JP5907959B2 - 基板シートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板シートの製造方法に関するものであり、特に、生体組織の薄切片から微小な断片を分取するための基板シートに関するものである。

従来、組織切片内の局所的な遺伝子発現などを検査するため、組織切片から微小な断片を切り出す顕微解剖法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第３７８６７１１号公報

しかしながら、特許文献１の方法は大掛かりな設備や熟練した技術を必要とするため、汎用には不向きである。一方、特許文献１と同様の手法として、カバーガラス等の元基板を予め小片群に分割した状態で伸展可能な粘着シート上に隙間なく配列して貼り付け、小片群の上に組織切片を貼り付け、シートを伸展させて小片同士を離間させることにより、組織切片を各小片の輪郭に沿って断片に分割する方法が用いられている。ここで、小片群は、元基板を粘着シートに貼り付けた状態でガラス切りを使用して手作業で分割することにより、粘着シート上に隙間なく配列される。

しかしながら、ガラス切りで元基板を分割するには、まず、ガラス切りで元基板に数ミリまたはそれ以下の間隔の格子状の溝を設けた後、該溝に沿って元基板を手作業で小片に割っていかなくてはならない。この作業は非常に繊細であるとともに手間がかかるという不都合がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、分割された元基板の小片群を簡便な方法でシート上に隙間なく配列することができる基板シートの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の第１の態様は、第１のシート部材に前記一方の端面が接着された元基板を小片群に切断する切断ステップと、該切断ステップの後に、前記小片群の他方の端面に、表面を有する第２のシート部材であって前記表面に沿う方向に収縮可能な前記第２のシート部材を接着し、前記第１のシート部材を前記小片群の前記一方の端面から剥離することにより、前記小片群を前記第２のシート部材に転写する転写ステップと、該転写ステップの後に、前記第２のシート部材を前記表面に沿う方向に収縮させる収縮ステップとを備える基板シートの製造方法である。

本発明の第１の態様によれば、切断ステップにおいて元基板を第１のシート部材上で小片群に切断し、転写ステップにおいてこれらの小片群を配列させたまま第２のシート部材に転写した後、収縮ステップにおいて第２のシート部材を収縮させることにより、切断時に生じた小片間の隙間を閉じて小片群を隙間なく配列することができる。

上記第１の態様においては、前記第２のシート部材が、前記表面に沿う方向に伸展可能であり、前記転写ステップが、前記第２のシート部材を伸展させた状態で前記小片群を転写し、前記収縮ステップが、前記第２のシート部材の前記表面に沿う方向の引張力を解除することにより前記第２のシート部材を収縮させることとしてもよい。

上記第１の態様においては、前記第２のシート部材が、熱収縮性を有し、前記収縮ステップが、加熱によって前記第２のシート部材を収縮させることとしてもよい。
このようにすることで、第２のシート部材を簡便に収縮させることができる。

本発明の第２の態様は、表面を有する第１のシート部材であって前記表面に沿う方向に収縮可能な前記第１のシート部材に前記一方の端面が接着された元基板を小片群に切断する切断ステップと、該切断ステップの後に、前記第１のシート部材を前記表面に沿う方向に収縮させる収縮ステップと、該収縮ステップの後に、前記小片群の他方の端面に第２のシート部材を接着し、前記第１のシート部材を前記小片群の前記一方の端面から剥離することにより、前記小片群を前記第２のシート部材に転写する転写ステップとを備える基板シートの製造方法である。

上記第２の態様においては、前記第１のシート部材が、前記表面に沿う方向に伸展可能であり、前記切断ステップが、前記第１のシート部材を伸展させた状態で前記小片群を切断し、前記収縮ステップが、前記第１のシートの前記表面に沿う方向の引張力を解除することにより前記第１のシート部材を収縮させることとしてもよい。
上記第２の態様においては、前記第１のシート部材が、熱収縮性を有し、前記収縮ステップが、加熱によって前記第１のシート部材を収縮させることとしてもよい。

上記第１および第２の態様においては、前記元基板が、紫外線の照射によって接着力が低下する紫外線剥離性接着剤により前記第１のシート部材に接着され、前記転写ステップが、前記第１のシート部材に紫外線を照射することにより該第１のシート部材を前記小片群の前記一方の端面から剥離してもよい。また、上記第１および第２の態様においては、前記元基板が、温度変化によって接着力が低下する感温性接着剤により前記第１のシート部材に接着され、前記転写ステップが、前記第１のシート部材を加熱または冷却することにより該第１のシート部材を前記小片群の前記一方の端面から剥離してもよい。
このようにすることで、第１のシート部材を小片群から容易に剥離することができる。

上記第１および第２の態様においては、前記転写ステップが、前記第２のシート部材を、前記第１のシート部材よりも強い接着力で前記小片群の前記他方の端面に接着してもよい。
このようにすることで、より大きな力で接着している第２のシート部材に小片群を接着させたまま第１のシート部材を小片群から容易に剥離することができる。

上記第１および第２の態様においては、前記第２のシート部材が、複数であって、前記転写ステップが、前記小片群のうち異なる領域の小片を前記複数の第２のシート部材に転写してもよい。
このようにすることで、一度の切断ステップで複数の基板シートが製造され、製造効率を向上することができる。また、第２のシート部材に転写する小片の配列や数を変更することにより、容易に任意の形状に小片群が配列された基板シートを製造することができる。

本発明の第３の態様は、表面を有する第１のシート部材であって前記表面に沿う方向に収縮可能な前記第１のシート部材に一方の端面が接着された元基板を小片群に切断する切断ステップと、該切断ステップの後に、前記第１のシート部材を前記表面に沿う方向に収縮させる収縮ステップとを備える基板シートの製造方法である。

上記第３の態様においては、前記第１のシート部材が、前記表面に沿う方向に伸展可能であり、前記切断ステップが、前記第１のシート部材を伸展させた状態で前記小片群を切断し、前記収縮ステップが、前記第１のシート部材の前記表面に沿う方向の引張力を解除することにより前記第１のシート部材を収縮させてもよい。
上記第３の態様においては、前記第１のシート部材が、熱収縮性を有し、前記収縮ステップが、加熱によって前記第１のシート部材を収縮させてもよい。

本発明によれば、分割された元基板の小片群を簡便な方法でシート上に隙間なく配列することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る基板シートの製造方法を示すフローチャートである。 図１の基板シートの製造方法による工程を模式的に示す図であり、（ａ）元基板を収縮性シートに接着させた状態、（ｂ）元基板を小片群に切断した状態、（ｃ）収縮性シートを収縮させた状態、（ｄ）伸展性シートを小片群に接着させた状態、および、（ｅ）小片群を伸展性シートに転写した状態をそれぞれ示している。 基板シートの使用方法を説明する図であり、基板シート上に組織切片を貼り付けた状態をそれぞれ示している。 基板シートの使用方法を説明する図であり、組織切片を断片に分割した状態を示している。 小片群を複数の伸展性シートに転写する転写ステップの変形例の工程を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る基板シートの製造方法の変形例を示すフローチャートである。

以下に、本発明の一実施形態に係る基板シートの製造方法について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る基板シートの製造方法は、図１に示されるように、一方の端面に１枚の組織切片を貼り付け可能な平板状の元基板１を収縮性シート（第１のシート部材）２上において切断する切断ステップＳ１と、収縮性シート２を収縮させる収縮ステップＳ２と、切断された元基板１を収縮性シート２から伸展性シート（第２のシート部材）３に転写する転写ステップＳ３とを備えている。

切断ステップＳ１は、図２中の（ａ）に示されるように、元基板１を、一方の端面を収縮性シート２の表面に接着させた状態で略同一の寸法の賽の目状の小片１ａ群に切断することにより行われる。ここで、元基板１の切断には、半導体製造プロセスにおいてウエハの切断に使用されるダイサなどの切断装置が使用される。これにより、図２中の（ｂ）に示されるように、小片１ａ群は収縮性シート２上に整列した状態で残り、小片１ａ間には切断装置の刃の厚さに応じた幅の隙間Ａが形成される。

小片１ａの一辺の寸法は、遺伝子解析などの操作に適した寸法、例えば、マイクロプレートの各ウェルに収容可能な０．１ｍｍから５ｍｍ程度が好ましい。元基板１の厚さは、切断装置によって容易に切断可能であり、取り扱いが容易な厚さであればよく、０．０５ｍｍから０．５ｍｍ程度が好ましい。

元基板１としては、切断装置によって比較的容易に切断可能な材料、例えば、ガラス、シリコン、金属または樹脂からなるものが用いられる。元基板１の少なくとも一方の端面の表面は、組織切片との接着性を向上するために、シラン化などの表面処理が施されていてもよい。

収縮性シート２は、ポリ塩化ビニルやポリエステルなどの熱可塑性樹脂からなることにより熱収縮性を有し、表面に接着剤Ｂが塗布されている。接着剤Ｂは、紫外線の照射により接着力を消失する紫外線剥離性接着剤である。

切断ステップＳ１の後、切断によって生じた元基板１の切り屑を除去するために、小片１ａ群を収縮性シート２上に接着させたまま超音波などで洗浄してもよい。
収縮ステップＳ２は、収縮性シート２を加熱することにより行われる。これにより、図２中の（ｃ）に示されるように、収縮性シート２がその表面に沿う方向に収縮して隣接する小片１ａ同士が密着し、隙間Ａが閉じられる。

転写ステップＳ３は、収縮性シート２と同様に紫外線剥離性接着剤Ｂが表面に塗布され、表面に沿う方向に伸展可能な伸展性シート３を使用して行われる。すなわち、収縮性シート２に紫外光を照射して接着剤Ｂの接着力を十分に低下させた後、図２中の（ｄ）に示されるように、伸展性シート３の表面を小片１ａ群の他方の端面に接着させ、続いて、図２中の（ｅ）に示されるように、小片１ａ群の一方の端面から収縮性シート２を剥離する。これにより、収縮性シート２上の小片１ａ群を整列させたまま伸展性シート３上に移動し、伸展性シート３上に小片１ａ群が隙間Ａなく整列されてなる基板シート１０を製造することができる。

このように、本実施形態によれば、従来、ガラス切りを使用して操作者が手作業で行っていた、溝に沿って元基板１を小片１ａ群に分割する作業が不要であり、簡便な操作のみで小片１ａ群を隙間Ａなく各シート２，３上に配列することができるという利点がある。

このようにして製造された基板シート１０は、次のようにして使用される。
まず、図３Ａに示されるように、基板シート１０の小片１ａ群上に組織切片Ｃを貼り付け、伸展性シート３をその表面に沿う方向に伸展させる。これにより、図３Ｂに示されるように、小片１ａ同士が互いに引き離されて隙間Ａが開く。このときに、組織切片Ｃも表面に沿う方向に引っ張られることにより、格子状の隙間Ａに沿って小片１ａの一方の端面と略同一の形状の断片に分割される。使用者は、伸展性シート３から小片１ａを剥離することにより、該小片１ａとともに組織切片Ｃの断片を回収することができる。

このときに、小片１ａ間の隙間Ａが開いた基板を使用して組織切片を断片に分割した場合、断片の大きさや形状に隙間Ａの幅に応じたばらつきが発生する。これに対し、本実施形態に係る生体組織用基板１０の場合、小片１ａ同士が隙間Ａなく配列されているので、組織切片Ｃの分割位置のばらつきが抑制され、組織切片Ｃが略均一な大きさの断片に分割される。これにより、各小片１ａから回収される生体組織の量を略均一に揃えることができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、接着剤Ｂとして紫外線剥離性接着剤を使用することとしたが、これに代えて、加熱または冷却によって接着力が消失する感温性接着剤を使用することとしてもよい。この場合には、転写ステップＳ３において、紫外線照射に代えて収縮性シート２を加熱または冷却する。
このようにしても、小片１ａ群の整列を乱すことなく収縮性シート２を小片１ａ群から容易に剥離することができる。

また、本実施形態においては、伸展性シート３に塗布される接着剤として、収縮性シート２に塗布される接着剤よりも十分に強い接着力を有するものを使用してもよい。このようにしても、小片１ａ群を、より強い接着力で接着している伸展性シート３の表面に位置ずれさせることなく残したまま、収縮性シート２を小片１ａ群から容易に剥離することができる。

このような収縮性シート２および伸展性シート３としては、ダイシング用の粘着テープや、材料の表面を保護するマスキングテープなど、接着力の異なるものを組み合わせて使用することができる。
例えば、日東電工製のＳＶ−２２４（接着力：１．１Ｎ／２０ｍｍ）とＵＥ−１１１ＡＪ（接着力：８．３Ｎ／２０ｍｍ）とをそれぞれ収縮性シート２および伸展性シート３として使用することができる。また、日東電工製のＵＥ−１０８８ＪＭ（接着力：６．０Ｎ／２０ｍｍ）とＵＥ−１１１ＡＪとをそれぞれ収縮性シート２および伸展性シート３として使用することもできる。

また、本実施形態においては、元基板１として１つの組織切片を貼り付け可能なものを用いることとしたが、これに代えて、複数の組織切片を貼り付け可能な寸法のものを用いてもよい。この場合、転写ステップＳ３は、例えば、図４に示されるように、柱状の押し当て部材４の端面に伸展性シート３を被せ、押し当て部材４の端面を小片１ａ群に押し当てることにより行われる。これにより、小片１ａ群のうち異なる領域の小片が複数の伸展性シート３に転写される。作業を容易にするために、伸展性シート３の、小片１ａ群を接着させる領域を除く領域を、互いに接着しない保護シート５によって保護してもよい。保護シートとしては、ポリプロピレンシートなどの薄い樹脂シートが好ましい。

このようにすることで、基板シート１０に貼り付ける組織切片の寸法や形状に応じて、任意の寸法および形状に小片１ａ群が整列された基板シート１０を容易に製造することができる。また、複数の基板シート１０を製造するための切断ステップＳ１が１度で済み、製造効率を向上することができる。

また、本実施形態においては、収縮性シート２として、その表面に沿う方向に可逆的に伸縮可能なものを使用し、収縮性シート２上に小片１ａ群が整列された基板シート１０を製造してもよい。収縮性シート２として、例えば、ゴムなどの弾性材料からなるシートが用いられる。

この場合、切断ステップＳ１において、収縮性シート２を表面に沿う方向に引っ張って伸展させた状態で元基板１を切断する。次に、収縮ステップＳ２において、収縮性シート２を、引っ張っていた外力から解放することにより自己収縮力によって収縮させる。そして、組織切片を分割するときは、再び収縮性シート２を表面に沿う方向に引っ張って伸展させる。
このようにすることで、転写ステップＳ３を省いてさらに簡便に基板シート１０を製造することができる。

また、本実施形態においては、収縮ステップＳ２の後に転写ステップＳ３を行うこととしたが、これに代えて、図５に示されるように、転写ステップＳ３１からＳ３３の後に収縮ステップＳ２１を行ってもよい。
この場合には、切断ステップＳ１１において使用されるシート部材（第１のシート部材）は、元基板１を接着可能であれば特に制限はない。

転写ステップＳ３１からＳ３３で使用される転写用のシート部材（第２のシート部材）としては、一定範囲内の伸展に対しては可塑的に変形せずに元の形状に収縮する性質を有する伸縮性シート部材が使用される。この場合、伸縮性シート部材を伸展させた状態で（ステップＳ３２）小片群の転写を行う（ステップＳ３３）ことにより、収縮ステップＳ２１においては伸縮性シート部材に作用させていた引張力を解除するだけで伸縮性シート部材を収縮させて小片群間の隙間を閉塞することができる。ここで、伸縮性シート部材を伸展させる手段としては、例えば、半導体のウエハをチップにダイシングした後にチップ間の間隔を拡張する際に使用されるウエハエキスパンダが好適に用いることができる。

なお、転写用のシート部材としては、上述した収縮性シート２のように、収縮可能なものであればよい。このような収縮性シート部材の素材としては、半導体用ダイシングテープに用いられるポリ塩化ビニルや、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂が好適である。

また、伸縮性シート部材に塗布される接着剤としては、一般的に半導体用ダイシングテープに用いられている紫外線剥離性接着剤が好適に用いられる。また、上述したように、伸縮性シート部材に塗布される接着剤として、切断ステップＳ１１において使用されるシート部材に塗布されたものより接着力が強いものを使用しても、小片１ａ群の転写を容易にすることができる。

次に、上述した実施形態の実施例について説明する。
本実施例では、図５に示される、予め伸展させた伸縮性シート部材（第２のシート部材）に小片群を転写し、転写後に伸展状態から解放することにより伸縮性シート部材を収縮させて小片の間隔を閉塞する方法について示す。
まず、０．１３ｍｍから０．１７ｍｍの厚さを有する１８ｍｍ角のカバーガラス（マツナミガラス製）を、水洗した後に、第１のシート部材であるダイシングテープ（ＵＥ−１１１ＡＪ、日東電工製）に貼り付け、ダイシングソーにより約１ｍｍの間隔で小片群に切断した。これにより、カバーガラスは、一辺当たり１９個に分割するダイシングがなされた。このときに小片間に形成された切りしろは、約８０μｍであった。

次に、第１のシート部材に紫外線を照射することにより、第１のシート部材に塗布されていた接着剤の接着力を低下させた。紫外線の光源には、ＺＵＶ−Ｃ１０（制御装置、オムロン社製）とＺＵＶ−Ｈ１０（ＬＥＤヘッド、オムロン社製）とからなる紫外線発光ダイオード光源を用いた。このときの紫外線の出力は波長３６５ｎｍにおいて１５０ｍＷであった。紫外線の照射は、全ての小片群に均一に紫外線が照射されるようにヘッドを第１のシート部材の裏側において移動させながら、１００％の出力で６０秒間行った。さらに、第１のシート部材の表面の小片群が貼り付けられていない部分にはポリエチレン製のシートを貼り付け、小片群が貼り付けられている部分以外が露出しないように保護した。

次に、第２のシート部材であるダイシングテープ（ＵＥ−１１１ＡＪ）をウエハエキスパンダを使用して伸展させ、伸展状態に保持した。このときに、第２のシート部材は表面方向に約６％伸展していた。次に、第２のシート部材の中央に、該第２のシート部材との間に小片群が挟まれるように、接着剤の接着力を低下させておいた第１のシート部材を被せ、ゴムローラーを第１のシート部材の裏側で転がすことにより小片群を第２のシート部材に十分に接着させた。次に、ゆっくりと第１のシート部材を剥がすことにより、小片群を第２のシート部材に転写した。

次に、小片群が転写された第２のシート部材をウエハエキスパンダから取り外して伸展状態から解放することにより、第２のシート部材を収縮させた。そして、２軸方向に整列した小片群の全体の大きさを測定したところ、１６．８５ｍｍ角であった。すなわち、小片間の隙間は、約１６μｍとなった。以上の実験から、本発明に係る基板シートの製造方法によれば、小片群を十分に小さな隙間で整列させることができることが確認された。

１ 元基板
１ａ 小片
２ 収縮性シート（第１のシート部材）
３ 伸展性シート（第２のシート部材）
４ 押し当て部材
５ 保護シート
１０ 基板シート
Ｓ１，Ｓ１１ 切断ステップ
Ｓ２，Ｓ２１ 収縮ステップ
Ｓ３，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３ 転写ステップ
Ａ 隙間
Ｂ 接着剤

Claims (13)

1. 第１のシート部材に一方の端面が接着された元基板を小片群に切断する切断ステップと、
   該切断ステップの後に、前記小片群の他方の端面に、表面を有する第２のシート部材であって前記表面に沿う方向に収縮可能な前記第２のシート部材を接着し、前記第１のシート部材を前記小片群の前記一方の端面から剥離することにより、前記小片群を前記第２のシート部材に転写する転写ステップと、
   該転写ステップの後に、前記第２のシート部材を前記表面に沿う方向に収縮させる収縮ステップとを備える基板シートの製造方法。
2. 前記第２のシート部材が、前記表面に沿う方向に伸展可能であり、
   前記転写ステップが、前記第２のシート部材を伸展させた状態で前記小片群を転写し、
   前記収縮ステップが、前記第２のシート部材の前記表面に沿う方向の引張力を解除することにより前記第２のシート部材を収縮させる請求項１に記載の基板シートの製造方法。
3. 前記第２のシート部材が、熱収縮性を有し、
   前記収縮ステップが、加熱によって前記第２のシート部材を収縮させる請求項１に記載の基板シートの製造方法。
4. 表面を有する第１のシート部材であって前記表面に沿う方向に収縮可能な前記第１のシート部材に一方の端面が接着された元基板を小片群に切断する切断ステップと、
   該切断ステップの後に、前記第１のシート部材を前記表面に沿う方向に収縮させる収縮ステップと、
   該収縮ステップの後に、前記小片群の他方の端面に第２のシート部材を接着し、前記第１のシート部材を前記小片群の前記一方の端面から剥離することにより、前記小片群を前記第２のシート部材に転写する転写ステップとを備える基板シートの製造方法。
5. 前記第１のシート部材が、前記表面に沿う方向に伸展可能であり、
   前記切断ステップが、前記第１のシート部材を伸展させた状態で前記小片群を切断し、
   前記収縮ステップが、前記第１のシート部材の前記表面に沿う方向の引張力を解除することにより前記第１のシート部材を収縮させる請求項４に記載の基板シートの製造方法。
6. 前記第１のシート部材が、熱収縮性を有し、
   前記収縮ステップが、加熱によって前記第１のシート部材を収縮させる請求項４に記載の基板シートの製造方法。
7. 前記元基板が、紫外線の照射によって接着力が低下する紫外線剥離性接着剤により前記第１のシート部材に接着され、
   前記転写ステップが、前記第１のシート部材に紫外線を照射することにより該第１のシート部材を前記小片群の前記一方の端面から剥離する請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板シートの製造方法。
8. 前記元基板が、温度変化によって接着力が低下する感温性接着剤により前記第１のシート部材に接着され、
   前記転写ステップが、前記第１のシート部材を加熱または冷却することにより該第１のシート部材を前記小片群の前記一方の端面から剥離する請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板シートの製造方法。
9. 前記転写ステップが、前記第２のシート部材を、前記第１のシート部材よりも強い接着力で前記小片群の前記他方の端面に接着する請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板シートの製造方法。
10. 前記第２のシート部材が、複数であって、
    前記転写ステップが、前記小片群のうち異なる領域の小片を前記複数の第２のシート部材に転写する請求項１から請求項９のいずれかに記載の基板シートの製造方法。
11. 表面を有する第１のシート部材であって前記表面に沿う方向に収縮可能な前記第１のシート部材に一方の端面が接着された元基板を小片群に切断する切断ステップと、
    該切断ステップの後に、前記第１のシート部材を前記表面に沿う方向に収縮させる収縮ステップとを備える基板シートの製造方法。
12. 前記第１のシート部材が、前記表面に沿う方向に伸展可能であり、
    前記切断ステップが、前記第１のシート部材を伸展させた状態で前記小片群を切断し、
    前記収縮ステップが、前記第１のシート部材の前記表面に沿う方向の引張力を解除することにより前記第１のシート部材を収縮させる請求項１１に記載の基板シートの製造方法
    。
13. 前記第１のシート部材が、熱収縮性を有し、
    前記収縮ステップが、加熱によって前記第１のシート部材を収縮させる請求項１１に記載の基板シートの製造方法。

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