(57)【要約】【課題】マイクロチップの接合力と、マイクロチップの形状の維持とを両立することのできるマイクロチップの製造方法を提供する。【解決手段】表面に流路用溝を有する樹脂製の基板と、流路用溝をカバーする樹脂製のカバー部材と、が熱接合されたマイクロチップの製造方法において、基板の表面から所定の深さより深い内部領域の密度、又は基板の表面から前記所定の深さ以内の表面領域の密度を均一にする処理工程を有する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に流路用溝を有する樹脂製の基板と、前記流路用溝をカバーする樹脂製のカバー部材と、が熱接合されたマイクロチップの製造方法において、
前記基板の表面から所定の深さより深い内部領域の密度、又は前記基板の表面から前記所定の深さ以内の表面領域の密度を均一にする処理工程を有することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロチップの製造方法において、
前記処理工程は、
前記基板を成形する射出成形時に、溶融樹脂に対して、下記式（１）の関係を満たす保圧力を印加する保圧工程を有することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
限界圧力＋１０≦保圧力（ＭＰａ）≦２００・・・（１）
但し、限界圧力：予め設定された成形ひけが発生しない圧力
【請求項３】
請求項１に記載のマイクロチップの製造方法において、
前記処理工程は、
前記基板の成形後であって前記カバー部材との接合前に、下記式（２）の関係を満たすアニール温度（ＡＴ）でアニールするアニール工程を有することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
ＨＤＴｍ−２０≦ＡＴ（℃）≦ＨＤＴｍ＋１０・・・（２）
但し、ＨＤＴｍ：基材の荷重撓み温度（℃）
【請求項４】
請求項２又は３に記載のマイクロチップの製造方法において、
前記基板と前記カバー部材とを、下記式（３）の関係を満たす接合温度（Ｌｔ）：℃にて接合する接合工程を有することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
Ｌｔ＞ＨＤＴｆ＞ＨＤＴｍ・・・（３）
但し、Ｌｔ：基板とカバー部材との接合温度（℃）
ＨＤＴｆ：カバー部材の荷重撓み温度（℃）
ＨＤＴｍ：基材の荷重撓み温度（℃）
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載のマイクロチップの製造方法において、
前記基板は、ポリカーボネート樹脂を含み、
前記基板に用いられるポリカーボネート樹脂は、２種類の単量体を重合させて得られるものであることを特徴とするマイクロチップの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか一項に記載のマイクロチップの製造方法において、
前記基板は、ポリカーボネート樹脂を含み、
前記基板に用いられるポリカーボネート樹脂は、分子主鎖にカーボネート基とエステル結合とを含む重合体であることを特徴とするマイクロチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細加工技術を利用してシリコンやガラス基板上に微細な流路や回路を形成し、微小空間で核酸、タンパク質、又は血液などの液体試料の化学反応や、分離、分析などを行うマイクロチップ（マイクロ分析チップやマイクロ流体チップとも称される）、あるいはマイクロチップを用いたμＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）と称される装置が実用化されている。このようなマイクロチップによれば、サンプルや試薬の使用量又は廃液の排出量が軽減され、省スペースで持ち運び可能な安価なシステムの実現が可能となる。
【０００３】
マイクロチップは、例えば、遺伝子診断を行うにあたっての遺伝子を増幅させる、ポリメラーゼ連鎖反応法（以下、ＰＣＲ法と言う）などにおいて用いられる。
ＰＣＲ法では、マイクロチップに溜池状に形成された反応部において、増幅したい遺伝子を含む検体を、複数の温度条件（例えば、約９５℃の熱変性温度、約５５℃のアニーリング温度、約７０℃の重合温度の３つの温度条件）サイクルで増幅反応させ、このサイクルを何度も繰り返すことで遺伝子を大量に増幅させる。なお、ＰＣＲ法により得た産物は、この後、電気泳動法（アガロース電気泳動法、キャピラリ電気泳動法）にかけられて標的物質の検出が行われる。
【０００４】
こうしたマイクロチップは、少なくとも一方の部材に微細加工が施された２つの部材を貼り合わせることにより製造される。近年は、容易に低コストで製造するために、樹脂製のマクロチップが提案されている。より具体的には、樹脂製のマイクロチップを製造するためには、表面に流路用溝を有する樹脂製の基板と、流路用溝をカバーする樹脂製のカバー部材（例えばフィルム）とを接合する。流路用溝を有する基板には、流路用溝の終端等に、厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されている。そして、流路用溝を内側にして、表面に流路用溝を有する基板と、カバー部材とを接合する。この接合によって、カバー部材が流路用溝の蓋として機能し、流路用溝とカバー部材とによって流路が形成される。これにより、内部に流路を有するマイクロチップが製造される。また、基板に形成された貫通孔によって、流路とマイクロチップの外部とが繋がり、貫通孔を介して、液体試料の導入や排出などが行われる。
【０００５】
樹脂製の基板と樹脂製のカバー部材とを接合する方法としては、接着剤を利用する方法、溶剤で樹脂表面を溶かして接合する方法、超音波融着を利用する方法、レーザ融着を利用する方法、平板状又はロール状の加圧装置による熱融着を利用する方法などが挙げられる。
なかでも、熱融着は低コストで実施できるため、大量生産を前提とした接合方法として適している。
【０００６】
このようなマイクロチップとしては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂製の基板に、同じくアクリル系樹脂製のフィルムを熱融着させたマイクロチップが提案されている。具体的には、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂製の基板に、ポリメチルメタクリレート樹脂製の５０μｍのフィルムを、プレス圧１ｋｇ／ｃｍ2、１０４℃の条件で熱融着によって接合させたマイクロチップなどが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００７】
しかし、上記特許文献１、２に記載されたマイクロチップでは、複数の温度条件サイクルで増幅反応させるＰＣＲ法を行おうとすると、溶解、変形してしまう恐れがある。
このため、基板及びカバー部材の材質に、例えば、ポリカーボネート樹脂やポリプロピレン等の耐熱性樹脂を用い、基板及びカバー部材の荷重たわみ温度や、基材とカバー部材との接合温度を使用温度より高くなるように設定が行われる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３１０６１３号公報
【特許文献２】特開２０００−３１０６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、耐熱性の高い材質の基板及びカバー部材を従来の熱融着により接合しようとすると、接合のために高温をかける必要があり、高温をかけると流路用溝などの構造が崩れやすくなってしまう。このように、接合力の確保と、マイクロチップの流路用溝等の構造の維持とを両立させるのが困難であるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、マイクロチップの基板とカバー部材との接合力の確保と、マイクロチップの構造の維持とを両立させることのできるマイクロチップの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明によれば、
表面に流路用溝を有する樹脂製の基板と、前記流路用溝をカバーする樹脂製のカバー部材と、が熱接合されたマイクロチップの製造方法において、
前記基板の表面から所定の深さより深い内部領域の密度、又は前記基板の表面から前記所定の深さ以内の表面領域の密度を均一にする処理工程を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基板の表面から深さが所定の深さより深い内部領域の密度、又は基板の表面から深さが前記所定の深さ以内の表面領域の密度を均一にする処理工程を有するため、基板とカバー部材とを熱接合する際に、圧力と熱を均一に加えることが可能となり、接合力と、構造の維持とを両立したマイクロチップを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】検査装置の外観構成を示す図である。
【図２】検査装置の内部構成を示す模式図である。
【図３】マイクロチップの概略構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ），（ｃ）は側方から見た内部形状を示す透視図である。
【図４】マイクロチップの概略構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ），（ｃ）は側方から見た内部形状を示す透視図である。
【図５】マイクロチップの概略構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ），（ｃ）は側方から見た内部形状を示す透視図である。
【図６】基板の成形装置を示す側面図である。
【図７】基板の成形型を示す断面図である。
【図８】マイクロチップの製造工程を示すフローチャートである。
【図９】図８の基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図１０】保圧の効果を示す図である。
【図１１】アニールの効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。なお、図中、同一あるいは同等の部分には同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。
【００１５】
（１．検査装置）
最初に、本実施の形態における検査装置について、図１および図２を用いて説明する。
図１は検査装置１の外観構成の一例を示す斜視図であり、図２は検査装置１の内部構成の一例を示す模式図である。
【００１６】
図１に示すように、検査装置１は、マイクロチップ２を載置するためのトレイ１０と、図示しないローディング機構によってトレイ１０上からマイクロチップ２が搬入される搬送口１１と、検査内容や検査対象のデータ等を入力するための操作部１２と、検査結果を表示するための表示部１３等とを備えている。
【００１７】
また、この検査装置１は、図２に示すように、送液部１４と、加熱部１５と、電圧印加部１８と、検出部１６と、駆動制御部１７等とを備えている。
【００１８】
（１−１．送液部）
送液部１４は、マイクロチップ２内の送液を行うためのユニットであり、搬送口１１から検査装置１内に搬入されるマイクロチップ２と接続されるようになっている。この送液部１４は、マイクロポンプ１４０、チップ接続部１４１、駆動液タンク１４２および駆動液供給部１４３等を有している。
【００１９】
このうち、マイクロポンプ１４０は、送液部１４に１つ以上具備されており、マイクロチップ２内に駆動液１４６を注入したり、マイクロチップ２内から分析試料などの流体を吸引したりすることで、マイクロチップ２内の送液を行う。なお、マイクロポンプ１４０が複数具備される場合は、各々のマイクロポンプ１４０は独立に、或いは連動して駆動可能である。なお、マイクロチップに予め媒質や検体、試薬等を注入してある場合は、必ずしも駆動液を使った送液は不要であり、マイクロポンプのみを動作させて媒質の移動を補助してもよい。試薬や検体の投入のみにマイクロポンプを使用してもよい。
チップ接続部１４１は、マイクロポンプ１４０とマイクロチップ２とを接続して連通させる。
【００２０】
駆動液タンク１４２は、駆動液１４６を貯留しつつ、駆動液供給部１４３に供給する。この駆動液タンク１４２は、駆動液１４６の補充のために駆動液供給部１４３から取り外して交換可能である。
駆動液供給部１４３は、駆動液タンク１４２からマイクロポンプ１４０に駆動液１４６を供給する。
【００２１】
以上の送液部１４においては、チップ接続部１４１によってマイクロチップ２とマイクロポンプ１４０とが接続されて連通される。そして、マイクロポンプ１４０が駆動されると、チップ接続部１４１を介して駆動液１４６がマイクロチップ２に注入されるか、或いはマイクロチップ２から吸引される。このとき、マイクロチップ２内の複数の収容部に収容されている検体や試薬等は、駆動液１４６によってマイクロチップ２内で送液される。これにより、マイクロチップ２内の検体と試薬とが混合されて反応する結果、目的物質の検出や病気の判定等の検査が行われる。
【００２２】
（１−２．加熱部）
加熱部１５は、マイクロチップ２を特定の複数の温度に加熱するために発熱する。例えば、約９５℃の熱変性温度、約５５℃のアニーリング温度、約７０℃の重合温度の３つの温度にマイクロチップ２を加熱する。これにより、ＰＣＲ法による遺伝子増幅を行う。加熱部１５は、ヒータやペルチエ素子等の通電によって温度を上昇できる素子、通水によって温度を低下させられる素子等で構成される。
【００２３】
なお、ＰＣＲ法は、例えば、増幅対象であるＤＮＡ（標的ＤＮＡ）、ＤＮＡ合成酵素（ＤＮＡポリメラーゼ）及び大量のプライマー（オリゴヌクレオチド）を予め混合した溶液を検体として用意し、この検体に対する加熱／冷却を繰り返すことによりＤＮＡを増幅する技術である。
ＰＣＲ法では、２本鎖ＤＮＡを含む溶液を高温（例えば９５℃程度）で加熱することにより１本鎖ＤＮＡに変性させ、その後、この１本鎖ＤＮＡとなった溶液を例えば５５℃程度まで冷却していく。これにより、長い１本鎖ＤＮＡの一部にプライマーが結合する（アニーリング）。この状態で、プライマーの分離が起きずかつＤＮＡポリメラーゼの活性に適した温度（例えば７０℃程度）まで加熱すると、プライマーが結合した部分を起点として１本鎖部分と相補的なＤＮＡが合成される。
ＰＣＲ法では、このような加熱／冷却工程を短周期で繰り返すヒートサイクル操作を行うことにより、ＤＮＡ合成を繰り返し、標的ＤＮＡを増幅・培養することができる。
【００２４】
（１−３．電圧印加部）
電圧印加部１８は、複数の電極を有している。これらの電極は、マイクロチップ２内の液体試料に挿入されて当該液体試料に直接電圧を印加するか、あるいは後述の通電部４０に接触して当該通電部４０を介して液体試料に電圧を印加することにより、マイクロチップ２内の液体試料に電気泳動を行わせるようになっている。
【００２５】
（１−４．検出部）
検出部１６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザ等の光源と、フォトダイオード（ＰＤ）やフォトマル等の受光部等とで構成され、マイクロチップ２内の反応によって得られる生成液に含まれる標的物質を、マイクロチップ２上の所定位置（後述の検出領域２００）で光学的に検出する。光源と受光部との配置は透過型と反射型とがあり、必要に応じて決定されればよい。
【００２６】
（１−５．駆動制御部）
駆動制御部１７は、図示しないマイクロコンピュータやメモリ等で構成され、検査装置１内の各部の駆動、制御、検出等を行う。
【００２７】
（２．マイクロチップ）
続いて、本実施の形態におけるマイクロチップ２について、図３を用いて説明する。
図３は、マイクロチップ２を示す図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ），（ｃ）は側方から見た内部形状を示す透視図である。
【００２８】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、マイクロチップ２は、互いに貼り合わされた基板３とカバー部材４とを備えている。
【００２９】
（２−１．基板）
基板３は、樹脂製の板状部材である。
基板３は、カバー部材４に対する接合面（以下、内側面３Ａとする）に流路用溝３０を有している。この流路用溝３０は、基板３とカバー部材４とが貼り合わされた場合に、カバー部材４と協働して微細流路２０を形成する。この微細流路２０には、検査装置１の検出部１６による標的物質の検出対象領域として、検出領域２００が設けられている。なお、微細流路２０（流路用溝３０）の形状は、分析試料、試薬の使用量を少なくできること、成形金型の作製精度、転写性、離型性などを考慮して、幅、深さともに、１０μｍ〜２００μｍの範囲内の値であることが好ましいが、特に限定されるものではない。また、微細流路２０の幅と深さは、マイクロチップの用途によって決めれば良い。なお、微細流路２０の断面の形状は矩形状でも良いし、曲面状でも良い。
【００３０】
また、基板３は、厚さ方向に貫通する貫通孔３１を複数有している。これらの貫通孔３１は、流路用溝３０の端部や中途部に形成されており、基板３とカバー部材４とが貼り合わされた場合に、微細流路２０とマイクロチップ２の外部とを接続する開口部２１を形成する。この開口部２１は、検査装置１の送液部１４に設けられたチップ接続部１４１（チューブやノズル）と接続されて、ゲルや液体試料、緩衝液などを微細流路２０に導入したり、微細流路２０から排出したりする。また、この開口部２１には、検査装置１における電圧印加部１８の電極が挿入可能となっている。なお、開口部２１（貫通孔３１）の形状は、円形状や矩形状の他、様々な形状であっても良い。また、例えば図３（ｃ）に示すように、基板３における内側面３Ａとは反対側の面（以下、外側面３Ｂとする）において貫通孔３１の周囲を筒状に突出させ、チップ接続部１４１を接続しやすくしても良い。
【００３１】
また、基板３には、ＰＣＲ法による遺伝子増幅を行う反応室用凹部８０が設けられている。反応室用凹部８０は、流路用溝３０の端部に形成されており、その上面（基板３の内側面３Ａ）にカバー部材４が備えられた状態で反応室を形成する。なお、反応室用凹部８０の容積は、反応を好適に行うため、１０ｍｍ3〜１００ｍｍ3の範囲内の値であることが好ましいが、特に限定されるものではない。
【００３２】
（２−２．カバー部材）
カバー部材４は、例えば、樹脂製のフィルムである。なお、カバー部材４は、フィルムに限定されず、シート状（板状）の部材でもよい。
カバー部材４にも微細流路や孔を設けてもよいが、基板３との接合を確実に行うため、カバー部材４は厚くなり過ぎないことが好ましい。検体や試薬、あるいは検査の種類によって必要な時は、電圧印加部１８の電極を開口部２１（貫通孔３１）に挿入して電圧を印加することにより、微細流路２０内の試料に電気泳動を行わせる。
【００３３】
なお、開口部２１の位置や形状は、例えば図４（ａ），（ｂ）や図５（ａ），（ｂ）に示すように、他の態様としても良い。ここで、図４（ｂ），図５（ｂ）は、図４（ａ），図５（ａ）において太線で囲まれた部分の内部形状を模式的に示す断面図である。図４のマイクロチップ２では、導電性の通電部４０がカバー部材４における基板３との対向面のうち、貫通孔３１との対向位置からカバー部材４の縁部までに亘って設けられている。この通電部４０は、カバー部材４に対して、印刷等によりパターンニングするとよい。このようなマイクロチップ２によれば、貫通孔３１（開口部２１）に電極を挿入することなく、カバー部材４の縁部から通電部４０を介して微細流路２０内の流体に電圧を印加することができるため（図４（ｂ）中、右側の矢印記号を参照）、複数のマイクロチップ２を順に使用する場合であっても、電極に液体試料が付着して次回のマイクロチップ２に混入してしまうのを防止することができる。また、図５のマイクロチップ２では、貫通孔３１が流路用溝３０の各端部と、当該端部の隣接位置とに並んで設けられるとともに、通電部４０が、隣接する２つの貫通孔３１の対向位置に亘って設けられている。このようなマイクロチップ２によれば、流路用溝３０の端部の貫通孔３１（開口部２１）を用いて液体試料などの供給・排出を行い（図５（ｂ）中、左側の矢印記号を参照）、隣接する貫通孔３１（開口部２１）から通電部４０を介して微細流路２０内の流体に電圧を印加することができるため（図５（ｂ）中、右側の矢印記号を参照）、複数のマイクロチップ２を順に使用する場合であっても、電極に液体試料が付着して次回のマイクロチップ２に混入してしまうのを防止することができる。これらの場合であっても、図４（ｃ），図５（ｃ）に示すように、基板３の外側面３Ｂにおいては、貫通孔３１の周囲を筒状に突出させ、チップ接続部１４１を接続しやすくしても良い。
【００３４】
また、基板３及びカバー部材４の外形形状は、ハンドリング、分析しやすい形状であれば良く、平面視において正方形や長方形などの形状が好ましい。１例として、１０ｍｍ角〜２００ｍｍ角の大きさであれば良い。また、１０ｍｍ角〜１００ｍｍ角の大きさであっても良い。また、流路用溝３０を有する基板３の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜２ｍｍがより好ましい。流路用溝を覆うための蓋として機能するカバー部材４の厚さは、３０μｍ〜３００μｍであることが好ましく、５０μｍ〜１５０μｍであることがより好ましい。
【００３５】
（２−３．物性値）
基板３及びカバー部材４は、樹脂によって形成される。基板３及びカバー部材４に用いられる樹脂に関しては、耐熱性が高いこと、成形性（転写性、離型性）が良いこと、透明性が高いこと、紫外線、可視光、近赤外光に対する自家蛍光の発生効率が低いことなどが条件として挙げられる。
具体的に、基板３とカバー部材４には、例えば、２種類の単量体を重合させて得られるポリカーボネート樹脂や、３種類以上の単量体を重合させて得られるポリカーボネート樹脂などが用いられる。また、硬度等の物性を制御する目的で、所定の官能基を側鎖に持つ単量体を用いて重合することにより、分子主鎖に対して前記所定の官能基を導入したポリカーボネート樹脂であってもよいし、ポリカーボネート基とエステル結合（例えば、ジカルボン酸とジオールとのエステル等）とを分子主鎖に含む重合体であってもよい。
これにより、荷重たわみ温度などの物性値が所定の値となるように制御されている。市販のポリカーボネート樹脂としては、三菱エンジニアリングプラスチックス製ユーピロンシリーズ（例えば、ユーピロンＨ−４０００、ユーピロンＨ−３０００）、帝人化成製パンライトＡＤ５５０３などを用いることができる。
また、基板３とカバー部材４とを同じ材料にしたり、同じ種類に分類される樹脂を（例えば、分子主鎖が同じで側鎖のみが異なる複数の樹脂、用いる単量体の一部が異なる複数の重合体など）を用いた材料としたり、あるいは、同じ樹脂や同じ種類に分類される樹脂を母材として添加剤の種類や量を異ならせた材料を用いたりすることで、互いの相溶性がよくなり、溶融した後に結合し易くすることができる。
【００３６】
より具体的には、基板３とカバー部材４は、その荷重たわみ温度（ＨＤＴ）℃が下記式（Ａ）の関係を満たすようにすることが好ましい。
ＨＤＴｆ＞ＨＤＴｍ＞増幅反応温度・・・（Ａ）
但し、ＨＤＴｆ：カバー部材の荷重たわみ温度（℃）
ＨＤＴｍ：基板の荷重たわみ温度（℃）
増幅反応温度：ＰＣＲ法における増幅反応時の加熱温度（℃）
なお、荷重たわみ温度（ＨＤＴ）とは、ＩＳＯ規格７５−１、７５−２（ＡＳＴＥ  Ｄ６４８、ＪＩＳ７１９１）に規定された、樹脂の熱的特性（耐熱性など）を表わす指標の一つであり、試験法規格に決められた荷重を与えた状態で試料の温度を上げていった場合、撓みの大きさが一定の値になる温度を示すものである。本件明細書においては、ＩＳＯ規格７５−２（０．４５ＭＰａ）での荷重たわみ温度を示すものとする。
【００３７】
ここで、カバー部材４の荷重たわみ温度（ＨＤＴｆ）℃が、基板３の荷重たわみ温度（ＨＤＴｍ）℃より低い場合、熱接合時にカバー部材４の接合面が変形しやすくなる傾向があり、流路用溝３０にはみ出しやすくなる恐れがある。
しかしながら、前記式（Ａ）の関係を満たすことによって、熱接合時にカバー部材４が流路用溝３０に撓みこむのを確実に防止することができるようになっている。
また、基板３とカバー部材４の荷重たわみ温度は、ＰＣＲ法における増幅反応時の加熱温度より高いため、マイクロチップにおいてＰＣＲ法を実行する際に、流路用溝３０にカバー部材４が撓みこむのを抑制することができる。
即ち、基板３とカバー部材４の荷重たわみ温度が、かかる式（Ａ）の関係を満たすことで、熱接合時に熱がかかった場合にもＰＣＲ法においてマイクロチップ２が加熱された場合にも、流路用溝３０にカバー部材４が撓みこんで、流路形状が崩れるのを防止することができるようになっている。
【００３８】
また、基板３は、メルトマスフローレートが５〜５０ｇ／１０ｍｉｎのものが好適に用いられる。
なお、メルトマスフローレートとは、ＩＳＯ規格１１３３（ＪＩＳ  Ｋ７２１０、ＪＩＳ  Ｋ７３９０、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）に規定された、熱可塑性樹脂の溶融時の流動性を表わす数値の一つである。メルトマスフローレートは、シリンダ内で溶融した樹脂を一定の温度のもと定荷重をかけ、シリンダ底部に設置された規定口径のダイスから１０分間あたり押し出される樹脂量が測定されたものである。
メルトマスフローレートが５０ｇ／１０ｍｉｎより大きい基板３では、流動性が高いため成形は容易となるが、熱接合時に内側面３Ａが変形し、流路用溝３０が潰れ易くなる。
一方、メルトマスフローレートが５ｇ／１０ｍｉｎより小さい基板３では、流動性が低すぎて接合が難しくなる。
即ち、基板３のメルトマスフローレートを５〜５０ｇ／１０ｍｉｎとすることで、成形し易さと接合し易さを両立することができる。
【００３９】
更に、基板３は、これに限るものではないが、表面の鉛筆硬度がＨ〜４Ｈのものを用いると変形をより抑えやすくなるため好ましい。
なお、鉛筆硬度とは、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−４に従い測定されるものであり、既知の硬さの鉛筆を一定の条件で押し付けて引っかき、どの硬度の鉛筆で引っかいた時に傷がつかなかったかを表わしたものである。
硬度が小さくなりすぎると、熱接合時の荷重で内側面３Ａが変形し、流路用溝３０が潰れ易くなるが、硬度をある程度高くすることで、好適には鉛筆硬度がＨ以上の基板３を用いることで、外力による変形を抑えやすくなる。
一方、鉛筆硬度が４Ｈより大きい基板３では、素材が硬すぎるため接合自体が困難となる恐れがある。鉛筆硬度を４Ｈよりも大きくしようとすれば、一般的には、成形材料中にポリカーボネート重合体とは異なる材料（添加剤、モノマー）を添加することになる。そのため、ポリカーボネートの割合や構造が大きく変化することになり、流路用溝３０はつぶれにくくなるものの、基板３とカバー部材４の相溶性が悪化して接合強度が低下してしまう恐れがある。
基板３の表面の鉛筆硬度をＨ〜４Ｈとすることで、樹脂が柔らかくなりやすい高温（後述の接合温度（Ｌｔ））で接合する場合でも、流路用溝３０を潰れにくいものとすることができる。
【００４０】
（３．マイクロチップの製造装置）
続いて、マイクロチップ２の製造装置について説明する。
【００４１】
マイクロチップ２の製造装置は、基板３及びフィルム４をそれぞれ形成した後、両者を接合することでマイクロチップ２を製造するようになっており、図６に示すように、基板３の成形装置５等を備えている。
【００４２】
この成形装置５は、ベース５０上に固定側プラテン５１及び可動側プラテン５２を有している。
固定側プラテン５１は、ベース５０に立設された平板状の部材である。この固定側プラテン５１の４隅には柱状のタイバー５３が設けられており、固定側プラテン５１に対して垂直に延在している。
【００４３】
また、可動側プラテン５２は、固定側プラテン５１に対向して配設された平板状の部材であり、固定側プラテン５１に設けられたタイバー５３によって４隅で支持されている。この可動側プラテン５２は、タイバー５３によってガイドされつつ、図示しない駆動機構によって水平方向（図中の矢印Ａ，Ａ’方向）、つまり固定側プラテン５１との接離方向に移動自在となっている。
【００４４】
以上の固定側プラテン５１及び可動側プラテン５２の間には、成形型６が配設されており、可動側プラテン５２が矢印Ａ方向に移動することにより成形型６が型締めされ、可動側プラテン５２が矢印Ａ’方向に移動することにより成形型６が型開きされるようになっている。
【００４５】
（３−１．成形型）
図７は、成形型６の概略構成を示す断面図であり、成形空間に樹脂が充填された状態を示している。
【００４６】
この図に示すように、成形型６は、第１型である固定型６０と、当該固定型６０に対して接離可能に設けられた第２型である可動型６１とを備える射出成形型であり、これら固定型６０及び可動型６１が当接することによって、溶融樹脂Ｊを基板３の形状に成形するための成形空間６４と、当該成形空間６４に溶融樹脂Ｊを導入するランナ６２及びゲート６３とを互いとの間に形成するようになっている。なお、ランナ６２には、図示しないスプルーを介して射出ユニットが接続されており、当該ランナ６２からゲート６３を介して成形空間６４に溶融樹脂Ｊを充填するようになっている。
【００４７】
ここで、固定型６０は、基板３の内側面３Ａ（フィルム４側の面）を成形するものであり、固定側プラテン５１に固定されている。なお、図７では、固定型６０の中央部と外周部とが異なる部材で構成されている様子を図示しているが、単一の部材で構成されることとしても良い。
【００４８】
一方、可動型６１は、基板３における外側面３Ｂ（内側面３Ａとは反対側の面）を成形するものであり、可動側プラテン５２に固定されている。
この可動型６１は、環状の外周型６１０と、外周型６１０の内部に嵌め込まれた中央型６１１とを有している。
【００４９】
このうち、外周型６１０は基板３における外側面３Ｂの外周部と、基板３の側周面とを成形するようになっており、中央型６１１は外側面３Ｂの中央部分を成形するようになっている。以上の可動型６１には、成形面から出没可能なイジェクトピン（図示せず）が設けられており、成形品を可動型６１から離型させるようになっている。
【００５０】
なお、以上のように固定型６０や可動型６１を中央型と外周型とで構成することにより、流路などの微細構造を有する中央型のみを交換することができ、型全体のコスト低減や流路構成の変更に対応させやすくなるという利点がある。
【００５１】
（３−２．マイクロチップの製造方法）
続いて、マイクロチップの製造方法について説明する。
マイクロチップの製造方法は、図８に示すように、基板の製造工程（ステップＳ１）と、接合工程（ステップＳ２）と、を有している。このうち基板の製造工程（ステップＳ１）は、図９に示すように、注入工程（ステップＳ１１）と、保圧工程（ステップＳ１２）と、離型工程（ステップＳ１３）と、アニール工程（ステップＳ１４）と、を有している。
【００５２】
（３−２−１．基板の製造方法）
まず、上記した成形型６を用い、基板３の製造を行う（基板の製造工程：図８のステップＳ１）。
【００５３】
基板の製造工程では、まず、溶融樹脂Ｊをランナ６２からゲート６３、成形空間６４に注入する（ステップＳ１１）。
【００５４】
次に、溶融樹脂Ｊを成形空間６４内で加圧して一定時間保持（即ち、保圧）する（保圧工程（ステップＳ１２）、処理工程）。
このとき、溶融樹脂Ｊに対して、下記式（１）の関係を満たす保圧力を印加する。
限界圧力＋１０≦保圧力（ＭＰａ）≦２００・・・（１）
但し、限界圧力とは、予め設定された成形ひけ（成形収縮によって生じるへこみや窪み）が発生しない圧力（ＭＰａ）である。
例えば、限界圧力（ＭＰａ）が５０ＭＰａであれば、６０ＭＰａ〜２００ＭＰａの範囲内の圧力にて保圧を行う。
これにより、基板の表面から所定の深さ（ここでは、成形物の表面から１００μｍとする）より深い内部領域（成形物の表面から１００μｍより深い部分）の密度を高く、均一にすることができる。このため、成形物の内部領域の局所歪みの発生を抑えることができ、基板３とカバー部材４との熱接合の際に基板３（成形物）に圧力と熱を均一に加えることが可能となるため、マイクロチップ２内の接合力と流路深さの均一性を確保することができる。また、マイクロチップ２内の接合力と流路深さの安定性、再現性の確保が可能となる。
【００５５】
次に、成形物が所定温度まで冷却されたら、可動型６１を固定型６０から離間させることにより、固定型６０から成形物を離型させ、さらに、可動型６１からイジェクトピンを突出させることにより、可動型６１からも成形物を離型させる。そして、金型のゲート部６３により成形された部分を成形物からカットする（ステップＳ１３）。
【００５６】
次に、成形物を、所定の温度で所定時間アニールする（アニール工程（ステップＳ１４）、処理工程）。
このとき、下記式（２）の関係を満たすアニール温度（ＡＴ）でアニールが行われる。
ＨＤＴｍ−２０≦ＡＴ（℃）≦ＨＤＴｍ＋１０・・・（２）
但し、ＨＤＴｍは、基材の荷重撓み温度（℃）である。
例えば、荷重たわみ温度が１３８℃であれば、１１８℃〜１４８℃の範囲内の温度にてアニールを行う。
これにより、基板の表面から所定の深さ（ここでは、成形物の表面から１００μｍとする）以内の成形物の表面領域（成形物の表面から１００μｍ以内の部分）の密度を高く、均一にすることができる。このため、成形物の表面領域の局所歪みの発生を抑えることができ、基板３とカバー部材４との熱接合の際に基板３（成形物）に圧力と熱を加えたときに、微細流路３０の形状を維持しやすくすることが可能となる。よって、マイクロチップ２内の接合力と流路深さの均一性を確保することができる。また、マイクロチップ２内の接合力と流路深さの安定性、再現性の確保が可能となる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、射出成形により成形物を製造する場合を例示しているが、成形方法はこれに限定されない。即ち、如何なる成形方法であっても、成形物（基板３）の成形後であってカバー部材４との接合前に、上記のアニール処理を行うことで、成形物の表面領域の密度を高めることが可能である。
【００５８】
（３−２−２．接合方法）
次に、上記のように製造した基板３と、カバー部材４とを接合する（接合工程：図８のステップＳ２）。
具体的に、基板３とカバー部材４とを、熱融着によって接合する。
例えば、熱板、熱風、熱ロール、超音波、振動、又はレーザなどを用いて、基板３とカバー部材４とを所定の接合温度（Ｌｔ）℃にて加熱することで接合する。一例として、熱プレス機を用いて、加熱された熱板によって基板３とカバー部材４とを挟み、熱板によって圧力を加えて所定時間保持することで、基板３とカバー部材４とを接合する。これにより、カバー部材４が流路用溝３０の蓋として機能し、流路用溝３０とカバー部材４とによって微細流路２０が形成されて、マイクロチップ２が製造される。なお、基板３とカバー部材４とを熱融着するためには、基板３とカバー部材４の界面さえ加熱できればよく、超音波、振動、レーザを用いれば界面のみを加熱できる可能性がある。
【００５９】
ここで、基板３とカバー部材４とを接合する際の接合温度（Ｌｔ）℃は、下記式（３）の関係を満たしている。
Ｌｔ＞ＨＤＴｆ＞ＨＤＴｍ        ・・・（３）
但し、Ｌｔ    ：基板とカバー部材との接合温度（℃）
ＨＤＴｆ：カバー部材の荷重たわみ温度（℃）
ＨＤＴｍ：基板の荷重たわみ温度（℃）
かかる式（３）の条件を満たすことによって、基板３とカバー部材４とを熱接合する際に、流路用溝３０へカバー部材４が撓みこむのを抑制することができるようになっている。
【００６０】
以上のように、本実施形態のマイクロチップの製造方法によれば、表面に流路用溝３０を有する樹脂製の基板３と、流路用溝３０をカバーする樹脂製のカバー部材４と、が熱接合されたマイクロチップ２の製造方法において、基板３の表面から所定の深さ（例えば、１００μｍ）より深い内部領域の密度、又は基板３の表面から前記所定の深さ以内の表面領域の密度を均一にする処理工程を有している。
このため、基板３とカバー部材４とを熱接合する際に、圧力と熱を均一に加えることが可能となり、基板３とカバー部材４との接合力と、マイクロチップ２の流路形状の維持とを両立するマイクロチップ２を製造することができる。
【００６１】
また、本実施形態のマイクロチップの製造方法によれば、処理工程は、基板３を成形する射出成形時に、溶融樹脂Ｊに対して、下記式（１）の関係を満たす保圧力を印加する保圧工程を有している。
限界圧力＋１０≦保圧力（ＭＰａ）≦２００・・・（１）
但し、限界圧力：予め設定された成形ひけが発生しない圧力
このため、射出成形時に、成形空間６４内の溶融樹脂Ｊに対して、所定の範囲内の圧力にて保圧を行うことで、基板３の表面から深さが１００μｍより深い内部領域の密度を高めることができる。このため、他の部位に比べて充填がされにくいような部位に局所的な歪みを生じたままで成形されることが防止されるものと推測される。
よって、基板３とカバー部材４とを熱接合する際に、局所的な歪みが開放される現象の発生が回避され、圧力と熱を均一に加えることが可能となり、基板３とカバー部材４との接合力と、マイクロチップ２の流路形状の維持とを両立するマイクロチップ２を製造することができる。
【００６２】
また、本実施形態のマイクロチップの製造方法によれば、処理工程は、基板３の成形後であってカバー部材４との接合前に、下記式（２）の関係を満たすアニール温度（ＡＴ）でアニールするアニール工程を有している。
ＨＤＴｍ−２０≦ＡＴ（℃）≦ＨＤＴｍ＋１０・・・（２）
但し、ＨＤＴｍ：基材の荷重撓み温度（℃）
このため、基板３の成形後であってカバー部材４との接合前に、所定の範囲内の温度にてアニールを行うことで、基板３の表面から深さが１００μｍ以内の表面領域の密度を高めることができる。よって、基板の表面に近い部位に局所的な歪みを生じたままになることが防止されるものと推測される。
よって、基板３とカバー部材４とを熱接合する際に、局所的な歪みが開放される現象の発生が回避され、圧力と熱を均一に加えることが可能となり、基板３とカバー部材４との接合力と、マイクロチップ２の流路形状の維持とを両立するマイクロチップ２を製造することができる。
【００６３】
また、本実施形態のマイクロチップの製造方法によれば、基板３とカバー部材４とを、下記式（３）の関係を満たす接合温度（Ｌｔ）℃にて接合する接合工程を有している。
Ｌｔ＞ＨＤＴｆ＞ＨＤＴｍ・・・（３）
但し、Ｌｔ：基板とカバー部材との接合温度（℃）
ＨＤＴｆ：カバー部材の荷重撓み温度（℃）
ＨＤＴｍ：基材の荷重撓み温度（℃）
このため、カバー部材４の荷重たわみ温度が、基板３の荷重たわみ温度より高温であり、基板３とカバー部材４との接合温度が、基板３とカバー部材４の荷重たわみ温度より高温であるため、基板３とカバー部材４とを熱接合する際に、流路用溝３０にカバー部材３が撓みこむのを抑制することができる。
【００６４】
また、本実施形態のマイクロチップの製造方法によれば、２種類の単量体を重合させて得られポリカーボネート樹脂を用いで基板を作製することにより、意図したような基本的物性を有する樹脂基板を比較的容易に得ることができる。
【００６５】
また、本実施形態のマイクロチップの製造方法によれば、分子主鎖にカーボネート基とエステル結合とを含む重合体を用いて基板を作製することにより、使用に適した物性がより確実に付与された樹脂基板を得ることができる。
【００６６】
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００６７】
例えば、上記実施形態においては、保圧工程とアニール工程の両者を実行した場合を例示して説明したが、保圧工程とアニール工程の何れか一方を実行すれば良い。
保圧工程とアニール工程の基板３とカバー部材４が、ポリカーボネート樹脂製であることとして説明したが、基板３の荷重たわみ温度（ＨＤＴｍ）℃と、カバー部材４の荷重たわみ温度（ＨＤＴｆ）℃が、上記（Ａ）式を満たすものであれば、その材質は限定されない。
【実施例】
【００６８】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６９】
（基板の成形）
実施例及び比較例の基板として、下記の基板を成形した。
ユーピロンＨ−３０００（三菱エンジニアリングブラスチックス製、ポリカーボネート：商品名）を用いて、樹脂温度３００℃、金型温度１３５℃の成形条件にて、基板の成形を行った。基板のサイズは、縦４０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ２ｍｍであり、深さ２０μｍ、幅５０μｍの流路と、流路に接続する、深さ２０μｍ、体積４０ｍｍ3の反応室用凹部とが表面に形成されている。
【００７０】
［実施例１〜４］
上記のように成形した基板を、限界圧力より１０ＭＰａ高い６０ＭＰａの保圧力で保圧した（実施例１）。
上記のように成形した基板を、限界圧力より５０ＭＰａ高い１００ＭＰａの保圧力で保圧した（実施例２）。
上記のように成形した基板を、限界圧力より１００ＭＰａ高い１５０ＭＰａの保圧力で保圧した（実施例３）。
上記のように成形した基板を、限界圧力より１５０ＭＰａ高い２００ＭＰａの保圧力で保圧した（実施例４）。
【００７１】
［実施例５〜８］
上記のように成形した基板を、限界圧力より５ＭＰａ高い５５ＭＰａの保圧力で保圧し、更に、基板の荷重撓み温度より−２０℃低い１１８℃でアニールした（実施例５）。
上記のように成形した基板を、限界圧力より５ＭＰａ高い５５ＭＰａの保圧力で保圧し、更に、基板の荷重撓み温度より−１０℃低い１２８℃でアニールした（実施例６）。
上記のように成形した基板を、限界圧力より５ＭＰａ高い５５ＭＰａの保圧力で保圧し、更に、基板の荷重撓み温度と等温の１３８℃でアニールした（実施例７）。
上記のように成形した基板を、限界圧力より５ＭＰａ高い５５ＭＰａの保圧力で保圧し、更に、基板の荷重撓み温度より１０℃高い１４８℃でアニールした（実施例８）。
【００７２】
［比較例１〜４］
上記のように成形した基板を、限界圧力より５ＭＰａ高い５５ＭＰａの保圧力で保圧した（比較例１）。
上記のように成形した基板を、限界圧力より２００ＭＰａ高い２５０ＭＰａの保圧力で保圧した（比較例２）。
上記のように成形した基板を、限界圧力より５ＭＰａ高い５５ＭＰａの保圧力で保圧し、更に、基板の荷重撓み温度より２５℃低い１１３℃でアニールした（比較例３）。
上記のように成形した基板を、限界圧力より５ＭＰａ高い５５ＭＰａの保圧力で保圧し、更に、基板の荷重撓み温度より１５℃高い１１５３℃でアニールした（比較例４）。
【００７３】
上記の実施例１〜８及び比較例１〜４の基板の評価を下記の方法により行った。
【００７４】
［流路状態評価］
上記の実施例１〜８及び比較例１〜４の基板に対して、流路の変形距離を測定し、下記３段階基準により、流路変形を評価した。評価結果は表１に示す。
○：流路変形が２μｍ未満である
△：流路変形が２μｍ〜５μｍである
×：流路変形が５μｍより多い
【００７５】
（接合）
次に、上記の実施例１〜８及び比較例１〜４の基板に対して、パンライトＤ−９２（帝人化成製、ポリカーボネート：商品名）のフィルム状のカバー部材を、接合温度１６５℃、接合圧力２ＭＰａの接合条件にて、接合を行った。
【００７６】
［流路深さ評価］
接合されたマイクロチップに対して、流路深さを測定し、下記３段階基準により評価した。評価結果は表１に示す。
○：流路潰れ量が５μｍ未満である
△：流路潰れ量が５μｍ〜１０μｍである
×：流路潰れ量が１０μｍより多い
【００７７】
［接合力評価］
接合されたマイクロチップに対して、接合力を測定し、下記３段階基準により評価した。評価結果は表１に示す。
○：３Ｎ／ｃｍより大きい
△：１Ｎ／ｃｍ〜３Ｎ／ｃｍである
×：１Ｎ／ｃｍ未満である
【００７８】
【表１】
2012098074.tif 000003
【００７９】
表１より、実施例２、３、６、７は、成形品（基板）及び接合品（マイクロチップ）共に、良好な結果が得られていることがわかる。
また、実施例１は、保圧力がやや低いため、接合時に一部流路潰れが発生したと考えられる。また、実施例４は、保圧力がやや高いため、基板の成形時の流路形状が変形したと考えられる。また、実施例５は、アニール温度がやや低いため、接合時に一部流路潰れが発生したと考えられる。また、実施例８は、アニール温度がやや高いため、基板の成形時の流路形状がやや変形したと考えられる。
【００８０】
また、表１より、比較例１は、保圧力が低すぎ、接合時に流路が潰れが発生したと考えられる。また、比較例２は、保圧力が高すぎ、基板の成形時に流路形状が変形したと考えられる。また、比較例３は、アニール温度が低すぎ、接合時に流路潰れが発生したと考えられる。また、比較例４は、アニール温度が高すぎ、基板の成形時の流路形状が変形したと考えられる。
【００８１】
ここで、図１０（ａ）は、比較例１の成形物の複屈折を示す図であり、図１０（ｂ）は、実施例２の複屈折を示す図である。
なお、２枚の直交する偏光板の間に成形品を挟み、成形品を置いていない部分の色を黒になるように偏光板を微調整し（おおよそ９０度になる）、成形品の色を観察した場合、黒一色であれば複屈折は存在しないか、存在してもごくわずかといえる。逆に黒以外の色が見える場合は複屈折が存在し、虹のように幾重にも重なって見える場合は複屈折が非常に大きいといえる。
図１０（ｂ）では、ほぼ黒色であり、複屈折が存在しないのがわかる。一方、図１０（ａ）では、黒色以外の色が存在し、複屈折が非常に大きいことがわかる。
複屈折は、成形物に局所歪みが存在することを示す。よって、実施例２では、保圧により、成形物に局所歪みがほぼ存在しないことがわかる。
【００８２】
また、図１１（ａ）は、比較例３の成形物の複屈折を示す図であり、図１１（ｂ）は、実施例７の複屈折を示す図である。
図１１（ｂ）では、ほぼ黒色であり、複屈折が存在しないのがわかる。一方、図１１（ａ）では、黒色以外の色が存在し、複屈折が非常に大きいことがわかる。
複屈折は、成形物に局所歪みが存在することを示す。よって、実施例７では、アニールにより、成形物に局所歪みがほぼ存在しないことがわかる。
【符号の説明】
【００８３】
１  検査装置
２  マイクロチップ
３  基板
３Ａ  内側面
３Ｂ  外側面
４  フィルム
１０  トレイ
１１  搬送口
１２  操作部
１３  表示部
１４  送液部
１５  加熱部
１６  検出部
１７  駆動制御部
１８  電圧印加部
２０  微細流路
２１  開口部
３０  流路用溝
３１  貫通孔
４０  通電部
８０  反応室用凹部
２００  検出領域
【図１】
2012098074.tif 000004
【図２】
2012098074.tif 000005
【図３】
2012098074.tif 000006
【図４】
2012098074.tif 000007
【図５】
2012098074.tif 000008
【図６】
2012098074.tif 000009
【図７】
2012098074.tif 000010
【図８】
2012098074.tif 000011
【図９】
2012098074.tif 000012
【図１０】
2012098074.tif 000013
【図１１】
2012098074.tif 000014