JPWO2009028577A1 - 光学式読み取りコードの形成方法および分析用具 - Google Patents

Abstract

本発明は、複数の凹部３６をパターン形成することにより所望とする光学式読み取りコードを形成する方法に関する。複数の凹部３６は、コード形成対象面３Ａにレーザ光を照射することにより形成される。コード形成対象面３Ａは、たとえば分析用具１の表面３Ａである。コード形成対象面３Ａは、可視光を透過させることが可能な透光性を有するものである。レーザ光は、赤外領域にピーク波長を有するものである。光学式読み取りコードは、分析用具１の特性に関する情報を識別するためのものである。

Description

本発明は、複数の凹部をパターン形成することにより所望とする光学式読み取りコードを形成する方法、および光学式読み取りコードを有する分析用具に関する。

分析用具は、試料中の特定成分を分析するために用いられている。この分析用具には、分析用具のロットＮＯ．や検査項目などといった検査に必要な情報を、凹凸やバーコードなどの光学式読み取りコードにより付与されることがある。

その一例として、ディスク型の分析用具において、光学式読み取りコードとしてのフォーマットを、表面および裏面のうちの少なくとも一方に、情報に対応した凹凸として形成したものがある（たとえば特許文献１参照）。フォーマットは、たとえばディスクを射出成形する際などに形成される。より具体的には、フォーマットは、情報に対応した凹凸を予め形成したおいた金型を用いて樹脂成形を行なうことにより、ディスクを成形する際に同時に作りこむことができる。

しかしながら、樹脂成型の際に凹凸を形成する方法では、金型の形状が固定されているために分析用具を製造する前に決定されている情報しか付与できない。そのため、分析用具の製造後に把握される情報、たとえば分析用具の感度、ロットＮＯ．、製造日あるいは使用期限に関する情報については、分析用具に付与することができない。

また、分析用具の製造前に決定される特性に関する情報、たとえば検査項目に関する情報であっても、その情報にについて変更が生じた場合には、新たに金型を形成する必要が生じる。そのため、分析用具に付与すべき情報が変更される毎に金型の変更が必要となりコスト的に不利となる。そればかりか、金型の形成は比較的に時間がかかるため、分析用具に付与すべき情報の変更に対して即座に対応することが困難な場合もある。

特開平３−２２５２７８号公報

本発明は、分析用具などの対象物の製造後に把握される情報についても対象物に付与することができ、対象物に付与すべき情報に変更があった場合であっても、コスト的に有利かつ容易に対応できるようにすることを課題としている。

本発明の第１の側面では、複数の凹部をパターン形成することにより所望とする光学式読み取りコードを形成する方法であって、上記複数の凹部は、コード形成対象面にレーザ光を照射することにより形成される、光学式読み取りコードの形成方法が提供される。

コード形成対象面は、たとえば可視光を透過させることが可能な透光性を有するものであり、レーザ光は、たとえば赤外領域にピーク波長を有するものである。この場合のコード形成対象面は、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、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、あるいはポリスチレン（ＰＳ）により構成される。

上記凹部は、たとえばスポット形状、あるいは複数のスポットが連なった形状に形成される。

コード形成対象面は、たとえば分析用具の表面である。

分析用具は、たとえば基板と、基板に積層されたカバーと、を有するものである。この場合、複数の凹部は、基板またはカバーのうちの少なくとも一方に１または複数の流路を形成した後に形成される。

本発明の第２の側面では、基板にカバーが積層され、かつ光学式読み取りコードが形成された分析用具であって、上記光学式読み取りコードは、複数の凹部がパターン形成されたものであり、上記各凹部は上記基板または上記カバーに形成されている、分析用具が提供される。

上記各凹部は、たとえば底面の表面粗さが周辺部の表面粗さに比べて大きい。

上記凹部は、たとえばスポット形状、あるいは複数のスポットが連なった形状とされる。

凹部は、たとえば分析用具の周縁部に形成される。

本発明の第１の側面における分析用具および本発明の第２の側面に係る分析用具は、たとえば中心部から周縁部に向けて放射状に延びる複数の流路を有している。この場合、光学式読み取りコードは、各流路に対応させた複数の個別コードを含んでいてもよい。

光学式読み取りコードは、たとえば分析用具の特性に関する情報を識別するためのものである。

本発明の第２の側面に係る分析用具において、複数の凹部は、たとえばレーザ光を照射することにより形成されたものである。

本発明に係る分析用具の一例であるマイクロデバイスの全体斜視図である。 図１に示したマイクロデバイスにおける基板の平面図である。 図２に示した基板の要部を拡大して示した平面図である。 図４Ａは図３のIVａ−IVａ線に沿う断面に相当する分析用具の断面図であり、図４Ｂは図３のIVｂ−IVｂ線に沿う断面に相当する分析用具の断面図である。 図５Ａおよび図５Ｂは、図１に示したマイクロデバイスにおける試料の移動状態を説明するための模式図である。 図１に示したマイクロデバイスにおけるカバーの要部を示す平面図である。 図６のIIV−IIV線に沿う断面図である。 図１に示したマイクロデバイスにおける光学式読み取りコードの形成方法を説明するための要部を示す斜視図である。 図１に示したマイクロデバイスにおける光学式読み取りコードの形成方法を説明するための要部を示す断面図である。

符号の説明

１ マイクロデバイス（分析用具）
２１ 流路
３Ａ （カバーの）表面（コード形成対象面）
３３ 光学式読み取りコード
３６ 凹部
３６Ａ （凹部の）底面

以下、本発明に係る分析用具の一例に相当するマイクロデバイスおよび光学式読み取りコードの形成方法について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示したマイクロデバイス１は、光学的手法により試料を分析する際に利用されるものであり、分析装置（図示略）に装着して使用するものである。このマイクロデバイス１は、使い捨てとして構成されており、基板２およびカバー３を備えている。

図２ないし図４に示したように、基板２は、全体として円盤状に形成されており、受液部２０、複数の流路２１、および共通流路２２を備えている。

受液部２０は、各流路２１に導入する試料を保持するためのものであり、基板２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２１は、毛細管力により試料を移動させるためのものであり、全体として放射状に設けられている。各流路２１は、主流路２３および分岐流路２４を有している。

主流路２３は、反応セル２５を有するものであり、共通流路２２に繋がっている、この主流路２３は、共通流路２２の気体を外部に排出することにより毛細管力が作用するように構成されている。この反応セル２５は、試料と試薬とを反応させる場を提供するとともに、測光エリアとして機能する部分であり、その内部に試薬層２６が設けられている。

試薬層２６は、たとえばアルカリフォスファターゼ（ＡＬＰ）、グルコース（Ｇｌｕ）、乳酸脱水素酵素（ＬＤＨ）、アルブミン（Ａｌｂ）、総ビリルビン（Ｔ−Ｂｉｌ）、無機リン（ＩＰ）、尿酸（ＵＡ）、尿素窒素（ＢＵＮ）、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ（ＧＯＴ）、アラニンアミノトランスフェラーゼ（ＧＰＴ）、クレアチンホスホキナーゼ（ＣＰＫ）、アミラーゼ（Ａｍｙ）、ガンマグルタミルトランスペプチターゼ（ＧＧＴ）、クレアチニン（Ｃｒｅ）、総タンパク（ＴＰ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、フルクトサミン（ＦＲＡ）、総コレステロール（Ｔ−Ｃｈｏ）、高比重コレステロール（ＨＤＬ−Ｃｈｏ）、あるいはトリグリセライド中性脂肪（ＴＧ）を分析するのに適合するものとして形成されている。この試薬層２６は、試料と接触したときに溶解する固体状に形成されており、分析すべき特定成分の種類に応じて、発色剤、電子伝達物質、酸化還元酵素、界面活性剤、あるいは防腐剤などをさらに含んだものとされる。

分岐流路２４は、反応セル２５の手前まで試料を供給する状態を達成するためのものであり、反応セル２５の若干上流側に位置する分岐部分２７において、主流路２１から分岐している。この分岐流路２４は、図４Ａに示したように後述するカバー３における分岐流路用排気口３１に連通している。

図２に示したように、共通流路２２は、主流路２３の内部の気体を排出する際に利用されるものであり、基板２の円周に環状に形成されている。この共通流路２２は、図４Ｂに示したように主流路２３および後述するカバー３における共通流路用排気口３２に連通している。

基板２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、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、あるいはポリスチレン（ＰＳ）といった透明な樹脂材料を用いた樹脂成型により形成される。この樹脂成型では、金型の形状を工夫することにより、受液部２０、複数の流路２１、および共通流路２２が同時に作り込まれる。

図１および図４に示したように、カバー３は、全体として透明な円盤状に形成されており、試料導入口３０、複数の分岐流路用排気口３１、共通流路用排気口３２および光学式読み取りコード３３を有している。

試料導入口３０は、試料を導入する際に利用されるものであり、貫通孔として形成されている。試料導入口３０は、カバー３の中央部において、基板２の受液部２０の直上に位置するように形成されている。

各分岐流路用排気口３１は、対応する分岐流路２４に連通する貫通孔として形成されている。各共通流路用排気口３２の上部開口は、シール材３４によって塞がれている。

図５Ａに示したように、受液部２０に試料Ｓを保持させた状態においてシール材３４に開口を形成した場合には、主流路２３における分岐部分２７よりも上流側および分岐流路２４が外部と連通し、これらの部分に毛細管力が作用する。そのため、受液部２０の試料Ｓは、主流路２３の上流側を移動した後に分岐流路２４に導入される。その結果、試料Ｓは、反応セル２５の直近において停止した状態となる。

図１および図４に示したように、共通流路用排気口３２は、主流路２３の内部の気体を排出するためのものであり、貫通孔として形成されている。共通流路用排気口３２は、基板２における共通流路２１の所定位置の直上に位置するように形成されており、シール材３５により上部開口が塞がれている。

図５Ｂに示したように、シール材３５に開口を形成した場合には、主流路２３における分岐部分２７よりも下流側が外部と連通し、この部分に毛細管力が作用する。そのため、反応セル２５の直近にまで達していた試料Ｓは、反応セル２５に導入される。その結果、反応セル２５においては、試薬層２６が試料Ｓにより溶解させられ、試料Ｓの目的成分と試薬とが反応する。試料Ｓ中の目的成分と試薬とが反応生成物は、公知の測光機構により検出され、その検出結果に基づいて、目的成分が分析される。

カバー３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、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、あるいはポリスチレン（ＰＳ）といった透明な樹脂材料を用いた樹脂成型により形成される。この樹脂成型では、金型の形状を工夫することにより、試料導入口３０、複数の分岐流路用排気口３１、および共通流路用排気口３２が同時に作り込まれる。

図６および図７に示した光学式読み取りコード３３は、マイクロデバイス１の特性に関する情報を識別するためのものである。マイクロデバイス１の特性に関する情報としては、検査項目、検査時間（反応時間）、流路ＮＯ．、使用期限、製造日、製造場所、ロットＮＯ．、抜き取り検査後の特性（たとえば感度）などを挙げることができる。

光学式読み取りコード３３は、カバー３の周縁部において、複数の凹部３６として形成されている。光学式読み取りコード３３は、各流路２１に対する個別の情報、たとえば流路ＮＯ．、あるいは検査項目、検査時間に関する情報が必要な場合には、それらの流路２１ごとの個別コードを含むものとして形成される。複数の凹部３６は、平面視円形（スポット形状）または長円形（複数のスポットが連なった形状）であり、全体として２重に環状に配置されている。このようにしてカバー３の周縁部に複数の凹部３６（光学式読み取りコード３３）を形成するようにすれば、カバー３におけるデッドスペースを有効に利用し、マイクロデバイス１が大型化することを抑制することができる。

もちろん、複数の凹部３６は、１重の環状に配置してもよく、３重以上の環状に配置してもよく、また非環状、たとえば直線状あるいはマトリクス状に並ぶように配置してもよい。

図７に示したように、凹部３６は、たとえば幅Ｗが１００〜１００００μｍ、深さＤが１００〜２０００μｍとされる。この凹部３６はまた、少なくとも底面３６Ａにおける算術平均粗さＲａは、たとえば０．０５〜１００μｍに設定される。このような表面粗さの底面３６Ａは、通常の樹脂成型により得られる表面３４よりも粗いものとなる。そのため、光照射により光学式読み取りコード３３（凹部３６）を読み取る場合には、凹部３６（底面３６Ａ）とカバー３の表面３Ａとでは反射状態が異なったものとなるため、凹部３６を適切に認識することが可能となり、光学式読み取りコード３３の誤読み取りが発生することを抑制することができる。

このような複数の凹部３６を含む光学式読み取りコード３３は、図８および図９に示したようにレーザ加工により形成することができる。より具体的には、マイクロデバイス１におけるカバー３の周縁部にレーザ光出射装置４を位置合わせした状態において、マイクロデバイス１を周方向に回転させつつ、レーザ光の出射状態を制御することにより、環状に並んだ複数の凹部３６が形成される。複数の凹部３６は、スポット形状、または複数のスポットが連なった形状とされる。さらに、レーザ光出射装置４を半径方向の内方側に移動させた後、マイクロデバイス１を回転させつつレーザ光を照射することにより、環状に並んだ複数の凹部３６がもう一重形成され、図６に示した光学式読み取りコード３３をされる。

レーザ光出射装置４としては、カバー３に光吸収のある波長、たとえばカバー３をアクリル系樹脂などの透明樹脂により形成する場合には、赤外光（たとえば波長が１〜１０．６μｍ）を出射可能なもの、たとえばＣＯ_２レーザが使用される。また、アクリル系樹脂などの透明樹脂に対して赤外光により、幅Ｗが１００〜１００００μｍ、深さＤが１００〜２０００μｍ、粗さＲａ０．０５〜１００μｍの凹部３６として光学式読み取りコード３３を形成する場合には、たとえばレーザパワーが５〜１００Ｗ、スポット径が１００〜１００００μｍに設定される。

このようにしてレーザ光の照射により凹部３６として光学式読み取りコード３３を形成する方法では、マイクロデバイス１の形成後であっても、光学式読み取りコード３３を形成することができる。すなわち、マイクロデバイス１の製造後に決定される情報、たとえば分析用具の感度、ロットＮＯ．、製造日あるいは使用期限に関する情報についても、マイクロデバイス１に対して適切に付与することが可能となる。また、マイクロデバイス１の製造前に決定される特性に関する情報、たとえば検査項目に関する情報についても、マイクロデバイス１の製造後にマイクロデバイス１に付与すればよい。そのため、マイクロデバイス１の製造前に決定される特性に関する情報についての変更が生じた場合であっても、レーザ光源４からのレーザ光の出射パターンを変更するだけで対応することができる。すなわち、樹脂成型により光学式読み取りコードとしての凹部を形成する場合のように、変更前の金型の廃棄し、また新たな金型を作成する必要がないために、廃棄物を低減することができるとともにコスト的に有利となるばかりか、情報の変更に即座に対応することができる。

もちろん、本発明は、上述した実施の形態には限定されず、種々に変更可能である。たとえば、本発明に係る分析用具は、複数の流路が放射状に設けられたマイクロデバイスに限らず、その他の形態の分析用具であってもよい。

また、光学式読み取りコードは、カバーに限らず、基板の裏面に形成してもよい。

さらに、本発明に係る光学式読み取りコードの形成方法は、マイクロデバイスなどの分析用具に限らず、その他の対象物に対しても適用することができる。

その一例として、ディスク型の分析用具において、光学式読み取りコードとしてのフォーマットを、表面及び裏面のうちの少なくとも一方に、情報に対応した凹凸として形成したものがある（たとえば特許文献１参照）。フォーマットは、たとえばディスクを射出成形する際などに形成される。より具体的には、フォーマットは、情報に対応した凹凸を予め形成しておいた金型を用いて樹脂成形を行なうことにより、ディスクを成形する際に同時に作りこむことができる。

また、分析用具の製造前に決定される特性に関する情報、たとえば検査項目に関する情報であっても、その情報について変更が生じた場合には、新たに金型を形成する必要が生じる。そのため、分析用具に付与すべき情報が変更される毎に金型の変更が必要となりコスト的に不利となる。そればかりか、金型の形成は比較的に時間がかかるため、分析用具に付与すべき情報の変更に際して即座に対応することが困難な場合もある。

本発明に係る分析用具の一例であるマイクロデバイスの全体斜視図である。 図１に示したマイクロデバイスにおける基板の平面図である。 図２に示した基板の要部を拡大して示した平面図である。 図４Ａは図３のＩＶａ−ＩＶａ線に沿う断面に相当する分析用具の断面図であり、図４Ｂは図３のＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿う断面に相当する分析用具の断面図である。 図５Ａおよび図５Ｂは、図１に示したマイクロデバイスにおける試料の移動状態を説明するための模式図である。 図１に示したマイクロデバイスにおけるカバーの要部を示す平面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図１に示したマイクロデバイスにおける光学式読み取りコードの形成方法を説明するための要部を示す斜視図である。 図１に示したマイクロデバイスにおける光学式読み取りコードの形成方法を説明するための要部を示す断面図である。

Claims (17)

1. 複数の凹部をパターン形成することにより所望とする光学式読み取りコードを形成する方法であって、
   上記複数の凹部は、コード形成対象面にレーザ光を照射することにより形成される、光学式読み取りコードの形成方法。
2. 上記コード形成対象面は、可視光を透過させることが可能な透光性を有するものであり、
   上記レーザ光は、赤外領域にピーク波長を有するものである、請求項１に記載の光学式読み取りコードの形成方法。
3. 上記凹部は、スポット形状に形成される、請求項１に記載の光学式読み取りコードの形成方法。
4. 上記凹部は、複数のスポットが連なった形状に形成される、請求項１に記載の光学式読み取りコードの形成方法。
5. 上記コード形成対象面は、分析用具の表面である、請求項１に記載の光学式読み取りコードの形成方法。
6. 上記分析用具は、基板と、上記基板に積層されたカバーと、を有しており、
   上記複数の凹部は、上記基板または上記カバーのうちの少なくとも一方に１または複数の流路を形成した後に形成される、請求項５に記載の光学式読み取りコードの形成方法。
7. 上記分析用具は、円盤状のものであり、
   上記凹部は、上記分析用具の周縁部に形成される、請求項６に記載の光学式読み取りコードの形成方法。
8. 上記複数の流路は、中心部から周縁部に向けて放射状に延びており、
   上記光学式読み取りコードは、上記各流路に対応させた複数の個別コードを含んでいる、請求項７に記載の光学式読み取りコードの形成方法。
9. 上記光学式読み取りコードは、上記分析用具の特性に関する情報を識別するためのものである、請求項６に記載の光学式読み取りコードの形成方法。
10. 基板にカバーが積層され、かつ光学式読み取りコードを備えた分析用具であって、
    上記光学式読み取りコードは、複数の凹部がパターン形成されたものである、分析用具。
11. 上記各凹部は、底面の表面粗さが周辺部の表面粗さに比べて大きい、請求項１０に記載の分析用具。
12. 上記凹部は、スポット形状のものを含んでいる、請求項１１に記載の分析用具。
13. 上記凹部は、複数のスポットが連なった形状のものを含んでいる、請求項１１に記載の分析用具。
14. 円盤状の分析用具であって、
    上記凹部は、周縁部に形成されている、請求項１１に記載の分析用具。
15. 中心部から周縁部に向けて放射状に延びる複数の流路を有しており、
    上記光学式読み取りコードは、上記各流路に対応させた複数の個別コードを含んでいる、請求項１４に記載の分析用具。
16. 上記光学式読み取りコードは、上記分析用具の特性に関する情報を識別するためのものである、請求項１４に記載の分析用具。
17. 上記複数の凹部は、レーザ光を照射することにより形成されたものである、請求項１０に記載の分析用具。
    

Images