(57)【要約】【課題】数多くの試料の分析等を行うために、その表面に試料を保持させる凹部又は凸部を多数形成した化学マイクロデバイスや、電気泳動などによって試料の分析を行うために、試料を供給する供給口とこの供給口に供給された試料を流す流路とを設けた化学マイクロデバイスを製造することが簡単に行えて、一定した品質の化学マイクロデバイスを安価に量産できるようにすると共に、試料に励起光を照射させて蛍光を検出する場合に、試料からの蛍光を適切に検出できるようにする。【解決手段】化学マイクロデバイスＡ１，Ａ２において、射出成形により成形されたシリコーン樹脂を主体とする成形品１０を用いた。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形により成形されたシリコーン樹脂を主体とする成形品を用いたことを特徴とする化学マイクロデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載した化学マイクロデバイスにおいて、上記の成形品が板状に形成され、この成形品の表面に、試料を保持させる凹部又は凸部が多数形成されてなることを特徴とする化学マイクロデバイス。
【請求項３】
請求項１に記載した化学マイクロデバイスにおいて、上記の成形品が板状に形成され、この成形品に、試料を供給する供給口とこの供給口に供給された試料を流す流路とが設けられてなることを特徴とする化学マイクロデバイス。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載した化学マイクロデバイスにおいて、上記の成形品は波長３５０ｎｍの光透過率が５０％以上であることを特徴とする化学マイクロデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、試料の量を非常に少なくして多くの分析や反応等を行うのに用いるマイクロチップ，マイクロリアクター等の化学マイクロデバイスに係り、特に、表面に試料を保持させる凹部又は凸部が多数形成された化学マイクロデバイスや、試料を供給する供給口とこの供給口に供給された試料を流す流路とが設けられた化学マイクロデバイスの製造が容易に行えて、量産できるようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＮＡ分析，電気泳動分析，ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ），細胞反応，細胞ソーティングあるいは微量化学反応等の各種の反応や分析を数多く行うため、微少な量で反応や分析を行うマイクロチップ，マイクロリアクター等の化学マイクロデバイスが使用されるようになった。
【０００３】
そして、このような化学マイクロデバイスとして、例えば、数多くの試料の分析等を行うために、その表面に試料を保持させる凹部又は凸部を多数形成したものや、電気泳動などによって試料の分析を行うために、試料を供給する供給口とこの供給口に供給された試料を流す流路とを設けたもの等が用いられている。
【０００４】
ここで、従来においては、このような化学マイクロデバイスとして、一般にガラス板の表面に微細な加工を施して、多数の凹部又は凸部を形成したり、試料を供給する供給口とこの供給口に供給された試料を流す流路とを形成したものが使用されていた。
【０００５】
しかし、このようにガラス板に微細な加工を施して、多数の凹部又は凸部を形成したり、試料を供給する供給口とこの供給口に供給された試料を流す流路とを設けたりすることは非常に面倒かつ困難であり、一定した品質の化学マイクロデバイスを量産することができず、製造コストが高くつくという問題があった。
【０００６】
また、上記のような化学マイクロデバイスを用いて試料の分析等を行う一つの方法として、試料に励起光を照射させて蛍光を検出する方法が用いられている。
【０００７】
しかし、このように試料に励起光を照射させて蛍光を検出するにあたり、化学マイクロデバイスに用いる材料によっては、上記の励起光により化学マイクロデバイスからも蛍光が生じたり、また蛍光の透過率が悪くて、試料の分析等が適切に行われなくなるという問題もあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、試料の量を非常に少なくして多くの分析や反応等を行うのに用いるマイクロチップ，マイクロリアクター等の化学マイクロデバイスにおける上記のような問題を解決することを課題とするものであり、特に、上記のように数多くの試料の分析等を行うために、その表面に試料を保持させる凹部又は凸部を多数形成した化学マイクロデバイスや、電気泳動などによって試料の分析を行うために、試料を供給する供給口とこの供給口に供給された試料を流す流路とを設けた化学マイクロデバイスを製造することが簡単に行え、一定した品質の化学マイクロデバイスを安価に量産できるようにすると共に、試料に励起光を照射させて蛍光を検出する場合に、試料からの蛍光を適切に検出できるようにすることを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明における化学マイクロデバイスにおいては、上記のような課題を解決するため、射出成形により成形されたシリコーン樹脂を主体とする成形品を用いるようにしたのである。
【００１０】
そして、このように射出成形によりシリコーン樹脂を主体とする成形品を成形する場合、適当な金型を用いて成形し、板状になった成形品の表面に試料を保持させる凹部又は凸部を多数形成するようにしたり、試料を供給する供給口とこの供給口に供給された試料を流す流路とを形成することが簡単に行え、一定した品質の化学マイクロデバイスを安価に量産できるようになる。
【００１１】
また、上記のシリコーン樹脂を主体とする成形品の場合、励起光によりこの成形品から蛍光が生じるのが抑制され、試料に励起光を照射させて蛍光を検出することが適切に行えるようになる。
【００１２】
さらに、上記のシリコーン樹脂を主体とする成形品として、波長３５０ｎｍの光透過率が５０％以上のものを用いると、試料に励起光を照射させて蛍光を検出する際に、この化学マイクロデバイスを通して試料からの蛍光を十分に検出できるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態に係る化学マイクロデバイスを添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１４】
（実施形態１）
実施形態１の化学マイクロデバイスＡ１においては、透明なシリコーン樹脂を用いて射出成形により、図１に示すように、板状になった成形品１０に、試料を供給するための貫通した４つの供給口１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを設けると共に、対向する一対の供給口１１ａ，１１ｂ及び供給口１１ｃ，１１ｄの間をそれぞれ連通するようにして、溝状になった流路１２ａ，１２ｂを十字状に設けるようにした。
【００１５】
また、上記の板状になった成形品１０とは別に、図２に示すように、ガラスやシリコーン樹脂等で構成された基板２０の表面に、上記の成形品１０における供給口１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと対応するようにして電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを設けると共に、各電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄからそれぞれリード線２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを引き出すようにした。
【００１６】
そして、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、上記のように基板２０に設けられた各電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが、それぞれ成形品１０に設けられた対応する供給口１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ内に位置するようにして、上記の成形品１０において溝状になった流路１２ａ，１２ｂが設けられた面を、電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが設けられた基板２０の上に取り付けて、実施形態１の化学マイクロデバイスＡ１を作製した。
【００１７】
なお、この実施形態１の化学マイクロデバイスＡ１においては、上記のように板状になった成形品１０に対して、貫通した４つの供給口１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを設けると共に、対向する一対の供給口１１ａ，１１ｂ及び供給口１１ｃ，１１ｄの間をそれぞれ連通するようにして、溝状になった流路１２ａ，１２ｂを十字状に設けるようにしたが、成形品１０に設ける供給口１１の数や流路１２の数等は特に限定されず、適宜変更することができ、例えば、図４に示すように、一対の供給口１１ａ，１１ｂの間を連通するようにして溝状になった流路１２を形成したものを複数設けたりすることができる。
【００１８】
次に、上記の実施形態１に係る化学マイクロデバイスＡ１の具体的な実施例について説明すると共に、この実施例の化学マイクロデバイスを用いた分析方法の一例について説明する。
【００１９】
ここで、この実施例の化学マイクロデバイスにおいては、シリコーン樹脂（信越化学工業社製：ＫＥ１９３５）を用い、金型温度を９０℃にして、射出成形機（日精樹脂工業社製：ＰＳ４０Ｅ・５ＡＲ）により射出成形し、図１に示すような板状になった成形品１０を得た。
【００２０】
ここで、この成形品１０は幅が２４ｍｍ，長さが３５ｍｍであり、上記の各供給口１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの直径が３ｍｍ、上記の溝状になった各流路１２ａ，１２ｂの幅が１００μｍ，深さが１１５μｍになっていた。
【００２１】
また、ガラスで構成された基板２０の表面に、上記の成形品１０における供給口１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと対応するようにして電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを設けると共に、各電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄからそれぞれリード線２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを引き出すようにした。
【００２２】
そして、上記の基板２０における各電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが、成形品１０に設けられた対応する供給口１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ内に位置するようにして、上記の成形品１０において溝状になった流路１２ａ，１２ｂが設けられた面を、電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが設けられた基板２０の上に取り付けて、この実施例の化学マイクロデバイスを作成した。
【００２３】
そして、この実施例の化学マイクロデバイスを用いて電気泳動による分析を行うにあたっては、図５に示すように、ヒドロキシエチルセルロース（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ社製）のポリマー溶液Ｐを、上記の供給口１１ｂから十字状になった各流路１２ａ，１２ｂ内に満たした。
【００２４】
次いで、１００ｂｐ〜１ｋｂｐまで１００ｂｐ単位で分子量の異なるフラグメントが含まれるサンプルＤＮＡ（ＢＩＯ  ＲＡＤ社製：１００ｂｐ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｒｕｌｅｒ）を核酸染色剤（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ社製：ＳＹＧＲ  Ｇｒｅｅｎ  Ｉ）により蛍光染色させたサンプル液Ｓを、上記の供給口１１ｄに供給し、この供給口１１ｄの部分に位置する電極２１ｄと、この供給口１１ｄと流路１２ｂで連通された供給口１１ｃの部分に位置する電極２１ｃとの間に電圧を印加させて、図６に示すように、上記のサンプル液Ｓを供給口１１ｄと供給口１１ｃとを連通する流路１２ｂ内に満たすようにした。
【００２５】
そして、このように供給口１１ｄと供給口１１ｃとを連通する流路１２ｂにサンプル液Ｓを満たした状態で、ポリマー溶液Ｐが供給された流路１２ａの両端に位置する供給口１１ａと供給口１１ｂの部分に設けられた電極２１ａと電極２１ｂとの間に電圧を印加させて、図７（Ａ）に示すように、流路１２ａと流路１２ｂとが交差する部分に位置するサンプル液Ｓを、流路１２ａ内において供給口１１ｂに向けて電気泳動させるようにした。
【００２６】
このようにサンプル液Ｓを電気泳動させると、図７（Ｂ）に示すように、上記のサンプル液Ｓが次第に分子量毎のバンドに分離されるようになり、所定の位置において蛍光強度を測定し、その結果を図８に示した。
【００２７】
この結果、１００ｂｐ〜１ｋｂｐまで１００ｂｐ単位で分子量の異なるフラグメントが含まれるサンプルＤＮＡに対応した１０本のピークが適切に観察されるようになり、この実施例の化学マイクロデバイスを用いると、２分半程度の僅かな時間で、速やかに上記のサンプルＤＮＡを電気泳動法によって適切に分離することができた。
【００２８】
（実施形態２）
実施形態２の化学マイクロデバイスＡ２においては、透明なシリコーン樹脂を用いて射出成形により、図９及び図１０に示すように、板状になった成形品１０の表面に、試料１を保持させる微細な凹部１３を多数形成している。
【００２９】
ここで、この実施形態における化学マイクロデバイスＡ２においては、上記の凹部１３として、平面形状が円形状で、断面形状が溝形状になった凹みを設けるようにしたが、この凹部１３の平面形状や凹みの断面形状等は特にこのようなものに限定されず、例えば、図１１に示すように、平面形状が四角形状になった凹部１３を設けるようにしたり、また図１２に示すように、その凹みの断面が円弧状になった凹部１３を設けるようにすることも可能である。
【００３０】
そして、この実施形態の化学マイクロデバイスＡ２を用い、試料１に励起光を照射し、試料１からの蛍光を検出して分析を行うにあたっては、図１０に示すように、上記の成形品１０に設けられた各凹部１３内にそれぞれ試料１を収容させ、このように各凹部１３内に収容された試料１に対して、適当な光源（図示せず）から適当な波長の励起光を照射し、この励起光によって試料１から発せられた蛍光を、この化学マイクロデバイスを通して上記の凹部１３と反対側の面から出射させ、このように出射された蛍光をセンサ２によって検出するようにしている。
【００３１】
なお、この実施形態の化学マイクロデバイスＡ２においては、成形品１０の表面に試料１を保持させるにあたり、成形品１０の表面に微細な凹部１３を多数設けるようにしたが、図１３に示すように、成形品１０の表面に微細な凸部１４を多数設け、各凸部１４の上面に試料１を載置させて分析を行うようにすることも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における化学マイクロデバイスにおいては、射出成形により成形されたシリコーン樹脂を主体とする成形品を用いるようにしたため、適当な金型を用いて成形し、板状になった成形品の表面に試料を保持させる凹部又は凸部を多数形成したり、試料を供給する供給口とこの供給口に供給された試料を流す流路とを形成することが簡単に行えるようになり、一定した品質の化学マイクロデバイスを安価に量産できるようになった。
【００３３】
また、上記のシリコーン樹脂を主体とする成形品の場合、励起光によりこの成形品から蛍光が生じるのが抑制され、試料に励起光を照射させて蛍光を検出することが適切に行えるようになった。
【００３４】
さらに、上記のシリコーン樹脂を主体とする成形品として、波長３５０ｎｍの光透過率が５０％以上のものを用いると、試料に励起光を照射させて蛍光を検出する際に、この化学マイクロデバイスを通して試料からの蛍光を十分に検出できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１に係る化学マイクロデバイスＡ１において、シリコーン樹脂を用いて射出成形により板状に成形した成形品１０を示した概略平面図である。
【図２】同実施形態に係る化学マイクロデバイスＡ１において、上記の成形品１０を取り付ける基板２０を示した部分拡大断面図である。
【図３】同実施形態に係る化学マイクロデバイスＡ１において、上記の成形品１０を基板２０に取り付けた状態を示した概略平面図及び断面説明図である。
【図４】同実施形態に係る化学マイクロデバイスＡ１において使用する成形品１０の変更例を示した概略平面図である。
【図５】同実施形態に係る化学マイクロデバイスＡ１の実施例において、ポリマー溶液Ｐを十字状になった各流路内１２ａ，１２ｂに満たした状態を示した概略説明図である。
【図６】上記の実施例において、サンプル液Ｓを供給口１１ｄと供給口１１ｃとを連通する流路１２ｂ内に満たした状態を示した概略説明図である。
【図７】上記の実施例において、流路１２ａと流路１２ｂとが交差する部分に位置するサンプル液Ｓを、流路１２ａ内において供給口１１ｂに向けて電気泳動させる状態を示した概略説明図である。
【図８】上記の実施例において、所定の位置において測定した蛍光強度と電気泳動の時間との関係を示した図である。
【図９】この発明の実施形態２に係る化学マイクロデバイスＡ２において、板状になった成形品１０の表面に試料１を保持させる微細な凹部１３を多数形成した状態を示した概略平面図である。
【図１０】同実施形態に係る化学マイクロデバイスＡ２において、上記の各凹部１３に試料１を収容させて蛍光の検出を行う状態を示した部分拡大断面図である。
【図１１】同実施形態に係る化学マイクロデバイスＡ２において、成形品１０の表面に形成する凹部１３の平面形状を変更させた例を示した部分拡大図である。
【図１２】同実施形態に係る化学マイクロデバイスＡ２において、成形品１０の表面に形成する凹部１３の内部形状を変更させた例を示した部分拡大断面図である。
【図１３】同実施形態に係る化学マイクロデバイスＡ２において、成形品１０の表面に微細な凸部１４を多数形成した変更例の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
Ａ１，Ａ２  化学マイクロデバイス
１  試料
１０  成形品
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  供給口
１２，１２ａ，１２ｂ  流路
１３  凹部
１４  凸部
Ｐ  ポリマー溶液
Ｓ  サンプル液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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