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ソフトリソグラフィー又はインプリントリソグラフィーを用いる分離微小構造及び分離ナノ構造の作製方法
説明

ソフトリソグラフィー又はインプリントリソグラフィーを用いる分離微小構造及び分離ナノ構造の作製方法

【課題】ソフトリソグラフィー又はインプリントリソグラフィーを用いる分離微小構造及び分離ナノ構造の作製方法を提供すること。
【解決手段】本開示の主題は、フッ化エラストマー系材料の使用、詳細には、マイクロスケール及びナノスケールの複製成形、及びエラストマー型を用いて再現性の高い形状生成するための有機材料の第1のナノ接触成形など、高解像度のソフトリソグラフィー又はインプリントリソグラフィー用途におけるパーフルオロポリエーテル(PFPE)系材料の使用を記載する。したがって、本開示の主題は、ソフトリソグラフィー又はインプリントリソグラフィー技術を用いて任意の形状の自立分離ナノ構造を製造する方法を記載する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願の相互参照)
本出願は、2003年12月19日出願の米国特許仮出願第60/531,531号、2004年6月25日出願の米国特許仮出願第60/583,170号、2004年8月27日出願の米国特許仮出願第60/604,970号に基づき、その優先権を主張するものであり、その各々は全体を参照して本明細書に組み込まれている。
【0002】
(政府の利益)
本発明は、米国海軍研究所(Office of Naval Research)認可番号第N00014210185号、及び契約番号CHE−9876674号の下、米国科学財団(National Science Foundation)の科学技術センタープログラムによる米国政府の支持を得てなされた。米国政府は本発明に所定の権利を有する。
【0003】
(技術分野)
ソフトリソグラフィー又はインプリントリソグラフィーを用いるマイクロスケール及び/又はナノスケール粒子の調製方法。治療薬を標的に送達する方法。ソフトリソグラフィー又はインプリントリソグラフィーを用いる基板上へのマイクロスケール又はナノスケールパターンの形成方法。
【0004】
(略語)
℃ =摂氏度
cm =センチメートル
DBTDA =ジブチルスズジアセテート
DMA =ジメチルアクリレート
DMPA =2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン
EIM =2−イソシアナトエチルメタクリレート
FEP =フッ化エチレンプロピレン
Freon 113=1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン
g =グラム
h =時間
Hz =ヘルツ
IL =インプリントリソグラフィー
kg =キログラム
kHz =キロヘルツ
kPa =キロパスカル
MCP =マイクロコンタクト印刷
MEMS =マイクロエレクトロメカニカルシステム
MHz =メガヘルツ
MIMIC =キャピラリ中のマイクロ成形
mL =ミリリットル
mm =ミリメートル
mmol =ミリモル
mN =ミリニュートン
m.p. =溶融点
mW =ミリワット
NCM =ナノコンタクト成形
NIL =ナノインプリントリソグラフィー
nm =ナノメートル
PDMS =ポリジメチルシロキサン
PEG =ポリ(エチレングリコール)
PFPE =パーフルオロポリエーテル
PLA =ポリ(乳酸)
PP =ポリプロピレン
Ppy =ポリ(ピロール)
psi =平方インチあたりポンド
PVDF =ポリ(フッ化ビニリデン)
PTFE =ポリテトラフルオロエチレン
SAMIM =溶媒援用マイクロ成形
SEM =走査電子顕微鏡
S−FIL =「ステップアンドフラッシュ」インプリントリソグラフィー
Si =ケイ素
TMPTA =トリメチロプロパントリアクリレート
μm =マイクロメートル
UV =紫外線
W =ワット
ZDOL =ポリ(テトラフルオロエチレンオキシド−コ−ジフルオロメチレンオキシド)α,ωジオール
【背景技術】
【0005】
(背景)
現実性のあるナノ作製プロセスを確保できることは、ナノ技術の潜在的可能性を実現するための主要な要因である。詳細には、現実性のあるナノ作製プロセスを確保できることは、光学、電子、及びプロテオミクス(proteomics)の分野で重要である。従来のインプリントリソグラフィー(IL)技術は、集積回路、マイクロ及びナノ流体装置、及びマイクロメートル及び/又はナノメートルサイズの形状を備える他の装置を製造するフォトリソグラフィーの1つの別法である。しかし、当技術分野には、IL技術を向上させる新しい材料が必要である。Xia, Y.らの論文、Angew. Chem. Int. Ed., 1998, 37, 550-575; Xia, Y.らの論文、Chem. Rev., 1999, 99, 1823-1848; Resnick, D. J.らの論文、Semiconductor International, 2002, June, 71-78; Choi, K. M.らの論文、J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 4060-4061; McClelland, G. M.らの論文、Appl. Phys. Lett., 2002, 81, 1483; Chou, S. Y.らの論文、J. Vac. Sci. Technol., B, 1996, 14, 4129; Otto, M.らの論文、Microelectron. Eng., 2001, 57, 361; Bailey, T.らの論文、J. Vac. Sci. Technol., B, 2000, 18, 3571を参照されたい。
【0006】
インプリントリソグラフィーは少なくとも2つの領域を含む。(1)溶媒援用マイクロ成形(SAMIM)、キャピラリ中のマイクロ成形(MIMIC)、マイクロコンタクト印刷(MCP)などのソフトリソグラフィー技術(Xia, Y.らの論文、Angew. Chem. Int. Ed., 1998, 37, 550-575参照)、及び(2)ナノコンタクト成形(NCM)(McClelland, G. M.らの論文、Appl. Phys. Lett., 2002, 81, 1483; Otto, M.らの論文、Microelectron. Eng., 2001, 57, 361参照)、「ステップアンドフラッシュ」インプリントリソグラフィー(S−FIL)(Bailey, T.らの論文、J. Vac. Sci. Technol., B, 2000, 18, 3571参照)、及びナノインプリントリソグラフィー(NIL)(Chou, S. Y.らの論文、J. Vac. Sci. Technol., B, 1996, 14, 4129参照)などの硬質インプリントリソグラフィー技術である。
【0007】
ポリジメチルシロキサン(PDMS)系網目は、ソフトリソグラフィーにおける多くの研究の選択材料であった。Quake, S. R.らの論文、Science, 2000, 290, 1536; Y. N. Xia及びG. M. Whitesidesらの論文、Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1998, 37, 551; Y. N. Xiaらの論文、Chem. Rev. 1999, 99, 1823を参照されたい。
【0008】
PDMSなどの柔軟なエラストマー材料の使用は、リソグラフィー技術にいくつかの有利さを提供する。例えば、PDMSは、紫外(UV)線に対して高度に透明であり、非常に低いヤング率(約750kPa)を有し、これは不規則な表面上でさえも、亀裂のおそれなく共形接触(conformal contact)のために必要な柔軟性をPDMSに与える。対照的に、亀裂はエッチングされたケイ素及びガラスなどの脆弱な高モジュラスの材料から作られた型に起きることがある。Bietsch, A.らの論文、J. Appl. Phys., 2000, 88, 4310-4318を参照されたい。さらに、型の柔軟性は母型からの離型及び亀裂のない複製を容易にし、型は脆弱な形状を損傷させることなく複数回のインプリントプロセスに耐えることが可能になる。さらに、多くの柔軟なエラストマー材料は、ソフトリソグラフィー用途において有利に用いることのできる特性であるガス透過性を有する。
【0009】
PDMSはソフトリソグラフィー用途においていくつかの利点を提供するが、PDMSに固有のいくつかの特性はソフトリソグラフィーにおけるその可能性を厳しく制限する。第1に、PDMS系エラストマーは、ほとんどの有機溶解性化合物に露出されるとき、膨潤する。Lee, J. N.らの論文、Anal. Chem., 2003, 75, 6544-6554を参照されたい。この特性は、型の有機インクの吸着が可能になるので、マイクロコンタクト印刷(MCP)用途に有益であるが(Xia, Y.らの論文、Angew. Chem. Int. Ed., 1998, 37, 550-575参照)、膨潤抵抗性は主要な他のソフトリソグラフィー技術、特にSAMIMやMIMIC、及び型が少量の硬化可能な有機モノマー又は樹脂に接触するIL技術において非常に重要である。さもなければ、型上の形状の再現性(fidelity)が失われ、硬化可能な液体が型中に浸透することに起因して、不溶性接着の問題を招く。それらの問題は、ほとんどの有機液体をPDMSに膨潤させるので、PDMS系型に通常起きる。しかし、有機材料は型に最も望ましい材料である。さらに、酸性又は塩基性水溶液はPDMSと反応し、ポリマー鎖の破断を招く。
【0010】
第2に、PDMSの表面エネルギー(約25mN/m)は、高い再現性を必要とするソフトリソグラフィー手順には十分低くない。この理由で、PDMS系型のパターン表面は、プラズマ処理に続くフルオロアルキルトリクロロシランの蒸着を用いてしばしばフッ化される。Xia, Y.らの論文、Angew. Chem. Int. Ed., 1998, 37, 550-575を参照されたい。しかし、これらのフッ素処理されたシリコーンは、有機溶媒に露出されるとき膨潤する。
【0011】
第3に、PDMS型に用いられる材料の最も通常使用される市場で入手可能な形、例えば、Sylgard 184(登録商標)(Dow Corning Corporation, Midland, Michigan, United States of America)は、多くの用途には低すぎるモジュラス(約1.5MPa)を有する。これらの通常用いられるPDMS材料の低いモジュラスは、形状のたるみ及び曲がりを招き、そのため、正確なパターン配置と配列を必要とするプロセスには適していない。研究者達はこの最後の問題に対処することを試みた(Odom, T. W.らの論文、J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 12112-12113; Odom, T. W.らの論文、Langmuir, 2002, 18, 5314-5320; Schmid, H.らの論文、Macromolecules, 2000, 33, 3042-3049; Csucs, G.らの論文、Langmuir, 2003, 19, 6104-6109; Trimbach, D.らの論文、Langmuir, 2003, 19, 10957-10961を参照されたい。)が、選択された材料はやはり耐溶媒性が低く、型を離型するためにはフッ化プロセスが必要である。
【0012】
また、石英ガラス及びケイ素などの硬質材料もインプリントリソグラフィーに使用された。Xia, Y.らの論文、Angew. Chem. Int. Ed., 1998, 37, 550-575; Resnick, D. J.らの論文、Semiconductor International, 2002, June, 71-78; McClelland, G. M.らの論文、Appl. Phys. Lett., 2002, 81, 1483; Chou, S. Y.らの論文、J. Vac. Sci. Technol., B, 1996, 14, 4129; Otto, M.らの論文、Microelectron. Eng., 2001, 57, 361; Bailey, T.らの論文、J. Vac. Sci. Technol., B, 2000, 18, 3571; Chou, S. Y.らの論文、Science, 1996, 272, 85-87; Von Werne, T. A.らの論文、J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 3831-3838; Resnick, D. J.らの論文、J. Vac. Sci. Technol. B, 2003, 21, 2624-2631を参照されたい。これらの材料はモジュラスと膨潤抵抗性においてPDMSよりも優れているが、柔軟性に欠ける。それらの柔軟性の欠如は、基板との共形接触を妨げ、分離中にマスク及び/又は複製品の欠陥を招く。
【0013】
硬質材料の他の欠点は、典型的に従来のフォトリソグラフィ又は電子ビーム(eビーム)リソグラフィーを用いて作られる、コスト高で作製の困難な硬質型を用いる必要があることである。Chou, S. Y.らの論文、J. Vac. Sci. Technol., B, 1996, 14, 4129を参照されたい。さらに最近、ケイ素母型に対して光重合可能なモノマー混合物の成形から作られたアクリレート系型を用いることによって、NCMプロセスに高価な石英ガラス又はケイ素型を繰り返し使用する必要性が省かれた。McClelland, G. M.らの論文、Appl. Phys. Lett., 2002, 81, 1483及びJung, G. Yらの論文、Nanoletters, 2004, ASAPを参照されたい。この手法も有機溶媒中の型の膨潤のため制限される。
【0014】
それらの利点にもかかわらず、硬質材料から型を作る他の欠点は、型の表面エネルギーを下げるためにフッ化プロセスを用いる(Resnick, D. J.らの論文、Semiconductor International, 2002, June, 71-78を参照されたい)必要性、及び型又は基板を破壊又は損傷せずに、硬質型を硬質基板から離す固有の問題を含む、。Resnick, D. J.らの論文、Semiconductor International, 2002, June, 71-78; Bietsch, A.の論文、J. Appl. Phys., 2000, 88, 4310-4318を参照されたい。Khang, D. Y.らの論文、Langmuir, 2004, 20, 2445-2448は、表面エネルギー問題を対処するために、熱形成されたTeflon AF(登録商標)(DuPont, Wilmington, Delaware, United States of America)から構成される硬質型の使用を報告した。しかし、これらの型の作製は、溶融プレス中の高い温度と圧力、シリコンウェハ母型上の繊細な形状を損傷し得るプロセスを必要とする。さらに、これらの型は、やはり上述で概要を示した他の硬質材料の本質的な欠点を呈する。
【0015】
さらに、硬質材料から作られた型又はテンプレートを用いて半導体デバイス上に構造を作製することの明らかで重要な制約は、硬質テンプレートが基板に接触するときに形成される残渣即ち「スカム」層の通常の形成である。強い力を加えても、成形される液体の濡れ挙動のため、このプロセス中に液体を完全に排除することは非常に困難であり、これはスカム層の形成を招く。したがって、当技術分野には、スカム層の形成を招かない、半導体デバイスなどの基板上にパターン又は構造を作製する方法が必要である。
【0016】
数百ミクロン規模の形状を有する耐溶媒性のあるマイクロ流体装置を光硬化可能なパーフルオロポリマー(PFPE)から作製することが報告された。Rolland, J. P.らの論文、J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 2322-2323を参照されたい。PFPE系材料は室温で液体であり、光化学的に架橋して強靭な耐久性のあるエラストマーを生成することができる。さらに、PFPE系材料は高度にフッ化され、特にメチレンクロリド、テトラヒドロフラン、トルエン、ヘキサン、アセトニトリルなどの有機溶媒による膨潤に抵抗し、これはエラストマーマイクロ流体装置に基づくマイクロ化学の基盤に用いるのが望ましい。しかし、当技術分野には、関連する理由によって、PFPE系材料をナノスケール装置の作製に用いることが必要である。
【0017】
さらに、当技術分野には、パターンマスクを用いる方法など、基板上にパターンを形成する改善された方法が必要である。各々その全体を参照して本明細書に組み込まれているNakaneらの米国特許第4,735,890号; Kamitakaharaらの米国特許第5,147,763号、Kuwabaraらの米国特許第5,259,926号、及びJacksonらの国際PCT公開第99/54786号を参照されたい。
【0018】
また、当技術分野には、粒子、形状及び部品を非制限的に含む「設計された(engineered)」構造と考えることのできる、分離構造を形成する改善された方法が必要である。従来のIL法を用いると、ほとんど常に構造の間に形成するスカム層は構造を互いに接続又は連結するように作用し、それによって、不可能ではなくても分離構造を作製及び/又は採取することが困難になる。
【0019】
また、当技術分野には、特にポリマーエレクトレットにおいて、マイクロスケール及びナノスケールの荷電粒子を形成する改善された方法が必要である。用語「ポリマーエレクトレット(polymer electrets)」は、表面上又は塊中のいずれかに貯蔵された電荷を有する誘電体、及びフェリ誘電体又は強誘電体に凍結され配向された相極子を有する誘電体を指す。巨視規模では、それらの材料は、例えば、電子実装及びマイクロホン等の電荷エレクトレット装置に用いられる。Kressman, R.らの論文、Space-Charge Electrets, Vol. 2, Laplacian Press, 1999; 及びHarrison, J. S.らの論文、Piezoelectic Polymers, NASA/CR-2001-211422, ICASE Report No. 2001-43を参照されたい。ポリ(フッ化ビニリデン)(PVDF)はポリマーエレクトレット材料の一例である。PVDFに加えて、ポリプロピレン(PP)、テフロン−フッ化エチレンプロピレン(FEP)、及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの電荷エレクトレット材料もポリマーエレクトレットと考えられる。
【0020】
さらに、当技術分野には、薬剤、非ウイルス性遺伝子ベクター、DNA、RNA、RNAi、及びウイルス粒子などの治療薬を標的に送達する改善された方法が必要である。「生物医学的ポリマー」、Shalby, S. W., ed., Harner/Gardner Publications, Inc., Cincinnati, Ohio, 1994; 「ポリマー生体適合材料」、Dumitrin, S., ed., Marcel Dekkar, Inc., New York, New York, 1994、; Park, K.らの論文、「薬剤送達のための生物的劣化ヒドロゲル」、Technomic Publishing Company, Inc., Lancaster, Pennsylvania, 1993; Gumargalievaらの論文、「ポリマーの生分解及び生物学的劣化」、Kinetic Aspects, Nova Science Publishers, Inc., Commack, New York, 1998; 「制御された薬剤送達」、American Chemical Society Symposium Series 752,Park, K., and Mrsny, R. J., eds., Washington, D.C., 2000;「細胞内薬剤送達:原理と実際」、Lu, D. R., and Oie, S., eds., Humana Press, Totowa, New Jersey, 2004;「薬剤設計における生物学的可逆性担体:理論と応用」、Roche, E. B., ed., Pergamon Press, New York, New York, 1987を参照されたい。それらの送達方法に用いるための代表的な治療薬の説明は、その全体を参照して本明細書に組み込まれているHallahanの米国特許第6,159,443号を参照されたい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0021】
まとめとして、当技術分野には、インプリントリソグラフィー技術に用いるための新しい材料を識別することが必要である。さらに詳細には、当技術分野には、数十ミクロンレベル〜100nm未満レベルの形状サイズの構造の作製方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【0022】
(要旨)
いくつかの実施態様において、本開示の主題は1つ以上の粒子の形成方法を記載し、その方法は:
(a)複数の凹み領域がその中に形成されたパターン形成テンプレート表面を含む、パターン形成テンプレート及び基板を提供するステップと;
(b)ある体積の液体材料を:
(i)パターン形成テンプレート表面;
(ii)複数の凹み領域
の少なくとも1つの上に配置するステップと;
(c)1つ以上の粒子を:
(i)パターン形成テンプレート表面を基板に接触させて液体材料を処理すること;
(ii)液体材料を処理すること
の1つによって形成するステップとを含む。
【0023】
1つ以上の粒子を形成する方法のいくつかの実施態様において、パターン形成テンプレートは、低粘度の液体材料を母型テンプレート上に鋳造し、次いで低粘度の液体材料を硬化してパターン形成テンプレートを生成することから誘導される、耐溶媒性のある低表面エネルギーのポリマー材料を含む。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレートは耐溶媒性のあるエラストマー材料を含む。
【0024】
いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つは、パーフルオロポリエーテル材料、フルオロオレフィン材料、アクリレート材料、シリコーン材料、スチレン系材料、フッ化熱可塑性エラストマー(TPE)、トリアジンフルオロポリマー、パーフルオロシクロブチル材料、フッ化エポキシ樹脂、メタセシス重合反応によって重合又は架橋させることのできるフッ化モノマー又はフッ化オリゴマーからなる群から選択される材料を含む。
【0025】
いくつかの実施態様において、本開示の主題は治療薬を標的へ送達する方法を含み、その方法は:
(a)上述の方法で形成された粒子を提供するステップと;
(b)治療薬を粒子と混合するステップと;
(c)治療薬を含む、粒子を標的へ送達するステップとを含む。
治療薬を標的へ送達する方法のいくつかの実施態様において、該治療薬は薬剤及び遺伝子材料の1種から選択される。いくつかの実施態様において、遺伝子材料は、非ウイルス遺伝子ベクター、DNA、RNA、RNAi、ウイルス粒子からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、粒子は生分解性ポリマーを含み、生分解性ポリマーは、ポリエステル、ポリ無水物、ポリアミド、リン系ポリマー、ポリ(シアノアクリレート)、ポリウレタン、ポリオルソエステル、ポリジヒドロピラン、ポリアセタールからなる群から選択される。
【0026】
いくつかの実施態様において、本開示の主題は基板上にパターンを形成する方法を記載し、その方法は:
(a)その中に複数の凹み領域を有するパターン形成テンプレート表面を含む、パターン形成テンプレートと基板を提供するステップと;
(b)ある体積の液体材料を:
(i)パターン形成テンプレート表面;
(ii)複数の凹み領域
の少なくとも1つの上に配置するステップと;
(c)パターン形成テンプレート表面を基板に接触させるステップと;
(d)液体材料を処理して基板上にパターンを形成するステップとを含む。
【0027】
基板上にパターンを形成する方法のいくつかの実施態様において、パターン形成テンプレートは、低粘度の液体材料を母型テンプレート上に鋳造し、次いで低粘度の液体材料を硬化してパターン形成テンプレートを生成することから誘導される、耐溶媒性のある低表面エネルギーのポリマー材料を含む。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレートは耐溶媒性のあるエラストマー材料を含む。
【0028】
いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つは、パーフルオロポリエーテル材料、フルオロオレフィン材料、アクリレート材料、シリコーン材料、スチレン系材料、フッ化熱可塑性エラストマー(TPE)、トリアジンフルオロポリマー、パーフルオロシクロブチル材料、フッ化エポキシ樹脂、メタセシス重合反応によって重合又は架橋させることのできるフッ化モノマー又はフッ化オリゴマーからなる群から選択される材料を含む。
【0029】
したがって、本発明の目的は、微小構造、ナノ構造、及びサブナノ構造を製造する新規の方法を提供することである。この目的及び他の目的は、本開示の主題によって全体的に又は部分的に達成される。
【0030】
本開示の主題の目的を先に述べたが、他の態様及び目的は、付随する図面及び以下で最善に述べられる実施例と結びつけて理解するとき、説明の進行と共に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0031】
(詳細な説明)
代表的な実施態様が示される添付の実施例を参照して、以下に本開示の主題をさらに完全に説明する。しかし、本開示の主題は異なる形で実施することができ、本明細書に記載される実施態様に制限されるものではない。むしろ、これらの実施態様は、本開示が十分で完全であり、当業者に実施態様の範囲を完全に伝達するために提供される。
【0032】
特に定義しない限り、本明細書に用いられるすべての技術的及び科学的用語は、本説明の主題が属するところの当業者に通常理解される意味と同じ意味を有する。本明細書に記載されるすべての出版物、特許出願、特許、及び他の参考文献はその全体を参照して本明細書に組み込まれている。
明細書及び請求項を通して、与えられた化学式又は名称はすべての光学的及び立体異性体、並びにそれらの異性体及び混合物が存在するラセミ混合物を含むものである。
【0033】
I.材料
本開示の主題は、低粘度の液体材料を母型テンプレート上に鋳造し、次いで低粘度の液体材料を硬化して微小及びナノスケールの複製成形など高精度のソフト又はインプリントリソグラフィー用途に使用されるパターン形成テンプレートを生成することから誘導される、耐溶媒性のある低表面エネルギーのポリマー材料を広範囲に記載する。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレートは、フッ化エラストマー系材料などの耐溶媒性のあるエラストマー系材料を含むが制限されない。
【0034】
さらに、本開示の主題は、弾性型を用いて高再現性形状を生成するための有機材料の第1のナノコンタクト成形を説明する。したがって、本開示の主題は、ソフトリソグラフィー又はインプリントリソグラフィー技術を用いて自立の分離された任意の形状の微小構造及びナノ構造を製造する方法を説明する。代表的な微小構造及びナノ構造はマイクロ粒子及びナノ粒子、及びマイクロパターン及びナノパターンに形成された基板を含むが制限されない。
【0035】
本開示の主題によって説明されるナノ構造は、半導体デバイスの作製のためのスカム層のないエッチング障壁の成形などの半導体製造、結晶、表示用材料、光電池、太陽電池デバイス、光電子デバイス、ルーター、グレーチング、無線周波数識別(RFID)装置、触媒、充填剤及び添加剤、解毒剤、エッチング障壁、原子力顕微鏡(AFM)チップ、ナノ機械部品、薬剤又は遺伝子材料などの治療薬の送達、化粧品、化学的機械的研磨(CMP)粒子、及び多孔質粒子、及びナノ技術産業を可能にするであろう任意の種類の形状を含むが制限されないいくつかの用途に用いることができる。
【0036】
代表的な耐溶媒性のあるエラストマー系材料は、フッ化エラストマー系材料を含むが制限されない。本明細書に用いられる用語「耐溶媒性」は、通常の炭化水素系有機溶媒、又は酸性若しくは塩基性水溶液に膨潤又は溶解しないエラストマー材料などの材料を指す。代表的フッ化エラストマー系材料はパーフルオロポリエーテル(PFPE)系材料を含むが制限されない。光硬化可能な液体PFPEは、ソフトリソグラフィー用途に望ましい特性を示す。官能性PFPEの合成及び光硬化の代表的な式は式1に提供される。
【0037】
【化1】

【0038】
官能性パーフルオロポリエーテルの合成の追加の式は実施例7.1〜7.6に提供される。
このPFPE材料は、低表面エネルギー(例えば、約12mN/m)を有し、毒性がなく、UV透過性で、高ガス透過率であり、硬化して、優れた離型特性及び膨潤抵抗性を有する強靭で耐久性のある高度にフッ化されたエラストマーになる。これらの材料の特性は、添加剤、充填剤、反応性コモノマー、及び官能化剤を思慮深く選択することによって広範囲に微調整することができる。変更(modify)することが望ましいそれらの特性は、モジュラス、引裂き強度、表面エネルギー、透過率、官能性、硬化のモード、溶解性、及び膨潤特性等を含むが制限されない。本開示のPFPE材料の非膨潤性及び離型の容易性は任意の材料からのナノ構造の作製を可能にする。さらに、本開示の主題は、大規模のローラー若しくはコンベヤーベルト技術、又は高速スタンピングに拡大することができ、工業規模のナノ構造作製が可能になる。
【0039】
いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレートは、低粘度の液体材料を母型テンプレート上で鋳造し、次いで低粘度の液体材料を硬化してパターン形成テンプレートを生成することによって誘導された、耐溶媒性、低表面エネルギーのポリマー材料を含む。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレートは耐溶媒性のあるエラストマー材料を含む。
【0040】
いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つは、パーフルオロポリエーテル材料、フルオロオレフィン材料、アクリレート材料、シリコーン材料、スチレン系材料、フッ化熱可塑性エラストマー(TPE)、トリアジンフルオロポリマー、パーフルオロシクロブチル材料、フッ化エポキシ樹脂、メタセシス重合反応によって重合又は架橋させることのできるフッ化モノマー又はフッ化オリゴマーからなる群から選択される材料を含む。
いくつかの実施態様において、パーフルオロポリエーテル材料は、下記式からなる群から選択される主鎖構造を含む:
【0041】
【化2】

【0042】
(式中、Xは存在しても存在しなくてもよく、存在するとき末端封鎖基を含む)。
いくつかの実施態様において、フルオロオレフィン材料は、下記式からなる群から選択される:
【0043】
【化3】

【0044】
(式中、CSMは硬化部位のモノマーを含む)。
いくつかの実施態様において、フルオロオレフィン材料は、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン又はヘキサフルオロプロピレン、2,2−ビス(トリフルオロメチル)−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソール、官能性フルオロオレフィン、官能性アクリル系モノマー、官能性メタクリル系モノマーを含むモノマーから作られる。
いくつかの実施態様において、シリコーン材料は、下記の構造を有するフルオロアルキル官能化されたポリジメチルシロキサン(PDMS)を含む。
【0045】
【化4】

【0046】
(式中、Rはアクリレート、メタクリレート、及びビニル基からなる群から選択され、
Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
いくつかの実施態様において、スチレン系材料は、下記式からなる群から選択されるフッ化スチレンモノマーを含む:
【0047】
【化5】

【0048】
(式中、Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
いくつかの実施態様において、アクリレート材料は、下記の構造を有するフッ化アクリレート又はフッ化メタクリレートを含む:
【0049】
【化6】

【0050】
(式中、Rは、H、アルキル、置換アルキル、アリール、及び置換アリールからなる群から選択され、
Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
いくつかの実施態様において、トリアジンフルオロポリマーは、フッ化モノマーを含む。いくつかの実施態様において、メタセシス重合反応によって重合又は架橋することのできるフッ化モノマー又はフッ化オリゴマーは、官能化オレフィンを含む。いくつかの実施態様において、官能化オレフィンは官能化環状オレフィンを含む。
【0051】
いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つは18mN/m以下の表面エネルギーを有する。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つは15mN/m以下の表面エネルギーを有する。
特性の点から見て、これらの成形材料の正確な特性は材料を作るのに用いられる成分の組成物を調整することによって調整することができる。特に、モジュラスは低い値(約1MPa)〜数GPaに調整することができる。
【0052】
II.分離マイクロ粒子及び/又はナノ粒子の形成
いくつかの実施態様において、本開示の主題は、分離マイクロ粒子及び/又はナノ粒子の製造方法を提供する。いくつかの実施態様において、プロセスは、最初にパターン基板の形成を含む。ここで、図1Aに戻れば、パターン母型100が提供される。パターン母型100は複数の凹みのない表面領域102と複数の凹み104を含む。いくつかの実施態様において、パターン母型100は、所望のパターンにエッチングされてパターン母型100を形成する、シリコンウェハなどのエッチングされた基板を含む。
【0053】
ここで、図1Bを参照すれば、例えばPFPE系前駆体などの液体フルオロポリマー組成物の液体材料106は、次いでパターン母型100上に注がれる。液体材料106は、処理プロセスT、例えば、UV光への露出によって処理され、それによって所望のパターンに処理された液体材料108を形成する。
【0054】
ここで図1C及び1Dを参照すれば、処理された液体材料108に力Fが加えられ、パターン母型100からそれを取り外す。図1C及び1Dに示したように、処理された液体材料108は複数の凹み110を含み、これはパターン母型100の複数の凹みのない表面領域102の鏡像である。図1C及び1Dを続けて参照すれば、処理された液体材料108は複数の第1のパターン表面領域112を含み、これはパターン母型100の複数の凹み領域104の鏡像である。ここで、処理された液体材料108は、ソフトリソグラフィー及びインプリントリソグラフィー用途用のパターン母型として用いることができる。したがって、処理された液体材料108は分離マイクロ粒子及び/又はナノ粒子形成のためのパターン形成テンプレートとして用いることができる。図1A〜1D、2A〜2E、3A〜3Fにおいて、同じ構造を示す数字は全体を通して維持される。
【0055】
ここで図2Aを参照すれば、いくつかの実施態様において、基板200、例えばシリコンウェハは湿潤性のない材料202で処理され、又は被覆される。いくつかの実施態様において、湿潤性のない材料202は、さらにUV光に露出し、硬化して基板200の表面上に薄い、湿潤性のない層を形成することができるエラストマー(PFPEエラストマーを非制限的に含む耐溶媒性エラストマーなど)を含む。また、基板200は、基板200を非湿潤剤202、例えば、アルキル−又はフルオロアルキル−シランなどの小分子、で処理することによって、又は他の表面処理によって非湿潤性にすることができる。図2Aの参照を続ければ、硬化可能な樹脂、モノマー、又は所望の粒子が形成されるであろう溶液の液滴204が被覆された基板200に配置される。
【0056】
ここで図2A及び図2Bを参照すれば、次いでパターン形成テンプレート108(図1Dに示される)は、液滴204がパターン形成テンプレート108の複数の凹み領域110を充填するように液滴204に接触させる。
【0057】
ここで図2C及び2Dを参照すれば、パターン形成テンプレート108に力Fが加えられる。特定の理論に拘束されることは望まないが、力Fが印加されると、基板200上の非湿潤性被覆又は表面処理202へのパターン形成テンプレート108の親和力は、パターン形成テンプレート108及び表面処理され若しくは被覆された基板200の非湿潤性挙動と一緒に、液滴204を凹み領域110以外のすべての領域から排除する。さらに、液滴204をサンドイッチする本質的に非湿潤性又は低湿潤性材料202のない実施態様において、スタンプされる対象物を相互接続する「スカム」層が形成する。
【0058】
図2C及び2Dの参照を続ければ、凹み領域110を充填する材料、例えば樹脂、モノマー、溶媒、及びその組合せは、処理プロセスT、例えばパターン形成テンプレート108による光硬化、又は圧力下の熱硬化によって処理され、複数のマイクロ粒子及び/又はナノ粒子206を形成する。いくつかの実施態様において、ポリマー、有機化合物、又は無機化合物を非制限的に含む材料は、溶媒に溶解することができ、パターン形成テンプレート108を用いてパターン形成することができ、溶媒を除去することができる。
【0059】
図2C及び2Dの参照を続ければ、凹み領域110を充填する材料が処理されると、パターン形成テンプレート108は基板200から除去される。マイクロ粒子及び/又はナノ粒子206はパターン形成テンプレート108の凹み領域110に拘束される。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート108が除去されると、マイクロ粒子及び/又はナノ粒子206は、基板200上の所定の領域に留まる。この実施態様は、エッチング障壁として、又は導電性、半導体性、又は誘電体相として本質的にスカム層のない形状を直接用いることができるであろう半導体デバイスの製造に用いることができ、従来の高価なフォトリソグラフィープロセスを用いる必要性を軽減又は少なくする。
【0060】
ここで図2D及び2Eを参照すれば、マイクロ粒子及び/又はナノ粒子206をパターン形成テンプレート108から除去して、(1)パターン形成テンプレート108を粒子206に親和力のある表面に加えること、(2)粒子206が自然にパターン形成テンプレート108から離れるように、パターン形成テンプレート108を変形、又は超音波を含む、他の機械的方法を用いること、(3)パターン形成テンプレート108を超臨界酸化炭素又は他の溶媒で可逆的に膨潤させて粒子206を排除すること、(4)パターン形成テンプレート108を、粒子206に親和力がありそれらをパターン形成テンプレート108から洗い流す溶媒で洗浄することを非制限的に含む様々な方法によって自立粒子を提供することができる。
【0061】
いくつかの実施態様において、方法はバッチプロセスを含む。いくつかの実施態様において、バッチプロセスは、半バッチプロセス及び連続的バッチプロセスの1つから選択される。ここで、図2Fを参照すれば、粒子206が連続プロセスで製造される、本開示の主題の一実施態様の概要図が示される。プロセスを実施するために装置199が提供される。実際に、図2Fは粒子用の連続プロセスを図示するが、装置199は、バッチプロセスに適合することができ、本開示の主題に従って、及び当業者による本開示の主題の検討に基づいて、基板上に連続的に又はバッチでパターンを提供するのに適合することができる。
【0062】
次いで、図2Fを続けて参照すれば、液体材料の液滴204が貯蔵器203によって基板200’に塗布される。基板202’は、非湿潤剤で被覆することができ、又は被覆しなくてもよい。基板200’及びパターン形成テンプレート108’は、互いに空間的に間隔を置いて配置され、パターン形成テンプレート108’と基板200’の間で互いに液滴204の搬送動作が可能なように配設される。搬送は、制御装置201に運転可能に連通するプーリー208の提供によって容易になる。代表的な非制限的な例として、制御装置201は演算系、適切なソフトウェア、電源、放射源、及び/又は装置199の機能を制御する他の適切な装置を備えることができる。したがって、制御装置201は、パターン形成テンプレート108’と基板200’の間で液滴204の搬送を提供するためのプーリー208の動作電力と他の制御を提供する。粒子206は基板200’とパターン形成テンプレート108’の間で形成され、これも制御装置201で制御される処理プロセスTによって処理される。粒子206は、これも制御装置201によって制御される検査デバイス210中に収集される。検査デバイス210は、検査及び測定の1つ、及び粒子206の1種又は複数の特性の検査及び測定の両方を提供する。検査デバイス210の代表的な例は、本明細書のどこかで開示される。
【0063】
したがって、いくつかの実施態様において、1つ以上の粒子の形成方法は:
(a)複数の凹み領域がその中に形成されたパターン形成テンプレート表面を含む、パターン形成テンプレート及び基板を提供するステップと;
(b)ある体積の液体材料を:
(i)第1のパターン形成テンプレート表面上;
(ii)複数の凹み領域中
の少なくとも1つに配置するステップと;
(c)1つ以上の粒子を:
(i)パターン形成テンプレート表面を基板に接触させ、液体材料を処理すること;
(ii)液体材料を処理すること
の1つによって形成するステップとを含む。
【0064】
1つ以上の粒子を形成する方法のいくつかの実施態様において、パターン形成テンプレートは、低粘度の液体材料を母型テンプレート上に鋳造し、次いで低粘度の液体材料を硬化してパターン形成テンプレートを生成することから誘導される、耐溶媒性のある低表面エネルギーのポリマー材料を含む。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレートは耐溶媒性のあるエラストマー材料を含む。
【0065】
いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つは、パーフルオロポリエーテル材料、フルオロオレフィン材料、アクリレート材料、シリコーン材料、スチレン系材料、フッ化熱可塑性エラストマー(TPE)、トリアジンフルオロポリマー、パーフルオロシクロブチル材料、フッ化エポキシ樹脂、メタセシス重合反応によって重合又は架橋させることのできるフッ化モノマー又はフッ化オリゴマーからなる群から選択される材料を含む。
いくつかの実施態様において、パーフルオロポリエーテル材料は、下記式からなる群から選択される主鎖構造を含む:
【0066】
【化7】

【0067】
(式中、Xは存在しても存在しなくてもよく、存在するとき末端封鎖基を含む)。
いくつかの実施態様において、フルオロオレフィン材料は、下記式からなる群から選択される:
【0068】
【化8】

【0069】
(式中、CSMは硬化部位のモノマーを含む)。
いくつかの実施態様において、フルオロオレフィン材料は、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン又はヘキサフルオロプロピレン、2,2−ビス(トリフルオロメチル)−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソール、官能性フルオロオレフィン、官能性アクリル系モノマー、官能性メタクリル系モノマーを含むモノマーから作られる。
いくつかの実施態様において、シリコーン材料は、下記の構造を有するフルオロアルキル官能化されたポリジメチルシロキサン(PDMS)を含む:
【0070】
【化9】

【0071】
(式中、Rはアクリレート、メタクリレート、及びビニル基からなる群から選択され、
Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
いくつかの実施態様において、スチレン系材料は、下記式からなる群から選択される、フッ化スチレンモノマーを含む:
【0072】
【化10】

【0073】
(式中、Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
いくつかの実施態様において、アクリレート材料は、下記の構造を有するフッ化アクリレート又はフッ化メタクリレートを含む:
【0074】
【化11】

【0075】
(式中、Rは、H、アルキル、置換アルキル、アリール、及び置換アリールからなる群から選択され、Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
いくつかの実施態様において、トリアジンフルオロポリマーは、フッ化モノマーを含む。いくつかの実施態様において、メタセシス重合反応によって重合又は架橋することのできるフッ化モノマー又はフッ化オリゴマーは、官能化オレフィンを含む。いくつかの実施態様において、官能化オレフィンは官能化環状オレフィンを含む。
【0076】
いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つは18mN/m以下の表面エネルギーを有する。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つは15mN/m以下の表面エネルギーを有する。
いくつかの実施態様において、基板は、ポリマー材料、無機材料、ケイ素材料、石英材料、ガラス材料及びそれらを表面処理した変形からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、基板はパターン形成領域を含む。
【0077】
いくつかの実施態様において、複数の凹み領域は複数の空洞を含む。いくつかの実施態様において、複数の空洞は複数の構造形状を含む。いくつかの実施態様において、複数の構造形状は約10ミクロン〜約1ナノメートルの範囲のサイズを有する。いくつかの実施態様において、複数の構造形状は約10ミクロン〜約1ミクロンの範囲のサイズを有する。いくつかの実施態様において、複数の構造形状は約1ミクロン〜約100nmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施態様において、複数の構造形状は約100nm〜約1nmの範囲のサイズを有する。
【0078】
いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレートは、複製成形プロセスによって形成されたパターン形成テンプレートを含む。いくつかの実施態様において、複製成形プロセスは、母型テンプレートを提供すること、液体材料を母型テンプレートに接触させること、液体材料を硬化してパターン形成テンプレートを形成することとを含む。
いくつかの実施態様において、母型テンプレートは、リソグラフィープロセスから形成されたテンプレート、天然のテンプレート、その組合せからなる群から選択される。いくつかの実施態様において、天然のテンプレートは生物学的構造及び自己集合構造の1種から選択される。いくつかの実施態様において、生物学的構造及び自己集合構造の1種は天然の結晶、酵素、ウイルス、タンパク質、ミセル、及び組織表面からなる群から選択される。
【0079】
いくつかの実施態様において、方法はパターン形成テンプレートの表面を表面修飾ステップによって修飾することを含む。いくつかの実施態様において、表面修飾ステップはプラズマ処理、化学的処理、吸着プロセスからなる群から選択される。いくつかの実施態様において、吸着プロセスは高分子電解質、ポリ(ビニルアルコール)、アルキルハロシラン、及びリガンドからなる群から選択される吸着分子を含む。
いくつかの実施態様において、方法は、パターン形成テンプレート表面と基板が互いに所定の配向で面するようにパターン形成されたテンプレートと基板を互いに間隔を置いた関係に配置することを含む。
【0080】
いくつかの実施態様において、液体材料は、ポリマー、溶液、モノマー、複数のモノマー、重合開始剤、重合触媒、無機前駆体、金属前駆体、医薬品、標識、磁性材料、常磁性材料、リガンド、細胞透過性ペプチド、ポロゲン、界面活性剤、複数の非相溶性液体、溶媒、荷電化学種、及びその組合せからなる群から選択される。
いくつかの実施態様において、医薬品は薬物、ペプチド、RNAi、DNAからなる群から選択される。いくつかの実施態様において、標識は蛍光標識、放射線標識、造影剤からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、リガンドは細胞標的化ペプチドを含む。
【0081】
いくつかの実施態様において、液体材料は非湿潤剤を含む。いくつかの実施態様において、液体材料は1つの相を含む。いくつかの実施態様において、液体材料は複数の相を含む。いくつかの実施態様において、液体材料は複数の液体、複数の非相溶性液体、界面活性剤、分散物、乳化物、マイクロ乳化物、ミセル、粒子、コロイド、ポロゲン、活性成分、及びその組合せからなる群から選択される。
【0082】
いくつかの実施態様において、ある体積の液体材料をパターン形成テンプレート及び基板の1つに配置することは塗布プロセスによって制御される。いくつかの実施態様において、塗布プロセスは:
(a)第1の体積の液体材料をパターン形成テンプレート及び基板の1つに配置してその上に液体材料の層を形成すること、
(b)液体材料層を横断して器具を引っ張り、
(i)1つのパターン形成テンプレート及び基板の上に液体材料層から第2の体積の液体材料を除去すること;
(ii)1つのパターン形成テンプレート及び基板の上に第3の体積の液体材料を残すこととを含む。
【0083】
いくつかの実施態様において、物品を液体材料層に接触させ、物品に力を加え、それによって液体材料をパターン材料及び基板の1つから除去する。いくつかの実施態様において、物品はローラー、及び「絞り(squeegee)」刃からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、液体材料は他のいくつかの機械的手段によって除去される。
いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート表面を基板に接触させることによって、本質的にすべての配置された液体材料をパターン形成テンプレート表面と基板の間から除去する。
いくつかの実施態様において、液体材料の処理は熱的プロセス、光化学プロセス、化学プロセスからなる群から選択される、プロセスを含む。
【0084】
本明細書で以下に詳細に説明するいくつかの実施態様において、方法は:
(a)(i)パターン形成テンプレート表面に接触圧力を加えるステップと;
(ii)第2の体積の液体をテンプレートを通して蒸発又は浸透させるステップ、
の1つによって複数の凹み領域中に配置されたある体積の液体材料を減少させるステップと;
(b)パターン形成テンプレート表面に加えられた接触圧力を除去するステップと;
(c)パターン形成テンプレート表面の凹み領域内にガスを導入するステップと;
(d)液体材料を処理してパターン形成テンプレート表面の凹み領域内に1つ以上の粒子を形成するステップと;
(e)1つ以上の粒子を放出するステップとをさらに含む。
【0085】
いくつかの実施態様において、1つ以上の粒子の放出は:
(a)パターン形成テンプレートを1つ以上の粒子に親和力がある基板に加えること;
(b)1つ以上の粒子がパターン形成テンプレートから放出されるようにパターン形成テンプレートを変形させること;
(c)パターン形成テンプレートを第1溶媒で膨潤させて1つ以上の粒子を排除すること;
(d)パターン形成テンプレートを1つ以上の粒子に親和力のある第2溶媒で洗浄すること;
(e)1つ以上の粒子に機械的な力を加えることの1つによって行われる。
いくつかの実施態様において、機械的な力は、ドクターブレード及びブラシの1つを1つ以上の粒子に接触させることによって加えられる。いくつかの実施態様において、機械的な力は超音波、メガソニック、静電気、又は磁気手段によって加えられる。
【0086】
いくつかの実施態様において、方法は粒子の採取又は収集を含む。いくつかの実施態様において、粒子の採取又は収集は、ドクターブレードによる削り、ブラシプロセス、分離プロセス、超音波プロセス、メガソニックプロセス、静電気プロセス、及び磁気プロセスからなる群から選択されるプロセスを含む。
【0087】
いくつかの実施態様において、本開示の主題は本明細書に説明される方法によって形成される粒子又は複数の粒子を説明する。いくつかの実施態様において、複数の粒子は、複数の単分散粒子を含む。いくつかの実施態様において、粒子又は複数の粒子は、半導体デバイス、結晶、薬物送達ベクター、遺伝子送達ベクター、疾患検出デバイス、疾患位置検出デバイス、光起電デバイス、ポロゲン、化粧品、エレクトレット、添加剤、触媒、センサー、解毒剤、CMPなどの研磨剤、マイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)、細胞骨格、タッガート(taggart)、医薬品、生物学的標識からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、粒子又は複数の粒子は自立構造を含む。
【0088】
さらに、いくつかの実施態様において、本開示の主題は分離液体対象物の作製方法を説明し、その方法は、(a)液体材料を第1の低表面エネルギー材料の表面に接触させること、(b)第2の低表面エネルギー材料の表面を液体に接触させること(第1又は第2の低表面エネルギー材料の少なくとも1つの表面がパターン形成されている)、(c)第1及び第2の低表面エネルギー材料の表面を互いに封止すること、(d)2つの低表面エネルギー材料を分離して液体の液滴を含む、複製パターンを製造することとを含む。
【0089】
いくつかの実施態様において、液体材料はポリ(エチレングリコール)−ジアクリレートを含む。いくつかの実施態様において、低表面エネルギー材料はパーフルオロポリエーテル−ジアクリレートを含む。いくつかの実施態様において、化学プロセスは第1及び第2の低表面エネルギー材料の表面を封止するのに用いられる。いくつかの実施態様において、物理的プロセスは第1及び第2の低表面エネルギー材料の表面を封止するのに用いられる。いくつかの実施態様において、低表面エネルギー材料の1つの表面はパターン形成される。いくつかの実施態様において、低表面エネルギー材料の1つの表面はパターン形成されない。
【0090】
いくつかの実施態様において、方法は、液滴から構成される複製パターンを使用して他の対象物を作製することをさらに含む。いくつかの実施態様において、液滴の複製パターンは、パターン形成されない低表面エネルギー材料の表面に形成される。いくつかの実施態様において、液滴は直接又は部分的固化を行う。いくつかの実施態様において、液滴は化学的変換を行う。いくつかの実施態様において、液滴の固化又は液滴の化学的変換は自立対象物を製造する。いくつかの実施態様において、自立対象物は採取される。いくつかの実施態様において、自立対象物は位置に接合される。いくつかの実施態様において、自立対象物は直接固化、部分的固化、又は化学的変換される。
【0091】
いくつかの実施態様において、液滴はパターン形成テンプレートの上又は中で直接固化、部分的固化、又は化学的変換されて、パターン形成テンプレートの凹みの中に埋め込まれた対象物を製造する。いくつかの実施態様において、埋め込まれた対象物は採取される。いくつかの実施態様において、埋め込まれた対象物は適当な位置に接合される。いくつかの実施態様において、埋め込まれた対象物は他の製造プロセスに用いられる。
【0092】
いくつかの実施態様において、液滴の複製パターンは他の表面へ転写される。いくつかの実施態様において、転写は固化又は化学的変換プロセスの前に行われる。いくつかの実施態様において、転写は固化又は化学的変換プロセスの後に行われる。いくつかの実施態様において、液滴の複製パターンが転写される表面は非低表面エネルギー表面、低表面エネルギー表面、官能化表面、犠牲表面からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、方法は本質的に1層又は複数のスカム層のない表面上にパターンを製造する。いくつかの実施態様において、方法は半導体及び他の電子及び光学デバイス又はアレーを作製するために用いられる。いくつかの実施態様において、方法は自立対象物を作製するのに用いられる。いくつかの実施態様において、方法は複数のパターン形成プロセスを用いて三次元対象物を作製するのに用いられる。いくつかの実施態様において、分離された、又はパターン形成された対象物は有機、無機、ポリマー、及び生物学的材料からなる群から選択される、材料を含む。いくつかの実施態様において、分離構造を表面に固定するために表面接着剤が用いられる。
【0093】
いくつかの実施態様において、パターン形成された又はパターン形成されない表面上の液滴アレー又は固体アレーは、追加の化学的加工プロセスのための領域特定送達装置又は反応容器として用いられる。いくつかの実施態様において、追加の化学的加工プロセスは、有機、無機、ポリマー、生物学的、及び触媒系を表面に印刷すること、有機、無機、ポリマー、生物材料の合成及び表面への材料の局部的な送達が望ましい他の用途からなる群から選択される。本開示の主題の用途は、材料のマイクロスケール及びナノスケールパターン形成又は印刷を含む、が制限されない。いくつかの実施態様において、パターン形成又は印刷すべき材料は表面結合分子、無機化合物、有機化合物、ポリマー、生物学的分子、ナノ粒子、ウイルス、生物学的アレー等からなる群から選択される。
【0094】
いくつかの実施態様において、本開示の主題の用途は、ポリマーブラシの合成、CVDカーボンナノチューブ成長のための触媒パターン形成、細胞骨格作製、エッチングレジストなどパターン犠牲層の用途、及び有機、無機、ポリマー、及び生物学的アレーの組合せ作製を含むが制限されない。
【0095】
いくつかの実施態様において、非湿潤性インプリントリソグラフィー、及び関連技術は、個々の対象物内の化学成分の配置及び配向の制御方法と組み合わせられる。いくつかの実施態様において、それらの方法は、対象物を特定の用途に最適化されるような合理的な構造にすることによって、対象物の性能を改善する。いくつかの実施態様において、方法は、薬物送達、予防接種、及び他の用途のために生物学的標的薬品を粒子中に組み込むことを含む。いくつかの実施態様において、方法は、特定の生物学的認識モチーフ(motif)を含む、ように粒子を設計することを含む。いくつかの実施態様において、生物学的認識モチーフはビオチン(biotin)/アビジン及び/又は他のタンパク質を含む。
【0096】
いくつかの実施態様において、方法はこれらの材料の化学的組成物の微調整及び反応条件の制御を含み、それによって生物学的モチーフの認識が可能になるので、粒子の効率が最適される。いくつかの実施態様において、粒子は、細胞結合部位に接近可能な方法で認識元素が粒子表面に配置されるように設計及び合成され、粒子の核は治療分子などの生物学的活性な薬品を含むために保存される。いくつかの実施態様において、非湿潤性インプリントリソグラフィー法を用いて対象物が作製され、対象物は、生物認識薬品などの機能的モチーフを対象物組成物中に組み込むことによって、特定の用途に対して最適化される。いくつかの実施態様において、方法は、自己集合、段階的作製手順、反応条件、化学的組成物、架橋、分岐、水素結合、イオン性相互作用、共有相互作用等からなる群から選択される方法によって対象物のマイクロスケール及びナノスケール構造を制御することをさらに含む。いくつかの実施態様において、方法は、対象物の中に化学的に組織化した前駆体を組み込むことによる対象物のマイクロスケール及びナノスケール構造の制御をさらに含む。いくつかの実施態様において、化学的に組織化した前駆体はブロックコポリマー及び核−殻構造からなる群から選択される。
【0097】
まとめれば、本開示の主題は、規模拡大の可能な非湿潤性インプリントリソグラフィー技術を説明し、自己集合した作製困難なブロックコポリマー及び他の系を用いることなく、それらの粒子への簡単で直接的な経路を提供する。
【0098】
III.「液体減少」による丸められた粒子の形成
ここで図3Aから3Fを参照すれば、本開示の主題は、テンプレートの形状に共形ではない形状を有する、球状のマイクロ粒子及びナノ粒子を非制限的に含む粒子を形成するための「液体減少」プロセスを提供する。ガスを導入すると、それを処理する前に表面張力によって残りの液体の形状再加工が可能であるので、例えば、「立方体形状」のテンプレートは球状粒子を作ることが可能であり、「ブロック矢印形状」テンプレートは、「アイスキャンディー」形状の粒子又は対象物を作ることができる。特定の理論に拘束されることは望まないが、本開示のパターン形成テンプレート及び/又は処理された、又は被覆された基板のいくつかの実施態様が提供することのできる非濡れ特性は、丸められた、例えば球状粒子の生成を可能にする。
【0099】
ここで図3Aを参照すれば、液体材料の液滴302は、いくつかの実施態様において、非湿潤性材料304で被覆され又は処理された基板300上に配置される。複数の凹み領域110及びパターン表面領域112を含む、パターン形成テンプレート108も提供される。
ここで図3Bを参照すれば、パターン形成テンプレート108は液滴302に接触する。次いで、液滴302を含む、液体材料はパターン形成テンプレート108の凹み領域110に入る。いくつかの実施態様において、液滴302を含む、液体材料の残渣又は「スカム」層RLはパターン形成テンプレート108と基板300の間に留まる。
【0100】
ここで図3Cを参照すれば、第1の力Fa1がパターン形成テンプレート108に加えられる。接触点CPがパターン形成テンプレート108と基板の間に形成され、残渣層RLは排除される。粒子306はパターン形成テンプレート108の凹み領域110中に形成される。
ここで図3Dを参照すれば、次いで第2の力Fa2がパターン形成テンプレート108に加えられ、Fa2によって加えられた力がFa1によって加えられた力よりも大きく、それによって、凹み領域112の内部に、より小さな液体粒子308を形成し、液滴302を含む、液体材料の一部を凹み領域112から除去する。
【0101】
ここで図3Eを参照すれば、第2の力Fa2が放出され、それによって接触圧力は第1の力Fa1によって加えられた元の接触圧力に戻る。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート108はガス透過性材料を含み、凹み領域112を備える空間の一部は窒素などのガスで充填され、それによって複数の球状液滴310を形成する。この液体減少が行われると、複数の球状液滴310が処理プロセスTによって処理される。
ここで図3Fを参照すれば、処理された球状液滴310はパターン形成テンプレート108から放出されて複数の自立球状粒子312を提供する。
【0102】
IV.ポリマー性ナノ〜マイクロエレクトレットの形成
ここで図4A及び4Bを参照すれば、いくつかの実施態様において、本開示の主題は、荷電ポリマー粒子(図4B)を生成する成形(図4A)中、重合及び/又は結晶化プロセスの間に電場を印加することによって、ポリマーナノ〜マイクロエレクトレットを調製する方法を説明する。いくつかの実施態様において、荷電ポリマー粒子は図4Cに示した不規則形状ではなく、鎖状構造(図4D)へ自然に凝集する。
【0103】
いくつかの実施態様において、荷電ポリマー粒子はポリマーエレクトレットを含む。いくつかの実施態様において、ポリマーエレクトレットはポリマーナノエレクトレットを含む。いくつかの実施態様において、荷電ポリマー粒子は鎖状構造へ凝集する。いくつかの実施態様において、荷電ポリマー粒子は電気レオロジー装置のための添加剤を含む。いくつかの実施態様において、電気レオロジー装置はクラッチ及び能動的緩衝装置からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、荷電ポリマー粒子はナノ圧電装置を含む。いくつかの実施態様において、ナノ圧電装置は、アクチュエータ、スイッチ、及び機械的センサーからなる群から選択される。
【0104】
V.多層構造の形成
いくつかの実施態様において、本開示の主題は、多層粒子を含む、多層構造の形成方法を提供する。いくつかの実施態様において、多層粒子を含む、多層構造はナノスケールの多層構造を含む。いくつかの実施態様において、多層構造は、非相溶性液体及び/又は溶液の複数の薄い層を基板上に堆積し、上述の任意の方法で粒子を形成することによって形成される。液体の非相溶性は、密度、極性、揮発性を非制限的に含む任意の物理特性に基づくことができる。本開示の主題の可能な形態学的例は、図5A〜5Cに示され、複数相サンドイッチ構造、核−殻粒子、及び内部乳化物、マイクロ乳化物及び/又はナノサイズ乳化物を含むが制限されない。
【0105】
ここで図5Aを参照すれば、本開示の主題の複数相サンドイッチ構造500が示され、例えば、第1液体材料502と第2液体材料504を含む。
ここで図5Bを参照すれば、本開示の主題の核−殻粒子506が示され、例えば、第1液体材料502と第2液体材料504を含む。
ここで図5Cを参照すれば、本開示の主題の内部乳化物粒子508が示され、例えば、第1液体材料502と第2液体材料504を含む。
【0106】
さらに詳細には、いくつかの実施態様において、方法は、パターン形成テンプレートと基板の間に複数の非相溶性液体を配置して、多層構造、例えば多層ナノ構造を形成することを含む。いくつかの実施態様において、多層構造は多層粒子を含む。いくつかの実施態様において、多層構造は、複数相サンドイッチ構造、核−殻粒子、及び内部乳化物、マイクロ乳化物、及びナノサイズ乳化物からなる群から選択される。
【0107】
VI.複雑な多次元構造の作製
いくつかの実施態様において、本開示の主題は複雑な多次元構造の作製プロセスを提供する。いくつかの実施態様において、複雑な多次元構造は図2A〜2Eに示したプロセスを実施することによって形成することができる。いくつかの実施態様において、方法は、第2のパターン形成テンプレートに整列させた、パターン形成テンプレート上へのインプリント(平滑な基板上へのインプリントの替りに)を行って分離された多次元構造を生成させ、本明細書で上述したように硬化し放出することを含む。複雑な多次元構造の形成プロセスの実施態様の概要図、及びそれらの構造の例は図6A〜6Cに提供される。
【0108】
ここで図6Aを参照すれば、第1のパターン形成テンプレート600が提供される。第1のパターン形成テンプレート600は、複数の凹み領域602と複数の凹みのない表面604とを含む。また、第2のパターン形成テンプレート606も提供される。第2のパターン形成テンプレート606は、複数の凹み領域608と複数の凹みのない表面610とを含む。図6Aに示すように、第1のパターン形成テンプレート600と第2のパターン形成テンプレート606は、所定の空間的な関係に整列される。液体材料の液滴612は第1のパターン形成テンプレート600と第2のパターン形成テンプレート606の間に配置される。
【0109】
ここで図6Bを参照すれば、パターン形成テンプレート600はパターン形成テンプレート606に接触する。力Fがパターン形成テンプレート600に加えられ、液滴612を含む、液体材料を複数の凹み領域602及び608へ移動させる。次いで、液滴612を含む、液体材料は処理プロセスTによって処理されて、パターン形成され処理された液体材料614を形成する。
ここで図6Cを参照すれば、図6Bのパターン形成され処理された液体材料614は、本明細書に述べた任意の放出方法によって放出され、複数の多次元のパターン構造616を提供する。
【0110】
いくつかの実施態様において、パターン構造616はナノスケールのパターン構造を含む。いくつかの実施態様において、パターン構造616は多次元構造を含む。いくつかの実施態様において、多次元構造はナノスケールの多次元構造を含む。いくつかの実施態様において、多次元構造は複数の構造形状を含む。いくつかの実施態様において、構造形状は複数の高さを含む。
【0111】
いくつかの実施態様において、パターン構造616を含む、マイクロ電子デバイスが提供される。実際に、パターン構造616は、マイクロ電子デバイス用の「二重ダマシン」構造を含んで、考えることのできる任意の構造とすることができる。いくつかの実施態様において、マイクロ電子デバイスは、集積回路、半導体粒子、量子点、及び二重ダマシン構造からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、マイクロ電子デバイスは、エッチング抵抗性、低誘電率、高誘電率、導電性、半導電性、絶縁性、多孔質性、非多孔質性からなる群から選択されるある種の物理特性を示す。
【0112】
いくつかの実施態様において、本開示の主題は多次元の複雑な構造の調製方法を開示する。ここで図7A〜7Fを参照すれば、いくつかの実施態様において、第1のパターン形成テンプレート700が提供される。第1のパターン形成テンプレート700は複数の凹みのない表面領域702と複数の凹み表面領域704を含む。特に図7Aの参照を続ければ、基板706も提供される。いくつかの実施態様において、基板706は非湿潤剤708で被覆される。第1液体材料の液滴710は基板706の上に配置される。
【0113】
ここで図7B及び7Cを参照すれば、第1のパターン形成テンプレート700は基板706に接触する。第1液体材料の液滴710が凹み704へ追い込まれるように、第1のパターン形成テンプレート700に力Fが加えられる。第1液体材料の液滴710を含む、液体材料は第1の処理プロセスTr1によって処理されて、複数の凹み704内部に、処理された第1液体材料を形成する。いくつかの実施態様によれば、第1処理プロセスTr1は、処理された第1液体材料を基板706に接着させる、部分的硬化プロセスを含む。特に図7Cを参照すれば、第1のパターン形成テンプレート700が除去され、複数の構造的な形状712が基板706上に提供される。
【0114】
ここで図7D〜7Fを参照すれば、第2のパターン形成テンプレート714が提供される。第2のパターン基板714は複数の凹み716を含み、第2液体材料718で充填される。凹み716の充填は、凹み704に関する図7A及び7Bの説明と同じようにして行うことができる。特に図7Eを参照すれば、第2のパターン形成テンプレート714は構造的形状712に接触する。第2液体材料718は、第2液体材料718が複数の構造的形状712に接着し、それによって多次元構造720を形成するように、第2処理プロセスTr2で処理される。特に図7Fを参照すれば、第2のパターン形成テンプレート714と基板706が除去され、複数の自立多次元構造722が提供される。いくつかの実施態様によれば、図7A〜7Fに概要図を示したプロセスは、必要に応じて複数回実施し、複雑なナノ構造を形成することができる。
【0115】
したがって、いくつかの実施態様において、多次元構造の形成方法が提供され:
(a)図**に説明したプロセスによって調製された粒子を提供するステップと;
(b)第2のパターン形成テンプレートを提供するステップと;
(c)第2のパターン形成テンプレートに第2液体材料を配置するステップと;
(d)第2のパターン形成テンプレートをプロセス(a)の粒子に接触させるステップと;
(e)第2液体材料を処理して多次元構造を形成するステップとを含む。
【0116】
VII.インプリントリソグラフィー
ここで図8A〜8Dを参照すれば、基板上にパターンを形成する方法が示される。図8に示した実施態様において、インプリントリソグラフィー技術を用いて基板上にパターンが形成される。
【0117】
ここで図8Aを参照すれば、パターン形成テンプレート810が提供される。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート810は、低粘度の液体材料を母型テンプレート上に鋳造し、次いで低粘度の液体材料を硬化して、上で定義したパターン形成テンプレートを生成することから誘導される、耐溶媒性のある低表面エネルギーのポリマー材料を含む。パターン形成テンプレート810は、第1のパターン形成テンプレート表面812と第2のパターン形成テンプレート表面814とをさらに含む。第1のパターン形成テンプレート表面812は複数の凹み816をさらに含む。耐溶媒性のある低表面エネルギーのポリマー材料から誘導されるパターン形成テンプレートは、他の材料に搭載してパターン形成テンプレートの整列を容易にし、又はコンベヤーベルトなどの連続処理を容易にすることができよう。これは、複雑な装置又は半導体、電子デバイス又は光学デバイスの作製など、表面に精密に配置された構造の作製に特に有用であろう。
【0118】
再び図8Aを参照すれば、基板820が提供される。基板820は基板表面822を含む。いくつかの実施態様において、基板820はポリマー材料、無機材料、ケイ素材料、石英材料、ガラス材料、及びそれらの表面処理された変形からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート810及び基板820の少なくとも1つは、18mN/mよりも低い表面エネルギーを有する。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート810及び基板820の少なくとも1つは、15mN/mよりも低い表面エネルギーを有する。
【0119】
いくつかの実施態様において、図8Aに示したように、パターン形成テンプレート810及び基板820は、第1のパターン形成テンプレート表面812が基板表面822に面し、空隙830が第1のパターン形成テンプレート表面812と基板表面822の間に形成されるように、互いに空間的な関係に配置される。これは予め定められた関係の一例である。
ここで図8Bを参照すれば、ある体積の液体材料840が第1のパターン形成テンプレート表面82と基板表面822の間の空隙830中に配置される。いくつかの実施態様において、ある体積の液体材料840は、第1のパターン形成テンプレート表面812上に配置された非湿潤剤(図示されない)上に導かれて配置される。
【0120】
ここで図8Cを参照すれば、いくつかの実施態様において、第1のパターン形成テンプレート表面812はある体積の液体材料840に接触する。力Fが第2のテンプレート表面814に加えられ、それによってある体積の液体材料840は複数の凹み816に追い込む。いくつかの実施態様において、図8Cに示したように、ある体積の液体材料840の一部は、力Fを加えた後に、第1のパターン形成テンプレート表面812と基板表面820の間に留まる。
再び図8Cを参照すれば、いくつかの実施態様において、ある体積の液体材料840は、力Fが加えられている間、処理プロセスTによって処理されて、処理された液体材料842を形成する。いくつかの実施態様において、処理プロセスTは熱的プロセス、光化学プロセス、及び化学プロセスからなる群から選択されるプロセスを含む。
【0121】
ここで図8Dを参照すれば、力Fがパターン形成テンプレート810に加えられて、処理された液体材料842からパターン形成テンプレート810を取り外し、図8Eに示すように、基板820上のパターン850を露出する。いくつかの実施態様において、処理された液体材料842の残渣又は「スカム」層852は基板820の上に留まる。
【0122】
さらに詳細には、基板上のパターンの形成方法は:
(a)その中に複数の凹み領域を有するパターン形成テンプレート表面を含む、パターン形成テンプレートと基板を提供すること;
(b)ある体積の液体材料を:
(i)パターン形成テンプレートの表面上;及び
(ii)複数の凹み領域中
の少なくとも1つに配置すること;
(c)パターン形成テンプレート表面を基板に接触させること;
(d)液体材料を処理して基板上のパターンを形成することとを含む。
【0123】
いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレートは、低粘度の液体材料を母型テンプレート上に鋳造し、次いで低粘度の液体材料を硬化して、パターン形成テンプレートを生成することから誘導される、耐溶媒性のある低表面エネルギーのポリマー材料を含む。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレートは耐溶媒性のあるエラストマー材料を含む。
【0124】
いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つは、パーフルオロポリエーテル材料、フルオロオレフィン材料、アクリレート材料、シリコーン材料、スチレン系材料、フッ化熱可塑性エラストマー(TPE)、トリアジンフルオロポリマー、パーフルオロシクロブチル材料、フッ化エポキシ樹脂、メタセシス重合反応によって重合又は架橋させることのできるフッ化モノマー又はフッ化オリゴマーからなる群から選択される材料を含む。
いくつかの実施態様において、パーフルオロポリエーテル材料は、下記式からなる群から選択される主鎖構造を含む:
【0125】
【化12】

【0126】
(式中、Xは存在しても存在しなくてもよく、存在するとき末端封鎖基を含む)。
いくつかの実施態様において、フルオロオレフィン材料は、下記式からなる群から選択される:
【0127】
【化13】

【0128】
(式中、CSMは硬化部位のモノマーを含む)。
いくつかの実施態様において、フルオロオレフィン材料は、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン又はヘキサフルオロプロピレン、2,2−ビス(トリフルオロメチル)−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソール、官能性フルオロオレフィン、官能性アクリル系モノマー、官能性メタクリル系モノマーを含むモノマーから作られる。
いくつかの実施態様において、シリコーン材料は、下記の構造を有するフルオロアルキル官能化されたポリジメチルシロキサン(PDMS)を含む:
【0129】
【化14】

【0130】
(式中、Rはアクリレート、メタクリレート、及びビニル基からなる群から選択され、
Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
いくつかの実施態様において、スチレン系材料は、下記式からなる群から選択されるフッ化スチレンモノマーを含む:
【0131】
【化15】

【0132】
(式中、Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
いくつかの実施態様において、アクリレート材料は、下記の構造を有するフッ化アクリレート又はフッ化メタクリレートを含む:
【0133】
【化16】

【0134】
(式中、Rは、H、アルキル、置換アルキル、アリール、及び置換アリールからなる群から選択され、
Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
いくつかの実施態様において、トリアジンフルオロポリマーは、フッ化モノマーを含む。
いくつかの実施態様において、メタセシス重合反応によって重合又は架橋することのできるフッ化モノマー又はフッ化オリゴマーは、官能化オレフィンを含む。いくつかの実施態様において、官能化オレフィンは官能化環状オレフィンを含む。
【0135】
いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つは18mN/m以下の表面エネルギーを有する。いくつかの実施態様において、パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つは15mN/m以下の表面エネルギーを有する。
いくつかの実施態様において、基板は、ポリマー材料、無機材料、シリコーン材料、石英材料、ガラス材料及びそれらを表面処理した変形からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、基板は、製造されるプロセス中の電子デバイス、及び製造されるプロセス中の光学デバイスの1つから選択される。いくつかの実施態様において、基板はパターン形成領域を含む。
【0136】
いくつかの実施態様において、複数の凹み領域は複数の空洞を含む。いくつかの実施態様において、複数の空洞は複数の構造形状を含む。いくつかの実施態様において、複数の構造形状は約10ミクロン〜約1ナノメートルの範囲のサイズを有する。いくつかの実施態様において、複数の構造形状は約10ミクロン〜約1ミクロンの範囲のサイズを有する。いくつかの実施態様において、複数の構造形状は約1ミクロン〜約100nmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施態様において、複数の構造形状は約100nm〜約1nmの範囲のサイズを有する。
【0137】
いくつかの実施態様において、液体材料は、ポリマー、溶液、モノマー、複数のモノマー、重合開始剤、重合触媒、無機前駆体、金属前駆体、医薬品、標識、磁性材料、常磁性材料、超常磁性材料、リガンド、細胞透過性ペプチド、ポロゲン、界面活性剤、複数の非相溶性液体、溶媒、荷電化学種からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、医薬品は、薬物、ペプチド、RNAi、DNAからなる群から選択される。いくつかの実施態様において、標識は蛍光標識、放射線標識、造影剤からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、リガンドは細胞標的化ペプチドを含む。
【0138】
代表的な超常磁性材料又は常磁性材料は、Fe、Fe、FePt、Co、MnFe、CoFe、CuFe、NiFe、磁気光用途のMnでドープされたZnS、光用途のCdSe、及びホウ素中性子捕捉処理用のホウ化物を含むが制限されない。
いくつかの実施態様において、液体材料は、レジストポリマー及び低k誘電体の1つから選択される。いくつかの実施態様において、液体材料は非湿潤剤を含む。
【0139】
いくつかの実施態様において、ある体積の液体材料を配置することは塗布プロセスによって制御される。いくつかの実施態様において、塗布プロセスは:
(a)第1の体積の液体材料をパターン形成テンプレート上に配置してパターン形成テンプレート上に液体材料の層を形成するステップと;
(b)液体材料層を横断して器具を引っ張り:
(i)パターン形成テンプレート上の液体材料層から第2の体積の液体材料を除去し;
(ii)パターン形成テンプレート上に第3の体積の液体材料を残すステップとを含む。
いくつかの実施態様において、第1のテンプレート表面を基板に接触させることは、液体材料の配置された容積のすべてを本質的に除去する。
【0140】
いくつかの実施態様において、液体材料の処理は熱的プロセス、光化学プロセス、化学プロセスからなる群から選択される。
いくつかの実施態様において、方法はバッチプロセスを含む。いくつかの実施態様において、バッチプロセスは、半バッチプロセス及び連続的バッチプロセスの1つから選択される。
いくつかの実施態様において、本開示の主題は、本開示の方法によって形成された、パターン基板を説明する。
【0141】
VIII.残渣の「スカム層」のないインプリントリソグラフィー
その可能性全体を制限してきたインプリントリソグラフィーの特徴は、液体材料、例えば樹脂がパターン形成されるときの「スカム層」の形成である。「スカム層」はスタンプと基板の間に残る樹脂状液体材料を含む。いくつかの実施態様において、本開示の主題は本質的にスカム層のないパターンを生成するプロセスを提供する。
【0142】
ここで図9A〜9Dを参照すれば、いくつかの実施態様において、基板上にパターンを形成する方法が提供され、パターンは本質的にスカム層がない。ここで図9Aを参照すれば、パターン形成テンプレート910が提供される。パターン形成テンプレート910は、第1のパターン形成テンプレート表面912と第2のパターン形成テンプレート914をさらに含む。第1のパターン形成テンプレート表面912は、複数の凹み916をさらに含む。いくつかの実施態様において、非湿潤剤960が第1のパターン形成テンプレート表面912上に配置される。
【0143】
再び図9Aを参照すれば、基板920が提供される。基板920は基板表面922を含む。いくつかの実施態様において、非湿潤剤960が基板表面920上に配置される。
いくつかの実施態様において、図9Aに示したように、パターン形成テンプレート910と基板920は、第1のパターン形成テンプレート表面912が基板表面922に面し、空隙930が第1のパターン形成テンプレート表面912と基板表面922の間に形成されるように、互いに間隔を置いた関係に配置される。
【0144】
ここで図9Bを参照すれば、ある体積の液体材料940が第1のパターン形成テンプレート表面912と基板表面922の間の空隙930に配置される。いくつかの実施態様において、ある体積の液体材料940は第1のパターン形成テンプレート表面912上に直接配置される。いくつかの実施態様において、ある体積の液体材料940は、第1のパターン形成テンプレート表面912上に配置された非湿潤剤960の上に直接配置される。いくつかの実施態様において、ある体積の液体材料940は基板表面920上に直接配置される。いくつかの実施態様において、ある体積の液体材料940は、基板表面920上に配置された非湿潤剤960の上に直接配置される。
【0145】
ここで図9Cを参照すれば、いくつかの実施態様において、第1のパターン形成テンプレート表面912はある体積の液体材料940に接触する。力Fが第2のテンプレート表面914に加えられ、それによってある体積の液体材料940を複数の凹み916の中へ押し込む。図9に示した実施態様とは対照的に、ある体積の液体材料940の一部は、力Fが加えられると、力Fによって空隙930の外へ押し出される。
再び図9Cを参照すれば、いくつかの実施態様において、ある体積の液体材料940は力Fが印加されている間に処理プロセスTによって処理されて、処理された液体材料942を形成する。
【0146】
ここで図9Dを参照すれば、力Fがパターン形成テンプレート910に加えられて、処理された液体材料942からパターン形成テンプレート910を除去し、図9Eに示すように、基板920上のパターン950を露出する。この実施態様において、基板920には、処理された液体材料942の残渣又は「スカム」層が本質的にない。
いくつかの実施態様において、テンプレート及び基板の少なくとも1つは、官能化された表面要素を含む。いくつかの実施態様において、官能化された表面要素は非湿潤剤で官能化される。いくつかの実施態様において、非湿潤剤は官能基を含み、液体材料に結合する。いくつかの実施態様において、非湿潤剤は、トリクロロシラン、トリアルコキシシラン、非湿潤性及び反応性官能基を含むトリクロロシラン、非湿潤性及び反応性官能基を含むトリアルコキシシラン、及びそれらの混合物からなる群から選択される。
【0147】
いくつかの実施態様において、2つの表面要素間の接触点には液体材料がない。いくつかの実施態様において、2つの表面要素間の接触点は残渣の液体材料を含む。いくつかの実施態様において、残渣の液体材料の高さは構造の高さの30%未満である。いくつかの実施態様において、残渣の液体材料の高さは構造の高さの20%未満である。いくつかの実施態様において、残渣の液体材料の高さは構造の高さの10%未満である。いくつかの実施態様において、残渣の液体材料の高さは構造の高さの5%未満である。いくつかの実施態様において、ある体積の液体材料はパターン形成テンプレートの容積よりも少ない。いくつかの実施態様において、実質上ある体積の液体材料のすべては、少なくとも1種の表面要素のパターン形成テンプレートに拘束される。いくつかの実施態様において、2つの表面要素間の接触点に液体材料がないようにすることによって、2つの表面要素間の滑りが防止される。
【0148】
IX.溶媒援用マイクロ成形(SAMIM)
いくつかの実施態様において、本開示の主題は、基板上にパターンを形成する溶媒援用マイクロ成形(SAMIM)法を説明する。
【0149】
ここで図10Aを参照すれば、パターン形成テンプレート1010が提供される。パターン形成テンプレート1010は第1のパターン形成テンプレート表面1012と第2のパターン形成テンプレート表面1014をさらに含む。第1のパターン形成テンプレート表面1012は複数の凹み1016をさらに含む。
再び図10Aを参照すれば、基板1020が提供される。基板1020は基板表面1022を含む。いくつかの実施態様において、ポリマー材料1070が基板表面1022上に配置される。いくつかの実施態様において、ポリマー材料1070はレジストポリマーを含む。
【0150】
再び図10Aを参照すれば、パターン形成テンプレート1010と基板1020は、第1のパターン形成テンプレート表面1012が基板表面1022に面し、空隙1030が第1のパターン形成テンプレート表面1012と基板表面1022の間に形成されるように、互いに間隔を置いた関係に配置される。図10Aに示すように、溶媒Sは、溶媒Sがポリマー材料1070に接触して膨潤したポリマー材料1072を形成するように、空隙1030内に配置される。
【0151】
ここで図10B及び10Cを参照すれば、第1のパターン形成テンプレート1012は膨潤したポリマー材料1072に接触する。力Fが第2のテンプレート表面1014に加えられ、それによって膨潤したポリマー材料1072の一部を複数の凹み1016の中へ押し込み、膨潤したポリマー材料1072の一部は第1のパターン形成テンプレート表面1012と基板表面1020の間に残る。次いで、膨潤したポリマー材料1072は圧力下で処理プロセスTによって処理される。
ここで図10Dを参照すれば、力Fがパターン形成テンプレート1010に加えられて、処理された膨潤したポリマー材料1072からパターン形成テンプレート1010を取り外し、図10Eに示すように、基板1020上のポリマーパターン1074を露出する。
【0152】
X.パターン形成テンプレート及び/又は基板からのパターン構造の取り外し
いくつかの実施態様において、パターン構造(例えば、パターン形成された微小構造又はナノ構造)はパターン形成テンプレート及び/又は基板の少なくとも1つから取り外される。これは、パターン構造を含む、表面要素を、パターン構造に親和力のある表面に加えること、パターン構造が表面要素から放出されるように、パターン構造を含む、表面要素を変形すること、パターン構造を含む、表面要素を第1の溶媒で膨潤させて、パターン構造を排除すること、パターン構造を含む、表面要素をパターン構造に親和性のある第2の溶媒で洗浄することとを非制限的に含む多数の手法によって達成することができる。
【0153】
いくつかの実施態様において、第1溶媒は超臨界液体二酸化炭素を含む。いくつかの実施態様において、第1溶媒は水を含む。いくつかの実施態様において、第1溶媒は水及び洗剤を含む、水溶液を含む。いくつかの実施態様において、表面要素の変形は表面要素に機械的力を加えることによって行われる。いくつかの実施態様において、パターン構造の取り外しは超音波法をさらに含む。
【0154】
XI.分子の作製方法及び治療薬を標的へ送達する方法
いくつかの実施態様において、本開示の主題は、薬物発見及び薬物治療に使用される「分子」の作製方法及びプロセス、及びプロセスによる製品を説明する。いくつかの実施態様において、分子の作製方法又はプロセスは、方法又はプロセスの組合せを含む。いくつかの実施態様において、分子の作製方法は非湿潤性インプリントリソグラフィー法を含む。
【0155】
XI.A 分子の作製方法
いくつかの実施態様において、非湿潤性インプリントリソグラフィー法は、低粘度の液体材料を母型テンプレート上に鋳造し、次いで低粘度の液体材料を硬化してパターン形成テンプレートを生成することから誘導される、耐溶媒性のある低表面エネルギーのポリマー材料から誘導された表面、又はそのポリマー材料を含む表面をさらに含む。いくつかの実施態様において、表面は耐溶媒性のあるエラストマー材料を含む。
【0156】
いくつかの実施態様において、非湿潤性インプリントリソグラフィー法は分離構造を生成させるために用いられる。いくつかの実施態様において、分離構造は分離微小構造を含む。いくつかの実施態様において、分離構造は分離ナノ構造を含む。いくつかの実施態様において、分離構造は生分解性材料を含む。いくつかの実施態様において、分離構造は親水性材料を含む。いくつかの実施態様において、分離構造は疎水性材料を含む。いくつかの実施態様において、分離構造は特定の形状を含む。いくつかの実施態様において、分離構造は「カーゴ(cargo)」をさらに含む。
【0157】
いくつかの実施態様において、非湿潤性インプリントリソグラフィー法は、成形すべき溶液中に分子モジュール、フラグメント、又はドメインを加えることをさらに含む。いくつかの実施態様において、分子モジュール、フラグメント、又はドメインは分離構造に官能性を付与する。いくつかの実施態様において、分離構造に付与された官能性は治療的な官能性を含む。
いくつかの実施態様において、薬物などの治療薬が分離構造中に組み込まれる。いくつかの実施態様において、生理的活性医薬品はリンカーに連結されて分離構造中への組み込みを容易にする。いくつかの実施態様において、酵素又は触媒のドメインが分離構造へ加えられる。いくつかの実施態様において、リガンド又はオリゴペプチドが分離構造に加えられる。いくつかの実施態様において、オリゴペプチドは官能性である。いくつかの実施態様において、官能性オリゴペプチドは細胞標的化ペプチドを含む。いくつかの実施態様において、官能性オリゴペプチドは細胞透過性ペプチドを含む。いくつかの実施態様において、抗体又はその官能性フラグメントが分離構造に加えられる。
【0158】
いくつかの実施態様において、結合剤が分離構造に加えられる。いくつかの実施態様において、結合剤を含む分離構造は同一構造の作製に用いられる。いくつかの実施態様において、結合剤を含む分離構造は変化する構造の構造作製に用いられる。いくつかの実施態様において、変化する構造の構造は治療薬としての分子効率を調査するのに用いられる。いくつかの実施態様において、分離構造の形状は生物学的薬品を模倣する。いくつかの実施態様において、方法は薬物発見の方法をさらに含む。
【0159】
XI.B 治療薬を標的へ送達する方法
いくつかの実施態様において、治療薬を標的へ送達する方法が開示され、方法は、本明細書に説明されたようにして製造された粒子を提供すること、治療薬を粒子に混合すること、治療薬を含む粒子を標的に送達することとを含む。
【0160】
いくつかの実施態様において、治療薬は薬物を含む。いくつかの実施態様において、治療薬は遺伝子材料を含む。いくつかの実施態様において、遺伝子材料は非ウイルス性遺伝子ベクター、DNA、RNA、RNAi、及びウイルス性粒子からなる群から選択される。
いくつかの実施態様において、粒子は100ミクロン未満の直径を有する。いくつかの実施態様において、粒子は10ミクロン未満の直径を有する。いくつかの実施態様において、粒子は1ミクロン未満の直径を有する。いくつかの実施態様において、粒子は100nm未満の直径を有する。いくつかの実施態様において、粒子は10nm未満の直径を有する。
【0161】
いくつかの実施態様において、粒子は生分解性ポリマーを含む。いくつかの実施態様において、生分解性ポリマーは、ポリエステル、ポリ無水物、ポリアミド、リン系ポリマー、ポリ(シアノアクリレート)、ポリウレタン、ポリオルソエステル、ポリジヒドロピラン、ポリアセタールからなる群から選択される。いくつかの実施態様において、ポリエステルは、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ(ヒドロキシブチレート)、ポリ(ε−カプロラクトン)、ポリ(β−リンゴ酸)、ポリ(ジオキサノン)からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、ポリ無水物は、ポリ(セバシン酸)、ポリ(アジピン酸)、ポリ(テレフタル酸(terpthalic acid))からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、ポリアミドは、ポリ(イミノカーボネート)及びポリアミノ酸からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、リン系ポリマーは、ポリリン酸、ポリホスホネート、ポリホスファゼンからなる群から選択される。いくつかの実施態様において、ポリマーはpH、照射、イオン強度、温度、及び交流磁場又は電場などの刺激に応答する。
【0162】
それらの刺激に対する応答は膨潤及び/又は加熱を含む、ことができ、その「荷」降ろし又は分解を容易にすることができる。
いくつかの実施態様において、本開示の主題は、高熱治療、癌、及び遺伝子治療、薬物送達、磁気共鳴造影剤、ワクチン補助剤、記憶装置、スピントロニクスにおける用途のための磁性含有粒子を説明する。
【0163】
いかなる特定の理論に拘束されることも望まないが、磁性含有粒子、例えば、磁性ナノ粒子は、低体温療法プロセス(41〜46℃)又は熱切除(46℃以上)による熱、即ち、AC磁場に露出することによる制御されたナノ粒子の熱を生成する。熱は、(i)ポリマー成分の相変化(例えば、封入された材料の溶融及び放出)を誘起すること、及び/又は(ii)特定の細胞の温熱処置、及び/又は(iii)封入された材料の効率の増加のために用いられる。電磁気的加熱による磁性ナノ粒子の起動機構は、(iv)粒子の分解速度を高めることができ、(v)膨潤を誘起することができ、及び/又は(vi)より大きな表面積をもたらすことのできる溶解/相変化を誘起し、様々な病気の処置に有益になり得る。
【0164】
いくつかの実施態様において、本開示の主題は、薬物送達系に用いるための単分散磁性ナノ粒子の作製に「非湿潤性」インプリントリソグラフィーを用いる代替の治療薬送達方法を説明する。それらの粒子は、(1)癌細胞の温熱処置、(2)MRI造影剤、(3)粒子の誘導送達、(4)薬物送達ベクターの起動された分解に用いることができる。
いくつかの実施態様において、治療薬送達系は生物学的適合性のある材料及び磁性ナノ粒子を含む。いくつかの実施態様において、生物学的適合性材料は100℃以下の溶融点を有する。いくつかの実施態様において、生物学的適合性材料は、ポリラクチド、ポリグリコリド、ヒドロキシプロピルセルロース、ワックスからなる群から選択されるが限定されない。
【0165】
いくつかの実施態様において、磁性ナノ粒子が標的又は標的の近傍に送達されると、磁性ナノ粒子はAC磁場に露出される。AC磁場への露出は、磁性ナノ粒子に制御された発熱を行わせる。いかなる特定の理論にも拘束されることを望まないが、制御された発熱は熱切除プロセスの結果である。いくつかの実施態様において、熱はナノ粒子のポリマー成分の相変化を誘起するために用いられる。いくつかの実施態様において、相変化は溶融プロセスを含む。いくつかの実施態様において、相変化は封入材料の放出をもたらす。いくつかの実施態様において、封入材料の放出は制御放出を含む。いくつかの実施態様において、封入材料の制御放出は治療薬の濃縮された投与をもたらす。いくつかの実施態様において、発熱は標的、例えば特定の細胞の温熱処置をもたらす。いくつかの実施態様において、発熱は封入された材料の効率の増加をもたらす。いくつかの実施態様において、電磁気的発熱によって誘起される磁性ナノ粒子の起動機構は粒子の分解速度を高め、膨潤及び/又は溶解/相変化を誘起することができ、様々な病気を処置するときに有益になり得るより大きな表面積をもたらすことができる。
【0166】
いくつかの実施態様において、追加の成分は、薬物、例えば、窒素マスタード、シスプラチン、ドクソルビシンなどの抗癌剤、細胞標的化ペプチド、細胞透過性ペプチド、インテグリン受容体ペプチド(GRGDSP)、メラノサイト刺激ホルモン、血管作動性腸管ペプチド、抗Her2マウス抗体、及び様々なビタミンなどの標的リガンド、ウイルス、ポリサッカライド、シクロデキストリン、プロテイン、リポソーム、光学用途のためのCdSeなどの光学ナノ粒子、ホウ素捕捉中性子治療(BNCT)標的を助けるホウ素ナノ粒子などの薬剤を含む。
【0167】
また、本明細書に説明される磁性含有材料は、他の用途にも添加される。磁性粒子は、磁性分析装置、記憶装置、スピントロニック用途、溶液分離を非制限的に含む研究のために、それらの形状、表面の官能化、及び/又は磁場への露出によって駆動されて良好に画定されたアレーに集合することができる。
【0168】
したがって、本開示の主題は治療薬を標的へ送達する方法を提供し、方法は:
(a)本開示の主題によって調製された粒子を提供すること;
(b)治療薬を粒子と混合すること;
(c)治療薬を含む、粒子を標的へ送達することとを含む。
いくつかの実施態様において、治療薬は薬物及び遺伝子材料の1つから選択される。いくつかの実施態様において、遺伝子材料は、非ウイルス性遺伝子ベクター、DNA、RNA、RNAi、ウイルス性粒子からなる群から選択される。
【0169】
いくつかの実施態様において、粒子は生分解性ポリマーを含む。いくつかの実施態様において、生分解性ポリマーは、ポリエステル、ポリ無水物、ポリアミド、リン系ポリマー、ポリ(シアノアクリレート)、ポリウレタン、ポリオルソエステル、ポリジヒドロピラン、ポリアセタールからなる群から選択される。
いくつかの実施態様において、ポリエステルは、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ(ヒドロキシブチレート)、ポリ(ε−カプロラクトン)、ポリ(β−リンゴ酸)、ポリ(ジオキサノン)からなる群から選択される。
いくつかの実施態様において、ポリ無水物は、ポリ(セバシン酸)、ポリ(アジピン酸)、ポリ(テレフタル酸)からなる群から選択される。
【0170】
いくつかの実施態様において、ポリアミドは、ポリ(イミノカーボネート)及びポリアミノ酸からなる群から選択される。
【0171】
いくつかの実施態様において、リン系ポリマーは、ポリリン酸、ポリホスホネート、ポリホスファゼンからなる群から選択される。
【0172】
いくつかの実施態様において、生分解性ポリマーは刺激に応答するポリマーをさらに含む。いくつかの実施態様において、刺激は、pH、照射線、イオン強度、温度、及び交流磁場、交流電場からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、刺激は交流磁場を含む。
いくつかの実施態様において、方法は、粒子が標的に送達される際に粒子を交流磁場に露出することを含む。いくつかの実施態様において、交流磁場への粒子の露出は、低体温療法プロセス及び熱切除プロセスの1つによって粒子に熱を発生させる。
【0173】
いくつかの実施態様において、粒子によって生成された熱は粒子のポリマー成分中の相変化の1つ、及び標的の温熱処置を誘起する。いくつかの実施態様において、粒子のポリマー成分中の相変化は固体相から液体相への変化を含む。いくつかの実施態様において、固体相から液体相への相変化は粒子から治療薬を放出させる。いくつかの実施態様において、粒子からの治療薬の放出は制御放出を含む。
いくつかの実施態様において、標的は、細胞標的化ペプチド、細胞透過性ペプチド、インテグリン受容体ペプチド(GRGDSP)、メラノサイト刺激ホルモン、血管作動性腸管ペプチド、抗Her2マウス抗体、ビタミンからなる群から選択される。
【0174】
本開示の主題の方法に関して、任意の動物対象物を処置することができる。本明細書に用いられる用語「対象物(subject)」は、任意の脊椎動物種を指す。本願に請求される主題の方法は、温血脊椎動物の診断に特に有用である。したがって、本願に請求される主題の方法は哺乳動物に係わる。いくつかの実施態様において、人間などの哺乳動物、並びに絶滅の危機のある重要な哺乳動物(シベリア虎など)、人間にとって経済的に重要な動物(人間が消費するために農園で飼育される動物)及び/又は人間にとって社会的に重要な動物(ペットとして、又は動物園で保護される動物)、例えば、人間以外の食肉動物(猫及び犬など)、豚(若豚、成豚、野豚)、反芻動物(畜牛、雄牛、羊、キリン、鹿、山羊、バイソン、ラクダなど)、及び馬などの診断及び/又は治療が提供される。また、家畜化した豚(豚及び雄豚)、反芻動物、馬、家禽等を非制限的に含む家畜の診断及び/又は治療が提供される。
【0175】
以下の参考文献はその全体を参照して本明細書に組み込まれている。DeSimoneらの公開国際PCT出願第WO2004081666号、Dunnらの米国特許第6,528,080号、Arndtらの米国特許第6,592,579号、Jordanの公開国際PCT出願第WO0066192号、Hilger, I.らの論文、Raiology, 570-575 (2001)、Mornet, S.らの論文、J. Mat. Chem., 2161-2175 (2004)、Berry, C. C.らの論文、J. Phys. D: Applied Physics 36, R198-R206 (2003)、Babincova, M.らの論文、Bioelectrochemistry 55, 17-19 (2002)、Wolf, S. A.らの論文、Science 16, 1488-1495 (2001)、Sun, S.らの論文、Science 287, 1989-1992 (2000)、Hallahanの米国特許第6,159,443号、Hallahanらの公開PCT出願第WO03/066066号。
【0176】
XII.天然及び合成構造のパターン形成方法
いくつかの実施態様において、本開示の主題は、天然構造、単分子、又は自己集合構造から表面及び型を生成するための方法及びプロセス、及びプロセスによる生成物を説明する。したがって、いくつかの実施態様において、本開示の主題は、天然構造、単分子、及び/又は自己集合構造をパターン形成する方法を説明する。いくつかの実施態様において、方法は、天然構造、単分子、及び/又は自己集合構造の複製をさらに含む。いくつかの実施態様において、方法は、天然構造、単分子、及び/又は自己集合構造の官能性の複製をさらに含む。
【0177】
さらに詳細には、いくつかの実施態様において、方法は、天然構造、単分子、及び/又は自己集合構造の刻印又は型取りをさらに含む。いくつかの実施態様において、刻印又は型は低表面エネルギーポリマーの前駆体で取られる。いくつかの実施態様において、低表面エネルギーポリマーの前駆体はパーフルオロポリエーテル(PFPE)官能性終端ジアクリレートを含む。いくつかの実施態様において、天然構造、単分子、及び/又は自己集合構造は、酵素、ウイルス、抗体、ミセル、組織表面からなる群から選択される。
【0178】
いくつかの実施態様において、刻印又は型は、天然構造、単分子、及び/又は自己集合構造の形状を分離対象物又は表面に複製するのに使用される。いくつかの実施態様において、非湿潤性インプリントリソグラフィー法は形状を成形された部分又は表面へ付与するのに用いられる。いくつかの実施態様において、このプロセスによって製造された成形部分又は表面は、薬物送達、医療装置、被覆、触媒、又はそれらが誘導された天然構造の模倣を非制限的に含む多くの用途に用いることができる。いくつかの実施態様において、天然構造は、生物学的組織を含む。いくつかの実施態様において、生物学的組織は、心臓などの身体臓器からの組織を含む。いくつかの実施態様において、生物学的組織は管及び骨を含む。いくつかの実施態様において、生物学的組織は腱又は軟骨を含む。例えば、いくつかの実施態様において、本開示の主題は腱又は軟骨の修復のために表面をパターン形成するために用いることができる。それらの修復は典型的にコラーゲン組織の使用が必要であり、これは死体からのもので、置き換えに使用するために機械加工しなければならない。これらの置き換えの多くは、置き換えに必要な主要パターンを作ることができないので、失敗する。本明細書に説明されるソフトリソグラフィー法はこの問題を緩和する。
【0179】
いくつかの実施態様において、本開示の主題は幹細胞を用いる組織再生に適用することができる。当技術分野に知られる大半の幹細胞手法は、それによって、肝臓、腎臓等などの臓器の形状をとる、植え付けて成長させる細胞の分子パターンを必要とする。いくつかの実施態様において、分子骨格は、移植治療の形で臓器の種を植えるために、鋳造され、結晶として用いられる。いくつかの実施態様において、幹細胞及びナノ基板は死滅しつつある組織、例えば、肝臓組織中に種が植えられ、成長と組織再生を促進する。いくつかの実施態様において、型の中で複製すべき材料は、元々成形された材料に類似する又は同じ材料を含む。いくつかの実施態様において、型の中で複製すべき材料は、元々成形された材料と異なる及び/又は異なる特性を有する材料を含む。この手法は臓器移植の不足に対処するために重要な役割を果たすことができよう。
【0180】
いくつかの実施態様において、本開示の主題は、酵素、バクテリア、ウイルスの1つの刻印を取るのに用いられる。いくつかの実施態様において、次いで、酵素、バクテリア、ウイルスは、その中に複製されたその特定の酵素、バクテリア、ウイルスを想起させる形状を有する個々の対象物中又は表面上に複製される。いくつかの実施態様において、型自体が表面上に複製され、表面が固着した複製された型は酵素、バクテリア、又はウイルス粒子の受容体部位として働く。いくつかの実施態様において、複製型は、触媒、診断センサー、治療薬、ワクチン等として有用である。いくつかの実施態様において、表面に付着した複製型は新しい治療薬の発見を進めるために用いられる。
【0181】
いくつかの実施態様において、巨大分子、例えば酵素、バクテリア、又はウイルスの成形された「模倣物(mimics)」は、元の巨大分子、バクテリア、又はウイルスと同じ表面形態を有する非自己複製物として働く。いくつかの実施態様において、成形された模倣物は、その存在に対して生物学的応答、例えば、アレルギー性応答を行うために用いられ、それによって抗体又は活性受容体を作る。いくつかの実施態様において、成形された模倣物はワクチンとして機能する。いくつかの実施態様において、成形された模倣物の生物学的に活性な形状の効能が表面修飾技術によって高められる。
【0182】
XIII.表面特性を成形生成物に付与するインプリントリソグラフィー型の表面の修飾方法
いくつかの実施態様において、本開示の主題はインプリントリソグラフィー型の表面の修飾方法を説明する。いくつかの実施態様において、方法は、成形された生成物に表面特性を付与することをさらに含む。いくつかの実施態様において、成形された生成物は分離成形生成物を含む。いくつかの実施態様において、分離成形生成物は非湿潤性インプリントリソグラフィー技術を用いて形成される。いくつかの実施態様において、成形された生成物はコンタクトレンズ、医療装置等を含む。
【0183】
さらに詳細には、耐溶媒性のある低表面エネルギーポリマー材料、さらに詳細にはPFPE型の表面は、表面修飾ステップによって修飾され、表面修飾ステップはプラズマ処理、化学的処理、及び分子の吸着からなる群から選択される。いくつかの実施態様において、表面修飾ステップ中に吸着される分子は高分子電解質、ポリ(ビニルアルコール)、アルキルハロシラン、リガンドからなる群から選択される。いくつかの実施態様において、表面処理された型から得られる構造、粒子、又は対象物は、型中の表面処理によって修飾することができる。いくつかの実施態様において、修飾は、成形された生成物を含む分子に、分子又は部分を予備配向することを含む。いくつかの実施態様において、分子又は部分の予備配向は、成形生成物が他の環境に置かれるとき、成形生成物に、触媒性、濡れ可能性、接着性、非粘着性、相互作用性、又は非相互作用性を含むある特性を付与する。いくつかの実施態様において、それらの特性は、生物学的組織との相互作用を容易にし、又は生物学的組織との相互作用を防止するために用いられる。本開示の主題の用途は、センサー、アレー、医学的移植、医学的診断、疾患検出、及び分離媒体を含む。
【0184】
XIV.物品の表面を薬品へ選択的に露出する方法
本明細書には、物品の表面を薬品へ選択的に露出する方法も開示される。いくつかの実施態様において、方法は:
(a)物品の表面の第1部分を、物品の表面に共形接触するエラストマーマスクを含む、マスキング系で遮蔽するステップと;
(b)マスキング系で遮蔽された第1部分に薬品が添加されることを防止しながら、マスキング系内にパターン形成すべき薬品を物品の表面の第2部分に添加するステップとを含む。
【0185】
いくつかの実施態様において、エラストマーマスクは複数のチャンネルを含む。いくつかの実施態様において、チャンネルの各々は約1ミリメートル未満の断面寸法を有する。いくつかの実施態様において、チャンネルの各々は約1ミクロン未満の断面寸法を有する。いくつかの実施態様において、チャンネルの各々は約100nm未満の断面寸法を有する。いくつかの実施態様において、チャンネルの各々は約1nm未満の断面寸法を有する。いくつかの実施態様において、薬品はエラストマーマスクを25%未満膨潤させる。
【0186】
いくつかの実施態様において、薬品は有機エレクトロルミネセンス材料又はその前駆体を含む。いくつかの実施態様において、方法は、薬品から有機エレクトロルミネセンス材料を表面の第2部分に形成させ、有機エレクトロルミネセンス材料と電気回路の間に電気的連通を確立することをさらに含む。
いくつかの実施態様において、薬品は液体を含み又は液体中で運ばれる。いくつかの実施態様において、薬品は化学的蒸着の生成物を含む。いくつかの実施態様において、薬品は気相からの堆積生成物を含む。いくつかの実施態様において、薬品はeビーム堆積、蒸着、又はスパッタの生成物を含む。いくつかの実施態様において、薬品は、電気化学的堆積生成物を含む。いくつかの実施態様において、薬品は、無電解堆積生成物を含む。いくつかの実施態様において、薬品は、流体前駆体から加えられる。いくつかの実施態様において、薬品は、無機化合物の溶液又は懸濁液を含む。いくつかの実施態様において、無機化合物は、物品表面の第2部分上に固化する。
【0187】
いくつかの実施態様において、液体前駆体は、流体担体中の粒子懸濁液を含む。いくつかの実施態様において、方法は、流体担体を散逸させ、それによって物品表面の第1領域に粒子を堆積させることをさらに含む。いくつかの実施態様において、流体前駆体は流体担体中に化学活性薬品を含む。いくつかの実施態様において、方法は、流体担体を散逸させ、それによって物品表面の第1領域に化学活性薬品を堆積させることをさらに含む。
【0188】
いくつかの実施態様において、化学活性薬品はポリマー前駆体を含む。いくつかの実施態様において、方法は、ポリマー前駆体からポリマー物品を形成することをさらに含む。いくつかの実施態様において、化学活性薬品は材料の堆積を促進することのできる薬品を含む。いくつかの実施態様において、化学活性薬品はエッチング薬品を含む。いくつかの実施態様において、方法は、物品の表面の第2部分をエッチングすることをさらに含む。いくつかの実施態様において、方法は、物品表面の第2部分に接着した薬品を残して、物品表面の第1部分からマスキング系のエラストマーマスクを除去することをさらに含む。
【0189】
XV.加工膜の形成方法
また、本開示の主題は、加工膜の形成方法も説明する。いくつかの実施態様において、パターン形成された非湿潤性テンプレートは、PFPEなどの第1液体材料をパターン基板に接触させ、第1液体材料を、例えば、パターン形成された非湿潤性テンプレートを形成するUV光への露出で硬化させることによって処理して形成される。パターン基板は、パターン形成された非湿潤性テンプレートが複数の押し出し成形形状を含む、ように、特定の形状に構成された複数の凹み又は空洞を含む。パターン形成された非湿潤性テンプレートは第2の液体材料、例えば光硬化可能な樹脂と接触する。次いで、パターン形成された非湿潤性テンプレートに力が加えられて、過剰量の第2液体材料又は「スカム層」を除去する。次いで、第2液体材料は、例えば、UV光に露出して硬化することによって処理され、複数の形状及び特定サイズの孔を含む、相互接続構造を形成する。次いで、相互接続構造は非湿潤性テンプレートから除去される。いくつかの実施態様において、相互接続構造は分離のための膜として用いられる。
【0190】
XVI.プロセス及びプロセスによる生成物の検査方法
本明細書に説明される対象物/構造/粒子は、形状、配置、及び効用の正確さのために検査することが重要である。それらの検査は、修正作業の実施、又は欠陥の除去又は低減を可能にする。それらの検査に有用な手法及び監視装置の範囲は;空気圧と流れを用いて寸法的な特性を測定し又は区別する空気圧計;機械又は部品の釣り合いを動的に測定及び/又は補正するバランシングマシン及び系;生物体とその生命プロセスを研究するために典型的に使用される生物学顕微鏡;内径の寸法測定又は評価のために設計された孔及びID計;孔、内腔、空洞等の内部検査のために硬質又は柔軟性光管を備える検査工具である孔顕微鏡;内部、外部、深さ、又は段差測定のために、典型的に正確な滑り動を用い、そのいくつかは寸法の比較又は移動に用いられるキャリパー;プローブ構造内に様々な測定系を用いて、物理的測定値を電気信号に変換する変換器であるCMMプローブ;例えば、色彩、光沢、曇り、及び透明性を含む、塗料及び被覆の特性を測定するために典型的に用いられる色彩及び外観測定器;コントラスト、トゥルーカラー、又は半透明指標によって物品を登録し、色彩モデルの1つ、最も通常RGBモデル(赤、緑、青)に基づく色彩センサー;測定プローブを動かして作業片表面の点の座標を求める機械的な系である座標測定機械;孔、空洞、又は他の構成要素の形状の深さを測定するために使用される深さ計;デジタル技術を用いて拡大像を表示するデジタル/ビデオ顕微鏡;検査計及び線形ものさし、又は機械工具上の回転エンコーダーからの位置及び寸法読み取りを専門に表示するデジタル読み取り装置;壁の厚さ、深さ、高さ、長さ、I.D、O.D.テーパー、又は内腔などの製品又は構成要素の寸法及び形状特性の量的な測定値を提供する寸法計及び装置;対象物の二次元又は三次元情報を集め、広範囲の構成及び技術が入手可能である寸法及びプロファイルスキャナー;試験片の「像形成」のために光の替りに電子の焦点ビームを用い、その構造及び組成物に関する情報を得る電子顕微鏡;孔、内腔、及び空洞の内部検査用の柔軟性光管を備える検査工具であるファイバースコープ;比較計器に基づいて特定の特徴を入手するために設計され、角度計器、ボール計器、中心計器、ドリルサイズ計器、フィーラー計器、フィレット計器、ギア刃計器、計器又はシムストック、パイプ計器、半径計器、ネジ又はネジピッチ計器、テーパー計器、管計器、米国標準計器(シート/プレート)溶接計器、及びワイヤ計器を含む固定計器;丸さ、角度、矩形度、直線度、平坦度、振れ、テーパー、及び同心度などの因子を検査するために用いられる特殊/形状計器;計器メーカーの精密な公差グレードに製造された、固定及び比較計器を較正し、確認し、設定するための計器ブロック;構成要素又は製品形状の高さを測定するために用いられる高さ計器;精密スピンドル又はプローブの線形動きが増幅される場所を測定する表示器及び比較測定器;手工具を含む、レイアウト及び標識ツール、寸法測定、標識、配置のための消耗品及び付属品、又はスクライブ、転写パンチ、ディバイダー、及びレイアウト流体などの他の機械工場用途などの検査及び計器付属品;波長に関する距離の測定及び特定の光源の波長を求めるために用いられる干渉計;レーザー技術を用いて極めて小さな距離を測定するレーザーマイクロメーター;地表に対する表面の傾きを測定する機械的又は電気的な工具である水準器;回転する又は動いている部品及び機械構成要素の配向に用いられる機械配向装置;レンズ系によって製品又は部品の詳細を拡大するために用いられる検査デバイスである拡大器;他の計器を較正するために寸法標準を提供する親及び設定計器;工具の特性を測定するために工具製造者によって用いられ、しばしば広範囲の視野と一緒に、より明るく鋭い像を可能にする低拡大率を有する寸法計測に用いられる測定顕微鏡;冶金学的検査に用いられる冶金顕微鏡;C形状の鋼製フレームに搭載されたグラウンドスピンドルとアンビルからなる精密寸法計器であるマイクロメーター(非接触式レーザーマイクロメーターも可能である);小さな対象物の拡大像を生成することのできる装置である顕微鏡(すべての種類);電磁スペクトルの可視域又は近可視域部分を用いる光学/光顕微鏡;部品の拡大された像又はプロファイルをスクリーンに投影して、標準のオーバーレイプロファイル又は尺度と比較する装置である光学比較測定器;規定された公差と比較して、孔及び溝寸法又は位置の「合/否」を評価するために用いられるプラグ/ピン計器;部品又は組み立て品の2つの表面間の角度を測定する分度器及び角度計器;ピン、シャフト、又はネジ付きスタッドの規定寸法公差又は特性を比較して「合/否」を評価するために用いられるリング計器;長さ測定に用いられ、OEM用途においてデジタル又は電子線形ものさしがしばし用いられる、平坦な段階的な尺度であるものさし又は尺度;特定の直径又は厚さ測定を精密且つ正確に頻繁に繰り返さなければならない場合の製造設定に用いられるスナップ計器;冶金、宝石を含む、特定の用途に用いられ、又はその機能を果たすために音波又はマイクロ波などの特定の技術を用いる特別な顕微鏡;部品又は組み立て品の2つの表面が直角であるかどうかを示すために用いられる矩形;プロファイル計、SPM、CMM、計器及び寸法スキャナーと一緒に、表面を探査するために用いられる細い棒状幹と接触先端又は接触点である、スタイラス、プローブ、及びカンチレバー;サンプルを横断する機械的なスタイラスによって、又は非接触法によって、表面プロファイル、粗さ、波うち、及び他の仕上げ因子を測定する表面プロファイル計;ネジのサイズ、ピッチ、又は他の因子を測定するための寸法測定器であるネジ計器;穴の内部、内腔、又は空洞からの像を捕える検査工具であるビデオスコープを含む。
【実施例】
【0191】
以下の実施例は、当業者に本開示の主題の代表的実施態様を実施するための案内を提供するために含んだ。本開示及び当業者の通常の水準から見て、当業者であれば、以下の実施例が提示を目的とするだけであり、本開示の主題の範囲から逸脱することなく多くの変更、修正、及び代替を加えることが可能であることを理解するであろう。
【0192】
(実施例1)
(光硬化可能なパーフルオロポリエーテルの合成及び硬化の代表的な手順)
いくつかの実施態様において、本開示の主題のPFPE材料の合成及び硬化は、Rolland, J. P.らの論文、J. Am. Chem. Soc.、2004、126、2322-2323に記述された方法を用いて行われる。概略には、この方法は市場で入手可能なPFPEジオール(Mn=3800g/モル)のイソシアナトエチルメタクリレートでのメタクリレート官能化を含む。続く材料の光硬化は、1重量%の2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンと混合し、UV照射(λ=365nm)への露出によって達成される。
【0193】
さらに詳細には、典型的なパーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE DMA)の調製において、ポリ(テトラフルオロエチレンオキシド−コ−ジフルオロメチレンオキシド)α、ωジオール(ZDOL,平均Mn=約3,800g/モル、95%、Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wisconsin, United States of America)(5.7227g、1.5ミリモル)を乾燥した50mLの丸底フラスコに加え、アルゴンで15分間パージした。次いで、2−イソシアナトエチルメタクリレート(EIM、99%、Aldrich)(0.43mL、3.0ミリモル)を注射筒によって1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン(Freon113 99%、Aldrich)(2mL)及びジブチル錫ジアセテート(DBTDA、99%、Aldrich)(50μL)と一緒に加えた。溶液をオイル浴に浸漬し、50℃で24時間攪拌した。次いで、溶液をクロマトグラフカラム(アルミナ、Freon113、2×5cm)に通した。溶媒の蒸発によって透明な無色の粘度の高いオイルが生成し、これは0.22μmのポリエーテルスルホンフィルターを通すことによってさらに精製した。
【0194】
PFPE DMAの典型的な硬化において、1重量%の2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン(DMPA、99%、Aldrich)、(0.05g、2.0ミリモル)を2mLのFreon113と一緒に、透明な溶液が形成されるまでPFPE DMA(5g、1.2ミリモル)に加えた。溶媒の除去後、曇った高粘度のオイルを0.22μmのポリエーテルスルホンフィルターに通し、PFPE DMA中に分散しなかったDMPAの全てを除去した。次いで、濾過したPFPE DMAを窒素パージしながら10分間UV光源(Electro-lite Corporation, Danbury, Connecticut, United States of America, UV curing chanmer model no. 81432-ELC-500, λ=365nm)で照射した。これは、透明なわずかに黄色のゴム状材料をもたらした。
【0195】
(実施例2)
(PFPE DMA装置の代表的作製)
いくつかの実施態様において、Rolland, J. P.らの論文、J. Am. Chem. Soc.、2004、126、2322-2323に記述された方法に従ってスタンプなどのPFPE DMA装置を作製した。概略には、DMPAなどの光開始剤を含むPFPE DMAを所望のフォトレジストパターンを含む、Siウェハ上に20μmの厚さにスピンコート(800rpm)した。次いで、このコーティングしたウェハをUV硬化室に置き、6秒間照射した。別途、所望のフォトレジストパターンを含む、Siウェハを取り囲む型中に、感光剤を含む、PFPE DMAを注ぐことによって、材料の厚い層(約5mm)を製造した。このウェハをUV光で1分間照射した。これに続いて、厚い層を除去した。2つの層のパターンが正確に配向されるように厚い層を注意深く薄い層の頂部に置き、次いで装置全体を10分間照射した。完了後、両方の層を互いに接着させたまま、装置全体をSiウェハから剥離した。
【0196】
(実施例3)
(非湿潤性インプリントリソグラフィーを用いる分離粒子の作製)
3.1 200nm台形PEG粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を200nmの台形形状にパターン形成したシリコン基板上に注ぐ(図13参照)ことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、ポリ(エチレングリコール)(PEG)ジアクリレート(n=9)を1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、次いで、50μLのPEGジアクリレートを処理されたシリコンウェハ上に配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のPEG−ジアクリレートを押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される(図14参照)。
【0197】
3.2 500nmの円錐PEG粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含む、PFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を500nmの円錐形状にパターン形成したシリコーン基板上に注ぐ(図12参照)ことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、ポリ(エチレングリコール)(PEG)ジアクリレート(n=9)を1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、処理されたシリコンウェハ上に50μLのPEGジアクリレートを配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のPEG−ジアクリレートを押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される(図15参照)。
【0198】
3.3 3μm矢形状PEG粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を3μmの矢形状にパターン形成したシリコーン基板上に注ぐ(図11参照)ことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、ポリ(エチレングリコール)(PEG)ジアクリレート(n=9)を1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、処理されたシリコンウェハ上に50μLのPEGジアクリレートを配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のPEG−ジアクリレートを押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される(図16参照)。
【0199】
3.4 200nm×750nm×250nmの矩形PEG粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を200nm×750nm×250nmの矩形形状にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、ポリ(エチレングリコール)(PEG)ジアクリレート(n=9)を1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、次いで、処理されたシリコンウェハ上に50μLのPEGジアクリレートを配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のPEG−ジアクリレートを押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される(図17参照)。
【0200】
3.5 200nmの台形のトリメチロプロパントリアクリレート(TMPTA)粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を200nmの台形形状にパターン形成したシリコン基板上に注ぐ(図13参照)ことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、TMPTAを1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。平坦で均一な非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、処理されたシリコンウェハ上に50μLのTMPTAを配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のTMPTAを押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される(図18参照)。
【0201】
3.6 500nmの円錐のトリメチロプロパントリアクリレート(TMPTA)粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を500nmの円錐にパターン形成したシリコン基板上に注ぐ(図12参照)ことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、TMPTAを1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。平坦で均一な非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、処理されたシリコンウェハ上に50μLのTMPTAを配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のTMPTAを押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される(図19参照)。さらに、図20は、TMPTAの500nmの分離円錐粒子の走査電子顕微鏡写真を示し、これらは本明細書に説明される非湿潤性インプリントリソグラフィー法の実施態様を用いて印刷され、ドクターブレードを用いて機械的に採取したものである。そのようにして粒子を採取できることは、結論として「スカム層」がないことを証明する。
【0202】
3.7 3μmの矢形状TMPTA粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を3μmの矢形状にパターン形成したシリコーン基板上に注ぐ(図11参照)ことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、TMPTAを1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、処理されたシリコンウェハ上に50μLのTMPTAを配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のTMPTAを押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される。
【0203】
3.8 200nmの台形のポリ(乳酸)(PLA)粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を200nmの円錐にパターン形成したシリコン基板上に注ぐ(図13参照)ことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコーン母型から取り外す。別途、1グラムの(3S)−シス−3,6−ジメチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(LA)をその溶融温度(92℃)を超えて110℃まで加熱し、約20μLのオクタン酸第一錫触媒/開始剤を液体モノマーに加える。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、110℃に予備加熱された処理されたシリコンウェハ上に触媒を含む、50μLの溶融LAを配置し、パターン形成されたPFPE型をその上に置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のモノマーを押し出す。次いで、装置全体を110℃で15時間炉中に置く。室温まで冷却し、PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される(図21参照)。さらに、図22は、ポリ(乳酸)(PLA)の200nmの分離台形粒子の走査電子顕微鏡写真を示し、これらは本明細書に説明される非湿潤性インプリントリソグラフィー法の実施態様を用いて印刷され、ドクターブレードを用いて機械的に採取したものである。そのようにして粒子を採取できることは、結論として「スカム層」がないことを証明する。
【0204】
3.9 3μmの矢形状の(PLA)粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を3μmの矢形状にパターン形成したシリコン基板上に注ぐ(図11参照)ことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、1グラムの(3S)−シス−3,6−ジメチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(LA)をその溶融温度(92℃)を超えて110℃まで加熱し、約20μLのオクタン酸第一錫触媒/開始剤を液体モノマーに加える。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、110℃に予備加熱された処理されたシリコンウェハ上に触媒を含む、50μLの溶融LAを配置し、パターン形成されたPFPE型をその上に置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のモノマーを押し出す。次いで、装置全体を110℃で15時間炉中に置く。室温まで冷却し、PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される(図23参照)。
【0205】
3.10 500nmの円錐形状(PLA)粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を500nmの円錐形状にパターン形成したシリコーン基板上に注ぐ(図12参照)ことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、1グラムの(3S)−シス−3,6−ジメチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(LA)をその溶融温度(92℃)を超えて110℃まで加熱し、約20μLのオクタン酸第一錫触媒/開始剤を液体モノマーに加える。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、次いで、110℃に予備加熱された処理されたシリコンウェハ上に触媒を含む、50μLの溶融LAを配置し、パターン形成されたPFPE型をその上に置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のモノマーを押し出す。次いで、装置全体を110℃で15時間炉中に置く。室温まで冷却し、PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される(図24参照)。
【0206】
3.11 200nmの台形ポリ(ピロール)(Ppy)粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を200nmの台形にパターン形成したシリコン基板上に注ぐ(図13参照)ことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。別途、1:1のテトラヒドロフラン:ピロールv:v溶液50μLを70%の過塩素酸(水性)50μLに加える。透明で均一な褐色溶液が急速に形成し、15分間で黒色の固体ポリピロールに進展する。この透明で褐色の溶液(重合を完了する前に)の液滴を処理されたシリコンウェハ上及びスタンピング装置の中に配置し、圧力を加えて過剰の溶液を除去する。次いで、装置全体を真空炉に15時間置いてTHFと水を除去する。真空を解除し、PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される(図25参照)。
【0207】
3.12 3μmの矢形状(Ppy)粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含む、PFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を3μmの矢形状にパターン形成したシリコン基板上に注ぐ(図11参照)ことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。別途、1:1のテトラヒドロフラン:ピロールv:v溶液50μLを70%の過塩素酸(水性)50μLに加える。透明で均一な褐色溶液が急速に形成し、15分間で黒色の固体ポリピロールに進展する。この透明で褐色の溶液(重合を完了する前に)の液滴を処理されたシリコンウェハ上及びスタンピング装置の中に配置し、圧力を加えて過剰の溶液を除去する。次いで、装置全体を真空炉に15時間置いてTHFと水を除去する。真空を解除し、PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される(図26参照)。
【0208】
3.13 500nmの円錐(Ppy)粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を500nmの円錐形にパターン形成したシリコン基板上に注ぐ(図12参照)ことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。別途、1:1のテトラヒドロフラン:ピロールv:v溶液50μLを70%の過塩素酸(水性)50μLに加える。透明で均一な褐色溶液が急速に形成し、15分間で黒色の固体ポリピロールに進展する。この透明で褐色の溶液(重合を完了する前に)の液滴を処理されたシリコンウェハ上及びスタンピング装置の中に配置し、圧力を加えて過剰の溶液を除去する。次いで、装置全体を真空炉に15時間置いてTHFと水を除去する。真空を解除し、PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される(図27参照)。
【0209】
3.14 200nmの台形PEG粒子内部への蛍光標識を付けたDNAの封入
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を200nmの台形にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される(図13参照)。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、ポリ(エチレングリコール)(PEG)ジアクリレート(n=9)を1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。20μLの水と20μLのPEGジアクリレートモノマーを、蛍光染料CY−3で標識を付けた8ナノモルの24bpDNAオリゴヌクレオチドに加える。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、処理されたシリコンウェハ上に50μLのPEGジアクリレート溶液を配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のPEGジアクリレート溶液を押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡を用いて粒子が観察される(図28参照)。さらに、図28Aは、CY−3で標識を付けた24量体のDNAストランドを含む、200nmの台形PEGナノ粒子の蛍光共焦顕微鏡写真を示す。図28Bは、蛍光標識を付けたDNAを含む、PEGジアクリレートの200nmの分離台形粒子の光学顕微鏡写真である。図28Cは、図28Aと図28Bに提供された像の重ね合わせであり、各粒子がDNAを含む、ことを示す。
【0210】
3.15 500nmの円錐PEG粒子内部への磁性ナノ粒子の封入
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を500nmの円錐にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される(図12参照)。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。別途、クエン酸塩でキャップした磁性ナノ粒子を、塩化第二鉄(1M水溶液40mL)とアンモニアに加えられた(0.7M水溶液500mL)塩化第一鉄(2M水性塩酸溶液10mL)の反応によって合成する。得られる沈殿物を遠心分離によって収集し、次いで2M過塩素酸中で攪拌する。最終的な固体を遠心分離によって収集する。これらの過塩素酸で安定化したナノ粒子0.290gを50mLの水に懸濁させ、攪拌しながら90℃まで加熱する。次に、クエン酸ナトリウム0.106gを加える。溶液を90℃で30分間攪拌して、クエン酸塩で安定化した酸化鉄ナノ粒子の水溶液を生成する。この溶液の50μLをマイクロ管中のPEGジアクリレート溶液50μLに加える。このマイクロ管を10秒間渦流させる。これに続いて、次いで、50μLのこのPEGジアクリレート/粒子溶液を処理されたシリコンウェハ上に配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のPEGジアクリレート/粒子溶液を押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、光学顕微鏡を用いて、ナノ粒子含有PEGジアクリレート粒子が観察される。
【0211】
3.16 「二重スタンピング」を用いるガラス基板上の分離粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を200nmの台形にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される(図13参照)。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、ポリ(エチレングリコール)(PEG)ジアクリレート(n=9)を1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。平坦で均一な、非湿潤性表面は、パターン形成されたPFPE−DMA型の生成について概説した手順に従って、ガラススライド上にPFPE−DMAの膜を光硬化することによって生成する。50μLのPEGジアクリレート/光開始剤溶液をPFPE−DMA型と平坦なPFPE−DMA表面の間に押圧し、圧力を加えて過剰のPEGジアクリレートモノマーを絞り出す。次いで、PFPE−DMA型を平坦なPFPE−DMA表面から取り外し、清浄な顕微鏡ガラススライドに対して押し付け、窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。室温まで冷却し、PFPE型と顕微鏡ガラススライドを分離した後、走査顕微鏡(SEM)を用いて、粒子が観察される(図29参照)。
【0212】
実施例3.17 PEGジアクリレートナノ粒子中へのウイルスの封入
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を200nmの台形にパターン形成したシリコーン基板上に注ぐことによって生成される(図13参照)。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、ポリ(エチレングリコール)(PEG)ジアクリレート(n=9)を1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。蛍光標識を付けた、又は標識を付けないアデノウイルス又はアデノ関連ウイルス懸濁液をこのPEGジアクリレートモノマー溶液に加え、完全に混合する。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、処理されたシリコンウェハ上に50μLのPEGジアクリレート/ウイルス溶液を配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のPEG−ジアクリレート溶液を押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡、又は蛍光標識付きウイルスの場合は共焦蛍光顕微鏡を用いてウイルス含有粒子が観察される。
【0213】
実施例3.18 PEGジアクリレートナノ粒子中へのタンパク質の封入
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を200nmの台形にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される(図13参照)。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、ポリ(エチレングリコール)(PEG)ジアクリレート(n=9)を1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。蛍光標識を付けた、又は標識を付けないタンパク質溶液をこのPEGジアクリレートモノマー溶液に加え、完全に混合する。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、次いで、処理されたシリコンウェハ上に50μLのPEGジアクリレート/ウイルス溶液を配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のPEG−ジアクリレート溶液を押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、従来の分析方法、又は蛍光標識付きタンパク質の場合は共焦蛍光顕微鏡を用いてタンパク質含有粒子が観察される。
【0214】
実施例3.19 200nmのチタニア粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を200nmの台形にパターン形成したシリコーン基板上に注ぐことによって生成される(図13参照)。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、1gのPluronic P123を12gの無水エタノールに溶解する。この溶液を2.7mLの濃厚塩酸と3.88mLのチタン(IV)エトキシドの溶液に加える。平坦で均一な非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、次いで、処理されたシリコンウェハ上に50μLのゾル・ゲル溶液を配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のゾル・ゲル前駆体を押し出す。次いで、ゾル・ゲル前駆体が固化するまで装置全体を静置する。PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される。
【0215】
実施例3.20 200nmのシリカ粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を200nmの台形にパターン形成したシリコーン基板上に注ぐことによって生成される(図13参照)。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、2gのPluronic P123を30gの水に溶解し、35℃で攪拌しながら2MのHClを120g加える。この溶液に、35℃で20時間攪拌しながら8.50gのTEOSを加える。平坦で均一な非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、次いで、処理されたシリコンウェハ上に50μLのゾル・ゲル溶液を配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のゾル・ゲル前駆体を押し出す。次いで、ゾル・ゲル前駆体が固化するまで装置全体を静置する。PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される。
【0216】
実施例3.21 ユーロピウムをドープした200nmのチタニア粒子の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を200nmの台形にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される(図13参照)。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、1gのPluronic P123と0.51gのEuCl・6HOを12gの無水エタノールに溶解する。この溶液を、2.7mLの濃厚塩酸と3.88mLのチタン(IV)エトキシドの溶液に加える。平坦で均一な非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、処理されたシリコンウェハ上に50μLのゾル・ゲル溶液を配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のゾル・ゲル前駆体を押し出す。次いで、ゾル・ゲル前駆体が固化するまで装置全体を静置する。PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子が観察される。
【0217】
実施例3.22 200nmのPEG粒子内へのCdSeナノ粒子の封入
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を200nmの台形にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される(図13参照)。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。平坦で均一な非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。別途、0.5gのクエン酸ナトリウムと2mLの0.04M過塩素酸カドミウムを45mLの水に溶解し、pHを0.1MNaOH溶液で9に調節する。溶液を窒素で15分間泡立てる。1MのN,N−ジメチルセレノウレア2mLを溶液に加え、マイクロウェーブ炉で60秒間加熱する。この溶液の50μLをマイクロ管中のPEGジアクリレート溶液50μLに加える。このマイクロ管を10秒間渦流させる。このPEGジアクリレート/CdSe粒子溶液50μLを処理されたシリコンウェハ上に配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のPEGジアクリレート溶液を押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、TEM又は蛍光顕微鏡を用いて、封入されたCdSeナノ粒子を有するPEGジアクリレート粒子が観察される。
【0218】
実施例3.23 非湿潤性インプリントリソグラフィーを用いるアデノウイルス粒子の合成複製
パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型作製のためのテンプレート又は「母型」は、シリコンウェハ上にアデノウイルス粒子を分散することによって生成される。この母型を用いて、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含む、PFPE−DMAを母型のパターン形成領域に注ぐことによって、パターン型を鋳型することができる。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型を母型から取り外す。別途、TMPTAを1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、次いで、50μLのTMPTAを処理されたシリコンウェハ上に配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のTMPTAを押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)又は透過電子顕微鏡(TEM)を用いて、合成ウイルス複製が観察される。
【0219】
実施例3.24 非湿潤性インプリントリソグラフィーを用いるミミズのヘモグロビンタンパク質の合成複製
パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型作製のためのテンプレート又は「母型」は、シリコンウェハ上にミミズのヘモグロビンタンパク質を分散することによって生成される。この母型を用いて、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含む、PFPE−DMAを母型のパターン形成領域に注ぐことによって、パターン型を鋳型することができる。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型を母型から取り外す。別途、TMPTAを1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。平坦で均一な非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、次いで、50μLのTMPTAを処理されたシリコンウェハ上に配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のTMPTAを押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型と処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)又は透過電子顕微鏡(TEM)を用いて、合成タンパク質複製が観察される。
【0220】
実施例3.25 100nmナノ粒子治療の組合せ技術
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を100nmの立方体形状にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、ポリ(エチレングリコール)(PEG)ジアクリレート(n=9)を1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。他の治療薬(即ち、小分子の薬剤、タンパク質、多糖類、DNA等)、組織標的薬品(細胞透過性ペプチド及びリガンド、ホルモン、抗体等)、治療上の放出/移入薬品(他の制御放出モノマー処方、カチオン性脂質等)、及び相溶性改善薬品(共溶媒、荷電モノマー等)を組み合わせてポリマー前駆体溶液に加える。平坦で均一な非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、組み合わせて生成した粒子前駆体溶液50μLを、処理されたシリコンウェハ上に配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰の溶液を押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。次いで、処理されたウェハからPFPE−DMA型を分離して粒子を採取し、各組み合わせて生成したナノ粒子の治療効能を確立する。この方法を異なる粒子処方で繰り返すことによって、治療薬、組織標的薬品、放出薬品、及び他の重要な化合物の多くの組合せを迅速にスクリーニングすることができ、所望の治療用途にとって最適の組合せを求めることができる。
【0221】
実施例3.26 形状特定PEG膜の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を深さ5μmで3μmの円筒形孔にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコーン母型から取り外す。別途、ポリ(エチレングリコール)(PEG)ジアクリレート(n=9)を1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。平坦で均一な、非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、トリクロロ(1H、1H、2H、2H−パーフルオロオクチル)シランでデシケーター中20分間の蒸着堆積によって処理して生成される。これに続いて、次いで、処理されたシリコンウェハ上に50μLのPEGジアクリレートを配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のPEG−ジアクリレートを押し出す。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて相互接続された膜が観察される。膜は、水に浸漬して表面を剥離させることによって表面から放出される。
【0222】
(実施例4)
(半導体用途のための形状の成形)
4.1 TMPTA中の70nmに分離された140nm線の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を70nmに分離された140nm線にパターン形成したシリコーン基板上に注ぐことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、TMPTAを1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。平坦で均一な表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、接着促進剤(トリメトキシシリルプロピルメタクリレート)で処理して生成される。これに続いて、処理されたシリコンウェハ上に50μLのTMPTAを配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて共形接触を確保する。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、原子力顕微鏡(AFM)を用いて形状が観察される(図30参照)。
【0223】
実施例4.1 ポリスチレン溶液の成形
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を70nmに分離された140nm線にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、ポリスチレンを1〜99重量%のトルエンに溶解する。平坦で均一な表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、接着促進剤で処理して生成される。これに続いて、次いで、処理されたシリコンウェハ上に50μLのポリスチレン溶液を配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて共形接触を確保する。次いで、装置全体をしばらくの間真空引きして溶媒を除去する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、原子力顕微鏡(AFM)及び走査電子顕微鏡(SEM)を用いて形状が観察される。
【0224】
実施例4.2 マイクロエレクトロニクスに適合性のある表面上への「二重スタンピング」を用いる分離形状の成形
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を70nmに分離された140nm線にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、TMPTAを1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。平坦な非湿潤性表面は、パターン形成されたPFPE−DMA型の生成について説明した手順に従って、ガラススライド上にPFPE−DMAの膜を光硬化することによって生成する。50μLのTMPTA/光開始剤溶液をPFPE−DMA型と平坦なPFPE−DMA表面の間に押圧し、圧力を加えて過剰のTMPTAモノマーを絞り出す。次いで、PFPE−DMA型を平坦なPFPE−DMA表面から取り外し、清浄で平坦なシリコン/酸化シリコンウェハに対して押し付け、窒素パージの下でUV光(λ=365nm)を用いて10分間光硬化する。PFPE型とシリコン/酸化シリコンウェハを分離した後、走査顕微鏡(SEM)を用いて、分離ポリ(TMPTA)形状が観察される。
【0225】
実施例4.3 マイクロエレクトロニクス用の200nmチタニア構造の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を70nmに分離された140nm線にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、1gのPluronic P123を12gの無水エタノールに溶解する。この溶液を2.7mLの濃塩酸と3.88mLのチタン(IV)エトキシドの溶液に加える。平坦で均一な表面は、シリコン/酸化シリコンウェハを「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で処理し、乾燥することによって生成される。これに続いて、処理されたシリコンウェハ上に50μLのゾル・ゲル溶液を配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のゾル・ゲル溶液前駆体を除去する。次いで、ゾル・ゲル前駆体が固化するまで装置全体を静置する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて酸化物構造が観察される。
【0226】
実施例4.4 マイクロエレクトロニクス用の200nmシリカ構造の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を70nmに分離された140nm線にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、2gのPluronic P123を30gの水に溶解し、35℃で攪拌しながら2MのHClを120g加える。この溶液に、35℃で20時間攪拌しながら8.50gのTEOSを加える。平坦で均一な表面は、シリコン/酸化シリコンウェハを「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で処理し、乾燥することによって生成される。これに続いて、処理されたシリコンウェハ上に50μLのゾル・ゲル溶液を配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のゾル・ゲル溶液前駆体を除去する。次いで、ゾル・ゲル前駆体が固化するまで装置全体を静置する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて酸化物構造が観察される。
【0227】
実施例4.5 マイクロエレクトロニクス用の200nmのユーロピウムをドープしたチタニア構造の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を70nmに分離された140nm線にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、1gのPluronic P123と0.51gのEuCl・6HOを12gの無水アルコールに溶解する。この溶液を2.7mLの濃塩酸と3.88mLのチタン(IV)エトキシドの溶液に加える。平坦で均一な表面は、シリコン/酸化シリコンウェハを「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で処理し、乾燥することによって生成される。これに続いて、処理されたシリコンウェハ上に50μLのゾル・ゲル溶液を配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のゾル・ゲル溶液前駆体を除去する。次いで、ゾル・ゲル前駆体が固化するまで装置全体を静置する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて酸化物構造が観察される。
【0228】
実施例4.6 マイクロエレクトロニクス用の分離された「スカムのない」構造の作製
パターン形成されたパーフルオロポリエーテル(PFPE)型は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−ジメタクリレート(PFPE−DMA)を70nmに分離された140nm線にパターン形成したシリコン基板上に注ぐことによって生成される。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型をシリコン母型から取り外す。別途、TMPTAを1重量%の光開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと混合する。レジスト材料に接着することのできる平坦で均一な非湿潤性表面は、「ピラニア」溶液(1:1濃硫酸:30%過酸化水素水溶液)で洗浄されたシリコンウェハを、接着促進剤(トリメトキシシリルプロピルメタクリレート)と非湿潤性シラン薬品(1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリメトキシシラン)の混合物で処理して生成される。混合物は、100%の接着促進剤から100%の非湿潤性シランの範囲とすることができる。これに続いて、処理されたシリコンウェハ上に50μLのTMPTAを配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置く。次いで、基板は成形装置中に置かれ、少しの圧力を加えて過剰のTMPTAを除去する。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出する。PFPE型及び処理されたシリコンウェハを分離した後、原子力顕微鏡(AFM)及び走査電子顕微鏡(SEM)を用いて形状が観察される。
【0229】
(実施例5)
(天然及び加工テンプレートの成形)
5.1 電子ビームリソグラフィーを用いて生成されたテンプレートからの、パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型の作製
パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型作製のためのテンプレート又は「母型」は、電子ビームリソグラフィーを用いて、200,000MWのPMMA及び900,000MWのPMMAの2層レジストを500nmの熱酸化物を有するシリコンウェハ上にスピンコートし、このレジスト層を電子ビームに露出し、予めプログラムされたパターンに変換することによって生成される。レジストは3:1のイソプロパノール:メチルイソブチルケトン溶液で現像してレジストの露出された領域を除去する。5nmのCrと15nmのAuをレジストで被覆された表面上に蒸着し、残渣のPMMA/Cr/Au膜を還流アセトン中でリフトオフすることによって、対応する金属パターンが酸化シリコン表面上に形成される。パターンはCF/Oプラズマでの反応性イオンエッチング及び王水中のCr/Au膜除去によって下地の酸化シリコン表面に転写される(図31)。この母型を用いて、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−DMAを母型のパターン形成領域に注ぐことによって、パターン型を鋳型することができる。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型を母型から取り外す。この型は、粒子作製実施例3.3及び3.4に規定した非湿潤性インプリントリソグラフィーを用いる粒子の作製に用いることができる。
【0230】
5.2 フォトリソグラフィーを用いて生成されたテンプレートからの、パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型の作製
パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型作製のためのテンプレート又は「母型」は、フォトリソグラフィーを用いて、SU−8フォトレジストをシリコンウェハ上にスピンコートすることによって生成される。このレジストは熱板上で95℃でベークし、予めパターン形成されたフォトマスクを介して露出される。ウェハを再び95℃でベークし、市販の現像溶液を用いて現像し、露出されなかったSU−8レジストを除去する。得られるパターン表面を175℃で完全に硬化する。この母型を用いて、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−DMAを母型のパターン形成領域に注ぐことによって、パターン型を鋳型することができる。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型を母型から取り外し、光学顕微鏡で像を形成してパターン形成されたPFPE−DMA型を明らかにすることができる(図32参照)。
【0231】
5.3 分散されたタバコモザイクウイルス粒子から生成されたテンプレートからの、パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型の作製
パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型作製のためのテンプレート又は「母型」は、シリコンウェハ上にタバコモザイクウイルス(TMV)粒子を分散することによって生成される(図33a)。この母型を用いて、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−DMAを母型のパターン形成領域に注ぐことによって、パターン型を鋳型することができる。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型を母型から取り外す。次いで、原子力顕微鏡を用いて型の形態学を確認することができる(図33b)。
【0232】
5.4 ブロックコポリマーミセルから生成されたテンプレートからの、パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型の作製
パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型作製のためのテンプレート又は「母型」は、開裂された新鮮なマイカ表面上にポリスチレン−ポリイソプレンブロックコポリマーミセルを分散することによって生成される。この母型を用いて、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−DMAを母型のパターン形成領域に注ぐことによって、パターン型を鋳型することができる。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型を母型から取り外す。次いで、原子力顕微鏡を用いて型の形態学を確認することができる(図34参照)。
【0233】
5.5 ブラシポリマーから生成されたテンプレートからの、パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型の作製
パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型作製のためのテンプレート又は「母型」は、開裂した新鮮なマイカ表面上にポリ(ブチルアクリレート)ブラシポリマーを分散することによって生成される。この母型を用いて、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含む、PFPE−DMAを母型のパターン形成領域に注ぐことによって、パターン型を鋳型することができる。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型を母型から取り外す。次いで、原子力顕微鏡を用いて型の形態学を確認することができる(図35)。
【0234】
実施例5.6 ミミズのヘモグロビンタンパク質から生成されたテンプレートからの、パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型の作製
パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型作製のためのテンプレート又は「母型」は、開裂した新鮮なマイカ表面上にミミズのヘモグロビンタンパク質を分散することによって生成される。この母型を用いて、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含む、PFPE−DMAを母型のパターン形成領域に注ぐことによって、パターン型を鋳型することができる。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型を母型から取り外す。次いで、原子力顕微鏡を用いて型の形態学を確認することができる。
【0235】
実施例5.7 パターン形成されたDNAナノ構造から生成されたテンプレートからの、パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型の作製
パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型作製のためのテンプレート又は「母型」は、開裂した新鮮なマイカ表面上にDNAナノ構造を分散することによって生成される。この母型を用いて、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含む、PFPE−DMAを母型のパターン形成領域に注ぐことによって、パターン型を鋳型することができる。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型を母型から取り外す。次いで、原子力顕微鏡を用いて型の形態学を確認することができる。
【0236】
実施例5.8 カーボンナノチューブから生成されたテンプレートからの、パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型の作製
パーフルオロポリエーテルジメタクリレート(PFPE−DMA)型作製のためのテンプレート又は「母型」は、酸化シリコンウェハ上にカーボンナノチューブを分散又は成長させることによって生成される。この母型を用いて、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含むPFPE−DMAを母型のパターン形成領域に注ぐことによって、パターン型を鋳型することができる。ポリ(ジメチルシロキサン)型を用いて液体PFPE−DMAを所望の領域に拘束する。次いで、装置は窒素パージ下でUV光(λ=365nm)に10分間露出される。次いで、完全に硬化したPFPE−DMA型を母型から取り外す。次いで、原子力顕微鏡を用いて型の形態学を確認することができる。
【0237】
(実施例6)
(複数の形状及びサイズを有する単分散ナノ構造の製造方法)
いくつかの実施態様において、本開示の主題は、硬化したPFPE系材料に固有の低表面エネルギーと膨潤抵抗性を利用して完全に分離ナノ構造を生成することができる新規な「トップダウン」ソフトリソグラフィー技術、非湿潤性インプリントリソグラフィー(NoWIL)を説明する。
【0238】
本開示の主題は、硬化したPFPE系材料に固有の低表面エネルギーと膨潤抵抗性を利用して完全に分離ナノ構造を生成することができる新規な「トップダウン」ソフトリソグラフィー技術、非湿潤性インプリントリソグラフィー(NoWIL)を提供する。いかなる1つの理論に拘束されることなく、NoWILの重要な態様は、エラストマー型及びモノマー若しくは樹脂液滴下部の表面の両方とも、この液滴に対して湿潤性がないことである。液滴がこの表面を濡らすならば、高い圧力を型に加えても薄いスカム層が必ず存在するであろう。エラストマー型及び表面の両方とも湿潤性がない(即ち、PFPE型及びフッ化表面)とき、液体は型の形状にのみ拘束され、わずかな圧力でエラストマー型と表面の間に封止が形成されるので、スカム層が排除される。したがって、本開示の主題は、型を生成するために用いられた元の母型によってのみ制限されているほとんどあらゆる材料、サイズ、及び形状のナノ粒子を製造するための、簡単で一般的なソフトリソグラフィー法を初めて提供する。
【0239】
NoWILを用いて、3種の異なるポリマーから構成されるナノ粒子を様々に加工したシリコン母型から生成した。代表的なパターンは、3μmの矢(図11参照)、基底部が500nmであり頂点で<50nmの円錐形状(図12参照)、及び200nmの台形構造(図13参照)を含む、が制限されない。すべての粒子が実際に「スカムがない」ことの絶対的な証明は、簡単にドクターブレードを表面を横断して押すことによってこれらの粒子を機械的に採取できることによって示された。図20及び22を参照されたい。
【0240】
ポリエチレングリコール(PEG)は、入手が容易で毒性がなく、生物学的に適合性があるので薬物送達用途に興味深い材料である。逆マイクロ乳化によって生成されたPEGナノ粒子の遺伝子送達ベクターとしての使用は、以前報告された。K. McAllisterらの論文、Journal of the American Chemical Society 124, 15198-15207 (Dec 25, 2002)。本開示の主題において、市場で入手可能なPEGジアクリレートを用いて、それを1重量%の光開始剤と1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンに混合してNoWILを実施した。PFPE型は、前に説明したようにジメタクリレート官能化PFPEオリゴマー(PFPE DMA)を用いて様々なパターン形成されたシリコン基板から生成された。J. P. Rolland, E. C. Hagberg, G. M. Denison, K. R. Carter, J. M. DeSimoneらの論文、Angewandte Chemie-International Edition 43, 5796-5799 (2004)を参照されたい。平坦で均一な非湿潤性表面は、フルオロアルキルトリクロロシランで処理したシリコンウェハを用いること、又はドクターブレードでガラス基板上のPFPE−DMAの小さな液滴を交差して引っ張り、光硬化することによって調製された。次いで、PEGジアクリレートの小さな液滴を非湿潤性表面上に配置し、その上にパターン形成されたPFPE型を置いた。次いで、基板を成形装置中に置き、少しの圧力を加えて過剰のPEG−ジアクリレートを押し出した。次いで、装置全体を窒素パージの下UV光(λ=365nm)に10分間露出した。PFPE型及び平坦で非湿潤性基板を分離した後、走査電子顕微鏡(SEM)及び原子力顕微鏡(AFM)を用いて粒子が観察された。
【0241】
ポリ(乳酸)(PLA)、及びポリ(ラクチド−コ−グリコリド)(PLGA)などのその誘導体は、その生分解性のために薬物送達及び医療装置業界にかなり大きな影響を与えた。K. E. Uhrich, S. M. Cannizzaro, R. S. Langer, K. M. Shakesheffらの論文、Chemical Reviews 99, 3181-3198 (Nov, 1999)、A. C. Albertsson, I. K. Varmaらの論文、Biomacromolecules 4, 1466-1486 (Nov-Dec, 2003)を参照されたい。PEG系と共に、サイズ分布をもたらしかつ厳密に球形状に制限される様々な分散技術によってPLGA粒子の作製に大きな進展があった。C. Cui, S. P. Schwendemanらの論文、Langmuir 34, 8426 (2001)を参照されたい。
【0242】
本開示の主題は、形状とサイズ分布を完全に制御した個々のPLA粒子の生成するためにNoWILの使用を説明する。例えば、一実施態様において、1グラムの(3S)−シス−3,6−ジメチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオンをその溶融温度を超えて110℃まで加熱し、約20μLのオクタン酸第一錫触媒/開始剤を液体モノマーに加えた。次いで、非湿潤性の平坦な基板と型を収容する予備加熱した成形装置の中にPLAモノマー溶液の液滴を置いた。前述のように小さな圧力を加えて過剰のPLAモノマーを押し出した。重合が完了するまで、装置を110℃で15時間加熱した。次いで、PFPE−DMA型及び平坦な非湿潤性基板を分離してPLA粒子を露出させた。
【0243】
NoWILの汎用性をさらに示すために、導電性ポリマーのポリピロール(PPy)から構成される粒子を生成した。PPy粒子は、分散法(M. R. Simmons, P. A. Chaloner, S. P. Armesらの論文、Langmuir 11, 4222 (1995)参照)、並びに「ロストワックス」技術(P. Jiang, J. F. Bertone, V. L. Colvinらの論文Science 291, 453 (2001)参照)を用いて形成した。
【0244】
本開示の主題はPPy粒子の形状とサイズ分布の完全な制御を初めて説明する。ピロールは過塩素酸などの酸化剤に接触すると直ちに重合することが知られている。Dravidらは、この重合がピロールにテトラヒドロフラン(THF)を加えることによって遅延できることを示した。M. Su, M. Aslam, L. Fu, N. Q. Wu, V. P. Dravidらの論文、Applied Physics Letters 84, 4200-4202 (May 24, 2004)を参照されたい。
【0245】
本開示の主題はNoWILによるPPy粒子の形成に、この特性を利用する。例えば、1:1v/vのTHF:ピロール溶液50μLを50μLの70%過塩素酸に加えた。この透明な褐色の溶液(重合を完了する前)の液滴を成形装置中に置き、圧力を加えて過剰の溶液を除去した。次いで、装置を真空炉中に一夜置いてTHFと水を除去した。前述と同じ母型を用いて、PPy粒子は良好な再現性で作製された。
【0246】
重要なことは、PLA、PEG、及びPPyの材料特性及び重合機構が完全に異なることである。例えば、PLAは、高温での金属触媒による開環重合を用いて形成された高モジュラスの半結晶性ポリマーであるが、PEGは、遊離ラジカルによって光硬化した展性のあるワックス状固体であり、PPyは強い酸化剤を用いて重合した導電性ポリマーである。NoWILが、非常に異なる反応条件を必要とする、これらの広範囲の種類のポリマー材料から粒子を作製するのに用いることができる事実は、その普遍性と重要性を強調する。
【0247】
粒子のサイズと形状を正確に制御できる可能性に加えて、NoWILはナノ粒子中へ薬品を容易に封入する多くの機会を提供する。実施例3〜14に説明したように、NoWILを用いて、CY−3で蛍光標識を付けた24量体のDNAストランドを前述の200nm台形PEG粒子中に封入することができる。これは、単にDNAをモノマー/水溶液に加えて、それらを説明したように成形することによって達成された。われわれは、共焦蛍光顕微鏡を用いて粒子を観察することによって封入を確認することができた(図28参照)。本開示の手法は、界面活性剤、縮合剤等が不要である点で他の封入方法より明らかな利点を提供する。さらに、DNAを含む、単分散性の200nm粒子の製作は人工ウイルスに向けて画期的な進展段階を示す。したがって、遺伝子フラグメント、医薬品、オリゴヌクレオチド、及びウイルスなどの生物学的に重要な薬品のホストをこの方法によって封入することができる。
【0248】
また、方法は、金属ナノ粒子、結晶、又は触媒などの非生物学的性質の薬品にも適応することができる。さらに、この系の単純さによって、架橋密度、電荷などの粒子特性、及び他のコモノマーの添加による組成物の直接的な調節、及び特定の用途のために微調整することのできる粒子処方の組合せ生成が可能になる。
【0249】
したがって、NoWILは、分離された、個々のナノ構造をほとんど任意のサイズと形状で製造するための高度に汎用性のある方法である。本明細書に示した形状は、加工された自由度のない形状であった。NoWILは、ウイルス、結晶、タンパク質等など、自然界に見出される設計されない形状の成形と複製に容易に用いることができる。さらに、技術はたいていのカーゴを含む広範囲の有機及び無機材料から粒子を生成することができる。方法は、ナノ粒子を生成するための複雑な界面活性剤又は反応条件を含まない点で簡潔明快である。最終的に、プロセスは、既存のソフトリソグラフィーローラー技術(Y. N. Xia, D. Qin, G. M. Whitesidesらの論文、Advanced Materials 8, 1015-1017 (Dec, 1996)参照)、及びシルクスクリーン印刷法を用いることによって、工業規模に拡大することができる。
【0250】
(実施例7)
(官能性パーフルオロポリエーテルの合成)
実施例7.1 官能性PFPEとして用いられるKrytox(登録商標)(DuPont, Wilmington, Delaware, United States of America)ジオールの合成
【0251】
【化17】

【0252】
実施例7.2 官能性PFPEとして用いられるKrytox(登録商標)(DuPont, Wilmington, Delaware, United States of America)ジオールの合成
【0253】
【化18】

【0254】
実施例7.3 官能性PFPEとして用いられるKrytox(登録商標)(DuPont, Wilmington, Delaware, United States of America)ジオールの合成
【0255】
【化19】

【0256】
実施例7.4 官能性PFPEとして用いられるKrytox(登録商標)(DuPont, Wilmington, Delaware, United States of America)ジオールの例
【0257】
【化20】

【0258】
実施例7.5 多重アームのPFPE前駆体の合成
【0259】
【化21】

【0260】
(式中、Xはイソシアネート、酸塩化物、エポキシ、ハロゲンを含むが制限されず、Rはアクリレート、メタクリレート、スチレン、エポキシ、アミンを含むが制限されず、円は環状化合物などの任意の多官能性分子を表す。PFPEは、次の主鎖構造を含む、パーフルオロポリエーテル材料を非制限的に含む、本明細書に説明した任意のパーフルオロポリエーテル材料とすることができる)。
【0261】
【化22】

【0262】
実施例7.6 超分岐PFPE前駆体の合成
【0263】
【化23】

【0264】
(式中、PFPEは、次の主鎖構造を含むパーフルオロポリエーテル材料を非制限的に含む、本明細書に説明した任意のパーフルオロポリエーテル材料とすることができる)。
【0265】
【化24】

【0266】
本開示の主題の詳細は、本開示の主題の範囲から逸脱することなく多くの変更を加えることができることが理解されよう。さらに、前述の説明は例示のためだけであり、制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0267】
【図1A】パターン形成テンプレートを調製する本開示の方法の実施態様の概要図である。
【図1B】パターン形成テンプレートを調製する本開示の方法の実施態様の概要図である。
【図1C】パターン形成テンプレートを調製する本開示の方法の実施態様の概要図である。
【図1D】パターン形成テンプレートを調製する本開示の方法の実施態様の概要図である。
【図2A】1つ以上のマイクロスケール及び/又はナノスケール粒子を形成する本開示の方法の概要図である。
【図2B】1つ以上のマイクロスケール及び/又はナノスケール粒子を形成する本開示の方法の概要図である。
【図2C】1つ以上のマイクロスケール及び/又はナノスケール粒子を形成する本開示の方法の概要図である。
【図2D】1つ以上のマイクロスケール及び/又はナノスケール粒子を形成する本開示の方法の概要図である。
【図2E】1つ以上のマイクロスケール及び/又はナノスケール粒子を形成する本開示の方法の概要図である。
【図3A】1つ以上の球状粒子を調製する本開示の方法の概要図である。
【図3B】1つ以上の球状粒子を調製する本開示の方法の概要図である。
【図3C】1つ以上の球状粒子を調製する本開示の方法の概要図である。
【図3D】1つ以上の球状粒子を調製する本開示の方法の概要図である。
【図3E】1つ以上の球状粒子を調製する本開示の方法の概要図である。
【図3F】1つ以上の球状粒子を調製する本開示の方法の概要図である。
【図4A】電荷ポリマー粒子を作製する本開示の方法の概要図であり、重合中又は結晶化中の、成形された粒子の静電荷電を示す。
【図4B】電荷ポリマー粒子を作製する本開示の方法の概要図であり、荷電したナノディスクを示す。
【図4C】電荷ポリマー粒子を作製する本開示の方法の概要図であり、荷電しないナノディスクの典型的な不規則性並列を示す。
【図4D】電荷ポリマー粒子を作製する本開示の方法の概要図であり、荷電したナノディスクの鎖上構造への自己集合を示す。
【図5A】本開示のソフトリソグラフィー法を用いて形成することのできる多層粒子の概要図である。
【図5B】本開示のソフトリソグラフィー法を用いて形成することのできる多層粒子の概要図である。
【図5C】本開示のソフトリソグラフィー法を用いて形成することのできる多層粒子の概要図である。
【図5D】本開示のソフトリソグラフィー法を用いて形成することのできる多層粒子の概要図である。
【図6A】ソフトリソグラフィー技術を用いて三次元ナノ構造を製造する本開示の方法の概要図である。
【図6B】ソフトリソグラフィー技術を用いて三次元ナノ構造を製造する本開示の方法の概要図である。
【図6C】ソフトリソグラフィー技術を用いて三次元ナノ構造を製造する本開示の方法の概要図である。
【図7A】多次元の複雑な構造を調製する本開示の方法の一実施態様の概要図である。
【図7B】多次元の複雑な構造を調製する本開示の方法の一実施態様の概要図である。
【図7C】多次元の複雑な構造を調製する本開示の方法の一実施態様の概要図である。
【図7D】多次元の複雑な構造を調製する本開示の方法の一実施態様の概要図である。
【図7E】多次元の複雑な構造を調製する本開示の方法の一実施態様の概要図である。
【図7F】多次元の複雑な構造を調製する本開示の方法の一実施態様の概要図である。
【図8A】「スカム層」をもたらす本開示のインプリントリソグラフィープロセスの概要図である。
【図8B】「スカム層」をもたらす本開示のインプリントリソグラフィープロセスの概要図である。
【図8C】「スカム層」をもたらす本開示のインプリントリソグラフィープロセスの概要図である。
【図8D】「スカム層」をもたらす本開示のインプリントリソグラフィープロセスの概要図である。
【図8E】「スカム層」をもたらす本開示のインプリントリソグラフィープロセスの概要図である。
【図9A】官能化された、湿潤性のないパターン形成テンプレート及び湿潤性のない基板を用いることによって「スカム層」を省く、本開示のインプリントリソグラフィー法の概要図である。
【図9B】官能化された、湿潤性のないパターン形成テンプレート及び湿潤性のない基板を用いることによって「スカム層」を省く、本開示のインプリントリソグラフィー法の概要図である。
【図9C】官能化された、湿潤性のないパターン形成テンプレート及び湿潤性のない基板を用いることによって「スカム層」を省く、本開示のインプリントリソグラフィー法の概要図である。
【図9D】官能化された、湿潤性のないパターン形成テンプレート及び湿潤性のない基板を用いることによって「スカム層」を省く、本開示のインプリントリソグラフィー法の概要図である。
【図9E】官能化された、湿潤性のないパターン形成テンプレート及び湿潤性のない基板を用いることによって「スカム層」を省く、本開示のインプリントリソグラフィー法の概要図である。
【図10A】基板上にパターンを形成する本開示の溶媒援用マイクロ成形(SAMIM)法の概要図である。
【図10B】基板上にパターンを形成する本開示の溶媒援用マイクロ成形(SAMIM)法の概要図である。
【図10C】基板上にパターンを形成する本開示の溶媒援用マイクロ成形(SAMIM)法の概要図である。
【図10D】基板上にパターンを形成する本開示の溶媒援用マイクロ成形(SAMIM)法の概要図である。
【図10E】基板上にパターンを形成する本開示の溶媒援用マイクロ成形(SAMIM)法の概要図である。
【図11】3μmの矢形状パターンを含むシリコン母型の走査電子顕微鏡写真である。
【図12】先端が<50nmの500nmの円錐パターンを含むシリコン母型の走査電子顕微鏡写真である。
【図13】200nmの台形パターンを含むシリコン母型の走査電子顕微鏡写真である。
【図14】ポリ(エチレングリコール)(PEG)ジアクリレートの200nmの分離台形粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図15】PEGジアクリレートの500nmの分離円錐粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図16】PEGジアクリレートの3μmの分離矢形状粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図17】PEGジアクリレートの200nm×750nm×250nmの矩形形状粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図18】トリメチロプロパントリアクリレート(TMPTA)の200nmの分離台形粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図19】TMPTAの500nmの分離円錐粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図20】本明細書に説明される湿潤性のないインプリントリソグラフィー法の一実施態様を用いて印刷され、ドクターブレードを用いて機械的に採取された、TMPTAの500nmの分離円錐粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図21】ポリ(乳酸)(PLA)の200nmの分離台形粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図22】本明細書に説明される湿潤性のないインプリントリソグラフィー法の一実施態様を用いて印刷され、ドクターブレードを用いて機械的に採取された、ポリ(乳酸)(PLA)の200nmの分離台形粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図23】PLAの3μmの分離矢形状粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図24】PLAの500nmの分離円錐形状粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図25】ポリ(ピロール)(Ppy)の200nmの分離台形粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図26】3μmの矢形状Ppy粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図27】500nm円錐形状のPpy粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【図28A】蛍光標識を付けたDNAを含む、PEGジアクリレートの200nmの分離台形粒子の蛍光共焦顕微鏡写真であり、CY−3で標識を付けた24量体DNAストランドを含む、200nmの台形PEGナノ粒子の蛍光共焦顕微鏡写真である。
【図28B】蛍光標識を付けたDNAを含む、PEGジアクリレートの200nmの分離台形粒子の蛍光共焦顕微鏡写真であり、蛍光標識を付けたDNAを含む、PEGジアクリレートの200nmの分離台形粒子の光学顕微鏡写真である。
【図28C】蛍光標識を付けたDNAを含む、PEGジアクリレートの200nmの分離台形粒子の蛍光共焦顕微鏡写真であり、図28A及び28Bに提供した像のオーバーレイであり、各粒子がDNAを含む、ことを示す。
【図29】「二重スタンピング」を用いる200nmのPEGジアクリレートナノ粒子作製の走査電子顕微鏡写真である。
【図30】PFPE型を用いて作製された70nmの距離で分離されるTMPTAの140nm線の原子力顕微鏡写真である。
【図31A】電子ビームリソグラフィーで生成した母型からの型作製の走査電子顕微鏡写真であり、3ミクロン矢のシリコン/酸化シリコン母型の走査電子顕微鏡写真である。
【図31B】電子ビームリソグラフィーで生成した母型からの型作製の走査電子顕微鏡写真であり、200nm×800nm棒のシリコン/酸化シリコン母型の走査電子顕微鏡写真である。
【図32A】フォトレジスト母型からの型作製の光学顕微鏡写真であり、SU−8母型である。
【図32B】フォトレジスト母型からの型作製の光学顕微鏡写真であり、フォトリソグラフィー母型から型取りされたPEPE−DMA型である。
【図33A】タバコモザイクウイルステンプレートからの型作製の原子力顕微鏡写真であり、母型である。
【図33B】タバコモザイクウイルステンプレートからの型作製の原子力顕微鏡写真であり、ウイルス母型から型取ったPFPE−DMA型である。
【図34A】ブロックコポリマーミセル母型からの型作製の原子力顕微鏡写真であり、ポリスチレン−ポリイソプレンブロックコポリマーミセルである。
【図34B】ブロックコポリマーミセル母型からの型作製の原子力顕微鏡写真であり、ミセル母型から型取ったPFPE−DMA型である。
【図35A】ブラシポリマー母型からの型作製の原子力顕微鏡写真であり、ブラシポリマー母型である。
【図35B】ブラシポリマー母型からの型作製の原子力顕微鏡写真であり、ブラシポリマー母型から型取ったPFPE−DMA型である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)複数の凹み領域がその中に形成されたパターン形成テンプレート表面を含む、パターン形成テンプレート及び基板を提供するステップと;
(b)ある体積の液体材料を;
(i)前記パターン形成テンプレート表面上;及び
(ii)前記複数の凹み領域中;
の少なくとも1つの上に配置するステップと、
(c)1つ以上の粒子を:
(i)前記パターン形成テンプレート表面を前記基板に接触させて前記液体材料を処理すること;及び
(ii)前記液体材料を処理すること;
の1つによって形成するステップとを含む、1つ以上の粒子の形成方法。
【請求項2】
前記パターン形成テンプレートが、耐溶媒性のある低表面エネルギーポリマー材料を含む、請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記パターン形成テンプレートが、耐溶媒性のあるエラストマー材料を含む、請求項1記載の方法。
【請求項4】
前記パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つが、パーフルオロポリエーテル材料、フルオロオレフィン材料、アクリレート材料、シリコーン材料、スチレン系材料、フッ化熱可塑性エラストマー(TPE)、トリアジンフルオロポリマー、パーフルオロシクロブチル材料、フッ化エポキシ樹脂、メタセシス重合反応によって重合又は架橋させることのできるフッ化モノマー又はフッ化オリゴマーからなる群から選択される、材料を含む、請求項1記載の方法。
【請求項5】
前記パーフルオロポリエーテル材料が、下記式からなる群から選択される、主鎖構造を含む、請求項4記載の方法:
【化1】

(式中、Xは存在しても存在しなくてもよく、存在するとき末端封鎖基を含む)。
【請求項6】
前記フルオロオレフィン材料が、下記式からなる群から選択される、請求項4記載の方法:
【化2】

(式中、CSMは硬化部位のモノマーを含む)。
【請求項7】
前記フルオロオレフィン材料が、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン又はヘキサフルオロプロピレン、2,2−ビス(トリフルオロメチル)−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソール、官能性フルオロオレフィン、官能性アクリル系モノマー、官能性メタクリル系モノマーを含む、モノマーから作られる、請求項4記載の方法。
【請求項8】
前記シリコーン材料が、下記の構造を有するフルオロアルキル官能化されたポリジメチルシロキサン(PDMS)を含む、請求項4記載の方法:
【化3】

(式中、Rはアクリレート、メタクリレート、及びビニル基からなる群から選択され;
Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
【請求項9】
前記スチレン系材料が、下記式からなる群から選択される、フッ化スチレンモノマーを含む、請求項4記載の方法:
【化4】

(式中、Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
【請求項10】
前記アクリレート材料が、下記の構造を有するフッ化アクリレート又はフッ化メタクリレートを含む、請求項4記載の方法:
【化5】

(式中、Rは、H、アルキル、置換アルキル、アリール、及び置換アリールからなる群から選択され;
Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
【請求項11】
前記トリアジンフルオロポリマーがフッ化モノマーを含む、請求項4記載の方法。
【請求項12】
メタセシス重合反応によって重合又は架橋することのできる前記フッ化モノマー又はフッ化オリゴマーが官能化オレフィンを含む、請求項4記載の方法。
【請求項13】
前記官能化オレフィンが官能化環状オレフィンを含む、請求項12記載の方法。
【請求項14】
前記パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つが、18mN/m未満の表面エネルギーを有する、請求項1記載の方法。
【請求項15】
前記パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つが、15mN/m未満の表面エネルギーを有する、請求項1記載の方法。
【請求項16】
前記基板が、ポリマー材料、無機材料、ケイ素材料、石英材料、ガラス材料、及びそれらの表面処理された変形からなる群から選択される、請求項1記載の方法。
【請求項17】
前記基板がパターン形成領域を含む、請求項1記載の方法。
【請求項18】
前記複数の凹み領域が複数の空洞を含む、請求項1記載の方法。
【請求項19】
前記複数の空洞が複数の構造形状を含む、請求項18記載の方法。
【請求項20】
前記複数の構造形状が約10ミクロン〜約1ナノメートルの範囲のサイズを有する、請求項19記載の方法。
【請求項21】
前記複数の構造形状が、約10ミクロン〜約1ミクロンの範囲のサイズを有する、請求項19記載の方法。
【請求項22】
前記複数の構造形状が、約1ミクロン〜約100nmの範囲のサイズを有する、請求項19記載の方法。
【請求項23】
前記複数の構造形状が、約100nm〜約1nmの範囲のサイズを有する、請求項19記載の方法。
【請求項24】
前記1つ以上の粒子に本質的にスカム層がない、請求項1記載の方法。
【請求項25】
前記パターン形成テンプレートが、複製成形プロセスによって形成されたパターン形成テンプレートを含む、請求項1記載の方法。
【請求項26】
前記複製成形プロセスが:
(a)母型テンプレートを提供するステップと;
(b)液体材料を前記母型テンプレートに接触させるステップと;
(c)液体材料を硬化してパターン形成テンプレートを形成するステップとを含む、請求項25記載の方法。
【請求項27】
前記母型テンプレートが:
(a)リソグラフィープロセスから形成されたテンプレート;
(b)天然のテンプレート;
(c)その組合せからなる群から選択される、請求項26記載の方法。
【請求項28】
前記天然のテンプレートが、生物学的構造及び自己集合構造の1種から選択される、請求項27記載の方法。
【請求項29】
前記生物学的構造及び自己集合構造の1種が、天然の結晶、タンパク質、酵素、ウイルス、ミセル、及び組織表面からなる群から選択される、請求項28記載の方法。
【請求項30】
表面修飾ステップによって前記パターン形成テンプレート表面を修飾することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項31】
前記表面修飾ステップが、プラズマ処理、化学的処理、吸着プロセスからなる群から選択される、請求項30記載の方法。
【請求項32】
前記吸着プロセスが、高分子電解質、ポリ(ビニルアルコール)、アルキルハロシラン、及びリガンドからなる群から選択される、吸着分子を含む、請求項31記載の方法。
【請求項33】
前記パターン形成テンプレート表面と前記基板が互いに所定の配向で面するように、前記パターン形成テンプレートと前記基板を互いに間隔を置いた関係に配置するステップを含む、請求項1記載の方法。
【請求項34】
前記液体材料が、ポリマー、溶液、モノマー、複数のモノマー、重合開始剤、重合触媒、無機前駆体、金属前駆体、医薬品、標識、磁性材料、常磁性材料、超常磁性材料、リガンド、細胞透過性ペプチド、ポロゲン、界面活性剤、複数の非相溶性液体、溶媒、荷電化学種からなる群から選択される、請求項1記載の方法。
【請求項35】
前記医薬品が、薬物、ペプチド、RNAi、DNAからなる群から選択される、請求項34記載の方法。
【請求項36】
前記標識が、蛍光標識、放射線標識、造影剤からなる群から選択される、請求項34記載の方法。
【請求項37】
前記リガンドが細胞標的化ペプチドを含む、請求項34記載の方法。
【請求項38】
前記液体材料が、非湿潤剤を含む、請求項1記載の方法。
【請求項39】
前記体積の液体材料を配置するステップが、塗布プロセスによって制御される、請求項1記載の方法。
【請求項40】
前記塗布プロセスが:
(a)第1の体積の液体材料を前記パターン形成テンプレート上に配置して、前記パターン形成テンプレート上に液体材料層を形成するステップと;
(b)液体材料層を横断して器具を引っ張り;
(i)前記パターン形成テンプレート上の液体材料層から第2の体積の液体材料を除去し;
(ii)前記パターン形成テンプレート上に第3の体積の液体材料を残すステップとを含む、請求項39記載の方法。
【請求項41】
前記パターン形成テンプレート表面を前記基板に接触させるステップによって、本質的にすべての前記配置された液体材料を前記パターン形成テンプレート表面と基板の間から除去する、請求項1記載の方法。
【請求項42】
前記液体材料を処理するステップが、熱的プロセス、光化学プロセス、化学プロセスからなる群から選択される、プロセスを含む、請求項1記載の方法。
【請求項43】
(a)(i)前記パターン形成テンプレート表面に接触圧力を加えること;及び
(ii)前記テンプレートを通して第2の体積の液体を蒸発又は浸透させること;
の1つによって、複数の凹み領域中に配置された前記体積の液体材料を減少させるステップと;
(b)前記パターン形成テンプレート表面に加えられた前記接触圧力を除去するステップと;
(c)前記パターン形成テンプレート表面の前記凹み領域内にガスを導入するステップと;
(d)前記液体材料を処理して、前記パターン形成テンプレート表面の前記凹み領域内に1つ以上の粒子を形成するステップと;
(e)前記1つ以上の粒子を放出するステップとをさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項44】
前記1つ以上の粒子を放出するステップが:
(a)前記パターン形成テンプレートを前記1つ以上の粒子に親和力のある基板に適用すること;
(b)前記パターン形成テンプレートから前記1つ以上の粒子が放出されるように前記パターン形成テンプレートを変形させること;
(c)前記パターン形成テンプレートを第1溶媒で膨潤させて、前記1つ以上の粒子を押し出すこと;
(d)前記パターン形成テンプレートを前記1つ以上の粒子に親和力のある第2溶媒で洗浄することの1つによって行われる、請求項43記載の方法。
【請求項45】
前記粒子を採取又は収集するステップを含む、請求項1記載の方法。
【請求項46】
前記粒子を採取又は収集するステップが、医療用メスで削ること、ブラッシングプロセス、溶解プロセス、超音波プロセス、メガソニックプロセス、静電気プロセス、磁気プロセスからなる群から選択されるプロセスを含む、請求項45記載の方法。
【請求項47】
バッチプロセスを含む、請求項1記載の方法。
【請求項48】
前記バッチプロセスが、半バッチプロセス及び連続バッチプロセスの1つから選択される、請求項47記載の方法。
【請求項49】
請求項1記載の方法によって形成される、1つ以上の粒子。
【請求項50】
前記複数の粒子が複数の単分散粒子を含む、請求項49記載の複数の粒子。
【請求項51】
半導体デバイス、結晶、薬物送達ベクター、遺伝子送達ベクター、疾患検出デバイス、疾患位置検出デバイス、光起電デバイス、太陽電池デバイス、ポロゲン、化粧品、エレクトレット、添加剤、触媒、センサー、解毒剤、研磨剤、マイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)、細胞骨格、タッガート、医薬品、生物学的標識からなる群から選択される、請求項49記載の1つ以上の。
【請求項52】
自立構造を含む、請求項49記載の1つ以上の粒子。
【請求項53】
(a)請求項49記載の粒子を提供するステップと;
(b)第2のパターン形成テンプレートを提供するステップと;
(c)前記第2のパターン形成テンプレートに第2液体材料を配置するステップと;
(d)前記第2のパターン形成テンプレートをステップ(a)の粒子に接触させるステップと;
(e)前記第2液体材料を処理して多次元構造を形成するステップとを含む、請求項1記載の方法。
【請求項54】
相互接続された構造を形成するステップを含む、請求項1記載の方法。
【請求項55】
前記相互接続された構造が、複数の形状及び特定サイズの孔を含む、請求項54記載の方法。
【請求項56】
前記相互接続された構造が膜を含む、請求項55記載の方法。
【請求項57】
(a)請求項49記載の粒子を提供するステップと;
(b)前記治療薬を前記粒子と混合するステップと、
(c)前記治療薬を含む、前記粒子を標的へ送達するステップとを含む、治療薬を標的へ送達する方法。
【請求項58】
前記治療薬が、薬物及び遺伝子材料の1つから選択される、請求項57記載の方法。
【請求項59】
前記遺伝子材料が、非ウイルス性遺伝子ベクター、DNA、RNA、RNAi、及びウイルス性粒子からなる群から選択される、請求項58記載の方法。
【請求項60】
前記粒子が生分解性ポリマーを含む、請求項59記載の方法。
【請求項61】
前記生分解性ポリマーが、ポリエステル、ポリ無水物、ポリアミド、リン系ポリマー、ポリ(シアノアクリレート)、ポリウレタン、ポリオルソエステル、ポリジヒドロピラン、ポリアセタールからなる群から選択される、請求項60記載の方法。
【請求項62】
前記ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ(ヒドロキシブチレート)、ポリ(ε−カプロラクトン)、ポリ(β−リンゴ酸)、ポリ(ジオキサノン)からなる群から選択される、請求項61記載の方法。
【請求項63】
前記ポリ無水物が、ポリ(セバシン酸)、ポリ(アジピン酸)、ポリ(テレフタル酸)からなる群から選択される、請求項61記載の方法。
【請求項64】
前記ポリアミドが、ポリ(イミノカーボネート)及びポリアミノ酸からなる群から選択される、請求項61記載の方法。
【請求項65】
前記リン系ポリマーが、ポリリン酸、ポリホスホネート、ポリホスファゼンからなる群から選択される、請求項61記載の方法。
【請求項66】
前記生分解性ポリマーが、刺激に応答するポリマーをさらに含む、請求項60記載の方法。
【請求項67】
前記刺激が、pH、放射線、イオン強度、温度、交流磁場、交流電場からなる群から選択される、請求項66記載の方法。
【請求項68】
前記刺激が、交流磁場を含む、請求項67記載の方法。
【請求項69】
前記粒子が前記標的に送達されると、前記粒子を交流磁場に露出するステップを含む、請求項57記載の方法。
【請求項70】
前記粒子を交流磁場に露出するステップが、低体温療法プロセス及び熱切除プロセスの1つによって前記粒子に熱を発生させる、請求項69記載の方法。
【請求項71】
前記粒子によって生成された熱が、前記粒子のポリマー成分の相変化及び標的の温熱処置の1つを誘発する、請求項70記載の方法。
【請求項72】
前記粒子のポリマー成分の相変化が、固相から液相への変化を含む、請求項71記載の方法。
【請求項73】
固相から液相への相変化が、前記治療薬を前記粒子から放出させる、請求項72記載の方法。
【請求項74】
前記粒子からの治療薬の放出が、制御放出を含む、請求項73記載の方法。
【請求項75】
前記標的が、細胞標的化ペプチド、細胞透過性ペプチド、インテグリン受容体ペプチド(GRGDSP)、メラノサイト刺激ホルモン、血管作動性腸管ペプチド、抗Her2マウス抗体、ビタミンからなる群から選択される、請求項57記載の方法。
【請求項76】
(a)パターン形成テンプレートと基板を提供するステップであって、前記パターン形成テンプレートが、その中に複数の凹み領域を有するパターン形成テンプレート表面を含む、ステップと;
(b)ある体積の液体材料を:
(i)前記パターン形成テンプレート表面上;及び
(ii)前記複数の凹み領域中;
の少なくとも1つに配置するステップと;
(c)前記パターン形成テンプレート表面を前記基板に接触させるステップと;
(d)前記液体材料を処理して前記基板上にパターンを形成するステップとを含む、基板上にパターンを形成する方法。
【請求項77】
前記パターン形成テンプレートが耐溶媒性のあるエラストマー材料を含む、請求項76記載の方法。
【請求項78】
前記パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つが、パーフルオロポリエーテル材料、フルオロオレフィン材料、アクリレート材料、シリコーン材料、スチレン系材料、フッ化熱可塑性エラストマー(TPE)、トリアジンフルオロポリマー、パーフルオロシクロブチル材料、フッ化エポキシ樹脂、メタセシス重合反応によって重合又は架橋させることのできるフッ化モノマー又はフッ化オリゴマーからなる群から選択される、材料を含む、請求項76記載の方法。
【請求項79】
前記パーフルオロポリエーテル材料が、下記式からなる群から選択される、主鎖構造を含む、請求項78記載の方法。
【化6】

(式中、Xは存在しても存在しなくてもよく、存在するとき末端封鎖基を含む)。
【請求項80】
前記フルオロオレフィン材料が、下記式からなる群から選択される、請求項78記載の方法:
【化7】

(式中、CSMは硬化部位のモノマーを含む)。
【請求項81】
前記フルオロオレフィン材料が、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン又はヘキサフルオロプロピレン、2,2−ビス(トリフルオロメチル)−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソール、官能性フルオロオレフィン、官能性アクリル系モノマー、官能性メタクリル系モノマーを含む、モノマーから作られる、請求項78記載の方法。
【請求項82】
前記シリコーン材料が、下記の構造を有するフルオロアルキル官能化されたポリジメチルシロキサン(PDMS)を含む、請求項78記載の方法:
【化8】

(式中、Rはアクリレート、メタクリレート、及びビニル基からなる群から選択され、Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
【請求項83】
前記スチレン系材料が、下記式からなる群から選択される、フッ化スチレンモノマーを含む、請求項78記載の方法:
【化9】

(式中、Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
【請求項84】
前記アクリレート材料が、下記の構造を有するフッ化アクリレート又はフッ化メタクリレートを含む、請求項78記載の方法:
【化10】

(式中、Rは、H、アルキル、置換アルキル、アリール、及び置換アリールからなる群から選択され、
Rfはフルオロアルキル鎖を含む)。
【請求項85】
前記トリアジンフルオロポリマーがフッ化モノマーを含む、請求項78記載の方法。
【請求項86】
メタセシス重合反応によって重合又は架橋することのできる前記フッ化モノマー又はフッ化オリゴマーが、官能化オレフィンを含む、請求項78記載の方法。
【請求項87】
前記官能化オレフィンが官能化環状オレフィンを含む、請求項86記載の方法。
【請求項88】
前記パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つが、18mN/m未満の表面エネルギーを有する、請求項76記載の方法。
【請求項89】
前記パターン形成テンプレート及び基板の少なくとも1つが、15mN/m未満の表面エネルギーを有する、請求項76記載の方法。
【請求項90】
前記基板が、ポリマー材料、無機材料、ケイ素材料、石英材料、ガラス材料、及びそれらの表面処理された変形からなる群から選択される、請求項76記載の方法。
【請求項91】
前記基板が、製造プロセス中の電子デバイス及び製造プロセス中の光学デバイスの1つから選択される、請求項76記載の方法。
【請求項92】
前記基板がパターン形成領域を含む、請求項76記載の方法。
【請求項93】
前記複数の凹み領域が複数の空洞を含む、請求項76記載の方法。
【請求項94】
前記複数の空洞が複数の構造形状を含む、請求項93記載の方法。
【請求項95】
前記複数の構造形状が約10ミクロン〜約1ナノメートルの範囲のサイズを有する、請求項94記載の方法。
【請求項96】
前記複数の構造形状が、約10ミクロン〜約1ミクロンの範囲のサイズを有する、請求項94記載の方法。
【請求項97】
前記複数の構造形状が、約1ミクロン〜約100nmの範囲のサイズを有する、請求項94記載の方法。
【請求項98】
前記複数の構造形状が、約100nm〜約1nmの範囲のサイズを有する、請求項94記載の方法。
【請求項99】
前記液体材料が、ポリマー、溶液、モノマー、複数のモノマー、重合開始剤、重合触媒、無機前駆体、金属前駆体、医薬品、標識、磁性材料、常磁性材料、超常磁性材料、リガンド、細胞透過性ペプチド、ポロゲン、界面活性剤、複数の非相溶性液体、溶媒、荷電化学種からなる群から選択される、請求項76記載の方法。
【請求項100】
前記医薬品が、薬物、ペプチド、RNAi、DNAからなる群から選択される、請求項99記載の方法。
【請求項101】
前記標識が、蛍光標識、放射線標識、造影剤からなる群から選択される、請求項99記載の方法。
【請求項102】
前記リガンドが細胞標的化ペプチドを含む、請求項99記載の方法。
【請求項103】
前記液体材料が、レジストポリマー及び低k誘電体の1つから選択される、請求項76記載の方法。
【請求項104】
前記液体材料が、非湿潤剤を含む、請求項76記載の方法。
【請求項105】
前記体積の液体材料を配置するステップが、塗布プロセスによって制御される、請求項76記載の方法。
【請求項106】
前記塗布プロセスが、
(a)第1の体積の液体材料を前記パターン形成テンプレート上に配置して、前記パターン形成テンプレート上に液体材料層を形成するステップと;
(b)液体材料層を横断して器具を引っ張り;
(i)前記パターン形成テンプレート上の液体材料層から第2の体積の液体材料を除去し;
(ii)前記パターン形成テンプレート上に第3の体積の液体材料を残すステップとを含む、請求項105記載の方法。
【請求項107】
前記第1のテンプレート表面を前記基板に接触させるステップが、本質的にすべての配置された体積の液体材料を除去する、請求項76記載の方法。
【請求項108】
前記液体材料を処理するステップが、熱的プロセス、光化学プロセス、化学プロセスからなる群から選択される、プロセスを含む、請求項76記載の方法。
【請求項109】
バッチプロセスを含む、請求項76記載の方法。
【請求項110】
前記バッチプロセスが、半バッチプロセス及び連続バッチプロセスの1つから選択される、請求項109記載の方法。
【請求項111】
請求項76記載の方法によって形成されるパターン基板。
【請求項112】
(a)複数の凹み領域がその中に形成されたパターン形成テンプレート表面を含む、パターン形成テンプレート及び基板と;
(b)(i)前記パターン形成テンプレート表面上、及び
(ii)前記複数の凹み領域中
の少なくとも1つにある体積の液体材料を配置する貯蔵器と;
(c)(i)前記パターン形成テンプレート表面を前記基板に接触させて前記液体材料を処理すること、及び
(ii)前記液体材料を処理することの1つにより、1つ以上の粒子を形成する制御装置とを含む、1つ以上の粒子を形成する装置。
【請求項113】
1以上の特性、又は1つ以上の粒子の検査、測定、及び検査と測定の両方の1つを行うための検査デバイスをさらに含む、請求項112記載の装置。
【請求項114】
(a)複数の凹み領域がその中に形成されたパターン形成テンプレート表面を含む、パターン形成テンプレート、及び基板と、
(b)(i)前記パターン形成テンプレート表面上、及び
(ii)前記複数の凹み領域中
の少なくとも1つに、ある体積の液体材料を配置する貯蔵器と、
(c)(i)前記パターン形成テンプレート表面を前記基板に接触させること、及び
(ii)前記液体材料を処理することの1つにより、前記基板上にパターンを形成する制御装置とを含む、基板上にパターンを形成する装置。
【請求項115】
前記基板上の前記パターンの1以上の特性の検査、測定、及び検査と測定の両方の1つを行うための検査デバイスをさらに含む、請求項114記載の装置。
【請求項116】
表面にパターンを形成する方法であって:
(a)物品の表面の第1部分を、前記物品の前記表面に共形接触(conformal contact)させるエラストマーマスクを含む、マスキング系で遮蔽すること、
(b)前記マスキング系で遮蔽された前記第1部分に薬品が塗布されることを防止しながら、前記物品の前記表面の第2部分に、マスキング系内にパターン形成すべき薬品を塗布することによって、物品の表面を選択的に薬品に露出するステップを含む方法。
【請求項117】
前記エラストマーマスクが複数のチャンネルを含む、請求項116記載の方法。
【請求項118】
前記チャンネルの各々が約1ミリメートル未満の断面寸法を有する、請求項117記載の方法。
【請求項119】
前記チャンネルの各々が約1ミクロン未満の断面寸法を有する、請求項117記載の方法。
【請求項120】
前記薬品がエラストマーマスクを約25%未満膨潤させる、請求項116記載の方法。
【請求項121】
前記薬品が、有機エレクトロルミネセンス材料又はその前駆体を含む、請求項116記載の方法。
【請求項122】
(a)前記薬品から前記表面の前記第2部分に前記有機エレクトロルミネセンス材料を形成させるステップと、
(b)前記有機エレクトロルミネセンス材料と電気回路の間に電気的連通を確立するステップとをさらに含む、請求項121記載の方法。
【請求項123】
前記薬品が堆積プロセスの生成物を含み、前記堆積プロセスが、化学的気相成長プロセス、気相堆積プロセス、電子ビーム堆積プロセス、電子ビーム蒸着プロセス、電子ビームスパッタプロセス、電気化学的堆積プロセスからなる群から選択される、請求項116記載の方法。
【請求項124】
前記薬品が無電解堆積生成物を含む、請求項116記載の方法。
【請求項125】
前記薬品が流体前駆体から塗布される、請求項116記載の方法。
【請求項126】
前記流体前駆体が、無機化合物の溶液、無機化合物の懸濁液、流体担体中の粒子の懸濁液、流体担体中の化学活性薬品からなる群から選択される、請求項125記載の方法。
【請求項127】
前記無機化合物が、前記物品表面の前記第2部分の上に固化する、請求項116記載の方法。
【請求項128】
前記流体担体を散逸させ、それによって前記物品表面の前記第1領域に粒子を堆積させるステップをさらに含む、請求項126記載の方法。
【請求項129】
前記流体担体を散逸させ、それによって前記物品表面の前記第1領域に前記化学活性薬品を堆積させるステップをさらに含む、請求項126記載の方法。
【請求項130】
前記化学活性薬品がポリマー前駆体を含む、請求項126記載の方法。
【請求項131】
前記ポリマー前駆体からポリマー物品を形成するステップをさらに含む、請求項130記載の方法。
【請求項132】
前記化学活性薬品が、材料の堆積を促進することのできる薬品を含む、請求項126記載の方法。
【請求項133】
前記化学活性薬品がエッチング薬品を含む、請求項126記載の方法。
【請求項134】
前記物品の表面の前記第2部分をエッチングするステップをさらに含む、請求項116記載の方法。
【請求項135】
前記物品表面の前記第2部分に接着した前記薬品を残して、前記物品表面の前記第1部分から前記マスキング系の前記エラストマーマスクを除去することをさらに含む、請求項116記載の方法。

【図1A】
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【図1B】
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【図1C】
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【図1D】
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【図2A】
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【図2B】
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【図2C】
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【図2D】
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【図2E】
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【図2F】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C】
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【図3D】
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【図3E】
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【図3F】
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【図4A】
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【図4B】
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【図4C】
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【図4D】
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【図5A】
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【図5B】
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【図5C】
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【図6A】
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【図6B】
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【図6C】
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【図7A】
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【図7B】
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【図7C】
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【図7D】
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【図7E】
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【図7F】
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【図8A】
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【図8B】
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【図8C】
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【図8D】
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【図8E】
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【図9A】
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【図9B】
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【図9C】
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【図9D】
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【図9E】
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【図10A】
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【図10B】
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【図10C】
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【図10D】
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【図10E】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【図28A】
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【図28B】
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【図28C】
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【図29】
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【図30】
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【図31A】
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【図31B】
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【図32A】
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【図32B】
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【図33A】
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【図33B】
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【図34A】
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【図34B】
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【図35A】
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【図35B】
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【公表番号】特表2007−526820(P2007−526820A)
【公表日】平成19年9月20日(2007.9.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−545541(P2006−545541)
【出願日】平成16年12月20日(2004.12.20)
【国際出願番号】PCT/US2004/042706
【国際公開番号】WO2005/101466
【国際公開日】平成17年10月27日(2005.10.27)
【出願人】(501345323)ザ ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット チャペル ヒル (52)
【氏名又は名称原語表記】THE UNIVERSITY OF NORTH CAROLINA AT CHAPEL HILL
【住所又は居所原語表記】308 Bynum Hall,Campus Box 4105,Chapel Hill,North Carolina 27599−4105, United States of America
【出願人】(506207532)ノース カロライナ ステイト ユニバーシティ (4)
【Fターム(参考)】