JP4824247B2 - 検出成分の固定化方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は分子機能性要素、特に生物学的検出要素を任意の導電面上に固定する新規で簡単な方法及びこの方法で得られる物品に関する。
【０００２】
検出要素、特に任意の導電面上の生物学的及び生化学的検出要素はセンサ技術、特にバイオセンサ技術、化学または生化学コンビナトリアル技術、医療診断の分野に於いて、例えばスクリーニングのために幾つかの異なる用途を有する。検出要素の固定は、例えば米国特許出願第３８３９１７５号に開示されたような吸着、架橋（D.J.Strike,N.F.de Rooij, M.Koudelka-Hep、Biosens. Bioelectron, 10(1995) 61-66）、或いはポリマー被膜内包（W.Schumann. Mikrochim. Acta,121(1995)1−29）によって行われる。検出要素の固定化に使用されるマトリックスでは、それは殆どが使用されるポリマーであり、任意の導電面上にラジカル重合によって堆積される。ラジカル反応は電気化学的、化学的または光化学的に誘発される（例えば欧州特許出願第０６９１４０８号参照）。これら既知のラジカル重合の欠点はかかる反応の開始剤としての酸素の作用である。この作用のために全体の全反応を保護ガス環境下で行う必要がある。固定化のさらなる方法はG.H.McGall, A.D.Barone, M.Diggelmann, S.P.A.Fodor, E.Gentalen, N.NgoらがJ. Am. Chem. Soc., 119(1997) 5081に開示した固体本体上でのリソグラフ法、G.F.KhanがElectroanalysis, 9 (1997) 325−329）に開示したプリント法である。両方法とも多くの材料の使用が必要であり、高解像度（＜１００μｍ）を持つ任意の導電面上の局所的堆積に部分的に適しているに過ぎない。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許出願第３８３９１７５号
【特許文献２】
欧州特許出願第０６９１４０８号
【非特許文献１】
D.J.Strike,N.F.de Rooij, M.Koudelka-Hep、Biosens. Bioelectron, 10(1995) 61-66
【非特許文献２】
W.Schumann. Mikrochim. Acta,121(1995)1−29
【非特許文献３】
J. Am. Chem. Soc., 119(1997) 5081
【非特許文献４】
Electroanalysis, 9 (1997) 325−329

【０００４】
本発明はセンサの被膜を機能化された形態、特に酵素的に活性な電極表面の形で提供する目的を基盤とし、とりわけ次の目的を達成するためのものである。すなわち、素早く、簡単かつ費用効果的な製造；大多数の異なる任意の導電面、例えば通常の電極材料での固定化；被膜生成時に不必要な酸素の排除；被膜の厚みを無制限に変化させ得ること；修飾または無修飾の成分、例えば小さなラテックスビーズ、小さなガラスビーズ、グラファイト粒子等を簡単な方法で層中に包み込むことができること；機能が異なる多層被膜の生成が可能なこと；場所的に限定されたｐＨ勾配での局所堆積が可能であり、従って、例えばコンビナトリアル化学、バイオセンサアレイ、イムノアッセイまたは種々のスクリーニング法のためのアレイ構造の形成が可能であること；表面修飾の可能性；被膜の空間的解像の可能性；蛍光マーカーまたは他の蛍光検出成分の使用が可能であること。この目的は本発明がクレームする主題事項によって満たされる。
【０００５】
電着ラッカー法（ＥＰＤ）（F.Bec, Electochim. Acta, 33(1988)839−850）が自動車シャシー及び構成要素、ラジエータ、飲料缶の防食に工業的に利用されている。アノード電着では、アノードでの水の分解によって放出されるプロトンがカルボン酸塩基のために負に帯電した可溶性ポリマーの中和、従って沈殿のために使用される。この方法の基礎になるプロセスは次のように纏められる。
水の分解： ２Ｈ_２Ｏ→４Ｈ^＋＋Ｏ_２＋４ｅ⁻
ポリマー堆積：polymer‐ＣＯＯ⁻(可溶性)＋Ｈ^＋→polymer-ＣＯＯＨ(不溶性)

【０００６】
被膜は通常加熱（一般的に１６５〜１８５ＥＣ）によって表面で架橋して機械的及び化学的抵抗の大きな非浸透性被膜を生成する。所謂アノード電着ラッカー（ＡＥＤ）と同様に、カソード電着ラッカー（ＣＥＤ）もある。それは局所的に発生した水酸化物イオンによって任意の導電面上に堆積する。このプロセスは次の一般的な反応スキームに基づく。
１．２Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻→Ｈ_２＋２ＯＨ⁻（カソード反応）
２．polymer‐ＮＲ_２Ｈ^＋(可溶性)＋ＯＨ⁻→polymer-ＮＲ_２(不溶性）＋Ｈ_２Ｏ
【０００７】
化合物のさらなるグループは両性的性質の化合物、例えばペプチド、オリゴペプチド、或いはタンパク質である。適切な電極反応を選択することによって、正と負の両方に種々の割合で帯電したグループ、例えばペプチド、特にオリゴペプチドまたはポリペプチドを持つ物質を不溶性状態（等電点）で電極面上に堆積させることができる。
【０００８】
電極反応の結果、すなわち堆積した本質的に有機性の被膜を任意的にさらに処理することができ、物理的（例えば熱）または化学的（例えば化学的誘導化）に修飾をすることができる。
【０００９】
従って本発明では、検出機能、例えば樹脂エマルジョンの形状の樹脂粒子同様に酵素を備えた物質が、標的電極表面でのプロトン（ヒドロニウムイオン）またはヒドロキシルイオンの創生のために、電解質流体として存在して樹脂の堆積を創出し、それが例えば電解液中に同時に存在する酵素分子を取り込んで固定化する。このプロセスは電気化学的に起こるために、任意な形の電着を任意なパターンで、例えば比較的面積の大きな標的電極上に、堆積させることができる。
【００１０】
図１は本発明に拠る方法で得られ、検出要素で機能化された機能化表面１の構造を原理的に示す図である。図１において、参照符号１は本方法で得られた本体、すなわち検出要素で官能化された表面である。参照符号２は任意の導電体である。参照符号３は検出官能をもつ物質４を取り込んだ堆積ラッカー被膜である。プローブの先端はこの方法がプローブ５と本体２との間の領域に於いて極めて標的とした方法で行われることを示す。
【００１１】
図２は実施例１に拠る検量線、すなわちＧＯＤ（グルコース酸化物）修飾プラチナディスク電極（１ｍｍφ）の検量線の読みを示すグラフである。０．１ｍＭグルコース溶液添加燐酸塩緩衝液、ｐＨ７、２０ｍｌ中にて測定。被覆電極に印加した電位はＡｇ／ＡｇＣｌに対し６００ｍＶ。
【００１２】
図３は肉厚被膜法（センサの基本構造はＳｅｎｓＬａｂ社より）の方法で作成したＧＯＤ修飾炭素電極の検量線を示すグラフである。０．１ｍＭグルコース溶液添加燐酸塩緩衝液、ｐＨ７、２０ｍｌ中にて測定。被覆電極に印加した電位はＡｇ／ＡｇＣｌに対し６００ｍＶ。
【００１３】
図４はカタラーゼ修飾電極と非修飾プラチナディスク電極（１ｍｍφ）との間の過酸化水素感受性の比較を示すグラフである。２ｍＭ過酸化水素溶液添加燐酸塩緩衝液、ｐＨ７、２０ｍｌ中にて測定。被覆電極に印加した電位はＡｇ／ＡｇＣｌに対し６００ｍＶ。
【００１４】
図５はカタラーゼ修飾電極とＧＯＤ修飾プラチナディスク電極（１ｍｍφ）との間の過酸化水素感受性の比較を示すグラフである。２ｍＭ過酸化水素溶液添加燐酸塩緩衝液、ｐＨ７、２０ｍｌ中にて測定。被覆電極に印加した電位はＡｇ／ＡｇＣｌに対し６００ｍＶ。
【００１５】
図６は修飾プラチナマイクロアレイの顕微鏡写真である。Ｌ字型帯電極をＧＯＤ被膜で被覆し、一方でより小さな直帯電極にビーズ被膜を施した。上の写真は普通光での構造を示し、下の写真は蛍光での構造を示す。
【００１６】
図７は金電極（３ｍｍφ）上にＳＥＣＭの手段で局所堆積した三個のポリマー点の顕微鏡写真である。
【００１７】
図８はＳＥＣＭの手段によって局所的に解離した（Ｌ字型）ポリマー被膜の顕微鏡的露出である。表面上を横方向に移動するマイクロ電極にＡｇ／ＡｇＣｌに対し−２０００ｍＶの電位パルスを１秒間、数回印加して溶解した。５ｍＭのルテニウムヘキサアミン液中で溶解させた。
【００１８】
図９はレドックス活性基（［Ｏｓ（ｂｐｙ）_２（ヒスタミン）Ｃｌ］Ｃｌ）修飾プラチナディスク電極（１ｍｍφ）のサイクロボルタモグラム（ＣＶ）のグラフである。測定は０．１Ｍリチウム過塩素酸塩溶液中でＡｇ／ＡｇＣｌに対し−２００から＋６００ｍＶで行った。
【００１９】
図１０はレドックス活性基（［Ｏｓ（ｂｐｙ）_２（ヒスタミン）Ｃｌ］Ｃｌ）修飾プラチナディスク電極（１ｍｍφ）の微分パルスサイクロボルタモグラム（ＤＰＶ）のグラフである。
【００２０】
図１１はアレイの配置を示す図で、第二の帯を被覆した。
【００２１】
図１２は以前に堆積した被膜の標的溶解の例を示す図である。
【００２２】
任意の材料が、例えば電極５など、導電体２の表面にエマルジョンを堆積できる電極で（例えばＨ^＋またはＯＨ⁻を発生するための）電位と（粒子移動のための任意の）場を創出することができる任意の導電体２として利用される。新規な要素の表面はすべて、特にこの目的に適しており、とりわけ金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、レニウム、水銀、ルテニウム及びオスミウムの表面が適している。さらに電気化学的に最大限に不活性に振る舞うクロム、ニッケル、コバルト、鉄、ステンレス鋼として知られる合金、チタニウム、ジルコニウム、ハフニウムなどの金属の表面も適している。さらにある種の不動態化された金属や合金、例えばアルミニウム、ガリウム、或いは電気化学的プロセスで不活性的に振る舞うアルミニウム合金も適している。金属は取り込まれた検出要素、例えば酵素を基本的に阻害してはいけない。標的電極の寸法は所望する目的に依存する。通常の表面は０．５から５０ｍｍ^２にもなる。しかしながら適切な寸法決めで、この範囲を３，５，１０，２０，１００，２５０または５００倍に増加または減少させることは完全に可能である。使用前に電極面を研磨、めっきなどでさらに追加処理すると好都合である。
【００２３】
問題は電極面が堆積に必要な電気化学的及び／または静電気的操作がそこで行われるような状態であることである。
【００２４】
必要に応じ適切な微量元素をドープしたシリコン表面、中でもＧａＡｓ、ＩＴＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３などの半導体電極、適切な寸法の表面処理した炭素電極も使用することができる。金属の性質を持たない任意の表面もそれに電位を印加することができ、エマルジョンから樹脂をその上に十分に堆積できるのであれば使用可能である。
【００２５】
電着に適した任意の既知なエマルジョンは樹脂エマルジョン３として使用可能である。それらの中には、分子量範囲が３００から５００００，６００から３００００，１０００から２００００，８００から１００００，１０００から１５０００の高分子量有機化合物があるが、溶解またはエマルジョン化できるのであれば、上述の値から５００００，７００００，１０００００，２５００００、さらに１００００００までのさらに分子量の大きな化合物、特に構成モノマー上の官能基によって創生されたイオン性質の電荷を持つ樹脂も含まれる。例を挙げると、修飾されたポリスチロール類、オレフィン類、ポリアミド類、ビニル及びアクリル化合物があるが、生化学的に興味のあるポリマー類、例えばタンパク質、官能基を持つ多糖類、植物性ゴム、オリゴ及びポリヌクレオチド類も挙げることができる。α−、β−オレフィン系不飽和カルボン酸ポリマーは特にアノード堆積に実証されている。
【００２６】
アノード電着のために本発明に使用される樹脂エマルジョンに好適な樹脂はアンモニアまたは有機塩基と少なくとも部分塩生成により水中に溶解または分散することができる、例えば共重合体含有カルボン酸基、マスクされたイソシアネート基、ヒドロキシル基及びエーテル基を基本とする樹脂合成であり、共重合体は以下の重合した化合物、
１．炭素原子が３〜５の少なくとも１個のα、βオレフィン系不飽和カルボン酸、或いは炭素原子が３〜５を含むα、βオレフィン系不飽和カルボン酸の半エステル、
２．ＣＨ−，ＯＨ−またはＮＨ−マスキング手段でマスクされたＮ（１−アルケニル）イソシアネートの１０〜３５重量％、
３．分子量範囲３８０〜３５００のビスフェノールＡとエピクロールヒドリン系エポキシド樹脂と炭素原子３〜５含有オレフィン系不飽和アルコールとの付加化合物の２０〜５０重量％、
４．１から３に挙げなかったものの他の共重合することができる一種類以上のオレフィン系不飽和化合物の５〜６４重量％、
を含み、共重合体の平均分子量が１０００〜２００００であることを条件として、重合した成分（１）を重合体の酸数が３５〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇで、かつ１〜４に挙げた化合物のパーセントの合計が１００となる量で含む。
【００２７】
上述した共重合体の平均分子量は１０００から２００００である。共重合体の酸数が３５〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇとなるような量で成分を重合させる。１〜４に挙げた化合物の合計百分率は１００である。成分（３）の反応性水素と共重合体中のマスクされたイソシアネート基との当量比が約１：１であるのが好ましいことを強調しておく。さらに、ビニルイソシアネートまたはプロペニルイソシアネートとシクロヘキサノール、第三級ブタノール、トリアザベンゾールまたはε−カプロラクタムとの付加化合物がイソシアネート／マスキング手段の分子比１：１で使用されることが好ましい。具体的には、共重合体は成分（１）としてアクリル酸またはメタアクリル酸、成分（２）としてε−カプロラクタムでマスクされたビニルイソシアネート、成分（３）としてビスフェノールＡとエピクロールヒドリンとの平均分子量約９００のエポキシド樹脂とアリルアルコールとの付加化合物、成分（４）として重合した２−エチルヘキシルアクリレートまたはブチルアクリレートを含む。
【００２８】
水溶性樹脂様材料と水不溶性樹脂様塊との混合物として用いられる樹脂様塊も好適である。混合物を水が主成分である水溶性媒体中に分散させる。水溶性樹脂様材量はポリマーであり、親水性基をポリマー中に十分に取り込んで水溶性を付与する。親水性基は、例えばカルボン酸、スルホン酸塩基などのアニオン性イオン基、或いはアミン塩基及び第四級アンモニウム塩基などのカチオン性塩基などのイオン性塩のこともある。好ましい親水性基はアニオン性基であり、特にカルボン酸基の塩が好ましい。ポリマーは通常カルボン酸基を有機アミンまたはアルキル金属水酸化物などの水溶性塩基化合物で中和して生成される。
【００２９】
「水溶性」なる概念は本関連では樹脂様材料を水溶性にすること、外部から加えられた界面活性剤の助けを借りずに、２５％まで、通常は１〜２０重量％の樹脂固形物成分と一緒に分散できることを意味する。溶液または分散液は視覚的に透明または半透明に見えることが多く、この場合樹脂は分散相内に存在して平均粒子径は０．１２μｍ以下、通常０．０３μｍ未満である。水溶性樹脂様材料の平均粒子径は光散乱法によって決定することができる。
【００３０】
好適な低分子の水溶性ポリマーはアニオン性電荷、好ましくはカルボン酸塩基、特に好ましくは有機アミンで中和されたカルボン酸基を持つアクリル系コポリマーである。
【００３１】
低分子のアクリル系コポリマーには、α、βエチレン系不飽和カルボン酸とメタアクリル酸エステル及び／またはアクリル酸エステルとの共重合によって生成されたポリマーがあり、一般的にアクリル系ポリマーが適しており、主成分としてＣ_１〜Ｃ_８アルコールのメタアクリル酸エステルとＣ_１〜Ｃ_８アルコールとのアクリル酸エステルの少量を含む。以下の化合物は普通に見られるメタアクリル酸エステルとアクリル酸エステルである。アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸第二級ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸プロピル、メタアクリル酸イソブチル、メタアクリル酸ブチル、メタアクリル酸第二級ブチル、メタアクリル酸第三級ブチル。
【００３２】
使用されるアクリルポリマーは０．１〜２０重量％の重合したα、βエチレン系不飽和カルボン酸ユニットを含む。使用することができるα、βエチレン系不飽和カルボン酸モノマーはメチルメタアクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、エタクリン酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸及びこれらの酸の同属体である。メタアクリル酸とアクリル酸が好適である。酸の割合は要求される酸数がアクリル系ポリマー中に創生されるように設定される。アクリル系ポリマーの酸数は通常それが樹脂固形成分の約３０から１００になるように調節されなければならない。水溶性アクリル系ポリマーの数平均分子量は１００００から３００００の範囲であることが好ましい。
【００３３】
アクリル系ポリマーはヒドロキシル基を側基に含むこともでき、それはヒドロキシアルキルアクリレートまたはヒドロキシメタアクリレートと上述したアクリル系エステルとの共重合によって得られる。ヒドロキシル基の側基は以後のアミノプラストまたはマスクされたイソシアネートとの硬化のための場所を提供する。使用されたアクリル系ポリマーの５〜１５重量％はヒドロキシアルキルアクリレートまたはメタアクリレートエステルからのものであるのが好ましい。一般的に使用可能なヒドロキシアルキルアクリレート及びメタアクリレートはアルキル基中に１〜８個の炭素原子を含み、例えばヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレート、ヒドロキシプロピルメタアクリレート、ヒドロキシブチルメタアクリレート、ヒドロキシヘキシルメタアクリレート、ヒドロキシオクチルメタアクリレートなどの例がある。
【００３４】
さらに、ビニル共重合性化合物がスチロール、ビニルトルオール、アクリルアミド、ビニルキシロール、アリルアルコール及びアクリルニトリルなどの使用可能なアクリル系ポリマーの一部を形成するために使用されることがある。
【００３５】
特に適切なアクリル系ポリマーでは、ポリマーは本質的にハード成分、すなわちスチロールかアクリル基の炭素原子が１〜２個である低級アルキルメタアクリレートの何れか、或いはスチロールとアクリル酸エチルなどの低級アルキルメタアクリレートとの混合物及びソフト成分、すなわちアルキル基中の炭素原子が３〜８個の低級アルキルメタアクリレートまたはアルキル基中の炭素原子が２〜８個の低級アルキルアクリレート、アルキル基中の炭素原子が１〜４個のヒドロキシ低級アルキルメタアクリレートもしくはアクリレート、及び上述したα、β−エチレン系不飽和カルボン酸から成る。
【００３６】
水溶性アクリル系樹脂と同様に飽和または芳香族ポリカルボン酸とポリオールから生成されたポリエステルは低分子量ポリマーに適している。代表的な飽和脂肪族ジカルボン酸はブタン二酸、アゼライン酸及びアジピン酸などの炭素原子２〜１０の無水物で、これらポリエステルの製造に適している。芳香族二塩基酸またはそれらの無水物の例はフタル酸及びトリメリト酸である。ポリエステルの酸量は所望する酸数が達成されるように設定され、ポリエステルにつき２０から８５でなければならない。多くのポリオールは上述した酸で変換されて所望のエステルを生成することができる。特に適したジオールは、例えばエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ソルビトール、ペンタエリスリトール及びトリメチロールプロパンである。
【００３７】
グリセリンエチレングリコールなどの多価アルコールと亜麻仁油及びトール油などの乾性脂肪酸との縮合によって生成されるポリマーエステルなどのアルキッド樹脂も水溶性ポリマーとして適している。通常酸数を達成するために添加されるさらなる成分には、例えばマレイン酸または無水マレイン酸などのα、β−エチレン系不飽和ジカルボン酸または酸無水物がある。
【００３８】
これらのアルキッド樹脂は、好ましくは、１０００〜２５００の数平均分子量と２０〜８５の酸数をもつ必要がある。
【００３９】
電着の生成に使用することができるさらなる低分子カルボン酸ポリマーはスチロールとアリルアルコールなどの炭素原子が３〜１０のエチレン系不飽和アルコールの重合体である。このポリマーは所望の酸数、通常は２０から８０の酸数を達成するために、乾性脂肪酸及び上述した酸性分と一緒にさらに変換される。スチロール−アリルアルコールポリマーの数平均分子量は１０００から１００００の範囲である。
【００４０】
エポキシドエステルも低分子量の水溶性樹脂に適している。これらの材料はエポキシド樹脂と例えば上述した通常の乾性脂肪酸との部分エステル化によって得られ、この樹脂は次に上述したα、βエチレン系不飽和時カルボン酸またはそれらの無水物でエステル化される。エポキシド樹脂自体は、例えばビスフェノールＡなどのビスフェノールのポリグリシジルエーテルであるのが好ましい。
【００４１】
適切な低分子量の樹脂様ポリマーのさらなる例は不飽和カルボン酸、例えばマレイン酸または無水物と亜麻仁油などの乾性油との中和生成物である。
【００４２】
アノード電着用のさらなる組成物は、（Ａ）１５〜６０重量％の水、（Ｂ）１５〜６０重量％の一種類以上の有機溶媒、（Ｃ）水に不溶または部分溶解する一種類以上の共重合性α、βオレフィン系不飽和化合物の１０〜７５重量％（ａ）と一種類以上の水溶性で共重合性のＮ−ビニル化合物の２５〜９０重量％（ｂ）とのコポリマーの０．１〜２０重量％、（Ｄ）一種類以上の微粉砕顔料または増量剤を（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）中に分散した顔料と増量剤の混合物の１０〜７９重量％を含み、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）及び（Ｄ）のパーセントの合計は１００である。具体的には、この中の成分（Ｃ）は例えば溶媒重合により生成される共重合体である。この重合体は０．１から２０重量％、好ましくは３〜８重量％の量で使用され、共重合性ユニットとして（ａ）水に不溶または部分溶解する一種類以上の共重合性α、βオレフィン系不飽和化合物の１０〜７５重量％、好ましくは２０〜４０重量％と、（ｂ）一種類以上の水溶性で共重合性のＮ−ビニル化合物の２５〜９０重量％、好ましくは６０〜８０重量％とを含む。
【００４３】
百分率（ａ）（ｂ）の合計は１００である。水に不溶または一部しか溶解しないα、βエチレン系不飽和化合物（ａ）の好ましい例はＣ_２〜Ｃ_１８モノカルボン酸であり、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバル酸ビニル、ビニル−２−エチルヘキサノアート、ステアリン酸ビニル及び／またはＣ_４〜Ｃ_１８アルコールのアクリル酸エステルまたはメタアクリル酸エステル、例えばブチルアクリレート、ブチルメタアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート及びオクタデシルアクリレートがある。特に好適なモノマーはプロピオン酸ビニルである。アクリルアミドまたはメタアクリルアミドの誘導体、ビニルエーテル及び／またはスチロールなどの水に不溶または僅かに可溶な芳香族ビニルも適している。
【００４４】
好適な水溶性Ｎ−ビニル化合物（ｂ）の例はＮ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピペリドン、Ｎ−ビニルイミダゾールである。
【００４５】
金属物品のカソード電着に適する物質はこれから挙げる。例としてエマルジョン化塊はコポリマーを基本にするものであり、それには第三級アミノ基及びマスクされたイソシアネート基が含まれ、それらは水に溶解または分散可能であり、少なくとも酸で部分的に塩を生成し、コポリマーはコポリマー化されたユニットとして（Ａ_１）第三級アミノメタアクリル酸またはアクリル酸エステル、或いはアクリルアミドまたは第三級アミノ基をもつメタアクリルアミドの一種類以上のモノマーの６〜２２重量％、（Ｂ_１）Ｎ−（１）−アルケニルシアネートとＣＨ−，ＯＨ−またはＮＨ−酸性マスキング手段とのモノマー付加物の２１〜４０重量％、この場合１−アルケニルの炭素原子数は２〜４個、（Ｃ_１）活性水素原子を持ちイソシアネート基と反応性である一種類以上の共重合性オレフィン系不飽和化合物の０〜３５重量％、（Ｄ_１）オレフィン系不飽和化合物であって、アクリル酸及びメタアクリル酸と炭素原子１〜１８のモノアルコールとのエステル、炭素原子２〜１０を持つカルボン酸のビニルエステル、芳香族ビニル、不飽和トリグリセリドのアクリルニトリルからなる群から選択され、（Ａ_１）から（Ｃ_１）に列挙されていない化合物の３〜７３重量％を含む。この場合、コポリマーの数平均分子量は１０００〜２００００であり、（Ａ_１）から（Ｄ_１）のパーセントの合計は１００である。適切な成分（Ａ）は第三級アミノメチルアクリル酸またはアクリル酸エステルなどの第三級アミノ基を持つエチレン系不飽和化合物、例えばアルキル基の炭素原子が１〜８個のジアルキルアミノアルキルアクリレート及びメタアクリレートであり、例としてはＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタアクリレート及びＮ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレートがあり、或いは第三級アミノ基を含むアクリルアミドまたはメタアクリルアミドであり、例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドまたはメタアクリルアミド及びＮ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルアクリルアミドまたはメタアクリルアミドがある。
【００４６】
バインダは共重合性ユニットとして成分（Ａ_１）の６〜２２、好ましくは６〜１５重量％を含有する。アミノ基を含む上述したアクリルアミドを６〜１０重量％で使用することは特に好適である。
【００４７】
成分（Ｂ_１）はＮ−（１−アルケニル）イソシアネートとＣＨ−，ＯＨ−またはＮＨ−酸性マスキング手段との付加物である。適切なＮ−（１−アルケニル）イソシアネートはアルケニルの炭素原子が２〜４の化合物で、好ましくはビニルイソシアネート及び／またはプロペニルイソシアネートである。成分（Ｂ_１）を生成するための適切なマスキング手段の例には、例えばフェノール、クレゾール、トリメチルフェノールなどのモノフェノール類、イソプロパノール、シクロヘキサノールなどの第一級及び第二級アルコール類、第三級ブタノール，第三級アミルアルコールなどの第三級アルコール類、エチルアセトアセテート、アセチルアセトンなどの容易にエノール化できる化合物、炭素原子１〜８のアルコールとのマロン酸ジエステル、マロン酸ニトリルなどのマロン酸誘導体、Ｍ−メチルアニリン、Ｎ−メチルトルイジン、Ｎ−フェニルトルイジンなどの第二級芳香族アミン類、コハク酸イミド、フタルイミドなどのイミド類、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、ラウリルラクタムなどのラクタム、アセトンオキシム、ブタノンオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシム類がある。Ｎ−（１−アルケニル）イソシアネートにとって特に好適なマスキング手段は第三級ブタノール、シクロヘキサノール及びカプロラクタムである。
【００４８】
マスクされたＮ−（アルケ−１−ニル）イソシアネート、例えばビニルイソシアネートの製造は、例えば溶媒の存在下に於けるプロセスで行うことができる。マスキング手段としてのＮ−（アルケ−１−ニル）イソシアネート（フェノールイソシアネート）の変換には略当量のモル量が用いられる。イソシアネートの過剰量は結局架橋をもたらすので避けるべきである。成分（Ｂ）はコポリマー中に共重合性ユニットの形で２０〜４０重量％、好ましくは２５〜３３重量％存在する。
【００４９】
共重合に適切な反応性モノマー（Ｃ_１）はイソシアネート基に対し反応性である活性水素原子を含む、すなわち例えばＯＨ−及びＮＨ−基を担持するオレフィン系不飽和化合物である。その例には、アクリル酸またはアクリル酸と多価アルコール、特に二価アルコールとのモノエステル、例えばヒドロキシエチルアクリレート及びメタアクリレート、エトキシプロピルアクリレート及びメタアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート及びメタアクリレート、これらの酸とポリエーテルジオールとのモノエステル、例えばポリプロピレングリコールアクリレート及びメタアクリレート、アリルアルコールブテ−１−エン−３，４−ジオールがある。Ｎ−メチロールアクリルアミド及びＮ−エチロールアクリルアミドも使用することができる。アクリル酸またはメタアクリル酸と炭素原子２〜４のジオールとのエステルは特に好適であり、ヒドロキシプロピルアクリレートとヒドロキシエチルアクリレートは特に好ましい。
【００５０】
成分（Ｃ_１）はコポリマー中に０〜３５、好ましくは２０〜３０重量％の量で共重合ユニットとして存在する。
【００５１】
適切な成分（Ｄ_１）は（Ａ_１）から（Ｃ_１）に列挙されていない共重合性オレフィン系不飽和化合物であり、例えばアクリル酸またはメタアクリル酸と炭素原子１〜１８、好ましくは１〜８のモノアルコールとのエステル、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、エチルヘキシルアクリレート及びメタアクリレートである。さらなる共重合性不飽和化合物は総て、特に例えば酢酸ビニルなどの炭素原子２〜１０のカルボン酸のビニルエステル、スチロールなどの芳香族ビニル、アクリルニトリル及び異性化亜麻仁油などの不飽和トリグリセリドは使用可能である。コポリマーはＯＨ基の無い極性溶媒中、例えばエーテル、テトラヒドロフラン、酢酸エチルまたはＮ−ブチルアセテートなどのエステル中でアゾビスカルボキシアミド、アゾビスカルボン酸ニトリルなどのラジカル開始剤の存在下、通常６０〜１２０℃、好ましくは６０〜９０℃で、第三級デシルメルカプタン及びジイソプロピルキサントゲンジスルフィドなどの制御手段の存在下または非存在下で好適に製造される。
【００５２】
さらなるカチオン性被覆物質は水溶性の媒体とその中に分散した樹脂様バインダを含み、樹脂様バインダは少なくとも一つの出発材料を部分的にマスクされたポリイソシアネートと４０℃から１３０℃の温度、５〜９のエステルと５〜１のポリイソシアネートとの重量割合で接触させ、得られた生成物をその後に酸で中和することによって作られる。この場合、出発材料は次に記す群から選択される少なくとも一つである。
１．少なくとも一個の塩基性アミノ基をもつ塩基性アミノ化合物と少なくとも一個の塩基性アミノ基を持つポリアミドでエポキシド樹脂を、反応生成物の１〜９重量からポリアミドの９〜１重量の割合で、変換させることによって生成された反応生成物の混合物、
２．上述の反応生成物をポリアミドと５０〜２００℃の温度、反応生成物の１〜９重量からポリアミドの９〜１重量の割合で混合することによって生成されたさらなる反応生成物、この場合部分的にマスクされたイソシアネート化合物が分子中に少なくとも一つのマスクされたイソシアネート基を伴って存在し、遊離のイソシアネート基は平均して分子当り０より多くせいぜい１までである。
【００５３】
成分１はエポキシド樹脂の塩基性アミノ化合物での変換によって得られた反応生成物である。使用できるエポキシド樹脂はフェノール系化合物とエピクロールヒドリンから得られたもの、分子当り少なくとも二個のエポキシド基を持つ酸性エポキシド樹脂であり、通常分子量は約２００〜４０００、好ましくは約４００〜２０００の範囲である。ビニル系樹脂の具体的な例には、ビスフェノールＡとエピクロールヒドリンから作られたエポキシド樹脂、水素化されたビスフェノールＡとエピクロールヒドリンから作られたエポキシド樹脂、ビスフェノールＡとβ−メチレンエピクロールヒドリンから作られたエポキシド樹脂、ノボラック樹脂からのポリグリシジルエーテルなどがあり、ビスフェノールＡとエピクロールヒドリンから作られたエポキシド樹脂が特に好適である。フェノール系のこの種のエポキシド樹脂はポリエポキシ化合物、例えばエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパンなどの多価アルコールからのポリグリシジルエーテル、アジピン酸、フタル酸、酸二量体等、ポリカルボン酸からのポリグリシジルエステル、脂環式オレフィンと１，２−ポリブタジエンとのエポキシド化によって得られたポリエポキシドなどともに用いられる。使用される量は重量で約２５％までである。
【００５４】
エポキド樹脂とともに変換される塩基性アミノ酸の例は第一級または第二級アミノ基を持つ脂肪族または脂環式アミノ化合物である。好適な例はモノまたはジアルキルアミン、モノまたはジアルカノールアミンなどのモノアミン類、ポリアルケンポリアミンなどのポリアミンなどである。適切なモノアミン類の例には、炭素原子が１〜１８のモノまたはジアルキルアミン、例えばプロピルアミン、ブチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミンなどがある。モノまたはジアルカノールモノアミンの例はエタノールアミン、プロパノールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミンなどである。その他のモノアミンの適切な例はピペリジン、シクロヘキシルアミン、ピロリヂン、モルホリンなどである。ポリアミンの例はエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタアミン、プロピレンジアミン、ジプロピレンとリアミン、ブチレンジアミン、Ｎ’−アミノエタノールアミン、モノエチルエチレンジアミン、ジエチル−アミノプロピルアミン、ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン、モノメチルアミノプロピルアミン、ピペラジン、Ｎ’−メチルピペラジン、Ｎ−アミノエチルピペラジンなどである。エポキシド樹脂との反応性の点で特に好適なのは第二級アミノ基を持つ脂肪族モノまたはポリアミンで、例えばジエチルアミン、ジエタノールアミン、ジエチレントリアミン、モノエチルエチレンジアミン、ヒドロキシエチルアミノプロピルアミンなどである。芳香族アミンもエポキシド樹脂と塩基性アミンとの反応生成物が酸による中和の後でも水中に分散しているような量で脂肪族または脂環式アミンと組み合わせて使用することができる。適切な芳香族アミンの例はアニリン、Ｎ−メチルアニリン、トルイジン、ベンジルアミン、ｍ−キシレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、４，４−ジアミノジフェニルメタンなどである。
【００５５】
塩基性アミノ基をもつエポキシド樹脂からの変換は本質的に周知の方法で行われる。
【００５６】
成分（１）と混合またはそれで変換される塩基性アミノ基を持つポリアミド樹脂の例は部分的にマスクされたポリイソシアネート化合物のイソシアネート基と反応する少なくとも一個のアミノ基または少なくとも一個のアミド基を分子中に含む樹脂である。例には、オリゴマーでのポリアミンの変換を介してのジカルボン酸とポリアミンの縮合により、ε−カプロラクタムなどのラクタムの開環重合によって生成したポリアミドがあり、またはアルカノールアミンとジカルボン酸からのポリエステルポリアミドなどは特に好適である。ジカルボン酸は一般化学式、
ＨＯＯＣ−Ｒ−ＣＯＯＨ
で表され、Ｒは飽和または不飽和の脂肪族炭化水素または炭素原子１〜３４の芳香族炭化水素である。好適な例はフタル酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、ブタン二酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデシルブタン二酸、酸二量体などである。ポリアミンは主鎖の両端に第一級アミン基を持つポリアルケンポリアミンであり、次の一般式であらわされる
【００５７】
【化１】

【００５８】
上式中、Ｒ_１，Ｒ_２及びＲ_３は炭素原子２〜６の脂肪族炭化水素、Ｒ_４は水素または炭素原子１〜３の脂肪族炭化水素を表し、ｎは１〜６の整数である。好適な例はエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、テトラエチレンペンタアミン、ペンタエチレンヘキサアミン、ヘキサメチレンヘプタアミン、ヘキサエチレンオクタアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、ビス（３−アミノプロピル）アミン、１，３−ビス（３−アミノプロピルアミノ）プロパンなどである。適切なアルカノールアミンには、炭素原子２〜６のもの、例えばエタノールアミン、プロパノールアミン、ヒドロキシエチルアミノプロピルアミンなどが含まれる。
【００５９】
カソードに堆積させることができる電着被膜を作出する適切な方法は樹脂様物質を水溶性にするために、水溶性の無機または有機酸を樹脂様物質へ加えること、得られた水溶性の樹脂様物質を水性または有機流体媒体と混合すること、或いは以下に記す変換を流体媒体中で行うことを介して、塩基性基と水酸化物基を含有する樹脂様物質を生成させるための、１００℃〜２００℃での以下に記す成分（Ａ_２）の成分（Ｂ_２）による変換を含む。
【００６０】
成分（Ａ_２）：ヨウ素価が５０〜５００に相当する量の炭素‐炭素二重結合を持つ分子量３００〜３００００の不飽和有機化合物、但し不飽和有機化合物は（ａ）炭素原子４〜８の共役ジオレフィンのポリマー、（ｂ）炭素原子４〜８を含む少なくとも二つの共役ジオレフィンのコポリマー、（ｃ）炭素原子４〜８を含む少なくとも一つの共役ジオレフィンと炭素原子２〜２０の飽和欠如エチレン様ビニルモノマーとのコポリマー、（ｄ）天然油、（ｅ）天然油脂、（ｆ）炭素原子４〜１０の鉱油分解溜分のフリーデル−クラフト触媒でのカチオン重合によって創出された鉱油樹脂から成る群から選択され、不飽和有機化合物は炭素‐炭素結合を介してその上に結合した下記の構造式で表されるエポキシド基を持ち、成分（Ａ_２）中のエポキシ基の量は成分（Ａ_２）の１００ｇ当り０．０５〜０．２モルである。
【００６１】
【化２】

【００６２】
上式中、Ｒ_１，Ｒ_２は互いに独立した水素またはメチル基を表し、Ｘは水素原子または結合を表し、Ｘが結合を表す場合Ｒ_１に結合する炭素原子及びＲ_２に結合する炭素原子は成分（Ａ）の主鎖の一部を形成することができる。
【００６３】
成分（Ｂ_２）：次の構造式で表される第一級または第二級アミンである。
【００６４】
【化３】

【００６５】
上式中、Ｒ_３及びＲ_４は炭素原子１〜１０の同じまたは異なる炭化水素を表し、それぞれのＲ_３及びＲ_４が水素原子のこともある。
【００６６】
この種の不飽和有機化合物の例には、天然の油または油脂、例えば亜麻仁油、桐油、大豆油または脱水素ひまし油、分子量を増すために天然油または油脂の熱処理によって生成された油がある。不飽和基に含まれる流体または固形ポリマーの例には、共役ジオレフィンの重合度が低く、通常は炭素原子４〜８のポリマー、例えばブタジエン、イソプレンまたはピペリレン、これらの共役ジエンの二種類以上の重合度の低いコポリマー、或いは少なくとも一つのこれらの共役ジオレフィンの重合度の低いコポリマー、通常は炭素原子２〜２０の飽和欠如エチレン様ビニルモノマー、特にイソブチレン、ジイソブチレン、アクリルまたはメタアクリル酸またはそれらのエステル、アリルアルコールまたはそのエステル、スチロール、α‐メチルスチロール、ビニルトルオール、ジビニルベンゾールなどの脂肪族または芳香族ビニルモノマーがある。これらの化合物は個別または二種類以上の混合物として使用される。
【００６７】
さらに適切な方法はカソードとして働く導電性表面を電気被覆する方法であり、水溶性電着組成物と接触するカソードとアノードとの間に電流を通すことを特徴とし、電着組成物はアミノ基、ヒドロキシル基及びマスクされたイソシアネート基を持つ酸に溶解し、自己硬化する合成有機樹脂を含み、マスクされたイソシアネート基はヒドロキシル基またはアミノ基の存在下、室温で安定であり、かつ温度上昇時にヒドロキシル基またはアミノ基と反応性であり、有機樹脂は
１．エポキシ基を含有する有機化合物、
２．第一級または第二級アミン、
３．部分的にマスクされた有機ポリイソシアネート
の反応生成物から誘導される。
【００６８】
使用されるエポキシド物質は任意の分子当り平均一個以上のエポキシ基を有するモノマー性または重合性物質でよい。モノエポキシドを用いることができ、エポキシド化合物は樹脂様であるのが好ましく、分子当り二個以上のエポキシ基を持つポリエポキシドが好適である。エポキシ樹脂は原則として任意の周知なエポキシドでよい。ポリエポキシドの特に有用な種類はビスフェノールＡなどのポリフェノールのポリグリシジルエーテルである。これは、例えばアルカリの存在下でポリフェノールをエピクロールヒドリンでエーテル化することによって作られる。フェノール化合物は、例えばビス（４‐ヒドロキシフェニル）−２，２−プロパン、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１‐エタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１‐イソブタン、ビス（４−ヒドロキシ−第三級ブチルフェニル）−２，２‐プロパン、ビス（２−ヒドロキシナフチル）メタン、１，５−ジヒドロキシナフタレンなどでよい。多くの場合、芳香族基を含む幾分高分子量のポリエポキシドを使用することが望ましい。
【００６９】
適切で、多価アルコールのポリグリシジルグリコールに類似な化合物はエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，４−プロピレングリコール、１，５−ペンタンジール、１，２，６−ヘキサントリオール、グリセリン、ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）−２，２−プロパンなどの多価アルコールから誘導することができる。ポリカルボン酸のポリグリシジルエステルも使用することができ、これは例えば、エピクロールヒドリンまたは類似なエポキシド化合物を脂肪族または芳香族ポリカルボン酸、例えばシュウ酸、ブタン二酸、グルタル酸、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、二量化亜麻仁油などで変換させることによって作出される。
【００７０】
アジピン酸グリシジル、テレフタル酸グリシジルはその例である。オレフィン系不飽和脂環式化合物のエポキシ化から誘導されたポリエポキシドも有用である。一種類以上のモノエポキシドを部分的に包含するエポキシドが含まれる。これらのポリエポキシドはフェノール系ではなく、脂環式オレフィンを、例えば酸素とアセトアルデヒドモノペルアセテートまたはペルオキシ酸から作られる過安息香酸などのプロセス触媒でエポキシ化させて作出される。エポキシ−脂環式エーテル及びエステルはこの種のポリエポキシドの中で周知である。エポキシドを含むさらなる化合物及び窒素を含むジエポキシドを含む樹脂は米国特許出願第３３６５４７１号に開示があり、１，１−メチレンビス（５−置換）ヒダントインを伴うエポキシ樹脂（ＵＳ−Ａ３３９１０９７）、ビスイミドを含むジエポキシド（ＵＳ−Ａ３４５０７１１）、エポキシ化アミンメチルジフェニルオキシド（ＵＳ−Ａ３３１２６６４）、へテロ環式Ｎ，Ｎ’−ジグリシジル化合物（ＵＳ−Ａ３５０３９７９）、アミノエポキシホスホネート（ＧＢ−Ａ１１７２９１６）、１，３，５−トリグリシジルイソシアン尿素がある。
【００７１】
部分的または半キャップまたはマスクされたイソシアネートは使用される化合物の製造に使用されるものであり、イソシアネート基の一部が化合物で変換され、得られたキャップされたイソシアネート部分が室温下ではヒドロキシル基またはアミン基に対し安定であるが、通常約９０〜３１５℃の高温ではヒドロキシル基またはアミン基と反応するような任意のポリイソシアネートでよい。半キャップされたポリイソシアネートは平均して約一個の遊離反応性基を含む必要がある。
【００７２】
部分的にマスクされた有機ポリイソシアネートの製造では、任意の適切な有機ポリイソシアネートを使用することができる。例を挙げると、トリメチレン−、テトラメチレン−、ペンタメチレン−、ヘキサメチレン−、１，２−プロピレン−、１，２−ブチレン−、２，３−ブチレン−、１，３−ブチレン−、エチリデン−、ブチリデンジイソシアネートなどの脂肪族化合物、１，３−シクロペンタン−、１，４−シクロヘキサン−、１，２−シクロヘキサンジイソシアネートなどのシクロアルキレン化合物、ｍ−フェニレン−、ｐ−フェニレン−、４，４’−ジフェニル−、１，５−ナフタリン‐、１，４−ナフタリンジイソシアネートなどの芳香族化合物、４，４’−ジフェニレンメタン−、２，４−または２，６−トリレン−またはそれらの混合物、４，４’−トルイジン−、１，４−キシリレンジイソシアネートなどの脂肪族−芳香族化合物、ジアニシジンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、クロロジフェニレンジイソシアネートなどの環に置換された芳香族化合物、トリフェニルメタン−４，４’，４”−トリイソシアネート、１，３，５−トリイソシアネートベンゾール、２，４，６−トリイソシアネートトリオールなどの−トリイソシアネート、４，４’−ジフェニルジメチルメタン−２，２’，５，５’−テトライソシアネートなどの−テトライソシアネート、トリレンジイソシアネート二量体などの重合ポリイソシアネート、−トリマーなどがある。
【００７３】
使用されるポリイソシアネートは部分的マスキング反応を容易にするために、好ましくは反応性の異なるイソシアネート基を有することが必要である。
【００７４】
さらに有機ポリイソシアネートはポリエーテルポリアルコールまたはポリエステルポリアルコールを含むポリアルコールから誘導されたプレポリマーを意味することができる。
【００７５】
幾つかの適切な脂肪族、シクロ−脂肪族、芳香族アルキルアルコール及びマスキング手段に使用されるフェノール化合物の例には、メチル−、エチル−、クロロエチル−、プロピル−、ブチル−、アミル−、ヘキシル−、ヘプチル−、オクチル−、ノニル−、３，３，５−トリメチルヘキサノール−、デシル−、ラウリルアルコールなどの低級脂肪族アルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、などのシクロ−脂肪族アルコール、フェニルカルビノール、メチルフェニルカルビノール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルなどの芳香族アルキルアルコール、置換されたフェノールを含むフェノール自体などのフェノール化合物がある。例を挙げれば、クレゾール、キシレノール、クロロフェノール、エチルフェノール、ｔ−ブチルフェノール、２，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルオールがある。
【００７６】
さらなるマスキング手段はジエチルエタノールアミンなどの第三級ヒドロキシルアミン、メチルエチルケトンオキシム、アセトンオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシムを含む。オキシム及びフェノールの使用は、これらの手段でマスクされたポリイソシアネートが比較的低温で鈴触媒などのウレタン生成触媒の外部添加なしにマスクを外すので特に望ましい。
【００７７】
半キャップされた有機ポリイソシアネートは十分量のマスキング手段を有機ポリイソシアネートで変換し、残留遊離イソシアネート基を持つ生成物を供給することによって生成される。
【００７８】
エポキシドを含む物質はアミンで変換されて付加物を生成する。使用されるアミンは任意の第一級または第二級アミンでよく、第二級アミンが好適である。アミンは水溶性アミン化合物であるのが好ましい。この種のアミンはメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、メチルブチルアミンなどのモノ及びジアルキルアミンを含む。
【００７９】
すでに列挙し部分的にモノマー電荷を含むアクリルポリマーを表すカソードラッカー用低分子量ポリマーの適切な例は第三級アミンを含むアクリレートまたはメタアクリレートを含むポリマーであり、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノアクリレートなどの例がある。これらのポリマーは水中で分散する酢酸などの酸の添加で水中に溶解、分散させ、もしくは必要なカチオン性電荷を得るためにメチルヨウ化物またはジメチル硫酸塩などのアルキル化手段で第四級化させることができる。さらに第三級アミン基を含むアクリレートまたはメタアクリレート、メチルビニルピリジンなどのモノマーなども使用可能である。
【００８０】
さらにアニオン性電荷を持つ低分子量ポリマー物質の例はポリグリシジルエーテルなどのポリエポキシドとジメチルアミノジエチルアミンなどの第二級アミンで変換された上述したポリフェノールの反応生成物である。これらの付加物は次に酸で中和、もしくは上述したように第四級化されて所望するカチオン基を与える。
【００８１】
上述した樹脂はすべて水に不溶性の樹脂様物質を含むことができる。これらの物質はポリマーであり、本質的にエチレン系の不飽和モノマー組成物などの疎水性の重合性反応成分から生成され、この不飽和モノマー組成物は互いに重合したときに、水に不溶性のポリマーを生成する一種類以上の重合性不飽和エチレン系化合物をそれぞれに含む。重合性のエチレン系不飽和化合物は非イオン性モノマー、例えばアルケニル−芳香族化合物、すなわちスチロール化合物、アクリルエステル、アクリルニトリル、メタアクリル酸エステルなどのα、β−不飽和モノカルボン酸の誘導体、マレイン酸エステル、不飽和アルコールエステル、共役ジエン、不飽和ケトン、不飽和エステルなどのα、β−不飽和ジカルボン酸の誘導体、塩化ビニル、フッ化ビニリデンなどのその他の重合性ビニリデン化合物によって代表される。この種のエチレン系不飽和化合物の具体的な例には、スチロール、α−メチルスチロール、α−エチルスチロール、ジメチルスチロール、ジエチルスチロール、ｔ−ブチルスチロール、ビニルナフタリン、ヒドロキシスチロール、メトキシスチロール、シアノスチロール、アセチルスチロール、モノクロロスチロール、ジクロロスチロール及びその他のハロゲンスチロール、メチルメタアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルメタアクリレート、フェニルアクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−ヒドロキシブチルメタアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、４−ヒドロキシブチルメタアクリレート、アクリルニトリル、メタアクリルニトリル、アクリルアニリド、エチル−α−クロロアクリレート、エチルマレエート、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビニル、臭素化ビニル、ビニリデンクロライド、ビニリデンフルオライド、ビニルメチルケトン、メチルイソプロペニルケトン、ビニルエチルエーテル、１，３−ブタジエン、イソプレンがある。
【００８２】
好適な電着エマルジョンはとりわけアノード電着樹脂エマルジョンであり、特にBASF Coatings, MunsterのＺＱ８−４３２２５などのＢＡＳＦ社の製品である。
【００８３】
検出機能を有する物質４として、任意の物質が、好ましくは元々所謂検出機能を付与されているナノまたはミクロの大きさで用いられる。粒子径は１０^−５〜１０^−８ｃｍに及び、例えば１０^−６〜１０^−７ｃｍ、随意に１０^−６〜１０^−５ｃｍ、１０^−７〜１０^−５ｍにも及び、その範囲は範囲の値の１０倍または１００倍を含むこともできる。
【００８４】
「検出機能」の概念によって、これらの物質の性質が理解され、それによって特異的な物理的、生物学的、生化学的または化学的特性を特異的に認識することができる。検出メカニズムは、例えば光の屈折、色、蛍光、燐光、磁性または放射性を根拠にすることができるが、化学的、特に例えば電流測定法、インピーダンス測定、電圧測定、レドックスプロセスなどの電気化学的特性、生物学的及び／または特に生化学的特性に拠ることもできる。検出機能を有する特に好ましい物質はラテックスビーズ、ガラスビーズ、グラファイト粒子、着色性、蛍光性、燐光性、磁性及び／または放射性粒子及び／または化学的、生物学的及び／または性化学的特性を持つ粒子である。生物学的及び／または生化学的機能を持つ粒子は酵素、抗体、抗原、ハプテン、ＤＮＡ，ＲＮＡ，オリゴヌクレオチド、ペプチド、タンパク質、レクチン、ホルモン、受容体アンタゴニストまたはアゴニスト、細胞、微生物である。検出機能を持つ物質は具体的には酵素である。
【００８５】
酵素としては、電着プロセスに耐え得る、或いは用いられる堆積ラッカーエマルジョンに適合する任意の酵素を使用することができる。特に好適な酵素はグルコースオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ、乳酸オキシダーゼなどのオキシダーゼである。しかしながら、多層形成によって補助酵素に依存する酵素層のコンポジットを構築することも考えられ、具体的にはＮＡＤＨまたはＮＡＤＰＨ依存性デヒドロゲナーゼまたはＰＱＱ依存性デヒドロゲナーゼが用いられる。さらに多層形成を介してオキシダーゼ（例えばアスコルビン酸オキシダーゼ）とカタラーゼとを、カタラーゼを保護層として組み合わせることも可能である。さらにその他の酵素も多層中に機能的に配置することができる。
【００８６】
本発明の方法は具体的に化学的コンビニナトリアル分析の分野に於ける調査を行うために用いられる。例えば、潜在的に異なる接触反応物質を平坦な電極上に特異的に点堆積させて接触反応の特質または堆積された物質の活性をその特異的なサンプリングまたは感知（電子工学的に）で決定することができる。
【００８７】
この種の物質には、ペプチド、タンパク質及びＣｕ／ＺｎＯ、Ａｕ／ＴｉＯ_２或いはＮａ^＋でドープされた遷移金属などの無機物質がある。周期律のＶＩＩＩ族の触媒、特にＰｔまたはＰｄなどの古典的触媒を基礎とする触媒も考えられる。
【００８８】
樹脂層３の堆積ポリマーは特定サイズの分子の通過させるバックボーンとなるものであるので、堆積パラメータの調節を介して、そのサイズに従って溶液中に共に存在する異なるサイズの物質が堆積層を通過することを排除したり、可能にすることができる。フィルタ作用が達成される。これは多様な方法で使用され、化学的コンビナトリアル調査のためにも使用することができる。また、上述した酵素での堆積、特に多層形成に用いることができる。
【００８９】
水は市販の電着ラッカー懸濁液に随意に加えることができ、水はできる限り純粋でなければならない。ＨＰＬＣ品質の水が好ましい。さらに通常樹脂層に加えられるほかの任意の物質も使用することができる。かかる物質の例は軟化剤、乳化剤、接着剤、疎水化または親水性物質、架橋剤、消泡剤などである。
【００９０】
電着ラッカー懸濁液の製造及び調合に於いて主として乳化剤または架橋剤の機能を及ぼす適切な添加物はアニオン性、カチオン性または両性の界面活性剤、とりわけ非イオン性界面活性剤である。その関連で適切な市販の製品を以下に記述する。
１．Triton(X-100,X-114,X-405等)：アルキルフェニルポリエチレングリコール(Fluka)、
２．Tween(20,40,60等)：
−Tween20：ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(Merck)
−Tween40：ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート(Merck)
−Tween60：ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(Merck)
−Tween65：ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート(Merck)
−Tween80：ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート(Merck)
−Tween85：ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート(Merck)
３．NonidetP40：オクチル−フェニル−ポリエチレングリコール(Fluka)
４．Brij(35,56,58等)：(Merck)
−Brij35：ポリオキシエチレンラウリルエーテル
−Brij56：ポリオキシエチレン−（１０）−セチルエーテル
−Brij58：ポリオキシエチレン−（２０）−セチルエーテル
５．オクチルβ−グルコシド(Pierce)
６．オクチルβ−チオグルコピラノシド(Pierce)
７．SDS：ラウリル硫酸ナトリウム(Fluka)
８．CHAPS：３−［（３−クロロアミノプロピル）−ジメチルアンモノ］−プロパンスルホネート(Fluka)
９．CHAPSO：３−［（３−クロロアミノプロピル）−ジメチルアンモノ］−２−ヒドロキシ−プロパンスルホネート(Fluka)

【００９１】
本発明に拠る方法では、電着ラッカー懸濁液は水で随意に薄めて、物質４の比濃度を調節することができる。エマルジョンとさらなる随意の水の比は１〜１０：４〜１００：０．００１〜１であり、好ましくは２〜５：２〜５０：０．００２〜０．０４である。電着は任意の容器中で行われる。本体２は大表面積電極の常として、随意に前処理、電解質溶液中に浸漬させることができ、電極５に対抗して配置することができる。二つの電極間に電位を印加し参照電極、例えばカロメル電極またはＡｇ／ＡｇＣｌ標準電極などで随意に調節する。電着の性能は電極のサイズと電着ラッカー樹脂の選択された濃度及びプロセス自体に関する酵素の耐性に左右される。電位パルスのプロファイル、それぞれ銀／塩化銀標準電極に対し順次１５００ｍＶ／１秒、７００ｍＶ／１秒、０ｍＶ／５秒の２サイクルが可能である。使用前に電極を使用状態にするために、電極表面を酵素／樹脂で被覆し、一晩０．１Ｍリン酸塩緩衝液、ｐＨ７、または適切な緩衝液に４ＥＣで保存する。
【００９２】
こうして得られた電極から既知の酵素濃度に対する検量線を採る。この検量線は通常広範囲の濃度にわたって直線ではないが、狭い範囲の濃度では直線関係を近似することができる。検量線の確定後、機能化された表面は、例えば検出プロセスを介して未知の濃度を測定するために使用される状態にある。
【００９３】
類似な固定化は肉厚被膜法の手段で作成された炭素電極にも保証される。しかしながら、電極を使用前に研磨ペーストで処理しない。印加される電位プロファイルは、例えばそれぞれＡｇ／ＡｇＣｌ標準電極に対し順次、２０００ｍＶ／１秒、７００ｍＶ／１秒、０ｍＶ／５秒の２サイクルである。検量線の記録、測定などのさらなる操作は上述したように行われる。
【００９４】
酵素電極を製作した後に、例えば同じような方法でさらなる層（保護層を有する機能化された表面）をこれに付与することができる。この第二の層はさらなる酵素または触媒性物質または電子媒介物質、ヒドロニウムイオン、ヒドロキシイオンを含むことができる。例えば、上述したように白金電極上に堆積したＧＯＤ層の上にカタラーゼと一緒にさらなる層を適用することができる。カタラーゼは、例えば生じる過酸化水素から保護する。オキシダーゼ反応でしばしば注目される熱的及び攻撃的な反応はカタラーゼ層を介して状況改善、抑制または回避される。
【００９５】
多層センサの構築は、二つ以上の異なる層を順次堆積させることを除いて、保護層の製造に類似な方法で行われる。例えば、特異的な酵素鎖が考えられ、それは生物学的酵素サイクルの部分的な順序を検出する。
【００９６】
標的電極（２）の上の大面積の堆積と同様に、点形式電極（５）（プローブ）に利用によって標的堆積を行うことができる。堆積溶液の変化に拠る異なる酵素がそれによって表面上に実現される。点のラスタが得られるように電極（２）の表面の点スキャニング、或いは連続体（ハルセルに類似な）を生じる電界の印加によって、異なる酵素濃度を表面上に生成させることも可能である。この段取りによって、化学的コンビナトリアル調査を約束することが可能である。プロセスを逆にすることもできる。堆積した検出機能化樹脂表面をプローブで特異的に溶解させて、点ラスタまたは濃度連続体を得ることができる。
【００９７】
本発明になる物品は生物学的バイオセンサ、化学的コンビナトリアル分析、化学的診断の分野で、例えばスクリーニング及び触媒探索に利用可能である。センサは多機能を有する本発明によって簡単な方法で提供される。一個のセンサ表面上で大半の異なる操作を同時に進行させることも可能である。
【００９８】
（実施例）
使用試薬：
Acros, New Jersey, USA
− Ｎ−ヒドロキシ−コハク酸イミド９８％
J.T.Baker, Deventer, Holland
− Ｄ（＋）グルコース−１−水和物ｚ．Ａ
− ＨＰＬＣ用水
− 過酸化水素３０％ｚ．Ａ
BASA, Munster, Germany
− 堆積ラッカーＺＱ８−４３２２５
Janssen, Chimica, Geel, Belgium
− 過塩素酸リチウムｚ．Ａ
Merck, Darmstadt, Germany
− 合成用ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸−六水和物
− 超純塩化カリ
Sigma, Deisenhofen, Germany
− ＥＤＡＣ１−エチル−３−（３−ジメチルアミノ−プロピル）カルボジイミド
− アスペルギルスクエン酸・グルコン酸からのグルコースオキシダーゼ、タイプＸ−Ｓ、１０００００〜２５００００Ｕ／ｇ
− ウシ肝臓からのカタラーゼ、２１００Ｕ／ｇ
− カルボン酸塩修飾、蛍光ラテックスビーズ、０．４３１μｍ
Strem Chemicals, Newburyport, USA
− ヘキサアンミンルテニウム（ＩＩＩ）塩化物
【００９９】
（実施例１）
１）グルコースセンサ
ＥＰＤラッカー懸濁液２５０μｌを５ｍｌの水（ＨＰＬＣ用）で薄めた。グルコースオキシダーゼ３ｍｇ／ｍｌ溶液の酵素濃度を設定した。以下に記す電位パルスプロファイルをこの溶液中の白金電極（１ｍｍφ）に印加した。１５００ｍＶ／１秒、次に７００ｍＶ／１秒、次いで０ｍＶ／５秒、それぞれ／ＡｇＣｌ、２サイクル。使用前に、電極を３μｍ、１μｍ及び０．３μｍ研磨ペーストで処理して白金めっきした。検量線を記録する前に、０．１Ｍリン酸塩緩衝液、ｐＨ７、中に４℃で一晩保存した。
【０１００】
検量線（図２）の記録を種々異なる量の１００ｍＭグルコース溶液を加えることによって２０ｍｌリン酸塩緩衝液、ｐＨ７，中で行った。被覆電極に印加した電位は６００ｍＶ／ＡｇＣｌであった。類似の固定化を圧肉法の手段、但し使用前に電極を研磨ペーストで処理しない方法で製造した炭素電極に用いた。印加電位プロファイルは、順次２０００ｍＶ／１秒、７００ｍＶ／１秒、０ｍＶ／５秒、それぞれ／ＡｇＣｌ、２サイクル。上述した方法に従って検量線（図３）の記録を行った。
【０１０１】
（実施例２）
カタラーゼ保護層を有するグルコースセンサ
手順は実施例１に同じ。ＧＯＤ酵素濃度３ｍｇ／ｍｌの変わりに、カタラーゼ３ｍｇ／ｍｌ溶液を用いた。１ｍｍφの白金ディスク電極を実施例１のように前処理した。印加した電位パルスは順次２０００ｍＶ／１秒、８００ｍＶ／１秒、０ｍＶ／５秒、それぞれ／ＡｇＣｌであった。ＧＯＤ被膜で修飾された電極（図４）及び非修飾白金電極（図５）を同じ方法で処理して比較電極として役立てた。
【０１０２】
過酸化水素感受性の測定を異なる量の２ｍＭ過酸化水素溶液を加えることで、１００ｍＭリン酸塩緩衝液、ｐＨ７、２０ｍｌ中で行った。被覆電極に印加した電位は６００ｍＶ／ＡｇＣｌであった。
【０１０３】
（実施例３）
多層センサの構築（逐次堆積）
手順は実施例１に同じで、此処では薄層が生成された。堆積溶液を変えて手順を反復した。
【０１０４】
（実施例４）
センサアレイの堆積
研磨ステップを別にして、手順は実施例１と同じ。均質なポリマー層を得られた構造の導電部の寸法に従って横方向に結合させた。（電位パルスプロファイル：２０００ｍＶ／０．５秒、７００ｍＶ／１秒、０ｍＶ／５秒、１サイクル）。堆積をマイクロ帯構造（１０００μｍ、２０μｍ）上にＧＯＤ含有溶液中で行った。図１１参照。
【０１０５】
（実施例５）
蛍光ビーズの組み入れ
手順は実施例４と同じ。ポリマー被膜が得られ、それを被覆されたマイクロ構造の寸法に制限した。水５ｍｌ中にＥＰＤラッカー２５０μｌを含有するポリマー溶液に約１０μｌのビーズ懸濁液を加えた。（電位パルスプロファイル：２０００ｍＶ／０．５秒、８００ｍＶ／１秒、０ｍＶ／５秒、１サイクル）。被覆されたマイクロ構造は３電極システムを必要とした。第１の形態（図６）は普通光の下に於ける二個の被覆されたマイクロ帯電極を有するマイクロ構造を示す。Ｌ字型帯電極をＧＯＤ被膜で被覆し（電位パルスプロファイルはビーズ堆積と同じ）、より小さな真直ぐな帯電極にビーズ被膜を施した。中間のマイクロ帯電極はＡｇ／ＡｇＣｌ参照電極である。
【０１０６】
上図の比較によって、帯電極上に選択的に堆積された添加蛍光ラテックスビーズを有する被膜だけが蛍光顕微鏡の手段によって作られた同じマイクロ構造の露出に検出された（図６）。
【０１０７】
ラテックスビーズはこの場合、被膜中に大きな、あるいは小さな粒子の組み入れの可能性を試験するための試験物質として役立った。検出要素またはアンカー基で修飾された粒子（ビーズ）の組み入れは所謂「スクリーニングアッセイ」を簡単な方法で作り出すために検討される。それは次に種々の検出方法、例えば蛍光などの手段によって評価される。それ自体を表示するさらなる利用はコンビナトリアルライブラリーの構築であると思われる。
【０１０８】
（実施例６）
導電面上のマイクロ構造（局部）堆積（非マニュアル処理可能性）
ポリマーの導電面上へのマイクロ構造堆積は電気化学的ラスタプローブ顕微鏡によって行われる。この方法では、（ナノ）マイクロ電極が酸化還元種〔５ｍＭルテニウムヘキサアミン用液（C.Krantz, M.Ludwig, H.E.Gaub, W.Schumann, Adv. Materials, 7 (1955) 568-571)〕を含有する電解質溶液中に於いてマイクロ電極でのファラディ電流の変化に基づく正または負のフィードバック手段によって表面（５〜１０μｍ）に接近する。次に電解質溶液をポリマー溶液（０．５ｍｇのＫＣｌを含むＧＯＤポリマー溶液）で交換し、導電面を作業電極へ、接近したマイクロ電極をカウンター電極にスイッチした。ガラスシース白金ディスク電極とともに炭素繊維マイクロ電極も調査のためにマイクロ電極として用いた（８μｍφ炭素繊維、ＥＤＰラッカー（Electrodeposition Paint）で絶縁されたSigrafil）。導電面はディスク金電極（３ｍｍφ）から成る。
【０１０９】
此処でｐＨ値を作業電極とカウンター電極との間の容積中で電位を変えることで局所的に変化させる。これで局所的なポリマーの沈殿がマイクロ電極の下で起きる。初期に、選択された電位パルスプロファイルは８００ｍＶ／１秒、次に０ｍＶ／１０秒、それぞれ／ＡｇＣｌである。このパルスプロファイルを５回反復した。最初のパルスとサイクル数を変えることによって、比重とサイズの違う被膜を作出した（図７）。金表面上に得られたポリマー点の径は５０〜１００μｍであった。
【０１１０】
（実施例７）
ポリマー被膜の局所的溶解（非マニュアル溶解）
ポリマー被膜の局所的溶解では、その場所で局所的に発生したｐＨ値の変化によって被膜を溶解させる。溶解したポリマーは次に洗浄操作で除去される。こうしてアクセス可能になった表面の場所は再度機能化される。図１２参照。
【０１１１】
被膜の局所的溶解では、金ディスク電極（３ｍｍφ）を最初にポリマー被膜で完全に被覆する。ガラスシース白金ディスク電極（５０μｍφ）を次に被膜表面に接近させる（実施例６のように）。次にマイクロ電極に電位を印加する。そのことが水のカソード分解をもたらし、次ぎにマイクロ電極の下でＯＨ−の創出を導く。被膜はこのｐＨ値の変化によって局所的に溶解する。
【０１１２】
電位パルス−２０００ｍＶ／ＡｇＣｌを毎回１秒間印加し、数回繰り返す。図８に見られるＬ字はパルス操作中に電極の横方向移動によって生じたこの場所で局所的に溶解した被膜である。比較のためにスクラッチが被膜表面になされている。
【０１１３】
（実施例８）
ポリマー被膜の修飾
ＥＤＰは、酸またはアミノ基などのように、官能基であるので、それらの共有結合修飾の可能性が良好である。修飾は要件によって堆積前と堆積後の両方で行うことができる。また、用いられる修飾手段の特質はそのポリマー溶液中での安定性だけに依存する。被膜は、例えばレドックス活性基で修飾される。ラッカー１５０μｌと３ｍｌのリン酸塩緩衝液（０．１Ｍ、ｐＨ７）、０．５ｍＭのＥＤＡＣと２０ｍＭのＮ−ヒドロキシコハク酸イミドを含む懸濁液をこのために加えた。次にこの懸濁液を室温で３時間よく振って、電着手段で堆積させた。
【０１１４】
電位パルスプロファイル：２０００ｍＶ／０．２秒、７００ｍＶ／１秒、０ｍＶ／５秒、５サイクル。こうして修飾された電極を１０ｍＭの〔Ｏｓ（ｂｐｙ）_２ヒスタミン〕Ｃｌ）Ｃｌ溶液中に室温で２４時間浸漬した。次に電極を水で完全に洗浄し、水中に数時間保存した。このステップの後に、この被膜から数点のＣＶ（図９）とＤＰＶ〔図１０〕を０．１Ｍ過塩素酸リチウム溶液中でとった。これらの２つの図から分かるように、レドックス活性組成物（オスミウム錯体）が電極上に存在する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に拠る方法で得られ、検出要素で機能化された機能化表面１の構造を原理的に示す図である。図１において、参照符号１は本方法で得られた本体、すなわち検出要素で官能化された表面である。参照符号２は任意の導電体である。参照符号３は検出官能をもつ物質４を取り込んだ堆積ラッカー被膜である。プローブの先端はこの方法がプローブ５と本体２との間の領域に於いて極めて標的とした方法で行われることを示す。
【図２】 実施例１に拠る検量線、すなわちＧＯＤ（グルコース酸化物）修飾プラチナディスク電極（１ｍｍφ）の検量線の読みを示すグラフである。０．１ｍＭグルコース溶液添加燐酸塩緩衝液、ｐＨ７、２０ｍｌ中にて測定。被覆電極に印加した電位はＡｇ／ＡｇＣｌに対し６００ｍＶ。
【図３】 肉厚被膜法（センサの基本構造はＳｅｎｓＬａｂ社より）の方法で作成したＧＯＤ修飾炭素電極の検量線を示すグラフである。０．１ｍＭグルコース溶液添加燐酸塩緩衝液、ｐＨ７、２０ｍｌ中にて測定。被覆電極に印加した電位はＡｇ／ＡｇＣｌに対し６００ｍＶ。
【図４】 カタラーゼ修飾電極と非修飾プラチナディスク電極（１ｍｍφ）との間の過酸化水素感受性の比較を示すグラフである。２ｍＭ過酸化水素溶液添加燐酸塩緩衝液、ｐＨ７、２０ｍｌ中にて測定。被覆電極に印加した電位はＡｇ／ＡｇＣｌに対し６００ｍＶ。
【図５】 カタラーゼ修飾電極とＧＯＤ修飾プラチナディスク電極（１ｍｍφ）との間の過酸化水素感受性の比較を示すグラフである。２ｍＭ過酸化水素溶液添加燐酸塩緩衝液、ｐＨ７、２０ｍｌ中にて測定。被覆電極に印加した電位はＡｇ／ＡｇＣｌに対し６００ｍＶ。
【図６】 修飾プラチナマイクロアレイの顕微鏡写真である。Ｌ字型帯電極をＧＯＤ被膜で被覆し、一方でより小さな直帯電極にビーズ被膜を施した。上の写真は普通光での構造を示し、下の写真は蛍光での構造を示す。
【図７】 金電極（３ｍｍφ）上にＳＥＣＭの手段で局所堆積した三個のポリマー点の顕微鏡写真である。
【図８】 ＳＥＣＭの手段によって局所的に解離した（Ｌ字型）ポリマー被膜の顕微鏡的露出である。表面上を横方向に移動するマイクロ電極にＡｇ／ＡｇＣｌに対し−２０００ｍＶの電位パルスを１秒間、数回印加して溶解した。５ｍＭのルテニウムヘキサアミン液中で溶解させた。
【図９】 レドックス活性基（［Ｏｓ（ｂｐｙ）_２（ヒスタミン）Ｃｌ］Ｃｌ）修飾プラチナディスク電極（１ｍｍφ）のサイクロボルタモグラム（ＣＶ）のグラフである。測定は０．１Ｍリチウム過塩素酸塩溶液中でＡｇ／ＡｇＣｌに対し−２００から＋６００ｍＶで行った。
【図１０】 レドックス活性基（［Ｏｓ（ｂｐｙ）_２（ヒスタミン）Ｃｌ］Ｃｌ）修飾プラチナディスク電極（１ｍｍφ）の微分パルスサイクロボルタモグラム（ＤＰＶ）のグラフである。
【図１１】 アレイの配置を示す図で、第二の帯を被覆した。
【図１２】 以前に堆積した被膜の標的溶解の例を示す図である。

Claims (16)

1. 本体（２）と、検出機能の施された物質（４）を少なくとも一種類含む樹脂層（３）とを備えている、検出要素で機能化された絶縁性表面（１）を生成する方法であって、
   （ａ）樹脂層（３）が電着によって本体（２）上に堆積をされること、
   （ｂ）前記樹脂層（３）が、ｐＨ値の変化によって堆積をした、重合性のイオン担持モノマーから誘導される樹脂を含むこと、
   （ｃ）前記物質及び任意のさらなる付加物が樹脂エマルジョンからの樹脂と一緒に前記電着中に前記本体（２）上に堆積すること、
   を特徴とする方法。
2. 前記樹脂層（３）の樹脂がアクリル系モノマーから誘導される請求項１に記載の方法。
3. 前記電着が前記本体（２）上でＨ⁺イオンの創出によって行われる請求項１または２に記載の方法。
4. 前記電着が前記本体（２）上でＯＨ^-イオンの創出によって行われる請求項１または２に記載の方法。
5. 前記電着に使用される電解質が、水に分散のエマルジョンとしてカルボキシル基、任意にマスクされたイソシアネート基、ヒドロキシル基及び／またはエーテル基を含み、アンモニアまたは有機または無機塩基との少なくとも部分的な塩生成を介して水に溶解または分散する共重合体を基本とする樹脂を含む、請求項１から３いずれかに記載の方法。
6. 前記電着に使用される電解質が、水に分散のエマルジョンとして有機アミノ基を持つモノマー、オリゴマーまたはポリマーを基本とする樹脂を含み、アミノ基がＣ₁〜Ｃ₆アルキル基で任意に置換されていて、アルキル基の一部がＯＨまたは任意に置換されたアミノ基で任意的に置換されていて、および／またはＳ，Ｏ，ＮＲ₁（Ｒ₁はＣ₁〜Ｃ₆アルキル基を意味する）から選択されたヘテロ原子によって邪魔されている、請求項１、２及び４のいずれかに記載の方法。
7. 前記本体（２）として金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、ルテニウム及びオスミウムから選択された貴金属が使用されている請求項１から６のいずれかに記載の方法。
8. 異なる物質（４）の少なくとも二種類の電着物が前記本体（２）の上に堆積している請求項１から７のいずれかに記載の方法。
9. 前記堆積がアレイにて行われる請求項１から８のいずれかに記載の方法。
10. 検出要素で機能化された表面を生成する方法であって、請求項１から９のいずれかに記載の堆積が最初に行われ、次いでそれが選択的にカソード反応またはアノード反応によって溶解して検出要素を持つ樹脂領域を生成する、検出要素で機能化された表面を生成する方法。
11. 検出機能を持つ物質（４）がラテックスビーズ、ガラスビーズ、グラファイト粒子着色性、蛍光性、燐光性、磁性及び／または放射性粒子及び／または化学的、特に電流測定法、インピーダンス測定、電圧測定、レドックスプロセスなどの電気化学的特性、生物的及び／または生化学的機能から選択される検出機能を備える請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
12. 前記物質（４）が生物学的及び／または生化学的機能を持つ粒子を意味する請求項１１に記載の方法。
13. 前記物質（４）が酵素、抗体、抗原、ハプテン、ＤＮＡ，ＲＮＡ，オリゴヌクレオチド、ペプチド、オリゴペプチド、タンパク質、レクチン、ホルモン、受容体アンタゴニストまたはアゴニスト、細胞及び微生物の少なくとも一つから選択される請求項１２に記載の方法。
14. 前記物質（４）が酵素である請求項１２または１３に記載の方法。
15. 前記物質（４）がＣｕ／ＺｎＯ，Ａｕ／ＴｉＯ₂、Ｎａ⁺ドープ遷移金属及び／または第ＶＩＩＩ族遷移グループの金属から選択される無機触媒である、請求項１１に記載の方法。
16. 肉厚及び／または比重の異なる堆積が、電解質の電位レベル、拡散、縮合及び／または層の厚みを含むプロセスパラメータを変えることよって達成される、請求項１から１５のいずれかに記載の方法。

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