(57)【要約】  流動試料を加圧や毛細管現象により流動させる微細流路が長く立体的に確実に形成され、精度良くかつ確実に所望通りに流路へ送り込むことができ、正確かつ簡便に短期間で精密に化学反応や化学作用させることができ、歩留まり良く大量かつ均質に製造できる簡易で小型の立体的な三次元マイクロ化学チップを、提供する。  三次元マイクロ化学チップ(1)は、流動試料を流し込み化学反応・化学作用させる流路(22・42)を凹んで及び／又は貫孔して形成された流路担持基板シート(20・40)と、流路(22・42)に繋がる受渡穴を開けた流路維持基板シート(10・30・50)とが、重ねられて、直接又は分子接着剤を介した共有結合により、接合して一体化しており、流路(22・42)が、流動試料注入口(11)から流動試料排出口(13)へ立体的に順次繋がっているものである。流路(22・42)が、その途中で、折り返され、屈曲され、及び／又は湾曲されていてもよい。
2015098720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体、試薬及び試料から選ばれる流動試料を加圧及び／又は毛細管現象により流し込み化学反応及び／又は化学作用させる流路を凹んで及び／又は貫孔してゴム、樹脂、金属、セラミックス及び／又はガラスで形成された単数又は複数の流路担持基板シートと、ゴム、樹脂、金属、セラミックス及び／又はガラスで形成され、前記流路に繋がる受渡穴を開けており前記流路を覆う前記流路担持基板シートをその最上面及び／又は最下面に接して担持する流路維持基板シートとが、重ねられて、少なくとも何れかのシート表面でコロナ処理、プラズマ処理及び紫外線照射処理から選ばれる乾式処理と分子接着剤処理との少なくとも何れかによる直接的な及び／又は前記分子接着剤を介した間接的な共有結合により、接合して一体化しており、
前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとのそれぞれの前記流路と前記受渡穴とが、流動試料注入口から流動試料排出口へ立体的に順次繋がっていることを特徴とする三次元マイクロ化学チップ。
【請求項２】
複数の前記流路担持基板シートの少なくとも何れかの前記流路が、その途中の少なくとも１箇所で、折り返され、屈曲され及び／又は湾曲されていることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項３】
前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、珪藻土、マイカ、タルク及び／又はカオリンを含むことを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項４】
前記流路担持基板シートと、前記流路維持基板シートとが、夫々交互に複数、重ねられていることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項５】
複数の前記流路担持基板シートの少なくとも何れかの前記流路が、その途中の少なくとも１箇所で、排出側よりも注入側へ折り返されていることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項６】
前記流路担持基板シート上のそれぞれの前記流路が互いに少なくとも一部で、段違いで、平行に並び、斜交いに交わり及び／又は斜交いにずれていることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項７】
前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、グラファイトカーボン、チッ化ケイ素、チッ化ホウ素及びチッ化アルミニウムから選ばれる少なくとも何れかの熱伝導性フィラー粉末を含んだシリコーンゴム製放熱シートであることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項８】
前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、前記分子接着剤を、含んでいることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項９】
前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとが、それらの表面の前記分子接着剤を介して、接合していることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項１０】
前記分子接着剤が、ビニルメトキシシリル基を有する炭素数６〜１２のシランカップリング剤を、含んでいることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項１１】
前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、三酸化アンチモン及び水酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも何れかの難燃剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項１２】
前記共有結合が、エーテル結合であることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項１３】
前記流路担持基板シート又は前記流路維持基板シートの少なくとも一部が、ガラスビーズ及び／又はゼオライトを配合したシリコーンゴム原料組成物と、水溶性アルコールを配合したシリコーン組成物とから選ばれる少なくとも何れかで形成された発泡性シリコーンゴムシートであることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項１４】
前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、アナターゼ型又はルチル型の酸化チタン粒子が分散されたシリコーンゴムで形成されることにより、反射率を８０〜１００％とする高反射性シリコーンゴムシートであることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項１５】
前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体ゴム、ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム及び／又はヒドリンゴムで形成されることにより、酸素ガス、窒素ガス、二酸化炭素ガス及び水蒸気の少なくとも何れかのガスのガス透過率を５００〜０．０５（cc/cm2/mm/sec/cm・Hg×1010）とする低ガス透過性シリコーンゴムシートであることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項１６】
前記珪藻土、前記マイカ、前記タルク及び前記カオリンの少なくとも何れかが燐片状フィラーであることを含有していることを特徴とする請求項３に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項１７】
前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、パーオキサイド架橋シリコーンゴム、付加架橋シリコーンゴム、縮合架橋シリコーンゴム、放射線架橋又は電子線架橋シリコーンゴム及びこれらのうちの何れかのシリコーンゴムとオレフィン系ゴムとの共ブレンド物から選ばれる何れかで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項１８】
前記流路の一部が拡径して液溜部となっていることを特徴とする請求項１に記載の三次元マイクロ化学チップ。
【請求項１９】
単数又は複数のゴム製の流路担持基板シートに、検体、試薬及び試料から選ばれる流動試料を加圧及び／又は毛細管現象により流し込み化学反応及び／又は化学作用させる流路を設け、それぞれの前記流路が、流動試料注入口から流動試料排出口へ立体的に順次繋がるように形成する流路成形工程と、
ゴム、樹脂、金属、セラミックス及び／又はガラスで形成され、前記流路に繋がる受渡穴を開けており前記流路担持基板シートを挟む流路維持基板シートを、形成する受渡穴形成工程と、
前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかを、コロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理する処理工程と、
前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとを、常圧下、加圧下又は減圧下で重ねて、直接、又は分子接着剤を介した共有結合により、接合して、一体化し、前記流路担持基板シートのそれぞれの前記流路を、前記流動試料注入口から前記流動試料排出口へ立体的に順次繋げる接合工程とを有することを特徴とする三次元マイクロ化学チップの製造方法。
【請求項２０】
前記流路成形工程で、前記流路担持基板シートの少なくとも何れかの前記流路の途中の少なくとも１箇所で、折り返され、屈曲され及び／又は湾曲されるように形成することを特徴とする請求項１９に記載の三次元マイクロ化学チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体由来検体を被験物としそのバイオ成分を微細流路に流して微量分析する装置や、薬理作用を示すバイオ成分等の有用物質の原材料成分や反応基質等の試薬を微細流路に流してこれら有用物質を化学的に微量合成するマイクロリアクターや、細胞増殖等のためのマイクロ生化学処理器に装着して用いられる立体的で小型であって、三次元マイクロ化学チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
血液や尿などの生体由来検体である被験物をμＬオーダーの微量だけ用いて、酵素の特異的基質選択性を利用し、検体中の基質と作用する酵素反応量やその基質量を酵素又は基質で発色する試薬による着色程度で定量するのに、マイクロバイオチップが用いられている。また、酵素含有膜を用い酵素反応量を電極で電気信号に変換して基質量を定量したりする分析や、ＤＮＡ抽出・そのポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）増幅や、イオン濃度測定や、核酸、糖、タンパク質又はペプチドの微量合成などをμＭオーダーで行う際に、マイクロリアクターチップが用いられている。また、有用細胞やウィルスを増殖させたり、検査のために癌細胞を付着させたりするのに、マイクロ生化学チップが用いられている。【０００３】
このマイクロバイオチップやマイクロリアクターチップやマイクロ生化学チップなどのマイクロ化学チップは、懸濁液や溶液である検体や液体である試薬や細胞液のような試料などの流動試料を加圧して送り込み、流動させて混合、反応、分離、付着、検出するための反応チャンネルとして、溝状の微細流路を有している。【０００４】
マイクロ化学チップは、ステンレス基材、シリコン基材、石英基材又はガラス基材である無機基材や、樹脂基材又はゴム基材である有機基材に、数１０〜数１００μｍの微細流路を切削やエッチングで形成したものである。【０００５】
例えば、有機基材で形成されたマイクロ化学チップは、特許文献１のように、微細流路を有し、透明性の高いプラスチック樹脂で形成されたものである。樹脂基材やゴム基材は成形や切削加工が容易いので、それらを接着剤で貼付し又は熱融着して形成したマイクロ化学チップは、大量生産に適している。特に透明な有機基材又は無機基材で形成されていると、光学系分析に便利である。【０００６】
平坦な有機基材で形成されたマイクロ化学チップは、水溶性の検体や、金属を溶解するフッ酸などの強酸又は水溶性薬剤のような試薬を用いる際にその有機基材が劣化し難いので、化学的・生化学的に安定である。【０００７】
マイクロ化学チップは、既存の微量分析装置やマイクロリアクターに装着する都合上、然程大きくできない。そのためマイクロ化学チップ平面に形成できる微細流路はマイクロ化学チップの限られた平面上で形成しなければならなかった。しかも、微細流路を形成した樹脂シート又はゴムシートを接着剤で貼付又は加熱融着するために接合強度が低く、検体や試薬や試料を高圧で流路に流動させる際に、接着されている基材と基材とが圧力に耐えられなくなり剥離して破損し易く、物理的に弱い。微細で分岐した複雑なパターン形状の流路に、マイクロチップが破損しない程度のやや高圧で、検体や試薬や試料を送り込んでも、流路終端まで確実に到達させ難い。流路が付された透明な樹脂シートを、接着剤で貼付し又は熱融着して作製したマイクロ化学チップは、接着剤介在や過熱のせいで、接着剤が流路にはみ出したり屈折率の変動や熱変形・歪みを惹き起したりして、精密な光学系分析・観察に重要となる均質な透明性を流路上に確保し難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２１８６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、微量の生体由来検体のような貴重な検体・試料や稀薄で微量の試薬を高圧での加圧や毛細管現象で流動させる微細流路が長く立体的に確実に形成され、精度良くかつ確実に所望通りに流路へ送り込むことができ、微細流路を長くし三次元的に配置して、その検体中のバイオ成分、試薬、細胞のような試料等の有用物質を正確かつ簡便に短期間で精密に分析したり反応させたりして化学反応させ、又は到達させて付着したり吸着したり増殖したりして化学的に又は生化学的に化学作用させることができ、歩留まり良く大量かつ均質に製造できる簡易で小型の立体的な、三次元マイクロ化学チップを、提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するためになされた本発明の三次元マイクロ化学チップは、検体、試薬及び試料から選ばれる流動試料を加圧及び／又は毛細管現象により流し込み化学反応及び／又は化学作用させる流路を凹んで及び／又は貫孔してゴム、樹脂、金属、セラミックス及び／又はガラスで形成された単数又は複数の流路担持基板シートと、ゴム、樹脂、金属、セラミックス及び／又はガラスで形成され、前記流路に繋がる受渡穴を開けており前記流路を覆う前記流路担持基板シートをその最上面及び／又は最下面に接して担持する流路維持基板シートとが、重ねられて、少なくとも何れかのシート表面でコロナ処理、プラズマ処理及び紫外線照射処理から選ばれる乾式処理と分子接着剤処理との少なくとも何れかによる直接的な及び／又は前記分子接着剤を介した間接的な共有結合により、接合して一体化しており、前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとのそれぞれの前記流路と前記受渡穴とが、流動試料注入口から流動試料排出口へ立体的に順次繋がっているものである。紫外線照射処理は、紫外線を照射する処理であれば限定されないが、広域波長域又は複数波長の紫外線を照射する一般的な紫外線処理(ＵＶ処理)であってもよく、単一波長と見做せるエキシマ紫外線を照射するエキシマ紫外線処理（エキシマＵＶ処理）であってもよい。【００１１】
三次元マイクロ化学チップは、複数の前記流路担持基板シートの少なくとも何れかの前記流路が、その途中の少なくとも１箇所で、折り返され、屈曲され及び／又は湾曲されたものであってもよい。【００１２】
三次元マイクロ化学チップは、前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、珪藻土、マイカ、タルク及び／又はカオリンを含むものであってもよい。【００１３】
三次元マイクロ化学チップは、前記流路担持基板シートと、前記流路維持基板シートとが、夫々交互に複数、重ねられたものであってもよい。【００１４】
三次元マイクロ化学チップは、前記流路担持基板シートの少なくとも何れかの前記流路が、その途中の少なくとも１箇所で、排出側よりも注入側へ折り返されたものであってもよい。【００１５】
三次元マイクロ化学チップは、前記流路担持基板シート上のそれぞれの前記流路が互いに少なくとも一部で、段違いで、平行に並び、斜交いに交わり及び／又は斜交いにずれたものであってもよい。【００１６】
三次元マイクロ化学チップは、前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、グラファイトカーボン、チッ化ケイ素、チッ化ホウ素及びチッ化アルミニウムから選ばれる少なくとも何れかの熱伝導性フィラー粉末を含んだシリコーンゴム製放熱シートであるというものであってもよい。【００１７】
三次元マイクロ化学チップは、前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、前記分子接着剤を、含んだものであってもよい。【００１８】
三次元マイクロ化学チップは、前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとが、それらの表面の前記分子接着剤を介して、接合したものであってもよい。【００１９】
三次元マイクロ化学チップは、前記分子接着剤が、ビニルメトキシシリル基を有する炭素数６〜１２のシランカップリング剤を、含んだものであってもよい。【００２０】
三次元マイクロ化学チップは、前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、三酸化アンチモン及び水酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも何れかの難燃剤を含んだものであってもよい。【００２１】
三次元マイクロ化学チップは、前記共有結合が、エーテル結合であるというものであってもよい。【００２２】
三次元マイクロ化学チップは、前記流路担持基板シート又は前記流路維持基板シートの少なくとも一部が、ガラスビーズ及び／又はゼオライトを配合したシリコーンゴム原料組成物と、水溶性アルコールを配合したシリコーン組成物とから選ばれる少なくとも何れかで形成された発泡性シリコーンゴムシートであるというものであってもよい。【００２３】
三次元マイクロ化学チップは、前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、アナターゼ型又はルチル型の酸化チタン粒子が分散されたシリコーンゴムで形成されることにより、反射率を８０〜１００％とする高反射性シリコーンゴムシートであるというものであってもよい。【００２４】
三次元マイクロ化学チップは、前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体ゴム、ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム及び／又はヒドリンゴムで形成されることにより、酸素ガス、窒素ガス、二酸化炭素ガス及び水蒸気の少なくとも何れかのガスのガス透過率を５００〜０．０５（cc/cm2/mm/sec/cm・Hg×1010）とする低ガス透過性シリコーンゴムシートであるというものであってもよい。【００２５】
三次元マイクロ化学チップは、前記珪藻土、前記マイカ、前記タルク及び前記カオリンの少なくとも何れかが燐片状フィラーであってもよい。【００２６】
三次元マイクロ化学チップは、前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかが、パーオキサイド架橋シリコーンゴム、付加架橋シリコーンゴム、縮合架橋シリコーンゴム、放射線架橋又は電子線架橋シリコーンゴム及びこれらのうちの何れかのシリコーンゴムとオレフィン系ゴムとの共ブレンド物から選ばれる何れかで形成されているものであってもよい。【００２７】
三次元マイクロ化学チップは、前記流路の一部が拡径して液溜部となっているものであってもよい。【００２８】
本発明の三次元マイクロ化学チップの製造方法は、単数又は複数のゴム製の流路担持基板シートに、検体、試薬及び試料から選ばれる流動試料を加圧及び／又は毛細管現象により流し込み化学反応及び／又は化学作用させる流路を設け、それぞれの前記流路が、流動試料注入口から流動試料排出口へ立体的に順次繋がるように形成する流路成形工程と、ゴム、樹脂、金属、セラミックス及び／又はガラスで形成され、前記流路に繋がる受渡穴を開けており前記流路担持基板シートを挟む流路維持基板シートを、形成する受渡穴形成工程と、前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとの少なくとも何れかを、コロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理する処理工程と、前記流路担持基板シートと前記流路維持基板シートとを、常圧下、加圧下又は減圧下で重ねて、直接、又は分子接着剤を介した共有結合により、接合して、一体化し、前記流路担持基板シートのそれぞれの前記流路を、前記流動試料注入口から前記流動試料排出口へ立体的に順次繋げる接合工程とを有する。【００２９】
三次元マイクロ化学チップの製造方法は、前記流路成形工程で、前記流路担持基板シートの少なくとも何れかの前記流路の途中の少なくとも１箇所で、折り返され、屈曲され、及び／又は湾曲されるように形成するものであってもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の三次元マイクロ化学チップは、微量の生体由来検体のような貴重な検体や稀薄で微量の試薬や細胞のような試料を高圧での加圧や毛細管現象により流動させる微細流路が、長く立体的に確実に形成されたものである。【００３１】
この三次元マイクロ化学チップは、微細流路が流動試料注入口から流動試料排出口へ立体的に順次繋がりつつその途中で、折り返され、屈曲され、及び／又は湾曲されていると、微細流路を立体的にして、微細流路距離を稼ぐことができる。これにより三次元マイクロ化学チップは、微細流路が長く立体的となるので、その流路途中で化学反応が十分に進行し、その検体中のバイオ成分や試薬の有用物質を正確かつ簡便に短期間で精密に分析したり反応させたり、細胞のような試料を調製させたりできる。【００３２】
この三次元マイクロ化学チップは、微細流路が経路途中の少なくとも１箇所で、折り返され、屈曲され、及び／又は湾曲され、複数の流路担持基板シート毎に微細流路が形成され、段違いで平行に並び、斜交いに交わり、斜交いにずれて立体的に形成されていることにより、微細流路を長くしても、小型のまま維持できる。送液の際に過剰圧力とならないように、注入側よりも排出側に折り返され、屈曲され及び／又は湾曲されていることが好ましい。【００３３】
この三次元マイクロ化学チップは、流動試料を高圧での加圧や毛細管現象によりそれの微細な流路へ流し込んだときに、熱伝導性フィラー粉末を含んだシリコーンゴム製熱伝導性シートを有していると、放熱し易いことによって、充分に放冷する。そのため、微量の生体由来検体のような貴重な検体や稀薄で微量の試薬のような流動試料を高温に晒させず、不意に分解したり副反応で不純物に変質させたりすることなく、所望の通りに分析したり反応させたりすることができる。また、三次元マイクロ化学チップは、シリコーンゴム製熱伝導性シートを有していると、意図的にヒーターで昇温して加熱される場合でも、シリコーンゴム製熱伝導性シートが熱伝導し易いことによって、速やかに加熱され適温に維持できる。【００３４】
この三次元マイクロ化学チップは、流路担持基板シートと流路維持基板シートとが、直接的な化学的分子間結合、即ちエーテル結合のような共有結合による強固な接着で、それらのシート上の流路領域外の接合面で確りと接合している。そのため、流動試料を漏らさずに高圧に加圧して流動させる微細な流路が、確実に形成されている。【００３５】
この三次元マイクロ化学チップは、複数の流路担持基板シートのそれぞれに、直線や曲線を組み合わせた線状やその末端乃至途中で拡大したり集束又は分岐したりした複雑なパターン形状で０．５μｍ〜５ｍｍ幅の微細な流路が、精密に形成することができるものである。そのような微細な流路を有していても、検体や試薬や試料である流動体が加圧されて送り込まれその流路で流動する際に、流路担持基板シートと流路維持基板シートとが剥がれないので、この三次元マイクロ化学チップが破損しない。【００３６】
この三次元マイクロ化学チップは、微細な流路に常圧〜５気圧程度の圧力で、液状又はガス状の検体や試薬や試料である流動試料を送り込んでも、氷冷下〜１２０℃程度、汎用的には０〜１００℃程度又は２０〜１２０℃程度の低温乃至高温の温度範囲で加熱冷却を繰り返しながら検体や試薬や試料を送り込んでも、流路担持基板シートのゴム弾性により流路が破損しない。【００３７】
この三次元マイクロ化学チップによれば、検体や試薬や試料である流動試料を確実かつ精度良く所望の流路へ、所望の温度に維持しつつ、送り込むことができる。その結果、その検体中のバイオ成分等の有用物質を正確かつ簡便に短期間で分析したり、薬理作用を示すバイオ成分等の有用物質の原材料成分や反応基質等の試薬を目的通りに反応させたり、所望の細胞を目的通りに到達させたりできる。【００３８】
この三次元マイクロ化学チップは、ゴムシートの流路を微細にして、検体や試薬や試料とゴムシートとの接触を可能な限り抑え、検体や試薬や試料の汚染や吸着を防止することができる。【００３９】
この三次元マイクロ化学チップは、ディスポーザブルで用いられる場合、別な検体や試薬や試料の混入による汚染の恐れが無く、信頼性のある結果を得ることができるものである。【００４０】
この三次元マイクロ化学チップは、微細流路を立体的に配置しているから微細流路距離を長くしても、外形が数ｍｍ〜十数ｃｍ四方程度の極めて小型にすることができ簡易な構造である。この三次元マイクロ化学チップは、小型でも多数の直列、並列又は分岐した流路を平面状及び／又は立体状に備え、注入口や排出口を多数設けて、複数の反応過程を直列又は並列若しくは立体的かつ縦横に経る多機能にすることができる。そのため大掛かりな分析装置などを用いなくてもポータブルの分析装置を用いて、屋内のみならず屋外でも迅速に複数種の定性・定量分析を行うことができる。さらに、三次元マイクロ化学チップに用いられる分析試薬や反応試薬は極微量で済むうえ、フラスコや試験管での分析や反応に比べて廃液量が格段に少なくなるので、環境保全に資する。【００４１】
本発明の三次元マイクロ化学チップを製造する方法によれば、極めて簡便であり、短工程で、高品質で均質な三次元マイクロ化学チップを歩留まり良く安価で大量に製造できる。【００４２】
この方法によれば、単数又は複数のゴム製の流路担持基板シートに、検体や試薬や試料である流動試料を高圧での加圧や毛細管現象により流し込み様々な化学反応・化学作用をさせる流路を設け、それぞれの流路が、流動試料注入口から流動試料排出口へ立体的に順次繋がって、複数の流路担持基板シートの微細流路の途中の少なくとも１箇所で、排出側よりも折り返されているように微細流路を簡易に成形することができる。【００４３】
また、この方法によれば、流路担持基板シートと流路維持基板シートとが、その流路領域外で、接触によってエーテル結合のような共有結合を直接形成して、簡便に、接着剤よりも遥かに強力に接合する。このような分子接着は、熱可塑性樹脂を熱融着させる程の高温の加熱を必要とせず、常圧下、加圧下又は減圧下にて必要に応じ熱融着温度未満で短時間加熱すれば、充分に惹き起される。そのため、光学的分析の精度を妨げる屈折率の変動や熱変形・歪みを生じない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を適用する三次元マイクロ化学チップの模式的な分解斜視図である。
【図２】本発明を適用する三次元マイクロ化学チップの模式的な部分切欠き斜視図である。
【図３】本発明を適用する三次元マイクロ化学チップの使用状態を示す斜視図である。
【図４】本発明を適用する別な三次元マイクロ化学チップの模式的な部分切欠き斜視図である。
【図５】本発明を適用する別な三次元マイクロ化学チップの模式的な分解斜視図である。
【図６】本発明を適用する別な三次元マイクロ化学チップの模式的な分解斜視図である。
【図７】本発明を適用する三次元マイクロ化学チップの流路維持基板シートとして用いられ得るシリコーンゴムシートの断熱性についての温度と時間経過との相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【００４６】
本発明を適用する三次元マイクロ化学チップ１の一例は、それの製造途中を示す図１の分解斜視図の通り、カバー用のポリイミド製流路維持基板シート１０と、底面支持用のポリイミド製流路維持基板シート５０との間に、微細な流路を有するシリコーンゴム製流路担持基板シート２０・４０と、各シート１０〜５０の流路を繋ぐ貫通穴３１を有するポリイミド製流路維持基板シート３０とが、重ね合わされた可撓性のものである。
【００４７】
流路維持基板シート１０に、流動試料注入口１１ａ・１１ｂ・１１ｅ・１１ｇと、流動試料排出口１３ａ・１３ｂとが、表裏を貫通して開けられ、おもて面１４ａで露出している。
【００４８】
流路担持基板シート２０には、流動試料注入口１１ａに対応する流動試料受渡穴２１ａと、そこから延びた微細流路２２ａと、その屈曲部に在る流動試料受渡穴２１ｂと、そこから延び途中で屈曲した微細流路２２ｂと、その端部に在る流動試料受渡穴２１ｃとが、表裏を貫通して設けられている。また、流動試料受渡穴２１ｄから延び途中で屈曲した微細流路２２ｄと、その微細流路２２ｄの途中で広がった液溜部２２ｄ’と、その下流側で分岐した微細流路２２ｅ及び２２ｇと、一方に分岐した微細流路２２ｅの屈曲部に在り流動試料注入口１１ｅに対応する流動試料受渡穴２１ｅと、そこから延びた微細流路２２ｆと、その端部に在る流動試料引渡穴２３ａと、他方に分岐した微細流路２２ｇの端部に在る流動試料受渡穴２１ｇとが、表裏を貫通して設けられている。さらに、流動試料受渡穴２１ｉから延びた微細流路２２ｉと、その端部に在る流動試料引渡穴２３ｂとが、表裏を貫通して設けられている。
【００４９】
流路維持基板シート３０には、流動試料受渡穴２１ｃ・２１ｄ・２１ｇ・２１ｉにそれぞれ対応する流動試料受渡穴３１ｃ・３１ｄ・３１ｈ・３１ｉが、表裏を貫通して開けられている。
【００５０】
流路担持基板シート４０には、流動試料受渡穴３１ｃに対応する流動試料受渡穴４１ｃと、それから延び途中で屈曲した微細流路４２ｃと、その端部に在り流動試料受渡穴３１ｄに対応する流動試料受渡穴４１ｄとが、表裏を貫通して設けられている。また、流動試料受渡穴３１ｈに対応する流動試料受渡穴４１ｈと、そこから延び途中で略Ω字状に屈曲した微細流路４２ｈと、その端部に在り流動試料受渡穴３１ｉに対応する流動試料受渡穴４１ｉとが、表裏を貫通して設けられている。
【００５１】
流路維持基板シート５０は、おもて面５４ａが平坦になっている。
【００５２】
流路維持基板シート１０・３０・５０は、シリコーンゴム製の流路担持基板シート２０・４０よりも硬質でゴム弾性を有しないから、流路担持基板シート２０・４０のような弾性変形をしない。しかし、流路維持基板シート１０・３０・５０は、薄シートであって可撓性を有するから、流路担持基板シート２０・４０を剥離しないように維持しつつ幾分撓むことが可能である。
【００５３】
流動試料注入口１１、流動試料受渡穴２１・３１・４１、微細流路２２・４２、流動試料引渡穴２３、及び流動試料排出口１３は、流路を形成している。
【００５４】
微細流路２２・４２は、液状又はガス状の検体、試薬及び試料から選ばれる流動試料を加圧して流し込み化学反応させる溝状のものである。微細流路２２・４２は、流路維持基板シート１０・３０及び流路担持基板シート２０・４０に、溝状若しくは孔状に貫通して形成されている。流動試料注入口１１、流動試料受渡穴２１・３１・４１、流動試料引渡穴２３、及び流動試料排出口１３はそれぞれ、流動試料注入口１１から流動試料を微細流路２２・４２に注入したり、別な流路担持基板シート２０・４０の微細流路２２・４２に誘導したり、流動試料を流動試料排出口１３から排出したりするためのものである。
【００５５】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０は、順次互いに接合して一体化している。流路維持基板シート１０・３０及び流路担持基板シート２０・４０の各うら面１４ｂ・２４ｂ・３４ｂ・４４ｂと、流路維持基板シート３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の各おもて面２４ａ・３４ａ・４４ａ・５４ａとが、それぞれ接合されている。流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０は、流動試料注入口１１と流動試料受渡穴２１・３１・４１と流動試料引渡穴２３と流動試料排出口１３との領域外で、その表面がコロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）で活性化されて、重ねられたものである。
【００５６】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０は、これら微細流路２２・４２や流動試料受渡穴２１や流動試料引渡穴２３の領域以外で、コロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）されて生じた活性基、例えば水酸基（−ＯＨ）やヒドロキシシリル基（−ＳｉＯＨ）のような反応性活性基同士が、共有結合により直接、化学結合して、強固に接合することにより、剥離不能に一体化している。このようなエーテル結合は、ＯＨ基同士の脱水によるエーテル結合であることが好ましい。
【００５７】
流路担持基板シート２０・４０は、シリコーンゴム原材料成分を含有する組成物から成形されて形成されている。
【００５８】
流路担持基板シート２０・４０中のシリコーンゴムは、主成分が、パーオキサイド架橋シリコーンゴム、付加架橋シリコーンゴム、縮合架橋シリコーンゴム、又はこれらのシリコーンゴムとオレフィン系ゴムとの共ブレンド物である。
【００５９】
流路維持基板シート１０・３０・５０と流路担持基板シート２０・４０との何れか又は全てが、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、グラファイトカーボン、チッ化ケイ素、チッ化ホウ素、及びチッ化アルミニウムから選ばれる熱伝導性フィラー粉末を含んだシリコーンゴム製熱伝導性シートとなっている。熱伝導性フィラー粉末は、流路維持基板シート１０・３０・５０や流路担持基板シート２０・４０中、それぞれ５０〜９５重量％含まれる。熱伝導性フィラー粉末は、平均粒径０．２〜５０μｍであることが好ましい。
【００６０】
流路担持基板シート２０・４０の何れか又は全てが、コロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）されて生じた活性基同士で、共有結合し易くなるように、白金触媒、例えば１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン白金（０）触媒（Ｐｔ（ｄｖｓ））２．１−２．４％キシレン溶液（Ｇｅｌｅｓｔ社製品）のような白金錯体を、白金換算で１０〜１０００ｐｐｍの濃度で含んでいることが好ましい。
【００６１】
流路担持基板シート２０・４０の何れか又は全てが、ビニルアルコキシシリル基を有するビニルアルコキシシランユニットが２〜６ユニットのシランカップリング剤、例えばポリビニルメトキシシロキサンを、０．５〜１０重量部の濃度で含んでいることが好ましい。シランカップリング剤のビニル基と、シリコーンゴムポリマー内のビニル基やハイドロジェンシロキサン基とがパーオキサイドや白金触媒により共有結合するエーテル結合とは別な共有結合によって一層強固に接合できるようになる。このとき、白金触媒を含んでいると一層、共有結合し易くなるので好ましい。
【００６２】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の何れか又は全てが、難燃性の作用をする三酸化アンチモンや水酸化アルミニウムである粉末を、難燃性の機能付与のため、含ませていてもよい。これら粉末は、流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０中、５〜５０重量％含まれ、平均粒径５〜２０μｍとすることが好ましい。
【００６３】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の何れか又は全てが、シリコーンオイル、例えば、ポリジメチルシロキサン、メチルフェニルシロキサン、又はフルオロシリコーンオイルを、０．５〜３０重量％含んでいてもよい。シリコーンオイルは、充填剤を添加し易い作用を付与するためにシリコーンゴムに添加されるものである。
【００６４】
流路担持基板シート２０・４０の何れか又は一部が、反射率を高めたりバルブの機能を発現させたりできるように、発泡性シリコーンゴムで形成されていてもよい。発泡性シリコーンゴムは、ガラスビーズやゼオライトを配合したシリコーンゴム組成物、水溶性アルコールを配合したシリコーン組成物で例示される発泡性シリコーンゴム成分を含有するシリコーンゴム組成物から成形されて形成されている。
【００６５】
流路担持基板シート２０・４０の何れか又は全てが、高い反射率を有することにより蛍光検出等の光で検出を高感度ですることができるように、アナターゼ型又はルチル型の酸化チタン粒子が分散されて成形されており、酸化チタン含有シリコーン組成物で例示される高反射率発現成分を含有するシリコーンゴム組成物から成形されて形成されていてもよい。これにより、流路担持基板シート２０・４０の反射率が、８０〜１００％となる。
【００６６】
酸化チタン粒子の具体例としては、ルチル型酸化チタンやアナターゼ型酸化チタンの粒子、特にはルチル型酸化チタン粒子が光触媒活性が低いために、樹脂を光触媒作用により劣化させて反射率を低下させることを抑制できる点から好ましい。また、ルチル型酸化チタンは、５００μｍ以上の長波長領域の反射率をより高くし、アナターゼ型酸化チタンは、４００μｍ以上の長波長領域の反射率をより高くする点から好ましい。また、酸化チタン粒子は、光触媒活性を抑制するために表面処理されていてもよい。表面処理剤としては酸化亜鉛、シリカ、アルミナ、ジルコニアなど、適宜選択することができる。
【００６７】
また、酸化チタン粒子はシランカップリング剤で処理されていてもよい。酸化チタン粒子がシランカップリング剤で処理されている場合には、分散性が改善されるとともにシリコーン樹脂との界面における接着力が向上する。シランカップリング剤の具体例としては、ビニル基，フェニル基，アルコシキ基，グリシジル基，（メタ）アクリロイル基等の反応性官能基を有するシランカップリング剤が挙げられる。さらに具体的には、例えば、ＣＨ2＝ＣＨＳｉ(ＯＣＨ3)3（ビニルトリメトキシシラン）、Ｃ6Ｈ5Ｓｉ(ＯＣＨ3)3、Ｃ2Ｈ3Ｏ-ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)3Ｓｉ(ＯＣＨ3)3、Ｃ2Ｈ3Ｏ-ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)3ＳｉＣＨ3(ＯＣＨ3)2、ＣＨ2＝ＣＨ-ＣＯ-Ｏ(ＣＨ2)3ＳｉＣＨ3(ＯＣＨ3)2、ＣＨ2＝ＣＣＨ3-ＣＯ-Ｏ(ＣＨ2)3ＳｉＣＨ3(ＯＣＨ3)2、２−(２，３−エポキシプロピルオキシプロピル)−２，４，６，８−テトラメチル−シクロテトラシロキサン、２−(２，３−エポキシプロピルオキシプロピル)−２，４，６，８−テトラメチル−６−(トリメトキシシリルエチル)シクロテトラシロキサン等が挙げられる。
【００６８】
流路担持基板シート２０・４０がシリコーンゴムで形成された例を示したが、その他のゴムで形成されていてもよい。流路担持基板シート２０・４０の何れか又は全てが、低いガス透過性を有することにより、外界の酸素や二酸化炭素や水蒸気（湿気）等の影響を受けないように、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ヒドリンゴムで形成されることが好ましい。具体的には、シリコーンゴムにＥＰＤＭやマイカやタルクのような鱗片状のフィラーをブレンドした組成物や、ブチルゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、ＳＢＲ、ヒドリンで例示される低ガス透過性発現成分を含有するシリコーンゴム組成物から成形されて形成されていてもよい。これにより、流路担持基板シート２０・４０が、酸素ガス、窒素ガス、二酸化炭素ガス及び水蒸気の少なくとも何れかのガスのガス透過率を５００〜０．０５（cc/cm2/mm/sec/cm・Hg×1010）とする低ガス透過性シリコーンゴムシートとなる。
【００６９】
流路維持基板シート１０・３０・５０が、ポリイミドで形成された例を示したが、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）やアルミニウム箔又はアルミニウム板やガラス板で形成されていてもよく、流路担持基板シート２０・４０用の材質として例示したシリコーンで形成されていてもよく難燃剤等を含んで形成されていてもよい。
【００７０】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０は、分子接着剤を介した共有結合により、接合して一体化していてもよい。
【００７１】
分子接着剤とは、その分子中の官能基が被着体と共有結合による化学反応することによって、流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０とを、単分子乃至は多分子の分子接着剤分子による共有結合を介して直接結合するものである。分子接着剤は、二つの官能基が被着体である流路維持基板シート１０・３０・５０と流路担持基板シート２０・４０とに夫々化学反応して共有結合を形成するもので、このような両官能性の分子の総称であり、具体的には、シランカップリング剤をはじめとする各種カップリング剤が挙げられる。
【００７２】
分子接着剤は、より具体的には、
トリエトキシシリルプロピルアミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジチオール（ＴＥＳ）、アミノエチルアミノプロピル トリメトキシシランのようなアミノ基含有化合物；
トリエトキシシリルプロピルアミノ基のようなトリアルコキシシリルアルキルアミノ基とメルカプト基又はアジド基とを有するトリアジン化合物、下記化学式(Ｉ)
【化１】
2015098720.tif 000003
（式(Ｉ)中、Ｗは、スペーサ基、例えば置換基を有していてもよいアルキレン基、アミノアルキレン基であってもよく、直接結合であってもよい。Ｙは、ＯＨ基又は加水分解や脱離によりＯＨ基を生成する反応性官能基、例えばトリアルコキシアルキル基である。−Ｚは、−Ｎ３又は−ＮＲ１Ｒ２である（但し、Ｒ１，Ｒ２は同一又は異なりＨ又はアルキル基、−Ｒ３Ｓｉ（Ｒ４）ｍ（ＯＲ５）３−ｍ[Ｒ３，Ｒ４はアルキル基、Ｒ５はＨ又はアルキル基、ｍは０〜２]。なお、アルキレン基、アルコキシ、アルキル基は、置換基を有していてもよい炭素数１〜１２の直鎖状、分岐鎖状及び／又は環状の炭化水素基である。）で表わされるトリアジン化合物；
トリアルコキシシリルアルキル基を有するチオール化合物；
トリアルキルオキシシリルアルキル基を有するエポキシ化合物；
CH2=CH-Si(OCH3)2-O-[Si(OCH3)2-O-]n-Si(OCH3)2-CH=CH2  (n=1.8〜5.7)で例示されるビニルアルコキシシロキサンポリマーのようなシランカップリング剤
が挙げられる。
【００７３】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０が、シリコーンゴムである場合、コロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）されるだけで、十分に活性基が発現するので直接接合してもよいが、前記シランカップリング剤のような分子接着剤を用いて、接合してもよい。一方、流路維持基板シート１０・３０・５０が非シリコーンゴム製の樹脂である場合、前記シランカップリング剤のような分子接着剤の０．０５〜１重量％のアルコール溶液例えばメタノール溶液へ浸漬され乾燥された後、接合されることが好ましい。分子接着剤の溶液の濃度は、高過ぎると、両シート間での接合面が剥がれることとなり、薄過ぎると両シートを十分に接合できなくなってしまう。
【００７４】
三次元マイクロ化学チップ１は、図２に示すように、流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０が順次接合し一体化して組み立てられている。それによって、複数の流路担持基板シート２０・４０に形成された微細流路２２・４２が、流動試料注入口１１から流動試料排出口１３へ立体的に順次繋がりつつ、その途中で、折り返されている。
【００７５】
流路を成す微細流路２２・４２の流路パターンは、生体由来検体である被験物のバイオ成分を微細流路に流して微量分析ためのパターンや、薬理作用を示すバイオ成分等の有用物質の原材料成分や反応基質等の試薬を微細流路に流してこれら有用物質を化学的に微量合成するパターンや、有用細胞やウィルスを留めて増殖させたり検査のために癌細胞を付着させたりするパターンであって、一部で折り返されて入れば、特に限定されない。
【００７６】
その流路は、図２に示す一例に即して説明すると、以下の通りである。流路は、流路維持基板シート１０の流動試料注入口１１ａから、下面シートである流路担持基板シート２０にて、流動試料受渡穴２１ａを経て微細流路２２ａに到る。流路維持基板シート１０の流動試料注入口１１ｂが、微細流路２２ａの末端に在る流動試料受渡穴２１ｂと合流し、微細流路２２ｂに到りその末端に在る流動試料受渡穴２１ｃに繋がっている。流動試料受渡穴２１ｃは、流路維持基板シート３０の流動試料受渡穴３１ｃを経て、流路担持基板シート４０の流動試料受渡穴４１ｃに繋がっている。流路担持基板シート４０にて、流動試料受渡穴４１ｃを経て微細流路４２ｃに到りその末端に在る流動試料受渡穴４１ｄに繋がっている。流動試料受渡穴４１ｄは、流路維持基板シート３０の流動試料受渡穴３１ｄを経て、流路担持基板シート２０の流動試料受渡穴２１ｄに繋がり戻ってきている。これによって、その流路が、上流の流動試料注入口１１ａから下流の流動試料受渡穴２１ｄに到るまでの間で、折り返されている。流路担持基板シート２０にて、流動試料受渡穴２１ｄは、微細流路２２ｄに到っている。微細流路２２ｄの途中の液溜部２２ｄ’は、流動試料をトラップできるように微細流路２２ｄの途中で広がっている。液溜部２２ｄ’は、流入した流動試料を暫しトラップして化学反応を充分に起こさせることができる。また、液溜部２２ｄ’は、流動試料のための測定用・検出用又は反応用の光線、例えば紫外線・赤外線・可視光線・レーザー光等を照射できる程度に十分に広い面積を有している。液溜部２２ｄ’は、トラップ開始端部とトラップ終了端部とが夫々、徐々に拡径・縮径しており、流動試料の流れを阻害しないようになっている。液溜部２２ｄ’内に流動試料が流れ込んできたら、加圧による流路２２への流動試料の流動を停止させ、必要に応じ加熱・放熱乃至冷却して、反応例えばＰＣＲを充分に起こさせてから、流動試料の流動を再開するように調整するようになっていてもよい。微細流路２２ｄは、その先で、屈曲して、分岐に向かっている。このとき、微細流路２２ｂと４２ｃとは流路担持基板シート２０・４０にて互いに直線部分で上下重なり合うように平行となっており、微細流路２２ｂと２２ｄとは流路担持基板シート２０にて互いに直線部分で並んで平行となっており、それらによって微細流路距離を稼いでいる。流路担持基板シート２０にて微細流路２２ｄは、微細流路２２ｅと２２ｇとに分岐している。
【００７７】
流路維持基板シート１０の流動試料注入口１１ｅが、分岐した一方の微細流路２２ｅの末端に在る流動試料受渡穴２１ｅと合流し、微細流路２２ｆに到りその末端に在る流動試料引渡穴２３ａに繋がっている。流動試料引渡穴２３ａは、上面シートに戻るように流路維持基板シート１０の流動試料排出口１３ａに繋がっている。
【００７８】
流路維持基板シート１０の流動試料注入口１１ｇが、分岐した他方の微細流路２２ｇの末端に在る流動試料受渡穴２１ｇと合流し、流路維持基板シート３０の流動試料受渡穴３１ｈを経て、流路担持基板シート４０の流動試料受渡穴４１ｈに繋がっている。流路維持基板シート３０にて、流動試料受渡穴４１ｈから微細流路４２ｈが延び略Ω状に屈曲し、微細流路距離を稼いでいる。その略Ω状中程で屈曲した微細流路４２ｈ’が、流路担持基板シート２０の微細流路２２ｆと互いに直線部分で上下重なり合うように平行となっている。必要に応じ微細流路２２ｆは、微細流路４２ｈ’に重なった部位と重なっていない部位とで透過率や吸収度を測定して強度対比ができるようになっている。微細流路４２ｈは、その端部に在る流動試料受渡穴４１ｉに繋がっている。これによって、その流路が、上流の流動試料受渡穴４１ｈから下流の流動試料受渡穴４１ｉに到るまでの間で、折り返されている。流動試料受渡穴４１ｉは、流路維持基板シート３０の流動試料受渡穴３１ｉを経て、流路担持基板シート２０の流動試料受渡穴２１ｉに繋がり戻ってきている。流路担持基板シート２０にて、流動試料受渡穴２１ｉは、微細流路２２ｉに到り、その末端に在る流動試料引渡穴２３ｂに繋がっている。流動試料引渡穴２３ｂは、流路維持基板シート１０の流動試料排出口１３ｂに繋がっている。これによって流路が、流動試料注入口１１から流動試料排出口１３へ立体的に順次繋がっている。
【００７９】
流路を成す微細流路２２・４２の流路パターンは、途中で折り返されて、排出側Ｂよりも注入側Ａに向いていてもよく、排出側Ｂと注入側Ａとに平行に向いていてもよい。規則的に連続して又は間欠して複数繰り返されていてもよい。
【００８０】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０は、接合して一体化する際、その接合面がコロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）されて、常圧で重ねられた後、常圧下のまま共有結合させてもよいが、減圧下又は加圧下で共有結合させてもよい。流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０のＯＨのような活性基、又はそれらに反応するシランカップリング剤の反応性官能基との接近は、減圧乃至真空条件下、例えば５０ｔｏｒｒ以下、より具体的には５０〜１０ｔｏｒｒの減圧条件、又は１０ｔｏｒｒ未満、より具体的には、１０ｔｏｒｒ未満〜１×１０−３ｔｏｒｒ、好ましくは１０ｔｏｒｒ未満〜１×１０−２ｔｏｒｒの真空条件下で、その接触界面の気体媒体を除去することによって、又はその接触界面に応力（荷重）、例えば１０〜２００ｋｇｆを加えることによって、さらに接触界面を加熱することによって、促進される。減圧又は加圧条件で、流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０同士の接合面全面に、均一に圧力が掛ることが好ましい。上記範囲を外れると、均一に圧力が掛らない恐れがある。
【００８１】
単数又は複数の流路担持基板シート２０をその最上面及び／又は最下面に接して担持する単数又は複数の流路維持基板シート１０・３０とが、重ねられて、少なくとも何れかのシート１０・２０・３０の表面でコロナ処理、プラズマ処理及び紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）から選ばれる乾式処理と分子接着剤処理との少なくとも何れかによる直接的な及び／又は前記分子接着剤を介した間接的な共有結合により、接合して一体化している。そのために、乾式処理と分子接着剤処理との何れかのみを施してもよく、それらを連続的に交互に施してもよい。例えば、乾式処理のみで接合していてもよく、乾式処理に引き続く分子接着剤処理で接合していてもよく、乾式処理に引き続く分子接着処理とさらに乾式処理とで接合していてもよく、分子接着剤処理のみで接合していてもよく、分子接着剤処理に引き続く乾式処理で接合していてもよく、分子接着処理に引き続く乾式処理とさらに分子接着処理とで接合していてもよい。
【００８２】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０は、ゴム成分として、シリコーンゴムのみから成っていてもよく、非シリコーンゴムを含んでいてもよい。流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０は、具体的には、主としてパーオキサイド架橋型シリコーンゴム、付加架橋型シリコーンゴム、縮合架橋型シリコーンゴムで例示されるシリコーンゴム、これらのシリコーンゴムとオレフィン系ゴムとの共ブレンド物で例示される三次元化シリコーンゴムを、成形金型等に入れ又は延伸して、必要に応じ架橋させることにより、製造されたシリコーンゴム弾性シートである。これらゴム素材は、数平均分子量で１万〜１００万のものである。
【００８３】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の素材のパーオキサイド架橋型シリコーンゴムは、パーオキサイド系架橋剤で架橋できるシリコーン原料化合物を用いて合成されたものであれば特に限定されないが、具体的には、ポリジメチルシロキサン、ビニルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー、ビニル末端ポリジメチルシロキサン、ビニル末端ジフェニルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー、ビニル末端ジエチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー、ビニル末端トリフロロプロピルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー、ビニル末端ポリフェニルメチルシロキサン、ビニルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジフェニルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジトリフロロプロピルメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ポリビニルメチルシロキサン、メタアクリロキシプロピル基末端ポリジメチルシロキサン、アクリロキシプロピル基末端ポリジメチルシロキサン、（メタアクリロキシプロピル）メチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、（アクリロキシプロピル）メチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマーが挙げられる。
【００８４】
共存させるパーオキサイド系架橋剤として、例えばケトンパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイド類、ハイドロパーオキサイド類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシケタール類、アルキルパーエステル類、パーカーボネート類が挙げられ、より具体的には、ケトンパーオキサイド、ペルオキシケタール、ヒドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ペルオキシカルボナート、ペルオキシエステル、過酸化ベンゾイル、ジクミルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、ジｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ（ジシクロベンゾイル）パーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン、ベンゾフェノン、ミヒラアーケトン、ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、ベンゾインエチルエーテルが挙げられる。
【００８５】
パーオキサイド系架橋剤の使用量は、得られるシリコーンゴムの種類や、そのシリコーンゴムで成形された流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の性質や、必要に応じて使用されるシランカップリング剤の性質に応じて適宜選択されるが、シリコーンゴム１００質量部に対し、０．０１〜１０質量部、好ましくは０．１〜２質量部用いられることが好ましい。この範囲よりも少ないと、架橋度が低すぎてシリコーンゴムとして使用できない。一方、この範囲よりも多いと、架橋度が高すぎてシリコーンゴムの弾性が低減してしまう。
【００８６】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の素材の付加型シリコーンゴムは、Ｐｔ触媒存在下で合成したビニルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー、ビニル末端ポリジメチルシロキサン、ビニル末端ジフェニルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー、ビニル末端ジエチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー、ビニル末端トリフロロプロピルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー、ビニル末端ポリフェニルメチルシロキサン、ビニルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジフェニルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジトリフロロプロピルメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ポリビニルメチルシロキサンなどのビニル基含有ポリシロキサンと、Ｈ末端ポリシロキサン、メチルＨシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、ポリメチルＨシロキサン、ポリエチルＨシロキサン、Ｈ末端ポリフェニル（ジメチルＨシロキシ）シロキサン、メチルＨシロキサン／フェニルメチルシロキサンコポリマー、メチルＨシロキサン／オクチルメチルシロキサンコポリマーで例示されるＨ基含有ポリシロキサンの組成物、
アミノプロピル末端ポリジメチルシロキサン、アミノプロピルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、アミノエチルアミノイソブチルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、アミノエチルアミノプロピルメトキシシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、ジメチルアミノ末端ポリジメチルシロキサンで例示されるアミノ基含有ポリシロキサンと、エポキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン、（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマーで例示されるエポキシ基含有ポリシロキサン、琥珀酸無水物末端ポリジメチルシロキサンで例示される酸無水物基含有ポリシロキサン及びトルイルジイソシアナート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアナートなどのイソシアナート基含有化合物との組成物から得られるものである。
【００８７】
これらの組成物から流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０を作製する加工条件は、付加反応の種類及び特性によって異なるので一義的には決められないが、一般には０〜２００℃で、１分間〜２４時間加熱するというものである。これにより流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０として付加型シリコーンゴムが得られる。低温の加工条件の方が、シリコーンゴムの物性が良い場合には、反応時間が長くなる。物性よりも素早い生産性が要求される場合には、高温で短時間の加工条件で行われる。生産過程や作業環境によって、一定の時間内に加工しなければならない場合には、所望の加工時間に合わせ、加工温度を前記範囲内の比較的高い温度に設定して、行われる。
【００８８】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の素材の縮合型シリコーンゴムは、スズ系触媒の存在下で合成されたシラノール末端ポリジメチルシロキサン、シラノール末端ポリジフェニルシロキサン、シラノール末端ポリトリフロロメチルシロキサン、シラノール末端ジフェニルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマーで例示されるシラノール基末端ポリシロキサンからなる単独縮合成分の組成物、
これらのシラノール基末端ポリシロキサンと、テトラアセトキシシラン、トリアセトキシメチルシラン、ジｔ−ブトキシジアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリエノキシメチルシラン、ビス（トリエトキシシリル）エタン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリス（メチルエチルケトキシム）シラン、ビニルトリス（メチルエチルケトキシイミノ）シラン、ビニルトリイソプロペノイキシシラン、トリアセトキシメチルシラン、トリ（エチルメチル）オキシムメチルシラン、ビス（Ｎ−メチルベンゾアミド）エトキシメチルシラン、トリス（シクロヘキシルアミノ）メチルシラン、トリアセトアミドメチルシラン、トリジメチルアミノメチルシランで例示される架橋剤との組成物、
これらのシラノール基末端ポリシロキサンと、クロル末端ポリジメチルシロキサン、ジアセトキシメチル末端ポリジメチルシロキサン、末端ポリシロキサンで例示される末端ブロックポリシロキサンの組成物から得られるものである。
【００８９】
これらの組成物から縮合型シリコーンゴムを調製する加工条件は、縮合反応の種類及び特性によって異なるので一義的には決められないが、一般には０〜１００℃で、１０分間〜２４時間加熱するというものである。これにより流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０として縮合型シリコーンゴムが得られる。低温の加工条件の方が、シリコーンゴムの物性が良い場合には、反応時間が長くなる。物性よりも素早い生産性が要求される場合には、高温で短時間の加工条件で行われる。生産過程や作業環境によって、一定の時間内に加工しなければならない場合には、所望の加工時間に合わせ、加工温度を前記範囲内の比較的高い温度に設定して、行われる。
【００９０】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の素材のシリコーンゴムとオレフィン系ゴムとの共ブレンド物に用いられるオレフィン系ゴムは、１，４‐シスブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、ポリブテンゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン−プロピレン‐ジエンゴム、塩素化エチレンプロピレンゴム、塩素化ブチルゴムが挙げられる。
【００９１】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の素材のシリコーンゴムと非シリコーンゴムとの共ブレンド物に用いられる非シリコーンゴムは、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、天然ゴム、１，４‐シスブタジエンゴム、イソプレンゴム、ポリクロロプレン、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、水素添加スチレン・ブタジエン共重合ゴム、アクリルニトリル・ブタジエン共重合ゴム、水素添加アクリルニトリル・ブタジエン共重合ゴム、ポリブテンゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレンオキサイド−エピクロロヒドリン共重合体ゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロルスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロルスルフォン化ポリエチレンゴム、クロロプレンゴム、塩素化アクリルゴム、臭素化アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンとその共重合ゴム、塩素化エチレンプロピレンゴム、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴムテトラフロロエチレン、ヘキサフロロプピレン、フッ化ビニリデン及びテトラフルオロロエチレンなどの単独重合体ゴム及びこれらの二元及び三元共重合体ゴム、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合ゴム、プロピレン／テトラフルオロエチレン共重合ゴム、エチレンアクリルゴム、エポキシゴム、ウレタンゴム、両末端不飽和基エラストマー等の線状重合体で例示される原料ゴム状物質の配合物を架橋させたものが挙げられる。これらは単独で用いられても複数混合して用いられてもよい。
【００９２】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の何れか又は全てが、珪藻土、マイカ、タルク、及び／又はカオリンを含んでいると、シリコーンゴム分が少なくなり、水蒸気の透過が抑制され、水溶性の液体が透過し難く揮発し難いこととなる。液体の透過量は、珪藻土、マイカ、タルク、及び／又はカオリンの添加量に伴い、低下する。また、上記の添加物が鱗片状であるとなお良い。鱗片状であると、水蒸気がシート内を透過する経路がより長くなり、水蒸気の透過が抑制される。
【００９３】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の何れか又は全てが、シリコーンゴムをパーオキサイド架橋シリコーンゴム、付加架橋シリコーンゴム、縮合架橋シリコーンゴム、放射線や電子線架橋シリコーンゴムの何れかを主成分とし、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）であるオレフィン系ゴムを従成分とする共ブレンド物であることが好ましい。その主成分と従成分との比は、５〜１００重量部：１００〜５重量部であることが好ましい。エチレン−プロピレン−ジエンゴムを単独で用いてもよい。エチレン−プロピレン−ジエンゴムが単独で用いられ又はブレンド（ＳＥＰ）されて用いられていると、水溶性の液体が透過し難く揮発し難いこととなる。
【００９４】
流路担持基板シート２０・４０の微細流路２２・４２は、幅が０．５μｍ〜５ｍｍ、好ましくは１０〜１０００μｍであり、その形状が特に限定されず、連続線状及び／又は分岐線状で直線・曲線の何れでもよく、単数又は複数並列して設けられていてもよい。流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の厚さは、５〜１００μｍであることが好ましい。微細流路２２・４２は、幅が狭く、流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の厚さが薄いので、検体や試薬や試料とゴムシートとの接触面積を最小限に抑えることができ、ゴムシートからのゴム成分の遺漏による検体や試薬や試料の汚染、ゴム成分への吸着を防止することができる。流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０は、少なくとも微細流路２２・４２の壁面が、検体や試薬や試料を汚染したり吸着したりしないように、非反応性樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂のようなフッ素樹脂、２-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(ＭＰＣ)ポリマーのようなリン酸系樹脂、パリレンのようなパラキシリレン樹脂でコーティング又は蒸着され、又は非反応性無機物、例えば二酸化チタンや二酸化ケイ素のような無機物で蒸着されていると、ゴムシートと検体や試薬や試料との接触が完全に避けられるので、検体や試薬や試料の汚染や吸着がより一層防止できる。流動試料注入口１１、流動試料受渡穴２１・３１・４１、流動試料引渡穴２３、及び流動試料排出口１３は、微細流路２２・４２と同様であって、幅又は径を０．５μｍ〜５ｍｍとし、微細流路２２・４２と同等又は幾分大きくてもよい。
【００９５】
流動試料注入口１１、流動試料受渡穴２１・３１・４１、微細流路２２・４２、流動試料引渡穴２３、及び流動試料排出口１３は、レーザー加工で貫通して開けられる。
【００９６】
三次元マイクロ化学チップ１は、流路維持基板シート１０・５０を覆って、保護基材シート（不図示）で挟まれていてもよい。
【００９７】
保護基材シートは、金属の他、セラミックス、ガラス、樹脂で形成されたもので、単一の板状、薄層状に形成されていてもよく、これらがラミネート加工されていてもよい。流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０同士をコロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）されて共有結合により直接、接合して一体化したのと同様に、各種活性化処理して、上下の流路維持基板シート１０及び５０へ接合して一体化したものであってもよい。保護基材シートには、流路維持基板シート１０の流動試料注入口１１ａ・１１ｂ・１１ｅ・１１ｇと流動試料排出口１３ａ・１３ｂとに対応して、穴が開けられる。保護基材シートは、検体や試薬や試料に対し比較的安定であるが、検体や試薬や試料に接する部位が、樹脂で形成され、コーティングされ、又はラミネート加工されていることが好ましい。
【００９８】
保護基材シートを成す金属は、金、銀、銅、鉄、コバルト、シリコン、鉛、マンガン、タングステン、タンタル、白金、カドミウム、スズ、パラジウム、ニッケル、クロム、チタン、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムで例示される金属、これら金属の二元、三元及び多元合金が挙げられる。
【００９９】
保護基材シートを成すセラミックスは、銀、銅、鉄、コバルト、シリコン、鉛、マンガン、タングステン、タンタル、白金、カドミウム、スズ、パラジウム、ニッケル、クロム、インジウム、チタン、亜鉛、カルシウム、バリウム、アルミニウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムなどの金属の酸化物、窒化物、及び炭化物、それらの単体又は複合体が挙げられる。
【０１００】
保護基材シートを成すガラスは、石英、硼珪酸ガラス、無アルカリガラスが挙げられる。
【０１０１】
保護基材シートを成す樹脂は、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブテレンテレフタレート樹脂、セルロース及びその誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、デンプン、二酢酸セルロース、表面ケン化酢酸ビニル樹脂、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ｉ−ポリプロピレン、石油樹脂、ポリスチレン、ｓ−ポリスチレン、クロマン・インデン樹脂、テルペン樹脂、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリルニトリル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリシアノアクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル・エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン・エチレン共重合体、フッ化ビニリデン・プロピレン共重合体、１，４‐トランスポリブタジエン、ポリオキシメチレン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、フェノール・ホルマリン樹脂、クレゾール・フォルマリン樹脂、レゾルシン樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グリプタル樹脂、変性グリプタル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリルエステル樹脂、６−ナイロン、６，６−ナイロン、６，１０−ナイロン、ポリイミド、ポリアミド、ポリベンズイミダゾール、ポリアミドイミド、ケイ素樹脂、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリジメチルフェニレンオキサイド、ポリフェニレンオキサイドまたはポリジメチルフェニレンオキサイドとトリアリルイソシアヌルブレンド物、（ポリフェニレンオキサイドまたはポリジメチルフェニレンオキサイド、トリアリルイソシアヌル、パーオキサイド）ブレンド物、ポリキシレン、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＰＩ、カプトン）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、液晶樹脂、ケブラー繊維、炭素繊維とこれら複数材料のブレンド物で例示される高分子材料、その架橋物が挙げられる。
【０１０２】
保護基材シートと流路維持基板シート１０・５０との接合面を人為的に活性化する場合、コロナ放電処理、プラズマ処理、又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）が施されることによって活性化する。金属、セラミックス又はガラス製の保護基材シートと、流路維持基板シート１０・５０とは、それぞれ活性化処置されて生じた活性基例えば水酸基同士が、脱水して生成したエーテル結合によって、強固に接合している。なお、両者の積層だけでエーテル結合し得るほど水酸基等の活性基が予め十分に露出できている場合これら活性化処理が施されていなくてもよい。
【０１０３】
微細流路２２ｄの途中の液溜部２２ｄ’を有する例を示したが、流路途中で流動試料が十分に反応できるのであれば、又は、流動試料のための測定用・検出用又は反応用の光線、例えば紫外線・赤外線・可視光線・レーザー光等を照射できるのであれば、若しくはこれら光線を照射する必要がないのであれば、図４のように、微細流路２２ｄは同径のままの溝で液溜部２２ｄ’を有しなくてもよい。
【０１０４】
保護基材シートと流路維持基板シート１０・５０とが、エーテル結合を介して直接的に接合している例を示したが、分子接着剤例えばシランカップリング剤を介した共有結合や水素結合のような化学結合によって間接的に接合していてもよい。この場合、シランカップリング剤の１分子が保護基材シートと流路維持基板シート１０・５０とに介在して化学結合を形成することができる。例えば、流路維持基板シート１０・５０と、金属、セラミックス、ガラス又は樹脂製の保護基材シートとが、それらの接合面の少なくとも何れかで、コロナ放電処理、プラズマ処理、又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）によって活性化されており、アミノ基、及び／又は炭素数１〜４のアルコキシ基若しくはそれと同様に水酸基と反応してエーテル基を生成し得る加水分解性でアルコキシ基等価基を、有するシランカップリング剤を介した該化学結合により、接合している。
【０１０５】
分子接着剤として、トリエトキシシリルプロピルアミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジチオール（ＴＥＳ）、アミノエチルアミノプロピル トリメトキシシランのようなアミノ基含有化合物；トリエトキシシリルプロピルアミノ基のようなトリアルコキシシリルアルキルアミノ基とメルカプト基又はアジド基とを有するトリアジン化合物、前記化学式(Ｉ)で表わされるトリアジン化合物、例えば２，６−ジアジド−４−｛３−（トリエトキシシリル）プロピルアミノ｝−１，３，５−トリアジン（Ｐ−ＴＥＳ）；トリアルコキシシリルアルキル基を有するチオール化合物；トリアルキルオキシシリルアルキル基を有するエポキシ化合物が挙げられる。
【０１０６】
また分子接着剤は、このアルコキシ基を有するアミノ基非含有のシランカップリング剤として、市販のシランカップリング剤、具体的にはビニルトリメトキシシラン(KBM-1003)、ビニルトリエトキシシラン(KBE-1003)で例示されるビニル基及びアルコキシ基含有シランカップリング剤；2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(KBM-303)、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン(KBM-402)、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(KBM-403)、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン(KBE-402)、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(KBE-403)で例示されるエポキシ基及びアルコキシ基含有シランカップリング剤；p-スチリルトリメトキシシラン(KBM-1403)で例示されるスチリル基及びアルコキシ基含有シランカップリング剤；3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン(KBM-502)、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM-503)、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン(KBE-502)、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン(KBE-503)、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM-5103)で例示される(メタ)アクリル基及びアルコキシ基含有シランカップリング剤；3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン(KBE-585)で例示されるウレイド基及びアルコキシ含有シランカップリング剤；3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(KBM-802)、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(KBM-803)で例示されるメルカプト基及びアルコキシ含有シランカップリング剤；ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(KBE-846)で例示されるスルフィド基及びアルコキシ含有シランカップリング剤；3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(KBE-9007)で例示されるイソシアネート基及びアルコキシ含有シランカップリング剤（以上、何れも信越シリコーン株式会社製；商品名）が挙げられ、またビニルトリアセトキシシラン(Z-6075)で例示されるビニル基及びアセトキシ含有シランカップリング剤；アリルトリメトキシシラン(Z-6825)で例示されるアリル基及びアルコキシ含有シランカップリング剤；メチルトリメトキシシラン(Z-6366)、ジメチルジメトキシシラン(Z-6329)、トリメチルメトキシシラン(Z-6013)、メチルトリエトキシシラン(Z-6383)、メチルトリフェノキシシラン(Z-6721)、エチルトリメトキシシラン(Z-6321)、n-プロピルトリメトキシシラン(Z-6265)、ジイソプロピルジメトキシシラン(Z-6258)、イソブチルトリメトキシシラン(Z-2306)、ジイソブチルジメトキシシラン(Z-6275)、イソブチルトリエトキシシラン(Z-6403)、n-ヘキシトリメトキシシラン(Z-6583)、n-ヘキシトリエトキシシラン(Z-6586)、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン(Z-6187)、n-オクチルトリエトキシシラン(Z-6341)、n-デシルトリメトキシシラン(Z-6210)で例示されるアルキル基及びアルコキシ基含有シランカップリング剤；フェニルトリメトキシシラン(Z-6124)で例示されるアリール基及びアルコキシ基含有シランカップリング剤；n-オクチルジメチルクロロシラン(ACS-8)で例示されるアルキル基及びクロロシラン基含有シランカップリング剤；テトラエトキシシラン(Z-6697)で例示されるアルコキシシランであるシランカップリング剤（以上、何れも東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名）が挙げられる。
【０１０７】
アルコキシ基を有するアミノ基非含有のシランカップリング剤は、ヒドロシリル基（SiH基）含有アルコキシシリル化合物、例えば、
(CH3O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(CH3O)3SiCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)3、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)3、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2H、
(CH3O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2H、
(i-C3H7O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)H２、
(n-C3H7O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2CH2CH2Si(CH3)2Si(CH3)2H、
(n-C4H9O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(t-C4H9O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(C2H5O)2CH3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(CH3O)2CH3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2CH2CH2Si(CH3)2Si(CH3)2H、
CH3O(CH3)2SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(n-C3H7)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(i-C3H7O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(n-C4H9)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(t-C4H9O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(C2H5O)3SiCH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2CH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2H、
(CH3O)3SiCH2C6H4CH2CH2Si(CH3)2C6H4Si(CH3)2H、
(CH3O)2CH3SiCH2C6H4CH2CH2Si(CH3)2C6H4Si(CH3)2H、
CH3O(CH3)2SiCH2C6H4CH2CH2Si(CH3)2C6H4Si(CH3)2H、
(C2H5O)3SiCH2C6H4CH2CH2Si(CH3)2C6H4Si(CH3)2H、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2C6H4OC6H4Si(CH3)2H、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2C2H4Si(CH3)2H、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2O[Si(CH3)2O]p1Si(CH3)2H、
C2H5O(CH3)2SiCH2CH2CH2Si(CH3)2O[Si(CH3)2O]p2Si(C2H5)2H、
(C2H5O)2CH3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2O[Si(CH3)2O]p3Si(CH3)2H、
(CH3)3SiOSiH(CH3)O[SiH(CH3)O]p4Si(CH3)3、
(CH3)3SiO[(C2H5OSi(CH3)CH2CH2CH2)SiCH3]O[SiH(CH3)O]p5Si(CH3)3、
(CH3)3SiO[(C2H5OSiOCH3CH2CH2CH2)SiCH3]O[SiH(CH3)O]p6Si(CH3)3、
(CH3)3SiO[(C2H5OSi(CH3)CH2CH2CH2)SiCH3]O[SiH(CH3)O]p7Si(CH3)3、
(CH3)3SiO[(Si(OC2H5)2CH2CH2CH2)SiCH3]O[SiH(CH3)O]p8Si(CH3)3、
(CH3)3SiOSi(OC2H5)2O[SiH(CH3)O]p9[Si(CH3)2O]q1Si(CH3)3、
(CH3)3SiO[(C2H5Osi(CH3)CH2CH2CH2CH2CH2CH2)Si(CH3)O][SiH(CH3)O]p10[Si(CH3)2O]q2Si(CH3)3、
(CH3)3SiO[(Si(OCH3)3CH2CH2CH2CH2CH2CH2)Si(CH3)O][SiH(CH3)O]p11[Si(CH3)2O]q3Si(CH3)3、
(CH3)3SiOSi(OC2H5)2O[SiH(C2H5)O]p12Si(CH3)3、
(CH3)3SiO[(Si(OC2H5)2CH2CH2CH2CH2CH2CH2)Si(C2H5)]O[SiH(C2H5)O]p13Si(CH3)3、
(CH3)3SiO[(C2H5OSi(CH3)CH2CH2CH2CH2CH2CH2)Si(C2H5)]O[SiH(C2H5)O]p14Si(CH3)3、
C2H5OSi(CH3)2CH2CH2CH2CH2CH2CH2(CH3)2SiO[HSi(CH3)2OSiC6H5O]p15Si(CH3)2H、
Si(OCH3)3CH2CH2CH2CH2CH2CH2(CH3)2SiO[HSi(CH3)2OSiC6H5O]p16Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(C2H5OSi(CH3)2CH2CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p17Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(C2H5OSi(CH3)2CH2CH2CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p18Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(C2H5OSi(CH3)2CH2CH2CH2CH2CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p19Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(C2H5OSi(CH3)2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p20Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(C2H5OSi(CH3)2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p21Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3CH2CH2C6H4CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p22Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3CH2C6H4CH2CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p23Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3CH2C6H4CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p24Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3C6H4CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p25Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3CH2CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p26Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3CH2CH2CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p27Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3CH2CH2CH2CH2CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p28Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p29Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p30Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3CH2CH2C6H4CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p31Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3CH2C6H4CH2CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p32Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3CH2C6H4CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p33Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3C6H4CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p34Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(Si(OCH3)3CH2CH2C6H4CH2CH2)Si(CH3)O][HSiCH3O]p35Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[(CH3O)Si(CH3)CH2CH2CH2CH2CH2CH2Si(CH3)2OSiC6H5O]p36[HSi(CH3)2OSiC6H5O]q4Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[Si(OCH3)2CH2CH2CH2CH2CH2CH2Si(CH3)2OSiC6H5O]p37[HSi(CH3)2OSiC6H5O]q5Si(CH3)2H、
C2H5O(CH3)2SiO[SiH(CH3)O]p38[SiCH3(C6H5)O]q6Si(CH3)2H、
Si(OC2H5)3CH2CH2CH2CH2CH2CH2(CH3)2SiO[SiH(CH3)O]p39[SiCH3(C6H5)O]q7Si(CH3)2H、
C2H5OSi(CH3)2CH2CH2CH2CH2CH2CH2(CH3)2SiO[SiH(CH3)O]p40[SiCH3(C6H5)O]q8Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO(C2H5O)Si(CH3)O[SiH(CH3)O]p41[SiCH3(C6H5)O]q9Si(CH3)2H、
H(CH3)2SiO[Si(OC2H5)3CH2CH2CH2Si(CH3)]O[SiH(CH3)O]p42[SiCH3(C6H5)O]q10Si(CH3)2H
であってもよい。これらの基中、p1〜p42及びq1〜q10は１〜１００までの数である。一つの分子に、ヒドロシリル基を、１〜９９個有していることが好ましい。
【０１０８】
アルコキシ基を有するアミノ基非含有のシランカップリング剤は、ヒドロシリル基を含有するアルコキシシリル化合物、例えば、
(C2H5O)3SiCH2CH=CH2、
(CH3O)3SiCH2CH2CH=CH2、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH=CH2、
(CH3O)3SiCH2CH2CH2CH2CH=CH2、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2CH2CH=CH2、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH=CH2、
(CH3O)3SiCH2(CH2)7CH=CH2、
(C2H5O)2Si(CH=CH2)OSi(OC2H5)CH=CH2、
(CH3O)3SiCH2CH2C6H4CH=CH2、
(CH3O)2Si(CH=CH2)O[SiOCH3(CH=CH2)O]t1Si(OCH3)2CH=CH2、
(C2H5O)2Si(CH=CH2)O[SiOC2H5(CH=CH2)O]t2Si(OC2H5)3、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2CH2CH2[Si(CH3)2O]t3CH=CH2、
(CH3O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2CH2CH2[Si(CH3)2O]t4CH=CH2、
CH3O(CH3)2SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2CH2CH2[Si(CH3)2O]t5CH=CH2、
(C2H5O)2CH3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2CH2CH2[Si(CH3)2O]t6CH=CH、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2CH2CH2[Si(CH3)2O]t7CH=CH、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2CH2CH2(Si(CH3)3O)Si(CH3)O[SiCH3(-)O]u1Si(CH3)3CH=CH2、
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2CH2CH2(Si(CH3)3O)Si(CH3)O[SiCH3(-)O]u2[Si(CH3)2O]t8Si(CH3)3CH=CH2、
(C2H5O)2Si(CH=CH2)O[SiCH3(OC2H5)O]u3Si(OC2H5)2CH=CH2、
(C2H5O)2Si(CH=CH2)O[Si(OC2H5)2O]u4Si(OC2H5)2CH=CH2、
(C2H5O)2Si(CH=CH2)O[Si(OC2H5)2O]u5Si(OC2H5)2CH=CH2
が挙げられる。これらの基中、t1〜t8及びu1〜u5は１〜３０までの数である。一つの分子に、ビニル基を、１〜３０個有していることが好ましい。
【０１０９】
これらのビニル基とＳｉＨ基とを金属触媒、例えば白金含有化合物で反応促進し、基材シートとゴムシートとを接合してもよい。
【０１１０】
アルコキシ基を有するアミノ基非含有のシランカップリング剤として、アルコキシシリル基を両末端に含有するアルコキシシリル化合物、例えば、
(C2H5O)3SiCH2CH2Si(OC2H5)3、
(C2H5O)2CH3SiCH2CH2Si(OC2H5)3、
(C2H5O)3SiCH=CHSi(OC2H5)3、
(CH3O)3SiCH2CH2Si(OCH3)3(CH3O)3SiCH2CH2C6H4CH2CH2Si(OCH3)3、
(CH3O)3Si[CH2CH2]3Si(OCH3)3、
(CH3O)2Si[CH2CH2]4Si(OCH3)3、
(C2H5O)2Si(OC2H5)2、
(CH3O)2CH3SiCH2CH2Si(OCH3)2CH3、
(C2H5O)2CH3SiOSi(OC2H5)2CH3、
(CH3O)3SiO[Si(OCH3)2O]v1Si(OCH3)3、
(C2H5O)3SiO[Si(OC2H5)2O]v2Si(OC2H5)3、
(C3H7O)3SiO[Si(OC3H7)2O]v3Si(OC3H7)3
であってもよい。これらの基中、v1〜v3は０〜３０までの数である。
【０１１１】
アルコキシ基を有するアミノ基非含有のシランカップリング剤として、加水分解性基含有シリル基を含有するアルコキシシリル化合物、例えば、
CH3Si(OCOCH3)3、(CH3)2Si(OCOCH3)2、n-C3H7Si(OCOCH3)3、CH2=CHCH2Si(OCOCH3)3、C6H5Si(OCOCH3)3、CF3CF2CH2CH2Si(OCOCH3)3、CH2=CHCH2Si(OCOCH3)3、CH3OSi(OCOCH3)3、C2H5OSi(OCOCH3)3、CH3Si(OCOC3H7)3、CH3Si[OC(CH3)=CH2]3、(CH3)2Si[OC(CH3)=CH2]3、n-C3H7Si[OC(CH3)=CH2]3、CH2=CHCH2Si[OC(CH3)=CH2]3、C6H5Si[OC(CH3)=CH2]3、CF3CF2CH2CH2Si[OC(CH3)=CH2]3、CH2=CHCH2Si[OC(CH3)=CH2]3、CH3OSi[OC(CH3)=CH2]3、C2H5OSi[OC(CH3)=CH2]3、CH3Si[ON=C(CH3)C2H5]3、（CH3）2Si[ON=C(CH3)C2H5]2、n-C3H7Si[ON=C(CH3)C2H5]3、CH2=CHCH2Si[ON=C(CH3)C2H5]3、C6H5Si[ON=C(CH3)C2H5]3、CF3CF2CH2CH2Si[ON=C(CH3)C2H5]3、CH2=CHCH2Si[ON=C(CH3)C2H5]3、CH3OSi[ON=C(CH3)C2H5]3、C2H5OSi[ON=C(CH3)C2H5]]3、CH3Si[ON=C(CH3)C2H5]3、CH3Si[N(CH3)]3、(CH3)2Si[N(CH3)]2、n-C3H7Si[N(CH3)]3、CH2=CHCH2Si[N(CH3)]3、C6H5Si[N(CH3)]3、CF3CF2CH2CH2Si[N(CH3)]3、CH2=CHCH2Si[N(CH3)]3、CH3OSi[N(CH3)]3、C2H5OSi[N(CH3)]3、CH3Si[N(CH3)]3などの昜加水分解性オルガノシランであってもよい。
【０１１２】
このアルコキシ基を有するアミノ基含有のシランカップリング剤として、市販のシランカップリング剤、具体的にはN-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン(KBM-602)、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(KBM-603)、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン(KBE-603)、3-アミノプロピルトリメトキシシラン(KBM-903)、3-アミノプロピルトリエトキシシラン(KBE-903)、3-トリエトキシシリル-Ｎ-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン(KBE-9103)、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(KBM-573)、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩(KBM-575)で例示されるアミノ基含有アルコキシシリル化合物（以上、信越シリコーン株式会社製；商品名）が挙げられ、また3-アミノプロピルトリメトキシシラン(Z-6610)、3-アミノプロピルトリメトキシシラン(Z-6611)、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン(Z-6094)、3-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン(Z-6883)、N-[3-(トリメトキシシリル)プロピル]-N’-[(エテニルフェニル)メチル-1,2-エタンジアミン・塩酸塩(Z-6032) で例示されるアミノ基含有アルコキシシリル化合物（以上、東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名）が挙げられる。
【０１１３】
保護基材シートが金属、セラミックス又はガラスで形成されており、最外の流路維持基板シート１０・５０がシリコーンゴムで形成されている場合、両者は直接エーテル結合で接合されていることが好ましい。この場合、保護基材シートと流路維持基板シート１０・５０とがコロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）されてその表面で水酸基のような活性基を生じており、加圧又は減圧による圧着によって、保護基材シートと流路維持基板シート１０・５０とが、脱水してエーテル結合を形成している。
【０１１４】
保護基材シートが金属、セラミックス又はガラスで形成されており、流路維持基板シート１０・５０が非シリコーンゴムを含むシリコーンゴムで形成されている場合、両者はアルコキシ基を有するアミノ基非含有のシランカップリング剤を介した酸素−炭素結合、炭素−炭素結合、酸素−珪素結合の共有結合で、接合されていてもよい。この場合、保護基材シートと流路維持基板シート１０・５０とがコロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）されてその表面で水酸基のような活性基を生じており、アルコキシ基又はアルコキシ基等価基と、必要に応じ不飽和基、エポキシ基、ウレイド基、スルフィド基、イソシアネート基とを含有しアミノ基非含有のシランカップリング剤が付されていることによって、常圧・加圧又は減圧下で、常温又は加熱による圧着の際に、これら共有結合を形成している。
【０１１５】
保護基材シートが樹脂で形成されており、流路維持基板シート１０・５０がシリコーンゴムを含む非シリコーンゴムで形成されている場合、両者はアルコキシ基を有するアミノ基含有のシランカップリング剤を介した酸素−珪素結合の共有結合と、水酸基−アミノ基の水素結合との化学結合、新たに形成したカルボキシル基やカルボニル基とのアミド結合やイミノ結合のような共有結合で、接合されていてもよい。この場合、保護基材シートと流路維持基板シート１０・５０とがコロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）されてその表面で水酸基のような活性基を生じており、アルコキシ基又はアルコキシ基等価基とアミノ基とを含有するシランカップリング剤が付されていることによって、常圧・加圧又は減圧下で、常温又は加熱による圧着の際に、これら化学結合を形成している。この場合、シランカップリング剤のアミノ基が樹脂に吸着し易くなり、樹脂がポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリル樹脂、又はエポキシ樹脂のとき、特にその反応が進行するため、迅速かつ強固に接合し易い。中でもポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂であると、とりわけ耐水性に優れる。
【０１１６】
保護基材シート水酸基と流路維持基板シート１０・５０の水酸基とのような活性基、又はそれらに反応するシランカップリング剤の反応性官能基との接近は、減圧乃至真空条件下、例えば５０ｔｏｒｒ以下、より具体的には５０〜１０ｔｏｒｒの減圧条件、又は１０ｔｏｒｒ未満、より具体的には、１０ｔｏｒｒ未満〜１×１０−３ｔｏｒｒ、好ましくは１０ｔｏｒｒ未満〜１×１０−２ｔｏｒｒの真空条件下で、その接触界面の気体媒体を除去することによって、又はその接触界面に応力（荷重）、例えば１０〜２００ｋｇｆを加えることによって、さらに接触界面を加熱することによって、促進される。減圧又は加圧条件で、保護基材シートと流路維持基板シート１０・５０の接合面全面に、均一に圧力が掛ることが好ましい。上記範囲を外れると、均一に圧力が掛らない恐れがある。
【０１１７】
このような三次元マイクロ化学チップ１は、その一例である図１を参照すると、以下のようにして作製される。熱伝導性フィラー粉末とシリコーンゴム原料成分とを含んだ組成物から、シリコーンゴム製流路担持基板シート・流路維持基板シート用の大型シートを作製する。又はポリイミン原料成分のような樹脂原料組成物から、流路維持基板シート用の大型シートを作製する。大型シートから、流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０を長方体に切り出す。この流路維持基板シート１０・３０及び流路担持基板シート２０・４０を、レーザー加工又はドリル穿孔又は打ち抜きでくり抜いて、図１のように、それぞれ、流動試料注入口１１、流動試料受渡穴２１・３１・４１、微細流路２２・４２、流動試料引渡穴２３、及び流動試料排出口１３を、貫通させて、形成する。
【０１１８】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０を、アルコール、水で洗浄する。流路維持基板シート１０のうら面１４ｂと、流路担持基板シート２０・４０及び流路維持基板シート３０の各うらおもて両面２４ａ・２４ｂ・３４ａ・３４ｂ・４４ａ・４４ｂと、流路維持基板シート５０のおもて面５４ａを、コロナ放電処理すると、それら表面に、新たに水酸基が生じる。流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０を常圧下で重ね合わせ、必要に応じ例えば１０ｔｏｒｒ以下減圧する。次いで必要に応じ例えば１０〜２００ｋｇｆでプレスしながら例えば８０〜１２０℃で加熱して熱圧着させると、互いに対峙し合う流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０同士上の水酸基同士が脱水してエーテル結合を生じる結果、接合し、三次元マイクロ化学チップ１が得られる。
【０１１９】
なお、流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０にコロナ放電を施した例を示したが、大気圧プラズマ処理又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）を施してもよい。これらの処理によって有機の流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０表面に、水酸基である活性基が生成したり、さらにカルボキシル基、カルボニル基で例示される活性基が生成したりする。
【０１２０】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０は、原料組成に基づき、元々水酸基を有するものと有しないものとがあるが、これら表面に水酸基を有しなくともコロナ放電、大気圧プラズマ処理又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）の処理を施すことにより、そこに水酸基が効率よく生成される。
【０１２１】
それらの最適処理条件は、流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の材質の種類や履歴によって異なるが、その表面に５５ｋＪ/ｍ以上の表面張力が得られるまで処理し続けることが重要である。これにより、十分な接着強度が得られる。
【０１２２】
具体的には、流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０のコロナ放電処理は、コロナ表面改質装置（例えば、信光電気計測（株）製コロナマスター）を用いて、例えば、電源：AC100V、出力電圧：0〜20ｋV、発振周波数：0〜40kHzで0.1〜60秒、温度0〜60℃の条件で行われる。
【０１２３】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の大気圧プラズマ処理は、大気圧プラズマ発生装置（例えば、松下電工（株）製：商品名Aiplasuma）を用いて、例えば、プラズマ処理速度10〜100mm/s,電源：200  又は  220V  AC（30A）、圧縮エア：0.5MPa(1NL/min)、10kHz/300W〜5GHz、電力：100W〜400W、照射時間：0.1〜60秒の条件で行われる。
【０１２４】
流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０の紫外線照射は、紫外線−発光ダイオード（UV-LED）照射装置（例えば、（株）オムロン製のUV-LED照射装置：商品名ZUV-C30H）を用いて、例えば、波長：200〜400nm、電源：100V  AC、光源ピーク照度：400〜3000mW/cm2、照射時間：1〜60秒の条件で行われる。
【０１２５】
なお、流路維持基板シート１０・３０・５０及び流路担持基板シート２０・４０を接合する際、流路維持基板シート１０・３０及び流路担持基板シート２０・４０の対峙し合うおもて面とうら面とを、分子接着剤であるシランカップリング剤溶液で浸漬又は噴霧してから、保護基材シート（不図示）に接触させてもよい。浸漬及び噴霧の時間に制限はなく、保護基材シートの基材表面が一様に湿潤していることが重要である。
【０１２６】
シランカップリング剤を付した保護基材シートを、オーブンに入れたり、ドライヤーで温風を送風したり、高周波を照射したりすることにより、加熱しながら乾燥する。加熱・乾燥は、50〜250℃の温度範囲で、1〜60分間行われる。50℃未満では、保護基材シート表面に生成した水酸基とシランカップリング剤との反応時間が長くかかりすぎて、生産性が低下し、コストの高騰を招く。一方、250℃を超えると、加熱乾燥時間が短くても保護基材シート表面が変形したり、分解したりしてしまう。1分間未満の加熱乾燥では熱の伝達が不十分であるため、保護基材シート表面の水酸基とシランカップリング剤との結合が不十分となる。一方、60分間を超えると生産性が低下する。
【０１２７】
保護基材シート表面の水酸基とシランカップリング剤との反応が不十分な場合には、前記浸漬と乾燥とを１〜５回程度繰り返してもよい。それにより１回当たりの浸漬及び乾燥時間を短縮し、反応回数を増やす方が反応を十分に進行させることができる。
【０１２８】
三次元マイクロ化学チップ１は、例えば微量合成の例について図１を参照して説明すると、以下のようにして使用される。三次元マイクロ化学チップ１をマイクロリアクター（不図示）に装着する。カバー用の流路維持基板シート１０の流動試料注入口１１ａ・１１ｂにそれぞれシリンジ（不図示）を気密に刺し、各シリンジから別々にそれぞれ液状検体と液状試薬とである流動試料を、１００ｋＰａを超え３ＭＰａ以下に加圧しながら流動試料受渡穴２１ａ・２１ｂを経て、微細流路２２ａ・２２ｂにそれぞれ送り込む。両流動試料は、流動試料受渡穴２１ｂを経て微細流路２２ｂを流れて合流して混合され、互いに反応する。その後に微細流路２２ｄを流れる流動試料は、その本流から分岐し、微細流路２２ｅ・２２ｇにそれぞれ流れ込む。
【０１２９】
微細流路２２ｅ側で、流路維持基板シート１０の流動試料注入口１１ｅにシリンジを気密に刺し、シリンジから液状試薬である流動試料を、同様に加圧しながら流動試料注入口１１ｅを経て、流動試料受渡穴２１ｅに送り込む。流動試料は、微細流路２２ｆを流れて合流して混合され、互いに反応する。流動試料は、流動試料引渡穴２３ａを経て、流動試料排出口１３ａから、微量合成された所望の生成物又は化学反応した生成物や副生成物を含む所望流動試料として、排出される。
【０１３０】
また、微細流路２２ｇ側で、流路維持基板シート１０の流動試料注入口１１ｇにシリンジを気密に刺し、シリンジから液状試薬である流動試料を、同様に加圧しながら流動試料受渡穴２１ｇを経て、微細流路４２ｈに送り込む。流動試料は、微細流路４２ｈを流れて合流して混合され、互いに反応する。流動試料は、微細流路４２ｈ、流動試料受渡穴４１ｉ・３１ｉ、２１ｉ、微細流路２２ｉ、流動試料引渡穴２３ｂを経て、流動試料排出口１３ｂから、微量合成された所望の生成物又は化学反応した生成物や副生成物を含む所望流動試料として、排出される。
【０１３１】
三次元マイクロ化学チップ１の別な態様を、図３に示す。この三次元マイクロ化学チップ１は、図１の流路担持基板シート２０・４０及び流路維持基板シート３０を有している。流路担持基板シート２０・４０及び流路維持基板シート３０が、２枚の樹脂板又は金属板で撓まない保護基材板を兼ねる剛直なホルダー６０ａ・６０ｂで挟まれている。ホルダー６０ａ・６０ｂは、図１の流路維持基板シート１０・５０に代わるもので、コロナ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理（一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）されて共有結合により直接、接合して一体化している。ホルダー６０ａには、流路維持基板シート１０の流動試料注入口１１ａ・１１ｂ・１１ｅ・１１ｇや流動試料排出口１３ａ・１３ｂと対応した位置で、注入誘導穴６１ａ・６１ｂ・６１ｅ・６１ｇと排出誘導穴６３ａ・６３ｂとが、開口している。この三次元マイクロ化学チップ１は、図１のものと同様に加圧して流動体試料を微細流路２２・４２に送り込んで使用される。ホルダー６０ａ・６０ｂは、可撓性の流路担持基板シート２０・４０及び流路維持基板シート３０を、撓まないように矯正しつつ、微細流路２２・４２に流動体試料が流れる程度に締め付けている。
【０１３２】
図１〜３の三次元マイクロ化学チップ１は、流路担持基板シート２０・４０及び流路維持基板シート１０・３０・５０の間に加熱ヒーターが挿入されて接合されていてもよく、図３のホルダー上又は下に加熱ヒーターが配置されていてもよい（不図示）。三次元マイクロ化学チップ１は、流動試料注入口１１、流動試料受渡穴２１・３１・４１、微細流路２２・４２、流動試料引渡穴２３、及び流動試料排出口１３の何れかに、検体・試薬・反応生成物を検知する電極等のセンサーが配線されていてもよい。
【実施例】
【０１３３】
以下に、本発明を適用する三次元マイクロ化学チップ１を試作した例を、示す。【０１３４】
（実施例１）
シリコーンゴムとしてメチルビニルシリコーンゴムであるＳＨ１００５（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名）の５０重量部、シリコーンオイルとしてポリジメチルシロキサンであるＳＨ２００  １００ｃｓ（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名）の５０重量部、熱伝導性フィラーとして酸化マグネシウムであるパイロキスマ５３０１（協和化学工業株式会社製；商品名、平均粒径２μｍ）５０重量部及びパイロキスマ３３２０（協和化学工業株式会社製；商品名、平均粒径２０μｍ）の２００重量部、添加剤として水酸化アルミニウムＡｌ(ＯＨ)３であるハイジライトＨ３２（昭和電工株式会社製；商品名）５０重量部及び酸化カルシウムＣａＯであるＶＥＳＴＡ  ＰＰ（井上石灰工業株式会社製；商品名）の１０重量部、白金触媒として白金錯体であるＧＥＬＥＳＴ社製白金カルボニルシクロビニルメチルシロキサン錯体ビニルメチル環状シロキサン溶液の０．０１重量部とを、混練し、シリコーンゴム製熱伝導性シート用の組成物を得た。これを、加圧加熱し、流路維持基板シート１０，３０，５０となるシリコーンゴム製熱伝導性シートした。【０１３５】
一方、シリコーンゴムとしてメチルビニルシリコーンゴムであるＳＨ８５１（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名）の１００重量部、パーオキサイド系架橋剤として２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンであるＰＣ−４（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名、５０％シリカ溶液）の０．５重量部とを、混練し、中間層のシート用の組成物を得た。これを、加圧加熱し、流路担持基板シート２０，４０となるシリコーンゴム製熱伝導性シートした。【０１３６】
図１〜３、及び図４のように流路担持基板シート１０，３０，５０と流路維持基板シート２０，４０とを形成し、接着させて、本発明のゴムを介した三次元マイクロ化学チップを得た。【０１３７】
図１の３０に、上記熱伝導シートを接着させたものと上記通常のＳＨ８５１Ｕで作製したシートを張り合わせたものとの比較では、ＰＣＲの回数を３０回行うための時間が約１．５倍かかることが分かった。【０１３８】
このようにして得られた本発明の三次元マイクロ化学チップ１は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）を増幅するために用いられる。ＤＮＡを増幅するのに、第１段階（９４〜９６℃）で、標的二本鎖ＤＮＡを熱変性して一本鎖とし、第２段階（５５〜６０℃）でプライマーを一本鎖ＤＮＡにアニーリングさせ、第３段階（７２〜７４℃）で伸長反応を進め、このポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を繰り返す。加熱は、熱電対、ペルチェ素子、赤外線照射により行われるが、この三次元マイクロ化学チップ１がシリコーンゴム製熱伝導性シートを有していることから、温度の上昇下降がスムーズに行われ、ＰＣＲを滞りなく行うことができる。【０１３９】
なお、本発明を適用外であって、シリコーンゴム製熱伝導性シートに代えて熱伝導性フィラー粉末未含有のゴムシートを用いた三次元マイクロ化学チップでは、温度の上昇下降がスムーズに行われず、ＰＣＲを滞りなく行うことができないため、反応時間が遅く、効率が悪いものであった。【０１４０】
（実施例２：水蒸気透過性の検討）
(1)シリコーンゴムシートの調製
シリコーンゴムとしてメチルビニルシリコーンゴムであるＳＨ８５１Ｕ（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名）の１００重量部、パーオキサイド系架橋剤として、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンであるＲＣ−４（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名、５０％シリカ溶液）の０．５重量部とを、混練し、シート用の組成物を得た。これを加圧加熱し、シリコーン製シートを作製した。【０１４１】
(2)シリコーンゴムシート（珪藻土配合）の調製
シリコーンゴムとしてメチルビニルシリコーンゴムであるＳＨ８５１Ｕ（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名）の１００重量部、パーオキサイド系架橋剤として、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンであるＲＣ−４（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名、５０％シリカ溶液）の０．５重量部と、珪藻土としてＣｅｌＴｉｘ（株式会社東京興業貿易商会製；商品名）の１０，２０，又は３０重量部とを混練し、シート用の組成物を得た。これを加圧加熱し、シリコーン製シートを作製した。【０１４２】
(3)ＳＥＰシートの調製
エチレンプロピレンゴムをシリコーンゴムで変性したＳＥＰラバー(シリコーン変性ＥＰＤＭ)であるＳＥＰ−１４１１−Ｕ又はＳＥＰ−１４２１−Ｕ（信越化学工業株式会社製；商品名）の１００重量部、パーオキサイド系架橋剤として、ジクミルパーオキサイドであるＣ−１２（信越化学工業株式会社製；商品名，約４０％品）を４重量部、加硫促進剤として、Ｎ，Ｎ’−（ｍ−フェニレン）ビスマレイミドであるＳＥＰ−ＢＭ（信越化学工業株式会社製；商品名）を０．２重量部とを、混練し、シート用の成型物を得た。これを加圧加熱し、ＳＥＰシートを作製した。【０１４３】
(4)ＥＰＤＭシートの調製
エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）としてＥＰＴ３０７２（三井化学株式会社製；商品名）の１４０重量部、シリカとして、Ｎｉｐｓｉｌ  ＶＭ３（東ソ−・シリカ株式会社製；商品名）を３０重量部、ハイクロスＭ（精工化学株式会社製；商品名）を１重量部、パーオキサイド系架橋剤として、パーヘキサ２５Ｂ（日油株式会社製；商品名）を２重量部とを混練し、シート用の組成物を得た。これを加圧加熱し、ＥＰＤＭシートを作製した。【０１４４】
(5)透湿度試験
得られた各種ゴムシートについて、ＪＩＳ  Ｌ−１０９９  Ａ−１法（塩化カルシウム法）を参考に行った。厚み０．２ｍｍに成形した上記の各種ゴムシートをφ１８ｍｍに加工した。２０ｍＬ容器に塩化カルシウム１０ｇを入れ、各種ゴムシートで容器の口を塞ぎ、その上からＯリングと穴あきキャップで密閉した。小型恒温恒湿器ＳＨ−２４１（エスペック株式会社製；商品名）を用い、温度４０℃、湿度９０％、透湿時間７２ｈで行った。試験前の重量と試験後の重量を比較し、透湿量を算出した。その透湿度試験の結果を、表１に示す。【０１４５】
【表１】
2015098720.tif 000004
【０１４６】
表１から明らかな通り、シリコーンゴムへ珪藻土を添加することによって透湿量は低下することが確認でき、透湿量の低下は珪藻土の添加量に比例することが確認できた。また、ＳＥＰやＥＰＤＭシートを用いることで、透湿量は大きく低下することが確認できた。【０１４７】
（実施例３：送液性の検討）
(1)三次元マイクロ化学チップの作製
２枚のシートから成る簡素な構造の三次元マイクロ化学チップ（図５参照。但し、シート２０は凹加工されたポリカーボネート樹脂板であり、シート１０は流動試料注入部11と排出部13が穴加工されたフラットなゴムシートであり、シート３０を用いていない。）を、流路維持基板シートであるポリカーボネート樹脂板１０と流路担持基板シートである前記各種ゴムシート２０とで、作製した。ポリカーボネート樹脂板１０は、Ｐａｎｌｉｔｅ  ＬＶ−２２２５Ｙ（帝人株式会社製；商品名）で成型され厚さ２ｍｍで５０×５０ｍｍの大きさのものである。また、ポリカーボネート樹脂板１０は中央部に幅１００μｍ、深さ３０μｍ、長さ４０ｍｍの流路２２を有する。また、ポリカーボネート樹脂板１０には、流路２２の両端となる位置で、直径２ｍｍの流動試料注入部位１１及び流動試料排出部位１３が設けられている。各種ゴムシート２０は、ポリカーボネート樹脂板１０と同外形で厚さ５００μｍであるポリカーボネート樹脂板１０と各種ゴムシート２０とを、以下のようにして分子接着技術で貼りあわせ、マイクロ化学チップ１を得た。成型したポリカーボネート樹脂板１０を、エタノール洗浄した後、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、７０ｍｍ／秒で３回コロナ放電処理し、表面を活性化処理した。その後、シランカップリング剤である０．１重量％の３−（２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシランのエタノール溶液に浸漬した後、エアーガンで風乾し８０℃で１０分間加熱して、再度エタノール洗浄を行った。各種ゴムシート２０に関しては、ＳＨ８５１ＵとＳＨ８５１Ｕ珪藻土３０重量部について、エタノールで洗浄後、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、７０ｍｍ／秒で３回コロナ放電処理し、表面を活性化処理した。ＳＥＰ１４１１，ＳＥＰ１４１２，ＥＰＤＭについては、エタノール洗浄した後、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、７０ｍｍ／秒で３回コロナ放電処理した後、シランカップリング剤である１．０重量％の３−メルカプトプロピルトリメトキシシランのエタノール溶液に浸漬した後、エアーガンで風乾し８０℃で１０分間加熱して、再度エタノール洗浄を行った。流路２２の両端となる位置で、流動試料注入部位１１及び流動試料排出部位１３とを位置合わせしつつポリカーボネート樹脂板１０と処理した各種ゴムシート２０を重ねあわせた。それを８０℃で１０分間、７０ｋｇｆでプレスし、熱圧着して、マイクロ化学チップ１を得た。【０１４８】
(2)送液評価試験
各種ゴムシートを貼りあわせた夫々のマイクロ化学チップ１の流動試薬注入部位１１にイオン交換水を加え、毛細管現象による送液を確認した。その送液評価の結果を、表２に示す。【０１４９】
【表２】
2015098720.tif 000005
【０１５０】
表２から明らかな通り、シリコーンゴムへ珪藻土を添加することによって毛細管現象によるイオン交換水の移動速度は増し、ＳＥＰ１４１１，ＳＥＰ１４１２，ＥＰＤＭを接着したマイクロ化学チップではイオン交換水が流動試薬排出部１３まで到達することが確認できた。【０１５１】
（実施例４：三次元マイクロ化学チップでのＰＣとＥＰＤＭとの接着性の検討）
(1)ＥＰＤＭシートの調製
エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）としてＥＰＴ３０７２（三井化学株式会社製；商品名）の１４０重量部、シリカとして、Ｎｉｐｓｉｌ  ＶＭ３（東ソ−・シリカ株式会社；商品名）を３０重量部、ハイクロスＭ（精工化学株式会社製；商品名）を１重量部、パーオキサイド系架橋剤として、パーヘキサ２５Ｂ（日油株式会社製；商品名）を２重量部とを混練し、シート用の組成物を得た。これを加圧加熱し、ＥＰＤＭシート板を作製した。【０１５２】
(2)ＥＰＤＭシートとＰＣ（ポリカーボネート）シートとの接着による三次元マイクロ化学チップの作製
図６に示すマイクロ化学チップ１を、流路維持基板シートであるポリカーボネート板１０・３０と流路担持基板シートであるＥＰＤＭシート２０とで、作製した。ポリカーボネート板１０・３０は、光学特性用ポリカーボネートであるＰＣＳＭ  ＰＳ６１０（タキロン株式会社製、商品名）で形成され厚さ２ｍｍで３０×４０ｍｍの大きさのものである。ＥＰＤＭシート２０は、ポリカーボネート板１０・３０と同形であって、ＥＰＴ３０７２（三井化学株式会社製；商品名）を用いた実施例２での前記配合で形成されたもので、厚さ５００μｍのものである。ＥＰＤＭシート２０に、図６の通りに直径１ｍｍの流動試料注入部位２１ａ・２１ｂ及び流動試料排出部位２２ａ・２２ｂ・２２ｃを有する幅５００μｍの溝状で分岐している流路２２を、レーザー加工機ＬａｓｅｒＰｒｏ  ＳＰＩＲＩＴ（コムネット株式会社製；商品名、加工条件：ｓｐｅｅｄ６．０，  ｐｏｗｅｒ９０，  ＰＰＩ４００）で形成した。成形したＥＰＤＭシート２０をエタノール洗浄した後、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、７０ｍｍ／秒で３回コロナ放電処理し、表面を活性化処理した。その後、シランカップリング剤である１．０重量％の３−メルカプトプロピルトリメトキシシランのエタノール溶液に浸漬した後、エアーガンで風乾し８０℃で１０分間加熱して、再度エタノール洗浄を行った。カバー用のポリカーボネート板１０に、流動試料注入穴１１ａ・１１ｂと流動試料排出穴１２ａ・１２ｂ・１２ｃとを、ドリルで穿孔した。カバー用のポリカーボネート板１０と底面支持用のポリカーボネート板３０とをエタノールで洗浄した後、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、７０ｍｍ／秒で３回コロナ放電処理し、表面を活性化処理した。ポリカーボネート板１０・３０を、シランカップリング剤である０．１重量％の３−（２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシランのエタノール溶液に浸漬した後、エアーガンで風乾し８０℃で１０分間加熱し、再度エタノール洗浄を行った。流動試料注入部位２１ａ・２１ｂ及び流動試料排出部位２２ａ・２２ｂ・２２ｃと流動試料注入穴１１ａ・１１ｂと流動試料排出穴１２ａ・１２ｂ・１２ｃとを位置合わせしつつ、基板シート１０・３０の間に、ゴムシート２０を挟み込んだ。それを８０℃で１０分間、７０ｋｇｆでプレスし、熱圧着して、マイクロ化学チップ１を得た。【０１５３】
(3)耐圧性試験
流動試料注入穴１１ｂと流動試料排出穴１２ａ・１２ｂ・１２ｃを塞ぎ、流動試料注入穴１１ａを経て流動試料注入部位２１ａから、加圧エアーを導入したところ、１．５ＭＰａまで耐圧性を示した。【０１５４】
（実施例５：三次元マイクロ化学チップでのＣＯＰとＥＰＤＭとの接着性の検討）
（1）ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）とＥＰＤＭシートとの接着による三次元マイクロ化学チップの作製
図６に示すマイクロ化学チップ１を、流路維持基板シートであるシクロオレフィンポリマー板１０・３０と流路担持基板シートであるＥＰＤＭシート２０とで、作製した。シクロオレフィンポリマー板１０・３０は、ＺＥＯＮＯＲ１０６０Ｒ（日本ゼオン株式会社製；商品名）で形成され厚さ２ｍｍで３０×４０ｍｍの大きさのものである。ＥＰＤＭシート２０は、シクロオレフィンポリマー板１０・３０と同形であって、ＥＰＴ３０７２（三井化学株式会社製；商品名）を用いた実施例２での前記配合で形成されたもので、厚さ５００μｍのものである。ＥＰＤＭシート２０に、図６の通りに直径１ｍｍの流動試料注入部位２１ａ・２１ｂ及び流動試料排出部位２２ａ・２２ｂ・２２ｃを有する幅５００μｍの溝状で分岐している流路２６を、レーザー加工機ＬａｓｅｒＰｒｏ  ＳＰＩＲＩＴ（コムネット株式会社製；商品名、加工条件：ｓｐｅｅｄ６．０，  ｐｏｗｅｒ９０，  ＰＰＩ４００）で形成した。成形したＥＰＤＭシート２０をエタノール洗浄した後、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、７０ｍｍ／秒で３回コロナ放電処理し、表面を活性化処理した。その後、シランカップリング剤である１．０重量％の３−メルカプトプロピルトリメトキシシランのエタノール溶液に浸漬した後、エアーガンで風乾し８０℃で１０分間加熱して、再度エタノール洗浄を行った。カバー用のシクロオレフィンポリマー板１０に、流動試料注入穴１１ａ・１１ｂと流動試料排出穴１２ａ・１２ｂ・１２ｃとを、ドリルで穿孔した。カバー用のシクロオレフィンポリマー板１０と底面支持用のシクロオレフィンポリマー板３０とをエタノールで洗浄した後、０．１重量％の２，６−ジアジド−４−｛３−（トリエトキシシリル）プロピルアミノ｝−１，３，５−トリアジン（Ｐ−ＴＥＳ）のエタノール溶液に浸漬し、エアーガンで風乾した。その後、ＵＶ光（２００ｍＪ／ｃｍ２：２５４ｎｍ）を照射した。流動試料注入部位２１ａ・２１ｂ及び流動試料排出部位２２ａ・２２ｂ・２２ｃと流動試料注入穴１１ａ・１１ｂと流動試料排出穴１２ａ・１２ｂ・１２ｃとを位置合わせしつつ、基板シート１０・３０の間に、ゴムシート２０を挟み込んだ。それを８０℃で１０分間、７０ｋｇｆでプレスし、熱圧着して、マイクロ化学チップ１を、得た。【０１５５】
(2)耐圧性試験
流動試料注入穴１１ｂと流動試料排出穴１２ａ・１２ｂ・１２ｃを塞ぎ、流動試料注入穴１１ａを経て流動試料注入部位２１ａから、加圧エアーを導入した際、１．５ＭＰａまで耐圧性を示した。【０１５６】
（実施例６：蛍光強度の検討）
(1)反射性未処理シリコーンゴムシートの調製
シリコーンゴムとしてメチルビニルシリコーンゴムであるＳＨ８５１Ｕ（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名）の１００重量部、パーオキサイド系架橋剤として、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンであるＲＣ−４（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名、５０％シリカ溶液）の０．５重量部とを、混練し、シート用の組成物を得た。これを加圧加熱し、シリコーン製シートを作製した。【０１５７】
(2)高反射シリコーンゴムシートの調製
シリコーンゴムとしてメチルビニルシリコーンゴムであるＳＨ８５１Ｕ（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名）の１００重量部、パーオキサイド系架橋剤として、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンであるＲＣ−４（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名、５０％シリカ溶液）０．５重量部と、ルチル型酸化チタンとしてＣＲ−５８（石原産業株式会社；商品名）５０重量部とを、混練し、シート用の組成物を得た。これを加圧加熱し、高反射シリコーンゴムシートを作製した。【０１５８】
(3)シリコーンゴムシート又は高反射性シリコーンゴムシートとＣＯＰシートの接着による三次元マイクロ化学チップの作製
図５に示すマイクロ化学チップ１を、天面側流路維持基板シートとしてシクロオレフィン樹脂（ＣＯＰ）シートであるゼオノアフィルムＺＦ１６−１００（日本ゼオン株式会社；商品名）１０と、流路担持基板シート及び底面側流路維持基板シートとして厚み１．０ｍｍの高反射性シリコーンゴムシート２０・３０とで、作製した。高反射性シリコーンゴムシート２０に図１の通りに直径１ｍｍの流動試薬注入部位２１ａ及び流動試薬排出部２１ｂを有する幅１ｍｍの溝状の流路２２と、流路２２中間に拡径となるようφ５ｍｍの液溜部を、レーザー加工機ＬａｓｅｒＰｒｏ  ＳＰＩＲＩＴ（コムネット株式会社製、加工条件：  ｓｐｅｅｄ３．４，  ｐｏｗｅｒ９０，  ＰＰＩ４００）で形成した。成形した高反射性シリコーンゴムをエタノール洗浄した後、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、７０ｍｍ／秒で３回コロナ放電処理し、表面を活性化処理した。カバー用のシクロオレフィン樹脂シート１０に、流動試料注入穴１１ａと流動試料排出穴１２ａとを、レーザー加工機ＬａｓｅｒＰｒｏ  ＳＰＩＲＩＴ（コムネット株式会社製；商品名、加工条件：  ｓｐｅｅｄ１０，  ｐｏｗｅｒ１５，  ＰＰＩ４００）で加工した。加工したカバー用の基板シート１０を、エタノール洗浄した後、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、７０ｍｍ／秒で３回コロナ放電処理し、表面を活性化処理した。基板シートを、シランカップリング剤である重量％の３−（２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシランのエタノール溶液に浸漬した後、エアーガンで風乾し８０℃で１０分間加熱して、再度エタノール洗浄を行った。底面支持用の高反射性シリコーンゴムシート３０をエタノールで洗浄後、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、７０ｍｍ／秒で３回コロナ放電処理し、表面を活性化処理した。流動試料注入部位２１ａ流動試料排出部位２１ｂと流動試料注入穴１１ａと流動試料排出穴１１ｂとを位置合わせしつつ、基板シート１０・３０の間に、高反射性シリコーンゴムシート２０を挟み込んだ。それを８０℃で１０分間、７０ｋｇｆでプレスし、熱圧着して、マイクロ化学チップ１を得た。【０１５９】
(4)蛍光測定
上記のようにして作製した高反射性シリコーンゴムシートを用いたマイクロ化学チップ１と、高反射性シリコーンゴムに代えてＳＨ８５１Ｕで調製した反射性未処理シリコーンゴムシートを用いたこと以外は同様にして作製したマイクロ化学チップとでの蛍光測定の比較を行った。０．０１重量％の蛍光色素ＬＵＭＯＧＥＮ  Ｆ  ＯＲＡＧＥ２４０のエタノール溶液をマイクロ化学チップ１の流動試薬注入穴１１ａから３５μＬ注入し、流動試薬注入穴１１ａと流動試薬排出穴１２ａとをテープで塞いだ。蛍光色素を注入したマイクロ化学チップ１の液溜部に主波長５００ｎｍの光を当て、蛍光強度を、瞬間マルチ測光システムＭＣＰＤ−７０００（大塚電子株式会社製；商品名）で、測定した。反射性未処理シリコーンゴムシートを使用したマイクロ化学チップの蛍光強度１００に対し、高反射シリコーンゴムシートを使用したマイクロ化学チップの蛍光強度の相対値で表わした。その結果を表３に示す。【０１６０】
【表３】
2015098720.tif 000006
【０１６１】
表３から明らかな通り、高反射性シリコーンゴムシートを使用したマイクロ化学チップ１は、反射性未処理シリコーンゴムシートを使用したマイクロ化学チップよりも蛍光強度がピーク強度比較で６．２９倍向上することがわかった。【０１６２】
（実施例７：伝熱性と断熱性の検討）
(1)シリコーンゴムシートの調製
シリコーンゴムとしてメチルビニルシリコーンゴムであるＳＨ８５１Ｕ（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名）の１００重量部、パーオキサイド系架橋剤として、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンであるＲＣ−４（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名、５０％シリカ溶液）の０．５重量部とを、混練し、シート用の組成物を得た。これを加圧加熱し、シリコーンゴムシートを作製した。【０１６３】
(2)熱伝導性シリコーンゴムシートの調製
シリコーンゴムとしてメチルビニルシリコーンゴムであるＳＨ１００５（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名）の５０重量部、シリコーンオイルとしてポリジメチルシロキサンであるＳＨ２００  １００ｃｓ（東レ・ダウコーニング株式会社製；商品名）の５０重量部、熱伝導性フィラーとして酸化マグネシウムであるパイロキスマ５３０１（協和化学工業株式会社製；商品名、平均粒径２μｍ）５０重量部及びパイロキスマ３３２０（協和化学工業株式会社製；商品名、平均粒径２０μｍ）の２００重量部、添加剤として水酸化アルミニウムＡｌ（ＯＨ）３であるハイジライトＨ３２（昭和電工株式会社製；商品名）５０重量部及び酸化カルシウムＣａＯであるＶＥＳＴＡ  ＰＰ（井上石灰工業株式会社製；商品名）の１０重量部、白金触媒として白金錯体である（ＧＥＬＥＳＴ社製白金カルボニルシクロビニルメチルシロキサン錯体ビニルメチル環状シロキサン溶液の０．０１重量部とを、混練し、シリコーンゴム製熱伝導性シート用の組成物を得た。これを、加圧加熱し、流路維持基板シートとなるシリコーンゴム製熱伝導性シートとした。【０１６４】
(3)発泡性シリコーンゴムシートの調製
発泡性シリコーンゴムシートを、特開２００８−９４９８１号公報の実施例１に準じて調製した。シリコーンゴム１００質量部に、過酸化物加硫剤２質量部を配合し、二本ロールで混合分散させて、シリコーンゴムコンパウンドを調製した。加硫剤を含むシリコーンゴムコンパウンド１１０質量部に、第１の気孔形成剤としてトリメチロールプロパン１０質量部と、第２の気孔形成剤としてペンタエリスリトール３９０質量部とを配合し、缶体温度（Ｔ１）１１０℃に設定されたニーダーで１０分間混練して気孔形成剤を混合分散させたゴム組成物を得た。混練工程で得られたゴム組成物を、プレス金型内で加硫温度（Ｔ２）１７０℃で１０分間圧縮成形して厚さ２ｍｍのシート状の加硫ゴム組成物を得た。混練温度（Ｔ１）に対する加硫温度（Ｔ２）の差（Ｔ１−Ｔ２）は、−６０℃とした。シート状の加硫ゴム組成物を、温水を用いて水洗し、加硫ゴム組成物中から気孔形成剤を溶出させ、多孔体である発泡性シリコーンゴムシートとした。【０１６５】
(4)断熱性測定
１００℃に加熱した金属板上に、夫々厚さ（ｔ）が２．０ｍｍである、シリコーンゴムシートと、熱伝導性シリコーンゴムシートと、発泡性シリコーンゴムとを置き、温度上昇の経時変化を測定した。その結果を図７に示す。【０１６６】
図７から明らかな通り、熱伝導性シリコーンゴムシートでは短時間での温度上昇が確認でき、発泡性シリコーンゴムシートでは、温度上昇が遅くなることが確認できた。このことから、三次元マイクロ化学チップに放熱ゴム材料を用いることで、温度応答性が上がり、温度サイクルをかける際の時間短縮が可能になることが分かった。また、発泡性ゴム材料を用いることによりチップ内を異なる温度に設定する際、温度の干渉を低減することが可能となることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
本発明の三次元マイクロ化学チップは、内部からの放熱性や外部からの熱伝導性に優れており、迅速に分析結果を知る必要がある救急医療現場での患者の生体成分の分析、犯罪現場で微量な血痕・体液・毛髪・生体組織細胞等の遺留品からＤＮＡを抽出し、そのＤＮＡを増やすＰＣＲ増幅し、電気泳動でＤＮＡを特定するＤＮＡ解析、新規医薬品探索のための各種医薬候補品の物性・薬効評価、オーダーメイド医療のための診断、ペプチドやＤＮＡや機能性低分子の微量合成、幹細胞やウィルス等の培養や増殖などに、用いられる。【０１６８】
三次元マイクロ化学チップは、簡便に自在な形状の流路を形成できるものなので、オーダーメイドの診療や、種々の動植物のＤＮＡ分析などの同定に、用いることができる。【０１６９】
本発明の三次元マイクロ化学チップを製造する方法で得られたこのマイクロ化学チップは、それらの分析装置やマイクロリアクターに装着して、遺伝子診察・治療を行う医療分野や、生体試料を用いた犯罪捜査分野における各種分析、海洋や湖沼等の遠隔地での水中ロボットを用いた微生物探索、医薬品開発における各種合成に用いることができる。
【符号の説明】
【０１７０】
１は三次元マイクロ化学チップ、１０は流路維持基板シート、１１・１１ａ・１１ｂ・１１ｅ・１１ｇは流動試料注入口、１３・１３ａ・１３ｂは流動試料排出口、１４ａはおもて面、１４ｂはうら面、２０は流路担持基板シート、２１・２１ａ・２１ｂ・２１ｃ・２１ｄ・２１ｅ・２１ｇ・２１ｉは流動試料受渡穴、２２・２２ａ・２２ｂ・２２ｄ・２２ｅ・２２ｆ・２２ｇ・２２ｉは微細流路、２２ｄ’は液溜部、２３・２３ａ・２３ｂは流動試料引渡穴、２４ａはおもて面、２４ｂはうら面、３０は流路維持基板シート、３１・３１ｃ・３１ｄ・３１ｈ・３１ｉは流動試料受渡穴、３４ａはおもて面、３４ｂはうら面、４０は流路担持基板シート、４１・４１ｃ・４１ｄ・４１ｈ・４１ｉは流動試料受渡穴、４２・４２ａ・４２ｃ・４２ｈ・４１ｈ’は微細流路、４４ａはおもて面、４４ｂはうら面、５０は流路維持基板シート、５４ａはおもて面、６０ａ・６０ｂはホルダー、６１ａ・６１ｂ・６１ｅ・６１ｇは注入誘導穴、６３ａ・６３ｂは排出誘導穴、Ａは注入側、Ｂは排出側である。
【図１】
2015098720.tif 000007
【図２】
2015098720.tif 000008
【図３】
2015098720.tif 000009
【図４】
2015098720.tif 000010
【図５】
2015098720.tif 000011
【図６】
2015098720.tif 000012
【図７】
2015098720.tif 000013
【国際調査報告】
2015098720.tif 000014
2015098720.tif 000015
2015098720.tif 000016
2015098720.tif 000017
2015098720.tif 000018
2015098720.tif 000019
2015098720.tif 000020