JPH09508706A - 液相分析のための新規支持メディアにおける小型化平坦カラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 小型化平坦カラムは液相分析に使用されるために記述されており、種々ん新規な支持基板にレーザ切削により形成されたマイクロストラクチャーを含む。本発明により形成されたデバイスは、被検体検出の手段や流体連絡の手段のような機能のために要求される統合されたレーザ切削の特徴構造を含んでいる。本発明の下に作られた小型化カラムは、液体相における小さく及び／又は巨大な分子の溶質のどちらについても実施される、どんな分析システムにおいても用途を見いだし、クトマトグラフ的、電気泳動的、電気クロマトグラフ的な分離手段、又はこれらの組合せに適用される。

Description

【発明の詳細な説明】 液相分析のための新規支持メディアにおける小型化平坦カラム 技術分野 本発明は、概して、液相分析のための小型化平坦カラム技術に関し、より詳細 には、レーザ切削（アブレーション）技術を使っての新規の分離支持媒体におけ るマイクロストラクチャーの組立に関する。本発明の下に作られるマイクロスト ラクチャーは、液相状態の小溶質及び／又は巨大分子状溶質について実行され、 かつクロマトグラフィー又は電気泳動的分離手段、又は両者の組合せを採用して よい液相分析の任意の分析システムにおいて用途を見い出すものである。発明の背景 試料分析の計装において、特に液体クロマトグラフィー及び毛管電気泳動シス テムのような分離システムにおいては、一般的に、寸法が小さいほど性能特性が 改善され、かつ同時に生産及び分析費用が低減されることになる。これに関連し て、小型化分離システムによってより効率的なシステム設計が実現され、結果と して計装サイジングの減少により諸経費をますます低減し、加えて、分析速度を 上げ、試料と溶媒の消費量を減じかつ高い分析効率を上げることが可能となる。 液相分析のための小型化を志向した、いくつかのアプローチ、引抜き融解石英 毛管（延伸石英キャピラリー）を利用する従来のアプローチ、及びシリコンのマ イクロマシーニングを使う進展中のアプローチ、が当分野で開発されている。小 型化技術において従来より一般的に考えられていることは、通常、分離システム の寸法の低減を目指す何らかの処理である。 従来の小型化技術では、計装は寸法が削減されたのではなく、むしろ顕著に削 減されたのは分離区画の寸法である。一例として、マイクロカラム液体クロマト グラフィー（μＬＣ）が説明されており、この場合、ほぼ４．６ｍｍという直径 の従来型カラムに比べ１００〜２００μｍの直径を有するカラムが採用されてい る。 小型化を目指す別のアプローチは、直径２５〜１００μｍのキャピラリーで実 施される分離技術を伴う電気泳動法（ＣＥ）の応用であった。ＣＥは様々な大小 の溶質の分離方法として有用なものであることが立証されている。Ｊ．Ｃｈｒｏ ｍａｔｏｇｒ．２１８：２０９（１９８１）；ＡｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉ ｓｔｒｙ ５３：１２９８（１９８１）。対照的に、ポリアクリルアミド・ゲル 電気泳動法は、元来、直径１ｍｍの管で実行された。上述の“従来型”の両小型 化技術（μＬＣとＣＥ）は、液相分析システムの化学部分の寸法を削減するため の最初の重要な処理法を象徴するものである。しかし、前述の従来型小型化デバ イスでの実験の実施は、原理的に小型化の利点を立証する一助になったが、それ でもこれらの技術に固有のいくつかの主要な問題が残される。 例えば、従来の電気泳動技術には実質的な検出限界がある。例えば、ＣＥでは 、一般に、光検出が単一経路検出技術によってオンカラム（ｏｎ−ｃｏｌｕｍｎ ）で実施されており、この場合、電磁エネルギーは試料中を通過し、光ビームは キャピラリー軸に直角に進みかつ一度だけキャリラリーを横切る。従って、従来 型のＣＥシステムでは、検出経路長は、本質的にキャピリラリーの直径で限定さ れる。 下記の関係によって、経路長に対する吸光度に関するベール（Ｂｅｅｒ）の法 則、 Ａ＝ε×ｂ×Ｃ が与えられる。ここで、 Ａ＝吸光度 ε＝モル吸光計数（ｌ／ｍ・ｃｍ） ｂ＝経路長（ｃｍ） Ｃ＝濃度（ｍ／ｌ） である。これにより、２５μｍのキャピラリー中の試料の吸光度（Ａ）は、典型 的にＵＶ／Ｖｉｓ分光に用いられるような在来型の１ｃｍの経路長セルにおける ものより４００倍小さい率になることが容易に分かる。 この重大な検出限界を考え合わせて、検出経路長を拡大し、従ってＣＥシステ ムの分析感度を向上させるための多数の試みが従来技術で採用されてきた。 Ｇｏｒｄｏｎに対する米国特許第５，０６１，３６１号では、検出点で気泡を形 成するキャピラリーフローセルの顕微操作を伴う対処法が記載されている。Ｃｈ ｅｒｖｅｔに対する米国特許第５，１４１，５４８号では、形状がＺ型のキャピ ラリーを用いて、そのＺの延長部分を横切って検出を実行する方法が記載されて いる。さらに別のアプローチでは、キャピラリーの主軸に沿った検出（軸ビーム 検出）により経路長を増やそうとしている。Ｘｉ等、Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃ ｈｅｍｉｓｔｒｙ ６２：１５８０（１９９０）参照。 Ｗａｎｇに対する米国特許第５，２７３，６３３号では、ＣＥでの拡大検出経 路長に対するさらに進んだアプローチが記載されており、この場合はキャピラリ ーの外側に反射表面を設け、標記システムはさらに入射窓とその入射窓の下流に 出口窓を包含するものである。Ｗａｎｇによれば、入射窓に入る光は、多重内部 反射によってキャピラリー部分を通過し、その後で出口窓を通過して検出される もので、標記多重内部反射によって経路長の有効な延長が行われる。前述のアプ ローチの各々は経路長を拡大するという問題を目指しているが、各アプローチは キャピラリーの事後加工又はそうでなければ分析コストの増大を伴うことで制限 される。 小型化に対する現行アプローチの第２の主な欠点は、通常、ＣＥ及びμＬＣシ ステムに用いられているシリカ、石英（クォーツ）又はガラスのような二酸化ケ イ素（ＳｉＯ₂）基板の化学活性と化学的不安定性とを伴うことである。より詳 細には、二酸化ケイ素基板は、その高エネルギー表面で特色づけられ、かつ多く の化合物を激しく、塩基類を最も顕著に吸収する。分離システムにおける二酸化 ケイ素材料の使用は、ＳｉＯ₂材料の溶解が（７．０を上回るｐＨの）塩基状態 で増大するという、それらの基板の化学的不安定性によりさらに制限される。 二酸化ケイ素材料固有の化学活性から生ずる諸問題を避けるために、従来の分 離システムはキャピラリー壁のシリカ内面に対して化学的改質を試みてきた。一 般に、そのような事後形成改質は、例えば、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｃ結合を作るため にシリル化剤を用いてキャピラリー表面に所望の表面処理物を結合するために、 界面層を準備しなければならないので困難である。前述の改質は、キャピラリー 表面による溶質分子の不可逆吸着を減少できるが、それでもこれらのシステムは ７．０以上のｐＨでのＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の化学的不安定性という問題を抱える 。従って、ＳｉＯ₂材料の化学的不安定性は主要な問題として残ることになる。 しかし、ＳｉＯ₂基板の化学的性質に関して諸欠点が認識されても、これらの 材料は、それらのもつ望ましい光学特性の故に、分離システムに依然として用い られている。この点に関して、二酸化ケイ素に比して優れた化学特性を示す可能 な置換材料は、それらも検出が不可欠のＵＶ領域において高い吸収性をもつこと から一般に制限される。 在来型のμＬＣ及びＣＥの技術に現存する、いくつかの実質上の限界を避ける ために、さらには分離システムの寸法のより大幅な削減をも可能にするため、キ ャピラリー分離のマイクロストラクチャー（微細構造）を有する平坦化システム の実現を目指す傾向があった。この点に関して、マイクロマシーニング又はマイ クロリソグラフィー技術によるケイ素のマイクロストラクチャーの組立てに関連 した小型化分離システムの製造法が記述されている。例えば、Ｆａｎ等、Ａｎａ ｌ．Ｃｈｅｍ．６６（１）：１７７〜１８４（１９９４）；Ｍａｎｚ等、Ａｄｖ ．Ｃｈｒｏｍ．３３：１〜６６（１９９３）；Ｈａｒｒｉｓｏｎ等、Ｓｅｎｓ． Ａｃｔｕａｔｏｒｓ，Ｂ１０（２）：１０７〜１１６（１９９３）；Ｍａｎｚ等 、ＴｒｅｎｄｓＡｎａｌ．Ｃｈｅｍ．１０（５）：１４４〜１４９（１９９１） ；及びＭａｎｚ等、ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ（Ｃｈｅｍｉｃ ａｌ）Ｂ１（１〜６）：２４９〜２５５（１９９０）を参照。 シリコンで分離システムを作るのにマイクロマシーニング技術を用いることで 該システムの大量生産ができるという実用的利点がもたらされる。この点に関し て、シリコンのような平坦材料のマイクロマシーニングを含む、マイクロエレク トロニクス工業で開発された多数の確立技術が現存しており、これは小型化に対 する有用でかつ十分受け入れられるアプローチを提供するものである。シリコン 又はボロシリケートガラスのチップ上に小型化分離デバイスを組立てるための前 述のマイクロマシーニング技術の利用例は、Ｃｌａｒｋ等に対する米国特許第５ ，１９４，１３３号；Ｍｉｕｒａ等に対する米国特許第５，１３２，０１２ 号；Ｐａｃｅに対する米国特許第４，９０８，１１２号；及びＳｅｔｈｉに対す る等米国特許第４，８９１，１２０号に見い出すことができる。 小型化分離システムを作るためのシリコン基板のマイクロマシーニングは、多 数の三次元構造を作り込むための薄膜堆積、フォトリソグラフィー、エッチング 及びボンディング技術の組合せからなる。シリコンは高い強度と硬度特性を示し かつマイクロマシーニングされて数ミクロンオーダーの寸法を有する構造を提供 し得るという理由から、上記の点に関してシリコンは有用な基板となる。 シリコンのマイクロマシーニングは単一表面における小型化システムの組立に は有用であったが、小型化分離システムの分析装置部分を作り出すのに、このア プローチを用いることに対しては顕著な欠点がある。 第１に、シリコンのマイクロマシーニングは、エッチングかもしくは加工した ２つの部分品間に高度の軸一致性を生じ難い。このことはマイクロマシーニング で形成された分離チャネルの対称性と形状にマイナスの影響を及ぼし、それがま た分離効率に影響することがある。第２に、マイクロマシーニングしたシリコン 表面の封止（シーリング）は、一般に、液相分析で課せられる分離条件によって 侵されがちな接着剤を用いて実施されることである。さらに、酸化条件下で、シ リコン表面がシリコンチップ基板上に形成されることである。よって、シリコン のマイクロマシーニングもＳｉＯ₂の化学作用によって根本的に制限される。従 って、慣用の小型化及びシリコンマイクロマシーニング技術がもつ固有の欠点を 避けることができる改善された小型化分離システムに対する要請は残存するので ある。発明の概要 本発明は、液相分析システム用の小型化平坦カラムデバイスに関する。本発明 の主要な目的は、実質的に平坦な基板にレーザ切削された小型化カラムデバイス を提供することにあり、この場合、該基板は、シリコン及び従来の二酸化ケイ素 を素地としたデバイス基板で経験される固有の化学活性とｐＨの不安定性を避け るべく選択した基板である。 本発明は、また、小型化平坦カラムデバイスに作り込まれ、それによって液体 試料中の成分の精密なオンカラム分析又は検出が可能となる検出手段の装備に関 する。本発明の関連目的としては、従来技術に比して極めてコンパクトな形でデ バイス中に設けられた検出手段を有する液相分析用カラムデバイスを実現するこ とである。さらに別の目的とするところは、小型化平坦カラムデバイスに切削さ れ、かつ実質的に改善された検出経路長を有する光学式検出手段を提供すること にある。さらに別の目的は、分離区画に沿う特定位置の試料と連絡する多重検出 技術を使って分離された被検体を検出するために、液体試料に対する同時検出を 可能にする複数の検出手段を提供することにある。 本発明のさらに別の態様では、試料注入を含む液体操作のための改良型装置を 特徴とするデバイスが提供される。関連態様において、種々の外部液体容器とイ ンタフェースできる装置を有する小型化カラムデバイスを提供する。特定の実施 例においては、平坦構造体に容易に適用される種々の注入法、例えば、加圧注入 、流体力学的注入又は動電学的注入を可能にするシステム設計が提供される。 本発明のさらに別の関連目的は、単一の平坦表面に完全に包含される小型化全 化学分析システム（μ−ＴＡＳ）を実現することである。特に、本発明による小 型化システムは、技術者の操作と介入を軽減した複雑な試料の処理、分離、及び 検出を実行できるものである。従って、本発明は、工業化学、生物学、生化学及 び医学的諸処理において成分の監視及び／又は分析における重要な用途を見い出 すものである。 本発明の特に有利なところは、分離システムの分析部分に関して所望の属性を 有する様々な種類のポリマー及びセラミック基板に小型化カラム群を作り込むの にシリコンマイクロマシーニング技術やエッチング技術以外の諸プロセスを利用 することである。より詳細には、ここでは、レーザ切削法を使って基板に構成成 分のマイクロストラクチャーを切削することにより小型化平坦カラムデバイスが 形成される。１つの好ましい実施例では、小型化カラムデバイスは、その上にレ ーザ切削されたマイクロストラクチャーを有する実質上平坦な２つの半分部分を 与えることによって形成され、その２つの半分部分が互いに折り重ねられるとき に高度の対称性と軸一致性を特徴とする分離区画を定めるものである。 本発明に従って小型化デバイスを形成するためにレーザ切削技術を使うこと で、シリコン又は二酸化ケイ素材料に諸システムを形成するのに用いられる従来 のエッチング及びマイクロマシーニング技術に勝るいくつかの利点が与えられる 。第１に、レーザ切削プロセスに対して精密なコンピュータ化制御を適用できる ためマイクロストラクチャーの形成を優れた精度で実行でき、従って、諸構成部 品によって形成される構造において高度のアライメントが可能となる。レーザ切 削プロセスはまた、エッチング中にマスキングの下をくり抜いて、湾曲側面と平 坦底部を有する非対称構造を生ずるかも知れないマイクロリソグラフィー等方エ ッチング技術で経験される諸問題を避けるものである。 レーザ切削はさらに部品寸法を大幅に縮小したマイクロストラクチャーの生成 を可能にするものである。この点に関して、本発明によって形成されるマイクロ ストラクチャーは従来のエッチング技術を使って可能なのもより数桁高いアスペ クト比（縦横比）を有することができ、従って、該デバイスにおいて高い分離能 力を実現できる。ポリマーのような基板にマイクロストラクチャーを形成するの にレーザ切削プロセスを応用すれば、シリコンに諸装置をマイクロマシーニング するような従来のアプローチと比較して組立がより容易になりかつ標記デバイス のユニット当りの製造コストが低減される。本発明の下で低コストのポリマー基 板で形成されたデバイスは、実質上使い捨て式の小型化カラムユニットとして使 用できるという別の特徴ももつ。 本発明の別の態様では、平坦基板におけるレーザ切削法は、殆ど任意の寸法形 状をもつマイクロストラクチャーの形成を考慮している。この特徴は、複雑なデ バイス配置の形成を可能にするばかりではなく、さらに、全体寸法が大幅に縮小 された小型化全分析システムにおける試料作成、試料注入、後カラム（ｐｏｓｔ −ｃｏｌｕｍｎ）反応及び検出手段の集積化をも考慮に入れたものである。 ここで作られるデバイスの分析部分のコンパクト性は、注入、試料操作及び検 出のような集積機能を標記デバイスに特異的に作り込んでμ−ＴＡＳデバイスを 実現してよいという特徴と共にさらに、システムのハードウェアの集積化設計を 可能にして大幅縮小のシステムの大きさ（ｆｏｏｔ ｐｒｉｎｔ）を達成するも のである。 従って、液相分離装置の小型化を目指す従来のアプローチに存在している固有 の諸々の弱点と、小型化カラムデバイスを形成するためにシリコン・マイクロマ シーニング技術を用いる際の諸問題とが扱われた。それに応じて、本発明は、多 数の液体試料について様々な液相分析ができる小型化カラムデバイスを開示する ものである。図面の簡単な説明 図１Ａは、本発明により構成された小型化カラムデバイスの分解図である。 図１Ｂは、光学検出手段を含む本発明の好ましい実施例の分解図である。 図２は、図１Ａの小型化カラムデバイスの内表面の平面図である。 図３は、図１Ａのデバイスの外表面の平面図である。 図４は、図１Ａの小型化カラムデバイスの線ＩＶ−ＩＶによる側面断面図であ り、本発明による分離区画の形成を示す図である。 図５は、単一のフレキシブル基板から構成される図１Ａの小型化カラムデバイ スの好ましい実施例の平面図である。 図６は、図１Ｂの小型化カラムデバイスにおける分離区画と光学的検出手段と の交差面の縦方向断面図である。 図７Ａは、支持基板の２つの対向する平坦表面上に形成されたマイクロチャネ ルを有する小型化カラムデバイスの第１の側面の分解図である。 図７Ｂは、図７Ａのカラムデバイスの第２の側面の分解図である。 図８Ａは、単一のフレキシブル基板から造られた図７Ａの小型化カラムデバイ スの好ましい実施例の第１の側面の絵画表示である。 図８Ｂは、図８Ａのカラムデバイスの第２の側面の絵画表示である。 図９は、図７Ｂの小型化デバイスの拡張した光学的検出経路長の線ＩＸ−ＩＸ による横方向断面図である。 図１０は、第１及び第２の構成要素の半分部分を有する本発明の下で構成され た小型化カラムデバイスの平面図である。 図１１は、図１０のカラムデバイスの絵画図であり、単一デバイスを形成する ための要素半分の折曲げアライメントを示す図である。 図１２は、図１０のデバイスにおける要素半分のアライメントにより形成され た分離区画の縦方向断面図である。 図１３は、第１及び第２の要素半分上に光学式マイクロアライメント手段を有 する本発明のさらに別の好ましい実施例の平面図である。 図１４は、図１３のカラムデバイスの絵画表示であって、要素半分のマイクロ アライメントを示す図である。 図１５は、分離区画に関して互いに対向して配置された電気伝達経路の検出手 段を含む小型化カラムデバイスの頂上面の平面図である。 図１６は、図１５の電極装置の絵画的表示である。 図１７は、図１６示された電極装置の絵画的表示であって、その好ましい高さ の特徴構造を示す図である。 図１８は、分離区画の第１の側面上に実質的に互いに関して平行に配置された 電極装置を含む小型化カラムデバイスの頂上面の絵画的表示である。 図１９は、図１８の電極装置の絵画的表示である。 図２０は、図１９に示された電極装置の絵画的表示であって、その好ましい高 さの特徴構造を示す図である。 図２１は、複数の連続的に配置された環状電極コイルを含む小型化カラムデバ イスの頂上面の絵画的表示である。 図２２は、環状電極コイルを露出するためにカバー板が取り除かれている図２ １に類似の絵画的表示である。 図２３は、図２２の電極の好ましい形成法を明示する絵画的表示である。 図２４は、図２２の環状電極の絵画的表示であって、分離区画の回りのその共 軸的配置を示す図である。 図２５は、図２２からの環状電極の断面図である。 図２６は、検出手段内部に配置された関連導光手段を有する小型化カラムデバ イスの分解図である。 図２７は、図２６のデバイスの分離区画と連絡する自由選択の導光手段の絵画 的表示である。 図２８は、複数の関連した導光手段を有する小型化カラムデバイスの分解図で ある。 図２９は、図２８のデバイスの分離区画と連絡する複数の導光手段の絵画的表 示である。 図３０は、２つの直交検出経路によって形成された検出交点を有する小型化カ ラムデバイスの絵画的表示である。 図３１は、検出経路によって形成された検出交点とさらに別の互いに直交する 関係で配列された検出手段とを有する小型化カラムデバイスの絵画的表示である 。好ましい実施例の詳細な説明 本発明を詳細に説明するに先立ち、デバイス類及び諸方法は様々に変わってよ いという理由から、本発明は、説明されたデバイスの特定構成部品又は説明され た諸方法の各処理段階に限定されるものではないと理解すべきである。また、本 明細書に用いた専門用語は、特定の実施例を説明することだけを目的としたもの であって、制限しようとするものではないと理解すべきである。本明細書と前出 の請求の範囲に用いられているように、単数形として表現されているものでも、 その関係が別途明確に指図されない限り、複数の関係を含むものと留意すべきで ある。従って、例えば、単数形での“被検体”に対する引用は、複数の被検体か らなる混合物を含み、単数形での“検出手段”に対する引用は１つまたは２つ以 上の該検出手段を含む、等々である。 本明細書と前出の請求の範囲において、多くの用語に対して言及がなされ、そ れらは下記の意味をもつものと定義される。 用語“基板”は、ここでは、ＵＶ吸着性があり、レーザ切削ができる材料で、 石英（クォーツ）、融解シリカ又はガラス（ボロシリケート）のようなシリコン 又は二酸化ケイ素材料でない、任意の材料を指すのに用いる。従って、小型化カ ラムデバイスは、ここでは、適当な基板、例えば、レーザ切削可能な（ポリイミ ド及びその類を含む）ポリマー及び（酸化アルミニウム及びその類を含む）セラ ミックスを使って作る。さらに、小型化カラムデバイスは、ここでは、ラミネー トのような複合基板を使って作られる。“ラミネート”は、同一か又は異なった 材料の数段の異なった結合層から成る複合材料を指す。１つの特に好ましい複合 基板は、ＤｕＰｏｎｔ社（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から市販 されているＫａｐｔｏｎ（商標）のようなポリイミドの第１の層が、第２の層で あるＤｕＰｏｎｔ社（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から市販のＫ Ｊ（商標）として知られている熱接着方式のポリイミド薄層と共押出しされて形 成されたポリイミドのラミネートから成る。この熱可塑性接着層は、第１のポリ イミド層の一方又は両側に設けてよく、これによって所望の厚みをもつラミネー トを作り出すことができる。 本明細書で用いられているように、用語“検出手段”は、当分野で周知の分析 検出技術を使って分離区画内部の試料をそれによって人が検出することができる 任意の手段、構造又は構成を指す。従って、検出手段は、分離区画と連絡しかつ 外部検出装置又はデバイスを分離区画とインタフェースさせてその区画を通過す る被検体の検出を可能にする１つ以上のアパチャー、細長いアパチャー又は溝を 包含する。 分離区画を通過する液体試料の電気化学的性質の変化は、分離区画を通過する 試料と物理的に接触する検出手段を使って検出することができる。１つの実施例 では、アパチャー又は溝のような検出手段に電極を内蔵するか又はそれに突合せ 連結してよく、それによって電極を試料の流れに直接接触させることが可能とな る。分離区画に対して（外部導電回路で接続した）２つの異質の電極を互いに対 向させることによって、分離区画に電界を、試料流動方向を横断して、発生させ ることができ、よって、その区画を通過する被検体の電気化学的検出についての 準備手段が設定される。 分離区画を通過する液体試料の電気化学的性質の変化は、分離区画を通過する 試料と物理的に接触しない検出手段を使って検出することができる。従って、分 離区画を通過する試料の“電気的性質の変化”は、特定試料中の被検体の有無に 起因する該試料の導電率、誘電率、もしくはその両方の検出可能な変化を指す。 試料の“導電率”は、同試料中の電界に対する電流密度の比を指す。試料の“誘 電率”は、試料の誘電定数に真空の誘電率を乗じたものを指し、ここで真空の誘 電率（ε₀）は、クーロンの法則に現れる定数でセンチメートル−グラム−秒（ ｃｍ−ｇｒ−ｓｅｃ）の静電単位で１の値をもつ。 分離区画を通過する液体試料の電気的性質の変化は、ここでは、液体試料のイ ンピーダンスの検出により測定される。回路の“インピーダンス”又は“電気イ ンピーダンス”は、その回路が交流（“ＡＣ”）に対して呈する全抵抗（ｔｏｔ ａｌ ｏｐｐｏｓｉｔｉｏｎ）を指し、複素表示の電流に対する電圧の複素比に 等しい。従って、回路が交流に対して呈する全抵抗の大きさは、ＡＣ回路におけ る最大電圧の最大電流に対する比に等しい。“電気インピーダンス・メータ”は 、与えられた回路における与えられた周波数での電圧対電流の複素比を測定する 装置を指す。 電流を搬送及び／又は伝送できる複数の電気的“連絡経路”は、その連絡経路 が、組み合って、回路を形成するよう、分離区画に隣り合わせて配置することが できる。ここで用いられているように、連絡経路は、ＡＣを発信又は受信できる 任意の導電性材料を含む。特に好ましい導電性材料は銅である。従って、１つの 実施例では、アンテナ回路（例えば、１対の銅アンテナ）を形成する複数の連絡 経路が分離区画に隣り合わせて配置され、それによって、分離区画中を流れる液 体試料のインピーダンスの変化に応答する振動電圧をそこを通して流すことがで きる回路が形成される。“アンテナ”は、交流（ＡＣ）信号のような電波を放射 及び／又は受信できる装置を指す。“アンテナ回路（ａｎｔｅｎｎａ ｃｉｒｃ ｕｉｔ）”は、１つのアンテナを含む完全な電気回路を意味する。“アンテナコ イル（ａｎｔｅｎｎａ ｃｏｉｌ）”は、そこを通してアンテナ電流（例えば、 ＡＣ信号）が流れるコイルを指す。 さらに、分離区画に関して２つの検出手段を互いに対向させて配置することに より、“検出経路”が都合良く形成され、よって、当分野で周知の検出技術を使 って分離区画中を通過する被検体の検出が可能となる。 “光学的検出経路（ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｐａｔｈ）”は、 電磁放射線がそれによって外部ソースからそれを受ける装置まで進行できる経路 を形成する検出手段の構成又は配置を指し、ここで放射線は分離区画を横切りそ して分離区画中を流れる試料又は試料中の分離被検体によって影響を受けること になる。光学的検出経路は、一般に、本発明の下で、分離区画に関して１対の検 出手段を互いに直接対向させて配置することにより形成される。この構成におい て、分離区画中を通過する被検体は、分離区画の主軸に直交する（及び、従って 、電気泳動分離における電気浸透の流れ方向に直交する）放射線の伝達を介して 検出することができる。種々の外部光検出技術は、限定はされないが、ＵＶ／Ｖ ｉｓ（紫外／可視）、近赤外線、蛍光、屈折率（ＲＩ）及びラマン技術を含む光 学的検出経路を使って、分離区画と容易にインタフェースされてよい。 ここで用いられているように、用語“透明”は、異なった波長をもつ光を透過 できる物質の能力を指し、該能力は、特定物質において１メートルの距離を浸透 する放射線についてのパーセントとして評価してよい。従って、本発明に従い、 “透明シート”は、対象とする放射線又は粒子の一定の種類に対して透過性であ る物質のシートとして定義される。光学的検出構成に関連して本発明に特に採用 されている透明シートは、限定はされないが、石英（クォーツ）、サファイア、 ダイヤモンド及び融解シリカのような物質から作られる。 ここでの試料被検体のＵＶ−可視吸収検出の関連では、用語“経路長”、又は “光学経路長”は、ベールの法則（Ｂｅｅｒ’ｓ ｌａｗ）から誘導される光学 経路長“ｂ”を指し、これは、 Ａ＝ｌｏｇ（Ｉ_i／Ｉ_f）＝ε×ｂ×Ｃ で明確に示される。 ここでＡは吸光度、Ｉ_iは被検体が無いときに測定された光強度、Ｉ_fは被検体 中を透過した光強度、εは試料のモル吸光係数（ｌ／ｍ・ｃｍ）、Ｃは被検体の 濃度（ｍ／ｌ）、及びｂは光学経路長（ｃｍ）である。従って、試料被検体のＵ Ｖ〜可視吸収が光学検出経路を介して分離区画の主軸に垂直な経路に沿って光を 分離区画中に通すことにより測定される検出構成では、その測定の経路長（ｂ） は、実質的に、分離区画の寸法で定められる。 “検出交点”は、分離区画と連絡する複数の検出手段が分離区画の特定の位置 で収れんする構成を指す。この方法では、試料もしくは分離被検体に関して多数 の検出技法を検出交点で同時に実行できる。本発明に従い、検出交点は、複数の 検出経路が交差するか、又はアパチャーのような検出手段が検出経路と同じ点で 同時に分離区画と連絡するときに形成される。従って、試料、もしくは分離被検 体を、ＵＶ／Ｖｉｓと蛍光との技法、光学的なものと電気化学的技法、光学的な ものと電気的技法といった組合せ、又は類似の組合せを使って検出することで、 高感度検出情報をもたらすことができる。例えば、Ｂｅｃｋｅｒｓ等、（１９８ ８）Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ． ４５２：５９１〜６００；Ｂｒｏｗｎｌｅｅ に対する米国特許第４，９２７，２６５号参照。 ここで用いられているように、“導光手段”は、光を透過させるために用いる ことができる透明な物質の実質的に長くて細い線条を指す。本発明の実施上有用 な導光手段には、光ファイバ、一体化レンズ構成及びその類がある。特に好まし い実施例では、光ファイバを検出手段とインタフェースさせて当分野で周知の光 学的検出技法が使えるようにする。ここでは、用語“光ファイバ”、“光ファイ バ導波管”又は“光ファイバ装置”は、単一の光ファイバもしくは保護被覆材料 で随意に包装された光ファイバ束を指すのに用いる。適当な光ファイバの基板材 料の例には、ガラス、プラスチック、ガラス／ガラス複合及びガラス／プラスチ ック複合ファイバがある。光ファイバの臨界特性は光信号の減衰である。さらに 、化学的センサは、その化学的センサが液体試料の被検体と交差するような方法 で光ファイバ導波管に内蔵してよい。該光ファイバの化学的センサに関する構造 、性質、機能及び動作詳細は、Ｈｉｒｓｃｈｆｅｌｄに対する米国特許第４，５ ７７，１０９号、Ｋａｎｅに対する米国特許第４，７８５，８１４号、及びＢｌ ａｙｌｏｃｋに対する米国特許第４，８４２，７８３号に見い出すことができる 。 本発明の実施においてレーザ切削技術を用いれば、従来のシリコン又はガラス 基板を素地としたデバイスでは困難であったか又は不可能であった微小規模の構 成部品と構造体とのアライメントが高精度でできる。従って、ここで用いられる 用語“マイクロアライメント”は、相補的なマイクロチャネル群又はマイクロ区 画群相互の、入口及び／又は出口ポートとマイクロチャネル又は分離区画との、 検出手段とマイクロチャネル又は分離区画との、検出手段と他の検出手段との、 及びその類の高精度アライメントを含む、レーザ切削した特徴構造の精密かつ的 確なアライメントを指す。 用語“マイクロアライメント手段”は、ここでは、小型化カラムデバイスにお けるレーザ切削した特徴構造の精密なマイクロアライメントを保証する任意の手 段を指すものとする。マイクロアライメント手段は、レーザ切削法によるか又は 当分野で周知の成形部品類の別の組立法によって、カラムデバイスに形成してよ い。ここに採用し得る代表的マイクロアライメント手段には、構成部品にレーザ 切削した複数の共軸配置アパチャー及び／又はカラムデバイス基板における複数 の対応する特徴構造、例えば、突起とそれに組み合う凹部、溝とそれに組み合う エッジ部又はその類がある。さらに、構成部品の正確なマイクロアライメントは 、基板部分を他の部分の上に乗せ折り重ねて複合した微小規模の区画を形成し、 アパチャー又は分離区画を有する検出手段のような特徴構造群をアライニングし 、又はマイクロチャネルから微小規模の分離区画を形成できるよう、そこにレー ザ切削された少なくとも１つの折曲げ手段を有するフレキシブル基板に小型化カ ラムを作り込むことによって実行できる。前述の折曲げ手段は、個々の基板に間 隔を持たせて切削したミシン目、基板中に部分通路だけを延長できるよう間隔を 置いて切削した溝穴様の凹部又はアパチャーの列で作り付けてよい。ミシン目又 は凹部は、円形、ダイヤモンド形、六角形又は予定の直線に沿ってヒンジを形成 しやすい他の形状を持っていてよい。 用語“液相分析”は、液相中の小さな及び／又は巨大な分子のいずれか又は両 方の溶質について実行される任意の分析を指すのに用いる。従って、ここで用い る“液相分析”には、クロマトグラフィー的分離、電気泳動的分離、及び電気ク ロマトグラフィー的分離が含まれる。 この点に関して、“クロマトグラフィー”プロセスは、一般に、成分の優先分 離から成り、逆相、疎水的相互作用、イオン交換、分子ふるいクロマトグラフィ ー及び類似法を包含する。 “電気泳動的”分離は、実効電荷を有する粒子又は巨大分子の移動を指し、こ の場合、前記移動は電界によって影響を受ける。従って、電気泳動的分離は、（ ポリアクリルアミド、アガロース及びその組合せのような）ゲルを充填したカラ ムで実施される分離並びに溶体で実施される分離を含むものである。 “電気クロマトグラフィー的”分離は、電気泳動とクロマトグラフィーの両技 法の組合せを指す。模範的な電気クロマトグラフィー的分離は、起電力を利用す る充填カラム分離（Ｋｎｏｘ等、（１９８７）Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉａ ２４：２４３５；Ｋｎｏｘ等、（１９９１）Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉａ ３２：３１７）、及びミセル電気泳動分離（Ｔｅｒａｂｅ等、（１９８５）Ａ ｎａｌ．Ｃｈｅｍ．５７：８３４〜８４１）を包含する。 用語“推進力（ｍｏｔｉｖｅ ｆｏｒｃｅ）”は、液相分析においてカラムに 沿って試料の移動を誘発する任意の装置を指し、カラムの任意の部分のわたる電 位の印加、カラムの任意の部分のわたる差動圧力の付加又はその任意の組合せを 包含する。 用語“表面処理”は、分離中、試料と接触することになるマイクロチャネル表 面の作成又は改質を指すのに用い、それによって、デバイスの分離特性が変更さ れ、又は改善される。従って、ここで用いる“表面処理”には下記が含まれる： 物理的表面吸着；マイクロチャネル基板表面上の官能基（例えば、縮合重合体上 のアミン、ヒドロキシル又はカルボン酸基）への選択部分（ｍｏｉｅｔｉｅｓ） の共有結合；（メディアへの界面活性剤の付加によるような）チャネル表面の動 的失活、（ポリスチレン又はジビニルベンゼンのような）チャネル基板の表面に 対するポリマー移植及びマイクロチャネル基板に対するダイヤモンド又はサファ イアのような物質の薄膜堆積を含む表面コーティング法。 用語“レーザ切削”は、エキシマレーザのような高エネルギー光子レーザを使 って適当な基板に特徴構造を切削するマシーニングプロセスを指すのに用いる。 エキシマレーザは、例えば、Ｆ₂、ＡｒＦ、ＫｒＣｌ、ＫｒＦ、又はＸｅＣｌの タイプであってよい。 一般に、ＵＶ吸収性である基板はどれも特徴構造をそこにレーザ切削してよい 適当な基板となる。従って、選択された形状をもつマイクロストラクチャーは、 ポリマー又はセラミック材料のような適当な基板上にリソグラフィー用マスクを 撮像し、次いでそのリソグラフィー用マスクで保護されていない基板領域をレー ザ光でレーザ切削することにより形成できる。 レーザ切削では、短パルスの強力な紫外光が、材料の薄い表面層にその表面か ら約１μｍ未満の範囲内で吸収される。好ましいパルスエネルギーは平方センチ メートル当り約１００ミリジュールを上回るもので、パルス持続時間は約１マイ クロ秒より短い。これらの条件下で、強い紫外光が材料の化学結合を光解離す る。さらに、吸収された紫外線エネルギーは、それが解離した断片を素早く加熱 してそれらを材料の表面から追い出せるような材料の小容積に集中される。これ らの諸プロセスは急速に行われるので、熱が周囲の材料へ伝播する時間はない。 結果として、周囲の領域は溶解されないかそうでなければ損傷されず、切削され た特徴構造の周辺部は、約１ミクロンの尺度の精度で入射光線の形状を複製でき るのである。 ここでは、レーザ切削はエキシマレーザを使って説明したが、実質上同じ光波 長とエネルギー密度を有する他の紫外光源もレーザ処理を実行するのに用いてよ い、ということを理解すべきである。好ましくは、前述の紫外光源の波長は、切 削すべき基板での高吸収を可能にする１５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲に入る。さ らに、エネルギー密度は、周囲の残りの材料を実質上加熱しないで切削した材料 の速やかな追い出しを実施するには、約１マイクロ秒より短いパルス長で平方セ ンチメートル当り約１００ミリジュールを上回るものでなければならない。上述 のようなレーザ切削技術は当分野で説明されている。Ｚｎｏｔｉｎｓ，Ｔ．Ａ． 等、Ｌａｓｅｒ Ｆｏｃｕｓ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｏｐｔｉｃｓ，（１９８７）ｐ ｐ．５４〜７０；Ｓｃｈａｎｔｚ等に対する米国特許第５，２９１，２２６号及 び第５，３０５，０１５号。 用語“射出成形”は、一定量の溶解したプラスチック又はセラミック基体をダ イ（即ち型）中に射出することにより塑性又は非塑性のセラミック形状を成形す るプロセスを指すのに用いる。本発明の１つの実施例では、射出成形を用いて小 型化カラムデバイスが作られる。 より詳細には、適当なポリマー基板に原型のマイクロストラクチャーのパター ンを定めるのにエキシマレーザ切削を用いて、小型化カラムデバイスの型即ちダ イが作られる。そのようにして作られたマイクロストラクチャーは、次いで、極 めて薄い金属層でコーティングしかつキャリアを与えるためニッケルのような金 属で（電型法、ｇａｌｖａｎｏ ｆｏｒｍｉｎｇによるように）電気めっきして よい。金属キャリアが元のポリマーから切り離されると、ポリマーのネガ（凹） 構造を有する型挿入物（即ち治具）が得られる。切削されたマイクロストラクチ ャーパターンの多重複製を、当分野でよく知られている射出成形技術を使って適 当なポリマー又はセラミック基板に作り込んでよい。 用語“ＬＩＧＡプロセス”は、シンクロトロン放射リソグラフィー、電型法、 及び塑性成形法を使って高アスペクト比と高い構造精度を有するマイクロストラ クチャーを組み立てる処理法を指すのに用いる。ＬＩＧＡプロセスでは、放射線 に鋭敏な樹脂にシンクロトロン源を使ってリソグラフィーできるよう高エネルギ ー放射量を照射して、（チャネル、ポート、アパチャー及びマイクロアライメン ト手段のような）所望のマイクロストラクチャーを作り出し、それで一次の型板 を形成する。 次いで、その一次型板に電着技術で金属を充填する。このようにして形成した 金属の構造体は、一次型板にとって代わる二次の樹脂型板組立用の型挿入物から 成る。この方法で射出又は反応性射出成形技術を使って種々の基板に元のマイク ロストラクチャーの高精密レプリカ（複製品）を形成してよい。ＬＩＧＡ技術は 、Ｂｅｃｋｅｒ，Ｅ．Ｗ．，等によるＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＥｎｇｉｎｅ ｅｒｉｎｇ（１９８６）４：３５〜５６に記載されている。ＬＩＧＡ型板を使っ て射出成形してよいもので、かつ標記発明の実施に適する基板である多数のポリ マー基板の記述は、“ＣｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙＰｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓ ｔｒｙ”，Ａｌｌｃｏｃｋ，Ｈ．Ｒ． ａｎｄ Ｌａｍｐｅ，Ｆ．Ｗ．（Ｐｒｅ ｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ，Ｉｎｃ．） Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ（１９８１）に見い 出すことができる。 従って、本発明は、適当な基板にレーザ切削法を使って行う小型化カラムデバ イスの作成に関する。また、射出成形技術を使ってカラムデバイスが形成され、 この場合、原型のマイクロストラクチャーはエキシマレーザ切削プロセスで予め 形成されるか、又は原型のマイクロストラクチャーはＬＩＧＡプロセスで予め形 成される。 より詳細には、分離区画、注入装置、検出手段及びマイクロアライメント手段 のようなマイクロストラクチャーは、エキシマレーザ切削によって平坦基板に形 成してよい。周波数逓倍ヤグ（ＹＡＧ）レーザもエキシマレーザの代わりに用い てよい。そのような場合、本発明を実施するのに有用な複合マイクロストラクチ ャーのパターンは、ステップ・アンド・レピート処理におけるように、マスキン グ処理とレーザ切削手段とを組み合わせて適当なポリマー又はセラミック基板上 に形成してよく、この場合における前述の諸処理法は熟練した当業者には容易に 理解されるであろう。 本発明の実施において、好ましい基板は、ＤｕＰｏｎｔ社（Ｗｉｌｍｉｎｇｔ ｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から商標Ｋａｐｔｏｎ又はＵｐｉｌｅｘで市販されて いるもののようなポリイミド材料から成るが、選択された特定の基板は他の任意 の適当なポリマー又はセラミック基板から成ってよい。特にここで予想されるポ リマー材料は、次の部類から選択される材料を包含する：ポリイミド、ポリカー ボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリオレフィン、又はそ の混合物。さらに、選択されたポリマー材料はリールに巻いた長い線条の形で製 造してよく、また、ステップ・アンド・レピート処理を通して基板を正確かつ確 実に搬送するために、材料の側面に沿う自由選択のスプロケット穴を設けてよい 。 選択されたポリマー材料はレーザ処理室へ搬送され、１つ以上のマスクで限定 されたパターンがレーザ放射を使ってレーザ切削される。好ましい実施例におい ては、該マスクは、例えば、（入口及び出口ポートを含む）多重アパチャー（開 口部）、マイクロアライメント手段及び試料処理チャンバーを包含する、材料の 拡張領域のための、切削した特徴構造の全てを定める。 あるいは、アパチャーパターン、試料処理チャネルパターン、等のような諸パ ターンは、実質的にレーザビームより大きい共通マスク基板上に並べて配置して よい。次いで、そのようなパターンを順次ビーム中へ移動してよい。他の製造法 では、１つ以上のマスクを用いて基板を通してアパチャー群を形成してよく、そ して別のマスクとレーザエネルギー強度（及び／又はレーザ放射（ショット）数 ）を用いて基板の厚み部分を貫いて専ら形成される試料処理チャネルを定めてよ い。前述のマスクに用いられるマスキング材料は、好ましくは、レーザ波長で十 分反射するものであって、例えば、多層誘電材料又はアルミニウムのような金属 から成るものである。 本発明に採用されるレーザ切削システムは、一般的に、ビーム送り出し光学系 、アライメント用光学系、高精度かつ高速マスクシャットルシステム、及び材 料の操作及び位置決め機構を含む処理チャンバを包含する。好ましい実施例では 、レーザシステムは投影マスク配列構成を用いており、この構成では、マスクと 基板との間に挿入された精密レンズがエキシマレーザ光をマスクで限定されたパ ターン像として基板上へ投影するものである。 レーザ切削は、広範囲の形状寸法の小型化分離チャネル群及びアパチャー群を 形成するのに用いてよい、ということは通常の技能を持つ当業者には容易に理解 されるであろう。アンダーカッティング（下部切り落とし）を包含しない形状寸 法はどれも、基板全域でのレーザ光強度の変調のような切削技術を使い、対応す る深さを制御するため光束を表面全域でステップ状に切換えるか又は各位置に加 えられる誘導（ｆｌｕｅｎｃｅ）とパルス数をステップ状に切換えて設定してよ い。さらに、本発明に従って作成されたレーザ切削チャネル又はチャンバーは、 シリコンのマイクロマシーニングのようなエッチング技術を使って以前に可能で あったよりはるかに大きいチャネル深さ対チャネル幅の比をもって容易に製造さ れるものである。そのようなアスペクト比は難なく１を超え、１０に達すること さえあり得る。 本発明の好ましい実施例では、半円の断面を持つチャネルは、露光強度を制御 して又は各露光間でビームを再度方向決めする多重露光を実施してレーザ切削さ れる。従って、対応する半円形チャネルがそのように形成されたチャネルとアラ イメントして合体されると、高度に対称的な円形断面を持つ分離チャンバーが定 められ、これは分離装置中の流体の流れを増進するには望ましいものといえる。 本発明で予測されるレーザ切削工程の最終段階として、洗浄処理が実施され、 ここでは基板のレーザ切削部分が洗浄装置の下に置かれる。洗浄装置では、レー ザ切削で出る破片は、標準の工業上の慣用手段によって取り除かれる。 “自由選択の”又は“自由選択で”は、その次に記述される特徴もしくは構造 が小型化カラムデバイスに存在しても存在しなくてもよいこと又はその次に記述 される事象もしくは状況が起きても起きなくてもよいことを、及びその記述は前 記の特徴もしくは構造が存在する場合と、特徴もしくは構造が存在しない場合、 又は事象もしくは状況が起きる場合と起きない場合を包含すること、を意味する 。例えば、文節“カラムデバイスは、自由選択で、マイクロアライメント手段 を持つ”は、マイクロアライメント手段がデバイス上にあっても無くてもよいこ と及びその記述は当該装置がある場合と無い場合の両方の状況を包含することを 意味する。 液相分析装置の分野に携わる者には理解されるように、上述の方法は広範囲の 小型化装置を製造するのに用いてよい。そのような装置の１つが図１Ａに示され ており、ここでは、小型化カラムデバイスの特定の実施例は全体的に２で表され ている。一般に、小型化カラム２は、レーザ切削技術を使って選択した基板４に 形成する。基板４は、一般に、それぞれ６と８で表される第１及び第２の実質上 平坦な対向表面から成り、かつレーザ吸収性であるシリコン以外の材料から選択 されるもので、従って、レーザ切削可能である。 本発明の特定実施例では、小型化カラムデバイス２はチップ上に切削されたカ ラム構造から成り、それは、本発明の実施において、Ｖｅｓｐｅｌ（商標）のよ うな塑性ポリイミドの加工可能な形であってよい。融解石英の欠点に関する相当 の経験とその代替物への研究に基づいて、ポリイミドが液相分離システムの分離 部分として非常に望ましい基板材料であることが証明されている故、この特定の ポリイミド基板を用いることは好ましいことである。 この点に関して、ポリイミドは、従来の二酸化ケイ素を素地とした分離システ ムでは分析が特に困難であることが分かっているタンパク質に対して低吸着性を 示すことが立証されている。この困難な部類の溶質の分離についての好結果の実 例から、他の溶質の分離は問題とならないであろうことが特徴的に保証される。 さらに、ポリイミドは縮合重合体であるため、その表面に複数の基（ｇｒｏｕｐ ｓ）を化学的に結合させることが可能であり、これによって目的とする分析に依 存して様々な所望の表面特性を実現することができる。従来の二酸化ケイ素を素 地としたシステムとは異なり、ポリマー基板に対するこれらの結合で塩基性領域 （ｐＨ９〜１０）におけるｐＨの安定性が証明されるのである。 次に、図１Ａ、図２及び図３を参照して説明すると、基板４は、第１の平坦表 面６にレーザ切削されたマイクロチャネル１０を有する。マイクロチャネル１０ は全体的に拡大された形で表されているが、本発明のもとに形成されたマイクロ チャネル群は、多様な形状、例えば、直線状、ヘビ状、螺旋状、又は所望の任意 の湾曲経路状に切削してよい、ということは容易に分かるであろう。さらに、上 述のように、マイクロチャネル１０は、半円、矩形、菱形、及びその類を含む多 様なチャネル形状で形成してよく、かつそのチャネル群は広範囲のアスペクト比 で形成してよい。また、留意すべきは、その上にレーザ切削された複数のマイク ロチャネルを有するデバイスは、本発明の精神の範囲内に帰着するということで ある。 特に、図１Ａと図４を参照して、カバー板１２は、前記の第１の平坦表面６上 に配置され、レーザ切削されたマイクロチャネル１０と組み合わせて、細長の分 離区画１４を形成する。カバー板１２は、ポリイミドのような、任意の適当な基 板で作ってよく、基板の選択は、シリコン（ケイ素）又は二酸化ケイ素材料のよ うな望ましくない割れ目表面を避けることで制限されるだけである。 種々の実施例において、カバー板１２は、第１の平坦表面６上に固定できるよ うにアライメントして、加圧シーリング技術を用いて、（クリップ、引張ばね又 は関連締付け器具のような）部分品を合体する外部装置を使うことにより又はポ リマー、セラミックス及びその類を連結する分野でよく知られている接着剤を使 うことにより、液体の漏れない（液密）分離区画を形成してよい。 図１Ａ及び図２〜図４を参照して、カバー板１２がさらにそこに切削されたア パチャーを包含する本発明の特殊な実施例を示す。より詳細には、第１のアパチ ャーは、その第１の末端１６で、マイクロチャネル１０とカバー板１２との組合 せによって形成されている、分離区画１４と連絡して外部ソースから該分離区画 への流体の通過を可能にする入口ポート１８を形成する。第２のアパチャーはそ の第２の末端２０で分離区画１４と連絡して分離区画から外部の容器への流体の 通過を可能にする出口ポート２２を形成する。従って、小型化カラムデバイスは 、分離区画の第１の末端１６から延びてその第２の末端２０まで通過する流体経 路をもって形成され、それによって試料の液相分析が周知の諸技術を使って実行 できるのである。 やはり図１Ａ及び図２〜図４を参照して、基板４とカバー板１２の両方にレー ザ切削された試料導入装置から成る本発明の特殊な実施例を示す。内部切除され たバイパスチャネル２４は、チャネル２４が分離区画の第１の末端１６近くで露 出するようにして基板４に形成される。２つの別のアパチャー２６及び２８をカ バー板１２に作りかつそれをバイパスチャネル２４の第１及び第２の末端（それ ぞれ３０及び３２で表示）に連携するよう配置する。この方法で、外部容器に保 持されている試料をバイパスチャネル２４に導入して（チャネル２４の寸法で決 まる）既知容積を持つ試料プラグ（栓）を形成してよい。このように形成した試 料プラグは、次いで、入口ポート１８を介して分離区画１４の第１の末端１６に 、外部の機械的弁機構を前記入口ポートとレーザ切削アパチャー２６と２８とに 連絡させかつ溶液をバイパスチャネル２４を通して分離区画の中へ流すことによ り導入してよい。 バイパスチャネル２４及びアパチャー２６と２８により様々な試料導入技術が さらに実施できるようになる、ということは留意すべきである。特に、分離区画 に接続されないバイパスチャネルを設けることで、ユーザは、試料のキャリーオ ーバー（残余）又はカラム汚染を被らないでバイパスチャネルを通して試料を流 すことができる。本明細書を読めば通常技術をもつ当業者に明らかになるように 、前述の試料導入技術は、関連回転子を小型化カラムの外表面の固定子に突合せ 結合して実行してよく、この場合、回転子は外部の配管及び流体源を入口ポート １８及びアパチャー２６と２８とに選択的にインタフェースする。この方法で、 回転子は、試料をバイパスチャネル２４から外部配管に流し、次いで、その配管 からその液相分析を行うためその試料を入口ポート１８を介してカラム中へ導入 してよい。従って、ポリイミド基板に作り込まれた小型化カラムデバイスは、（ 液密シールを形成するため）引張力を使ってそのデバイスに押しつけられている 、セラミックの回転子をデバイス上の選択されたアパチャー位置の間で２つの材 料の摩擦特性によってさらに回転させる。他の適当な回転子は、限定しないが、 ガラス及び非導電性物質のような堅い材料で作ってよい。 従って、本発明の実施において、外部ハードウェアにより、カバー板１２の中 へ向けてレーザ切削された穴を経由して電解液、フラッシュ（流し）液又は試料 のような個々の外部液体の容器に小型化カラムデバイスを連絡させるのに必要な 機械的弁機構が与えられる。この特徴から、小型化平坦カラムデバイスに、加圧 注入、流体力学的注入又は界面動電注入を含む種々の注入法を適用することが可 能となる。図１Ａ、図２及び図３の特定実施例では、外部の弁機構と注入装置と はレーザ切削アパチャーへの突合せ結合によって分離装置と連絡してよい。しか し、当分野で知られている他の適当な接続法はどれも本発明に容易に適用するこ とができる。さらに、留意すべきは、他の多数の試料注入法及び流体をインタフ ェースする諸構想が実施されてよくかつそれらもやはり標記発明の精神の範囲内 に帰着するということである。 さらに、図１Ａ及び図２〜図４を参照して、分離区画１４の長手方向に沿って 推進力を加えるための各種装置を標記デバイスと結合させてよい。特に、当分野 で周知の諸技術を使って、推進装置を入口ポート１８と出口ポート２２とにイン タフェースさせて分離区画の長手方向全体に沿って圧力差又は電位を印加してよ い。 ここで、小型化カラムの構築にポリイミドのような基板を使用することにより 、標記カラムを通過する対象の分離被検体を検出するために屈折率（ＲＩ）検出 法を用いることが可能となる。この方法で、ポリイミドが“透明”になる（即ち 、ポリイミドを透過する）波長の（例えば、＞５００ｎｍの）放射線を放射する 関連レーザダイオードの装備は、カラムデバイスにそれ以上の付帯的な特徴構造 を何ら切除する必要のない検出法の設定を考慮したものである。 特に、図２〜図４を参照して、本発明の好ましい別の実施例では、１つ以上の 検出手段は基板４及び／又はカバー板１２中に切削してよい。好ましくは、該検 出手段は分離区画１４の第１の末端１６の事実上下流に露出して、液体試料から 分離された被検体の検出を可能にする。より詳細には、アパチャー３４は、分離 区画１４と連絡させるため基板４を通して切削してよい。対応するアパチャー３ ６も同様にカバー板１２に形成し、かつカバー板を基板に貼り付けるときにそれ がアパチャー３４と共軸にアライメントされて分離区画１４を形成するよう配置 してよい。この方法で、分離区画を通過する対象の分離被検体を電気化学的検出 技術によって検出するため、アパチャー３４及び３６を経由して電極（非表示） を小型化カラムデバイスに接続してよい。 次に図５を参照して説明すれば、小型化カラムデバイス２″から成る本発明の 関連態様が示されており、この場合、カラム部分とカバー板部分は、４４で表さ れた単一のフレキシブル基板に形成される。フレキシブル基板４４は、従って、 第１及び第２の部分、それぞれ４４Ａ及び４４Ｂを包含し、ここで、各部分は実 質的に平坦な内表面をもつ。第１及び第２の部分４４Ａ及び４４Ｂは、第１の部 分が容易に折り曲げられて第２の部分の上にくるように、少なくとも１つの折曲 げ手段によって隔てられている。特定の好ましい実施例では、折曲げ手段４６は 、基板に間隔を持たせて切除したミシン目、基板中に部分通路だけを延長できる よう間隔を置いて切除した溝穴様の凹部又はその類の列から成ってよい。ミシン 目又は凹部は、円形、ダイヤモンド形、六角形又は予定の直線に沿ってヒンジを 形成しやすい他の形状を持っていてよい。 従って、小型化カラムデバイス２″は、最初に第２の基板部分４４Ｂにマイク ロチャネル１０′をレーザ切削することにより形成される。次いで、第１の部分 ４４Ａがマイクロチャネル１０′を覆って上述の分離区画を形成するよう折曲げ 手段４６のところでフレキシブル基板４４を折り曲げることにより分離区画が設 定される。 この方法で、種々の構成部品の正確なアライメントは、折曲げ手段４６を設け ることによって容易に実行できる。より詳細には、該折曲げ手段４６によって、 第１及び第２の部分４４Ａ及び４４Ｂヒンジで折り曲げられて第１及び第２の部 分に切削されている構成部品を正確にアライメントすることが可能となる。１つ の特定実施例では、フレキシブル基板の第１の部分４４Ａにアパチャーを切削す ることで形成される検出手段４８が与えられる。検出手段４８は、部分４４Ａ及 び４４Ｂが互いの上に折り曲げられるときにマイクロチャネル１０′と連絡する よう配置される。関連実施例では、検出手段４８は、マイクロチャネル１０′と 連絡するよう第２の部分４４Ｂにレーザ切削されたアパチャーを包含する、他の 検出手段５０と対応するよう配置される。従って、部分４４Ａ及び４４Ｂが互い の上に折り曲げられるときに、通じている検出手段４８と５０とのアライメント によって共軸の検出経路が与えられる。この方法で、共軸にアライメントした検 出手段によって、分離区画を通過する分離された被検体は、分離区画の主軸に直 交する（及び、従って、電気泳動分離における電気浸透の流れ方向に直交する） 放射線の伝達を介して検出することができる。 本発明のさらに別の関連態様では、レーザ切削技術によるか又は当分野で周知 の成形部品の別の組立方法によって形成された、自由選択のマイクロアライメン ト手段は、それぞれ、図１Ａ及び図５の小型化カラムデバイス２及び／又は２″ に設けられる。より詳細には、複数のレーザ切削した対応アパチャー（非表示） を、基板４とカバー板１２とに、又は第１及び第２のフレキシブル基板４４Ａ及 び４４Ｂに設けることができる。標記アパチャーは、その共軸のアライメントに よって基板４とカバー板１２との、又は第１と第２のフレキシブル基板部分４４ Ａと４４Ｂとの精密なアライメントが可能となり、検出手段のような様々な特徴 構造を切削した細長い穴にアライメントできるよう配置される。前述の自由選択 のアライメントは、共軸アパチャーと協同する（ピンのような）手段を備えた外 部装置を使って実施して、諸構成部品と諸部分とを互いに正確な軸一致状態に維 持することができる。 次に、図１Ｂを参照して、全体を４２で表示した好ましい検出手段から成る本 発明の別の実施例（２′で表示）を示す。より詳細には、第１の透明シート３８ を設け、ここでカバー板１２が前記第１の透明シートと基板４との間に挟まれる 。第２の透明シート４０も設け、この場合は、第２のシートは基板４の第２の平 坦表面８の上に配置される。この方法で、分離区画の主軸に直交する（及び、従 って、電気泳動分離における電気浸透の流れ方向に直交する）放射線の伝達を介 して、マイクロチャネル１０とカバー板１２との組合せで形成された、分離区画 を通過する分離被検体の光学的検出が検出手段４２により可能となる。さらに、 本発明の実施において、透明シートは、石英（クォーツ）、ダイヤモンド、サフ ァイア、融解シリカ又はその中を光が通過できる他の任意の適当な基板のような 材料から成ってよい。 標記透明シートは、検出アパチャー３４と３６とを覆いかつシールできるだけ の表面積をもたせて作ってよく、又は前記シートはカラムデバイスの全表面積を 完全に覆うことができる寸法であってもよい。この点に関して、例えば、融解シ リカの実質的に共引出平面シートを用いて、特に薄い基板フィルム、例えば、薄 膜ポリイミド基板で形成されたカラムデバイスに対して構造的補強を施してよい 。 従って、上述の光学的検出手段４２では、本発明によって構成されるカラムを 小型化するため種々の外部光学検出手段を採用することが可能となる。さらに、 例えば、基板４とカバー板１２とが熱接着性のポリイミドの層を含むポリイミド 材料で形成されるときは、前述の接着剤を用いて形成された石英／Ｋａｐｔｏｎ （商標）結合は極めて弾力性があることが分かっているので、小型化カラムデバ ィス２′に対する透明シート３８と４０のシーリングが容易にできる。標記デバ イスに対する他の好ましい透明シート材、例えば、ダイヤモンド、サファイア又 は融解シリカのシーリングは、当分野で周知の接着技術を使って実行してよい。 電磁波長の範囲を越える放射で検出ができるということは、限定するものでは ないが、ＵＶ／Ｖｉｓ、蛍光、屈折率（ＲＩ）及びラマンを含む種々の分光光度 検出法を本発明による小型化カラムとインタフェースできることになる。 さらに、容易に理解できるように、基板とカバー板とに切削されたアパチャー から成る光学的検出手段を用いることによって、本発明により構成された小型化 カラムデバイスの有効検出経路長にわたって十分な制御が実行される。この点に 関して、検出経路長は、基板４とカバー板１２の複合厚に実質上等しく、２５０ μｍ未満の検出経路長は、ポリイミドのような薄膜基板の標記検出手段４２を使 って容易に検出することができる。 次に、図６を参照して、アパチャー３４と３６によって、分離区画１４の細長 い容積が検出手段４２との交差点で設定され、ここでその容積は基板４とカバー 板１２の複合厚に比例する。この方法で、分離区画１４を通過する試料プラグは 、検出領域における区画容積の増加によってそのプラグが影響されるとき、特に 、基板とカバー板の複合厚が約２５０μｍを越える場合は不都合にひずみ、それ によってデバイスの検出効率が多分低下するかも知れない。 従って、本発明において、２５０μｍを越える検出経路長が望まれる場合、基 板の２つの対向する表面上に特徴構造がレーザ切削された代替デバイスの実施例 が与えられる。より詳細には、図７Ａと図７Ｂにおいて、小型化カラムデバイス のさらに別の実施例が全体を５２で表示されている。その小型化カラムは、それ ぞれ５６及び５８で表示された第１及び第２の実質上平坦な対向表面を有する基 板５４から成る。基板５４は、第１の平坦表面５６にレーザ切削された第１のマ イクロチャネル６０と第２の平坦表面５８にレーザ切削された第２のマイクロチ ャネル６２を有し、そのマイクロチャネルは、上述のように、様々な寸法、形状 及びアスペクト比をもって与えられてよい。 図７Ａと図７Ｂの小型化カラムデバイスはさらに、それぞれ６４及び６６で表 示された第１及び第２のカバー板を含み、それらは、第１及び第２のマイクロチ ャネル６０及び６２と組み合わされて、基板５４が第１及び第２のカバー板の間 にサンドイッチされるときに第１及び第２の細長い分離区画を定める。 同じく図７Ａと図７Ｂを参照して、複数のアパチャーをデバイスにレーザ切削 して拡張された分離区画を設定し、さらに流体伝達装置を設けてよい。より詳細 には、第１及び第２の平坦表面５６と５８とに直交する軸を有する基板５４にレ ーザ切削されたアパチャーから成るコンジット手段７２は、第１のマイクロチャ ネル６０の末端７４を第２のマイクロチャネル６２の第１の末端７６に連絡させ て拡張分離区画を形成する。 さらに、第１のカバー板６４にレーザ切削されたアパチャー６８によって、第 １のマイクロチャネル６０との流体伝達が可能となり、第２のカバー板６２にレ ーザ切削された第２のアパチャー７０によって、第２のマイクロチャネル６２と の流体伝達が可能となる。容易に理解されるように、アパチャー６８が入口ポー トとして使われ、かつ第２のアパチャー７０が出口ポートとして使われるとき、 第１及び第２のマイクロチャネル６０及び６２の複合長に沿って拡張する流路を 有する小型化カラムデバイスが設定される。 図７Ａと図７Ｂに示す本発明の実施例において、上述した装置のような様々な 試料導入装置を採用することができる。液体処理能力を与えるために外部ハード ウェアも当該デバイスにインタフェースでき、また、分離区画の長手方向に沿っ て推進力を加えるための様々な装置も、例えば、上述のように推進装置を第１及 び／又は第２のアパチャー６８と７０にインタフェースして、同デバイスに結合 してよい。 加えて、種々の検出手段は標記実施例に容易に包含される。この点に関して、 第１のアパチャー７８を第１のカバー板６４にレーザ切削し、第２のアパチャー ８０を第２のカバー板６６に同様に形成して、結果的に、基板５４が第１及び第 ２のカバー板の間にサンドイッチされるときに第１及び第２のアパチャーアがコ ンジット手段７２と共軸で並ぶようにしてよい。従って、例えば、電極をアパチ ャー７８と８０とを介して小型化カラムに接続しかつ電気化学的技法を使うこと により、コンジット手段を通過する分離試料の被検体の検出が容易にできること になる。 しかし、レーザ切削したコンジット手段７２の主要な特徴は、検出点での分離 区画容積の増加に起因する不都合な試料プラグの歪みを経験しないで、１ｍｍ未 満、もしくはそれより大きい、拡張光学検出経路長を実現できるという能力であ る。図７Ａ、図７Ｂ及び図９を参照して、それぞれ８２及び８４で表示された第 １及び第２の透明シートは、第１のカバー板６４が第１の透明シートと第１の平 坦表面５６との間に挟まれ、かつ第２のカバー板６６が第２の透明シートと第２ の平坦表面５８との間に挟まれるように、設けることができる。透明シート８２ と８４は、石英（クォーツ）結晶、融解シリカ、ダイヤモンド、サファイア及び その類のような適当な材料から選択してよい。さらに、透明シートは、検出アパ チャー７８と８０とを覆いかつシールできるだけの表面積をもたせて作ってよく 、又はそれらのシートはカラムデバイスの全表面積を完全に覆うことができる寸 法であってもよい。上述のように、この特徴のため、特に薄い基板で形成された カラムデバイスに対して構造的補強を施すことが可能となる。 図９に最もよく示されているように、標記配置によって、小型化カラムデバイ スを通過する試料被検体の光学的検出がコンジット手段７２の主軸に対応する光 学検出経路長８６に沿って実行できることになる。容易に分かるように、光学検 出経路長８６は、基板５４の厚みによって実質的に決められ、かつ、従って、μ −メートルのカラム寸法と１ｍｍ未満又はそれより大きい光学経路長を有する小 型化カラムデバイスを調製する上で大幅の柔軟性を持たせることが、それ故、こ こにおいて可能となる。この方法において、関連した様々な光学検出手段は、本 発明によって構成された小型化カラムデバイスにインタフェースさせてよく、か つコンジット手段７２を通過する試料被検体の検出は、ＵＶ／Ｖｉｓ、蛍光、屈 折率（ＲＩ）、ラマン及び類似の分光光度検出法を使って実行してよい。 次に、図８Ａと図８Ｂを参照して、小型化カラムデバイス５２′から成る本発 明の関連実施例を示し、この場合、カラム部分と第１及び第２のカバー板が全体 的に８８で表示された単一のフレキシブルな基板で形成される。このように、フ レキシブルな基板８８は３つの別々の領域：それぞれ第１及び第２の実質的に平 坦な対向表面５６′及び５８′を有するカラム部分８８Ｂ；そのカラム部分を挟 む第１のカバー板部分８８Ａ；及び第２のカバー板部分８８Ｃから構成される。 第１及び第２のカバー板部分は、少なくとも１つの実質的に平坦な表面を持つ。 第１のカバー板部分８８Ａとカラム部分８８Ｂとは、少なくとも１つの折曲げ手 段９０で区切られており、その結果、第１のカバー板部分はカラム部分８８Ｂの 第１の実質的に平坦な表面５６′の上に容易に折り重ねることができる。同様に 、第２のカバー板部分８８Ｃとカラム部分８８Ｂとは、少なくとも１つの折曲げ 手段９２で区切られており、その結果、第２のカバー板部分はカラム部分８８Ｂ の第２の実質的に平坦な表面５８′の上に容易に折り重ねることができる。特に 好ましい実施例では、各折曲げ手段９０及び９２は、フレキシブル基板に間隔を 持たせて切削したミシン目、基板を通して部分通路だけを延長できるよう間隔を 置いて切削した溝穴様の凹部又はアパチャー、もしくはその類の列で構成されて よい。ミシン目又は凹部は、円形、ダイヤモンド形、六角形又は予定の直線に沿 ってヒンジを形成しやすい他の形状を持っていてよい。 従って、小型化カラムデバイス５２′は、カラム部分８８Ｂの第１の平坦表面 ５６′に第１のマイクロチャネル６０′をレーザ切削し、かつカラム部分の第２ の平坦表面５８′に第２のマイクロチャネル６２′をレーザ切削することによっ て作られる。各マイクロチャネルは、様々な寸法、形状及びアスペクト比をもっ て与えられてよい。その後、第１のカバー板部分８８Ａが第１のマイクロチャネ ル６０′を覆って細長い分離区画を形成するように第１の折曲げ手段９０の所で フレキシブル基板８８を折り曲げて第１の分離区画を形成する。その後、第２の カバー板部分８８Ｃが第２のマイクロチャネル６２′を覆って上述のように細長 い分離区画を形成するように第２の折曲げ手段９２の所でフレキシブル基板８８ を折り曲げて第２の分離区画を作る。第１及び第２の平坦表面５６′と５８′と に直交する軸を有するカラム部分８８Ｂにレーザ切削されたアパチャーから成る コンジット手段７２は、第１のマイクロチャネル６０′の末端を第２のマイクロ チャネル６２′の第１の末端に連絡させて単一の拡張分離区画を形成する。 さらに、第１のカバー板部分８８Ａにレーザ切削されたアパチャー６８′によ って第１のマイクロチャネル６０′との流体伝達が可能となり、第２のカバー板 部分８８Ｃにレーザ切削された第２のアパチャー７０′によって、第２のマイク ロチャネル６２′との流体伝達が可能となる。容易に理解されるように、第１と 第２のアパチャーがそれぞれ入口ポートと出口ポートとして使われるとき、第１ 及び第２のマイクロチャネルの複合長に沿って拡張する流路を有する小型化カラ ムデバイスが設定される。 図８Ａと図８Ｂのデバイスに自由選択で検出手段を包含させてよい。１つの特 定実施例では、第１のアパチャー７８′を第１のカバー板部分８８Ａにレーザ切 削し、かつ第２のアパチャー８０′を同様に第２のカバー板部分８８Ｃに形成し てよく、この場合、両アパチャーは、フレキシブル基板８８が上述のようにヒン ジで折り曲げられてアパチャー７８′と８０′とをコンジット手段７２′に正確 にアライメントするとき、互いに共軸的に連絡しかつコンジット手段７２′と連 絡するよう配置される。 本発明のさらに別の関連態様では、レーザ切削技術によるか又は当分野で周知 の成形部品の別の組立方法によって形成された、自由選択のマイクロアライメン ト手段は、小型化カラムデバイス５２′に設けられる。より詳細には、複数のレ ーザ切削した対応アパチャー（非表示）を、フレキシブル基板８８のカラム部分 ８８Ｂと第１及び第２のカバー板部分、それぞれ８８Ａ及び８８Ｃとに設けるこ とができる。標記アパチャーは、自由選択の検出手段のような種々の特徴構造を 切削したコンジットにアライメントするため、その共軸のアライメントによって カラム部分とカバー板部分の１つ、又は両方との正確なアライメントができるよ う配置される。前述の自由選択のアライメントは、共軸アパチャーと協同する（ ピンのような）手段を備えた外部装置を使って実施して、諸構成部品と諸部分と を互いに正確な軸一致状態に維持することができる。 従って、シリコン又は二酸化ケイ素材料以外の基板にレーザ切削され、かつマ イクロカラムデバイスを供給するに当って以前の試みに関連して生じたいくつか の主要な問題を避ける、新規の小型化カラムデバイスが説明されてきた。本発明 の実施においてレーザ切削技術を用いることにより、高度に対称的でかつ精密に 限定されたマイクロカラムデバイスを各種のポリマー及びセラミック基板で組み 立てて種々の小型化液相分析システムを実現することが可能となる。特に、（直 径２０〜２００μｍの範囲の）マイクロキャピラリー寸法と１ｍｍ未満又はそれ を上回るカラム検出経路長とを有する小型化カラムを与えてよい。この特徴は、 小型化を目指す従来の試み、例えば、毛管電気泳動においては、キャピラリー作 成後に装置に実質的加工を加えないで、達成はできなかった。さらに、ポリイミ ドのような不活性物質における小型化カラムのレーザ切削によって、シリコン又 は二酸化ケイ素素地の材料で形成された従来のデバイスが遭遇した諸問題が避け られる。そのような問題には、シリコン又は二酸化ケイ素素地の物質固有の化学 活性とｐＨの不安定性が含まれ、そのためそれらのデバイスで実施し得る分離法 の種類が制限されることになる。 本発明の実施において、個別ユニットを作成するために選択された基板にステ ップ・アンド・レピート処理を使って１組の所望の特徴構造をレーザ切削するこ とによって小型化カラムデバイスを形成してよい。この点に関して、ポリイミド 、ポリアミド、ポリエステル及びポリカーボネートを含む縮合ポリマー基板に標 記デバイスを本発明に従ってレーザ切削することができる。さらに、本発明は、 １組の所望の特徴構造を包含する型板を作成するのにレーザ切削プロセスかもし くはＬＩＧＡプロセスを使って実施してよく、これによって、小型化カラムの多 重コピーを当分野で周知の射出成形技術を使って大量生産してよい。より詳細に は、ここでは、限定するものではないが、次のような材料から成る基板の射出成 形によって新規の小型化カラムの多くのコピーを作ることができる：ポリカーボ ネート；ポリ（エチレン・テレフタラート）とポリ（ブチレン・テレフタラート ）を含むポリエステル；ポリアミド、（例えばナイロン）；ポリホルムアルデヒ ドとポリ（フェニレン・スルフィド）を含む、ポリエーテル；ポリイミド、例え ば、Ｋａｐｔｏｎ（商標）及びＵｐｉｌｅｘ（商標）；ＡＢＳポリマー、Ｋｅｌ −Ｆコポリマー、ポリ（メチル・メタクリレート）、ポリ（スチレン−ブタジエ ン）コポリマー、ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリ（エチレン−酢酸ビニ ル）コポリマー、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）を含む、ポリオ レフィン化合物及びポリスチレン。 上述の基板の表面におけるマイクロチャネルのレーザ切削法は、分離区画の形 成以前に様々な表面処理をマイクロチャネルに適用できるというさらに別の特徴 をもっている。即ち、本発明の方法を用いて作られたレーザ切削マイクロチャネ ルの開放型形状（ｏｐｅｎ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）により、従来のマイ クロキャピラリーにおけるような、密閉型構造では不可能であるところの、多数 の表面処理又は改質を実施することができる。より詳細には、縮合ポリマー基板 におけるレーザ切削は、カルボキシル基、ヒドロキシル基及びアミン基のような 官能基を特色とする表面を持つマイクロチャネルを与え、そのため、当分野で周 知の技術を使って標記マイクロチャネル表面に選択した種を化学的に結合するこ とが可能となる。本デバイスの開放型形状によって可能となる他の表面処理には 、表面吸着、高分子移植及びマスキングと堆積技術並びに液体分離の分野で周知 の動的失活技術を用いるマイクロチャネル表面へのダイヤモンド又はサファイア のような材料の薄膜堆積がある。 レーザ切削プロセス全般に対し厳密なコンピュータ化制御を加えることができ るため、極めて精密なマイクロチャネルの形成が可能となり、それがまた、２つ の実質的に平坦な構成部品に特徴構造が切削された小型化カラムの形成を可能に し、そのときに、それらの部品をアライメントして対称性と軸一致性が向上され た複合分離区画を定めることができる。従って、本発明のさらに別の実施例では 、折り曲げられ又は互いにアライメントされるときに単一の小型化カラムデバイ スを定める２つの要素半分を作製するのにレーザ切削法を用いて小型化カラムデ バイスが与えられる。 次に図１０を参照して、試料の液相分析用小型化カラム全体を１０２で表示す る。小型化カラム１０２は、それぞれ、１０６及び１０８で示された第１及び第 ２の要素半分を有する支持体１０４を設けることによって作られる。支持体は、 レーザ切削が可能でかつ切削後折り曲げられるようにフレキシブルであって、実 質的に平坦なポリイミドフィルムのような基板から構成されてよい。しかし、選 択された特殊な基板も本発明において限定されるものではない。 第１及び第２の要素半分１０６及び１０８は共に、それぞれ１１０及び１１２ で表示された実質的に平坦な内表面を有し、そこに小型化カラムの特徴構造をレ ーザ切削してよい。より詳細には、第１のマイクロチャネルのパターン１１４を 第１の平坦内表面１１０にレーザ切削し、第２のマイクロチャネルパターン１１ ６を第２の平坦内表面１１２にレーザ切削する。第１及び第２のマイクロチャネ ルパターンは、相互の鏡像を与えるよう支持体１０４に切削する。 次に、図１１と図１２を参照して、第１及び第２のマイクロチャネルパターン １１４と１１６で定められる細長い穴から成る分離区画１１８は、第１及び第２ の要素半分１０６と１０８を互いに接合点に面して（折り曲げることによるよう な）アライニングをして形成してよい。本発明の実施において、第１及び第２の 要素半分は互いに固定できるように軸を合わせて保持して、引張り力を掛けるこ とによるか、又は液相分離装置の分野で周知の接着剤の使用によるような加圧密 封技術を用いて液密分離区画を形成してよい。１つの特定の実施例では、半円型 の断面を有する第１及び第２のマイクロチャネルパターン１１４と１１６が形成 され、そのため、構成半分のアライメントで高度に対称的な円形断面を有する分 離区画を定めてそこを通る流体の流れを増すことが可能になる。しかし、上で議 論したように、様々なマイクロチャネルの形状も本発明の精神の範囲内である。 本発明のさらに好ましい実施例では、ＫＪ（商標）と呼ばれＤｕＰｏｎｔ社（ Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から市販されている熱塑性の種類の ポリイミドの薄層と共押出しされたＫａｐｔｏｎ（商標）フィルムから成るポリ マー積層基板から支持体１０４を作る。この方法で、第１及び第２の要素半分１ ０６と１０８は、一緒に熱シールしてよく、結果として、バルク（塊状）のＫａ ｐｔｏｎ（商標）と同じ化学的性質及び、従って、同じ機械的、電気的かつ化学 的安定性を備えた液密溶接になる。 次に図１０〜図１２を参照して、小型化カラムデバイス１０２は、さらに、関 連外部流体収容装置（非表示）を分離区画１１８に連絡させるための装置を包含 して、液相分離装置を実現する。より詳細には、複数のアパチャーを支持体１０ ４にレーザ切削してよく、その場合、前記アパチャーは支持体の少なくとも１つ の外表面から伸びかつ少なくとも１つのマイクロチャネルと連絡して、その中に 流体を通過させることができる。より詳細には、入口ポート１２０は、第１ の要素半分１０６にレーザ切削されてよく、そして前記の第１のマイクロチャネ ル１１４の第１の末端１２２に連絡する。同様に、出口ポート１２４は、第１の 要素半分にレーザ切削されてよく、そして前記の第１のマイクロチャネル１１４ の第２の末端１２６に連絡する。 この方法で、液相分離装置は、マイクロチャネル１１４の第１の末端１２２か ら伸びてその第２の末端１２６に至る流路をもたせて形成してよく、この構成で 、入口ポート１２０を通して関連したソース（非表示）から流体を伝達し、その 流体をマイクロチャネル１１４と１１６との軸を合わせて作製した分離区画１１ ８中を通過させ、そしてその流体を出口ポート１２４を介して分離区画から外へ 出すことにより行われる。従って、当分野で周知の技術を使って広範囲の液相分 析処理を標記小型化カラムデバイスで実行してよい。さらに、分離区画１１８の 長手方向に沿って推進力、例えば、圧力差又は電位を加えるための種々の装置を 、入口及び出口ポート経由でカラムデバイスに容易にインタフェースさせるか、 又は支持体１０４に切削してよい別のアパチャーを経由して分離区画にインタフ ェースさせてよい。 特定の好ましい実施例では、入口ポート１２０は、種々の外部流体及び／又は 試料導入装置が小型化カラムデバイス１０２とインタフェースで容易に接続でき るように設けてよい。上述のように、前述の試料導入装置は、外部圧注入、流体 力学的注入又は界面動電的注入メカニズムを包含する。 次に、図１０と図１１を参照して、小型化カラムデバイス１０２は、さらに、 支持体１０４にレーザ切削された検出手段を包含する。より詳細には、第１のア パチャー１２８は、第１の要素半分１０６に切削され、その第２の末端１２６に 近い点で第１のマイクロチャネル１１４に連絡する。第２のアパチャー１３０も 第２の要素半分１０８に同様に形成されて第２のマイクロチャネル１１６に通ず る。この方法で、様々な関連検出手段は、次いで、分離区画１１８にインタフェ ースさせて、例えば、第１及び第２のアパチャー１２８及び１３０を介して小型 化カラムに電極を接続して、その中を通過する対象としている分離被検体を検出 してよい。 本発明のさらに別の好ましい実施例では、光学的検出手段が小型化カラムデバ イス１０２に設けられる。この点に関して、第１及び第２のアパチャー１２８及 び１３０は、要素半分の軸を合わせて分離区画１１８を形成するときにアパチャ ーが互いに共軸でアライメントされるように、支持体１０４に切削してよく、こ の場合、該アパチャーは支持体の面に直交する軸を有する。通常技術をもつ当業 者に容易に理解されるように、支持体１０４の外面上に配置されかつ第１及び第 ２のアパチャー１２８及び１３０を覆う、透明シート（非表示）を設けることに より、分離区画１１８を通過する試料は、透明シートを通して分光光度検出手段 を試料とインタフェースさせて当分野で周知の技術を使って分析することができ る。光学検出経路長は、第１及び第２の要素半分１０６及び１０８の複合厚によ って実質的に決められてよい。この方法で、２５０μｍ未満の光学検出経路長は 、１２５μｍのポリマーフィルムに小型化カラムデバイスを切削することにより 容易に与えられる。 それに応じて、本発明により、構成部品上にマイクロストラクチャーをレーザ 切削しかつその部品をアライメントして優れた対称性を有するカラムを作ること によって形成された小型化カラムデバイスの好ましいいくつかの実施例が説明さ れた。上述のように、開放型形状で標記マイクロチャネルを作成することにより 、分離区画を形成する構成要素のアライメント以前に様々な表面処理及び改質を チャネルの内表面に施すことができる。この方法で、このようにして作成された 複合分離区画において、クロマトグラフィー、電気泳動及び電気クロマトグラフ ィー的分離を含む広範囲の液相分析技法を実施してよい。 本発明のさらに別の実施例では、部品支持体の半分の精密なアライメント用の 光学装置が提供され、これによって、本発明によって作成された複合分離区画の 精密な設定が可能となる。より詳細には、相補的なマイクロチャネルの相互の間 の、検出アパチャーとマイクロチャネルとの間の、入口及び出口ポートとマイク ロチャネルとの間の、検出アパチャーと別の検出アパチャーとの間の、及びその 類の精密アライメントのような、レーザ切削した構成部品の高精度のアライメン トを可能にするマイクロアライメント手段が提供される。 次ぎに、図１３と図１４を参照して、本発明に従って構成された小型化カラム デバイスは、全体的に１５０で表示されており、この場合、該デバイスはフレキ シブル基板１５２に形成される。そのカラムデバイスは、それぞれ、１５４及び １５６で表された第１及び第２の支持体半分から成り、各々は、それぞれ、１５ ８及び１６０で表された実質的に平坦な内表面をもつ。その内表面は、全体を１ ６２で表示された、レーザ切削したマイクロストラクチャーを包含し、そこでは 前記マイクロストラクチャーは、上述と同様の方法で、互いに鏡像を与えるよう に配置される。 より詳細には、構成部品の精密なアライメントは、第１の本体半分１５４を第 ２の本体半分１５６の上に重ねて折り曲げられるように、全体を１８０で表示さ れた、少なくとも１つの折曲げ手段を有するフレキシブル基板１５２に小型化カ ラムデバイスを形成することにより実現してよい。折曲げ手段１８０は、基板１ ５２に間隔を持たせて切削したミシン目、基板を通して部分通路だけを延長でき るよう間隔を置いて切削した溝穴様の凹部又はアパチャー、もしくはその類の列 で構成されてよい。ミシン目又は凹部は、円形、ダイヤモンド形、六角形又は予 定の直線に沿ってヒンジを形成しやすい他の形状を持っていてよい。 それに応じて、本発明の実施において、折曲げ手段１８０によって、第１及び 第２の支持体半分１５４及び１５６を互いにヒンジで折り曲げて第１及び第２の 平坦内表面１５８及び１６０上に切削されたマイクロストラクチャーにより定め られる種々の複合特徴構造を正確にアラインすることが可能となる。 関連実施例においては、光学式マイクロアライメント手段が第１及び第２の平 坦内表面１５８及び１６０上に与えられる。同装置は、レーザ切削技術によるか 又は当分野で周知の成形部品の別の組立方法によって形成される。より詳細には 、複数のレーザ切削したアパチャー（非表示）を、第１及び第２の支持体半分１ ５４及び１５６に設けてよく、ここでアパチャーは、その共軸アライメントによ って支持体半分の精密なアライメントができ、それによって切削された細長い穴 のような複合特徴構造が定められるよう配置する。該アライメントは、共軸アパ チャーと協同する（ピンのような）手段を備えた外部装置を使って実施して、本 体半分を互いに正確な軸一致状態に維持することができる。 図１３と図１４を参照して、本発明のさらに別の特定実施例では、マイクロア ライメント手段は、当分野で周知の組立技術、例えば、成形又はその類を使って 第１及び第２の支持体半分１５４及び１５６に作り込んでよい。この方法におい て、１６４、１６６及び１６８で表された、複数の突起を前記第１の支持体半分 １５４に形成してよい。１７０、１７２及び１７４で表された、複数の凹部を前 記第２の支持体半分１５６に形成してよい。 この特定実施例では、容易に分かるように、マイクロアライメント手段は、互 いに対応する構造を形成するよう形造られ、それによって、前記の支持体半分が 接合点で互いに向き合ってアラインされるとき、突起１６４が凹部１７０と噛み 合い、突起１６６が凹部１７２と噛み合い、そして突起１６８が凹部１７４と噛 み合う。この方法において、支持体半分１５４及び１５６の明確かつ正確なアラ イメントが可能となり、それによって、前記のレーザ切削したマイクロストラク チャー１６２によって限定された複合特徴構造を精密に定めることができる。 本明細書を読めば通常技術をもつ当業者には容易に分かるように、対応するマ イクロアライメントの様々な特徴構造は、本発明の精神から逸脱しないで標記小 型化カラムデバイスに形成することができる。これらの付帯特徴構造は、穴及び ／又は前記の構成部品における溝及びエッジのような対応構造体の任意の組合せ を包含し、そこで前記の特徴構造が協同して構成体部品の正確なアライメントを 可能にするものである。 本発明のさらに別の態様において、本発明の小型化カラムデバイスの実施例の 何れかの分離区画中を通過する液体試料の電気特性の変化を検出できる電気的検 出手段が与えられる。図１５を参照して、本発明に従って構成された小型化カラ ムデバイスは、全体を２０２で表示する。該デバイスは、２０６で表示された、 少なくとも１つの実質的に平坦な表面を有する適当な基板２０４で形成される。 マイクロチャネル２０８は、上述のようにレーザ切削技術を使ってその基板に形 成される。従って、マイクロチャネル２０８上に配置されたカバー板２１０は分 離区画を形成する。カバー板は、ポリイミドのような任意の適当な基板から作っ てよく、この場合、その選択は、シリコン又は二酸化ケイ素材料のような望まし くない分離表面を回避するという制限を受けるだけである。 次に、図１５〜図１７を参照して、第１及び第２の電気的連絡経路、それぞれ ２１２及び２１４を包含する複数の検出手段は、マイクロチャネル２０８に関し て互いに対向して配置される。より詳細には、連絡経路２１２の第１の末端２１ ６は、マイクロチャネル２０８の第１の側面に並べてかつ直接隣り合わせて配置 される。連絡経路２１４の第１の末端２１８は、マイクロチャネルの第２の側面 に並べてかつ直接隣り合わせて配置され、その結果、末端２１６と２１８とはマ イクロチャネルで遮られた検出経路を形成する。連絡経路の末端２１６と２１８ とはマイクロチャネルには直接接触していない。より詳細には、末端（２１６と ２１８）とマイクロチャネル２０８との間には少なくとも基板２０４の数μｍが 存在する。この方法では、連絡経路と分離区画中を通過する試料とは直接接触し ない。この配置は、気泡発生の原因となる連絡経路と試料及び関連電解質とのガ ルバニック接触を避け、かつ連絡経路が安定に維持されて正確な再現性のある測 定を実現できることを保証するものである。 やはり、図１５〜図１７を参照して、標記検出手段と適当な関連信号源、例え ば、ＡＣ信号源（非表示）との接続は、それぞれ、連絡経路２１２及び２１４の 第２の末端に配置されている、露出接点２２０及び２２２を通して実施される。 この方法で、連絡経路２１２及び２１４は、分離区画を取り囲む電界を発生させ ることができるアンテナ回路を設定するのに用いられ、それで、区画中を通過し ている流動液体試料のコンダクタンス又は誘電率の変化に起因する位相シフトに よってインピーダンス計又は他の任意の適当な誘電率検出計にリニアな検出可能 信号が与えられる。より詳細には、連絡経路２１２及び２１４は、電界を発生さ せる電極アンテナとして用いてよく、このではそのアンテナは共振回路の一部を 形成する。標記共振回路の振動周波数の強度は分離区画の内容物の導電率に比例 する。従って、アンテナによって伝送される振動信号の周波数を変えて一定の位 相ラグ（遅延）を生じさせることができる。位相ラグは、電界中を流動している 分離区画の内容物の導電率、誘電率、又はその両方の変化に応答して変動し、そ れがまたフィードバックされてアンテナにおける周波数を変えて位相ラグのシフ トを補償し、それによって検出可能信号がもたらされるのである。 １つの特定実施例では、連絡経路２１２及び２１４は、当分野で周知のスパッ タリング堆積技術を使って基板２０４上に形成される。関連実施例では、その連 絡経路は、銅−高分子積層基板に形成してよく、その場合、経路群は当分野で周 知のエッチング、アブレーション（切削又は融除）又はマイクロマシーニング技 術を使って形成する。１つの好ましい特定実施例では、連絡経路２１２及び２１ ４はレーザ切削技術を使って形成でき、それによって経路の形状は、基板にレー ザ切削されて、その後で適当な導電性材料を充填できる凹部を形成する。経路の 形状で形成されるアンテナ回路の電界強度は、そこに印加される電圧と、アンテ ナ間の距離で制御される。特に図１７を参照して、前述の技術によって、レーザ 切削可能な任意の形状の導電性経路を形成でき、かつさらに、マイクロチャネル ２０８の高さｈ₂と同一の広がりを有する高さｈ₁をもつ経路形成も容易にできる 。この点に関して、発生された電気信号の強度は、対向する連絡経路２１６と２ １８の高さと長さを変更することによって制御できる。 電気的検出手段の多くの別の形状も上述のデバイスに設けてよい。図１８〜図 ２０を参照して、小型化カラムデバイスから成る、本発明のさらに別の実施例は 、全体を２５２で表示されており、マイクロチャネル２５６上にカバー板２５４ が配置されて分離区画を形成するものである。第１及び第２の電気的連絡経路２ ５８及び２６０を包含する複数の検出手段は、それぞれマイクロチャネル２５６ の第１の側面に沿って長手方向に互いに間隔を置いた状態で配置される。 特に、図１９及び図２０を参照して、連絡経路２５８及び２６０は、それぞれ 第１の末端２６２及び２６４を有し、マイクロチャネル２５６に直に隣り合わせ て配置されるが、末端２６２及び２６４は、上述のようにそのマイクロチャネル とは直接接触しない。連絡経路２５８及び２６０の第２の末端に配置された露出 接点２６６及び２６８は、それぞれ関連の信号発生器への接続に利用できる。こ の方法で、連絡経路２１２及び２１４がここで用いられて、分離区画を取り囲む 電界を発生させることができるアンテナ回路を設定し、それで、上述のように、 区画中を通過している流動液体試料のコンダクタンス又は誘電率の変化で起こる 位相シフトによって検出可能信号が与えられるのである。特に、図２０を参照し て、連絡経路２５８及び２６０は、経路末端２６２及び２６４の高さｈ₃がマイ クロチャネル２０８の高さｈ₄と同一の広がりを持って高い信号強度を与えられ るように、レーザ切削技術を使って形成できる。 さらに別の関連実施例では、分離区画の周りに共軸関係で配置された複数の連 続配置コイルから成る電気的検出構成が与えられる。１実施例では、複数の連続 配置された環状コイルは、電気的コイル検出構成に類似するものとして与えられ る。図２１と図２２を参照して説明すれば、適当な基板２８８の実質的に平坦な 第１の表面にレーザ切削されたマイクロチャネル２８４を有する小型化カラムデ バイス２８２が描かれている。マイクロチャネル２８４は、カバー板２９０との 組合せで、上述のように分離区画２９２を形成する。特に、図２２と図２４とを 参照して、第１の２９４及び第２の２９６の連絡経路から成る複数の検出手段は 、それぞれ第１及び第２の環状コイル部分２９８及び３００をもっており、それ らの部分は、分離区画２９２の回りに共軸関係でかつ区画に沿って長手方向に互 いに間隔を置いた状態で配置される。連絡経路２９４及び２９６の最末端に配置 された露出接点、それぞれ３０２及び３０４によって標記検出手段と適当な信号 源との接続が可能となる。 この方法で、当分野で周知の諸技術を使って電気的検出を実施することができ る。より詳細には、第１の環状コイル部分、例えば、２９８の芯線に磁場を発生 させることができる。その磁場によって与えられた誘導電界の一部分は、分離区 画に沿って第２の環状コイル部分３００の方へ移動する。第２のコイル３００は 、その電界を検出・測定することができる。従って、区画中を通過している流動 液体試料のコンダクタンス又は誘電率の変化で生ずる位相シフトによって、上述 のように、検出可能な信号が与えられる。 連絡経路２９４及び２９６は、ここでは、スパッタリング又は他の堆積法、レ ーザ切削法、エッチング又はマイクロマシーニング技術を含む任意の適当な方法 を使って形成できる。１つの特定実施例では、連絡経路２９４の環状コイル構成 は複合構造体として形成してよい。図２１、図２３及び図２５を参照して、３１ ０で表示された、環状コイル構成の第１の部分は、基板２８８の第２の平坦表面 ３１６上に形成された導電性線条によって与えられる。従って、第１の部分３１ ０はマイクロチャネル２８４の下に配置されることになる。第２及び第３の部分 、３１２及び３１４は、レーザ切削法で作られ、この場合、後で適当な導電性材 料を充填される凹部は基板２８８に切削されて第１の導電性部分３１０に通ずる 。従って、部分３１２及び３１４は、マイクロチャネル２８４のそれぞれ第 １及び第２の側面上に互いに対向するように配置される。 この方法で、チャネル内部と直接に接触しないでそのマイクロチャネルを取り 巻く実質的にＵ字型の形状が与えられる。複合環状コイル構成は、同様の構造を カバー板２９０に形成することで成就され、この構造は、上述のように、分離区 画を形成するためにカバー板２９０がマイクロチャネル２８４上に配置されると きに部分３１２及び３１４を接触させることができるように露出している相補的 なＵ字型の導電性部分３１８から構成されるものである。 本発明のさらに別の態様では、多くの別の検出構成が与えられ、この場合、当 該デバイスに高感度の検出能力を付加するために一体化した導光手段が採用され る。この点に関して、本発明の小型化カラムデバイスの各実施例は、１つ以上の 自由選択の導光手段を採用するための手段を包含してよい。 より詳細には、図１Ａを参照して、カバー板１２に形成された単一のアパチャ ーから成り、かつ分離区画１４と連絡する検出手段は、光ファイバ、複合レンズ 構成、又はその類のような、導光手段（非表示）を容易に受け入れるであろう。 １つの特定実施例では、導光手段は、実質的にアパチャー３６と同一の寸法を持 つように選択される光ファイバから成ってよく、これによって、分離区画に連絡 する光ファイバとアパチャーとのインタフェースは、液体を通さないシールが与 えられる。光ファイバは、蛍光励起波長を分離区画１４に伝送し、かつそこから の蛍光放射信号を受信できるよう配置される。この方法で、蛍光検出技法は、当 分野で周知の諸方法を用いて実施することができる。 やはり図１Ａを参照して、基板４にて形成された第２のアパチャー３４に同軸 でアラインされるアパチャー３６から成る、別の検出手段の構成では、光学的検 出経路が与えられる。このように形成された光学的検出経路によって、分離区画 の主軸に直交する放射線の伝送を介して分離区画１４を通過する分離された被検 体の検出ができる。従って、複数の自由選択の導光手段、例えば、光ファイバ及 び／又は複合レンズ装置は、アパチャー３４及び３６に容易にインタフェースさ れて、上述のように、分離区画１４に通ずる。１つの特定実施例では、第１の該 光ファイバは、試料照射用に、そして第２のそれは光回収用に用いて、分離区画 を通過する分離された被検体の近赤外又は紫外／可視線の光学的検出を可能にす る。 さらに別の関連実施例では、分離区画と連絡する単一のアパチャーか、分離区 画と連絡しかつ光学的検出経路を形成する複数の共軸に合わされたアパチャーか を含む本発明のカラムデバイスの各実施例は、今説明したように、１つ以上の自 由選択の導光手段を収容することができる。 次に、図２６を参照して、全体を３５２で表示した小型化カラムデバイスから 成る、本発明のさらに別の関連実施例を示す。そのデバイスは、第１のマイクロ チャネル３５８がそこにレーザ切削された実質的に平坦な表面をもつ、第１の基 板部分３５４から形成される。同カラムデバイスは、さらに第２のマイクロチャ ネル３６４がそこにレーザ切削された実質的に平坦な表面をもつ、第２の基板部 分３６０から形成される。第２のマイクロチャネル３６４は、第１及び第２の実 質的に平坦な表面３５６及び３６２が互いに突合せ対向して配置されて上述のよ うな分離区画を形成するときに第１のマイクロチャネル３５８の鏡像を与えるよ うに配置される。 デバイス３５２は、さらに、レーザ切削された溝組から形成された検出手段を を包含する。より詳細には、第１の溝３６６は第１の平坦表面３５６にレーザ切 削されて第１のマイクロチャネル３５８に連絡する。第２のマイクロチャネル３ ６４と連絡する、第２の相補的なレーザ切削溝３６８は、第１の溝３６６の鏡像 を与えるよう第２の平坦表面に配置される。この方法において、分離区画と連絡 する検出経路が与えられる。その検出経路は、第１及び第２の実質的に平坦な表 面３５６及び３６２が互いに突合せ対向して配置されるときに相補的な溝組から 形成される区画を包含する。 次に、図２６と図２７とを参照して、検出経路は関連した導光手段を容易に受 け入れるよう形成される。従って、光ファイバ、複合レンズ構成、又は類似装置 から成る導光手段３７０は、分離区画に通ずるよう検出経路の範囲内に置かれる 。１つの特定実施例では、導光手段３７０は、相補的溝組３６６と３６８で形成 された区画と同一の寸法を実質的にもつように選択される光ファイバから成り、 それによって、区画内部への光ファイバの挿入で液体を通さないシールが実現さ れる。従って、導光手段３７０は、上述のように、蛍光励起波長を分離区画 １４に伝送し、かつそこからの蛍光放射信号を受信できるよう配置される。 次に、図２８を参照して説明すれば、全体を３８２で表示された小型化カラム デバイスから成る、本発明の関連実施例を示す。該デバイスは、実質的に平坦な 表面３８６を有する選択された基板３８４で形成される。マイクロチャネル３８ ８は、それぞれ３９０及び３９２で表された、第１及び第２のレーザ切削溝と通 じている平坦表面３８６にレーザ切削される。第１及び第２の溝は、マイクロチ ャネル３８８に関して互いに向かい合って配置され、それによって、前述のよう に分離区画を形成するためにカバー板３９４が平坦表面３８６上に配置されると きに検出経路が形成される。 次に、図２８と図２９を参照して、このように形成された光学的検出経路によ って分離区画の主軸に直交する放射線の伝送を介して分離区画を通過する分離さ れた被検体の検出ができる。従って、それぞれ３９４及び３９６で表されかつ光 ファイバ、複合レンズ装置又はその類から成る第１及び第２の導光手段は、前述 のように分離区画と連絡するように溝３９０及び３９２内部に容易に配置するこ とができる。１つの実施例では、第１の光ファイバ３９４は試料照射用に、そし て第２のファイバ３９６は光回収用に用いて、分離区画を通過する分離された被 検体の近赤外又は紫外／可視線の光学的検出を可能にする。 本発明のさらに別の態様では、分離区画のある特定の位置に集中する複数の検 出手段を有する、本発明により形成された小型化カラムデバイスが与えられる。 図３０を参照して、当該デバイスは全体を４０２で表される。同カラムデバイス は、適当な基板４０８の実質的に平坦な表面４０６に形成されたレーザ切削マイ クロチャネル４０４を包含する。マイクロチャネル４０４は、カバー板４１０と の組合せで、細長い分離区画４１２を与える。全体を４１４で表された第１の検 出経路は、カバー板４１０にレーザ切削されかつ分離区画４１２と連絡する、ア パチャー４１６と、基板４０８に切削されて分離区画４１２と連絡するアパチャ ー４１８との同軸のアライメントによって形成される。 全体を４２０で表示された、第２の検出経路は、それぞれ４２２及び４２４で 表された第１及び第２のレーザ切削溝のよって与えられる。その溝は、平坦表面 ４０６に形成されて、その第１及び第２の対向側面のところで分離区画４１２と 連絡する。この方法で、第１及び第２の溝４２２及び４２４は、分離区画４１２ に関して互いに向き合って配置され、かつ前述のように、分離区画を形成するた めにカバー板４１０が平坦表面４０６の上方に配置されるときに第２の検出経路 を形成する。 第１及び第２の検出経路、４１４及び４２０は、分離区画内部で交差する互い に直角をなす２つの光軸を与え、この場合、これらの軸も分離区画４１２の主軸 に直交する。従って、分離区画内の検出経路の交点では様々な同時検出技法を実 施することができる。 １つの実施例では、第１の透明シート（非表示）をアパチャー４１６上に配置 し、かつ、第２の透明シート（非表示）を同様にアパチャー４１８上に配置でき 、ここで前記の透明シートは、第１の検出経路との組合せで、光学的検出経路を 形成する。別の実施例では、第１及び第２の導光手段（非表示）は、第１及び第 ２のアパチャー４１６及び４１８にインタフェースされて分離区画４１２に連絡 する。上述のように、該導光手段は、試料照射及び光回収のできる光ファイバか ら構成されてよく、分離区画を通過する分離された被検体の近赤外又は紫外／可 視線の光学的検出が可能となる。 上述のデバイスにおいて、第２の検出経路４２０は、同時的光学的検出を実現 する自由選択の導光手段、同時的電気化学的検出を実行できる電極対、又は同時 的電気的検出を実施できる連絡経路、を容易に収容でき、これらの検出構成の各 々は、すでに説明されている。 図３１において、全体を４５２で表示した小型化カラムデバイスから成る、さ らに別の関連実施例を示す。同デバイスは、適当な基板４５８とカバー板４６０ の平坦表面にレーザ切削されたマイクロチャネル４５６から形成された分離区画 ４５４を包含する。検出経路４６２から成る第１の検出手段は、カバー板４６０ におけるアパチャー４６４と基板４５８におけるアパチャー４６６との同軸アラ イメントによって形成され、ここで前記の各アパチャーは、上述のように、分離 区画４５４と連絡する。さらに別の検出手段は、基板４５８にレーザ切削された 溝４６８から形成されるもので、該溝は検出経路４６２が分離区画と連絡して検 出交点を与える事実上同じ点のところで分離区画と通ずる。 従って、第１及び第２の透明シートが、アパチャー４６４及び４６６の上方に 配するか、又は導光手段が前記アパチャーにインタフェースされて、前述のよう に、検出経路４６２から光学的検出経路を形成してよい。そのような配置によっ て、分離区画４５４を通過する分離被検体の検出に当たって近赤外又はＵＶ／Ｖ ｉｓのような検出法を用いることが可能となる。 さらに別の検出手段は、関連した導光手段を容易に受け入れられるよう形成さ れる。従って、光ファイバ、複合レンズ構成、又は類似装置から成る導光手段（ 非表示）をレーザ切削した溝内に配置して分離区画と連絡させてよい。１つの特 定実施例において、導光手段は、蛍光励起波長を分離区画中へ伝送し、かつ上述 のように、そこからの蛍光放射信号を受信できるよう配置される光ファイバから 成る。導光手段はまた、励起がアパチャー４６６を通して実行される検出におい て、光放射（例えば、蛍光）を受信することだけを目的として構成してもよい。 本発明は、その好ましい特定実施例に関連して説明されてきたが、本明細書に 含まれる説明並びに次の実施例は、説明を目的としたものであって、その請求の 範囲によって定められるところの、本発明の範囲を限定するものではない、と理 解すべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ (72)発明者 ウィット・クラウス・イー ドイツ国ケルターン75210 クエレンスト ラーセ 16 (72)発明者 ベク・フリッツ ドイツ国ワルドブロン76337 ダイミエス トラーセ １ (72)発明者 ミッテルシュタット・ロウリー・エス アメリカ合衆国カリフォルニア州94002 ベルモント，ライアル・ウェイ 2355

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１及び第２の実質的に平坦な対向表面を有する基板であって、前記基板が シリコン又は二酸化ケイ素以外の材料から成り、かつ第１の平坦表面にレーザ切 削されたマイクロチャネルを有する基板と； 第１の平坦表面の上方に配置され、細長い分離区画を定めるマイクロチャネル との組み合わされるカバー板と； 分離区画を通して外部ソースからの流体の通過を可能にする、分離区画と連絡 する少なくとも１つの入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートと； を含んで成る小型化カラムデバイス。 ２．さらに、該基板にレーザ切削した第１の検出手段を包含し、かつ前記第１の 検出手段が分離区画と連絡して該分離区画を通過する試料の検出を可能にする請 求項１記載の小型化カラム。 ３．該基板が高分子材料、セラミック材料、及びその組合せから成る群から選択 される請求項２記載の小型化カラム。 ４．さらに、カバー板にレーザ切削された第２の検出手段を包含し、前記第２の 検出手段は分離区画と連絡しておりかつ第１の検出手段と対向して配置される請 求項３記載の小型化カラム。 ５．第１及び第２の検出手段が基板の平坦表面に直交する軸を有するアパチャー を包含し、前記アパチャーは組合されて検出経路を形成する請求項４記載の小型 化カラム。 ６．さらに、第１及び第２の透明シートを包含し、かつ基板が前記第１の透明シ ートと第１の平坦表面との間に挿入され、前記第２の透明シートが第２の平坦表 面上方に置かれており、前記の両透明シートが第１及び第２の検出手段との組合 せで光学的検出経路を形成することを特徴とする請求項５記載の小型化カラム。 ７．基板の第１の平坦表面にレーザ切削され、かつ分離区画と検出経路とに連絡 するさらに別の検出手段を包含する請求項５記載の小型化カラム。 ８．さらに、それぞれ、第１及び第２の検出手段にインタフェースされ、かつ分 離区画に連絡している第１及び第２の導光手段を包含する請求項５記載の小型化 カラム。 ９．別の検出手段が、基板の第１の平坦表面にレーザ切削された溝を包含するこ とを特徴とする請求項７記載の小型化カラム。 １０．さらに、別の検出手段内部に配置され、かつ分離区画と検出経路とに連絡 する第３の導光手段を包含する請求項９記載の小型化カラム。 １１．検出手段がさらに基板の第１の平坦表面にレーザ切削された第１及び第２ の溝を包含し、前記第１及び第２の溝は分離区画に関して互いに対向して配置さ れて第２の検出経路を形成することを特徴とする請求項７記載の小型化カラム。 １２．さらに、それぞれ、第１及び第２の検出手段にインタフェースされ、かつ 分離区画に連絡している第１及び第２の導光手段と、それぞれ、第１及び第２の 溝内部に配置されて、分離区画及び検出経路に連絡している第３及び第４の導光 手段とを包含する請求項１１記載の小型化カラム。 １３．さらに、第１及び第２の平坦表面にそれぞれレーザ切削された第１及び第 ２のマイクロチャネルと； 第１及び第２の平坦表面上方にそれぞれ配置され、第１及び第２の細長い分離 区画を定める、第１及び第２のマイクロチャネルと組み合わされる第１及び第２ のカバー板と； 第１の分離区画と連絡する少なくとも１つの入口ポート、及び第２の分離区画 と連絡する少なくとも１つの出口ポートと； 第１及び第２の分離区画を互いに連絡させて単一の連続的分離区画を形成する コンジット手段であって、前記コンジット手段は平坦表面に直交する軸を有する 基板にレーザ切削されたアパチャーを含むことを特徴とするコンジット手段と； を含んで成る請求項３記載の小型化カラム。 １４．さらに、第１及び第２のカバー板にそれぞれレーザ切削され、かつコンジ ット手段と同軸的に連絡して配置されたアパチャーを含む第１及び第２の検出手 段を包含する請求項１３記載の小型化カラム。 １５．さらに、第１及び第２の透明シートを包含し、かつ第１のカバー板が前記 第１の透明シートと第１の平坦表面との間に挿入され、前記第２のカバー板が前 記第２の透明シートと第２の平坦表面との間に挿入されることを特徴とする請求 項１４記載の小型化カラム。 １６．コンジット手段が、透明シートとの組合せで、基板の幅に実質的に等しい 経路長を有する光学的検出経路を形成する請求項１５記載の小型化カラム。 １７．さらに、それぞれ、第１及び第２の検出手段にインタフェースされかつコ ンジット手段に連絡している第１及び第２の導光手段を包含する請求項１４記載 の小型化カラム。 １８．基板の第１の平坦表面にレーザ切削された溝によって形成され、かつコン ジット手段と連絡しているさらに別の検出手段を包含する請求項１４、１６又は １７の何れかに記載の小型化カラム。 １９．さらに、別の検出手段内に配置されかつコンジット手段と連絡している導 光手段を包含する請求項１４記載の小型化カラム。 ２０．小型化カラムデバイスにおいて、 シリコン又は二酸化ケイ素以外の材料から構成された基板から形成される支持体 であって、実質的に平坦な内表面をそれぞれ有する第１及び第２の構成要素半分 を有する支持体と； 第１の支持体の半分の内表面にレーザ切削された第１のマイクロチャネルと、 第２の支持体の半分の内表面にレーザ切削された第２のマイクロチャネルとであ って、前記の各支持体が相手の鏡像を与えるよう配置された各マイクロチャネル と； 両支持体半分の両内表面を互いに突合せ対向させてアライニングすることによ り形成され、マイクロチャネル群によって定められる細長い穴から成る分離区画 と； 分離区画を通して外部ソースからの流体の通過を可能にする、分離区画と連絡 する少なくとも１つの入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートと； を含んで成る小型化デバイス。 ２１．さらに、支持体にレーザ切削されかつ分離区画と連絡していて、それによ り分離区画を通過する試料の検出を可能にする検出手段を包含する請求項２０記 載の小型化カラム。 ２２．基板が高分子材料、セラミック材料、及びその組合せから成る群から選択 される請求項２１記載の小型化カラム。 ２３．支持体がさらに、該支持体に折曲げ部を作るための折曲げ手段を包含し、 それによって基板が折り曲げられて第１及び第２の構成要素半分を互いに正確に 軸一致状態にすることができる請求項２２記載の小型化カラム。 ２４．第１及び第２の支持体半分がさらに、該支持体半分にレーザ切削された複 数の穴から成るマイクロアライメント手段を包含し、かつ該穴群は、第１及び第 ２の支持体半分における対応する穴の同軸アライメントによって該支持体半分の 正確なアライメントができるよう配置されて正確に細長い孔を定めることを特徴 とする請求項２３記載の小型化カラム。 ２５．第１及び第２の支持体半分がさらに、該支持体半分に作られた対応する構 造体から成るマイクロアライメント手段を包含し、前記構造体が第１の支持体半 分の上に配置された複数の凹部と第２の支持体半分に配置された複数の突起から 成り、対応する構造体のアライメントによって両支持体半分の正確なアライメン トが可能となって正確に細長い孔を定めることができるよう前記突起が凹部とか み合うよう形造られることを特徴とする請求項２３記載の小型化カラム。 ２６．さらに、第１及び第２の構成要素半分を通してそれぞれレーザ切削されて いて、分離区画と連絡しかつ支持体の面に直交する軸を有する第１及び第２のア パチャーを包含し、かつ該アパチャーは、両支持体半分の内表面が互いに突合せ 対向状態でアライメントされるときに同軸検出経路を形成するよう配置される請 求項２２記載の小型化カラム。 ２７．さらに、支持体外面の上部に配置されかつ第１及び第２のアパチャーを覆 っている第１及び第２の透明シートを包含し、これにより、分光光度の諸検出手 段を前記透明シートを介して試料にインタフェースさせることによって分離区画 を通過している試料を分析できることを特徴とする請求項２６記載の小型化カラ ム。 ２８．さらに、それぞれ、第１及び第２のアパチャーにインタフェースされかつ 分離区画に連絡している第１及び第２の導光手段を包含する請求項２６記載の小 型化カラム。 ２９．支持体の内表面にレーザ切削され、かつ分離区画に連絡している別の検出 手段を包含する請求項２６、２７又は２８の何れかに記載の小型化カラム。 ３０．その別の検出手段が、第１の支持体半分の内表面にレーザ切削された溝を 含む請求項２９記載の小型化カラム。 ３１．さらに、その別の検出手段内部に配置されかつ分離区画に連絡している導 光手段を包含する請求項３０記載の小型化カラム。 ３２．その別の検出手段が、第１及び第２の支持体半分の内表面にレーザ切削さ れた一組の相補的溝を包含し、前記溝は分離区画と連絡しかつ各溝が相手の鏡像 を与えるよう配置され、これにより、前記溝は、両支持体半分の内表面が互いに 突合せ対向状態でアライメントされるときにさらに別の検出経路を形成すること を特徴とする請求項２９記載の小型化カラム。 ３３．その別の検出手段が、第１及び第２の支持体半分の内表面にレーザ切削さ れた相補的溝の第１及び第２の組を包含し、前記溝は分離区画と連絡しかつ各そ れぞれ相補的な一組の溝が他の溝の鏡像を与えるよう配置され、これにより、前 記溝の組は、両支持体半分の内表面が互いに突合せ対向状態でアライメントされ るときにさらに別の検出経路を形成することを特徴とする請求項２９記載の小型 化カラム。 ３４．相補的溝の第１及び第２の組が、さらに互いに対向して配置されて連続的 検出経路を形成する請求項３３記載の小型化カラム。 ３５．それぞれ、第１及び第２のアパチャーにインタフェースされかつ分離区画 に連絡している第１及び第２の導光手段と、別の検出手段内に配置されかつ分離 区画に連絡している第３の導光手段をさらに包含する請求項３２記載の小型化カ ラム。 ３６．それぞれ、第１及び第２のアパチャーにインタフェースされかつ分離区画 に連絡している第１及び第２の導光手段と、別の検出手段内に配置されかつ分離 区画に連絡している第３及び第４の導光手段をさらに包含する請求項３４記載の 小型化カラム。 ３７．レーザ切削されたマイクロチャネルは、分離区画が形成される以前に表面 処理にかけられ、かつ該表面処理が、レーザ切削されたマイクロチャネルの内表 面に対する選択種の化学結合もしくは吸着、又はその上への選択された材料の薄 膜堆積から成ることを特徴とする請求項１記載の小型化カラム。 ３８．レーザ切削されたマイクロチャネル群は、分離区画群が形成される以前に 表面処理にかけられ、かつ該表面処理が、レーザ切削されたマイクロチャネル群 の内表面に対する選択種の化学結合もしくは吸着又はその上への選択された材料 の薄膜堆積から成ることを特徴とする請求項１３記載の小型化カラム。 ３９．レーザ切削されたマイクロチャネル群は、分離区画が形成される以前に表 面処理にかけられ、かつ該表面処理が、レーザ切削されたマイクロチャネル群の 内表面に対する選択種の化学結合もしくは吸着又はその上への選択された材料の 薄膜堆積から成ることを特徴とする請求項２０記載の小型化カラム。 ４０．第１及び第２の実質的に平坦な対向表面を有し、第１の平坦表面にレーザ 切削されたマイクロチャネルを有する支持体と； 第１の平坦表面の上方に配置され、細長い分離区画を定めるマイクロチャネル との組み合わされるカバー板と； 分離区画を通して外部源からの流体の通過を可能にする、分離区画と連絡する 少なくとも１つの入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートと； 分離区画に隣接して配置され、分離区画を通過する試料の電気特性の変化の検 出を可能にする複数の連絡経路と； を含んで成る小型化カラムデバイス。 ４１．第１及び第２の連絡経路を含んで成り、かつ第１の連絡経路が分離区画の 第１の側面に隣接して配置され、第２の連絡経路が分離区画の第２の側面に隣接 して配置されかつ第１の連絡経路に対向して位置決めされることを特徴とする請 求項４０記載の小型化カラムデバイス。 ４２．複数の連絡経路が、分離区画の第１の側面に沿う長手方向に互いに間隔を 置いた関係で配置された少なくとも第１及び第２の連絡経路から成る請求項４０ 記載の小型化カラムデバイス。 ４３．複数の連絡経路が、分離区画の周りに同軸関係で配置された第１のコイル と、分離区画の周りに同軸関係でかつ第１のコイルと間隔を置いた関係で配置さ れた第２のコイルとを包含する請求項４０記載の小型化カラムデバイス。 ４４．第１の連絡経路が分離区画の第１の側面に隣接して配置され、第２の連絡 経路が分離区画の第２の側面に隣接して配置されかつ第１の連絡経路に対向して 位置決めされる、第１及び第２の連絡経路をさらに包含する請求項５、１４又は ２６の何れかに記載の小型化カラム。 ４５．分離区画の第１の側面に沿う長手方向に互いに間隔を置いた関係で配置さ れた第１及び第２の連絡経路をさらに包含する請求項５、１４又は２６の何れか に記載の小型化カラム。 ４６．分離区画の周りに同軸関係で配置された第１のコイルと、分離区画の周り に同軸関係でかつ第１のコイルと間隔を置いた関係で配置された第２のコイルと をさらに包含する請求項５、１４又は２６の何れかに記載の小型化カラムデバイ ス。 ４７．第１及び第２の連絡経路が光学的検出経路に隣接して配置される請求項４ ４記載の小型化カラム。 ４８．第１及び第２の連絡経路がコンジット手段に隣接して配置される請求項４ ５記載の小型化カラム。 ４９．第１及び第２のコイルが第１の検出手段に隣接して配置される請求項４６ 記載の小型化カラム。 ５０．（ａ）第１及び第２の構成要素半分を有しかつ実質的に平坦な内表面を有 する支持体を設け； （ｂ）（ｉ）第１の支持体半分の内表面に第１のマイクロチャネルをレーザ切削 し；（ｉｉ）第２の支持体半分の内表面に第２のマイクロチャネルをレーザ切削 し、かつ第２のマイクロチャネルを第１のマイクロチャネルの鏡像を与えるよう 配置して、その後で互いに突合せ対向する状態で支持体の両半分の内表面をアラ イメントすることにより細長い孔が定められるようにして、支持体に区画を形成 し； （ｃ）支持体の少なくとも１つの外表面から伸びて少なくとも１つのマイクロチ ャネルと連絡し、これにより、その中を通る液体の通過を可能にする複数のアパ チャーをレーザ切削することにより、該区画と外部の関連した流体収容装置との 間で流体の連絡を可能にする複数のポートを支持体に作り込み； （ｄ）第１及び第２の構成要素半分を通した別のアパチャー群をレーザ切削する ことにより支持体に検出手段を形成して、アパチャー群が該区画と連絡するよう にし； （ｅ）互いに突合せ対向状態で支持体の両半分をアライニングして、小型化カラ ムデバイスを与えるようマイクロチャネル群、ポート群及び検出手段をアライニ ングする； 各ステップを含んで成る小型化カラムデバイスを形成する方法。 ５１．ヒンジを定めるため支持体に一列の間隔を置いたミシン目をレーザ切削し て、これにより、支持体を前記ヒンジの回りで折り曲げ互いの軸を正確に一致さ せて第１及び第２の構成要素半分を設定できるように、支持体に折曲げ手段を設 けるステップをさらに包含する請求項５０記載の方法。 ５２．支持体に穴群をレーザ切削することにより、前記穴群は同軸アライメント によって支持体半分の正確なアライメントが可能となって細長い孔を正確に定め ることができるよう配置されることで第１及び第２の支持体にマイクロアライメ ント手段を形成するステップをさらに包含する請求項５１記載の方法。 ５３．支持体半分に対応する構造体を形成して、該構造体が第１の支持体半分の 上に配置された複数の凹部と第２の支持体半分に配置された複数の突起から成り 、対応する構造体のアライメントによって両支持体半分の正確なアライメントが 可能となって正確に細長い孔を定めることができるよう、前記突起が凹部とかみ 合うように支持体半分にマイクロアライメント手段を設けるステップをさらに包 含する請求項５１記載の方法。 ５４．マイクロチャネル群が支持体半分の表面にレーザ切削された後及び分離区 画が形成される以前に、第１及び第２のマイクロチャネル群を、レーザ切削した マイクロチャネル群の内表面に対する選択した種の化学結合もしくは吸着又はそ の上への選択された材料の薄膜堆積から成る表面処理にかけるステップをさらに 包含する請求項５０記載の方法。 ５５．熱接着性ポリイミドの第２の薄層と共押出しされたポリイミドの第１の層 から作られたラミネートから成る支持体を設け； 熱積層を用いて第１及び第２の支持体半分を熱シールして、実質的に支持体と同 一の物理的、化学的特性を有する接合が形成されるようにする； ステップをさらに包含する請求項５０記載の方法。 ５６．（ａ）実質的に平坦な内表面を有する親支持体を用意し； （ｂ）（ｉ）マスター支持体の内表面にマイクロチャネルを形成し；そして（ｉ ｉ）マスター支持体にマイクロチャネルと流体連絡する複数のアパチャーを形成 することにより、小型化カラムデバイスのマスターコピーを形成し； （ｃ）（ｉ）マスターコピーの内表面を第１の金属の層でコーティングし；（ｉ ｉ）第２の金属の層をその上に堆積して内表面に形成されたマイクロチャネルと アパチャー群に充填し；そして（ｉｉｉ）型挿入物が提供されるようマスター支 持体から型挿入物を分離することにより、型挿入物を作り； （ｄ）適当な高分子又はセラミック基板で型挿入物からマスターコピーの多重複 製を射出成形する； 各ステップを含んで成る小型化カラムデバイスの多重複製を作る方法。 ５７．小型化カラムデバイスのマスターコピーがレーザ切削法を使って作られる 請求項５６記載の方法。 ５８．小型化カラムデバイスのマスターコピーがＬＩＧＡプロセスを使って作ら れる請求項５６記載の方法。 ５９．（ａ）実質的に平坦な内表面をもった第１及び第２の半分部分を有するマ スター支持体を用意し； （ｂ）（ｉ）マスター支持体の第１の半分の内表面に第１のマイクロチャネルを 形成し；（ｉｉ）マスター支持体の第２の半分の内表面に第２のマイクロチャネ ルを形成し、ここで第２のマイクロチャネルが第１のマイクロチャネルの鏡像を 与えるよう配置し；そして（ｉｉｉ）マイクロチャネルと流体連絡する複数のア パチャーを形成することにより、小型化カラムデバイスのマスターコピーを形成 し； （ｃ）（ｉ）マスターコピーの内表面を第１の金属の層でコーティングし；（ｉ ｉ）第２の金属の層をその上に堆積して内表面に形成されたマイクロチャネルと アパチャー群に充填し；そして（ｉｉｉ）型挿入物が提供されるようマスター支 持体から型挿入物を分離することによって、型挿入物を作り； （ｄ）適当な高分子又はセラミック基板で型挿入物からマスターコピーの多重複 製を射出成形する； 各ステップを含んで成る小型化カラムデバイスの多重複製を作る方法。 ６０．小型化カラムデバイスのマスターコピーがレーザ切削法を使って作られる 請求項５９記載の方法。 ６１．小型化カラムデバイスのマスターコピーがＬＩＧＡプロセスを使って作ら れる請求項５９記載の方法。