JP3918040B2 - マイクロチップ及びｐｄｍｓ基板と対面基板との貼り合わせ方法 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも一方の基板内に微細な流路、反応容器及び／又はポートなどが形成されているマイクロチップ及びこれら基板の貼り合わせ方法に関する。

最近、マイクロスケール・トータル・アナリシス・システムズ（μＴＡＳ）又はラブ・オン・チップ(Lab-on-Chip)などの名称で知られるように、基板内に所定の形状の流路を構成するマイクロチャネル及びポートなどの微細構造を設け、該微細構造内で物質の化学反応、合成、精製、抽出、生成及び／又は分析など各種の操作を行うことが提案され、一部実用化されている。このような目的のために製作された、基板内にマイクロチャネル及びポートなどの微細構造を有する構造物は総称して「マイクロチップ」と呼ばれる。

マイクロチップは遺伝子解析、臨床診断、薬物スクリーニング及び環境モニタリングなどの幅広い用途に使用できる。常用サイズの同種の装置に比べて、マイクロチップは(1)サンプル及び試薬の使用量が著しく少ない、(2)分析時間が短い、(3)感度が高い、(4)現場に携帯し、その場で分析できる、及び(5)使い捨てできるなどの利点を有する。

従来のマイクロチップ１００は、例えば、図１４に示されるように、合成樹脂などの材料からなる基板１０２に少なくとも１本のチャネル１０４が形成されており、このチャネル１０４の少なくとも一端には入出力ポートとなるべきウェル１０６が形成されており、基板１０２の下面側に透明又は不透明な素材（例えば、ガラス又は合成樹脂フィルム）からなる対面基板１０８が接着されている。この対面基板１０８の存在により、ウェル１０６及びチャネル１０４の底部が封止される。

マイクロチップの材質や構造及び製造方法は例えば、特許文献１、特許文献２及び非特許文献１などに提案されている。その中で、エラストマータイプのシリコン樹脂であるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を用いたことを特徴とする一連のマイクロチップが開発されている。ＰＤＭＳはチャネルなどの微細構造を有するマスター（鋳型）に対する良好なモールド転写性や透明性、耐薬品生、生体適合性などを有し、マイクロチップの構成部材として特に優れた特徴を有している。

ＰＤＭＳ製マイクロチップの製造上の更なる利点は、ＰＤＭＳ基板と対面基板との貼り合わせに、いわゆる恒久接着（パーマネント・ボンディング）が利用できることである。恒久接着とは、ある種の表面改質を行うだけで、接着剤無しでＰＤＭＳ基板と対面基板とを相互に接着することができる性質のことであり、管路、容器及び／又はポートなどの微細構造の良好な封止性を発揮させることができる。ＰＤＭＳ基板の恒久接着では、貼り合わせ面を適宜表面改質処理した後、両方の基板の貼り合わせ面を密着して重ね合わせ、一定時間放置することで、容易に接着が行えるものである。

しかし、下記のような場合には、必ずしも恒久接着が好ましくないこともあり、また、恒久接着ではなくＰＤＭＳの有する自己吸着性を利用して対面基板と貼り合わせただけで使用することの方が好ましいこともある。すなわち、
(1)製造コストを下げる場合。
恒久接着するには、前処理として、ＰＤＭＳ基板に対して適切な表面改質処理を必ず施さなければならない。表面改質処理は、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置による酸素プラズマ処理を行うことからなる。従って、このような処理を行うことによりマイクロチップの製造コストが増大する。よって、この処理を省略できれば、製造コストを大幅に軽減することができる。
(2)恒久接着などの接着が不可能か又は非常に困難な対面基板を使用する場合。
例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）は透明性の高い普及品の樹脂であり、ポリカーボネート（ＰＣ）は耐熱性に優れ、ＤＮＡの増幅方法一つであるＰＣＲなどで化学反応に高い温度が必要な場合に有効であり、また、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）は各種の試薬に対し高い耐薬品性を有する。しかし、これらの樹脂製対面基板とＰＤＭＳ基板とは恒久接着を行うことができない。
また、ポリエチレン（ＰＥ）やポリスチレン（ＰＳ）は恒久接着が可能ではあるが、その接着方法は非常に困難である。例えば、これら合成樹脂製対面基板はガラスなどに比べると一般的に恒久接着のための表面改質処理に対する耐性が低く、しかも、恒久接着が良好に行われる処理強度が小さいうえに、許容範囲が極めて狭い。例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置による酸素プラズマ処理を例にとると、ガラスに対しては処理強度としてＲＦ出力１５０Ｗ、照射時間１５秒を超えると恒久接着が行われ難くなるが、ポリスチレン樹脂に対しては僅かに２５Ｗ、１０秒を超えると恒久接着が困難になることが実験的に確認された。また、微弱なＲＦ出力で、極短時間のプラズマを安定的に発生させることは難しく、処理強度のバラツキが起こり易いために、合成樹脂製基板とＰＤＭＳ基板とが再現性良く恒久接着し難い一因であるとも考えられる。
(3)マイクロチップ使用後に分別処理を行う場合。
マイクロチップ使用後に、プラスチックのＰＤＭＳ基板と無機物であるシリコンやガラス基板とを分別して廃棄処分などをする場合、これらを相互に容易に剥離させることができることが好ましい。恒久接着していると相互に剥離させることが極めて困難であり、分別処理の障害となる。
(4)マイクロチップ使用後に基板を洗浄して再使用する場合。
剥離することにより基板内の微細構造部分の洗浄が行い易くなるばかりか、十分な洗浄効果が得られる。洗浄後の基板は他の基板と貼り合わせて再使用する。特に高価な基板を洗浄して再利用することによりコスト低減が図られる。例えば、ガラス基板に電極や電熱ヒータ、温度センサなどの配線パターンを形成したり、シリコン基板にＭＥＳＭ技術によりマイクロバルブやマイクロポンプなどを形成する場合、このらの製作は非常なコストが掛かり、１回限りの使用で廃棄するのは極めて不経済となるので、洗浄して再使用することが望ましい。ガラスやシリコンなどからなる対面基板はＰＤＭＳ基板との恒久接着が比較的行い易いが、洗浄して再使用する場合には、恒久接着していないことが好ましい。

しかし、ＰＤＭＳの有する自己吸着性を利用して対面基板と貼り合わせただけのマイクロチップでは、用途によっては貼り合わせ強度が不足して、注入した液体試薬や検体が微細流路から漏洩することがあった。
特開２００１−１５７８５５号公報 米国特許第５９６５２３７号明細書 David C. Duffy et al., Rapid Prototyping of Microfluidic Systems in Poly(dimethylsiloxane), Analytical Chemistry, Vol.70, No.23, December 1, 1988, pp.4974-4984

従って、本発明の目的は、使用する基板の種類に拘わらず、ＰＤＭＳの恒久接着に依らなくても自己吸着性だけで十分な貼り合わせ強度を示すマイクロチップを提供することである。
本発明の別の目的は、使用する基板の種類に拘わらず、ＰＤＭＳ基板とこれら基板とを貼り合わせる方法を提供することである。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、第１に、少なくとも１枚のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）基板と、該ＰＤＭＳ基板と貼り合わされる対面基板とからなるマイクロチップにおいて、前記ＰＤＭＳ基板の貼り合わせ面側の外周縁寄り部分に、当該ＰＤＭＳ基板を前記対面基板に真空吸着させるための、連続した環状の負圧用管路が設けられており、前記対面基板はガラス、シリコン、合成樹脂及び金属からなる群から選択される材料から形成されていることを特徴とするマイクロチップを提供する。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、第２に、前記負圧用管路の一部に大気に開放された吸引口が更に配設されていることを特徴とする前記第１に記載のマイクロチップを提供する。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、第３に、前記負圧用管路の一部に密閉吸引口が更に配設されていることを特徴とする前記第１に記載のマイクロチップを提供する。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、第４に、前記負圧用管路の一部に他の管路部分に比較してサイズが拡大された管路部分が少なくとも１ヶ所以上更に配設されていることを特徴とする前記第１〜第３のいずれかに記載のマイクロチップを提供する。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、第５に、ＰＤＭＳ基板及び／又は対面基板の各貼り合わせ面側に配設された構造要素の近傍に、前記負圧用管路から分岐延長された負圧用管路が更に配設されていることを特徴とする前記第１〜第４の何れかに記載のマイクロチップを提供する。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、第６に、前記構造要素は、微細流路、入出力ポート、反応容器、圧電素子、流体制御素子、配線パターン又は電極であることを特徴とする前記第５に記載のマイクロチップを提供する。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、第７に、ＰＤＭＳ基板と対面基板との貼り合わせ方法において、(a)前記ＰＤＭＳ基板の貼り合わせ面側の外周縁寄り部分に、連続した環状の負圧用管路を設けるステップと、(b)前記ＰＤＭＳ基板を、ガラス、シリコン、合成樹脂及び金属からなる群から選択される材料から形成された対面基板に貼り合わせるステップと、(c)前記ＰＤＭＳ基板の負圧用管路内の空気を排気吸引することによりＰＤＭＳ基板を前記対面基板に真空吸着させるステップとからなることを特徴とするＰＤＭＳ基板と対面基板との貼り合わせ方法を提供する。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、第８に、前記真空吸着の負圧は−１０ＫＰａ〜−９０ＫＰａの範囲内であることを特徴とする前記第７に記載の貼り合わせ方法を提供する。

一方の基板にＰＤＭＳ基板を使用するマイクロチップにおいて、ＰＤＭＳ基板を対面基板に真空吸着させることにより、対面基板の種類に拘わらず、ＰＤＭＳ基板と対面基板とを恒久接着並の強度で貼り合わせることができる。しかも、使用後には真空負圧を大気圧に戻すことによりＰＤＭＳ基板と対面基板とを容易に引き剥がすこともできる。その結果、(1)恒久接着させる必要が無くなるのでマイクロチップの製造コストを大幅に低減させることができ、(2)恒久接着が困難又は不可能な安価な基板材料でも使用でき、(3)使用後に分別処理することができ、(4)重要かつ高価な対面基板を使用後に洗浄して再使用することができる、などの様々な効果が得られる。

図１は本発明のマイクロチップの一例の概要平面図である。図２は図１におけるII-II線に沿った断面図である。本発明のマイクロチップ１は、図１４に示されるような従来のマイクロチップ１００と同様に、一方の基板３（例えば、ＰＤＭＳ基板）に、少なくとも１本のチャネル１０４が形成されており、このチャネル１０４の少なくとも一端には入出力ポートとなるべきウェル１０６が形成されている。言うまでもなく、マイクロチップ１として必要なその他のチャネル及び／又はウェルなど様々な微細構造を有することができる。ＰＤＭＳ基板３の下面には対面基板５が貼り合わされている。従来のマイクロチップと異なり、本発明のマイクロチップ１では、ＰＤＭＳ基板３の外周縁寄り部分に連続した環状の負圧用管路７が形成されている。負圧用管路７の少なくとも１ヶ所には大気に連通した吸引口９が開口されている。

図３は、吸引口９から真空吸引する手段の一例の部分概要断面図である。吸引口９にフィッティング１１を装着する。フィッティング１１は吸引口９に接着固定することもできるが、着脱可能に取り付けることもできる。フィッティング１１の上端にはチューブ又はキャピラリ１３が接続されている。チューブ又はキャピラリ１３の他端には公知常用の真空ポンプや手動によるシリンジ（何れも図示されていない）などが接続されている。

マイクロチップ１の使用前に、吸引口９に装着されたフィッティング１１とチューブ１３を介して、常用の真空ポンプ又は手動シリンジで負圧用管路７内を排気吸引する。排気吸引により到達する負圧の大きさは−１０ＫＰａ〜−９０ＫＰａの範囲内であることが好ましい。負圧の大きさが−１０ＫＰａ未満の場合、基板３を基板５に真空吸着させる力が弱すぎて所期の目的を達成することができない。一方、負圧の大きさが−９０ＫＰａ超の場合、基板３を基板５に真空吸着させる効果が飽和して不経済となるばかりか、強力な負圧により基板３が応力変形することがあり好ましくない。
マイクロチップ１の使用中は、チューブ１３を閉じるか、真空ポンプを常に動作させておくか、シリンジを吸引の状態で固定するなどの手段により、負圧用管路７内を常に一定の負圧に保持する。以上により、負圧用管路７の周辺はＰＤＭＳの有する自己吸着性とゴム弾性により、ＰＤＭＳ基板３と対面基板５とが密着し、負圧用管路７は封止され、負圧用管路７の面積とその圧力の積に応じた吸着力が発生する。
マイクロチップ１の使用終了後は、負圧用管路７内を大気圧に戻すことにより、負圧用管路７による真空吸着力は解除され、ＰＤＭＳ基板３と対面基板５とを容易に引き剥がすことができる。

本発明のマイクロチップ１では、ＰＤＭＳ基板３を真空吸着力により対面基板５に吸着させるので、対面基板５がＰＤＭＳ基板３と恒久接着可能であるか否かは全く問題にならない。従って、本発明のマイクロチップ１では対面基板５として任意の材質のものを使用することができる。例えば、ガラス、シリコン、合成樹脂（例えば、ＰＤＭＳ、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ＰＥ、ＰＳなど）又は金属（例えば、クロム又はステンレスなど）などの任意の材質の対面基板を使用することができる。また、これら対面基板５を表面改質処理する必要も全く無い。

負圧用管路７の幅及び高さは特に限定されない。負圧用管路が形成されるマイクロチップの全体的サイズを考慮し、かつ、前記−１０ＫＰａ〜−９０ＫＰａの範囲内の到達負圧を得るのに必要十分な幅及び高さであればよい。一例として、幅は０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内であり、また高さは１０μｍ〜２００μｍの範囲内であることができる。幅と高さはＰＤＭＳの負圧用管路が潰れるか否かに係わる。負圧が−５０ＫＰａの時、高さが１０μｍ程度の場合、幅は０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度なら負圧用管路が圧潰することはないが、これ以上幅が広くなると、負圧用管路が圧潰する可能性が生じる。また、幅が１ｍｍのように広い場合、高さは１００μｍ以上必要となるが、製造上の観点から、高さは２００μｍ程度が限界となる。

図３に示されるような大気開放タイプの吸引口９の他に、図４に示されるような、大気に開放されていない密閉タイプの吸引口１５も使用できる。このような吸引口１５を有する負圧用管路７の場合、吸引口１５に注射器１７の針１９を穿刺し、この針１９を介して負圧用管路内の空気を排気することにより所望の真空吸着を達成することもできる。このような注射器１７を使用する形態は、大がかりな真空吸引装置が不要なのでコストが安価になるという利点がある。

負圧用管路７の形状は図１に示されるような直線状のものに限定されない。例えば、図５に示されるように、複数個の拡大円形管路２１を設け、これら拡大円形管路２１を直線状管路７で相互に連通させるような形態も使用できる。拡大円形管路２１の代わりに拡大矩形管路（図示されていない）を使用することもできる。この拡大円形管路２１は図４における密閉タイプの吸引口１５を兼ねることもできる。

図６に示されるように、ＰＤＭＳ基板３内に形成される微細流路２３が複雑な形状を有し、このため複数個の入出力ポート２５或いは反応容器２７、ポンプ又はバルブ２９などが微細流路の接続されていたり、又は対面基板上に電極３１などの配線パターンが形成されている場合、これら入出力ポート２５、反応容器２７、バルブ２９、電極３１などの近傍にこれらのための負圧用管路３７，３９，４１，４３を、主負圧用管路７から分岐延長して配設することもできる。吸引口９から真空ポンプ又はシリンジで主負圧用管路７内の空気を排気吸引すると、同時に分岐延長負圧用管路３７，３９，４１，４３内の空気も排気吸引されるので、ＰＤＭＳ基板３全体が下部の対面基板５の吸着されると共に、分岐延長負圧用管路３７，３９，４１，４３が配設されている箇所の近傍付近が特定的に強く吸着され、当該箇所の剥がれ発生を効果的に抑止することができる。なお、図６では、微細流路２３は入出力ポート２５、反応容器２７、バルブ２９、電極３１などの近傍部分のみを示し、全体的なレイアウトは省略されている。

図７は図６におけるVIＩ−VIＩ線に沿った部分概要断面図である。図６に示されるようなマイクロチップ１Ａでは、例えば、入出力ポート２５は、そこに接続される、試薬又はサンプルなどの液体及び／又は気体を注入又は排出するためのチューブ４５を介して外力が加わり易い。その結果、この部分が剥がれ易くなる。外部のポンプなどから圧力の高い気体及び／又は液体が送り込まれる場合、ポート部分は大きな面積を有するので、その流体の圧力により剥がれる可能性がある。このポート部分におけるＰＤＭＳ基板の剥離を防止するために、これら入出力ポート２５の近傍に主負圧用管路７から分岐延長された負圧用管路３７を設け、入出力ポート２５近傍の吸着力を高めることは極めて有効である。
反応容器２７及びバルブ２９などの近傍に、主負圧用管路７から分岐延長されたそれぞれの負圧用管路３９及び４１を設けるのも同じ理由によるものである。

図８は図６におけるVIＩI−VIＩI線に沿った部分概要断面図であり、図９は図８におけるIX−IX線に沿った部分概要断面図である。対象となる微細流路２３が電極３１などの配線パターンを跨ぐ場合、その配線パターンによる段差により隙間３２が生じ、吸着力が弱まり、段差の部分より剥がれが生じやすく、これを抑止するために、主負圧用管路７から延長された負圧用管路４３により段差発生部近傍の吸着力を高めることは有効である。負圧用管路４３は、数μｍ程度までの厚みの金属配線パターンによる段差に対して、良好な吸着力を発生することができる。符号３３は電源との接続端子を示す。

図１０は図６におけるX−X線に沿った部分概要断面図であり、反応容器２７の下部に、対象となる流体を加熱・冷却する素子や、あるいはポンピング動作を行うための駆動源となる圧電素子４７などを設けた部分概要断面図である。このような素子４７に対しては、ＰＤＭＳの持つ吸着力が十分働かない場合がある。また、反応容器２７として或る容積を確保するため、一般的な微細流路２３よりも面積が大きい。更に、流体に対する加熱やポンピングにより、不要な圧力が発生する可能性が高い。こうした反応容器２７には僅かな圧力が発生しただけで、剥がれが起こり流体の漏れが生じてしまう。このような場合、反応容器２７の近傍に負圧用管路３９を設け、容器２７近傍の吸着力を高めることは有効である。圧電素子４７が配設されていない場合にも同様に、有効である。

図１１は図６におけるXI−XI線に沿った部分概要断面図であり、対面基板５側に高度なＭＥＭＳ技術などにより、バルブやポンプ２９などの流体制御素子を設けた部分概要断面図である。図１２は図１１におけるXII−XII線に沿った部分概要断面図である。バルブやポンプ２９などの流体制御素子の具体的な内部構造はここでは省略するが、こうした流体制御素子は３次元構造の複雑な物で、極めて高価である。よって、使い捨てにするのは不経済であり、繰り返しの使用が前提となる。微細流路２３とバルブやポンプ２９などの流体制御素子は接続ポート４９により適宜接続される。バルブやマイクロポンプ２９では当然ながらそこを流れる流体に圧力が発生し接続ポート４９付近の貼り付け面より剥がれや流体の漏れが発生し易い。この接続ポート４９の近傍に負圧用管路４１を設けて、吸着力を補強することは有効である。

図１３は微細流路２３を挟むように負圧用管路５１を設けた実施態様の部分概要断面図である。所望により、特定の微細流路２３の近傍に負圧用管路５１を設け、その周辺に大きな吸着力を発生きせることもできる。これにより、対象となる微細流路２３周辺からの剥がれや流体の漏れを防ぐことができる。特に流体に圧力が掛かる微細流路２３などの場合に有効である。図１３のように、対象となる微細流路２３を挟むように負圧用管路５１を設けると更に有効であるが、片方だけでも十分な吸着効果を発揮する。

図示された各実施態様では、負圧用管路７はＰＤＭＳ基板３側に形成してあるが、対面基板５側に形成することもできる。また、負圧用管路７はＰＤＭＳ基板３と対面基板５との貼り付け面のみに形成するのでなく、配管経路の都合上、立体的に配管することもできる。更に、図示された実施態様では、ＰＤＭＳ基板３と対面基板５との一対を貼り合わせた構造のマイクロチップであるが、ＰＤＭＳ基板を多層化させた構造などのように貼り付け面が複数ある場合、対面基板との貼り合わせ面だけでなく、各貼り付け面に負圧用管路を設けることができる。

縦３ｃｍ、横５ｃｍ、厚さ２ｍｍのＰＤＭＳ基板の貼り合わせ面側の周縁部に幅２００μｍ、高さ３０μｍの連続した環状の負圧用管路を常法に従って形成し、連続環状負圧用管路の一部に大気に開放された吸引口を開設した。このＰＤＭＳ基板を、縦４ｃｍ、横６ｃｍ、厚さ１ｍｍのガラス基板に貼り合わせた。この状態でＰＤＭＳ基板の端部を引き上げたところ、ガラス基板から容易に剥がすことができた。次いで、吸引口にフィッティングを装着し、フィッティングの上端に接続されたチューブを真空ポンプに連結して、負圧が−５０ＫＰａになるまで排気吸引し、その後チューブを密閉してその負圧状態を維持したまま、ＰＤＭＳ基板をガラス基板に真空吸着させた。この状態でガラス基板を持って強く振ってもＰＤＭＳ基板が外れ落ちることは無く、通常使用上の十分な接着強度を有することが確認された。１０時間静置後に同様な剥離試験を行ったが、結果は同じであった。その後、チューブを開いて大気圧に戻してから、同様な剥離試験を行ったところ、ＰＤＭＳ基板をガラス基板から容易に引き剥がすことができた。

負圧を−８ＫＰａとしたこと以外は、実施例１と同じＰＤＭＳ基板とガラス基板を使用し、実施例１と同様な剥離試験を行った。その結果、−９ＫＰａの負圧状態ではＰＤＭＳ基板は容易に引き剥がされてしまった。

負圧を−９２ＫＰａとしたこと以外は、実施例１と同じＰＤＭＳ基板とガラス基板を使用し、実施例１と同様な剥離試験を行った。その結果、−９２ＫＰａの負圧状態ではＰＤＭＳ基板がガラス基板から剥がれ落ちることはなかったが、負圧用管路部分のＰＤＭＳ基板上面に変形が生じていた。

以上、本発明のマイクロチップの好ましい実施態様について具体的に説明してきたが、本発明は開示された実施態様にのみ限定されず、様々な改変を行うことができる。例えば、負圧用管路は連続した環状ではなく、断続された複数本の負圧用管路を使用しても、連続環状負圧用管路と同等な効果が得られる。
本発明によれば、ＰＤＭＳ基板と一対になって使用される対面基板の種類が極めて広範囲に拡大されるので、その実用性及び経済性が飛躍的に向上される。その結果、本発明のマイクロチップは、医学、獣医学、歯科学、薬学、生命科学、食品、農業、水産など様々な分野で好適に有効利用することができる。特に、本発明のマイクロチップは、蛍光抗体法、in situ Hibridization等に最適なマイクロチップとして、免疫疾患検査、細胞培養、ウィルス固定、病理検査、細胞診、生検組織診、血液検査、細菌検査、タンパク質分析、ＤＮＡ分析、ＲＮＡ分析などの広範な領域で安価に使用できる。

本発明のマイクロチップの一例の概要平面図である。 図１におけるII−II線に沿った断面図である。 図１における吸引口に真空吸引手段を接続させる一例の部分概要断面図である。 本発明のマイクロチップにおける負圧用管路の別の例を示す部分概要断面図である。 本発明のマイクロチップの別の例の概要平面図である。 本発明のマイクロチップの他の例の概要平面図である。 図６におけるVII−VII線に沿った部分概要断面図である。 図６におけるVIII−VIII線に沿った部分概要断面図である。 図８におけるIX−IX線に沿った部分概要断面図である。 図６に示されたX-X線に沿った部分概要断面図である。 図６に示されたXI-XI線に沿った部分概要断面図である。 図１１に示されたXII-XII線に沿った部分概要断面図である。 微細流路を挟むように負圧用管路を設けた実施態様の部分概要断面図である。 従来のマイクロチップの部分概要断面図である。

符号の説明

１，１Ａ 本発明のマイクロチップ
３ ＰＤＭＳ基板
５ 対面基板
７ 負圧用管路
９ 吸引口
１１ フィッティング
１３ チューブ
１５ 密閉吸引口
１７ 注射器
１９ 針
２１ 拡大円形管路
２３ 微細流路
２５ 入出力ポート
２７ 反応容器
２９ 流体制御素子（ポンプ又はバルブ）
３１ 配線パターン（電極）
３３ 電源接続端子
３７，３９，４１，４３，５１ 分岐延長負圧用管路
４５ チューブ
４７ 圧電素子
４９ 接続ポート

Claims (8)

1. 少なくとも１枚のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）基板と、該ＰＤＭＳ基板と貼り合わされる対面基板とからなるマイクロチップにおいて、
   前記ＰＤＭＳ基板の貼り合わせ面側の外周縁寄り部分に、当該ＰＤＭＳ基板を前記対面基板に真空吸着させるための、連続した環状の負圧用管路が設けられており、
   前記対面基板はガラス、シリコン、合成樹脂及び金属からなる群から選択される材料から形成されていることを特徴とするマイクロチップ。
2. 前記負圧用管路の一部に大気に開放された吸引口が更に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ。
3. 前記負圧用管路の一部に密閉吸引口が更に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ。
4. 前記負圧用管路の一部に他の管路部分に比較してサイズが拡大された管路部分が少なくとも１ヶ所以上更に配設されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のマイクロチップ。
5. ＰＤＭＳ基板及び／又は対面基板の各貼り合わせ面側に配設された構造要素の近傍に、前記負圧用管路から分岐延長された負圧用管路が更に配設されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のマイクロチップ。
6. 前記構造要素は、微細流路、入出力ポート、反応容器、圧電素子、流体制御素子、配線パターン又は電極であることを特徴とする請求項５に記載のマイクロチップ。
7. ＰＤＭＳ基板と対面基板との貼り合わせ方法において、
   (a)前記ＰＤＭＳ基板の貼り合わせ面側の外周縁寄り部分に、連続した環状の負圧用管路を設けるステップと、
   (b)前記ＰＤＭＳ基板を、ガラス、シリコン、合成樹脂及び金属からなる群から選択される材料から形成された対面基板に貼り合わせるステップと、
   (c)前記ＰＤＭＳ基板の負圧用管路内の空気を排気吸引することによりＰＤＭＳ基板を前記対面基板に真空吸着させるステップとからなることを特徴とするＰＤＭＳ基板と対面基板との貼り合わせ方法。
8. 前記真空吸着の負圧は−１０ＫＰａ〜−９０ＫＰａの範囲内であることを特徴とする請求項７に記載の貼り合わせ方法。

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