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JP2019110884A - バイオチップ及びその製造方法 - Google Patents

バイオチップ及びその製造方法 Download PDF

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JP2019110884A
JP2019110884A JP2017249623A JP2017249623A JP2019110884A JP 2019110884 A JP2019110884 A JP 2019110884A JP 2017249623 A JP2017249623 A JP 2017249623A JP 2017249623 A JP2017249623 A JP 2017249623A JP 2019110884 A JP2019110884 A JP 2019110884A
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cell
polymer
photosensitive composition
adhesive
group
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JP2017249623A
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English (en)
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太平 谷口
Tahei Taniguchi
太平 谷口
正樹 小尾
Masaki Koo
正樹 小尾
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

【課題】細胞接着性材料からなる細胞接着性部が脱落しにくく、細胞接着性部がきれいに形成され、細胞接着性部の形状を任意の形状にでき、かつ顕微鏡で観察しやすいバイオチップ及びその製造方法の提供。【解決手段】基材12と、基材12の表面に設けられ、厚さ方向に貫通した複数の孔又は溝14aが形成された細胞非接着性膜14と、孔又は溝14aに充填された細胞接着性材料からなる細胞接着性部16とを有する、バイオチップ10。【選択図】図1

Description

本発明は、バイオチップ及びその製造方法に関する。
ライフサイエンス分野では、バイオチップの表面に細胞を配列させ、細胞の挙動を観察することが行われる。バイオチップの表面の特定の箇所に細胞を集めることができれば、効率よく細胞を観察できる。特定の箇所に細胞を集めことができるバイオチップとしては、基材の表面に細胞非接着性物質層を形成し、細胞非接着性物質層の表面に細胞接着性物質を含む微小液滴を配置し、ドットパターンの細胞接着性物質層を形成した細胞培養用基材が提案されている(特許文献1)。
国際公開第2014/112633号
しかし、特許文献1の細胞培養用基材には、下記の問題がある。
・擦れ等によってドットパターンの細胞接着性物質層が脱落しやすい。
・細胞非接着性物質層の表面に滴下した細胞接着性物質を含む微小液滴が細胞非接着性物質層の表面で広がるため、細胞接着性物質層をきれいに形成できない。
・細胞接着性物質層の形状は微小液滴に対応した円形のみであり、任意の形状の細胞接着性物質層を形成できない。
・細胞非接着性物質層と細胞接着性物質層との間に段差があるため、顕微鏡で観察する際に各層ごとに焦点を合わせる必要があり、細胞非接着性物質層と細胞接着性物質層とを連続して観察しにくい。
本発明は、細胞接着性材料からなる細胞接着性部が脱落しにくく、細胞接着性部がきれいに形成され、細胞接着性部の形状を任意の形状にでき、かつ顕微鏡で観察しやすいバイオチップ及びその製造方法を提供する。
本発明は、下記の態様を有する。
<1>基材と、前記基材の表面に設けられ、厚さ方向に貫通した複数の孔又は溝が形成された細胞非接着性膜と、前記孔又は溝に充填された細胞接着性材料からなる細胞接着性部とを有する、バイオチップ。
<2>前記細胞非接着性膜が、撥液性膜である、前記<1>のバイオチップ。
<3>前記細胞非接着性膜を構成する材料が、下記感光性組成物X1の硬化物、又は下記感光性組成物X2の硬化物である、前記<1>又は<2>のバイオチップ。
感光性組成物X1:オキシアルキレン基及び架橋性基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
感光性組成物X2:オキシアルキレン基を有する重合体と架橋性基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
<4>前記細胞非接着性膜を構成する材料が、前記感光性組成物X1の硬化物であり、前記感光性組成物X1が、下記感光性組成物X11又は下記感光性組成物X12である前記<3>のバイオチップ。
感光性組成物X11:オキシアルキレン基、架橋性基及び含フッ素有機基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
感光性組成物X12:オキシアルキレン基及び架橋性基を有する重合体と含フッ素有機基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
<5>前記細胞非接着性膜を構成する材料が、前記感光性組成物X2の硬化物であり、前記感光性組成物X2が、下記感光性組成物X21、下記感光性組成物X22、又は下記感光性組成物X23である、前記<3>のバイオチップ。
感光性組成物X21:オキシアルキレン基及び含フッ素有機基を有する重合体と架橋性基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
感光性組成物X22:オキシアルキレン基を有する重合体と架橋性基及び含フッ素有機基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
感光性組成物X23:オキシアルキレン基を有する重合体と架橋性基を有する重合体と含フッ素有機基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
<6>前記<1>のバイオチップを製造する方法であり、前記基材の表面に前記細胞非接着性膜を設け、前記細胞非接着性膜の前記孔又は溝に前記細胞接着性材料を充填して前記細胞接着性部を形成する、バイオチップの製造方法。
本発明のバイオチップは、細胞接着性材料からなる細胞接着性部が脱落しにくく、細胞接着性部がきれいに形成され、細胞接着性部の形状を任意の形状にでき、かつ顕微鏡で観察しやすい。
本発明のバイオチップの製造方法によれば、細胞接着性材料からなる細胞接着性部が脱落しにくく、細胞接着性部がきれいに形成され、細胞接着性部の形状を任意の形状にでき、かつ顕微鏡で観察しやすいバイオチップを製造できる。
本発明のバイオチップの一例を示す断面図である。 本発明のバイオチップの製造方法の一実施形態における各工程を示す断面図である。
本明細書においては、式m1で表される単量体を、単量体m1と記す。他の式で表される単量体も同様に記す。
以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲にわたって適用される。
「細胞非接着性材料」とは、細胞接着性材料に比べ、細胞が付着しにくい材料を意味する。
「細胞接着性材料」とは、細胞非接着性材料に比べ、細胞が付着しやすい材料を意味する。
「撥液性膜」とは、撥液性膜以外の部分(細胞接着性部等)に比べ撥液性を示す膜、具体的には所定の液の接触角が撥液性膜以外の部分に比べ大きくなる膜を意味する。
「架橋性基」とは、架橋性基同士で又は架橋剤を介して反応することによって架橋構造を形成し得る基を意味する。
「環状エーテル」とは、飽和炭化水素環の一部の炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する環構造を意味する。
「単量体に基づく単位」は、単量体1分子が重合して直接形成される原子団と、該原子団の一部を化学変換して得られる原子団との総称である。本明細書において、単量体に基づく単位を、単に、単量体単位とも記す。
「単量体」とは、重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物を意味する。
「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基及びメタクリロイル基の総称である。
「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの総称である。
「光」とは、紫外線、可視光線、赤外線、電子線及び放射線の総称である。
「波長365nmにおける吸光係数」は、光酸発生剤の0.001〜0.1質量%メタノール溶液の、濃度と吸光度との関係から、ランベルトベール式により算出した値である。
重合体における「各単位の割合」は、重合体のH−NMRスペクトルにおける各単位に特有のピークの積分比から求める。
重合体の「質量平均分子量」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィによって求めた標準ポリメチルメタクリレート換算の値である。
重合体の「ガラス転移温度」は、示差走査熱量測定(DSC)法で測定したゴム状態からガラス状態へ変化する際の中間点ガラス転移温度である。
<バイオチップ>
本発明のバイオチップは、基材と、基材の表面に設けられ、厚さ方向に貫通した複数の孔又は溝が形成された細胞非接着性膜と、孔又は溝に充填された細胞接着性材料からなる細胞接着性部とを有する。
図1は、本発明のバイオチップの一例を示す断面図である。
バイオチップ10は、基材12と、基材12の表面に設けられ、厚さ方向に貫通した複数の孔又は溝14aが形成された細胞非接着性膜14と、孔又は溝14aに充填された細胞接着性材料からなる細胞接着性部16とを有する。
(基材)
基材としては、各種ガラス板、熱可塑性プラスチックシート(ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等)、シリコンウェハ、金属基板(ステンレス鋼、アルミニウム等)、銅箔等の金属箔を表面に貼りつけた樹脂基板等が挙げられる。
基材としては、蛍光強度が小さいものが好ましい。基材としては、耐熱性の点から、ガラス板が好ましく、石英ガラス板が特に好ましい。
(細胞非接着性膜)
細胞非接着性膜は、細胞非接着性材料からなる膜であり、厚さ方向に貫通した複数の孔又は溝を有する。
細胞非接着性膜の厚さは、0.01〜100μmが好ましく、0.1〜50μmがより好ましい。
孔又は溝の形状及び大きさは、バイオチップの用途等に応じて適宜設定された細胞接着性部の形状及び大きさに対応した形状及び大きさである。
細胞非接着性材料としては、フッ素樹脂及びその硬化物のいずれか一方又は両方を含む材料、シリコーン樹脂及びその硬化物のいずれか一方又は両方を含む材料、親水性高分子及びその硬化物のいずれか一方又は両方を含む材料、糖類及びその硬化物のいずれか一方又は両方を含む材料等が挙げられる。
細胞非接着性膜としては、細胞が付着しにくく、細胞接着性材料を孔又は溝に充填しやすい点から、撥液性膜が好ましい。撥液性膜を構成する材料としては、含フッ素有機基を有する重合体が挙げられる。
親水性高分子及びその硬化物のいずれか一方又は両方を含む材料としては、汎用の親水性高分子(ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、セルロース、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン等)を含む材料、特開平3−7576号公報に記載のポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)及びアジド化合物を含む材料、特許文献1に記載のアジド基を有するポリビニルアルコール又はアジド基を有するポリエチレングリコールを含む材料、親水性基(オキシアルキレン基等)及び架橋性基を有する重合体と光開始剤とを含む感光性組成物(後述する感光性組成物X1に相当する。)の硬化物、親水性基を有する重合体と架橋性基を有する重合体と光開始剤とを含む感光性組成物(後述する感光性組成物X2に相当する。)の硬化物等が挙げられる。
細胞非接着性材料としては、親水性高分子及びその硬化物のいずれか一方又は両方を含む材料が好ましく、その中でも該材料が撥液性を有することが好ましい。すなわち細胞非接着性膜としては、親水性高分子及びその硬化物のいずれか一方又は両方を含む材料からなる膜であって、かつ撥液性膜であることが好ましい。このような膜を形成するための材料としては、いずれも後述する感光性組成物X11、感光性組成物X12、感光性組成物X21、感光性組成物X22、及び感光性組成物X23が好適に例示できる。
細胞非接着性材料としては、フォトリソグラフィによって厚さ方向に貫通した複数の孔又は溝を容易にかつ効率よく形成できる点から、下記感光性組成物X1の硬化物、下記感光性組成物X2の硬化物が好ましい。感光性組成物X1及び感光性組成物X2は、ネガ型の感光性組成物である。
感光性組成物X1:オキシアルキレン基及び架橋性基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
感光性組成物X2:オキシアルキレン基を有する重合体と架橋性基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
(感光性組成物X1)
感光性組成物X1は、オキシアルキレン基及び架橋性基を有する重合体(以下、「重合体A」とも記す。)と光開始剤とを含む。
感光性組成物X1は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて溶媒、他の成分を含んでいてもよい。
また、感光性組成物X1は、下記感光性組成物X11又は下記感光性組成物X12であることが好ましい。
感光性組成物X11:オキシアルキレン基、架橋性基及び含フッ素有機基を有する重合体(以下、「重合体Af」とも記す。)と光開始剤とを含む組成物。
感光性組成物X12:重合体Aと含フッ素有機基を有する重合体(以下、「重合体F」とも記す。)と光開始剤とを含む組成物。
オキシアルキレン基としては、CHCHO、CHCHCHO、CH(CH)CHO、CHCHCHCHO等が挙げられる。このうちオキシエチレン基が特に好ましい。オキシアルキレン基の繰り返し数は、1〜30の整数が好ましく、3〜25の整数がより好ましい。
架橋性基としては、重合性炭素−炭素二重結合を有する基、環状エーテル基を有する基等が挙げられる。重合性炭素−炭素二重結合を有する基としては、(メタ)アクリロイル基、アリル基、ビニル基等が挙げられる。環状エーテル基を有する基としては、エポキシ基、オキセタン基、3,4−エポキシシクロヘキシル基等が挙げられる。
含フッ素有機基としては、フルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基の炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する基が挙げられ、撥液性膜に撥液性を充分に付与できる点から、ペルフルオロアルキル基、又はペルフルオロアルキル基の炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する基が好ましい。ペルフルオロアルキル基の炭素数は、撥液性膜に撥液性を充分に付与できる点から、4以上の整数が好ましく、環境への影響が少ない点から、6以下の整数が好ましい。
重合体Aとしては、撥液性膜に細胞非接着性を充分に付与でき、環境への影響が少なく、光硬化性能に優れ、原料の単量体を入手しやすい点から、下記単量体m1単位と、下記単量体m2単位とを有する重合体が好ましい。
重合体Afとしては、撥液性膜に細胞非接着性及び撥液性を充分に付与でき、環境への影響が少なく、光硬化性能に優れ、原料の単量体を入手しやすい点から、下記単量体m1単位と、下記単量体m2単位と、下記単量体m3単位とを有する重合体が好ましい。
重合体Fとしては、撥液性膜に撥液性を充分に付与でき、環境への影響が少なく、原料の単量体を入手しやすい点から、単量体m3単位を有する重合体が好ましい。重合体Fは、単量体m1単位及び単量体m2単位のどちらも有しない。
重合体A及び重合体Fは、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて単量体m1、単量体m2及び単量体m3以外の他の単量体に基づく単位を有してもよい。
単量体m1は、下式m1で表される。
CH=C(R11)−C(O)O−(R12O)−R13 式m1
ただし、R11は、水素原子又はメチル基であり、R12は、炭素数2〜4のアルキレン基であり、nは、1〜30の整数であり、R13は、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。nは、3〜25の整数が好ましい。
単量体m1としては、下記の化合物が挙げられる。
CH=CHC(O)O(CO)H、
CH=CHC(O)O(CO)H、
CH=CHC(O)O(CO)H、
CH=CHC(O)O(CO)H、
CH=CHC(O)O(CO)CH
CH=CHC(O)O(CO)CH
CH=CHC(O)O(CO)CH
CH=CHC(O)O(CO)CH
CH=CHC(O)O(CO)
CH=C(CH)C(O)O(CO)H、
CH=C(CH)C(O)O(CO)H、
CH=C(CH)C(O)O(CO)H、
CH=C(CH)C(O)O(CO)H、
CH=C(CH)C(O)O(CO)CH
CH=C(CH)C(O)O(CO)CH
CH=C(CH)C(O)O(CO)CH
CH=C(CH)C(O)O(CO)CH
CH=C(CH)C(O)O(CO)
CH=CHC(O)O(CO)g1(CO)g2H、
CH=CHC(O)O(CO)g1(CO)g2CH
CH=C(CH)C(O)O(CO)g1(CO)g2H、
CH=C(CH)C(O)O(CO)g1(CO)g2CH等。
ただし、g1及びg2は、それぞれ独立に1以上の整数であり、g1+g2は、2〜30の整数である。
単量体m1は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体m2は、下式m2で表される。
CH=C(R21)−C(O)O−R22−R23 式m2
ただし、R21は、水素原子又はメチル基であり、R22は、炭素数1〜6のアルキレン基であり、R23は、環状エーテル基である。
単量体m2としては、グリシジル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)メチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。単量体m2は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体m3は、下式m3で表される。
CH=C(R31)−C(O)O−R32−R 式m3
ただし、R31は、水素原子、メチル基又はハロゲン原子であり、R32は、炭素数1〜6のアルキレン基であり、Rは、炭素数4〜6のペルフルオロアルキル基又は炭素数4〜6のペルフルオロアルキル基の炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する基である。
単量体m3としては、下記の化合物が挙げられる。
CH=C(CH)C(O)OC(CFCF
CH=C(CH)C(O)OC(CFCF
CH=C(CH)C(O)OC(CFCF
CH=C(CH)C(O)OCHCF(CF)OCFCFCF
CH=C(CH)C(O)OCHCFOCFCFOCF
CH=C(CH)C(O)OCHCFOCFCFOCFCF
CH=C(CH)C(O)OCHCFOCFCFOCFCFOCF
CH=CHC(O)OC(CFCF
CH=CHC(O)OC(CFCF
CH=CHC(O)OC(CFCF
CH=CHC(O)OCHCF(CF)OCFCFCF
CH=CHC(O)OCHCFOCFCFOCF
CH=CHC(O)OCHCFOCFCFOCFCF
CH=CHC(O)OCHCFOCFCFOCFCFOCF
CH=C(Cl)C(O)OC(CFCF
CH=C(Cl)C(O)OC(CFCF
CH=C(Cl)C(O)OC(CFCF等。
単量体m3は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
重合体Aにおける単量体m1単位の割合は、全単位のうち10〜90モル%が好ましく、20〜90モル%がより好ましい。単量体m2単位の割合は、10〜90モル%が好ましく、10〜80モル%がより好ましい。単量体m3単位及び他の単量体単位の合計の割合は、0〜80モル%が好ましく、0〜60モル%がより好ましい。
重合体Aにおける単量体m1単位と単量体m2単位とのモル比(単量体m1単位/単量体m2単位)は、15/85〜95/5が好ましく、20/80〜92/8がより好ましく、25/75〜90/10がさらに好ましい。単量体m1単位と単量体m2単位とのモル比が前記範囲の下限値以上であれば、感光性組成物X1から形成される細胞非接着性膜の細胞非接着性に優れる。単量体m1単位と単量体m2単位とのモル比が前記範囲の上限値以下であれば、感光性組成物X1から形成される感光性膜のパターニング性に優れる。
重合体A及び重合体Fの質量平均分子量は、5,000〜500,000が好ましく、10,000〜200,000がより好ましい。質量平均分子量が前記範囲内であれば、フォトリソグラフィによって細胞非接着性膜を形成しやすい。
重合体A及び重合体Fの製造方法としては、溶液重合、バルク重合、乳化重合等が挙げられ、溶液重合が好ましい。単量体の重合時に連鎖移動剤を用いてもよい。連鎖移動剤としては、低臭気性の点から、チオグリセロールが好ましい。
光開始剤としては、光ラジカル発生剤又は光酸発生剤が挙げられる。
光ラジカル発生剤又は光酸発生剤の波長365nmにおける吸光係数は、400mL・g−1・cm−1以下が好ましく、200mL・g−1・cm−1以下がより好ましい。吸光係数が前記範囲の上限値以下であれば、バイオチップ上の細胞等を蛍光分析する際に、細胞非接着性膜から発生するノイズとなる光が抑制される。光ラジカル発生剤又は光酸発生剤の波長365nmにおける吸光係数の下限値は、低ければ低いほどよく、例えば1mL・g−1・cm−1以上であってよく、10mL・g−1・cm−1以上であってもよい。
光ラジカル発生剤としては、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−フェニルアセトフェノン、メチルフェニルケトン、ジベンゾイル、ベンゾフェノン、ベンゾインイソプロピルエーテル、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、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、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン等が挙げられる。光ラジカル発生剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
光ラジカル発生剤としては、細胞非接着性膜から発生する蛍光が小さく、光硬化性能に優れる点から、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オンが好ましい。
光酸発生剤としては、トリアリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、スルホニルジアゾメタン等が挙げられる。
トリアリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩のカチオン部分の具体例としては、トリフェニルスルホニウム、ジフェニル−4−メチルフェニルスルホニウム、トリス(4−メチルフェニル)スルホニウム、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウム、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム、ジフェニルヨードニウム、4−イソプロピル−4’−メチルジフェニルヨードニウム、4−メチル−4’−メチルプロピルジフェニルヨードニウム、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウム等が挙げられる。
トリアリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩のアニオン部分の具体例としては、トリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボレート、トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート、トリス(ヘプタフルオロプロピル)トリフルオロホスフェート、トリス(ノナフルオロイソブチル)トリフルオロホスフェート、ビス(ノナフルオロイソブチル)テトラフルオロホスフェート等が挙げられる。
スルホニルジアゾメタンの具体例としてはビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。
光酸発生剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
光酸発生剤としては、細胞非接着性膜から発生する蛍光が小さく、光硬化性能に優れる点から、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムトリス(ヘプタフルオロプロピル)トリフルオロホスフェート、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムトリス(ノナフルオロイソブチル)トリフルオロホスフェート、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムビス(ノナフルオロイソブチル)テトラフルオロホスフェート、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタンが好ましい。
溶媒としては、含フッ素化合物(1H−トリデカフルオロヘキサン(旭硝子社製、アサヒクリン(登録商標)AC2000)、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−トリデカフルオロオクタン(旭硝子社製、アサヒクリン(登録商標)AC6000)、1,1,2,2−テトラフルオロ−1−(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン(旭硝子社製、アサヒクリン(登録商標)AE3000)、ジクロロペンタフルオロプロパン(旭硝子社製、アサヒクリン(登録商標)AK−225)、1、1、1、2、3、4、4、5、5、5−デカフルオロ−3−メトキシ−2−(トリフルオロメチル)ペンタン(旭硝子社製、サイトップ(登録商標)CT−solv100E)、1−メトキシノナフルオロブタン(スリーエムジャパン社製、Novec(登録商標)7100)、1−エトキシノナフルオロブタン(スリーエムジャパン社製、Novec(登録商標)7200)、1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロ−4−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロポキシ)ペンタン(スリーエムジャパン社製、Novec(登録商標)7600)、2H,3H−ペルフルオロペンタン(三井・デュポンフロロケミカル社製、Vertrel(登録商標)XF)、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロ−1−オクタノール、4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−トリデカフルオロ−1−ノナノール、ヘキサフルオロベンゼン、ヘキサフルオロ−2−プロパノール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンタノール、1H,1H,7H−ドデカフルオロ−1−ヘプタノール等)、非フッ素ケトン(シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルアミルケトン、2−ブタノン等)、非フッ素エステル(乳酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ベンジル、メチルセルソルブアセテート、エチルセルソルブアセテート、プロピレングリコールメチルエチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレンカーボネート等)、非フッ素エーテル(ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、アニソール、ジグライム、トリグライム等)等が挙げられる。溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
溶媒としては、溶解性が高く、沸点が高く、製膜性に優れる点から、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ヘキサフルオロ−2−プロパノール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンタノール、1H,1H,7H−ドデカフルオロ−1−ヘプタノールが好ましい。
感光性組成物X1が含んでもよい他の成分としては、ラジカル架橋剤、酸架橋剤、接着促進剤、その他の添加剤が挙げられる。
ラジカル架橋剤としては、2個以上のエチレン性二重結合を有する化合物を挙げられる。酸架橋剤としては、酸の作用により架橋する基を有する化合物が挙げられる。接着促進剤としては、シランカップリング剤等が挙げられる。
感光性組成物X1中の重合体Aの割合、又は重合体A及び重合体Fの合計の割合は、5〜70質量%が好ましく、10〜60質量%がより好ましく、10〜50質量%がさらに好ましく、10〜40質量%が特に好ましい。
重合体A及び重合体Fの合計に対する重合体Aの割合は、10〜95質量%が好ましく、25〜90質量%がより好ましい。
感光性組成物X1中の光開始剤の割合は、0.1〜10質量%が好ましく、0.5〜8質量%がより好ましく、0.5〜5質量%が特に好ましい。
感光性組成物X1中の他の成分の割合は、0〜20質量%が好ましく、0〜10質量%がより好ましい。
感光性組成物X1中の溶媒の割合は、重合体、光開始剤及び他の成分以外の残部である。
(感光性組成物X2)
感光性組成物X2は、オキシアルキレン基を有する重合体(以下、「重合体B」とも記す。)と架橋性基を有する重合体(以下、「重合体C」とも記す。)と光開始剤とを含む。
感光性組成物X2は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて溶媒、他の成分を含んでいてもよい。
また、感光性組成物X2は、下記感光性組成物X21、下記感光性組成物X22、又は下記感光性組成物X23であることが好ましい。
感光性組成物X21:オキシアルキレン基及び含フッ素有機基を有する重合体(以下、「重合体Bf」とも記す。)と重合体Cと光開始剤とを含む組成物。
感光性組成物X22:重合体Bと架橋性基及び含フッ素有機基を有する重合体(以下、「重合Cf」とも記す。)と光開始剤とを含む組成物。
感光性組成物X23:重合体Bと重合体Cと重合体Fと光開始剤とを含む組成物。
重合体Bとしては、撥液性膜に細胞非接着性を充分に付与でき、環境への影響が少なく、原料の単量体を入手しやすい点から、単量体m1単位を有する重合体が好ましい。重合体Bは、単量体m2単位を有しない。
重合体Cとしては、光硬化性能に優れ、原料の単量体を入手しやすい点から、単量体m2単位を有する重合体が好ましい。重合体Cは、単量体m1単位を有しない。
重合体B及び重合体Cは、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて単量体m1、単量体m2及び単量体m3以外の他の単量体に基づく単位を有してもよい。
単量体m1としては、重合体Aに用いる単量体m1と同様な単量体が挙げられ、好ましい形態も同様である。
単量体m2としては、重合体Aに用いる単量体m2と同様な単量体が挙げられ、好ましい形態も同様である。
単量体m3としては、重合体Afに用いる単量体m3と同様な単量体が挙げられ、好ましい形態も同様である。
重合体Bfにおける単量体m1単位と単量体m3単位との合計の割合は、全単位のうち65〜100モル%が好ましく、70〜100モル%がより好ましく、75〜100モル%がさらに好ましい。単量体m1単位と単量体m3単位との合計の割合が前記下限値以上であれば、単量体m1単位及び単量体m3単位による効果が充分に発揮される。
重合体Bfにおける単量体m1単位と単量体m3単位の合計の割合が100モル%にならない場合、残部は他の単量体単位である。
重合体Cfにおける単量体m2単位と単量体m3単位との合計の割合は、全単位のうち65〜100モル%が好ましく、70〜100モル%がより好ましく、75〜100モル%がさらに好ましい。単量体m2単位と単量体m3単位と合計の割合が前記下限値以上であれば、単量体m2単位及び単量体m3単位による効果が充分に発揮される。
重合体Cfにおける単量体m2単位と単量体m3単位の合計の割合が100モル%にならない場合、残部は他の単量体単位である。
重合体B及び重合体Cの質量平均分子量は、5,000〜200,000が好ましく、8,000〜150,000がより好ましく、10,000〜100,000がさらに好ましい。質量平均分子量が前記範囲の下限値以上であれば、造膜性がさらに優れる。質量平均分子量が前記範囲の上限値以下であれば、感光性膜の平坦性がさらに優れる。
重合体B及び重合体Cの製造方法としては、溶液重合、バルク重合、乳化重合等が挙げられ、溶液重合が好ましい。単量体の重合時に連鎖移動剤を用いてもよい。連鎖移動剤としては、低臭気性の点から、チオグリセロールが好ましい。
光開始剤としては、感光性組成物X1における光開始剤と同様な光開始剤が挙げられ、好ましい形態も同様である。
溶媒としては、感光性組成物X1における溶媒と同様な溶媒が挙げられ、好ましい形態も同様である。
感光性組成物X2が含んでもよい他の成分としては、光増感剤、酸化防止剤、熱重合開始剤、熱重合防止剤、接着促進剤、レベリング剤、消泡剤、沈殿防止剤、分散剤、可塑剤、増粘剤、その他の添加剤が挙げられる。
感光性組成物X2中の重合体B及び重合体Cの合計の割合は、1〜99.9質量%が好ましく、5〜80質量%がより好ましい。
感光性組成物X2中の光開始剤の割合は、0.1〜10質量%が好ましく、1〜5質量%がより好ましい。
感光性組成物X2中の溶媒の割合は、0〜98.9質量%が好ましく、15〜94質量%がより好ましい。
感光性組成物X2中の他の成分の割合は、0〜98.9質量%が好ましく、0〜94質量%がより好ましい。
(細胞接着性部)
細胞接着性部は、細胞非接着性膜の孔又は溝に細胞接着性材料を充填して形成された細胞接着性の領域である。
細胞接着性部の表面は、細胞非接着性膜の表面と同一平面、又は細胞非接着性膜の表面よりも低い面とされていることが好ましく、細胞非接着性膜の表面と同一平面とされていることがより好ましい。
細胞接着性部が細胞非接着性膜の孔に細胞接着性材料を充填して形成された場合、バイオチップの表面の法線方向から見た細胞接着性部の形状としては、円形、楕円形、半円形、三角形、四角形、六角形、他の多角形等が挙げられる。
細胞接着性部が細胞非接着性膜の溝に細胞接着性材料を充填して形成された場合、バイオチップの表面の法線方向から見た細胞接着性部の形状としては、ライン状、波線状、サークル状等が挙げられる。
バイオチップの表面の法線方向から見た細胞接着性部の大きさは、バイオチップの用途等に応じて適宜設定すればよい。
細胞接着性部の形状が平面視で円形である場合、細胞接着性部の直径(孔の直径)は、1〜1000μmが好ましく、10〜500μmがより好ましい。隣り合う細胞接着性部間の距離は、1〜1000μmが好ましく、10〜500μmがより好ましい。
細胞接着性部の形状が平面視でライン状である場合、細胞接着性部の幅(溝の幅)は、1〜2000μmが好ましく、10〜1000μmがより好ましい。隣り合う細胞接着性部間の距離は、1〜2000μmが好ましく、10〜1000μmがより好ましい。
複数の細胞接着性部が配列して形成されるパターンとしては、ドット状の細胞接着性部が縦方向及び横方向に配列されたドットパターン、ライン状の細胞接着性部が所定間隔をあけて所定方向に引き揃えられたライン・アンド・スペースパターン、ライン状の細胞接着性部が所定間隔を開けて縦方向及び横方向に引き揃えられた格子状パターン等が挙げられる。
細胞接着性材料としては、細胞接着性蛋白質を含む材料、電荷を有する合成高分子を含む材料、電荷を有する多糖類を含む材料、細胞接着性蛋白質を固定した合成高分子を含む材料、特開2003−33177号公報に記載の温度応答性ポリマーを含む材料等が挙げられる。
細胞接着性蛋白質としては、コラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン、ヒドロネクチン、エラスチン、プロテオグルカン、ラミニン、ポリリジン、エンタクチン、オステオポンチン、トロンボスポンジン、ネトリン、テネイシン等が挙げられる。細胞接着性蛋白質を含む細胞接着性材料の市販品としては、コーニング社製のマトリゲルシリーズやSymthemaxシリーズ、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製のGeltrexシリーズ等が挙げられる。
電荷を有する合成高分子としては、ポリアクリル酸、ポリビニル硫酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルアミン等が挙げられる。
電荷を有する多糖類としては、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、デキストラン硫酸、ケラタン硫酸、ヘパラン硫酸、ヒアルロン酸、キチン等が挙げられる。
細胞接着性蛋白質を固定した合成高分子としては、特開平3−7576号公報に記載のフィブロネクチンを固定したN,N−ジメチルアクリルアミド共重合体が挙げられる。
(作用機序)
以上説明した本発明のバイオチップにあっては、細胞接着性部が細胞非接着性膜の孔又は溝に充填された細胞接着性材料からなるため、擦れ等によって細胞接着性部が脱落しにくい。また、細胞接着性部を形成する際に、細胞接着性材料が細胞非接着性膜の孔又は溝よりも外に拡がらないため、細胞非接着性膜の孔又は溝の形状に対応した細胞接着性部をきれいに形成できる。また、細胞非接着性膜の孔又は溝の形状を任意の形状にできるため、細胞接着性部の形状を細胞非接着性膜の孔又は溝の形状に対応した任意の形状にできる。また、細胞非接着性膜と細胞接着性部との間の段差が小さい又はないため、顕微鏡で観察する際に、細胞非接着性膜と細胞接着性部とを連続して観察しやすい。
<バイオチップの製造方法>
本発明のバイオチップの製造方法は、基材の表面に細胞非接着性膜を設け、細胞非接着性膜の孔又は溝に細胞接着性材料を充填して細胞接着性部を形成する方法である。
基材の表面に細胞非接着性膜を設ける方法としては、例えば、細胞非接着性材料又はその前駆体である感光性組成物を基材の表面に塗布して感光性膜を形成し、感光性膜を露光して孔又は溝に対応した所定パターンの潜像を形成し、潜像が形成された感光性膜を現像して細胞非接着性膜を形成する方法が挙げられる。
細胞非接着性材料の前駆体である感光性組成物としては、上述した感光性組成物X1、感光性組成物X2等が挙げられる。
以下、細胞非接着性材料の前駆体である感光性組成物として、ネガ型の感光性組成物である感光性組成物X1又は感光性組成物X2を用いた本発明のバイオチップの製造方法の一実施形態例を示す。なお、本発明のバイオチップの製造方法は、以下の一実施形態例に限定されない。
図2は、本発明のバイオチップの製造方法の一実施形態における各工程を示す断面図である。
本実施形態のバイオチップの製造方法は、下記の工程を有する。
工程(a):感光性組成物を基材12の表面に塗布して感光性膜22を形成する工程。
工程(b):感光性膜22を所定パターンで露光する工程。
工程(c):必要に応じて、露光された感光性膜22に加熱処理を施す工程。
工程(d):露光された感光性膜22を、現像液で現像して所定パターンの細胞非接着性膜14を形成する工程。
工程(e):細胞非接着性膜14の孔又は溝14aに細胞接着性材料を充填して細胞接着性部16を形成する工程。
(工程(a))
図2に示すように、感光性組成物を基材12の表面に塗布して湿潤状態の感光性膜(図示略)を形成し、必要に応じて乾燥(以下、プリベークとも記す。)することによって乾燥状態の感光性膜22を形成する。
塗布方法としては、スプレー法、ロールコート法、スピンコート法、バー塗布法等が挙げられる。
湿潤状態の感光性膜をプリベークすることによって、溶媒が揮発し、流動性のない乾燥状態の感光性膜22が得られる。プリベーク条件は、50〜120℃、10〜2,000秒間が好ましい。
(工程(b))
工程(a)の後、図2に示すように、所定パターンのマスク30を介して感光性膜22に光源32からの光を照射し、感光性膜22を所定パターンで露光する。
露光された感光性膜22の露光部24においては、感光性組成物の硬化が進行する。
マスク30のパターンは、形成する細胞非接着性膜14の孔又は溝に対応したパターンである。マスク30を介して露光したときに、感光性膜22の孔又は溝に対応した箇所以外の箇所が露光されるようになっている。
光としては、波長100〜500nmの光線が好ましく、200〜450nmの光線がより好ましく、i線(365nm)が特に好ましい。
光源としては、高圧水銀灯、(紫外線)LED、レーザ等が好ましい。
露光量は、5〜10,000mJ/cmの範囲が好ましい。
(工程(c))
工程(b)の後、必要に応じて、露光された感光性膜22に加熱処理、いわゆる露光後加熱(PEB)処理を施す。これにより、露光部24での架橋構造の形成(硬化)が促進される。
加熱処理はホットプレート、オーブン等の公知の加熱装置を用いて行うことができる。
加熱処理の条件は、60〜200℃、60〜600秒間が好ましい。
(工程(d))
工程(b)の後、又は工程(c)の後、図2に示すように、露光された感光性膜22を、現像液で現像し、未露光部26を除去して所定パターンの細胞非接着性膜14を形成する。
感光性膜22の露光部24は硬化しているため、未露光部26に比べて現像液に対する溶解性が低くなっている。そのため、露光された感光性膜22を現像したときに、未露光部26は現像液に溶解し、除去され、一方、露光部24は溶解せずに残る。これにより、未露光部26の位置に孔又は溝14aが形成された細胞非接着性膜14が得られる。細胞非接着性膜14は、感光性組成物の硬化物からなる硬化膜である。
現像液としては、感光性膜22の未露光部26を溶解させるものであればよく、例えば、感光性組成物に含まれる溶媒と同様の溶媒が挙げられる。
現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、シャワー法等が挙げられる。
現像時間は、30〜180秒間が好ましい。
現像後、細胞非接着性膜14を水洗浄(リンス)してもよい。リンスの時間は、30〜90秒間が好ましい。
リンス後は、細胞非接着性膜14を乾燥させることが好ましい。
(工程(e))
工程(d)の後、図2に示すように、細胞非接着性膜14の孔又は溝14aに細胞接着性材料を充填して細胞接着性部16を形成する。
孔又は溝14aに細胞接着性材料を充填する方法としては、細胞接着性材料をマイクロピペット、インクジェット、ディスペンサー又はガラス製キャピラリーで孔又は溝14aに注入する方法、エレクトロスピニング法によりマスクを通じて細胞接着性材料を孔又は溝14aに吐出する方法等が挙げられる。
(作用機序)
以上説明した本発明のバイオチップの製造方法にあっては、基材の表面に細胞非接着性膜を設け、細胞非接着性膜の孔又は溝に細胞接着性材料を充填して細胞接着性部を形成するため、形成された細胞接着性部が擦れ等によって脱落しにくい。また、細胞接着性部を形成する際に、細胞接着性材料が細胞非接着性膜の孔又は溝よりも外に拡がらないため、細胞非接着性膜の孔又は溝の形状に対応した細胞接着性部をきれいに形成できる。また、細胞非接着性膜の孔又は溝の形状を任意の形状にできるため、細胞接着性部の形状を細胞非接着性膜の孔又は溝の形状に対応した任意の形状にできる。また、最終的に得られるバイオチップにおいては細胞非接着性膜と細胞接着性部との間の段差が小さい又はないため、顕微鏡で観察する際に、細胞非接着性膜と細胞接着性部とを連続して観察しやすい。
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
例1〜4は実施例であり、例5は比較例である。
H−NMR)
重合体のH−NMRスペクトルは、FT−NMR装置(日本電子社製、JNM−AL300)を用いて測定した。重合体における各単位の割合は、H−NMR(d−Acetone、TMS)の4.4ppm(単量体m1単位)、3.8ppm(単量体m2単位)、4.1ppm(単量体m3単位)のシグナルから算出した。
(質量平均分子量、数平均分子量)
重合体の質量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、高速ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)装置(東ソー社製、HLC−8220)によって得られたクロマトグラムから、分子量既知の標準ポリメチルメタクリレート試料を用いて作成した検量線を用いて求めた。Mw及びMnから分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
(ガラス転移温度)
重合体のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(TA Instrument社製、DSC Q−100)により求めた。
(培養評価)
バイオチップにおける細胞の接着状態を光学顕微鏡で観察し、全接着細胞における細胞接着性部に接着している細胞の面積比を求めた。
<原料>
(単量体m1)
PEG9MA:メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(CH=C(CH)C(O)O(CO)CH)(日油社製、ブレンマー(登録商標)PME400)。
(単量体m2)
GMA:グリシジルメタクリレート(東京化成工業社製)。
(単量体m3)
C6FMA:特開2004−359616号公報の例1に記載の方法によって3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルメタクリレート(CH=C(CH)C(O)OC(CFCF)を得た。
(溶媒)
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート。
(重合開始剤)
V65:2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、V−65)。
(連鎖移動剤)
チオグリセロール(東京化成工業社製)。
(光酸発生剤)
CPI210S:4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムトリス(ヘプタフルオロプロピル)トリフルオロホスフェート(サンアプロ社製、CPI(登録商標)−210S、波長365nmにおける吸光係数:98mL・g−1・cm−1)。
(細胞接着性材料の原料)
マトリゲル:基底膜マトリックス(コーニング社製、マトリゲルhESC−qualified Matrix)。
DMEM:ダルベッコ改変イーグル培地(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、F−12培地−GlutaMAX−I)。
ゼラチン(シグマアルドリッチ社製、G1890−100G)。
PBS:リン酸緩衝生理食塩水(和光純薬工業社製、D−PBS(−))。
(調製例1)
C6FMAの2.0g、GMAの0.44g、PEG9MAの3.62g、V65の0.13g、チオグリセロールの0.03gをPGMEAの9.06gに溶解し、窒素雰囲気下で、50℃で24時間撹拌し、さらに70℃で2時間撹拌して、重合体Af−1のPGMEA溶液を得た。PGMEA溶液の固形分、重合体Af−1における各単位の割合、重合体Af−1のMw、Mw/Mn、Tgを表1に示す。
重合体Af−1のPGMEA溶液の5.0g、CPI210Sの0.2gをガラスバイアル(20mL)に入れ、充分に撹拌し、均一の溶液とした。得られた溶液を孔径0.20μmのPTFEフィルタでろ過して、感光性組成物X1−1を得た。
(調製例2)
GMAの1.54g、PEG9MAの5.0g、V65の0.19g、チオグリセロールの0.5gをPGMEAの9.7gに溶解し、窒素雰囲気下で、50℃で24時間撹拌し、さらに70℃で2時間撹拌して、重合体A−1のPGMEA溶液を得た。PGMEA溶液の固形分、重合体A−1における各単位の割合、重合体A−1のMw、Mw/Mn、Tgを表1に示す。
重合体Af−1のPGMEA溶液の代わりに重合体A−1のPGMEA溶液を用いた以外は調製例1と同様にして感光性組成物X1−2を得た。
Figure 2019110884
(調製例3)
マトリゲルとDMEMとを、固形分総質量が1.25%になるように混合し、得られた水溶液を細胞接着性材料−1とした。
(調製例4)
ゼラチンとPBSとを、固形分総質量が0.1%になるように混合し、得られた水溶液を細胞接着性材料−2とした。
(調製例5)
ウシ血清10%とペニシリン/ストレプトマイシン1%とを溶解させたDMEMにて1週間培養したヒト線維芽細胞(Tig−3)を、DMEM中に100万cells/mLとなるよう混合し、得られた水溶液を播種細胞溶液とした。
(例1)
厚さ0.15mm、直径35mmのカバーガラス(松浪ガラス社製)の表面に、感光性組成物X1−1を1800回転/分で30秒間スピンコートし、ホットプレートを用いて100℃で300秒間加熱して乾燥状態の感光性膜を形成した。光源として高圧水銀ランプを用い、マスク(直径1mmの円形のホールパターンを形成できるマスク)を介して、露光エネルギーが1000mJ/cmとなるように感光性膜を露光して、感光性膜の一部(露光部)を硬化させた。感光性膜の硬化を促進するために、ホットプレートを用い、120℃で120秒間加熱した。潜像が形成された感光性膜に対し、現像液としてPGMEAを用いてディップ現像を60秒間行い、厚さ方向に貫通した複数の孔を有する細胞非接着性膜をカバーガラスの上に形成した。細胞非接着性膜を完全に硬化させるために、ホットプレートを用い、150℃で30分間加熱した。細胞非接着性膜の孔に細胞接着性材料−1をマイクロピペットを用いて分注し、バイオチップを得た。細胞接着性部は、きれいな円形に形成され、表面を擦っても脱落しなかった。
バイオチップを6ウェルプレート(AGCテクノグラス社製)のウェルに入れ、ウェルに2mLのDMEMを分注した。播種細胞溶液の100μLを、バイオチップとDMEMが入ったウェルに分注し、37℃、CO濃度5%のインキュベータ内で細胞を培養した。培養開始から一日後、バイオチップにおける細胞の接着状態を光学顕微鏡で観察した。細胞非接着性膜と細胞接着性部との間に段差はなく、細胞非接着性膜と細胞接着性部とを連続して観察しやすかった。培養評価の結果を表2に示す。
(例2)
細胞接着性材料−1を細胞接着性材料−2に変更した以外は、例1と同様にしてバイオチップを得た。細胞接着性部は、きれいな円形に形成され、表面を擦っても脱落しなかった。例1と同様にして、細胞を培養した。培養開始から一日後、バイオチップにおける細胞の接着状態を光学顕微鏡で観察した。細胞非接着性膜と細胞接着性部との間に段差はなく、細胞非接着性膜と細胞接着性部とを連続して観察しやすかった。培養評価の結果を表2に示す。
(例3)
感光性組成物X1−1を感光性組成物X1−2に変更し、露光エネルギーを800mJ/cmに変更した以外は、例1と同様にしてバイオチップを得た。細胞接着性部は、きれいな円形に形成され、表面を擦っても脱落しなかった。例1と同様にして、細胞を培養した。培養開始から一日後、バイオチップにおける細胞の接着状態を光学顕微鏡で観察した。細胞非接着性膜と細胞接着性部との間に段差はなく、細胞非接着性膜と細胞接着性部とを連続して観察しやすかった。培養評価の結果を表2に示す。
(例4)
細胞接着性材料−1を細胞接着性材料−2に変更した以外は、例3と同様にしてバイオチップを得た。細胞接着性部は、きれいな円形に形成され、表面を擦っても脱落しなかった。例1と同様にして、細胞を培養した。培養開始から一日後、バイオチップにおける細胞の接着状態を光学顕微鏡で観察した。細胞非接着性膜と細胞接着性部との間に段差はなく、細胞非接着性膜と細胞接着性部とを連続して観察しやすかった。培養評価の結果を表2に示す。
(例5)
厚さ0.15mm、直径35mmのカバーガラス(松浪ガラス社製)の表面に、感光性組成物X1−1を1800回転/分で30秒間スピンコートし、ホットプレートを用いて100℃で300秒間加熱して乾燥状態の感光性膜を形成した。光源として高圧水銀ランプを用い、露光エネルギーが1000mJ/cmとなるように感光性膜の全面を露光して、感光性膜の全体を硬化させた。感光性膜の硬化を促進するために、ホットプレートを用い、150℃で30分間加熱し、孔を有しない細胞非接着性膜をカバーガラスの上に形成した。細胞非接着性膜の表面に細胞接着性材料−1をマイクロピペットを用いて適下したが、細胞接着性材料−1をはじいてしまい、バイオチップを作製できなかった。
Figure 2019110884
本発明のバイオチップは、細胞の挙動の観察等に有用である。
10 バイオチップ、
12 基材、
14 細胞非接着性膜、
14a 孔又は溝、
16 細胞接着性部、
22 感光性膜、
24 露光部、
26 未露光部、
30 マスク、
32 光源。

Claims (6)

  1. 基材と、
    前記基材の表面に設けられ、厚さ方向に貫通した複数の孔又は溝が形成された細胞非接着性膜と、
    前記孔又は溝に充填された細胞接着性材料からなる細胞接着性部と
    を有する、バイオチップ。
  2. 前記細胞非接着性膜が、撥液性膜である、請求項1に記載のバイオチップ。
  3. 前記細胞非接着性膜を構成する材料が、下記感光性組成物X1の硬化物、又は下記感光性組成物X2の硬化物である、請求項1又は2に記載のバイオチップ。
    感光性組成物X1:オキシアルキレン基及び架橋性基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
    感光性組成物X2:オキシアルキレン基を有する重合体と架橋性基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
  4. 前記細胞非接着性膜を構成する材料が、前記感光性組成物X1の硬化物であり、
    前記感光性組成物X1が、下記感光性組成物X11又は下記感光性組成物X12である、請求項3に記載のバイオチップ。
    感光性組成物X11:オキシアルキレン基、架橋性基及び含フッ素有機基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
    感光性組成物X12:オキシアルキレン基及び架橋性基を有する重合体と含フッ素有機基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
  5. 前記細胞非接着性膜を構成する材料が、前記感光性組成物X2の硬化物であり、
    前記感光性組成物X2が、下記感光性組成物X21、下記感光性組成物X22、又は下記感光性組成物X23である、請求項3に記載のバイオチップ。
    感光性組成物X21:オキシアルキレン基及び含フッ素有機基を有する重合体と架橋性基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
    感光性組成物X22:オキシアルキレン基を有する重合体と架橋性基及び含フッ素有機基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
    感光性組成物X23:オキシアルキレン基を有する重合体と架橋性基を有する重合体と含フッ素有機基を有する重合体と光開始剤とを含む組成物。
  6. 請求項1に記載のバイオチップを製造する方法であり、
    前記基材の表面に前記細胞非接着性膜を設け、
    前記細胞非接着性膜の前記孔又は溝に前記細胞接着性材料を充填して前記細胞接着性部を形成する、バイオチップの製造方法。
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