光学測定用キュベットを有するマイクロチップおよびその使用方法
【課題】光学測定用キュベットと光軸との位置合わせを正確に行なうことができるマイクロチップおよびその使用方法を提供する。
【解決手段】基板表面上に設けられた溝または厚み方向に貫通する貫通穴を備える第１の基板と、１または２以上の第２の基板とを貼り合わせてなる、光学測定用キュベットを有するマイクロチップであって、該光学測定用キュベットは、上記溝または上記貫通穴と第２の基板の基板表面とから構成され、マイクロチップの少なくとも一部の側壁面において、第２の基板の側壁面は、第１の基板の側壁面より内側に位置するマイクロチップおよびその使用方法である。
【解決手段】基板表面上に設けられた溝または厚み方向に貫通する貫通穴を備える第１の基板と、１または２以上の第２の基板とを貼り合わせてなる、光学測定用キュベットを有するマイクロチップであって、該光学測定用キュベットは、上記溝または上記貫通穴と第２の基板の基板表面とから構成され、マイクロチップの少なくとも一部の側壁面において、第２の基板の側壁面は、第１の基板の側壁面より内側に位置するマイクロチップおよびその使用方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡ、タンパク質、細胞、免疫および血液等の生化学検査、化学合成ならびに、環境分析などに好適に使用されるμ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などとして有用なマイクロチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療や健康、食品、創薬などの分野で、ＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ）や酵素、抗原、抗体、タンパク質、ウィルスおよび細胞などの生体物質、ならびに化学物質を検知、検出あるいは定量する重要性が増してきており、それらを簡便に測定できる様々なバイオチップおよびマイクロ化学チップ（以下、これらを総称してマイクロチップと称する。）が提案されている。マイクロチップは、実験室で行なっている一連の実験・分析操作を、数ｃｍ〜１０ｃｍ角で厚さ数ｍｍ〜数ｃｍ程度のチップ内で行なえることから、サンプルおよび試薬が微量で済み、コストが安く、反応速度が速く、ハイスループットな検査ができ、サンプルを採取した現場で直ちに検査結果を得ることができるなど多くの利点を有している。
【０００３】
マイクロチップはその内部に流体回路を有しており、該流体回路は、たとえば液体試薬を保持する液体試薬保持部、サンプル（その一例として血液が挙げられる）や液体試薬を計量する計量部、サンプルと液体試薬とを混合する混合部、混合液について分析および／または検査するための光学測定用のキュベット（検出部）などの各部と、これら各部を適切に接続する微細な流路（たとえば、数百μｍ程度の幅）とから主に構成される。マイクロチップは、典型的には、これに遠心力を印加可能な装置（遠心装置）に載置して使用される。マイクロチップに適切な方向の遠心力を印加することにより、サンプルおよび液体試薬の計量、混合、ならびに該混合液の光学測定用キュベットへの導入等を行なうことができる。光学測定用キュベットに導入された混合液の検査・分析（たとえば、混合液中の特定成分の検出）は、たとえば、混合液が収容された光学測定用キュベットへ、マイクロチップ表面に対して略垂直な角度から検出光を照射し、その透過率等を測定することなどにより行なうことができる。
【０００４】
このように、マイクロチップを用いることによって、ポンプ、ピペットおよび攪拌子などを使用する従来の実験・分析系と比較して、極端に少ない溶液量で実験・分析等を行なうことができるが、取り扱う液量が数１０μＬ以下と極めて微量であり、光学測定用キュベットの断面直径を小さくする必要があるため、光学測定用キュベットと検出光の光軸との位置合わせを正確に行なうことが困難な場合があった。特に、遠心力を利用して流体回路内の液体移動等を制御するマイクロチップにおいては、マイクロチップが、該遠心力により、遠心装置におけるマイクロチップ搭載部内でわずかに移動することがあり、上記課題が顕著である。とりわけ、遠心手段と光学測定手段とが一体化されており、光源位置自体を移動させることができない遠心装置を用いる場合にあっては、光源位置の微調整によって光軸との位置合わせができないことから、マイクロチップ自体を、光軸との位置合わせを正確に行なうことができる構造にすることが必要となる。
【０００５】
なお、以上本発明についての従来の技術を、出願人の知得した一般技術情報に基づいて説明したが、出願人の記憶する範囲において、出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記課題の解決策として、検出光が照射される光学測定用キュベットの断面積を大きくし、光軸の位置合わせを容易にすることが考えられるが、これでは光学測定用キュベットに導入されるべき液体の量を増やす必要が生じ、マイクロチップを用いることのメリットが軽減してしまう。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、その目的は、光学測定用キュベットと光軸との位置合わせを正確に行なうことができるマイクロチップおよびその使用方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基板表面上に設けられた溝または厚み方向に貫通する貫通穴を備える第１の基板と、１または２以上の第２の基板とを貼り合わせてなる、光学測定用キュベットを有するマイクロチップであって、該光学測定用キュベットは、上記溝または上記貫通穴と第２の基板の基板表面とから構成され、マイクロチップの少なくとも一部の側壁面において、第２の基板の側壁面は、第１の基板の側壁面より内側に位置するマイクロチップを提供する。ここで、マイクロチップのすべての側壁面において、第２の基板の側壁面が、第１の基板の側壁面より内側に位置していてもよい。
【０００９】
本発明のマイクロチップにおいて、第２の基板の基板表面は、第１の基板の基板表面より小さいことが好ましい。
【００１０】
また、第２の基板の側壁面が第１の基板の側壁面より内側に位置している、マイクロチップの上記少なくとも一部の側壁面における第１の基板の側壁面は、その表面に突起を有しないことが好ましく、平面であることがより好ましい。
【００１１】
また、本発明は、上記いずれかのマイクロチップの使用方法であって、遠心力を印加可能であり、マイクロチップを搭載する部位を有する装置に、マイクロチップを搭載し、マイクロチップに対して、１または２以上の方向の遠心力を印加する工程を含み、該マイクロチップに対して最後に印加される遠心力の方向は、第２の基板の側壁面が第１の基板の側壁面より内側に位置するマイクロチップの上記側壁面が、上記マイクロチップを搭載する部位の内壁面に押し当てられる方向であるマイクロチップの使用方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマイクロチップは、光学測定用キュベットを主に構成する溝または貫通穴を有する第１の基板の少なくとも一部の側壁面が、貼り合わされる第２の基板の側壁面より外側に位置するように（すなわち、突出するように）構成されている。かかる構成のマイクロチップによれば、第１の基板の当該突出した側壁面を、遠心装置のマイクロチップ搭載部における固定面に押し当てられる面とすることにより、光学測定における検出光の光軸と光学測定用キュベットとの位置合わせ精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜第１の実施形態＞
図１〜３は、第１の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略図であり、図１はその概略上面図、図２は概略斜視図、図３は概略分解斜視図である。図１〜３に示されるマイクロチップ１００は、第１の基板１０１と、透明基板である２枚の第２の基板１０２ａおよび１０２ｂとを、第２の基板１０２ａおよび１０２ｂが第１の基板１０１を狭持するように貼り合わせてなる。第１の基板１０１には、厚み方向に貫通する貫通穴１０３が合計７つ形成されており、２枚の第２の基板１０２ａおよび１０２ｂの基板表面が、貫通穴１０３の開口を封止している。貫通穴１０３の第２の基板１０２ｂ側開口部の直径は１ｍｍ程度とし、第２の基板１０２ａ側開口部の直径は１．５ｍｍ程度としている。かかる貫通穴１０３および第２の基板表面によって形成された空洞部がマイクロチップの光学測定用キュベットとなっており、当該光学測定用キュベットに対して、たとえばマイクロチップ下側からマイクロチップ表面に対して略垂直方向の検出光を照射し、その透過率などを測定することにより、当該光学測定用キュベット内に収容された液体（たとえばサンプル（血液など）と液体試薬との混合液等）の検査・分析（たとえば、該混合液中の特定成分の検出）が行なわれる。なお、マイクロチップ１００内部には、光学測定用キュベットのほかに、特に制限されないが、たとえばサンプルや液体試薬を計量する計量部、サンプルと液体試薬とを混合する混合部およびその他必要に応じて設けられる部位、ならびにこれら各部を適切に接続する微細な流路（光学測定用キュベットへ液体を導入するための流路も含む。）が形成されているが、図１〜３において、それらは割愛されている。
【００１４】
本実施形態においては、第１の基板１０１として黒色基板を用いており、そのサイズは、横（図１におけるＡ）約６２ｍｍ×縦（図１におけるＢ）約３０ｍｍ×厚さ約９ｍｍである。一方、透明基板である２枚の第２の基板１０２ａおよび１０２ｂは、第１の基板１０１の基板表面より小さい基板表面を有している。具体的には、第２の基板１０２ａおよび１０２ｂの基板表面の外形形状は、およそ第１の基板１０１と同様であるが、第１の基板１０１に比してわずかに縮小されたサイズを有している（図１参照）。このような第１の基板１０１と第２の基板１０２ａおよび１０２ｂとを適切な配置で貼り合わせることにより、マイクロチップの全外周にわたって、第２の基板１０２ａおよび１０２ｂの側壁面が第１の基板１０１の側壁面よりマイクロチップ内側に位置し、マイクロチップを上および下から見たときに、およそ０．３ｍｍの幅（図１におけるＣ）で第１の基板１０１の基板表面が一部露出する領域が形成されている。なお、第２の基板１０２ａおよび１０２ｂの厚みは、１．６ｍｍとしている。
【００１５】
このように、マイクロチップ１００は、光学測定用キュベットを主に構成する貫通穴１０３を有する第１の基板１０１の側壁面が、貼り合わされた第２の基板１０２ａおよび１０２ｂの側壁面より突出している側壁面領域を有している。本実施形態において、当該突出している側壁面領域は、マイクロチップ全外周にわたって形成されている。以下、第１の基板の側壁面のうち、第２の基板の側壁面より突出している（マイクロチップ外側に位置している）側壁面を第１の基板の「突出側壁面」と呼ぶこととする。このように、光学測定用キュベットを主に構成する部位（貫通穴）が形成された基板が突出側壁面を有するマイクロチップによれば、第１の基板の当該突出側壁面を、遠心装置のマイクロチップ搭載部における固定面に押し当てられる面（以下、「位置合わせ基準面」とも称する）に設定することにより、光学測定における検出光の光軸と光学測定用キュベットとの位置合わせ精度を向上させることができる。以下、この点についてより詳細に説明する。
【００１６】
上記したように、本発明のマイクロチップのような内部に流体回路を有するマイクロチップにおいては、流体回路内でサンプル、液体試薬の計量、サンプルと液体試薬との混合、ならびにサンプル、液体試薬および混合液の各部位への移動（たとえば、光学測定用キュベットへのこれら液体の導入）などの一連の操作は、マイクロチップに対して適切な方向の遠心力を印加することにより行なうことができる。マイクロチップへの遠心力の印加は、たとえばマイクロチップを載置するためのマイクロチップ搭載部を有する遠心装置を用いて行なわれる。
【００１７】
マイクロチップに遠心力を印加する遠心装置は、たとえば、遠心中心を軸に回転（マイクロチップを公転させるための回転）自在な円形状ステージを有し、該ステージ表面上または該ステージ上に設けられたマイクロチップを自転させるための円形状ステージ表面上に、上記マイクロチップ搭載部が設けられた構成とすることができる。マイクロチップ搭載部の構成は、特に制限されず、たとえば、マイクロチップ外形と略同一の形状を有するマイクロチップを嵌め込むための溝とすることもできるし、あるいは搭載したマイクロチップを支持する固定壁から構成することもできる。図４は、マイクロチップ支持用の固定壁から構成されるマイクロチップ搭載部を備える遠心装置に、マイクロチップを搭載した状態を示す概略斜視図である。図４に示されるように、マイクロチップ搭載部２００には、搭載したマイクロチップの位置を固定するための、たとえば板バネやスプリング等を用いた固定具２０３を付設することができる。遠心装置の円形状ステージ２０１上に設けられた、マイクロチップ支持用の固定壁２０２ａおよび２０２ｂに沿うように載置されたマイクロチップは、固定具２０３で押さえられ、かかる状態で円形状ステージ２０１を回転させることにより遠心力が印加される。
【００１８】
所定の遠心操作が施された後、円形状ステージ２０１下部に位置する光学測定装置（図示せず）より、マイクロチップの光学測定用キュベットに向けて検出光が照射され、その透過率等を測定することにより、検査・分析が行なわれる。複数の光学測定用キュベットを有する本実施形態のマイクロチップにおいては、異なる種類の液体を各光学測定用キュベットに収容することが可能となっており、１つのマイクロチップで複数の検査・分析を行なうことができる。各光学測定用キュベットへの検出光の照射は、円形状ステージ２０１を回転させて、各光学測定用キュベットを、検出光の光軸上に順に配置していくことにより行なうことができる。
【００１９】
ここで、上記のように、マイクロチップ搭載部２００に搭載されたマイクロチップは、たとえ固定具等により支持されている場合であっても、遠心力の印加により、当該マイクロチップ搭載部２００内でわずかに移動することがあり、これにより、光学測定用キュベットと検出光の光軸との位置がずれて光学測定が困難となる場合がある。したがって、このような位置ずれを解消して、光学測定用キュベットの開口部が光軸上に配置できるようにするためには、少なくとも、マイクロチップに対して最後に印加される遠心力（すなわち、光学測定直前に印加される遠心力）の方向を、マイクロチップのいずれかの側壁面が、たとえば固定壁２０２ａに押し当てられる方向とし（図４参照）、遠心操作とともに、マイクロチップ搭載部２００内におけるマイクロチップの位置を微調整し、光学測定にあたり、適切な位置に配置、固定しておくことが肝要である。この際、マイクロチップ搭載部２００は、マイクロチップが固定壁に押し当てられ、位置調整されると、光学測定用キュベットが、円形状ステージ２０１の回転により光軸上に配置され得る位置に設置する。なお、マイクロチップ搭載部が、マイクロチップを嵌め込むための溝とした場合、マイクロチップの側壁面を押し当てる固定壁は、当該溝の内壁面となる。
【００２０】
しかしながら、このような最後の遠心操作によって、マイクロチップ側壁面をマイクロチップ搭載部の固定壁の内壁面に押し当てることができた場合であっても、本発明によらないマイクロチップにあっては、次の理由から、検出光の光軸と光学測定用キュベットとの位置合わせが困難となる場合がある。すなわち、第１の基板の側壁面と第２の基板の側壁面とが、同一面を形成するように構成されたマイクロチップ（すなわち、第１の基板が突出側壁面を有しないマイクロチップ）または、第２の基板の側壁面が第１の基板の側壁面より外側に位置するマイクロチップ（すなわち、第２の基板が突出側壁面を有するマイクロチップ）においては、当該マイクロチップ製造時における第１の基板および第２の基板の寸法の振れ、ならびに第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる際の位置ずれなど、マイクロチップ側壁面構造に振れを生じさせる多くの製造上の要因を孕んでいる。たとえば、第１の基板の側壁面と第２の基板の側壁面とが、同一面を形成するように構成されたマイクロチップにおいては、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる際のわずかな位置ずれなどにより、第１の基板または第２の基板の側壁面が突出し得る。また、第２の基板の側壁面が第１の基板の側壁面より外側に位置するマイクロチップにおいては、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる際のわずかな位置ずれなどにより、突出の程度がマイクロチップごとに変化し得る。
【００２１】
したがって、上記のようなマイクロチップにあっては、突出側壁面の突出精度を十分に制御することが困難であるために、マイクロチップ間でのマイクロチップ側壁面構造の振れが大きくなる傾向にあり、遠心力の印加によって、マイクロチップ側壁面をマイクロチップ搭載部の固定壁の内壁面に押し当てる操作を行なった場合であっても、マイクロチップ間で、光学測定用キュベットと該内壁面との相対的位置関係にバラツキが生じやすく、結果、光学測定用キュベットと検出光の光軸との位置合わせが困難となる場合が生じやすい。また、第１の基板と第２の基板との貼り合わせズレが生じた場合、光学測定用キュベットの座標にずれが生じたり、光学測定用キュベットにおける光の入射する面と光軸との垂直性が悪化することが想定される。
【００２２】
一方、光学測定用キュベットを構成する貫通穴が設けられた第１の基板に突出側壁面を有する本実施形態のマイクロチップによれば、光学測定用キュベットと光軸との位置合わせ精度は、主に、第１の基板の寸法精度（第１の基板における貫通穴の位置精度など）に依存するだけであるため、第２の基板の微小な寸法振れや基板貼り合わせ時における第２の基板の微小な位置ずれに関わらず、光軸との正確な位置合わせが達成できる。このように、本実施形態において、光学測定用キュベットと光軸との位置合わせ精度が、主に、第１の基板の寸法精度に依存するのは、光学測定用キュベットを構成する主要な部位（貫通穴）が第１の基板に形成されているからである。
【００２３】
本実施形態のマイクロチップ１００においては、その側壁面全体にわたって第１の基板の突出側壁面を有している。したがって、マイクロチップ搭載部の固定壁の内壁面に押し当てられることとなる「位置合わせ基準面」は、マイクロチップのいずれの側壁面であってもよい。ただし、光学測定用キュベットと光軸との位置合わせ精度が第１の基板の寸法精度に依存することを考慮すると、光学測定用キュベット最近傍の側壁面の突出側壁面を位置合わせ基準面とすることが好ましい。この点において、本実施形態のマイクロチップ１００においては、図２および３に示される突出側壁面ＸおよびＸ’もしくは、これと対向する側に位置する側壁面における突出側壁面を位置合わせ基準面とすることが好ましい。ここで、突出側壁面ＸおよびＸ’は、同一平面上にある。図５は、本実施形態のマイクロチップ１００を遠心装置のマイクロチップ搭載部に搭載し、矢印の方向の遠心力を印加してマイクロチップ１００の位置調整を行なう様子を示す概略斜視図である。図５においては、突出側壁面ＸおよびＸ’を位置合わせ基準面としている。矢印方向の遠心力の印加により、突出側壁面ＸおよびＸ’が、固定壁２０２ａの内壁面に押し当てられ、密着されている。これにより、マイクロチップ搭載部内でのマイクロチップ１００の位置合わせが行なわれる。
【００２４】
位置合わせ基準面に設定する第１の基板の突出側壁面は、その表面に突起を有しないことが好ましい。たとえば、第１の基板を射出成形により作製する場合においては、ゲート位置が第１の基板の側壁面内に設定される場合があるが、これに起因して側壁面に突起が形成される場合がある。したがって、側壁面内にゲート位置が設定される場合には、位置合わせ基準面としない側壁面にゲート位置を設けることが好ましい。位置合わせ基準面に突起が存在すると、その突起の程度によって、光学測定用キュベットと固定壁の内壁面との相対的位置関係にバラツキが生じ、結果、光学測定用キュベットと検出光の光軸との位置合わせが困難となる場合があるためである。
【００２５】
また、位置合わせ基準面に設定する第１の基板の突出側壁面は、平面であることが好ましい。これにより、遠心力を印加して、位置合わせ基準面を固定壁の内壁面に押し当てることによりマイクロチップの位置合わせを行なう際、面で位置合わせを行なうことができるため、位置合わせの精度を向上させることができる。第１の基板も突出側壁面が局面や点状である場合には、該壁面が固定壁の内壁面に押し当てられた際、正確な位置合わせが行なえないことがある。
【００２６】
また、位置合わせ基準面に設定する第１の基板の突出側壁面は、マイクロチップが有する側壁面のうち、最も飛び出している側壁面であることが好ましい。これにより、マイクロチップ搭載部を比較的容易に作成することができる。上記したように、遠心装置におけるマイクロチップ搭載部は、たとえばマイクロチップを嵌め込むための溝（ホルダー）とすることができるが、マイクロチップが突出側壁面より飛び出した側壁面を有する場合、当該溝の固定壁への突出側壁面（基準面）の押し当てが阻害されないよう、当該飛び出した側壁面を逃がすような（たとえば、当該飛び出した部分を収容できるような）構造をマイクロチップ搭載部の溝（ホルダー）に形成する必要がある。しかし、このようなマイクロチップ搭載部の構造は、射出成形やドリル成形では作成困難な場合がある。なお、第１の基板に突出側壁面を有する本実施形態のマイクロチップによれば、上記と同様の理由により、マイクロチップ搭載部の作成が容易となる。すなわち、第２の基板が突出側壁面を有し、第１の基板の側壁面を位置合わせ基準面に設定する場合には、マイクロチップ搭載部に第２の基板の当該突出部分を逃がす構造を形成する必要があるが、このような構造は作成困難な場合がある。
【００２７】
本実施形態のマイクロチップは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形を施すことができる。まず、上記したマイクロチップの寸法に関する数値は、一例であり、上記数値に限定されるものではない。また、本実施形態では、第１の基板１０１側壁面の第２の基板に対する突出幅（図１におけるＣ）を、およそ０．３ｍｍとしたが、これに限定されるものではなく、第１の基板の縦横の長さを上記値とした場合、１ｍｍ以下程度とすることができる。当該突出幅は、マイクロチップ全外周にわたって均一である必要はなく、また、第２の基板１０２ａに対する突出幅と第２の基板１０２ｂに対する突出幅は同じであっても異なっていてもよい。
【００２８】
また、本実施形態においては、マイクロチップの全外周にわたって突出側壁面が形成されているが、これに限定されるものではなく、少なくとも位置合わせ基準面に設定する領域に突出側壁面が形成されていればよい。ただし、基板製造時における寸法精度の制御および基板貼り合わせ時の貼り合わせ位置精度の制御のし易さ等を考慮すると、第１の基板表面の外形形状と略相似形であって、わずかに縮小されたサイズを有する第２の基板を作製し、これを第１の基板に貼付することにより、全外周にわたって突出側壁面が形成されたマイクロチップを作製する手法が好ましい。
【００２９】
また、本実施形態では、第１の基板に光学測定用キュベットを構成する貫通穴を７個設けているが、これに限定されるものではなく、光学測定用キュベットは１個以上あればよい。第１の基板は、必ずしも黒色基板である必要はなく、透明基板であってもよいし、他の着色基板であってもよい。ただし、第１の基板と第２の基板とを光照射による基板表面の融着により接着する場合であって、第２の基板を透明基板とした場合には、第１の基板は着色基板とすることが好ましく、黒色基板とすることがより好ましい。黒色化は、たとえば基板材料となる樹脂にカーボンブラック等の黒色顔料などを添加することにより行なうことができる。第２の基板は、必ずしも全体が透明である必要はないが、少なくとも第１の基板の貫通穴の開口部を封止する領域は、光学測定を行なえるようにするために透明にする必要がある。
【００３０】
さらに、マイクロチップの外形形状は、本実施形態の形状に限定されるものではなく、種々の形状を採り得る。図６は、本発明のマイクロチップの別の一例を示す概略斜視図である。図６に示されるマイクロチップ４００は、図１〜３のマイクロチップと同様に、第１の基板４０１と、透明基板である２枚の第２の基板４０２ａおよび４０２ｂとを、第２の基板１０２ａおよび１０２ｂが第１の基板１０１を狭持するように貼り合わせてなり、第１の基板の突出側壁面がマイクロチップ全外周にわたって形成されている。図６に示されるマイクロチップにおいては、たとえば突出側壁面Ｙやこれと対向する側に位置する側壁面における突出側壁面を位置合わせ基準面とすることができる。
【００３１】
＜第２の実施形態＞
図７〜９は、第２の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略図であり、図７はその概略上面図、図８は概略側面図、図９は概略斜視図である。図７〜９に示されるマイクロチップ５００は、透明基板である第１の基板５０１と、黒色基板である第２の基板５０２とを、第１の基板５０１の表面に設けられた溝５０３の開口部が第２の基板５０２の基板表面によって封止されるように、貼り合わせてなる。かかる溝５０３および第２の基板表面によって形成された空洞部がマイクロチップの光学測定用キュベットとなっている。本実施形態のマイクロチップにおいて検出光は、たとえばマイクロチップ表面に対し略平行な角度で、光学測定用キュベットへ照射される。なお、図７〜９において、上記図１〜３の場合と同様に、流体回路のその他の部位および流路は割愛されている。
【００３２】
本実施形態のマイクロチップにおいて、第２の基板５０２は、第１の基板５０１の基板表面より小さい基板表面を有している。具体的には、第２の基板５０２の基板表面の外形形状は、およそ第１の基板５０１と同様であるが、第１の基板５０１に比してわずかに縮小されたサイズを有している（図７参照）。このような第１の基板５０１と第２の基板５０２とを貼り合わせることにより、マイクロチップの全外周にわたって、光学測定用キュベットを主に構成する部位（溝）が形成された基板である第１の基板に突出側壁面が形成される。かかる構成により、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
ここで、本実施形態のマイクロチップでは、位置合わせ基準面をいずれの突出側壁面に設定することも可能である。たとえば、図９を参照して、突出側壁面Ｚ１、Ｚ２またはＺ３を位置合わせ基準面とすることもできるし、他の突出側壁面を位置合わせ基準面とすることもできる。ただし、光学測定用キュベットと光軸との位置合わせ精度が第１の基板の寸法精度に依存することを考慮すると、光学測定用キュベット最近傍の側壁面の突出側壁面を位置合わせ基準面とすることが好ましい。さらに、光学測定用キュベットと光軸との平行性、光学測定用キュベットの光入射端面と光軸との垂直性をも考慮すると、突出側壁面Ｚ２またはＺ３を位置合わせ基準面とすることが好ましい。位置合わせ基準面とする第１の基板の突出側壁面は、突起を有していないことが好ましく、平面であることがより好ましい。また、本実施形態のマイクロチップは、上記第１の実施形態と同様の変形を施すことができる。
【００３４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略上面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略分解斜視図である。
【図４】マイクロチップ支持用の固定壁から構成されるマイクロチップ搭載部を備える遠心装置にマイクロチップを搭載した状態を示す概略斜視図である。
【図５】第１の実施形態のマイクロチップを遠心装置のマイクロチップ搭載部に搭載し、遠心力を印加してマイクロチップの位置調整を行なう様子を示す概略斜視図である。
【図６】本発明のマイクロチップの別の一例を示す概略斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略上面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略側面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００，４００，５００ マイクロチップ、１０１，４０１，５０１ 第１の基板、１０２ａ，１０２ｂ，４０２ａ，４０２ｂ，５０２ 第２の基板、１０３，４０３ 貫通穴、２００ マイクロチップ搭載部、２０１ 円形状ステージ、２０２ａ，２０２ｂ 固定壁、２０３ 固定具、５０３ 溝。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡ、タンパク質、細胞、免疫および血液等の生化学検査、化学合成ならびに、環境分析などに好適に使用されるμ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などとして有用なマイクロチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療や健康、食品、創薬などの分野で、ＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ）や酵素、抗原、抗体、タンパク質、ウィルスおよび細胞などの生体物質、ならびに化学物質を検知、検出あるいは定量する重要性が増してきており、それらを簡便に測定できる様々なバイオチップおよびマイクロ化学チップ（以下、これらを総称してマイクロチップと称する。）が提案されている。マイクロチップは、実験室で行なっている一連の実験・分析操作を、数ｃｍ〜１０ｃｍ角で厚さ数ｍｍ〜数ｃｍ程度のチップ内で行なえることから、サンプルおよび試薬が微量で済み、コストが安く、反応速度が速く、ハイスループットな検査ができ、サンプルを採取した現場で直ちに検査結果を得ることができるなど多くの利点を有している。
【０００３】
マイクロチップはその内部に流体回路を有しており、該流体回路は、たとえば液体試薬を保持する液体試薬保持部、サンプル（その一例として血液が挙げられる）や液体試薬を計量する計量部、サンプルと液体試薬とを混合する混合部、混合液について分析および／または検査するための光学測定用のキュベット（検出部）などの各部と、これら各部を適切に接続する微細な流路（たとえば、数百μｍ程度の幅）とから主に構成される。マイクロチップは、典型的には、これに遠心力を印加可能な装置（遠心装置）に載置して使用される。マイクロチップに適切な方向の遠心力を印加することにより、サンプルおよび液体試薬の計量、混合、ならびに該混合液の光学測定用キュベットへの導入等を行なうことができる。光学測定用キュベットに導入された混合液の検査・分析（たとえば、混合液中の特定成分の検出）は、たとえば、混合液が収容された光学測定用キュベットへ、マイクロチップ表面に対して略垂直な角度から検出光を照射し、その透過率等を測定することなどにより行なうことができる。
【０００４】
このように、マイクロチップを用いることによって、ポンプ、ピペットおよび攪拌子などを使用する従来の実験・分析系と比較して、極端に少ない溶液量で実験・分析等を行なうことができるが、取り扱う液量が数１０μＬ以下と極めて微量であり、光学測定用キュベットの断面直径を小さくする必要があるため、光学測定用キュベットと検出光の光軸との位置合わせを正確に行なうことが困難な場合があった。特に、遠心力を利用して流体回路内の液体移動等を制御するマイクロチップにおいては、マイクロチップが、該遠心力により、遠心装置におけるマイクロチップ搭載部内でわずかに移動することがあり、上記課題が顕著である。とりわけ、遠心手段と光学測定手段とが一体化されており、光源位置自体を移動させることができない遠心装置を用いる場合にあっては、光源位置の微調整によって光軸との位置合わせができないことから、マイクロチップ自体を、光軸との位置合わせを正確に行なうことができる構造にすることが必要となる。
【０００５】
なお、以上本発明についての従来の技術を、出願人の知得した一般技術情報に基づいて説明したが、出願人の記憶する範囲において、出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記課題の解決策として、検出光が照射される光学測定用キュベットの断面積を大きくし、光軸の位置合わせを容易にすることが考えられるが、これでは光学測定用キュベットに導入されるべき液体の量を増やす必要が生じ、マイクロチップを用いることのメリットが軽減してしまう。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、その目的は、光学測定用キュベットと光軸との位置合わせを正確に行なうことができるマイクロチップおよびその使用方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基板表面上に設けられた溝または厚み方向に貫通する貫通穴を備える第１の基板と、１または２以上の第２の基板とを貼り合わせてなる、光学測定用キュベットを有するマイクロチップであって、該光学測定用キュベットは、上記溝または上記貫通穴と第２の基板の基板表面とから構成され、マイクロチップの少なくとも一部の側壁面において、第２の基板の側壁面は、第１の基板の側壁面より内側に位置するマイクロチップを提供する。ここで、マイクロチップのすべての側壁面において、第２の基板の側壁面が、第１の基板の側壁面より内側に位置していてもよい。
【０００９】
本発明のマイクロチップにおいて、第２の基板の基板表面は、第１の基板の基板表面より小さいことが好ましい。
【００１０】
また、第２の基板の側壁面が第１の基板の側壁面より内側に位置している、マイクロチップの上記少なくとも一部の側壁面における第１の基板の側壁面は、その表面に突起を有しないことが好ましく、平面であることがより好ましい。
【００１１】
また、本発明は、上記いずれかのマイクロチップの使用方法であって、遠心力を印加可能であり、マイクロチップを搭載する部位を有する装置に、マイクロチップを搭載し、マイクロチップに対して、１または２以上の方向の遠心力を印加する工程を含み、該マイクロチップに対して最後に印加される遠心力の方向は、第２の基板の側壁面が第１の基板の側壁面より内側に位置するマイクロチップの上記側壁面が、上記マイクロチップを搭載する部位の内壁面に押し当てられる方向であるマイクロチップの使用方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマイクロチップは、光学測定用キュベットを主に構成する溝または貫通穴を有する第１の基板の少なくとも一部の側壁面が、貼り合わされる第２の基板の側壁面より外側に位置するように（すなわち、突出するように）構成されている。かかる構成のマイクロチップによれば、第１の基板の当該突出した側壁面を、遠心装置のマイクロチップ搭載部における固定面に押し当てられる面とすることにより、光学測定における検出光の光軸と光学測定用キュベットとの位置合わせ精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜第１の実施形態＞
図１〜３は、第１の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略図であり、図１はその概略上面図、図２は概略斜視図、図３は概略分解斜視図である。図１〜３に示されるマイクロチップ１００は、第１の基板１０１と、透明基板である２枚の第２の基板１０２ａおよび１０２ｂとを、第２の基板１０２ａおよび１０２ｂが第１の基板１０１を狭持するように貼り合わせてなる。第１の基板１０１には、厚み方向に貫通する貫通穴１０３が合計７つ形成されており、２枚の第２の基板１０２ａおよび１０２ｂの基板表面が、貫通穴１０３の開口を封止している。貫通穴１０３の第２の基板１０２ｂ側開口部の直径は１ｍｍ程度とし、第２の基板１０２ａ側開口部の直径は１．５ｍｍ程度としている。かかる貫通穴１０３および第２の基板表面によって形成された空洞部がマイクロチップの光学測定用キュベットとなっており、当該光学測定用キュベットに対して、たとえばマイクロチップ下側からマイクロチップ表面に対して略垂直方向の検出光を照射し、その透過率などを測定することにより、当該光学測定用キュベット内に収容された液体（たとえばサンプル（血液など）と液体試薬との混合液等）の検査・分析（たとえば、該混合液中の特定成分の検出）が行なわれる。なお、マイクロチップ１００内部には、光学測定用キュベットのほかに、特に制限されないが、たとえばサンプルや液体試薬を計量する計量部、サンプルと液体試薬とを混合する混合部およびその他必要に応じて設けられる部位、ならびにこれら各部を適切に接続する微細な流路（光学測定用キュベットへ液体を導入するための流路も含む。）が形成されているが、図１〜３において、それらは割愛されている。
【００１４】
本実施形態においては、第１の基板１０１として黒色基板を用いており、そのサイズは、横（図１におけるＡ）約６２ｍｍ×縦（図１におけるＢ）約３０ｍｍ×厚さ約９ｍｍである。一方、透明基板である２枚の第２の基板１０２ａおよび１０２ｂは、第１の基板１０１の基板表面より小さい基板表面を有している。具体的には、第２の基板１０２ａおよび１０２ｂの基板表面の外形形状は、およそ第１の基板１０１と同様であるが、第１の基板１０１に比してわずかに縮小されたサイズを有している（図１参照）。このような第１の基板１０１と第２の基板１０２ａおよび１０２ｂとを適切な配置で貼り合わせることにより、マイクロチップの全外周にわたって、第２の基板１０２ａおよび１０２ｂの側壁面が第１の基板１０１の側壁面よりマイクロチップ内側に位置し、マイクロチップを上および下から見たときに、およそ０．３ｍｍの幅（図１におけるＣ）で第１の基板１０１の基板表面が一部露出する領域が形成されている。なお、第２の基板１０２ａおよび１０２ｂの厚みは、１．６ｍｍとしている。
【００１５】
このように、マイクロチップ１００は、光学測定用キュベットを主に構成する貫通穴１０３を有する第１の基板１０１の側壁面が、貼り合わされた第２の基板１０２ａおよび１０２ｂの側壁面より突出している側壁面領域を有している。本実施形態において、当該突出している側壁面領域は、マイクロチップ全外周にわたって形成されている。以下、第１の基板の側壁面のうち、第２の基板の側壁面より突出している（マイクロチップ外側に位置している）側壁面を第１の基板の「突出側壁面」と呼ぶこととする。このように、光学測定用キュベットを主に構成する部位（貫通穴）が形成された基板が突出側壁面を有するマイクロチップによれば、第１の基板の当該突出側壁面を、遠心装置のマイクロチップ搭載部における固定面に押し当てられる面（以下、「位置合わせ基準面」とも称する）に設定することにより、光学測定における検出光の光軸と光学測定用キュベットとの位置合わせ精度を向上させることができる。以下、この点についてより詳細に説明する。
【００１６】
上記したように、本発明のマイクロチップのような内部に流体回路を有するマイクロチップにおいては、流体回路内でサンプル、液体試薬の計量、サンプルと液体試薬との混合、ならびにサンプル、液体試薬および混合液の各部位への移動（たとえば、光学測定用キュベットへのこれら液体の導入）などの一連の操作は、マイクロチップに対して適切な方向の遠心力を印加することにより行なうことができる。マイクロチップへの遠心力の印加は、たとえばマイクロチップを載置するためのマイクロチップ搭載部を有する遠心装置を用いて行なわれる。
【００１７】
マイクロチップに遠心力を印加する遠心装置は、たとえば、遠心中心を軸に回転（マイクロチップを公転させるための回転）自在な円形状ステージを有し、該ステージ表面上または該ステージ上に設けられたマイクロチップを自転させるための円形状ステージ表面上に、上記マイクロチップ搭載部が設けられた構成とすることができる。マイクロチップ搭載部の構成は、特に制限されず、たとえば、マイクロチップ外形と略同一の形状を有するマイクロチップを嵌め込むための溝とすることもできるし、あるいは搭載したマイクロチップを支持する固定壁から構成することもできる。図４は、マイクロチップ支持用の固定壁から構成されるマイクロチップ搭載部を備える遠心装置に、マイクロチップを搭載した状態を示す概略斜視図である。図４に示されるように、マイクロチップ搭載部２００には、搭載したマイクロチップの位置を固定するための、たとえば板バネやスプリング等を用いた固定具２０３を付設することができる。遠心装置の円形状ステージ２０１上に設けられた、マイクロチップ支持用の固定壁２０２ａおよび２０２ｂに沿うように載置されたマイクロチップは、固定具２０３で押さえられ、かかる状態で円形状ステージ２０１を回転させることにより遠心力が印加される。
【００１８】
所定の遠心操作が施された後、円形状ステージ２０１下部に位置する光学測定装置（図示せず）より、マイクロチップの光学測定用キュベットに向けて検出光が照射され、その透過率等を測定することにより、検査・分析が行なわれる。複数の光学測定用キュベットを有する本実施形態のマイクロチップにおいては、異なる種類の液体を各光学測定用キュベットに収容することが可能となっており、１つのマイクロチップで複数の検査・分析を行なうことができる。各光学測定用キュベットへの検出光の照射は、円形状ステージ２０１を回転させて、各光学測定用キュベットを、検出光の光軸上に順に配置していくことにより行なうことができる。
【００１９】
ここで、上記のように、マイクロチップ搭載部２００に搭載されたマイクロチップは、たとえ固定具等により支持されている場合であっても、遠心力の印加により、当該マイクロチップ搭載部２００内でわずかに移動することがあり、これにより、光学測定用キュベットと検出光の光軸との位置がずれて光学測定が困難となる場合がある。したがって、このような位置ずれを解消して、光学測定用キュベットの開口部が光軸上に配置できるようにするためには、少なくとも、マイクロチップに対して最後に印加される遠心力（すなわち、光学測定直前に印加される遠心力）の方向を、マイクロチップのいずれかの側壁面が、たとえば固定壁２０２ａに押し当てられる方向とし（図４参照）、遠心操作とともに、マイクロチップ搭載部２００内におけるマイクロチップの位置を微調整し、光学測定にあたり、適切な位置に配置、固定しておくことが肝要である。この際、マイクロチップ搭載部２００は、マイクロチップが固定壁に押し当てられ、位置調整されると、光学測定用キュベットが、円形状ステージ２０１の回転により光軸上に配置され得る位置に設置する。なお、マイクロチップ搭載部が、マイクロチップを嵌め込むための溝とした場合、マイクロチップの側壁面を押し当てる固定壁は、当該溝の内壁面となる。
【００２０】
しかしながら、このような最後の遠心操作によって、マイクロチップ側壁面をマイクロチップ搭載部の固定壁の内壁面に押し当てることができた場合であっても、本発明によらないマイクロチップにあっては、次の理由から、検出光の光軸と光学測定用キュベットとの位置合わせが困難となる場合がある。すなわち、第１の基板の側壁面と第２の基板の側壁面とが、同一面を形成するように構成されたマイクロチップ（すなわち、第１の基板が突出側壁面を有しないマイクロチップ）または、第２の基板の側壁面が第１の基板の側壁面より外側に位置するマイクロチップ（すなわち、第２の基板が突出側壁面を有するマイクロチップ）においては、当該マイクロチップ製造時における第１の基板および第２の基板の寸法の振れ、ならびに第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる際の位置ずれなど、マイクロチップ側壁面構造に振れを生じさせる多くの製造上の要因を孕んでいる。たとえば、第１の基板の側壁面と第２の基板の側壁面とが、同一面を形成するように構成されたマイクロチップにおいては、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる際のわずかな位置ずれなどにより、第１の基板または第２の基板の側壁面が突出し得る。また、第２の基板の側壁面が第１の基板の側壁面より外側に位置するマイクロチップにおいては、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる際のわずかな位置ずれなどにより、突出の程度がマイクロチップごとに変化し得る。
【００２１】
したがって、上記のようなマイクロチップにあっては、突出側壁面の突出精度を十分に制御することが困難であるために、マイクロチップ間でのマイクロチップ側壁面構造の振れが大きくなる傾向にあり、遠心力の印加によって、マイクロチップ側壁面をマイクロチップ搭載部の固定壁の内壁面に押し当てる操作を行なった場合であっても、マイクロチップ間で、光学測定用キュベットと該内壁面との相対的位置関係にバラツキが生じやすく、結果、光学測定用キュベットと検出光の光軸との位置合わせが困難となる場合が生じやすい。また、第１の基板と第２の基板との貼り合わせズレが生じた場合、光学測定用キュベットの座標にずれが生じたり、光学測定用キュベットにおける光の入射する面と光軸との垂直性が悪化することが想定される。
【００２２】
一方、光学測定用キュベットを構成する貫通穴が設けられた第１の基板に突出側壁面を有する本実施形態のマイクロチップによれば、光学測定用キュベットと光軸との位置合わせ精度は、主に、第１の基板の寸法精度（第１の基板における貫通穴の位置精度など）に依存するだけであるため、第２の基板の微小な寸法振れや基板貼り合わせ時における第２の基板の微小な位置ずれに関わらず、光軸との正確な位置合わせが達成できる。このように、本実施形態において、光学測定用キュベットと光軸との位置合わせ精度が、主に、第１の基板の寸法精度に依存するのは、光学測定用キュベットを構成する主要な部位（貫通穴）が第１の基板に形成されているからである。
【００２３】
本実施形態のマイクロチップ１００においては、その側壁面全体にわたって第１の基板の突出側壁面を有している。したがって、マイクロチップ搭載部の固定壁の内壁面に押し当てられることとなる「位置合わせ基準面」は、マイクロチップのいずれの側壁面であってもよい。ただし、光学測定用キュベットと光軸との位置合わせ精度が第１の基板の寸法精度に依存することを考慮すると、光学測定用キュベット最近傍の側壁面の突出側壁面を位置合わせ基準面とすることが好ましい。この点において、本実施形態のマイクロチップ１００においては、図２および３に示される突出側壁面ＸおよびＸ’もしくは、これと対向する側に位置する側壁面における突出側壁面を位置合わせ基準面とすることが好ましい。ここで、突出側壁面ＸおよびＸ’は、同一平面上にある。図５は、本実施形態のマイクロチップ１００を遠心装置のマイクロチップ搭載部に搭載し、矢印の方向の遠心力を印加してマイクロチップ１００の位置調整を行なう様子を示す概略斜視図である。図５においては、突出側壁面ＸおよびＸ’を位置合わせ基準面としている。矢印方向の遠心力の印加により、突出側壁面ＸおよびＸ’が、固定壁２０２ａの内壁面に押し当てられ、密着されている。これにより、マイクロチップ搭載部内でのマイクロチップ１００の位置合わせが行なわれる。
【００２４】
位置合わせ基準面に設定する第１の基板の突出側壁面は、その表面に突起を有しないことが好ましい。たとえば、第１の基板を射出成形により作製する場合においては、ゲート位置が第１の基板の側壁面内に設定される場合があるが、これに起因して側壁面に突起が形成される場合がある。したがって、側壁面内にゲート位置が設定される場合には、位置合わせ基準面としない側壁面にゲート位置を設けることが好ましい。位置合わせ基準面に突起が存在すると、その突起の程度によって、光学測定用キュベットと固定壁の内壁面との相対的位置関係にバラツキが生じ、結果、光学測定用キュベットと検出光の光軸との位置合わせが困難となる場合があるためである。
【００２５】
また、位置合わせ基準面に設定する第１の基板の突出側壁面は、平面であることが好ましい。これにより、遠心力を印加して、位置合わせ基準面を固定壁の内壁面に押し当てることによりマイクロチップの位置合わせを行なう際、面で位置合わせを行なうことができるため、位置合わせの精度を向上させることができる。第１の基板も突出側壁面が局面や点状である場合には、該壁面が固定壁の内壁面に押し当てられた際、正確な位置合わせが行なえないことがある。
【００２６】
また、位置合わせ基準面に設定する第１の基板の突出側壁面は、マイクロチップが有する側壁面のうち、最も飛び出している側壁面であることが好ましい。これにより、マイクロチップ搭載部を比較的容易に作成することができる。上記したように、遠心装置におけるマイクロチップ搭載部は、たとえばマイクロチップを嵌め込むための溝（ホルダー）とすることができるが、マイクロチップが突出側壁面より飛び出した側壁面を有する場合、当該溝の固定壁への突出側壁面（基準面）の押し当てが阻害されないよう、当該飛び出した側壁面を逃がすような（たとえば、当該飛び出した部分を収容できるような）構造をマイクロチップ搭載部の溝（ホルダー）に形成する必要がある。しかし、このようなマイクロチップ搭載部の構造は、射出成形やドリル成形では作成困難な場合がある。なお、第１の基板に突出側壁面を有する本実施形態のマイクロチップによれば、上記と同様の理由により、マイクロチップ搭載部の作成が容易となる。すなわち、第２の基板が突出側壁面を有し、第１の基板の側壁面を位置合わせ基準面に設定する場合には、マイクロチップ搭載部に第２の基板の当該突出部分を逃がす構造を形成する必要があるが、このような構造は作成困難な場合がある。
【００２７】
本実施形態のマイクロチップは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形を施すことができる。まず、上記したマイクロチップの寸法に関する数値は、一例であり、上記数値に限定されるものではない。また、本実施形態では、第１の基板１０１側壁面の第２の基板に対する突出幅（図１におけるＣ）を、およそ０．３ｍｍとしたが、これに限定されるものではなく、第１の基板の縦横の長さを上記値とした場合、１ｍｍ以下程度とすることができる。当該突出幅は、マイクロチップ全外周にわたって均一である必要はなく、また、第２の基板１０２ａに対する突出幅と第２の基板１０２ｂに対する突出幅は同じであっても異なっていてもよい。
【００２８】
また、本実施形態においては、マイクロチップの全外周にわたって突出側壁面が形成されているが、これに限定されるものではなく、少なくとも位置合わせ基準面に設定する領域に突出側壁面が形成されていればよい。ただし、基板製造時における寸法精度の制御および基板貼り合わせ時の貼り合わせ位置精度の制御のし易さ等を考慮すると、第１の基板表面の外形形状と略相似形であって、わずかに縮小されたサイズを有する第２の基板を作製し、これを第１の基板に貼付することにより、全外周にわたって突出側壁面が形成されたマイクロチップを作製する手法が好ましい。
【００２９】
また、本実施形態では、第１の基板に光学測定用キュベットを構成する貫通穴を７個設けているが、これに限定されるものではなく、光学測定用キュベットは１個以上あればよい。第１の基板は、必ずしも黒色基板である必要はなく、透明基板であってもよいし、他の着色基板であってもよい。ただし、第１の基板と第２の基板とを光照射による基板表面の融着により接着する場合であって、第２の基板を透明基板とした場合には、第１の基板は着色基板とすることが好ましく、黒色基板とすることがより好ましい。黒色化は、たとえば基板材料となる樹脂にカーボンブラック等の黒色顔料などを添加することにより行なうことができる。第２の基板は、必ずしも全体が透明である必要はないが、少なくとも第１の基板の貫通穴の開口部を封止する領域は、光学測定を行なえるようにするために透明にする必要がある。
【００３０】
さらに、マイクロチップの外形形状は、本実施形態の形状に限定されるものではなく、種々の形状を採り得る。図６は、本発明のマイクロチップの別の一例を示す概略斜視図である。図６に示されるマイクロチップ４００は、図１〜３のマイクロチップと同様に、第１の基板４０１と、透明基板である２枚の第２の基板４０２ａおよび４０２ｂとを、第２の基板１０２ａおよび１０２ｂが第１の基板１０１を狭持するように貼り合わせてなり、第１の基板の突出側壁面がマイクロチップ全外周にわたって形成されている。図６に示されるマイクロチップにおいては、たとえば突出側壁面Ｙやこれと対向する側に位置する側壁面における突出側壁面を位置合わせ基準面とすることができる。
【００３１】
＜第２の実施形態＞
図７〜９は、第２の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略図であり、図７はその概略上面図、図８は概略側面図、図９は概略斜視図である。図７〜９に示されるマイクロチップ５００は、透明基板である第１の基板５０１と、黒色基板である第２の基板５０２とを、第１の基板５０１の表面に設けられた溝５０３の開口部が第２の基板５０２の基板表面によって封止されるように、貼り合わせてなる。かかる溝５０３および第２の基板表面によって形成された空洞部がマイクロチップの光学測定用キュベットとなっている。本実施形態のマイクロチップにおいて検出光は、たとえばマイクロチップ表面に対し略平行な角度で、光学測定用キュベットへ照射される。なお、図７〜９において、上記図１〜３の場合と同様に、流体回路のその他の部位および流路は割愛されている。
【００３２】
本実施形態のマイクロチップにおいて、第２の基板５０２は、第１の基板５０１の基板表面より小さい基板表面を有している。具体的には、第２の基板５０２の基板表面の外形形状は、およそ第１の基板５０１と同様であるが、第１の基板５０１に比してわずかに縮小されたサイズを有している（図７参照）。このような第１の基板５０１と第２の基板５０２とを貼り合わせることにより、マイクロチップの全外周にわたって、光学測定用キュベットを主に構成する部位（溝）が形成された基板である第１の基板に突出側壁面が形成される。かかる構成により、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
ここで、本実施形態のマイクロチップでは、位置合わせ基準面をいずれの突出側壁面に設定することも可能である。たとえば、図９を参照して、突出側壁面Ｚ１、Ｚ２またはＺ３を位置合わせ基準面とすることもできるし、他の突出側壁面を位置合わせ基準面とすることもできる。ただし、光学測定用キュベットと光軸との位置合わせ精度が第１の基板の寸法精度に依存することを考慮すると、光学測定用キュベット最近傍の側壁面の突出側壁面を位置合わせ基準面とすることが好ましい。さらに、光学測定用キュベットと光軸との平行性、光学測定用キュベットの光入射端面と光軸との垂直性をも考慮すると、突出側壁面Ｚ２またはＺ３を位置合わせ基準面とすることが好ましい。位置合わせ基準面とする第１の基板の突出側壁面は、突起を有していないことが好ましく、平面であることがより好ましい。また、本実施形態のマイクロチップは、上記第１の実施形態と同様の変形を施すことができる。
【００３４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略上面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略分解斜視図である。
【図４】マイクロチップ支持用の固定壁から構成されるマイクロチップ搭載部を備える遠心装置にマイクロチップを搭載した状態を示す概略斜視図である。
【図５】第１の実施形態のマイクロチップを遠心装置のマイクロチップ搭載部に搭載し、遠心力を印加してマイクロチップの位置調整を行なう様子を示す概略斜視図である。
【図６】本発明のマイクロチップの別の一例を示す概略斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略上面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略側面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るマイクロチップの一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００，４００，５００ マイクロチップ、１０１，４０１，５０１ 第１の基板、１０２ａ，１０２ｂ，４０２ａ，４０２ｂ，５０２ 第２の基板、１０３，４０３ 貫通穴、２００ マイクロチップ搭載部、２０１ 円形状ステージ、２０２ａ，２０２ｂ 固定壁、２０３ 固定具、５０３ 溝。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面上に設けられた溝または厚み方向に貫通する貫通穴を備える第１の基板と、１または２以上の第２の基板とを貼り合わせてなる、光学測定用キュベットを有するマイクロチップであって、
前記光学測定用キュベットは、前記溝または前記貫通穴と前記第２の基板の基板表面とから構成され、
前記マイクロチップの少なくとも一部の側壁面において、前記第２の基板の側壁面は、前記第１の基板の側壁面より内側に位置するマイクロチップ。
【請求項２】
前記マイクロチップのすべての側壁面において、前記第２の基板の側壁面は、前記第１の基板の側壁面より内側に位置する請求項１に記載のマイクロチップ。
【請求項３】
前記第２の基板の基板表面は、前記第１の基板の基板表面より小さい請求項１または２に記載のマイクロチップ。
【請求項４】
マイクロチップの前記少なくとも一部の側壁面における前記第１の基板の側壁面は、その表面に突起を有しない請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項５】
マイクロチップの前記少なくとも一部の側壁面における前記第１の基板の側壁面は、平面である請求項４に記載のマイクロチップ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロチップの使用方法であって、
遠心力を印加可能であり、マイクロチップを搭載する部位を有する装置に、前記マイクロチップを搭載し、前記マイクロチップに対して、１または２以上の方向の遠心力を印加する工程を含み、
ここで、前記マイクロチップに対して最後に印加される遠心力の方向は、前記第２の基板の側壁面が前記第１の基板の側壁面より内側に位置するマイクロチップの前記側壁面が、前記マイクロチップを搭載する部位の内壁面に押し当てられる方向であるマイクロチップの使用方法。
【請求項１】
基板表面上に設けられた溝または厚み方向に貫通する貫通穴を備える第１の基板と、１または２以上の第２の基板とを貼り合わせてなる、光学測定用キュベットを有するマイクロチップであって、
前記光学測定用キュベットは、前記溝または前記貫通穴と前記第２の基板の基板表面とから構成され、
前記マイクロチップの少なくとも一部の側壁面において、前記第２の基板の側壁面は、前記第１の基板の側壁面より内側に位置するマイクロチップ。
【請求項２】
前記マイクロチップのすべての側壁面において、前記第２の基板の側壁面は、前記第１の基板の側壁面より内側に位置する請求項１に記載のマイクロチップ。
【請求項３】
前記第２の基板の基板表面は、前記第１の基板の基板表面より小さい請求項１または２に記載のマイクロチップ。
【請求項４】
マイクロチップの前記少なくとも一部の側壁面における前記第１の基板の側壁面は、その表面に突起を有しない請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項５】
マイクロチップの前記少なくとも一部の側壁面における前記第１の基板の側壁面は、平面である請求項４に記載のマイクロチップ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロチップの使用方法であって、
遠心力を印加可能であり、マイクロチップを搭載する部位を有する装置に、前記マイクロチップを搭載し、前記マイクロチップに対して、１または２以上の方向の遠心力を印加する工程を含み、
ここで、前記マイクロチップに対して最後に印加される遠心力の方向は、前記第２の基板の側壁面が前記第１の基板の側壁面より内側に位置するマイクロチップの前記側壁面が、前記マイクロチップを搭載する部位の内壁面に押し当てられる方向であるマイクロチップの使用方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１０９２７２（Ｐ２００９−１０９２７２Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８０３５１（Ｐ２００７−２８０３５１）
【出願日】平成１９年１０月２９日（２００７．１０．２９）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２９日（２００７．１０．２９）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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