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KR20170073695A - 미세 액체 이송 구조체 및 분석 장치 - Google Patents

미세 액체 이송 구조체 및 분석 장치 Download PDF

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KR20170073695A KR1020177014314A KR20177014314A KR20170073695A KR 20170073695 A KR20170073695 A KR 20170073695A KR 1020177014314 A KR1020177014314 A KR 1020177014314A KR 20177014314 A KR20177014314 A KR 20177014314A KR 20170073695 A KR20170073695 A KR 20170073695A
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도요세이칸 그룹 홀딩스 가부시키가이샤
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Abstract

복수의 미세 돌기 (60)가 일렬로 늘어서고, 또한 인접한 미세 돌기 (60)의 간극을 액체 이송로(61)로 하는 단위 열이 주기적으로 배열 설치되어 각각의 미세 돌기 (60)의 간격이 모세관 현상을 일으키는 간격이 되도록 배열하고, 단위 열마다 액체 이송로(61) 중 적어도 하나를 다른 액체 이송로 (61b)보다 유동저항을 상대적으로 감소시킨 저유동저항 액체 이송로(61a)로 함과 동시에, 저유동저항 액체 이송로 (61a)가 소정의 액체 이송 방향에 따라 배치되도록 미세 돌기 (60)를 배열한다. 이로써 액체 이송방향에 편향이 발생하지 않고 액체 이송방향을 재현성있게 임의로 제어할 수 있다.

Description

미세 액체 이송 구조체 및 분석 장치 {MICRO LIQUID TRANSFER STRUCTURE AND ANALYSIS DEVICE}
본 발명은 액체를 이송하는 추진력으로서 모세관 현상을 이용하는 미세 액체 이송 구조체에 관한 것이며, 특히 액체의 이송 방향을 임의로 제어할 수 있는 미세 액체 이송 구조체 및 그와 같은 미세액체 이송 구조체를 갖춘 분석 장치에 관한 것이다.
예를 들면, 특허 문헌 1에는 모세관 현상을 일으키는 간격으로 복수의 미세 돌기를 배치하여 모세관 현상을 액체의 이송을 위한 추진력으로서 이용하는 액체의 유동(流動) 시스템을 구성하는 미세 구조가 제안되어 있다.
또한, 비특허 문헌 1에서는 이러한 모세관 현상을 이용한 유동 시스템 (모세관 펌프)에서 액체의 유동성을 제어하는 것이 검토되고 있다.
[특허 문헌 1] 　 일본 특표 2005-532151호 공보
[특허 문헌 2] 　 Capillary pumps for autonomous capillary systems; Lab on a Chip, 2007, 7, 119-125
그러나, 본 발명자들이 검증한 결과, 비특허 문헌 1의 유동 시스템에서도 액체의 유동성을 재현성있게 제어하기에는 불충분했다. 예를 들면, 비 특허 문헌 1에 예시된 모세관 펌프의 내부를 액체가 유동해 나가는 모습의 일례를 도 10에 도시하였으나, 비 특허 문헌 1의 유동 시스템에 있어서는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 액체 이송방향으로 편향이 생겨 버리는 경우가 있고, 같은 도면이 비특허 문헌 1의 Fig. 4(a)에도 도시되어 있다.
본 발명자들이 예의 검토를 거듭한 결과, 이 같은 액체 이송방향의 편향이 생겨 버리는 것은 인접한 각각의 미세 돌기 사이를 액체가 유동함에 있어 그 유동저항 (流動抵抗)에 차이가 없고, 액체 이송방향이 정해지지 않은 것에 기인하는 것이 아닐까 생각하게 되었다.
본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 모세관 현상을 일으키는 간격으로 복수의 미세 돌기를 배열하여 이루어지는 미세 액체 이송 구조체에서 미세 돌기 사이에 형성되는 액체 이송로의 유동저항을 차별화함으로써 액체 이송 방향을 임의로 제어할 수 있도록 한 미세 액체 이송 구조체 및 그러한 미세 액체 이송 구조체를 갖춘 분석 장치의 제공을 목적으로한다.
본 발명에 관한 미세 액체 이송 구조체는 모세관 현상을 일으키는 간격으로 복수의 미세 돌기를 배열하여 이루어지는 미세 액체 이송 구조체이며, 상기 미세 돌기가 일렬로 늘어서고, 인접한 상기 미세 돌기의 간극을 액체 이송로로 하는 단위 열이 주기적으로 배열 설치되고, 상기 단위 열마다에 상기 액체 이송로 중 적어도 하나를 다른 액체 이송로보다도 유동저항을 상대적으로 감소시킨 저유동저항(低流動抵抗) 액체 이송로로 함과 동시에, 상기 저유동저항 액체 이송로를 소정의 액체 이송 방향을 따라 배치한 구성으로 되어있다.
본 발명에 관한 분석 장치는 상기한 바와 같은 미세 액체 이송 구조체를 갖추고, 상기 미세 액체 이송 구조체에 의해서 추진력을 얻어 분석 대상을 포함하는 조제액을 이송하는 구성으로 되어있다.
본 발명에 의하면, 모세관 현상을 일으키는 간격으로 복수의 미세 돌기를 배열하여 이루어지는 미세 액체 이송 구조체에 의해서 액체 이송의 추진력을 얻는데 있어서, 그 액체 이송 방향에 편향이 발생하는 일없이 액체 이송방향을 재현성있게 임의로 제어할 수 있다.
[도 1] 본 발명의 실시 형태에 관한 분석 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
[도 2] 본 발명의 실시 형태에 관한 분석 장치의 일례를 나타내는 분해 사시도이다.
[도 3] 본 발명의 실시 형태에 관한 분석 장치의 일례에서의 검출부의 설명도이다.
[도 4] 본 발명의 실시 형태에 관한 분석 장치의 일례에서의 기판의 개략 평면도이다.
[도 5] 본 발명의 실시 형태에 관한 미세 액체 이송 구조체의 일례에 대하여 그 요부를 확대하여 나타내는 개략 평면도이다.
[도 6] 핀 교정 효과에 대하여 설명하는 설명도이다.
[도 7] 본 발명의 실시 형태에 관한 미세 액체 이송 구조체의 일례에서 액체가 흘러 나가는 모습을 나타내는 설명도이다.
[도 8] 본 발명의 실시 형태의 관한 미세 액체 이송 구조체의 일례에서 액체 이송방향을 임의로 유도하는 예를 나타내는 설명도이다.
[도 9] 본 발명의 실시 형태에 관한 분석 장치의 일례에서의 검출부의 다른 예에 대한 설명도이다.
[도 10] 종래의 미세 액체 이송 구조체의 일례에서 액체가 흘러 나가는 모습을 나타내는 설명도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
[분석 장치]
도 1은 본 실시 형태에 관한 분석 장치의 일례를 나타내는 사시도이고, 도 2는 그 분해 사시도이다.
이들 도에 도시된 예에서, 분석 장치 (1)는 면역 크로마토그래피 법에 의한 인플루엔자 진단 키트로서 구성되어, 기판 (2)과, 기판 (2)의 표면을 덮는 커버 (3)와, 인플루엔자 항원과 결합하는 금 콜로이드 표지 항체를 함침시킨 콘쥬게이트 (conjugate) 패드 (4)와, 분석 후의 잔액을 흡수시키는 흡수 패드 (5)를 구비하고 있다.
기판 (2)의 표면에는 콘쥬게이트 패드 접촉부(4a) 제1모세관 펌프부 (6a), 액체 이송 유로부 (7), 검출부 (8), 제2모세관 펌프부 (6b), 및 흡수 패드 접촉부 (5a)가 형성되어 있다.
검출부 (8)에는 금 콜로이드 표지 항체와 결합한 인플루엔자 항원을 포착하는 포착 항체를 도포한 테스트 유로 (8a) 와 인플루엔자 항원이 결합하지 않은 금 콜로이드 표지 항체를 포착하는 포착 항체를 도포한 제어 유로 (8b)가 형성되어 있다. 테스트 유로 (8a)는 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 광폭 얕은 바닥에 형성하여, 그 바닥에 포착 항체 CA를 도포함으로써 금 콜로이드 표지 항체와 결합한 인플루엔자 항원 LA를 쉽게 포착할 수 있다. 특히 도시하지 않았지만, 컨트롤 유로 (8b)도 마찬가지로 할 수 있다.
또한, 도 3 (b)는 도 3 (a)의 A-A 단면도이다.
또한, 제1모세관 펌프부 (6a)와 제2모세관 펌프부 (6b)는 분석 대상을 포함한 조제액을 이송하는 추진력으로서 모세관 현상을 이용하는 미세 액체 이송 구조체에 의해서 구성되지만 이러한 미세 액체 이송 구조에 대해서는 후술한다.
또한, 도 4는 기판 (2)의 개략 평면도이고, 도면중 망점(halftone)으로 표시되어 있는 부위에 미세 액체 이송 구조체가 형성된다. 기판 (2)은 미세 형상을 양호하게 전사 형성할 수 있다면, 폴리디메틸실록산 등의 자외선 경화성, 열경화성 또는 2액 경화성 수지를 사용하여 캐스트 성형으로 성형하여도 되고, 폴리 메틸 메타 아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리 카보네이트, 시클로 올레핀 코폴리머, 시클로 올레핀 폴리머 등의 열가소성 수지를 사용하여 사출 성형, 나노 임프린트 등으로 성형해도 된다. 또한 유리나 실리콘을 사용하여 에칭, 초정밀 기계가공 등으로 성형해도 된다.
커버 (3)는 수지제 또는 유리제로 할 수 있고, 기판 (2)의 표면에 형성된 검출부 (8)를 투시할 수 있을 정도로 투명한 것이 바람직하다. 이러한 커버 (3)는 일단 측에 형성된 노치부 (4b), (5b)에 콘쥬게이트 패드 (4)와 흡수 패드 (5)의 각각을 유지하면서 제1모세관 펌프부 (6a)에 액체 이송 유로부 (7), 검출부 (8) (테스트 유로 (8a) 및 컨트롤 유로 (8b)), 제2모세관 펌프부 (6b)를 밀봉하도록 하여 기판 (2)에 접합된다.
이 때, 커버 (3)로 밀봉된 제1모세관 펌프부 (6a)가 콘쥬게이트 패드 접촉부 (4a) 측에 개방하도록 콘쥬게이트 패드 접촉부(4a)는 제1모세관 펌프부 (6a)의 바닥과 같은 깊이이거나 또는 그보다 약간 깊게 형성한다. 그러면 해당 개구를 통해서 콘쥬게이트 패드 (4)와 제1모세관 펌프부 (6a)와 접속된다.
마찬가지로, 흡수 패드 접촉부 (5a)는 커버 (3)에서 밀봉된 제2모세관 펌프 (6b)가 흡수 패드 접촉부 (5a) 측에 개방하도록 제2모세관 펌프 (6b)의 바닥면과 동일 깊이 또는 그보다 약간 깊게 되도록 형성한다. 그러면 해당 개구를 통해 흡수 패드 (5)와 제2모세관 펌프 (6b)와 연결된다.
이러한 분석 장치 (1)를 사용하여 피험자가 인플루엔자에 감염 여부를 진단하려면 먼저 피험자로부터 채취한 콧물 등의 검체 (분석 대상)를 포함한 검체 조제액을 콘쥬게이트 패드 (4) 에 적하한다.
콘쥬게이트 패드 (4)에 적하된 검체 조제액은 콘쥬게이트 패드 (4)에서 스며 나와 제1모세관 펌프부 (6a)에 침입한다. 그리고 검체 조제액은 모세관 현상을 추진력으로 하여 제1모세관 펌프부 (6a) 내를 진행하여 액체 이송 유로부 (7)에 보내진다. 액체 이송 유로 (7)에 보내진 검체 조제액은 액체 이송 유로부 (7) 내를 모세관 현상에 의해 유동하여 그 유로 상에 형성된 검출부 (8)에 보내진다.
검출부 (8)를 통과한 검체 조제액의 잔액은 제2모세관 펌프부 (6b)에 도달하면 모세관 현상을 추진력으로 하여 제2모세관 펌프부 (6b) 내를 진행한다.
이 때, 검체 조제액의 유동 길이가 증가하면 이에 따라 유동저항도 누적적으로 증가하여 검체 조제액의 액체 이송 속도가 저하되지만, 제2모세관 펌프부 (6b)를 도시하는 바와 같은 부채꼴로 형성되고, 후술하는 미세 액체 이송 구조체에서 미세 돌기 (60) 사이에 형성되는 액체 이송로 (61) 수가 유동 방향에 따라 증가해 나가도록 함으로써, 유동저항에 의한 액체 이송 속도 저하를 억제할 수 있다. 이렇게 함으로써 외부 펌프를 사용하지 않고 검체 조제액을 일정한 유량으로 이송할 수 있어서 재현성 높은 분석 (진단)이 가능하게 된다.
검체 조제액의 잔액은 제2모세관 펌프부 (6b) 내를 진행한 후에 흡수 패드 (5)에 흡수된다.
검체 조제액을 콘쥬게이트 패드 (4)에 떨어 뜨리면, 콘쥬게이트 패드 (4)에 함침된 금 콜로이드 표지 항체가 검체 조제액에 용출한다. 그리고 환자가 인플루엔자에 감염되어 있으면, 검체 조제액에는 인플루엔자 항원이 포함되어 있어서 검체 조제액에 용출된 금 콜로이드 표지 항체의 일부가 인플루엔자 항원과 결합하여 인플루엔자 항원이 결합하지 않은 나머지 금 콜로이드 표지 항체와 함께 액체 이송 유로부 (7)의 유로 상에 형성된 검출부 (8)에 보내진다.
전술한 바와 같이, 검출부 (8)에는 금 콜로이드 표지 항체와 결합한 인플루엔자 항원을 포착하는 포착 항체를 도포한 테스트 유로 (8a)와 인플루엔자 항원이 결합하지 않은 금 콜로이드 표지 항체를 포착하는 포착 항체를 도포한 컨트롤 유로 (8b)가 형성되어 있다. 따라서, 검체 조제액이 검출부 (8)를 통과한 후, 컨트롤 유로 (8b)에만 금 콜로이드 입자에 의한 발색이 눈으로 확인되면 피험자는 인플루엔자에 감염되지 않았다고 진단할 수 있고, 테스트 유로 (8a)에도 김 콜로이드 입자에 의한 발색이 눈으로 확인되면 피험자는 인플루엔자에 감염되어 있는 것으로 진단할 수 있다.
[미세 액체 이송 구조체]
다음으로, 전술한 분석장치 (1)에서 액체 이송의 추진력으로서 모세관 현상을 이용하여 분석 대상을 포함한 조제액을 이송하는 미세 액체 이송 구조체에 대해서 설명한다.
도 5는 본 실시 형태에 관한 미세 액체 이송 구조체의 일 례에 대하여 그 요부를 확대하여 나타내는 개략 평면도이다. 이러한 미세 액체 이송 구조체에 있어서는, 복수의 미세 돌기 (60)가 일렬로 늘어서고, 또한 인접한 미세 돌기 (60)의 간극을 액체 이송로 (61)로 하는 단위 열이 주기적으로 배열 설치되어 각각의 미세 돌기 (60)의 간격이 모세관 현상을 일으키는 간격 (예를 들면, 하나의 단위 열에서 인접한 미세 돌기 (60) 사이의 간격이 1 ~ 1000 μm, 인접한 단위 열 사이의 간격이 1 ~ 1000 μm) 이 되도록 배열되어있다.
또한, 도 5에 표시된 예에서는 미세 돌기 (60)는 세로 120μm, 가로 30μm, 높이 30μm로 하고, 하나의 단위 열에서 인접한 미세 돌기 (60) 사이의 간격을 30μm, 인접한 단위 열 사이의 간격을 60μm로 하였다. 전술한 분석장치 (1)에서 미세 돌기 (60)의 높이는, 본 실시 형태에 관한 미세 액체 이송 구조체로 이루어진 제1모세관 펌프부 (6a), 제2모세관 펌프부 (6b)의 바닥의 깊이에 상당하고, 미세 돌기 (60)의 끝단은 커버 (3)에 단단히 접한다. 이로써 미세 돌기 (60)의 주위의 공간이 커버 (3)에 의해 밀봉된다.
또한, 본 실시 형태에서는 하나의 단위 열에 형성된 액체 이송로(61)와, 이에 인접하는 단위 열에 형성된 액체 이송로 (61)가 도시된 바와 같이, 번갈아 위치하도록 미세 돌기 (60)를 균등하게 배열하고 있다. 이렇게 함으로써 하나의 단위 열에 형성된 액체 이송로 (61)를 모세관 현상에 의해서 액체가 통과하고, 그 액체면이 인접한 단위 열의 미세 돌기 (60)에 접촉하면 이들의 단위 열 사이를 모세관 현상에 의해서 액체가 퍼져 나가는 것을 반복한다. 그리고, 상기 배열로 함으로써 모세관 현상에 의한 액체의 액체 이송로는 병렬 회로 형상으로 형성되고, 액체 이송로를 직렬 회로 형상으로 형성한 경우에 비해서 유동저항을 줄일 수 있기 때문에 모세관 현상을 이용한 액체 이송의 추진력을 효율적으로 얻을 수 있게 된다.
또한, 도 5에 도시한 예에 있어서, 액체 이송로 (61)를 형성하여 인접한 미세 돌기 (60)에는 각각의 액체 이송로 (61)의 출구 측에 핀 고정 효과를 발현하는 엣지부 (62)를 형성하고 있다.
여기서 핀 고정 효과란 도 6에 나타낸 바와 같이, 접촉각 θ로 평면을 진행해 온 액체면이 엣지부에 도달하면 (도 6 (a) 참조), 해당 액체면은 평면과 엣지부의 바깥면이 이루는 각을 α라고 했을 때, 접촉각이 θ + (π-α)가 될 때까지 (도 6 (b) 참조), 엣지부를 넘을 수 없게 되는 현상을 말하며, 본 실시 형태에서는 이 때의 평면과 엣지부의 바깥면이 이루는 각도 α를 핀 고정각으로 정의한다.
도 5에 나타난 예에 있어서는, 액체 이송로(61)의 출구 측에 형성된 엣지부 (62)의 핀 고정각을 적절히 설정함으로써 하나의 단위 열에서 각각의 미세 돌기 (60)의 사이에 형성되는 액체 이송로 (61) 중 적어도 하나를 다른 액체 이송로 (61b)보다 유동저항을 상대적으로 감소시킨 저유동저항 액체 이송로 (61a)로 하고 있다.
즉, 저유동저항 액체 이송로 (61a)를 제외한 다른 액체 이송로 (61b)를 형성하여 인접한 미세 돌기 (60b), (60c)의 해당 액체 이송로(61b)의 출구 측에 형성한 엣지부 (62b)의 핀 고정각을, 저유동저항 액체 이송로 (61a)를 형성하여 인접한 미세 돌기 (60a), (60b)의 해당 저유동저항 액체 이송로 (61a)의 출구 측에 형성한 엣지부 (62a)의 핀 고정각보다 작게함으로써 저유동저항 액체 이송로 (61a)의 유동저항을 다른 액체 이송로 (61a)의 유동저항보다 상대적으로 저감시키고 있다.
또한, 도 5의 예에서는 미세 돌기 (60a)를 직사각형으로 하고 양 끝에 핀 고정각 90도의 엣지부 (62a)가 형성되도록 하였다. 또한, 미세 돌기 (60b)는 일단에 핀 고정각 90도의 엣지부 (62a)가 형성되고, 타단에 핀 고정각 45도의 엣지부(62b)가 형성되도록 하고, 미세 돌기 (60c)는 양쪽끝에 핀 고정각 45도의 엣지부 (62b)가 형성되도록 하였다. 엣지부 (62a), (62b) 끝단에는 핀 고정 효과의 발현을 방해 버리지 않을 정도로 R을 붙여도 된다.
또한, 도 5의 예에서는 단위 열마다 액체 이송로(61) 중 적어도 하나를 다른 액체 이송로 (61b)보다 유동저항을 상대적으로 감소시킨 저유동저항 액체 이송로 (61a)로 하는 동시에, 저유동저항 액체 이송로(61a)가 소정의 액체 이송 방향에 따라 배치되도록 미세 돌기 (60a), (60b), (60c)를 배열하고 있다. 이와 함께 인접한 단위 열 사이의 간격을 적절히 조정하는 (예를 들면, 저유동저항 액체 이송로 (61a)를 형성하여 인접한 미세 돌기 (60a), (60b) 사이의 간격을 고려하여 넓게 한다.) 등, 단위 열 사이에 형성되는 열 사이의 액체 이송로(61c)의 유동저항을 저유동저항 액체 이송로 (61a)의 유동저항보다 상대적으로 저감시키고있다.
이와 같이 함으로써 도 7과 같이, 하나의 단위 열에 형성된 액체 이송로 (61) 중 유동저항이 낮은 저유동저항 액체 이송로 (61a)를 액체가 우선적으로 통과하며 (도 7 (a) ~ (c) 참조), 이를 계기로 하여 모세관 현상에 의해 다음의 단위 열 사이에 형성되는 열 사이의 액체 이송로(61c)에 액체가 퍼져 나가지만 (도 7 (c) ~ (e) 참조), 열 사이의 액체 이송로 (61c)의 유동저항이 가장 낮기 때문에 열 사이의 액체 이송로 (61c)가 액체로 채워질 때까지 액체의 끝은 다음의 단위 열과 그 다음 단위 열 사이에 형성되는 열 사이 액체 이송로(61c)에는 진행하지 않는다 (도 7 (e) 참조). 그리고 열 사이 액체 이송로(61c)가 액체로 채워지면 다음 단위 열의 저유동저항 액체 이송로(61a)를 액체가 우선적으로 통과하고 (도 7 (f) 참조), 이 반복에 의해서 액체가 흘러 나간다 (도 7 (f) ~ (h) 참조).
따라서, 본 실시 형태에 따르면 액체 이송 방향에 편향이 발생하지 않고, 모세관 현상을 이용하여 액체 이송시의 유동성을 재현성 양호하게 제어할 수있다.
또한, 상기 분석 장치 (1)로는 제1모세관 펌프부 (6a)와 제2모세관 펌프부 (6b)를 각각 이등변 삼각형 모양으로 형성하고, 그 정점에서 저변으로 내린 수직선을 따라 저유동저항 액체 이송부 (61a)를 배치함으로써 미세 액체 이송 구조체에 의한 모세관 현상을 이용한 액체 이송의 추진력을 효율적으로 얻을 수 있게 되어 있지만, 저유동저항 액체 이송부 (61a)의 배치는 원하는 액체 이송 방향에 따라서 적절하게 설정할 수 있다.
예를 들면, 도 8 (a)에 나타낸 바와 같이, 액체 이송 방향을 커브시키고 싶은 경우나, 도 8 (b)에 나타낸 바와 같이, 액체 이송 방향을 둘 이상의 방향으로 분기시키고 싶은 경우에는 도 중 점선으로 표시한 방향을 따라 저유동저항 액체 이송 부(61a)를 배치함으로써 액체 이송방향을 원하는 방향으로 유도할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 모세관 현상을 일으키는 간격으로 복수의 미세 돌기를 배열하여 이루어지는 미세 액체 이송 구조체에 의해서 액체 이송의 추진력을 얻음에 있어서, 그 액체 이송 방향으로 편향이 발생하는 일 없이 액체 이송방향을 재현성 좋게 임의로 제어할 수 있다.
이상 본 발명에 대하여 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위에서 다양한 변경 실시가 가능함은 물론이다.
예를 들면, 전술한 미세 유체 전송 구조에 따른 실시 형태에서는 저유동저항 액체 이송로 (61a)의 유동저항을 다른 액체 이송로 (61b)의 유동저항보다 상대적으로 감소시키기 위해, 액체 이송로 (61)를 형성하여 인접한 미세 돌기 (60)의 해당 액체 이송로 (61)의 출구 측에 핀 고정 효과를 발현하는 엣지부 (62)를 형성하고, 엣지부 (62)의 핀 고정각을 적절하게 설정함으로써 저유동저항 액체 이송로(61a)의 유동저항을 다른 액체 이송로 (61b)의 유동저항보다 상대적으로 감소 시키고 있지만, 이에 한정되지 않는다.
저유동저항 액체 이송로 (61a)의 유동저항을 다른 액체 이송로 (61b)의 유동저항보다 상대적으로 감소시키기 위해서는 예를 들면, 다음과 같이 해도된다.
1) 다른 액체 이송로 (61b)를 형성하여 인접한 미세 돌기 (60)에만 해당 액체 이송로 (61b)의 출구 측에 핀 고정 효과를 발현하는 엣지부 (62)를 형성하고, 예를 들면, 저유동저항 액체 이송로 (61a)를 형성하여 인접한 미세 돌기의 해당 액체 이송로 (61a)의 출구 측의 형상은 핀 교정 효과를 발현하지 않은 R 형상으로 하는 등, 저유동저항 액체 이송로 (61a)의 유동저항을 다른 액체 이송로(61b)의 유동저항보다 상대적으로 감소시킨다.
2) 다른 액체 이송로 (61b)를 형성하여 인접한 미세 돌기 (60)의 액체 이송로 (61b) 측의 부위에 소수(소수성, hydrophobic) 처리를 하여 유동저항을 높임으로써, 저유동저항 액체 이송로 (61a)의 유동저항을 다른 액체 이송로 (61b)의 유동저항보다 상대적으로 감소시킨다.
3) 저유동저항 액체 이송로 (61a)의 단면적을 크게함으로써 저유동저항 액체 이송로 (61a)의 유동저항을 다른 액체 이송로 (61b)의 유동저항보다 상대적으로 감소시킨다.
또한, 단위 열 사이에 형성되는 열 사이의 액체 이송로(61c)의 유동저항을 저유동저항 액체 이송로 (61a)의 유동저항보다 상대적으로 감소시킴에 있어서, 전술한 실시 형태에서는, 인접한 단위 열 사이의 간격을 적절히 조정하는 예를 들고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 1) ~ 3)에 나타낸 방법 등을 이용하여 열 사이의 액체 이송로 (61c)의 유동저항을 저유동저항 액체 이송로 (61a)의 유동저항보다 상대적으로 저감시켜도 된다.
또한, 미세 돌기 (60)의 형상은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 적절히 설계할 수 있다.
또한, 전술한 분석 장치에 관한 실시 형태에서는 검출부 (8)에 형성한 테스트 유로 (8a)와 제어 유로 (8b)를 광폭의 얕은 바닥으로 형성하고, 그 저면에 포착 항체를 도포한 예에 대해서 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 도 9와 같이 검출부 (8)에 형성한 테스트 유로 (8a)와 제어 유로 (8b)에도 전술한 바와 같은 미세 액체 이송 구조체를 형성하고, 이들 유로 (8a), (8b)를 통과하는 검체 조제액의 액체 이송 방향을 제어하도록 해도 된다. 이 때, 미세 돌기 (60)에도 포착 항체 (CA)를 도포해 둠으로써, 예를 들면, 테스트 유로 (8a)에 있어서는, 금 콜로이드 표지 항체와 결합한 인플루엔자 항원 (LA)을 보다 포착하기 쉬워 지는 동시에, 금 콜로이드 표지 항체와 결합한 인플루엔자 항원 (LA)이 미세 돌기 (60)의 높이 방향을 따라서도 포착되기 때문에 금 콜로이드 입자에 의한 발색이 더욱 보기 쉬워진다.
또한, 도 9 (b)는 도 9 (a)의 B-B 단면도이다.
또한, 전술한 분석 장치에 관한 실시 형태에서는 인플루엔자 진단 키트를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 액체 이송수단으로서 외부 펌프를 사용하지 않고 분석 대상을 포함한 조제액을 이송하는데 모세관 현상을 추진력으로 이용하는 것이 요구되는 다양한 분석 장비에 적용할 수 있다.
<실시 예>
다음으로, 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
[실시예]
포토 리소그래피 법에 의해 미세 가공을 실시하여 제작한 몰드형에 폴리디메틸실록산 (도레 다우코닝사 제조 SILPOT184; 경화제와의 중량비 10 : 1)을 캐스팅하여 도 5의 예와 동일한 배열의 모세관 펌프 (미세 액체 이송 구조체)가 표면에 전사 형성된 기판을 형성하였다. 이렇게 하여 얻어진 기판의 표면에 커버로서 대형 슬라이드 유리(마쓰나미 유리 공업사 제조)를 폴리디메틸실록산의 자기 흡착으로 밀착시켜서 모세관 펌프를 밀봉하였다.
[비교예 1]
모든 미세 돌기를 도 5의 예에서의 미세 돌기 (60a)와 같은 것으로써 배열된 모세관 펌프를 기판 표면에 전사 형성한 것 이외에는 실시예와 동일하게 하였다.
[비교예 2]
모든 미세 돌기를 도 5의 예에서의 미세 돌기 (60c)와 같은 것으로써 배열된 모세관 펌프를 기판 표면에 전사 형성한 것 이외에는 실시예와 동일하게 하였다.
[평가]
3 % TRITON-X100 (다우 케미컬사 제조)를 조정 액으로 사용하여 커버에 형성된 투입구에서 적하량 5μL로 적하하였다. 모세관 펌프 내를 모세관 힘으로 유동하는 조제액을 디지털 현미경 (키엔스사 제조 VHK-1000)으로 촬영하여 모세관 펌프를 조제액이 통과하는 시간을 측정하고 유량의 편차 (CV)를 산출 하였다. 측정은 5 회 실시하여 그 평균값을 표 1에 나타낸다. 상기 CV가 5 % 이하인 경우 안정된 송액이 가능한 양호한 미세 액체 이송 구조체로서 평가를 "○"로하고, 상기 CV가 5 %를 초과하는 것의 평가를 "×로 표 1에 함께 표시하였다.
Figure pct00001
본 발명은 인플루엔자 진단 키트 등의 의료 분야에서의 분석 장치 뿐만 아니라 다양한 분야에서의 분석 장치에 적용하여 이용할 수있다.
이 명세서에 기재된 문헌 및 본원의 파리 우선권의 기초가 되는 일본 출원 명세서의 내용을 모두 여기에 원용한다.
1 분석 장치
60 (60a, 60b, 6 0c) 미세 돌기
61 액체 이송로
61a 저유동저항 액체 이송로
61b 다른 액체 이송로
61c 열 사이의 액체 이송로
62 (62a, 62b) 엣지부

Claims (7)

  1. 모세관 현상을 일으키는 간격으로 복수의 미세 돌기를 배열하여 이루어지는 미세 액체 이송 구조체이며,
    상기 미세 돌기가 일렬로 늘어서고, 또한 인접한 상기 미세 돌기의 간극을 액체 이송로로 하는 단위 열이 주기적으로 배열 설치되어
    상기 단위 열마다에 상기 액체 이송로 중 적어도 하나를 다른 액체 이송로보다 유동저항을 상대적으로 감소시킨 저유동저항 액체 이송로로 하는 동시에,
    상기 저유동저항 액체 이송로를 소정의 액체 이송 방향을 따라 배치한 것을 특징으로 하는 미세 액체 이송 구조체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 단위 열 사이에 형성되는 열 사이의 액체 이송로의 유동저항을 상기 저유동저항 액체 이송로의 유동저항보다 상대적으로 감소시킨 것을 특징으로 하는 미세 액체 이송 구조체.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 저유동저항 액체 이송로를 제외한 다른 액체 이송로를 형성하여 인접하는 상기 미세 돌기의 해당 액체 이송로의 출구 측에 핀 고정 효과를 발현하는 엣지부를 형성함으로써,
    상기 저유동저항 액체 이송로의 유동저항을 다른 액체 이송로의 유동저항보다 상대적으로 감소시킨 미세 액체 이송 구조체.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 액체 이송로를 형성하고 인접한 상기 미세 돌기의 상기 액체 이송로의 출구 측에 핀 고정 효과를 발현하는 엣지부를 형성하고,
    상기 저유동저항 액체 이송로를 제외한 다른 액체 이송로를 형성하여 인접한 상기 미세 돌기에 형성한 상기 엣지부의 핀 고정각을
    상기 저유동저항 액체 이송로를 형성하여 인접한 상기 미세 돌기에 형성한 상기 엣지부의 핀 고정각보다 작게함으로써
    상기 저유동저항 액체 이송로의 유동저항을 다른 액체 이송로의 유동저항보다 상대적으로 감소시킨 미세 액체 이송 구조체.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 저유동저항 액체 이송로를 제외한 다른 액체 이송로를 형성하여 인접한 상기 미세 돌기의 해당 액체 이송로 측의 부위에 소수 처리를 함으로써,
    상기 저유동저항 액체 이송로의 유동저항을 다른 액체 이송로의 유동저항보다 상대적으로 감소시킨 미세 액체 이송 구조체.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 저유동저항 액체 이송로의 단면적을,
    상기 저유동저항 액체 이송로를 제외한 다른 액체 이송로의 단면적보다 크게 함으로써,
    상기 저유동저항 액체 이송로의 유동저항을 다른 액체 이송로의 유동저항보다 상대적으로 감소시킨 미세 액체 이송 구조체.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 미세 액체 이송 구조체를 갖추고, 상기 미세 액체 이송 구조체에 의해서 추진력을 얻어 분석 대상을 포함한 조제액을 이송하는 것을 특징으로 하는 분석 장치.
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