WO2021079598A1 - 粒子測定モジュール及びそれの使用方法、並びに粒子測定モジュールの製造方法 - Google Patents

粒子測定モジュール及びそれの使用方法、並びに粒子測定モジュールの製造方法 Download PDF

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WO2021079598A1
WO2021079598A1 PCT/JP2020/031138 JP2020031138W WO2021079598A1 WO 2021079598 A1 WO2021079598 A1 WO 2021079598A1 JP 2020031138 W JP2020031138 W JP 2020031138W WO 2021079598 A1 WO2021079598 A1 WO 2021079598A1
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WO
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flow path
sheet
hydrophilic
measurement module
particle measurement
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/031138
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English (en)
French (fr)
Inventor
高野 努
和起 行田
拓也 湯澤
Original Assignee
株式会社朝日Fr研究所
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Publication date
Application filed by 株式会社朝日Fr研究所 filed Critical 株式会社朝日Fr研究所
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/1031Investigating individual particles by measuring electrical or magnetic effects
    • G01N15/12Investigating individual particles by measuring electrical or magnetic effects by observing changes in resistance or impedance across apertures when traversed by individual particles, e.g. by using the Coulter principle
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N37/00Details not covered by any other group of this subclass

Definitions

  • the present invention relates to a particle measurement module for measuring the shape, particle size, and particle size distribution of fine particles, a method of using the same, and a method of manufacturing the particle measurement module.
  • the Coulter method Like the Coulter method, image analysis method, centrifugal sedimentation method, and laser diffraction scattering method for measuring the shape, particle size, and particle size distribution of fine particles such as magnetic particles contained in viruses, bacteria, and magnetic paints. Method is known. Among them, the Coulter method has an advantage that it is low in cost and can perform high-precision measurement quickly because it uses a simple and small measurement module as compared with other measurement methods.
  • microparticle measurement using the Coulter method detects pathogens such as influenza virus and oral bacteria; blood diagnosis by measuring red blood cells, white blood cells, and platelets; pigments, polymer beads, and magnetic particles.
  • Quality control in the production process of industrial products widely used in a wide range of fields, such as control of bacteria used in food production such as yeast, lactic acid bacteria, and aspergillus.
  • an electrolytic solution containing fine particles is housed in two flow paths that are connected by pores and have electrodes installed in each, and a voltage is applied between the electrodes to generate a potential difference, and the fine particles form pores.
  • the change in the ionic current generated when passing through is grasped by the electric resistance, and the diameter and the distribution of the diameter are obtained from the volume of the fine particles regarded as spherical.
  • Patent Document 1 discloses a molecular analysis system for measuring particles using the Coulter method.
  • This molecular analysis system is like a structure containing nanopores, two reservoirs (channels) connected via pores, and a molecular species that moves between the two channels through the pores. It has a detector that detects fine particles and a controller that is connected to generate a control signal for removing the fine particles. According to this molecular analysis system, the size of fine particles such as nucleotide fragments can be detected.
  • pores through which fine particles to be measured pass are indispensable.
  • the shape of the pores is preferably a perfect circle in a plan view from the viewpoint of ensuring the accuracy and reproducibility of measurement.
  • the diameter of the pores is appropriately selected according to the size of the fine particles to be measured. According to Patent Document 1, it is specifically 100 nm or less.
  • the pores are extremely small, and the pore chips and flow paths in which the pores are opened are often formed of a resin having poor wettability with water.
  • the electrolytic solution is injected into the measurement module at the start of measurement, the surface tension of the electrolytic solution and the injection pressure of the electrolytic solution do not concentrate on the pores, so that the air in and around the pores is completely removed. It is difficult to be discharged, and it easily becomes bubbles and stays.
  • the measurement module is vibrated after injecting the electrolytic solution, or water is injected in advance at high pressure to fill the pores with water and then the water is replaced with the electrolytic solution. ..
  • Such a step performed only for removing bubbles hinders rapid measurement of the diameter and particle size distribution of the fine particles.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by preventing bubbles from staying in the pores of the particle measurement module using the Coulter method, the shape, particle size, and particle size distribution of the fine particles can be quickly measured. It is an object of the present invention to provide a particle measurement module and a method of using the particle measurement module, and a method of manufacturing the particle measurement module.
  • the first flow path and the second flow path that overlaps at least a part thereof communicate with each other only through the pores opened in the pore chip.
  • At least one of the bottom of the first flow path and the ceiling of the second flow path is from the UV processing unit, the excimer UV processing unit, the corona discharge processing unit, the plasma processing unit, the electron beam processing unit, and the ⁇ -ray processing unit.
  • the first flow path and / or the second flow path may have hydrophilicity.
  • the particle measurement module includes, for example, a first flow path sheet and a second flow path sheet each having the first flow path and the second flow path, and a pore chip support sheet in which the pore tip is fitted and supported. And the first hydrophilic sheet forming the bottom portion by being sandwiched between the first flow path sheet and the pore chip support sheet, and sandwiched between the second flow path sheet and the pore chip support sheet. Examples thereof include those having a second hydrophilic sheet forming the ceiling portion.
  • the hydrophilic group-containing compound is exposed on at least one of the bottom portion and the ceiling portion, and the hydrophilic group-containing compound is composed of the hydrophilic group-containing silicone compound and the hydrophilic group-containing acrylic compound. It may be at least one selected.
  • Examples of the particle measurement module include those in which the hydrophilic group-containing compound is exposed because the first hydrophilic sheet and / or the second hydrophilic sheet contains the hydrophilic group-containing compound. ..
  • the first hydrophilic sheet and the second hydrophilic sheet are made of silicone rubber, and 0.1 to 30 parts by mass of the hydrophilic group-containing compound is contained in 100 parts by mass of the silicone rubber. It may be blended.
  • the hydrophilic group-containing compound may be exposed by attaching the hydrophilic group-containing compound to at least one of the bottom portion and the ceiling portion.
  • Examples of the particle measurement module include those in which the first flow path and / or the second flow path is filled with a liquid.
  • the liquid is at least one selected from water, an electrolytic solution, a surfactant-containing solution, a hydrophilic group-containing silicone compound-containing solution, and a hydrophilic group-containing acrylic compound-containing solution. Good.
  • Examples of the particle measurement module include those having a maximum contact angle with water at the bottom portion and the ceiling portion of 50 °.
  • the end of the first flow path and the end of the second flow path may be connected to the first opening and the second opening for liquid injection / discharge and / or electrode insertion / removal, respectively.
  • Examples of the particle measurement module include those in which the pore tip has a block portion having a funnel recessed in the shape of a cone and the pores formed coaxially with the cone.
  • the method of using the particle measurement module is to fill the first flow path and / or the second flow path with a liquid sample containing the particles to be measured.
  • the particle measurement module is manufactured by performing at least one dry treatment selected from UV treatment, excimer UV treatment, corona discharge treatment, plasma treatment, electron beam treatment, and ⁇ -ray treatment at the bottom of the first flow path and the second flow.
  • the method for manufacturing the particle measurement module is to apply a hydrophilization treatment to the first flow path and / or the second flow path by the dry treatment step and / or before, after, or during the dry treatment step. It may have an operation step of imparting hydrophilicity.
  • the method for manufacturing the particle measurement module is, for example, to form the first flow path by penetrating and / or denting the first flow path sheet, and penetrating and / or denting the second flow path sheet.
  • a flow path forming step for forming the second flow path a pore tip support hole forming step for forming a pore tip support hole for supporting the pore tip by fitting a pore tip having a penetrating pore into the pore tip support sheet, and a bottom portion of the first flow path.
  • the joining process which is characterized by being integrated by What you have is mentioned.
  • the first hydrophilic sheet is prepared by impregnating a sheet raw material resin with at least one hydrophilic group-containing compound selected from a hydrophilic group-containing silicone compound and a hydrophilic group-containing acrylic compound. And / or may have a step of forming the second hydrophilic sheet.
  • the method for producing a particle measurement module includes, for example, a step of attaching at least one hydrophilic group-containing compound selected from a hydrophilic group-containing silicone compound and a hydrophilic group-containing acrylic compound to the bottom and / or the ceiling. , What is held before the joining step.
  • the method for manufacturing the particle measurement module may include a step of filling the first flow path and / or the second flow path with a liquid.
  • the method for producing the particle measurement module is, for example, at least one in which the liquid is selected from water, an electrolytic solution, a surfactant-containing solution, a hydrophilic group-containing silicone compound-containing solution, and a hydrophilic group-containing acrylic compound-containing solution.
  • the liquid is selected from water, an electrolytic solution, a surfactant-containing solution, a hydrophilic group-containing silicone compound-containing solution, and a hydrophilic group-containing acrylic compound-containing solution.
  • One is one.
  • the method for manufacturing the particle measurement module may include a step of removing the liquid after the step of filling the liquid.
  • the hydrophilicity is improved by having at least one of the bottom portion of the first flow path and the ceiling portion of the second flow path arranged around the pores being dry processing portions.
  • the electrolytic solution smoothly flows through the bottom of the first flow path and the ceiling of the second flow path and flows smoothly into the pore chip. It can be extruded and discharged without leaving any existing air. Therefore, since the step performed only for removing the bubbles is unnecessary, the measurement of the diameter and particle size distribution of the fine particles can be started immediately after unpacking the unused particle measurement module.
  • the bottom of the first flow path and the ceiling of the second flow path are formed of silicone rubber containing a hydrophilic group-containing compound, or a hydrophilic group-containing compound is attached to their surfaces. If the hydrophilic group-containing compounds are exposed on their surfaces, the hydrophilicity of the bottom of the first flow path and the ceiling of the second flow path is further strengthened, so that the pores and their surroundings are further strengthened. It is possible to surely prevent the residue of air bubbles in the water.
  • the reactive active group existing in the dry processing section and exhibiting hydrophilicity is difficult to disappear with time, or the first
  • the hydrophilicity of the bottom of the first flow path and the ceiling of the second flow path can be further improved, the hydrophilicity there can be maintained for a long period of time, and air bubbles do not stay in the pores of the pore chip.
  • At least one of the bottom portion of the first flow path and the ceiling portion of the second flow path in the particle measurement module has hydrophilicity, so that the particles to be measured can be measured.
  • each sheet or pore chip is subjected to a simple process of performing a dry treatment to firmly join the sheets, or to firmly join the bottom of the first flow path and the second flow. Hydrophilicity can be imparted to the ceiling of the road.
  • FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view taken along the line AA of the particle measurement module shown in FIG. It is a photograph which shows the contact state with water in a hydrophilic sheet preferably used for a particle measurement module to which this invention is applied, and other rubber sheets. It is a figure which shows the time-dependent change of the contact angle with water in a hydrophilic sheet preferably used for a particle measurement module to which this invention is applied, and other rubber sheets. It is a photograph which shows the state of the funnel of the pore chip photographed after filling the electrolytic solution in each of the particle measurement module to which this invention is applied and the particle measurement module to which this invention is not applied.
  • FIG. 1 shows a schematic exploded perspective view of the particle measurement module to which the present invention is applied.
  • the particle measurement module 1 includes a cover sheet 10, a first flow path sheet 20, a first hydrophilic sheet 30, a pore chip 40, a pore chip support sheet 50 that supports the pore chip 40, and a second.
  • the hydrophilic sheet 60, the second flow path sheet 70, and the substrate sheet 80 are superposed in this order, and the sheets 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80 are joined between them. And are integrated.
  • the outer shape of each sheet 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80 is preferably rectangular in a plan view, and more preferably square.
  • the polycarbonate cover sheet 10 is provided with a first electrode insertion / removal port 11a, a first injection hole 11b for injecting an electrolytic solution, a second electrode insertion / removal port 12a, and a second injection hole 12b for injecting an electrolytic solution. It penetrates the cover sheet 10 and opens respectively.
  • the first electrode insertion / removal port 11a and the first injection hole 11b are the first openings 11 connected to the first flow path 23 described later, and the second electrode insertion / removal port 12a and the second injection hole 12b are the second flow described later. It is a second opening 12 connected to the road 73.
  • the first flow path sheet 20 made of silicone rubber is sandwiched between the cover sheet 10 and the first hydrophilic sheet 30 and joined to them.
  • the first flow path sheet 20 corresponds to the first electrode arrangement portion 21a corresponding to the first electrode insertion / removal port 11a, the through hole 22a corresponding to the second electrode insertion / removal port 12a, and the second injection hole 12b.
  • the through hole 22b and the first flow path 23, which are elongated on the diagonal line of the first flow path sheet 20, are open through the first flow path sheet 20.
  • One end of the first flow path 23 is connected to the first electrode arranging portion 21a and further connected to the first electrode insertion / removal port 11a.
  • the other end of the first flow path 23 is a first flow path end portion 21b, which is connected to the first injection hole 11b.
  • the first flow path 23 communicates with the outside world at one end via the first electrode arranging portion 21a and the first electrode insertion / removal port 11a, and at the other end via the first injection hole 11b.
  • the first hydrophilic sheet 30 is sandwiched between the first flow path sheet 20 and the pore chip support sheet 50 and joined to them.
  • the first hydrophilic sheet 30 has a through hole 32a corresponding to the second electrode insertion / removal port 12a and the through hole 22a, a through hole 32b corresponding to the second injection hole 12b and the through hole 22b, and a first flow path. Through holes 33 corresponding to 23 penetrate the first hydrophilic sheet 30 and are opened respectively.
  • the first hydrophilic sheet 30 is arranged directly below the first flow path sheet 20 and is joined to the first hydrophilic sheet 30.
  • the portions corresponding to the first electrode arrangement portion 21a and the first flow path 23 are the bottom portion of the first electrode arrangement portion 21a and the bottom portion 23 bottom of the first flow path 23. ..
  • the first hydrophilic sheet 30 is a sheet forming the bottom of the first flow path.
  • the ceiling portion of the first electrode arranging portion 21a and the first flow path 23 is formed by a part of the cover sheet 10 arranged directly above the first flow path sheet 20 and connected to the first electrode arranging portion 21a.
  • the pore chip 40 is a stack of a block portion 41 made of single crystal silicon and a thin film portion 42 made of silicon nitride.
  • the block portion 41 has a funnel 41a that is recessed toward the second hydrophilic sheet 60 so as to gradually narrow in a quadrangular pyramid shape.
  • Circular pores 42a having a center on an extension of the central axis of the quadrangular pyramid of the funnel 41a are open in the thin film portion 42.
  • the etching solution used is selected to be alkaline, and specifically, for example, potassium hydroxide solution, tetramethylammonia hydroxide solution, ethylenediaminepyrocatechol solution, and hydrated hydrazine (N 2 H 4 ⁇ H 2 O). ) At least one selected from the solution.
  • the funnel 41a is not limited to the square pyramid shape, but may be a triangular pyramid shape, a triangular pyramid shape, a pentagonal pyramid shape, a hexagonal pyramid shape, a hexagonal pyramid shape, and an octagonal pyramid shape. It may be a polygonal pyramid, such as a twelve-sided pyramid. Since the funnel 41a has these shapes, the pressure of the electrolytic solution flowing into the funnel 41a is likely to be concentrated in the pores 42a. As a result, the air existing in the pores 42a can be reliably eliminated.
  • the pore chip support sheet 50 is made of silicone rubber, and is sandwiched between the first hydrophilic sheet 30 and the second hydrophilic sheet 60 and joined to them.
  • a square pillar-shaped pore tip support hole 53 is opened in the center of the pore tip support sheet 50 through the pore tip support sheet 50.
  • the pore tip 40 is fitted into the pore tip support hole 53 and is sandwiched and supported by the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 (see FIG. 2). It is preferable that the thickness of the pore chip support sheet 50 and the height of the pore chip 40 are the same so that a step is not formed between the pore chip support sheet 50 and the pore chip 40.
  • the pore chip support sheet 50 has a through hole 52a corresponding to the second electrode insertion / removal port 12a and the through holes 22a and 32a, and a through hole 52b corresponding to the second injection hole 12b and the through holes 22b and 32b. It penetrates the support sheet 50 and opens respectively.
  • the second hydrophilic sheet 60 is sandwiched between the pore chip support sheet 50 and the second flow path sheet 70 and joined to them.
  • the second hydrophilic sheet 60 has a through hole 32a corresponding to the second electrode insertion / removal port 12a and the through hole 22a, a through hole 32b corresponding to the second injection hole 12b and the through hole 22b, and a first flow path.
  • Through holes 33 corresponding to 23 penetrate the first hydrophilic sheet 30 and are opened respectively.
  • the pore chip 40 is surrounded on the entire side surface by the pore chip support sheet 50, and the outer peripheral edge of the upper surface is in contact with the first hydrophilic sheet 30 and the outer peripheral edge of the lower surface is in contact with the second hydrophilic sheet 60, respectively.
  • the pore chip 40 is supported by the pore chip support sheet 50 and the first and second hydrophilic sheets 30 and 60.
  • the sheets 30, 50, and 60 are liquid-tightly bonded to the pore chip 40 by molecular bonding described later.
  • the electrolytic solution and the liquid sample do not leak between the sheets 30, 50, 60 and the pore chip 40.
  • the silicone rubber sheets 30, 50, and 60 act as cushioning materials for absorbing impact, the pore chip 40 does not crack or fall off even if vibration or impact is applied to the particle measurement module 1.
  • the second flow path sheet 70 made of silicone rubber is sandwiched between the second hydrophilic sheet 60 and the substrate sheet 80 and joined to them.
  • the second flow path sheet 70 has an elongated shape on the diagonal line of the second electrode insertion / removal port 12a, the second electrode arrangement portion 72a corresponding to the through holes 22a, 32a, 52a, 62a, and the second flow path sheet 20.
  • the second flow path 73 is open through the second flow path sheet 70, respectively.
  • the second flow path 73 extends at an oblique angle with the first flow path 23. As a result, the first flow path 23 and the second flow path 73 intersect at a part thereof. At this intersection, the first and second flow paths 23 and 73 vertically overlap each other (see FIG. 2).
  • the portion corresponding to the second flow path 73 is the ceiling portion 73 ceiling of the second flow path 73. is there.
  • the second hydrophilic sheet 60 is a sheet forming the ceiling portion of the second flow path.
  • One end of the second flow path 73 is connected to the second electrode arranging portion 72a, and is further connected to the second electrode insertion / removal port 12a via through holes 62a, 52a, 32a, 22a.
  • the other end of the second flow path 73 is the end portion 72b of the second flow path, which is connected to the second injection hole 12b via the through holes 62b, 52b, 32b, 22b.
  • the second flow path 73 passes through the second electrode arrangement portion 72a, the through holes 62a, 52a, 32a, 22a, and the second electrode insertion / removal port 12a at one end, and through holes 62b, 52b, 32b, 22b at the other end. , And communicate with the outside world through the second injection hole 12b.
  • the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 are made of silicone rubber containing an additive containing a hydrophilic group-containing compound.
  • the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 contain an additive containing a hydrophilic group-containing compound and are subjected to a dry treatment, so that the hydrophilic groups of the hydrophilic group-containing compound are obtained in all aspects thereof. Is exposed.
  • all surfaces of the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 are hydrophilized and have hydrophilicity, and reactive active groups having hydrophilicity by the Exima UV irradiation treatment (for example, hydroxyl groups, etc.)
  • reactive active groups having hydrophilicity by the Exima UV irradiation treatment for example, hydroxyl groups, etc.
  • the dry-treated surface in which at least one selected from a carboxy group, a carbonyl group, and a hydroxysilyl group) is present the hydrophilicity is enhanced.
  • both the bottom portion 23 bottom formed by a part of the upper surface 30a of the first hydrophilic sheet 30 and the ceiling portion 73 ceiling formed by a part of the lower surface 60b of the second hydrophilic sheet 60 are described above.
  • the contact angle between the surfaces of the bottom 23 bottom and the ceiling 73 ceiling and water is 50 ° or less, preferably 30 ° or less, more preferably 20 ° or less, and even more preferably 10 ° or less.
  • Such a low contact angle is maintained stably for a long period of time, for example, months to about 1 year, or a storage period of more than 1 year.
  • the hydrophilicity at the bottom 23 bottom and the ceiling 73 ceiling is maintained for a long period of time while being strengthened.
  • the contact angle with water on the surface of the silicone rubber, which does not contain a hydrophilic group-containing compound and is not a dry-type treated surface is 40 to 108 °. Further, the contact angle of the surface of the silicone rubber, which contains a hydrophilic group-containing compound but is not a dry-type treated surface, with water is about 60 to 70 ° or more, and in some cases, about 90 ° or more. Further, the contact angle with water in the dry treatment of the silicone rubber which does not contain a hydrophilic group-containing compound and has a dry treatment surface (for example, an excimer UV treatment surface) is about 10 to 50 ° immediately after the dry treatment. It is 20 to 50 °, 20 to 40 °, or 20 to 30 °. In this case, since the contact angle may increase due to the loss of the dry treatment effect after several days to one month, it is preferable to use the particle measurement module 1 immediately after production.
  • the polycarbonate substrate sheet 80 is arranged directly below the second flow path sheet 70 and is joined to the substrate sheet 80.
  • the bottom of the second electrode arrangement portion 72a and the second flow path 73 is formed by a part of the substrate sheet 80.
  • the substrate sheet 80 forms the bottom layer of the particle measurement module 1.
  • an anode (not shown) as the first electrode is inserted into the first electrode insertion / removal port 11a, and the tip thereof reaches the first electrode arrangement portion 21a.
  • a cathode (not shown) as the second electrode is inserted into the second electrode insertion / removal port 12a so that the tip thereof reaches the second electrode arrangement portion 72a.
  • the first electrode may be a cathode and the second electrode may be an anode.
  • FIG. 2 schematically shows a state immediately after the injection of the electrolytic solution 100 is started from the first injection hole 11b (see FIG. 1).
  • the electrolytic solution 100 injected from the first injection hole 11b flows into the end portion 21b of the first flow path and flows through the first flow path 23. Since the strongly hydrophilic bottom 23 bottom is arranged on the peripheral edge of the opening on the 23rd side of the first flow path of the funnel 41a, the wettability with the electrolytic solution is extremely high at the peripheral edge of the opening. As a result, the surface tension of the electrolytic solution 100 that has reached the first flow path 23 is reduced at the bottom 23 bottom of the first flow path 23 (the hydrophilic upper surface 30a of the first hydrophilic sheet 30), so that the electrolytic solution The 100 quickly flows there, passes through the through hole 33, and flows into the funnel 41a of the pore chip 40.
  • the funnel 41a connected to the pores 42a has a wall surface having an inclination such that the funnel 41a is recessed in a quadrangular pyramid shape so as to gradually narrow from the first flow path 23 side to the second flow path 73 side. doing.
  • the pore 42a is arranged on the second flow path 73 side of the funnel 41a. Since the electrolytic solution 100 flows toward the pores 42a along the inclined wall surface of the funnel 41a, its pressure is increased and flows into the pores 42a together with the air existing in the funnel 41a. As a result, the air in the funnel 41a and the air existing in the pores 42a can be pushed out toward the second flow path 73, and the funnel 41a and the pores 42a can be filled with the electrolytic solution 100.
  • the ceiling portion 73 ceiling of the second flow path 73 is formed of a part of the lower surface 60b of the second hydrophilic sheet 60 which is strongly hydrophilic and has excellent wettability with the electrolytic solution 100.
  • the ceiling portion 73 ceiling is arranged on the peripheral edge of the opening on the second flow path side of the pore 42a. Therefore, even if the electrolytic solution 100 flows into the second flow path 73 together with the air existing in the funnel 41a and the pores 42a, the whole of the electrolytic solution 100 gets wet with the electrolytic solution 100 due to the high hydrophilicity of the ceiling portion 73 ceiling. The air that has flowed in does not stay there as bubbles.
  • the air in the pores 42a and the flow paths 23 and 73 can be discharged only by injecting the electrolytic solution 100, and the bubbles do not stay, so that the conventional particle measurement module As described above, the particle measurement module 1 can be quickly filled with the electrolytic solution 100 without requiring a step performed only for discharging air bubbles.
  • a voltage is applied between the first electrode and the second electrode to pass an electric current through the electrolytic solution 100 to measure the background, and then the electrolytic solution in which fine particles are dispersed is injected into the particle measurement module 1 to start the measurement. ..
  • Excimer UV irradiation treatment has been mentioned as the dry treatment, but the dry treatment is not limited to this. Examples thereof include UV (ordinary ultraviolet) irradiation treatment, corona discharge treatment, plasma treatment, electron beam irradiation treatment, and ⁇ -ray irradiation treatment. Of these, excimer UV irradiation treatment or plasma treatment is preferable.
  • these dry treatments at least the upper surface 30a and the lower surface 60b of the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 are subjected to the corona discharge treatment surface, the UV treatment surface, the excimer UV treatment surface, the plasma treatment surface, the electron beam treatment surface, and the electron beam treatment surface. It can be a ⁇ -ray processing surface, and the surfaces of the bottom portion 23 bottom and the ceiling portion 73 ceiling can be these processing portions.
  • the target of the dry treatment is not limited to the first and second hydrophilic sheets 30 and 60, but the cover sheet 10, the first flow path sheet 20, the pore chip 40, the pore chip support sheet 50, the second flow path sheet 70, and /.
  • these surfaces may be dry-treated surfaces by being applied to the substrate sheet 80.
  • each sheet 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80 and the pore chip 40 may be subjected to dry treatment before the particle measurement module 1 is assembled, and under vacuum conditions after the particle measurement module 1 is assembled. Dry processing may be performed.
  • hydrophilic group-containing compound constituting the additive contained in the silicone rubber forming the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 examples include a hydrophilic group-containing silicone compound.
  • a hydrophilic group-containing silicone compound is a copolymer having a polysiloxane skeleton in the main chain and a hydroxyl group-terminal polyether group as a hydrophilic group in the side chain. The side chain is repeated according to the repetition of the monomers constituting the main chain.
  • hydrophilic group-containing silicone compound represented by (Chemical formula (1)
  • x and y are the number of repeating units of the syroxy structure of the compound, and the repeating unit indicated by x or y is the block copolymer unit. It may be a random copolymer unit.
  • N is the number of ether structure repeating units in the polyether group, more specifically, the number is about 12 on average.
  • Each of R is a methyl group or a number. It is a phenyl group.).
  • Additives containing hydrophilic group-containing silicone compounds as described above are commercially available as polyether-modified silicone oils. Specifically, TI-2011 (manufactured by Toray Dow Corning; trade name; see chemical formula (1)), TI-6021 (manufactured by Toray Dow Corning; trade name), TSF-4445 (momentive performance materials).
  • Additives containing such hydrophilic group-containing silicone compounds exhibit sufficient hydrophilicity when the HLB value (Hydrophilic-Lipophilic Balance) is 3.5 to 14.5. be able to. If the HLB value is smaller than this range, the hydrophilicity on the surfaces of the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 becomes insufficient, and if it is larger than this range, the dispersibility in the hydrophobic material is significantly lowered. It ends up.
  • the HLB value is defined as 20 (1-S / A) for ester-based surfactants, where the saponification value is S, the acid value of the fatty acids constituting the surfactant is A, and the HLB value.
  • HLB value is defined by 7 + total number of hydrophilic group groups-total number of base oil groups, and HLB value is 7 + 11.7 x log (total number of hydrophilic parts / formula amount of base oil part) The one defined by) is known.
  • the content of the additive containing the hydrophilic group-containing silicone compound is preferably 0.1 to 30 parts by mass, preferably 3 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silicone rubber.
  • the hydrophilic group-containing silicone compound is easily exposed at the bottom 23 bottom and the ceiling 73 ceiling , or the exposed hydrophilic group-containing silicone compound bleeds out.
  • the hydrophilicity of the surface of the pore chip 40 is improved not only through the bottom 23 bottom and the ceiling 73 ceiling but also through the electrolytic solution. Can be done.
  • a hydrophilic group-containing silicone compound is blended in the silicone rubber forming the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 has been shown, but with or instead of this, a hydrophilic group has been shown.
  • the contained silicone compound may be attached to the surface of the silicone rubber, specifically the upper surface 30a and the lower surface 60b, and exposed on the surface thereof.
  • the upper surface 30a and the lower surface 60b are attached by a method of spraying, coating, and / or dipping before sandwiching the flow path sheet 60 (that is, before stacking these sheets).
  • silicone rubber forming the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 include addition type silicone rubber, condensation type silicone rubber, peroxide crosslinked silicone rubber, ultraviolet curable silicone rubber, and /.
  • condensation type silicone rubber condensation type silicone rubber
  • peroxide crosslinked silicone rubber ultraviolet curable silicone rubber
  • / radiation-crosslinked silicone rubber
  • a thermosetting liquid silicone rubber which is an additive silicone rubber is preferable.
  • the first flow path sheet 20, the pore chip support sheet 50, and the second flow path sheet 70 are preferably made of silicone rubber.
  • the above-mentioned silicone rubber can be adopted as the silicone rubber.
  • the silicone rubber forming the first flow path sheet 20, the pore chip support sheet 50, and the second flow path sheet 70 may or may not contain a hydrophilic group-containing compound.
  • the first flow path sheet 20, the pore chip support sheet 50, and the second flow path sheet 70 have a dry treatment surface because they are subjected to the same dry treatment as the first and second hydrophilic sheets 30 and 60. You may be doing it.
  • the cover sheet 10 and the substrate sheet 80 are preferably made of polycarbonate.
  • the cover sheet 10 and the substrate sheet 80 may be made of a resin other than polycarbonate.
  • resins include cycloolefin resins, acrylic resins, epoxy resins, polyethylene terephthalate resins, polybuterene terephthalate resins, celluloses and derivatives thereof, hydroxyethyl celluloses, starches, cellulose diacetates, surface saponified vinyl acetate resins, and low densities.
  • Polyethylene high density polyethylene, i-polypropylene, petroleum resin, polystyrene, s-polystyrene, kumaron inden resin, terpene resin, styrene / divinylbenzene copolymer, ABS resin, methyl polyacrylate, ethyl polyacrylate, polyacrylic Nitrile, polymethyl methacrylate, ethyl polymethacrylate, polycyanoacrylate, vinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl formal, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, vinyl chloride / ethylene copolymer, Vinylidene fluoride, vinylidene fluoride / ethylene copolymer, vinylidene fluoride / propylene copolymer, 1,4-transpolybutadiene, polyoxymethylene, polyethylene glycol, polypropylene glycol, phenol / formalin resin,
  • these resins may be reinforced with polyamide fibers, carbon fibers, or glass fibers.
  • the first flow path sheet 20, the first hydrophilic sheet 30, the pore chip support sheet 50, the second hydrophilic sheet 60, and the second flow path sheet 70 may be formed of these resins.
  • the material of the cover sheet 10 and the substrate sheet 80 is not limited to these resins, and may be the silicone rubber mentioned above.
  • the materials of the cover sheet 10 and the substrate sheet 80 form the first and second hydrophilic sheets 30 and 60, and the first flow path sheet 20, the pore chip support sheet 50, and the second flow path sheet 70. It may be the same type as or different from the silicone rubber used. Further, the materials of the cover sheet 10 and the substrate sheet 80 may be the same or different from each other.
  • each sheet 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80 may be an independent member or a plurality of integrated members.
  • a member in which the cover sheet 10 and the first flow path sheet 20 are integrated a member in which the first hydrophilic sheet 30 and the pore chip support sheet 50 are integrated, and the pore chip support sheet 50 and the second hydrophilic sheet 60 are formed.
  • Examples thereof include an integrated member and a member in which the second flow path sheet 70 and the substrate sheet 80 are integrated.
  • These integrated members may be used alone or in combination of two or more. According to this, the number of parts required for manufacturing the particle measurement module 1 can be reduced, and the man-hours for assembling can be reduced.
  • a method of putting a resin composition or a rubber composition into a mold prepared in advance in a desired shape and molding, a method of making a hole in one plate, or a milling cutter is used.
  • a method of forming a recessed flow path there by scraping the surface of the plate using the plate can be mentioned.
  • each sheet 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80 is not particularly limited, and is preferably in the range of 0.1 to 3 mm.
  • the first and second flow path sheets 20 and 70 have a thickness of 0.05 to 1 mm, preferably 0.05 to 0.6 mm, more preferably 0.05 to 0.4 mm, and the first.
  • the second hydrophilic sheets 30 and 60 have a thickness of 0.01 to 1 mm, preferably 0.01 to 0.2 mm, and more preferably 0.01 to 0.15 mm.
  • the thickness of the pore chip support sheet 50 is selected according to the thickness of the pore chip 40.
  • the particle measurement module 1 can be made difficult to bend. According to this, the particle measurement module 1 can be reinforced, and even if an external force that warps or twists the particle measurement module 1 is applied, the particle measurement module 1 is not easily bent, and the silicon and silicon nitride pore chips 40 are cracked or cracked. Can be prevented.
  • Each sheet 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80, and pore chip 40 are subjected to corona treatment, plasma treatment, or ultraviolet irradiation treatment (general UV treatment or Exima UV treatment), and the reaction generated on these surfaces.
  • Reactive active groups such as hydroxyl groups (-OH) and hydroxysilyl groups (-SiOH) are directly chemically bonded by covalent bonds and firmly bonded to each other so that they cannot be peeled off. ing.
  • Such a junction is called a molecular junction.
  • the ether bond in the molecular junction is preferably an ether bond due to dehydration of OH groups.
  • Each sheet 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80, and pore chip 40 were produced by dry treatment such as corona treatment, plasma treatment or UV irradiation treatment (general UV treatment or Exima UV treatment).
  • At least one of the sheets 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80 is a platinum catalyst, for example 1,3-divinyl-1,1, so that the reactive active groups can be easily covalently bonded to each other.
  • a platinum complex such as a 3,3-tetramethyldisiloxane platinum (0) catalyst (Pt (dbs)) 2.1-2.4% xylene solution (Gelest product) at a concentration of 10-1000 ppm in terms of platinum. It is preferable to include it.
  • the dry treatment applied to each of the sheets 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80, and the pore chip 40 may be the same as the dry treatment applied to the first and second hydrophilic sheets 30, 60 described above. Good.
  • these dry treatments in addition to the reactive active groups such as hydroxyl groups originally present on the surfaces of each sheet 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80, and the pore chip 40, more reactive active groups are generated.
  • existing reactive active groups and activated reactive active groups covalently bond with each other on opposite surfaces, specifically, dehydration to form an ether bond, which is a strong covalent bond.
  • the sheets 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80, and the pore chip 40 are chemically directly bonded to each other.
  • the particle measurement module 1 can be manufactured as follows.
  • a predetermined amount of a polyether-modified silicone oil which is an additive containing a hydrophilic group-containing compound, is added to a silicone rubber raw material component, which is a sheet raw material resin containing a cross-linking agent and a curing agent, if necessary. ..
  • a compound having a hydrophobic main chain and hydrophilicity at the end such as a silicone compound having a hydroxyl group at the end of the polysiloxane skeleton, so that the polyether-modified silicone oil is uniformly dispersed in the silicone rubber raw material component. May be blended.
  • the mixture is then kneaded and stirred and defoamed if necessary.
  • This kneaded product is molded into, for example, a 0.1 mm thick sheet, crosslinked by heating and cured into a silicone rubber to prepare a silicone rubber sheet containing a hydrophilic group-containing compound.
  • a first hydrophilic sheet is prepared.
  • a square having a size of 25 ⁇ 25 mm is cut out to prepare a second hydrophilic sheet.
  • the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 have hydrophilicity on all surfaces exposed on the surface, not to mention the upper surface 30a and the lower surface 60b, respectively.
  • the surfaces of the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 are subjected to dry treatment, for example, excimer UV irradiation treatment, UV irradiation treatment, corona discharge treatment, plasma treatment, electron beam irradiation treatment, and / or ⁇ -ray irradiation treatment.
  • a certain dry treatment step is performed, and the surface thereof is made into a dry treatment surface on which reactive active groups such as a hydroxyl group (-OH) and a hydroxysilyl group (-SiOH) are exposed.
  • reactive active groups such as a hydroxyl group (-OH) and a hydroxysilyl group (-SiOH) are exposed.
  • this reactive active group reduces the contact angle with water and increases the hydrophilicity, and the high hydrophilicity is maintained for a long period of time.
  • high hydrophilicity can be maintained for a long period of time, for example, one year or more in a clean room environment, normal temperature, normal pressure, and normal humidity, and the contact angle with water can be kept low, for example, normal contact.
  • Angle measurement conditions For example, even if measured 10 seconds to 4 minutes after the dropping of water droplets, the temperature can be maintained at 50 ° or less, preferably 30 ° or less, more preferably 20 ° or less, and even more preferably 10 ° or less. Can be confirmed.
  • the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 may be formed of a silicone rubber raw material component that does not contain a hydrophilic group-containing compound.
  • the bottom portion 23 bottom and the ceiling portion 73 ceiling can be used as the dry treatment unit by applying the dry treatment to the surfaces thereof.
  • a 0.2 mm thick silicone rubber sheet is subjected to a flow path forming step of opening the first electrode arrangement portions 21a, through holes 22a, 22b, and the first flow path 23 at predetermined positions.
  • the first flow path sheet 20 is prepared by cutting into a square having a size of 25 ⁇ 25 mm.
  • a 0.2 mm thick silicone rubber sheet is subjected to a flow path forming step of opening the second electrode arranging portion 72a and the second flow path 73 at predetermined positions, and then cut into a square of 25 ⁇ 25 mm to form a second flow path sheet. 70 is made.
  • a pore tip support hole forming step of forming through holes 52a and 52b and a pore tip support hole 53 at predetermined positions is performed on a 0.8 mm thick silicone rubber sheet, and then the pore tip support sheet 50 is produced by cutting into a square of 25 ⁇ 25 mm. To do.
  • the first opening 11 and the second opening are opened at predetermined positions on a 2 mm thick polycarbonate plate, and then cut into a square of 25 ⁇ 25 mm to prepare the cover sheet 10.
  • a 0.1 mm thick polycarbonate sheet is cut into a 25 ⁇ 25 mm square to prepare a substrate sheet 80.
  • each sheet 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80, and the pore chip 40 are subjected to a dry treatment to generate reactive active groups on those surfaces, and then a joining step is performed.
  • the second flow path sheet 70 is superposed on the substrate sheet 80.
  • the second hydrophilic sheet 60 is placed on the second electrode arrangement portion 72a and the through hole 62a, the second flow path 73 and the through hole 63, and the second flow path end portion 72b and the through hole 62b. , Stack them so that they correspond to each other.
  • the pore tip support sheet 50 is superposed on the through holes 62a and 52a so that the through holes 62a and 52a correspond to each other, the through holes 63 and the pore tip support hole 53 correspond to each other, and the through holes 62b and 52b correspond to each other. Further, the pore tip 40 is fitted into the pore tip support hole 53 of the pore tip support sheet 50.
  • the first hydrophilic sheet 30 corresponds to the through holes 52a and 32a, the through holes 63 and the pore chip 40 correspond to each other, and the through holes 52b and 32b correspond to each other.
  • the first flow path and the second flow path are vertically overlapped and intersected with each other so as to communicate only with the pores 42a of the pore chip 40.
  • the first flow path sheet 20 is superposed on the through holes 32a and 22a so that the through holes 32a and 22a correspond to each other, the through holes 33 and the first flow path 23 correspond to each other, and the through holes 32b and 22b correspond to each other.
  • the injection hole 11b, the through hole 22b, and the second injection hole 12b are overlapped with each other so as to correspond to each other.
  • the sheets 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80 are overlapped to form a laminate supporting the pore chip 40.
  • Reactive active groups generated on the surfaces of each sheet 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80, and the pore chip 40 are covalently bonded between the surfaces by heating, for example, at 80 ° C. for 10 minutes.
  • the sheets 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80, and the pore chip 40 are joined and integrated by molecular bonding to obtain the particle measurement module 1.
  • the sheets 10, 20, 30, 50, 60, 70, and 80 joined in this way cannot be peeled off at the interface even if a peeling force acts between them, and the sheets are joined so strongly that the sheets are broken. There is.
  • the bonding step by molecular bonding may be performed under normal pressure, reduced pressure, or pressure.
  • the proximity of the reactive active groups between the surfaces is under reduced pressure or vacuum conditions, such as 50 torr or less, more specifically 50 to 10 torr reduced pressure conditions, or less than 10 torr, more specifically less than 10 torr to 1 ⁇ .
  • vacuum conditions such as 10 -3 torr, preferably less than 10 torr to 1 ⁇ 10 -2 torr, by removing the gaseous medium at the contact interface or applying stress (load), eg 10-200 kgf, to the contact interface. This is facilitated by further heating the contact interface.
  • stress eg 10-200 kgf
  • the reactive active groups are sufficiently expressed on the surfaces of the sheets 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80, and the pore chip 40 just by performing the dry treatment, so that only those reactive active groups are used.
  • a molecular adhesive such as a silane coupling agent may be used to form the molecular bond.
  • each sheet 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80, and the pore chip 40 are immersed in an alcohol solution of 0.05 to 1% by weight of a molecular adhesive such as the silane coupling agent, for example, a methanol solution. After drying, they are preferably superposed.
  • the molecular bond may be formed by, for example, only a dry treatment, a molecular adhesive treatment following the dry treatment, or a molecular adhesion treatment following the dry treatment and a further dry treatment. It may be formed by bonding only by the molecular adhesive treatment, may be formed by a dry treatment following the molecular adhesive treatment, and may be formed by a dry treatment following the molecular adhesive treatment and further a molecular adhesion treatment. May be.
  • the reactive active group produced by the dry treatment not only imparts hydrophilicity to the sheet, but also forms a covalent bond with the silane coupling agent or the reactive active group existing on the surface of another sheet. As a result, a molecular bond that can firmly bond the sheets to each other is formed.
  • the particle measurement module 1 may be subjected to dry treatment under vacuum conditions. Thereby, the hydrophilicity of all the exposed surfaces in the first and second flow paths 23, 73 and the pore chip 40 can be improved.
  • the silicone rubber forming the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 contained a hydrophilic group-containing silicone compound as a hydrophilic group-containing compound by blending, but instead of this.
  • a hydrophilic group-containing compound may be contained in the silicone rubber.
  • a hydrophilic group-containing acrylic compound which is another hydrophilic group-containing compound is attached to the surface (at least the upper surface 30a and the lower surface 60b) of the silicone rubber. You may. In this case, at least the bottom surface 23 bottom which is a part of the upper surface 30a and the ceiling portion 73 ceiling which is a part of the lower surface 60b are attached with these hydrophilic group-containing compounds.
  • This hydrophilic group-containing acrylic compound is a copolymer having a main chain of a poly (meth) acrylic skeleton, a side chain having a betaine structure as a hydrophilic group, and a side chain having an active functional group. ..
  • the side chain having a betaine structure and the side chain having an active functional group are repeated according to the repetition of the monomers constituting the main chain.
  • the repeating main chain that repeats the repeating unit of the side chain is, for example, a poly (meth) acrylic skeleton.
  • the poly (meth) acrylic skeleton includes a polyacrylic skeleton and a polymethacrylic skeleton. More specifically, the poly (meth) acrylic skeleton is a poly (meth) acrylamide copolymer skeleton, a poly (meth) acrylate copolymer skeleton, or a poly (meth) acrylamide and poly (meth) acrylate copolymer skeleton. Among them, it is particularly preferable that the copolymer has a poly (meth) acrylamide copolymer skeleton.
  • the repeating type of the copolymer there is no limitation on the repeating type of the copolymer, and for example, it may be any of a random copolymer, a block copolymer, an alternating copolymer, and a graft copolymer.
  • the molar ratio of the repeating unit having a betaine structure in the side chain and the repeating unit having an active functional group in the side chain is not limited, but a molar ratio of 1: 1 is preferable.
  • the side chain having a betaine structure may have either an anion group or a cation group at the end of the side chain and the other in the side chain.
  • the anionic group is, if the side chain terminal carboxylic acid group (-COO - group), a sulfonic acid group (-SO 3 - group), a phosphoric acid group (-R a1 -PO- (OR a2) (OR a3 ); -R a1- is a group up to the end of the side chain, OR a2 and OR a3 are an alkoxy group or phenoxy group having 1 to 6 carbon atoms or an O - anion, and at least one of them is an O - anion) They include anionic groups selected from, when in the side chain middle, substituted carboxylic acid groups branched from the side chain (-COO - group), substituted sulfonic acid groups branched from the side-chain (-SO 3 - group), Phosphate group (-R b1- PO- (OR b2 ) (OR a3 ); R b1 is a group up to the middle of the side chain,
  • an organic ammonium group such as a primary to quaternary ammonium group ((-NH 3 ) + , (-N (R c1 ) H 2 ) + , (-N (R c1) H 2) +, (- N (R c2 ) 2 H) + , (-N (R c3 ) 3 ) + ;
  • R c2 to R c3 are alkyl or phenyl groups with 1 to 6 carbon atoms), sulfonium groups, preferably organic sulfonium groups ((-) S (R c4 ) 2 ) + ;
  • R c4 is an alkyl group or phenyl group having 1 to 6 carbon atoms), a phosphonium group, preferably a quaternary phosphonium group ((-P (R c5 ) 3 ) + ;
  • R c5 is a carbon number.
  • An organic ammonium group ((-R d1- N (R d2 )) 2 ((-R d1-N (R d2)) 2 ( R d3)) +;
  • group R d2 represents a group having the halfway of the side chain, an alkyl group or a phenyl group R d2 carbon 1 ⁇ 6, R d3 is from the middle of the side chain to the end), a sulfonium group (-R d4- S + (R d5 ) -R d6 );
  • R c4 is a group up to the middle of the side chain
  • R d5 is an alkyl group or phenyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R d6 is a group from the middle to the end of the side chain.
  • R d7 is a group up to the middle of the side chain
  • R d8 is an alkyl group or phenyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R d9 is.
  • a cation group selected from the group from the middle to the end of the side chain) can be mentioned.
  • Adsorption such as physical adsorption or chemisorption is carried out by mutual electrostatic attraction or ion attraction, and they strongly interact with the upper surface 30a and the lower surface 60b, respectively.
  • Such a hydrophilic group-containing acrylic compound is, for example, the following chemical formula (2) or (3).
  • R 1 and R 2 are hydrogen atoms or methyl groups, and n1 to n4 are numbers of 2 to 6), and a repeating unit having a betaine structure.
  • the following chemical formula (4) (In the chemical formula (4), R 3 is a hydrogen atom or a methyl group, n5 is a number of 2 to 6, n6 is a number of 0 to 1, and R 4 is the active functional group). It is a random copolymer, a block copolymer, an alternating copolymer, or a graft copolymer with a repeating unit having an active functional group.
  • the repeating unit of the side chain having a betaine structure is the following chemical formulas (5) to (8).
  • the ones represented by are mentioned.
  • OR e1 is an alkyl group or a phenyl group having 1 to 6 carbon atoms).
  • a hydroxyl group that produces a hydroxyl group ( ⁇ OH) or a hydroxyl group for example, at least one functional group selected from a hydroxyl group precursor group such as an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms can be mentioned.
  • the azide group (-N 3 ) releases nitrogen molecules by, for example, decomposition by ultraviolet rays or light or thermal decomposition to generate a nitrene group (-N: group), and the upper surface 30a and the lower surface 60b Covalent bond by reacting and / or expanding the ring with, for example, an unsaturated group, an alkyl group, a phenyl group, and / or an amino group possessed by the above reactive active group or silicone rubber.
  • a nitrene group (-N: group)
  • the trialkoxysilyl group forms a covalent bond which is a silyl ether bond by undergoing a condensation reaction with a reactive active group on the upper surface 30a and the lower surface 60b, for example, a hydroxyl group.
  • the hydroxyl group or the hydroxyl group blocking group is, for example, a silanol group (-Si-OH) or a siloxy group (-Si-OR f1 group; R f1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in the silicone rubber.
  • this side chain is a hydrocarbon aromatic ring group such as phenyl or naphthyl, a non-aromatic heterocyclic group such as piperazinyl, pyreridinyl, pyrozoxydinyl, morpholinyl, pyridyl.
  • Aromatic heterocyclic groups such as pyrazolyl, imidazolyl, triazolyl, pyrazinyl, triazolyl, methyl, ethyl, vinyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, cyclobutyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, cyclopentyl , N-hexyl, cyclohexyl, or linear, branched chain and / or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon groups such as benzyl or phenethyl, amide groups (-CO-N (R g1 )).
  • R g1 is an alkyl group or phenyl group having 1 to 6 carbon atoms), any single spacer group selected from an ester group (-CO-O-), or a composite spacer group in which at least one of them is combined. However, it may have the above-mentioned active functional group.
  • the active functional group reacts with, binds to, or reacts with a reactive active group such as a hydroxyl group, a carboxy group, and a carbonyl group present on the dry-treated surface, or an amino group, an alkoxy group, and / or an alkoxysilyl group contained in the silicone rubber. It forms a covalent bond by adsorption, especially by chemical reaction with a reactive active group. As a result, molecules of the hydrophilic group-containing acrylic compound are attached to the upper surface 30a and the lower surface 60b.
  • a reactive active group such as a hydroxyl group, a carboxy group, and a carbonyl group present on the dry-treated surface, or an amino group, an alkoxy group, and / or an alkoxysilyl group contained in the silicone rubber. It forms a covalent bond by adsorption, especially by chemical reaction with a reactive active group.
  • molecules of the hydrophilic group-containing acrylic compound are attached to the upper surface 30a and the lower surface 60b.
  • the hydrophilic group-containing acrylic compound has the following chemical formula (9) or (10).
  • hydrophilic group-containing acrylic compound for example, a hydrophilic group-containing acrylic compound represented by the chemical formula (9) or (10) is synthesized as follows.
  • Propane salton is reacted with dimethylaminopropylmethacrylamide to synthesize a betaine structure-containing comonomer for forming a repeating unit as represented by the chemical formula (2).
  • the amino group of 4-aminobenzoic acid is diazotized and then azidized to form an acid chloride, and then one of the amino groups of piperidine is reacted with a monoprotected piperidine protected by a protecting group to amidate, and then the protective group To obtain a mono-p-azidated benzoic acid piperazine amide.
  • Chloride methacrylate and 6-aminocaproic acid are amidated and further amidated with the free amino group of the mono-p-azilated benzoic acid piperazine amide to form a repeating unit as represented by the chemical formula (3).
  • an active functional group-containing comonomer for this purpose.
  • comonomer having a different number of carbon atoms for example, a betaine structure-containing comonomer for forming a repeating unit represented by the chemical formula (2) or (3) or a repeating unit represented by the chemical formula (4).
  • the active functional group-containing comonomer can be synthesized in the same manner by adjusting the starting material.
  • the hydrophilic group-containing acrylic compound thus obtained is dissolved or suspended in various media such as water, a water-soluble organic medium such as alcohol or acetone, and a water-insoluble organic medium such as methylene chloride, chloroform or ether. By making it turbid, it can be used as a diluted solution.
  • High hydrophilicity is obtained when the concentration of the hydrophilic group-containing acrylic compound is 0.001 to 10% by mass, and more preferably 0.01 to 1.0% by mass.
  • the silicone rubber forming the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 is subjected to a dry treatment to generate a new reactive active group in addition to the originally existing one.
  • a hydrophilic group-containing acrylic compound-containing solution is applied to the surface of the silicone rubber which has been subjected to a dry treatment by a method of spraying, coating, and / or dipping to become a dry treated surface.
  • the above medium is removed by a method such as volatilization to obtain first and second hydrophilic sheets 30 and 60 made of silicone rubber to which a hydrophilic group-containing acrylic compound is attached.
  • the betaine structure of the hydrophilic group-containing acrylic compound electrostatically interacts with the reactive active groups on the surfaces of the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 to form the copolymer. By being adsorbed such as adsorption or chemisorption, it is firmly attached and exhibits hydrophilicity.
  • the first and second hydrophilic sheets 30, 60 are preferably subjected to an ultraviolet or light irradiation treatment having a wavelength of 220 to 410 nm and an integrated light amount of arbitrary light.
  • the azide group is decomposed to form a nitrene group, which reacts with the reactive active group on the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 to covalently bond.
  • the hydrophilic group-containing acrylic compound is firmly attached to the first and second hydrophilic sheets 30 and 60, and hydrophilicity is exhibited.
  • the active functional group is an azide group
  • the active functional group is a sulfo group, a trialkoxysilyl group, or a hydroxyl group or a hydroxyl group blocking group
  • these are the first and second hydrophilic sheets 30,60.
  • the hydrophilic group-containing acrylic compound is firmly attached thereto, and the hydrophilicity is increased. It may be expressed.
  • a step of filling a part or all of the passage points of the electrolytic solution 100 in the particle measurement module 1 with a liquid for example, water may be provided in advance.
  • the first and second openings 11 and 12 may be closed so that water does not leak.
  • the liquid passage points are, for example, the first electrode arrangement portion 21a, the first flow path 23, the through hole 33, the funnel 41a, the pore 42a, the through hole 63, the second electrode arrangement portion 72a, and the second flow path 73. Is. It is preferable that at least the first and second flow paths 23 and 73 are filled with water. According to it, the hydrophilicity of the dry treatment part is maintained for a longer period of time as compared with the case where it is not filled with water.
  • water and the particle measurement module 1 are put in a resin bag to reduce the pressure inside the bag, or 10 to 600 kPa, preferably 10 to 600 kPa, from the first opening 11 and the second opening 12.
  • Water may be forcibly introduced into the liquid passage portion by injecting high-pressure water of 100 to 300 kPa.
  • the bottom portion 23 bottom and the ceiling portion 73 ceiling can be kept in contact with water, the hydrophilicity in those surfaces can be maintained for a long period of time. Further, if the pores 42a are filled with water, it is possible to more reliably prevent the retention of air (bubbles) in the pores 42a when the electrolytic solution 100 is injected for the first time after the particle measurement module 1 is manufactured. In this case, the water is replaced with the injected electrolytic solution 100.
  • phosphate buffer phosphate-sodium phosphate
  • citrate-phosphate Disodium hydrogen hydrogen McKilbain buffer
  • citrate buffer citrate-sodium citrate
  • phosphate buffer citrate-sodium phosphate
  • borate buffer tartrate buffer
  • Tris buffer Tris buffer
  • Tris buffer Tris buffer
  • Tris buffer Tris (hydroxymethyl) aminomethane
  • HEPES buffer [4- (2-Hydroxyethyl) -1-piperazinyl] ethanesulfonic acid
  • mixed electrolytic solutions such as phosphate buffered physiological saline; sodium fatty acid, potassium fatty acid, Solutions containing anionic surfactants such as sodium lauryl sulfate and dioctylsodium sulfosuccinate; primary to tertiary aliphatic amine salts, tetraalkyl
  • a hydrophilic group-containing compound-containing solution may be filled with at least one liquid selected from a mixture thereof.
  • the liquid when the liquid is a hydrophilic group-containing compound-containing solution, it originally exists in each of the sheets 10, 20, 30, 50, 60, 70 and the pore chip 40 constituting the particle measurement module 1, or is generated by a dry treatment.
  • a reactive active group such as a hydroxyl group, a carboxy group, and a carbonyl group and a hydrophilic group of a hydrophilic group-containing compound react with each other to bond with each other or adsorb to each other, so that the hydrophilic group-containing compound passes through the liquid.
  • the hydrophilicity of the liquid passing portion can be further improved.
  • the step of imparting hydrophilicity to the liquid passing portion by filling the liquid passage portion may be performed before or after the dry treatment performed on the particle measurement module 1 described above. You may go in the middle.
  • liquids may be removed by once filling the liquid passage portion and then performing a step of removing the liquid.
  • the liquid is a hydrophilic group-containing compound-containing solution
  • the hydrophilic-containing compound is exposed not only on the bottom 23 bottom and the ceiling 73 ceiling but also on all surfaces of the liquid passage portion even after this is removed. ing.
  • the hydrophilicity of the liquid passing portion can be further improved.
  • the method for removing the liquid include a method of evaporating or volatilizing the liquid by drying with heat, a method of sucking and removing the liquid from a liquid passing portion, and a method of pressurizing and discharging the liquid.
  • the particle measurement module 1 is used as follows. First, the electrolytic solution 100 is injected into the first flow path 23 from the first injection hole 11b using a micropipette until the opening of the first injection hole 11b is frayed. The flow rate at the time of this injection is preferably 1 ⁇ L / sec at the maximum. Further, the electrolytic solution 100 is injected from the first injection hole 12b into the second flow path 73 until the opening of the second injection hole 12b is frayed. The flow rate at the time of this injection is preferably 5 ⁇ L / sec at the maximum.
  • the electrolytic solution 100 is the first.
  • the air in the funnel 41a and the pores 42a of the pore chip 40 flows into the second flow path 73 from the flow path 23 while being swept away. As a result, they are filled with the electrolytic solution 100.
  • the anode as the first electrode is inserted from the first electrode insertion / removal port 11a until it reaches the first electrode arrangement portion 21a.
  • the cathode as the second electrode is inserted from the second electrode insertion / removal port 12a until it reaches the second electrode arrangement portion 72a.
  • a voltage is applied between both electrodes to pass a current through the electrolytic solution 100, and the background impedance between the first flow path 23 and the second flow path 73 is measured by an LCR meter.
  • an electrolytic solution containing fine particles to be measured As a liquid sample, prepare an electrolytic solution containing fine particles to be measured. At this time, the above-mentioned hydrophilic group-containing compound may be added to this electrolytic solution, or the electrolytic solution may be added to the hydrophilic group-containing compound. Further, the hydrophilic-containing compound-containing solution may be injected after the electrolytic solution is injected into the liquid passage portion of the particle measurement module 1. As a result, a mixed solution is prepared in which the liquid sample contains a hydrophilic group-containing compound.
  • the hydrophilic group-containing compound is preferably contained in the electrolytic solution in an amount of 0.01 to 3% by mass, preferably 0.05 to 0.5% by mass. According to this, the wettability between the surface of the liquid passing portion and the electrolytic solution is improved.
  • the particle measurement module 1 is set in a case dedicated to the particle measurement module 1, and a voltage is applied again between the first electrode and the second electrode to pass an electric current through the liquid sample.
  • the impedance generated at that time is measured and recorded.
  • the background impedance is subtracted from this record to obtain the particle size distribution of the fine particles. If necessary, the inside of the particle measurement module 1 is washed with the electrolytic solution 100, and then the measurement of the liquid sample is repeated.
  • thermosetting liquid silicone rubber raw material 100 parts by mass of a thermosetting liquid silicone rubber raw material is mixed with 5 parts by mass of polyether-modified silicone oil as an additive containing a hydrophilic group-containing silicone compound as a hydrophilic group-containing compound.
  • a silicone rubber raw material component composition containing a hydrophilic group-containing silicone compound was prepared. This was filled in a resin mold, heat-treated at 120 ° C. and heat-cured to obtain a white translucent sheet having a thickness of 0.5 mm. This was cut into a length of 3 cm and a width of 1 cm, and then subjected to excimer UV treatment to obtain a hydrophilic sheet of Preliminary Example 1 having a surface enhanced in hydrophilicity.
  • Preliminary Example 1-2 A resin mold was filled with a composition consisting only of a thermosetting liquid silicone rubber, and heat-cured at 120 ° C. to obtain a transparent rubber sheet having a thickness of 0.5 mm. This was cut into a length of 3 cm and a width of 1 cm. By treating this rubber sheet with excimer UV, a hydrophilic sheet of Preliminary Example 1-2 having a dry-treated surface was obtained.
  • Preliminary Comparative Example 1-1 A sheet was prepared using the same silicone rubber raw material component composition as that prepared in Preliminary Example 1-1. This sheet was used as a rubber sheet containing a hydrophilic group-containing silicone compound of Preliminary Comparative Example 1-2 without subjecting it to excimer UV treatment.
  • Preliminary Comparative Example 1-2 A resin mold was filled with a composition consisting only of a thermosetting liquid silicone rubber, and heat-cured at 120 ° C. to obtain a transparent rubber sheet having a thickness of 0.5 mm. This was cut into a length of 3 cm and a width of 1 cm to obtain a rubber sheet of Preliminary Comparative Example 1-1.
  • the contact angle of water in the hydrophilic sheet of Preliminary Example 1-1 was as small as 10 ° or less, showing high hydrophilicity.
  • the contact angle is as large as about 60 to 90 ° even when the rubber sheet is brought into contact with water droplets for 5 minutes, which can be seen from FIG. ..
  • the rubber sheet of Preliminary Comparative Example 1-1 showed an extremely large contact angle of about 108 °, and thus it was found that the wettability with water was extremely poor.
  • the contact angle immediately after production is about 108, respectively. Very high at ° and about 90 °.
  • the contact angle of the hydrophilic sheet of Preliminary Example 1-2 was about 45 to 50 ° from the time of preparation to the 7th day, but increased thereafter.
  • the contact angle immediately after production is as low as about 5 °, and even after 300 days, it is only slightly larger as about 10 °, which is only about an error range. There was almost no change.
  • Preliminary Example 2-1 3 parts by mass of polyether-modified silicone oil as an additive containing a hydrophilic group-containing silicone compound is mixed with 100 parts by mass of a thermosetting liquid silicone rubber raw material, and the mixture is kneaded and stirred with a stirrer / defoamer.
  • a silicone rubber raw material component composition containing a hydrophilic group-containing silicone compound was prepared. This was formed into a resin film and heat-cured to obtain a white translucent sheet having a thickness of 0.1 mm. This was cut into 3 cm in length and 1 cm in width, and then subjected to excimer UV treatment to obtain a hydrophilic sheet of Preliminary Example 2 in which the surface was hydrophilically strengthened.
  • Preliminary Example 2-2 A resin mold was filled with a composition consisting only of a thermosetting liquid silicone rubber, and heat-cured at 120 ° C. to obtain a transparent rubber sheet having a thickness of 0.5 mm. This was cut into a length of 3 cm and a width of 1 cm. By treating this rubber sheet with excimer UV, a hydrophilic sheet of Preliminary Example 2-2 having a dry-treated surface was obtained.
  • Preliminary Comparative Example 2-1 A rubber sheet of Preliminary Comparative Example 2-1 was obtained by operating in the same manner as in Preliminary Example 2-2 except that the excimer UV treatment was not performed.
  • Preliminary Comparative Example 2-2 A sheet was prepared using the same silicone rubber raw material component composition as that prepared in Preliminary Example 2. This sheet was used as a rubber sheet containing a hydrophilic group-containing silicone compound of Preliminary Comparative Example 2-3 without subjecting it to excimer UV treatment.
  • the contact angle immediately after production is about 103, respectively. Very high at ° and about 97 °.
  • the contact angle of the dry-treated rubber sheet of Preliminary Example 2-2 was about 30 ° immediately after production, but increased thereafter.
  • the contact angle immediately after production is as low as about 5 °, and even after 120 days, it is only slightly larger as about 14 °, which is only within the error range. No, it has hardly changed.
  • Preliminary Example 3 Even when the hydrophilic sheet obtained in Preliminary Example 2-1 was heat-treated at 120 ° C. for 20 minutes, it showed high hydrophilicity. Among them, the sample heat-treated at 80 ° C. showed a contact angle equivalent to that of Preliminary Example 2-1.
  • thermosetting liquid silicone rubber is mixed with 3 parts by mass of polyether-modified silicone oil as an additive containing a hydrophilic group-containing silicone compound, and 10 parts by mass of a polymer containing silanol groups at both ends.
  • the sheet obtained in the same manner as in Preliminary Example 1 was subjected to Exima UV treatment to obtain a hydrophilic sheet of Preliminary Example 4.
  • This hydrophilic sheet exhibited the same hydrophilicity as in Preliminary Example 1-1.
  • Preliminary Example 5 A silicone rubber sheet (sheet 2) containing no hydrophilic group-containing compound was superposed on the dry-treated surface (excimer UV irradiation-treated surface) of the hydrophilic sheet (sheet 1) obtained in Preliminary Example 1-1. By applying a load of 10 kgf for 10 minutes in an atmosphere of 80 ° C., the layers were bonded via molecular bonding to prepare a laminate of Preliminary Example 6. The laminate of Preliminary Example 5 was subjected to a peeling test in accordance with JIS K6854-2 (1999) "Adhesive-Peeling Adhesive Strength Test Method-Part 2: 180 Degree Peeling". The results are shown in Table 2.
  • Preliminary Example 6 A laminate of Preliminary Example 6 was prepared in the same manner as in Preliminary Example 5 except that the hydrophilic sheet (Sheet 2) of Preliminary Example 1-1 was used instead of the silicone rubber sheet, and a peeling test was conducted. went. The results are shown in Table 2.
  • Preliminary Example 7 A laminate of Preliminary Example 7 was prepared in the same manner as in Preliminary Example 5 except that a polycarbonate sheet (Sheet 2) was used instead of the silicone rubber sheet, and a peeling test was conducted. The results are shown in Table 2.
  • reaction solution was poured into 200 ml of a 5 wt% sodium carbonate aqueous solution and extracted with 200 ml of chloroform. Chloroform, dioxane, and unreacted piperazine were distilled off and dried under reduced pressure to obtain a colorless solid monoBoc piperazine with a crude yield of 80%, which was used as it was in the next reaction.
  • THF was distilled off, and the obtained residue was poured into 100 ml of a 5 wt% sodium carbonate aqueous solution and extracted with 100 ml of chloroform.
  • a resin mold was filled with a composition consisting only of a thermosetting liquid silicone rubber, and heat-cured at 120 ° C. to obtain a transparent rubber sheet having a thickness of 0.5 mm.
  • the surface is treated with plasma or excimer to make a dry surface, and then immersed in a 0.1 wt% aqueous solution of the hydrophilic group-containing acrylic compound synthesized above for 10 minutes at room temperature to obtain the hydrophilic group-containing acrylic compound.
  • the contact angle between water and the rubber sheet was measured with respect to the rubber sheet of Preliminary Example 8 in the same manner as in Preliminary Example 1-1, and it was 11 °. From this, it was found that a hydrophilic sheet can be obtained by attaching a hydrophilic group-containing acrylic compound as a hydrophilic group-containing compound to the rubber sheet.
  • Example 1 The cover sheet 10 and the substrate sheet 80 made of the polycarbonate resin shown in FIG. 1, the first flow path sheet 20 made of silicone rubber, the pore chip support sheet 50, and the second flow path sheet 70, and the silicone prepared in Preliminary Example 1.
  • a first hydrophilic sheet 30 and a second hydrophilic sheet 60 using the rubber raw material component composition were produced. These were all transparent.
  • the cover sheet 10 and the substrate sheet 80 were washed with ethanol.
  • a corona discharge surface modifier (Shinko Denki) is provided on the surface of the cover sheet 10 that faces the first flow path sheet 20 and the surface of the substrate sheet 80 that faces the second flow path sheet 70.
  • the surface was activated by performing three corona discharge treatments under the conditions of a gap length of 1 mm, a voltage of 13.5 kV, and 70 mm / sec.
  • Both sheets 10 and 80 were immersed in a 0.1% by mass ethanol solution of a silane coupling agent (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., product name; XIAMETER OFS-6020 SILANE), and dried by air drying with an air gun. Further, the inside of the oven was placed in an oven at 80 ° C. and heated for 30 minutes. Next, the first flow path sheet 20, the first hydrophilic sheet 30, the pore chip 40, the pore chip support sheet 50, the second hydrophilic sheet 60, and the second flow path sheet 70 are subjected to excimer UV treatment (irradiation intensity: 600 mJ / cm 2). ) was given.
  • a silane coupling agent manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., product name; XIAMETER OFS-6020 SILANE
  • the base sheet 80, the second flow path sheet 70, the second hydrophilic sheet 60, and the pore chip support sheet 50 were stacked in this order from bottom to top.
  • the pore tip 40 was fitted into the pore tip support hole 53 formed in the pore tip support sheet 50.
  • the first hydrophilic sheet 30, the first flow path sheet 20, and the cover sheet 10 were stacked in this order on the pore chip support sheet 50. All the laminated sheets 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80 were heat-bonded in an atmosphere of 80 ° C. for 10 minutes by applying a load of 10 kgf. As a result, the particle measurement module 1 of Example 1 was obtained.
  • the bottom 23 bottom of the first flow path 23 and the ceiling portion 73 ceiling of the second flow path 73 in the particle measurement module 1 of the first embodiment are first and first made of silicone rubber containing a hydrophilic group-containing silicone compound. Since it was formed of a two-hydrophilic sheet, it was exposed, and the dry-processed portion was subjected to a dry-type treatment.
  • the particle measurement module 1 was left for 90 days in a clean room environment with a temperature of about 21 ° C. and a relative humidity of about 60 RH%.
  • the anode was inserted into the particle measurement module 1 from the first electrode insertion / removal port 11a so as to reach the first electrode arrangement portion 21a.
  • the cathode was inserted into the particle measurement module 1 from the second electrode insertion / removal port 12a so as to reach the second electrode arrangement portion 72a.
  • a 1-fold concentration phosphate buffered electrolytic solution (1 ⁇ PBS solution) was introduced from the first injection hole 11b to the first flow path 23 at a flow rate of 0.1 ⁇ L / sec, and the second injection hole 12b at a flow rate of 0.5 ⁇ L / sec.
  • Example 2 As the first and second hydrophilic sheets 30 and 60 of Example 1, silicone rubber containing no hydrophilic group-containing compound was used, and the heat-bonding conditions were set to a load of 10 kgf for 15 minutes in an atmosphere of 40 ° C. Except for the above, the particle measurement module 1 of Example 2 was produced by operating in the same manner as in Example 1. In the particle measurement module 1 of the second embodiment, the bottom portion 23 bottom and the ceiling portion 73 ceiling were dry-type processing units that had been subjected to dry-type treatment.
  • the impedance was measured after inserting the electrode and injecting the phosphate buffered electrolytic solution in the same manner as in Example 1 within 1 hour after the production without leaving the particle measurement module 1. Was shown stably. From this, it was found that no bubbles remained in the funnel 41a and the pores 42a of the pore chip 40.
  • Example 3 The particle measurement module 1 of Example 3 was produced by operating in the same manner as in Example 2. Within 1 hour after producing this particle measurement module 1, ion-exchanged water was introduced from the first injection hole 11b to the first flow path 23 at a flow rate of 0.1 ⁇ L / sec, and the second injection hole at a flow rate of 0.5 ⁇ L / sec. Each was injected from 12b into the second flow path 73. As a result, the first electrode arrangement portion 21a, the first flow path 23, the through hole 33, the funnel 41a, the pore 42a, the through hole 63, the second electrode arrangement portion 72a, and the second flow path 73 are filled with ion-exchanged water. Ion.
  • Comparative Example 1 The particle measurement module of Comparative Example 1 was produced by operating in the same manner as in Example 2. This particle measurement module was left for 14 days in a clean room environment at a temperature of about 21 ° C. and a relative humidity of about 60 RH%. Then, the electrode was inserted and the phosphate buffered electrolytic solution was injected in the same manner as in Example 1, and then the state of the funnel 41a was photographed. The photograph taken is shown in FIG. 5 (b). As can be seen from the figure, a transparent glowing bubble surrounding the pore 42a, which is visually recognized as white in the center of the photograph, could be observed. Next, when the impedance was measured, the value became infinite, and the impedance could not be measured. This was due to the fact that air bubbles remained in the pores 42a, and the electrodes were not conducted.
  • Example 4 A cover sheet 10 and a substrate sheet 80 made of polycarbonate resin shown in FIG. 1 and a first flow path sheet 20, a pore chip support sheet 50, and a second flow path sheet 70 made of silicone rubber were produced. Further, the first silicone rubber sheet 31 and the second silicone rubber sheet 61, which serve as the first hydrophilic sheet 30 and the second hydrophilic sheet 60, were produced, respectively.
  • the surface facing the pore chip support sheet 50 was subjected to a corona discharge treatment in the same manner as in Example 1 to activate the surface thereof.
  • the surfaces of the first silicone rubber sheet 31 and the second silicone rubber sheet 61 are made hydrophilic, and the first silicone rubber sheet 31 and the second silicone rubber sheet 61 are combined with the first hydrophilic sheet 30 and the second hydrophilic sheet 60, respectively. did.
  • the pore tip 40 was fitted into the pore tip support hole 53 formed in the pore tip support sheet 50, and the sheets 30, 50, and 60 were stacked in this order. A load of 10 kgf was applied thereto, and heat-pressing was performed in an atmosphere of 80 ° C. for 10 minutes to obtain a laminated product of sheets 30, 50 and 60.
  • cover sheet 10 and the substrate sheet 80 were washed with ethanol.
  • the surface of the cover sheet 10 facing the first flow path sheet 20 and the surface of the substrate sheet 80 facing the second flow path sheet 70 are operated in the same manner as in the first embodiment.
  • a corona discharge treatment was applied to activate the surface.
  • Both sheets 10 and 80 were immersed in a 0.1% by mass ethanol solution of a silane coupling agent (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., product name; XIAMETER OFS-6020 SILANE), and dried by air drying with an air gun. Further, the inside of the oven was placed in an oven at 80 ° C. and heated for 30 minutes.
  • a silane coupling agent manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., product name; XIAMETER OFS-6020 SILANE
  • first flow path sheet 20 facing the cover sheet 10 and the surface of the second flow path sheet 70 facing the substrate sheet 80 are operated in the same manner as in the first embodiment. Corona discharge treatment was applied to activate their surfaces.
  • the first flow path sheet 20 and the cover sheet 10, and the second flow path sheet 70 and the substrate sheet 80 are overlapped with each other, a load of 10 kgf is applied to them, and heat pressure is applied to them in an atmosphere of 80 ° C. for 10 minutes. 20 laminated products and 70 and 80 laminated products were obtained, respectively.
  • the surface facing the first flow path sheet 20 and the surface facing the second flow path sheet 70 are operated in the same manner as in the first embodiment. Then, a corona discharge treatment was performed to activate the surface. A PET film hollowed out from the outer shapes of the first flow path 23 and the second flow path 73 was brought into close contact with these surfaces for masking. A 0.05 mass% ethanol solution of a hydrophilic group-containing silicone compound (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., trade name; TI-2011) was sprayed onto the mixture, which was then dried.
  • a hydrophilic group-containing silicone compound manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., trade name; TI-2011
  • the bottom portion 23 bottom and the ceiling portion 73 ceiling were further hydrophilized.
  • the PET film for masking was removed, and among the laminated products of the sheets 30, 50 and 60, the laminated products of the sheets 10 and 20 and the sheets 70 and 80 were placed on the upper surface of the first hydrophilic sheet 30 and the lower surface of the second hydrophilic sheet 60.
  • the laminated products were stacked one by one, a load of 10 kgf was applied to them, and heat-bonding was performed in an atmosphere of 80 ° C. for 10 minutes. As a result, the particle measurement module 1 of Example 4 was obtained.
  • the particle measurement module 1 of Example 4 was left for 7 days in a clean room environment at a temperature of about 21 ° C. and a relative humidity of about 60 RH%.
  • the anode and cathode were inserted into the particle measurement module 1 and the PBS solution was injected into the first flow path 23 and the second flow path 73 in the same manner as in Example 1.
  • the state of the pore chip 40 after injection was observed in the same manner as in Example 1. From the pores 42a, the four sides of the funnel 41a forming a quadrangular pyramid were observed radially. No bubbles like bubbles could be observed.
  • Example 5 A cover sheet 10 and a substrate sheet 80 made of polycarbonate resin shown in FIG. 1 and a first flow path sheet 20, a pore chip support sheet 50, and a second flow path sheet 70 made of silicone rubber were produced. Further, the first silicone rubber sheet 31 and the second silicone rubber sheet 61, which serve as the first hydrophilic sheet 30 and the second hydrophilic sheet 60, were produced, respectively.
  • the cover sheet 10 and the substrate sheet 80 were washed with ethanol.
  • a corona discharge surface modifier (Shinko Denki) is provided on the surface of the cover sheet 10 that faces the first flow path sheet 20 and the surface of the substrate sheet 80 that faces the second flow path sheet 70.
  • the surface was activated by performing three corona discharge treatments under the conditions of a gap length of 1 mm, a voltage of 13.5 kV, and 70 mm / sec.
  • Both sheets 10 and 80 were immersed in a 0.1% by mass ethanol solution of a silane coupling agent (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., product name; XIAMETER OFS-6020 SILANE), and dried by air drying with an air gun. Further, the inside of the oven was placed in an oven at 80 ° C. and heated for 30 minutes. Next, a corona discharge is performed on the first flow path sheet 20, the first silicone rubber sheet 31, the pore chip support sheet 50, the second silicone rubber sheet 61, and the second flow path sheet 70, and the Si pore chip 40 having pores 42a having a diameter of 300 nm.
  • a silane coupling agent manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., product name; XIAMETER OFS-6020 SILANE
  • the surface is subjected to three corona discharge treatments under the conditions of a gap length of 1 mm, a voltage of 13.5 kV, and 70 mm / sec. Activated.
  • the surfaces of the first silicone rubber sheet 31 and the second silicone rubber sheet 61 are made hydrophilic, and the first silicone rubber sheet 31 and the second silicone rubber sheet 61 are combined with the first hydrophilic sheet 30 and the second hydrophilic sheet 60, respectively. did.
  • the base sheet 80, the second flow path sheet 70, the second hydrophilic sheet 60, and the pore chip support sheet 50 were stacked in this order from bottom to top.
  • the pore tip 40 was fitted into the pore tip support hole 53 formed in the pore tip support sheet 50.
  • the first hydrophilic sheet 30, the first flow path sheet 20, and the cover sheet 10 were stacked in this order on the pore chip support sheet 50. All the laminated sheets 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80 were heat-bonded in an atmosphere of 80 ° C. for 10 minutes by applying a load of 10 kgf. As a result, the particle measurement module 1 of Example 5 was obtained.
  • the particle measurement module 1 of Example 5 was left for 7 days in a clean room environment at a temperature of about 21 ° C. and a relative humidity of about 60 RH%.
  • the anode and cathode were inserted into the particle measurement module 1, and a PBS solution containing 0.1% by mass of Tween 20 (Polysorbate 20, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) as a surfactant was added. It was injected into the first flow path 23 and the second flow path 73.
  • the state of the pore chip 40 after injection was observed in the same manner as in Example 1. From the pores 42a, the four sides of the funnel 41a forming a quadrangular pyramid were observed radially. No bubbles like bubbles could be observed.
  • Example 6 The particle measurement module of Example 6 was obtained by operating in the same manner as in Example 5. A 0.1% by mass ethanol solution of Tween 20 as a surfactant was prepared to obtain a surfactant-containing solution. This surfactant-containing solution was injected through the first injection hole 11b to fill the first flow path 23 with this. After that, air was introduced from the first injection hole 11b and the solution was discharged. It was left for 7 days in a clean room environment with a temperature of about 21 ° C. and a relative humidity of about 60 RH%. The anode and cathode were inserted into the particle measurement module 1 and the PBS solution was injected into the first flow path 23 and the second flow path 73 in the same manner as in Example 1. The state of the pore chip 40 after injection was observed in the same manner as in Example 1. From the pores 42a, the four sides of the funnel 41a forming a quadrangular pyramid were observed radially. No bubbles like bubbles could be observed.
  • the particle measurement module of the present invention is used to measure the shape, particle size, and particle size distribution of fine particles.
  • 1 is a particle measurement module
  • 10 is a cover sheet
  • 11 is a first opening
  • 11a is a first electrode insertion / removal port
  • 11b is a first injection hole
  • 12 is a second opening
  • 12a is a second electrode insertion / removal port
  • 12b is a second electrode.
  • the injection hole, 20 is the first flow path sheet
  • 21a is the first electrode arrangement part
  • 21b is the end part of the first flow path
  • 22a and 22b are through holes
  • 23 is the first flow path
  • 23 bottom is the bottom
  • 30 is the first.
  • Hydrophilic sheet, 30a is the upper surface
  • 31 is the first silicone rubber sheet
  • 32a, 32b, 33 are through holes
  • 40 is a pore tip
  • 41 is a block part
  • 41a is a funnel
  • 42 is a thin film part
  • 42a is a pore
  • Is a pore tip support sheet, 52a and 52b are through holes
  • 53 is a pore tip support hole
  • 60 is a second hydrophilic sheet
  • 60b is a lower surface
  • 61 is a second silicone rubber sheet
  • 62a, 62b and 63 are through holes
  • 70 is a first.
  • the two-channel sheet, 72a is the second electrode arrangement portion
  • 72b is the end portion of the second flow path
  • 73 is the second flow path
  • 73 ceiling is the ceiling portion
  • 80 is the substrate sheet
  • 100 is the electrolytic solution.

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Abstract

コールター法を用いた粒子測定モジュールにおける細孔に気泡を滞留させずに排出できることにより、速やかに微粒子の形、粒径、及び粒径分布の測定を開始できる粒子測定モジュールを提供する。 粒子測定モジュール1は、第1流路23とこれに少なくとも一部で重なった第2流路73とが、ポアチップに開けられた細孔でのみ連通しており、第1流路23の底部23bottomと第2流路73の天井部73ceilingとの少なくとも一方が、UV処理部、エキシマUV処理部、コロナ放電処理部、プラズマ処理部、電子線処理部、及びγ線処理部から選ばれる少なくとも一つの乾式処理部である。

Description

粒子測定モジュール及びそれの使用方法、並びに粒子測定モジュールの製造方法
 本発明は、微粒子の形、粒径、及び粒径分布を測定するための粒子測定モジュール及びそれの使用方法、並びに粒子測定モジュールの製造方法に関する。
 ウィルスや細菌、及び磁性塗料に含まれる磁性粒子のような微粒子の形、粒径、及び粒径分布を測定するのに、コールター法、画像解析法、遠心沈降法、及びレーザー回折散乱法のような方法が知られている。なかでもコールター法は、他の測定方法に比較して簡素で小型の測定モジュールを用いることから低コストであり、かつ高精度の測定を迅速に行うことができるという利点を有している。
 そのため、コールター法を用いた微粒子測定は、インフルエンザウィルスのような病原体や口腔内細菌の検知;赤血球、白血球、及び血小板を測定することによる血液診断;顔料、高分子ビーズ、及び磁性粒子のような工業品の生産工程における品質管理;酵母菌、乳酸菌、及び麹菌のような食品生産に用いられる菌の管理のように、多岐にわたる分野に広く用いられている。
 コールター法は、細孔で繋がっており夫々に電極を設置した二つの流路に微粒子を含有する電解溶液を収容し、この電極間に電圧を印加して電位差を生じさせ、微粒子が細孔を通過する際に発生するイオン電流の変化を電気抵抗により捉え、球形とみなした微粒子の体積からそれの径、及び径の分布を求めるというものである。
 コールター法を用いて粒子を測定するための分子分析システムが特許文献1に開示されている。この分子分析システムは、ナノポア(細孔)を含む構造体と、細孔を介して接続された二つのリザーバ(流路)と、細孔を通じて二つの流路間を移動する分子種のような微粒子を検出する検出器と、微粒子の再移動させる制御信号を生成するように接続されたコントローラとを、有している。この分子分析システムによれば、ヌクレオチド断片のような微粒子の大きさを検出できる。
 コールター法を用いた粒子測定モジュールにおいて、被測定物である微粒子を通過させる細孔が不可欠である。細孔の形は、測定の精度及び再現性を担保する観点から、平面視で真円であることが好ましい。また細孔の直径は、被測定物である微粒子の大きさに合わせて適宜選択される。特許文献1によれば、具体的に100nm以下である。
 このように、細孔は極めて小さい上、この細孔が開けられたポアチップや流路は水との濡れ性に乏しい樹脂で成形されていることが多い。それにより、測定を開始するにあたり電解溶液を測定モジュールに注入しても、電解溶液の表面張力や電解溶液の注入圧力が細孔に集中しないことの所為で細孔及びその周囲の空気が完全に排出され難く、気泡となって滞留し易い。微粒子の粒径を測定するには、電極間の抵抗値を正確に求めることを要する。気泡が細孔に残存していると抵抗値が一定の値で安定せず、微粒子の粒径を測定できないため、この気泡を除去して細孔を電解溶液で満たさなければならない。そのため、電解溶液を注入してから測定モジュールに振動を与えたり、予め水を高圧で注入して細孔を水で満たした後にこの水と電解溶液とを置換したりすることが行われている。このように気泡を除去するためだけに行われる工程は、微粒子の径や粒径分布の速やかな測定を妨げている。
特表2011-501806号公報
 本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、コールター法を用いた粒子測定モジュールにおける細孔に気泡を滞留させないことにより、速やかに微粒子の形、粒径、及び粒径分布の測定を開始できる粒子測定モジュール及びそれの使用方法、並びに粒子測定モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
 前記の目的を達成するためになされた粒子測定モジュールは、第1流路とこれに少なくとも一部で重なった第2流路とが、ポアチップに開けられた細孔でのみ連通しており、前記第1流路の底部と前記第2流路の天井部との少なくとも一方が、UV処理部、エキシマUV処理部、コロナ放電処理部、プラズマ処理部、電子線処理部、及びγ線処理部から選ばれる少なくとも一つの乾式処理部である。
 粒子測定モジュールは、前記第1流路及び/又は前記第2流路が、親水性を有していてもよい。
 粒子測定モジュールは、例えば、前記第1流路及び前記第2流路を夫々有している第1流路シート及び第2流路シートと、前記ポアチップを嵌め込んで支持しているポアチップ支持シートと、前記第1流路シートと前記ポアチップ支持シートとに挟まれていることによって前記底部を形成している第1親水性シートと、前記第2流路シートと前記ポアチップ支持シートとに挟まれていることによって前記天井部を形成している第2親水性シートとを、有しているものが挙げられる。
 粒子測定モジュールは、前記底部及び前記天井部の少なくとも一方で親水性基含有化合物が露出しており、前記親水性基含有化合物が、親水性基含有シリコーン系化合物及び親水性基含有アクリル系化合物から選ばれる少なくとも一つであってもよい。
 粒子測定モジュールは、例えば、前記第1親水性シート及び/又は前記第2親水性シートが前記親水性基含有化合物を含んでいることにより前記親水性基含有化合物が露出しているものが挙げられる。
 粒子測定モジュールは、前記第1親水性シート及び前記第2親水性シートがシリコーンゴム製であり、前記シリコーンゴム100質量部に対して、前記親水性基含有化合物0.1~30質量部が、配合されていてもよい。
 粒子測定モジュールは、前記底部及び前記天井部の少なくとも一方に、前記親水性基含有化合物が付されていることにより前記親水性基含有化合物が露出していてもよい。
 粒子測定モジュールは、例えば、前記第1流路及び/又は前記第2流路に液体が充填されているものが挙げられる。
 粒子測定モジュールは、前記液体が、水、電解溶液、界面活性剤含有溶液、親水性基含有シリコーン系化合物含有溶液、及び親水性基含有アクリル系化合物含有溶液から選ばれる少なくとも一つであってもよい。
 粒子測定モジュールは、例えば、前記底部及び前記天井部における水との接触角が、最大で50°であるものが挙げられる。
 粒子測定モジュールは、前記第1流路の末端及び前記第2流路の末端が、液体注排出用及び/又は電極挿脱用の第1開口及び第2開口に夫々繋がっていてもよい。
 粒子測定モジュールは、例えば、前記ポアチップが、截頭錐形に窪んだファンネルを有するブロック部及び前記截頭錐形と同軸上に開けられた前記細孔を、有しているものが挙げられる。
 粒子測定モジュールの使用方法は、前記第1流路及び/又は前記第2流路に、測定対象粒子を含む液体試料を充填するというである。
 粒子測定モジュールの製造方法は、UV処理、エキシマUV処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、電子線処理、及びγ線処理から選ばれる少なくとも一つの乾式処理を、第1流路の底部と第2流路の天井部との少なくとも一方に施してこれらの表面に反応性活性基を生成する乾式処理工程と、前記第1流路と前記第2流路とを、ポアチップに開けられた細孔でのみ連通させつつ、少なくとも一部で重ねて接合する接合工程とを、有している。
 粒子測定モジュールの製造方法は、前記乾式処理工程によって及び/又は前記乾式処理工程の前、後、若しくは途中で親水化処理を施すことによって、前記第1流路及び/又は前記第2流路に親水性を付与する操作工程を有していてもよい。
 粒子測定モジュールの製造方法は、例えば、第1流路シートを貫通して及び/又は凹ませて前記第1流路を形成し、第2流路シートを貫通して及び/又は凹ませて前記第2流路を形成する流路形成工程と、ポアチップ支持シートに、貫通した細孔を有するポアチップを嵌め込んで支持するポアチップ支持穴を開けるポアチップ支持穴形成工程と、前記第1流路の底部を形成する第1親水性シート、及び前記第2流路の天井部を形成する第2親水性シートの夫々に、前記細孔に対応する貫通孔を開ける貫通孔形成工程と、前記乾式処理を、前記第1流路シート、前記第2流路シート、前記ポアチップ支持シート、前記第1親水性シート、及び前記第2親水性シートに施す前記乾式処理工程と、前記ポアチップ支持穴に前記ポアチップを嵌め込みつつ、前記第1流路シート、前記第2流路シート、前記ポアチップ支持シート、前記第1親水性シート、及び前記第2親水性シートを重ねて、前記反応性活性基を介した分子接合により一体化することを特徴とする前記接合工程とを、
有しているものが挙げられる。
 粒子測定モジュールの製造方法は、シート原料樹脂に、親水性基含有シリコーン系化合物及び親水性基含有アクリル系化合物から選ばれる少なくとも一つの親水性基含有化合物を含ませて、前記第1親水性シート及び/又は前記第2親水性シートを形成する工程を有していてもよい。
 粒子測定モジュールの製造方法は、例えば、前記底部及び/又は前記天井部に、親水性基含有シリコーン系化合物及び親水性基含有アクリル系化合物から選ばれる少なくとも一つの親水性基含有化合物を付す工程を、前記接合工程の前に有しているものが挙げられる。
 粒子測定モジュールの製造方法は、前記第1流路及び/又は前記第2流路に液体を充填する工程を有していてもよい。
 粒子測定モジュールの製造方法は、例えば、前記液体が、水、電解溶液、界面活性剤含有溶液、親水性基含有シリコーン系化合物含有溶液、及び親水性基含有アクリル系化合物含有溶液から選ばれる少なくとも一つであるものが挙げられる。
 粒子測定モジュールの製造方法は、前記液体を除去する工程を、前記液体を充填する工程の後に有していてもよい。
 本発明の粒子測定モジュールによれば、細孔の周囲に配置される第1流路の底部と第2流路の天井部との少なくとも一方が乾式処理部であることによって親水性が向上しているので、電解溶液が第1流路の底部や第2流路の天井部をスムーズに流れてポアチップに滞りなく流れ込む結果、乱流の発生を防止して気泡を生じず、また細孔に元々存在する空気をも残すことなく押し出して排出できる。そのため、気泡を除去するためだけに行われる工程が不要であるので、未使用の粒子測定モジュールを開梱した後に、速やかに微粒子の径や粒径分布の測定を開始することができる。
 粒子測定モジュールにおいて、第1流路の底部と第2流路の天井部とが親水性基含有化合物を含んでいるシリコーンゴムで形成されていたり、それらの表面に親水性基含有化合物が付されたりして、親水性基含有化合物がそれらの表面で露出していると、第1流路の底部及び第2流路の天井部の親水性がより一層強化されるので、細孔及びその周囲への気泡の残留を確実に防止できる。
 粒子測定モジュールにおいて、第1流路及び/又は第2流路に液体が充填されていると、乾式処理部に存在し親水性を発現する反応性活性基が経時によって消失し難くなったり、第1流路の底部及び第2流路の天井部の親水性をさらに向上させたりすることができ、そこでの親水性を長期間維持でき、ポアチップの細孔に気泡を滞留させない。
 本発明の粒子測定モジュールの使用方法によれば、粒子測定モジュールにおける第1流路の底部と第2流路の天井部との少なくともいずれかが親水性を有しているので、測定対象粒子を含む液体試料を充填することによってポアチップの細孔から気泡を速やかに排出でき、そこに気泡を滞留させない。
 本発明の粒子測定モジュールの製造方法によれば、各シートやポアチップに乾式処理を施すという簡素な工程を行うだけで、各シートを強固に接合したり、第1流路の底部及び第2流路の天井部に親水性を付与したりすることができる。
本発明を適用する粒子測定モジュールの模式分解斜視図及びポアチップの拡大模式斜視図である。 図1に示す粒子測定モジュールのA-A線矢視模式部分断面図である。 本発明を適用する粒子測定モジュールに好適に用いられる親水性シートと、その他のゴムシートとにおける、水との接触状態を示す写真である。 本発明を適用する粒子測定モジュールに好適に用いられる親水性シートと、その他のゴムシートとにおける、水との接触角の経時変化をグラフにして示す図である。 本発明を適用する粒子測定モジュール及び本発明を適用外である粒子測定モジュールの夫々に、電解溶液を満たした後に撮影されたポアチップのファンネルの様子を示す写真である。
 以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
 本発明を適用する粒子測定モジュールの模式分解斜視図を、図1に示す。同図に示す通り粒子測定モジュール1は、カバーシート10と、第1流路シート20と、第1親水性シート30と、ポアチップ40と、このポアチップ40を支持するポアチップ支持シート50と、第2親水性シート60と、第2流路シート70と、基板シート80とが、この順で重ね合わされて、かつ各シート10,20,30,50,60,70,80が、それらの間で接合して一体化しているものである。各シート10,20,30,50,60,70,80の外形は、平面視において矩形であることが好ましく、中でも正方形であることが好ましい。
 ポリカーボネート製のカバーシート10に、第1電極挿脱口11a、電解溶液を注入するための第1注入孔11b、第2電極挿脱口12a、及び電解溶液を注入するための第2注入孔12bが、カバーシート10を貫通して夫々開いている。第1電極挿脱口11a及び第1注入孔11bは、後述する第1流路23に繋がった第1開口11であり、第2電極挿脱口12a及び第2注入孔12bは、後述する第2流路73に繋がった第2開口12である。
 シリコーンゴム製の第1流路シート20は、カバーシート10と第1親水性シート30とに挟まれてこれらに接合している。第1流路シート20に、第1電極挿脱口11aに対応している第1電極配置部21a、第2電極挿脱口12aに対応している貫通孔22a、第2注入孔12bに対応している貫通孔22b、第1流路シート20の対角線上で細長形をなしている第1流路23が、第1流路シート20を貫通して開いている。第1流路23の一端は、第1電極配置部21aに接続しさらに第1電極挿脱口11aに繋がっている。第1流路23の他端は第1流路末端部21bであり、これが第1注入孔11bに繋がっている。それにより、第1流路23は、一端で第1電極配置部21a及び第1電極挿脱口11aを介し、他端で第1注入孔11bを介して外界に連通している。
 第1親水性シート30は、第1流路シート20とポアチップ支持シート50とに挟まれてこれらに接合している。第1親水性シート30に、第2電極挿脱口12a及び貫通孔22aに対応している貫通孔32a、第2注入孔12b及び貫通孔22bに対応している貫通孔32b、並びに第1流路23に対応している貫通孔33が、第1親水性シート30を貫通して夫々開いている。第1親水性シート30が第1流路シート20の直下に配置されてこれと接合している。第1親水性シート30の上面30aのうち、第1電極配置部21a及び第1流路23に対応する部分は、第1電極配置部21aの底部及び第1流路23の底部23bottomである。それにより第1親水性シート30は、第1流路の底部を形成しているシートとなっている。なお、第1電極配置部21a及び第1流路23の天井部は、第1流路シート20の直上に配置されてこれと接続しているカバーシート10の一部によって形成されている。
 ポアチップ40は、単結晶シリコン製のブロック部41と、窒化シリコン製の薄膜部42とが積層されたものである。ブロック部41は、第2親水性シート60に向かって截頭四角錐形に漸次窄まるように窪んだファンネル41aを有している。ファンネル41aの截頭四角錐形の中心軸を延長した軸上に中心を有する円形をなした細孔42aが、薄膜部42に開いている。
 ファンネル41aの截頭四角錐形は、ケイ素の結晶異方性ウェットエッチングによって、ケイ素結晶の(111)面が露出するように削られているため、四つの面は仰角で45~55°の傾斜を有している。用いられるエッチング液はアルカリ性を呈しているものが選択され、具体的に例えば、水酸化カリウム溶液、テトラメチルアンモニアハイドロオキサイド溶液、エチレンジアミンピロカテコール溶液、及び水和ヒドラジン(N2H4・H2O)溶液から選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
 なお、ファンネル41aは、截頭四角錐形に限られず、截頭円錐形であってもよく、截頭三角錐形、截頭五角錐形、截頭六角錐形、截頭八角錐形、及び截頭十二角錐形のような截頭多角錐形であってもよい。ファンネル41aがこれらの形をなしていることにより、そこへ流れ込んだ電解溶液の圧力が、細孔42aに集中し易くなる。それにより細孔42a内に存在する空気を確実に排除することができる。
 ポアチップ支持シート50はシリコーンゴム製であり、第1親水性シート30と第2親水性シート60とに挟まれてこれらに接合している。ポアチップ支持シート50の中央部に、四角柱をなしたポアチップ支持穴53がポアチップ支持シート50を貫通して開いている。ポアチップ40は、このポアチップ支持穴53に嵌め込まれ、かつ第1及び第2親水性シート30,60に挟まれて支持される(図2参照)。ポアチップ支持シート50とポアチップ40との間で段差を生じないように、ポアチップ支持シート50の厚さとポアチップ40の高さとは同一であることが好ましい。またポアチップ支持シート50に、第2電極挿脱口12a及び貫通孔22a,32aに対応している貫通孔52a、並びに第2注入孔12b及び貫通孔22b,32bに対応している貫通孔52bがポアチップ支持シート50を貫通して夫々開いている。
 第2親水性シート60は、ポアチップ支持シート50と第2流路シート70とに挟まれてこれらに接合している。第2親水性シート60に、第2電極挿脱口12a及び貫通孔22aに対応している貫通孔32a、第2注入孔12b及び貫通孔22bに対応している貫通孔32b、並びに第1流路23に対応している貫通孔33が、第1親水性シート30を貫通して夫々開いている。
 ポアチップ40は、側面を全周にわたってポアチップ支持シート50に囲まれ、かつ上面の外周縁を第1親水性シート30に、下面の外周縁を第2親水性シート60に、夫々接触させている。それによりポアチップ40は、ポアチップ支持シート50並びに第1及び第2親水性シート30,60に支持されている。各シート30,50,60は、後述する分子接合によって、ポアチップ40に液密に接合している。その結果、各シート30,50,60とポアチップ40との間で、電解溶液や液体試料が遺漏しない。また、シリコーンゴム製の各シート30,50,60が、衝撃を吸収する緩衝材として作用するので、粒子測定モジュール1に振動や衝撃が加えられても、ポアチップ40は割れたり脱落したりしない。
 シリコーンゴム製の第2流路シート70は、第2親水性シート60と基板シート80とに挟まれてこれらに接合している。第2流路シート70に、第2電極挿脱口12a及び貫通孔22a,32a,52a,62aに対応している第2電極配置部72a、及び第2流路シート20の対角線上で細長形をなしている第2流路73が、第2流路シート70を貫通して夫々開いている。第2流路73は、第1流路23と段違いでかつ斜交いに伸びている。それにより第1流路23と第2流路73とは、それらの一部で交差している。この交差した箇所で、第1及び第2流路23,73は鉛直に重なっている(図2参照)。
 第2流路シート70の直上に配置されこれと接合している第2親水性シート60の下面60bのうち第2流路73に対応する部分は、第2流路73の天井部73ceilingである。それにより第2親水性シート60は、第2流路の天井部を形成しているシートとなっている。第2流路73の一端は、第2電極配置部72aに接続し、さらに貫通孔62a,52a,32a,22aを経て第2電極挿脱口12aに繋がっている。第2流路73の他端は第2流路末端部72bであり、これが貫通孔62b,52b,32b,22bを経て第2注入孔12bに繋がっている。それにより第2流路73は、一端で第2電極配置部72a、貫通孔62a,52a,32a,22a、及び第2電極挿脱口12aを介し、他端で貫通孔62b,52b,32b,22b、及び第2注入孔12bを介して外界に連通している。
 第1及び第2親水性シート30,60は、親水性基含有化合物を含む添加剤が配合されたシリコーンゴム製である。第1及び第2親水性シート30,60は、親水性基含有化合物を含む添加剤を含有し、かつ乾式処理されていることにより、それらのすべての面で親水性基含有化合物の親水性基が露出している。それによって第1及び第2親水性シート30,60のすべての面は、親水化されて親水性を有しており、さらにエキシマUV照射処理によって親水性を有する反応性活性基(例えば、水酸基、カルボキシ基、カルボニル基、及びヒドロキシシリル基から選ばれる少なくとも一つ)が存在する乾式処理面となっている結果、親水性が強化されている。
 それにより、第1親水性シート30の上面30aの一部によって形成されている底部23bottomも、第2親水性シート60の下面60bの一部によって形成されている天井部73ceilingも、上記の乾式処理面の一部である乾式処理部となっていて、親水性が強化されている。底部23bottom及び天井部73ceilingの面と水との接触角は50°以下、好ましくは30°以下、より好ましくは20°以下、より一層好ましくは10°以下である。このような低い接触角は、長期間、例えば数箇月乃至約1年、又は1年を超える保存期間中、安定して維持される。その結果、底部23bottom及び天井部73ceilingにおける親水性は、強化されたまま、長期にわたって維持される。
 なお、親水性基含有化合物を非含有であり、かつ乾式処理面でないシリコーンゴムの面における水との接触角は、40~108°である。また、親水性基含有化合物を含有するが、乾式処理面でないシリコーンゴムの面の水との接触角は、約60~70°以上場合によっては約90°以上である。さらに、親水性基含有化合物を非含有であり、かつ乾式処理面(例えばエキシマUV処理面)を有するシリコーンゴムの乾式処理における水との接触角は、乾式処理の直後で約10~50°、20~50°、20~40°、乃至20~30°である。この場合、数日乃至1箇月経過すると乾式処理効果の喪失により接触角が上昇することがあるため、粒子測定モジュール1を製造後速やかに使用することが好ましい。
 ポリカーボネート製の基板シート80は、第2流路シート70の直下に配置されており、これに接合している。第2電極配置部72a及び第2流路73の底部は、基板シート80の一部によって形成されている。基板シート80は、粒子測定モジュール1の最下層をなしている。
 粒子測定モジュール1を用いて微粒子の測定を開始する場合、その直前に、次の準備操作を行う。第1電極挿脱口11aに、例えば第1電極としての陽極(不図示)を挿し込んで、その先端を第1電極配置部21aに到達させる。また第2電極挿脱口12aに、例えば第2電極としての陰極(不図示)を挿し込んでその先端を第2電極配置部72aに到達させる。続いてバックグラウンドを測定するのに、第1流路23、細孔42a、及び第2流路73を、微粒子を分散させるための電解溶液100で満たす必要がある。なお、第1電極が陰極、第2電極が陽極であってもよい。
 図1に示した粒子測定モジュール1のA-A線矢視模式断面図を、図2に示す。図2は、第1注入孔11b(図1参照)から電解溶液100の注入を開始した直後の様子を模式的に示している。
 第1注入孔11bから注入された電解溶液100は、第1流路末端部21bに流入して第1流路23を流れる。ファンネル41aの第1流路23側開口の周縁に、強力に親水化された底部23bottomが配置されているため、この開口周縁で電解溶液との濡れ性が著しく高い。それにより第1流路23に達した電解溶液100の表面張力は、第1流路23の底部23bottom(第1親水性シート30の親水化した上面30a)で低下しているので、電解溶液100はそこを速やかに流れて貫通孔33を経てポアチップ40のファンネル41aに流れ込む。
 さらに、細孔42aに繋がったファンネル41aが、截頭四角錐形に窪んでいることにより第1流路23側から第2流路73側に向かって漸次窄まるような傾斜を有する壁面を有している。ポアチップ40において、ファンネル41aの第2流路73側に細孔42aが配置されている。電解溶液100はファンネル41aの傾斜壁面に沿いつつ細孔42aに向かって流れるので、その圧力が高められて、ファンネル41a内に存在する空気とともに細孔42aへ流れ込む。それによりファンネル41a内の空気と細孔42a内に存在する空気とを、第2流路73へ向かって押し出して、ファンネル41a及び細孔42aを電解溶液100で満たすことができる。
 また、第2流路73の天井部73ceilingは、強力に親水化されて電解溶液100との濡れ性に富む第2親水性シート60の下面60bの一部で形成されている。細孔42aの第2流路側開口の周縁に、この天井部73ceilingが配置されている。そのため、電解溶液100がファンネル41a内及び細孔42a内に存在していた空気とともに第2流路73に流れ込んでも、天井部73ceilingの高い親水性によってそれの全体が電解溶液100で濡れるので、流れ込んだ空気が気泡としてそこに滞留しない。
 このように、本発明の粒子測定モジュール1によれば、電解溶液100を注入するだけで細孔42aや各流路23,73の空気を排出できて気泡を滞留させないので、従来の粒子測定モジュールのように、気泡排出のためにのみ行う工程を要さず、速やかに粒子測定モジュール1内を電解溶液100で満たすことができる。
 その後、第1電極・第2電極間に電圧を印加して電解溶液100に電流を通じ、バックグラウンドを測定した後、微粒子を分散させた電解溶液を粒子測定モジュール1に注入して測定を開始する。
 乾式処理として、エキシマUV照射処理を挙げたが、これに限定されない。例えばUV(通常の紫外線)照射処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、電子線照射処理、及びγ線照射処理が挙げられる。中でも、エキシマUV照射処理又はプラズマ処理が好ましい。これらの乾式処理によって、少なくとも第1及び第2親水性シート30,60における上面30a及び下面60bを、コロナ放電処理面、UV処理面、エキシマUV処理面、プラズマ処理面、電子線処理面、及びγ線処理面とすることができ、底部23bottom及び天井部73ceilingの面を、これら処理部とすることができる。
 また乾式処理の対象は、第1及び第2親水性シート30,60に限られず、カバーシート10、第1流路シート20、ポアチップ40、ポアチップ支持シート50、第2流路シート70、及び/又は基板シート80に施されることによって、これらの表面が乾式処理面となっていてもよい。この場合、粒子測定モジュール1の組み立て前に、各シート10,20,30,50,60,70,80及びポアチップ40に乾式処理を施してもよく、粒子測定モジュール1の組み立て後に真空条件下で乾式処理を施してもよい。
 第1及び第2親水性シート30,60を形成しているシリコーンゴムに含まれている添加剤を構成する親水性基含有化合物として、例えば親水性基含有シリコーン系化合物が挙げられる。このような親水性基含有シリコーン系化合物は、主鎖にポリシロキサン骨格を、側鎖に親水性基として水酸基末端ポリエーテル基を、夫々有している共重合体である。側鎖は主鎖を構成するモノマーの繰返に応じて繰返されている。親水性基含有シリコーン系化合物として、具体的に、下記化学式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
で表される親水性基含有シリコーン系化合物(化学式(1)中、x及びyはその化合物のシロキシ構造の繰返単位数であり、x又はyが示す繰返単位はブロック共重合体単位であってもよくランダム共重合体単位であってもよい。nはポリエーテル基中のエーテル構造繰返単位数、より具体的には平均で12程度の数である。Rの夫々はメチル基又はフェニル基である。)が挙げられる。
 上記のような親水性基含有シリコーン系化合物を含む添加剤は、ポリエーテル変性シリコーンオイルとして市販されている。具体的に、TI-2011(東レ・ダウコーニング社製;商品名。化学式(1)参照)、TI-6021(東レ・ダウコーニング社製;商品名)、TSF-4445(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製;商品名)、TSF-4446(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製;商品名)、KF-6011(信越化学工業社製;商品名)、KF-6011P(信越化学工業社製;商品名)、KF-6012(信越化学工業社製;商品名)、KF-6015(信越化学工業社製;商品名)、KF-6004(信越化学工業社製;商品名)、KF-6043(信越化学工業社製;商品名)が挙げられる。
 このような親水性基含有シリコーン系化合物を含む添加剤は、HLB値(Hydrophilic-Lipophilic Balance;親水油バランス)を3.5~14.5とするものであると、十分な親水性を発現することができる。HLB値は、この範囲よりも小さいと第1及び第2親水性シート30,60の表面における親水性が不十分となり、この範囲よりも大きいと疎水性材料への分散性が大幅に低下してしまう。HLB値は、エステル系の界面活性剤について、鹸化価をS、界面活性剤を構成する脂肪酸の酸価をAとし、HLB値を20(1-S/A)で定義するものや、HLB値を20×親水部の式量の総和/分子量で定義するものや、官能基によって決まる基数を規定し(例えばメチル基やメチレン鎖は親油基で0.475、水酸基は親水基で1.9など)、HLB値を7+親水基の基数の総和-親油基の基数の総和で定義するものや、HLB値を7+11.7×log(親水部の式量の総和/親油部の式量の総和)で定義するものが知られている。
 親水性基含有シリコーン系化合物を含む添加剤の含有量は、シリコーンゴム100質量部に対して0.1~30質量部、好ましくは3~5質量部が、配合されていることが好ましい。この添加剤の含有量がこの範囲であると、底部23bottom及び天井部73ceilingで親水性基含有シリコーン系化合物が露出し易くなったり、露出した親水性基含有シリコーン系化合物がブリードアウトして第1流路23及び第2流路73に充填された電解溶液に混入することにより、底部23bottom及び天井部73ceilingのみならず電解溶液を介してポアチップ40の表面の親水性をも向上させたりすることができる。
 なお、親水性基含有シリコーン系化合物が第1及び第2親水性シート30,60を形成しているシリコーンゴムに配合されている例を示したが、これとともに又はこれに代えて、親水性基含有シリコーン系化合物がこのシリコーンゴムの表面、具体的に上面30a及び下面60bに付されてそれの表面で露出していてもよい。この場合、第1親水性シート30を第1流路シート20とポアチップ支持シート50とに挟む前(すなわちこれらのシートを重ねる前)、及び第2親水性シート60をポアチップ支持シート50と第2流路シート60とに挟む前(すなわちこれらのシートを重ねる前)に、噴霧、塗布、及び/又は浸漬の方法で上面30a及び下面60bに付すことが好ましい。
 第1及び第2親水性シート30,60を形成しているシリコーンゴムとして、具体的に、付加型シリコーンゴム、縮合型シリコーンゴム、過酸化物架橋型シリコーンゴム、紫外線硬化型シリコーンゴム、及び/又は放射線架橋型シリコーンゴムが挙げられ、それらの中でも付加型シリコーンゴムである熱硬化性液状シリコーンゴムが好ましい。
 第1流路シート20、ポアチップ支持シート50、及び第2流路シート70は、シリコーンゴム製であることが好ましい。このシリコーンゴムとして上記のシリコーンゴムを採用することができる。第1流路シート20、ポアチップ支持シート50、及び第2流路シート70を形成するシリコーンゴムは、親水性基含有化合物を含有していてもよく、これを非含有であってもよい。また第1流路シート20、ポアチップ支持シート50、及び第2流路シート70は、第1及び第2親水性シート30,60と同様の乾式処理が施されていることにより乾式処理面を有していてもよい。
 カバーシート10及び基板シート80は、ポリカーボネート製であることが好ましい。カバーシート10及び基板シート80は、ポリカーボネート以外の樹脂で形成されていてもよい。このような樹脂として例えば、シクロオレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブテレンテレフタレート樹脂、セルロース及びその誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、デンプン、二酢酸セルロース、表面ケン化酢酸ビニル樹脂、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、i-ポリプロピレン、石油樹脂、ポリスチレン、s‐ポリスチレン、クマロン・インデン樹脂、テルペン樹脂、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体、ABS樹脂、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリルニトリル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリシアノアクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル・エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン・エチレン共重合体、フッ化ビニリデン・プロピレン共重合体、1,4-トランスポリブタジエン、ポリオキシメチレン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、フェノール・ホルマリン樹脂、クレゾール・フォルマリン樹脂、レゾルシン樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グリプタル樹脂、変性グリプタル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリルエステル樹脂、6-ナイロン、6,6-ナイロン、6,10-ナイロン、ポリイミド、ポリアミド、ポリベンズイミダゾール、ポリアミドイミド、ケイ素樹脂、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリジメチルフェニレンオキサイド、ポリフェニレンオキサイドまたはポリジメチルフェニレンオキサイドとトリアリルイソシアヌルブレンド物、(ポリフェニレンオキサイドまたはポリジメチルフェニレンオキサイド、トリアリルイソシアヌル、パーオキサイド)ブレンド物、ポリキシレン、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリイミド(PPI、カプトン)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、及び液晶樹脂が挙げられる。また、これらの樹脂がポリアミド繊維、炭素繊維、又はガラス繊維により強化されていてもよい。なお、第1流路シート20、第1親水性シート30、ポアチップ支持シート50、第2親水性シート60、及び第2流路シート70がこれらの樹脂で形成されてもよい。
 カバーシート10及び基板シート80の材料は、これらの樹脂に限定されず、上記で挙げたシリコーンゴムであってもよい。この場合、カバーシート10及び基板シート80の材料は、第1及び第2親水性シート30,60、並びに第1流路シート20、ポアチップ支持シート50、及び第2流路シート70を形成しているシリコーンゴムと同種であっても、異種であってもよい。また、カバーシート10及び基板シート80の材料は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
 なお、各シート10,20,30,50,60,70,80は、夫々独立した部材であっても、複数が一体化した部材であってもよい。例えば、カバーシート10と第1流路シート20とが一体化した部材、第1親水性シート30とポアチップ支持シート50とが一体化した部材、ポアチップ支持シート50と第2親水性シート60とが一体化した部材、及び第2流路シート70と基板シート80とが一体化した部材を挙げることができる。これら一体化した部材は、一種のみを用いても複数種を組み合わせて用いてもよい。それによれば、粒子測定モジュール1を作製するのに要する部品点数を削減して組み立ての工数を減じることができる。この場合一体化した部材を作製するのに、予め所望の形に作製された金型に樹脂組成物やゴム組成物を投入して成型する方法や、一枚の板に穴を開けたりフライスを用いて板の表面を削ることによりそこで凹んだ流路を形成したりする方法が挙げられる。
 各シート10,20,30,50,60,70,80の厚さは特に限定されず、0.1~3mmの範囲であることが好ましい。具体的に、第1及び第2流路シート20,70は0.05~1mm厚、好ましくは0.05~0.6mm厚、より好ましくは0.05~0.4mm厚であり、第1及び第2親水性シート30,60は0.01~1mm厚、好ましくは0.01~0.2mm厚、より好ましくは0.01~0.15mm厚である。またポアチップ支持シート50の厚さは、ポアチップ40の厚さに応じて選択される。さらに、カバーシート10は0.5~5mm厚、好ましくは0.5~3mm厚、より好ましくは1~2mm厚であると、粒子測定モジュール1を撓み難くすることができる。それによれば粒子測定モジュール1を補強でき、これを反らせたり捻ったりする外力が作用しても容易に撓まず、シリコン及び窒化シリコン製のポアチップ40に割れを生じたり、亀裂を生じたりすることを防止できる。
 各シート10,20,30,50,60,70,80、及びポアチップ40は、コロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理(一般的なUV処理やエキシマUV処理)されてこれらの表面で生じた反応性活性基、例えば水酸基(-OH)やヒドロキシシリル基(-SiOH)のような反応性活性基同士が、共有結合により直接、化学結合して、強固に接合することにより、剥離不能に一体化している。このような接合を分子接合と呼ぶ。分子接合におけるエーテル結合は、OH基同士の脱水によるエーテル結合であることが好ましい。
 各シート10,20,30,50,60,70,80、及びポアチップ40が、コロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理(一般的なUV処理やエキシマUV処理)のような乾式処理されて生じた反応性活性基同士で、共有結合し易くなるように、各シート10,20,30,50,60,70,80のうち少なくとも一つが、白金触媒、例えば1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン白金(0)触媒(Pt(dvs))2.1-2.4%キシレン溶液(Gelest社製品)のような白金錯体を、白金換算で10~1000ppmの濃度で含んでいることが好ましい。なお、各シート10,20,30,50,60,70,80、及びポアチップ40に施す乾式処理は、上述した第1及び第2親水性シート30,60に施す乾式処理と同じであってもよい。これらの乾式処理により、各シート10,20,30,50,60,70,80、及びポアチップ40の表面で元来存在する水酸基のような反応性活性基の他にさらに反応性活性基が生成する。元来存在する反応性活性基や活性化されて生成した反応性活性基が、対峙し合う表面で互いに共有結合、具体的には脱水して強固な共有結合であるエーテル結合を生じることで、各シート10,20,30,50,60,70,80、及びポアチップ40が互いに化学的に直接、接合する。
 粒子測定モジュール1は、次のようにして作製することができる。
 まず、必要に応じて架橋剤や硬化剤を含有しているシート原料樹脂であるシリコーンゴム原料成分に、親水性基含有化合物を含有する添加剤であるポリエーテル変性シリコーンオイルを、所定量配合する。このとき、ポリエーテル変性シリコーンオイルがシリコーンゴム原料成分へ均一に分散するように、例えばポリシロキサン骨格の末端に水酸基を有するシリコーン化合物のような、主鎖が疎水性、末端が親水性を示す化合物を配合してもよい。次いでこの混合物を混練・撹拌し、必要に応じて脱泡する。この混錬物を例えば0.1mm厚のシートに成型し、加熱によって架橋させてシリコーンゴムへと硬化させて親水性基含有化合物を含んだシリコーンゴムシートを作製する。
 レーザーカッターを用いて、親水性基含有化合物を含んだシリコーンゴムシートに貫通孔32a,32b,33を開ける工程である貫通孔形成工程を施してから縦×横=25×25mmの正方形に切り出して第1親水性シートを作製する。同様にして、貫通孔62a,62b,63を開けてから25×25mmの正方形に切り出して第2親水性シートを作製する。第1及び第2親水性シート30,60は、夫々の上面30a及び下面60bは勿論、表面に露出したすべての面で親水性を有している。
 次いで、第1及び第2親水性シート30,60の表面に、乾式処理、例えばエキシマUV照射処理、UV照射処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、電子線照射処理、及び/又はγ線照射処理である乾式処理工程を施し、それらの表面を、水酸基(-OH)やヒドロキシシリル基(-SiOH)のような反応性活性基が露出した乾式処理面とする。それによって、底部23bottom及び天井部73ceilingの面を乾式処理部とすることができる。この反応性活性基が存在することにより、水との接触角が小さくなって親水性が高くなり、その高い親水性が長期間維持される。この乾式処理を施した後、クリーンルーム環境下や常温、常圧、常湿度下で長期間例えば1年以上にわたり、高い親水性を維持し、水との接触角を低いまま維持でき例えば通常の接触角測定条件例えば水液滴の滴下後10秒~4分後に測定しても50°以下、好ましくは30°以下、より好ましくは20°以下、より一層好ましくは10°以下に維持できていることを確認できる。
 なお、第1及び第2親水性シート30,60は、親水性基含有化合物を非含有のシリコーンゴム原料成分で形成されていてもよい。この場合、それらの表面に乾式処理を施すことにより、底部23bottom及び天井部73ceilingを乾式処理部とすることができる。
 レーザーカッターを用いて、例えば0.2mm厚のシリコーンゴムシートに第1電極配置部21a、貫通孔22a,22b、及び第1流路23を所定位置に開けるという流路形成工程を施してから、25×25mmの正方形に切り出して第1流路シート20を作製する。また0.2mm厚のシリコーンゴムシートに第2電極配置部72a、及び第2流路73を所定位置に開けるという流路形成工程を施してから25×25mmの正方形に切り出して第2流路シート70を作製する。さらに0.8mm厚のシリコーンゴムシートに貫通孔52a,52b及びポアチップ支持穴53を所定位置に開けるというポアチップ支持穴形成工程を施してから、25×25mmの正方形に切り出してポアチップ支持シート50を作製する。
 次いで同じくレーザーカッターを用いて、例えば2mm厚のポリカーボネート板に第1開口11及び第2開口を所定位置に開けてから、25×25mmの正方形に切り出してカバーシート10を作製する。0.1mm厚のポリカーボネートシートを25×25mmの正方形に切り出して基板シート80を作製する。
 各シート10,20,30,50,60,70,80、及びポアチップ40の表面に乾式処理を施してそれらの表面に反応性活性基を生成させた後、接合工程を行う。具体的には図1に示すように、基板シート80の上に第2流路シート70を重ねる。次いでこの上に第2親水性シート60を、第2電極配置部72aと貫通孔62aとが、第2流路73と貫通孔63とが、第2流路末端部72bと貫通孔62bとが、夫々対応するように重ねる。続いてこの上に、ポアチップ支持シート50を、貫通孔62a,52a同士が、貫通孔63とポアチップ支持穴53とが、貫通孔62b,52b同士が、夫々対応するように重ねる。さらにポアチップ支持シート50のポアチップ支持穴53にポアチップ40を嵌め込む。
 ポアチップ40を嵌め込んだポアチップ支持シート50の上に、第1親水性シート30を、貫通孔52a,32a同士が、貫通孔63とポアチップ40とが、貫通孔52b,32b同士が、夫々対応するように、かつ第1流路と第2流路とが鉛直に重なって交差しつつポアチップ40の細孔42aでのみ連通するように重ねる。続いてこの上に、第1流路シート20を、貫通孔32a,22a同士が、貫通孔33と第1流路23とが、貫通孔32b,22b同士が、それぞれ対応するように重ねる。最後にこの上に、カバーシート10を、貫通孔22aと第2電極挿脱口12aとが、第1電極配置部21aと第1電極挿脱口11aとが、第1流路末端部21bと第1注入孔11bとが、貫通孔22bと第2注入孔12bとが、それぞれ対応するように重ねる。このようにして、各シート10,20,30,50,60,70,80が重なり、かつポアチップ40を支持している積層体を形成する。
 各シート10,20,30,50,60,70,80、及びポアチップ40の表面に生成した反応性活性基をそれら表面間で、例えば80℃で10分間加熱することにより、共有結合させる。それにより、各シート10,20,30,50,60,70,80、及びポアチップ40を分子接合によって接合・一体化し、粒子測定モジュール1が得られる。このように接合された各シート10,20,30,50,60,70,80は、それの間で引き剥がす力が作用しても界面剥離できず、シートが破断するほど強固に接合している。
 なお、この分子接合による接合工程を、常圧下で行ってもよく、減圧下又は加圧下で行ってもよい。各表面間における反応性活性基同士の接近は、減圧乃至真空条件下、例えば50torr以下、より具体的には50~10torrの減圧条件、又は10torr未満、より具体的には、10torr未満~1×10-3torr、好ましくは10torr未満~1×10-2torrの真空条件下で、その接触界面の気体媒体を除去することによって、又はその接触界面に応力(荷重)、例えば10~200kgfを加えることによって、さらに接触界面を加熱することによって、促進される。減圧又は加圧条件で、積層体を構成する各シート10,20,30,50,60,70,80、及びポアチップ40に、均一に圧力が掛かることが好ましい。
 また接合工程において、乾式処理を施すだけで各シート10,20,30,50,60,70,80、及びポアチップ40の表面に十分に反応性活性基が発現するのでそれら反応性活性基のみによる分子接合を形成してもよい一方で、シランカップリング剤のような分子接着剤を用いて、分子接合を形成してもよい。この場合、前記シランカップリング剤のような分子接着剤の0.05~1重量%のアルコール溶液例えばメタノール溶液へ各シート10,20,30,50,60,70,80、及びポアチップ40を浸漬して乾燥した後、それらが重ね合わされることが好ましい。
 分子接合の形成において、乾式処理と分子接着剤処理との何れかのみを施してもよく、それらを連続的に交互に施してもよい。分子接合は、例えば、乾式処理のみで形成されていてもよく、乾式処理に引き続く分子接着剤処理で形成されていてもよく、乾式処理に引き続く分子接着処理とさらに乾式処理とで形成されていてもよく、分子接着剤処理のみで接合で形成されていてもよく、分子接着剤処理に引き続く乾式処理で形成されていてもよく、分子接着処理に引き続く乾式処理とさらに分子接着処理とで形成されていてもよい。
 このように、乾式処理により生成した反応性活性基は、シートに親水性を付与するだけでなく、シランカップリング剤や別なシートの表面に存在する反応性活性基と共有結合を形成することにより、シート同士を強固に接合し得る分子接合を形成する。
 必要に応じて粒子測定モジュール1に真空条件下で乾式処理を施してもよい。それにより第1及び第2流路23,73及びポアチップ40における全ての露出面の親水性を向上させることができる。
 第1及び第2親水性シート30,60を形成しているシリコーンゴムに、親水性基含有化合物としての親水性基含有シリコーン系化合物が配合により含まれている例を挙げたが、これに代えて又はこれとともに、別な親水性基含有化合物である親水性基含有アクリル系化合物が、このシリコーンゴムに含まれていてもよい。また、親水性基含有シリコーン系化合物に代えて又はこれとともに別な親水性基含有化合物である親水性基含有アクリル系化合物が、このシリコーンゴムの表面(少なくとも上面30a及び下面60b)に付されていてもよい。この場合少なくとも、上面30aの一部である底面23bottom及び下面60bの一部である天井部73ceilingにこれらの親水性基含有化合物が付されている。
 この親水性基含有アクリル系化合物は、ポリ(メタ)アクリル骨格の主鎖と、親水性基としてベタイン構造を有する側鎖及び活性官能基を有する側鎖とを有している共重合体である。ベタイン構造を有する側鎖及び活性官能基を有する側鎖は主鎖を構成するモノマーの繰返に応じて繰返されている。
 側鎖の繰返単位を繰り返している繰返主鎖は、例えばポリ(メタ)アクリル骨格である。ポリ(メタ)アクリル骨格には、ポリアクリル骨格とポリメタクリル骨格とを包含する。より具体的には、ポリ(メタ)アクリル骨格が、ポリ(メタ)アクリルアミド共重合骨格、ポリ(メタ)アクリレート共重合骨格、又はポリ(メタ)アクリルアミド及びポリ(メタ)アクリレート共重合骨格である。なかでも、共重合体は、ポリ(メタ)アクリルアミド共重合骨格を有するものであると特に好ましい。
 親水性基含有アクリル系化合物において、共重合体の繰返形式に制限はなく、例えばランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、及びグラフト共重合体の何れでもよい。またベタイン構造を側鎖に有する繰返単位と、活性官能基を側鎖に有する繰返単位とのモル比に制限はないが、モル比で1:1が好ましい。
 ベタイン構造を有する側鎖は、アニオン基とカチオン基との何れか一方を側鎖末端に有し、他方を側鎖中に有していてもよい
 ベタイン構造中、アニオン基は、側鎖末端にある場合、カルボン酸基(-COO基)、スルホン酸基(-SO 基)、リン酸基(-Ra1-PO-(ORa2)(ORa3);-Ra1-は側鎖の末端までの基、ORa2及びORa3は炭素数1~6のアルコキシ基又はフェノキシ基又はOアニオンであって少なくとも何れかがOアニオン)から選ばれるアニオン基が挙げられ、側鎖中程にある場合、側鎖から分岐した置換カルボン酸基(-COO基)、側鎖から分岐した置換スルホン酸基(-SO 基)、リン酸基(-Rb1-PO-(ORb2)(ORa3); Rb1は側鎖の途中までの基、ORb2は側鎖の途中から末端までの基又はOアニオン、ORb3はOアニオン)から選ばれるアニオン基が挙げられる。
 ベタイン構造中、カチオン基は、側鎖末端にある場合、1級乃至4級アンモニウム基のような有機アンモニウム基((-NH)、(-N(Rc1)H2)、(-N(Rc2)H)、(-N(Rc3));Rc2~Rc3は炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基)、スルホニウム基好ましくは有機スルホニウム基((-S(Rc4));Rc4は炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基)、ホスホニウム基好ましくは四級ホスホニウム基((-P(Rc5));Rc5は炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基)から選ばれるカチオン基が挙げられ、側鎖中程にある場合、4級アンモニウム基のような有機アンモニウム基((-Rd1-N(Rd2)(Rd3));Rd2は側鎖の途中までの基、Rd2炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基、Rd3は側鎖の途中から末端までの基)、スルホニウム基(-Rd4-S(Rd5)-Rd6);Rc4は側鎖の途中までの基、Rd5炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基、Rd6は側鎖の途中から末端までの基)、ホスホニウム基(-Rd7-P(Rd8)-Rd9);Rd7は側鎖の途中までの基、Rd8は炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基、Rd9は側鎖の途中から末端までの基)から選ばれるカチオン基が挙げられる。
 ベタイン構造中、アニオン基とカチオン基とが乾式処理面である上面30a及び下面60bに存在する親水性の反応性活性基と、反応、結合、又は吸着、とりわけ反応性活性基とベタイン構造との互いの静電引力又はイオン引力によって物理吸着乃至化学吸着のような吸着をして、上面30a及び下面60bに、夫々強く相互作用している。
 このような親水性基含有アクリル系化合物は、例えば下記化学式(2)又は(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(化学式(2)及び(3)中、R及びRは水素原子又はメチル基であり、n1~n4は2~6の数である)で表されるベタイン構造を有する繰返単位と、下記化学式(4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(化学式(4)中、Rは水素原子又はメチル基であり、n5は2~6の数であり、n6は0~1の数であり、Rは前記活性官能基である)で表されるもので活性官能基を有する繰返単位とのランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、又はグラフト共重合体である。
 ベタイン構造を有する側鎖の繰返単位は、より具体的に、下記化学式(5)~(8)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
で表されるものが挙げられる。
 一方活性官能基として、アジド基(-N)、スルホ基(-SO)、トリアルコキシシリル基(-Si(ORe1);ORe1は炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基)、水酸基(-OH)又は水酸基を生成する水酸基ブロック基例えば炭素数1~6のアルコキシ基のような水酸基前駆基から選ばれる少なくとも何れかの官能基が挙げられる。
 活性官能基のうち、アジド基(-N)は、例えば、紫外線又は光による分解によって又は熱分解によって窒素分子を放出してナイトレン基(-N:基)を生成し、上面30a及び下面60b上の反応性活性基、又はシリコーンゴムが有する、例えば不飽和基、アルキル基、フェニル基、及び/又はアミノ基と反応して及び/又は環拡大して、反応又は結合することにより、共有結合を形成する。活性官能基のうち、トリアルコキシシリル基は、上面30a及び下面60b上の反応性活性基、例えば水酸基と縮合反応することにより、シリルエーテル結合である共有結合を形成する。活性官能基のうち、水酸基又は水酸基ブロック基は、シリコーンゴム中の、例えばシラノール基(-Si-OH)又はシロキシ基(-Si-ORf1基;Rf1は炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基)と縮合反応することにより、エーテル結合である共有結合を形成する。これらは、イオン結合を介して結合しているものであってもよい。
 また、活性官能基を有する側鎖の繰返単位中、この側鎖は、フェニル、ナフチルのような炭化水素芳香環基、ピペラジニル、ピレリジニル、ピロゾキジニル、モルフォリニルのような非芳香族複素環基、ピリジル、ピラゾリル、イミダゾリル、トリアゾリル、ピラジニル、トリアゾニルのような芳香族複素環基、メチル、エチル、ビニル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、シクロブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、シクロペンチル、n-へキシル、シクロヘキシルのような、若しくはベンジル又はフェネチルのような直鎖状、分岐鎖状及び/又は環状で飽和又は不飽和の炭化水素基、アミド基(-CO-N(Rg1)-;Rg1は炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基)、エステル基(-CO-O-)から選ばれる何れかの単一スペーサ基、またはそれらの少なくとも何れかを組み合わせた複合スペーサ基が、前記活性官能基を有しているものであってもよい。
 活性官能基は、乾式処理表面に存在する水酸基、カルボキシ基、及びカルボニル基のような反応性活性基、又はシリコーンゴムが有するアミノ基、アルコキシ基、及び/又はアルコキシシリル基と反応、結合、又は吸着、とりわけ反応性活性基と化学反応して共有結合を形成している。それによって上面30a及び下面60bに、親水性基含有アクリル系化合物の分子が付されている。
 なかでも、親水性基含有アクリル系化合物は、下記化学式(9)又は(10)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(化学式(9)及び(10)中、R~Rは水素原子又はメチル基、m1及びm2並びにm3及びm4は、前記分子量と繰返単位の比を形成する任意の正数)で表されるものであることが好ましい。
 このような親水性基含有アクリル系化合物、例えば化学式(9)又は(10)で表される親水性基含有アクリル系化合物は、以下のようにして合成される。
 ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドにプロパンサルトンを反応させ、化学式(2)で表されるような繰返単位を形成するためのベタイン構造含有コモノマーを合成する。
 4-アミノ安息香酸のアミノ基をジアゾ化後にアジド化し酸クロライドにしてから、ピぺリジンのアミノ基の一方を保護基で保護したモノ保護ピぺリジンと反応させてアミド化し、その後、保護基を外し、モノ-p-アジ化安息香酸ピペラジンアミドを得る。メタクリル酸クロライドと6-アミノカプロン酸とをアミド化し、さらに前記モノ-p-アジ化安息香酸ピペラジンアミドの遊離アミノ基とアミド化して、化学式(3)で表されるような繰返単位を形成するための活性官能基含有コモノマーを合成する。
 あるいは、メタクリル酸クロライドと前記モノ-p-アジ化安息香酸ピペラジンアミドの遊離アミノ基とアミド化して、化学式(3)で表されるような繰返単位を形成するための別な活性官能基含有コモノマーを合成する。
 化学式(2)で表されるような繰返単位となるベタイン構造含有コモノマーと、化学式(4)で表されるような繰返単位となる活性官能基含有コモノマーとを、共重合させると、前記化学式(9)又は(10)で表される親水性基含有アクリル系化合物が得られる。
 なお、炭素数等が異なる別なコモノマー、例えば化学式(2)又は(3)で表される繰返単位を形成するためのベタイン構造含有コモノマー若しくは化学式(4)で表されるような繰返単位となる活性官能基含有コモノマーは、始発物質を調整すれば同様にして合成できる。
 このようにして得られた親水性基含有アクリル系化合物を、水、アルコールやアセトンのような水溶性有機媒体、塩化メチレンやクロロホルムやエーテルのような水不溶性有機媒体などの各種媒体に溶解又は懸濁させることによって、希釈した溶液として使用できる。親水性基含有アクリル系化合物の濃度が0.001~10質量%であると高い親水性が得られ、0.01~1.0質量%であるとより好ましい。
 第1及び第2親水性シート30,60を形成しているシリコーンゴムに乾式処理を施して、そこに元々存するものの他に新たに反応性活性基を生成させる。
 その後、親水性基含有アクリル系化合物含有溶液を、噴霧、塗布、及び/又は浸漬の方法で乾式処理を経て乾式処理面となったシリコーンゴムの表面に付す。このとき必要に応じて、上記の媒体を揮発などの方法で除去し、親水性基含有アクリル系化合物が付されたシリコーンゴム製の第1及び第2親水性シート30,60を得る。この段階では、第1及び第2親水性シート30,60表面の反応性活性基に、親水性基含有アクリル系化合物のベタイン構造が静電的な相互作用をして、共重合体が、物理吸着乃至化学吸着のような吸着されていることによって、強固に付されつつ、親水性を発現している。
 次いでこの第1及び第2親水性シート30,60に、好ましくは波長220~410nm、積算光量は任意の紫外線又は光照射処理を施す。それにより、アジド基が分解してナイトレン基を生じ、これが第1及び第2親水性シート30,60上の反応性活性基と反応して共有結合する。その結果、親水性基含有アクリル系化合物が第1及び第2親水性シート30,60に強固に付されて、親水性が発現する。
 なお、活性官能基がアジド基である例を示したが、活性官能基がスルホ基、トリアルコキシシリル基、若しくは水酸基又は水酸基ブロック基である場合、これが第1及び第2親水性シート30,60上の反応性活性基であるシラノール基やシロキシ基と縮合反応して、エーテル結合である共有結合を形成することにより、親水性基含有アクリル系化合物がそこへ強固に付されて、親水性が発現していてもよい。
 一方粒子測定モジュール1を組み立てた後、粒子測定モジュール1における電解溶液100の通液箇所の一部又は全部を予め液体、例えば水を充填する工程を設けてもよい。この場合、水が遺漏しないように第1及び第2開口11,12を塞いでおいてもよい。この通液箇所とは、例えば、第1電極配置部21a、第1流路23、貫通孔33、ファンネル41a、細孔42a、貫通孔63、第2電極配置部72a、及び第2流路73である。少なくとも第1及び第2流路23,73に水を充填しておくことが好ましい。それによれば、乾式処理部の親水性が水を充填しない場合に比してより長期にわたって維持される。
 通液箇所を水で充填するのに、例えば、樹脂製の袋に水及び粒子測定モジュール1を入れて袋内を減圧したり、第1開口11及び第2開口12から10~600kPa、好ましくは100~300kPaの高圧水を注入したりすることにより、通液箇所へ強制的に水を導入してもよい。
 これによれば、底部23bottom及び天井部73ceilingを水に接触させておくことができるので、それらの面における親水性を長期にわたって維持することができる。また、細孔42aに水を充填しておくと、粒子測定モジュール1を製造した後に初めて電解溶液100の注入する際における細孔42aへの空気(気泡)の滞留を、より確実に防止できる。この場合、水は注入された電解溶液100に置換される。
 なお通液箇所は、水の他、メタノール、エタノール、1-プロパノール、及び2-プロパノールのような低級アルコール;1~10倍リン酸緩衝液(リン酸-リン酸ナトリウム)、クエン酸-リン酸水素二ナトリウム(マッキルベイン緩衝液)、クエン酸緩衝液(クエン酸-クエン酸ナトリウム)、クエン酸リン酸緩衝液(クエン酸-リン酸ナトリウム)、ホウ酸緩衝液、酒石酸緩衝液、Tris緩衝液(tris(hydroxymethyl)aminomethane)、HEPES緩衝液(2-[4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl]ethanesulfonic acid)、及びリン酸緩衝生理食塩水のような混合電解溶液;脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、及びジオクチルソジウムスルホサクシネートのようなアニオン界面活性剤を含有する溶液;第1~第3脂肪族アミン塩、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジンアンモニウム塩、アルキルアミン塩、ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミド塩の第4級アンモニウム塩、メタクリル酸4級アンモニウム塩ポリマー、及びポリエチレンイミン第4級アンモニウム塩のようなカチオン界面活性剤を含有する溶液;ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、グリセリンエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、及びポリオキシエチレンアルキルエーテルのようなノニオン界面活性剤を含有する溶液;上記の親水性基含有シリコーン系化合物を含有する溶液及び親水性基含有アクリル系化合物を含有する溶液のような親水性基含有化合物含有溶液;これらの混合液から選ばれる少なくとも一種の液体で満たされていてもよい。
 特に液体が親水性基含有化合物含有溶液であると、粒子測定モジュール1を構成する各シート10,20,30,50,60,70やポアチップ40に元々存在していたり、乾式処理によって生じたりした水酸基、カルボキシ基、及びカルボニル基のような反応性活性基と、親水性基含有化合物の親水性基とが、反応して結合したり、互いに吸着したりして親水性基含有化合物が通液箇所の表面に留まる。それにより、通液箇所が有する親水性をより一層向上させることができる。通液箇所に液体を充填することによって、そこに親水性を付与する操作を行う工程を、前述した粒子測定モジュール1に施す乾式処理の前に行っても、その後に行っても、乾式処理の最中に行ってもよい。
 これらの液体は、通液箇所に一旦充填された後、これを除去する工程を経ることによって除去されてもよい。特に液体が親水性基含有化合物含有溶液である場合、これが除去された後であっても、底部23bottom及び天井部73ceilingのみならず、通液箇所すべての面で親水性含有化合物が露出している。その結果、さらに一層通液箇所の親水性を向上させることができる。なお液体を除去する方法として、熱を用いた乾燥によって液体を蒸発又は揮発させる方法、通液箇所から液体を吸引除去する方法、及び液体を加圧して排出する方法が挙げられる。
 粒子測定モジュール1は、次のように使用される。まず、第1注入孔11bからマイクロピペットを用いて、第1流路23へ電解溶液100を第1注入孔11bの開口擦り切りまで注入する。この注入時の流速を最大でも1μL/秒とすることが好ましい。また第1注入孔12bから第2流路73へ電解溶液100を第2注入孔12bの開口擦り切りまで注入する。この注入時の流速を最大でも5μL/秒とすることが好ましい。
 第1及び第2流路23,73で、極めて高親水性である第1親水性シート30の上面30a及び第2親水性シート60の下面60bが露出しているので、電解溶液100は第1流路23から第2流路73へ、ポアチップ40のファンネル41a及び細孔42aの空気を押し流しながら流入する。その結果それらが電解溶液100で満たされる。
 次いで第1電極としての陽極を第1電極挿脱口11aから第1電極配置部21aに到達するまで挿し込む。同様にして、第2電極としての陰極を第2電極挿脱口12aから第2電極配置部72aに到達するまで挿し込む。両電極間に電圧を印加して電解溶液100に電流を通じ、LCRメーターによって第1流路23と第2流路73との間におけるバックグラウンドのインピーダンスを測定する。
 液体試料として、測定対象物である微粒子を含有する電解溶液を調製する。このとき、上記の親水性基含有化合物をこの電解溶液に添加してもよく、親水性基含有化合物に電解溶液を添加してもよい。また、粒子測定モジュール1の通液箇所に電解溶液を注入した後に親水性含有化合物含有溶液を注入してもよい。それにより液体試料が親水性基含有化合物を含むという混合溶液が調製される。この場合、親水性基含有化合物は、電解溶液中に0.01~3質量%、好ましくは0.05~0.5質量%含まれていることが好ましい。それによれば、通液箇所の表面と電解溶液との濡れ性が向上する。
 マイクロピペットを用いて、第2注入孔12bから液体試料を、第2注入孔12b開口擦り切りまで注入する。粒子測定モジュール1専用のケースに粒子測定モジュール1をセットし、第1電極及び第2電極間に再び電圧を印加して液体試料に電流を通じる。電気泳動により、第2電極が配置された第2流路73から第1電極が配置された第1流路23へ、微粒子が細孔を通過して移動する。その時に生じるそのインピーダンスを測定し、記録する。この記録からバックグラウンドのインピーダンス分を差し引いて微粒子の粒径分布を求める。必要に応じて、粒子測定モジュール1内を電解溶液100にて洗浄した後、液体試料の測定を繰り返す。
 以下、本発明を適用する粒子測定モジュールの実施例を示す。
(親水性シートの親水特性確認)
 まず、本発明の粒子測定モジュールにおいて第1及び第2流路23,73の底部23bottom及び天井部73ceilingを夫々形成する親水性シートの親水性を確認した。そのために調製した親水性シートの予備実施例、及びそれと対比するための予備比較例を示す。
(予備実施例1-1)
 熱硬化性液状シリコーンゴム原材料の100質量部に、親水性基含有化合物として親水性基含有シリコーン系化合物を含有する添加剤としてポリエーテル変性シリコーンオイルの5質量部を配合し、撹拌・脱泡機で混練して撹拌し、親水性基含有シリコーン系化合物を含むシリコーンゴム原料成分組成物を調製した。これを樹脂型に充填し、120℃で加熱処理して熱硬化させることにより、0.5mm厚で白色半透明のシートを得た。これを縦3cmで横1cmに裁断した後、エキシマUV処理を施すことによって、表面を親水性強化した予備実施例1の親水性シートを得た。
(予備実施例1-2)
 熱硬化性液状シリコーンゴムのみからなる組成物を樹脂型に充填し、120℃で加熱処理して熱硬化させることにより、0.5mm厚の透明のゴムシートを得た。これを縦3cmで横1cmに裁断した。このゴムシートにエキシマUV処理することによって、表面を乾式処理面とした予備実施例1-2の親水性シートを得た。
(予備比較例1-1)
 予備実施例1-1で調製したものと同じシリコーンゴム原料成分組成物を用いてシートを作製した。このシートにエキシマUV処理を施すことなく、予備比較例1-2の親水性基含有シリコーン系化合物含有ゴムシートとした。
(予備比較例1-2)
 熱硬化性液状シリコーンゴムのみからなる組成物を樹脂型に充填し、120℃で加熱処理して熱硬化させることにより、0.5mm厚の透明のゴムシートを得た。これを縦3cmで横1cmに裁断し、予備比較例1-1のゴムシートを得た。
(経時前の水との接触角観察)
 予備実施例1-1の親水性シート、並びに予備比較例1-1のゴムシート及び予備比較例1-2の親水性基含有シリコーン系化合物含有ゴムシートに、夫々水1滴を滴下した。接触角測定器自動接触角計(協和界面科学株式会社製、商品名:DM-501)を用いて水と各ゴムシートとの接触角を測定した。結果を表1に示す。また、各ゴムシート上の水滴を側方向から撮影した。予備実施例1-1、並びに予備比較例1-1及び1-2における写真を、図3(a)~(c)に夫々示す。なお、同図(a)及び(b)は水の滴下から10秒後に撮影されたものであり、同図(c)は同5分後に撮影されたものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表1及び図3(a)から分かるように、予備実施例1-1の親水性シートにおける水の接触角は10°以下と極めて小さく、高い親水性を示した。一方、予備比較例1-1の親水性基含有シリコーン系化合物含有ゴムシートにおいて、水滴と5分間接触させても接触角が約60~90°と大きく、これは同図(b)からも見て取れる。また同図(c)から分かるように、予備比較例1-1のゴムシートは、約108°という極めて大きい接触角を示したことから、水との濡れ性に極めて乏しいことが分かった。
(経時後の水との接触角測定試験)
 予備実施例1-1の親水性シリコーンゴムと、予備比較例1-1及び1-2の各ゴムシートとを、温度21℃程度で相対湿度60RH%程度のクリーンルーム環境下で、所定日数保管した。所定日数経過後に、水1滴を滴下して10秒後に、上記の接触角測定器自動接触角計を用いて水との接触角を、一試験片につき5~7点測定し、その平均値を求めた。それらの結果を、図4(a)に纏めて示す。
 図4(a)から明らかな通り、予備比較例1-1のゴムシート及び予備比較例1-2の親水性基含有シリコーン系化合物含有ゴムシートによれば、作製直後における接触角が夫々約108°及び約90°と非常に高い。また、予備実施例1-2の親水性シートの接触角は、作製から7日目までは約45~50°程度であったが、以後は上昇した。一方、予備実施例1の親水性シートによれば、作製直後における接触角は約5°程度と低く、300日経過後でも約10°と誤差範囲程度にしか僅かに大きくなっているに過ぎず、殆ど変化していなかった。
(予備実施例2-1)
 熱硬化性液状シリコーンゴム原材料の100質量部に、親水性基含有シリコーン系化合物を含有する添加剤としてポリエーテル変性シリコーンオイルの3質量部を配合し、撹拌・脱泡機で混練して撹拌し、親水性基含有シリコーン系化合物を含むシリコーンゴム原料成分組成物を調製した。これを樹脂フィルム状に成形して熱硬化させることにより、0.1mm厚の白色半透明のシートを得た。これを縦3cmで横1cmに裁断した後、エキシマUV処理を施すことによって、表面を親水性強化した予備実施例2の親水性シートを得た。
(予備実施例2-2)
 熱硬化性液状シリコーンゴムのみからなる組成物を樹脂型に充填し、120℃で加熱処理して熱硬化させることにより、0.5mm厚の透明のゴムシートを得た。これを縦3cmで横1cmに裁断した。このゴムシートにエキシマUV処理することによって、表面を乾式処理面とした予備実施例2-2の親水性シートを得た。
(予備比較例2-1)
 エキシマUV処理を行わなかったこと以外は、予備実施例2-2と同様に操作して、予備比較例2-1のゴムシートを得た。
(予備比較例2-2)
 予備実施例2で作製したものと同じシリコーンゴム原料成分組成物を用いてシートを作製した。このシートにエキシマUV処理を施すことなく、予備比較例2-3の親水性基含有シリコーン系化合物含有ゴムシートとした。
(経時後の水との接触角測定試験)
 予備実施例2-1の親水性シートと、予備比較例2-1及び2-2の各ゴムシートとを、温度21℃程度で相対湿度60RH%程度のクリーンルーム環境下で、所定日数保管した。所定日数経過後に水1滴を滴下し、10秒後に上記の接触角測定器自動接触角計を用いて水との接触角を一試験片につき5~7点測定し、その平均値を求めた。それらの結果を図4(b)に纏めて示す。
 図4(b)から明らかな通り、予備比較例2-1のゴムシート及び予備比較例2-2の親水性基含有シリコーン系化合物含有ゴムシートによれば、作製直後における接触角が夫々約103°及び約97°と非常に高い。また、予備実施例2-2の乾式処理ゴムシートの接触角は作製直後において約30°であったが、その後上昇した。一方、予備実施例2-1の親水性シートによれば、作製直後における接触角は約5°程度と低く、120日経過後でも約14°と誤差範囲程度にしか僅かに大きくなっているに過ぎず、殆ど変化していない。
(予備実施例3)
 予備実施例2-1で得た親水性シートを、120℃で20分間、熱処理しても、高い親水性を示した。その中で、80℃で熱処理したサンプルは、予備実施例2-1と同等の接触角を示した。
(予備実施例4)
 熱硬化性液状シリコーンゴムの100質量部に、親水性基含有シリコーン系化合物を含有する添加剤としてポリエーテル変性シリコーンオイルの3質量部、両末端シラノール基含有ポリマーを10質量部配合したこと以外は、予備実施例1と同様にして得たシートにエキシマUV処理して予備実施例4の親水性シートを得た。この親水性シートは、予備実施例1-1と同じ親水性を発現した。
(予備実施例5)
 予備実施例1-1で得た親水性シート(シート1)の乾式処理面(エキシマUV照射処理面)に、親水性基含有化合物を非含有であるシリコーンゴムシート(シート2)を重ねて、80℃雰囲気で10分間、10kgfの荷重を印加することによって分子接合を介して接合させ、予備実施例6の積層体を作製した。予備実施例5の積層体について、JIS K6854-2(1999)における「接着剤-はく離接着強さ試験方法-第2部:180度はく離」に準拠した剥離試験を実施した。結果を表2に示す。
(予備実施例6)
 シリコーンゴムシートに代えて、予備実施例1-1の親水性シート(シート2)を用いたこと以外は、予備実施例5と同様にして予備実施例6の積層体を作製し、剥離試験を行った。結果を表2に示す。
(予備実施例7)
 シリコーンゴムシートに代えて、ポリカーボネートシート(シート2)を用いたこと以外は、予備実施例5と同様にして予備実施例7の積層体を作製し、剥離試験を行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表2から明らかな通り、予備実施例5~7のすべての積層体はゴム破断した。このことから、親水性シートはこれと同種及び異種の材料から形成されたシートと、シランカップリング剤を介した分子接合によって強固に接合することが分かった。
(予備実施例8)
(親水性基含有アクリル系化合物の合成)
 まず、親水性基含有化合物として親水性基含有アクリル系化合物を合成した。
(1-1) メタクリルアミドプロピルスルホベタインの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 三口フラスコ(300ml)にジメチルアミノプロピルメタクリルアミド1.70g(10mmol)と脱水アセトン120mlを入れ、室温で撹拌した。1,3-プロパンサルトン1.83g(15mmol)の脱水アセトン溶液20mlを滴下し、室温で48時間撹拌した。アセトンを留去し、得られた固体にアセトン20mlを加えて洗浄した。得られた固体をメタノールに溶かし、ヒドロキノンを加えて溶媒を留去し、固体を取り出して減圧乾燥したところ、収率98%で無色固体のメタクリルアミドプロピルスルホベタインが得られ、m/z:293(M+H)であり、その構造が支持された。
(1-2) メタクリルアミドピペラジンフェニルアジドモノマーの合成
(1-2(i)) モノBocピペラジンの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 三口フラスコ(300ml)にピペラジン12.9g(150mmol)、水酸化ナトリウム1.20g(30mmol)、ジオキサン75ml、水75mlを入れ、0℃で撹拌した。ジ-t-ブチルジカーボネート6.54g(30mmol)のジオキサン溶液50mlを滴下し、さらに室温で12時間撹拌した。反応液を5wt%炭酸ナトリウム水溶液200mlに注ぎ、クロロホルム200mlで抽出した。クロロホルム、ジオキサン、及び未反応ピペラジンを留去し、減圧乾燥したところ、無色固体のモノBocピペラジンを粗収率80%で得ることができ、そのまま次の反応に用いた。
(1-2(ii)) p-アジ化安息香酸の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 三口フラスコ(1L)に4-アミノ安息香酸6.86g(50mmol)、エタノール500ml、濃塩酸250mlを入れ、0℃で撹拌した。亜硝酸ナトリウム5.18g(75mmol)の水溶液100mlを滴下し、0℃で1時間撹拌してジアゾニウム塩溶液を調整した。三口フラスコ(2L)にアジ化ナトリウム32.5g(500mmol)、エタノール250ml、水250mlを入れ、0℃で撹拌した。この溶液に調整したジアゾニウム塩溶液を滴下し、室温で24時間撹拌した。エタノールを留去した反応液をクロロホルム500mlで二回抽出した。クロロホルム、エタノールを留去し、減圧乾燥したところ、淡黄色固体のp-アジ化安息香酸を粗収率100%で得ることができ、そのまま次の反応に用いた。
(1-2(iii)) p-アジ化安息香酸クロライドの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 ナスフラスコ(500ml)に粗アジ化安息香酸3.26g(20mmol)、オキザリルクロライド5.08g(40mmol)、ベンゼン300mlを入れ、室温で撹拌した。DMF4滴を加え、室温で6時間撹拌した。ベンゼン、オキザリルクロライドを留去し、減圧乾燥したところ、褐色液体のp-アジ化安息香酸クロライドを粗収率100%で得ることができ、そのまま次の反応に用いた。
(1-2(iv)) p-アジ化安息香酸Bocピペラジンアミドの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 三口フラスコ(500ml)に粗モノBocピペラジン4.95g(90%、24mmol)、トリエチルアミン6.06g(60mmol)、THF300mlを入れ、0℃で撹拌した。粗アジ化安息香酸クロライド3.63g(20mmol)のTHF溶液50mlを滴下し、さらに室温で12時間撹拌した。THFを留去し、得られた残渣を5wt%塩酸200mlに注ぎ、クロロホルム200mlで抽出した。クロロホルムを留去し、残渣をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)にて精製したところ、淡褐色固体のp-アジ化安息香酸Bocピペラジンアミドを収率97%で得た。
(1-2(v)) モノ-p-アジ化安息香酸ピペラジンアミドの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 ナスフラスコ(200ml)にアジ化安息香酸Bocピペラジンアミド3.31g(10mmol)を入れ、0℃で撹拌した。トリフルオロ酢酸20mlを加え、室温で30分撹拌した。トリフルオロ酢酸を留去し、得られた残渣に5wt%炭酸ナトリウム水溶液100mlを注ぎ、クロロホルム100mlで二回抽出した。クロロホルムと副成したピペラジンとを留去し、減圧乾燥したところ、褐色固体のモノ-p-アジ化安息香酸ピペラジンアミドを粗収率90%で得ることができ、そのまま次の反応に用いた。
(1-2(vi)) メタクリルアミドピペラジン-p-フェニルアジドアミドモノマーの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 三口フラスコ(100ml)にメタクリルアミドプロピルスルホベタイン1.46g(5mmol)、トリエチルアミン1.01g(10mmol)、THF60mlを入れ、0℃で撹拌した。メタクリル酸クロライド627mg(6mmol)のTHF溶液15mlを滴下し、さらに室温で12時間撹拌した。THFを留去し、得られた残渣を5wt%炭酸ナトリウム水溶液100mlに注ぎ、クロロホルム100mlで抽出した。クロロホルムを留去し、再結晶(ヘキサン:クロロホルム=25:5ml)すると、タール状不純物が除去でき、淡褐色固体のメタクリルアミドピペラジン-p-フェニルアジドアミドモノマーが、収率54%で得られた。
(1-3) 化学式(10)で表される親水性基含有アクリル系化合物への共重合
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 ナスフラスコ(100ml)にメタクリルアミドプロピルスルホベタイン1.46g(5mmol)、メタクリルアミドピペラジン-p-フェニルアジドアミドモノマー15.0mg(0.05mmol)、過硫酸アンモニウム11.4mg、水5mlを入れ、アルミホイルで蓋をして均一溶液にした。70℃のウォーターバスにナスフラスコを1時間浸けて重合させた。反応液に水5mlを加えて撹拌し、溶液をメタノール50mlに注いだ。生成した沈殿物を集め、メタノールで洗浄し、減圧乾燥したところ、淡黄色固体のランダム共重合体である化学式(10)で表される親水性基含有アクリル系化合物が、収率92%で得られ、GPCで測定したところ数平均分子量92000であり、その構造が支持された。
 熱硬化性液状シリコーンゴムのみからなる組成物を樹脂型に充填し、120℃で加熱処理して熱硬化させることにより、0.5mm厚の透明のゴムシートを得た。これにプラズマ処理又はエキシマ処理して表面を乾式処理面とした後、上記で合成した親水性基含有アクリル系化合物の0.1wt%水溶液に室温で10分間浸漬し、親水性基含有アクリル系化合物をゴムシートの表面に付した。その後、ゴムシートを取り出し、そこに紫外線を照射して予備実施例8の親水性ゴムシートを得た。
 予備実施例8のゴムシートに対し、予備実施例1-1と同様に操作して水とゴムシートとの接触角を測定したところ、11°であった。このことから、親水性基含有化合物として親水性基含有アクリル系化合物をゴムシートに付すことによって親水性シートが得られることが分かった。
(実施例1)
 図1に示すポリカーボネート樹脂製のカバーシート10及び基板シート80と、シリコーンゴム製の第1流路シート20、ポアチップ支持シート50、及び第2流路シート70と、予備実施例1で調製したシリコーンゴム原料成分組成物を用いた第1親水性シート30及び第2親水性シート60とを、作製した。これらはすべて透明であった。
 カバーシート10及び基板シート80をエタノールで洗浄した。カバーシート10のうち第1流路シート20に対向することとなる面と、基板シート80のうち第2流路シート70に対向することとなる面とに、コロナ放電表面改質装置(信光電気計装株式会社製、製品名;コロナスキャナー)を用いて、ギャップ長1mm、電圧13.5kV、70mm/秒の条件で3回のコロナ放電処理を施し、その表面を活性化した。両シート10,80を、シランカップリング剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名;XIAMETER OFS-6020 SILANE)の0.1質量%エタノール溶液に浸漬し、エアーガンで風乾により乾燥させた。さらに、庫内を80℃としたオーブンに入れ、30分間加熱した。次いで第1流路シート20、第1親水性シート30、ポアチップ40、ポアチップ支持シート50、第2親水性シート60、及び第2流路シート70に、エキシマUV処理(照射強度:600mJ/cm)を施した。
 基材シート80、第2流路シート70、第2親水性シート60、及びポアチップ支持シート50を、下から上へこの順に重ねた。ポアチップ支持シート50に開けられたポアチップ支持穴53にポアチップ40を嵌めた。次いで、ポアチップ支持シート50の上に、第1親水性シート30、第1流路シート20、及びカバーシート10をこの順に重ねた。積層した全シート10,20,30,50,60,70,80を80℃雰囲気で10分間、10kgfの荷重を印加して加熱圧着した。それにより実施例1の粒子測定モジュール1を得た。実施例1の粒子測定モジュール1における第1流路23の底部23bottom及び第2流路73の天井部73ceilingは、親水性基含有シリコーン系化合物を含んでいるシリコーンゴム製の第1及び第2親水性シートで形成されていることによりそれが露出しており、かつ乾式処理が施された乾式処理部となっていた。
 粒子測定モジュール1を、温度21℃程度で相対湿度60RH%程度のクリーンルーム環境下で、90日間放置した。第1電極配置部21aに達するように、陽極を第1電極挿脱口11aから粒子測定モジュール1へ挿入した。また第2電極配置部72aに達するように、陰極を第2電極挿脱口12aから粒子測定モジュール1へ挿入した。1倍濃度リン酸緩衝電解溶液(1×PBS溶液)を、0.1μL/秒の流速で第1注入孔11bから第1流路23へ、0.5μL/秒の流速で第2注入孔12bから第2流路73へ、夫々注入した。この注入に、マイクロピペットを用いた。リン酸緩衝電解溶液が第1及び第2注入孔11b,12bの開口に達するまで注入を継続した。このときのポアチップ40のファンネル41aの様子を、これの直上からカバーシート10を介して撮影した。撮影された写真を図5(a)に示す。同図から分かるように、写真の中心部で白く視認される細孔42aから、截頭四角錐をなしたファンネル41aの四辺が放射状に観察された。泡のような気泡を観察できなかった。
 次いで陽極・陰極間に電圧を印加し、LCRメーターによって両電極間におけるバックグラウンドのインピーダンスを測定したところ、ほぼ一定の値を安定して示した。このことから、図5(a)の写真の通り、ポアチップ40のファンネル41a及び細孔42aに気泡が残存していないことが確認できた。
(実施例2)
 実施例1の第1及び第2親水性シート30,60として、親水性基含有化合物を非含有のシリコーンゴムを用いたこと、並びに加熱圧着条件を40℃雰囲気で15分間、10kgfの荷重としたこと以外は、実施例1と同様に操作して実施例2の粒子測定モジュール1を作製した。この実施例2の粒子測定モジュール1において、底部23bottom及び天井部73ceilingは、乾式処理が施された乾式処理部となっていた。
 粒子測定モジュール1を放置せず、作製後1時間以内に、実施例1と同様に操作して電極の挿入、リン酸緩衝電解溶液の注入を行ってからインピーダンスを測定したところ、ほぼ一定の値を安定して示した。このことから、ポアチップ40のファンネル41a及び細孔42aに気泡が残存していないことが分かった。
(実施例3)
 実施例2と同様に操作して実施例3の粒子測定モジュール1を作製した。この粒子測定モジュール1を作製後1時間以内に、イオン交換水を0.1μL/秒の流速で第1注入孔11bから第1流路23へ、0.5μL/秒の流速で第2注入孔12bから第2流路73へ、夫々注入した。それによって、第1電極配置部21a、第1流路23、貫通孔33、ファンネル41a、細孔42a、貫通孔63、第2電極配置部72a、及び第2流路73をイオン交換水で満たした。次いで、粘着テープで第1及び第2開口11,12のすべてを塞ぎ、温度21℃程度かつ相対湿度60RH%程度のクリーンルーム環境下で、30日間放置した。その後、第1電極配置部21a、第1流路23、貫通孔33、ファンネル41a、細孔42a、貫通孔63、第2電極配置部72a、及び第2流路73内のイオン交換水をリン酸緩衝電解溶液に置換し、実施例1と同様に操作して電極の挿入、リン酸緩衝電解溶液の注入を行ってからインピーダンスを測定したところ、ほぼ一定の値を安定して示した。このことから、ポアチップ40のファンネル41a及び細孔42aに気泡が残存していないことが分かった。
(比較例1)
 実施例2と同様に操作して比較例1の粒子測定モジュールを作製した。この粒子測定モジュールを、温度21℃程度で相対湿度60RH%程度のクリーンルーム環境下で、14日間放置した。その後、実施例1と同様に操作して電極の挿入、リン酸緩衝電解溶液の注入を行ってから、ファンネル41aの様子を、撮影した。撮影された写真を図5(b)に示す。同図から分かるように、写真の中心部で白く視認される細孔42aを取り囲んだ、透明に光った気泡を観察できた。次いで、インピーダンスを測定したところ値は無限大となり、インピーダンスを測定できなかった。これは、細孔42aに気泡が残存していることの所為で、電極間で導通されていなかったことが原因であった。
(実施例4)
 図1に示すポリカーボネート樹脂製のカバーシート10及び基板シート80と、シリコーンゴム製の第1流路シート20、ポアチップ支持シート50、及び第2流路シート70とを、作製した。また第1親水性シート30及び第2親水性シート60となる第1シリコーンゴムシート31及び第2シリコーンゴムシート61を夫々作製した。
 まず、第1シリコーンゴムシート31のうちポアチップ支持シート50に対向することとなる面、直径300nmの細孔42aを有するSiポアチップ40の両面、ポアチップ支持シート50の両面、及び第2シリコーンゴムシート61のうちポアチップ支持シート50に対向することとなる面に、実施例1と同様に操作してコロナ放電処理を施し、その表面を活性化した。それにより第1シリコーンゴムシート31及び第2シリコーンゴムシート61の表面を親水化し、第1シリコーンゴムシート31及び第2シリコーンゴムシート61を夫々第1親水性シート30及び第2親水性シート60とした。ポアチップ支持シート50に開けられたポアチップ支持穴53にポアチップ40を嵌め、各シート30,50,60をこの順に重ねた。これに10kgfの荷重を印加して、80℃雰囲気で10分間加熱圧着し、シート30,50,60積層品を得た。
 次に、カバーシート10及び基板シート80をエタノールで洗浄した。カバーシート10のうち第1流路シート20に対向することとなる面と、基板シート80のうち第2流路シート70に対向することとなる面とに、実施例1と同様に操作してコロナ放電処理を施し、その表面を活性化した。両シート10,80を、シランカップリング剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名;XIAMETER OFS-6020 SILANE)の0.1質量%エタノール溶液に浸漬し、エアーガンで風乾により乾燥させた。さらに、庫内を80℃としたオーブンに入れ、30分間加熱した。
 さらに、第1流路シート20のうちカバーシート10に対向することとなる面、及び第2流路シート70のうち基板シート80に対向することとなる面に、実施例1と同様に操作してコロナ放電処理を施し、それらの表面を活性化した。第1流路シート20及びカバーシート10、並びに第2流路シート70及び基板シート80を夫々重ね合わせ、それらに10kgfの荷重を印加して、80℃雰囲気で10分間加熱圧着し、シート10,20積層品と、シート70,80積層品とを、夫々得た。
 シート30,40,50,60積層品のうち、第1流路シート20に対向することとなる面及び第2流路シート70に対向することとなる面とに、実施例1と同様に操作してコロナ放電処理を施し、その表面を活性化した。これらの面に、第1流路23及び第2流路73の外形にくり抜いたPETフィルムを密着させてマスキングを施した。そこへ、親水性基含有シリコーン化合物(東レ・ダウコーニング社製、商品名;TI-2011)の0.05質量%エタノール溶液を噴霧してこれを付した後、乾燥した。それにより第1親水性シート30及び第2親水性シート60のうち、底部23bottom及び天井部73ceilingをさらに親水化した。マスキング用PETフィルムを除去し、シート30,50,60積層品のうち第1親水性シート30の上面及び第2親水性シート60の下面に、シート10,20の積層品及びシート70,80の積層品を夫々重ね、これらに10kgfの荷重を印加して、80℃雰囲気で10分間加熱圧着した。それにより実施例4の粒子測定モジュール1を得た。
 実施例4の粒子測定モジュール1を、温度21℃程度で相対湿度60RH%程度のクリーンルーム環境下で、7日間放置した。実施例1と同様に操作して、陽極及び陰極を粒子測定モジュール1へ挿入し、PBS溶液を第1流路23及び第2流路73へ注入した。注入後のポアチップ40の様子を実施例1と同様にして観察した。細孔42aから、截頭四角錐をなしたファンネル41aの四辺が放射状に観察された。泡のような気泡を観察できなかった。
 次いで陽極・陰極間に電圧を印加し、LCRメーターによって両電極間におけるバックグラウンドのインピーダンスを測定したところ、2.8MΩの一定の値を安定して示した。このことから、ポアチップ40のファンネル41a及び細孔42aに気泡が残存していないことが確認できた。
 (実施例5)
 図1に示すポリカーボネート樹脂製のカバーシート10及び基板シート80と、シリコーンゴム製の第1流路シート20、ポアチップ支持シート50、及び第2流路シート70とを、作製した。また第1親水性シート30及び第2親水性シート60となる第1シリコーンゴムシート31及び第2シリコーンゴムシート61を夫々作製した。
 カバーシート10及び基板シート80をエタノールで洗浄した。カバーシート10のうち第1流路シート20に対向することとなる面と、基板シート80のうち第2流路シート70に対向することとなる面とに、コロナ放電表面改質装置(信光電気計装株式会社製、製品名;コロナスキャナー)を用いて、ギャップ長1mm、電圧13.5kV、70mm/秒の条件で3回のコロナ放電処理を施し、その表面を活性化した。両シート10,80を、シランカップリング剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名;XIAMETER OFS-6020 SILANE)の0.1質量%エタノール溶液に浸漬し、エアーガンで風乾により乾燥させた。さらに、庫内を80℃としたオーブンに入れ、30分間加熱した。次いで第1流路シート20、第1シリコーンゴムシート31、ポアチップ支持シート50、第2シリコーンゴムシート61、及び第2流路シート70、直径300nmの細孔42aを有するSiポアチップ40に、コロナ放電表面改質装置(信光電気計装株式会社製、製品名;コロナスキャナー)を用いて、ギャップ長1mm、電圧13.5kV、70mm/秒の条件で3回のコロナ放電処理を施し、その表面を活性化した。それにより第1シリコーンゴムシート31及び第2シリコーンゴムシート61の表面を親水化し、第1シリコーンゴムシート31及び第2シリコーンゴムシート61を夫々第1親水性シート30及び第2親水性シート60とした。
 基材シート80、第2流路シート70、第2親水性シート60、及びポアチップ支持シート50を、下から上へこの順に重ねた。ポアチップ支持シート50に開けられたポアチップ支持穴53にポアチップ40を嵌めた。次いで、ポアチップ支持シート50の上に、第1親水性シート30、第1流路シート20、及びカバーシート10をこの順に重ねた。積層した全シート10,20,30,50,60,70,80を80℃雰囲気で10分間、10kgfの荷重を印加して加熱圧着した。それにより実施例5の粒子測定モジュール1を得た。
 実施例5の粒子測定モジュール1を、温度21℃程度で相対湿度60RH%程度のクリーンルーム環境下で、7日間放置した。実施例1と同様に操作して、陽極及び陰極を粒子測定モジュール1へ挿入し、界面活性剤として0.1質量%のTween20(ポリソルベート20、関東化学株式会社製)を添加したPBS溶液を第1流路23及び第2流路73へ注入した。注入後のポアチップ40の様子を実施例1と同様にして観察した。細孔42aから、截頭四角錐をなしたファンネル41aの四辺が放射状に観察された。泡のような気泡を観察できなかった。次いで陽極・陰極間に電圧を印加し、LCRメーターによって両電極間におけるバックグラウンドのインピーダンスを測定したところ、2.8MΩの一定の値を安定して示した。このことから、ポアチップ40のファンネル41a及び細孔42aに気泡が残存していないことが確認できた。
(実施例6)
 実施例5と同様に操作して実施例6の粒子測定モジュールを得た。界面活性剤であるTween20の0.1質量%エタノール溶液を調製し、界面活性剤含有溶液を得た。この界面活性剤含有溶液を第1注入孔11bから注入して、第1流路23をこれで満たした。その後第1注入孔11bから空気を導入してこの溶液を排出した。温度21℃程度で相対湿度60RH%程度のクリーンルーム環境下で、7日間放置した。実施例1と同様に操作して、陽極及び陰極を粒子測定モジュール1へ挿入し、PBS溶液を第1流路23及び第2流路73へ注入した。注入後のポアチップ40の様子を実施例1と同様にして観察した。細孔42aから、截頭四角錐をなしたファンネル41aの四辺が放射状に観察された。泡のような気泡を観察できなかった。
 次いで陽極・陰極間に電圧を印加し、LCRメーターによって両電極間におけるバックグラウンドのインピーダンスを測定したところ、2.8MΩの一定の値を安定して示した。このことから、ポアチップ40のファンネル41a及び細孔42aに気泡が残存していないことが確認できた。
 本発明の粒子測定モジュールは、微粒子の形、粒径、及び粒径分布を測定するのに用いられる。
 1は粒子測定モジュール、10はカバーシート、11は第1開口、11aは第1電極挿脱口、11bは第1注入孔、12は第2開口、12aは第2電極挿脱口、12bは第2注入孔、20は第1流路シート、21aは第1電極配置部、21bは第1流路末端部、22a,22bは貫通孔、23は第1流路、23bottomは底部、30は第1親水性シート、30aは上面、31は第1シリコーンゴムシート、32a,32b,33は貫通孔、40はポアチップ、41はブロック部、41aはファンネル、42は薄膜部、42aは細孔、50はポアチップ支持シート、52a,52bは貫通孔、53はポアチップ支持穴、60は第2親水性シート、60bは下面、61は第2シリコーンゴムシート、62a,62b,63は貫通孔、70は第2流路シート、72aは第2電極配置部、72bは第2流路末端部、73は第2流路、73ceilingは天井部、80は基板シート、100は電解溶液である。

Claims (21)

  1.  第1流路とこれに少なくとも一部で重なった第2流路とが、ポアチップに開けられた細孔でのみ連通しており、
     前記第1流路の底部と前記第2流路の天井部との少なくとも一方が、UV処理部、エキシマUV処理部、コロナ放電処理部、プラズマ処理部、電子線処理部、及びγ線処理部から選ばれる少なくとも一つの乾式処理部であることを特徴とする粒子測定モジュール。
  2.  前記第1流路及び/又は前記第2流路が、親水性を有していることを特徴とする請求項1に記載の粒子測定モジュール。
  3.  前記第1流路及び前記第2流路を夫々有している第1流路シート及び第2流路シートと、
     前記ポアチップを嵌め込んで支持しているポアチップ支持シートと、
     前記第1流路シートと前記ポアチップ支持シートとに挟まれていることによって前記底部を形成している第1親水性シートと、
     前記第2流路シートと前記ポアチップ支持シートとに挟まれていることによって前記天井部を形成している第2親水性シートとを、
    有していることを特徴とする請求項1に記載の粒子測定モジュール。
  4.  前記底部及び前記天井部の少なくとも一方で親水性基含有化合物が露出しており、前記親水性基含有化合物が、親水性基含有シリコーン系化合物及び親水性基含有アクリル系化合物から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項3に記載の粒子測定モジュール。
  5.  前記第1親水性シート及び/又は前記第2親水性シートが前記親水性基含有化合物を含んでいることにより前記親水性基含有化合物が露出していることを特徴とする請求項4に記載の粒子測定モジュール。
  6.  前記第1親水性シート及び前記第2親水性シートがシリコーンゴム製であり、前記シリコーンゴム100質量部に対して、前記親水性基含有化合物0.1~30質量部が、配合されていることを特徴とする請求項5に記載の粒子測定モジュール。
  7.  前記底部及び前記天井部の少なくとも一方に、前記親水性基含有化合物が付されていることにより前記親水性基含有化合物が露出していることを特徴とする請求項4に記載の粒子測定モジュール。
  8.  前記第1流路及び/又は前記第2流路に液体が充填されていることを特徴とする請求項1に記載の粒子測定モジュール。
  9.  前記液体が、水、電解溶液、界面活性剤含有溶液、親水性基含有シリコーン系化合物含有溶液、及び親水性基含有アクリル系化合物含有溶液から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項8に記載の粒子測定モジュール。
  10.  前記底部及び前記天井部における水との接触角が、最大で50°であることを特徴とする請求項1に記載の粒子測定モジュール。
  11.  前記第1流路の末端及び前記第2流路の末端が、液体注排出用及び/又は電極挿脱用の第1開口及び第2開口に夫々繋がっていることを特徴とする請求項1に記載の粒子測定モジュール。
  12.  前記ポアチップが、截頭錐形に窪んだファンネルを有するブロック部及び前記截頭錐形と同軸上に開けられた前記細孔を、有していることを特徴とする請求項1に記載の粒子測定モジュール。
  13.  請求項1に記載の粒子測定モジュールの使用方法であって、前記第1流路及び/又は前記第2流路に、測定対象粒子を含む液体試料を充填することを特徴とする粒子測定モジュールの使用方法。
  14.  UV処理、エキシマUV処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、電子線処理、及びγ線処理から選ばれる少なくとも一つの乾式処理を、第1流路の底部と第2流路の天井部との少なくとも一方に施してこれらの表面に反応性活性基を生成する乾式処理工程と、
     前記第1流路と前記第2流路とを、ポアチップに開けられた細孔でのみ連通させつつ、少なくとも一部で重ねて接合する接合工程とを、
    有していることを特徴とする粒子測定モジュールの製造方法。
  15.  前記乾式処理工程によって及び/又は前記乾式処理工程の前、後、若しくは途中で親水化処理を施すことによって、前記第1流路及び/又は前記第2流路に親水性を付与する操作工程を有していることを特徴とする請求項14に記載の粒子測定モジュールの製造方法。
  16.  第1流路シートを貫通して及び/又は凹ませて前記第1流路を形成し、第2流路シートを貫通して及び/又は凹ませて前記第2流路を形成する流路形成工程と、
     ポアチップ支持シートに、貫通した細孔を有するポアチップを嵌め込んで支持するポアチップ支持穴を開けるポアチップ支持穴形成工程と、
     前記第1流路の底部を形成する第1親水性シート、及び前記第2流路の天井部を形成する第2親水性シートの夫々に、前記細孔に対応する貫通孔を開ける貫通孔形成工程と、
     前記乾式処理を、前記第1流路シート、前記第2流路シート、前記ポアチップ支持シート、前記第1親水性シート、及び前記第2親水性シートに施す前記乾式処理工程と、
     前記ポアチップ支持穴に前記ポアチップを嵌め込みつつ、前記第1流路シート、前記第2流路シート、前記ポアチップ支持シート、前記第1親水性シート、及び前記第2親水性シートを重ねて、前記反応性活性基を介した分子接合により一体化することを特徴とする前記接合工程とを、
    有していることを特徴とする請求項14に記載の粒子測定モジュールの製造方法。
  17.  シート原料樹脂に、親水性基含有シリコーン系化合物及び親水性基含有アクリル系化合物から選ばれる少なくとも一つの親水性基含有化合物を含ませて、前記第1親水性シート及び/又は前記第2親水性シートを形成する工程を有していることを特徴とする請求項16に記載の粒子測定モジュールの製造方法。
  18.  前記底部及び/又は前記天井部に、親水性基含有シリコーン系化合物及び親水性基含有アクリル系化合物から選ばれる少なくとも一つの親水性基含有化合物を付す工程を、前記接合工程の前に有していることを特徴とする請求項14に記載の粒子測定モジュールの製造方法。
  19.  前記第1流路及び/又は前記第2流路に液体を充填する工程を有していることを特徴とする請求項14に記載の粒子測定モジュールの製造方法。
  20.  前記液体が、水、電解溶液、界面活性剤含有溶液、親水性基含有シリコーン系化合物含有溶液、及び親水性基含有アクリル系化合物含有溶液から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項19に記載の粒子測定モジュールの製造方法。
  21.  前記液体を除去する工程を、前記液体を充填する工程の後に有していることを特徴とする請求項19に記載の粒子測定モジュールの製造方法。
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