JP2002139419A - 微小流路素子及びその製造方法 - Google Patents

微小流路素子及びその製造方法

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JP2002139419A
JP2002139419A JP2000333036A JP2000333036A JP2002139419A JP 2002139419 A JP2002139419 A JP 2002139419A JP 2000333036 A JP2000333036 A JP 2000333036A JP 2000333036 A JP2000333036 A JP 2000333036A JP 2002139419 A JP2002139419 A JP 2002139419A
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flow path
silicon dioxide
analysis
plastic substrate
film
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JP2000333036A
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Toshiaki Mizuno
俊明 水野
Yasuto Sakai
康人 阪井
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストダウンが容易であることに加え、微量
分析に繰り返し使用した後も、微量分析を正確に行うこ
とができる微小流路素子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 分析用チップ部材１００は、透明な長方
形の板状のプラスチック板であって、幅及び深さが夫々
１００μｍ程度である流路１０３を備えたプラスチック
基板１０１と、透明な長方形の板状のプラスチックの板
であるプラスチック基板１０２とによって構成される。
プラスチック基板１０１及びプラスチック基板１０２の
各接合面を除いて、流路１０３の内壁面は全て強酸に対
する化学的耐久性を有するＳｉＯ2膜２００によって被
膜されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微小流路素子及び
その製造方法に関し、特に分析用チップ部材として使用
可能な微小流路素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、化学反応を微少空間で行うた
めの集積化技術が、化学反応の高速性や微少量での反
応、オンサイト分析等の観点から注目され、世界的に精
力的に研究が進められている。
【０００３】化学反応の集積化技術の１つとしてガラス
基板等を用いた分析用チップ部材は、微細な流路内の液
体試料の光吸収により発生する熱レンズ効果を利用した
光熱交換吸光分析（微量分析）法が確立されたことによ
り、実用化への道が開かれている。
【０００４】また、上記の光熱交換吸光分析のみなら
ず、極微量の蛋白や核酸等を分析する電気泳動装置とし
ても、互いに接合された複数枚のガラス基板から成る流
路用の溝付き部材で構成された分析用チップ部材が提案
されている。
【０００５】図４は、従来の分析用チップ部材の概略構
成を示す分解斜視図である。
【０００６】図４において、分析用チップ部材４００は
３層に重ねられると共に互いに接着されたガラス基板４
０１、ガラス基板４０２、ガラス基板４０３から構成さ
れる。
【０００７】ガラス基板４０２には、両端に２股に分岐
したＹ字部を有する流路４０４が形成され、流路４０４
の両端のＹ字部における分岐端に対応する４つの位置に
バッファ溜４０５が形成される。また、ガラス基板４０
３には、各バッファ溜４０５に対応する位置に貫通孔４
０６が形成される。例えば、図中左側のＹ字部における
１つのバッファ溜４０５ａには貫通孔４０６ａが対応
し、他のバッファ溜４０５ｂには貫通孔４０６ｂが対応
する。また、図中右側のＹ字部における１つのバッファ
溜４０５ｃには貫通孔４０６ｃが対応し、他のバッファ
溜４０５ｄには貫通孔４０６ｄが対応する。
【０００８】このような分析用チップ部材４００を用い
て行う金属元素の微量分析では、貫通孔４０６ａに分析
対象となる金属イオンを含有する分析対象溶液を注入
し、貫通孔４０６ｂに有機溶媒を注入する。このとき分
析対象溶液及び有機溶媒が互いに合流する流路４０４の
直線部の断面積は非常に小さいので、分析対象溶液及び
有機溶媒は流路４０４の直線部において層流を維持す
る。さらに、流路４０４の直線部において、分析対象溶
液及び有機溶媒の体積に比して分析対象溶液と有機溶媒
とが互いに接触する界面の面積（比界面積）は充分に大
きいので、これらは互いに入り交じることがない。
【０００９】但し、上述した分析用チップ部材４００
は、石英ガラス又はパイレックス（登録商標）ガラス等
に代表されるアルミノ珪酸ガラス、若しくはソーダライ
ムシリケートガラスを材料とするガラス基板で構成され
ている。これらのガラス基板は、流路４０４や貫通孔４
０６を形成するためにフォトリソグラフを利用したエッ
チングや半導体製造技術を基盤とするマイクロマシニン
グ技術等を用いて加工する必要があることに加え、光の
透過性を確保する必要から両面を鏡面研磨する必要があ
るので、ガラス基板の製造コストは大変高いものとな
り、分析用チップ部材４００のコストダウンを困難なも
のにするという問題がある。
【００１０】この問題を解決するため、互いに接合され
た複数枚の良好な光の透過性を有するプラスチック板か
ら成り電気泳動装置として使用される分析用チップ部材
が提案されている（特開平１０−２７４６３８号公
報）。
【００１１】このプラスチック板から成る分析用チップ
部材では、流路や貫通孔を形成するために、例えば精密
な金型を用いた射出成型技術等を用いることができるこ
とに加え、プラスチック板同士の接合に関しても接着剤
の代わりに超音波接合技術等を用いることができる。そ
の結果、プラスチック板から成る分析用チップ部材は、
エッチングやマイクロマシニング技術等を用いて加工す
るガラス基板によって構成される分析用チップ部材４０
０よりも、大量生産のための設備投資が少なくて済む上
に、量産性に優れたものとなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】一般に、金属元素の微
量分析法では、分析対象の金属を金属イオンとして分析
対象溶液中で安定して存在させる必要がある。分析対象
の金属を金属イオンとして分析対象溶液中で安定して存
在させるためには、加水分解等によって不安定な沈殿物
質が生成するのを抑制する必要があり、そのために分析
対象溶液を比較的強い酸性溶液とすることが多い。例え
ば、重金属元素の微量分析にはｐＨが１乃至６程度の酸
やｐＨ値がさらに小さい強酸性溶液が用いられる。従っ
て、分析対象溶液に接触する可能性がある流路の内壁面
は強酸に対する化学的耐久性を備える必要がある。
【００１３】しかしながら、上述したプラスチック板か
ら成る分析用チップ部材では、流路の内壁面において、
強酸に対する化学的耐久性を備えていないプラスチック
が直接強酸等にさらされるため、分析用チップ部材が微
量分析に繰り返し使用されると、流路の内壁面が強酸等
により劣化して平滑性が損なわれる。その結果、流路を
流れる分析対象溶液及び有機溶媒は、流路の直線部にお
いて層流を維持できなくなり、微量分析が正確に行えな
いという問題がある。
【００１４】本発明の目的は、コストダウンが容易であ
ることに加え、微量分析に繰り返し使用した後も、微量
分析を正確に行うことができる微小流路素子及びその製
造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決する手段】上記目的を達成するため、請求
項１記載の微小流路素子は、分析対象試料の注入口及び
排出口、並びに分析用媒体の注入口及び排出口を有する
流路を備え、紫外又は可視光領域における透過性を有す
る２つの樹脂成型部品を接合して構成される微少流路素
子において、前記各注入口及び各排出口を含む前記流路
の内壁を二酸化珪素膜で被覆したことを特徴とする。
【００１６】請求項１記載の微小流路素子によれば、流
路の内壁面は二酸化珪素膜で被膜されているので、流路
の内壁面は強酸に対する化学的耐久性を備えることがで
きる。従って、ガラス基板の代わりにプラスチック板に
よって微小流路素子を構成できることに加え、微小流路
素子を微量分析に繰り返し使用しても、流路の内壁面が
強酸等により劣化して平滑性が損なわれることがない。
その結果、コストダウンが容易であることに加え、微量
分析に繰り返し使用した後も、微量分析を正確に行うこ
とができる。
【００１７】請求項２記載の微小流路素子は、請求項１
記載の微小流路素子において、前記二酸化珪素膜は、二
酸化珪素を過飽和に含む珪弗化水素酸溶液から成る処理
液に前記接合された樹脂成型部品を浸漬することによっ
て被覆されたことを特徴とする。
【００１８】請求項２記載の微小流路素子によれば、二
酸化珪素膜は、二酸化珪素を過飽和に含む珪弗化水素酸
溶液から成る処理液に接合された樹脂成型部品を浸漬す
ることによって被膜されるので、二酸化珪素膜の表面は
平滑な形状を呈することができる。
【００１９】請求項３記載の微小流路素子の製造方法
は、分析対象試料の注入口及び排出口、並びに分析用媒
体の注入口及び排出口を有する流路を備え、紫外又は可
視光領域における透過性を有する２つの樹脂成型部品の
貼り合わせ体からなる微小流路素子の製造方法であっ
て、少なくとも一方の樹脂成型部品の表面に前記流路と
なる溝が形成された樹脂成型部品同士を貼り合わせて内
部に前記流路が形成された貼り合わせ体を作製する貼り
合わせ体作製工程と、前記貼り合わせ体を二酸化珪素膜
で被覆する被覆工程とを有することを特徴とする。
【００２０】請求項３記載の微小流路素子の製造方法に
よれば、貼り合わせ体を二酸化珪素膜で被覆する被膜工
程を有するので、流路の内壁面は強酸に対する化学的耐
久性を備えることができる。従って、ガラス基板の代わ
りにプラスチック板によって微小流路素子を構成できる
ことに加え、微小流路素子を微量分析に繰り返し使用し
ても、流路の内壁面が強酸等により劣化して平滑性が損
なわれることがない。その結果、コストダウンが容易で
あることに加え、微量分析に繰り返し使用した後も、微
量分析を正確に行うことができる。
【００２１】請求項４記載の微小流路素子の製造方法
は、請求項３記載の微小流路素子の製造方法において、
前記被覆工程は、前記貼りあわせ体を二酸化珪素を過飽
和に含む珪弗化水素酸溶液から成る処理液に浸漬するこ
とにより、前記流路の内壁に前記二酸化珪素膜を析出さ
せることから成ることを特徴とする。
【００２２】請求項４記載の微小流路素子の製造方法に
よれば、被覆工程は、貼りあわせ体を二酸化珪素を過飽
和に含む珪弗化水素酸溶液から成る処理液に浸漬するこ
とにより、流路の内壁に二酸化珪素膜を析出させるの
で、二酸化珪素膜の表面は平滑な形状を呈することがで
きる。
【００２３】請求項５記載の微小流路素子の製造方法
は、請求項４記載の微小流路素子の製造方法において、
前記被覆工程において、前記処理液に超音波振動を印加
することを特徴とする。
【００２４】請求項５記載の微小流路素子の製造方法に
よれば、被膜工程において、処理液に超音波振動を印加
するので、流路から空気泡を除去することができる。
【００２５】請求項６記載の微小流路素子の製造方法
は、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の微小流路素
子の製造方法において、前記被覆工程の前において、前
記２つの樹脂成型部品の表面にプライマー処理を行うこ
とを特徴とする。
【００２６】請求項６記載の微小流路素子の製造方法に
よれば、被覆工程の前において、２つの樹脂成型部品の
表面にプライマー処理を行うので、強固な付着力を持つ
二酸化珪素膜を得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
微小流路素子を図面を参照して詳述する。
【００２８】本発明の実施の形態に係る微小流路素子
は、環境分析において行われる金属元素の微量分析のた
めの分析用チップ部材として用いられる。金属元素の微
量分析では、分析対象溶液中に含有する金属イオンをア
セトン等の有機溶媒中に選択的に溶媒抽出し、該抽出し
た金属イオンの抽出量に応じて変化する有機溶媒層の吸
光度の変化量により金属元素の定量分析を行う。
【００２９】図１は、本発明の実施の形態に係る微小流
路素子から成る分析用チップ部材の概略構成の分解斜視
図である。
【００３０】図１において、分析用チップ部材１００
は、透明な長方形の板状のプラスチック部材であって、
分析対象溶液及び有機溶媒を流す後述の流路１０３及び
貫通孔１０４を備えたプラスチック基板１０１（樹脂成
型部品）と、透明な長方形の板状のプラスチック部材で
あるプラスチック基板１０２（樹脂成型部品）とによっ
て構成され、プラスチック基板１０１とプラスチック基
板１０２とは透明な有機接着剤等によって接合されてい
る。
【００３１】プラスチック基板１０１のプラスチック基
板１０２との接合面１０１ａには、両端に２股に分岐し
たＹ字部を有する流路１０３が形成され、流路１０３の
一方のＹ字部の分岐端に対応する２つの位置には、分析
対象溶液の注入口である貫通孔１０４ａ及び有機溶媒の
注入口である貫通孔１０４ｂが形成され、流路１０３の
他方のＹ字部の分岐端に対応する２つの位置には、分析
対象溶液の排出口である貫通孔１０４ｃ及び有機溶媒の
排出口である貫通孔１０４ｄが形成される。これらの貫
通孔１０４は、接合面１０１ａから接合面１０１ａとは
反対の面１０１ｂまで貫通する。
【００３２】流路１０３は、幅及び深さが夫々１００μ
ｍ程度であり、該幅及び深さによって構成される断面の
面積が非常に小さいため、流路１０３において、分析対
象溶液及び有機溶媒は層流を維持できる。また、流路１
０３の直線部において、分析対象溶液及び有機溶媒の体
積に比して分析対象溶液と有機溶媒とが互いに接触する
界面の面積（比界面積）は十分に大きいため、分析対象
溶液及び有機溶媒は互いに入り交じることがなく流れ
る。
【００３３】各貫通孔１０４は、直径が数１００μｍ〜
数ｍｍであり、有機溶媒及び分析対象溶液の注入口又は
排出口として機能するだけの十分な大きさを有してい
る。
【００３４】また、プラスチック基板１０１及びプラス
チック基板１０２は、プラスチックによる検出光の吸収
を抑えるためにできるだけ薄い方が望ましく、夫々の厚
さは１ｍｍ程度である一方、夫々の外形は通常互いに同
じであり、長辺が５０ｍｍ、且つ短辺が２０ｍｍ程度で
ある。プラスチック基板１０１及びプラスチック基板１
０２の材料としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂
が好ましいが、この他、塩化ビニール樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ
エーテル樹脂、ポリエチレン樹脂又はポリエチレンテレ
フタレート樹脂等でもよい。
【００３５】さらに、プラスチック基板１０１及びプラ
スチック基板１０２の各接合面を除いて、流路１０３、
並びに貫通孔１０４の内壁面は全て二酸化珪素（ＳｉＯ
2）膜によって被膜されている。
【００３６】図２は、図１のII−II線に沿った断面図で
ある。
【００３７】図２において、プラスチック基板１０１及
びプラスチック基板１０２の各接合面を除いて、流路１
０３の内壁面はＳｉＯ2膜２００で被膜されている。Ｓ
ｉＯ2膜２００は、強酸に対する化学的耐久性を確保す
る上から、膜厚が１０ｎｍ以上であることが好ましい。
ＳｉＯ2膜２００の膜厚が１００ｎｍを越えても、強酸
に対する化学的耐久性は大きく向上せず、却ってＳｉＯ
2膜２００の被覆時間が長くなるという問題があるた
め、ＳｉＯ2膜２００の膜厚は１００ｎｍ以下とするの
がよい。
【００３８】図１の分析用チップ部材１００を用いて行
う金属元素の微量分析では、不図示のポンプによって流
量が精密に制御された分析対象溶液が注入口である貫通
孔１０４ａから注入され、同様に、不図示のポンプによ
って流量が精密に制御された有機溶媒が注入口である貫
通孔１０４ｂから注入される。このとき流路１０３を流
れる分析対象溶液に含有される金属イオンは、分析対象
溶液及び有機溶媒が互いに接触する界面において、有機
金属錯化合物となり、有機溶媒可溶性になるので、これ
により有機溶媒層に移行（溶媒抽出）する。有機金属錯
化合物が移行した有機溶媒は、該有機金属錯化合物の抽
出量に応じて可視光領域内の色彩を帯びることにより吸
光度を有するようになる。この有機溶媒の吸光度を熱レ
ンズ顕微鏡を用いて分析することにより、分析対象溶液
に含有される金属イオンを定量分析する。従って、本実
施の形態に係る分析用チップ部材１００を用いると極め
て微量の検体量でも定量分析が可能となる。
【００３９】流路１０３はプラスチック基板１０１の接
合面１０１ａだけでなく、プラスチック基板１０２にお
けるプラスチック基板１０１の接合面１０１ａと接合す
る面にも形成されてもよく、プラスチック基板１０１と
プラスチック基板１０２とは、有機接着剤に代えて振動
溶着又は超音波接合により接合されてもよい。
【００４０】次に、図１の分析用チップ部材１００の製
造方法について図面を用いて説明する。
【００４１】図３は、図１の分析用チップ部材１００の
製造方法のフローチャートである。
【００４２】図３において、まず、プラスチック基板１
０１及びプラスチック基板１０２を射出成型技術や紫外
線硬化樹脂等を用いた光造形技術等によって成型する
（ステップＳ３０１）。この際、プラスチック基板１０
１の接合面１０１ａには流路１０３及び貫通孔１０４が
同時に形成される。
【００４３】次いで、ステップＳ３０２において、後述
する有機樹脂プライマー層をプラスチック基板１０１及
びプラスチック基板１０２の表面上に第１次被膜として
形成し、さらに、後述するステップＳ３０４のＳｉＯ2
膜の被膜処理により強固な付着力を持つＳｉＯ2膜２０
０を得るために、後述する有機珪素化合物の層を有機樹
脂プライマー層の上に第２次被膜として形成する。
【００４４】この有機樹脂プライマー層の形成は、プラ
スチック基板１０１及びプラスチック基板１０２の表面
上にスプレー、ディッピング又は刷毛塗り等の手軽な方
法で後述する樹脂材料を被覆した後、該被覆した樹脂材
料を熱紫外線又は電子線等により硬化させることにより
行われる。また、上記有機珪素化合物の層の形成は、後
述する有機珪素化合物を被膜硬化させることにより行わ
れる。
【００４５】有機樹脂プライマー層の膜厚としては０．
０５μｍ〜１０μｍが好ましく、有機樹脂プライマー層
の密着性を良好なものとするために、有機樹脂プライマ
ー層の形成前に、プラスチック基板１０１及びプラスチ
ック基板１０２の表面を予めコロナ処理、プラズマ処
理、ケン化処理又は紫外線照射処理等の方法により親水
化してもよい。
【００４６】上記樹脂材料としては、プラスチックと密
着性の良好なものであれば良く、例えば、変性ポリオレ
フィン、アクリル、ポリエステル、ポリビニルアルコー
ル、酢ビ、塩ビ、フェノール、エポキシ等又はこれらの
共重合体等が好ましい。また、上記有機珪素化合物とし
ては、下記一般式（Ｉ）で示されるアミノ基を有する珪
素化合物の少なくとも１種と、下記一般式（II）で示さ
れる珪素化合物の少なくとも１種の混合系又は下記一般
式（III）で示されるメタクリロキシ基を有する珪素化
合物と下記一般式（IV）で示される珪素化合物の加水分
解物の混合系が好ましい。
【００４７】 Ｒ1 mＳｉ（Ｒ2）4-m ……（Ｉ） Ｒ3 nＳｉ（Ｒ4）4-n ……（II） Ｒ5Ｓｉ（Ｒ6）3 ……（III） Ｓｉ（Ｒ7）4 ……（IV） 上記一般式（Ｉ）から（IV）において、Ｒ1はアミノ基
を有する有機基、Ｒ2はアルコキシ基、Ｒ3はメチル基、
エチル基、ビニル基等炭素数２以下の炭化水素基又はヒ
ドロキシル基を有する有機基、Ｒ4はアルコキシアルコ
キシ基、ｍは１又は２、ｎは０又は１であり、Ｒ5はメ
タクリロキシ基を有する有機基、Ｒ6及びＲ7はアルコキ
シ基、アルコキシアルコキシ基、アセトキシ基及び塩素
元素から選ばれる１種又はこれら複数の結合基である。
【００４８】上記一般式（Ｉ）で示される珪素化合物
と、上記一般式（II）で示される珪素化合物との混合物
系において、上記一般式（Ｉ）で示されるアミノ基を有
する珪素化合物としては、γ−アミノブロピルエトキシ
シラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノブロピ
ルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ
−アミノブロピルメチルジメトキシシラン等がある。ま
た、上記一般式（II）で示される珪素化合物としては、
ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン等があ
る。
【００４９】その後、有機接着剤を使用した接着、若し
くは、振動溶着技術や超音波接合技術を用いた接合等に
よりプラスチック基板１０１の接合面１０１ａ上にプラ
スチック基板１０２を接合し（ステップＳ３０３）、貼
り合わせ中間体を形成する。
【００５０】次いで、ステップＳ３０４において、貼り
合わせ中間体をＳｉＯ2を過飽和に含む珪弗化水素酸溶
液から成る処理液に浸漬することにより、貼り合わせ中
間体の表面上にＳｉＯ2膜２００が析出する。このと
き、処理液は貫通孔１０４から流路１０３へと侵入する
ため、流路１０３及び貫通孔１０４の内壁面にもＳｉＯ
2膜２００が析出する。その結果、流路１０３及び貫通
孔１０４の内壁面、並びに貼り合わせ中間体の表面は、
厚さが均一であって、膜表面が極めて平滑であるＳｉＯ
2膜２００によって被覆される。
【００５１】このとき、ＳｉＯ2膜２００の厚さを均一
にし、且つ処理液の廃液処理を容易にするために、珪弗
化水素酸溶液の珪弗化水素酸１モルに対して金属アルミ
ニウムの添加剤を０．０１〜１モル加えることが望まし
い。
【００５２】上述したステップＳ３０４のＳｉＯ2膜の
被膜処理において、流路１０３の内壁面にＳｉＯ2膜２
００の未被膜個所が発生するのを防ぐためには、貼り合
わせ中間体が処理液に漬けられた際に、流路１０３から
空気泡を完全に除去する必要がある。そのため、ステッ
プＳ３０４のＳｉＯ2膜の被膜処理では、処理液に対し
て超音波振動を印加する。これにより、空気泡の除去と
共に、処理液のＳｉＯ 2の過飽和状態を維持するために
処理液に加えられる金属アルミニウムやボロンの添加剤
等の過飽和度維持剤から放出される水素ガスの除去が行
われる。
【００５３】上述したステップＳ３０４のＳｉＯ2膜の
被膜処理により、プラスチック基板１０１及びプラスチ
ック基板１０２の各接合面を除いて、流路１０３及び貫
通孔１０４の内壁面に膜厚が１０ｎｍ以上のＳｉＯ2膜
２００が形成される。
【００５４】上述した図３の製造方法において、ステッ
プＳ３０３とステップＳ３０４の順序が入れ替わっても
よい、即ち、プラスチック基板１０１及びプラスチック
基板１０２に夫々ＳｉＯ2膜の被膜処理を行った（ステ
ップＳ３０４）後、プラスチック基板１０１とプラスチ
ック基板１０２を接合して（ステップＳ３０３）もよ
く、また、ステップＳ３０２のプライマー処理は製造コ
スト削減のために省略してもよい。
【００５５】本発明の実施の形態に係る分析用チップ部
材によれば、流路１０３の内壁面は強酸に対する化学的
耐久性を有しているＳｉＯ2膜２００で被膜されている
ので、ガラス基板の代わりにプラスチック基板によって
分析用チップ部材１００を構成できることに加え、分析
用チップ部材１００を金属元素の微量分析に繰り返し使
用しても、流路１０３の内壁面が強酸等により劣化して
平滑性が損なわれることがない。その結果、分析用チッ
プ部材１００は、コストダウンが容易であることに加
え、金属元素の微量分析に繰り返し使用した後も、金属
元素の微量分析を正確に行うことができる。
【００５６】なお、図１の分析用チップ部材１００を用
いてゲル電気泳動法によるＤＮＡ分析を好適に行うこと
もできる。即ち、分析用チップ部材１００をアクリルア
ミドゲル試料液の流路として好適に用いることができ
る。
【００５７】分析用チップ部材１００を用いて行うゲル
電気泳動法によるＤＮＡ分析では、ＤＮＡ分子の泳動分
離を効果的に行うために流路１０３の内壁面をアミノ
基、カルボキシル基又はエポキシ基等の官能基含有有機
試薬（シランカップリング剤）により前処理する。分析
用チップ部材１００の流路１０３の内壁面はＳｉＯ2膜
２００で被膜されているため、上記官能基含有有機試薬
が流路１０３の内壁面に確実に付着する。従って、分析
用チップ部材１００を用いると極めて安定確実に泳動分
離分析を行うことができる。分析用チップ部材１００を
電気泳動分析にのみ用いる場合は、ＳｉＯ2膜２００の
膜厚は、泳動分離を確実に生じさせるために５ｎｍ以上
であることが好ましい。
【００５８】
【実施例】次に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００５９】実施例１ 上述した図３の製造方法に従って分析用チップ部材のサ
ンプルＡを作製した。
【００６０】まず、ポリエチレンテレフタレート樹脂
を、金型を用いた射出成型により、厚さが１ｍｍ、長辺
が５０ｍｍ、且つ短辺が２０ｍｍであるプラスチック基
板１０１を作製した。この射出成型の際に、幅及び深さ
が夫々１００μｍである流路１０３がプラスチック基板
１０１の接合面１０１ａに形成され、且つ有機溶媒及び
分析対象溶液の注入口又は排出口として機能する貫通孔
１０４が流路１０３の各Ｙ字部の分岐端に形成された。
【００６１】一方、同様に、ポリエチレンテレフタレー
ト樹脂を材料とし、金型を用いた射出成型により、プラ
スチック基板１０１と同じ外形寸法を有するプラスチッ
ク基板１０２を作製した。
【００６２】さらに、プラスチック基板１０１の接合面
１０１ａにプラスチック基板１０２をエポキシ系有機接
着剤を使用して接着することにより、貼り合わせ中間体
を作製した。
【００６３】その後、２モル／ｌの濃度の珪弗化水素酸
溶液に二酸化珪素（工業用シリカゲル）を溶解させて二
酸化珪素の飽和溶液とし、該飽和溶液３００ｍｌの中に
長さ５０ｍｍ、幅２５ｍｍ、且つ厚さ３ｍｍのアルミニ
ウム板（約０．３８モル）を添加することにより、二酸
化珪素の過飽和溶液から成る処理液を準備した。
【００６４】次いで、処理液に超音波振動を印加しなが
ら貼り合わせ中間体を処理液中に１６時間浸漬した後、
貼り合わせ中間体を処理液中から取り出し、該貼り合わ
せ中間体を水洗し、乾燥することにより、サンプルＡを
得た。
【００６５】サンプルＡとは別にＳｉＯ2膜２００の膜
厚測定用のサンプルＢをサンプルＡと同様の手順により
作製した。
【００６６】サンプルＢのプラスチック基板１０１とプ
ラスチック基板１０２との貼り合わせ面を剥離して流路
１０３の内壁面に被膜したＳｉＯ2膜２００の膜厚を測
定した。膜厚の測定方法としては、ＳｉＯ2膜の被膜処
理前にサンプルＢの流路１０３の内壁面の一部にマスキ
ング剤の塗布を行い、分解後にマスキング剤を剥がし、
マスキング剤が塗布されていた部分と塗布されていなか
った部分との段差を触針膜厚計により測定する段差測定
法を用いた。測定の結果、得られたＳｉＯ2膜２００の
膜厚は５０ｎｍであった。
【００６７】また、サンプルＢの流路１０３及び貫通孔
１０４の内壁面のＳｉＯ2膜２００を５万倍の走査型電
子顕微鏡で観察した結果、流路１０３の内壁面のＳｉＯ
2膜２００の表面に凸凹が見られず、平滑な表面を呈し
ており、且つ貫通孔１０４の内壁面もＳｉＯ2膜２００
によって被膜されていることが認められた。
【００６８】実施例２ 次に、上述した図３の製造方法におけるステップＳ３０
３とステップＳ３０４の順序を入れ替えて分析用チップ
部材のサンプルＣを作製した。
【００６９】実施例２におけるプラスチック基板１０１
及びプラスチック基板１０２の形状、製造方法は実施例
１と同じであり、処理液も実施例１と同じであった。
【００７０】実施例２では、まず処理液に超音波振動を
印加しながらプラスチック基板１０１及びプラスチック
基板１０２を処理液中に１６時間漬けた後、これらのプ
ラスチック基板を処理液中から取り出し、これらのプラ
スチック基板を水洗し、乾燥させた。プラスチック基板
１０１の接合面１０１ａにプラスチック基板１０２をエ
ポキシ系有機接着剤を使用して接着することにより、サ
ンプルＣを得た。
【００７１】サンプルＣとは別にＳｉＯ2膜２００の膜
厚測定用のサンプルＤをサンプルＣと同様の手順により
作製した。
【００７２】サンプルＤのＳｉＯ2膜２００の膜厚をサ
ンプルＢと同じ測定方法により測定した。測定の結果、
得られたＳｉＯ2膜２００の膜厚は５０ｎｍであること
が認められた。
【００７３】さらに、サンプルＤの流路１０３及び貫通
孔１０４の内壁面のＳｉＯ2膜２００を５万倍の走査型
電子顕微鏡で観察した結果、流路１０３の内壁面のＳｉ
Ｏ2膜２００は表面に凸凹が見られず、平滑な表面を呈
しており、且つ貫通孔１０４の内壁面もＳｉＯ2膜２０
０によって被膜されていることが認められた。
【００７４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載の微小流路素子及び請求項３記載の微小流路素子の製
造方法によれば、流路の内壁面は二酸化珪素膜で被膜さ
れているので、流路の内壁面は強酸に対する化学的耐久
性を備えることができる。従って、ガラス基板の代わり
にプラスチック板によって微小流路素子を構成できるこ
とに加え、微小流路素子を微量分析に繰り返し使用して
も、流路の内壁面が強酸等により劣化して平滑性が損な
われることがない。その結果、コストダウンが容易であ
ることに加え、微量分析に繰り返し使用した後も、微量
分析を正確に行うことができる。
【００７５】請求項２記載の微小流路素子及び請求項４
記載の微小流路素子の製造方法によれば、二酸化珪素膜
は、二酸化珪素を過飽和に含む珪弗化水素酸溶液から成
る処理液に接合された樹脂成型部品を浸漬することによ
って被膜されるので、二酸化珪素膜の表面は平滑な形状
を呈することができる。
【００７６】請求項５記載の微小流路素子の製造方法に
よれば、被膜工程において、処理液に超音波振動を印加
するので、流路から空気泡を除去することができる。
【００７７】請求項６記載の微小流路素子の製造方法に
よれば、被覆工程の前において、２つの樹脂成型部品の
表面にプライマー処理を行うので、強固な付着力を持つ
二酸化珪素膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る微小流路素子から成
る分析用チップ部材の概略構成の分解斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】図１の分析用チップ部材１００の製造方法のフ
ローチャートである。
【図４】従来の分析用チップ部材の概略構成を示す分解
斜視図である。
【符号の説明】
１００，４００ 分析用チップ部材 １０１，１０２ プラスチック基板 １０１ａ 接合面 １０１ｂ 反対の面 １０３，４０４ 流路 １０４ａ〜１０４ｄ，４０６ａ〜４０６ｄ 貫通孔 ２００ ＳｉＯ2膜 ４０１，４０２，４０３ ガラス基板 ４０５ａ〜４０５ｄ バッファ溜

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 分析対象試料の注入口及び排出口、並び
    に分析用媒体の注入口及び排出口を有する流路を備え、
    紫外又は可視光領域における透過性を有する２つの樹脂
    成型部品を接合して構成される微少流路素子において、
    前記各注入口及び各排出口を含む前記流路の内壁を二酸
    化珪素膜で被覆したことを特徴とする微少流路素子。
  2. 【請求項２】 前記二酸化珪素膜は、二酸化珪素を過飽
    和に含む珪弗化水素酸溶液から成る処理液に前記接合さ
    れた樹脂成型部品を浸漬することによって被覆されたこ
    とを特徴とする請求項１記載の微少流路素子。
  3. 【請求項３】 分析対象試料の注入口及び排出口、並び
    に分析用媒体の注入口及び排出口を有する流路を備え、
    紫外又は可視光領域における透過性を有する２つの樹脂
    成型部品の貼り合わせ体からなる微小流路素子の製造方
    法であって、少なくとも一方の樹脂成型部品の表面に前
    記流路となる溝が形成された樹脂成型部品同士を貼り合
    わせて内部に前記流路が形成された貼り合わせ体を作製
    する貼り合わせ体作製工程と、前記貼り合わせ体を二酸
    化珪素膜で被覆する被覆工程とを有することを特徴とす
    る微少流路素子の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記被覆工程は、前記貼りあわせ体を二
    酸化珪素を過飽和に含む珪弗化水素酸溶液から成る処理
    液に浸漬することにより、前記流路の内壁に前記二酸化
    珪素膜を析出させることから成ることを特徴とする請求
    項３記載の微少流路素子の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記被覆工程において、前記処理液に超
    音波振動を印加することを特徴とする請求項４記載の微
    少流路素子の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記被覆工程の前において、前記２つの
    樹脂成型部品の表面にプライマー処理を行うことを特徴
    とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の微少流路
    素子の製造方法。
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