JP3511910B2 - Detector cell - Google Patents

Detector cell

Info

Publication number
JP3511910B2
JP3511910B2 JP29161898A JP29161898A JP3511910B2 JP 3511910 B2 JP3511910 B2 JP 3511910B2 JP 29161898 A JP29161898 A JP 29161898A JP 29161898 A JP29161898 A JP 29161898A JP 3511910 B2 JP3511910 B2 JP 3511910B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
sample
light
detector
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP29161898A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000121547A (en
Inventor
尚弘 西本
正樹 叶井
昭博 荒井
博昭 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP29161898A priority Critical patent/JP3511910B2/en
Publication of JP2000121547A publication Critical patent/JP2000121547A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3511910B2 publication Critical patent/JP3511910B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外あるいは可視
領域の光線の吸収を測定する検出計セルであって、微量
の液体試料中の成分を検出するのに適する検出計セルに
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a detector cell for measuring the absorption of light rays in the ultraviolet or visible region, which is suitable for detecting a trace amount of a component in a liquid sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】このような検出計セルは、分析化学の分
野、例えば環境分析、臨床、医薬品などの分野におい
て、極微量成分を正確に、かつ迅速に分析する手法とし
て、例えばキャピラリー電気泳動(CE)、液体クロマ
トグラフィー(LC)又はフローインジェクション分析
(FIA)等の検出計として利用されている。それらの
分析計で用いられる検出計セルは、通常、分析対象とな
る液体試料を導入するための試料導入口、液体試料の流
路及びその流路を通過した液体試料を排出する試料排出
口を備え、その流路中に液体試料と紫外あるいは可視領
域の検出光との相互作用領域となる試料室を有し、上に
示したような分析手法に用いられる分析カラムの出口に
接続されて使用される。その測定室となる流路部分には
検出光が照射され、検出光は試料室に存在する液体試料
を透過した後、測定光学系により検出される。
2. Description of the Related Art Such a detector cell is used, for example, as a method for accurately and rapidly analyzing a trace amount component in the field of analytical chemistry, for example, in the fields of environmental analysis, clinical practice, pharmaceuticals, etc. It is used as a detector for CE), liquid chromatography (LC), flow injection analysis (FIA) and the like. The detector cell used in these analyzers usually has a sample inlet for introducing a liquid sample to be analyzed, a flow path for the liquid sample and a sample outlet for discharging the liquid sample passing through the flow path. Equipped with a sample chamber in its flow path, which serves as an interaction region between the liquid sample and the detection light in the ultraviolet or visible region, and is used by being connected to the outlet of the analytical column used in the analytical method shown above. To be done. Detection light is applied to the flow path portion serving as the measurement chamber, and the detection light is detected by the measurement optical system after passing through the liquid sample existing in the sample chamber.

【0003】近年、取扱いが煩雑なガラスキャピラリー
に代わって、分析の高速化、装置の小型化が期待できる
形態として、D. J. Harrison et al./ Science, Vol.26
1, p.895-897 (1993) に示されているように、2枚の基
板を接合して形成されたキャピラリー電気泳動に用いる
チップ(マイクロチップ)が提案されている。そのマイ
クロチップは、ガラス基板を材料とした電気泳動部材上
に液体試料を導入するための流路と、液体試料を分離す
るための流路を半導体製造技術を基盤とするマイクロマ
シニング技術を用いて形成されたものである。マイクロ
チップを用いた電気泳動装置は、従来のキャピラリー電
気泳動装置と比較して、高速分析が可能、溶媒消費量が
極めて少ない、必要とするサンプルが極微量、装置の小
型化が可能などの利点を有する。これの特徴は、上に述
べた分析化学の分野において、従来の分析装置では実現
が困難であった現場(オンサイドやベッドサイド)分析
を可能とするものとして、またDNA分析などの分野に
対しては、高速分析の視点からスクリーニングに有利な
ものとして有望視されている。
In recent years, DJ Harrison et al./Science, Vol.26 has been proposed as a form that can be expected to speed up the analysis and downsize the device in place of the glass capillary which is complicated to handle.
1, p.895-897 (1993), a chip (microchip) formed by bonding two substrates and used for capillary electrophoresis has been proposed. The microchip uses a micromachining technology based on semiconductor manufacturing technology for a flow path for introducing a liquid sample on an electrophoretic member made of a glass substrate and a flow path for separating a liquid sample. It was formed. Compared to conventional capillary electrophoresis devices, electrophoresis devices that use microchips have the advantages of high-speed analysis, extremely low solvent consumption, extremely small amount of sample required, and miniaturization of the device. Have. The feature of this is that it enables on-site (on-side or bed-side) analysis, which was difficult to realize in the conventional analytical equipment in the field of analytical chemistry described above, and also for fields such as DNA analysis. However, from the viewpoint of high-speed analysis, it is considered promising as an advantage for screening.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】キャピラリー電気泳動
装置で使用されている検出計セルは、試料を分離するガ
ラスキャピラリーに比べて一般的に測定室の容積が大き
く、極微量成分を分析する場合、キャピラリー電気泳動
法の有する分離能力を生かせないことが多々あった。こ
れは、測定室の体積が大きいため、分離した微量成分の
再混合や媒体中への拡散が生じるからである。
The detector cell used in the capillary electrophoresis apparatus generally has a larger measuring chamber volume than a glass capillary for separating a sample, and when analyzing a trace amount component, In many cases, the separation ability of capillary electrophoresis cannot be utilized. This is because the volume of the measurement chamber is large, so that the separated trace components are remixed or diffused into the medium.

【0005】この問題に対して、例えば Analytical Ch
emistry, Vol.63, p.2835 (1991)に記載されているよう
に、測定室の容積を低減した小型セルを用いたレーザ励
起蛍光検出器の試みがなされている。図1はそのレーザ
励起蛍光検出器を示したものである。キャピラリーCの
出口端がセルDに挿入され、レーザー装置Aからのレー
ザビームがレンズBで集光されてキャピラリーCから出
た試料液に照射される。セルD内で試料液から発生した
蛍光は、対物レンズEにより集光され、ピンホールFを
経てフィルタCGで励起光成分が除去され、蛍光成分の
みが光電子増倍管Hに入射して検出される。Iはデータ
処理用のコンピュータである。
For this problem, for example, Analytical Ch
As described in emistry, Vol.63, p.2835 (1991), an attempt has been made on a laser-excited fluorescence detector using a small cell in which the volume of a measurement chamber is reduced. FIG. 1 shows the laser-excited fluorescence detector. The exit end of the capillary C is inserted into the cell D, and the laser beam from the laser device A is condensed by the lens B and irradiated onto the sample solution emitted from the capillary C. The fluorescence generated from the sample solution in the cell D is condensed by the objective lens E, the excitation light component is removed by the filter CG through the pinhole F, and only the fluorescence component is incident on the photomultiplier tube H and detected. It I is a computer for data processing.

【0006】しかし、このレーザ励起蛍光検出器も、測
定体積を小さくする努力がなされているものの、セルD
の内径はキャピラリーCの内径に比べてキャピラリーC
の肉厚分は大きくならざるを得ず、十分に小型化できな
いため、分解能と精度の点で改善の余地を残している。
一方、分離キャピラリーカラム自体を検出セルとして利
用する方式も研究されている。この場合、分析に必要な
試料体積及び試料室の容積は極めて小さくできるが、光
路長が短い、検出に寄与しない光が迷光として検出器に
入射してしまうなどの理由で、検出感度が不足すること
が問題となっている。
However, even with this laser-excited fluorescence detector, although efforts have been made to reduce the measurement volume, cell D
The inside diameter of Capillary C is smaller than that of Capillary C
Since the wall thickness of B is inevitably large and cannot be downsized sufficiently, there is room for improvement in terms of resolution and accuracy.
On the other hand, a method of using the separation capillary column itself as a detection cell has also been studied. In this case, the sample volume and sample chamber volume required for analysis can be made extremely small, but the detection sensitivity is insufficient due to the short optical path length and the fact that light that does not contribute to detection enters the detector as stray light. Is a problem.

【0007】そこで、本発明はキャピラリー電気泳動装
置を初め、上に述べたような分析手法の検出計セルとし
て利用することができ、又はマイクロチップの検出部と
しても利用することのできる検出計セルであって、検出
感度を高めたものを提供することを目的とするものであ
る。
Therefore, the present invention can be used not only as a capillary electrophoresis apparatus but also as a detector cell for the above-described analysis method, or as a detector unit of a microchip. However, it is an object of the present invention to provide a device with improved detection sensitivity.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明では、検出計セル
の測定室の体積が各種分離分析手段の分離能力を損なわ
ない程度、すなわち流路断面積が分離キャピラリーカラ
ムと同程度なものとし、しかも検出光のうち検出対象で
ある液体試料と相互作用しない光が迷光として検出器に
入射するのを抑えることにより検出感度を改善したもの
である。すなわち、本発明の検出計セルは、透明板状部
材の内部に形成された微小断面積の流路を備え、その流
路の少なくとも一部を測定室としてそこに検出光が照射
されるようになっている検出計セルであり、かつ検出光
照射方向からみて前記流路の両側で、少なくとも前記測
定室の領域には前記透明板状部材の内部に前記検出光に
対する遮光膜が形成されている。また、前記流路はエッ
チングにより形成されたものであり、前記遮光膜はその
エッチングの際の保護膜を兼ねたものであって前記流路
と接している。本発明では、検出光のうち、液体試料を
透過しない迷光は検出器に入射せず、試料との相互作用
をした光、例えば試料に対応した波長が吸収された光の
みを信号として検出するため、検出感度が向上する。
According to the present invention, the volume of the measuring chamber of the detector cell does not impair the separation ability of various separation / analysis means, that is, the cross-sectional area of the flow path is the same as that of the separation capillary column. The detection sensitivity is improved by suppressing the light, which does not interact with the liquid sample to be detected, from among the detected light from entering the detector as stray light. That is, the detector cell of the present invention is provided with a flow passage having a minute cross-sectional area formed inside the transparent plate-like member, and at least a part of the flow passage is used as a measurement chamber so that the detection light is irradiated thereto. And a light-shielding film for the detection light is formed inside the transparent plate-shaped member at least in the region of the measurement chamber on both sides of the flow channel when viewed from the detection light irradiation direction. . Further, the flow path is formed by etching, and the light-shielding film also serves as a protective film at the time of etching and is in contact with the flow path. In the present invention, among the detection light, stray light that does not pass through the liquid sample does not enter the detector, and only light that interacts with the sample, for example, light in which the wavelength corresponding to the sample is absorbed is detected as a signal. , The detection sensitivity is improved.

【0009】[0009]

【実施の形態】この検出計セルは、基板の透明板状部材
に検出計セルのみを形成して各種の分析装置の検出器と
して適用できるようにすることができる。その場合、こ
の検出計セルが形成されている透明板状部材には、測定
室を構成する流路に液体試料を導入する試料導入口と、
その流路を通過した液体試料を排出する試料排出口が設
けられる。また、この検出計セルは、上に示したマイク
ロチップの検出部としても適用することができる。その
場合には、この検出計セルが形成されている透明板状部
材には、その内部に分析流路とその分析流路に交差する
サンプル流路が形成され、その透明板状部材の一表面の
分析流路及びサンプル流路に対応する位置に分析流路又
はサンプル流路に達する穴が形成されており、その分析
流路の少なくとも一部がこの検出計セルの測定室とな
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION This detector cell can be applied as a detector of various analyzers by forming only the detector cell on a transparent plate member of a substrate. In that case, the transparent plate-shaped member in which this detector cell is formed, a sample introduction port for introducing a liquid sample into the flow path constituting the measurement chamber,
A sample discharge port for discharging the liquid sample that has passed through the channel is provided. This detector cell can also be applied as the detector of the microchip shown above. In that case, the transparent plate-shaped member in which the detector cell is formed has an analysis channel and a sample channel intersecting the analysis channel, and one surface of the transparent plate-shaped member is formed. A hole reaching the analysis channel or the sample channel is formed at a position corresponding to the analysis channel and the sample channel, and at least a part of the analysis channel serves as the measurement chamber of the detector cell.

【0010】検出計セルが形成されている透明板状部材
の素材としては、石英やパイレックスなどのガラス板の
他、樹脂板も使用することができる。遮光膜としては、
Si(シリコン)薄膜のほか、Cr(クロム)などの金
属薄膜や、ポリイミドなどの有機樹脂膜など、検出光に
対し、吸収係数の大きい膜であれば使用することができ
る。
As a material for the transparent plate member on which the detector cell is formed, a resin plate can be used in addition to a glass plate such as quartz or Pyrex. As a light-shielding film,
In addition to the Si (silicon) thin film, a metal thin film such as Cr (chrome) or an organic resin film such as polyimide can be used as long as it has a large absorption coefficient for the detection light.

【0011】[0011]

【実施例】図2は一実施例を表したものであり、(a)
はその上面図、(b)はそのB−B線位置での断面図、
(c)は(a)のA−A線位置での中央部を拡大して示
す断面図である。石英にてなるガラス基板1,2が貼り
合わされ、その貼り合わされた面のガラス基板1側には
数100μm以下の幅と深さをもつ液体試料用流路用の
微小な流路溝8が形成されている。流路溝8の一端には
試料導入口9aがガラス基板2を貫通して設けられ、流
路溝8の他端には試料排出口9bがガラス基板2を貫通
して設けられている。
EXAMPLE FIG. 2 shows an example, (a)
Is a top view thereof, (b) is a sectional view taken along the line BB.
(C) is sectional drawing which expands and shows the center part in the AA line position of (a). Glass substrates 1 and 2 made of quartz are bonded together, and a minute channel groove 8 for a liquid sample channel having a width and a depth of several 100 μm or less is formed on the glass substrate 1 side of the bonded surface. Has been done. A sample introduction port 9a is provided at one end of the flow channel 8 so as to penetrate the glass substrate 2, and a sample discharge port 9b is provided at the other end of the flow channel 8 so as to penetrate the glass substrate 2.

【0012】ガラス基板1と2の貼合わせ面には、ガラ
ス基板1上に流路溝8の流路以外の部分で紫外あるいは
可視領域の検出光11を遮るために遮光膜が形成されて
おり、その遮光膜により、流路溝8のみを検出光が透過
するスリット3を構成している。スリット3を構成する
遮光膜として、ここではSi薄膜を用いる。両基板1,
2は、接合すべき面を向かい合わせて密着させ、後に図
3に示す方法により、フッ酸溶液による接合で気密に接
合することにより、流路溝8を形成している。
On the bonding surface of the glass substrates 1 and 2, a light-shielding film is formed on the glass substrate 1 in order to block the detection light 11 in the ultraviolet or visible region except the channel of the channel groove 8. The light-shielding film constitutes the slit 3 through which the detection light passes only through the flow channel 8. A Si thin film is used here as a light-shielding film forming the slit 3. Both boards 1,
In No. 2, the flow channels 8 are formed by making the surfaces to be bonded face-to-face and closely contacting each other, and then airtightly bonding with a hydrofluoric acid solution by the method shown in FIG.

【0013】流路溝8の一部8aは検出光を照射し、吸
光度を測定する測定室8aであり、微小な流路溝8の一
部を測定室8aとして使用するため、十分に微小な体積
の測定室を実現できる。また、検出光11を検出計セル
に入射させた場合、流路溝8の一部である測定室8aの
みを検出光11が透過し、スリット3の遮光膜に当たっ
た光はその遮光膜によって遮られるため、従来に比べて
迷光が検出器に入射するのを減少させることができ、検
出感度が向上する。
A part 8a of the channel groove 8 is a measuring chamber 8a for irradiating the detection light and measuring the absorbance. Since a part of the minute channel groove 8 is used as the measuring chamber 8a, it is sufficiently small. A volume measuring chamber can be realized. Further, when the detection light 11 is made incident on the detector cell, the detection light 11 is transmitted only through the measurement chamber 8a which is a part of the flow path groove 8, and the light hitting the light shielding film of the slit 3 is caused by the light shielding film. Since the light is blocked, it is possible to reduce the incidence of stray light on the detector as compared with the related art, and the detection sensitivity is improved.

【0014】次に、この実施例の検出計セルを作成する
方法を図3により説明する。 (a)まず、石英製ガラス基板1を洗浄した後、薄膜形
成装置、例えばスパッタ成膜装置にてエッチング保護膜
5としてSi膜を3000Åの厚さに成膜し、さらにそ
の上にエッチング保護膜5をパターニングするたのフォ
トレジスト6として、例えばAZ4620を3000r
pmの回転速度で40秒間スピンコートする。この時、
レジスト6の厚さは、約7μmとなる。使用するフォト
レジストの材質や厚みは特に限定されるものではなく、
後のエッチング工程に耐える材質や厚みであればよい。
また、エッチング保護膜5の材料及び厚さも特に限定さ
れるものではなく、後の基板エッチング工程に耐える材
質及び厚みであればよい。なお、ここではエッチング保
護膜5が遮光膜を兼ねるように、Si膜を使用してい
る。
Next, a method for producing the detector cell of this embodiment will be described with reference to FIG. (A) First, after cleaning the quartz glass substrate 1, a Si film having a thickness of 3000 Å is formed as an etching protection film 5 by a thin film forming device, for example, a sputtering film forming device, and the etching protection film is further formed thereon. As the photoresist 6 for patterning 5, for example, AZ4620 3000r
Spin coat for 40 seconds at a rotation speed of pm. At this time,
The thickness of the resist 6 is about 7 μm. The material and thickness of the photoresist used are not particularly limited,
Any material and thickness that can withstand the subsequent etching step may be used.
Further, the material and thickness of the etching protection film 5 are not particularly limited as long as the material and the thickness can withstand the subsequent substrate etching process. Here, a Si film is used so that the etching protection film 5 also serves as a light shielding film.

【0015】(b)次に、フォトマスク7を用いてフォ
トレジスト6を露光し、その後、現像する。フォトレジ
スト6の露光は、一般に半導体製造に用いられているア
ライナを用いて行うことができる。現像液は用いるフォ
トレジストを現像するために使用できるものであれば特
に限定されるものではない。
(B) Next, the photoresist 6 is exposed using the photomask 7, and then developed. The exposure of the photoresist 6 can be performed using an aligner generally used in semiconductor manufacturing. The developer is not particularly limited as long as it can be used for developing the photoresist used.

【0016】(c)次に、SF6ガス中での高周波プラ
ズマを用いたドライエッチングにより、エッチング保護
膜5をパターニングする。ここでもエッチングガスは特
に限定されるものではなく、Siが問題なくエッチング
されるガスであればよい。
(C) Next, the etching protection film 5 is patterned by dry etching using high frequency plasma in SF 6 gas. Here, the etching gas is not particularly limited as long as Si can be etched without any problem.

【0017】(d)パターニングされたエッチング保護
膜5及びフォトレジスト6をマスクとして、基板1を例
えば46%フッ酸水溶液にてエッチングして、試料用流
路溝8を形成する。ここでも基板1のエッチング液は特
に限定されるものではなく、石英ガラスがエッチングで
きる溶液であればよい。
(D) Using the patterned etching protection film 5 and the photoresist 6 as a mask, the substrate 1 is etched with, for example, a 46% hydrofluoric acid aqueous solution to form a sample channel groove 8. Also in this case, the etching solution for the substrate 1 is not particularly limited as long as it is a solution capable of etching quartz glass.

【0018】(e)フォトレジスト6を除去した後、エ
ッチング保護膜5のSi膜の表面を酸化して、Si膜の
表面にシリコン酸化膜を形成する。 (f)一方、ガラス基板2に対しては、(f)に示した
ように、例えばサンドブラスト法などの加工方法によ
り、試料導入口9a、液体排出口9bのための貫通孔を
形成しておく。
(E) After removing the photoresist 6, the surface of the Si film of the etching protection film 5 is oxidized to form a silicon oxide film on the surface of the Si film. (F) On the other hand, on the glass substrate 2, as shown in (f), through holes for the sample inlet 9a and the liquid outlet 9b are formed by a processing method such as a sandblast method. .

【0019】(g)最後に、流路溝8、エッチング保護
膜5を兼ねた遮光膜によるスリット3を形成したガラス
基板1と、貫通孔9a,9bを形成したガラス基板2を
重ね合わせ、例えば1%のフッ酸水溶液を界面に介在さ
せ、必要に応じて1MPa程度の加重を印加しつつ、室
温で24時間放棄することにより、ガラス基板1と2を
接着させて検出計セルを形成する。なお、工程(d)に
おけるガラス基板1のエッチングをドライエッチングで
行ってもよい。
(G) Finally, the glass substrate 1 having the slits 3 formed by the light-shielding film also serving as the flow channel 8 and the etching protection film 5 and the glass substrate 2 having the through holes 9a and 9b are superposed on each other. By interposing a 1% hydrofluoric acid aqueous solution at the interface and applying a load of about 1 MPa as needed, the glass substrate 1 and 2 are adhered to form a detector cell by abandoning for 24 hours at room temperature. The etching of the glass substrate 1 in step (d) may be dry etching.

【0020】図4に、この実施例の検出計セルを用いた
光学測定装置の例を示す。21は紫外可視光源であり、
光源ランプとしての重水素ランプ及びタングステンラン
プと、そのいずれかのランプからの光を選択して取り出
す光学系と、選択された光源光から所定の波長の光を選
択する分光器とが内蔵されている。22は光検出器であ
り、検出計セル20の測定室部分を透過した光を検出す
るものであり、光検出素子としてのフォトダイオードア
レイ検出器と、検出計セル20の測定室部分を透過して
きた光源21からの検出光をそのフォトダイオードアレ
イ検出器に導く測定光学系とを備えている。このような
光源21や光検出器22は、いずれも紫外可視測定の分
野で一般的に用いられているものである。
FIG. 4 shows an example of an optical measuring device using the detector cell of this embodiment. 21 is an ultraviolet visible light source,
A deuterium lamp and a tungsten lamp as a light source lamp, an optical system for selecting and extracting light from any one of the lamps, and a spectroscope for selecting light of a predetermined wavelength from the selected light source light are incorporated. There is. Reference numeral 22 denotes a photodetector, which detects light that has passed through the measurement chamber portion of the detector cell 20 and which passes through the photodiode array detector as a photodetection element and the measurement chamber portion of the detector cell 20. And a measuring optical system for guiding the detection light from the light source 21 to the photodiode array detector. Both the light source 21 and the photodetector 22 are generally used in the field of UV-visible measurement.

【0021】23はステージであり、そのステージ23
には検出計セル20を位置決めできる凹部24が設けら
れている。検出計セル20をこの凹部24に挿入するこ
とにより、ステージ23に形成された入口流路25と検
出計セルの試料導入口26とが密着でき、ステージ23
に形成された出口流路27と検出計セルの試料排出口2
8とが密着できるようになっている。これにより、ステ
ージ23の凹部24に検出計セル20をセットするだけ
て光学測定が可能になる。
Reference numeral 23 denotes a stage, and the stage 23
Is provided with a recess 24 in which the detector cell 20 can be positioned. By inserting the detector cell 20 into the recess 24, the inlet channel 25 formed in the stage 23 and the sample introduction port 26 of the detector cell can be brought into close contact with each other, and the stage 23
Outlet channel 27 formed on the substrate and sample outlet 2 of the detector cell
It can be closely attached to 8. As a result, optical measurement becomes possible only by setting the detector cell 20 in the recess 24 of the stage 23.

【0022】図2の実施例では流路部分を除く全ての面
に遮光膜が形成されているが、ガラス基板1の測定室部
分の流路両側のみに部分的に遮光膜を形成して、測定室
部分にのみスリット3を形成するようにしてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 2, the light-shielding film is formed on all surfaces except the flow path portion. However, the light-shielding film is partially formed only on both sides of the flow path in the measurement chamber portion of the glass substrate 1, The slit 3 may be formed only in the measurement chamber portion.

【0023】[0023]

【0024】図5は本発明をマイクロチップ電気泳動装
置に適用した実施例を示したものである。一対の透明ガ
ラス基板31,32からなり、一方の基板32の表面に
互いに交差するサンプル流路34と分析流路35が形成
され、流路34,35が形成された表面でその流路3
4,35を除く表面全面に遮光膜(図示略)が形成され
ている。他方の基板31にはサンプル流路34及び分析
流路35の両端に対応する位置にリザーバ33が貫通穴
として設けられている。この基板31,32は、(c)
に示すように、流路34,35及び遮光膜が内側にくる
ように重ねて張り合わされて、マイクロチップが形成さ
れている。この実施例のマイクロチップも、図3の製造
プロセスと同じプロセスに従って製作することができ
る。
FIG. 5 shows an embodiment in which the present invention is applied to a microchip electrophoresis apparatus. A pair of transparent glass substrates 31 and 32 are formed, and a sample flow path 34 and an analysis flow path 35 which intersect each other are formed on the surface of one of the substrates 32, and the flow path 3 is formed on the surface where the flow paths 34 and 35 are formed.
A light shielding film (not shown) is formed on the entire surface except 4, 35. The other substrate 31 is provided with reservoirs 33 as through holes at positions corresponding to both ends of the sample flow path 34 and the analysis flow path 35. The substrates 31 and 32 are (c)
As shown in FIG. 3, the microchannels are formed by laminating the flow paths 34 and 35 and the light shielding film so that they are inward. The microchip of this example can also be manufactured according to the same process as the manufacturing process of FIG.

【0025】このマイクロチップを使用するときは、い
ずれかのリザーバ33から泳動バッファをサンプル流路
34及び分析流路35中に注入する。その後、サンプル
流路34の一方の端のリザーバ33にサンプルを注入し
た後、各リザーバ33にそれぞれ電極を差し込むか、又
は予め各リザーバ33に形成された電極を用いて、サン
プル流路34の両端に所定時間だけ所定の高電圧を印加
し、これによりサンプルをサンプル流路34と分析流路
35の交差部6に導く。次に、分析流路35の両端に泳
動のための所定の電圧を印加し、交差部36に存在する
サンプルを分析流路35内に導き、分離させる。分析流
路35の検出部の位置にスリット3をもつこの発明の検
出計セルを配置しておくことにより、分離成分の検出を
行なう。
When using this microchip, the migration buffer is injected into the sample flow path 34 and the analysis flow path 35 from one of the reservoirs 33. After that, after injecting the sample into the reservoir 33 at one end of the sample flow path 34, an electrode is inserted into each reservoir 33, or the electrodes formed in advance in each reservoir 33 are used, A predetermined high voltage is applied to the sample flow path for a predetermined time, and the sample is guided to the intersection 6 between the sample flow path 34 and the analysis flow path 35. Next, a predetermined voltage for migration is applied to both ends of the analysis channel 35, and the sample existing at the intersection 36 is guided into the analysis channel 35 and separated. By disposing the detector cell of the present invention having the slit 3 at the position of the detection portion of the analysis flow path 35, the separated components are detected.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の検出計セルでは、フォトファブ
リケーション技術にて高精度に形成した幅と深さをもつ
微小な流路断面積で、分離キャピラリーカラムと同程度
な断面積の流路を測定室として使用することができるた
め、各種の分離分析手段の分離能力を損なわない程度に
微小な体積の測定室を実現できる。そして測定室の液体
試料を透過する以外の入射光を遮る遮光膜によるスリッ
トを設けているので、検出器に入射する迷光が低減で
き、従来に比べて検出感度が向上する。一例として、図
2に示した検出計セルでSi膜の遮光膜からなるスリッ
ト3を設けた実施例の場合と、そのスリットを設けなか
った場合を比較して図6に示す。タイプ1は実施例のも
のであり、タイプ2は遮光膜のスリットを設けなかった
ものである。実施例による場合は試料(ウラシル)の濃
度が増加するにつれて吸光度が直線的に増加しており、
しかもスリットを設けなかった場合に比べて吸光度が大
きく、検出感度が向上している。これはスリット3を設
けることにより、迷光が検出器に入射するのが抑えられ
たためである。さらに、本発明の検出計セルは、半導体
製造技術を用いて製作することができるため、検出計セ
ル全体が小型、高精度に加工することができ、さらに複
数の検出計セルを一括して生産することも可能であるた
め、コストダウンにも寄与する。
According to the detector cell of the present invention, a flow channel having a cross-sectional area approximately equal to that of a separation capillary column is formed with a fine flow channel cross-sectional area having a width and depth formed with high precision by photofabrication technology. Since it can be used as a measurement chamber, it is possible to realize a measurement chamber having a minute volume that does not impair the separation ability of various separation / analysis means. Since the slit formed of the light-shielding film that blocks the incident light other than the light transmitted through the liquid sample in the measurement chamber is provided, the stray light incident on the detector can be reduced and the detection sensitivity can be improved as compared with the conventional case. As an example, FIG. 6 shows a comparison between the embodiment in which the slit 3 made of the light shielding film of the Si film is provided in the detector cell shown in FIG. 2 and the case in which the slit 3 is not provided. The type 1 is the one of the embodiment, and the type 2 is the one without the slit of the light shielding film. In the case of the example, the absorbance increases linearly as the concentration of the sample (uracil) increases,
Moreover, compared with the case where the slit is not provided, the absorbance is large and the detection sensitivity is improved. This is because stray light was suppressed from entering the detector by providing the slit 3. Further, since the detector cell of the present invention can be manufactured by using semiconductor manufacturing technology, the whole detector cell can be processed in a small size and with high accuracy, and further, a plurality of detector cells can be collectively manufactured. It is also possible to reduce the cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来のレーザ励起蛍光検出器を示す概略構成図
である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional laser-excited fluorescence detector.

【図2】一実施例を示す図であり、(a)は上面図、
(b)はそのB−B線位置での断面図、(c)は(a)
のA−A線位置での中央部を拡大して示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a view showing an embodiment, (a) is a top view,
(B) is sectional drawing in the BB line position, (c) is (a).
It is sectional drawing which expands and shows the center part in the AA line position.

【図3】図2の実施例の検出計セルを作成する方法をし
めす工程断面図である。
FIG. 3 is a process sectional view showing a method for producing the detector cell of the embodiment of FIG.

【図4】図2の実施例の検出計セルを用いた光学測定装
置の例を示す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of an optical measuring device using the detector cell of the embodiment of FIG.

【図5】他の実施例として本発明をマイクロチップ電気
泳動装置のマイクロチップに適用した実施例を示す図で
あり、(a),(b)はそれぞれガラス基板を示す平面
図であり、(c)はそれらを張り合わせた状態を示す正
面図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example in which the present invention is applied to a microchip of a microchip electrophoresis apparatus as another example, and (a) and (b) are plan views showing a glass substrate, respectively. c) is a front view showing a state in which they are attached to each other.

【図6】一実施例の検出計セルと従来の検出計セルとで
検出感度を比較して示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a comparison of detection sensitivities of a detector cell of one example and a conventional detector cell.

【符号の説明】 1,2 ガラス基板 3 スリット 8 流路溝 8a 測定室 9a 試料導入口 9b 試料排出口 11 検出光[Explanation of symbols] 1, 2 glass substrate 3 slits 8 channel grooves 8a Measuring room 9a Sample inlet 9b Sample outlet 11 Detection light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 博昭 京都府京都市中京区西ノ京桑原町1番地 株式会社島津製作所三条工場内 (56)参考文献 特開 平10−288580(JP,A) 特開 平9−288090(JP,A) 特開 平8−35927(JP,A) 特開 平5−240774(JP,A) 特開 平3−108641(JP,A) 実開 昭58−91164(JP,U) 中西博昭 他,マイクロマシニング技 術を用いる石英及びガラス製電気泳動チ ップの作製とそれらの基本特性評価,分 析化学,日本,1998年 6月 5日,V OL.47/NO.6,PAGE.361− 367 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/74 JICSTファイル(JOIS)─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (72) Inventor Hiroaki Nakanishi, No. 1 Kuwabara-cho, Nishinokyo, Nakagyo-ku, Kyoto City, Kyoto Prefecture, Shimadzu Corporation Sanjo Plant (56) Reference JP 10-288580 (JP, A) JP JP 9-288090 (JP, A) JP-A-8-35927 (JP, A) JP-A-5-240774 (JP, A) JP-A-3-108641 (JP, A) Actual development Sho-58-91164 (JP, U) Hiroaki Nakanishi et al., Preparation of quartz and glass electrophoretic chips using micromachining technology and their basic characterization, analysis chemistry, Japan, June 5, 1998, VOL. 47 / NO. 6, PAGE. 361-367 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 21/00-21/74 JISST file (JOIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 透明板状部材の内部に形成された微小断
面積の流路を備え、その流路の少なくとも一部を測定室
としてそこに検出光が照射されるようになっている検出
計セルであり、 この検出計セルが形成されている透明板状部材には、前
記流路に液体試料を導入する試料導入口と、前記流路を
通過した液体試料を排出する試料排出口が設けられてお
り、 検出光照射方向からみて前記流路の両側で、少なくとも
前記測定室の領域には前記透明板状部材の内部に前記検
出光に対する遮光膜が形成されており、 前記流路はエッチングにより形成されたものであり、前
記遮光膜はそのエッチングの際の保護膜を兼ねたもので
あって前記流路と接していることを特徴とする検出計セ
ル。
1. A detector comprising a transparent plate-shaped member having a flow path of a minute cross-sectional area formed therein, and at least a part of the flow path serving as a measurement chamber, to which detection light is irradiated. The transparent plate-shaped member in which the detector cell is formed is provided with a sample inlet for introducing a liquid sample into the channel and a sample outlet for discharging the liquid sample passing through the channel. A shielding film for the detection light is formed inside the transparent plate member in at least the region of the measurement chamber on both sides of the flow channel when viewed from the detection light irradiation direction, and the flow channel is etched. And a light-shielding film that also serves as a protective film during etching and is in contact with the flow path.
【請求項2】 透明板状部材の内部に形成された微小断
面積の流路を備え、その流路の少なくとも一部を測定室
としてそこに検出光が照射されるようになっている検出
計セルであり、 この検出計セルが形成されている透明板状部材には、そ
の内部に前記流路として分析流路とその分析流路に交差
するサンプル流路が形成され、その透明板状部材の一表
面の分析流路及びサンプル流路に対応する位置に分析流
路又はサンプル流路に達する穴が形成されており、前記
分析流路の少なくとも一部が前記測定室となっており、 検出光照射方向からみて前記流路の両側で、少なくとも
前記測定室の領域には前記透明板状部材の内部に前記検
出光に対する遮光膜が形成されており、 前記流路はエッチングにより形成されたものであり、前
記遮光膜はそのエッチングの際の保護膜を兼ねたもので
あって前記流路と接していることを特徴とする検出計セ
ル。
2. A detector comprising a transparent plate-shaped member having a flow passage with a minute cross-sectional area formed therein, and at least a part of the flow passage serving as a measurement chamber, to which detection light is irradiated. The transparent plate-shaped member in which the detector cell is formed has an analysis channel and a sample channel intersecting with the analysis channel as the above-mentioned channels therein. A hole reaching the analysis channel or the sample channel is formed at a position corresponding to the analysis channel and the sample channel on one surface, and at least a part of the analysis channel serves as the measurement chamber. A light-shielding film for the detection light is formed inside the transparent plate-like member at least in the region of the measurement chamber on both sides of the flow channel when viewed from the light irradiation direction, and the flow channel is formed by etching. And the light-shielding film is A detector cell, which also serves as a protective film for etching, and is in contact with the flow path.
JP29161898A 1998-10-14 1998-10-14 Detector cell Expired - Lifetime JP3511910B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29161898A JP3511910B2 (en) 1998-10-14 1998-10-14 Detector cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29161898A JP3511910B2 (en) 1998-10-14 1998-10-14 Detector cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000121547A JP2000121547A (en) 2000-04-28
JP3511910B2 true JP3511910B2 (en) 2004-03-29

Family

ID=17771293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29161898A Expired - Lifetime JP3511910B2 (en) 1998-10-14 1998-10-14 Detector cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3511910B2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1458483B1 (en) 2001-09-28 2014-01-08 ibidi GmbH Flow chamber
JP2003149252A (en) * 2001-11-16 2003-05-21 Starlite Co Ltd Chemical micro-device
JP4043925B2 (en) * 2001-12-05 2008-02-06 三菱レイヨン株式会社 Biological material microarray reader and method
JP2004069430A (en) * 2002-08-05 2004-03-04 Mitsubishi Kagaku Iatron Inc Chip for electrophoresis, method for production thereof and method for separating substance
US7718133B2 (en) * 2003-10-09 2010-05-18 3M Innovative Properties Company Multilayer processing devices and methods
KR100741262B1 (en) 2006-05-18 2007-07-19 포항공과대학교 산학협력단 Micro-viscometer
EP2214822A1 (en) * 2007-11-26 2010-08-11 Atonomics A/S Integrated separation and detection cartridge using magnetic particles with bimodal size distribution
WO2011148602A1 (en) * 2010-05-26 2011-12-01 パナソニック株式会社 Sensor chip and sensor device using same
JP5891958B2 (en) 2012-06-01 2016-03-23 株式会社デンソー Liquid component sensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中西博昭 他,マイクロマシニング技術を用いる石英及びガラス製電気泳動チップの作製とそれらの基本特性評価,分析化学,日本,1998年 6月 5日,VOL.47/NO.6,PAGE.361−367

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000121547A (en) 2000-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5815258A (en) Liquid sample cell for an optical measurement apparatus
US7136161B2 (en) Component analyzing apparatus with microchip
CN104093487B (en) Micromachined flow cell with separate stream pipe
US6795192B2 (en) SPR sensor and SPR sensor array
EP1489403A1 (en) Micro-chemical system-use chip and mico-chemical system
JP2003114193A (en) Light absorption detecting system for lab-on-chip
JP3511910B2 (en) Detector cell
US20050140971A1 (en) Microchemical system chip and microchemical system
JP3506652B2 (en) Capillary array electrophoresis device
US6489774B1 (en) Miniaturized device for ion analysis, and methods of use thereof
JP3978937B2 (en) Detector cell and optical measuring device
JP3876714B2 (en) Capillary array unit and electrophoresis apparatus using the same
JP3528732B2 (en) Measurement cell
JP3417143B2 (en) Capillary electrophoresis device
Jakeway et al. Chip-based refractive index detection using a single point evanescent wave probe
JP2001056286A (en) Measuring cell
JP2001305050A (en) Measurement cell
JP2005070031A (en) Component analyzer using microchip
JPH1183798A (en) Electrophoresis member and electrophoresis apparatus using the same
JP2006189292A (en) Micro-flow passage device and its manufacturing method
JP3882220B2 (en) Capillary electrophoresis chip
JPH1164279A (en) Microchip electrophoresis apparatus
KR100489264B1 (en) Apparatus for detecting fluorescent light and manufacturing method thereof
JP3877564B2 (en) Electrophoresis chip and manufacturing method thereof
JPH11101778A (en) Electrophoretic member and electrophoretic apparatus using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20031229

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080116

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090116

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110116

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120116

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130116

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140116

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term