JP6302187B2 - マイクロ流路チップおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献2は検体導入部の別な形態を開示する。
また、本発明のマイクロ流路チップの製造方法は、検体導入部の外壁を転写する形状が形成された金型と、前記検体導入部の内壁を転写する形状を有する突出部が形成された金型とを合わせて空隙を形成し、前記空隙に樹脂を充填して検体導入部形成部品を成形し、マイクロ流路チップを製造することを特徴とする。
導入路が一定の径からなる(ex.円柱)形状である検体導入部は、金型成形が困難であるため鋳型成形できない。従って、本発明の検体導入部は、その導入路が流路に近づくほどその径が連続的に漸増、もしくは導入口近傍において一定でその後流路に近づくほど連続的に漸増する形状を有する。つまり、導入路の中心軸を含む任意の面で切断した断面形状において、中心軸と垂直に交わる方向の内壁と内壁との距離が、流路に近づくほど連続的に漸増する形状を有する。中心軸と垂直に交わる方向の内壁と内壁との距離を本明細書においては、導入路の径と称する。
検体導入部はその外周に液だまり9を有してもよい。液だまりの底部35から、検体導入部の導入口37の中心軸と垂直に交わる方向の面34までの距離(液だまりの高さ)22は、2mm以上あることが好ましい。導入口における壁の厚み33は、大きくなりすぎると、排出の効率が悪くなるため、導入口の壁の厚みは0.4mmまたはそれ以下であることが望ましい。
検体導入部の外壁303は、導入路の中心軸を含む任意の面で切断した断面形状において、中心軸と垂直に交わる方向の外壁と外壁との距離が、液だまりの底面35に近づくほど直線的に漸増する。本明細書において、中心軸と垂直に交わる方向の外壁と外壁との距離を外径と称する。
図2はマイクロ流路チップ4の作製の例を示す。図2(a)はマイクロ流路チップ4を示す図である。図2(b)はマイクロ流路チップ4の一方の部品(4a)を示す図である。図2(c)はマイクロ流路チップ4のもう一方の部品(4b)を示す。4aは検体導入部形成部品、4bは流路形状形成部品、25は流路、29はマイクロ流路チップ4とガラス製チップを連結する穴を示す。
図11(a)は、検体導入部形成部品4aの製造方法を示す図である。図11(b)は、流路形状形成部品4bの製造方法を示す図である。
図11(a)は、検体導入部形成部品4aを成形するための鋳型を示す。検体導入部形成部品4aは、図1に示す、検体導入部の導入路の内壁302、検体導入部の外壁303、液たまり部9の底面35、液たまり部の外壁351を有している。まず、検体導入部の導入路の内壁302を転写する形状を有する突出部47を、第一の金型41に形成する。 また、検体導入部の外壁303を転写する形状46、液たまり部9の底面35を転写する形状461、および液たまり部の外壁351を転写する形状462を第二の金型42に形成する。そして、第一の金型41と第二の金型42を合わせることによって形成される空隙(キャビティ)に、スプルー43、ランナー44、ゲート45を介して樹脂を注入し、冷却、固化させることによって、検体導入部形成部品4aを製造する。
図11(b)は、流路形成部品4bを成形するための金型を示す。流路形成部品4bは、図1に示す、流路300を有している。この流路を転写する形状48を例えば第四の金型421に形成する。そして第三の金型411と第四の金型421を合わせることによって形成される空隙(キャビティ)に、スプルー43、ランナー44、ゲート45を介して樹脂を充填し、冷却、固化させることによって、流路形成部品4bを製造する。
このように製造した、検体導入部形成部品4aと流路形成部品4bを熱圧着や接着剤接合で貼り合わせることで検体導入部を有するマイクロ流路チップ4(4)を製造する。
図5は検体の導入の状態を示す図である。図5(a)は第1の検体が検体導入部に満たされている状態を示す。
導入路の表面張力は、その径が大きくなることで増大するが、体積は半径の3乗で増えるので、径が大きくなりすぎると、重力が大きくなり、液面の維持が困難となる。
導入路の径は流路に近づくほど連続的に漸増、もしくは導入口近傍において一定でその後流路に近づくほど連続的に漸増する。この形状で液体が導入口まで十分に維持されるかどうかをシミュレーションによって検証した。
図9は導入路断面の形状を示す図である。導入路の断面は必ずしも円である必要はなく、楕円形、多角形、その他の形状であってもよい。図9(a)は、花弁状の断面を示す。図9(b)は別の花弁状の断面を示す。
図10は液滴と廃液との混じりを説明する図である。図10(a)は、液滴と廃液が混じることを示す。図10(b)は、液滴と廃液が混じらないことを示す。図中の38は凸部である。
2 検体導入路 2a 口元部 2b 流路接続部
3 検体導入部の口元部の高さ
4 検体導入部を有するマイクロ流路チップ
4a 穴形状形成部品
4b 流路形状形成部品
5 ガラス製チップ
6 加熱用ヒーター
7 蛍光測定部分
8 シリンジ
9 液溜まり(廃液用)
10 マイクロポンプ1
11 検体排出口1
12 マイクロポンプ2
13 検体排出口2
14 廃液
15 第1の検体
16 第2の検体
17 第3の検体
18 第4の検体
19 第5の検体
20 第6の検体
21 液滴
22 検体導入部の高さ
23 コンタミネーション
24 検体の滞留部分
25 検体導入部を有するマイクロ流路チップの流路
26 ガラス製のチップの流路
27 ヒーター用配線
28 分析用デバイス
29 検体導入部を有するマイクロ流路チップとガラス製チップが連結する穴
30 液滴の径
31 導入路の導入口の径
32 導入路の流路と接する面における径
33 導入口の壁の厚み
34 検体導入部の上面
35 検体導入部の底面
36 検体が流路と接する面
37 導入口
38 凸部
108 検体容器
134 検体導入部
Claims (9)
- 検体導入部を有するマイクロ流路チップであって、
検体を前記検体導入部の底部に接続する流路に導入するための導入路及び前記導入路の外側に前記検体の液溜り部を有する第一の部品と、
凸部を有する第二の部品と、を有し、
前記導入路の内部に前記凸部が位置するように前記第一の部品と前記第二の部品が接合されていることを特徴とするマイクロ流路チップ。 - 前記導入路は前記流路に近づくほどその径が連続的に漸増、もしくは前記導入路の導入口近傍において一定でその後前記流路に近づくほど連続的に漸増することを特徴とする請求項1に記載のマイクロ流路チップ。
- 前記導入口の径は、0.5mm以下であることを特徴とする請求項2に記載のマイクロ流路チップ。
- 前記導入口における外壁の厚みが0.4mm以下であることを特徴とする請求項2または3に記載のマイクロ流路チップ。
- 前記検体導入部は、外径が上面から底面にかけて連続的に漸増することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のマイクロ流路チップ。
- 前記検体導入部の高さが2mm以上であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のマイクロ流路チップ。
- 検体導入部の外壁を転写する形状および液溜り部を転写する形状が形成された金型と、前記検体導入部の内壁を転写する形状を有する突出部が形成された金型とを合わせて空隙を形成し、
前記空隙に樹脂を充填して第一の部品を成形し、
前記第一の部品と凸部を有する第二の部品を貼り合わせて、マイクロ流路チップを製造することを特徴とするマイクロ流路チップの製造方法。 - 流路を転写する形状が形成された金型によって前記第二の部品を成形することを特徴とする請求項7記載のマイクロ流路チップの製造方法。
- 前記検体導入部の内壁を転写する形状を有する突出部が形成された金型は、流路を転写する形状が形成されていることを特徴とする請求項7または8に記載のマイクロ流路チップの製造方法。
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