复合结构体和用于分析微粒子的微芯片的制作方法

文档序号:9401216阅读:600来源:国知局
复合结构体和用于分析微粒子的微芯片的制作方法
【专利说明】复合结构体和用于分析微粒子的微芯片
[0001]本申请是国际申请日为2012年6月15日、国际申请号为PCT/JP2012/003939,发明名称为“复合结构体及其制造方法”的PCT申请的进入国家阶段日为2014年I月13日、申请号为201280034743.X、发明名称为“复合结构体及其制造方法”的中国国家阶段申请的分案申请。
技术领域
[0002]本技术涉及一种复合结构体和用于分析微粒子的微芯片。更具体地,本技术涉及这样一种复合结构体和用于分析微粒子的微芯片,其中,所述复合结构体被形成为使得由热变形温度不同的材料制成的多个构件利用热变形而进行组合。
【背景技术】
[0003]近年来,正在开发微芯片,半导体行业的超精密加工技术被应用在其中,用于化学或生物分析的区域或流路设置在由硅或玻璃制成的基板上。利用这种微芯片的分析系统被称为微全分析系统(微TAS),芯片实验室系统或生物芯片系统。分析系统作为可以加速分析,提高效率或促进集成,并进一步减小分析设备的尺寸的技术引起了关注。
[0004]利用微TAS,可以利用小样本数量进行分析,并且微芯片是一次性的。由于这些原因,期望微TAS适用于,尤其适用于使用有价值的微样本和许多测试物质的生物分析。例如,用于液相色谱法的电化学检测器和临床实践中的小电化学传感器已知为微TAS的应用实例。
[0005]此外,作为另一应用实例,已知微粒子分析技术光学地、电学地或磁学地分析设置在微芯片中的流路中的微粒子比如细胞或微珠的特性。在微粒子分析技术中,通过分析被确定为满足预定条件的群(组)与微粒子分离并从微粒子收集。
[0006]例如,专利文献I公开了 “一种微芯片,其包括:流路,包含微粒子的液体流过所述流路;以及出口,流过流路的液体从所述出口排除至芯片外的间隙,其中,检测微粒子的光学特性的光照射部形成在流路的预定部分处”。该微芯片控制从出口排出的微粒子中包含的液滴的移动方向。因此,微芯片被用于分离并收集在光照射部被确定为具有预定光学特性的微粒子。
[0007]引用列表
[0008]专利文献
[0009]PTL 1:日本专利申请公开 N0.2010-190680

【发明内容】

[0010]技术问题
[0011]当通过组合多个构件形成微芯片时,必须高度准确地定位形成在各构件中的流路或区域并且将它们连接在一起。在现有技术中,作为用来定位所述流路的方法,使用了一种非常麻烦的方法,其中各构件的流路等在同时利用显微镜对它们进行观察时被连接。
[0012]鉴于以上所述,本技术的主要目的是提供一种能够高度准确地、容易地定位形成在各构件中的流路或区域并且将它们连接在一起的复合结构体。
[0013]解决方案
[0014]为了解决上述问题,本技术提供了一种复合结构体,包括:至少两个基板,每个包括热塑性树脂并被层压;以及至少一个构件,包括热变形温度比所述热塑性树脂的热变形温度高的材料,其中,所述构件位于形成在所述基板的至少一个中的间隙中从而使得分别形成在所述基板的至少一个中的区域以及所述构件中的区域被连接。
[0015]进一步地,本技术提供了一种用于分析微粒子的微芯片,包括:至少两个基板,每个包括热塑性树脂并被层压;以及至少一个构件,包括热变形温度比所述热塑性树脂的热变形温度高的材料,其中,所述构件位于形成在所述基板的至少一个中的间隙中从而使得分别形成在所述基板的至少一个中的区域以及所述构件中的区域被连接。
[0016]本发明的有益效果
[0017]利用本技术,微芯片被设置为使得能够高度准确地、容易地定位形成在各构件中的流路或区域并将它们连接在一起。
【附图说明】
[0018]图1是示出根据本技术的复合结构体的配置的顶部示意图。
[0019]图2是示出根据本技术的复合结构体的配置的截面示意图(沿图1中的P-P线截取的截面)。
[0020]图3是示出根据本技术的复合结构体的配置的截面示意图(沿图1中的Q-Q线截取的截面)。
[0021]图4是示出基板11和12的配置的截面示意图。
[0022]图5示出了说明构件2的配置的示意图,其中㈧示出了顶视图,(B)示出了侧视图,(C)示出了前视图。
[0023]图6示出了说明构件2与基板11和12之间的接合部的配置的截面示意图,其中(A)示出了热变形之前的基板11和12,(B)示出了热变形之后的基板11和12。
[0024]图7示出了说明构件2与基板11和12之间的接合部的修改实例的配置的截面示意图,其中㈧和(C)示出了热变形之前的基板11和12,⑶和⑶示出了热变形之后的基板11和12。
[0025]图8是示出根据本技术的复合结构体的实施方式的特定实例的示意图。
【具体实施方式】
[0026]下文中,将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。要注意的是,在该说明书和附图中,具有大致相同功能和结构的结构元件用相同参考编号表示,并省略对这些结构元件的重复阐述。按以下顺序进行阐述。
[0027]1.复合结构体
[0028]2.复合结构体的制造方法
[0029]3.用于分析微粒子的微芯片
[0030]1.复合结构体
[0031]图1是示出了根据本技术的复合结构体的配置的顶部示意图。图2和图3是分别示出根据本技术的复合结构体的配置的截面示意图。图2与沿图1中的P-P线截取的截面对应,图3与沿图1中的Q-Q线截取的截面对应。
[0032]附图中用参考编号A表示的复合结构体设置有通过热压缩接合的基板11和12,以及嵌入并接合至基板11和12的嵌入构件2(下文简称“构件2”)。区域3形成在基板11和12和构件2中。下文中,区域3被解释成液体穿过的流路,并被称为“流路3”。进一步地,复合结构体A被解释成设置用于分析液体的微芯片,并被称为“微芯片A”。
[0033]基板11和12由热塑性树脂制成并通过热压缩接合。作为流路3的结构元件,将待分析的液体或包含分析目标对象的液体从外部引入流路3的进入端口 31,以及将液体从流路3的内部排至外部的排出端口 32形成在基板11和12中。
[0034]热塑性树脂可以是已知的用作微芯片材料的树脂。热塑性树脂的实例包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂、环状聚烯烃、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯和聚二甲基硅氧烷(PDMS)。流路3等在基板11和12中的形成可以利用已知的诸如纳米压印(nanoimprinting)、注入成型(inject1n molding)、机械加工等技术执行。
[0035]构件2由热变形温度比形成基板11和12的热塑性树脂的热变形温度高的材料制成。构件2的材料的实例包括前述热塑性树脂、金属、玻璃、石英、陶瓷等。例如,当构件2由玻璃制成时,流路3等在构件2中的形成可以通过湿法刻蚀或干法刻蚀执行。进一步地,例如,当构件2由金属制成时,流路3等的形成可以通过机械加工执行。
[0036]如图1和图2所示,流路3的形成在基板11和12中的部分以及流路3的形成在构件2中的部分被连结和连接在一起而没有发生移位。因此,引入流路3的液体可以流过流路3而不会在形成在基板11和12中的部分与形成在构件2中的部分之间的结合处在液流中出现扰动。
[0037]形成在基板11和12中的流路3和形成在构件2中的流路3连接在一起可以通过利用在热压所接合期间产生的基板11和12的热变形相对于基板11和12定位构件2来实现。更具体地,如图3所示,在微芯片A中,构件2由基板11和12的由于热变形而收缩的壁面13固定并保持,从而使得基板11和12和构件2被定位。在下一部分“复合结构体的制造方法”中将更详细地阐述利用基板11和12的热变形执行的基板11和12和构件2的定位。
[0038]这里,通过组合两个基板11和12和单一构件2形成的复合结构体以微芯片A示出。然而,根据本技术的复合结构体可以包括三个或三个以上基板并且还可以包括两个或两个以上构件。进一步地,这里,说明了比如流路3等的区域形成在基板11和12的每一个中的实例。然而,这些区域可以全部形成在基板11和12的一个中。
[0039]2.复合结构体的制造方法
[0040]接下来,将参照图4至图6说明根据本技术的复合结构体的制造方法,以上述微芯片A作为实例。图4是示出基板11和12的配置的截面示意图。图4与图2对应,除省略构件2外。图5示出了说明构件2的配置的示意图,其中(A)示出了顶视图,(B)示出了侧视图,(C)示出了前视图。图6示出了说明构件2与基板11和12之间的接合部的配置的截面示意图,其中㈧示出了热变形之前的基板11和12,⑶示出了热变形之后的基板11和12。要注意的是,图6与沿图1中的Q-Q线截取的截面对应。
[0041]首先,将说明第一处理。在第一处理中,设置由热塑性树脂制成并具有间隙14的基板11和12。在第一处理中,在基板11和12中形成间隙14从而使得在基板11和12彼此重叠的状态下构件2可以插入间隙14中(参照图4)。当基板11和12彼此重叠时,
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