マイクロ流路チップ
【課題】非使用時には流路容積がゼロであるが、使用時には圧力を印加して膨隆させることにより或る容積の流路を形成し得る非接着薄膜層部分を有するマイクロ流路チップにおいて、非接着薄膜層部分を効率的に膨隆させる。
【解決手段】相互に接着された第１の基板１３と第２の基板１５とからなり、少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７が形成されており、前記第１の基板には大気に向かって開口するポート５が配設されており、前記非接着薄膜層の端部の少なくとも一方は前記ポートに連接されているマイクロ流路チップであって、前記第２の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板１９を有し、前記下敷板は前記第２の基板との界面側に、前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層側に向かって延びる凹部２１を有し、前記凹部の幅は前記非接着薄膜層の幅よりも広い。
【解決手段】相互に接着された第１の基板１３と第２の基板１５とからなり、少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７が形成されており、前記第１の基板には大気に向かって開口するポート５が配設されており、前記非接着薄膜層の端部の少なくとも一方は前記ポートに連接されているマイクロ流路チップであって、前記第２の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板１９を有し、前記下敷板は前記第２の基板との界面側に、前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層側に向かって延びる凹部２１を有し、前記凹部の幅は前記非接着薄膜層の幅よりも広い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロ流路チップに関する。更に詳細には、本発明は、該非接着層部分を比較的低圧でも膨隆させることができるマイクロ流路チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、マイクロ・トータル・アナリシス・システムズ（μＴＡＳ）又はラブ・オン・チップ(Lab-on-Chip)などの名称で知られるように、基板内に所定の形状の流路を構成するマイクロチャネル及びポートなどの微細構造を設け、該微細構造内で物質の化学反応、合成、精製、抽出、生成及び／又は分析など各種の操作を行うことが提案され、一部実用化されている。このような目的のために製作された、基板内にマイクロチャネル及びポートなどの微細構造を有する構造物は総称して「マイクロ流路チップ」又は「マイクロ流体デバイス」などと呼ばれる。
【０００３】
マイクロ流路チップは遺伝子解析、臨床診断、薬物スクリーニング及び環境モニタリングなどの幅広い用途に使用できる。常用サイズの同種の装置に比べて、マイクロ流路チップは(1)サンプル及び試薬の使用量が著しく少ない、(2)分析時間が短い、(3)感度が高い、(4)現場に携帯し、その場で分析できる、及び(5)使い捨てできるなどの利点を有する。
【０００４】
特開２００１−１５７８５５号公報（特許文献１）に記載されるような従来のマイクロ流路チップ１００は、例えば、図１９に示されるように、エラストマータイプのシリコン樹脂であるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などの材料からなる第１の基板１０２に少なくとも１本の、中空状のマイクロチャネル１０４が形成されており、この中空状マイクロチャネル１０４の少なくとも一端には入出力ポートとなるべきポート１０５，１０６が形成されており、基板１０２の下面側に透明又は不透明な素材（例えば、ガラス又はＰＤＭＳ）からなる第２の基板１０８が接着されている。この第２の基板１０８の存在により、ポート１０５，１０６及びマイクロチャネル１０４の底部が封止される。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されるような従来のマイクロ流路チップ１００の場合、半導体の製造に多用される、いわゆる光リソグラフィー法を応用した方法で製造されるが、その製造コストは比較的高かった。また、ポート１０５からポート１０６に液体などの媒体を送る場合、その流れを制御するために中空状マイクロチャネル１０４の途中にマイクロバルブなどの流体制御素子を配設することがある｛例えば、特開２００１−３０４４４０号公報（特許文献２），図３参照｝。しかし、このようなマイクロバルブは構造が複雑であるため、その形成は容易ではなく、実際に配設するとなればマイクロ流路チップ１００の製造コストを一層増大させることとなる。
【０００６】
前記のような従来のマイクロ流路チップの問題点を解決するため、本発明者らは非使用時には流路容積がゼロであるが、使用時には圧力を印加して膨隆させることにより或る容積の流路を形成し得る非接着層部分を有するマイクロ流路チップを国際出願した。この出願は国際公開ＷＯ２００７／０９４２５４号公報（特許文献３）に公開されている。図２０は、このマイクロ流路チップ１００Ａの概要平面図と断面図である。図２０のマイクロ流路チップ１００Ａは、従来のマイクロ流路チップ１００と同様に、第１の基板１０２と第２の基板１０８とからなり、第１の基板１０２には液体又は気体などの媒体の入出力口となるべきポート１０５及び１０６が配設されている。第１の基板１０２と第２の基板１０８は非接着薄膜層１１０及びポート１０５，１０６以外の部分では、互いに接着している。非接着薄膜層１１０は従来のマイクロ流路チップ１００におけるマイクロチャネル１０４となるべき部分である。しかし、通常は、ポート１０５とポート１０６は非接着薄膜層１１０により遮断されているので、液体又は気体などの媒体を一方のポートから他方のポートに送ることはできない。
【０００７】
マイクロ流路チップ１００Ａでは、図２１（Ａ）に示されるように、液体又は気体の導入部となるべきポート１０５の開口部にアダプター１１４を配設し、このアダプター１１４に送入チューブ１１６を接続する。送入チューブ１１６の他端は図示されていないが適当な原液供給手段及び／又は加圧手段（例えば、マイクロポンプ又はシリンジなど）に接続されている。ポート１０５内に目的の液体が注入されたら、送入チューブ１１６から気体（例えば、空気）を高圧（例えば、１０ｋＰａ〜１００ｋＰａ）で送入する。又は、ポート１０５内に目的の液体を陽圧を印加しながら注入すると、図２１（Ｂ）に示されるように、非接着薄膜層１１０に対応する第１の基板部分だけが僅かに膨隆し、マイクロチャネルとして機能し得る空隙１１８が生じ、ポート１０５内の液体及び／又は気体をポート１０６に移送することができる。第１の基板１０２の非接着薄膜層１１０に対応する上部外面を指などで圧迫すると、膨隆空隙１１８は簡単に閉塞される。従って、図２０のマイクロ流路チップ１００Ａでは、従来のマイクロバルブなどのような特別な構成要素を配設しなくても、マイクロバルブと同等の作用効果を発揮させることができる。
【０００８】
ポートの数が２〜４個程度であれば、各ポートにアダプター１１４を接続して送液及び／又は加圧などの作業を行うのにたいして不便は無いが、ポートの数が数十個にもなるとアダプター１１４の接続作業だけでも長時間を要し、分析作業の効率を低下させる。また、図２０のマイクロ流路チップ１００Ａを用いる自動分析装置を実現させるためにも、アダプター１１４に依らずに多数個のポートに同時に送液及び／又は加圧を行うことができるマイクロ流路チップの開発が求められてきた。
【特許文献１】特開２００１−１５７８５５号公報
【特許文献２】特開２００１−３０４４４０号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００７／０９４２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の目的は、第１の基板及び第２の基板とからなり、両基板の接合界面に、非使用時には流路容積がゼロであるが、使用時には圧力を印加して膨隆させることにより或る容積の流路を形成し得る非接着薄膜層部分を有するマイクロ流路チップにおいて、マイクロ流路チップの上面に着脱可能な硬質材料からなり、当該マイクロ流路チップの複数個のポートに一度に送入チューブをセッティングすることができる加圧・送液支援部材を使用する際に、前記非接着層部分を必要十分なだけ膨隆させることができるマイクロ流路チップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための手段としての請求項１の発明は、相互に接着された第１の基板と第２の基板とからなり、少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第１の基板には大気に向かって開口するポートが配設されており、前記非接着薄膜層の端部の少なくとも一方は前記ポートに連接されているマイクロ流路チップであって、
前記第２の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第２の基板との界面側に、前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層側に向かって延びる凹部を有し、前記凹部の幅は前記非接着薄膜層の幅よりも広いことを特徴とするマイクロ流路チップである。
【００１１】
この発明によれば、下敷板に形成された凹部の存在により、ポートの配設されていないＰＤＭＳ基板が下敷板の凹部内に凹むように変形することができる。この変形により両基板間の非接着薄膜層端部に隙間が発生し、この隙間を通して比較的低圧でも非接着薄膜層に対応する基板部分を膨隆させ、マイクロチャネルとして機能する空隙を発生させることができる。
【００１２】
前記課題を解決するための手段としての請求項２の発明は、前記凹部は前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層の長さの一部だけに向かって延びている請求項１記載のマイクロ流路チップ請求項１記載のマイクロ流路チップである。
【００１３】
この発明によれば、下敷板の凹部がポートよりも非接着薄膜層方向に偏って形成されているので、非接着薄膜層に対応する基板部分を一層容易に膨隆させることができる。
【００１４】
前記課題を解決するための手段としての請求項３の発明は、前記凹部は前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層の全長に亘って延びている請求項１記載のマイクロ流路チップである。
【００１５】
この発明によれば、下敷板の凹部が非接着薄膜層全体に及んでいるので、非接着薄膜層を膨隆させたときに凹部の深さに相当する十分な大きさのマイクロチャネルとして機能する空隙を発生させることができる。
【００１６】
前記課題を解決するための手段としての請求項４の発明は、前記第１の基板はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）と恒久接着可能な硬質材料からなり、前記第２の基板はＰＤＭＳからなる請求項１記載のマイクロ流路チップである。
【００１７】
この発明によれば、第１の基板が硬質材料から形成されているので、ポートにＯ−リング付きの加圧送入用の押さえ蓋を強力に押し付けても基板が撓んでシール性が損なわれるような不都合な事態は起こらない。
【００１８】
前記課題を解決するための手段としての請求項５の発明は、前記第１の基板及び第２の基板の両方ともＰＤＭＳからなる請求項１記載のマイクロ流路チップである。
【００１９】
この発明によれば、第１の基板及び第２の基板を最も確実に恒久接着させることができる。
【００２０】
前記課題を解決するための手段としての請求項６の発明は、前記ＰＤＭＳ製の第１の基板の上面に、硬質材料からなる上敷板が更に配設されている請求項５記載のマイクロ流路チップである。
【００２１】
この発明によれば、ＰＤＭＳ製の第１の基板のポートにＯ−リング付きの加圧送入用の押さえ蓋を強力に押し付けるとＰＤＭＳ製基板が撓んでシール性が損なわれることがあるが、ＰＤＭＳ製基板の上に硬質材料の上敷板を配置することにより押さえ蓋を強力に押し付けてもシール性が損なわれることがない。
【００２２】
前記課題を解決するための手段としての請求項７の発明は、前記下敷板は金属類、プラスチック類、ゴム類、ガラス類、セラミックス類、木材類及び合成紙類からなる群から選択される一つの材料から形成されていて、前記第２の基板の下面側に接着されているか又は着脱可能に配置される請求項１記載のマイクロ流路チップである。
【００２３】
この発明によれば、下敷板が自ら変形し難い材料から形成されているので、上部の基板を撓ませることなく確実に保持することができる。また、下敷板を第２の基板の下面側に着脱可能に配置させれば、下敷板を使い回しでき、経済的である。
【００２４】
前記課題を解決するための手段としての請求項８の発明は、上から順に、相互に接着された第１の基板と、第２の基板と、第３の基板とからなり、前記第１の基板及び第２の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第２の基板及び第３の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第２の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第１の基板には、前記流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第２のポート及び、第２の基板にまで貫通して前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第１のポートが配設されているマイクロ流路チップであって、
前記第３の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第３の基板との界面側に、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第１の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第２のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第２の凹部とを有し、前記第１の凹部の幅は前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、かつ、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも広いことを特徴とするマイクロ流路チップである。
【００２５】
この発明によれば、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と共に流体制御素子生成用非接着薄膜層を併用することにより、上部側からマイクロチャネルを部分的に閉塞することができる。
【００２６】
前記課題を解決するための手段としての請求項９の発明は、上から順に、相互に接着された第１の基板と、第２の基板と、第３の基板とからなり、前記第１の基板及び第２の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第２の基板及び第３の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第２の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第１の基板には、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第１のポート及び第２の基板にまで貫通して前記流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第２のポートが配設されているマイクロ流路チップであって、
前記第３の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第３の基板との界面側に、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第１の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第２のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第２の凹部とを有し、前記第１の凹部の幅は前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、かつ、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも狭いことを特徴とするマイクロ流路チップである。
【００２７】
この発明によれば、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と共に流体制御素子生成用非接着薄膜層を併用することにより、下部側からマイクロチャネルを部分的に閉塞することができる。
【００２８】
前記課題を解決するための手段としての請求項１６の発明は、上から順に、相互に接着された第１の基板と、第２の基板と、第３の基板と、第４の基板とからなり、前記第１の基板及び第２の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の第１の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第２の基板及び第３の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第３の基板及び第４の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の第２の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第２の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第３の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第１の基板には、前記第２の基板にまで貫通して前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第１のポートと、前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第２のポートと、前記第３の基板にまで貫通して前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第３のポートが配設されているマイクロ流路チップであって、
前記第４の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第４の基板との界面側に、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第１の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第２のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第２の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第３のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第３の凹部とを有し、前記第１の凹部の幅は前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも狭いことを特徴とするマイクロ流路チップである。
【００２９】
この発明によれば、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と共に、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の上部側及び下部側に流体制御素子生成用非接着薄膜層を併用することにより、上部側又は下部側からマイクロチャネルを部分的に閉塞することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のマイクロ流路チップによれば、従来のアダプター式の加圧送入手段に代えて、全てのポートに一度に加圧送入手段を接続するためのＯ−リング付きの押さえ蓋の使用が可能になる。これにより、各ポートに個別にアダプター式の加圧送入手段を接続させていたときに比べて、分析作業の効率が飛躍的に向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は本発明によるマイクロ流路チップの或る実施態様の部分概要断面図である。図２は図１に示されたマイクロ流路チップの使用状態を示す部分概要断面図である。図１に示されるように、本発明のマイクロ流路チップ１では、図２１に示されるような従来のアダプター１１４の代わりに、マイクロ流路チップ１の上面全体を覆う「押さえ蓋」３を使用する。押さえ蓋３は硬質な金属、プラスチック、ガラス、セラミックスなどの材質からなる平板状の部材である。押さえ蓋３には、マイクロ流路チップ１のポート５の位置に対応する位置にＯ−リング又はＸ−リング７が配設されており、このＯ−リング又はＸ−リング７の内径側に連通する貫通穴９と、この貫通穴９に連通するチューブ接続穴１１が配設されている。チューブ接続穴１１には送入チューブ１１６が挿入され、固定されている。図示されていないが、チューブ接続穴１１には公知慣用の継ぎ手を配設し、この継ぎ手に送入チューブ１１６を接続することもできる。このような構造の押さえ蓋３を使用することによりマイクロ流路チップ１が何個のポートを有していても、各ポートに対し一遍に送入チューブ１１６を接続できることとなる。Ｏ−リング又はＸ−リング７の材料は、ポート５との間のシール性を確保できる材料であれば全て使用できる。従って、金属類、プラスチック類、ゴム類、セルロース類など任意の材料を使用できる。押さえ蓋３はマイクロ流路チップ１の上面に着脱可能に当接される。従って、図示されていないが、マイクロ流路チップ１の配置箇所が常に一定であれば、押さえ蓋３をヒンジ機構に保持させ、開閉可能な型締め機構等でマイクロ流路チップ１の上面に押圧しながら当接させ、使用後には型締め機構を解放し、ヒンジ機構に保持された押さえ蓋３を跳ね上げて使用済みマイクロ流路チップ１を新品と交換することができる。
【００３２】
図１に示される本発明のマイクロ流路チップ１は、第１の基板１３及び第２の基板１５が何れもポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などのようなシリコーンゴムから形成されている。第１の基板１３と第２の基板１５との接着界面の所定箇所には非接着薄膜層１７が形成されている。ポート５はこの非接着薄膜層１７の一方の端部に連接している。
【００３３】
本発明のマイクロ流路チップ１の特徴は、第２の基板１５の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板１９が配設されていることであり、また、この下敷板１９の第２の基板１５との界面側に所定のサイズの凹部２１が形成されていることである。下敷板１９は金属類、プラスチック類、ゴム類、ガラス類、セラミックス類、木材類及び合成紙類などから形成できる。成型の容易なプラスチック製であることが好ましい。下敷板１９の厚さ自体は本発明の必須要件ではないが、一般的に、０．１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内の厚さであることが好ましい。下敷板１９の厚さが０．１ｍｍ未満では機械的強度が低すぎるばかりか、所定の深さを有する凹部２１を形成することができない。一方、下敷板１９の厚さが３ｍｍ超では下敷板１９としての必要な機能が全て満たされ、単に不経済となるだけである。
【００３４】
本発明で使用する下敷板１９において、凹部２１はポート５に対して非接着薄膜層１７側に偏位して形成することが好ましい。凹部２１をポート５と同じ位置に形成すると所期の効果を得るのが困難となる。凹部２１の深さは非接着薄膜層１７に対応する位置の第１の基板１３又は第２の基板１５を膨隆させたときに形成される空隙の高さ程度であればよい。また、凹部２１の幅は非接着薄膜層１７の幅よりも大きいことが好ましい。凹部２１の幅が非接着薄膜層１７の幅よりも小さいと所期の効果を得るのが困難となる。
【００３５】
本発明で使用する下敷板１９は第２の基板１５の下面側に固着されていてもよいし、或いは、第２の基板１５の下面側に着脱可能に配置させることもできる。何度でも再使用できるので、第２の基板１５の下面側に着脱可能に配置させることが好ましい。
【００３６】
図２を参照する。押さえ蓋３を第１の基板１３に当接させ、送入チューブ１１６から空気などの気体を加圧送入すると、下敷板１９の凹部２１に対応する箇所の第２の基板１５が凹部２１内に向かって押し下げられ、その結果、第１の基板１３と第２の基板１５との界面に微小な隙間が生じ、その隙間を通して高圧空気が第１の基板１３と第２の基板１５との界面に侵入することにより、非接着薄膜層１７に対応する箇所の第１の基板１３が膨隆され、マイクロチャネルとして機能すべき空隙１８を形成させることができる。凹部２１がポート５と同じ位置に形成されていると第１の基板１３と第２の基板１５との界面に微小な隙間を発生させるのが困難である。また、凹部２１の幅が非接着薄膜層１７の幅と同一であるか又は小さいと第１の基板１３と第２の基板１５との界面に微小な隙間を発生させるのが困難であるばかりか、非接着薄膜層１７に対応する箇所の第１の基板１３を十分に膨隆させることができない。
【００３７】
第１の基板１３及び第２の基板１５が共にＰＤＭＳから形成されているマイクロ流路チップにおいて、第１の基板１３の上面にＯ−リング又はＸ−リング７付きの押さえ蓋３を当接させて送入チューブ１１６から空気などの気体を加圧送入しても、非接着薄膜層１７に対応する箇所の第１の基板１３を膨隆させることはできない。これは、第１の基板１３及び第２の基板１５の両方共ＰＤＭＳ（ゴム）同士であり、ＰＤＭＳ（ゴム）同士をＯ−リングで押さえるので、上部のＰＤＭＳ基板を膨隆させることができないためと思われる。ところが、第２の基板１５の下面側に、凹部が形成された下敷板を配置させると、ＰＤＭＳ（ゴム）同士でも、比較的低い圧力で非接着薄膜層１７に対応する箇所の第１の基板１３を膨隆させることができることが発見された。
【００３８】
図３は本発明のマイクロ流路チップの別の実施態様の部分概要断面図である。第１の基板１３がＰＤＭＳ製である場合、押さえ蓋３を第１の基板１３に押圧するとＰＤＭＳ製の第１の基板１３が撓んでＯ−リング７のシール不良を起こすことがある。この問題点を解決するため、図３に示されるマイクロ流路チップ１Ａでは、第１の基板１３の上面側にポート５に対応する位置に貫通孔２３を有する上敷板２５を配置した。上敷板２５は下敷板１９と同様な、金属類、プラスチック類、ガラス類、セラミックス類などの硬質材料から形成できる。成型の容易なプラスチック製が好ましい。上敷板２５を配置することによりＯ−リング７のシール不良は全く起こらなくなったが、非接着薄膜層１７に対応する箇所の第１の基板１３を膨隆させることができなくなった。そこで、この問題を解決するため、下敷板１９の凹部２１をポート５の一部にかかり、かつ、非接着薄膜層１７の全長にわたるように延伸させて形成した。これにより、送入チューブ１１６から加圧空気などを送入すると、図４に示されるように、非接着薄膜層１７に対応する位置の第２の基板１５が凹部２１内に沈み込むように膨隆し、第１の基板１３と第２の基板１５との界面に、マイクロチャネルとして機能する空隙１８を発生させることが可能になった。上敷板２５は第１の基板１３の上面に接着されていてもよいし、あるいは、第１の基板１３の上面に対して着脱可能に配置されていてもよい。
【００３９】
図５は本発明のマイクロ流路チップの更に別の実施態様の概要断面図である。図６は図５におけるVI-VI線に沿った断面図である。図６では説明の便宜上、押さえ蓋３も一緒に図示されている。図５及び図６に示されるマイクロ流路チップ１Ｂは、第１の基板１３の上面側にＰＤＭＳ製の第３の基板３３を有し、第３の基板３３の上面側に上敷板２５が配置される。第１の基板１３と第２の基板１５との界面にはマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７が形成されており、第１の基板１３と第３の基板３３との界面にはバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７が形成されている。バルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７はマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の一部又は全部を覆うように形成されている。下敷板１９に形成される凹部２１はバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７及びマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の形状に対応するように形成されている。マイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７はポート５及び２９に連通しており、バルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７はポート３１に連通している。ポート５，２９及び３１にはそれぞれ送入チューブ１１６−１、１１６−３及び１１６−２が接続されたＯ−リング７が当接される。
【００４０】
図７は図６に示される本発明のマイクロ流路チップ１Ｂの動作状態を示す概要断面図であり、図８は図７におけるVIII−VIII線に沿った部分概要拡大断面図である。図７及び図８を参照する。ポート５に対応する送入チューブ１１６−１から加圧空気を送入すると、非接着薄膜層１７の位置に対応する第２の基板１５の部分が凹部２１内に向かって膨隆し、マイクロチャネルとなるべき空隙１８が生成するが、ポート３１に対応する送入チューブ１１６−２から加圧空気を送入すると、非接着薄膜層２７の位置に対応する第１の基板１３の部分が凹部２１内に向かって膨隆し、圧迫用空隙３７が生成され、この圧迫用空隙３７がマイクロチャネルとなるべき空隙１８を押し潰して閉塞する。その結果、非接着薄膜層２７の位置に対応する第１の基板１３はバルブなどの流体制御素子として機能することができる。バルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７を、マイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の上部側に配設する場合、この非接着薄膜層２７の位置に対応する下敷板の凹部２１の幅は、非接着薄膜層２７の幅よりも広いことが好ましい。その理由は、圧迫用空隙３７がマイクロチャネルとなるべき空隙１８を十分に押し潰して閉塞するには、下敷板の凹部２１の幅を十分にとることにより発生する圧迫用空隙３７の幅も十分に広くなり下部の非接着薄膜層１７の全幅を覆うことができるからである。
【００４１】
別法として、図９に示されるように、バルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７は、マイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の下部側に配設することもできる。図１０は図９に示されたマイクロ流路チップ１Ｃの動作状態を示す概要断面図であり、図１１は図１０におけるXI−XI線に沿った部分概要拡大断面図である。図１０及び図１１を参照する。ポート５に対応する送入チューブ１１６−１から加圧空気を送入すると、非接着薄膜層１７の位置に対応する第１の基板１３の部分が凹部２１内に向かって膨隆し、第１の基板１３と第３の基板３３との界面にマイクロチャネルとなるべき空隙１８が生成するが、ポート３１に対応する送入チューブ１１６−２から加圧空気を送入すると、非接着薄膜層２７の位置に対応する第２の基板１５の部分が凹部２１内に向かって膨隆し、第１の基板１３と第２の基板１５との界面に圧迫用空隙３７が生成され、この圧迫用空隙３７が第１の基板１３を第３の基板３３に向かって押圧することによりマイクロチャネルとなるべき空隙１８を押し潰して閉塞する。その結果、非接着薄膜層２７の位置に対応する第１の基板１３はバルブなどの流体制御素子として機能することができる。バルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７を、マイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の下部側に配設する場合、この非接着薄膜層２７の位置に対応する下敷板の凹部２１の幅は、非接着薄膜層２７の幅よりも狭くてもよい。その理由は、圧迫用空隙３７が第１の基板１３を第３の基板３３に向かって押圧することによりマイクロチャネルとなるべき空隙１８を押し潰して閉塞するので、凹部２１内に第２の基板１５を押し込める必要性が低いためである。しかし、マイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の下部側に配設する場合、この非接着薄膜層２７の位置に対応する下敷板の凹部２１の幅を非接着薄膜層２７の幅よりも広くしても、狭い場合と同様な効果が得られる。
【００４２】
図１２は本発明のマイクロ流路チップの更に他の実施態様の概要断面図である。このマイクロ流路チップ１Ｄはマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の上部側と下部側の両側にバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７−Ｕ及び２７−Ｄを有する。例えば、上敷板２５と第３の基板３３との界面に上部側非接着薄膜層２７−Ｕを配設し、第１の基板１３と第３の基板３３との界面に非接着薄膜層１７を配設し、第１の基板１３と第２の基板１５との界面に下部側非接着薄膜層２７−Ｄを配設することができる。上部側非接着薄膜層２７−Ｕと下部側非接着薄膜層２７−Ｄはその端部が上下で重畳しあうこともできる。
【００４３】
図１３は本発明のマイクロ流路チップの更に別の実施態様の概要断面図である。図１及び図３に示されたマイクロ流路チップ１は第１の基板１３及び第２の基板１５が共にＰＤＭＳなどのシリコーンゴム製であったが、図１３のマイクロ流路チップ１Ｅでは、ＰＤＭＳ製の第１の基板１３の代わりに、ＰＤＭＳ製の第２の基板１５と恒久接着可能な、例えばガラスなどの硬質材料からなる第１の基板１３’を使用する。言うまでもなく、ＰＤＭＳと恒久接着可能であればガラス以外の硬質材料（例えば、プラスチックなど）も当然使用できる。これにより、図３に示されるような硬質材料からなる上敷板２５の使用を省くことができる。
【００４４】
従って、図６及び図９に示されたマイクロ流路チップ１Ｂ及び１Ｃなどのようにバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７を有するマイクロ流路チップは図１４及び図１５に示されるような構成になる。
【００４５】
図１４を参照する。図１４に示されるマイクロ流路チップ１Ｆは、上から順に、ガラス又はプラスチックなどの硬質材料からなる第１の基板１３’と、ＰＤＭＳ製の第２の基板１５と、ＰＤＭＳ製の第３の基板３３と、下敷板１９とからなる。第１の基板１３’と第２の基板１５との界面にバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７が配設されており、第２の基板１５と第３の基板３３との界面にマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７が配設されている。従って、このマイクロ流路チップ１Ｆでは、第３の基板３３が下敷板１９の凹部２１に向かって膨隆して生成されるマイクロチャネルとなるべき空隙に対して、非接着薄膜層２７の位置に対応する第２の基板１５の部分が凹部２１内に向かって膨隆し、その結果、マイクロチャネルとなるべき空隙を押し潰して閉塞する。下敷板１９はＰＤＭＳ製の第３の基板３３に対して固着されていてもよく、あるいは着脱可能に配置されていてもよい。
【００４６】
図１５を参照する。図１５に示されるマイクロ流路チップ１Ｇは、上から順に、ガラス又はプラスチックなどの硬質材料からなる第１の基板１３’と、ＰＤＭＳ製の第２の基板１５と、ＰＤＭＳ製の第３の基板３３と、下敷板１９とからなる。第１の基板１３’と第２の基板１５との界面にマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７が配設されており、第２の基板１５と第３の基板３３との界面にバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７が配設されている。従って、このマイクロ流路チップ１Ｇでは、非接着薄膜層２７の位置に対応する第３の基板３３の部分が凹部２１内に向かって膨隆し、第２の基板１５と第３の基板３３との界面に圧迫用空隙が生成され、この圧迫用空隙が第２の基板１５を第１の基板１３’に向かって押圧することにより、第１の基板１３’と第２の基板１５との界面に生成されるマイクロチャネルとなるべき空隙を押し潰して閉塞する。
【００４７】
図１６は、図１２に示されるマイクロ流路チップ１Ｄと同様に、マイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の上部側及び下部側の両側にバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７−Ｕ及び２７−Ｄを有するマイクロ流路チップ１Ｈを示す。このマイクロ流路チップ１Ｈでは、上から順に、ガラス又はプラスチックなどの硬質材料からなる第１の基板１３’と、ＰＤＭＳ製の第２の基板１５と、ＰＤＭＳ製の第３の基板３３と、ＰＤＭＳ製の第４の基板３９と、下敷板１９とからなる。第１の基板１３’と、ＰＤＭＳ製の第２の基板１５との界面に上部側非接着薄膜層２７−Ｕを配設し、第２の基板１５と第３の基板３３との界面に非接着薄膜層１７を配設し、第３の基板３３と第４の基板３９との界面に下部側非接着薄膜層２７−Ｄを配設することができる。上部側非接着薄膜層２７−Ｕと下部側非接着薄膜層２７−Ｄはその端部が上下で重畳しあうこともできる。下敷板１９はＰＤＭＳ製の第４の基板３９に対して固着されていてもよく、あるいは着脱可能に配置されていてもよい。
【００４８】
前記の各実施態様では、下敷板１９に形成される凹部２１の断面は垂直な壁面を有するように図示されているが、これに限定されない。例えば、図１７（Ａ）に示されるような法面状であることもできるし、或いは図１７（Ｂ）に示されるような曲面状であることもできる。
【００４９】
図１８は本発明のマイクロ流路チップにおいて、非接着薄膜層１７に対して上部側非接着薄膜層２７−Ｕと下部側非接着薄膜層２７−Ｄの具体的配設パターンの一例を示す概要平面透視図である。ポート５−１，５−２及び５−３は空気及び／又は液体類を加圧送入するために使用される。ポート２９は空気抜き、液溜めなど様々な目的に使用される。図中の実線で囲まれた砂点（ドット）で表示されている部分はマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７を示す。破線で表示されている部分は下敷板の凹部２１を示す。一点鎖線で表示されている部分は流体制御素子生成用の上部側非接着薄膜層２７−Ｕを示す。また、二点鎖線で表示されている部分は流体制御素子生成用の下部側非接着薄膜層２７−Ｄを示す。各上部側非接着薄膜層２７−Ｕ１及び２７−Ｕ２には、加圧空気送入用のポート３１−Ｕ１及び３１−Ｕ２がそれぞれ連接されている。同様に、各下部側非接着薄膜層２７−Ｄ１及び２７−Ｄ２には、加圧空気送入用のポート３５−Ｄ１及び３５−Ｄ２がそれぞれ連接されている。例えば、ポート５−１から液体をポート２９に送る場合、ポート３１−Ｕ１及びポート３１−Ｕ２から加圧空気を送入して各上部側非接着薄膜層２７−Ｕ１及び２７−Ｕ２に対応する非接着薄膜層１７−２及び１７−３を押し潰して、ポート５−２及び５−３側に液体が流れない込まないようにしてから、液体送入作業を行う。このように上部側非接着薄膜層２７−Ｕ１及び２７−Ｕ２と下部側非接着薄膜層２７−Ｄ１及び２７−Ｄ２を適切に組み合わせて使用することにより、液体類を目的のポートに正確に送達することができる。図１８に示されるように、非接着薄膜層１７−１，１７−２及び１７−３の合流点付近では上部側非接着薄膜層２７−Ｕ１及び２７−Ｕ２と下部側非接着薄膜層２７−Ｄ１が相互に重畳している。これは液体の封止効果を高めるためである。言うまでもなく、図示された態様以外の配設パターンレイアウトも実施可能である。例えば、ポート２９を中心にして、非接着薄膜層１７−１，１７−２，１７−３及び１７−４と、上部側非接着薄膜層２７−Ｕ１及び２７−Ｕ２と下部側非接着薄膜層２７−Ｄ１及び２７−Ｄ２の組合せパターンを複数個配列させることもできる。
【００５０】
前記の各実施態様において、各基板の厚さは説明のため縮尺を無視して誇張的に図示されているが、一般的に、１００μｍ〜３ｍｍの範囲内の厚さを有する。厚さが１００μｍ未満では薄すぎて基板の取り扱いが困難になり、マイクロ流路チップ製造の作業性が低下する。一方、厚さが３ｍｍ超では、基板の加圧膨隆に高い圧力が必要になり、チップ自体が高圧で破壊される恐れがあるので好ましくない。
【００５１】
非接着薄膜層１７及び２７は基板接合界面の何れか一方又は両方に形成させることができる。非接着薄膜層の膜厚、形成材料及び形成方法などは前掲の国際公開ＷＯ２００７／０９４２５４号公報に詳細に記述されている。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上、本発明のマイクロ流路チップの好ましい実施態様について具体的に説明してきたが、本発明は開示された実施態様にのみ限定されず、様々な改変を行うことができる。例えば、Ｏ−リング付きの押さえ蓋を使用せず、従来のアダプター式の加圧送入手段を接続して使用することもできる。
【００５３】
本発明によれば、マイクロ流路チップを使用した分析作業の効率が飛躍的に向上するので、その実用性及び経済性が飛躍的に高められる。その結果、本発明のマイクロ流路チップは、医学、獣医学、歯科学、薬学、生命科学、食品、農業、水産、警察鑑識など様々な分野で好適に有効利用することができる。特に、本発明のマイクロ流路チップは、蛍光抗体法、in situ Hibridization等に最適なマイクロ流路チップとして、免疫疾患検査、細胞培養、ウィルス固定、病理検査、細胞診、生検組織診、血液検査、細菌検査、タンパク質分析、ＤＮＡ分析、ＲＮＡ分析などの広範な領域で安価に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明によるマイクロ流路チップの或る実施態様の部分概要断面図である。
【図２】図１に示されたマイクロ流路チップの使用状態を示す部分概要断面図である。
【図３】本発明のマイクロ流路チップの別の実施態様の部分概要断面図である。
【図４】図３に示されたマイクロ流路チップの非接着薄膜層部分の膨隆状態を示す部分概要断面図である。
【図５】本発明のマイクロ流路チップの更に別の実施態様の概要断面図である。
【図６】図５におけるVI-VI線に沿った断面図である。
【図７】図６に示される本発明のマイクロ流路チップ１Ｂの動作状態を示す概要断面図である。
【図８】図７におけるVIII−VIII線に沿った部分概要拡大断面図である。
【図９】本発明のマイクロ流路チップの更に他の実施態様の概要断面図である。
【図１０】図９に示される本発明のマイクロ流路チップ１Ｃの動作状態を示す概要断面図である。
【図１１】図１０におけるXI−ＸI線に沿った部分概要拡大断面図である。
【図１２】本発明のマイクロ流路チップの更に他の実施態様の概要断面図である。
【図１３】本発明のマイクロ流路チップの更に別の実施態様の概要断面図である。
【図１４】本発明のマイクロ流路チップの更に他の実施態様の概要断面図である。
【図１５】本発明のマイクロ流路チップの更に別の実施態様の概要断面図である。
【図１６】本発明のマイクロ流路チップの更に他の実施態様の概要断面図である。
【図１７】下敷板に形成される凹部の別の実施態様の部分概要断面図であり、（Ａ）は法面状、（Ｂ）は曲面状の壁面を示す。
【図１８】本発明のマイクロ流路チップにおいて、非接着薄膜層１７に対して上部側非接着薄膜層２７−Ｕと下部側非接着薄膜層２７−Ｄの具体的配設パターンの一例を示す概要平面透視図である。
【図１９】（Ａ）は従来のマイクロ流路チップの一例の概要平面図であり、（Ｂ）は図（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２０】（Ａ）は国際公開ＷＯ２００７／０９４２５４号公報に記載された、非使用時には流路容積がゼロであるが、使用時には圧力を印加して膨隆させることにより或る容積の流路を形成し得る非接着薄膜層部分を有するマイクロ流路チップの概要平面図であり、（Ｂ）は図（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２１】（Ａ）は図２０（Ｂ）に示されたマイクロ流路チップのポートに加圧送入用のアダプターを接続させた状態を示す部分概要断面図であり、（Ｂ）はアダプターから気体を加圧送入して非接着薄膜層部分を膨隆させ、流路として機能する空隙を発生させた状態を示す部分概要断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ 本発明のマイクロ流路チップ
３ 押さえ蓋
５，２９，３１，３５ ポート
７ Ｏ−リング
９ 貫通穴
１１ チューブ接続穴
１３，１３’ 第１の基板
１５ 第２の基板
１７ マイクロチャネル生成用非接着薄膜層
１８ マイクロチャネル用空隙
１９ 下敷板
２１ 凹部
２３ 貫通孔
２５ 上敷板
２７ 流体制御素子生成用非接着薄膜層
３３ 第３の基板
３７ 空隙
１００，１００Ａ 従来のマイクロ流路チップ
１０２
１０５，１０６ ポート
１０４ マイクロチャネル
１０８ 第２の基板
１１０ マイクロチャネル生成用非接着薄膜層
１１４ アダプター
１１６ 送入チューブ
１１８ マイクロチャネル用空隙
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロ流路チップに関する。更に詳細には、本発明は、該非接着層部分を比較的低圧でも膨隆させることができるマイクロ流路チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、マイクロ・トータル・アナリシス・システムズ（μＴＡＳ）又はラブ・オン・チップ(Lab-on-Chip)などの名称で知られるように、基板内に所定の形状の流路を構成するマイクロチャネル及びポートなどの微細構造を設け、該微細構造内で物質の化学反応、合成、精製、抽出、生成及び／又は分析など各種の操作を行うことが提案され、一部実用化されている。このような目的のために製作された、基板内にマイクロチャネル及びポートなどの微細構造を有する構造物は総称して「マイクロ流路チップ」又は「マイクロ流体デバイス」などと呼ばれる。
【０００３】
マイクロ流路チップは遺伝子解析、臨床診断、薬物スクリーニング及び環境モニタリングなどの幅広い用途に使用できる。常用サイズの同種の装置に比べて、マイクロ流路チップは(1)サンプル及び試薬の使用量が著しく少ない、(2)分析時間が短い、(3)感度が高い、(4)現場に携帯し、その場で分析できる、及び(5)使い捨てできるなどの利点を有する。
【０００４】
特開２００１−１５７８５５号公報（特許文献１）に記載されるような従来のマイクロ流路チップ１００は、例えば、図１９に示されるように、エラストマータイプのシリコン樹脂であるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などの材料からなる第１の基板１０２に少なくとも１本の、中空状のマイクロチャネル１０４が形成されており、この中空状マイクロチャネル１０４の少なくとも一端には入出力ポートとなるべきポート１０５，１０６が形成されており、基板１０２の下面側に透明又は不透明な素材（例えば、ガラス又はＰＤＭＳ）からなる第２の基板１０８が接着されている。この第２の基板１０８の存在により、ポート１０５，１０６及びマイクロチャネル１０４の底部が封止される。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されるような従来のマイクロ流路チップ１００の場合、半導体の製造に多用される、いわゆる光リソグラフィー法を応用した方法で製造されるが、その製造コストは比較的高かった。また、ポート１０５からポート１０６に液体などの媒体を送る場合、その流れを制御するために中空状マイクロチャネル１０４の途中にマイクロバルブなどの流体制御素子を配設することがある｛例えば、特開２００１−３０４４４０号公報（特許文献２），図３参照｝。しかし、このようなマイクロバルブは構造が複雑であるため、その形成は容易ではなく、実際に配設するとなればマイクロ流路チップ１００の製造コストを一層増大させることとなる。
【０００６】
前記のような従来のマイクロ流路チップの問題点を解決するため、本発明者らは非使用時には流路容積がゼロであるが、使用時には圧力を印加して膨隆させることにより或る容積の流路を形成し得る非接着層部分を有するマイクロ流路チップを国際出願した。この出願は国際公開ＷＯ２００７／０９４２５４号公報（特許文献３）に公開されている。図２０は、このマイクロ流路チップ１００Ａの概要平面図と断面図である。図２０のマイクロ流路チップ１００Ａは、従来のマイクロ流路チップ１００と同様に、第１の基板１０２と第２の基板１０８とからなり、第１の基板１０２には液体又は気体などの媒体の入出力口となるべきポート１０５及び１０６が配設されている。第１の基板１０２と第２の基板１０８は非接着薄膜層１１０及びポート１０５，１０６以外の部分では、互いに接着している。非接着薄膜層１１０は従来のマイクロ流路チップ１００におけるマイクロチャネル１０４となるべき部分である。しかし、通常は、ポート１０５とポート１０６は非接着薄膜層１１０により遮断されているので、液体又は気体などの媒体を一方のポートから他方のポートに送ることはできない。
【０００７】
マイクロ流路チップ１００Ａでは、図２１（Ａ）に示されるように、液体又は気体の導入部となるべきポート１０５の開口部にアダプター１１４を配設し、このアダプター１１４に送入チューブ１１６を接続する。送入チューブ１１６の他端は図示されていないが適当な原液供給手段及び／又は加圧手段（例えば、マイクロポンプ又はシリンジなど）に接続されている。ポート１０５内に目的の液体が注入されたら、送入チューブ１１６から気体（例えば、空気）を高圧（例えば、１０ｋＰａ〜１００ｋＰａ）で送入する。又は、ポート１０５内に目的の液体を陽圧を印加しながら注入すると、図２１（Ｂ）に示されるように、非接着薄膜層１１０に対応する第１の基板部分だけが僅かに膨隆し、マイクロチャネルとして機能し得る空隙１１８が生じ、ポート１０５内の液体及び／又は気体をポート１０６に移送することができる。第１の基板１０２の非接着薄膜層１１０に対応する上部外面を指などで圧迫すると、膨隆空隙１１８は簡単に閉塞される。従って、図２０のマイクロ流路チップ１００Ａでは、従来のマイクロバルブなどのような特別な構成要素を配設しなくても、マイクロバルブと同等の作用効果を発揮させることができる。
【０００８】
ポートの数が２〜４個程度であれば、各ポートにアダプター１１４を接続して送液及び／又は加圧などの作業を行うのにたいして不便は無いが、ポートの数が数十個にもなるとアダプター１１４の接続作業だけでも長時間を要し、分析作業の効率を低下させる。また、図２０のマイクロ流路チップ１００Ａを用いる自動分析装置を実現させるためにも、アダプター１１４に依らずに多数個のポートに同時に送液及び／又は加圧を行うことができるマイクロ流路チップの開発が求められてきた。
【特許文献１】特開２００１−１５７８５５号公報
【特許文献２】特開２００１−３０４４４０号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００７／０９４２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の目的は、第１の基板及び第２の基板とからなり、両基板の接合界面に、非使用時には流路容積がゼロであるが、使用時には圧力を印加して膨隆させることにより或る容積の流路を形成し得る非接着薄膜層部分を有するマイクロ流路チップにおいて、マイクロ流路チップの上面に着脱可能な硬質材料からなり、当該マイクロ流路チップの複数個のポートに一度に送入チューブをセッティングすることができる加圧・送液支援部材を使用する際に、前記非接着層部分を必要十分なだけ膨隆させることができるマイクロ流路チップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための手段としての請求項１の発明は、相互に接着された第１の基板と第２の基板とからなり、少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第１の基板には大気に向かって開口するポートが配設されており、前記非接着薄膜層の端部の少なくとも一方は前記ポートに連接されているマイクロ流路チップであって、
前記第２の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第２の基板との界面側に、前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層側に向かって延びる凹部を有し、前記凹部の幅は前記非接着薄膜層の幅よりも広いことを特徴とするマイクロ流路チップである。
【００１１】
この発明によれば、下敷板に形成された凹部の存在により、ポートの配設されていないＰＤＭＳ基板が下敷板の凹部内に凹むように変形することができる。この変形により両基板間の非接着薄膜層端部に隙間が発生し、この隙間を通して比較的低圧でも非接着薄膜層に対応する基板部分を膨隆させ、マイクロチャネルとして機能する空隙を発生させることができる。
【００１２】
前記課題を解決するための手段としての請求項２の発明は、前記凹部は前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層の長さの一部だけに向かって延びている請求項１記載のマイクロ流路チップ請求項１記載のマイクロ流路チップである。
【００１３】
この発明によれば、下敷板の凹部がポートよりも非接着薄膜層方向に偏って形成されているので、非接着薄膜層に対応する基板部分を一層容易に膨隆させることができる。
【００１４】
前記課題を解決するための手段としての請求項３の発明は、前記凹部は前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層の全長に亘って延びている請求項１記載のマイクロ流路チップである。
【００１５】
この発明によれば、下敷板の凹部が非接着薄膜層全体に及んでいるので、非接着薄膜層を膨隆させたときに凹部の深さに相当する十分な大きさのマイクロチャネルとして機能する空隙を発生させることができる。
【００１６】
前記課題を解決するための手段としての請求項４の発明は、前記第１の基板はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）と恒久接着可能な硬質材料からなり、前記第２の基板はＰＤＭＳからなる請求項１記載のマイクロ流路チップである。
【００１７】
この発明によれば、第１の基板が硬質材料から形成されているので、ポートにＯ−リング付きの加圧送入用の押さえ蓋を強力に押し付けても基板が撓んでシール性が損なわれるような不都合な事態は起こらない。
【００１８】
前記課題を解決するための手段としての請求項５の発明は、前記第１の基板及び第２の基板の両方ともＰＤＭＳからなる請求項１記載のマイクロ流路チップである。
【００１９】
この発明によれば、第１の基板及び第２の基板を最も確実に恒久接着させることができる。
【００２０】
前記課題を解決するための手段としての請求項６の発明は、前記ＰＤＭＳ製の第１の基板の上面に、硬質材料からなる上敷板が更に配設されている請求項５記載のマイクロ流路チップである。
【００２１】
この発明によれば、ＰＤＭＳ製の第１の基板のポートにＯ−リング付きの加圧送入用の押さえ蓋を強力に押し付けるとＰＤＭＳ製基板が撓んでシール性が損なわれることがあるが、ＰＤＭＳ製基板の上に硬質材料の上敷板を配置することにより押さえ蓋を強力に押し付けてもシール性が損なわれることがない。
【００２２】
前記課題を解決するための手段としての請求項７の発明は、前記下敷板は金属類、プラスチック類、ゴム類、ガラス類、セラミックス類、木材類及び合成紙類からなる群から選択される一つの材料から形成されていて、前記第２の基板の下面側に接着されているか又は着脱可能に配置される請求項１記載のマイクロ流路チップである。
【００２３】
この発明によれば、下敷板が自ら変形し難い材料から形成されているので、上部の基板を撓ませることなく確実に保持することができる。また、下敷板を第２の基板の下面側に着脱可能に配置させれば、下敷板を使い回しでき、経済的である。
【００２４】
前記課題を解決するための手段としての請求項８の発明は、上から順に、相互に接着された第１の基板と、第２の基板と、第３の基板とからなり、前記第１の基板及び第２の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第２の基板及び第３の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第２の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第１の基板には、前記流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第２のポート及び、第２の基板にまで貫通して前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第１のポートが配設されているマイクロ流路チップであって、
前記第３の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第３の基板との界面側に、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第１の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第２のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第２の凹部とを有し、前記第１の凹部の幅は前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、かつ、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも広いことを特徴とするマイクロ流路チップである。
【００２５】
この発明によれば、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と共に流体制御素子生成用非接着薄膜層を併用することにより、上部側からマイクロチャネルを部分的に閉塞することができる。
【００２６】
前記課題を解決するための手段としての請求項９の発明は、上から順に、相互に接着された第１の基板と、第２の基板と、第３の基板とからなり、前記第１の基板及び第２の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第２の基板及び第３の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第２の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第１の基板には、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第１のポート及び第２の基板にまで貫通して前記流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第２のポートが配設されているマイクロ流路チップであって、
前記第３の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第３の基板との界面側に、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第１の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第２のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第２の凹部とを有し、前記第１の凹部の幅は前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、かつ、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも狭いことを特徴とするマイクロ流路チップである。
【００２７】
この発明によれば、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と共に流体制御素子生成用非接着薄膜層を併用することにより、下部側からマイクロチャネルを部分的に閉塞することができる。
【００２８】
前記課題を解決するための手段としての請求項１６の発明は、上から順に、相互に接着された第１の基板と、第２の基板と、第３の基板と、第４の基板とからなり、前記第１の基板及び第２の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の第１の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第２の基板及び第３の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第３の基板及び第４の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の第２の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第２の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第３の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第１の基板には、前記第２の基板にまで貫通して前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第１のポートと、前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第２のポートと、前記第３の基板にまで貫通して前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第３のポートが配設されているマイクロ流路チップであって、
前記第４の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第４の基板との界面側に、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第１の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第２のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第２の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第３のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第３の凹部とを有し、前記第１の凹部の幅は前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも狭いことを特徴とするマイクロ流路チップである。
【００２９】
この発明によれば、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と共に、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の上部側及び下部側に流体制御素子生成用非接着薄膜層を併用することにより、上部側又は下部側からマイクロチャネルを部分的に閉塞することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のマイクロ流路チップによれば、従来のアダプター式の加圧送入手段に代えて、全てのポートに一度に加圧送入手段を接続するためのＯ−リング付きの押さえ蓋の使用が可能になる。これにより、各ポートに個別にアダプター式の加圧送入手段を接続させていたときに比べて、分析作業の効率が飛躍的に向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は本発明によるマイクロ流路チップの或る実施態様の部分概要断面図である。図２は図１に示されたマイクロ流路チップの使用状態を示す部分概要断面図である。図１に示されるように、本発明のマイクロ流路チップ１では、図２１に示されるような従来のアダプター１１４の代わりに、マイクロ流路チップ１の上面全体を覆う「押さえ蓋」３を使用する。押さえ蓋３は硬質な金属、プラスチック、ガラス、セラミックスなどの材質からなる平板状の部材である。押さえ蓋３には、マイクロ流路チップ１のポート５の位置に対応する位置にＯ−リング又はＸ−リング７が配設されており、このＯ−リング又はＸ−リング７の内径側に連通する貫通穴９と、この貫通穴９に連通するチューブ接続穴１１が配設されている。チューブ接続穴１１には送入チューブ１１６が挿入され、固定されている。図示されていないが、チューブ接続穴１１には公知慣用の継ぎ手を配設し、この継ぎ手に送入チューブ１１６を接続することもできる。このような構造の押さえ蓋３を使用することによりマイクロ流路チップ１が何個のポートを有していても、各ポートに対し一遍に送入チューブ１１６を接続できることとなる。Ｏ−リング又はＸ−リング７の材料は、ポート５との間のシール性を確保できる材料であれば全て使用できる。従って、金属類、プラスチック類、ゴム類、セルロース類など任意の材料を使用できる。押さえ蓋３はマイクロ流路チップ１の上面に着脱可能に当接される。従って、図示されていないが、マイクロ流路チップ１の配置箇所が常に一定であれば、押さえ蓋３をヒンジ機構に保持させ、開閉可能な型締め機構等でマイクロ流路チップ１の上面に押圧しながら当接させ、使用後には型締め機構を解放し、ヒンジ機構に保持された押さえ蓋３を跳ね上げて使用済みマイクロ流路チップ１を新品と交換することができる。
【００３２】
図１に示される本発明のマイクロ流路チップ１は、第１の基板１３及び第２の基板１５が何れもポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などのようなシリコーンゴムから形成されている。第１の基板１３と第２の基板１５との接着界面の所定箇所には非接着薄膜層１７が形成されている。ポート５はこの非接着薄膜層１７の一方の端部に連接している。
【００３３】
本発明のマイクロ流路チップ１の特徴は、第２の基板１５の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板１９が配設されていることであり、また、この下敷板１９の第２の基板１５との界面側に所定のサイズの凹部２１が形成されていることである。下敷板１９は金属類、プラスチック類、ゴム類、ガラス類、セラミックス類、木材類及び合成紙類などから形成できる。成型の容易なプラスチック製であることが好ましい。下敷板１９の厚さ自体は本発明の必須要件ではないが、一般的に、０．１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内の厚さであることが好ましい。下敷板１９の厚さが０．１ｍｍ未満では機械的強度が低すぎるばかりか、所定の深さを有する凹部２１を形成することができない。一方、下敷板１９の厚さが３ｍｍ超では下敷板１９としての必要な機能が全て満たされ、単に不経済となるだけである。
【００３４】
本発明で使用する下敷板１９において、凹部２１はポート５に対して非接着薄膜層１７側に偏位して形成することが好ましい。凹部２１をポート５と同じ位置に形成すると所期の効果を得るのが困難となる。凹部２１の深さは非接着薄膜層１７に対応する位置の第１の基板１３又は第２の基板１５を膨隆させたときに形成される空隙の高さ程度であればよい。また、凹部２１の幅は非接着薄膜層１７の幅よりも大きいことが好ましい。凹部２１の幅が非接着薄膜層１７の幅よりも小さいと所期の効果を得るのが困難となる。
【００３５】
本発明で使用する下敷板１９は第２の基板１５の下面側に固着されていてもよいし、或いは、第２の基板１５の下面側に着脱可能に配置させることもできる。何度でも再使用できるので、第２の基板１５の下面側に着脱可能に配置させることが好ましい。
【００３６】
図２を参照する。押さえ蓋３を第１の基板１３に当接させ、送入チューブ１１６から空気などの気体を加圧送入すると、下敷板１９の凹部２１に対応する箇所の第２の基板１５が凹部２１内に向かって押し下げられ、その結果、第１の基板１３と第２の基板１５との界面に微小な隙間が生じ、その隙間を通して高圧空気が第１の基板１３と第２の基板１５との界面に侵入することにより、非接着薄膜層１７に対応する箇所の第１の基板１３が膨隆され、マイクロチャネルとして機能すべき空隙１８を形成させることができる。凹部２１がポート５と同じ位置に形成されていると第１の基板１３と第２の基板１５との界面に微小な隙間を発生させるのが困難である。また、凹部２１の幅が非接着薄膜層１７の幅と同一であるか又は小さいと第１の基板１３と第２の基板１５との界面に微小な隙間を発生させるのが困難であるばかりか、非接着薄膜層１７に対応する箇所の第１の基板１３を十分に膨隆させることができない。
【００３７】
第１の基板１３及び第２の基板１５が共にＰＤＭＳから形成されているマイクロ流路チップにおいて、第１の基板１３の上面にＯ−リング又はＸ−リング７付きの押さえ蓋３を当接させて送入チューブ１１６から空気などの気体を加圧送入しても、非接着薄膜層１７に対応する箇所の第１の基板１３を膨隆させることはできない。これは、第１の基板１３及び第２の基板１５の両方共ＰＤＭＳ（ゴム）同士であり、ＰＤＭＳ（ゴム）同士をＯ−リングで押さえるので、上部のＰＤＭＳ基板を膨隆させることができないためと思われる。ところが、第２の基板１５の下面側に、凹部が形成された下敷板を配置させると、ＰＤＭＳ（ゴム）同士でも、比較的低い圧力で非接着薄膜層１７に対応する箇所の第１の基板１３を膨隆させることができることが発見された。
【００３８】
図３は本発明のマイクロ流路チップの別の実施態様の部分概要断面図である。第１の基板１３がＰＤＭＳ製である場合、押さえ蓋３を第１の基板１３に押圧するとＰＤＭＳ製の第１の基板１３が撓んでＯ−リング７のシール不良を起こすことがある。この問題点を解決するため、図３に示されるマイクロ流路チップ１Ａでは、第１の基板１３の上面側にポート５に対応する位置に貫通孔２３を有する上敷板２５を配置した。上敷板２５は下敷板１９と同様な、金属類、プラスチック類、ガラス類、セラミックス類などの硬質材料から形成できる。成型の容易なプラスチック製が好ましい。上敷板２５を配置することによりＯ−リング７のシール不良は全く起こらなくなったが、非接着薄膜層１７に対応する箇所の第１の基板１３を膨隆させることができなくなった。そこで、この問題を解決するため、下敷板１９の凹部２１をポート５の一部にかかり、かつ、非接着薄膜層１７の全長にわたるように延伸させて形成した。これにより、送入チューブ１１６から加圧空気などを送入すると、図４に示されるように、非接着薄膜層１７に対応する位置の第２の基板１５が凹部２１内に沈み込むように膨隆し、第１の基板１３と第２の基板１５との界面に、マイクロチャネルとして機能する空隙１８を発生させることが可能になった。上敷板２５は第１の基板１３の上面に接着されていてもよいし、あるいは、第１の基板１３の上面に対して着脱可能に配置されていてもよい。
【００３９】
図５は本発明のマイクロ流路チップの更に別の実施態様の概要断面図である。図６は図５におけるVI-VI線に沿った断面図である。図６では説明の便宜上、押さえ蓋３も一緒に図示されている。図５及び図６に示されるマイクロ流路チップ１Ｂは、第１の基板１３の上面側にＰＤＭＳ製の第３の基板３３を有し、第３の基板３３の上面側に上敷板２５が配置される。第１の基板１３と第２の基板１５との界面にはマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７が形成されており、第１の基板１３と第３の基板３３との界面にはバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７が形成されている。バルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７はマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の一部又は全部を覆うように形成されている。下敷板１９に形成される凹部２１はバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７及びマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の形状に対応するように形成されている。マイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７はポート５及び２９に連通しており、バルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７はポート３１に連通している。ポート５，２９及び３１にはそれぞれ送入チューブ１１６−１、１１６−３及び１１６−２が接続されたＯ−リング７が当接される。
【００４０】
図７は図６に示される本発明のマイクロ流路チップ１Ｂの動作状態を示す概要断面図であり、図８は図７におけるVIII−VIII線に沿った部分概要拡大断面図である。図７及び図８を参照する。ポート５に対応する送入チューブ１１６−１から加圧空気を送入すると、非接着薄膜層１７の位置に対応する第２の基板１５の部分が凹部２１内に向かって膨隆し、マイクロチャネルとなるべき空隙１８が生成するが、ポート３１に対応する送入チューブ１１６−２から加圧空気を送入すると、非接着薄膜層２７の位置に対応する第１の基板１３の部分が凹部２１内に向かって膨隆し、圧迫用空隙３７が生成され、この圧迫用空隙３７がマイクロチャネルとなるべき空隙１８を押し潰して閉塞する。その結果、非接着薄膜層２７の位置に対応する第１の基板１３はバルブなどの流体制御素子として機能することができる。バルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７を、マイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の上部側に配設する場合、この非接着薄膜層２７の位置に対応する下敷板の凹部２１の幅は、非接着薄膜層２７の幅よりも広いことが好ましい。その理由は、圧迫用空隙３７がマイクロチャネルとなるべき空隙１８を十分に押し潰して閉塞するには、下敷板の凹部２１の幅を十分にとることにより発生する圧迫用空隙３７の幅も十分に広くなり下部の非接着薄膜層１７の全幅を覆うことができるからである。
【００４１】
別法として、図９に示されるように、バルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７は、マイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の下部側に配設することもできる。図１０は図９に示されたマイクロ流路チップ１Ｃの動作状態を示す概要断面図であり、図１１は図１０におけるXI−XI線に沿った部分概要拡大断面図である。図１０及び図１１を参照する。ポート５に対応する送入チューブ１１６−１から加圧空気を送入すると、非接着薄膜層１７の位置に対応する第１の基板１３の部分が凹部２１内に向かって膨隆し、第１の基板１３と第３の基板３３との界面にマイクロチャネルとなるべき空隙１８が生成するが、ポート３１に対応する送入チューブ１１６−２から加圧空気を送入すると、非接着薄膜層２７の位置に対応する第２の基板１５の部分が凹部２１内に向かって膨隆し、第１の基板１３と第２の基板１５との界面に圧迫用空隙３７が生成され、この圧迫用空隙３７が第１の基板１３を第３の基板３３に向かって押圧することによりマイクロチャネルとなるべき空隙１８を押し潰して閉塞する。その結果、非接着薄膜層２７の位置に対応する第１の基板１３はバルブなどの流体制御素子として機能することができる。バルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７を、マイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の下部側に配設する場合、この非接着薄膜層２７の位置に対応する下敷板の凹部２１の幅は、非接着薄膜層２７の幅よりも狭くてもよい。その理由は、圧迫用空隙３７が第１の基板１３を第３の基板３３に向かって押圧することによりマイクロチャネルとなるべき空隙１８を押し潰して閉塞するので、凹部２１内に第２の基板１５を押し込める必要性が低いためである。しかし、マイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の下部側に配設する場合、この非接着薄膜層２７の位置に対応する下敷板の凹部２１の幅を非接着薄膜層２７の幅よりも広くしても、狭い場合と同様な効果が得られる。
【００４２】
図１２は本発明のマイクロ流路チップの更に他の実施態様の概要断面図である。このマイクロ流路チップ１Ｄはマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の上部側と下部側の両側にバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７−Ｕ及び２７−Ｄを有する。例えば、上敷板２５と第３の基板３３との界面に上部側非接着薄膜層２７−Ｕを配設し、第１の基板１３と第３の基板３３との界面に非接着薄膜層１７を配設し、第１の基板１３と第２の基板１５との界面に下部側非接着薄膜層２７−Ｄを配設することができる。上部側非接着薄膜層２７−Ｕと下部側非接着薄膜層２７−Ｄはその端部が上下で重畳しあうこともできる。
【００４３】
図１３は本発明のマイクロ流路チップの更に別の実施態様の概要断面図である。図１及び図３に示されたマイクロ流路チップ１は第１の基板１３及び第２の基板１５が共にＰＤＭＳなどのシリコーンゴム製であったが、図１３のマイクロ流路チップ１Ｅでは、ＰＤＭＳ製の第１の基板１３の代わりに、ＰＤＭＳ製の第２の基板１５と恒久接着可能な、例えばガラスなどの硬質材料からなる第１の基板１３’を使用する。言うまでもなく、ＰＤＭＳと恒久接着可能であればガラス以外の硬質材料（例えば、プラスチックなど）も当然使用できる。これにより、図３に示されるような硬質材料からなる上敷板２５の使用を省くことができる。
【００４４】
従って、図６及び図９に示されたマイクロ流路チップ１Ｂ及び１Ｃなどのようにバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７を有するマイクロ流路チップは図１４及び図１５に示されるような構成になる。
【００４５】
図１４を参照する。図１４に示されるマイクロ流路チップ１Ｆは、上から順に、ガラス又はプラスチックなどの硬質材料からなる第１の基板１３’と、ＰＤＭＳ製の第２の基板１５と、ＰＤＭＳ製の第３の基板３３と、下敷板１９とからなる。第１の基板１３’と第２の基板１５との界面にバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７が配設されており、第２の基板１５と第３の基板３３との界面にマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７が配設されている。従って、このマイクロ流路チップ１Ｆでは、第３の基板３３が下敷板１９の凹部２１に向かって膨隆して生成されるマイクロチャネルとなるべき空隙に対して、非接着薄膜層２７の位置に対応する第２の基板１５の部分が凹部２１内に向かって膨隆し、その結果、マイクロチャネルとなるべき空隙を押し潰して閉塞する。下敷板１９はＰＤＭＳ製の第３の基板３３に対して固着されていてもよく、あるいは着脱可能に配置されていてもよい。
【００４６】
図１５を参照する。図１５に示されるマイクロ流路チップ１Ｇは、上から順に、ガラス又はプラスチックなどの硬質材料からなる第１の基板１３’と、ＰＤＭＳ製の第２の基板１５と、ＰＤＭＳ製の第３の基板３３と、下敷板１９とからなる。第１の基板１３’と第２の基板１５との界面にマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７が配設されており、第２の基板１５と第３の基板３３との界面にバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７が配設されている。従って、このマイクロ流路チップ１Ｇでは、非接着薄膜層２７の位置に対応する第３の基板３３の部分が凹部２１内に向かって膨隆し、第２の基板１５と第３の基板３３との界面に圧迫用空隙が生成され、この圧迫用空隙が第２の基板１５を第１の基板１３’に向かって押圧することにより、第１の基板１３’と第２の基板１５との界面に生成されるマイクロチャネルとなるべき空隙を押し潰して閉塞する。
【００４７】
図１６は、図１２に示されるマイクロ流路チップ１Ｄと同様に、マイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７の上部側及び下部側の両側にバルブなどの流体制御素子生成用の非接着薄膜層２７−Ｕ及び２７−Ｄを有するマイクロ流路チップ１Ｈを示す。このマイクロ流路チップ１Ｈでは、上から順に、ガラス又はプラスチックなどの硬質材料からなる第１の基板１３’と、ＰＤＭＳ製の第２の基板１５と、ＰＤＭＳ製の第３の基板３３と、ＰＤＭＳ製の第４の基板３９と、下敷板１９とからなる。第１の基板１３’と、ＰＤＭＳ製の第２の基板１５との界面に上部側非接着薄膜層２７−Ｕを配設し、第２の基板１５と第３の基板３３との界面に非接着薄膜層１７を配設し、第３の基板３３と第４の基板３９との界面に下部側非接着薄膜層２７−Ｄを配設することができる。上部側非接着薄膜層２７−Ｕと下部側非接着薄膜層２７−Ｄはその端部が上下で重畳しあうこともできる。下敷板１９はＰＤＭＳ製の第４の基板３９に対して固着されていてもよく、あるいは着脱可能に配置されていてもよい。
【００４８】
前記の各実施態様では、下敷板１９に形成される凹部２１の断面は垂直な壁面を有するように図示されているが、これに限定されない。例えば、図１７（Ａ）に示されるような法面状であることもできるし、或いは図１７（Ｂ）に示されるような曲面状であることもできる。
【００４９】
図１８は本発明のマイクロ流路チップにおいて、非接着薄膜層１７に対して上部側非接着薄膜層２７−Ｕと下部側非接着薄膜層２７−Ｄの具体的配設パターンの一例を示す概要平面透視図である。ポート５−１，５−２及び５−３は空気及び／又は液体類を加圧送入するために使用される。ポート２９は空気抜き、液溜めなど様々な目的に使用される。図中の実線で囲まれた砂点（ドット）で表示されている部分はマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層１７を示す。破線で表示されている部分は下敷板の凹部２１を示す。一点鎖線で表示されている部分は流体制御素子生成用の上部側非接着薄膜層２７−Ｕを示す。また、二点鎖線で表示されている部分は流体制御素子生成用の下部側非接着薄膜層２７−Ｄを示す。各上部側非接着薄膜層２７−Ｕ１及び２７−Ｕ２には、加圧空気送入用のポート３１−Ｕ１及び３１−Ｕ２がそれぞれ連接されている。同様に、各下部側非接着薄膜層２７−Ｄ１及び２７−Ｄ２には、加圧空気送入用のポート３５−Ｄ１及び３５−Ｄ２がそれぞれ連接されている。例えば、ポート５−１から液体をポート２９に送る場合、ポート３１−Ｕ１及びポート３１−Ｕ２から加圧空気を送入して各上部側非接着薄膜層２７−Ｕ１及び２７−Ｕ２に対応する非接着薄膜層１７−２及び１７−３を押し潰して、ポート５−２及び５−３側に液体が流れない込まないようにしてから、液体送入作業を行う。このように上部側非接着薄膜層２７−Ｕ１及び２７−Ｕ２と下部側非接着薄膜層２７−Ｄ１及び２７−Ｄ２を適切に組み合わせて使用することにより、液体類を目的のポートに正確に送達することができる。図１８に示されるように、非接着薄膜層１７−１，１７−２及び１７−３の合流点付近では上部側非接着薄膜層２７−Ｕ１及び２７−Ｕ２と下部側非接着薄膜層２７−Ｄ１が相互に重畳している。これは液体の封止効果を高めるためである。言うまでもなく、図示された態様以外の配設パターンレイアウトも実施可能である。例えば、ポート２９を中心にして、非接着薄膜層１７−１，１７−２，１７−３及び１７−４と、上部側非接着薄膜層２７−Ｕ１及び２７−Ｕ２と下部側非接着薄膜層２７−Ｄ１及び２７−Ｄ２の組合せパターンを複数個配列させることもできる。
【００５０】
前記の各実施態様において、各基板の厚さは説明のため縮尺を無視して誇張的に図示されているが、一般的に、１００μｍ〜３ｍｍの範囲内の厚さを有する。厚さが１００μｍ未満では薄すぎて基板の取り扱いが困難になり、マイクロ流路チップ製造の作業性が低下する。一方、厚さが３ｍｍ超では、基板の加圧膨隆に高い圧力が必要になり、チップ自体が高圧で破壊される恐れがあるので好ましくない。
【００５１】
非接着薄膜層１７及び２７は基板接合界面の何れか一方又は両方に形成させることができる。非接着薄膜層の膜厚、形成材料及び形成方法などは前掲の国際公開ＷＯ２００７／０９４２５４号公報に詳細に記述されている。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上、本発明のマイクロ流路チップの好ましい実施態様について具体的に説明してきたが、本発明は開示された実施態様にのみ限定されず、様々な改変を行うことができる。例えば、Ｏ−リング付きの押さえ蓋を使用せず、従来のアダプター式の加圧送入手段を接続して使用することもできる。
【００５３】
本発明によれば、マイクロ流路チップを使用した分析作業の効率が飛躍的に向上するので、その実用性及び経済性が飛躍的に高められる。その結果、本発明のマイクロ流路チップは、医学、獣医学、歯科学、薬学、生命科学、食品、農業、水産、警察鑑識など様々な分野で好適に有効利用することができる。特に、本発明のマイクロ流路チップは、蛍光抗体法、in situ Hibridization等に最適なマイクロ流路チップとして、免疫疾患検査、細胞培養、ウィルス固定、病理検査、細胞診、生検組織診、血液検査、細菌検査、タンパク質分析、ＤＮＡ分析、ＲＮＡ分析などの広範な領域で安価に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明によるマイクロ流路チップの或る実施態様の部分概要断面図である。
【図２】図１に示されたマイクロ流路チップの使用状態を示す部分概要断面図である。
【図３】本発明のマイクロ流路チップの別の実施態様の部分概要断面図である。
【図４】図３に示されたマイクロ流路チップの非接着薄膜層部分の膨隆状態を示す部分概要断面図である。
【図５】本発明のマイクロ流路チップの更に別の実施態様の概要断面図である。
【図６】図５におけるVI-VI線に沿った断面図である。
【図７】図６に示される本発明のマイクロ流路チップ１Ｂの動作状態を示す概要断面図である。
【図８】図７におけるVIII−VIII線に沿った部分概要拡大断面図である。
【図９】本発明のマイクロ流路チップの更に他の実施態様の概要断面図である。
【図１０】図９に示される本発明のマイクロ流路チップ１Ｃの動作状態を示す概要断面図である。
【図１１】図１０におけるXI−ＸI線に沿った部分概要拡大断面図である。
【図１２】本発明のマイクロ流路チップの更に他の実施態様の概要断面図である。
【図１３】本発明のマイクロ流路チップの更に別の実施態様の概要断面図である。
【図１４】本発明のマイクロ流路チップの更に他の実施態様の概要断面図である。
【図１５】本発明のマイクロ流路チップの更に別の実施態様の概要断面図である。
【図１６】本発明のマイクロ流路チップの更に他の実施態様の概要断面図である。
【図１７】下敷板に形成される凹部の別の実施態様の部分概要断面図であり、（Ａ）は法面状、（Ｂ）は曲面状の壁面を示す。
【図１８】本発明のマイクロ流路チップにおいて、非接着薄膜層１７に対して上部側非接着薄膜層２７−Ｕと下部側非接着薄膜層２７−Ｄの具体的配設パターンの一例を示す概要平面透視図である。
【図１９】（Ａ）は従来のマイクロ流路チップの一例の概要平面図であり、（Ｂ）は図（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２０】（Ａ）は国際公開ＷＯ２００７／０９４２５４号公報に記載された、非使用時には流路容積がゼロであるが、使用時には圧力を印加して膨隆させることにより或る容積の流路を形成し得る非接着薄膜層部分を有するマイクロ流路チップの概要平面図であり、（Ｂ）は図（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２１】（Ａ）は図２０（Ｂ）に示されたマイクロ流路チップのポートに加圧送入用のアダプターを接続させた状態を示す部分概要断面図であり、（Ｂ）はアダプターから気体を加圧送入して非接着薄膜層部分を膨隆させ、流路として機能する空隙を発生させた状態を示す部分概要断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ 本発明のマイクロ流路チップ
３ 押さえ蓋
５，２９，３１，３５ ポート
７ Ｏ−リング
９ 貫通穴
１１ チューブ接続穴
１３，１３’ 第１の基板
１５ 第２の基板
１７ マイクロチャネル生成用非接着薄膜層
１８ マイクロチャネル用空隙
１９ 下敷板
２１ 凹部
２３ 貫通孔
２５ 上敷板
２７ 流体制御素子生成用非接着薄膜層
３３ 第３の基板
３７ 空隙
１００，１００Ａ 従来のマイクロ流路チップ
１０２
１０５，１０６ ポート
１０４ マイクロチャネル
１０８ 第２の基板
１１０ マイクロチャネル生成用非接着薄膜層
１１４ アダプター
１１６ 送入チューブ
１１８ マイクロチャネル用空隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に接着された第１の基板と第２の基板とからなり、少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第１の基板には大気に向かって開口するポートが配設されており、前記非接着薄膜層の端部の少なくとも一方は前記ポートに連接されているマイクロ流路チップであって、
前記第２の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第２の基板との界面側に、前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層側に向かって延びる凹部を有し、前記凹部の幅は前記非接着薄膜層の幅よりも広いことを特徴とするマイクロ流路チップ。
【請求項２】
前記凹部は前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層の長さの一部だけに向かって延びている請求項１記載のマイクロ流路チップ。
【請求項３】
前記凹部は前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層の全長に渡って延びている請求項１記載のマイクロ流路チップ。
【請求項４】
前記第１の基板はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）と恒久接着可能な硬質材料からなり、前記第２の基板はＰＤＭＳからなる請求項１記載のマイクロ流路チップ。
【請求項５】
前記第１の基板及び第２の基板の両方ともＰＤＭＳからなる請求項１記載のマイクロ流路チップ。
【請求項６】
前記ＰＤＭＳ製の第１の基板の上面に、硬質材料からなる上敷板が更に配設されている請求項５記載のマイクロ流路チップ。
【請求項７】
前記下敷板は金属類、プラスチック類、ゴム類、ガラス類、セラミックス類、木材類及び合成紙類からなる群から選択される一つの材料から形成されていて、前記第２の基板の下面側に接着されているか又は着脱可能に配置される請求項１記載のマイクロ流路チップ。
【請求項８】
上から順に、相互に接着された第１の基板と、第２の基板と、第３の基板とからなり、前記第１の基板及び第２の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第２の基板及び第３の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第２の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第１の基板には、前記流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第２のポート及び、第２の基板にまで貫通して前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第１のポートが配設されているマイクロ流路チップであって、
前記第３の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第３の基板との界面側に、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第１の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第２のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第２の凹部とを有し、前記第１の凹部の幅は前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、かつ、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも広いことを特徴とするマイクロ流路チップ。
【請求項９】
上から順に、相互に接着された第１の基板と、第２の基板と、第３の基板とからなり、前記第１の基板及び第２の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第２の基板及び第３の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第２の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第１の基板には、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第１のポート及び第２の基板にまで貫通して前記流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第２のポートが配設されているマイクロ流路チップであって、
前記第３の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第３の基板との界面側に、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第１の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第２のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第２の凹部とを有し、前記第１の凹部の幅は前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、かつ、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも狭いことを特徴とするマイクロ流路チップ。
【請求項１０】
前記第１の凹部は前記第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の全長に渡って延びている請求項８又は９に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１１】
前記第２の凹部は前記第２のポートの中心部に達しない位置から前記流体制御素子生成用非接着薄膜層の長さの一部だけに向かって延びている請求項８又は９に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１２】
前記第１の基板はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）と恒久接着可能な硬質材料からなり、前記第２の基板はＰＤＭＳからなり、前記第３の基板はＰＤＭＳからなる請求項８又は９に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１３】
前記第１の基板、第２の基板及び第３の基板が全てＰＤＭＳからなる請求項８又は９に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１４】
前記ＰＤＭＳ製の第１の基板の上面に、硬質材料からなる上敷板が更に配設されている請求項１３記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１５】
前記下敷板は金属類、プラスチック類、ゴム類、ガラス類、セラミックス類、木材類及び合成紙類からなる群から選択される一つの材料から形成されていて、前記第３の基板の下面側に接着されているか又は着脱可能に配置される請求項８又は９に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１６】
上から順に、相互に接着された第１の基板と、第２の基板と、第３の基板と、第４の基板とからなり、前記第１の基板及び第２の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の第１の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第２の基板及び第３の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第３の基板及び第４の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の第２の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第２の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第３の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第１の基板には、前記第２の基板にまで貫通して前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第１のポートと、前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第２のポートと、前記第３の基板にまで貫通して前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第３のポートが配設されているマイクロ流路チップであって、
前記第４の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第４の基板との界面側に、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第１の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第２のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第２の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第３のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第３の凹部とを有し、前記第１の凹部の幅は前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも狭いことを特徴とするマイクロ流路チップ。
【請求項１７】
前記第１の凹部は前記第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の全長に渡って延びている請求項１６に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１８】
前記第２の凹部は前記第２のポートの中心部に達しない位置から前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の長さの一部だけに向かって延びている請求項１６に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１９】
前記第３の凹部は前記第３のポートの中心部に達しない位置から前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の長さの一部だけに向かって延びている請求項１６に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項２０】
前記第１の基板はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）と恒久接着可能な硬質材料からなり、前記第２の基板、前記第３の基板及び前記第３の基板はＰＤＭＳからなる請求項１６に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項２１】
前記下敷板は金属類、プラスチック類、ゴム類、ガラス類、セラミックス類、木材類及び合成紙類からなる群から選択される一つの材料から形成されていて、前記第４の基板の下面側に接着されているか又は着脱可能に配置される請求項１６に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１】
相互に接着された第１の基板と第２の基板とからなり、少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第１の基板には大気に向かって開口するポートが配設されており、前記非接着薄膜層の端部の少なくとも一方は前記ポートに連接されているマイクロ流路チップであって、
前記第２の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第２の基板との界面側に、前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層側に向かって延びる凹部を有し、前記凹部の幅は前記非接着薄膜層の幅よりも広いことを特徴とするマイクロ流路チップ。
【請求項２】
前記凹部は前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層の長さの一部だけに向かって延びている請求項１記載のマイクロ流路チップ。
【請求項３】
前記凹部は前記ポートの中心部に達しない位置から前記非接着薄膜層の全長に渡って延びている請求項１記載のマイクロ流路チップ。
【請求項４】
前記第１の基板はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）と恒久接着可能な硬質材料からなり、前記第２の基板はＰＤＭＳからなる請求項１記載のマイクロ流路チップ。
【請求項５】
前記第１の基板及び第２の基板の両方ともＰＤＭＳからなる請求項１記載のマイクロ流路チップ。
【請求項６】
前記ＰＤＭＳ製の第１の基板の上面に、硬質材料からなる上敷板が更に配設されている請求項５記載のマイクロ流路チップ。
【請求項７】
前記下敷板は金属類、プラスチック類、ゴム類、ガラス類、セラミックス類、木材類及び合成紙類からなる群から選択される一つの材料から形成されていて、前記第２の基板の下面側に接着されているか又は着脱可能に配置される請求項１記載のマイクロ流路チップ。
【請求項８】
上から順に、相互に接着された第１の基板と、第２の基板と、第３の基板とからなり、前記第１の基板及び第２の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第２の基板及び第３の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第２の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第１の基板には、前記流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第２のポート及び、第２の基板にまで貫通して前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第１のポートが配設されているマイクロ流路チップであって、
前記第３の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第３の基板との界面側に、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第１の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第２のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第２の凹部とを有し、前記第１の凹部の幅は前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、かつ、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも広いことを特徴とするマイクロ流路チップ。
【請求項９】
上から順に、相互に接着された第１の基板と、第２の基板と、第３の基板とからなり、前記第１の基板及び第２の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第２の基板及び第３の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第２の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第１の基板には、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第１のポート及び第２の基板にまで貫通して前記流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第２のポートが配設されているマイクロ流路チップであって、
前記第３の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第３の基板との界面側に、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第１の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第２のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第２の凹部とを有し、前記第１の凹部の幅は前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、かつ、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも狭いことを特徴とするマイクロ流路チップ。
【請求項１０】
前記第１の凹部は前記第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の全長に渡って延びている請求項８又は９に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１１】
前記第２の凹部は前記第２のポートの中心部に達しない位置から前記流体制御素子生成用非接着薄膜層の長さの一部だけに向かって延びている請求項８又は９に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１２】
前記第１の基板はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）と恒久接着可能な硬質材料からなり、前記第２の基板はＰＤＭＳからなり、前記第３の基板はＰＤＭＳからなる請求項８又は９に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１３】
前記第１の基板、第２の基板及び第３の基板が全てＰＤＭＳからなる請求項８又は９に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１４】
前記ＰＤＭＳ製の第１の基板の上面に、硬質材料からなる上敷板が更に配設されている請求項１３記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１５】
前記下敷板は金属類、プラスチック類、ゴム類、ガラス類、セラミックス類、木材類及び合成紙類からなる群から選択される一つの材料から形成されていて、前記第３の基板の下面側に接着されているか又は着脱可能に配置される請求項８又は９に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１６】
上から順に、相互に接着された第１の基板と、第２の基板と、第３の基板と、第４の基板とからなり、前記第１の基板及び第２の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の第１の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第２の基板及び第３の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上のマイクロチャネル生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第３の基板及び第４の基板のうち少なくとも一方の基板の接着面側に１本以上の第２の流体制御素子生成用の非接着薄膜層が形成されており、前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第２の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層は前記第３の基板を間に挟んで前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の少なくとも一部分と重畳するように形成されており、前記第１の基板には、前記第２の基板にまで貫通して前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第１のポートと、前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第２のポートと、前記第３の基板にまで貫通して前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する大気に向かって開口する第３のポートが配設されているマイクロ流路チップであって、
前記第４の基板の下面側に自ら変形し難い材料からなる下敷板を有し、前記下敷板は前記第４の基板との界面側に、前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第１の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第２のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第２の凹部と、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳しない部分の前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の端部の少なくとも一方が連接する第３のポートの中心部に達しない位置から前記重畳しない部分の前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層側に向かって延びる第３の凹部とを有し、前記第１の凹部の幅は前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも広く、マイクロチャネル生成用非接着薄膜層と重畳する部分の第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の幅よりも狭いことを特徴とするマイクロ流路チップ。
【請求項１７】
前記第１の凹部は前記第１のポートの中心部に達しない位置から前記マイクロチャネル生成用非接着薄膜層の全長に渡って延びている請求項１６に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１８】
前記第２の凹部は前記第２のポートの中心部に達しない位置から前記第１の流体制御素子生成用非接着薄膜層の長さの一部だけに向かって延びている請求項１６に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１９】
前記第３の凹部は前記第３のポートの中心部に達しない位置から前記第２の流体制御素子生成用非接着薄膜層の長さの一部だけに向かって延びている請求項１６に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項２０】
前記第１の基板はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）と恒久接着可能な硬質材料からなり、前記第２の基板、前記第３の基板及び前記第３の基板はＰＤＭＳからなる請求項１６に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項２１】
前記下敷板は金属類、プラスチック類、ゴム類、ガラス類、セラミックス類、木材類及び合成紙類からなる群から選択される一つの材料から形成されていて、前記第４の基板の下面側に接着されているか又は着脱可能に配置される請求項１６に記載のマイクロ流路チップ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−１５１７１７（Ｐ２０１０−１５１７１７Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３２００８（Ｐ２００８−３３２００８）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００１００８６１）アイダエンジニアリング株式会社 (153)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００１００８６１）アイダエンジニアリング株式会社 (153)
【Ｆターム（参考）】
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