【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.09】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22UT1045

利用課題名 / Title

培養基板の表面構造が細胞に及ぼす作用の解析

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

細胞解析,光学顕微鏡/Optical microscopy,リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,MEMSデバイス/ MEMS device

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

Miyoshi Hiromi

所属名 / Affiliation

東京都立大学

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

丸山 泰星／Taisei MARUYAMA,羽藤 大航／Taiko HATOH

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-505：レーザー直接描画装置 DWL66+2018
UT-604：高速シリコン深掘りエッチング装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

細胞の微細間隙に対する応答特性を評価することを目的として，溝構造が付与されたPDMS基板を作製するため，東京大学の設備を利用してシリコンモールドを作製した．

実験 / Experimental

レーザ直接描画装置（DWL66+，ハイデルベルグ・インストルメンツ (HEIDELBERG INSTRUMENT)）を用いて，シリコンウエハ上にフォトレジスト（SIPR3251，信越シリコーン）のマスクパタンを描画した．マスクパタンは，間隙幅1 – 11 µm（1 µm刻み）の溝が形成されるよう設計し，各溝幅につき29本の溝が平行に形成されるよう配置した．次に，高速シリコン深堀エッチング装置（ MUC-21 ASE-Pegasus，SPTS）を使用して，六フッ化硫黄 (SF6) ガスを用いたシリコン削剥と，オクタフルオロシクロブタン （C4F8）ガスを用いた保護膜形成を行い，矩形の突起構造を形成した．最後にシリコンモールド上の矩形突起構造を転写してPDMS上に溝構造を形成させた．溝構造を走査型電子顕微鏡（VE-8800，キーエンス; 東京都立大学に設置）にて観察し，溝幅及び溝深さを計測した．

結果と考察 / Results and Discussion

Fig. １に作製したPDMS基板を示す．PDMS基板の間隙幅及び溝深さをTable 1にまとめる．34サイクルのシリコン削剥と保護膜形成により得られた溝深さは，10.5 µmであった．溝幅については，設計値5 – 7 µmでは想定値より0.2 µm程度広く，設計値8 – 11 µmでは0.1 – 0.6 µm狭い幅となった．本PDMS基板において培養，解析することを予定している細胞の寸法が10 – 20 µmで，溝幅の誤差は細胞に対して0.5 – 6%である．細胞の微細間隙に対する応答特性の溝幅依存性の評価に問題ない精度の微細溝を作製することができた．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 SEM image of a microgrooved surface of PDMS culture substrate. (a) Top view. (b) Side view. The arrowheads indicate the opening. Groove width, w, and height, h, in the measurement of the dimension are indicated. Scale bar: 5 µm. 

Table 1 Dimension of the grooves

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件