[发明专利]逆流防止结构、使用该结构的检查用微型芯片以及检查装置

说明书

技术领域

本发明涉及例如在遗传因子的检查等中、可作为微型反应器使用的检查用微型芯片以及使用该芯片的检查装置。

背景技术

最近通过使用微型机械技术以及超微细加工技术进行微型化，开发了将目前用于进行试料调制、化学分析、化学合成等的装置、方法、例如泵、阀、流路、传感器等集成于一个芯片上的系统。

这样的系统也被称为μ-TAS(Micro total Analysis System)、生物反应器、芯片实验室(Lab on Chip)、生物芯片，期待着在医疗检查、诊断领域、环境测量领域、农产制造领域等的应用。

尤其是诸如在进行遗传因子的检查时，在需要复杂的工序、熟练的操作法、各种仪器的操作的情况下，自动化、高速化以及简便化的微型化分析系统不仅可以降低成本、所需要的试料量以及所需要的时间等，而且，可进行不受时间和地点限制的分析，其效果非常大。

在这种情况下，在进行以临床检查为代表的各种检查的现场，即使在使用不受地点限制、可迅速得出结果的芯片式的微型反应器进行检测时，也非常重视其定量性、分析精度等。

但是，在这样的芯片式的微型反应器那样的分析芯片中，由于对其尺寸和形态有严格的限制，因此，利用简单的结构、确立可靠性高的液体输送统成为了课题。因此，要求高精度、高可靠性的微型流体控制元件。本发明的发明者等在专利文献1(特开2001-322099号公报)、专利文献2(特开2004-108285号公报)中，作为满足该要求的微型流体控制元件提出了适当的微型泵系统的方案。

并且，在专利文献3(特愿2004-138959号公报)中，本发明的发明者等提出了以下方案，即，具有收容检体的检体收容部、收容试剂的试剂收容部、具有使收容在检体收容部中的检体和收容在试剂收容部中的试剂合流并进行规定的反应处理的反应流路的反应部、具有对利用反应部的反应而得到的反应处理物质进行规定检查的检查流路的检查部，这些检体收容部、试剂收容部、反应部以及检查部是一连串的流路，是从上游侧向下游侧通过流路连续地连接的检查用微型芯片(微型反应器)。

在该专利文献3(特愿2004-138959号公报)的微型反应器上，在其流路中，在两条流路合流的合流部上设置有多个防止液体逆流的逆流防止部。该逆流防止部由止回阀或能动阀(能勤弁)构成，所述止回阀的阀芯通过逆流压关闭流路开口部；所述能动阀通过阀芯变形装置将阀芯向流路开口部按压、关闭开口部。

具体是，在图10(a)的止回阀上，将微型球167作为阀芯，通过该微型球167的移动来开关形成在基板162上的开口168，由此允许或截断液体的通过。

即，在从A方向输送液体的情况下，微型球167通过液压离开基板162、打开开口168，因此允许液体通过。另一方面，在液体从B方向逆流的情况下，微型球167复座在基板162上、关闭开口168，因此截断液体的通过。

并且，在图10(b)的止回阀上，层压在基板162上、其端部向开口168的上侧伸出的挠性基板169，通过液压在开口168的上侧上下移动，由此开关开口168。

即，在从A方向输送液体时，挠性基板169的端部通过液压离开基板162、打开开口168，因此允许液体通过。另一方面，在液体从B方向逆流的情况下，挠性基板169与基板162密合、关闭开口68，截断液体的通过。

而且，在图11(a)所示的能动阀中，将形成有向下方突出的阀部164的挠性基板163、层压在形成有开口165的基板162的上面。

在关闭阀时，如图11(b)所示，通过气压、油压、水压活塞或压电促动器、形状记忆合金促动器等的阀芯变形装置从上侧按压挠性基板163，使阀部164与基板162密合、覆盖开口165，通过这样，截断向B方向的逆流。

并且，在该能动阀中，不局限于通过外部的驱动装置进行动作的结构，作为阀芯本身进行变形、堵住流路的结构，例如公开了以下结构，即，如图12所示，使用双金属181通过通电加热而进行变形的结构，并且，如图13所示，使用形状记忆合金182通过通电加热而进行变形的结构。

但是，构成现有的检查用微型芯片中的逆流防止部的图10～图13所示的止回阀，都必须在基板162上划分、在检查用微型芯片的厚度方向将流路形成多层结构而构成流路，流路使检查用微型芯片的厚度增加，导致检查用微型芯片大型化。

并且，在图10(a)的止回阀中，需要将微型球167作为阀芯，必须在流路上形成开口168、设置微型球167，该结构复杂、制造工序复杂化，成本增加。