JP5585138B2 - 流路チップ及び治具 - Google Patents
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Description
流体を流すための流路を備えた流路チップであって、
光を透過可能な材料からなり、前記流路を形成するための溝が形成された基板と、
光を透過可能な材料からなり、感圧型接着剤により前記基板に貼り付けられて前記溝を封止するフィルムと、
を備えることを特徴とする。
前記流路の路面の広さを、前記貫通孔が開口する領域において前記貫通孔の開口部よりも広くするとよい。
前記基板は、前記フィルムとの接合面において、前記少なくとも2つの流路の一方の路面の一部を含む領域に形成される第1の金属膜と、前記少なくとも2つの流路の他方の路面一部を含む領域に形成される第2の金属膜と、が互いに連続しないで設けられるとよい。
上記流路チップを保持するための治具であって、
前記流路チップが前記基板を下にして載置される台座と、
光を透過可能な材料からなり、前記フィルムの前記基板との接着面とは反対側の面に当接する平坦面を有するカバーと、
を備えることを特徴とする。
図1及び図2を参照して本発明の実施例1に係る流路チップについて説明する。図1は、本実施例に係る流路チップの模式図であり、(A)は模式的平面図、(B)は(A)のAA断面である。図2は、本実施例に係る流路チップの模式的斜視図であり、(A)は基板とフィルムが分離した状態、(B)は基板にフィルムが貼り付けられた状態を示している。
図1に示すように、流路チップ1は、略長方形の薄板状のチップ本体10と、チップ本体10の内部を延びる流路11と、流路11をチップ本体外部と疎通させる開口部12と、チップ本体10に一体成形されたプリズム13と、チップ本体10内部であってプリズム13の上方に形成される金属膜14と、を備えている。
決めするための凹部24が設けられている。
図3を参照して、本実施例に係る流路チップを用いたSPRセンサ(伝搬型)について説明する。図3は、SPRセンサの構成を説明する模式図であり、(A)はSPRセンサの光学系の構成を示す模式図であって(B)のBB断面に対応する図であり、(B)は流路チップを位置決め保持するための治具の構成を示す模式図であって(A)のCC断面に対応する図である。
プリズム13に入射した光は、流路チップ1の流路11内のセンシング領域(金属膜14が形成された領域)に入射する。
以下、本実施例に係る流路チップの優れた点について説明する。
本実施例によれば、流路チップの流路形成、すなわち、基板に設けられた溝の封止を常温により行うことができる。すなわち、加熱することなく流路封止が可能となる。したがって、加熱による基板の変形等、すなわち、流路の変形等が抑制され、形状精度の高い作製が可能となり、センシングの精度の向上に寄与することができる。
本実施例によれば、流路開口部12をフィルム3よりも剛性の高い基板2に設けたことにより、外部流路系との接続によって、流路の変形やつぶれ等の発生を回避することができる。この点について図5を参照して説明する。図5は、フィルタに貫通孔を設けた比較例に係る流路チップの模式的断面図である。
本実施例によれば、基板の貫通孔がテーパ状の開口部を有することにより、チューブ54と貫通孔22とのアライメントが容易となる。すなわち、開口部のテーパ面がガイドとなり、チューブ54と開口部12を容易に位置決めすることが可能となる。
2の外径とが同程度の場合、開口部12とチューブ52のアライメントが困難となる。図6(B)に示すように、開口部12の径がチューブ52より大きい場合、接合部の隙間から液漏れが発生することがある。
本実施例によれば、流路の路面の広さを貫通孔が開口する領域において貫通孔の開口部よりも広くしたことにより、基板を射出成形で作製する場合における基板の成形性の向上を図ることができる。
本実施例によれば、流路チップの複数の流路の路面に金属膜を形成してセンサ面として使用する場合、金属膜を複数の流路に対応して複数の領域に分けて形成することにより、複数の流路間の流体漏れを抑制することができる。
形成した比較例について説明する模式図であり、(A)は流路チップの上面図であり、(B)は(A)のDD断面図である。図10は、各流路における信号の時間変化を示すグラフであり、(A)は一方の流路(セル1)における信号変化を示し、(B)は他方の流路(セル2)における信号変化を示している。図11は、本実施例について説明する模式図であり、(A)は流路チップの上面図であり、(B)は(A)のEE断面図である。図12は、各流路における信号の時間変化を示すグラフであり、(A)は一方の流路(セル1)における信号変化を示し、(B)は他方の流路(セル2)における信号変化を示している。
図13〜図16を参照して、本実施例に係る流路チップにおける金薄膜パターニングについて説明する。図13は、金薄膜パターニング用治具の構成を示す模式図である。図14は、金属膜スパッタリングについて説明する模式図であり、(A)はスパッタリングの様子を示す基板とマスクの模式的断面図、(B)は基板2の模式的断面図である。図15は、基板とマスクとの寸法関係を説明する模式的断面図である。図16は、評価実験の結果を示す図表である。
としたときにWm≧Aの条件において膜厚のばらつきは小さくなり、ほぼ飽和することが確認された。このことから、次の条件を満たすマスクでのスパッタリングが望ましいといえる。
図17〜図19を参照して、本実施例に係る流路チップ1の流路封止用治具について説明する。図17は、流路封止用治具の構成について説明する模式図であり、(A)は複数のフィルム3が形成されたフィルムシート30の模式図、(B)は基板2を固定保持するための固定治具70の模式図、(C)は流路封止の様子を示す模式図である。図18は、流路封止におけるスキージ先端の好適な寸法設定について説明する模式的断面図であり、(A)はスキージ押し付け前、(B)はスキージ押し付け後の状態をそれぞれ示す。図19は、流路封止におけるスキージ先端の好適な寸法設定について説明する模式的断面図であり、(A)はスキージ押し付け前、(B)はスキージ押し付け後の状態をそれぞれ示す。
スキージ71(フィルム3の流路側の面)が流路の底に付かないためには、
この式をRについて解くと、
の関係を満たすスキージ71を用いることが望ましい。
0umの場合、R>0.55mmである。本実施例ではR=1.5mmとした。複数の流路が存在する場合は、最大となるRよりも大きく設定する。
図20〜図24を参照して、本発明の実施例に係る流路チップの保持治具について説明する。図20は、本実施例に係る保持治具の構成を示す模式的断面図である。図21は、流路の変形の様子を説明する模式図であり、(A)は送液前の状態、(B)は送液中の状態、(C)は(B)のFF断面図である。図22は、各流速におけるフィルム表面移動量を示すグラフである。図23は、センシングに対する流路変形の影響を説明する模式図であり、(A)は流路チップの模式的断面図、(B)は流速変化時の信号変化を示すグラフである。図24は、本実施例におけるセンシングに対する流路変形の影響を説明する模式図であり、(A)は流路チップの模式的断面図、(B)は流速変化時の信号変化を示すグラフである。
図25を参照して、本実施例に係る流路チップ1を局在型SPRセンサに使用する場合の構成例について説明する。図25は、局在型SPRセンサの構成を示す模式図である。なお、ここで説明する構成例は一例であって、かかる構成に限定されるものではなく、従来周知の種々の構成を適宜適用可能であることは言うまでもない。また、上述した図3に示す構成例と同様の構成については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
検査試料の屈折率によって変化するので、反射率の極小点の波長又はその変化を調べることで検査試料に含まれる誘電体物質の屈折率や種類などをセンシングすることができる。また、特定のタンパク質を特異的に結合させる抗体などを用いて、検査試料中の特定のタンパク質の有無や含有量などのセンシングも可能である。
本実施例の流路チップ1の使用例としては、上記に限られるものではなく、例えば、蛍光分子を利用する方式や、吸光度測定、電気化学的な測定、など従来既知の利用に供することができることは言うまでもない。また、マイクロ流路チップ上では、混合、分離等の液体操作のみを行なって、検出はチップ外部で行なうような使用方法であってもよい。
図26〜図28を参照して本発明の実施例2に係る流路チップについて説明する。図26は、実施例1に係る流路チップにおける流速変化と信号変化との関係を示すグラフである。図27は、実施例2に係る流路チップの模式的断面図である。図28は、実施例2に係る流路チップにおける流速変化と信号変化との関係を示すグラフである。ここでは、実施例1と同様の構成については、説明を省略し、実施例1と異なる点についてのみ説明する。
10 チップ本体
11 流路(セル)
12 開口部
13 プリズム
14 金属膜
2 基板
20 基板本体
21 溝
22 貫通孔
4 SPRセンサ
40 単色光源
41 コリメータレンズ
42 集光レンズ
43 コリメータレンズ
44 偏光版
45 受光部
46 データ処理装置
47 ポンプ
48 廃液溜め
5 治具
50 治具本体
51 台座
52 チューブ
53 カバー
54 シール部材
Claims (9)
- 光を透過可能な材料からなり、流体を流すための第1の流路を形成するための第1の溝と、流体を流すための第2の流路を形成するための第2の溝が形成された基板と、
光を透過可能な材料からなり、前記基板に貼り付けられて前記第1の溝及び前記第2の溝を封止するフィルムと、
を備える流路チップであって、
前記基板の中央部にプリズムが一体的に形成されているとともに、前記第1の流路と前記第2の流路が前記プリズムを中心に左右に相互に疎通しないように配置されており、
前記基板には、前記第1の流路と外部とを疎通するための一対の貫通孔と、該一対の貫通孔とは独立した前記第2の流路と外部とを疎通するための一対の貫通孔が設けられていることを特徴とする流路チップ。 - 前記貫通孔の外部側の開口部は、外部に向かってテーパ状に拡がって開口していることを特徴とする請求項1に記載の流路チップ。
- 前記開口部は、外部に向かって拡径度合が大きくなるように角度の異なる複数のテーパ部で構成されることを特徴とする請求項2に記載の流路チップ。
- 前記基板は、樹脂成形品であり、
前記流路の路面の広さを、前記貫通孔が開口する領域において前記貫通孔の開口部よりも広くしたことを特徴とする請求項2または3に記載の流路チップ。 - 前記基板は、前記フィルムとの接合面において、前記第1の流路または前記第2の流路の一方の路面の一部を含む領域に形成される第1の金属膜と、前記第1の流路または前記第2の流路の他方の路面一部を含む領域に形成される第2の金属膜と、が互いに連続しないで設けられたことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の流路チップ。
- 光を透過可能な材料からなり、前記フィルムの前記基板との接着面とは反対側の面に当接する平坦面を有する支持部材を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の流路チップ。
- 前記フィルムは、前記平坦面に接着されることを特徴とする請求項6に記載の流路チップ。
- 前記流路は、前記流路内を流れる流体に光を照射するための流路であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の流路チップ。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の流路チップを保持するための治具であって、
前記流路チップが前記基板を下にして載置される台座と、
光を透過可能な材料からなり、前記フィルムの前記基板との接着面とは反対側の面に当接する平坦面を有するカバーと、
を備えることを特徴とする治具。
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