復合結構體和用于分析微粒子的微芯片的制作方法
【專利說明】復合結構體和用于分析微粒子的微芯片
[0001]本申請是國際申請日為2012年6月15日、國際申請號為PCT/JP2012/003939，發明名稱為“復合結構體及其制造方法”的PCT申請的進入國家階段日為2014年I月13日、申請號為201280034743.X、發明名稱為“復合結構體及其制造方法”的中國國家階段申請的分案申請。
技術領域
[0002]本技術涉及一種復合結構體和用于分析微粒子的微芯片。更具體地，本技術涉及這樣一種復合結構體和用于分析微粒子的微芯片，其中，所述復合結構體被形成為使得由熱變形溫度不同的材料制成的多個構件利用熱變形而進行組合。
【背景技術】
[0003]近年來，正在開發微芯片，半導體行業的超精密加工技術被應用在其中，用于化學或生物分析的區域或流路設置在由硅或玻璃制成的基板上。利用這種微芯片的分析系統被稱為微全分析系統(微TAS)，芯片實驗室系統或生物芯片系統。分析系統作為可以加速分析，提高效率或促進集成，并進一步減小分析設備的尺寸的技術引起了關注。
[0004]利用微TAS，可以利用小樣本數量進行分析，并且微芯片是一次性的。由于這些原因，期望微TAS適用于，尤其適用于使用有價值的微樣本和許多測試物質的生物分析。例如，用于液相色譜法的電化學檢測器和臨床實踐中的小電化學傳感器已知為微TAS的應用實例。
[0005]此外，作為另一應用實例，已知微粒子分析技術光學地、電學地或磁學地分析設置在微芯片中的流路中的微粒子比如細胞或微珠的特性。在微粒子分析技術中，通過分析被確定為滿足預定條件的群(組)與微粒子分離并從微粒子收集。
[0006]例如，專利文獻I公開了 “一種微芯片，其包括:流路，包含微粒子的液體流過所述流路；以及出口，流過流路的液體從所述出口排除至芯片外的間隙，其中，檢測微粒子的光學特性的光照射部形成在流路的預定部分處”。該微芯片控制從出口排出的微粒子中包含的液滴的移動方向。因此，微芯片被用于分離并收集在光照射部被確定為具有預定光學特性的微粒子。
[0007]引用列表
[0008]專利文獻
[0009]PTL 1:日本專利申請公開 N0.2010-190680
【發明內容】
[0010]技術問題
[0011]當通過組合多個構件形成微芯片時，必須高度準確地定位形成在各構件中的流路或區域并且將它們連接在一起。在現有技術中，作為用來定位所述流路的方法，使用了一種非常麻煩的方法，其中各構件的流路等在同時利用顯微鏡對它們進行觀察時被連接。
[0012]鑒于以上所述，本技術的主要目的是提供一種能夠高度準確地、容易地定位形成在各構件中的流路或區域并且將它們連接在一起的復合結構體。
[0013]解決方案
[0014]為了解決上述問題，本技術提供了一種復合結構體，包括:至少兩個基板，每個包括熱塑性樹脂并被層壓；以及至少一個構件，包括熱變形溫度比所述熱塑性樹脂的熱變形溫度高的材料，其中，所述構件位于形成在所述基板的至少一個中的間隙中從而使得分別形成在所述基板的至少一個中的區域以及所述構件中的區域被連接。
[0015]進一步地，本技術提供了一種用于分析微粒子的微芯片，包括:至少兩個基板，每個包括熱塑性樹脂并被層壓；以及至少一個構件，包括熱變形溫度比所述熱塑性樹脂的熱變形溫度高的材料，其中，所述構件位于形成在所述基板的至少一個中的間隙中從而使得分別形成在所述基板的至少一個中的區域以及所述構件中的區域被連接。
[0016]本發明的有益效果
[0017]利用本技術，微芯片被設置為使得能夠高度準確地、容易地定位形成在各構件中的流路或區域并將它們連接在一起。
【附圖說明】
[0018]圖1是示出根據本技術的復合結構體的配置的頂部示意圖。
[0019]圖2是示出根據本技術的復合結構體的配置的截面示意圖(沿圖1中的P-P線截取的截面)。
[0020]圖3是示出根據本技術的復合結構體的配置的截面示意圖(沿圖1中的Q-Q線截取的截面)。
[0021]圖4是示出基板11和12的配置的截面示意圖。
[0022]圖5示出了說明構件2的配置的示意圖，其中㈧示出了頂視圖，(B)示出了側視圖，(C)示出了前視圖。
[0023]圖6示出了說明構件2與基板11和12之間的接合部的配置的截面示意圖，其中(A)示出了熱變形之前的基板11和12，(B)示出了熱變形之后的基板11和12。
[0024]圖7示出了說明構件2與基板11和12之間的接合部的修改實例的配置的截面示意圖，其中㈧和(C)示出了熱變形之前的基板11和12，⑶和⑶示出了熱變形之后的基板11和12。
[0025]圖8是示出根據本技術的復合結構體的實施方式的特定實例的示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下文中，將參照附圖詳細描述本發明的優選實施方式。要注意的是，在該說明書和附圖中，具有大致相同功能和結構的結構元件用相同參考編號表示，并省略對這些結構元件的重復闡述。按以下順序進行闡述。
[0027]1.復合結構體
[0028]2.復合結構體的制造方法
[0029]3.用于分析微粒子的微芯片
[0030]1.復合結構體
[0031]圖1是示出了根據本技術的復合結構體的配置的頂部示意圖。圖2和圖3是分別示出根據本技術的復合結構體的配置的截面示意圖。圖2與沿圖1中的P-P線截取的截面對應，圖3與沿圖1中的Q-Q線截取的截面對應。
[0032]附圖中用參考編號A表示的復合結構體設置有通過熱壓縮接合的基板11和12，以及嵌入并接合至基板11和12的嵌入構件2(下文簡稱“構件2”)。區域3形成在基板11和12和構件2中。下文中，區域3被解釋成液體穿過的流路，并被稱為“流路3”。進一步地，復合結構體A被解釋成設置用于分析液體的微芯片，并被稱為“微芯片A”。
[0033]基板11和12由熱塑性樹脂制成并通過熱壓縮接合。作為流路3的結構元件，將待分析的液體或包含分析目標對象的液體從外部引入流路3的進入端口 31，以及將液體從流路3的內部排至外部的排出端口 32形成在基板11和12中。
[0034]熱塑性樹脂可以是已知的用作微芯片材料的樹脂。熱塑性樹脂的實例包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂、環狀聚烯烴、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諸如納米壓印(nanoimprinting)、注入成型(inject1n molding)、機械加工等技術執行。
[0035]構件2由熱變形溫度比形成基板11和12的熱塑性樹脂的熱變形溫度高的材料制成。構件2的材料的實例包括前述熱塑性樹脂、金屬、玻璃、石英、陶瓷等。例如，當構件2由玻璃制成時，流路3等在構件2中的形成可以通過濕法刻蝕或干法刻蝕執行。進一步地，例如，當構件2由金屬制成時，流路3等的形成可以通過機械加工執行。
[0036]如圖1和圖2所示，流路3的形成在基板11和12中的部分以及流路3的形成在構件2中的部分被連結和連接在一起而沒有發生移位。因此，引入流路3的液體可以流過流路3而不會在形成在基板11和12中的部分與形成在構件2中的部分之間的結合處在液流中出現擾動。
[0037]形成在基板11和12中的流路3和形成在構件2中的流路3連接在一起可以通過利用在熱壓所接合期間產生的基板11和12的熱變形相對于基板11和12定位構件2來實現。更具體地，如圖3所示，在微芯片A中，構件2由基板11和12的由于熱變形而收縮的壁面13固定并保持，從而使得基板11和12和構件2被定位。在下一部分“復合結構體的制造方法”中將更詳細地闡述利用基板11和12的熱變形執行的基板11和12和構件2的定位。
[0038]這里，通過組合兩個基板11和12和單一構件2形成的復合結構體以微芯片A示出。然而，根據本技術的復合結構體可以包括三個或三個以上基板并且還可以包括兩個或兩個以上構件。進一步地，這里，說明了比如流路3等的區域形成在基板11和12的每一個中的實例。然而，這些區域可以全部形成在基板11和12的一個中。
[0039]2.復合結構體的制造方法
[0040]接下來，將參照圖4至圖6說明根據本技術的復合結構體的制造方法，以上述微芯片A作為實例。圖4是示出基板11和12的配置的截面示意圖。圖4與圖2對應，除省略構件2外。圖5示出了說明構件2的配置的示意圖，其中(A)示出了頂視圖，(B)示出了側視圖，(C)示出了前視圖。圖6示出了說明構件2與基板11和12之間的接合部的配置的截面示意圖，其中㈧示出了熱變形之前的基板11和12，⑶示出了熱變形之后的基板11和12。要注意的是，圖6與沿圖1中的Q-Q線截取的截面對應。
[0041]首先，將說明第一處理。在第一處理中，設置由熱塑性樹脂制成并具有間隙14的基板11和12。在第一處理中，在基板11和12中形成間隙14從而使得在基板11和12彼此重疊的狀態下構件2可以插入間隙14中(參照圖4)。當基板11和12彼此重疊時，