專利名稱：分析用具的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制造用于分析試料中的特定成分所利用的分析用具的方法。更具體地說，作為制造對象的分析用具設置有含有用于與上述特定成分反應的試藥的試藥部。
背景技術：
作為試料的分析方法，例如有通過光學方法分析使試料和試藥反應時的反應液這樣的方法。在通過這種方法進行試料的分析的情況下，作為分析用具，利用形成微細流路的微器件。另一方面，分析用具中的試料和試藥的反應，例如通過預先在分析用具中形成試藥部，向該試藥部供給試料來進行。
分析用具的試藥部，例如，如圖11A所示，是通過在對反應部90供給含有試藥的材料液92之后，如圖11B所示那樣使材料液92干燥而形成。對反應部90的材料液92的供給，典型地如圖11A所示那樣，使用涂敷機91來進行。材料液92的供給也可以使用利用噴墨方式的吐出裝置來進行(例如參照日本國特開2000-229245公報)。
在上述試藥部的形成方法中，當干燥保持在反應部90內的材料液92寸，在位于反應部90的中央部的材料液92中，液體成分積極地蒸發(fā)，固體成分的濃度增大。另一方面，如微器件那樣，在微細化包括反應部90的整個流路的結構中，關于材料液92的與反應部90的側面90a接觸的部分，即使在干燥材料液92的情況下，也會因為材料液92的表面張力(毛細管力)而維持與反應部90的側面90a接觸的狀態(tài)。即，就干燥材料液92時的蒸發(fā)速度而言，與存在于反應部90的周緣部的材料液92相比，存在于反應部90的中央部的材料液92的蒸發(fā)速度比較快。其結果，如圖11B所示，最終形成的試藥部93的中央部厚度變小，周緣部緊密附著在側面90a上且厚度增大。因此，對于像微器件這種分析用具來說，當采用使用涂敷機91來形成試藥部93的方法的情況下，試藥部93的厚度產生不均勻，而且，在溶解試藥部93時，在反應部90中試藥的濃度會產生偏差。
為了消除這種不良情況，如圖12所示，考慮到一邊通過壓力棒94按壓保持在反應部90內的材料液92表面，一邊干燥材料液92來形成試藥部(例如參照日本國特開平9-101297號公報)。
如果一邊通過壓力棒94按壓材料液92表面一邊干燥材料液92，則關于和壓力棒94接觸的部分，可以使試藥部的厚度一定，能夠抑制試藥濃度偏差?？墒牵鐖D12所示，例如當僅僅按壓住位于反應部90的中央部的材料液92表面的情況下，關于位于反應部90的周緣部的部分，與不使用壓力棒94的情況一樣，試藥部的厚度比中央部增大。
為了最小限度地抑制這種厚度不均，需要使壓力棒94的按壓部94a的尺寸更加接近反應部90的尺寸。但是，如前所述，在微器件中，由于反應部90的尺寸小，所以為了使按壓部分94a的尺寸接近反應部90的尺寸，要求嚴格的尺寸公差，從而壓力棒94的制造困難，制造成本上也不利。此外，微器件的試藥部，有時形成厚度尺寸在10μm以下的薄層，在這種試藥部上，為了抑制厚度不均，當按壓材料液92表面時，在反應部90的底面90b和按壓部分94a的表面之間，需要維持高水平的平行性。為此，要求對壓力棒94進行高精度加工，另外，在由壓力棒94按壓材料液92時，對壓力棒94要求苛刻的位置精度。因此，就一邊通過壓力棒94按壓材料液92表面一邊形成試藥部的方法而言，在壓力棒94的加工方面以及操作方面是不利的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于在制造具備試藥部的分析用具的情況下，即使對于尺寸較小的試藥部，也可以在成本上有利，減小厚度不均。
根據本發(fā)明提供的分析用具的制造方法，其特征在于包括試藥部形成工藝，用于在基板上形成含有用于與試料液中的特定成分發(fā)生反應的試藥的試藥部，其中，上述試藥部形成工藝包括在涂敷了含有上述試藥的材料液之后使上述材料液干燥的多次涂敷、干燥作業(yè)。
上述多次涂敷、干燥作業(yè)例如使用含有同一試藥的材料液，進行2～200次。作為材料液，例如使用含有上述試藥0.1～60wt％的液體。
作為本發(fā)明的制造對象的分析用具，例如是在形成于基板上的試藥保持部上形成有試藥部的分析用具。此時，試藥保持部例如作為具有底面和側面的凹部所形成，試藥部通過緊密附著在試藥保持部的底面上而形成。試藥保持部的深度為50～200μm。試藥部優(yōu)選對試藥保持部的側面隔開間隔而形成。因此，材料液的涂敷，在從試藥保持部的底面上的試藥保持部的側面隔開一定距離的區(qū)域內進行。此時，試藥保持部的側面和涂敷材料液的區(qū)域之間的距離例如為0.1μm以上。試藥保持部的容積例如為0.05～5μL。
材料液的涂敷，優(yōu)選使用利用了噴墨方式的吐出裝置來進行。作為該吐出裝置，例如使用形成為可以吐出10～2000pL的液滴的裝置。此時，材料液的涂敷通過使用吐出裝置使多個液滴附著在涂敷對象部位上來進行。在各涂敷、干燥作業(yè)時的上述材料液的涂敷量例如為1～200nL。
材料液的干燥例如通過供給熱能來進行。熱能的供給通過利用從材料液的上方由紅外線等光線給與的放射熱來進行，或者通過使基板的里面與熱源接觸來進行。當然，也可以通過送風使材料液干燥。
在各涂敷、干燥作業(yè)中，形成厚度為0.1～5.0μm的薄膜。在整個上述試藥部形成工藝中，試藥部的厚度例如形成為1.0～50.0μm。
作為本發(fā)明的制造對象的分析用具，例如具有含有互不相同的試藥的多個試藥層層積的形態(tài)的試藥部。本發(fā)明也可以使用在下述分析用具上具備集合了含有互不相同的試藥的個別試藥部的試藥部的分析用具，或者，平面地分離設置含有互不相同的試藥的多個試藥部的分析用具。


圖1是表示通過本發(fā)明的制造方法所制造的分析用具的一個例子的整體立體圖。
圖2是沿著圖1的II-II線的截面圖。
圖3是集合基板的整體立體圖以及集合基板的主要部分的放大截面圖。
圖4是表示形成在集合基板上的試藥保持部的試藥部狀態(tài)的整體立體圖。
圖5是用于說明對試藥保持部進行材料液涂敷作業(yè)的說明圖，是吐出裝置的主要部分的簡圖以及集合基板的主要部分截面圖。
圖6A是表示在試藥保持部上涂敷了材料液的狀態(tài)的集合基板的主要部分截面圖，圖6B是表示干燥材料液的狀態(tài)的主要部分截面圖。
圖7是表示試藥部完成狀態(tài)的集合基板的主要部分截面圖。
圖8是用于說明貼著蓋板作業(yè)的分析用具集合體的整體立體圖。
圖9A以及圖9B是表示作為本發(fā)明的制造對象的分析用具的另一例的圖。
圖10A以及圖10B是表示作為本發(fā)明的制造對象的分析用具的再一例的圖。
圖11是用于說明形成現有分析用具的試藥部的作業(yè)的一個例子的截面圖。
圖12是用于說明形成現有分析用具的試藥部的作業(yè)的另一例的截面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及分析用具的制造方法，在說明該制造方法之前，先參照圖1以及圖2來說明作為制造對象的分析用具的一個例子。
圖1及圖2所示的分析用具1是適合微量試料的分析而構造的微器件。分析用具1利用毛細管現象使試料液移動，并且提供反應場。對于該分析用具1來說，在形成微細流路20的基板2上，以覆蓋流路20的方式層積蓋部3。流路20具有受液部21以及試藥保持部22，同時，在分析用具1的端面10開放。在試藥保持部22中，形成含有用于與試料液中的特定成分發(fā)生反應的試藥的試藥部4。與其對應，蓋部3具有連通基板2上的受液部21且用于將試料導入到流路20的導入口30。
下面，參照圖3～圖8對本發(fā)明的分析用具制造方法的一個例子進行說明。
首先，形成如圖3所示的集合基板5。該集合基板5具有由虛擬切斷線L1、L2所區(qū)劃的多個基板形成區(qū)域50。在各基板形成區(qū)域50上形成具有試藥保持部22的流路20。試藥保持部22例如形成為深度尺寸D1為50～200μm，容積為0.05～5μL。這種集合基板5可以通過使用樹脂材料的模具成形來形成。集合基板5也可以通過對樹脂板進行激光加工或者蝕刻加工而形成。
然后，如圖4所示，在集合基板5上的各試藥保持部22上形成試藥部4。試藥部4可以通過在對試藥保持部22涂敷了材料液之后，多次進行使材料液干燥的涂敷、干燥作業(yè)而形成。
材料液的涂敷，例如，如圖5所示那樣使用采用噴墨方式的吐出裝置6來進行。作為吐出裝置6，例如使用構成為可以吐出10～2000pL的液滴60的裝置。當使用該吐出裝置6的情況下，一邊從吐出裝置6吐出材料液的液滴60一邊移動吐出裝置6，通過向試藥保持部22的底面22A附著大量的液滴60來進行材料液的涂敷。當通過這種方法進行材料液的涂敷的情況下，可以在距離試藥保持部22的側面22B一定距離的區(qū)域(除去試藥保持部22的底面22A的周緣部的區(qū)域)涂敷材料液。圖6中表示了從側面22B隔離間隔來涂敷材料液的例子，將應該涂敷材料液的區(qū)域和側面22B之間的距離D2設定在例如0.1μm以上。
另一方面，材料液的干燥可以通過加熱或者吹風進行。材料液最好在最短時間內干燥。在本實施方式中，例如通過熱能的供給，以0.5～30秒的程度使材料液干燥。熱能的供給例如通過從試藥液的上方給予放射熱來進行。放射熱的供給例如通過使用能夠發(fā)射紅外線或者近紅外線的振動裝置，對試料液照射紅外線或者近紅外線來進行。當然，也可以照射紅外線或者近紅外線以外波長的光線來對試料液施加發(fā)射熱。熱能的供給也可以通過使熱源接觸集合基板5的背面?zhèn)鳠醽磉M行。
在干燥材料液的情況下，通過蒸發(fā)材料液的水分，如圖6B所示，形成厚度T1比涂敷的材料液還小的薄膜40。
在本實施方式中，作為材料液，使用使試藥分散在溶劑中的液體。材料液中試藥的濃度例如為0.1～60wt％。作為溶劑，典型地可以使用水，也可以根據試藥種類的不同而使用有機溶劑。
每次涂敷、干燥作業(yè)時的材料液的涂敷量，在先前例示的深度D1以及容積中形成有試藥保持部22的情況下(參照圖3)，例如為1～200nL。此時，在每次的涂敷、干燥作業(yè)中，如圖6B所示，形成厚度T1為0.1～5μm的薄膜40。這種涂敷、干燥作業(yè)如上述那樣進行多次，典型地進行2～200次。此時，試藥部4形成厚度T2為1～50μm(參照圖7)。
接下來，如圖8所示，當對集合基板5貼著蓋板7而形成分析用具集合體8之后，通過沿著切斷線L1、L2切斷分析用具集合體8，可得到圖1以及圖2所示的各個分析用具1。
對于上述制造方法來說，在試藥部的形成過程中，將材料液的涂敷、干燥作業(yè)分成多次來進行。因此，在每次的干燥作業(yè)中，材料液被迅速地干燥，如圖6B所示那樣形成薄膜40，最終，如圖7所示那樣形成了層積有薄膜40形態(tài)的試藥部4。由于在每次的涂敷、干燥作業(yè)中所形成的薄膜40厚度小，因此厚度不均也小，所以，最終形成的試藥部4的厚度不均也小。
另外，如本實施方式那樣，如果從試藥保持部22的側面22B隔離間隔來涂敷材料液(參照圖6A)，則如圖6B及圖7所示，在干燥材料液時，可以抑制住材料液附著在側面22B上的狀態(tài)。其結果，可以減小薄膜40的厚度不均，降低試藥部4的厚度不均。并且，為了在微細的試藥保持部22上形成不與側面22B接觸的薄膜40，在涂敷材料液時，如本實施方式那樣，采用可吐出微量液滴的噴墨方式是有利的。
從以上說明可知，通過本發(fā)明，即使是尺寸較小的試藥部4，也可以減小試藥部4的厚度不均，通過供給試料可以均一化試藥部4在溶解時的濃度。這種效果在現有的使用壓力棒按壓材料液的狀態(tài)下來干燥材料液是不可能獲得的。從這點來看，可以說不需要生產壓力棒所需成本或者精密地操作壓力棒，相應地，通過上述制造方法，可以低成本地且更好地制造試藥部4乃至分析用具1。
本發(fā)明的制造方法并不局限于制造圖1以及圖2所示的分析用具1的情況，可以廣泛地適用于制造具備試藥部的分析用具的情況。作為可適用本發(fā)明的分析用具，除了上述說明的之外，典型地，可以是圖9A以及圖9B、和圖10A以及圖10B所例示的分析用具。
在圖9A所示的分析用具1A中，試藥部4A在試藥保持部22中具有層積含有不同試藥的第一以及第二試藥層4Aa、4Ab的結構。第二試藥層4Ab通過水溶性的分離層4Ac而層積在第一試藥層4Aa之上。分離層4Ac是在對試藥保持部22供給試料之前、用于抑制第一試藥層4Aa所含有的試藥和第二試藥層4Ab所含有的試藥互相混合的部件，典型地通過CMC(羧甲基纖維素)而形成。在分析用具1A中，在向試藥保持部22供給有試料的情況下，第一試藥層4Aa的試藥、第二試藥層4Ab的試藥以及試料發(fā)生反應。即使在這種分析用具1A中，在形成各試藥層4Aa、4Ab的情況下，也可以采用與上述說明的相同的方法。
圖9B所示的分析用具1B是具備集合了多種個別試藥部4Ba、4Bb、4Bc(圖中為三種)的試藥部4B的分析用具。其中，在該圖中，為說明方便起見，大幅度夸張描寫了各個別試藥部4Ba、4Bb、4Bc。另外，各個別試藥部4Ba、4Bb、4Bc也可以相互重合地保持在試藥保持部22上。這種試藥部4B例如可以這樣形成在涂敷含有第一試藥的材料液之后使其干燥，接著，在涂敷含有第二試藥的材料液之后使其干燥，再在涂敷含有第三試藥的材料液之后使其干燥。
圖10A所示的分析用具1C是平面分離包含不同試藥的多個試藥部4Ca、4Cb、4Cc而構成的。另一方面，對于圖10B所示的分析用具1D來說，并非在凹部(試藥保持部)，而是在整體為平面的基板10D上形成多個試藥部4D的分析用具。在這些分析用具1C、1D中，在形成各試藥部4Ca、4Cb、4Cc、4D的情況下，也可以采用與上述說明的相同的方法。
權利要求
1.一種分析用具的制造方法，其特征在于包括試藥部形成工藝，用于在基板上形成含有用于與試料液中的特定成分反應的試藥的試藥部，其中，所述試藥部形成工藝包括在涂敷了含有所述試藥的材料液之后使所述材料液干燥的多次涂敷、干燥作業(yè)。
2.如權利要求1所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述多次涂敷、干燥作業(yè)使用含有同一試藥的材料液來進行。
3.如權利要求1所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述多次涂敷、干燥作業(yè)進行2～200次。
4.如權利要求1所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述材料液含有所述試藥0.1～60wt％。
5.如權利要求1所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述基板具備作為具有底面和側面的凹部而形成的試藥保持部，所述試藥部通過緊密附著所述底面而形成。
6.如權利要求5所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述材料液的涂敷，在所述底面的從所述側面隔開一定距離的區(qū)域內進行。
7.如權利要求6所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述側面和涂敷所述材料液的區(qū)域之間的距離為0.1μm以上。
8.如權利要求5所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述試藥保持部的深度為50～200μm。
9.如權利要求5所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述凹部的容積為0.05～5μL。
10.如權利要求1所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述材料液的涂敷，使用利用了噴墨方式的吐出裝置來進行。
11.如權利要求10所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述吐出裝置構成為可以吐出10～2000pL的液滴，所述材料液的涂敷，通過使用所述吐出裝置使多個液滴附著在涂敷對象部位上來進行。
12.如權利要求1所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述各涂敷、干燥作業(yè)中的所述材料液的涂敷量為1～200nL。
13.如權利要求1所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述材料液的干燥通過供給熱能來進行。
14.如權利要求13所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述熱能的供給利用從材料液的上方給予的放射熱來進行。
15.如權利要求13所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述熱能的供給通過使熱源接觸所述基板的背面來進行。
16.如權利要求1所述的分析用具的制造方法，其特征在于在所述各涂敷、干燥作業(yè)中，形成厚度為0.1～5.0μm的薄膜，而且，在整個所述試藥部形成工藝中，所述試藥部的厚度形成為1.0～50.0μm。
17.如權利要求1所述的分析用具的制造方法，其特征在于對于所述分析用具來說，所述試藥部具有含有互不相同的試藥的多個試藥層層積的形態(tài)。
18.如權利要求1所述的分析用具的制造方法，其特征在于對于所述分析用具來說，所述試藥部集合了含有互不相同試藥的個別試藥部。
19.如權利要求1所述的分析用具的制造方法，其特征在于對于所述分析用具來說，含有互不相同試藥的試藥部被平面分離而設置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種分析用具的制造方法，包括試藥部形成工藝，用于形成含有用于與試料液中的特定成分發(fā)生反應的試藥的試藥部。試藥部形成工藝包括在涂敷了含有試藥的材料液之后使材料液干燥的多次涂敷、干燥作業(yè)。多次涂敷、干燥作業(yè)例如使用含有同一試藥的材料液來進行。多次涂敷、干燥作業(yè)例如進行2～200次。
文檔編號G01N37/00GK1742199SQ20038010487
公開日2006年3月1日 申請日期2003年12月1日 優(yōu)先權日2002年12月2日
發(fā)明者福家博司, 中村勤, 青野貴史 申請人:愛科來株式會社