JP2008076208A - Plastic microchip, biochip using it or microanalyzing chip - Google Patents

Plastic microchip, biochip using it or microanalyzing chip Download PDF

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憲二郎 山口
Susumu Arai
進 新井
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    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plastic microchip reinforced by an adhesive to be especially enhanced in the adhesive strength of an arbitrary part, and a plastic biochip or a microanalyzing chip obtained thereby. <P>SOLUTION: In the plastic microchip constituted by joining a plastic substrate having a fine flow channel formed on its surface and a plastic film through an adhesive A, the adhesive A or an adhesive B is injected in the groove and/or through-hole provided on the arbitrary part of the plastic substrate and/or the plastic film to join the plastic substrate and the plastic film. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は表面に微細流路を有するプラスチック基板に蓋用のプラスチックフィルムを接着剤で接合させたプラスチック製マイクロチップに関するものであり、それを利用したバイオチップもしくはマイクロ分析チップに関するものである。   The present invention relates to a plastic microchip in which a plastic film for a lid is bonded to a plastic substrate having a fine channel on the surface with an adhesive, and relates to a biochip or a micro analysis chip using the plastic microchip.

近年、創薬研究や臨床検査のハイスループット化を達成する手段として、生理活性物質を固層基板上に固定化したデバイスであるバイオチップが注目されている。固定化される生理活性物質としては、核酸、たんぱく質、抗体、糖鎖、糖タンパク、アプタマーなどが代表的なものであり、特に核酸を固定化したバイオチップである核酸マイクロアレイはすでに多数の商品が上市されている。チップの形態としては、平板の基板上に各種生理活性物質がスポットされ固定化されている形態であり、主に研究機関における研究分析用に活用されている。   In recent years, biochips, which are devices in which a physiologically active substance is immobilized on a solid substrate, have attracted attention as means for achieving high throughput in drug discovery research and clinical tests. Typical examples of the physiologically active substance to be immobilized include nucleic acids, proteins, antibodies, sugar chains, glycoproteins, aptamers, etc. Nucleic acid microarrays, which are biochips on which nucleic acids are immobilized, are already available in many products. It is on the market. The form of the chip is a form in which various physiologically active substances are spotted and immobilized on a flat substrate, and are mainly used for research analysis in research institutions.

さらに近年、マイクロ分析チップとか、μTAS(micro total analytical system)とか、ラボオンチップと呼ばれる、微細加工技術を利用した化学反応や分離、分析システムの微小化の研究が盛んになっており、マイクロチャネル(微細流路)上で各種の化学反応、特に生理学的反応を行うことが可能となっている。このシステムにおいては、微少量のサンプルを迅速分析できるため、この特長を生かした次期のバイオチップ、特に医療機関における診断用バイオチップとして商品化されることが期待されており、注目されている(これ以降、これらのシステムを、マイクロ分析チップと称する)。   In recent years, research on miniaturization of chemical reaction, separation, and analysis system using microfabrication technology called micro analysis chip, μTAS (micro total analytical system), or lab-on-chip has become active. Various chemical reactions, particularly physiological reactions, can be performed on the (fine channel). In this system, since a very small amount of sample can be analyzed quickly, it is expected to be commercialized as a next-generation biochip that takes advantage of this feature, particularly as a diagnostic biochip in a medical institution ( Hereinafter, these systems are referred to as micro-analysis chips).

このバイオチップや、マイクロ分析チップは、現在はガラス製のものが主流である。ガラス基板でマイクロ分析チップを作成するためには、たとえば、基板に金属、フォトレジスト樹脂をコートし、マイクロチャネルのパターンを焼いた後にエッチング処理を行う方法がある。しかしガラスは大量生産に向かず非常に高コストであるため、プラスチック化が望まれている。   Currently, these biochips and microanalysis chips are mainly made of glass. In order to produce a micro-analysis chip with a glass substrate, for example, there is a method in which a substrate is coated with a metal or a photoresist resin, and a microchannel pattern is baked, followed by an etching process. However, since glass is not suitable for mass production and is very expensive, plasticization is desired.

プラスチック製のバイオチップやマイクロ分析チップは、種々のプラスチックを用いて射出成形等の各種の成形方法で製造することが可能である。射出成形では型キャビティ内へ溶融した熱可塑性プラスチック材料を導入し、キャビティを冷却させて樹脂を硬化させることで、効率よく経済的にチップ基板を製造でき、大量生産に適している。しかしプラスチック製バイオチップもしくはマイクロ分析チップにはまだ技術上の欠点が多数あり、ガラス製に取って代わるだけの認知を得てはいない。特にマイクロフルイデックスと総称されるバイオチップもしくはマイクロ分析チップは、チップの内部に微小の流路が設けられていることを特徴とする分析用チップであるが、プラスチック製はおろかガラス製に関しても現時点では多くの欠点がありいまだ研究段階である。プラスチック製のマイクロフルイデックスにおいて、特に問題なのは、微細流路を加工したプラスチック板の上に別のプラスチックの板を貼り付けて微細流路に蓋をする必要があるのだが、その貼り合わせ方法で安価・簡便・確実な方式がいまだ見つかっていないことがその実用化を妨げている大きな要因のひとつであると思われる。     Plastic biochips and microanalysis chips can be manufactured using various plastics by various molding methods such as injection molding. In injection molding, a molten thermoplastic material is introduced into a mold cavity, the cavity is cooled, and the resin is cured, so that a chip substrate can be manufactured efficiently and economically, which is suitable for mass production. However, plastic biochips or microanalytical chips still have many technical drawbacks and have not gained recognition to replace glass. In particular, the biochip or microanalysis chip collectively called microfluidics is an analysis chip characterized by a micro flow path provided inside the chip. There are many drawbacks, and it is still in the research stage. The problem with plastic microfluidics is that it is necessary to attach another plastic plate on the plastic plate that has been processed into a fine flow path, and to cover the fine flow path. The fact that inexpensive, simple, and reliable methods have not yet been found seems to be one of the major factors hindering their practical application.

プラスチック製バイオチップもしくはマイクロ分析チップにおける貼り合わせ工程では、加熱や超音波やレーザーにより熱圧着するなどの方式か、有機接着剤を用いる方式で、主に貼り合わせが行われている。加熱による融着は、後述する過熱による生理活性物質の失活問題発生しやすい。また、抗原抗体反応を利用した免疫分析法の場合には、試料中の微量な分析対象物質の存在やその濃度を熱レンズ顕微鏡法等の方法を利用して測定することにより知ることができるが、加熱により微細流路内の変形や流路面の表面性の悪化が生じやすく、測定が困難になる可能性がある。超音波による熱溶着は、数ミリメートル角の面の接合は可能であるが、数センチ角の面の熱溶着には不向きであり、溶着不足が生じやすい。レーザー照射では、照射面ならともかく、2枚のプラスチックの張り合わせ面などプラスチックの中心部のみの加熱は非常に困難であり、また装置のコストも非常に高額であるなどの問題がある。     In the bonding process in a plastic biochip or microanalysis chip, bonding is mainly performed by a method such as heating, thermocompression bonding with ultrasonic waves or laser, or a method using an organic adhesive. The fusion by heating is likely to cause a deactivation problem of the physiologically active substance due to overheating described later. In the case of an immunoassay using an antigen-antibody reaction, the presence or concentration of a trace amount of an analyte in a sample can be determined by measuring using a method such as thermal lens microscopy. The heating tends to cause deformation in the fine channel and deterioration of the surface properties of the channel surface, which may make measurement difficult. Although heat welding by ultrasonic waves can join surfaces of several millimeters square, it is unsuitable for heat welding of surfaces of several centimeters square, and insufficient welding tends to occur. In the laser irradiation, there is a problem that heating only the central part of the plastic such as the two plastic bonding surfaces is very difficult and the cost of the apparatus is very expensive.

さらに、分析用のチップ、特にバイオチップへの応用を考える場合、検出用の部位に各種の物質、特に核酸、たんぱく質、抗体、糖鎖、糖タンパク、アプタマーをコーティングもしくは固定化する場合が多く、これらの生理活性物質は加熱に弱く化学的に失活する可能性があるため、高温にさらされる接合プロセスは、バイオチップ及びマイクロ分析チップの製造には不向きである。   In addition, when considering application to analysis chips, particularly biochips, various substances such as nucleic acids, proteins, antibodies, sugar chains, glycoproteins, and aptamers are often coated or immobilized on detection sites. Since these physiologically active substances are vulnerable to heating and can be chemically deactivated, the bonding process exposed to high temperatures is unsuitable for the production of biochips and microanalytical chips.

さらにバイオチップやマイクロ分析チップにこだわらず、プラスチック製品の貼り付けについて見てみるならば、上記以外の接合方式として、接合させようと考えている部品の接合面の一部に突起をつけ、それを接合すべき別の面にはめ込んで、なおかつ超音波振動によりその部分を熱融着して接合させる方式の提案がある(特許文献1参照)。しかしこの方式が利用できるのは、あまり微細でない、比較的大きな成形品に対してのみであり、微細な構造を有するバイオチップやマイクロ分析チップについてはその方式は対象となっていない。   In addition, if you look at the sticking of plastic products regardless of biochips or microanalysis chips, as a joining method other than the above, a part of the joint surface of the part you are going to join is made with a protrusion, There is a proposal of a method in which a part is bonded to another surface to be joined and the part is bonded by thermal fusion by ultrasonic vibration (see Patent Document 1). However, this method can be used only for relatively small molded products that are not very fine, and the method is not intended for biochips and microanalysis chips having a fine structure.

有機溶剤を利用した貼り合わせ方式としては、特許文献2のように有機溶剤を樹脂に含浸させて溶剤接着を行う手段もあるが、流路内部が有機溶剤に暴露されるため、流路表面に極微量にコーティングされた物質が存在する場合にはそのコーティング物質が溶解除去もしくは分解される可能性があり、問題である。また完全に常温でのプロセスではないために生理活性物質の失活を招きやすい事も問題である。 As a pasting method using an organic solvent, there is means for adhering a solvent by impregnating an organic solvent into a resin as in Patent Document 2, but since the inside of the flow channel is exposed to the organic solvent, If a very small amount of coated material is present, the coating material may be dissolved and removed or decomposed, which is a problem. Another problem is that the bioactive substance tends to be deactivated because it is not a process at room temperature.

特開平5−16241号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-16241 特開2003−118000号公報JP 2003-118000 A

本発明は、接着剤で補強することで任意の部分の接着強度を特に向上させたプラスチック製マイクロチップを提供し、また、それによって得られたプラスチック製バイオチップやマイクロ分析チップを提供することを目的とするものである。   The present invention provides a plastic microchip in which the adhesive strength of an arbitrary part is particularly improved by reinforcing with an adhesive, and also provides a plastic biochip or microanalysis chip obtained thereby. It is the purpose.

本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、表面に微細流路を有するプラスチック基板とプラスチックフィルムとを接着剤にて接合してなるプラスチック製マイクロチップにおいて、プラスチック基板及び/又はプラスチックフィルムの任意の部分に設けられた溝及び/または貫通孔内部に接着剤を注入、接合し、補強を施す方法を採用することにより、任意の部分の接着強度を特に向上させたプラスチック製マイクロチップを得られることを見出した。またそれを利用して加工したプラスチック製バイオチップやプラスチック製マイクロ分析チップが実現可能であることを確認し、本発明に至った。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that in a plastic microchip formed by joining a plastic substrate having a fine channel on the surface and a plastic film with an adhesive, the plastic substrate and / or A plastic micro with a particularly improved adhesive strength at any part by adopting a method of injecting, bonding, and reinforcing an adhesive inside a groove and / or through-hole provided in an arbitrary part of the plastic film I found that I can get a chip. Moreover, it was confirmed that a plastic biochip and a plastic microanalysis chip processed using the same could be realized, and the present invention was achieved.

すなわち本発明は、
(1)表面に微細流路を有するプラスチック基板とプラスチックフィルムとを接着剤Aを介して接合してなるプラスチック製マイクロチップにおいて、前記プラスチック基板及び/又はプラスチックフィルムの任意の部分に設けられた溝及び/または貫通孔内部に接着剤A又は接着剤Bを注入し接合することで補強を施されたことを特徴とするプラスチック製マイクロチップ、
(2)前記プラスチック基板とプラスチックフィルムの室温での90°剥離接着強度が2N/25mm以上である(1)記載のプラスチック製マイクロチップ、
(3)前記プラスチックフィルムの厚みが0.01〜1mmである(1)又は(2)記載のプラスチック製マイクロチップ、
(4)前記プラスチックがアクリル樹脂、飽和環状ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートのいずれかである(1)〜(3)いずれか記載のプラスチック製マイクロチップ、
(5)前記プラスチックフィルムの曲げ弾性率が500〜15000MPaである(1)〜(4)いずれか記載のプラスチック製マイクロチップ、
(6)前記接着剤Aの厚みが0.1〜20μmである(1)〜(5)いずれか記載のプラスチック製マイクロチップ、
(7)前記接着剤A及び前記接着剤Bがアクリル樹脂を含むものである(1)〜(6)いずれか記載のプラスチック製マイクロチップ、
(8)前記接着剤A及び前記接着剤Bが紫外線硬化型接着剤である(1)〜(7)いずれか記載のプラスチック製マイクロチップ、
(9)前記微細流路部分に300kPaの圧力で水を流した場合に接合部が破損しない(1)〜(8)いずれか記載のプラスチック製マイクロチップ。
(10)(1)〜(9)いずれか記載のプラスチック製マイクロチップにおいて、核酸チップ、プロテインチップ、抗体チップ、アプタマーチップ、及び糖タンパクチップから選ばれる少なくとも1つであるバイオチップ、もしくは各種の化学分析用のマイクロ分析チップ、
である。
That is, the present invention
(1) In a plastic microchip formed by joining a plastic substrate having a fine channel on the surface and a plastic film via an adhesive A, a groove provided in an arbitrary portion of the plastic substrate and / or plastic film And / or a plastic microchip which is reinforced by injecting and bonding the adhesive A or the adhesive B into the through-hole,
(2) The plastic microchip according to (1), wherein the plastic substrate and the plastic film have a 90 ° peel adhesive strength at room temperature of 2 N / 25 mm or more,
(3) The plastic microchip according to (1) or (2), wherein the plastic film has a thickness of 0.01 to 1 mm,
(4) The plastic microchip according to any one of (1) to (3), wherein the plastic is any one of acrylic resin, saturated cyclic polyolefin, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, and polyethylene terephthalate,
(5) The plastic microchip according to any one of (1) to (4), wherein the plastic film has a flexural modulus of 500 to 15000 MPa.
(6) The plastic microchip according to any one of (1) to (5), wherein the adhesive A has a thickness of 0.1 to 20 μm.
(7) The plastic microchip according to any one of (1) to (6), wherein the adhesive A and the adhesive B contain an acrylic resin,
(8) The plastic microchip according to any one of (1) to (7), wherein the adhesive A and the adhesive B are ultraviolet curable adhesives,
(9) The plastic microchip according to any one of (1) to (8), wherein the joint portion is not damaged when water is passed through the fine channel portion at a pressure of 300 kPa.
(10) In the plastic microchip according to any one of (1) to (9), a biochip that is at least one selected from a nucleic acid chip, a protein chip, an antibody chip, an aptamer chip, and a glycoprotein chip, or various types Micro analysis chip for chemical analysis,
It is.

本発明により微細流路を有するプラスチック製バイオチップやマイクロ分析チップを貼り合わせる場合に、迅速に、十分な結合強度で、且つ微細流路を封鎖せずに貼り合わせられることが可能である。特に接着強度が必要な箇所を選択的に強度向上させることが可能であり、特にプラスチック製バイオチップやマイクロ分析チップの製造技術として有効な技術である。 According to the present invention, when a plastic biochip or microanalysis chip having a fine flow path is bonded, it can be quickly bonded with sufficient bonding strength and without blocking the fine flow path. In particular, it is possible to selectively improve the strength where a bonding strength is required, and this is a particularly effective technique for manufacturing plastic biochips and microanalysis chips.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明は、表面に微細流路を有するプラスチック基板とプラスチックフィルムとを接着剤にて接合し、任意の部分の接着強度を特に向上させたプラスチック製マイクロチップを提供し、また、それを利用したバイオチップ又はマイクロ分析チップである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The present invention provides a plastic microchip in which a plastic substrate having a fine channel on the surface and a plastic film are bonded with an adhesive to particularly improve the adhesive strength of an arbitrary portion, and uses the same. Biochip or microanalysis chip.

本発明に使用するプラスチック基板又はプラスチックフィルムの素材に使用されるプラスチックとは、たとえば高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種環状ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリノルボルネン、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、半硬化状態のフェノール樹脂、半硬化状態のエポキシ樹脂、テフロン(登録商標)、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、その他各種の熱可塑性プラスチックの様に、融点とTgを有する高分子物質のことを示すが、その種類や重合度、融点、Tg、弾性率などの物性に関して特に限定するものではない。また使用される素材は一種類でも問題は無いが、より望ましくは適材適所に複数の素材を組み合わせて製造される。
これらの内、アクリル樹脂、飽和環状ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、又はポリエチレンテレフタレートが好ましい。
Examples of the plastic used for the plastic substrate or plastic film used in the present invention include high-density polyethylene, low-density polyethylene, polypropylene, polystyrene, various cyclic polyolefins, polymethyl methacrylate, polynorbornene, polyphenylene oxide, polyethylene terephthalate, Like polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyamide, polyimide, polyester, semi-cured phenol resin, semi-cured epoxy resin, Teflon (registered trademark), polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, and other various thermoplastics, A polymer substance having a melting point and Tg is shown, but there is no particular limitation on the physical properties such as the type, degree of polymerization, melting point, Tg, and elastic modulus. Further, there is no problem even if only one type of material is used, but it is more preferable that a plurality of materials are combined in an appropriate place.
Among these, acrylic resin, saturated cyclic polyolefin, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, or polyethylene terephthalate is preferable.

なお本発明は、主にプラスチック部材を接合させることを前提としたものであるが、部分的にはプラスチック同士のみならず、プラスチックと非プラスチックに関してもこの手法で接合が可能であると考えられる。なおここでいう非プラスチックとは、銅、アルミ、鉄、シリコン、ニッケルおよびその他の各種金属やその合金や、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の金属酸化物やその混合物やそのガラス製物質や、炭化珪素、窒化ホウ素などの各種セラミックや、さらにはそれらを材料とした線状の配線や箔状の配線や各種センサ、さらにはその他紙、木など、プラスチックに該当しないものが対象である。あるいは完全硬化したフェノール樹脂や完全硬化したエポキシ樹脂もその範疇に入る。   The present invention is mainly based on the premise that plastic members are joined, but it is considered that this technique can be applied not only to plastics but also to plastics and non-plastics. Non-plastic here refers to copper, aluminum, iron, silicon, nickel and other various metals and alloys thereof, metal oxides such as silica, alumina, zirconia, titania, mixtures thereof, glass materials thereof, Various ceramics such as silicon carbide and boron nitride, linear wiring and foil-shaped wiring and various sensors made of these ceramics, various sensors, and other materials that do not fall under plastics, such as paper and wood, are targeted. Alternatively, fully cured phenolic resins and fully cured epoxy resins also fall into the category.

本発明は、微細流路を有するプラスチック製のマイクロチップまたはマイクロ分析チップを主な対象としているが、微細流路とは、流路の幅が1000μm以下でかつ流路の深さが500μm以下であることが好ましく、水や有機溶剤等の液状物質を流すことを前提に形成された蓋をされた溝、すなわち流路を示す。微細流路の長さや全面に対する割合に関しては限定しない。また微細流路の内壁の表面粗さや表面エネルギーに関しても限定はしない。   The main object of the present invention is a plastic microchip or microanalysis chip having a fine flow path. The fine flow path has a width of 1000 μm or less and a depth of 500 μm or less. It is preferable that there is a capped groove formed on the premise of flowing a liquid substance such as water or an organic solvent, that is, a flow path. There is no limitation on the length of the fine channel and the ratio to the entire surface. There is no limitation on the surface roughness and surface energy of the inner wall of the fine channel.

本発明に使用するプラスチックフィルムの厚みは特に限定しないが、0.01〜1mmであることが好ましい。プラスチックフィルムの厚みが1mmを超えると、プラスチック部材の貼り合わせの際、プラスチックフィルムがプラスチック基板の凹凸に十分に追従せず、プラスチックフィルムが接着剤に密着しないか、あるいは剥がれてしまう恐れがある。0.01mm未満では、微細流路部分に水などの液状物質を流した際、プラスチックフィルム自体が破壊される恐れがあり、また、貼り合わせ時にプラスチックフィルムに皺が発生しやすく十分に流路を密閉できない恐れがある。 Although the thickness of the plastic film used for this invention is not specifically limited, It is preferable that it is 0.01-1 mm. When the thickness of the plastic film exceeds 1 mm, the plastic film does not sufficiently follow the unevenness of the plastic substrate when the plastic member is bonded, and the plastic film may not adhere to the adhesive or may be peeled off. If the thickness is less than 0.01 mm, the plastic film itself may be destroyed when a liquid material such as water is flowed into the fine flow path portion. There is a risk that it cannot be sealed.

本発明に使用するプラスチックフィルムの曲げ弾性率は特に限定しないが、500〜15000MPaであることが好ましい。プラスチックフィルムの曲げ弾性率が15000MPaを超えると、プラスチック部材の貼り合わせの際、プラスチックフィルムがプラスチック基板の凹凸に十分に追従せず、プラスチックフィルムが接着剤に密着しないか、あるいは剥がれてしまう恐れがある。500MPa未満では貼り合わせ時にプラスチックフィルムに皺が発生しやすく十分に流路を密閉できない恐れがある。プラスチックフィルムの曲げ弾性率は、例えば試験法ASTM D790により測定することができる。 Although the bending elastic modulus of the plastic film used for this invention is not specifically limited, It is preferable that it is 500-15000 MPa. If the flexural modulus of the plastic film exceeds 15000 MPa, the plastic film may not sufficiently follow the unevenness of the plastic substrate when the plastic member is bonded, and the plastic film may not adhere to the adhesive or may be peeled off. is there. If it is less than 500 MPa, the plastic film is likely to wrinkle at the time of bonding, and the flow path may not be sufficiently sealed. The flexural modulus of the plastic film can be measured by, for example, the test method ASTM D790.

本発明に使用する接着剤A、接着剤Bは、対象となるプラスチックを良好に接合せしめる接着剤であれば特に限定はしない。また、接着剤A、接着剤Bは同じものでも違うものでも構わない。接着剤としては、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤などの、紫外線硬化型接着剤又は熱硬化型接着剤や、あるいはホットメルト型の接着剤など、一般に使用されている接着剤は全て使用できる。ただし接着対象の樹脂への接着性がある程度高いことは、接着剤の選択の条件として必要であることは当然である。また、低温で接合できることと接着力の高いことから、紫外線硬化型接着剤、特にアクリル樹脂系の紫外線硬化型樹脂が好適に使用される。さらには接着前の接着面の表面処理、例えばプラズマ処理、紫外線処理、コロナ放電処理、エキシマー処理、各種プライマー処理、例えばカップリング剤処理、等に関しても特に限定しない。ただし硬化システムに関しては、接着剤に対応した硬化条件が選択される。 The adhesive A and the adhesive B used in the present invention are not particularly limited as long as they are adhesives that satisfactorily bond the target plastic. Further, the adhesive A and the adhesive B may be the same or different. As an adhesive, an acrylic adhesive, an epoxy adhesive, a urethane adhesive, a polyester adhesive, an ultraviolet curable adhesive or a thermosetting adhesive, or a hot melt adhesive is generally used. Any adhesive used can be used. However, it is natural that a certain degree of adhesion to the resin to be bonded is necessary as a condition for selecting the adhesive. In addition, since it can be bonded at a low temperature and has high adhesive strength, an ultraviolet curable adhesive, particularly an acrylic resin-based ultraviolet curable resin is preferably used. Furthermore, there is no particular limitation on the surface treatment of the adhesion surface before adhesion, for example, plasma treatment, ultraviolet treatment, corona discharge treatment, excimer treatment, various primer treatments, for example, coupling agent treatment. However, for the curing system, the curing conditions corresponding to the adhesive are selected.

本発明に使用する接着剤の粘度に関しては、25℃における粘度が0.5〜100Pa・sの範囲が好ましく、さらに好ましくは1〜50Pa・sである。下限値未満では、プラスチック基板に接着剤を塗布する際、及び貼り合わせる際に微細流路内に樹脂が流れ込みやすく、流路を閉塞しやすい。また、上限値を超えると、接着剤に流動性が無いため、プラスチック基板の凹凸を十分に埋めきれない。また、気泡の巻き込みなどが生じやすいことから、気泡の巻き込みによる流路近傍の接着強度の不均一や審美性の低下などの問題を起こしやすい。接着剤の粘度に関しては、被接着剤の構造や表面状態によって最適のものを選択する必要がある。なお、接着剤の粘度は一般の粘度計で求めることができる。具体例を挙げるなら、ブルックフィールド製 BH型、あるいはBL型回転粘度計で粘度を求めることができる。   Regarding the viscosity of the adhesive used in the present invention, the viscosity at 25 ° C. is preferably in the range of 0.5 to 100 Pa · s, more preferably 1 to 50 Pa · s. If it is less than the lower limit value, the resin tends to flow into the fine channel when the adhesive is applied to the plastic substrate and bonded, and the channel is likely to be blocked. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the adhesive does not have fluidity, so that the unevenness of the plastic substrate cannot be sufficiently filled. In addition, since entrainment of bubbles and the like is likely to occur, problems such as non-uniform adhesion strength near the flow path and deterioration of aesthetics due to entrainment of bubbles are likely to occur. Regarding the viscosity of the adhesive, it is necessary to select an optimum one depending on the structure and surface state of the adhesive. The viscosity of the adhesive can be determined with a general viscometer. If a specific example is given, a viscosity can be calculated | required with the Brookfield BH type | mold or BL type | mold rotational viscometer.

接着剤Aの塗布の方法に関しても特に限定しないが、バーコーター、スピンコーター、スプレーコーター、ロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、その他の各種のコーティング装置の使用が可能である。微細流路に接着剤を詰めない方式についても、微細流路部のみをマスクで覆った後にコーティングする方法や、微細流路を加工しないプラスチック板(いわゆる蓋の部分)にのみ均一にコーティングする方法や、他の支持体に接着剤をコーティングした後に微細流路加工を施した構造体をそれに押し付けて必要な部分にのみに接着剤を転写させる方法などが挙げられるが、特に限定しない。しかし、特願2006−66725号に示される手法が最も好適である。   The method for applying the adhesive A is not particularly limited, but a bar coater, a spin coater, a spray coater, a roll coater, a gravure coater, a knife coater, and other various coating apparatuses can be used. For methods that do not stuff the adhesive into the fine channel, either a method of coating after covering only the fine channel part with a mask, or a method of uniformly coating only a plastic plate (so-called lid part) that does not process the fine channel Examples of the method include, but are not particularly limited to, a method in which a structure that has been coated with an adhesive on another support and then subjected to micro-channel processing is pressed to transfer the adhesive only to a necessary portion. However, the method disclosed in Japanese Patent Application No. 2006-66725 is most suitable.

本発明において、プラスチック基板及び/又はプラスチックフィルムに設ける溝及び/または貫通孔の形状は、図1〜4に示したようなものが提案できるが、これ以外のものも特に問題はない。大きさ及び深さに関しても特に限定しないが、チップの大きさ、流路の形状、配置等により最適なものを設計する必要がある。
接着剤の注入の方法に関しても特に限定しないが、ディスペンサー等を用いた定量注入方式の使用が可能である。接着剤Bは貫通孔あるいは溝に、完全に充填してもいいし、空隙があっても構わない。
In the present invention, the shape of the groove and / or the through hole provided in the plastic substrate and / or the plastic film can be proposed as shown in FIGS. There are no particular restrictions on the size and depth, but it is necessary to design an optimum one depending on the size of the chip, the shape of the flow path, the arrangement, and the like.
The method for injecting the adhesive is not particularly limited, but a quantitative injection method using a dispenser or the like can be used. The adhesive B may be completely filled in the through holes or grooves, or there may be voids.

プラスチック基板及び/又はプラスチックフィルムの任意の部分に設けられた溝及び/または貫通孔内部に接着剤を注入し接合することにより、溝または貫通孔に充填された接着剤部分で外部からの応力が緩和され、結果、接着強度が向上するものと推測される。 By injecting and bonding an adhesive into the groove and / or through hole provided in any part of the plastic substrate and / or plastic film, stress from the outside is applied to the adhesive part filled in the groove or through hole. It is presumed that the adhesion strength is improved as a result.

接着剤Aの厚みは0.1〜20μmであることが好ましい。接着剤の厚みが下限値未満では、十分な接着強度が得られないだけでなく、貼り合わせ時に気泡が入りやすく好ましくない。また、上限値を超えると、プラスチック基板に接着剤を塗布する際、及び貼り合わせる際に微細流路内に樹脂が流れ込みやすく、流路を閉塞しやすいので好ましくない。   The thickness of the adhesive A is preferably 0.1 to 20 μm. If the thickness of the adhesive is less than the lower limit, not only a sufficient adhesive strength cannot be obtained, but bubbles are likely to enter during bonding, which is not preferable. On the other hand, exceeding the upper limit is not preferable because the resin easily flows into the fine flow path when the adhesive is applied to and bonded to the plastic substrate, and the flow path is easily blocked.

本特許のマイクロチップにおいては、一方弁、切り替えバルブ機構、フィルタ、各種官能基保有ビーズ、ダム構造などの機構を組み込むことも可能である。
一方弁とは、液体を一方方向にのみ流すための弁であり、それを組み込むことによって流体の逆流を防ぐことのできる機構のことを示す。逆止弁ともいう。
切り替えバルブ機構とは、流路に液体を流すかとめるかを機械的に制御する方法であり、複数の流路から一つの流路にのみ流体を流す、もしくは一つの流路にのみ流体を流さないことを選択することもそれに該当する。
フィルタとは固形物と液体を仕分ける、もしくは細かい粒径を有する粒子と荒い粒径を有する粒子を仕分けることのできる網目構造のことを示す。
各種官能基保有ビーズとは、それが埋め込まれる微細流路よりも小さいビーズを示し、その表面に化学反応を期待する何らかの官能基を保有するものを示す。ビーズを利用する場合、ビーズが流路を流れない様、ダム構造を合わせて構築する場合も多い。
In the microchip of this patent, it is possible to incorporate a mechanism such as a one-way valve, a switching valve mechanism, a filter, various functional group-containing beads, and a dam structure.
The one-way valve is a valve for flowing a liquid only in one direction, and indicates a mechanism that can prevent back flow of fluid by incorporating it. Also called check valve.
The switching valve mechanism is a method for mechanically controlling whether or not liquid is allowed to flow through a flow path. Fluid is allowed to flow from a plurality of flow paths to only one flow path, or fluid is allowed to flow only to one flow path. The choice of not is also applicable.
The filter indicates a network structure capable of sorting solids and liquids, or sorting particles having a fine particle size and particles having a rough particle size.
The various functional group-bearing beads indicate beads smaller than the fine channel in which the functional groups are embedded, and have a certain functional group that expects a chemical reaction on the surface thereof. When using beads, the dam structure is often constructed so that the beads do not flow through the flow path.

本発明のマイクロチップにおいては、電気的なセンサーを組み込むことも可能である。反応の結果を電気伝導性で確認する方式は、非常に一般的に行われている。またそれは電気泳動などの流体制御用の電極として利用することも可能である。電極の配置構造や使用目的に関しては特に限定はしないが、好適には厚み0.01〜50μmの金属箔もしくは金属メッキを組み込むことが製造プロセス上も計測上・成魚上においても有益である。   In the microchip of the present invention, an electric sensor can be incorporated. A method of confirming the result of the reaction by electric conductivity is very commonly performed. It can also be used as an electrode for fluid control such as electrophoresis. There are no particular limitations on the electrode arrangement structure and the purpose of use, but it is advantageous to incorporate a metal foil or metal plating having a thickness of 0.01 to 50 μm, both in terms of manufacturing process, measurement and adult fish.

本発明において、微細流路部分に設計外の閉塞が無く、かつ微細流路部分に300kPaの圧力の水を流しても接合部がまったく破損しないことが好ましい。バイオチップもしくはマイクロ分析チップにおいては、微細流路部分に液体や気体を流すが、それらの流体がチップの接合のときに設計した意図とは異なり接着剤による微細流路の閉塞がおきてはいけないことは当然であり、さらに微細流路部分から液体や気体成分が漏れたりしないように実用上十分にシールされている必要があるためである。プランジャポンプ等でバイオチップもしくはマイクロ化学チップの流路に300kPaの水を流し、微細流路部分に設計どおり水が通るか、また微細流路部分が破損して水が漏れないかを顕微鏡観察で観測することにより確認できる。   In the present invention, it is preferable that there is no undesignated blockage in the fine channel portion, and that the joint portion is not damaged at all even if water with a pressure of 300 kPa flows through the fine channel portion. In a biochip or microanalysis chip, liquid or gas is allowed to flow through the microchannel, but unlike the intention designed when these fluids are joined to the chip, the microchannel must not be blocked by an adhesive. Of course, this is because it is necessary that the liquid and gas components are sufficiently sealed from practical use so as not to leak from the fine channel portion. Using a plunger pump, etc., flow 300 kPa of water through the flow path of the biochip or microchemical chip, and observe whether the water passes through the fine flow path part as designed or whether the fine flow path part breaks and water does not leak. This can be confirmed by observation.

本発明において、プラスチック基板及び/又はプラスチックフィルムの任意の部分に設けられた溝及び/または貫通孔に接着剤A又はBを注入し接合することで補強を施された部分の室温での90°剥離接着強度は少なくとも2N/25mm以上であることが好ましい。室温での90°剥離接着強度が2N/25mm未満では、例えば外力などにより容易にプラスチック同士が剥がれてしまうためである。90°剥離接着強度は、試験法JIS−K−6854−1により測定することができる。   In the present invention, 90 ° at room temperature of a portion reinforced by injecting adhesive A or B into a groove and / or through-hole provided in an arbitrary portion of a plastic substrate and / or a plastic film and joining them. The peel adhesion strength is preferably at least 2 N / 25 mm. This is because, when the 90 ° peel adhesive strength at room temperature is less than 2 N / 25 mm, the plastics are easily peeled off by an external force, for example. The 90 ° peel adhesive strength can be measured by the test method JIS-K-6854-1.

本発明のプラスチック接合方法を利用したマイクロチップは、強固に、汚染なく、比較的大面積を接合され、性能良好なプラスチック製バイオチップもしくはマイクロ分析チップとして使用できるという特徴がある。特にマイクロフルイデックス等の微細加工を施した製品に好適に使用できる。特にそのなかで核酸チップ、プロテインチップ、抗体チップ、アプタマーチップ、糖タンパクチップ等の生理活性物質をチップ表面又は内部に固定化している製品群が挙げられる。あるいは化学分析用の分析チップが挙げられる。   The microchip using the plastic bonding method of the present invention is characterized in that it can be used as a plastic biochip or a microanalysis chip which is firmly bonded to a relatively large area without contamination and has good performance. In particular, it can be suitably used for products subjected to fine processing such as microfluidics. In particular, a product group in which a physiologically active substance such as a nucleic acid chip, protein chip, antibody chip, aptamer chip, glycoprotein chip, etc. is immobilized on the surface or inside of the chip can be mentioned. Or the analysis chip | tip for chemical analysis is mentioned.

以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
アクリル樹脂を素材にし、成形加工及び切削加工により、図5に示す成形品を得た。本成形品は、貫通孔1(直径2mm)、貫通孔2(直径1mm)、微細流路3(長さ25mm、断面形状は矩形、深さ100μm、幅200μm)を有する。またアクリル樹脂を素材とし、押出成形により得たフィルムを図8に示す形状に切り出した。なお、この樹脂フィルムの曲げ弾性率は2940MPaである。図5の成形品の加工面側に、紫外線硬化型接着剤A(スリーボンド(株)製3003、アクリル樹脂系、25℃における粘度:1.5Pa・s)をバーコーターにより一面に塗布する。ただし貫通孔1、2や、微細流路3には、マスキングテープをその形状にあらかじめ切り取ったものを貼り付けてマスキングをすることにより、接着剤が付着しないようにした。貫通孔1、2と微細流路3のマスキングテープを除去した後、この成形品とフィルムを気泡を除去しながら貼り合わせた。その後、貫通孔2に紫外線硬化型接着剤B(スリーボンド(株)製3027、アクリル樹脂系、25℃における粘度:2.0Pa・s)をディスペンサーにより注入した。その後、紫外線硬化装置により接着剤を硬化させた。紫外線照射量は3000mJ/cmであった。接着剤Aの厚みは、得られた貼り合わせサンプルの断面観察により観察した結果、10μmであった。評価結果については表1に示した。
(Example 1)
Using an acrylic resin as a raw material, a molded product shown in FIG. 5 was obtained by molding and cutting. This molded product has a through hole 1 (diameter 2 mm), a through hole 2 (diameter 1 mm), and a fine channel 3 (length 25 mm, cross-sectional shape is rectangular, depth 100 μm, width 200 μm). A film obtained by extrusion molding using an acrylic resin as a raw material was cut into the shape shown in FIG. In addition, the bending elastic modulus of this resin film is 2940 MPa. An ultraviolet curable adhesive A (manufactured by ThreeBond Co., Ltd., 3003, acrylic resin, viscosity at 25 ° C .: 1.5 Pa · s) is applied to one side by a bar coater on the processed surface side of the molded product of FIG. However, the adhesive was not attached to the through holes 1 and 2 and the fine flow path 3 by applying a masking tape previously cut into the shape and masking. After removing the masking tapes of the through holes 1 and 2 and the fine flow path 3, the molded product and the film were bonded together while removing bubbles. Thereafter, an ultraviolet curable adhesive B (manufactured by ThreeBond Co., Ltd. 3027, acrylic resin, viscosity at 25 ° C .: 2.0 Pa · s) was injected into the through-hole 2 using a dispenser. Thereafter, the adhesive was cured by an ultraviolet curing device. The amount of ultraviolet irradiation was 3000 mJ / cm 2 . The thickness of the adhesive A was 10 μm as a result of observation by cross-sectional observation of the obtained bonded sample. The evaluation results are shown in Table 1.

(実施例2)
アクリル樹脂を素材にし、成形加工及び切削加工により、図6に示す成形品を得た。本成形品は、貫通孔1(直径2mm)、微細流路3(長さ25mm、断面形状は矩形、深さ100μm、幅200μm)、円形溝4(直径1mm、深さ500μm)を有する。図6の成形品の加工面側に、紫外線硬化型接着剤A(スリーボンド(株)製3003、アクリル樹脂系、25℃における粘度:1.5Pa・s)をバーコーターにより一面に塗布する。ただし貫通孔1、微細流路3、円形溝4には、マスキングテープをその形状にあらかじめ切り取ったものを貼り付けてマスキングをすることにより、接着剤が付着しないようにした。貫通孔1、微細流路3、円形溝4のマスキングテープを除去した後、円形溝4に紫外線硬化型接着剤B(スリーボンド(株)製3027、アクリル樹脂系、25℃における粘度:2.0Pa・s)をディスペンサーにより注入した。その後、この成形品と図8のアクリルフィルムを気泡を除去しながら貼り合わせた。その後、紫外線硬化装置により実施例1と同様の条件で接着剤を硬化させた。接着剤Aの厚みは、得られた貼り合わせサンプルの断面観察により観察した結果、7μmであった。評価結果については表1に示した。
(Example 2)
Using an acrylic resin as a raw material, a molded product shown in FIG. 6 was obtained by molding and cutting. The molded product has a through-hole 1 (diameter 2 mm), a fine channel 3 (length 25 mm, a cross-sectional shape is rectangular, a depth 100 μm, a width 200 μm), and a circular groove 4 (diameter 1 mm, depth 500 μm). An ultraviolet curable adhesive A (manufactured by ThreeBond Co., Ltd., 3003, acrylic resin, viscosity at 25 ° C .: 1.5 Pa · s) is applied to the processed surface side of the molded product of FIG. However, the adhesive was prevented from adhering to the through hole 1, the fine flow path 3, and the circular groove 4 by applying a masking tape previously cut into the shape and performing masking. After removing the masking tape of the through-hole 1, the fine flow path 3, and the circular groove 4, an ultraviolet curable adhesive B (manufactured by ThreeBond Co., Ltd. 3027, acrylic resin system, viscosity at 25 ° C .: 2.0 Pa is applied to the circular groove 4. • s) was injected with a dispenser. Then, this molded product and the acrylic film of FIG. 8 were bonded together while removing bubbles. Thereafter, the adhesive was cured under the same conditions as in Example 1 using an ultraviolet curing device. The thickness of the adhesive A was 7 μm as a result of observation by cross-sectional observation of the obtained bonded sample. The evaluation results are shown in Table 1.

(実施例3)
アクリル樹脂を素材にし、成形加工及び切削加工により、図7に示す成形品を得た。本成形品は、貫通孔1(直径2mm)、微細流路3(長さ25mm、断面形状は矩形、深さ100μm、幅200μm)、長方形溝5(長さ38mm、断面形状は矩形、深さ500μm、幅1mm)を有する。図7の成形品の加工面側に、紫外線硬化型接着剤A(スリーボンド(株)製3003、アクリル樹脂系、25℃における粘度:1.5Pa・s)をバーコーターにより一面に塗布する。ただし貫通孔1、微細流路3、長方形溝5には、マスキングテープをその形状にあらかじめ切り取ったものを貼り付けてマスキングをすることにより、接着剤が付着しないようにした。貫通孔1、微細流路3、長方形溝5のマスキングテープを除去した後、円形溝5に紫外線硬化型接着剤B(スリーボンド(株)製3027、アクリル樹脂系、25℃における粘度:2.0Pa・s)をディスペンサーにより注入した。その後、この成形品と図8のアクリルフィルムを気泡を除去しながら貼り合わせた。その後、紫外線硬化装置により実施例1と同様の条件で接着剤を硬化させた。接着剤Aの厚みは、得られた貼り合わせサンプルの断面観察により観察した結果、1μmであった。評価結果については表1に示した。
(Example 3)
Using an acrylic resin as a raw material, a molded product shown in FIG. 7 was obtained by molding and cutting. This molded product has a through-hole 1 (diameter 2 mm), a fine flow path 3 (length 25 mm, cross-sectional shape is rectangular, depth 100 μm, width 200 μm), rectangular groove 5 (length 38 mm, cross-sectional shape is rectangular, depth) 500 μm, width 1 mm). An ultraviolet curable adhesive A (3003 manufactured by Three Bond Co., Ltd., acrylic resin system, viscosity at 25 ° C .: 1.5 Pa · s) is applied to one side by a bar coater on the processed surface side of the molded product of FIG. However, the adhesive was not attached to the through hole 1, the fine flow path 3, and the rectangular groove 5 by applying a masking tape previously cut into the shape and masking. After removing the masking tape of the through hole 1, the fine flow path 3, and the rectangular groove 5, an ultraviolet curable adhesive B (manufactured by ThreeBond Co., Ltd. 3027, acrylic resin, viscosity at 25 ° C .: 2.0 Pa in the circular groove 5. • s) was injected with a dispenser. Then, this molded product and the acrylic film of FIG. 8 were bonded together while removing bubbles. Thereafter, the adhesive was cured under the same conditions as in Example 1 using an ultraviolet curing device. The thickness of the adhesive A was 1 μm as a result of observation by cross-sectional observation of the obtained bonded sample. The evaluation results are shown in Table 1.

(実施例4)
アクリル樹脂を素材とする図5の成形品とアクリル樹脂を素材とする図8のフィルムの接合を行った。図10のゴムロール6上にバーコーター7を用いて紫外線硬化型接着剤A(スリーボンド(株)製3003、アクリル樹脂系、25℃における粘度:1.5Pa・s)を一面に塗布し、次に図11に示すように、ゴムロール6に塗布した紫外線硬化型接着剤Aを図1の成形品の加工面側に転写した。その後、図12に示すように、この成形品とフィルム9をラミネートした。その後、貫通孔2に紫外線硬化型接着剤B(スリーボンド(株)製3027、アクリル樹脂系、25℃における粘度:2.0Pa・s)をディスペンサーにより注入した。その後、紫外線硬化装置により実施例1と同様の条件で接着剤を硬化させた。接着剤の厚みは、得られた貼り合わせサンプルの断面観察により観察した結果、10μmであった。評価結果については表1に示した。
Example 4
The molded product of FIG. 5 made of acrylic resin and the film of FIG. 8 made of acrylic resin were joined. An ultraviolet curable adhesive A (3003 manufactured by ThreeBond Co., Ltd., acrylic resin system, viscosity at 25 ° C .: 1.5 Pa · s) is applied on one surface using a bar coater 7 on the rubber roll 6 shown in FIG. As shown in FIG. 11, the ultraviolet curable adhesive A applied to the rubber roll 6 was transferred to the processed surface side of the molded product of FIG. Then, as shown in FIG. 12, this molded product and the film 9 were laminated. Thereafter, an ultraviolet curable adhesive B (manufactured by ThreeBond Co., Ltd. 3027, acrylic resin, viscosity at 25 ° C .: 2.0 Pa · s) was injected into the through-hole 2 using a dispenser. Thereafter, the adhesive was cured under the same conditions as in Example 1 using an ultraviolet curing device. The thickness of the adhesive was 10 μm as a result of observation by cross-sectional observation of the obtained bonded sample. The evaluation results are shown in Table 1.

(比較例1)
アクリル樹脂を素材にし、成形加工及び切削加工により、図9に示す成形品を得た。本成形品は、貫通孔1(直径2mm)、微細流路3(長さ25mm、断面形状は矩形、深さ100μm、幅200μm)を有する。図9の成形品の加工面側に、紫外線硬化型接着剤A(スリーボンド(株)製3003、アクリル樹脂系、25℃における粘度:1.5Pa・s)をバーコーターにより一面に塗布する。ただし貫通孔1、微細流路3には、マスキングテープをその形状にあらかじめ切り取ったものを貼り付けてマスキングをすることにより、接着剤が付着しないようにした。貫通孔1、微細流路3のマスキングテープを除去した後、この成形品と図8のアクリルフィルムを気泡を除去しながら貼り合わせた。その後、紫外線硬化装置により実施例1と同様の条件で接着剤を硬化させた。接着剤Aの厚みは、得られた貼り合わせサンプルの断面観察により観察した結果、10μmであった。評価結果については表1に示した。
(Comparative Example 1)
Using an acrylic resin as a raw material, a molded product shown in FIG. 9 was obtained by molding and cutting. This molded product has a through-hole 1 (diameter 2 mm) and a fine channel 3 (length 25 mm, cross-sectional shape is rectangular, depth 100 μm, width 200 μm). An ultraviolet curable adhesive A (manufactured by ThreeBond Co., Ltd., 3003, acrylic resin, viscosity at 25 ° C .: 1.5 Pa · s) is applied to the processed surface side of the molded product of FIG. However, the adhesive was not attached to the through hole 1 and the fine flow path 3 by applying a masking tape previously cut into a shape and masking. After removing the masking tape of the through-hole 1 and the fine flow path 3, this molded product and the acrylic film of FIG. 8 were bonded together while removing bubbles. Thereafter, the adhesive was cured under the same conditions as in Example 1 using an ultraviolet curing device. The thickness of the adhesive A was 10 μm as a result of observation by cross-sectional observation of the obtained bonded sample. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2008076208
Figure 2008076208

評価方法
(1)接着剤層の観察
接合後の接着剤層を目視もしくは光学顕微鏡観察を行い、100μm径以上の径を有する気泡の数を数えた。気泡の数が5個を超えたものを不適、超えないものを適すると判断した。
(2)微細流路の強度実験
プランジャーポンプを利用し、微細流路部分を光学顕微鏡で観察しながら、水圧を300kPaに設定した状態で微細流路部分に水を流す。流路からの水の漏れや、流路の閉塞が無いことを、観測により確認する。
(3)熱レンズ顕微鏡法による評価
接合したプラスチック製マイクロチップの微細流路に試料を流し、熱レンズ顕微鏡法により試料中の分析対象物質の存在やその濃度が測定できるかの評価を行った。熱レンズ顕微鏡の詳細内容については、例えば特開2000−356611号公報に詳しい。今回の評価においては、アルゴンレーザーを励起光源とし、ヘリウムネオンレーザーを検出光源とし、スポット径1μmとした。流路に流す試料は水とし、励起及び検出のレーザーが焦点を結ぶか否かを今回の判定基準とした。レーザーが焦点を結び計測に問題ない場合は問題なし、レーザーが焦点を結ばず計測が困難な場合は問題ありとした。
(4)チップ端部の接着強度評価
接合したプラスチック製マイクロチップの角を指ではじき、チップ端部でのフィルムの剥離具合を観察した。10枚のマイクロチップで評価を行い、剥離が生じた枚数を計測した。
Evaluation Method (1) Observation of Adhesive Layer The bonded adhesive layer was visually or optically observed, and the number of bubbles having a diameter of 100 μm or more was counted. It was judged that a bubble with more than 5 bubbles was unsuitable and a bubble with less than 5 bubbles was suitable.
(2) Strength experiment of fine flow path Using a plunger pump, water is allowed to flow through the fine flow path portion with the water pressure set to 300 kPa while observing the fine flow path portion with an optical microscope. Confirm by observation that there is no leakage of water from the flow path or blockage of the flow path.
(3) Evaluation by thermal lens microscopy The sample was poured into the fine flow path of the joined plastic microchip, and the presence or concentration of the analyte in the sample was evaluated by thermal lens microscopy. Details of the thermal lens microscope are described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-356611. In this evaluation, an argon laser was used as an excitation light source, a helium neon laser was used as a detection light source, and the spot diameter was 1 μm. The sample flowing in the flow path was water, and whether or not the excitation and detection lasers were focused was used as a criterion for this evaluation. There was no problem when the laser focused and there was no problem in measurement, and there was a problem when measurement was difficult because the laser was not focused.
(4) Adhesive strength evaluation of chip edge part The corner | angular part of the joined plastic microchip was flicked with the finger, and the peeling condition of the film in the chip edge part was observed. Evaluation was performed with 10 microchips, and the number of peeled sheets was measured.

貫通孔の例を示す平面及び断面の模式図である。It is a schematic diagram of the plane and cross section which show the example of a through-hole. 円形溝の例を示す平面及び断面の模式図である。It is a schematic diagram of a plane and a cross section showing an example of a circular groove. 長方形貫通流路の例を示す平面及び断面の模式図である。It is a schematic diagram of the plane and cross section which show the example of a rectangular penetration channel. 長方形溝の例を示す平面及び断面の模式図である。It is a schematic diagram of a plane and a cross section showing an example of a rectangular groove. 実施例1及び4に使用した微細加工成形品を示す平面及び断面の模式図である。It is a schematic diagram of a plane and a section showing a finely processed molded product used in Examples 1 and 4. 実施例2に使用した微細加工成形品を示す平面及び断面の模式図である。It is a schematic diagram of a plane and a section showing a finely processed molded product used in Example 2. 実施例3に使用した微細加工成形品を示す平面及び断面の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a plane and a cross section showing a microfabricated molded product used in Example 3. 実施例及び比較例に使用したアクリルフィルムの平面及び断面の模式図である。It is a schematic diagram of the plane and cross section of the acrylic film used for the Example and the comparative example. 比較例1に使用した微細加工成形品を示す平面及び断面の模式図である。It is a schematic diagram of a plane and a section showing a finely processed molded product used in Comparative Example 1. 実施例4に使用した紫外線硬化型接着剤Aをゴムロールに塗布する工程の模式図である。It is a schematic diagram of the process of apply | coating the ultraviolet curable adhesive A used for Example 4 to a rubber roll. 実施例4に使用したゴムロールに塗布した紫外線硬化型接着剤を成形品の加工面に転写する工程の模式図である。It is a schematic diagram of the process of transcribe | transferring the ultraviolet curable adhesive apply | coated to the rubber roll used for Example 4 to the processed surface of a molded article. 実施例及び比較例に使用した紫外線硬化型接着剤を塗布した成形品とフィルムをラミネートする工程の模式図である。It is a schematic diagram of the process of laminating the molded article and the film which apply | coated the ultraviolet curable adhesive used for the Example and the comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1 貫通孔
2 貫通孔
3 マイクロ流路
4 円形溝
5 長方形溝
6 ゴムロール
7 バーコーター
8 ロール
9 フィルム
10 ロール
11 ロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Through hole 2 Through hole 3 Micro flow path 4 Circular groove 5 Rectangular groove 6 Rubber roll 7 Bar coater 8 Roll 9 Film 10 Roll 11 Roll

Claims (10)

表面に微細流路を有するプラスチック基板とプラスチックフィルムとを接着剤Aを介して接合してなるプラスチック製マイクロチップにおいて、前記プラスチック基板及び/又はプラスチックフィルムの任意の部分に設けられた溝及び/又は貫通孔内部に接着剤A又は接着剤Bを注入し接合することで補強を施されたことを特徴とするプラスチック製マイクロチップ。 In a plastic microchip formed by joining a plastic substrate having a fine channel on the surface and a plastic film via an adhesive A, grooves and / or provided in any part of the plastic substrate and / or plastic film A plastic microchip which is reinforced by injecting and bonding adhesive A or adhesive B into a through hole. 前記プラスチック基板と前記プラスチックフィルムの室温での90°剥離接着強度が2N/25mm以上である請求項1記載のプラスチック製マイクロチップ。 2. The plastic microchip according to claim 1, wherein a 90 ° peel adhesive strength at room temperature between the plastic substrate and the plastic film is 2 N / 25 mm or more. 前記プラスチックフィルムの厚みが0.01〜1mmである請求項1又は2記載のプラスチック製マイクロチップ。 The plastic microchip according to claim 1 or 2, wherein the plastic film has a thickness of 0.01 to 1 mm. 前記プラスチックがアクリル樹脂、飽和環状ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートのいずれかである請求項1〜3いずれか記載のプラスチック製マイクロチップ。 The plastic microchip according to any one of claims 1 to 3, wherein the plastic is any one of acrylic resin, saturated cyclic polyolefin, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, and polyethylene terephthalate. 前記プラスチックフィルムの曲げ弾性率が500〜15000MPaである請求項1〜4いずれか記載のプラスチック製マイクロチップ。 The plastic microchip according to any one of claims 1 to 4, wherein the plastic film has a flexural modulus of 500 to 15000 MPa. 前記接着剤Aの厚みが0.1〜20μmである請求項1〜5いずれか記載のプラスチック製マイクロチップ。 The plastic microchip according to claim 1, wherein the adhesive A has a thickness of 0.1 to 20 μm. 前記接着剤A及び前記接着剤Bがアクリル樹脂を含むものである請求項1〜6いずれか記載のプラスチック製マイクロチップ。 The plastic microchip according to claim 1, wherein the adhesive A and the adhesive B contain an acrylic resin. 前記接着剤A及び前記接着剤Bが紫外線硬化型接着剤である請求項1〜7いずれか記載のプラスチック製マイクロチップ。 The plastic microchip according to claim 1, wherein the adhesive A and the adhesive B are ultraviolet curable adhesives. 前記微細流路部分に300kPaの圧力で水を流した場合に接合部が破損しない請求項1〜8いずれか記載のプラスチック製マイクロチップ。 The plastic microchip according to any one of claims 1 to 8, wherein the joint portion is not damaged when water is passed through the fine channel portion at a pressure of 300 kPa. 請求項1〜9いずれか記載のプラスチック製マイクロチップにおいて、核酸チップ、プロテインチップ、抗体チップ、アプタマーチップ、及び糖タンパクチップから選ばれる少なくとも1つであるバイオチップ、もしくは各種の化学分析用のマイクロ分析チップ。 10. The plastic microchip according to claim 1, wherein the biochip is at least one selected from a nucleic acid chip, a protein chip, an antibody chip, an aptamer chip, and a glycoprotein chip, or various chemical analysis microchips. Analysis chip.
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