JP2004077305A - Detector - Google Patents

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JP2004077305A
JP2004077305A JP2002238577A JP2002238577A JP2004077305A JP 2004077305 A JP2004077305 A JP 2004077305A JP 2002238577 A JP2002238577 A JP 2002238577A JP 2002238577 A JP2002238577 A JP 2002238577A JP 2004077305 A JP2004077305 A JP 2004077305A
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flow path
light
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formed
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Application number
JP2002238577A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Iida
飯田 一浩
Original Assignee
Nec Corp
日本電気株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for accurately detecting content in a specimen in a flow channel even with a finely-structured detector. <P>SOLUTION: A micro chip 10 has a flow channel 14a for separation formed on a base plate 12, a flow channel 14b for detection, a flow channel 14c for recovery, and connection parts 21a and 21b. The connection parts 21a and 21b are respectively connected to optical fibers. Light is guided into the specimen in the flow channel 14b for detection from the optical fiber connected to the connection part 21a, and light having passed through the specimen in the longitudinal direction of the flow channel 14b for detection is taken out from the optical fiber connected to the connection part 21b. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は検出装置に関し、特に、試料流路中に存在する試料中の成分を光学的に検出する検出装置に関する。 The present invention relates to a detection device, in particular, it relates to detection apparatus for detecting a component in a sample present in the sample flow path optically.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
核酸やタンパク質等の生体分子を分離し、分離した試料中の成分を検出するために用いられるマイクロチップは、臨床検査やプロテオミクス解析において強いニーズがある。 Biomolecules such as nucleic acids and proteins were separated, the microchip used to detect the components of the separated sample is a strong need in the clinical examination and proteomics analysis. このような試料の検出では、分離された微量の成分を光学的に検出する手法が用いられる。 Detection of such a sample, a method of detecting the component of the separated trace optically are used.
【0003】 [0003]
図21は、特開平9−288090号公報に記載された毛細管電気泳動装置を示す図である。 Figure 21 is a diagram showing a capillary electrophoresis apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-288090. この毛細管電気泳動装置は、流路120が形成された基板114と、基板114に埋設された光ファイバ108と、光ファイバ108に接続された光源103と、基板114に接続された受光器135から構成される。 The capillary electrophoresis apparatus includes a substrate 114 that the channel 120 is formed, the optical fiber 108 embedded in the substrate 114, a light source 103 connected to the optical fiber 108, the light receiver 135 connected to the substrate 114 constructed. この装置では、受光器135は流路120の上方に設けられており、試料溶液は蛍光試薬により誘導体化された状態で流路に導入される。 In this apparatus, the photodetector 135 is provided above the flow channel 120, the sample solution is introduced into the flow passage in a state of being derivatized with a fluorescent reagent. 光ファイバ108の他端には光源103から試料励起光が導入され、光ファイバ108から出射した光は流路120の検出部に照射される。 The other end of the optical fiber 108 is introduced sample excitation light from the light source 103, light emitted from the optical fiber 108 is irradiated to the detecting section of the flow channel 120. 試料は、検出部で光照射を受けて蛍光を発生し、発生した蛍光は受光器135に入射する。 Sample fluorescence generated by receiving light irradiation detection unit, the fluorescence generated is incident on the light receiver 135.
【0004】 [0004]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかし、特開平9−288090号公報に記載された装置を、流路の幅や深さが数マイクロメートル程度の微細な構造のマイクロチップ等の検出装置に適用した場合、流路中で充分な光路長をとることができないため、試料中の成分を精度よく検出するのは困難である。 However, the the device described in JP-A-9-288090, when the width and depth of the channel is applied to a detector of a microchip or the like of the fine structure of several micrometers, sufficient in the channel it is not possible to take the optical path length, it is difficult to accurately detect the component in the sample.
【0005】 [0005]
流路中の試料を光学的に検出するために、充分な光路長をとるための手法としては、試料の流れる流路自体を光路として用い、試料が流れる方向に光路長をとることが考えられる。 To detect a sample in the channel optically, as a method for taking a sufficient optical path length, with a flow path itself of the flow of the sample as an optical path, it is conceivable to take a light path length in the direction of flow the sample . このような手法としては、以下のような例がある。 Such approach has the following examples.
【0006】 [0006]
特開平5−196565号公報には、水の屈折率よりも小さい屈折率を有するアモルファスフルオロポリマーから構成された内壁を有するチューブ状導管を含むフローセルが開示されている。 JP-A-5-196565, the flow cell including a tubular conduit having an inner wall which is an amorphous fluoropolymer having a refractive index less than that of water is disclosed. このフローセルは、導管に水が充填された場合には、可視光および紫外線が全反射により導管の軸方向に沿って実質的に損失なく伝達されうる構成となっている。 The flow cell, when water is filled in the conduit has a structure visible and ultraviolet can be transmitted substantially without losses along the axial direction of the conduit by total internal reflection.
【0007】 [0007]
実開平2−77658号公報には、セル部の内面を鏡面に形成したフローセルが開示されている。 The actual Hei 2-77658, JP-flow cell is disclosed in which forms the inner surface of the cell unit to a mirror.
【0008】 [0008]
特開平1−97841号公報には、エッチング等を用いることにより半導体基板に溝を形成し、この溝を光路として用いる例が記載されている。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-97841, a groove is formed in the semiconductor substrate by using an etching, examples of using the groove as the optical path is described. また、光路にたとえばアルミニウムを真空蒸着等することにより、光反射層を形成する例も記載されている。 Further, the optical path for example aluminum by such as vacuum deposition, an example of forming a light reflective layer have also been described.
【0009】 [0009]
特開昭63−212845号公報には、分離カラムで分離された比測定溶液が外部光から遮断された状態で気体中に噴射されて形成される比測定溶液柱を光路として、その光路に光を導入して光路を経由した光を受光する光学検出器用フローセルが開示されている。 The JP 63-212845 discloses the specific measurement solution Columns ratio measurement solution separated in the separation column is formed by injection into a gas in a state of being cut off from the outside light as an optical path, the light in the light path optical detector flow cell by introducing for receiving the light via the optical path is disclosed.
【0010】 [0010]
以上のように、試料の流れる流路を光路として用いる試みはいくつかなされている。 Thus, it attempts to use channel through the sample as the optical path is made several. しかし、これらの技術を、たとえば、 However, these techniques, for example,
(i)流路の深さが数マイクロメートル程度の微細加工が施された検出装置(ii)取り運びが容易で使い捨ても可能なマイクロチップ等の検出装置等に適用するのは困難である。 (I) the depth of the channel is difficult to apply to a detector such as a number detecting apparatus microfabricated has been performed on the order micrometer (ii) Torihakobi easily disposable possible microchip.
【0011】 [0011]
たとえば特開平5−196565号公報においては、上記したフローセルを分離コラムに接続する構成となっている。 For example, in Japanese Patent 5-196565 discloses, it has a configuration for connecting the flow cell described above to the separation column. 分離コラムで分離された試料中の成分を分離した状態で移動させるためには、光路として用いられるフローセルも分離コラム部分と同程度に微細に形成する必要がある。 To move while separating the components in separated by the separation column sample flow cell also has to be finely formed to the same extent as the separation column portion used as the optical path. しかし、たとえば流路の深さが数マイクロメートル程度の微細な分離領域を含むマイクロチップにおいては、フローセルと分離コラムをそれぞれ形成した後に接続するのは困難である。 However, in the microchip for example the depth of the channel containing fine isolation region of a few micrometers, it is difficult to connect the flow cell and the separation column after the formation, respectively.
【0012】 [0012]
同様に、実開平2−77658号公報および特開昭63−212845号公報に記載されたフローセルに関しても、流路中の試料に光を導入した場合に、光が流路中で全反射して伝達される構成を示しているだけであり、上述したような微細な分離領域を含むマイクロチップにこのような構成をそのまま適用するのは困難である。 Similarly, with respect to the flow cell described in the real Hei 2-77658 and JP 63-212845, JP-in the case of introducing light into the sample in the channel, the light is totally reflected in the channel merely shows a configuration to be transmitted, it is difficult to directly apply such a structure to a microchip containing fine separation region as described above.
【0013】 [0013]
特開平1−97841号公報では、半導体基板に形成された溝を光路として用いているが、当該公報には、半導体基板の材料や溝のサイズに関する記載はない。 In JP-A 1-97841 and JP is used a trench formed in a semiconductor substrate as an optical path, to the publication, there is no description about the size of the material and the groove of the semiconductor substrate. また、特開平1−97841号公報においても、光路として用いられる溝を含む吸光高度計を分離カラムと直結させる例が記載されているが、上述したように、流路の深さが数マイクロメートル程度の微細な分離領域を含むマイクロチップにおいては、光路として用いられる溝と分離カラムを、それぞれ形成した後で接続するのは困難である。 Also in JP-A-1-97841 and JP-but examples directly coupling the absorptiometer including a groove to be used as the optical path and the separation column is described, as described above, the depth of the flow path about several micrometers in the microchip containing fine isolation region, the groove and the separation column to be used as an optical path, it is difficult to connect after formed.
【0014】 [0014]
上記事情に鑑み、本発明は、微細な構造の試料流路中に存在する試料中の成分を精度よく検出する検出装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention aims at providing a detection device to accurately detect the component in a sample present in the sample flow path of the fine structure.
【0015】 [0015]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
本発明者は、微細な構造のマイクロチップにも適用でき、光路として利用できる流路を形成する技術を開発した。 The present inventors, can be applied to the microchip of the fine structure, we have developed a technique for forming a flow path which can be used as an optical path.
【0016】 [0016]
本発明によれば、試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、結晶性の基板と、基板に形成され、基板の表面に対して実質的に垂直な方向に露出する結晶面からなる側壁および基板表面に対して実質的に平行な底面を有する試料流路と、試料流路に設けられた検出領域中の試料に光を入光する入光部と、試料流路の長軸方向に沿って試料を通過した光を取り出す受光部と、を含むことを特徴とする検出装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a detecting device for detecting a component in a sample optically, a crystalline substrate, is formed on the substrate, exposed in a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate a sample flow path having substantially parallel bottom surface to the sidewall and the substrate surface made of crystal plane, and a light incident portion for incident light to the sample in the detection region provided in the sample flow channel, sample channel detector which comprises a light receiving portion, the taking out the light passing through the sample along the long axis direction is provided. ここで、試料流路の長軸方向とは試料流路において、試料が流れる方向である。 Here, the long axis direction of the sample flow path in the sample flow path, a direction in which a sample flows.
【0017】 [0017]
本発明の検出装置は、たとえば、 Detection device of the present invention, for example,
(i)試料流路の深さが数マイクロメートル程度の微細加工が施された検出装置(ii)取り運びが容易で使い捨ても可能なマイクロチップ等の検出装置、である。 (I) detection apparatus depth micromachining of several micrometers is performed of the sample passage (ii) Torihakobi easily disposable possible microchip detection device, such as a.
【0018】 [0018]
本発明の検出装置によれば、試料流路が、結晶性の基板の基板表面に対して実質的に垂直な方向に露出する結晶面からなる側壁および基板表面に対して実質的に平行な底面を有するので、微細な構造に形成することができる。 According to the detecting device of the present invention, a sample flow path, substantially parallel to the bottom surface to the sidewall and the substrate surface made of crystal plane is exposed in a direction substantially perpendicular to the substrate surface of the crystalline substrate because it has a, it is possible to form a fine structure. また、試料流路が基板に形成されるので、たとえばエッチングなど、微細な加工を行うことができる既存の技術を用いて、所望のサイズの流路を形成することができる。 Also, since the sample flow channel is formed on a substrate, such as etching, with existing technology which can perform fine processing, it is possible to form the flow path of the desired size. 本発明の検出装置において、試料流路には、微細加工が施された分離領域を設けることができる。 In the detection apparatus of the present invention, the sample flow path, it may be provided with microfabricated was subjected isolation region. このような分離領域としては、たとえばナノ加工技術により多数の柱状体を一定の間隔で配設した構造を用いることができる。 Such isolation region may be used a structure which is arranged at regular intervals a number of the columnar body by, for example, nano-fabrication techniques. この場合、試料流路の深さはたとえば5μm以下とすることができる。 In this case, the depth of the sample channel can be, for example, 5μm or less. また、微細加工が施された分離領域で分離された試料を分離された状態のまま検出領域で検出するためには、検出領域も分離領域と同様のサイズに形成する必要がある。 Further, in order to detect remains detection area of ​​microfabricated was separated separated sample in the separation area that has undergone state, it is necessary to also detect regions formed in the same size and the isolation region. 本発明の検出装置によれば、検出領域および分離領域を含む試料流路を微細な構造に形成することができる。 According to the detecting device of the present invention, a sample flow path including the detection region and the isolation region can be formed in a fine structure.
【0019】 [0019]
本発明の検出装置において、基板は、表面における面方位が(110)のシリコン基板とすることができ、試料流路の側壁は、シリコン基板の(1−11)面または(−111)面により構成することができる。 In the detection apparatus of the present invention, the substrate may be plane orientation on the surface is a silicon substrate of (110), the side wall of the sample flow path, the (1-11) plane or (-111) plane of the silicon substrate it can be configured.
【0020】 [0020]
このようなシリコン基板を用いることにより、基板の表面に対して実質的に垂直な方向に露出する結晶面からなる側壁および基板表面に対して実質的に平行な底面を有する流路を形成することができる。 By using such a silicon substrate, forming a flow path having substantially parallel bottom surface against substantially comprising a crystal plane exposed in a direction perpendicular to the side wall and the substrate surface to the surface of the substrate can. また、シリコンは反射率が高く、シリコン基板は金属光沢を示す。 The silicon has a high reflectivity, a silicon substrate shows a metallic luster. そのため、このようなシリコン基板を用いることにより、基板自体が光を反射するため、試料流路内に光を閉じこめて入光部から受光部に光を伝達することができる。 Therefore, by using such a silicon substrate, because the substrate itself reflects light, it is possible to transmit the light to the light receiving unit from the light input portion to confine the light to the sample flow path.
【0021】 [0021]
半導体LSIにおいては、表面の面方位が(100)のシリコン基板が一般的に用いられている。 In the semiconductor LSI, the plane orientation of the surface is a silicon substrate of (100) is generally used. しかし、面方位が(100)のシリコン基板を用いた場合、ウェットエッチングを行うと、基板表面に対して斜めの側壁を有し、断面が略V字型の溝が形成されてしまう。 However, if the plane orientation using a silicon substrate of (100), when the wet etching, has side walls oblique to the substrate surface, cross section will be formed a substantially V-shaped groove. しかし、上述したように、微細加工が施された分離領域を試料流路に形成するためには、試料流路は基板の表面に対して実質的に垂直な方向に露出する結晶面からなる側壁および基板表面に対して実質的に平行な底面を有する必要がある。 However, as described above, to form isolation regions micromachined is applied to the sample flow path, the sample flow path comprising a crystal plane exposed in a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate side walls it is necessary to have a substantially parallel bottom and against the substrate surface. このような試料流路を形成するために、ドライエッチングを用いることもできるが、ウェットエッチングにより試料流路を形成すれば、製造時間が短縮され、製造コストを低減することができる。 To form such a sample flow path, can also be used dry etching, by forming a sample flow path by wet etching, it reduces the manufacturing time, it is possible to reduce the manufacturing cost.
【0022】 [0022]
ここで、シリコン基板において、少なくとも試料流路の表面をSiO またはSiNで被覆することができる。 Here, the silicon substrate can be coated at least the surface of the sample flow channel of SiO 2 or SiN. これにより、試料流路に試料の水溶液を流すことができる。 Thus, it is possible to flow the aqueous solution of the sample in the sample flow path.
【0023】 [0023]
なお、本発明の検出装置において、試料流路は、側壁および底面を有する第一の流路と、側壁および底面を有し、第一の流路に対して所定の角度で交差して設けられた第二の流路と、を含むことができ、検出領域は第二の流路に設けることができる。 Incidentally, in the detection device of the present invention, a sample flow path includes a first flow channel having sidewalls and a bottom surface, having a side wall and a bottom surface, it is provided so as to intersect at a predetermined angle with respect to the first flow path a second flow path has, can include a detection region may be provided in the second channel.
【0024】 [0024]
基板として、表面の面方位が(110)のシリコン基板を用いた場合、所定の角度とは、70.53度または109.47度である。 As the substrate, if the plane orientation of the surface using a silicon substrate of (110), the predetermined angle is 70.53 degrees or 109.47 degrees. このシリコン基板において、(1−11)面と(−111)面とは70.53度または109.47度の角度をなすので、第一の流路および第二の流路をこのように形成すれば、第一の流路および第二の流路の両方ともがシリコン基板の劈開面に沿って形成されることになり、断面が矩形状の溝を形成することができる。 In the silicon substrate, (1-11) Since the plane and the (-111) plane at an angle of 70.53 ° or 109.47 °, form a first flow path and second flow path thus if can both the first flow path and second flow path is to be formed along the cleavage plane of the silicon substrate, cross-section to form a rectangular groove. また、基板として、表面の面方位が(110)のシリコン基板で、オリエンテーションフラットの面方位が(001)のシリコン基板を用いることができる。 Further, as the substrate, a silicon substrate of plane orientation of the surface (110), can be used a plane orientation of orientation flat silicon substrate (001). この場合、試料流路は、そのオリエンテーションフラットに対して54.73度の角度をなす面に沿って形成することができる。 In this case, the sample flow channel may be formed along a plane forming an angle of 54.73 degrees with respect to the orientation flat. また、第一の流路および第二の流路をこのように形成し、第二の流路に対して光を導入するとともに第二の流路を通過した光を取り出す構成とすれば、たとえば第一の流路において分離された試料中の成分を、第二の流路において検出することができる。 Further, the first flow path and second flow path thus formed, if the second flow path and configured to extract light that has passed through with introducing the light to the second flow path, e.g. the component of the separated sample in the first channel can be detected in the second channel.
【0025】 [0025]
本発明の検出装置において、前記基板としては、金属光沢を有するものを用いることができる。 In the detection apparatus of the present invention, as the substrate, it is possible to use those having a metallic luster. 金属光沢を有するとは、たとえば可視光波長での反射率が30%以上とすることができる。 And has a metallic luster, for example, the reflectance in the visible light wavelength may be 30% or more. このような場合に、基板自体が光を反射するため、試料流路内に光を閉じこめて入光部から受光部に光を伝達することができる。 In this case, since the substrate itself reflects light, it is possible to transmit the light to the light receiving unit from the light input portion to confine the light to the sample flow path.
【0026】 [0026]
本発明によれば、試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、水の屈折率よりも屈折率の低い材料により構成された基板と、基板に形成された試料流路と、試料流路に設けられた検出領域中の試料に光を入光する入光部と、前記試料流路の長軸方向に沿って前記試料を通過した前記光を取り出す受光部と、を含むことを特徴とする検出装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a detecting device for detecting a component in a sample optically, a substrate constituted by material having a lower refractive index than the refractive index of water, the sample flow path formed in the substrate When a light incident portion for incident light to the sample in the detection area provided in the sample flow path, and a light receiving unit for extracting the light passing through the sample along the long axis direction of the sample flow path detection apparatus is provided, which comprises.
【0027】 [0027]
水溶液の試料を試料流路に流した場合、試料の屈折率は水の屈折率(約1.33)より大きくなる。 In passing the sample solution in the sample flow path, the refractive index of the sample is greater than the refractive index of water (about 1.33). そのため、基板を水の屈折率よりも屈折率の低い材料により構成すれば、試料流路中の試料の周囲を試料の屈折率よりも屈折率の低い材料で囲むことができる。 Therefore, the substrate be constituted by material having a lower refractive index than that of water, it is possible to surround the sample in the sample flow path in material having a lower refractive index than the refractive index of the sample. これにより、試料をコア材とし、基板をクラッド材として、試料中に光を閉じこめたまま入光部から受光部に光を伝達することができる。 Thus, the sample as a core material, the substrate as a clad material, capable of transmitting light to the light receiving unit from the left light entering part was confined light to the sample. なお、試料流路の表面は、親水性処理を行うことができる。 The surface of the sample flow path can perform hydrophilic treatment.
【0028】 [0028]
本発明の検出装置において、少なくとも検出領域において、試料流路の表面は鏡面処理することができる。 In the detection apparatus of the present invention, at least in the detection area, the surface of the sample flow path can be mirror-finished. 試料流路の表面を鏡面処理をすることにより、試料流路内の光を確実に全反射させることができ、入光部から受光部に効率よく光を伝達することができる。 The surface of the sample flow channel by a mirror processing, it is possible to reliably totally reflected light in the sample flow path, it is possible to transmit the light efficiently to the light receiving unit from the light input portion.
【0029】 [0029]
本発明によれば、試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、基板と、基板に形成された試料流路と、試料流路に設けられた検出領域中の試料に光を入光する入光部と、前記試料流路の長軸方向に沿って前記試料を通過した前記光を取り出す受光部と、を含み、少なくとも検出領域において、試料流路の表面が鏡面処理されたことを特徴とする検出装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a detecting device for detecting a component in a sample optically, substrate and a sample flow path formed in the substrate, the sample in the detection area provided in the sample channel includes a light incident portion for incident light, and a light receiving unit for extracting the light passing through the sample along the long axis direction of the sample flow path, at least in the detection area, the surface of the sample flow path mirror finish detecting device is provided which is characterized in that it is.
【0030】 [0030]
鏡面処理としては、液体流路の表面に、クロムまたはチタン等を蒸着し、その上に金、銀、またはアルミニウム等を蒸着することができる。 The mirror surface processing, on the surface of the liquid flow path, by depositing chromium or titanium, can be deposited gold, silver, or aluminum or the like thereon.
【0031】 [0031]
本発明の検出装置において、基板はプラスチック材料により構成することができる。 In the detection apparatus of the present invention, the substrate may comprise a plastic material. プラスチック材料は、たとえばPMMA(ポリメタクリル酸メチル)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂等である。 Plastic material, for example PMMA (polymethyl methacrylate), PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate) and thermosetting resins such as a thermosetting resin such as epoxy resin. このような材料は成形加工が容易なため、検出装置の製造コストを抑えることができる。 Such materials are for molding is easy, it is possible to reduce the cost of manufacturing the detection device.
【0032】 [0032]
本発明の検出装置において、試料流路は試料中の成分を分離する分離領域を有することができ、検出領域は、分離領域と連続して形成することができる。 In the detection apparatus of the present invention, the sample flow channel may have a separation region for separating components in the sample, the detection region can be formed continuously with the separation region.
【0033】 [0033]
分離領域は、たとえばナノ加工技術により多数の柱状体を一定の間隔で配設した構造とすることができる。 The isolation region may be a structure arranged at regular intervals a number of the columnar body by, for example, nano-fabrication techniques. この場合、試料流路の深さはたとえば5μm以下とすることができる。 In this case, the depth of the sample channel can be, for example, 5μm or less. また、微細加工が施された分離領域で分離された試料を分離された状態のまま検出領域で検出するためには、検出領域も分離領域と同様のサイズに形成する必要があるが、検出領域を分離領域と連続して形成することにより、分離領域および検出領域をともに微細に形成することができる。 Further, in order to detect remains detection area of ​​microfabricated is separating a sample separated by the separating region that has undergone a state, it is necessary to also detect regions formed in the same size and the isolation region, the detection region the by continuously forming the separation region, it is possible to both finely form the isolation region and the detection region.
【0034】 [0034]
本発明の検出装置において、試料流路は、基板に形成された溝とすることができる。 In the detection apparatus of the present invention, sample flow path may be a groove formed in the substrate. このようにすれば、基板に作り込まれた溝により試料流路が実現されるので、試料流路のサイズ(幅、深さ、長さ)を所望の値に制御性よく作製することができる。 Thus, since the sample flow channel is realized by a groove which is built in the substrate, the size of the sample flow channel (width, depth, length) can be manufactured with high controllability to desired values . このように、試料流路のサイズを自在に制御することができるので、試料流路を、試料を精度よく分離するのに要求される深さに形成することができる。 Thus, it is possible to freely control the size of the sample flow path, it is possible to form a sample flow path, the depth required to separate accurately sample. たとえば、溝の深さを5μm以下とすることができる。 For example, it is possible to the depth of the groove and 5μm or less. また、基板に作り込まれた溝により試料流路が実現されるので、試料流路を種々の形状に設計することができる。 Also, since the sample flow channel is realized by a groove which is built in the substrate, it is possible to design the sample flow path into various shapes.
【0035】 [0035]
本発明によれば、試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、空洞が形成された基板と、空洞内に設けられた光学的に透明な管により構成された試料流路と、試料流路に設けられた検出領域中の試料に光を入光する入光部と、前記試料流路の長軸方向に沿って前記試料を通過した前記光を取り出す受光部と、を含み、空洞において、少なくとも試料流路の検出領域と接する部分が鏡面処理されたことを特徴とする検出装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a detecting device for detecting a component in a sample is optically a substrate cavity is formed, the sample stream is formed by optically transparent tubing arranged in the cavity a road, and a light receiving portion for taking out a light incident portion for incident light to the sample in the detection area provided in the sample flow path, the light that has passed through the sample along the long axis direction of the sample flow path, wherein the at cavity portion in contact with the detection area of ​​at least the sample flow path detection apparatus being characterized in that a mirror finish and is provided.
【0036】 [0036]
水溶液の試料を試料流路に流した場合、試料の屈折率は水の屈折率(約1.33)より大きくなり、空気の屈折率(1.0)より高くなる。 In passing the sample solution in the sample flow path, the refractive index of the sample is greater than the refractive index of water (about 1.33), is higher than the refractive index of air (1.0). また、空洞において、試料流路の検出領域と接する部分は鏡面処理されている。 Further, in the cavity, a portion in contact with the detection area of ​​the sample flow path is mirror-finished. そのため、試料をコア材とし、その周囲の空気をクラッド材として、試料中に光を閉じこめたまま入光部から受光部に光を伝達することができる。 Therefore, it is possible to sample the core material, the air surrounding the clad material, to transmit light to the light receiving unit from the left light entering part was confined light to the sample.
【0037】 [0037]
本発明によれば、試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、凹部が形成された基板と、凹部の内部を覆う光学的に透明なフィルムにより構成された試料流路と、試料流路に設けられた検出領域中の試料に光を入光する入光部と、前記試料流路の長軸方向に沿って前記試料を通過した前記光を取り出す受光部と、を含み、試料流路は、少なくとも検出領域において、当該検出領域中の試料が直接またはフィルムを介して空気に囲まれるように形成されたことを特徴とする検出装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a detecting device for detecting a component in a sample optically, and a substrate having a recess formed, the sample flow path, configured by an optically transparent film which covers the interior of the recess When a light incident portion for incident light to the sample in the detection area provided in the sample flow path, and a light receiving unit for extracting the light passing through the sample along the long axis direction of the sample flow path wherein the sample flow path, at least in the detection area, the detection device, characterized in that the sample in the detection region is formed so as to be surrounded by the air directly or through a film is provided.
【0038】 [0038]
水溶液の試料を試料流路に流した場合、試料の屈折率は水の屈折率(約1.33)より大きくなり、空気の屈折率(1.0)より高くなる。 In passing the sample solution in the sample flow path, the refractive index of the sample is greater than the refractive index of water (about 1.33), is higher than the refractive index of air (1.0). そのため、検出領域において、試料が空気に囲まれるようにすれば、試料をコア材として、その周囲の空気をクラッド材として、試料中に光を閉じこめたまま入光部から受光部に光を伝達することができる。 Transmitting Therefore, in the detection area, if such a sample is surrounded by air, the sample as a core material, the air surrounding the cladding material, the light receiving portion from the light entering part while confining light in the sample can do.
【0039】 [0039]
本発明の検出装置において、試料流路に光学的に接続して基板に形成された接続溝をさらに含むことができ、入光部または受光部は、接続溝に設けることができる。 In the detection apparatus of the present invention, can be optically connected to the sample flow path further includes a connection groove formed on the substrate, light input portion or the light receiving portion can be provided in the connection grooves.
【0040】 [0040]
入光部または受光部を、基板に形成された接続溝に形成することにより、たとえば光ファイバ等の光導波路を接続溝に配置することができ、光導波路からの光を試料流路に導入することができる。 The light input portion or the light receiving portion, by forming the connecting groove formed in the substrate, for example, can be placed an optical waveguide such as an optical fiber connection groove, to introduce the light from the optical waveguide to the sample flow path be able to.
【0041】 [0041]
本発明の検出装置において、接続溝は、基板の側面から内方向にわたって、側面に対して実質的に垂直に形成することができる。 In the detection apparatus of the present invention, the connection groove, over inwardly from the side surface of the substrate, it is possible to substantially vertically formed to the side surface.
【0042】 [0042]
接続溝が基板の側面に対して実質的に垂直に形成されているので、たとえば光ファイバ等の光導波路を接続溝に配置する構成を簡略化することができる。 Since the connection grooves are substantially vertically formed to the side surface of the substrate may be, for example, simplify the construction of arranging the optical waveguide such as an optical fiber connection groove.
【0043】 [0043]
本発明の検出装置において、接続溝は、試料流路の検出領域と同軸に形成することができる。 In the detection apparatus of the present invention, the connecting groove can be formed in the detection region coaxial with the sample flow path.
【0044】 [0044]
このようにすれば、たとえば光ファイバ等の光導波路を接続溝に配置することにより、検出領域に光を導入することができる。 Thus, for example, by arranging an optical waveguide such as an optical fiber connection groove, it is possible to introduce light into the detection region.
【0045】 [0045]
本発明の検出装置において、接続溝は、試料流路に連続して形成することができる。 In the detection apparatus of the present invention, the connecting groove can be formed continuously in the sample flow path.
【0046】 [0046]
このようにすれば、たとえば光ファイバ等の光導波路を接続溝に配置することにより、検出領域に光を導入することができる。 Thus, for example, by arranging an optical waveguide such as an optical fiber connection groove, it is possible to introduce light into the detection region.
【0047】 [0047]
本発明の検出装置において、少なくとも接続溝の上面を覆う疎水性カバー部材を含むことができる。 In the detection apparatus of the present invention may comprise a hydrophobic cover member for covering at least the upper surface of the connecting groove.
【0048】 [0048]
このようにすれば、検出流路に水溶液の試料を流した場合に、接続溝に試料が漏れ出すのを防ぐことができる。 Thus, when flowing the sample solution to the detection flow passage, it is possible to prevent the sample from leaking into the connection groove. また、接続溝が基板に形成された溝である場合、溝には光を反射する反射層を形成することができる。 Further, when the connection groove is a groove formed on the substrate, it is possible to form a reflective layer that reflects light in the groove. また、カバー部材の接続溝と接する部分にも反射層を形成することができる。 Further, it is possible to form a reflective layer in a portion in contact with the connecting groove of the cover member. これにより、検出領域に入出力する光が接続溝において漏れ出すのを防ぐことができる。 Thus, the light input to and output from the detection region can be prevented from leaking at the connection grooves.
【0049】 [0049]
本発明の検出装置において、試料流路の表面には、親水性処理を施すことができる。 In the detection apparatus of the present invention, the surface of the sample flow path, can be subjected to a hydrophilic treatment.
【0050】 [0050]
親水性処理としては、親水基をもつカップリング剤や、リピジュア(登録商標、日本油脂社製)を試料流路に塗布することができる。 The hydrophilic treatment, and a coupling agent having a hydrophilic group, Lipidure (registered trademark, manufactured by NOF Corporation) may be applied to the sample flow path. また、フッ素樹脂により構成された基板を用いる場合、試料流路表面をエキシマレーザで処理することにより、親水性処理を行うことができる。 In the case of using a substrate made of a fluororesin, by treating the sample flow channel surface with an excimer laser, it is possible to perform the hydrophilic treatment. このように、試料流路の表面に親水性処理を施すことにより、試料として水溶液を導入した場合に、毛細管現象等により試料を試料流路に沿って移動させることができる。 Thus, by applying a hydrophilic treatment to the surface of the sample flow path, when introduced to aqueous solution as a sample, the sample can be moved along the sample flow path by the capillary phenomenon or the like.
【0051】 [0051]
本発明の検出装置において、光導波路を保持し、当該光導波路を入光部または受光部に接続するコネクタをさらに含むことができ、基板は、コネクタと係合して光導波路を入光部または受光部に位置合わせする係合部を有することができる。 In the detection apparatus of the present invention, holding the optical waveguide, the optical waveguide can further include a connector for connecting to the light input portion or the light receiving portion, the substrate, the light incident portion of the optical waveguide engages the connector or It may have an engaging portion for aligning the light receiving portion.
【0052】 [0052]
基板の係合部とコネクタとは、互いに嵌合する凹凸部をそれぞれ有するように形成することができる。 The engaging portion and the connectors of the substrate can be formed to have respectively a concave-convex portion to be fitted to each other. たとえば、基板に係合部として凹部を形成した場合は、当該凹部に嵌合する凸部をコネクタに形成することができる。 For example, if a recess as an engaging portion on the substrate, can be formed in the connector convex portion fitted to the concave portion. 逆に、たとえば基板に係合部として凸部を形成した場合は、当該凸部に嵌合する凹部をコネクタに形成することができる。 Conversely, the case of forming the convex portion as the engaging portion on the substrate for example, may be formed on the connector recess to be fitted to the convex portion.
【0053】 [0053]
本発明の検出装置において、コネクタは、入光部または受光部と接続される光導波路の先端を取り囲むように形成されるとともに基板の係合部と係合する保護部材を含むことができる。 In the detection apparatus of the present invention, the connector may include a protective member that engages with the engaging portion of the substrate while being formed so as to surround the distal end of the optical waveguide connected to the light input portion or the light receiving portion.
【0054】 [0054]
このようにすれば、保護部材は基板の係合部と係合する機能を果たすとともに、光導波路の先端を保護することができる。 In this way, the protective member with functions to engage with the engaging portion of the substrate, it is possible to protect the front end of the optical waveguide. これにより、光導波路が微細な構造に形成されていても、光導波路の先端が損傷するのを防ぐことができる。 Accordingly, even if the optical waveguide is not formed in the fine structure, it is the tip of the optical waveguide is prevented from being damaged.
【0055】 [0055]
本発明の検出装置において、基板表面を覆うカバー部材をさらに含むことができ、カバー部材は、入光部または受光部が設けられた領域を露出するように形成することができ、コネクタは光導波路を入光部または受光部に接続したときに、入光部または受光部が設けられた領域を覆うように形成することができる。 In the detection apparatus of the present invention may further include a cover member that covers the substrate surface, the cover member may be formed to expose the region where the light entering part or the light receiving portion is provided, the connector waveguide the when connected to the light input portion or the light receiving portion can be formed so as to cover a region where the light entering part or the light receiving portion is provided.
【0056】 [0056]
このようにすれば、コネクタがカバー部材に嵌め込まれる構成となるので、光導波路を入光部または受光部に位置あわせすることができる。 Thus, since a configuration in which the connector is fitted to the cover member, it is possible to align an optical waveguide light input portion or the light receiving portion.
【0057】 [0057]
本発明の検出装置において、コネクタは、コア材と、コア材を取り囲むクラッド材とを含み、コア材を入光部または受光部に接続したときに、入光部または受光部が設けられた領域がクラッド材により覆われるように形成することができる。 In the detection apparatus of the present invention, the connector comprises a core material and a cladding material surrounding the core material, when connecting the core material to the light input portion or the light receiving portion, light input portion or the light receiving portion is provided region There can be formed so as to be covered by the cladding material.
【0058】 [0058]
このようにすれば、入光部または受光部において、光導波路から伝達された光または光導波路に伝達する光が外部に漏れ出すことなく、効率のよい伝達が行える。 Thus, the light input portion or the light receiving portion, without the light transmitted to the light or optical waveguide is transmitted from the optical waveguide leaks to the outside, enabling efficient transduction.
【0059】 [0059]
本発明によれば、試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、基板と、基板表面に溝状に形成された試料流路と、基板表面に溝状に形成され、試料流路に設けられた検出領域中の試料に光を入光する入光部と、基板表面に溝状に形成され、前記試料流路の長軸方向に沿って前記試料を通過した前記光を取り出す受光部と、を含むことを特徴とする検出装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a detecting device for detecting a component in a sample optically, a substrate, a sample flow path formed in a groove shape on the substrate surface, are formed in a groove shape on the substrate surface, a light incident portion for the sample to incident light in the detection area provided in the sample flow channel is formed in a groove shape on the substrate surface, the light that has passed through the sample along the long axis direction of the sample flow path detecting apparatus characterized by including a light receiving portion to take out is provided.
【0060】 [0060]
このようにすれば、試料流路、入光部、および受光部が基板表面に溝状に形成されるので、検出装置を容易に形成することができる。 In this way, sample flow path, the light input portion, and since the light receiving portion is formed in a groove shape on the substrate surface, it is possible to easily form the detector. さらに、試料流路が基板表面に形成されているので、取り運びが容易で使い捨ても可能なマイクロチップ等の検出装置を形成することができる。 Furthermore, since the sample flow channel is formed on the substrate surface, can Torihakobi forms a detection device, such as a readily disposable also possible microchips.
【0061】 [0061]
本発明の検出装置において、流路の検出領域、入光部、および受光部は、同軸に形成することができる。 In the detection apparatus of the present invention, the detection region of the channel, the light input portion, and the light receiving portion can be formed coaxially.
【0062】 [0062]
本発明の検出装置において、入光部および受光部は、光導波路を収容可能に形成することができる。 In the detection apparatus of the present invention, the light incident portion and a light receiving unit can be capable of accommodating an optical waveguide.
【0063】 [0063]
入光部および受光部は、それぞれ基板の一方の側面および他方の側面から当該基板の内方向に形成することができ、一方の側面または他方の側面において、入光部または受光部が形成された領域の周囲に遮光性材料からなる被覆層を形成することができる。 Light entering part and a light receiving portion, respectively can be formed from one side and the other side of the substrate in the inner direction of the substrate, on one side or the other side, the light input portion or the light receiving portion is formed it is possible to form a coating layer comprising a light-shielding material in the surrounding areas.
【0064】 [0064]
本発明によれば、試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、基板と、基板表面に溝状に形成された試料流路と、基板表面に溝状に形成され、試料流路中の試料に光を入光する入光部と、基板表面に溝状に形成され、試料を通過した光を取り出す受光部と、を含み、入光部および受光部に水が導入され、当該水を介して試料流路の試料に光を入光するとともに光を取り出すように構成されたことを特徴とする検出装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a detecting device for detecting a component in a sample optically, a substrate, a sample flow path formed in a groove shape on the substrate surface, are formed in a groove shape on the substrate surface, a light incident portion for incident light to the sample of the sample flow path, is formed in a groove shape on the substrate surface, includes a light receiving portion for taking out the light passing through the sample, the water is introduced into the light input portion and a light receiving portion is, the detection device, characterized in that configured to extract light with which incident light to the sample of the sample flow path through the water is provided.
【0065】 [0065]
本発明の検出装置において、入光部および受光部は同軸に形成することができる。 In the detection apparatus of the present invention, the light incident portion and a light receiving portion can be formed coaxially.
【0066】 [0066]
本発明によれば、試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、基板と、基板表面に溝状に形成された試料流路と、基板表面に溝状に形成され、試料流路中の試料に光を入光する入光部と、基板表面に溝状に形成され、試料を通過した光を取り出す受光部と、を含み、入光部および受光部の表面が鏡面処理されたことを特徴とする検出装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a detecting device for detecting a component in a sample optically, a substrate, a sample flow path formed in a groove shape on the substrate surface, are formed in a groove shape on the substrate surface, a light incident portion for incident light to the sample of the sample flow path, is formed in a groove shape on the substrate surface, wherein the light receiving portion to take out the light passing through the sample, the surface of the light input portion and a light receiving portion is mirror detecting apparatus characterized by being treated is provided.
【0067】 [0067]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
本実施の形態において、検出装置は、核酸やタンパク質等の生体分子を分離し、分離された試料の分析に用いられるマイクロチップである。 In this embodiment, the detection device, biomolecules such as nucleic acids and proteins separated, a microchip to be used for analysis of separated sample. ここで、試料は主に水溶液としてマイクロチップに導入される。 Here, the sample is mainly introduced into the microchip as an aqueous solution.
【0068】 [0068]
図1は、本発明の実施の形態に係るマイクロチップを示す上面図である。 Figure 1 is a top view showing a microchip according to an embodiment of the present invention. 図1(a)に示すように、マイクロチップ10は、基板12と、基板12に形成された分離用流路14aと、検出用流路14bと、回収用流路14cと、液溜め22aと、液溜め22bと、接続部21aと、および接続部21bとを有する。 As shown in FIG. 1 (a), the microchip 10 includes a substrate 12, and the separation channel 14a formed on the substrate 12, and the detection flow path 14b, a recovery flow path 14c, a liquid reservoir 22a has a liquid reservoir 22b, a connecting portion 21a, and a connecting portion 21b. マイクロチップ10において、液溜め22aから試料が導入されると、毛細管現象、ポンプによる圧入、または電気浸透流などにより、試料は分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cを流れ、液溜め22bで回収される。 In the microchip 10, the sample is introduced from the liquid reservoir 22a, capillarity, pressed by the pump, or the like electroosmotic flow, the sample separation channel 14a, a detection flow channel 14b and recovery passage 14c, the flow is collected in a liquid reservoir 22b. 後述するように、マイクロチップ10は、接続部21aおよび接続部21bにおいて、それぞれ投光用光ファイバおよび受光用光ファイバと接続可能に構成されている。 As described below, the microchip 10, the connecting portions 21a and the connecting portion 21b, and is configured to be able to respectively connected with the projecting optical fiber and light-receiving optical fiber. 図示していないが、接続部21aには投光用光ファイバを介して光源からの光が入光され、接続部21bからは受光用光ファイバを介して外部の検出器に光が取り出される。 Although not shown, the connection portion 21a is light incident from a light source through a light projecting optical fiber, from a connection portion 21b and the light is extracted to the outside of the detector through the light-receiving optical fiber. これにより、検出用流路14b中の試料を光学的に分析・検出することができる。 Thereby, the sample in the detection flow path 14b can be optically analyzed and detected.
【0069】 [0069]
ここで、分離用流路14a、検出用流路14b、回収用流路14c、接続部21a、および接続部21bは、基板12に一連に形成された溝15により実現される。 Here, the separation channel 14a, detection flow path 14b, the recovery passage 14c, the connecting portion 21a and the connecting portion 21b, is realized by a groove 15 formed in series on the substrate 12. ここで、分離用流路14aおよび検出用流路14bを構成するためには、溝15は基板12表面に対して実質的に垂直な方向に露出する側壁および基板12表面に実質的に平行な底面を有するのが好ましい。 Here, in order to constitute the separation channel 14a and the detection flow path 14b, the groove 15 is substantially parallel to the side walls and the surface of the substrate 12 is exposed in a direction substantially perpendicular to the substrate 12 surface preferably it has a bottom. 分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cをこのような溝15で構成することにより、分離用流路14a内部に、たとえばナノ加工技術により多数の柱状体を一定の間隔で配設した分離構造を形成することができる。 Separation channel 14a, detection flow path 14b, and by the recovery flow path 14c configured in such a groove 15, inside the separation channel 14a, the number of the columnar body fixed by, for example, nanofabrication technology it is possible to form the isolation structure is disposed at an interval. この分離構造については後述する。 This isolation structure will be described later.
【0070】 [0070]
マイクロチップ10の外形寸法は用途に応じて適宜値が選択されるが、ここでは、図中横方向が5mm〜5cm、縦方向が3mm〜3cmである。 Dimensions of the microchip 10 is properly controlled in accordance with the application is selected, here, the horizontal direction in the drawing is 5Mm~5cm, longitudinal direction is 3Mm~3cm. 分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cの寸法は特に限定されないが、たとえば、幅50〜200μm、深さ50nm〜5μmとすることができる。 Separation channel 14a, detection flow path 14b, and the dimensions of the recovery flow path 14c is not particularly limited, for example, can have a width 50 to 200 [mu] m, depth 50 nm to 5 m. 図示していないが、マイクロチップ10は、分離用流路14a、検出用流路14b、回収用流路14c、接続部21a、接続部21bを覆うカバー部材を含むことができ、カバー部材は基板12上に設置される。 Although not shown, the microchip 10, the separation channel 14a, detection flow path 14b, the recovery passage 14c, the connecting portion 21a, may include a cover member for covering the connecting portion 21b, the cover member is a substrate It is installed on 12.
【0071】 [0071]
また、たとえば図1(b)に示したように、接続部21aと検出用流路14bとの間、および接続部21bと検出用流路14bとの間にそれぞれ隔壁24を設けた構成とすることもできる。 Further, for example, as shown in FIG. 1 (b), respectively a configuration in which a partition wall 24 between the connecting portions 21a between the detection flow path 14b, and the and the connecting portion 21b and the detection flow path 14b it is also possible. これにより、分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14c中の試料が接続部21aおよび接続部21bに流出するのを確実に防ぐことができる。 Thus, the separation channel 14a, detection flow path 14b, and the sample in the collection passage 14c can be reliably prevented from flowing to the connecting portion 21a and the connecting portion 21b.
【0072】 [0072]
なお、基板12が疎水性の材料により構成された場合、溝15の分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cを構成する領域を親水性処理することができる。 Incidentally, when the substrate 12 is constituted by a hydrophobic material can be treated hydrophilic regions constituting the separation channel 14a of the groove 15, the detection flow path 14b, and a recovery flow path 14c. これにより、図1(a)に示した構成においても、液溜め22aに導入された試料は、毛細管現象等により分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cに沿って液溜め22bに移動し、接続部21aおよび接続部21bに流出するのを防ぐことができる。 Thus, even in the configuration shown in FIG. 1 (a), the sample introduced into the liquid reservoir 22a is separation channel 14a by a capillary phenomenon or the like, detection flow path 14b, and along the recovery flow path 14c Go to the liquid reservoir 22b, it can be prevented from flowing out to the connecting portions 21a and the connecting portion 21b. 分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cの親水性処理については後述する。 Separation channel 14a, detection flow path 14b, and the hydrophilic treatment of the recovery flow path 14c will be described later. また、基板12が親水性の材料により構成された場合、接続部21aおよび接続部21bの領域上部に疎水性のカバー部材を配置することにより、分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14c中の試料が接続部21aおよび接続部21bに流出するのを防ぐことができる。 Also, when the substrate 12 is constituted by a hydrophilic material, the connecting portion 21a and by arranging a hydrophobic cover the area upper connecting portion 21b, the separation channel 14a, detection flow path 14b, and sample in the collecting flow path 14c can be prevented from flowing out to the connecting portions 21a and the connecting portion 21b. カバー部材としては、親水性の材料により構成され、接続部21aおよび接続部21b上部に配置される領域のみにシリコーン等の疎水性材料を塗布して疎水性処理を行ったものを用いることもできる。 The cover member is constituted by a hydrophilic material may be used after subjected to hydrophobic treatment only in a region which is disposed at the connection portion 21a and the connecting portion 21b upper by coating a hydrophobic material such as silicone .
【0073】 [0073]
基板12は、種々の材料により構成することができる。 Substrate 12 may be formed of various materials. 一例としては、基板12は、金属光沢のある材料により構成することができる。 As an example, the substrate 12 may be made of a material with a metallic luster. このような材料としては、たとえばシリコン基板が例示される。 As such a material, for example, a silicon substrate is exemplified. シリコンの可視光波長での屈折率は3.5〜6程度と高い値である。 Refractive index in the visible light wavelength of silicon is on the order as high 3.5-6. そのため、シリコンの反射率も約30%以上となり、シリコン基板は金属光沢を示す。 Therefore, the reflectance of the silicon becomes about 30% or more, a silicon substrate showing a metallic luster. シリコン基板において、少なくとも分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cの表面をSiO またはSiNで被覆することができる。 In the silicon substrate, at least the separation channel 14a, detection flow path 14b, and the surface of the recovery flow passage 14c can be coated with SiO 2 or SiN. これにより、分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cに試料の水溶液を流すことができる。 Thus, it is possible to flow separation channel 14a, detection flow path 14b, and the aqueous solution of the sample recovery passage 14c.
【0074】 [0074]
なお、基板12としてシリコン基板を用いる場合は、表面の面方位が(110)のものを用いて、シリコン基板の(1−11)面または(−111)面が側壁として露出するように、分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cを形成することができる。 Note that, as in the case of using the silicon substrate as the substrate 12, using what plane orientation of the surface of (110), the silicon substrate (1-11) plane or (-111) plane are exposed as side wall, separated use flow path 14a, a detection flow channel 14b, and the recovery flow channel 14c can be formed. 表面の面方位が(110)で、オリエンテーションフラットの面方位が(001)のシリコン基板を用いた場合、そのオリエンテーションフラットに対して54.73度の角度をなす方向が(1−11)面または(−111)面である。 In the plane orientation of the surface (110), when the plane orientation of orientation flat using a silicon substrate of (001), the direction forming an angle of 54.73 degrees with respect to its orientation flat (1-11) plane or (-111) is a surface. この場合、(1−11)面または(−111)面が劈開面であるので、この面に沿って溝15を形成することにより、基板12表面に対して実質的に垂直な方向に露出する結晶面からなる側壁および基板表面に対して実質的に平行な底面を有する分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cを形成することができる。 In this case, since (1-11) plane or (-111) plane is a cleavage plane, by forming the groove 15 along the surface, exposed in a direction substantially perpendicular to the substrate 12 surface can be formed separation channel 14a having substantially parallel bottom surface to the sidewall and the substrate surface made of a crystalline surface, detection flow path 14b, and a recovery flow path 14c.
【0075】 [0075]
図2は、基板12として、表面の面方位が(110)のシリコン基板を用いた場合の分離用流路14a、検出用流路14bおよび回収用流路14cの配置例を示す図である。 2, as the substrate 12 is a diagram showing an arrangement example of the separation channel 14a, a detection flow channel 14b and recovery passage 14c when the plane orientation of the surface using a silicon substrate of (110). 基板12として表面の面方位が(110)のシリコン基板を用いる場合、基板12は、(1−11)面または(−111)面に沿って切り出される。 When using the plane orientation of the surface as the substrate 12 is a silicon substrate of (110), the substrate 12 is cut along the (1-11) plane or (-111) plane. 接続部21a、検出用流路14b、および接続部21bは、(1−11)面または(−111)面に沿って切り出された側面に対して略平行に形成されるのが好ましい。 Connecting portion 21a, a detection flow channel 14b and the connecting portion 21b, is preferably substantially formed parallel to the side surface cut out along the (1-11) plane or (-111) plane.
【0076】 [0076]
図2(a)から図2(c)は、シリコン基板の(−111)面に沿って切り出された基板12を有するマイクロチップ10を示す上面図である。 Figure 2 (c) from Fig. 2 (a) is a top view showing a microchip 10 having a substrate 12 which is cut out along the silicon substrate (-111) plane. ここで、検出用流路14bも、(−111)面に沿って形成される。 Here, the detection flow path 14b also, - are formed along the (111) plane. このとき、分離用流路14aおよび回収用流路14cは、検出用流路14bに対してθ またはθ の角度となるように形成される。 At this time, the separation channel 14a and the recovery passage 14c is formed so that theta 1 or theta 2 angle with respect to the detection flow path 14b. ここで、θ =約70.53度、θ =約109.47度である。 Here, theta 1 = about 70.53 degrees, theta 2 = about 109.47 degrees. 分離用流路14aおよび回収用流路14cは種々の配置構造に形成することができる。 Separation channel 14a and the recovery passage 14c can be formed in various arrangement. また、シリコン基板の(1−11)面が側面となるように切り出された基板12を用いた場合も同様に、分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cを種々の配置構造とすることができる。 Likewise, if the silicon substrate (1-11) surface is a substrate 12 which is cut out so that the side surface, the separation channel 14a, detection flow path 14b, and a recovery flow path 14c various it can be arranged structures.
【0077】 [0077]
以上の構成によれば、検出用流路14bは、金属光沢のある材料により構成された基板12に形成されるので、接続部21aから試料に導入された光を試料中に閉じこめたまま検出用流路14bに沿って伝達させ、接続部21bから取り出すことができる。 According to the above configuration, the detection flow path 14b, the detection while confined because it is formed on a substrate 12 which is made of a material having metallic luster, the light introduced from the connecting portion 21a to the sample in the sample is transmitted along the flow path 14b, it can be taken out from the connecting portion 21b. 本実施の形態におけるマイクロチップ10に適用される試料は、主に水溶液である。 Sample applied to the microchip 10 in the present embodiment is mainly an aqueous solution. 水の屈折率(約1.33)は空気の屈折率(1.0)よりも大きいので、検出用流路14b上面が空気に露出した構造であっても光を試料中に閉じこめておくことができる。 Since the refractive index of water (about 1.33) is greater than the refractive index of air (1.0), also have a structure in which detection flow path 14b upper surface is exposed to air previously confined light to the sample can. また、検出用流路14bは、基板12を構成する材料と同じ材料により構成されたカバー部材により覆われた構造とすることもできる。 The detection flow path 14b can also be a covered structure by the cover member which is made of the same material as that of the substrate 12. これにより、検出用流路14bの周囲が屈折率の等しい材料により覆われることになるので、検出用流路14b中の試料中の光の伝達率を高く保つことができる。 Thus, the periphery of the detection flow path 14b is to be covered by the same material with a refractive index, it is possible to maintain a high transmission of light in the sample in the detection flow path 14b.
【0078】 [0078]
図1に戻り、他の例として、基板12は、検出用流路14b中の試料の屈折率より屈折率の低い材料により構成することができる。 Returning to Figure 1, as another example, the substrate 12 may be formed of a material having a lower refractive index than the refractive index of the sample in the detection flow path 14b. このようにすれば、試料をコア材とし、基板12をクラッド材として、接続部21aから試料に導入された光を試料中に閉じこめたまま検出用流路14bに沿って伝達させ、接続部21bから取り出すことができる。 Thus, the sample as a core material, the substrate 12 as a cladding material, the light introduced into the sample is transmitted along the detection flow path 14b while confined in the sample from the connecting portion 21a, connecting portions 21b it can be taken from. 上述したように、マイクロチップ10に適用される試料は、主に水溶液である。 As described above, the sample to be applied to the microchip 10 is predominantly an aqueous solution. したがって、基板12は、水の屈折率(約1.33)よりも屈折率の低い材料により構成することができる。 Accordingly, the substrate 12 may be formed of a material having a lower refractive index than the refractive index of water (about 1.33). 基板12は、成形後の屈折率が水の屈折率(約1.33)より低くなる材料であれば、どのような材料により構成することもできるが、たとえば屈折率が1.292〜1.312であるテフロンAF1600あるいはテフロンAF2400等のようなテフロンAF(登録商標)シリーズ(デュポン社製)等の非晶質フッ素樹脂を挙げることができる。 Substrate 12 as long as the material refractive index after molding is lower than the refractive index of water (about 1.33), can also be configured by any material, for example a refractive index of 1.292 to 1. can be mentioned Teflon AF (TM) series (DuPont) amorphous fluorine resin such as Teflon AF1600 or Teflon AF2400 like is 312. フッ素樹脂で構成した基板の表面にレーザ加工やシンクロトン放射光(SR光)等により溝15を形成することにより、分離用流路14a、検出用流路14b、回収用流路14c、接続部21a、および接続部21bを形成することができる。 By forming the grooves 15 by a fluororesin laser processing or the surface of a substrate composed of a synchrotron radiation light (SR light), etc., the separation channel 14a, detection flow path 14b, the recovery passage 14c, the connecting portion it can be formed 21a, and a connecting portion 21b.
【0079】 [0079]
図3は、図1および図2に示したマイクロチップ10の製造工程の一部を示す工程図である。 Figure 3 is a process diagram showing a part of the manufacturing process of the microchip 10 shown in FIGS. まず、上述した材料により構成された基板12を準備する(図3(a))。 First, a substrate 12 constituted by the above-mentioned materials (Figure 3 (a)). 次に、基板12に溝15を形成する(図3(b))。 Next, a groove 15 in the substrate 12 (Figure 3 (b)). 溝15は、材料に応じて種々の方法で形成されるが、基板12がシリコン基板により構成された場合、エッチングにより形成することができる。 Grooves 15 are formed in various ways depending on the material, when the substrate 12 is constituted by a silicon substrate, it can be formed by etching. また、基板12がフッ素樹脂により構成された場合、上述したように、レーザ加工やSR光等により形成することができる。 Also, when the substrate 12 is constituted by a fluororesin, as described above, it can be formed by laser processing or SR light and the like.
【0080】 [0080]
上述したように、基板12として表面の面方位が(110)のシリコン基板を用いた場合、たとえばTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)水溶液、または水酸化カリウム水溶液等を用いたウェットエッチングにより溝15を形成することができる。 As described above, when the plane orientation of the surface as the substrate 12 is a silicon substrate of (110), for example, TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution of the groove 15 by wet etching or using a potassium hydroxide solution or the like, it can be formed. 溝15を劈開面である(1−11)面または(−111)面に沿って形成することにより、基板12に実質的に垂直な側壁および基板12に実質的に平行な底面を有する溝15を形成することができる。 By forming along a cleavage plane of the groove 15 (1-11) plane or (-111) plane, the groove 15 having substantially parallel bottom surface in a substantially vertical sidewall and the substrate 12 to the substrate 12 it can be formed. ウェットエッチングを用いることにより、迅速に溝15を形成することができ、マイクロチップ10の製造を効率よく行うことができる。 The use of wet etching, can be quickly to form a groove 15, it is possible to efficiently manufacture the microchip 10.
【0081】 [0081]
ナノ加工技術により分離用流路14aに微細な分離構造を形成するためには、分離用流路14aの底面は、基板12の表面に対して実質的に平行に形成する必要がある。 In order to form a fine isolation structure separation channel 14a by nanofabrication techniques, the bottom surface of the separation channel 14a, it is necessary to substantially formed parallel to the surface of the substrate 12. しかし、半導体LSIの分野で一般的に用いられている面方位が(100)のシリコン基板にウェットエッチングで溝を形成すると、断面が略V字型となってしまう。 However, when the plane orientation that is generally used in the field of semiconductor LSI to form a groove by wet etching to the silicon substrate of the (100) cross-section becomes substantially V-shape. ドライエッチングを用いることにより、面方位が(100)のシリコン基板にも底面が基板12の表面に対して実質的に平行な溝を形成することもできるが、ウェットエッチングにより分離用流路14aを形成すれば、製造時間が短縮され、製造コストを低減することができる。 By using the dry etching, although the bottom surface to the silicon substrate of plane orientation (100) can be formed substantially parallel grooves to the surface of the substrate 12, the separation channel 14a by wet etching by forming, it reduces the manufacturing time, it is possible to reduce the manufacturing cost.
【0082】 [0082]
また、基板12上には、カバー部材20を設置することができる(図2(c))。 Further, on the substrate 12 can be placed the cover member 20 (FIG. 2 (c)). カバー部材20は、接着剤等で基板12に固定される。 The cover member 20 is fixed to the substrate 12 with an adhesive or the like. なお、カバー部材20は、基板12全面を覆うように形成されてもよいが、少なくとも接続部21aおよび接続部21b上部を覆うように形成される。 The cover member 20 may be formed to cover the substrate 12 over the entire surface but is formed so as to cover at least the connecting portion 21a and the connecting portion 21b top. また、基板12およびカバー部材20において、接続部21aおよび接続部21bが形成される領域の表面は鏡面処理が施されるのが好ましい。 Further, in the substrate 12 and the cover member 20, the surface of the region connecting portions 21a and the connecting portion 21b are formed are preferably mirror treatment. これにより、接続部21aおよび接続部21b内に投光用光ファイバおよび受光用光ファイバを挿入したときに、光が漏れ出すのを防ぐことができる。 Thus, upon insertion of the projecting optical fiber and light-receiving optical fiber to the connecting portion 21a and the connecting portion 21b, it is possible to prevent light from leaking.
【0083】 [0083]
図4は、図1に示したマイクロチップ10の製造方法の他の例を示す工程図である。 Figure 4 is a process diagram showing another example of the manufacturing method of the microchip 10 shown in FIG. 基板12は、屈折率に関係なく、成形加工が容易な材料により構成し、少なくとも検出用流路14bの表面を鏡面処理した構成とすることができる。 Substrate 12, regardless of the refractive index, molding is composed of a material easy, at least the surface of a detection flow channel 14b may be formed by the mirror-finished. このような材料としては、たとえばPMMA(ポリメタクリル酸メチル)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂等のプラスチック材料が例示される。 As such a material, for example PMMA (polymethyl methacrylate), PET (polyethylene terephthalate), and thermoplastic resin such as PC (polycarbonate), a plastic material such as a thermosetting resin such as epoxy resin. 基板12をこのようなプラスチック材料により構成した場合、機械加工あるいはエッチング法によりマスタを製作し、このマスタを電気鋳造反転して製作した金型を用いて、射出成形または射出圧縮成形により溝15が形成された基板12を形成することができる(図4(a))。 If the substrate 12 is constituted by such plastic materials, to manufacture a master by machining or etching method, the master using a mold fabricated by electroforming reversed, the grooves 15 by injection molding or injection compression molding it is possible to form a substrate 12 formed (Figure 4 (a)). また、溝15は、金型を用いたプレス加工により形成することもできる。 The groove 15 may be formed by pressing using a mold. さらに、光硬化性樹脂を用いた光造形法により、溝15が形成された基板12を形成することもできる。 Moreover, the stereolithography method using a photocurable resin, it is also possible to form a substrate 12 in which grooves 15 are formed.
【0084】 [0084]
次に、このようにして形成した基板12表面に反射層26を形成して鏡面処理を行う(図4(b))。 Next, the mirror finishing this way the reflective layer 26 to form the substrate 12 surface formed with (Figure 4 (b)). 反射層26は、金、銀、アルミニウム、チタン等の金属を蒸着することにより形成することができる。 Reflective layer 26 can be formed by depositing gold, silver, aluminum, titanium, or other metal.
【0085】 [0085]
続いて、上述したようなプラスチック材料により構成された被覆基板28表面に反射層30を設けたカバー部材20を準備し、反射層30が基板12表面の反射層26と対向するように、カバー部材20を基板12上に配置する。 Subsequently, as to prepare a cover member 20 provided with the reflective layer 30 on the configured coated substrate 28 surface by a plastic material as described above, the reflective layer 30 faces the reflection layer 26 of the substrate 12 surface, the cover member 20 is disposed on the substrate 12. カバー部材20は、接着剤等で基板12に固定することができる。 The cover member 20 may be secured to the substrate 12 with an adhesive or the like. なお、反射層26および反射層30は、それぞれ基板12および被覆基板28の全面に形成される必要はなく、少なくとも検出用流路14bが反射層26および反射層30で覆われた構成となっていればよい。 The reflective layer 26 and the reflective layer 30 need not be formed on the entire surface of the substrate 12 and the cover substrate 28, respectively, have a structure of at least a detection flow channel 14b is covered by the reflective layer 26 and the reflective layer 30 it may be Re. このようにすれば、接続部21aから試料に導入された光が検出用流路14b内で全反射して伝達されるので、検出用流路14bにおいて試料を通過した光を接続部21bから効率よく取り出すことができる。 Thus, since light introduced from the connecting portion 21a to the sample is transmitted by total reflection in the detection flow path 14b, it was passed through the sample in the detection flow path 14b the light from the connecting portion 21b efficiency it can be taken out well.
【0086】 [0086]
また、上述したように、基板12を金属光沢のある材料や試料の屈折率よりも低い材料で構成した場合であっても、このような鏡面処理を行ってもよい。 As described above, the substrate 12 even when the construction at a lower material than the refractive index of the material or sample with a metallic luster, may be performed such mirror-finished.
【0087】 [0087]
図1に戻り、分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cに親水性処理を行う方法を説明する。 Returning to Figure 1, the separation channel 14a, detection flow path 14b, and the recovery flow path 14c of the method for performing the hydrophilic treatment will be described. 親水性処理としては、たとえば、親水基をもつカップリング剤を用いることができる。 The hydrophilic treatment, for example, can be used a coupling agent having a hydrophilic group. 親水基をもつカップリング剤としては、たとえばアミノ基を有するシランカップリング剤が挙げられ、具体的にはN−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が例示される。 As the coupling agent having a hydrophilic group, for example include a silane coupling agent having an amino group, in particular N-beta (aminoethyl) .gamma.-aminopropyl methyl dimethoxy silane, N-beta (aminoethyl) gamma - aminopropyltrimethoxysilane, N-beta (aminoethyl) .gamma.-aminopropyltriethoxysilane, .gamma.-aminopropyltrimethoxysilane, .gamma.-aminopropyltriethoxysilane, N- phenyl--γ- aminopropyltrimethoxysilane There are exemplified. カップリング剤液等の塗布方法としては、スピンコート法、スプレー法、ディップ法、加熱気流法等が用いられる。 As a method for applying the coupling agent solution or the like, spin coating, spraying, dipping, heated gas flow method and the like. スピンコート法とは、カップリング剤等、結合層の構成材料を溶解または分散させた液をスピンコーターにより塗布する方法である。 The spin coating method, a coupling agent or the like, a method of coating by dissolution or liquid spin coater obtained by dispersing the material of the binding layer. この方法によれば膜厚制御性が良好となる。 Film thickness controllability is improved according to this method. また、スプレー法とはカップリング剤液等を基板に向けてスプレー噴霧する方法であり、ディップ法とは基板をカップリング剤液等に浸漬する方法である。 Further, the spray method is a method of spraying toward the coupling agent solution or the like to the substrate, the dipping method is a method wherein the substrate is immersed in a coupling agent solution or the like. これらの方法によれば、特殊な装置を必要とせず、簡便な工程で膜を形成することができる。 According to these methods, without requiring a special apparatus, it is possible to form a film by a simple process. また加熱気流法とは、基板を加熱雰囲気下に設置し、ここにカップリング剤液等の蒸気を流動させる方法である。 The The heated gas flow method, the substrate was placed in a heated atmosphere, wherein the a method for flowing a vapor of a coupling agent solution or the like. この方法によっても膜厚の薄い膜を膜厚制御性良く形成することができる。 It is possible to form a thin film having a film thickness of the film thickness with good controllability by this method. このうち、シランカップリング剤溶液をスピンコートする方法が好ましく用いられる。 Among them, a method of spin coating a silane coupling agent solution is preferably used. 優れた密着性が安定的に得られるからである。 Excellent adhesion is because it is stably obtained. この際、溶液中のシランカップリング剤濃度は、好ましくは0.01〜5 v/v%、より好ましくは0.05〜1 v/v%とする。 In this case, silane coupling agent concentration in the solution is preferably 0.01 to 5 v / v%, more preferably at 0.05~1 v / v%. シランカップリング剤溶液の溶媒としては、純水;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール;酢酸エチル等のエステル類等を単独または2種以上を混合して使用できる。 The solvent for the silane coupling agent solution, pure water; methanol, ethanol, alcohols such as isopropyl alcohol, esters such as ethyl acetate and then alone or in combination can be used. このうち、純水で希釈したエタノール、メタノール、および酢酸エチルが好ましい。 Of these, ethanol, methanol, and ethyl acetate is preferably diluted with pure water. 密着性の向上効果が特に顕著となるからである。 Improvement of adhesion is because particularly remarkable. カップリング剤液等を塗布した後は、乾燥を行う。 After the coating coupling agent solution or the like, and drying. 乾燥温度は特に制限がないが、通常、室温(25℃)〜170℃の範囲で行う。 The drying temperature is not particularly limited, but usually, in a range of room temperature (25 ℃) ~170 ℃. 乾燥時間は、温度にもよるが、通常は0.5〜24時間とする。 Drying time depends on the temperature, usually 0.5 to 24 hours. 乾燥は空気中で行っても良いが、窒素等の不活性ガス中で乾燥させてもよい。 Drying may be carried out in air, but may be dried in an inert gas such as nitrogen. たとえば、窒素を基板に吹き付けながら乾燥させる窒素ブロー法を用いることもできる。 For example, nitrogen can also be used nitrogen blowing method of drying while spraying on the substrate.
【0088】 [0088]
さらに、分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cに、試料の分子が粘着するのを防ぐために、分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cの表面に付着防止処理を行うことができる。 Furthermore, the separation channel 14a, detection flow path 14b, and the recovery flow path 14c, in order to prevent the molecules of the sample from sticking, the separation channel 14a, detection flow path 14b, and the recovery passage adhesion preventing treatment on the surface of 14c can be performed. 付着防止処理としては、たとえば、細胞壁を構成するリン脂質に類似した構造を有する物質を分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cの側壁に塗布することができる。 The adhesion preventing treatment, for example, can be applied a substance having a structure similar to phospholipids constituting the cell wall separation channel 14a, detection flow path 14b, and the side walls of the recovery flow path 14c. このような処理により、試料がタンパク質等の生体成分である場合、成分の変性を防ぐことができると共に、分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cにおける特定の成分の非特異吸着を抑制することができ、回収率を向上することができる。 With this process, if the sample is a biological component, such as a protein, it is possible to prevent denaturation of the components, the separation channel 14a, of the specified ingredients in the detection flow path 14b, and the recovery passage 14c it is possible to suppress non-specific adsorption, it is possible to improve the recovery rate.
【0089】 [0089]
親水性処理および付着防止処理としては、たとえば、リピジュア(登録商標、日本油脂社製)を用いることができる。 The hydrophilic treatment and adhesion preventing treatment, for example, can be used Lipidure (registered trademark, manufactured by NOF Corporation). この場合、リピジュア(登録商標)を0.5wt%となるようにTBE(Tris−Borate−EDTA)バッファ等の緩衝液に溶解させ、この溶液で分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cを満たし、数分間放置することによって分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cの内壁を処理することができる。 In this case, Lipidure (registered trademark) is dissolved in a buffer solution such as TBE (Tris-Borate-EDTA) buffer so that 0.5 wt% of the solution in the separation channel 14a, detection flow path 14b, and meet recovery flow path 14c, it is possible to process separation channel 14a, detection flow path 14b, and the inner wall of the recovery flow channel 14c by leaving a few minutes. この後、溶液をエアガン等で吹き飛ばして分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cを乾燥させる。 Thereafter, the solution separation channel 14a blow in air gun or the like, detection flow path 14b, and the recovery flow channel 14c and dried. この際、接続部21aおよび接続部21b上に疎水性のカバー部材を設けておけば、接続部21aおよび接続部21bには溶液が漏れ出さないので、分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cにのみ表面処理を行うことができる。 At this time, if provided a hydrophobic cover member on the connecting portions 21a and the connecting portion 21b, since the connecting portion 21a and the connecting portion 21b does not leak solutions, the separation channel 14a, a detection flow channel 14b , and it is possible to perform the surface treatment only on the recovery passage 14c.
【0090】 [0090]
また、基板12をフッ素樹脂で構成した場合、分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14c表面をエキシマレーザで処理することにより、親水性処理を行うことができる。 Further, when forming the substrate 12 with a fluorine resin, the separation channel 14a, detection flow path 14b, and a recovery flow path 14c surface by treatment with an excimer laser, it is possible to perform the hydrophilic treatment. ArF、Xe 、F 、Ar 、KrClレーザ等の、光子エネルギーが128kJ/mol以上のエキシマレーザを用いることで、フッ素樹脂のC−F結合を切断して親水基と置換することができる。 ArF, etc. Xe 2, F 2, Ar 2 , KrCl laser, by photon energy excimer laser than 128kJ / mol, it may be substituted with a hydrophilic group by cutting the C-F bond of the fluororesin .
【0091】 [0091]
本実施の形態におけるマイクロチップ10は、検出用流路14b内における試料の発色に基づき、様々な物質の存在や濃度を検出・定量することに応用できる。 Microchip 10 in the present embodiment, based on the color of the sample in the detection flow path 14b, can be applied to detect and quantify the presence and concentration of various substances. グルコース、アラニンアミノトランスフェラーゼ、アルブミン、アルカリ性フォスファターゼ、アミラーゼ、カルシウムイオン、総コレステロール、過酸化脂質、クレアチニン、カリウムイオン、ビリルビン、総蛋白などの血液生化学検査;Hbs抗原・抗体、HCV抗体、HIV抗体などの免疫血清学的検査;CEA、CA19−9、PSA、CA−125などの腫瘍マーカーの分析への応用が例示される。 Glucose, alanine aminotransferase, albumin, alkaline phosphatase, amylase, calcium ions, total cholesterol, lipid peroxide, creatinine, potassium ion, bilirubin, blood biochemistry tests such as total protein; Hbs antigen-antibody, HCV antibody, HIV antibody, etc. immune serology; CEA, CA19-9, PSA, application to the analysis of tumor markers such as CA-125 are illustrated.
【0092】 [0092]
グルコースの検出の場合、検出用流路14bにグルコースオキシターゼ、ペルオキシダーゼ、ならびに4−アミノアンチピリンおよびN−エチル−N‐(2−ヒドロキシ‐3−スルホプロピル)−m−トルイジン・ナトリウム等の発色性の混合微粒子またはこれらを含有する乾燥試薬ビーズ等を導入しておくことにより、発色性の混合微粒子の発色に基づきグルコースの存在を確認することができる。 For detection of glucose, glucose oxidase in the detection flow path 14b, peroxidase, and 4-aminoantipyrine and N- ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-m-toluidine such as sodium chromogenic by mixing keep introducing particulate or dry reagent beads containing them, based on the color development of the chromogenic mixture microparticles can confirm the presence of glucose. この原理は以下のとおりである。 This principle is as follows. 検出用流路14bにおいて、水分を吸収してゲル化した上記試薬ビーズ内にグルコースが移行すると、グルコースはグルコースオキシダーゼの作用により過酸化水素とグルコン酸に分解される。 In detection flow path 14b, when glucose is translocated into the reagent beads gelled by absorbing water, glucose is decomposed into hydrogen peroxide and gluconic acid by the action of glucose oxidase. 分解された過酸化水素は、ペルオキシターゼの作用により、4−アミノアンチピリンおよびN‐エチル−N−(2‐ヒドロキシ‐3‐スルホプロピル)‐m−トルイジン・ナトリウムと反応し、キノン系色素が生成し、赤紫色に発色する。 The decomposed hydrogen peroxide by the action of peroxidase, 4-aminoantipyrine and N- ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl) reacts with -m- toluidine sodium, quinone dyes generates , to a red-purple color. このキノン系色素の呈色を測定し、参照データとの差分を算出することにより、グルコースの検出・定量が行える。 The color of the quinone dye is measured by calculating the difference between the reference data, enabling the detection and quantification of glucose. 参照データは、グルコースの呈色の測定に先立ち、検出用流路14bにバッファを流し、その状態で接続部21aから光を導入し、検出用流路14bを通過した光を接続部21bから取り出すことにより得ることができる。 Reference data, prior to the color measurement of glucose, flushed with buffer to the detection flow path 14b, and introducing light from the connecting portion 21a in this state, light is taken out through the detection flow path 14b from the connecting portion 21b it can be obtained by. また、図22に示したように、マイクロチップ10に2つの検出用流路14bおよび14d、ならびに液溜め22bおよび22cを設け、一方を参照用として用いることができる。 Further, as shown in FIG. 22, two detection flow path 14b and 14d as well as the liquid reservoir 22b and 22c, provided in the microchip 10, it is possible to use one as a reference. ここで、参照用の検出用流路14dには発色性の試薬を含まない乾燥ビーズを充填しておく。 Here, the detection flow passage 14d for reference be filled dry beads containing no reagents chromogenic. 検出用流路14bおよび14dにグルコースを含む試料を流した状態で、接続部21aおよび23aからそれぞれ光を導入し、検出用流路14bおよび14dを通過した光を接続部21bおよび23bからそれぞれ取り出すことにより、測定値および参照データを得ることができる。 While flowing a sample containing glucose detection flow path 14b and 14d, and introducing light from each of the connection portions 21a and 23a, taken respectively passed through the detection flow path 14b and 14d the light from the connecting portions 21b and 23b it makes it possible to obtain the measurements and the reference data. 本実施の形態におけるマイクロチップ10は、微細な構造に形成することができるので、微量の試料でも精度のよい測定をすることができる。 Microchip 10 of the present embodiment, it is possible to form a fine structure, it is possible to make accurate measurements in a sample of small amount.
【0093】 [0093]
なお、上記の乾燥試薬ビーズは次のようにして作製することができる。 Incidentally, it is possible the above dry reagent beads is prepared as follows. まず賦形剤として、アガロースやポリアクリルアミド、メチルセルロースなどの吸水性ポリマーを含むゾルを調製する。 First, as excipients, agarose or polyacrylamide, the sol containing water-absorbing polymers such as methyl cellulose is prepared. こうしたゾルは時間とともに自然にゲル化する。 Such a sol naturally gels with time. このゾルと、所定量のグルコースオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ、4−アミノアンチピリンおよびN−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)−m−トルイジン・ナトリウムを混合する。 The sol, a predetermined amount of glucose oxidase, peroxidase, 4-aminoantipyrine and N- ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl) mixing -m- toluidine sodium. こうして得られたゾルを乾燥空気中に噴霧することにより液滴とする。 The sol thus obtained and a droplet by spraying dry air. 当該液滴は落下中にゲル化し、乾燥するため、目的の乾燥試薬ビーズを得ることができる。 The droplets were gelled during fall, for drying, it is possible to obtain a dry reagent bead purposes.
【0094】 [0094]
また、上記の乾燥試薬ビーズの作製方法として、次の方法を採用することもできる。 Further, as a method for manufacturing a dry reagent beads may be employed the following methods. フラスコなどの表面において、上記の試薬を含有するゾルをゲル化させた後、真空凍結乾燥させる。 In the surface of such flasks, a sol containing the above reagents after being gelled, is vacuum freeze-dried. その結果、多数の空胞を有する固形物が得られる。 As a result, a solid product having a large number of vacuoles obtained. この固形物は容易に粉砕でき、ビーズないしパウダーとすることが可能である。 The solid can be easily pulverized, it is possible to beads or powder.
【0095】 [0095]
以上のようにして作成した乾燥試薬ビーズは、たとえば以下のようにして検出用流路14bに充填することができる。 Dry reagent beads prepared as described above can be filled into the detection flow path 14b, for example, as follows. カバー部材20を設置していない状態で、乾燥試薬ビーズ、バインダおよび水の混合体を検出用流路14bに流し込む。 With no place the cover member 20 is poured dry reagent beads, the mixture of binder and water detection flow path 14b. このとき、検出用流路14bに堰き止め部材を設けておくことにより、当該混合体を所望の領域にのみ流し込むことができる。 In this case, by providing the dam member to the detection flow path 14b, it is possible to pour the mixture only in a desired region. この状態で、当該混合体を乾燥、固化させることにより検出用流路14bに乾燥試薬ビーズを充填することが可能である。 In this state, drying the mixture, it is possible to fill the dry reagent beads detection flow path 14b by solidifying. 上記バインダとしては、たとえばアガロースゲルやポリアクリルアミドゲルなどの吸水性ポリマーを含むゾルが例示される。 As the binder, for example a sol comprising water-absorbing polymers such as agarose gel or polyacrylamide gel are exemplified. これらの吸水性ポリマーを含むゾルを用いれば、自然にゲル化することから乾燥させる必要がない。 With the sol containing these water-absorbing polymer, there is no need to dry because the gelled naturally.
【0096】 [0096]
また、バインダを用いることなく、上記乾燥試薬ビーズを水のみに懸濁させたものを用い、乾燥試薬ビーズを流路に充填することも可能である。 Further, without using a binder, used as the suspension of the dried reagent beads only water, it is also possible to fill the dry reagent beads in the flow path. 検出用流路14bに堰き止め部材を設けておき、水に懸濁させた乾燥試薬ビーズを毛細管現象を利用して検出用流路14bへ流し込む。 It may be provided to interrupt members to the detection flow path 14b, pouring dry reagent beads suspended in water to the detection flow path 14b by use of the capillary phenomenon. こうすることにより、水は堰き止め部材を通過する一方、乾燥試薬ビーズは堰き止め部材により堰き止められるため、検出用流路14bに充填されることとなる。 By doing so, while the water passing through the dam member, since the dry reagent beads dammed by the dam member, so that the filled in detection flow path 14b. こうして乾燥試薬ビーズを充填したのち、乾燥窒素ガスや乾燥アルゴンガス雰囲気下で乾燥させることにより検出用流路14b内に乾燥試薬ビーズを充填することができる。 Thus after filled with dry reagent beads may be filled with a dry reagent beads in the detection flow path 14b by drying under a dry nitrogen gas or dry argon gas atmosphere.
【0097】 [0097]
以上のように検出用流路14bに試薬を充填させた後に基板12上にカバー部材20を設置することにより、マイクロチップ10を得ることができる。 By installing the cover member 20 on the substrate 12 to after filling the reagent into the detection flow path 14b as described above, it is possible to obtain the microchip 10.
【0098】 [0098]
ここで、三層構造を有する乾燥試薬ビーズ、すなわちグルコースオキシダーゼを含有する芯部と、この芯部の表面を覆うように形成されるペルオキシダーゼを含有する層と、さらにその層を覆うように形成される4−アミノアンチピリンおよびN−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)−m−トルイジン・ナトリウムを含有する層とからなる乾燥試薬ビーズを採用することもできる。 Here, a core unit containing dry reagent beads, i.e. glucose oxidase having a three-layer structure, a layer containing a peroxidase which is formed so as to cover the surface of the core portion, are formed so as to cover the layer that 4-aminoantipyrine and N- ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-m-consisting of toluidine sodium containing layer dry reagent beads may be employed. このような乾燥試薬ビーズにおいては、過酸化水素はグルコースオキシダーゼが存在する芯部において生成し、芯部を覆うペルオキシダーゼを含有する層に移行すると瞬時に消費される。 In such a dry reagent beads, hydrogen peroxide generated in the core portion existing glucose oxidase is consumed instantly shifts to the layer containing the peroxidase covering the core portion. このため、過酸化水素は当該ビーズ外へ流出しにくいため、他の試薬ビーズの発色に影響を与えることが少なくなる。 Therefore, hydrogen peroxide since hardly flows out to the beads out, becomes less likely to affect the color of the other reagents beads. したがって正確な検出・測定を実施することが可能となる利点を有する。 Thus an advantage that it is possible to carry out accurate detection and measurement.
【0099】 [0099]
こうした三層構造を有する乾燥試薬ビーズは、グルコースオキシダーゼを上記ゾルに混合したものを原料として流動層造粒法により芯部を作製する。 Dry reagent beads having such three-layer structure, a glucose oxidase to produce a core by a fluidized bed granulation as a raw material a mixture of the above sol. その後、この芯部の表面を、ペルオキシダーゼを上記ゾルに混合したもので、同じく流動層造粒法によりコーティングを施す。 Thereafter, the surface of the core, a peroxidase which was mixed with the sol, also a coating by fluidized bed granulation method. 次いで、4−アミノアンチピリンおよびN−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)−m−トルイジン・ナトリウムを上記ゾルに混合したもので、さらにコーティングを施し、目的の乾燥試薬ビーズを得ることができる。 Then, 4-aminoantipyrine and N- ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-m-toluidine sodium obtained by mixing the above sol was subjected to further coating, to obtain a dry reagent bead purposes be able to. なお、たとえばホソカワミクロン社製の流動層造粒装置であるアグロマスタ(登録商標)AGM−SDにより上記試薬ビーズを作製することができる。 Incidentally, it is possible to produce the reagent beads by Agglomaster (TM) AGM-SD, for example from Hosokawa Micron Corporation fluidized bed granulator.
【0100】 [0100]
また、試料中のHCV抗体を検出することを目的として、たとえば固層免疫定量法やELISA法(Enzyme−Linked immuno−sorbent Assay)を利用することができる。 Can also be utilized for the purpose of detecting HCV antibodies in a sample, for example, solid phase immunoassay or ELISA method (Enzyme-Linked immuno-sorbent Assay). この場合、たとえばHCVの構造蛋白であるコア蛋白を検出用流路14b底面に付着させる。 In this case, for example, to attach the core protein is a structural protein of HCV in the detection flow path 14b bottom. 具体的には、バッファに当該コア蛋白を分散させたものを検出用流路14bに導入することにより、検出用流路14bの底面に当該コア蛋白を付着させることができる。 Specifically, by introducing the detection flow path 14b a dispersion of the core protein in a buffer, it may be attached to the core protein to the bottom surface of the detection flow path 14b. その後、当該コア蛋白を認識するHCV抗体が試料中に含まれるときは、当該抗体が上記コア蛋白と結合し、抗体−抗原複合体を形成する。 Thereafter, when the core protein recognizes HCV antibody contained in the sample, the antibody is bound to the core protein, antibody - to form an antigen complex. ついで、液溜め22aからバッファを導入し、当該バッファを検出用流路14b内に流通させることにより検出用流路14b内を洗浄する。 Then, by introducing a buffer from the liquid reservoir 22a, to clean the detection flow path 14b by flowing the buffer into the detection flow path 14b. そして上記HCV抗体を認識するポリクローナル抗体(二次抗体)を検出用流路14bへ導入し、二次抗体を上記抗体−抗原複合体にさらに結合させ、再度検出用流路14b内を上記と同様にして洗浄する。 And recognizing the HCV Antibodies Polyclonal antibodies (secondary antibody) was introduced into the detection flow path 14b, the secondary antibody the antibody - is further coupled to antigen complex, as described above the detection flow path 14b again in to be cleaned. このとき、二次抗体に蛍光標識またはアルカリホスファターゼなどの酵素を結合させておくことにより、HCV抗原の高感度な検出が実現する。 This time, by binding the enzyme, such as a fluorescent label or alkaline phosphatase second antibody, to achieve highly sensitive detection of HCV antigens. 蛍光標識を二次抗体に結合させた場合は、ブラックライトなどで検出用流路14b内を照射することにより、HCV抗体の存在を確認することができる。 If a fluorescent label is bound to the second antibody, by irradiating a detection flow path 14b such as a black light, it is possible to confirm the presence of HCV antibodies. 一方、アルカリホスファターゼを二次抗体に結合させた場合、p−ニトロフェニルフォスフェートなどの発色基質を検出用流路14bへ導入すると、アルカリホスファターゼによる酵素反応が生じ、発色するため、これによりHCV抗体を検出することができる。 On the other hand, when attached to a secondary antibody alkaline phosphatase, the introduction of chromogenic substrate such as p- nitrophenyl phosphate to the detection flow path 14b, resulting enzymatic reaction by alkaline phosphatase, to color development, thereby HCV antibodies it is possible to detect the.
【0101】 [0101]
上記では、試料中に含まれる抗体の検出について、HCV抗体の例を用いて述べたが、試料中の特定の蛋白、たとえばHCVの構造蛋白であるコア蛋白を検出することを目的として、次のような手法を採用することもできる。 In the above, for the detection of antibody contained in the sample have been described using the example of HCV antibodies, specific proteins in a sample, for the purpose of detecting the core protein is a structural protein, for example HCV, the following it is also possible to employ techniques such as. HCVの構造蛋白であるコア蛋白のN末端の領域を認識するモノクローナル抗体(一次抗体)を検出用流路14bの底面に結合させておく。 Allowed to bind to the bottom surface of the detection flow path 14b that recognizes the region of the N-terminus of the core protein is a structural protein of HCV monoclonal antibody (primary antibody). 液溜め22aから試料を導入し、毛細管現象により検出用流路14bへ移動させる。 Samples were introduced from the liquid reservoir 22a, it is moved into the detection flow path 14b by capillary action. 当該試料に上記コア蛋白が含まれているときは、一次抗体とコア蛋白とが抗体−抗原複合体を形成する。 When the core protein has been included in the sample, the primary antibody and the core protein antibody - to form an antigen complex. 次いで、上記と同様にして検出用流路14b内を洗浄する。 Then washed in the detection flow path 14b in the same manner as described above. そして上記コア蛋白のN末端以外の領域を認識するモノクローナル抗体(二次抗体)を検出用流路14bへ導入し、二次抗体を上記抗体−抗原複合体にさらに結合させ、再度検出用流路14b内を上記と同様にして洗浄する。 And a region other than the N-terminus of the core protein by introducing into recognizing monoclonal antibody (secondary antibody) detection flow path 14b, and the secondary antibody the antibody - is further coupled to antigen complex, a detection flow channel again within 14b washed in the same manner as described above. このとき、二次抗体に蛍光標識またはアルカリホスファターゼなどの酵素を結合させておくことにより、上記HCV抗体の場合と同様の手法でHCV抗原についても高感度な検出が可能である。 This time, by binding the enzyme, such as a fluorescent label or alkaline phosphatase secondary antibody, it is possible to highly sensitive detection even for HCV antigens in the same manner as in the case of the HCV antibody.
【0102】 [0102]
さらに、CEA、PSAなどの腫瘍マーカーに関しても、上記で説明した固層免疫定量法やELISA法、あるいはラテックスビーズを用いる方法により検出・定量することが可能である。 Additionally, CEA, also for tumor markers such as PSA, can be detected and quantified by a method using solid phase immunoassay and ELISA method described above, or a latex bead. さらには、尿中のhCG(絨毛性性腺刺激ホルモン)に上記の方法を適用することにより、妊娠の成立を判定することができる分析チップを得ることができる。 Furthermore, by applying the above method to hCG in urine (chorionic gonadotropin), it can be obtained analysis chip capable of determining the establishment of pregnancy. また、異常プリオン(PrP Sc )に対する抗体、βアミロイドまたはp97タンパク質に対する抗体に上記の方法を適用することにより、それぞれ狂牛病、アルツハイマー症の迅速な診断に資する分析チップが実現する。 Furthermore, antibodies to the abnormal prion (PrP Sc), by applying the above method to an antibody against β-amyloid or p97 protein, respectively mad, analysis chip is realized which contributes to the rapid diagnosis of Alzheimer's disease.
【0103】 [0103]
次に、図17から図19を参照して、マイクロチップ10の分離用流路14aの構造の例を説明する。 Next, with reference to FIGS. 17-19, an example of the structure of the separation channel 14a of the microchip 10. 図17は、図1の分離用流路14aの構造を詳細に示したものである。 Figure 17 is a diagram showing the structure of the separation channel 14a in FIG. 1 in detail. 図17中、基板12に幅W、深さDの溝部が形成され、この中に、直径φ、高さdの円柱形状のピラー225が等間隔で規則正しく形成されている。 In Figure 17, the width W to the substrate 12, the groove depth D is formed in the diameter phi, cylindrical pillars 225 are regularly formed at regular intervals in the height d. ピラー225間の間隙を試料が透過する。 The gap between the pillars 225 samples is transmitted. 隣接ピラー225間の平均間隔はpである。 Average distance between adjacent pillars 225 is p. 各寸法は、たとえば図17に示された範囲とすることができる。 Each dimension may be in the range, for example, shown in Figure 17.
【0104】 [0104]
上記のように多数のピラー225が密集して形成された構造を試料分離手段として用いる場合、主として2つの分離方式が考えられる。 When using a large number of pillar 225 as described above is formed densely structured as a sample separating means, considered mainly two separate schemes. 一つは、図18に示す分離方式である。 One is the separation method shown in FIG. 18. この方式では、分子サイズが大きい程、ピラー225が障害となり、図中の分離領域の通過時間が長くなる。 In this method, as the molecular size is large, the pillars 225 becomes an obstacle, the transit time of the separation region in the figure is longer. 分子サイズの小さいものは、ピラー225間の間隙を比較的スムーズに通過し、分子サイズが大きいものに比べて短時間で分離領域を通過する。 Those molecular size small, passes through the gap between pillars 225 relatively smoothly in a short time to pass through the separation region in comparison with a large molecular size.
【0105】 [0105]
もう一つは、図19に示す分離方式である。 Another is the separation method shown in FIG. 19. 図19中、試料分離領域には、複数の柱状体配設部(ピラーパッチ221)が離間して形成されている。 In Figure 19, the sample separation region, a plurality of columnar provided portion (pillar patches 221) are formed separately. 各柱状体配設部には、それぞれ、同一サイズのピラー225が等間隔に配置されている。 Each columnar body arrangement portion, respectively, the pillar 225 of the same size are arranged at equal intervals. この試料分離領域では、大きな分子が小さな分子よりも先に通過していく。 This sample separation area, large molecules will pass before the smaller molecules. 分子サイズが小さいほど、分離領域中でトラップされて長い経路を通ることになる一方、大きいサイズの物質は、隣接ピラーパッチ221間のパスを円滑に通過するからである。 As the molecular size is smaller, whereas that will pass through the longer path are trapped in the separation area, material larger size is because smoothly pass through the path between the adjacent pillars patch 221. この結果、小さいサイズの物質は、大きいサイズの物質よりも後から排出される形で分離がなされる。 As a result, materials small size, is separated in the form that is discharged is made later than the material of larger size.
【0106】 [0106]
なお、図19の例では、各柱状体配設部に同じサイズ、間隔のピラー225を形成しているが、それぞれの柱状体配設部で、異なるそれぞれサイズ、間隔のピラー225を形成してもよい。 In the example of FIG. 19, the same size in each columnar body arrangement portion, but forms a pillar 225 intervals, each of the columnar body arrangement portions, each different size, to form a pillar 225 of interval it may be. また、図19においては、ピラー225が密集してなるピラーパッチ221は、上面からみて円形の領域として形成されているが、円形に限らず他の形状であってもよい。 Further, in FIG. 19, the pillar patch 221 pillar 225 is densely has been formed as a circular area as viewed from top, may have other shapes not limited to a circle.
【0107】 [0107]
図19に示した分離方式を実現する試料分離領域の構造について、図20を参照して説明する。 The structure of the sample separation area to achieve a separation system shown in FIG. 19 will be described with reference to FIG. 20. 図20に示したように、この試料分離領域は、流路の壁229によって囲まれた空間内にピラーパッチ221が等間隔で配置された構造となっている。 As shown in FIG. 20, the sample separation region, the pillar patch 221 in an enclosed space by the wall 229 of the channel is in the deployed configuration at regular intervals. ピラーパッチ221は、それぞれ多数のピラー225により構成されている。 Pillar patch 221 is constituted by a respective plurality of pillars 225. ここでは、ピラーパッチ221の幅Rは、10μm以下とする。 Here, the width R of the pillar patch 221 and 10μm or less. 一方ピラーパッチ221間の間隔Qは20μm以下とする。 Meanwhile interval Q between the pillar patches 221 and 20μm or less.
【0108】 [0108]
このような分離領域を有するマイクロチップ10は、たとえば血液の分析に応用することができる。 Microchip 10 having such isolation regions may be applied for example to the analysis of blood. この場合、血球成分が大きな分子に相当し、血球以外の成分が小さな分子に相当することになる。 In this case, the blood cell component corresponds to large molecules, so that the component other than blood cells is equivalent to a small molecule. そして、血中の特定物質を検出できる試薬を検出用流路14b中に含有させておくことにより、遠心分離操作等の前処理をすることなく、血液から直接当該特定物質を分析することが可能となる。 By allowed to contain a reagent capable of detecting a specific substance in the blood in the detection flow path 14b, without the pretreatment such as centrifugation, it can be analyzed directly the specific substances from the blood to become.
【0109】 [0109]
以上のような分離方式を用いる場合、図17に示したように、分離用流路14aは50nmから3μmの深さに形成される。 When using the separation method described above, as shown in FIG. 17, the separation channel 14a is formed to a depth of 3μm from 50nm. 分離用流路14aにおいて分離された試料を検出用流路14bで検出するためには、検出用流路14bも同様の深さに形成する必要がある。 To detect the sample separated in the separation channel 14a in the detection flow path 14b, it is necessary to also detect flow path 14b formed in the same depth. これにより、分離用流路14aで分離された試料を分離された状態のまま、検出用流路14bで光学的に検出することができる。 Thus, in the state separated was separated by the separation channel 14a samples, it can be detected optically by a detection flow channel 14b.
【0110】 [0110]
図6は、以上で説明したマイクロチップ10を外部の光源や検出器と接続するためのコネクタを示す図である。 Figure 6 is a diagram illustrating a connector for connecting the microchip 10 described above and the external light source or the detector. 検出器としては、たとえば吸光光度計等、受光用光ファイバ44bを介して伝達される光の特性を検出可能な種々の装置を用いることができる。 The detector can be used, for example absorption photometer, etc., the detectable various device characteristics of light transmitted through the light-receiving optical fiber 44b.
【0111】 [0111]
コネクタ40は、マイクロチップ10を収容して支持する支持体42と、それぞれ投光用光ファイバ44aおよび受光用光ファイバ44bを保持するスライド部46aおよびスライド部46bを含む。 Connector 40 includes a support 42 for supporting and housing the microchip 10, respectively including a slide portion 46a and the slide portion 46b for holding a projecting optical fiber 44a and the light receiving optical fiber 44b.
【0112】 [0112]
図6(b)に示すように、スライド部46aおよびスライド部46bは、支持体42にマイクロチップ10が収容され、それぞれ矢印の方向にスライドされたときに、マイクロチップ10の接続部21aおよび接続部21bに投光用光ファイバ44aおよび受光用光ファイバ44bがそれぞれ接続されるように、投光用光ファイバ44aおよび受光用光ファイバ44bを保持する。 As shown in FIG. 6 (b), the slide portion 46a and the slide portion 46b is microchip 10 is accommodated in the support 42, when it is slid in the direction of the arrow, respectively, of the microchip 10 connecting portion 21a and the connection projecting optical fiber 44a and the light receiving optical fiber 44b to the section 21b is to be connected, respectively, to hold the projecting optical fiber 44a and the light receiving optical fiber 44b. これにより、図6(c)に示すように、マイクロチップ10の接続部21aおよび接続部21b内に投光用光ファイバ44aおよび受光用光ファイバ44bをそれぞれ挿入した構成とすることができる。 Thus, as shown in FIG. 6 (c), it can be formed by the insert respectively the projecting optical fiber 44a and the light receiving optical fiber 44b to the connecting portion 21a and the connecting portion 21b of the microchip 10. このようにすれば、マイクロチップ10において、検出用流路14bの長軸方向に沿って光路Lを取ることができ、検出用流路14b中に存在する試料中の成分を精度よく検出することができる。 Thus, in the microchip 10, it is possible to take the light path L along the longitudinal direction of the detection flow path 14b, to accurately detect components of the sample present in the detection flow path 14b can.
【0113】 [0113]
図7は、図6に示したコネクタ40とマイクロチップ10との接続部分を示す拡大図である。 Figure 7 is an enlarged view showing a connecting portion between the connector 40 and the microchip 10 shown in FIG.
図7(a)に示すように、受光用光ファイバ44bおよび投光用光ファイバ44aは、コア材58およびその周囲を取り囲むクラッド材57により構成される。 As shown in FIG. 7 (a), the light-receiving optical fiber 44b and the projecting optical fiber 44a is composed of a cladding material 57 surrounding the core material 58 and around the. 接続部21bおよび接続部21aは、それぞれ、受光用光ファイバ44bおよび投光用光ファイバ44aを挿入可能に形成される。 Connecting portions 21b and the connecting portion 21a, respectively, is insertable form a light-receiving optical fiber 44b and the projecting optical fiber 44a. 以下、マイクロチップ10の接続部21bと、コネクタ40のスライド部46bおよび受光用光ファイバ44bとの接続部分についてのみ説明するが、マイクロチップ10の接続部21aと、コネクタ40のスライド部46aおよび投光用光ファイバ44aとの接続も同様に行われる。 Hereinafter, a connecting portion 21b of the microchip 10, but only describes the connection portion between the sliding portion 46b and the light receiving optical fiber 44b of the connector 40, the connecting portion 21a of the microchip 10, the connector 40 slide portion 46a and the projection connection between the Hikari Mitsumochi fiber 44a is also performed similarly. 図7(b)に示すように、コネクタ40のスライド部46bをマイクロチップ10の方向にスライドさせ、スライド部46bをマイクロチップ10の側面に接触させると、受光用光ファイバ44bが接続部21bに挿入され、検出用流路14bにおいて試料中を伝達する光を受光用光ファイバ44bから取り出すことができる。 As shown in FIG. 7 (b), the slide portion 46b of the connector 40 is slid in the direction of the microchip 10, is brought into contact with the slide portion 46b on the side surface of the microchip 10, the light-receiving optical fiber 44b is connected portion 21b is inserted, it is possible to extract light transmitting sample in the detection flow path 14b from the light-receiving optical fiber 44b.
【0114】 [0114]
さらに、マイクロチップ10は、図16に示すように、接続部21b(または21a)部分に被覆層68が設けられた構成とすることができる。 Moreover, the microchip 10, as shown in FIG. 16, it is possible to cover layer 68 is a structure provided in the connecting portion 21b (or 21a) moiety. 被覆層68は、図4に示した反射層26や反射層30により構成することができる。 Coating layer 68 may be configured by a reflective layer 26 and reflective layer 30 shown in FIG. また、被覆層68は緩衝材により構成することもできる。 Further, the coating layer 68 can be formed in a cushioning material. 被覆層68として緩衝材を設けると、受光用光ファイバ44b(または投光用光ファイバ44a)が接続部21b(または21a)に挿入されたときに、受光用光ファイバ44b(または投光用光ファイバ44a)を保護することができる。 The provision of the buffer material as the coating layer 68, when the light-receiving optical fiber 44b (or projecting optical fiber 44a) is inserted into the connecting portion 21b (or 21a), the light-receiving optical fiber 44b (or projecting optical it is possible to protect the fiber 44a). 緩衝材の材料としては、受光用光ファイバ44b(または投光用光ファイバ44a)を構成するクラッド材57やコア材58よりもヤング率の小さい材料を用いることができる。 The material of the cushioning material can be used a material with a low Young's modulus than the cladding material 57 and core material 58 constituting the light-receiving optical fiber 44b (or projecting optical fiber 44a). これにより、受光用光ファイバ44b(または投光用光ファイバ44a)を接続部21b(または接続部21a)に挿入したときに、受光用光ファイバ44b(または投光用光ファイバ44a)の先端の損傷を低減することができる。 Thus, upon insertion of the light-receiving optical fiber 44b (or projecting optical fiber 44a) to the connecting portion 21b (or the connection part 21a), the tip of the light-receiving optical fiber 44b (or projecting optical fiber 44a) it is possible to reduce the damage. また、被覆層68は、受光用光ファイバ44b(または投光用光ファイバ44a)のコア材58と同等程度の屈折率を有する材料により構成されるのが好ましい。 Further, the coating layer 68 is preferably composed of a material having a core material 58 and almost equal to the refractive index of the light-receiving optical fiber 44b (or projecting optical fiber 44a). これにより、検出用流路14bから取り出された光を受光用光ファイバ44b(または投光用光ファイバ44a)に効率よく伝達することができる。 This makes it possible to efficiently transmit the light extracted from the detection flow path 14b to the light-receiving optical fiber 44b (or projecting optical fiber 44a).
【0115】 [0115]
図8は、図6に示したコネクタ40とマイクロチップ10との接続部分の他の例を示す拡大図である。 Figure 8 is an enlarged view showing another example of the connection portion between the connector 40 and the microchip 10 shown in FIG. 図8(a)に示すように、マイクロチップ10およびコネクタ40は、位置あわせ部51、位置あわせ部52、位置あわせ部53、および位置あわせ部54を含む構成とすることができる。 As shown in FIG. 8 (a), the microchip 10 and connector 40 may be configured to include an alignment unit 51, alignment unit 52, the registration unit 53, and the alignment unit 54. ここで、位置あわせ部51および位置あわせ部52は、凹形状に、位置あわせ部53および位置あわせ部54は、凸形状に形成されているが、これらは逆であってもよい。 Here, the registration unit 51 and the positioning unit 52, the concave shape, the registration unit 53 and the positioning unit 54 is formed in a convex shape, it may be reversed. このようにすれば、図8(b)に示すように、マイクロチップ10とコネクタ40とを接続するときに、位置あわせ部51が位置あわせ部53と、位置あわせ部52が位置あわせ部54とそれぞれかみ合わされるので、マイクロチップ10をコネクタ40と確実に位置合わせして固定することができ、検出性能もよくなる。 Thus, as shown in FIG. 8 (b), when connecting the microchip 10 and the connector 40, the combined unit 53 position alignment unit 51, a positioning unit 52 is aligning unit 54 since the engaged respectively, can be fixed reliably align the microchip 10 and the connector 40, the detection performance is improved.
【0116】 [0116]
図9は、図6に示したコネクタ40とマイクロチップ10との接続部分の他の例を示す拡大図である。 Figure 9 is an enlarged view showing another example of the connection portion between the connector 40 and the microchip 10 shown in FIG. 図9(a)に示すように、マイクロチップ10は、基板12の側面方向に突出した凸状の位置あわせ部55を含むことができ、接続部21bはその位置あわせ部55に形成することができる。 As shown in FIG. 9 (a), the microchip 10, it can include a convex positioning portion 55 that projects laterally of the substrate 12, the connection portion 21b may be formed on the alignment portion 55 it can. また、コネクタ40において、スライド部46bは、マイクロチップ10の位置あわせ部55と嵌合する凹状の位置あわせ部56を含むことができる。 Further, in the connector 40, the sliding portion 46b may include a concave positioning portion 56 for mating with alignment portion 55 of the microchip 10. 受光用光ファイバ44bは、スライド部46bの位置あわせ部56内に設けられ、先端部分がスライド部46bにより囲まれて形成される。 Receiving optical fiber 44b is provided at a position alignment unit 56 of the sliding portion 46b, the tip portion formed by being surrounded by the slide part 46b. このようにすれば、コネクタ40をマイクロチップ10に接続していないときでも受光用光ファイバ44bの周囲がスライド部46bにより保護されているので、コネクタ40の取扱時や保管時の受光用光ファイバ44bの損傷を低減することができる。 Thus, since the periphery of the light-receiving optical fiber 44b, even when they are not connected to connector 40 to the microchip 10 is protected by the slide portion 46b, during handling of the connector 40 and storage time of the light-receiving optical fiber it is possible to reduce the damage of 44b. このように構成されたコネクタ40をマイクロチップ10に接続させると、図9(b)に示したように、位置あわせ部55と位置あわせ部56が嵌合するので、マイクロチップ10をコネクタ40と確実に位置合わせして固定することができ、検出性能もよくなる。 When the connected this configuration is a connector 40 to the microchip 10, as shown in FIG. 9 (b), since the alignment unit 56 and the positioning unit 55 is fitted, the microchip 10 connector 40 and reliably combined to be able to fix the position, detection performance is also improved.
【0117】 [0117]
図14および図15は、図6に示したコネクタ40とマイクロチップ10との接続部分の他の例を示す拡大図である。 14 and 15 are enlarged views showing another example of the connecting portion between the connector 40 and the microchip 10 shown in FIG. 図14に示すように、マイクロチップ10は、基板12の側面に凹状に形成された位置あわせ部62を含むことができ、接続部21bは、位置あわせ部62部分に形成される。 As shown in FIG. 14, the microchip 10 may include an alignment portion 62 which is formed in a concave shape on the side surface of the substrate 12, the connection portion 21b is formed on the positioning unit 62 portion. コネクタ40には凹部63が形成される。 Recess 63 is formed in the connector 40. また、コネクタ40は、凹部63に収容され、マイクロチップ10の位置あわせ部62と嵌合する可動部64と、可動部64をスライド部46b本体から遠ざかる方向に付勢する付勢部66とを含む。 The connector 40 is accommodated in the recess 63, the movable portion 64 to be fitted to the positioning portion 62 of the microchip 10, and a biasing portion 66 for biasing in a direction away the movable portion 64 from the slide portion 46b body including. 可動部64は、たとえば受光用光ファイバ44bを構成する材料よりもヤング率の低い材料により構成することができる。 The movable portion 64, for example can be constituted by a material having a lower Young's modulus than the material constituting the light-receiving optical fiber 44b. 付勢部66は、たとえばバネ等の弾性体により構成される。 Biasing portion 66 is formed of, for example, an elastic body such as spring. コネクタ40がマイクロチップ10に接続されていないとき、可動部64はスライド部46b本体から遠ざかる方向に付勢され、受光用光ファイバ44bの先端部分は可動部64に覆われている。 When the connector 40 is not connected to the microchip 10, the movable portion 64 is urged in a direction away from the slide portion 46b body, the tip portion of the light-receiving optical fiber 44b is covered by the movable portion 64.
【0118】 [0118]
次に、図15(a)に示すように、コネクタ40をマイクロチップ10に接続すると、コネクタ40の可動部64がマイクロチップ10の位置あわせ部62に嵌合する。 Next, as shown in FIG. 15 (a), when connecting the connector 40 to the microchip 10, the movable portion 64 of the connector 40 is fitted to the positioning portion 62 of the microchip 10. 続いて、コネクタ40をマイクロチップ10の方向にさらに押圧すると、図15(b)に示すように、可動部64は付勢部66の付勢力にさからってスライド部46bの方向に移動し、受光用光ファイバ44bの先端が可動部64から突出し、接続部21bに挿入される。 Subsequently, when the connector 40 is pressed further in the direction of the microchip 10, as shown in FIG. 15 (b), the movable portion 64 moves against the urging force of the urging portion 66 toward the sliding portion 46b , the tip of the light-receiving optical fiber 44b is inserted from the movable portion 64 protrudes, the connecting portion 21b. これにより、検出用流路14bにおいて、試料中を伝達する光を受光用光ファイバ44bから取り出すことができる。 Thus, in the detection flow path 14b, it is possible to extract light transmitting through the sample from the light-receiving optical fiber 44b.
【0119】 [0119]
図14および図15に示したような構成にすれば、コネクタ40をマイクロチップ10に接続していないときでも、受光用光ファイバ44bの周囲が可動部64により保護されているので、コネクタ40の取扱時や保管時の受光用光ファイバ44bの損傷を低減することができる。 If the structure shown in FIGS. 14 and 15, even when not connected to connector 40 to the microchip 10, the periphery of the light-receiving optical fiber 44b is protected by the movable portion 64, the connector 40 it is possible to reduce the damage to the light-receiving optical fiber 44b during handling or storage. また、コネクタ40をマイクロチップ10に接続する際に、まずコネクタ40の可動部64がマイクロチップ10の位置あわせ部62に嵌合して確実に位置あわせが行われた後に、受光用光ファイバ44bを接続部21bに挿入することができるので、コネクタ40のマイクロチップ10への接続時における受光用光ファイバ44bの損傷を低減することもできる。 Further, when connecting the connector 40 to the microchip 10, after the movable portion 64 of the first connector 40 is reliably aligned fitted in the positioning portion 62 of the microchip 10 is performed, the light-receiving optical fiber 44b it is possible to insert into the connection portion 21b, it is also possible to reduce the damage of the light-receiving optical fiber 44b at the time of connection to the microchip 10 of the connector 40. さらに、位置あわせ部62と可動部64とが嵌合するので、マイクロチップ10をコネクタ40と確実に位置合わせして固定することができ、検出性能もよくなる。 Further, since the combined section 62 and the movable portion 64 positions is fitted, can be fixed reliably align the microchip 10 and the connector 40, the detection performance is improved.
【0120】 [0120]
図10は、図1に示した基板12上に、カバー部材20を配置したマイクロチップ10の構成を示す上面図である。 10, on the substrate 12 shown in FIG. 1 is a top view showing the configuration of a microchip 10 which is disposed the cover member 20. 図10(a)に示すように、カバー部材20は、接続部21a上部および接続部21b上部にそれぞれ切欠部60aおよび切欠部60bが形成された構造とすることができる。 As shown in FIG. 10 (a), the cover member 20 can be respectively cut-out portion 60a and the notch 60b to the connecting portion 21a upper and the connection portion 21b upper are formed structure. このとき、コネクタ40は、マイクロチップ10のカバー部材20に形成された切欠部60aまたは切欠部60bに嵌合する形状に形成される。 At this time, connector 40 is formed into a shape to be fitted into the notch 60a or notch 60b formed in the cover member 20 of the microchip 10. 図10(b)は、図10(a)に示したコネクタ40がマイクロチップ10に嵌合された状態を示す図である。 10 (b) is a diagram showing a state where the connector 40 shown in FIG. 10 (a) is fitted into the microchip 10.
【0121】 [0121]
図11は、図10(b)におけるC−C'断面図である。 Figure 11 is a C-C 'cross sectional view in FIG. 10 (b). 図11(a)は、コネクタ40がマイクロチップ10に嵌合される前の状態を示す。 11 (a) shows a state before the connector 40 is mated to the microchip 10. ここで、コネクタ40は、クラッド材57およびコア材58により構成される。 Here, the connector 40 is composed of a clad material 57 and core material 58. 図11(b)は、コネクタ40をマイクロチップ10のカバー部材20の切欠部60b(図10参照)に嵌合させた状態を示す。 Figure 11 (b) shows a notch 60b state where fitted (see FIG. 10) of the cover member 20 of the microchip 10 of the connector 40. このように形成すれば、コネクタ40をカバー部材20の切欠部60bに嵌合させたときに、コネクタ40のコア材58が検出用流路14bと接続されるとともに、コア材58と検出用流路14bとの接続部分がコネクタ40のクラッド材57および基板12で覆われる。 Thus formed, when fitted to the connector 40 in the notch 60b of the cover member 20, with the core material 58 of the connector 40 is connected to the detection flow path 14b, flow detection and the core material 58 connecting portion between the road 14b is covered with the cladding material 57 and the substrate 12 of the connector 40. これにより、検出用流路14bを通過してきた光を損失なくコア材58に伝達することができる。 Thus, it is possible to transmit the light that has passed through the detection flow path 14b in the core material 58 without loss.
【0122】 [0122]
図12(a)および図12(b)は、それぞれ、図10に示したマイクロチップ10のA−A'断面図である。 Figures 12 (a) and. 12 (b), respectively, an A-A 'sectional view of the microchip 10 shown in FIG. 10. 図12(c)および図12(d)は、それぞれ、図10に示したコネクタ40のB−B'断面図である。 Figure 12 (c) and FIG. 12 (d) respectively, is a B-B 'sectional view of the connector 40 shown in FIG. 10. この図に示すように、コネクタ40は、コア材58と、コア材58を取り囲むクラッド材57とを含む。 As shown in this figure, connector 40 includes a core material 58, a cladding material 57 surrounding the core material 58. コネクタ40は、コア材58を接続部21bに接続したときに、接続部21bおよびコア材58が基板12およびクラッド材57により覆われるように形成される。 Connector 40, when connected to the core material 58 to the connecting portion 21b, connecting portions 21b and core material 58 is formed so as to be covered by the substrate 12 and the cladding material 57.
【0123】 [0123]
図23は、図6に示したマイクロチップ10およびコネクタ40の他の例を示す図である。 Figure 23 is a diagram showing another example of the microchip 10 and connector 40 shown in FIG. 図23(a)に示すように、マイクロチップ10の側壁には被覆層70が形成されている。 As shown in FIG. 23 (a), the coating layer 70 is formed on the side wall of the microchip 10. 図23(b)は、図23(a)に示したマイクロチップ10の側面図である。 Figure 23 (b) is a side view of the microchip 10 shown in FIG. 23 (a). 被覆層70は、金、銀、アルミニウム、チタン等の金属、黒色エナメル、または黒色エポキシ樹脂等の遮光材料により構成することができる。 Coating layer 70 may be composed of gold, silver, aluminum, titanium, or other metal, by the light-shielding material such as a black enamel or black epoxy resin. このようにすれば、投光用光ファイバ44aをマイクロチップ10の接続部21a内に挿入しなくても、接続部21a内に効率よく光を導入することができる。 Thus, it is possible without inserting a projecting optical fiber 44a to the connecting portion 21a of the microchip 10, introducing the light efficiently into the connecting portion 21a. また、検出用流路14bを通過した光をマイクロチップ10の接続部21bから受光用光ファイバ44bに伝達することができる。 Further, it is possible to transmit the light passing through the detection flow path 14b from the connecting portion 21b of the microchip 10 in the light-receiving optical fiber 44b. なお、受光用光ファイバ44bの先端には拡散用レンズ72を設けることもできる。 Incidentally, the tip of the light-receiving optical fiber 44b may be provided a diffusing lens 72. このように、マイクロチップ10に被覆層70を設けておくことにより、投光用光ファイバ44aとマイクロチップ10の接続部21a、および受光用光ファイバ44bとマイクロチップ10の接続部21bとの間にそれぞれ多少の位置ずれがあっても、投光用光ファイバ44aからの光を接続部21aに確実に導入することができ、また接続部21bからの光を受光用光ファイバ44bに確実に取り出すことができる。 Thus, by providing a coating layer 70 to the microchip 10, between the connecting portion 21b of the connecting portion 21a and the light receiving optical fiber 44b and the microchip 10, a projecting optical fiber 44a and the microchip 10 each even if there is some positional displacement, can be reliably introduced into the connecting portion 21a of the light from the projecting optical fiber 44a, also extract light from the connecting portion 21b securely to the light-receiving optical fiber 44b to the be able to. このようにすれば、投光用光ファイバ44aおよび受光用光ファイバ44bの先端を突起状に形成する必要がないため、投光用光ファイバ44aおよび受光用光ファイバ44の機械的強度を高めることができる。 In this way, it is not necessary to form the tip of the projecting optical fiber 44a and the light receiving optical fiber 44b to the protrusion, to increase the mechanical strength of the projecting optical fiber 44a and the light receiving optical fiber 44 can.
【0124】 [0124]
被覆層70は、たとえば以下のようにして形成することができる。 Coating layer 70 may, for example, can be formed as follows. 基板12を切り出した後に、基板12の側壁に金、銀、アルミニウム、チタン等の金属、黒色エナメル、または黒色エポキシ樹脂等を蒸着する。 After cutting out the substrate 12, depositing gold, silver, aluminum, titanium, or other metal, black enamel or black epoxy resin on the side wall of the substrate 12. その後、接続部21a、検出用流路14b、および接続部21b等の溝15を形成する。 Thereafter, a connecting portion 21a, a detection flow channel 14b and the connecting portion groove 15 such as 21b,. これにより、基板12の側壁において、接続部21aおよび接続部21b以外の領域に被覆層70を形成することができる。 Thus, it is possible in the side wall of the substrate 12, forming a coating layer 70 in a region other than the connection portion 21a and the connecting portion 21b.
【0125】 [0125]
被覆層70の形成方法の他の例としては、溝15を形成した後に、たとえば酢酸ビニル、ポリビニルアルコール等の粘稠な親水性の液体を溝15内に導入して接続部21aおよび接続部21bの外部に突出させる。 As another example of the method of forming the coating layer 70, after forming the grooves 15, for example vinyl acetate, a viscous hydrophilic liquid is introduced into the groove 15 connecting portion 21a such as polyvinyl alcohol and the connecting portion 21b to project to an external. その状態で、上述した金、銀、アルミニウム、チタン等の金属、黒色エナメル、または黒色エポキシ樹脂等の疎水性の遮光材料を基板12の側壁にスプレーする。 In this state, is sprayed gold described above, silver, aluminum, titanium, or other metal, black enamel, or the hydrophobicity of the light-shielding material such as a black epoxy resin on the side walls of the substrate 12. このようにすれば、基板12の側壁において、接続部21aおよび接続部21bの開口部分には遮光材料が付着せず、それ以外の領域にのみ被覆層70を形成することができる。 In this manner, in the side wall of the substrate 12, the opening portion of the connecting portion 21a and the connecting portion 21b without adhering shielding material, can be formed only coating layer 70 in the other region. 遮光材料が硬化した後に、粘稠な親水性の液体を水等で洗い流すことにより、基板12の側壁において、接続部21aおよび接続部21b以外の領域に被覆層70を形成することができる。 After the shielding material has hardened, the viscous hydrophilic liquid by flushing with water or the like, in the side wall of the substrate 12, it is possible to form the coating layer 70 in a region other than the connection portion 21a and the connecting portion 21b.
【0126】 [0126]
なお、被覆層70は、図23(b)に示したように、基板12の側壁全面に形成してもよいが、接続部21aおよび接続部21bが形成された領域の周囲にのみ形成するようにしてもよい。 Incidentally, the coating layer 70, as shown in FIG. 23 (b), may be formed on the sidewalls over the entire surface of the substrate 12, but to form only around the connection portion 21a and the connecting portion 21b is formed regions it may be. また、ここで、投光用光ファイバ44aおよび受光用光ファイバ44bとして説明したが、図示したように、これらはコア材58およびコア材58よりも屈折率の低いクラッド材57から構成することができる。 In addition, here, has been described as projecting optical fiber 44a and the light receiving optical fiber 44b, as shown, be they consist core 58 and the cladding material 57 having a refractive index lower than that of the core material 58 it can. また、たとえば、コア材58を光伝達性のプラスチック材料から構成し、クラッド材58を遮光性のプラスチック材料により構成することもできる。 Further, for example, constitute the core material 58 from the light-transmissive plastic material, the cladding material 58 can be constituted by a light-shielding plastic material. また、図16に示したように、接続部21aおよび接続部21b部分に被覆層68を形成することもできる。 Further, as shown in FIG. 16, it is also possible to form the coating layer 68 to the connecting portion 21a and the connecting portion 21b portions.
【0127】 [0127]
図5は、図1に示したマイクロチップ10の流路14(分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14c)の他の例を示す図である。 Figure 5 is a diagram showing another example of the channel 14 of the microchip 10 (the separation channel 14a, a detection flow channel 14b and the recovery flow path 14c,) shown in FIG. 図5(a)において、流路14は、基板12に形成された溝32内部を覆う透明なフィルム33により実現される。 In FIG. 5 (a), the channel 14 is realized by a transparent film 33 which covers the internal groove 32 formed in the substrate 12. フィルム33は、たとえば軟質ポリ塩化ビニル等の光学的に透明な材料により構成することができる。 Film 33 may be constituted by an optically transparent material, for example soft polyvinyl chloride. なお、少なくとも検出用流路14bにおいて、フィルム33は、溝32の壁面と間隔を隔てるように配置される。 Incidentally, at least in the detection flow path 14b, the film 33 is arranged to separate the walls and spacing of the grooves 32. これにより、検出用流路14b中の試料が、直接またはフィルム33を介して空気に囲まれる。 Thereby, the sample in the detection flow passage 14b is surrounded by the air directly or through film 33. 空気の屈折率(1.0)は、試料の屈折率(水溶液の場合約1.33)よりも低いため、試料をコア材とし、空気をクラッド材として光を試料中に閉じこめたまま検出用流路14bに沿って伝達することができる。 Refractive index of air (1.0), detection remains lower than the refractive index of the sample (approximately 1.33 in the case of aqueous solutions), and the sample with a core material, was confined light air as the cladding material in the sample it can be transmitted along the flow path 14b. これにより、接続部21aから試料に導入された光を接続部21bから損失なく取り出すことができる。 This makes it possible to take out without loss of light introduced from the connection portion 21a to the sample from the connecting portion 21b.
【0128】 [0128]
また、図5(b)において、流路14は、基板12に形成された溝32内に導入されたチューブ35により実現される。 Further, in FIG. 5 (b), the flow channel 14 is realized by a tube 35 introduced into the groove 32 formed in the substrate 12. チューブ35も図5(a)に示したフィルム33と同様、たとえば軟質ポリ塩化ビニル等の光学的に透明な材料により構成することができる。 Tube 35 may also be constituted by an optically transparent material similar to the film 33, for example, soft polyvinyl chloride or the like as shown in Figure 5 (a). チューブ35の内径はたとえば0.1mm程度とすることができる。 The inner diameter of the tube 35 may be, for example, 0.1mm approximately. なお、少なくとも検出用流路14bにおいて、チューブ35が溝32の壁面と接する領域には、反射層34を形成することができる。 Incidentally, at least in the detection flow path 14b, the region where the tube 35 is in contact with the wall surface of the groove 32 may form a reflective layer 34. これにより、検出用流路14b中の試料はチューブ35を介して空気または反射層34で覆われる。 Thereby, the sample in the detection flow path 14b is covered with air or reflective layer 34 through the tube 35. そのため、光を試料中に閉じこめたまま検出用流路14bに沿って伝達することができる。 Therefore, the light can be transmitted along the detection flow path 14b while confined in the sample. これにより、接続部21aから試料に導入された光を接続部21bから損失なく取り出すことができる。 This makes it possible to take out without loss of light introduced from the connection portion 21a to the sample from the connecting portion 21b. また、必要に応じて、マイクロチップ10は、基板12上にカバー部材20を配置した構造とすることができる。 If necessary, the microchip 10 may be a structure in which the cover member 20 on the substrate 12. また、チューブ35は、基板12中に形成された空洞に導入することもできる。 Further, the tube 35 may also be introduced into a cavity formed in the substrate 12.
【0129】 [0129]
さらに、マイクロチップ10において、分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14cは様々な配置構造をとることができ、接続部21aおよび接続部21bも様々な位置に設けることができる。 Furthermore, in the microchip 10, the separation channel 14a, detection flow path 14b, and the recovery flow path 14c may take a variety of arrangement, the connection portions 21a and the connecting portion 21b may be provided at various locations can. 図13(a)は図1に示したマイクロチップ10における分離用流路14a、検出用流路14bおよび回収用流路14cを模式的に示した図である。 13 (a) shows a diagram separation channel 14a, the detection flow passage 14b and recovery passage 14c shown schematically in the microchip 10 shown in FIG. ここでは、分離用流路14aおよび回収用流路14cは、検出用流路14bに対して略垂直に設けられているが、分離用流路14aおよび回収用流路14cは、検出用流路14bに対して種々の角度で形成することができる。 Here, the separation channel 14a and the recovery passage 14c is provided substantially perpendicular to the detection flow path 14b, the separation channel 14a and the recovery passage 14c is a detection flow channel it can be formed at various angles with respect to 14b.
【0130】 [0130]
また、図13(b)および図13(c)に示すように、流路は一直線状に形成することもでき、投光用光ファイバ44aと接続される位置と受光用光ファイバ44bと接続される位置との間を検出用流路14bとすることができる。 Further, as shown in FIG. 13 (b) and FIG. 13 (c), the flow path can also be formed in a straight line, is connected to a position to be connected to the projecting optical fiber 44a and the light-receiving optical fiber 44b and a position may be the detection flow path 14b to that. なお、投光用光ファイバ44aと受光用光ファイバ44bを流路の同じ方向から接続する構成とすることもでき(図13(b))、異なる方向から接続する構成とすることもできる(図13(c))。 Incidentally, it can also be configured to connect the light-receiving optical fiber 44b and projecting optical fiber 44a from the same direction of the flow path (FIG. 13 (b)), may also be configured to connect from a different direction (Fig. 13 (c)). また、図13(d)および図13(e)に示した配置構造とすることもできる。 It is also possible to place the structure shown in FIG. 13 (d) and FIG. 13 (e). 本実施の形態においては、検出用流路14b内に光を閉じこめて伝達することができるので、検出用流路14bの任意のある位置から光を導入して、他の位置から検出用流路14bを通過した光を取り出すことにより、流路中の試料の成分を検出することができる。 In the present embodiment, it is possible to transmit confine the light to the detection flow path 14b, by introducing light from any given position of the detection flow path 14b, a detection flow channel from another location by taking out the light passing through the 14b, it is possible to detect the components of the sample in the channel.
【0131】 [0131]
さらに、図1では、マイクロチップ10には、光源からの光を基板12の側方から導入し、検出用流路14bを通過した光を基板12の側方から取り出すとして説明したが、図24に示すように、基板12の上方から光を導入し、検出用流路14bを通過した光を基板12の上方から取り出す構成とすることもできる。 Further, in FIG. 1, the microchip 10, the light from the light source is introduced from the side of the substrate 12 has been described light passing through the detection flow path 14b as taken from the side of the substrate 12, FIG. 24 as shown in, introducing light from above the substrate 12, the light passing through the detection flow path 14b can be configured to take out from above the substrate 12. この場合、接続部21aおよび接続部21bの端部は斜面状に形成し、斜面に鏡面処理を施すことができる。 In this case, the end portion of the connecting portion 21a and the connecting portion 21b is formed on the inclined surfaces may be subjected to mirror surface processing slope. このようにして形成した斜面上方に投光用光ファイバ44aおよび受光用光ファイバ44bをそれぞれ光コネクタ48aおよび光コネクタ48bを介して接続する。 Thus each connected via an optical connector 48a and an optical connector 48b a projecting optical fiber 44a and the light receiving optical fiber 44b and the slope upwardly formed by the. これにより、マイクロチップ10の基板12の上方から光を導入するとともに検出用流路14bを通過した光を基板12の上方から取り出すことができる。 This makes it possible to extract light that has passed through the detection flow path 14b with introducing light from above the substrate 12 of the microchip 10 from above the substrate 12. なお、この場合も、図23に示した例と同様に、基板12の上面に遮光材料から構成された被覆層を設けることができる。 In this case, it is possible to similarly to the example shown in FIG. 23, provided with a coating layer composed of a light shielding material on the upper surface of the substrate 12. 基板12上面の投光用光ファイバ44aと受光用光ファイバ44bとの接続領域以外の領域に被覆層を設けることにより、光コネクタ48aおよび光コネクタ48bを用いなくても、マイクロチップ10の基板12の上方から光を導入するとともに検出用流路14bを通過した光を基板12の上方から取り出すことができる。 In a region other than the connection region between the projecting optical fiber 44a of the substrate 12 upper surface and the light-receiving optical fiber 44b by providing the coating layer, without using the optical connector 48a and an optical connector 48b, the substrate 12 of the microchip 10 the light passing through the detection flow path 14b while introducing light from above can be taken from above the substrate 12.
【0132】 [0132]
以上の実施の形態においては、検出用流路14bの長軸方向を光路として試料中の成分を光学的に検出するとして説明したが、マイクロチップ10は、図25に示したような構成とすることもできる。 In the above embodiment has been described with reference to the long axis direction of the detection flow path 14b as detecting a component in the sample as an optical path optically, microchip 10 is configured as shown in FIG. 25 it is also possible. ここでは、接続部21aおよび接続部21bは、流路14(分離用流路14a、検出用流路14b、および回収用流路14c)と交差するように形成される。 Here, the connection portion 21a and the connecting portion 21b, the flow path 14 is formed so as to cross (the separation channel 14a, detection flow path 14b, and the recovery flow path 14c) and. このように形成した接続部21aおよび接続部21b内に水を導入し、接続部21a、流路14の幅方向、および接続部21bを光路として試料中の成分を光学的に検出することもできる。 Thus introducing water into the formed connection portion 21a and the connecting portion 21b, the components in the sample can be detected optically connecting portion 21a, the width direction of the passage 14, and a connecting portion 21b as an optical path . ここでも、基板12は、金属光沢のある材料や水の屈折率よりも屈折率の低い材料により構成することができる。 Again, the substrate 12 may be formed of a material having a lower refractive index than the refractive index of the material and water with a metallic luster. また、接続部21aおよび接続部21bの表面を鏡面処理した構成とすることもできる。 The surface of the connecting portion 21a and the connecting portion 21b may be formed by the mirror-finished. このようにすれば、接続部21aおよび接続部21b内に導入された水内に光を閉じ込めることができ、水を光導波路として光を効率よく伝達することができる。 Thus, it is possible to confine light to the introduced in the water to the connecting portion 21a and the connecting portion 21b, the water can transmit light efficiently as an optical waveguide.
【0133】 [0133]
図25(a)に示した構成において、液溜め22aおよび液溜め22bには電極が設けられており、これを用いて流路14の両端に電圧を印加することができる。 In the configuration shown in FIG. 25 (a), the liquid reservoir 22a and the liquid reservoir 22b and electrodes are provided, the voltage can be applied to both ends of the flow channel 14 by using this. ここで、流路14、接続部21aおよび接続部21bに水を充填した状態で、液溜め22aに試料を注入する。 Here, the channel 14, in a state filled with water to the connecting portion 21a and the connecting portion 21b, the sample is injected into the liquid reservoir 22a. 次いで、液溜め22bの方向へ試料が流れるように電圧を印加する。 Then, a voltage is applied such that the sample flows in the direction of the liquid reservoir 22b. これにより、試料は液溜め22aから液溜め22bの方向に流れる。 Thus, the sample flows in the direction of the liquid reservoir 22b from the liquid reservoir 22a. 流路14において、上述した分離構造を利用して試料中の成分を分離することができる。 In flow path 14, it is possible to separate the components in the sample by utilizing the above-described separation structure. これにより、試料は種々の成分に分離される。 Thus, the sample is separated into various components. このとき、接続部21aおよび接続部21bには水が充填されているため、光源からの光を接続部21a中の水を介して流路14中の試料に導入することができる。 At this time, the connecting portion 21a and the connection portion 21b can be introduced into the sample for being filled with water, the flow path 14 through the water in the optical connection portion 21a from the light source. また、流路14を通過した光を接続部21b中の水を介して外部の検出器に取り出すことができる。 Moreover, it can be taken out of the detector through the water in the connecting portion 21b of the light passing through the flow path 14. このようにして、流路14中で分離された試料中の成分を光学的に検出することができる。 In this way it is possible to detect the component of the separated sample in the flow path 14 optically.
【0134】 [0134]
さらに、たとえば図25(b)に示したように、接続部21aと流路14および接続部21bと流路14との間にそれぞれ隔壁24を設けた構成とすることもできる。 Furthermore, for example, as shown in FIG. 25 (b), it may be a structure in which a partition wall 24 each between the connecting portions 21a and the flow path 14 and the connecting portion 21b and the flow path 14. この場合も、接続部21aおよび接続部21bに水を充填した状態で、流路14中の試料中の成分を光学的に検出する。 Again, in a state filled with water to the connecting portion 21a and the connecting portion 21b, for detecting components in a sample in the channel 14 optically. さらに、図25(c)に示したように、基板12上にカバー部材20を設けることができる。 Furthermore, it is possible to provide 25 as shown (c), the cover member 20 on the substrate 12. この場合、接続部21aおよび接続部21bに水を導入するための空気孔49を設けることができる。 In this case, it is possible to provide an air hole 49 for introducing water to the connecting portion 21a and the connecting portion 21b. 空気孔49は、接続部21aおよび接続部21bに水を導入した後に、シール等で塞ぐ構成とすることもできる。 Air hole 49, after introducing the water into the connection portion 21a and the connecting portion 21b, may be configured to close a sealing or the like.
【0135】 [0135]
さらに、また、接続部21aおよび接続部21bの表面を鏡面処理した構成とした場合、接続部21aおよび接続部21b内には必ずしも水を導入する必要はなく、光源からの光を接続部21a中の空気を介して流路14中の試料に導入することができる。 Further, also, the connecting portion 21a and the case where the surface of the connecting portion 21b has a configuration that is mirror-finished, connections to 21a and the connecting portion 21b is not always necessary to introduce the water, the light from the light source connection portion 21a in it can be via the air introduced into the sample in the flow channel 14. また、流路14を通過した光を接続部21b中の空気を介して外部の検出器に取り出すことができる。 Moreover, it can be taken out of the detector through the air in the connecting portion 21b of the light passing through the flow path 14. このようにしても、流路14中で分離された試料中の成分を光学的に検出することができる。 Also in this manner, it is possible to detect the components in the separated sample in the flow path 14 optically.
【0136】 [0136]
なお、以上の実施の形態において、接続部21aおよび接続部21bを設ける形態としたが、接続部21aだけを設け、接続部21aから光を導入し、目視により検出することもできる。 Incidentally, in the above embodiment, although a configuration providing a connecting portion 21a and the connecting portion 21b, only the provided connection portions 21a, to introduce the light from the connecting portion 21a, can be detected visually.
【0137】 [0137]
また、実施の形態において、マイクロチップ10は検出用流路14bを有するとして説明したが、この流路は分離用に限られず、試料を移動させるだけのもの等、他の目的の流路を含むこともできる。 Further, in the embodiment has been described as a microchip 10 has a detection flow path 14b, the flow path is not limited to separation, including such only those moving the sample, the flow path of other objects it is also possible.
【0138】 [0138]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように本発明によれば、試料流路の長軸方向に光路をとることができるので、微細な構造の検出装置においても、流路中の試料に含まれる成分を精度よく検出することができる。 According to the present invention described above, it is possible to take a path in the longitudinal direction of the sample flow path, also in the detector of the fine structure, accurately detect components contained in the sample in the channel be able to.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の実施の形態に係るマイクロチップを示す上面図である。 1 is a top view showing a microchip according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示したマイクロチップにおける流路配置の他の例を示す図である。 2 is a diagram showing another example of the channel disposed in the microchip shown in FIG.
【図3】図1および図2に示したマイクロチップの製造方法の一例を示す工程図である。 3 is a process diagram showing an example of the microchip manufacturing method shown in FIGS.
【図4】図1に示したマイクロチップの製造方法の他の例を示す工程図である。 4 is a process diagram showing another example of the manufacturing method of the microchip shown in FIG.
【図5】図1に示したマイクロチップの流路の他の例を示す断面図である。 5 is a sectional view showing another example of the flow path of the microchip shown in FIG.
【図6】本発明の実施の形態におけるマイクロチップを外部の光源や検出器と接続するためのコネクタを示す図である。 6 is a diagram illustrating a connector for connecting a microchip with an external light source and detector in the embodiment of the present invention.
【図7】図6に示したコネクタとマイクロチップとの接続部分を示す拡大図である。 7 is an enlarged view showing a connecting portion between the connector and the micro chip shown in FIG.
【図8】図6に示したコネクタとマイクロチップとの接続部分を示す拡大図である。 8 is an enlarged view showing a connecting portion between the connector and the micro chip shown in FIG.
【図9】図6に示したコネクタとマイクロチップとの接続部分を示す拡大図である。 9 is an enlarged view showing a connecting portion between the connector and the micro chip shown in FIG.
【図10】図1に示した基板上に、カバー部材を配置したマイクロチップの構成を示す図である。 On the substrate shown in FIG. 10 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a microchip arranged cover member.
【図11】図10におけるC−C'断面図である。 11 is a C-C 'cross sectional view in FIG. 10.
【図12】図10に示したマイクロチップおよびコネクタの断面図である。 It is a cross-sectional view of the microchip and connector shown in Figure 12 Figure 10.
【図13】検出用流路への光の入光および取り出し方法を示す模式図である。 13 is a schematic diagram showing a light entry and retrieval method of the light into the detection flow passage.
【図14】本発明の実施の形態におけるマイクロチップとコネクタとの接続部分を示す拡大図である。 14 is an enlarged view showing a connecting portion between the microchip and the connector according to the embodiment of the present invention.
【図15】図14に示したマイクロチップとコネクタとを接続させた状態を示す図である。 15 is a diagram showing a state of being connected to a microchip and a connector shown in FIG. 14.
【図16】図7に示したマイクロチップの他の例を示す図である。 16 is a diagram showing another example of the microchip shown in FIG.
【図17】分離用流路の構造を詳細に示した斜視図である。 17 is a perspective view showing the structure of the separation channel in detail.
【図18】分離用流路における分離方式の一例を示す上面図である。 18 is a top view showing an example of a separation system in the separation channel.
【図19】分離用流路における分離方式の一例を示す上面図である。 19 is a top view showing an example of a separation system in the separation channel.
【図20】図19に示した試料分離領域の構造を示す図である。 20 is a diagram showing a structure of a sample separation region shown in FIG. 19.
【図21】従来の毛細管電気泳動装置を示す図である。 21 is a diagram showing a conventional capillary electrophoresis device.
【図22】図1に示したマイクロチップの検出用流路の他の例を示す図である。 22 is a diagram showing another example of the detection flow path of the microchip shown in FIG.
【図23】図6に示したマイクロチップおよびコネクタの他の例を示す図である。 23 is a diagram showing another example of the microchip and connector shown in FIG.
【図24】図1に示したマイクロチップの他の例を示す図である。 24 is a diagram showing another example of the microchip shown in FIG.
【図25】図1に示したマイクロチップの他の例を示す図である。 25 is a diagram showing another example of the microchip shown in FIG.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
10 マイクロチップ12 基板14 流路14a 分離用流路14b 検出用流路14c 回収用流路14d 検出用流路15 溝20 カバー部材21a 接続部21b 接続部22a 液溜め22b 液溜め22c 液溜め23a 接続部23b 接続部24 隔壁26 反射層28 被覆基板30 反射層32 溝33 フィルム34 反射層35 チューブ40 コネクタ42 支持体44a 投光用光ファイバ44b 受光用光ファイバ46a スライド部46b スライド部48a 光コネクタ48b 光コネクタ49 空気孔51 位置あわせ部52 位置あわせ部53 位置あわせ部54 位置あわせ部55 位置あわせ部56 位置あわせ部57 クラッド材58 コア材60a 切欠部60b 切欠部62 位置あわせ部63 凹部64 可動部66 10 microchip 12 substrate 14 passage 14a separation channel 14b for detecting passage 14c recovery passage 14d detection flow channel 15 groove 20 cover member 21a connecting portion 21b connecting portion 22a reservoir 22b reservoir 22c reservoir 23a connected part 23b connecting portion 24 partition wall 26 reflective layer 28 covering the substrate 30 reflecting layer 32 a groove 33 film 34 reflecting layer 35 tube 40 connector 42 supports 44a projecting optical fiber 44b receiving optical fiber 46a slide portion 46b sliding portion 48a optical connector 48b The optical connector 49 air holes 51 aligned portion 52 registration section 53 aligned portion 54 aligned portion 55 aligned portion 56 aligned portion 57 clad material 58 core 60a cutout portion 60b notch 62 aligned portion 63 recess 64 movable portion 66 付勢部68 被覆層70 被覆層72 拡散用レンズ221 ピラーパッチ225 ピラー229 壁 Biasing portion 68 covering layer 70 covering layer 72 diffusing lens 221 pillar patch 225 pillars 229 wall

Claims (30)

  1. 試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、水の屈折率よりも屈折率の低い材料により構成された基板と、前記基板に形成された試料流路と、前記試料流路に設けられた検出領域中の試料に光を入光する入光部と、前記試料流路の長軸方向に沿って前記試料を通過した前記光を取り出す受光部と、を含むことを特徴とする検出装置。 A detecting device for detecting a component in a sample optically, a substrate constituted by material having a lower refractive index than the refractive index of water, and the sample flow path formed in the substrate, said sample stream characterized in that it comprises a light incident portion for incident light to the sample in the detection area provided in the road, and a light receiving unit for extracting the light passing through the sample along the long axis direction of the sample flow path to the detection device.
  2. 前記基板はフッ素樹脂により構成されたことを特徴とする請求項1に記載の検出装置。 Detection device according to claim 1 wherein the substrate is characterized in that it is constituted by a fluororesin.
  3. 試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、結晶性の基板と、前記基板に形成され、前記基板の表面に対して実質的に垂直な方向に露出する結晶面からなる側壁および前記基板表面に対して実質的に平行な底面を有する試料流路と、前記試料流路に設けられた検出領域中の試料に光を入光する入光部と、前記試料流路の長軸方向に沿って前記試料を通過した前記光を取り出す受光部と、を含むことを特徴とする検出装置。 A detecting device for detecting a component in a sample optically, a crystalline substrate, are formed on the substrate made of a crystal plane is exposed in a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate a light incident portion for light entering the sample flow path having substantially parallel bottom surface, a light on the sample in the detection area provided in the sample flow path to the sidewall and the substrate surface, of the sample flow path detecting apparatus characterized by including a light receiving portion for taking out the light which has passed through the sample along the long axis direction.
  4. 前記基板は、表面における面方位が(110)のシリコン基板であって、前記試料流路の前記側壁は、前記シリコン基板の(1−11)面または(−111)面により構成されたことを特徴とする請求項3記載の検出装置。 The substrate, the surface orientation in the surface of a silicon substrate (110), the side wall of the sample flow path, that is constituted by (1-11) plane or (-111) plane of the silicon substrate detection device according to claim 3, wherein.
  5. 前記シリコン基板において、少なくとも前記試料流路の表面がSiO またはSiNで被覆されたことを特徴とする請求項4に記載の検出装置。 In the silicon substrate, detecting device according to claim 4, characterized in that at least the surface of the sample flow path is coated with SiO 2 or SiN.
  6. 前記試料流路は、前記側壁および前記底面を有する第一の流路と、前記側壁および前記底面を有し、前記第一の流路に対して所定の角度で交差して設けられた第二の流路と、を含み、前記検出領域は前記第二の流路に設けられたことを特徴とする請求項3乃至5いずれかに記載の検出装置。 The sample flow path includes a first flow path having said sidewalls and said bottom surface, said having a side wall and the bottom surface, the second provided so as to intersect at a predetermined angle with respect to the first flow path of including a flow path, wherein the detection area is detected according to any one of claims 3 to 5, characterized in that provided in the second flow path.
  7. 前記基板は、金属光沢を有することを特徴とする請求項3乃至6いずれかに記載の検出装置。 The substrate detection apparatus according to claim 3 to 6, characterized in that it has a metallic luster.
  8. 少なくとも前記検出領域において、前記試料流路の表面が鏡面処理されていることを特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載の検出装置。 At least in the detection area, the detection device according to any one of claims 1 to 6 the surface of the sample flow path, characterized in that it is mirror-finished.
  9. 試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、基板と、前記基板に形成された試料流路と、前記試料流路に設けられた検出領域中の試料に光を入光する入光部と、前記試料流路の長軸方向に沿って前記試料を通過した前記光を取り出す受光部と、を含み、少なくとも前記検出領域において、前記試料流路の表面が鏡面処理されたことを特徴とする検出装置。 A detecting device for detecting a component in a sample optically, light entering the substrate, and the sample flow path formed in the substrate, the light on the sample in the detection area provided in the sample flow path a light incident portion which includes a light receiving unit for extracting the light passing through the sample along the long axis direction of the sample flow path, at least in the detection area, the surface of the sample flow path is mirror-processed detecting apparatus characterized by.
  10. 前記基板はプラスチック材料により構成されたことを特徴とする請求項9に記載の検出装置。 The substrate detection apparatus according to claim 9, characterized in that it is constituted by a plastic material.
  11. 前記試料流路は前記試料中の成分を分離する分離領域を有し、前記検出領域は、前記分離領域と連続して形成されたことを特徴とする請求項1乃至10いずれかに記載の検出装置。 The sample flow path includes a separation area that separates the components in the sample, wherein the detection area is detected according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it is formed continuously with the separation region apparatus.
  12. 前記試料流路は、前記基板に形成された溝であることを特徴とする請求項1乃至11いずれかに記載の検出装置。 The sample flow path, the detection device according to any one of claims 1 to 11, characterized in that a groove formed in the substrate.
  13. 試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、空洞が形成された基板と、前記空洞内に設けられた光学的に透明な管により構成された試料流路と、前記試料流路に設けられた検出領域中の試料に光を入光する入光部と、前記試料流路の長軸方向に沿って前記試料を通過した前記光を取り出す受光部と、を含み、前記空洞において、少なくとも前記試料流路の前記検出領域と接する部分は鏡面処理されていることを特徴とする検出装置。 A detecting device for detecting a component in a sample is optically a substrate cavity is formed, and the sample flow path constituted by an optically transparent tube disposed in the cavity, the sample wherein the sample in the detection area provided in the flow path and the light incident portion for incident light, and a light receiving unit for extracting the light passing through the sample along the long axis direction of the sample flow path, wherein in the cavity, detecting device characterized by the portion in contact with the detection area of ​​at least the sample flow path are mirror-finished.
  14. 試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、凹部が形成された基板と、前記凹部の内部を覆う光学的に透明なフィルムにより構成された試料流路と、前記試料流路に設けられた検出領域中の試料に光を入光する入光部と、前記試料流路の長軸方向に沿って前記試料を通過した前記光を取り出す受光部と、を含み、前記試料流路は、少なくとも前記検出領域において、当該検出領域中の前記試料が直接または前記フィルムを介して空気に囲まれるように形成されていることを特徴とする検出装置。 A detecting device for detecting a component in a sample optically, and a substrate having a recess formed, the sample flow path constituted by an optically transparent film which covers the inside of the recess, said sample stream It includes a light incident portion for incident light to the sample in the detection area provided in the road, and a light receiving unit for extracting the light passing through the sample along the long axis direction of the sample flow path, the sample flow path, at least in the detection area, the detection apparatus wherein the sample in the detection region, characterized in that it is formed so as to be surrounded by the air directly or via the film.
  15. 前記試料流路に光学的に接続して前記基板に形成された接続溝をさらに含み、前記入光部または前記受光部は、前記接続溝に設けられていることを特徴とする請求項1乃至14いずれかに記載の検出装置。 Further comprise an optically connected groove formed on said substrate connected to said sample flow path, the light incident portion or said light receiving portion is 1 to claim, characterized in that provided in the connection groove 14 An assembly as claimed in any.
  16. 前記接続溝は、前記基板の側面から内方向にわたって、前記側面に対して実質的に垂直に形成されたことを特徴とする請求項15に記載の検出装置。 The connecting groove is over inwardly from the side surface of the substrate, detecting device according to claim 15, characterized in that it is substantially vertically formed to the side surface.
  17. 前記接続溝は、前記試料流路の前記検出領域と同軸に形成されたことを特徴とする請求項15または16に記載の検出装置。 The connecting groove is detecting apparatus according to claim 15 or 16, characterized in that formed in the detection region coaxial with the sample flow path.
  18. 前記接続溝は、前記試料流路に連続して形成されていることを特徴とする請求項15乃至17いずれかに記載の検出装置。 The connecting groove, detecting device according to any one of claims 15 to 17, characterized in that it is formed continuously in the sample flow path.
  19. 少なくとも前記接続溝の上面を覆う疎水性カバー部材を含むことを特徴とする請求項15乃至18いずれかに記載の検出装置。 At least the detection device according to claim 15 or 18, characterized in that it comprises a hydrophobic cover member covering the upper surface of the connecting groove.
  20. 前記試料流路の表面は、親水性処理が施されていることを特徴とする請求項1乃至19いずれかに記載の検出装置。 The surface of the sample flow path, the detection device according to any one of claims 1 to 19, characterized in that hydrophilic treatment is applied.
  21. 光導波路を保持し、当該光導波路を前記入光部または前記受光部に接続するコネクタをさらに含み、前記基板は、前記コネクタと係合して前記光導波路を前記入光部または前記受光部に位置合わせする係合部を有することを特徴とする請求項1乃至20いずれかに記載の検出装置。 Holding the optical waveguide, wherein the optical waveguide the light incident part or even a connector for connecting the light receiving portion, the substrate, the light incident portion of the optical waveguide the connector engage with or to the light receiving portion detection device according to any one of claims 1 to 20 and having an engaging portion for aligning.
  22. 前記コネクタは、前記入光部または前記受光部と接続される前記光導波路の先端を取り囲むように形成されるとともに前記基板の前記係合部と係合する保護部材を含むことを特徴とする請求項21に記載の検出装置。 Wherein said connector is characterized in that it comprises a protective member that engages the engaging portion of the substrate while being formed so as to surround the distal end of the optical waveguide to be connected to the light incident portion or said light receiving portion detection device according to claim 21.
  23. 前記基板表面を覆うカバー部材をさらに含み、前記カバー部材は、前記入光部または前記受光部が設けられた領域を露出するように形成され、前記コネクタは前記光導波路を前記入光部または前記受光部に接続したときに、前記入光部または前記受光部が設けられた前記領域を覆うように形成されたことを特徴とする請求項特徴とする請求項21または22に記載の検出装置。 Further comprising a cover member that covers the substrate surface, the cover member, the light incident portion or said light receiving portion is formed to expose the region provided, the connector is the optical waveguide the light incident part or the when connected to the light receiving section, the detection device according to claim 21 or 22 and claim features, characterized in that the light incident portion or said light receiving portion is formed so as to cover the area provided.
  24. 前記コネクタは、コア材と、前記コア材を取り囲むクラッド材とを含み、前記コア材を前記入光部または前記受光部に接続したときに、前記入光部または前記受光部が設けられた前記領域が前記クラッド材により覆われるように形成されたことを特徴とする請求項23に記載の検出装置。 The connector includes a core material and a cladding material surrounding the core material, when connected to the core material the light incident portion or said light receiving section, the light incident portion or said light receiving portion is provided above detection device according to claim 23, characterized in that region is formed so as to be covered by the cladding material.
  25. 試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、基板と、前記基板表面に溝状に形成された試料流路と、前記基板表面に溝状に形成され、前記試料流路に設けられた検出領域中の試料に光を入光する入光部と、前記基板表面に溝状に形成され、前記試料流路の長軸方向に沿って前記試料を通過した前記光を取り出す受光部と、を含むことを特徴とする検出装置。 A detecting device for detecting a component in a sample optically, a substrate, a sample flow path formed in a groove shape on the substrate surface, are formed in a groove shape on the substrate surface, the sample flow path retrieving a light incident portion for incident light, is formed in a groove shape on the substrate surface, the light that has passed through the sample along the long axis direction of the sample flow path to the sample in the detection region provided in detector which comprises a light receiving portion.
  26. 前記流路の前記検出領域、前記入光部、および前記受光部は、同軸に形成されたことを特徴とする請求項25に記載の検出装置。 The detection region of the channel, the light incident portion, and the light receiving unit, the detection device according to claim 25, characterized in that it is formed coaxially.
  27. 前記入光部および前記受光部は、光導波路を収容可能に形成されたことを特徴とする請求項25または26に記載の検出装置。 The light incident part and the light receiving unit, the detection device according to claim 25 or 26, characterized in that it is capable of accommodating an optical waveguide.
  28. 前記入光部および前記受光部は、それぞれ前記基板の一方の側面および他方の側面から当該基板の内方向に形成され、前記一方の側面または前記他方の側面において、前記入光部または前記受光部が形成された領域の周囲に遮光性材料からなる被覆層が形成されたことを特徴とする請求項25または26に記載の検出装置。 The light incident part and the light receiving portion is formed from a respective one side and the other side of the substrate in the inner direction of the substrate in a side or the other side of the one, the light incident portion or said light receiving portion There detecting apparatus according to claim 25 or 26, characterized in that the coating layer made of a light-shielding material around the formed region is formed.
  29. 試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、 A detecting device for detecting a component in a sample optically,
    基板と、 And the substrate,
    前記基板表面に溝状に形成された試料流路と、 A sample flow path formed in a groove shape on the substrate surface,
    前記基板表面に溝状に形成され、前記試料流路中の試料に光を入光する入光部と、 Is formed in a groove shape on the substrate surface, a light incident portion for incident light to the sample of the sample flow path,
    前記基板表面に溝状に形成され、前記試料を通過した前記光を取り出す受光部と、 Is formed in a groove shape on the substrate surface, and a light receiving portion for taking out the light passing through the sample,
    を含み、 It includes,
    前記入光部および前記受光部に水が導入され、当該水を介して前記試料流路の前記試料に光を入光するとともに前記光を取り出すように構成されたことを特徴とする検出装置。 Is introduced water into the light incident portion and the light receiving section, the detection device, characterized in that it is configured to retrieve the light as well as incident light to the sample in the sample flow path through the water.
  30. 試料中の成分を光学的に検出するための検出装置であって、 A detecting device for detecting a component in a sample optically,
    基板と、 And the substrate,
    前記基板表面に溝状に形成された試料流路と、 A sample flow path formed in a groove shape on the substrate surface,
    前記基板表面に溝状に形成され、前記試料流路中の試料に光を入光する入光部と、 Is formed in a groove shape on the substrate surface, a light incident portion for incident light to the sample of the sample flow path,
    前記基板表面に溝状に形成され、前記試料を通過した前記光を取り出す受光部と、 Is formed in a groove shape on the substrate surface, and a light receiving portion for taking out the light passing through the sample,
    を含み、 It includes,
    前記入光部および前記受光部の表面が鏡面処理されたことを特徴とする検出装置。 Light incident portion and the surface of the light receiving portion detecting device, characterized in that it is mirror-finished.
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