JP2012189410A - マイクロチップ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内部に形成された空間からなる流体回路を備えており、遠心力の印加により流体回路内に存在する液体を流体回路内の所望の位置に移動させる、熱可塑性樹脂からなるマイクロチップであって、該熱可塑性樹脂が炭素数3以上のアルキル基を側鎖として有する重合体であるマイクロチップである。熱可塑性樹脂は、好ましくはイソブチル基を側鎖として有する重合体であり、より好ましくはポリ(4−メチル−1−ペンテン)である。
【選択図】図1
Description
上述のとおり、マイクロチップ、とりわけ光学測定を行なう試薬内蔵型マイクロチップには、流体回路内壁面の高い撥水性、高い光透過性、低い吸水性、高い試薬保存安定性および高い製造容易性が要求される。これらすべての要求特性を充足させるマイクロチップ構成材料の発見を目的として、下記に示される15種類の熱可塑性樹脂を候補として選定し、評価試験を行ない、検証した。検証結果を表1に示す。
(1)フッ素樹脂:三井・デュポンフロロケミカル社製、商品名「テフロン(登録商標)PFA」、
(2)ポリメチルペンテン:三井化学社製、商品名「TPX」、
(3)スチレン系特殊材料樹脂:旭化成ケミカルズ社製、商品名「アサフレックス」、
(4)ポリプロピレン樹脂:プライムポリマー社製、商品名「プライムポリプロ」、
(5)MS樹脂(メチルメタクリレート−スチレン共重合体樹脂):電気化学工業社製、商品名「デンカTXポリマー」、
(6)ポリカーボネート樹脂:帝人化成社製、商品名「パンライト」、
(7)メタクリル樹脂:三菱レイヨン社製、商品名「デルペット」、
(8)ポリスチレン樹脂:DIC社製、商品名「ディックスチレン」、
(9)ポリスチレン樹脂:東洋スチレン社製、商品名「G100C」、
(10)ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂):電気化学工業社製、商品名「デンカABS」、
(11)AS樹脂(アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂):旭化成ケミカルズ社製、商品名「スタイラック・AS」、
(12)PET樹脂(ポリエチレンテレフタラート樹脂):三菱レイヨン社製、商品名「ダイヤナイト」、
(13)シクロオレフィン樹脂:日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア」、
(14)シクロオレフィン系共重合体樹脂:ポリプラスチックス社製、商品名「TOPAS」、
(15)アイオノマー樹脂:三井・デュポンポリケミカル社製、商品名「ハイミラン」。
〔a〕流体回路内壁面の撥水性
自動接触角測定装置を用いて、界面活性剤水溶液に対する各種熱可塑性樹脂の接触角を測定した。測定結果を表1に示す。15種類の熱可塑性樹脂のうち、(1)フッ素樹脂および(2)ポリメチルペンテンのみが十分に高い接触角を示した。一方、他の熱可塑性樹脂は、十分に高い接触角を有しているとはいえず、これをマイクロチップ構成材料として用いるには、流体回路内壁面に別途撥水処理を施すことが必要であると判断された。なお、ポリエチレン樹脂の界面活性剤水溶液に対する接触角を測定したところ、21.4度であった(表1に示さず)。また、(4)ポリプロピレン樹脂および(2)ポリメチルペンテンの接触角はそれぞれ31.3度、51.3度である。このことから、アルキル側鎖の嵩高さが大きくなるに従い、撥水性が大きくなることがわかる。なお、界面活性剤水溶液を用いたのは、検査に用いる試薬が界面活性剤を含有する場合が多くあるとともに、界面活性剤水溶液は濡れ性が非常に高く(接触角が小さく)、毛細管現象による意図しない液体移動が生じやすいため、流体回路内壁面の撥水性を評価する上で好適であったためである。
紫外・可視分光光度計(UV−Vis)を用いて、各種熱可塑性樹脂の光透過性を評価した。評価結果を表1に示す。多くの熱可塑性樹脂は光透過性に優れているが、(1)フッ素樹脂および(4)ポリプロピレン樹脂は、光学測定を行なうマイクロチップ構成材料としては光透過性が不十分であった。
図1に示されるような構造の第1の基板および同様の外形形状を有する第2の基板を、(12)PET樹脂を用いて作製し、これらの基板をレーザー溶着で貼り合わせてマイクロチップを作製した(第1の基板は透明であり、第2の基板はカーボンブラックを配合した黒色基板である)。ついで、試薬注入口116から試薬保持部104内にγ−GTP測定用の試薬を20μL注入し、試薬注入口116を封止シールで封止した。得られた試薬内蔵マイクロチップを常温で60日間保存し、保存期間60日間における試薬の吸光度変化率(γ−GTP濃度の測定値を意味する。以下同様。)の変動を確認した。結果を図2に示す。マイクロチップを(2)ポリメチルペンテンまたは(3)スチレン系特殊材料樹脂を用いて作製した場合の結果についても図2に併せて示している。図2に示されるように、(12)PET樹脂を用いた場合には吸光度変化率の変動が大きく、設定規格〔冷蔵保存180〜360日間(本試験は加速試験であり、本試験での保存条件「常温60日間」は冷蔵保存300日程度に相当する)の吸光度変化率が保存当初の±10%以内〕を満足できないことが明らかとなった。検討の結果、この吸光度変化率の変動が、PET樹脂によって試薬中の水分が吸収され、試薬濃度変化が生じたことに起因していることが明らかとなった。
図1に示されるような構造の第1の基板および同様の外形形状を有する第2の基板を、(2)ポリメチルペンテン、(3)スチレン系特殊材料樹脂、(8)ポリスチレン樹脂または(14)シクロオレフィン系共重合体樹脂を用いて作製し、これらの基板をレーザー溶着で貼り合わせてマイクロチップを作製した(第1の基板は透明であり、第2の基板はカーボンブラックを配合した黒色基板である)。ついで、試薬注入口116から試薬保持部104内にヘモグロビンA1c(HbA1c)測定用の試薬を20μL注入し、試薬注入口116を封止シールで封止した。得られた試薬内蔵マイクロチップを常温で80日間保存し、保存期間80日間における試薬の吸光度変化率の変動を確認した。結果を図3に示す。図3に示されるように、(3)スチレン系特殊材料樹脂および(8)ポリスチレン樹脂を用いた場合には、試薬の劣化に起因して吸光度変化率が大きく変動し、設定規格〔冷蔵保存180〜360日間(本試験は加速試験であり、「常温60日間」は冷蔵保存300日程度に相当し、本試験での保存条件「常温80日間」は冷蔵保存400日程度に相当する)の吸光度変化率が保存当初の±10%以内〕を満足できないことが明らかとなった。一方、(2)ポリメチルペンテンおよび(14)シクロオレフィン系共重合体樹脂は、設定規格を十分に満足していた。
成形収縮率を測定することにより各種熱可塑性樹脂の成形性を測定した。評価結果を表1に示す。(1)フッ素樹脂が若干成形性に劣るが(成形収縮率2〜5%)、これ以外の熱可塑性樹脂は良好な成形性を有していた(成形収縮率1.5%以下)。
2:光学測定を行なう試薬内蔵型マイクロチップの構成材料として使用可能であるが、性能に劣る、
3:光学測定を行なう試薬内蔵型マイクロチップの構成材料として使用できない、
4:光学測定を行なう試薬内蔵型マイクロチップの構成材料として使用し得るが、流体回路内壁面への撥水処理が少なくとも必要である。
図1に示されるような構造の第1の基板と、同様の外形形状を有する第2の基板とをレーザー溶着で貼り合わせる方法により、下記特徴を有する3種類のマイクロチップを作製した(第1の基板は透明であり、第2の基板はカーボンブラックを配合した黒色基板である)。
(2)マイクロチップB:第1および第2基板がポリスチレン樹脂からなるマイクロチップ(流体回路内壁面への表面処理なし)、
(3)マイクロチップC:第1および第2基板がポリスチレン樹脂からなるマイクロチップ(第1の基板の溝の側壁面および底面、すなわち流体回路内面のうち3面をポリテトラフルオロエチレン撥水処理剤で表面処理したもの)。
Claims (4)
- 内部に形成された空間からなる流体回路を備えており、遠心力の印加により前記流体回路内に存在する液体を前記流体回路内の所望の位置に移動させる、熱可塑性樹脂からなるマイクロチップであって、
前記熱可塑性樹脂が、炭素数3以上のアルキル基を側鎖として有する重合体であるマイクロチップ。 - 前記熱可塑性樹脂が、イソブチル基を側鎖として有する重合体である請求項1に記載のマイクロチップ。
- 前記熱可塑性樹脂が、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)である請求項1に記載のマイクロチップ。
- 表面に溝を備える第1の基板と、第2の基板との積層構造を含み、前記溝と前記第2の基板における前記第1の基板側表面とによって形成される空間からなる流体回路を有するマイクロチップであって、
前記第1の基板および前記第2の基板が、前記熱可塑性樹脂からなる請求項1〜3のいずれかに記載のマイクロチップ。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001013127A1 (fr) * | 1999-08-11 | 2001-02-22 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Cartouche d'analyse et dispositif de regulation d'apport de liquide |
JP2003094495A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Asahi Kasei Corp | 熱可塑性樹脂製精密成形品の製造方法 |
JP2006349557A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Toppan Printing Co Ltd | 反応容器及びこれを用いた物質の検出方法 |
JP2009103668A (ja) * | 2007-10-26 | 2009-05-14 | Panasonic Corp | 分析容器と分析装置 |
JP2009133805A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-06-18 | Rohm Co Ltd | マイクロチップ |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7094345B2 (en) * | 2002-09-09 | 2006-08-22 | Cytonome, Inc. | Implementation of microfluidic components, including molecular fractionation devices, in a microfluidic system |
US20050271560A1 (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-08 | Bioprocessors Corp. | Gas control in a reactor |
JP4927817B2 (ja) * | 2005-04-14 | 2012-05-09 | ギロス・パテント・エービー | 多数の弁を備えるマイクロ流体装置 |
DE102005057685A1 (de) * | 2005-12-01 | 2007-06-06 | Boehringer Ingelheim Pharma Gmbh & Co. Kg | Inhalator und Speicher für eine trockene Arzneimittelformulierung sowie diesbezügliche Verfahren und Verwendung |
-
2011
- 2011-03-10 JP JP2011052501A patent/JP2012189410A/ja active Pending
-
2012
- 2012-03-09 US US13/416,545 patent/US20120230889A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001013127A1 (fr) * | 1999-08-11 | 2001-02-22 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Cartouche d'analyse et dispositif de regulation d'apport de liquide |
JP2003094495A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Asahi Kasei Corp | 熱可塑性樹脂製精密成形品の製造方法 |
JP2006349557A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Toppan Printing Co Ltd | 反応容器及びこれを用いた物質の検出方法 |
JP2009103668A (ja) * | 2007-10-26 | 2009-05-14 | Panasonic Corp | 分析容器と分析装置 |
JP2009133805A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-06-18 | Rohm Co Ltd | マイクロチップ |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
児玉尚子,青木弘良,山形豊: "エレクトロスプレーデポジション法とポリメチルペンテン製マイクロ流路を組み合わせた免疫測定用チップの開", 第20回化学とマイクロ・ナノシステム研究会, JPN6015021662, 7 November 2009 (2009-11-07), pages 65, ISSN: 0003087762 * |
本間精一: "プラスチックの実用強さと耐久性16", プラスチックス, vol. 56, no. 1, JPN7015001505, 2005, pages 171, ISSN: 0003087763 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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