(57)【要約】  本発明は、製造後初期の接合強度に優れ、且つ、微細な流路の変形が抑制された樹脂製のマイクロ流路チップを製造することが可能なマイクロ流路チップの製造方法を提供する。本発明のマイクロ流路チップの製造方法は、少なくとも一方の表面に微細な流路を形成した樹脂製の流路基板と、樹脂製の蓋基板とを接合してマイクロ流路チップを製造する方法であって、流路基板および蓋基板の接合面に表面改質処理を施す工程（Ａ）と、工程（Ａ）の後に、流路基板の接合面と蓋基板の接合面とを重ね合わせ、加熱下、流体またはデュロメータ硬さがＥ２０以下の弾性体を介して流路基板および蓋基板を加圧する工程（Ｂ）とを含む。
2018180508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の表面に微細な流路を形成した樹脂製の流路基板と、樹脂製の蓋基板とを接合してマイクロ流路チップを製造する方法であって、
前記流路基板および前記蓋基板の接合面に表面改質処理を施す工程（Ａ）と、
前記工程（Ａ）の後に、前記流路基板の接合面と前記蓋基板の接合面とを重ね合わせ、加熱下、流体またはデュロメータ硬さがＥ２０以下の弾性体を介して前記流路基板および前記蓋基板を加圧する工程（Ｂ）と、
を含む、マイクロ流路チップの製造方法。
【請求項２】
前記流路基板および前記蓋基板が環状オレフィン系樹脂からなる、請求項１に記載のマイクロ流路チップの製造方法。
【請求項３】
前記工程（Ａ）において、シランカップリング剤を用いて前記表面改質処理を施す、請求項１または２に記載のマイクロ流路チップの製造方法。
【請求項４】
前記工程（Ｂ）において、オートクレーブを使用し、前記流体を介して前記流路基板および前記蓋基板を加圧する、請求項１〜３の何れかに記載のマイクロ流路チップの製造方法。
【請求項５】
前記工程（Ｂ）において、重ね合わせた前記流路基板および前記蓋基板を袋に収容し、前記袋の内部を減圧して密封した後、前記袋に密封された前記流路基板および前記蓋基板をオートクレーブ内に設置し、前記流体を介して前記流路基板および前記蓋基板を加圧する、請求項４に記載のマイクロ流路チップの製造方法。
【請求項６】
前記工程（Ａ）において、シランカップリング剤を用いて前記表面改質処理を施す、請求項５に記載のマイクロ流路チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流路チップの製造方法に関し、特には、樹脂製のマイクロ流路チップの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細加工技術を利用してマイクロメートルオーダーの微小流路や反応容器を形成したチップ（マイクロ流路チップ）が、ＤＮＡ検査、生体物質分析、創薬・製薬開発、有機合成、水質分析などの様々な分野で利用されている。【０００３】
また、マイクロ流路チップとしては、低コストで製造可能な樹脂製のマイクロ流路チップが注目されている。【０００４】
そして、樹脂製のマイクロ流路チップは、少なくとも一方の表面に微細な流路を形成した樹脂製の基板と、蓋材としての樹脂製の蓋基板とを接合させることにより製造されている。具体的には、樹脂製のマイクロ流路チップは、微細な流路を形成した樹脂製の基板と樹脂製の蓋基板とを、任意に接合面に表面処理を施した後で、プレス機やロール機を用いて熱圧着することにより、製造されている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１４８３８号公報
【特許文献２】特開２００６−１８７７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、プレス機やロール機を用いた上記従来の製造方法では、製造後初期における接合強度が十分に得られない場合があった。また、上記従来の製造方法では、十分な接合強度を得るためにプレス時やロール時の圧力を高めると、接合時に微細な流路が変形するという問題があった。【０００７】
そこで、本発明は、製造後初期の接合強度に優れ、且つ、微細な流路の変形が抑制された樹脂製のマイクロ流路チップを製造することが可能なマイクロ流路チップの製造方法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】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、流体またはデュロメータ硬さが所定値以下の弾性体を使用して基板の加圧を行えば、微細な流路の変形を抑制しつつ製造後初期の接合強度を十分に高めることができることを見出し、本発明を完成させた。【０００９】
即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のマイクロ流路チップの製造方法は、少なくとも一方の表面に微細な流路を形成した樹脂製の流路基板と、樹脂製の蓋基板とを接合してマイクロ流路チップを製造する方法であって、前記流路基板および前記蓋基板の接合面に表面改質処理を施す工程（Ａ）と、前記工程（Ａ）の後に、前記流路基板の接合面と前記蓋基板の接合面とを重ね合わせ、加熱下、流体またはデュロメータ硬さがＥ２０以下の弾性体を介して前記流路基板および前記蓋基板を加圧する工程（Ｂ）とを含むことを特徴とする。このように、接合面に表面改質処理を施した後、加熱下において流体またはデュロメータ硬さがＥ２０以下の弾性体を介して流路基板および蓋基板を加圧して接合すれば、微細な流路の変形を抑制しつつ製造後初期の接合強度を十分に高めることができる。
なお、本発明において、「デュロメータ硬さ」は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、タイプＥデュロメータを用いて測定することができる。【００１０】
ここで、本発明のマイクロ流路チップの製造方法は、前記流路基板および前記蓋基板が環状オレフィン系樹脂からなることが好ましい。環状オレフィン系樹脂からなる流路基板および環状オレフィン系樹脂からなる蓋基板を使用すれば、耐久性に優れるマイクロ流路チップが得られるからである。【００１１】
また、本発明のマイクロ流路チップの製造方法は、前記工程（Ａ）において、シランカップリング剤を用いて前記表面改質処理を施すことが好ましい。シランカップリング剤を使用すれば、流路基板と蓋基板とを良好に接合させ、製造後初期の接合強度を更に高めることができるからである。また、紫外線照射などを利用して表面改質処理を施す場合と比較し、製造されるマイクロ流路チップの光学的安定性を向上させることができるからである。【００１２】
更に、本発明のマイクロ流路チップの製造方法は、前記工程（Ｂ）において、オートクレーブを使用し、前記流体を介して前記流路基板および前記蓋基板を加圧することが好ましい。オートクレーブを使用し、流体を介して流路基板および蓋基板を加圧すれば、流路基板と蓋基板とを良好に接合させ、微細な流路の変形の抑制と、製造後初期の接合強度の向上とを高いレベルで両立することができるからである。【００１３】
そして、本発明のマイクロ流路チップの製造方法は、前記工程（Ｂ）において、重ね合わせた前記流路基板および前記蓋基板を袋に収容し、前記袋の内部を減圧して密封した後、前記袋に密封された前記流路基板および前記蓋基板をオートクレーブ内に設置し、前記流体を介して前記流路基板および前記蓋基板を加圧することが好ましい。袋内に収容した流路基板および蓋基板を流体で加圧すれば、流体との接触により流路基板および蓋基板が劣化するのを抑制することができるからである。また、流路基板および蓋基板を収容した袋の内部を減圧して密封してから流体で加圧を行えば、流路基板と蓋基板とを良好に接合させ、製造後初期の接合強度を更に高めることができるからである。
なお、工程（Ｂ）において、前記流路基板および前記蓋基板を袋に収容し、前記袋の内部を減圧して密封する場合には、前記工程（Ａ）において、シランカップリング剤を用いて前記表面改質処理を施すことが特に好ましい。工程（Ｂ）において減圧時にシランカップリング剤の縮合反応および／または付加反応が良好に進行して、流路基板と蓋基板とを更に良好に接合させることができるからである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、製造後初期の接合強度に優れ、且つ、微細な流路の変形が抑制された樹脂製のマイクロ流路チップを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は、マイクロ流路チップの流路基板の一例を示す平面図であり、（ｂ）は、マイクロ流路チップの蓋基板の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明のマイクロ流路チップの製造方法は、樹脂製のマイクロ流路チップを製造する方法である。そして、本発明の製造方法を用いて製造されたマイクロ流路チップは、特に限定されることなく、例えばＤＮＡ検査、生体物質分析、創薬・製薬開発、有機合成、水質分析などの様々な分野で利用することができる。
【００１７】
（マイクロ流路チップの製造方法）
本発明のマイクロ流路チップの製造方法では、少なくとも一方の表面に微細な流路を形成した樹脂製の流路基板と、樹脂製の蓋基板とを接合してマイクロ流路チップを製造する。また、本発明のマイクロ流路チップの製造方法は、流路基板および蓋基板の接合面に表面改質処理を施す工程（Ａ）と、工程（Ａ）の後に、流路基板の接合面と蓋基板の接合面とを重ね合わせ、加熱下、流体またはデュロメータ硬さがＥ２０以下の弾性体を介して流路基板および蓋基板を加圧する工程（Ｂ）とを含むことを特徴とする。
【００１８】
＜流路基板＞
流路基板としては、少なくとも一方の表面に微細な流路を形成した樹脂製の基板を用いることができる。そして、流路基板は、微細な流路が形成されている面を接合面として、蓋基板と接合される。
【００１９】
ここで、微細な流路の幅、深さおよび形状は、マイクロ流路チップの用途に応じて適宜に変更することができるが、通常、ミリメートルオーダー以下であり、ナノメートルオーダーであってもよいが、マイクロメートルオーダーであることが好ましい。具体的には、微細な流路の幅は、特に限定されることなく、例えば１０μｍ以上８００μｍ以下とすることができる。
【００２０】
そして、樹脂製の基板への微細な流路の形成は、例えば、フォトリソグラフィ、熱インプリント等の微細加工技術、切削、射出成形などを用いて行うことができる。
【００２１】
また、微細な流路を形成する基板としては、特に限定されることなく、環状オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、芳香族ポリエーテルケトン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ビニル脂環式炭化水素系樹脂、芳香族ビニル系樹脂などの任意の樹脂からなる基板を用いることができる。中でも、吸湿による接合強度の経時的な低下および光学的安定性の低下が少なく、耐久性に優れるマイクロ流路チップを得る観点からは、基板の樹脂としては、環状オレフィン系樹脂を用いることが好ましく、吸水率が０．０１質量％以下の環状オレフィン系樹脂を用いることがより好ましい。
なお、環状オレフィン系樹脂の単量体としては、好ましくはノルボルネン系単量体が挙げられる。ノルボルネン系単量体は、ノルボルネン環を含む単量体である。ノルボルネン系単量体としては、例えば、ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン（慣用名：ノルボルネン）、５−エチリデン−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン（慣用名：エチリデンノルボルネン）、および、それらの誘導体（環に置換基を有するもの）等の２環式単量体；トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカ−３，８−ジエン（慣用名：ジシクロペンタジエン）、および、その誘導体等の３環式単量体；テトラシクロ［７．４．０．０２，７．１１０，１３］テトラデカ−２，４，６，１１−テトラエン（慣用名：メタノテトラヒドロフルオレン）、テトラシクロ［６．２．１．１３，６．０２，７］ドデカ−４−エン（慣用名：テトラシクロドデセン）、９−エチリデンテトラシクロ［６．２．１．１３，６．０２，７］ドデカ−４−エン、および、それらの誘導体等の４環式単量体；等が挙げられる。これらの単量体は、任意の位置に置換基を有していてもよい。また、環状オレフィン系樹脂は、付加重合体であってもよいし、開環重合体であってもよいし、それらの水素化物であってもよいが、開環重合体または開環重合体水素化物であることが好ましい。
なお、本発明において、「（メタ）アクリル」とは、アクリルおよび／またはメタクリルを意味する。また、「吸水率」は、ＡＳＴＭ Ｄ５７０−９８に準拠して測定することができる。
【００２２】
＜蓋基板＞
蓋基板としては、流路基板に形成された微細な流路に蓋をし得る任意の樹脂製の基板を用いることができる。具体的には、蓋基板としては、流路基板に蓋をし得る平滑面を有し、任意に、流路基板と共にマイクロ流路チップを形成した際に流路基板の微細な流路内へのサンプル等の注入口となる貫通孔を有する基板を用いることができる。そして、蓋基板は、平滑面側を接合面として、流路基板と接合される。なお、蓋基板としては、流路基板に接合される平滑面側とは反対側の面に微細な流路が形成された基板を用いてもよい。
【００２３】
なお、樹脂製の基板への貫通孔の形成は、例えば、フォトリソグラフィ、熱インプリント等の微細加工技術、切削、射出成形などを用いて行うことができる。
【００２４】
そして、蓋基板としては、特に限定されることなく、環状オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、芳香族ポリエーテルケトン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ビニル脂環式炭化水素系樹脂、芳香族ビニル系樹脂などの任意の樹脂からなる基板を用いることができる。中でも、吸湿による接合強度の経時的な低下および光学的安定性の低下が少なく、耐久性に優れるマイクロ流路チップを得る観点からは、基板の樹脂としては、環状オレフィン系樹脂を用いることが好ましく、吸水率が０．０１質量％以下の環状オレフィン系樹脂を用いることがより好ましい。
なお、環状オレフィン系樹脂の単量体としては、好ましくはノルボルネン系単量体が挙げられる。ノルボルネン系単量体は、ノルボルネン環を含む単量体である。ノルボルネン系単量体としては、例えば、ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン（慣用名：ノルボルネン）、５−エチリデン−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン（慣用名：エチリデンノルボルネン）、および、それらの誘導体（環に置換基を有するもの）等の２環式単量体；トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカ−３，８−ジエン（慣用名：ジシクロペンタジエン）、および、その誘導体等の３環式単量体；テトラシクロ［７．４．０．０２，７．１１０，１３］テトラデカ−２，４，６，１１−テトラエン（慣用名：メタノテトラヒドロフルオレン）、テトラシクロ［６．２．１．１３，６．０２，７］ドデカ−４−エン（慣用名：テトラシクロドデセン）、９−エチリデンテトラシクロ［６．２．１．１３，６．０２，７］ドデカ−４−エン、および、それらの誘導体等の４環式単量体；等が挙げられる。これらの単量体は、任意の位置に置換基を有していてもよい。また、環状オレフィン系樹脂は、付加重合体であってもよいし、開環重合体であってもよいし、それらの水素化物であってもよいが、開環重合体または開環重合体水素化物であることが好ましい。
また、流路基板と蓋基板とを良好に接合させる観点からは、流路基板と蓋基板とは同一の樹脂からなることが好ましい。
【００２５】
＜工程（Ａ）＞
工程（Ａ）では、流路基板の接合面と、蓋基板の接合面とに表面改質処理を施す。この表面改質処理を施すことにより、工程（Ｂ）において流路基板と蓋基板とを良好に接合することができる。
【００２６】
［表面改質処理］
ここで、接合面の表面改質処理は、特に限定されることなく、例えば、シランカップリング剤の塗布、真空紫外線（ＶＵＶ）の照射、コロナ放電、大気圧プラズマ等のプラズマの照射、または、これらの組み合わせなどの任意の表面改質方法を用いて行うことができる。中でも、表面改質処理は、シランカップリング剤または真空紫外線を用いて行うことが好ましく、シランカップリング剤を用いて行うことがより好ましい。また、シランカップリング剤を用いる場合には、表面改質処理は、接合面にコロナ放電または大気圧プラズマ等のプラズマの照射を行った後にシランカップリング剤を塗布することにより行うことが特に好ましい。シランカップリング剤を使用すれば、流路基板と蓋基板とを良好に接合させ、製造後初期の接合強度を十分に高めることができる。また、シランカップリング剤を使用すれば、真空紫外線の照射などを利用して表面改質処理を施す場合と比較し、製造されるマイクロ流路チップの光学的安定性が低下するのを抑制することができる。
なお、表面改質処理条件は、流路基板および蓋基板の材質などに応じて適宜設定することができる。
また、シランカップリング剤としては、任意のシランカップリング剤を用いることができる。中でも、流路基板の接合面および蓋基板の接合面の一方にアミノ基を有するシランカップリング剤（例えば、３−アミノプロピルトリメトキシシラン等）を使用し、他方にエポキシ基を有するシランカップリング剤（例えば、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等）を使用することが好ましい。アミノ基を有するシランカップリング剤と、エポキシ基を有するシランカップリング剤とを組み合わせて使用すれば、エポキシ開環反応によって流路基板と蓋基板とを強固に接合することができるからである。
【００２７】
＜工程（Ｂ）＞
工程（Ｂ）では、工程（Ａ）において表面改質処理を施した流路基板の接合面と、工程（Ａ）において表面改質処理を施した蓋基板の接合面とを重ね合わせた後、加熱下において、流体またはデュロメータ硬さがＥ２０以下の弾性体を介して流路基板および蓋基板を加圧し、流路基板と蓋基板とを接合させる。中でも、工程（Ｂ）では、製造後初期の接合強度を十分に高める観点から、流体を介して流路基板および蓋基板を加圧することが好ましい。
【００２８】
そして、工程（Ｂ）では、加熱下において、流体またはデュロメータ硬さがＥ２０以下の弾性体を介して流路基板および蓋基板を加圧しているので、微細な流路の変形を抑制しつつ、製造後初期の接合強度が十分に高いマイクロ流路チップを得ることができる。この理由は、明らかではないが、以下の通りであると推察される。即ち、流路基板や蓋基板の表面（加圧面）には、微細な凹凸や歪み、および、板厚のバラつきが存在するため、プレス機やロール機を用いて流路基板と蓋基板との積層体を加圧した場合には、プレス機のプレスヘッドやロール機のロールが流路基板および蓋基板の表面に良好に追従できず、流路基板および蓋基板の表面全体に均一に圧力をかけることができない。そのため、高い圧力を負荷しなければ、製造後初期の接合強度が十分に高いマイクロ流路チップを得ることができない。一方、高い圧力を負荷した場合には、微細な流路が変形する虞がある。しかし、流体またはデュロメータ硬さがＥ２０以下の弾性体を介して加圧を行えば、流路基板および蓋基板の表面に良好に追従し、流路基板および蓋基板の表面全体に均一に圧力をかけることができるので、過度に高い圧力を負荷しなくても、製造後初期の接合強度が十分に高いマイクロ流路チップを得ることができる。従って、微細な流路の変形を抑制しつつ、製造後初期の接合強度が十分に高いマイクロ流路チップを得ることができる。
【００２９】
［重ね合わせ］
表面改質処理を施した流路基板の接合面と、表面改質処理を施した蓋基板の接合面との重ね合わせは、任意の手段を用いて流路基板と蓋基板とを位置合わせし、通常は接着剤などの接着部材を介さずに行う。接着部材を使用した場合、微細な流路内に接着部材が侵入して所望の形状を有する流路が得られなくなる虞があるからである。
【００３０】
［加熱下での流体を介した加圧］
ここで、接合面同士を重ね合わせて得られた流路基板および蓋基板の積層体を加熱下において流体を介して加圧する場合、流路基板および蓋基板の積層体は、特に限定されることなく、オートクレーブ、温水ラミネーターなどの加圧装置を使用し、加圧した流体を介して加圧することができる。中でも、流路基板および蓋基板の積層体を効率的に加熱および加圧する観点、並びに、流路基板と蓋基板とを良好に接合させ、微細な流路の変形の抑制と、製造後初期の接合強度の向上とを高いレベルで両立する観点からは、流路基板および蓋基板の積層体は、オートクレーブを用いて加熱および加圧することが好ましい。
【００３１】
また、オートクレーブを使用し、流路基板および蓋基板の積層体を加熱下において流体を介して加圧する場合、流路基板および蓋基板の積層体は、袋に収容し、袋の内部を減圧して密封した後で加熱および加圧することが好ましい。袋内に収容した流路基板および蓋基板をオートクレーブ内に設置し、流体で流路基板および蓋基板を加圧すれば、流体と流路基板および蓋基板とが直接接触するのを防止することができるので、流体中に含まれている酸素などにより流路基板および蓋基板が劣化するのを抑制することができるからである。また、流路基板および蓋基板を収容した袋の内部を減圧して密封してから流体で流路基板および蓋基板の加圧を行えば、加熱および加圧中に微細な流路内に流体が流入するのを防止して流路基板および蓋基板に圧力を良好に負荷し、流路基板と蓋基板とを良好に接合させて製造後初期の接合強度を更に高めることができるからである。
【００３２】
なお、上述した工程（Ａ）においてシランカップリング剤を用いて表面改質処理を行った場合には特に、流路基板および蓋基板の積層体は、袋に収容し、袋の内部を減圧して密封した後で加熱および加圧することが好ましい。シランカップリング剤を用いて接合面の表面改質処理を行った流路基板および蓋基板を袋に収容し、袋の内部を減圧すれば、減圧時に袋内でシランカップリング剤の縮合反応および／または付加反応が良好に進行して、流路基板と蓋基板とを更に良好に接合させることができるからである。
【００３３】
−流体−
そして、流体としては、特に限定されることなく、水、油などの液体、または、空気、水蒸気などの気体、或いは、それらの混合物を用いることができる。
【００３４】
−袋−
更に、工程（Ｂ）において任意に流路基板および蓋基板の積層体を収容する袋としては、袋内を減圧して密封可能な袋であれば、任意の袋を用いることができる。
また、流路基板および蓋基板の積層体を収容した袋の内部は、特に限定されることなく、例えば１０ｋＰａ以下（絶対圧）まで減圧することが好ましく、２ｋＰａ以下（絶対圧）まで減圧することがより好ましい。減圧時の袋内の圧力を上記上限値以下にすれば、流路基板および蓋基板に圧力を良好に負荷し、製造後初期の接合強度を更に高めることができるからである。
【００３５】
−加熱−
そして、工程（Ｂ）において、流路基板および蓋基板の積層体の加熱は、通常、流路基板および蓋基板の材料として用いられている樹脂の荷重たわみ温度未満の温度で行われ、荷重たわみ温度−２０℃以下の温度で行うことが好ましく、荷重たわみ温度−３０℃以下の温度で行うことがより好ましく、荷重たわみ温度−８０℃以上の温度で行うことが好ましく、荷重たわみ温度−６０℃以上の温度で行うことがより好ましく、荷重たわみ温度−４０℃以上の温度で行うことが更に好ましい。加熱温度を上記上限値以下にすれば、微細な流路が変形するのを十分に抑制することができるからである。また、加熱温度を上記下限値以上にすれば、製造後初期の接合強度を十分に高めることができるからである。
なお、本発明において、「荷重たわみ温度」は、ＪＩＳ ７１９１（フラットワイズ、Ａ法）に準拠して測定することができる。
【００３６】
−加圧−
更に、工程（Ｂ）において、流体を介して流路基板および蓋基板の積層体を加圧する際の圧力は、特に限定されることなく、例えば０．２ＭＰａ以上とすることが好ましく、０．５ＭＰａ以上とすることがより好ましく、０．７ＭＰａ以上とすることが更に好ましく、１．５ＭＰａ以下とすることが好ましく、１．０ＭＰａ以下とすることがより好ましい。圧力を上記上限値以下にすれば、微細な流路が変形するのを十分に抑制することができるからである。また、圧力を上記下限値以上にすれば、製造後初期の接合強度を十分に高めることができるからである。
【００３７】
［加熱下での弾性体を介した加圧］
また、接合面同士を重ね合わせて得られた流路基板および蓋基板の積層体を加熱下において弾性体を介して加圧する場合、弾性体としては、デュロメータ硬さがＥ２０以下の弾性体を使用する。なお、弾性体を介して加圧される積層体は、減圧および密封された袋内に収容されていてもよいし、収容されていなくてもよい。
【００３８】
−弾性体−
ここで、弾性体としては、デュロメータ硬さがＥ２０以下の弾性体を使用する必要があり、弾性体のデュロメータ硬さは、Ｅ５以下であることが好ましい。弾性体のデュロメータ硬さを上記上限値以下にすれば、製造後初期の接合強度に優れ、且つ、微細な流路の変形が抑制された樹脂製のマイクロ流路チップを製造することができる。
【００３９】
−加熱−
そして、弾性体を使用する場合において、流路基板および蓋基板の積層体の加熱は、流体を使用する場合と同様に、通常、流路基板および蓋基板の材料として用いられている樹脂の荷重たわみ温度未満の温度で行われ、荷重たわみ温度−２０℃以下の温度で行うことが好ましく、荷重たわみ温度−３０℃以下の温度で行うことがより好ましく、荷重たわみ温度−８０℃以上の温度で行うことが好ましく、荷重たわみ温度−６０℃以上の温度で行うことがより好ましく、荷重たわみ温度−４０℃以上の温度で行うことが更に好ましい。加熱温度を上記上限値以下にすれば、微細な流路が変形するのを十分に抑制することができるからである。また、加熱温度を上記下限値以上にすれば、製造後初期の接合強度を十分に高めることができるからである。
【００４０】
−加圧−
更に、弾性体を使用する場合において、弾性体を介した流路基板および蓋基板の積層体の加圧は、積層体の積層方向の少なくとも一方側に配置した弾性体を使用し、弾性体で積層体を積層方向に押圧することにより行うことができる。また、弾性体を介して積層体を加圧する際の圧力は、特に限定されることなく、例えば０．２ＭＰａ以上とすることが好ましく、０．５ＭＰａ以上とすることがより好ましく、０．７ＭＰａ以上とすることが更に好ましく、１．５ＭＰａ以下とすることが好ましく、１．０ＭＰａ以下とすることがより好ましい。圧力を上記上限値以下にすれば、微細な流路が変形するのを十分に抑制することができるからである。また、圧力を上記下限値以上にすれば、製造後初期の接合強度を十分に高めることができるからである。
なお、上述した弾性体を用いた加圧は、例えば、市販の加圧装置（例えば、日機装株式会社製、「アイソボンダー＆ドライラミネーター」などの弾性体ヘッドプレス）等を用いて行うことができる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明について実施例を用いて更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例および比較例において製造したマイクロ流路チップの性能は、それぞれ以下の方法を使用して評価した。【００４２】
＜初期接合強度＞
作製した接合強度測定用試験片について、支持台の支点間距離を６０ｍｍとした以外はＪＩＳ Ｋ７１７１に準拠して、三点曲げ試験を行った。なお、および接合強度測定用試験片は、流路基板が圧子側、接合強度測定用の蓋基板が支持台側になるようにして支持台の中央に設置した。
５個の接合強度測定用試験片について三点曲げ試験を行い、最大荷重（接合面が剥離したときの荷重に相当）の平均値を接合強度とした。そして、以下の基準に従って評価した。接合強度が大きいほど、製造後初期の接合強度に優れていることを示す。
Ａ：接合強度が１５Ｎ以上
Ｂ：接合強度が５Ｎ以上１５Ｎ未満
Ｃ：接合強度が５Ｎ未満
Ｄ：接合強度測定用試験片がハンドリング中に剥離
＜液にじみ＞
５個のサンプルについて、作製したマイクロ流路チップの各流路に、マイクロピペットを用いて、インク水溶液を注入口より注入した。そして、流路から接合部へのインク水溶液のにじみの有無を目視により確認した。
＜流速バラつき＞
１０個のサンプルについて、作製したマイクロ流路チップの各流路に、マイクロピペットを用いて、インク水溶液を一方の注入口より２．０μＬ注入した。そして、他方の注入口まで到達する時間を測定し、平均値と標準偏差から変動係数を算出した。そして、以下の基準に従って評価した。変動係数が大きいほど、製造過程において流路の変形が生じ、流路間での流速のバラツキが大きくなっていることを示す。
Ａ：変動係数が５％未満
Ｂ：変動係数が５％以上１０％未満
Ｃ：変動係数が１０％以上
＜耐久試験後接合強度＞
作製した接合強度測定用試験片を、温度６０℃、相対湿度９０％、大気圧の恒温恒湿環境下に１６８時間（１週間）曝し、耐久試験を行った。
その後、上記＜初期接合強度＞と同様にして耐久試験後の接合強度を測定し、以下の基準に従って評価した。耐久試験後接合強度が大きいほど、長期に亘って優れた接合強度を発揮することを示す。
Ａ：接合強度が１５Ｎ以上
Ｂ：接合強度が５Ｎ以上１５Ｎ未満
Ｃ：接合強度が５Ｎ未満
＜光学的安定性＞
５個のサンプルについて、作製したマイクロ流路チップの流路が形成されていない接合面部分において、波長４００ｎｍの光の光線透過率を、紫外可視分光光度計（日本分光社製、製品名：ＵＶ−ＶＩＳ Ｖ５７０）を用いて測定した。
その後、マイクロ流路チップを、温度６０℃、相対湿度９０％、大気圧の恒温恒湿環境下に１６８時間（１週間）曝し、耐久試験を行った。
そして、耐久試験後のマイクロ流路チップについて、波長４００ｎｍの光の光線透過率を上記と同様にして測定し、耐久試験前後での光線透過率の変化率（＝（耐久試験後の光線透過率平均値−初期の光線透過率平均値）／初期の光線透過率平均値×１００％）を算出し、以下の基準に従って評価した。光線透過率の変化率が小さいほど、外観の経時変化が少なく、光学的安定性に優れていることを示す。
Ａ：変化率が２％未満
Ｂ：変化率が２％以上【００４３】
（実施例１）
＜基板の準備＞
環状オレフィン系樹脂（ＣＯＰ）（日本ゼオン製、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）６９０Ｒ、ノルボルネン系単量体の開環重合体水素化物、荷重たわみ温度：１３６℃、吸水率：０．０１質量％以下）からなる樹脂製基板（厚さ：１．０ｍｍ、外形：７６．０ｍｍ×２６．０ｍｍ）の片面に、図１（ａ）に示すようなパターンで４本の流路１１（幅：２００μｍ、深さ１００μｍ）を形成し、流路基板１０とした。
また、環状オレフィン系樹脂（日本ゼオン製、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）６９０Ｒ、ノルボルネン系単量体の開環重合体水素化物、荷重たわみ温度：１３６℃、吸水率：０．０１質量％以下）からなる樹脂製基板（厚さ：１．０ｍｍ、外形：７６．０ｍｍ×２６．０ｍｍ）に対し、図１（ｂ）に示すように直径２．０ｍｍの貫通孔２１（注入口）を８個形成し、蓋基板２０とした。なお、貫通孔２１の位置は、流路基板１０の流路１１の端部１２に対応する位置とした。
＜表面改質処理＞
流路基板１０の流路１１を形成した側の表面（接合面）には、常圧プラズマ表面処理装置（積水化学社製、ＡＰ−Ｔ０３−Ｌ）を用いて、出力１．５ｋＷ、周波数２５ｋＨｚ、窒素ガス流量５０Ｌ／分、照射速度３０ｃｍ／分で大気圧プラズマ照射を行った後に、シランカップリング剤として３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−９０３；信越化学社製）を塗布することにより、表面改質処理を行った。また、蓋基板２０の一方の表面（接合面）には、流路基板１０と同様にして大気圧プラズマ照射を行った後に、シランカップリング剤として３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学社製、ＫＢＭ−４０３）を塗布することにより、表面改質処理を行った。
＜接合＞
流路基板１０の接合面と蓋基板２０の接合面とを、流路１１の端部１２の位置と貫通孔２１の位置とが一致するように重ね合わせ、積層体を得た。
次に、得られた積層体をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレートフィルム）／ＯＮＹ（二軸延伸ナイロンフィルム）／ＣＰＰ（無延伸ポリプロピレンフィルム）製の袋に収容し、袋の内部を真空包装機で圧力１ｋＰａ（絶対圧）まで減圧して、袋の開口部をヒートシールで密封した。
その後、流路基板１０と蓋基板２０との積層体を袋ごとオートクレーブ内に設置し、空気雰囲気下、温度１００℃（荷重たわみ温度−３６℃）、圧力０．８ＭＰａで３０分間加熱および加圧して、流路基板１０と蓋基板２０とを接合させた。
そして、流路基板１０と蓋基板２０とを接合させて得られたマイクロ流路チップについて、各種評価を行った。結果を表１に示す。
＜接合強度測定用試験片の作製＞
上記と同様にして、流路基板１０を準備し、流路１１を形成した側の表面（接合面）に表面改質処理と行った。
また、接合強度測定用の蓋基板として、環状オレフィン系樹脂（日本ゼオン製、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）６９０Ｒ、ノルボルネン系単量体の開環重合体水素化物、荷重たわみ温度：１３６℃、吸水率：０．０１質量％以下）からなる樹脂製基板（厚さ：１．０ｍｍ、外形：４０．０ｍｍ×２６．０ｍｍ）を準備した。そして、接合強度測定用の蓋基板の一方の表面（接合面）に対し、流路基板１０と同様にして大気圧プラズマ照射を行った後に、シランカップリング剤として３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学社製、ＫＢＭ−４０３）を塗布することにより、表面改質処理を行った。
そして、流路基板１０の接合面と接合強度測定用の蓋基板の接合面とを、各基板の長手方向中央の位置を一致させて重ね合わせて積層体とした以外は上記と同様にして流路基板１０と接合強度測定用の蓋基板とを接合させ、接合強度測定用試験片を得た。そして、接合強度測定用試験片を用いて接合強度の評価を行った。結果を表１に示す。【００４４】
（実施例２）
接合時に、オートクレーブに変えて、加圧ヘッド部と被加圧体との間に弾性体（デュロメータ硬さ：Ｅ５）を有する弾性体ヘッドプレスを使用し、袋に収容していない積層体を積層方向に温度１００℃（荷重たわみ温度−３６℃）、圧力０．８ＭＰａで３０分間加熱および加圧して流路基板と蓋基板とを接合させた以外は実施例１と同様にして、マイクロ流路チップおよび接合強度測定用試験片を製造した。そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。結果を表１に示す。【００４５】
（実施例３）
表面改質処理時に、大気圧プラズマ照射およびシランカップリング剤の塗布に替えて接合面への真空紫外線の照射（発光波長：１７２ｎｍ、照射距離：５ｍｍ、照射強度：１０ｍＷ／ｃｍ２、照射時間：１０分）を行った以外は実施例１と同様にして、マイクロ流路チップおよび接合強度測定用試験片を製造した。そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。結果を表１に示す。【００４６】
（実施例４〜５）
接合時の温度を、それぞれ、１２０℃（荷重たわみ温度−１６℃）（実施例４）および７０℃（荷重たわみ温度−６６℃）（実施例５）に変更した以外は実施例１と同様にして、マイクロ流路チップおよび接合強度測定用試験片を製造した。そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。結果を表１に示す。【００４７】
（実施例６）
接合時に袋の内部の圧力を１５ｋＰａ（絶対圧）に変更した以外は実施例１と同様にして、マイクロ流路チップおよび接合強度測定用試験片を製造した。そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。結果を表１に示す。【００４８】
（実施例７）
基板の準備時に、環状オレフィン系樹脂からなる樹脂製基板に替えてポリカーボネート系樹脂（ＰＣ）（三菱化学製ユーピロンＨ−４０００、荷重たわみ温度：１３６℃、吸水率：０．２４質量％）からなる樹脂製基板（厚さ：１．０ｍｍ、外形：７６．０ｍｍ×２６．０ｍｍまたは４０．０ｍｍ×２６．０ｍｍ）を使用した以外は実施例１と同様にして、マイクロ流路チップおよび接合強度測定用試験片を製造した。そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。結果を表１に示す。【００４９】
（比較例１）
接合時に、オートクレーブに変えて平板プレス機（加圧ヘッド：金属板）を使用し、袋に収容していない積層体を積層方向に温度１００℃（荷重たわみ温度−３６℃）、圧力０．８ＭＰａで３０分間加熱および加圧して流路基板と蓋基板とを接合させた以外は実施例１と同様にして、マイクロ流路チップおよび接合強度測定用試験片を製造した。そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。なお、流速バラつきは液漏れにより測定できなかった。結果を表１に示す。【００５０】
（比較例２）
接合時の圧力を５．０ＭＰａに変更した以外は比較例１と同様にして、マイクロ流路チップおよび接合強度測定用試験片を製造した。そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。結果を表１に示す。【００５１】
（比較例３）
表面改質処理を行わなかった以外は実施例１と同様にして、マイクロ流路チップおよび接合強度測定用試験片を製造した。そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。なお、初期接合強度以外の項目は流路基板と蓋基板とが剥離して評価できなかった。結果を表１に示す。【００５２】
（比較例４）
弾性体のデュロメータ硬さをＥ２５に変更した以外は実施例２と同様にして、マイクロ流路チップおよび接合強度測定用試験片を製造した。そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。なお、流速バラつきは液漏れにより測定できなかった。結果を表１に示す。【００５３】
【表１】
2018180508.tif 000003
【００５４】
表１より、実施例１〜７では、製造後初期の接合強度に優れ、且つ、微細な流路の変形が抑制された樹脂製のマイクロ流路チップが得られることが分かる。一方、比較例１および３では、製造後初期の接合強度が低下してしまい、比較例２では、流路の変形が抑制できないことが分かる。また、比較例１および４では、流路基板と蓋基板とを良好に接合できず、液にじみが起きてしまうことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明によれば、製造後初期の接合強度に優れ、且つ、微細な流路の変形が抑制された樹脂製のマイクロ流路チップを製造することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０  流路基板
１１  流路
１２  両端部
２０  蓋基板
２１  貫通孔
【図１】
2018180508.tif 000004
【国際調査報告】
2018180508.tif 000005
2018180508.tif 000006