JPWO2006035800A1 - 薄膜ヒータおよび分析用具 - Google Patents

Abstract

本発明は、 薄膜発熱抵抗体と、この薄膜発熱抵抗体に電圧を印加するために薄膜発熱抵抗体に導通接続された第１および第２薄膜電極（２２，２４）と、を備えた薄膜ヒータ（２）に関する。この薄膜ヒータ（２）では、薄膜発熱抵抗体は、少なくとも一部が透光性を有するものとされる。好ましくは、第１薄膜電極（２２）、薄膜発熱抵抗体、および第２薄膜電極（２４）は、この順序で膜厚方向に積層されている。本発明ではさらに、薄膜ヒータ（２）を備えた分析用具（Ｘ）が提供される。

Description

本発明は、薄膜ヒータ、および試料の分析の際に分析装置に装着して使用する分析用具に関する。

試料の分析を行う方法としては、たとえば試料と試薬を反応させたときの反応液を、光学的手法により分析する方法がある。このような分析は、たとえば光の照射および受光が可能な光学系を構築した分析装置に対して、反応場を提供する分析用具を装着して行われている（たとえば特許文献１参照）。この場合、分析誤差を小さくし、分析結果の信頼性を高めるためには、分析用具（とくに反応液）の温度調整を行い、各回の測定ごとに試料と試薬とを略同一温度において反応させるのが好ましい。

反応液の温度調整を行う方法としては、たとえば図１０Ａに示したように、分析用具９を反応液９０よりも熱容量を大きなヒートブロック９１上に保持し、このヒートブロック９１の温度を制御して、反応液９０の温度を調整する方法がある（たとえば特許文献２，３参照）。この方法では、たとえばヒートブロック９１に埋設された温度センサ９２により反応液の温度をモニタリングし、反応液の温度が所定値よりも小さくなった場合に、ヒートブロック９１を加熱・昇温し、このヒートブロック９１を介して反応液の昇温が行われる。また、図１０Ｂに示したように、分析用具９を温度追随性の高い発熱体９３上に保持させ、この発熱体９３により反応液の温度を直接調整する方法もある（たとえば特許文献４参照）。この方法でも、温度センサ９２によるモニタリング結果に応じて適宜発熱体９３を駆動することにより、反応液９０の温調が行われる。

これらの温調方法では、反応液９０を昇温する場合にヒートブロック９１を加熱し、あるいは発熱体９３を駆動する必要があるために消費電力が大きいといったデメリットがある。しかも、ヒートブロック９１や発熱体９３などの加熱媒体では、マイクロデバイスのように反応液９０の液量が小さい場合には、反応液９０が保持された領域のみをピンポイントで加熱するのが困難である。そのため、反応液９０の温度を応答性良く上昇させるためには、昇温させるべき領域（図では反応液９０の直下領域）に比べて、加熱媒体９１，９３を相当に大きく形成する必要がある。したがって、加熱媒体９１，９３から伝えられる熱量に比べて、反応液９０の昇温に利用される熱量が小さくなってエネルギの利用効率が低といった問題がある。

このように、従来の温調方法では、消費電力が大きいといったデメリットがあった。したがって、従来の温調方法は、小型電池（たとえば家庭において汎用されている電池）を内部電源として組み込んで駆動する小型の分析装置に適用するのが困難となっており、仮に先の方法を小型の分析装置に適用するにしても、分析装置の実稼働時間が極端に短くなってしまい、実用的ではない。その一方、実稼働時間の短縮化を改善するためには、内部電源の容量を大きく確保すればよいが、この場合には、分析装置の小型化が阻害され、可搬性が悪化してしまう。また、外部電源から電力を供給する構成を採用することも可能であるが、その場合には、分析装置を外部電源に接続するためのアダプタが必要となる。その結果、携帯用として使用する分析装置においては、アダプタを持ち歩く必要が生じて携帯性が悪くなる上、出先での使用が困難となる。

特開平８−１１４５３９号公報 特開平９−１８９７０３号公報 特開平１０−２５３５３６号公報 特開平９−３０４２６９号公報

本発明は、分析装置を大型化することなく、小さい消費電力で効率よく、分析用具に保持された液成分を目的温度に加熱できる分析用具、および、この分析用具に適用することが可能な薄型ヒータを提供することを目的としている。

本発明の第１の側面においては、薄膜発熱抵抗体と、上記薄膜発熱抵抗体に電圧を印加するために上記薄膜発熱抵抗体に導通接続された第１および第２薄膜電極と、を備えている、薄膜ヒータが提供される。

本発明の第２の側面においては、分析装置に装着して使用する分析用具であって、試料と試薬とを反応させるための１以上の反応槽と、上記１以上の反応槽の内部を加熱するために、通電により発熱する薄膜ヒータを備えた分析用具において、上記薄膜ヒータは、薄膜発熱抵抗体と、上記薄膜発熱抵抗体に電圧を印加するために上記薄膜発熱抵抗体に導通接続された第１および第２薄膜電極と、を備えている、分析用具が提供される。

薄膜発熱抵抗体は、たとえば少なくも一部が透光性を有するものとされる。この場合、薄膜発熱抵抗体は、全体を透明に形成してもよく、透光性を担保するための１以上の貫通孔または切欠を有するものとして形成してもよい。

薄膜発熱抵抗体の厚みは、たとえば２０〜３００ｎｍとされる。これは、厚みが不当に小さい場合には簡易な製造するのが困難となって作業性および製造コスト的に不利となる場合がある一方、厚みが不当に大きい場合には目的とする抵抗値（発熱量）を得るのが困難となる場合があるからである。

第１薄膜電極、薄膜発熱抵抗体、および第２薄膜電極は、この順序で膜厚方向に積層された加熱積層体を構成しているのが好ましい。

加熱積層体は、たとえば少なくも一部が透光性を有するものとされる。本発明の分析用具においては、加熱積層槽は、少なくとも反応槽に対応する部分が透光性を有するものとされる。加熱積層体は、全体が透明に形成されていてもよく、また透光性を担保するための１以上の貫通孔または切欠を有するものであってもよい。

加熱積層体の少なくとも一部が透光性を有するものとする場合においては、薄膜ヒータは、加熱積層体を支持するための透明な基材を有するものとするのが好ましい。

加熱積層体の厚みは、たとえば２００μｍ以下とされ、好ましくは１００μｍ以下とされる。これは、加熱積層体の厚みが不当に大きい場合には、たとえば加熱積層体を分析用具に組み込んだときに、分析用具の小型化を阻害するからである。

本発明の分析用具においては、薄膜発熱抵抗体は、たとえば膜厚方向視において、上記１以上の反応槽の周囲の少なくとも一部を囲む部分を有するものとされる。

上記分析用具は、たとえば全体として円盤状に形成される。この場合、薄膜ヒータもまた全体として円盤状に形成される。

本発明の分析用具は、たとえば上記１以上の反応槽に供給すべき試料を保持するための受液部が中央部に設けられたものとして構成される。この場合、上記１以上の反応槽は、たとえば受液部を中心とする同一円周上に配置された複数の反応槽を含むものとされる一方で、薄膜発熱抵抗体は、受液部に対応する部分に貫通孔が形成された環状の形状に形成される。

本発明の分析用具は、たとえば複数の流路を有する第１透明部材と、複数の流路を覆うように第１透明部材に接合された第２透明部材と、を備えたものとされる。この場合、加熱積層体は、第１または第２透明部材の表面に形成される。加熱積層体は、上記第２透明部材における上記第１透明部材が接合された面とは反対の面に形成するのが好ましい。

上記分析用具は、たとえば加熱積層体を覆うための透明な第３透明部材をさらに備えたものとされる。第３透明部材は、第１透明部材との間に、第２透明部材および加熱積層体を内包できるようにキャップ状に形成するのが好ましい。

本発明の分析用具は、たとえば分析装置における第１および第２プローブに、第１および第２薄膜電極に接触させて使用するものとして構成される。この場合、第１および第２薄膜電極は、第１および第２プローブを接触させるために露出した部分を有するものとされる。

本発明の分析用具は、第１および第２薄膜電極に対しては、同一側から上記第１および第２プローブを接触させることができるように構成するのが好ましい。

本発明の分析用具は、たとえば使用する試料の量が４００μＬ以下であるマイクロデバイスとして構成される。また、上記分析用具が複数の流路を備えている場合においては、各流路の容積は、たとえば３００〜８００ｎＬとされる。

ここで、本発明において第１薄膜電極、薄膜発熱抵抗体、および第２薄膜電極が「透明」、あるいは加熱積層体が「透明」という場合には、可視光領域における全波長範囲において光を透過させる場合に限らず、特定の波長に対して光の吸収がない、あるいはほとんどない状態、すなわち特定の波長に対して光学的に透明である場合を含んでいる。たとえば、分析用具においては、この分析用具を用いて光学的分析を行うときの測定波長に対して加熱積層体において光の吸収がない場合、あるいは光の吸収がほとんどない場合には、加熱積層体が視覚的に透明でなくても本発明でいう「透明」に含まれる。

本発明に係るマイクロデバイスの一例を示す全体斜視図である。 図１のII−II線に沿う断面図である。 図１に示したマイクロデバイスの分解斜視図である。 図１に示したマイクロデバイスにおけるヒータの分解斜視図である。 図１に示したマイクロデバイスからキャップを取り除いた状態の平面図である。 本発明に係る薄膜ヒータの他の例を示す分解斜視図である。 図７Ａは薄膜ヒータのさらに他の例を説明するための平面図であり、図７Ｂはその分解斜視図である。 図８Ａは薄膜ヒータのさらに他の例を説明するための平面図であり、図８Ｂはその分解斜視図である。 図９Ａは薄膜ヒータのさらに他の例を説明するための平面図であり、図９Ｂはその分解斜視図である。 従来の温調方法を説明するための断面図である。

図１ないし図３に示されたマイクロデバイスＸは、複数の微細な流路が形成されたものであり、全体として透明な円盤状の形態に形成されている。このマイクロデバイスＸは、基板１、薄膜ヒータ２およびキャップ３を有している。

図２および図３に良く表れているように、基板１は、周縁部が段下げされ、受液部１０、複数の流路１１、および共通流路１２が形成されているものの、全体としては透明な円盤状に形成されている。

受液部１０は、各流路１１に導入する試料を保持するためのものである。この受液部１０は、基板１の中央部において、円柱状の凹部として形成されている。

複数の流路１１は、試料を移動させるためのものであり、受液部１０から基板１の周縁部に向けて延びている。これらの流路１１は、全体として放射状に形成されている。各流路１１は、試料と試薬とを反応させるための反応槽１３を有しており、基板１においては、複数の反応槽１３が設けられている。複数の反応槽１３は、受液部１０からの距離が同一とされており、基板１において、同一円周上に配置されている。各反応槽１３には、試薬部１４が設けられている。試薬部１４は、試料が供給されたときに溶解する固体状とされており、試料中の被検知成分と反応して発色するものである。本実施の形態では、マイクロデバイスＸにおいて複数の項目を測定できるように、たとえば成分または組成の異なる複数種類の試薬部１４が準備されている。

共通流路１２は、複数の流路１１に存在する気体を外部に排出する際に利用されるものである。この共通流路１２は、基板の周縁部において円環状の凹部として形成されているとともに、複数の流路１１に連通している。

以上に説明した構成を有する基板１は、たとえばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂あるいはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）といった透明な樹脂材料を用いた樹脂成形により形成することができる。すなわち、受液部１０、複数の流路１１、および共通流路１２は、金型の形状を工夫することにより、上記樹脂成形の際に同時に作り込むことができる。

薄膜ヒータ２は、各反応槽１３の内部を加熱するためのものであり、サブ基板２０および加熱積層体２１を有している。

サブ基板２０は、基板１よりも一回り小さい透明な円盤状に形成されている。このサブ基板２０は、貫通孔２０Ａ，２０Ｂを有している。貫通孔２０Ａは、基板１の共通流路１２の気体を外部に排出するために利用されるものであり、サブ基板２０の周縁部において、共通流路１２に連通するように形成されている。貫通孔２０Ｂは、基板１の受液部１０に試料を供給するために利用されるものであり、サブ基板２０の中央部において、受液部１０に連通するように形成されている。

一方、加熱積層体２１は、通電したときの電気抵抗により発熱するものであり、サブ基板２０上に設けられている。この加熱積層体２１は、サブ基板２０の貫通孔２０Ａ，２０Ｂに対応した位置に形成された貫通孔２１Ａ，２１Ｂを有するとともに、図４から分かるように、サブ基板２０上に、薄膜陽極２２、薄膜発熱抵抗体２３および薄膜陰極２４を、この順序で積層した形態を有している。

図２および図３に示したように、貫通孔２１Ａは、基板１の共通流路１２に存在する気体が外部に排出されるのを許容するためのものである。一方、貫通孔２１Ｂは、基板１の受液部１０に試料が供給されるのを許容するためのものである。

図２ないし図５から予想されるように、薄膜陽極２２、薄膜発熱抵抗体２３および薄膜陰極２４は、貫通孔２２Ａ〜２４Ａ，２２Ｂ〜２４Ｂを有しており、切欠２２Ｃ〜２４Ｃによって一部が分離された略環状の形態を有している。貫通孔２２Ａ〜２４Ａは、加熱積層体２１としての貫通孔２１Ａを構成するものであり、貫通孔２２Ｂ〜２４Ｂは、加熱積層体２１としての貫通孔２１Ｂを構成するものである。

薄膜陽極２２および薄膜陰極２４は、薄膜発熱抵抗体２３に電圧を印加するために利用されるものであり、透明に形成されている。これらの電極２２，２４は、後述するキャップ３のプローブ挿入口３２Ａ，３２Ｂを介して露出させられており、プローブ挿入口３２Ａ，３２Ｂを介して、分析装置（図示略）の電圧印加用のプローブ４０，４１を接触させることができるように構成されている。

一方、薄膜発熱抵抗体２３は、薄膜陽極２２および薄膜陰極２４によって電圧が印加されることによって発熱させられるものであり、透明に形成されている。ここで、「透明」とは、少なくとも分析用具を用いた分析において採用される光の波長に対して光吸収がない場合、あるいはほとんどない場合を指しており、必ずしも視覚的に透明である場合には限定されない。

薄膜陽極２２、薄膜発熱抵抗体２３および薄膜陰極２４のそれぞれは、成膜方法、厚み、あるいは材料を選択することにより、目的とする抵抗値の透明な薄膜に形成されている。ただし、薄膜発熱抵抗体２３は、薄膜陽極２２および薄膜陰極２４よりもシート抵抗が大きくなるように形成される。

ここで、薄膜陽極２２および薄膜陰極２４の厚みは、たとえば１〜１００μｍとされる一方で、薄膜発熱抵抗体２３の厚みは、たとえば厚みが２０〜３００ｎｍとされる。これらの薄膜２２〜２４を形成するための方法としては、たとえばスクリーン印刷、スパッタリング、ＣＶＤ、蒸着、塗布、あるいは圧延を採用することができる。これらの薄膜２２〜２４を形成するための材料としては、たとえば無機酸化物、ＴｉＮなどの無機物あるいは導電性ポリマなどの有機物を使用することができる。無機酸化物としては、たとえばＩｎ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、あるいはＳｎＯ₂などの単一元素の酸化物、例示した単一元素の酸化物から選択される２以上の酸化物を複合した複合酸化物、あるいは単一元素の酸化物または複合酸化物に特定の元素をドーピングした酸化物を例示することができる。ドーパントとしては、たとえばＢ、Ａｌ₂Ｏ₃あるいはＧａ₂Ｏ₃を例示することができる。また、薄膜陽極２２や薄膜陰極２４は、導電性の高い金属（たとえば金などの貴金属）を材料として、ｎｍオーダーの薄膜金属層に形成することにより、光透過性を持たせたものであってもよい。

図１ないし図３に示したように、キャップ３は、試料導入部３０、気体排出口３１およびプローブ挿入口３２Ａ，３２Ｂを有しているものの、全体として透明な円盤状に形成されている

試料導入部３０は、試料を導入する際に利用されるものである。この試料導入部３０は、キャップ３の中央部に、開口３３Ａを有する膨出部３３を設けることにより形成されている。開口３３Ａは、サブ基板２０および加熱積層体２１の貫通孔２０Ｂ，２１Ｂを介して、基板１の受液部１０に連通している。このため、受液部１０に対しては、試料導入部３０（開口３３Ａ）から試料を供給することができる。

気体排出口３１は、複数の流路１１に存在する気体を、共通流路１２を介して外部に排出するためのものである。この気体排出口３１は、サブ基板２０および加熱積層体２１の貫通孔２０Ａ，２１Ａを介して、共通流路１２に連通する貫通孔として形成されている。この気体排出口３１は、マイクロデバイス１を使用するまでは、シール材３１ａにより塞がれている。このシール材３１ａは、たとえばマイクロデバイスＸを使用するときに引き剥がされる。これにより、気体排出口３１が開放されて、複数の流路１１が共通流路１２などを介して、外部と連通した状態とされる。気体排出口３１の開放は、シール材３１ａに貫通孔を形成することによって行ってもよい。すなわち、シール材３１ａをアルミニウム箔などの薄膜によって形成する一方で、針状部材をシール材３１ａに貫通させることによってシール材３１ａに貫通孔を形成し、あるいはシール材３１ａを融点が低い熱可塑性樹脂（たとえば融点が１００度以下）により形成し、シール材３１ａにレーザ光を照射することによってシール材３１ａに貫通孔を形成してもよい。

プローブ挿入口３２Ａ，３２Ｂは、分析装置における電圧印加用のプローブ４０，４１を薄膜ヒータ２の薄膜陽極２２および薄膜陰極２４に接触させるときに、プローブ４０，４１を挿入させるためのものであり、貫通孔として形成されている。

以上の構成を有するカバー３は、基板１と同様に透明な樹脂材料を用いた樹脂成形により形成することができる。すなわち、試料導入口３０、気体排出口３１およびプローブ挿入口３２Ａ，３２Ｂは、上記樹脂成形の際に同時に作り込むことができる。

次に、マイクロデバイスＸの使用方法およびその作用について説明する。

試料の分析時には、まずマイクロデバイスＸを分析装置（図示略）に装着する。このとき、予めマイクロデバイスＸに試料を供給しておいてもよいし、マイクロデバイスＸを分析装置に装着した後にマイクロデバイスＸに試料を供給してもよい。

マイクロデバイスＸに対する試料の供給は、キャップ３の試料導入部３０を介して行われる。試料導入部３０から導入された試料は、サブ基板２０および加熱積層体２１の貫通孔２０Ｂ，２１Ｂを介して受液部１０に到達するが、マイクロデバイスＸの気体排出口３１がシール材３１ａにより塞がれているので、各流路１１の内部には毛細管力が作用せず、試料は受液部１０に留まった状態となっている。

一方、分析装置（図示略）にマイクロデバイスＸを装着した場合には、分析装置の電圧印加用のプローブ４０，４１が、キャップ３のプローブ挿入口３２Ａ，３２Ｂを介して薄膜陽極２２および薄膜陰極２４に接触させられる。そして、分析装置（図示略）は、プローブ４０，４１を介して薄膜ヒータ２における薄膜陽極２２および薄膜陰極２４に電圧を印加する。これにより、薄膜発熱抵抗体２３が通電されて発熱し、反応槽１３が加熱される。なお、反応槽１３の加熱は、たとえば反応槽１３の温度をモニタリングし、反応槽１３の温度が目的温度に維持されるように、フィードバック制御により行われ、あるいは予め定められた電圧値を所定時間だけ印加することにより行われる。

次いで、気体排出口３１を開放し、受液部１０の保持された試料を各流路１１に導入する。上述したように、気体排出口３１の開放は、シール材３１ａを引き剥がし、あるいはシール材３１ａに貫通孔を形成することにより行われる。

気体排出口３１を開放した場合には、各流路１１の内部が共通流路１２および気体排出口３１を介して連通する。これにより、各流路１１に毛細管力が生じ、受液部１０に留まっていた試料が各流路１１の内部を移動して、反応槽１３に対して試料が供給される。反応槽１３では、試料により試薬部１４が溶解させられて液相反応系が構築される。この液相反応系は、薄膜ヒータ２によって反応槽１３が加熱されることにより目的温度に加熱される。また、液相反応系では、試料と試薬が反応し、たとえば液相反応系が試料中の被検知成分の量に相関した呈色を示し、あるいは被検知成分の量に応じた反応物が生成する。その結果、反応槽１３の液相反応系は、被検知成分の量に応じた透光性（光吸収性）を示すこととなる。

そして、反応槽１３への試料の供給から一定時間経過した場合には、予め定められた順序にしたがって、反応槽１３における液相反応系の測光が行われる。分析装置（図示略）では、各反応槽１３の測光結果に基づいて、試料における被検知成分を分析するのに必要な演算を行う。

本発明では、マイクロデバイスＸに組み込まれた薄膜ヒータ２を用いて反応槽１３の加熱を行うようにしている。すなわち、薄膜ヒータ２としては、マイクロデバイスＸごとに、そのサイズに応じて、また反応槽の位置、数あるいは形状に応じたものを形成することができる。そのため、反応槽１３の液相反応系のみを選択的に加熱できるため、供給エネルギの利用効率が高くなる。しかも、薄膜ヒータ２は、反応槽１３に近接して設けることが可能であるため、薄膜ヒータ２から液相反応系への熱エネルギの伝達を効率良く行うことができる。これにより、供給エネルギの利用効率を向上させることができ、液相反応系（反応槽１３）の加熱に必要な消費電力を小さくすることが可能となる。その結果、薄膜ヒータ２を駆動するための内部電源としては、家庭で使用されている乾電池などの小型電池を使用することができ、また小型電池を使用する場合であっても、電池寿命が著しく短縮化されることもなく、十分に液相反応系（反応槽１３）を加熱することができる。したがって、小型の分析装置においても、それを大型化することなく、内部電源を利用して液反応系（反応槽１３）の加熱を行うことができるようになる。そして、内部電源により対応できるようになれば、外部電源と接続する必要がなくなり、アダプタが必須のアイテムではなくなる。そのため、分析装置を持ち歩く際に、アダプタを携帯する必要がなくなって、携帯性がよくなる。

本発明は、上述した実施の形態には限定されず、種々に設計変更可能である。たとえば、本発明に係る分析用具は、第１に、必ずしもマイクロデバイスとして構成する必要はなく、第２に、光学的手法により試料の分析を行うように構成されたものに限らず電気化学的手法により試料の分析を行うように構成されていてもよく、第３に、複数の反応槽を備えたものに限らない。また、本発明に係る分析用具において採用することができるヒータは、たとえば図６〜図９に示したような構成であってもよい。

図６に示したヒータ５は、薄膜陽極５２、薄膜発熱抵抗体５３および薄膜陰極５４を備えている点において、先に説明した薄膜ヒータ２（図４および図５参照）とその構成が共通している。その一方で、ヒータ５は、薄膜陽極５２および薄膜陰極５４が、薄膜発熱抵抗体５３における切欠５３Ｃによって分断された部分（端部）において選択的に導通接続されている点において薄膜ヒータ２（図４および図５参照）とは異なっている。

図６に示したヒータ５は、薄膜陽極５２が薄膜発熱抵抗体５３の下面５４において接続されている一方で、薄膜陰極５４が薄膜発熱抵抗体５３の上面５５において接続されているが、薄膜陽極５２および薄膜陰極５４のそれぞれが、薄膜発熱抵抗体５３の同一面において接続されていてもよい。

図７Ａおよび図７Ｂに示したヒータ６は、薄膜ヒータ２の加熱積層体２１から切欠２２Ｃ〜２４Ｃ（図４および図５参照）を省略した形態の加熱積層体６１を有している。すなわち、加熱積層体６１は、薄膜陽極６２、薄膜発熱抵抗体６３および薄膜陰極６４のそれぞれが、反応槽１３が設けられた部分を選択的に覆うように、薄膜ヒータ２における各薄膜２２〜２４（図４および図５参照）よりも、寸法（内径と外径の差）が小さいドーナツ状に形成されている。

この構成では、加熱すべき領域が小さいので効率的な加熱が可能となり、ランニングコストの低減をさらに図ることができる。また、各薄膜６２〜６４の寸法が小さければ、材料コストの低減を図ることが可能となる。

図８Ａおよび図８Ｂに示したヒータ７は、図７に示したヒータ６において、加熱積層体７１における反応槽１３に対応する部分に複数の貫通孔７１Ｄを設けたものである。各貫通孔７１Ｄは、薄膜陽極７２、薄膜発熱抵抗体７３および薄膜陰極７４のそれぞれに各反応層１３に対応する部分に複数の貫通孔７２Ｄ，７３Ｄ，７４Ｄを設けることにより形成されている。

この構成においては、加熱積層体７１において反応槽１３に対応する部分に貫通孔７１Ｄが設けられているので、加熱積層体７１、ひいては各薄膜７２〜７４を透明に形成する必要はない。そのため、加熱積層体７１ひいては各薄膜７２〜７４を形成するための材料選択の幅が広がり、製造コストの低減を図ることができる。

図９Ａおよび図９Ｂに示したヒータ８は、図８に示したヒータ７と同様に、加熱積層体８１における反応槽１３に対応する部分に複数の貫通孔８１Ｄを設けたものである。ただし、各貫通孔８１Ｄは、薄膜陽極８２における各反応層１３に対応する部分に複数の貫通孔８２Ｄを設ける一方で、薄膜発熱抵抗体８３および薄膜陰極８４のそれぞれにおける各反応層１３に対応する部分に、複数の切欠８３Ｄ，８４Ｄを設けることにより形成されている。すなわち、加熱積層体８１により各反応槽１３の加熱は、各反応槽１３の全周囲において行われるのではなく、共通流路１２に近い部分を除いて部分において行われる。なお、薄膜陽極８２についても、薄膜発熱抵抗体８３や薄膜陰極８４と同様な形状としてもよい。

図７〜図９に示したヒータ６〜８においては、図４および図５に示した薄膜ヒータ２と同様に、各薄膜が切欠により分断されていてもよく、また図６に示したヒータ５と同様に、薄膜発熱抵抗体を分断する一方で、その端部にそれぞれ薄膜陽極および薄膜陰極を選択的に導通接続した構成であってもよい。

Claims (33)

1. 薄膜発熱抵抗体と、
   上記薄膜発熱抵抗体に電圧を印加するために上記薄膜発熱抵抗体に導通接続された第１および第２薄膜電極と、
   を備えている、薄膜ヒータ。
2. 上記薄膜発熱抵抗体は、少なくも一部が透光性を有している、請求項１に記載の薄膜ヒータ。
3. 上記薄膜発熱抵抗体は、全体が透明に形成されている、請求項２に記載の薄膜ヒータ。
4. 上記薄膜発熱抵抗体は、透光性を担保するための１以上の貫通孔または切欠を有している、請求項２に記載の薄膜ヒータ。
5. 上記薄膜発熱抵抗体の厚みは、２０〜３００ｎｍである、請求項１に記載の薄膜ヒータ。
6. 上記第１薄膜電極、上記薄膜発熱抵抗体、および上記第２薄膜電極は、この順序で膜厚方向に積層された加熱積層体を構成している、請求項１に記載の薄膜ヒータ。
7. 上記加熱積層体は、少なくも一部が透光性を有している、請求項６に記載の薄膜ヒータ。
8. 上記加熱積層体は、全体が透明に形成されている、請求項７に記載の薄膜ヒータ。
9. 上記加熱積層体は、透光性を担保するための１以上の貫通孔または切欠を有している、請求項７に記載の薄膜ヒータ。
10. 上記加熱積層体を支持するための透明な基材を有している、請求項７に記載の薄膜ヒータ。
11. 上記加熱積層体の厚みは、２００μｍ以下である、請求項６に記載の薄膜ヒータ。
12. 上記加熱積層体の厚みは、１００μｍ以下である、請求項１１に記載の薄膜ヒータ。
13. 全体として円盤状または略円盤状に形成されている、請求項１に記載の薄膜ヒータ。
14. 分析装置に装着して使用する分析用具であって、試料と試薬を反応させるための１以上の反応槽と、上記１以上の反応槽の内部を加熱するために、通電により発熱する薄膜ヒータを備えた分析用具において、
    上記薄膜ヒータは、薄膜発熱抵抗体と、上記薄膜発熱抵抗体に電圧を印加するために上記薄膜発熱抵抗体に導通接続された第１および第２薄膜電極と、を備えている、分析用具。
15. 上記薄膜発熱抵抗体は、少なくも一部が透光性を有している、請求項１４に記載の分析用具。
16. 上記薄膜発熱抵抗体は、全体が透明に形成されている、請求項１５に記載の分析用具。
17. 上記薄膜発熱抵抗体は、透光性を担保するための複数の貫通孔または切欠を有している、請求項１５に記載の分析用具。
18. 上記薄膜発熱抵抗体の厚みは、２０〜３００ｎｍである、請求項１４に記載の分析用具。
19. 上記薄膜発熱抵抗体は、膜厚方向視において、上記１以上の反応槽の周囲の少なくとも一部を囲む部分を有している、請求項１４に記載の分析用具。
20. 全体として円盤状に形成され、かつ上記１以上の反応槽に供給すべき試料を保持するための受液部が中央部に設けられた分析用具であって、
    上記１以上の反応槽は、上記受液部を中心とする同一円周上に配置された複数の反応槽を含んでおり、
    上記薄膜発熱抵抗体は、上記受液部に対応する部分に貫通孔が形成された環状の形状に形成されている、請求項１９に記載の分析用具。
21. 上記第１薄膜電極、上記薄膜発熱抵抗体、および上記第２薄膜電極は、この順序で膜厚方向に積層された加熱積層体を構成している、請求項１４に記載の分析用具。
22. 上記加熱積層体は、少なくとも上記複数の反応槽に対応する部分が透光性を有している、請求項２０に記載の分析用具。
23. 上記加熱積層体は、全体が透明に形成されている、請求項２２に記載の分析用具。
24. 上記加熱積層体は、上記複数の反応槽に対応する部分での透光性を担保するための複数の貫通孔または切欠を有している、請求項２２に記載の分析用具。
25. 上記ヒータは、上記加熱積層体を支持するための透明な基材を有している、請求項２２に記載の分析用具。
26. 上記加熱積層体の厚みは、２００μｍ以下である、請求項２１に記載の分析用具。
27. 上記加熱積層体の厚みは、１００μｍ以下である、請求項２６に記載の分析用具。
28. 上記複数の流路を有する第１透明部材と、上記複数の流路を覆うように上記第１透明部材に接合された第２透明部材と、を備えており、かつ、
    上記加熱積層体は、上記第１または第２透明部材の表面に形成されている、請求項２１に記載の分析用具。
29. 上記加熱積層体は、上記第２透明部材における上記第１透明部材が接合された面とは反対の面に形成されており、かつ、
    上記加熱積層体を覆うための透明な第３透明部材をさらに備えている、請求項２８に記載の分析用具。
30. 上記第３透明部材は、上記第１透明部材との間に上記第２透明部材および上記加熱積層体を内包できるようにキャップ状に形成されている、請求項２９に記載の分析用具。
31. 上記第１および第２薄膜電極に接触させるための第１および第２プローブを備えた分析装置に装着して使用する分析用具であって、
    上記第１および第２薄膜電極は、上記第１および第２プローブを接触させるために露出した部分を有している、請求項１４に記載の分析用具。
32. 上記第１および第２薄膜電極に対しては、同一側から上記第１および第２プローブを接触させることができるように構成されている、請求項３１に記載の分析用具。
33. 使用する試料の量が４００μＬ以下であるマイクロデバイスとして構成されている、請求項１４に記載の分析用具。

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