マイクロ流体デバイスおよびその製造方法
【課題】 製造が容易で安価なマイクロ流体デバイスおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明のマイクロ流体デバイスは、生体成分を分析するためのマイクロ流体デバイス１０であって、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を重ねてなる構造体１３と、構造体１３を貫通し、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２との間に設けられた生体成分を流動させるための流路１４を備えたことを特徴とする。
【解決手段】 本発明のマイクロ流体デバイスは、生体成分を分析するためのマイクロ流体デバイス１０であって、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を重ねてなる構造体１３と、構造体１３を貫通し、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２との間に設けられた生体成分を流動させるための流路１４を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微量サンプル中の被検出物質を定性的または定量的に分析するために用いられるマイクロ流体デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体成分の分析法は多数提案されている。多数の成分が混在する生体成分の中から特定の成分、特に微量成分（被検出物質）を定性的または定量的に分析する場合、特異性が高くかつ高感度の測定法が求められる。また、得られるサンプル量が微量である場合、一般に用いられる分析装置では分析が困難であった。そこで、生体成分から被検出物質を分離、抽出するために、生体成分を流動させるための流路が設けられたマイクロ流体デバイスが用いられている。
【０００３】
このようなマイクロ流体デバイスの製造方法としては、所定の流路形状を有する鋳型に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を流し込み、これらの樹脂を硬化させた後、鋳型から所定形状の流路が形成されたマイクロ流体デバイスを剥離する方法が挙げられる。
【０００４】
また、生体成分の分析法としては、二つの堰に挟まれてなる微細な流路内にガラス微粒子を充填し、このガラス微粒子の間を、電気浸透現象を利用して生体成分を溶媒とともに通過させて、被検出物質を分離、抽出する方法が挙げられる（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。
【０００５】
また、半導体製造技術を用いたマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ、ＭＥＭＳ）により、より精密に微細加工されたマイクロ流体デバイスを製造する方法が挙げられる（例えば、非特許文献３参照）。
【非特許文献１】Ｔｒａｐｐｉｎｇ ｏｆ Ｂｅａｄ−Ｂａｓｅｄ Ｒｅａｇｅｎｔｓ ｗｉｔｈｉｎ Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｏｎ−Ｃｈｉｐ Ｓｏｌｉｄ−Ｐｈａｓｅ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，Ｒｉｃｈａｒｄ Ｄ．Ｏｌｅｓｃｈｕｋ，Ｌｏｒａｎｅｌｌｅ Ｌ．Ｓｈｕｌｔｚ−Ｌｏｃｋｙｅａｒ，Ｙｕｅｂｉｎ Ｎｉｎｇ，Ｄ．Ｊｅｄ Ｈａｒｒｉｓｏｎ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．２０００，７２，５８５−５９０
【非特許文献２】Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａｒｃｉｎｏｅｍｂｒｙｏｎｉｃ Ａｎｔｉｇｅｎ ｉｎ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｒａ ｂｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｂｅａｄ−ｂｅｄ Ｉｍｍｕｎｏａｓａｙ ｉｎ ａ Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ ｆｏｒ Ｃａｎｃｅｒ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ，Ｋｉｉｃｈｉ Ｓａｔｏ，Ｍａｎａｂｕ Ｔｏｋｅｓｈｉ，Ｈｉｒｏｋｏ Ｋｉｍｕｒａ，Ｔａｋｅｈｉｋｏ Ｋｉｔａｍｏｒｉ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．２００１，７３，１２１３−１２１８
【非特許文献３】マイクロマシーニングとマイクロメカトロニクス、江刺正喜・藤田博之・五十嵐伊勢美・杉山進共著、培風館
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のマイクロ流体デバイスの製造方法は、工程が多いため、製造コストが嵩むという問題がある。
また、非特許文献１や非特許文献２に開示されている方法は、二つの堰に挟まれてなる微細な流路を形成することが難しいという問題がある。
さらに、非特許文献３に開示されている方法は、非常に精密な微細加工が可能である一方で、高価な設備などが必要となるため、製造コストが嵩むという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、製造が容易で安価なマイクロ流体デバイスおよびその製造方法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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、生体成分を分析するためのマイクロ流体デバイスであって、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を重ねてなる構造体と、該構造体を貫通し、前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材との間に設けられた生体成分を流動させるための流路を備えたことを特徴とするマイクロ流体デバイスを提供する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、前記流路の内径は、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、前記流路の少なくとも一部が筒状の部材および／または発泡体からなることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、前記筒状の部材は、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、前記筒状の部材の内径は、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、前記発泡体は、空孔径が０．１μｍ以上、１００μｍ以下、空孔率が１％以上、９０％以下であることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項３ないし６のいずれかに記載のマイクロ流体デバイスにおいて、前記筒状の部材または前記発泡体は、抗体または抗原を付着させた固相を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を重ねてなる構造体と、該構造体を貫通し、前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材との間に設けられた生体成分を流動させるための流路を備えたマイクロ流体デバイスの製造方法であって、前記第一のプラスチック基材の前記第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に棒状の部材、筒状の部材、シート状の部材、発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を配置する配置工程と、前記棒状の部材、前記筒状の部材、前記シート状の部材、前記発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を覆うように、前記第一のプラスチック基材に前記第二のプラスチック基材を重ね合わせる重ね合わせ工程と、前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材を圧着する圧着工程と、を備えたことを特徴とするマイクロ流体デバイスの製造方法を提供する。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項８に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法において、前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材との間に配された前記棒状の部材、前記筒状の部材、前記シート状の部材、前記発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種をエッチングにより除去する除去工程を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項８または９に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法において、前記第一のプラスチック基材の前記第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に、前記棒状の部材、前記筒状の部材、前記シート状の部材、前記発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を配置する流路を予め形成する流路形成工程を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のマイクロ流体デバイスによれば、所定の形状の流路が高精度に設けられているので、血液などの生体成分の定性分析および定量分析を高精度に実施することができる。
【００１９】
本発明のマイクロ流体デバイスの製造方法によれば、２つのプラスチック基材の間に、棒状の部材、筒状の部材、シート状の部材、発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を配し、２つのプラスチック基材を圧着して、これらを一体化した後、エッチングによって棒状の部材、筒状の部材、シート状の部材、発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を除去するか、あるいは、２つのプラスチック基材の間に、棒状の部材、筒状の部材、シート状の部材、発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を配し、２つのプラスチック基材を圧着して、これらを一体化することにより、所定の形状の流路が設けられたマイクロ流体デバイスを得ることができる。したがって、本発明のマイクロ流体デバイスの製造方法によれば、製造工程が単純で、高度な加工技術や加工装置を必要としないため、容易かつ安価にマイクロ流体デバイスを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明を実施したマイクロ流体デバイスおよびその製造方法について詳細に説明する。
なお、これらのマイクロ流体デバイスおよびその製造方法によって、本発明は限定されるものではない。
【００２１】
（１）第一の実施形態
図１は、本発明に係るマイクロ流体デバイスの第一の実施形態を示す概略斜視図である。
図１中、符号１０はマイクロ流体デバイス、１１は第一のプラスチック基材、１２は第二のプラスチック基材、１３は構造体、１４は流路をそれぞれ示している。
【００２２】
このマイクロ流体デバイス１０は、板状の第一のプラスチック基材１１と板状の第二のプラスチック基材１２を重ねてなる構造体１３と、この構造体１３を貫通し、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２との間に設けられた断面形状が円形の流路１４とから概略構成されている。
このマイクロ流体デバイス１０は、生体成分の分析に用いられるものであり、流路１４はその分析の際に、生体成分を流動させるためのものである。
【００２３】
流路１４の内径は、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上、２ｍｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以上、５００μｍ以下であることがさらに好ましい。流路１４の内径が１０μｍ以上、５ｍｍ以下であれば、分析に用いられる生体成分の量が少なくても、これに含まれる微量成分（被検出物質）を高精度に分離、抽出することができるので、被検出物質の定性分析や定量分析を高感度に行うことができる。また、生体成分も詰まり難い。
【００２４】
第一のプラスチック基材１１、第二のプラスチック基材１２としては、生体成分に対して安定であり、かつ熱加工が可能な熱可塑樹脂からなる基材が用いられる。さらに、第一のプラスチック基材１１、第二のプラスチック基材１２としては、透過率が流路１４内を流動する生体物質を外部から観察できる程度のものが好ましい。このような熱可塑樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアクリレートなどが挙げられる。
【００２５】
なお、この実施形態では、第一のプラスチック基材１１および第二のプラスチック基材１２を板状としたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、所定の流路形状を形成できるとともに、互いに重ね合わせることができるものであれば、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材の形状は特に限定されず、また、両者の形状や厚みが異なっていてもよい。
【００２６】
また、この実施形態では、流路１４の長手方向と垂直な断面の形状を円形としたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、流路の長手方向と垂直な断面の形状は、楕円形、三角形、正方形、矩形、台形、多角形、星形、十字形、あるいは、これらの形状が複数組み合わされてなる形状であってもよい。
【００２７】
（２）第一の実施形態における製造方法
次に、図２を参照して、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第一の実施形態を説明する。
図２は、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第一の実施形態を示す概略断面図である。
図２において、図１に示したマイクロ流体デバイス１０と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２８】
まず、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を超音波洗浄する。
この際、少なくとも、第一のプラスチック基材１１の第二のプラスチック基材１２と重ね合わされる面と、第二のプラスチック基材１２の第一のプラスチック基材１１と重ね合わされる面を洗浄する。
【００２９】
この洗浄工程では、例えば、以下に示す方法により、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を超音波洗浄する。
まず、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を、エタノール水溶液中に浸漬して、超音波洗浄機により洗浄する。次いで、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を、純水中に浸漬して、超音波洗浄機により洗浄する。この純水を用いた洗浄を二回繰り返す。
なお、洗浄する時間は特に限定されず、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２の汚れ具合などに応じて、適宜調整される。
【００３０】
次いで、第一のプラスチック基材１１および第二のプラスチック基材１２に酸素プラズマアッシングを施し、第一のプラスチック基材１１の第二のプラスチック基材１２と重ね合わされる面と、第二のプラスチック基材１２の第一のプラスチック基材１１と重ね合わされる面に残存する絶縁膜を除去する。なお、酸素プラズマアッシングにおける出力や処理時間は特に限定されず、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２における絶縁膜の残存量などに応じて適宜調整される。
【００３１】
次いで、第一のプラスチック基材１１の第二のプラスチック基材１２と重ね合わされる面、または、第二のプラスチック基材１２の第一のプラスチック基材１１と重ね合わされる面のいずれか一方、あるいは、第一のプラスチック基材１１の第二のプラスチック基材１２と重ね合わされる面、および、第二のプラスチック基材１２の第一のプラスチック基材１１と重ね合わされる面の両方に、バインダーを塗布する。
バインダーとしては、特に限定されず、一般的にプラスチック基材などの接着に用いられるものであれば、如何なるものでも用いることができる。
【００３２】
次いで、図２（ａ）に示すように、第一のプラスチック基材１１の第二のプラスチック基材１２と重ね合わされる面１１ａに、断面形状が円形の棒状の部材（以下、「棒状部材」と称する。）１５を配置する（配置工程）。
この配置工程おいて、最終的に得られるマイクロ流体デバイスに設けられる流路が所定のパターン（形状）をなすように、棒状部材１５を配置する。例えば、図１に示すように、複数の流路１４がマイクロ流体デバイス１０の長手方向に沿って並列に設けられる場合には、複数の棒状部材１５を第一のプラスチック基材１１の長手方向に沿って配置する。
【００３３】
棒状部材１５としては、特に限定されるものではなく、その長手方向と垂直な断面の形状が、楕円形、三角形、正方形、矩形、台形、多角形、星形、十字形、あるいは、これらの形状が複数組み合わされてなる形状のものが用いられる。また、棒状部材１５の材質は、特に限定されるものではなく、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２の材質に応じて、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種が適宜選択される。また、後段の工程にて、第一のプラスチック基材１１、第二のプラスチック基材１２または棒状部材１５には熱が加えられるが、マイクロ流体デバイス１０の流路１４の形状は、棒状部材１５の形状によって決定するため、棒状部材１５の軟化温度は、第一のプラスチック基材１１および第二のプラスチック基材１２の軟化温度よりも高い必要がある。
【００３４】
次いで、棒状部材１５を覆うように、第一のプラスチック基材１１に第二のプラスチック基材１２を重ね合わせる（重ね合わせ工程）。
【００３５】
次いで、図２（ｂ）に示すように、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２、または、棒状部材１５のいずれか一方を所定の温度に加熱するか、あるいは、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２、および、棒状部材１５の両方を所定の温度に加熱し、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２に所定の圧力を加えて、これらの間に棒状部材１５を配した状態で、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を圧着し（圧着工程）、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２および棒状部材１５を一体化する。
この圧着工程において、「所定の温度」とは、第一のプラスチック基材１１および第二のプラスチック基材１２の軟化温度のことである。また、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２に加える圧力や、圧力を加える時間は特に限定されず、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック１２の材質や強度などに応じて適宜調整される。
【００３６】
次いで、図２（ｃ）に示すように、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２の間に配した棒状部材１５をエッチングにより除去し（除去工程）、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２との間に流路１４が設けられたマイクロ流体デバイス１０を得る。
この除去工程では、棒状部材１５の材質に応じて、エッチング条件は適宜調整される。エッチングは、例えば、ガス、溶剤などを用いて行うことができる。また、エッチングに用いられる溶剤としては、棒状部材１５を溶解し、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を溶解しないものであれば、特に限定されない。
【００３７】
この実施形態のマイクロ流体デバイスの製造方法によれば、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２の間に棒状部材１５を配し、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を圧着して、これらを一体化した後、エッチングによって棒状部材１５を除去することにより、所定の形状の流路１４が設けられたマイクロ流体デバイス１０を得ることができる。したがって、この実施形態のマイクロ流体デバイスの製造方法は、製造工程が単純で、高度な加工技術や加工装置を必要としないため、容易かつ安価にマイクロ流体デバイスを製造することができる。
【００３８】
なお、この実施形態では、図２（ｄ）に示すように、第二のプラスチック基材１２をエッチングにより除去して、その長手方向と垂直な断面の形状が半円状の流路１６が設けられたマイクロ流体デバイス１７を作製してもよい。
【００３９】
さらに、図２（ｅ）に示すように、流路１６を覆うように、第一のプラスチック基材１１にフィルム状、シート状、板状などの基材１８を貼り合わせることより、第一のプラスチック基材１１と基材１８との間に流路１６が設けられたマイクロ流体デバイス１９を作製してもよい。
基材１８の材質は、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種が適宜選択されるが、生体成分に対して安定であるものが好ましく、さらに、透過率が流路１６内を流動する生体物質を外部から観察できる程度のものが好ましい。
【００４０】
この実施形態では、予め流路が形成されていない第一のプラスチック基材１１の第二のプラスチック基材１２と重ね合わされる面１１ａに棒状部材１５を配置しているが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を超音波洗浄する前に、第一のプラスチック基材の第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に、棒状の部材を配置する流路を予め形成（流路形成工程）してもよい。また、この流路形成工程にて形成される流路は、最終的に得られるマイクロ流体デバイスに設けられる流路と略等しい形状であっても、あるいは、棒状の部材を第一のプラスチック基材上に一時的に留めておくために、棒状の部材の外形の一部と形状が等しいものであってもよい。このように、第一のプラスチック基材の第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に、棒状の部材を配置する流路を予め形成すれば、より高精度に流路を形成することができる。
【００４１】
また、この実施形態では、マイクロ流体デバイス１０の流路１４を形成するために、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２との間に配される部材として棒状部材１５を用いたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、マイクロ流体デバイスの流路を形成するために、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材との間に配される部材として、所定の流路形状に応じて、筒状、フィルム状、シート状、板状、網状、針金状、ファイバ状、ネジ状などの部材、あるいは、微粒子、発泡体などを用いることもできる。前記発泡体としては、例えば、金属発泡体、ポリエチレン発泡体などが挙げられ、これらの中でも金属発泡体が好ましい。
【００４２】
また、マイクロ流体デバイスの流路を形成するために、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材との間に配される部材を金属製のものとし、この部材を第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材と一体化した時点で工程を終了して、この時点で得られるものをデバイスとして用いてもよい。得られるデバイスは、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を重ねてなる構造体と、この構造体を貫通し、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材との間に設けられた金属製の部材からなる回路を備えた回路基板として用いることもできる。
【００４３】
（３）第二の実施形態
図３は、本発明に係るマイクロ流体デバイスの第二の実施形態を示す概略斜視図である。
図３中、符号２０はマイクロ流体デバイス、２１は第一のプラスチック基材、２２は第二のプラスチック基材、２３は構造体、２４は流路、２５は円筒形の部材をそれぞれ示している。
【００４４】
このマイクロ流体デバイス２０は、板状の第一のプラスチック基材２１と板状の第二のプラスチック基材２２を重ねてなる構造体２３と、この構造体２３を貫通し、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２との間に配された、中央部に断面形状が円形の流路２４が設けられた円筒形の部材（以下、「円筒部材」と称する。）２５とから概略構成されている。
【００４５】
円筒部材２５の流路２４の内径は、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上、２ｍｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以上、５００μｍ以下であることがさらに好ましい。流路２４の内径が１０μｍ以上、５ｍｍ以下であれば、分析に用いられる生体成分の量が少なくても、これに含まれる微量成分（被検出物質）を高精度に分離、抽出することができるので、被検出物質の定性分析や定量分析を高感度に行うことができる。また、生体成分も詰まり難い。
【００４６】
また、円筒部材２５の流路２４内には、生体成分に含まれる被検出物質の抗体または抗原を付着させた固相が設けられていてもよい。また、被検出物質が抗体である場合、この抗体に対する抗原を付着させた固相が設けられていてもよい。このように円筒部材２５に抗体または抗原を付着させた固相を設ければ、微量サンプルを対象とした免疫測定などが可能となる。
【００４７】
第一のプラスチック基材２１、第二のプラスチック基材２２としては、上記の第一のプラスチック基材１１、第二のプラスチック基材１２と同様のものが用いられる。
【００４８】
なお、この実施形態では、第一のプラスチック２１と第二のプラスチック２２との間に配される筒状の部材として円筒部材２５を用いたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、筒状の部材の長手方向と垂直な断面の形状は、楕円形、三角形、正方形、矩形、台形、多角形、星形、十字形、あるいは、これらの形状が複数組み合わされてなる形状であってもよい。また、円筒部材２５の材質は、特に限定されるものではなく、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２の材質に応じて、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種が適宜選択される。また、後段の工程にて、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２、または円筒部材２５には熱が加えられ、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２との間に挟んだ円筒部材２５の形状によって、マイクロ流体デバイス２０の流路２４の形状が決定する。したがって、円筒部材２５により所定の形状の流路２４を形成するためには、円筒部材２５の軟化温度は、第一のプラスチック基材２１および第二のプラスチック基材２２の軟化温度よりも高い必要がある。
【００４９】
また、この実施形態では、円筒部材２５の流路２４の長手方向と垂直な断面の形状を円形としたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、流路の長手方向と垂直な断面の形状は、楕円形、三角形、正方形、矩形、台形、多角形、星形、十字形、あるいは、これらの形状が複数組み合わされてなる形状であってもよい。
【００５０】
また、この実施形態では、マイクロ流体デバイス２０の流路全体が、円筒部材２５の流路２４からなる場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、マイクロ流体デバイスの流路の少なくとも一部が筒状の部材で形成されていればよい。
【００５１】
（４）第二の実施形態における製造方法
次に、図４を参照して、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第二の実施形態を説明する。
図４は、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第二の実施形態を示す概略断面図である。
図４において、図３に示したマイクロ流体デバイス２０と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５２】
まず、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２を超音波洗浄する。
この際、少なくとも、第一のプラスチック基材２１の第二のプラスチック基材２２と重ね合わされる面と、第二のプラスチック基材２２の第一のプラスチック基材２１と重ね合わされる面を洗浄する。
【００５３】
次いで、第一のプラスチック基材２１および第二のプラスチック基材２２に酸素プラズマアッシングを施し、第一のプラスチック基材２１の第二のプラスチック基材２２と重ね合わされる面と、第二のプラスチック基材２２の第一のプラスチック基材２１と重ね合わされる面に残存する絶縁膜を除去する。
【００５４】
次いで、第一のプラスチック基材２１の第二のプラスチック基材２２と重ね合わされる面、または、第二のプラスチック基材２２の第一のプラスチック基材２１と重ね合わされる面のいずれか一方、あるいは、第一のプラスチック基材２１の第二のプラスチック基材２２と重ね合わされる面、および、第二のプラスチック基材２２の第一のプラスチック基材２１と重ね合わされる面の両方に、バインダーを塗布する。
【００５５】
次いで、図４（ａ）に示すように、第一のプラスチック基材２１の第二のプラスチック基材２２と重ね合わされる面２１ａに、円筒部材２５を配置する（配置工程）。
この配置工程では、最終的に得られるマイクロ流体デバイスに設けられる流路が所定のパターン（形状）をなすように、円筒部材２５を配置する。
【００５６】
次いで、円筒部材２５を覆うように、第一のプラスチック基材２１に第二のプラスチック基材２２を重ね合わせる（重ね合わせ工程）。
【００５７】
次いで、図４（ｂ）に示すように、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２、または、円筒部材２５のいずれか一方を所定の温度に加熱するか、あるいは、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２、および、円筒部材２５の両方を所定の温度に加熱し、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２に所定の圧力を加えて、これらの間に円筒部材２５を配した状態で、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２を圧着し（圧着工程）、第一のプラスチック基材２１、第二のプラスチック基材２２および円筒部材２５を一体化して、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２との間に円筒部材２５が配されたマイクロ流体デバイス２０を得る。
【００５８】
さらに、図４（ｃ）に示すように、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２の間に配した円筒部材２５をエッチングにより除去すれば（除去工程）、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２との間に、円筒部材２５の外形形状に略等しい形状の流路２６が設けられたマイクロ流体デバイス２７を得る。
【００５９】
この実施形態のマイクロ流体デバイスの製造方法によれば、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２の間に円筒部材２５を配し、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２を圧着して、これらを一体化することにより、所定の形状の流路２４を有する円筒部材２５が設けられたマイクロ流体デバイス２０を得ることができる。したがって、この実施形態のマイクロ流体デバイスの製造方法は、製造工程が単純で、高度な加工技術や加工装置を必要としないため、容易かつ安価にマイクロ流体デバイスを製造することができる。
【００６０】
なお、この実施形態では、予め流路が形成されていない第一のプラスチック基材２１の第二のプラスチック基材２２と重ね合わされる面２１ａに円筒部材２５を配置しているが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を超音波洗浄する前に、第一のプラスチック基材の第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に、筒状の部材を配置する流路を予め形成（流路形成工程）してもよい。また、この流路形成工程にて形成される流路は、筒状の部材の外形形状と略等しい形状であっても、あるいは、筒状の部材を第一のプラスチック基材上に一時的に留めておくために、筒状の部材の外形の一部と形状が等しいものであってもよい。
【００６１】
また、筒状の部材を金属製のものとすれば、得られたマイクロ流体デバイスを、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材との間に設けられた金属製の部材からなる回路を備えた回路基板として用いることもできる。
【００６２】
（５）第三の実施形態
図５は、本発明に係るマイクロ流体デバイスの第三の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図５中、符号３０はマイクロ流体デバイス、３１は第一のプラスチック基材、３２は第二のプラスチック基材、３３は構造体、３４は流路、３５は微粒子状の発泡体をそれぞれ示している。
【００６３】
このマイクロ流体デバイス３０は、板状の第一のプラスチック基材３１と板状の第二のプラスチック基材３２を重ねてなる構造体３３と、この構造体３３を貫通し、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２との間に設けられた断面形状が円形の流路３４と、流路３４内に配された、多数の微粒子が結合した状態をなす発泡体３５とから概略構成されている。
このマイクロ流体デバイス３０では、流路３４内に多数の微粒子状が結合した状態をなす発泡体３５を配することにより、この発泡体３５が生体成分に含まれる被検出物質を分離、抽出するための流路をなす。
【００６４】
発泡体３５は、空孔径が０．１μｍ以上、１００μｍ以下、空孔率が１％以上、９０％以下であることが好ましく、空孔径が２μｍ以上、５０μｍ以下、空孔率が３０％以上、７０％以下であることがより好ましい。空孔径が０．１μｍ以上、１００μｍ以下、空孔率が１％以上、９０％以下の発泡体３５を用いれば、マイクロ流体デバイス３０において、固相面積を大きくすることができるとともに、発泡体３５内を生体成分が流動し易い。したがって、マイクロ流体デバイス３０では、流路３４内に粉体を充填した場合と異なり、生体成分が詰まり難く、これによる圧力損失も生じ難い。
【００６５】
また、発泡体３５の空孔に、生体成分に含まれる被検出物質の抗体または抗原を付着させた固相が設けられていてもよい。また、被検出物質が抗体である場合、この抗体に対する抗原を付着させた固相が設けられていてもよい。このように発泡体３５に抗体または抗原を付着させた固相を設ければ、微量サンプルを対象とした免疫測定などが可能となる。
【００６６】
発泡体３５の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種が挙げられる。これらの材質の中でも、生体成分に対して安定なものが好ましい。
【００６７】
第一のプラスチック基材３１、第二のプラスチック基材３２としては、上記の第一のプラスチック基材１１、第二のプラスチック基材１２と同様のものが用いられる。
【００６８】
なお、この実施形態では、発泡体３５として多数の微粒子が結合した状態をなしているものを用いたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、発泡体３５は１つの部材であってもよい。この場合も、空孔径が０．１μｍ以上、１００μｍ以下、空孔率が１％以上、９０％以下であることが好ましい。
【００６９】
また、この実施形態では、流路３４の長手方向と垂直な断面の形状を円形としたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、流路の長手方向と垂直な断面の形状は、楕円形、三角形、正方形、矩形、台形、多角形、星形、十字形、あるいは、これらの形状が複数組み合わされてなる形状であってもよい。
【００７０】
また、この実施形態では、マイクロ流体デバイス３０の流路３４内の一部に、発泡体３５が配された場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、マイクロ流体デバイスの流路全体に発泡体が配されていてもよい。
【００７１】
（４）第三の実施形態における製造方法
次に、図６を参照して、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第三の実施形態を説明する。
図６は、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第三の実施形態を示す概略断面図である。
図６において、図５に示したマイクロ流体デバイス３０と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００７２】
まず、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２を超音波洗浄する。
この際、少なくとも、第一のプラスチック基材３１の第二のプラスチック基材３２と重ね合わされる面と、第二のプラスチック基材３２の第一のプラスチック基材３１と重ね合わされる面を洗浄する。
【００７３】
次いで、第一のプラスチック基材３１および第二のプラスチック基材３２に酸素プラズマアッシングを施し、第一のプラスチック基材３１の第二のプラスチック基材３２と重ね合わされる面と、第二のプラスチック基材３２の第一のプラスチック基材３１と重ね合わされる面に残存する絶縁膜を除去する。
【００７４】
次いで、第一のプラスチック基材３１の第二のプラスチック基材３２と重ね合わされる面、または、第二のプラスチック基材３２の第一のプラスチック基材３１と重ね合わされる面のいずれか一方、あるいは、第一のプラスチック基材３１の第二のプラスチック基材３２と重ね合わされる面、および、第二のプラスチック基材３２の第一のプラスチック基材３１と重ね合わされる面の両方に、バインダーを塗布する。
【００７５】
次いで、図６（ａ）に示すように、第一のプラスチック基材３１の第二のプラスチック基材３２と重ね合わされる面３１ａに、棒状部材３６を配置する（配置工程）。
この配置工程おいて、最終的に得られるマイクロ流体デバイスに設けられる流路が所定のパターン（形状）をなすように、棒状部材３６を配置する。
【００７６】
次いで、棒状部材３６を覆うように、第一のプラスチック基材３１に第二のプラスチック基材３２を重ね合わせる（重ね合わせ工程）。
【００７７】
次いで、図６（ｂ）に示すように、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２、または、棒状部材３６のいずれか一方を所定の温度に加熱するか、あるいは、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２、および、棒状部材３６の両方を所定の温度に加熱し、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２に所定の圧力を加えて、これらの間に棒状部材３６を配した状態で、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２を圧着し（圧着工程）、第一のプラスチック基材３１、第二のプラスチック基材３２および棒状部材３６を一体化する。
【００７８】
次いで、図６（ｃ）に示すように、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２の間に配した棒状部材３６をエッチングにより除去し（除去工程）、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２との間に、棒状部材３６の外形形状に略等しい形状の流路３４を設ける。
【００７９】
次いで、流路３４内に発泡体３５を充填し、生体成分に含まれる被検出物質を分離、抽出するための流路の一部が発泡体３５からなるマイクロ流体デバイス３０を得る。
【００８０】
この実施形態のマイクロ流体デバイスの製造方法によれば、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２の間に棒状部材３６を配し、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２を圧着して、これらを一体化した後、エッチングによって棒状部材３６を除去し、さらに、流路３４内に発泡体３５を充填することにより、流路の一部が発泡体３５からなるマイクロ流体デバイス３０を得ることができる。したがって、この実施形態のマイクロ流体デバイスの製造方法は、製造工程が単純で、高度な加工技術や加工装置を必要としないため、容易かつ安価にマイクロ流体デバイスを製造することができる。
【００８１】
なお、この実施形態では、予め流路が形成されていない第一のプラスチック基材３１の第二のプラスチック基材３２と重ね合わされる面３１ａに棒状部材３６を配置しているが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を超音波洗浄する前に、第一のプラスチック基材の第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に、棒状の部材を配置する流路を予め形成（流路形成工程）してもよい。また、この流路形成工程にて形成される流路は、棒状の部材の外形形状と略等しい形状であっても、あるいは、棒状の部材を第一のプラスチック基材上に一時的に留めておくために、棒状の部材の外形の一部と形状が等しいものであってもよい。
【００８２】
また、この実施形態では、以下のようにしてマイクロ流体デバイスを製造することもできる。
図６（ｃ）に示す除去工程において、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２の間に配した棒状部材３６をエッチングにより除去した後、図７（ａ）に示すように、第二のプラスチック基材３２をエッチングにより除去することにより、その長手方向と垂直な断面の形状が半円状の流路３７が設けられた第一のプラスチック基材３１を作製する。
【００８３】
次いで、図７（ｂ）に示すように、流路３７に発泡体３５を充填する。
【００８４】
次いで、図７（ｃ）に示すように、発泡体３５が充填された流路３７を覆うように、第一のプラスチック基材３１にフィルム状、シート状、板状などの基材３８を貼り合わせることにより、第一のプラスチック基材３１と基材３８との間に、一部が発泡体３５からなる流路が設けられたマイクロ流体デバイス４０を得る。
基材３８の材質は、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種が適宜選択されるが、生体成分に対して安定であるものが好ましく、さらに、透過率が流路３７内を流動する生体物質を外部から観察できる程度のものが好ましい。
【００８５】
なお、上記の第二の実施形態では、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２との間に円筒部材２５が配されたマイクロ流体デバイス２０を例示し、上記の第三の実施形態では、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２との間に発泡体３５を配したマイクロ流体デバイス３０を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材との間に設けられた流路の一部または全部が、筒状の部材および発泡体から構成されていてもよい。この場合、（１）流路の一部が筒状の部材からなり、他の部分が発泡体から構成されるもの、（２）流路が筒状の部材と、この筒状の部材内に充填された発泡体から構成されるもの、などを例示できる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明のマイクロ流体デバイスを用いれば、微量サンプルを対象とした分析が可能となる。また、本発明のマイクロ流体デバイスの製造方法を用いれば、マイクロ流体デバイスを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係るマイクロ流体デバイスの第一の実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第一の実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係るマイクロ流体デバイスの第二の実施形態を示す概略斜視図である。
【図４】本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第二の実施形態を示す概略断面図である。
【図５】本発明に係るマイクロ流体デバイスの第三の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第三の実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第三の実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０，２０，３０・・・マイクロ流体デバイス、１１，２１，３１・・・第一のプラスチック基材、１２，２２，３２・・・第二のプラスチック基材、１３，２３，３３・・・構造体、１４，２４，３４・・・流路、１５・・・棒状部材、２５・・・円筒部材、３５・・・発泡体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微量サンプル中の被検出物質を定性的または定量的に分析するために用いられるマイクロ流体デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体成分の分析法は多数提案されている。多数の成分が混在する生体成分の中から特定の成分、特に微量成分（被検出物質）を定性的または定量的に分析する場合、特異性が高くかつ高感度の測定法が求められる。また、得られるサンプル量が微量である場合、一般に用いられる分析装置では分析が困難であった。そこで、生体成分から被検出物質を分離、抽出するために、生体成分を流動させるための流路が設けられたマイクロ流体デバイスが用いられている。
【０００３】
このようなマイクロ流体デバイスの製造方法としては、所定の流路形状を有する鋳型に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を流し込み、これらの樹脂を硬化させた後、鋳型から所定形状の流路が形成されたマイクロ流体デバイスを剥離する方法が挙げられる。
【０００４】
また、生体成分の分析法としては、二つの堰に挟まれてなる微細な流路内にガラス微粒子を充填し、このガラス微粒子の間を、電気浸透現象を利用して生体成分を溶媒とともに通過させて、被検出物質を分離、抽出する方法が挙げられる（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。
【０００５】
また、半導体製造技術を用いたマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ、ＭＥＭＳ）により、より精密に微細加工されたマイクロ流体デバイスを製造する方法が挙げられる（例えば、非特許文献３参照）。
【非特許文献１】Ｔｒａｐｐｉｎｇ ｏｆ Ｂｅａｄ−Ｂａｓｅｄ Ｒｅａｇｅｎｔｓ ｗｉｔｈｉｎ Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｏｎ−Ｃｈｉｐ Ｓｏｌｉｄ−Ｐｈａｓｅ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，Ｒｉｃｈａｒｄ Ｄ．Ｏｌｅｓｃｈｕｋ，Ｌｏｒａｎｅｌｌｅ Ｌ．Ｓｈｕｌｔｚ−Ｌｏｃｋｙｅａｒ，Ｙｕｅｂｉｎ Ｎｉｎｇ，Ｄ．Ｊｅｄ Ｈａｒｒｉｓｏｎ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．２０００，７２，５８５−５９０
【非特許文献２】Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａｒｃｉｎｏｅｍｂｒｙｏｎｉｃ Ａｎｔｉｇｅｎ ｉｎ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｒａ ｂｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｂｅａｄ−ｂｅｄ Ｉｍｍｕｎｏａｓａｙ ｉｎ ａ Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ ｆｏｒ Ｃａｎｃｅｒ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ，Ｋｉｉｃｈｉ Ｓａｔｏ，Ｍａｎａｂｕ Ｔｏｋｅｓｈｉ，Ｈｉｒｏｋｏ Ｋｉｍｕｒａ，Ｔａｋｅｈｉｋｏ Ｋｉｔａｍｏｒｉ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．２００１，７３，１２１３−１２１８
【非特許文献３】マイクロマシーニングとマイクロメカトロニクス、江刺正喜・藤田博之・五十嵐伊勢美・杉山進共著、培風館
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のマイクロ流体デバイスの製造方法は、工程が多いため、製造コストが嵩むという問題がある。
また、非特許文献１や非特許文献２に開示されている方法は、二つの堰に挟まれてなる微細な流路を形成することが難しいという問題がある。
さらに、非特許文献３に開示されている方法は、非常に精密な微細加工が可能である一方で、高価な設備などが必要となるため、製造コストが嵩むという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、製造が容易で安価なマイクロ流体デバイスおよびその製造方法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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、生体成分を分析するためのマイクロ流体デバイスであって、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を重ねてなる構造体と、該構造体を貫通し、前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材との間に設けられた生体成分を流動させるための流路を備えたことを特徴とするマイクロ流体デバイスを提供する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、前記流路の内径は、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、前記流路の少なくとも一部が筒状の部材および／または発泡体からなることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、前記筒状の部材は、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、前記筒状の部材の内径は、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、前記発泡体は、空孔径が０．１μｍ以上、１００μｍ以下、空孔率が１％以上、９０％以下であることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項３ないし６のいずれかに記載のマイクロ流体デバイスにおいて、前記筒状の部材または前記発泡体は、抗体または抗原を付着させた固相を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を重ねてなる構造体と、該構造体を貫通し、前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材との間に設けられた生体成分を流動させるための流路を備えたマイクロ流体デバイスの製造方法であって、前記第一のプラスチック基材の前記第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に棒状の部材、筒状の部材、シート状の部材、発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を配置する配置工程と、前記棒状の部材、前記筒状の部材、前記シート状の部材、前記発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を覆うように、前記第一のプラスチック基材に前記第二のプラスチック基材を重ね合わせる重ね合わせ工程と、前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材を圧着する圧着工程と、を備えたことを特徴とするマイクロ流体デバイスの製造方法を提供する。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項８に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法において、前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材との間に配された前記棒状の部材、前記筒状の部材、前記シート状の部材、前記発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種をエッチングにより除去する除去工程を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項８または９に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法において、前記第一のプラスチック基材の前記第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に、前記棒状の部材、前記筒状の部材、前記シート状の部材、前記発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を配置する流路を予め形成する流路形成工程を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のマイクロ流体デバイスによれば、所定の形状の流路が高精度に設けられているので、血液などの生体成分の定性分析および定量分析を高精度に実施することができる。
【００１９】
本発明のマイクロ流体デバイスの製造方法によれば、２つのプラスチック基材の間に、棒状の部材、筒状の部材、シート状の部材、発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を配し、２つのプラスチック基材を圧着して、これらを一体化した後、エッチングによって棒状の部材、筒状の部材、シート状の部材、発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を除去するか、あるいは、２つのプラスチック基材の間に、棒状の部材、筒状の部材、シート状の部材、発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を配し、２つのプラスチック基材を圧着して、これらを一体化することにより、所定の形状の流路が設けられたマイクロ流体デバイスを得ることができる。したがって、本発明のマイクロ流体デバイスの製造方法によれば、製造工程が単純で、高度な加工技術や加工装置を必要としないため、容易かつ安価にマイクロ流体デバイスを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明を実施したマイクロ流体デバイスおよびその製造方法について詳細に説明する。
なお、これらのマイクロ流体デバイスおよびその製造方法によって、本発明は限定されるものではない。
【００２１】
（１）第一の実施形態
図１は、本発明に係るマイクロ流体デバイスの第一の実施形態を示す概略斜視図である。
図１中、符号１０はマイクロ流体デバイス、１１は第一のプラスチック基材、１２は第二のプラスチック基材、１３は構造体、１４は流路をそれぞれ示している。
【００２２】
このマイクロ流体デバイス１０は、板状の第一のプラスチック基材１１と板状の第二のプラスチック基材１２を重ねてなる構造体１３と、この構造体１３を貫通し、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２との間に設けられた断面形状が円形の流路１４とから概略構成されている。
このマイクロ流体デバイス１０は、生体成分の分析に用いられるものであり、流路１４はその分析の際に、生体成分を流動させるためのものである。
【００２３】
流路１４の内径は、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上、２ｍｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以上、５００μｍ以下であることがさらに好ましい。流路１４の内径が１０μｍ以上、５ｍｍ以下であれば、分析に用いられる生体成分の量が少なくても、これに含まれる微量成分（被検出物質）を高精度に分離、抽出することができるので、被検出物質の定性分析や定量分析を高感度に行うことができる。また、生体成分も詰まり難い。
【００２４】
第一のプラスチック基材１１、第二のプラスチック基材１２としては、生体成分に対して安定であり、かつ熱加工が可能な熱可塑樹脂からなる基材が用いられる。さらに、第一のプラスチック基材１１、第二のプラスチック基材１２としては、透過率が流路１４内を流動する生体物質を外部から観察できる程度のものが好ましい。このような熱可塑樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアクリレートなどが挙げられる。
【００２５】
なお、この実施形態では、第一のプラスチック基材１１および第二のプラスチック基材１２を板状としたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、所定の流路形状を形成できるとともに、互いに重ね合わせることができるものであれば、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材の形状は特に限定されず、また、両者の形状や厚みが異なっていてもよい。
【００２６】
また、この実施形態では、流路１４の長手方向と垂直な断面の形状を円形としたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、流路の長手方向と垂直な断面の形状は、楕円形、三角形、正方形、矩形、台形、多角形、星形、十字形、あるいは、これらの形状が複数組み合わされてなる形状であってもよい。
【００２７】
（２）第一の実施形態における製造方法
次に、図２を参照して、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第一の実施形態を説明する。
図２は、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第一の実施形態を示す概略断面図である。
図２において、図１に示したマイクロ流体デバイス１０と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２８】
まず、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を超音波洗浄する。
この際、少なくとも、第一のプラスチック基材１１の第二のプラスチック基材１２と重ね合わされる面と、第二のプラスチック基材１２の第一のプラスチック基材１１と重ね合わされる面を洗浄する。
【００２９】
この洗浄工程では、例えば、以下に示す方法により、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を超音波洗浄する。
まず、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を、エタノール水溶液中に浸漬して、超音波洗浄機により洗浄する。次いで、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を、純水中に浸漬して、超音波洗浄機により洗浄する。この純水を用いた洗浄を二回繰り返す。
なお、洗浄する時間は特に限定されず、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２の汚れ具合などに応じて、適宜調整される。
【００３０】
次いで、第一のプラスチック基材１１および第二のプラスチック基材１２に酸素プラズマアッシングを施し、第一のプラスチック基材１１の第二のプラスチック基材１２と重ね合わされる面と、第二のプラスチック基材１２の第一のプラスチック基材１１と重ね合わされる面に残存する絶縁膜を除去する。なお、酸素プラズマアッシングにおける出力や処理時間は特に限定されず、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２における絶縁膜の残存量などに応じて適宜調整される。
【００３１】
次いで、第一のプラスチック基材１１の第二のプラスチック基材１２と重ね合わされる面、または、第二のプラスチック基材１２の第一のプラスチック基材１１と重ね合わされる面のいずれか一方、あるいは、第一のプラスチック基材１１の第二のプラスチック基材１２と重ね合わされる面、および、第二のプラスチック基材１２の第一のプラスチック基材１１と重ね合わされる面の両方に、バインダーを塗布する。
バインダーとしては、特に限定されず、一般的にプラスチック基材などの接着に用いられるものであれば、如何なるものでも用いることができる。
【００３２】
次いで、図２（ａ）に示すように、第一のプラスチック基材１１の第二のプラスチック基材１２と重ね合わされる面１１ａに、断面形状が円形の棒状の部材（以下、「棒状部材」と称する。）１５を配置する（配置工程）。
この配置工程おいて、最終的に得られるマイクロ流体デバイスに設けられる流路が所定のパターン（形状）をなすように、棒状部材１５を配置する。例えば、図１に示すように、複数の流路１４がマイクロ流体デバイス１０の長手方向に沿って並列に設けられる場合には、複数の棒状部材１５を第一のプラスチック基材１１の長手方向に沿って配置する。
【００３３】
棒状部材１５としては、特に限定されるものではなく、その長手方向と垂直な断面の形状が、楕円形、三角形、正方形、矩形、台形、多角形、星形、十字形、あるいは、これらの形状が複数組み合わされてなる形状のものが用いられる。また、棒状部材１５の材質は、特に限定されるものではなく、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２の材質に応じて、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種が適宜選択される。また、後段の工程にて、第一のプラスチック基材１１、第二のプラスチック基材１２または棒状部材１５には熱が加えられるが、マイクロ流体デバイス１０の流路１４の形状は、棒状部材１５の形状によって決定するため、棒状部材１５の軟化温度は、第一のプラスチック基材１１および第二のプラスチック基材１２の軟化温度よりも高い必要がある。
【００３４】
次いで、棒状部材１５を覆うように、第一のプラスチック基材１１に第二のプラスチック基材１２を重ね合わせる（重ね合わせ工程）。
【００３５】
次いで、図２（ｂ）に示すように、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２、または、棒状部材１５のいずれか一方を所定の温度に加熱するか、あるいは、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２、および、棒状部材１５の両方を所定の温度に加熱し、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２に所定の圧力を加えて、これらの間に棒状部材１５を配した状態で、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を圧着し（圧着工程）、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２および棒状部材１５を一体化する。
この圧着工程において、「所定の温度」とは、第一のプラスチック基材１１および第二のプラスチック基材１２の軟化温度のことである。また、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２に加える圧力や、圧力を加える時間は特に限定されず、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック１２の材質や強度などに応じて適宜調整される。
【００３６】
次いで、図２（ｃ）に示すように、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２の間に配した棒状部材１５をエッチングにより除去し（除去工程）、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２との間に流路１４が設けられたマイクロ流体デバイス１０を得る。
この除去工程では、棒状部材１５の材質に応じて、エッチング条件は適宜調整される。エッチングは、例えば、ガス、溶剤などを用いて行うことができる。また、エッチングに用いられる溶剤としては、棒状部材１５を溶解し、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を溶解しないものであれば、特に限定されない。
【００３７】
この実施形態のマイクロ流体デバイスの製造方法によれば、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２の間に棒状部材１５を配し、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２を圧着して、これらを一体化した後、エッチングによって棒状部材１５を除去することにより、所定の形状の流路１４が設けられたマイクロ流体デバイス１０を得ることができる。したがって、この実施形態のマイクロ流体デバイスの製造方法は、製造工程が単純で、高度な加工技術や加工装置を必要としないため、容易かつ安価にマイクロ流体デバイスを製造することができる。
【００３８】
なお、この実施形態では、図２（ｄ）に示すように、第二のプラスチック基材１２をエッチングにより除去して、その長手方向と垂直な断面の形状が半円状の流路１６が設けられたマイクロ流体デバイス１７を作製してもよい。
【００３９】
さらに、図２（ｅ）に示すように、流路１６を覆うように、第一のプラスチック基材１１にフィルム状、シート状、板状などの基材１８を貼り合わせることより、第一のプラスチック基材１１と基材１８との間に流路１６が設けられたマイクロ流体デバイス１９を作製してもよい。
基材１８の材質は、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種が適宜選択されるが、生体成分に対して安定であるものが好ましく、さらに、透過率が流路１６内を流動する生体物質を外部から観察できる程度のものが好ましい。
【００４０】
この実施形態では、予め流路が形成されていない第一のプラスチック基材１１の第二のプラスチック基材１２と重ね合わされる面１１ａに棒状部材１５を配置しているが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を超音波洗浄する前に、第一のプラスチック基材の第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に、棒状の部材を配置する流路を予め形成（流路形成工程）してもよい。また、この流路形成工程にて形成される流路は、最終的に得られるマイクロ流体デバイスに設けられる流路と略等しい形状であっても、あるいは、棒状の部材を第一のプラスチック基材上に一時的に留めておくために、棒状の部材の外形の一部と形状が等しいものであってもよい。このように、第一のプラスチック基材の第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に、棒状の部材を配置する流路を予め形成すれば、より高精度に流路を形成することができる。
【００４１】
また、この実施形態では、マイクロ流体デバイス１０の流路１４を形成するために、第一のプラスチック基材１１と第二のプラスチック基材１２との間に配される部材として棒状部材１５を用いたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、マイクロ流体デバイスの流路を形成するために、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材との間に配される部材として、所定の流路形状に応じて、筒状、フィルム状、シート状、板状、網状、針金状、ファイバ状、ネジ状などの部材、あるいは、微粒子、発泡体などを用いることもできる。前記発泡体としては、例えば、金属発泡体、ポリエチレン発泡体などが挙げられ、これらの中でも金属発泡体が好ましい。
【００４２】
また、マイクロ流体デバイスの流路を形成するために、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材との間に配される部材を金属製のものとし、この部材を第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材と一体化した時点で工程を終了して、この時点で得られるものをデバイスとして用いてもよい。得られるデバイスは、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を重ねてなる構造体と、この構造体を貫通し、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材との間に設けられた金属製の部材からなる回路を備えた回路基板として用いることもできる。
【００４３】
（３）第二の実施形態
図３は、本発明に係るマイクロ流体デバイスの第二の実施形態を示す概略斜視図である。
図３中、符号２０はマイクロ流体デバイス、２１は第一のプラスチック基材、２２は第二のプラスチック基材、２３は構造体、２４は流路、２５は円筒形の部材をそれぞれ示している。
【００４４】
このマイクロ流体デバイス２０は、板状の第一のプラスチック基材２１と板状の第二のプラスチック基材２２を重ねてなる構造体２３と、この構造体２３を貫通し、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２との間に配された、中央部に断面形状が円形の流路２４が設けられた円筒形の部材（以下、「円筒部材」と称する。）２５とから概略構成されている。
【００４５】
円筒部材２５の流路２４の内径は、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上、２ｍｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以上、５００μｍ以下であることがさらに好ましい。流路２４の内径が１０μｍ以上、５ｍｍ以下であれば、分析に用いられる生体成分の量が少なくても、これに含まれる微量成分（被検出物質）を高精度に分離、抽出することができるので、被検出物質の定性分析や定量分析を高感度に行うことができる。また、生体成分も詰まり難い。
【００４６】
また、円筒部材２５の流路２４内には、生体成分に含まれる被検出物質の抗体または抗原を付着させた固相が設けられていてもよい。また、被検出物質が抗体である場合、この抗体に対する抗原を付着させた固相が設けられていてもよい。このように円筒部材２５に抗体または抗原を付着させた固相を設ければ、微量サンプルを対象とした免疫測定などが可能となる。
【００４７】
第一のプラスチック基材２１、第二のプラスチック基材２２としては、上記の第一のプラスチック基材１１、第二のプラスチック基材１２と同様のものが用いられる。
【００４８】
なお、この実施形態では、第一のプラスチック２１と第二のプラスチック２２との間に配される筒状の部材として円筒部材２５を用いたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、筒状の部材の長手方向と垂直な断面の形状は、楕円形、三角形、正方形、矩形、台形、多角形、星形、十字形、あるいは、これらの形状が複数組み合わされてなる形状であってもよい。また、円筒部材２５の材質は、特に限定されるものではなく、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２の材質に応じて、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種が適宜選択される。また、後段の工程にて、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２、または円筒部材２５には熱が加えられ、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２との間に挟んだ円筒部材２５の形状によって、マイクロ流体デバイス２０の流路２４の形状が決定する。したがって、円筒部材２５により所定の形状の流路２４を形成するためには、円筒部材２５の軟化温度は、第一のプラスチック基材２１および第二のプラスチック基材２２の軟化温度よりも高い必要がある。
【００４９】
また、この実施形態では、円筒部材２５の流路２４の長手方向と垂直な断面の形状を円形としたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、流路の長手方向と垂直な断面の形状は、楕円形、三角形、正方形、矩形、台形、多角形、星形、十字形、あるいは、これらの形状が複数組み合わされてなる形状であってもよい。
【００５０】
また、この実施形態では、マイクロ流体デバイス２０の流路全体が、円筒部材２５の流路２４からなる場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、マイクロ流体デバイスの流路の少なくとも一部が筒状の部材で形成されていればよい。
【００５１】
（４）第二の実施形態における製造方法
次に、図４を参照して、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第二の実施形態を説明する。
図４は、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第二の実施形態を示す概略断面図である。
図４において、図３に示したマイクロ流体デバイス２０と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５２】
まず、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２を超音波洗浄する。
この際、少なくとも、第一のプラスチック基材２１の第二のプラスチック基材２２と重ね合わされる面と、第二のプラスチック基材２２の第一のプラスチック基材２１と重ね合わされる面を洗浄する。
【００５３】
次いで、第一のプラスチック基材２１および第二のプラスチック基材２２に酸素プラズマアッシングを施し、第一のプラスチック基材２１の第二のプラスチック基材２２と重ね合わされる面と、第二のプラスチック基材２２の第一のプラスチック基材２１と重ね合わされる面に残存する絶縁膜を除去する。
【００５４】
次いで、第一のプラスチック基材２１の第二のプラスチック基材２２と重ね合わされる面、または、第二のプラスチック基材２２の第一のプラスチック基材２１と重ね合わされる面のいずれか一方、あるいは、第一のプラスチック基材２１の第二のプラスチック基材２２と重ね合わされる面、および、第二のプラスチック基材２２の第一のプラスチック基材２１と重ね合わされる面の両方に、バインダーを塗布する。
【００５５】
次いで、図４（ａ）に示すように、第一のプラスチック基材２１の第二のプラスチック基材２２と重ね合わされる面２１ａに、円筒部材２５を配置する（配置工程）。
この配置工程では、最終的に得られるマイクロ流体デバイスに設けられる流路が所定のパターン（形状）をなすように、円筒部材２５を配置する。
【００５６】
次いで、円筒部材２５を覆うように、第一のプラスチック基材２１に第二のプラスチック基材２２を重ね合わせる（重ね合わせ工程）。
【００５７】
次いで、図４（ｂ）に示すように、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２、または、円筒部材２５のいずれか一方を所定の温度に加熱するか、あるいは、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２、および、円筒部材２５の両方を所定の温度に加熱し、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２に所定の圧力を加えて、これらの間に円筒部材２５を配した状態で、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２を圧着し（圧着工程）、第一のプラスチック基材２１、第二のプラスチック基材２２および円筒部材２５を一体化して、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２との間に円筒部材２５が配されたマイクロ流体デバイス２０を得る。
【００５８】
さらに、図４（ｃ）に示すように、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２の間に配した円筒部材２５をエッチングにより除去すれば（除去工程）、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２との間に、円筒部材２５の外形形状に略等しい形状の流路２６が設けられたマイクロ流体デバイス２７を得る。
【００５９】
この実施形態のマイクロ流体デバイスの製造方法によれば、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２の間に円筒部材２５を配し、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２を圧着して、これらを一体化することにより、所定の形状の流路２４を有する円筒部材２５が設けられたマイクロ流体デバイス２０を得ることができる。したがって、この実施形態のマイクロ流体デバイスの製造方法は、製造工程が単純で、高度な加工技術や加工装置を必要としないため、容易かつ安価にマイクロ流体デバイスを製造することができる。
【００６０】
なお、この実施形態では、予め流路が形成されていない第一のプラスチック基材２１の第二のプラスチック基材２２と重ね合わされる面２１ａに円筒部材２５を配置しているが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を超音波洗浄する前に、第一のプラスチック基材の第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に、筒状の部材を配置する流路を予め形成（流路形成工程）してもよい。また、この流路形成工程にて形成される流路は、筒状の部材の外形形状と略等しい形状であっても、あるいは、筒状の部材を第一のプラスチック基材上に一時的に留めておくために、筒状の部材の外形の一部と形状が等しいものであってもよい。
【００６１】
また、筒状の部材を金属製のものとすれば、得られたマイクロ流体デバイスを、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材との間に設けられた金属製の部材からなる回路を備えた回路基板として用いることもできる。
【００６２】
（５）第三の実施形態
図５は、本発明に係るマイクロ流体デバイスの第三の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図５中、符号３０はマイクロ流体デバイス、３１は第一のプラスチック基材、３２は第二のプラスチック基材、３３は構造体、３４は流路、３５は微粒子状の発泡体をそれぞれ示している。
【００６３】
このマイクロ流体デバイス３０は、板状の第一のプラスチック基材３１と板状の第二のプラスチック基材３２を重ねてなる構造体３３と、この構造体３３を貫通し、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２との間に設けられた断面形状が円形の流路３４と、流路３４内に配された、多数の微粒子が結合した状態をなす発泡体３５とから概略構成されている。
このマイクロ流体デバイス３０では、流路３４内に多数の微粒子状が結合した状態をなす発泡体３５を配することにより、この発泡体３５が生体成分に含まれる被検出物質を分離、抽出するための流路をなす。
【００６４】
発泡体３５は、空孔径が０．１μｍ以上、１００μｍ以下、空孔率が１％以上、９０％以下であることが好ましく、空孔径が２μｍ以上、５０μｍ以下、空孔率が３０％以上、７０％以下であることがより好ましい。空孔径が０．１μｍ以上、１００μｍ以下、空孔率が１％以上、９０％以下の発泡体３５を用いれば、マイクロ流体デバイス３０において、固相面積を大きくすることができるとともに、発泡体３５内を生体成分が流動し易い。したがって、マイクロ流体デバイス３０では、流路３４内に粉体を充填した場合と異なり、生体成分が詰まり難く、これによる圧力損失も生じ難い。
【００６５】
また、発泡体３５の空孔に、生体成分に含まれる被検出物質の抗体または抗原を付着させた固相が設けられていてもよい。また、被検出物質が抗体である場合、この抗体に対する抗原を付着させた固相が設けられていてもよい。このように発泡体３５に抗体または抗原を付着させた固相を設ければ、微量サンプルを対象とした免疫測定などが可能となる。
【００６６】
発泡体３５の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種が挙げられる。これらの材質の中でも、生体成分に対して安定なものが好ましい。
【００６７】
第一のプラスチック基材３１、第二のプラスチック基材３２としては、上記の第一のプラスチック基材１１、第二のプラスチック基材１２と同様のものが用いられる。
【００６８】
なお、この実施形態では、発泡体３５として多数の微粒子が結合した状態をなしているものを用いたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、発泡体３５は１つの部材であってもよい。この場合も、空孔径が０．１μｍ以上、１００μｍ以下、空孔率が１％以上、９０％以下であることが好ましい。
【００６９】
また、この実施形態では、流路３４の長手方向と垂直な断面の形状を円形としたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、流路の長手方向と垂直な断面の形状は、楕円形、三角形、正方形、矩形、台形、多角形、星形、十字形、あるいは、これらの形状が複数組み合わされてなる形状であってもよい。
【００７０】
また、この実施形態では、マイクロ流体デバイス３０の流路３４内の一部に、発泡体３５が配された場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、マイクロ流体デバイスの流路全体に発泡体が配されていてもよい。
【００７１】
（４）第三の実施形態における製造方法
次に、図６を参照して、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第三の実施形態を説明する。
図６は、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第三の実施形態を示す概略断面図である。
図６において、図５に示したマイクロ流体デバイス３０と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００７２】
まず、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２を超音波洗浄する。
この際、少なくとも、第一のプラスチック基材３１の第二のプラスチック基材３２と重ね合わされる面と、第二のプラスチック基材３２の第一のプラスチック基材３１と重ね合わされる面を洗浄する。
【００７３】
次いで、第一のプラスチック基材３１および第二のプラスチック基材３２に酸素プラズマアッシングを施し、第一のプラスチック基材３１の第二のプラスチック基材３２と重ね合わされる面と、第二のプラスチック基材３２の第一のプラスチック基材３１と重ね合わされる面に残存する絶縁膜を除去する。
【００７４】
次いで、第一のプラスチック基材３１の第二のプラスチック基材３２と重ね合わされる面、または、第二のプラスチック基材３２の第一のプラスチック基材３１と重ね合わされる面のいずれか一方、あるいは、第一のプラスチック基材３１の第二のプラスチック基材３２と重ね合わされる面、および、第二のプラスチック基材３２の第一のプラスチック基材３１と重ね合わされる面の両方に、バインダーを塗布する。
【００７５】
次いで、図６（ａ）に示すように、第一のプラスチック基材３１の第二のプラスチック基材３２と重ね合わされる面３１ａに、棒状部材３６を配置する（配置工程）。
この配置工程おいて、最終的に得られるマイクロ流体デバイスに設けられる流路が所定のパターン（形状）をなすように、棒状部材３６を配置する。
【００７６】
次いで、棒状部材３６を覆うように、第一のプラスチック基材３１に第二のプラスチック基材３２を重ね合わせる（重ね合わせ工程）。
【００７７】
次いで、図６（ｂ）に示すように、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２、または、棒状部材３６のいずれか一方を所定の温度に加熱するか、あるいは、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２、および、棒状部材３６の両方を所定の温度に加熱し、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２に所定の圧力を加えて、これらの間に棒状部材３６を配した状態で、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２を圧着し（圧着工程）、第一のプラスチック基材３１、第二のプラスチック基材３２および棒状部材３６を一体化する。
【００７８】
次いで、図６（ｃ）に示すように、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２の間に配した棒状部材３６をエッチングにより除去し（除去工程）、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２との間に、棒状部材３６の外形形状に略等しい形状の流路３４を設ける。
【００７９】
次いで、流路３４内に発泡体３５を充填し、生体成分に含まれる被検出物質を分離、抽出するための流路の一部が発泡体３５からなるマイクロ流体デバイス３０を得る。
【００８０】
この実施形態のマイクロ流体デバイスの製造方法によれば、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２の間に棒状部材３６を配し、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２を圧着して、これらを一体化した後、エッチングによって棒状部材３６を除去し、さらに、流路３４内に発泡体３５を充填することにより、流路の一部が発泡体３５からなるマイクロ流体デバイス３０を得ることができる。したがって、この実施形態のマイクロ流体デバイスの製造方法は、製造工程が単純で、高度な加工技術や加工装置を必要としないため、容易かつ安価にマイクロ流体デバイスを製造することができる。
【００８１】
なお、この実施形態では、予め流路が形成されていない第一のプラスチック基材３１の第二のプラスチック基材３２と重ね合わされる面３１ａに棒状部材３６を配置しているが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を超音波洗浄する前に、第一のプラスチック基材の第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に、棒状の部材を配置する流路を予め形成（流路形成工程）してもよい。また、この流路形成工程にて形成される流路は、棒状の部材の外形形状と略等しい形状であっても、あるいは、棒状の部材を第一のプラスチック基材上に一時的に留めておくために、棒状の部材の外形の一部と形状が等しいものであってもよい。
【００８２】
また、この実施形態では、以下のようにしてマイクロ流体デバイスを製造することもできる。
図６（ｃ）に示す除去工程において、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２の間に配した棒状部材３６をエッチングにより除去した後、図７（ａ）に示すように、第二のプラスチック基材３２をエッチングにより除去することにより、その長手方向と垂直な断面の形状が半円状の流路３７が設けられた第一のプラスチック基材３１を作製する。
【００８３】
次いで、図７（ｂ）に示すように、流路３７に発泡体３５を充填する。
【００８４】
次いで、図７（ｃ）に示すように、発泡体３５が充填された流路３７を覆うように、第一のプラスチック基材３１にフィルム状、シート状、板状などの基材３８を貼り合わせることにより、第一のプラスチック基材３１と基材３８との間に、一部が発泡体３５からなる流路が設けられたマイクロ流体デバイス４０を得る。
基材３８の材質は、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種が適宜選択されるが、生体成分に対して安定であるものが好ましく、さらに、透過率が流路３７内を流動する生体物質を外部から観察できる程度のものが好ましい。
【００８５】
なお、上記の第二の実施形態では、第一のプラスチック基材２１と第二のプラスチック基材２２との間に円筒部材２５が配されたマイクロ流体デバイス２０を例示し、上記の第三の実施形態では、第一のプラスチック基材３１と第二のプラスチック基材３２との間に発泡体３５を配したマイクロ流体デバイス３０を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材との間に設けられた流路の一部または全部が、筒状の部材および発泡体から構成されていてもよい。この場合、（１）流路の一部が筒状の部材からなり、他の部分が発泡体から構成されるもの、（２）流路が筒状の部材と、この筒状の部材内に充填された発泡体から構成されるもの、などを例示できる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明のマイクロ流体デバイスを用いれば、微量サンプルを対象とした分析が可能となる。また、本発明のマイクロ流体デバイスの製造方法を用いれば、マイクロ流体デバイスを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係るマイクロ流体デバイスの第一の実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第一の実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係るマイクロ流体デバイスの第二の実施形態を示す概略斜視図である。
【図４】本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第二の実施形態を示す概略断面図である。
【図５】本発明に係るマイクロ流体デバイスの第三の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第三の実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の第三の実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０，２０，３０・・・マイクロ流体デバイス、１１，２１，３１・・・第一のプラスチック基材、１２，２２，３２・・・第二のプラスチック基材、１３，２３，３３・・・構造体、１４，２４，３４・・・流路、１５・・・棒状部材、２５・・・円筒部材、３５・・・発泡体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体成分を分析するためのマイクロ流体デバイスであって、
第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を重ねてなる構造体と、該構造体を貫通し、前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材との間に設けられた生体成分を流動させるための流路を備えたことを特徴とするマイクロ流体デバイス。
【請求項２】
前記流路の内径は、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３】
前記流路の少なくとも一部が筒状の部材および／または発泡体からなることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項４】
前記筒状の部材は、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項３に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項５】
前記筒状の部材の内径は、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３または４に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項６】
前記発泡体は、空孔径が０．１μｍ以上、１００μｍ以下、空孔率が１％以上、９０％以下であることを特徴とする請求項３に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項７】
前記筒状の部材または前記発泡体は、抗体または抗原を付着させた固相を備えたことを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項８】
第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を重ねてなる構造体と、該構造体を貫通し、前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材との間に設けられた生体成分を流動させるための流路を備えたマイクロ流体デバイスの製造方法であって、
前記第一のプラスチック基材の前記第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に棒状の部材、筒状の部材、シート状の部材、発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を配置する配置工程と、
前記棒状の部材、前記筒状の部材、前記シート状の部材、前記発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を覆うように、前記第一のプラスチック基材に前記第二のプラスチック基材を重ね合わせる重ね合わせ工程と、
前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材を圧着する圧着工程と、
を備えたことを特徴とするマイクロ流体デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材との間に配された前記棒状の部材、前記筒状の部材、前記シート状の部材、前記発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種をエッチングにより除去する除去工程を備えたことを特徴とする請求項８に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記第一のプラスチック基材の前記第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に、前記棒状の部材、前記筒状の部材、前記シート状の部材、前記発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を配置する流路を予め形成する流路形成工程を備えたことを特徴とする請求項８または９に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法。
【請求項１】
生体成分を分析するためのマイクロ流体デバイスであって、
第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を重ねてなる構造体と、該構造体を貫通し、前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材との間に設けられた生体成分を流動させるための流路を備えたことを特徴とするマイクロ流体デバイス。
【請求項２】
前記流路の内径は、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３】
前記流路の少なくとも一部が筒状の部材および／または発泡体からなることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項４】
前記筒状の部材は、ガラス、金属、セラミック、セルロース、プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項３に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項５】
前記筒状の部材の内径は、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３または４に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項６】
前記発泡体は、空孔径が０．１μｍ以上、１００μｍ以下、空孔率が１％以上、９０％以下であることを特徴とする請求項３に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項７】
前記筒状の部材または前記発泡体は、抗体または抗原を付着させた固相を備えたことを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項８】
第一のプラスチック基材と第二のプラスチック基材を重ねてなる構造体と、該構造体を貫通し、前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材との間に設けられた生体成分を流動させるための流路を備えたマイクロ流体デバイスの製造方法であって、
前記第一のプラスチック基材の前記第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に棒状の部材、筒状の部材、シート状の部材、発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を配置する配置工程と、
前記棒状の部材、前記筒状の部材、前記シート状の部材、前記発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を覆うように、前記第一のプラスチック基材に前記第二のプラスチック基材を重ね合わせる重ね合わせ工程と、
前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材を圧着する圧着工程と、
を備えたことを特徴とするマイクロ流体デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記第一のプラスチック基材と前記第二のプラスチック基材との間に配された前記棒状の部材、前記筒状の部材、前記シート状の部材、前記発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種をエッチングにより除去する除去工程を備えたことを特徴とする請求項８に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記第一のプラスチック基材の前記第二のプラスチック基材と重ね合わされる面に、前記棒状の部材、前記筒状の部材、前記シート状の部材、前記発泡体からなる群より選ばれる少なくとも１種を配置する流路を予め形成する流路形成工程を備えたことを特徴とする請求項８または９に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法。
【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２００７−１２１１３０（Ｐ２００７−１２１１３０Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１４１９９（Ｐ２００５−３１４１９９）
【出願日】平成１７年１０月２８日（２００５．１０．２８）
【出願人】（３０６００８７２４）富士レビオ株式会社 (55)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２８日（２００５．１０．２８）
【出願人】（３０６００８７２４）富士レビオ株式会社 (55)
【Ｆターム（参考）】
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