(57)【要約】【課題】高精度の形状安定性と液量安定性が良好な構造体を提供する。【解決手段】構造体１０は、液状試料の処理又は分析に用いられる構造体１０であって、一方の表面に溝１２１が形成された基材１２と、基材１２の溝１２１を覆う樹脂フィルム１４と、を備え、下記条件を満たす。（条件）  溝１２１と樹脂フィルム１４との間の空間が構成する微細流路内に、空気が外部に逃げないようにしながら、空気圧を１ｐｓｉずつ上昇させて空気を送り込み、基材１２と樹脂フィルム１４とが剥離する圧力が、３０ｐｓｉ以上、８０ｐｓｉ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状試料の処理又は分析に用いられる構造体であって、
一方の表面に溝が形成された基材と、
前記基材の前記溝を覆う樹脂フィルムと、
を備え、下記条件を満たす、構造体。
（条件）
前記溝と前記樹脂フィルムとの間の空間が構成する微細流路内に、空気が外部に逃げないようにしながら、空気圧を１ｐｓｉずつ上昇させて空気を送り込み、前記基材と前記樹脂フィルムとが剥離する圧力が３０ｐｓｉ以上、８０ｐｓｉ以下である。
【請求項２】
前記基材は、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択された１種以上の樹脂を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記樹脂フィルムは、（メタ）アクリル系樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリビニルアセテート、ビニル−アセテート共重合体、スチレン−メチルメタアクリレート共重合体、アクリルニトリル−スチレン共重合体、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ナイロン、ポリメチルペンテン、シリコン樹脂、アミノ樹脂、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、およびポリイミドからなる群から選択された１種以上の樹脂を含む、請求項１または２に記載の構造体。
【請求項４】
当該構造体が、前記基材と前記樹脂フィルムとの間に接着樹脂層を有する、請求項１乃至３いずれか一項に記載の構造体。
【請求項５】
当該構造体は、マイクロ流路チップであり、
当該溝は、流路用の溝である、請求項１乃至４いずれか一項に記載の構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化学工業、医薬品、試薬等の製造に関する医薬品工業等の分野では、マイクロミキサーまたはマイクロリアクターと呼ばれる微小容器を用いたマイクロ流路デバイスの開発が進められている。マイクロ流路デバイスには、複数本のマイクロチャネルが設けられており、マイクロチャネルを通じて複数種の流体を微小空間内で合流させることで、複数種の流体を混合し、または混合とともに化学反応を生じさせることができる。
【０００３】
このようなマイクロ流路デバイスは、流路が形成された基材にフィルムまたは薄板を接合することによって製造される（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２０２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液状試料の処理又は分析に用いられるマイクロ流路デバイスは、温度、湿度、ｐＨ等の環境変化に耐えうる高い形状精度が課題となる。特許文献１に記載された技術では、高い形状精度を保持する観点で、改善の余地があった。また、近年の技術の革新的な進歩に伴い、流路内を流れる液量をより高水準で制御することが求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、微細流路の形状精度安定性を得つつ、流路内を流れる液量を高水準で制御するといった課題について鋭意検討を行った結果、当該課題を解決する指針として、特定の条件下で構造体の微細流路内に空気圧をかけたときの剥離強度が適切であることを初めて見出した。すなわち、溝と樹脂フィルムとの間の空間が構成する微細流路内に、空気が外部に逃げないようにしながら、空気圧を１ｐｓｉずつ上昇させて空気を送り込み、基材と樹脂フィルムとが剥離する圧力を制御することと、微細流路の形状精度安定性および液量安定性とに相関性があることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
本発明は、液状試料の処理又は分析に用いられる構造体であって、
一方の表面に溝が形成された基材と、
前記基材の前記溝を覆う樹脂フィルムと、
を備え、下記条件を満たす、構造体を提供する。
（条件）
前記溝と前記樹脂フィルムとの間の空間が構成する微細流路内に、空気が外部に逃げないようにしながら、空気圧を１ｐｓｉずつ上昇させて空気を送り込み、前記基材と前記樹脂フィルムとが剥離する圧力が、３０ｐｓｉ以上、８０ｐｓｉ以下である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高精度の形状安定性と液量安定性が得られる構造体が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る構造体の構造の例を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係るマイクロ流路チップの製造方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る構造体１０の構造の例を示す斜視図である。構造体１０は、液状試料の処理又は分析に用いられる構造体である。構造体１０は、一方の表面に溝１２１が形成された基材１２、樹脂フィルム１４、および接着樹脂層１６を備える。
なお、本実施形態においては、接着樹脂層１６を備える例について説明するが、接着樹脂層１６は省略してもよい。
【００１２】
［構造体１０］
本実施形態に係る構造体１０はたとえばマイクロ流路チップである。以下、構造体１０を「マイクロ流路チップ１０」と呼んで、マイクロ流路チップの例について説明するが、構造体はマイクロ流路チップに限定されない。
【００１３】
マイクロ流路チップ１０は、液状試料の処理又は分析に用いられる。ここで液状試料としては、液体であれば特に限定されないが、たとえば汗、血液、浸出液、間質液、尿、組織抽出液、液状試薬等が挙げられる。また、液状試料の処理としては、たとえば液状試料内の特定物質の検出、定量、液状試料の分離、または混合等が挙げられる。
【００１４】
マイクロ流路チップ１０は、具体的には、たとえば微細な流路、反応層、電気誘導カラム、膜分離機構などの構造が形成された構造体である。具体的には、マイクロ流路チップ１０としては、化学、生化学等に広く利用される微細反応デバイス（マイクロリアクター）；集積型ＤＮＡ分析デバイス、微小電気泳動デバイス、微小クロマトグラフィーデバイス等の微小分析デバイス；質量スペクトルや液体クロマトグラフィーなどの分析試料調整用微小デバイス；抽出、膜分離、透析などの物理化学的処理デバイス等が挙げられる。
【００１５】
このようなチップを用いる利点としては、（１）化学反応や抗原抗体反応で使用するサンプルや試薬の使用量、排気量を低減できること、（２）プロセスに必要な動力の低減ができること、（３）体積に対する表面積の比率が向上することにより、熱移動・物質移動の高速化が実現でき、その結果、反応や分離の精密な制御、高速・高効率化、副反応の抑制ができること、（４）同一基板上で多くのサンプルを同時に取り扱うことができること、（５）サンプリングから検出までを同一基板上で実施できること、（６）省スペースで持ち運び可能な安価なシステムが実現できること等が挙げられる。これらの利点を更に促進すべく、より微細な構造を形成することが求められている。一方、流体の流れや動きは流路構造に強く依存することから、所望の微細構造を高い精度で形成し、液量が安定することが重要となっている。
【００１６】
本実施形態における図の例に示すマイクロ流路チップ１０は、流入口１２３、流出口１２５、検出部１２７を備える。検査対象とする液体試料が流入口１２３から導入され、流出口１２５に向けて流路１２２内を流れる。たとえば途中に設けられた検出部１２７には検出対象物質（たとえば特定のタンパク質）に反応して蛍光を発する物質が固定化されており、検出部１２７を蛍光顕微鏡や光学系検出器で観察することにより、液体内に検出対象物質が含まれるか否かを、判定することができる。この場合、マイクロ流路チップ１０は自家蛍光が小さいことが好ましい。マイクロ流路チップ１０は本図の構成に限定されず、その目的に応じて様々な構成を取ることができる。また、マイクロ流路チップ１０には、さらに動力機構や制御機構が設けられていてもよい。また、検出部１２７における検出方法は、光学的な原理の方法に限らず、機械的、電気的、化学的な原理の方法であり得る。
【００１７】
基材１２は、少なくとも一方の表面に溝１２１が形成されている。溝１２１は、基材１２の少なくとも一方の主面に設けられており、基材１２の両方の主面に設けられていてもよい。本図の例において、流路１２２および検出部１２７は基材１２の一方の面に、底面を有する凹部として形成され、流入口１２３および流出口１２５は基材１２に貫通孔として形成されている。
【００１８】
本実施形態において、溝１２１は、接着樹脂層１６に覆われている。そして、接着樹脂層１６の基材１２と反対側の面には、樹脂フィルム１４がさらに積層されている。
溝１２１は流路用の溝であり、溝１２１の開口が接着樹脂層１６または樹脂フィルム１４で覆われることにより形成された空間が構成する微細な管状構造を流路１２２と呼ぶ。なお、接着樹脂層１６は溝１２１の開口全体を覆っていてもよいし、溝１２１の開口の内、一部のみを覆っていてもよい。その場合、一部の溝１２１が接着樹脂層１６および樹脂フィルム１４に設けられた開口（不図示）と貫通し、樹脂フィルム１４側でマイクロ流路チップ１０の外部に繋がる孔が形成されていてもよい。
【００１９】
マイクロ流路チップ１０において、溝１２１の幅、すなわち流路１２２の幅は、１μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましく、１ｍｍ以下が好ましく、８００μｍ以下がより好ましく、５００μｍ以下がさらに好ましい。
また、マイクロ流路チップ１０において、溝の深さ、すなわち流路１２２の深さは、１μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましく、１ｍｍ以下が好ましく、８００μｍ以下がより好ましく、５００μｍ以下がさらに好ましい。
また、流路１２２の長さはたとえば１ｍｍ以上である。
本実施形態に係るマイクロ流路チップ１０は、幅または深さが、上記下限値以上であることにより、工業的に効率良くマイクロ流路チップ１０を生産できる。また、幅または深さが上記上限値以下であることにより、気泡の残留が抑制され、また、流路１２２を通る流体を制御しやすくなる。
【００２０】
本実施形態において、樹脂フィルム１４は、接着樹脂層１６を介して、基材１２の溝１２１を覆っている。
樹脂フィルム１４の厚さは５０μｍ以上であることが好ましく、６０μｍ以上であることがより好ましい。また、樹脂フィルム１４の厚さは３００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以下であることがより好ましい。当該厚みが上記上限以下、下限以上であることにより、作業性がよく、基材１２と精度良く接合させることができる。
【００２１】
接着樹脂層１６は、基材１２の溝１２１を覆い、基材１２の表面と樹脂フィルム１４とを接着している。
本実施形態においては、接着樹脂層１６を用いることにより、低い温度でも熱プレスができるようになる。また、樹脂フィルム１４を薄くすることができ、たとえば樹脂フィルム１４を介して流路１２２内の温度制御が可能となったり、自家蛍光によるバックグラウンドノイズの低減が可能となったりする。
【００２２】
接着樹脂層１６の厚さは１μｍ以上であることが好ましく、３μｍ以上であることがより好ましい。また、接着樹脂層１６の厚さは２０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがより好ましい。当該厚みが下限以上であることにより、十分な接着強度で基材１２と樹脂フィルム１４を接着できる。また、当該厚みが上記上限以下であることにより、流路形状を保持することができる。
【００２３】
マイクロ流路チップ１０の溝１２１の底部から接着樹脂層１６までの距離の標準偏差は、好ましくは０．５μｍ以下であり、より好ましくは０．４μｍ以下である。
当該標準偏差は、たとえば次の様に測定することができる。
まず、マイクロ流路チップ１０の流路１２２において１２点の測定点を任意に決定し、各測定点で溝１２１の底部から接着樹脂層１６までの距離を、レーザー変位計を用いて測定する。ここで、各測定点は、連続していない異なる流路内であるか、流路に沿って互いに１ｍｍ以上の間隔を有するように決定する。また、液体試料の検出や処理等のために深さが大きく設定されている部分は測定点としない。
【００２４】
なお、マイクロ流路チップ１０の流路設計は検出対象物、利便性を考慮して適宜設計される。マイクロ流路チップ１０は、膜、バルブ、センサー、モーター、ミキサー、ギア、クラッチ、マイクロレンズ、電気回路等を備えたり、複合化のため複数本のマイクロチャネルを同一基板上に備えたりしてもよい。
【００２５】
なお、マイクロ流路チップ１０の流路の少なくとも一部に、生理活性物質が固定化されていてもよい。生理活性物質としては、核酸、タンパク質、糖鎖、糖タンパク等が挙げられる。検出対象物の特性に応じて、適宜、最適な生理活性物質が選択される。また、同一チャネル上に複数の生理活性物質を固定化してもよく、同じマイクロ流路デバイスに別のマイクロチャネルを作製し、それぞれ異なる生理活性物質を固定してもよい。生理活性物質をマイクロ流路デバイスのマイクロチャネル表面に固定化するためにプラスチック表面に表面改質、たとえば官能基の導入、機能材料の固定化、親水性の付与、および疎水性の付与等を実施してもよい。
【００２６】
本実施形態のマイクロ流路チップ１０によれば、マイクロ流路チップ１０が以下に示す特定の条件を満たすことで、高精度での形状安定性と高水準での液量安定性を実現させることができる。
（条件）
溝１２１と樹脂フィルム１４との間の空間が構成する微細な流路１２２内に、空気が外部に逃げないようにしながら、空気圧を１ｐｓｉずつ上昇させて空気を送り込み、基材１２と樹脂フィルム１４とが剥離する圧力が、３０ｐｓｉ以上である。
【００２７】
上記条件における特定の圧力は、高水準での液量安定性を実現させる観点から、３０ｐｓｉ以上であり、４０ｐｓｉ以上であることが好ましく、４５ｐｓｉ以上であることがより好ましい。すなわち、本実施形態において、マイクロ流路チップ１０の基材１２の溝１２１を覆う接着樹脂層１６が適切に基材１２と密着することで、溝１２１の高さ変化を抑制でき、溝１２１の体積変化が小さくなるため、流路内を流れる液量を高水準で制御することができる。その結果、安定した液体量の輸送が可能となる。
一方、上記条件における特定の圧力は、流路の高精度の形状安定性を得る観点から、８０ｐｓｉ以下であり、７０ｐｓｉ以下であることが好ましい。すなわち、上記条件における特定の圧力が８０ｐｓｉを超えるよう製造条件を制御した場合、一般に、高温にしたり、加圧条件を高めたり、接着樹脂層１６の厚みを厚くするといった処理が発生する。そのため、かかる処理により流路の形状安定性に悪影響を及ぼす懸念がある。
【００２８】
なお、本実施形態のマイクロ流路チップ１０は、接着樹脂層１６が溝１２１を覆うものであるが、溝１２１と接着樹脂層１６との間の空間が構成する微細な流路１２２と、溝１２１と樹脂フィルム１４との間の空間が構成する微細な流路１２２とは、同一視できる。
【００２９】
本実施形態においては、圧力調整用レギュレーターを介して、流出口１２３とコンプレッサーとを空気漏れがないよう接続し、空気が漏れないよう流出口１２５にゴム栓等を用いて加圧し蓋をする。コンプレッサーを稼動して、レギュレーターにより圧力を調整しながら、空気圧を１ｐｓｉずつ上昇させて圧縮空気を流入口１２３から流路１２２内に送り込む。この際、基材１２と樹脂フィルム１４との接合界面を顕微鏡観察しながら空気圧を上げていき、基材１２と樹脂フィルム１４とが剥離するときの圧力を測定値とする。
【００３０】
マイクロ流路チップ１０が上記の条件を満たすためには、材料を適切に選択し、組み合わせるだけではなく、さらに、製造方法を工夫することによって得られる。すなわち、材料を適切に選択しつつ、マイクロ流路チップ１０の製造工程における溶剤処理、熱圧着の条件、または接着層の選択といった因子を適切に組み合わせることで初めて条件を満たすことができる。
【００３１】
なお、本実施形態におけるマイクロ流路チップ１０は、樹脂フィルム１４が接着樹脂層１６を介して基材１２に接着されたものであるが、上記条件に示される「基材１２と樹脂フィルム１４とが剥離する」とは、本実施形態における基材１２と接着樹脂層１６とが剥離することと同一視できる。
【００３２】
以下、マイクロ流路チップ１０の各構成に用いられる材料について説明する。
【００３３】
［基材１２］
基材１２のビカット軟化点は８５〜１４５℃であることが好ましい。これにより、液量安定性と高い形状安定性が得られるようになる。
基材１２はたとえば基材形成用樹脂組成物を用いて作製することができる。基材形成用樹脂組成物に含まれる樹脂としては、特に限定されないが、たとえば（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルアセテート、ビニル−アセテート共重合体、スチレン−メチルメタアクリレート共重合体、アクリルニトリル−スチレン共重合体、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ナイロン、ポリメチルペンテン、シリコン樹脂、アミノ樹脂、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、およびポリイミドの樹脂材料からなる群から選択された１種以上の樹脂が挙げられる。なかでも、形状精度、液量安定性、および成型性向上の観点から、基材形成用樹脂組成物は、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択された１種以上の樹脂を含むことが好ましい。
【００３４】
基材形成用樹脂組成物に含まれる（メタ）アクリル系樹脂としては、以下に説明する（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）が挙げられる。（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）は、式（３）で表される構造単位（Ｂ１）を含む樹脂である。
【００３５】
【化１】
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（式（３）中、Ｒ４およびＲ５は互いに独立して水素原子、メチル基、エチル基、またはプロピル基であり、Ｒ６は炭素数１以上３以下のアルキル基である）
【００３６】
基材１２が、構造単位（Ｂ１）を含む（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）を含むか否かは、たとえばＧＣ−ＭＳによる質量分析によって判断できる。
【００３７】
（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）を構成するモノマーとしては、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等のメタクリル酸エステル；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドが挙げられる。（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）の構成モノマーとしては、これらの例示のうち１種または２種以上のモノマーを含む。また、（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）の構成モノマーとしては、これらの例示以外のモノマーをさらに含んでもよい。
【００３８】
（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）は、モノマーの混合物に重合開始剤を添加して重合して得られる。重合開始剤としては、たとえば、過酸化ベインゾイル、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート等の有機過酸化物系重合開始剤及び２，２'−アゾビスイソブチロニトリル、２，２'−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）及び２，２'−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）等のアゾ系重合開始剤が挙げられる。
【００３９】
（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）は、アルキル基の炭素数が１以上３以下であるアクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位、およびアルキル基の炭素数が１以上３以下であるメタクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位のうち、少なくとも一方の構造単位を含む樹脂とすることができる。
【００４０】
成型性向上の観点から、（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）は、式（３）においてＲ６が炭素数１のアルキル基である構造を構造単位（Ｂ１）として含むことが好ましい。すなわち、（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）は、アクリル酸メチルに由来する構造単位およびメタクリル酸メチルに由来する構造単位のうち、少なくとも一方の構造単位を含むことが好ましい。
【００４１】
（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）がＲ６が炭素数１のアルキル基である構造を構造単位（Ｂ１）として含むか否かは、たとえばＧＣ−ＭＳによる質量分析によって判断できる。
【００４２】
また、基材形成用樹脂組成物は、成分が異なる２以上の（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）を含有してもよいし、構造単位（Ｂ１）を含まない（メタ）アクリル系樹脂をさらに含んでもよい。
【００４３】
基材形成用樹脂組成物に含まれるスチレン系樹脂としては、たとえばアタクチックポリスチレン、アイソタクチックポリスチレン、高耐衝撃ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ）、スチレン−メタアクリル酸共重合体、スチレン−メタアクリル酸・アルキルエステル共重合体、スチレン−メタアクリル酸・グリシジルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸・アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、およびスチレン−フマル酸共重合体が挙げられる。
【００４４】
基材形成用樹脂組成物に含まれるポリカーボネート系樹脂としては、たとえばポリプロピレンカーボネート、ポリエチレンカーボネート、１，２−ポリブチレンカーボネート、１，３−ポリブチレンカーボネート、１，４−ポリブチレンカーボネート、ｃｉｓ−２，３−ポリブチレンカーボネート、ｔｒａｎｓ−２，３−ポリブチレンカーボネート、α，β−ポリイソブチレンカーボネート、α，γ−ポリイソブチレンカーボネート、ｃｉｓ−１，２−ポリシクロブチレンカーボネート、ｔｒａｎｓ−１，２−ポリシクロブチレンカーボネート、ｃｉｓ−１，３−ポリシクロブチレンカーボネート、ｔｒａｎｓ−１，３−ポリシクロブチレンカーボネート、ポリヘキセンカーボネート、ポリシクロプロペンカーボネート、ポリシクロヘキセンカーボネート、ポリ（メチルシクロヘキセンカーボネート）、ポリ（ビニルシクロヘキセンカーボネート）、ポリジヒドロナフタレンカーボネート、ポリヘキサヒドロスチレンカーボネート、ポリシクロヘキサンプロピレンカーボネート、ポリスチレンカーボネート、ポリ（３−フェニルプロピレンカーボネート）、ポリ（３−トリメチルシリロキシプロピレンカーボネート）、ポリ（３−メタクリロイロキシプロピレンカーボネート）、ポリパーフルオロプロピレンカーボネート、ポリノルボルネンカーボネート、およびポリ（１，３−シクロヘキシレンカーボネート）が挙げられる。
【００４５】
基材形成用樹脂組成物に含まれるポリオレフィン系樹脂としては、たとえば直鎖状高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、ブロックポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ポリブテン、１，２−ポリブタジエン、４−メチルペンテン、環状ポリオレフィン（シクロオレフィン系樹脂）及びこれらの共重合体（例えば、エチレン−メタアクリル酸メチル共重合体等）が挙げられる。
【００４６】
基材形成用樹脂組成物は、顔料、染料、酸化防止剤、難燃剤等の添加物をさらに含有してもよい。
【００４７】
基材形成用樹脂組成物は、樹脂に必要に応じてその他の含有物を混合して得られる。
【００４８】
基材１２は、市販の板状樹脂材を用いて形成してもよい。また、基材１２は、樹脂の他に、ガラス、シリコン等の材質とすることができる。
【００４９】
［樹脂フィルム１４］
樹脂フィルム１４は、特に限定されないが、たとえば樹脂フィルム形成用樹脂組成物を用いて作製することができる。
【００５０】
樹脂フィルム形成用樹脂組成物に含まれる樹脂としては、特に限定されないが、（メタ）アクリル系樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリビニルアセテート、ビニル−アセテート共重合体、スチレン−メチルメタアクリレート共重合体、アクリルニトリル−スチレン共重合体、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ナイロン、ポリメチルペンテン、シリコン樹脂、アミノ樹脂、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、およびポリイミド等の樹脂材料からなる群から選択された１種以上の樹脂が挙げられる。
【００５１】
中でも、成型性向上の観点から、樹脂フィルム形成用樹脂組成物は（メタ）アクリル系樹脂を含むことが好ましく、以下に説明する（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）を含むことがより好ましい。（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）は、以下の式（１）で表される構造単位（Ａ１）を含む。
【００５２】
【化２】
2018161687.tif 000004
（式（１）中、Ｒ１およびＲ２は互いに独立して水素原子、メチル基、エチル基、またはプロピル基であり、Ｒ３は炭素数３以上６以下のアルキル基である）
【００５３】
（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）を構成するモノマーとしては、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等のメタクリル酸エステル；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドが挙げられる。（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）の構成モノマーとしては、これらの例示のうち１種または２種以上のモノマーを含む。また、（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）の構成モノマーとしては、これらの例示以外のモノマーをさらに含んでもよい。
【００５４】
（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）は、モノマーの混合物に重合開始剤を添加して重合して得られる。重合開始剤としては、たとえば、過酸化ベインゾイル、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート等の有機過酸化物系重合開始剤及び２，２'−アゾビスイソブチロニトリル、２，２'−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）及び２，２'−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）等のアゾ系重合開始剤が挙げられる。
【００５５】
（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）は、アルキル基の炭素数が３以上６以下であるアクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位およびアルキル基の炭素数が３以上６以下であるメタクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位のうち、少なくとも一方の構造単位を含む樹脂とすることができる。
【００５６】
樹脂フィルム１４の成型性向上の観点から、（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）は、式（１）においてＲ３が炭素数４のアルキル基である構造を構造単位（Ａ１）として含むことが好ましい。すなわち、（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）は、アクリル酸ブチルに由来する構造単位およびメタクリル酸ブチルに由来する構造単位のうち少なくとも一方の構造単位を含むことが好ましい。
【００５７】
樹脂フィルム１４が、（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）を含むか否か、また、（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）が、式（１）においてＲ３が炭素数４のアルキル基である構造を構造単位（Ａ１）として含むか否かは、たとえばＧＣ−ＭＳ（Ｇａｓ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）による質量分析によって判断できる。
【００５８】
（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）において、構造単位（Ａ１）の含有率は、０．５％以上であることが好ましい。また、当該含有率は、１５％以下であることが好ましく、９％以下であることがより好ましく、４％以下であることがさらに好ましい。当該含有率が上記下限以上、上限以下であることにより、より成型性を向上させることができる。
【００５９】
ここで、構造単位の含有率とは、樹脂全体の質量に対する当該構造単位の質量の比率である。当該含有率は、たとえばＧＣ−ＭＳによる質量分析によって測定することができる。
【００６０】
また、（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）は、式（２）で表される構造単位（Ａ２）をさらに含むことが好ましい。すなわち、アクリル酸メチルに由来する構造単位およびメタクリル酸メチルに由来する構造単位のうち、少なくとも一方の構造単位さらに含むことが好ましい。
【００６１】
【化３】
2018161687.tif 000005
（式（２）中、Ｒ１'およびＲ２'は互いに独立して水素原子、メチル基、エチル基、またはプロピル基である）
【００６２】
（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）が構造単位（Ａ２）を含むか否かは、たとえばＧＣ−ＭＳによる質量分析によって判断できる。
【００６３】
また、樹脂フィルム形成用樹脂組成物は、構造が異なる２以上の（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）を含有してもよいし、構造単位（Ａ１）を含まない（メタ）アクリル系樹脂をさらに含んでもよい。
【００６４】
樹脂フィルム形成用樹脂組成物は、顔料、染料、酸化防止剤、難燃剤等の添加物をさらに含有してもよい。
【００６５】
樹脂フィルム形成用樹脂組成物は、樹脂に必要に応じてその他の含有物を混合して得られる。
【００６６】
また、樹脂フィルム１４としては、市販の樹脂製フィルムを用いることもできる。
【００６７】
［接着樹脂層１６］
接着樹脂層１６は粘着性を有してもよい。接着樹脂層１６が粘着性を有することにより、基材１２と樹脂フィルム１４との接合強度の向上を図ることができる。また、マイクロ流路チップ１０において、接着樹脂層１６は硬化され、粘着性を有していなくてもよい。
【００６８】
接着樹脂層１６のガラス転移温度は２５℃以下であり、１０℃以下であることが好ましく、０℃以下であることがより好ましく、−１０℃以下であることがさらに好ましい。また、接着樹脂層１６のガラス転移温度の下限は特に限定されないが、ガラス転移温度はたとえば−１００℃以上であり、−８０℃以上が好ましく、−６０℃以上がより好ましく、−４０℃以上がさらに好ましい。接着樹脂層１６のガラス転移温度が上記上限以下であることにより、柔軟性が高く、かつ粘着性を有する層となる。したがって、基材１２と樹脂フィルム１４とを、高温の熱プレスを経ることなく高い精度で接着することができる。接着樹脂層１６のガラス転移温度の調整は、後述する接着樹脂層形成用樹脂組成物の配合を調整することにより行える。
【００６９】
接着樹脂層１６のガラス転移温度は、溶剤を除いた状態で、ＪＩＳ  Ｋ７１２１：１９８７に基づいてたとえば以下のようにして計測できる。示差走査熱量測定装置（セイコーインスツル社製、ＤＳＣ６１００）を用いて−１００℃から２００℃の温度範囲を昇温速度５℃／分の条件で測定し、熱量変化からガラス転移温度Ｔｇを得る。ただし、溶剤を乾燥させて除くとき、完全に溶剤が除かれた状態が好ましいが、作業プロセス上、不可避に残存する溶剤は許容できる。
【００７０】
接着樹脂層１６はたとえば接着樹脂層形成用樹脂組成物を用いて作製することができる。接着樹脂層形成用樹脂組成物に含まれる樹脂としては、特に限定されないが、たとえば（メタ）アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルエーテル系樹脂、およびウレタン系樹脂（粘着剤）が挙げられる。耐熱性に優れ、また、比較的容易かつ安価に入手できることから、接着樹脂層形成用樹脂組成物は中でも（メタ）アクリル系樹脂を含むことが好ましい。
【００７１】
接着樹脂層形成用樹脂組成物に含まれる（メタ）アクリル系樹脂としては、特に限定されないが、たとえば上記した（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）および（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）が挙げられる。
【００７２】
接着樹脂層形成用樹脂組成物は、溶剤、顔料、染料、酸化防止剤、難燃剤、架橋剤等の添加物をさらに含有してもよい。
【００７３】
溶剤としては、樹脂の溶解性、乾燥性、および取り扱い容易性の観点で、たとえば酢酸エチル等のエステル系溶剤、トルエン等の芳香族系溶剤、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤、およびヘキサン等の脂肪族系溶剤が挙げられる。
【００７４】
接着樹脂層形成用樹脂組成物は、樹脂に必要に応じてその他の含有物を混合して得られる。接着樹脂層形成用樹脂組成物は液状とすることができる。
【００７５】
また、接着樹脂層は市販の粘着剤を用いて形成してもよい。
【００７６】
次に、図２を用いて、マイクロ流路チップ１０の製造方法について説明する。図２は、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１０の製造方法について説明するための図である。マイクロ流路チップ１０の製造方法は、一方の表面に溝が形成された基材１２を準備する工程と、樹脂フィルム１４の少なくとも一方の面に接着樹脂層１６を形成して積層体１７を得る積層工程と、基材１２の表面と積層体１７の接着樹脂層１６が露出した面とを対向させ、接着樹脂層１６が溝を覆うように接着する接着工程とを含む。以下、詳述する。
【００７７】
まず、図２（ａ）に示すように、一方の表面１２０に溝１２１が形成された基材１２を準備する。基材１２を準備する方法としては特に制限はなく、たとえば、基材形成用樹脂組成物からなる板状母材または市販の板状樹脂材の平らな表面に対し、切削加工、フォトリソグラフィー、レーザーアブレーション、ホットエンボス法等で溝１２１を形成して、基材１２とすることができる。もしくは、基材形成用樹脂組成物を材料として所定の金型を用い、射出成形等の方法で溝１２１が形成された基材１２を作製することができる。ここで、検出部１２７を成す凹部や流入口１２３および流出口１２５を成す貫通孔を合わせて同様に形成する。
【００７８】
また、後述の接着工程の前に基材１２に対し表面処理を施してもよい。この場合、表面処理は、基材１２の、溝１２１が形成された表面に対し施される。表面処理としては、たとえばプラズマ処理、コロナ放電処理、親水性ポリマーによる表面コート処理が挙げられる。親水性ポリマーとしては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、エバール（ＥＶＯＨ）、ポバール（ＰＶＯＨ）、またはホスホリルコリン基を有するポリマーを成分とするもの等が挙げられる。これらの表面処理を行うことで、流路１２２の内壁を親水化し、流れを良くすることができる。
【００７９】
次に、樹脂フィルム１４の少なくとも一方の面に接着樹脂層１６を形成して積層体１７を得る。より詳細には、例えば、上記した樹脂フィルム形成用樹脂組成物をフィルム状に成形して樹脂フィルム１４を得る。そして、樹脂フィルム１４の主面の一方に、溶剤を含む液状の接着樹脂層形成用樹脂組成物をロールコーティングやグラビアコーティングなどの方法で塗布する。次いで、温風乾燥することにより接着樹脂層形成用樹脂組成物を乾燥させる。乾燥条件としては、たとえば５０℃〜１５０℃、０．５分〜１０分とすることができる。また、架橋剤等を反応させるために、乾燥後にたとえば１週間静置してエイジングを行ってもよい。こうして、図２（ｂ）に示すような、樹脂フィルム１４と接着樹脂層１６とが積層された積層体１７が得られる。
【００８０】
また、後述の接着工程の前に、積層体１７に対し表面処理を施してもよい。この場合、表面処理は、積層体１７の、露出した接着樹脂層１６の表面に対し施される。表面処理としては、たとえばプラズマ処理、コロナ放電処理、親水性ポリマーによる表面コート処理が挙げられる。親水性ポリマーとしては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、エバール（ＥＶＯＨ）、ポバール（ＰＶＯＨ）、またはホスホリルコリン基を有するポリマーを成分とするもの等が挙げられる。これらの表面処理を行うことで、流路１２２の内壁を親水化し、流れを良くすることができる。
【００８１】
接着工程では、基材１２の表面１２０と積層体１７の接着樹脂層１６が露出した面１６０とを対向させ、接着樹脂層１６が溝１２１を覆うように接着する。具体的には、接着工程は以下の様に行うことができる。
【００８２】
まず、基材１２の表面１２０と積層体１７の接着樹脂層１６が露出した面１６０とを対向させて積層する。このとき、接着樹脂層１６が基材１２の溝１２１を覆うようにする。こうして、図２（ｃ）のような、基材１２および積層体１７を含む積層体（第２の積層体）１８が得られる。
【００８３】
また、基材１２表面の積層体１７との接着面に対し、表面処理を行ってもよい。
【００８４】
接着工程では、次いで、積層体１８を加圧して接着することにより、マイクロ流路チップ１０が得られる。加圧するときの温度はたとえば１５℃以上が好ましく、２０℃以上がより好ましい。一方、加圧するときの温度は、４０℃以下が好ましく、３０℃以下がより好ましい。上記上限以下、下限以上の温度で加圧することにより、変形の抑制および製造効率の向上を図れる。加圧は、ヒーター等の加熱手段を用いずに行える。なお、図２（ｃ）の構造は、図１のＡ−Ａにおける断面図に相当する。
【００８５】
また、積層体１８を加圧するときの圧力は、たとえば０．３ＭＰａ以上が好ましく、０．５ＭＰａ以上がより好ましい。一方、加圧するときの温度は、３．０ＭＰａ以下が好ましく、２．０ＭＰａ以下がより好ましい。上記上限以下、下限以上の圧力で加圧することにより、流路形状の変形の抑制および製造効率の向上を図れる。
【００８６】
なお、本実施形態では、マイクロ流路チップ１０が接着樹脂層１６を有する場合について説明したが、接着樹脂層１６を有しないものであってもよい。この場合、基材１２と樹脂フィルム１４とが直接接するように積層する。積層する前に、基材１２または樹脂フィルム１４に対し、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、アセトフェノン等のケトン類等を用いた溶剤による表面処理や、プラズマ処理、コロナ放電処理、親水性ポリマーによる表面コート処理により行うことができる。表面処理等を行うことにより、基材１２の表面を膨潤させ、樹脂フィルム１４との圧着をより適切に行うことができる。その結果、液量安定性および高精度形状安定性を両立できるようになる。
また、基材１２と樹脂フィルム１４とを直接接するように積層させる場合、例えば温度が２０℃〜５０℃、圧力が０．５ＭＰａ〜５ＭＰａ、時間が１０秒〜１分で、加熱加圧処理を行うことにより両者を接着させることができる。
【００８７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例】
【００８８】
以下、本実施形態を、実施例を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【００８９】
［実施例１］
以下の様にマイクロ流路チップを作製した。まず、アクリル系樹脂１（スミペックスＬＧ２、住友化学社製）を用いて５０ｍｍ×５０ｍｍ×１．５ｍｍ厚のアクリル製基板を作製し、切削機（Ｒｏｌａｎｄ社製、Ｄｅｓｋｔｏｐ  Ｅｎｇｒａｖｅｒ  ＥＧＸ−３５０）を用いて幅１００μｍ、深さ３０μｍの流路溝、流入口および流出口を含む凹部パターンを形成し、基材１とした。
【００９０】
一方、樹脂フィルムとして、メタクリル酸メチル９９．５重量部と、アクリル酸ブチル０．５重量部とを重合させた樹脂を厚さ１２５μｍのフィルム状に成型してアクリルフィルム１を得た。ここで、重合開始剤としては２，２'−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）を用いた。仕込み量に対して収率はほぼ１００％であったため、アクリル酸ブチルの仕込み比を、実施形態にて説明した構造単位（Ａ１）の含有率とみなせる。また、当該樹脂は、上記式（１）においてＲ３が炭素数４のアルキル基である構造単位（Ａ１）を含むこと、および、実施形態にて説明した構造単位（Ａ２）をさらに含むことが分かる。
【００９１】
接着樹脂層形成用樹脂組成物は、以下の様に調製した。アクリル系樹脂２（ニッセツＰＥ−１２１、日本カーバイド（株）社製）３０ｇと酢酸エチル３０ｇを常温で１時間混合して接着樹脂層形成用樹脂組成物を得た。
【００９２】
得られた接着樹脂層形成用樹脂組成物をアクリルフィルム１の一方の面にスピンコート塗布し、オーブンで乾燥させた。その後、２４℃の環境下で１週間静置した。こうして、アクリルフィルム１上に接着樹脂層が形成された第１の積層体を得た。
【００９３】
次いで、基材１の凹部パターンが形成された面と、第１の積層体の接着樹脂層の露出面が対向するように積層し、第２の積層体を得た。このとき、接着樹脂層が基材１の凹部パターン全体を覆うようにした。そして、第２の積層体を２５℃、１．０ＭＰａで３秒間加圧して貼り合わせ、マイクロ流路チップ１を得た。
【００９４】
［実施例２〜４］
実施例１のスピンコート塗布条件（回転数、回転時間）を表１に示す接着樹脂層の厚みとなるように変更した以外は、実施例１と同様にして、それぞれマイクロ流路チップ２〜４を得た。
【００９５】
［比較例１、２］
実施例１のスピンコート塗布条件（回転数、回転時間）を表１に示す接着樹脂層の厚みとなるように変更した以外は、実施例１と同様にして、それぞれマイクロ流路チップ５，６を得た。
【００９６】
・特定条件の測定
各実施例および比較例のマイクロ流路チップ１〜６について、次の条件下で接着強度を測定し、結果を表１に示した。
（条件）圧力調整用レギュレーターを介して、流出口とコンプレッサーとを空気漏れがないよう接続し、空気が漏れないよう流出口にゴム栓を用いて加圧し蓋をした。コンプレッサーを稼動して、レギュレーターにより圧力を調整しながら、空気圧を１ｐｓｉずつ上昇させて圧縮空気を流入口から微細流路内に送り込んだ。この際、基材と樹脂フィルム（接着樹脂層）との接合界面を顕微鏡観察しながら空気圧を上げていき、基材と樹脂フィルム（接着樹脂層）とが剥離するときの剥離時圧力（ｐｓｉ）を測定値とした。
【００９７】
・高精度形状安定性の評価
各実施例および比較例のマイクロ流路チップ１〜６について、高精度形状安定性を以下の様に評価し、結果を表１に示した。
各マイクロ流路チップには、上記の様に基材１に形成された流路溝と、接着樹脂層によって幅１００μｍ、深さ３０μｍの流路が形成されている。この流路に沿って、１２点の測定点を決定した。各測定点は、流路に沿って互いに１ｍｍ以上の間隔を有するように決定した。そして、各測定点において、キーエンス社製レーザー変位計を用いて流路溝の底部から接着樹脂層までの距離（以後、「流路高さ」と呼ぶ。）を測定した。また、測定した１２点の流路高さの標準偏差を求めた。
標準偏差が０．５μｍ以下の場合を「◎」、０．５μｍ超過１．０μｍ以下の場合を「○」、１．０μｍ超過の場合を「×」として評価した。
【００９８】
・液量安定性の評価
各実施例および比較例のマイクロ流路チップ１〜６について、液量安定性を以下の様に評価し、結果を表１に示した。
マイクロ流路チップ１〜６について、以下のようにして、加圧（３０ｐｓｉ）した。
まず、圧力調整用レギュレーターを介して、流出口とコンプレッサーとを空気漏れがないよう接続し、空気が漏れないよう流出口にゴム栓を用いて加圧し蓋をした。次に、コンプレッサーを稼動して、レギュレーターにより圧力を調整しながら、空気圧を１ｐｓｉずつ上昇させて圧縮空気を流入口から微細流路内に送りこんだ。
続けて、加圧した状態のまま、キーエンス社製レーザー変位計を用いて、流路溝の底部から接着樹脂層までの距離（流路溝高さ）を測定した。当該測定は、流路に沿って、１２点の測定点を決定し、各測定点は、流路に沿って互いに１ｍｍ以上の間隔を有するように決定した。
その後、測定された流路溝高さの平均値が、加圧前に同様の条件で測定した流路溝高さの平均値と比べ、１０％未満増加した場合を「○」、１０％以上増加した場合を「×」とした。
流路溝の高さ変化が少ないことで、流路内の体積変化を少なくすることができ、その結果、安定した液体の輸送をすることができる。
【００９９】
【表１】
2018161687.tif 000006
【符号の説明】
【０１００】
１０  マイクロ流路チップ
１２  基材
１４  樹脂フィルム
１６  樹脂接着層
１７  積層体（第１の積層体）
１８  積層体（第２の積層体）
１２０  表面
１２１  溝
１２２  流路
１２３  流入口
１２５  流出口
１２７  検出部
１６０  面
【図１】
2018161687.tif 000007
【図２】
2018161687.tif 000008