功能性設備以及功能性設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及功能性設備以及功能性設備的制造方法。本申請基于2012年9月28 日申請的日本特愿2012-216267號而要求優先權，并將其內容引用于此。
【背景技術】
[0002] 以往，出于實現混合/反應時間的縮短化、試料/試劑量的大幅降低、設備小型化 等目的，一直希望將微米級的微小空間應用于診斷/分析等領域中（例如參照專利文獻1)。 例如，在幾厘米見方的玻璃基板（微型芯片）上，形成由深度為幾百μπι以下的槽構成的微 米通道（微米流路），通過使該玻璃基板與其他基板接合，能夠使液體在該微米通道中無泄 漏地流動。另外，提出并應用以下方案：通過在通道內表面局部修飾生物體物質或催化劑、 電極等功能性材料，由此賦予期望的功能，使各種化學系統集成化。作為構成該微米通道的 基板材料，希望具有高強度、耐溶劑性、以及便于檢測的光學透明性的玻璃材料。但是，如后 所述，由于對于玻璃而言，基板彼此的接合需要高溫條件（在石英玻璃的情況下為l〇〇〇°C 以上），因此，為了賦予功能而修飾的生物體物質或催化劑、電極不僅受到熱損傷，而且全部 燒毀。因此，以往，一方的基板使用容易進行接合的彈性體等其他基板，難以僅利用玻璃基 板來構成通道。
[0003] 另外，由于納米級的微小空間與微米級的微小空間相比，溶液物理性質顯示出獨 特的性質，因此，近年來強烈關注在玻璃基板上形成幾十~幾百nm的納米通道（納米流路、 擴張納米流路），利用該納米通道的獨特的化學/物理特性來實現革命性的功能性設備。 例如，通過將大小為幾十ym的一個細胞中的蛋白質等在比其小很多的空間、即擴張納米 空間中進行分析，能夠解析出通過當前的多個細胞的平均情況無法得知的各細胞固有的功 能，希望利用初期產生的一個癌細胞來進行癌診斷等。另外，由于是容易處理少量分子的極 微小空間，因此能夠用此對一個分子進行測定，也期待其成為超高靈敏度的分析工具。構成 這樣的納米級別的微小空間的基板材料與微米通道的情況相同，優選為玻璃，如上所述，由 于接合溫度高，因此當前難以進行生物體物質或催化劑、電極等的修飾。另外，由于納米級 別的通道極小，因此，在微米通道中使用的彈性體那樣的柔軟材料因變形而容易堵塞通道， 因此無法使用。
[0004] 如上所述，在制造具備這樣的微米級別或納米級別的微小空間（微小流路1)的功 能性設備A時，如圖10所示，在形成于玻璃基板2上的微米/納米通道1內，需要使例如用 于對DNA或生物體試料等微米/納米級別的對象物質進行操作、捕捉、分析等的捕捉體（抗 體、生物體分子等）3、用于對對象物質進行電操作、化學性操作等的電極4、以及催化劑5等 (修飾物）圖案化。
[0005] 然后，使用光刻法、接觸印刷、噴墨法等，在形成于一方的玻璃基板2的微米/納米 通道1的內表面上使捕捉體3等圖案化，使另一方的玻璃基板6與該一方的玻璃基板2重 疊，形成微米/納米通道1。之后，通過進行接合，制造出具備在內表面上使捕捉體3等圖案 化了的微米/納米通道1的功能性設備A。由此，例如，若使含有對象物質的目標分子的試 料溶液在將一對玻璃基板2、6接合而形成的閉合流路的微米/米納米通道1中流通，則能 夠利用捕捉體3捕捉目標分子，期待能夠通過使用該功能性設備A對單個的目標分子進行 分析。
[0006] 在先技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本特表2003-516129號公報
[0009] 然而，如上述以往那樣，為了重疊接合一對玻璃基板2、6,例如處于在1060°C下加 熱6小時。因此，存在圖案化于微米/納米通道1的內表面的規定位置的捕捉體3等被燒 毀而無法獲得期望的功能這樣的問題。另外，一直以來，也在將一對玻璃基板2、6接合之 后，使捕捉體3等在微米/納米通道1的內表面的規定位置局部圖案化（修飾），但是對于 該熱熔接后的局部修飾，難以高精度地進行圖案化。另外，在微米通道的上下左右壁面上進 行修飾也是問題。
[0010] 因此，在化學、生物、能源等領域中，為了實現利用微米/納米通道的化學/物理特 性的革命性的功能性設備，強烈期望在微米/納米通道內適當地使生物體分子等圖案化， 從而能夠制造出高精度且高可靠性的功能性設備的方法。
【發明內容】
[0011] 用于解決課題的手段
[0012] 根據本發明的第一方案，功能性設備的特征在于，具備：第一基板，在該第一基板 的一面形成有槽；第二基板，將該第二基板的一面與所述第一基板的一面彼此相互結合， 從而將該第二基板與所述第一基板設為一體，該第二基板與所述第一基板的槽一起形成流 路；以及修飾物，其修飾配置在所述流路的內表面的局部，該修飾物是捕捉向所述流路內供 給的對象物質的捕捉體、向所述對象物質實施電作用或者化學作用的電極、催化劑中的至 少一者，二氧化硅與氟鍵合而形成所述第一基板的一面與所述第二基板的一面彼此的接合 部。
[0013] 在本發明的第一方案的功能性設備的基礎上，也可以是，所述第一基板與所述第 二基板分別是玻璃基板或者硅基板。
[0014] 在本發明的第一方案的功能性設備的基礎上，也可以是，所述第一基板與所述第 二基板的至少一方的基板是在接合前的所述一面具備SiO 2層的基板。
[0015] 在本發明的第一方案的功能性設備的基礎上，也可以是，所述流路是微米級別或 者納米級別的微小流路。
[0016] 在本發明的第一方案的功能性設備的基礎上，也可以是，向所述一基板與所述第 二基板中的任一方的所述一面供給氟而形成所述接合部。
[0017] 在本發明的第一方案的功能性設備的基礎上，優選的是，所述接合部的氟濃度為 0. 6at. % 以上。
[0018] 在本發明的第一方案的功能性設備的基礎上，優選的是，所述接合部的接合強度 為0. 5J/m2以上。
[0019] 在本發明的第一方案的功能性設備的基礎上，優選的是，所述接合部形成為具備 如下這樣的耐壓性能：即便將向所述流路加壓供給的、含有所述對象物質的試料溶液的壓 力設為2000kPa，所述試料溶液也不會發生漏出。
[0020] 在本發明的第一方案的功能性設備的基礎上，優選的是，接合前的所述第一基板 的一面與所述第二基板的一面中的至少任一方形成為具備水的接觸角為10度~50度的親 水性。
[0021] 在本發明的第一方案的功能性設備的基礎上，也可以是，將所述第一基板與所述 第二基板在25~KKTC下接合形成。
[0022] 在本發明的第一方案的功能性設備的基礎上，也可以是，所述修飾物是硅烷偶聯 劑。
[0023] 根據本發明的第二方案，功能性設備的制造方法的特征在于，具備以下工序：流路 形成工序，在該工序中，在第一基板的一面形成槽；圖案化工序，在該工序中，在所述第一 基板的一面與第二基板的一面中的至少一方，配置捕捉體、電極、催化劑中的至少一種修飾 物，并且清洗進行了修飾的部分以外的部分；接觸角控制工序，在該工序中，控制未實施所 述基板的圖案化工序的部分的水的接觸角；以及基板接合工序，在該工序中，一邊保持不會 對修飾配置的所述捕捉體、電極、催化劑中的任一種造成熱損傷的溫度，一邊接合所述第一 基板的所述一面與所述第二基板的所述一面彼此。
[0024] 在本發明的第二方案的功能性設備的制造方法的基礎上，也可以是，所述第一基 板與所述第二基板分別是玻璃基板或者硅基板。
[0025] 在本發明的第二方案的功能性設備的制造方法的基礎上，也可以是，所述流路是 微米級別或者納米級別的微小流路。
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