WO2006095615A1 - マイクロチャネルアレイ及び製造方法、並びにこれを用いた血液測定方法 - Google Patents

マイクロチャネルアレイ及び製造方法、並びにこれを用いた血液測定方法 Download PDF

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Motohiro Fukuda
Go Tazaki
Seiichi Kanai
Takenori Kitani
Naoto Fukuhara
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Definitions

  • the present invention relates to a microchannel array, a manufacturing method thereof, and a blood measurement method using the same.
  • Patent Document 1 a technique for manufacturing a blood filter using a semiconductor fine processing technique that should solve the above problems.
  • pattern ungulation is performed on a silicon substrate (first substrate 10) by photolithography, grooves are formed on the silicon substrate by wet or dry etching, and a flat plate is formed on the surface on which the grooves are formed.
  • This is a method of forming a blood flow path by bonding a second substrate.
  • the ratio of the channel width and the channel depth of the fine channel and the channel distance can be designed according to the purpose.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 2685544
  • Blood is roughly classified into a blood cell (tangible) component and a plasma (liquid) component, and the proportion of the blood cell component is about 40 to 45% and the plasma component is about 55 to 60%.
  • red blood cells account for about 96%
  • white blood cells and platelets are white blood cells and platelets.
  • the size of red blood cells is about 7-8 m in diameter
  • white blood cells are about 12-14 / ⁇ ⁇
  • platelets are about.
  • a groove including a wide! which is a trunk blood vessel, a branch flow channel which becomes a tributary flow, and a fine flow channel which becomes a capillary vessel is formed on one substrate. It will be necessary to form it. To achieve this, photolithography and etching using alignment must be repeated. However, it is extremely difficult to realize a flow that reproduces such a biological model because of not only cost problems but also manufacturing limitations.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a microchannel array capable of providing a more complicated flow path by a simple method, a method for manufacturing the microchannel array, And it is providing the blood measuring method using this.
  • the microchannel array according to the present invention is formed by tightly bonding or bonding a first substrate and a second substrate, and includes a liquid inlet and a liquid outlet on the surface, and the liquid outlet from the liquid inlet inside.
  • a microchannel array having an internal space structure that communicates with at least one upstream flow path that communicates with the liquid inlet, and the upstream flow path that communicates with the liquid outlet.
  • at least one downstream-side channel facing each other with a gap, and the upstream-side channel and the downstream-side channel are in communication with each other and flow in comparison with the upstream-side channel and the downstream-side channel.
  • Forming the downstream channel Groove of the eye is provided, in the second substrate, the first substrate and the side of adhering or bonding the second substrate, in which grooves for forming the micro channel is provided.
  • a method of manufacturing a microchannel array according to the present invention includes a step of forming a pattern on a substrate with a resist, and depositing metal according to the resist pattern formed on the substrate to form a metal structure. Forming a molded body using the metal structure as a mold and forming a first substrate and a second substrate, respectively, and closely contacting or joining the first substrate and the second substrate. is there.
  • the first substrate and the second substrate are each subjected to microfabrication, and these are in close contact or bonded, so that only one substrate is subjected to microfabrication. It is possible to provide a more complicated flow path than the case. In addition, since the alignment process can be deleted or reduced, the cost can be reduced.
  • the blood measurement method according to the first aspect of the present invention is the blood measurement method using the microchannel array according to the above aspect, wherein a sample containing at least a blood sample is supplied from the liquid inlet of the microchannel array. Flow through a microchannel provided in the internal space structure in the channel array, measure the state of each blood component of the blood passing through the microchannel, and based on the measurement, the flow characteristics or activity of each blood component of the blood It is characterized by finding the degree.
  • the blood measurement method according to the second aspect of the present invention is the blood measurement method using the microchannel array according to the aspect described above, wherein the inlet and outlet of the fine channel provided in the microchannel array are provided.
  • leukocyte movement occurs through the fine flow path, and then the leukocyte in the fine flow path at the inlet, outlet, or the fine flow path. It is characterized by measuring the increase or decrease of the number of fractions or the state of blockage of the flow path by leukocytes, thereby obtaining the migration ability and adhesion ability of the leukocyte fraction.
  • a blood measurement method is the blood measurement method using the microchannel array according to the aspect described above, wherein each blood cell or liquid component of the blood is made of a luminescent or fluorescent substance.
  • Develop color from the liquid inlet of the microchannel array A sample containing at least a blood sample is caused to flow through a fine channel provided in the internal space structure in the microchannel array, and the light intensity of each blood component of the blood passing through the fine channel is measured, and the light intensity It is characterized by determining the activity of the measured blood component.
  • a blood measurement method is the blood measurement method using the microchannel array according to the above aspect!
  • a thin film such as gold is deposited, and a sample containing at least a blood sample is allowed to flow from a liquid inlet of the microchannel array to a microchannel provided in the internal space structure in the microchannel array, and passes through the microchannel array.
  • the change in the dielectric constant before and after is measured by the change in reflected light intensity due to the surface plasmon resonance phenomenon, and the activity of the blood cell component is obtained from the measured value.
  • the blood measurement method according to the fifth aspect of the present invention is the blood measurement method using the microchannel array according to the above aspect! More than any one of the wall surfaces of the internal space structure of the microchannel array.
  • a sensor for detecting a weak frequency change width due to sound waves is arranged, and a sample including at least a blood sample is allowed to flow from a liquid inlet of the microchannel array to a fine flow path provided in an internal space structure in the microchannel array.
  • the frequency change before and after passing through the fine channel is measured, and the activity of the measured value blood cell component is obtained.
  • the blood measurement method according to the sixth aspect of the present invention is the same as the blood measurement method using the microchannel array according to the above aspect!
  • a sensor is disposed, and a sample including at least a blood sample is allowed to flow from a liquid inlet of the microchannel array to a microchannel provided in an internal space structure in the microchannel array, and the weakness before and after passing through the microchannel array. It measures the amount of electrical displacement and calculates the activity of the measured blood force component.
  • a blood measurement method is the blood measurement method using the microchannel array according to the above aspect!
  • an electrode is provided on any one of the wall surfaces of the internal space structure of the microchannel array.
  • the reagent is immobilized, and the blood is flowed from the liquid inlet of the microchannel array to the microchannel through the sample containing at least the blood sample.
  • Biochemical data is obtained by mixing a liquid sample and the reagent and measuring the weak electrical displacement after the chemical change.
  • the blood measurement method according to the eighth aspect of the present invention is the blood measurement method using the microchannel array according to the above aspect! In at least a part of the wall surface of the internal space structure of the microchannel array.
  • the reagent is immobilized, and the blood sample and the reagent are mixed by flowing a sample containing at least a blood sample from the liquid inlet of the microchannel array to the fine channel, and then the microchannel array is irradiated with light.
  • biochemical data is obtained by measuring variables before and after light irradiation.
  • the blood measurement method of the present invention it is possible to estimate the flow of the microcirculation system in the living body by determining the flow characteristics and the activity of the blood component flowing through the fine channel. Then, it is possible to predict the onset of life-style related diseases and state guidance of the flow and obstruction, and to provide life guidance.
  • microchannel array capable of providing a more complicated flow path by a simple method, a manufacturing method thereof, and a blood measurement method using the microchannel array! There is an effect.
  • FIG. 1A is a perspective view of a microchannel array according to the present embodiment.
  • FIG. 1B is a partially enlarged perspective view of FIG. 1A.
  • FIG. 2A is a top view of the first substrate of this embodiment (example) of the microchannel array.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line ⁇ - ⁇ ′ of FIG. 2A.
  • FIG. 3A This embodiment (Example) A top view of a second substrate of such a microchannel array.
  • FIG. 4D An explanatory view showing a manufacturing process of the microchannel array according to the present embodiment.
  • FIG. 4D An explanatory view showing a manufacturing process of the microchannel array according to the present embodiment.
  • FIG. 4C is an explanatory view showing a manufacturing process of the microchannel array according to the embodiment.
  • FIG. 4D is an explanatory view showing a manufacturing process of the microchannel array according to the embodiment.
  • FIG. 4D An explanatory view showing a manufacturing process of the microchannel array according to the present embodiment.
  • FIG. 4F is an explanatory diagram showing a manufacturing process of the microchannel array according to the embodiment.
  • FIG. 4G is an explanatory view showing a manufacturing process of the microchannel array according to the embodiment.
  • FIG. 4H is an explanatory diagram showing a manufacturing process of the microchannel array according to the embodiment.
  • FIG. 5A is a top view of the first substrate of the microchannel array B according to the present embodiment.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line VB—VB ′ of FIG. 5A.
  • FIG. 6 is a top view of the first substrate of the microchannel array C according to the present example.
  • FIG. 7 is a top view of the second substrate of the microchannel array C according to the present example.
  • FIG. 8A is a top view of the second substrate of the microchannel array D according to the present example.
  • FIG. 8B is a sectional view taken along the line VIIIB-VIIIB ′ of FIG. 8A.
  • FIG. 9 Flow image passing through a fine channel in a blood measurement test.
  • FIG. 10A is a top view of a first substrate of a microchannel array X according to a comparative example.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line XB ′ in FIG. 10A.
  • FIG. 1A is a perspective view of a microchannel array according to the present embodiment
  • FIG. 1B is a partially enlarged perspective view of the microchannel array according to the present embodiment
  • a microchannel array 100 according to the present embodiment includes a first substrate 10, a second substrate 20, a liquid inlet 1 and a liquid outlet 2 as shown in FIG. 1A.
  • an inflow side space 3, an outflow side space 4, an upstream flow path 5, a downstream flow path 6, and a fine flow path 7 are provided as internal space structures. These internal space structures are communicated from liquid inlet 1 to liquid outlet 2. It has a structure.
  • FIG. 1B for convenience of explanation, the illustration of the alignment unit described later is omitted.
  • the main surfaces of the first substrate 10 and the second substrate 20 are in close contact with each other or bonded together, and are configured integrally.
  • the material of the first substrate 10 and the second substrate 20 is not particularly limited.
  • a glass substrate, a silicon substrate, or a substrate made of resin can be used.
  • a substrate made of resin is used. The reason will be described later.
  • both the first substrate 10 and the second substrate 20 are made of a substrate that also has grease, and those having a length of 15 mm, a width of 15 mm, and a thickness of 1 mm are used.
  • the liquid inlet 1 and the liquid outlet 2 are provided on the surface of the second substrate 20.
  • the liquid inlet 1 is provided in the vicinity of one side of the second substrate 20, and the liquid outlet 2 is provided in the vicinity of one side opposite to the vicinity of the one side where the liquid inlet 1 is provided.
  • the liquid inlet 1 is an inlet for injecting a blood sample or the like.
  • the outer diameters of the liquid inlet 1 and the liquid outlet 2 are 1.6 mm.
  • the inlet side space 3 is configured to communicate with the liquid inlet 1, and the outlet side space 4 is configured to communicate with the liquid outlet 2.
  • a plurality of upstream flow paths 5 and downstream flow paths 6 are formed in parallel and alternately.
  • a plurality of fine channels 7 for communicating the adjacent upstream channel 5 and the downstream channel 6 are formed in a direction substantially orthogonal to the upstream channel 5 and the downstream channel 6.
  • the upstream channel 5 is connected to one side surface of the inlet side space 3, and the downstream channel 6 is connected to one side surface of the outlet side space 4.
  • FIG. 2A is a top view of a surface side of the first substrate 10 to be bonded to the second substrate 20 according to the present embodiment
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line IIB ′
  • 3A is a top view of the second substrate 20 according to the present embodiment on the surface side to be bonded to the first substrate 10
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line IIIB ′.
  • first substrate 10 facing the second substrate 20 there is a groove as shown in FIG. 2A. And a recessed region. Specifically, the first recess 13 on the inlet side, the first recess 14 on the outlet side, the first groove group 15 on the upstream side, the first groove group 16 on the downstream side, the first alignment portion 18 and the second alignment. Part 19 is provided.
  • the depths of these recesses and groove portions were all constant (300 m in this embodiment). This shortens the manufacturing process and reduces costs.
  • depth refers to the length in the thickness direction of the substrate.
  • the inlet-side first recess 13 is formed in the vicinity of one side of the first substrate 10, and the outlet-side first recess 14 is in the vicinity of one side opposite to the side on which the inlet-side first recess 13 is formed. Is formed.
  • the first recess 13 on the inlet side is a region through which a blood sample or the like injected from the liquid inlet 1 first passes when bonded to or in close contact with the second substrate 20, and is a part of the inlet-side space 3.
  • the first recess 14 on the outlet side is a region through which blood or the like that has passed through the flow path or the like passes immediately before reaching the outlet that is the outlet when the second substrate 20 is bonded or in close contact with the second substrate 20.
  • each of the upstream first groove group 15 and the downstream first groove group 16 was 300 / zm.
  • the gap portion between the upstream first groove group 15 and the first downstream groove group 16 is referred to as a bank portion 11.
  • the three upstream first groove groups 15 are connected to the inlet-side first recess 13 on one side of the inlet-side first recess 13 facing the outlet-side first recess 14.
  • the same three downstream first groove groups 16 are connected to the outlet first recess 14 on one side of the outlet first recess 14 facing the inlet first recess 13. Yes.
  • the upstream first groove group 15 is a part of the upstream flow path 5 that is formed when the upstream first groove group 15 is bonded or closely attached to the second substrate 20.
  • the first downstream groove group 16 is a part of the downstream flow path 6 formed when the second substrate 20 is bonded or in close contact with the second substrate 20.
  • the channel width and the channel depth of the upstream channel 5 and the downstream channel 6 allow the sample to be measured to flow smoothly and prevent the sample from being solidified or deactivated due to drying.
  • the range of 20 to 1,000 ⁇ m is preferable, and the range of 30 to 500 ⁇ m is more preferable.
  • the ratio of the channel width and the channel depth of the upstream channel 5 and downstream channel 6 is selected from the range of 1:10 to L0: 1 depending on the viscosity of the sample to be measured. It is preferable.
  • the first alignment unit 18 and the second alignment unit 19 align with the second substrate 20. It is a part for.
  • the first groove group 15 on the upstream side and the first groove group 16 on the downstream side are provided in a concave shape in a direction parallel to these.
  • the second substrate 20 includes a groove portion and a recessed region. Specifically, liquid inlet 1, liquid outlet 2, inlet side second recess 23, outlet side second recess 24, upstream side second groove group 25, downstream side second groove group 26, fine groove A group 27, a third alignment portion 28, and a fourth alignment portion 29 are provided. Also, the recesses or groove depths of the inlet side second recess 23, the outlet side second recess 24, the upstream second groove group 25, the downstream second groove group 26, and the fine groove group 27 are all 5 m. It was. As a result, the manufacturing process can be shortened and the cost can be reduced. Further, the third alignment portion 3 and the fourth alignment portion are convex patterns so as to be fitted with the first alignment portion and the second alignment portion.
  • the inlet-side second recess 23 is configured to overlap the inlet-side first recess 13 when the first substrate 10 and the second substrate 20 face each other or are bonded or brought into close contact with each other.
  • the outlet-side second recess 24 is configured to overlap the outlet-side first recess 14 when the first substrate 10 and the second substrate 20 face each other and are bonded or brought into close contact with each other. That is, the inlet-side second recess 23 is formed in the vicinity of one side of the second substrate 20, and the outlet-side second recess 24 is in the vicinity of one side opposite to the side on which the inlet-side second recess 23 is formed. Is formed.
  • the inlet-side space 3 is formed by the inlet-side first recess 13 and the inlet-side second recess 23.
  • the outlet side space 4 is formed by the outlet first recess 13 and the outlet side second recess 24.
  • the liquid inlet 1 and the liquid outlet 2 are respectively provided on the inlet side second recess 23 from the surface of the second substrate 20 opposite to the surface facing the first substrate 10. And a through hole communicating with the bottom surface of the second recess 24 on the outlet side.
  • the diameter of the through hole is 1.6 mm.
  • the upstream second groove group 25 is provided so as to overlap with a position facing the upstream first groove group 15 when the first substrate 10 and the second substrate 20 face each other or are bonded or in close contact with each other. ing. That is, three parallel flow paths are connected to the inlet-side second recess 23 on one side of the inlet-side second recess 23 facing the outlet-side second recess 24.
  • downstream second groove group 2 6 is provided so as to overlap with the position facing the downstream first groove group 16 when the first substrate 10 and the second substrate 20 are bonded or brought into close contact with each other.
  • Three parallel flow paths are connected to the inlet-side second recess 24 on one side of the outlet-side second recess 24 facing the inlet-side second recess 24.
  • the fine groove group 27 is disposed in a gap between the upstream second groove group 25 and the downstream second groove group 26 so as to communicate with each other.
  • the width of the fine groove was set to 6 m in this embodiment.
  • the fine groove group 27 is opposed to the bank portion 11 of the first substrate 10 by closely contacting or bonding the first substrate 10 and the second substrate 20 to form the fine flow path 7.
  • the microchannel 7 is provided in a direction substantially orthogonal to the upstream second groove group 25 and the second downstream groove group 26.
  • the direction of the fine flow path 7 is not limited to a form that is substantially orthogonal to the upstream flow path 5, and may be tilted from an orthogonal direction depending on the purpose and application of use. .
  • the length of the partition wall separating the adjacent fine grooves 27 can be changed as appropriate. Thereby, the channel length of the fine channel 7 can be appropriately changed.
  • the third alignment portion 28 and the fourth alignment portion 29 are formed by a convex pattern, and are provided on the first substrate 10 when the first substrate 10 and the second substrate 20 are opposed to each other.
  • the first alignment unit 18 and the second alignment unit 19 are provided at positions facing each other. That is, it is provided in the outer region of the upstream second groove group 25 and the downstream second groove group 26 so as to be parallel to the upstream second groove group 25 and the downstream second groove group 26.
  • the height of the convex pattern was 250 m.
  • the first alignment unit 18 and the third alignment unit 28, and the second alignment unit 19 and the fourth alignment unit 29 overlap.
  • it is positioned and is in close contact or bonded.
  • the inlet-side first recess 13 and the inlet-side second recess 23 overlap to form the inlet-side space 3.
  • the outlet side first recess 14 and the outlet side second recess 24 overlap to form the outlet side space 4.
  • the upstream first groove group 15 and the upstream second groove group 25 overlap to form the upstream flow path 5 integrally
  • the downstream first groove group 16 and the downstream second groove group 26 overlap.
  • the downstream flow path group 6 is integrally formed.
  • the bank portion 11 separating the upstream first groove group 15 and the downstream first groove group 16 formed on the first substrate 10 and the fine groove group 27 formed on the second substrate 20 are opposed to each other.
  • a fine flow path 7 is formed.
  • the channel width and the channel depth of the fine channel 7 are preferably selected in the range of 1 to 50 ⁇ m depending on the sample to be measured, for example, the blood cell component of the blood sample. More preferably, it is within the range of 1 to 20 ⁇ m.
  • the ratio between the channel width and the channel depth of the fine channel 7 is preferably selected from the range of 1:10 to 10: 1 according to, for example, the shape and deformability of the target blood cell component.
  • the microchannel array 100 has an internal space structure in which the inlet-side space 3, the upstream-side channel 5, the microchannel 7, and the downstream-side channel 6 are communicated.
  • the materials of the first substrate and the second substrate used in the microchannel array 100 are not particularly limited as described above, but a resin material is preferable from the viewpoint of material cost and surface treatment efficiency.
  • a resin material excellent in transparency is preferred.
  • the resin material is not particularly limited, but examples thereof include acrylic resin, polylactic acid, polydalicolic acid, styrene resin, acrylic styrene copolymer resin (MS resin), polycarbonate resin, Polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyvinyl alcohol resins, ethylene 'bulalcohol copolymer resins, thermoplastic elastomers such as styrene elastomers, salt vinyl resins, polydimethylols Examples include silicone resin such as siloxane, vinyl acetate resin (trade name: exeval), polyvinyl butyral resin, and the like.
  • greaves may be used as needed in lubricants, light stabilizers, heat stabilizers, antifogging agents, pigments, flame retardants, antistatic agents, mold release agents, antiblocking agents, ultraviolet absorbers, antioxidants. It can contain 1 type or 2 types or more.
  • a transparent substrate is used.
  • the substrate on the optical system side may be a transparent plate and the opposite substrate may be opaque.
  • an opaque substrate there is a method of selecting an opaque durde at the material selection stage, or depositing an inorganic film such as aluminum on the front or back surface of the transparent substrate, for example, by vapor deposition. It is done.
  • the optical properties that define the transparency are preferably a total light transmittance of 80% or more and a haze value of 10% or less in a 1 mm thick plate.
  • a material with a UV absorber added should be used, and the molecular structure should have a ring structure. It is preferable to select appropriately, such as using a cocoon material.
  • the microchannel array preferably has a small difference in wettability with aqueous liquids such as physiological saline, blood samples, and reagents that come into contact. This is because if the difference in wettability is large, there is a high possibility that the aqueous liquid will not flow through the channel. Also, before blood measurement, for example, even if you try to fill the flow path with physiological saline, air bubbles may be mixed in, and the measurement value of the passage time of the target blood cell component may not be reproducible. There is sex. In addition, since cells generally have a fixed and hydrophobic property on the hydrophobic surface, blood cell components may adhere to the flow path even in blood cells, which may cause problems such as the loss of flow.
  • aqueous liquids such as physiological saline, blood samples, and reagents that come into contact.
  • the contact angle with water is relatively large (for example, polymethyl methacrylate resin is approximately 68 °, polycarbonate resin is approximately 70 °, and polystyrene resin is approximately 84 °). Is required. The technology for modifying the wettability of these plastic surfaces will be described later.
  • the contact angle with water on the microchannel array surface in blood measurement is preferably 0.5 ° to 60 °, more preferably 1 ° to 50 °. Outside this range, stable data such as measurement of blood cell passage time cannot be obtained due to the formation of aggregates due to adhesion of blood cells, which makes it difficult to introduce blood samples into fine grooves. Preferred to have a contact angle in the range.
  • the microchannel array is made of rosin, it is infectious in the same manner as thermoplastic saccharides such as blood circuits used in blood purification treatments such as artificial dialysis and plasma exchange. It has the advantage that it can be incinerated as waste. On the other hand, in the case of using a silicon plate made by etching, it is made of an inorganic material and cannot be incinerated. As industrial waste, in order to perform landfill processing, sterilization is required, resulting in high costs. Moreover, the adaptability with respect to the heightened awareness of environmental problems in recent years is low.
  • the substrate used for overlaying is made of resin. Incineration and disposal can be performed in a lump without requiring separation.
  • thermoplastic resin such as polymethylmetatalylate that does not contain halogen can avoid the generation of the hazardous substance dioxin, and is the normal temperature used for incineration of general waste. Can be easily incinerated and reused as a heat resource.
  • both the first substrate 10 and the second substrate 20 are provided with microfabrication, and the microfabrication surface side of each substrate is closely contacted or bonded to the inside. Since the spatial structure is formed, it is possible to provide a finer spatial structure by a simple method.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 are also configured with a concave portion and a groove portion force having a constant processing depth. Therefore, a single photolithography process may be performed on each substrate.
  • the alignment for securing the positional relationship between the fine groove, the upstream groove group, the downstream groove group, and the like becomes unnecessary. Therefore, it is advantageous in terms of cost in processing.
  • the force described in the example in which the depths of the concave portions and the groove portions of the first substrate 10 and the second substrate 20 are constant is limited to this.
  • the depths of the concave portions and the groove portions of the first substrate 10 and Z or the second substrate 20 may be independently made into a multistage structure.
  • a step structure may be provided before and after the fine channel 7 of the second substrate 20.
  • the depth of the flow path of the first substrate 10 is a three-stage structure of 300 / ⁇ ⁇ , 100 ⁇ m, 30 m.
  • a microchannel that reproduces capillaries that can be called a microcirculation model that reproduces a more complex biological model can be realized.
  • a microcirculation model that reproduces a more complex biological model.
  • the force described in the example in which the cross-sectional shape of the microchannel is a substantially square shape is not limited to this and can be changed as appropriate.
  • the side wall of the groove may be inclined (tapered) in the depth direction.
  • the force of introducing the blood sample into the microchannel becomes smooth.
  • platelet adhesion to the microchannel is not observed.
  • adhesion and blockage to the microchannels can be seen, making accurate diagnosis possible.
  • it is possible to clarify differences among specimens by measuring the speed, number, deformability, and the like of blood cells that pass through a fine channel.
  • the channel width, the channel depth, and the channel length of the microchannel 7 are all constant, but the present invention is not limited to this and can be changed as appropriate. It is.
  • the shear stress applied to the blood sample can be changed. Then, increase / decrease in the number of blood cells at the inlet / outlet of the microchannel, blockage of the minute groove by each blood component, or blood passage time, thereby measuring the flow characteristics of the blood component or More information can be obtained in the blood measurement method for determining the degree of activity. Details will be described later.
  • the liquid inlet 1 and the liquid outlet 2 for a blood sample or the like are provided on the second substrate 20 side, but the first substrate 10 side is not limited to this. May be provided. Further, the example in which there is one liquid inflow port and one liquid outflow port has been described, but the present invention is not limited to this, and a plurality of them may be provided independently. Further, the microchannel array 100 may include a plurality of measurement units (liquid inlet, liquid outlet, and internal space structure that communicates these). Further, the liquid inlet 1 and the upstream flow path may be directly connected without providing the inlet side space 3. The same applies to the outlet side space 4. In this case, for example, liquid inlets may be provided as many as the number of upstream flow paths, and a predetermined amount may be injected by a liquid injection control device or the like.
  • the size, thickness, etc. of the substrate need not be the same for the first substrate 10 and the second substrate 20, and can be changed as appropriate.
  • the shape of the recess, the shape of the groove, the dimensions, etc. are limited to the above examples. However, it can be changed appropriately according to the purpose.
  • the present invention is not limited to this, but can be applied to other uses (for example, measurement for obtaining knowledge about cells).
  • the microchannel array is made of resin is described.
  • the grooves and recesses of the first substrate and the second substrate may be manufactured.
  • different materials may be combined for the first substrate and the second substrate.
  • the microchannel array according to the present embodiment includes a step of patterning a resist on a substrate, a step of forming a metal structure by attaching metal according to the resist pattern formed on the substrate,
  • the first and second substrates are respectively formed by forming the molded body using the metal structure as a saddle shape, and the first substrate and the second substrate are adhered or bonded to each other.
  • a metal structure is deposited on the substrate by plating. Using this metal structure as a mold The microchannel array is manufactured by forming a resin molded product.
  • the resist pattern forming process will be described in more detail. First, for example, when trying to obtain a minute groove with a depth of 10 m and a flow path with a depth of 50 m on the substrate, the first resist layer (thickness 50 m), the second resist layer (thickness) 10 m) Form the layers one after the other and expose each layer, or expose and heat-treat.
  • a pattern having a depth of 10 m as the second resist layer is first obtained, and then a pattern having a depth of 50 ⁇ m is obtained as the first resist layer.
  • a pattern with a depth of 50 ⁇ m is obtained, in order not to dissolve or deform the pattern with a depth of 10 m, which is the second resist layer, in the developer, the solubility of each layer in the developer is required. It is required to be controlled.
  • alkali resistance can be expressed by adjusting the beta (solvent drying) time of the second resist layer.
  • One method for developing alkali resistance using a photodegradable positive resist is to increase the beta time (solvent drying time) and cure the resist.
  • the resist has a beta time set according to the film thickness, the concentration of a solvent such as thinner, and the sensitivity. By increasing this time, alkali resistance can be provided.
  • beta of the first resist layer proceeds too much, the resist is extremely hardened, and it becomes difficult to form a pattern by dissolving the portion irradiated with light in the subsequent development. It is preferable to select appropriately such as shortening the beta time.
  • the apparatus used for beta is not particularly limited as long as the solvent can be dried, and examples thereof include an oven, a hot plate, and a hot air dryer.
  • the resist thickness to be set is preferably within the range of 5 to 200 / ⁇ ⁇ for each layer. More preferably, it is in the range of 10 to 100 ⁇ m.
  • the bridge density of negative resist can be set by the exposure dose.
  • the resist thickness to be set is more preferably in the range of 10 to 300 ⁇ m, preferably in the range of 5 to 500 ⁇ m for each layer.
  • FIG. 4A shows a state where the first resist layer 32 is formed on the substrate 31.
  • the flatness of the resin microchannel array obtained in the molded product forming step is determined in the step of forming the first resist layer 32 on the substrate 31. That is, the flatness at the time when the first resist layer 32 is formed on the substrate 31 is reflected in the flatness of the metal structure, and hence the microchannel array. This flatness is extremely important when the first substrate 10 and the second substrate 20 of the microchannel array are in close contact or bonded, and it is desirable to apply optimum conditions in order to maintain high flatness. .
  • the method for forming the first resist layer 32 on the substrate 31 is not limited in any way, and generally includes a spin coat method, a dating method, a roll method, and a bonding of a dry film resist.
  • the spin coating method is a method of applying a resist on a rotating glass substrate, and has an advantage of applying the resist to a glass substrate having a diameter of more than 300 mm at a high flatness. Therefore, the spin coat method is preferably used from the viewpoint of realizing high flatness.
  • the resist fabrication depth varies depending on the resist sensitivity and exposure conditions.
  • the exposure time and UV output value are selected according to the resist thickness and sensitivity. Is desirable.
  • the resist to be used is a wet resist, for example, to obtain a predetermined resist thickness by a spin coating method, there are a method of changing the spin coating rotational speed and a method of adjusting the viscosity. The method of changing the spin coat rotational speed is to obtain a desired resist thickness by setting the spin coater rotational speed.
  • the method of adjusting the viscosity is to adjust the viscosity according to the flatness required in actual use because there is a concern that the flatness may decrease when the resist thickness is large or the coating area is increased. It is.
  • the thickness of the resist layer applied at one time is preferably 10 to 50 / ⁇ ⁇ , more preferably in consideration of maintaining high flatness. In other words, it is desirable to be within the range of 20-50 / ⁇ ⁇ . In order to obtain a desired resist layer thickness while maintaining high flatness, it is possible to form a plurality of resist layers.
  • the exposure of the first resist layer 32 using the mask A33 will be described.
  • the mask A33 used in the process shown in FIG. 4B is not limited in any way, and examples include an emulsion mask and a chrome mask.
  • the size and accuracy depend on the mask A33 used.
  • the dimensions and accuracy are also reflected in the resin molded product. Therefore, in order to make each dimension and accuracy of the microchannel array predetermined, it is necessary to define the size and accuracy of the mask A33.
  • the method for increasing the accuracy of the mask A33 is not limited in any way.
  • the laser light source used for pattern formation of the mask A33 can be changed to one having a shorter wavelength.
  • the equipment cost is high and the manufacturing cost of the mask A33 is high, it is desirable that the microchannel array should be appropriately defined according to the accuracy required for practical use.
  • the material of the mask A33 is preferably a temperature expansion coefficient, surface strength of UV transmission absorption performance, and quartz glass is preferable but relatively expensive. Therefore, a resin molded product is appropriately specified according to the accuracy required for practical use. Is desirable. To obtain structures with different desired depths or heights as designed, or structures with different first and second resist patterns, the exposure of the first resist layer 32 and the second resist layer 34 is performed. The pattern design of the mask to be used (transmission Z shading part) must be accurate, and simulation using CAE analysis software is also a solution. one of.
  • the light source used for exposure is preferably ultraviolet light or laser light, which has low equipment costs. Although synchrotron radiation has a deep exposure depth, the cost of such equipment is high, and the price of the microchannel array is substantially high, so it is not industrially practical. Since exposure conditions such as exposure time and exposure intensity vary depending on the material, thickness, and the like of the first resist layer 32, it is preferable to adjust appropriately according to the pattern to be obtained. In particular, adjustment of exposure conditions is important because it affects the dimensions and accuracy of patterns such as the width, depth, container spacing, container width (or diameter), and depth of channels. In addition, since the depth of focus varies depending on the type of resist, for example, when using a UV exposure system, it is desirable to select the exposure time and UV output value according to the resist thickness and sensitivity.
  • the heat treatment of the first resist layer 32 will be described.
  • the post-exposure heat treatment is known as annealing to correct the shape of the resist pattern.
  • it is performed only when a chemically amplified negative resist is used for the purpose of chemical crosslinking.
  • Chemically amplified negative resists are mainly composed of two-component or three-component systems, and, for example, the epoxy group at the end of the chemical structure is opened by light during exposure and subjected to a crosslinking reaction by heat treatment. is there.
  • the cross-linking reaction proceeds in a few minutes under the condition of a set temperature of 100 ° C!
  • the heat treatment of the first resist layer 32 proceeds excessively, it becomes difficult to form a pattern by dissolving uncrosslinked portions in subsequent development. Accordingly, when the resist thickness to be set is not 100 m or more, it is preferable to select appropriately such as shortening the heat treatment time or only performing the heat treatment of the second resist layer 34 later.
  • FIG. 4C shows a state in which the second resist layer 34 is formed.
  • the second resist layer 34 can be formed by the same method as the formation of the first resist layer 32 described in (i) above.
  • alkali resistance can be expressed by setting the beta time to about 1.5 to 2.0 times the normal time. it can. Thereby, at the end of development of the first resist layer 32 and the second resist layer 34, dissolution or deformation of the resist pattern of the second resist layer 34 can be prevented.
  • the alignment between the substrate 31 and the mask B35 will be described. The alignment between the substrate 31 and the mask B35 is performed in the same manner as the alignment method between the substrate 31 and the mask A33 described in (ii) above.
  • the heat treatment of the second resist layer 34 will be described.
  • the heat treatment of the second resist layer 34 is basically the same as the heat treatment of the first resist layer 32 described in (iv) above.
  • the heat treatment of the second resist layer is performed so that the pattern of the second resist layer 34 is not dissolved or deformed when the pattern of the first resist layer 32 is obtained in the subsequent development.
  • Chemical crosslinking proceeds by heat treatment, and alkali resistance is developed by increasing the crosslinking density. It is preferable that the heat treatment time for developing the alkali resistance is appropriately selected according to the thickness of the resist from the normal 1.1 to 2.0 times range.
  • (Ix) The development of the resist layers 32 and 34 will be described.
  • a predetermined developer corresponding to the resist used Development conditions such as development time, development temperature, and developer concentration are preferably adjusted as appropriate according to the resist thickness and pattern shape. For example, if the development time is too long in order to obtain the required depth, it will become larger than a predetermined dimension, so it is preferable to set conditions appropriately.
  • the resist type negative type or positive type used in resist coating is changed to use the flatness of the glass surface.
  • polishing the surface of a metal structure, etc. are mentioned.
  • the plurality of resist layers are exposed and developed at the same time, or after one resist layer is formed and exposed, Furthermore, a resist layer can be formed and exposed, and the two resist layers can be developed simultaneously.
  • metal structure forming step will be described in more detail.
  • metal is deposited along the resist pattern obtained in the resist pattern formation step. This is a step of obtaining a metal structure by stacking and forming an uneven surface of the metal structure along a resist pattern.
  • a conductive film 37 is formed in advance along the resist pattern.
  • the method for forming the conductive film 37 is not particularly limited, but preferably, vapor deposition, sputtering, or the like can be used.
  • Examples of the conductive material used for the conductive film 37 include gold, silver, platinum, copper, and aluminum.
  • a metal structure 38 is formed by depositing metal along the pattern by plating.
  • the method for depositing the metal is not particularly limited, and examples thereof include electrolytic plating and electroless plating.
  • the metal used is not particularly limited, nickel, a nickel-cobalt alloy, copper, and gold can be used, and nickel is preferably used from the viewpoints of economy and durability.
  • the metal structure 38 may be polished according to the surface state. However, since there is a concern that dirt adheres to the modeled object, it is preferable to perform ultrasonic cleaning after polishing. Further, the metal structure 38 may be surface-treated with a release agent or the like in order to improve the surface state.
  • the inclination angle in the depth direction of the metal structure 38 is preferably 50 ° to 90 °, more preferably 60 ° to 90 ° in order to obtain a good yield without impairing the shape of the resin molded product. 87 °.
  • the metal structure 38 deposited by plating is also separated from the resist pattern force.
  • the metal structure 38 can be made into a family in order to reduce its manufacturing cost.
  • Familying is a technique for performing replication by electroplating a manufactured metal structure. Even when the microchannel array of the present invention is manufactured, if the product is a convex pattern, the master metal structure is formed into a convex pattern, and the metal structure having a concave pattern is manufactured by making a family. Costs can be reduced.
  • the molded product forming step is a step of forming a resin molded product 39 using the metal structure 38 as a mold.
  • the method of forming the resin molded product 39 is not particularly limited, and examples thereof include injection molding, press molding, monomer cast molding, solvent cast molding, hot emboss molding, roll transfer method by extrusion molding, etc. From the viewpoint of transferability, injection molding is preferably used. Resin molding by injection molding using a metal structure with a predetermined dimension as a mold When forming a product, it is possible to reproduce the shape of the metal structure into a resin molded product with a high transfer rate. As a method for confirming the transfer rate, an optical microscope, a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM) or the like can be used.
  • SEM scanning electron microscope
  • TEM transmission electron microscope
  • a microchannel array is manufactured using a resin as a material for the first substrate 10 and the second substrate 20, for example, an injection molding method using a master called a stamper can be used.
  • Injection molding using a stamper is an excellent method that can achieve both accuracy and cost, as shown in optical media manufacturing.
  • Patent Document 1 In the structure of Patent Document 1 described above, a fine groove and a deep flow path are formed in a stamper serving as a master, and an inclination angle necessary for mold release is provided in each pattern according to the depth. Is required. Forming a complicated shape on a stamper not only increases the manufacturing cost of the stamper, but also causes many defective products due to poor transferability of injection molding and occurrence of grease burrs at the time of mold release, making it difficult to put it into practical use. It is predicted that there will be.
  • the microchannel array is obtained by performing microfabrication on both the first substrate 10 and the second substrate 20 and closely or bonding the substrates. Therefore, a stamper having a simple pattern can be produced on each of the first substrate 10 and the second substrate 20, and injection molding can be performed. In addition, stamper manufacturing costs can be reduced, and in injection molding, it is possible to produce a product with a reduced defect rate such as poor transferability and the occurrence of grease burrs when released, making it suitable for practical use. Manufacturing method.
  • a manufacturing method for making the shape of the upstream flow path 5, the downstream flow path 6, and the Z or fine flow path 7 of the first substrate 10 in the depth direction will be described.
  • a stamper when an injection molding method using a master called a stamper is used, it is possible to form a tilt angle by using, for example, a photolytic positive resist in the photolithographic process in stamper manufacturing. is there.
  • a positive resist in the developing process, for example, the upper part of the convex pattern is exposed to the developer rather than the lower part, so that the inclination angle can be easily formed.
  • the material cost of the silicon substrate is high, and the processing cost is high because photolithography is performed for each piece, and the fine flow path for each piece There was a problem that variations in the dimensional accuracy of the product occurred.
  • the resin molded product 39 is formed by injection molding using the metal structure 38 with a predetermined size selected as a mold, the shape of the metal structure can be reproduced in the resin molded product 39 at a high transfer rate. Is possible. This is an excellent manufacturing method that can reduce the material cost by using a general-purpose resin material and is suitable for cost reduction (mass production).
  • the transfer rate can be confirmed using an optical microscope, a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), a CCD camera, or the like.
  • SEM scanning electron microscope
  • TEM transmission electron microscope
  • CCD camera CCD camera
  • the resin structure 39 is formed by injection molding using the metal structure 38 as a mold, for example, 10,000 to 50,000 sheets of a single metal structure 38, or 200,000 sheets of resin in some cases
  • the molded product 39 can be obtained, and the cost burden for manufacturing the metal structure 38 can be greatly eliminated.
  • the time required for one cycle of injection molding is extremely efficient in terms of productivity, which is as short as 5 to 30 seconds.
  • Productivity can be further improved by using a molding die that can simultaneously form a plurality of resin molded products 39 in one cycle of injection molding.
  • the metal structure 38 may be used as a metal mold, or the metal structure 38 may be set in a metal mold prepared in advance.
  • the minimum value of the flatness of the resin molded product 39 is preferably 1 ⁇ m or more from the viewpoint of being easily reproduced industrially.
  • the maximum flatness of the resin molded product is preferably 200 m or less from the viewpoint power that does not hinder the use of the resin molded product 39 bonded to another substrate or being overlapped.
  • the dimensional accuracy of the molded part of the resin molded product is preferably within a range of ⁇ 0.5 to 10% from the viewpoint of easy industrial reproduction.
  • the dimensional accuracy with respect to the thickness of the resin molded article 39 is preferably within a range of ⁇ 0.5 to 10% from the viewpoint of easy industrial reproduction.
  • the thickness of the resin molded product 39 is not particularly specified, but it is preferably in the range of 0.2 to 10 mm in consideration of breakage at the time of take-out in injection molding, breakage at the time of handling, deformation and distortion.
  • the size of the resin molded product 39 is not particularly limited, but when forming a resist pattern by a lithography method, for example, the formation of a resist layer is spun. When using the N-coat method, it is preferable to select appropriately according to the application so that medium force with a diameter of 400 mm can be collected.
  • a plastic material is used as the material of the microchannel
  • the wettability of the plastic surface is modified as necessary as described above.
  • Technologies for improving the wettability of plastic surfaces are broadly divided into chemical treatment technology and physical treatment technology.
  • Chemical treatment techniques include chemical treatment, solvent treatment, coupling agent treatment, monomer coating, polymer coating, steam treatment, surface grafting, electrochemical treatment, and anodic oxidation.
  • physical treatment techniques include ultraviolet irradiation treatment, plasma contact treatment, plasma jet treatment, plasma polymerization treatment, ion beam treatment, and mechanical treatment.
  • modification techniques there is a technique characterized in that, for example, adhesiveness is exhibited in addition to the hydrophilicity of the surface of the thermoplastic resin. In some cases, it is not preferable to hold a large number of fine groove shapes in the microchannel array. Therefore, it is necessary to appropriately select a modification technique according to the required contact angle. In the following, a modification method applicable as an example will be described.
  • organic and inorganic material coatings can be mentioned.
  • a hydrophilic polymer in an aqueous solution for example, poval is coated by a dating method, a spin coating method, etc., and is used after sufficiently drying.
  • the micro-channel array is highly hydrophobic, etc., it may not be possible to obtain a uniform coating thickness, and there may be fluctuations in the modification effect.
  • materials that can be coated on a hydrophobic surface include Lipidure-PMB (copolymer of phospholipid polar group MPC polymer and butyl acrylate) manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd. .
  • a reforming effect can be obtained by a relatively simple process without requiring a large apparatus, and low cost can be expected. On the other hand, there is a concern that the reforming effect may be reduced by ultrasonic cleaning or the like. It is preferable to increase the cleaning durability by coating a material with good affinity to the substrate and then coating with a hydrophilic polymer, or to use it for disposable purposes.
  • Vacuum evaporation fusing method is inorganic, is one of the thin film forming method, and you'll spoon films I in a vacuum (10- 2 Pa or less pressure) This is a method in which a substance to be heated is evaporated by evaporation, and the vapor is deposited on an appropriate substrate surface. Processing is possible at a relatively low degree of vacuum without the need for a large device, and cost reduction can be expected.
  • plasma treatment especially sputtering treatment, can be mentioned.
  • Sputtering means that positive ions generated by low-pressure glow discharge are accelerated by an electric field and collide with the cathode, and the cathode side material is knocked out and deposited on the anode side.
  • Sputtering methods are rich in materials that can be deposited, for example, SiO.
  • the material surface can be made hydrophilic. This method is useful in that it can maintain the effect even when used multiple times by repeated ultrasonic cleaning, etc., and obtain a reproducible measurement result. It is possible to cope with cytotoxicity required for bioengineering applications that require no eluted components. Sputtering can make the thickness of the deposited film uniform, for example, ⁇ ! Deposit a SiO film of ⁇ 50nm to make it transparent and hydrophilic
  • the implantation action is that molecules are activated by plasma, radicals generated on the polymer surface recombine, and new functional groups are introduced on the polymer surface. By introducing this functional group, a polymer surface with novel properties can be produced.
  • plasma treatment especially plasma polymerization treatment
  • a polymer film is formed on a substrate by vaporizing an organic material that is a raw material for the polymer material, transporting it in a gas phase, and activating the organic material by electron impact excitation in plasma to cause a polymerization reaction.
  • Technology Since the plasma polymerization method is used by vaporizing the raw material molecules, a solvent that can be an impurity is unnecessary, and the film thickness can be easily controlled. Since there is no residual monomer, it is possible to cope with cytotoxicity required for bioengineering applications.
  • the plasma polymerization process activates the organic material by electron impact excitation in the plasma and causes a polymerization reaction, whereas the polymerization reaction is caused by heat.
  • ultraviolet treatment especially excimer UV treatment, can be mentioned.
  • Excimer UV treatment uses an excimer lamp using a discharge gas such as argon, krypton, xenon, etc., and an emission center wavelength of 120 ⁇ ! Irradiate ultraviolet rays in the range of ⁇ 3 lOnm.
  • a discharge gas such as argon, krypton, xenon, etc.
  • an emission center wavelength of 120 ⁇ ! Irradiate ultraviolet rays in the range of ⁇ 3 lOnm.
  • highly hydrophilic functional groups such as OH, and surface wettability. Is to raise.
  • This method is necessary because the hydrophilicity increases as the exposure amount of ultraviolet rays increases, and at the same time, the adhesive force is increased, which is not preferable for maintaining a large number of fine groove shapes. It is necessary to select an appropriate exposure amount according to the contact angle.
  • the above technique can be applied not only to a resin microchannel array but also to a silicon plate manufactured by applying a semiconductor processing technique.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 having a recess, a groove, and the like that form a desired internal space structure are manufactured by the manufacturing process described above. Then, the first substrate 10 and the second substrate 20 are closely contacted or bonded so that the formation surfaces such as the concave portions and the groove portions face each other. As a result, Can be manufactured.
  • Examples of methods for aligning the substrates so that the positional relationship between the first substrate 10 and the second substrate 20 forms a desired position include the following. As described above, a method of forming a concave or convex pattern on the surface of each substrate and bringing them into close contact with each other at the time of overlaying, a method of fixing the outer edge of the substrate with a jig, Examples include a method of fixing using a positioning pin in a through hole and a method of observation and position adjustment using a CCD camera or a laser-type optical device. In particular, a method of forming a concave or convex pattern on the surface of each substrate in advance and overlaying it is one method suitable for mass production because it can reduce the time required for alignment.
  • a method for forming a concave or convex pattern on the surface of each substrate a method of forming a resist pattern by a photolithographic method, mechanical cutting, electric discharge machining, wet etching, etc., on a substrate on which resist coating is applied, or metal There is a method of forming a structure.
  • the depth or height of the concave or convex pattern to be formed on the surface of each substrate is in the range of 0.1 to Lmm so that the substrate once overlapped does not come off due to the resin molding sled or vibration. Among these, it is desirable to select according to the external shape of the microchannel array.
  • the method for manufacturing a microchannel array since a general-purpose resin material can be used, the cost of the material can be kept low.
  • the microchannel array is manufactured using the mold structure, the manufacturing method is suitable for mass production. Furthermore, using a photolithographic method, the first substrate 10 and the second substrate 20 are finely processed, and the two substrates are brought into close contact with each other, so that high dimensional accuracy can be satisfied.
  • a sample containing at least a blood sample (in addition to a blood sample, physiological saline, a reagent) is separately or simultaneously added to the microchannel.
  • Inflow loca flows into the upstream flow channel 5 that becomes the main blood vessel, and further introduces into the fine flow channel 7 that mimics the capillary blood vessel that becomes a tributary, and the number of blood cell cells at the inlet and outlet of the fine channel is increased or decreased, Blockage of fine channels due to blood components, or blood passage time Can be measured to determine the flow characteristics or activity of blood components.
  • Blood components are divided into blood cell components and plasma components.
  • the flow characteristics and activity of blood components passing through the microchannels provided in the microchannel array show various forms depending on the properties of blood cell components and plasma components. Can predict the onset of lifestyle-related diseases (diabetes, cerebral infarction, arteriosclerosis, etc.).
  • red blood cells have a function of transporting oxygen. Normally, red blood cells in the body are newly produced in three months. Capillary blood vessels in living organisms have a diameter of about 6 ⁇ m, and red blood cells having a diameter of about 8 ⁇ m are capable of transporting oxygen to the end tissue by passing through deformation.
  • the activity of red blood cells is high, it shows high flexibility. For example, when red blood cells are passed through a fine channel with a width and depth of 6 m, it can be confirmed that the red blood cells are deformed and passed. That is, the red blood cell activity can be determined by passing through a fine channel.
  • the doctor In blood measurement using a microchannel array, if the blood component occluded in the microchannel is recognized as red blood cells, the doctor combines the biochemical measurement data with the subject, for example, diabetes. This can be explained visually by using the microchannels of the microchannels that block the possibility of the onset of the disease, and can greatly convince lifestyle guidance.
  • the platelet activity can be determined by measuring the adhesion of platelets to the substrate surface and the state of blockage of the fine channel.
  • blood Among the sphere components, platelets have a role of coagulating blood.
  • the particle size is about 3 m.
  • platelet activity shows high adhesive ability.For example, when blood flows in a micro flow channel with a width and depth of 5 m, platelets adhere to the micro flow channel and the vicinity of its outlet, and then other blood cell components And cause fat components to stick, resulting in blockage of the microchannels.
  • the form in which the fine channel is blocked by the adhesion of platelets is predicted to have a factor that activates platelets in vivo.
  • a factor that activates platelets in vivo for example, there is a possibility of narrowing of blood vessels, high blood pressure, etc., and lifestyle guidance can be performed together with biochemical data. If a microchannel array with a plurality of microchannels with different dimensions is provided, the shear stress applied to the blood sample that passes through each microchannel is made different, and the platelet activity is determined by the difference in the adhesive ability of the platelets. Detailed data on the degree can be obtained.
  • Blood plates are known to aggregate with increased agglutination capacity when a strong shear stress is applied, and the difference in shear stress exerted on whole blood samples results in a difference in platelet aggregation capacity, resulting in clogging of the microchannel. Or it is quite possible that the whole blood transit time will change.
  • platelets When platelets circulate in the body, if there is a narrow part of blood vessels, they will receive strong shear stress there. Since platelet aggregation due to shear stress causes thrombus, it is extremely important to measure the shear stress sensitivity of platelet aggregation ability. In addition, since the sensitivity of platelets to shear stress varies depending on how much shear stress is applied in the body, it is considered to be effective in estimating the degree of narrowing of blood vessels in the body. If the progress of narrowing of blood vessels in the body is large, the sensitivity to platelet shear stress increases. Conversely, if the blood vessels in the body are not narrowed, the sensitivity to platelet shear stress is low.
  • the shear stress of the tube wall is 4. 66 X 10 dyn / cm 2 . It is known that platelet shear begins to occur when a shear stress of about 10 times this value is applied. Therefore, arrange multiple types of channel width, Z or channel length of the micro channel (for example, the micro channel width or channel length is 30 m, 15 ⁇ m, 5 m). As a result, shear stress sensitivity data for each subject can be obtained in detail, and lifestyle diseases and the like can be instructed based on more appropriate platelet activity diagnosis.
  • leukocyte activity can be determined by measuring leukocyte adhesion ability, deformability, size, and microchannel blockage.
  • White blood cells have a function to repel external enemies such as viruses that enter external forces by generating active oxygen.
  • the particle size is about 12-14 / z m. If the particle size of leukocytes is as large as about 15-20 / ⁇ ⁇ , virus infection such as cold is expected. If the flexibility to pass through the transformation is reduced, the activity may be reduced and the ability to resist external enemies may be impaired.
  • leukocytes are known to increase adhesion in subjects with lifestyle habits such as stress, lack of sleep, and smoking. Evaluating adhesion of leukocytes to the surface of the material can also serve as a guideline. I can expect.
  • a blood measurement method using a microchannel array it is possible to determine the degree of presence of cholesterol in the plasma component by measuring the blockage of the fine flow path of the plasma component.
  • the proportion of cholesterol in the plasma component increases, the viscosity of the blood sample increases, the blood measurement time increases, and at the same time, it is confirmed that the component occluded in the fine channel is cholesterol.
  • the possibility of developing lifestyle-related diseases such as can be confirmed.
  • each blood component of blood at the inlet and outlet of a microchannel is measured.
  • Measure flow rate of each blood component by measuring the number increase / decrease, blockage of flow path by each blood component, or blood passage time! ⁇ can determine activity.
  • a staining material for blood cell components for example, leukocytes are stained with Rhodamin e6G, platelets are stained with CFSE (Carboxyfluorescein Diacetate), and observed with a fluorescence microscope, so that the number of blood components in blood can be increased or decreased in more detail. Measures the blockage of the flow path due to blood components, increasing the accuracy of the diagnosis
  • each blood can be detected from a wide range of microchannel arrays. Identify component passage, adhesion, occlusion morphology, and site Characteristics can be obtained. Thereby, more accurate knowledge can be obtained.
  • the observation range is several fine channels (for example, vertical and horizontal about 0.05 mm). It is limited to. Even if the sample has good fluidity, there is a risk of blood clots arising from contact with the material and air at the time of blood collection. There is sex.
  • the observation range is expanded to about 1 mm in the vertical and horizontal directions. It becomes possible to determine the form. Then, by inputting an image in a form to be compared in advance, it is possible to determine which form the adhesive material, site, and occlusion factors are caused by red blood cells, white blood cells, platelets, fat components, etc. It is possible to determine the strength of the belonging.
  • a method for displaying the determination for example, the fluidity of blood flowing through a fine channel, adhesion, blood components to be blocked, and a part are displayed in characters, and an image of the form is displayed.
  • the first form, second form, and third form may be displayed along with their proportions. Is possible.
  • the preferred resolution of the CCD camera is to use a camera with 1 million pixels or more as the preferred number of pixels with a resolution of about 3 m in the observation range of 0.6 mm or more in the vertical and horizontal directions. Preferred.
  • blood measurement method digital recording is performed from the start of inflow of a blood sample to the end of flowing a predetermined amount, and the passage of each blood component, adhesion, form of occlusion, and site are image-identified for each elapsed time, Characteristics for each blood sample can be determined.
  • Blood samples have various characteristics depending on the lifestyle of the subject. For example, the sensitivity of platelets to shear stress varies, and the timing at which the microchannel starts to close by adhering platelets to the microchannel and then adhering cholesterol and blood cell components varies.
  • the possibility of the onset of the case, and the lifestyle habits that affect the onset By displaying, printing, and Z or audio expression of factors and lifestyle guidance content, it is possible to increase accuracy when instructing subjects to prevent lifestyle-related diseases. Also, the subject can take the first measured image back home, for example, blood measurement can be performed again after six months, and the image can be printed and compared with the previous image to visually recognize the effect of life improvement. You may do it. A more realistic understanding of health awareness.
  • the migration ability and adhesion ability of the leukocyte fraction can be determined. Specifically, by providing a concentration difference between physiologically active substances between the inlet and outlet of the microchannel, leukocytes are moved through the microchannel, and then the inlet and outlet of the microchannel. By measuring the increase or decrease in the number of leukocyte fractions at the outlet or in the flow channel, or the state of blockage of the flow channel by leukocytes, the migration ability and adhesion ability of the leukocyte fraction can be determined.
  • the flow of the blood sample makes it possible to measure the migration of specific blood cells due only to differences in the concentration of physiologically active substances.
  • each blood cell or liquid component is colored with fluorescence or a luminescent substance, and the light intensity is measured to measure the blood cell component. Activity can be determined.
  • Quantitative data can be obtained by measuring the amount of light reflected or transmitted from the microchannel and an optical system that irradiates light to the inlet, outlet, or microchannel of the microchannel. It is possible. Examples of the optical system used include a fluorescence microscope, a laser microscope, and a laser scanner. It is possible to distinguish between different types of blood cells and between blood cells and surrounding liquids by making the luminescent substance develop color of each blood cell or liquid component, or by identifying the light intensity emitted from each blood cell. It becomes easy. Increased measurement points! ], And a system program using a computer is preferably applied to perform aggregate evaluation of measurement data.
  • leukocyte activity can be determined by measuring the amount of chemiluminescence of leukocytes.
  • White blood cells have the function of releasing active oxygen against external enemies such as viruses that have entered from the outside.
  • SOD superoxide distase, etc.
  • the difference between the active oxygen in the blood and the antioxidant can be determined as the amount of chemiluminescence.
  • a thin film such as gold is deposited on at least a part of the wall surface constituting the internal space structure of the microchannel array, and the change in the dielectric constant before and after passing through the microchannel is
  • the activity of blood cell components can be determined by measuring the change in reflected light intensity due to the surface plasmon resonance phenomenon.
  • the detection method based on the surface plasmon resonance phenomenon is a method in which light is incident on a plate made of a thin film such as gold by vapor deposition or the like, and a change in dielectric constant on the surface of the thin film is detected with a high sensitivity as a change in reflected light intensity.
  • Surface plasmon resonance devices are beginning to be applied to the measurement and kinetic analysis of the amount of reaction between biomolecules that apply this phenomenon and require extremely high sensitivity.
  • a thin film such as gold is deposited by vapor deposition or the like on at least a part of the wall surface constituting the internal space structure of the microchannel array, and the activity of the blood cell component before and after passing through the fine channel is determined. It is detected by changing the dielectric constant on the surface of the thin film (change in reflected light intensity), and is converted into an electric signal and amplified.
  • a reagent may be immobilized on at least a part of the wall surface constituting the internal space structure of the microchannel array.
  • the surface plasmon resonance sensor has been miniaturized by semiconductor processing technology, and it is possible to perform measurement in which a part of a fine channel is specified.
  • a sensor that detects a weak frequency change width due to ultrasonic waves is arranged on one of the wall surfaces constituting the internal space structure of the microchannel array, and the microchannel array
  • the change in frequency before and after passage can be measured to determine the activity of blood cell components. Detection based on frequency changes using ultrasonic waves is advancing research in applications such as reactions between biomolecules that require extremely high sensitivity.
  • the activity of blood cell components before and after passing through a fine channel, with a sensor and electrode fixed to detect the weak frequency change width due to ultrasonic waves on one of the walls that make up the internal space structure of the microchannel array Is detected as a weak frequency change width and converted to an electrical signal, Perform amplification.
  • a reagent may be immobilized on at least a part of the wall surface constituting the internal space structure of the microchannel array.
  • Ultrasonic sensors are being miniaturized by semiconductor processing technology, and it is also possible to perform measurements that specify the location of fine flow paths.
  • the cost for inspection can be reduced.
  • an ISFET sensor In a blood measurement method using a microchannel array, an ISFET sensor is placed slightly on the wall that forms the internal space structure of the microchannel array, and the amount of weak electrical displacement before and after passing through the microchannel The activity of blood cell components can be determined.
  • the ISFET sensor (Ion Sensitive FET sensor) is a Si-Si
  • N-film covers the potential change caused by the chemical species adsorbed on the surface.
  • the ISFET sensors and electrodes are fixed to the wall surfaces of the internal space structure of the microchannel array, and the weak electrical displacement before and after passing through the microchannel is detected. Perform electrical amplification.
  • a reagent may be immobilized on at least a part of the wall surface constituting the internal space structure of the microchannel array. Also, for example, by repeatedly using the first substrate 10 having the ISFET sensor and making the second substrate 20 disposable, it is possible to reduce the cost for inspection.
  • Biochemical data can be obtained by measuring the weak electrical displacement after the chemical change.
  • the flow of microcirculation (capillaries) in the living body can be reproduced, and biochemical data can be obtained when predicting the onset of lifestyle-related diseases and conducting lifestyle guidance. Is important in providing life guidance.
  • Biochemical data can be obtained within a few hours because facilities such as clinical docks are equipped with measuring devices. In contrast, the small practitioner class has a measuring device. Therefore, it takes several days to request measurement outside. If a microchannel array can be used to measure biochemical data such as cholesterol, liver function, uric acid, blood glucose, etc., results can be obtained quickly with a small amount of sample, even in the small practitioner class. Can accurately predict the onset of lifestyle-related diseases and provide lifestyle guidance.
  • Biochemical data is measured by preliminarily fixing a reagent such as an enzyme (such as glutamate oxidase) to at least a part of the wall surface constituting the internal space structure of the microchannel array, and mixing it with a blood sample.
  • a reagent such as an enzyme (such as glutamate oxidase)
  • the amount of slight electrical variation after the chemical change is measured via an electrode, and the value is displayed by electrical amplification.
  • the reagent is fixed on at least a part of the wall surface constituting the internal space structure of the microchannel array, and after mixing the blood and the reagent, the light is mixed.
  • Biochemical data can be obtained by irradiating and measuring the variables.
  • the light source can specify the measurement range and the variable can be detected accurately.
  • the infrared laser is preferred, and then the biochemical data is obtained by changing the reflection, transmission, absorption, and reflection position of the light. Can be sought.
  • Blood measurement using the microchannel array of the present invention is also effective for animals, and its development is expected.
  • One of the subjects is domestic animals such as ushi (food cattle, dairy cattle) or pigs.
  • the microchannel array according to the present invention can be used in the same manner as blood measurement for humans in order to grasp the effects of these livestock on the living environment.
  • One of the other subjects is pet animals such as Inu and Cat.
  • pet animals are also accepted as members of the family, and it is important for families who live together for a long time to understand the effects of the animals' living environment, which is the same as blood measurement for humans.
  • the microchannel array according to the present invention can be utilized.
  • the blood sample is allowed to flow from the inlet serving as the source flow to the upstream flow path 5 serving as the main blood vessel, and further, the capillary vessel serving as a tributary is flown. Since it can be flowed through the imitated micro flow path 7, it can be expected to be used for various purposes. It can also be developed as a judgment tool for judging the effects of products such as health foods, health drinks, and vitamins by measuring blood using microchannel arrays. . In addition, by having a flow rate control system in the vicinity of the inlet on the measuring device side, in the vicinity of the outlet, or both, the operator who performs blood measurement can easily and repeatedly reproduce the optimal flow state. It is out.
  • the microchannel array modeled on the capillaries of a living body is used, so that the flow characteristics and activity of the blood components flowing through the microchannel are obtained.
  • the flow of the microcirculation system in the living body can be estimated.
  • Subjects need to improve their lifestyle in real life by actually observing the state of blood flowing through the microchannels in addition to biochemical data such as blood glucose levels, liver function, and cholesterol in normal blood tests. Can raise awareness of preventive medicine.
  • a microchannel array having a resin substrate power will be described.
  • a method for forming a resin molded product will be specifically described with reference to FIGS. 4A to 4H.
  • a first resist coating based on an organic material (“PME RN-CA3000PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was performed on the substrate.
  • the first resist was applied as shown in Fig. 4B.
  • a layer was formed, and the mask A covered with a desired mask pattern was aligned with the substrate on which the first resist layer was formed so as to be in a desired position.
  • the first resist layer was exposed by irradiating the mask A side force of the substrate with light using a UV exposure apparatus ("PLA-501F" wavelength 365 nm manufactured by Canon). After the exposure, the substrate was heated with a hot plate (100 ° C. ⁇ 4 minutes) to heat-treat the first resist layer. Thereafter, as shown in FIG. 4C, a second resist coating based on an organic material (“PMER N-CA3000PMJ” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was performed on the substrate on which the first resist layer was formed.
  • PMER N-CA3000PMJ an organic material
  • a second resist layer was formed, and the mask B processed into a desired mask pattern was aligned with the substrate so as to be in a desired position.
  • the second resist layer was exposed from the mask B side of the substrate by the UV exposure apparatus. After the exposure, the substrate was heated with a hot plate (100 ° C ⁇ 8 minutes), and the second resist layer was heat-treated.
  • the substrate having the first resist layer and the second resist layer was developed to form a resist pattern on the substrate (Developer: “PMER Developer P, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.”). -7G ").
  • a conductive film was deposited on the surface of the substrate having the resist pattern. Specifically, sputtering was performed to deposit a conductive film made of silver or the like on the resist pattern.
  • the substrate on which the conductive film is deposited is immersed in a nickel plating solution and electroplated to form a metal structure (hereinafter referred to as a “nickel structure”) in the valley of the resist pattern.
  • the obtained nickel structure was used as a mold, and a plastic material was filled into the nickel structure by injection molding to obtain a plastic molded body.
  • a material of the plastic molded body Kuraray Co., Ltd. acrylic (Parapet G-HS) was used.
  • FIG. 10A is a top view of the first substrate 120 of the comparative microchannel array X
  • FIG. 10B is a cross-sectional view of the first substrate 120 taken along the line XB—XB ′.
  • the first substrate 120 includes an inlet-side first recess 123, an outlet-side first recess 124, an upstream first groove group 125, a downstream first groove group 126, A first alignment unit 128 and a second alignment unit 129 are provided.
  • a silicon substrate manufactured by Mitsubishi Materials having a thickness of 1 mm and a diameter of 5 inches was used. And it manufactured as follows. First, aluminum as a mask body was added to the surface of the silicon substrate 120 by a vapor deposition method. Then, a pattern ung body made of aluminum was formed on the silicon substrate by photolithography. Then, using a pattern Jung body made of aluminum as a mask, a flow path with a width of 300 m and a depth of 50 ⁇ m was formed by the first dry etching (manufactured by ULVAC).
  • thermal oxidation treatment was performed for the purpose of hydrophilicity for anti-blood adhesion, and an SiO film was formed on the surface of the silicon substrate. And by dicing cutter, it is 8mm in length X 16mm in width
  • the space structure for flowing the sample into the fine groove was formed by cutting out the chip and overlaying transparent flat plates.
  • the contact angle with water was measured in air.
  • the substrate was made of a resin having a length of 15 mm x width 15 mm and a thickness of 1 mm.
  • a first substrate 10 as shown in FIGS. 2A and 2B was obtained according to the method of forming the molded product shown in FIGS. 4A to 4H. Specifically, resist coating was repeated twice to form a first resist layer, and exposure and heat treatment were performed. Thereafter, as shown in FIG. 4F, a conductive film was deposited on the substrate surface having a resist pattern. Next, as shown in FIG. 4G, a metal structure was formed on the substrate on which the conductive film was deposited. Thereafter, as shown in FIG. 4H, a plastic molded body was obtained by injection molding using the obtained metal structure as a mold.
  • the dimensions of the substrate were the same as those of the first substrate 10.
  • a fine groove having a width of 6 / ⁇ ⁇ and a depth of 5 ⁇ m as shown in FIG. 3A and FIG.
  • a third positioning unit 28 for positioning is used.
  • a fourth alignment portion 29 is provided. These heights were 250 / zm.
  • This convex pattern was prepared by forming a concave pattern using a wet etching method on a glass substrate for resist application used in the resist pattern forming step.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 that were manufactured were subjected to surface modification by plasma treatment. Use a sputtering device (SV, manufactured by ULVAC, Inc.) and remove the SiO film.
  • SV sputtering device
  • Microchannel array A was fabricated by fitting first substrate 10 and second substrate 20 so that the alignment portions overlap.
  • the first substrate and the second substrate of the microchannel array B As the first substrate and the second substrate of the microchannel array B, the first substrate shown in FIGS. 5A and 5B and the second substrate shown in FIGS. 3A and 3B were used.
  • the same element members as those of the microchannel array A are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the first substrate 10b was formed in a shape having two steps by the same process as the above method.
  • the channel width of the upstream first groove group was 300 m, of which the channel depth of the first stage groove group 15b was 300 m, and the channel depth of the second stage groove group 12b was 100 / zm.
  • the other parts were the same as the microchannel array A.
  • the second substrate 20 was the same as that used in the microchannel array A.
  • the first substrate 10b and the second substrate 20 that were manufactured were subjected to surface modification by plasma treatment.
  • a sputtering system (SV, manufactured by ULVAC, Inc.)
  • Microchannel array B was fabricated by fitting the first substrate 10b and the second substrate 20 so that the alignment portions overlap.
  • the first substrate and the second substrate of the microchannel array C As the first substrate and the second substrate of the microchannel array C, the first substrate shown in FIG. 6 and the second substrate shown in FIG. 7 were used.
  • the first substrate 10c has a flow path of the upstream first groove group as shown in FIG.
  • the width is 300 m.
  • the channel depth of the first-stage groove group 15c was 300 m
  • the channel depth of the second-stage groove group 12c was 100 ⁇ m.
  • Other configurations and manufacturing methods are the same as those of the first substrate 10 of the microchannel array A.
  • the second substrate 20c has the grooves of the fine groove group 27 (a ) Flow path length 30 m, depth 5 ⁇ m, (b) Flow path length 15 m, depth 5 m; (c) Flow path length 5 ⁇ m, depth 5 ⁇ m Multiple groups 27 were created.
  • Other configurations and manufacturing methods are the same as those of the second substrate 20 of the microchannel array A.
  • the manufactured first substrate 10c and second substrate 20c were subjected to surface modification by coating with an organic material.
  • the contact angle with water was measured and found to be 18 °.
  • a microchannel array C was fabricated by fitting the first substrate 10c and the second substrate 20c so that the alignment portions overlap each other.
  • the first substrate and the second substrate of the microchannel array D the first substrate shown in FIGS. 2A and 2B and the second substrate shown in FIGS. 8A and 8B were used.
  • the first substrate the same substrate as the first substrate 10 of the microchannel array A was used.
  • a resist layer is formed according to the steps shown in FIGS. 4A to 4H.
  • the groove width of the fine groove group 27 is set to 6 ⁇ m, and the depth of the groove is set.
  • Two-stage structure of 5 m and 30 m was adopted. The other parts were the same as the configuration and manufacturing method of the microchannel array A.
  • a CCD camera was used to observe the flow of the blood sample and the state of occlusion in the fine groove.
  • the blood sample begins to attach platelets to the surface in front of the minute groove 20 seconds after the start of passage, and after 30 seconds, aggregates adhering to cholesterol and blood cells close the minute groove. confirmed. For this reason, we were unable to observe the deformability of blood components such as red blood cells and white blood cells, and the properties related to adhesion.
  • the blood passage time is estimated to be due to platelets adhering to the front surface (material) of the flow path formed by the fine groove group 127, which is as long as 140 seconds.
  • One of the causes is estimated to be a high water contact angle of 38 ° in the hydrophilization treatment for anti-blood adhesion.
  • the depth for introducing a blood sample into the flow path formed by the fine groove group 127 is as shallow as 50 m, and the platelet resistance is activated by the resistance of the flow path. It is estimated that it adhered to the surface in front of the groove.
  • a method for anti-blood adhesion is mainly used in the process of manufacturing a semiconductor in order to increase the insulation resistance of the surface and reduce the power consumption. Force It is expected that the anti-adhesion properties against blood samples, especially blood cells, are not optimal.
  • microchannel array X platelets started to adhere to the wall surface before the microchannel 20 seconds after the passage of blood, and the microchannel aggregated due to aggregates, whereas in the microchannel array A, the same conditions were used. Then platelet adhesion did not occur.
  • Micro Channel Array A blood is applied to the wall surface after 30 seconds from the passage of the blood and after passage through the fine channel. The board was seen sticking. It was confirmed that red blood cells and white blood cells, which are other blood cell components, were deformed and passed, and that they showed normal blood component morphology.
  • the blood passage time is no longer attached to the surface in front of the fine flow path, and has been shortened to 60 seconds.
  • the comparative microchannel array X blood adheres to the upstream flow channel 105 and the downstream flow channel 106 imitating the blood vessels that become trunks due to adhesion to the material surface, and the microcirculation in the living body is not reproduced.
  • the microchannel array A it is presumed that the microcirculation that should be called capillaries is reproduced.
  • Example 2 As the blood sample, the same specimen as that of the comparative microchannel array X was used. As in Example 1, platelet adhesion did not occur on the surface in front of the microchannel, and after 30 seconds, platelets adhered to the surface after passing through the microchannel. It was confirmed that red blood cells and white blood cells, which are other blood cell components, were deformed and passed, and showed a normal blood component morphology.
  • the blood passage time was 50 seconds, which was shorter than Example 1.
  • the first substrate 10 of the microchannel array A used in Example 1 has a single-stage structure with a flow path depth of 300 ⁇ m, whereas the flow path of the first substrate 10b in Example 2 is Because of the two-stage structure of 100 m and 300 m, branch blood vessels (flow channels with a depth of 100 / zm) that branch from the main blood vessels (flow channels with a depth of 300 / zm), and capillaries (fine flow channels) ) It was considered that the ability to reproduce the flow imitating the biological model enabled the observation after passing through the fine channel without causing platelet activation in the channel.
  • FIG. 9 is an image showing blood flow by this measurement.
  • the size of the channel formed by the microchannel array 27c is as follows: It consists of three types: 30 m in channel length, 5 m in depth, (b) m in channel length, 5 / zm, and (c) 5 m in channel length, 5 ⁇ m in depth.
  • Example 2 As the blood sample, the same specimen as that of the comparative microchannel array X was used. As in Example 1, platelet adhesion does not occur on the surface in front of the flow path formed by the fine groove group 27d, and after 30 seconds, the surface after passing through the flow path formed by the fine groove group 27d is not formed. The platelets were seen sticking together. It was confirmed that other blood cell components such as red blood cells and white blood cells were deformed and showed normal blood component morphology.
  • the blood passage time was 55 seconds, which was slightly shorter than Example 1. Since the second substrate 20d of the microchannel array D used in Example 1 has a step having a depth of 30 m in front of the flow path formed by the fine groove group 27d, the second substrate 20d in Example 2 is used. Similar to the stepped structure, the branch blood vessels (step flow channels with a depth of 30 ⁇ m) that branch from the stem blood vessels (flow channels with a depth of 300 ⁇ m) and the capillaries (flow formed by the micro-groove group 27d) It was speculated that the flow mimicking the biological model of the path was able to pass through fine grooves without causing platelet activation in the channel.
  • the present invention is used for, for example, a microchannel array used for measuring and evaluating functions of red blood cells, white blood cells, and platelets that are formed components in blood.

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Abstract

　複雑な流路を簡便な方法により備えることが可能なマイクロチャネルアレイとその製造方法、並びに血液測定方法を提供する。第１基板１０と第２基板２０を接合することによって形成され、表面に液体流入口１及び液体流出口２を備え、内部に液体流入口１から液体流出口２に連通する空間構造を有するマイクロチャネルアレイ１００であって、内部空間構造は、流入口側空間３と、流出口側空間４と、流入口側空間３に連通する上流側流路５と、流出口側空間４に連通し、上流側流路５と間隙を持って対向する下流側流路６と、上流側流路５と下流側流路６とを連通させる微細流路７とを備え、第１基板１０及び第２基板２０に、それぞれ流入口側空間３及び流出口側空間４を形成するための凹部、並びに上流側流路５及び下流側流路６を形成するための溝部が設けられ、第２基板２０に、微細流路７を形成するための溝部を設けた。

Description

明 細 書
マイクロチャネルアレイ及び製造方法、並びにこれを用いた血液測定方 法
技術分野
[0001] 本発明は、マイクロチャネルアレイとその製造方法、並びにこれを用いた血液測定 方法に関する。
背景技術
[0002] 社会の成熟にした力 Sい、医療 ·健康に対する価値観は、狭い範囲の基本的健康か ら、「ゆたかですこや力な生活」を求めるよう変化してきている。個人の意識は、医療 費の増大、治療よりも予防のほうが低負担であること、健康と疾病の境界領域の人々 の増加と!/、つた背景から、治療医学よりも予防医学を重視する方向に変化して!/、くも のと考えられる。
[0003] このため医療分野、なかでも臨床検査分野においても、患者の近ぐ例えば、手術 室、ベッドサイド、あるいは在宅等で、より迅速な検査 ·診断を行うことが可能となる無 拘束な検査システム、血液などの検体量がより少量ですむ無侵襲、又は低侵襲な検 查システムが望まれて 、る。
[0004] 血液中の有形成分である赤血球、白血球、血小板の機能を測定、評価することは、 健康管理、疾患の診断と治療に極めて重要である。そこで、従来、赤血球変形能を 測定する目的で-ユータリポア [Nuclepore]フィルター、ニッケルメッシュフィルタ一等 の微小な孔を持った膜に対する血液の通過能が調べられてきた。また、血小板凝集 能の測定には凝集に伴う血小板浮遊液の濁度の変化を測定する方法が行なわれて きた。また、白血球活性度の測定には、白血球活性のいくつかの側面に対応して、ボ イデン [Boyden]チャンバ一法、粒子貧食試験、化学発光測定法等が行なわれてき た。この白血球活性度は感染症、免疫療法、免疫抑制療法等において特に重要で ある。
[0005] し力しながら、上記測定法はいずれも効率の悪さ、再現性の低さ、定量性の低さ等 の問題を持っており、重要度に相応しい有効な測定法とは成り得ていない。また、従 来の血小板凝集能測定法は試料調整に手間がかかり、感度も十分なものでない。 さらに、従来の赤血球変形能測定法は、孔あるいは溝が計測中に血液試料中の有 形成分により閉塞されてしまうことで、信頼性を欠くものであった。そのため、結果の 生理学的あるいは診断学的価値を低下せしめるものであった。
[0006] そこで、上記問題点を解決すベぐ半導体微細加工技術を用いて血液フィルターを 製造する技術が提案されている（特許文献 1)。この技術は、フォトリソグラフ法によつ てシリコン基板 (第 1基板 10)上にパターンユングを行い、ウエット、又はドライエツチン グ法によりシリコン基板上に溝を形成し、溝が形成された面に平板たる第 2基板を接 合せしめることにより、血液の流路を形成する方法である。この技術によれば、微細 流路の流路幅と流路深さの比、間隔等を目的に合わせてデザインできる。
[0007] 特許文献 1：特許第 2685544号
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 血液は、血球 (有形)成分と、血漿 (液体)成分とに大別され、血球成分の割合が約 40〜45%、血漿成分が約 55〜60%である。血球成分において、赤血球が約 96% を占め、約 4%が白血球と血小板である。サイズは、赤血球が直径約 7〜8 m、白 血球が約 12〜14 /ζ πι、血小板が約 である。上記特許文献 1に記載の半導体 微細加工技術を応用することにより、シリコン基板上に赤血球、白血球ないし血小板 の形状にそれぞれ適合した種々の形状、大きさの微細な溝を造形し、加工された基 板上に重ねる平板を接合させることで微細な流路を配設することができる。しかしな がら、実際には、微細な流路の前後に、深さのより大きな流路ゃ空間を形成する必要 がある。これは、 3〜14 m程度の幅や深さの微細な流路では、表面粘性に由来す る抵抗によって、血液を流すことが極めて困難な形状となってしまうためである。微量 な血液試料は、乾燥によって生体内の状態を再現しなくなると同時に、血栓によって 微細な流路を閉塞してしまう。
[0009] 微細な流路の前後に深さのより大きな流路ゃ空間を形成するためには、微細な流 路の前後により大きな流路若しくは凹部を造形する必要がある。すなわち、深さ方向 に多段構造を施す必要がある。このため、ァライメントを用いたフォトリソグラフとエツ チングを 2回以上行わなければならな 、。
[0010] また、生体モデルの流れを再現するには、幹血管となる広!、流路から、支流となる 枝流路、そして毛細血管となる微細な流路を備える溝を一の基板上に造形する必要 が生じる。これを実現するためには、さらに、ァライメントを用いたフォトリソグラフとエツ チングを繰り返し行わなければならない。し力しながら、コスト面の問題のみならず製 造上の限界から、このような生体モデルを再現した流れを実現することは極めて困難 である。
[0011] なお、上記においては、マイクロチャネルアレイを血液測定に適用する場合におけ る問題点について説明したが、これに限定されるものではなぐ他の測定に適用する 場合にも同様の問題が生じ得る。
[0012] 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より 複雑な流路を簡便な方法により備えることが可能なマイクロチャネルアレイとその製 造方法、並びにこれを用いた血液測定方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0013] 本発明者らが、鋭意検討を重ねたところ下記の態様において本件発明の目的を達 成し得ることを見出した。
本発明に係るマイクロチャネルアレイは、第 1基板と第 2基板を密着又は接合するこ とによって形成され、表面に液体流入口及び液体流出口を備え、内部に前記液体流 入口から前記液体流出口に連通する内部空間構造を有するマイクロチャネルアレイ であって、前記内部空間構造は、前記液体流入口に連通する少なくとも一つの上流 側流路と、前記液体流出口に連通し、前記上流側流路と間隙を持って対向する少な くとも一つの下流側流路と、前記上流側流路と前記下流側流路とを連通させ、前記 上流側流路及び前記下流側流路に比して流路の断面中心部から当該流路の側壁 部までの最短距離が小さい微細流路とを備え、前記第 1基板と前記第 2基板を密着 又は接合させる面側のそれぞれに前記上流側流路及び前記下流側流路を形成する ための溝部が設けられ、前記第 2基板において、前記第 1基板及び前記第 2基板を 密着又は接合させる面側に、前記微細流路を形成するための溝部が設けられたもの である。 [0014] 本発明の第 1の態様に係るマイクロチャネルアレイによれば、第 1基板及び第 2基板 それぞれに微細加工を施して 、るので、より複雑な流路を提供することが可能である
[0015] 本発明に係るマイクロチャネルアレイの製造方法は、基板上にレジストによりパター ン形成するステップと、前記基板上に形成された前記レジストパターンにしたがって 金属を付着し、金属構造体を形成するステップと、前記金属構造体を铸型として成形 体を形成するステップとにより、第 1基板及び第 2基板をそれぞれ形成し、前記第 1基 板及び前記第 2基板を密着、又は接合するものである。
[0016] 本発明に係るマイクロチャネルアレイの製造方法によれば、第 1基板及び第 2基板 それぞれに微細加工を施し、これらを密着又は接合しているので、一の基板にのみ 微細加工を施す場合に比してより複雑な流路を提供することが可能である。また、ァ ライメントの工程を削除、又は削減できるので、低コスト化も実現できる。
[0017] 本発明に係る第 1の態様の血液測定方法は、上記態様のマイクロチャネルアレイを 用いた血液測定方法において、マイクロチャネルアレイの液体流入口から、血液試 料を少なくとも含む試料を前記マイクロチャネルアレイ内の内部空間構造に設けられ た微細流路に流し、当該微細流路を通過する前記血液の各血液成分の状態を測定 し、当該測定により前記血液の各血液成分の流れ特性あるいは活性度を求めること を特徴とするものである。
[0018] 本発明に係る第 2の態様の血液測定方法は、上記態様のマイクロチャネルアレイを 用いた血液測定方法において、前記マイクロチャネルアレイ内に設けられた微細流 路の流入口、流出口の間に生理活性物質の濃度差を設けることにより、前記微細流 路を介して白血球の移動を起こらしめ、その後、前記微細流路の流入口、流出口、あ るいは前記微細流路での白血球分画の数の増減、あるいは白血球による流路の閉 塞状況を測定し、それにより白血球分画の遊走能、粘着能を求めることを特徴とする ものである。
[0019] 本発明に係る第 3の態様の血液測定方法は、上記態様のマイクロチャネルアレイを 用いた血液測定方法において、発光、又は蛍光物質で前記血液の各血球細胞若し くは液体成分の 、ずれかを発色させ、前記マイクロチャネルアレイの液体流入口から 、血液試料を少なくとも含む試料を前記マイクロチャネルアレイ内の内部空間構造に 設けられた微細流路に流し、当該微細流路を通過する前記血液の各血液成分の光 強度を測定し、当該光強度の値力 当該測定された血液成分の活性度を求めること を特徴とするものである。
[0020] 本発明に係る第 4の態様の血液測定方法は、上記態様のマイクロチャネルアレイを 用いた血液測定方法にお!、て、前記マイクロチャネルアレイの内部空間構造の壁面 の少なくとも一部に金などの薄膜を堆積させ、マイクロチャネルアレイの液体流入口 から、血液試料を少なくとも含む試料を前記マイクロチャネルアレイ内の内部空間構 造に設けられた微細流路に流し、当該微細流路の通過前後における誘電率変化を 、表面プラズモン共鳴 (Surface Plasmon Resonance)現象による反射光強度の変化に て測定し、当該測定値から血球成分の活性度を求めることを特徴とするものである。
[0021] 本発明に係る第 5の態様の血液測定方法は、上記態様のマイクロチャネルアレイを 用いた血液測定方法にお!、て、前記マイクロチャネルアレイの内部空間構造の壁面 のいずれかに超音波による微弱な周波数変化幅を検出するセンサを配置し、マイク ロチャネルアレイの液体流入口から、血液試料を少なくとも含む試料を前記マイクロ チャネルアレイ内の内部空間構造に設けられた微細流路に流し、当該微細流路の通 過前後における周波数変化を測定し、当該測定値力 血球成分の活性度を求める ことを特徴とするものである。
[0022] 本発明に係る第 6の態様の血液測定方法は、上記態様のマイクロチャネルアレイを 用いた血液測定方法にお!、て、前記マイクロチャネルアレイの内部空間構造の壁面 のいずれかに FETセンサを配置し、マイクロチャネルアレイの液体流入口から、血液 試料を少なくとも含む試料を前記マイクロチャネルアレイ内の内部空間構造に設けら れた微細流路に流し、当該微細流路の通過前後における微弱な電気的変位量を測 定し、当該測定値力 血球成分の活性度を求めることを特徴とするものである。
[0023] 本発明に係る第 7の態様の血液測定方法は、上記態様のマイクロチャネルアレイを 用いた血液測定方法にお!、て、前記マイクロチャネルアレイの内部空間構造の壁面 のいずれかに電極を配置し、かつ試薬を固定化させ、マイクロチャネルアレイの液体 流入口から、血液試料を少なくとも含む試料を前記微細流路に流すことにより前記血 液試料と前記試薬を混合させ、その化学変化後の微弱な電気的変位量を測定する ことにより、生化学データを求めることを特徴とするものである。
[0024] 本発明に係る第 8の態様の血液測定方法は、上記態様のマイクロチャネルアレイを 用いた血液測定方法にお!、て、前記マイクロチャネルアレイの内部空間構造の壁面 の少なくとも一部に試薬を固定化させ、マイクロチャネルアレイの液体流入口から、血 液試料を少なくとも含む試料を前記微細流路に流すことにより前記血液試料と前記 試薬を混合させ、その後前記マイクロチャネルアレイに光を照射し、光照射前後の変 量を測定することにより生化学データを求めることを特徴とするものである。
[0025] 本発明に係る血液測定方法によれば、微細流路を流れる血液成分の流れ特性や 活性度を求めることで、生体内の微小循環系の流れを推測することができる。そして 、その流れや閉塞の状態力 生活習慣病の発症を予測し、生活指導を行うことが可 能となる。
発明の効果
[0026] 本発明によれば、より複雑な流路を簡便な方法により備えることが可能なマイクロチ ャネルアレイ、その製造方法、並びにこれを用いた血液測定方法を提供することがで きると!、う優れた効果がある。
図面の簡単な説明
[0027] [図 1A]本実施形態に係るマイクロチャネルアレイの斜視図。
[図 1B]図 1 Aの部分拡大斜視図。
[図 2A]本実施形態 (実施例）〖こ係るマイクロチャネルアレイの第 1基板の上面図。
[図 2B]図 2Aの ΠΒ— ΠΒ'切断部断面図。
[図 3Α]本実施形態 (実施例）〖こ係るマイクロチャネルアレイの第 2基板の上面図。
[図 3Β]図 3Αの ΙΠΒ— ΠΙΒ'切断部断面図。
[図 4Α]本実施形態に係るマイクロチャネルアレイの製造工程を示す説明図。
[図 4Β]本実施形態に係るマイクロチャネルアレイの製造工程を示す説明図。
[図 4C]本実施形態に係るマイクロチャネルアレイの製造工程を示す説明図。
[図 4D]本実施形態に係るマイクロチャネルアレイの製造工程を示す説明図。
[図 4Ε]本実施形態に係るマイクロチャネルアレイの製造工程を示す説明図。 [図 4F]本実施形態に係るマイクロチャネルアレイの製造工程を示す説明図。
[図 4G]本実施形態に係るマイクロチャネルアレイの製造工程を示す説明図。
[図 4H]本実施形態に係るマイクロチャネルアレイの製造工程を示す説明図。
[図 5A]本実施例に係るマイクロチャネルアレイ Bの第 1基板の上面図。
[図 5B]図 5Aの VB— VB'切断部断面図。
[図 6]本実施例に係るマイクロチャネルアレイ Cの第 1基板の上面図。
[図 7]本実施例に係るマイクロチャネルアレイ Cの第 2基板の上面図。
[図 8A]本実施例に係るマイクロチャネルアレイ Dの第 2基板の上面図。
[図 8B]図 8Aの VIIIB— VIIIB'切断部断面図。
[図 9]血液測定試験にお 、て、微細流路を通過する流動画像。
[図 10A]比較例に係るマイクロチャネルアレイ Xの第 1基板の上面図。
[図 10B]図 10Aの ΧΒ— XB'切断部断面図。
符号の説明
1 液体流入口
2 液体流出口
3 流入口側空間
4 流出口側空間
5 上流側流路
6 下流側流路
7 微細流路
10 第 1基板
11 土手部
13 流入口側第 1空間
14 流出口側第 1空間
15 上流側第 1溝群
16 下流側第 1溝群
18 第 1の位置合わせ部
19 第 2の位置合わせ部 20 第 2基板
23 流入口側第 2凹部
24 流出口側第 2凹部
25 上流側第 2溝群
26 下流側第 2溝群
27 微細溝群
28 第 3の位置合わせ部
29 第 4の位置合わせ部
31 基板
32 第 1レジスト層
33 マスク A
34 第 2レジスト層
35 マスク B
36 レジストパターン
37 導電性膜
38 金属構造体
39 榭脂製プレート
100 マイクロチャネルアレイ
発明を実施するための最良の形態
[0029] 以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨 に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。
[0030] [マイクロチャネルアレイ]
図 1Aは、本実施形態に係るマイクロチャネルアレイの斜視図であり、図 1Bは、本実 施形態に係るマイクロチャネルアレイの部分拡大斜視図である。本実施形態に係る マイクロチャネルアレイ 100は、図 1Aに示すように第 1基板 10、第 2基板 20、液体流 入口 1、液体流出口 2を備えている。また、図 1Bに示すように内部に内部空間構造た る、流入口側空間 3、流出口側空間 4、上流側流路 5、下流側流路 6、微細流路 7を 備えている。これらの内部空間構造は、液体流入口 1から液体流出口 2まで連通され た構造となっている。なお、図 1Bにおいては、説明の便宜上、後述する位置合わせ 部の図示を省略した。
[0031] マイクロチャネルアレイ 100は、第 1基板 10及び第 2基板 20のそれぞれの主面が 互いに密着又は接合され、一体的に構成されている。第 1基板 10及び第 2基板 20の 材質としては特に限定されない。例えば、ガラス基板、シリコン基板、榭脂からなる基 板を用いることができる。好ましくは、榭脂からなる基板を用いる。その理由について は、後述する。本実施形態においては、第 1基板 10及び第 2基板 20として共に榭脂 力もなる基板を用い、縦 15mm、横 15mm、厚み lmmのものを用いた。
[0032] 液体流入口 1及び液体流出口 2は、第 2基板 20の表面上に設けられている。本実 施形態においては、液体流入口 1は第 2基板 20の一辺近傍に、液体流出口 2は液 体流入口 1が設けられている一辺近傍と対向する一辺近傍に設けられている。液体 流入口 1は、血液試料等を注入するための入り口部である。本実施形態においては 、液体流入口 1及び液体流出口 2の外径を 1. 6mmとした。
[0033] 流入口側空間 3は、液体流入口 1と連通し、流出口側空間 4は、液体流出口 2と連 通するように構成されている。上流側流路 5及び下流側流路 6は、互いに平行に、か つ交互に複数形成されている。そして、隣接する上流側流路 5と下流側流路 6を連通 させるための微細流路 7が、上流側流路 5と下流側流路 6に略直交する方向に複数 形成されている。上流側流路 5は、流入口側空間 3の一側面部と連結され、下流側 流路 6は、流出口側空間 4の一側面部と連結されている。力かる構成により、血液試 料等は、源流となる液体流入口 1から流入口側空間 3を通って、上流側流路 5、微細 流路 7、下流側流路 6を通過し、さらに流出口側空間 4を通って液体流出口 2にまで 至る。微細流路 7は、血液試料の流れ、閉塞の様子等を観察する役割を担う。これに ついては、後で詳述する。
[0034] 次に、上記第 1基板 10と第 2基板 20の構造について詳述する。図 2Aは、本実施 形態に係る第 1基板 10の第 2基板 20と接合する面側の上面図、図 2Bは、 ΠΒ— IIB' 切断部断面図である。また、図 3Aは、本実施形態に係る第 2基板 20の第 1基板 10と 接合する面側の上面図であり、図 3Bは、 ΠΙΒ— IIIB'切断部断面図である。
[0035] 第 1基板 10における第 2基板 20と対向する側の面上には、図 2Aに示すような溝部 、及び凹部領域が設けられている。具体的には、流入口側第 1凹部 13、流出口側第 1凹部 14、上流側第 1溝群 15、下流側第 1溝群 16、第 1の位置合わせ部 18、第 2の 位置合わせ部 19が設けられている。これら凹部、及び溝部の深さは、すべて一定（ 本実施形態においては、 300 m)とした。これにより、製造工程を短縮化し、低コス ト化を実現できる。なお、ここで「深さ」とは、基板の厚み方向に対する長さをいう。
[0036] 流入口側第 1凹部 13は、第 1基板 10の一辺近傍に形成され、流出口側第 1凹部 1 4は、流入口側第 1凹部 13が形成された一辺と対向する一辺近傍に形成されている 。流入口側第 1凹部 13は、第 2基板 20と接合又は密着されたときに、液体流入口 1 から注入された血液試料等が最初に通過する領域であり、流入口側空間 3の一部を 形成している。流出口側第 1凹部 14は、第 2基板 20と接合又は密着されたときに、流 路等を通過した血液等が出口部たる流出口に至る直前に通過する領域であり、流出 口側空間 4の一部を形成して 、る。
[0037] 上流側第 1溝群 15及び下流側第 1溝群 16は、それぞれ、 3本ずつあり、交互に、か つ互いに平行に形成されている。上流側第 1溝群 15及び下流側第 1溝群 16のそれ ぞれの流路幅は、 300 /z mとした。以降の説明において、上流側第 1溝群 15と第 1下 流溝群 16との間隙部分を土手部 11と呼ぶ。 3本の上流側第 1溝群 15は、流入口側 第 1凹部 13における流出口側第 1凹部 14と対向する側の一辺側にて、流入口側第 1凹部 13と接続されている。同じぐ 3本の下流側第 1溝群 16は、流出口側第 1凹部 14における流入口側第 1凹部 13と対向する側の一辺側にて、流出口側第 1凹部 14 と接続されている。上流側第 1溝群 15は、第 2基板 20と接合又は密着されたときに形 成される上流側流路 5の一部である。また第下流側第 1溝群 16は、第 2基板 20と接 合又は密着されたときに形成される下流側流路 6の一部である。
[0038] 上流側流路 5及び下流側流路 6の流路幅、流路深さは、測定対象とする試料をスム ーズに流し、かつ乾燥による試料の凝固や失活等を防止することを目的に、それぞ れ 20〜1,000 μ mの範囲とすることが好ましぐ 30〜500 μ mの範囲とすることがより 好ましい。上流側流路 5及び下流側流路 6の流路幅、流路深さの比は、測定対象と する試料の粘性に応じて、 1： 10〜： L0 : 1の範囲の範囲から選択することが好ましい。
[0039] 第 1の位置合わせ部 18、第 2の位置合わせ部 19は、第 2基板 20と位置合わせをす るための部位である。本実施形態においては、上流側第 1溝群 15及び下流側第 1溝 群 16の外側に、これらと平行な方向に凹部状に設けた。
[0040] 次いで、第 2基板 20について説明する。第 2基板 20は、図 3A及び図 3Bに示すよう に、溝部、及び凹部領域を備えている。具体的には、液体流入口 1、液体流出口 2、 流入口側第 2凹部 23、流出口側第 2凹部 24、上流側第 2溝群 25、下流側第 2溝群 2 6、微細溝群 27、第 3の位置合わせ部 28、第 4の位置合わせ部 29を備えている。ま た、流入口側第 2凹部 23、流出口側第 2凹部 24、上流側第 2溝群 25、下流側第 2溝 群 26、微細溝群 27の凹部又は溝部深さは、すべて 5 mとした。これにより、製造ェ 程の短縮化、低コストィ匕を達成できる。また、第 3の位置合わせ部 3及び第 4の位置 合わせ部は、前記第 1の位置合わせ部、第 2の位置合わせ部と勘合するように凸パタ ーンとした。
[0041] 流入口側第 2凹部 23は、第 1基板 10と第 2基板 20が対向して接合又は密着された ときに、流入口側第 1凹部 13と重なるように構成されている。また、流出口側第 2凹部 24は、第 1基板 10と第 2基板 20が対向して接合又は密着されたときに、流出口側第 1凹部 14と重なるように構成されている。すなわち、流入口側第 2凹部 23は、第 2基 板 20の一辺近傍に形成され、流出口側第 2凹部 24は、流入口側第 2凹部 23が形成 された一辺と対向する一辺近傍に形成されている。そして、第 1基板 10と第 2基板 20 とを密着又は接合したときに、流入口側第 1凹部 13と流入口側第 2凹部 23により流 入口側空間 3が形成される。また、流出口第 1凹部 13と流出口側第 2凹部 24により流 出口側空間 4が形成される。
[0042] 液体流入口 1及び液体流出口 2は、図 3Bに示すように、第 2基板 20における第 1 基板 10が対向する面とは反対側の面から、それぞれ流入口側第 2凹部 23の底面及 び流出口側第 2凹部 24の底面まで連通する貫通穴を備えている。本実施形態にお いては、貫通穴の直径を 1. 6mmとした。
[0043] 上流側第 2溝群 25は、第 1基板 10と第 2基板 20が対向して接合又は密着されたと きに、上流側第 1溝群 15と対向する位置に重なり合うように設けられている。すなわち 、 3本の平行な流路が、流入口側第 2凹部 23における流出口側第 2凹部 24と対向す る側の一辺側にて、流入口側第 2凹部 23と接続されている。一方、下流側第 2溝群 2 6は、第 1基板 10と第 2基板 20が対向して接合又は密着されたときに、下流側第 1溝 群 16と対向する位置に重なり合うように設けられている。 3本の平行な流路が、流出 口側第 2凹部 24における流入口側第 2凹部 24と対向する側の一辺側にて、流入口 側第 2凹部 24と接続されて 、る。
[0044] 微細溝群 27は、上流側第 2溝群 25及び下流側第 2溝群 26間を連通させるように、 これらの間隙間に配設されている。微細溝の幅は、本実施形態においては 6 mとし た。微細溝群 27は、第 1の基板 10と第 2の基板 20を密着又は接合せしめることにより 、第 1基板 10の土手部 11と対向され、微細流路 7を形成する。微細流路 7は、上流 側第 2溝群 25及び第 2下流溝群 26に対して略直交する方向に設けられている。この ようにすることにより、上流側流路から流入した血液試料を、より多くの微細な流路に 流すことが可能となり、測定者は、微細流路の全体的な状態から血液試料の流れ、 閉塞の状態等を把握することができる。従って、より的確な血液測定を行うことができ る。ただし、微細流路 7の方向は、上流側流路 5に対して略直交する形態に限定され るものではなぐ使用する目的、用途に応じて直交した方向からチルトしたものであつ ても差し支えない。隣接する微細溝 27同士を隔てる隔壁の長さは、適宜変更可能で ある。これにより、微細流路 7の流路長を適宜変更することができる。
[0045] 血液試料は、被験者から採血される際、抗血液凝固剤であるへノ^ン等を添加した 系においても、材料や空気に触れることで、凝集することが考えられる。微細溝群 27 の数が少ないと、すなわち、微細流路 7の数が少ないと、血液測定前の血液凝集塊 によって閉塞した一部の微細な微細凝集塊を見て、誤った診断を行うことが懸念され る。このため、より的確な診断を行う観点から、微細溝群 27の数は多いほうが好まし い。
[0046] 第 3の位置合わせ部 28、第 4の位置合わせ部 29は、凸パターンにより形成され、第 1基板 10及び第 2基板 20を対向させたときに、第 1基板 10に設けられた第 1の位置 合わせ部 18、第 2の位置合わせ部 19のそれぞれに対向する位置に設けられている 。すなわち、上流側第 2溝群 25及び下流側第 2溝群 26の外側領域に、上流側第 2 溝群 25及び下流側第 2溝群 26と平行になるように設けられて 、る。凸パターンの高 さは、 250 mとした。これらの凸パターンと第 1の位置合わせ部 18と第 2の位置合わ せ部 19の凹部パターンとにより位置合わせが行われる。
[0047] 上記第 1基板 10及び第 2基板 20が、第 1の位置合わせ部 18と第 3の位置合わせ 部 28、第 2の位置合わせ部 19と第 4の位置合わせ部 29とが重なり合うように、位置 決めされて密着又は接合せしめられる。これにより、流入口側第 1凹部 13と流入口側 第 2凹部 23とが重なり流入口側空間 3を形成する。また、流出口側第 1凹部 14と流出 口側第 2凹部 24とが重なり流出口側空間 4を形成する。さらに、上流側第 1溝群 15と 上流側第 2溝群 25が重なり、一体的に上流側流路 5を形成し、下流側第 1溝群 16と 下流側第 2溝群 26とが重なり、一体的に下流側流路群 6を形成する。また、第 1基板 10に形成された上流側第 1溝群 15と下流側第 1溝群 16を仕切る土手部 11と、第 2 基板 20に形成された微細溝群 27とを対向することにより、微細流路 7が形成される。
[0048] 微細流路 7の流路幅、流路深さは、測定対象とする試料、例えば、血液試料の血球 成分に応じて、それぞれ 1〜50 μ mの範囲力 選択することが好ましぐ 1〜20 μ m の範囲内であることがより好ましい。微細流路 7の流路幅、流路深さの比は、例えば、 対象とする血球成分の形状、変形能に応じて、 1 : 10〜10 : 1の範囲内から選択する ことが好ましい。
[0049] 上記構成によりマイクロチャネルアレイ 100は、流入口側空間 3、上流側流路 5、微 細流路 7、下流側流路 6が連通された内部空間構造を備える。
[0050] マイクロチャネルアレイ 100に使用される第 1基板及び第 2基板の材質は、上述した ように特に限定されないが、材料コスト、表面処理の効率から、榭脂素材が好適であ る。また、血液細胞を、例えば、化学発光や蛍光によって観察する場合、例えば蛍光 顕微鏡を用いて観察するときには透明性に優れる榭脂材料が好まし ヽ。榭脂材料と しては特に限定されないが、例えば、アクリル系榭脂、ポリ乳酸、ポリダリコール酸、ス チレン系榭脂、アクリル 'スチレン系共重合榭脂 (MS榭脂）、ポリカーボネート系榭脂 、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系榭脂、ポリビニルアルコール系榭 脂、エチレン 'ビュルアルコール系共重合榭脂、スチレン系エラストマ一などの熱可 塑性エラストマ一、塩ィ匕ビ二ル系榭脂、ポリジメチノレシロキサンなどのシリコーン榭脂 、酢酸ビニル系榭脂（商品名：ェクセバール)、ポリビニルブチラール系榭脂等を挙げ ることがでさる。 [0051] これらの榭脂は必要に応じて滑剤、光安定剤、熱安定剤、防曇剤、顔料、難燃剤、 帯電防止剤、離型剤、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などの 1種 又は 2種以上を含有することができる。
[0052] 血液測定にマイクロチャネルアレイを用いる場合であって、光学系の検出方式等を 採用する場合には、基板として透明なものを用いる。例えば、 CCDカメラ等を用いた 実態観察を行う場合において、第 1基板 10、第 2基板 20のいずれか、又は両方を透 明なものとする。反射光観察では、光学系の側の基板を透明板とし、反対側の基板 を不透明にすればよい。不透明な基板とするには、材料選択の段階にて不透明ダレ ードを選択する、又は透明基板の表面、又は裏面に、例えば、蒸着法にて、アルミ等 の無機膜を堆積する方法が挙げられる。透明性を規定する光学物性としては、厚さ 1 mm板において、全光線透過率 80%以上、ヘイズ値 10%以下が好ましい。また、光 学系の検出方式を採用する場合、使用する光の波長に応じて、例えば、紫外線吸収 剤の添加されて ヽな ヽ材料を使用する、分子構造に環構造を有して ヽな ヽ材料を使 用する等、適宜選択することが好ましい。
[0053] マイクロチャネルアレイは、接触する生理食塩水、血液試料、試薬等の水系液体と のぬれ性の差が小さいことが好ましい。ぬれ性の差が大きいと、水系液体が流路を流 れなくなる可能性が高いためである。また、血液測定を行う前に、例えば、流路内を 生理食塩水で満たそうとしても、気泡が混入する場合があり、対象とする血球成分の 通過時間の計測値の再現性が取れない可能性がある。また、一般に細胞は疎水表 面に固定ィ匕しゃすい性質を持つことから、血球細胞においても流路に血球成分が付 着し、流れなくなる等の支障をきたす可能性がある。
[0054] マイクロチャネルアレイを用いて血液測定を行う場合にぉ 、て、血液を凝固させる 因子である血小板の活性ィ匕を抑制し、材料表面の付着を抑制するには、一般に、抗 血小板付着の薬剤であるへノ^ンを徐放する材料、酵素であるゥロキナーゼを固定 化した材料、親水化表面を有する材料、ミクロ相分離構造を有する材料が知られて いる。そのなかでも、コストと性能を満足する材料として、親水化表面を有する材料を 用いることが好ましい。
[0055] ポリメチルメタタリレートに代表される一般に使用される熱可塑性榭脂においては、 通常水に対する接触角が比較的大き ヽ (例えば、ポリメタクリル酸メチル榭脂は約 68 ° 、ポリカーボネート榭脂は約 70° 、ポリスチレン榭脂は約 84° )ため、水に対する 接触角を小さくすることが必要となる。これらのプラスチック表面のぬれ性を改質する 技術については、後述する。血液測定における、マイクロチャネルアレイ表面の水に 対する接触角は、 0. 5° 以上 60° 以下が好ましぐ 1° 以上 50° 以下がより好まし い。この範囲以外は、微細な溝への血液試料の導入が難しぐ血球細胞の付着によ る凝集塊の発生によって、血球細胞の通過時間測定等の安定したデータが得られな V、ため、前記範囲内の接触角を有することが好ま 、。
[0056] マイクロチャネルアレイとして榭脂製のものを用いた場合には、人工透析、血漿交 換等の血液浄ィ匕治療で使用されている血液回路等の熱可塑性榭脂と同様、感染性 廃棄物として焼却処理が可能であるというメリットを有する。一方、エッチング法で作 製されるシリコン製プレートを用いる場合は、無機材料からなり焼却処理は不可能で ある。産業用廃棄物として、埋め立て処理を行うためには、滅菌処理が必要となり、 高コストとなる。また、近年の環境問題への意識の高まりに対する適応性が低い。
[0057] マイクロチャネルアレイでは、将来のデイスポーザブルィ匕による廃棄数量の増大に 対しても、焼却処理にて対応が可能であり、重ね合わせに使用する基板も榭脂製と することで、分別処理を必要とせず、一括した焼却廃棄が可能である。さらに、ハロゲ ンを含まないポリメチルメタタリレート等の熱可塑性榭脂を使用することにより、有害物 質であるダイォキシンの発生を避けることができ、一般廃棄物の焼却で使用される通 常温度の焼却炉にて、容易に焼却ができ、熱資源として再利用が可能である。
[0058] 本実施形態に係るマイクロチャネルアレイによれば、第 1基板 10と第 2基板 20の両 方に微細加工を備え、それぞれの基板の微細加工面側を密着、又は接合することで 内部空間構造を形成しているので、より微細な空間構造を有するものを簡便な方法 により提供することが可能となる。
[0059] マイクロチャネルアレイを血液測定に用いる場合において、微細流路に血液を導入 し、実際にその血液を流すためには、その流路の前後に流路の深さが大きい流路を 造形することが必要である。上記特許文献 1のように、二つの基板のうちのいずれか 一方の基板において、微細な溝とその前後に設けられた深さの大きい上流側流路及 び下流側流路を造形する場合には、位置関係を確保するためのァライメントを施した 上で、 2回のエッチング工程が必要となる。従って、製造工程が複雑ィ匕する上、加工 費も高くなる。本実施形態によれば、第 1基板 10及び第 2基板 20は、それぞれ加工 深さが一定の凹部及び溝部力も構成されている。従って、それぞれの基板に対して 一回のフォトリソグラフ工程を行えばよい。また、微細溝と上流側溝群及び下流側溝 群等の位置関係を確保するためのァライメントが不要となる。従って、加工におけるコ スト面で有利である。
[0060] なお、上記マイクロチャネルアレイ 100においては、第 1基板 10と第 2基板 20のそ れぞれの凹部、溝部の深さが一定である例について説明した力 これに限定されるも のではなぐ第 1基板 10及び Z又は第 2基板 20の凹部、溝部の深さをそれぞれ独立 に多段階構造としてもよい。また、第 2基板 20の微細流路 7の前後に段差構造を備 えてもよい。
[0061] 微細流路の流路幅ゃ流路長によっては、源流となる幹血管というべき上流側流路 5 から、毛細血管というべき微細流路 7に血液試料を流した場合、極端に細い流路に 血液試料を流すことになり、例えば、正常というべき平均的な被験者の血液試料であ つても、血小板が活性化し、微細流路への閉塞を生じる可能性がある。このため、的 確な診断ができなくなる可能性がある。上記のように各種流路を多段構造とすること により、このような問題を回避することができる。すなわち、微細流路への血液試料の 導入の不具合をより効果的に解消し、例えば、健康な被験者の血液試料では、スム ーズな微細流路の流れ状態を再現し、何らかの所見を有する被験者の血液試料で は、その要因に応じた閉塞状態を再現することで的確な診断や、生活習慣の指導を 行うことが可能になる。例えば、第 1基板 10の流路の深さは、 300 /ζ πι、 100 ^ m, 3 0 mの 3段階構造とする。
[0062] 第 1基板 10と第 2基板 20の両方に多段構造を有するように微細加工を施すことで、 さらに複雑な生体モデルを再現した微小循環のモデルとも呼べる毛細血管を再現し たマイクロチャネルを実現することが可能となる。基板の両面に造形を施すことにより 、従来では加工技術、及びコストの観点力 実現不可能であった複雑な構造が可能 になり、精度の高い診断が可能になることが期待できる。 [0063] また、上記マイクロチャネルアレイ 100においては、微細流路の断面形状が略四角 形であった例について説明した力 これに限定されるものではなぐ適宜変更可能で ある。例えば、溝の側壁部を深さ方向に傾斜 (テーパ)形状としてもよい。溝の側壁部 を深さ方向に傾斜形状とすることにより、血液試料の微細流路への導入力 Sスムーズに なり、例えば、正常な被験者では、微細流路への血小板の粘着が認められず、何ら かの所見を有する被験者では、微細流路への付着、閉塞が見られるようになり、的確 な診断が可能になる。また、微細流路を変形通過する血球細胞の速度、個数、変形 能等の測定にぉ 、て、検体別の差異を明確にすることが可能となる。
[0064] また、上記マイクロチャネルアレイ 100においては、微細流路 7の流路幅、流路深さ 、流路長をすベて一定としたが、これに限定されるものではなぐ適宜変更可能であ る。微細流路 7の流路幅、流路深さ、及び Z又は流路長を複数種類配置することによ り、血液試料に力かるずり応力を変えることができる。そして、微細流路の流入口、流 出口での血球細胞の数の増減、血液の各成分による微細な溝の閉塞状況、あるい は血液通過時間を測定し、それにより血液成分の流れ特性あるいは活性度を求める 血液測定法において、さらに多くの情報を得ることが可能となる。詳細については、 後述する。
[0065] さらに、上記マイクロチャネルアレイ 100においては、第 2基板 20側に血液試料等 の液体流入口 1及び液体流出口 2を設けたが、これに限定されるものではなぐ第 1 基板 10側に設けてもよい。また、液体流入口、液体流出口がそれぞれ一つである例 について説明したが、これに限定されるものではなぐそれぞれ独立に複数備えてい てもよい。また、マイクロチャネルアレイ 100において、測定部（液体流入口、液体流 出口、これらを連通する内部空間構造)を複数備えていてもよい。さらに、流入口側 空間 3を設けずに、液体流入口 1と上流側流路が直接連結されるように構成してもよ い。流出口側空間 4についても同様である。この場合には、例えば、液体流入口を上 流側流路の数だけ設け、液体注入制御装置などにより所定量を注入するようにしても よい。
また、基板の大きさ、厚み等は第 1基板 10と第 2基板 20で同じにする必要はなぐ 適宜変更可能である。また、凹部の形状、溝部の形状、寸法等は上記例に限定され るものではなぐ目的に合わせて適宜変更可能である。
[0066] 上記においては、血液測定に用いる場合を例にとり説明した力 これに限定される ものではなぐ他の用途 (例えば、細胞に関する知見を得るための測定）にも適用可 能である。
[0067] [マイクロチャネルアレイの製造方法]
次に、本実施形態に係るマイクロチャネルアレイの製造方法について説明する。マ イクロチャネルアレイの材質として、榭脂からなる場合について説明する。なお、 Si基 板を用いる場合には、上記特許文献 1の記載に従って、第 1基板、第 2基板の溝部、 凹部等を製造すればよい。無論、第 1基板と第 2基板とで材質の異なるものを組み合 わせてもよい。
[0068] 本実施形態に係るマイクロチャネルアレイは、基板上にレジストによりパターン形成 するステップと、基板上に形成された前記レジストパターンにしたがって金属を付着し 、金属構造体を形成するステップと、前記金属構造体を铸型として成形体を形成す るステップとにより、第 1基板及び第 2基板をそれぞれ形成し、第 1基板及び第 2基板 を密着または接合することにより製造される。
[0069] 以下、深さ方向に 2段階構造 (上流側流路等)を有するマイクロチャネル用の基板 を製造する方法にっ 、て説明する。
(i)基板上への第 1レジスト層の形成
(ii)基板とマスク Aとの位置合わせ
(iii)マスク Aを用いた第 1レジスト層の露光
(iv)第 1レジスト層の熱処理
(V)第 1レジスト層上への第 2レジスト層の形成
(vi)基板とマスク Bとの位置合わせ
(vii)マスク Bを用いた第 2レジスト層の露光
(viii)第 2レジスト層の熱処理
(ix)レジスト層の現像
を行い、所望のレジストパターンを形成する。さらに、形成されたレジストパターンにし たがって、基板上に金属構造体をメツキにより堆積させる。この金属構造体を型として 、榭脂成形品を形成することによって、マイクロチャネルアレイが製造される。
[0070] レジストパターン形成処理についてさらに詳細に説明する。まず、基板上に、例え ば、深さ 10 mの微小な溝と深さ 50 mの流路を得ようとした場合、第 1レジスト層（ 厚さ 50 m)、第 2レジスト層（厚さ 10 m)順に形成し、各層に露光、又は露光、熱 処理を行う。
[0071] 現像工程では、最初に第 2レジスト層である深さ 10 mのパターンが得られ、次に 第 1レジスト層の深さ 50 μ mのパターンが得られる。深さ 50 μ mのパターンが得られ た時点で、第 2レジスト層である深さ 10 mのパターンを現像液に溶解、又は変形さ せないためには、各層の現像液への溶解性を制御させることが要求される。スピンコ ート方式によりレジスト層を形成する場合、第 2レジスト層のベータ (溶剤の乾燥）時間 を調整することによって、耐アルカリ性を発現させることが可能である。
[0072] 光分解型のポジ型レジストを用いて、耐アルカリ性を発現させる方法の一つとして、 ベータ時間 (溶剤の乾燥時間）を長くし、レジストを硬化させることが挙げられる。通常 、レジストは膜厚、シンナー等の溶剤濃度、及び感度に応じてベータ時間を設定して いる。この時間を長くすることによって耐アルカリ性を持たせることが可能となる。
[0073] また、第 1レジスト層のベータが進行しすぎると、レジストが極度に硬化し、後の現像 において光が照射された部分を溶解させパターンを形成することが困難になることか ら、ベータ時間を短くする等、適宜選択することが好ましい。ベータに用いる装置は、 溶剤を乾燥できれば特に限定されるものではなぐオーブン、ホットプレート、熱風乾 燥機等が挙げられる。
[0074] 化学増幅型のネガ型レジストと比較して、耐アルカリ性の発現幅は制限されるため 、設定するレジスト厚さは、各層を合わせて 5〜200 /ζ πιの範囲内が好ましぐ 10〜1 00 μ mの範囲内であることがより好ましい。
[0075] 化学増幅型のネガ型レジストを用いて耐アルカリ性を発現させる方法として、ベータ 時間の最適化の他に、架橋密度の最適化が挙げられる。通常、ネガ型レジストの架 橋密度は、露光量によって設定することが可能である。化学増幅系ネガ型レジストの 場合、露光量及び熱処理時間によって設定することが可能である。この露光量、又 は熱処理時間を長くすることによって、耐アルカリ性を発現させることが可能となる。 化学増幅型のネガ型レジストの場合、設定するレジスト厚さは、各層を合わせて 5〜5 00 μ mの範囲内が好ましぐ 10〜300 μ mの範囲内であることがより好ましい。
[0076] 以下、上記 (i)〜(ix)についてより詳細に説明する。
(i)基板 31上への第 1レジスト層 32の形成について説明する。図 4Aに、基板 31上 に第 1レジスト層 32が形成された状態を示す。まず、成形品形成ステップで得られる 榭脂製マイクロチャネルアレイの平面度は、基板 31上へ第 1レジスト層 32を形成する 工程にて決定づけられる。すなわち、基板 31上に第 1レジスト層 32を形成した時点 の平面度が金属構造体、ひいてはマイクロチャネルアレイの平面度に反映される。こ の平面度は、マイクロチャネルアレイの第 1基板 10と第 2基板 20を密着、又は接合さ せる際に極めて重要であり、高い平面度を保持するために、最適条件を適用すること が望ましい。
[0077] 基板 31上に第 1レジスト層 32を形成する方法は何ら限定されないが、一般的にス ピンコート方式、デイツビング方式、ロール方式、ドライフィルムレジストの貼り合わせ 等を挙げることができる。なかでも、スピンコート方式は、回転しているガラス基板上に レジストを塗布する方法で、直径 300mmを超えるガラス基板にレジストを高 、平面 度で塗布する利点がある。従って、高い平面度を実現できる観点から、スピンコート 方式が好ましく用いられる。
[0078] 第 1レジスト層 32として用いられるレジストにはポジ型レジスト、ネガ型レジストの 2種 類がある。いずれも、レジストの感度、露光条件により、レジストの造形可能な深さが 変わるため、例えば UV露光装置を使用した場合、露光時間、 UV出力値をレジスト 厚さ、感度に応じて種類を選択するのが望ましい。用いるレジストがウエットレジストの 場合、例えばスピンコート方式で所定のレジスト厚さを得るには、スピンコート回転数 を変更する方法と、粘度調整する方法がある。スピンコート回転数を変更する方法は 、スピンコーターの回転数を設定することによって所望のレジスト厚さを得るものであ る。粘度調整する方法は、レジスト厚さが厚い場合、又は塗布面積が大きくなると平 面度が低下することが懸念されるため、実際使用上で要求される平面度に応じて粘 度を調整するものである。例えばスピンコート方式の場合、 1回で塗布するレジスト層 の厚さは、高い平面度を保持することを考慮し、好ましくは 10〜50 /ζ πι、さらに好ま しくは、 20〜50 /ζ πιの範囲内であることが望ましい。高い平面度を保持したうえで、 所望のレジスト層の厚さを得るためには、複数のレジスト層を形成することで可能とな る。
[0079] (ii)基板 31とマスク Α33との位置合わせについて説明する。まず、第 1レジスト層の ノターンと、第 2レジスト層のパターンにおける位置関係を所望の設計通りにするた めには、マスク A33を用いた露光時に、正確な位置合わせを行うことが必要となる。 位置合わせには、基板 31とマスク A33の同位置に切削加工を施しピン固定する方 法、レーザー干渉計を用い位置だしする方法、基板 31とマスク A33の同位置に位置 マークを作製、光学顕微鏡で位置合わせをする方法等が挙げられる。光学顕微鏡で 位置合わせをする方法は、例えば、フォトリソグラフ法にて基板に位置マークを作製 し、マスク A33にはレーザー描画装置で位置マークを描画する。光学顕微鏡を用い た手動操作においても、 5 m以内の精度が簡単に得られる点で有効である。
[0080] (iii)マスク A33を用いた第 1レジスト層 32の露光について説明する。図 4Bに示さ れる工程で使用するマスク A33は何ら限定されないが、ェマルジヨンマスク、クロムマ スク等を挙げることができる。レジストパターン形成ステップでは、使用するマスク A33 によって寸法、及び精度が左右される。そして、その寸法、及び精度は、榭脂成形品 にも反映される。したがって、マイクロチャネルアレイの各寸法、及び精度を所定のも のとするためには、マスク A33の寸法、及び精度を規定する必要がある。マスク A33 の精度を高める方法は何ら限定しないが、例えば、マスク A33のパターン形成に使 用するレーザー光源をより波長の短いものに変えることを挙げることができる。ただし ,設備費用が高額であり、マスク A33の製作費が高額となるため、マイクロチャネルァ レイが実用的に要求される精度に応じて適宜規定するのが望ましい。
[0081] マスク A33の材質は温度膨張係数、 UV透過吸収性能の面力 石英ガラスが好ま しいが比較的高価であるため、榭脂成形品が実用的に要求される精度に応じて適宜 規定するのが望ましい。設計通りの所望の深さ、又は高さが異なる構造体、又は第 1 レジストパターンと第 2レジストパターンが異なる構造体を得るには、第 1レジスト層 32 、及び第 2レジスト層 34の露光に用いるマスクのパターン設計 (透過 Z遮光部）が確 実であることが必要であり、 CAE解析ソフトを使用したシミュレーションもその解決策 の一つである。
[0082] 露光に用いられる光源は設備費用が安価である紫外線又はレーザー光であること が好ましい。シンクロトロン放射光は露光深度が深いものの、かかる設備費用が高額 であり、実質的にマイクロチャネルアレイの価格が高額となるため、工業的に実用的 ではない。露光時間や露光強度等の露光条件は第 1レジスト層 32の材質、厚み等に より変化するため、得られるパターンに応じて適宜調節することが好ましい。特に流路 の幅、深さ、容器間隔、及び容器幅 (又は直径）、深さ等のパターンの寸法、及び精 度に影響を与えるため、露光条件の調節は重要である。また、レジストの種類により 焦点深度が変わるため、例えば UV露光装置を使用した場合、露光時間、 UV出力 値をレジストの厚さ、感度に応じて選択するのが望ましい。
[0083] (iv)第 1レジスト層 32の熱処理について説明する。露光後の熱処理は、レジストパ ターンの形状を補正するためにァニールと 、われる熱処理が知られて!/、る。ここでは 、化学架橋を目的とし、化学増幅系ネガレジストを使用した場合のみに行う。化学増 幅系ネガレジストとは、主に、 2成分系、又は 3成分系からなり、露光時の光によって、 例えば、化学構造の末端のエポキシ基を開環させ、熱処理によって架橋反応させる ものである。熱処理時間は、例えば膜厚 100 mの場合、設定温度 100°Cの条件下 にお!/、ては数分で架橋反応は進行する。
[0084] 第 1レジスト層 32の熱処理が進行しすぎると、後の現像において未架橋部分を溶 解させパターンを形成することが困難になる。従って，設定するレジスト厚さが 100 m以上でない場合、熱処理時間を短くする、又は後の第 2レジスト層 34の熱処理の みとする等、適宜選択することが好ましい。
[0085] (V)第 1レジスト層上への第 2レジスト層の形成について説明する。図 4Cに第 2レジ スト層 34が形成された状態を示す。この第 2レジスト層 34は、上記 (i)において説明 した第 1レジスト層 32の形成と同様の方法により形成することができる。また、スピンコ ート方式にて、ポジ型レジストを使用してレジスト層を形成する場合、ベータ時間を通 常の 1. 5〜2. 0倍程度とすることで、耐アルカリ性を発現させることができる。これに より、第 1レジスト層 32と第 2レジスト層 34の現像終了時、第 2レジスト層 34のレジスト パターンの溶解、又は変形を防止することができる。 [0086] (vi)基板 31とマスク B35との位置合わせについて説明する。基板 31とマスク B35 の位置合わせは、上記 (ii)において、説明した基板 31とマスク A33との位置合わせ 方法と同様の要領にて、実施する。
[0087] (vii)マスク B35を用いた第 2レジスト層 34の露光について説明する。マスク B35を 用いた第 2レジスト層 34の露光は、上記 (iii)において説明したマスク A33を用いた 第 1レジスト層 32の露光方法と同様の要領にて実施する。図 4Dに第 2レジスト層 34 の露光の様子を示す。
[0088] (viii)第 2レジスト層 34の熱処理について説明する。第 2レジスト層 34の熱処理は、 基本的に上記 (iv)において説明した、第 1レジスト層 32の熱処理と同様である。また 、第 2レジスト層の熱処理は、後の現像において第 1レジスト層 32のパターンが得ら れた時点で、第 2レジスト層 34のパターンが溶解、又は変形させないために行う。熱 処理によって化学架橋が進行し、架橋密度を高めることで耐アルカリ性が発現する。 耐アルカリ性を発現させるための熱処理時間は、通常の 1. 1〜2. 0倍の範囲からレ ジストの厚さに応じて適宜選択することが好まし 、。
[0089] (ix)レジスト層 32、 34の現像について説明する。図 4Eに示される工程の現像は用 いたレジストに対応する所定の現像液を用いることが好ましい。現像時間、現像温度 、現像液濃度等の現像条件はレジスト厚みやパターン形状に応じて適宜調節するこ とが好ましい。例えば、必要な深さを得るために現像時間を長くしすぎると、所定の寸 法よりも大きくなつてしまうため、適宜条件を設定することが好ましい。
[0090] 成形品の上面、又は微細パターン底部の平面精度を高める方法としては、例えば 、レジスト塗布で使用するレジスト種類 (ネガ型、ポジ型）を変更してガラス表面の平 面性を利用する方法、金属構造体の表面を研磨する方法などが挙げられる。
[0091] なお、所望の造型深さを得るために複数のレジスト層を形成する場合、それら複数 のレジスト層を同時に露光'現像処理する、あるいは、一つのレジスト層を形成及び 露光処理した後、さらにレジスト層の形成及び露光処理を行い、 2つのレジスト層を同 時に現像処理することが可能である。
[0092] 金属構造体形成ステップについてさらに詳細に説明する。金属構造体形成ステツ プとは、レジストパターン形成ステップで得られたレジストパターンに沿って金属を堆 積させ、金属構造体の凹凸面をレジストパターンに沿って形成することにより、金属 構造体を得る工程である。
[0093] 図 4Fに示されるように、この工程では予めレジストパターンに沿って導電性膜 37を 形成する。この導電性膜 37の形成方法は特に限定されないが、好ましくは蒸着、ス ノ ッタリング等を用いることができる。導電性膜 37に用いられる導電性材料としては 金、銀、白金、銅、アルミニウムなどを挙げることができる。
[0094] 図 4Gに示されるように、導電性膜 37を形成した後、パターンに沿って金属をメツキ により堆積して金属構造体 38を形成する。金属を堆積させるメツキ方法は特に限定 されないが、例えば電解メツキ、無電解メツキ等を挙げることができる。用いられる金 属は特に限定されないが、ニッケル、ニッケル-コバルト合金、銅、金を挙げることがで き、経済性 ·耐久性の観点力もニッケルが好ましく用いられる。金属構造体 38はその 表面状態に応じて研磨しても構わない。ただし、汚れが造形物に付着することが懸念 されるため、研磨後、超音波洗浄を実施することが好ましい。また、金属構造体 38は その表面状態を改善するために、離型剤等で表面処理しても構わない。なお、金属 構造体 38の深さ方向の傾斜角度は、榭脂成形品の形状を損なうことなぐかつ収率 よく得るため、 50° 〜90° であることが望ましぐより望ましくは 60° 〜87° である。 メツキにより堆積した金属構造体 38はレジストパターン力も分離される。
[0095] 金属構造体 38は、その製造コストを低減するために、ファミリー化が可能である。フ アミリー化とは、製造した金属構造体に電気メツキを行うことにより、複製を行う技術で ある。本発明のマイクロチャネルアレイを製造する場合においても、製品が凸パター ンであれば、マスターとなる金属構造体を凸パターンとし、ファミリー化によって凹パタ ーンの金属構造体を製造することで製造コストを低減することが可能である。
[0096] 成形品形成ステップについてさらに詳細に説明する。成形品形成ステップは、図 4 Hに示されるように、前記金属構造体 38を型として、榭脂成形品 39を形成する工程 である。榭脂成形品 39の形成方法は特に限定されないが、例えば射出成形、プレス 成形、モノマーキャスト成形、溶剤キャスト成形、ホットエンボス成形、押出成形による ロール転写法等を挙げることができ、生産性、型転写性の観点から射出成形が好ま しく用いられる。所定の寸法を選択した金属構造体を型として射出成形で榭脂成形 品を形成する場合、金属構造体の形状を高!ヽ転写率で榭脂成形品に再現すること が可能である。転写率を確認する方法としては、光学顕微鏡、走査電子顕微鏡 (SE M)、透過電子顕微鏡 (TEM)等を使用して行うことができる。
[0097] 第 1基板 10と第 2基板 20の材料として，榭脂を用いてマイクロチャネルアレイを製 造した場合、例えば、スタンパーと呼ばれる原盤を使用した射出成形法を用いること ができる。スタンパーを使用した射出成形は、光メディアの製造で示されるように、精 度とコストを両立可能な優れた方式である。
[0098] 上記特許文献 1の構造では、原盤となるスタンパーに、微細な溝、深い流路を造形 し、かつそれぞれのパターンに、その深さに応じ、離型に必要な傾斜角度を設けるこ とが必要となる。複雑な形状をスタンパーに造形することは、スタンパーの製造コスト を高めるのみならず、射出成形の転写性不良、離型時の榭脂バリ発生などによる不 良品が多数発生し、実用化が困難であることが予測されている。
[0099] 一方、本実施形態に係るマイクロチャネルの製造方法によれば、第 1基板 10と第 2 基板 20の両方に微細加工を施し、その基板を密着、あるいは接合させることでマイク ロチャネルアレイを製造しているので、第 1基板 10、第 2基板 20のそれぞれに、単純 な形状のパターンを有するスタンパーを作製し、射出成形を行うことが可能となる。ま た，スタンパーの製造コストを下げることができ、射出成形においても、転写性不良、 離型時の榭脂バリ発生などの不良率を極力下げた状態で生産することができ、実用 化に適した製造方法となる。
[0100] 第 1基板 10の上流側流路 5、下流側流路 6、及び Z又は微細流路 7の流路深さ方 向の形状を傾斜構造とするための製造方法について説明する。例えば、スタンパー と呼ばれる原盤を使用した射出成形法を用いる場合、スタンパー製造におけるフォト リソグラフの工程において、例えば、光分解型のポジ型レジストを使用することで、傾 斜角度を形成することが可能である。ポジ型レジストを使用すると、現像工程におい て、例えば、凸パターンの上部が下部よりも現像液にさらされることで、容易に傾斜角 度を形成することが可能である。
[0101] シリコンを材料とした半導体微細加工技術には、シリコン基板の材料コストが高価で ある、 1枚毎にフォトリソグラフを行うために加工費が高価となる、 1枚毎の微細な流路 の寸法精度にバラツキを生じるという問題を有していた。これに対し、所定の寸法を 選択した金属構造体 38を型として射出成形で榭脂成形品 39を形成する場合、金属 構造体の形状を高い転写率で榭脂成形品 39に再現することが可能である。汎用の 榭脂材料を使用することにより材料コストを低くできる、低コスト化 (量産化）に適した 製造法である、高 ヽ寸法精度を満足する点で優れて ヽる。
[0102] 転写率を確認する方法としては、光学顕微鏡、走査電子顕微鏡 (SEM)、透過電 子顕微鏡 (TEM)、 CCDカメラ等を使用して行うことができる。既に量産実績のある 光ディスクの品質管理技術を、榭脂製マイクロチャネルアレイにも適用させることで、 各種寸法データ、基板の平面性データ、内部在留応力データ等を、数万個単位の口 ット単位にて、標準偏差値に基づいた把握、管理が可能である。
[0103] 金属構造体 38を型として、例えば射出成形で榭脂成形品 39を形成する場合、 1枚 の金属構造体 38で 1万枚〜 5万枚、場合によっては 20万枚もの榭脂成形品 39を得 ることができ、金属構造体 38の製作に力かる費用負担を大幅に解消することが可能 である。また、射出成形 1サイクルに必要な時間は 5秒〜 30秒と短ぐ生産性の面で 極めて効率的である。射出成形 1サイクルで同時に複数個の榭脂成形品 39を形成 可能な成形金型を使用すれば、さらに生産性を向上することが可能となる。上記成 形方法では金属構造体 38を金属型として用いても、金属構造体 38を予め用意した 金属型内部にセットして用いても構わな 、。
[0104] 榭脂成形品 39の平面度の最小値は、工業的に再現し易い観点から 1 μ m以上で あることが好ましい。榭脂成形品の平面度の最大値は、例えば、榭脂成形品 39を他 の基板と貼り合わせ、又は重ね合わせて使用する際に支障とならない観点力 200 m以下であることが好ましい。榭脂成形品の造形部に対する寸法精度は、工業的 に再現し易い観点から ±0. 5〜 10%の範囲内であることが好ましい。
[0105] 榭脂成形品 39の厚さに対する寸法精度は、工業的に再現し易い観点から ±0. 5 〜10%の範囲内であることが好ましい。榭脂成形品 39の厚さは特に規定されないが 、射出成形での取り出し時の破損、取り扱い時の破損、変形、歪みを考慮し、 0. 2〜 10mmの範囲内であることが好ましい。榭脂成形品 39の寸法は特に限定されないが 、リソグラフィ一法でレジストパターンを形成する際、例えば、レジスト層の形成をスピ ンコート法にて行う場合、直径 400mmの範囲の中力 採取できるよう用途に応じて 適宜選択することが好まし 、。
[0106] マイクロチャネルの材料としてプラスチック材料を用いる場合には、上述したように 必要に応じてプラスチック表面のぬれ性を改質する。プラスチック表面の濡れ性を改 質する技術としては、化学的処理技術と物理的処理技術に大別される。化学的処理 技術としては、薬品処理、溶剤処理、カップリング剤処理、モノマーコーティング、ポリ マーコーティング、蒸気処理、表面グラフト化、電気化学的処理、陽極酸化等が挙げ られる。物理的処理技術としては、紫外線照射処理、プラズマ接触処理、プラズマジ エツト処理、プラズマ重合処理、イオンビーム処理、機械的処理等が挙げられる。
[0107] 改質技術のなかには、熱可塑性榭脂表面の親水化に加え、例えば接着性も発現 することを特徴としている技術がある。マイクロチャネルアレイの、多数の微細な溝形 状を保持させるのに好ましくない場合も想定されるため、必要とされる接触角に応じ て適宜改質技術を選択していくことが必要である。以下に、例として適用可能な改質 法について説明する。
[0108] 化学的処理技術のなかで、有機、無機材料のコーティングが挙げられる。有機材料 では、水溶液中の親水性ポリマー、例えば、ポバール等をデイツビング法、スピンコー ト法等によってコートし、十分乾燥させて使用する方法である。マイクロチャネルァレ ィの疎水性が高い等の場合には、均一なコーティング膜厚が得られず、改質効果に ノ ツキを生じる可能性があるため、コーティング材料を選択することが必要な場合 がある。疎水性表面へのコーティングが可能な材料としては、例えば、日本油脂 (株） 製の商品名： Lipidure-PMB (リン脂質極性基を有する MPCポリマーとブチルアタリレ 一トの共重合ポリマー）等が挙げられる。
[0109] 大型装置を必要とせず、比較的簡便な工程で改質効果が得られ、低コストが期待 できる反面、超音波洗浄等による改質効果の低下が懸念されるため、例えば、材料 表面と親和性の良い材料をコートした後、親水性ポリマーのコートを行うなどして洗浄 耐久性を高めるか、デイスポーザブル用途に使用することが好ま 、。
[0110] 化学的処理技術のなかで、蒸気処理、なかでも真空蒸着法が挙げられる。真空蒸 着法は無機、薄膜作製法のひとつで、真空中（10— 2Pa以下の圧力）で薄膜ィ匕しょうと する物質を加熱して蒸発させ、その蒸気を適当な基板面上に付着させる方法である 。大型装置を必要とせず、比較的低い真空度で処理が可能であり、低コスト化が期 待できる。
[0111] 物理的処理技術のなかで、プラズマ処理、なかでもスパッタリング処理が挙げられる
。スパッタリングとは、低気圧グロ一放電で生じたプラスイオンを電界で加速して陰極 に衝突させ、陰極側の物質を叩き出して、陽極側に堆積させることをいう。スパッタリ ング法は、堆積可能な材料が豊富であり、例えば、 SiO
2、 Si N等の無機材料を 10η 3 4
m〜300nm堆積することで材料表面の親水化が可能となる。超音波洗浄等の繰り 返しによる複数回の使用に対しても、効果が持続し、再現性のよい測定結果が得ら れる点で有用である。溶出成分がなぐバイオエンジニアリング用途等で要求される、 細胞毒性にも対応が可能である。スパッタリング法は、堆積膜の厚みを均一化するこ とが可能であり、例えば、 ΙΟηπ！〜 50nmの SiO膜を堆積すれば、透明性と親水化
2
の両立も可能である。
[0112] マイクロチャネルアレイに無機膜を堆積させる際、マイクロチャネルアレイが吸湿し た水分をスパッタリング中に放出し、無機膜との密着性が低下する可能性があるため 、スパッタリング前には十分な脱ガスが必要である。また、榭脂表面と無機膜との密着 性を向上させる他の方法として、マイクロチャネルアレイ表面へのアルゴンガス等によ るエッチング処理、又は、密着性のよい無機材料、例えば、クロム等を堆積させたの ち、所望の無機膜を堆積する方法が挙げられる。スパッタリング法を選択する場合は 、耐熱温度として 50°C〜110°C程度が必要であることから、 1)それ以上のガラス転 移温度を有する、例えば、ポリカーボネート等を選択する、 2)スパッタ処理時間を短く する (膜厚を薄くする)等の条件を選択することが重要である。
[0113] 物理的処理技術のなかで、プラズマ処理、なかでもインプランテーション作用が挙 げられる。インプランテーション作用は、プラズマによって分子が活性ィ匕され、ポリマ 一表面に生成したラジカルが再結合し、新 、官能基がポリマー表面に導入されるこ とである。この官能基の導入によって、新規な性質を持つポリマー表面が作製できる
[0114] 物理的処理技術のなかで、プラズマ処理、なかでもプラズマ重合処理が挙げられる 。高分子材料の原料となる有機材料を気化させて気相輸送し、プラズマ中での電子 衝突励起により有機材料を活性化させて重合反応を起こすことにより高分子膜を基 板上に成膜する技術である。プラズマ重合法は、原料分子を気化させて使用するた め不純物となりえる溶剤が不要であり、膜厚の制御も容易である。残モノマーも存在 しないために、バイオエンジニアリング用途等で要求される細胞毒性にも対応が可能 である。プラズマ重合処理が、プラズマ中での電子衝突励起により有機材料を活性 ィ匕させて重合反応を引き起こすのに対し、熱によって重合反応を引き起こすのが蒸 着重合法である。
[0115] 物理的処理技術のなかで、紫外線処理、なかでもエキシマ UV処理が挙げられる。
熱可塑性榭脂の親水化において、必要とされる耐熱温度が低ぐガラス転移温度が 100°Cのポリメチルメタタリレートにも適用が可能である。
[0116] エキシマ UV処理は、アルゴン、クリプトン、キセノン等の放電ガスを使用したエキシ マランプを使用して、発光中心波長 120ηπ！〜 3 lOnmの範囲の紫外線を照射する。 高工ネルギ一の紫外線を照射することによって、榭脂表面の分子は解離され、軽い 水素原子が容易に引き抜かれることにより、親水性の高い OH等の官能基が形成さ れ、表面のぬれ性を高くするものである。この方法は、紫外線の露光量の増加に伴 い親水性が高くなると同時に、接着力が増大して多数の微細な溝形状を保持させる のに好ましくない場合も想定されるため、必要とされる接触角に応じて適宜露光量を 選択して 、くことが必要である。
[0117] 親水化の他の方法としては、成形材料として (株)クラレ製の酢酸ビニル系榭脂（商 品名：ェクセバール）、ポリビュルプチラール系榭脂等を選択することでも可能である 。微細な溝形状を保持するため、水系の温度は 70°C以下で使用し、長期間の水へ の浸漬は避けることが必要である。
[0118] 上記技術は、榭脂製マイクロチャネルアレイだけでなく、半導体加工技術を応用し て作製されるシリコン製プレートにも共通に適用可能できる。
[0119] 上述の製造工程により、所望の内部空間構造を形成する凹部、溝部等を有する第 1基板 10及び第 2基板 20が製造される。そして、第 1基板 10及び第 2基板 20の凹部 、溝部等の形成面が対向するように、密着又は接合される。これによりマイクロチヤネ ルアレイを製造することができる。
[0120] 第 1基板 10と第 2基板 20の位置関係が所望の位置を形成するよう、各基板の位置 合わせを行う方法としては以下のものを挙げることができる。上述したように各基板の 表面に凹、又は凸パターンを形成し、重ね合わせ時にこれらを勘合せしめることによ り位置精度よく密着させる方法、基板の外形端部を治具により固定化する方法、貫通 穴に位置決めピンを用いて固定する方法、 CCDカメラやレーザー系の光学装置を 用いて観察、位置調整する方法等が挙げられる。なかでも、あらかじめ各基板の表面 に凹、又は凸パターンを形成しておき、重ね合わせる方法は、位置合わせに要する 時間を短縮でき、量産化に適した方法の一つである。各基板の表面に凹、又は凸パ ターンを形成する方法としては、フォトリソグラフ法によってレジストパターンを形成す る方法、機械切削、放電加工、ウエットエッチングなどにより、レジスド塗布を行う基板 上、又は金属構造体に造形する方法が挙げられる。各基板の表面に造形する凹や 凸パターンの深さ、あるいは高さは、一度重ね合わせた基板が、榭脂成形品そりや 振動によって外れることがないよう、 0. 1〜： Lmmの範囲のなかから、マイクロチャネル アレイの外形などに応じて選択することが望ましい。
[0121] 上記マイクロチャネルアレイの製造方法によれば、汎用の榭脂材料を使用すること ができるので材料のコストを低く抑えることができる。また、金型構造体を用いてマイク ロチャネルアレイを製造するので、量産化に適した製造方法である。さらに、フォトリソ グラフィ一法を用い、第 1基板 10及び第 2基板 20それぞれに、微細加工を施し、両 基板を密着又は接合せしめて ヽるので、高 、寸法精度を満足することができる。
[0122] [マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法]
次に、上記実施形態に係るマイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法にっ ヽて 説明する。
[0123] 本実施形態に係るマイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法によれば、血液試 料を少なくとも含む試料 (血液試料のほか、生理食塩水、試薬)を、個別、又は同時 にマイクロチャネルの流入ロカ 幹血管となる上流側流路 5に流し、さらに支流となる 毛細血管を模倣した微細流路 7に導入し、微細流路の流入口、流出口での血球細 胞の数の増減、血液の各成分による微細流路の閉塞状況、あるいは血液通過時間 を測定し、血液成分の流れ特性あるいは活性度を求めることができる。なお、血液成 分は、血球成分と血漿成分に分けられる。
[0124] マイクロチャネルアレイに設けられた微細流路を通過する血液成分の流れ特性や 活性度は、血球成分、血漿成分の性状によって、さまざまな形態を示し、その違いか ら被験者の健康状態や、生活習慣病 (糖尿病、脳梗塞、動脈硬化など)の発症予測 を行うことができる。
[0125] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法にぉ 、て、赤血球の変形能、微細流 路の閉塞状況を測定し、赤血球の活性度を求めることができる。血球成分のなかで、 赤血球は、酸素を運搬する機能を有する。通常、 3ヶ月で生体のなかの赤血球は新 しく産生される。生体における毛細血管の直径は約 6 μ m程度であり、直径約 8 μ m の赤血球は、変形通過することで末端の組織に酸素を運搬することを可能にしてい る。赤血球の活性度が高いと、高い柔軟性を示し、例えば、幅、深さ 6 mの微細流 路に赤血球を通過させた場合、赤血球が変形通過する様子を確認できる。すなわち 、微細流路を通過させることにより、赤血球の活性度を求めることができる。
[0126] 赤血球に起因して微細流路の閉塞が発生した場合には、赤血球の変形能が低下 することで知られて 、る高血糖値の所見を有して 、る力 又は糖尿病の所見を有して いることが予測される。赤血球の活性度が低くなると、赤血球成分の外殻が硬くなり、 例えば、幅、深さ 6 mの微細流路を変形通過することができなくなる様子を確認す ることができる。一般に、糖尿病患者は、赤血球の外殻が硬いことが知られている。糖 尿病の合併症として、網膜症や組織の壊死は、末端の微小循環（毛細血管）におい て、赤血球が閉塞することで発生する。
[0127] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定において、微細流路に閉塞する血液成 分が赤血球であると認められた場合、医師は被験者に対して生化学測定データと合 わせて、例えば、糖尿病の発症可能性を閉塞しているマイクロチャネルの微細流路 を用いて視覚的に画像で説明することができ、生活習慣の改善指導に大きな説得力 を与えることができる。
[0128] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法において、血小板の基板表面への 粘着能、微細流路の閉塞状況を測定し、血小板の活性度を求めることができる。血 球成分のなかで、血小板は血液を凝固させる役割を有している。粒子径は約 3 m である。血小板の活性が高いと、高い粘着能を示し、例えば、幅、深さ 5 mの微細 流路に血液を流した場合、血小板が微細流路やその出口周辺に粘着し、次いで他 の血球成分や脂肪成分を粘着させ、微細流路を閉塞する結果を引き起こす。
[0129] 血小板の粘着により、微細流路を閉塞する形態は、生体内で血小板が活性化する 要因を有していることが予測される。かかる場合、例えば、血管の狭小化、高血圧な どの可能性が考えられ、生化学データと合わせて生活習慣の指導を行うことができる 。マイクロチャネルアレイ内に複数の寸法の異なる微細流路を備えれば、それぞれの 微細流路を通過する血液試料にかかるずり応力に差異を生じさせ、その血小板の粘 着能の違いから血小板の活性度に関するデータを詳細に求めることができる。血小 板は強いずり応力が働くと凝集能を高めて凝集することが知られており、全血試料に 力かるずり応力の差は血小板凝集能の差になって、微細流路の閉塞状況、あるいは 全血通過時間が変化する原因になることは十分考えられることである。
[0130] 血小板は体内を循環している際に血管の狭小部があればそこで強いずり応力を受 けることになる。このずり応力による血小板凝集は血栓の原因になるので、血小板凝 集能のずり応力感受性を測定することは極めて重要である。また、血小板のずり応力 感受性は体内でどれだけのずり応力を受けたかで変わるので、体内の血管の狭小化 の程度を推定するのにも有効であると考えられる。体内の血管の狭小化の進行が大 きいと、血小板のずり応力感受性は高くなり、逆に体内の血管の狭小化のない場合 は、血小板のずり応力感受性は低いこととなる。一般に、毛細血管の管径を 6 m、 その中の流速を lmm/secとすると管壁のずり応力は 4. 66 X 10dyn/cm2になる 。この値の 10倍程度のずり応力が働くと血小板凝集が起きはじめることが知られてい る。したがって、微細流路の流路幅、及び Z又は流路長を、複数種類配置する（例え ば、微細流路の幅、又は流路長を 30 m、 15 ^ m, 5 mとする）ことにより、被験者 別のずり応力感受性データを詳細に得ることができ、より適正な血小板の活性度診 断に基づいた生活習慣病等の指導が可能となる。被験者の血液を微細流路に流し 、その流路を通過するずり応力によって、血小板が流路、及び流路出口周辺に凝集 する形態を示す場合、動脈硬化、心筋梗塞などの疾病発症のリスクを有していること が推測され、本測定による症例の蓄積によって科学的な解明が期待されているところ である。
[0131] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法において、白血球の粘着能、変形能 、大きさ、微細流路の閉塞状況を測定し、白血球の活性度を求めることができる。白 血球は、外部力 侵入してくるウィルスなどの外敵に対し、活性酸素を発生させること で撃退する機能を有する。粒子径は、約 12〜14 /z mである。白血球は、粒子径が約 15〜20 /ζ πιと大きい場合は、風邪などのウィルス感染が予測される。変形通過する ための柔軟性が低下すると、活性度が低下し、外敵に抵抗する力が損なわれている 可能性がある。また、白血球は、ストレス、睡眠不足、喫煙などの生活習慣を有する 被験者の場合、粘着能が高まることが知られており、素材表面への白血球の粘着を 評価することも、指針となりうることが期待できる。
[0132] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法において、血漿成分の微細流路の 閉塞状況を測定し、血漿成分におけるコリステロールの存在度合いを求めることがで きる。血漿成分におけるコリステロールの存在比率が高くなると、血液試料の粘度が 高くなり、血液測定時間が長くなると同時に、微細流路に閉塞する成分がコリステロ ールであることを確認することによって、動脈硬化などの生活習慣病を発症する可能 性を確認することができる。
[0133] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法において、蛍光物質で各血球細胞 若しくは液体成分のいずれかを蛍光発色させた後、微細流路の流入口、流出口での 血液の各血液成分の数の増減、血液の各血液成分による流路の閉塞状況、あるい は血液通過時間を測定し、それにより血液の各血液成分の流れ特性ある！ヽは活性 度を求めることができる。血球成分の染色材料としては、例えば、白血球を Rhodamin e6G、血小板を CFSE (Carboxyfluorescein Diacetate)で染色し、蛍光顕微鏡で観察 することによって、より詳細な血液の各血液成分の数の増減、血液の各血液成分によ る流路の閉塞状況を測定することでき、診断の正確さを増すことができる
[0134] 前記血液測定法において、縦 ·横 0. 6mm以上の広域を観察可能な高解像度カメ ラ、及び画像識別機能を使用することにより、マイクロチャネルアレイの広い範囲のな かから、各血液成分の通過、粘着、閉塞の形態、及び部位を識別し、血液試料別の 特性を求めることができる。これにより、より正確な知見を得ることができる。光学顕微 鏡を用いたマイクロチャネルアレイの観察では、微細流路を通過する血液試料を観 察しようとすると、その観察範囲は、数本の微細流路 (例えば、縦'横 0. 05mm程度） に限定される。流動性の良い検体であっても、採血時の材料や空気に触れたことに よる血液の凝集塊が発生する恐れがあり、これによる微細流路の閉塞を捉えて誤つ た診断を行う可能性がある。
[0135] 画像機器の発達により、例えば、高解像度の CCDカメラを用いることで、観察範囲 は縦'横 lmm程度に拡大され、微細流路の一部でなぐ広域を観察することで、その 主たる形態を判別することが可能となる。そして、粘着している材料、部位、及び閉塞 の要因が赤血球、白血球、血小板、脂肪成分等のいずれによるものか、あらかじめ比 較対照となる形態の画像を入力しておくことで、どの形態に属するもの力判定するこ とが可能となる。判定を表示する方法は、例えば、微細流路を流れる血液の流動性、 粘着、閉塞する血液成分、及び部位を文字で表示するとともに、その形態の画像を 表示する。各血液成分の通過、粘着、閉塞の形態、及び部位の識別形態が、複数の 形態を有する場合は、第 1の形態、第 2の形態、第 3の形態を、その割合とともに表示 することも可能である。 CCDカメラの好ましい解像度は、縦'横 0. 6mm以上の観察 範囲にて、解像度が 3 m程度を有していることが好ましぐ画素数としては 100万画 素以上のカメラを使用することが好ま 、。
[0136] 前記血液測定法において、血液試料の流入開始から所定量を流し終えるまでの間 をデジタル記録し、経過時間別に各血液成分の通過、粘着、閉塞の形態、及び部位 を画像識別し、血液試料別の特性を求めることができる。血液試料は、被験者の生 活習慣に応じて多様な特性を有している。例えば、血小板のずり応力感受性をとつて も多様であり、微細流路に血小板が粘着し、次いでコリステロールや血球成分を粘着 させることにより、微細流路が閉塞を開始するタイミングはさまざまである。血液試料 の流入開始から所定量を流し終えるまでの間をデジタル記録し、経過時間別に各血 液成分の通過、粘着、閉塞の形態、及び部位を画像識別することにより、さらに検体 別の特性を詳細に把握することができ、診断の精度を高めることが可能となる。
[0137] 前記血液測定法にお!、て、症例発症の可能性、発症に影響を与える生活習慣の 因子、及び生活指導内容が表示、印刷、及び Z又は音声表現されることで、被験者 に生活習慣病の予防を指導する際に正確性を増すことが可能となる。また、最初に 測定した画像を被験者が自宅に持ち帰り、例えば 6力月後に再度血液測定を行って 画像を印字し、前回の画像と比較可能にすることで視覚的に生活改善の効果を認識 できるようにしてもよい。健康への意識をより現実的に理解することができる。
[0138] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法において、白血球分画の遊走能、粘 着能を求めることができる。具体的には、微細流路の流入口、流出口の間に生理活 性物質の濃度差を設けることにより、微細流路を介して白血球を移動させ、その後、 微細流路の流入口、流出口、あるいは流路での白血球分画の数の増減、あるいは白 血球による流路の閉塞状況を測定することで、白血球分画の遊走能、粘着能を求め ることができる。血液試料の流し方は、他方で生理活性物質の濃度差のみによる特 定の血球細胞の遊走を測定することを可能にしている。すなわち、流路入口側と出 口側の間に静水圧差に代えて生理活性物質の濃度差を設けることにより、その生理 活性物質の濃度差を認識できる血球細胞のみが流路内に遊走してくる。その個数、 通過時間を測定すれば血液測定が可能になる。
[0139] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法にぉ 、て、蛍光、又は発光物質で各 血球細胞、若しくは液体成分のいずれかを発色させ、その光強度を測定することによ つて血球成分の活性度を求めることができる。微細流路の流入口、流出口、又は微 細流路に光を照射する光学系と、微細流路から反射、又は透過される光の変量を測 定することで、より定量的なデータを得ることが可能である。使用される光学系には、 蛍光顕微鏡、レーザー顕微鏡、レーザースキャナ一等が挙げられる。発光物質で各 血球細胞若しくは液体成分の!/ヽずれかを発色させる、又は各血球細胞から発する光 強度を識別することにより、種類の異なる血球間、及び血球と周囲の液体間の識別 が極めて容易になる。測定ポイントの増力！]、及び測定データの集計評価を行うために は、コンピューターを用いたシステムプログラムを適用することが好ましい。
[0140] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法において、白血球の化学発光量を 測定することによって、白血球の活性度を求めることができる。白血球は、外部から進 入してきたウィルスなどの外敵に対し、活性酸素を放出して撃退する機能を有する。 生体のなかでは、活性酸素と抗酸化物質 (SOD：スーパーォキシドジスターゼなど） のバランスで保たれている。全血の状態で、ルミノールィ匕学発光試薬を添加すると、 血液中の活性酸素と抗酸化物質との差分を、化学発光量として求めることができる。 この測定結果と、抗酸ィ匕物質などの測定データとあわせることで、ウィルス感染、抗 酸ィ匕物質とのバランスなど、生体の状態を把握することができる。
[0141] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法において、マイクロチャネルアレイの 内部空間構造を構成する壁面の少なくとも一部に金などの薄膜を堆積させ、微細流 路の通過前後における誘電率変化を、表面プラズモン共鳴 (Surface Plasmon Resona nce)現象による反射光強度の変化にて測定し、血球成分の活性度を求めることがで きる。表面プラズモン共鳴現象による検出方式とは、蒸着法等により金などの薄膜を したプレートに光を入射し、薄膜表面の誘電率変化を反射光強度の変化として高感 度で検出する方式である。表面プラズモン共鳴装置は、その現象を応用し、極めて 高感度が要求される生体分子間の反応'結合量の測定及び速度論的解析に活用さ れ始めている。あら力じめ、マイクロチャネルアレイの内部空間構造を構成する壁面 の少なくとも一部に、蒸着法等によって金などの薄膜を堆積させておき、微細流路の 通過前後における血球成分の活性度を、薄膜表面の誘電率変化 (反射光強度の変 ィ匕）にて検出し、電気信号への変換、及び増幅を行う。薄膜表面の誘電率変化を高 めるため、マイクロチャネルアレイの内部空間構造を構成する壁面の少なくとも一部 に試薬を固定ィ匕しておいてもよい。表面プラズモン共鳴センサは、半導体加工技術 による微細化が進んでおり、微細流路の部位を特定した測定が可能である。
[0142] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法において、マイクロチャネルアレイの 内部空間構造を構成する壁面のいずれかに超音波による微弱な周波数変化幅を検 出するセンサを配置し、微細流路の通過前後における周波数変化を測定し、血球成 分の活性度を求めることができる。超音波を使用した周波数変化による検出は、極め て高感度が要求される生体分子間の反応等への応用研究が進んで 、る。マイクロチ ャネルアレイの内部空間構造を構成する壁面のいずれかに超音波による微弱な周 波数変化幅を検出するセンサ、及び電極を固定しておき、微細流路の通過前後にお ける血球成分の活性度を、微弱な周波数変化幅として検出し、電気信号への変換、 増幅を行う。検体別の活性度の差異を、正確に数値ィ匕することができる。周波数変化 幅を高めるため、マイクロチャネルアレイの内部空間構造を構成する壁面の少なくと も一部に試薬を固定ィ匕しておいてもよい。超音波センサは、半導体加工技術による 微細化が進んでおり、微細流路の部位を特定した測定も可能である。また、超音波 センサを有する第 1基板 10を繰り返し使用とし、第 2基板 20をデイスポーザブルとす ることで、検査に力かるコストを低減できる。
[0143] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法において、マイクロチャネルアレイの 内部空間構造を構成する壁面の 、ずれかに ISFETセンサを配置し、微細流路の通 過前後における微弱な電気的変位量を測定し、血球成分の活性度を求めることがで きる。 ISFETセンサ（Ion Sensitive FETセンサ）は、 Siチップの表面を SiO—Si
2 3
N膜で覆い、表面に吸着する化学種によって生ずる電位変化を電界効果トランジス
4
タ (FET)で増幅する方式である。極めて高感度が要求される生体分子間の反応等 への応用研究が進んでおり、超微小グルコースセンサなどが発表されている。
[0144] マイクロチャネルアレイの内部空間構造を構成する壁面の!/、ずれかに ISFETセン サ、及び電極を固定しておき、微細流路の通過前後における微弱な電気的変位量 を検出し、電気的増幅を行う。電気的変位量を高めるため、マイクロチャネルアレイの 内部空間構造を構成する壁面の少なくとも一部に試薬を固定ィ匕しておいてもよい。ま た、例えば、 ISFETセンサを有する第 1基板 10を繰り返し使用とし、第 2基板 20をデ イスポーザブルとすることで、検査に力かるコストを低減できる。
[0145] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法において、マイクロチャネルアレイの 内部空間構造を構成する壁面の ヽずれかに電極を配置し、試薬を固定化しておき、 血液と試薬を混合させた後、その化学変化後の微弱な電気的変位量を測定すること により、生化学データを求めることができる。微細流路を通過する血液成分の流れを 観察することで、生体における微小循環 (毛細血管）の流れを再現し、生活習慣病の 発症予測と生活指導を行う際、生化学データが得られることは、生活指導を行ううえ で重要である。
[0146] 生化学データは、人間ドックなどの施設では、測定装置が揃っているため数時間以 内に値を知ることができる。これに対し、小さな開業医のクラスでは、測定装置を有し ていないため、外部に測定を依頼すると数日を要することになる。マイクロチャネルァ レイを用いて、コリステロール、肝機能、尿酸、血糖値などの生化学データを測定可 能になれば、少ない検体量で迅速に結果を得ることができ、小さな開業医のクラスで も、的確な生活習慣病の発症予測と生活指導を行うことができる。
[0147] 生化学データの測定は、あらかじめ酵素（グルタミン酸ォキシダーゼ等)などの試薬 をマイクロチャネルアレイの内部空間構造を構成する壁面の少なくとも一部に固定し ておき、血液試料と混合させた後、その化学変化後の微弱な電気的変異量を、電極 を経由して測定し、電気増幅することによって値を表示することにより行う。
[0148] マイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法において、マイクロチャネルアレイの 内部空間構造を構成する壁面の少なくとも一部に試薬を固定ィ匕しておき、血液と試 薬を混合させた後、光を照射し、その変量を測定することにより、生化学データを求 めることができる。光の光源は、測定範囲を指定でき、その変量を正確に検出できる 点で赤外線レーザーが好ましぐ血液と試薬の混合後、光の反射、透過、吸光、反射 位置の変化によって生化学データを求めることができる。
[0149] 本発明のマイクロチャネルアレイによる血液測定は、動物に対しても有効であり、そ の展開が期待されている。対象の一つに、ゥシ (食用牛、乳牛)、又はブタといった家 畜動物が挙げられる。これら家畜の生活環境による影響を把握するのに、ヒトを対象 とした血液測定と同じように、本発明によるマイクロチャネルアレイを活用することがで きる。その他の対象の一つに、ィヌ、ネコといったペット動物が挙げられる。現在は、 ペット動物も家族の一員として受け入れられており、その動物の生活環境による影響 を把握することは、長期間、生活を共にする家族にとって重要であり、ヒトを対象とし た血液測定と同じように、本発明によるマイクロチャネルアレイを活用することができる
[0150] 本実施形態に係るマイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法によれば、血液試 料を源流となる流入口から幹血管となる上流側流路 5に流し、さらに支流となる毛細 血管を模倣した微細流路 7に流すことができるので、さらに多様な用途への展開が期 待できる。マイクロチャネルアレイを用いた血液測定によって、健康食品、健康飲料、 ビタミン剤などの製品の効果を判定するための判定ツールとしての展開も可能である 。また、測定装置側の流入口近傍、又は流出口近傍、あるいはその両方に流量の制 御系を有することにより、血液測定を行う作業者が、簡便に最適な流れ状態を繰り返 し再現することがでさる。
[0151] 本実施形態に係る血液測定方法によれば、生体の毛細血管をモデルとしたマイク ロチャネルアレイを用いて ヽるので、微細流路を流れる血液成分の流れ特性や活性 度を求めることで、生体内の微小循環系の流れを推測することができる。そして、その 流れや閉塞の状態力 生活習慣病の発症を予測し、生活指導を行うことが可能とな る。被験者は、通常の血液検査における血糖値、肝機能、コリステロールなどの生化 学測定データに加え、微細流路を流れる血液の様子を実際に観察することによって 、リアルに生活習慣の改善の必要性を認識し、予防医学への関心をより高めることが できる。
実施例
[0152] 次に、実施例によりさらに本発明を具体的に説明する力 本発明の範囲は下記の 実施例に限定されるものではな 、。
[0153] マイクロチャネルアレイとして、榭脂製の基板力もなるものについて説明する。
まず、榭脂成形品を形成する方法について、図 4Aないし図 4Hを参照しながら具 体的に説明する。図 4Aに示すように、基板上に、有機材料 (東京応化工業製「PME R N- CA3000PM」をベースとする 1回目のレジスト塗布を行った。次に、図 4Bに 示すように第 1レジスト層を形成し、所望のマスクパターンにカ卩ェされたマスク Aを、第 1レジスト層が形成された基板に対して所望の位置となるように位置合わせを行った。
[0154] 次いで、 UV露光装置（キャノン製「PLA— 501F」波長 365nm)を用いて、上記基 板のマスク A側力も光を照射して、第 1レジスト層の露光を行った。露光後、基板をホ ットプレート（100°C X 4分）により加熱し、第 1レジスト層に熱処理を施した。その後、 図 4Cに示すように、第 1レジスト層が形成された基板上に、有機材料 (東京応化工業 製「PMER N- CA3000PMJ )をベースとする 2回目のレジスド塗布を行った。
[0155] そして、図 4Dに示すように第 2レジスト層を形成し、所望のマスクパターンに加工さ れたマスク Bを基板に対して所望の位置となるように位置合わせを行った。次に、上 記基板のマスク B側から、上記 UV露光装置により、第 2レジスト層の露光を行った。 露光後、基板をホットプレート（100°C X 8分）により加熱し、第 2レジスト層に熱処理を 施した。上記工程を経た後、図 4Eに示すように、第 1レジスト層及び第 2レジスト層を 有する基板を現像し、基板上にレジストパターンを形成した (現像液：東京応化工業 製「PMER現像液 P- 7G」 )。
[0156] その後、図 4Fに示すように、前記レジストパターンを有する基板表面に導電性膜を 堆積させた。具体的には、スパッタリングを行い、レジストパターン上に銀カゝらなる導 電性膜を堆積させた。次に、図 4Gに示すように、導電性膜を堆積させた基板を-ッ ケルメツキ液に浸け、電気メツキを行い、レジストパターンの谷間に金属構造体（以下 、「ニッケル構造体」と言う）を得た。
[0157] その後、図 4Hに示すように、得られたニッケル構造体を金型として、射出成形によ りプラスチック材をニッケル構造体に充填し、プラスチック成形体を得た。プラスチック 成形体の材料としては、（株)クラレ製アクリル (パラペット G— HS)を用いた。
[0158] [比較用マイクロチャネルアレイ Xの作製]
(流路の作製） 図 10Aに比較用マイクロチャネルアレイ Xの第 1基板 120の上面図、 図 10Bに第 1基板 120の XB— XB'断面図を示す。第 1基板 120は、図 10A及び図 1 OBに示すように、流入口側第 1凹部 123、流出口側第 1凹部 124、上流側第 1溝群 1 25、下流側第 1溝群 126、第 1の位置合わせ部 128、第 2の位置合わせ部 129が設 けられている。
第 1基板 120としては、厚さ lmm、直径 5インチのシリコン基板 (三菱マテリアル製） を用いた。そして、以下のように製造した。まず、シリコン基板 120の表面にマスク体と なるアルミを、蒸着法により 0. 体積した。そして、フォトリソグラフ法により、シリコ ン基板上にアルミによるパターンユング体を造形した。そして、アルミによるパターン ユング体をマスクとし、第 1回目のドライエッチング (アルバック社製）により、幅 300 m、深さ 50 μ mの流路を造形した。
[0159] (微細な溝の作製） 第 1回目に使用したアルミを、洗浄液により除去した。次に、シリ コン基板 110表面へ第 2回目のアルミ蒸着を行った。次に、上流側第 1溝群 125及び 下流側第 1溝群 126と、微細溝群 127との位置関係が所望の位置となるよう、マスク の位置合わせを行った。そして、フォトリソグラフ法により、シリコン基板上にアルミによ るパターンユング体を造形した。そして、アルミによるパターンユング体をマスクとし、 第 2回目のドライエッチングにより、幅 6 μ m、深さ 5 μ mの微細な溝を形成した。次に 、洗浄液によりアルミパターンユング体を除去、サンドブラスト法により、左端部に液体 流入口 101、右端部に液体流出口 102となる直径 1. 6mmの貫通孔を作製した。
[0160] 次に、抗血液付着のための親水化を目的として熱酸化処理を実施し、シリコン基板 表面に SiO膜を形成した。そして、ダイシングーカッターにより、縦 8mm X横 16mm
2
のチップを切り出し、透明な平板を重ね合わせることで微細な溝に試料を流すための 空間構造を形成した。空気中にて、水に対する接触角を測定した。接触角測定装置
(協和界面化学株式会社製、 CA—DT' A型)を用いて測定したところ 38° であった 第 1基板 120の上面に同寸法の透明な平板を重ね合わせ、マイクロチャネルアレイ Xを作製した。
[0161] [マイクロチャネルアレイ Aの作製]
マイクロチャネルアレイ Aの第 1基板及び第 2基板として、図 2A及び図 2Bに示す第 1基板と図 3A及び図 3Bに示す第 2基板を用いた。基板は、縦 15mm X横 15mm、 厚さ lmmの榭脂からなるものを用いた。
(第 1基板 10の作製） 図 4Aないし図 4Hに示す成形品を形成する方法に従って、 図 2A及び図 2Bに示すような第 1基板 10を得た。具体的には、レジスド塗布を 2回繰 り返して第 1レジスト層を形成、露光、熱処理を実施した。その後、図 4Fに示すように 、レジストパターンを有する基板表面に導電性膜を堆積させた。次に、図 4Gに示す ように、導電性膜を堆積させた基板に金属構造体を形成した。その後、図 4Hに示す ように、得られた金属構造体を金型として、射出成形によりプラスチック成形体を得た 。力かる工程により、基板上に幅 300 μ m、深さ 300 μ mの溝を 6本作製した。また、 位置合わせを行うため、深さ 300 μ mの凹パターンを有する第 1の位置合わせ部 18 、第 2の位置合わせ部 19を設けた。
[0162] (第 2基板 20の作製） 基板の寸法は、上記第 1基板 10と同じとした。製造は、上記 第 1基板 10と同様の方法に従って、図 3A及び図 3Bに示すような幅 6 /ζ πι、深さ 5 μ mの微細な溝等を作製した。また、位置合わせを行うための第 3の位置合わせ部 28 、第 4の位置合わせ部 29を設けた。これらの高さは、 250 /z mとした。この凸パターン は、あら力じめ、レジストパターン形成ステップで使用するレジスト塗布のためのガラス 基板に、ウエットエッチング法を用いて凹パターンを形成することにより製造した。
[0163] (抗血液付着処理） 製造した第 1基板 10、及び第 2基板 20にプラズマ処理による表 面改質を行った。スパッタリング装置（(株)アルバック製、 SV)を用い、 SiO膜を 100
2 nm堆積させた。比較用マイクロチャネルアレイ Xと同様に、水に対する接触角を測定 したところ、 25° であることを確認した。第 1基板 10と第 2基板 20を位置あわせ部が 重なるように勘合してマイクロチャネルアレイ Aを作製した。
[0164] [マイクロチャネルアレイ Bの作製]
マイクロチャネルアレイ Bの第 1基板及び第 2基板として、図 5A及び図 5Bに示す第 1基板と図 3A及び図 3Bに示す第 2基板を用いた。なお、以降の説明において、上 記マイクロチャネルアレイ Aと同一の要素部材は、同一の符号を付し、説明を適宜省 略する。
第 1基板 10bは、上記方法と同様の工程により 2段の段差を持つ形状を作製した。 上流側第 1溝群の流路幅を 300 mとし、このうち一段目溝群 15bの流路深さを 300 m、 2段目溝群 12bの流路深さを 100 /z mとした。その他の部分は、上記マイクロ チャネルアレイ Aと同一とした。第 2基板 20は、上記マイクロチャネルアレイ Aで用い たものと同一のものを用いた。
[0165] (抗血液付着処理） 製造した第 1基板 10b、及び第 2基板 20にプラズマ処理による 表面改質を行った。スパッタリング装置（(株)アルバック製、 SV)を用い、 SiO膜を 1
2
OOnm堆積させた。比較用マイクロチャネルアレイ Xと同様に、水に対する接触角を 測定したところ、 24° であった。第 1基板 10bと第 2基板 20を位置あわせ部が重なる ように勘合してマイクロチャネルアレイ Bを作製した。
[0166] [マイクロチャネルアレイ Cの作製]
マイクロチャネルアレイ Cの第 1基板及び第 2基板として、図 6に示す第 1基板と図 7 に示す第 2基板を用いた。
[0167] (第 1基板 10の作製） 第 1基板 10cは、図 4Aないし図 4Hに示す工程に従ってレジ スト層を形成した後、図 6に示すように、上流側第 1溝群の流路幅を 300 mとし、こ のうち一段目溝群 15cの流路深さを 300 m、 2段目溝群 12cの流路深さを 100 μ m とした。その他の構成、作製方法は、上記マイクロチャネルアレイ Aの第 1基板 10と同 様である。
[0168] (第 2基板 20の作製） 第 2基板 20cは、図 4Aないし図 4Hに示す工程に従ってレジ スト層を形成した後、図 7に示すように、微細溝群 27の溝を (a)流路長を 30 m、深 さ 5 μ m、 (b)流路長 15 m、深さ 5 m; (c)流路長 5 μ m、深さ 5 μ mの 3種類から なる微細溝群 27を複数作製した。その他の構成、製造方法は上記マイクロチャネル アレイ Aの第 2基板 20と同様である。
[0169] (抗血液付着処理） 製造した第 1基板 10c、及び第 2基板 20cに有機材料のコーテ イングによる表面改質を行った。 日本油脂 (株)から販売されて!、る商品名： Lipidure- PMB (リン脂質極性基を有する MPCポリマーとブチルアタリレートの共重合ポリマー） を用い、コーティングを実施した。比較用マイクロチャネルアレイ Xと同様に、水に対 する接触角を測定したところ、 18° であった。第 1基板 10cと第 2基板 20cを位置あ わせ部が重なるように勘合してマイクロチャネルアレイ Cを作製した。
[0170] [マイクロチャネルアレイ Dの作製]
マイクロチャネルアレイ Dの第 1基板及び第 2基板として、図 2A及び図 2Bに示す第 1基板と図 8A及び図 8Bに示す第 2基板を用いた。第 1基板としては、マイクロチヤネ ルアレイ Aの第 1基板 10と同様のものを用いた。第 2基板は、図 4Aないし図 4Hに示 す工程に従ってレジスト層を形成し、図 8A及び図 8Bに示すように、微細溝群 27の 溝の幅を 6 μ mとし、溝の深さを 5 m、 30 mの 2段構造とした。その他の部分につ いては、上記マイクロチャネルアレイ Aの構成、製造方法等と同様とした。
[0171] (抗血液付着処理） 製造した第 1基板 10、及び第 2基板 20dに有機材料のコーティ ングによる表面改質を行った。 日本油脂 (株)から販売されて!、る商品名： Lipidure-P MB (リン脂質極性基を有する MPCポリマーとブチルアタリレートの共重合ポリマー）を 用い、コーティングを実施した。比較用マイクロチャネルアレイ Xと同様に、水に対す る接触角を測定したところ、 16° であった。第 1基板 10と第 2基板 20dを位置あわせ 部が重なるように勘合してマイクロチャネルアレイ Dを作製した。
[0172] [比較例 1] まず、比較用マイクロチャネルアレイ Xを用いて血液測定を行った。あらかじめ、気 泡の混入を防止する目的で、比較用マイクロチャネルアレイ Xを生理食塩水に浸した 後、測定モジュールにセットした。次に、生理食塩水、血液の順に試料を導入した。 血液測定は、左端部の流入ロカ 導入された血液試料力 流路、微細な溝を経由し て右端部に流出するまでの目視による形態観察、及び血液試料 100 1の通過時間 を測定した。
[0173] CCDカメラにより、血液試料の流れ、及び微細な溝への閉塞の状態を観察した。
血液試料は、通過開始 20秒後から微細な溝手前の面に血小板が付着し始め、 30 秒後にはコリステロールや血球細胞を粘着させた凝集塊が微細な溝を閉塞する様子 力 広い範囲で確認された。このため、赤血球、白血球などの血液成分の変形能、 粘着に関する性状を観察することができな力つた。血液通過時間は 140秒と長ぐ微 細溝群 127により形成される流路の手前の面 (材料）に、血小板が付着したことが原 因と推測される。抗血液付着のための親水化処理において、水に対する接触角が 3 8° と高いことが原因の一つと推定される。他の原因としては、微細溝群 127により形 成される流路への血液試料を導入するための深さが 50 mと浅いため、その流路抵 抗によって血小板が活性ィ匕し、微細な溝手前の面に粘着したことが推定される。 また、シリコンを材料とした場合、抗血液付着のための方法は、半導体製造の際、 その表面の絶縁抵抗を高め、消費電力量を低減するための熱酸ィ匕処理が主に用い られている力 血液試料、なかでも各血球細胞に対する抗付着性に対しては、最適 でないことが予測される。
[0174] [実施例 1]
血液の流動性測定を行った例にっ 、て、上記マイクロチャネルアレイ Aを用いた血 液測定により説明する。血液試料は、比較用マイクロチャネルアレイ Xと同じ検体を使 用した。
比較用マイクロチャネルアレイ Xでは、血液通過 20秒後から微細流路手前の壁面 に血小板が粘着し始め、凝集塊によって微細流路が凝集したのに対し、上記マイク ロチャネルアレイ Aでは、同一条件では血小板の付着は発生しなカゝつた。マイクロチ ャネルアレイ Aを用いた場合、血液通過 30秒後から、微細流路通過後の壁面に血小 板が粘着する様子が見られた。他の血球成分である赤血球、白血球が変形通過す ることを確認でき、通常の血液成分の形態を示すことが確認された。
血液通過時間は、微細流路手前の面に付着することがなくなり、 60秒と短くなつた 。比較用マイクロチャネルアレイ Xでは、材料面への付着により、幹となる血管を模倣 した上流側流路 105、下流側流路 106にも血液が付着し、生体における微小循環を 再現していないのに対し、マイクロチャネルアレイ Aでは、毛細血管というべき微小循 環を再現して 、るものと推測される。
血小板の材料への付着を抑制できた理由として、スパッタリング法により、安定した SiO膜を体積でき、水に対する接触角を 25° にまで低くできたことによると推測して
2
いる。
[0175] [実施例 2]
次に、上記マイクロチャネルアレイ Bを用いて血液の流動測定を行った例につ!ヽて 説明する。血液試料は、比較用マイクロチャネルアレイ Xと同じ検体を使用した。 実施例 1と同様、微細流路手前の面に対する血小板の付着は発生せず、 30秒を 過ぎてから、微細流路通過後の面に血小板が粘着する様子が見られた。他の血球 成分である赤血球、白血球の変形通過を確認でき、通常の血液成分の形態を示す ことが確認された。
血液通過時間は 50秒となり、実施例 1よりも短くなつた。実施例 1で使用したマイク ロチャネルアレイ Aの第 1基板 10は、流路の深さが 300 μ mの 1段構造であつたのに 対し、実施例 2の第 1基板 10bの流路は、 100 m、 300 mと 2段構造であったため 、幹血管 (深さ 300 /z mの流路)から支流となる枝血管 (深さ 100 /z mの流路）、さらに 毛細血管 (微細流路） 、つた生体モデルを模倣した流れを再現できたことが、流路 内における血小板の活性化を発生させず、微細流路の通過後の観察を可能にした と考えられる。
[0176] 今回の血液測定では、縦'横 1. 2mmの観察範囲を有し、 200万画素の解像度を 有する CCDカメラ (キャノン製)を使用した。あら力じめ、コンピューターに血液試料 の流れ、各血液成分に起因した粘着や閉塞などの様子を入力しておき、血液測定後 、縦'横 1. 2mmの観察範囲力 主たる流動状態の形態はどうであつたかた識別し、 その画像を表示することに成功した。コンピューターのデータ処理速度、及びメモリ 能力を活用すれば、血液通過時間別の画像識別、及びその形態が示す疾患予測、 原因、改善が必要な生活習慣の項目について表示、印刷、又は音声表示が可能と なる。図 9は、本測定による血液流動を示す画像である。
[0177] [実施例 3]
次に、上記マイクロチャネルアレイ Cを用いて血液の流動測定を行った例につ!ヽて 説明する。血液試料は、比較用マイクロチャネルアレイ Xと同じ検体を使用した。
[0178] マイクロチャネルアレイ Cは、前述したとおり被験者の血液の血小板に関するずり応 力感受性の詳細な情報を得ることを目的に、微細溝群 27cにより形成される流路の 寸法が、（a)流路長 30 m、深さ 5 m、（b)流路長 m、深さ 5 /z m、（c)流路長 5 m、深さ 5 μ mの 3種類からなる。
抗血液付着のための表面改質は、有機材料 (商品名： Lipidure- PMB、リン脂質極 性基を有する MPCポリマーとブチルアタリレートの共重合ポリマー）のコーティングに より行ったが、実施例 1と同様、いずれの微細溝群 27cにより形成される流路におい ても、微細流路手前の面に対する血小板の付着は見られな力つた。流路長 5 /ζ πι、 深さ 5 mの微細な溝では、通過終了まで、微細溝群 27cにより形成される流路の通 過後の面への血小板付着は見られなかった。流路長 30 μ m、深さ 5 μ mの微細な溝 では 30秒後から、流路長 15 m、深さ 5 μ mの微細な溝では 40秒後から、微細溝群 27dにより形成される流路の通過後の面への血小板付着開始が認められた。血液通 過時間は、 45秒、であった。
[0179] 次に、他の被験者の検体を用いた血液測定を行った。血液通過開始の 15秒後、 流路長 30 μ m、深さ 5 μ mの微細な溝で血小板の付着が見られ始め、流路長 15 m、深さ 5 μ mでは 30秒後、流路長 5 μ m、深さ 5 μ mでは 60秒後に血小板の付着 が見られ始め、血液通過終了時には、流路長 30 m、深さ 5 mの微細な溝は、ほ とんど閉塞する結果となった。血液通過時間は、 120秒であった。
この測定結果から、微細溝群 27cにより形成される流路の流路幅、流路深さの異な る形状を複数有することで、検体別の血小板のずり応力感受性をより詳細に把握で きることが確認された。 [0180] [実施例 4] :
次に、上記マイクロチャネルアレイ Dを用いて血液の流動測定を行った例につ!、て 説明する。血液試料は、比較用マイクロチャネルアレイ Xと同じ検体を使用した。実施 例 1と同様、微細溝群 27dにより形成される流路手前の面に対する血小板の付着は 発生せず、 30秒を過ぎてから、微細溝群 27dにより形成される流路通過後の面に血 小板が粘着する様子が見られた。他の血球成分である赤血球、白血球の変形通過 することが確認でき、通常の血液成分の形態を示すことが確認された。
血液通過時間は 55秒となり、実施例 1よりも若干短くなつた。実施例 1で使用したマ イクロチャネルアレイ Dの第 2基板 20dは、微細溝群 27dにより形成される流路の手前 に、深さ 30 mの段差を有する構造であったため、実施例 2の 2段構造と同様、幹血 管 (深さ 300 μ mの流路)から支流となる枝血管 (深さ 30 μ mの段差流路）、さらに毛 細血管 (微細溝群 27dにより形成される流路）と ヽつた生体モデルを模倣した流れを 再現できたことが、流路内における血小板の活性化を発生させず、微細な溝の通過 を可能にしたと推測される。
[0181] マイクロチャネルアレイの第 1基板、第 2基板に多様な形状を造形し、各基板を重ね 合わせ、又は張り合わせた結果、極めて複雑な形状を有する空間構造を実現でき、 生体モデルの微小循環系（毛細血管）を再現したマイクロチャネルアレイを提供可能 である。
産業上の利用可能性
[0182] 本発明は、例えば、血液中の有形成分である赤血球、白血球、血小板の機能を測 定、評価するために用いられるマイクロチャネルアレイに利用される。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1基板と第 2基板を密着又は接合することによって形成され、表面に液体流入口 及び液体流出口を備え、内部に前記液体流入口から前記液体流出口に連通する内 部空間構造を有するマイクロチャネルアレイであって、
前記内部空間構造は、前記液体流入口に連通する少なくとも一つの上流側流路と 前記液体流出口に連通し、前記上流側流路と間隙を持って対向する少なくとも一 つの下流側流路と、
前記上流側流路と前記下流側流路とを連通させ、前記上流側流路及び前記下流 側流路に比して流路の断面中心部から当該流路の側壁部までの最短距離が小さい 微細流路とを備え、
前記第 1基板と前記第 2基板を密着又は接合させる面側のそれぞれに前記上流側 流路及び前記下流側流路を形成するための溝部が設けられ、
前記第 2基板において、前記第 1基板と前記第 2基板を密着又は接合させる面側 に、前記微細流路を形成するための溝部が設けられたマイクロチャネルアレイ。
[2] 前記上流側流路及び前記下流側流路の流路の幅及び深さを、 20 μ m以上、 1, 0 00 μ m以下とし、
前記微細流路の幅及び深さを、 以上、 50 m以下とし、
前記上流側流路、前記下流側流路、及び前記微細流路のそれぞれにおける流路 の幅と深さの比を、 1： 10〜： L0 : 1の範囲内とすることを特徴とする請求項 1に記載の マイクロチヤネノレアレイ。
[3] 前記上流側流路、前記下流側流路、及び前記微細流路の少なくとも一部が、深さ 方向に多段構造、及び Z又は傾斜構造を備えていることを特徴とする請求項 1又は
2に記載のマイクロチャネルアレイ。
[4] 前記微細流路は、当該微細流路の幅、深さ、流路長の少なくとも一つが異なる複数 のものから構成されていることを特徴とする請求項 1、 2又は 3に記載のマイクロチヤネ ルアレイ。
[5] 前記微細流路は、前記上流側流路に対して略直交するように配設されていることを 特徴とする請求項 1〜4のいずれ力 1項に記載のマイクロチャネルアレイ。
[6] 前記内部空間構造の表面の水に対する接触角が、 0. 5° 以上、 60° 以下である ことを特徴とする請求項 1〜5のいずれか 1項に記載のマイクロチャネルアレイ。
[7] 前記第 1基板、及び前記第 2基板が榭脂成形品であることを特徴とする請求項 1〜
6の!、ずれか 1項に記載のマイクロチャネルアレイ。
[8] 産業用廃棄物、又は感染性廃棄物として焼却処理が可能なことを特徴とする請求 項 1〜7のいずれか 1項に記載のマイクロチャネルアレイ。
[9] 前記第 1基板、又は第 2基板の少なくともいずれか一方の基板が透明であることを 特徴とする請求項 1〜8のいずれ力 1項に記載のマイクロチャネルアレイ。
[10] 基板上にレジストによりパターン形成するステップと、前記基板上に形成された前記 レジストパターンにしたがって金属を付着し、金属構造体を形成するステップと、前記 金属構造体を铸型として成形体を形成するステップとにより、第 1基板及び第 2基板 をそれぞれ形成し、
前記第 1基板及び前記第 2基板を密着、又は接合するマイクロチャネルアレイの製 造方法。
[11] 前記第 1基板と前記第 2基板を密着、又は接合する際に、所望の位置関係となるよ うに位置合わせ手段を有することを特徴とする請求項 10に記載のマイクロチャネルァ レイの製造方法。
[12] 請求項 1〜9のいずれ力 1項に記載のマイクロチャネルアレイを用いた血液測定方 法において、
マイクロチャネルアレイの液体流入口から、血液試料を少なくとも含む試料を前記 マイクロチャネルアレイ内の内部空間構造に設けられた微細流路に流し、
当該微細流路を通過する前記血液の各血液成分の状態を測定し、
当該測定により前記血液の各血液成分の流れ特性あるいは活性度を求めることを 特徴とする血液測定方法。
[13] 請求項 12に記載の血液測定方法において、
前記血液の各血液成分の状態の測定は、少なくとも前記微細流路の流入口近傍、 及び前記微細流路の流出口近傍で行われることを特徴とする血液測定方法。
[14] 請求項 12又は 13に記載の血液測定方法において、
(i)前記血液成分である赤血球につ!、て、前記微細流路を通過する際の変形能、 又は Z及び閉塞状況を測定することにより前記赤血球の活性度を、
(ii)前記血液成分である血小板につ!、て、当該微細流路の側壁面に対する粘着 能、又は Z及び当該微細流路に対する閉塞状況を測定することにより前記血小板の 活性度を、又は Z及び、
(iii)前記血液成分である白血球の前記微細流路の側壁面に対する粘着能、当該 微細流路を通過する際の変形能、大きさの変化状況、又は Z及び当該微細流路に 対する閉塞状況以下を測定することにより、前記白血球の活性度を求めることを特徴 とする血液測定方法。
[15] 請求項 12又は 13に記載の血液測定方法において、
前記血液成分である血漿成分について、前記微細流路に対する閉塞状況を測定 し、
前記血漿成分におけるコリステロールの存在度合いを求めることを特徴とする血液 測定方法。
[16] 請求項 12又は 13に記載のマイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法において 前記微細流路は、流路幅、流路の深さ、若しくは流路長の少なくとも一つが異なる 複数の形状の微細流路を備え、
前記血液成分である血小板につ!、て、前記微細流路に対する粘着能を前記複数 の形状の微細流路毎に測定し、当該測定力 前記血小板の活性度を求めることを特 徴とする血液測定方法。
[17] 請求項 12〜16のいずれか 1項に記載の血液測定方法において、
前記血液の各血球細胞、若しくは液体成分の!/、ずれかを蛍光物質により蛍光発色 させて測定を行うことを特徴とする血液測定方法。
[18] 請求項 12〜17のいずれか 1項に記載の血液測定法において、
縦 ·横 0. 6mm以上の広域を観察可能な高解像度カメラ、及び画像識別機能を使 用することにより、マイクロチャネルアレイの広い範囲のなかから、前記血液成分の通 過、粘着、閉塞の形態、及び部位を識別し、前記血液成分の少なくともいずれかの 特性を求めることを特徴とする血液測定方法。
[19] 請求項 12〜18のいずれか 1項に記載の血液測定方法において、
前記試料の流入開始から所定量を流し終えるまでの間をデジタル記録し、 経過時間別に前記血液の各血液成分の少なくともいずれかの通過、粘着、閉塞の 形態、及び部位を画像識別し、前記血液の各血液成分の少なくともいずれかの特性 を求めることを特徴とする血液測定方法。
[20] 請求項 19に記載の血液測定方法において、
前記血液の各血液成分の求められた特性は、症例発症の可能性、発症に影響を 与える生活習慣の因子、又は Z及び生活指導の内容が表示、印刷、又は Z及び音 声表現されることを特徴とする血液測定方法。
[21] 請求項 1〜9のいずれ力 1項に記載のマイクロチャネルアレイを用いた血液測定方 法において、
前記マイクロチャネルアレイ内に設けられた微細流路の流入口、流出口の間に生 理活性物質の濃度差を設けることにより、前記微細流路を介して白血球の移動を起 こらしめ、その後、前記微細流路の流入口、流出口、あるいは前記微細流路での白 血球分画の数の増減、若しくは白血球による前記微細流路の閉塞状況を測定し、そ れにより白血球分画の遊走能、粘着能を求めることを特徴とする血液測定方法。
[22] 請求項 1〜9のいずれ力 1項に記載のマイクロチャネルアレイを用いた血液測定方 法において、
発光、又は蛍光物質で前記血液の各血球細胞若しくは液体成分の!/、ずれかを発 色させ、
前記マイクロチャネルアレイの液体流入口から、血液試料を少なくとも含む試料を 前記マイクロチャネルアレイ内の内部空間構造に設けられた微細流路に流し、 当該微細流路を通過する前記血液の各血液成分の光強度を測定し、 当該光強度の値から当該測定された血液成分の活性度を求めることを特徴とする 血液測定方法。
[23] 請求項 22のマイクロチャネルアレイを用いた血液測定方法にお!ヽて、 前記血液成分である白血球を発光、又は蛍光物質で発色させ、前記微細流路を 通過する前記白血球の化学発光量を測定することによって、前記白血球の活性度を 求めることを特徴とする血液測定方法。
[24] 請求項 1〜9のいずれ力 1項に記載のマイクロチャネルアレイを用いた血液測定方 法において、
前記マイクロチャネルアレイの内部空間構造の壁面の少なくとも一部に金などの薄 膜を堆積させ、マイクロチャネルアレイの液体流入口から、血液試料を少なくとも含む 試料を前記マイクロチャネルアレイ内の内部空間構造に設けられた微細流路に流し 当該微細流路の通過前後における誘電率変化を、表面プラズモン共鳴 (Surface PI asmon Resonance)現象による反射光強度の変化にて測定し、当該測定値から血球 成分の活性度を求めることを特徴とする血液測定方法。
[25] 請求項 1〜9のいずれ力 1項に記載のマイクロチャネルアレイを用いた血液測定方 法において、
前記マイクロチャネルアレイの内部空間構造の壁面のいずれかに超音波による微 弱な周波数変化幅を検出するセンサを配置し、マイクロチャネルアレイの液体流入口 から、血液試料を少なくとも含む試料を前記マイクロチャネルアレイ内の内部空間構 造に設けられた微細流路に流し、
当該微細流路の通過前後における周波数変化を測定し、当該測定値から血球成 分の活性度を求めることを特徴とする血液測定方法。
[26] 請求項 1〜9のいずれ力 1項に記載のマイクロチャネルアレイを用いた血液測定方 法において、
前記マイクロチャネルアレイの内部空間構造の壁面の 、ずれかに FETセンサを配 置し、マイクロチャネルアレイの液体流入口から、血液試料を少なくとも含む試料を前 記マイクロチャネルアレイ内の内部空間構造に設けられた微細流路に流し、
当該微細流路の通過前後における微弱な電気的変位量を測定し、当該測定値か ら血球成分の活性度を求めることを特徴とする血液測定方法。
[27] 請求項 1〜9のいずれ力 1項に記載のマイクロチャネルアレイを用いた血液測定方 法において、
前記マイクロチャネルアレイの内部空間構造の壁面の 、ずれかに電極を配置し、 かつ試薬を固定化させ、
マイクロチャネルアレイの液体流入口から、血液試料を少なくとも含む試料を前記 微細流路に流すことにより前記血液試料と前記試薬を混合させ、その化学変化後の 微弱な電気的変位量を測定することにより、生化学データを求めることを特徴とする 血液測定方法。
請求項 1〜9のいずれ力 1項に記載のマイクロチャネルアレイを用いた血液測定方 法において、
前記マイクロチャネルアレイの内部空間構造の壁面の少なくとも一部に試薬を固定 化させ、
マイクロチャネルアレイの液体流入口から、血液試料を少なくとも含む試料を前記 微細流路に流すことにより前記血液試料と前記試薬を混合させ、その後前記マイクロ チャネルアレイに光を照射し、
光照射前後の変量を測定することにより生化学データを求めることを特徴とする血 液測定方法。
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CN2006800074564A CN101137908B (zh) 2005-03-07 2006-03-01 微通道阵列及其制造方法、和使用其的血液测定方法
JP2007507061A JPWO2006095615A1 (ja) 2005-03-07 2006-03-01 マイクロチャネルアレイ及び製造方法、並びにこれを用いた血液測定方法

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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008232672A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Kuraray Co Ltd 樹脂製マイクロチャネルアレイの製造方法
JP2008298526A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Rohm Co Ltd マイクロチップおよびマイクロチップの製造方法
JP2009531193A (ja) * 2006-03-29 2009-09-03 ダウ コーニング コーポレイシヨン ソフトリソグラフィーを使用するナノスケールの特徴形体の生成方法
WO2010024197A1 (ja) * 2008-09-01 2010-03-04 コニカミノルタオプト株式会社 マイクロチップ及び血液特性解析システム
WO2010137471A1 (ja) * 2009-05-29 2010-12-02 コニカミノルタオプト株式会社 凝集量計測装置及び凝集量計測方法
WO2010137470A1 (ja) * 2009-05-29 2010-12-02 コニカミノルタオプト株式会社 変形能計測装置及び変形能計測方法
EP2263797A1 (de) * 2007-06-25 2010-12-22 ibidi GmbH Probenkammer
WO2011010569A1 (ja) * 2009-07-24 2011-01-27 コニカミノルタオプト株式会社 マイクロチップ及び速度計測装置
WO2011010570A1 (ja) * 2009-07-24 2011-01-27 コニカミノルタオプト株式会社 凝集量計測装置及び凝集量計測方法
WO2011058655A1 (ja) * 2009-11-16 2011-05-19 コニカミノルタオプト株式会社 血液特性解析システム
JP2011232137A (ja) * 2010-04-27 2011-11-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 凝固活性測定装置、測定チップおよび測定方法
KR20120013368A (ko) * 2009-04-09 2012-02-14 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 분석용 세포들을 포함하는 유체의 얇은 층들의 준비
CN102349835A (zh) * 2011-08-02 2012-02-15 中国科学院自动化研究所 无创血液成分动态检测装置
WO2013122072A1 (ja) * 2012-02-13 2013-08-22 国立大学法人東京医科歯科大学 血液情報の測定方法及び装置
CN115364915A (zh) * 2022-08-08 2022-11-22 杭州恒升医学科技有限公司 一种人体生化检测传感芯片

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8361414B2 (en) * 2005-01-06 2013-01-29 Shimadzu Corporation Gas exchange chip
KR100963540B1 (ko) * 2008-09-26 2010-06-15 케이맥(주) 일회용 다중채널 ｓｐｒ 칩
CN102227637A (zh) 2008-09-26 2011-10-26 通用医疗公司 捕获粒子
KR101135084B1 (ko) * 2008-12-23 2012-04-16 한국전자통신연구원 미세 유체 소자 및 미세 유체 분석 장치
USD673286S1 (en) * 2010-04-29 2012-12-25 Sony Corporation Micro flow channel chip
JP5479314B2 (ja) * 2010-12-10 2014-04-23 日東電工株式会社 Ｓｐｒセンサセルおよびｓｐｒセンサ
JP5425141B2 (ja) * 2011-03-28 2014-02-26 日東電工株式会社 Ｓｐｒセンサセルおよびｓｐｒセンサ
JP5395129B2 (ja) * 2011-03-28 2014-01-22 日東電工株式会社 Ｓｐｒセンサセルおよびｓｐｒセンサ
ITNA20110033A1 (it) * 2011-07-29 2013-01-30 Stefano Guido Misura dell' aggregabilità eritrocitaria in flusso in microcapillari
CN104160277B (zh) * 2012-01-11 2017-05-17 嘉泉大学校产学协力团 用于测量血糖水平的单元、包含该单元的系统以及用于测量血糖水平的方法
JP6029899B2 (ja) * 2012-09-07 2016-11-24 日東電工株式会社 Ｓｐｒセンサセルおよびｓｐｒセンサ
US10040018B2 (en) 2013-01-09 2018-08-07 Imagine Tf, Llc Fluid filters and methods of use
US9616617B2 (en) * 2013-03-08 2017-04-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Scalable biochip and method for making
CN105593360A (zh) * 2013-07-29 2016-05-18 9493662加拿大股份有限公司 微流体细胞培养系统
US9861920B1 (en) 2015-05-01 2018-01-09 Imagine Tf, Llc Three dimensional nanometer filters and methods of use
US10730047B2 (en) 2014-06-24 2020-08-04 Imagine Tf, Llc Micro-channel fluid filters and methods of use
US10124275B2 (en) 2014-09-05 2018-11-13 Imagine Tf, Llc Microstructure separation filters
US10758849B2 (en) 2015-02-18 2020-09-01 Imagine Tf, Llc Three dimensional filter devices and apparatuses
US10118842B2 (en) 2015-07-09 2018-11-06 Imagine Tf, Llc Deionizing fluid filter devices and methods of use
US10479046B2 (en) 2015-08-19 2019-11-19 Imagine Tf, Llc Absorbent microstructure arrays and methods of use
JP6729026B2 (ja) * 2016-06-15 2020-07-22 ウシオ電機株式会社 マイクロ流路チップおよび検体濃度測定装置
CN108445200A (zh) * 2018-02-12 2018-08-24 南方医科大学 一种基于微流控芯片检测己酮可可碱对冠心病患者红细胞变形能力及生物化学指标的影响
WO2019163925A1 (ja) 2018-02-26 2019-08-29 富士フイルム株式会社 流路デバイス
CN108872157B (zh) * 2018-04-20 2019-11-12 华中科技大学 一种侧面抛光开环型pcf-spr传感器
EP3570031A1 (en) * 2018-05-14 2019-11-20 Consejo Superior De Investigaciones Científicas (CSIC) A multi-layered band and a method for manufacturing a multi-layered band
KR102083514B1 (ko) * 2018-06-22 2020-03-02 광주과학기술원 적혈구 변형성 측정장치 및 측정방법
CN109647554A (zh) * 2019-01-11 2019-04-19 邓治杨 凝血检测芯片及凝血检测方法
WO2020175458A1 (ja) * 2019-02-27 2020-09-03 京セラ株式会社 粒子分離計測デバイスおよび粒子分離計測装置
KR102304659B1 (ko) * 2019-08-23 2021-09-24 (주) 레올로지솔루션즈 혈액 점도 측정용 키트
CN110729200A (zh) * 2019-09-24 2020-01-24 杭州臻镭微波技术有限公司 一种控制散热器流量的三维异构模组制作方法
CN111589477B (zh) * 2020-05-28 2022-04-15 韶关学院 一种微通道器件加工工艺
CN111863582B (zh) * 2020-07-24 2022-04-22 北方夜视技术股份有限公司 超声悬浮旋转式微通道板腐蚀方法
CA202670S (en) 2021-04-09 2024-05-15 9493662 Canada Inc Microfluidic slab with 4 well arrangements
CA202671S (en) 2021-04-09 2024-05-15 9493662 Canada Inc Microfluidic slab with 2 well arrangements
US11852577B2 (en) * 2021-09-29 2023-12-26 Orange Biomed Ltd., Co. Apparatus for measuring properties of particles in a solution and related methods
CN114910392B (zh) * 2022-05-11 2024-10-15 华东交通大学 一种颗粒流界面模拟分析试验装置及试验方法
CN115121306A (zh) * 2022-07-19 2022-09-30 华南农业大学 基于微流控技术的pdms芯片改性的方法
USD1079975S1 (en) 2023-04-28 2025-06-17 Ananda Devices, Inc. Neuromuscular junction cell culture layer
TWI887708B (zh) * 2023-07-21 2025-06-21 高雄榮民總醫院 血球變形能力檢測晶片、使用其的方法及包含其的系統
CN118566453B (zh) * 2024-08-02 2024-10-25 天津城建大学 一种模拟体内动态循环的微流控药物分析系统

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0989840A (ja) * 1995-09-27 1997-04-04 Olympus Optical Co Ltd 小型電気泳動装置
JP2685544B2 (ja) * 1988-11-11 1997-12-03 株式会社日立製作所 血液フィルタおよび血液検査方法並びに血液検査装置
JP2000338085A (ja) * 1999-05-26 2000-12-08 Shimadzu Corp 化学発光検出方法及びその方法を用いたマイクロチップ電気泳動装置
JP2001201504A (ja) * 1999-12-03 2001-07-27 Lifescan Inc 医療診断装置用微小小滴調剤
JP2002505429A (ja) * 1998-02-26 2002-02-19 グローバル、ヘモステイシス、インスティチュート、エムジーアール、アクチボラグ 流体における重合／凝固の測定
JP2002148261A (ja) * 2000-11-09 2002-05-22 Sysmex Corp 異常細胞分類計数方法
JP2002292600A (ja) * 2001-03-30 2002-10-08 Mitsui Chemicals Inc マイクロ配管およびその製造方法
JP2003107080A (ja) * 2001-09-30 2003-04-09 Jun Kikuchi 血液分析装置ならびに血液分析方法
WO2003028970A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-10 Kuraray Co., Ltd. Method of producing resin molded product
JP2003172736A (ja) * 2001-12-07 2003-06-20 Toyo Kohan Co Ltd 化学反応用マイクロチップ
JP2003207475A (ja) * 2001-10-09 2003-07-25 F Hoffmann La Roche Ag バイオセンサー
JP2004117179A (ja) * 2002-09-26 2004-04-15 Arkray Inc 分析用具の製造方法
WO2004032702A2 (en) * 2002-10-03 2004-04-22 Coulter International Corp. Apparatus and method for hematologic analysis

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5327777A (en) * 1990-02-24 1994-07-12 University Of Hertfordshire Biorheological measurement
US5641400A (en) * 1994-10-19 1997-06-24 Hewlett-Packard Company Use of temperature control devices in miniaturized planar column devices and miniaturized total analysis systems
JP3089285B2 (ja) * 1997-12-02 2000-09-18 農林水産省食品総合研究所長 積層マイクロチャネルアレイ装置並びに同装置を用いた濾過・分級方法及びエマルションの製造方法
US6537506B1 (en) * 2000-02-03 2003-03-25 Cellular Process Chemistry, Inc. Miniaturized reaction apparatus
TW533593B (en) * 2002-05-20 2003-05-21 Univ Nat Yunlin Sci & Tech Method of manufacturing amorphous hydrocarbon pH ion sensitive field effect transistor and method and device of measuring temperature parameter, drift and hysteresis thereof
US7000684B2 (en) * 2002-11-01 2006-02-21 Cooligy, Inc. Method and apparatus for efficient vertical fluid delivery for cooling a heat producing device
EP1607748B1 (en) * 2003-03-24 2013-05-15 Sony Corporation Nucleic acid extracting kit, and nucleic acid extracting method
JP4520166B2 (ja) * 2004-02-02 2010-08-04 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 樹脂製マイクロチャネル基板及びその製造方法
US20070202560A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 National Food Research Institute Resin microchannel array, method of manufacturing the same and blood test method using the same

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2685544B2 (ja) * 1988-11-11 1997-12-03 株式会社日立製作所 血液フィルタおよび血液検査方法並びに血液検査装置
JPH0989840A (ja) * 1995-09-27 1997-04-04 Olympus Optical Co Ltd 小型電気泳動装置
JP2002505429A (ja) * 1998-02-26 2002-02-19 グローバル、ヘモステイシス、インスティチュート、エムジーアール、アクチボラグ 流体における重合／凝固の測定
JP2000338085A (ja) * 1999-05-26 2000-12-08 Shimadzu Corp 化学発光検出方法及びその方法を用いたマイクロチップ電気泳動装置
JP2001201504A (ja) * 1999-12-03 2001-07-27 Lifescan Inc 医療診断装置用微小小滴調剤
JP2002148261A (ja) * 2000-11-09 2002-05-22 Sysmex Corp 異常細胞分類計数方法
JP2002292600A (ja) * 2001-03-30 2002-10-08 Mitsui Chemicals Inc マイクロ配管およびその製造方法
WO2003028970A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-10 Kuraray Co., Ltd. Method of producing resin molded product
JP2003107080A (ja) * 2001-09-30 2003-04-09 Jun Kikuchi 血液分析装置ならびに血液分析方法
JP2003207475A (ja) * 2001-10-09 2003-07-25 F Hoffmann La Roche Ag バイオセンサー
JP2003172736A (ja) * 2001-12-07 2003-06-20 Toyo Kohan Co Ltd 化学反応用マイクロチップ
JP2004117179A (ja) * 2002-09-26 2004-04-15 Arkray Inc 分析用具の製造方法
WO2004032702A2 (en) * 2002-10-03 2004-04-22 Coulter International Corp. Apparatus and method for hematologic analysis

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1860443A4 *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009531193A (ja) * 2006-03-29 2009-09-03 ダウ コーニング コーポレイシヨン ソフトリソグラフィーを使用するナノスケールの特徴形体の生成方法
JP2008232672A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Kuraray Co Ltd 樹脂製マイクロチャネルアレイの製造方法
JP2008298526A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Rohm Co Ltd マイクロチップおよびマイクロチップの製造方法
US8143077B2 (en) 2007-05-30 2012-03-27 Rohm Co., Ltd. Microchip and method of manufacturing microchip
EP2263797A1 (de) * 2007-06-25 2010-12-22 ibidi GmbH Probenkammer
WO2010024197A1 (ja) * 2008-09-01 2010-03-04 コニカミノルタオプト株式会社 マイクロチップ及び血液特性解析システム
KR20120013368A (ko) * 2009-04-09 2012-02-14 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 분석용 세포들을 포함하는 유체의 얇은 층들의 준비
KR101714766B1 (ko) * 2009-04-09 2017-03-09 코닌클리케 필립스 엔.브이. 분석용 세포들을 포함하는 유체의 얇은 층들의 준비
JP2012523229A (ja) * 2009-04-09 2012-10-04 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 分析のための細胞を含む流体の薄層の調製
WO2010137471A1 (ja) * 2009-05-29 2010-12-02 コニカミノルタオプト株式会社 凝集量計測装置及び凝集量計測方法
WO2010137470A1 (ja) * 2009-05-29 2010-12-02 コニカミノルタオプト株式会社 変形能計測装置及び変形能計測方法
WO2011010570A1 (ja) * 2009-07-24 2011-01-27 コニカミノルタオプト株式会社 凝集量計測装置及び凝集量計測方法
WO2011010569A1 (ja) * 2009-07-24 2011-01-27 コニカミノルタオプト株式会社 マイクロチップ及び速度計測装置
WO2011058655A1 (ja) * 2009-11-16 2011-05-19 コニカミノルタオプト株式会社 血液特性解析システム
JP2011232137A (ja) * 2010-04-27 2011-11-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 凝固活性測定装置、測定チップおよび測定方法
CN102349835A (zh) * 2011-08-02 2012-02-15 中国科学院自动化研究所 无创血液成分动态检测装置
WO2013122072A1 (ja) * 2012-02-13 2013-08-22 国立大学法人東京医科歯科大学 血液情報の測定方法及び装置
CN115364915A (zh) * 2022-08-08 2022-11-22 杭州恒升医学科技有限公司 一种人体生化检测传感芯片
CN115364915B (zh) * 2022-08-08 2023-08-29 杭州恒升医学科技有限公司 一种人体生化检测传感芯片

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