CN110382117A - 微芯片及微粒测量装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种微芯片。微芯片包括基板，该基板包括被配置为在其中输送流体的流道。该基板包括第一基板层、层压至第一基板层以创建流道的第二基板层，及仅形成在第一基板层或者第二基板层中的一个中的排放部。排放部包括指向基板的端面、并且被配置为喷射流动通过流道的流体的开口。

Description

微芯片及微粒测量装置
[相关申请的交叉引用]
本申请要求于2017年3月14日提交的日本优先权专利申请JP2017-049011的权益，通过引用将其全部内容结合于此。
技术领域
本技术涉及一种微芯片及一种微粒测量装置。
背景技术
近年来，通过在半导体工业中应用精密的加工技术已开发出一种微芯片，该微芯片具有用于在由硅或者玻璃制成的基板上进行化学分析或者生物分析的区域或者流路。使用这种微芯片的分析系统被称为微全分析系统(μ-TAS)，芯片实验室、生物芯片等。该分析系统的技术可以加速分析速度、提高效率、并且实现集成，另外，使测量装置小型化。
因为使用上述微芯片的分析系统可以利用少量样品进行分析并且可以使用一次性的微芯片，所以分析系统特别适用于使用有价值的微尺度样品和大量的试样的生物分析。例如，分析系统的应用包括液相色谱的电化学检测器和医疗领域的小型电化学传感器。
此外，作为另一应用，存在用于光、电或者磁性地测量微粒的特性，诸如微芯片中形成的流路中的细胞和微珠的微粒测量技术。在微粒测量技术中，从微粒中分离并且收集已通过测量确定满足预定条件的群体(组合)。
例如，PLT1公开了“一种微芯片，包括形成在微芯片上的、液体通过其流动的流路，及用于将液体排出至外部的排放部，其中在排放部的朝向层压基板层的端面方向打开的开口的位置与端表面之间设置有直径大于开口的凹口”。这种微芯片用于通过控制包括从排放部排出的微粒的液滴的移动方向来分离并且收集已确定具有预定光学特性的微粒。
[引用列表]
[专利文献]
[PTL1]
JP2013-32994A
发明内容
[技术问题]
许多传统的微芯片使流路和排放部形成在层压的基板层中，但是存在在基板层粘合时出现粘合未对准的问题，导致排放部的形状改变。因为这个问题影响到液滴的形状的对称性和液滴的排出角度，因此高精度地粘合基板层是所必要的，并且已导致减产。
因此，希望提供制造变化少的微芯片。
[问题的解决方案]
根据本公开，提供了一个微芯片。微芯片包括基板，基板包括被配置为在其中输送流体的流道。基板包括第一基板层、层压至第一基板层以创建流道的第二基板层，及仅形成在第一基板层或者第二基板层中的一个中的排放部。排放部包括指向基板的端面、并且被配置为喷射流过流道的流体的开口。
根据本公开，提供了一个微粒测量装置。微粒测量装置包括微芯片，微芯片包括含有被配置为在其中输送流体的流道的基板。基板包括第一基板层、层压至第一基板层以创建流道的第二基板层，及仅形成在第一基板层或者第二基板层中的一个中的排放部。排放部包括指向基板的端面、并且被配置为喷射流过流道的流体的的开口。
[发明的有益效果]
根据本技术，能够提供一种制造变化少的微芯片。应注意，这里所描述的效果不必被限定，并且效果可以是本公开描述的任何效果。
附图说明
图1的A和B是根据本技术的实施方式的微粒测量装置A的示例性配置的示意图。
图2是根据本技术的实施方式的微粒测量装置A的示例性配置的示意图。
图3是根据本技术的实施方式的微粒测量装置A的示例性配置的示意图。
图4是根据本技术的实施方式的微粒测量装置A的示例性配置的示意图。
图5的A和B是根据本技术的实施方式的微芯片1的示例性配置的示意图。
图6是图5的A中的虚线围绕的部分(参见图5的A中的Q)的放大图。
图7是图5的B中的部分R-R的放大图。
图8是排放部12在从排放方向观察的前视图中的示例性配置的示意图。
图9的A和B是液滴的形状根据已确认的排放部的形状差异制成彼此不同的状态的示图。
图10是从排放部12排出的液滴D的状态的示意图。
图11是根据本技术的实施方式的微粒测量装置A的微粒分选操作的示意图。
图12的A和B是传统微芯片的排放部的示例性形状的示意图。
图13是排放部12在从排放方向观察的前视图中的示例性配置的示意图，具有形成排放部的孔口的第一腔形成部和第二腔形成部形成的空间。
具体实施方式
以下将参考附图描述用于执行本技术的优选实施方式。本文中描述的实施方式是本技术的代表性实施方式的实例，并不基于实施方式狭义地解释本技术的范围。
注意，将按照下面的顺序进行描述。
1、微粒测量装置A
2、微芯片1
3、微粒测量装置A的操作
1、微粒测量装置A
首先，将详细描述根据本技术的实施方式的微粒测量装置A。在微粒测量装置A中，安装了随后描述的根据本技术的实施方式的微芯片1。图1至4是示意性地示出根据本技术的实施方式的微粒测量装置A的示例性配置的示意图。
微粒测量装置A包括被主体A1的盖子A2保护的、另外被分选盖子A3保护的微粒分选区。微粒分选区包括下文描述的微芯片1，该微芯片1插入并附接到分选盖子A3的上开口中。图2中的方框箭头表示包括微芯片1的微芯片模块作为组件插入分选盖子A3的方向。应注意，为方便起见，在图3中省去分选盖子A3的示图。另外，省去微芯片模块的插入分选盖子A3的除微芯片1以外的部分的示图。
微粒分选区包括微芯片1、利用光照射微芯片1的预定部分的光学检测单元3、一对反电极(counter electrodes)4、及三个收集部(容器51、52、及53)。光学检测单元3和反电极4设置在主体A1中，容器51至53可拆卸地附接至主体A1。应注意，在图1至4中，为方便起见，容器的数量设为三个。然而，在本技术中，数量不限于三个。
将参考图4详细描述微粒分选区的配置。在图4中，图示了微芯片1、光学检测单元3、反电极4、及容器51至53。在图4中，参考标号2表示设置在微芯片1上的振动元件，参考标号6表示接地的接地电极。
在微芯片1中，如将随后描述的，形成流路11(也称作流道)，包括待分选的微粒的液体(样品液体)流过该流路11。光学检测单元3利用光(测量光)照射流路11的预定部分并且检测从流过流路11的微粒生成的光(测量目标光)。在下文中，利用流路11中的来自光学检测单元3的测量光照射的部分被称作“光照射部分”。
光学检测单元3可具有与传统的微粒测量装置相似的配置。具体地，例如，光学检测单元3包括激光源、包括用于从微粒收集激光束或者利用激光束照射微粒的聚光透镜和二向色镜及带通滤波器的辐射系统、以及用于通过利用激光束照射微粒来检测微粒生成的测量目标光的检测系统。检测系统包括例如光电倍增管(PMT)和诸如CCD元件或者CMOS元件的区域图像拾取元件。应注意，图4中仅示出聚光透镜作为光学检测单元3。此外，在图4中，示出利用相同的光路形成辐射系统和检测系统的情况。然而，辐射系统和光路可以具有彼此不同的光路。
光学检测单元3的检测系统待检测的测量目标光是利用测量光照射微粒生成的光，例如，测量目标光可以是散射光，诸如前向散射光、侧向散射光、瑞利散射、及米氏散射和荧光。这些测量目标光被转变为电信号，并基于该电信号检测微粒的光学特性。
已穿过光照射部分的样品液从设置在流路11一端的排放部12喷射至芯片外部的空间。此时，通过利用诸如压电元件的振动元件2使微芯片1振动，样品液可以形成液滴并且排出至芯片外部的空间。在图4中，参考标号D表示排出至芯片外部的空间的液滴。
液滴D包括待分选的微粒。反电极4沿着排出至芯片外部的空间的液滴的移动方向设置并且被设置为彼此相对立，移动的液滴介入反电极4之间。通过未被示出的充电单元将电荷施加至排出的液滴，反电极4利用施加至液滴的电荷通过电排斥(或者吸力)控制液滴的移动方向，并且引导液滴至容器51至53中的任一个。
在微粒测量装置A中，通过反电极4基于光学检测单元3检测的微粒的光学特性来控制包括微粒的液滴的移动方向，能够收集具有期望特性的微粒并将其分选至容器51至53中的任一个。
此外，在微粒测量装置A中，光学检测单元3可以替换为例如，电检测单元或者磁检测单元。在通过电或者磁检测微粒的特性的情况下，微电极彼此相对地设置在流路11的两边以测量电阻值、电容值、电感值、阻抗、电极之间的电场的变化值、磁化的变化、磁场的变化等。在该情况下，基于微粒的电气特性或者磁特性对微粒进行分选。
2、微芯片1
接下来，将详细描述根据本技术的实施方式的微芯片1。图5是根据本技术的实施方式的微芯片1的示例性配置的示意图。图5的A是示意性顶视图，图5的B是与图5的A的P-P截面对应的示意性截面图。此外，图6是图5的A中的虚线包围的部分(参见图5的A中的Q)的放大图，图7是图5的B中的部分R-R的放大图。另外，图8是排放部12在从排放方向观察的前视图中的示例性配置的示意图。此外，图13是排放部12在从排放方向观察的前视图中的示例性配置的示意图，其中，形成排放部12的孔口的第一腔形成部12a和第二腔形成部12b形成空间12C。
微芯片1至少包括液体流过的流路11，和用于排出流过流路11的液体至外部的排放部12。流路11和排放部12形成在层压的基板层中，如在图7、8和13中示出的，排放部12形成在两个基板层中的一个中。此外，在本技术中，根据需要，微芯片1可以进一步包括检测区13、锥形部14、腔体15等。
在传统的微芯片中，排放部的截面在基板层的层压的水平方向上是完全对称的。例如，PTL1(JP2013-32994A)中公开的微芯片具有排放部，该排放部具有如在图12的A中示出的半圆形形状，在基板层被层压时，排放部被设计成具有圆形形状。然而，在基板层粘合时，可能出现粘合未对准，例如，在图12的B中示出的，半圆形的形状彼此移位，这影响液滴的形状的对称性和液滴的排出角度。因此，高精度地粘合基板层是必要的，这已引起产量减少。
另一方面，根据本技术的实施方式，因为排放部12仅形成在基板层中的一个中，消除了未对准的问题，并且解决产量问题。因此，可以提供一种具有较少的制造变化和通过较少的制造变化减少的性能变化的微芯片。
在本技术中，排放部12在从排放方向的前方观察时的形状优选是在垂直于基板层的方向上两侧对称的多边形。这是因为如果排放部12具有圆形形状，则难以加工模具以及镜面加工表面。因此，以高可重复性制造重复模具具有风险。以这种方法，能够以较高的精确度加工模具，并且可以抑制制造偏差以及由制造偏差所引起的性能变化。此外，如果排放部12形成为圆形形状，光被分散。因此，下文描述的检测区13变小。因此，通过将排放部12形成为该形状，可以防止下文描述的检测区13受到限制。
虽然排放部12在从排放方向的前方观察时其具体形状不受特别限制，形状优选选自三角形、四边形、及六边形。以这种方法，能够以较高的精确度加工模具，并且可以抑制制造偏差以及由制造偏差所引起的性能变化。应注意，在此，四边形自然包括梯形、矩形、及正方形。
此外，排放部12在从排放方向的前方观察时其具体形状优选是四边形，并且更优选地是矩形或者正方形。下文将详细描述原因。
图11是描述通过微粒测量装置A的微粒分选操作的示意图并且示出液滴由微粒测量装置中设置的微芯片形成的状态。液滴从微芯片的排放部排出的点至形成液滴的点的长度称作断开点(以下称作“BOP”)。在此，传统地，已知BOP的稳定性与微粒测量装置的性能一样重要。
图9是液滴的形状根据已确认的排放部的形状之间的差异制成彼此不同的状态的示图。图9的A示出使用具有根据本技术的实施方式的形状(四边形)的排放部12排出的液滴的形状被确认的状态，以及图9的B示出使用具有传统的形状的排放部12排出的液滴的形状被确认的状态。在图9的A和B中示出的曲线图中，垂直轴表示BOP的高度(a.u.)，水平轴表示压电元件的频率(Hz)。
基于图9的A和B中示出的结果，可以发现液滴整齐地形成，与排放部12的形状无关。然而，如在图9的A中示出的，在液体的相同的罐压条件下，在根据本技术的实施方式的排放部的形状(四边形)的情况下，稳定地形成液滴的频带较宽。此外，因为BOP的高度取决于芯片的流速中的波动，即使在通过调节基板层的粘合状况来调节流速时，在根据本技术的实施方式的排放部的形状(四边形)的情况下，液滴相对于频率的稳定性较好。
此外，如在图9的B中示出的，对于传统的排放部12的形状，仅可以形成慢速随体(satellite)，其中后面的主液滴追上小液滴。然而，如在图9的A中示出的，对于根据本技术的实施方式的排放部的形状(四边形)，可以形成高速随体和慢速随体，其中，小液滴追上前面的主液滴。
此外，在此，“随体”是在液滴排出之后向后拉伸的细棒状液柱通过表面张力从主液滴和喷嘴分离时形成的小液滴。因为随体导致液滴的电荷波动，所以对于可能需要精确的液滴偏移位置的微粒测量装置(诸如墨喷式打印机和分选器)，众所周知，随体是应当控制的参数之一。
与形成低速随体的情况相比较，通过形成高速随体提供针对电荷波动的余量。因此，侧流稳定，并且获得飞溅能够减少的效果。根据本技术的实施方式，如在图9的A中示出的，因为可以根据频率条件稳定地且选择性地使用高速随体和慢速随体，与仅可以形成慢速随体的传统技术相比，本技术更有用。
在本技术中，排放部12的一侧的长度不受特别限制。然而，排放部12的该侧的长度优选是50μm至300μm。对于该配置，可以优选使用以上描述的微粒测量装置A。
此外，如上所述，在排放方向上从正面观察排放部12时的具体形状最好是四边形。然而，根据模具的处理精确性，正方形可以是倒圆(圆度：R)。在该情况下，可以期望角度R为一侧长度的1％至20％。
例如，根据本技术的实施方式的微芯片1通过使其中形成有流路11的基板层1a和1b粘合形成。通过使用模具注塑热塑性树脂来执行到基板层1a和1b中的流路11的形成。应注意，可以在基板层1a和1b的一个中形成流路11，或者可以在基板层1a和1b的每个中形成流路11。
作为热塑性树脂，可以适当地且自由地选择常规已知的微芯片材料，例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)、环状聚烯烃、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、及聚二甲基硅氧烷(PDMS)的材料。
可以通过常规已知的方法执行注入成型。例如，在使用注塑机(住友重机械工业株式会社制造的SE75DU)注塑聚烯烃(Zeon公司，ZEONEX1060R)的情况下，使用包括270℃的树脂温度、80℃的模具温度及500kN的合模力的条件作为典型的成型条件。
以这种方法，在根据本技术的实施方式的微芯片1中，可以通过对热塑性树脂应用注塑和热压粘合形成流路11和排放部12，无需抛光昂贵的石英、诸如氧化铝和氧化锆的陶瓷。因此，根据本技术的实施方式的微芯片1便宜并且具有优异的生产力。
此外，通过利用已知的传统方法的热压粘合可以使其中已形成流路11的基板层1a和1b彼此粘合。例如，在通过使用纳米压印装置(佳能有限公司，Eitre6/8)热压缩粘合上述聚烯烃基板层的情况下，典型的压力粘合条件包括粘合温度95℃和按压力度10kN，在这个条件下，按压基板层若干分钟。
样品液从样品入口M1引入，与从鞘入口M2引入的鞘液结合，并通过流路11运送。从鞘入口M2引入的鞘液在被分成两个方向并且运送之后，与样品液结合，以利用从样品入口M1引入的样品液使来自两个方向的样品液在合流部夹在中间。利用该配置，在合流部形成其中样品液层流位于鞘液层流之间的三维层流。如图5中所示，样品入口M1将样品引入到样品通道M11。如图7中所示，样品通道M11与排放部12形成在同一基板层中，因此来自样品通道M11的样品流从样品通道M11通过流路11直接流至排放部12的孔口。因此，利用该配置，样品流在其从样品通道M11流至排放部12时没有转弯。
参考标号M3表示吸流路径，该吸流路径用于通过在流路11中应用负压来暂时逆转该流，以在流路11中出现堵塞或者泡沫时消除堵塞和泡沫。连接至诸如真空泵的负压源的抽吸出口M31形成在吸流路径M3的一端，吸流路径M3的另一端在通信端口M32处连接至流路11。
关于三维层流，层流的宽度在狭窄部分M4(参考图5和10)变窄，狭窄部分M4已形成为使垂直于液体流向的截面面积从液体流向上的上游至下游逐渐或者逐步地减小。然后，三维层流从设置在流路一端的排放部12排出。在图10中，示出从排放部12排出至芯片外部的空间的液滴D。在图10中，参考标号P表示微粒，参考标号F表示液滴D从排放部12排出的方向。
在本技术中，如图6所示，流路11与排放部12的连接部分进一步包括光学检测到流过流路11的样品的检测区13，并且假设从检测区13至排放部12的流路的深度是恒定的。检测区13具有恒定宽度部分13a和收缩部分13b，收缩部分13b的宽度从恒定宽度部分13a朝向排放部12不断地减小。利用该配置，可以在任何位置进行检测，只要位置是在检测区13的起点与排放部12之间即可。此外，关于性能，随着检测位置更接近排放部12，由于电池(cell)的类型和尺寸导致的速度变化减少。
此外，在本技术中，如图6所示，优选的是，流路11还包括与检测区13通信的锥形部14。这样可以减少由于电池的类型和尺寸导致的速度变化。
如上所述，排放部12形成在基板层1a或1b的任一个中，即，排放部12与基板层的一个的端表面方向相通，根据本技术的实施方式的微芯片1可以进一步包括与排放部12连通并且在空间上覆盖从排放部12排出的液滴的腔体15。例如，可以通过使排放部12与基板端面之间的基板层1a和1b断开形成腔体15，使得腔体15的直径L1变得大于排放部12的直径L2(参考图8和13)。
因为根据本技术的实施方式的微芯片1包括腔体15，因此防止由于基板层的注塑和热压粘合导致排放部12和流路11的形状不规则或者变形。因此，在根据本技术的实施方式的微芯片1中，具有特定大小和形状的液滴可以从形状均匀的排放部12直接排出至特定方向。另外，因为排放部12未存在于芯片的端表面上，所以在制造过程中很难出现由于意外接触等引起的排放部12的破损，并且可以获得高生产率。
如在图8和13中示出的，腔体15的直径L1优选形成为等于或大于排放部12的直径L2的两倍，以便不阻碍从排放部12排出的液滴的移动。然而，如果腔体15的直径L1过度增加，那么在向基板层1a和1b应用热压粘合时，热量分布和压力分布的均匀性劣化，或者在腔体15中积聚“气体”。这导致排放部12的形状不规则。
在图8、10和13中，示出了通过将基板层1a和1b以八角棱柱的形状切开形成腔体15的情况。然而，在本技术中，腔体15的形状不受特殊限制，只要腔体15可以在空间上覆盖从排放部12排出的液滴即可。此外，虽然腔体15优选设置为与排放部12同轴，但是腔体15的位置不限于此。此外，在微芯片1很薄的情况下，可以通过在厚度方向上切掉基板层1a和1b的全部长度来形成腔体15。在一些实施方式中，排放部12的孔口可以由在图13中示出的两个腔形成部分12a和12b限定，腔形成部分12a和12b比用于形成微芯片1中的通道的基板1a和1b的厚度薄。图13示出结合图8论述的一些方面，包括腔体15的直径L1大于排放部12的直径L2。参考图13，因为腔形成部分12a和12b比基板1a和1b的厚度薄，所以当微芯片1的基板1a和1b与粘合面12d结合在一起时(例如，粘合、固化、和/或通过控制深度形成)，形成排放部12的腔体的腔形成部分12a和12b不会彼此粘合或者接触。因此，排放部12的腔形成部分12a和12b的内侧之间存在空间12c。例如，如果腔形成部分12a和12b的厚度与基板1a和1b相同，可使微芯片1和排放部12的连接部分不会完全粘合。为了保证具有流道结构的基板1a和1b完全粘合，排放部的基板可以设计成比微芯片1的基板薄，并且因此将不会粘合在一起。
在此，传统上，已知当注塑成型基板层时，与模具接触的热塑性树脂的一部分中出现称作“毛刺”或者“滴汁”的成型缺陷。此外，特别地，在成型时产生的“气体”使基板层的端面及其外周的形状在成型后明显变形。因此，在排放部12设置在基板层的端面上的情况下，排放部12的形状由于成型缺陷的影响趋于不规则。
因此，在本技术中，通过在微芯片1中提供腔体15，将排放部12设置在从基板层的端面凹进预定长度的位置处。因此，即使在基板层的端面及其外周出现成型缺陷，成型缺陷也不影响排放部12的形状。因此，在微芯片1中，能够使排放部12的形状稳定地形成期望形状，并且具有特定大小和形状的液滴可以从排放部12排出。
优选的是，从排放部12至腔体15的端部的长度(参考图7中的W)等于或长于0.2mm。利用该长度，可以完全消除出现在基板层的端面及其外周的成型缺陷的影响。此外，在该情况下，根据本技术的实施方式的微芯片1的尺寸不受特殊限制，例如，微芯片1的尺寸可以是宽75mm×长25mm×厚2mm。
另外，传统上，已知在基板层热压缩时，基板层的端面及其外周处的由热收缩所引起的变形比基板层的中心处的明显。因此，在排放部12和连接至排放部12的流路设置在基板的端面及其外周的情况下，通过热收缩成型的排放部12和流路的形状容易变形。
另一方面，根据本技术的实施方式，通过在微芯片1中提供腔体15，将排放部12设置在从基板层的端面凹进预定长度的位置处。因此，在热压结合施加至基板层时，排放部12的形状和连接至排放部12的检测区13的形状没有变形。因此，在微芯片1中，能够将排放部12和检测区13的形状保持为期望形状并且直接从排放部12排出具有特定大小和形状的液滴D。
根据本技术的实施方式的微芯片1的应用不受特殊限制。然而，如下文将描述的，微芯片1优选用于测量微粒。
3、微粒测量装置A的操作
最后，将参考图11描述微粒测量装置A的操作。
已通过流路11的光照射部分的样品液和鞘液从排放部12排出至芯片外部的空间。在光照射部分，光学检测单元检测微粒的光学特性并且同时检测微粒的流速及微粒间的间隔。检测到的微粒的光学特性、流速、间隔等转换为电信号并输出至装置的总控制单元(未示出)。总控制单元基于信号控制振动元件2的频率(参考图4)并且使微芯片1振动使得单个微粒P被包括在形成在排放部12中的液滴D中。
另外，与振动元件2的振动频率同步，总控制单元切换施加至流过流路11的鞘液和样品液的电荷的极性并且施加正电荷或负电荷至形成在排放部12中的液滴D。
光学检测单元检测的微粒的光学特性被转换为电信号并输出至总控制单元。总控制单元基于信号根据每个液滴中包括的微粒的光学特性确定待施加至液滴的电荷。具体地，例如，总控制单元使包括待分选的、具有期望特性的微粒的液滴带正电荷并且使不包括待分选的微粒的液滴带负电荷。
此时，为了使液滴D的带电状态稳定，在微粒测量装置A中，在排放部12附近并且沿着排出至芯片外部的空间的液滴的移动方向布置接地电极6。接地电极6设置为彼此相对，其中移动液滴介于其间，并且设置在控制微粒的移动方向的反电极与排放部12之间。
从排放部12排出的充电液滴D的移动方向受施加在液滴D与反电极4之间的电力的控制。在该情况下，为了精确地控制移动方向，必须向液滴施加稳定的电荷。因为很高的电压施加至反电极4，如果反电极4的高电势影响施加至液滴D的电荷，那么液滴D的充电状态可能变得不稳定。因此，在微粒测量装置A中，通过布置在排放部12与反电极4之间接地的接地电极6消除反电极4的高电势的影响。
例如，从排放部12排出的液滴D的移动方向控制如下，即，在使包括待分选的、具有期望特性的微粒的液滴带正电荷并且使不包括待分选的微粒的液滴带负电荷的上述实例中，通过使反电极4中的一个带正电荷并且使反电极4的另一个带负电荷，可以将待分选的微粒分到容器53中。更具体地，已带正电荷的、包括待分选的微粒的液滴被控制沿着箭头f3的方向移动并且通过反电极4中的一个的电推斥与反电极4中的另一个的电吸力引导进入容器53内。另一方面，已带负电荷的、不包括待分选的微粒的液滴被控制沿着箭头f2的方向移动并且引导进入容器52内。
可替代地，例如，如果电荷未施加至包括待分选的、具有期望特性的微粒的液滴并且使不包括待分选的微粒的液滴带正电荷或带负电荷，并且使反电极4带正电荷或带负电荷，那么待分选的微粒可以被分到容器51。另外，与传统的流式细胞术(flow cytometry)类似，可以以各种组合控制施加至液滴D的电荷和通过反电极4对液滴的移动方向。此外，在微粒测量装置A中，通常设置两个或多个容器来收集液滴D。然而，虽然在图11中设置三个容器，但是容器的数量不限于三个。另外，这些容器可以形成为用于排放收集的液滴(而不是存储它们)的排放路径，并且可以丢弃收集到的不是分选目标的微粒。
如上所述，在微芯片1中，具有特定大小和形状的液滴D可以在特定方向上从形状均匀的排放部12直接排出。因此，在微粒测量装置A中，能够高准确度地控制液滴D的移动方向，并且能够对具有期望特性的微粒进行精确地分选。
在此，作为实例描述了基于液滴中包括的微粒的特性，将正电荷或者负电荷进行切换，并施加至液滴D，对液滴D进行分选的情况。然而，关于液滴的分选，即使在光学检测单元被替换成电检测单元或者磁检测单元的情况下，通过类似地基于微粒的电特性或磁特性控制液滴的移动方向，具有期望特性的微粒可以被收集并且分到容器51至53的任一个中。
应当注意，在本技术中，可以采用以下配置。
(1)一种微芯片，包括：
基板，包括被配置为在其中输送流体的流道，基板包括：
第一基板层；
第二基板层，层压至第一基板层以创建该流道；以及
排放部，仅形成在第一基板层或者第二基板层中的一个中，该排放部：
包括指向基板的端面的开口；并且
被配置为喷射流过流道的流体。
(2)根据(1)所述的微芯片，其中，排放部被配置为喷射流体至腔体。
(3)根据(1)所述的微芯片，其中，排放部包括四边形。
(4)根据(1)所述的微芯片，其中，排放部在垂直于第一基板层和第二基板层的方向上两侧对称。
(5)根据(1)所述的微芯片，其中，流道包括锥形部分。
(6)根据(1)所述的微芯片，其中，流道包括第一部分和第二部分，其中：
流道的第一部分形成在第一基板层中；并且
流道的第二部分形成在第二基板层中。
(7)
根据(6)所述的微芯片，其中：
流道包括在排放部远端的第一端和紧邻排放部的第二端；
排放部形成在第二基板层中；并且
流道的第一部分在其从第一端延伸至第二端时逐渐减小，使得第一部分在排放部之前结束。
(8)根据(1)所述的微芯片，进一步包括：
样品入口，用于将样品引入样品通道，其中，样品通道仅形成在第一基板层或者第二基板层中的形成有排放部的一个中，使得从样品通道流出的样品直接从样品通道通过流道流至开口。
(9)根据(1)所述的微芯片，基板包括：
第一腔形成部，形成第一基板层的端部；以及
第二腔形成部，形成第二基板层的端部；
其中，第一腔形成部的内侧与第二腔形成部的内侧隔开。
(10)根据(9)所述的微芯片，其中：
第一腔形成部安装至第一基板层，使得第一腔形成部在平行于第一基板层和第二基板层的方向上远离第一基板层延伸；并且
第二腔形成部安装至第二基板层，使得第二腔形成部在平行于第一基板层和第二基板层的方向上远离第二基板层延伸。
(11)根据(1)所述的微芯片，其中，腔体由第一腔形成部的内侧和第二腔形成部的内侧形成。
(12)根据(11)所述的微芯片，其中：
腔体的第一部分形成在第一腔形成部的内侧中；并且
腔体的第二部分形成在第二腔形成部的内侧中。
(13)根据(12)所述的微芯片，其中：
腔体的第一部分和第二部分在垂直于第一基板层和第二基板层的第一方向上两侧对称；并且
腔体的第一部分和第二部分在平行于第一基板层和第二基板层的第二方向上两侧对称。
(14)根据(11)所述的微芯片，其中：
腔体在垂直于第一基板层和第二基板层的第一方向上的第一长度长于排放部在第一方向上的第一长度；
腔体在平行于第一基板层和第二基板层的第二方向上的第二长度长于排放部在第二方向上的第二长度；或者两者。
(15)根据(14)所述的微芯片，其中，排放部被腔体围绕。
(16)根据(11)所述的微芯片，其中，第一腔形成部的内侧与第二腔形成部的内侧之间的空间使腔体的第一部分和第二部分分开。
(17)根据(11)所述的微芯片，其中：
从排放部至腔体的端部的长度等于或者长于0.2mm。
(18)一种微粒测量装置，包括：
微芯片，包括含有被配置为在其中输送流体的流道的基板，所述基板包括：
第一基板层；
第二基板层，层压至第一基板层以创建该流道；以及
排放部，仅形成在第一基板层或者第二基板层中的一个中，该排放部：
包括指向基板的端面的开口；并且
被配置为喷射流过流道的流体。
[参考符号列表]
1微芯片
11流路
12排放部
12a第一腔形成部
12b第二腔形成部
12c空间
13检测区
13a恒定宽度部分
13b收缩部分
14锥形部
15腔体
1a、1b基板层
M1样品入口
M2鞘入口
M3吸流路径
M11样品通道
M31抽吸出口
M32通信端口
M4狭窄部分
2振动元件
3光学检测单元
4反电极
51、52、53收集部(容器)
6接地电极
A微粒测量装置
A1主体
A2盖子
A3分选盖子
D液滴
P微粒

Claims (18)

1.一种微芯片，包括：
基板，包括被配置为在其中输送流体的流道，所述基板包括：
第一基板层；
第二基板层，层压至所述第一基板层以创建所述流道；以及
排放部，仅形成在所述第一基板层或者所述第二基板层中的一个中，所述排放部：
包括指向所述基板的端面的开口；并且
被配置为喷射流过所述流道的流体。
2.根据权利要求1所述的微芯片，其中，所述排放部被配置为喷射所述流体至腔体。
3.根据权利要求1所述的微芯片，其中，所述排放部包括四边形。
4.根据权利要求1所述的微芯片，其中，所述排放部在垂直于所述第一基板层和第二基板层的方向上两侧对称。
5.根据权利要求1所述的微芯片，其中，所述流道包括锥形部分。
6.根据权利要求1所述的微芯片，其中，所述流道包括第一部分和第二部分，其中：
所述流道的第一部分形成在所述第一基板层中；并且
所述流道的第二部分形成在所述第二基板层中。
7.根据权利要求6所述的微芯片，其中：
所述流道包括在所述排放部远端的第一端和紧邻所述排放部的第二端；
所述排放部形成在所述第二基板层中；并且
所述流道的第一部分在所述流道从所述第一端延伸至所述第二端时逐渐减小，使得所述第一部分在所述排放部之前结束。
8.根据权利要求1所述的微芯片，进一步包括：
样品入口，用于将样品引入样品通道，其中，所述样品通道仅形成在所述第一基板层或者所述第二基板层中的形成有所述排放部的一个中，使得从所述样品通道流出的样品直接从所述样品通道通过所述流道流至所述开口。
9.根据权利要求1所述的微芯片，所述基板包括：
第一腔形成部，形成所述第一基板层的端部；以及
第二腔形成部，形成所述第二基板层的端部；
其中，所述第一腔形成部的内侧与所述第二腔形成部的内侧隔开。
10.根据权利要求9所述的微芯片，其中：
所述第一腔形成部安装至所述第一基板层，使得所述第一腔形成部在平行于所述第一基板层和第二基板层的方向上远离所述第一基板层延伸；并且
所述第二腔形成部安装至所述第二基板层，使得所述第二腔形成部在平行于所述第一基板层和第二基板层的方向上远离所述第二基板层延伸。
11.根据权利要求1所述的微芯片，其中，腔体由第一腔形成部的内侧和第二腔形成部的内侧形成。
12.根据权利要求11所述的微芯片，其中：
所述腔体的第一部分形成在所述第一腔形成部的内侧中；并且
所述腔体的第二部分形成在所述第二腔形成部的内侧中。
13.根据权利要求12所述的微芯片，其中：
所述腔体的第一部分和第二部分在垂直于所述第一基板层和第二基板层的第一方向上两侧对称；并且
所述腔体的第一部分和第二部分在平行于所述第一基板层和第二基板层的第二方向上两侧对称。
14.根据权利要求11所述的微芯片，其中：
所述腔体在垂直于所述第一基板层和第二基板层的第一方向上的第一长度长于所述排放部在所述第一方向上的第一长度；
所述腔体在平行于所述第一基板层和第二基板层的第二方向上的第二长度长于所述排放部在所述第二方向上的第二长度；或者两者。
15.根据权利要求14所述的微芯片，其中，所述排放部被所述腔体围绕。
16.根据权利要求11所述的微芯片，其中，所述第一腔形成部的内侧与所述第二腔形成部的内侧之间的空间使所述腔体的第一部分和第二部分分开。
17.根据权利要求11所述的微芯片，其中：
从所述排放部至所述腔体的端部的长度等于或者长于0.2mm。
18.一种微粒测量装置，包括：
微芯片，包括含有被配置为在其中输送流体的流道的基板，所述基板包括：
第一基板层；
第二基板层，层压至所述第一基板层以创建所述流道；以及
排放部，仅形成在所述第一基板层或者所述第二基板层中的一个中，所述排放部：
包括指向所述基板的端面的开口；并且
被配置为喷射流过所述流道的流体。
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