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JP4687144B2 - Oriented structure and method for producing the same - Google Patents

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JP4687144B2
JP4687144B2 JP2005049450A JP2005049450A JP4687144B2 JP 4687144 B2 JP4687144 B2 JP 4687144B2 JP 2005049450 A JP2005049450 A JP 2005049450A JP 2005049450 A JP2005049450 A JP 2005049450A JP 4687144 B2 JP4687144 B2 JP 4687144B2
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Description

この発明は、微小物体を所望の配向を付与して固定する技術に属する。   The present invention belongs to a technique for fixing a minute object with a desired orientation.

微小な物体、特に生体物質を光照射により固定化した例としては、DNAやタンパク質を光応答性のアゾ色素を含有するポリマー(アゾポリマー)の薄膜表面に配置後、光照射によりその配置パターンに応じてDNA及びタンパク質等をアゾポリマーの表面上に固定したことが開示されている(特許文献1)。また、微小な物体に一定の方向性を付与して(配向ともいう。)配列することは、LB膜や脂質膜を利用することが知られている。
特開2003−329682号公報
As an example of immobilizing minute objects, especially biological substances, by light irradiation, after placing DNA or protein on the thin film surface of a polymer (azo polymer) containing a photoresponsive azo dye, depending on the arrangement pattern by light irradiation Thus, it has been disclosed that DNA and protein are immobilized on the surface of an azopolymer (Patent Document 1). In addition, it is known to use a LB membrane or a lipid membrane to arrange a minute object with a certain directionality (also referred to as orientation).
JP 2003-329682 A

これらは分子の配向と分子の固定とをそれぞれ実現しようとするものである。ボトムアップ手法により機能性構造体を構築するには、機能を有する分子の配向も固定もいずれも重要である。しかしながら、この両者を同時に制御し実現する技術は未だ見出されていない。そこで、本発明では、微小物体を配向制御するとともに固定も併せて実現できる技術を提供することを目的とする。   These are intended to realize molecular orientation and molecular fixation, respectively. In order to construct a functional structure by a bottom-up method, both the orientation and fixation of a molecule having a function are important. However, no technology has yet been found to control and realize both of them simultaneously. Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of controlling the orientation of a minute object and fixing it.

本発明者らは、光変形を生ずる光応答性材料に微小物体を光照射により固定する光固定化技術を既に開発している。今回、本発明者らは、この光固定化技術において用いる光応答性材料において、光照射により光応答性成分の分子構造の変化や分子配列の変化が生じていることに着目し、光照射により生じた分子構造や分子配列を利用して微小物体を配向制御して固定でき、さらに、この配向制御された状態を維持して光固定できることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明によれば、以下の手段が提供される。   The present inventors have already developed a light immobilization technique for immobilizing a minute object on a light-responsive material that causes light deformation by light irradiation. This time, the present inventors paid attention to the fact that in the photoresponsive material used in this photofixation technology, the change in the molecular structure of the photoresponsive component and the change in the molecular arrangement are caused by the light irradiation. The present inventors have found that a micro object can be fixed by controlling the orientation using the molecular structure and molecular arrangement that has been generated, and that the light can be fixed while maintaining the orientation controlled state. That is, according to the present invention, the following means are provided.

本発明の一つの態様によれば、配向構造体であって、
光により分子構造若しくは分子配列の異方的な変化を生じる光応答性成分を含有する光応答性材料と、
以下の(a)及び/又は(b);
(a)前記応答性材料の表層側の異方的な分子配列、
(b)前記光応答性材料の異方的な表面形状、
に基づいて前記光応答性材料の表面に固定された微小物体と、
を備える、構造体が提供される。
According to one aspect of the present invention, an alignment structure comprising:
A photoresponsive material containing a photoresponsive component that causes an anisotropic change in molecular structure or molecular arrangement by light; and
The following (a) and / or (b);
(A) An anisotropic molecular arrangement on the surface layer side of the responsive material,
(B) an anisotropic surface shape of the photoresponsive material;
A micro object fixed on the surface of the photoresponsive material based on
A structure is provided.

この態様においては、前記微小物体は、光照射により固定されるものであってもよい。また、前記(a)及び/又は前記(b)は光照射により該光照射された領域内に形成され、前記微小物体は該光照射された領域内にある前記(a)及び/又は(b)に基づいて固定されていてもよいし、前記(a)及び/又は(b)は光照射によって、該光照射された領域外に形成され、前記微小物体は該光照射された領域外にある前記(a)及び/又は(b)に基づいて固定されていてもよい。   In this aspect, the minute object may be fixed by light irradiation. In addition, (a) and / or (b) is formed in the light-irradiated region by light irradiation, and the minute object is in the light-irradiated region (a) and / or (b) ), (A) and / or (b) may be formed outside the light-irradiated region by light irradiation, and the minute object may be outside the light-irradiated region. It may be fixed on the basis of (a) and / or (b).

また、この態様においては、前記微小物体は形状異方性及び/又は分子構造異方性を有することができる。また、この態様においては、前記微小物体は、前記(a)及び/又は前記(b)に沿って固定されていてもよい。さらに、この態様においては、前記光応答性材料表面には規則的な凹凸構造を有することもできる。   In this embodiment, the micro object can have shape anisotropy and / or molecular structure anisotropy. In this aspect, the minute object may be fixed along (a) and / or (b). Furthermore, in this aspect, the surface of the photoresponsive material can have a regular uneven structure.

また、この態様においては、前記微小物体は、生体由来材料とすることができ、さらにこの生体由来材料は、タンパク質、核酸、オルガネラ及び細胞から選択される1種又は2種以上を含有することができる。また、前記微小物体は前記光応答性成分を備えることもできる。   In this embodiment, the micro object can be a biological material, and the biological material further contains one or more selected from proteins, nucleic acids, organelles, and cells. it can. In addition, the minute object can include the photoresponsive component.

さらに、この態様においては、前記光応答性成分はアゾベンゼン基を有する化合物であり、前記光応答性材料は高分子材料としてもよい。また、前記光応答性材料の表層側には、光応答性成分による光応答性を有しない領域を備えるようにしてもよい。   Furthermore, in this aspect, the photoresponsive component may be a compound having an azobenzene group, and the photoresponsive material may be a polymer material. Moreover, you may make it equip the surface layer side of the said photoresponsive material with the area | region which does not have photoresponsiveness by a photoresponsive component.

本発明の他の一つの態様によれば、これらのいずれかの構造体を備える生体機能模倣デバイスが提供される。   According to the other one aspect | mode of this invention, a biofunction imitation device provided with either of these structures is provided.

本発明の他の一つの態様によれば、配向構造体の作製方法であって、
光により分子構造又は分子配列の異方的な変化を生じる光応答性成分を含有するとともに、以下の(a)及び/又は(b);
(a)前記応答性材料の表層側の異方的な分子配列、
(b)前記光応答性材料の異方的な表面形状
を有する光応答性材料に微小物体を供給する供給工程と、
前記光応答性材料に供給された前記微小物体と前記光応答性材料との間で相互作用を生じさせて、前記(a)及び/又は(b)に基づいて前記微小物体を前記光応答性材料の表面に配向する配向工程と、
を備える、作製方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing an alignment structure,
Containing a photoresponsive component that causes an anisotropic change in molecular structure or molecular arrangement by light, and (a) and / or (b) below:
(A) An anisotropic molecular arrangement on the surface layer side of the responsive material,
(B) a supplying step of supplying a micro object to the photoresponsive material having an anisotropic surface shape of the photoresponsive material;
An interaction is generated between the micro object supplied to the photoresponsive material and the photoresponsive material, and the photoresponsiveness of the microobject is changed based on (a) and / or (b). An alignment step of aligning on the surface of the material;
A manufacturing method is provided.

この態様においては、前記配向工程において又は前記配向工程の後に、前記微小物体に光照射して前記微小物体を前記(a)及び/又は(b)に基づいて固定する工程を実施することができる。また、この態様においては、前記光応答性材料に光照射して当該光応答性材料の表面に、前記(a)及び/又は(b)を形成するテンプレート形成工程を有することができる。前記光照射には偏光方向が制御された光を用いてもよいし、干渉光を用いてもよい。   In this aspect, in the alignment step or after the alignment step, a step of irradiating the minute object with light and fixing the minute object based on (a) and / or (b) can be performed. . Moreover, in this aspect, it can have a template formation process which irradiates the said photoresponsive material with light and forms said (a) and / or (b) on the surface of the said photoresponsive material. For the light irradiation, light whose polarization direction is controlled may be used, or interference light may be used.

また、この態様においては、前記テンプレート形成工程において又は前記テンプレート形成工程とは別個に前記光応答性材料の表層側の前記光応答性成分の光応答性機能を低下若しくは消失又は前記光応答性成分を除去する工程を実施することができる。また、前記テンプレート形成工程において又は前記テンプレート形成工程とは別個に前記(a)及び/又は(b)を緩和する工程を実施することもできる。   In this aspect, the photoresponsive function of the photoresponsive component on the surface layer side of the photoresponsive material is reduced or eliminated in the template forming step or separately from the template forming step, or the photoresponsive component The process of removing can be implemented. Further, the step of relaxing (a) and / or (b) can be performed in the template forming step or separately from the template forming step.

本発明の配向構造体は、光により分子構造又は分子配列の異方的な変化を生じる光応答性成分を含有する光応答性材料と、
以下の(a)及び/又は(b);
(a)前記応答性材料の表層側の異方的な分子配列、
(b)前記光応答性材料の異方的な表面形状、
に基づいて前記光応答性材料の表面に固定された微小物体と、
を備えることを特徴としている。
The alignment structure of the present invention includes a photoresponsive material containing a photoresponsive component that causes an anisotropic change in molecular structure or molecular arrangement by light,
The following (a) and / or (b);
(A) An anisotropic molecular arrangement on the surface layer side of the responsive material,
(B) an anisotropic surface shape of the photoresponsive material;
A micro object fixed on the surface of the photoresponsive material based on
It is characterized by having.

本発明の配向構造体によれば、光応答性材料表面の異方的な分子配列及び/又は異方的表面形状と微小物体の全体又は一部との間で選択性の高い相互作用が生じ、これにより微小物体の向きや並びが制御されて固定された配向構造体となっている。異方的な分子配列及び/又は異方的な表面形状によれば、微小物体に対して選択性が高くかつ向きや並び方などの制御が容易に実現される。微小物体が光照射により固定されている場合には、微小物体の配向制御状態が維持された上強固に固定されたものとなっている。また、形状や分子構造において異方性を有する微小物体は、光応答性材料上の異方的構造により良好に配向制御されて固定される配向構造体となっている。   According to the alignment structure of the present invention, a highly selective interaction occurs between the anisotropic molecular arrangement on the surface of the photoresponsive material and / or the anisotropic surface shape and all or a part of the micro object. As a result, the orientation structure and the orientation of the minute objects are controlled and fixed. According to the anisotropic molecular arrangement and / or the anisotropic surface shape, the selectivity with respect to the minute object is high and the control of the direction and the arrangement is easily realized. When the minute object is fixed by light irradiation, the orientation control state of the minute object is maintained and the object is firmly fixed. In addition, a micro object having anisotropy in shape or molecular structure is an alignment structure that is fixed by being well controlled by an anisotropic structure on the photoresponsive material.

また、本発明の配向構造体の作製方法は、光により分子構造又は分子配列の異方的な変化を生じる光応答性成分を含有するとともに、前記(a)及び/又は(b)を有する光応答性材料の表面に微小物体を供給する供給工程と、前記光応答性材料に供給された前記微小物体と前記光応答性材料との間で相互作用を生じさせて、前記(a)及び/又は(b)に基づいて前記微小物体を前記光応答性材料の表面に固定する固定工程と、を備えることを特徴としている。本作製方法は、本発明の配向構造体の作製に好ましい方法である。   In addition, the method for producing an alignment structure of the present invention includes a photoresponsive component that causes an anisotropic change in molecular structure or molecular arrangement by light, and includes light having the above (a) and / or (b). Supplying a micro object to the surface of the responsive material; causing an interaction between the micro object supplied to the photoresponsive material and the photoresponsive material; and (a) and / or Or a fixing step of fixing the minute object to the surface of the photoresponsive material based on (b). This production method is a preferred method for producing the alignment structure of the present invention.

本発明の配向構造体の作製方法によれば、表面に異方的構造を備える光応答性材料に微小物体を供給し、異方性構造と微小物体とを相互作用させることより微小物体を配向制御して配列させ固定することができる。異方的分子配列及び/又は異方的表面形状を微小物体のテンプレートとして用いることで、微小物体を容易に配向制御できる。さらに光照射により微小物体を固定することにより配向制御を維持して強固に固定できる。   According to the method for producing an alignment structure of the present invention, a micro object is supplied to a photoresponsive material having an anisotropic structure on the surface, and the micro object is oriented by causing the anisotropic structure and the micro object to interact with each other. Can be controlled and arranged and fixed. By using the anisotropic molecular arrangement and / or the anisotropic surface shape as a template of the minute object, the orientation of the minute object can be easily controlled. Furthermore, by fixing the minute object by light irradiation, the orientation control can be maintained and the object can be firmly fixed.

以下、これらの発明の実施形態について、微小物体の配向構造体について適宜図面を参照しながら説明し、ついで、微小物体の配構造体の作製方法について説明する。   In the following, embodiments of these inventions will be described with reference to the drawings as appropriate with respect to the orientation structure of the micro object, and then a method for producing the structure of the micro object will be described.

(配向構造体)
図1には、本発明の配向構造体2の一例が示されている。本発明の配向構造体2は、光応答性材料4の表面に微小物体8を配向制御された状態で有している。
(Oriented structure)
FIG. 1 shows an example of the alignment structure 2 of the present invention. The alignment structure 2 of the present invention has a minute object 8 on the surface of the photoresponsive material 4 in a state in which the alignment is controlled.

(微小物体)
本発明の配向構造体2は、1種の微小物体又は2種類以上の微小物体8を有している。また、これらの微小物体は単数であっても複数であってもよい。生体機能模倣デバイス等においては、2種類以上の微小物体8をそれぞれ1個又は2個以上が配向制御された状態で有している。
(Micro object)
The alignment structure 2 of the present invention has one kind of minute object or two or more kinds of minute objects 8. These micro objects may be singular or plural. A biological function imitation device or the like has two or more kinds of minute objects 8 in a state in which one or two or more are controlled in orientation.

本発明の対象となる微小物体8とは、原子、分子及びこれらが集合した任意形状の粒子を含んでいる。微小物体8は、有形である限り、その存在形態を問うものではない。また、微小物体のサイズ(微小物体8の最長サイズを意味するものとする。)は特に限定しないが、ミリメートルサイズを超えないことが好ましく、より好ましくは100μm以下、さらに好ましくは50μm以下であり、さらに好ましくは10μm以下である。また、微小物体のサイズは、ナノサイズであってもよいが、好ましくは1nm以上である。   The micro object 8 that is the subject of the present invention includes atoms, molecules, and particles of an arbitrary shape in which these are assembled. As long as the minute object 8 is tangible, it does not ask the existence form. Further, the size of the minute object (which means the longest size of the minute object 8) is not particularly limited, but preferably does not exceed the millimeter size, more preferably 100 μm or less, still more preferably 50 μm or less, More preferably, it is 10 μm or less. Further, the size of the minute object may be nano-size, but is preferably 1 nm or more.

微小物体8は、形状異方性及び/又は分子構造異方性を有していることが好ましい。形状異方性とは、微小物体8の外形形態が異方性を有していることをいい、分子構造異方性とは、微小物体8を構成する分子の一次構造や二次構造あるいは三次構造等の高次構造が長軸状であるなど異方性を有していることをいう。微小物体8は、形状異方性と分子構造異方性の双方を有する場合がある。具体的な形状あるいは分子構造としては、不定形状、線状、長軸状、シート状等が挙げられる。なお、微小物体8は、必ずしも常に一定の形状を有するものである必要はなく、変形し得るものであってもよい。   The micro object 8 preferably has shape anisotropy and / or molecular structure anisotropy. The shape anisotropy means that the outer shape of the micro object 8 has anisotropy, and the molecular structure anisotropy means the primary structure, secondary structure or tertiary structure of the molecules constituting the micro object 8. It means that the higher order structure such as a structure has anisotropy such as a long axis. The micro object 8 may have both shape anisotropy and molecular structure anisotropy. Specific shapes or molecular structures include indefinite shapes, linear shapes, long axis shapes, sheet shapes, and the like. Note that the micro object 8 does not necessarily have a constant shape, and may be deformable.

微小物体8は、有機材料、無機材料、これらの複合物や集合物等いずれの材料から構成されていてもよいが、生体由来材料であることが好ましい。生体由来材料は、多くの場合、異方性を有するとともにその機能の発現あるいは標的物質との相互作用のためには一定の向きや配列を備えることが好ましいため、配向制御することによって生体由来材料を用いた相互作用や反応効率を高めることができる。   The micro object 8 may be made of any material such as an organic material, an inorganic material, a composite or an aggregate thereof, but is preferably a biological material. In many cases, the biological material has anisotropy and preferably has a certain orientation and arrangement for expression of its function or interaction with the target substance. The interaction and reaction efficiency using can be increased.

ここで、生体由来材料としては、アミノ酸あるいはこのオリゴマー及びポリマー(タンパク質)が挙げられる。なかでも、機能性高分子であるタンパク質を好ましく用いることができる。タンパク質としては、酵素、調節因子、転写因子等の制御因子、レセプター等の代謝関連タンパク質、抗原、抗体等の抗原抗体反応関連タンパク質、アクチン、ミオシン、キネシン、ダイニン及びこれらに関連するタンパク質を含む筋線維関連タンパク質、コラーゲン、エラスチン、フィブロネクチン等の結合組織関連タンパク質などの各種タンパク質が挙げられる。なかでも、アクチン、ミオシンなどの筋線維関連タンパク質は、線状の形態を有しており異方性が大きいとともに、運動機能の発現には所定の配列が必要とされている観点から本発明の生体由来材料として好ましい。また、機能性の高いタンパク質として、バクテリオロドプシン、シトクローム、ATPase等も例示できる。タンパク質は、1種又は2種以上を組み合わせることができる。   Here, examples of the biological material include amino acids or oligomers thereof and polymers (proteins). Among these, proteins that are functional polymers can be preferably used. Proteins include enzymes, regulatory factors, regulatory factors such as transcription factors, metabolism-related proteins such as receptors, antigen-antibody reaction-related proteins such as antigens and antibodies, actin, myosin, kinesin, dynein, and muscles containing these proteins Examples include various proteins such as fiber-related proteins, connective tissue-related proteins such as collagen, elastin, and fibronectin. Among them, muscle fiber-related proteins such as actin and myosin have a linear form and large anisotropy, and from the viewpoint that a predetermined sequence is required for the expression of motor function. Preferred as a biological material. Examples of highly functional proteins include bacteriorhodopsin, cytochrome, ATPase, and the like. Proteins can be used alone or in combination of two or more.

また、生体由来材料としては、ヌクレオチド、ヌクレオシド、これらのオリゴマー及びポリマー及びこれらのオリゴマー、ポリマーが挙げられる。なかでも、オリゴヌクレオチド及び核酸を好ましく用いることができる。核酸は、1本鎖あるいは2本鎖以上、あるいは一部に1本鎖を有するDNA、RNAのほか、人工的な核酸を含んでいる。核酸としては、特に種類を限定しない。例えば、ゲノムDNA及びそのマイクロサテライト部あるいは任意の遺伝子の少なくとも一部を含む断片、cDNA及びその断片、mRNA及びその断片のほか、一塩基多型部位など変異部位を含むDNA(cDNA含む)断片、制限酵素部位を含むDNA断片が挙げられる。この他、生体由来材料としては、単糖類、オリゴ糖類、多糖類などの糖類、脂質等が挙げられる。   In addition, examples of the biological material include nucleotides, nucleosides, oligomers and polymers thereof, and oligomers and polymers thereof. Of these, oligonucleotides and nucleic acids can be preferably used. Nucleic acids include artificial nucleic acids in addition to DNA and RNA having a single strand, two or more strands, or a portion of a single strand. The type of nucleic acid is not particularly limited. For example, genomic DNA and its microsatellite part or a fragment containing at least a part of any gene, cDNA and its fragment, mRNA and its fragment, and DNA (including cDNA) fragment containing a mutation site such as a single nucleotide polymorphism site, Examples thereof include DNA fragments containing restriction enzyme sites. In addition, examples of the biological material include saccharides such as monosaccharides, oligosaccharides, and polysaccharides, lipids, and the like.

さらに、生体由来材料としては、オルガネラ、細胞等が挙げられる。オルガネラとしては、例えば、微小管、アクチンフィラメント、ミトコンドリア、小胞体などが挙げられる。また、細胞としては、筋線維細胞、軟骨細胞等の動物細胞、植物細胞、微生物、ウイルス等が挙げられる。なお、細胞が含まれる器官や組織も微小物体8として用いることができる。   Furthermore, examples of the biological material include organelles and cells. Examples of organelles include microtubules, actin filaments, mitochondria, and endoplasmic reticulum. Examples of the cells include animal cells such as muscle fiber cells and chondrocytes, plant cells, microorganisms, and viruses. Note that organs and tissues containing cells can also be used as the minute object 8.

なお、本明細書において生体由来材料は、生体から採取されたものに限定されず、生体から採取され人工的な改変が施されたものであっても、人工的に合成されたものであってもよく、生体を構成する分子及びその改変体を含んでいる。改変とは、例えば、蛍光色素などの色素を含む標識の結合や、ペプチド鎖に対する後述する光応答性成分の結合、ペプチド核酸などの2種以上の生体由来材料の結合等の各種の複合化が挙げられる。なお、微小物体8が光応答性成分を備えている場合には、配向制御した微小物体8に光照射することにより、微小物体8について別個の分子構造の異方的な変化や分子配列の異方性を付与することができる。この場合、微小物体8の光応答性と光応答性材料4の光応答性に対する照射光の波長に対する効率を異ならせる(例えば、吸収波長をずらすようにするなどして)ことにより、光固定された状態を保持したままでの異方性付与が可能となる。   In the present specification, the living body-derived material is not limited to those collected from the living body, and is artificially synthesized even if it is collected from the living body and artificially modified. In other words, it contains a molecule constituting a living body and a modified form thereof. Modifications include various combinations such as binding of a label containing a dye such as a fluorescent dye, binding of a photoresponsive component described later to a peptide chain, and binding of two or more biological materials such as peptide nucleic acids. Can be mentioned. In the case where the micro object 8 has a photoresponsive component, by irradiating light to the micro object 8 whose orientation is controlled, an anisotropic change of a separate molecular structure or a difference in molecular arrangement of the micro object 8 is caused. A directionality can be imparted. In this case, the light is fixed by changing the efficiency with respect to the wavelength of the irradiation light with respect to the photoresponsiveness of the minute object 8 and the photoresponsiveness of the photoresponsive material 4 (for example, by shifting the absorption wavelength). Anisotropy can be imparted while maintaining this state.

なお、その他、本発明における微小物体8に用いることのできる無機材料としては、少なくとも金属、金属酸化物、半導体、セラミックス、ガラスが挙げられ、有機材料としては、少なくともプラスチック及び生理活性を有する有機化合物が挙げられる。また、微小物体8には生物自体も用いることができ、生物としては、少なくとも各種の生物細胞及びその一部、組織及び生物体が挙げられる。さらに、複合材料としては、前記無機物、前記有機物(前記生体分子を含む)及び前記生物から選択される2種類以上を複合化した複合材料が挙げられる。なお、これらの各種材料としては、特開2003−329682号公報、特開2004−93996号公報及び特開2004−251801号公報に既に記載されているものを本発明においても使用することができる。   Other inorganic materials that can be used for the minute object 8 in the present invention include at least metals, metal oxides, semiconductors, ceramics, and glasses, and organic materials include at least plastics and organic compounds having physiological activity. Is mentioned. In addition, a living thing itself can be used as the minute object 8, and examples of the living thing include at least various kinds of living cells and parts thereof, tissues, and living organisms. Furthermore, examples of the composite material include composite materials in which two or more kinds selected from the inorganic substance, the organic substance (including the biomolecule), and the organism are combined. As these various materials, those already described in JP-A No. 2003-329682, JP-A No. 2004-93996 and JP-A No. 2004-251801 can also be used in the present invention.

(光応答性材料)
本発明の配向構造体2は、光により分子構造若しくは分子配列の異方的な変化を生じる光応答性成分を含有する光応答性材料4を備えている。光による分子構造若しくは分子配列が異方的に変化する現象としては、例えば、光異性化、フォトクロミズム、分子の光誘起配向、光重合等が挙げられる。また、こうした光応答性成分を含有する光応答性材料4は、光によるこうした異方的変化により結果として形状変形(以下、光変形ともいう。)を生じる材料であることが好ましい。光変形材料であるときには、光照射により分子構造や分子配列の異方的な変化のみならず、表面形状を変化させることができ、表面形状の異方性により微小物体8を配向制御することができるようになる。
(Photoresponsive material)
The alignment structure 2 of the present invention includes a photoresponsive material 4 containing a photoresponsive component that causes an anisotropic change in molecular structure or molecular arrangement by light. Examples of the phenomenon that the molecular structure or molecular arrangement is anisotropically changed by light include photoisomerization, photochromism, photoinduced orientation of molecules, photopolymerization, and the like. In addition, the photoresponsive material 4 containing such a photoresponsive component is preferably a material that undergoes shape deformation (hereinafter also referred to as light deformation) as a result of such anisotropic change due to light. When the material is a photo-deformable material, not only the anisotropic change of the molecular structure and molecular arrangement but also the surface shape can be changed by light irradiation, and the orientation of the micro object 8 can be controlled by the anisotropy of the surface shape. become able to.

こうした光応答性成分としては、例えば、公知の光異性化成分が挙げられる。光異性化成分としては、例えばトランス−シス光異性化を生じる成分、特に代表的にはアゾ基(−N=N−)を有する色素構造、なかでも、アゾベンゼンやその誘導体の構造を持つ成分が挙げられる。   Examples of such photoresponsive components include known photoisomerization components. As the photoisomerization component, for example, a component that causes trans-cis photoisomerization, particularly a dye structure having an azo group (—N═N—), particularly, a component having a structure of azobenzene or a derivative thereof is used. Can be mentioned.

光応答性材料4は、有機材料、無機材料、有機−無機複合材料等材料を問わないが、当該材料において光変形を生じさせる観点からは、可塑性を有する材料であることが好ましく、より好ましくは可塑性を有する高分子材料又は高分子材料を含む複合材料であることが好ましい。光応答性材料4は、光応答性材料4のマトリックスを構成する高分子材料の一部(主鎖、側鎖あるいは修飾基)として光応答性成分を含有することができる。この場合、高分子材料としては、特に限定しないで、ビニル系樹脂やポリウレタン等各種の高分子材料を用いることができるが、構成単位中にウレタン基,ウレア基,又はアミド基を含んだものが、更には高分子の主鎖中にフェニレン基のような環構造を備えたものが、耐熱性の点では好ましい。   The photoresponsive material 4 may be any material such as an organic material, an inorganic material, and an organic-inorganic composite material. From the viewpoint of causing photodeformation in the material, the photoresponsive material 4 is preferably a plastic material, more preferably. A polymer material having plasticity or a composite material containing a polymer material is preferable. The photoresponsive material 4 can contain a photoresponsive component as a part (main chain, side chain, or modifying group) of the polymer material constituting the matrix of the photoresponsive material 4. In this case, the polymer material is not particularly limited, and various polymer materials such as vinyl resin and polyurethane can be used, but those containing a urethane group, a urea group, or an amide group in the structural unit. Furthermore, those having a ring structure such as a phenylene group in the main chain of the polymer are preferable from the viewpoint of heat resistance.

光反応性成分を含む高分子材料として、実施例で述べるものの他、次の式(1)〜(6)に示すものが好ましく例示される。
Preferred examples of the polymer material containing the photoreactive component include those shown in the following formulas (1) to (6) in addition to those described in the examples.

その他、本発明において使用可能な光応答性材料としては、特開2003−329682号公報、特開2004−93996号公報及び特開2004−251801号公報に記載の担体や光固定化材料を用いることができる。また、本明細書には、特開2003−329682号公報、特開2004−93996号公報及び特開2004−251801号公報に記載されるすべての事項が引用により取り込まれるものとする。   In addition, as the photoresponsive material that can be used in the present invention, the carriers and light immobilization materials described in JP-A Nos. 2003-329682, 2004-93996, and 2004-251801 are used. Can do. Further, in this specification, all matters described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2003-329682, 2004-93996, and 2004-251801 are incorporated by reference.

光応答性材料4は、光応答性成分をマトリックスに添加物(ドーパント)として含有していてもよい。こうしたマトリックスとしては、上記した各種高分子材料が好ましく用いられる。なお、光応答性材料としては、この他、イオウ,セレン及びテルルのいずれかと、ゲルマニウム,ヒ素及びアンチモンのいずれかとが結合した構造を含みカルコゲナイトガラスと総称されるもの等の無機材料も使用できる。   The photoresponsive material 4 may contain a photoresponsive component in the matrix as an additive (dopant). As such a matrix, the above-described various polymer materials are preferably used. In addition, as the photoresponsive material, an inorganic material such as a chalcogenite glass that includes a structure in which any one of sulfur, selenium, and tellurium and any of germanium, arsenic, and antimony are combined is also used. it can.

光応答性材料4の三次元形態は特に限定しない。フィルム状体、シート状体の他、球形、不定形、針状、棒状、薄片状等の各種の粒子形態を取ることもできる。さらに、光応答性材料4は、適当な支持体に対して固定されていてもよい。   The three-dimensional form of the photoresponsive material 4 is not particularly limited. In addition to a film-like body and a sheet-like body, various particle forms such as a spherical shape, an indeterminate shape, a needle shape, a rod shape, and a flake shape can be taken. Furthermore, the photoresponsive material 4 may be fixed to a suitable support.

(テンプレート)
光応答性材料4上には微小物体8を配向制御するテンプレート6を有している。テンプレート6は、それ自体で微小物体8の配向制御を可能にするが、微小物体8が自己集合又は自己組織化するものである場合には、これを補足することもできる。テンプレート6は、微小物体8を配向制御するために、光応答性材料4の表層側において異方的な分子配列を有することができる。異方的な分子配列とは、光応答性成分あるいはそれを一部に有する材料が、一定の向きを持って一定の並び方で配列された状態が挙げられる。なお、異方的な分子配列には、光応答性成分のトランス−シス光異性化による異方的な分子構造そのものも包含する。こうした異方的な分子配列は、配向しようとする微小物体8の全体あるいは一部と相互作用可能にその全体又は一部の分子配列に対応され又は近似されている。なかでも、微小物体8の全体あるいは一部の異方的な分子配列に基づいて形成されていることが好ましい。
(template)
A template 6 for controlling the orientation of the minute object 8 is provided on the photoresponsive material 4. The template 6 itself enables the orientation control of the minute object 8, but it can be supplemented when the minute object 8 is self-assembled or self-organized. The template 6 can have an anisotropic molecular arrangement on the surface layer side of the photoresponsive material 4 in order to control the orientation of the micro object 8. The anisotropic molecular arrangement includes a state in which photoresponsive components or materials having a part thereof are arranged in a certain arrangement with a certain direction. The anisotropic molecular arrangement includes an anisotropic molecular structure itself by trans-cis photoisomerization of the photoresponsive component. Such an anisotropic molecular arrangement corresponds to or approximates the whole or a part of the molecular arrangement so that it can interact with the whole or a part of the micro object 8 to be oriented. Especially, it is preferable to form based on the anisotropic molecular arrangement | sequence of the whole or some micro object 8.

また、テンプレート6は、微小物体8の配向制御のために、異方的分子配列とともに又は異方的な分子配列とは別個に異方的な表面形状を有することができる。こうした異方的表面形状は、配向しようとする微小物体8の全体あるいは一部と相互作用可能にその全体又は一部の表面形状に対応され又は近似されている。テンプレート6における異方的な表面形状は、凹部や凸部等の三次元形態であって異方性がある限り、どのような形態であってもよい。たとえば、異方的表面形状は光応答性材料4の表面における三次元形状の深さや高さと表面におけるパターン等の組み合わせによって構成される。具体的には、平面状の光応答性材料4の凹部又は凸部であって、面内方向に伸びる細長いライン状等のパターン(平面形態)を有するものが挙げられる。こうしたものの典型例は、グレーティング構造などの規則的な凹凸構造である。また、断面構造に異方性を有する凸部や凹部が挙げられる。   Further, the template 6 can have an anisotropic surface shape together with the anisotropic molecular arrangement or separately from the anisotropic molecular arrangement for controlling the orientation of the micro object 8. Such an anisotropic surface shape corresponds to or approximates the whole or a part of the surface shape so as to be able to interact with the whole or a part of the micro object 8 to be oriented. The anisotropic surface shape in the template 6 may be any shape as long as it is a three-dimensional shape such as a concave portion or a convex portion and has anisotropy. For example, the anisotropic surface shape is configured by a combination of the depth and height of the three-dimensional shape on the surface of the photoresponsive material 4 and the pattern on the surface. Specifically, a concave or convex portion of the planar photoresponsive material 4 having a pattern (planar form) such as an elongated line extending in the in-plane direction can be mentioned. A typical example of these is a regular uneven structure such as a grating structure. Moreover, the convex part and recessed part which have anisotropy in a cross-sectional structure are mentioned.

なお、テンプレート6が後述するような光照射によって形成されるものであっても、テンプレート6が形成されている領域は、光が照射領域された領域内に限定されない。異方的な分子配列や表面形状は、光照射の結果、当該光照射された領域以外の光非照射領域(例えば、光照射領域に隣接する外周部などの光照射領域の周囲や光照射領域によって囲まれた非照射領域)に形成されることもある。   Even if the template 6 is formed by light irradiation as described later, the region where the template 6 is formed is not limited to the region where the light is irradiated. As a result of light irradiation, anisotropic molecular arrangements and surface shapes are not irradiated with light other than the light-irradiated region (for example, the periphery of the light irradiated region such as the outer periphery adjacent to the light irradiated region or the light irradiated region. May be formed in a non-irradiated region surrounded by.

光応答性材料4は、2種類以上の微小物体8に対する2以上のテンプレート6を有していてもよい。こうすることで、2種類以上の微小物体8を配向制御できる。ある種の微小物体8のためのテンプレート6は、分子配列や表面形状において他の種類の微小物体8のためのテンプレート6と異なっている。さらに、テンプレート6は、光応答性材料4上において適当なパターンを有することができる。また、部分的に光応答性成分の機能が欠損されるか光応答性材料4が欠損されるなどにより光応答性を有しない領域を有していてもよい。   The photoresponsive material 4 may have two or more templates 6 for two or more kinds of minute objects 8. By doing so, it is possible to control the orientation of two or more kinds of minute objects 8. The template 6 for a certain kind of minute object 8 is different from the template 6 for another kind of minute object 8 in molecular arrangement and surface shape. Further, the template 6 can have a suitable pattern on the photoresponsive material 4. Moreover, you may have the area | region which does not have photoresponsiveness, for example, the function of the photoresponsive component is partially lost, or the photoresponsive material 4 is lost.

(微小物体の配向制御)
本発明の配向構造体2においては、微小物体8は、光応答性材料4の表面に形成したテンプレート6上に配向制御されて固定されている。すなわち、微小物体8は、テンプレート6の有する異方的な分子配列に基づいて配向制御されていてもよく、異方的な表面形状に基づいて配向制御されていてもよく、これらの双方に基づいて配向制御されていてもよい。
(Orientation control of minute objects)
In the alignment structure 2 of the present invention, the micro object 8 is fixed on the template 6 formed on the surface of the photoresponsive material 4 under controlled orientation. That is, the orientation of the micro object 8 may be controlled based on the anisotropic molecular arrangement of the template 6 or may be controlled based on the anisotropic surface shape. Orientation may be controlled.

微小物体8がテンプレート6の異方的分子配列に基づいて固定されている状態としては、微小物体8の全体あるいはその一部が光応答性材料4の表層側の異方的な分子配列に沿って固定されている状態が挙げられる。例えば、光応答性成分が一軸性成分であって所定の方向に沿って配向されている場合には、微小物体8もその軸方向に沿って配向されている場合が挙げられる。なお、異方的な分子配列に沿ってというときには、異方的な分子配列と同方向に配向される場合のほか、異方的な分子配列に対してある範囲の角度をもちつつ配向される場合も含まれる。   As a state in which the micro object 8 is fixed based on the anisotropic molecular arrangement of the template 6, the entire micro object 8 or a part of the micro object 8 follows the anisotropic molecular arrangement on the surface layer side of the photoresponsive material 4. The state is fixed. For example, when the photoresponsive component is a uniaxial component and oriented along a predetermined direction, the micro object 8 may be oriented along the axial direction. When it is along an anisotropic molecular arrangement, it is oriented with a certain range of angles with respect to the anisotropic molecular arrangement, in addition to being oriented in the same direction as the anisotropic molecular arrangement. Cases are also included.

また、微小物体8が異方的な表面形状に基づいて固定されている状態としては、微小物体8の全体又はその一部が、光応答性材料4の異方的な表面形状に沿って固定されている状態が挙げられる。例えば、グレーティング構造中に形成された凹部あるいは凸部の伸びる方向に沿って線状あるいは長軸状の微小物体8が配向されている場合が挙げられる。また、微小物体8の全体又は一部が、異方的な凹部(又は凸部)形態を有する凹部(又は凸部)の深さ方向(又は高さ方向)に沿って配向されている場合が挙げられる。なお、異方的な表面形状に沿ってというときには、異方的な形状と同方向に配向される場合の他、異方的な表面形状に対してある範囲の角度をもちつつ配向される場合も含まれる。   Further, as a state in which the minute object 8 is fixed based on the anisotropic surface shape, the whole minute object 8 or a part thereof is fixed along the anisotropic surface shape of the photoresponsive material 4. The state being done is mentioned. For example, there is a case where the linear or long-axis minute object 8 is oriented along the extending direction of the concave portion or convex portion formed in the grating structure. In addition, the whole or a part of the minute object 8 may be oriented along the depth direction (or height direction) of the concave portion (or convex portion) having an anisotropic concave portion (or convex portion) form. Can be mentioned. When it is along an anisotropic surface shape, it is oriented in the same direction as the anisotropic shape, or in a range of angles with respect to the anisotropic surface shape. Is also included.

微小物体8はテンプレート6上に配向制御され固定されるが、テンプレート6が光照射領域内に形成されている場合には、微小物体8は光照射領域内に固定されることとなり、テンプレート6が光照射領域外に形成されている場合には、微小物体8は光非照射領域に固定されることになる。   The minute object 8 is fixed and controlled on the template 6, but when the template 6 is formed in the light irradiation region, the minute object 8 is fixed in the light irradiation region. When formed outside the light irradiation region, the minute object 8 is fixed in the light non-irradiation region.

テンプレート6上に配向された微小物体8は、テンプレート6との相互作用によって固定されているが、微小物体8は、好ましくは、光応答性材料4の表面に光照射により固定(光固定化)されている。光固定化されていることで、洗浄やその他の処理を施しても安定的にかつ配向状態を維持したまま保持される。なお、光固定化とは、光応答性材料4の表面に配した微小物体8に光照射して光応答性材料4の表面において光異性化ないしは光変形を生じさせて固定することをいう。光固定化については、特開2003−329682号公報、特開2004−93996号公報及び特開2004−251801号公報において本出願人が開示しており、これらの方法を本発明における光固定化についても適用することができる。   Although the micro object 8 oriented on the template 6 is fixed by the interaction with the template 6, the micro object 8 is preferably fixed to the surface of the photoresponsive material 4 by light irradiation (light fixation). Has been. By being light-fixed, even if washing and other treatments are performed, it is stably maintained while maintaining the alignment state. The light immobilization means that the minute object 8 disposed on the surface of the photoresponsive material 4 is irradiated with light to cause photoisomerization or photodeformation on the surface of the photoresponsive material 4 to be fixed. The light immobilization is disclosed by the present applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-329682, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-93996, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-251801. Can also be applied.

なお、微小物体8が配向箇所において光固定されている場合、当該光固定箇所では、微小物体8の配向制御のための異方的な分子配列及び/又は表面形状が付与されているとともに、微小物体8の光固定のための分子配列及び/又は表面形状とが付与されていることになる。光固定箇所では、通常、微小物体8によって光応答性材料4の表面に微小物体8の大きさ、照射光の偏光性等によって特有の光誘起分子配向や光変形等が誘起されていることが多い。したがって、本配向体2における光固定箇所でも、テンプレート6の異方的構造が光固定により修飾あるいは改変されている場合が多い。修飾や改変部位の分子配列や表面形状は、配向された微小物体8の全体又は一部の異方的分子配列や異方的表面形状に適合したものとなっていると考えられる。なお、結果として、テンプレート6として形成された異方的分子配列及び/又は異方的な表面形状がそのまま維持されている場合もある。   In addition, when the micro object 8 is light-fixed at the orientation location, the light-fixed location is provided with an anisotropic molecular arrangement and / or surface shape for controlling the orientation of the micro object 8, and The molecular arrangement and / or the surface shape for light fixation of the object 8 is given. In the light fixing part, it is usually that a specific light-induced molecular orientation, light deformation, or the like is induced on the surface of the photoresponsive material 4 by the size of the minute object 8, the polarization property of the irradiation light, and the like. Many. Therefore, the anisotropic structure of the template 6 is often modified or modified by light fixation even at the light fixed location in the oriented body 2. It is considered that the molecular arrangement and surface shape of the modification or modification site are adapted to the anisotropic molecular arrangement or anisotropic surface shape of the whole or part of the oriented micro object 8. As a result, the anisotropic molecular arrangement and / or the anisotropic surface shape formed as the template 6 may be maintained as they are.

以上説明した配向構造体2によれば、微小物体8が光応答性材料4の表面に光照射等により形成した異方的な分子配列及び/又は異方的な表面形状に基づいて配向されている。このため、微小物体8が所望の向きや並びに制御されて配列された配向構造体2となっている。さらに、微小物体8が光照射により当該配向部位に固定されている場合には、配向制御して配列された微小物体8を、そのまま状態を維持して固定されたものとなっている。   According to the alignment structure 2 described above, the micro object 8 is aligned based on the anisotropic molecular arrangement and / or the anisotropic surface shape formed on the surface of the photoresponsive material 4 by light irradiation or the like. Yes. For this reason, the micro object 8 is the orientation structure 2 in which the desired orientation and the arrangement are controlled. Further, when the minute object 8 is fixed to the alignment site by light irradiation, the minute objects 8 arranged by controlling the alignment are fixed while maintaining the state as they are.

こうした配向構造体2によれば、微小物体8が所望の向きや並び方で配向され固定されているため、微小物体8の機能を効率的に発揮させることができるようになる。また、微小物体8がある種の反応を媒介する場合には、高効率な反応を実現することができる。さらに、複数個及び/又は複数種類の微小物体8が所定の向き及び並び方で配列されて組織化されている場合には、微小物体8による反応を集約的に実現したり、連続的な反応をより高効率で実現したりできるようになっている。さらに、こうした配向構造体2上では、微小物体8について生体機能を模倣した組織化が可能であるため、生体機能模倣デバイスに適した構造体2となっている。   According to such an alignment structure 2, since the micro objects 8 are aligned and fixed in a desired direction and arrangement, the functions of the micro objects 8 can be efficiently exhibited. In addition, when the micro object 8 mediates a certain kind of reaction, a highly efficient reaction can be realized. Further, when a plurality of and / or a plurality of types of minute objects 8 are arranged and organized in a predetermined direction and arrangement, reactions by the minute objects 8 are realized intensively, or continuous reactions are performed. It can be realized with higher efficiency. Further, on the orientation structure 2, since the minute object 8 can be organized by imitating a biological function, the structure 2 is suitable for a biological function imitation device.

以上のことから、本発明の配向構造体2は、単独又は複数個(複数種類も含む)の微小物体8を組み合わせて得られる機能に基づく各種デバイスに好ましく用いることができる。例えば、微小物体8としてタンパク質を用いる場合には、診断、研究用、治療用のバイオチップ、バイオ燃料電池、バイオセンサー、バイオモーター、バイオリアクター、マイクロマシン等のデバイスに用いることができる。これらの各種デバイスには、生体機能模倣デバイスが含まれる。   From the above, the alignment structure 2 of the present invention can be preferably used for various devices based on functions obtained by combining single or plural (including plural types) micro objects 8. For example, when protein is used as the minute object 8, it can be used for devices such as biochips, biofuel cells, biosensors, biomotors, bioreactors, and micromachines for diagnosis, research, and treatment. These various devices include biological function mimicking devices.

(配向構造体の製造方法)
次に、配向構造体2の作製方法について説明する。本発明の配向構造体の作製方法は、表層側に微小物体8を配向制御するための所定のテンプレートを有する光応答性材料4に微小物体8を供給する供給工程と、光応答性材料4に供給された微小物体8と光応答性材料4との間の相互作用を生じさせて前記所定のテンプレートに基づいて微小物体8を光応答性材料4の表面に配向する配向工程とを備えている。
(Method for producing alignment structure)
Next, a method for producing the alignment structure 2 will be described. The alignment structure manufacturing method of the present invention includes a supplying step of supplying the micro-object 8 to the photo-responsive material 4 having a predetermined template for controlling the orientation of the micro-object 8 on the surface layer side; An alignment step of causing the interaction between the supplied micro object 8 and the photoresponsive material 4 to align the micro object 8 on the surface of the photoresponsive material 4 based on the predetermined template. .

(テンプレート形成工程)
配向構造体2を作製するには、予め、微小物体8を配向制御するためのテンプレート6を持った光応答性材料4を準備する。テンプレート6における異方的配列や異方的形状は、電圧の付与、光照射、熱などを付与して形成することができるが、テンプレート形成の自由度や配向制御の観点等から光照射により形成することが好ましい。
(Template formation process)
In order to produce the alignment structure 2, a photoresponsive material 4 having a template 6 for controlling the alignment of the minute object 8 is prepared in advance. The anisotropic arrangement and the anisotropic shape in the template 6 can be formed by applying voltage, light irradiation, heat, etc., but are formed by light irradiation from the viewpoint of freedom of template formation and orientation control. It is preferable to do.

光照射によりテンプレート6を形成するには、光応答性材料6の表面の所望の領域に光照射する。光照射は特に限定しないで、各種の伝搬光、近接場光又はエバネッセント光などの任意の光が担体4の表面6又はその近傍に到達するように照射すればよい。光照射に用いる光の波長は、光応答性材料4の種類等や得ようとする異方的構造にもよるが、光応答性材料4の吸収極大近傍の波長であることが好ましい。   In order to form the template 6 by light irradiation, a desired region on the surface of the photoresponsive material 6 is irradiated with light. Light irradiation is not particularly limited, and any light such as various propagation light, near-field light, or evanescent light may be irradiated so as to reach the surface 6 of the carrier 4 or the vicinity thereof. The wavelength of light used for the light irradiation is preferably a wavelength in the vicinity of the absorption maximum of the photoresponsive material 4 although it depends on the type of the photoresponsive material 4 and the anisotropic structure to be obtained.

照射する光の偏光性、波長、光強度、入射角、照射方向等を変化させることによって、異方的な分子配列や異方的表面形状を種々に異ならせることができる。なかでも、偏光方向が制御された光を用いることが好ましい。光応答性材料4に偏光方向が制御された光が照射されると偏光方向に垂直方向に光応答性成分が配向され、表面形状にも異方形状が付与されることになる。特に、直線方向に偏光制御された光を用いることで異方的な分子配列を容易に形成できる。また、レーザー光を用いることで精度の高いテンプレートを形成することができる。一方、偏光方向が制御されていない円偏光を用いることで、異方的な分子配列の形成を抑制して異方的な表面形状を形成できる。また、円偏光を用いると既に形成された異方的な分子配列を緩和ないし解消する等の修飾が可能である。さらに、テンプレート6の形成には、干渉光を用いることができる。干渉光を用いることで光応答性材料4に照射する光強度を異ならせて容易に各種パターンを形成することができる。   By changing the polarization property, wavelength, light intensity, incident angle, irradiation direction, etc. of the irradiated light, the anisotropic molecular arrangement and the anisotropic surface shape can be varied. Among these, it is preferable to use light whose polarization direction is controlled. When light whose polarization direction is controlled is irradiated onto the photoresponsive material 4, the photoresponsive component is oriented in a direction perpendicular to the polarization direction, and an anisotropic shape is imparted to the surface shape. In particular, an anisotropic molecular arrangement can be easily formed by using light whose polarization is controlled in a linear direction. Further, a highly accurate template can be formed by using laser light. On the other hand, by using circularly polarized light whose polarization direction is not controlled, formation of an anisotropic molecular arrangement can be suppressed and an anisotropic surface shape can be formed. Further, when circularly polarized light is used, modification such as relaxation or elimination of the anisotropic molecular arrangement that has already been formed is possible. Further, interference light can be used to form the template 6. By using the interference light, it is possible to easily form various patterns by changing the light intensity applied to the photoresponsive material 4.

偏光方向が制御された光や干渉光の光応答性材料4に対する入射角や照射方向を変化させることで光応答性材料4の表面に、例えばグレーティング構造等の各種の異方的な分子配列や表面形状のパターンを容易に形成することができる。   For example, various anisotropic molecular arrangements such as a grating structure are formed on the surface of the photoresponsive material 4 by changing the incident angle and the irradiation direction of the light whose polarization direction is controlled and interference light with respect to the photoresponsive material 4. A surface-shaped pattern can be easily formed.

テンプレート6をパターニングすることもできる。パターニングは、光応答性材料4の表層側の全体又は一部の領域を公知のフォトマスクや描画法を用いてに選択的に光照射することによっても可能である。また、光応答性材料4において部分的に光応答性成分を含有しない領域を予め備えておくか、あるいは、テンプレート形成時あるいはその前後に、選択的な光照射等によって、光応答性材料4に含まれる光応答性成分を分解等して光応答性機能を低下もしくは消失させるか、光応答性成分を除去するなどすることができる。   The template 6 can also be patterned. Patterning can also be performed by selectively irradiating the entire surface or part of the surface of the photoresponsive material 4 using a known photomask or drawing method. In addition, the photoresponsive material 4 may be provided with a region that does not partially contain a photoresponsive component in advance, or may be formed on the photoresponsive material 4 by selective light irradiation or the like during or before template formation. The photoresponsive component contained therein can be decomposed to reduce or eliminate the photoresponsive function, or the photoresponsive component can be removed.

(微小物体の供給工程)
次に、テンプレート6を形成した光応答性材料4に微小物体8を供給する。微小物体8を光応答性材料4の表面に供給する方法は特に限定しないが、液状の媒体を介して適用することが好ましい。液状の媒体は、テンプレート6との相互作用を高めるようなものを選択することができる。例えば、液状媒体のpH、電解質濃度、極性などを調整することにより相互作用を高めることができる。液状の媒体としては、水、水と相溶性のある有機溶媒である水性溶媒、非水性溶媒を単独であるいは組み合わせるなどして、光応答性材料4及び微小物体8の種類に応じて適切なものを選択することができる。また、光応答性材料4と微小物体8との相互作用を高めるための上記した液性を付与するのに必要な成分を添加することもできる。
(Micro object supply process)
Next, the micro object 8 is supplied to the photoresponsive material 4 on which the template 6 is formed. A method for supplying the minute object 8 to the surface of the photoresponsive material 4 is not particularly limited, but it is preferable to apply the method via a liquid medium. As the liquid medium, a medium that enhances the interaction with the template 6 can be selected. For example, the interaction can be enhanced by adjusting the pH, electrolyte concentration, polarity, etc. of the liquid medium. As a liquid medium, water, an aqueous solvent that is an organic solvent compatible with water, or a non-aqueous solvent may be used singly or in combination, depending on the type of the photoresponsive material 4 and the minute object 8. Can be selected. In addition, a component necessary for imparting the above-described liquid property for enhancing the interaction between the photoresponsive material 4 and the minute object 8 may be added.

(微小物体の配向工程)
微小物体8をテンプレート6上に配向制御して配列させるには、微小物体8とテンプレート6とを相互作用させる。微小物体8をテンプレート6に供給することで両者の相互作用は可能となっている。微小物体8とテンプレート6との相互作用は、ファンデルワールス力、双極子モーメント、疎水性相互作用、静電的相互作用、水素結合等が挙げられる。両者を効果的に相互作用させるには、適切な液状媒体を選択するほか、必要に応じて、熱などの熱力学的パラメーターを付与したり変化させたりすることもできる。微小物体8とテンプレート6との相互作用は、必要に応じて時間をかけて行う。特に限定しないが、例えば、数秒から数十分以上とすることができる。
(Micro object orientation process)
In order to arrange the minute objects 8 on the template 6 with the orientation controlled, the minute objects 8 and the template 6 are caused to interact with each other. By supplying the minute object 8 to the template 6, the interaction between the two is possible. Examples of the interaction between the minute object 8 and the template 6 include van der Waals force, dipole moment, hydrophobic interaction, electrostatic interaction, hydrogen bond, and the like. In order to allow the two to interact effectively, an appropriate liquid medium can be selected, and thermodynamic parameters such as heat can be applied or changed as necessary. The interaction between the minute object 8 and the template 6 is performed over time as necessary. Although not particularly limited, for example, it may be several seconds to several tens of minutes or more.

(微小物体の固定工程)
テンプレート6上で配向制御して配列させた微小物体8は相互作用に基づいて光応答性材料4に配置され固定されている。したがって、配向工程を完了すれば、光応答性材料4と微小物体8とは配向構造体2を構成しているといえる。こうした状態であっても利用可能な用途はあるが、光応答性材料4の表面に洗浄等の処理や加工を施す程度に微小物体8を強固に固定することが好ましい。微小物体8が配向制御された状態を維持して強固に固定するには、光照射により微小物体8を配向箇所に固定することができる。
(Fixing process of minute objects)
The micro objects 8 arranged with the orientation controlled on the template 6 are arranged and fixed on the photoresponsive material 4 based on the interaction. Therefore, if the alignment process is completed, it can be said that the photoresponsive material 4 and the minute object 8 constitute the alignment structure 2. Although there are uses that can be used even in such a state, it is preferable to firmly fix the micro object 8 to such an extent that the surface of the photoresponsive material 4 is subjected to a treatment or processing such as cleaning. In order to maintain and firmly fix the micro object 8 in a state in which the orientation is controlled, the micro object 8 can be fixed to the orientation site by light irradiation.

光照射による固定工程は、配向工程後に行うことができる。微小物体8とテンプレート6との間で十分な相互作用を生じさせた後に光照射することで、効率的にかつ配向制御された状態を良好に維持して微小物体8を光固定できる。なお、配向のために要する実質的な時間を要しない場合もあり、また、光照射を行いながら配向し固定させることもできる。したがって、配向工程と同時に光固定工程を実施してもよい。本発明方法では、微小物体8と光応答性材料4のテンプレート6との間には、分子配列及び/又は表面形状において予め親和性を有しているといえるので、配向工程において光照射しても配向制御した状態での固定が可能である。   The fixing step by light irradiation can be performed after the alignment step. By irradiating light after causing a sufficient interaction between the minute object 8 and the template 6, the minute object 8 can be light-fixed while maintaining an efficient and well-controlled state. In some cases, the substantial time required for alignment may not be required, and alignment and fixation may be performed while performing light irradiation. Therefore, you may implement a light fixing process simultaneously with an orientation process. In the method of the present invention, it can be said that there is an affinity in advance between the minute object 8 and the template 6 of the photoresponsive material 4 in the molecular arrangement and / or the surface shape. Can also be fixed in a state in which the orientation is controlled.

光固定のための光照射の方法は特に限定しない。各種の伝搬光、近接場光又はエバネッセント光などの任意の光が微小物体8の存在する光応答性材料4の表面又はその近傍に到達するように照射すればよい。また、光固定は、テンプレート6上に微小物体8を含有する液状媒体が存在している状態で行うことができる。微小物体8は、テンプレート6との相互作用によりテンプレート6上に配置されるため、液状媒体中でも良好に光固定できる。さらに、光照射は公知の手法を用いてテンプレート6上の一部に対して選択的に行うこともできる。なお、光固定のための光照射については、特開2003−329682号公報、特開2004−93996号公報及び特開2004−251801号公報に既に記載される照射光や光照射方法を採用することができる。   The light irradiation method for fixing the light is not particularly limited. What is necessary is just to irradiate so that arbitrary lights, such as various propagation light, near field light, or evanescent light, may arrive at the surface of the photoresponsive material 4 in which the micro object 8 exists, or its vicinity. The light fixation can be performed in a state where a liquid medium containing the minute object 8 exists on the template 6. Since the minute object 8 is arranged on the template 6 by the interaction with the template 6, it can be fixed with light even in a liquid medium. Furthermore, the light irradiation can be selectively performed on a part of the template 6 using a known method. In addition, about the light irradiation for light fixation, employ | adopt the irradiation light and the light irradiation method already described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-329682, Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-93996, and Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-251801. Can do.

テンプレート6上の微小物体8に光照射することで、配向制御して配列させた微小物体8を光固定できる。したがって、所望の状態に配向制御した微小物体8をテンプレート上に得ることができ、微小物体8を所望の配列状態で組織化することが可能となる。また、光固定によれば、可視光の照射によっても固定が可能であるので生体分子などへの障害を抑制又は回避した固定が可能である。このため、配向制御される微小物体8が生体分子などの機能的分子の場合には、良好な活性を有する生体分子を機能的に組織化することができるようになる。   By irradiating the minute object 8 on the template 6 with light, the minute object 8 arranged by controlling the orientation can be fixed with light. Therefore, the micro object 8 whose orientation is controlled to a desired state can be obtained on the template, and the micro objects 8 can be organized in a desired arrangement state. In addition, since light fixation can be performed by irradiation with visible light, it is possible to perform fixation while suppressing or avoiding damage to biomolecules. For this reason, when the micro object 8 whose orientation is controlled is a functional molecule such as a biomolecule, a biomolecule having good activity can be functionally organized.

(洗浄工程)
微小物体8を光固定した後は、光応答性材料4のテンプレート6の洗浄工程を実施することができる。洗浄工程を実施した配向構造体2は、そのままあるいはさらなる加工や修飾を施すことにより各種用途のデバイスとして用いることができるようになる。
(Washing process)
After the micro object 8 is light-fixed, the cleaning process of the template 6 of the photoresponsive material 4 can be performed. The alignment structure 2 that has been subjected to the cleaning step can be used as a device for various applications as it is or by further processing or modification.

以上説明したように、本発明の配向構造体の作製方法によれば、微小物体8を配向制御して配列固定した配向構造体2を得ることができる。特に、光照射によるテンプレート形成及び光固定とを用いることで容易にかつ高度に配向制御した配向構造体2を得ることができる。   As described above, according to the method for producing an alignment structure of the present invention, it is possible to obtain an alignment structure 2 in which the minute objects 8 are aligned and fixed. In particular, the alignment structure 2 can be easily and highly controlled in orientation by using template formation and light fixation by light irradiation.

以下、本発明を、具体例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with specific examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(試料の調製)
光応答性材料として、以下の式(7)で表される、アゾ色素を有するウレタン系アゾポリマー(重量平均分子量9000、数平均分子量5600)を用いた。本ポリマーをピリジンに所定量溶解し、スピンコーターにてガラス基板上に所定回転数でコーティングを行いフィルム化した。ガラス基板としては、剥離防止用MASコートスライドガラス(松浪ガラス製:表面が高密度アミノ基で覆われている)を用いた。アゾポリマーをスピンコートしたガラス基板は、真空下、室温で一晩、130℃で1時間乾燥して、以下の試験に供した。なお、膜厚は約0.2μmであった。
(Sample preparation)
As the photoresponsive material, a urethane azo polymer (weight average molecular weight 9000, number average molecular weight 5600) having an azo dye represented by the following formula (7) was used. A predetermined amount of this polymer was dissolved in pyridine, and a glass substrate was coated with a spin coater at a predetermined rotation speed to form a film. As the glass substrate, an MAS-coated slide glass for preventing peeling (made by Matsunami Glass: the surface is covered with a high-density amino group) was used. The glass substrate on which the azo polymer was spin-coated was dried at 130 ° C. for 1 hour under vacuum at room temperature overnight and subjected to the following test. The film thickness was about 0.2 μm.

(レーザー照射によるテンプレート形成)
干渉光学系にて試料表面に2光束干渉露光を行った。光源には、水冷CWのArレーザー(LEXEL社製)を用い、波長488nmのレーザー光(光強度20mW/cm)を照射した。レーザー光は無偏光ビームスプリッタで2分割した後、所定の入射角(45°)でアゾポリマー表面上に入射し、干渉露光した。
(Template formation by laser irradiation)
Two-beam interference exposure was performed on the sample surface with an interference optical system. As a light source, a water-cooled CW Ar laser (manufactured by LEXEL) was used, and laser light having a wavelength of 488 nm (light intensity 20 mW / cm 2 ) was irradiated. The laser beam was divided into two by a non-polarizing beam splitter, and then incident on the azo polymer surface at a predetermined incident angle (45 °), and subjected to interference exposure.

表面変形したフィルム表面をコンタクトモードAFM(Digital Instrument社製、Nano Scpoe E)で観察を行い、その断面像から変形構造の深さについて評価した。得られたAFM像を図2に示す。図2に示すように、アゾポリマーフィルム表面は変形し、345nmピッチのグレーティング構造が得られた。吸収の異方性を評価したところ、照射した直線偏光に対して平行な方向と垂直な方向とで異なる吸収性を示す吸収異方性が確認された。   The surface of the deformed film was observed with a contact mode AFM (manufactured by Digital Instrument, Nano Scpoe E), and the depth of the deformed structure was evaluated from the cross-sectional image. The obtained AFM image is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the surface of the azo polymer film was deformed, and a grating structure with a pitch of 345 nm was obtained. When the anisotropy of the absorption was evaluated, the absorption anisotropy showing different absorptivity in the direction parallel to the direction perpendicular to the irradiated linearly polarized light was confirmed.

また、光照射前のフィルムに対して直線偏光を照射しながら、偏光吸収係数の経時変化を測定したところ、図3に示す結果が得られ、吸収異方性の発現は光誘起分子配向によるアゾ色素の分子配向によるものであることが確認された。また、アゾ色素は、偏光方向に垂直方向に配向されるため、本実施例における偏光方向によれば、図2に示すテンプレートにおいては、溝方向に沿ってアゾ色素が配向されているものと考えられる。   Further, when the change in polarization absorption coefficient with time was measured while irradiating the film before light irradiation with linearly polarized light, the result shown in FIG. 3 was obtained. It was confirmed that it was due to the molecular orientation of the dye. Further, since the azo dye is oriented in a direction perpendicular to the polarization direction, according to the polarization direction in this example, it is considered that the azo dye is oriented along the groove direction in the template shown in FIG. It is done.

(タバコモザイクウイルスの配向)
タバコモザイクウイルスのリン酸緩衝液を試料表面に滴下し、しばらく放置後、LEDをアレイ状に並べた光照射装置を用いて試料表面全体に光照射(波長465nm、光強度約10mW/cm)して光固定を行った。光固定後、直ちにリン酸緩衝液で洗浄を30分程度行い、試料を乾燥させて表面の形状観察をタッピングモードAFMで行った。得られた表面の状態を図4に示す。図4に示すように、タバコモザイクウイルスが溝の方向に沿って並んでいるのが観察された。
(Orientation of tobacco mosaic virus)
A phosphate buffer solution of tobacco mosaic virus is dropped onto the sample surface, and after standing for a while, the entire sample surface is irradiated with light using a light irradiation device in which LEDs are arranged in an array (wavelength: 465 nm, light intensity: about 10 mW / cm 2 ) Then, light fixation was performed. Immediately after the light fixation, washing with a phosphate buffer was performed for about 30 minutes, the sample was dried, and the surface shape was observed in a tapping mode AFM. The state of the obtained surface is shown in FIG. As shown in FIG. 4, it was observed that tobacco mosaic viruses were lined up along the direction of the groove.

以上のことから、本発明によれば、光応答性材料上の異方的な分子配列及び/又は表面形状に基づいて微小物体を配向制御し固定することが確認された。   From the above, according to the present invention, it was confirmed that the micro object is oriented and fixed based on the anisotropic molecular arrangement and / or the surface shape on the photoresponsive material.

配向構造体の一例を示す概念図。The conceptual diagram which shows an example of an orientation structure. 実施例における配向構造体のテンプレートを示す図。The figure which shows the template of the orientation structure in an Example. 光照射によりテンプレートに分子配向が誘起されることを示す吸収異方性の経時変化のグラフ図。The graph figure of the time-dependent change of absorption anisotropy which shows that molecular orientation is induced in a template by light irradiation. タバコモザイクウイルスが固定された配向構造体の表面観察図。The surface observation figure of the oriented structure to which the tobacco mosaic virus was fixed.

符号の説明Explanation of symbols

2 配向構造体、4 光応答性材料、6 テンプレート、8 微小物体。   2 orientation structure, 4 photoresponsive material, 6 template, 8 micro object.

Claims (17)

配向構造体であって、
光により分子構造又は分子配列の異方的な変化を生じる光応答性成分を含有する光応答性材料と、
以下の(a)及び/又は(b);
(a)前記応答性材料の表層側の異方的な分子配列、
(b)前記光応答性材料の異方的な表面形状、
に基づいて前記光応答性材料の表面に固定される微小物体と、をえ、
前記微小物体は、タンパク質、核酸、オルガネラ及び細胞から選択される1種又は2種を含有する生体由来材料であり、
前記光応答性成分は、アゾベンゼン基を有する化合物であり、前記光応答性材料は高分子材料であり、
前記(a)及び/又は(b)は光照射によって、該光照射された領域外に形成され、前記微小物体は該光照射された領域外にある前記(a)及び/又は(b)に基づいて固定されている、構造体。
An alignment structure,
A photoresponsive material containing a photoresponsive component that causes an anisotropic change in molecular structure or molecular arrangement by light; and
The following (a) and / or (b);
(A) An anisotropic molecular arrangement on the surface layer side of the responsive material,
(B) an anisotropic surface shape of the photoresponsive material;
Bei give a, a minute object that is fixed to the surface of the photoresponsive material based on,
The micro object is a biological material containing one or two selected from proteins, nucleic acids, organelles and cells,
The photoresponsive component is a compound having an azobenzene group, the photoresponsive material is a polymer material,
The (a) and / or (b) is formed outside the light-irradiated region by light irradiation, and the micro object is in the (a) and / or (b) outside the light-irradiated region. A structure that is fixed based on .
配向構造体であって、
光により分子構造又は分子配列の異方的な変化を生じる光応答性成分を含有する光応答性材料と、
以下の(a)及び/又は(b);
(a)前記応答性材料の表層側の異方的な分子配列、
(b)前記光応答性材料の異方的な表面形状、
に基づいて前記光応答性材料の表面に固定される微小物体と、をえ、
前記微小物体は、タンパク質、核酸、オルガネラ及び細胞から選択される1種又は2種を含有する生体由来材料であり、
前記光応答性成分は、アゾベンゼン基を有する化合物であり、前記光応答性材料は高分子材料であり、
前記光応答性材料表面には規則的な凹凸構造を有する、構造体。
An alignment structure,
A photoresponsive material containing a photoresponsive component that causes an anisotropic change in molecular structure or molecular arrangement by light; and
The following (a) and / or (b);
(A) An anisotropic molecular arrangement on the surface layer side of the responsive material,
(B) an anisotropic surface shape of the photoresponsive material;
Bei give a, a minute object that is fixed to the surface of the photoresponsive material based on,
The micro object is a biological material containing one or two selected from proteins, nucleic acids, organelles and cells,
The photoresponsive component is a compound having an azobenzene group, the photoresponsive material is a polymer material,
A structure having a regular uneven structure on the surface of the photoresponsive material .
配向構造体であって、
光により分子構造又は分子配列の異方的な変化を生じる光応答性成分を含有する光応答性材料と、
以下の(a)及び/又は(b);
(a)前記応答性材料の表層側の異方的な分子配列、
(b)前記光応答性材料の異方的な表面形状、
に基づいて前記光応答性材料の表面に固定される微小物体と、をえ、
前記微小物体は、タンパク質、核酸、オルガネラ及び細胞から選択される1種又は2種を含有する生体由来材料であり、
前記光応答性成分は、アゾベンゼン基を有する化合物であり、前記光応答性材料は高分子材料であり、
前記光応答性材料の表層側には、光応答性成分による光応答性を有しない領域を備えている、構造体。
An alignment structure,
A photoresponsive material containing a photoresponsive component that causes an anisotropic change in molecular structure or molecular arrangement by light; and
The following (a) and / or (b);
(A) An anisotropic molecular arrangement on the surface layer side of the responsive material,
(B) an anisotropic surface shape of the photoresponsive material;
Bei give a, a minute object that is fixed to the surface of the photoresponsive material based on,
The micro object is a biological material containing one or two selected from proteins, nucleic acids, organelles and cells,
The photoresponsive component is a compound having an azobenzene group, the photoresponsive material is a polymer material,
A structure including a region having no photoresponsiveness due to a photoresponsive component on a surface layer side of the photoresponsive material .
前記(a)及び/又は(b)は光照射によって、該光照射された領域外に形成され、前記微小物体は該光照射された領域外にある前記(a)及び/又は(b)に基づいて固定されている、請求項2又は3に記載の構造体。 The (a) and / or (b) is formed outside the light-irradiated region by light irradiation, and the micro object is in the (a) and / or (b) outside the light-irradiated region. The structure according to claim 2 or 3 , which is fixed on the basis thereof. 前記光応答性材料表面には規則的な凹凸構造を有する、請求項3又は4に記載の構造体。 The structure according to claim 3 or 4 , wherein the surface of the photoresponsive material has a regular uneven structure. 前記微小物体は、光照射により前記(a)及び/又は(b)に基づいて固定される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の構造体。 The structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the minute object is fixed based on (a) and / or (b) by light irradiation. 前記(a)及び/又は(b)は光照射により形成される、請求項2〜6のいずれか1項に記載の構造体。 The structure according to any one of claims 2 to 6, wherein (a) and / or (b) is formed by light irradiation. 前記微小物体は形状異方性及び/又は分子構造異方性を有している、請求項1〜のいずれか1項に記載の構造体。 The minute object has a shape anisotropy and / or molecular structural anisotropy, claim 1-7 structure according to any one of. 前記微小物体は、前記(a)及び/又は前記(b)に沿って固定されている、請求項1〜のいずれか1項に記載の構造体。 The minute object, said (a) and / or said is fixed along (b), the structure according to any one of claims 1-7. 前記微小物体が前記光応答性成分を備えている、請求項1〜のいずれか1項に記載の構造体。 It said minute object is provided with the photoresponsive component structure according to any one of claims 1-9. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の構造体を備える生体機能模倣デバイス。 Biofunctional mimic device comprising a structure according to any one of claims 1-10. 配向構造体の作製方法であって、
光により分子構造又は分子配列の異方的な変化を生じる光応答性成分を含有する光応答性材料に光照射して当該光応答性材料の表面に、以下の前記(a)及び/又は(b);
(a)前記応答性材料の表層側の異方的な分子配列、
(b)前記光応答性材料の異方的な表面形状
を形成するテンプレート形成工程と、
光により分子構造又は分子配列の異方的な変化を生じる光応答性成分を含有するとともに、前記(a)及び/又は(b)を有する光応答性材料に微小物体を供給する供給工程と、
前記光応答性材料に供給された前記微小物体と前記光応答性材料との間で相互作用を生じさせて、前記(a)及び/又は(b)に基づいて前記微小物体を前記光応答性材料の表面に配向する配向工程と、を備え
前記微小物体は、タンパク質、核酸、オルガネラ及び細胞から選択される1種又は2種を含有する生体由来材料であり、
前記光応答性成分は、アゾベンゼン基を有する化合物であり、前記光応答性材料は高分子材料である、作製方法。
A method for producing an alignment structure,
The light-responsive material containing a light-responsive component that causes an anisotropic change in molecular structure or molecular arrangement by light is irradiated with light, and the following (a) and / or ( b);
(A) An anisotropic molecular arrangement on the surface layer side of the responsive material,
(B) Anisotropic surface shape of the photoresponsive material
Forming a template; and
With containing the photoresponsive components generated an anisotropic change in molecular structure or molecular arrangement by light, a supply step of supplying a very small object responsive material having said (a) and / or (b),
An interaction is generated between the micro object supplied to the photoresponsive material and the photoresponsive material, and the photoresponsiveness of the microobject is changed based on (a) and / or (b). It includes an alignment step of orienting the surface of the material, and
The micro object is a biological material containing one or two selected from proteins, nucleic acids, organelles and cells,
The manufacturing method in which the photoresponsive component is a compound having an azobenzene group, and the photoresponsive material is a polymer material .
前記配向工程において又は前記配向工程の後に、前記微小物体に光照射して前記微小物体を前記(a)及び/又は(b)に基づいて固定する工程を実施する、請求項12に記載の作製方法。 13. The fabrication according to claim 12 , wherein in the alignment step or after the alignment step, the step of fixing the minute object based on (a) and / or (b) by irradiating the minute object with light. Method. 前記光照射には偏光方向が制御された光を用いる、請求項12又は13に記載の作製方法。 The manufacturing method according to claim 12 , wherein light with a polarization direction controlled is used for the light irradiation. 前記光照射には干渉光を用いる、請求項12〜14のいずれか1項に記載の作製方法。 The manufacturing method according to claim 12 , wherein interference light is used for the light irradiation. 前記テンプレート形成工程において又は前記テンプレート形成工程とは別個に前記光応答性材料の表層側の前記光応答性成分の光応答性機能を低下若しくは消失又は前記光応答性成分を除去する工程を実施する、請求項12〜15のいずれか1項に記載の作製方法。 In the template forming step or separately from the template forming step, the step of reducing or eliminating the photoresponsive function of the photoresponsive component on the surface layer side of the photoresponsive material or removing the photoresponsive component is performed. the method of preparation according to any one of claims 12 to 15. 前記テンプレート形成工程において又は前記テンプレート形成工程とは別個に前記(a)及び/又は(b)を緩和する工程を実施する、請求項12〜16のいずれか1項に記載の作製方法。 Wherein the or in the template formation process template forming process performing step to mitigate separately the (a) and / or (b), a manufacturing method according to any one of claims 12 to 16.
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JP5875068B2 (en) * 2012-03-08 2016-03-02 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 Method for narrowing the molecular length distribution of rod-like molecules
US20170301477A1 (en) * 2016-04-04 2017-10-19 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003524404A (en) * 1999-05-19 2003-08-19 ソニー インターナショナル (ヨーロッパ) ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method of constructing matrix structure for oriented neurite outgrowth, matrix structure, and neuron monitoring device
JP2003329682A (en) * 2002-03-04 2003-11-19 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Method of optically fixing microscopic object, carrier for fixing microscopic object, and method of observing microscopic object
JP2005008715A (en) * 2003-06-18 2005-01-13 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Method for controlling affinity of material surface and method for controlling affinity of immobilization carrier surface

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003524404A (en) * 1999-05-19 2003-08-19 ソニー インターナショナル (ヨーロッパ) ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method of constructing matrix structure for oriented neurite outgrowth, matrix structure, and neuron monitoring device
JP2003329682A (en) * 2002-03-04 2003-11-19 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Method of optically fixing microscopic object, carrier for fixing microscopic object, and method of observing microscopic object
JP2005008715A (en) * 2003-06-18 2005-01-13 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Method for controlling affinity of material surface and method for controlling affinity of immobilization carrier surface

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