(57)【要約】【課題】体液のような液体試料の流れ性に優れ、且つ接合面の接着性に優れ、液モレを防止した微細流路溝構造体の提供を目的とする。【解決手段】接合面に微細流路溝を形成したベース体と、当該微細流路溝の少なくとも一部を覆うようにベース体の接合面に接着されるカバー体とを備え、前記ベース体はポリプロピレン系樹脂と一般式Ｘ−Ｙで表記されるブロックコポリマーの水素添加誘導体とを含有する樹脂組成物で製作してあり、前記ベース体の微細流路溝にはその少なくとも一部に機能性塗膜層が形成されており、前記ベース体とカバー体とは、接着されたときに機能性塗膜を覆うようにどちらか一方又は双方の接合面に塗布された、アルキルアルコキシシラン化合物を含む接着剤層によって接着されていることを特徴とする。  （但し、Ｘ：ポリプロピレン系樹脂に相容しないポリマーブロック、Ｙ：共役ジエンのエラストマー性ポリマーブロックである。）【選択図】  図１
2008292253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合面に微細流路溝を形成したベース体と、当該微細流路溝の少なくとも一部を覆うようにベース体の接合面に接着されるカバー体とを備え、
前記ベース体はポリプロピレン系樹脂と一般式Ｘ−Ｙで表記されるブロックコポリマーの水素添加誘導体とを含有する樹脂組成物で製作してあり、前記ベース体の微細流路溝にはその少なくとも一部に機能性塗膜層が形成されており、前記ベース体とカバー体とは、接着されたときに機能性塗膜を覆うようにどちらか一方又は双方の接合面に塗布された、アルキルアルコキシシラン化合物を含む接着剤層によって接着されていることを特徴とする微細流路溝構造体。
（但し、Ｘ：ポリプロピレン系樹脂に相容しないポリマーブロック、Ｙ：共役ジエンのエラストマー性ポリマーブロックである。）
【請求項２】
接合面に塗布するアルキルアルコキシシラン化合物は、一般式Ｘ−Ｙで表記されるブロックコポリマーの水素添加誘導体を含有していることを特徴とする請求項１記載の微細流路溝構造体。
（但し、Ｘ：ポリプロピレン系樹脂に相容しないポリマーブロック、Ｙ：共役ジエンのエラストマー性ポリマーブロックである。）
【請求項３】
機能性塗膜層は、凝集惹起物を含んでいることを特徴とする請求項１又は２記載の微細流路溝構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ化学反応装置、血液流動性測定装置、マイクロバイオリアクター等の生化学、生物工学、生物学の分野において使用するのが好適な微細流路溝構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
生化学、生物工学、生物学の分野においては、細胞液、血液等の体液を用いて化学反応装置や流動性測定装置にて試験、評価することが実施されている。
この種の装置には体液を通水する微細流路溝構造体が必要になる。
微細流路溝構造体を製作するには、２つの接合体の一方又は両方に微細流路溝を形成し、この２つの接合体を接合面にて接着接合することが一般的に行われている。
しかし、従来の接着機構は、液体状態の接着剤を被接着体の表面に塗布すると、液状の接着剤が被接着体の表面微細凹凸に浸透することで表面をぬらし、この接着剤が固化することで被接着体の対向する接合面相互の接着層を形成するものである。
このような接着機構では、被接着体が脆弱な材質であると、簡単に表面剥離してしまう問題があった。
ましてや、体液を用いた反応用あるいは評価用の微細流路溝構造体にあっては、微細流路溝に機能性塗膜層を塗布形成する必要があり、接合面に塗布されたこの機能性塗膜層が接着剥離の原因の１つになっていた。
【０００３】
体液として血液を例にとると血液中の血小板は、コラーゲンに触れると粘着凝集する。
また血小板は、血漿タンパク質であるフォンビルブラント因子（ｖＷＦ因子：ｖｏｎ  Ｗｉｌｌｅｂｒａｎｄ因子）を介して粘着性が増し、ＡＤＰ（アデノシン−５’−二リン酸）を放出して凝集する。
凝集した血小板はフィブリノーゲンにより血餅化する。
このような凝集惹起物としてはフィブロネクチンも知られていて、フィブロネクチンはコラーゲン性の基質と細胞との結合に関与する。
【０００４】
上記のような血液反応を評価する場合に、血液を生化学的反応を示す物質（機能性塗膜層）に接触させなければならないが、例えば特許文献１（特開２００４−２５１６３０号公報）の図４には、血液を流し込むフローチャンバーをガラス板とシリコン製の微細流路溝側壁形成シートにて形成し、微細流路溝の開口部をガラス製ブロックで覆った構造体を開示する。
【０００５】
しかし、上記のような従来構造では次の技術的課題が内在している。
まず第１にコラーゲン等の固相マトリックスに流れ込む前の血液供給トンネル部での血液の流れが悪く、場合によっては血液が変質し、正確な反応評価ができないことがある。
第２に血液の供給ポンプを用いるとチャンバー内圧が上昇し、微細流路溝等の開口部を覆ったカバー体と、ベース体との間から液濡れが生じやすい。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５１６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、体液のような液体試料の流れ性に優れ、且つ接合面の接着性に優れ、液モレを防止した微細流路溝構造体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る微細流路溝構造体は、接合面に微細流路溝を形成したベース体と、当該微細流路溝の少なくとも一部を覆うようにベース体の接合面に接着されるカバー体とを備え、前記ベース体はポリプロピレン系樹脂と一般式Ｘ−Ｙで表記されるブロックコポリマーの水素添加誘導体とを含有する樹脂組成物で製作してあり、前記ベース体の微細流路溝にはその少なくとも一部に機能性塗膜層が形成されており、前記ベース体とカバー体とは、接着されたときに機能性塗膜を覆うようにどちらか一方又は双方の接合面に塗布された、アルキルアルコキシシラン化合物を含む接着剤層によって接着されていることを特徴とする。
（但し、Ｘ：ポリプロピレン系樹脂に相容しないポリマーブロック、Ｙ：共役ジエンのエラストマー性ポリマーブロックである。）
ここで、微細流路溝の形成はベース体側に限定するものではなく、主にベース体側に微細流路溝を形成して、その少なくとも一部をカバー体で覆う趣旨である。
例えば、カバー体にベース体の微細流路溝に連通した試料注入用の貫通孔又は排出孔あるいは微細流路溝を形成してもよく、ベース体側に試料注入口、排出孔を形成してもよい。
【０００９】
上記のポリプロピレン系樹脂と、一般式Ｘ−Ｙで表記されるブロックコポリマー水素添加誘導体とを含有する樹脂組成物で形成したベース体に、微細流路溝を形成すると体液に対して濡れ性がよく、微細流路溝に流れ込む体液の先端が流れ方向に対して凹部面になる性質を有している。
従って、例えば評価試料として血液を流し込むとポンプ圧を付加しなくても微細流路溝に沿って血液がスムーズに流れ、血液中の赤血球や白血球、リンパ球等が微細流路溝壁に付着するのを抑え、機能性塗膜層に到達するまでに液体試料が変化するのを防止するように作用する。
また、カバー体を透明体で形成すると機能性塗膜層との反応状況を観察しやすい。
機能性塗膜層とは塗布後に細胞液や血液等の体液（人間及び動物の体液を含む）との生化学的反応性を示す塗膜層をいう。
具体例としては、ナイトロセルロース（高蛋白質結合能物質）、ＭＰＣ（２−メタクロイルオキシエチルホスホリルコリン）、ＴＭ（トロンボモジュリン）、血液の凝集惹起物、酵素等の蛋白質が含まれている塗膜層をいう。
凝集惹起物としては、例えば血小板との反応性を示すコラーゲン、フォンブラント因子（ｖＷＦ因子：ｖｏｎ  Ｗｉｌｌｅｂｒａｎｄ因子）、フィブリノーゲン、フィブロチン等が例として挙げられる。
【００１０】
ここで、ポリプロピレン系樹脂としては、ホモポリマー又は、エチレン、ブテンー１、ヘキセンー１などのα―オレフィンを含むランダムコポリマーを用いることができる。
ポリマーブロックＸとして、ビニル芳香族モノマー（例えばスチレン）、エチレン又はメタクリレート（例えばメチルメタクリレート）等の重合したポリマーがある。
なお、一般式Ｘ−Ｙで表記されるブロックコポリマーの水素添加誘導体には、（Ｘ−Ｙ）ｎにおいてｎ＝１〜５の範囲にあるものや、Ｘ−Ｙ−Ｘ、Ｙ−Ｘ−Ｙ等が含まれる。
【００１１】
水素添加誘導体のポリマーブロックＸとしては、ポリスチレン系とポリオレフィン系のものがあり、ポリスチレン系のものは、スチレン、α−メチルスチレン、ο−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセンのうちから選択された１種又は２種以上のビニル芳香族化合物をモノマー単位として構成されるポリマーブロックが上げられる。
また、ポリオレフィン系のものは、エチレンと炭素数３〜１０のα−オレフィンの共重合体がある。
更に非共役ジエンが共役重合されていても良い。
前記オレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン等である。
前記非共役ジエンとしては、例えば、１，４−ヘキサジエン、５−メチル−１，５−ヘキサジエン、１，４−オクタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、シクロペンタジエン、５−エチリデン−２−ノルボネル、５−ブチリデン−２−ノルボネル、２−イソプロペニル−５−ネルボルネン等がある。
共重合体の具体例としては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−１−オクテン共重合体、エチレン−プロピレン−１，４−ヘキサジエン共重合体、エチレン−プロピレン−５−エチリデン−２−ノルボルネン共重合体等が挙げられる。
【００１２】
ポリマーブロックＹの水素添加前のものとして、２−ブテン−１，４−ジイル基及びビニルエチレン基からなる群から選択される少なくとも１種の基をモノマー単位として構成されるポリブタジエンや、また２−メチル−２−ブテン−１，４−ジイル基、イソプロペニルエチレン基及び１−メチル−１−ビニルエチレン基からなる群から選択される少なくとも１種の基をモノマー単位として構成されるポリイソプレンが挙げられる。
更に水素添加前のポリマーブロックＹとして、イソプレン単位及びブタジエン単位を主体とするモノマー単位からなるイソプレン／ブタジエン共重合体で、イソプレン単位が２−メチルー２−ブテン−１，４−ジイル基、イソプロペニルエチレン基及び１−メチル−１−ビニルエチレン基からなる群から選ばれるすくなくとも１種の基であり、ブタジエン単位が２−ブテン−１，４−ジイル基及び／又はビニルエチレン基であるものが挙げられる。
ブタジエン単位とイソプレン単位の配置は、ランダム状、ブロック状、テーパブロック状のいずれの形態になっても良い。
【００１３】
また、ポリマーブロックＹの水素添加前のものとして、ビニル芳香族化合物単位及びブタジエン単位を主体とするモノマー単位からなるビニル芳香族化合物／ブタジエン共重合体で、ビニル芳香族化合物単位が、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセンのうちから選択された１種のモノマー単位であり、ブタジエン単位が、２−ブテン１，４−ジイル基及び／又はビニルエチレン基である共重合体が挙げられる。  ビニル芳香族化合物単位とブタジエン単位の配置は、ランダム状、ブロック状、テーパブロック状のいずれの形態になっても良い。
上記のようなポリマーブロックＹにおける水素添加の状態は、部分水素添加であっても、また完全水素添加であっても良い。
【００１４】
なお、水素添加誘導体のポリマーブロックＸがポリスチレンであり、ポリマーブロックＹの水素添加前のものが１，２結合、３，４結合及び／又は１，４結合のポリイソプレンであると原材料を入手しやすい。
スチレン成分はポリプロピレン系樹脂等と相溶しないので、その割合が高くなるとポリプロピレンとの混合に時間を要するので、スチレン成分の多い水素添加誘導体を用いるときはマスターバッチ化し、予め十分に混合しておくのが良い。
【００１５】
水素添加誘導体のポリマーブロックＸがポリスチレンであり、ポリマーブロックＹの水素添加前のものが１，２結合及び／又は１，４結合のポリブタジエンである場合も原材料が入手しやすい。
【００１６】
ここで、相溶について以下説明する。
ポリマーブロックＸがポリプロピレン系樹脂に相溶しないとき、ポリマーブロックＸはその慣性半径程度のサイズを有するミクロドメインを形成し、このようなミクロドメインは透過型電子顕微鏡で観察したり、小角Ｘ線散乱により孤立ドメインの散乱パターンを測定・解析したりすることにより確認することができる。
またこの場合、ポリマーブロックＸのガラス転移温度はポリプロピレン系樹脂の混合によりほとんど変化せず、これを示差走査熱量測定（DSC）や動的粘弾性測定などにより確認することができる。
ポリマーブロックＹがポリプロピレン系樹脂に相溶するときは、ポリマーブロックＹのガラス転移温度およびポリプロピレンのガラス転移温度が変化して、これらの間の温度に新たなガラス転移温度が現れる。
このようなガラス転移温度の変化は、動的粘弾性測定などにより確認することができる。  仮に、Ｘ−Ｙブロックコポリマーの何れのポリマーブロックにもポリプロピレン系樹脂が相溶しないと、形態的にはＸ−Ｙブロックコポリマー相（ポリマーブロックＸの相とポリマーブロックＹの相からなるミクロドメイン構造を形成している）とポリプロピレン系樹脂相に分離するが、ポリマーブロックＹにポリプロピレン系樹脂が相溶する場合は、ポリマーブロックＸのミクロドメイン同士の間隔が広がったり、ポリマーブロックＸのミクロドメインがポリプロピレン系樹脂中に均一に分散したりするようになる。
このようなポリマーブロックＹがポリプロピレン系樹脂に相溶する場合の形態的変化は、透過型電子顕微鏡によりミクロドメインの相互位置を観察したり、小角Ｘ線散乱によりミクロドメイン間距離を解析したりすることにより確認することができる。
【００１７】
アルキルアルコキシシラン化合物とは、下記の構造式で示すものである。
【化１】
2008292253.tif 000003
【化２】
2008292253.tif 000004
ここで、Ｒ１は水素、窒素、直鎖又は側鎖を有する、アルキル基あるいはアルケニル基のいずれかである。
Ｒ１は末端に官能基を有していてもよいが、末端に官能基を有しないアルキル基であると、ポリプロピレン系樹脂と一般式Ｘ−Ｙで表記されるブロックコポリマーの水素添加誘導体を含有する結晶度の低い樹脂組成物への浸透性が良く、接合強度がより高い。
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６は、炭素数１〜３程度のアルキル基であり、ｎ、ｎ’、ｍ、ｍ’は０、１、２、３のいずれかで、かつ、ｎ＋ｍ＝３，  ｎ’＋ｍ’＝３である。
Ｒ４はアルキレン基であり、２つのアルキレン基を官能基で結合したものであってもよい。
このアルキルアルコキシシラン化合物からなる接着剤に一般式Ｘ−Ｙで表記されるブロックコポリマーの水素添加誘導体（Ｘ：ポリプロピレン系樹脂に相溶しないポリマーブロック、Ｙ：共役ジエンのエラストマー性ポリマーブロック）を溶解添加すると接合強度が向上する。
また、アルキルアルコキシシラン化合物はアルキル基が樹脂への浸透性を有し、アルコキシ基が架橋機能を有していてアルキルトリアルコキシシラン化合物でもよい。
【００１８】
本発明において、微細流路溝に塗布する方法としてはスプレー、はけ塗り、ディッピング等手段を選ばない。
微細流路溝は体液を通水する溝であって、生化学的反応、試験及び測定を行うものである。
溝の長さ及び形状は使用目的に応じて設計され、溝の深さ及び幅は概ね０．３μｍ〜２００μｍレベルをいう。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、微細流路溝構造体を形成する際に、ベース体の微細流路溝の所定範囲に機能性塗膜層を形成し、ベース体とカバー体とをアルキルアルコシシラン化合物を含む接着剤にて接合して微細流路溝を形成し、且つ、少なくともベース体をポリプロピレン系樹脂と一般式Ｘ−Ｙで表記されるブロックコポリマー（但し、Ｘ：ポリプロピレン系樹脂に相容しないポリマーブロック、Ｙ：共役ジエンのエラストマー性ポリマーブロックである。）の水素添加誘導体で製作したので体液試料の流れ性に優れ、機能性塗膜層と反応する前に試料が変質するのを防止できる。
また、前記樹脂組成物は膨潤性と低結晶性を有していて、アルキルアルコキシシラン化合物はアルキル基がこの樹脂組成物への優れた浸透性を示し、アルコキシ基が架橋性を有している。
よって、このアルキル基が機能性塗膜層を通過してその下方に存在する前記樹脂組成物を用いて成形した成形品にまで浸透して表面剥離を防止するので、ベース体とカバー体との間に機能性塗膜が存在しても相互の接合強度が高く、微細流路溝からの液モレを防止する。
また、アルキルアルコキシシラン化合物に一般式Ｘ−Ｙで表記されるブロックコポリマーの水素添加誘導体（但し、Ｘ：ポリプロピレン系樹脂に相容しないポリマーブロック、Ｙ：共役ジエンのエラストマー性ポリマーブロック）を添加すると更に接合強度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に本発明に係る微細流路溝構造体の例を示す。
図１に示した例は、ベース体１に微細流路溝３を形成し、カバー体２で微細流路溝３を覆うように接合する例である。
ベース体１にカバー体２を接合した後の状態を図２に示し、微細流路溝の断面を図３に模式的に示す。
本実施例は、ベース体１に微細流路溝３及び試料供給口３ａ、反応後の排出口３ｂ、３ｃを形成した例を示したが微細流路溝構造はこれに限定されるものでなく、カバー体２に貫通孔を設けて微細流路溝に試料を供給できるようにしてもよく、ベース体の裏側に排出口を設けてもよい。
【００２１】
ベース体１とカバー体２との両方を、ポリプロピレン樹脂のランダムコポリマー（射出成形用の出光石油化学株式会社製のＪ−３０２１ＧＲ、ＭＦＲ３３ｇ／１０ｍｉｎ、密度０．９ｇ／ｃｍ３、引張弾性率１０００ＭＰａ、曲げ弾性率１０００ＭＰａ、ロックウエル硬度７６Ｒ）と、第２の合成樹脂成分として水素添加誘導体（株式会社クラレ製ハイブラー７３１１Ｓ、水添ポリスチレン・ビニルーポリイソプレン・ポリスチレンブロック共重合体で、スチレン含有率１２重量％）とを１：１に配合し、射出成形した。
微細流路溝は深さ３０μｍで幅５０μｍである。
【００２２】
ベース体１の微細流路溝の所定範囲には、３０μｍ径のフィルターで濾過したコラーゲン分散液を塗布し、約１時間乾燥した。
コラーゲン分散液を塗布した状態では微細流路溝に液状のコラーゲン分散液が溜まったように見えるが乾燥させると図３（ｂ）に示したように概ね均一な機能性塗膜層４になった。
なお、図４に機能性塗膜層４の表面拡大写真を参考に示す。
【００２３】
図３に示すようにカバー体２の裏面にイソブチルトリメトキシシラン５を塗布し、ベース体にカバー体を貼り合せた状態で約７０℃に加熱してベース体に接合した。
ベース体にカバー体を接合後に、約１２０℃にて３時間アニーリング処理をした。
【００２４】
図５に微細流路溝に体液を流した状態の写真例を示すように微細流路溝からの液モレはなかった。
図６にＵ字状の微細流路溝（５０μｍ×５０μｍ）にマウスＢリンパ球Ｃ（細胞数１×１０７個／ｍＬ）の細胞液（１０％ＦＣＳ、ＲＰＭＩバッファー）を圧力を付加することなく流した際の顕微鏡写真を示す。
液面ｆが流れ方向に対し、凹部面になっているのが分かる。
これを模式図にすると図６（ｂ）のようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る微細流路溝構造体の構成例を示す。
【図２】本発明に係る微細流路溝構造体の外観例を示す。
【図３】微細流路溝の断面構造を示す。
【図４】コラーゲン分散液の機能性塗膜層の表面写真を示す。
【図５】微細流路溝に体液をフローさせた状態の写真を示す。
【図６】流れ方向体液の液面の写真及び模式図を示す。
【符号の説明】
【００２６】
１      ベース体
２      カバー体
３      微細流路溝
４      機能性塗膜層
【図１】
2008292253.tif 000005
【図２】
2008292253.tif 000006
【図３】
2008292253.tif 000007
【図６】
2008292253.tif 000008
【図４】
2008292253.tif 000009
【図５】
2008292253.tif 000010