(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、射出成形で得られる樹脂基板をマイクロ流路デバイスであって、マイクロ流路と反応部である液体貯留部を併せ持ち、該液体貯留部に気泡を生じない、または巻き込まないマイクロ流路デバイスを提供することにある。【解決手段】液体導入路と、液体貯留部と、液体排出部を有するマイクロ流路デバイスであって、液体導入路および液体排出部の液体貯留部との接合部が、液体貯留部の側面の同じ高さにないことを特徴とするマイクロ流路デバイスであり、該液体貯留部に気泡を生じない、または巻き込まないマイクロ流路デバイスを提供することが可能となった。 【選択図】  図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体導入路と、液体貯留部と、液体排出部を有するマイクロ流路デバイスであって、
液体導入路および液体排出部の液体貯留部との接合部が、
液体貯留部の側面の同じ高さにないことを特徴とするマイクロ流路デバイス。
【請求項２】
液体貯留部の液体導入路の接合部の位置が、液体排出部と液体貯留部の接合部の高さより低い位置にある請求項１記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項３】
液体貯留部が、円柱、角柱形状である請求項１または２記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項４】
前記液体貯留部が親水化されている請求項１ないし３いずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項５】
液体導入路、および液体排出部が溝構造である請求項１ないし４いずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項６】
前記マイクロ流路デバイスが、プラスチック樹脂である請求項１ないし５いずれか1項に
マイクロ流路デバイス。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか１項に記載の記載のマイクロ流路デバイスにおいて、液体導入路と液体貯留部を設けた第一基板と、液体貯留部を設けた第二基板と、液体排出部と液体貯留部を設けた第三基板をどれか一つの基板のＴｇ以上の温度で熱圧着する工程を有するマイクロ流路デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体導入路、液体貯留部および液体排出部を有するマイクロ流路デバイス、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化学工業（特に、医薬品、試薬等の製造に係る医薬品工業）では、マイクロミキサーまたはマイクロリアクターと呼ばれる微小容器を用いた新しいマイクロ流路デバイスの開発が進められている。マイクロ流路デバイスには、複数本のマイクロチャネル（マイクロ流路と繋がる微小空間（マイクロキャビティ）が設けられており、マイクロチャネルを通して複数の流体を微小空間に合流することで、複数の流体を混合し、又は混合と共に化学反応を生じさせる。
【０００３】
このようなマイクロ流路デバイスは、ガラス製のものが主流である。ガラス基板でマイクロ分析チップを作成するためには、たとえば、基板に金属、フォトレジスト樹脂をコートし、マイクロチャネルのパターンを焼いた後にエッチング処理を行う方法がある。しかしガラスは大量生産に向かず非常に高コストであり、樹脂化が望まれている。
【０００４】
樹脂製のバイオチップやマイクロ分析チップは、種々の樹脂を用いて射出成形等の各種の成形方法で製造することが可能であり、効率よく経済的なチップ製造が可能となっていた（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、流路サイズに比べて容量の大きい溶液反応部位を有するマイクロ流路チップにおいては、流路を介して流体を溶液反応部位に流し込むと、液体反応部に気泡が残留することがしばしば発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８９２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、射出成形で得られる樹脂基板と電極部を有する樹脂基板をマイクロ流路デバイスとして用いる場合であって、樹脂基板であって、マイクロ流路と反応部である液体貯留部を併せ持ち、該液体貯留部に気泡を生じない、または巻き込まないマイクロ流路デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（７）に記載の本発明により達成される。
（１）液体導入路と、液体貯留部と、液体排出部を有するマイクロ流路デバイスであって、
液体導入路および液体排出部の液体貯留部との接合部が、
液体貯留部の側面の同じ高さにないことを特徴とするマイクロ流路デバイス。
（２）液体貯留部の液体導入路の接合部の位置が、液体排出部と液体貯留部の接合部の高さより低い位置にある（１）記載のマイクロ流路デバイス。
（３）液体貯留部が、円柱、角柱形状である（１）または（２）記載のマイクロ流路デバイス。
（４）前記液体貯留部が親水化されている（１）ないし（３）いずれか１項に記載のマイ
クロ流路デバイス。
（５）液体導入路、および液体排出部が溝構造である（１）ないし（４）いずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
（６）前記マイクロ流路デバイスが、プラスチック樹脂である（１）ないし（５）いずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
（７）（１）ないし（６）いずれか１項に記載のマイクロ流路デバイスにおいて、液体導入路と液体貯留部を設けた第一基板と、液体貯留部を設けた第二基板と、液体排出部と液体貯留部を設けた第三基板をどれか一つの基板のＴｇ以上の温度で熱圧着する工程を有するマイクロ流路デバイスの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、樹脂基板であって、マイクロ流路と反応部である液体貯留部を併せ持ち、該液体貯留部に気泡を生じない、または巻き込まないマイクロ流路デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】マイクロ流路デバイスを説明する正面断面図である。
【図２】樹脂基板を説明する上面図である。
【図３】液体貯留部と液体導入路、液体排出路の位置関係を表す断面図である。
【図４】マイクロ流路デバイスの第一の作製方法を示した図である。
【図５】マイクロ流路デバイスの第二の作製方法を示した図である。
【図６】マイクロ流路デバイスの第三の作製方法を示した図である。
【図７】マイクロ流路デバイスの第四の作製方法を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のマイクロ流路デバイスの製造方法について説明する。
本発明のマイクロ流路デバイスは、液体導入路と、液体貯留部と、液体排出部を有するを有することを特徴とする。
【００１２】
以下、本発明のマイクロ流路デバイスの製造方法について詳細に説明する。
【００１３】
本発明のマイクロ流路デバイスでは、反応部位である液体貯留部に対して少なくとも１本の液体導入路が接続し、また少なくとも１本の液体排出路が接続しているマイクロ流路チップであって（図１、２）、液体導入路の接続部が、常に液体流出部の接続部より下方に存在することを特徴としている（図３）。
【００１４】
本願発明の反応部位である液体貯留部は、液体導入路から流体を供給し、貯留部内に液体を溜め、反応等に用いるためのスペースである。液体貯留部の側面は、液体導入路、および液体排出路の流路方向に直角の断面の断面積に比べ大きくなっていることを特徴としている。従って、液体導入路から流体を導入すると徐々に液体貯留部に流体が溜まる構造となっている。
【００１５】
上本発明のマイクロ流路デバイスにおいて、液体貯留部の液体導入路の接合部の位置は、液体排出部と液体貯留部の接合部の高さより低い位置にある必要がある。逆の場合、液体導入路から導入させた流体が液体貯留部を完全に満たす前に液体排出路に到達し、液体排出より上方に存在する気相が排出されないまま残留することになる。こうした場合、液体貯留部内の流体量が一定せず、マイクロ流路デバイス間の反応や、測定値に大きな影響を与える。そのために、液体貯留部の液体導入路の接合部の位置は、液体排出部と液体貯留部の接合部の高さより低い位置にある必要がある。
【００１６】
上記のように液体導入路は液体貯留部の側面に接続する必要があるが、接続部位は液体貯留部側面の下方であることが望ましく、好ましくは液体貯留部側面高さの１／２以下の下方で、さらに好ましくは、側面高さの１／３以下の下方である。あるいは、液体導入部の接続部位は液体貯留部底面部に接していても良い。
【００１７】
次に液体排出部の接続部位は、液体貯留部側面の上方であることが望ましく、好ましくは液体貯留部側面高さの１／２以上の上方で、さらに好ましくは、側面高さの２／３以上の上方である。あるいは、液体排出部の接続部位は液体貯留部天井部に接していても良い。
【００１８】
液体導入路と液体排出路は、具体的には幅が１，０００μｍ以下で、かつ深さが０．０１〜０．５ｍｍの溝構造であることが好ましい。これにより、微小なサイズでの実験等が可能となる。
【００１９】
一方、液体貯留部の側面は、液体導入路、および液体排出路の流路方向に垂直方法の断面の断面積に比べ大きくなっていることが必要である。具体的には、深さが０．１〜２．００ｍｍであり、直径が１ｍｍ〜１０ｍｍの円柱、最大幅が１ｍｍ〜１０ｍｍの多角柱、又はそれらの組み合わせであることが望ましいが、これらに限定するものではない。
【００２０】
また、本願発明のマイクロ流路デバイスの、液体導入路、液体貯留部ならびに液体排出路は、親水化処理が施されてい理うことが好ましい。親水化処理により、基材と流体の親和性が向上し、それにより基材表面と気体との親和性による気体の残留を排除することが可能となり、さらに目的に合致したマイクロ流路デバイスとなる。基材の流体の親和性は、流体物質の基材との接触角で表すことができ、例えば、水の接触角で４０度以下の接触角であると親和性が高いと言える。
【００２１】
このマイクロ流路デバイスはプラスチック樹脂で構成されていることが好ましい。これは複雑な流路構造を構成し易いことと、大量に安価にマイクロ流路デバイスを供給することが可能だからでる。
【００２２】
マイクロ流路デバイスを構成する樹脂としては、例えば高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種環状ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリノルボルネン、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、半硬化状態のフェノール樹脂、半硬化状態のエポキシ樹脂、テフロン（登録商標）、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。これらの内、アクリル樹脂、飽和環状ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレンおよびポリエチレンテレフタレートの中から選ばれる１種以上が好ましい。これにより、マイクロ流路デバイスの透明性を向上することができる。
【００２３】
マイクロ流路デバイスの外形形状は、ハンドリング、分析しやすい形状であればどのような形状であってもよい。例えば、１０ｍｍ角〜２００ｍｍ角程度の大きさが好ましく、１０ｍｍ角〜１００ｍｍ角がより好ましい。マイクロ流路デバイスの外形形状は、分析手法、分析装置に合わせれば良く、正方形、長方形、円形などの形状が挙げられる。
【００２４】
本発明のマイクロ流路デバイスは、例えば以下の方法で作製することができる。
（１）液体導入路と液体貯留部を設けた第一基板
（２）液体貯留部を設けた第二基板
（３）液体排出部と液体貯留部を設けた第三基板
上記基板のどれか一つの基板のＴｇ以上の温度で熱圧着することでマイクロデバイスを製造することができる。
【００２５】
第一のマイクロ流路デバイスの作製方法としては次の通りである。
（１）液体導入路と液体貯留部を設けた第一基板は、基板上に液体導入路を設けた基板であり、該液体導入路は切削加工してもよいし、金型による成形で作製しても良い。
【００２６】
次に（２）液体貯留部を設けた第二基板は、基板上に液体貯留部となる孔を設けた基板であり。該基板の厚みにより
【００２７】
次に（３）液体排出路と液体貯留部を設けた第三基板は、基板上に液体排出路を設けた基板であり、該液体導入路は切削加工してもよいし、金型による成形で作製しても良い。
これらの３つの基板を重ねて接合することでマイクロ流路デバイスを得ることができる。
【００２８】
第二のマイクロ流路デバイスの作製方法としては。
（１）液体導入路と液体貯留部を設けた第一基板
（２）液体排出部と液体貯留部を設けた第二基板
これらの２つの基板を重ねて接合することでマイクロ流路デバイスを得ることができる。
【００２９】
第三のマイクロ流路デバイスの作製方法としては、
（１）液体導入路と液体潮流部を設けた第一基板
（２）液体排出路を設けた第二基板
【００３０】
第四のマイクロ流路デバイスの作製方法としては、
（１）液体導入路設けた第一基板
（２）液体排出路と液体潮流部を設けた第二基板
これらの２つの基板を重ねて接合することでマイクロ流路デバイスを得ることができる。また、第三、第四のマイクロ流路デバイスの作製方法において、（１）と（２）の基板の間に、液体貯留部を持つ基板を挿入しても良い。
【００３１】
マイクロ流路デバイスにおいて基板を接合する方法としては、例えば熱圧着接合、接着剤接合、超音波接合等が挙げられる。これらの中でも流路形状の安定性の面で熱溶着する方法が好ましい。熱溶着の温度としては、どれか一つの基板のＴｇ以上の温度で熱圧着することが好ましい。
【００３２】
このようにして、本発明の製造方法により、マイクロ流路デバイスを得ることができる。
【００３３】
なお、本発明のマイクロ流路デバイスの製造方法の説明については、上述した流路用溝１本について説明したが、本発明のマイクロ流路デバイスの製造方法は、これに限定されず、例えばＹ字状のような分岐を有する溝等を有する樹脂基板にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１００    マイクロ流路デバイス
１        流体導入路
２        流体潮流部
３        流体排出路
４        第一のマイクロ流路デバイスの作製方法における第一基板
５        第一のマイクロ流路デバイスの作製方法における第二基板
６        第一のマイクロ流路デバイスの作製方法における第三基板
７        第二のマイクロ流路デバイスの作製方法における第一基板
８        第二のマイクロ流路デバイスの作製方法における第二基板
９        第三のマイクロ流路デバイスの作製方法における第一基板
１０        第三のマイクロ流路デバイスの作製方法における第二基板
１１        第四のマイクロ流路デバイスの作製方法における第一基板
１２        第四のマイクロ流路デバイスの作製方法における第二基板
【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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