JP2013181944A - 検査チップ、検査チップセット及び検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】検査チップの射出成形における成形サイクルの短縮及び製造コストの低減を図ることができる技術を提供すること。
【解決手段】検査チップは内部に流路を有する。流路の一端及び他端に対応する部分に突出部が形成され、各突出部の開口部にはそれを覆うための封止部材が貼付されている。封止部材は、穿設可能な所定の延性を有する第１のシートと、第１のシートより下側に配置され第１のシートよりも延性の低い第２のシートとを含む複数のシートが積層されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、端部開口が封止部材によって封止された流路内に前記封止部材が穿孔されて検査用液体が注入及び吸引される検査チップ、検査チップセット及び検査システムに関する。

遺伝子解析や生化学検査等に用いられる検査チップとして、特許文献１に記載のものが知られている。

図７に示すように、検査チップ２００は、板状のチップ本体２０１と板状のチップ本体２０１内部に形成された流路２０２を有する。この流路２０２には、流路２０２の内部と外部とを連通する連通部２０７と、試薬や検体等の試料溶液が収容される収容部２０４が形成されている。連通部２０７の一端には開口部２０８が形成されている。この収容部２０４内に試料溶液が収容された状態で開口部２０８を覆うようにシート状の封止部材１１７がチップ本体２０１の上面に貼付される。

検査チップ２００を用いた検査では、各収容部２０４内に試料溶液等がそれぞれ収容された状態で、ノズル部材１０４を図示矢印の方向に下降させて封止部材１１７に突き刺すことにより、図示しないポンプと流路２０２とを連通させる。次に、ポンプからノズル部材１０４を介して検査チップ２００の流路２０２に駆動液が吐出され又は吸引されることにより、複数の収容部２０４内に収容されている試料溶液が駆動液と共に流路２０２内に流される。

特開２０１０−２５８５４号公報

ところで、検査用チップは、射出成形機を用いて、所定の工程を経て完成する。近年、射出成形工程の開始から全工程終了までにかかる時間（成形サイクル）の短縮化及び製造コストの低減化に対する要望が高くなっている。

しかし、上記した従来技術において、たとえば検査用チップの下壁部を薄くして検査チップの材料である樹脂の量を少なくして射出成形を行うと、下壁部の肉厚と流路２０２の連通部２０７の肉厚との関係によってはチップ本体２０１にクラック等の外観上の不具合が生じる虞がある。

本発明は上記問題点を解決するものであり、外観上の不具合を生じさせることなく生検査チップの射出成形における成形サイクルの短縮及び製造コストの低減を図ることができる技術を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の検査チップは、内部に流路が形成された検査チップであって、流路に対応する部分に突出部が形成され、突出部の開口部にはそれを覆う封止部材を有している。封止部材は、穿設可能な所定の延性を有する第１のシートと、第１のシートより下側に配置され第１のシートよりも延性の低い第２のシートとを含む複数のシートが積層されてなる。

また、上記課題を解決するために、請求項２記載の検査チップは、請求項１記載の検査チップであって、前記突出部の肉厚は前記突出部を有する基板の肉厚以下である。

また、上記課題を解決するために、請求項３記載の検査チップは、請求項１又は２記載の検査チップであって、前記基板の肉厚は１〜３ｍｍである。

また、上記課題を解決するために、請求項４記載の検査チップは、請求項１から３のいずれかに記載の検査チップであって、第１のシートの破断伸び率が２００％以上７２０％以下であり、第２のシートの破断伸び率が５０％以下である。

また、上記課題を解決するために、請求項５記載の検査チップは、請求項１から４のいずれかに記載の検査チップであって、第１のシートが複数のシートの内の最も上側に位置する。

また、上記課題を解決するために、請求項６記載の検査チップは、請求項１から５のいずれかに記載の検査チップであって、第２のシートはアルミニウムにより形成される。

また、上記課題を解決するために、請求項７記載の検査チップは、請求項１から６のいずれかに記載の検査チップであって、突出部の内径部に段差を形成する。

また、上記課題を解決するために、請求項８記載の検査チップセットは、請求項１から７のいずれかに記載の検査チップと、流路内に検査用液体を注入及び吸引するノズル部材とを備える。ノズル部材の先端部は、先端が開口されたノズル形状を有すると共に、検査チップの封止部材に押し当てるときに先端面が封止部材と平行若しくは略平行となるような形状を有する。

また、上記課題を解決するために、請求項９記載の検査システムは、請求項１から７のいずれかに記載の検査チップと、流路内に検査用液体を注入及び吸引するノズル部材と、ノズル部材を移動させる移動手段と、移動手段を制御する制御手段と、ノズル部材の移動方向の負荷を検出する負荷検出手段とを備える。制御手段は、ノズル部材を流路の開口から流路内に差し込んだ後に、負荷検出手段により検出される負荷とその直前に検出された負荷との変位に基づいて第２のシートの破断位置を特定する。制御手段は、第２のシートの破断位置の特定後に、負荷検出手段により検出される負荷とその直前に検出された負荷との変位に基づいて第１のシートの破断位置を封止部材の貫通位置として特定する。制御手段は、この貫通位置から所定の距離だけノズル部材を降下させた後にノズル部材の降下を停止させる。

このように、本発明における検査チップによれば、外観上の不具合を生じさせることなく検査チップの射出成形における成形サイクルの短縮及び製造コストの低減を図ることができる。

実施形態に係る検査チップの縦断面図である。 検査チップセットを含む検査システムの構成を示した模式図である。 検査チップの離形時における外観評価、成形サイクルを説明するための表である。 検査チップの封止部材に開口が形成されるときの各シートの状態を説明するための図であって、全シートが破断限界に到達する前の状態を示した図である。 検査チップの封止部材に開口が形成されるときの各シートの状態を説明するための図であって、第２シートが破断限界に到達した状態を示した図である。 検査チップの封止部材に開口が形成されるときの各シートの状態を説明するための図であって、全シートが破断限界に到達して挿入開口が形成された状態を示した図である。 比較例１に係る検査チップの縦断面図である。 変形例に係る検査チップの部分縦断面図である。 従来の検査チップの縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図１〜図５を参照しつつ説明する。

図１は、実施形態に係る検査チップの縦断面図である。図２は、検査チップセットを含む検査システムの構成を示した模式図である。図３は、検査チップの離形時における外観評価、成形サイクルを説明するための表である。図４Ａは、検査チップの封止部材に開口が形成されるときの各シートの状態を説明するための図であって、全シートが破断限界に到達する前の状態を示した図である。図４Ｂは、検査チップの封止部材に開口が形成されるときの各シートの状態を説明するための図であって、第２シートが破断限界に到達した状態を示した図である。図４Ｃは、検査チップの封止部材に開口が形成されるときの各シートの状態を説明するための図であって、全シートが破断限界に到達して挿入開口が形成された状態を示した図である。図５は、比較例１に係る検査チップの縦断面図である。

＜検査チップの構成＞
本実施形態に係る検査チップ１０は、抗原抗体反応等による生体物質の検査・分析等に用いられるチップであり、図１に示すように、検査チップ本体１２と封止部材１７とを備えて構成されている。検査チップ本体１２は、内部に流路１１を有し、樹脂を用いて構成される。その樹脂としては、成形性（転写性、離型性）が良いこと、透明性が高いこと、紫外線や可視光に対する自家蛍光性が低いことなどが条件としてあげられる。詳細については後述する。また、この流路１１には、後述する送液装置により注入される液体等が流れる。

検査チップ本体１２は、図１に示すように第１基板１２ａと、流路シール１２ｂと、第２基板１２ｃ（例えばプリズム）を備えて構成されている。流路１１は、流路シール１２ｂを用いて接合された第１基板１２ａと第２基板１２ｃに画定される領域に形成されている。なお、検査チップ本体１２を構成する第１基板１２ａと第２基板１２ｃは、射出成形法、プレス成形法、又は機械加工法などの方法によって製造され、第１基板１２ａと第２基板１２ｃの少なくとも一方に微細加工が施されている。

検査チップ本体１２は、第１基板１２ａと、第２基板１２ｃとを接合することによって形成する。この接合によって、第１基板１２ａと第２基板１２ｃの間に流路１１が形成される。ここで、基板同士の接合には、熱板、熱風、熱ロール、超音波、振動、レーザなどを用いて樹脂製基板を加熱して接合する溶着方法、接着剤や溶剤を用いて樹脂製基板を接合する接着方法、樹脂製基板自体の粘着性を利用して接合する方法、及び、樹脂製基板にプラズマ処理などの表面処理を施すことで基板同士を接合する方法などが挙げられる。以上により、内部に流路１１を有する検査チップ１０が製造される。

また、流路１１は、検査チップ本体１２の内部において所定の方向（図１においては検査チップ本体１２の上面１２ｄに沿った方向）に延びる反応路（反応部）１３と、この反応路１３の両端のそれぞれと対応する外部とを連通する連通路（連通部）１４とを有している。

流路１１の内底壁面中央部には、検査試料となる反応物質（例えば、抗体）１５が載置される。具体的には、反応物質１５は反応路１３を画定する内周壁の底壁面に付着されている。後述する送液装置から流路１１に液体（薬液群）が流されると、この液体は流路１１の内底壁面中央部を通過する。通過する際に、この液体は反応物質１５に接触する。後述する送液装置のノズル部材から吐出される薬液群により反応物質１５の反応促進・反応停止・洗浄等が行われ、その後、反応物質１５が光学的に検査される。

なお、流路１１の形成については、上記した流路形成方法には限定されず、以下のような形成方法もある。例えば、第２基板に流路用の溝（図１の反応路に相当する部分）を形成する。その流路用溝を内側にして、流路用溝を有する第２基板にカバー機能を有する第１基板を接合させたものでよい。

ここで、流路用溝が形成された第２基板の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜２ｍｍがより好ましい。流路用溝を覆うための蓋（カバー）として機能する第１基板の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜２ｍｍがより好ましい。また、第１基板については、板状の部材以外にも、フィルム（シート状の部材）を用いてもよい。この場合、フィルムの厚さが３０μｍ〜３００μｍであることが好ましく、５０μｍ〜１５０μｍであることがより好ましい。

また、検査チップ本体１２には、低コストで使い捨て可能な樹脂が用いられ、具体的には、熱可塑性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂としては、例えばポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリジメチルシロキサン、環状ポリオレフィンなどを用いることが好ましい。この中でも、ポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィンが特に好ましい。

この検査チップ本体１２の上表面には、それぞれ流路１１と連通する一対の突出部１６、１６が形成されている。突出部１６、１６の上端は開口しており、各開口部２５、２５は、それを覆うように封止部材１７が形成されている。

＜封止部材の構成＞
封止部材１７は、図１に示すように三層構造を有し、最下層（第３のシート１７ｃ）、中間層（第２のシート１７ｂ）、最上層（第１のシート１７ａ）を、この順序で積層して構成されている。開口部２５を覆うように封止部材１７を形成することにより、流路１１内を密閉することができる。

本実施形態の封止部材１７は、第１のシート（以下、「第１シート」と呼ぶ。）１７ａと、第２のシート（以下、「第２シート」と呼ぶ。）１７ｂと、第３のシート（以下、「第３シート」と呼ぶ。）１７ｃとが順に積層された３層構造である。積層方向に隣接するシート同士は、接着剤又は粘着剤によって接着されている。

以下に、第１シート１７ａ、第２シート１７ｂ及び第３シート１７ｃの材質及び特性について説明する。

第１シート１７ａは、低弾性、かつ、高延性を有する高分子フィルムである。低弾性、かつ、高延性を必要とする理由は、ノズル部材３１が封止部材１７を貫通したときに形成される封止部材１７の後述する開口周縁部２９（図４Ｃ参照）とノズル部材３１の後述する外周面３８（図４Ｃ参照）とが密着される必要があるからである。つまり、封止部材１７とノズル部材３１との間における密着性（シール性）を確保する必要があるからである。

弾性率については、具体的には、０．０５〜０．５ＧＰＡの範囲内にあることが望ましく、延性については、具体的には、破断伸び率が２００〜７２０％の範囲内にあることが望ましい。この範囲を逸脱した場合には後述するノズル部材と封止部材１７との密着性が悪くなるからである。

本実施形態の第１シート１７ａは、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）により形成され、３０〜７０μｍの厚さを有する。このＬＤＰＥで形成される第１シート１７ａについては、例えば、弾性率が０．１９〜０．４ＧＰＡであり、破断伸び率が４８０〜７２０％である。

尚、第１シート１７ａの素材は、ＬＤＰＥに限定されず、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、脂肪族芳香族コポリエステル等の高延性及び低弾性の高分子フィルムであればよい。これらの素材により形成される第１シート１７ａでは、素材がＬＬＤＰＥの場合、例えば、破断伸びが２３０〜６９０％、弾性率が０．１７〜０．３９ＧＰＡであり、素材がＥＶＡの場合、例えば、破断伸びが５５０％、弾性率が０．０５〜０．１４ＧＰＡである。

第２シート１７ｂは、第１シート１７ａよりも延性が低い（破断伸び率が５０％以下の）材質（素材）で形成され、第１シート１７ａよりも内側（検査チップ本体１２側）に位置している。本実施形態の第２シート１７ｂは、アルミニウム（ＡＬ）により形成され、３〜１０μｍの厚さを有する。このＡＬで構成される第２シート１７ｂでは、例えば、破断伸び率が２０〜２５％であり、弾性率が７０ＧＰＡである。

第２シート１７ｂの延性を第１シート１７ａよりも低くしている理由は、後述するノズル部材のシートへの押し当てにより第２シート１７ｂを第１シート１７ａよりも先に破断させる必要があるからである。

尚、第２シート１７ｂの素材は、ＡＬに限定されず、例えば、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）等でもよい。これらの素材により形成される第２シート１７ｂについては、素材がＣｕの場合、例えば、破断伸び率が７〜１３％、弾性率が１３０ＧＰＡであり、素材がＳｎの場合、例えば、破断伸び率が２０％、弾性率が５０ＧＰＡであり、素材がＡｕの場合、例えば、破断伸び率が４２％である。

第２シート１７ｂが、アルミニウムにより形成されることによって流路１１内と検査チップ１０の外部との間の水分の遮断性と遮光性とが十分に確保される。

第３シート１７ｃは、粘着剤により構成される粘着フィルムであり、２０〜１００μｍの厚さを有する。この第３シート１７ｃによって、封止部材１７が検査チップ本体１２に強固に接着される。

＜突出部の肉厚と検査チップ本体の上壁の肉厚との関係＞
次に、突出部１６の肉厚ｔ１と検査チップ本体１２の上壁２１の肉厚ｔ２との関係について説明する。上記したように、本実施形態では、検査チップ本体１２における流路１１の一端及び他端に対応する部分に突出部１６が形成されている。ここで、突出部１６の肉厚ｔ１と検査チップ本体１２の上壁２１の肉厚ｔ２については、ｔ１≦ｔ２を満足させることが必要である。より詳細には、ｔ１＝ｔ２を満足させることが望ましい。

ｔ１≦ｔ２を満足させることが必要である理由は以下のとおりである。射出成形により成形された検査チップ（成形品）を金型から離形する場合には、成形機側のエジェクタロッドを作動することで検査チップの突出部１６の上方から検査チップ１０の流路側の方向に向かって突き出す。このときに、突出部１６の上方からの突き出し力（応力）が突出部１６を介して検査チップ本体１２の上壁２１に作用する。

ｔ１≦ｔ２の場合には、上壁２１の肉厚ｔ１が突出部１６の肉厚ｔ２以上であるため、チップ本体１２の上壁２１が突出部１６を介して作用する突き出し力に耐えられる。このため、外観の不具合（クラック、ヒケ）は生じない。しかし、ｔ１＞ｔ２の場合には、上壁２１の肉厚ｔ１が突出部１６の肉厚ｔ２よりも薄いため、チップ本体１２の上壁２１が突出部１６を介して作用する突き出し力に耐えきれず突出部１６の根元にクラック、ヒケが入る確率が高くなる。詳細については後述する。

＜検査システム＞
以下に、図２を参照して検査チップ１０の流路１１に送液を行って、検査を実施する検査システムについて説明する。図２は、検査チップセット４２を含む検査システム４５を示す構成図である。検査システム４５は、検査チップセット４２と、送液装置４３とを備えて構成されている。符号４２は検査チップ１０を含む検査チップセットであり、符号４３は送液装置であり、符号４５は検査システムである。

検査チップセット４２は、上記した構成を有する検査チップ１０と、流路１１内に検査用液体を注入及び吸引するためのノズル部材３１とを備えて構成されている。ここで、ノズル部材３１の先端部３７は、先端が開口するノズル形状を有すると共に、検査チップ１０の封止部材１７に押し当てるときに先端面が封止部材１７と平行若しくは略平行となるような形状を有する。

封止部材１７にノズル部材３１を先端側から押し付けて穿孔するときに、ノズル部材３１の先端部３７により封止部材１７を構成する各シート１７ａ、１７ｂ、１７ｃが引き伸ばされるため、ノズル部材３１と第１シート１７ａとの密着性が確実に向上する。この理由は、仮に先端の尖ったノズル部材（図示せず）で封止部材１７を穿孔すると、封止部材１７を構成する各シート１７ａ、１７ｂ、１７ｃが引き伸ばされることなくノズル部材が封止部材１７を貫通してしまい密着性が悪くなるからである。

送液装置４３は、図２に示すように、ポンプ２４と、昇降手段（往復移動手段）５０と、負荷検出手段４６と、水平方向移動手段（直交方向移動手段）６０と、ホルダー２６と、制御手段７０とを備えて構成されている。送液装置４３は、検査チップ１０の流路１１内に液体を送出するための装置である。

ポンプ２４は、配管３２５を介してホルダー２６に連結され、ホルダー２６の先端にノズル部材３１が接続され、このノズル部材３１を介して液体を吐出し又は吸引する機能を有する。このポンプ２４は、制御手段７０に接続され、制御手段７０によって制御される。

昇降手段５０は、リニアステージ５１とＺ軸モータ（駆動モータ）５５とを備え、ノズル部材３１をＺ軸方向に昇降（移動）させる機能を有する。リニアステージ５１は、送りネジ５２と、上下方向に延びるガイド部材５３と、これら送りネジ５２及びガイド部材５５にそれぞれ係合し、ポンプ２４を所定の範囲内で上下動可能に保持する移動台５４とを備える。Ｚ軸モータ５５は、リニアステージ５１の送りネジ５２を回転させることにより、移動台５４をガイド部材５５に沿ってＺ軸方向に移動させる（即ち、昇降させる）ためのモータであり、本実施形態ではパルスモータが用いられている。このＺ軸モータ５５は、制御手段７０に接続され、この制御手段７０によって制御される。

負荷検出手段４６は、ノズル部材３１に加わるＺ軸方向の負荷を検出する機能を有する。負荷検出手段４６は、ロードセルが用いられ、Ｚ軸方向においてポンプ２４と移動台５４とに挟まれた状態となるように設置される。

ノズル部材３１の先端にＺ軸方向上向きの負荷が加わると、ポンプ２４が移動台５４に所定の範囲内で上下動可能に保持されているため、ポンプ２４により負荷検出手段４６が移動台５４に押し付けられる。

負荷検出手段４６は、この押付けられる力に基づいてノズル部材３１に加わる負荷を検出し、検出された負荷を負荷信号として制御手段７０に出力する。尚、負荷検出手段４６は、ノズル部材３１に加わるＺ軸方向の負荷を検出できればよく、圧電素子等であってもよい。また、負荷検出手段４６は、Ｚ軸モータ５５の電流値から負荷を求める構成でもよい。

水平方向移動手段６０は、リニアステージ６１とＸ軸モータ（駆動モータ）６５とを備え、ノズル部材３１を水平方向（図２における左右方向）に移動させる機能を有する。

リニアステージ６１は、送りネジ６２と、Ｘ軸方向に延びるガイド部材６３と、これら送りネジ６２及びガイド部材６３にそれぞれ係合し、昇降手段５０及びガイド部材５３を保持する移動台５４とを備えて構成される。

Ｘ軸モータ６５は、リニアステージ６１の送りネジ６２を回転させることにより、移動台５４をガイド部材６３に沿ってＸ軸方向に移動させる機能を有する。Ｘ軸モータ６５としては、例えばパルスモータが用いられる。このＸ軸モータ６５は、制御手段７０に接続され、この制御手段７０によって制御される。

保持部４８は、検査チップ１０を着脱可能に保持する機能を有する。本実施形態の保持部４８は、流路１１の開口部２５が上方を向き、かつ、流路１１の両端に形成された開口部２５のそれぞれが、ノズル部材３１のＸ軸方向の軌道下に位置するように検査チップ１０を保持する。

制御手段７０は、送液装置４３の各構成の制御を行う。制御手段７０は、ノズル部材３１の位置、詳しくは、保持部４８に保持された状態の検査チップ１０に対するノズル部材３１の相対位置を制御する。制御手段７０は、水平方向移動手段６０を制御することによりノズル部材３１のＸ軸方向の位置を制御する。制御手段７０は、昇降手段５０を制御することによりノズル部材３１のＺ軸方向の位置を制御する。制御手段７０は、水平方向移動手段６０のＸ軸モータ６５を駆動パルス数によって制御し、移動台６４をガイド部材６３に沿ってＸ軸方向に移動させる。

また、制御手段７０は、ノズル部材３１をＸ軸方向に沿って流路１１の開口部２５の上方位置に移動させる。そして、制御手段７０は、負荷検出手段４６により検出される負荷に基づいて、所定の位置までノズル部材３１を降下させてその先端部３７を流路１１の開口部２５から流路１１内へ差し込ませる。そして、制御手段７０は、ポンプ２４がノズル部材３１を介して薬液の吐出及び吸引を行った後、退避位置までノズル部材３１を上昇させる。

＜検査チップの離形時におけるチップ外観評価、成形サイクル評価＞
以下、図３の表、図５を参照して、ｔ１≦ｔ２を満足する構成の検査チップ（実施例１）の離形時におけるチップ外観評価について、ｔ１≦ｔ２を満足しない検査チップ（比較例１）を比較しながら具体的に説明する。図５は比較例１に係る検査チップの構成を示した図である。

実施例１に係る検査チップ１０については、チップ本体１２の上壁２１の肉厚ｔ２が２ｍｍ、突出部１６の高さｔ３が６ｍｍ、突出部１６の内径ｔ４が４ｍｍ、突出部１６の肉厚ｔ１が２ｍｍ、第１シートの破断伸び率が３００％、破膜ストロークが４．５ｍｍである。なお、破膜ストロークＳは、突出部内径をｔ４、ノズル部材３１の先端半径をＤ、第１シートの破断伸び率をＮとした場合に、以下の数式（１）によって求められる。
Ｓ＝（（ｔ４／２）−Ｄ）・Ｎ／１００・・・・・・・・・・（１）

比較例１に係る検査チップ４０については、チップ本体の上壁２１の肉厚ｔ２が２ｍｍ、突出部１６の高さｔ３が６ｍｍ、突出部１６の内径ｔ４が４ｍｍ、突出部１６の肉厚ｔ１が３ｍｍ、第１シートの破断伸び率が３００％、破膜ストロークが４．５ｍｍである。

実施例１の検査チップは、突出部１６との肉厚ｔ１と検査チップ本体１２の上壁２１の肉厚ｔ２との関係がｔ１＝ｔ２となるように構成されている。具体的には、肉厚ｔ１が２ｍｍで、肉厚ｔ２が２ｍｍである。一方、比較例１の検査チップは、図５に示すように、突出部１６との肉厚ｔ１と検査チップ本体１２の上壁２１の肉厚ｔ２との関係がｔ１＞ｔ２となるように構成されている。具体的には、肉厚ｔ１が３ｍｍで、肉厚ｔ２が２ｍｍである。なお、上記実施例１では、チップ本体１２の上壁２１の肉厚ｔ２が２ｍｍである例を示したが、この肉厚ｔ２は２ｍｍに限定されることはなく、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内であれば後述する本発明の効果と同様の効果が得られる。

図３のチップ外観評価をみても分かるように、ｔ１≦ｔ２を満足していない構成を有する検査チップ（比較例１）においては、クラック、ヒケ等の外観上の不具合が生じるが、ｔ１≦ｔ２を満足させる構成を有する検査チップ（実施例１）においては、外観不具合は生じない。

次に、検査チップの離形時における成形サイクル評価について説明する。成形サイクルについては、実施例１の方が７０ｓｅｃであったのに対し、比較例１の方は１５０ｓｅｃであった。これは、実施例１に係る検査チップ１０の最大肉厚が比較例１に係る検査チップ４０の最大肉厚よりも少ないので、成形材料（たとえば樹脂）も少なく済み、射出成形の冷却工程における冷却時間も短くすることができるからである。

また、流路１１の上壁２１の肉厚（ｔ２）を薄くした本実施形態に係る検査チップ１０と、流路の両端に突出部が形成されていないような従来の板状の検査チップとを比較した場合、本実施形態における検査チップ１０については、従来の板状の検査チップに比べて流路１１の上壁２１の肉厚が薄い分だけ体積が減少する。したがって、本実施形態における検査チップ１０によれば、成形材料の低減が図れると共に、最大肉厚の薄肉化によって金型に流し込む樹脂の冷却時間の短縮が図れ、結果として成形サイクルの短縮を図ることができる。

次に、図４Ａ〜図４Ｃを参照してノズル部材３１が封止部材１７を突き破る経過について説明する。なお、ノズル部材３１内には、所定量の検査用液体（試料溶液）Ｌが貯留されている。

ノズル部材３１が降下を開始し、その先端が封止部材１７に当接する。さらにノズル部材３１が降下すると、開口部２５を覆っている封止部材１７がノズル部材３１の先端部３７に押されて徐々に延び始める（図４Ａ参照）。

そして、封止部材１７において延性の低い第２シート１７ｂが延び限界に達し、ノズル部材３１からの力の集中するノズル部材３１の先端部３７の角部から破断し始める（図４Ｂ参照）。さらに、ノズル部材３１が降下すると、第２シート１７ｂが破断した領域に対応する位置に形成された第１シート１７ａは、ノズル部材３１の先端部３７の外周面３８に密着するようにして延びる。さらにノズル部材３１が降下すると、第１シート１７ａも延び限界に達して破断する（図４Ｃ参照）。これにより、封止部材１７の先端部３７の外周面３８に開口周縁部２９が形成される。

このように、封止部材１７において所定の弾性を有する第１シート１７ａとノズル部材３１の先端部３７の外周面３８とが密着された状態になるので、ノズル部材３１と封止部材１７との間に十分な密着性が確保されることとなる。

＜検査システムによるノズル部材の貫通位置の特定について＞
検査システム４５の制御手段７０は、Ｚ軸モータ５５を制御することにより、封止部材１７に封止された流路１１の開口部２５に向けてノズル部材３１を降下させる。ノズル部材３１が降下すると、先ず、ノズル部材３１の先端が封止部材１７に当接し、さらに降下を続けることにより封止部材１７がノズル部材３１の先端部３７で押されて徐々に伸び、やがてノズル部材３１が封止部材１７を貫通する。制御手段７０は、この貫通したときのＺ軸方向におけるノズル部材３１の位置（貫通位置）を負荷検出手段４６によって検出された負荷とその直前に検出された負荷との変位（負荷の変化）に基づいて特定する。

ここで、ノズル部材３１の先端部３７が封止部材１７に当接してからノズル部材３１が停止するまでの負荷検出手段２６により検出される負荷の変化について簡単に説明する。

ノズル部材３１の先端部３７が封止部材１７に当接した後、さらにノズル部材３１が降下を続けることにより封止部材１７が徐々に伸び始め、同時にノズル部材３１に加わる負荷も大きくなる。さらにノズル部材３１が降下を続けると、最も延性の低い第２シート１７ｂが破断し、検出される負荷が急激に落ち込む（１回目の急激な負荷の落ち込み）。制御手段７０は、所定のタイミングで負荷を検出している。制御手段７０は、１回目の急激な負荷の落ち込みを負荷の変位量に基づいて検出し、検出された１回目の急激な負荷の落ち込みの後のノズル部材３１の位置を第２シート１７ｂの破断位置として特定する。

さらにノズル部材３１が降下を続けると、第２シート１７ｂより延性の高い第１シート１７ａ及び第３シート１７ｃが伸び続け、これに伴って僅かに負荷が増加する。やがて、第１シート１７ａ及び第３シート１７ｃも伸び限界に達して破断し、検出される負荷が急激に落ち込む（２回目の急激な負荷の落ち込み）。

制御手段７０は、２回目の急激な負荷の落ち込みを負荷の変位量に基づいて検出し、検出された２回目の急激な負荷の落ち込みの後のノズル部材３１の位置を封止部材１７の貫通位置として特定する。さらに、ノズル部材３１を所定距離だけ降下させた後に停止させる。ここで、ノズル部材３１の先端部３７はテーパ形状であるため、封止部材１７に空いた穴の後述する開口周縁部２９（図４Ｃ参照）がノズル部材３１により押し広げられる。このようにしてノズル部材３１と封止部材１７との密着性が向上する。

この検査システム４５によれば、最も延性の小さな第２シート１７ｂが破断し、その後のピーク位置（第２シート１７ｂよりも高い延性を有する第１シート１７ａの破断位置）でノズル部材３１が封止部材１７を貫通することにより負荷が急激に減少することに着目して、このピーク位置を貫通位置として特定することができる。したがって、ノズル部材３１に加わる当該ノズル部材３１の移動方向における負荷を検出することによって封止部材１７を貫通したときのノズル部材３１の位置を検知（特定）することが可能となり、その結果、確実に封止部材１７を貫通させてノズル部材３１の先端部３７を流路１１内に差し込むことができるようになる。

＜効果＞
本実施形態における検査チップ１０は、内部の流路１１の一端及び他端に対応する部分に形成された突出部１６と、各突出部１６の開口部２５にはそれを覆う封止部材１７を有する。封止部材１７は、穿設可能な所定の延性を有する第１シート１７ａと、第１シート１７ａより下側に配置され第１シート１７ａよりも延性の低い第２シート１７ｂを含む複数のシートが積層されてなる。

このように、本発明の検査チップによれば、ノズル穿設方向に必要量基板肉厚が厚い従来の検査チップよりも最大肉厚を減少させ、その減少した分冷却時間を短くすることできる。したがって、検査チップの射出成形における成形サイクルの短縮及び製造コストの低減を図ることができる。

また、封止部材が第１シート１７ａと第１シート１７ａより延性が低い第２シート１７ｂとを有することにより、ノズル部材３１を降下させると、延性の低い第２シート１７ｂが先に延び限界に達して破断し、続いて第１シート１７ａがノズル部材３１の周面に密着した状態を維持したまま第１のシート１７ａも延び限界に達して破断する。このようにノズル部材の周面に延性の高い第１のシート１７ａが密着した状態で第１のシート１７ａが破断する。このため、ノズル部材３１と封止部材１７との間に十分な密着性が確保される。また、ノズル部材３１の挿抜や流路１１内の圧力変動が繰り返されてもシート間の剥離を防止でき、これにより、液漏れを防止することができる。

また、突出部１６の肉厚ｔ１を流路１１の上壁２１の肉厚ｔ２以下にしているので、クラック、ヒケ等の外観不具合を生じさせない。

また、前記第１のシートの破断伸び率は、２００％以上７２０％以下であり、前記第２のシートの破断伸び率は、５０％以下である。このようにすることにより、ノズル部材３１と封止部材１７との間の密着性をさらに向上させることができる。

また、封止部材１７において、第１のシート１７ａは、封止部材１７を構成する複数のシートの内、最も外側（上側）に位置する。このようにすることにより、ノズル部材３１を封止部材１７に突き刺した場合に所定の延性及び所定の弾性を有する第１のシート１７ａがノズル部材３１の外周面と接するため、第１のシート１７ａとノズル部材３１の外周面とがより密着してこれらの間のシール性がより向上する。

また、第２のシートが、アルミニウムにより形成されることによって、流路内と外部との間の水分の遮断性と遮光性とが十分に確保される。

［変形例］
上記第１実施形態における検査チップ１０は、まず、検査チップ本体１２を射出成形により成形し、その後、封止部材１７を検査チップ本体１２の突出部１６の開口部２５を覆うように貼付することにより完成する。ところで、この射出成形の際に突出部１６の開口周縁部（内径部）１９（図１参照）にバリが生じてしまう虞がある。開口周縁部１９にバリが生じてしまった突出部１６の開口部２５に、封止部材１７を貼付する際、封止部材１７はバリに接触してしまい十分な密着性を得ることが難しくなる。また、バリとの接触により第３シート１７ｃが予定するタイミングより早く破断する虞が生じてしまうため、十分な密着性を得ることが難しくなる。

そこで、本変形例では、図６に示すように検査チップ１３の突出部１６の開口周縁部１９に段差部３３を形成するようにした。なお、封止部材１７との接触幅Ｂは、段差部の幅Ａと接触幅Ｂとを加算した長さ（Ａ＋Ｂ）の５０％以上であることが望ましい。

本変形例によれば、突出部１６の開口周縁部１９に段差部３３を形成することにより、開口周縁部１９におけるバリ突端が先端面より上面に出現することを防止できるので、ノズル部材３１と封止部材１７の密着性を向上させることができる。

１０ 検査チップ
１１ 流路
１２ 検査チップ本体（チップ本体）
１２ａ 第１基板
１２ｂ 流路シール
１２ｃ 第２基板
１６ 突出部
１７ 封止部材
１７ａ 第１シート（第１のシート）
１７ｂ 第２シート（第２のシート）
２５ 開口部
３１ ノズル部材
３５ ノズル部材先端の開口
３７ 先端部

Claims (9)

1. 内部に流路が形成された検査チップであって、
   前記流路に対応する部分に突出部が形成され、前記突出部の開口部にはそれを覆う封止部材を有し、
   前記封止部材は、穿設可能な所定の延性を有する第１のシートと、前記第１のシートより下側に配置され前記第１のシートよりも延性の低い第２のシートとを含む複数のシートが積層されてなる
   ことを特徴とする検査チップ。
2. 前記突出部の肉厚は前記突出部を有する基板の肉厚以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載の検査チップ。
3. 前記基板の肉厚は１〜３ｍｍである
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の検査チップ。
4. 前記第１のシートの破断伸び率が２００％以上７２０％以下であり、前記第２のシートの破断伸び率が５０％以下である
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の検査チップ。
5. 前記第１のシートが複数のシートの内の最も上側に位置する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の検査チップ。
6. 前記第２のシートはアルミニウムにより形成される
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の検査チップ。
7. 前記突出部の内径部に段差を形成する
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の検査チップ。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の検査チップと、
   前記流路内に検査用液体を注入及び吸引するノズル部材とを備え、
   前記ノズル部材の先端部は、先端が開口されたノズル形状を有すると共に、前記検査チップの封止部材に押し当てるときに先端面が前記封止部材と平行若しくは略平行となるような形状を有する
   ことを特徴とする検査チップセット。
9. 請求項１から７のいずれかに記載の検査チップと、
   前記流路内に検査用液体を注入及び吸引するノズル部材と、
   前記ノズル部材を移動させる移動手段と、
   前記移動手段を制御する制御手段と、
   前記ノズル部材の移動方向の負荷を検出する負荷検出手段とを備え、
   前記制御手段は、前記ノズル部材を前記流路の開口から流路内に差し込んだ後に、前記負荷検出手段により検出される負荷とその直前に検出された負荷との変位に基づいて前記第２のシートの破断位置を特定し、前記第２のシートの破断位置の特定後に、前記負荷検出手段により検出される負荷とその直前に検出された負荷との変位に基づいて前記第１のシートの破断位置を前記封止部材の貫通位置として特定し、この貫通位置から所定の距離だけ前記ノズル部材を降下させた後に前記ノズル部材の降下を停止させる
   ことを特徴とする検査システム。

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