CN101178398A - 微型综合分析芯片及微型综合分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明的微型综合分析芯片，备有输送液体的主流路、和用预定的分割比分割并输送从上述主流路输送的液体的若干个分支的分割流路；若干个分支的上述各分割流路具有流路的一部分比前后流路缩窄而提高了流路阻力的高流路阻力部，设上述高流路阻力部中任一方的流路阻力值为R、包含该高流路阻力部的分割流路的流量值为Q，设其它分割流路的流路断面积为S、断面周长为L、被输送液体的表面张力为σ时，以满足R×Q＞σ·L/S的关系的方式设定上述高流路阻力部中的任一流路阻力值R。

Description

微型综合分析芯片及微型综合分析系统

技术领域

本发明涉及微型综合分析芯片及微型综合分析系统，特别涉及备有用预定的分割比分割并输送检体或试剂等液体的若干支分割流路的微型综合分析芯片及微型综合分析系统。

背景技术

近年来，由于微型机器技术及超微细加工技术的运用，开发出把已往进行试料调制、化学分析、化学合成等的装置、机构(例如泵、阀、流路、传感器等)微细化并集成在一个芯片上的微型综合分析芯片。

微型综合分析芯片，也称为μ-TAS(Micro total Analysis System)、生物反应器、芯片实验室(Lab-on-chips)、生物芯片，可应用于医疗检查/诊断领域、环境测定领域、农产品制造领域。现实中，如遗传因子检查时那样，在需要烦杂的工序、熟练的手工技术、机器类的操作时，自动化、高速化及简便化的微型化分析系统在成本、试料用量、所需时间方面具有优越性，不必选择时间和场所就可以进行分析，具有很大的优势。

在使用该微型综合分析芯片的分析、检查等中，要把检体分割成若干份、使它们分别与不同的试剂反应，即，并行地进行若干种反应，这对于缩短分析时间是很重要的。另外，在定量的分析、检查等中，用正确的混合比将检体与试剂混合并使它们反应是很重要的，因此，用正确的分割比分割检体、试剂的方法，是很重要的。

在已往的微型综合分析芯片中，作为分割液体的技术，已知有在所谓2相分配法中的反应后溶液的分离方法。例如，日本特开2001-281233号公报(JPA2001-281233)中揭示的方法是，利用并行流动的2相流的各层溶解度的不同，分配溶解在溶液中的微小物，这样，把2相流不混合地分离，使其反应，在分支部，将各层在层间分离并流动。

另外，在日本特开2005-331286号公报(JPA2005-331286)中揭示的方法是，对流路的内面实施处理，使2相流的界面稳定地将液体输送到分支部，在分支部使各液体稳定地分支。

但是，JPA2001-281233和JPA2005-331286的方法都是把在2相分配法中的反应后液体在相间分离的方法，不能如上所述地用正确的分割比将检体、试剂分割。尤其是在分割比为1∶1以外的情况下，仅仅单纯地将流路一分为二是不行的，必须要有新的方法。

另外，在微型综合分析芯片中，由于流路的断面尺寸非常细微，所以，流路内壁面与流体之间的毛细管力等的相互作用的影响大。该力极容易受流路内壁面的表面状态(面粗糙度、表面的附着物等)的影响，即使如专利文献2所示那样实施了内面处理，上述的影响也易使分割比产生偏差，为了实现包括1∶1的分割比在内的正确的分割比，必须要有新的对应方法。

发明内容

本发明是鉴于上述问题作出的，其目的是提供备有若干支分割流路的、并行地进行若干个反应、可缩短分析所需时间的微型综合分析芯片及微型综合分析系统，上述若干支分割流路能用预定的分割比正确地分割并输送检体或试剂等液体。

本发明的目的，可用下述结构来实现。

1.微型综合分析芯片，其备有：输送液体的主流路、和用预定的分割比分割并输送从上述主流路输送的液体的若干个分支的分割流路；若干个分支的上述各分割流路具有流路的一部分比前后流路缩窄而提高了流路阻力的高流路阻力部，设上述高流路阻力部中任一方的流路阻力值为R、包含该高流路阻力部的分割流路的流量值为Q，设其它分割流路的流路断面积为S、断面周长为L、被输送液体的表面张力为σ时，以满足R×Q＞σ·L/S的关系的方式设定上述高流路阻力部中的任一流路阻力值R。

2.如1记载的微型综合分析芯片，其特征在于，分支为若干个分支的各分割流路具有至少一个疏水阀，设上述高流路阻力部中任一方的流路阻力值为R、包含该高流路阻力部的分割流路的流量值为Q、其它分割流路中的疏水阀的液体保持压力上限值为P时，以满足R×Q＞P的方式设定上述高流路阻力部中的任一流路阻力值R。

3.微型综合分析系统，其有：1或2记载的微型综合分析芯片、与上述微型综合分析芯片连接并在上述微型综合分析芯片内输送液体的送液装置、和检测在上述微型综合分析芯片上生成的标的物质的检测部。

附图说明

图1是表示微型综合分析系统之一例的示意图。

图2是表示检查芯片的第1实施方式的示意图。

图3是说明分割流路之第2例的示意图。

图4是说明分割流路之第3例的示意图。

图5(a)-(c)是表示高流路阻力部及细流路的优选形状的示意图。

图6是表示检查芯片的第2实施方式的示意图。

图7(a)-(c)是表示微型泵的构造示例的示意图。

具体实施方式

下面，基于图示实施方式来说明本发明。但本发明并不局限于该实施方式。图中，相同或相当的部分注以相同标记，其重复说明从略。

先用图1说明本发明的微型综合分析系统。图1是表示微型综合分析系统之一例的示意图。

图1中，本发明的微型综合分析系统、即检查装置1，包括：本发明的微型综合分析芯片即检查芯片100、进行检查芯片内的送液的微型泵机构210、促进及抑制检查芯片内的反应的加热冷却机构230、检测由检查芯片内的反应而得到的生成液中所含标的物质的检测部250、以及进行检查装置内各部的驱动、控制、检测等的驱动控制部270等。微型泵机构210作为本发明中的送液装置。另外，作为送液装置，也可以采用利用气压进行送液的气压泵等。

微型泵机构210包括：进行送液的微型泵211、将微型泵211和检查芯片100连接起来的芯片连接部213、供给送液用驱动液216的驱动液槽215、以及把驱动液216从驱动液槽215供给到微型泵211的驱动液供给部217等。驱动液槽215可从驱动液供给部217上卸下更换，以便补充驱动液216。在微型泵211上形成一个或若干个泵，在形成若干个泵时，各泵可独立驱动或连动地驱动。

加热冷却机构230由冷却部231和加热部233等构成。冷却部231由珀耳帖元件等构成，加热部233由加热器等构成。当然，加热部233也可以由珀耳帖元件构成。检测部250由发光二极管(LED)251和受光元件(PD)253等构成，光学地检测由检查芯片内的反应得到的生成液中所含的标的物质。

检查芯片100与一般称为分析芯片、微型反应芯片等的芯片同样，例如由树脂、玻璃、硅、陶瓷等材料制成，用微细加工技术在其上形成了宽度及高度为数μm～数百μm左右的微细流路。检查芯片100的尺寸，通常是纵横数十mm，高度数mm左右。

检查芯片100和微型泵211通过芯片连接部213连接而连通，微型泵211驱动时，收容于检查芯片100内的若干收容部中的各种试剂、检体，借助从微型泵211通过芯片连接部213流入检查芯片100内的驱动液216而被输送。

下面，用图2说明本发明的检查芯片100的第1实施方式。图2是表示检查芯片100的第1实施方式的示意图。下面，说明把检体分割成2个流路、分别与2种试剂反应来进行若干项目的分析、检查的流路的构成例。

如图2所示，在检查芯片100中，检体301被注入检体储留部101，试剂A303和试剂B305分别被注入试剂A储留部103和试剂B储留部105。在检体储留部101、试剂A储留部103和试剂B储留部105的各上游，设置了与微型泵211连接的泵连接部107a、107b、107c，借助从微型泵211送入的驱动液216，检体301、试剂A303、试剂B305被输送到下游。

在检体储留部101的下游，设有检体主流路111。在检体主流路111的下游，设有分支部121。在本例中，分支部121是2个分支，但是进行3分割以上的多分割也是同样的。在分支部121的一方分支的下游，设有第1分割路123。在第1分割路123上，设有流路断面比前后流路缩小而提高了流路阻力的、长度为L1的第1高流路阻力部123a。同样地，在分支部121的另一方分支的下游，设有第2分割路125。在第2分割路125上，设有长度为L2的第2高流路阻力部125a。在此，分支部121、第1分割路123及第2分割路125作为本发明中的分割流路。

上述的“流路阻力”，相当于对流路施加每单位压力的液体流量的倒数，对流路入口施加预定的压力，测定流体流过时的流量，用流量除压力，即可求出该流路阻力。具体内容在后面进行说明。

在试剂A储留部103的下游，设有试剂A主流路113。第1分割路123和试剂A主流路113，通过疏水阀133、135在第1合流部131合流。在第1合流部131的下游，设有第1混合路141，在第1混合路141的下游，设有第1检测部143。在第1合流部131合流后的检体301和试剂A303，在第1混合路141混合后，注入第1检测部143，在第1检测部143反应而生成反应生成液，由检测部250光学地检测出反应生成液中所含的标的物质。疏水阀的具体内容在后面进行说明。

同样地，在试剂B储留部105的下游，设有试剂B主流路115。第2分割路125和试剂B主流路115，通过疏水阀153、155在第2合流部151合流。在第2合流部151的下游，设有第2混合路161，在第2混合路161的下游，设有第2检测部163。在第2合流部151合流后的检体301和试剂B305，在第2混合路161混合后，注入第2检测部163，在第2检测部163反应而生成反应生成液，由检测部250光学地检测出反应生成液中所含的标的物质。

作为一个例子，设试剂A303与检体301的混合比为3∶1，试剂B305与检体301的混合比为1∶1，第1检测部143和第2检测部163的容积都是4nm³。这时，试剂A303往第1检测部143的送液量是3nm³，检体301往第1检测部143的送液量是1nm³，检体301往第2检测部163的送液量是2nm³，试剂B305往第2检测部163的送液量是2nm³。

为了实现上述的状况，必须用1∶2的流量比分割并输送检体301。为此，在第1分割路123上设置了长度为L1的第1高流路阻力部123a，在第2分割路125上设置了长度为L2的第2高流路阻力部125a，它们的流路阻力值之比设定为2∶1。具体地说，第1高流路阻力部123a的长度L1＝5.0mm，第2高流路阻力部125a的长度L2＝2.5mm。第1高流路阻力部123a和第2高流路阻力部125a的宽度都是50μm，深度都是40μm。设液体的粘度为1mPa·s(相当于20℃的水)时，第1高流路阻力部123a和第2高流路阻力部125a的流路阻力值分别为40×10¹²(N·s/m⁵)、20×10¹²(N·s/m⁵)。

下面具体地说明“流路阻力”。“流路阻力”相当于对流路施加每单位压力的液体流量的倒数，对流路入口施加预定的压力，测定液体流过时的流量，用流量除压力，即可求出该流路阻力。尤其是如上述例那样是细长的流路，如果流路内液体的流动主要是层流，则流路阻力值R可用下式算出。

[算式1]

$R=\∫\frac{32\×\mathrm{\η}}{S\×{\mathrm{\φ}}^2}\mathrm{dL}$ ......(式1)

式中，η是液体的粘度，S是流路的断面积，是流路的等效直径，L是流路的长度。当流路断面是宽度为a、高度为b的长方形断面时，等效直径用下式表示。

φ＝(a×b)/{(a+b)/2}......(式2)

下面，说明上述检查芯片100的第1实施方式中的送液顺序。先用2kPa左右的比较弱的压力，同时驱动与泵连接部107a、107b、107c连接着的3个微型泵211。这时，检体301、试剂A303和试剂B305分别被输送到下游，在到达了疏水阀133、135、153、155时，在疏水阀的拒水性产生的液体保持力作用下，送液停止。在该例中，疏水阀的宽度是25μm，该疏水阀的液体保持力约为4kPa左右。

上述的疏水阀是疏水性的、宽度变窄了的细流路，在用预定压力以下的压力输送液体时，借助细流路的疏水力，可以使液体的流动在该处停止。在上述例中，用微型泵211送液时，通过疏水阀133、135、以及疏水阀153、155，将检体301和试剂A303、以及检体301和试剂B305导向第1合流部131和第2合流部151，可以使送液的时间一致，能用正确的混合比将检体301与试剂A303、以及将检体301与试剂B305混合。

接着，从3个微型泵211同时施加超过疏水阀的液体保持力的压力(例如10kPa以上)时，检体301和试剂A303、以及检体301和试剂B305分别在第1合流部131和第2合流部151同时地合流，流入第1混合路141和第2混合路161，混合后注入第1检测部143和第2检测部163。

这时，按照第1高流路阻力部123a与第2高流路阻力部125a的阻力值之比的倒数，检体301在分支部121以1∶2的分割比被分割成2份地输送。试剂A303和试剂B305，借助微型泵211的送液压力，可以用任意的送液量输送，所以，可以用前述所需的送液量、并且以所需的混合比混合。

另外，在采用流路断面尺寸为数十μm级的检查芯片的情况下，作用在流路内壁面与液体之间的毛细管力等的相互作用力对送液有较大的影响。该相互作用力极容易受流路内壁面的粗糙度、内壁面附着物等流路表面状态的影响。因此，即使在分支部以所需的分割比分割液体，由于该相互作用力的影响，分割比也容易产生偏差。

尤其是如本实施方式这样，在分割成2个的第1分割路123和第2分割路125的下游部都设置了疏水阀133、153，2个分割路都用疏水阀133、153使液体暂时停止后，在所需的时间，用预定的分割比双方同时再送液，此时，由于疏水阀133、153的特性偏差，有时会产生仅其中一方分割路的疏水阀先使液体通过的情形。

例如，在检体301通过了疏水阀133时，如果检体301的前端(下面称为弯液面部)仍被疏水阀153的疏水力产生的液体保持压力保持着，则其后的检体301只流向含有疏水阀133的第1分割路123，而含有疏水阀153的第2分割路125内的检体301无论何时也不会通过疏水阀153。

为了防止上述现象，本发明的对策是，设上述第1高流路阻力部123a和第2高流路阻力部125a中的任一流路阻力值、例如第1高流路阻力部123a的流路阻力值为R，包含第1高流路阻力部123a的第1分割路123的检体301的流量为Q，第2分割路125上的疏水阀153的液体保持压力上限值是P时，满足以下的设定即可解决上述问题。

R×Q＞P    ......(式3)

对于第2高流路阻力部125a侧也同样。

式中的R×Q相当于第1高流路阻力部123的上游侧端与下游侧端之间的压差。由于液体流动时的液体下游的弯液面部的压力与大气压大致相等，所以，这意味着第1高流路阻力部123a的上游侧端与大气压的压差值约为R×Q。于是，从流路的连接来看，在疏水阀153保持着检体301的弯液面部时，在疏水阀153的两端作用着R×Q的压差。因此，如果第1高流路阻力部123a中的R×Q的值在疏水阀153的液体保持压力P以上，则可解决上述问题，液体也迅速从疏水阀153流出，以所需的分割比输送。

在一个具体的例子中，第1高流路阻力部123a的流路阻力值R＝40×10¹²(N·s/m⁵)，包含第1高流路阻力部123a的流路中的流量Q＝0.15×10^-9(m³/s)。这时，R×Q＝6kPa，比疏水阀153的液体保持压力的上限值P(＝4kPa)大。

另外，微型泵211的送液压力上升缓慢时，流量Q达到预定值需要花费时间，所以，在达到预定值之前，R×Q的值在设定值以下，会产生在达到预定值之前只有一方流路输送液体的问题，因此，微型泵211的送液上升时间应尽可能地短。

根据上述本发明的检查芯片100的第1实施方式，把若干支分割流路的各流路阻力值之比，设定为与分割地在上述分割流路内输送的液体的上述预定分割比的倒数大致相同，这样，可实现能用预定的分割比正确地分割并输送检体或试剂等的液体的若干分支分割流路，可以并行地进行若干个反应，缩短分析所需的时间。

另外，根据上述本发明的检查芯片100的第1实施方式，在分割路上设置了疏水阀时，使高流路阻力部的流路阻力值R满足式3，可以防止仅一方分割路的疏水阀先使液体通过、而液体无论何时也不通过另一方分割路的现象，所以，可实现能用预定的分割比正确地分割并输送检体或试剂等液体的若干分支分割流路，并行地进行若干反应，缩短分析所需的时间。

下面，用图3说明检查芯片100的第1实施方式中的分割流路的第2例。图3是说明分割流路的第2例的示意图。图3中，表示了与图2的泵连接部107a、检体储留部101、检体主流路111、分支部121、第1分割路123、第1高流路阻力部123a、第2分割路125、第2高流路阻力部125a相当的部分。

如果能将第1分割路123和第2分割路125的流路阻力值设定为上述那样的预定值，则也不一定要特意设置流路宽度缩小的流路来作为“高流路阻力部”。为此，在图3所示的例子中，在分支部121的下游，不设置第1高流路阻力部123a和第2高流路阻力部125a，而是设置与其它流路同样宽度、长度加长了的第1分割路123和第2分割路125，用其长度调节流路阻力值。

在本例中，第1分割路123的长度，是第2分割路125长度的大约2倍。这样，可以使第1分割路123的流路阻力值为第2分割路125的流路阻力值的大约2倍。

根据上述分割流路的第2例，通过将分割路加长来将流路阻力值设定为预定值，可不采用高流路阻力部就起到与采用图2所示第1高流路阻力部123a和第2高流路阻力部125a的例子同样的作用，可得到同样的效果。

下面，用图4说明检查芯片100的第1实施方式中的分割流路的第3例。图4是说明分割流路第3例的示意图。在图4中，表示了将检体301分割成1∶2∶5的三分割的分割流路的例子。图示范围与图3同样地，是与图2的泵连接部107a、检体储留部101、检体主流路111、分支部121、第1分割路123、第1高流路阻力部123a、第2分割路125、第2高流路阻力部125a相当的部分。

在图4中，在检体储留部101的下游设有检体主流路111，在检体主流路111的下游设有分支部121。在分支部121的下游，并排地设有8根相同宽度、相同长度的细流路129。在8根细流路129的下游，设有与1根细流路129连接着的第1分割路123、与2根细流路129连接着的第2分割路125、以及与5根细流路129连接着的第3分割路127。这时，分割到第1分割路123、第2分割路125、以及第3分割路127上的检体301的分割比是1∶2∶5。

根据上述分割流路的第3例，将相同形状的细流路129并排设置，根据所需的分割比，将细流路129并排连接，形成分割路，这样，可以实现精度非常高的分割比，可以实现与图2及图3所示例同等或更高精度的分析和检查。

下面，用图5说明图2所示的高流路阻力部及图4所示的细流路的优选形状。图5是表示高流路阻力部及细流路的优选形状的示意图。

图2所示的高流路阻力部、以及图4所示的细流路等宽度窄的流路199，其深度可以与其前后的流路相同，也可以仅改变该部分的深度。如果深度浅，则流路阻力相应地增高。

另外，高流路阻力部和细流路的出入口部分，如图5(a)所示，可以做成为在流路的宽度方向有台阶的形状，但是，做成图5(a)的形状时，在出入口，由于液体和流路表面之间的湿润性关系，液体的弯液面部容易被保持，所以，可能会起到与前述的“疏水阀”同样的作用。为此，在高流路阻力部和细流路的出入口部分，尤其是在出口部，最好如图5(b)所示那样，不设置陡的台阶而是设置倾斜部199a，做成为宽度渐渐变化的形状；或者如图5(c)所示那样，除了设置倾斜部199a外，还将倾斜部199a的角部制圆，成为具有光滑曲面部199b的形状。

下面，用图6说明本发明检查芯片100的第2实施方式。图6是表示检查芯片100的第2实施方式的示意图。这里，说明相对于图2所示的第1实施方式，不设置疏水阀133、135、153、155的例子。

在图2中，在设置了疏水阀133、135、153、155时，高流路阻力部的流路阻力值R、包含高流路阻力部的分割路的流量Q、另一方分割路中的疏水阀的液体保持压力上限值P，必须满足式3的关系。但是，如图6所示，即使不设置疏水阀133、135、153、155时，流路阻力R的值也最好在预定值以上。

其原因是，在采用流路的断面尺寸为数十μm级的检查芯片的情况下，无论有无疏水阀，由于在流路内壁面与液体之间作用的毛细管力等相互作用力的影响，同样地会使液体的分割比产生偏差。设流路断面的断面积为S、断面周长为L、被输送液体的表面张力为σ、流路内壁面与被输送液体的弯液面部的接触角为θ时，流路的毛细管力Pc可用下式表示。

Pc＝(σ·L/S)×cosθ  ......(式4)

这时，cosθ因流路内壁面的粗糙度、内壁面上的附着物等而非常容易偏差。为了即使有该偏差也能用不影响分析、检查的精度分割并输送液体，至少作用在高流路阻力部两端的压差Pd最好在上述毛细管力Pc的最大值σ·L/S以上。如上所述，由于作用在高流路阻力部两端的压差Pd大致等于另一方高流路阻力部的流路阻力R与流量Q的积R×Q，所以，最好满足R×Q＞σ·L/S(式5)的关系地、设定各高流路阻力部的流路阻力值R。

在图2所示的具体例中，第1高流路阻力部123a的流路阻力R是40×10¹²(N·s/m⁵)，包含第1高流路阻力部123a的第1分割流路123中的流量Q是0.15×10^-9(m³/s)。这时，R×Q的值是6kPa。对于第2分割路125，流路断面是宽度200μm×深度250μm，被输送液体的表面张力σ大致与水相同、为73(mN/m)，所以，毛细管力Pc的最大值σ·L/S的值约为1.3kPa，式5的关系成立。

根据上述本发明的检查芯片100的第2实施方式，在分割路上不设置疏水阀时，通过满足式5地设定高流路阻力部的流路阻力值R，可以不受在流路内壁面与液体之间作用的毛细管力等相互作用力引起的液体分割比偏差的影响，用稳定的分割比来分割并输送液体，并行地进行若干个反应，可以缩短分析、检查所需的时间。

下面，用图7说明上述检查芯片100的第1及第2实施方式中的、送液用的微型泵211的一个例子。作为微型泵211，可以使用在设有促动器的阀室的流出入孔设置了逆止阀的逆止阀型泵等各种泵，但最好采用压电泵。图7是表示微型泵211的构造示例的示意图。图7(a)是表示压电泵之一例的剖面图，图7(b)是其俯视图，图7(c)是表示另一例压电泵的剖面图。

图7(a)和(b)中，微型泵211设有基板402、叠置在基板402上的上侧基板401、叠置在上侧基板401上的振动板403、叠置在振动板403的与加压室405相向侧上的压电元件404、以及驱动压电元件404的图未示驱动部。基板402形成有第1液室408、第1流路406、加压室405、第2流路407及第2液室409。驱动部与压电元件404的两面上的2个电极用柔性缆线等的配线连接，通过该配线，由驱动部的驱动回路对压电元件404施加驱动电压。驱动时，第1液室408、第1流路406、加压室405、第2流路407及第2液室409的内部充满驱动液216。

作为一个例子，基板402是采用厚度500μm的感光性玻璃基板，进行深度达到100μm的蚀刻而形成了第1液室408、第1流路406、加压室405、第2流路407及第2液室409。第1流路406的宽度是25μm，长度是20μm。第2流路407的宽度是25μm，长度是150μm。

把玻璃基板即上侧基板401叠置在基板402上，形成了第1液室408、第1流路406、第2液室409及第2流路407的上面。上侧基板401的相当于加压室405上面的部分，用蚀刻等而被加工贯通。

在上侧基板401的上面叠置由厚度50μm的薄板玻璃构成的振动板403，在其上面，叠置粘贴有例如由厚度50μm的锆钛酸铅(PZT)陶瓷等构成的压电元件404。来自驱动部的驱动电压使压电元件404及粘贴在其上的振动板403振动，这样，加压室405的体积增减。

第1流路406和第2流路407的宽度及深度相同，第2流路407的长度比第1流路406的长度的长，在第1流路406中，当压差增大时，在流路的出入口及其周边产生紊流，流路阻力增加。另一方面，在第2流路407中，由于流路长度长，所以，即使压差增大也容易成为层流，与第1流路406相比，流路阻力相对于压差变化的变化比例小。即，根据压差的大小，第1流路406和第2流路407的液体流动容易性的关系变化。利用这一点，对压电元件404控制驱动电压波形，进行送液。

例如，对压电元件404施加驱动电压，使振动板403快速地朝加压室405的内方向变位，一边赋予大的压差、一边使加压室405的体积减小，接着，使振动板403慢慢地从加压室405向外方向变位，一边赋予小的压差、一边使加压室405的体积增加，这样，液体从加压室405朝着第2液室409的方向(图7(a)的B方向)输送。

反之，使振动板403快速地朝加压室405的外方向变位，一边赋予大的压差、一边使加压室405的体积增加，接着，使振动板403慢慢地从加压室405向内方向变位，一边赋予小的压差、一边使加压室405的体积减小，这样，液体从加压室405朝着第1液室408的方向(图7(a)的A方向)输送。

另外，流路阻力相对于第1流路406和第2流路407中压差变化的变化比例的不同，不一定要通过流路长度的不同来实现，也可以用形状的不同来实现。

根据上述构造的微型泵211，通过改变泵的驱动电压及频率，就可以控制所需的液体送液方向、送液速度。在第1液室408设置了与驱动液槽215相连的开口(图7(a)(b)中未示出)，第1液室408起到“容器”的作用，用开口接受来自驱动液槽215的驱动液216的供给。第2液室409形成了微型泵机构210的流路，在其前面有芯片连接部213，与检查芯片相连。

在图7(c)中，微型泵211由硅基板471、压电元件404、基板474、和图未示柔性配线构成。硅基板471是用光刻技术将硅晶片加工成预定形状而形成的，用蚀刻形成了加压室405、振动板403、第1流路406、第1液室408、第2流路407、及第2液室409。驱动时，加压室405、第1流路406、第2流路407、第1液室408、及第2液室409的内部充满驱动液216。

在基板474上，在第1液室408的上部设有开口472，在第2液室409的上部设有开口473。例如，当该微型泵211与检查芯片100是分体构造时，可以通过开口473与检查芯片100的泵连接部连通。例如，把穿设了开口472、473的基板474和检查芯片100的泵连接部附近上下重合，从而可以将微型泵211连接在检查芯片100上。

另外，如上所述，微型泵211是用光刻技术将硅晶片加工成预定形状而形成的，所以，在一片硅基板上也可以形成若干个微型泵211。这时，与检查芯片100连接的开口473的相反侧开口472，最好连接着驱动液槽215。当微型泵211为若干个时，它们的开口472也可以与共同的驱动液槽215相连。

上述的微型泵211是小型的，由从微型泵211到检查芯片100的配管等所产生的死区小，压力变动小，而且能瞬间进行正确的排出压力控制，所以，可实现驱动控制部270的正确送液控制。

如上所述，根据本发明，能提供微型综合分析芯片及微型综合分析系统，把分割成为若干支的分割流路的各流路阻力值之比，设定为与在上述分割流路内分割输送的液体的上述预定分割比的倒数大致相同，这样，可实现能用预定的分割比来正确地分割并输送检体或试剂等的液体的若干个分支分割流路，可以并行地进行若干个反应，缩短分析所需的时间。

另外，根据上述本发明的检查芯片100的第1实施方式，能提供微型综合分析芯片及微型综合分析系统，在分割路上设置疏水阀时，满足式3地设定高流路阻力部的流路阻力值R，从而可以防止仅一方分割路的疏水阀先使液体通过、而液体无论何时也不通过另一方分割路的现象，所以，可实现能用预定的分割比来正确地分割并输送检体或试剂等的液体的若干个分支分割流路，可以并行地进行若干个反应，缩短分析所需的时间。

根据本发明，能提供微型综合分析芯片及微型综合分析系统，以分割流路中的高流路阻力部的流路阻力值与包含该高流路阻力部的分割流路的流量、其它分割流路的流路断面积、断面周长、被输送液体的表面张力的关系满足预定关系的方式，设定高流路阻力部的流路阻力值，这样，可实现能用预定的分割比来正确地分割并输送检体或试剂等液体的若干个分支分割流路，可以并行地进行若干个反应，缩短分析所需的时间。

另外，构成本发明的微型综合分析芯片及微型综合分析系统的各细节构造及细节动作，在不脱离本发明要旨的范围内可作适当变更。

Claims (3)

1.一种微型综合分析芯片，其备有：输送液体的主流路、和用预定的分割比分割并输送从上述主流路输送的液体的若干个分支的分割流路；若干个分支的上述各分割流路具有流路的一部分比前后流路缩窄而提高了流路阻力的高流路阻力部，设上述高流路阻力部中任一方的流路阻力值为R、包含该高流路阻力部的分割流路的流量值为Q，设其它分割流路的流路断面积为S、断面周长为L、被输送液体的表面张力为σ时，以满足R×Q＞σ·L/S的关系的方式设定上述高流路阻力部中的任一流路阻力值R。

2.如权利要求1所述的微型综合分析芯片，其特征在于，分支为若干个分支的各分割流路具有至少一个疏水阀，在设上述高流路阻力部中任一方的流路阻力值为R、包含该高流路阻力部的分割流路的流量值为Q、其它分割流路中的疏水阀的液体保持压力上限值为P时，以满足R×Q＞P的方式设定上述高流路阻力部中的任一流路阻力值R。

3.一种微型综合分析系统，其备有：权利要求1或2记载的微型综合分析芯片、与上述微型综合分析芯片连接并在上述微型综合分析芯片内输送液体的送液装置、以及检测在上述微型综合分析芯片上生成的标的物质的检测部。

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