JP3844305B1 - Microsuction structure and method for forming the same - Google Patents
Microsuction structure and method for forming the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP3844305B1 JP3844305B1 JP2005298770A JP2005298770A JP3844305B1 JP 3844305 B1 JP3844305 B1 JP 3844305B1 JP 2005298770 A JP2005298770 A JP 2005298770A JP 2005298770 A JP2005298770 A JP 2005298770A JP 3844305 B1 JP3844305 B1 JP 3844305B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- space
- layer
- flow path
- vacuum
- internal space
- 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 - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
- B01L2300/069—Absorbents; Gels to retain a fluid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0825—Test strips
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
- B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
- B01L2400/049—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics vacuum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
- B01L2400/0677—Valves, specific forms thereof phase change valves; Meltable, freezing, dissolvable plugs; Destructible barriers
- B01L2400/0683—Valves, specific forms thereof phase change valves; Meltable, freezing, dissolvable plugs; Destructible barriers mechanically breaking a wall or membrane within a channel or chamber
Abstract
【課題】 使用する物体の物性に依存せず、外部ポンプなどの特殊な外部駆動装置なしで、流体を移動でき、単体でも使え、組み込みも可能な、簡易な微小吸引構造体及びその形成方法を提供することである。
【解決手段】 大気圧以下に減圧された真空空間上に、隔離層により隔てられた内部空間を有し、前記内部空間を覆う被覆層が設けられ、前記内部空間内に、外部からの力を前記隔離層に伝え、前記隔離層の一部を破壊するための橋架部分が設けられ、前記内部空間と外部空間につながる流路空間が設けられた、微小吸引構造体である。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple micro-suction structure that can move a fluid without using a special external driving device such as an external pump, can be used alone, and can be incorporated without depending on physical properties of an object to be used, and a method for forming the same. Is to provide.
SOLUTION: An internal space separated by a separating layer is provided on a vacuum space whose pressure is reduced below atmospheric pressure, and a coating layer is provided to cover the internal space, and external force is applied to the internal space. The micro-suction structure is provided with a bridge portion for transmitting to the isolation layer and destroying a part of the isolation layer, and a flow path space connected to the internal space and the external space.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ポンプなどの外部の駆動力を必要とせず、気体及び/又は液体などの流体を輸送でき、単体でも使え、組み込み可能な、簡易な微小吸引構造体及びその形成方法に関する。 The present invention relates to a simple micro-suction structure that can transport a fluid such as gas and / or liquid without using an external driving force such as a pump, can be used alone, and a method for forming the same.
統合型マイクロ分析システムは、最近、遺伝子分析、臨床診断、薬物検診、環境測定などの化学分析のためのチップとして、注目されている。ガラス、シリコン、又はアクリルなどのポリマーから作製されるマイクロ分析システムは、気体及び/又は液体などの流体が流れる、幅が数十μmから数百μmの流路を有し、混合、反応、分離、抽出、分析の単位操作のうち、1つ又は複数の操作を可能にするチップである。 The integrated micro-analysis system has recently attracted attention as a chip for chemical analysis such as gene analysis, clinical diagnosis, drug screening, and environmental measurement. Micro-analysis systems made from polymers such as glass, silicon, or acrylic have flow paths with tens to hundreds of μm in width, through which fluids such as gases and / or liquids can flow, mix, react, and separate The chip enables one or a plurality of operations among unit operations of extraction and analysis.
チップの1つの型として、人体からの分泌物などのサンプル、試薬、制御溶液を、同一流路へ輸送し、反応させる型がある(例えば、非特許文献1を参照)。チップの他の型として、2種類の物質が溶解した溶液と触媒とを、別の場所から同一の流路内へ輸送し、混合、反応させる型がある(例えば、非特許文献2を参照)。チップの別の型として、異なる物質を含む2種類の溶液を同一流路内へ輸送、混合、反応させる領域、および、分析に必要な反応物質のみ分離、抽出する領域を含む、複合型もある(例えば、非特許文献3を参照)。 As one type of chip, there is a type in which a sample such as a secretion from a human body, a reagent, and a control solution are transported to the same channel and reacted (for example, see Non-Patent Document 1). As another type of chip, there is a type in which a solution in which two kinds of substances are dissolved and a catalyst are transported from different places into the same channel, mixed, and reacted (for example, see Non-Patent Document 2). . As another type of chip, there is also a composite type that includes a region where two types of solutions containing different substances are transported, mixed, and reacted in the same channel, and a region where only the reactants required for analysis are separated and extracted. (For example, refer nonpatent literature 3).
これらのチップは、同種あるいは異種の材料を、従来の接合技術を用い、重ね合わせることにより、作製される(例えば、非特許文献4を参照)。 These chips are manufactured by overlapping the same or different materials using conventional bonding techniques (see, for example, Non-Patent Document 4).
これらのチップ内における、流体の一般的な輸送方法は、外部ポンプ、電気泳動(例えば、特許文献1を参照)、浸透圧、表面張力を利用する方法である。外部ポンプとして、シリンジを用いたポンプ(例えば、特許文献2を参照)、ピストンを用いたポンプ(例えば、特許文献3を参照)、スクリューを用いたポンプ、圧電素子を用いたポンプ(例えば、特許文献4を参照)などがある。 A general method of transporting fluid in these chips is a method using an external pump, electrophoresis (see, for example, Patent Document 1), osmotic pressure, and surface tension. As an external pump, a pump using a syringe (for example, see Patent Document 2), a pump using a piston (for example, see Patent Document 3), a pump using a screw, a pump using a piezoelectric element (for example, a patent) Reference 4).
しかし、これらの方法は、使用する流体の物性に依存し、外部駆動力を必要とするため、分析システムが大きく複雑になり、その作製と操作に時間がかかり、取り扱いが難しくなるという問題がある。使用現場で分析又は検査し、その後使い捨てる簡易チップのような、長時間に渡る精密な制御を必要としない、簡単な流体の輸送には、これらの方法は適していない。 However, these methods depend on the physical properties of the fluid to be used and require an external driving force. Therefore, the analysis system becomes large and complicated, takes time to manufacture and operate, and has a problem that it is difficult to handle. . These methods are not suitable for transporting simple fluids that do not require precise control over a long period of time, such as simple tips that are analyzed or inspected at the point of use and then disposable.
したがって、本発明の目的は、使用する流体の物性に依存せず、外部ポンプなどの特殊な外部駆動装置なしで、流体を輸送でき、単体でも使え、組み込みも可能な、簡易な微小吸引構造体及びその形成方法を提供することである。 Therefore, the object of the present invention is not dependent on the physical properties of the fluid to be used, and can be transported without using a special external drive device such as an external pump, and can be used alone or can be incorporated. And a method for forming the same.
前記課題を解決するための手段として、請求項1に係る発明は、大気圧以下に減圧された真空空間上に、隔離層により前記真空空間と隔てられた内部空間を有し、前記内部空間を覆う被覆層が設けられ、前記内部空間内に、外部からの力を前記隔離層に伝え、前記隔離層の一部を破壊するための橋架部分が設けられ、前記内部空間と外部空間につながる流路空間が設けられた微小構造体であって、前記隔離層の破壊による前記内部空間の減圧により、前記流路空間内や前記流路空間につながる空間に在る気体及び/又は液体である流体が、前記内部空間へ向かって輸送されることを特徴とする微小吸引構造体である。 As a means for solving the above problem, the invention according to claim 1, on a vacuum space is reduced to below atmospheric pressure, having an interior space separated with the vacuum space by isolating layers, the interior space A covering layer is provided, and a bridge portion is provided in the internal space to transmit an external force to the isolation layer and to destroy a part of the isolation layer, and to connect the internal space and the external space. A micro structure provided with a channel space, wherein the fluid is a gas and / or a liquid present in the channel space or in a space connected to the channel space by depressurization of the internal space due to destruction of the isolation layer Is a micro-suction structure, which is transported toward the internal space .
前記課題を解決するための手段として、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、前記真空空間内の真空度を保つため、又は、その真空度を更に上げるために、吸着材が前記真空空間内に設置された微小吸引構造体であってもよい。
As a means for solving the above-mentioned problems, the invention according to
前記課題を解決するための手段として、請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の発明において、流体を複数の異なる空間において輸送するための、前記内部空間につながる1つ又は複数の前記流路空間と、前記流路空間につながる1つ又は複数の異なる小空間が形成された微小吸引構造体であってもよい。
As a means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 3 is the invention according to
前記課題を解決するための手段として、請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、前記真空空間と、前記隔離層と、前記内部空間と、前記流路空間と、前記小空間と、前記被覆層が、パイレックス(登録商標)ガラス、シリコン、PDMS、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、PET、塩化ビニル、アクリル、フッ素樹脂、エポキシ樹脂などから選ばれる、1つ又は複数の種類の材料から形成された微小吸引構造体であってもよい。これらの材料は、高価ではなく、取り扱い易く、加工に関わる従来技術により容易に加工できる材料である。 As a means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the vacuum space, the isolation layer, the internal space, and the The flow path space, the small space, and the coating layer are selected from Pyrex (registered trademark) glass, silicon, PDMS, polyethylene, polypropylene, polyolefin, PET, vinyl chloride, acrylic, fluororesin, epoxy resin, and the like. It may be a micro-suction structure formed from one or more types of materials. These materials are not expensive, are easy to handle, and can be easily processed by conventional techniques related to processing.
前記課題を解決するための手段として、請求項5に係る発明は、大気圧以下に減圧された真空空間を基底層に形成し、隔離層により前記真空空間と隔てられた内部空間を流路層に形成し、前記内部空間を被覆層で覆い、外部からの力を前記隔離層に伝え、前記隔離層の一部を破壊するための橋架部分を前記流路層内の前記内部空間内に形成し、前記内部空間と外部空間につながる流路空間と、前記流路空間につながる小空間を前記流路層に形成することを含む、微小吸引構造体を形成する方法であって、前記基底層と、前記隔離層と、前記流路層と、前記被覆層が、陽極接合や熱溶着などの接合に関わる技術により、積層接合されることを特徴とする微小吸引構造体を形成する方法である。 As a means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 5 is characterized in that a vacuum space reduced to an atmospheric pressure or lower is formed in the base layer, and an internal space separated from the vacuum space by a separating layer is formed as a flow path layer. Forming a bridge portion in the internal space in the flow path layer to cover the internal space with a covering layer, transmit external force to the isolation layer, and destroy a part of the isolation layer. A method for forming a microsuction structure, comprising forming a flow path space connected to the internal space and the external space and a small space connected to the flow path space in the flow path layer. And the separation layer, the flow path layer, and the coating layer are laminated and bonded by a technique related to bonding such as anodic bonding or thermal welding. .
前記課題を解決するための手段として、請求項6に係る発明は、請求項5に記載の発明において、前記真空空間が、前記基底層と前記隔離層が簡易真空下で接合されることにより、形成される微小吸引構造体を形成する方法であってもよい。 As means for solving the above-mentioned problem, the invention according to claim 6 is the invention according to claim 5, wherein the vacuum space is formed by joining the base layer and the isolation layer under a simple vacuum. It may be a method of forming the micro suction structure to be formed.
前記課題を解決するための手段として、請求項7に係る発明は、請求項5又は6に記載の発明において、1つ又は複数の前記真空空間が1つの前記基底層に、1つ又は複数の前記内部空間と各内部空間につながる前記流路空間が1つの前記流路層に、光リソグラフィーを用いたウエット又はドライエッチング、機械加工、FIB、LIGA、ホットエンボス、プリンティングの加工に関わる技術から選び用いることにより、形成される微小吸引構造体を形成する方法であってもよい。これらの加工技術は、平面上に複数の空間を同時に又は順次に形成することに適しており、1つの微小吸引構造体を形成するために、又は、複数の微小吸引構造体を同時に形成するために用いられる。 As a means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 7 is the invention according to claim 5 or 6, wherein one or a plurality of the vacuum spaces are provided in one base layer. The flow path space connected to the internal space and each internal space is selected from technologies related to wet or dry etching using optical lithography, mechanical processing, FIB, LIGA, hot embossing, and printing for one flow path layer. It may be a method of forming a fine suction structure to be formed. These processing techniques are suitable for forming a plurality of spaces simultaneously or sequentially on a flat surface, in order to form one micro suction structure or to form a plurality of micro suction structures simultaneously. Used for.
前記課題を解決するための手段として、請求項8に係る発明は、請求項5〜7のいずれか1項に記載の発明において、前記内部空間につながる1つ又は複数の前記流路空間と、前記流路空間につながる1つ又は複数の前記小空間が、前記内部空間と前記流路空間を前記流路層に形成する時、同時に形成される微小吸引構造体を形成する方法であってもよい。 As a means for solving the above-mentioned problem, the invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 5 to 7, wherein one or a plurality of the flow path spaces connected to the internal space; Even if the one or a plurality of the small spaces connected to the flow path space form the micro suction structure formed at the same time when the internal space and the flow path space are formed in the flow path layer. Good.
請求項1に係る発明により、前記微小吸引構造体上の一箇所に、外部から直接的又は間接的に力が加えられる際、前記橋架部分を介し、その力が前記隔離層に伝わるため、前記隔離層の一部が破壊し、前記内部空間と前記真空空間がつながり、流体が前記内部空間から前記真空空間へ流れ、前記内部空間は減圧し、前記流路空間内や前記流路空間につながる空間に在る流体が前記内部空間に向かい吸引される。故に、流体を輸送するための外部の駆動力を必要とせず、前記流路空間内や前記流路空間につながる空間に在る流体を輸送できる。 According to the invention according to claim 1, when a force is applied directly or indirectly from the outside to one place on the microsuction structure, the force is transmitted to the isolation layer via the bridge portion. Part of the isolation layer is destroyed, the internal space and the vacuum space are connected, fluid flows from the internal space to the vacuum space, the internal space is decompressed, and is connected to the flow path space and the flow path space The fluid in the space is sucked toward the internal space. Therefore, an external driving force for transporting the fluid is not required, and the fluid existing in the flow path space or a space connected to the flow path space can be transported.
請求項2に係る発明により、吸着材を前記真空空間内に設置したことにより、前記真空空間内の真空度が保たれ、又は、その真空度が更に上がるため、前記流路空間内や前記流路空間につながる空間にある流体を輸送するための吸引力を保つことが、又は、その吸引力を上げることができる。
According to the invention of
請求項3に係る発明により、前記内部空間につながる1つ又は複数の前記流路空間が形成されたため、前記隔離層一部破壊により前記内部空間が減圧された際、1つ又は複数の前記流路空間内や前記流路空間につながる空間に在る流体を輸送できる。例えば、複数の前記流路空間を組み合わせ、流体を分岐又は混合することもできる。さらに、前記流路空間につながる1つ又は複数の前記小空間が形成されたため、輸送される流体を操作することもできる。例えば、前記小空間に反応物質を設置し、前記小空間内に輸送される流体を反応させることもできる。さらに、前記内部空間と前記真空空間は、輸送された、又は反応した使用後の流体を留める空間にもなる。 According to the invention of claim 3, since one or a plurality of the flow path spaces connected to the internal space are formed, when the internal space is decompressed due to partial destruction of the isolation layer, the one or a plurality of the flows It is possible to transport fluid existing in the road space or in the space connected to the flow path space. For example, a plurality of the flow path spaces can be combined to branch or mix the fluid. Furthermore, since one or a plurality of the small spaces connected to the flow path space are formed, the fluid to be transported can be manipulated. For example, a reactive substance can be installed in the small space, and a fluid transported into the small space can be reacted. Furthermore, the internal space and the vacuum space also serve as a space for retaining the used fluid that has been transported or reacted.
請求項4に係る発明により、微小吸引構造体を形成する材料が、高価ではなく、入手し易く、加工に関わる従来技術により容易に加工できるため、安価であり、使用後捨てることができる微小吸引構造体を提供することができる。さらに、上記のように、輸送に関わる前記流路空間と操作に関わる前記小空間をその材料に形成することにより、微小吸引構造体を含む簡易で安価な分析又は検査チップを提供することもできる。 According to the invention according to claim 4, the material for forming the fine suction structure is not expensive, is easily available, and can be easily processed by conventional techniques related to processing, so that it is inexpensive and can be discarded after use. A structure can be provided. Furthermore, as described above, a simple and inexpensive analysis or inspection chip including a micro suction structure can be provided by forming the channel space related to transportation and the small space related to operation in the material. .
請求項5に係る発明により、微小吸引構造体が、前記基底層と前記隔離層と前記流路層と前記被覆層を積層接合することにより形成されるため、多くの複雑な形成工程を必要とせず、微小吸引構造体を簡易に作製できる。量産に適した形成方法である。 According to the invention of claim 5, since the micro suction structure is formed by laminating and bonding the base layer, the isolation layer, the flow path layer, and the coating layer, many complicated formation processes are required. Therefore, a minute suction structure can be easily produced. This is a formation method suitable for mass production.
請求項6に係る発明により、前記真空空間が、前記基底層と前記隔離層が簡易真空下で接合されることにより形成されるため、上記の形成工程を利用でき、特別な装置を必要としない。 According to the invention of claim 6, since the vacuum space is formed by joining the base layer and the isolation layer under a simple vacuum, the above formation process can be used and no special apparatus is required. .
請求項7に係る発明により、1つ又は複数の前記真空空間が前記基底層に、1つ又は複数の前記内部空間と各前記内部空間につながる前記流路空間が前記流路層に、平面上に複数の空間を同時に又は順次に形成する量産に適した加工技術で形成されるため、それらの層を用い、1つの微小吸引構造を形成するときと同じ積層接合工程数で、複数の微小吸引構造体を同時に形成することができる。 According to the invention of claim 7, one or more of the vacuum spaces are on the base layer, one or more of the internal spaces and the flow passage space connected to each of the internal spaces are on the flow passage layer, on a plane Are formed by a processing technique suitable for mass production in which a plurality of spaces are formed simultaneously or sequentially. The structure can be formed at the same time.
請求項8に係る発明により、前記内部空間と、前記内部空間につながる1つ又は複数の前記流路空間と、前記流路空間につながる1つ又は複数の前記小空間が、前記流路層に同時に形成されるため、前記流路層を用い、微小吸引構造体を形成するときと同じ積層接合工程数で、輸送に関わる前記流路空間と操作に関わる前記小空間を有する、微小吸引構造体付の簡易な分析又は検査チップを作製することもできる。さらに、複数の前記真空空間を前記基底層に形成し、複数の前記内部空間と、各前記内部空間につながる1つ又は複数の前記流路空間と、前記流路空間につながる1つ又は複数の前記小空間とを前記流路層に同時に形成することにより、それらの層を用い、1つの微小吸引構造体を形成するときと同じ積層接合工程数で、複数の微小吸引構造体付の簡易な分析又は検査チップを形成することもできる。 According to the invention according to claim 8, the internal space, the one or more flow passage spaces connected to the internal space, and the one or more small spaces connected to the flow passage space are formed in the flow passage layer. The microsuction structure having the channel space for transportation and the small space for operation with the same number of lamination joining steps as the microsuction structure is formed using the channel layer because the channel layer is formed at the same time An attached simple analysis or inspection chip can also be produced. Furthermore, a plurality of the vacuum spaces are formed in the base layer, a plurality of the internal spaces, one or a plurality of the channel spaces connected to each of the internal spaces, and one or a plurality of channels connected to the channel spaces By simultaneously forming the small space in the flow path layer, using these layers, the same number of lamination bonding steps as when forming a single micro suction structure, and a simple attachment with a plurality of micro suction structures An analysis or inspection chip can also be formed.
図1は、本発明の実施形態となる微小吸引構造体の断面図を示す。図2は、図1中の層12を上方から見た面を示す。前記微小吸引構造体は、真空度10−6〜10−3Torrの範囲の大気圧以下に減圧された、体積3×103mm3以下の範囲の真空空間21上に、隔離層13により隔てられた内部空間22を有し、前記内部空間22を覆う被覆層11が設けられ、内部空間22内に、外部から直接的又は間接的に加わる力31を隔離層13に伝える橋架部分16が設けられ、図2に示されるような、内部空間22と外部空間につながる流路空間23が設けられた、微小吸引構造体である。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a micro suction structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a surface of the
真空空間21を含む基底層14と、隔離層13と、内部空間12と流路空間23を含む流路層12と、被覆層11は、パイレックス(登録商標)ガラスやシリコンなどの無機材料、PDMS、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、PET、塩化ビニル、アクリル、フッ素樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂材料などから選ばれた、1つ又は複数の種類の材料から形成される。
The
基底層14と、隔離層13と、流路層12と、被覆層11の厚さは、0.5mm〜3.0mmの範囲である。
The thickness of the
真空空間21内の真空度を保つため、又は、その真空度を更に上げるために、吸着材15を真空空間21内に設置してもよい。なお、吸着材15の一例として、サエスゲッター社より販売されているSt122のような、ガスを吸着する多孔質材を用いる。
In order to keep the degree of vacuum in the
微小吸引構造体上の一箇所に、外部力31が加えられた際、図2に示される内部空間22を含む流路層12の一部分である被破壊小部分17が破壊され、外部力31は、流路層12の橋架部分16を介し、隔離層13の一部分を破壊する。その際、内部空間22内の流体が、矢印32の向きに真空空間21へ流れることにより、内部空間22が減圧し、流路空間23内や流路空間23の一部である流路端24につながる空間に在る流体が、内部空間22に向かい吸引される。故に、外部からの駆動力を必要とせず、流路空間23内や流路空間23につながる空間に在る流体を輸送できる。
When an
隔離層13の一部に、外部力31が橋架部分16を介し隔離層13に伝わる際、隔離層13の一部が破壊され易いように、その一部分の厚みが他の部分よりも薄い、溝状の被破壊部分26を形成してもよい。
A portion of the
内部空間22につながる1つ又は複数の流路空間と、流路空間23につながる1つ又は複数の小空間を、例えば、流体の混合、反応、分離、抽出、分析などに関わる任意の単位操作部分として、図1中に示される流路層12に任意に形成してもよい。図3は、流路端24から吸引される流体を、2つの異なる小空間25内に設置された異種の反応物質を使い、順次反応させるために形成された、流路層12の例である。図4は、流路端24から吸引される流体を、分岐し、2つの異なる小空間25内に設置された異種の反応物質を使い、並列に反応させるために形成された、流路層12の例である。図5は、2つの流路端24から吸引される異種の流体を、混合し、小空間25内に設置された反応物質を使い、反応させるために形成された、流路層12の例である。
Arbitrary unit operations related to, for example, fluid mixing, reaction, separation, extraction, analysis, and the like for one or more flow path spaces connected to the
図6から図9に、この発明の実施形態の一例となる、微小吸引構造体の形成方法を示す。 6 to 9 show a method of forming a micro suction structure as an example of the embodiment of the present invention.
一例として、基底層14に厚さ3mmのパイレックス(登録商標)ガラス、隔離層13に厚さ500μmのシリコン基板、流路層12に厚さ2mmのパイレックス(登録商標)ガラス、被覆層11に厚さ500μmのPDMSを用いる。
As an example, the
第1工程として、図6に示されるように、真空空間21を成す、幅10mm、深さ1.5mm、長さ20mmの微小空間を、基底層14のパイレックス(登録商標)ガラスに、エッチングや機械加工等の手段により、形成した。
As a first step, as shown in FIG. 6, a minute space having a width of 10 mm, a depth of 1.5 mm, and a length of 20 mm forming a
第2工程として、真空空間21の真空度を保つため、又は、その真空度を更に上げるため、第1工程で形成された微小空間内に、吸着剤15を設置した。吸着材15の一例として、サエスゲッター社より販売されているSt122のような、ガスを吸着する多孔質材を用いた。
As a second step, the adsorbent 15 was placed in the minute space formed in the first step in order to maintain the vacuum degree of the
第3工程として、図7に示されるように、幅10mm、深さ400μm、長さ10mmの被破壊部分26を、隔離層13のシリコン基板に、エッチングや機械加工等の手段により形成した。
As a third step, as shown in FIG. 7, a fractured
第4工程として、真空空間21が、基底層14のパイレックス(登録商標)ガラスと隔離層13のシリコン基板を、10−4Torrの真空下、摂氏400度の接合温度において陽極接合することにより、形成される。接合時、吸着材15は一定時間加熱されるため、活性化し、真空空間内に残るガスを吸着し、真空度を保つ。
As a fourth step, the
第5工程として、図8に示されるように、橋架部分16と図2に示されるような被破壊小部分17を含む内部空間22と、内部空間22につながる流路空間23と、図3〜5に示されるような小空間25を、流路層12のパイレックス(登録商標)ガラスに、エッチングや機械加工等の手段により形成した。
As the fifth step, as shown in FIG. 8, the
第6工程として、流路層12のパイレックス(登録商標)ガラスを隔離層13のシリコン基板上に陽極接合した。流路層12のパイレックス(登録商標)ガラスと隔離層13のシリコン基板の接合は、隔離層13のシリコン基板と基底層14のパイレックス(登録商標)ガラスの接合と同時に行ってもよいし、順次連続して行なってもよい。
As a sixth step, Pyrex (registered trademark) glass of the
第7工程として、図9に示されるように、内部空間22は、被覆層11のPDMSを、酸素プラズマ等の手段によりその表面を酸化した後、流路層12のパイレックス(登録商標)ガラスを覆うように、密着することにより、形成される。
As a seventh step, as shown in FIG. 9, the
この発明の実施形態の一例として、図中には1つの微小吸引構造体のみが示されているが、広面積を有する基底層14と、隔離層13と、流路層12と、被覆層11を用い、複数の微小吸引構造体を同時に形成してもよく、その形成工程の1つである、流路層12に複数の内部空間22を形成する際、各微小吸引構造体の内部空間22につながる、例えば、図3〜5に示されるような、流体の混合、反応、分離、抽出、分析などに関わる任意の単位操作部分のための流路空間23や小空間25を、同時に形成してもよい。
As an example of an embodiment of the present invention, only one micro-suction structure is shown in the figure, but a
11 被覆層
12 流路層
13 隔離層
14 基底層
15 吸着剤
16 橋架部分
17 被破壊小部分
21 真空空間
22 内部空間
23 流路空間
24 流路端
25 小空間
26 被破壊部分
31 外部力
32 流体の流れ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005298770A JP3844305B1 (en) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Microsuction structure and method for forming the same |
PCT/JP2006/315120 WO2007043236A1 (en) | 2005-10-13 | 2006-07-31 | Micro suction structure and method of forming the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005298770A JP3844305B1 (en) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Microsuction structure and method for forming the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3844305B1 true JP3844305B1 (en) | 2006-11-08 |
JP2007107997A JP2007107997A (en) | 2007-04-26 |
Family
ID=37478003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005298770A Expired - Fee Related JP3844305B1 (en) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Microsuction structure and method for forming the same |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3844305B1 (en) |
WO (1) | WO2007043236A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5244461B2 (en) * | 2008-05-29 | 2013-07-24 | 株式会社東芝 | Chemical analyzer and analysis chip |
JP2015211931A (en) * | 2014-05-01 | 2015-11-26 | 学校法人同志社 | Method and apparatus for producing microdroplet using microfluidic chip |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE364843T1 (en) * | 1999-08-11 | 2007-07-15 | Asahi Chemical Ind | ANALYSIS CASSETTE AND FLUID FEED CONTROLLER |
JP4410040B2 (en) * | 2003-06-17 | 2010-02-03 | 独立行政法人理化学研究所 | Microfluidic control mechanism and microchip |
JP2006053064A (en) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Pentax Corp | Micro-fluid chip and its manufacturing method |
-
2005
- 2005-10-13 JP JP2005298770A patent/JP3844305B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-07-31 WO PCT/JP2006/315120 patent/WO2007043236A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007043236A1 (en) | 2007-04-19 |
JP2007107997A (en) | 2007-04-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Park et al. | Towards practical sample preparation in point-of-care testing: user-friendly microfluidic devices | |
JP5609648B2 (en) | Microchannel device | |
JP5579443B2 (en) | Microfluidic device | |
CN101500709A (en) | Fluid sample transport device with reduced dead volume for processing, controlling and/or detecting a fluid sample | |
WO2006123578A1 (en) | Testing chip for analyzing target substance contained in analyte, and microscopic comprehensive analytical system | |
JP2008082961A (en) | Microchannel device | |
CN100537219C (en) | Methods and apparatus for pathogen detection and analysis | |
JP2005537923A (en) | Mounting of microfluidic components in a microfluidic system | |
US20120245042A1 (en) | Debubbler for microfluidic systems | |
JP5104316B2 (en) | Passive one-way valve and microfluidic device | |
JP2007278789A (en) | Micro-fluidic chip | |
WO2015150742A1 (en) | Fluid delivery | |
JP3844305B1 (en) | Microsuction structure and method for forming the same | |
KR101853602B1 (en) | Single layer biomolecular preconcentrating device and fabrication method thereof | |
Cho et al. | An assembly disposable degassing microfluidic device using a gas-permeable hydrophobic membrane and a reusable microsupport array | |
JP2006053064A (en) | Micro-fluid chip and its manufacturing method | |
Chen et al. | Development of a multilayer microfluidic device integrated with a PDMS-cellulose composite film for sample pre-treatment and immunoassay | |
KR100550515B1 (en) | Biomolecular Filter And Method Thereof | |
US7635454B2 (en) | Integrated chemical microreactor with separated channels | |
JP2004113967A (en) | Micromixer | |
JP2006029485A (en) | Microvalve and micro fluid device having the same | |
JP2005114433A (en) | Chip for electrophoresis and sample analyzing method using it | |
JP2006284451A (en) | Micro total analysis system for analyzing target material in specimen | |
Xu | Microfluidics “lab‐on‐a‐chip” system for food chemical hazard detection | |
JP5267241B2 (en) | Manufacturing method of flow channel device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060811 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20060722 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120825 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |