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专利名称：分析用具及其制造方法
技术领域：
本发明涉及具备用于使试样分析所必需的液体移动的流道的分析用具及其制造方法。
背景技术：
分析用具的形式有对形成了沟槽的基板接合覆盖层(cover)，覆盖沟槽。上述分析用具中的基板与覆盖层的接合方法例如有扩散接合法(例如参照专利文献1)、使用溶剂的方法(例如参照专利文献2)、以及使用粘合要素的方法。扩散接合法按照以下步骤进行。首先，对基板和覆盖层中的一方接合面照射能量， 进行改性，使玻璃化转变温度降低。接着，在将基板和覆盖层位置对合的状态下将覆盖层按压在基板上。接着，以比改性区域的玻璃化转变温度高、且比基板或覆盖层的玻璃化转变温度低的温度下对位置对合的基板和覆盖层进行加热。由此，改性区域选择性软化，因此可以将基板与覆盖层接合。根据上述方法，无需溶剂或粘合要素，而且可以高度确保位置对合精度。但是，必须进行基板或覆盖层的改性以及加压加热步骤，因此在制造成本方面有问题。即，需要可照射真空紫外线等的能量照射装置作为用于对基板或覆盖层改性的能量源，并且还需要在将覆盖层按压在基板上的状态下用于将基板或覆盖层加热至目标温度的加压调温装置。因此，扩散接合法需要有昂贵的装置，因此制造成本提高。另外，必须进行基板或覆盖层的改性、加热步骤，因此接合所需的时间延长，生产性变差。不仅如此，在制造保持试剂的分析用具时，由于能量的照射或加热，可能使试剂劣化。使用溶剂的方法是在流道的周围涂布溶剂，使流道的周围溶解，然后将基板与覆盖层位置对合，将基板与覆盖层接合。该方法中，在涂布溶剂后将覆盖层按压在基板上，由此可以将基板与覆盖层接合，因此可以简易且低成本地将基板与覆盖层接合。但是，由于需要在溶剂干燥之前(流道周围溶解的状态下)将基板与覆盖层位置对合，因此必须使位置对合在较短时间内进行。另外，在微型装置等的分析用具中，由于流道微细化，难以在流道的周围涂布溶剂。使用粘合要素的方法是通过在基板和覆盖层之间介入双面胶带或粘合剂等粘合要素，而将基板与覆盖层接合的方法。该方法是在将粘合要素与基板或覆盖层粘合后，使覆盖层与基板位置对合进行接合的方法，因此可简便且低成本地进行。但是，由该方法制作的分析用具在使用时，流道中移动的试样或试剂等可能与粘合要素接触，因此有试样或试剂被污染的可能性。另外，流道的截面尺寸必须增大出粘合要素的厚度部分，这不仅阻碍了流道的微细化，还由于粘合要素厚度尺寸的不均勻，可能导致装置尺寸、继而流道尺寸产生不均勻。专利文献1 日本特表2003-509251号公报专利文献2 日本特许4021391号公报

发明内容
发明所要解决的课题本发明的课题在于提供可以简便且低成本地制造、且可以容易且精度良好地进行所接合的两种构件的位置确定、尺寸精度偏差小的分析用具，同时提供可适用于流道微细化的分析用具的技术。解决课题的方法本发明的第一方面提供一种分析用具，该分析用具具备用于使试样移动的流道以及用于保持试样的槽的至少一方，并且使用溶剂将第1构件与第2构件接合，该分析用具进一步具备在上述第1构件或上述第2构件的至少一方形成的溶剂通道，并且上述第1构件和上述第2构件在上述溶剂通道或其周边部融合。上述溶剂通道例如沿着上述流道或上述槽的至少一部分形成。优选分析用具具备保持试剂的试剂保持部时，上述溶剂通道具有包围上述试剂保持部的部分。上述溶剂通道例如在上述第1构件和上述第2构件的至少一方的边缘开放。上述溶剂通道是使例如用于使上述溶剂移动的毛细管力作用的通道。优选上述溶剂通道的一般截面形状具有带圆形的部分，例如矩形截面的至少一个角部带有圆形。这里，本发明中，上述溶剂通道的一般截面是指占上述流道中的主要部分且具有同样的截面形状的部分。上述流道的一般截面的面积例如为1 μ m2 100mm2，在一个例子中，相当于所谓的微型装置的流道。本发明的第二方面提供分析用具的制造方法，该制造方法包含以下步骤第1步骤，在第1构件和第2构件的至少一方形成用于使试样移动的流道和用于保持试样的槽的至少一方；第2步骤，使用溶剂将上述第1构件和上述第2构件接合；该制造方法进一步包含在上述第1构件和上述第2构件的至少一方形成用于使上述溶剂移动的溶剂通道的第3步骤。这里，第3步骤与第1步骤可分别进行，也可以与第1步骤同时进行。即，流道和槽的至少一方与溶剂通道可分别形成，也可同时形成。上述第2步骤中，例如通过使上述溶剂存在于上述溶剂通道中，上述第1构件和上述第2构件在上述溶剂通道或其周边部接合。上述第3步骤中，上述溶剂通道例如在沿着上述流道或上述槽的至少一部分的位置形成。这里，使上述溶剂通道在沿着上述流道或上述槽的至少一部分的位置上形成，这并不限于使上述溶剂通道与上述流道或上述槽在上述第1构件和上述第2构件中的一方 (同一构件)形成的情形。即，可以在上述第1构件和上述第2构件中的一方构件上形成上述溶剂通道，同时在另一构件上形成上述流道或上述槽。上述第1步骤中，上述通道是以例如具有用于保持试剂的试剂保持部的形式形成。此时，上述第3步骤中，优选上述溶剂通道以具有包围上述试剂保持部的部分的形式形成。上述第3步骤中，上述溶剂通道例如是用于排出该溶剂通道的溶剂以及气体中的
4至少一方的通道，并且以在上述第1构件和上述第2构件的至少一方的边缘具有开放的排出口的形式形成。此时，上述第2步骤中，上述溶剂由上述排出口排出。上述第2步骤中，例如通过在上述溶剂通道中产生的毛细管力使上述溶剂保持在上述溶剂通道中。上述第2步骤中，可以利用外部动力使上述溶剂保持在上述溶剂通道中。上述第3步骤中，上述溶剂通道的一般截面形状例如可形成为具有带圆形的部分的形状，例如矩形截面的至少一个角部带有圆形。上述第1步骤中，上述流道的一般截面的面积例如形成为Iym2 100mm2。即，本发明的制造方法也可适用于制造所谓的微型装置的情形。附图简述[

图1]是本发明的分析用具的一个例子的整体立体图。[图2]是图1所示的分析用具的分解立体图。[图3]是图1所示的分析用具中的基板的平面图。[图4]是沿图3的IV IV线的截面以及将其主要部分放大显示的截面图。[图5]图5A是用于说明图3所示的基板的流道的平面图，图5B是用于说明基板的溶剂通道的平面图。[图6]图6A 图6C是用于说明溶剂通道的截面形状的其它例子而将主要部分放大显示的截面图。[图7]图7A和图7B是用于说明基板与覆盖层接合方法的立体图。[图8]图8A 图8C是用于说明基板与覆盖层的接合方法而将主要部分放大显示的截面图。[图9]是表示本发明的分析用具的其它例子的、相当于图2的分解立体图。[图10]是表示图9所示分析用具中基板的主要部分的平面图。[图11]是表示图9所示分析用具中主要部分的截面图。符号说明1分析用具2基板(第1构件)20 流道20F试剂保持部(槽)21溶剂通道21Ea 排出口3覆盖层(第2构件)34 排出口实施发明的最佳方式以下，参照附图对本发明涉及的分析用具及其制造方法进行具体说明。图1和图2所示的分析用具1是以所谓的微型装置的形式构成，适合通过光学方法进行的试样分析。该分析用具1是提供反应场所，基板2和覆盖层3在沿着通道21的周围的部分直接融合。如图2 图5所示，基板2具有流道20(图5A中用黑色表示的部分)和溶剂通道 21 (图5B中用黑色表示的部分)。
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流道20是通过毛细管力使分析所需的液体移动的部分。当然，流道20的构成也可以是通过泵等外部动力或静电力等使液体移动。流道20形成例如截面形状在主要部分为同样的矩形，矩形截面的一边的长度例如为1 μ m 1mm。当然，流道20的截面形状并不限定为矩形，也可以是矩形以外的多角形或半圆等的形状。该流道20具有液体接受部20A、20B，液体导入通道20C、20D、液体混合通道20E、以及试剂保持部20F。液体接受部20A、20B是向流道20导入保持的液体的部分，与液体导入通道20C、 20D连接。液体导入通道20C、20D将液体接受部20A、20B和液体混合通道20E之间连接。液体混合通道20E是将分别由液体接受部20A、20B导入的液体进行混合的部分。 该液体混合通道20E整体盘成曲棍形，以增加流道长度。液体混合通道20E的端部20 向分析用具1的侧方开放，该开放部发挥将流道20的内部气体向外部排出的排气口 OOEa) 的功能。 试剂保持部20F在流道20 (液体混合通道20E)的端部区域形成，且保持试剂部4。 该试剂保持部20F构成分析装置中的照射来自测定用光源的光的测定部。试剂部4根据要分析的成分确定其组成，例如形成为溶解于液体的固体状。该试剂部4可以是将试剂保持在凝胶等多孔性物质中的构成，也可以是将多个层积层形成的构成，本发明中，对该形态并没有特别限定。试剂部4还可以在如供给试样和试剂使用的分析用具1中省略。在使用溶剂将基板2与覆盖层3接合时，溶剂通道21用于使溶剂移动并保持溶剂。溶剂通道21例如通过毛细管力使溶剂移动。溶剂通道21中，在通过毛细管力使溶剂移动时，当截面形状为矩形时，溶剂通道21的一般截面尺寸例如可以是矩形截面的一边的长度为Iym 10mm。当然，溶剂通道21的截面形状并不限定为矩形，也可以是矩形以外的多角形或半圆等的形状，如图6A 图6C所示的例子，可以是多角形或半圆形以外的形状。 图6A所示的例子是矩形截面的上部一侧的角部带有圆形，图6B所示的例子是矩形截面的下部一侧的角部带有圆形，图6C所示的例子是矩形截面的全部角部带有圆形。溶剂通道21 的截面形状为矩形以外的情形时，一般截面的面积例如为Iym2 100mm2。溶剂通道21中的溶剂的移动也可以利用泵等外部动力代替毛细管力来进行。具有上述功能的溶剂通道21整体沿着流道20 (包围流道20)形成，具有液体接受部21A、导入通道21B、液体接受部环绕部21C、21D、混合通道侧部21E、以及试剂保持部环绕部 21F。液体接受部2IA用于向溶剂通道21导入溶剂，经由导入通道2IB与液体接受部环绕部2IB连接。导入通道21B用于将液体接受部21A的溶剂导入液体接受部环绕部21C、21D，与液体接受部21A和液体接受部环绕部21C、21D连接。液体接受部环绕部21C、21D沿着液体导入通道20C、20D的侧方、液体接受部20A、 20B的周围、以及液体导入通道20C、20D的侧方延伸。混合通道侧部21E与液体接受部环绕部21C、21D连接，同时在液体混合通道20E 的两侧沿着液体混合通道20E延伸。混合通道侧部21E的端部21 向基板2的侧方开放，发挥用于排出溶剂的排出口 OlEa)的功能。试剂保持部环绕部21F设置于混合通道侧部21E的端部区域，同时以包围试剂保持部20F的周围的形式形成。如图1和图2所示，覆盖层3积层在基板2上，覆盖流道20和溶剂通道21，具有液体导入口 30、31和溶剂导入口 32。液体导入口 30、31就在基板2中的流道20的液体接受部20A、20B的上面形成，与这些液体接受部20A、20B连通。溶剂导入口 32就在基板2中的溶剂通道21的液体接受部21A的上面形成，与液体接受部2IA连通。上述分析用具1经由覆盖层3中的液体导入口 30、31导入分析所需的液体来使用。参照图5A可知，这些液体例如根据毛细管现象，经由液体接受部20A、20B分别导入到液体导入通道20C、20D，在液体混合通道20E中混合，同时移动，然后到达试剂保持部20F。 对于在液体混合通道20E中混合的液体，由于试剂部4 (参照图2 图4)在试剂保持部20F 中溶解，因此试样与试剂反应。如上所述，试样与试剂反应的产物在分析装置中分析。另一方面，分析用具1中，当是省略了试剂保持部20F的试剂部4的构成时，分别向液体接受部20A、20B导入试剂和试样。试剂和试样在液体混合通道20E中反应，同时移动，到达试剂保持部20F。接着，对于分析用具1的制造方法进行说明。不过，以下是以分别制造每一个分析用具1的情形为例进行说明。分析用具1经过覆盖层形成步骤、基板形成步骤和接合步骤进行制造。覆盖层形成步骤例如通过对透明的树脂薄膜实施冲压加工，然后将树脂薄膜切成目标大小来进行。参照图1和图2可知，在冲压加工中，形成应成为液体导入口 30、31以及溶剂导入口 32的通孔。当然，也可以在切裁树脂薄膜后实施冲压加工，形成覆盖层3。还可以对覆盖层3的一个面(覆盖基板2的流道20的面)进行紫外线照射或涂布表面活性剂等，实施亲水处理。用于形成树脂薄膜的材料(用于形成覆盖层3的材料)例如可举出聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或环状烯烃(例如乙烯与二环戊二烯系化合物的共聚物、或乙烯与降冰片烯系化合物的共聚物)等的高分子材料。树脂薄膜(覆盖层幻还可以将2种以上高分子材料组合形成。例如，可以使用将所例举的高分子材料中的2种以上掺混得到的材料，成型为树脂薄膜(覆盖层幻，也可以将由不同的高分子材料形成的薄膜或片贴合，制成树脂薄膜(覆盖层3) ο基板形成步骤例如通过使用热塑剂树脂的注射成型来进行。注射成型中，通过改善模具的形状，可以在基板2上形成流道20 (图5A中用黑色表示的部分)和溶剂通道 21 (图5B中用黑色表示的部分)。流道20和溶剂通道21除激光加工或机械加工之外，也可以通过实施蚀刻处理等来形成。基板材料例如可以例举聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯 (PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或环状烯烃(例如乙烯与二环戊二烯系化合物的共聚物、或乙烯与降冰片烯系化合物的共聚物)等的高分子材料。
如图7A和图7B所示，接合步骤如下进行将基板2与覆盖层3位置对合，将覆盖层 3按压在基板2上，在该状态下，一边经由溶剂导入口 32和溶剂通道21的液体接受部21A 排出溶剂通道21的气体，一边向溶剂通道21中填充溶剂，然后从溶剂通道21中排出溶剂。如图7A所示，溶剂向溶剂通道21中的填充例如可通过溶剂通道21中产生的毛细管力或者泵等外部动力来进行。所使用的溶剂只要可溶解基板2和覆盖层3的表面，可以由溶剂通道渗入基板2 和覆盖层3之间即可，可根据基板2和覆盖层3的材质等决定。溶剂可以使用链烷类、醇类、 多元醇类、芳族烃类、卤化烃类、醚类、酮类、酯类或酰胺类等的有机溶剂。链烷类的有机溶剂例如可举出直链状链烷(正己烷、正戊烷和正庚烷等)。醇类的有机溶剂例如可举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇和辛醇。多元醇类的有机溶剂例如可举出甲基溶纤剂和丁基溶纤剂。芳族烃类的有机溶剂例如可举出苯、甲苯和二甲苯。卤代烃类的有机溶剂例如可举出亚甲基氯、亚乙基氯、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、氯仿、三氯乙烷和四氯乙烷。醚类的有机溶剂例如可举出二乙醚、四氢呋喃、二嗯烷，除此之外还有缩醛。酮类的有机溶剂例如可举出烷基酮(例如丙酮、甲基乙基酮)、甲基异丁基酮和环己烷。酯类的有机溶剂例如可举出乙酸酯(乙酸甲酯和乙酸乙酯等)。酰胺类的有机溶剂例如可举出二甲基甲酰胺。溶剂可以使用单一种类，或者将多种混合使用。例如作为基板2和覆盖层3的材料使用环状烯烃(乙烯与二环戊二烯系化合物的共聚物、或乙烯与降冰片烯系化合物的共聚物)、或聚碳酸酯时，可以使用选自二甲苯、三氯乙烷、二嗯烷、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、 环己烷和乙酸乙酯的一种有机溶剂，或将多种组合使用。溶剂的供给可根据需要，在与添加剂混合的状态下进行。添加剂可以使用调节溶剂通道21中的溶剂的移动速度、或者调节基板2或覆盖层3的溶解速度的添加剂，另一方面，也可以使用调节溶剂的粘度或表面力的添加剂。添加剂例如可举出乙醇、乙酸、二甲苯或二噁烷。添加剂的使用量例如在溶剂的总量中为5 10% Wt0如图8A所示，溶剂通道21中存在溶剂5时，溶剂5通过毛细管力渗入基板2与覆盖层3之间的微小缝隙(参照图中的箭头)。溶剂5的渗入是基于毛细管力进行的，因此溶剂通道21中的溶剂5无法渗透到流道20中。其结果，如图8B所示，在基板2与覆盖层 3接触的部分，溶剂通道21的周边部(溶剂口 21与流道20之间)选择性溶解(参照图中的波浪线)。此时，如图6A和图6C所示，如果溶剂通道21的一般截面形状是在接近覆盖层3 的角部为带圆形的形状，则溶剂容易从溶剂通道21渗入到基板2与覆盖层3之间。溶剂5由溶剂通道21渗入到基板2和覆盖层3之间的渗入速度例如可根据溶剂5 的组成、添加在溶剂5中的添加剂的种类、或覆盖层3对基板2的按压力的大小等来调节。另一方面，如图7B所示，溶剂5由溶剂通道21排出例如可通过泵等外部动力进行。更具体地说，可通过由溶剂导入口 32压入空气、由排出口 21 排出溶剂5，或者使吸引力作用于排出口 21Ea，由溶剂导入口 32吸取、同时由排出口 21 排出溶剂5来进行。
如图8C所示，通过将溶剂5由溶剂通道21排出，则基板2或覆盖层3的溶解停止， 同时溶解部分(图中的波浪线部分)固化。由此，在基板2或覆盖层3溶解的部分(溶剂通道21的周边部)，基板2与覆盖层3直接融合。溶剂通道21整体沿着流道20 (包围流道 20)形成。因此，基板2与覆盖层3在沿着通道21周围的部分直接融合。上述基板2与覆盖层3的接合方法中无需进行基板2或覆盖层3的改性和加热步骤。因此无需用于使基板2或覆盖层3进行改性或加热的装置，在制造成本上有利，在将基板2与覆盖层3接合时无需担心试剂部4的劣化。此时，如图6A 图6C所示，如果将溶剂通道21的一般截面形状制成具有带圆形的部分的形状，则可以降低溶剂通道21中的通道电阻。因此，可以将溶剂5迅速地由溶剂通道21中排出，另外可以降低溶剂5残留在溶剂通道21中的可能性。溶剂通道21的排出口 21 形成向侧方开放的形态时，也可以减小溶剂通道21中的通道电阻，因此可以将溶剂5迅速地由溶剂通道21排出。基板2与覆盖层3的接合是在将基板2与覆盖层3的位置对合后向溶剂通道21 中供给溶剂，因此无需在溶剂干燥之前将基板2与覆盖层3位置对合，时间上较为充裕，可以确实地使位置对合。并且，在微型装置等的分析用具1中，也可以通过溶剂通道21使溶剂容易且确实地存在于流道20的周围。并且，基板2与覆盖层3的粘合不使用双面胶带或粘合剂等的粘合要素，因此无需担心试样或试剂被粘合要素污染，流道20的截面尺寸发生偏差的可能性也降低。接着，参照图9 图11，对本发明的分析用具的其它例子进行说明。这些图中，参照图1 图7，对于与之前说明的分析用具2同样的要素采用相同的符号进行标记，以下省略其重复说明。图9 图11所示的分析用具6中，流道20和溶剂通道21的端部形态与之前的分析用具2(参照图1 图7)不同。流道20中，端部22在基板2的边缘之前形成，如之前的分析用具2，并不是在基板2的边缘向侧方开放。端部22是在向流道20中导入试样时用于排出流道20的气体的部分，与覆盖层3的排出口 33连接。溶剂通道21与流道20同样，端部幻在基板2的边缘之前形成，如之前的分析用具 2，并不是在基板2的边缘向侧方开放。端部^是在将溶剂导入溶剂通道21时用于排出溶剂通道21的气体、并将残留在溶剂通道21中的溶剂排出的部分，与覆盖层3的排出口 ；34连通。当然，本发明并不限于上述实施方案，可以有各种设计变更。本发明也适用于将3种液体以上进行混合的分析用具；可形成多个流道、构建多个反应体系的分析用具；或者不存在流道、直接向如反应槽那样的槽中供给试样的构成的分析用具。当然，本发明并不限于通过光学方法进行试样分析的构成的分析用具，也可适用于通过电化学方法进行试样分析的构成的分析用具。本发明还适用于同时制造多个分析用具时。例如，将形成了应成为基板的多个要素的板材进行树脂成型，然后将覆盖层与该板材接合，然后切裁该接合体，由此可同时制造多个分析用具。并且，本发明并不限于将2张板材接合的情形，也可适用于将3张以上的板材接合的情形。
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权利要求
1.分析用具，该分析用具具备用于使试样移动的流道和用于保持试样的槽的至少一方，并且使用溶剂将第1构件与第2构件接合，该分析用具进一步具备在上述第1构件或上述第2构件的至少一方中形成的溶剂通道，并且上述第1构件和上述第2构件在上述溶剂通道或其周边部融合。
2.权利要求1所述的分析用具，其中，上述溶剂通道沿着上述流道或上述槽的至少一部分形成。
3.权利要求1所述的分析用具，其中，上述溶剂通道具有排出口，该排出口排出该溶剂通道的溶剂和气体中的至少一方，上述排出口在上述第1构件和上述第2构件的至少一方中开放。
4.分析用具的制造方法，该制造方法包含以下步骤第1步骤，在第1构件和第2构件的至少一方中形成用于使试样移动的流道和用于保持试样的槽中的至少一方；第2步骤， 使用溶剂将上述第1构件和上述第2构件接合；该制造方法进一步包含在上述第1构件和上述第2构件的至少一方中形成用于使上述溶剂移动的溶剂通道的第3步骤。
5.权利要求4所述的分析用具的制造方法，其中，在上述第2步骤中，通过使上述溶剂存在于上述溶剂通道中，上述第1构件与上述第2构件在上述溶剂通道或其周边部接合。
6.权利要求4所述的分析用具的制造方法，该方法进一步包含在上述第3步骤之后、上述第2步骤之前进行，并且使上述第1构件与上述第2构件位置对合的第4步骤。
7.权利要求4所述的分析用具的制造方法，其中，在上述第3步骤中，上述溶剂通道在沿着上述流道或上述槽的一部分的位置形成。
8.权利要求4所述的分析用具的制造方法，其中，上述第3步骤中，上述溶剂通道是用于排出该溶剂通道的溶剂和气体中的至少一方的通道，并且具有在上述第1构件和上述第 2构件的至少一方中开放的排出口，上述第2步骤中，上述溶剂和上述气体中的至少一方由上述排出口排出。
全文摘要
本发明涉及分析用具(1)，该分析用具(1)具备用于使试样移动的流道(20)和用于保持试样的槽(20F)，并且使用溶剂将第1构件(2)和第2构件(3)接合。分析用具(1)进一步具备在上述第1构件(2)和第2构件(3)的至少一方形成的溶剂通道(21)。第1构件(2)和第2构件(3)在溶剂通道(21)或其周边融合。优选溶剂通道(21)沿着流道(20)或槽(20F)的至少一部分形成。
文档编号G01N35/08GK102171576SQ20098014034
公开日2011年8月31日 申请日期2009年10月5日 优先权日2008年10月5日
发明者北村茂 申请人:爱科来株式会社