(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単数又は重ねられて接合し合う複数の流路形成シートと基材シートとが接合し、流動体を流す流路が前記流路形成シートにて貫通し又は窪みつつ前記流路形成シートと前記基材シートとが接合していることによって形成されており、前記流路形成シート及び前記基材シートの何れかの面上で前記流路の途中の少なくとも一部が、前記流動体に不溶性の親水性樹脂及び／又は非樹脂性親水性素材の被覆層で、被覆されており、前記被覆層が、前記流動体に可溶性の保護膜で被覆されていることを特徴とするマイクロ化学チップ。
【請求項２】
前記流動体が、水含有流動体であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ化学チップ。
【請求項３】
前記流動体が水溶液、乳液又は懸濁水であり、前記保護膜が水溶性樹脂で形成されていることを特徴とする請求項２に記載のマイクロ化学チップ。
【請求項４】
前記被覆層が、前記流動体の流出入部位、前記流路の屈曲部位又は屈折部位、前記流路の拡大部位又は縮小部位、前記流動体の成分と反応させる反応槽、前記流動体を電気的処理する電極の挿入キャビティ、試薬と検体との少なくとも何れかを後添加する試薬分注ウェル、及び、反応物と反応中間体との少なくとも何れかをサンプリングするサンプリングウェルから選ばれる少なくとも一つの接続部位に、形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ化学チップ。
【請求項５】
前記流路形成シートが、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、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−プロピレン‐ジエンゴム、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、テトラフルオロロエチレン、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、及びウレタンゴムから選ばれる少なくとも何れかのエラストマーで形成されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ化学チップ。
【請求項６】
前記親水性樹脂が、アクリル化合物を含有してなる樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、及び多価アルコールの多官能化合物のアクリレートの重合体から選ばれる少なくとも何れかの活性エネルギー線硬化樹脂であり、前記非樹脂性親水性素材が、親水性ガラスであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ化学チップ。
【請求項７】
前記活性エネルギー線硬化樹脂が、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、およびシリコーン（メタ）アクリレート、及びペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートから選ばれる少なくとも何れかであることを特徴とする請求項６に記載のマイクロ化学チップ。
【請求項８】
前記水溶性樹脂が、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、アラビアガム、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、及びゼラチンから選ばれる少なくとも何れかであることを特徴とする請求項３に記載のマイクロ化学チップ。
【請求項９】
前記被覆層が、前記基材シートの表面の官能基と結合している分子接着剤を有していることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ化学チップ。
【請求項１０】
前記分子接着剤が、シランカップリング剤、有機アルミネート、無機アルミネート、有機チタネート、及び無機チタネートから選ばれる少なくとも何れかであることを特徴とする請求項８に記載のマイクロ化学チップ。
【請求項１１】
前記分子接着剤が、前記親水性樹脂及び／又は前記非樹脂性親水性素材と結合していることを特徴とする請求項８〜９の何れかに記載のマイクロ化学チップ。
【請求項１２】
前記被覆層が、前記流動体と接触したときの接触角を５０°以下とすることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ化学チップ。
【請求項１３】
前記基材シートと前記流路形成シートとが、接着剤を介した接着、分子接着剤を介した共有結合、及びエーテル結合を介した共有結合の少なくとも何れかで接合されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ化学チップ。
【請求項１４】
前記被覆層が被覆されている前記流路形成シートへ直接的に又は間接的に接合している別な流路形成シート及び／又は前記基材シートに、前記被覆層の被覆領域よりも狭くて前記被覆領域へ貫通している穴が、開いていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ化学チップ。
【請求項１５】
流動体を流す流路を、前記流路形成シートにて貫通させ又は窪ませて形成する工程と、単数又は重ねられて接合し合う複数の前記流路形成シートと基材シートとを接合する工程と、前記流路形成シート及び前記基材シートの何れかの面上で前記流路の途中の少なくとも一部を、前記流動体に不溶性の親水性樹脂及び／又は非樹脂性親水性素材の被覆層で、被覆する工程と、前記被覆層を、前記流動体に可溶性の保護膜で被覆する工程とを、有することにより、マイクロ化学チップを製造する方法。
【請求項１６】
前記流動体が、水含有流動体であることを特徴とする請求項１５に記載のマイクロ化学チップを製造する方法。
【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を化学的に微量合成するマイクロリアクターに装着して用いられるマイクロ化学チップ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
血液や尿などの生体由来試料のような被験液を微量だけ用いて、酵素の特異的基質選択性を利用し、電気泳動で分子量や分子構造に応じて定性分析したり、試料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度合いで定量したり、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ＰＣＲ増幅(ポリメラーゼ連鎖反応増幅)や、イオン濃度測定や、ＤＮＡ又はタンパク質又はペプチドの微量合成などを行うのに、マイクロ化学チップが用いられている。
【０００３】
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、被験液を加圧して送り込み流動させて混合、反応、分離、検出するための微細流路を有している。従来のマイクロ化学チップ１ａの微細流路２３・３３は、図５に示すように、それの表面の無機基材や有機基材のような基材１０・２０・３０・４０と微細流路２３・３３を流れる被験液との物性が相違し、被験液の大きな接触角のせいで、微細流路２３・３３の屈曲／屈折部位や流路拡大／縮小部位のような内部接続部位や外界接続部位・端子接続部位のような外部接続部位、とりわけそれらの隅部や際部で、溶存空気の発泡や空気の巻き込みによる微細気泡Ｂが発生して残存し、気泡による閉塞や脈流を引き起こして被験液の均一な送液を阻害してしまう恐れがあり、被験液から溶存空気を脱気させるような面倒な前処理が必要となる。
【０００４】
気泡を残存させないマイクロ化学チップとして、特許文献１に、少なくとも１枚に凹部が形成された面を有する複数の基材と外部で作製した分離膜とを接合して得られるもので、分離膜は分離膜の側部および一方の面の一部で、基材のうちの１枚によって保持され、少なくとも保持された分離膜周辺部で分離膜および基材の接合面側を同一面とした膜デバイスが、開示されている。特許文献１に、折り畳み流路形状をとることで、気泡の滞留を容易に抑制できると記載されている。
【０００５】
マイクロ化学チップは、被験液を極微量で混合、反応、分離、及び／又は検出するという複雑で多工程を必要とするため、折り畳み流路形状のように流路構造で気泡の滞留を制御しようとすると、小型化ができず高圧送液を必要とし液漏れや破損を引き起こしかねず耐久性に欠けるばかりか、送液のばらつきを生じ、精密に混合、反応、分離、検出し難くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−６１８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、筋状の微細流路内の途中の少なくとも一部にて親水化して気泡の滞留を抑制しつつ被験液等の流動体を極微量で混合、反応、分離、検出でき、それら工程のための微細流路を任意に設定でき、安定して確実かつ精度良く流動体を容易く送液でき、微細流路内例えばウェル底面に気泡を溜めず、送液された流動体を微細流路外例えばウェル外に飛散させずに微細流路内に留めさせることができる簡素で小型のマイクロ化学チップ、及びそれを歩留まり良く大量かつ均質に製造できる簡便な方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するためになされた本発明のマイクロ化学チップは、単数又は重ねられて接合し合う複数の流路形成シートと基材シートとが接合し、流動体を流す流路が前記流路形成シートにて貫通し又は窪みつつ前記流路形成シートと前記基材シートとが接合していることによって形成されており、前記流路形成シート及び前記基材シートの何れかの面上で前記流路の途中の少なくとも一部が、前記流動体に不溶性の親水性樹脂及び／又は非樹脂性親水性素材の被覆層で、被覆されており、前記被覆層が、前記流動体に可溶性の保護膜で被覆されているというものである。
【０００９】
このマイクロ化学チップは、例えば、前記流動体が、水含有流動体であるというものである。
【００１０】
このマイクロ化学チップは、前記流動体が水溶液、乳液又は懸濁水であり、前記保護膜が水溶性樹脂で形成されていることが好ましい。
【００１１】
このマイクロ化学チップは、前記流動体の流出入部位、前記流路の屈曲部位又は屈折部位、前記流路の拡大部位又は縮小部位、前記流動体の成分と反応させる反応槽、前記流動体を電気的処理する電極の挿入キャビティ、試薬と検体との少なくとも何れかを後添加する試薬分注ウェル、及び、反応物と反応中間体との少なくとも何れかをサンプリングするサンプリングウェルから選ばれる少なくとも一つの接続部位に、形成されているというものであってもよい。
【００１２】
このマイクロ化学チップは、前記流路形成シートが、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、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−プロピレン‐ジエンゴム、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、テトラフルオロロエチレン、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、及びウレタンゴムから選ばれる少なくとも何れかのエラストマーで形成されていることが好ましい。
【００１３】
このマイクロ化学チップは、前記親水性樹脂が、アクリル化合物を含有してなる樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、及び多価アルコールの多官能化合物のアクリレートの重合体から選ばれる少なくとも何れかの活性エネルギー線硬化樹脂であり、前記非樹脂性親水性素材が、親水性ガラスであることが好ましい。
【００１４】
このマイクロ化学チップは、前記活性エネルギー線硬化樹脂が、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、およびシリコーン（メタ）アクリレート、及びペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートから選ばれる少なくとも何れかであると、一層好ましい。
【００１５】
このマイクロ化学チップは、前記水溶性樹脂が、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、アラビアガム、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、及びゼラチンから選ばれる少なくとも何れかであることが好ましい。
【００１６】
このマイクロ化学チップは、前記被覆層が、前記基材シートの表面の官能基と結合している分子接着剤を有しているものであってもよい。
【００１７】
このマイクロ化学チップは、前記分子接着剤が、シランカップリング剤、有機アルミネート、無機アルミネート、有機チタネート、及び無機チタネートから選ばれる少なくとも何れかであることが好ましい。
【００１８】
このマイクロ化学チップは、前記分子接着剤が、前記親水性樹脂及び／又は前記非樹脂性親水性素材と結合しているものであってもよい。
【００１９】
このマイクロ化学チップは、前記被覆層が、前記流動体と接触したときの接触角を５０°以下とするものであることが、好ましい。
【００２０】
このマイクロ化学チップは、前記基材シートと前記流路形成シートとが、接着剤を介した接着、分子接着剤を介した共有結合、及びエーテル結合を介した共有結合の少なくとも何れかで接合されているものであってもよい。
【００２１】
このマイクロ化学チップは、前記被覆層が被覆されている前記流路形成シートへ直接的に又は間接的に接合している別な流路形成シート及び／又は前記基材シートに、前記被覆層の被覆領域よりも狭くて前記被覆領域へ貫通している穴が、開いていると、好ましい。
【００２２】
本発明のマイクロ化学チップを製造する方法は、流動体を流す流路を、前記流路形成シートにて貫通させ又は窪ませて形成する工程と、単数又は重ねられて接合し合う複数の前記流路形成シートと基材シートとを接合する工程と、前記流路形成シート及び前記基材シートの何れかの面上で前記流路の途中の少なくとも一部を、前記流動体に不溶性の親水性樹脂及び／又は非樹脂性親水性素材の被覆層で、被覆する工程と、前記被覆層を、前記流動体に可溶性の保護膜で被覆する工程とを、有することにより、マイクロ化学チップを製造するというものである。
【００２３】
このマイクロ化学チップを製造する方法は、例えば前記流動体が、水含有流動体であるというものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のマイクロ化学チップは、被験液のような流動体が流れる複雑な筋状のパターン形状で０．５μｍ〜５ｍｍ幅の微細な流路内が、その途中の少なくとも一部で親水化し、直線や曲線を組合わせてその始端、末端、又は始端乃至末端の途中で、拡大・縮小したり集束又は分岐したりしており、その流路内で、気泡の滞留を制御することができる。
【００２５】
このマイクロ化学チップは、流路の屈曲／屈折部位や流路の拡大／縮小部位のような内部接続部位や外界接続部位・端子接続部位のような外部接続部位である各種接続部位、とりわけそれらの隅部や際部で、溶存空気の脱気や空気の巻き込みによる微細気泡が発生して残存してしまうのを、親水性樹脂や非樹脂性親水性素材の被覆層による微細気泡の付着を抑制することによって、気泡の滞留を抑制することができる。このマイクロ化学チップによれば、残留気泡による不意の脈流や目詰まりを惹き起こさない。
【００２６】
そのため、このマイクロ化学チップは、流動体を極微量で混合、反応、分離、及び／又は検出でき、それら工程に適応した微細流路を任意に設定でき、安定して確実かつ精度良く被験液を容易く送液できる。さらに、このマイクロ化学チップによれば、微細流路内の途中の少なくとも一部例えばウェル底面を親水化することによって、送液された流動体を微細流路外例えばウェル外に飛散させずに、微細流路内に留めさせることができる。
【００２７】
このようにこのマイクロ化学チップによれば、微細流路内の全体を親水性にするのではなく、微細流路の一部例えばウェル底面を親水性にすることによって、ウェル底面に気泡が溜まらずにウェルから続く流路に気泡を巻き込まず、しかも、ウェル内に一時的に留めるべき流動体例えば液体が留まりやすく、ウェル外部へ液体が飛散し難くすることができる。
【００２８】
このマイクロ化学チップは、外形数ｍｍ〜３０ｃｍ程度で極めて小型であり簡易な構造である。このような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、不意の脈流や閉塞が無いから、順次送液される被験液や試薬のような別な流動体の不意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。このマイクロ化学チップは、従来のような気泡を無理矢理押し出す過剰な送液圧力が不要であるから、大掛かりな送液装置や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分析結果を得るのに使用される。しかも、マイクロ化学チップに用いられる被験液や分析試薬や反応試薬のような流動体は、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、環境保全にも資する。
【００２９】
本発明のマイクロ化学チップを製造する方法によれば、被験液のような流動体が流れる複雑な筋状のパターン形状で直線や曲線を組合わせてその始端、末端、又は始端乃至末端の途中で拡大・縮小したり集束又は分岐したりしている複雑なパターン形状で０．５μｍ〜５ｍｍ幅の微細な流路を、確実に形成することができる。しかも、微細であっても、溶存空気の発泡や空気の巻き込みによる微細気泡が発生したり滞留したりして残存してしまうのを、親水性樹脂や非樹脂性親水性素材の被覆層の形成という簡便な工程によって抑制できる簡素で小型のマイクロ化学チップを、高品質で均質に、歩留まり良く安価で大量に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を適用するマイクロ化学チップの分解斜視図である。
【図２】本発明を適用するマイクロ化学チップの一部断面図である。
【図３】本発明を適用するイクロ化学チップの使用途中を示す一部断面図である。
【図４】本発明を適用する別なマイクロ化学チップの一部断面図である。
【図５】本発明を適用外の従来のマイクロ化学チップの使用途中を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
本発明のマイクロ化学チップ１の実施態様の一例は、分解斜視図である図１及び一部断面図である図２に示すように、シリコーンゴム製の基材用の基材シート１０、前処理用の弾性の流路形成シート２０、カバー用基材シート４０と、ポリカーボネート製の電気泳動用の流路形成シート３０とが重ね合わされて接合されたものである。
【００３３】
流路形成シート２０・３０の夫々に、水溶液状、乳液状又は懸濁水状の被験体や試薬である流動体を加圧して流し込み、化学反応のような前処理を施したり電気泳動を施したりするための溝状の流路２３・３３が、掘り込み形状として、形成されている。
【００３４】
弾性の流路形成シート２０の流路２３は、始端として流動体注入部位２１ａ・２１ｂを有し、それらからそれぞれ延びて下流で合流している。さらに流動体排出部位２２へ延びる支流と、電気流動試料アプライ用流動体送液部位２４へ延びる本流とに分岐している。流路２３は、終端として電気流動試料アプライ用流動体送液部位２４を有している。
【００３５】
流路形成シート３０は、流動体注入部位２１ａ・２１ｂと流動体排出部位２２とに夫々対応する位置で、流動体注入穴３１ａ・３１ｂと流動体排出穴３２とが、貫通して開いたものである。流路形成シート３０の流路３３は、電気流動試料アプライ用流動体送液部位２４に対応する位置で、電気流動試料アプライ用の負電極用貫通部位３４を貫通して有している。さらにそこから、流路３３は、流路形成シート３０の基材シート４０側表面上に、掘り込まれて窪んで形成されている。流路３３は、電気流動試料アプライ用の広幅流路３３ａから下流側の狭幅流路３３ｂと、電気流動試料泳動用の負電極用貫通部位３５から延びた広幅流路３３ｃ及びその下流側の狭幅流路３３ｄと、電気流動試料アプライ用の正電極用貫通部位３６から下流側の広幅流路３３ｅと、最下流での電気流動試料泳動用の正電極用貫通部位３７から上流側の広幅流路３３ｈよりも更に上流側の狭幅流路３３ｇとが、十字にクロス部位３３ｆで交差して、流路形成シート３０上に、掘り込まれて窪んで形成されている。
【００３６】
流路３３中、電気流動試料アプライ用の負電極用貫通部位３４、広幅流路３３ａ及びその下流側の狭幅流路３３ｂと、クロス部位３３ｆと、電気流動試料アプライ用の正電極用貫通部位３６及びその下流側の広幅流路３３ｅとで、電気流動試料アプライ用の流路が、形成されている。
【００３７】
一方、電気流動試料泳動用の負電極用貫通部位３５、及びその下流側の広幅流路３３ｃ・狭幅流路３３ｄと、クロス部位３３ｆと、電気流動試料泳動用の正電極用貫通部位３７及びその上流側の広幅流路３３ｈ及び狭幅流路３３ｇとで、電気流動試料流動用の流路が、形成されている。
【００３８】
電気流動試料アプライ用の正電極用貫通部位３６及びその下流側の広幅流路３３ｅと、電気流動試料泳動用の負電極用貫通部位３５、及びその下流側の広幅流路３３ｃ・狭幅流路３３ｄと、クロス部位３３ｆと、電気流動試料泳動用の正電極用貫通部位３７及びその上流側の広幅流路３３ｈ及び狭幅流路３３ｇとに、ポリアクリルアミドゲルのような電気泳動用ゲルが、予め又は用時、充填される。
【００３９】
なお、溝状の流路２３・３３が、表裏を貫通した形状で形成されていてもよい。
【００４０】
基材シート４０は、流動体注入穴３１ａ・３１ｂと流動体排出穴３２とに夫々対応する位置で、流動体注入口４１ａ・４１ｂと流動体排出口４２とが、貫通して開いたものである。また、電気流動試料アプライ用の負電極用貫通部位３４と正電極用貫通部位３６とに夫々対応する位置で、電気流動試料アプライ用の負電極用挿入口４４と正電極用挿入口４６とが、基材シート４０を貫通して開いている。さらに、電気流動試料泳動用の負電極用貫通部位３５と正電極用貫通部位３７とに夫々対応する位置で、電気流動試料泳動用の負電極用挿入口４５と正電極用挿入口４７とが、基材シート４０を貫通して開いている。
【００４１】
電気流動試料アプライ用の流動体送液部位２４と負電極用貫通部位３４及び負電極用挿入口４４とで、電気流動負電極用の電極挿入キャビティ５４（図３参照）を形成している。また、電気流動試料泳動用の正電極用貫通部位３７と正電極用挿入口４７とで、電気流動正電極用の電極挿入キャビティを形成している（図３中、不図示）。
【００４２】
基材シート１０の面１０ｓ上にて、電気流動試料アプライ用流動体送液部位２４に対応する位置で、流動体に不溶性の親水性樹脂と分子接着剤とを含有する被覆層１４ａが被覆されている。被覆層１４ａ中の分子接着剤分子は、基材シート１０表面の水酸基のような活性基に反応して共有結合を形成しつつ、親水性樹脂の活性基に反応して共有結合を形成している。さらに被覆層１４ａが、流動体に可溶性の保護膜１４ｂで被覆されている。
【００４３】
保護膜１４ｂは、水溶液状、乳液状又は懸濁水状の被験体や試薬である水含有流動体に可溶性であるから、流動体に接すると速やかに溶解し流動体と共に流路２３・３３を流れ、被覆層１４ａを露出させる。
【００４４】
被覆層１４ａは、保護膜１４ｂで被覆されていると、流動体に接して保護膜１４ｂが速やかに溶解したときに、親水性樹脂分子を新たに露出させるので、優れた濡れ性を示す。被覆層１４ａは、流動体に不溶性であるが親水性である樹脂を含有しているので、水含有流動体と馴染み易い。
【００４５】
そのため、被覆層１４ａは、水含有流動体と接触したときに低接触角を示す。例えばこの被覆層１４ａは、流動体例えば水と接触したときの接触角を５０°以下とする。接触角がこの範囲よりも大きいと水含有流動体との濡れ性が悪くなる結果、水含有流動体をはじき易くなり気泡を付着させて滞留させてしまったり、送液の勢いによって反応液の飛散が発生してしまったりする。
【００４６】
被覆層１４ａの形成のためのポッティングに用いられる親水性樹脂は、アクリル化合物を含有する親水基含有紫外線硬化コート剤であるノストラＳＡ（三井化学株式会社製；商品名）が挙げられる。その他、（メタ）アクリルモノマーを主成分とする樹脂であってもよい。例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂及び多価アルコールの多官能化合物のアクリレートが挙げられ、具体的に、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、およびシリコーン（メタ）アクリレート、及びペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートを挙げることができる。中でも、柔軟なウレタン（メタ）アクリレート樹脂が好ましい。これらの樹脂は、紫外線の他、熱線、電子線、放射線によって硬化する、熱硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂であってもよい。なお（メタ）アクリレートとは、アクリレート及び／又はメタクリレートをいう。
【００４７】
保護膜１４ｂの形成のためのポッティングに用いられる水溶性樹脂として、セルロースエーテルのような水溶性のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、アラビアガム、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、及びゼラチンが挙げられる。
【００４８】
基材シート１０、流路形成シート２０・３０、基材シート４０は、夫々接合面同士で、表面の少なくとも一方がコロナ処理等の活性化処理で活性化されて、接合されている。その接合は、例えば接着剤を介した接着、分子接着剤を介した共有結合、及びエーテル結合を介した共有結合である。
【００４９】
なお、流路形成シート２０・３０は、弾性シートであってもよい。
【００５０】
このマイクロ化学チップ１は、以下のようにして製造される。
【００５１】
先ず、シリコーンゴム製の基材用の基材シート１０、前処理用の流路形成シート２０、カバー用基材シート４０を、レーザーカッターで切断する。
【００５２】
ポリカーボネート製の電気泳動用の流路形成シート３０を射出成型によって成型する。なお、エッチングや切削加工により掘り込んで形成してもよい。打ち抜いて表裏を貫通させてもよい。
【００５３】
次いで、基材シート１０の上面１０ｓと流路形成シート２０の下面２０ｓ１を、コロナ処理により表面で活性化処理し水酸基を生成させる。その後、基材シート１０の上面１０ｓと流路形成シート２０の下面２０ｓ１とを貼り付け、必要に応じ加熱及び／又は加圧によって、共有結合で接合する。なお必要に応じ、活性化処理し、分子接着剤処理し分子接着剤単分子層を形成してから接合してもよい。
【００５４】
電気流動試料アプライ用流動体送液部位２４を通して、親水性樹脂原料成分と分子接着剤と溶剤とを含有する被覆層形成組成物をポッティングした後、溶媒を揮発させてから親水性樹脂原料成分を紫外線や熱線等の活性エネルギー線照射により硬化させると、被覆層１４ａが基材シート１０の面１０ｓ上に形成される。その後、同様にして、水溶性樹脂と溶媒とを含有する保護層形成組成物をポッティングした後、溶媒を揮発させると、保護層１４ｂが被覆層１４ａ上に形成される。
【００５５】
その後、流路形成シート３０の上面３０ｓ2に、コロナ処理により表面で活性化処理し、分子接着処理し分子接着剤単分子層を形成する。基材シート４０の下面４０ｓを、コロナ処理により表面で活性化処理し、水酸基を生成させる。その後、流路形成シート３０の上面３０ｓ2と基材シート４０の下面４０ｓとを貼りつけ、必要に応じ加熱及び／又は加圧によって、分子接着剤を介した共有結合で接合する。
【００５６】
さらに、流路形成シート２０の上面２０ｓ2に、コロナ処理により表面で活性化処理し、水酸基を生成させる。このとき、保護層１４ｂが被覆層１４ａを覆っていることにより、被覆層１４ａの劣化を防いでいる。基材シート４０と流路形成シート３０接着品の下面３０ｓ1を、コロナ処理により表面で活性化処理し、分子接着剤処理し、分子接着剤単分子層を形成する。位置合わせしてから、両者を、貼り付け、必要に応じ加熱及び／又は加圧によって、分子接着剤を介した共有結合で接合する。
【００５７】
流路形成シート３０の流路３３内で、電気流動試料泳動用の負電極用貫通部位３５と電気流動試料泳動用の正電極用貫通部位３７とから、加圧により、電気泳動ゲルを予め注入する。電気流動試料泳動用の負電極用貫通部位３５から注入された電気泳動ゲルは、そこから延びた広幅流路３３ｃ及びその下流側の狭幅流路３３ｄに到達する。一方、電気流動試料泳動用の正電極用貫通部位３７から注入された電気泳動ゲルは、そこから上流側へ延びた広幅流路３３ｈとそれよりも更に上流側に延びた狭幅流路３３ｇとに浸入する。粘性を有する電気泳動ゲルは、狭幅流路３３ｄと狭幅流路３３ｇとで注入が抑制されつつクロス部位３３ｆに至るが、広幅流路３３ｅへは広い幅のために浸入するが狭幅流路３３ｂへは狭い幅のためにもはや浸入できない。その結果、電気泳動ゲルは、加圧により、電気流動試料泳動用の負電極用貫通部位３５及びそこから延びた広幅流路３３ｃ・狭幅流路３３ｄと、電気流動試料アプライ用の正電極用貫通部位３６及びそこから延びた広幅流路３３ｅと、電気流動試料泳動用の正電極用貫通部位３７及びそこから延びた広幅流路３３ｈ・狭幅流路３３ｇに、充填される。これにより、マイクロ化学チップ１が製造される。なお、電気泳動ゲルは、電気泳動直前に、用時充填されてもよい。
【００５８】
マイクロ化学チップ１は、流路が流動体に不溶性の親水性樹脂の被覆層で被覆されている例を示したが、親水性樹脂に代えて、非樹脂性親水性素材、具体的には親水性ガラスの被覆層で被覆されているものであってもよい。
【００５９】
このマイクロ化学チップ１は、以下のようにして使用される。
【００６０】
マイクロ化学チップ１は、使用直前に、一部断面図である図２に示すように、弾性の流路形成シート２０の厚さ、即ちそれの流路２３の深さよりも、遥かに薄い被覆層１４ａ及び保護層１４ｂで、電気流動試料アプライ用の負電極用挿入口４４と電気流動試料アプライ用の負電極用貫通部位３４と電気流動試料アプライ用流動体送液部位２４とに対応する基材シート１０表面部位が、被覆されている（図１参照）。
【００６１】
流動体注入口４１ｂを経て流動体注入穴３１ｂ・流動体注入部位２１ｂから、生体試料のような流動体を注入し、流動体注入口４１ａを経て流動体注入穴３１ａ・流動体注入部位２１ａから、反応試薬のような流動体を注入し、互いに混合して反応させ、電気流動試料アプライ用流動体送液部位２４へ到達させる。過剰又は不要な流動体は、加圧することにより流動体排出部位２２から排出する。所望の混合液である流動体の被験成分は、電気流動試料アプライ用の負電極用挿入口４４と負電極用貫通部位３４と電気流動試料アプライ用流動体送液部位２４に溜まる。このとき、保護層１４ｂは、水溶液状、乳液状又は懸濁水状の水含有流動体に可溶性である水溶性樹脂を含有しているから、流動体に接すると速やかに溶解し流動体と共に流路２３を流れ、被覆層１４ａを露出させる。被覆層１４ａは親水性樹脂を含むため低接触角を示すので、気泡を滞留させない。
【００６２】
電気流動試料アプライ用の負電極用挿入口４４から電気流動試料アプライ用の負電極５１ａを挿入し、負電極用挿入口４４と負電極用貫通部位３４と電気流動試料アプライ用流動体送液部位２４とに溜まった流動体の被験成分に漬ける。電気流動試料アプライ用の負電極５１ａ先端側の近傍は電極挿入キャビティ５４に挿入されている。電極挿入キャビティ５４は、パッキング５１ｃで密閉されて、パッキング５１ｃを覆うホルダ５１ｄが基材シート４０を押し付けることによって、電気流動試料アプライ用の負電極５１ａ先端ごと電極挿入キャビティ５４が密封されている（図３参照）。同様に、電気流動試料アプライ用の正電極用挿入口４６から電気流動試料アプライ用の正電極５１ｂを挿入し、正電極用挿入口４６と正電極用貫通部位３６とに溜まった電気泳動ゲルに漬ける（図３中、不図示）。電気流動試料アプライ用の負電極５１ａ及び正電極５１ｂとで電圧を印加すると、流動体の被験成分は、クロス部位３３ｆに泳動されてアプライされる。電気流動試料アプライ用の負電極５１ａ及び正電極５１ｂとの印加を止め、適宜それら電極５１ａ・５１ｂを引き抜く。
【００６３】
次いで、電気流動試料泳動用の負電極用挿入口４５から電気流動試料泳動用の負電極５０ａを挿入し、負電極用挿入口４５と負電極用貫通部位３５とに溜まった電気泳動ゲルに漬ける。電気流動試料泳動用の正電極用挿入口４７から電気流動試料泳動用の正電極５０ｂを挿入し、正電極用挿入口４７と正電極用貫通部位３７とに溜まった電気泳動ゲルに漬ける。電気流動試料泳動用の負電極５０ａ及び正電極５０ｂとで電圧を印加すると、流動体の被験成分は、クロス部位３３ｆから正電極用貫通部位３７へ向け流路３３中の広幅流路３３ｈで電気泳動され、分離される。電気流動試料流動用の負電極５０ａ及び正電極５０ｂとの印加を止め、適宜それら電極５０ａ・５０ｂを引き抜く。その結果を、光学的分析手段により、分析する。
【００６４】
マイクロ化学チップ１の一例を示したが、基材シート１０・４０や流路形成シート２０・３０の流路の構造、被覆層中の流動体不溶性の親水性樹脂や分子接着剤、保護層中の流動体可溶性の樹脂、それらを溶解して形成する組成物、流路形成シートや基材シート、それらシートを接合し得る分子接着剤は、適宜、選択され、マイクロ化学チップ１の効果を阻害しない限り、特段、限定されない。
【００６５】
マイクロ化学チップ１は、図１〜３で示す例に代え、図４（ａ）に示すように、流路形成弾性シート２０に窪んだ流路２３を設け、基材シート１０と流路形成弾性シート２０・流路形成シート３０と基材シート４０とを接合してもよい。
【００６６】
また図４（ｂ）に示すように流路形成弾性シート２０に窪んだ流路２３を設け、流路形成弾性シート２０・流路形成シート３０と基材シート４０とを接合してもよい。流路形成弾性シート２０・流路形成シート３０の流路は、これらのシートを所望のパターンに打ち抜いて切削したり、微細流路を形成すべき部位を残してマスキング剤を塗布した後にエッチングを施したり、また微細流路の形状を模った金型のキャビティ内に溶融させた原材料を射出したりして形成されてもよい。
【００６７】
さらに、図４（ｃ）に示すように、流路形成シート３０の負電極用貫通部位３４や基材シート４０の電気流動試料アプライ用の負電極用挿入口４４が、流路形成弾性シート２０の電気流動試料アプライ用の流動体送液部位２４よりも狭くてもよい。これにより被覆層１４ａや保護膜１４ｂが被覆されている流路形成弾性シート２０へ、直接的に又は間接的に接合している別な流路形成シート３０及び／又は基材シート４０に、被覆層１４ａや保護膜１４ｂの被覆領域よりも狭くてその被覆領域へ貫通している穴が、開いていることとなる。それにより、たとえ流動体送液部位２４内に気泡が生成したり残存したりしてもその表面張力により流動体送液部位２４の周縁の拡径部位２４ａに溜まるため、気泡で流路３３が塞がれる恐れが無い。また、被覆層１４ａや保護膜１４ｂをポッティングで形成する際に、負電極用貫通部位３４や負電極用挿入口４４に、被覆層形成組成物や保護膜形成組成物が回り込んで不意の被覆領域を形成しない。
【００６８】
基材シート１０と流路形成弾性シート２０・流路形成シート３０と基材シート４０との接合は、共有結合で形成されると、剥離強度が極めて強くなる。
【００６９】
接合し合うそれらのシートの接合面の表面上に十分な濃度の水酸基を生成させたり、僅かに生成した水酸基を利用して他方の水酸基との反応性基濃度を増幅させたりする必要がある。特に、有機基結合性水酸基同士を反応させるためには、一方の有機基結合性水酸基を無機原子結合性水酸基に変換したり、両方の有機基結合性水酸基と反応する官能基を導入したりする必要がある。
【００７０】
そのために、例えば、接合し合うそれらのシート一方を、コロナ放電処理やプラズマ処理や紫外線照射処理のような表面活性化処理を施すと、その接合面で、有機基が高反応性の反応性基、例えば水酸基を生成して、元来の水酸基と新たに形成された水酸基とが露出して点在する点在水酸基を、接合面に有することとなる。必要に応じ接合し合うそれらのシートの他方も、表面活性化処理を施すと、その接合面で、有機基又は無機分子が高反応性の反応性基、例えば水酸基を生成する結果、元来の水酸基と新たに形成された水酸基とが点在して露出した水酸基を、接合面に有することとなる。それらのシートに分子接着剤を塗布、噴霧、浸漬等によって付すと、分子接着剤の分子が互いの接合面で点在する水酸基に結合し合い、シート同士は、互いの接合面で点在する水酸基の一部同士が分子接着剤を介して共有を生成することによって、化学的に接着して、接合したものである。
【００７１】
また、接合し合うシート同士は、分子接着剤を用いることなく、互いの接合面で点在する水酸基の一部同士が脱水反応し、エーテル結合を生成することによって、化学的に接着して、接合したものであってもよい。
【００７２】
基材シート４０、流路形成弾性シート２０は、エントロピー弾性を示すから、流路形成シート３０が非弾性体であっても、また基材シート４０、流路形成弾性シート２０の点在水酸基と流路形成シート３０の露出水酸基とが当接当初に数Å離反していたとしても、その表面粗さをそのエントロピー弾性によって解消しながら、脱水反応して、エーテル結合を生成する。
【００７３】
基材シート４０、流路形成弾性シート２０と流路形成シート３０とを接触によって接着させたり、被覆層１４ａを夫々基材シート１０・流路形成弾性シート２０に強固に接着させたり、被覆層１４ａ自体を強固に製膜したりするのに、同種又は異種の分子接着剤が用いられる。
【００７４】
分子接着剤として、シランカップリング剤のような機能性シラン化合物が、分子接着剤として用いられる。
【００７５】
このような機能性シラン化合物である分子接着剤として、水酸基との反応性が高い反応性基を含有する反応性基含有シランカップリング剤が挙げられる。
【００７６】
このような反応性基含有シロキサン化合物として、(ＣＨ２＝ＣＨ-)(ＣＨ３Ｏ-)２Ｓｉ-Ｏ-[(ＣＨ２＝ＣＨ-)(ＣＨ３Ｏ-)Ｓｉ-Ｏ]ｎ１-Ｓi(-OCH３)２(-ＣＨ＝ＣＨ２)（ｎ１＝１〜３０）のようなビニル含有シランカップリング剤、ビニル基及びアルコキシ基含有シランカップリング剤、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、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、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、(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、ウレイド基及びアルコキシ含有シランカップリング剤、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、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、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、ビニル基及びアセトキシ含有シランカップリング剤、アリル基及びアルコキシ含有シランカップリング剤、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、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、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、加水分解性基含有シリル基を含有するシランカップリング剤、アルコキシシランが挙げられる。ビニル基とＳｉＨ基とを有するシランカップリング剤の場合、金属触媒、例えば白金含有化合物で反応促進し、接合してもよい
【００７７】
別な反応性基含有ポリシロキサンとして、
-{Ｏ-Ｓｉ(-Ａ１)(-Ｂ１)}-の繰返単位をｐ単位と、
-{Ｏ-Ｔｉ(-Ａ２)(-Ｂ２)}-の繰返単位をｑ単位と、
-{Ｏ-Ａｌ(-Ａ３)}-の繰返し単位のｒ単位
（但し、各繰返し単位中、ｐ及びｑは０又は２〜２００の数でｒは０又は２〜１００の数であってｐ＋ｑ＋ｒ＞２であり、-Ａ１，-Ａ２及び-Ａ３は、-ＣＨ３、-Ｃ２Ｈ５、-ＣＨ＝ＣＨ２、-ＣＨ(ＣＨ３)２、-ＣＨ２ＣＨ(ＣＨ３)２、-Ｃ(ＣＨ３)３、-Ｃ６Ｈ５又は-Ｃ６Ｈ１２と、-ＯＣＨ３、-ＯＣ２Ｈ５、-ＯＣＨ＝ＣＨ２、-ＯＣＨ(ＣＨ３)２、-ＯＣＨ２ＣＨ(ＣＨ３)２、-ＯＣ(ＣＨ３)３、-ＯＣ６Ｈ５及び-ＯＣ６Ｈ１２から選ばれ前記共有結合を形成する反応性基との何れかであり、-Ｂ１及び-Ｂ２は、-Ｎ(ＣＨ３)ＣＯＣＨ３又は-Ｎ(Ｃ２Ｈ５)ＣＯＣＨ３と、-ＯＣＨ３、-ＯＣ２Ｈ５、-ＯＣＨ＝ＣＨ２、-ＯＣＨ(ＣＨ３)２、-ＯＣＨ２ＣＨ(ＣＨ３)２、-ＯＣ(ＣＨ３)３、-ＯＣ６Ｈ５、-ＯＣ６Ｈ１２、-ＯＣＯＣＨ３、-ＯＣＯＣＨ(Ｃ２Ｈ５)Ｃ４Ｈ９、-ＯＣＯＣ６Ｈ５、-ＯＮ＝Ｃ(ＣＨ３)２及び-ＯＣ(ＣＨ３)＝ＣＨ２から選ばれ前記共有結合を形成する反応性基との何れかであって、ｐ，ｑ及びｒを正数とする前記繰返単位中の-Ａ１，-Ａ２，-Ａ３，-Ｂ１及び-Ｂ２の少なくとも何れかが前記反応性基である）
で模式的に示される化合物が挙げられる。この化合物は、繰返単位が、ブロック共重合、又はランダム共重合したものであってもよい。
【００７８】
別な分子接着剤として、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】
0006764222.tif 000002
（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、水酸基又は加水分解や脱離により水酸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、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。
【００７９】
基材シート１０・４０、流路形成弾性シート２０の形成のための弾性材料は、エラストマーであることが好ましく、シリコーンゴムがより好ましく、三次元化シリコーンゴムであるとより一層好ましい。このシリコーンゴムとして具体的に、ビニルメチルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコーンゴム（ＰＶＭＱ）、フルオロメチルシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）、及びジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）が挙げられる。三次元化シリコーンゴムとして、具体的に、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、紫外線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を、成形金型等に入れて、架橋させることにより製造された、立体的な架橋構造を有する三次元化シリコーンゴム弾性体が挙げられる。
【００８０】
基材シート１０・４０、流路形成弾性シート２０の形成のための弾性材料は、他の架橋ゴムであってもよく、シリコーンゴムと他の架橋ゴムとの混合物であってもよい。架橋ゴムは、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、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−プロピレン‐ジエンゴム、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、パーオキサイド型シリコーンゴム、付加型シリコーンゴム、縮合型シリコーンゴム、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が挙げられる。
【００８１】
流路形成シート３０の形成のための樹脂材料は、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、メタクリル酸メチル、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、ポリエチレンテレフタレート、ポリブテレンテレフタレート、不飽和ポリエステル樹脂、アリルエステル樹脂、ポリカーボネート、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（例えばシリコーン樹脂又はゴム、具体的にはパーオキサイド架橋型シリコーン樹脂又はゴム、付加架橋型シリコーン樹脂又はゴム、縮合架橋型シリコーン樹脂又はゴム）、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、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又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又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）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィン子ポリマー（ＣＯＣ）、液晶樹脂、アラミド繊維、炭素繊維とこれら複数材料のブレンド物のような高分子材料、その架橋物が挙げられる。マイクロ化学チップを電気泳動に用いる場合、電気泳動の流路は精度を要求されるので、凹形状の流路が形成されたポリカーボネート等の硬質樹脂であることが好ましい。
【実施例】
【００８２】
以下、本発明を適用する実施例について、具体的に説明する。
【００８３】
（実施例１）
ＵＶ硬化コート剤（三井化学株式会社製、製品名；ノストラＳＡ）を１００質量部、シランカップリング剤（東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名；ＸＩＡＭＥＴＥＲ  ＯＦＳ−６０２０  ＳＩＬＡＮＥ）を０．２質量部、光重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、製品名；ＩＲＧＡＣＵＲＥ１２７）を２．４質量部、メタノールを９０質量部加えて混合し、親水性樹脂溶液を得た。
【００８４】
シリコーンゴムとしてメチルビニルシリコーンゴム（東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名；ＳＨ８５１）の１００質量部と、パーオキサイド系加硫剤として２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン（東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名；ＰＣ−４、５０％シリカ溶液）の０．５質量部とを混練し、シリコーンゴムシート用の組成物を得た。これを加圧加熱して、１００μｍ厚のシリコーンゴムシートを成形した。
【００８５】
成型したシリコーンゴムシートをレーザーカッターにて中心にφ６ｍｍの穴をあけ、外形３０×６０ｍｍにカットした。
【００８６】
レーザー加工したシリコーンゴムシートとフラットなシリコーンゴムシート表面に、コロナ放電表面改質装置（信光電気計装株式会社製、製品名；コロナスキャナー）を用いて、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、１００ｍｍ／秒の条件で３回コロナ放電処理を施し、活性化した。その後、各シートの処理面を重ねあわせ、８０℃で１０分間、７０ｋｇｆでプレスし、φ６ｍｍ深さ１００μｍの凹形状のウェルチップを得た。
【００８７】
得られたウェルチップの凹面に、コロナ放電表面改質装置（信光電気計装株式会社製、製品名；コロナスキャナー）を用いて、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、１００ｍｍ／秒の条件で３回コロナ放電処理を施して活性化し、親水性樹脂溶液を６μＬ凹部に分注した。
【００８８】
６０℃に熱した熱プレート上で３０秒乾燥し、次いで、紫外線照射装置（アイグラフィックス株式会社製、使用ランプ名；Ｍ０４−Ｌ４１）を用いて、５００ｍＪ／ｃｍ２、波長３６５ｎｍの紫外線を照射し、親水性樹脂溶液を硬化させた。親水性樹脂硬化面にイオン交換水を滴下し、接触角を測定した。その結果を、表１に示す。
【００８９】
【表１】
0006764222.tif 000003
【００９０】
表１から明らかな通り、親水性樹脂溶液を塗布硬化することで、シリコーンゴム表面の接触角を低減することが可能となった。
【００９１】
（実施例２）
実施例１同様に親水性樹脂溶液（シランカップリング剤添加）と、シランカップリングを添加しない親水性樹脂溶液Ｂを調製した。それぞれのサンプルについて、実施例１と同様に塗膜硬化した後、セロハンテープ剥離試験を実施し、シリコーンゴムとの接着性を評価した。また、変性エタノール（大伸化学株式会社製、製品名；ネオエタノールＰＩＰ）へ１時間浸漬後、沸騰したイオン交換水へ１時間浸漬後も同様にセロハンテープ剥離試験を実施し、耐溶剤性と耐水性を評価した。結果を下記表２に示す。
【００９２】
【表２】
0006764222.tif 000004
【００９３】
表２に示す評価の結果から明らかな通り、シランカップリング剤を添加することで、シリコーンゴム表面とインクが強固に接着することが確認できた。
【００９４】
（実施例３）
メタノール１００質量部に水溶性セルロースエーテル（信越化学工業株式会社、製品名；メトローズ６０ＳＨ−０３）を３.３質量部添加して十分膨潤させた後、イオン交換水を２３３質量部加えて混合し、保護膜溶液を得た。
【００９５】
実施例１と同様に親水性樹脂溶液を塗膜硬化した。調製した保護膜溶液８．６４μＬを塗膜表面に分注し、６０℃で１８０秒間加熱し、保護膜付きサンプルを得た。
【００９６】
親水性樹脂塗膜面と、保護膜溶液塗膜面とのコロナ処理に対する耐性を確認した。その結果を、下記表３に示す。
【００９７】
【表３】
0006764222.tif 000005
【００９８】
表３から明らかな通り、親水性樹脂塗膜面をコロナ処理し、室温放置もしくは加熱放置することで水接触角は著しく悪化した。しかし、保護膜を表面に塗布することによってコロナ処理から親水性樹脂塗膜面を保護し、コロナ放電によるダメージを抑制可能なことを確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明のマイクロ化学チップは、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、オーダーメー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などに、用いられる。
【０１００】
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】
【０１０１】
１・１ａはマイクロ化学チップ、１０は基材シート、１０ｓは面、１４ａは被覆層、１４ｂは保護膜、２０は流路形成シート、２０ｓ１・２０ｓ２は面、２１ａ・２１ｂは流動体注入部位、２２は流動体排出部位、２３は流路、２４は電気流動試料アプライ用流動体送液部位、２４ａは拡径部位、３０は流路形成シート、３０ｓ１・３０ｓ２は面、３１ａ・３１ｂは流動体注入穴、３２は流動体排出穴、３３は流路、３３ａは電気流動試料アプライ用の広幅流路、３３ｂは電気流動試料アプライ用の狭幅流路、３３ｃは電気流動試料泳動用の広幅流路、３３ｄは電気流動試料泳動用の狭幅流路、３３ｅは電気流動試料アプライ用の広幅流路、３３ｆはクロス部位、３３ｇは電気流動試料泳動用の狭幅流路、３３ｈは電気流動試料泳動用の広幅流路、３４は電気流動試料アプライ用の負電極用貫通部位、３５は電気流動試料泳動用の電気流動負電極用貫通部位、３６は電気流動試料アプライ用の正電極用貫通部位、３７は電気流動試料泳動用の正電極用貫通部位、４０は基材シート、４０ｓは面、４１ａ・４１ｂは流動体注入口、４２は流動体排出口、４４は電気流動試料アプライ用の負電極用挿入口、４５は電気流動試料泳動用の負電極用挿入口、４６は電気流動試料アプライ用の正電極用挿入口、４７は電気流動試料泳動用の正電極用挿入口、５０ａは電気流動用負電極、５０ｂは電気流動用正電極、５１ａは電気流動試料アプライ用の負電極、５１ｂは電気流動試料アプライ用の正電極、５１ｃはパッキング、５１ｄはホルダ、５４は電極挿入キャビティ、Ｂは気泡である。
【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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