(57)【要約】【課題】  マイクロチップ使用後に流体送入用チューブ部分を分別して再使用可能に構成された着脱式チューブを提供する。【解決手段】  中空状チューブと、メイルナットとからなり、前記メイルナットは前記チューブを収容保持するための貫通孔を有するマイクロチップ用着脱式チューブ。このマイクロチップ用着脱式チューブを使用する場合、少なくとも第１の基板と、該第１の基板に貼り合わされる第２の基板とからなり、前記第１の基板又は第２の基板の少なくとも何れか一方に微細流路と該微細流路に連通すると共に大気にも連通する流体送出入用ポートとを有するマイクロチップにおいて、前記ポートの側壁内側にねじ切りがしてあり、該ねじ切り部に前記マイクロチップ用着脱式チューブのメイルナットを螺合させ、マイクロチップ使用後に前記メイルナットを螺脱させマイクロチップ用着脱式チューブ合を回収することからなる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状チューブと、メイルナットとからなり、前記メイルナットは前記チューブを収容保持するための貫通孔を有することを特徴するマイクロチップ用着脱式チューブ。
【請求項２】
前記メイルナットの先端にフェルールを更に有する請求項１記載のマイクロチップ用着脱式チューブ。
【請求項３】
少なくとも第１の基板と、該第１の基板に貼り合わされる第２の基板とからなり、前記第１の基板又は第２の基板の少なくとも何れか一方に微細流路と該微細流路に連通すると共に大気にも連通する流体送出入用ポートとを有するマイクロチップにおいて、前記ポートの側壁内側にねじ切りがしてあり、該ねじ切り部に請求項１に記載のマイクロチップ用着脱式チューブのメイルナットを螺合させ、マイクロチップ使用後に前記メイルナットを螺脱させマイクロチップ用着脱式チューブ合を回収することを特徴とするマイクロチップ用着脱式チューブの使用方法。
【請求項４】
マイクロチップの少なくとも１個の流体送出入用ポートの位置に対応する位置に貫通孔を有し、かつ、該貫通孔の側壁内側にねじ切りがしてある支持基板と、前記支持基板の貫通孔の側壁内側のねじ切り部に螺合されたメイルナットと、該メイルナットの貫通孔に収容保持されたチューブとからなるマイクロチップ用着脱式チューブユニット。
【請求項５】
マイクロチップの少なくとも１個の流体送出入用ポートの位置に対応する位置に貫通孔を有する支持基板と、該支持基板に恒久接着され、前記支持基板の貫通孔と同じ位置に貫通孔を有し、かつ、該貫通孔の側壁内側にねじ切りがしてあるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）基板と、前記ＰＤＭＳ基板の貫通孔の側壁内側のねじ切り部に螺合されたメイルナットと、該メイルナットの貫通孔に収容保持されたチューブとからなるマイクロチップ用着脱式チューブユニット。
【請求項６】
前記メイルナットの先端にフェルールを更に有する請求項４又は５記載のマイクロチップ用着脱式チューブユニット。
【請求項７】
請求項４又は５に記載のマイクロチップ用着脱式チューブユニットの支持基板の貫通孔をマイクロチップのポートと位置合わせして貼り合わせ、マイクロチップ使用後に、該マイクロチップからマイクロチップ用着脱式チューブユニットを引き剥がして回収することを特徴とするマイクロチップ用着脱式チューブユニットの使用方法。
【請求項８】
マイクロチップの少なくとも１個の流体送出入用ポートの位置に対応する位置に貫通孔を有する支持基板と、前記支持基板の貫通孔に接着剤で接着されたチューブとからなるマイクロチップ用着脱式チューブユニット。
【請求項９】
マイクロチップの少なくとも１個の流体送出入用ポートの位置に対応する位置に貫通孔を有する支持基板と、該支持基板に恒久接着され、前記支持基板の貫通孔と同じ位置に貫通孔を有するポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）基板と、前記ＰＤＭＳ基板の貫通孔に接着剤で接着されたチューブとからなるマイクロチップ用着脱式チューブユニット。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のマイクロチップ用着脱式チューブユニットの支持基板の貫通孔をマイクロチップのポートと位置合わせして貼り合わせ、マイクロチップ使用後に、該マイクロチップからマイクロチップ用着脱式チューブユニットを引き剥がして回収することを特徴とするマイクロチップ用着脱式チューブユニットの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遺伝子解析などの化学／生化学分析などに広く使用されるマイクロチップに流体を送入する構造に関する。更に詳細には、本発明はマイクロチップの基板内に形成された微細流路（マイクロチャネル）や反応容器内に流体（液体及び／又は気体）を送入するための脱着式チューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、マイクロスケール・トータル・アナリシス・システムズ（μＴＡＳ）又はラブ・オン・チップ(Lab-on-Chip)などの名称で知られるように、基板内にマイクロチャネルや反応容器及びポートなどの微細構造を設け、該微細構造内で物質の化学反応、合成、精製、抽出、生成及び／又は分析など各種の操作を行うように構成されたマイクロデバイスが提案され、一部実用化されている。このような目的のために製作された、基板内にマイクロチャネル、ポート及び反応容器などの微細構造を有する構造物は総称して「マイクロチップ」又は「マイクロ流体デバイス」と呼ばれる。マイクロチップは遺伝子解析、臨床診断、薬物スクリーニングなどの化学、生化学、薬学、医学、獣医学分野のみならず、化学工業、環境計測などの幅広い用途に使用できる。常用サイズの同種の装置に比べて、マイクロチップは(1)サンプル及び試薬の使用量が著しく少ない、(2)分析時間が短い、(3)感度が高い、(4)現場に携帯し、その場で分析できる、及び(5)使い捨てできるなどの利点を有する。
【０００３】
従来のマイクロチップ１００は、例えば、図７Ａ及びＢに示されるように、合成樹脂製の基板１０１に少なくとも１本のマイクロチャネル１０２が形成されており、このマイクロチャネル１０２の少なくとも一端には入出力ポート１０３，１０４が形成されており、基板１０１の下面側に透明又は不透明な素材からなる対面基板１０５が接着されている。この対面基板１０５の存在により、ポート１０３，１０４及びマイクロチャネル１０２の底部が封止される。入出力ポート１０３，１０４の主な用途は、(a)試薬や検体サンプルの注入（分注）、(b)廃液や生成物の取り出し、(c)気体圧力の供給（主に、送液のための正圧や負圧の印加）、(d)大気開放（送液時に発生する内圧の分散や、反応で生じたガスの解放）及び(e)密閉（液体の蒸発防止や故意に内圧を発生させる目的のため）などである。マイクロチップの材質や構造及び製造方法は例えば、特許文献１及び特許文献２などに詳述されている。
【０００４】
図８に示されるように、従来のマイクロチップ１００では、基板１０１内のマイクロチャネル１０２に流体を送入する場合、一方のポート１０３又は両方のポート１０３，１０４にチューブ１０６を接着剤１０７により直接固着させる方法が非特許文献１などに提案されている。この方法によれば、マイクロチップ１００の個々のポート１０３，１０４にチューブ１０６を接着剤１０７で固着させる作業が必要なる。従って、マイクロチップ１００を使い捨てにする場合、ポート１０３，１０４に固着されたチューブ１０６ごと廃棄されてしまうばかりか、新たなマイクロチップのポートに対して再びチューブを接着剤で固着させなければならず、作業性及びコストの両面から甚だ不経済であった。
【特許文献１】特開２０００−２７８１３号公報
【特許文献２】特開２００１−１５７８５５号公報
【非特許文献１】N.J.Mourlas et al., "NOVEL INTERCONNECTION AND CHANNEL TECHNOLOGIES FOR MICROFLUIDICS", Proceedings of the μTAS '98 Workshop, BANFF, AB, CANADA, October 12-16 (1998),p.27-30
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的はマイクロチップ使用後に流体送入用チューブ部分を分別して再使用可能に構成された着脱式チューブユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための第１の手段は、中空状チューブと、メイルナットとからなり、前記メイルナットは前記チューブを収容保持するための貫通孔を有することを特徴するマイクロチップ用着脱式チューブである。
前記課題を解決するための第２の手段は、前記メイルナットの先端にフェルールを更に有する前記第１の手段におけるマイクロチップ用着脱式チューブである。
前記課題を解決するための第３の手段は、少なくとも第１の基板と、該第１の基板に貼り合わされる第２の基板とからなり、前記第１の基板又は第２の基板の少なくとも何れか一方に微細流路と該微細流路に連通すると共に大気にも連通する流体送出入用ポートとを有するマイクロチップにおいて、前記ポートの側壁内側にねじ切りがしてあり、該ねじ切り部に前記第１のマイクロチップ用着脱式チューブのメイルナットを螺合させ、マイクロチップ使用後に前記メイルナットを螺脱させマイクロチップ用着脱式チューブ合を回収することを特徴とするマイクロチップ用着脱式チューブの使用方法である。
前記課題を解決するための第４の手段は、マイクロチップの少なくとも１個の流体送出入用ポートの位置に対応する位置に貫通孔を有し、かつ、該貫通孔の側壁内側にねじ切りがしてある支持基板と、前記支持基板の貫通孔の側壁内側のねじ切り部に螺合されたメイルナットと、該メイルナットの貫通孔に収容保持されたチューブとからなるマイクロチップ用着脱式チューブユニットである。
前記課題を解決するための第５の手段は、マイクロチップの少なくとも１個の流体送出入用ポートの位置に対応する位置に貫通孔を有する支持基板と、該支持基板に恒久接着され、前記支持基板の貫通孔と同じ位置に貫通孔を有し、かつ、該貫通孔の側壁内側にねじ切りがしてあるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）基板と、前記ＰＤＭＳ基板の貫通孔の側壁内側のねじ切り部に螺合されたメイルナットと、該メイルナットの貫通孔に収容保持されたチューブとからなるマイクロチップ用着脱式チューブユニットである。
前記課題を解決するための第６の手段は、前記メイルナットの先端にフェルールを更に有する前記第４又は５の手段におけるマイクロチップ用着脱式チューブユニットである。
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第４又は５の手段におけるマイクロチップ用着脱式チューブユニットの支持基板の貫通孔をマイクロチップのポートと位置合わせして貼り合わせ、マイクロチップ使用後に、該マイクロチップからマイクロチップ用着脱式チューブユニットを引き剥がして回収することを特徴とするマイクロチップ用着脱式チューブユニットの使用方法である。
前記課題を解決するための第８の手段は、マイクロチップの少なくとも１個の流体送出入用ポートの位置に対応する位置に貫通孔を有する支持基板と、前記支持基板の貫通孔に接着剤で接着されたチューブとからなるマイクロチップ用着脱式チューブユニットである。
前記課題を解決するための第９の手段は、マイクロチップの少なくとも１個の流体送出入用ポートの位置に対応する位置に貫通孔を有する支持基板と、該支持基板に恒久接着され、前記支持基板の貫通孔と同じ位置に貫通孔を有するポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）基板と、前記ＰＤＭＳ基板の貫通孔に接着剤で接着されたチューブとからなるマイクロチップ用着脱式チューブユニットである。
前記課題を解決するための第１０の手段は、前記第８又は９の手段におけるマイクロチップ用着脱式チューブユニットの支持基板の貫通孔をマイクロチップのポートと位置合わせして貼り合わせ、マイクロチップ使用後に、該マイクロチップからマイクロチップ用着脱式チューブユニットを引き剥がして回収することを特徴とするマイクロチップ用着脱式チューブユニットの使用方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の着脱式チューブによれば、マイクロチップのポートにチューブを単独で直接固定するのではなく、メイルナットに収容保持させ、このメイルナットをポートに螺合させるので、マイクロチップ使用後に、マイクロチップのポートからメイルナットを螺脱させることによりチューブを回収し、再使用することができる。また、支持基板の貫通孔にメイルナットを螺合させ、この支持基板をマイクロチップに貼り合わせ、マイクロチップ使用後に支持基板を引き剥がせばチューブを再使用することができる。メイルナットの代わりに、支持基板の貫通孔にチューブを接着剤で接着させることによっても同じ効果が得られる。このため、従来に比較して、チューブの接合作業性及びコストの点から非常に経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明による着脱式チューブ１の一例の部分概要斜視図である。図２はその分解図である。本発明による着脱式チューブ１は流体を搬送するためのチューブ３とメイルナット５とフェルール７とからなる。チューブ３はメイルナット５の貫通中空腔９内を通り、フェルール７に係合される。フェルール７はメイルナット５の貫通中空腔９の先端部に回転自在に係合される。フェルール７はメイルナット５の貫通中空腔９の先端部で回転自在に係合されているので、フェルール７に係合されているチューブ３もフェルール７と共に回転することができる。その結果、メイルナット５を回転させてもチューブ３が捻れることはない。また、チューブ３はフェルール７に係合されているので、チューブ３がメイルナット５から抜け出てしまうことも効果的に防止される。しかし、メイルナット５内にチューブ３を回転可能に、かつ抜け出ないように保持することができれば、フェルール７は必ずしも使用する必要はない。メイルナット５は上部のヘッド１１と、その下部の雄ネジ１３とからなる。
【０００９】
本発明の着脱式チューブ１を構成するチューブ３の材質は金属類（例えば、ステンレス、チタン等）、合成樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テフゼル、ポリエーテルケトン(PEEK)等）、ガラスなどを適宜選択して使用することができる。チューブ３の内径は１ｍｍ未満、外径は数ｍｍ（例えば、１．６ｍｍ）程度である。耐圧は、内径０．５ｍｍのＰＥＥＫチューブの場合、約２５０ｋｇ／ｃｍ２程度である。メイルナット５及びフェルール７の材質は金属（例えば、ステンレス、チタン等）、合成樹脂（例えば、PTFE、PEEK、その他のエンジニアリングプラスチック類等）などを適宜選択して使用することができる。
【００１０】
図３は、図１に示された着脱式チューブ１の使用方法の一例の部分概要断面図である。マイクロチップ１５はＰＤＭＳ基板１７と、対面基板１９とからなり、ＰＤＭＳ基板１７側に微細流路２１と入出力ポート２３が形成されている。所望により、微細流路２１と入出力ポート２３は対面基板１９側に形成することもできる。ＰＤＭＳ基板１７のポート２３の開口部上端から所定の深さまで、側壁部に雌ネジ２５が形成されている。着脱式チューブ１のメイルナット５のヘッド１１を把持し、回転させることにより雄ネジ１３をポート２３の雌ネジ２５に螺合させる。これにより、チューブ３をＰＤＭＳ基板１７のポート２３に固定させることができる。チューブ３を介して、入出力ポート２３から液体又は気体を微細流路２１に送入し、及び／又は排出することができる。マイクロチップ１５を使用後、メイルナット５のヘッド１１を把持し、回転させることにより雄ネジ１３とポート２３の雌ネジ２５とを分離させることにより、着脱式チューブ１を回収し、マイクロチップ１５は廃棄する。斯くして、着脱式チューブ１は新たなマイクロチップ１５ついて再使用することができる。入出力ポート２３の側壁部に雌ネジ２５を形成する方法は、例えば、微細流路２１を形成する際に、ポート２３の側壁部の雌ネジ２５に相当するネジ鋳型を備えたマスターにＰＤＭＳプレポリマー混合物を注型し、重合固化することにより行うことができる。
【００１１】
図４Ａ及び図４Ｂは、図１に示された着脱式チューブ１の使用方法の別の例の部分概要断面図である。図３に示された使用方法では、着脱式チューブ１をマイクロチップ１５の個々の入出力ポートに直接螺着させなければならない。入出力ポートが数個程度であれば、螺着作業は大した手間ではないが、数十個の入出力ポートになるとマイクロチップ使用前後の着脱式チューブ１の螺着及び螺脱作業は大変な手間になる。これに対して、図４の使用方法では、支持基板３０の雌ネジ孔３２に着脱式チューブ１のメイルナット５を螺合させて固定し、着脱式チューブユニット４０として使用する。支持基板３０の雌ネジ孔３２の位置及び個数は、マイクロチップ１５の入出力ポート２３の位置及び個数に対応して配設されている。従って、支持基板３０の雌ネジ孔３２とマイクロチップ１５の入出力ポート２３とを位置合わせして両部材を貼り合わせれば、マイクロチップ１５の複数個の入出力ポート２３の全てに対して一度に着脱式チューブ１を接続したことになる。マイクロチップ１５使用後は、支持基板３０をマイクロチップ１５から剥離し、回収するし、マイクロチップ１５は廃棄する。支持基板３０の材質はガラス（例えば、石英ガラス等）、金属（例えば、ステンレス、チタン等）、合成樹脂（例えば、PTFE、PEEK、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、その他のエンジニアリングプラスチック類等）などを適宜選択して使用することができる。このような材質の支持基板３０に対する雌ネジの形成方法は当業者に周知なので詳述する必要はないであろう。
【００１２】
図５は、図４に示された着脱式チューブユニット４０の使用方法の別の例の部分概要断面図である。図４の着脱式チューブユニット４０の場合、厚い支持基板３０を単独で使用したが、図５では、薄い支持基板３０の上面にＰＤＭＳ層３４を恒久接着させ、このＰＤＭＳ層３４の雌ねじ孔３６にメイルナット５を螺合させて使用する。ＰＤＭＳ層３４の雌ネジ孔３６と薄い支持基板３０の貫通孔３２とは位置が完全に一致している。このような薄い支持基板３０を使用する利点は、着脱式チューブユニット４０Ａが軽量化できるばかりか、雌ネジ孔３６を形成しやすいことである。支持基板３０とＰＤＭＳ層３４が恒久接着されているので、マイクロチップ１５を使用後、着脱式チューブユニット４０Ａをマイクロチップ１５から引き剥がしても、支持基板３０とＰＤＭＳ層３４が剥がれることはない。ＰＤＭＳ層への雌ネジ孔の形成は例えば、ネジ鋳型にＰＤＭＳプレポリマー混合物を注型し、重合固化させることにより容易に行うことができる。
【００１３】
図６は、着脱式チューブユニットの使用方法の他の例の部分概要断面図である。図１〜図５では、チューブ３０がメイルナット５及びフェルール７に保持されていたが、図６Ａに示された着脱式チューブユニット４０Ｂでは、支持基板３０の貫通孔３２にチューブ３が接着剤４２により接着固定されている。一方、図６Ｂに示された着脱式チューブユニット４０Ｃでは、薄い支持基板３０に恒久接着されたＰＤＭＳ層３４の貫通孔３６にチューブ３が接着剤４２により接着固定されている。図６の使用方法の利点は、メイルナット５及びフェルール７を使用する必要が無いので、マイクロチップ１５のポート２３の内径に合わせて、比較的太いチューブ３を使用できることである。これにより、流体の送出入を迅速化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明の着脱式チューブはマイクロチップに限らず、微細流路などに流体を送出入する必要がある全ての部材に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の着脱式チューブの一例の概要斜視図である。
【図２】図１に示された着脱式チューブの分解図である。
【図３】図１に示された着脱式チューブの使用方法の一例の部分概要断面図である。
【図４Ａ】本発明の着脱式チューブの別の例の部分概要断面図である。
【図４Ｂ】本発明の着脱式チューブの別の例の部分概要断面図である。
【図５】本発明の着脱式チューブの他の例の部分概要断面図である。
【図６】本発明の着脱式チューブの更に別の例の部分概要断面図である。
【図７】Ａは従来のマイクロチップの一例の概要平面図であり、ＢはＡにおけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図８】図７に示された従来のマイクロチップのポートにチューブを接続させる方法の一例の部分概要断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  本発明の着脱式チューブ
３  チューブ
５  メイルナット
７  フェルール
９  貫通孔
１１  ヘッド
１３  ねじ切り
１５  マイクロチップ
１７  ＰＤＭＳ基板
１９  対面基板
２３  ポート
２５  ポート側ねじ切り
３０  支持基板
３２  貫通孔
３４  ＰＤＭＳ基板
３６  貫通孔
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ  着脱式チューブユニット
４２  接着剤
【図１】
2005257282.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
2005257282.tif 000009
【図７】
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【図８】
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