マイクロチャネルアレイ
【課題】貫通孔への気泡の付着を抑制し、測定精度に優れるマイクロチャネルアレイ。
【解決手段】本発明に係るマイクロチャネルアレイは、一端部に流入口１１が形成された本体部１３１と他端部に向かって本体部１３１から複数分岐して形成された分岐部１３２とを有する第１の窪み１３と、他端部に流出口１２が形成された本体部１４１と一端部に向かって本体部１４１から複数分岐して形成された分岐部１４２とを有しかつ分岐部１４２が第１の窪みの分岐部１３２と交互に配置された第２の窪み１４と、第１の窪みの分岐部１３２と第２の窪みの分岐部１４２とを区画する壁部１５と、壁部１５上に形成され第１の窪みの分岐部１３２と第２の窪みの分岐部１４２とを連通する微小溝１６と、が基板１０の前面側に形成されたマイクロチャネルアレイ。基板１０を貫通する流入口１１の開口径が、少なくとも所定の深さから基板１０の前面に至るまで連続的に増加している。
【解決手段】本発明に係るマイクロチャネルアレイは、一端部に流入口１１が形成された本体部１３１と他端部に向かって本体部１３１から複数分岐して形成された分岐部１３２とを有する第１の窪み１３と、他端部に流出口１２が形成された本体部１４１と一端部に向かって本体部１４１から複数分岐して形成された分岐部１４２とを有しかつ分岐部１４２が第１の窪みの分岐部１３２と交互に配置された第２の窪み１４と、第１の窪みの分岐部１３２と第２の窪みの分岐部１４２とを区画する壁部１５と、壁部１５上に形成され第１の窪みの分岐部１３２と第２の窪みの分岐部１４２とを連通する微小溝１６と、が基板１０の前面側に形成されたマイクロチャネルアレイ。基板１０を貫通する流入口１１の開口径が、少なくとも所定の深さから基板１０の前面に至るまで連続的に増加している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチャネルアレイに関し、特に、健康管理、疾患の診断と治療に適した樹脂製マイクロチャネルアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
血液中の有形成分である赤血球、白血球、血小板の機能を測定、評価することは、健康管理、疾患の診断と治療に極めて重要である。特許文献１には、上記血液成分の測定、評価に用いるマイクロチャネルアレイが開示されている。
【０００３】
具体的には、フォトリソグラフ法によってシリコン基板上にパターンニングを行い、ウェット又はドライエッチング法によりシリコン基板上に流路を微細加工する。これは、半導体微細加工技術を応用することにより基板上に赤血球、白血球ないし血小板の形状にそれぞれ適合した種々の形状、大きさの微細流路（マイクロチャネル）を高精度に作成したものである。この技術によって、微細流路の幅と深さの比、間隔等を目的に合わせてデザインでき、また、透明板を介して流路内の実際の流れを直接観察することが可能になった。
【０００４】
他方、半導体微細加工技術により製造されたシリコン製マイクロチャネルアレイでは、シリコン基板の材料コストが高価である、１枚毎にフォトリソグラフを行うために加工費が高価となる、１枚毎の微細流路の寸法精度にバラツキを生じる、焼却処理ができない等の問題が存在していた。これらの問題を解決するため、発明者らによる特許文献２には、樹脂製のマイクロチャネルアレイが開示されている。
【特許文献１】特開平３−２５７３６６
【特許文献２】特開２００５−２６５６３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１及び２に記載のマイクロチャネルアレイは、測定、評価する血液を流入及び流出するため、マイクロチャネルアレイ基板の背面から微細流路を有する前面に至る２つの貫通孔を有する。このうち流入貫通孔の前面側の出口近傍に気泡の付着が生じ、これが測定誤差を招来する問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、貫通孔への気泡の付着を抑制し、測定精度に優れるマイクロチャネルアレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係るマイクロチャネルアレイは、一端部に流入口が形成された本体部と、他端部に向かって当該本体部から複数分岐して形成された分岐部とを有する第１の窪みと、前記他端部に流出口が形成された本体部と、前記一端部に向かって当該本体部から複数分岐して形成された分岐部とを有し、かつ、当該分岐部が前記第１の窪みの分岐部と交互に配置された第２の窪みと、前記第１の窪み及び第２の窪みの分岐部同士を区画する壁部と、前記壁部上に形成され、前記第１の窪み及び第２の窪みの分岐部同士を連通する微小溝とが基板の前面側に形成されたマイクロチャネルアレイであって、前記基板を貫通する前記流入口の開口径が、少なくとも所定の深さから前記基板の前面に至るまで連続的に増加しているものである。これにより、貫通孔への気泡の付着を抑制し、測定精度に優れるマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【０００８】
本発明の第２の態様に係るマイクロチャネルアレイは、上記のマイクロチャネルアレイにおいて、前記基板を貫通する前記流出口の開口径が、少なくとも所定の深さから前記基板の前面に至るまで連続的に増加していることを特徴とするものである。これにより、流入口と流出口を区別することなく利用可能であって、貫通孔への気泡の付着を抑制したマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【０００９】
本発明の第３の態様に係るマイクロチャネルアレイは、上記のマイクロチャネルアレイにおいて、前記第１の窪みの本体部は、頂角部に前記流入口が形成された略二等辺三角形領域を備えることを特徴とするものである。これにより、さらに滞留も抑制し、測定精度により優れるマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【００１０】
本発明の第４の態様に係るマイクロチャネルアレイは、上記のマイクロチャネルアレイにおいて、前記第２の窪みの本体部は、頂角部に前記流入口が形成された略二等辺三角形領域を備えることを特徴とするものである。これにより、流入口と流出口を区別することなく利用可能であって、滞留も抑制したマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【００１１】
本発明の第５の態様に係るマイクロチャネルアレイは、上記のマイクロチャネルアレイにおいて、前記流入口及び流出口の最小開口径が１．０〜３．０ｍｍであることを特徴とするものである。これにより、さらに血液の活性化も抑制し、測定精度に優れるマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【００１２】
本発明の第６の態様に係るマイクロチャネルアレイは、上記のマイクロチャネルアレイにおいて、前記基板の前面の水に対する接触角が、０．５°以上７０°以下であることを特徴とするものである。これにより、さらに血液の付着も抑制し、測定精度に優れるマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【００１３】
本発明の第７の態様に係るマイクロチャネルアレイは、上記のマイクロチャネルアレイにおいて、前記基板が樹脂製であることを特徴とするものである。これにより、低コストのマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、貫通孔への気泡の付着を抑制し、測定精度に優れるマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１６】
図１を用いて、本発明の実施の形態に係る樹脂製マイクロチャネルアレイについて説明する。図１（ａ）は樹脂製マイクロチャネルアレイの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ'断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）の点線円内の拡大図である。マイクロチャネルアレイは、第１の基板１０と第２の基板２０が重ね合わされて構成される。第１の基板１０には、流入口１１、流出口１２、第一の窪み１３、第２の窪み１４、壁部１５、微小溝１６が形成されている。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、流入口１１は第１の基板１０の一端に、流出口１２は第１の基板１０の他端に形成されている。流入口１１及び流出口１２は、第１の基板１０の背面から微細流路を有する前面に至る貫通孔である。生理食塩水、血液試料や試薬を、流入口１１から導入し、流出口１２から排出する。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径は一定ではなく、少なくとも所定の深さから第１の基板１０の前面に至るまで連続的に増加しているものである。換言すれば、流入口１１及び流出口１２は、第１の基板１０の前面において皿もみ加工されたような形状を有している。これにより、貫通孔である流入口１１の出口（第１の基板１０の前面側）への気泡の付着を抑制し、測定精度に優れるマイクロチャネルアレイを提供することができる。ここで、流入口１１だけでなく、流出口１２も同形状を有することにより、流入口と流出口を区別することなく利用可能であり、利便性に優れる。
【００１９】
また、流入口１１及び流出口１２の内径で最も細い部分の径すなわち最小開口径は、１．０〜３．０ｍｍが好ましい。これより小さいと、血液が活性化する。また、上限は特に制限されないが、マイクロチャネルアレイ全体の寸法から考えて、直径３．０ｍｍ以下が好ましい。
【００２０】
ここで、図１（ｂ）に示すように、流入口１１のテーパー面の第１の基板１０の主面に対する傾斜角を、テーパー面の傾斜角θと定義する。テーパー面の傾斜角θは、１０〜８０°が好ましく、２０〜７０°がさらに好ましい。８０°より大きくても、１０°より小さくても、効果的に泡の付着を抑制することができない。なお、当該テーパー形状は、上述の通り、少なくとも所定の深さから第１の基板１０の前面に至るまで連続的に増加していればよいため、図１（ｂ）に示すような面取り加工形状のものに限定されるわけではない。Ｒ加工形状や、楕円加工形状などであってもよい。さらに、図２に示すように、流入口１１及び流出口１２の深さ方向全体に亘り、テーパー形状であってもよい。
【００２１】
また、流入口１１を備える第１の窪み１３及び流出口１２を備える第２の窪み１４が、第１の基板１０に形成されている。
第１の窪み１３は、１つの本体部１３１と複数の分岐部１３２とからなる。本体部１３１は、第１の基板１０の端部に形成されている。そして、本体部１３１には、流入口１１が形成されている。具体的には、本体部１３１は、頂角部に流入口１１が形成された略二等辺三角形領域となっている。このような形状により、血液の滞留を防止することができる。また、この血液滞留箇所に気泡が付着することを防止することができる。他方、分岐部１３２は、本体部１３１から第１の基板１０の中央部に向かって延設され、櫛歯状に分岐して形成されている。なお、図２に示すように、本体部１３１の一部に、頂角部に流入口１１が形成された略二等辺三角形領域を備えた構成であってもよい。
【００２２】
同様に、第２の窪み１４は、１つの本体部１４１と複数の分岐部１４２とからなる。本体部１４１は、第１の基板１０において、第１の窪み１３と反対側の端部に形成されている。そして、本体部１４１には、流出口１２が形成されている。具体的には、本体部１４１は、頂角部に流出口１２が形成された略二等辺三角形領域となっている。このような形状により、血液の滞留を防止することができる。また、この血液滞留箇所に気泡が付着することを防止することができる。ここで、第１の窪み１３だけでなく、第２の窪み１４も同形状を有することにより、流入口と流出口を区別することなく利用可能であり、利便性に優れる。他方、分岐部１４２は、本体部１４１から第１の基板１０の中央部に向かって延設され、櫛歯状に分岐して形成されている。
【００２３】
ここで、第１の窪みの分岐部１３２と第２の窪みの分岐部１４２とは交互に配置されている。従って、隣接する第１の窪みの分岐部１３２と第２の窪みの分岐部１４２との間には、壁部１５が形成されることになる。壁部１５は、隣接する第１の窪みの分岐部１３２と第２の窪みの分岐部１４２との間を、完全に区切るものではない。図１（ｃ）に示すように、この壁部１５上には、第１の窪みの分岐部１３２と第２の窪みの分岐部１４２とを連通する多数の微小溝１６すなわち微細流路が設けられている。この例では、１つの壁部１５当たり３４０本の微小溝１６が設けられている。
【００２４】
図１（ｂ）に示すように、第１の基板１０の第１及び第２の窪み１３設けられた側の面には、第２の基板２０が重ね合わされ、第１及び第２の窪み１３及び微小溝１６と第２の基板２０との間に空間が形成される。この空間内に、血液試料等を導入し、観察する。
【００２５】
ここで、樹脂製マイクロチャネルアレイに導入された血液試料等の流れについて説明する。まず、血液試料等は、流入口１１から導入され、第１の窪み１３の本体部１３１から分岐部１３２に向けて流れる。次に、血液試料等は、壁部１５上に設けられた微小溝１６を通過し、第２の窪みの分岐部１４２へと流入する。そして、血液試料等は、第２の窪み１４の分岐部１４２から本体部１４１へ向けて流れ、流出口１２から排出される。ここで、微小溝１６を通過する血液試料等に含まれる白血球や血小板等を観察する。
【００２６】
流路の幅、深さは、測定対象とする血球成分に応じて、それぞれ１〜５０μｍの範囲から選択することが好ましく、１〜２０μｍの範囲内であることがより好ましい。該流路の幅と深さの比は、対象とする血球成分の形状、変形能に応じて、１：１０〜１０：１の範囲内から選択することが好ましい。なお、血液は、血球（有形）成分と、血漿（液体）成分とに大別され、血球成分の割合が約４０〜４５％、血漿成分が約５５〜６０％である。血球成分において、赤血球が約９６％を占め、約４％が白血球と血小板である。サイズは、赤血球が直径約７〜８μｍ、白血球が約１２〜１４μｍ、血小板が約３μｍである。
【００２７】
樹脂製マイクロチャネルアレイの窪み及び溝によって形成される空間が、流路として機能するには、樹脂製マイクロチャネルアレイと、使用する生理食塩水、血液試料、試薬等の水系液体との濡れ性の差が小さいことが好ましい。濡れ性の差が大きいと、水系液体が流路を流れなくなる可能性が高くなる。また、血液測定を行う前に、例えば、流路内を生理食塩水で満たそうとしても、気泡が混入することにより、対象とする血球成分の通過時間の計測値が再現しない恐れがある。
【００２８】
樹脂前面の濡れ性を改質する技術は、化学的処理技術、物理的処理技術に大別される。化学的処理技術としては、薬品処理、溶剤処理、カップリング剤処理、モノマーコーティング、ポリマーコーティング、蒸気処理、前面グラフト化、電気化学的処理、陽極酸化等があげられる。物理的処理技術としては、紫外線照射処理、プラズマ接触処理、プラズマジェット処理、プラズマ重合処理、イオンビーム処理、機械的処理等があげられる。
【００２９】
また、一般に細胞は疎水前面に固定化しやすい性質を持つことから、血球細胞においても流路に血球成分が付着し、流れなくなる等、血液測定に大きな支障をきたす可能性がある。そこで、樹脂製マイクロチャネルアレイ前面の水に対する接触角を小さくすることが必要となる。ポリメチルメタクリレートに代表される一般に使用される熱可塑性樹脂においては、通常水に対する接触角が比較的大きい（例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂は約６８°、ポリカーボネート樹脂は約７０°、ポリスチレン樹脂は８４°）ため、接触角を小さく、０．５°以上７０°以下とすることが必要となる。さらに、１°以上５０°以下がより好ましい。０．５°未満又は７０°を超えると、微細な流路への血液試料の導入が難しく、血球細胞の付着による凝集塊の発生によって、血球細胞の通過時間測定等の安定したデータが得られない。
【００３０】
血液測定にて、光学系の検出方式等を採用する場合、ＣＣＤカメラ等を用いた実態観察を行う場合等において、樹脂製マイクロチャネルアレイ、及び重ね合わせ基板のいずれか、又は両方を、例えば、反射光、又は透過光測定に応じて、透明とすることが必要である。反射光観察では、光学系の側の基板を透明板とし、反対側の基板を不透明にすればよい。不透明な基板とするには、材料選択の段階にて不透明グレードを選択する、又は透明基板の前面、又は背面に、例えば、蒸着法にて、アルミニウム等の無機膜を堆積する方法があげられる。
【００３１】
透明板を通して流路を直接観察することができ、流速の調節、停止等の適切な処置がとれる。透明性を規定する光学物性としては、厚さ１ｍｍ板において、全光線透過率８０％以上、ヘイズ値１０％以下が好ましい。また、光学系の検出方式を採用する場合、使用する光の波長に応じて、例えば、紫外線吸収剤の添加されていない材料を使用する、分子構造に環構造を有していない材料を使用する等、適宜選択することが好ましい。
【００３２】
本発明に係るマイクロチャネルアレイを構成する樹脂材料は、特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル・スチレン系共重合体、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合体、オレフィン系・スチレン系・ウレタン系等の熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系樹脂、フッソ系樹脂、ポリジメチルシロキサン等のシリコーン系樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂等の熱硬化性樹脂、多官能アクリル系樹脂等の光硬化性樹脂を挙げることができる。
【００３３】
これらの樹脂は必要に応じて滑剤、光安定剤、熱安定剤、防曇剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤、離型剤、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などの１種又は２種以上を含有することができる。
【実施例】
【００３４】
次に、本発明の実施様態を具体的な実施例で説明する。実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３５】
実施例及び比較例に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの製造方法を説明する。まず、ガラス基板上に、有機材料（東京応化工業製「ＰＭＥＲ Ｎ−ＣＡ３０００ＰＭ」をベースとするレジスト塗布を行った。次に、ガラス基板と所望のマスクパターンに加工したマスクを位置合わせした。次にＵＶ露光装置（キヤノン製「ＰＬＡ−５０１Ｆ」、波長３６５ｎｍ）を用いて、レジスト層をＵＶ光により露光を行った後、ホットプレートを用いてレジスト層の熱処理を行った。さらに必要に応じ、得られたレジストパターン上へのレジスト塗布、マスク位置合わせ、ＵＶ光による露光、熱処理の一連の工程を繰り返した。そして、レジスト層を有する基板を、現像液（東京応化工業製「ＰＭＥＲ現像液Ｐ−７Ｇ」）により現像し、ガラス基板上にレジストパターンを形成した
【００３６】
得られたレジストパターンを有するガラス基板前面に、スパッタリングにより、Ａｇをめっきシード層として堆積させた。次に、このレジストパターンを有する基板をＮｉめっき液に浸け、電気めっきを行い、金属構造体（以下、ニッケル構造体）を形成した。このＮｉ構造体を金型とし、クラレ社製アクリル樹脂（パラペットＧＨ−Ｓ）を射出成形して、樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。
【００３７】
樹脂製マイクロチャネルアレイを構成する第１の基板１０の外形は、横１６ｍｍ×縦８ｍｍ×厚さ１ｍｍである。第１の窪み１３及び第２の窪み１４の深さは８５μｍとし、微細流路は窪み相互を区画する壁部１５を１５本、高さ８０μｍとし、１本の壁部１５に幅１０μｍ、深さ５μｍの微小溝１６を３４０本、合計５１００本有する形状とした。ここで、壁部１５の高さと微小溝１６の深さとを加算したものが、第１の窪み１３及び第１の窪み１４の深さに相当する。
【００３８】
この第１の基板１０と透明な平板である第２の基板２０を接合し、第１の基板１０に形成された流入口１１から血液を導入し、流出口１２から排出を行った。血液の測定は１０μｌの気泡を血液に混入させ、２０ｃｍの水による落差圧を印加して気泡の付着の有無と付着箇所を確認し、１００μｌの血液の通過時間の測定と、血液の活性化、血液の滞留の状態を光学顕微鏡で観察した。
【００３９】
［実施例１］
図１に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、第１の基板１０の前面側で拡大した樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。背面側での開口径が１．６ｍｍ、前面側での開口径が３．０ｍｍ、テーパー面の傾斜角θが３０°である。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中すべてにおいて気泡付着は観察されなかった。また、１００μｌの血液通過時間は１０枚の測定で平均３７．５秒、標準偏差２．３秒で、血液の滞留は見られなかった。
【００４０】
［実施例２］
図１に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、第１の基板１０の前面側で拡大した樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。背面側での開口径が２．０ｍｍ、前面側での開口径が３．０ｍｍ、テーパー面の傾斜角θが６０°である。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中すべてにおいて気泡付着は観察されなかった。また、１００μｌの血液通過時間は１０枚の測定で平均３５．５秒、標準偏差１．８秒で、血液の滞留は見られなかった。
【００４１】
［実施例３］
図３に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、第１の基板１０の前面側で拡大した樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。背面側での開口径が１．６ｍｍ、前面側での開口径が２．８ｍｍである。テーパーの断面形状は、第１の基板１０の主面の垂直方向を長軸方向、第１の基板１０の主面と平行な方向を短軸方向とした楕円形状である。ここで、長軸半径６００μｍ、短軸半径４６０μｍとした。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中すべてにおいて気泡付着は観察されなかった。また、１００μｌの血液通過時間は１０枚の測定で平均３６．５秒、標準偏差１．７秒で、血液の滞留は見られなかった。
【００４２】
［実施例４］
図４に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、第１の基板１０の前面側で拡大した樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。背面側での開口径が１．６ｍｍ、前面側での開口径が３．０ｍｍ、テーパー面の傾斜角θが３０°である。また、第１及び第２の窪みの本体部１３１、１４１が、長方形状である。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中３枚において第１の窪みの本体部１３１で気泡付着が観察されが、流入口１１の出口では気泡の付着は観察されなかった。また、１００μｌの血液通過時間は１０枚の測定で平均４０．２秒、標準偏差４．９秒で、滞留が第１の窪みの本体部１３１で観察された。
【００４３】
［比較例１］
図５に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、１．６ｍｍで一定である樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中２枚において流入口１１の出口で気泡付着が見られ、血液の通過時間を測定することができなかった。図５（ｂ）に流入口１１の出口における気泡１７の付着の様子の一例を示した。また、１０枚中３枚において第１の窪みの本体部１３１で気泡の付着が観察された。また、１００μｌの血液通過時間は流入口１１に気泡付着した２枚を除き８枚の測定で平均４０．５秒、標準偏差５．１秒で、滞留が第１の窪みの本体部１３１の端部で観察された。この血液滞留箇所では、図５（ａ）に示すように、気泡１７の付着が確認された。
【００４４】
［比較例２］
図５に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、０．５ｍｍで一定である樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中１枚において流入口１１の出口で気泡付着が見られ、血液の通過時間を測定することができなかった。また、１０枚中２枚において第１の窪みの本体部１３１で気泡の付着が観察された。また、１００μｌの血液通過時間は、流入口１１に気泡付着した１枚を除き９枚の測定で平均４３．５秒、標準偏差５．７秒で、滞留が第１の窪みの本体部１３１の端部で観察された。
【００４５】
［比較例３］
図５に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、１．６ｍｍで一定である樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中１枚において流入口１１の出口で気泡付着が見られ、血液の通過時間を測定することができなかった。なお、第１の窪みの本体部１３１では気泡の付着は観察されなかった。また、１００μｌの血液通過時間は、流入口１１に気泡付着した１枚を除き９枚の測定で平均３８．５秒、標準偏差３．３秒で、血液の滞留は見られなかった。
【００４６】
［比較例４］
図７に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、背面から前面からの深さが０．３ｍｍの位置までにおいて１．６ｍｍで一定で、その位置から前面までにおいて３．０ｍｍで一定である樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中２枚において流入口１１の出口で気泡付着が観察された。なお、第１の窪みの本体部１３１では気泡の付着は観察されなかった。また、１００μｌの血液通過時間は流入口１１に気泡付着した２枚を除き８枚の測定で平均３７．８秒、標準偏差３．９秒で、滞留は見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１及び２に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【図２】実施の形態に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【図３】実施例３に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【図４】実施例４に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【図５】比較例１に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【図６】比較例２に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【図７】比較例３に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 第１の基板
１１ 流入口
１２ 流出口
１３ 第１の窪み
１３１ 本体部
１３２ 分岐部
１４ 第２の窪み
１４１ 本体部
１４２ 分岐部
１５ 壁部
１６ 微小溝
１７ 気泡
２０ 第２の基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチャネルアレイに関し、特に、健康管理、疾患の診断と治療に適した樹脂製マイクロチャネルアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
血液中の有形成分である赤血球、白血球、血小板の機能を測定、評価することは、健康管理、疾患の診断と治療に極めて重要である。特許文献１には、上記血液成分の測定、評価に用いるマイクロチャネルアレイが開示されている。
【０００３】
具体的には、フォトリソグラフ法によってシリコン基板上にパターンニングを行い、ウェット又はドライエッチング法によりシリコン基板上に流路を微細加工する。これは、半導体微細加工技術を応用することにより基板上に赤血球、白血球ないし血小板の形状にそれぞれ適合した種々の形状、大きさの微細流路（マイクロチャネル）を高精度に作成したものである。この技術によって、微細流路の幅と深さの比、間隔等を目的に合わせてデザインでき、また、透明板を介して流路内の実際の流れを直接観察することが可能になった。
【０００４】
他方、半導体微細加工技術により製造されたシリコン製マイクロチャネルアレイでは、シリコン基板の材料コストが高価である、１枚毎にフォトリソグラフを行うために加工費が高価となる、１枚毎の微細流路の寸法精度にバラツキを生じる、焼却処理ができない等の問題が存在していた。これらの問題を解決するため、発明者らによる特許文献２には、樹脂製のマイクロチャネルアレイが開示されている。
【特許文献１】特開平３−２５７３６６
【特許文献２】特開２００５−２６５６３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１及び２に記載のマイクロチャネルアレイは、測定、評価する血液を流入及び流出するため、マイクロチャネルアレイ基板の背面から微細流路を有する前面に至る２つの貫通孔を有する。このうち流入貫通孔の前面側の出口近傍に気泡の付着が生じ、これが測定誤差を招来する問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、貫通孔への気泡の付着を抑制し、測定精度に優れるマイクロチャネルアレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係るマイクロチャネルアレイは、一端部に流入口が形成された本体部と、他端部に向かって当該本体部から複数分岐して形成された分岐部とを有する第１の窪みと、前記他端部に流出口が形成された本体部と、前記一端部に向かって当該本体部から複数分岐して形成された分岐部とを有し、かつ、当該分岐部が前記第１の窪みの分岐部と交互に配置された第２の窪みと、前記第１の窪み及び第２の窪みの分岐部同士を区画する壁部と、前記壁部上に形成され、前記第１の窪み及び第２の窪みの分岐部同士を連通する微小溝とが基板の前面側に形成されたマイクロチャネルアレイであって、前記基板を貫通する前記流入口の開口径が、少なくとも所定の深さから前記基板の前面に至るまで連続的に増加しているものである。これにより、貫通孔への気泡の付着を抑制し、測定精度に優れるマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【０００８】
本発明の第２の態様に係るマイクロチャネルアレイは、上記のマイクロチャネルアレイにおいて、前記基板を貫通する前記流出口の開口径が、少なくとも所定の深さから前記基板の前面に至るまで連続的に増加していることを特徴とするものである。これにより、流入口と流出口を区別することなく利用可能であって、貫通孔への気泡の付着を抑制したマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【０００９】
本発明の第３の態様に係るマイクロチャネルアレイは、上記のマイクロチャネルアレイにおいて、前記第１の窪みの本体部は、頂角部に前記流入口が形成された略二等辺三角形領域を備えることを特徴とするものである。これにより、さらに滞留も抑制し、測定精度により優れるマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【００１０】
本発明の第４の態様に係るマイクロチャネルアレイは、上記のマイクロチャネルアレイにおいて、前記第２の窪みの本体部は、頂角部に前記流入口が形成された略二等辺三角形領域を備えることを特徴とするものである。これにより、流入口と流出口を区別することなく利用可能であって、滞留も抑制したマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【００１１】
本発明の第５の態様に係るマイクロチャネルアレイは、上記のマイクロチャネルアレイにおいて、前記流入口及び流出口の最小開口径が１．０〜３．０ｍｍであることを特徴とするものである。これにより、さらに血液の活性化も抑制し、測定精度に優れるマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【００１２】
本発明の第６の態様に係るマイクロチャネルアレイは、上記のマイクロチャネルアレイにおいて、前記基板の前面の水に対する接触角が、０．５°以上７０°以下であることを特徴とするものである。これにより、さらに血液の付着も抑制し、測定精度に優れるマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【００１３】
本発明の第７の態様に係るマイクロチャネルアレイは、上記のマイクロチャネルアレイにおいて、前記基板が樹脂製であることを特徴とするものである。これにより、低コストのマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、貫通孔への気泡の付着を抑制し、測定精度に優れるマイクロチャネルアレイを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１６】
図１を用いて、本発明の実施の形態に係る樹脂製マイクロチャネルアレイについて説明する。図１（ａ）は樹脂製マイクロチャネルアレイの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ'断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）の点線円内の拡大図である。マイクロチャネルアレイは、第１の基板１０と第２の基板２０が重ね合わされて構成される。第１の基板１０には、流入口１１、流出口１２、第一の窪み１３、第２の窪み１４、壁部１５、微小溝１６が形成されている。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、流入口１１は第１の基板１０の一端に、流出口１２は第１の基板１０の他端に形成されている。流入口１１及び流出口１２は、第１の基板１０の背面から微細流路を有する前面に至る貫通孔である。生理食塩水、血液試料や試薬を、流入口１１から導入し、流出口１２から排出する。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径は一定ではなく、少なくとも所定の深さから第１の基板１０の前面に至るまで連続的に増加しているものである。換言すれば、流入口１１及び流出口１２は、第１の基板１０の前面において皿もみ加工されたような形状を有している。これにより、貫通孔である流入口１１の出口（第１の基板１０の前面側）への気泡の付着を抑制し、測定精度に優れるマイクロチャネルアレイを提供することができる。ここで、流入口１１だけでなく、流出口１２も同形状を有することにより、流入口と流出口を区別することなく利用可能であり、利便性に優れる。
【００１９】
また、流入口１１及び流出口１２の内径で最も細い部分の径すなわち最小開口径は、１．０〜３．０ｍｍが好ましい。これより小さいと、血液が活性化する。また、上限は特に制限されないが、マイクロチャネルアレイ全体の寸法から考えて、直径３．０ｍｍ以下が好ましい。
【００２０】
ここで、図１（ｂ）に示すように、流入口１１のテーパー面の第１の基板１０の主面に対する傾斜角を、テーパー面の傾斜角θと定義する。テーパー面の傾斜角θは、１０〜８０°が好ましく、２０〜７０°がさらに好ましい。８０°より大きくても、１０°より小さくても、効果的に泡の付着を抑制することができない。なお、当該テーパー形状は、上述の通り、少なくとも所定の深さから第１の基板１０の前面に至るまで連続的に増加していればよいため、図１（ｂ）に示すような面取り加工形状のものに限定されるわけではない。Ｒ加工形状や、楕円加工形状などであってもよい。さらに、図２に示すように、流入口１１及び流出口１２の深さ方向全体に亘り、テーパー形状であってもよい。
【００２１】
また、流入口１１を備える第１の窪み１３及び流出口１２を備える第２の窪み１４が、第１の基板１０に形成されている。
第１の窪み１３は、１つの本体部１３１と複数の分岐部１３２とからなる。本体部１３１は、第１の基板１０の端部に形成されている。そして、本体部１３１には、流入口１１が形成されている。具体的には、本体部１３１は、頂角部に流入口１１が形成された略二等辺三角形領域となっている。このような形状により、血液の滞留を防止することができる。また、この血液滞留箇所に気泡が付着することを防止することができる。他方、分岐部１３２は、本体部１３１から第１の基板１０の中央部に向かって延設され、櫛歯状に分岐して形成されている。なお、図２に示すように、本体部１３１の一部に、頂角部に流入口１１が形成された略二等辺三角形領域を備えた構成であってもよい。
【００２２】
同様に、第２の窪み１４は、１つの本体部１４１と複数の分岐部１４２とからなる。本体部１４１は、第１の基板１０において、第１の窪み１３と反対側の端部に形成されている。そして、本体部１４１には、流出口１２が形成されている。具体的には、本体部１４１は、頂角部に流出口１２が形成された略二等辺三角形領域となっている。このような形状により、血液の滞留を防止することができる。また、この血液滞留箇所に気泡が付着することを防止することができる。ここで、第１の窪み１３だけでなく、第２の窪み１４も同形状を有することにより、流入口と流出口を区別することなく利用可能であり、利便性に優れる。他方、分岐部１４２は、本体部１４１から第１の基板１０の中央部に向かって延設され、櫛歯状に分岐して形成されている。
【００２３】
ここで、第１の窪みの分岐部１３２と第２の窪みの分岐部１４２とは交互に配置されている。従って、隣接する第１の窪みの分岐部１３２と第２の窪みの分岐部１４２との間には、壁部１５が形成されることになる。壁部１５は、隣接する第１の窪みの分岐部１３２と第２の窪みの分岐部１４２との間を、完全に区切るものではない。図１（ｃ）に示すように、この壁部１５上には、第１の窪みの分岐部１３２と第２の窪みの分岐部１４２とを連通する多数の微小溝１６すなわち微細流路が設けられている。この例では、１つの壁部１５当たり３４０本の微小溝１６が設けられている。
【００２４】
図１（ｂ）に示すように、第１の基板１０の第１及び第２の窪み１３設けられた側の面には、第２の基板２０が重ね合わされ、第１及び第２の窪み１３及び微小溝１６と第２の基板２０との間に空間が形成される。この空間内に、血液試料等を導入し、観察する。
【００２５】
ここで、樹脂製マイクロチャネルアレイに導入された血液試料等の流れについて説明する。まず、血液試料等は、流入口１１から導入され、第１の窪み１３の本体部１３１から分岐部１３２に向けて流れる。次に、血液試料等は、壁部１５上に設けられた微小溝１６を通過し、第２の窪みの分岐部１４２へと流入する。そして、血液試料等は、第２の窪み１４の分岐部１４２から本体部１４１へ向けて流れ、流出口１２から排出される。ここで、微小溝１６を通過する血液試料等に含まれる白血球や血小板等を観察する。
【００２６】
流路の幅、深さは、測定対象とする血球成分に応じて、それぞれ１〜５０μｍの範囲から選択することが好ましく、１〜２０μｍの範囲内であることがより好ましい。該流路の幅と深さの比は、対象とする血球成分の形状、変形能に応じて、１：１０〜１０：１の範囲内から選択することが好ましい。なお、血液は、血球（有形）成分と、血漿（液体）成分とに大別され、血球成分の割合が約４０〜４５％、血漿成分が約５５〜６０％である。血球成分において、赤血球が約９６％を占め、約４％が白血球と血小板である。サイズは、赤血球が直径約７〜８μｍ、白血球が約１２〜１４μｍ、血小板が約３μｍである。
【００２７】
樹脂製マイクロチャネルアレイの窪み及び溝によって形成される空間が、流路として機能するには、樹脂製マイクロチャネルアレイと、使用する生理食塩水、血液試料、試薬等の水系液体との濡れ性の差が小さいことが好ましい。濡れ性の差が大きいと、水系液体が流路を流れなくなる可能性が高くなる。また、血液測定を行う前に、例えば、流路内を生理食塩水で満たそうとしても、気泡が混入することにより、対象とする血球成分の通過時間の計測値が再現しない恐れがある。
【００２８】
樹脂前面の濡れ性を改質する技術は、化学的処理技術、物理的処理技術に大別される。化学的処理技術としては、薬品処理、溶剤処理、カップリング剤処理、モノマーコーティング、ポリマーコーティング、蒸気処理、前面グラフト化、電気化学的処理、陽極酸化等があげられる。物理的処理技術としては、紫外線照射処理、プラズマ接触処理、プラズマジェット処理、プラズマ重合処理、イオンビーム処理、機械的処理等があげられる。
【００２９】
また、一般に細胞は疎水前面に固定化しやすい性質を持つことから、血球細胞においても流路に血球成分が付着し、流れなくなる等、血液測定に大きな支障をきたす可能性がある。そこで、樹脂製マイクロチャネルアレイ前面の水に対する接触角を小さくすることが必要となる。ポリメチルメタクリレートに代表される一般に使用される熱可塑性樹脂においては、通常水に対する接触角が比較的大きい（例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂は約６８°、ポリカーボネート樹脂は約７０°、ポリスチレン樹脂は８４°）ため、接触角を小さく、０．５°以上７０°以下とすることが必要となる。さらに、１°以上５０°以下がより好ましい。０．５°未満又は７０°を超えると、微細な流路への血液試料の導入が難しく、血球細胞の付着による凝集塊の発生によって、血球細胞の通過時間測定等の安定したデータが得られない。
【００３０】
血液測定にて、光学系の検出方式等を採用する場合、ＣＣＤカメラ等を用いた実態観察を行う場合等において、樹脂製マイクロチャネルアレイ、及び重ね合わせ基板のいずれか、又は両方を、例えば、反射光、又は透過光測定に応じて、透明とすることが必要である。反射光観察では、光学系の側の基板を透明板とし、反対側の基板を不透明にすればよい。不透明な基板とするには、材料選択の段階にて不透明グレードを選択する、又は透明基板の前面、又は背面に、例えば、蒸着法にて、アルミニウム等の無機膜を堆積する方法があげられる。
【００３１】
透明板を通して流路を直接観察することができ、流速の調節、停止等の適切な処置がとれる。透明性を規定する光学物性としては、厚さ１ｍｍ板において、全光線透過率８０％以上、ヘイズ値１０％以下が好ましい。また、光学系の検出方式を採用する場合、使用する光の波長に応じて、例えば、紫外線吸収剤の添加されていない材料を使用する、分子構造に環構造を有していない材料を使用する等、適宜選択することが好ましい。
【００３２】
本発明に係るマイクロチャネルアレイを構成する樹脂材料は、特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル・スチレン系共重合体、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合体、オレフィン系・スチレン系・ウレタン系等の熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系樹脂、フッソ系樹脂、ポリジメチルシロキサン等のシリコーン系樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂等の熱硬化性樹脂、多官能アクリル系樹脂等の光硬化性樹脂を挙げることができる。
【００３３】
これらの樹脂は必要に応じて滑剤、光安定剤、熱安定剤、防曇剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤、離型剤、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などの１種又は２種以上を含有することができる。
【実施例】
【００３４】
次に、本発明の実施様態を具体的な実施例で説明する。実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３５】
実施例及び比較例に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの製造方法を説明する。まず、ガラス基板上に、有機材料（東京応化工業製「ＰＭＥＲ Ｎ−ＣＡ３０００ＰＭ」をベースとするレジスト塗布を行った。次に、ガラス基板と所望のマスクパターンに加工したマスクを位置合わせした。次にＵＶ露光装置（キヤノン製「ＰＬＡ−５０１Ｆ」、波長３６５ｎｍ）を用いて、レジスト層をＵＶ光により露光を行った後、ホットプレートを用いてレジスト層の熱処理を行った。さらに必要に応じ、得られたレジストパターン上へのレジスト塗布、マスク位置合わせ、ＵＶ光による露光、熱処理の一連の工程を繰り返した。そして、レジスト層を有する基板を、現像液（東京応化工業製「ＰＭＥＲ現像液Ｐ−７Ｇ」）により現像し、ガラス基板上にレジストパターンを形成した
【００３６】
得られたレジストパターンを有するガラス基板前面に、スパッタリングにより、Ａｇをめっきシード層として堆積させた。次に、このレジストパターンを有する基板をＮｉめっき液に浸け、電気めっきを行い、金属構造体（以下、ニッケル構造体）を形成した。このＮｉ構造体を金型とし、クラレ社製アクリル樹脂（パラペットＧＨ−Ｓ）を射出成形して、樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。
【００３７】
樹脂製マイクロチャネルアレイを構成する第１の基板１０の外形は、横１６ｍｍ×縦８ｍｍ×厚さ１ｍｍである。第１の窪み１３及び第２の窪み１４の深さは８５μｍとし、微細流路は窪み相互を区画する壁部１５を１５本、高さ８０μｍとし、１本の壁部１５に幅１０μｍ、深さ５μｍの微小溝１６を３４０本、合計５１００本有する形状とした。ここで、壁部１５の高さと微小溝１６の深さとを加算したものが、第１の窪み１３及び第１の窪み１４の深さに相当する。
【００３８】
この第１の基板１０と透明な平板である第２の基板２０を接合し、第１の基板１０に形成された流入口１１から血液を導入し、流出口１２から排出を行った。血液の測定は１０μｌの気泡を血液に混入させ、２０ｃｍの水による落差圧を印加して気泡の付着の有無と付着箇所を確認し、１００μｌの血液の通過時間の測定と、血液の活性化、血液の滞留の状態を光学顕微鏡で観察した。
【００３９】
［実施例１］
図１に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、第１の基板１０の前面側で拡大した樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。背面側での開口径が１．６ｍｍ、前面側での開口径が３．０ｍｍ、テーパー面の傾斜角θが３０°である。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中すべてにおいて気泡付着は観察されなかった。また、１００μｌの血液通過時間は１０枚の測定で平均３７．５秒、標準偏差２．３秒で、血液の滞留は見られなかった。
【００４０】
［実施例２］
図１に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、第１の基板１０の前面側で拡大した樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。背面側での開口径が２．０ｍｍ、前面側での開口径が３．０ｍｍ、テーパー面の傾斜角θが６０°である。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中すべてにおいて気泡付着は観察されなかった。また、１００μｌの血液通過時間は１０枚の測定で平均３５．５秒、標準偏差１．８秒で、血液の滞留は見られなかった。
【００４１】
［実施例３］
図３に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、第１の基板１０の前面側で拡大した樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。背面側での開口径が１．６ｍｍ、前面側での開口径が２．８ｍｍである。テーパーの断面形状は、第１の基板１０の主面の垂直方向を長軸方向、第１の基板１０の主面と平行な方向を短軸方向とした楕円形状である。ここで、長軸半径６００μｍ、短軸半径４６０μｍとした。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中すべてにおいて気泡付着は観察されなかった。また、１００μｌの血液通過時間は１０枚の測定で平均３６．５秒、標準偏差１．７秒で、血液の滞留は見られなかった。
【００４２】
［実施例４］
図４に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、第１の基板１０の前面側で拡大した樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。背面側での開口径が１．６ｍｍ、前面側での開口径が３．０ｍｍ、テーパー面の傾斜角θが３０°である。また、第１及び第２の窪みの本体部１３１、１４１が、長方形状である。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中３枚において第１の窪みの本体部１３１で気泡付着が観察されが、流入口１１の出口では気泡の付着は観察されなかった。また、１００μｌの血液通過時間は１０枚の測定で平均４０．２秒、標準偏差４．９秒で、滞留が第１の窪みの本体部１３１で観察された。
【００４３】
［比較例１］
図５に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、１．６ｍｍで一定である樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中２枚において流入口１１の出口で気泡付着が見られ、血液の通過時間を測定することができなかった。図５（ｂ）に流入口１１の出口における気泡１７の付着の様子の一例を示した。また、１０枚中３枚において第１の窪みの本体部１３１で気泡の付着が観察された。また、１００μｌの血液通過時間は流入口１１に気泡付着した２枚を除き８枚の測定で平均４０．５秒、標準偏差５．１秒で、滞留が第１の窪みの本体部１３１の端部で観察された。この血液滞留箇所では、図５（ａ）に示すように、気泡１７の付着が確認された。
【００４４】
［比較例２］
図５に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、０．５ｍｍで一定である樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中１枚において流入口１１の出口で気泡付着が見られ、血液の通過時間を測定することができなかった。また、１０枚中２枚において第１の窪みの本体部１３１で気泡の付着が観察された。また、１００μｌの血液通過時間は、流入口１１に気泡付着した１枚を除き９枚の測定で平均４３．５秒、標準偏差５．７秒で、滞留が第１の窪みの本体部１３１の端部で観察された。
【００４５】
［比較例３］
図５に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、１．６ｍｍで一定である樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中１枚において流入口１１の出口で気泡付着が見られ、血液の通過時間を測定することができなかった。なお、第１の窪みの本体部１３１では気泡の付着は観察されなかった。また、１００μｌの血液通過時間は、流入口１１に気泡付着した１枚を除き９枚の測定で平均３８．５秒、標準偏差３．３秒で、血液の滞留は見られなかった。
【００４６】
［比較例４］
図７に示すように、流入口１１及び流出口１２の開口径が、背面から前面からの深さが０．３ｍｍの位置までにおいて１．６ｍｍで一定で、その位置から前面までにおいて３．０ｍｍで一定である樹脂製マイクロチャネルアレイを作製した。１０μｌの気泡を含む血液を導入した結果、１０枚中２枚において流入口１１の出口で気泡付着が観察された。なお、第１の窪みの本体部１３１では気泡の付着は観察されなかった。また、１００μｌの血液通過時間は流入口１１に気泡付着した２枚を除き８枚の測定で平均３７．８秒、標準偏差３．９秒で、滞留は見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１及び２に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【図２】実施の形態に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【図３】実施例３に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【図４】実施例４に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【図５】比較例１に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【図６】比較例２に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【図７】比較例３に係る樹脂製マイクロチャネルアレイの模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 第１の基板
１１ 流入口
１２ 流出口
１３ 第１の窪み
１３１ 本体部
１３２ 分岐部
１４ 第２の窪み
１４１ 本体部
１４２ 分岐部
１５ 壁部
１６ 微小溝
１７ 気泡
２０ 第２の基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部に流入口が形成された本体部と、他端部に向かって当該本体部から複数分岐して形成された分岐部とを有する第１の窪みと、
前記他端部に流出口が形成された本体部と、前記一端部に向かって当該本体部から複数分岐して形成された分岐部とを有し、かつ、当該分岐部が前記第１の窪みの分岐部と交互に配置された第２の窪みと、
前記第１の窪み及び第２の窪みの分岐部同士を区画する壁部と、
前記壁部上に形成され、前記第１の窪み及び第２の窪みの分岐部同士を連通する微小溝とが基板の前面側に形成されたマイクロチャネルアレイであって、
前記基板を貫通する前記流入口の開口径が、少なくとも所定の深さから前記基板の前面に至るまで連続的に増加しているマイクロチャネルアレイ。
【請求項２】
前記基板を貫通する前記流出口の開口径が、少なくとも所定の深さから前記基板の前面に至るまで連続的に増加していることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチャネルアレイ。
【請求項３】
前記第１の窪みの本体部は、頂角部に前記流入口が形成された略二等辺三角形領域を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロチャネルアレイ。
【請求項４】
前記第２の窪みの本体部は、頂角部に前記流入口が形成された略二等辺三角形領域を備えることを特徴とする請求項３に記載の樹脂製マイクロチャネルアレイ。
【請求項５】
前記流入口及び流出口の最小開口径が１．０〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマイクロチャネルアレイ。
【請求項６】
前記基板の前面の水に対する接触角が、０．５°以上７０°以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロチャネルアレイ。
【請求項７】
前記基板が樹脂製であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマイクロチャネルアレイ。
【請求項１】
一端部に流入口が形成された本体部と、他端部に向かって当該本体部から複数分岐して形成された分岐部とを有する第１の窪みと、
前記他端部に流出口が形成された本体部と、前記一端部に向かって当該本体部から複数分岐して形成された分岐部とを有し、かつ、当該分岐部が前記第１の窪みの分岐部と交互に配置された第２の窪みと、
前記第１の窪み及び第２の窪みの分岐部同士を区画する壁部と、
前記壁部上に形成され、前記第１の窪み及び第２の窪みの分岐部同士を連通する微小溝とが基板の前面側に形成されたマイクロチャネルアレイであって、
前記基板を貫通する前記流入口の開口径が、少なくとも所定の深さから前記基板の前面に至るまで連続的に増加しているマイクロチャネルアレイ。
【請求項２】
前記基板を貫通する前記流出口の開口径が、少なくとも所定の深さから前記基板の前面に至るまで連続的に増加していることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチャネルアレイ。
【請求項３】
前記第１の窪みの本体部は、頂角部に前記流入口が形成された略二等辺三角形領域を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロチャネルアレイ。
【請求項４】
前記第２の窪みの本体部は、頂角部に前記流入口が形成された略二等辺三角形領域を備えることを特徴とする請求項３に記載の樹脂製マイクロチャネルアレイ。
【請求項５】
前記流入口及び流出口の最小開口径が１．０〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマイクロチャネルアレイ。
【請求項６】
前記基板の前面の水に対する接触角が、０．５°以上７０°以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロチャネルアレイ。
【請求項７】
前記基板が樹脂製であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマイクロチャネルアレイ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２３２６５５（Ｐ２００８−２３２６５５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６８８７４（Ｐ２００７−６８８７４）
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]