JP6412435B2 - Microchannel chip - Google Patents
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Description
本発明は、微細流路が形成された樹脂基板とカバー部材とを有するマイクロ流路チップに関する。 The present invention relates to a microchannel chip having a resin substrate on which a microchannel is formed and a cover member.
細胞組織など生体試料の分析を行うために、基板に数10μm〜100μm程度の幅の微細流路を形成したマイクロ流路チップを利用した分析が行われている。マイクロ流路チップは、これまで実験室で行われていた一連の作業を、数cm角程度のチップに形成された微細流路内で行うことができるため、分析に必要な試料や試薬が微量で済む、試料を採取した現場で直ちに分析結果が得られる、マイクロ流路チップを使い捨てにすることにより汚染の影響を避けられるなど多くの利点がある。 In order to analyze a biological sample such as a cell tissue, an analysis is performed using a microchannel chip in which a microchannel having a width of about several tens of μm to 100 μm is formed on a substrate. The microchannel chip can perform a series of operations that have been performed in the laboratory so far in a microchannel formed on a chip of about several centimeters, so that a small amount of samples and reagents necessary for analysis can be obtained. There are many advantages such as that the analysis result can be obtained immediately at the site where the sample is collected, and the influence of contamination can be avoided by making the microchannel chip disposable.
従来、マイクロ流路チップにはシリコンやガラスの基板に、微細加工技術を用いて微細流路を形成したものが用いられてきた。しかし、シリコンやガラスの基板は高価であること、これらの基板に微細加工技術によって微細流路を形成するには複数の工程を必要とすることなどから、マイクロ流路チップは高コストなものとなっていた。 Conventionally, a microchannel chip in which a microchannel is formed on a silicon or glass substrate using a microfabrication technique has been used. However, the silicon and glass substrates are expensive, and the microchannel chip is expensive because a plurality of processes are required to form microchannels on these substrates by microfabrication technology. It was.
そこで、基板材料に安価な樹脂を用い、樹脂成形の技術によって微細流路を形成する低コストのマイクロ流路チップが用いられるようになっている。たとえば、特許文献1には微細流路と液体の貯蔵領域となる筒状部を設けた樹脂基板を射出成形し、微細流路が形成された面に樹脂製のカバー部材を接合したマイクロ流路チップが記載されている。また、特許文献2には微細流路を射出成形したアクリル製透明樹脂基板に、シートを貼り付けたマイクロ流路チップが記載されている。
In view of this, low-cost micro-channel chips that use an inexpensive resin as a substrate material and form a micro-channel by a resin molding technique have been used. For example,
マイクロ流路チップの利用が広がるのに伴い、一度に投入できる試料および試薬の量を増やせるように、マイクロ流路チップに設けられる液体の貯蔵領域の大容量化が求められている。しかし、特許文献1、2に記載された筒状の貯蔵領域では、筒の径を大きくして容量を大きくしようとしても、隣接する筒状の貯蔵領域との間にスペースが生じるため、マイクロ流路チップの表面積を有効に利用できない。
As the use of the microchannel chip expands, the capacity of the liquid storage area provided in the microchannel chip is required to be increased so that the amount of sample and reagent that can be introduced at a time can be increased. However, in the cylindrical storage areas described in
一方、微細流路を形成した樹脂基板に変形や歪があると微細流路に歪みやずれが生じるため、マイクロ流路チップを使用した分析結果の精度が著しく低下する。このため、マイクロ流路チップに用いられる樹脂基板の形状には高い精度が要求されるが、樹脂基板に設ける貯蔵領域の形状や配置が複雑になると、樹脂基板の成形時にヒケや変形が生じやすくなり、形状にばらつきが出易くなるため樹脂基板の歩留まりが低下する。樹脂基板の生産性を高めるためには、樹脂基板に設ける液体の貯蔵領域を、複雑な形状を避けて厚さが均一な筒を複数配置して構成することが好ましく、マイクロ流路チップの表面積を有効に利用して、液体の貯蔵領域の容量を大きくすることは難しかった。 On the other hand, if the resin substrate on which the fine flow path is formed is deformed or distorted, the fine flow path is distorted or displaced, so that the accuracy of the analysis result using the micro flow path chip is significantly reduced. For this reason, high accuracy is required for the shape of the resin substrate used for the microchannel chip, but if the shape and arrangement of the storage area provided on the resin substrate are complicated, sink marks and deformation are likely to occur during molding of the resin substrate. As a result, variations in shape are likely to occur, and the yield of the resin substrate is reduced. In order to increase the productivity of the resin substrate, the liquid storage area provided on the resin substrate is preferably configured by arranging a plurality of cylinders having a uniform thickness while avoiding complicated shapes. It has been difficult to increase the capacity of the liquid storage area by effectively utilizing.
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、液体の貯蔵領域を大容量にすると共に、成形時にヒケや変形が生じ難く、生産性の高い樹脂基板を用いたマイクロ流路チップを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and has a liquid storage area with a large capacity, and is less prone to sink and deformation during molding, and a micro flow path using a highly productive resin substrate. The purpose is to provide a chip.
本発明は上記目的を達成するために、一方の面に微細流路を備え他方の面に液体の貯蔵領域を備える樹脂基板と、前記一方の面に接合されるカバー部材を有し、前記貯蔵領域は前記他方の面から突出する壁面により分割された複数の区画部からなり、前記樹脂基板には少なくとも1つの変形防止凹部が設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes a resin substrate having a fine channel on one side and a liquid storage area on the other side, and a cover member joined to the one side, The region includes a plurality of partition portions divided by a wall surface protruding from the other surface, and the resin substrate is provided with at least one deformation preventing recess.
前記変形防止凹部は、前記壁面が交差する交差部に設けられていることを特徴とする。また、前記変形防止凹部は、平面視で前記微細流路と前記壁面の重なる部分の近傍の前記交差部に設けられていることを特徴とする。 The deformation preventing recess is provided at an intersection where the wall surfaces intersect. Further, the deformation preventing recess is provided at the intersecting portion in the vicinity of a portion where the fine channel and the wall surface overlap in a plan view.
前記変形防止凹部の窪み量は、前記壁面の厚さの30%以上、50%以下であることを特徴とする。 The amount of depression of the deformation prevention recess is 30% or more and 50% or less of the thickness of the wall surface.
前記変形防止凹部は、前記一方の面の前記壁面に対向する領域に形成されていることを特徴とする。また、前記区画部は、多角形であることを特徴とする。 The deformation preventing recess is formed in a region facing the wall surface of the one surface. In addition, the partition portion is a polygon.
本発明によれば、液体の貯蔵領域を大容量にすると共に、成形時にヒケや変形が生じ難く、生産性の高い樹脂基板を用いたマイクロ流路チップを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a microchannel chip using a highly productive resin substrate that has a large liquid storage area and is less likely to sink or deform during molding.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same reference numerals are given to the same elements throughout the description of the embodiment.
図1は本発明の一実施形態であるマイクロ流路チップの斜視図である。図1に示されたマイクロ流路チップ1は、射出成形によって底面に微細流路6が形成された樹脂基板2と、樹脂基板2の底面に接合されて微細流路6を閉鎖するカバー部材3とを備えている。
FIG. 1 is a perspective view of a microchannel chip according to an embodiment of the present invention. A
樹脂基板2とカバー部材3は、高い透明性を有するものが好ましく、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、シリコーンゴムなどから選択される樹脂材料を用いて形成することができる。樹脂基板2とカバー部材3は異なる材料により形成することもできるが、同一種類の樹脂材料によって形成すれば、樹脂基板2とカバー部材3の接合が容易になり好ましい。また、カバー部材3の厚さは特に限定されないが、たとえば厚さ0.05mm〜0.5mmのフィルムやシートを使用できる。
The
樹脂基板2の上面は、液体の試料や試薬などの貯蔵領域9となっている。貯蔵領域9は、樹脂基板2の上面に突出するように射出成形された壁面5により形成され、貯蔵領域9は複数の区画部4に分割されている。それぞれの区画部4は独立して試料や試薬などの液体を貯蔵することができる。図1の実施形態では、貯蔵領域9に円形と矩形の区画部4を形成しているが、壁面5により分割される区画部4の形状は他の多角形とすることもできる。貯蔵領域9を壁面5によってどのような形状の区画部4に分割するかは任意である。
The upper surface of the
図2は図1に示すマイクロ流路チップ1の樹脂基板2を上面から見た図であり、図3はカバー部材3を取り除いて樹脂基板2を底面から見た図である。図2の点線は、図3に示す底面に設けられた微細流路6と変形防止凹部8bの配置を示すものであり、樹脂基板2の上面の形状を示すものではない。
FIG. 2 is a view of the
樹脂基板2の底面には、射出成形によって図3に示すような液体の試料や試薬が流れる微細流路6が形成されている。微細流路6を流れる液体の試料は、微細流路6上において試薬と反応したり、レーザ光が照射されて分析が行われる。微細流路6は樹脂基板2の底面にたとえば、幅60μm〜100μm、深さ50μm〜110μmの溝として形成され、形成された溝は底面に接合されるカバー部材3によって覆われる。底面に設けられた微細流路6は、樹脂基板2に設けられた貫通孔7によって、樹脂基板2の上面と連結されている。貫通孔7を介して、樹脂基板2の上面に設けられた一方の貯蔵領域9aから、液体の試料や試薬が微細流路6に供給され、分析後の試料や試薬が貫通孔7を介して他方の貯蔵領域9bに回収される。
On the bottom surface of the
樹脂基板2の上面に設けられた液体の貯蔵領域9は、図2に示すように壁面5によって、試料用、試薬用、分析後の液体回収用などの用途ごとに複数の区画部4に分割されている。それぞれの区画部4は区画部4に設けられた貫通孔7を介して微細流路6と連結している。
As shown in FIG. 2, the liquid storage area 9 provided on the upper surface of the
実施形態では、図1、2に示すように樹脂基板2の外周を、枠状の壁面5で囲み液体の貯蔵領域9とし、枠状の壁面5の内側をさらに壁面5で分割して複数の区画部4を設けている。枠状の壁面5を樹脂基板2の外周に沿って設けているため、樹脂基板2の上面全域を、液体の貯蔵領域9として利用することができる。また、壁面5で分割するので、従来の筒状の貯蔵領域を個別に配置する構造に比べて無駄なスペースが生じず、貯蔵できる液体の容量を増やすことができる。
In the embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the outer periphery of the
さらに実施形態では、異なる形状の区画部4が配置され、壁面5が交差する交差部を有する貯蔵領域9を樹脂基板2に成形しても、射出成形の際にヒケや変形が生じないようにするため変形防止凹部8a、8bが設けられている。実施形態における変形防止凹部8aは、図1、2に示すように、枠状の壁面5の内側を区画部4に分割する壁面5が交差する交差部に、壁面5の下端から上端まで連続した窪みとして形成されている。
Furthermore, in the embodiment, even if the storage area 9 having the intersecting portion where the
樹脂基板2の壁面5が交差する交差部では、壁面5の厚さが不連続となっているため、樹脂基板2を射出成形する際に交差部にヒケや変形が発生しやすい。しかし、実施形態のように壁面5の交差部に、壁面5の下端から上端まで連続した変形防止凹部8aを設けることにより、射出成形時のヒケや変形の発生を防止できた。変形防止凹部8aは、図2に示すように微細流路6と壁面5が平面視で重なる部分の近傍にある交差部に設けると効果的である。
Since the thickness of the
また、変形防止凹部8aの窪み量は、壁面5の厚さの30%以上〜50%以下とすることが好ましい。窪み量が壁面5の厚さの30%未満ではヒケや変形の対策として十分な効果を得ることが難しくなる。一方、窪み量が壁面5の厚さの50%を超えて大きくなると壁面5の強度が不十分となる。
Moreover, it is preferable that the amount of depression of the
実施形態では壁面5に設ける変形防止凹部8aの他に、図3に示すように樹脂基板2の底面に変形防止凹部8bが設けられている。変形防止凹部8bは、上面の壁面5に対向する領域に設けられている。樹脂基板2の厚さは壁面5の付け根部分で不連続となるため、底面の壁面5に対向する領域にヒケや変形が発生しやすいが、変形防止凹部8bを壁面5に対向する領域に設けることにより、射出成形時のヒケや変形の発生を防止できた。
In the embodiment, in addition to the
変形防止凹部8bの窪み量は、樹脂基板2の厚さの30%以上〜50%以下とすることが好ましい。窪み量が樹脂基板2の厚さの30%未満ではヒケや変形の対策として十分な効果を得ることが難しく、窪み量が樹脂基板2の厚さの50%より大きくなると樹脂基板2の強度が不十分となり、基板を水平に保つことができなくなる。
The amount of depression of the
実施形態では、液体の貯蔵領域9を壁面5により分割された区画部4で構成することにより、マイクロ流路チップ1の樹脂基板2の上面全域を、液体の貯蔵領域9として効率良く利用することができる。また、樹脂基板2に変形防止凹部8a、8bを設けることにより、交差部を有する壁面5を設けた樹脂基板2でも、射出成形時のヒケや変形の発生を防止できるので生産性が高く、低コストのマイクロ流路チップを提供することができる。
In the embodiment, the liquid storage region 9 is configured by the
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
1 マイクロ流路チップ
2 樹脂基板
3 カバー部材
4 区画部
5 壁面
6 微細流路
7 貫通孔
8a,8b 変形防止凹部
9 貯蔵領域
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記貯蔵領域は前記他方の面から突出する壁面により分割された複数の区画部からなり、
前記樹脂基板には少なくとも1つの変形防止凹部が設けられていることを特徴とするマイクロ流路チップ。 A resin substrate having a fine flow path on one side and a liquid storage area on the other side, and a cover member joined to the one side;
The storage area comprises a plurality of partitions divided by a wall surface protruding from the other surface,
The microchannel chip, wherein the resin substrate is provided with at least one deformation preventing recess.
The microchannel chip according to claim 1, wherein the partition portion is a polygon.
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