特許 7067699 脂質二重膜形成用隔壁及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-06

(45)【発行日】2022-05-16

(54)【発明の名称】脂質二重膜形成用隔壁及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 19/00 20060101AFI20220509BHJP

   G03F 7/40 20060101ALI20220509BHJP

   G03F 7/42 20060101ALI20220509BHJP

【ＦＩ】

B01J19/00 M

G03F7/40 521

G03F7/42

G03F7/40 501

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018007076

(22)【出願日】2018-01-19

(65)【公開番号】P2019122945

(43)【公開日】2019-07-25

【審査請求日】2021-01-08

(73)【特許権者】

【識別番号】317006683

【氏名又は名称】地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001656

【氏名又は名称】特許業務法人谷川国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大崎 寿久

(72)【発明者】

【氏名】早川 正俊

(72)【発明者】

【氏名】神谷 厚輝

(72)【発明者】

【氏名】金子 美晴

(72)【発明者】

【氏名】上原 秀雄

(72)【発明者】

【氏名】荒木 勝文

(72)【発明者】

【氏名】根田 歩

(72)【発明者】

【氏名】平田 肇

(72)【発明者】

【氏名】浦 敏行

【審査官】塩谷 領大

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０７７５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０４３００８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第０６８６３８３３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００６２２３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】KALSI,Sumit et al.，Shaped Apertures in Photoresist Films Enhance the Lifetime and Mechanical Stability of Suspended Lip，Biophysical Journal，Biophysical Society，2014年04月，Volume 106，p.1650-1659

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ １９／００－１９／３２

Ｇ０３Ｆ ７／４０

Ｇ０３Ｆ ７／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１個又は複数の貫通孔を有する湿式エッチング可能な樹脂から形成される薄膜と、該薄膜の両面を被覆する、湿式エッチング可能な樹脂から形成される補強層を具備し、該補強層は、前記各貫通孔及び各貫通孔の周辺部分以外の部分を被覆し、前記貫通孔は、その断面がテーパー状である、脂質二重膜形成用隔壁の製造方法であって、
片面が支持体フィルムにより被覆された、前記薄膜を準備する工程と、
該薄膜を選択的にエッチングして、断面がテーパー状である１個又は複数の前記貫通孔を形成する工程と、
前記薄膜の、前記支持体フィルムに被覆された面と反対側の面の全面を、感光性樹脂層で被覆する工程と、
前記支持体フィルムを剥離する工程と、
該支持体フィルムが剥離されて露出した前記薄膜の面の全面を、感光性樹脂層で被覆する工程と、
前記薄膜の両面に形成された感光性樹脂層を選択フォトエッチングし、前記各貫通孔を埋める感光性樹脂及び各貫通孔の周辺部分の感光性樹脂を選択的に除去する工程と、
前記両方の感光性樹脂層を加熱処理して前記補強層とする工程とを含む、製造方法。

【請求項2】

前記薄膜がポリイミド系樹脂から成る請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記補強層がポリイミド系樹脂から成る請求項１又は２記載の方法。

【請求項4】

前記感光性樹脂層の加熱処理を真空中で行う請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、脂質二重膜形成器具に用いられる脂質二重膜形成用隔壁、該隔壁を含む脂質二重膜形成器具及び該隔壁の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

細胞膜上のタンパク質(膜タンパク質)は創薬標的の多くを占め、その機能を観測・解析することは学術的のみならず医薬分野でも重要とされる。こうした膜タンパク質の機能を計測することを目的の一つとして、マイクロデバイス上に人工的に細胞膜（脂質二重膜）を形成する技術が開発されてきた。脂質二重膜マイクロデバイスの技術開発に伴い、膜タンパク質の優れた機能を利用する研究が行われるようになり、人工細胞膜のセンサとしての工学応用を見据えた研究も盛んになっている。

【0003】

脂質二重膜は、直径数十～数百マイクロメートルの微小孔を設けた高分子薄膜やガラス細管先端に形成する。薄膜における微小孔の作製は、テフロン（登録商標）薄膜に熱した針を通すといった旧来の方法から、微細加工技術を利用した孔径・形状制御が可能な方法が用いられるようになった。これまでの研究を通して、孔径や孔形状、薄膜の厚さなどが形成される脂質二重膜の性質・性能に影響を及ぼすことが明らかになってきている。

【0004】

脂質二重膜形成器具としては、貫通孔を有する隔壁でチャンバーを分離し、分離された各チャンバー内に脂質単分子膜形成性溶液を入れ、隔壁内の貫通孔の部分に２層に脂質単分子膜を形成させて脂質二重膜を形成する方法が知られている（特許文献１）。このような隔壁内の貫通孔としては、テーパー形状（隔壁の厚さ方向に沿って孔径が連続的かつ一方的に変化する）を有することが、良好な脂質二重膜形成に有利であることが知られている（非特許文献１）。また、良好な脂質二重膜を形成するためには、隔壁内の貫通孔の厚さは５μm～３０μm程度と薄いことが望まれるが、このような薄い膜は、機械的強度が小さくて取扱いが困難である。テーパー状の貫通孔を有し、貫通孔を設けるフィルムの機械的強度の問題を解決する方法として、非特許文献２には、シリコン基板上に、微細加工技術を駆使して窒化ケイ素膜を形成し、この窒化ケイ素膜に貫通孔を設けることが記載されている。また、パラキシリレン系ポリマーであるパリレンから成る自己支持性のフィルムを隔壁として用いることも公知である（特許文献２）。さらに、パリレンフィルムに複数の貫通孔を設け、この複数の貫通孔が設けられている領域以外の部分のフィルム両面に、補強フィルムを接着剤で貼り付けた隔壁も知られている（非特許文献３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開2012-81405号公報

【文献】特開2011-149868号公報

【非特許文献】

【0006】

【文献】Kalsi et al., Biophys. J., 2014, 106, 1650-1659

【文献】Hirano-Iwata et al., Langmuir, 2010, 26, 1949-1952

【文献】Kawano et al., Sci Rep, 2013, 3, 1996

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

非特許文献２記載の方法は、半導体装置の製造に用いられる微細加工技術を駆使した方法であり、高価な半導体製造装置を必要とし、気相反応であるスパッタリングも必要であるため、製造工程が複雑である。また、特許文献２記載の方法では、パリレンフィルムに形成される貫通孔はテーパー状ではない。さらに、非特許文献３記載の隔壁では、貫通孔がテーパー状でないことに加え、補強フィルムを接着剤で貼り付けて接着剤を乾燥させる必要があるため、製造に熟練と時間を要し、大量生産には不向きである。さらに、全ての貫通孔の近傍が補強フィルムで補強されているわけではないので、貫通孔近傍の機械的強度にも不安がある。

【0008】

本発明の目的は、良好な脂質二重膜を形成することができる脂質二重膜形成用隔壁であって、十分な機械的強度を有し、高価な装置を必要とすることなく、汎用の装置を用いて簡便に大量生産することが可能な、脂質二重膜形成用の隔壁及びその製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本願発明者らは、鋭意研究の結果、貫通孔を設ける薄膜を、湿式エッチング可能な樹脂から形成すると共に、各貫通孔及び各貫通孔の周辺部分以外の部分の両面上に、湿式エッチング可能な樹脂から形成される補強層を形成し、かつ、貫通孔の断面をテーパー状とすることにより、上記目的が達成可能であることを見出し、本発明を完成した。

【0010】

すなわち、本発明は、以下のものを提供する。

【0011】

１．１個又は複数の貫通孔を有する湿式エッチング可能な樹脂から形成される薄膜と、該薄膜の両面を被覆する、湿式エッチング可能な樹脂から形成される補強層を具備し、該補強層は、前記各貫通孔及び各貫通孔の周辺部分以外の部分を被覆し、前記貫通孔は、その断面がテーパー状である、脂質二重膜形成用隔壁。
２． 前記薄膜がポリイミド系樹脂から成る１記載の隔壁。
３． 前記補強層がポリイミド系樹脂から成る１又は２記載の隔壁。
４． 前記補強層の厚さが２０μm～２００μmである１～３のいずれか１項に記載の隔壁。
５． 前記各貫通孔の前記周辺部の換算直径が、補強層の厚さの５倍～５０倍の範囲である１～４のいずれか１項に記載の隔壁。
６． 前記貫通孔のテーパー角が８０度以下である１～５のいずれか１項に記載の隔壁。
７． 前記薄膜の厚さと前記貫通孔の孔径の比が1/50～1/5である１～６のいずれか１項に記載の隔壁。
８． 前記薄膜の厚さが１μm～３０μmである１～７のいずれか１項に記載の隔壁。
９． 隔壁の全面上にパリレンの蒸着層をさらに含む、１～８のいずれか１項に記載の隔壁。
１０． １～９のいずれか１項に記載の隔壁と、該隔壁により２室に分離されたチャンバーを具備する脂質二重膜形成器具。
１１． １記載の脂質二重膜形成用隔壁の製造方法であって、
片面が支持体フィルムにより被覆された、前記薄膜を準備する工程と、
該薄膜を選択的にエッチングして、断面がテーパー状である１個又は複数の前記貫通孔を形成する工程と、
前記薄膜の、前記支持体フィルムに被覆された面と反対側の面の全面を、感光性樹脂層で被覆する工程と、
前記支持体フィルムを剥離する工程と、
該支持体フィルムが剥離されて露出した前記薄膜の面の全面を、感光性樹脂層で被覆する工程と、
前記薄膜の両面に形成された感光性樹脂層を選択フォトエッチングし、前記各貫通孔を埋める感光性樹脂及び各貫通孔の周辺部分の感光性樹脂を選択的に除去する工程と、
前記両方の感光性樹脂層を加熱処理して前記補強層とする工程とを含む、製造方法。
１２． 前記薄膜がポリイミド系樹脂から成る１１記載の方法。
１３． 前記補強層がポリイミド系樹脂から成る１１又は１２記載の方法。
１４． 前記感光性樹脂層の加熱処理を真空中で行う１１～１３のいずれか１項に記載の方法。

【発明の効果】

【0012】

本発明の隔壁を用いて形成された脂質二重膜は、後述の実施例において具体的に記載されるように、イオンチャネルとして機能するナノポアを持つタンパク質を脂質二重膜中に保持させて測定される電流のノイズが小さく、良好な性質を有する。本発明の隔壁は、主として湿式エッチングにより製造することができるので、製造の工程が簡便であり、高価な装置を必要とせず、安価な汎用の装置を用いて製造することができる。さらに、製造工程が簡便であることに加え、１枚の薄膜に多数の隔壁を同時に作製することができるので、大量生産が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の隔壁の１具体例の、貫通孔及びその近傍の模式切断部端面図である。

【図2】図１に示す本発明の隔壁の１具体例の好ましい製造方法の例を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１は、本発明の隔壁の１具体例の、貫通孔及びその近傍の模式切断部端面図である。なお、便宜上、各構成要素の寸法比率は実際の寸法比率とは異なっている。

【0015】

隔壁は、薄膜１０を具備する。薄膜１０は、湿式エッチング可能な樹脂から形成される。ここで、「湿式エッチング可能な樹脂から形成される」は、湿式エッチング可能な樹脂に由来するという意味であり、最終製品中の薄膜が湿式エッチング可能である必要はない。薄膜１０は、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂又はエポキシ系樹脂等から形成することができる。これらのうち、形成される脂質二重膜の性質（上記電流ノイズ等）の観点からポリイミド系樹脂が好ましい。「ポリイミド系樹脂」は、主として（５０モル％以上、好ましくは、９０モル％以上、さらに好ましくは９５モル％以上、最も好ましくは１００モル％）ポリイミドから成る樹脂を意味する。「樹脂」は、本発明の効果に悪影響を与えない範囲で、可塑剤、帯電防止剤、無機粒子のような、しばしば樹脂に添加される添加剤を含んでいてもよい。このような添加剤の合計含量は、通常１０重量％以下、好ましくは５重量％以下である。薄膜１０の厚さは、通常１μｍ～３０μｍであり、５μm～２０μmが好ましく、特に５μm～１０μmが好ましい。また、後の熱処理工程により、硬化してポリイミドとなるものでもよく、すなわち、ポリアミック酸等のポリイミド前駆体樹脂であってもよい。

【0016】

薄膜１０には、１個又は複数の貫通孔１２が設けられている。貫通孔１２に形成される脂質二重膜は、厚さが５nm程度と非常に薄く、振動等による脂質二重膜の破壊を防止するためには、貫通孔１２の孔径は小さい方が好ましい。一方、貫通孔１２に形成される脂質二重膜は、その周辺部に油脂から成る部分が形成されるので、貫通孔１２の孔径があまりに小さすぎると脂質二重膜が形成されにくくなる。このため、貫通孔１２の孔径は、３０μm～３００μm程度が好ましく、さらには、３０μm～１５０μm程度が好ましい。なお、テーパー状の貫通孔の「孔径」と言う場合、最も孔径が小さくなっている部分の孔径を意味する。また、同様に、良好な脂質二重膜の形成されやすさという観点から、薄膜１０の厚さと貫通孔１２の孔径の比（アスペクト比）は、1/50～1/5が好ましく、さらには、1/50～1/10が好ましい。

【0017】

貫通孔１２は、図示のように、その断面がテーパー状（隔壁の厚さ方向に沿って孔径が連続的にかつ一方的に変化する）である。図１中、丸で囲んだ部分の拡大図が図１の右下の図である。ここに示される角度θが「テーパー角」であり、このテーパー角は、８０度以下が好ましく、さらには６０度以下が好ましい。一方、テーパー角があまりに小さいものは製造が困難であり、通常、テーパー角は、１０度以上、好ましくは１５度以上である。なお、この範囲のテーパー角は、後述する湿式エッチングにより貫通孔をエッチング形成すれば達成される。

【0018】

薄膜１０の両面上には、薄膜１０を被覆する、湿式エッチング可能な樹脂から形成される補強層１４が形成されている。ここで、「湿式エッチング可能な樹脂から形成される」は、湿式エッチング可能な樹脂に由来するという意味であり、最終製品中の補強層が湿式エッチング可能である必要はない。補強層１４は、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂又はエポキシ系樹脂等から形成することができるが、薄膜１０と同じ樹脂から形成すると、熱膨張率が同じとなって、温度変化に起因する変形や剥離が生じないので好ましい。上記のとおり、薄膜１０はポリイミド系樹脂から形成されることが好ましいので、補強層１４もポリイミド系樹脂から形成されることが好ましい。ここで、「ポリイミド系樹脂」の説明は上記と同様であるが、後述のように、製造工程の都合上、補強層は感光性ポリイミド系樹脂から形成することが好ましい。感光性ポリイミド系樹脂は、後の熱処理工程により、硬化してポリイミドとなるものでもよく、すなわち、ポリアミック酸等のポリイミド前駆体樹脂であってもよい。

【0019】

補強層１４は、各貫通孔１２の部分はもちろん、各貫通孔１２の周辺部１０’にも形成されない。これにより、脂質二重膜が形成される貫通孔１２の厚さを薄膜１０の厚さに限定することができ、補強層１４は、脂質二重膜の形成には全く関与しないことを確保することができる。一方、補強層１４が形成されない領域を、各貫通孔１２の部分と各貫通孔１２の周辺部１０’に限定することにより、十分な機械的強度を達成することができる。周辺部１０’の形状は、通常、円形であるが、円形に限定されるものではない。「各貫通孔１２の周辺部１０’」の換算直径は、補強層の厚さの５倍～５０倍の範囲であることが好ましく、さらには、１０倍～３０倍の範囲が好ましい。ここで、「換算直径」とは、周辺部１０’が円形である場合にはその直径、円形でない場合には、貫通孔の部分を含む周辺部の面積と同じ面積を持つ円の直径を意味する。

【0020】

さらに、所望により、得られた隔壁の全面上にパリレンを化学蒸着(CVD)してもよい。蒸着するパリレンの厚さは、10nm～500nmが好ましく、特に50nm～200nmが好ましい。パリレンを蒸着することにより、イオンチャネルとして機能するナノポアを持つタンパク質を脂質二重膜中に保持させて測定される電流のベースライン（絶縁性能）を向上させることができる。

【0021】

以下、図１に示す本発明の隔壁の１具体例の好ましい製造方法の例を図２に基づいて説明する。なお、詳細な条件は、後述の実施例に記載されている。

【0022】

先ず、薄膜１０を準備する。薄膜１０は、市販品を用いることが便利であるが、薄膜１０は単独では薄くて機械的強度が低く、取扱性に劣るため、片面が支持体フィルム（ポリエステルフィルム等）により被覆された形態のものを使用する。さらに、ポリイミド薄膜を絶縁膜として用い、ポリイミド薄膜上に銅層が形成された積層フィルムが、電子部品の配線層を作製するためのフィルムとして製造可能なので、このような銅層被覆ポリイミドフィルムも好ましく用いることができる。以下の説明では、このような銅層被覆ポリイミドフィルムを用いた例について説明する。

【0023】

図２の１に示すように、支持体フィルム１６（ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等）上にポリイミド薄膜１０が積層され、その上に銅層１８が積層されたフィルムを準備する。

【0024】

次に、図２の２に示すように、銅層１８上にドライフィルムレジスト(DFR)２０を積層する。なお、DFRに代えてフォトレジストを塗布することも可能であるが、DFRを貼る方が簡便である。

【0025】

次に、図２の３に示すように、DFR２０を、選択的に紫外線照射して、現像し、パターンを形成する。後の工程において、DFR２０の現像除去された部分の下にある薄膜１０の部分に貫通孔１２が形成される。

【0026】

次に、図２の４に示すように、選択的にパターン形成したDFR20をマスクとして、銅層１８を選択エッチングする。

【0027】

次に、図２の５に示すように、DFR２０を全面除去する。

【0028】

次に、図２の６に示すように、選択エッチングされた銅層１８をマスクとして、ポリイミド薄膜１０を選択エッチングし、貫通孔１２を形成する。

【0029】

次に、図２の７に示すように、銅層１８を、エッチングにより全面除去する。

【0030】

次に、図２の８に示すように、ポリイミド薄膜１０上に、感光性ポリイミド系樹脂から成るカバーレイ２２ａを積層する。なお、カバーレイ２２ａは、フィルムであることが簡便で好ましく、この場合、ロールラミネーター等を用いて積層することができる。もっとも、感光性ポリイミド系樹脂のワニスを塗布してカバーレイ２２ａを形成することも可能である。

【0031】

次に、図２の９に示すように、支持体フィルム１６を剥離する。

【0032】

次に、図２の１０に示すように、支持体フィルム１６を剥離して露出したポリイミド薄膜１０の面上に、カバーレイ２２ａと同じ感光性ポリイミド系樹脂から成るカバーレイ２２ｂを、カバーレイ２２ａと同様に積層する。

【0033】

次に、図２の１１に示すように、貫通孔１２とその周辺部１０’以外を被覆するカバーレイ２２ａ及び２２ｂの領域を、紫外線で両面露光する。

【0034】

次に、図２の１２に示すように、カバーレイ２２ａ及び２２ｂを現像して貫通孔１２及びその周辺部１０’を被覆するカバーレイ２２ａ及び２２ｂを除去し、貫通孔１２及びその周辺部１０’を露出させる。

【0035】

次に、図２の１３に示すように、カバーレイ２２ａ及び２２ｂを熱処理して完全硬化させて補強層１４とする。熱処理は、大気中でも真空中でもよいが、良好な脂質二重膜を形成する観点から、真空中が好ましい。また、熱処理温度は、通常、１５０℃～２５０℃程度であり、１６０℃～１９０℃程度が好ましい。また、熱処理時間は５０分から３時間程度が好ましく、さらには１時間から２時間程度が好ましい。

【0036】

さらに、パリレンを蒸着する場合には、CVD装置を用いて、得られた隔壁の全面上にパリレンを蒸着する。

【0037】

上記の方法によれば、エッチングは全て湿式エッチングであり、露光、湿式エッチング、加熱処理のみによって本発明の隔壁を製造することができるので、汎用の装置を用いて容易に、簡便に本発明の隔壁を製造することができる。また、１枚のポリイミド薄膜上に多数（例えば数百）の隔壁を一度に形成することができ、大量生産にも適している。

【0038】

本発明の脂質二重膜形成用隔壁は、従来の脂質二重膜形成用隔壁と同様に用いることができる。すなわち、チャンバーを、本発明の隔壁により２室に分離することにより、脂質二重膜器具を構成することができる。チャンバーとしては、例えば特許文献１に記載されているような、周知のダブルウェルチャンバーを好ましく用いることができるがこれに限定されるものではない。

【0039】

以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

【0040】

１． 実施例１ 隔壁の製造
図２に示す、上記した製造方法により本発明の隔壁の好ましい具体例を製造した。具体的には以下のとおりである。

【0041】

厚さ５０μｍのPETフィルム（支持体フィルム１６）上に、厚さ7.5μｍのポリイミド薄膜１０であるカプトン30EN（商品名、東レ・デュポン社製）、その上に厚さ５μｍの銅層１８が積層された積層フィルムを準備した（図２の１）。用いた積層フィルムのサイズは、250mm四方とした。

【0042】

次に、銅層１８上に、厚さ２５μｍのDFR２０を、大気圧ロールラミネーターにより１１０℃、２０cm/分の速度でラミネートした（図２の２）。

【0043】

平行露光機を用いて80mJ/cm²のエネルギーで紫外線をコンタクト露光し、１％炭酸ナトリウム溶液でスプレー現像し、水洗した（図２の３）。

【0044】

パターン化されたDFR２０をマスクとして、アルカリ系の銅エッチング液で銅層１８を選択除去した（図２の４）。

【0045】

DFRの剥離液中に６０℃で１分間浸漬してDFR２０を全面的に膨潤剥離した（図２の５）。

【0046】

パターン化された銅層１８をマスクとして、市販のポリイミドエッチング液(TPE3000、東レエンジニアリング社製）でポリイミド薄膜１０を選択エッチングし、貫通孔１２を形成した（図２の６）。

【0047】

アルカリ系の銅エッチング液で、銅層１８を全面除去した（図２の７）。

【0048】

大気圧ロールラミネーターを用いて、ポリイミド薄膜１０上に、厚さ３０μｍの市販の感光性ポリイミドフィルムからなるカバーレイ２２ａを２層積層した（合計膜厚６０μｍ）（図２の８）。

【0049】

支持体PETフィルムを手で剥離した（図２の９）。

【0050】

大気圧ロールラミネーターを用いて、ポリイミド薄膜１０上に、厚さ３０μｍの市販の感光性ポリイミドフィルムからなるカバーレイ２２ｂを２層積層した（合計膜厚６０μｍ）（図２の１０）。

【0051】

拡散露光機を用い、紫外線のコンタクト露光により、550mJ/cm²のエネルギーで両面同時拡散露光した（図２の１１）。露光部分は、貫通孔１２とその周辺部１０’以外を被覆している部分である。なお、この実施例では、貫通孔１２は、１１個設けた。

【0052】

１％炭酸ナトリウム水溶液を用いたスプレー現像により、両面同時現像を行い、水洗した（図２の１２）。

【0053】

真空中で180℃で１時間加熱して、カバーレイ２２ａと２２ｂを完全硬化させ、補強層１４とした（図２の１３）。

【0054】

以上のようにして作製した隔壁中の、貫通孔の孔径は、100μｍ、貫通孔周辺部（補強層１４が形成されていない部分）の直径は、1.2mm、アスペクト比は、約1/20、テーパー角は40～60度であった。また、250mm四方のポリイミド薄膜に、各１１個の貫通孔を有する、２８０個の隔壁を同時に作製した。また、作製開始から完成までに要した時間は７時間であった。

【0055】

２． 実施例２
実施例１で作製した隔壁の全面に、CVD装置を用いてパリレンを蒸着した。蒸着したパリレン層の厚さは100nmであった。

【0056】

３． 比較例１
厚さ約75μｍのポリメチルメタクリレートフィルムに、直径600μｍの貫通孔１個をマイクロドリルにより形成して隔壁とした。

【0057】

４． 比較例２
厚さ５μｍのパリレンフィルムに紫外線リソグラフィーにより、孔径100μｍの貫通孔１１個を形成した。１１個の貫通孔が形成されている長方形状の領域以外の両面を、補強フィルム（厚さ約75μｍのアクリル樹脂フィルム）で被覆した。すなわち、長方形状の領域をくり抜いた補強フィルム２枚を準備し、接着剤を用いてパリレンフィルムの両面に貼り付け、乾燥させた。本比較例５枚程度を作製する時間から実施例１で作製可能な280枚を作製するための時間を概算すると少なくとも30時間を要する。

【0058】

５． 性能試験
(1) 脂質二重膜形成器具の作製
実施例１及び２、並びに比較例１及び２の隔壁を、１個のウェルの直径が4mm、深さが3mmのダブルウェルチャンバー（特許文献１参照）に、隔壁として組み込んで脂質二重膜形成器具を作製した。各ウェルの底面には銀塩化銀電極を配置した。

【0059】

(2) 脂質二重膜形成
まず、各ウェルに脂質溶液（n-デカン中に、ジフィタノイルフォスファチジルコリン(DPhPC)を20mg/mLの濃度で含む）１～５μＬを滴下した。次に、各ウェルに膜タンパク質を含む水溶液（α-ヘモリシン 0.1nM又は1nM； KCl 1M, 10mMリン酸緩衝液, pH 7；18～25μＬ）を滴下し、静置した。液滴表面に脂質単分子膜が形成され、液滴同士が接触する隔壁の貫通孔では、脂質二重膜が形成される（液滴接触法）。脂質二重膜の形成は、膜タンパク質α-ヘモリシンの膜への再構成（脂質二重膜にα－ヘモリシンが機能的に組み込まれる）に伴う階段状のシグナルによって確認できる（特許文献１参照）。

【0060】

(3) 評価
上記ダブルウェルチャンバーを含む液滴接触法チップは、パッチクランプ増幅器（PICO2；Tecella LLC）に接続し、電圧クランプ条件で電流を計測した。観測周波数は5 KHz（ベッセルローパスフィルタ1 kHz）を使用した。ゲインは10mV/pA、印加電圧は50 mVとした。上述の通り、α-ヘモリシンが脂質二重膜に再構成されるとナノメートルサイズの孔（ナノポア）を脂質二重膜に開ける。本実験条件では、1nS（1GOhm）に相当する電流上昇が生じる。十分な回数の観測を繰り返し、このナノポア形成直前、すなわち脂質二重膜形成下の１秒以上の電流シグナルの標準偏差（RMSノイズ）を評価基準とした。なお、膜タンパク質の機能解析やセンサにおいては、微弱電流（小さい場合で1pA程度）を出力として得る。RMSノイズが大きい場合、出力を十分なS/N比として得ることができなくなるため、小さいほど性能が高いとされる。

【0061】

(4) 結果
結果を下記表１に示す。

【0062】

【表1】

^※平均値±標準偏差(pA rms)

【0063】

表１に示されるように、本発明の実施例の隔壁を用いた場合、RMSノイズが比較例のものよりも小さく、正確な測定が可能であることがわかる。比較例２の隔壁は、かなり好成績であるが、RMSノイズは実施例１及び２の方が低く、また、比較例２の隔壁は大量作製が困難であるのに対して、実施例１の隔壁は、７時間で２８０個を同時作製できた。

【符号の説明】

【0064】

１０ 薄膜
１０’ 貫通孔周辺部
１２ 貫通孔
１４ 補強層
１６ 支持体フィルム
１８ 銅層
２０ ドライフィルムレジスト(DFR)
２２ａ カバーレイ
２２ｂ カバーレイ

【図1】

【図2】