專利名稱：樣本液供給裝置、樣本液供給裝置組以及微芯片組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及樣本液供給裝置、樣本液供給裝置組以及微芯片組。更具體地，本公開(kāi)涉及向微芯片中所形成的空心部簡(jiǎn)單注入液體的樣本液供給裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)通過(guò)在半導(dǎo)體工業(yè)中廣泛使用的微細(xì)加工技術(shù)開(kāi)發(fā)了具有形成在硅或玻璃基板上的井或流路的微芯片，以對(duì)樣本液進(jìn)行化學(xué)或生物學(xué)分析(例如，參照日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)第2004-219199號(hào))。這些微芯片已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于液相色譜法中的電化學(xué)檢測(cè)器、醫(yī)療現(xiàn)場(chǎng)中的小型電化學(xué)傳感器等。使用這種微芯片的分析系統(tǒng)稱作微全分析系統(tǒng)(μ -TAS)、片上實(shí)驗(yàn)室、生物芯片等，并且作為能夠高速化和高效率化、以及化學(xué)分析和生物分析集成化、或分析裝置小型化的技術(shù)已經(jīng)引起關(guān)注。在μ-TAS中，僅使用少量樣本用于分析，并且微芯片被設(shè)計(jì)用于一次性使用。由于這些原因，期望P -TAS適用于分析少量寶貴的樣本或大量樣本的生物學(xué)分析。μ -TAS的實(shí)例包括光學(xué)檢測(cè)裝置，其將樣本導(dǎo)入設(shè)置在微芯片上的多個(gè)區(qū)域中，然后光學(xué)檢查該樣本。這種光學(xué)檢測(cè)裝置可以包括電泳裝置，其通過(guò)電泳分離包含在微芯片上的流路中的溶液中的多種物質(zhì)，并且分別光學(xué)檢查分離的物質(zhì)；反應(yīng)裝置(例如，實(shí)時(shí)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)裝置)，其促進(jìn)微芯片上的井中的多種物質(zhì)之間的反應(yīng)，并且光學(xué)分析由此產(chǎn)生的物質(zhì)等。在μ -TAS中，由于使用非常少量的樣本，所以將樣本液導(dǎo)入井或流路中比較難。有時(shí)，由于空氣存留在井等中而阻礙了樣本液進(jìn)入井等中，并且即使樣本可以進(jìn)入井等中，也花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間才能完全導(dǎo)入井等中。另一種情況下，在導(dǎo)入樣本液期間，可能在井等中產(chǎn)生氣泡。結(jié)果，每個(gè)井等中導(dǎo)入的樣本液的量可能不同，并且樣本量的差異可能降低分析的精度或效率。此外，當(dāng)在PCR中加熱樣本時(shí)，存留在井等中的氣泡可能膨脹，并且膨脹可能抑制反應(yīng)或降低分析的精度。為了促進(jìn)μ-TAS中樣本液的導(dǎo)入，例如，日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)第2009-284769號(hào)公開(kāi)了一種基板，其至少配備用于導(dǎo)入樣本的樣本導(dǎo)入部、用于存儲(chǔ)樣本的多個(gè)存儲(chǔ)部、以及連接存儲(chǔ)部的多個(gè)排氣部。2個(gè)以上排氣部與具有一個(gè)開(kāi)放終端的一個(gè)開(kāi)放通道連通。由于上述基板具有與各個(gè)容器(存儲(chǔ)部)連通的排氣部，所以在從樣本導(dǎo)入部向容器導(dǎo)入樣本液時(shí)容器中的空氣被從排氣部排出。結(jié)果，容器易于被樣本液充滿。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，在μ -TAS等中，將樣本液導(dǎo)入井或流路中比較難，并且有時(shí)，由于空氣存留在井等中而阻礙樣本液進(jìn)入其中，并且花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間完全導(dǎo)入井等中。此外，在導(dǎo)入樣本液期間，可能在井等中產(chǎn)生氣泡?？紤]到這種問(wèn)題，進(jìn)行改進(jìn)以實(shí)現(xiàn)可在短時(shí)間內(nèi)容易地導(dǎo)入樣本液且在高精度分析中使用的微芯片。
作為μ-TAS中這種改進(jìn)的實(shí)例，需要防止供給容器中混入諸如灰塵的異物以確保高分析精度。此外，當(dāng)泵浦樣本液并將其導(dǎo)入μ-TAS中的井或流路中時(shí)，根據(jù)其截面面積大小或圖案形狀，流露可能對(duì)于溶液具有低傳導(dǎo)性。結(jié)果，不得不施加高的液體泵浦壓力。這種情況下，為了確保安全，需要防止樣本液從供給容器飛濺或泄漏?？紤]到上述問(wèn)題，本公開(kāi)提供確保高分析精度和操作安全性的樣本液供給裝置。為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式，一種樣本液供給裝置，包括收容端部，樣本液被導(dǎo)入其中；空心針，設(shè)置在收容端部的一端，使得空心針的空心部分可以與收容端部的內(nèi)部連通；以及密封部件，覆蓋一開(kāi)口，樣本液被從該開(kāi)口導(dǎo)入，并且，密封部件具有通過(guò)其彈性變形而獲得的刺穿-密封特性。樣本液供給裝置可以包括針蓋。通過(guò)彈性變形而具有刺穿-密封特性的針蓋覆蓋空心針。當(dāng)使用空心針時(shí)，通過(guò)空心針刺穿針蓋。在樣本液供給裝置中，密封部件可以包括包含選自由硅樹脂、氟樹脂和聚丙烯組成的組中的材料的薄膜，并且針蓋可以包括包含選自由硅樹脂、氟樹脂和聚丙烯組成的組中的材料的 薄膜。在樣本液供給裝置中，收容端部可以包括能夠裝配至容納液體的容器的裝配部。此外，根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式，提供一種樣本液供給裝置組，包括容器，能夠容納樣本液；收容端部，能夠裝配至該容器且通過(guò)裝配操作將容納在容器中的樣本液導(dǎo)入其中；空心針，設(shè)置在收容端部的一端，使得空心針的空心部分可以與收容端部的內(nèi)部連通；以及密封部件，覆蓋一開(kāi)口，樣本液被從該開(kāi)口導(dǎo)入，其中，密封部件具有通過(guò)彈性變形而獲得的刺穿-密封特性。此外，根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式，提供一種微芯片組，包括微芯片,包括其內(nèi)將填充樣本液的空心部；樣本液供給裝置，包括樣本液被導(dǎo)入其中的收容端部、設(shè)置在收容端部的一端以使得其空心部分可以與收容端部的內(nèi)部連通的空心針、以及覆蓋從其導(dǎo)入樣本液的開(kāi)口的密封部件，其中，密封部件具有通過(guò)彈性變形而獲得的刺穿-密封特性。在微芯片組中，樣本液供給裝置可以包括針蓋，其通過(guò)彈性變形而具有刺穿-密封特性，并且覆蓋空心針。當(dāng)使用空心針時(shí)，通過(guò)空心針刺穿針蓋。根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式，提供了確保高分析精度和操作安全性的樣本液供給裝置。


圖IA至圖ID是示出根據(jù)本公開(kāi)第一實(shí)施方式的樣本液供給裝置的截面圖；圖2Α至圖2D是示出根據(jù)本公開(kāi)第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置的截面圖；圖3Α至圖3D是示出根據(jù)本公開(kāi)第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置的截面圖；圖4是示出根據(jù)本公開(kāi)第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置的修改例的截面圖；圖5Α至圖5Ε是示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的樣本液供給裝置組的截面圖；圖6Α至圖6C示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的微芯片組中使用的微芯片的構(gòu)造；圖6Α是頂視圖，圖6Β是沿著圖6Α中的線VIB-VIB的截面圖，以及圖6C是沿著圖6Α中的線VIC-VIC的截面圖；圖7Α和圖7Β示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的微芯片組中使用的微芯片的主體12的構(gòu)造；圖7Α是頂視圖，以及圖7Β是沿著圖7Α中的線VIIB-VIIB的截面圖；圖8Α至圖SC示出通過(guò)根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的微芯片組向微芯片導(dǎo)入樣本液的操作的步驟；圖9A至圖9C示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的微芯片組中使用的微芯片的另一構(gòu)造以及通過(guò)微芯片組向微芯片導(dǎo)入樣本液的操作的步驟。
具體實(shí)施方式

以下將參照附圖描述本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施方式。下面描述的實(shí)施方式僅是本公開(kāi)的典型實(shí)施方式的實(shí)例。注意，本公開(kāi)的范圍不限于這些實(shí)施方式。將以下列順序進(jìn)行描述。I.樣本液供給裝置和樣本液供給裝置組(1-1)樣本液供給裝置的第一實(shí)施方式(1-2)樣本液供給裝置的第二實(shí)施方式(1-3)樣本液供給裝置組2.微芯片(2-1)微芯片的第一實(shí)施方式(2-2)微芯片的第二實(shí)施方式I.樣本液供給裝置和樣本液供給裝置組(1-1)樣本液供給裝置的第一實(shí)施方式圖IA至圖ID是示出根據(jù)本公開(kāi)第一實(shí)施方式的樣本液供給裝置的截面圖。根據(jù)該實(shí)施方式的樣本液供給裝置I包括容器(即，微量吸管的端部)。如圖IA所示，樣本液供給裝置I包括樣本液被導(dǎo)入其中的容器(收容端部)2、以及設(shè)置在收容端部2的一端上的空心針3，其中，空心針3的空心部分與收容端部2的內(nèi)部相通。此外，設(shè)置密封部件4使得部件4在樣本液被從其導(dǎo)入的開(kāi)口上覆蓋收容端部2，并且形成支撐部5以支撐樣本液供給裝置I。例如，空心針3是用作用于注射胰島素的針的無(wú)痛針，其外直徑大約是O. 2mm。密封部件4密封開(kāi)口，并且具有充足的彈性以允許下面描述的容器51刺穿密封部件4。此外，下面同樣將描述，密封部件4可以在移除容器51后通過(guò)彈性變形來(lái)密封刺穿部分。在本公開(kāi)中，通過(guò)密封部件4的彈性變形密封刺穿部分的特性稱作密封部件4的“刺穿-密封特性”。密封部件4的材料不限于特定的材料，可以使用諸如硅橡膠的各種橡膠或諸如熱塑性彈性體的樹脂?？紤]到刺穿-密封特性，密封部件4優(yōu)選包含從由硅樹脂、氟樹脂組成的組中選擇的材料。如果聚丙烯部件具有隙縫以增強(qiáng)其柔韌性，那么聚丙烯部件優(yōu)選用作密封部件4。盡管密封部件4的形狀不限于特定的一種，但是其厚度對(duì)于被容器51刺穿而言優(yōu)選薄一些。例如，通過(guò)將空心針3從收容端部2的設(shè)置有支撐部5的逐漸變細(xì)的頂端插入其中，以及通過(guò)以密封部件4覆蓋將要填充樣本液的容器的開(kāi)口，獲得根據(jù)該實(shí)施方式的樣本液供給裝置I。現(xiàn)有的部件可以用作收容端部2、空心針3以及支撐部5。將樣本液導(dǎo)入樣本液供給裝置I中，首先，存儲(chǔ)樣本液的吸管50的容器51在密封部件上標(biāo)記有X的位置處刺穿密封部件4而進(jìn)入收容端部2 (參見(jiàn)圖1B)。密封部件4上的任何位置可以作為位置X。于是，容器51中的樣本液導(dǎo)入收容端部2中(參見(jiàn)圖IB中的箭頭)。在樣本液全部導(dǎo)入收容端部2中后，經(jīng)由密封部件4上的位置X移除容器51 (參見(jiàn)圖1C)。在這種狀態(tài)中，在密封部件4上，由于容器51在位置X處刺入而形成孔。然而，由于密封部件4具有上述刺穿-密封特性，所以在移除容器51后，刺穿部分通過(guò)自身關(guān)閉(參見(jiàn)圖1D)。如上所述，樣本液供給裝置I可以防止樣本液在導(dǎo)入供給裝置時(shí)被存在于外部的異物污染。通過(guò)利用根據(jù)本實(shí)施方式的樣本液供給裝置1，可以確保樣本液的高分析精度。此外，由于覆蓋樣本液供給裝置I的開(kāi)口(從其導(dǎo)入樣本液至收容端部2中)的密封部件4具有刺穿-密封特性，所以可以在注入操作期間以及之后防止樣本液飛濺或泄漏至外部。如上所述，在利用根據(jù)該實(shí)施方式的樣本液供給裝置I的分析中，可以確保安全性。此外，通過(guò)防止飛濺，可減少將被分析的樣本液的量與實(shí)際分析的樣本液的量之間的差異的產(chǎn)生。結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)樣本液的高精度分析。(1-2)樣本液供給裝置的第二實(shí)施方式

圖2A至圖2D和圖3A至圖3D是示出根據(jù)本公開(kāi)第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置的截面圖。圖4是示出根據(jù)本公開(kāi)第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置的修改例的截面圖。根據(jù)該實(shí)施方式的樣本液供給裝置I包括容器(即，微量吸管的端部)。如圖2A所示，樣本液供給裝置I包括樣本液被導(dǎo)入其中的容器(收容端部)2、以及設(shè)置在收容端部2的一端上的空心針3，其中，空心針3的空心部分與收容端部2的內(nèi)部相通。此外，設(shè)置密封部件4使得部件4在樣本液被導(dǎo)入的開(kāi)口上覆蓋收容端部2，并且形成支撐部5以支撐樣本液供給裝置I。此外，樣本液供給裝置I包括覆蓋空心針3的針蓋6。根據(jù)第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置I除了設(shè)置有針蓋6外基本上與第一實(shí)施方式中描述的樣本液供給裝置相同(參見(jiàn)圖2A)。因此，在第二實(shí)施方式中，主要描述針蓋6的功能構(gòu)造。針蓋6氣密地覆蓋針，并且具有充足的彈性以允許空心針3在向預(yù)定區(qū)域注入樣本液時(shí)刺穿針蓋6。此外，如下面將要描述的，針蓋6可以在移除空心針3后通過(guò)彈性變形來(lái)密封刺穿部分。在本公開(kāi)中，類似于密封部件4，通過(guò)針蓋6的彈性變形密封刺穿部分的特性同樣稱作針蓋6的“刺穿-密封特性”。針蓋6的材料不限于特定的材料，可以使用諸如硅橡膠的各種橡膠或諸如熱塑性彈性體的樹脂。考慮到刺穿-密封特性，針蓋6優(yōu)選包含從由硅樹脂、氟樹脂組成的組中選擇的材料。如果聚丙烯部件具有隙縫以增強(qiáng)其柔韌性，那么聚丙烯部件優(yōu)選用作針蓋6。盡管針蓋6的形狀不限于特定的一種，但是其厚度對(duì)于被空心針3刺穿而言優(yōu)選薄一些。用針蓋6覆蓋空心針3的方法不限于特定的方法。例如，可以以大致圓柱形狀形成針蓋6以覆蓋空心針3 (參見(jiàn)圖2A)。如圖4所示，針蓋6可被形成為使得當(dāng)針蓋6更靠近空心針3的尖端側(cè)時(shí)更靠近空心針3。通過(guò)對(duì)根據(jù)第一實(shí)施方式的樣本液供給裝置設(shè)置針蓋6，使得針蓋6覆蓋空心針3，可以獲得根據(jù)第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置I。在第二實(shí)施方式中，將樣本液導(dǎo)入樣本液供給裝置I中的方法基本類似于第一實(shí)施方式的方法。即，圖2A至圖2D所示導(dǎo)入樣本液的方法基本上與參照?qǐng)DIA至圖ID描述的方法相同。因此，在該描述中，參照?qǐng)D3A至圖3D描述經(jīng)由空心針3向注入?yún)^(qū)域31中注入存儲(chǔ)在樣本液供給裝置I中的樣本液的方法。首先，在向注入?yún)^(qū)域31注入存儲(chǔ)在樣本液供給裝置I中的樣本液時(shí)，通過(guò)空心針3的一端刺穿注入?yún)^(qū)域31 (參見(jiàn)圖3A和圖3B)。在該操作中，通過(guò)空心針3在位置Y處刺穿針蓋6(參見(jiàn)圖3B)。針蓋6的任何位置可以用作位置Y。向注入?yún)^(qū)域31注入存儲(chǔ)在樣本液供給裝置I中的樣本液。在注入中，如果注入?yún)^(qū)域31中的壓強(qiáng)被降低，那么易于在短時(shí)間內(nèi)向注入?yún)^(qū)域31中注入樣本液。 在樣本液被全部注入注入?yún)^(qū)域31中后，經(jīng)由針蓋6上的位置Y移除空心針3(參見(jiàn)圖3C)。在這種狀態(tài)中，在針蓋6上，由于空心針3在位置Y處刺入而形成孔。然而，由于針蓋6具有上述刺穿-密封特性，所以在移除空心針3后，刺穿部分通過(guò)自身關(guān)閉(參見(jiàn)圖3D)。如上所述，在樣本液供給裝置I中，除了確保對(duì)于樣本液的高分析精度外，由于針蓋6在樣本液注入注入?yún)^(qū)域31之前和之后覆蓋空心針3，所以還可以避免由于錯(cuò)誤動(dòng)作而引起的空心針3對(duì)人體的錯(cuò)誤刺入。此外，如果空心針3破裂，可以防止空心針3的碎片散布在樣本液供給裝置I的周圍。此外，可以防止附著于空心針3尖端部分等的樣本液接觸人體。(1-3)樣本液供給裝置組圖5A至圖5E是示出根據(jù)本公開(kāi)優(yōu)選實(shí)施方式的樣本液供給裝置組的截面圖。根據(jù)該實(shí)施方式的樣本液供給裝置組10包括在其中包含樣本液的容器7，并且容器7具有裝配部8 (參見(jiàn)圖5A)。樣本液供給裝置組10包括可以裝配于容器7的裝配部9、以及具有收容端部2的樣本液供給裝置1，在裝配時(shí)，包含在容器7中的樣本液被導(dǎo)入收容端部2中(參見(jiàn)圖5C)。樣本液供給裝置還包括設(shè)置在收容端部2的一端的空心針3，并且空心針3的空心部分與容器內(nèi)部相通；以及覆蓋從其向收容端部2中導(dǎo)入液體的開(kāi)口的密封部件4，并且密封部件4因彈性變形而具有刺穿-密封特性。即，根據(jù)該實(shí)施方式的樣本液供給裝置除設(shè)置有裝配部9外與上述根據(jù)第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置I基本上相同。因此，在該實(shí)施方式中，關(guān)于樣本液供給裝置組10，將主要描述具有裝配部8的容器7和樣本液供給裝置中的裝配部9的功能構(gòu)造。例如，類似于根據(jù)本公開(kāi)第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置1，用于樣本液供給裝置組10的樣本液供給裝置使用包括針蓋6的樣本液供給裝置。然而，該實(shí)施方式不限于該實(shí)例。即，在用于樣本液供給裝置組10的樣本液供給裝置中，例如，類似于根據(jù)本公開(kāi)第一實(shí)施方式的樣本液供給裝置1，可以不包括針蓋6。容器7保存樣本53。例如，容器7是樣品管。對(duì)于容器7，如下面將要描述的，設(shè)置裝配于樣本液供給裝置I的裝配部9的裝配部8。在容器7中，通過(guò)在液體中溶解經(jīng)由諸如壓舌板的用于樣本收集的工具52獲得的樣本53，或提純液體，可以在樣本液注入樣本液供給裝置后的分析之前的初步步驟中執(zhí)行處理以調(diào)節(jié)樣本液。此外，盡管在附圖中沒(méi)有示出，但是對(duì)于容器7，可以設(shè)置裝配于裝配部8的塞子以確保氣密性?？梢砸匀魏涡螤钚纬裳b配部8和裝配部9，只要裝配部8和裝配部9可以彼此裝配。例如，裝配部8可被形成為螺帽以裝配于裝配部9(參見(jiàn)圖5A至圖5E)。利用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的螺帽制造方法，可以形成根據(jù)該實(shí)施方式的樣本液供給裝置組10中的樣本液供給裝置中的裝配部9以及容器7中的裝配部8。在根據(jù)該實(shí)施方式的樣本液供給裝置組10中，為了將樣本液導(dǎo)入樣本液供給裝置I中，首先，在容器7中制備樣本液(參見(jiàn)圖5A和圖5B)。即，在容器7中，可以在液體中溶解通過(guò)工具52獲得的樣本53。此外，可以在容器7中提純樣本液。容器7的裝配部8被裝配至樣本液供給裝置I的裝配部9 (參見(jiàn)圖5C和圖5D)。在該操作中，通過(guò)容器7打開(kāi)密封部件4，并且容器7的內(nèi)部與收容端部2的內(nèi)部相通。結(jié)果，容器7中的樣本液被導(dǎo)入收容端部2內(nèi)(參見(jiàn)圖OT)。于是，類似于根據(jù)本公開(kāi)第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置1，樣本液被注入注入?yún)^(qū)域31中(參見(jiàn)圖5E)。如上所述，在樣本液供給裝置組10中，類似于根據(jù)本公開(kāi)第一和第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置1，可以確保收容端部2中的氣密性。結(jié)果，在樣本液供給裝置組10中，當(dāng)在容器7中制備樣本液時(shí)，可以確保樣本液分析的高精度。此外，類似于根據(jù)本公開(kāi)第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置1，設(shè)置針蓋6。因此，針蓋6在樣本液被注入注入?yún)^(qū)域31之前和之后覆蓋空心針3。結(jié)果，可以避免由于錯(cuò)誤動(dòng)作而引起的空心針3對(duì)人體的錯(cuò)誤刺入。此外，如果空心針3破裂，則可以防止空心針3的碎片散布在樣本液供給裝置I的周圍。此夕卜，可以防止附著于空心針3的尖端部分等的樣本 液接觸人體。2.微芯片組(2-1)第一實(shí)施方式圖6A至圖6C示出在根據(jù)本公開(kāi)第一實(shí)施方式的微芯片組中使用的微芯片。圖6A是頂視圖。圖6B是沿著圖6A中的線VIB-VIB的截面圖。圖6C是沿著圖6A中的線VIC-VIC的截面圖。在附圖中，由符號(hào)A表示的微芯片包括主體12以及支撐主體12的框體11，主體12中設(shè)置有物質(zhì)被導(dǎo)入其中并且對(duì)該物質(zhì)執(zhí)行化學(xué)分析或生物分析的區(qū)域?？蝮w11通過(guò)向中心延伸的臂111、112、113、114、115以及116支撐主體12。在臂中，臂111、112、115以及116接觸主體12的下表面，并且從下面支撐主體12。臂113和114接觸主體12的上表面，并且從上面支撐主體12。通過(guò)該配置，主體12夾入下側(cè)的臂111、112、115和116與上側(cè)的臂113和114之間，并被它們支撐。主體12和框體11可被這些臂可分離得地支撐。主體12和框體11可以在主體12和框體11彼此接觸的表面上被粘接在一起，或一體形成而被連接。在附圖中，參考數(shù)字13表示定位孔，其用于在從外部向設(shè)置在主體12上的區(qū)域注入樣本液時(shí)在主體12上的適當(dāng)部分(具體地，下面將描述的“刺穿部14”)上定位用于溶液(下文，也被稱作“樣本液”)注入的通道。定位孔13開(kāi)在在主體12上延伸的臂113中。圖7A和圖7B示出在根據(jù)本公開(kāi)第一實(shí)施方式的微芯片組100中使用的微芯片A的主體12。圖7A是頂視圖。圖7B是沿著圖7A的線VIIB-VIIB的截面圖。對(duì)于主體12，作為從外部向其中注入樣本液的氣密區(qū)域，形成以下區(qū)域。刺穿部14用作從外部向其中刺入并且注入樣本液的區(qū)域。圖6A中描述的定位孔13開(kāi)在臂113中，且位于刺穿部14上方的位置處。井161、162、163、164和165用作用于分析包含在樣本液中的物質(zhì)或物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物的區(qū)域。流路151、152、153、154和155用作將注入刺穿部14中的樣本液分別發(fā)送至井161、162、163、164 和 165 的區(qū)域。主體12具有5個(gè)井161，并且井161彼此相鄰且通過(guò)流路151彼此連通。井161中的一個(gè)通過(guò)流路151連接刺穿部14。通過(guò)該構(gòu)造，注入刺穿部14中且通過(guò)流路151發(fā)送的樣本液被順序?qū)?個(gè)161中。該構(gòu)造類似地應(yīng)用于井162 165以及流路152 155。為了將注入刺穿部14的樣本液同時(shí)開(kāi)始導(dǎo)入井161和井162，優(yōu)選形成流路151和流路152以使得流路151的從刺穿部14到其內(nèi)首先被導(dǎo)入樣本液的井161的長(zhǎng)度是與流路152的從刺穿部14到其內(nèi)首先被導(dǎo)入樣本液的井162的長(zhǎng)度相同的長(zhǎng)度。為了將流路151和流路152形成為具有相同的總長(zhǎng)度，例如，如圖7A所示，優(yōu)選在從刺穿部14到其內(nèi)首先被導(dǎo)入樣本液的井162的流路152中設(shè)置彎曲的部分。優(yōu)選地，同樣地形成流路153、154和155的從刺穿部14到其內(nèi)首先被導(dǎo)入樣本液的井163、164和165的長(zhǎng)度。此外，如圖7A所示，為了同步完成向井161和井162導(dǎo)入注入刺穿部14的樣本液，優(yōu)選以相等的間隔形成各個(gè)井161和井162，并且流路151的總長(zhǎng)度和流路152的總長(zhǎng)度彼此相等。優(yōu)選地，同樣地形成井163 165的間隔和流路153 155的總長(zhǎng)度。通過(guò)將基板層a2粘合至其上形成有刺穿部14、流路151 155和井161 165的基板層而形成微芯片A。在微芯片A中，通過(guò)在相對(duì)于大氣壓力的負(fù)壓力下執(zhí)行基板層B1與基板層a2的粘合，流路151 155和井161 165的區(qū)域被氣密密封，以使得流路151 155和井161 165的區(qū)域內(nèi)部具有相對(duì)于大氣壓力的負(fù)壓力(例如，1/100大氣壓)。此夕卜，優(yōu)選在真空下執(zhí)行基板層^與基板層a2的粘合，使得各個(gè)區(qū)域的內(nèi)部被氣密密封為真空狀態(tài)。形成基板層和a2的材料可以是玻璃或各種塑料(聚丙烯、聚碳酸酯、環(huán)烯聚合物和聚二甲硅氧烷)。相同的材料可以用于框體11。優(yōu)選地，基板層B1和&2中的至少一個(gè)由具有彈性的材料形成。除了諸如聚二甲硅氧烷(PDMS)的硅彈性體，具有彈性的材料還包括丙烯酸彈性體、氨基甲酸酯彈性體、氟化彈性體、苯乙烯彈性體、環(huán)氧樹脂彈性體、天然橡膠等。通過(guò)利用這些具有彈性的材料來(lái)形成基板層％或a2中的至少一個(gè)，對(duì)于微芯片A，可以賦予以下描述的刺穿-密封特性。在對(duì)導(dǎo)入井161 165中的材料進(jìn)行光學(xué)分析時(shí),優(yōu)選地,對(duì)于形成基板層S1和a2的材料，選擇具有透光性、低自發(fā)熒光和低波長(zhǎng)色散的光學(xué)誤差小的材料。例如，通過(guò)對(duì)玻璃基板層進(jìn)行濕法蝕刻或干法蝕刻，或?qū)λ芰匣鍖舆M(jìn)行納米壓印、注射成形或切削加工，可以在基板層S1上形成刺穿部14、流路151 155和井161 165?？梢詫?duì)基板層a2形成各個(gè)區(qū)域，或可以對(duì)基板層形成一部分區(qū)域并且對(duì)基板層a2形成其余的部分。例如，可通過(guò)根據(jù)諸如熱熔粘合、粘合劑、陽(yáng)極粘合、利用壓敏膠片的粘合、等離子體活化粘合、超聲波粘合等的現(xiàn)有技術(shù)的方法來(lái)粘合基板層^和基板層a2。參照?qǐng)D8A至圖8C,描述向根據(jù)本公開(kāi)第一實(shí)施方式的微芯片中的微芯片A導(dǎo)入樣本液的方法。圖8A至圖8C示出微芯片A沿著圖6A中的線VIC-VIC的截面圖。在圖8A至圖SC所示的微芯片組中，作為樣本液供給裝置1，描述根據(jù)本公開(kāi)第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置，然而，樣本液供給裝置I不限于該實(shí)例。即，對(duì)于樣本液供給裝置1，可以使用根據(jù)本公開(kāi)第一實(shí)施方式的樣本液供給裝置。代替樣本液供給裝置1，可以使用參照?qǐng)D5A至圖5E描述的根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的樣本液供給裝置組10。在向微芯片A導(dǎo)入樣本液時(shí)，如圖8A和圖8B所示，樣本液供給裝置I中的空心針3刺穿針蓋6和基板層，并且向刺穿部14中注入樣本液。如參照?qǐng)D2和圖3描述的，注入刺穿部14中的樣本液是通過(guò)容器51向密封部件4的刺入而注入收容端部2中的樣本液。在附圖中，箭頭F1表示通道4的刺穿方向。從基板層表面刺穿通道4，使得尖端部分通過(guò)基板層^到達(dá)刺穿部14中的空間。在該刺穿中，空心針3通過(guò)在框體11的臂113上 所開(kāi)的定位孔13而被插入，并且刺穿基板層％，孔13位于刺穿部14上方。如上所述，通過(guò)將預(yù)先設(shè)置在刺穿部14上方的定位孔13作為目標(biāo)來(lái)插入空心針3，空心針3刺穿基板層B1，空心針3被定位至刺穿部14，并且可以確保空心針3的尖端部分到達(dá)刺穿部14中的空間。
從外部注入刺穿部14的樣本液通過(guò)流路151 155被發(fā)送(參見(jiàn)附圖中的箭頭f)，并且被導(dǎo)入井161 165中。在微芯片A中，刺穿部14、流路151 155和井161 165的內(nèi)部被調(diào)節(jié)為具有相對(duì)于大氣壓力的負(fù)壓力。因此，在空心針3的尖端部分到達(dá)刺穿部14中的空間的狀態(tài)下，如果該狀態(tài)被保持一定時(shí)間，那么樣本液通過(guò)負(fù)壓力被吸入，并且被容易地導(dǎo)入每個(gè)區(qū)域中。此外，如果每個(gè)區(qū)域的內(nèi)部是真空狀態(tài)，那么在每個(gè)區(qū)域中不存在空氣。在這樣的狀態(tài)下，樣本液的導(dǎo)入不困難，并且不產(chǎn)生氣泡。在導(dǎo)入樣本液之后，如圖SC所示，拔出空心針3，并且基板層的被刺穿位置被密封。在附圖中，箭頭&表示通道4的拔出方向。通過(guò)利用諸如PDMS的具有彈性的材料形成基板層％，在拔出通道4后，被刺穿部可以通過(guò)由彈性變形產(chǎn)生的恢復(fù)力而自身關(guān)閉。在本公開(kāi)的實(shí)施方式中，被刺穿部自身通過(guò)基板層的彈性變形的密封被稱作基板層的“刺穿-密封特性”。在導(dǎo)入樣本液之后，針蓋6被空心針3刺穿，并且形成了孔。然而，由于針蓋6具有刺穿-密封特性，所以在移除空心針3之后，被刺穿部自動(dòng)關(guān)閉。為了確?；鍖拥拇檀?密封特性，基于基板層的材料和通道4的直徑，基板層的被刺穿位置處的從基板層的表面到刺穿部14中的空間的厚度(在附圖中，參見(jiàn)參考符號(hào)d)被設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶小Ｔ诜治鲋屑訜嵛⑿酒那闆r下，厚度d被設(shè)定為使得不會(huì)因?yàn)橛杉訜釋?dǎo)致的內(nèi)壓增加而喪失刺穿-密封特性。為了確保基板層的由彈性變形帶來(lái)的刺穿-密封特性，優(yōu)選地，對(duì)于空心針3，可以使用具有盡可能小的直徑的針。具體地，優(yōu)選使用用于胰島素注射的無(wú)痛針、具有大約
O.2mm的尖端外直徑的針。為了促進(jìn)樣本液的注入，對(duì)于無(wú)痛針的基部，可以連接通過(guò)切割通用微量吸管的尖端部分而獲得的尖端部分。通過(guò)該尖端部分，在在樣本液填充尖端部分的狀態(tài)下以無(wú)痛針刺入刺穿部14時(shí)，由于微芯片A中的負(fù)壓力，被連接至無(wú)痛針的尖端部分中的樣本液可以被吸入，并且被注入刺穿部14中。在具有O. 2mm的尖端外直徑的無(wú)痛針用作空心針3的情況下，優(yōu)選地，包括PDMS的基板層S1的厚度d是O. 5mm以上,并且如果執(zhí)行加熱,O. 7mm以上。如上所述，在根據(jù)該實(shí)施方式的微芯片組中使用具有密封部件4的樣本液供給裝置I。因此，在向內(nèi)部注入樣本液時(shí)以及注入之后，可以防止樣本液向外部飛濺或泄漏等。結(jié)果，在利用根據(jù)該實(shí)施方式的微芯片組進(jìn)行分析時(shí)，可以確保安全性。此外，通過(guò)防止飛濺，可以減少定量的樣本液的量與分析中的樣本液的量之間的差異的產(chǎn)生。結(jié)果，在關(guān)于樣本液的分析中，可以確保高精度。此外，由于樣本液供給裝置I同樣具有針蓋6，所以導(dǎo)入樣本液之前和之后，針蓋6覆蓋空心針3。結(jié)果,可以避免由于錯(cuò)誤動(dòng)作而引起的空心針3對(duì)人體的錯(cuò)誤刺入。此外，如果空心針3破裂，則可以防止空心針3的碎片散布在樣本液供給裝置I的周圍。此外，可以防止附著于空心針3尖端部分等的樣本液接觸人體。此外，在根據(jù)該實(shí)施方式的微芯片A中，在導(dǎo)入樣本液時(shí)，空心針3通過(guò)設(shè)置至框體11的臂113的定位孔13來(lái)插入，并且刺入主體12中，從而空心針3可以精確地刺入主體12的刺穿部14。因此，在根據(jù)該實(shí)施方式的微芯片中，在非常小的區(qū)域中，樣本液可被容易地且精確地導(dǎo)入。此外，可以防止外部空氣泄漏進(jìn)區(qū)域中，并且可以防止由于空心針3對(duì)主體12中的不恰當(dāng)位置的刺入而導(dǎo)致經(jīng)由負(fù)壓力的樣本液吸入變得困難或失敗。此外，可以防止空心針3對(duì)人體等的錯(cuò)誤刺入，并且可以增加操作安全性。
在該實(shí)施方式中，對(duì)于微芯片A，設(shè)置通過(guò)一個(gè)流路彼此連通的5個(gè)組的5個(gè)井(總共25個(gè)井)。在根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的微芯片中，設(shè)置的井的數(shù)量可以是任意數(shù)，并且井的位置可以是任何位置。此外，井的形狀不限于附圖中示出的圓柱形狀。此外，用于將注入刺穿部14的樣本液發(fā)送至每個(gè)井的流路的構(gòu)造不限于附圖中示出的實(shí)例。在該實(shí)施方式中，基板層包括彈性材料，并且從基板層&1的表面執(zhí)行空心針3的刺穿。然而，可以從基板層a2的表面執(zhí)行空心針3的刺穿。在這種情況下，基板層a2可以包括彈性材料以被賦予刺穿-密封特性。(2-2)第二實(shí)施方式圖9A至圖9C示出根據(jù) 本公開(kāi)第二實(shí)施方式的微芯片組的構(gòu)造和樣本液導(dǎo)入方法。在附圖中，由符號(hào)B表示的微芯片包括主體12，主體12上設(shè)置有物質(zhì)被導(dǎo)入其內(nèi)并且對(duì)該物質(zhì)執(zhí)行化學(xué)分析或生物分析的區(qū)域。微芯片B的主體12與微芯片A的上述主體12相同，因此，在下面的描述中省略描述。除了主體12，微芯片B還包括第一部件31和第二部件32。在附圖中，作為樣本液供給裝置1，描述根據(jù)本公開(kāi)第二實(shí)施方式的樣本液供給裝置，然而，樣本液供給裝置不限于該實(shí)例。即，對(duì)于樣本液供給裝置1，可以使用根據(jù)本公開(kāi)第一實(shí)施方式的樣本液供給裝置。代替樣本液供給裝置1，可以使用參照?qǐng)D5A至圖5E描述的根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的樣本液供給裝置組10。在第一部件31上，設(shè)置和保持主體12。為了在第一部件31的上表面上的預(yù)定位置上精確設(shè)置微芯片B，可以在第一部件31的一側(cè)上設(shè)置定位銷，并且可以在主體12的一側(cè)上設(shè)置用于銷的裝配孔。作為選擇，利用主體12的外形，可以采用向第一部件31的上表面上的預(yù)定位置裝配主體12的方法。在第二部件32中，支撐用于向設(shè)置在主體12中的區(qū)域中從外部注入樣本液的樣本液供給裝置1，以使得樣本液供給裝置I面對(duì)由第一部件31支撐的主體12。第一部件31的一端與第二部件32的一端通過(guò)鉸鏈33連接，并且可以執(zhí)行利用鉸鏈33作為支點(diǎn)來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉第一部件31和第二部件32的操作(參見(jiàn)圖9A的虛線的箭頭)。主體12的通過(guò)第一部件31的支撐位置和通道4的通過(guò)第二部件32的支撐位置被設(shè)計(jì)為使得在鉸鏈33關(guān)閉的狀態(tài)下(參見(jiàn)圖9B)，空心針3被定位至主體12的刺穿部14 (參見(jiàn)圖8)。第一部件31和第二部件32的形成材料可以是玻璃、各種金屬或各種塑料。主體12、第一部件31和第二部件32可以是不同的部件，或可以是一體形成的部件。作為用于以可打開(kāi)和關(guān)閉的方式連接第一部件31和第二部件32的部件，代替鉸鏈33，可以使用旋轉(zhuǎn)阻尼器。旋轉(zhuǎn)阻尼器的使用能夠穩(wěn)定第一部件31和第二部件32的打開(kāi)和關(guān)閉操作。在通過(guò)鉸鏈33連接它們的一端的第一部件31和第二部件32之間，可以連接在打開(kāi)-關(guān)閉方向上具有彈性的彈簧部件，或可以設(shè)置用于將打開(kāi)和關(guān)閉操作限制在預(yù)定范圍內(nèi)的制動(dòng)器機(jī)構(gòu)。這些部件的使用能夠穩(wěn)定第一部件31和第二部件32的打開(kāi)和關(guān)閉操作，并且操作性提高。在附圖中，參考數(shù)字321代表在第二部件32相對(duì)于第一部件31的打開(kāi)和關(guān)閉的操作中握持的手柄。在根據(jù)本實(shí)施方式的微芯片中，在導(dǎo)入樣本液時(shí)，通過(guò)在第一部件31支撐主體12并且第二部件32支撐通道4的狀態(tài)下關(guān)閉鉸鏈33，可以精確地執(zhí)行通道4對(duì)于主體12的刺穿部14的刺穿。因此，在根據(jù)本實(shí)施方式的微芯片中，在非常小的區(qū)域中，能夠精確地且容易地導(dǎo)入樣本液。此外，可以防止外部空氣泄漏進(jìn)區(qū)域中，并且可以防止由于通道4對(duì)主體12中的不恰當(dāng)位置的刺入而導(dǎo)致經(jīng)由負(fù)壓力的樣本液吸入變得困難或失敗。此外，可以防止通道4對(duì)人體等的錯(cuò)誤刺入，并且可以增加操作安全性。根據(jù)該實(shí)施方式的微芯片組采用具有密封部件4的樣本液供給裝置I。因此，在向內(nèi)部注入樣本液時(shí)以及注入之后，可以防止樣本液向外部飛濺或泄漏等。結(jié)果，在利用根據(jù)該實(shí)施方式的微芯片組進(jìn)行分析時(shí)，可以確保安全性。此外，通過(guò)防止飛濺，可以減少量化的樣本液的量與分析中的樣本液的量之間的差異的產(chǎn)生。結(jié)果，在關(guān)于樣本液的分析中，可以確保高精度。此外，由于樣本液供給裝置I同樣具有針蓋6，所以在導(dǎo)入樣本液之前和之后，針蓋6覆蓋空心針3。結(jié)果，可以避免由于錯(cuò)誤動(dòng)作而引起的空心針3對(duì)人體的錯(cuò)誤刺入。此外，如果空心針3破裂，則可以防止空心針3的碎片散布在樣本液供給裝置I的周圍。此外，可以防止附著于空心針3尖端部分等的樣本液接觸人體。上述實(shí)施方式中使用的樣本液不限于特定的樣本液。例如，可以使用包含諸如來(lái) 自被懷疑感染了流行性感冒的患者的鼻拭子(nasal swab)樣本的核酸的各種樣本。本發(fā)明包含于2011年I月31日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)JP2011-017765中公開(kāi)的主題，其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，可以在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)或其等同范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、再組合和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種樣本液供給裝置，包括 收容端部，樣本液被導(dǎo)入其中； 空心針，設(shè)置在所述收容端部的一端，使得其空心部分與所述收容端部的內(nèi)部連通；以及 密封部件，覆蓋一開(kāi)口，所述樣本液被從所述開(kāi)口導(dǎo)入，其中， 所述密封部件具有通過(guò)彈性變形而獲得的刺穿-密封特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的樣本液供給裝置，還包括 針蓋，覆蓋所述空心針，所述針蓋具有通過(guò)彈性變形而獲得的刺穿-密封特性，并且將被所述空心針刺穿。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的樣本液供給裝置，其中，所述密封部件包括包含選自由硅樹月旨、氟樹脂和聚丙烯組成的組中的材料的薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樣本液供給裝置，其中，所述針蓋包括包含選自由硅樹脂、氟樹脂和聚丙烯組成的組中的材料的薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的樣本液供給裝置，其中，所述收容端部包括裝配部，所述裝配部能夠裝配至容納液體的容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的樣本液供給裝置，其中，所述開(kāi)口位于所述收容端部的與所述一端相對(duì)的另一端上。
7.—種樣本液供給裝置組，包括 容器，能夠容納樣本液； 收容端部，能夠裝配至所述容器并且通過(guò)裝配操作將容納在所述容器中的所述樣本液導(dǎo)入其中； 空心針，設(shè)置在所述收容端部的一端，使得其空心部分與所述收容端部的內(nèi)部連通；以及 密封部件，覆蓋一開(kāi)口，所述樣本液被從所述開(kāi)口導(dǎo)入，其中，所述密封部件具有通過(guò)彈性變形而獲得的刺穿-密封特性。
8.一種微芯片組,包括 微芯片，包括其內(nèi)將被填充有樣本液的空心部； 樣本液供給裝置，包括收容端部，所述樣本液被導(dǎo)入其中； 空心針，設(shè)置在所述收容端部的一端，使得其空心部分與所述收容端部的內(nèi)部連通；以及密封部件，覆蓋一開(kāi)口，所述樣本液被從所述開(kāi)口導(dǎo)入，其中，所述密封部件具有通過(guò)彈性變形而獲得的刺穿-密封特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微芯片組，其中，所述樣本液供給裝置還包括覆蓋所述空心針的針蓋，所述針蓋通過(guò)彈性變形而具有刺穿-密封特性，并且將被所述空心針刺穿。
全文摘要
一種樣本液供給裝置、樣本液供給裝置組以及微芯片組，該樣本液供給裝置包括收容端部，樣本液被導(dǎo)入其中；空心針，設(shè)置在收容端部的一端，使得其空心部分與收容端部的內(nèi)部連通；以及密封部件，覆蓋一開(kāi)口，樣本液被從該開(kāi)口導(dǎo)入，其中，密封部件具有通過(guò)彈性變形而獲得的刺穿-密封特性。
文檔編號(hào)B01L3/00GK102621342SQ20121002008
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者渡邊英俊 申請(qǐng)人:索尼公司