CN102621342A - 样本液供给装置、样本液供给装置组以及微芯片组 - Google Patents

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Abstract

一种样本液供给装置、样本液供给装置组以及微芯片组，该样本液供给装置包括：收容端部，样本液被导入其中；空心针，设置在收容端部的一端，使得其空心部分与收容端部的内部连通；以及密封部件，覆盖一开口，样本液被从该开口导入，其中，密封部件具有通过弹性变形而获得的刺穿-密封特性。

Description

样本液供给装置、样本液供给装置组以及微芯片组
技术领域
本公开涉及样本液供给装置、样本液供给装置组以及微芯片组。更具体地，本公开涉及向微芯片中所形成的空心部简单注入液体的样本液供给装置。
背景技术
近年来，已经通过在半导体工业中广泛使用的微细加工技术开发了具有形成在硅或玻璃基板上的井或流路的微芯片，以对样本液进行化学或生物学分析(例如，参照日本未审查专利申请公开第2004-219199号)。这些微芯片已经开始应用于液相色谱法中的电化学检测器、医疗现场中的小型电化学传感器等。
使用这种微芯片的分析系统称作微全分析系统(μ-TAS)、片上实验室、生物芯片等，并且作为能够高速化和高效率化、以及化学分析和生物分析集成化、或分析装置小型化的技术已经引起关注。
在μ-TAS中，仅使用少量样本用于分析，并且微芯片被设计用于一次性使用。由于这些原因，期望μ-TAS适用于分析少量宝贵的样本或大量样本的生物学分析。
μ-TAS的实例包括光学检测装置，其将样本导入设置在微芯片上的多个区域中，然后光学检查该样本。这种光学检测装置可以包括：电泳装置，其通过电泳分离包含在微芯片上的流路中的溶液中的多种物质，并且分别光学检查分离的物质；反应装置(例如，实时聚合酶链式反应(PCR)装置)，其促进微芯片上的井中的多种物质之间的反应，并且光学分析由此产生的物质等。
在μ-TAS中，由于使用非常少量的样本，所以将样本液导入井或流路中比较难。有时，由于空气存留在井等中而阻碍了样本液进入井等中，并且即使样本可以进入井等中，也花费长时间才能完全导入井等中。另一种情况下，在导入样本液期间，可能在井等中产生气泡。结果，每个井等中导入的样本液的量可能不同，并且样本量的差异可能降低分析的精度或效率。此外，当在PCR中加热样本时，存留在井等中的气泡可能膨胀，并且膨胀可能抑制反应或降低分析的精度。
为了促进μ-TAS中样本液的导入，例如，日本未审查专利申请公开第2009-284769号公开了一种基板，其至少配备：用于导入样本的样本导入部、用于存储样本的多个存储部、以及连接存储部的多个排气部。2个以上排气部与具有一个开放终端的一个开放通道连通。由于上述基板具有与各个容器(存储部)连通的排气部，所以在从样本导入部向容器导入样本液时容器中的空气被从排气部排出。结果，容器易于被样本液充满。
发明内容
如上所述，在μ-TAS等中，将样本液导入井或流路中比较难，并且有时，由于空气存留在井等中而阻碍样本液进入其中，并且花费长时间完全导入井等中。此外，在导入样本液期间，可能在井等中产生气泡。考虑到这种问题，进行改进以实现可在短时间内容易地导入样本液且在高精度分析中使用的微芯片。
作为μ-TAS中这种改进的实例，需要防止供给容器中混入诸如灰尘的异物以确保高分析精度。此外，当泵浦样本液并将其导入μ-TAS中的井或流路中时，根据其截面面积大小或图案形状，流露可能对于溶液具有低传导性。结果，不得不施加高的液体泵浦压力。这种情况下，为了确保安全，需要防止样本液从供给容器飞溅或泄漏。
考虑到上述问题，本公开提供确保高分析精度和操作安全性的样本液供给装置。
为了解决上述问题，根据本公开的实施方式，一种样本液供给装置，包括：收容端部，样本液被导入其中；空心针，设置在收容端部的一端，使得空心针的空心部分可以与收容端部的内部连通；以及密封部件，覆盖一开口，样本液被从该开口导入，并且，密封部件具有通过其弹性变形而获得的刺穿-密封特性。样本液供给装置可以包括针盖。通过弹性变形而具有刺穿-密封特性的针盖覆盖空心针。当使用空心针时，通过空心针刺穿针盖。在样本液供给装置中，密封部件可以包括包含选自由硅树脂、氟树脂和聚丙烯组成的组中的材料的薄膜，并且针盖可以包括包含选自由硅树脂、氟树脂和聚丙烯组成的组中的材料的薄膜。在样本液供给装置中，收容端部可以包括能够装配至容纳液体的容器的装配部。
此外，根据本公开的实施方式，提供一种样本液供给装置组，包括：容器，能够容纳样本液；收容端部，能够装配至该容器且通过装配操作将容纳在容器中的样本液导入其中；空心针，设置在收容端部的一端，使得空心针的空心部分可以与收容端部的内部连通；以及密封部件，覆盖一开口，样本液被从该开口导入，其中，密封部件具有通过弹性变形而获得的刺穿-密封特性。
此外，根据本公开的实施方式，提供一种微芯片组，包括：微芯片，包括其内将填充样本液的空心部；样本液供给装置，包括样本液被导入其中的收容端部、设置在收容端部的一端以使得其空心部分可以与收容端部的内部连通的空心针、以及覆盖从其导入样本液的开口的密封部件，其中，密封部件具有通过弹性变形而获得的刺穿-密封特性。在微芯片组中，样本液供给装置可以包括针盖，其通过弹性变形而具有刺穿-密封特性，并且覆盖空心针。当使用空心针时，通过空心针刺穿针盖。
根据本公开的实施方式，提供了确保高分析精度和操作安全性的样本液供给装置。
附图说明
图1A至图1D是示出根据本公开第一实施方式的样本液供给装置的截面图；
图2A至图2D是示出根据本公开第二实施方式的样本液供给装置的截面图；
图3A至图3D是示出根据本公开第二实施方式的样本液供给装置的截面图；
图4是示出根据本公开第二实施方式的样本液供给装置的修改例的截面图；
图5A至图5E是示出根据本公开实施方式的样本液供给装置组的截面图；
图6A至图6C示出根据本公开实施方式的微芯片组中使用的微芯片的构造；图6A是顶视图，图6B是沿着图6A中的线VIB-VIB的截面图，以及图6C是沿着图6A中的线VIC-VIC的截面图；
图7A和图7B示出根据本公开实施方式的微芯片组中使用的微芯片的主体12的构造；图7A是顶视图，以及图7B是沿着图7A中的线VIIB-VIIB的截面图；
图8A至图8C示出通过根据本公开实施方式的微芯片组向微芯片导入样本液的操作的步骤；
图9A至图9C示出根据本公开实施方式的微芯片组中使用的微芯片的另一构造以及通过微芯片组向微芯片导入样本液的操作的步骤。
具体实施方式
以下将参照附图描述本公开的优选实施方式。下面描述的实施方式仅是本公开的典型实施方式的实例。注意，本公开的范围不限于这些实施方式。将以下列顺序进行描述。
1.样本液供给装置和样本液供给装置组
(1-1)样本液供给装置的第一实施方式
(1-2)样本液供给装置的第二实施方式
(1-3)样本液供给装置组
2.微芯片
(2-1)微芯片的第一实施方式
(2-2)微芯片的第二实施方式
1.样本液供给装置和样本液供给装置组
(1-1)样本液供给装置的第一实施方式
图1A至图1D是示出根据本公开第一实施方式的样本液供给装置的截面图。
根据该实施方式的样本液供给装置1包括容器(即，微量吸管的端部)。如图1A所示，样本液供给装置1包括：样本液被导入其中的容器(收容端部)2、以及设置在收容端部2的一端上的空心针3，其中，空心针3的空心部分与收容端部2的内部相通。此外，设置密封部件4使得部件4在样本液被从其导入的开口上覆盖收容端部2，并且形成支撑部5以支撑样本液供给装置1。例如，空心针3是用作用于注射胰岛素的针的无痛针，其外直径大约是0.2mm。
密封部件4密封开口，并且具有充足的弹性以允许下面描述的容器51刺穿密封部件4。此外，下面同样将描述，密封部件4可以在移除容器51后通过弹性变形来密封刺穿部分。在本公开中，通过密封部件4的弹性变形密封刺穿部分的特性称作密封部件4的“刺穿-密封特性”。密封部件4的材料不限于特定的材料，可以使用诸如硅橡胶的各种橡胶或诸如热塑性弹性体的树脂。考虑到刺穿-密封特性，密封部件4优选包含从由硅树脂、氟树脂组成的组中选择的材料。如果聚丙烯部件具有隙缝以增强其柔韧性，那么聚丙烯部件优选用作密封部件4。尽管密封部件4的形状不限于特定的一种，但是其厚度对于被容器51刺穿而言优选薄一些。
例如，通过将空心针3从收容端部2的设置有支撑部5的逐渐变细的顶端插入其中，以及通过以密封部件4覆盖将要填充样本液的容器的开口，获得根据该实施方式的样本液供给装置1。现有的部件可以用作收容端部2、空心针3以及支撑部5。
将样本液导入样本液供给装置1中，首先，存储样本液的吸管50的容器51在密封部件上标记有X的位置处刺穿密封部件4而进入收容端部2(参见图1B)。密封部件4上的任何位置可以作为位置X。于是，容器51中的样本液导入收容端部2中(参见图1B中的箭头)。
在样本液全部导入收容端部2中后，经由密封部件4上的位置X移除容器51(参见图1C)。在这种状态中，在密封部件4上，由于容器51在位置X处刺入而形成孔。然而，由于密封部件4具有上述刺穿-密封特性，所以在移除容器51后，刺穿部分通过自身关闭(参见图1D)。
如上所述，样本液供给装置1可以防止样本液在导入供给装置时被存在于外部的异物污染。通过利用根据本实施方式的样本液供给装置1，可以确保样本液的高分析精度。
此外，由于覆盖样本液供给装置1的开口(从其导入样本液至收容端部2中)的密封部件4具有刺穿-密封特性，所以可以在注入操作期间以及之后防止样本液飞溅或泄漏至外部。如上所述，在利用根据该实施方式的样本液供给装置1的分析中，可以确保安全性。此外，通过防止飞溅，可减少将被分析的样本液的量与实际分析的样本液的量之间的差异的产生。结果，可以实现样本液的高精度分析。
(1-2)样本液供给装置的第二实施方式
图2A至图2D和图3A至图3D是示出根据本公开第二实施方式的样本液供给装置的截面图。图4是示出根据本公开第二实施方式的样本液供给装置的修改例的截面图。
根据该实施方式的样本液供给装置1包括容器(即，微量吸管的端部)。如图2A所示，样本液供给装置1包括：样本液被导入其中的容器(收容端部)2、以及设置在收容端部2的一端上的空心针3，其中，空心针3的空心部分与收容端部2的内部相通。此外，设置密封部件4使得部件4在样本液被导入的开口上覆盖收容端部2，并且形成支撑部5以支撑样本液供给装置1。此外，样本液供给装置1包括覆盖空心针3的针盖6。根据第二实施方式的样本液供给装置1除了设置有针盖6外基本上与第一实施方式中描述的样本液供给装置相同(参见图2A)。因此，在第二实施方式中，主要描述针盖6的功能构造。
针盖6气密地覆盖针，并且具有充足的弹性以允许空心针3在向预定区域注入样本液时刺穿针盖6。此外，如下面将要描述的，针盖6可以在移除空心针3后通过弹性变形来密封刺穿部分。在本公开中，类似于密封部件4，通过针盖6的弹性变形密封刺穿部分的特性同样称作针盖6的“刺穿-密封特性”。针盖6的材料不限于特定的材料，可以使用诸如硅橡胶的各种橡胶或诸如热塑性弹性体的树脂。考虑到刺穿-密封特性，针盖6优选包含从由硅树脂、氟树脂组成的组中选择的材料。如果聚丙烯部件具有隙缝以增强其柔韧性，那么聚丙烯部件优选用作针盖6。尽管针盖6的形状不限于特定的一种，但是其厚度对于被空心针3刺穿而言优选薄一些。用针盖6覆盖空心针3的方法不限于特定的方法。例如，可以以大致圆柱形状形成针盖6以覆盖空心针3(参见图2A)。如图4所示，针盖6可被形成为使得当针盖6更靠近空心针3的尖端侧时更靠近空心针3。
通过对根据第一实施方式的样本液供给装置设置针盖6，使得针盖6覆盖空心针3，可以获得根据第二实施方式的样本液供给装置1。
在第二实施方式中，将样本液导入样本液供给装置1中的方法基本类似于第一实施方式的方法。即，图2A至图2D所示导入样本液的方法基本上与参照图1A至图1D描述的方法相同。因此，在该描述中，参照图3A至图3D描述经由空心针3向注入区域31中注入存储在样本液供给装置1中的样本液的方法。
首先，在向注入区域31注入存储在样本液供给装置1中的样本液时，通过空心针3的一端刺穿注入区域31(参见图3A和图3B)。在该操作中，通过空心针3在位置Y处刺穿针盖6(参见图3B)。针盖6的任何位置可以用作位置Y。向注入区域31注入存储在样本液供给装置1中的样本液。在注入中，如果注入区域31中的压强被降低，那么易于在短时间内向注入区域31中注入样本液。
在样本液被全部注入注入区域31中后，经由针盖6上的位置Y移除空心针3(参见图3C)。在这种状态中，在针盖6上，由于空心针3在位置Y处刺入而形成孔。然而，由于针盖6具有上述刺穿-密封特性，所以在移除空心针3后，刺穿部分通过自身关闭(参见图3D)。
如上所述，在样本液供给装置1中，除了确保对于样本液的高分析精度外，由于针盖6在样本液注入注入区域31之前和之后覆盖空心针3，所以还可以避免由于错误动作而引起的空心针3对人体的错误刺入。此外，如果空心针3破裂，可以防止空心针3的碎片散布在样本液供给装置1的周围。此外，可以防止附着于空心针3尖端部分等的样本液接触人体。(1-3)样本液供给装置组
图5A至图5E是示出根据本公开优选实施方式的样本液供给装置组的截面图。
根据该实施方式的样本液供给装置组10包括在其中包含样本液的容器7，并且容器7具有装配部8(参见图5A)。样本液供给装置组10包括可以装配于容器7的装配部9、以及具有收容端部2的样本液供给装置1，在装配时，包含在容器7中的样本液被导入收容端部2中(参见图5C)。样本液供给装置还包括：设置在收容端部2的一端的空心针3，并且空心针3的空心部分与容器内部相通；以及覆盖从其向收容端部2中导入液体的开口的密封部件4，并且密封部件4因弹性变形而具有刺穿-密封特性。即，根据该实施方式的样本液供给装置除设置有装配部9外与上述根据第二实施方式的样本液供给装置1基本上相同。因此，在该实施方式中，关于样本液供给装置组10，将主要描述具有装配部8的容器7和样本液供给装置中的装配部9的功能构造。例如，类似于根据本公开第二实施方式的样本液供给装置1，用于样本液供给装置组10的样本液供给装置使用包括针盖6的样本液供给装置。然而，该实施方式不限于该实例。即，在用于样本液供给装置组10的样本液供给装置中，例如，类似于根据本公开第一实施方式的样本液供给装置1，可以不包括针盖6。
容器7保存样本53。例如，容器7是样品管。对于容器7，如下面将要描述的，设置装配于样本液供给装置1的装配部9的装配部8。在容器7中，通过在液体中溶解经由诸如压舌板的用于样本收集的工具52获得的样本53，或提纯液体，可以在样本液注入样本液供给装置后的分析之前的初步步骤中执行处理以调节样本液。此外，尽管在附图中没有示出，但是对于容器7，可以设置装配于装配部8的塞子以确保气密性。
可以以任何形状形成装配部8和装配部9，只要装配部8和装配部9可以彼此装配。例如，装配部8可被形成为螺帽以装配于装配部9(参见图5A至图5E)。
利用根据现有技术的螺帽制造方法，可以形成根据该实施方式的样本液供给装置组10中的样本液供给装置中的装配部9以及容器7中的装配部8。
在根据该实施方式的样本液供给装置组10中，为了将样本液导入样本液供给装置1中，首先，在容器7中制备样本液(参见图5A和图5B)。即，在容器7中，可以在液体中溶解通过工具52获得的样本53。此外，可以在容器7中提纯样本液。容器7的装配部8被装配至样本液供给装置1的装配部9(参见图5C和图5D)。在该操作中，通过容器7打开密封部件4，并且容器7的内部与收容端部2的内部相通。结果，容器7中的样本液被导入收容端部2内(参见图5D)。于是，类似于根据本公开第二实施方式的样本液供给装置1，样本液被注入注入区域31中(参见图5E)。
如上所述，在样本液供给装置组10中，类似于根据本公开第一和第二实施方式的样本液供给装置1，可以确保收容端部2中的气密性。结果，在样本液供给装置组10中，当在容器7中制备样本液时，可以确保样本液分析的高精度。此外，类似于根据本公开第二实施方式的样本液供给装置1，设置针盖6。因此，针盖6在样本液被注入注入区域31之前和之后覆盖空心针3。结果，可以避免由于错误动作而引起的空心针3对人体的错误刺入。此外，如果空心针3破裂，则可以防止空心针3的碎片散布在样本液供给装置1的周围。此外，可以防止附着于空心针3的尖端部分等的样本液接触人体。
2.微芯片组
(2-1)第一实施方式
图6A至图6C示出在根据本公开第一实施方式的微芯片组中使用的微芯片。图6A是顶视图。图6B是沿着图6A中的线VIB-VIB的截面图。图6C是沿着图6A中的线VIC-VIC的截面图。
在附图中，由符号A表示的微芯片包括主体12以及支撑主体12的框体11，主体12中设置有物质被导入其中并且对该物质执行化学分析或生物分析的区域。框体11通过向中心延伸的臂111、112、113、114、115以及116支撑主体12。在臂中，臂111、112、115以及116接触主体12的下表面，并且从下面支撑主体12。臂113和114接触主体12的上表面，并且从上面支撑主体12。通过该配置，主体12夹入下侧的臂111、112、115和116与上侧的臂113和114之间，并被它们支撑。主体12和框体11可被这些臂可分离得地支撑。主体12和框体11可以在主体12和框体11彼此接触的表面上被粘接在一起，或一体形成而被连接。
在附图中，参考数字13表示定位孔，其用于在从外部向设置在主体12上的区域注入样本液时在主体12上的适当部分(具体地，下面将描述的“刺穿部14”)上定位用于溶液(下文，也被称作“样本液”)注入的通道。定位孔13开在在主体12上延伸的臂113中。
图7A和图7B示出在根据本公开第一实施方式的微芯片组100中使用的微芯片A的主体12。图7A是顶视图。图7B是沿着图7A的线VIIB-VIIB的截面图。
对于主体12，作为从外部向其中注入样本液的气密区域，形成以下区域。刺穿部14用作从外部向其中刺入并且注入样本液的区域。图6A中描述的定位孔13开在臂113中，且位于刺穿部14上方的位置处。
井161、162、163、164和165用作用于分析包含在样本液中的物质或物质的反应产物的区域。流路151、152、153、154和155用作将注入刺穿部14中的样本液分别发送至井161、162、163、164和165的区域。
主体12具有5个井161，并且井161彼此相邻且通过流路151彼此连通。井161中的一个通过流路151连接刺穿部14。通过该构造，注入刺穿部14中且通过流路151发送的样本液被顺序导入5个161中。该构造类似地应用于井162～165以及流路152～155。
为了将注入刺穿部14的样本液同时开始导入井161和井162，优选形成流路151和流路152以使得流路151的从刺穿部14到其内首先被导入样本液的井161的长度是与流路152的从刺穿部14到其内首先被导入样本液的井162的长度相同的长度。为了将流路151和流路152形成为具有相同的总长度，例如，如图7A所示，优选在从刺穿部14到其内首先被导入样本液的井162的流路152中设置弯曲的部分。优选地，同样地形成流路153、154和155的从刺穿部14到其内首先被导入样本液的井163、164和165的长度。
此外，如图7A所示，为了同步完成向井161和井162导入注入刺穿部14的样本液，优选以相等的间隔形成各个井161和井162，并且流路151的总长度和流路152的总长度彼此相等。优选地，同样地形成井163～165的间隔和流路153～155的总长度。
通过将基板层a2粘合至其上形成有刺穿部14、流路151～155和井161～165的基板层a1而形成微芯片A。在微芯片A中，通过在相对于大气压力的负压力下执行基板层a1与基板层a2的粘合，流路151～155和井161～165的区域被气密密封，以使得流路151～155和井161～165的区域内部具有相对于大气压力的负压力(例如，1/100大气压)。此外，优选在真空下执行基板层a1与基板层a2的粘合，使得各个区域的内部被气密密封为真空状态。
形成基板层a1和a2的材料可以是玻璃或各种塑料(聚丙烯、聚碳酸酯、环烯聚合物和聚二甲硅氧烷)。相同的材料可以用于框体11。优选地，基板层a1和a2中的至少一个由具有弹性的材料形成。除了诸如聚二甲硅氧烷(PDMS)的硅弹性体，具有弹性的材料还包括：丙烯酸弹性体、氨基甲酸酯弹性体、氟化弹性体、苯乙烯弹性体、环氧树脂弹性体、天然橡胶等。通过利用这些具有弹性的材料来形成基板层a1或a2中的至少一个，对于微芯片A，可以赋予以下描述的刺穿-密封特性。
在对导入井161～165中的材料进行光学分析时，优选地，对于形成基板层a1和a2的材料，选择具有透光性、低自发荧光和低波长色散的光学误差小的材料。
例如，通过对玻璃基板层进行湿法蚀刻或干法蚀刻，或对塑料基板层进行纳米压印、注射成形或切削加工，可以在基板层a1上形成刺穿部14、流路151～155和井161～165。可以对基板层a2形成各个区域，或可以对基板层a1形成一部分区域并且对基板层a2形成其余的部分。例如，可通过根据诸如热熔粘合、粘合剂、阳极粘合、利用压敏胶片的粘合、等离子体活化粘合、超声波粘合等的现有技术的方法来粘合基板层a1和基板层a2。
参照图8A至图8C，描述向根据本公开第一实施方式的微芯片中的微芯片A导入样本液的方法。图8A至图8C示出微芯片A沿着图6A中的线VIC-VIC的截面图。
在图8A至图8C所示的微芯片组中，作为样本液供给装置1，描述根据本公开第二实施方式的样本液供给装置，然而，样本液供给装置1不限于该实例。即，对于样本液供给装置1，可以使用根据本公开第一实施方式的样本液供给装置。代替样本液供给装置1，可以使用参照图5A至图5E描述的根据本公开实施方式的样本液供给装置组10。
在向微芯片A导入样本液时，如图8A和图8B所示，样本液供给装置1中的空心针3刺穿针盖6和基板层a1，并且向刺穿部14中注入样本液。如参照图2和图3描述的，注入刺穿部14中的样本液是通过容器51向密封部件4的刺入而注入收容端部2中的样本液。在附图中，箭头F1表示通道4的刺穿方向。从基板层a1表面刺穿通道4，使得尖端部分通过基板层a1到达刺穿部14中的空间。
在该刺穿中，空心针3通过在框体11的臂113上所开的定位孔13而被插入，并且刺穿基板层a1，孔13位于刺穿部14上方。如上所述，通过将预先设置在刺穿部14上方的定位孔13作为目标来插入空心针3，空心针3刺穿基板层a1，空心针3被定位至刺穿部14，并且可以确保空心针3的尖端部分到达刺穿部14中的空间。
从外部注入刺穿部14的样本液通过流路151～155被发送(参见附图中的箭头f)，并且被导入井161～165中。在微芯片A中，刺穿部14、流路151～155和井161～165的内部被调节为具有相对于大气压力的负压力。因此，在空心针3的尖端部分到达刺穿部14中的空间的状态下，如果该状态被保持一定时间，那么样本液通过负压力被吸入，并且被容易地导入每个区域中。此外，如果每个区域的内部是真空状态，那么在每个区域中不存在空气。在这样的状态下，样本液的导入不困难，并且不产生气泡。
在导入样本液之后，如图8C所示，拔出空心针3，并且基板层a1的被刺穿位置被密封。在附图中，箭头F2表示通道4的拔出方向。通过利用诸如PDMS的具有弹性的材料形成基板层a1，在拔出通道4后，被刺穿部可以通过由弹性变形产生的恢复力而自身关闭。在本公开的实施方式中，被刺穿部自身通过基板层的弹性变形的密封被称作基板层的“刺穿-密封特性”。
在导入样本液之后，针盖6被空心针3刺穿，并且形成了孔。然而，由于针盖6具有刺穿-密封特性，所以在移除空心针3之后，被刺穿部自动关闭。
为了确保基板层a1的刺穿-密封特性，基于基板层a1的材料和通道4的直径，基板层的被刺穿位置处的从基板层的表面到刺穿部14中的空间的厚度(在附图中，参见参考符号d)被设定在适当的范围中。在分析中加热微芯片的情况下，厚度d被设定为使得不会因为由加热导致的内压增加而丧失刺穿-密封特性。
为了确保基板层a1的由弹性变形带来的刺穿-密封特性，优选地，对于空心针3，可以使用具有尽可能小的直径的针。具体地，优选使用用于胰岛素注射的无痛针、具有大约0.2mm的尖端外直径的针。为了促进样本液的注入，对于无痛针的基部，可以连接通过切割通用微量吸管的尖端部分而获得的尖端部分。通过该尖端部分，在在样本液填充尖端部分的状态下以无痛针刺入刺穿部14时，由于微芯片A中的负压力，被连接至无痛针的尖端部分中的样本液可以被吸入，并且被注入刺穿部14中。
在具有0.2mm的尖端外直径的无痛针用作空心针3的情况下，优选地，包括PDMS的基板层a1的厚度d是0.5mm以上，并且如果执行加热，0.7mm以上。
如上所述，在根据该实施方式的微芯片组中使用具有密封部件4的样本液供给装置1。因此，在向内部注入样本液时以及注入之后，可以防止样本液向外部飞溅或泄漏等。结果，在利用根据该实施方式的微芯片组进行分析时，可以确保安全性。此外，通过防止飞溅，可以减少定量的样本液的量与分析中的样本液的量之间的差异的产生。结果，在关于样本液的分析中，可以确保高精度。此外，由于样本液供给装置1同样具有针盖6，所以导入样本液之前和之后，针盖6覆盖空心针3。结果，可以避免由于错误动作而引起的空心针3对人体的错误刺入。此外，如果空心针3破裂，则可以防止空心针3的碎片散布在样本液供给装置1的周围。此外，可以防止附着于空心针3尖端部分等的样本液接触人体。
此外，在根据该实施方式的微芯片A中，在导入样本液时，空心针3通过设置至框体11的臂113的定位孔13来插入，并且刺入主体12中，从而空心针3可以精确地刺入主体12的刺穿部14。因此，在根据该实施方式的微芯片中，在非常小的区域中，样本液可被容易地且精确地导入。此外，可以防止外部空气泄漏进区域中，并且可以防止由于空心针3对主体12中的不恰当位置的刺入而导致经由负压力的样本液吸入变得困难或失败。此外，可以防止空心针3对人体等的错误刺入，并且可以增加操作安全性。
在该实施方式中，对于微芯片A，设置通过一个流路彼此连通的5个组的5个井(总共25个井)。在根据本公开实施方式的微芯片中，设置的井的数量可以是任意数，并且井的位置可以是任何位置。此外，井的形状不限于附图中示出的圆柱形状。此外，用于将注入刺穿部14的样本液发送至每个井的流路的构造不限于附图中示出的实例。在该实施方式中，基板层a1包括弹性材料，并且从基板层a1的表面执行空心针3的刺穿。然而，可以从基板层a2的表面执行空心针3的刺穿。在这种情况下，基板层a2可以包括弹性材料以被赋予刺穿-密封特性。
(2-2)第二实施方式
图9A至图9C示出根据本公开第二实施方式的微芯片组的构造和样本液导入方法。
在附图中，由符号B表示的微芯片包括主体12，主体12上设置有物质被导入其内并且对该物质执行化学分析或生物分析的区域。微芯片B的主体12与微芯片A的上述主体12相同，因此，在下面的描述中省略描述。除了主体12，微芯片B还包括第一部件31和第二部件32。
在附图中，作为样本液供给装置1，描述根据本公开第二实施方式的样本液供给装置，然而，样本液供给装置不限于该实例。即，对于样本液供给装置1，可以使用根据本公开第一实施方式的样本液供给装置。代替样本液供给装置1，可以使用参照图5A至图5E描述的根据本公开实施方式的样本液供给装置组10。
在第一部件31上，设置和保持主体12。为了在第一部件31的上表面上的预定位置上精确设置微芯片B，可以在第一部件31的一侧上设置定位销，并且可以在主体12的一侧上设置用于销的装配孔。作为选择，利用主体12的外形，可以采用向第一部件31的上表面上的预定位置装配主体12的方法。
在第二部件32中，支撑用于向设置在主体12中的区域中从外部注入样本液的样本液供给装置1，以使得样本液供给装置1面对由第一部件31支撑的主体12。第一部件31的一端与第二部件32的一端通过铰链33连接，并且可以执行利用铰链33作为支点来打开和关闭第一部件31和第二部件32的操作(参见图9A的虚线的箭头)。主体12的通过第一部件31的支撑位置和通道4的通过第二部件32的支撑位置被设计为使得在铰链33关闭的状态下(参见图9B)，空心针3被定位至主体12的刺穿部14(参见图8)。
第一部件31和第二部件32的形成材料可以是玻璃、各种金属或各种塑料。主体12、第一部件31和第二部件32可以是不同的部件，或可以是一体形成的部件。
作为用于以可打开和关闭的方式连接第一部件31和第二部件32的部件，代替铰链33，可以使用旋转阻尼器。旋转阻尼器的使用能够稳定第一部件31和第二部件32的打开和关闭操作。在通过铰链33连接它们的一端的第一部件31和第二部件32之间，可以连接在打开-关闭方向上具有弹性的弹簧部件，或可以设置用于将打开和关闭操作限制在预定范围内的制动器机构。这些部件的使用能够稳定第一部件31和第二部件32的打开和关闭操作，并且操作性提高。在附图中，参考数字321代表在第二部件32相对于第一部件31的打开和关闭的操作中握持的手柄。
在根据本实施方式的微芯片中，在导入样本液时，通过在第一部件31支撑主体12并且第二部件32支撑通道4的状态下关闭铰链33，可以精确地执行通道4对于主体12的刺穿部14的刺穿。因此，在根据本实施方式的微芯片中，在非常小的区域中，能够精确地且容易地导入样本液。此外，可以防止外部空气泄漏进区域中，并且可以防止由于通道4对主体12中的不恰当位置的刺入而导致经由负压力的样本液吸入变得困难或失败。此外，可以防止通道4对人体等的错误刺入，并且可以增加操作安全性。
根据该实施方式的微芯片组采用具有密封部件4的样本液供给装置1。因此，在向内部注入样本液时以及注入之后，可以防止样本液向外部飞溅或泄漏等。结果，在利用根据该实施方式的微芯片组进行分析时，可以确保安全性。此外，通过防止飞溅，可以减少量化的样本液的量与分析中的样本液的量之间的差异的产生。结果，在关于样本液的分析中，可以确保高精度。此外，由于样本液供给装置1同样具有针盖6，所以在导入样本液之前和之后，针盖6覆盖空心针3。结果，可以避免由于错误动作而引起的空心针3对人体的错误刺入。此外，如果空心针3破裂，则可以防止空心针3的碎片散布在样本液供给装置1的周围。此外，可以防止附着于空心针3尖端部分等的样本液接触人体。
上述实施方式中使用的样本液不限于特定的样本液。例如，可以使用包含诸如来自被怀疑感染了流行性感冒的患者的鼻拭子(nasal swab)样本的核酸的各种样本。
本发明包含于2011年1月31日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2011-017765中公开的主题，其全部内容结合于此作为参考。
本领域技术人员应理解，根据设计要求和其它因素，可以在所附权利要求书的范围内或其等同范围内进行各种修改、组合、再组合和改进。

Claims (9)

1.一种样本液供给装置，包括：
收容端部，样本液被导入其中；
空心针，设置在所述收容端部的一端，使得其空心部分与所述收容端部的内部连通；以及
密封部件，覆盖一开口，所述样本液被从所述开口导入，其中，
所述密封部件具有通过弹性变形而获得的刺穿-密封特性。
2.根据权利要求1所述的样本液供给装置，还包括：
针盖，覆盖所述空心针，所述针盖具有通过弹性变形而获得的刺穿-密封特性，并且将被所述空心针刺穿。
3.根据权利要求1所述的样本液供给装置，其中，所述密封部件包括包含选自由硅树脂、氟树脂和聚丙烯组成的组中的材料的薄膜。
4.根据权利要求2所述的样本液供给装置，其中，所述针盖包括包含选自由硅树脂、氟树脂和聚丙烯组成的组中的材料的薄膜。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的样本液供给装置，其中，所述收容端部包括装配部，所述装配部能够装配至容纳液体的容器。
6.根据权利要求1所述的样本液供给装置，其中，所述开口位于所述收容端部的与所述一端相对的另一端上。
7.一种样本液供给装置组，包括：
容器，能够容纳样本液；
收容端部，能够装配至所述容器并且通过装配操作将容纳在所述容器中的所述样本液导入其中；
空心针，设置在所述收容端部的一端，使得其空心部分与所述收容端部的内部连通；以及
密封部件，覆盖一开口，所述样本液被从所述开口导入，其中，所述密封部件具有通过弹性变形而获得的刺穿-密封特性。
8.一种微芯片组，包括：
微芯片，包括其内将被填充有样本液的空心部；
样本液供给装置，包括：收容端部，所述样本液被导入其中；
空心针，设置在所述收容端部的一端，使得其空心部分与所述收容端部的内部连通；以及密封部件，覆盖一开口，所述样本液被从所述开口导入，其中，所述密封部件具有通过弹性变形而获得的刺穿-密封特性。
9.根据权利要求7所述的微芯片组，其中，所述样本液供给装置还包括覆盖所述空心针的针盖，所述针盖通过弹性变形而具有刺穿-密封特性，并且将被所述空心针刺穿。
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