(57)【要約】  液体試料を導入又は排出するための機器や、液体試料を流動させるための機器などが接続される突起部を有するマイクロチップであって、その突起部の強度が保たれたマイクロチップを提供するために、微細流路３に繋がる貫通孔６が形成され、貫通孔６を囲んで、厚さ方向に突出する突起部５が形成された樹脂製基板２の、突起部５の肉厚Ｗと突起部５の高さＴとは、（Ｔ／１０）≦Ｗ≦（Ｔ／２）の関係を満たしている。
2010016372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの樹脂製基板のうち、少なくとも１つの樹脂製基板の表面には流路用溝が形成され、前記２つの樹脂製基板は前記流路用溝が形成されている面を内側にして接合されていると共に、前記２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には、外部と前記流路用溝とを連通する貫通孔が形成され、前記貫通孔を形成している樹脂製基板の一部には、前記２つの樹脂製基板の接合面とは反対側の表面から外方に当該貫通孔を囲む形状を有して突出する突起部が形成され、前記貫通孔を通じて液体試料を導入可能に構成したマイクロチップであって、
前記突起部の先端部における肉厚Ｗと前記突起部の高さＴが、
（Ｔ／１０）≦Ｗ≦（Ｔ／２）
の関係を満たすことを特徴とするマイクロチップ。
【請求項２】
２つの樹脂製基板のうち、少なくとも１つの樹脂製基板の表面には流路用溝が形成され、前記２つの樹脂製基板は前記流路用溝が形成されている面を内側にして接合されていると共に、前記２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には、外部と前記流路用溝とを連通する貫通孔が形成され、前記２つの樹脂製基板の接合面とは反対側の表面から外方に当該貫通孔を囲む形状を有して突出する突起部が形成され、前記貫通孔を通じて液体試料を導入可能に構成したマイクロチップであって、
前記突起部の上端部には、段差を介して肉厚の薄い突出部を形成し、導入される液体試料の液ダレを抑制可能に構成したことを特徴とするマイクロチップ。
【請求項３】
前記突起部の先端部における肉厚Ｗと前記突起部の高さＴが、
（Ｔ／１０）≦Ｗ≦（Ｔ／２）
の関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載のマイクロチップ。
【請求項４】
前記突起部の先端は平坦な面であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ。
【請求項５】
前記突起部の上端部には、段差を介して肉厚の薄い突出部を形成し、導入される液体試料の液ダレを抑制可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ。
【請求項６】
前記突出部は、前記突起部の外周部よりも内側に段差を有して形成されていることを特徴とする請求項２、請求項３又は請求項５に記載のマイクロチップ。
【請求項７】
２つの樹脂製基板のうち、少なくとも１つの樹脂製基板の表面には流路用溝が形成され、前記２つの樹脂製基板は前記流路用溝が形成されている面を内側にして接合されていると共に、前記２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には、外部と前記流路用溝とを連通する貫通孔が形成され、前記２つの樹脂製基板の接合面とは反対側の表面から外方に当該貫通孔を囲む形状を有して突出する突起部が形成され、前記貫通孔を通じて液体試料を導入可能に構成したマイクロチップであって、
前記突起部の先端が曲面状になっていることを特徴とするマイクロチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流路用溝が形成された樹脂製基板を接合することによって製造されるマイクロチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
微細加工技術を利用してシリコンやガラス基板上に微細な流路や回路を形成し、微小空間で核酸、タンパク質、又は血液などの液体試料の化学反応や、分離、分析などを行うマイクロ分析チップ、あるいはμＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）と称される装置が実用化されている。このようなマイクロチップの利点としては、サンプルや試薬の使用量又は廃液の排出量が軽減され、省スペースで持ち運び可能な安価なシステムの実現が考えられる。【０００３】
マイクロチップは、少なくとも一方の部材に微細加工が施された２つの部材をはり合わせることにより製造される。従来においては、マイクロチップにはガラス基板が用いられ、様々な微細加工方法が提案されている。しかしながら、ガラス基板は大量生産には向かず、非常に高コストであるため、廉価で使い捨て可能な樹脂製のマイクロチップの開発が望まれている。【０００４】
樹脂製のマイクロチップを製造するためには、表面に流路用溝を有する樹脂製基板と、流路用溝をカバーする樹脂製基板とを接合する。流路用溝を有する樹脂製基板は、射出成形法、プレス成形法、又は機械加工法などの方法によって製造される。そして、流路用溝を内側にして、表面に流路用溝を有する樹脂製基板と、カバー用の樹脂製基板とを接合する。この接合によって、カバー用の樹脂製基板が流路用溝の蓋（カバー）として機能し、流路用溝によって微細流路が形成される。これにより、内部に微細流路を有するマイクロチップが製造される。樹脂製基板同士の接合には、熱板、熱風、熱ロール、超音波、振動、レーザなどを用いて樹脂製基板を加熱して接合する溶着方法、接着剤や溶剤を用いて樹脂製基板を接合する接着方法、樹脂製基板自体の粘着性を利用して接合する方法、及び、樹脂製基板にプラズマ処理などの表面処理を施すことで基板同士を接合する方法などが挙げられる。【０００５】
また、流路用溝を有する樹脂製基板には、樹脂製基板の厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔は流路用溝に繋がっている。さらに、流路用溝を有する樹脂製基板には、流路用溝が形成されている表面とは反対側の表面に、貫通孔を囲んで筒状の突起部を設けたものが知られている（例えば特許文献１）。この突起部に、チューブやノズルなどを嵌合して、液体試料を微細流路に導入し、また、微細流路から液体試料を排出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２３４６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、貫通孔を囲んで設けられている突起部には、液体試料を導入又は排出するための機器や、液体試料を流動させるための機器が接続される。そのため、突起部には、その接続を維持するための強度が要求されている。【０００８】
また、微細流路に導入される液体試料が微量であるため、液体試料の導入、液体試料の流動、及び検出がスムーズに行われない場合は、微細流路に導入された液体試料が蒸発して、成分濃度が変化してしまう。そのため、以上のようなマイクロチップにおいては、微細流路内に液体試料をスムーズに導入することが求められている。また、液体試料を微細流路に導入するための機器や、微細流路内で液体試料を流動させるための機器が、マイクロチップに簡便に挿入又は接続されることが要求されている。例えば、電極やポンプなどの機器が、マイクロチップに簡便に挿入、又は接続されることが要求されている。このように、マイクロチップの突起部には機器が接続されるため、突起部には、その接続を維持するための強度が要求されている。【０００９】
ところで、１つのマイクロチップにおいて、複数の検査が可能なことが要求されている。そのためには、異なる種類の液体試料を微細流路に導入するための複数の貫通孔を、マイクロチップに設けることが好ましい。例えば、微細流路に液体試料を導入するための貫通孔を複数設けて、１検査ごとに異なる種類の液体試料を、１検査ごとに異なる貫通孔を用いて微細流路内に導入する。このように、検査ごとに貫通孔を変えて液体試料を導入することで、複数の検査を行うことによる、液体試料同士の汚染の防止を図ることができる。【００１０】
１つのマイクロチップにおいて複数の検査を行うためには、樹脂製基板に複数の貫通孔を設けて、機器を接続するための突起部を、各貫通孔を囲んで設ける必要がある。大きさが限られたマイクロチップにおいて多くの貫通孔を設けるためには、貫通孔間の距離を短くする必要がある。例えば、貫通孔を囲んで設けられている突起部の厚さ（肉厚）を薄くすることで、貫通孔間の距離を短くして、より多くの貫通孔をマイクロチップに設けることができる。しかしながら、突起部の厚さ（肉厚）を薄くすると、厚さを薄くした分、突起部の強度が低下してしまう問題がある。【００１１】
また、突起部を有する樹脂製基板を作製する場合、成形において、突起部の近傍における入熱条件や加圧条件が不均一になりやすいため、成形の精度が悪化しやすくなる。その結果、突起部の周辺における表面の平面精度が悪化しやすくなる。突起部の厚さ（肉厚）が厚くなるほど、成形時において、突起部を形成する樹脂が冷めにくくなるため、流路用溝の転写性が悪化しやすくなる。その結果、流路用溝を有する樹脂製基板において、流路用溝が形成されている表面、すなわち、カバー用の樹脂製基板と接合する表面（接合面）の平面性が悪化しやすくなる。接合面の平面性が悪化した場合、流路用溝を有する樹脂製基板と、カバー用の樹脂製基板との接合の強度が低下してしまう問題がある。【００１２】
この発明は上記の問題を解決するものであり、液体試料を導入又は排出するための機器や、液体試料を流動させるための機器などが接続される突起部を有するマイクロチップであって、その突起部の強度が保たれたマイクロチップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明の第１の形態は、２つの樹脂製基板のうち、少なくとも１つの樹脂製基板の表面には流路用溝が形成され、前記２つの樹脂製基板は前記流路用溝が形成されている面を内側にして接合されていると共に、前記２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には、外部と前記流路用溝とを連通する貫通孔が形成され、前記貫通孔を形成している樹脂製基板の一部には、前記２つの樹脂製基板の接合面とは反対側の表面から外方に当該貫通孔を囲む形状を有して突出する突起部が形成され、前記貫通孔を通じて液体試料を導入可能に構成したマイクロチップであって、
前記突起部の先端部における肉厚Ｗと前記突起部の高さＴが、
（Ｔ／１０）≦Ｗ≦（Ｔ／２）
の関係を満たすことを特徴とするマイクロチップである。【００１４】
また、この発明の第２の形態は、２つの樹脂製基板のうち、少なくとも１つの樹脂製基板の表面には流路用溝が形成され、前記２つの樹脂製基板は前記流路用溝が形成されている面を内側にして接合されていると共に、前記２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には、外部と前記流路用溝とを連通する貫通孔が形成され、前記２つの樹脂製基板の接合面とは反対側の表面から外方に当該貫通孔を囲む形状を有して突出する突起部が形成され、前記貫通孔を通じて液体試料を導入可能に構成したマイクロチップであって、
前記突起部の上端部には、段差を介して肉厚の薄い突出部を形成し、導入される液体試料の液ダレを抑制可能に構成したことを特徴とするマイクロチップである。【００１５】
また、この発明の第３の形態は、第２の形態に係るマイクロチップであって、前記突起部の先端部における肉厚Ｗと前記突起部の高さＴが、
（Ｔ／１０）≦Ｗ≦（Ｔ／２）
の関係を満たすことを特徴とする。【００１６】
また、この発明の第４の形態は、第１の形態に係るマイクロチップであって、前記突起部の先端は平坦な面であることを特徴とする。【００１７】
また、この発明の第５の形態は、第１の形態に係るマイクロチップであって、前記突起部の上端部には、段差を介して肉厚の薄い突出部を形成し、導入される液体試料の液ダレを抑制可能に構成したことを特徴とする。【００１８】
また、この発明の第６の形態は、第２、第３又は第５の形態に係るマイクロチップであって、前記突出部は、前記突起部の外周部よりも内側に段差を有して形成されていることを特徴とする。【００１９】
また、この発明の第７の形態は、２つの樹脂製基板のうち、少なくとも１つの樹脂製基板の表面には流路用溝が形成され、前記２つの樹脂製基板は前記流路用溝が形成されている面を内側にして接合されていると共に、前記２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には、外部と前記流路用溝とを連通する貫通孔が形成され、前記２つの樹脂製基板の接合面とは反対側の表面から外方に当該貫通孔を囲む形状を有して突出する突起部が形成され、前記貫通孔を通じて液体試料を導入可能に構成したマイクロチップであって、
前記突起部の先端が曲面状になっていることを特徴とするマイクロチップである。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によると、突起部の高さＴに対して、突起部の先端部における肉厚Ｗを（Ｔ／１０）以上とすることで、突起部の強度を十分に保つことが可能となる。例えば、貫通孔を介して液体試料を導入又は排出するための機器や、液体試料を流動させるための機器を、突起部に接続した場合に、その接続による突起部の破損の防止を図ることが可能となる。また、突起部の高さＴに対して、突起部の先端部における肉厚Ｗを（Ｔ／２）以下とすることで、樹脂製基板の接合面の平面性を低下させずに、突起部の強度を保つことが可能となる。【００２１】
また、突起部の上端部に突出部を設ける事で、貫通孔内に挿入されていた電極や液体導入装置機器を貫通孔から抜き取る場合に、導入液体の液ダレを抑制する事が可能となる。【００２２】
また、突起部の先端部を曲面形状とすることにより、電極や機器をマイクロチップに挿入するときに、当該先端部がその挿入のガイドとして機能するため、マイクロチップに対する電極や機器の設置が容易になる。【００２３】
また、突起部の先端を平坦な面にすることで、突起部に設置される機器と突起部との接触面積が広くなる。その結果、突起部と機器との間のシール性が向上し、突起部における液体試料の漏れを防止することが可能となる。【００２４】
また、突起部の最先端部が、突起部の外周部よりも内側に形成されていることで、突起部の先端部をガイドとして、電極や機器を貫通孔に簡便に挿入して設置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の第１実施形態に係るマイクロチップの上面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係るマイクロチップの一部の断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ断面の一部を示す断面図である。
【図３】変形例１に係るマイクロチップの一部の断面図である。
【図４】応用例に係るマイクロチップの一部の断面図である。
【図５】変形例２に係るマイクロチップの一部の断面図である。
【図６】変形例３に係るマイクロチップの一部の断面図である。
【図７】実施例の一覧を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
この発明の実施形態に係るマイクロチップについて図１と図２とを参照して説明する。図１は、この発明の実施形態に係るマイクロチップの上面図である。図２は、この発明の実施形態に係るマイクロチップの一部の断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ断面の一部を示す断面図である。
【００２７】
この実施形態に係るマイクロチップ１は、樹脂製基板２と樹脂製基板１００とを備えて構成されている。樹脂製基板２の表面には、流路用溝が形成されている。また、樹脂製基板２の接合の相手側となる樹脂製基板１００は、平板状の基板である。そして、流路用溝が形成されている面を内側にして、樹脂製基板２と樹脂製基板１００とを接合する。これにより、樹脂製基板１００が流路用溝の蓋（カバー）として機能し、流路用溝によって微細流路３が形成されて、流路用溝による微細流路３を内部に有するマイクロチップ１が製造される。
【００２８】
また、樹脂製基板２には、基板の厚さ方向に貫通する貫通孔６が形成されている。この貫通孔６は流路用溝に接して、樹脂製基板２と樹脂製基板１００とが接合する面とは反対側の面から流路用溝に繋がっている。樹脂製基板２と樹脂製基板１００とを接合することで、微細流路３と外部とを接続する開口部になる。貫通孔６は流路用溝に繋がっているため、その貫通孔６による開口部は微細流路３に繋がっている。開口部（貫通孔６）は、ゲル、液体試料、又は緩衝液などの導入、保存、又は排出を行うための孔である。開口部（貫通孔６）の形状は、円形状や矩形状の他、様々な形状であっても良い。この開口部（貫通孔６）に、分析装置に設けられたチューブやノズルを接続し、そのチューブやノズルを介して、ゲル、液体試料、又は緩衝液などを微細流路３に導入し、又は、微細流路３から排出する。なお、貫通孔を樹脂製基板１００に形成しても開口部を形成しても良い。
【００２９】
さらに、図１と図２とに示すように、樹脂製基板２には、流路用溝が形成されている表面とは反対側の表面に、円筒状の突起部５が形成されている。この突起部５は、樹脂製基板２の厚さ方向に突出しており、貫通孔６を囲んで設けられている。突起部５は、樹脂製基板２に一体的に形成されている。この突起部５に、チューブやノズルを嵌合して、液体試料などの導入や排出を行う。なお、図１に示す突起部５は、円筒状の形状を有しているが、これは１例であり、多角形の形状を有していても良い。
【００３０】
樹脂製基板２の外形形状は、ハンドリング、分析しやすい形状であれば良く、正方形や長方形などの形状が好ましい。１例として、１０ｍｍ角〜２００ｍｍ角の大きさであれば良い。また、１０ｍｍ角〜１００ｍｍ角の大きさであっても良い。また、貫通孔６の内径は分析手法や分析装置に合わせれば良く、例えば２ｍｍ程度であれば良い。
【００３１】
微細流路３の形状は、分析試料、試薬の使用量を少なくできること、成形金型の作製精度、転写性、離型性などを考慮して、幅、深さともに、１０μｍ〜２００μｍの範囲内の値であることが好ましいが、特に限定されるものではない。また、微細流路３の幅と深さは、マイクロチップの用途によって決めれば良い。なお、微細流路３の断面の形状は矩形状でも良いし、曲面状でも良い。
【００３２】
流路用溝が形成された樹脂製基板２の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜２ｍｍがより好ましい。流路用溝を覆うための蓋（カバー）として機能する樹脂製基板１００の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜２ｍｍがより好ましい。また、蓋（カバー）として機能する樹脂製基板１００に流路用溝を形成しない場合、板状の部材ではなく、フィルム（シート状の部材）を用いても良い。この場合、フィルムの厚さは、３０μｍ〜３００μｍでることが好ましく、５０μｍ〜１５０μｍであることがより好ましい。
【００３３】
ここで、流路用溝が形成された樹脂製基板２の板厚を厚さｔとし、突起部５の高さを高さＴとする。この実施形態では、樹脂製基板２の厚さｔと、突起部５の高さＴとは、以下の式（１）、
０．５×厚さｔ  ≦  高さＴ  ≦  １０×厚さｔ  ・・・式（１）
に示す関係を満たす。
【００３４】
また、突起部５の先端部の肉厚を厚さＷとした場合、突起部５の先端部の厚さＷと、突起部５の高さＴとは、以下の式（２）、
（Ｔ／１０）  ≦  厚さＷ  ≦  （Ｔ／２）  ・・・式（２）
に示す関係を満たす。なお、突起部５の形状が円筒の場合、その円筒の外周の半径と、内周の半径との差が、肉厚の厚さＷとして定義される。
【００３５】
この実施形態では、貫通孔６の直径は、突起部５の高さ方向において一定となっている。また、突起部５の外径も、突起部５の高さ方向において一定となっている。すなわち、突起部５の肉厚Ｗは、突起部５の高さ方向において一定となっている。このように、この実施形態に係るマイクロチップ１では、突起部５の肉厚は、どの高さにおいても一定となっている。また、突起部５の最先端部７は平坦な面となっている。
【００３６】
式（２）のように、突起部５の先端部の肉厚を、（Ｔ／１０）以上とすることで、突起部５の強度を十分に保つことが可能となる。すなわち、突起部５の高さに対して、厚さＷを（Ｔ／１０）以上とすることで、高さＴの突起部５の強度を十分に保つことが可能となる。例えば、液体試料をマイクロチップ１に導入するときや、微細流路３内の液体試料を流動させるときにおいて、突起部５の破損を防止し、液体試料の漏れを防止することが可能となる。
【００３７】
また、突起部５の先端部の肉厚を、（Ｔ／２）以下とすることで、突起部５の強度を保ちつつ、接合面の転写性を良好にし、平面性を保つことが可能となる。突起部５の肉厚が厚くなるほど、樹脂製基板２の成形時において、突起部５を形成する樹脂が冷めにくくなるため、流路用溝の転写性が悪化しやすくなる。その結果、樹脂製基板２において、流路用溝が形成されている表面の平面性が悪化しやすくなる。流路用溝が形成されている表面は、カバー用の樹脂製基板１００と接合する表面（接合面）であるため、その表面の平面性が悪化すると、樹脂製基板２と樹脂製基板１００との接合の強度が低下するおそれがある。これに対して、この実施形態に係るマイクロチップ１のように、突起部５の肉厚を、（Ｔ／２）以下とすることで、樹脂製基板２の接合面の平面性を低下させずに、突起部５の強度を保つことが可能となる。そのため、樹脂製基板２と樹脂製基板１００とを強固に接合することが可能となる。
【００３８】
また、突起部５の肉厚を、（Ｔ／１０）以上、（Ｔ／２）以下とすることで、突起部５の強度を保ちつつ、より多くの貫通孔６を樹脂製基板２に設けることが可能となる。つまり、突起部５の肉厚を薄くするほど、貫通孔６の間を短くして、より多くの貫通孔６を樹脂製基板２に設けることができるが、薄くした分、突起部５の強度は低下してしまう。また、突起部５の強度を保つために、突起部５の肉厚を厚くするほど、厚くした分、樹脂製基板２に突起部５を設けるスペースが少なくなる。そのため、肉厚を厚くするほど、樹脂製基板２に設けられる突起部５の数が限られてくる。すなわち、突起部５の肉厚を厚くするほど、貫通孔６の間隔を大きくせざるをえず、樹脂製基板２に形成できる貫通孔６の数が限られてくる。そこで、この実施形態のように、突起部５の肉厚を、（Ｔ／１０）以上、（Ｔ／２）以下とすることで、突起部５の強度を十分に保ちつつ、より多くの突起部５（貫通孔６）を樹脂製基板２に設けることが可能となる。これにより、１つのマイクロチップ１を用いて、より多くの検査を行うことが可能となる。
【００３９】
なお、突起部５の厚さＷは、１例として、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍであることが好ましい。
【００４０】
樹脂製基板２、１００には樹脂が用いられる。その樹脂としては、成形性（転写性、離型性）が良いこと、透明性が高いこと、紫外線や可視光に対する自己蛍光性が低いことなどが条件として挙げられる。例えば、樹脂製基板２、１００には熱可塑性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリジメチルシロキサン、環状ポリオレフィンなどを用いることが好ましい。特に好ましいのは、ポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィンを用いることである。なお、樹脂製基板２と樹脂製基板１００とで、同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。また、流路用溝が形成されていない樹脂製基板１００には、熱可塑性樹脂の他、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂などを用いても良い。熱硬化性樹脂としては、ポリジメチルシロキサンを用いることが好ましい。
【００４１】
樹脂製基板２、１００は、押出成形法、Ｔダイ成形法、インフレーション成形法、カレンダ成形法、射出成形法、プレス成形法、又は機械加工法等の方法によって作製することができる。例えば、射出成形法によって、流路用溝や突起部を樹脂製基板の表面に形成しても良いし、機械加工法によって、流路用溝や突起部を樹脂製基板の表面に形成しても良い。
【００４２】
また、樹脂製基板２と樹脂製基板１００との接合は、従来技術に係る接合方法によって行われる。例えば、熱板、熱風、熱ロール、超音波、振動、又はレーザなどを用いて、樹脂製基板２と樹脂製基板１００とを加熱して接合する。または、接着剤や溶剤を用いて樹脂製基板２と樹脂製基板１００とを接合しても良い。
【００４３】
なお、この実施形態では、流路用溝が形成された樹脂製基板２に貫通孔６を形成し、貫通孔６を囲んで突起部５を形成しているが、接合の相手となる樹脂製基板１００に貫通孔を形成し、その貫通孔を囲んで突起部を形成しても良い。また、樹脂製基板２と樹脂製基板１００とにそれぞれ流路用溝を形成し、樹脂製基板２と樹脂製基板１００とを接合することで、内部に微細流路を有するマイクロチップを製造しても良い。
【００４４】
また、突起部５の内周部の側面をテーパー状にしても良い。例えば、貫通孔６の径が、突起部５の先端部に向かって徐々に大きくなるように、突起部５の内周部をテーパー状にする。このように、突起部５の内周部の側面をテーパー状にした場合であっても、突起部５の先端部の肉厚Ｗが、上記の式（２）に示す関係を満たすことで、突起部５の強度を十分に保つことが可能となる。
【００４５】
（変形例１）
次に、上記実施形態の変形例１について図３を参照して説明する。図３は、変形例１に係るマイクロチップの一部の断面図である。
【００４６】
変形例１に係るマイクロチップ１Ａは、表面に流路用溝が形成された樹脂製基板２Ａと、平板状の樹脂製基板１００とを備えている。流路用溝が形成されている面を内側にして、樹脂製基板２Ａと樹脂製基板１００とを接合することで、流路用溝によって微細流路３が形成されて、流路用溝による微細流路３を内部に有するマイクロチップ１Ａが製造される。
【００４７】
流路用溝が形成された樹脂製基板２Ａには、基板の厚さ方向に貫通する貫通孔６が形成されている。この貫通孔６は流路用溝に接して形成されており、樹脂製基板２Ａと樹脂製基板１００とを接合することで、微細流路３と外部とを接続する開口部になる。さらに、樹脂製基板２Ａには、流路用溝が形成されている表面とは反対側の表面に、円筒状の突起部５Ａが形成されている。この突起部５Ａは、樹脂製基板２Ａの厚さ方向に突出しており、貫通孔６を囲んで形成されている。
【００４８】
変形例１では、突起部５Ａの外側の側面８がテーパー状となっている。すなわち、突起部５Ａの外径は、突起部５Ａの先端部に向かって徐々に小さくなっている。また、突起部５Ａの外周部の側面８は直線状となっている。一方、貫通孔６の直径は、突起部５Ａの高さ方向において一定となっている。つまり、貫通孔６の直径は、どの高さにおいても一定となっている。従って、変形例１においては、突起部５Ａの肉厚は、突起部５Ａの先端部に向かって徐々に狭くなり、最先端部７において最も狭くなっている。また、突起部５Ａの最先端部７は平坦な面となっている。
【００４９】
変形例１においても、樹脂製基板２Ａの厚さｔと、突起部５Ａの高さＴとは、上記の式（１）に示す関係を満たしている。また、突起部５Ａの先端部の厚さＷと、突起部５Ａの高さＴとは、上記の式（２）に示す関係を満たしている。変形例１では、突起部５Ａの最先端部７における肉厚を厚さＷとし、その厚さＷが、上記の式（２）に示す関係を満たしている。
【００５０】
以上のように、テーパー状の突起部５Ａにおいて、突起部５Ａの最先端部７の肉厚を（Ｔ／１０）以上とすることで、上述した実施形態と同様に、突起部５Ａの強度を十分に保つことが可能となる。特に、最も厚さが狭くなっている最先端部７の肉厚を（Ｔ／１０）以上とすることで、突起部５Ａの強度を十分に保つことが可能となる。
【００５１】
なお、突起部５Ａの内周部の側面をテーパー状にしても良い。この場合においても、突起部５Ａの先端部の肉厚Ｗが、上記の式（２）に示す関係を満たすことで、突起部５Ａの強度を十分に保つことが可能となる。
【００５２】
（応用例）
次に、実施形態に係るマイクロチップ１と、変形例１に係るマイクロチップ１Ａとを用いた応用例について、図４を参照して説明する。図４は、応用例に係るマイクロチップの一部の断面図である。実施形態に係るマイクロチップ１においては、突起部５の最先端部７は平坦な面となっている。このように、最先端部７を平坦にすることで、マイクロチップ１に接続される液体導入機器２０との接触面積が広くなる。そのため、突起部５と液体導入機器２０との間のシール性が向上し、突起部５における液体試料の漏れを防止することが可能となる。
【００５３】
液体導入機器２０は、液体試料をマイクロチップ１の微細流路３に導入するためのノズル２１を有している。このノズル２１の径の大きさは、マイクロチップ１の貫通孔６の直径よりも小さい。液体試料をマイクロチップ１の微細流路３に導入するときには、ノズル２１をマイクロチップ１の貫通孔６内に挿入し、液体導入機器２０を突起部５の最先端部７の上に設置する。最先端部７は平坦な面であるため、液体導入機器２０と最先端部７との接触面積が広くなる。その結果、最先端部７と液体導入機器２０との間のシール性が向上し、最先端部７と液体導入機器２０との間に隙間ができにくくなる。そのことにより、突起部５と液体導入機器２０との間から、液体試料が漏れるのを防止することが可能となる。
【００５４】
変形例１に係るマイクロチップ１Ａについても、突起部５Ａの最先端部７は平坦な面となっている。そのため、最先端部７と液体導入機器２０との間のシール性が向上し、液体試料の漏れを防止することが可能となる。
【００５５】
（変形例２）
次に、上記実施形態の変形例２について図５を参照して説明する。図５は、変形例２に係るマイクロチップの一部の断面図である。
【００５６】
変形例２に係るマイクロチップ１Ｂは、表面に流路用溝が形成された樹脂製基板２Ｂと、平板状の樹脂製基板１００とを備えている。流路用溝が形成されている面を内側にして、樹脂製基板２Ｂと樹脂製基板１００とを接合することで、流路用溝によって微細流路３が形成されて、流路用溝による微細流路３を内部に有するマイクロチップ１Ｂが製造される。
【００５７】
流路用溝が形成された樹脂製基板２Ｂには、基板の厚さ方向に貫通する貫通孔６が形成されている。この貫通孔６は流路用溝に接して形成されており、樹脂製基板２Ｂと樹脂製基板１００とを接合することで、微細流路３と外部とを接続する開口部になる。さらに、樹脂製基板２Ｂには、流路用溝が形成されている表面とは反対側の表面に、円筒状の突起部５Ｂが形成されている。この突起部５Ｂは、樹脂製基板２Ｂの厚さ方向に突出しており、貫通孔６を囲んで形成されている。
【００５８】
変形例２では、図５（ａ）に示すように、貫通孔６の直径は、突起部５Ｂの高さ方向において一定となっている。一方、突起部５Ｂの外周部の側面９は直線状となっており、側面９が直線状となっている部分においては、突起部５Ｂの外径は、突起部５Ｂの高さ方向において一定となっている。すなわち、外周部の側面９が直線状となっている部分においては、突起部５Ｂの肉厚Ｗは、突起部５Ｂの高さ方向において一定となっている。このように、外周部の側面９が直線状となっている部分においては、突起部５Ｂの肉厚は、どの高さにおいても一定となっている。一方、突起部５Ｂの先端部１０は曲面状となっている。先端部１０が曲面状になっていることで、突起部５Ｂの最先端部Ｐは、突起部５Ｂの外周部よりも内側に形成される。先端部１０の一部分が曲面状であっても良いし、先端部１０の全体が曲面状であっても良い。このように、突起部５Ｂは、直線状の側面９を有する部分と、曲面状の先端部１０とによって構成されている。
【００５９】
変形例２においても、樹脂製基板２Ｂの厚さｔと、突起部５Ｂの高さＴとは、上記の式（１）に示す関係を満たしている。
【００６０】
変形例２においては、直線状の側面９と曲面状の先端部１０との境界を、直線状の側面９の終端部Ｅとして定義する。変形例２では、終端部Ｅにおいて、上記の式（２）が示す関係を満たしている。すなわち、突起部５Ｂの終端部Ｅの肉厚を厚さＷとして定義し、その厚さＷと突起部５Ｂの高さＴとが、上記の式（２）に示す関係を満たしている。
【００６１】
また、突起部５Ｂの最先端部Ｐから０．５ｍｍ程度の範囲内に含まれる領域を、突起部５Ｂの先端部として定義しても良い。この場合、この領域に含まれる先端部の肉厚を厚さＷとして定義し、その厚さＷと突起部５Ｂの高さＴとが、上記の式（２）に示す関係を満たしていれば良い。
【００６２】
以上のように、曲面状の先端部１０を有する突起部５Ｂにおいて、突起部５Ｂの先端部の肉厚を（Ｔ／１０）以上とすることで、上述した実施形態と同様に、突起部５Ｂの強度を十分に保つことが可能となる。
【００６３】
次に、変形例２に係るマイクロチップ１Ｂの応用例を図５（ｂ）に示す。変形例２に係るマイクロチップ１Ｂにおいては、突起部５Ｂの先端部１０は曲面状となっている。このように、先端部１０を曲面状とすることで、電極や機器をマイクロチップに挿入するときに、先端部１０がその挿入のガイドとして機能する。先端部１０がガイドとして機能するため、マイクロチップに対する電極や機器の設置が容易になる。電極や機器をマイクロチップに簡便に設置することができるため、検査をスムーズに行うことが可能となる。その結果、検査時において、液体試料の蒸発を抑制することが可能となる。
【００６４】
例えば図５（ｂ）に示すように、電極３０の先端部を貫通孔６内に挿入するときに、電極３０の先端部を、突起部５Ｂの曲面状の先端部１０に接触させる。そして、電極３０の先端部を、曲面状の先端部１０に接触させながら電極３０の先端部を貫通孔６内に挿入する。このように、曲面状の先端部１０をガイドとして用いることで、電極３０を貫通孔６に簡便に挿入して、マイクロチップ１Ｂに設置することが可能となる。
【００６５】
なお、突起部５Ｂの外周部の側面９を、変形例１に係るマイクロチップ１Ａと同様に、テーパー状にしても良い。また、突起部５Ｂの内周部の側面をテーパー状にしても良い。このように、突起部５Ｂの側面をテーパー状にした場合であっても、突起部５Ｂの先端部の肉厚Ｗが、上記の式（２）に示す関係を満たすことで、突起部５Ｂの強度を十分に保つことが可能となる。
【００６６】
（変形例３）
次に、上記実施形態の変形例３について図６を参照して説明する。図６は、変形例３に係るマイクロチップの一部の断面図である。
【００６７】
変形例３に係るマイクロチップ１Ｃは、表面に流路用溝が形成された樹脂製基板２Ｃと、平板状の樹脂製基板１００とを備えている。流路用溝が形成されている面を内側にして、樹脂製基板２Ｃと樹脂製基板１００とを接合することで、流路用溝によって微細流路３が形成されて、流路用溝による微細流路３を内部に有するマイクロチップ１Ｃが製造される。
【００６８】
流路用溝が形成された樹脂製基板２Ｃには、基板の厚さ方向に貫通する貫通孔６が形成されている。この貫通孔６は流路用溝に接して形成されており、樹脂製基板２Ｃと樹脂製基板１００とを接合することで、微細流路３と外部とを接続する開口部になる。さらに、樹脂製基板２Ｃには、流路用溝が形成されている表面とは反対側の表面に、円筒状の突起部５Ｃが形成されている。この突起部５Ｃは、樹脂製基板２Ｃの厚さ方向に突出しており、貫通孔６を囲んで形成されている。
【００６９】
変形例３では、図６（ａ）に示すように、貫通孔６の直径は、突起部５Ｃの高さ方向において一定となっている。一方、突起部５Ｃの外周部の側面９は直線状となっており、側面９が直線状となっている部分においては、突起部５Ｃの外径は、突起部５Ｃの高さ方向において一定となっている。すなわち、外周部の側面９が直線状となっている部分においては、突起部５Ｃの肉厚Ｗは、突起部５Ｃの高さ方向において一定となっている。このように、外周部の側面９が直線状になっている部分においては、突起部５Ｃの肉厚は、どの高さにおいても一定となっている。一方、突起部５Ｃの上端部には、凸状の形状を有する突出部１１が形成されている。この突出部１１は、図示の如く、突起部５Ｃの肉厚Ｗに対し、外周より内側に段差を有して形成されている。すなわち、突出部１１の基部の幅（肉厚）は突起部５Ｃの肉厚Ｗより小さく形成されている。なお、突出部１１が形成される突起部５Ｃの上端部は、図示のような平坦な面であっても良いし、曲面状であっても良い。また、突出部１１は、先端に向かって徐々に幅が狭くなる凸状の形状を有している。このように、突起部５Ｃの上端部に突出部１１を形成することで、突出部１１の最先端部Ｐは、突起部５Ｃの外周部よりも内側に形成される。また、突出部１１は、突起部５Ｃの上端部の一部分に形成されていても良いし、上端部の全体に亘って形成されていても良い。このように、突起部５Ｃは、直線状の側面９を有する部分と、凸状の突出部１１とによって構成されている。なお、突出部１１の高さは、１例として、０．００１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲に含まれれば良い。
【００７０】
変形例３においても、樹脂製基板２Ｃの厚さｔと、突起部５Ｃの高さＴとは、上記の式（１）に示す関係を満たしている。
【００７１】
変形例３においては、直線状の側面９と突出部１１との境界を、直線状の側面９の終端部Ｅとして定義する。変形例３では、終端部Ｅにおいて、上記の式（２）に示す関係を満たしている。すなわち、突起部５Ｃの終端部Ｅの肉厚を厚さＷとして定義し、その厚さＷと突起部５Ｃの高さＴとが、上記の式（２）に示す関係を満たしている。
【００７２】
また、突起部５Ｃの最先端部Ｐから０．５ｍｍ程度の範囲内に含まれる領域を、突起部５Ｃの先端部として定義しても良い。この場合、この領域に含まれる先端部の肉厚を厚さＷとして定義し、その厚さＷと突起部５Ｃの高さＴとが、上記の式（２）に示す関係を満たしていれば良い。
【００７３】
以上のように、凸状の突出部１１を有する突起部５Ｃにおいて、突起部５Ｃの先端部の肉厚を（Ｔ／１０）以上とすることで、上述した実施形態と同様に、突起部５Ｃの強度を十分に保つことが可能となる。
【００７４】
次に、変形例３に係るマイクロチップ１Ｃの応用例を図６（ｂ）に示す。変形例３に係るマイクロチップ１Ｃにおいては、突起部５Ｃの上端部に凸状の突出部１１が形成されている。このように、突起部５Ｃの上端部に突出部１１を形成することで、貫通孔６内に挿入されていた電極や液体導入機器を貫通孔６から抜き取るときに、液ダレを抑制することが可能となる。
【００７５】
例えば図６（ｂ）に示すように、液体導入機器２０のノズル２１を貫通孔６から抜き取るときに、ノズル２１の先端に付着した液体２２が突出部１１の内側に接触する。これにより、突出部１１の内側に接触した液体２２は貫通孔６内に流れるため、液体２２が突起部５Ｃの外側に垂れるのを防止することが可能となる。
【００７６】
なお、突起部５Ｃの外周部の側面９を、変形例１に係るマイクロチップ１Ａと同様に、テーパー状にしても良い。また、突起部５Ｃの内周部の側面をテーパー状にしても良い。このように、突起部５Ｃの側面をテーパー状にした場合であっても、突起部５Ｃの先端部の肉厚Ｗが、上記の式（２）に示す関係を満たすことで、突起部５Ｃの強度を十分に保つことが可能となる。
【実施例】
【００７７】
次に、上述した実施形態の具体的な実施例について説明する。【００７８】
（樹脂製基板）
射出成形機で透明樹脂材料のアクリル（旭化成社製デルペット）を成形することで、複数の流路用溝と複数の貫通孔と突起部とが形成された流路側の樹脂製基板を作製した。この流路側の樹脂製基板が、上述した実施形態における流路用溝と貫通孔６と突起部５とが形成された樹脂製基板２の１例に相当する。【００７９】
流路側の樹脂製基板の寸法を以下に示す。【００８０】
一辺の長さ＝５０ｍｍ
厚さ＝１ｍｍ
流路用溝３の幅、深さ＝５０μｍ
また、透明樹脂材料としてアクリルを用いて、基板の厚さが１ｍｍで、一辺の長さが５０ｍｍのカバー側の樹脂製基板を作製した。このカバー側の樹脂製基板が、上述した実施形態における樹脂製基板１００に相当する。【００８１】
（接合）
次に、流路用溝が形成された表面を内側にして、流路側の樹脂製基板とカバー側の樹脂製基板とを重ねた。その状態で、加熱プレス機を用いて、９０℃に加熱された熱板によって２つの樹脂製基板を挟み、９．８Ｎ／ｃｍ２の圧力を加えて、１分間保持することでマイクロチップを作製した。【００８２】
貫通孔６の内径、突起部５の高さＴ、突起部５の外径、及び、突起部５の肉厚Ｗをパラメータとして、それぞれの値を変えた流路側の樹脂製基板を作製して、マイクロチップを作製した。実施例１から実施例５、及び比較例１、２の結果を図７の表に示す。【００８３】
実施例１から実施例５では、突起部５の肉厚Ｗと、突起部５の高さＴとは、上記の式（２）が示すように、（Ｔ／１０）≦Ｗ≦（Ｔ／２）の関係を満たしている。【００８４】
実施例１から実施例５、及び比較例１、２では、貫通孔６の内径を１．０ｍｍ、突起部５の高さＴを４．０ｍｍとした。そして、突起部５の外径と肉厚Ｗを変えた。【００８５】
実施例１から実施例５においては、肉厚Ｗは、上記の式（２）に従って、以下の関係、
０．４ｍｍ≦Ｗ≦２．０ｍｍ
を満たしている。【００８６】
例えば実施例１では、突起部５の外径を２．０ｍｍとすることで、突起部５の肉厚Ｗを０．５ｍｍとした。【００８７】
また、実施例２では、突起部５の外径を２．４ｍｍとすることで、突起部５の肉厚Ｗを０．７ｍｍとした。【００８８】
また、実施例３では、突起部５の外径を３．０ｍｍとすることで、突起部５の肉厚Ｗを１．０ｍｍとした。【００８９】
また、実施例４では、突起部５の外径を４．０ｍｍとすることで、突起部５の肉厚Ｗを１．５ｍｍとした。【００９０】
また、実施例５では、突起部５の外径を４．６ｍｍとすることで、突起部５の肉厚Ｗを１．８ｍｍとした。【００９１】
一方、比較例１では、突起部５の外径を１．６ｍｍとすることで、突起部５の肉厚Ｗを０．３ｍｍとした。【００９２】
また、比較例２では、突起部５の外径を５．６ｍｍとすることで、突起部５の肉厚Ｗを２．３ｍｍとした。【００９３】
以上のように、実施例１から実施例５においては、突起部５の肉厚Ｗと高さＴは、上記の式（２）の関係を満たし、比較例１、２においては、肉厚Ｗと高さＴは、式（２）の関係を満たしていない。【００９４】
（評価）
そして、実施例１から実施例５、及び比較例１、２について、突起部５の強度と、流路側の樹脂製基板２の平面性とを評価した。【００９５】
（突起部５の強度）
突起部５の強度の評価は、目視によって突起部５の外観検査を行い、クラックや欠損などの有無を確認した。図７の表において、丸印は、クラックや欠損などが確認できない良品であることを示し、バツ印は、クラックや欠損などが確認できた基板であることを示す。実施例１から実施例５においては、突起部５にクラックや欠損などが確認できなかった。このように、実施例１から実施例５に係る突起部５はクラックや欠損などが無く、十分な強度が得られることが確認できた。【００９６】
また、比較例２においては、突起部５にクラックや欠損などが確認できなかった。比較例２に係る突起部５は、その肉厚Ｗが厚いため、十分な強度が得られたと考えられる。一方、比較例１においては、突起部５にクラックや欠損などが確認できた。比較例１に係る突起部５は、その肉厚Ｗが薄いため、十分な強度が得られなかったと考えられる。【００９７】
（樹脂製基板２の平面性）
樹脂製基板２の平面性については、樹脂製基板２の接合面の表面粗さを干渉計によって測定することで評価した。干渉計には、レーザ斜入射干渉方式の平面度測定解析装置（装置名称：ＦｌａｔＭａｓｔｅｒ（Ｃｏｒｎｉｎｇ社））を用いた。具体的には、表面の最大高さと最小高さとの差（ＰＶ値）を測定して、樹脂製基板２の平面性を評価した。樹脂製基板２の接合面にカバー側の樹脂製基板を接合するため、接合面の表面粗さは、２０μｍ未満であることが好ましい。従って、ＰＶ値が２０μｍ未満となる基板を良品とした。【００９８】
実施例１から実施例５においては、樹脂製基板２の接合面のＰＶ値は２０μｍ未満となったため、良品の基準を満たすことが確認できた。一方、比較例１、２においては、樹脂製基板２の接合面のＰＶ値は２０μｍ以上となったため、良品の基準を満たさないことが確認できた。比較例２においては、突起部５の肉厚Ｗが厚すぎるため、樹脂製基板２の接合面の平面性に影響を与えたと考えられる。また、比較例１においては、突起部５の外観不良が接合面の平面性に影響を与えたと考えられる。【００９９】
以上のように、実施例１から実施例５においては、突起部５の高さＴと肉厚Ｗとの関係が、上記の式（２）の関係を満たすことにより、突起部５に十分な強度が得られ、また、樹脂製基板２の接合面について、高い平面性が得られた。一方、比較例１では、突起部５の肉厚Ｗが薄すぎるため、外観不良が発生し、樹脂製基板２の接合面の平面性が悪化した。また、比較例２では、突起部５の強度が保たれて外観不良は発生しないが、肉厚Ｗが厚すぎるため、樹脂製基板２の接合面の平面性が悪化した。このように、この発明の実施例によると、比較例と比べて、突起部５に十分な強度が得られ、接合面について高い平面性が得られた。【０１００】
なお、上述した実施例で示した樹脂製基板の材料や寸法は１例であり、この発明がこれらに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態で挙げた樹脂を用いた場合も、実施例と同じ結果が得られる。また、変形例１から変形例３に係るマイクロチップについても、実施例と同様の結果が得られる。
【符号の説明】
【０１０１】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  マイクロチップ
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、１００  樹脂製基板
３  微細流路
５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ  突起部
６  貫通孔
８、９  側面
１０  先端部
１１  突出部
２０  液体導入機器
２１  ノズル
２２  液体
３０  電極
【図２】
2010016372.tif 000003
【図４】
2010016372.tif 000004
【図７】
2010016372.tif 000005
【図１】
2010016372.tif 000006
【図３】
2010016372.tif 000007
【図５】
2010016372.tif 000008
【図６】
2010016372.tif 000009
【国際調査報告】
2010016372.tif 000010
2010016372.tif 000011
2010016372.tif 000012
2010016372.tif 000013
2010016372.tif 000014
2010016372.tif 000015
2010016372.tif 000016
2010016372.tif 000017