(57)【要約】エラストマー材料で製造されるスタンプが、支持体上に置かれる光硬化性および／または熱硬化性の液体を印刷するために用いられる工程を含む、マイクロ流体デバイスの製作方法。【選択図】なし
2009543702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー材料で製造されたスタンプ（１）を用いて、支持体（２、３）上に配置された光硬化性および／または熱硬化性液体（４）をインプリントする少なくとも一つの工程、液体（４）を光照射および／または加熱してプロフィル化されたベースを形成する工程、ならびにプロフィル化されたベース上にカバー（７）を置きプロフィル化されたベース＋カバーデバイスを照射または加熱処理してデバイスをシールする少なくとも一つの工程を含むことを特徴とする、マイクロ流体デバイスの製作方法。
【請求項２】
光硬化性および／または熱硬化性液体が、光重合性および／または光架橋性の液状樹脂組成物から選択されることを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項３】
光重合性および／または光架橋性樹脂（４）が、接着剤、糊または表面コーティング剤として一般に、好ましくは光学分野で用いられる光架橋性樹脂から選択されることを特徴とする、請求項２の方法。
【請求項４】
光重合性および／または光架橋性樹脂（４）が、エポキシ、エポキシシラン、アクリレート、メタクリレート、アクリル酸およびメタクリル酸タイプのモノマー／コモノマー／プレポリマーをベースとする樹脂、チオレン、ポリウレタン、ならびに常温で液体であるポリアクリルアミドゲルから選択されることを特徴とする、請求項２または３いずれかの方法。
【請求項５】
光硬化性および／または熱硬化性液体（４）の重合および／または架橋が、紫外線もしくは可視光線の照射手段による光活性化により、またはオーブン中での加熱、ホット・プレートの使用により、あるいは赤外線での処理により行われることを特徴とする、請求項１〜４いずれかの方法。
【請求項６】
樹脂（４）の重合および／または架橋、ならびに／またはデバイスのシールが、自然光または人工光、可視光いずれかへの簡単な暴露、またはＵＶ照射により行われることを特徴とする、請求項２〜５いずれかの方法。
【請求項７】
エラストマー材料で製造されたスタンプ（１）が、ポリジメチルシロキサンで製造されていることを特徴とする、請求項１〜６いずれかの方法。
【請求項８】
少なくとも一つのベース（２）、チャネル（６）を規定する少なくとも２つのサイド部分（４’）を含むマイクロ流体デバイスを製作するための請求項２〜７いずれかの方法であって、この方法は少なくとも次の工程を含むことを特徴とする：
ｉ−  エラストマー材料で製造され、マイクロ流体デバイスのプロフィルに相補するプロフィル（１ａ）を含むスタンプ（１）が型として用いられる、
ｉｉ−  光架橋性および／または光重合性の樹脂組成物と反応し得る、固体材料で製造されたプレートで構成されるベース（２）が、エラストマー・スタンプ（１）から離れて、スタンプ（１）に対して平行に置かれる、
ｉｉｉ−  液状で適量の光架橋性および／または光重合性の樹脂（４）が、ベース（２）上に置かれる、
ｉｖ−  スタンプ（１）が、スタンプに圧力（Ｐ）を適用することによりベース（２）上に置かれ、液体樹脂組成物がエラストマー・スタンプの中空領域（１ｃ）を埋める、
ｖ−  樹脂組成物（４）が、その重合および／または架橋を起こすのに適した光線で照射される、
ｖｉ−  スタンプ（１）がデバイスから除かれる。
【請求項９】
少なくとも一つのベース（２）、チャネル（６）を規定する少なくとも２つのサイド部分（４’）を含むマイクロ流体デバイスを製作するための請求項２〜７いずれかの方法であって、この方法は少なくとも次の工程を含むことを特徴とする：
ｉ−  エラストマー材料で製造され、マイクロ流体デバイスのプロフィルに相補するプロフィル（１ａ）を含むスタンプ（１）が型として用いられる、
ｉｉ−  エラストマー・スタンプが、支持体（３）またはエラストマーで製造されたベース（２）上に置かれる、
ｉｖ−  液状で適量の光架橋性および／または光重合性の樹脂（４）が、スタンプの中空領域（１ｃ）内に、支持体（３）上に、またはベース（２）上に注入される、
ｖ−  樹脂（４）が、その重合および／または架橋を起こすのに適した光線で照射される、
ｖｉ−  スタンプ（１）がデバイスから除かれる。
【請求項１０】
ベース（２）が支持体（３）上に置かれることを特徴とする、請求項８または９の方法。
【請求項１１】
−  工程ｖ−における照射が、樹脂で製造されたサイド部分（４’）の上表面域に架橋および／または重合活性部位を残すような方法で処理される、
−  カバー（７）が、デバイスを封鎖するように、支持体（３）、ベース（２）およびサイド部分（４’）で構成される集合体と接触して置かれる、
−  集合体が、プレス（８）内に置かれ、カバー（７）を重合および／または架橋によりサイド部分（４’）に取り付けるように照射により処理される、
−  集合体がプレス（８）から除かれる
ことを特徴とする、カバー（７）をさらに含むマイクロ流体デバイスを製作するための請求項８〜１０いずれかの方法：。
【請求項１２】
プレス内での光重合および／または光架橋が、水性媒体中で行われることを特徴とする、請求項１１の方法。
【請求項１３】
カバーが、次の：ガラス、シリコン、固形ポリマーフィルム、金属、導電性または半導電性合金、セラミック、石英、サファイア、エラストマーから選択される材料で製造されていることを特徴とする、請求項１〜１２いずれかの方法。
【請求項１４】
チャネルの3次元ネットワークを含むマイクロ流体デバイスを製作するための請求項２〜７いずれかの方法であって、少なくとも次の工程を含むことを特徴とする：
−  エラストマー材料で製造されたプレート（３）が支持体として用いられる、
−  液状の光重合性および／または光架橋性の樹脂（４）が、プレート（３）上に直接置かれる、
−  エラストマー材料で製造されたスタンプ（１）が、支持体（３）＋樹脂（４）の集合体に適用される、
−  第1のパターン（６）を形成するデバイスのサイド部分（４’）を形成するように、樹脂（４）が光照射される、
−  次いでスタンプ（１）が除かれる、
−  上部が開放されているパターン（６）を規定する、樹脂で製造された２つの部分（４’）、およびエラストマーで製造された支持体（３）を含むデバイス（１１）が得られる、
−  第2のデバイスのサイド部分を形成するように、同じ操作手順が繰り返される、
−  2つのデバイスが互いに重ねて置かれる、
−  それらのサイド部分により２つのデバイスを互いに結合するように、集合体が照射される。
【請求項１５】
ネットワークがベースに取り付けられ、圧力下に置かれたデバイスの光照射によりカバーで封鎖されることを特徴とする、請求項１４の方法。
【請求項１６】
光架橋性および／または光重合性の樹脂（４）で作られたマイクロ流体デバイスを製作するための請求項２〜７いずれか一つの方法であって、少なくとも次の工程を含むことを特徴とする：
ｉ−  エラストマー材料で製造され、マイクロ流体デバイスのプロフィルに相補するプロフィル（１ａ）を含むスタンプ（１）が型として用いられる、
ｉｉ−  光架橋性および／または光重合性の樹脂と反応し得ない、固体材料で製造されたプレートで構成される支持体（３）が、エラストマー・スタンプ（１）から離れて、スタンプ（１）に対して平行に置かれる、
ｉｉｉ−  液状で適量の光架橋性および／または光重合性の樹脂（４）が、支持体（３）上に置かれる、
ｉｖ−  スタンプ（１）が、スタンプが支持体（３）に接触することなく、スタンプに圧力（Ｐ）を適用することにより支持体（３）上に置かれる、
ｖ−  樹脂（４）が、その重合および／または架橋を起こすのに適した光線で照射される、
ｖｉ−  スタンプ（１）がデバイスから除かれる。
【請求項１７】
支持体（３）が、樹脂（４）内にインプリントされたプロフィル（３ｂ）を有することを特徴とする、請求項１６の方法。
【請求項１８】
プロフィル化されたベースが、光架橋性および／または光重合性の樹脂と反応しない材料で製造された一時的な支持体（３０）上に置かれ、次いで、プロフィル化されたベースの完全な封鎖が所望のとき、ステッカーが剥がされるのと同様にして、ベースが一時的な支持体（３０）から除かれ、プロフィル化されたベースがそのカバー（７）上に置かれ、次いで集合体が任意に圧力を適用して照射される、すくなくとも一つの工程を含むことを特徴とする、請求項１〜１７いずれか一つの方法。
【請求項１９】
−  次の：ガラスまたはシリコン、金属、導電性もしくは半導電性合金、セラミック、石英、サファイア、エラストマーから選択される剛直な材料のプレートで構成される少なくとも一つのベース（２）、
−  ベース（２）と共に少なくとも一つのチャネル（６）を規定する、非熱可塑性、非弾性、光硬化性および／または熱硬化性の樹脂で製造された少なくとも２つのサイド部分（４’）、
−  ベースに平行で、サイド部分（４’）に取り付けられ、その上部においてチャネル（６）を封鎖する少なくとも一つのカバー（７）
を含み、該デバイスがチャネルの厚さ３００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜１８いずれか一つの方法により得られるマイクロ流体デバイス。
【請求項２０】
−  剛直な材料のプレートで構成された少なくとも一つのベース（２）、
−  ベース（２）と共に少なくとも一つのチャネル（６）を規定する、非熱可塑性、非弾性、光硬化性および／または熱硬化性の樹脂で製造された少なくとも２つのサイド部分（４’）、
−  ベースに平行で、サイド部分（４’）に取り付けられ、その上部においてチャネル（６）を封鎖する少なくとも一つのカバー（７）
を含み、該デバイスがチャネルの厚さ２００μｍ以下であり、デバイスの全厚さ３００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜１８いずれか一つの方法に得られるマイクロ流体デバイス。
【請求項２１】
樹脂が光重合および／または光架橋されていることを特徴とする、請求項１９または２０のデバイス。
【請求項２２】
チャネルの幅が１００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１９〜２１いずれか一つのデバイス。
【請求項２３】
アスペクト比が０．１：１〜１０：１の間であることを特徴とする、請求項１９〜２２いずれか一つのデバイス。
【請求項２４】
ベース（２）が、次の：ガラスまたはシリコン、非弾性、光架橋されたポリマー、金属、導電性もしくは半導電性合金、セラミック、石英、サファイア、エラストマーから選択される材料で製造されていることを特徴とする、請求項２０〜２３いずれか一つのデバイス。
【請求項２５】
カバー（７）が、次の：ガラスまたはシリコン、非弾性、光架橋されたポリマー、金属、導電性または半導電性合金、セラミック、石英、サファイア、エラストマーから選択される材料で製造されていることを特徴とする、請求項１９〜２４いずれか一つのデバイス。
【請求項２６】
チャネル（６）の厚さが、２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、有利には１００ｎｍ以下、さらに有利には５０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１９〜２５いずれか一つのデバイス。
【請求項２７】
デバイスが1以上の結合要素（１０）をさらに含むことを特徴とする、請求項１９〜２６いずれか一つのデバイス。
【請求項２８】
結合要素（１０）が、カバー（７）のオリフィス（９）中に挿入され、光重合されたおよび／または光架橋された樹脂の手段によりこのオリフィス内で強固に取り付けられ、流体がデバイスのチャネル（６）内に注入され、またはチャネル（６）から回収されることを許容するチャネル（１０ａ）により垂直に横切られていることを特徴とする、請求項２７のデバイス。
【請求項２９】
デバイスが、次の：反応チャンバー、混合チャンバー、分離ゾーンから選択される少なくとも一つの要素を含むことを特徴とする、請求項１９〜２８いずれか一つのデバイス。
【請求項３０】
マイクロ流体システムが、請求項１９〜２９いずれか一つの少なくとも一つのマイクロ流体デバイス、および少なくとも一つの次の要素：ポンプ、信号検出装置、流体の環境条件を変更するための装置、デバイス内の循環を制御するための装置、データ制御装置を含むことを特徴とするマイクロ流体システム。
【請求項３１】
コンビナート化学の方法を実施するための、請求項１９〜２９いずれか一つのデバイスの使用。
【請求項３２】
形成の補助プロトコルを実施するための、請求項１９〜２９いずれか一つのデバイスの使用。
【請求項３３】
高反応性内容物および高処理スクリーニングを実施するための、請求項１９〜２９いずれか一つのデバイスの使用。
【請求項３４】
流体、より具体的には流体のレオロジー特性を研究するための、請求項１９〜２９いずれか一つのデバイスの使用。
【請求項３５】
生体細胞の培養、観察および研究のための、請求項１９〜２９いずれか一つのデバイスの使用。
【請求項３６】
バイオチップを構築するための、請求項１９〜２９いずれか一つのデバイスの使用。
【請求項３７】
ベース（２）および光架橋性および／または光重合性の樹脂で製造されたサイド部分（４’）を含み、上面が重合活性部位を含むプロフィル化されたベースと、光架橋性および／または光重合性の樹脂と反応しない材料で製造された支持体（３０）との組合せ。
【請求項３８】
プロフィル化されたベースが、エラストマーで製造されていることを特徴とする、請求項３７の組合せ。
【請求項３９】
支持体（３０）が、次の：フルオロポリマー、シリコンエラストマー、ハロゲン化された被覆を有する有機または無機の表面、接着テープから選択される材料で製造されていることを特徴とする、請求項３７または３８の組合せ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体デバイスの新規な製造方法に関し、この方法の適用により得られるデバイス、およびマイクロ流体システムにおけるそれらの使用にも関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の技術分野において、マイクロ流体は、例えばより一層の小型化に対する一部ユーザーの要求がある、化学、生物工学あるいは流体力学のいずれにおいても、ますます頻繁に用いられている。
【０００３】
特に、さらなる複雑さ、より短い製造時間およびより低いコストを特徴とするマイクロ流体デバイスの製造を可能とする、迅速なプロトタイプ技術に対する要求がある。さらに、意図される使用によっては、耐溶剤性（有機および水性）、循環流体により及ぼされる圧力に対する耐性、空間分解能または透明度の品質が、主題において通常の要件を構成する。
【０００４】
通常、マイクロ流体デバイスを製造するのに、２つの主要なアプローチがある：
（ｉ）直接エッチング、および
（ｉｉ）成形による複製。
【０００５】
直接エッチング技術において、チャネルは、マイクロエレクトロニクスからの薄層構造化技術（電子リソグラフィー、光学リソグラフィー、反応性イオンエッチングなど）により直接的にエッチングされる。デバイスは、薄層の組立て（陽極接合、融着など）により仕上げられる。用いられる材料は、シリコン、ガラスおよび金属である。
【０００６】
このアプローチは、しかしながら、装置が高価であり、その操作は繁雑で、極めて特異的なノウハウを必要とするため、迅速なプロトタイピングには採用しにくい。製作時間は長く、用いられる材料の選択は限定される。
【０００７】
成形または熱スタンプ技術において、パターンは直接エッチング方法により製作される。マイクロ流体デバイスは、ポリマー材料における型の複製により得られる。ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）エラストマーの使用は、群を抜いて最もよく知られている。
このことは、その表面上にセンチメーター・スケール厚のスタンプを実際にもたらす。デバイスは、平らな表面（ガラス、エラストマー、シリコンなど）への接着により、その構造を封鎖することにより仕上げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
エラストマーの使用をベースとするいわゆるソフト・リソグラフィー技術は、高圧の適用に耐え（変形能および接着）、その結果、粘性流体の輸送および様々な（有機または水性）溶剤の使用に耐えるべき、デバイスのキャパシティを大きく制限する。
【０００９】
ＰＤＭＳですべて製造されるデバイスは、ユーザーに満足いくものではない：ミクロンスケールの構造および／または高いアスペクト比の構築は、チャネルの崩壊および／またはブロッキングを引き起こし得るチャネルの変形能により不可能とされる。これは、ＰＤＭＳで製造される少なくとも1つの構成要素から構築されるデバイスを有する場合である。
【００１０】
究極的には、ＰＤＭＳは、低い化学薬品耐性および機械的耐性を有する。ＰＤＭＳは、多くの有機溶剤により膨潤する。それは強塩基および強酸により破壊される。これらの２つの特性は、ＰＤＭＳデバイスにおいて輸送され得る溶剤の範囲を大きく制限する。
【００１１】
ＰＤＭＳのようなエラストマーの低い弾性率は、これらの材料が高い機械的圧力に耐えることには全く効果をなくさせる。最終的に、ＰＤＭＳはガス透過性である。ＰＤＭＳデバイスのベースおよび／またはカバーは、それらが扱われ得るために厚い。この厚さは、光学的方法によるチャネルの内部の観察を妨げる。
【００１２】
その他のポリマー材料（特にガラス質の材料）の使用は、接着によりチャネルを封鎖する工程により大きく制限される。実際に、金属および無機基板上での接着は、特にミクロンおよびサブミクロンの構造を含むデバイスにとっては、乗り越えることができない障壁となっている。接着を容易とするための優れたポリマー層の使用は、デバイスの光学特性を害し、デバイス全体の厚さを増し、その表面特性を変質させる。
【００１３】
本発明は、光補助インプリンティングによるポリマーマイクロ流体デバイスの新規な製作方法の効果により、先行技術の欠点を除去する。
この製作方法は、簡単で安価な装置を用い、迅速なプロトタイピングにおいて使用され得る。それは、高い空間分解能を有し、透明であり、有機および水性溶剤に耐え、圧力に耐え、小型であり、異なった材料と組み合わせ得る、デバイスへのアクセスを提供する。
【００１４】
文献ＷＯ  2005／030822は、光架橋性パーフルオロポリエーテルをベースとする、マイクロ流体デバイスの製作方法を記載している。規定されたプロフィルを有する剛直な基板は、成形支持体として用いられる。液状のパーフルオロポリエーテルポリマーの前駆体が、型上に置かれる。ポリマーの光架橋は、成形のインプリントを含むデバイスの一部を与える。この部分は、型から除かれ、同じ材料の支持体と接触するように置かれる。２度目の照射は、デバイスの２つの部分を結合させる。
【００１５】
この方法に欠点がないのではない：パーフルオロポリエーテルは、それが型から容易に除かれることを可能ならしめる弾性の性質、およびその溶剤耐性のために選択される。しかしながら、成形されたポリマーを置き換え得るための要件は、十分な厚さを有するベースを与えられなければならないことを意味し、このことは次の目的：迅速な温度制御の保証、ベースの光学的特性の保存などのための、この方法の使用を制限する。エラストマー材料は、本来、低い分解能を有し；１００μｍより小さいサイズを有するチャネルを特徴とする構造を得ることは難しい。最終的に、これらのデバイスは積み重ねるのが難しい。
【００１６】
T.CabralらのLangmuir, Research Article, 2004, 20(23), 10020-10029は、前部の光重合によるマイクロ流体デバイスの製作方法を記載している。光架橋性ポリマーは、スペーサにより分離された２つのプレート間に配置され、ＵＶ処理は、選択されるプロフィルに従ってポリマーの硬化を可能とする。
【００１７】
スペーサの使用は、しかしながら、製造物を約４００μｍの厚さを有する構造に制限する。この方法により得られるパターンは、採用される光学的波長よりも大きいサイズを有する。この方法により得られるチャネルは、６００μｍの幅を有する。非架橋ポリマーは、溶剤の手段およびマイクロ回路への加圧空気の導入により除かれる。しかしながら、特に出口を欠く回路の部分においては、プレポリマーの全ての痕跡を完全に除くことは不可能である。
【００１８】
最後に、ガラスストリップを介してポリマーを照射することの必要性は、ガラスストリップを介する光線照射の回折により、デバイスに低い分解能を課する。この方法により用いられ得る支持体はまれである。
【００１９】
文献US  2006／0014271は、完全にポリマーマイクロ流体デバイスの製作方法を記載している。しかしながら、デバイスの厚さおよび乏しい分解能という欠点は、上記の方法と本質的に同じである。
【００２０】
V.StuderらのApplied Physics Letters, 80(19), 3614-3616, 2002は、マイクロ流体デバイスを形成するための、熱可塑性ポリマーペレットの熱ナノ成形法を記載している。得られるデバイスは、満足のいく分解能および耐溶剤性を有するが、２つのポリマー部分の熱結合が、耐圧性を有する構造の製造を可能ならしめないため、それらの耐圧性が望まれている。さらに、この方法では、水性媒体中での接着によるデバイスの仕上げができない。
【００２１】
JakewayらのMEMSの国際会議での会報、Nano and smart systems, July 20-23, 2003, pp. 118-122、およびH.LeeらのMicrotechnology in Medicine and Biology, May 12, 2005, 237-240は、チャネルを形成するベースおよびサイド部分を含む製品の製作方法を記載している。この物品は、光硬化性樹脂中でスタンプをインプリントすることにより製造され、次いでＵＶ照射が行われる。
【００２２】
しかしながら、これらの物品は、カバーを含んでおらず、マイクロ流体中でそれを使用できる条件（液体に対する不浸透性、耐圧性、耐溶剤性）下に、かかるデバイスを封鎖できる公知の方法が存在しない。非熱可塑性マイクロ流体デバイスを封鎖するための、今日までに知られている方法は、接着剤の使用、または用いられる材料の化学的性質を変化させる表面処理を必要とする。
【００２３】
したがって、簡単で、安価にミクロンサイズのオーダーのチャネルに小型化し得る寸法を有し、極めて高い分解能、水性溶剤もしくは有機溶剤および圧力に対する耐性を特徴とする製品を得る、迅速なプロトタイピングによるマイクロ流体デバイスの製造方法についての必要性が未だにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、マイクロ流体デバイスの製作方法を提供するものである。
この方法は、用いられる出発材料が、得ることが究極的に望ましいデバイスに相補するプロフィルを含むＰＤＭＳのようなエラストマー材料で製造されるスタンプであることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】
【００２６】
エラストマーのスタンプは、選択された支持体上に置かれる、光架橋性および／または光重合性ポリマーの液状樹脂組成物のような、光硬化性および／または熱硬化性の液体をインプリントするのに用いられる。
【００２７】
エラストマー・スタンプ、特にＰＤＭＳスタンプを介するか、またはポリマーが置かれている支持体を介する、光硬化性および／または熱硬化性の液体、特に樹脂の光照射および／または加熱の後に、エラストマー・スタンプは、スタンプに相補するプロフィルを有するマイクロ流体デバイスの部分（プロフィル化されたベース）を与えるために除かれる。ある場合には、自然光または人工光、可視光いずれかへの簡単な暴露またはＵＶ照射で十分である。
【００２８】
ＰＤＭＳは、光架橋性もしくは熱架橋性および／または光重合性もしくは熱重合性樹脂に付着しないため、デバイスをインプリントするための型としてのエラストマー・スタンプ、特にＰＤＭＳスタンプの使用は、光架橋もしくは熱架橋および／または光重合もしくは熱重合の後に、容易に除かれることを可能ならしめる。
【００２９】
適当な照射線量では、光重合もしくは熱重合および／または光架橋もしくは熱架橋は、スタンプ／樹脂の界面で起こらない。この界面は、重合または架橋の活性部位を含む。次いで、デバイスのベースのこの界面に、カバーを配置することができる。このカバーは、ガラス、感光性樹脂または酸素プラズマ中で酸化されるシリコンエラストマーのような、いずれかの適当な材料で製造され得る。
【００３０】
プロフィル化されたベース＋カバーデバイスの照射、好ましくはプレス内での照射は、接着剤を使用する必要なく、マイクロ流体デバイスをシールする。ある場合には、しかしながら、自然光または人工光、可視光いずれかへの簡単な暴露、またはＵＶ照射が、デバイスをシールするのに十分である。
【００３１】
本発明の1つの異なる態様では、この工程は、オーブン中、ホット・プレート上での加熱のような熱処理、または赤外照射処理により、置換または補完され得る。照射および／または加熱の時間および強度は、接着の質または強度が改善されることを可能とする。
【００３２】
この方法の結果として、最初から液体の状態の材料から出発することにより、固形物の構造を有し、極めて良好な分解能を有し、溶剤および圧力に対する耐性を有するマイクロ流体デバイスを得ることが可能である。そのようなデバイスは、迅速に製造され、安価な原料を用い得る。このデバイス内でインプリントされた回路は、ユーザーの好みにより設計され、次いでより大きなマイクロ流体システム内で集積され得る。
【００３３】
マイクロ流体デバイスとは、ピコリットル〜マイクロリットルの範囲のスケールでの、液体のような流体材料の流れを引き起こすデバイスを意味する。マイクロ流体デバイスは、少なくとも1つの流路および／または溜めを含み、さらに反応室、混合室および分離帯を含んでいてもよい。
【００３４】
本発明の方法は、チャネル（６）のようなパターンを規定する、少なくとも1つのベース（２）および少なくとも２つのサイド部分（４’）を含むマイクロ流体デバイスの製作に関する。この方法は、次のことを特徴とする：
【００３５】
ｉ−  エラストマー材料で製造され、マイクロ流体デバイスに相補するプロフィル（１ａ）を含むスタンプ（１）が、型として用いられる、
ｉｉ−  固体材料で製造されたプレートで構成され、光硬化性および／または熱硬化性液体と反応し得るベース（２）が、スタンプ（１）に対して平行に配置される、
ｉｉｉ−  適量の光硬化性および／または熱硬化性液体（４）が、ベース（２）上に置かれる、
ｉｖ−  スタンプ（１）が、圧力（Ｐ）をスタンプに適用することによりベース（２）上に配置され、液体がエラストマー・スタンプの中空領域（１ｃ）を占める、
ｖ−  液体（４）が、該液体が硬化するように照射および／または加熱により処理される、
ｖｉ−  スタンプ（１）がデバイスから除かれる。
【００３６】
より詳細には、本発明の方法は、チャネル（６）のようなパターンを規定する、少なくとも1つのベース（２）および少なくとも２つのサイド部分（４’）を含むマイクロ流体デバイスを製作するものであり、この方法は次のことを特徴とする（図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）：
【００３７】
ｉ−  エラストマー材料で製造され、マイクロ流体デバイスに相補するプロフィル（１ａ）を含むスタンプ（１）が、型として用いられる、
ｉｉ−  固体材料で製造されたプレートで構成され、光架橋性および／または光重合性の液状樹脂組成物（４）と反応し得るベース（２）が、エラストマー・スタンプ（１）から離れて、スタンプ（１）に対して平行に置かれる、
ｉｉｉ−  適量の光架橋性および／または光重合性の液状樹脂組成物（４）が、ベース（２）上に置かれる、
ｉｖ−  スタンプ（１）が、スタンプに圧力（Ｐ）を適用することによりベース（２）上に置かれ、液状樹脂組成物がエラストマー・スタンプの中空領域（１ｃ）を占める、
ｖ−  液状樹脂組成物（４）が、その重合および／または架橋を生じさせるのに適した光線で照射される、
ｖｉ−  スタンプ（１）がデバイスから除かれる。
【００３８】
照射は、図１Ｂに示されるように、スタンプ（１）を通して、または支持体（３）および／またはベース（２）を通して行われ得る（異なる態様は示されていない）。
【００３９】
本発明によれば、図１Ａに示されるように、エラストマー材料、より具体的にはＰＤＭＳで製造され、プロフィル（１ａ）を含むスタンプ（１）が、型として用いられる。スタンプは、所望のマイクロ流体デバイスのチャネル（６）に相当する、断面長方形の突起（１ｂ）を含む。それは、突起（１ｂ）のいずれかの側に断面長方形の２つの中空領域（１ｃ）をも含む。プロフィル（１ａ）は、製造しようとしているマイクロ流体デバイスに相補する。
【００４０】
ベース（２）は、例えばガラス、シリコン、固形ポリマー・フィルム、金属（銅、アルミニウム、スチール、金など）、導電性または半導電性合金（ＩＴＯ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＧａＮ、ＡｓＧａなど）、セラミック、石英、サファイアまたはエラストマー（ＰＤＭＳ、ポリウレタンなど）のような、光架橋性および／または光重合性の樹脂と反応し得る固体材料で製造されたプレートで構成される。
【００４１】
ベース（２）は、好ましくはガラス・ラメラで構成される。ある適用を可能とするために、ベースは極めて薄い厚さを有することが好ましい。
【００４２】
上記の方法の間の操作を容易とするために、図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃに示されるように、ベースはいつでも除去し得る支持体（３）上に配置されるのが好ましい。この支持体は、この使用に適したいずれの材料でも製造される。それは、デバイスが設置されるプレスのベースで構成され得る。
【００４３】
光架橋性および／または光重合性の液状で適量の樹脂組成物（４）が、ベース（２）上に置かれる。光架橋性および／または光重合性の樹脂は、モノマーおよび／またはプレポリマーをベースとする溶液または分散液である。
【００４４】
本発明の方法において、光架橋性および／または光重合性の樹脂は、接着剤、グルーまたは表面コーティング剤として典型的に用いられる。光学分野で典型的に用いられる接着剤、グルーまたは表面コーティング剤を選択するのが有利である。それらが照射され、光架橋および／または光重合されるとき、そのような樹脂は、好ましくは透明で、気泡またはその他いかなる不純物をも含まない固形物をもたらす。
【００４５】
チオレン、ポリウレタンおよびウレタンアクリレート樹脂も挙げられるが、この種の樹脂は、一般に、エポキシ、エポキシシラン、アクリレート、メタクリレート、アクリル酸およびメタクリル酸タイプのモノマー／コモノマー／プレポリマーをベースとしている。これらの樹脂は、ポリアクリルアミド・ゲルのような光架橋性の水性ゲルにより置き換えられることができ、それらは常温で液体となるように選択される。
【００４６】
本発明で用いられる光重合性および／または光架橋性の樹脂は、例えば、製品NOA81およびNOA60のような、商標NOA（商標）Norland  Optical  Adhesiveの下にNorland  Opticsにより販売されている製品；“Dymax  Adhesive  and  light  curing  systems”の範囲のDymaxにより販売されている製品；“UV  adhesives”の範囲のBohleにより販売されている製品；および商品名SR492およびSR499の下にSartmerにより販売されている製品を含む。
【００４７】
樹脂それ自体のほかに、光架橋性および／または光重合性の樹脂組成物は、無機粒子のような典型的な添加剤を含み得る。特に、金属粒子、磁性粒子または半導体粒子が、これらの組成物中で用いられ得る。
【００４８】
光硬化性および／または熱硬化性の液体の処理、特に樹脂組成物の重合および／または架橋の目的のための処理は、ＵＶもしくは可視光線による照射のような、いずれかの適当な方法を用いる光活性化により、あるいは加熱（ホット・プレート、オーブン、赤外線照射）により達成される。
【００４９】
圧力下の流体がデバイス中を循環するときに、エラストマー樹脂は変形する傾向を有するので、樹脂が重合および／または架橋したときに、剛直であり、柔軟でない樹脂を選択することが好ましい。しかしながら、ある適用のためには、光架橋性のエラストマー樹脂の使用は除外されない。
【００５０】
液状樹脂（４）がベース（２）上に置かれた後に、エラストマー、−より具体的にはＰＤＭＳ−のスタンプ（１）がベース（２）上に置かれる。液状樹脂は、エラストマー・スタンプの中空領域（１ｃ）の中へ移動する。過剰の接着剤を除くために、圧力（Ｐ）がスタンプに適用される。
【００５１】
図１Ｂにおいて、突出部分および特にエラストマー・スタンプ（１）の突起（１ｂ）は、ベース（２）と接触している。液状樹脂（４）は、スタンプ（１）の中空領域（１ｃ）の形状となっている。樹脂（４）の照射は、スタンプ（１）を通して、デバイスのベースに対して垂直な軸において行われる。
【００５２】
照射は、所望により、重合および／または架橋の活性部位が樹脂のサイド部分（４’）の上表面部分に残されるような方法で、処理されなければならない。スタンプ（１）は、次いで、デバイスから除かれる。
【００５３】
図１Ｃは、スタンプ（１）の中空領域（１ｃ）に相補する長方形のプロフィルを有する、デバイス（５）の光重合および／または光架橋された樹脂のサイド部分（４’）を示す。これらのサイド部分（４’）は、ベース（２）に結合し、チャネル（６）を規定する。光重合および／または光架橋された樹脂が、その他のパターンを規定するようにスタンプのプロフィルを期待することは可能である。
【００５４】
用語“チャネル”は、本発明のデバイスのプロフィルにおけるいずれの中空または凹部をも指すように、本明細書では広く用いられている。
【００５５】
液状の樹脂（４）中でのエラストマー・スタンプを用いるインプリントは、サイズが極めて小さく、極めて良好な分解能を有する構造（６，４’）が得られることを可能とする。カバー（７）は、次いでデバイスの残りに取り付けられ得る。
【００５６】
デバイスのカバー（７）は、例えばガラス、シリコン、固形ポリマーフィルム、金属、導電性または半導電性合金、セラミック、石英、サファイア、エラストマーのような、サイド部分の重合および／または架橋活性部位と反応し得る、いずれかの適当な材料で製造され得る。ガラスストリップ、ポリマーフィルム、シリコン・ストリップを選択するのが好ましい。カバーおよびベースを形成するのに用いられる材料は、デバイスが置かれる適用に従って選択される。
【００５７】
シリコンで製造されたカバーおよび／またはベースは、局部的な物理的／化学的特性（温度、圧力、種の濃度、電位、電流など）を検出または測定するための、（例えば、相補的な金属酸化物の半導体を表すＣＭＯＳタイプの）集積マイクロ電気的エレメントを備えたチップを製造するのに、より適している。シリコンまたはガラスで一般に製造されるＤＮＡチップまたは蛋白質チップに、本発明の方法により製作されるプロフィル化されたベースを接着することも期待でき、したがってバイオチップの製造を可能ならしめる。このことは、ＤＮＡチップとマイクロ流体技術との間のカップリングを順次可能とする。
【００５８】
ポリマーフィルムで製造されたカバーおよび／またはベースは、低コストで、使い捨て可能なデバイスの製作、またはデジタルマイクロ流体（液滴状のマイクロ流体）を実施するのにより適している。壁の濡れ特性が輸送される液滴に対して好ましくないときにのみ、限定されたジオメトリー内でエマルジョンの液滴の輸送は可能である。液滴の輸送のためには、単一の材料で構成される化学的に均質なチャネルを用いることが好ましい。
【００５９】
ある適用のためには、柔軟なチャネルを有することが必要である（例えばバルブの製造）。その場合、光架橋性／重合性のエラストマーが、ベース／カバーに極めて好適である。
ガラスで製造されたカバーおよび／またはベースは、観察および光学的検出（透明性）を容易ならしめるために、より好ましい。
【００６０】
もう1つの重要な適用は、細胞培養を実施するためのガラスストリップの使用に関する。より一般的には、ガラスの使用は、この基板のために存在する化学的および生物学的表面処理の汎用性を利用することを可能とする。
【００６１】
ガラスのもう1つの恩恵は、その極めて良好な熱伝導率である。それは、デバイスが均一に加熱されることを可能とする。カバーは、ベースの材料と同一または異なった材料で製造され得る。
【００６２】
例えば、カバーにベースを結合させるために、液体を入れるために用いられる実験用容器（ビーカー、試験管、漏斗、カラムなど）のような、平面的ではなく丸い形状の、柔軟なおよび／または柔軟な材料で製造された、プロフィル化されたベースを製造することを考慮することは可能である。
【００６３】
図２Ａにおいて：カバー（７）は、プレス（８）の平面支持体上に置かれる。デバイスのサイド部分（４’）が取り付けられるベース（２）は、デバイスを封鎖するためにカバーの上に置かれる。
【００６４】
プレス（８）は、集合体を圧力下に保つために用いられ、集合体は光重合または光架橋によりカバー（７）をサイド部分（４’）に取り付けるように、照射または加熱により処理される。照射は、処理される材料に適した波長で行われる。プレス中の光重合および／または光架橋は、水性媒体中で行われ得る。
【００６５】
及ぼされる圧力は、封鎖材料と架橋される樹脂との間に進入した水のフィルムを除く。集合体は、次いでプレス（８）から取り除かれる。次のもの：流体の循環のために意図されたチャネル（６）を規定するカバー（７）、ベース（２）、および２つのサイド部分（４’）を含む、図２Ｂのデバイスが得られる。
【００６６】
プロフィル化されたベース＋カバー集合体上に圧力を課し得る、プレス以外のいずれの手段も選択され得る。
【００６７】
ベース（２）およびカバー（７）は、樹脂中にエラストマー・スタンプをインプリントし、続いて光重合および／または光架橋することにより、マイクロ流体のプロフィルを作製する第２の操作において、ベースとして用いられ得る、デバイスの外面（２ａ）および（７ａ）それぞれを有する。
【００６８】
プロフィルを作製し、次いでカバーで封鎖を行うそのような工程の反復は、多段デバイスが得られることを可能とする。これらの回路の間の流体の連絡の存在または欠如は、孔を有するかまたは孔を有さない中間のカバー／ベースの使用により決定される。例えば重畳非連通回路は、隣接した回路内で温度制御される流体を循環させることにより、回路の１つに所定の熱的条件を課すために用いられ得る。
【００６９】
本発明の１つの態様においては、２つの工程それぞれが時間内でずらされている、２つの段階で行われる方法のための措置がなされ得る。この態様により、プロフィル化されたベースが上記のようにして製作され、図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃ中に示される。
【００７０】
次いで、図１Ｃにおいて部分（２）および（４’）で構成され、その（任意の）支持体（３）上で組み合わされるプロフィル化されたベースが、図１５Ａに記載されるように、一時的な支持体上に、この場合光架橋性ポリマーとは反応しない材料で製造された薄いシート（３０）上に置かれる。プロフィル化されたベースは、サイド部分（４’）の上面を介して、重合活性部位を含む材料の薄いシート（３０）と接触している。
【００７１】
重合活性部位に対する薄いシート（３０）を構成する材料の不活性な本質は、プロフィル化されたベースと薄いシート（３０）との間の結合をシールすることを妨げる。プロフィル化されたベースは、封鎖されたデバイスを製作するために用いられるまで、結果として所望の時間の間、蓄えられ得る。
【００７２】
この同じ態様により、極めて簡単に、スタンプ（１）を有し、重合活性部位に対して不活性で、一時的な支持体（３０）の役割を果たすプロフィル化されたベース上にスタンプ（１）を残すことは可能である。要求が、封鎖されたデバイスを製作するためにプロフィル化されたベースを用いることであるときにのみ、それは除かれる。
【００７３】
この態様により、ベースおよびサイド部分のために用いられる材料は、有利には、エラストマー、例えばシリコンエラストマーのような柔軟な材料である。上面が、重合活性部位を含み、光架橋性および／または光重合性の樹脂で製造されるベース（２）およびサイド部分（４’）含むプロフィル化されたベースと、光架橋性および／または光重合性の樹脂と反応しない材料で製造された支持体（３０）との組合せは、本発明のさらなる課題を構成する。
【００７４】
ベース（２）およびサイド部分（４’）が柔軟なおよび／または優れた材料で構成されるとき、それらが取り扱われることを可能とする剛直な支持体（３）と組み合わせてそれらを保つための措置が好ましい。
【００７５】
この態様によると、プロフィル化されたベースを決定的に封鎖することが望ましいとき、それはステッカーが剥がされるのと同じ方法でその一時的な支持体（３０）から除かれ、図２Ｂに示されるように、プロフィル化されたベースがカバー（７）上に置かれ、次いで集合体は、そこに同時に圧力の適用を任意にされていてもよく、図２Ｂに示されるように、最後にデバイスとするために照射される。
【００７６】
図１５Ｃおよび１５Ｄは、図１３Ａ〜１３Ｃに記載されるように、プロフィル化されたベースが樹脂から１工程で完全に製作される場合についての図１５Ａおよび１５Ｂの態様と同じ工程を表し：ベースの支持体（３）により支持されるプロフィル化されたベース（２．４）が、重合活性部位を含むその面により、一時的な支持体上に、この場合光架橋性ポリマーとは反応しない材料で製造された薄いシート（３０）上に置かれる。プロフィル化されたベース（２．４）を決定的に封鎖することが望ましいとき、それはステッカーが剥がされるのと同じ方法でその一時的な支持体（３０）から除かれる。
【００７７】
ベース（２）またはプロフィル化されたベース（２．４）が製造される材料により、支持体（３）は最終工程まで保持されるか、またはより早くに除かれる。
【００７８】
この態様は、異なったユーザーに流通され、光架橋性ポリマーに対して不活性な材料の薄いシートにより支持される、マイクロ流体回路のプロフィル化されたベースの大量生産を可能とする。これらのプロフィル化されたベースは、その後、意図された適用において、その実施のために適当なカバー上に各ユーザーにより置かれる。
【００７９】
この態様によると、ポリマーと反応しない材料で製造される支持体は、次のものから選択される：フルオロポリマー（例えばテフロン（商標））、シリコンエラストマー、ハロゲン化された塗料を含む有機または無機表面材、接着テープ（例えばスコッチ（商標））。
【００８０】
図３：チャネルの適当な位置にコネクターの結合が可能となるように、カバーがサイド部分に取り付けられる前に孔があけられていることが、本発明のデバイスのカバー（７）中のオリフィス（９）にとって有利である。
【００８１】
コネクターおよびそれらの位置の選択が、基板および意図される適用の機能によりなされる。それらの結合は、いずれかの適当な方法により、特に接着剤を用いること、例えばデバイスのサイド部分を形成するために用いられる光重合性および／または光架橋性樹脂を用いることにより達成される。
【００８２】
図４は、接続構成要素（１０）の高さでの本発明のデバイスを介した垂直断面図である。接続構成要素（１０）は、流体がデバイスのチャネル（６）中に注入され、回収されることを可能とする、チャネル（１０ａ）により垂直に横切られている。接続構成要素（１０）は、カバー（７）内のオリフィス（９）中に挿入され、光学接着剤を用いて上記オリフィス内で強固に結合される。
【００８３】
本発明のマイクロ流体デバイスの成形で用いられるエラストマー、特にＰＤＭＳスタンプは、 「ソフト・リソグラフィー」として知られる方法により通常製作され：樹脂またはシリコンをベースとする型が初期の支持体として用いられる。エラストマーは型中に流し込まれ、次いで架橋され、型から回収される。
【００８４】
一般的に言えば、本発明のマイクロ流体デバイスを製作するために用いられるスタンプは、光架橋性樹脂を架橋するために用いられる光学的な照射（ＵＶ、ＩＲ、可視）に対して透過性である、柔軟な、より具体的にはエラストマー材料で製造され、それはガスに対して透過性である。
【００８５】
例えば、ポリウレタンエラストマーのような同じ特性を有するその他の材料が用いられ得るが、優先的に用いられる材料はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）である。マイクロ流体デバイスの分解能が、特にスタンプのそれに依存しているため、スタンプを形成するために用いられる材料は、極めて良好な分解能を特徴とするプロフィルを形成することができなければならない。
【００８６】
シリコンまたは樹脂成形支持体は、改善された分解能のために光学的または電子的リソグラフィーにより製造され得る。適当なプロフィルを有するエラストマー、より具体的にはＰＤＭＳスタンプが得られることを可能とするいずれの技術も、本発明を実施するための条件を満たしている。
【００８７】
しかしながら、優先は、極めて良好な分解能のスタンプを製造し、同様に極めて良好な分解能を有するデバイスが得られることを可能とする技術に与えられる。「ソフト・インプリント・リソグラフィー」として知られる技術において用いられるＰＤＭＳの型は、本発明において一般的に有用である。
【００８８】
本発明の1つの態様によれば、３次元構造を有するマイクロ流体デバイスを製作することは可能である。
【００８９】
図５に示されるこの態様によると、ＰＤＭＳのような樹脂と反応しない材料で製造されたプレート（３）が、支持体として用いられる。液状の光架橋性樹脂（４）は、ＰＤＭＳのプレート上に直接置かれる。樹脂上にインプリントすることが望ましいプロフィルに相補するプロフィルを有する、ＰＤＭＳまたは他のエラストマーのガス透過性材料のスタンプ（１）が、支持体（３）＋樹脂（４）の集合体に適用される。
【００９０】
樹脂（４）は、チャネルのようなパターン（６）を取り囲むデバイスのサイド部分（４’）を形成するために、ＰＤＭＳスタンプ（１）を介して光照射される。ＰＤＭＳスタンプ（１）は、次いで除かれる。樹脂および支持体（３）で製造され、パターン（６）を規定する２つのサイド部分（４’）、この場合その上部が開かれているチャネルを含むデバイス（１１）が得られる。
【００９１】
−  同じ操作手順が、第２のデバイスのサイド部分を形成するために繰り返され；
−  集合体は、それらのサイド部分により２つのデバイスを一方のデバイスに結合させるために照射される。
【００９２】
デバイス（１１）は、図６に遠近法で示されている。デバイスそれぞれのＰＤＭＳ支持体上に配置される２つのデバイスは、次いで、有利にはチャネル間の連通を有する望ましい構成内のその他のデバイスの一番上に配置される。
【００９３】
さらにもう１つの態様によれば、ＰＤＭＳスタンプ（１）は、ＰＤＭＳで同様に製造された支持体（３）上に置かれることができ、光重合性または光架橋性の樹脂組成物（４）のような光硬化性または熱硬化性の液体が、スタンプの浮き彫りにより自由とされたオリフィス中に注入され得る。
【００９４】
本発明は、さらにその結果、少なくとも１つのベース（２）、チャネル（６）を規定する少なくとも２つのサイド部分（４’）を含むマイクロ流体デバイスの製作方法を、提供する。この方法は、少なくとも次の工程を含むことを特徴とする：
【００９５】
ｉ−  エラストマー材料で製造され、マイクロ流体デバイスのプロフィルに相補するプロフィル（１ａ）を含む、スタンプ（１）が、型として用いられる、
ｉｉ−  エラストマー、−特にＰＤＭＳ−スタンプが、エラストマーで同様に製造された支持体（３）またはベース（２）上に置かれる、
ｉｉｉ−  液状で適量の、光架橋性および／または光重合性の樹脂組成物（４）のような、光硬化性または熱硬化性の液体が、支持体（３）またはベース（２）上のスタンプの中空領域（１ｃ）の中に注入される、
ｉｖ−  光硬化性または熱硬化性液体（４）が、その重合および／または架橋をもたらすように、適当な光線を用いる照射および／または加熱により処理される、
ｖ−  スタンプ（１）がデバイスから除かれる。
【００９６】
この操作手順は、スタンプ（１）から樹脂を除くために、支持体（３）上のスタンプ（１）に高圧を適用する必要性を回避することを除いては、図５のような同じ構成を可能とする。
【００９７】
デバイスは、次いでネットワークを形成するために、カバーまたはもう１つのベース、あるいはその他もう１つのデバイスに結合され得る。
【００９８】
図７は、２段デバイスを示し：ＰＤＭＳ支持体（３）は架橋した樹脂で製造された２つのサイド部分（４’Ａ）を支え、集合体はパターン（６Ａ）、この場合チャネルを規定する。同一のデバイスが、サイド部分（４’Ａ）の上面に横に置かれる。チャネル（６Ｂ）により分離されたサイド部分（４’Ｂ）は、第一のデバイス上に置かれる。サイド部分（４’Ｂ）が存在していたＰＤＭＳ支持体は除かれる。チャネル（６Ａ）および（６Ｂ）は、それらの交点で有利に連絡している。
【００９９】
操作は、複数のステージ上にパターン、より具体的にはチャネルのネットワークを構築するために、所望により何度も繰り返され得る。この方法により、相互連絡の有無にかかわらず、多段マイクロ流体回路の作製のために提供することが可能である。
【０１００】
特に、樹脂プレートの形態の、回路間の中間層の作製のために提供することが可能である。異なった光重合性および／または光架橋性の材料が、異なった回路のステージのために用いられ得る。最後に、ネットワークはベースに結合され、上記のように光照射または加熱することにより、圧力下に置かれるデバイスのカバーにより封鎖される。
【０１０１】
本発明は、光架橋性および／または光重合性の樹脂（４）のような光硬化性または熱硬化性の液体で製造され、次のことを特徴とするマイクロ流体デバイスの製作方法をさらに提供する：
【０１０２】
ｉ−  エラストマー材料で製造され、マイクロ流体デバイスのプロフィルに相補するプロフィルを含むスタンプが、型として用いられる、
ｉｉ−  光硬化性および／または熱硬化性の液体と反応し得ない、固体材料で製造されたプレートで構成される支持体が、エラストマー・スタンプから離れて、スタンプに対して平行に置かれる、
ｉｉｉ−  適量の光硬化性および／または熱硬化性の液体が支持体上に置かれる、
ｉｖ−  スタンプが、支持体と接触することなく、スタンプに圧力を適用することにより、支持体上に置かれる、
ｖ−  光硬化性および／または熱硬化性の液体が、その重合および／または架橋をもたらすのに適した光線を用いる照射により、および／または加熱により処理される、
ｖｉ−  スタンプが、デバイスから除かれる。
【０１０３】
さらにもう一つの態様によれば、支持体は樹脂中にインプリントされたプロフィルを有する。
図１３Ａ、１３Ｂおよび１３Ｃに示される本発明の一つの態様によれば、１工程で、同じ材料のマイクロ流体デバイスのベースおよびサイド部分を直接製作するための措置がされ得る。
【０１０４】
図１３Ａにおいて、光架橋性の樹脂（４）は、通常の照射条件下ではこの樹脂と反応しない材料で製造された支持体（３）上に置かれる。より具体的には、ＰＤＭＳの支持体（３）のための措置がされ得る。仰角（１ａ）を含む平面プロフィル（１ｂ）を特徴とするＰＤＭＳスタンプ（１）が、上記支持体（３）に対して平行に、その頂上に置かれている。制御された圧力（Ｐ）が、図１３Ｂに示されるように、上記スタンプ（１）が支持体（３）に接触することなく、樹脂（４）中にスタンプ（１）のプロフィルをインプリントするために適用される。
【０１０５】
その後、集合体は、（異なった角度での照射は同じ結果となるが）支持体（３）に対し垂直な軸の方向で光照射に付され、スタンプ（１）は除かれる。図１３Ｃに示されるように、結果物は、スタンプ（１）のプロフィルに相補するプロフィル（１３．１）、特に仰角（１ａ）に相補する中空部（１３．６）を特徴とするベース（１３．４）である。
【０１０６】
図１４Ａ、１４Ｂおよび１４Ｃに示される本発明のさらにもう一つの態様によれば、ベースの２つの面上のプロフィルを特徴とするベースを製造することが可能である。図１４Ａにおいて、光架橋性の樹脂（４）は、通常の照射条件下では、この樹脂と反応しない材料で製造された支持体（３）上に配置される。より具体的には、ＰＤＭＳで製造された支持体（３）のための措置がなされ得る。
【０１０７】
支持体（３）は、２つの仰角（３ａ）を含む平面プロフィル（３ｂ）を含む。仰角（１ａ）を含む平面プロフィル（１ｂ）を特徴とするＰＤＭＳスタンプ（１）は、この支持体（３）の頂上に平行に置かれる。制御された圧力（Ｐ）が、図１４Ｂに示されるように、上記スタンプ（１）が支持体（３）に接触することなく、樹脂（４）中にスタンプ（１）のプロフィルをインプリントするために適用される。
【０１０８】
その後、集合体は、支持体（３）に対して垂直な軸方向で光照射に付され（しかしながら、異なった角度での照射は同じ結果となる）、スタンプ（１）および支持体（３）は除かれる。図１４Ｃに示されるように、結果物は、上面がスタンプ（１）のプロフィルに相補するプロフィル（１４ａ）を有し、下面がベース（３）のプロフィルに相補するプロフィル（１４ｂ）を有することを特徴とする、２重に型押しされたベース（１４．４）である。次いで、上記のように、ベース（１４．４）の各表面にカバーを結合させることは可能である。
【０１０９】
マイクロ流体デバイスの製作方法についての上記の説明は、簡単に一つのチャネルからなる構造の製作に関連している。しかしながら、本発明は、多くの様々なプロフィルを有するマイクロ流体デバイスの製作に適用するために設計されている。本発明のデバイスは、一つの面内に、同一または異なったプロフィルを有し、チャネルの交差、反応チャンバー、リザーバおよび混合チャンバーを有する２以上のチャネルを含むように設計され得る。
【０１１０】
特に、変動し得る断面のチャネルを製作するために、平行または平行でない様々なチャネル、リザーバおよびチャンバーの壁のための措置がされ得る。エラストマー・スタンプ、有利にはＰＤＭＳスタンプは、マイクロ流体デバイスのプロフィルに相補するプロフィルを有するように設計される。
【０１１１】
本発明の方法を適用することにより、分解能およびアスペクト比に優れた構造を得ることができる。
【０１１２】
特に、本発明の方法は、チャネルが狭い幅を有し得るマイクロ流体デバイスへのアクセスを提供する。マイクロ流体デバイスのチャネルの幅は、チャネルのサイド部分の間の距離として規定される。デバイスのチャネルの側壁が平行でないとき、チャネルの幅は、該チャネルの最も狭い幅として規定される。マイクロ流体デバイスの厚さは、デバイスのベースとカバーとの間の距離として規定される。
【０１１３】
本発明の方法は、薄いデバイスが得られることを可能とする。デバイスが、チャネルがインプリントされた樹脂の連続層を含むとき、各チャネルの厚さは、チャネルのサイド部分の上面と下面との間の距離として規定される。
【０１１４】
本発明は、さらに次のものを含むマイクロ流体デバイスを提供する：
−  ガラスまたはシリコンのストリップのような剛直な材料のプレート、光架橋したポリマー、金属、導電性または半導電性合金、セラミック、石英、サファイア、エラストマーから構成される少なくとも一つのベース（２）；
−  ベース（２）と共に少なくとも一つのチャネル（６）を規定する、非熱可塑性、非弾性、光硬化したまたは熱硬化した、より具体的には光重合および／または光架橋した樹脂で製造される、少なくとも２つのサイド部分（４’）；
−  ベースに対して平行であり、チャネルの上部でサイド部分（４’）に結合し、チャネル（６）を封鎖し、有利にはガラスまたはシリコンのストリップ、光架橋したポリマー、金属、導電性または半導電性合金、セラミック、石英、サファイア、エラストマーのような剛直な材料のプレートから構成される少なくとも一つのカバー（７）。このデバイスは、チャネルの厚さが３００μｍ以下であることを特徴とする。
【０１１５】
チャネルの幅は、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは１０μｍ以下であり、有利には１μｍ以下であり、より有利には１００ｎｍ以下であり、さらに有利には５０ｎｍ以下である。
【０１１６】
チャネルの厚さは、好ましくは２００μｍ以下であり、より好ましくは１００μｍ以下であり、有利には１０μｍ以下であり、より有利には１μｍ以下であり、さらに有利には１００ｎｍ以下である。
【０１１７】
樹脂中で作製されるパターンの幅／深さの比であるアスペクト比は、０．１：１〜１０：１であり、より好ましくは１００：１まで、より有利には１０００：１まで変動し得る。そのような変動するアスペクト比の値は、いずれかの幅、特に１００μｍ、１０μｍまたは１μｍのチャネルで得られる。
【０１１８】
本発明の方法は、高分解能を特徴とするデバイスへのアクセスを提供する。これらのデバイスの分解能は、デバイス内で統合され得る、突起のようなパターンの最も狭い幅により定量され得る。本発明の方法により、１００ｎｍのオーダーの分解能を得ることが可能である。
【０１１９】
本発明の方法は、全体の厚さが３００μｍ以下、有利には２００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下であるデバイスへのアクセスを可能とする。
本発明のデバイスは、適当なコネクターの補助があるような状態での使用のために意図されるか、または完全なマイクロ流体システムの中へ統合され得る。
【０１２０】
本発明による1以上のデバイスに加えて、マイクロ流体システムは、次の構成要素を含み得る：システム内で流体を導入および循環するために意図されたポンプ、信号検出装置、流体の環境条件を変動させるために意図された装置（温度、照射）、デバイス内で循環を制御するために意図された装置（バルブ）、データ制御システム（コンピュータなど）。
【０１２１】
本発明のデバイスは、全ての適用の分類、特に高反応内容物および高処理スクリーニングの実施のために用いられ得る。
【０１２２】
デバイスが、溶剤の多様性に対するそれらの耐性のために特に有用である化学において、それらは、反応、特にコンビナート化学、分離および液体−液体抽出のプロセスを実施するために用いられ得る。それらは結晶化の試験が実施されること、または有機もしくは無機粒子／分枝が溶解されることを可能とする。
【０１２３】
それらは、（蛍光ナノ粒子を介する化粧品または塗料のためのラテックスまたは顔料のような）インサイトでの、有機分子だけでなく、有機、無機または金属マイクロ粒子またはナノ粒子の合成および輸送の可能性を提案する。
【０１２４】
一般的に言えば、一つの重要な適用は、形成補助手順（与えられる物理および／または化学特性を得るための化学的混合物の最適化）の実施である。それらは、ＤＮＡチップおよび蛋白質チップの構築のために用いられ得る。
【０１２５】
生物学において、それらの水との相溶性は、本発明のデバイス内で、細胞培養が実施されること、および試験が細胞上で実施されることを可能とする。ガス透過性材料で製造されるカバーの選定は、本発明のデバイス内での細胞培養が維持されることを可能とする。
【０１２６】
本発明のデバイスは、特にこれらのデバイスの耐圧性により、流体、特に流体のレオロジー特性の研究のために用いられ得る。これらのデバイスは、さらに、特に次のものに関するレオロジー・センサーの構築のために用いられ得る：石油鉱床の活用で抽出される／用いられる製品（粗生成物、掘削した流体、泥）、塗料、化粧用クリームまたはその他の食物の製造（品質管理）。
【０１２７】
これらのデバイスは、単分散性エマルジョンを製造するために用いられることができ：それ故に反応剤はミクロの反応器のように振舞う液滴内で調製され得る。
異なった反応条件が、それ故に極めて速い流速で試され得る。ポリマー、細胞およびいずれかのタイプの反応物の、液滴の反応性を試験することも可能である。
【０１２８】
本発明のデバイスは、所望により、薄い構造を有するため、その中での温度制御は容易である。
ガラスで製造されるベースおよび／またはカバーを有する可能性は、デバイスの視覚的なモニターを可能とする。
液滴のような微小な容積中において反応を実施することの可能性は、動力学的反応の研究が実施されることを可能とする。
【０１２９】
これらのデバイスの水および溶剤に対する耐性は、デバイスが何度も再利用され得るように、どんな適用が行われた場合であっても、各使用の後にデバイスのために十分に洗浄されることを可能とする。
【０１３０】
もう一つの態様によれば、カバーなしでデバイスを製作するために用いられるように、本発明の方法のための措置がなされ得る。この種のデバイスは、構成が実施されることが望ましい試験に従って適合する、微小孔を有するプレートとして用いられることができ、所期の反応物がそこに置かれたとき、それらは所望により再度封鎖され得る。
【０１３１】
エラストマー・スタンプ、より具体的にはＰＤＭＳスタンプは、得るのが望ましいプレートに相補するプロフィルを有するように設計またはインプリントされる。突起は、微小孔またはチャネルを得ることが望ましい場所に、スタンプのプロフィル内に作製される。図１に示されている方法は、次いで究極的に、図１０Ａ（上面図）および１０Ｂ（側断面図）に示されるような微小孔を有するプレートを与えるように適用される。
【０１３２】
ガラスプレートで構成された支持体（１２）上に、透明で、液状の光重合性および／または光架橋性の樹脂（１３）が、本発明の方法により置かれ、該樹脂はインプリントが微小孔（１４）を規定するスタンプ（示されていない）下に、重合および／または架橋される。
【０１３３】
流体循環チャネルも、流体が微小孔間を循環することを可能とするために提供され得る。
ポリマーの照射は、サイド部分（１３）の上面に重合活性部位を残すような方法で定量され得る。微小孔（１４）が満たされた後、カバーが集合体上に配置され、次いでシールされ得る。
【実施例】
【０１３４】
実施例１：複合流体のレオロジーを研究するためのマイクロ流体デバイス
背景：
レオロジー（すなわち、流動下での流体の挙動）は、使用するには高価で、重い計測器であるレオメーターを用いて一般に特徴付けられる。特定の適用（例えば、石油流体のインサイトでの特徴付け）については、器具についてより簡単な特徴付け技術を有することが必要である。流れの中での不均質性を実証するために、速度のプロフィルへのアクセスを有することもときには必要である。全体的な特徴付けは、このタイプの現象が実証されることを許容しない。
【０１３５】
原理：
本発明によるデバイスは、図１１に示され：ベース（１１．２）は、厚さ１７０μｍのガラスのストリップで構成されている。カバー（１１．７）は、流体の入口（１１．９ａ）および出口（１１．９ｂ）のオリフィスで孔が空いている、厚さ１ｍｍのガラスのストリップである。これらのオリフィスは、図４のデバイスに従ってコネクター（示されていない）を用いて製造される。ＮＯＡ８１光重合性樹脂で製造されたサイド部分（１１．４）は、流体が循環し得るチャネル（１１．６）を規定する。
【０１３６】
流体の流れ（矢印→により表される）は、入口（１１．９ａ）と出口（１１．９ｂ）との間の圧力の違いを制御すること、またはシリンジ・ドライバーからの流速を課すことのいずれかにより、マイクロチャネル（１１．６）内で生じる。流速が課された場合、入口の圧力は、注入コネクター内に配置された圧力計（示されていない）を用いて測定される。厚さ１０μｍ、幅１００μｍの高いアスペクト比のマイクロチャネル（１１．６）は、データの定量的処理を容易とするために用いられる。
【０１３７】
流体の速度のプロフィルは、マイクロ−ＰＩＶ（粒子画像速度測定）技術を用いて、流動下に測定される。（マーカーとして用いられる）蛍光コロイドは、試験流体内に組み込まれる。油状物（２１）、高倍率で、高開口数の顕微鏡の液浸対物レンズ（２２）を用いて、マーカーの置換速度は、マイクロチャネルの厚さである決まった高さｚで、焦点面（厚さ：１ミクロン）内で測定される。
【０１３８】
焦点面は、次いで顕微鏡の対物レンズが配置されている圧電デバイス（２３）を用いることにより、２百〜３百ｎｍずつ移動する。このような方法で、速度のプロフィルｖx（ｚ）を再構築することは可能である。速度のプロフィルおよび圧力勾配を知ることは、試験下の流体のレオロジーの挙動に関連する定量的データが得られることを可能とする。
【０１３９】
デバイスの選択
−  ここで用いられるベースは、厚さ１７０μｍのガラスのストリップ（１１．２）である。顕微鏡の液浸対物レンズの使用は、この特殊なベースの使用を必要とする。
【０１４０】
−  ここで選択されるカバーは、厚さ１ｍｍのガラスのストリップ（１１．７）である。この透明な材料の使用は、伝送（複屈折、流れ線など）における光学的観察に適している。改善された温度制御のために、よりよい厚さを有するガラスのストリップを用いることも可能であった。
【０１４１】
−  ここでの光重合性樹脂は、市販の光学的接着剤（Norland  Optical  Adhesive， NOA81）である。このタイプの材料を用いるための理由は、次のとおりである：
・  耐高圧性を有する、異なった部分の結合；
・  圧力下では劣化しない、材料の高い弾性率；
・  蛍光コロイドの視覚化のための優秀な光学的特性；
・  異なった流体が検討されることを可能とする耐化学薬品性。
【０１４２】
優位性：
上記の技術により製造されるマイクロ流体デバイスの使用は、ソフト・リソグラフィー技術により製造されるＰＤＭＳデバイスより多くの優位性を有する：
−  （水より1００００倍粘性が高い）高粘性流体の流動性の研究の可能性。用いられる結合は、そのようなタイプの流体の流動性により生じる圧力（数ｂａｒ）に抵抗し得る。
−  剛直な材料（ガラス−ＮＯＡ８１）から製造されるデバイスの使用は、流動性を引き起こすための時間、かなりの減少が得られることを可能とする。弾性材料、特にＰＤＭＳの弾力性は、粘性流体と連動するとき、極めて長い（数時間）平衡時間を引き起こす。
【０１４３】
−  さらに、剛直なマイクロ流体システムは、ＰＤＭＳシステムにおいては得られないものである、マイクロチャネルに沿って一定の断面があることを保証する。実際に、作動圧力が２００ｍｂａｒを超えたとき、マイクロチャネルは圧力の効果の下に膨張する。マイクロチャネルに沿って存在する圧力の勾配があるため、断面は、その上チャネルに沿って変化し、一定の適用については有害となり得る。
−  良好な光学的特性を有する材料の使用は、光学的技術（ＰＩＶ、蛍光、複屈折など）の使用を可能とする。
【０１４４】
−  試験される流体の範囲は、ＰＤＭＳ（石油流体）より大きな耐化学薬品性を有する材料の使用により広げられる。
−  記載された製作技術も、高アスペクト比のマイクロ流体チャネルの使用を可能とする。
【０１４５】
実施例２：培養、観察、生体細胞の研究のためのマイクロ流体デバイス
【０１４６】
はじめに
生体細胞または生体ニューロンの機能に関連する研究量の増加において、環境の正確な制御（媒体の組成、温度、細胞の位置）が最重要である。課題が生物学的システムの構築である系統分類学の文中では、しばしば、興味深い生物学的システム（細胞、ニューロン、細菌など）を取り囲む構成要素により誘発される変動が、興味の対象であるため、実験パラメータの正確な制御のみが、有用な実験データが得られることを可能とする。
【０１４７】
さらに、生物学的システムを構築するための統計物理学の使用は、システムのばらつきおよび全体（例えば細胞内の母集団）の平均へのアクセスを可能とするために、多量のデータを必要とする。その結果、マイクロ流体デバイス内で１以上の細胞の環境が自動的に制御されることを可能とするマイクロ流体は、このタイプの研究の不可欠な構成要素となっている。
【０１４８】
問題点：
生体細胞の研究に提供されるマイクロ流体デバイスが、マイクロ流体デバイス（チャネルまたはチャンバー）内で生体細胞を培養するために、すべて設計されている。細胞培養は、しばしば高度に複雑であるため（特にニューロンの場合）、マイクロ流体の環境内でのその実現には、用いられる材料と培養条件との間の不適合性、材料の生物学的適合性などのような問題がある。
【０１４９】
さらに、興味深い測定が実行されることを可能とするために、マイクロ流体デバイスは、説得力のある光学的特性（光の発信、非蛍光、品質）を有さなければならない。
この発明において、我々は、簡単で画期的な解決法を提案する。
【０１５０】
原理：
上記のマイクロ流体システムは、極めて良好な光学的品質を有する。特に、デバイスの精密さは、極めて短い使用距離で顕微鏡の対物レンズを用いて観察することを可能とし、デバイスの（常に、特にＰＤＭＳにおいて存在する）自己蛍光をかなり制限する。
【０１５１】
マイクロ流体システムの結合は、水性媒体中で行われ得る。結果として、この結合は細胞の培養媒体中で行われ、マイクロ流体デバイスは存在する細胞培養物に結合された。
【０１５２】
ガラスのストリップまたは良好な層板で構成され、細胞外液のマトリックス（例えばポリリジンまたはポリアラニン）で被覆されている支持体（１２．２）上の生体細胞培養物（２４）が、培養媒体（２５）を含む容器（１２．３）中に配置される。オリフィス（１２．９）で孔が開けられ、ＮＯＡ８１樹脂で製造されるサイド部分（１２．４）に結合するカバー（１２．７）を含むデバイスが、細胞培養物上にプレスされる。
【０１５３】
カバー（１２．７）、サイド部分（１２．４）および支持体（１２．２）で構成される集合体は、上記の原理に従って製作されるチャネルまたはマイクロ流体チャンバー（１２．６）を規定する。チャネルの外側の細胞は、押しつぶされる。この工程は、プレス内で行われ得る（示されていない）。集合体は、培養物支持体（１２．２）へのサイド部分（１２．４）の結合を確実とするために、ＵＶ（または可視またはＩＲ）下に置かれる。作業の時間ごとに、細胞培養物（２４）は、培養媒体（２５）中に浸される。
【０１５４】
優位性：
マイクロ流体チャンバーまたはチャネルの細胞の構造が被覆される前に、細胞上に１以上の蛍光を用いたラベリングの操作を行うことは可能である（免疫学的ラベリング、トランスフェクションなど）。このタイプのラベリングは、多くの工程および反応物を一般に必要とし、それゆえに、マイクロ流体環境内でそれらを行うことは難しい。この方法は、我々にこの困難性を回避することを可能とする。
【０１５５】
本発明のマイクロ流体システムの光学特性は、極めて多くの蛍光画像技術が、閉じ込められた細胞上で実施されることを可能とする（ＴＩＲＦＭ、ＦＲＡＰ、ＦＣＳ）。
【０１５６】
適当なチャネルのネットワークを用いることにより、細胞の服用依存の応答を研究するために、多量の制御された条件を細胞培養物に適用すること、それらを分子の濃度勾配に付することが可能である。
【０１５７】
実施例３：曲面（ビン、ガラス器具、試験管など）上のマイクロ流体デバイスのための微小な構造のステッカー
図１６に示されるこの技術は、薄いプロフィル化されたベースが実現されることを可能とする。どんな材料が用いられた場合でも、この薄さは、かなりの柔軟性を有するスタンプ＋ベースの集合体を与える。ベースは、微小な構造のステッカーとして見られ得る。このステッカーは、操作され、様々な形状のカバー上で照射により接着され得る。このことは、ＰＤＭＳスタンプの柔軟性および透過性により可能となる。
【０１５８】
ステッカーは、ソフト・インプリント技術の助けを借りて製造される。一滴の光重合性モノマーが、平面または型押しされたＰＤＭＳ支持体上に置かれる。ＰＤＭＳスタンプが、モノマーを重合させるための光への暴露により、単独または二重のプロフィルを有するベースを形成するために、図１３Ｂおよび１４Ｂに示されるように、液滴上にプレスされる。酸素は、プロフィル化されたベースが形成されることを可能ならしめる、遊離ラジカル重合を阻害する。
【０１５９】
ＰＤＭＳのガス透過性および特に酸素に対するその透過性は、照射の制御された測定をすることで、プロフィル化されたベースの上面および下面に活性架橋部位の優れた層を形成することを可能とする。かくして、２つの面は、接着性を有する。続いてスタンプを除去し、ＰＤＭＳ支持体上にプロフィル化されたベースが、その遊離な面により、光架橋により接着される基板上に置かれる。
【０１６０】
ＰＤＭＳデバイスはその後除かれ、プロフィル化されたベースの第２の面は、フッ素化されたＰＤＭＳフィルム上に置かれ、図１６のようにその後のまたは他の使用のために保たれ、それはビーカー上に置かれている。ビーカーの内部空間とプロフィル化されたベース内でインプリントされたマイクロ流体回路との間の連絡を構築するために、ビーカーの壁内のオリフィスのための措置がなされ得る。それ故に、ビーカー内に存在する液体は、その壁上にインプリントされたマイクロ回路内で循環し得る。
【０１６１】
実施例４：液滴またはエマルジョンを製造、輸送、視覚化、取扱および保存するためのデバイス
エマルジョンまたは単独の液滴を製造および取扱いし得るマイクロ流体デバイスは、分析、形成補助、材料または分子の合成のための新規な技術への経路を広げるための可能性を有する。小型化に伴う有効性は次のものである：
【０１６２】
（ｉ）微小液滴が構成し得るこれらの微小反応器内での材料およびエネルギーの交換の改善された制御、
（ｉｉ）材料の体積の究極的な削減（典型的には、液滴当たり０．１〜１ナノリットル）による、コストおよびヒトおよび環境リスクの一体となった削減、
（ｉｉｉ）A. AjdariおよびM. joanicotによるscience 309, 887-888, 2005中に記載されているような、高性能材料（例えば単分散でありおよび／または液滴の固体化後に自己集合する粒子）の構築への経路を広げる、マイクロシステム内で製造および輸送される液滴の形態の制御。
【０１６３】
エマルジョンまたは泡状物の安定化は、分散させた壁の液滴の合一を遅らせることを必要とする。通常の戦略は、液体の分散の動力学的安定化を提供するために、第３成分（界面活性剤、ポリマー、小粒子）を加えることを含む。マイクロ流体デバイスの極めて高い表面／体積比が与えられるため、もう一つの要件、マイクロ流体エマルジョンを製造、輸送および貯蔵するために満たされなければならない。実際には、液滴によるチャネルの壁の部分的な濡れを避けることが必要である。具体的には、界面活性剤のような分子安定化剤またはコロイド状の安定化剤の存在下でも、ＰＤＭＳマイクロチャネル中にオイル／水エマルジョンを貯蔵することは不可能である。
【０１６４】
ＰＤＭＳのマイクロチャネル内の表面修飾は、長時間に亘って保持することは困難であり、現在、安定性についての問題点である。これらの修飾は、デバイスを形成するために用いられる方法には常に好適ではない。
【０１６５】
本発明によれば、プロフィル化されたベースは、光架橋性の親水性または親油性ポリマーで製造される重合活性部位を保つ上面に製造される。チャネルの壁の濡れ特性は、したがって、通常のエマルジョンまたは逆相のエマルジョンを製造するために適合され得る。
【０１６６】
図１７は、泡状の液滴のために意図された２つのマイクロ流体デバイスを示す。図１７ＡのものはＮＯＡ８１（商標）親水性樹脂で製造され、図１７Ｂのものは架橋したトリ（メチロールプロパン）トリアクリレートである。図１７Ｃは、図１７Ａのデバイス内で製造されるヘキサデカン／水の単分散性エマルジョンを示す。図１７Ｄは、図１７Ｂのデバイス内で製造される逆相の水／ヘキサデカン・エマルジョンを示す。
【０１６７】
−  図１７Ａのデバイスの製作
自己接着性のプロフィル化されたべースを、ガラス・プレート上に配置した。プロフィル化されたベースが構成される樹脂は、チオレン樹脂である（Norland  Optical  Adhesive  NOA  81（商標））。フォトリソグラフィにより得られたオリジナルを成形することにより、厚さ５ｍｍのＰＤＭＳスタンプを製作した。
【０１６８】
ＰＤＭＳスタンプと平面のＰＤＭＳ支持体との間にＮＯＡ８１（商標）の液滴１００μｌを置く。照準を合わせたソースを用いてＵＶで液体を照射する。ＰＤＭＳスタンプを除き、顕微鏡のプレートのような、オリフィスがサンドブラストにより作製されたガラスプレート上に手でプロフィル化されたベースをプレスする。ＵＶへの２度目の暴露（時間：６０秒、出力：２０ｍＷ／ｃｍ2）は、デバイスを永久にシールする。接続管（Ｔｙｇｏｎ  Ｓ５４ＨＬ）が、ガラスプレート内のオリフィスに合わせてコネクター（Ｕｐｃｈｕｒｃｈ  Ｎａｎｏｐｏｒｔ  Ｎ−３３３）により接続されているオリフィスを介して、流体を注入する。このデバイスの製作は１０分以内であった。
【０１６９】
−  図１７Ｂのデバイスの製造
手順は、次の変更点を有するが、図１７Ａのデバイスと同じである：トリ（メチロールプロパン）トリアクリレート樹脂１００μｌおよび樹脂の重量に対して光活性化剤（Darocur  1173，Sigma  Aldrich）１重量％が用いられる。最初の暴露：３０秒、出力  ２０ｍＷ／ｃｍ2。
【０１７０】
（平面ＰＤＭＳスタンプにより得られる、暴露：３０秒、出力  ２０ｍＷ／ｃｍ2）トリ（メチロールプロパン）トリアクリレート  ポリマーの薄層で被覆された平面プラスチック支持体でガラス支持体（ペトリ皿）を置き換える。第２のＵＶへの暴露（時間：６０秒、出力：２０ｍＷ／ｃｍ2）は、デバイスをシールする。
【０１７１】
デバイスの４つの壁は、同じ疎水性材料で製造され、同じ特性を有する。プロフィル化されたベースのその他の面に第２のプラスチック支持体を取り付けることにより、デバイスを補強した。デバイスをシールする前に、最初のプラスチック・プレート内に接合用オリフィスを作製した。用いられたコネクターは、図１７Ａのデバイスと同じである。
【０１７２】
実施例５：多層マイクロ流体デバイスのための微小構造化したステッカー：３Ｄマイクロ流体
本発明の方法の一つの態様によると、残留層を有さない構造化したベース（微小構造化したステッカー）を得ることは可能である。これらのステッカーは、それ故に、ステンシルを構成する。
【０１７３】
このことを達成するために、ＰＤＭＳスタンプは平滑で、構造化したＰＤＭＳ支持体と接触している。２つのＰＤＭＳブロックの間の何もない空間内にキャピラリーにより、光重合性液状モノマーを導入する。充填を容易とするために、有利には、インプリントされたマイクロ流体構造の概略を提供するスタッドのネットワークをスタンプに取り付け得る。図１８参照。
【０１７４】
多数の通常のステッカーおよび／または「ステンシル」ステッカーを重ねることにより、相互に連絡した３Ｄマイクロ流体デバイスを製造することは可能である。一つのそのようなデバイスは、図１８Ｂに示されている。それは、第一段目が直線状のチャネルで構成されている。
【０１７５】
この直線状のチャネルは、５つの円形の開口部を備える「ステンシル」ステッカーにより封鎖される。この集合体は、第２の直線状のチャネルのためのカバーとしての機能を果たす。図１８Ｃの略図参照。この場合、直線状のチャネル（通常のプロフィル化されたベース）のために用いられる材料は、接着剤NOA  81（商標）である。さらに多量の流体モノマーが、ステンシル  トリ（メチロールプロパン）トリアクリレートおよび１重量％の光開始剤（Darocur  1173，Sigma  Aldrich）のために用いられる。
【０１７６】
適用：
これらの３次元のマイクロ流体のネットワークは、統合の可能性および流体チップの機能の数をかなり増加させる。潜在的には、高い処理能力を有するスクリーニングの適用の全てが関係している。
【０１７７】
このタイプのマイクロ流体ネットワークの１つの重要な適用は、流れの化学的構築に関係する。図１８Ａ、ＢおよびＣのデバイスは、デバイスに結合されているたった２つの入口および１つの出口を有する平行なバンドのネットワークの中に、２つの液体の流れを構築することは可能である。数、幅、およびバンド間の距離、より一般的には液体の濃度のプロフィルは、チャネルのジオメトリーによってのみ制御され、入口および出口の数からは独立している。
【０１７８】
この発明により提供される優位性の概要：
−  短い製作時間：一度に、エラストマー・パッド、より具体的にはＰＤＭＳパッドが得られ（多くのデバイスのインプリントを含み得る）、使用準備ができているシステムが、数分以内に形成される。方法の実施は、極めて簡単であり、ＵＶ波長（またはＩＲまたは可視波長、選択される樹脂に依存する）の大きな照度のソースまたは加熱器具以外には投資を必要としない。
【０１７９】
−  空間分解能：電子顕微鏡により得られ、図８に示されるプレートは、ブレーズド回折格子の複製により得られる光架橋性ＮＯＡ８１樹脂の表面を示す（２つのライン間の距離は８３０ｎｍである）。ＵＶ補助インプリント技術の最近の研究は、複製されたパターンの空間分解能を数十ｎｍに低減する可能性を示した。
【０１８０】
−  耐化学薬品性：樹脂材料NOA81、NOA60  Norland  Optics。
我々は、様々な有機および水性液体の流れ、迅速なプロトタイピングのために好適な最も標準的なデバイス内では処理し得ないそれらのいくつか：トルエン、臭化プロパン、ｎ−ヘプタン、エタノール、テトラデカン、シリコンオイル、水／界面活性剤混合液、ヘキサデカン、デカリンを制御し得た。
【０１８１】
−  小さなサイズ：極めて小さなサイズの完成したデバイスは、輸送される流体中で迅速な空間および一時的な温度の変動を課する可能性を提案する。
【０１８２】
−  機械的強度：直線状のジオメトリーのチャネルにおいて（幅２００ミクロン、高さ５０ミクロン）、我々は、デバイスを損なうことなく、１０ｂａｒより高い圧力を適用し得た。さらに、図９に示されるグラフは、一方は本発明の方法により、他方は標準的なソフトリソグラフィーの方法により得られる、２つのマイクロ流体チャネルの性能データを比較する。
【０１８３】
流体力学的反応は、光重合性樹脂で製造されるチャネルの劣化の欠如により顕著に改善される。光重合性樹脂の機械的強度は、得ることが困難でありおよび／または柔軟なエラストマー・デバイスにおいて圧力下では用いることが困難な、小型および高アスペクト比の構造へのアクセスを可能とする。
【０１８４】
−  光学的品質：製造材料としての光学接着剤の使用およびガラス上での結合の可能性は、デバイスについての優秀な光学的品質を保証する。
【０１８５】
−  水性媒体中での結合：本発明のもう一つの主要なプラスの点は、水性媒体中でマイクロ流体デバイスの構築の可能性に関連する。この可能性は、バイオテクノロジーにおける適用について現在難しい将来性を提案する。この重要な点を示すために、我々は、厚さ数１０μｍの細胞培養チャンバーを製造した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
2009543702.tif 000020
【図１５Ｄ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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