JP2011242240A - Microchip and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microchip which has high heat resistance and high chemical resistance and can be produced with the small number of manufacturing steps and to provide a manufacturing method of the microchip.SOLUTION: According to the present invention, a microchip is provided which has a flow channel including an aperture on the surface or on the side surface of a transparent substrate inside thereof. Further, according to the present invention, a microchip is provided for which the modification with the use of a laser is performed, then, a flow channel including an aperture provided on a surface or on the side surface of a transparent substrate inside thereof by isotropic etching.

Description

本発明は、マイクロチップ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a microchip and a method of manufacturing the same. 特に、基材の内部にマイクロ流路を形成したマイクロチップ及びその製造方法に関する。 Particularly to a microchip and a manufacturing method thereof to form a microchannel in the interior of the substrate.

半導体製造技術を流路形成に応用したμ−TAS(Micro Total Analysis System)やLab−on−a−chip、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)と呼ばれるマイクロチップが研究され、実用化されている。 By applying the semiconductor manufacturing technologies in the flow path forming μ-TAS (Micro Total Analysis System) or Lab-on-a-chip, a microchip called MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) are studied, has been practically used.

これらのマイクロチップは、数cm角の大きさのチップの内部にマイクロ流路と呼ばれるマイクロメートルオーダーの幅の流路を有し、マイクロ流路が合流したり、分岐したりする構造を有する。 These microchips have a channel width of the micrometer order called microchannel in the interior of the chip size of a few cm square, with or merges microchannel, a structure in which or branched. マイクロチップは、マイクロ流路に微量の溶液を流して、溶液の反応や分離、分析を行うシステムであるため、試料の微量化、反応の効率化を図ることができ、非常に有用である。 Microchip, by flowing a solution of trace in the microchannel, the reaction and separation of the solution, for analyzing a system to perform, it is possible to achieve small amount of sample, the efficiency of reaction, is very useful. また、流路の微細化によりマイクロチップを含む装置全体を小型化することも可能となるため、様々な用途への応用が可能となる。 Moreover, since it is possible to miniaturize the entire apparatus including the microchip due to miniaturization of the flow path, thereby enabling application to various uses.

マイクロチップの材料としてはシリコン、ガラス、樹脂などが用いられている。 The material of the microchip silicon, glass, or resin is used. 樹脂製のマイクロチップは、大量生産が容易であるという利点はあるが、耐熱性が低く、有機溶剤によって膨潤や腐食が生じたり、張り合わせに用いる接着剤の成分が溶け出したりすることや、流体圧や外圧によってマイクロチップの変形が起こってしまうという問題がある。 Resin microchip is an advantage that it is easy to mass production, low heat resistance, or result in swelling and corrosion by an organic solvent, to or out melted components of the adhesive used in bonding and fluid there is a problem that deformation of the microchip will happening by pressure or external pressure.

シリコン製のマイクロチップは、無機材料から構成されているので耐熱性が高く、有機溶剤による膨潤や腐食がなく、かつ流体圧や外圧によってマイクロチップが変形することがほとんどない。 Silicon microchip, which is configured of an inorganic material high heat resistance, no swelling and corrosion caused by organic solvents, and the microchip by the fluid pressure and external pressure is almost not deformed. このようなシリコン製のマイクロチップは、MEMS技術を用いて製造することが可能であり、生産性の面でも優れている。 Such silicon microchip, it is possible to manufacture using MEMS technology, is also excellent in productivity.

一方、ガラス製のマイクロチップは、耐熱性が高く、有機溶剤による膨潤や腐食がなく、あるいは流体圧や外圧によって変形することがほとんどないマイクロチップを提供することが可能であり、また、透明な材料であることから、流路内の光学的な観察も可能である。 On the other hand, a glass microchip has high heat resistance, no swelling and corrosion caused by organic solvents, or it is possible to provide a little microchips be deformed by the fluid pressure and external pressure, also a clear since a material, it is also possible optical viewing in the flow path. ガラス製のマイクロチップを用いることで、例えば、蛍光物質等用いて細胞や、タンパク、DNAなどのイメージングに利用することもできる。 By using a glass microchip, for example, and cells using a fluorescent substance or the like, proteins, also it is utilized in the imaging of such DNA.

このような光学的な観察が可能なマイクロチップを、ガラス基材とシリコン含有基材とを組合せて製造することが特許文献1に開示されている。 Such optical observation possible microchips, be produced by combining the glass substrate and a silicon-containing substrate is disclosed in Patent Document 1. また、複雑な形状の流路をガラス基材とシリコン基材を組合せて形成することが特許文献2に開示されている。 Further, the flow path having a complicated shape can be formed by combining a glass substrate and a silicon substrate is disclosed in Patent Document 2. このようなガラス基材とシリコン基材を組合せたマイクロチップは、樹脂製のマイクロチップに比して耐熱性が高く、有機溶剤による膨潤や腐食がなく、あるいは流体圧や外圧によってほとんど変形しない点で優れている。 Such microchip combining glass substrate and the silicon substrate has high heat resistance as compared with the resin microchip, that hardly deformed by swelling and corrosion without or fluid pressure or external pressure with an organic solvent in are excellent.

しかし、これら従来のマイクロチップは、シリコン、ガラス、樹脂などからなる基材の表面に流路を形成し、この流路を覆うために、少なくともさらに1枚の基材を張り合わせる必要があった。 However, these conventional microchip, silicon, to form a glass, a flow path on a surface of a substrate made of resin, in order to cover the flow path, it is necessary to laminating at least further one of the base .

特開2010−25688号公報 JP 2010-25688 JP 特開2010―29780号公報 JP 2010-29780 JP

上述したように、従来のマイクロチップは、1枚のマイクロチップの形成に必要な基材数が多く、その結果、厚くなるため小型化の障害となる。 As described above, conventional microchip number base required to form the single microchip number, resulting in a failure of the compact to become thicker. また、ガラス基材とシリコン基材を組合せたマイクロチップでは、基材同士を直接接合する場合、可動性イオンを含む特殊なガラス基材を用いる必要があり、接合工程が必要となる。 Further, in the microchip combining glass substrate and a silicon substrate, when bonding substrates with each other directly, it is necessary to use a special glass substrate containing mobile ion, the bonding process is needed. さらに、流路を形成するシリコン基材を加工するための製造工程や必要な設備が多くなるため、製造コストが上昇する。 Furthermore, since the manufacturing processes and equipment necessary for processing the silicon base material to form a flow path is increased, the production cost is increased.

そこで、本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、耐熱性や耐薬品性が高く、少ない製造工程で製造可能なマイクロチップ及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, high heat resistance and chemical resistance, is to provide a microchip and a manufacturing method thereof that can be manufactured with fewer manufacturing steps.

本発明の一実施形態によると、一つの透明な基材の内部に、基材の表面又は側面に開口部を有する流路を有することを特徴とするマイクロチップが提供される。 According to one embodiment of the present invention, the inside of the one transparent substrate, a microchip is provided, characterized in that it comprises a channel having an opening on the surface or side of the substrate.

これにより、基材の貼り合せや積層をすることなく、単一の透明な基材の内部に流路を形成したマイクロチップが提供される。 Thus, without the bonding or lamination of the substrate, a microchip which is a flow path within a single transparent substrate is provided. したがって、基材を直接接合する場合のように、接合界面のボイドによる接合不良で、液漏れ等の不具合が生じることはない。 Therefore, as in the case of bonding the substrate directly, a bonding failure due to voids at the bonding interface, does not occur inconvenience such leakage. また、ガラス基材とシリコン基材とを陽極接合する場合のように、開口部に相当する部分にアルカリ析出が起こり、被験物の性状によっては問題となることもない。 Further, the glass substrate and a silicon substrate as in the case of anodic bonding, occurs alkaline precipitation in a portion corresponding to the opening, it does not constitute a problem by nature of the analyte. さらに、接着剤を用いて基材を接合する場合のように、接着剤による流路特性の劣化や、接着剤により流路内の被験物の観察の障害となることもない。 Furthermore, as in the case of joining the substrate with an adhesive, deterioration of the channel characteristics due to the adhesive, it does not become an obstacle to the observation of the test article in the channel by adhesive.

また、本発明の一実施形態によると、レーザによって改質された後、等方性エッチングによって一つの透明な基材の内部に形成され、且つ基材の表面又は側面に開口部を有する流路を有することを特徴とするマイクロチップが提供される。 Further, the flow path having According to an embodiment of the present invention, after being modified by a laser, is formed inside the one transparent substrate by isotropic etching, and openings in the surface or the side surface of the substrate microchip is provided, characterized in that it comprises a.

従来のガラス基材とシリコン基材を組合せたマイクロチップは、用いる基材が多いため、製造工程が多く複雑になるが、本発明の一実施形態によると、少ない製造工程で1枚の基材の内部に流路を形成したマイクロチップが提供される。 Microchip combining conventional glass substrate and the silicon substrate is used because there are many substrates, but the manufacturing process is more complicated, according to one embodiment of the present invention, a sheet of base material with fewer manufacturing steps microchip forming a flow path inside is provided.

マイクロチップの流路は基材内で基材の上面に対して水平方向および/または垂直方向に曲がるように形成されてもよい。 The flow path of the microchip may be formed to bend in the horizontal direction and / or direction perpendicular to the upper surface of the substrate in the substrate.

これにより、1枚の基材内に蛇行させて流路を形成することで小型化を可能とし、また、1枚の基材であるために、細長いキャピラリーよりも割れにくく、扱いが容易なマイクロチップが提供される。 Thus, it possible to downsize by forming a flow path by meandering in a single substrate, also, because of the single substrate, difficult to break than the elongated capillary, handling is easy micro chip is provided.

マイクロチップの流路の断面形状は、円形、楕円形、多角形、リング形又はドーナツ形であってもよい。 Sectional shape of the flow path of the microchip, circular, elliptical, polygonal, or may be a ring-shaped or donut-shaped.

従来の半導体製造技術では、異方性エッチングを用いることで矩形形状の流路形成するのは比較的容易であるが、円形の流路を基材内部に形成するためには複雑な製造工程が必要となる。 In conventional semiconductor fabrication techniques, although it is relatively easy to flow path formed in a rectangular shape by using the anisotropic etching, a complicated manufacturing process in order to form a circular flow channel within the substrate is required. 本発明の一実施形態によると、等方性のエッチングであるウェットエッチングを用いることで、形成された流路の断面は略円形の形状になり、製造工程も簡便なマイクロチップが提供される。 According to one embodiment of the present invention, by using the wet etching is isotropic etching, the cross section of the formed flow paths become substantially circular shape, simple microchip manufacturing steps is provided. また、多角形の断面形状の流路では、流路の幾何学的な配置を用いることで、1枚の基材に複数の流路をコンパクトに集積することができる。 Further, in the flow path of a polygonal cross-sectional shape, by using the geometric arrangement of the flow channel, it can be integrated in a compact multiple flow paths on one substrate. リング形又はドーナツ形の断面形状の流路では、流路毎に異なる温度の流体を流し、流体間の熱交換に用いることができ、また、異なる種類の液体、異なる粘度の流体を流すこともできる。 The flow path of the ring-shaped or donut-shaped cross-sectional shape, put different temperatures of the fluid in each flow path, can be used for heat exchange between fluids, also flowing a different type of liquid, the different viscosity fluids it can.

マイクロチップの流路の断面形状が、基材の位置によって異なってもよい。 Sectional shape of the flow path of the microchip, may be different depending on the position of the substrate.

これにより、マイクロチップの設計における自由度が高くなり、多様な用途のマイクロチップの開発を可能にすることができる。 Thus, the higher the degree of freedom in the design of the microchip, it is possible to allow microchip development of various applications.

マイクロチップの流路に構造体を有してもよい。 It may have a structure in the flow path of the microchip.

これにより、流路に構造体を形成することで、例えば、流体の流量や圧力を制御することが可能である。 Thus, by forming a structure in the flow path, for example, it is possible to control the flow rate and pressure of the fluid.

マイクロチップの流路に複数の構造体を有し、複数の構造体は大きさの異なる構造体を有してもよい。 A plurality of structures in the flow path of the microchip, a plurality of structures may have a different structure sizes.

これにより、流路に複数の構造体を形成し、複数の構造体の大きさの異ならせることで、流体の撹拌が可能である。 Thus, forming a plurality of structures in the flow path, by varying the size of the plurality of structures it is possible stirring of the fluid. 1つの流路の内部に所定の間隔で複数の板状構造体を形成することで、撹拌効果を高めることができる。 Inside the one channel by forming a plurality of plate-like structure at a predetermined interval, it is possible to enhance the stirring effect.

また、本発明の一実施形態によると、一つの基材内部にレーザを照射して、基材の一部を改質し、基材の一部をエッチングにより除去して、基材の表面又は側面に開口部を有する流路を基材内部に形成することを特徴とするマイクロチップの製造方法が提供される。 Further, according to an embodiment of the present invention, by irradiating a laser within one of the substrate, modifying the portion of the substrate, a portion of the substrate is removed by etching, the surface of the substrate or method of manufacturing a microchip and forming a channel having an opening on a side surface inside the substrate is provided.

これにより、基材の貼り合せや積層をすることなく、単一の透明な基材の内部に流路を形成することができる。 Thus, without the bonding or lamination of the substrate, it is possible to form a flow path within a single transparent substrate. また、耐熱性や耐薬品性が高く、安価な材料を用いて製造可能なマイクロチップが提供される。 Further, high heat resistance and chemical resistance, can be produced microchips are provided using an inexpensive material.

マイクロチップの製造方法において、流路は基材内で基材の上面に対して水平方向および/または垂直方向に曲がるように形成されてもよい。 In the manufacturing method of the microchip, the channel may be formed to bend in the horizontal direction and / or direction perpendicular to the upper surface of the substrate in the substrate.

これにより、1枚の基材内に蛇行させて流路を形成することで小型化を可能とし、また、1枚の基材であるために、細長いキャピラリーよりも割れにくく、扱いが容易なマイクロチップが製造できる。 Thus, it possible to downsize by forming a flow path by meandering in a single substrate, also, because of the single substrate, difficult to break than the elongated capillary, handling is easy micro chip can be produced.

マイクロチップの製造方法において、レーザは1000フェムト秒以下のパルスレーザであってもよい。 In the manufacturing method of the microchip, the laser may be less pulsed laser 1000 femtoseconds.

フェムト秒レーザは、レーザと物質との相互作用において非線形性が顕著になるため、多光子吸収を利用したプロセシングや熱的影響が無視できる。 Femtosecond laser, since the nonlinearity in the interaction between the laser and the material is significant, processing and thermal effects utilizing multiphoton absorption is negligible. フェムト秒レーザは、炭酸ガスレーザやYAGレーザに比して、レーザ光を極めて小さな領域に照射することができ、加工精度は格段に高い。 Femtosecond laser is different from the carbon dioxide laser or YAG laser can be irradiated with a laser beam to a very small area, the processing accuracy is much higher. フェムト秒レーザを用いることで、加工する対象に瞬時にエネルギーを注入し、熱的、化学的損傷を受けない状態で、且つ、膜飛びを生じずに、必要箇所のみ屈折率を変え、密度を疎の状態に変える「改質」を行うことができる。 By using the femtosecond laser, by injecting energy instantly to the subject to be processed, thermally, in a state not subjected to chemical damage, and, without causing skipping film, changing the refractive index only necessary portions, the density change in the sparse state it is possible to perform the "modified".

マイクロチップの製造方法において、流路の断面形状を、円形、楕円形、多角形、リング形又はドーナツ形で形成してもよい。 In the manufacturing method of the microchip, the cross-sectional shape of the flow path, circular, elliptical, polygonal, or it may be formed in a ring-shaped or donut-shaped.

複雑な断面形状を有する流路を従来の半導体の製造技術で形成するには、複雑な製造工程が必要となる。 A flow passage having a complicated cross-sectional shape formed by conventional semiconductor manufacturing techniques, it is necessary to complicated manufacturing process. 本発明の一実施形態によると、従来に比して簡便に複雑な流路を形成することができる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to form a simple complex flow path as compared with the conventional. したがって、マイクロチップの設計における自由度が高くなり、多様な用途のマイクロチップの開発を可能にする。 Thus, the higher the degree of freedom in the design of the microchip, allowing microchip development of various applications.

マイクロチップの製造方法において、流路の断面形状を、基材の位置によって異なるように形成してもよい。 In the manufacturing method of the microchip, the cross-sectional shape of the flow path may be formed differently depending on the position of the substrate.

1枚のマイクロチップの内部に様々な断面形状の流路を複数組合せて形成するには、従来の半導体の製造技術では複雑な製造工程が必要となる。 To form by combining a plurality of flow passages of various cross-sectional shapes in the interior of a single microchip, it is required complicated manufacturing process in the conventional semiconductor manufacturing techniques. 本発明の一実施形態によると、従来に比して簡便に複雑な流路を形成することができる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to form a simple complex flow path as compared with the conventional. したがって、マイクロチップの設計における自由度が高くなり、多様な用途のマイクロチップの開発を可能にする。 Thus, the higher the degree of freedom in the design of the microchip, allowing microchip development of various applications.

マイクロチップの製造方法において、流路に構造体を形成してもよい。 In the manufacturing method of the microchip, it may form a structure in the flow path.

従来の半導体の製造技術で流路に構造体を形成するには、複雑な製造工程が必要となる。 To form the structure in the flow path in the conventional semiconductor manufacturing techniques, it is necessary to complicated manufacturing process. 本発明の一実施形態によると、従来に比して簡便に複雑な流路を形成することができる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to form a simple complex flow path as compared with the conventional. したがって、流路に機能性を持たせたマイクロチップの設計における自由度が高くなり、多様な用途のマイクロチップの開発を可能にする。 Thus, it increases freedom in the microchip designs have a function of the flow path, to allow microchip development of various applications.

マイクロチップの製造方法において、流路に大きさの異なる複数の構造体を形成してもよい。 In the manufacturing method of the microchip, it may be formed different structures sizes in the flow path.

従来の半導体の製造技術で流路に構造体を形成するには、複雑な製造工程が必要となる。 To form the structure in the flow path in the conventional semiconductor manufacturing techniques, it is necessary to complicated manufacturing process. 本発明の一実施形態によると、従来に比して簡便に複雑な流路を形成することができる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to form a simple complex flow path as compared with the conventional. したがって、流路に機能性を持たせたマイクロチップの設計における自由度が高くなり、多様な用途のマイクロチップの開発を可能にする。 Thus, it increases freedom in the microchip designs have a function of the flow path, to allow microchip development of various applications.

本発明よると、耐熱性や耐薬品性が高く、少ない製造工程で製造可能なマイクロチップ及びその製造方法を提供することができる。 According the present invention, it is possible to heat resistance and chemical resistance is high, to provide a microchip and a manufacturing method thereof that can be manufactured with fewer manufacturing steps.

一実施形態に係る本発明のマイクロチップ100の模式図であり、(a)はマイクロチップ100を斜め上方向から見た図であり、(b)はAA'での切断面であり、(c)はBB'での切断面である。 Is a schematic diagram of the microchip 100 of the present invention according to one embodiment, (a) is a view of the microchip 100 obliquely from above, a cross section taken along a line (b) is AA ', (c ) is a cut surface in the BB '. 一実施形態に係る本発明のマイクロチップ100の製造工程のパルスレーザの照射を示す図であり、(a)はマイクロチップ100を斜め上方向から見た図であり、(b)はAA'での切断面である。 In a diagram showing the irradiation of pulse laser of a manufacturing process of the microchip 100 of the present invention according to one embodiment, (a) is a view of the microchip 100 obliquely from above, (b) is AA ' which is the cut surface. レーザ光の照射方法と形成される改質部の形状との関係を示す図であり、(a)は先に形成された改質部を伝搬しないようにレーザ光の焦点を走査する図を示し、(b)は先に形成された改質部を伝搬するようにレーザ光の焦点を走査する図を示す。 Is a diagram showing the relationship between the modification of shape formed with irradiation method of a laser beam, (a) shows diagrams for scanning the focal point of the laser beam so as not to propagate the modified portion formed previously , (b) shows a diagram of scanning the focal point of the laser light to propagate reforming portion previously formed. 一実施形態に係る本発明の流路21の断面形状を示し、(a)は、図1(a)のAA'での切断面に相当する様々な断面形状の流路21を示し、(b)は溝形の断面形状を有する流路23を示す。 Shows a cross-sectional shape of the flow path 21 of the present invention according to one embodiment, (a) shows the flow path 21 of various cross-sectional shape corresponding to a cut surface at AA 'of FIG. 1 (a), (b ) indicates a flow passage 23 having a groove-shaped cross-sectional shape. 一実施形態に係る本発明の流路31の断面形状を示し、(a)は流体をリング状に流す流路31の断面図であり、(b)は二重の流路33の断面図である。 Shows a cross-sectional shape of the flow path 31 of the present invention according to one embodiment, (a) is a cross-sectional view of a flow passage 31 through which fluid flows in a ring shape, (b) is a sectional view of a dual flow channel 33 is there. 一実施形態に係る本発明の流路の配置を示す図であり、(a)は基材1の内部に複数の流路41を形成した様子を示す断面図であり、(b)は基材1の内部に複数の流路43を形成した様子を示す断面図である。 Is a view showing a flow path arrangement of the present invention according to one embodiment, (a) is a sectional view showing a state of forming a plurality of flow channels 41 in the interior of the substrate 1, (b) the substrate it is a sectional view showing a state of forming a plurality of flow channels 43 in the interior of the 1. 一実施形態に係る本発明の内部に構造体を形成した流路の例を示し、(a)は、1つの流路の内部に階段状構造体81を形成した流路51を示し、(b)は、1つの流路の内部に板状構造体83を形成した流路53を示す。 An example of a flow path forming a structure inside the present invention according to one embodiment, (a) shows a channel 51 that forms a step-like structure 81 inside the one channel, (b ) shows a flow channel 53 formed of the plate-like structure 83 in the interior of the one flow path. 一実施形態に係る本発明のマイクロチップ200を示し、(a)はマイクロチップ200を上方向から見た図であり、(b)はAA'での切断面であり、(c)はBB'での切断面である。 Shows the microchip 200 of the present invention according to one embodiment, (a) is a view of the microchip 200 from above, (b) is AA 'is a cross section taken along a line, (c) the BB' it is a cut surface of the at. 一実施例に係る本発明のマイクロチップ300の模式図であり、(a)は上面図、(b)は(a)のBB'での断面図を示す。 Is a schematic diagram of the microchip 300 of the present invention according to an embodiment, and a cross-sectional view at (a) is a top view, (b) the BB 'of (a). 一実施例に係る本発明のマイクロチップ400の模式図であり、(a)は上面図、(b)は(a)のBB'での断面図を示す。 Is a schematic diagram of the microchip 400 of the present invention according to an embodiment, and a cross-sectional view at (a) is a top view, (b) the BB 'of (a). (a)〜(c)は、マイクロチップ400を用いた染色体DNAの観察方法を示す図である。 (A) ~ (c) are diagrams showing a method of observing the chromosomal DNA using the microchip 400. 一実施例に係る本発明のマイクロチップ500の模式図であり、(a)は上面図、(b)は(a)のBB'での断面図を示す。 Is a schematic diagram of the microchip 500 of the present invention according to an embodiment, and a cross-sectional view at (a) is a top view, (b) the BB 'of (a).

以下、図面を参照して本発明に係るマイクロチップ及びその製造方法について説明する。 The following describes the microchip and the manufacturing method thereof according to the present invention with reference to the drawings. 但し、本発明のマイクロチップは多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。 However, the microchip of the present invention can be implemented in many different embodiments and are not to be construed as being limited to the description of the embodiments and examples shown below. なお、本実施の形態及び実施例で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 In the drawings referred to in this embodiment and examples, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.

上述の課題について鋭意検討した結果、1枚の基材の内部に流路を形成する方法を用いるに至った。 As a result of extensive studies on the above problem, and have employed a method of forming a flow path inside of one substrate. すなわち、上述のガラス基材とシリコン基材を組合せたマイクロチップは、基材が多いため、製造工程が多く複雑になるが、少ない製造工程で1枚の基材の内部に流路を形成できれば、課題を解決できることとなる。 That is, microchip combining glass substrate and the silicon substrate described above, since the substrate is large, but the manufacturing process is more complicated, if a flow path inside of one substrate with fewer manufacturing steps , and thus it can solve the problem. このような製造方法は、パルスレーザの照射とウェットエッチングの組合せで実現できることを見出した。 Such manufacturing methods are found that can be realized by a combination of irradiation and wet etching of the pulsed laser.

(実施形態1) (Embodiment 1)
図1は、本発明の本実施形態に係るマイクロチップ100の模式図である。 Figure 1 is a schematic view of a microchip 100 according to this embodiment of the present invention. 図1(a)はマイクロチップ100を斜め上方向から見た図であり、図1(b)はAA'での切断面であり、図1(c)はBB'での切断面である。 1 (a) is a view of the microchip 100 obliquely from above, FIG. 1 (b) 'is a cross section taken along a line, FIG. 1 (c) BB' AA is a cross section taken along a line. 例えば、マイクロチップ100は、単一の基材1の内部に蛇行した流路11を有し、流路11は基材1の上部表面に形成された開口部90に接続されている。 For example, a microchip 100 has a flow path 11 that meanders inside the single substrate 1, the passage 11 is connected to the opening 90 formed on the upper surface of the substrate 1.

流路11はマイクロ流路であり、流体の試料を流すための流路である。 Channel 11 is a microchannel is a flow path for flowing a sample fluid. 流路11は基材1の内部を蛇行するように配置することで、基材1のBB'方向の長さよりも長い流路を形成することができる。 The channel 11 by arranging so as to meander inside the substrate 1, it is possible to form a long flow path than the length of BB 'direction substrate 1. 流路11の長さが短くても良い場合は、2つの開口部90の間を直線状に接続するように配置すればよい。 If it may be short length of the channel 11 may be disposed between the two openings 90 to connect to a straight line. また、流路11は試料の粘度に応じて、例えば、BからB'方向に向かって下がるような傾斜を有するように形成してもよい。 Further, the flow path 11 depending on the viscosity of the sample, for example, may be formed to have a slope that decreases toward the B to B 'direction.

開口部90は、例えば、流路11に流す試料を添加するために用いることができる。 Opening 90, for example, can be used to add the sample to flow into the flow path 11. 開口部90は、基材1の上部表面に対して垂直に形成しても良く、また、試料の粘度に応じて傾斜させるように形成してもよい。 Opening 90 may be formed perpendicular to the top surface of the substrate 1, or may be formed so as to incline in accordance with the viscosity of the sample. 開口部90は、マイクロチップ100の側面部表面に形成してもよい。 Opening 90 may be formed on the side surface portion surface of the microchip 100.

本発明の本実施形態に係るマイクロチップ100は、パルスレーザの照射とウェットエッチングとを組合せて製造することができる。 Microchip 100 according to this embodiment of the present invention can be prepared by combining a radiation and wet etching of the pulsed laser. 図2は、本発明の本実施形態に係るマイクロチップ100の製造工程のパルスレーザの照射を示す図である。 Figure 2 is a diagram illustrating the irradiation of a pulse laser of a manufacturing process of the microchip 100 of the present embodiment of the present invention. 図2(a)はマイクロチップ100を斜め上方向から見た図であり、図2(b)はAA'での切断面である。 2 (a) is a view of the microchip 100 obliquely from above, FIG. 2 (b) is a cross section taken along a line AA '.

ここで、マイクロチップ100の基材1には、透明な基材である耐薬品性が高いガラス、すなわち、耐酸性、耐アルカリ性の高いガラス、例えば、ホウケイ酸ガラス、ソーダライム、アルミナホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどを用いることができる。 Here, the substrate 1 of the microchip 100, a glass has high chemical resistance which is a transparent substrate, i.e., acid resistance, alkali resistance of high glass, e.g., borosilicate glass, soda lime, alumina borosilicate glass , it can be used such as quartz glass. また、サファイアなどの単結晶基材であってもよい。 Further, it may be a single crystal substrate such as sapphire. これらの基材は透光性を有するため、基材内部にレーザ光を照射可能である。 These substrates for a light-transmitting, it is capable of irradiating laser light to the interior base material.

マイクロチップ100に流路11を形成するために、図1(a)及び図1(b)に示すように、基材1の内部の所定の位置にレーザ光5を照射する。 To form a channel 11 in the microchip 100, as shown in FIG. 1 (a) and 1 (b), irradiating a laser beam 5 to a predetermined position inside the substrate 1. 本実施形態に係るレーザ光5として、1000フェムト秒以下のパルス幅のパルスレーザ(フェムト秒レーザ)を用いることができる。 As the laser beam 5 according to the present embodiment, it is possible to use a 1000 femtosecond or less pulse width of the pulse laser (femtosecond laser). フェムト秒レーザは、レーザと物質との相互作用において非線形性が顕著になるため、多光子吸収を利用したプロセシングや熱的影響が無視できる。 Femtosecond laser, since the nonlinearity in the interaction between the laser and the material is significant, processing and thermal effects utilizing multiphoton absorption is negligible. フェムト秒レーザは、炭酸ガスレーザやYAGレーザに比して、レーザ光を極めて小さな領域に照射することができ、加工精度は格段に高い。 Femtosecond laser is different from the carbon dioxide laser or YAG laser can be irradiated with a laser beam to a very small area, the processing accuracy is much higher. フェムト秒レーザを用いることで、加工する対象に瞬時にエネルギーを注入し、熱的、化学的損傷を受けない状態で、且つ、膜飛びを生じずに、必要箇所のみ屈折率を変え、密度を疎の状態に変える「改質」を行うことができる。 By using the femtosecond laser, by injecting energy instantly to the subject to be processed, thermally, in a state not subjected to chemical damage, and, without causing skipping film, changing the refractive index only necessary portions, the density change in the sparse state it is possible to perform the "modified".

基材1にレーザ光5を照射すると、レーザ光5の焦点6の位置の基材1が改質され、改質部7を形成することができる。 Upon irradiation with laser light 5 to the substrate 1, the substrate 1 of the position of the focal point 6 of the laser beam 5 is reformed, it is possible to form the reforming unit 7. 基材1の内部の所望の位置でレーザ光5を走査することで、流路11に相当する改質部7を形成することができる。 By scanning the laser beam 5 at a desired position within the base material 1, it is possible to form the modified portion 7 corresponding to the flow path 11. この改質部7は、基材1の改質されていない部分よりもエッチングされやすい性質を有する。 The reforming unit 7 has a property of easily etched than unmodified portion of the substrate 1. レーザ光5の走査は、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向で行うことができ、これにより所望の改質部7を形成することができる。 Scanning of the laser beam 5, X-axis direction, can be carried out in the Y axis direction and the Z-axis direction, thereby to form the desired reformer 7. レーザ光5を精度良く走査することで、内部の表面に凹凸の少ない流路11を形成するための改質部7を形成することができる。 The laser beam 5 that accurately scan, it is possible to form the modified portion 7 for forming a small flow path 11 of uneven inner surface.

次に、改質部7を形成した基材1にエッチングを行う。 Next, etching is performed to the substrate 1 formed with the modified portion 7. 本実施形態に係るエッチングには等方性のエッチングであるウェットエッチングが好ましい。 Wet etching the etching according to the present embodiment is isotropic etching is preferred. エッチング液としては、フッ酸やフッ硝酸系の溶液を用いることができる。 The etchant may be that the solution of hydrofluoric acid or fluoro-nitric acid system. 改質部7は、改質されていない部分よりも速くエッチングされ、基材1にマイクロメートルオーダーの幅の流路11が形成される。 Reforming unit 7 is etched faster than the portion which is not modified, the base material 1 flow path 11 of the width of the micrometer order is formed. エッチングを行う時間を長くすることで、流路11の内部の表面の凹凸を減少させることができる。 By lengthening the time of etching, it is possible to reduce the unevenness of the inner surface of the channel 11. また、エッチング液による基材1の表面のエッチングを防ぐために、エッチング工程の前に、改質部7を形成した基材1の表面に保護膜を形成してもよい。 In order to prevent the etching of the substrate 1 of the surface by the etching solution, before the etching step, a protective film may be formed on the formed substrate 1 of the surface of the reforming section 7. 基材1の表面の保護膜を形成しない部分(開口部90に相当)から、エッチング液が基材1の内部に浸潤し、改質部7をエッチングして流路11を形成することができる。 From the portion not forming the protective layer of the substrate 1 of the surface (corresponding to the opening 90), the etching solution is infiltrated into the interior of the substrate 1, a reforming unit 7 can form a flow path 11 is etched . 保護膜は、エッチング液に対する耐性を有する材料で形成することができ、例えば、クロムや金、これらの合金などを用いることができる。 Protective film may be formed of a material having resistance to the etchant, for example, chromium or gold, or the like can be used alloys.

従来の半導体製造技術では、異方性エッチングを用いることで矩形形状の流路形成するのは比較的容易であるが、円形の流路を基材内部に形成するためには複雑な製造工程が必要となる。 In conventional semiconductor fabrication techniques, although it is relatively easy to flow path formed in a rectangular shape by using the anisotropic etching, a complicated manufacturing process in order to form a circular flow channel within the substrate is required. 本発明の本実施形態に係るマイクロチップ100は、等方性のエッチングであるウェットエッチングを用いることで、形成された流路11の断面は略円形の形状になり、製造工程も簡便である。 Microchip 100 according to this embodiment of the present invention, by using the wet etching is isotropic etching, the cross section of the formed flow path 11 becomes approximately a circular shape, is simple the manufacturing process.

マイクロチップ100は、基材1の内部に蛇行した流路11を有することで、長い流路をコンパクトに収めることができ、例えば、マイクロキャピラリーの代わりに用いることができる。 Microchip 100 is that it has a flow path 11 that meanders inside the substrate 1, can fit a long flow path in a compact, for example, can be used instead of the microcapillary. 例えば、キャピラリー電気泳動、キャピラリーDNAシーケンサ等は、高い分離性能を得るために、キャピラリーの長さが必要であるため、装置がその分大きくなり、小型化の障害となる。 For example, capillary electrophoresis, capillary DNA sequencer or the like, in order to obtain a high separation performance, due to the need for the length of the capillary, apparatus is increased correspondingly, an obstacle to miniaturization. マイクロチップ100は、1枚の基材内に蛇行させて流路を形成することで小型化を可能とし、また、1枚の基材であるために、細長いキャピラリーよりも割れにくく、扱いが容易となる。 Microchip 100 is meandering in a single substrate to enable miniaturization by forming a flow path, also for one which is the base material, not easily cracked than an elongated capillary, easy to handle to become.

本発明の本実施形態に係るマイクロチップ100は、パルスレーザの照射とウェットエッチングとを組合せることで、基材の貼り合せや積層をすることなく、単一の基材の内部に略円形の断面形状の蛇行した流路を形成することができる優れた効果を奏する。 Microchip 100 according to this embodiment of the present invention, by combining the irradiation and wet etching of the pulsed laser, without the bonding or lamination of the substrate, a substantially circular inside a single substrate an excellent effect capable of forming a tortuous flow path cross-sectional shape. また、本発明の本実施形態によると、耐熱性や耐薬品性が高く、安価な材料を用いて製造可能なマイクロチップが提供される。 Further, according to this embodiment of the present invention, high heat resistance and chemical resistance, it can be produced microchips are provided using an inexpensive material.

従来の複数枚の基材を接合するマイクロチップでは、基材を直接接合する場合には、接合界面にボイドがあると接合不良になりやすく、液漏れ等の不具合が生じることがある。 Microchip joining a conventional plurality of substrates, the case of joining the substrate directly, tends to bonding failure that there is a void in the bonding interface, it may malfunction such as liquid leakage occurs. また、ガラス基材とシリコン基材とを陽極接合する場合、開口部90に相当する部分にアルカリ析出が起こり、被験物の性状によっては問題となることがある。 In the case of anodic bonding between a glass substrate and a silicon substrate, an alkali precipitation occurs in a portion corresponding to the opening 90, it may become problem by nature of the analyte. さらに、接着剤を用いて基材を接合する場合、接着剤による流路特性の劣化や、接着剤により流路内の被験物の観察の障害となることもある。 Furthermore, when bonding substrates with an adhesive, there deterioration of the channel characteristics due to the adhesive, may become an obstacle to the observation of the test article in the flow path by an adhesive. 一方、本発明の本実施形態に係るマイクロチップ100は、基材の貼り合せや積層をすることなく、単一の基材の内部に流路を形成することができるため、このような問題は生じない。 Meanwhile, the microchip 100 of the present embodiment of the present invention, without the bonding or lamination of the substrate, it is possible to form a flow path within a single substrate, such problems It does not occur.

(実施形態2) (Embodiment 2)
本実施形態においては、複雑な形状を有する流路を形成する例について説明する。 In the present embodiment, an example of forming a channel having a complex shape. 図3は、レーザ光の照射方法と形成される改質部の形状との関係を示す図である。 Figure 3 is a diagram showing the relationship between the shape of the modified portion formed with irradiation method of a laser beam. 図3(a)は先に形成された改質部を伝搬しないようにレーザ光の焦点を走査する図を示し、図3(b)は先に形成された改質部を伝搬するようにレーザ光の焦点を走査する図を示す。 3 (a) shows the diagram for scanning the focal point of the laser beam so as not to propagate the modified portion formed previously, FIG. 3 (b) laser to propagate the modified portion formed previously It shows a diagram of scanning the focal point of the light.

図3(a)に示すように、レーザ光5の焦点6が基材1の改質部7を伝搬しないように1方向に走査する場合は、基材1の屈折率が一定であるため、レーザ光5のビーム径が拡がらず、改質部7の径を小さくすることができる。 As shown in FIG. 3 (a) because, when the focal 6 of the laser beam 5 is scanned in one direction so as not to propagate the reformer 7 of the substrate 1 is the refractive index of the substrate 1 is constant, the diameter of the laser beam 5 is not spread, it is possible to reduce the diameter of the reforming section 7. 一方、図3(b)に示すように、レーザ光5の焦点6を、改質部7を伝搬させるように基材1の内部に走査する場合、すでに形成された改質部7は基材1と屈折率が異なり、改質部7に入射したレーザ光5は反射、屈折を生じるため、レーザ光5のビーム径が拡がり、改質部7の径が大きくなる。 On the other hand, as shown in FIG. 3 (b), when scanning the focal point 6 of the laser beam 5, the interior of the substrate 1 so as to propagate the reforming section 7, the reforming section 7 that have already been formed in the substrate different 1 the refractive index, the laser beam 5 incident on the reforming section 7 reflection, to produce a refractive spreads the beam diameter of the laser beam 5 is the diameter of the reforming section 7 becomes larger. したがって、先に形成された改質部7を、あえて伝搬するようにレーザ光5の焦点6を走査することで、より大きな改質部7を形成することができる。 Therefore, it is possible to a reforming unit 7 formed earlier, dare By scanning the focal point 6 of the laser beam 5 to propagate, to form a larger reforming unit 7.

このように形成した改質部7をエッチングすることで、基材1の内部に複雑な形状を有する流路を形成することができる。 By etching the reforming unit 7 formed in this way, it is possible to form a channel having a complex shape inside the substrate 1. したがって、レーザ光5の照射方法と形成される改質部7の形状との関係を利用すれば、様々な形状の流路を形成することができる。 Thus, by utilizing the relationship between the shape of the reforming section 7 formed with irradiation method of the laser beam 5, it is possible to form a flow path of various shapes. その例を図4に示す。 The example shown in FIG. 図4(a)は、図1(a)のAA'での切断面に相当する様々な断面形状の流路21の例を示す。 4 (a) shows an example of the flow path 21 of various cross-sectional shape corresponding to a cut surface at AA 'of FIG. 1 (a). 上述したレーザ光5の照射方法と形成される改質部7の形状との関係を利用することで、様々な断面形状の流路21の形成が可能である。 By using the relationship between the shape of the reforming section 7 formed with irradiation method of a laser beam 5 as described above, it is possible to form the flow path 21 of various cross-sectional shapes. ここで、本実施形態に係る流路21の形成にはウェットエッチングを用いるため、三角形や、矩形、多角形の断面形状を有する流路21では、異方性エッチングを用いた流路に比して角が丸くなる。 Here, since the formation of the flow path 21 of this embodiment uses a wet etching, a triangle or a rectangle, the flow path 21 having a polygonal cross-sectional shape, relative to the flow path using the anisotropic etching corner Te are rounded.

円形や楕円形の断面形状の流路では、流路内を流れる流体の圧力が流路の壁面全体で略均一にかかるため、高圧条件下でのマイクロチップの利用が可能となる。 The flow path of circular or elliptical cross-sectional shape, the pressure of the fluid flowing through the flow passage is because it takes approximately uniform throughout the wall of the channel, it is possible to microchip use in high pressure conditions. 一方、多角形の断面形状の流路では、後述する流路の幾何学的な配置を用いることで、1枚の基材に複数の流路をコンパクトに集積することができる。 On the other hand, in the flow path of a polygonal cross-sectional shape, by using a geometric arrangement which will be described later flow path, it can be integrated in a compact multiple flow paths on one substrate. 例えば、正六角形の断面形状の流路を用いたハニカム構造を1枚の基材中に形成することで、マイクロチップの強度を損なわずに流路を集積することができる。 For example, by forming a honeycomb structure using the flow passage of regular hexagonal cross-sectional shape in a single substrate, it is possible to integrate the flow path without compromising the strength of the microchip.

図4(b)は、さらに複雑な断面形状の流路の例であり、溝形の断面形状を有する流路23を示す。 FIG. 4 (b) is a further example of the flow path of complex cross-sectional shape, showing a flow path 23 having a groove-shaped cross-sectional shape. 図4(b)では基材1の底面方向に凸部を有する溝形の断面形状を例示したが、基材1の上面方向に凸部を有する溝形の断面形状の流路23も形成できる。 FIG 4 (b) the is exemplified groove cross-sectional shape having a convex portion in the bottom surface direction of the substrate 1, the flow path 23 of the channel-shaped cross-sectional shape having a convex portion on the upper surface direction of the substrate 1 can be formed . このような溝形の断面形状を有する流路23は流路の表面積がいため、例えば、流体と流路との接触面積を広げたい場合に有効である。 Passage 23 having such a groove-shaped section is fried surface area of ​​the flow path, for example, is effective when want to expand the contact area between the fluid and the flow path.

図5は、流体をリング形状又はドーナツ形状に流す流路31の断面図であり、図5(a)は、図1(a)のAA'での切断面に相当する。 Figure 5 is a sectional view of a flow passage 31 through which fluid flows in a ring shape or donut shape, FIGS. 5 (a) corresponds to a cross section taken along a line AA 'in FIG. 1 (a). 流路31は、その中心部に改質しない基材部を残すように、レーザ光5の焦点6を走査することでリング形状の改質部7を形成する。 Passage 31, so as to leave the base portion which is not reformed at the center thereof, to form a modified portion 7 of the ring-shaped by scanning the focal point 6 of the laser beam 5. このリング状の改質部7をエッチングにより除去することで、リング形状の断面形状を有する流路31を形成することができる。 The ring-shaped reforming section 7 is removed by etching, it is possible to form a flow channel 31 having a cross-sectional shape of the ring-shaped. 図5(a)に示した流路31は一例であって、多角形のリング形状に形成することもできる。 Flow path 31 shown in FIGS. 5 (a) is an example, it can be formed into a polygonal ring shape. また、流路の外周を円形にし、基材1による内周を矩形にする等、外周の形状と内周の形状とを異なるようにしてもよい。 Further, the outer periphery of the flow channel is circular, like that of the inner circumference by the base 1 in a rectangular, and may be different from the inner peripheral shape as the outer periphery.

図5(b)は二重の流路33の断面図である。 5 (b) is a sectional view of a dual flow channel 33. 流路33は、流路33aの内側に流路33bを有する。 Passage 33 has a passage 33b to the inside of the channel 33a. 流路33は、例えば、流路33aと流路33bとに異なる温度の流体を流し、流体間の熱交換に用いることができる。 The channel 33 is, for example, put different temperatures of the fluid in the flow path 33a and the flow path 33b, it can be used for heat exchange between the fluids. また、流路33aと流路33bとに異なる種類の液体、異なる粘度の流体を流すこともできる。 Also, different types of liquid and the flow path 33a and the flow path 33b, it is also possible to flow a fluid of different viscosities. 図5(b)に示した流路33は一例であって、基材1の厚さが許容する範囲で、何重の構造にでも形成可能である。 Flow path 33 shown in FIG. 5 (b) is an example, in a range where the thickness of the substrate 1 is allowed, can be formed even on the many layers of the structure. また、流路33aと流路33bの断面形状は円に限定されず、図4(a)に示したように、所望の形状で形成可能である。 The sectional shape of the channel 33a and the flow path 33b is not limited to a circle, as shown in FIG. 4 (a), can be formed in a desired shape.

以上説明した複雑な断面形状を有する流路を従来の半導体の製造技術で形成するには、複雑な製造工程が必要となる。 Or channel having a complicated cross-sectional shape has been described in forming a conventional semiconductor manufacturing techniques, it is necessary to complicated manufacturing process. 本実施形態に係る本発明の流路の形成方法を用いることで、従来に比して簡便に複雑な流路を形成することができる。 By using the method of forming the flow path of the present invention according to the present embodiment, it is possible to form a simple complex flow path as compared with the conventional. したがって、本実施形態に係る本発明の流路を用いることで、マイクロチップの設計における自由度が高くなり、多様な用途のマイクロチップの開発を可能にする優れた効果を奏する。 Accordingly, by using the flow path of the present invention according to the present embodiment, the higher the degree of freedom in the design of the microchip, an excellent effect that allows microchip development of various applications.

(実施形態3) (Embodiment 3)
本実施形態においては、実施形態2で説明した複雑な流路の形成方法を応用して、1枚のマイクロチップの内部に様々な断面形状の流路を複数組合せて配置する方法について説明する。 In this embodiment, by applying the method for forming a complex flow path described in the second embodiment, a description will be given of a method of placing a combination plurality of flow passages of various cross-sectional shapes in the interior of a single microchip.

図6は、本発明の本実施形態に係る流路の配置を示す図である。 Figure 6 is a diagram showing an arrangement of a flow path according to this embodiment of the present invention. 図6(a)は基材1の内部に複数の流路41を形成した様子を示す断面図である。 6 (a) is a sectional view showing a state of forming a plurality of flow channels 41 in the interior of the substrate 1. 図6(a)は、図1(a)のAA'での切断面に相当する。 FIGS. 6 (a) corresponds to the cross section taken along a line AA 'in FIG. 1 (a). 流路41は、複数の流路を基材1の底面に対して垂直方向に配置するように形成している。 Passage 41 is formed so as to arranged vertically a plurality of flow channels with respect to the bottom surface of the substrate 1. 図6(a)に示したように、同一の断面形状の流路を複数配置するように形成することもでき、また、異なる断面形状の流路を複数配置するように形成することもできる。 As shown in FIG. 6 (a), forming a flow path of the same cross-sectional shape such that a plurality arranged also or can be formed so as to arranging a plurality of flow passages of different cross-sectional shapes.

図6(b)は基材1の内部に複数の流路43を形成した様子を示す断面図である。 6 (b) is a sectional view showing a state of forming a plurality of flow channels 43 in the interior of the substrate 1. 図6(b)は、図1(a)のAA'での切断面に相当する。 6 (b) is equivalent to the cross section taken along a line AA 'in FIG. 1 (a). 流路43は、複数の流路を幾何学的に配置することで、1枚の基材に複数の流路をコンパクトに集積する例を示す。 The channel 43, by arranging a plurality of flow channels geometrically illustrates an example of an integrated compact a plurality of flow channels on one substrate. 流路43のこのような幾何学的な配置により、流路の全長を長くしてもマイクロチップの小型化が可能となる。 Such geometrical arrangement of the flow passage 43, even by increasing the overall length of the flow path can be miniaturized microchip. また、効率よく集積された流路43を形成したマイクロチップを用いることで、結果として、マイクロチップを利用する装置の小型化を促進することができる。 Further, by using a microchip to form a channel 43 which is effectively integrated, as a result, it is possible to promote miniaturization of the device using the microchip. なお、図5(b)に示した流路43は一例であって、他の幾何学的な流路の配置も可能である。 Incidentally, the flow path 43 shown in FIG. 5 (b) is an example, the arrangement of other geometric flow path is also possible.

以上説明した1枚のマイクロチップの内部に様々な断面形状の流路を複数組合せて形成するには、従来の半導体の製造技術では複雑な製造工程が必要となる。 Above described is formed by combining a plurality of flow passages of various cross-sectional shapes in the interior of a single microchip, it is necessary to complicated manufacturing process in the conventional semiconductor manufacturing techniques. 実施形態2に係る本発明の流路の形成方法を本実施形態の流路の配置に適用することで、従来に比して簡便に複雑な流路を形成することができる。 The method for forming the flow path of the present invention according to the second embodiment by applying the arrangement of the flow path of the present embodiment, it is possible to form a simple complex flow path as compared with the conventional. したがって、本実施形態に係る本発明の流路を用いることで、マイクロチップの設計における自由度が高くなり、多様な用途のマイクロチップの開発を可能にする優れた効果を奏する。 Accordingly, by using the flow path of the present invention according to the present embodiment, the higher the degree of freedom in the design of the microchip, an excellent effect that allows microchip development of various applications.

(実施形態4) (Embodiment 4)
本実施形態においては、1つの流路の内部に構造体を形成する方法について説明する。 In the present embodiment, a method for forming a structure inside the one channel. 図7(a)及び図7(b)は、内部に構造体を形成した流路の例を示し、流体の移動方向に平行な切断面である。 FIGS. 7 (a) and 7 (b) shows an example of a flow path forming a structure inside a cutting plane parallel to the moving direction of the fluid.

図7(a)は、1つの流路の内部に階段状構造体81を形成した流路51を示す。 Figure 7 (a) shows a channel 51 that forms a step-like structure 81 in the interior of the one flow path. 流路51は、流体の移動方向に対して段階的に流路が細くなる形状である。 Channels 51 are shaped stepwise flow path with respect to the direction of movement of the fluid becomes thinner. 流路51を用いることで、例えば、流体の流量や圧力を制御することが可能である。 By using the flow channel 51, for example, it is possible to control the flow rate and pressure of the fluid.

図7(b)は、1つの流路の内部に板状構造体83を形成した流路53を示す。 7 (b) shows a channel 53 forming a plate-like structure 83 in the interior of the one flow path. 流路53は、流体の移動方向に対して所定の間隔で板状の構造体が配置され、段階的に流路が細くなる形状である。 Flow path 53, a plate-like structure at a predetermined interval with respect to the moving direction of the fluid is disposed a stepwise flow path becomes narrower shape. 流路53を用いることで、例えば、流体の撹拌が可能である。 By using the flow channel 53, for example, it is possible to stir the fluid. 流路53に2種類以上の流体を導入すると、導入された流体は板状構造体83に衝突することで撹拌される。 When introducing two or more fluids in the flow path 53, introduced fluid is stirred by colliding with the plate-like structure 83. 1つの流路の内部に所定の間隔で複数の板状構造体83を形成することで、撹拌効果を高めることができる。 Inside the one channel by forming a plurality of plate-like structure 83 at a predetermined interval, it is possible to enhance the stirring effect.

本実施形態の構造体を1つの流路の内部に形成するには、実施形態2で説明した流路の形成方法を適用できる。 To form the structure of the present embodiment to the inside of one channel may be applied a method of forming a flow path described in the second embodiment. 従来の半導体の製造技術で流路の構造体を形成するには、複雑な製造工程が必要となる。 To form the structure of the flow path in the conventional semiconductor manufacturing techniques, it is necessary to complicated manufacturing process. 本実施形態に係る構造体の形成方法を用いることで、従来に比して簡便に複雑な流路を形成することができる。 By using the method for forming a structure according to the present embodiment, it is possible to form a simple complex flow path as compared with the conventional. したがって、本実施形態に係る本発明の構造体を有する流路を用いることで、流路に機能性を持たせたマイクロチップの設計における自由度が高くなり、多様な用途のマイクロチップの開発を可能にする優れた効果を奏する。 Accordingly, by using the channel having a structure of the present invention according to the present embodiment, becomes high flexibility in the microchip designs have a function of the flow path, a microchip development of various applications an excellent effect that allows.

(実施形態5) (Embodiment 5)
本実施形態においては、実施形態2で説明した複雑な形状を有する流路を形成する方法をマイクロチップの製造に適用した例について説明する。 In the present embodiment, an example of applying the method to manufacturing the microchip a method of forming a channel having a complex shape described in Embodiment 2 will be described. 図8に本発明の本実施形態に係るマイクロチップ200を示す。 Showing a microchip 200 according to this embodiment of the present invention in FIG. 図8(a)はマイクロチップ200を上方向から見た図であり、図8(b)はAA'での切断面であり、図8(c)はBB'での切断面である。 8 (a) is a view of the microchip 200 from above, FIG. 8 (b) 'is a cross section taken along a line, FIG. 8 (c) BB' AA is a cross section taken along a line. 例えば、マイクロチップ200は、単一の基材1の内部にマイクロピラー285を有する流路261を有し、流路211は流路261と基材1の上部表面に形成された開口部290とに接続されている。 For example, the microchip 200 has a passage 261 having a micro-pillar 285 to the interior of a single base material 1, the flow channel 211 and the opening 290 formed on the upper surface of the channel 261 and the substrate 1 It is connected to the. 開口部290は、マイクロチップ200の側面部表面に形成してもよい。 Opening 290 may be formed on the side surface portion surface of the microchip 200. マイクロピラー285は、円柱状の構造物で、基材1の底面部と一体に形成されている。 Micro-pillars 285, with a cylindrical structure, are integrally formed with the bottom portion of the substrate 1.

本実施形態のマイクロチップ200は、上述したレーザ光5の照射方法と形成される改質部7の形状との関係を利用し、先に形成された改質部7を伝搬するようにレーザ光5の焦点6を走査して流路261の比較的大きな改質部7を形成し、マイクロピラー285や細い流路211を形成する場合は、先に形成された改質部7を伝搬しないようにレーザ光5の焦点6を走査することで微細加工して形成することができる。 Microchip 200 of the present embodiment, using the relationship between the shape of the reforming section 7 formed with irradiation method of a laser beam 5 as described above, the laser light to propagate reforming unit 7 formed previously scanning the focal point 6 of the 5 relatively large reforming section 7 of the flow path 261 formed by the case of forming the micro-pillars 285 and narrow channel 211, so as not to propagate the modified portion 7 formed previously it can be formed by microfabrication by scanning the focal point 6 of the laser beam 5 in.

マイクロピラー285を有するマイクロチップ200を従来の半導体製造技術で製造する場合、異方性エッチングにより、マイクロピラー285を形成した後に、基材1の上面部を貼り合わせて形成することとなり、製造工程が複雑になる。 When manufacturing the conventional semiconductor fabrication techniques a microchip 200 having a micro-pillar 285 by anisotropic etching, after forming the micro-pillars 285, will be formed by bonding the upper surface of the substrate 1, the manufacturing process It becomes complicated. また、複数の基材を用いるため、製造コストが上昇する。 Moreover, since using a plurality of substrates, the manufacturing cost is increased. しかし、本実施形態に係る流路の形成方法を用いることで、1枚の基材でマイクロチップを形成することができ、且つ、従来に比して簡便に形成することができる。 However, the use of the method for forming a flow path according to this embodiment, it is possible to form a microchip in one substrate, and may be conveniently formed as compared with the prior art.

上述の実施形態で説明した本発明に係る流路を用いたマイクロチップの具体例を以下に示す。 Specific examples of the microchip with a flow channel according to the present invention as described in the above embodiment are shown below. なお、以下の実施例は、一例であって、本発明に係る流路を用いたマイクロチップは、こられに限定されるものではない。 The following examples are merely examples, a microchip with a flow channel according to the present invention is not limited to being this.

(実施例1) (Example 1)
図9は、実施例1の本発明に係るマイクロチップ300の模式図であり、図9(a)は上面図、図9(b)は図9(a)のBB'での断面図を示す。 Figure 9 is a schematic view of a microchip 300 according to the present invention of Example 1, FIG. 9 (a) top view, FIG. 9 (b) shows a cross-sectional view at BB 'shown in FIG. 9 (a) . マイクロチップ300は単一の基材1の内部に流路311と、流路311の途中に複数の突出したトラップ315を有し、基材1の上部表面に流路311に接続した開口部390a及び開口部390bを有する。 Microchip 300 is a flow path 311 inside the single substrate 1 has a trap 315 in which a plurality of projections in the middle of the passage 311, opening 390a which is connected to the upper surface of the substrate 1 to the flow path 311 and an opening 390b. また、トラップ315の底面の一部は貫通しており、トラップ315の底面に電極395を形成することで塞がれた構造になっている。 Also, part of the bottom surface of the trap 315 extends through, and is closed structures by forming an electrode 395 on the bottom of the trap 315. なお、図9(a)において、流路311は蛇行した流路として形成されているが、直線状、曲線上、螺旋状等、目的に応じた形状に配置することができる。 Incidentally, in FIG. 9 (a), the flow path 311 is formed as a serpentine flow path, rectilinear, on the curve, spiral or the like, it can be arranged into a shape corresponding to the purpose.

基材1にはホウケイ酸ガラス、ソーダライム、アルミナホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどを用いることができ、耐腐食性に優れたパイレックス(登録商標)ガラスを好適に用いることができる。 Borosilicate glass on the substrate 1, a soda lime, alumina borosilicate glass, etc. may be used quartz glass, corrosion resistance superior Pyrex (registered trademark) can be preferably used glass. また、電極395には、アルミニウムや白金等の金属を用いることができる。 Further, the electrode 395 can be formed of aluminum or metal such as platinum.

マイクロチップ300は、例えば、細胞等の粒子状の被験物の観察に用いることができる。 Microchip 300 is, for example, can be used for observation of the particulate analyte, such as a cell. トラップ315に配置された電極395にレーザ光を照射すると、電極395が振動し、バブルを発生させることができる。 When irradiated with a laser beam to an electrode 395 disposed in the trap 315, the electrode 395 is vibrated, it is possible to generate the bubbles. これにより、トラップ315内に入った粒子状の被験物を流路311へ押し出し、流路311を満たす流体の原動力となる。 Thus, extruding the particulate analyte that enters the trap 315 into the channel 311, the driving force for fluid filling the channel 311. 開口部390aから被験物が入った流体を流路311へ導入すると、流体は開口部390b方向へ移動する。 The introduction of fluid through the opening 390a containing the analyte into the channel 311, the fluid moves into the opening 390b direction. このとき、上述のように電極395にレーザ光を照射してバブルを発生させることで、流体の移動を促進し、流路311内を移動する被験物を観察することができる。 In this case, by generating the bubbles by irradiating a laser beam on the electrode 395 as described above, it is possible to observe the test product to promote movement of fluid moving within the channel 311. また、電極395は、トラップ315に入った被験物を電気抵抗法により計測するために用いることもできる。 The electrode 395 can also be used to measure the electrical resistance method analyte entering the trap 315.

本実施例のマイクロチップには、従来の基材の貼り合せや積層による製造方法を用いずに、パルスレーザの照射とウェットエッチングとを組合せることで、単一の基材の内部に蛇行した流路やトラップなどを形成することができる。 The microchip of the present embodiment, without using the manufacturing method according bonding and lamination of the conventional substrate, by combining the irradiation and wet etching of the pulse laser was meandering within a single substrate or the like can be formed flow path and traps. 本実施例のマイクロチップは1枚のガラス基材で形成されるため、流路内を移動する被験物の観察に適している。 The microchip of the present embodiment because it is formed by a single glass substrate, are suitable for observation of analyte moving in the flow path.

(実施例2) (Example 2)
図10は、実施例2の本発明に係るマイクロチップ400の模式図であり、図10(a)は上面図、図10(b)は図10(a)のBB'での断面図を示す。 Figure 10 is a schematic view of a microchip 400 according to the present invention of Example 2, 10 (a) is a top view, FIG. 10 (b) shows a cross-sectional view at BB 'shown in FIG. 10 (a) . マイクロチップ400は単一の基材1の内部に矩形形状の比較的大きな流路411と、基材1の上部表面に流路411に接続した開口部490a及び開口部490bを有する。 Microchip 400 has a relatively large and the flow path 411, openings 490a and the openings 490b connected to the upper surface of the substrate 1 to the flow channel 411 of the rectangular shape in the interior of a single substrate 1. また、流路411の内部には、流路411の底面部の基材1と一体に形成された円柱状の構造物であるマイクロピラー485と三角柱2つからなるマイクロポケット487を複数有する。 Further, the interior of the channel 411, the micro-pockets 487 a plurality chromatic consisting micropillar 485 and triangular prism 2 is a cylindrical structure formed on the substrate 1 integral with the bottom surface of the channel 411. マイクロチップ400の底面には電極495a、電極495b、電極495c及び電極495dが配置されている。 Electrodes on the bottom surface of the microchip 400 495a, the electrode 495b, an electrode 495c and the electrode 495d is disposed.

基材1にはホウケイ酸ガラス、ソーダライム、アルミナホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどを用いることができ、耐腐食性に優れたパイレックス(登録商標)ガラスを好適に用いることができる。 Borosilicate glass on the substrate 1, a soda lime, alumina borosilicate glass, etc. may be used quartz glass, corrosion resistance superior Pyrex (registered trademark) can be preferably used glass. また、電極395には、アルミニウムや白金等の金属を用いることができる。 Further, the electrode 395 can be formed of aluminum or metal such as platinum.

マイクロチップ400は、例えば、染色体DNAの観察に用いることができる。 Microchip 400 is, for example, can be used for observation of the chromosomal DNA. 以下に観察方法を説明する。 The observation method will be described below. 図11は、マイクロチップ400を用いた染色体DNAの観察方法を示す図である。 Figure 11 is a diagram illustrating a method of observing the chromosomal DNA using the microchip 400. まず、細胞1101を懸濁した溶液を開口部490aから流路411へ導入する。 First, to introduce the solution and the cells were suspended 1101 from the opening 490a into the channel 411. 導入された細胞1101は流路411内を拡散し、余分な溶液は開口部490bから、マイクロチップ外へ排出される。 Introduced cells 1101 diffuses the flow path 411, excess solution from the opening 490b, is discharged to the microchip out. なお、細胞1101を懸濁する溶液としては、生理的食塩水やPBS(リン酸緩衝生理食塩水)が光学観察に好適である。 As the solution to suspend the cells 1101, saline or PBS (phosphate buffered saline) are suitable for optical observation.

ここで、電極495aに正の電位、電極495bに負の電位を印加すると、図11(a)に示すように、細胞1101は電極495bへ移動する。 Here, the positive potential to the electrode 495a, by applying a negative potential to the electrode 495b, as shown in FIG. 11 (a), the cells 1101 to move to the electrode 495b. マイクロポケット487は、2つの三角柱の間にちょうど1個の細胞を収容するように配置されており、細胞1101はマイクロポケット487に収容される。 Micro pockets 487 is arranged to accommodate exactly one cell between two triangular prisms are, cell 1101 is housed in a micro pocket 487. マイクロチップ400は透明なガラスで形成されるため、細胞1101の移動の様子は位相差顕微鏡を用いることで容易に観察できる。 Because microchip 400 formed of a transparent glass, state of movement of the cells 1101 can be readily observed by using a phase contrast microscope.

次に、開口部490aから流路411へ可溶化剤を添加して細胞1101を溶解する。 Then, by adding a solubilizing agent from the opening 490a to the passage 411 to lyse the cells 1101. 可溶化剤としては、SDS(ラウリル硫酸ナトリウム)等の界面活性剤や塩酸グアニジン等の変性剤を用いることができる。 The solubilizing agent can be used a denaturing agent such as a surfactant and guanidine hydrochloride such as SDS (sodium lauryl sulfate). また、蛋白質を分解するためにトリプシン等のタンパク質分解酵素を添加してもよい。 Furthermore, proteolytic enzymes such as trypsin may be added to degrade proteins. マイクロポケット487に収容された細胞1101は、可溶化剤により細胞膜が溶解され、染色体DNA1103が細胞1101から放出される。 Cells 1101 housed in micro pocket 487, the cell membrane is dissolved by solubilizing agent, chromosome DNA1103 is released from the cell 1101.

電極495aに負の電位、電極495bに正の電位を印加すると、図11(b)に示すように、染色体DNA1103は電極495aへ向かって伸張する。 Negative potential to the electrode 495a, by applying a positive potential to the electrode 495b, as shown in FIG. 11 (b), a chromosome DNA1103 is extending toward the electrodes 495a. さらに電極495cに正の電位、電極495dに負の電位を印加すると、図11(c)に示すように、染色体DNA1103はマイクロピラー485の表面に吸着する。 Positive potential further electrode 495c, by applying a negative potential to the electrode 495D, as shown in FIG. 11 (c), chromosome DNA1103 is adsorbed on the surface of the micro-pillars 485.

このように、染色体DNAを細胞外で伸張した状態にすると、FISH(Fluorescence In−Situ Hybridization)法を用いた染色体DNAの観察が容易になる。 Thus, when the chromosomal DNA to a stretched state in the extracellular, FISH (Fluorescence In-Situ Hybridization) technique chromosomal DNA using the observation is facilitated. FISH法は、標的とする塩基配列と相補的な塩基配列の蛍光DNAプローブを用いた塩基配列の観察方法である。 FISH method is a method for observing the base sequence using a fluorescent DNA probe nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence targeted. 通常、FISH法は凝縮した染色体DNAに対して用いるため、観察時の分解能が高くない。 Normally, for use against FISH method condensed chromosomes DNA, not high resolution at the time of observation. しかし、本実施例のマイクロチップ400を用いることで、染色体DNAを細胞外で伸張した状態にすることができ、FISH法による標的塩基配列の観察が高分解能、且つ、高精度で行うことができる。 However, the use of the microchip 400 of the present embodiment, the chromosomal DNA can be stretched state extracellularly, high resolution observation of the target nucleotide sequence by the FISH method, and can be performed with high precision .

本実施例のマイクロチップには、従来の基材の貼り合せや積層による製造方法を用いずに、パルスレーザの照射とウェットエッチングとを組合せることで、単一の基材の内部にマイクロピラーやマイクロポケットを有する流路を形成することができる。 The microchip of the present embodiment, without using the manufacturing method according bonding and lamination of the conventional substrate, by combining the irradiation and wet etching of the pulsed laser, micro-pillars within a single substrate it is possible to form a channel having a and micro pockets. また、本実施例のマイクロチップは1枚のガラス基材で形成されるため、FISH法による標的塩基配列の観察に適している。 Further, the microchip of the present embodiment because it is formed by a single glass substrate, are suitable for observation of the target nucleotide sequence by the FISH method.

(実施例3) (Example 3)
図12は、実施例3の本発明に係るマイクロチップ500の模式図であり、図12(a)は上面図、図12(b)は図12(a)のBB'での断面図を示す。 Figure 12 is a schematic view of a microchip 500 according to the present invention of Example 3, 12 (a) is a top view, FIG. 12 (b) shows a cross-sectional view at BB 'shown in FIG. 12 (a) . マイクロチップ500は単一の基材1の内部に蛇行した流路511と、基材1の上部表面に流路511に接続した開口部590a、開口部590b、開口部590c及び開口部590dを有する。 Microchip 500 includes a channel 511 that meanders in the interior of a single substrate 1, the opening 590a which is connected to the upper surface of the substrate 1 to the passage 511, opening 590b, the opening 590c and the opening 590d . また、流路511は、開口部590a側から前処理部1251、反応部1253及び検出部1255を有する。 Further, the flow path 511 includes a preprocessing unit 1251, the reaction portion 1253 and the detector 1255 from the opening 590a side. さらに、流路511の内部には、流路511の底面部の基材1と一体に形成された板状構造体583を有する。 Furthermore, the interior of the channel 511 has a plate-like structure 583 which is formed on the substrate 1 integral with the bottom surface of the channel 511.

基材1にはホウケイ酸ガラス、ソーダライム、アルミナホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどを用いることができ、耐腐食性に優れたパイレックス(登録商標)ガラスを好適に用いることができる。 Borosilicate glass on the substrate 1, a soda lime, alumina borosilicate glass, etc. may be used quartz glass, corrosion resistance superior Pyrex (registered trademark) can be preferably used glass.

マイクロチップ500は、例えば、ELISA(Enzyme−Linked ImmunoSorbent Assay)法を用いた検出キットに用いることができる。 Microchip 500 is, for example, ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) method can be used in the detection kit was used. 以下にELISA法を用いた被検出物の検出方法を説明する。 Explaining the detection method of the detected object using the ELISA method as follows. 図12は、マイクロチップ500を用いたELISA法による被検出物の検出方法を示す図である。 Figure 12 is a diagram illustrating a detection method of the detection object by ELISA using the microchip 500. まず、検出対象の溶液を開口部590aから流路511へ導入する。 First, the solution to be detected is introduced through the opening 590a into the channel 511. 導入された溶液は流路511内を移動し、余分な溶液は開口部490dから、マイクロチップ外へ排出される。 Introduced solution moves in the channel 511, excess solution from the opening 490 d, and is discharged into the microchip out.

被検出物が細胞内のタンパク質等である時は、開口部590aから可溶化剤を添加して細胞を溶解する。 When the object to be detected is a protein or the like in the cells, by adding a solubilizing agent from the opening 590a to lyse the cells. 可溶化剤としては、SDS(ラウリル硫酸ナトリウム)等の界面活性剤や塩酸グアニジン等の変性剤を用いることができる。 The solubilizing agent can be used a denaturing agent such as a surfactant and guanidine hydrochloride such as SDS (sodium lauryl sulfate).

溶液中の不要な成分を除去するために、前処理部1251にフィルタやイオン交換樹脂を配設してもよい。 To remove unwanted components in the solution, the filter and ion exchange resin may be disposed before the processing unit 1251. この場合、溶液中に可溶化された被検出物1205は粗精製されることとなるため、検出感度を向上させることができる。 In this case, since it becomes possible to detected object 1205 solubilized in solution is crude, it is possible to improve the detection sensitivity. 流路511を移動した被検出物1205は、反応部1253に予め導入された固定化ビーズ1211により固定される。 The object to be detected moves the flow path 511 1205 is fixed by the fixing bead 1211 pre introduced into the reaction portion 1253. 固定化ビーズ1211は、板状構造体583により反応部1253に留められる。 Immobilized Beads 1211 is fastened to the reaction portion 1253 by a plate-like structure 583. 続いて開口部590bから流路511に洗浄液を導入し、固定化ビーズ1211に固定されない成分、ここでは被検出物1205以外の成分を洗い流す。 Followed by introducing a cleaning liquid to the flow path 511 through the opening 590b, components not fixed to the immobilized beads 1211, where the washing away components other than the object to be detected 1205. 洗浄液としては、生理的食塩水やPBS(リン酸緩衝生理食塩水)が光学観察に好適である。 The washing liquid, saline or PBS (phosphate buffered saline) are suitable for optical observation.

次に、開口部590bから流路511に抗体1207を添加する。 Then added antibody 1207 from the opening 590b in the flow path 511. 抗体1207は被検出物1205と特異的に結合する抗体であって、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体の何れでもよい。 Antibody 1207 is an antibody that specifically binds to the object to be detected 1205, polyclonal antibodies may be either monoclonal antibodies. ここで、抗体1207は標識酵素1209を標識している。 Here, antibody 1207 is labeled enzyme 1209 labeled. 続いて、開口部590bから流路511に洗浄液を導入し、被検出物1205に結合していない余分な抗体1207を洗い流す。 Then, by introducing the cleaning fluid from the opening 590b in the flow path 511, wash out excess antibody 1207 that is not coupled to the object to be detected 1205.

次に、開口部590cから基質1213を添加する。 Then, adding a substrate 1213 through the opening 590c. 基質1213は、被検出物1205に結合した抗体1207の標識酵素1209により反応生成物1215となる。 Substrate 1213 is a reaction product 1215 by labeling enzyme 1209 antibody 1207 bound to the detected object 1205. 反応生成物1215は、検出部1255の検出位置1260で検出される。 The reaction product 1215 is detected at detection position 1260 of the detection unit 1255.

基質1213から反応生成物1215が生成されることで、溶液中に被検出物1205が存在していることが間接的に検出される。 By the reaction product from the substrate 1213 1215 is generated, it is detected object 1205 is present in the solution is indirectly detected. 反応生成物1215の光学的に検出でき、傾向顕微鏡や熱レンズ顕微鏡等を用いることができる。 Can optically detectable reaction product 1215, it is possible to use trends microscope and thermal lens microscope.

本実施例のマイクロチップには、従来の基材の貼り合せや積層による製造方法を用いずに、パルスレーザの照射とウェットエッチングとを組合せることで、単一の基材の内部に板状構造体を有する流路を形成することができる。 The microchip of the present embodiment, without using the manufacturing method according bonding and lamination of the conventional substrate, by combining the irradiation and wet etching of the pulsed laser, the plate inside a single substrate it is possible to form a channel having a structure. また、本実施例のマイクロチップは1枚のガラス基材で形成されるため、ELISA法による検出に適している。 Further, the microchip of the present embodiment because it is formed of a glass substrate of a single, suitable for detection by ELISA.

1:基材 5:レーザ 6:焦点 7:改質部 11:流路 21:流路 23:流路 31:流路 33:流路 41:流路 43:流路 51:流路 53:流路 61:流路 81:階段状構造体 83:板状構造体 85:マイクロピラー 90:開口部100:マイクロチップ200:マイクロチップ211:流路261:流路285:マイクロピラー290:開口部300:マイクロチップ311 流路315:トラップ390a:開口部390b:開口部395:電極400:マイクロチップ411:流路485:マイクロピラー487:マイクロポケット490a:開口部490b:開口部495a:電極495b:電極495c:電極495d:電極500:マイクロチップ511:流路583:板状構造体590a:開口部590b:開口部59 1: substrate 5: Laser 6: focal 7: reforming section 11: flow path 21: the passage 23: flow path 31: the passage 33: flow path 41: the passage 43: flow path 51: the passage 53: flow road 61: flow path 81: stepped structure 83: a plate-like structure 85: micro-pillar 90: opening 100: microchip 200: microchip 211: passage 261: passage 285: micro-pillar 290: opening 300 : microchip 311 flow path 315: trap 390a: opening 390b: opening 395: electrode 400: microchip 411: passage 485: micro-pillar 487: micro pocket 490a: opening 490b: opening 495a: electrode 495b: electrode 495c: electrode 495D: electrode 500: microchip 511: passage 583: plate-shaped structure 590a: opening 590b: opening 59 c:開口部590d:開口部1101:細胞1103:DNA c: opening 590D: opening 1101: Cell 1103: DNA
1205:被検出物1207:抗体1209:標識酵素1211:ビーズ1213:基質1215:反応生成物1251:前処理部1253:反応部1255:検出部1260:検出位置 1205: the detected object 1207: Antibody 1209: labeling enzyme 1211: Beads 1213: Substrate 1215: Reaction product 1251: preprocessing unit 1253: Reaction 1255: detector 1260: detection position

Claims (14)

  1. 一つの透明な基材の内部に、前記基材の表面又は側面に開口部を有する流路を有することを特徴とするマイクロチップ。 Inside the one transparent substrate, a microchip, characterized in that it comprises a channel having an opening on the surface or side of the substrate.
  2. レーザによって改質された後、等方性エッチングによって一つの透明な基材の内部に形成され、且つ前記基材の表面又は側面に開口部を有する流路を有することを特徴とするマイクロチップ。 After being modified by laser, it is formed inside the one transparent substrate by isotropic etching, and the microchip, characterized in that it comprises a channel having an opening on the surface or side of the substrate.
  3. 前記流路は前記基材内で前記基材の上面に対して水平方向および/または垂直方向に曲がるように形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載のマイクロチップ。 The microchip according to claim 1 or 2 wherein the flow path is being formed to bend in the horizontal direction and / or the direction perpendicular to the upper surface of the substrate within the substrate.
  4. 前記流路の断面形状は、円形、楕円形、多角形、リング形又はドーナツ形であることを特徴とする請求項3に記載のマイクロチップ。 Cross-sectional shape of the flow path may be circular, elliptical, polygonal, microchip of claim 3, characterized in that a ring-shaped or donut-shaped.
  5. 前記流路の断面形状が、前記基材の位置によって異なることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一に記載のマイクロチップ。 Cross-sectional shape of the flow path, the microchip according to any one of claims 1 to 4, being different from the position of the substrate.
  6. 前記流路に構造体を有することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一に記載のマイクロチップ。 The microchip according to any one of claims 1 to 5, characterized by having a structure in the flow path.
  7. 前記流路に複数の構造体を有し、前記複数の構造体は大きさの異なる構造体を有することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一に記載のマイクロチップ。 A plurality of structures in the flow path, the microchip according to any one of claims 1 to 5 wherein the plurality of structures are characterized by having a different structure sizes.
  8. 一つの基材内部にレーザを照射して、前記基材の一部を改質し、 By irradiating a laser within one of the substrate, modifying the portion of the substrate,
    前記基材の一部をエッチングにより除去して、前記基材の表面又は側面に開口部を有する流路を前記基材内部に形成することを特徴とするマイクロチップの製造方法。 A portion of the substrate is removed by etching, the manufacturing method of the microchip of the channel having an opening on the surface or side of the substrate and forming within said substrate.
  9. 前記流路は前記基材内で前記基材の上面に対して水平方向および/または垂直方向に曲がるように形成されることを特徴とする請求項8に記載のマイクロチップの製造方法。 The channel is a microchip manufacturing method according to claim 8, characterized in that it is formed to bend in the horizontal direction and / or the direction perpendicular to the upper surface of the substrate within the substrate.
  10. 前記レーザは1000フェムト秒以下のパルスレーザであることを特徴とする請求項9に記載のマイクロチップの製造方法。 Microchip method of claim 9, wherein the laser is less pulsed laser 1000 femtoseconds.
  11. 前記流路の断面形状を、円形、楕円形、多角形、リング形又はドーナツ形で形成することを特徴とする請求項10に記載のマイクロチップの製造方法。 The cross-sectional shape of the flow path, circular, elliptical, polygonal, microchip manufacturing method according to claim 10, characterized in that to form a ring-shaped or donut-shaped.
  12. 前記流路の断面形状を、前記基材の位置によって異なるように形成することを特徴とする請求項11に記載のマイクロチップの製造方法。 Manufacturing method of the microchip of claim 11, characterized in that the cross-sectional shape of the flow channel is formed to be different depending on the position of the substrate.
  13. 前記流路に構造体を形成することを特徴とする請求項8乃至12の何れか一に記載のマイクロチップの製造方法。 Microchip manufacturing method according to any one of claims 8 to 12, characterized in that to form the structure in the flow path.
  14. 前記流路に大きさの異なる複数の構造体を形成することを特徴とする請求項8乃至12の何れか一に記載のマイクロチップの製造方法。 Microchip manufacturing method according to any one of claims 8 to 12, wherein the forming a plurality of different structures of size in the flow path.
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