JP2003149253A - 微小流路構造体を用いた情報測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】微小流路構造体を用いた情報測定装置におい
て、微小流路構造体に形成された複数の微小流路測定部
からの情報測定を、効率的に安定した情報測定を行うこ
とができる情報測定装置を提供する。 【解決の手段】微小流路構造体を備えた情報測定装置に
おいて、前記微小流路構造体に形成された測定部から情
報を測定する検出器を１つ以上備え、前記微小流路を保
持及び位置決めする手段と、前記微小流路構造体を任意
の角度回転する手段と、前記微小流路構造体に形成され
た測定部と前記検出部から情報を測定する検出器の位置
決めする手段を備え、前記微小流路構造体を任意の角度
回転させて、前記微小流路構造体に複数形成された測定
部からの情報を順次測定することを特徴とする情報測定
装置を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微小流路による液
体の送液、化学反応、化学合成及び分析などの化学的物
理操作を行う微小流路構造体からの情報測定に用いられ
る情報測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、数ｃｍ角のガラス基板上に長さが
数ｃｍ程度で、幅と深さがサブμｍから数百μｍの微小
流路をを有する微小流路構造体を用い、この微小流路内
で流体の送液、化学反応、化学合成、分析、分離、抽出
及び測定などの化学的物理的操作を行なう、いわゆる集
積化化学実験室が注目されている。このような集積化化
学実験室は、微小空間の短い分子拡散距離および大きな
比界面積の効果により効率のよい化学反応を行なう事が
でき、また、化学反応から分離、抽出及び測定までを一
貫して行なう事や、各種研究開発の迅速化、省力化、省
資源化、省エネルギー化、省スペース化、さらには実験
廃液や廃棄物の削減、繰り返し実験の合理化等が可能に
なる等のメリットが期待されている。

【０００３】従来の微小流路構造体の一例を図１示す。
微小流路内で流体の送液、化学反応、化学合成、分析及
び、測定などの化学的物理的操作を目的に製作された微
小流路構造体は図１の例に示すように、微小流路が形成
された基板は一方の面にのみに１本の微小流路に相当す
る凹部が形成される。この微小流路構造体を用いて微小
流路構造体から情報測定を行う場合、微小流路構造体１
個に対して１回の情報測定しか行うことができない。複
数の情報測定を行う場合には、頻繁に微小流路構造体を
交換する必要があり、情報測定時間を短縮することは困
難である。また、微小流路構造体を頻繁に交換する必要
があるため、微小流路構造体に誤って傷を付けてしまう
恐れもあり、安定した情報測定及び効率的な情報測定を
行うことができなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の微
小流路構造体を用いた情報測定装置は、１個の微小流路
構造体において１回の情報測定しか行うことができず、
複数の情報測定を行う場合には、微小流路構造体を頻繁
に交換するなどの煩わしい作業も必要となり、安定した
情報測定及び効率的な情報測定を行うことは困難であっ
た。

【０００５】本発明は、上記課題を考慮してなされたも
ので、微小流路構造体からの安定した情報測定を行うと
共に、効率的な情報測定を行うことが可能となる微小流
路構造体を用いた情報測定装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記問題点
を解決するために、微小流路構造体を備えた情報測定装
置において、微小流路構造体に形成された測定部から情
報を検出する検出器を１つ以上備え、微小流路構造体を
保持及び位置決めする手段と、微小流路構造体を任意の
角度回転する手段と、微小流路構造体に形成された測定
部と情報測定装置の検出器の位置決めする手段を備え、
微小流路構造体を任意の角度回転させて、微小流路構造
体に複数形成された測定部からの情報を順次検出できる
機能を有し、更に必要に応じて情報測定のための検出器
に、情報測定を行うための光源を集光及び光軸方向に駆
動する手段を有する情報測定装置とすること、さらに、
この微小流路構造体として、流体を導入するための１つ
以上の導入口と、導入された流体を流す１つ以上の微小
流路と、流体を排出する１つ以上の排出口を有する円盤
状の構造体であり、少なくとも一方の面に微小流路に相
当する凹部が形成された基板と、微小流路が形成された
面を覆うようにカバー体とを積層してなさしめること、
更に少なくとも一方の面に微小流路に相当する凹部が形
成された基板と、微小流路が形成された面を覆うように
カバー体とが積層された基板を、複数枚積層一体化する
ことで、上記の従来技術による微小流路構造体の課題を
解決することができることを見出した。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００８】本発明の情報測定装置は、１以上の微小流
路構造体を備えており、さらに、この微小流路構造体に
形成された測定部から情報を測定する１つ以上の検出
器、微小流路構造体を保持及び位置決めする手段、微小
流路構造体を任意の角度回転する手段、微小流路構造体
に形成された測定部と検出部から情報を測定する検出器
を位置決めする手段、を備えている。そして、微小流路
構造体を任意の角度回転させて、微小流路構造体に複数
形成された測定部からの情報を順次測定することができ
る。このような構成とすることで、微小流路構造体を任
意の角度回転させ、微小流路構造体に形成された複数の
測定部からの情報測定を順次行うことができ、情報測定
のスループットを向上させることができる。また、従来
の微小流路構造体を用い場合に発生する微小流路構造体
の交換等の煩わしい作業の発生を低減でき、また交換時
等に誤って傷を付けてしまうといった不具合の発生も抑
えられる効果もあり、安定した情測定装置が実現でき
る。

【０００９】ここで、本発明の情報測定装置にいう情報
とは、本発明において用いられる微小流路構造体の所定
の場所（測定部）に存在もしくは形成せしめた化学物質
自体、あるいは外部より微小流路構造体の所定の場所へ
光等を照射せしめるといった手段により生じた化学的あ
るいは物理的な変化をいうものであり、この情報を、例
えば受光手段といった検出器にて検出できる。この検出
器としては１個のみ備えていてもよいが、その目的に応
じて２個以上の検出器を備えることもできる。また、検
出される情報を生成させる手段についても、例えば化学
発光性の物質を検出する場合には、微小流路構造体にお
いて発光させるための助物質と接触させるなどの処方に
より発生する光を受光して検出すればよく、また、外部
より光を照射させる場合には本発明の情報測定装置に光
源を備えることで目的に応じた波長、強度の光を測定部
に照射させ、生じた光の変化等を検出部にて検出すれば
よく、本発明の目的を逸脱しない限り、いかなる方法も
採用できる。

【００１０】本発明の情報測定装置には微小流路構造体
を保持・位置決めできる手段を備えており、これらの具
体的な態様としては、図２にも記載があるように、位置
決め用穴７及び角度基準穴８を備えたハブ６にて微小流
路構造体を保持し、位置決めできる。同様に、検出器に
ついても位置決めする手段にて制御できる。

【００１１】また、微小流路構造体を任意の角度に回転
させる機構としては、図４にも記載があるように、クラ
ンプ機構１９、回転機構２０といった機構により制御で
きる。そして、回転機構２０により微小流路構造体を任
意の角度に回転させることで、微小流路構造体の測定部
からの情報を検出部にて測定できるのである。

【００１２】測定にあたっては、上記微小流路構造体を
任意の角度に回転させながら、微小流路構造体の測定部
より生じる情報を検出器で測定する。測定のタイミング
としては、連続的あるいは必要に応じたタイミングで間
欠的に、測定できる。

【００１３】また、本発明の情報測定装置に用いる微小
流路構造体は、流体を導入するための１つ以上の導入口
と、導入された流体を流す１つ以上の微小流路と、流体
を排出する１つ以上の排出口を有する微小流路構造体
が、少なくとも一方の面に微小流路が形成された基板
と、微小流路が形成された基板面を覆うように、微小流
路の所定の位置に、微小流路と微小流路構造体外部とを
連通する２つ以上の小穴が配置されたカバー体とが積層
されている。これにより、微小流路構造体外部から微小
流路へ流体を導入し、再び微小流路構造体外部へ流体を
排出することができ、微小流路をカバー体で積層一体化
することで、流体が微小量であったとしても、流体を安
定して微小流路内を通過させる事が可能となる。流体の
送液は、マイクロポンプなどの機械的手段や、排出口で
の吸引などによって可能となる。

【００１４】更に本発明の情報測定装置に用いる積層型
微小流路構造体は、流体を導入するための１つ以上の導
入口と、導入された流体を流す１つ以上の微小流路と、
流体を排出する１つ以上の排出口を有し、更に積層され
た微小流路へ液体を導入するための１つ以上の導入口
と、液体を排出させるための１つ以上の排出口を有する
微小流路構造体が、少なくとも一方の面に微小流路が形
成された基板と、微小流路の所定の位置に、微小流路と
積層型微小流路構造体外部とを連通する２つ以上の小穴
と、積層された微小流路の所定の位置に、微小流路と積
層型微小流路構造体外部とを連通する２つ以上の小穴が
配置されているカバー体とが、微小流路が形成された面
を覆うようにカバー体とを積層させ、更に微小流路基板
及びカバー体が複数枚積層一体化されている。また、微
小流路を両方の面に形成した場合は、一方の微小流路を
覆うようにカバー体とを積層させ、微小流路基板とカバ
ー体が一体化された基板を複数枚積層一体化されてい
る。これにより、積層型微小流路構造体外部から積層さ
れた微小流路へ液体を導入し、再び積層型微小流路構造
体外部へ液体を排出することができ、微小流路をカバー
体と積層一体化することで、液体が微少量であったとし
ても、液体を安定して微小流路内を通過させることが可
能となる。

【００１５】更に本発明の微小流路構造体は、微小流路
を形成する基板の少なくとも一方の面に微小流路に相当
する凹部が形成されている。これにより凹部を微小流路
として用い、流体の送液、化学反応、化学合成、分析、
測定などの化学的物理的操作を行なうことが可能とな
る。また、微小流路を形成する基板の両面に微小流路に
相当する凹部を形成し、両面に形成された凹部を微小流
路として用てもよい。なお、両面に微小流路に相当する
凹部を形成した場合の微小流路の形状は、両面の微小流
路の形状と同じであっても良いし、異なっていても良
い。

【００１６】微小流路に相当する凹部が形成された基板
及びカバー体の材質としては、微小流路の形成加工が可
能であって、耐薬品性に優れ、適度な剛性を備えたもの
が望ましい。例えば、ガラス、石英、セラミック、シリ
コン、あるいは金属や樹脂等であっても良い。基板やカ
バー体の大きさや形状については特に限定はないが、微
小流路構造体を構成するという観点からは、例えば基板
およびカバー体は共に、直径１５０ｍｍ以下の円盤状
で、厚みは数ｍｍ以下程度とすることが望ましい。カバ
ー体に配置された２つ以上の小穴は、微小流路と微小流
路構造体外部とを連通し、流体の導入口または排出口と
して用いる場合には、その径が例えば数ｍｍ以下である
事が望ましい。カバー体の小穴の加工には、化学的に、
機械的に、あるいはレーザー照射やイオンエッチングな
どの各種の手段によって可能とされる。

【００１７】また本発明の微小流路構造体は、微小流路
に相当する凹部が形成された基板とカバー体は、熱処理
接合あるいは光硬化樹脂や熱硬化樹脂などの接着剤を用
いた接着等の手段により積層一体化することができる。
さらに複数枚積層された積層型微小流路構造体は、熱処
理接合あるいは光硬化樹脂や熱硬化樹脂などの接着剤を
用いた接着等の手段、あるいはＯリング等のシール手段
により積層一体化することができる。微小流路に相当す
る凹部の形状は、一般的に幅５００μｍ以下、深さ３０
０μｍ以下であるが、幅３００μｍ以下、深さ１５０μ
ｍ以下とする事が、微小空間の短い分子拡散距離および
大きな比界面積の効果により効率のよい化学反応を行な
う上でより適当である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施例を示
し、更に詳しく発明の実施の形態について説明する。な
お、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であ
ることは言うまでもない。

【００１９】実施例１ 本発明の第１の実施例における情報測定装置に用いられ
る円盤状の微小流路構造体を図２に示す。微小流路構造
体１４は直径１３０ｍｍで、微小流路に相当する凹部の
形状は幅２００μｍ、深さ５０μｍのＹ字形状とし、微
小流路１を形成する微小流路基板３の一方の面に微小流
路１に相当する凹部を９０度ピッチに同様の微小流路１
を４本形成した。また、微小流路１に相当する凹部を形
成した微小流路基板３とカバー体２とが積層一体化され
た微小流路構造体１４は、その構造体中央に、本発明の
情報測定装置への保持及び位置決めを行うためのハブ６
が設けられている。このハブ６はマグネットチャック可
能なように金属材料で構成されている。これにより、微
小流路構造体１４を情報測定装置へ保持することができ
る。また、情報測定装置への位置決めが可能なようにハ
ブ６の中央に精度が良好な位置決め用穴７が形成されて
いる。この位置決め用穴７を用いることで情報測定装置
への位置決めが可能となる。また、このハブ６には中央
の位置決め用穴７とは別に、微小流路構造体１４に形成
された測定部の角度基準となる、精度の良好な角度基準
穴８も形成されている。これにより、微小流路構造体１
４に形成された測定部と情報測定装置に設けられている
検出器の位置決めが可能となる。実施例１においては、
微小流路構造体１４の直径を１３０ｍｍとし、微小流路
１に相当する凹部をＹ字形状として９０度ピッチで４本
形成したが、微小流構造体１４の直径、微小流路の形状
及び微小流路形成ピッチについては、これに限定するも
のではない。

【００２０】この微小流路は図３に示す製作手順に従っ
て次のように作製した。すなわち、（ａ）ガラス基板９
に金属膜１０を製膜する工程、（ｂ）金属膜１０の上に
フォトレジスト１１を塗布する工程、（ｃ）フォトレジ
スト１１の上にフォトマスク１２を置き、露光し、さら
にフォトマスク１２を取り除き、現像を行う工程、
（ｄ）（ｃ）工程で現像によりフォトレジスト１１が取
り除かれた部分の金属膜１０をエッチングする工程、
（ｅ）フォトレジスト１１の残っている場所と、金属膜
１０が取り除かれた部分のガラスをエッチングする工
程、（ｆ）残った金属膜１０を除去して、凹部が形成さ
れたガラス基板１３を形成させる工程、からなる。

【００２１】具体的には、厚さ１ｍｍ／直径１３０ｍｍ
で、中央に直径３０ｍｍの穴が形成されたドーナツ状の
ガラス基板９の一方の面に、金などの金属膜１０を後述
する露光光が透過しない程度の厚さに成膜し、その金属
膜１０の上にフォトレジスト１１をコートした。更にフ
ォトレジスト１１の上に前記微小流路１の形状を描いた
パターンを有するフォトマスク１２を置き、そのフォト
マスク１２の上から露光し現像を行なった。次に、酸な
どで金属膜１０をエッチングした後、フォトレジスト１
１とガラスをフッ酸などでエッチィングし、さらに残っ
た金属膜１０を酸などで溶かして微小流路１が形成され
た基板（凹部が形成された基板１３）を得た。実施例１
においては、微小流路１の製作をガラス基板のエッチィ
ングにより微小流路１を形成したが、製作方法はこれに
限定するものではない。

【００２２】この微小流路１を形成した基板の凹部を有
する面に、微小流路１の流体の導入口４と流体の排出口
５にあたる位置に予め直径１ｍｍの小穴を、機械的加工
手段を用いて設けた厚さ１ｍｍ／直径１３０ｍｍで、中
心に直径３０ｍｍの穴が形成されたドーナツ状のガラス
カバー体を熱接合し、微小流路１を備えた微小流路構造
体１４を製作した。実施例１においては、微小流路１を
形成する基板及びカバー体２にガラス基板９を用いた
が、これに限定されるものではない。

【００２３】次に本発明の情報測定装置を図４に示す。
本発明の情報測定装置は、微小流路構造体１４を保持、
位置決めさせるクランプ機構１９と、微小流路構造体１
４を９０度回転させる回転機構２０から構成させる。ま
ず、微小流路構造体１４の保持及び位置決め機構とし
て、クランパ部内部にマグネットが取り付けられてい
る。また、クランプ部中央には精度の良好な円筒状の回
転軸を備えており、更に回転基準となる、精度の良好な
ピンを備えている。このクランプ部はモータに取り付け
られており、これにより回転可能となる。回転角の制御
はモータに内蔵されているエンコーダ出力を用いて制御
することができる。また、クランプ部が取り付けられて
いるモータは、ロード及びアンロードが可能な機構が設
けられており（図示せず）、アンロード状態時に微小流
路構造体１４をクランプ部にセットすることができる。
また、微小流路構造体１４に形成された液体の導入口な
いしは排出口５と、情報測定装置に取り付けられた液体
の導入路１５ないしは排出路１６とは、測定開始の指示
により密着される。これにより微小流路構造体１４への
液体の導入ないしは排出ができる。また、測定終了の指
示により密着が解除される構成となっている。情報測定
装置の測定系は、微小流路構造体１４の測定部へ光学測
定を行うための光源１７と、微小流路構造体１４の測定
部を透過した光を測定する光検出器１８から構成されて
いる。実施例１においては透過光を利用した光学測定法
を用いたが、測定法はこれに限定されるものではない。

【００２４】次に実施例１の情報測定装置の測定シーケ
ンスを図５に示す。まず情報測定装置に設けられている
モータをアンロードし、微小流路構造体をセット可能な
状態にする（Ｓ１）。次に微小流路構造体をモータに取
り付けられているクランプ部にセットし、モータをロー
ドすると共に、モータの回転基準と検出器が一致するよ
うにモータを指示する。（Ｓ２）。これにより、微小流
路構造体に形成された微小流路とモータの回転基準が一
致する。更に、微小流路構造体に形成された測定部と情
報測定装置の測定系、及び微小流路構造体の設けられた
液体導入口ないしは排出口と、情報測定装置に取り付け
られている液体導入路ないしは排出路の位置関係が一致
する。次に測定開始の指示により、ます次に微小流路構
造体に設けられている液体導入口ないしは排出口と、情
報測定装置に取り付けられている液体導入路ないしは排
出路が密着される（Ｓ３）。これにより、微小流路構造
体への液体の導入ないしは排出が可能となる。更に測定
開始の指示から遅延させて微小流路へ液体を導入すると
共に、微小流路構造体の測定部へ光を照射し、微小流路
構造体の測定部からの透過光を光検出器で受光する光学
測定が行われる（Ｓ４）。光学測定が終了すると測定結
果の出力が行われると共に、密着されている情報測定装
置に取り付けられている液体導入路ないしは排出路の密
着が解除させる（Ｓ５）。これにより、微小流路構造体
が回転可能になる。連続測定（Ｓ６）を行う場合は、微
小流路構造体を９０度回転させて、次の微小流路の位置
へ回転、位置決めされる（Ｓ７）。再び測定開始の指示
により、Ｓ３からＳ５の動作を行うことで、微小流路構
造体の測定具からの情報測定が行われる。更にＳ３から
Ｓ６の動作を２回繰り返すことで、微小流路構造体に形
成された４本の微小流路からの情報測定が行われる。全
ての情報測定が終了したら、モータをアンロードさせる
ことで微小流路構造体を取り出しが可能となる（Ｓ
８）。また、途中で測定を終了し、モータをアンロード
されることも可能である。

【００２５】以上のように、本実施例の微小流路構造体
を用いた情報測定装置により、微小流路構造体に形成さ
れた複数の測定部からの情報測定を、微小流路構造体を
回転されながら連続して順次検出することが可能とな
り、情報測定のスループットを向上させることができ
る。また、微小流路構造体を交換する必要がないので、
安定した情報測定が可能となる。

【００２６】実施例２ 本発明の第２の実施例における微小流路構造体を図６に
示す。微小流路構造体は直径１３０ｍｍの円盤状であ
る。微小流路に相当する凹部の形状は幅２００μｍ、深
さ３０μｍのＹ字形状とし、微小流路１を形成する微小
流路基板３の両方の面に微小流路１に相当する凹部を９
０度ピッチに同様の微小流路１を各面に４本形成した。
また、表面と裏面の微小流路１の位置関係は５度ずれた
形で形成した。また、微小流路を形成した微小流路基板
３とカバー体２とが積層一体化された微小流路構造体
は、その構造体中央に、本発明の情報測定装置への保持
及び位置決めを行うためのハブ６が一方の面のみに設け
られている。このハブ６はマグネットチャック可能なよ
うに金属材料で構成されている。これにより、微小流路
構造体を情報測定装置へ保持することができる。また、
情報測定装置への位置決めが可能なようにハブ６の中央
に精度が良好な位置決め用穴７が形成されている。この
穴を用いることで情報測定装置への位置決めが可能とな
る。また、このハブ６には中央の位置決め用穴７とは別
に、微小流路構造体に形成された測定部の角度基準とな
る、精度の良好な角度基準穴８も形成されている。これ
により、微小流路構造体に形成された測定部と検出器の
位置決めが可能となる。実施例２においては、微小流路
構造体の直径を１３０ｍｍとし、微小流路１に相当する
凹部をＹ字形状として９０度ピッチで、表面と裏面の微
小流路１の位置関係を５度ずれた状態で各面に４本形成
した。これにより、両面に形成られた微小流路構造体の
測定部からの情報測定の際に、微小流路構造体の両面に
形成された測定部が干渉しないので、同時に情報測定を
行うことができる。微小流構造体の直径、微小流路の形
状及び微小流路形成ピッチについては、これに限定する
ものではない。

【００２７】本実施例の微小流路は図７に示す製作手順
に従って以下のように作製した。すなわち、（ａ）ガラ
ス基板９にフォトレジスト１１を塗布する工程、（ｂ）
フォトレジスト１１の上にフォトマスク１２を置き、露
光し、さらにフォトマスク１２を取り除き、現像を行う
工程、（ｃ）残ったフォトレジスト１１が凸部として形
成されたガラス基板９の上にＮｉスパッタにてＮｉ膜を
形成させ、さらにＮｉ膜の上にＮｉ（２８）を電鋳する
工程、（ｄ）（ｃ）工程の後、ガラス基板９よりＮｉ板
を剥離して凸部が形成されたスタンパ２６を形成させる
工程、（ｅ）（ｄ）工程で得た凸部が形成されたスタン
パ２６につき、表面用スタンパ２２ａ及び裏面用スタン
パ２２ｂの２枚用意し、射出成形機に装着する工程、
（ｆ）射出成形機に樹脂を充填し、基板を得る工程、
（ｇ）表面用スタンパ２２ａ及び裏面用スタンパ２２ｂ
を外して、両面に凹部が形成された基板を得る工程、か
らなる。

【００２８】具体的には、まずガラス原盤（ガラス基板
９）上にフォトレジスト１１を３０μｍの厚さにコート
し、露光用レジスト原盤を作成した。次に、この露光用
レジスト原盤に微小流路１の形状を描いたパターンを有
するフォトマスク１２を置き、そのフォトマスク１２の
上から露光し現像を行ない、レジスト表面に微小流路１
に相当する凹部を形成した。次に、凹部が形成されたレ
ジスト表面にＮｉ等の金属をスパッタにより金属導電膜
を形成した。更に金属電鋳により金属電鋳層を形成し、
金属導電膜と金属電鋳層を一体としてガラス原盤より剥
離し、残存しているレジストを除去することで、微小流
路１に相当する凸部を備えたスタンパ（凸部が形成され
たスタンパ２６）を２枚作成した。次にこの２枚のスタ
ンパを用いて、樹脂を射出成形することで、微小流路１
を形成する基板の両面に、微小流路１に相当する凹部を
備えた微小流路基板を作成した。

【００２９】この微小流路１に相当する凹部を形成した
基板の両面に、微小流路の流体導入口と流体排出口にあ
たる位置に予め直径１ｍｍの小穴を設けた厚さ１００μ
ｍ／直径１３０ｍｍで、中心に直径３０ｍｍの穴が形成
されたドーナツ状の樹脂カバー体を熱接合し、両面に微
小流路に備えた微小流路構造体を作製した。

【００３０】次に実施例２の情報測定装置を図８に示
す。この情報測定装置は、微小流路構造体１４を保持、
位置決めさせるクランプ機構１９と、微小流路構造体１
４を９０度回転させる回転機構２０から構成させる。ま
ず、微小流路構造体１４の保持及び位置決め機構とし
て、クランパ部内部にマグネットが取り付けられてい
る。また、クランプ部中央には精度の良好な円筒状の回
転軸を備えており、更に回転基準となる、精度の良好な
ピンを備えている。このクランプ部はモータに取り付け
られており、これにより回転可能となる。回転角の制御
はモータに内蔵されているエンコーダ出力を用いて制御
することができる。また、クランプ部が取り付けられて
いるモータは、ロード及びアンロードが可能な機構が設
けられており（図示せず）、アンロード状態時に微小流
路構造体１４をクランプ部にセットすることができる。
また、微小流路構造体１４に形成された液体導入口ない
しは液体排出口と、情報測定装置に取り付けられた液体
導入路１５ないしは排出路１６とは、測定開始の指示に
より密着される。情報測定装置の測定系は、微小流路構
造体１４の測定部へ光学測定を行うための１つの光源１
７と、微小流路構造体１４の測定部を透過した光を測定
する２つの光検出器１８（光検出器１（１８ａ）及び光
検出器２（１８ｂ））から構成されている。光学測定を
行うための光源１７から出射された光は、ビーム・スプ
リッタ２３により２つに分割され、透過された光は微小
流路構造体１４の表面に形成された微小流路１の測定部
へ照射され、反射された光はミラー２４により９０度曲
げられて微小流路構造体１４へ裏面の微小流路１の測定
部へ照射される。また、各々の微小流路１の測定部を透
過した光は、２つの光検出器１８で受光することができ
る。これにより、微小流路構造体１４の両面に形成され
た微小流路１の測定部からの情報測定を同時に行うこと
ができる。実施例２においては透過光を利用した光学測
定法を用いたが、測定法はこれに限定されるものではな
い。

【００３１】以上のように、本実施例の微小流路構造体
を用いた情報測定装置により、微小流路構造体の両面に
形成された微小流路の測定部からの情報測定を同時に行
うことができる。更に、微小流路構造体を回転させなが
ら、微小流路構造体に複数形成された測定部からの情報
測定を順次測定することが可能となり、情報測定のスル
ープットを更に向上することができる。また、微小流路
構造体を交換する必要がないので、安定した情報測定が
可能となる。

【００３２】実施例３ 本発明の第３の実施例における積層型微小流路構造体２
９を図９に示す。積層型微小流路構造体２９の直径は１
３０ｍｍの円盤状である。微小流路に相当する凹部の形
状は幅２００μｍ、深さ５０μｍのＹ字形状とし、微小
流路１を形成する微小流路基板３の一方の面に微小流路
１に相当する凹部を９０度ピッチに同様の微小流路１を
４本形成した。また、微小流路１に相当する凹部を形成
した微小流路基板３を２枚とカバー体２とが積層一体化
された積層型微小流路構造体２９は、その構造体中央
に、本発明の情報測定装置への保持及び位置決めを行う
ためのハブ６が設けられている。このハブ６はマグネッ
トチャック可能なように金属材料で構成されている。こ
れにより、積層型微小流路構造体２９を情報測定装置へ
保持することができる。また、情報測定装置への位置決
めが可能なようにハブ６の中央に精度が良好な位置決め
用穴７が形成されている。この位置決め用穴７を用いる
ことで情報測定装置への位置決めが可能となる。また、
このハブ６には中央の位置決め用穴７とは別に、積層型
微小流路構造体２９に形成された測定部の角度基準とな
る、精度の良好な角度基準穴８も形成されている。これ
により、微小流路構造体２９に形成された測定部と情報
測定装置に設けられている検出器の位置決めが可能とな
る。実施例３においては、積層型微小流路構造体２９の
直径を１３０ｍｍとし、微小流路１に相当する凹部をＹ
字形状として９０度ピッチで４本形成したが、積層型微
小流構造体２９の直径、微小流路１の形状及び微小流路
形成ピッチについては、これに限定するものではない。

【００３３】この微小流路は実施例１と同様な製作手順
に従って、微小流路１が形成された基板（凹部が形成さ
れた基板１３）を２枚（上部微小流路基板３ａ、下部微
小流路基板３ｂ）を作製した。微小流路１が形成された
上部微小流路基板３ａには、下部微小流路基板３ｂへ液
体の導入口４ｄと液体の排出口５ｄにあたる位置に予め
直径１ｍｍの小穴を、機械加工手段を用いて形成した。
実施例３においては、微小流路１の製作をガラス基板の
エッチィングにより微小流路１を形成したが、製作方法
はこれに限定するものではない。

【００３４】更に上部微小流路基板３ａの微小流路１へ
の液体の導入口４ｃと液体の排出口５ｃ、及び下部微小
流路基板３ｂの微小流路１への液体の導入口４ｄと排出
口５ｄにあたる位置に予め直径１ｍｍの小穴を、機械加
工手段を用いて設けた厚さ１ｍｍ／直径１３０ｍｍで、
中心に直径３０ｍｍの穴が形成されたガラスカバー体２
を次の順番に積層一体化した。上部微小流路基板３ａに
形成された微小流路１を覆うようにガラスカバー体２を
積層し、更に下部微小流路基板３ｂに形成された微小流
路１を覆うように上部微小流路基板３ｂを積層し、熱接
合にて微小流路１を備えた積層型微小流路構造体２９を
作製した。微小流路１が形成された上部微小流路基板３
ａと下部微小流路基板３ｂの微小流路１の位置関係は２
２．５度ずれた状態で積層接合されている。実施例３に
おいては、微小流路１を形成する基板及びカバー体２に
ガラス基板９を用いたが、これに限定されるものではな
い。

【００３５】次に本発明の情報測定装置を図１０に示
す。本発明の情報測定装置は、積層型微小流路構造体２
９を保持、位置決めさせるクランプ機構１９と、積層型
微小流路構造体２９を回転させる回転機構２０から構成
させる。まず、積層型微小流路構造体２９の保持及び位
置決め機構として、クランパ部内部にマグネットが取り
付けられている。また、クランプ部中央には精度の良好
な円筒状の回転軸を備えており、更に回転基準となる、
精度の良好なピンを備えている。このクランプ部はモー
タに取り付けられており、これにより回転可能となる。
回転角の制御はモータに内蔵されているエンコーダ出力
を用いて制御することができる。また、クランプ部が取
り付けられているモータは、ロード及びアンロードが可
能な機構が設けられており（図示せず）、アンロード状
態時に積層型微小流路構造体２９をクランプ部にセット
することができる。また、積層型微小流路構造体２９に
形成された液体の導入口ないしは排出口５と、情報測定
装置に取り付けられた液体の導入路１５ないしは排出路
１６とは、測定開始の指示により密着される。これによ
り積層型微小流路構造体２９への液体の導入ないしは排
出ができる。また、測定終了の指示により密着が解除さ
れる構成となっている。情報測定装置の測定系は、積層
型微小流路構造体２９の測定部へ光学測定を行うための
光源１７と、微小流路構造体１４の測定部を透過した光
を測定する光検出器１８から構成されている。実施例３
においては透過光を利用した光学測定法を用いたが、測
定法はこれに限定されるものではない。

【００３６】以上のように、本実施例の積層型微小流路
構造体２９を用いた情報測定装置により、複数枚積層さ
れた微小流路構造体に形成された複数の測定部からの情
報測定が可能となり、積層型微小流路構造体２９を回転
させながら連続して順次検出することが可能となり、情
報測定のスループットを向上させることができる。ま
た、微小流路構造体が積層されているので、微小流路構
造体を交換する必要がないので、安定した情報測定が可
能となる。

【００３７】実施例４ 本発明の第４の実施例における積層型微小流路構造体２
９を図９に示す。積層型微小流路構造体２９は実施例３
と同様な構成となっており、その直径は１３０ｍｍの円
盤状で、微小流路に相当する凹部の形状は幅２００μ
ｍ、深さ５０μｍのＹ字形状とし、微小流路１と形成す
る微小流路基板３の一方の面に微小流路に相当する凹部
を９０度ピッチに同様の微小流路１を４本形成した。ま
た微小流路に相当する凹部を形成した微小流路基板３を
２枚とカバー体２とが積層一体化された積層型微小流路
構造体２９は、その構造体中央に、本発明の情報測定装
置への保持及び位置決めを行うためのハブ６が設けられ
ている。このハブ６はマグネットチャック可能なように
金属材料で構成されている。これにより、積層型微小流
路構造体２９を情報測定装置へ保持することができる。
また、情報測定装置への位置決めが可能なようにハブ６
の中央に精度が良好な位置決め用穴７が形成されてい
る。この位置決め用穴７を用いることで情報測定装置へ
の位置決めが可能となる。また、このハブ６には中央の
位置決め用穴７とは別に、積層型微小流路構造体２９に
形成された測定部の角度基準となる、精度の良好な角度
基準穴８も形成されている。これにより、積層型微小流
路構造体２９に形成された測定部と情報測定装置に設け
られている検出器の位置決めが可能となる。実施例４に
おいては、積層型微小流路構造体２９の直径を１３０ｍ
ｍとし、微小流路１に相当する凹部をＹ字形状として９
０度ピッチで４本形成したが、積層型微小流構造体２９
の直径、微小流路１の形状及び微小流路形成ピッチにつ
いては、これに限定するものではない。

【００３８】この微小流路は実施例１と同様な製作手順
に従って、微小流路１が形成された基板（凹部が形成さ
れた基板１３）を２枚（上部微小流路基板３ａ、下部微
小流路基板３ｂ）を作製した。微小流路１が形成された
上部微小流路基板３ａには、下部微小流路基板３ｂへ液
体の導入口４ｄと液体の排出口５ｄにあたる位置に予め
直径１ｍｍの小穴を、機械加工手段を用いて形成した。
実施例４においては、微小流路１の製作をガラス基板の
エッチィングにより微小流路１を形成したが、製作方法
はこれに限定するものではない。

【００３９】更に上部微小流路基板３ａの微小流路への
液体の導入口４ｃと液体の排出口５ｃ、及び下部微小流
路基板３ｂの微小流路への液体の導入口４ｄと排出口５
ｄにあたる位置に予め直径１ｍｍの小穴を、機械加工手
段を用いて設けた厚さ１ｍｍ／直径１３０ｍｍで、中心
に直径３０ｍｍの穴が形成されたガラスカバー体２を次
の順番に積層一体化した。上部微小流路基板３ａに形成
された微小流路１を覆うようにガラスカバー体２を積層
し、更に下部微小流路基板３ｂに形成された微小流路１
を覆うように上部微小流路基板３ａを積層し、熱接合に
て微小流路１を備えた積層型微小流路構造体２９を作製
した。微小流路１が形成された上部微小流路基板３ａと
下部微小流路基板３ｂの微小流路１の位置関係は２２．
５度ずれた状態で積層接合されている。実施例４におい
ては、微小流路１を形成する基板及びカバー体２にガラ
ス基板９を用いたが、これに限定されるものではない。

【００４０】次に本発明の情報測定装置を図１１に示
す。本発明の情報測定装置は、積層型微小流路構造体２
９を保持、位置決めさせるクランプ機構１９と、積層型
微小流路構造体２９を回転させる回転機構２０から構成
させる。まず、積層型微小流路構造体２９の保持及び位
置決め機構として、クランパ部内部にマグネットが取り
付けられている。また、クランプ部中央には精度の良好
な円筒状の回転軸を備えており、更に回転基準となる、
精度の良好なピンを備えている。このクランプ部はモー
タに取り付けられており、これにより回転可能となる。
回転角の制御はモータに内蔵されているエンコーダ出力
を用いて制御することができる。また、クランプ部が取
り付けられているモータは、ロード及びアンロードが可
能な機構が設けられており（図示せず）、アンロード状
態時に微小流路構造体１４をクランプ部にセットするこ
とができる。また、積層型微小流路構造体２９に形成さ
れた液体の導入口４ないしは排出口５と、情報測定装置
に取り付けられた液体の導入路１５ないしは排出路１６
とは、測定開始の指示により密着される。これにより積
層型微小流路構造体２９への液体の導入ないしは排出が
できる。また、測定終了の指示により密着が解除される
構成となっている。情報測定装置の測定系は、積層型微
小流路構造体２９の測定部へ光学測定を行うための光源
１７と、積層された微小流路測定部へ光学測定を行うた
めの光源を集光するための光学系３０と、光学系３０を
光軸方向に駆動するアクチュエータ３１及アクチュエー
タ３１を駆動するためのサーボ系と、積層型微小流路構
造体２９の測定部から反射した光を測定する光検出器１
８から構成されている。光学測定を行うための光源１７
から出射された光は、ビーム・スプリッタ２５を透過
し、対物レンズ３２により積層型微小流路構造体２９に
形成された微小流路１の測定部へ合焦される。微小流路
１の測定部より反射された光は、対物レンズ３２を通過
し、ビームスプリッタ２５により反射されて光検出器１
８で受光することができる。積層された微小流路の測定
部への合焦は、対物レンズ３２を光軸方向に駆動するア
クチュエータ３１を制御することで、上部微小流路基板
３ａ及び下部微小流路基板３ｂへの光源１７の合焦が可
能となる。

【００４１】以上のように、本実施例の積層型微小流路
構造体２９を用いた情報測定装置により、複数枚積層さ
れた微小流路構造体２９に各々の微小流路基板３形成さ
れた複数の測定部からの情報測定が可能となり、積層型
微小流路構造体２９を回転させながら連続して順次検出
することが可能となり、情報測定のスループットを向上
させることができる。更に反射型の光学測定法を用い、
積層型微小流路構造体２９の各々の微小流路基板３に形
成された測定部に、情報測定のための光源１７を合焦さ
せて情報測定を行うので、検出感度を損なうことなく積
層型微小流路構造体２９から情報測定を行うことが可能
となる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の微小流路構造体を用いた情報測
定装置は、上記のように構成されている。微小流路構造
体を任意の角度回転できるように構成されているので、
微小流路構造体に複数形成された微小流路測定部からの
情報測定を連続的に行うことができ、情報測定のスルー
プットを向上させることが可能となる。また、微小流路
構造体の両面に微小流路が形成された場合においては、
情報測定を行うための検出器を複数設けることで、両面
に形成された微小流路測定部からの情報測定を同時に行
うことができるので、更なる情報測定のスループットを
向上させると共に、安定した情報測定が可能となる。更
に微小流路構造体が積層された場合においても、積層型
微小流路構造体を任意の角度回転できるよう構成されて
いるので、各微小流路基板に形成された微小流路測定部
からの情報測定を連続的に行うことができ、情報測定の
スループットを向上させることが可能となる。また、積
層型微小流路構造体を用いた反射型の光学測定法による
情報測定装置は、情報測定のための光源を集光するため
の光学系、及び光学系を光軸方向に駆動するように構成
されているので、積層された微小流路に形成された各々
の微小流路測定部へ、情報測定を行う光源を集光させて
情報測定を行うので、検出感度を損なうことなく、積層
型微小流路構造体から情報測定を行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の微小流路構造体を示す概略図である。

【図２】実施例１に示した微小流路構造体を示す概略図
である。

【図３】実施例１に示した微小流に相当する凹部の形成
法を示すフロー図であり、図３中、（ａ）は金属の製
膜、（ｂ）はフォトレジストの塗布、（ｃ）は露光から
現像、（ｄ）は金属膜のエッチング、（ｅ）はレジス
ト、ガラスのエッチング、（ｆ）は金属膜の除去、の各
工程を示す。

【図４】実施例１に示した情報測定装置を示す概略図で
ある。

【図５】本発明の情報測定装置のシーケンスを示す図で
ある。

【図６】実施例２に示した微小流路構造体を示す概略図
である。

【図７】実施例２に示した微小流路に相当する凹部の形
成法を示すフロー図であり、図４中、（ａ）はフォトレ
ジストの塗布、（ｂ）は露光から現像、（ｃ）はＮｉス
パッタから電鋳、（ｄ）は剥離からスタンパ、（ｅ）は
射出成形機へのスタンパ装着、（ｆ）は両面同時射出成
形、（ｇ）はスタンパの除去、の各工程を示す。

【図８】実施例２に示した情報測定装置を示す概略図で
あり、図８上側の（ａ）は側面図を、図８下側の（ｂ）
は正面図を示す。

【図９】実施例３及び４に示した積層型微小流路構造体
を示す図である。

【図１０】実施例３に示した情報測定装置を示す概略図
である。

【図１１】実施例４に示した情報測定装置を示す概略図
である。

【符号の説明】

１：微小流路 １’：微小流路（幅２００μｍ×深さ５０μｍ） １ａ：表面微小流路 １ａ’：表面微小流路（幅２００μｍ×深さ３０μｍ） １ｂ：裏面微小流路 １ｂ’：表面微小流路（幅２００μｍ×深さ３０μｍ） １ｃ：上部微小流路（幅２００μｍ×深さ５０μｍ） １ｃ’：上部微小流路 １ｄ：上部微小流路（幅２００μｍ×深さ５０μｍ） １ｄ’：上部微小流路 ２：カバー体 ２ａ：表面カバー体 ２ｂ：裏面カバー体 ３：微小流路基板 ３ａ：上部微小流路基板 ３ｂ：下部微小流路基板 ４：導入口 ４ａ：表面導入口 ４ｂ：裏面導入口 ４ｃ：上部微小流路導入口 ４ｄ：下部微小流路導入口 ５：排出口 ５ａ：表面排出口 ５ｂ：裏面排出口 ５ｃ：上部微小流路導入口 ５ｄ：下部微小流路導入口 ６：ハブ ７：位置決め用穴 ８：角度基準穴 ９：ガラス基板 １０：金属膜 １１：フォトレジスト １２：フォトマスク １３：凹部が形成された基板 １４：微小流路構造体 １５：導入路 １５ａ：表面導入路 １５ｂ：裏面導入路 １６：排出路 １６ａ：表面排出路 １６ｂ：裏面排出路 １７：光源 １８：光検出器 １８ａ：光検出器１ １８ｂ：光検出器２ １９：クランプ機構 ２０：回転機構 ２１ａ：表面導入口及び微小流路 ２１ｂ：裏面導入口及び微小流路 ２２ａ：表面用スタンパ ２２ｂ：裏面用スタンパ ２３：ビームスプリッタ／ミラー ２４：ミラー ２５：ビームスプリッタ ２６：凸部が形成されたスタンパ ２７：両面に凹部が形成された基板 ２８：Ｎｉ ２９：積層型微小流路構造体 ３０：光学系 ３１：アクチュエータ ３２：対物レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西澤 恵一郎 神奈川県横浜市保土ヶ谷区東川島町34−17 Ｆターム(参考） 2G057 AA01 AB06 AC01 BA03 BB01 DC07 HA03 HB03 2G058 CC03 CC05 CC14 CD03 DA07 EC04 FA07 GA02 GA03 2G059 AA05 BB04 EE01 JJ11 JJ13 JJ22 KK01 LL01 PP01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】微小流路構造体を備えた情報測定装置にお
   いて、前記微小流路構造体に形成された測定部から情報
   を測定する検出器を１つ以上備え、前記微小流路を保持
   及び位置決めする手段と、前記微小流路構造体を任意の
   角度回転する手段と、前記微小流路構造体に形成された
   測定部と前記検出部から情報を測定する検出器の位置決
   めする手段を備え、前記微小流路構造体を任意の角度回
   転させて、前記微小流路構造体に複数形成された測定部
   からの情報を順次測定することを特徴とする情報測定装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の情報測定装置において、流
   体を導入するための１つ以上の導入口と、導入された液
   体を流す１つ以上の微小流路と、液体を排出するための
   １つ以上の排出口を有する円盤状の構造体であって、少
   なくとも一方の面に微小流路が形成された基板と、該基
   板の微小流路が形成された面を覆うようにカバー体とを
   積層してなる微小流路構造体を用いて、前記微小流路構
   造体に形成された測定部から情報測定を行うことを特徴
   とする情報測定装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の情報測定装置において、液
   体を導入するための１つ以上の導入口と、導入させた液
   体を流す１つ以上の微小流路と、液体を排出するための
   １つ以上の排出口を有する円盤状の構造体であって、少
   なくとも一方の面に微小流路が形成された基板と、該基
   板の微小流路が形成された面を覆うようにカバー体とが
   積層され、更に該基板及び該カバー体が複数枚積層一体
   化してなる積層型微小流路構造体を用いて、前記積層型
   微小流路構造体に形成された測定部から情報を測定する
   ことを特徴とする情報測定装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の情報測定装置において、情
   報測定のための光源を集光するための光学系を備え、前
   記光学系を光軸方向に駆動する手段を備えると共に、請
   求項３記載の積層型微小流路構造体を用いて、反射型の
   光学測定法にて前記積層型微小流路構造体に形成された
   情報測定部から情報測定を行う際に、請求項３記載の積
   層型微小流路構造体の複数枚積層された微小流路が形成
   された各々の基板の情報測定部に、情報測定を行う光源
   を合焦させて情報測定を行うことを特徴とする情報測定
   装置。