WO2006035800A1 - 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

明 細 書

薄膜ヒータおよび分析用具

技術分野

[0001] 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。

背景技術

[0002] 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 ヽ、 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。

[0003] 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つた場合に、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。

[0004] 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!/、と 、つたデメリットが ある。しカゝも、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つてエネル ギの利用効率が低といった問題がある。

[0005] 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 つており、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つてしまい、実用的ではない。その一方、実稼働時間の短縮ィ匕 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、可搬性が悪ィ匕してしまう。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。

[0006] 特許文献 1 :特開平 8— 114539号公報

特許文献 2 :特開平 9— 189703号公報

特許文献 3：特開平 10 - 253536号公報

特許文献 4：特開平 9 - 304269号公報

発明の開示

[0007] 本発明は、分析装置を大型化することなぐ小さい消費電力で効率よぐ分析用具 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!/、る。

[0008] 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。

[0009] 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。

[0010] 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ぐ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。

[0011] 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力もである。

[0012] 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!/、るのが好ま 、。

[0013] 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ぐまた透光性を 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。

[0014] 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。

[0015] 加熱積層体の厚みは、たとえば 200 m以下とされ、好ましくは 100 m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力 である。

[0016] 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。

[0017] 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。

[0018] 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。

[0019] 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。

[0020] 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 、。

[0021] 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 るちのとされる。

[0022] 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。

[0023] 本発明の分析用具は、たとえば使用する試料の量力 00 μ L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。

[0024] ここで、本発明にお ヽて第 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力^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。 図面の簡単な説明

[0025] [図 1]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 2]図 1の II— II線に沿う断面図である。

[図 3]図 1に示したマイクロデバイスの分解斜視図である。

[図 4]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 5]図 1に示したマイクロデバイス力もキャップを取り除いた状態の平面図である。

[図 6]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 7]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 8]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 9]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。

[図 10]従来の温調方法を説明するための断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 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。

[0027] 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。

[0028] 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。

[0029] 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。

[0030] 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。

[0031] 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タリレート (PMMA) などのアクリル系榭脂あるいはポリジメチルシロキサン (PDMS) t 、つた透明な榭脂 材料を用いた榭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、上記榭脂成形の際 に同時に作り込むことができる。

[0032] 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。

[0033] 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 ヽ 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 1 0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!、る。

[0034] 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, 20 Bに対応した位置に形成された貫通孔 21 A, 21Bを有するととも〖こ、図 4から分力ゝるよ 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 、る。

[0035] 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。 [0036] 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 2 1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。

[0037] 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 ヤップ 3のプローブ揷入口 32A, 32Bを介して露出させられており、プローブ揷入口 3 2A, 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!ヽる。

[0038] 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〖こ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。

[0039] 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。

[0040] 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〜： LOO /z m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、たとえば無機酸ィ匕物、 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。無機酸ィ匕物としては、たとえば In O

2 3

、 ZnO、あるいは SnO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

2

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ィ匕物また は複合酸化物に特定の元素をドーピングした酸ィ匕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、 Al Oあるいは Ga Oを例示することができる。また、薄膜陽

2 3 2 3

極 22や薄膜陰極 24は、導電性の高!、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つ てもよい。

[0041] 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

[0042] 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)力 試料を供給することができる。

[0043] 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 2 1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 3 la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- ゥ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 可塑性榭脂（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。

[0044] プローブ揷入口 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。

[0045] 以上の構成を有するカバー 3は、基板 1と同様に透明な榭脂材料を用いた榭脂成 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 ーブ揷入口 32A, 32Bは、上記榭脂成形の際に同時に作り込むことができる。

[0046] 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 、て説明する。

[0047] 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。

[0048] 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に到達する力 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。

[0049] 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のプローブ揷入口 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。

[0050] 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。

[0051] 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。

[0052] そして、反応槽 13への試料の供給力も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 祈するのに必要な演算を行う。

[0053] 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。し力も、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ぐ十分に液相反応系 (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。

[0054] 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 必要はなぐ第 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ぐ第 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。

[0055] 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 、る点にぉ 、て薄膜ヒータ 2 (図 4および図 5参照）とは異なって 、る。

[0056] 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 、て接続されて 、てもよ 、。

[0057] 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。

[0058] この構成では、加熱すべき領域が小さ!/、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。

[0059] 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 7 1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。

[0060] 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。 [0061] 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 8 1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 、て行われるのではなく、共通流路 12に近 、部分を除 、て部分にぉ ヽ 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。

[0062] 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ぐまた図 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

請求の範囲

[I] 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 、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!ヽる、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 ヽる、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 、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。

[II] 上記加熱積層体の厚みは、 200 μ m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、 100 m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!ヽる、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、 200 m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、 100 μ m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カロ 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、同一側力 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 ヽる、請求項 31に記載の分析用具。

[33] 使用する試料の量力 00 μ L以下であるマイクロデバイスとして構成されて 、る、請 求項 14に記載の分析用具。