細胞機能解析のためのマイクロニードル搭載型バイオプローブの開発（第2報）-多段階エッチングプロセスによるニードルの先鋭化

摘要

原子間力顕微鏡（AFM）は，高分解能なイメージングが可能であり，真空中のみならず大気中，液中を問わずに観察が行えることから，生体分子·細胞の機能解明を行うためのツールとして，医学·生物学分野での応用が拡大している．本研究では，従来のAFM プローブがもつ可視化機能に加えて，単一細胞への生体分子の注入·採取を同時に行うことが可能な，新しいバイオプローブの開発を行っている．図1 に提案するマイクロニードル搭載型バイオプローブの概要を示す．本デバイスの最大の特徴は，シリコン（Si）製カンチレバー先端に形成される通常の探針のかわりに，酸化シリコン（SiO_2）製マイクロニードルが搭載されていることである．本デバイスが実現されれば，細胞に穿刺したニードルを介して，生体分子（DNA，タンパク質など）の高精度な注入や細胞内で発現した極微量の物質の採取が可能となり，細胞の機能解明を行うキーデバイスとなり得る．前報では，提案するバイオプローブを作製するための要素技術として，Si の深堀エッチング（Deep reactive ion etching，DRIE）と熱酸化を組み合わせたSiO_2 製マイクロニードルの作製およびSi カンチレバー内にマイクロチャネルを形成するプロセスを確立した．本報では，提案する多段階エッチングプロセスによって先端径が100nm 以下の先鋭化ニードルの作製について検討した．また，マイクロニードルへの液体導入実験についても実施した．