[發(fā)明專利]微流道器件以及微流道器件的制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080014356.0
• 申請(qǐng)日: 2010-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102369444A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 和田啟男;田村浩;小林宏資;清元智文;洪錫亨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 信和化工株式會(huì)社;東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G01N35/08
• 分類號(hào): G01N35/08;B01J19/00;B81B1/00;G01N30/26;G01N37/00
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 柳春雷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微流道器件以及微流道器件的制造方法，該微流道器件設(shè)置在利用了壓力輸液的溶液分析系統(tǒng)內(nèi)，并在基板上形成有包括多個(gè)直線流道以及連接相鄰的所述直線流道的端部的彎曲流道的微流道。

背景技術(shù)

近年來(lái)，使用微流道器件的科學(xué)領(lǐng)域越來(lái)越寬，例如被用作用于分離分析的緊湊的媒介、或者用作高效率地進(jìn)行化學(xué)合成或生物化學(xué)合成的反應(yīng)場(chǎng)。

其中，在使用了微流道器件的分離分析方法中，以往當(dāng)在微流道內(nèi)輸送溶液中存在的分離對(duì)象試料(以下稱為“試料”)時(shí)，采用了通過(guò)利用試料所具有的電荷在微流道的入口出口施加電壓來(lái)產(chǎn)生電位差并將該電位差作為驅(qū)動(dòng)力的電泳法或電動(dòng)色層分離法。稱為，作為另外的分離分析方法，還采用了利用通過(guò)微流道與試料的接觸表面的電荷生成的電滲透流的電色層分離法等。

但是，在上述那樣的利用電場(chǎng)的分離分析方法中，為了在微流道內(nèi)輸送試料中的分離對(duì)象物質(zhì)，充滿微流道內(nèi)的輸送溶劑最好為包含有機(jī)或武技鹽的緩沖液，并且分離對(duì)象物質(zhì)最好有電荷。即，進(jìn)行分離分析的對(duì)象物質(zhì)的種類受限制。因此，現(xiàn)狀是被應(yīng)用于上述的分離分析方法的微流道器件只能用于特定用途。

另一方面，在液體色層分離法(高速液體色層分離法)中，利用由所謂的力學(xué)泵產(chǎn)生的壓力差，作為用于輸送使分離對(duì)象物質(zhì)被輸送的溶劑的驅(qū)動(dòng)力。在該液體色層分離法中，與將電場(chǎng)作為輸液驅(qū)動(dòng)力的電泳法等不同，用于輸送分離對(duì)象物質(zhì)的溶劑不受限制。作為該溶劑，例如能夠使用高濃度有機(jī)溶劑至水、以及利用了在寬范圍內(nèi)構(gòu)建pH條件的無(wú)機(jī)或有機(jī)鹽的緩沖液等。此外，不僅溶劑的種類，作為分離對(duì)象物質(zhì)，也可以與有無(wú)電荷無(wú)關(guān)地將無(wú)機(jī)至有機(jī)化合物、以及生物物質(zhì)、親水性或疏水性物質(zhì)等具有寬的特性范圍的物質(zhì)作為對(duì)象。從該分離分析條件的可選擇性的寬廣性，可以相信壓力輸液式的微流道器件將廣泛貢獻(xiàn)于很多化學(xué)產(chǎn)業(yè)和研究領(lǐng)域，例如，在近年來(lái)的科學(xué)研究以及開(kāi)發(fā)中獲得矚目的超高速分析、在蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝物組學(xué)等生物領(lǐng)域中要求的超高性能分離、或者在產(chǎn)業(yè)中變得重要的大量試料的處理、以及被期待作為下世代化學(xué)產(chǎn)業(yè)的微化學(xué)方法等。

此外，已有報(bào)告稱均勻地配置了微腔的微流道器件的原理性分離分析性能比當(dāng)前被使用最多的顆粒填充柱的性能高(非專利文獻(xiàn)1)。從而，可期待微流道器件的實(shí)際使用在上述化學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步中做出更多貢獻(xiàn)。

但是，迄今為止，在利用了壓力輸液的液體色層分離法中還沒(méi)有報(bào)告稱使用微流道器件，并發(fā)現(xiàn)了與實(shí)際現(xiàn)行的液體色層分離法用分離介質(zhì)相等或其以上的分離分析性能。

然而，當(dāng)制作在通過(guò)在基板上進(jìn)行蝕刻處理而形成的微流道內(nèi)配置微腔的腔型微流道器件時(shí)，為了獲得分離試料的充分的分離性能，可以設(shè)計(jì)直線細(xì)長(zhǎng)的微流道，但是，由于要形成微流道的基板的大小本身有限，并且作為微流道器件的特征的對(duì)緊湊性的要求等的情況，需要在有限的面積中以折疊的形狀形成多個(gè)直線狀的微流道(以下稱為“直線流道”)，并通過(guò)曲線狀的微流道(以下稱為“彎曲流道”)連接這些直線流道來(lái)延長(zhǎng)全體流道。

但是，在與直線流道相同的寬度設(shè)計(jì)了將多個(gè)直線流道彼此連接的彎曲流道的流道中，在該彎曲流道中溶液的流動(dòng)、即試料的流動(dòng)會(huì)發(fā)生紊亂。該試料的紊流例如是由于彎曲流道的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的試料流之間產(chǎn)生了速度差而引起的。其結(jié)果是，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)從僅由直線狀流道構(gòu)成的微流道所具有的原理性性能可預(yù)測(cè)的分離分析性能，包括直線流道以及彎曲流道的微流道全體的分離分析性能大幅度下降。從而，無(wú)法實(shí)現(xiàn)耐于實(shí)用的微流道器件。

因此，以往在利用了電泳法的微流道器件中提出了設(shè)計(jì)彎曲流道，以使試料流經(jīng)將直線流道彼此連接的彎曲流道的內(nèi)側(cè)的時(shí)間與試料流經(jīng)彎曲流道的外側(cè)的時(shí)間相等(專利文獻(xiàn)1)。此外，還提出了設(shè)計(jì)彎曲流道，以使彎曲流道的內(nèi)周和外周的長(zhǎng)度相等(專利文獻(xiàn)2)。

專利文獻(xiàn)1：日本國(guó)特表2001-523001號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：美國(guó)專利第6270641號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)1：Analytical?Chemistry，Vol.79，No.15，August?1，2007

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問(wèn)題

在使用了上述專利文獻(xiàn)1、2所述的微流道的情況下，在利用電場(chǎng)的電泳法中，抑制了彎曲流道中試料的紊流，發(fā)現(xiàn)了試料的分離分析性能得到了改善。但是，在利用壓力輸液的液體色層分離法中，微流道內(nèi)的試料的流動(dòng)與利用電泳法的場(chǎng)合不同。因此，在液體色層分離法中，即使使用專利文獻(xiàn)1、2所述的微流道，也無(wú)法抑制彎曲流道中試料的紊流，無(wú)法制造具有與現(xiàn)行的分離分析媒介相同程度的可用的分離分析性能的微流道器件。