JP2004150891A

JP2004150891A - 化学マイクロデバイス

Info

Publication number: JP2004150891A
Application number: JP2002314805A
Authority: JP
Inventors: Takashi Inaga; 隆史伊永; Fumio Tsujikawa; 文雄辻川; Akira Shimoma; 昌下間; Masaya Kurokawa; 正也黒川; Toru Minami; 徹南; Masato Oiko; 真人老子
Original assignee: Starlite Co Ltd
Current assignee: Starlite Co Ltd
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】基材に試験液を通す流路が設けられると共に、この流路に試験液を供給する供給口が設けられた化学マイクロデバイスにおいて、供給口から試験液を流路に簡単に供給できるようにする。
【解決手段】基材１０に試験液を通す流路１１が設けられると共に、この流路に試験液を供給する供給パイプ１を挿入させる供給口１２が設けられた化学マイクロデバイスにおいて、上記の供給パイプを取り付ける取付部１３を上記の供給口の周囲から突出するようにして上記の基材に一体的に設けた。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、微小な反応器内において微少な量で分析や反応等を行うのに用いるマイクロチップ，マイクロリアクター等の化学マイクロデバイスに係り、特に、基材に試験液を通す流路が設けられると共に、この流路に試験液を供給する供給口が設けられた化学マイクロデバイスにおいて、上記の供給口から試験液を流路に簡単に供給できるようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、反応効率を高めると共に迅速かつ高感度な分析等を行えるようにし、また多数の反応や分析等を効率よく行うために、マイクロチップ，マイクロリアクター等の化学マイクロデバイスを用い、微少な量で分析や反応等を行うことが試みられている。
【０００３】
ここで、このような化学マイクロデバイスの１つとして、例えば、図１及び図２に示すように、上基板１０ａと下基板１０ｂとで構成される基材１０において、下基板１０ｂに試験液を通す流路１１を複数設けると共に、上基板１０ａにそれぞれの流路１１に試験液を供給するための供給口１２を複数設け、この上基板１０ａと下基板１０ｂとを接着させるようにしたものが用いられている。
【０００４】
そして、このような化学マイクロデバイスにおいて、上記の各流路１１に試験液を供給するにあたっては、一般に、図２に示すように、試験液を供給する供給パイプ１を上記の供給口１２に差し込み、この供給パイプ１から流路１１に試験液を供給するようにしていた。
【０００５】
しかし、このように供給パイプ１を供給口１２に差し込んで流路１１に試験液を供給するようにしても、上記の上基板１０ａの厚みが薄いため、供給パイプ１を十分に保持させることができず、また供給パイプ１と供給口１２との間から試験液が漏れ出す等の問題があった。
【０００６】
このため、近年においては、供給パイプ１を供給口１２に挿入させて保持させるための保持具（図示せず）を別個に用いるようにしていたが、供給パイプ１を供給口１２に挿入させて保持具により保持させる作業が非常に面倒であったり、供給パイプ１を供給口１２に十分に保持させることができなかったりするという問題があり、またこの保持具の構造が複雑で大きくなり、数多くの供給口１２にそれぞれ供給パイプ１を挿入させて保持具により保持させることが困難であったり、コストが高く付く等の問題もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、基材に試験液を通す流路が設けられると共に、この流路に試験液を供給する供給口が設けられた化学マイクロデバイスにおける上記のような問題を解決することを課題とするものであり、供給口から試験液を流路に簡単に供給できる化学マイクロデバイスを提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明における第１の化学マイクロデバイスにおいては、上記のような課題を解決するため、基材に試験液を通す流路が設けられると共に、この流路に試験液を供給する供給パイプを挿入させる供給口が設けられた化学マイクロデバイスにおいて、上記の供給パイプを取り付ける取付部を上記の供給口の周囲から突出するようにして上記の基材に一体的に設けるようにしたのである。
【０００９】
そして、この第１の化学マイクロデバイスにおいては、上記のように供給口の周囲から突出するようにして基材に一体的に設けられた取付部に、供給パイプを取り付けるようにする。
【００１０】
このようにすると、供給パイプが取付部を介して供給口に簡単に取り付けられるようになり、供給パイプを通して供給口から試験液を流路に簡単に供給できるようになる。
【００１１】
また、上記のように基材に一体的に設けられた取付部に供給パイプを取り付けるにあたっては、上記の取付部の外周に係止部を設け、上記の供給パイプと取付部との間をシールさせるリング状のシール材を収容させた補助取付具を取付部の外周に配して、この補助取付具を上記の係止部に係止させて、この補助取付具により供給パイプを取付部に保持させるようにすることができる。
【００１２】
このようにすると、供給パイプが補助取付具を介して取付部に確実に取り付けられるようになると共に、上記のシール材によって試験液が漏れ出すのも防止されるようになる。なお、このシール材については特に限定されず、使用する試験液や測定環境に応じて適宜選択して使用することができ、例えば、ウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴム等を使用することができる。
【００１３】
ここで、上記のように供給口の周囲から突出するようにして取付部を基材に一体的に設けるにあたっては、上記の基材に熱可塑性樹脂を使用して、インサート成形やアウトサート成形等によって取付部を一体的に設けることができる。
【００１４】
また、上記の取付部の材質は、取付部が大きくならないように、その厚みを薄くしても十分な強度が得られるものであれば、特に限定されるものではない。なお、取付部を金属材料で構成する場合には、錆にくく、耐薬品性に優れたステンレス等で構成されたものを用いることが好ましい。
【００１５】
また、上記のように取付部を金属材料で構成する場合、この取付部の少なくとも一部が、流路に供給された試験液と接触するようにすると、この取付部を電気泳動等を行うための電極として用いることができる。なお、このように取付部を電極として用いる場合、この取付部における電気伝導性を高めるように、この取付部を金や白金等でコートさせることができる。
【００１６】
また、この発明における第２の化学マイクロデバイスにおいては、上記のような課題を解決するため、基材に試験液を通す流路が設けられると共に、この流路に試験液を供給する供給口が設けられた化学マイクロデバイスにおいて、上記の供給口の周囲から突出するようにして環状の取付部を上記の基材に一体的に設けると共に、この環状の取付部の開口部を閉塞するように弾性材料で構成された閉塞部材を取り付けるようにしたのである。
【００１７】
そして、この第２の化学マイクロデバイスにおいては、上記のように環状の取付部の開口部を閉塞するように設けた上記の弾性材料からなる閉塞部材を通して注入針を供給口に差し込み、この注入針を通して試験液を供給口から流路に供給させるようにする
【００１８】
このようにすると、注入針を通して試験液を供給口から流路に簡単に供給できるようになると共に、試験液が供給口から外部に漏れるのが上記の閉塞部材によって確実に防止されるようになる。
【００１９】
ここで、上記の閉塞部材に用いる弾性材料としては、密閉性が高くて耐薬品性に優れたものを用いることが好ましく、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム等を用いることができる。
【００２０】
【実施例】
以下、この発明の実施例に係る化学マイクロデバイスを添付図面に基づいて具体的に説明する。但し、この発明に係る化学マイクロデバイスは、特に、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００２１】
（実施例１）
実施例１の化学マイクロデバイスにおいては、基材１０の材料にポリメチルメタクリレート等の透明な熱可塑性樹脂を用い、射出成形によって図３に示すような上基板１０ａと下基板１０ｂとを製造した。
【００２２】
そして、上記の下基板１０ｂには試験液を通す流路１１を設ける一方、上基板１０ａには供給パイプ１を取り付けるための取付部１３を供給口１２の周囲から突出するように設けた。
【００２３】
ここで、上記のように上基板１０ａに取付部１３を設けるにあたっては、この取付部１３の基部１３ａが上基板１０ａの底面側に位置すると共に、筒状になった突出部１３ｂが供給口１２の周囲から突出するようにして、取付部１３を上基板１０ａに一体に取り付けるようにした。
【００２４】
また、この実施例においては、上記の取付部１３として、金属材料で形成されたものを用いると共に、この取付部１３において、供給口１２の周囲から突出する上記の突出部１３ｂの外周の適当な位置に、補助取付具２０を係止させるための凹所からなる係止部１３ｃを設けるようにした。
【００２５】
そして、上記の取付部１３が設けられた上基板１０ａにおける供給口１２が、下基板１０ｂに設けられた流路１１の端部に位置するようにして、上基板１０ａと下基板１０ｂとを重ね合わせ、熱融着、接着剤による接着、超音波融着等により、上基板１０ａと下基板１０ｂとを接着させて、この実施例の化学マイクロデバイスを製造した。
【００２６】
そして、この実施例の化学マイクロデバイスにおいて、上記の流路１１に供給パイプ１を通して試験液を供給するにあたっては、図４に示すように、供給パイプ１の先端部に、リング状のシール材２１が収容された補助取付具２０を装着させ、この補助取付具２０が上記の取付部１３の外周を囲むようにして、上記の供給パイプ１を取付部１３を通して供給口１２に差し込むようにする。
【００２７】
次いで、上記のように取付部１３の外周を囲むようにして設けられた補助取付具２０を取付部１３に沿って押し込み、この補助取付具２０の下端において内周側に突出するように設けられた係止爪２２を、上記の取付部１３の外周に設けられた係止部１３ｃに係止させて、この補助取付具２０を取付部１３の外周に取り付けると共に、この補助取付具２０の内部に設けたリング状のシール材２１によって、供給パイプ１と取付部１３と補助取付具２０との間をシールさせるようにする。
【００２８】
そして、この状態で上記の供給パイプ１を通して試験液を流路１１に供給させるようにする。
【００２９】
このようにすると、供給パイプ１が上記の補助取付具２０によって取付部１３に簡単かつ確実に取り付けられるようになると共に、補助取付具２０に設けた上記シール材２１により、供給パイプ１と取付部１３と補助取付具２０との間が確実にシールされて、試験液が漏れ出すのも防止されるようになる。
【００３０】
また、この実施例の化学マイクロデバイスにおいては、上記のように供給パイプ１を通して試験液を流路１１に供給させた場合、上記の金属材料で構成された取付部１３の底部が試験液と接触するようになるため、この取付部１３を電気泳動等を行うための電極として利用できるようになる。なお、このように取付部１３を電極として用いる場合、この取付部１３における電気伝導性を高めるため、この取付部１３を金や白金や銅等でコートさせることができ、特に、金や白金でコートさせると、この取付部１３と試験液とが化学反応するという危険性もなくなる。また、上記のように取付部１３を金や白金や銅等でコートさせる方法は特に限定されず、例えば、スパッタリングや蒸着等の方法を用いてコートさせることができる。
【００３１】
（実施例２）
実施例２の化学マイクロデバイスにおいては、上基板１０ａに供給パイプ１を取り付けるための取付部１３を供給口１２の周囲から突出するように設けるにあたり、図５及び図６に示すように、取付部１３の鍔部１３ｄが上基板１０ａの上面に位置すると共に筒状になった下部１３ｅが供給口１２の周囲に位置するようにし、筒状になった突出部１３ｂが供給口１２の周囲から突出するようにして、取付部１３を上基板１０ａに一体に取り付けるようにした。
【００３２】
このようにして取付部１３を上基板１０ａに一体に取り付けると、上記の実施例１のものと異なり、金属材料で構成された取付部１３の底部が試験液と接触しなくなるため、この取付部１３における耐薬品性等を考慮する必要がなくなり、また試験液が取付部１３と接触して反応したりするのも抑制され、試験液が取付部１３と接触し汚染されるのも抑制されるようになる。
【００３３】
そして、上記のようにして取付部１３を上基板１０ａに一体に取り付ける以外は、上記の実施例１における化学マイクロデバイスの場合と同様にした。
【００３４】
なお、上記の実施例１，２における化学マイクロデバイスにおいては、補助取付具２０を取付部１３の外周に取り付けるにあたり、補助取付具２０の下端において内周側に突出するように設けた係止爪２２を、取付部１３の外周に設けた凹所からなる係止部１３ｃに係止させるようにしたが、補助取付具２０を取付部１３の外周に取り付ける方法は上記のような方法に限定されず、例えば、取付部１３の外周と補助取付具２０の内周とに、それぞれねじ溝（図示せず）を設け、取付部１３の外周に補助取付具２０をねじ込むようにして取り付けることも可能である。
【００３５】
（実施例３）
実施例３の化学マイクロデバイスにおいても、基材１０の材料に、使用目的に対応させて、ポリメチルメタクリレート等の透明な熱可塑性樹脂を用い、図７に示すように、上基板１０ａと下基板１０ｂとを射出成形によって成形し、下基板１０ｂに試験液を通す流路１１を設ける一方、上基板１０ａに供給口１２を設けるようにした。
【００３６】
そして、この実施例においては、上記の上基板１０ａにおける供給口１２の周囲から突出するようにして環状の取付部１４を一体的に設けると共に、この環状の取付部１４の開口部１４ａを閉塞するように、シリコーンゴムやウレタンゴム等の弾性材料で構成された閉塞部材１５を取り付けるようにした。
【００３７】
ここで、この実施例において、上記のように開口部１４ａを閉塞するようにして閉塞部材１５が設けられた環状の取付部１４を、供給口１２の周囲から突出するようにして上基板１０ａに一体的に取り付けるにあたっては、閉塞部材１５の周囲に設ける中間部１４ｂと、閉塞部材１５の周辺部を供給口１２の周囲における上基板１０ａとの間で挟み込むリング状の押さえ部１４ｃとを上記の上基板１０ａの上に重ね、これらを熱融着、接着剤による接着、超音波融着等によって接着させるようにした。
【００３８】
そして、上記の上基板１０ａにおける供給口１２が、下基板１０ｂに設けられた流路１１の端部に位置するようにして、上基板１０ａと下基板１０ｂとを重ね合わせ、熱融着、接着剤による接着、超音波融着等により、上基板１０ａと下基板１０ｂとを接着させて、この実施例の化学マイクロデバイスを製造した。
【００３９】
そして、この実施例の化学マイクロデバイスにおいて、上記の流路１１に試験液を供給するにあたっては、図７に示すように、上記のように環状の取付部１４の開口部１４ａを閉塞するように設けた上記の閉塞部材１５を通して注入針３０を供給口１２に差し込み、この注入針３０を通して試験液を供給口１２から流路１１に供給させるようにする。
【００４０】
このようにすると、注入針３０を通して試験液を供給口１２から流路１１に簡単に供給できるようになると共に、試験液が供給口１２から外部に漏れるのが上記の閉塞部材１５によって確実に防止されるようになる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における第１の化学マイクロデバイスにおいては、基材に試験液を通す流路が設けられると共に、この流路に試験液を供給する供給パイプを挿入させる供給口が設けられた化学マイクロデバイスにおいて、供給パイプを取り付ける取付部を供給口の周囲から突出するようにして基材に一体的に設けるようにしたため、上記の取付部を介して供給パイプを供給口に簡単に取り付けることができ、供給パイプを通して供給口から試験液を流路に簡単に供給できるようになった。
【００４２】
また、上記の第１の化学マイクロデバイスにおいて、上記の取付部の外周に係止部を設け、上記の供給パイプと取付部との間をシールさせるリング状のシール材を収容させた補助取付具を取付部の外周に配して、この補助取付具を上記の係止部に係止させて供給パイプを保持させるようにすると、供給パイプが補助取付具を介して取付部に確実に取り付けられるようになると共に、上記のシール材によって試験液が漏れ出すのも防止されるようになった。
【００４３】
また、この発明における第２の化学マイクロデバイスにおいては、基材に試験液を通す流路が設けられると共に、この流路に試験液を供給する供給口が設けられた化学マイクロデバイスにおいて、供給口の周囲から突出するようにして環状の取付部を上記の基材に一体的に設けると共に、この環状の取付部の開口部を閉塞するようにして、弾性材料で構成された閉塞部材を取り付けるようにしたため、上記の閉塞部材を通して注入針を供給口に差し込み、この注入針を通して試験液を供給口から流路に簡単に供給することができるようになると共に、試験液が供給口から外部に漏れるのも、上記の閉塞部材によって確実に防止されるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の化学マイクロデバイスの概略平面図である。
【図２】従来の化学マイクロデバイスにおいて、上基板に設けられた供給口に供給パイプを挿入させた状態を示した断面説明図である。
【図３】この発明の実施例１に係る化学マイクロデバイスにおいて、上基板に設けられた取付部に供給パイプを挿入させる前の状態を示した断面説明図である。
【図４】実施例１に係る化学マイクロデバイスにおいて、上基板に設けられた取付部に補助取付具を介して供給パイプを取り付けた状態を示した断面説明図である。
【図５】この発明の実施例２に係る化学マイクロデバイスにおいて、上基板に設けられた取付部に供給パイプを挿入させる前の状態を示した断面説明図である。
【図６】実施例２に係る化学マイクロデバイスにおいて、上基板に設けられた取付部に補助取付具を介して供給パイプを取り付けた状態を示した断面説明図である。
【図７】この発明の実施例３に係る化学マイクロデバイスにおいて、上基板に設けられた環状の取付部の開口部を閉塞するように設けた閉塞部材を通して注入針を供給口に差し込んで、試験液を供給口から流路に供給させる状態を示した断面説明図である。
【符号の説明】
１供給パイプ
１０基材
１０ａ上基板
１０ｂ下基板
１１流路
１２供給口
１３取付部
１３ｃ係止部
１４取付部
１４ａ開口部
１５閉塞部材
２０補助取付具
２１シール材
２２係止爪

Claims

基材に試験液を通す流路が設けられると共に、この流路に試験液を供給する供給パイプを挿入させる供給口が設けられた化学マイクロデバイスにおいて、上記の供給パイプを取り付ける取付部を上記の供給口の周囲から突出するようにして上記の基材に一体的に設けたことを特徴とする化学マイクロデバイス。
請求項１に記載した化学マイクロデバイスにおいて、上記の取付部の外周に係止部を設け、上記の供給パイプと取付部との間をシールさせるリング状のシール材を収容させた補助取付具を取付部の外周に配して、この補助取付具を上記の係止部に係止させて供給パイプを保持させるようにしたことを特徴とする化学マイクロデバイス。
請求項１又は２に記載した化学マイクロデバイスにおいて、上記の取付部が金属材料で構成されていることを特徴とする化学マイクロデバイス。
請求項３に記載した化学マイクロデバイスにおいて、上記の金属材料で構成された取付部の少なくとも一部が、流路に供給された試験液と接触するように構成されていることを特徴とする化学マイクロデバイス。
基材に試験液を通す流路が設けられると共に、この流路に試験液を供給する供給口が設けられた化学マイクロデバイスにおいて、上記の供給口の周囲から突出するようにして環状の取付部を上記の基材に一体的に設けると共に、この環状の取付部の開口部を閉塞するように弾性材料で構成された閉塞部材を取り付けたことを特徴とする化学マイクロデバイス。
請求項１〜５の何れか１項に記載した化学マイクロデバイスにおいて、上記の基材が熱可塑性樹脂で構成されていることを特徴とする化学マイクロデバイス。
請求項１〜６の何れか１項に記載した化学マイクロデバイスにおいて、上記の基材が上部基板と下部基板とで構成され、下部基板に上記の流路が設けられる一方、上部基板に上記の供給口が設けられていることを特徴とする化学マイクロデバイス。