(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小流路構造体を備えた情報測定装置において、前記微小流路構造体が、両面に微小流路が形成された基板と、前記微小流路が形成された当該基板の面を覆うようにカバー体とが積層一体化してなる微小流路構造体であって、前記微小流路構造体に形成された前記微小流路の測定部から情報を測定するための１つの光源と、前記光源から出射された光を２つに分割するビームスプリッタと、前記２つに分割された光のうち一方の光が表面に形成された微小流路の測定部に照射され、もう一方の光が裏面に形成された微小流路の測定部に照射され、前記分割された光により前記測定部を測定した光を検出する２つの検出器とを備え、前記微小流路を保持及び位置決めする手段と、前記微小流路構造体を任意の角度回転する手段と、前記微小流路構造体に形成された前記微小流路の前記測定部から情報を測定する前記検出器の位置決めする手段を備え、前記微小流路構造体を任意の角度回転させて、前記微小流路構造体の２つの前記測定部からの情報を同時に測定する情報測定装置であって、前記基板の両面に形成された２つの前記微小流路上の測定部が、特定の角度でずらして形成されており、かつ、前記情報測定装置の２つの前記検出器が、前記特定の角度と同じ角度でずらして設置されていることを特徴とする情報測定装置。
【請求項２】
基板両面に形成された微小流路の測定部が、ずらして形成されている請求項１の情報測定装置であって、請求項１記載の微小流路構造体が流体を導入するための１つ以上の導入口と、導入された液体を流す２以上の微小流路と、液体を排出するための１つ以上の排出口を有する円盤状の構造体であり、両面に微小流路が形成された基板と、前記微小流路が形成された当該基板の面を覆うようにカバー体とが積層一体化してなる前記微小流路構造体を用いて、前記微小流路構造体に形成された前記導入口ないしは排出口と、前記情報測定装置に取り付けられた液体の導入路ないしは排出路とが測定開始の指示により密着され、前記微小流路構造体に形成された測定部から情報測定を行い、測定終了の指示により前記密着が解除されることを特徴とする請求項１記載の情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小流路による液体の送液、化学反応、化学合成及び分析などの化学的物理操作を行う微小流路構造体からの情報測定に用いられる情報測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、数ｃｍ角のガラス基板上に長さが数ｃｍ程度で、幅と深さがサブμｍから数百μｍの微小流路をを有する微小流路構造体を用い、この微小流路内で流体の送液、化学反応、化学合成、分析、分離、抽出及び測定などの化学的物理的操作を行なう、いわゆる集積化化学実験室が注目されている。このような集積化化学実験室は、微小空間の短い分子拡散距離および大きな比界面積の効果により効率のよい化学反応を行なう事ができ、また、化学反応から分離、抽出及び測定までを一貫して行なう事や、各種研究開発の迅速化、省力化、省資源化、省エネルギー化、省スペース化、さらには実験廃液や廃棄物の削減、繰り返し実験の合理化等が可能になる等のメリットが期待されている。
【０００３】
従来の微小流路構造体の一例を図１示す。微小流路内で流体の送液、化学反応、化学合成、分析及び、測定などの化学的物理的操作を目的に製作された微小流路構造体は図１の例に示すように、微小流路が形成された基板は一方の面にのみに１本の微小流路に相当する凹部が形成される。この微小流路構造体を用いて微小流路構造体から情報測定を行う場合、微小流路構造体１個に対して１回の情報測定しか行うことができない。複数の情報測定を行う場合には、頻繁に微小流路構造体を交換する必要があり、情報測定時間を短縮することは困難である。また、微小流路構造体を頻繁に交換する必要があるため、微小流路構造体に誤って傷を付けてしまう恐れもあり、安定した情報測定及び効率的な情報測定を行うことができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来の微小流路構造体を用いた情報測定装置は、１個の微小流路構造体において１回の情報測定しか行うことができず、複数の情報測定を行う場合には、微小流路構造体を頻繁に交換するなどの煩わしい作業も必要となり、安定した情報測定及び効率的な情報測定を行うことは困難であった。
【０００５】
本発明は、上記課題を考慮してなされたもので、微小流路構造体からの安定した情報測定を行うと共に、効率的な情報測定を行うことが可能となる微小流路構造体を用いた情報測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記問題点を解決するために、微小流路構造体を備えた情報測定装置において、微小流路構造体に形成された測定部から情報を検出する検出器を１つ以上備え、微小流路構造体を保持及び位置決めする手段と、微小流路構造体を任意の角度回転する手段と、微小流路構造体に形成された測定部と情報測定装置の検出器の位置決めする手段を備え、微小流路構造体を任意の角度回転させて、微小流路構造体に複数形成された測定部からの情報を順次検出できる機能を有し、更に必要に応じて情報測定のための検出器に、情報測定を行うための光源を集光及び光軸方向に駆動する手段を有する情報測定装置とすること、さらに、この微小流路構造体として、流体を導入するための１つ以上の導入口と、導入された流体を流す１つ以上の微小流路と、流体を排出する１つ以上の排出口を有する円盤状の構造体であり、少なくとも一方の面に微小流路に相当する凹部が形成された基板と、微小流路が形成された面を覆うようにカバー体とを積層してなさしめること、更に少なくとも一方の面に微小流路に相当する凹部が形成された基板と、微小流路が形成された面を覆うようにカバー体とが積層された基板を、複数枚積層一体化することで、上記の従来技術による微小流路構造体の課題を解決することができることを見出した。
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
本発明の情報測定装置は、１以上の微小流路構造体を備えており、さらに、この微小流路構造体に形成された測定部から情報を測定する１つ以上の検出器、微小流路構造体を保持及び位置決めする手段、微小流路構造体を任意の角度回転する手段、微小流路構造体に形成された測定部と検出部から情報を測定する検出器を位置決めする手段、を備えている。そして、微小流路構造体を任意の角度回転させて、微小流路構造体に複数形成された測定部からの情報を順次測定することができる。このような構成とすることで、微小流路構造体を任意の角度回転させ、微小流路構造体に形成された複数の測定部からの情報測定を順次行うことができ、情報測定のスループットを向上させることができる。また、従来の微小流路構造体を用い場合に発生する微小流路構造体の交換等の煩わしい作業の発生を低減でき、また交換時等に誤って傷を付けてしまうといった不具合の発生も抑えられる効果もあり、安定した情測定装置が実現できる。
【０００９】
ここで、本発明の情報測定装置にいう情報とは、本発明において用いられる微小流路構造体の所定の場所（測定部）に存在もしくは形成せしめた化学物質自体、あるいは外部より微小流路構造体の所定の場所へ光等を照射せしめるといった手段により生じた化学的あるいは物理的な変化をいうものであり、この情報を、例えば受光手段といった検出器にて検出できる。この検出器としては１個のみ備えていてもよいが、その目的に応じて２個以上の検出器を備えることもできる。また、検出される情報を生成させる手段についても、例えば化学発光性の物質を検出する場合には、微小流路構造体において発光させるための助物質と接触させるなどの処方により発生する光を受光して検出すればよく、また、外部より光を照射させる場合には本発明の情報測定装置に光源を備えることで目的に応じた波長、強度の光を測定部に照射させ、生じた光の変化等を検出部にて検出すればよく、本発明の目的を逸脱しない限り、いかなる方法も採用できる。
【００１０】
本発明の情報測定装置には微小流路構造体を保持・位置決めできる手段を備えており、これらの具体的な態様としては、図２にも記載があるように、位置決め用穴７及び角度基準穴８を備えたハブ６にて微小流路構造体を保持し、位置決めできる。同様に、検出器についても位置決めする手段にて制御できる。
【００１１】
また、微小流路構造体を任意の角度に回転させる機構としては、図４にも記載があるように、クランプ機構１９、回転機構２０といった機構により制御できる。そして、回転機構２０により微小流路構造体を任意の角度に回転させることで、微小流路構造体の測定部からの情報を検出部にて測定できるのである。
【００１２】
測定にあたっては、上記微小流路構造体を任意の角度に回転させながら、微小流路構造体の測定部より生じる情報を検出器で測定する。測定のタイミングとしては、連続的あるいは必要に応じたタイミングで間欠的に、測定できる。
【００１３】
また、本発明の情報測定装置に用いる微小流路構造体は、流体を導入するための１つ以上の導入口と、導入された流体を流す１つ以上の微小流路と、流体を排出する１つ以上の排出口を有する微小流路構造体が、少なくとも一方の面に微小流路が形成された基板と、微小流路が形成された基板面を覆うように、微小流路の所定の位置に、微小流路と微小流路構造体外部とを連通する２つ以上の小穴が配置されたカバー体とが積層されている。これにより、微小流路構造体外部から微小流路へ流体を導入し、再び微小流路構造体外部へ流体を排出することができ、微小流路をカバー体で積層一体化することで、流体が微小量であったとしても、流体を安定して微小流路内を通過させる事が可能となる。流体の送液は、マイクロポンプなどの機械的手段や、排出口での吸引などによって可能となる。
【００１４】
更に本発明の情報測定装置に用いる積層型微小流路構造体は、流体を導入するための１つ以上の導入口と、導入された流体を流す１つ以上の微小流路と、流体を排出する１つ以上の排出口を有し、更に積層された微小流路へ液体を導入するための１つ以上の導入口と、液体を排出させるための１つ以上の排出口を有する微小流路構造体が、少なくとも一方の面に微小流路が形成された基板と、微小流路の所定の位置に、微小流路と積層型微小流路構造体外部とを連通する２つ以上の小穴と、積層された微小流路の所定の位置に、微小流路と積層型微小流路構造体外部とを連通する２つ以上の小穴が配置されているカバー体とが、微小流路が形成された面を覆うようにカバー体とを積層させ、更に微小流路基板及びカバー体が複数枚積層一体化されている。また、微小流路を両方の面に形成した場合は、一方の微小流路を覆うようにカバー体とを積層させ、微小流路基板とカバー体が一体化された基板を複数枚積層一体化されている。これにより、積層型微小流路構造体外部から積層された微小流路へ液体を導入し、再び積層型微小流路構造体外部へ液体を排出することができ、微小流路をカバー体と積層一体化することで、液体が微少量であったとしても、液体を安定して微小流路内を通過させることが可能となる。
【００１５】
更に本発明の微小流路構造体は、微小流路を形成する基板の少なくとも一方の面に微小流路に相当する凹部が形成されている。これにより凹部を微小流路として用い、流体の送液、化学反応、化学合成、分析、測定などの化学的物理的操作を行なうことが可能となる。また、微小流路を形成する基板の両面に微小流路に相当する凹部を形成し、両面に形成された凹部を微小流路として用てもよい。なお、両面に微小流路に相当する凹部を形成した場合の微小流路の形状は、両面の微小流路の形状と同じであっても良いし、異なっていても良い。
【００１６】
微小流路に相当する凹部が形成された基板及びカバー体の材質としては、微小流路の形成加工が可能であって、耐薬品性に優れ、適度な剛性を備えたものが望ましい。例えば、ガラス、石英、セラミック、シリコン、あるいは金属や樹脂等であっても良い。基板やカバー体の大きさや形状については特に限定はないが、微小流路構造体を構成するという観点からは、例えば基板およびカバー体は共に、直径１５０ｍｍ以下の円盤状で、厚みは数ｍｍ以下程度とすることが望ましい。カバー体に配置された２つ以上の小穴は、微小流路と微小流路構造体外部とを連通し、流体の導入口または排出口として用いる場合には、その径が例えば数ｍｍ以下である事が望ましい。カバー体の小穴の加工には、化学的に、機械的に、あるいはレーザー照射やイオンエッチングなどの各種の手段によって可能とされる。
【００１７】
また本発明の微小流路構造体は、微小流路に相当する凹部が形成された基板とカバー体は、熱処理接合あるいは光硬化樹脂や熱硬化樹脂などの接着剤を用いた接着等の手段により積層一体化することができる。さらに複数枚積層された積層型微小流路構造体は、熱処理接合あるいは光硬化樹脂や熱硬化樹脂などの接着剤を用いた接着等の手段、あるいはＯリング等のシール手段により積層一体化することができる。
微小流路に相当する凹部の形状は、一般的に幅５００μｍ以下、深さ３００μｍ以下であるが、幅３００μｍ以下、深さ１５０μｍ以下とする事が、微小空間の短い分子拡散距離および大きな比界面積の効果により効率のよい化学反応を行なう上でより適当である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施例を示し、更に詳しく発明の実施の形態について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることは言うまでもない。
【００１９】
実施例１
本発明の第１の実施例における情報測定装置に用いられる円盤状の微小流路構造体を図２に示す。微小流路構造体１４は直径１３０ｍｍで、微小流路に相当する凹部の形状は幅２００μｍ、深さ５０μｍのＹ字形状とし、微小流路１を形成する微小流路基板３の一方の面に微小流路１に相当する凹部を９０度ピッチに同様の微小流路１を４本形成した。また、微小流路１に相当する凹部を形成した微小流路基板３とカバー体２とが積層一体化された微小流路構造体１４は、その構造体中央に、本発明の情報測定装置への保持及び位置決めを行うためのハブ６が設けられている。このハブ６はマグネットチャック可能なように金属材料で構成されている。これにより、微小流路構造体１４を情報測定装置へ保持することができる。また、情報測定装置への位置決めが可能なようにハブ６の中央に精度が良好な位置決め用穴７が形成されている。この位置決め用穴７を用いることで情報測定装置への位置決めが可能となる。また、このハブ６には中央の位置決め用穴７とは別に、微小流路構造体１４に形成された測定部の角度基準となる、精度の良好な角度基準穴８も形成されている。これにより、微小流路構造体１４に形成された測定部と情報測定装置に設けられている検出器の位置決めが可能となる。実施例１においては、微小流路構造体１４の直径を１３０ｍｍとし、微小流路１に相当する凹部をＹ字形状として９０度ピッチで４本形成したが、微小流構造体１４の直径、微小流路の形状及び微小流路形成ピッチについては、これに限定するものではない。
【００２０】
この微小流路は図３に示す製作手順に従って次のように作製した。すなわち、（ａ）ガラス基板９に金属膜１０を製膜する工程、（ｂ）金属膜１０の上にフォトレジスト１１を塗布する工程、（ｃ）フォトレジスト１１の上にフォトマスク１２を置き、露光し、さらにフォトマスク１２を取り除き、現像を行う工程、（ｄ）（ｃ）工程で現像によりフォトレジスト１１が取り除かれた部分の金属膜１０をエッチングする工程、（ｅ）フォトレジスト１１の残っている場所と、金属膜１０が取り除かれた部分のガラスをエッチングする工程、（ｆ）残った金属膜１０を除去して、凹部が形成されたガラス基板１３を形成させる工程、からなる。
【００２１】
具体的には、厚さ１ｍｍ／直径１３０ｍｍで、中央に直径３０ｍｍの穴が形成されたドーナツ状のガラス基板９の一方の面に、金などの金属膜１０を後述する露光光が透過しない程度の厚さに成膜し、その金属膜１０の上にフォトレジスト１１をコートした。更にフォトレジスト１１の上に前記微小流路１の形状を描いたパターンを有するフォトマスク１２を置き、そのフォトマスク１２の上から露光し現像を行なった。次に、酸などで金属膜１０をエッチングした後、フォトレジスト１１とガラスをフッ酸などでエッチィングし、さらに残った金属膜１０を酸などで溶かして微小流路１が形成された基板（凹部が形成された基板１３）を得た。実施例１においては、微小流路１の製作をガラス基板のエッチィングにより微小流路１を形成したが、製作方法はこれに限定するものではない。
【００２２】
この微小流路１を形成した基板の凹部を有する面に、微小流路１の流体の導入口４と流体の排出口５にあたる位置に予め直径１ｍｍの小穴を、機械的加工手段を用いて設けた厚さ１ｍｍ／直径１３０ｍｍで、中心に直径３０ｍｍの穴が形成されたドーナツ状のガラスカバー体を熱接合し、微小流路１を備えた微小流路構造体１４を製作した。実施例１においては、微小流路１を形成する基板及びカバー体２にガラス基板９を用いたが、これに限定されるものではない。
【００２３】
次に本発明の情報測定装置を図４に示す。本発明の情報測定装置は、微小流路構造体１４を保持、位置決めさせるクランプ機構１９と、微小流路構造体１４を９０度回転させる回転機構２０から構成させる。まず、微小流路構造体１４の保持及び位置決め機構として、クランパ部内部にマグネットが取り付けられている。また、クランプ部中央には精度の良好な円筒状の回転軸を備えており、更に回転基準となる、精度の良好なピンを備えている。このクランプ部はモータに取り付けられており、これにより回転可能となる。回転角の制御はモータに内蔵されているエンコーダ出力を用いて制御することができる。また、クランプ部が取り付けられているモータは、ロード及びアンロードが可能な機構が設けられており（図示せず）、アンロード状態時に微小流路構造体１４をクランプ部にセットすることができる。また、微小流路構造体１４に形成された液体の導入口ないしは排出口５と、情報測定装置に取り付けられた液体の導入路１５ないしは排出路１６とは、測定開始の指示により密着される。これにより微小流路構造体１４への液体の導入ないしは排出ができる。また、測定終了の指示により密着が解除される構成となっている。情報測定装置の測定系は、微小流路構造体１４の測定部へ光学測定を行うための光源１７と、微小流路構造体１４の測定部を透過した光を測定する光検出器１８から構成されている。実施例１においては透過光を利用した光学測定法を用いたが、測定法はこれに限定されるものではない。
【００２４】
次に実施例１の情報測定装置の測定シーケンスを図５に示す。まず情報測定装置に設けられているモータをアンロードし、微小流路構造体をセット可能な状態にする（Ｓ１）。次に微小流路構造体をモータに取り付けられているクランプ部にセットし、モータをロードすると共に、モータの回転基準と検出器が一致するようにモータを指示する。（Ｓ２）。これにより、微小流路構造体に形成された微小流路とモータの回転基準が一致する。更に、微小流路構造体に形成された測定部と情報測定装置の測定系、及び微小流路構造体の設けられた液体導入口ないしは排出口と、情報測定装置に取り付けられている液体導入路ないしは排出路の位置関係が一致する。次に測定開始の指示により、ます次に微小流路構造体に設けられている液体導入口ないしは排出口と、情報測定装置に取り付けられている液体導入路ないしは排出路が密着される（Ｓ３）。これにより、微小流路構造体への液体の導入ないしは排出が可能となる。更に測定開始の指示から遅延させて微小流路へ液体を導入すると共に、微小流路構造体の測定部へ光を照射し、微小流路構造体の測定部からの透過光を光検出器で受光する光学測定が行われる（Ｓ４）。光学測定が終了すると測定結果の出力が行われると共に、密着されている情報測定装置に取り付けられている液体導入路ないしは排出路の密着が解除させる（Ｓ５）。これにより、微小流路構造体が回転可能になる。連続測定（Ｓ６）を行う場合は、微小流路構造体を９０度回転させて、次の微小流路の位置へ回転、位置決めされる（Ｓ７）。再び測定開始の指示により、Ｓ３からＳ５の動作を行うことで、微小流路構造体の測定具からの情報測定が行われる。更にＳ３からＳ６の動作を２回繰り返すことで、微小流路構造体に形成された４本の微小流路からの情報測定が行われる。全ての情報測定が終了したら、モータをアンロードさせることで微小流路構造体を取り出しが可能となる（Ｓ８）。また、途中で測定を終了し、モータをアンロードされることも可能である。
【００２５】
以上のように、本実施例の微小流路構造体を用いた情報測定装置により、微小流路構造体に形成された複数の測定部からの情報測定を、微小流路構造体を回転されながら連続して順次検出することが可能となり、情報測定のスループットを向上させることができる。また、微小流路構造体を交換する必要がないので、安定した情報測定が可能となる。
【００２６】
実施例２
本発明の第２の実施例における微小流路構造体を図６に示す。微小流路構造体は直径１３０ｍｍの円盤状である。微小流路に相当する凹部の形状は幅２００μｍ、深さ３０μｍのＹ字形状とし、微小流路１を形成する微小流路基板３の両方の面に微小流路１に相当する凹部を９０度ピッチに同様の微小流路１を各面に４本形成した。また、表面と裏面の微小流路１の位置関係は５度ずれた形で形成した。また、微小流路を形成した微小流路基板３とカバー体２とが積層一体化された微小流路構造体は、その構造体中央に、本発明の情報測定装置への保持及び位置決めを行うためのハブ６が一方の面のみに設けられている。このハブ６はマグネットチャック可能なように金属材料で構成されている。これにより、微小流路構造体を情報測定装置へ保持することができる。また、情報測定装置への位置決めが可能なようにハブ６の中央に精度が良好な位置決め用穴７が形成されている。この穴を用いることで情報測定装置への位置決めが可能となる。また、このハブ６には中央の位置決め用穴７とは別に、微小流路構造体に形成された測定部の角度基準となる、精度の良好な角度基準穴８も形成されている。これにより、微小流路構造体に形成された測定部と検出器の位置決めが可能となる。実施例２においては、微小流路構造体の直径を１３０ｍｍとし、微小流路１に相当する凹部をＹ字形状として９０度ピッチで、表面と裏面の微小流路１の位置関係を５度ずれた状態で各面に４本形成した。これにより、両面に形成られた微小流路構造体の測定部からの情報測定の際に、微小流路構造体の両面に形成された測定部が干渉しないので、同時に情報測定を行うことができる。微小流構造体の直径、微小流路の形状及び微小流路形成ピッチについては、これに限定するものではない。
【００２７】
本実施例の微小流路は図７に示す製作手順に従って以下のように作製した。すなわち、（ａ）ガラス基板９にフォトレジスト１１を塗布する工程、（ｂ）フォトレジスト１１の上にフォトマスク１２を置き、露光し、さらにフォトマスク１２を取り除き、現像を行う工程、（ｃ）残ったフォトレジスト１１が凸部として形成されたガラス基板９の上にＮｉスパッタにてＮｉ膜を形成させ、さらにＮｉ膜の上にＮｉ（２８）を電鋳する工程、（ｄ）（ｃ）工程の後、ガラス基板９よりＮｉ板を剥離して凸部が形成されたスタンパ２６を形成させる工程、（ｅ）（ｄ）工程で得た凸部が形成されたスタンパ２６につき、表面用スタンパ２２ａ及び裏面用スタンパ２２ｂの２枚用意し、射出成形機に装着する工程、（ｆ）射出成形機に樹脂を充填し、基板を得る工程、（ｇ）表面用スタンパ２２ａ及び裏面用スタンパ２２ｂを外して、両面に凹部が形成された基板を得る工程、からなる。
【００２８】
具体的には、まずガラス原盤（ガラス基板９）上にフォトレジスト１１を３０μｍの厚さにコートし、露光用レジスト原盤を作成した。次に、この露光用レジスト原盤に微小流路１の形状を描いたパターンを有するフォトマスク１２を置き、そのフォトマスク１２の上から露光し現像を行ない、レジスト表面に微小流路１に相当する凹部を形成した。次に、凹部が形成されたレジスト表面にＮｉ等の金属をスパッタにより金属導電膜を形成した。更に金属電鋳により金属電鋳層を形成し、金属導電膜と金属電鋳層を一体としてガラス原盤より剥離し、残存しているレジストを除去することで、微小流路１に相当する凸部を備えたスタンパ（凸部が形成されたスタンパ２６）を２枚作成した。次にこの２枚のスタンパを用いて、樹脂を射出成形することで、微小流路１を形成する基板の両面に、微小流路１に相当する凹部を備えた微小流路基板を作成した。
【００２９】
この微小流路１に相当する凹部を形成した基板の両面に、微小流路の流体導入口と流体排出口にあたる位置に予め直径１ｍｍの小穴を設けた厚さ１００μｍ／直径１３０ｍｍで、中心に直径３０ｍｍの穴が形成されたドーナツ状の樹脂カバー体を熱接合し、両面に微小流路に備えた微小流路構造体を作製した。
【００３０】
次に実施例２の情報測定装置を図８に示す。この情報測定装置は、微小流路構造体１４を保持、位置決めさせるクランプ機構１９と、微小流路構造体１４を９０度回転させる回転機構２０から構成させる。まず、微小流路構造体１４の保持及び位置決め機構として、クランパ部内部にマグネットが取り付けられている。また、クランプ部中央には精度の良好な円筒状の回転軸を備えており、更に回転基準となる、精度の良好なピンを備えている。このクランプ部はモータに取り付けられており、これにより回転可能となる。回転角の制御はモータに内蔵されているエンコーダ出力を用いて制御することができる。また、クランプ部が取り付けられているモータは、ロード及びアンロードが可能な機構が設けられており（図示せず）、アンロード状態時に微小流路構造体１４をクランプ部にセットすることができる。また、微小流路構造体１４に形成された液体導入口ないしは液体排出口と、情報測定装置に取り付けられた液体導入路１５ないしは排出路１６とは、測定開始の指示により密着される。情報測定装置の測定系は、微小流路構造体１４の測定部へ光学測定を行うための１つの光源１７と、微小流路構造体１４の測定部を透過した光を測定する２つの光検出器１８（光検出器１（１８ａ）及び光検出器２（１８ｂ））から構成されている。光学測定を行うための光源１７から出射された光は、ビーム・スプリッタ２３により２つに分割され、透過された光は微小流路構造体１４の表面に形成された微小流路１の測定部へ照射され、反射された光はミラー２４により９０度曲げられて微小流路構造体１４へ裏面の微小流路１の測定部へ照射される。また、各々の微小流路１の測定部を透過した光は、２つの光検出器１８で受光することができる。これにより、微小流路構造体１４の両面に形成された微小流路１の測定部からの情報測定を同時に行うことができる。実施例２においては透過光を利用した光学測定法を用いたが、測定法はこれに限定されるものではない。
【００３１】
以上のように、本実施例の微小流路構造体を用いた情報測定装置により、微小流路構造体の両面に形成された微小流路の測定部からの情報測定を同時に行うことができる。更に、微小流路構造体を回転させながら、微小流路構造体に複数形成された測定部からの情報測定を順次測定することが可能となり、情報測定のスループットを更に向上することができる。また、微小流路構造体を交換する必要がないので、安定した情報測定が可能となる。
【００３２】
実施例３
本発明の第３の実施例における積層型微小流路構造体２９を図９に示す。積層型微小流路構造体２９の直径は１３０ｍｍの円盤状である。微小流路に相当する凹部の形状は幅２００μｍ、深さ５０μｍのＹ字形状とし、微小流路１を形成する微小流路基板３の一方の面に微小流路１に相当する凹部を９０度ピッチに同様の微小流路１を４本形成した。また、微小流路１に相当する凹部を形成した微小流路基板３を２枚とカバー体２とが積層一体化された積層型微小流路構造体２９は、その構造体中央に、本発明の情報測定装置への保持及び位置決めを行うためのハブ６が設けられている。このハブ６はマグネットチャック可能なように金属材料で構成されている。これにより、積層型微小流路構造体２９を情報測定装置へ保持することができる。また、情報測定装置への位置決めが可能なようにハブ６の中央に精度が良好な位置決め用穴７が形成されている。この位置決め用穴７を用いることで情報測定装置への位置決めが可能となる。また、このハブ６には中央の位置決め用穴７とは別に、積層型微小流路構造体２９に形成された測定部の角度基準となる、精度の良好な角度基準穴８も形成されている。これにより、微小流路構造体２９に形成された測定部と情報測定装置に設けられている検出器の位置決めが可能となる。実施例３においては、積層型微小流路構造体２９の直径を１３０ｍｍとし、微小流路１に相当する凹部をＹ字形状として９０度ピッチで４本形成したが、積層型微小流構造体２９の直径、微小流路１の形状及び微小流路形成ピッチについては、これに限定するものではない。
【００３３】
この微小流路は実施例１と同様な製作手順に従って、微小流路１が形成された基板（凹部が形成された基板１３）を２枚（上部微小流路基板３ａ、下部微小流路基板３ｂ）を作製した。微小流路１が形成された上部微小流路基板３ａには、下部微小流路基板３ｂへ液体の導入口４ｄと液体の排出口５ｄにあたる位置に予め直径１ｍｍの小穴を、機械加工手段を用いて形成した。実施例３においては、微小流路１の製作をガラス基板のエッチィングにより微小流路１を形成したが、製作方法はこれに限定するものではない。
【００３４】
更に上部微小流路基板３ａの微小流路１への液体の導入口４ｃと液体の排出口５ｃ、及び下部微小流路基板３ｂの微小流路１への液体の導入口４ｄと排出口５ｄにあたる位置に予め直径１ｍｍの小穴を、機械加工手段を用いて設けた厚さ１ｍｍ／直径１３０ｍｍで、中心に直径３０ｍｍの穴が形成されたガラスカバー体２を次の順番に積層一体化した。上部微小流路基板３ａに形成された微小流路１を覆うようにガラスカバー体２を積層し、更に下部微小流路基板３ｂに形成された微小流路１を覆うように上部微小流路基板３ｂを積層し、熱接合にて微小流路１を備えた積層型微小流路構造体２９を作製した。微小流路１が形成された上部微小流路基板３ａと下部微小流路基板３ｂの微小流路１の位置関係は２２．５度ずれた状態で積層接合されている。実施例３においては、微小流路１を形成する基板及びカバー体２にガラス基板９を用いたが、これに限定されるものではない。
【００３５】
次に本発明の情報測定装置を図１０に示す。本発明の情報測定装置は、積層型微小流路構造体２９を保持、位置決めさせるクランプ機構１９と、積層型微小流路構造体２９を回転させる回転機構２０から構成させる。まず、積層型微小流路構造体２９の保持及び位置決め機構として、クランパ部内部にマグネットが取り付けられている。また、クランプ部中央には精度の良好な円筒状の回転軸を備えており、更に回転基準となる、精度の良好なピンを備えている。このクランプ部はモータに取り付けられており、これにより回転可能となる。回転角の制御はモータに内蔵されているエンコーダ出力を用いて制御することができる。また、クランプ部が取り付けられているモータは、ロード及びアンロードが可能な機構が設けられており（図示せず）、アンロード状態時に積層型微小流路構造体２９をクランプ部にセットすることができる。また、積層型微小流路構造体２９に形成された液体の導入口ないしは排出口５と、情報測定装置に取り付けられた液体の導入路１５ないしは排出路１６とは、測定開始の指示により密着される。これにより積層型微小流路構造体２９への液体の導入ないしは排出ができる。また、測定終了の指示により密着が解除される構成となっている。情報測定装置の測定系は、積層型微小流路構造体２９の測定部へ光学測定を行うための光源１７と、微小流路構造体１４の測定部を透過した光を測定する光検出器１８から構成されている。実施例３においては透過光を利用した光学測定法を用いたが、測定法はこれに限定されるものではない。
【００３６】
以上のように、本実施例の積層型微小流路構造体２９を用いた情報測定装置により、複数枚積層された微小流路構造体に形成された複数の測定部からの情報測定が可能となり、積層型微小流路構造体２９を回転させながら連続して順次検出することが可能となり、情報測定のスループットを向上させることができる。また、微小流路構造体が積層されているので、微小流路構造体を交換する必要がないので、安定した情報測定が可能となる。
【００３７】
実施例４
本発明の第４の実施例における積層型微小流路構造体２９を図９に示す。積層型微小流路構造体２９は実施例３と同様な構成となっており、その直径は１３０ｍｍの円盤状で、微小流路に相当する凹部の形状は幅２００μｍ、深さ５０μｍのＹ字形状とし、微小流路１と形成する微小流路基板３の一方の面に微小流路に相当する凹部を９０度ピッチに同様の微小流路１を４本形成した。また微小流路に相当する凹部を形成した微小流路基板３を２枚とカバー体２とが積層一体化された積層型微小流路構造体２９は、その構造体中央に、本発明の情報測定装置への保持及び位置決めを行うためのハブ６が設けられている。このハブ６はマグネットチャック可能なように金属材料で構成されている。これにより、積層型微小流路構造体２９を情報測定装置へ保持することができる。また、情報測定装置への位置決めが可能なようにハブ６の中央に精度が良好な位置決め用穴７が形成されている。この位置決め用穴７を用いることで情報測定装置への位置決めが可能となる。また、このハブ６には中央の位置決め用穴７とは別に、積層型微小流路構造体２９に形成された測定部の角度基準となる、精度の良好な角度基準穴８も形成されている。これにより、積層型微小流路構造体２９に形成された測定部と情報測定装置に設けられている検出器の位置決めが可能となる。実施例４においては、積層型微小流路構造体２９の直径を１３０ｍｍとし、微小流路１に相当する凹部をＹ字形状として９０度ピッチで４本形成したが、積層型微小流構造体２９の直径、微小流路１の形状及び微小流路形成ピッチについては、これに限定するものではない。
【００３８】
この微小流路は実施例１と同様な製作手順に従って、微小流路１が形成された基板（凹部が形成された基板１３）を２枚（上部微小流路基板３ａ、下部微小流路基板３ｂ）を作製した。微小流路１が形成された上部微小流路基板３ａには、下部微小流路基板３ｂへ液体の導入口４ｄと液体の排出口５ｄにあたる位置に予め直径１ｍｍの小穴を、機械加工手段を用いて形成した。実施例４においては、微小流路１の製作をガラス基板のエッチィングにより微小流路１を形成したが、製作方法はこれに限定するものではない。
【００３９】
更に上部微小流路基板３ａの微小流路への液体の導入口４ｃと液体の排出口５ｃ、及び下部微小流路基板３ｂの微小流路への液体の導入口４ｄと排出口５ｄにあたる位置に予め直径１ｍｍの小穴を、機械加工手段を用いて設けた厚さ１ｍｍ／直径１３０ｍｍで、中心に直径３０ｍｍの穴が形成されたガラスカバー体２を次の順番に積層一体化した。上部微小流路基板３ａに形成された微小流路１を覆うようにガラスカバー体２を積層し、更に下部微小流路基板３ｂに形成された微小流路１を覆うように上部微小流路基板３ａを積層し、熱接合にて微小流路１を備えた積層型微小流路構造体２９を作製した。微小流路１が形成された上部微小流路基板３ａと下部微小流路基板３ｂの微小流路１の位置関係は２２．５度ずれた状態で積層接合されている。実施例４においては、微小流路１を形成する基板及びカバー体２にガラス基板９を用いたが、これに限定されるものではない。
【００４０】
次に本発明の情報測定装置を図１１に示す。本発明の情報測定装置は、積層型微小流路構造体２９を保持、位置決めさせるクランプ機構１９と、積層型微小流路構造体２９を回転させる回転機構２０から構成させる。まず、積層型微小流路構造体２９の保持及び位置決め機構として、クランパ部内部にマグネットが取り付けられている。また、クランプ部中央には精度の良好な円筒状の回転軸を備えており、更に回転基準となる、精度の良好なピンを備えている。このクランプ部はモータに取り付けられており、これにより回転可能となる。回転角の制御はモータに内蔵されているエンコーダ出力を用いて制御することができる。また、クランプ部が取り付けられているモータは、ロード及びアンロードが可能な機構が設けられており（図示せず）、アンロード状態時に微小流路構造体１４をクランプ部にセットすることができる。また、積層型微小流路構造体２９に形成された液体の導入口４ないしは排出口５と、情報測定装置に取り付けられた液体の導入路１５ないしは排出路１６とは、測定開始の指示により密着される。これにより積層型微小流路構造体２９への液体の導入ないしは排出ができる。また、測定終了の指示により密着が解除される構成となっている。情報測定装置の測定系は、積層型微小流路構造体２９の測定部へ光学測定を行うための光源１７と、積層された微小流路測定部へ光学測定を行うための光源を集光するための光学系３０と、光学系３０を光軸方向に駆動するアクチュエータ３１及アクチュエータ３１を駆動するためのサーボ系と、積層型微小流路構造体２９の測定部から反射した光を測定する光検出器１８から構成されている。光学測定を行うための光源１７から出射された光は、ビーム・スプリッタ２５を透過し、対物レンズ３２により積層型微小流路構造体２９に形成された微小流路１の測定部へ合焦される。微小流路１の測定部より反射された光は、対物レンズ３２を通過し、ビームスプリッタ２５により反射されて光検出器１８で受光することができる。積層された微小流路の測定部への合焦は、対物レンズ３２を光軸方向に駆動するアクチュエータ３１を制御することで、上部微小流路基板３ａ及び下部微小流路基板３ｂへの光源１７の合焦が可能となる。
【００４１】
以上のように、本実施例の積層型微小流路構造体２９を用いた情報測定装置により、複数枚積層された微小流路構造体２９に各々の微小流路基板３形成された複数の測定部からの情報測定が可能となり、積層型微小流路構造体２９を回転させながら連続して順次検出することが可能となり、情報測定のスループットを向上させることができる。更に反射型の光学測定法を用い、積層型微小流路構造体２９の各々の微小流路基板３に形成された測定部に、情報測定のための光源１７を合焦させて情報測定を行うので、検出感度を損なうことなく積層型微小流路構造体２９から情報測定を行うことが可能となる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の微小流路構造体を用いた情報測定装置は、上記のように構成されている。微小流路構造体を任意の角度回転できるように構成されているので、微小流路構造体に複数形成された微小流路測定部からの情報測定を連続的に行うことができ、情報測定のスループットを向上させることが可能となる。また、微小流路構造体の両面に微小流路が形成された場合においては、情報測定を行うための検出器を複数設けることで、両面に形成された微小流路測定部からの情報測定を同時に行うことができるので、更なる情報測定のスループットを向上させると共に、安定した情報測定が可能となる。更に微小流路構造体が積層された場合においても、積層型微小流路構造体を任意の角度回転できるよう構成されているので、各微小流路基板に形成された微小流路測定部からの情報測定を連続的に行うことができ、情報測定のスループットを向上させることが可能となる。また、積層型微小流路構造体を用いた反射型の光学測定法による情報測定装置は、情報測定のための光源を集光するための光学系、及び光学系を光軸方向に駆動するように構成されているので、積層された微小流路に形成された各々の微小流路測定部へ、情報測定を行う光源を集光させて情報測定を行うので、検出感度を損なうことなく、積層型微小流路構造体から情報測定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の微小流路構造体を示す概略図である。
【図２】実施例１に示した微小流路構造体を示す概略図である。
【図３】実施例１に示した微小流に相当する凹部の形成法を示すフロー図であり、図３中、（ａ）は金属の製膜、（ｂ）はフォトレジストの塗布、（ｃ）は露光から現像、（ｄ）は金属膜のエッチング、（ｅ）はレジスト、ガラスのエッチング、（ｆ）は金属膜の除去、の各工程を示す。
【図４】実施例１に示した情報測定装置を示す概略図である。
【図５】本発明の情報測定装置のシーケンスを示す図である。
【図６】実施例２に示した微小流路構造体を示す概略図である。
【図７】実施例２に示した微小流路に相当する凹部の形成法を示すフロー図であり、図４中、（ａ）はフォトレジストの塗布、（ｂ）は露光から現像、（ｃ）はＮｉスパッタから電鋳、（ｄ）は剥離からスタンパ、（ｅ）は射出成形機へのスタンパ装着、（ｆ）は両面同時射出成形、（ｇ）はスタンパの除去、の各工程を示す。
【図８】実施例２に示した情報測定装置を示す概略図であり、図８上側の（ａ）は側面図を、図８下側の（ｂ）は正面図を示す。
【図９】実施例３及び４に示した積層型微小流路構造体を示す図である。
【図１０】実施例３に示した情報測定装置を示す概略図である。
【図１１】実施例４に示した情報測定装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１：微小流路
１’：微小流路（幅２００μｍ×深さ５０μｍ）
１ａ：表面微小流路
１ａ’：表面微小流路（幅２００μｍ×深さ３０μｍ）
１ｂ：裏面微小流路
１ｂ’：表面微小流路（幅２００μｍ×深さ３０μｍ）
１ｃ：上部微小流路（幅２００μｍ×深さ５０μｍ）
１ｃ’：上部微小流路
１ｄ：上部微小流路（幅２００μｍ×深さ５０μｍ）
１ｄ’：上部微小流路
２：カバー体
２ａ：表面カバー体
２ｂ：裏面カバー体
３：微小流路基板
３ａ：上部微小流路基板
３ｂ：下部微小流路基板
４：導入口
４ａ：表面導入口
４ｂ：裏面導入口
４ｃ：上部微小流路導入口
４ｄ：下部微小流路導入口
５：排出口
５ａ：表面排出口
５ｂ：裏面排出口
５ｃ：上部微小流路導入口
５ｄ：下部微小流路導入口
６：ハブ
７：位置決め用穴
８：角度基準穴
９：ガラス基板
１０：金属膜
１１：フォトレジスト
１２：フォトマスク
１３：凹部が形成された基板
１４：微小流路構造体
１５：導入路
１５ａ：表面導入路
１５ｂ：裏面導入路
１６：排出路
１６ａ：表面排出路
１６ｂ：裏面排出路
１７：光源
１８：光検出器
１８ａ：光検出器１
１８ｂ：光検出器２
１９：クランプ機構
２０：回転機構
２１ａ：表面導入口及び微小流路
２１ｂ：裏面導入口及び微小流路
２２ａ：表面用スタンパ
２２ｂ：裏面用スタンパ
２３：ビームスプリッタ／ミラー
２４：ミラー
２５：ビームスプリッタ
２６：凸部が形成されたスタンパ
２７：両面に凹部が形成された基板
２８：Ｎｉ
２９：積層型微小流路構造体
３０：光学系
３１：アクチュエータ
３２：対物レンズ
【図１】
0004154956.tif 000002
【図２】
0004154956.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004154956.tif 000005
【図５】
0004154956.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004154956.tif 000008
【図８】
0004154956.tif 000009
【図９】
0004154956.tif 000010
【図１０】
0004154956.tif 000011
【図１１】
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