CN103003686A

CN103003686A - 分析工具和微分析系统

Info

Publication number: CN103003686A
Application number: CN2011800354725A
Authority: CN
Inventors: 小野航一
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2031-07-15
Also published as: JP5902086B2; US20130121894A1; US9889444B2; CN103003686B; WO2012011262A1; JPWO2012011262A1

Abstract

一种抑制背景、并提高试样的检测灵敏度的分析工具。在该分析工具（10）中，接合在与接合面（20）相反一侧的面的激发光的路径内形成有第一凹部（13）的第一板（11）、和在接合面（20）形成有试样流过的流路、并在与接合面相反一侧的面的激发光的路径内形成有第二凹部（14）的第二板（12），并且，以薄膜（21）、（22）覆盖第一开口部（13b）和第二开口部（14b），该第一凹部（13）具有第一底面（13a）、第一开口部（13b）、以及其直径从第一底面（13a）的外边缘向第一开口部（13b）的开口边缘扩大的倾斜面（13c），该第二凹部（14）具有第二底面（14a）、第二开口部（14b）、以及其直径从第二底面（14a）的外边缘向第二开口部（14b）的开口边缘扩大的倾斜面（14c）。

Description

分析工具和微分析系统

技术领域

本发明涉及一种具有树脂制的微流路芯片的分析工具以及具备该分析工具的微分析系统。

背景技术

近年来，在生物化学、分析化学等科学领域或医学领域中，为了高精度且高速进行蛋白质、核酸（例如，DNA）等微量物质的检查分析，正在使用微分析系统。

作为微分析系统的一种，举出如下的系统，即该系统在分析工具的内部形成数10～200μm左右的宽度和深度的微流路（以下简称为“流路”），在流路中填充电泳液（缓冲液、凝胶），从流路的一端注入试样而施加电压，使试样进行电泳从而进行分析。

在这样的试样分析中，公知有如下的方法，即：在具有能够进行分析光的射出和接受的光学单元的分析装置上，设置具有微流路的分析工具，使试样进行电泳，对流路的规定位置照射光，从而观察流路内的试样发出的荧光波长（例如参照专利文献1）。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9－288090号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在上述专利文献1所公开的技术中存在如下问题，即：在对试样进行照射的光的路径中存在树脂（基板），由于该树脂具有厚度因此会发出强烈的自身荧光，所以背景变大、试样的检测灵敏度降低。

另外，还存在如下问题，即：在位于光的路径中的树脂（基板）表面上附着有纤维、人的皮肤、空气中的漂浮物等（以下称为“垃圾”），垃圾与流路中的照射光的焦点之间的距离近时，垃圾发出的荧光容易作为噪声而被感知到，将会导致背景变大，因此试样的检测灵敏度降低。

本发明的目的在于，提供一种抑制背景并使试样的检测灵敏度提高的分析工具和微分析系统。

解决问题的方案

本发明的分析工具采用如下的结构，即：该分析工具接合平面形状的第一板和第二板而成，在所述第二板的接合面上形成有流路，在所述第一板和所述第二板已被接合的状态下，在向位于所述流路的规定位置的试样进行照射的激发光和/或从照射了激发光的试样发出的检测光的路径内，隔着所述流路而设置一对密闭空间。

本发明的微分析系统采用具有上述分析工具的结构。

发明效果

根据本发明，能够抑制背景、使试样的检测灵敏度提高。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的分析工具的形状的立体图。

图2（a）是包含图1的第一板的第一凹部的仰视图，图2（b）是图2（a）的A－A线剖面图。

图3（a）是包含图1的第二板的第二凹部的俯视图，图3（b）是图3（a）的B－B线剖面图。

图4是包含接合后的第一板的第一凹部、第二板的第二凹部以及流路的剖面图。

图5是表示本发明的实施方式2的分析工具的形状的立体图。

图6（a）是包含图5的第一板的第一凹部和第二凹部的俯视图，图6（b）是图6（a）的A－A线剖面图。

图7（a）是包含图5的第二板的第三凹部和第四凹部的仰视图、图7（b）是图7（a）的B－B线剖面图。

图8是包含接合后的第一板11和第二板12的第一凹部～第四凹部以及流路的剖面图。

标号说明

10、30 分析工具

11 第一板

12 第二板

13、31 第一凹部

14、32 第二凹部

15 流路

16～19 端口

20 接合面

21、22 薄膜

33 第三凹部

34 第四凹部

36、37 密闭空间

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

（实施方式1）

图1是表示本发明实施方式1的分析工具10的形状的立体图。如图1所示，分析工具10是将形状为平面且为树脂制的第一板11和第二板12接合而构成的。

第一板11和第二板12优选的是例如由丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚烯烃等光透射性优良的树脂材料形成，并由相同的材料形成。

在第一板11上，在向后述流路15内的试样照射的激发光的路径内形成第一凹部13（参照图2）。另外，在第二板12上呈十字状形成槽部15’，通过与后述的第一板11的接合，利用第一板11的接合面20闭塞槽部15’的开口部从而形成流过试样的流路15。进而，在流路15的各顶端形成用于填充试样和电泳液的端口16～19，在至试样的照射光（激发光）的路径内形成有第二凹部14（参照图3）。

第一板11和第二板12利用有机粘合剂的粘合、或热压接等而接合。

图2（a）是包含第一板11的第一凹部13的仰视图。图2（b）是图2（a）的A-A线剖面图。如图2所示，在第一板11上，在与第二板12的接合面20相反一侧的面上形成有第一凹部13。第一凹部13包括：底面（第一底面13a）、开口部（第一开口部13b）、以及直径从第一底面13a的外边缘向第一开口部13b的开口边缘扩大的（为圆锥状圆筒面的）倾斜面（第一倾斜面13c）。

图3（a）是包含第二板12的第二凹部14的俯视图。图3（b）是图3（a）的B－B线剖面图。如图3所示，在第二板12上，在与第一板11的接合面20上形成有流路15，在与第一板11的接合面20相反一侧的面上形成有第二凹部14。第二凹部14与第一凹部13同样包括：底面（第二底面14a）、开口部（第二开口部14b）、直径从第二底面14a的外边缘向第二开口部14b的开口边缘扩大的（为圆锥状圆筒面的）倾斜面（第二倾斜面14c）。

这样，通过在第一板11和第二板12上形成凹部，能够在位于激发光的路径的板上设置空间，从而使树脂的体积减少，因此能够抑制由激发光产生的板的自身荧光量。因此，能够抑制背景。

另外，将形成在第一板11和第二板12上的各凹部13、14形成为越接近各开口部13b、14b则剖面面积越大，从而能够容易地形成第一板11和第二板12。

图4是包含接合后的第一板11的第一凹部13和第二板12的第二凹部14以及流路15的剖面图。流路15通过由第一板11的接合面20闭塞槽部15’而形成。

另外，形成在第一板11上的第一凹部13和形成在第二板12上的第二凹部14的各开口部13b、14b分别由薄膜21、22覆盖。该薄膜21、22选择尽量薄的薄膜，以避免在激发光的路径中使自身荧光量增大。由此，将各凹部13、14作为密闭空间，能够防止垃圾侵入各凹部13、14。其结果是，能够使附着在分析工具1的表面上的垃圾尽量远离焦点位置而抑制由激发光产生的垃圾的荧光对检测灵敏度带来的影响，能够抑制背景。

此外，在本实施方式中，如图4所示，激发光的光轴方向（OA）相对于板11、12的平面（例如，接合面20）垂直入射。另外，由荧光试剂等所标识的流路15内的试样接受激发光而发出荧光等的检测光，在未图示的受光部被检测。在激发光与检测光的光轴为同轴的情况下，检测光也经由第一凹部13或第二凹部14向受光部照射。

这样，根据实施方式1，通过接合在激发光的路径内形成有第一凹部的第一板、在试样流经的流路和照射激发光的位置形成有第二凹部的第二板，能够使位于激发光的路径上的树脂的体积减少，抑制由激发光产生的树脂的自身荧光量。

另外，通过用薄膜覆盖第一凹部和第二凹部的各开口部，能够防止垃圾侵入各凹部，能够使有可能附着垃圾的面避开流路内的激发光焦点，因此能够抑制由激发光产生的垃圾的荧光对检测灵敏度的影响。

其结果是，能够抑制背景，并提高试样的检测灵敏度。

（实施方式2）

在实施方式1中，说明了激发光垂直地入射到板面的情况，但在本发明的实施方式2中，说明激发光水平地入射到板面、即从板侧面入射的情况。

图5是表示本发明实施方式2的分析工具30的形状的立体图。如图5所示，分析工具30的第一板11和第二板12接合，从而形成密闭空间36、37。

图6（a）是包含图5的第一板11的第一凹部31和第二凹部32的俯视图，图6（b）是图6（a）的A－A线剖面图。如图6所示，在第一板11上，在激发光的路径内，在与第二板12的接合面20上形成有包括第一开口部31b的第一凹部31和包括第二开口部32b的第二凹部32。第一凹部31和第二凹部32是其底面（第一底面31a、第二底面32a）为六边形状的较浅的柱体的凹坑。

图7（a）为包含第二板12的第三凹部33和第四凹部34的仰视图，图7（b）为图7（a）的B－B线剖面图。如图7所示，在第二板12上，在与第一板11的接合面20上隔着槽部15’形成有第三凹部33和第四凹部34。第三凹部33和第四凹部34与第一凹部31和第二凹部32同样，是在接合面20具有开口部（第三开口部33b、第四开口部34b）的底面（第三底面33a，第四底面34a）为六边形状的较浅的柱体的凹坑。

图8是包含接合后的第一板11和第二板12的第一凹部31～第四凹部34以及流路15的剖面图。通过结合第一板11和第二板12，使第一板11的第一凹部31和第二凹部32的开口部分别与第二板12的第三凹部33和第四凹部34彼此相对，能够形成密闭空间36、37。另外，槽部15’的开口部被第一板11的接合面20所闭塞而形成流路15。

此外，如图8所示，激发光的光轴方向（OA）相对于板11、12的平面（例如，接合面20）水平入射。另外，由荧光试剂等所标识的流路15内的试样接受激发光而发出荧光等检测光，被未图示的受光部所检测。在激发光与检测光的光轴为同轴的情况下，检测光也经由密闭空间36或37向受光部照射。

这样，根据实施方式2，接合在照射激发光的位置上形成有第一凹部和第二凹部的第一板、以及在试样流经的流路和照射激发光的位置上隔着流路形成有第三凹部和第四凹部的第二板，使第一板的第一凹部和第二凹部的开口部分别与第二板的第三凹部和第四凹部的开口部彼此相对，形成密闭空间，从而能够使位于激发光的路径上的树脂的体积减少，并抑制由激发光产生的树脂的自身荧光量，并且能够抑制垃圾侵入各凹部，抑制由激发光产生的垃圾的荧光对检测灵敏度的影响。因此，能够抑制背景，并提高试样的检测灵敏度。

另外，实施方式2的分析工具30，将第一凹部31～第四凹部34和槽部15’全部形成在接合面20上即可，与实施方式1相比，能够使距离接合面20的凹入量更小（浅），因此能够使模具构造简化，并且也能够使组装容易。

此外，在分析工具中，隔着流路所形成的一对密闭空间形成在激发光等的照射用光学系统和荧光等的检测用光学系统中的至少一种光学系统的光的路径内时，就能够得到本发明的检测灵敏度提高的效果，但形成在激发光的照射用光学系统的光的路径内时会得到更佳的效果。在如实施方式1和实施方式2的分析工具10、30那样，照射用光学系统和检测用光学系统为同轴的情况下更为有效。在照射用光学系统和检测用光学系统不同轴的情况（例如2个光学系统的轴正交的情况）下，优选的是在各光学系统的光的路径内隔着流路形成一对密闭空间。

另外，在实施方式1和实施方式2中，示出了形成在第二板上的槽部由第一板闭塞而形成的流路，但本发明不限于此，也可以通过一并接合形成在第一板和第二板两者的槽部的开口部来形成流路。

另外，隔着流路而形成的一对密闭空间不限于实施方式1和实施方式2所示的形状，优选的是如下的形状，即：与照射用光学系统和检测用光学系统的光轴正交的密闭空间的宽度形成为不遮挡各自光学系统的光束的较宽程度，能够抑制朝向流路内的光照射位置（照射光的焦点）和检测光的受光部的光的损耗的形状。

另外，本发明的一对密闭空间能够抑制自身荧光的量、并能够防止垃圾的侵入即可，并不要求达到密封性。

2010年7月22日提交的日本专利申请特愿2010-165010所包含的说明书、附图和摘要中的公开内容全部引用于本申请中。

工业实用性

本发明的分析工具和微分析系统能够用于生物化学、分析化学等的科学领域或医学领域中高精度地进行微量物质的检查分析的装置上。

Claims

1.一种分析工具，其接合平面形状的第一板和第二板而成，其特征在于，

在所述第二板的接合面上形成有流路，

在所述第一板和所述第二板已被接合的状态下，在向位于所述流路的规定位置的试样进行照射的激发光和/或从照射了激发光的试样发出的检测光的路径内，隔着所述流路而设置一对密闭空间。

2.如权利要求1所述的分析工具，其特征在于，

在所述第一板上，在与接合面相反一侧的面上形成有第一凹部，

在所述第二板上，在与接合面相反一侧的面上形成有第二凹部，

以薄膜覆盖所述第一凹部和所述第二凹部的各开口部，形成所述密闭空间。

3.如权利要求2所述的分析工具，其特征在于，

所述第一凹部和所述第二凹部分别包括：

底面；

位于与接合面相反一侧的面的开口部；以及

其直径从所述底面的外边缘向所述开口部扩大的倾斜面。

4.如权利要求1所述的分析工具，其特征在于，

在所述第一板上，分别具有底面和开口部的第一凹部和第二凹部形成在接合面上，

在所述第二板上，分别与所述第一凹部和所述第二凹部相对、且在隔着所述流路的位置具有底面和开口部的第三凹部和第四凹部形成在接合面上，

在所述第一板和所述第二板已接合的状态下使开口部彼此相对，所述第一凹部和所述第三凹部、以及所述第二凹部和所述第四凹部各自形成所述密闭空间。

5.一种微分析系统，其具有权利要求1所述的分析工具。