2006184010A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-13 | Kobe Steel Ltd | マイクロ流体デバイス及びその製造方法、並びにこのマイクロ流体デバイスを備えた化学分析装置 |
JP2013151693A (ja) * | 2005-08-22 | 2013-08-08 | General Hospital Corp | 耐酸化性の均質化した重合体状材料 |
JP2012007920A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | マイクロ流路デバイスの製造方法 |
JP2013099278A (ja) * | 2011-11-08 | 2013-05-23 | Dainippon Printing Co Ltd | 細胞培養容器の製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107427831A (zh) * | 2015-03-06 | 2017-12-01 | 索尼公司 | 微芯片、分析设备以及分析方法 |
CN107427831B (zh) * | 2015-03-06 | 2020-09-22 | 索尼公司 | 微芯片、分析设备以及分析方法 |
JP2017026579A (ja) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 株式会社朝日Fr研究所 | マイクロ化学チップ及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6637764B2 (ja) | 2020-01-29 |
JPWO2015041347A1 (ja) | 2017-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2760391C2 (ru) | Биочипы, включающие пленку смолы и структурированный слой полимера | |
ES2656987T3 (es) | Micropartículas de polímero codificadas | |
Beckwith et al. | Tunable high aspect ratio polymer nanostructures for cell interfaces | |
WO2010026944A1 (ja) | 高分子膜および積層体 | |
CN104761745B (zh) | 一种三维生物芯片基片制备方法 | |
CN101560061B (zh) | 图型化聚合物刷的制备方法 | |
JP2009057549A (ja) | 構造体およびその製造方法 | |
KR20230128487A (ko) | 플로우 셀 코팅 방법 | |
WO2015041347A1 (ja) | 構造体の製造方法、製品の製造方法、構造体、フォルダ、成形物、生体試料の精製方法、検査装置及び化合物 | |
KR20240017820A (ko) | 플로우 셀 및 이의 제조 방법 | |
WO2022256225A2 (en) | Flow cells and methods for making the same | |
KR20220120448A (ko) | 수지 조성물 및 이를 포함하는 플로우 셀 | |
Lin et al. | An extremely simple method for fabricating 3D protein microarrays with an anti-fouling background and high protein capacity | |
WO2014112633A1 (ja) | 細胞培養用基材及び細胞培養用基材の製造方法 | |
Hirschwald et al. | Freeform Membranes with Tunable Permeability in Microfluidics | |
US9957364B2 (en) | Modified elastomer surface | |
JP2021187907A (ja) | 親水性基材及び親水性基材作製方法 | |
US20220195129A1 (en) | Method for producing microparticles | |
JP5176032B2 (ja) | マイクロウェルアレイチップ | |
JP5948873B2 (ja) | 表面親水性基材の製造方法 | |
NL2030209B1 (en) | Process for manufacturing a microfluidic device | |
US20230350297A1 (en) | Methods for making flow cell surfaces | |
US20230102870A1 (en) | Curable resin compositions | |
KR20120106349A (ko) | 헤미실린더 렌즈, 헤미실린더 렌즈 마이크로칩 및 이의 제조방법 | |
JP4113349B2 (ja) | Dnaチップ及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14846040 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2015537991 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14846040 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |