JP2003159696A - Chemical micro device - Google Patents
Chemical micro deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、微少な量で分析
や反応等を行うのに用いるマイクロチップ，マイクロリ
アクター等の化学マイクロデバイス及びその製造方法に
係り、特に、温度を調整して反応を行ったり、チャンネ
ルや槽に入ったサンプルに高電圧をかけたりするため
に、適当な位置に金属層を設けるようにした化学マイク
ロデバイスにおいて、その製造が容易に行えるようにし
た点に特徴を有するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical microdevice such as a microchip or a microreactor used for conducting an analysis or a reaction in a minute amount and a method for producing the same, and particularly to a reaction by adjusting a temperature. It is characterized in that it can be easily manufactured in a chemical microdevice in which a metal layer is provided at an appropriate position for performing or applying a high voltage to a sample in a channel or a tank. It is a thing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ＤＮＡ分析，ポリメラーゼ連鎖反
応（ＰＣＲ），細胞反応，細胞ソーティング等の各種の
反応や分析を数多く行うため、微少な量で反応や分析を
行うマイクロチップ，マイクロリアクター等の化学マイ
クロデバイスが使用されている。2. Description of the Related Art In recent years, various reactions and analyzes such as DNA analysis, polymerase chain reaction (PCR), cell reaction, and cell sorting have been carried out in large numbers, so that microchips, microreactors, etc. which carry out reaction and analysis in minute amounts have been used. Chemical microdevices are used.
【０００３】ここで、このような化学マイクロデバイス
としては、一般にガラス等を加工して製造したものが使
用されている。Here, as such a chemical microdevice, a device manufactured by processing glass or the like is generally used.
【０００４】しかし、このようにガラス等を加工して化
学マイクロデバイスを製造する場合、微細な流路等を切
削等によって加工することは非常に面倒であり、このよ
うな化学マイクロデバイスを量産することが困難で、製
造コストが高くつくという問題があった。However, in the case of manufacturing a chemical microdevice by processing glass or the like in this way, it is very troublesome to process a fine flow path and the like by cutting, and such a chemical microdevice is mass-produced. However, there is a problem that the manufacturing cost is high.
【０００５】また、このような化学マイクロデバイスに
おいては、各種の分析や反応を行うために、その適当な
位置に金属層を設け、この金属層を加熱させたり、金属
部品を必要な箇所に取り付けて、電気泳動或いはＰＣＲ
や細胞反応を行う際の電極として使用することも行われ
ている。Further, in such a chemical microdevice, in order to perform various analyzes and reactions, a metal layer is provided at an appropriate position, the metal layer is heated, and a metal part is attached to a necessary place. , Electrophoresis or PCR
It is also used as an electrode when performing cell reactions.
【０００６】しかし、上記のような化学マイクロデバイ
スにおいて、適当な位置に金属層を設けたり、金属部品
を必要な箇所に取り付けたりすることも面倒であり、さ
らにその生産性が悪くなって、コストが高く付き、また
チャンネルや槽を小さくすることが困難になるという問
題があった。However, in the chemical microdevice as described above, it is troublesome to provide a metal layer at an appropriate position or attach a metal part to a necessary place, and further, the productivity is deteriorated and the cost is reduced. However, there is a problem in that the cost is high and it is difficult to make the channel and the tank small.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】この発明は、微少な量
で分析や反応等を行うのに用いるマイクロチップ，マイ
クロリアクター等の化学マイクロデバイスにおける上記
のような問題を解決することを課題とするものであり、
上記のような化学マイクロデバイスの製造が簡単に行え
ると共に、適当な位置に金属層を設けることも簡単に行
え、適当な位置に金属層が設けられた化学マイクロデバ
イスを安価に量産できるようにすることを課題とするも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in chemical microdevices such as microchips and microreactors used for conducting analysis and reaction in a minute amount. Is something
A chemical microdevice as described above can be easily manufactured, and a metal layer can be easily provided at an appropriate position, and a chemical microdevice having a metal layer provided at an appropriate position can be mass-produced at low cost. This is an issue.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明における化学マ
イクロデバイスにおいては、上記のような課題を解決す
るため、無電解メッキ性能の異なる２種以上のプラスチ
ック材料１０ａ，１０ｂで構成し、無電解メッキが容易
なプラスチック材料１０ａで構成された少なくとも一部
に無電解メッキにより金属層１１を形成するようにした
のである。In order to solve the above problems, the chemical microdevice according to the present invention comprises two or more kinds of plastic materials 10a and 10b having different electroless plating performances, and the electroless plating is performed. The metal layer 11 is formed by electroless plating on at least a part of the plastic material 10a which is easy to remove.
【０００９】そして、この発明における化学マイクロデ
バイスにおいては、上記のようにプラスチック材料１０
ａ，１０ｂを用いるようにしたため、射出成形等によっ
て化学マイクロデバイスに微細な流路等を簡単に設ける
ことができ、化学マイクロデバイスの製造が容易で、そ
の量産が可能になり、製造コストが低減されるようにな
る。In the chemical microdevice of the present invention, the plastic material 10 is used as described above.
Since a and 10b are used, it is possible to easily provide fine channels and the like in the chemical microdevice by injection molding or the like, which facilitates the production of the chemical microdevice and enables mass production of the chemical microdevice, thus reducing the production cost. Will be done.
【００１０】また、この発明における化学マイクロデバ
イスにおいては、上記のように無電解メッキ性能の異な
る２種以上のプラスチック材料１０ａ，１０ｂを用い、
無電解メッキが容易なプラスチック材料１０ａで構成さ
れた少なくとも一部に無電解メッキにより金属層１１を
形成するようにしたため、化学マイクロデバイスの適当
な位置に金属層１１を設けることが容易に行えるように
なる。In the chemical microdevice of the present invention, two or more kinds of plastic materials 10a and 10b having different electroless plating performances are used as described above,
Since the metal layer 11 is formed on at least a part of the plastic material 10a which can be easily electroless plated by electroless plating, the metal layer 11 can be easily provided at an appropriate position of the chemical microdevice. become.
【００１１】すなわち、プラスチック材料には無電解メ
ッキが容易なプラスチック材料１０ａと、無電解メッキ
が困難なプラスチック材料１０ｂとがある。そして、こ
のように無電解メッキ性能の異なるプラスチック材料１
０ａ，１０ｂを用いて化学マイクロデバイスを成形する
と、無電解メッキの条件を適切に設定することによっ
て、無電解メッキが容易なプラスチック材料１０ａの部
分にだけ選択的にメッキさせることができる。That is, the plastic material includes a plastic material 10a that is easily electroless plated and a plastic material 10b that is difficult to electroless plate. Then, plastic materials 1 having different electroless plating performances in this way
When a chemical microdevice is molded using 0a and 10b, it is possible to selectively plate only the portion of the plastic material 10a, which is easy to perform electroless plating, by appropriately setting the electroless plating conditions.
【００１２】ここで、上記の金属層１１は、これに電流
を流して加熱する等の温度調整手段として使用したり、
電気泳動等を行う電極として使用することができる。Here, the above-mentioned metal layer 11 is used as a temperature adjusting means for applying an electric current to the metal layer 11 to heat it,
It can be used as an electrode for electrophoresis or the like.
【００１３】また、この発明において用いる上記のメッ
キ性能の異なる２種以上のプラスチック材料１０ａ，１
０ｂにおいて、メッキが容易なプラスチック材料１０ａ
としては、例えば、ＰＭＭＡ，ＡＢＳ，ＰＣ，ナイロン
等を用いることができ、特に、上記の金属層１１を温度
調整手段として使用する場合には、耐熱性に優れた芳香
族ナイロン等を用いることが好ましい。Further, two or more kinds of plastic materials 10a, 1 having different plating performances used in the present invention are used.
0a, plastic material 10a that is easy to plate
For example, PMMA, ABS, PC, nylon or the like can be used. Particularly, when the metal layer 11 is used as a temperature adjusting means, aromatic nylon or the like having excellent heat resistance can be used. preferable.
【００１４】一方、メッキ性能の異なる他方のプラスチ
ック材料１０ｂとしては、例えば、結晶性ポリオレフィ
ン，ＰＰＳ，芳香族ポリエステル，ＰＥＥＫ，ＰＩ，Ｐ
ＢＩ等を用いることができる。On the other hand, as the other plastic material 10b having different plating performance, for example, crystalline polyolefin, PPS, aromatic polyester, PEEK, PI, P
BI or the like can be used.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態に係る
化学マイクロデバイスを添付図面に基づいて具体的に説
明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A chemical microdevice according to an embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.
【００１６】（実施形態１）この実施形態においては、
図１及び図２に示すように、無電解メッキ性能の異なる
２種のプラスチック材料１０ａ，１０ｂを用いて２段階
射出成形を行い、無電解メッキが容易なプラスチック材
料１０ａで構成された部分の両側に、このプラスチック
材料１０ａよりも無電解メッキされにくいプラスチック
材料１０ｂで構成された部分が位置するようにして、平
板状になった化学マイクロデバイスＡ１を成形してい
る。(Embodiment 1) In this embodiment,
As shown in FIGS. 1 and 2, two-stage injection molding is performed using two types of plastic materials 10a and 10b having different electroless plating performances, and both sides of a portion made of the plastic material 10a that is easily electroless plated. Then, the flat plate-shaped chemical microdevice A1 is molded so that the portion formed of the plastic material 10b that is less likely to undergo electroless plating than the plastic material 10a is positioned.
【００１７】そして、上記の２段階射出成形時に、この
化学マイクロデバイスＡ１の片面に反応や分析を行うた
めの各試薬或いはサンプルが供給される複数の供給部１
２ａ，１２ｂと、各供給部１２ａ，１２ｂに供給された
各試薬或いはサンプルを案内する流路１３ａ，１３ｂ
と、各流路１３ａ，１３ｂを通して導かれた各試薬或い
はサンプルを合流させて反応させる流路１３ｃと、反応
により生成された生成物を回収する回収部１４とを同時
に設けるようにしている。このようにすると、化学マイ
クロデバイスＡ１の成形と同時に、各供給部１２ａ，１
２ｂと、各流路１３ａ，１３ｂ，１３ｃと、回収部１４
とが形成されるようになり、化学マイクロデバイスＡ１
の製造が簡単に行えるようになる。Then, during the above-mentioned two-step injection molding, a plurality of supply parts 1 for supplying each reagent or sample for performing reaction or analysis to one surface of the chemical microdevice A1.
2a, 12b and channels 13a, 13b for guiding the reagents or samples supplied to the supply units 12a, 12b.
A channel 13c for merging each reagent or sample introduced through each channel 13a, 13b to react with each other and a recovery unit 14 for recovering a product generated by the reaction are provided at the same time. In this way, at the same time when the chemical microdevice A1 is formed, the supply parts 12a, 1
2b, each flow path 13a, 13b, 13c, and the recovery unit 14
Are formed, and the chemical microdevice A1
Can be easily manufactured.
【００１８】また、この実施形態における化学マイクロ
デバイスＡ１においては、各試薬或いはサンプルを合流
させて反応させる流路１３ｃに対して無電解メッキを行
い、無電解メッキが容易なプラスチック材料１０ａで構
成された部分における上記の流路１３ｃにだけ無電解メ
ッキによる金属層１１を形成し、この金属層１１に電源
１５を接続させている。Further, in the chemical microdevice A1 of this embodiment, electroless plating is performed on the flow path 13c in which each reagent or sample is merged and reacted, and the chemical microdevice A1 is made of a plastic material 10a which facilitates electroless plating. The metal layer 11 is formed by electroless plating only on the flow path 13c in the open portion, and the power source 15 is connected to the metal layer 11.
【００１９】なお、この実施形態における化学マイクロ
デバイスＡ１においては、上記のように無電解メッキ性
能の異なる２種のプラスチック材料１０ａ，１０ｂを用
いているため、上記のように無電解メッキが容易なプラ
スチック材料１０ａで構成された流路１３ｃにだけ無電
解メッキによる金属層１１を形成することが容易に行え
る。In the chemical microdevice A1 of this embodiment, since the two types of plastic materials 10a and 10b having different electroless plating performances are used as described above, the electroless plating is easy as described above. It is possible to easily form the metal layer 11 by electroless plating only in the flow path 13c made of the plastic material 10a.
【００２０】そして、この実施形態における化学マイク
ロデバイスＡ１を用いて反応生成物を得るにあたって
は、上記の各供給部１２ａ，１２ｂにそれぞれの試薬或
いはサンプルを供給し、このように供給された各試薬或
いはサンプルをそれぞれの流路１３ａ，１３ｂを通して
合流する流路１３ｃに導き、上記の電源１５から電流を
金属層１１に流して、この金属層１１を加熱させ、合流
する流路１３ｃに導かれた各試薬或いはサンプルを加熱
して反応させ、この反応による反応生成物を上記の流路
１３ｃを通して回収部１４に回収させるようにする。In order to obtain a reaction product using the chemical microdevice A1 in this embodiment, each reagent or sample is supplied to each of the above-mentioned supply sections 12a and 12b, and each reagent thus supplied is supplied. Alternatively, the sample is guided through the respective flow paths 13a and 13b to the flow path 13c which merges, an electric current is made to flow from the power source 15 to the metal layer 11, the metal layer 11 is heated, and the sample is guided to the flow path 13c which merges. Each reagent or sample is heated to cause a reaction, and the reaction product of this reaction is recovered by the recovery unit 14 through the flow path 13c.
【００２１】なお、この実施形態における化学マイクロ
デバイスＡ１においては、２つの供給部１２ａ，１２ｂ
を設け、この２つの供給部１２ａ，１２ｂに供給された
各試薬或いはサンプルを２つの流路１３ａ，１３ｂを通
して合流する流路１３ｃに導いて反応させるようにした
だけであるが、さらに多くの供給部や流路を設け、多数
の試薬或いはサンプルを反応させるようにすることも可
能である。In the chemical microdevice A1 of this embodiment, two supply parts 12a and 12b are provided.
However, the respective reagents or samples supplied to the two supply sections 12a and 12b are introduced into the flow channel 13c that merges through the two flow channels 13a and 13b to react with each other. It is also possible to provide a section or a flow path to allow a large number of reagents or samples to react.
【００２２】（実施形態２）この実施形態においても、
図３に示すように、無電解メッキ性能の異なる２種のプ
ラスチック材料１０ａ，１０ｂを用いて２段階射出成形
を行い、無電解メッキが容易なプラスチック材料１０ａ
の部分が両端部に位置し、その間の中央部にこのプラス
チック材料１０ａよりも無電解メッキされにくいプラス
チック材料１０ｂの部分が位置するようにして、平板状
になった化学マイクロデバイスＡ２を成形している。(Embodiment 2) Also in this embodiment,
As shown in FIG. 3, two-stage injection molding is performed using two kinds of plastic materials 10a and 10b having different electroless plating performances, and the plastic material 10a which is easily electroless plated.
Is formed at both end portions, and the plastic material material 10b, which is less likely to be electroless plated than the plastic material material 10a, is located at the center portion between them, and the flat chemical microdevice A2 is molded. There is.
【００２３】そして、上記の２段階射出成形時におい
て、この化学マイクロデバイスＡ２の片面に、被検体の
分離を行うための流路１３ｄを設けるようにしている。
このようにすると、化学マイクロデバイスＡ２の成形と
同時に流路１３ｄが形成され、化学マイクロデバイスＡ
２の製造が簡単に行えるようになる。At the time of the above-mentioned two-step injection molding, a flow path 13d for separating the object is provided on one surface of the chemical microdevice A2.
By doing so, the flow path 13d is formed at the same time when the chemical microdevice A2 is molded.
2 can be easily manufactured.
【００２４】また、この実施形態における化学マイクロ
デバイスＡ２においては、上記の流路１３ｄに対してメ
ッキを行い、無電解メッキが容易なプラスチック材料１
０ａで構成された流路１３ｄの両端部にだけ無電解メッ
キによる金属層１１を形成し、この両端部における金属
層１１を電極として用い、この両端部の金属層１１間に
電源１５を接続させている。Further, in the chemical microdevice A2 in this embodiment, the plastic material 1 which is easy to perform electroless plating by plating the above-mentioned channel 13d.
The metal layers 11 formed by electroless plating are formed only on both ends of the flow path 13d composed of 0a, the metal layers 11 on both ends are used as electrodes, and the power source 15 is connected between the metal layers 11 on both ends. ing.
【００２５】なお、この実施形態における化学マイクロ
デバイスＡ２においては、上記のように無電解メッキ性
能の異なる２種のプラスチック材料１０ａ，１０ｂを用
いているため、上記のように無電解メッキが容易なプラ
スチック材料１０ａで構成された流路１３ｄの両端部だ
けに無電解メッキによる金属層１１を形成することが容
易に行える。In the chemical microdevice A2 of this embodiment, since the two types of plastic materials 10a and 10b having different electroless plating performances are used as described above, the electroless plating is easy as described above. It is easy to form the metal layer 11 by electroless plating only on both ends of the flow path 13d made of the plastic material 10a.
【００２６】そして、この実施形態における化学マイク
ロデバイスＡ２において被検体の分離させるにあたって
は、上記の流路１３ｄに被検体を供給し、上記の電源１
５から流路１３ｄの両端部における金属層１１間に電圧
を印加し、電気泳動により被検体を分離させるようにす
る。When separating the analyte in the chemical microdevice A2 in this embodiment, the analyte is supplied to the flow path 13d and the power source 1 is used.
A voltage is applied from 5 to the metal layers 11 at both ends of the flow path 13d, and the subject is separated by electrophoresis.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上詳述したように、この発明において
は、化学マイクロデバイスをプラスチック材料で構成す
るようにしたため、射出成形等によって微細な流路等を
簡単に設けることができ、化学マイクロデバイスの製造
が容易になって、量産が可能になり、製造コストが低減
されるようになった。As described above in detail, in the present invention, since the chemical microdevice is made of a plastic material, it is possible to easily provide a fine flow path or the like by injection molding or the like. Has become easier to manufacture, mass production has become possible, and manufacturing costs have come to be reduced.
【００２８】また、この発明における化学マイクロデバ
イスにおいては、上記のように無電解メッキ性能の異な
る２種以上のプラスチック材料を用い、無電解メッキが
容易なプラスチック材料で構成された少なくとも一部に
無電解メッキによる金属層を形成するようにしたため、
化学マイクロデバイスの適当な位置に金属層を設けるこ
とが容易に行えるようになった。Further, in the chemical microdevice of the present invention, two or more kinds of plastic materials having different electroless plating performances are used as described above, and at least a part of the plastic material which is easily electroless plated is used. Since the metal layer is formed by electrolytic plating,
It has become easy to provide a metal layer at an appropriate position on a chemical microdevice.
【図１】この発明の実施形態１に係る化学マイクロデバ
イスの概略平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of a chemical microdevice according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同実施形態に係る化学マイクロデバイスの部分
拡大断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the chemical microdevice according to the same embodiment.
【図３】この発明の実施形態２に係る化学マイクロデバ
イスの概略平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view of a chemical microdevice according to a second embodiment of the present invention.
１０ 化学マイクロデバイス １０ａ，１０ｂ プラスチック材料 １１ 金属層 10 Chemical microdevices 10a, 10b Plastic material 11 metal layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G075 AA02 AA39 AA63 BA10 BB10 CA01 CA20 DA02 EA05 EB01 EE12 EE21 FA01 FB02 FB12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 4G075 AA02 AA39 AA63 BA10 BB10 CA01 CA20 DA02 EA05 EB01 EE12 EE21 FA01 FB02 FB12
Claims (4)
ラスチック材料１０ａ，１０ｂで構成され、無電解メッ
キが容易なプラスチック材料１０ａで構成された少なく
とも一部に無電解メッキによる金属層１１が形成されて
なることを特徴とする化学マイクロデバイス。1. A metal layer 11 formed by electroless plating on at least a part of the plastic material 10a, which is composed of two or more kinds of plastic materials 10a, 10b having different electroless plating performances and which is easy to electroless plate. A chemical microdevice characterized by being formed.
スにおいて、上記金属層１１が温度調整手段に使用され
ることを特徴とする化学マイクロデバイス。2. The chemical microdevice according to claim 1, wherein the metal layer 11 is used as a temperature adjusting means.
スにおいて、上記の金属層１１が電極に使用されること
を特徴とする化学マイクロデバイス。3. The chemical microdevice according to claim 1, wherein the metal layer 11 is used as an electrode.
学マイクロデバイスを射出成形によって成形することを
特徴とする化学マイクロデバイスの製造方法。4. A method for manufacturing a chemical microdevice, characterized by molding the chemical microdevice according to claim 1 by injection molding.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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- 2001-11-27 JP JP2001360219A patent/JP2003159696A/en active Pending
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Legal Events
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Effective date: 20070515 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20071016 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |