JP3132187U - Housing for microchannel array - Google Patents
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Abstract
【課題】液体の測定試料の漏れを低減させることができるマイクロチャネルアレイ用ハウジングを提供すること。
【解決手段】本発明にかかるマイクロチャネルアレイ用ハウジングは、流路形成領域38を有する樹脂製マイクロチャネルアレイ3が組み込まれるマイクロチャネルアレイ用ハウジングであって、第1治具1、透明板5、緩衝用ゴム4、ロッド状構造体21を有する第2治具2を備えるものである。そして、透明板5における樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面、緩衝用ゴム4における樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面、緩衝用ゴム4におけるロッド状構造体21との接触面、及びロッド状構造体21における緩衝用ゴム4との接触面において、共通する共通領域50が、少なくとも流路形成領域38を含み、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の一部を覆うものである。
【選択図】図2Disclosed is a microchannel array housing capable of reducing leakage of a liquid measurement sample.
A microchannel array housing according to the present invention is a microchannel array housing in which a resin microchannel array 3 having a flow path forming region 38 is incorporated, and includes a first jig 1, a transparent plate 5, The second jig 2 having the buffer rubber 4 and the rod-shaped structure 21 is provided. And the contact surface with the resin-made microchannel array 3 in the transparent plate 5, the contact surface with the resin-made microchannel array 3 in the buffer rubber 4, the contact surface with the rod-shaped structure 21 in the buffer rubber 4, and the rod In the contact surface of the shaped structure 21 with the buffer rubber 4, the common common region 50 includes at least the flow path forming region 38 and covers a part of the resin microchannel array 3.
[Selection] Figure 2
Description
本考案はマイクロチャネルアレイ用ハウジングに関する。 The present invention relates to a housing for a microchannel array.
有形成分を含む流体の流動性は、有形成分がしばしば流路障害の原因になる場合があるため、管ないし流路の径が有形成分の径に近づくほど重要になる。その典型例が血液の流動性である。血液循環の役割を担う毛細血管では、多くの場合、血管径が赤血球の径や白血球の径より小さいという逆転した関係が存在し、血液の流動性、より正確には、血液細胞の流動性が血流量を左右する極めて重要な因子になる。 The fluidity of the fluid containing the formed component becomes more important as the diameter of the tube or the channel approaches the formed component diameter because the formed component may often cause a channel failure. A typical example is blood fluidity. In capillaries that play a role in blood circulation, in many cases there is an inverted relationship that the blood vessel diameter is smaller than the red blood cell diameter or the white blood cell diameter, and the blood fluidity, more precisely, the blood cell fluidity It is an extremely important factor that affects blood flow.
また、近年の研究によれば、血液の流動性が、食事、運動、ストレス、気温などの環境要因により変化することが明らかになっている。このため、血液の流動性の変化から生じる毛細血管血流の良否は、組織の代謝、活動状態に直接影響し、健康と疾患に対する関わりは極めて大きいといえる。従って、健康状態の評価、疾患の予防、疾患の早期診断等の目的で血液の流動性の簡便で再現性のある測定が求められている。 Recent studies have shown that blood fluidity changes with environmental factors such as diet, exercise, stress, and temperature. For this reason, the quality of capillary blood flow resulting from changes in blood fluidity directly affects the metabolism and activity of tissues, and it can be said that the relationship between health and disease is extremely large. Accordingly, there is a need for simple and reproducible measurement of blood fluidity for purposes such as health assessment, disease prevention, and early diagnosis of disease.
そこで、シリコン基板上に流路を微細加工する半導体微細加工技術によって製造されたシリコン製マイクロチャネルアレイが提案されている。この技術は、フォトリソグラフ法によってシリコン基板(第1基板)上にパターンニングを行い、ウェット、又はドライエッチング法によりシリコン基板上に溝を形成し、溝が形成された面に平板たる第2基板を接合せしめることにより、血液の流路を形成する方法である。この技術によって、微細な流路の幅と深さの比、間隔等を目的に合わせてデザインでき、また、透明板を介して流路内の実際の流れを直接観察することが可能になった。このようなシリコン製マイクロチャネルアレイの場合、1)シリコン基板の材料コストが高価である、2)1枚毎にフォトリソグラフを行うために加工費が高価となる、3)1枚毎の微細な流路の寸法精度にバラツキを生じる、5)焼却処理ができないなどの実用面での問題が存在することから、最近では、樹脂によって製造された樹脂製マイクロチャネルアレイが開発されている(特許文献1参照)。樹脂製マイクロチャネルアレイは、流路に対応する凸部が形成された鋳型による射出成形によって第1基板を成形し、当該第1基板に平板たる第2基板を接合することによって得られる。
しかし、かかる樹脂製マイクロチャネルアレイでは、成形後における冷却、吸湿等の影響で保存状態により反りが発生し、第1基板と第2基板に生じた間隙から液体の測定試料が漏れるという欠点を有していた。このため、樹脂製マイクロチャネルアレイに漏れが発生しない手段が望まれていた。 However, such a resin microchannel array has a drawback that warpage occurs due to the storage state due to cooling and moisture absorption after molding, and a liquid measurement sample leaks from a gap formed between the first substrate and the second substrate. Was. For this reason, a means for preventing leakage of the resin microchannel array has been desired.
本発明は、上記の問題を鑑みるためになされたものであり、液体の測定試料の漏れを低減させることができるマイクロチャネルアレイ用ハウジングを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a microchannel array housing that can reduce leakage of a liquid measurement sample.
本発明にかかるマイクロチャネルアレイ用ハウジングは、流路形成領域を有する樹脂製マイクロチャネルアレイが組み込まれるマイクロチャネルアレイ用ハウジングであって、観察穴を有する第1治具と、前記観察穴より大きく形成され、前記観察穴の反視認側に配置される透明板と、前記樹脂製マイクロチャネルアレイを介在させて、前記透明板の前記第1治具と反対側に配置される緩衝用ゴムと、前記緩衝用ゴムの前記樹脂製マイクロチャネルアレイと反対側に配置され、前記透明板、前記樹脂製マイクロチャネルアレイ、及び前記緩衝用ゴムを前記第1治具側に押圧するロッド状構造体を有する第2治具とを備え、前記透明板における前記樹脂製マイクロチャネルアレイとの接触面、前記緩衝用ゴムにおける前記樹脂製マイクロチャネルアレイとの接触面、前記緩衝用ゴムにおける前記ロッド状構造体との接触面、及び前記ロッド状構造体における前記緩衝用ゴムとの接触面を、前記樹脂製マイクロチャネルアレイにおける前記透明板との接触面に対して、垂直方向に移動させたときに共通する共通領域が、少なくとも前記流路形成領域を含み、前記樹脂製マイクロチャネルアレイの一部を覆うものである。これにより、液体の測定試料の漏れを低減させることができる。 A microchannel array housing according to the present invention is a microchannel array housing into which a resin microchannel array having a flow path forming region is incorporated, and is formed larger than the first jig having an observation hole and the observation hole. A transparent plate disposed on the opposite side of the observation hole, a buffer rubber disposed on the opposite side of the transparent plate with the resin microchannel array interposed therebetween, A first rubber-like structure that is disposed on the opposite side of the buffering rubber to the resin microchannel array and that presses the transparent plate, the resin microchannel array, and the buffering rubber toward the first jig side. Two jigs, a contact surface of the transparent plate with the resin microchannel array, and the resin microchannel in the buffer rubber. The contact surface with the array, the contact surface of the buffer rubber with the rod-shaped structure, and the contact surface of the rod-shaped structure with the buffer rubber are formed with the transparent plate in the resin microchannel array. A common area that is common when moved in the vertical direction with respect to the contact surface includes at least the flow path forming area and covers a part of the resin microchannel array. Thereby, the leakage of the liquid measurement sample can be reduced.
また、上記のマイクロチャネルアレイ用ハウジングであって、前記共通領域によって覆われる前記樹脂製マイクロチャネルアレイの一部とは、前記流路形成領域と一致する領域、又はその近傍領域であってもよい。 Further, in the above microchannel array housing, the part of the resin microchannel array covered by the common region may be a region that coincides with the flow path forming region, or a region in the vicinity thereof. .
そして、上記のマイクロチャネルアレイ用ハウジングであって、前記緩衝用ゴムにおける前記樹脂製マイクロチャネルアレイとの接触面が、前記流路形成領域と一致する、又は前記流路形成領域の近傍領域と一致してもよい。 In the above microchannel array housing, the contact surface of the cushioning rubber with the resin microchannel array coincides with the flow path forming area or is in the same area as the vicinity of the flow path forming area. You may do it.
さらに、上記のマイクロチャネルアレイ用ハウジングであって、前記樹脂製マイクロチャネルアレイの前記流路形成領域が略矩形状であり、前記流路形成領域の長辺方向において、前記共通領域が前記樹脂製マイクロチャネルアレイの全領域を覆ってもよい。 Further, in the above microchannel array housing, the flow path forming area of the resin microchannel array is substantially rectangular, and the common area is made of the resin in the long side direction of the flow path forming area. The entire area of the microchannel array may be covered.
なお、上記のマイクロチャネルアレイ用ハウジングであって、前記樹脂製マイクロチャネルアレイの前記流路形成領域が略矩形状であり、前記流路形成領域の短辺方向において、前記共通領域が前記流路形成領域のみを覆ってもよい。
これらの構成にすることにより、前記流路形成領域が効果的に押圧され、少なくとも流路形成領域端部全周において、樹脂製マイクロチャネルアレイを構成する第1基板と透明板との密着性が向上する。
In the microchannel array housing, the flow path forming region of the resin microchannel array has a substantially rectangular shape, and the common region is the flow path in the short side direction of the flow path forming region. Only the formation region may be covered.
By adopting these configurations, the flow path forming region is effectively pressed, and at least the entire periphery of the end of the flow path forming region has an adhesive property between the first substrate and the transparent plate constituting the resin microchannel array. improves.
本発明によれば、液体の測定試料の漏れを低減させることができるマイクロチャネルアレイ用ハウジングを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the housing for microchannel arrays which can reduce the leakage of the liquid measurement sample can be provided.
図1〜図3を参照してマイクロチャネルアレイ装置の構成について説明する。図1は、マイクロチャネルアレイ装置の構成を示す分解斜視図である。図2は、マイクロチャネルアレイ装置の構成を示す模式図である。図2(a)は、マイクロチャネルアレイ装置の構成を示す上面図である。図2(b)は、図2(a)のA−A断面図である。図2(c)は、図2(a)のB−B断面図である。図3(a)は緩衝用ゴム4の上面図、図3(b)は図3(a)のA−A断面図である。
The configuration of the microchannel array device will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of the microchannel array device. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the microchannel array device. FIG. 2A is a top view showing the configuration of the microchannel array device. FIG.2 (b) is AA sectional drawing of Fig.2 (a). FIG.2 (c) is BB sectional drawing of Fig.2 (a). 3A is a top view of the
マイクロチャネルアレイ装置は、図1に示されるように、第1治具1、透明板5、緩衝用ゴム4、及び第2治具2を備えるマイクロチャネルアレイ用ハウジングに、樹脂製マイクロチャネルアレイ3を組み込んだ構成を有する。第1治具1は、円筒状の凹部を有し、上面の中央部に円形の観察穴を有する。第1治具1には、図2(b)に示されるように、端部全周に亘って羽部61が形成されている。羽部61外周は、矩形形状である。透明板5は、第1治具1の観察穴より大きい円盤状になっており、観察穴の反視認側に配置される。これにより、透明板5が第1治具1側から支えられる。図2に示される透明板5の場合、円盤状の基体の中央部に、矩形の凸部が形成されている。そして、凸部形成面とは反対側の面が第1治具1に接するように透明板5を第1治具1の凹部の開口部から入れ、後述する樹脂製マイクロチャネルアレイ3の観察面として使用する。透明板5における樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面は、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の全ての流路を覆うことができる大きさを有する。なお、図2に示された透明板5のように、円盤状の基体に凸部が設けられた形状の場合、凸部の頂部の上面が樹脂製マイクロチャネルアレイ3に接触するので、矩形の表面が接触面となる。
As shown in FIG. 1, the microchannel array device includes a resin-made
透明板5としては、厚み0.5〜2mmで、80%以上の光線透過率であれば問題なく、ソーダガラス、石英等の無機物、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル・スチレン系共重合体、ポリカーボネート系樹脂、等の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂を用いることができる。このような透明板5を通して樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路を直接観察することができ、流路の調節、停止等の適切な処置がとれる。ここでは、第1治具1の透明板5側が反視認側、第1治具1の透明板5と反対側が視認側(観察側)となる。
The
樹脂製マイクロチャネルアレイ3は、大流路、微細流路等の流路が形成され、透明板5の第1治具1と反対側に配置される。大流路は、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の対向する2辺の近傍にそれぞれ設けられる。そして、図1に示されたように、一方の大流路(第1流路)が検体導入孔31を有し、他方の大流路(第2流路)が検体排出孔32を有する。そして、これらの大流路の間に微細流路を有する。すなわち、大流路は、微細流路を介して対向配置される。流路形成領域38は、樹脂製マイクロチャネルアレイ3において、検体導入孔31検体排出孔32以外の流路が形成された領域である。なお、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の詳細については後述する。
The
緩衝用ゴム4は、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の透明板5と反対側に配置される。すなわち、樹脂製マイクロチャネルアレイ3を介在させて、透明板5の第1治具1と反対側に配置される。緩衝用ゴム4は、後述する第2治具2のロッド状構造体21と樹脂製マイクロチャネルアレイ3との間に配置される。このように、緩衝用ゴム4を介在させて、ロッド状構造体21により、樹脂製マイクロチャネルアレイ3が押圧されるので、樹脂製マイクロチャネルアレイ3に均一に加重がかかる。緩衝用ゴム4は、矩形状であり、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の全ての流路、すなわち流路形成領域38を覆うことができる大きさとする。緩衝用ゴム4は、厚み0.5〜3mmで、例えば天然ゴム、NBR、EPDM、CR等の合成ゴム、スチレン系・オレフィン系・ウレタン系等の熱可塑性エラストマーを用いることができる。緩衝用ゴム4は、図3に示されたように、検体導入路41及び検体排出路42を有する。また、検体導入路41ならびに検体排出路42は、直径0.5〜3mmが好ましく、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の検体導入孔31ならびに検体排出孔32の直径、ならびに配置に合わせる。このように、第1治具1の凹部内には、図1に示されたように、第1治具1側から透明板5、樹脂製マイクロチャネルアレイ3、緩衝用ゴム4が順次配置されている。
The
第2治具2は、緩衝用ゴム4の樹脂製マイクロチャネルアレイ3とは反対側に配置される。第2治具2は、治具中央部にロッド状構造体21を有する。また、第2治具2には、図2(b)に示されたように、端部全周に亘って羽部62が形成されている。羽部62外周は、矩形形状である。そして、第1治具1の羽部61と第2治具2の羽部62とが接着または溶着され、第1治具1、透明板5、樹脂製マイクロチャネルアレイ3、緩衝用ゴム4、及び第2治具2とが一体的に構成される。また、第2治具2のロッド状構造体21は、第2治具2の羽部62が形成された底面から緩衝用ゴム4側に突出するように形成されている。このロッド状構造体21によって、第2治具2側から緩衝用ゴム4、樹脂製マイクロチャネルアレイ3、及び透明板5を押圧して第1治具1に押し付け、これらを固定する。第2治具2のロッド状構造体21は、検体導入管22及び検体排出管23を有する。検体導入管22ならびに検体排出管23は、直径0.5〜3mmであることが好ましく、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の検体導入孔31ならびに検体排出孔32の直径、ならびに配置に合わせる。すなわち、これらを組み合わせた状態で、検体導入孔31、検体導入路41、及び検体導入管22は一連の管状の検体流入口になる。また、検体排出孔32、検体排出路42、及び検体排出管23も一連の管状の検体排出口になる。ロッド状構造体21の先端は、検体導入管22と検体排出管23以外は平滑な面を有しており、ロッド状構造体21の断面形状は、樹脂製マイクロチャネルアレイ3上の流路形成領域38を覆うことができる断面形状を有する。
The
観察面以外は透明性が必要ないことから、第1治具1及び第2治具2としては、第1治具1の羽部61と第2治具2の羽部62が接着または溶着でき、かつ圧着時に破損しない強度を有する材料(例えば金属、ガラス、セラミックス等の無機物、樹脂等)であれば用いることができる。そして、樹脂製マイクロチャネルアレイ3を組み込んだマイクロチャネルアレイ用ハウジングのそれぞれの治具1、2の羽部61、62を接着または溶着させる。接着または溶着の時に第1治具1に第2治具2を押さえつけながら1〜20kg重、望ましくは5〜10kg重の加重をかける。また、接着または溶着は加重をかけている間に接合を完了させるため、アクリレート系等の瞬間接着剤、熱板溶着、振動溶着、超音波溶着、レーザー溶着等の方法が挙げられる。マイクロチャネルアレイ装置は、以上のように構成される。
Since transparency other than the observation surface is not required, the
上記のマイクロチャネルアレイ装置の場合、透明板5における樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面、緩衝用ゴム4における樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面、緩衝用ゴム4におけるロッド状構造体21との接触面、及びロッド状構造体21における緩衝用ゴム4との接触面を、樹脂製マイクロチャネルアレイ3における透明板5との接触面に対して、垂直方向に移動させたときに共通する共通領域50が、少なくとも流路形成領域38含み、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の一部を覆うように構成されている。すなわち、図2(a)に示された上面視において、共通領域50は、少なくとも流路形成領域38含み、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の一部を覆うように構成されている。このような構成により、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38を、上記の接触面の最小面積で覆うことができる。ここで、共通領域50によって覆われる樹脂製マイクロチャネルアレイ3の一部とは、流路形成領域38と一致する領域、又はその近傍領域であることが好ましい。
In the case of the microchannel array device described above, the contact surface of the
図2の場合、透明板5における樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面、緩衝用ゴム4における樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面、緩衝用ゴム4におけるロッド状構造体21との接触面、及びロッド状構造体21における緩衝用ゴム4との接触面は、図2(a)に示された上面視において、検体導入孔31、検体排出孔32以外、略一致している。すなわち、上記の全ての接触面が、検体導入孔31、検体排出孔32を除き、共通領域50に略一致する。そして、この共通領域50は、流路形成領域38と略一致しているが、例えば流路形成領域38より若干大きめになっていてもよい。具体的には、流路形成領域38が矩形状になっており、流路形成領域38の長辺方向において、共通領域50が樹脂製マイクロチャネルアレイ3の全領域を覆っていてもよい。そして、流路形成領域の短辺方向において、共通領域50が流路形成領域38のみを覆っていてもよい。この場合、図2(b)に示された断面図では、樹脂製マイクロチャネルアレイ3全体の外形と、共通領域50が略一致する。また、図2(c)に示された断面図では、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38の外形と、共通領域50が略一致する。
In the case of FIG. 2, the contact surface of the
換言すると、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の両面に接触する部材とのそれぞれの接触部分のうち、上面視において重なる部分が、流路形成領域38を覆うことができればよい。また、緩衝用ゴム4のように、剛性が低い部材が樹脂製マイクロチャネルアレイ3に接触する場合、上記の重なる部分の大きさは、流路形成領域38以上の大きさ、例えば樹脂製マイクロチャネルアレイ3全体の大きさであってもよい。このとき、緩衝用ゴム4の樹脂製マイクロチャネルアレイ3とは反対側の面と、第2治具2のような剛性が高い部材との接触部分が、流路形成領域38と略一致すればよい。すなわち、これら全ての接触部分のうち、上面視において重なる部分が、流路形成領域38と略一致すればよい。
In other words, it is only necessary that a portion overlapping each other in the top view among the contact portions with the members that contact both surfaces of the
上記のような構成のマイクロチャネルアレイ用ハウジングに樹脂製マイクロチャネルアレイ3を組み込むことにより、少なくとも樹脂製マイクロチャネルアレイ3の一部のみに加重がかかる。同じ力で治具を押圧する場合、樹脂製マイクロチャネルアレイ3に対して加重がかかる面積、すなわち共通領域50の面積が小さいほうが、圧力が大きくなる。このため、上記のように、共通領域50を樹脂製マイクロチャネルアレイ3全体の外形より小さく設定することにより、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38に効果的に加重がかかるようになる。本考案におけるマイクロチャネルアレイは、樹脂製のため、反りが生じやすい。ここでの反りは、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の第1治具1側に凸状になるように反る。このような反りが生じると、樹脂製マイクロチャネルアレイ3に流入させた液体の測定試料が漏れてしまうので好ましくない。そこで、上記のように、液体を流入させた樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38を効果的に押圧して、当該部分の反りを矯正する。これにより、樹脂製マイクロチャネルアレイ3に流入させた液体の測定試料の漏れを低減し、正確に液体試料を測定できる。
By incorporating the
次に、図4を参照して、樹脂製マイクロチャネルアレイ3について詳細に説明する。図4は、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の構成を示す模式図である。図4(a)は樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路が形成された第1基板36の構成を示す上面図である。図4(b)は、図4(a)の第1基板36と、当該第1基板36に密着又は接合される第2基板としての透明板5とのA−A断面図である。図4(c)は、図4(a)の第1基板36と、当該第1基板36に密着又は接合される透明板5とのB−B断面図である。
Next, the resin-made
樹脂製マイクロチャネルアレイ3の第1基板36と、第1基板36との接触面に平面を有する透明板5とが互いに密着又は接合され、一体的に構成される。第1基板36上は、図4に示すような溝部、及び凹部領域が設けられている。具体的には、第1大流路33a、第2大流路33b、第1微細流路34a、第2微細流路34b、及び壁部35が設けられている。第1基板36上のこれらの流路が設けられた部分を流路形成領域38とする。流路形成領域38外周は、略矩形形状を有する。第1基板36は、流路形成領域38より大きく形成されており、流路形成領域38は、第1基板36の略中央部に形成されている。すなわち、第1基板36には、流路形成領域38と、流路形成領域38を囲むように設けられた額縁領域39とが設けられている。
The
第1大流路33a及び第2大流路33bは、矩形の窪み(凹部)を有する。第1大流路33aは、第1基板36の一辺近傍に形成され、第2大流路33bは、第1大流路33aが形成された一辺と対向する一辺近傍に形成されている。第1大流路33a、第2大流路33bからは、中央に向かって複数本の長尺状の溝群である第1微細流路34a、第2微細流路34bが設けられている。図4において、第1微細流路34a及び第2微細流路34bは、それぞれ3本ずつあり、交互に、かつ互いに平行に形成されている。もちろん、微細流路34a、34bの数は3本に限らず、任意の本数にすることができる。そして、隣接する溝(微細流路34a、34b)間には、壁部35が形成されることになる。壁部35は、完全に隣接する微細流路34a、34b間を区切るものではなく、多数の微小溝が設けられている。かかる微細流路34a、34bを連通する微小溝が流路となる。
The first
第1基板36には、測定試料である生理食塩水、血液試料や試薬が流入される検体導入孔31が設けられている。この検体導入孔31は、第1基板36の第1大流路33aに設けられた貫通孔である。さらに、第1基板36には、検体導入孔31から流入された生理食塩水、血液試料や試薬を排出する検体排出孔32が設けられている。この検体排出孔32は、第1基板36の第2大流路33bに設けられた貫通孔である。
The
図4(b)及び図4(c)に示されるように、第1基板36の流路が形成された面には、平面を有する透明板5が重ね合わされ、密着又は接合される。これにより、流路形成領域38の溝が、第1基板36と透明板5との間の内部空間を形成する。これらの内部空間は、検体導入孔31から検体排出孔32まで連通された構造となっている。
As shown in FIGS. 4B and 4C, the
検体導入孔31に血液試料等が流入されると、第1大流路33aの空間から長尺状の第1微細流路34aに流れる。そして、血液試料等は第1微細流路34aと第2微細流路34b間に設けられた微小溝を通過し、第2微細流路34bに流れる。この微小溝を通過する血液試料等に含まれる白血球や血小板等を観察する。第2微細流路34bより第2大流路33bに流れた血液試料等は検体排出孔32から流れ出る。樹脂製マイクロチャネルアレイ3は、以上のように構成される。
When a blood sample or the like flows into the
本考案における透明樹脂製マイクロチャネルアレイ3は、精密機械切削・研磨、フォトリソグラフィー・電鋳、等により作成された精密金型を鋳型として、この鋳型に透明な熱可塑性樹脂を充填して成形することにより得ることができる。この透明な熱可塑性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル・スチレン系共重合体、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合体、オレフィン系・スチレン系・ウレタン系等の熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系樹脂、フッソ系樹脂、ポリジメチルシロキサン等のシリコーン系樹脂等や熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂を用いることができる。
The transparent
本考案では、マイクロチャネルアレイを樹脂製にしているため、成形後における冷却、吸湿等の影響で保存状態により第1基板36に反りが発生し、第1基板36と透明板5との間に隙間が生じる。すなわち、血液試料等の流路となる、第1基板36と透明板5との内部空間に隙間が生じる。これにより、この隙間から血液試料等が漏れてしまう。そこで、図1及び図2に示されるように、流路形成領域38をロッド状構造体21によって押圧することによって、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の反りを強制する。そして、少なくとも流路形成領域38端部全周において第1基板36と透明板5との密着性が向上し、第1基板36と透明板5との間の隙間の発生を抑制することができる。すなわち、血液試料等の液体の測定試料が漏れることを抑制することができる。これにより、正確に液体試料の測定を行うことができる。
In the present invention, since the microchannel array is made of resin, warpage occurs in the
次に、本考案の実施様態を具体的な実施例で説明する。実施例に基づいて本考案を具体的に説明するが、本考案はこれら実施例に限定されるものではない。 Next, embodiments of the present invention will be described with specific examples. The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
本考案に従って第1治具1、第2治具2の作製方法を説明する。それぞれの治具1、2は、すべて樹脂を射出成形することによって作製されるため、まず精密機械加工により金型を作製した。そして、作製した金型を鋳型とし、アクリル樹脂を鋳型に充填し成形することにより、樹脂製の治具1、2を得た。第1治具1の形状は凹部の直径を27mm、観察穴を直径11mm、羽部61を縦32mm×横32mm×厚み2mmとし、羽部61以外の厚みをすべて1.5mmとした。また、羽部61底面から観察穴までの高さは13mmとした。第2治具2の形状は、ロッド状構造体21の断面を縦8mm×横16mm、または縦16mm×横16mmとした。ロッド状構造体21の高さは9mmとし、検体導入管22、ならびに検体排出管23の直径を1.6mmとした。また、羽部62は縦32mm×横32mm×厚み2mmとした。
A method for producing the first jig 1 and the
次に、樹脂製マイクロチャネルアレイ3を形成する方法を説明する。まず、基板上に有機材料(レジスト)を塗布することによりレジスト層を形成した。そして、レジスト層が形成された基板と、所望のマスクパターンに加工されたマスクとを位置合わせした。その後、レジスト層に適した露光装置で、マスク上からUV光を照射することにより露光を行った。そして、露光されたレジスト層を現像液で現像し、基板上にレジストパターンを形成させた。さらに必要に応じ、得られたレジストパターン上にレジスト層を形成させ、UV光による露光、現像の一連の工程を繰り返した。
Next, a method for forming the
そして、得られたレジストパターンを有する基板表面に導電性膜を堆積させ、ニッケルメッキ液につけ、電気メッキを行いレジストパターン上に金属構造体(以下、Ni構造体)を得た。
さらに、得られたNi構造体を鋳型とし、射出成形でアクリル樹脂を鋳型に充填し、樹脂製マイクロチャネルアレイ3を得た。
Then, a conductive film was deposited on the surface of the substrate having the obtained resist pattern, applied to a nickel plating solution, and electroplated to obtain a metal structure (hereinafter referred to as Ni structure) on the resist pattern.
Furthermore, the obtained Ni structure was used as a mold, and acrylic resin was filled into the mold by injection molding to obtain a
図4に示される樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38及び額縁領域39を含む全体の外形は、横17mm×縦17mm×厚さ1mmであった。大流路33a、33bの溝の深さは80μmとした。微細流路34a、34bの窪み相互を区画する壁部35は、15本形成し、高さ80μmとした。また、壁部35は、1本につき、幅10μm、深さ5μmの微少な溝を340本、合計5100本有する形状とした。検体導入孔31及び検体排出孔32の直径は1.6mmとした。また、溝を形成する領域(流路形成領域38)は縦8mm×横16mmとした。さらに、樹脂製マイクロチャネルアレイ3に水を吸湿させ、約0.3mmの反りを強制的に発生させ、樹脂製マイクロチャネルアレイ3を得た。
The entire outer shape including the flow
緩衝用ゴム4はEPDMのシートを図3のように縦8mm×横16mm、または縦16mm×横16mmに打ち貫き、同時に検体導入路41、検体排出路42を直径1.6mmに打ち貫き、緩衝用ゴム4を得た。
As shown in FIG. 3, the
透明板5は樹脂で射出成形することによって作製されるため、まず精密機械加工により金型を作製した。そして、作製した金型を鋳型とし、アクリル樹脂を鋳型に充填し成形することにより、樹脂製の透明板5を得た。透明板5の形状は円盤状とし、直径24mm、厚み1.5mmとした(以下、透明板5−Aと略する)。また、図2に示されるような円盤状の基体の中央部に、矩形の凸部が形成されている透明板5も併せて作製した。この場合、円盤形状の部分を直径24mm、厚み1.0mmとし、矩形状の凸部を縦9mm×横17mm×厚さ0.5mmとした(以下、透明板5−Bと略する)。
Since the
得られた第1治具1、第2治具2、樹脂製マイクロチャネルアレイ3、緩衝用ゴム4、透明板5を図1の順に組み合わせた。そして、第1治具1と第2治具2の間に、約5kg重の加重をかけた状態で、振動溶着により第1治具1の羽部61と第2治具2の羽部62とを溶着し、試験品を得た。
液体試料の漏れの状態は、血液を試験品の第2治具2の検体導入管22から注入し、実態顕微鏡にて50倍、並びに通常の光学顕微鏡で500倍の倍率で漏れの有無を観察した。
The obtained first jig 1,
As for the leakage state of the liquid sample, blood is injected from the
実施例1.
第1治具1、ロッド状構造体21の断面が縦8mm×横16mmの第2治具2、強制的に約0.3mmの反りを発生させた樹脂製マイクロチャネルアレイ3、縦8mm×横16mmの緩衝用ゴム4、及び透明板5−Bを図1の順に組み合わせ、図2に示されるような試験品を作製した。また、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38にロッド状構造体21、緩衝用ゴム4、及び透明板5−Bの矩形が合うように組み合わせた。本実施例では、緩衝用ゴム4及び透明板5−Bにおける、樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面が流路形成領域38と略同じ大きさである。そして、緩衝用ゴム4におけるロッド状構造体21との接触面、及びロッド状構造体21における緩衝用ゴム4との接触面も流路形成領域38と略同じ大きさである。これにより、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38が効果的に第1治具1側に押圧され、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の反りが強制された。血液を導入した結果、5枚中すべてにおいて漏れは観察されなかった。
Example 1.
The first jig 1, the
実施例2.
第1治具1、ロッド状構造体21の断面が縦8mm×横16mmの第2治具2、強制的に約0.3mmの反りを発生させた樹脂製マイクロチャネルアレイ3、縦8mm×横16mmの緩衝用ゴム4、及び透明板5−Aを図1の順に組み合わせ、図5に示されるような試験品を作製した。また、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38にロッド状構造体21及び緩衝用ゴム4の矩形が合うように組み合わせた。本実施例では、緩衝用ゴム4における樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面が流路形成領域38と略同じ大きさである。また、透明板5−Aにおける樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面が樹脂製マイクロチャネルアレイ3全体の外形より大きくなっている。そして、緩衝用ゴム4におけるロッド状構造体21との接触面、及びロッド状構造体21における緩衝用ゴム4との接触面が流路形成領域38と略同じ大きさである。樹脂製マイクロチャネルアレイ3と、透明板5−A及び緩衝用ゴム4との接触部分において、重なる部分のみをロッド状構造体21によって押圧することができる。このため、本実施例においても、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38が効果的に第1治具1側に押圧され、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の反りが強制された。血液を導入した結果、5枚中すべてにおいて漏れは観察されなかった。
Example 2
The first jig 1, the
実施例3.
第1治具1、ロッド状構造体21の断面が縦16mm×横16mmの第2治具2、強制的に約0.3mmの反りを発生させた樹脂製マイクロチャネルアレイ3、縦16mm×横16mmの緩衝用ゴム4、及び透明板5−Bを図1の順に組み合わせ、図6に示されるような試験品を作製した。また、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38に透明板5−Bの矩形が合うように組み合わせた。本実施例では、緩衝用ゴム4における樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面が流路形成領域38より大きく、樹脂製マイクロチャネルアレイ3全体の外形と略同じ大きさである。また、透明板5−Bにおける樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面が流路形成領域38と略同じ大きさである。そして、緩衝用ゴム4におけるロッド状構造体21との接触面、及びロッド状構造体21における緩衝用ゴム4との接触面が流路形成領域38より大きく、樹脂製マイクロチャネルアレイ3全体の外形と略同じ大きさである。樹脂製マイクロチャネルアレイ3と、透明板5−B及び緩衝用ゴム4との接触部分において、重なる部分のみをロッド状構造体21によって押圧することができる。このため、本実施例においても、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38が効果的に第1治具1側に押圧され、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の反りが強制された。血液を導入した結果、5枚中すべてにおいて漏れは観察されなかった。
Example 3
The first jig 1, the
実施例4.
第1治具1、ロッド状構造体21の断面が縦16mm×横16mmの第2治具2、強制的に約0.3mmの反りを発生させた樹脂製マイクロチャネルアレイ3、ならびに縦8mm×横16mmの緩衝用ゴム4、透明板5−Bを図1の順に組み合わせ、図7に示されるような試験品を作製した。また、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38に緩衝用ゴム4及び透明板5−Bの矩形が合うように組み合わせた。本実施例では、実施例1と同様、緩衝用ゴム4及び透明板5−Bにおける、樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面が流路形成領域38と略同じ大きさである。そして、緩衝用ゴム4におけるロッド状構造体21との接触面が流路形成領域38と略同じ大きさである。また、ロッド状構造体21における緩衝用ゴム4との接触面が流路形成領域38より大きく、樹脂製マイクロチャネルアレイ3全体の外形と略同じ大きさである。これにより、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38のみが第1治具1側に押圧され、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の反りが強制された。血液を導入した結果、5枚中すべてにおいて漏れは観察されなかった。
Example 4
The first jig 1, the
実施例5.
第1治具1、ロッド状構造体21の断面が縦8mm×横16mmの第2治具2、強制的に約0.3mmの反りを発生させた樹脂製マイクロチャネルアレイ3、縦16mm×横16mmの緩衝用ゴム4、及び透明板5−Aを図1の順に組み合わせ、図8に示されるような試験品を作製した。また、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38にロッド状構造体21の矩形が合うように組み合わせた。本実施例では、緩衝用ゴム4における樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面が流路形成領域38より大きく、樹脂製マイクロチャネルアレイ3全体の外形と略同じ大きさである。透明板5−Aにおける樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面が樹脂製マイクロチャネルアレイ3全体の外形より大きくなっている。そして、緩衝用ゴム4におけるロッド状構造体21との接触面が流路形成領域38より大きく、樹脂製マイクロチャネルアレイ3全体の外形と略同じ大きさである。また、ロッド状構造体21における緩衝用ゴム4との接触面が流路形成領域38と略同じ大きさである。樹脂製マイクロチャネルアレイ3と、透明板5−A及び緩衝用ゴム4との接触部分において、重なる部分のみをロッド状構造体21によって押圧することができる。また、ロッド状構造体21における緩衝用ゴム4との接触面が流路形成領域38と略同じ大きさである。緩衝用ゴム4は、透明板5及び治具1、2とは異なり、剛性が低い。このため、本実施例では、上記の重なる部分のうち、ロッド状構造体21と緩衝用ゴム4との接触部分と対応する樹脂製マイクロチャネルアレイ3の部分のみで第1治具1側に力が働く。このため、本実施例においても、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38が効果的に第1治具1側に押圧され、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の反りが強制された。血液を導入した結果、5枚中すべてにおいて漏れは観察されなかった。
Example 5 FIG.
The first jig 1, the
比較例1.
第1治具1、ロッド状構造体21の断面が縦16mm×横16mmの第2治具2、強制的に約0.3mmの反りを発生させた樹脂製マイクロチャネルアレイ3、縦16mm×横16mmの緩衝用ゴム4、及び透明板5−Aを図1の順に組み合わせ、図9に示されるような試験品を作製した。本比較例では、上記の実施例と異なり、全ての接触面が、樹脂製マイクロチャネルアレイ3全体の外形以上の大きさとなっている。このため、樹脂製マイクロチャネルアレイ3全体が第1治具1側に押圧された。従って、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の流路形成領域38を効果的に押圧することができず、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の反りが強制されなかった。血液を導入した結果、5枚中2枚において漏れが観察された。
Comparative Example 1
The first jig 1, the
このように、透明板5における樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面、緩衝用ゴム4における樹脂製マイクロチャネルアレイ3との接触面、緩衝用ゴム4におけるロッド状構造体21との接触面、及びロッド状構造体21における緩衝用ゴム4との接触面を、樹脂製マイクロチャネルアレイ3における透明板5との接触面に対して、垂直方向に移動させたときに共通する共通領域50が、少なくとも流路形成領域38含み、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の一部を覆うように構成されていればよい。すなわち、上記全ての接触面のうち、少なくともいずれか1つの接触面が、上面視にて流路形成領域38と略同じ大きさであればよい。これにより、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の反りが強制される。そして、液体の測定試料の漏れが低減し、正確に液体試料を測定することができる。
Thus, the contact surface with the resin-made
なお、上記のように、共通領域50が、流路形成領域38の長辺方向において、樹脂製マイクロチャネルアレイ3の全領域を覆い、流路形成領域38の短辺方向において、流路形成領域38のみを覆っていてもよいが、これに限られない。少なくとも流路形成領域38を効果的に押圧でき、第1基板36と透明板5との間に隙間が生じなければ、共通領域50をどのように定めてもよい。例えば、流路形成領域38の短辺方向において、共通領域50が流路形成領域38より大きく形成されていてもよいし、長辺方向において、共通領域50が流路形成領域38のみに形成されていてもよい。
As described above, the
1 第1治具、2 第2治具、3 樹脂製マイクロチャネルアレイ、4 緩衝用ゴム、
5 透明板、21 ロッド状構造体、22 検体導入管、23 検体排出管、
31 検体導入孔、32 検体排出孔、33a 第1大流路、33b 第2第流路、
34a 第1微細流路、34b 第2微細流路、35 壁部、36 第1基板、
38 流路形成領域、39 額縁領域、41 検体導入路、42 検体排出路、
50 共通領域、61 羽部、62 羽部
1 1st jig, 2nd jig, 3 resin microchannel array, 4 cushioning rubber,
5 transparent plate, 21 rod-shaped structure, 22 sample introduction tube, 23 sample discharge tube,
31 Sample introduction hole, 32 Sample discharge hole, 33a First large flow path, 33b Second flow path,
34a 1st microchannel, 34b 2nd microchannel, 35 wall part, 36 1st board | substrate,
38 channel formation region, 39 frame region, 41 sample introduction channel, 42 sample discharge channel,
50 common areas, 61 wings, 62 wings
Claims (5)
観察穴を有する第1治具と、
前記観察穴より大きく形成され、前記観察穴の反視認側に配置される透明板と、
前記樹脂製マイクロチャネルアレイを介在させて、前記透明板の前記第1治具と反対側に配置される緩衝用ゴムと、
前記緩衝用ゴムの前記樹脂製マイクロチャネルアレイと反対側に配置され、前記透明板、前記樹脂製マイクロチャネルアレイ、及び前記緩衝用ゴムを前記第1治具側に押圧するロッド状構造体を有する第2治具とを備え、
前記透明板における前記樹脂製マイクロチャネルアレイとの接触面、前記緩衝用ゴムにおける前記樹脂製マイクロチャネルアレイとの接触面、前記緩衝用ゴムにおける前記ロッド状構造体との接触面、及び前記ロッド状構造体における前記緩衝用ゴムとの接触面を、前記樹脂製マイクロチャネルアレイにおける前記透明板との接触面に対して、垂直方向に移動させたときに共通する共通領域が、少なくとも前記流路形成領域を含み、前記樹脂製マイクロチャネルアレイの一部を覆うマイクロチャネルアレイ用ハウジング。 A microchannel array housing in which a resin microchannel array having a flow path forming region is incorporated,
A first jig having an observation hole;
A transparent plate that is formed larger than the observation hole and disposed on the non-viewing side of the observation hole;
A rubber cushion disposed on the side opposite to the first jig of the transparent plate with the resin microchannel array interposed therebetween,
A rod-shaped structure that is disposed on the opposite side of the buffer rubber from the resin microchannel array and presses the transparent plate, the resin microchannel array, and the buffer rubber toward the first jig side. A second jig,
Contact surface of the transparent plate with the resin microchannel array, contact surface of the buffer rubber with the resin microchannel array, contact surface of the buffer rubber with the rod-like structure, and the rod shape A common area common when the contact surface with the buffer rubber in the structure is moved in a direction perpendicular to the contact surface with the transparent plate in the resin microchannel array is at least the flow path formation. A microchannel array housing including a region and covering a part of the resin microchannel array.
前記流路形成領域の長辺方向において、前記共通領域が前記樹脂製マイクロチャネルアレイの全領域を覆う請求項1乃至3のいずれかに記載のマイクロチャネルアレイ用ハウジング。 The flow path forming region of the resin microchannel array is substantially rectangular,
The microchannel array housing according to any one of claims 1 to 3, wherein the common region covers the entire region of the resin microchannel array in the long side direction of the flow path forming region.
前記流路形成領域の短辺方向において、前記共通領域が前記流路形成領域のみを覆う請求項1乃至4のいずれかに記載のマイクロチャネルアレイ用ハウジング。 The flow path forming region of the resin microchannel array is substantially rectangular,
The microchannel array housing according to claim 1, wherein the common area covers only the flow path forming area in a short side direction of the flow path forming area.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007001937U JP3132187U (en) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | Housing for microchannel array |
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JP (1) | JP3132187U (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014524585A (en) * | 2011-08-19 | 2014-09-22 | ロゴス バイオシステムズ インコーポレイテッド | Microchip |
-
2007
- 2007-03-23 JP JP2007001937U patent/JP3132187U/en not_active Expired - Lifetime
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