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JP2007315936A - Microchip having fluid control section - Google Patents

Microchip having fluid control section Download PDF

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JP2007315936A
JP2007315936A JP2006146283A JP2006146283A JP2007315936A JP 2007315936 A JP2007315936 A JP 2007315936A JP 2006146283 A JP2006146283 A JP 2006146283A JP 2006146283 A JP2006146283 A JP 2006146283A JP 2007315936 A JP2007315936 A JP 2007315936A
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Japan
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fluid control
microchip
control unit
amplification reaction
fine
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Application number
JP2006146283A
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Japanese (ja)
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Makiko Dejima
真紀子 出嶋
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microchip having a new fluid control section allowing easy control of flow. <P>SOLUTION: This microchip comprises a rectangular substrate having a micro flow channel of a predetermined shape in its one surface, a facing substrate for sealing the micro flow channel, and the fluid control section in the micro flow channel. In the fluid control section, a wall structure section, having a notch, is disposed to block the micro flow channel, and the notch is disposed in the depth direction of the micro flow channel. The fluid control section has a pressurizing means. The fluid control section allows fluid control in the micro flow channel and allows control of the progression of the chemical reaction carried out inside the microchip. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、たとえばDNA(デオキシリボ核酸)などの生体関連物質の検出などに用いられるマイクロチップの微細流路内の構造に関するものである。   The present invention relates to a structure in a microchannel of a microchip used for detecting a biological substance such as DNA (deoxyribonucleic acid).

従来、ガラス等の基板表面にリソグラフィー等の微細加工技術によって、マイクロメートルオーダーの溝を形成して、この溝を液体や気体の微細流路とし、化学反応や生化学反応、溶媒抽出や気液分離、さらにはこれらに基づく微量成分の化学分析や非接触光学分析等を可能としたマイクロチップ技術が知られている。   Conventionally, a micrometer-order groove is formed on the surface of a substrate such as glass by lithography or the like, and this groove is used as a liquid or gas micro-channel, for chemical reaction, biochemical reaction, solvent extraction, gas-liquid There is known a microchip technology that enables separation, chemical analysis of trace components based on these, non-contact optical analysis, and the like.

このマイクロチップ技術においては、微小流路での流れを制御することが重要な課題の一つであって、これまでにも、微小流路内の固定した堰止め構造を設ける方法や(非特許文献1参照)、ダイヤフラムを気体や液体によって駆動するバルブ構造を用いる方法(非特許文献2)、表面修飾をした微小流路を用いる方法等によって流れを制御すること(非特許文献3)が提案されている。
A.Russom et al.(2002)Proceedings of the microTAS 2002symposium,Nara,pp.218−220. K.Ikuta et al.(2002)ibid,pp.37−39. N.Y.Lee et al.(2002)ibid,pp.667−669.
In this microchip technology, it is one of the important issues to control the flow in the microchannel, and so far a method of providing a fixed damming structure in the microchannel (non-patent Proposed to control the flow by a method using a valve structure that drives a diaphragm by gas or liquid (Non-patent Document 2), a method using a microchannel with surface modification, etc. (Non-Patent Document 3) Has been.
A. Russom et al. (2002) Proceedings of the microTAS 2002 symposium, Nara, pp. 218-220. K. Ikuta et al. (2002) ibid, pp. 37-39. N. Y. Lee et al. (2002) ibid, pp. 667-669.

しかしながら、これら従来の方法では、その構造体の形成方法が煩雑であったり、堰止め力が弱く、逆流したり制御しきれないなどの問題点があった。   However, these conventional methods have problems such as a complicated method for forming the structure, weak damming force, and reverse flow or control.

本発明では、上述のような従来技術の問題点を解消し、簡便に、流れを制御することを可能とする、新しい流体制御部を有するマイクロチップを提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a microchip having a new fluid control unit that solves the above-described problems of the prior art and enables easy flow control.

請求項1に記載の発明は、一方の表面に所定の形状の微細流路が配設された長方形状の基板と、該微細流路を封止する対面基板とからなるマイクロチップにおいて、該微細流路に流体制御部を備えることを特徴とするマイクロチップである。
流体制御部を備えることにより、マイクロ流路内での流体制御が可能となり、マイクロチップ内で行う化学反応の進行を制御することが可能となる。
The invention according to claim 1 is a microchip comprising a rectangular substrate having a predetermined-shaped fine flow path disposed on one surface and a facing substrate that seals the fine flow path. A microchip comprising a fluid control unit in a flow path.
By providing the fluid control unit, it is possible to control the fluid in the microchannel and to control the progress of the chemical reaction performed in the microchip.

請求項2に記載の発明は、DNAを増幅させる増幅反応を行うPCR増幅反応槽と、この増幅反応に使用する試薬を収容するリザーバーとを有する長方形状の基板であって、その長手方向に沿って、順に、リザーバー、PCR増幅反応槽が微細流路を介して設けられている基板と、該リザーバー、該PCR増幅反応槽および該微細流路とを封止する対面基板とからなるマイクロチップにおいて、該微細流路に流体制御部を備えることを特徴とするマイクロチップである。
リザーバー、PCR増幅反応槽と、それらを結ぶように配設された微細流路とを封止する対面基板を有するマイクロチップであるため、PCR増幅反応に使用する微量試薬および反応生成物の蒸発や不純物の混入を防ぐことが可能となる。また、流体制御部を備えることにより、PCR増幅反応槽中に試薬等が流れ出すことなく、リザーバー中で増幅反応に使用する試薬を水または緩衝液で溶解・混合させることができ、より精度の高い反応とすることが可能となる。
The invention according to claim 2 is a rectangular substrate having a PCR amplification reaction tank for performing an amplification reaction for amplifying DNA and a reservoir for storing a reagent used for the amplification reaction, along the longitudinal direction thereof. In turn, in a microchip comprising a substrate on which a reservoir and a PCR amplification reaction tank are provided via a fine channel, and a facing substrate that seals the reservoir, the PCR amplification reaction vessel and the fine channel A microchip comprising a fluid control unit in the fine channel.
Since it is a microchip having a facing substrate that seals a reservoir, a PCR amplification reaction tank, and a fine channel disposed so as to connect them, evaporation of trace reagents and reaction products used for PCR amplification reaction It becomes possible to prevent contamination of impurities. In addition, by providing a fluid control unit, it is possible to dissolve and mix the reagent used for the amplification reaction in the reservoir with water or a buffer without causing the reagent to flow into the PCR amplification reaction tank. It becomes possible to make it a reaction.

請求項3に記載の発明は、前記流体制御部は、切り込みを有する壁構造部を前記微細流路を遮断するよう設置した構造であり、該切り込みは微細流路の深さ方向に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロチップである。
流体制御部は、微細流路中に微細流路を遮断するように設けた壁構造部に深さ方向に切り込みを入れるという、非常に簡単な構造であるため、作製も非常に簡単である。後述するように、加圧により切り込みが開閉する弁体により微細流路内の流れを制御することができる。
According to a third aspect of the present invention, the fluid control unit is a structure in which a wall structure having a cut is installed so as to block the fine flow path, and the cut is provided in a depth direction of the fine flow path. The microchip according to claim 1, wherein the microchip is a microchip.
Since the fluid control part has a very simple structure in which a wall structure part provided so as to block the fine flow path in the fine flow path is cut in the depth direction, the fluid control part is very easy to manufacture. As will be described later, the flow in the fine flow path can be controlled by a valve body whose notches are opened and closed by pressurization.

請求項4に記載の発明は、前記切り込みの大きさが、微細流路の深さに対して30%以上100%以下であることを特徴とする請求項3に記載のマイクロチップである。
切り込みの大きさが、微細流路の深さに対して30%より小さいと流体による流体制御部への負荷が過大となり、流体制御部の損傷が生じる恐れがあるため、30%以上とすることが好ましい。
The invention according to claim 4 is the microchip according to claim 3, wherein the size of the cut is 30% or more and 100% or less with respect to the depth of the fine channel.
If the depth of cut is less than 30% of the depth of the fine flow path, the fluid will overload the fluid control unit and damage to the fluid control unit may occur. Is preferred.

請求項5に記載の発明は、前記流体制御部の長手方向の長さが、500um以上1000um以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のマイクロチップである。
流体制御部の長手方向の長さ、言い換えると、壁構造部の厚みが500umより小さいと微細流路中の流体を堰き止める力が弱く、また、1000umより大きいと流体を堰き止める力は強くなるが、切り込みが開閉しづらくなり弁体として機能しない恐れがある。
A fifth aspect of the present invention is the microchip according to any one of the first to fourth aspects, wherein the length of the fluid control unit in the longitudinal direction is not less than 500 μm and not more than 1000 μm.
If the length of the fluid control unit in the longitudinal direction, in other words, the thickness of the wall structure portion is smaller than 500 μm, the force for damaging the fluid in the fine flow path is weak, and if it is larger than 1000 μm, the force for damaging the fluid becomes strong. However, it is difficult for the notch to open and close, and there is a risk that it will not function as a valve body.

請求項6に記載の発明は、前記流体制御部はポリマーからなることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のマイクロチップである。
流体制御部はポリマーからなることにより、弁体として必要な柔軟性を持つことができる。
The invention according to claim 6 is the microchip according to any one of claims 1 to 5, wherein the fluid control unit is made of a polymer.
Since the fluid control unit is made of a polymer, the fluid control unit can have a necessary flexibility as a valve body.

請求項7に記載の発明は、前記ポリマーが、ポリジメチルシロキサンであることを特徴とする請求項6に記載のマイクロチップである。
ポリジメチルシロキサンは柔軟性に富むことはもちろん、自己吸着性があるので特殊な接合プロセスが不要であり、また耐熱性に優れるために多様な表面改質が可能であり、また優れた形状転写性を有し、さらには低価格で透明性に優れた材料であるため、流体制御部の構造、作製方法を低コストでより簡単にすることが可能である。
The invention according to claim 7 is the microchip according to claim 6, wherein the polymer is polydimethylsiloxane.
Polydimethylsiloxane is not only flexible but also self-adsorbing, so no special bonding process is required, and it can be modified in various ways due to its excellent heat resistance. Furthermore, since it is a low-cost material with excellent transparency, the structure and manufacturing method of the fluid control unit can be simplified at a low cost.

請求項8に記載の発明は、前記流体制御部に対して加圧手段を備えることを特徴とする請求項1から7に記載のマイクロチップである。
流体制御部は加圧手段を用いて圧力がかけられることにより開閉する、弁体構造となっているため、加圧により微細流路内の流体の流れを制御することが可能となる。
The invention according to claim 8 is the microchip according to any one of claims 1 to 7, further comprising a pressurizing unit for the fluid control unit.
Since the fluid control unit has a valve body structure that opens and closes when pressure is applied using a pressurizing means, it is possible to control the flow of fluid in the fine flow path by pressurization.

請求項1に係る発明においては、流体制御部を備えることにより、マイクロ流路内での流体制御が可能となり、マイクロチップ内で行う化学反応の進行を制御することが可能となる。   In the invention according to claim 1, by providing the fluid control section, it is possible to control the fluid in the microchannel and to control the progress of the chemical reaction performed in the microchip.

請求項2に係る発明においては、リザーバー、PCR増幅反応槽と、それらを結ぶように配設された微細流路とを封止する対面基板を有するマイクロチップであるため、PCR増幅反応に使用する微量試薬および反応生成物の蒸発や不純物の混入を防ぐことが可能となる。また、流体制御部を備えることにより、PCR増幅反応槽中に試薬等が流れ出すことなく、リザーバー中で増幅反応に使用する試薬を水または緩衝液で溶解・混合させることができ、より精度の高い反応とすることが可能となる。   In the invention according to claim 2, since it is a microchip having a facing substrate that seals a reservoir, a PCR amplification reaction tank, and a fine channel disposed so as to connect them, it is used for a PCR amplification reaction. It is possible to prevent evaporation of trace reagents and reaction products and contamination of impurities. In addition, by providing a fluid control unit, it is possible to dissolve and mix the reagent used for the amplification reaction in the reservoir with water or a buffer without causing the reagent to flow into the PCR amplification reaction tank. It becomes possible to make it a reaction.

請求項3に係る発明においては、流体制御部は、微細流路中に微細流路を遮断するように設けた壁構造部に深さ方向に切り込みを入れるという、非常に簡単な構造であるため、作製も非常に簡単である。後述するように、加圧により切り込みが開閉する弁体により微細流路内の流れを制御することができる。   In the invention according to claim 3, the fluid control unit has a very simple structure in which a cut is made in the depth direction in the wall structure provided to block the fine channel in the fine channel. The production is also very simple. As will be described later, the flow in the fine flow path can be controlled by a valve body whose notches are opened and closed by pressurization.

請求項4に係る発明においては、切り込みの大きさが、微細流路の深さに対して30%より小さいと流体による流体制御部への負荷が過大となり、流体制御部の損傷が生じる恐れがあるため、30%以上とすることが好ましい。   In the invention which concerns on Claim 4, when the magnitude | size of a cut is smaller than 30% with respect to the depth of a fine flow path, the load to the fluid control part by a fluid will become excessive, and there exists a possibility that the damage to a fluid control part may arise. For this reason, it is preferably set to 30% or more.

請求項5に係る発明においては、流体制御部の長手方向の長さ、言い換えると、壁構造部の厚みが500umより小さいと微細流路中の流体を堰き止める力が弱く、また、1000umより大きいと流体を堰き止める力は強くなるが、切り込みが開閉しづらくなり弁体として機能しない恐れがある。   In the invention according to claim 5, when the length of the fluid control unit in the longitudinal direction, in other words, the thickness of the wall structure part is smaller than 500 um, the force for blocking the fluid in the fine flow path is weak and larger than 1000 um. However, there is a possibility that the notch does not open and close easily and does not function as a valve body.

請求項6に係る発明においては、流体制御部はポリマーからなることにより、弁体としての柔軟性を持つことができる。   In the invention which concerns on Claim 6, the fluid control part can have the softness | flexibility as a valve body by consisting of a polymer.

請求項7に係る発明においては、ポリジメチルシロキサンは柔軟性に富むことはもちろん、自己吸着性があるので特殊な接合プロセスが不要であり、また耐熱性に優れるために多様な表面改質が可能であり、また優れた形状転写性を有し、さらには低価格で透明性に優れた材料であるため、流体制御部の構造、作製方法を低コストでより簡単にすることが可能である。   In the invention according to claim 7, polydimethylsiloxane is not only flexible but also self-adsorbing, so no special bonding process is required, and because it has excellent heat resistance, various surface modifications are possible. In addition, since the material has excellent shape transferability, and is inexpensive and excellent in transparency, the structure and manufacturing method of the fluid control unit can be simplified at a low cost.

請求項8に係る発明においては、流体制御部は加圧手段を用いて圧力がかけられることにより開閉する、弁体構造となっているため、加圧により微細流路内の流体の流れを制御することが可能となる。   In the invention according to claim 8, since the fluid control unit has a valve body structure that opens and closes when pressure is applied using a pressurizing means, the flow of fluid in the fine flow path is controlled by pressurization. It becomes possible to do.

以下に本発明を詳細に説明する。
本発明における基板は、柔軟性や自己吸着性を有するポリマーにより形成される。例えば、ポリジメチルシロキサン(PDMS)が挙げられる。本発明におけるマイクロチップの一実施例の平面図を図1に示す。長方形状の基板の一方の表面には、試薬などの注入口1やリザーバー2、反応槽5などが、マイクロチップの使用目的に合わせて所定の形状で所定の位置に適宜配設されており、また、これら注入口やリザーバー、反応槽を結ぶように、所定の形状を有する微細流路9が配設されている。
The present invention is described in detail below.
The substrate in the present invention is formed of a polymer having flexibility and self-adsorption. An example is polydimethylsiloxane (PDMS). A plan view of one embodiment of the microchip in the present invention is shown in FIG. On one surface of the rectangular substrate, a reagent inlet 1, a reservoir 2, a reaction vessel 5, etc. are appropriately arranged at a predetermined position in a predetermined shape according to the purpose of use of the microchip, In addition, a fine channel 9 having a predetermined shape is disposed so as to connect the inlet, the reservoir, and the reaction tank.

また、本発明におけるマイクロチップは、長方形状の基板の一方の表面にDNAを増幅させる増幅反応を行うPCR増幅反応槽と、この増幅反応に使用する試薬を収容するリザーバーとを設けることもできる。基板の長手方向に沿って、順に、リザーバー、PCR増幅反応槽が微細流路を介して設けられている。リザーバー中で増幅反応に使用する試薬を水または緩衝液で溶解・混合させた後、微細流路を通じてPCR増幅反応槽へ混合液を移動させ、増幅反応を行う。   The microchip in the present invention can also be provided with a PCR amplification reaction tank for performing an amplification reaction for amplifying DNA on one surface of a rectangular substrate, and a reservoir for storing a reagent used for this amplification reaction. A reservoir and a PCR amplification reaction tank are provided in order along the longitudinal direction of the substrate via a fine channel. The reagent used for the amplification reaction in the reservoir is dissolved and mixed with water or a buffer solution, and then the mixed solution is moved to the PCR amplification reaction tank through the fine channel to perform the amplification reaction.

前記微細流路9には、流体制御部3が設けられている。流体制御部は加圧により開閉する弁体構造になっている。流体制御部は、微細流路中の一部に微細流路を遮断するように壁構造部7を設け、該壁構造部に流体の通り道となる切り込み8を入れることにより形成される。マイクロチップの長手方向に対して垂直方向からみた流体制御部の一例を図2に示す。ここで、流体制御部の切り込み8は通常は密着しているため、切り込み部分の断面積はゼロである。切り込みの大きさdに関しては、微細流路の深さDに対して30%以上100%以下であることが好ましい。30%より小さいと流体による流体制御部への負荷が過大となり、流体制御部の損傷が生じることがある。壁構造部7の厚み、つまり流体制御部の長手方向の長さtは、500um以上1000um以下が望ましい。また、切り込み8を入れる位置は、流路の幅に対して、いずれの位置にあってもよい。   A fluid control unit 3 is provided in the fine channel 9. The fluid control unit has a valve body structure that opens and closes by pressurization. The fluid control unit is formed by providing a wall structure portion 7 so as to block the fine flow channel at a part of the fine flow channel, and making a cut 8 serving as a fluid passage in the wall structure portion. An example of the fluid control unit viewed from the direction perpendicular to the longitudinal direction of the microchip is shown in FIG. Here, since the cut 8 of the fluid control unit is normally in close contact, the cross-sectional area of the cut portion is zero. The cut size d is preferably 30% or more and 100% or less with respect to the depth D of the fine channel. If it is less than 30%, the load on the fluid control unit by the fluid becomes excessive, and the fluid control unit may be damaged. The thickness of the wall structure 7, that is, the length t in the longitudinal direction of the fluid control unit is preferably 500 μm or more and 1000 μm or less. Further, the position where the cut 8 is made may be at any position with respect to the width of the flow path.

流体制御部は後述する加圧手段を用いて圧力がかけられることにより開閉する、弁体構造となっている。この弁体構造を有する流体制御部の開閉により、微細流路内の流体の流れを制御することが可能となる。   The fluid control unit has a valve body structure that opens and closes when pressure is applied using a pressurizing means described later. By opening and closing the fluid control unit having this valve body structure, it becomes possible to control the flow of the fluid in the fine flow path.

流体制御部を設ける位置は、マイクロチップの使用目的に合わせて微細流路中に適宜配置される。また、マイクロチップの使用目的に合わせて、一ヶ所、または複数ヶ所に設けることができる。   The position where the fluid control unit is provided is appropriately arranged in the fine channel in accordance with the purpose of use of the microchip. Moreover, it can be provided at one place or a plurality of places according to the purpose of use of the microchip.

また、本発明におけるマイクロチップは、前記微細流路を封止するように対面基板を設ける。対面基板の材質は特に限定されないが、ポリジメチルシロキサンやアクリル系ポリマー、ガラスなど適宜選択することができる。対面基板を設ける場合には、微細流路を有する基板との接着性向上のために、基板の微細流路が形成されている面に表面処理を施すことが好ましい。例えば、コロナ放電処理などを行う。   Moreover, the microchip in the present invention is provided with a facing substrate so as to seal the fine flow path. The material of the facing substrate is not particularly limited, but can be appropriately selected from polydimethylsiloxane, acrylic polymer, glass and the like. In the case of providing a facing substrate, it is preferable to perform a surface treatment on the surface of the substrate on which the fine flow path is formed in order to improve adhesion with the substrate having the fine flow path. For example, corona discharge treatment is performed.

上述した流体制御部を有する本発明におけるマイクロチップは、加圧手段を有している。または、別の加圧手段に接続させることもできる。加圧手段は流体制御部より上流の微細流路上に設ける必要がある。例えば、前記リザーバーを押し加圧することにより、流体制御部が切り込みのところから開き、同時にリザーバー内の試薬が流体制御部を通り微細流路内を移動することができる。リザーバーを押す手段としてはリニアアクチュエーターなどが挙げられる。また、別の例としては、前記注入口にシリンジポンプを接続させることもでき、流速を上げることにより加圧する。   The microchip in the present invention having the fluid control unit described above has a pressurizing means. Alternatively, it can be connected to another pressurizing means. The pressurizing means must be provided on the fine flow channel upstream of the fluid control unit. For example, by pressing and pressurizing the reservoir, the fluid control unit can be opened from the notch, and at the same time, the reagent in the reservoir can move through the fluid control unit in the fine channel. Examples of the means for pushing the reservoir include a linear actuator. As another example, a syringe pump can be connected to the inlet, and the pressure is increased by increasing the flow rate.

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明の技術範囲はこれらの実施形態に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, the technical scope of this invention is not limited to these embodiment.

流体制御部を有するマイクロチップは、フォトリソグラフィー技術を用いて作製した。
はじめに、PDMSデバイスの鋳型の作製を行った。この鋳型は、エタノール洗浄した26mm×76mmのスライドガラス(松浪ガラス製)を基板として作製した。ネガ型フォトレジストであるSU−8 2100(化薬マイクロケム製)をガラス基板に2mL載せ、スピンコータにより1000rpmで30秒間コーティングした。その後、95℃で120分間プリベーキングして、フォトレジストから溶媒を除去した。チップ形成時に微細流路やリザーバー、反応槽などにしたい部分が白抜きになるように、また、流体制御部を構成する壁構造部は白抜きにならないようにPETフィルムに印刷したものをフォトマスクとして、フォトリソグラフィーを行った。フォトリソグラフィーは、超高圧水銀ランプ(ウシオ電機製)を用いて、約380mJ/cm、500秒間紫外線を照射し、その後、SU−8現像液(化薬マイクロケム製)を用いて未重合のフォトレジストを除き、SU−8の鋳型とした。
The microchip having the fluid control unit was manufactured using a photolithography technique.
First, a PDMS device mold was prepared. This mold was prepared using a 26 mm × 76 mm glass slide (made by Matsunami Glass) washed with ethanol as a substrate. 2 mL of SU-8 2100 (manufactured by Kayaku Microchem), which is a negative photoresist, was placed on a glass substrate and coated with a spin coater at 1000 rpm for 30 seconds. Then, the solvent was removed from the photoresist by prebaking at 95 ° C. for 120 minutes. A photomask printed on a PET film so that the microchannels, reservoirs, reaction tanks, and other parts that are to be used for chip formation are white and the wall structure that forms the fluid control unit is not white. As a result, photolithography was performed. Photolithography uses an ultrahigh pressure mercury lamp (manufactured by USHIO) to irradiate ultraviolet rays for about 380 mJ / cm 2 for 500 seconds, and then unpolymerized using a SU-8 developer (manufactured by Kayaku Microchem). Except for the photoresist, a mold for SU-8 was used.

次に、PDMAのモノマーおよびその架橋剤(東レダウコーニング製)を体積比10:1で十分に混合し、かつ真空下で、混合中に発生した気泡を除去した。周囲に粘着テープで囲いを付けたSU−8鋳型に、得られた混合物を注入し、65℃で90分間硬化させた。硬化したPDMSを、SU−8鋳型から剥がし、微細流路を遮断する壁構造部を有する基板が得られた。顕微鏡下で微細流路を遮断している壁構造部の中央付近に、メスで切り込みを入れることにより流体制御部とした。また、注入口および排出口をハトメ抜き状のもので形成した。得られたPDMSの微細流路が形成されている面をコロナ放電処理した後、微細流路の底部となる対面基板として、エタノール洗浄済みのスライドガラス基板を接着し、流れを制御する流体制御部を有するマイクロチップ(図1)を得た。 Next, the PDMA monomer and its cross-linking agent (manufactured by Toray Dow Corning) were thoroughly mixed at a volume ratio of 10: 1, and bubbles generated during mixing were removed under vacuum. The resulting mixture was poured into a SU-8 mold surrounded by an adhesive tape and cured at 65 ° C. for 90 minutes. The cured PDMS was peeled off from the SU-8 mold to obtain a substrate having a wall structure that blocks the fine flow path. A fluid control unit was made by cutting with a scalpel near the center of the wall structure part blocking the fine channel under the microscope. In addition, the inlet and the outlet were formed in the shape of eyelet removal. After the corona discharge treatment is performed on the surface on which the PDMS microchannel is formed, a fluid control unit that controls the flow by bonding an ethanol-washed glass slide substrate as the facing substrate that becomes the bottom of the microchannel A microchip (FIG. 1) having was obtained.

第一注入口1より注入された試薬Aは、微細流路を通りリザーバー2に溜められる。第二注入口4にはシリンジポンプを連結し、試薬Bを送液しておく。第一注入口1を粘着テープで封止し、適宜リザーバー2を押すことで、リザーバー2内の試薬Aを流体制御部3を通じて微細流路内に移動させた。リザーバーの押し込みをやめても、微細流路内の試薬がリザーバー2側に逆流することはなかった。 The reagent A injected from the first injection port 1 is stored in the reservoir 2 through the fine channel. A syringe pump is connected to the second inlet 4 to supply the reagent B. The first injection port 1 was sealed with an adhesive tape, and the reservoir 2 was appropriately pushed to move the reagent A in the reservoir 2 into the fine flow path through the fluid control unit 3. Even if the pushing of the reservoir was stopped, the reagent in the fine channel did not flow backward to the reservoir 2 side.

本発明の流体制御部を有するマイクロチップの一実施例を示す平面図である。It is a top view which shows one Example of the microchip which has a fluid control part of this invention. 本発明の流体制御部の一実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Example of the fluid control part of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 第一注入口
2 リザーバー兼加圧部
3 流体制御部
4 第二注入口
5 反応槽
6 反応液回収口
7 壁構造部
8 切り込み
9 微細流路
D 微細流路の深さ
d 切り込みの深さ
t 流体制御部の長手方向の長さ
































DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st injection port 2 Reservoir and pressurization part 3 Fluid control part 4 2nd injection port 5 Reaction tank 6 Reaction liquid collection port 7 Wall structure part 8 Cutting 9 Fine flow path D Depth of fine flow path d Depth of cut t Length of fluid control unit in the longitudinal direction
































Claims (8)

一方の表面に所定の形状の微細流路が配設された長方形状の基板と、該微細流路を封止する対面基板とからなるマイクロチップにおいて、該微細流路に流体制御部を備えることを特徴とするマイクロチップ。   In a microchip including a rectangular substrate having a microchannel with a predetermined shape disposed on one surface and a facing substrate that seals the microchannel, the microchannel includes a fluid control unit. A microchip characterized by DNAを増幅させる増幅反応を行うPCR増幅反応槽と、この増幅反応に使用する試薬を収容するリザーバーとを有する長方形状の基板であって、その長手方向に沿って、順に、リザーバー、PCR増幅反応槽が微細流路を介して設けられている基板と、該リザーバー、該PCR増幅反応槽および該微細流路とを封止する対面基板とからなるマイクロチップにおいて、該微細流路に流体制御部を備えることを特徴とするマイクロチップ。   It is a rectangular substrate having a PCR amplification reaction tank for performing an amplification reaction for amplifying DNA and a reservoir for storing a reagent used for this amplification reaction, and in that order along the longitudinal direction of the reservoir, the PCR amplification reaction In a microchip including a substrate in which a tank is provided via a fine channel, and a facing substrate that seals the reservoir, the PCR amplification reaction vessel, and the fine channel, a fluid control unit is provided in the fine channel. A microchip comprising: 前記流体制御部は、切り込みを有する壁構造部を前記微細流路を遮断するよう設置した構造であり、該切り込みは微細流路の深さ方向に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロチップ。   2. The fluid control unit has a structure in which a wall structure having a cut is installed so as to block the fine flow path, and the cut is provided in a depth direction of the fine flow path. Or the microchip of 2. 前記切り込みの大きさが、微細流路の深さに対して30%以上100%以下であることを特徴とする請求項3に記載のマイクロチップ。   The microchip according to claim 3, wherein the size of the cut is 30% or more and 100% or less with respect to the depth of the fine channel. 前記流体制御部の長手方向の長さが、500um以上1000um以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のマイクロチップ。   5. The microchip according to claim 1, wherein a length of the fluid control unit in a longitudinal direction is not less than 500 μm and not more than 1000 μm. 前記流体制御部はポリマーからなることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のマイクロチップ。   The microchip according to claim 1, wherein the fluid control unit is made of a polymer. 前記ポリマーが、ポリジメチルシロキサンであることを特徴とする請求項6に記載のマイクロチップ。   The microchip according to claim 6, wherein the polymer is polydimethylsiloxane. 前記流体制御部に対して加圧手段を備えることを特徴とする請求項1から7に記載のマイクロチップ。



















The microchip according to claim 1, further comprising a pressurizing unit for the fluid control unit.



















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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9714445B2 (en) 2011-12-22 2017-07-25 Shimadzu Corporation Chip device for manipulating object component, and method using the same

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