免疫学测定器件的制作方法

文档序号:14648523发布日期:2018-06-08 21:21阅读:178来源:国知局
免疫学测定器件的制作方法

本发明涉及利用抗原抗体反应的免疫学测定中所用的免疫学测定器件,特别涉及包含具备成为免疫学测定对象的样本所移动的流路的微流体器件的免疫学测定器件。



背景技术:

一般而言,已知有在利用抗原抗体反应的免疫学测定中所用的免疫学测定器件。作为该种免疫学测定器件,例如已知有被称作免疫层析器件的器件。所谓免疫层析器件,是可以进行利用了抗原抗体反应的免疫学测定的器件,主要用于细菌、病毒等病原体的检测。

具体而言,免疫层析器件中,通过向由预先浸渗有标记试剂的玻璃纤维等无纺布、纤维构成的结合垫滴下例如血液或体液等含有待分析物的样本,所述标记试剂是将与样本中所含的待分析物(抗原或抗体)反应的抗体或抗原固相化于标记物的状态,则如果在样本中含有抗原(或抗体),该抗原就会因抗原抗体反应而与预先浸渗于结合垫中的标记试剂形成复合体而被标记,该复合体从与结合垫抵接的由硝基纤维素发泡体构成的膜中移动过去,由以线状配置于上游的样本捕捉部分的包含捕捉抗体的捕捉试剂捕捉,使得标记物以能够观察的线状(line状)显色。

由此,可以根据标记物的浓度、线的位置(种类)来检测、测定样本的有无或浓度、种类等。作为该种器件,被作为流感等传染病或过敏用的诊断试剂盒、市售的妊娠检查试剂盒广泛地使用。

此处,此种流感的检查试剂盒等中所使用的免疫层析器件优选操作容易且可以一次性使用的简易的构成的器件,作为为了产生抗原抗体反应而一边将样本及标记试剂混合一边使之移动的成为流路的介质,例如使用由硝基纤维素发泡体等多孔体构成的膜,利用基于多孔体的毛细管现象的毛细管力,可以无需来自外部的泵力地使样本及标记试剂移动、行进。

另外,在作为样本的流路使用硝基纤维素等发泡体的免疫层析器件中,为了排除标记物堵塞于成为样本的流路的发泡体的多孔部分的可能性,需要使标记物为与多孔体的孔(间隔)相比足够小的粒径。例如,硝基纤维素发泡体的平均孔径约为10μm左右,如果也考虑孔径有波动的发泡体的特性等,则标记物的大小需要最大为400nm以下,优选设为40nm左右。因此,免疫层析器件中,使用粒径为40nm以下的金胶体等作为标记物。

然而,在将此种粒径40nm以下的金胶体作为标记物使用的情况下,抗原抗体反应的结果是,即使标记试剂由包含抗原或抗体的捕捉试剂捕捉,由于标记物的粒径小,因此也不会使器件的样本捕捉部分充分地显色,存在有观察性(信号强度)降低(恶化)的问题。特别是在病毒等待分析物的浓度低等时,不能使样本捕捉部分以能够观察的程度显色,即使在样本中含有抗原,显色也不充分,因此判定为阴性,例如存在有看漏流感的初期感染的情况。因此,在使用免疫层析器件的情况下,需要采集包含高浓度的待分析物的样本,存在有对被测者的侵袭和伴随有由此造成的强烈的疼痛的问题。

因而,为了解决此种免疫层析器件的问题,例如提出过专利文献1、专利文献2中公开的那样的方案。

专利文献1中提出,作为免疫层析器件的标记物,使用平均粒径为50~150nm的微小粒径的金胶体粒子,并且使金胶体粒子的表面担载铂。这是因为,金胶体具有红色的显色性,通过使粒子表面担载铂,可以利用铂膜所具有的黑色的对比,而与通常的金胶体相比提高观察性、信号强度,可以提高检测线的观察性。

另外,专利文献2中提出,在床边即时(POC)检查中所用的检查用试剂盒中,作为使样本移动的流路,不使用硝基纤维素发泡体等多孔体,而是以利用光刻形成的小室(试样注入室、反应室、检测室)作为样本的流路来构成。这是意图避免在使用多孔体的情况下产生的孔径的波动、正确的制造的困难性的问题的方案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第3886000号公报

专利文献2:日本特表2009-501908号公报



技术实现要素:

发明所要解决的问题

然而,引用文献1记载的提案中,为了提高免疫层析器件的标记物的观察性、信号强度,将金胶体用显色为黑色的铂膜进行覆膜,然而标记物自身的大小(粒径)与通常的金胶体基本上没有改变。因此,观察性、信号强度的提高也只不过单纯是由显色的不同所致,其中自然是有极限的,没有达到根本性的解决。

即,在引用文献1的提案中,如果意图可靠地提高利用免疫层析器件的标记物的观察性、信号强度,就只能进一步增大作为标记物的金胶体的粒径,如果像这样增大标记物的粒径,就会在由多孔体构成的膜内发生堵塞,从而产生使样本的移动、展开停止的与以往完全相同的问题。

另一方面,引用文献2记载的提案中,作为免疫学测定器件,不是利用使用硝基纤维素发泡体等多孔体来作为使样本移动的介质的免疫层析器件,而是使用以在基板上利用光刻形成的小室作为流路的微流体装置,由此似乎可以避免像引用文献1那样的多孔体的堵塞的问题。

然而,引用文献2中公开的借助小室的流路如果意图获得毛细管现象,就必须使小室的流路直径也尽可能地微小,其结果是,与引用文献1相同,如果为了提高观察性、信号强度而增大标记物的粒径,就会有在微小、微细的小室内产生堵塞、样本的展开停止的问题。

另外,引用文献2的提案中,为了使样本与标记物混合,需要确保构成流路的小室(试样注入室、反应室、检测室)非常长,另外,流路的形状(路径)也需要设为锯齿状、梳齿状等复杂的形状,因而还存在有流路极长且变得复杂的问题。

本发明是为了解决如上所述的以往技术所具有的问题而提出的方案,其目的在于,提供一种免疫学测定器件,其不用利用多孔体来构成移动样本的流路,另外,不用使流路长度变长且变得复杂,可以对流路自身赋予强的毛细管力和混合性能而使样本及标记物可靠地移动及混合,即使增大标记物的粒径也不用担心在流路中产生堵塞等,可以可靠并且有效地提高标记物的观察性、信号强度。

用于解决问题的方法

为了达成上述目的,本发明的免疫学测定器件包含具备进行基于抗原抗体反应的免疫学测定的样本所移动的流路的微流体器件,具备:标记试剂供给部,其配设于流路的上游部,对样本进行标记;和检测流路,其配设于标记试剂供给部的下游,测定所述样本的抗原抗体反应,在标记试剂供给部中,配置有具有利用抗原抗体反应来标记所述样本的、固相化有抗原或抗体的标记物的标记试剂。

发明效果

根据本发明的免疫学测定器件,不用利用多孔体来构成移动样本的流路,另外,不用使流路长度变长且变得复杂,可以对流路自身赋予强的毛细管力及混合性能而使样本及标记物可靠地移动及混合。

因而,即使增大标记物的粒径,也不用担心在流路中产生堵塞等,可以可靠并且有效地提高标记物的观察性、信号强度。

由此,可以提供适于特别简易的流感用的诊断试剂盒等的免疫学测定器件。

附图说明

图1是表示构成本发明的一个实施方式的免疫学测定器件的微流体器件的外观立体图。

图2是表示图1所示的微流体器件的分解立体图。

图3是图1所示的微流体器件的基板的示意性俯视图。

图4是本发明的一个实施方式的微流体器件的检测流路的说明图,(a)是检测流路的俯视图,(b)是(a)所示的检测流路的A-A线剖视图。

图5是针对图1所示的微流体器件的毛细管泵流路的一例将其要部放大表示的示意性俯视图。

图6是针对图5所示的毛细管泵流路的钉扎效应进行说明的说明图。

图7是表示在图5所示的毛细管泵流路中液体利用毛细管力流动的样子的说明图。

图8是表示在本发明的实施方式的毛细管泵流路的一例中任意地诱导送液方向的例子的说明图。

图9是表示针对图1所示的微流体器件的混合器流路的一例使流路剖面的图心连续地变化的混合器流路的说明图,(a)为俯视混合器流路而得的放大图,(b)同样地为侧视混合器流路的基板剖面而得的放大图,(c)为微流体器件的外观立体图,将相当于(a)、(b)所示的混合器流路的部分用断续线表示。

图10是表示图1所示的微流体器件的混合器流路的另一例的要部放大俯视图。

图11是图10所示的混合器流路的B-B线剖视图。

图12是配置于图10所示的混合器流路中的槽部的下游端的示意性立体图。

图13是表示图10所示的混合器流路的变形例的要部放大俯视图。

图14是表示在本发明的一个实施方式的免疫学测定器件的流路内移动的标记物的状态的说明图,(a)为示意性地表示流路内的流体的移动的俯视图,(b)及(c)为(a)所示的流路的局部放大,(b)为本发明的标记物的情况,(c)为以往的标记物的情况。

图15是示意性地表示构成本发明的一个实施方式的免疫学测定器件的微流体器件的制造工序的说明图,(a)表示通过对构成微流体器件的基板及覆盖体的2个树脂基材的接合面进行氩等离子体照射而使该接合面平坦化及软化的工序,(b)表示将使接合面平坦化及软化了的2个树脂基材层叠后对2个树脂基材进行加热及加压而接合的工序。

具体实施方式

以下,在参照附图的同时,对本发明的免疫学测定器件的实施方式进行说明。

图1是表示构成本发明的一个实施方式的免疫学测定器件的微流体器件1的外观立体图,图2是其分解立体图。

如该图所示,本实施方式的免疫学测定器件由微流体器件1构成。

[微流体器件]

如图1、2所示,本实施方式的微流体器件1具备包含产生毛细管力的毛细管泵流路6、与毛细管泵流路连接、连通的在将流体混合的同时使之移动的混合器流路7、与混合器流路7连接、连通的测定样本的抗原抗体反应的检测流路8的流路,构成了无需对流路赋予来自外部的泵力的加压机构、具备可以利用流路内的毛细管力使流体移动的自送液型的流路的无源型的微流体器件。

该种无源型的微流体器件无需泵等加压机构,可以使器件自身的构成小型化、简化,例如为作为简易的流感用的迅速诊断试剂盒构成的微流体器件。

具体而言,将本实施方式的微流体器件1作为使用了抗原抗体反应的流感诊断器件构成,由具备基板2、和覆盖基板2的表面的覆盖体(盖构件)3的微流体器件构成。

本实施方式中,在此种流体器件上,形成包含上述的毛细管泵流路6、混合器流路7、检测流路8的流路,并且在流路的最上游部,具备被滴下样本的成为标记试剂供给部的结合垫4,另外,在流路的最下游部,具备吸收分析后的残液的吸收垫5。

此外,本实施方式中形成如下的构成,即,向配置于流路的上游部的成为标记试剂供给部的结合垫4,浸渗具有对被滴下的样本中所含的待分析物利用抗原抗体反应进行标记的固相化有抗原或抗体的标记物的标记试剂,标记物具有给定值以上的直径(例如400nm以上的直径)。

本实施方式中,作为利用流感的诊断试剂盒测定的样本中所含的待分析物以流感抗原为对象,向结合垫4浸渗包含固相化有与流感抗原结合的标记抗体的标记物的标记试剂。

此外,作为标记试剂中所含的标记物,具备具有给定值以上的直径的大粒径珠子。

本实施方式的微流体器件1中,如后所述,移动、输送样本及标记试剂的各流路6、7、8是具备在维持各流路的功能不变的状态下、即使增大标记物的粒径也不会在流路中产生堵塞的足够的流路宽度及流路深度的构成,可以利用大粒径的标记物,大幅度提高样本的抗原抗体反应的观察性、信号强度,可以容易并且可靠地测定样本的抗原抗体反应。

以下,对能够进行大直径的标记物的移动、输送的本实施方式的微流体器件1的各部的构成进行说明。

[基板及覆盖体]

基板2如图2所示,在其表面,形成有结合垫抵接部4a、第一毛细管泵流路6a、混合器流路7、检测流路8、第二毛细管泵6b、以及吸收垫抵接部5a的各部。

具体而言,在玻璃制或塑料制的基板2,利用转印、刻设等形成例如作为宽度100μm左右、深度50μm左右的微小的流路空间的流路(毛细管泵流路6、混合器流路7、检测流路8),在其上面接合成为盖构件的覆盖体3,形成成为抗原抗体反应的反应场所的微流路。需要说明的是,形成于基板的流路6、7、8的流路的大小(宽度、深度)或流路长度、流路形状等可以根据微流体器件1的使用用途、流体的种类等任意地设定。

此外,本实施方式中,为了能够移动、输送后述的大直径的标记物,以使各流路6、7、8的大小(流路宽度及流路深度)大于标记物的直径的方式形成。

图3是基板2的示意性俯视图。需要说明的是,图中以网点表示的部位是构成后述的毛细管泵流路6的微细送液结构体(参照图5~8)。

基板2可以利用转印形成等来成形构成流路的微细形状,例如可以使用聚二甲基硅氧烷等紫外线固化性、热固化性或二剂型固化性树脂利用流延成形来进行成形。另外,也可以使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、环烯烃共聚物、环烯烃聚合物等热塑性树脂利用注射成形、纳米压印等来进行成形。

另外,也可以使用玻璃、硅利用蚀刻、超精密机械加工等来进行成形。

覆盖体3可以设为树脂制或玻璃制,优选透明到可以透视形成于基板2的表面的检测流路8的程度。

该覆盖体3如图2所示,在形成于一端侧的缺口部4b、5b分别保持结合垫4和吸收垫5的同时,将第一毛细管泵流路6a、混合器流路7、检测流路8(测试流路8a及对照流路8b)、第二毛细管泵流路6b密封而与基板2接合。

此时,为了将由覆盖体3密封了的第一毛细管泵流路6a在结合垫抵接部4a侧开口,以达到与第一毛细管泵流路6a的底面相同的深度、或比之略深的方式形成结合垫抵接部4a。由此,经由该开口,将结合垫4与第一毛细管泵流路6a连接。

同样,为了将由覆盖体3密封了的第二毛细管泵流路6b在吸收垫抵接部5a侧开口,以达到与第二毛细管泵流路6b的底面相同的深度、或比之略深的方式形成吸收垫抵接部5a。由此,经由该开口,将吸收垫5与第二毛细管泵流路6b连接。

需要说明的是,对于树脂制的基板2与覆盖体3的接合方法,在参照图15的同时在后面叙述。

毛细管泵流路6具备与结合垫4连接的上游侧的第一毛细管泵流路6a、和与吸收垫5连接的下游侧的第二毛细管泵流路6b这2条流路。该第一毛细管泵流路6a及第二毛细管泵流路6b由微细送液结构体构成,所述微细送液结构体利用毛细管现象作为输送包含成为分析对象的样本及标记试剂的调配液的推进力。

由此,包含样本及标记试剂的流体无需外部泵等加压机构,仅由毛细管泵流路6的推进力在流路内移动、输送,可以构成适于流感用的诊断试剂盒等的无源型的微流体器件。

此外,本实施方式中,为了在维持毛细管泵的功能的同时,能够移动、输送后述的大直径的标记物,以使毛细管泵流路6的流路宽度及流路深度与标记物的直径(例如400nm以上)相比足够大的方式,例如以30μm以上的宽度、深度形成。

对于本实施方式的毛细管泵流路6的详情,在参照图5~8的同时在后面叙述。

混合器流路7是使第一毛细管泵流路6a与检测流路8之间连接、连通的流路,构成用于使由毛细管泵流路6的推进力输送的包含样本及标记试剂的流体有效地混合的流路空间。

在该混合器流路7内移动期间,流体被高效、迅速并且可靠地进行混合,在到达检测流路8前,可以使样本及标记试剂可靠地结合、反应。

另外,本实施方式的混合器流路7可以在将流路内的水头损失(損失ヘッド)、压力损失的增加压缩为与不附设混合器流路而附设直线流路的情况同等的量的同时使流体移动,无需由毛细管泵流6所致的推进力以外的外部泵等加压机构,可以使流体在混合的同时在流路内通过、移动。

由此,可以作为最适于构成流感用的诊断试剂盒等的无源型的微流体器件的流路来利用。

此外,对于该混合器流路7,为了能够移动、输送本实施方式的大直径的标记物,也是以使混合器流路7的流路宽度及流路深度与标记物的直径(例如400nm以上)相比足够大的方式,例如以30μm以上的宽度、深度形成。

对于本实施方式的混合器流路7的详情,在参照图9~13的同时在后面叙述。

检测流路8是在形成于混合器流路7的下游侧的流路上的流路空间中、通过抗原抗体反应对样本中所含的待分析物的浓度利用目视来观察、测定的检测部。

本实施方式的检测流路8设有测试流路8a和对照流路8b,所述测试流路8a涂布有通过抗原抗体反应来捕捉与标记试剂的抗体结合了的流感抗原的捕捉抗体,所述对照流路8b涂布有捕捉没有结合流感抗原的标记试剂的捕捉抗体。

图4是本实施方式的微流体器件1的检测流路8的测试流路8a(或对照流路8b)的说明图,(a)是流路的俯视图,(b)是(a)的A-A线剖视图。

如该图所示,检测流路8的测试流路8a被制成大宽度浅底,在其底面涂布有包含捕捉抗体的捕捉试剂CA,通过抗原抗体反应将复合体(与标记试剂的标记抗体结合了的流感抗原)LA捕捉。虽然没有特意图示,然而对照流路8b也是同样的构成。

此外,如图4(b)所示,在该检测流路8被捕捉了的复合体LA的标记物是通过目视被观察、确认,进行其浓度的判定、检测等。

对于该检测流路8,也与上述的混合器流路7相同,为了可以移动、输送本实施方式的大直径(例如直径400nm以上)的标记物,以与标记物的直径相比足够大、例如10μm以上的宽度、深度形成流路宽度及流路深度。

在使用如上所述的微流体器件1来诊断被测者是否感染了流感时,首先,将包含从被测者采集的鼻腔擦拭液等样本(分析对象)的样本调配液向结合垫4滴下。

此时,也可以以与结合垫4的上部抵接的方式,配置未图示的样本垫,将样本调配液向样本垫滴下,经由样本垫向结合垫4供给。样本垫例如为玻璃纤维制的滤纸,是出于过滤样本调配液中所含的杂质、或在浸渗有缓冲能力高的缓冲液时调整样本调配液的pH为目的而设置。

向结合垫4滴下的样本调配液与浸渗在结合垫4中的标记试剂一起渗出后渗入第一毛细管泵流路6a。此后,样本调配液以毛细管现象为推进力在第一毛细管泵流路6a内行进而被送向混合器流路7。

送到混合器流路7的样本调配液和标记试剂在混合器流路7内一边被混合、混炼,一边一部分发生反应而形成复合体,同时由毛细管泵流路6的推进力移动、输送,送向形成于其下游侧的流路上的检测流路8。

检测流路8中,在混合器流路7内形成的复合体被捕捉,通过目视来观察、测定以标记物表现的待分析物的浓度。

当通过了检测流路8的样本调配液的残液到达第二毛细管泵流路6b时,就会以其毛细管现象作为推进力在第二毛细管泵流路6b内行进。

此时,如果样本调配液的流动长度增加,流动阻力也会与之相伴地累积地增加而使样本调配液的送液速度降低,通过将第二毛细管泵流路6b以如图1~3所示的逐渐展开状形成,使后述的微细送液结构体中形成于微细突起60间的送液路61的条数沿着流动方向增加,就可以抑制由流动阻力造成的送液速度的降低。

通过如此设置,就可以不用使用外部泵等地以一定的流量输送样本调配液,能够实现再现性高的分析(诊断)。

样本调配液的残液在第二毛细管泵流路6b内行进后由吸收垫5吸收。

利用以上设置,如果患者感染了流感,则在样本调配液中包含流感抗原,当向结合垫4滴下样本调配液时,浸渗于结合垫4中的标记试剂就向样本调配液中溶出,其一部分通过抗原抗体反应与流感抗原结合,送向形成于混合器流路7的下游的流路上的检测流路8。

如上所述,在检测流路8中,设有涂布有包含捕捉抗体的捕捉试剂的测试流路8a、和涂布有包含捕捉没有结合流感抗原的标记试剂的捕捉抗体的捕捉试剂的对照流路8b。因而,在样本调配液通过检测流路8后,如果仅在对照流路8b中观察到由标记物造成的显色,则可以诊断为被测者没有感染流感,如果在测试流路8a中也观察到由标记物造成的显色,则可以诊断为被测者感染了流感。

此外,本实施方式中,移动、输送样本及标记试剂的各流路6、7、8的流路宽度及流路深度被设定为在维持各流路的性能不变的状态下,与标记物的直径相比足够大,作为固相化有与所滴下的样本中所含的流感抗原结合的标记抗体的标记物,可以使用具有给定值以上的直径的标记物。

其结果是,利用与在免疫层析器件中作为标记物使用的金胶体等相比足够大的大粒径的标记物,可以获得良好的观察性、信号强度,从而可以提高流感感染的判定精度。

另外,本实施方式中,给出了作为标记试剂供给部使用结合垫4的例子,然而并不限定于此,也可以在检测流路8的上游的流路、例如在混合器流路7或混合器流路7的上游的流路的壁面涂布标记试剂并使之干燥,进行固定化,将该部分作为标记试剂供给部。

该情况下,在从设于器件的上游的样本引入口流入的样本调配液通过该部时,标记试剂会溶解,与样本调配液一起向下游流去。

[毛细管泵流路]

下面,对在如上所述的本实施方式的微流体器件1中作为送液的推进力利用毛细管现象来输送包含分析对象的调配液的毛细管泵流路6的微细送液结构体进行说明。

图5是针对本实施方式的毛细管泵流路6的微细送液结构体的一例将其要部放大表示的示意性俯视图。

该图所示的构成毛细管泵流路6的微细送液结构体的多个微细突起60排成一列,并且周期性地设置以相邻的微细突起60的间隙作为送液路61的单元列,以使各个微细突起60的间隔为引起毛细管现象的间隔(例如在一个单元列中相邻的微细突起60之间的间隔为1~1000μm、相邻的单元列间的间隔为1~1000μm)的方式排列。

需要说明的是,图5所示的例子中,微细突起60例如设为纵120μm、横30μm、高30μm,将一个单元列中相邻的微细突起60之间的间隔设为30μm,将相邻的单元列间的间隔设为60μm。

在上述的微流体器件1中,微细突起60的高度相当于包含本实施方式的微细送液结构体的第一毛细管泵流路6a、第二毛细管泵流路6b的底面的深度,微细突起60的顶端与覆盖体3密接。

由此,微细突起60的周围的空间就由覆盖体3密封。

但是,并不限定于微细突起60与覆盖体3被密接的构成,例如也可以在微细突起60的顶端与覆盖体3之间存在有间隙,使该部也产生毛细管力。

另外,本实施方式中,以使形成于一个单元列的送液路61与形成于与之相邻的单元列的送液路61如图所示位于交错的位置的方式均等地排列微细突起60。通过像这样将送液路61以并联回路状配置多条,就可以在抑制流动阻力的增加的状态下,产生与送液路条数成比例的毛细管力,即使将送液路的大小设定得较大,也可以产生样本液及标记试剂的移动、送液所必需的毛细管力。

另外,图5所示的例子中,在形成送液路61而相邻的微细突起60中,在各自的送液路61的出口侧,形成体现出钉扎效应的边缘部62。

此处,所谓钉扎效应,是指如下的现象,即,如图6所示,当以接触角θ在平面中行进的液面到达边缘部时(参照图6(a)),在将平面与边缘部的外侧的面所成的角设为α时,则在接触角为θ+(π-α)前(参照图6(b)),该液面不会越过边缘部,本实施方式中,将此时的平面与边缘部的外侧的面所成的角度α定义为钉扎角。

图5所示的例子中,通过恰当地设定形成于送液路61的出口侧的边缘部62的钉扎角,而将一个单元列中形成于各个微细突起60之间的送液路61中的至少一条设为与其他的送液路61b相比相对地降低了流动阻力的低流动阻力送液路61a。

即,通过使形成除去低流动阻力送液路61a以外的其他的送液路61b而相邻的微细突起60b、60c的形成于该送液路61b的出口侧的边缘部62b的钉扎角比形成低流动阻力送液路61a而相邻的微细突起60a、60b的形成于该低流动阻力送液路61a的出口侧的边缘部62a的钉扎角小,就可以使低流动阻力送液路61a的流动阻力与其他的送液路61a的流动阻力相比相对地降低。

需要说明的是,图5所示的例子中,将微细突起60a设为矩形,在两端形成钉扎角90°的边缘部62a。另外,微细突起60b在一端形成钉扎角90°的边缘部62a,在另一端形成钉扎角45°的边缘部62b,微细突起60c在两端形成钉扎角45°的边缘部62b。也可以对边缘部62a、62b的顶端,以不会妨碍钉扎效应的体现的程度赋予R。

另外,图5所示的例子中,对每个单元列,将送液路61中的至少一条设为与其他的送液路61b相比相对地降低了流动阻力的低流动阻力送液路61a,并且以将低流动阻力送液路61a沿着给定的送液方向配置的方式,排列微细突起60a、60b、60c。通过如此设置,就会如图7所示,液体优先地通过流动阻力低的低流动阻力送液路61a(参照图7(a)~(c)),以此为契机,液体利用毛细管现象在单元列间展开(参照图7(c)~(e)),液体借助该现象的反复而流动下去(参照图7(e)~(h)),因此在送液方向上不会产生不均衡,可以再现性良好地控制利用毛细管现象送液时的流动性。

另外,前述的微流体器件1中,将第一毛细管泵流路6a和第二毛细管泵流路6b分别以等腰三角形形成,沿着从其顶点向底边拉下的垂线配置低流动阻力送液部61a,由此可以有效地获得微细送液结构体的利用了毛细管现象的送液的推进力,而低流动阻力送液部61a的配置可以根据所期望的送液方向适当地设定。

例如,在如图8(a)所示意图使送液方向弯转的情况下,或如图8(b)所示意图使送液方向分支为两个以上的方向的情况下,通过沿着图中以虚线表示的方向配置低流动阻力送液部61a,可以将送液方向诱导为任意的方向。

如上所示,根据本实施方式的毛细管泵流路6,利用以引起毛细管现象的间隔排列多个微细突起而成的微细送液结构体,可以获得强大的送液的推进力,并且在获得该推进力时,不会在其送液方向上产生不均衡,可以再现性良好地任意地控制送液方向。

此外,根据包含此种构成的毛细管泵流路6,由于可以利用微细送液结构获得强大的推进力,因此无需像上述的专利文献2中公开的那样的为了获得毛细管作用而沿着复杂并且长的路径形成狭小的小室,可以将流路的大小(宽度及深度)设定得较大。

因而,本实施方式中,使得毛细管泵流路6的流路宽度及流路深度与标记物的直径相比足够大,例如,分别以30μm以上的长度(大小)形成流路宽度及流路深度,即使作为标记物采用例如400nm以上的大直径的标记物,也可以不在毛细管泵流路6内产生标记物的堵塞、送液的停滞、停止等。

由此,即使增大标记物的粒径,也不用担心在毛细管泵流路6中产生堵塞等,可以利用大直径的标记物来提高抗原抗体反应的观察性、信号强度。

需要说明的是,毛细管泵流路6的流路宽度及流路深度无需所有的部分都为30μm以上,只要流路宽度及流路深度至少大于标记物的直径即可。但是,更优选毛细管泵流路6的流路宽度及流路深度在所有的部分为30μm以上。

[混合器流路]

下面,对在本实施方式的微流体器件1中用于使利用毛细管泵流路6的推进力输送的包含样本及标记试剂的流体有效地混合的混合器流路6进行说明。

在流感诊断试剂盒等免疫学测定器件中,重要的是使样本中所含的流感抗原与标记试剂(固相化有标记抗体的标记物)在到达检测流路8以前的混合器流路7中可靠地混合、结合而反应。

即,如上所述在检测流路8中,捕捉与固相化于标记物中的抗体结合的流感抗原而观察、判定流感感染的有无,没有与标记试剂结合、反应的流感抗原不参与诊断。

因而,在到达检测流路8以前的混合器流路7中,需要使流感抗原与标记试剂可靠地结合、反应。

另外,从减小流动阻力而使自送液可靠的观点出发,期望也尽可能地缩短混合器流路7的流路长度。为此,重要的是在混合器流路7中可靠并且有效地进行2个流体(流感抗原(样本)和抗体(标记试剂))的混合、反应。

因而,本实施方式中,在构成如上所述的流感诊断试剂盒的微流体器件1中,作为使对象流体(样本(流感抗原)和标记试剂)混合、结合的混合器流路7,具备包含如下所示的构成的流路。

以下,在参照图9~13的同时,对本实施方式的混合器流路7的详情进行说明。

[图心变动混合器流路]

混合器流路7是使流体一边混合一边移动的微流体器件1中所具备的流路空间,图9所示的例子中,为了使被移动、输送的多个流体可靠并且有效地混合,将混合流路设为具有如下的周期性的重复结构的构成,即,流路剖面的图心沿着流路轴线方向变化,并且不会产生由剖面形状的变化造成的水头损失的变动。

图9是表示针对本实施方式的微流体器件1的混合器流路7的一例使流路剖面的图心连续地变化的混合器流路的说明图,(a)是俯视混合器流路而得的放大图,(b)同样地是侧视混合器流路的基板剖面而得的放大图、(c)是微流体器件的外观立体图,用断续线表示相当于(a)、(b)所示的混合器流路的部分。

首先,图9所示的混合器流路7以使流路剖面的图心的位置沿着流路轴线方向以一定间隔周期性地反复变化的方式来构成流路的剖面形状。

此处,所谓“图心”,是成为对象的俯视图形的中心、重心位置,例如如果对象图形为长方形,则对角线的交点成为图心。

本实施方式中,以构成混合器流路7的流路剖面的俯视图形为对象,以使其图心沿着流路的轴线方向位移的方式形成。

通过使流路剖面的图心的位置沿着流路轴线方向变化,在流过流路内的流体中,速度就会与流路剖面的图心的变化对应地朝向流路剖面的上下方向、左右方向产生并变化。

由此就会将流路内的流体沿着其速度成分的方向、大小加以混合、混炼,从而使图心在多个方向上反复周期性地变化,因而流体也被反复混炼、搅拌,即使在短的流路间也可以有效并可靠地使多个流体混合。

如果只是单纯地使流路剖面的图心变化,则会因流路剖面的形状变化而使流路内的水头损失变动、增大,经过的流路长度越长,则水头损失、压力损失越大。如果水头损失增大,流路内的压力损失也会相应地增大,难以使流体顺畅地移动、通过。其结果是,需要用于对流路内的流体施加压力的例如泵等加压机构。

然而,此种具备泵等的构成中,微流体器件自身变得复杂化、大型化,另外,难以对应具备如上所述不借助来自外部的加压力而利用毛细管力等使流体移动的毛细管泵流路6的无源型的微流体器件1。

因而,图9所示的混合器流路7中,如下所示地以给定的形状设定、构成流路的周期性重复结构,即,在以使流路剖面的图心的位置变化的方式使流路剖面的形状变化的同时,还不会由此使水头损失变动、增大。

由此,即使为了使流体有效地混合而以使流路剖面的图心变化的方式构成,通过使流路内的水头损失不发生变动,也不会有流路内的水头损失、压力损失增加的情况,可以无需泵等加压机构地使流体一边混合一边在流路内顺畅地通过、移动。

具体而言,图9所示的混合器流路7以成为如下所示的形状的方式来设定形状、尺寸。

[流路内的损失产生(水头损失)]

在存在有非压缩性的完全流体的恒定的流动(恒定流)时,沿着一条流线成立以下的伯努利的式1。

[式1]

(常数)

p:压力

v:流速

γ:流体的比重量

g:重力加速度

z:距离基准水平面的高度

上述的式1沿着一条流线(流路)成立,因而每条流路中上述H的值不同。

此外,在流路内产生的摩擦以及其他的损失可以使用上述式1表示为以下的式2。式2中,取流路的上游侧的剖面(剖面1)和下游侧的剖面(剖面2),用下角标1、2来表示两个剖面上的值。另外,在下述式2中,h是在两个剖面间产生的损失,一般被称作(两剖面间的)水头损失。

[式2]

此外,上述式2可以进行整理、一般化后表示为以下的式3。

此时,水头损失h随着向流路的下游行进而逐渐增大。

[式3]

(常数)

此处,对于在流路内的流动中产生的损失(水头损失h),在设为流体在流路的内径d(m)的笔直的圆管内以平均流速v(m/s)流动的情况下,相对于流路的长度l(m)而言的水头损失h(m)可以使用无量纲的系数λ表示为以下的式4。

[式4]

上述式4中,系数λ、重力加速度g在流路的任意剖面中都不变。因而,如果流路长度l相同,则流路的内径d(m)和流体的平均流速v(m/s)成为水头损失h的变动(增加)主要因素。

根据以上的内容,本实施方式中,对上述式4进行整理而形成以下的式5、6,在沿着流路轴线方向使流路剖面的图心变化的情况下,以使流路满足式5、6的方式来设定流路的剖面形状。

[式5]

[式6]

a:由形状变化造成的水头损失

Um:平均流速

de:等效直径

a的平均值

通过以满足此种式5、6的条件的方式来设定、形成流路的形状,即使以图心沿着流路轴线方向变化、变动的方式形成流路的剖面形状,也可以将由此种流路的剖面形状的变化造成的水头损失的增减抑制在一定的范围(±10%)内。

满足上述式5、6的条件而流路的水头损失基本上没有变动的状态与直径相当于等效直径de(=4A/S(A:对象图形的面积,S:对象图形的周长))的直线流路(圆管流路)同样地不会产生水头损失。

即,满足上述式5、6的条件的流路是与直线流路等效的流路,即,是将水头损失的增加抑制为与没有附设混合器流路而附设有直线流路的情况同等的量的流路,只要满足该式5、6的条件,就不会因使流路剖面的图心变动而特别地增加流路的水头损失。

由此,就会一边将流体与图心的变动对应地混合、混炼,一边与直线流路相同地顺畅地进行流体的移动、通过,从而无需泵等加压机构,对于无源型的微流体器件1也可以合适地对应、应用。

需要说明的是,本实施方式中,如上述式1~6所示,基于流路内的水头损失,作为与直线流路等效的流路来设定。

但是,也可以不基于水头损失,而是直接算出流路内的流动阻力,由此基于流动阻力本身来设定没有流动阻力的变动的流路。

即,通过直接算出、设定混合器流路7的流动阻力,可以与上述的基于水头损失的情况相同地形成与直线流路等效的流路。

此处,矩形流路内的流动阻力可以如下所示地求出。

[式7]

[式8]

(a>b的情况)

(a<b的情况)

Q:流量

η:粘度

PC:毛细管压力

RF:流动阻力

a:流路深度

b:流路宽度

RH:水力半径

L:流路长度

[流路形状]

下面,在参照图9的同时,对于以满足上述式5、6(或式7、8)的条件的方式将水头损失(或流动阻力)纳入给定范围地形成的混合器流路7的具体的形状进行说明。

如图9所示,本实施方式的混合器流路7可以以使流路剖面的图心连续地变化的方式构成。

首先,混合器流路7如图9(a)所示,在从微流体器件1的上面侧俯视而得的XY平面中,以使流路宽度以给定间隔连续地增减变动的方式形成。

具体而言,混合器流路7是以使XY平面中的流路宽度例如以流路长度2.5mm间隔(X=0.0mm~2.5mm)在15μm~60μm的范围中连续并且周期性地变动的方式形成。

另外,混合器流路7如图9(b)所示,在侧视沿着流路轴线方向的流路剖面而得的ZX平面中,以使流路的深度以给定间隔连续地增减变动的方式形成。

具体而言,混合器流路7是以使ZX平面中的流路深度以例如流路长度2.5mm间隔(X=0.0mm~2.5mm)依照正弦曲线在20μm~120μm的范围中连续并且周期性地变动的方式形成。

包含此种构成的混合器流路7是以使剖面形状在XY方向、ZX方向分别如下所示地连续变化的方式形成,即,沿着流路轴线方向,从附图左侧起,X=0.0mm时的剖面为“宽度20μm×深度60μm”,X=0.6mm时为“宽度60μm×深度20μm”,X=1.8mm时为“宽度15μm×深度120μm”,X=2.5mm时为“宽度20μm×深度60μm”……。

此外,此种混合器流路7的宽度及深度的值是以满足上述的式5、6的条件的方式,即,以将水头损失纳入一定的范围(±10%)内的方式算出而被设定。

需要说明的是,对于满足基于水头损失的上述式5、6的条件的混合器流路7的如上所述的宽度、深度,可以通过使用公知的模拟器等来算出、设定。

另外,对于满足上述式5、6的条件的混合器流路7的流路的大小(宽度、深度)或流路长度、流路形状等,可以根据微流体器件1的使用用途、流体的种类等任意地设定。

如上所述,本实施方式的混合器流路7的XY平面中的流路宽度、和ZX平面中的流路深度分别连续并且周期性地变动。

由此,混合流路的流路剖面的图心就会沿着流路轴线方向在垂直方向(附图上下方向)上连续地变动。

此外,因图心如此所述地变动,就会使流体的速度在流路内的上下左右方向上产生并变化。

如此所述,本实施方式中,以成为周期性的重复结构的方式形成混合器流路7的形状,由此可以使流路剖面的图心沿着流路轴线方向变化,并且以不会因流路的剖面形状的变化而产生流路内的水头损失的变动的方式来设定流路内的周期性的重复结构。

通过采用此种流路结构,在流路内流动的流体的速度就会根据流路剖面的图心的变化在流路内的上下左右方向上产生并变化,由此就会将流路内的流体在流路的上下左右方向上混合、混炼。

另外,即使流路剖面的图心如此所述地变化,由于以不使流路内的水头损失变动的方式设定流路的形状,因此可以将流路内的水头损失、压力损失的增加抑制为与不附设混合器流路而附设有直线流路的情况同等的量,从而可以无需泵等加压机构地使流体一边混合一边在流路内通过、移动。

因而,根据本实施方式的混合器流路7,可以利用流路的构成自身可靠并且有效地进行流体的混合,从而可以无需泵等加压机构等、另外不会使流路结构复杂化或使流路长度过大地使流体混合。

由此,例如可以作为简易的流感用的迅速诊断试剂盒等无源型微流体器件实现合适的混合器流路7。

此外,由于可以如此所述地利用简易并且短的流路结构使流体有效地混合、混炼的混合器流路7与流路的大小无关地产生相同的效果,因此无需如上述的专利文献2中所公开的那样为了使流体混合而沿着复杂并且长的路径形成狭小的小室,可以将流路的大小(宽度及深度)设定得较大。

因而,本实施方式中,对于混合器流路7,包括设于下游侧的检测流路8在内,与上述的毛细管泵流路6相同,以使流路宽度及流路深度与标记物的直径相比足够大的方式,例如分别以30μm以上的长度(大小)形成流路宽度及流路深度。

由此,即使使用例如400nm以上的大直径的标记物作为标记物,也可以可靠地防止在混合器流路7及检测流路8内发生标记物的堵塞、送液的停滞、停止等,可以利用大直径的标记物提高抗原抗体反应的观察性、信号强度。

需要说明的是,对于混合器流路7,也与上述的毛细管泵流路6相同,流路宽度及流路深度无需在所有的部分为30μm以上,只要流路宽度和流路深度至少大于标记物的直径即可。但是,更优选混合器流路7的流路宽度及流路深度在所有的部分为30μm以上。

[具备多个槽部的混合器流路]

作为本实施方式的混合器流路7,也可以取代如上所述的使流路剖面的图心变动的混合器流路7,或者与之并用地采用如图10~13所示的混合器流路7。

图10是表示本实施方式的微流体器件1中具备的混合器流路7的另一例的要部放大俯视图,将混合器流路7的要部放大表示。需要说明的是,该图中,将流路轴线Ax用穿过流路的宽度方向中央的单点划线表示,将流体的移动方向用箭头表示。

另外,图11是图10所示的混合器流路的B-B线剖视图。

如这些图中所示,该混合器流路7中,采用了在流路底面70沿着流路轴线方向配置相对于流路轴线方向倾斜地延伸的多个槽部72的构成。

配置于流路底面70的槽部72具有上游端73和下游端74,以使在流路内移动的流体的一部分从上游端73流入的方式形成。

流入了槽部72的流体的一部分一边绕到在槽部72的上方移动的流体的下侧,一边横切该流动地在槽部72内行进。此后,到达下游端74而丧失去处的流体在形成上升流(羽流)的同时从下游端74喷出,以与在上方移动的流体汇合而相互混合的方式产生举动。

要使在流路内移动的流体产生此种举动,优选将槽部72相对于流路轴线方向而言的倾斜角度θ设为10~80°。这是因为,在倾斜角度小于10°的情况下,由于流路的每单位长度的槽数变少,因此混合效率降低,另外,在倾斜角度θ大于80℃的情况下,压力损失变大。

如此所述,图10所示的混合器流路7中,通过对以一定或不定的周期将倾斜方向替换为反方向地沿着流路轴线方向配置的每个槽部72,重复如上所述的流体的举动,就会使在流路内移动的流体产生微羽流,由此流体就被混合。

在如此所述地将在流路内移动的流体混合时,图10所示的例子中,将槽部72的倾斜方向交替地替换为反方向。通过设为此种方式,在流路内移动的流体中就会交替地产生微羽流,可以将在流路内移动的流体更加有效地混合。

另外,在以此种方式配置槽部72的情况下,优选考虑槽部72的配置空间,以使上游侧的槽部72的下游端74与相邻于该槽部72的下游侧的槽部72的上游端73在与流路轴线方向正交的同一线上的位置分开的方式配置槽部72。

另外,图10所示的例子中,横跨流路底面70的宽度方向中央部而延伸到流路侧壁71地形成槽部72。

通过设为此种方式,可以在流路宽度方向上扩大产生微羽流的范围,由此会促进在流路宽度方向的一侧移动的流体与在另一侧移动的流体的混合,可以将在流路内移动的流体更加有效地混合。

另外,在从槽部72的下游端74形成上升流的同时使流体喷出时,优选以锐角形成槽部72的下游端74。

通过以锐角形成下游端74,就会如图12所示,在槽部72内行进的流体集中于下游端74的前端,到达下游端74的流体在形成更大的上升流的同时喷出,与在上方移动的流体在大的范围中混在一起,可以使在流路内移动的流体更加有效地混合。

此处,图12是立体地表示图10中用点划线包围的部分的槽部72的下游端74的示意性立体图,图12中,用箭头表示流体的流动。

从该图可以清楚地看到,到达下游端74的流体在沿着槽部侧壁71形成上升流的同时喷出。

另一方面,为了使在流路内移动的流体容易流入槽部72,优选相对于流路轴线方向垂直地形成槽部72的上游端73。

另外,本实施方式中,作为如上所示的具备多个槽部72的混合器流路7的变形例,也可以如图13所示,沿着上游侧的槽部72的延伸方向,与相邻于该槽部72的下游侧的槽部72平行地形成一个以上(图示的例子中为两个)副槽部72a。图13中的箭头与图10相同地表示流体的移动方向。

如果如此设置,则在图10所示的例子中没有形成槽部72的成为死空间的部分,也可以适当地调整其长度地形成与槽部72相同的副槽部72a。

由此,就会在流路底面70以良好的空间效率紧密地配置槽部72及副槽部72a,利用在流路内移动的流体产生多个微羽流,可以更加有效地将流体混合。

此外,根据如上所示的具备多个槽部72的混合器流路7,可以与图9中所示的使流路剖面的图心变动的混合器流路7相同,利用简易并且短的流路结构使流体有效地混合、混炼,并且与流路的大小无关地产生效果,因此包括设于下游上的检测流路8在内,可以使流路宽度及流路深度与标记物的直径相比足够大,例如可以分别以30μm以上的长度(大小)形成流路宽度及流路深度。

由此,例如可以使用400nm以上的大直径的标记物,提高样本的抗原抗体反应的观察性、信号强度,从而可以进行可靠的流感诊断。

需要说明的是,对于具备多个槽部72的混合器流路7,也与图9所示的混合器流路7相同,无需使流路宽度及流路深度的所有的部分为30μm以上,只要流路宽度及流路深度至少大于标记物的直径即可,然而更优选在所有的部分为30μm以上。

[标记物]

如上所述,本实施方式的微流体器件1中,可以将移动、输送样本及标记试剂的各流路6、7、8的流路宽度及流路深度与以往的免疫层析器件等相比设定得非常大,其结果是,可以与标记物的直径相比足够大(粗)地形成流路剖面的大小。

此外,本实施方式中,利用此种流路特性,作为固相化有与向结合垫4滴下的样本中所含的流感抗原结合的标记抗体的标记物,可以使用具有给定值以上的直径的标记物。

因而,本实施方式中,考虑抗原抗体反应的观察性、信号强度,以作为标记物达到必需并且足够的大小的方式,设定标记物的大小。

具体而言,作为标记物,可以使用直径400nm以上的珠子。

通过使用此种大直径珠子,可以充分地提高微流体器件1的检测流路的观察性、信号强度,并且如果将形成于基板2上的各流路6、7、8的大小(流路宽度、深度)以大约10μm左右形成,则可以可靠地防止在流路内产生标记物的堵塞、滞留等。

以往的免疫层析器件中,由于作为样本的流路使用硝基纤维素等发泡体、纤维质,因此为了防止标记物堵塞在成为流路的发泡体等的多孔部分,需要使标记物为足够小的粒径。例如,硝基纤维素发泡体的平均孔径约为10μm左右,如果考虑发泡体的孔径的波动,则标记物的大小最大也必须设为直径400nm以下,通常使用直径40nm左右的金胶体等作为标记物。因此,就粒径40nm左右的标记物而言,由于粒径小,因此不会使器件的样本捕捉部分充分地显色,观察性、信号强度差,特别是在样本中所含的待分析物的浓度低的情况下不会使器件显色,成为看漏或误判定的原因。

因而,本实施方式中,通过采用上述的具有强大的推进力和流体混合性能的流路结构,而使用以往的免疫层析器件中不可能使用的直径400nm以上的大直径珠子作为标记物。

由此,与免疫层析器件的金胶体等标记物相比,可以使用以直径比计为10倍、以面积比计为100倍的大的大粒径的标记物,可以获得良好的观察性、信号强度,从而可以提高流感感染的判定精度。

此处,作为构成本实施方式的标记物的大直径珠子,例如可以使用聚苯乙烯、二氧化硅、亚克力、石英、壳聚糖、葡聚糖、乳清蛋白、琼脂糖、聚乳酸(PLA)、聚乙撑亚胺、氧化铝、硼硅酸玻璃、钠钙玻璃、PLGA、氧化铁、钯等。

另外,如上所示的大直径珠子除了可以获得良好的观察性、信号强度以外,还具有有助于流体的混合性能的提高的效果。

如图14(a)所示,在微流体器件1的各流路内,在存在有非压缩性的完全流体的恒定的流动(恒定流)时,在流体中会沿着流路轴线方向产生向行进方向膨出的抛物线状的速度成分。

如此所述,在恒定流中,流路中心的速度最快,越是远离流路中心则速度越慢,因此在像400nm以上的大直径珠子那样相对于流路宽度而言具有一定值以上的大小的粒体的情况下,如图14(b)所示,流体的速度就会随着粒体的部位而不同。其结果是,粒体发生旋转,在与流体的流动方向交叉的方向上产生升力。

因产生此种旋转及升力,流体中的粒体一边在流体的流动方向上行进,一边在与流体的流动方向交叉的方向(附图上下方向)上也反复移动,作为其结果,会产生并促进流体的混合。

与之不同,在像一般的免疫层析器件中所使用的金胶体那样40nm左右的微小的粒体的情况下,如图14(c)所示,由于相对于流路宽度而言非常小,因此如上所述的流体的速度成分的差别不会作用于粒体,在粒体中既不会产生旋转力,也不会产生升力。因而,也不可能发生参与流体的混合的情况。

如此所述,通过采用本实施方式的大直径珠子,不仅可以提高抗原抗体反应的观察性、信号强度,而且可以促进流体的混合,作为免疫学测定器件中所用的标记物而言更加合适。

因而,通过使用大直径珠子,可以进一步提高上述的本实施方式的混合器流路7的混合性能,即使在使用了不具备图心变动或多个槽部等的通常的直线流路的情况下,也能够利用标记物自身使流体混合。

[接合方法]

下面,在参照图15的同时,对在如上所示的微流体器件1中利用树脂制的基材构成基板2及覆盖体3时的基材之间的接合方法进行说明。

树脂制的基板2及覆盖体3可以使用如下所示的接合方法来接合。

即,本实施方式中,在将构成基板2及覆盖体3的2个树脂基材接合而制造微流体器件1的情况下,可以利用包含如下工序的方法进行接合,即,通过对2个树脂基材中的至少1个树脂基材的接合面进行高能量照射而使该接合面平坦化及软化的工序;在将2个树脂基材层叠后,对该2个树脂基材进行加热和/或加压而接合的工序。

具体而言,本实施方式的接合方法中,首先,如图15(a)所示,对成为微流体器件1的形成有流路6、7、8的基板2与层叠于基板2的作为盖构件的覆盖体3的各自的接合面的基材表面进行高能量照射。

通过对树脂基材的表面进行原子量大的高能量照射,可以将基材表面改性,具体而言可以使基材表面平坦化及软化。

通过进行平坦化及软化,基材表面之间的接触性、密合性就会提高,即使利用更低的接合温度,也能够利用范德华力使两者牢固地融着、接合。

此处,本实施方式中,如图15(a)所示,作为高能量照射,对树脂基材的接合面照射氩等离子体。

关于氩等离子体,通过将原子量大、容易等离子体化的氩气作为原料气体导入并进行放电而利用等离子体生成作为氩的活性种的Ar离子或Ar自由基,通过使原子量大而攻击力强的氩活性种与树脂基材的表面碰撞,可以将树脂基材的分子间切断。

由此,可以将树脂基材的表面改性,具体而言,基材表面得到平坦化,并且基材表面发生低分子量化,即得到软化。

通过将如此所述地经过平坦化及软化(低分子量化)的表面作为接合面,基材表面之间的接触性、密合性就会提高,即使利用更低的接合温度,也能够使两者牢固地融着、接合。

由此,如图15(b)所示,树脂基材(基板2、覆盖体3)在玻璃化转变温度以下或熔点以下的温度也能够接合,例如,即使接合温度是大约30℃左右的低温,也可以将2个基材接合。

此外,通过在玻璃化转变温度以下或熔点以下的温度进行接合,就不会有形成于基板2的流路6、7、8的形状变形等情况,可以作为可靠性高的微流体器件1的制造方法合适地使用。

需要说明的是,由于如图15(b)所示,根据本实施方式的接合方法,能够实现约30℃的接合温度的接合,因此加热及加压只要至少进行某个即可,例如可以不进行加热而仅进行加压地将树脂基材接合,或者也可以仅进行加热而不进行加压地将树脂基材接合。

但是,为了更加牢固可靠地将树脂基材之间接合,最好在恰当的温度及压力下进行加热及加压。

此处,作为本实施方式中对树脂基材的接合面进行的高能量照射,优选上述的氩等离子体,然而并不限定于此。

例如,作为氩等离子体以外的高能量照射,也可以是照射氧等离子体、氩与氧等的混合等离子体、真空紫外线中的任意一种的情况。

这些高能量照射是容易等离子体化、具有攻击力的能量照射,与上述的氩等离子体照射的情况相同,是对于树脂基材的表面的改性、即对于基材表面的平坦化及软化(低分子量化)而言优选的高能量照射,可以取代氩等离子体而采用。

另外,这些高能量照射只要对要接合的2个树脂基材的至少一方的接合面进行即可。但是,为了获得更加牢固的接合强度,最好对要接合的2个树脂基材的各接合面进行高能量照射。

根据此种本实施方式的接合方法,通过进行使要接合的树脂基材的接合面平坦化、软化的改性,就可以在玻璃化转变温度或熔点以下的接合温度,在更低的接合温度使包含树脂的接合面之间热熔融。

利用此种低温接合,就不会有形成于树脂制的基板2的微细的微流路因高温加热而变形等情况,可以制造具备所期望的流路空间的精密的微流体器件1。

如上说明所示,根据本实施方式的包含微流体器件1的免疫学测定器件,不用像以往的免疫层析器件那样利用多孔体来构成移动、输送样本的流路,另外,不会使流路长度过长且复杂,可以对流路自身赋予强的毛细管力,使样本及标记试剂可靠地移动及混合。

由此,可以将微流体器件1的各流路6、7、8的流路宽度及深度设定为足够的大小,其结果是,即使增大标记物的粒径也不会有在流路中发生堵塞、滞留等的情况。

因而,可以可靠并且有效地提高足够大的标记物的观察性、信号强度。

由此,就可以可靠地进行微流体器件1的检测流路8中的判定,即使在病毒等样本中所含的待分析物的浓度低的情况下,也可以不会产生以往的免疫层析器件中那样的误判定,能够实现流感感染的早期发现等。

另外,由于即使是低浓度的待分析物也可以进行可靠的判定、检测,因此即使不采取对被测者的侵袭或伴随着疼痛的样本采集方法,也可以使用例如仅含有低浓度的待分析物的鼻腔擦拭液作为样本,可以实现低侵袭且易于使用的免疫学测定器件。

此外,本实施方式的微流体器件1具备具有特征性的结构的毛细管泵流路6及混合器流路7(检测流路8),由此无需来自外部的泵力,成为可以利用流路内的毛细管力使流体移动的自送液型的器件。

由此,本实施方式的微流体器件1不需要泵等外部装置,可以使器件自身的构成尽可能地小型化、简化。

因而,根据本实施方式的微流体器件1,可以提供虽然是简易的构成然而可靠性高、并且对于被测者也温柔的适于流感用的诊断试剂盒等的免疫学测定器件。

以上,虽然对本发明给出优选的实施方式而进行了说明,然而本发明当然并不限定于上述的实施方式,可以在本发明的范围中进行各种变更实施。

例如,上述的毛细管泵流路6的微细送液结构体的实施方式中,为了使低流动阻力送液路61a的流动阻力与其他的送液路61b的流动阻力相比相对地降低,在形成送液路61而相邻的微细突起60的该送液路61的出口侧,形成体现出钉扎效应的边缘部62,恰当地设定边缘部62的钉扎角,由此使低流动阻力送液路61a的流动阻力与其他的送液路61b的流动阻力相比相对地降低,然而并不限定于此。

为了使低流动阻力送液路61a的流动阻力与其他的送液路61b的流动阻力相比相对地降低,例如也可以如下所示。

1)仅对形成其他的送液路61b而相邻的微细突起60,在该送液路61b的出口侧形成体现出钉扎效应的边缘部62,例如,将形成低流动阻力送液路61a而相邻的微细突起的该送液路61a的出口侧的形状制成不体现出钉扎效应的R形状等,从而使低流动阻力送液路61a的流动阻力与其他的送液路61b的流动阻力相比相对地降低。

2)通过对形成其他的送液路61b而相邻的微细突起60的送液路61b侧的部位实施疏水处理以提高流动阻力,而使低流动阻力送液路61a的流动阻力与其他的送液路61b的流动阻力相比相对地降低。

3)通过增大低流动阻力送液路61a的剖面积,而使低流动阻力送液路61a的流动阻力与其他的送液路61b的流动阻力相比相对地降低。

另外,毛细管泵流路6的微细突起60的形状并不限定于前述的实施方式,可以在不妨碍本发明的效果的范围中适当地设计。

另外,上述的实施方式中,对以大宽度浅底形成设于微流体器件1的检测流路8中的测试流路8a和对照流路8b、并在该底面涂布有捕捉抗体的例子进行了说明,然而并不限定于此。例如,也可以在设于检测流路8中的测试流路8a和对照流路8b中,也形成毛细管泵流路6那样的微细送液结构体,控制通过这些流路8a、8b的样本调配液的送液方向。此时,通过在微细突起60也事先涂布捕捉抗体CA,例如在测试流路8a中,就更容易捕捉与标记试剂结合了的流感抗原LA,并且与标记试剂结合了的流感抗原LA也被沿着微细突起60的高度方向捕捉,因此更容易观察标记物的显色。

另外,上述的实施方式中,作为具备多个槽部72的混合器流路7,以与流路轴线方向交叉地延伸的方式形成直线状的槽部72,然而槽部72的形态并不限定于此。

例如,如果从上游端73流入的流体在槽部72内行进而在从下游端74形成上升流的同时喷出,则也可以采用使槽部72以S字形等弯曲等构成。

另外,上述的实施方式中,作为本发明的微流体器件,以流感用的诊断试剂盒为例进行了说明,然而本发明的微流体器件的应用对象并不特别限定于流感诊断试剂盒。

此外,上述实施方式中,作为微流体器件的构成,以不具备用于使流路内的流体移动的泵等加压机构的无源型的微流体器件为例进行了说明,然而当然也可以应用于具备泵等加压机构的有源型的微流体器件。

即,本发明只要是需要在微小的微流路空间中使多个流体一边有效、迅速并且可靠地混合、混炼一边移动的微流体器件,就没有特别限定,无论器件的构成或形态、使用目的、流体的种类或分量等如何,都可以广泛地应用本发明。

将该说明书中记载的文献及成为本申请的巴黎优先权的基础的日本申请说明书的内容全都引用到本说明书中。

符号的说明

1微流体器件,2基板,3覆盖体(盖构件),4结合垫,5吸收垫,6毛细管泵流路,6a第一毛细管泵部,6b第二毛细管泵部,7混合器流路(送液流路部),8检测部,8a测试流路,8b对照流路。

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