專利名稱：微通道陣列及其制造方法、和使用其的血液測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微通道陣列及其制造方法、及使用該微通道陣列的血液 測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
隨社會(huì)的發(fā)展，對(duì)于醫(yī)療、健康的價(jià)值觀，已由小范圍的基本健康 演變?yōu)閷?duì)"富裕而健康的生活"的追求。個(gè)人意識(shí)也因醫(yī)療費(fèi)用的增加、 預(yù)防的負(fù)擔(dān)低于治療、健康與疾病邊緣的人口增加等背景，關(guān)注方向可 稱作已由治療醫(yī)學(xué)逐漸轉(zhuǎn)向預(yù)防醫(yī)學(xué)。為此，醫(yī)療領(lǐng)域尤以在臨床檢驗(yàn)領(lǐng)域，可方便患者例如在手術(shù)室、 病床、或在家等的、更迅速進(jìn)行檢驗(yàn)、診斷的無(wú)拘束檢查系統(tǒng)，所需血 液等樣本更為少量的無(wú)侵襲或低侵襲性檢查系統(tǒng)受到期待。作為血液中有形成分的紅血球、白血球、血小板的功能的測(cè)定、評(píng) 價(jià)對(duì)健康管理、疾病的治療和診斷極為重要。因此，以往，為測(cè)定紅血球變形能力， 一直檢驗(yàn)血液通過(guò)核微孔濾膜(Nuclepore filter)、鎳網(wǎng) 濾器等具有微孔的膜的能力。另外，血小板凝集能力的測(cè)定以測(cè)定血小 板混懸液的濁度隨凝集的變化而進(jìn)行。白血球活性度的測(cè)定，是以針對(duì) 白血球活性的若干側(cè)面，采用Boyden小室法(又稱濾膜小室法)、粒 子吞噬試驗(yàn)、化學(xué)發(fā)光測(cè)定方法等進(jìn)行。該白血球活性度在感染癥、免 疫療法、免疫抑制療法等中尤為重要。但是，上述測(cè)定方法均存在效率差、重現(xiàn)性低、定量性低等問題， 無(wú)法成為與其重要度相應(yīng)的有效測(cè)定方法。并且，以往的血小板凝集能 力測(cè)定方法，其樣品調(diào)制費(fèi)事、靈敏度不足。再者，以往的血小板凝集能力測(cè)定方法，因計(jì)測(cè)時(shí)孔或溝被血液樣 品的有形成分所阻塞，故欠缺可靠性。因而，結(jié)果使之在生理學(xué)、診斷 學(xué)上的價(jià)值降低。在此，為解決上述問題，提出了利用半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)制造血液 濾器的技術(shù)(專利文獻(xiàn)1 )。該技術(shù)是以照相平板印刷術(shù)在硅基板(第1 基板10)上進(jìn)行布圖設(shè)計(jì)，以濕式或干式蝕刻法在硅基板上形成溝，在 形成溝的面上以平板結(jié)合第2基板，由此形成血液流路的方法。通過(guò)該 技術(shù)，可根據(jù)目的來(lái)設(shè)計(jì)微細(xì)流路的流路寬與流路深之比、間隔等。 專利文獻(xiàn)1:日本專利第2685544號(hào)發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的技術(shù)問題血液大致可分為血球(有形)成分和血漿(液體)成分，血球成分 的比率約為40~45%。血漿成分約為55~60°/Q。血球成分中，紅血球約 占96%,白血球和血小玲反約占4%。就大小而言，紅血球直徑約7~8)im， 白血球約12~14fim,血小板約3pm。通過(guò)應(yīng)用上述專利文獻(xiàn)1記載的 半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)，在硅基板上形成分別適合紅血球、白血球或血小 板的各種形狀、大小的微細(xì)的溝，在所加工的基板上接合疊置的平板， 由此可以配設(shè)微細(xì)的流路。但是，實(shí)際上必須在孩i細(xì)流路前后，形成更 深的流路、空間。這是因?yàn)?，?~ 14pm左右寬度、深度的微細(xì)流路中， 由于表面粘性所致的阻力形成了血液極難以流動(dòng)的形狀的緣故。微量血 液樣品因千燥而不能再現(xiàn)生物體內(nèi)的狀態(tài)，同時(shí)，因血栓導(dǎo)致微細(xì)流路阻塞。為在孩￡細(xì)流3各前后形成更深的流^各、空間，必須在孩i細(xì)流^各前后形 成更大的流路或凹部。即，必須在深度方向設(shè)置多級(jí)結(jié)構(gòu)。為此，必須 進(jìn)行2次以上使用對(duì)準(zhǔn)的照相平板印刷術(shù)和蝕刻。另外，為再現(xiàn)生物體模型的流動(dòng)，必須在一基板上成形為具有從成 為干血管的寬流路至成為支流的枝流路、以及成為毛細(xì)血管的微細(xì)流路 的溝。為使之實(shí)現(xiàn)，必須反復(fù)進(jìn)行使用對(duì)準(zhǔn)的照相平板印刷術(shù)和蝕刻。 但是，不僅由于成本問題、也因制造上的限制，實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)上述生物體模 型的流動(dòng)極為困難。予以說(shuō)明，上述中，雖然說(shuō)明了在將微通道陣列用于血液測(cè)定時(shí)存 在的問題，但其實(shí)并不局限于此，在將其應(yīng)用于其它測(cè)定時(shí)也會(huì)有同樣 問題產(chǎn)生。本發(fā)明正是鑒于上述問題而開發(fā)的，其目的在于提供可通過(guò)簡(jiǎn)便方 法具有更復(fù)雜的流路的卩效通道陣列及其制造方法、及使用它的血液測(cè)定 方法。
解決技術(shù)問題的方法本發(fā)明人等經(jīng)過(guò)反復(fù)深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，按下述實(shí)施方式可達(dá)成 本發(fā)明的目的。本發(fā)明的微通道陣列是由第1基板與第2基板密合或接合而形成 的，表面具備液體流入口和液體流出口 、內(nèi)部具有自上述液體流入口連 通上述液體流出口的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的微通道陣列，其中，上述內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)具備連通上述液體流入口的至少一上游側(cè)流路；連通上述液體流 出口，與上述上游側(cè)流路保有間隙且與之相向的至少一下游側(cè)流;洛；及 連通上述上游側(cè)流路和上述下游側(cè)流路、乂人流路的截面中心部至該流^各 的側(cè)壁部的最短距離比上述上游側(cè)流路和上述下游側(cè)流路小的微細(xì)流 路；使上述第1基板與上述第2基板密合或接合的各面上分別設(shè)有用以 形成上述上游側(cè)流^各和上述下游側(cè)流路的溝部，在上述第2基板中，在 使上述第l基板與上述第2基板密合或接合的面一側(cè)設(shè)有用以形成上述 孩i細(xì)流^各的溝部。根據(jù)本發(fā)明第1實(shí)施方式的微通道陣列，分別對(duì)第l基板和第2基 板實(shí)施樣i細(xì)加工，由此可以提供更復(fù)雜的流路。本發(fā)明微通道陣列的制造方法，通過(guò)在基板上通過(guò)抗蝕劑形成圖案 的工序，以形成于上述基板上的上述抗蝕圖案將金屬附著、形成金屬構(gòu) 造體的工序，及以上述金屬構(gòu)造體為模具形成成型體的工序，分別形成 第1基板和第2基板，并將上述第1基板和上述第2基板密合或接合。根據(jù)本發(fā)明微通道陣列的制造方法，分別在第l基板和第2基板上 實(shí)施微細(xì)加工，將它們密合或接合，由此可提供比僅在一塊基板上實(shí)施 微細(xì)加工時(shí)更復(fù)雜的流路。另外，又因刪除或消減了對(duì)準(zhǔn)的工序，故還 能降低成本。陣列的血液測(cè)定方法，其特征在于，使至少含有血液樣品的樣品自孩i通 道陣列的液體流入口 ，在設(shè)置于上述微通道陣列內(nèi)的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的微 細(xì)流路中流動(dòng)，測(cè)定通過(guò)該孩i細(xì)流^各的上述血液的各血液成分的狀態(tài)， 由該測(cè)定求出上述血液的各血液成分的流動(dòng)特性或活性度。陣列的血液測(cè)定方法，其特征在于，通過(guò)設(shè)定設(shè)置于上述微通道陣列內(nèi) 的微細(xì)流路的流入口與流出口之間的生理活性物質(zhì)的濃度差，介由上述
微細(xì)流路引起白血球移動(dòng)，然后測(cè)定上述微細(xì)流路的流入口 、流出口、 或上述微細(xì)流路中的白血球組分的數(shù)量增減，或白血球所致的流路的阻 塞狀況，由此求出白血球組分的游走能力、粘著能力。本發(fā)明第3實(shí)施方式的血液測(cè)定方法是使用上述實(shí)施方式的微通道 陣列的血液測(cè)定方法，其特征在于，通過(guò)發(fā)光或采用熒光物質(zhì)使上述血 液的各血球細(xì)胞或液體成分的任一種發(fā)色，使至少含有血液樣品的樣品 自上述微通道陣列的液體流入口在設(shè)置于上述微通道陣列內(nèi)的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的孩i細(xì)流^各中流動(dòng)，測(cè)定流通于該孩史細(xì)流路的上述血液的各血液 成分的光強(qiáng)度，由該光強(qiáng)度值求出該所測(cè)定的血液成分的活性度。本發(fā)明第4實(shí)施方式的血液測(cè)定方法是使用上述實(shí)施方式的微通道 陣列的血液測(cè)定方法，其特征在于，在上述;f殷通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu) 的壁面的至少一部分堆積金等薄膜，使至少含有血液樣品的樣品自微通 道陣列的液體流入口在設(shè)置于上述微通道陣列內(nèi)的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的微 纟田流路中流動(dòng),通過(guò)由表面等離子共振(Surface Plasmon Resonance ) 現(xiàn)象產(chǎn)生的反射光強(qiáng)度變化，測(cè)定通過(guò)該微細(xì)流路前后時(shí)的介電常數(shù)變 化，由該測(cè)定值求出血球成分的活性度。本發(fā)明第5實(shí)施方式的血液測(cè)定方法是使用上述實(shí)施方式的微通道 陣列的血液測(cè)定方法，其特征在于，在上述微通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu) 的任一壁面上配置可檢測(cè)由超聲波產(chǎn)生的微弱頻率變化幅度的傳感 器，使至少含有血液樣品的樣品自上述微通道陣列的液體流入口在設(shè)置 于上述孩i通道陣列內(nèi)的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的孩i細(xì)流3各中流動(dòng)，測(cè)定通過(guò)該農(nóng)吏 細(xì)流路前后時(shí)的頻率變化，由該測(cè)定值求出血球成分的活性度。本發(fā)明第6實(shí)施方式的血液測(cè)定方法是使用上述實(shí)施方式的微通道 陣列的血液測(cè)定方法，其特征在于，在上述微通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu) 的任一壁面上配置FET傳感器，使至少含有血液樣品的樣品自上述孩i通 道陣列的液體流入口在設(shè)置于上述微通道陣列內(nèi)的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的微 細(xì)流路中流動(dòng)，測(cè)定通過(guò)該微細(xì)流路前后時(shí)的微弱電位移量，由該測(cè)定 值求出血球成分的活性度。陣列的血液測(cè)定方法， 其特征在于，在上述微通道陣U的內(nèi)^空間結(jié)構(gòu) 的任一壁面上配置電極，并使試劑固定， -使至少含有血液樣品的樣品自 上述微通道陣列的液體流入口在上述微細(xì)流路中流動(dòng)，以使上述血液樣
品和上述試劑混合，測(cè)定其化學(xué)變化后的微弱電位移量，由此求出生化 數(shù)據(jù)。陣列的血液測(cè)定方法，其特征在于，在上述微通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu) 的壁面的至少一部分上使試劑固定，使至少含有血液樣品的樣品自上述 樣么通道陣列的液體流入口在上述樣史細(xì)流路中流動(dòng)，以 -使上述血液樣品和 上述試劑混合，然后向上述微通道陣列照射光，測(cè)定照射光前后的變化 量，由此求出生化數(shù)據(jù)。才艮據(jù)本發(fā)明的血液測(cè)定方法，通過(guò)求出流過(guò)孩i細(xì)流^各的血液成分的 流動(dòng)特性、活性度，可以推測(cè)出血液在生物體內(nèi)的農(nóng)i循環(huán)系統(tǒng)的流動(dòng)， 于是，由其流動(dòng)、阻塞狀態(tài)即可預(yù)則生活習(xí)慣病的發(fā)病，從而進(jìn)行生活 指導(dǎo)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，具有以下優(yōu)良效杲，即，能夠提供可由簡(jiǎn)便方法獲得 更復(fù)雜流路的微通道陣列、其制造方法、及使用它的血液測(cè)定方法。


圖1A是本實(shí)施方式的微通道陣列的立體圖。 圖1B是圖1A的局部放大立體圖。圖2A是本實(shí)施方式(實(shí)施例)的微通道陣列的第1基板的俯視圖。 圖2B是圖2A的沿IIB-IIB'切斷的剖視圖。圖3A是本實(shí)施方式(實(shí)施例)的微通道陣列的第2基板的俯視圖。圖3B是圖3A的沿niB-IIIB，切斷的剖視圖。圖4A是本實(shí)施方式的微通道陣列的制造工序說(shuō)明圖。圖4B是本實(shí)施方式的微通道陣列的制造工序說(shuō)明圖。圖4C是本實(shí)施方式的微通道陣列的制造工序說(shuō)明圖。圖4D是本實(shí)施方式的微通道陣列的制造工序說(shuō)明圖。圖4E是本實(shí)施方式的微通道陣列的制造工序說(shuō)明圖。圖4F是本實(shí)施方式的微通道陣列的制造工序說(shuō)明圖。圖4G是本實(shí)施方式的微通道陣列的制造工序說(shuō)明圖。圖4H是本實(shí)施方式的微通道陣列的制造工序說(shuō)明圖。
圖5A是本實(shí)施例的微通道陣列B的第1基板的俯視圖。圖5B是圖5A的沿VB-VB'切斷的剖視圖。圖6是本實(shí)施例的微通道陣列C的第1基板的俯視圖。圖7是本實(shí)施例的微通道陣列C的第2基板的俯視圖。圖8A是本實(shí)施例的微通道陣列D的第2基板的俯;f見圖。圖8B是圖8A的沿V1I舊-預(yù)B，切斷的剖視圖。圖9是血液測(cè)定試驗(yàn)中通過(guò)微細(xì)流路的流動(dòng)圖像。圖IOA是比較例的微通道陣列X的第1基板的俯視圖。圖IOB是圖IOA的沿XB-XB'切斷的剖視圖。符號(hào)說(shuō)明 1液體流入口 2液體流出口 3流入口側(cè)空間 4流出口側(cè)空間 5上游側(cè)流^各 6下游側(cè)流3各 7孩i細(xì)流路 10第1基板 11堤部13流入口側(cè)第1空間 14流出口側(cè)第1空間 15上游側(cè)第1溝群 16下游側(cè)第1溝群 18第1對(duì)位部 19第2對(duì)位部 20第2基板 23流入口側(cè)第2凹部 24流出口側(cè)第2凹部 25上游側(cè)第2溝群 26下游側(cè)第2溝群 27微細(xì)溝群 28第3對(duì)位部 29第4對(duì)位部 31基板 32第1抗蝕層 33掩模A 34第2抗蝕層 35掩模B 36抗蝕圖案 37導(dǎo)電性膜 38金屬構(gòu)造體 39樹脂制板 100微通道陣列具體實(shí)施方式
以下對(duì)采用本發(fā)明實(shí)施方式的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。予以說(shuō)明，只要 合乎本發(fā)明的宗旨，其它實(shí)施方式也應(yīng)在本發(fā)明范疇內(nèi)。 [微通道陣列]圖1A是本實(shí)施方式的微通道陣列的立體圖，圖1B是本實(shí)施方式的 微通道陣列的局部放大立體圖。本實(shí)施方式的微通道陣列100如圖1A 所示，具備第1基板10、第2基板20、液體流入口 1、液體流出口 2。 又如圖1B所示，其內(nèi)部具備作為內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的流入口側(cè)空間3、流出 口側(cè)空間4、上游側(cè)流路5、下游側(cè)流3各6、；微細(xì)流3各7。這些內(nèi)部空間 結(jié)構(gòu)具有連通液體流路口 1至液體流出口 2的結(jié)構(gòu)。在圖1B中，為便 于說(shuō)明，省略了后述的對(duì)位部的圖示。微通道陣列100是由第1基板10和第2基板20各以主面相互密合 或接合而構(gòu)成一體。第1基板10和第2基板20的材質(zhì)沒有特殊限制， 可用例如玻璃基板、硅基板、由樹脂構(gòu)成的基板。優(yōu)選為由樹脂構(gòu)成的 基板，理由如后所述。本實(shí)施方式中，第1基板IO和第2基板20都是 采用由樹脂構(gòu)成的基板，且為長(zhǎng)15mm、寬15mm、厚lmm的基板。液體流入口 1和液體流出口 2設(shè)在第2基板20的表面上。在本實(shí) 施方式中，液體流入口 1設(shè)在第2基板20的一邊附近，液體流出口 2 設(shè)在與設(shè)有液體流入口 1的一邊附近相反的另一邊附近。液體流入口 1
是用于注入血液樣品等的入口部。在本實(shí)施方式中，將液體流入口 l和液體流出口 2的外徑設(shè)為1.6mm。流入口側(cè)空間3以與液體流入口 1連通而構(gòu)成，流出口側(cè)空間4以 與、液體流出口 2連通而構(gòu)成。上游側(cè)流3各5和下游側(cè)流3各6的形成為相 互平行且多條交替。并且，用于連通鄰接的上游側(cè)流路5和下游側(cè)流路 6的;f鼓細(xì)流i 各7是在大致與上游側(cè)流路5和下游側(cè)流if各6垂直的方向上 由多條形成的。上游側(cè)流^各5與流入口側(cè)空間3的一側(cè)面部連結(jié)，下游 側(cè)流^各6與流出口側(cè)空間4的一側(cè)面部連結(jié)。由上述結(jié)構(gòu)，血液;棒品等 自作為源頭的液體流入口 1通過(guò)流入口側(cè)空間3,通過(guò)上游側(cè)流路5 、 ;微細(xì)流^各7、下游側(cè)流^各6，進(jìn)而通過(guò)流出口側(cè)空間4， ^氐達(dá)液體流出口 2。微細(xì)流路7的作用是觀察血液樣品的流動(dòng)、阻塞的狀況等，對(duì)此詳 述如后。接著，詳細(xì)說(shuō)明上述第1基板10和第2基板20的結(jié)構(gòu)。圖2A是 本實(shí)施方式的第1基板10的與第2基板20接合的面一側(cè)的俯視圖，圖 2B是沿1IB-IIB，切斷的剖視圖。此外，圖3A是本實(shí)施方式的第2基板 20的與第1基板IO接合的面一側(cè)的俯視圖，圖3B是沿niB IIIB'切斷的剖視圖。第1基板10的與第2基板20相向一側(cè)的面上設(shè)有如圖2A所示的 溝部及凹部區(qū)。更具體地，設(shè)有流入口側(cè)第1凹部13、流出口側(cè)第1 凹部14、上游側(cè)第1溝群15、下游側(cè)第1溝群16、第1對(duì)位部18、第 2對(duì)位部19。這些凹部和溝部的深度都是一定的(在本實(shí)施方式中為 300pm)。從而，可實(shí)現(xiàn)縮短制造工序，降低成本。此處的"深度"是 指沿基板厚度方向上的長(zhǎng)度。流入口側(cè)第1凹部13形成于第1基板10的一邊附近，流出口側(cè)第 1凹部14形成于與形成有流入口側(cè)第1凹部13的一邊相反的另一邊附 近。流入口側(cè)第1凹部13是在與第2基板20接合或密合時(shí)，自液體流 入口 1注入的血液樣品等最初通過(guò)的區(qū)域，形成了流入口側(cè)空間3的一 部分。流出口側(cè)第1凹部14是在與第2基板20接合或密合時(shí)，通過(guò)流 路等的血液等在即將抵達(dá)出口部即流出口前所通過(guò)的區(qū)域，形成了流出 口側(cè)空間4的一部分。上游側(cè)第1溝群15和下游側(cè)第1溝群16各有3條，交替而相互平 行地形成。上游側(cè)第1溝群15和下游側(cè)第1溝群16的各流路寬度設(shè)為
300pm。在以下說(shuō)明中，上游側(cè)第1溝群15與下游側(cè)第1溝群16之間 的間隙部分被稱為堤部11。 3條上游側(cè)第1溝群15在流入口側(cè)第1凹 部13的與流出口側(cè)第1凹部14相向一側(cè)的一邊一側(cè)，與流入口側(cè)第1 凹部13連接。同樣地，3條下游側(cè)第1溝群16在流出口側(cè)第1凹部14 的與流入口側(cè)第1凹部13相向 一側(cè)的 一邊一側(cè)，與流入口側(cè)第1凹部 14連接。上游側(cè)第1溝群15是在與第2基板20接合或密合時(shí)形成的上 游側(cè)流路5的一部分。下游側(cè)第1溝群16是在與第2基板20接合或密 合時(shí)形成的下游側(cè)流3各6的一部分。為使作為測(cè)定對(duì)象的樣品順暢流動(dòng)，并防止樣品因干燥而凝固或失 活等，上游側(cè)流路5和下游側(cè)流路6的流路寬度、流路深度，分別優(yōu)選 為20~l,000nm的范圍，更優(yōu)選為30~ 500|Lim的范圍。上游側(cè)流3各5 和下游側(cè)流路6的流路寬度與流路深度之比，4艮據(jù)作為測(cè)定對(duì)象的樣品 的粘性，優(yōu)選為1:10 ~ 10:1。第1對(duì)位部18、第2對(duì)位部19是用于與第2基板20對(duì)位的部位。 本實(shí)施方式中，在上游側(cè)第1溝群15和下游側(cè)第1溝群16的外側(cè)，在 與它們平4于的方向上i殳有凹部狀。其次，對(duì)第2基板20進(jìn)行說(shuō)明。第2基板20如圖3A、 3B所示， 具備溝部和凹部區(qū)。具體地，具備液體流入口 1、液體流出口 2、流 入口側(cè)第2凹部23、流出口側(cè)第2凹部24、上游側(cè)第2溝群25、下游 側(cè)第2溝群26、微細(xì)溝群27、第3對(duì)位部28、第4對(duì)位部29。并且， 流入口側(cè)第2凹部23、流出口側(cè)第2凹部24、上游側(cè)第2溝群25、下 游側(cè)第2溝群26、微細(xì)溝群27的凹部或溝部的深度均設(shè)為5jim。由此， 可實(shí)現(xiàn)縮短制造工序，降低成本。此外，第3對(duì)位部3和第4對(duì)位部設(shè) 成與上述第l對(duì)位部、第2對(duì)位部卡合的凸型圖案。流入口側(cè)第2凹部23的構(gòu)成為當(dāng)?shù)?基板10與第2基板20相 向4妄合或密合時(shí)，可與流入口側(cè)第1凹部13重疊。另外，流出口側(cè)第2 凹部24的構(gòu)成為當(dāng)?shù)?基板10與第2基板20相向接合或密合時(shí)， 可與流出口側(cè)第1凹部14重疊。即，流入口側(cè)第2凹部23形成于第2 基板20的一邊附近，流出口側(cè)第2凹部24形成于與形成有流入口側(cè)第 2凹部23的一邊相反的另一邊附近。于是，當(dāng)?shù)?基板10與第2基板 20相向接合或密合時(shí)，由流入口側(cè)第1凹部13和流入口側(cè)第2凹部23 形成流入口側(cè)空間3，并且，由流出口側(cè)第1凹部13與流出口側(cè)第2凹
部24形成流出口側(cè)空間4。液體流入口 l和液體流出口 2如圖3B所示，具備自第2基板20的 與第1基板10相向面的相反一側(cè)的面，分別連通至流入口側(cè)第2凹部 23的底面及流出口側(cè)第2凹部24的底面的貫通孔。在本實(shí)施方式中， 將貫通孔的直徑_沒為1.6mm。上游側(cè)第2溝群25的構(gòu)成為當(dāng)?shù)?基板10與第2基板20相向 接合或密合時(shí)，可與上游側(cè)第1溝群15所對(duì)應(yīng)的位置相重疊。即，3條 平4亍流路在流入口側(cè)第2凹部23的與流出口側(cè)第2凹部24相向一側(cè)的 一邊一側(cè)，與流入口側(cè)第2凹部23連^矣。另一方面，下游側(cè)第2溝群 26的構(gòu)成為當(dāng)?shù)?基板10與第2基板20相向接合或者密合時(shí)，可與 下游側(cè)第1溝群16所對(duì)應(yīng)的位置相重疊。3條平4亍線流3各在流出口側(cè)第 2凹部24的與流入口側(cè)第2凹部24相向 一側(cè)的 一邊一側(cè)，與流入口側(cè) 第2凹部24連接。微細(xì)溝群27配設(shè)在上游側(cè)第2溝群25與下游側(cè)第2溝群26的間 隙之間以使它們連通。微細(xì)溝的寬度在本實(shí)施方式中設(shè)為6pm。微細(xì)溝 群27通過(guò)使第1基板10與第2基板20密合或接合，形成與第1基板 10的堤部11相向的微細(xì)流路7。微細(xì)流路7設(shè)置在與上游側(cè)第2溝群 25和下游側(cè)第2溝群26大致垂直的方向上。由此，可使自上游側(cè)流路 流入的血液樣品流過(guò)更多的微細(xì)流路，測(cè)定者可以從孩i細(xì)流路的總體狀 態(tài)來(lái)掌握血液樣品的流動(dòng)、阻塞狀態(tài)等。因此，可以作出更正確的血液 測(cè)定。不過(guò)纟敖細(xì)流3各7的方向并不限定于相對(duì)上游側(cè)流^各5大致垂直的 狀態(tài)，也可以根據(jù)使用目的、用途而傾斜于該垂直方向者。隔開相鄰微 細(xì)溝群27之間的隔壁的長(zhǎng)度可予適當(dāng)變更。由此可以適當(dāng)改變微細(xì)流 路7的流路長(zhǎng)度一般認(rèn)為，在受試者抽血時(shí)，即便在添加有作為抗凝血?jiǎng)┑母嗡氐?的體系中，血液樣品也會(huì)因接觸材料、空氣而凝集。當(dāng)微細(xì)溝群27的 數(shù)量少時(shí)，即，當(dāng)微細(xì)流路7的數(shù)量少時(shí)，發(fā)現(xiàn)因血液測(cè)定前的凝血塊 引起阻塞的部分的微細(xì)的微細(xì)凝集塊，導(dǎo)致有誤診的可能。因此，從進(jìn) 行更準(zhǔn)確的診斷的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選微細(xì)溝群27的數(shù)量越多越好。第3對(duì)位部28、第4對(duì)位部29由凸型圖案形成，當(dāng)?shù)?基板10與 第2基板20對(duì)置時(shí)，第3對(duì)位部28、第4對(duì)位部29分別設(shè)置在與設(shè)于 第1基板10的第1對(duì)位部l8、第2對(duì)位部19相向的位置。即，在上游
側(cè)第2溝群25和下游側(cè)第2溝群26的外側(cè)區(qū)域，以與上游側(cè)第2溝群 25和下游側(cè)第2溝群26平行的方式設(shè)置。凸型圖案的高度設(shè)為250nm。 通過(guò)這些凸型圖案與第l對(duì)位部18和第2對(duì)位部19的凹型圖案進(jìn)行對(duì)位。上述第1基板IO和第2基板20,以使第1對(duì)位部18與第3對(duì)位部 28重疊，使第2對(duì)位部19與第4對(duì)位部29重合的方式，進(jìn)行定位而密 合或4矣合。由此，流入口側(cè)第1凹部13與流入口側(cè)第2凹部23重疊而 形成流入口側(cè)空間3。另外，流出口側(cè)第1凹部14與流出口側(cè)第2凹部 24重疊而形成流出口側(cè)空間4。進(jìn)而，上游側(cè)第1溝群15與上游側(cè)第2 溝群25重疊， 一體化形成上游側(cè)流路5,下游側(cè)第1溝群16與下游側(cè) 第2溝群26重疊， 一體化形成下游側(cè)流路6。另外，通過(guò)使將形成于第 1基板10的上游側(cè)第1溝群15和下游側(cè)第1溝群16隔開的堤部11, 與形成于第2基板20的微細(xì)溝群27對(duì)置，形成微細(xì)流路7。微細(xì)流路7的流路寬度、流路深度根據(jù)作為測(cè)定對(duì)象的樣品例如血 液樣品的血球成分，分別優(yōu)選選自1 5(Vm的范圍，更優(yōu)選選自1~ 20pm的范圍。微細(xì)流路7的流路寬度、流路深度之比例如根據(jù)作為對(duì) 象的血球成分的形狀、變形能力，優(yōu)選選自1:10~ 10:1的范圍。根據(jù)上述構(gòu)成，微通道陣列100具備連通有流入口側(cè)空間3、上游 側(cè)流路5、孩i細(xì)流路7、下游側(cè)流路6的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)。用于微通道陣列100的第1基板和第2基板的材質(zhì)，如上所述沒有 特殊限制，但從材料成本、表面處理的效率出發(fā)，優(yōu)選為樹脂材料。另 外，例如通過(guò)化學(xué)發(fā)光、熒光來(lái)觀察血液細(xì)胞時(shí)，例如使用熒光顯微鏡 觀察時(shí)，優(yōu)選透明性優(yōu)良的樹脂材料。樹脂材料沒有特殊限制，例如可 舉出丙烯酸系樹脂、聚乳酸、聚乙醇酸、苯乙烯系樹脂、丙烯酸-苯乙烯 系共聚樹脂(MS樹脂)、聚碳酸酯系樹脂、聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯等 聚酯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、乙烯-乙烯醇系共聚樹脂、苯乙烯系彈性 體等熱塑性彈性體、氯乙烯系樹脂、聚二曱基硅氧烷等有機(jī)硅樹脂、乙 酸乙烯酯系樹脂(商品名EXCEVAL)、聚乙烯醇縮丁醛系樹脂等。這些樹脂根據(jù)需要可含有潤(rùn)滑劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、防霧劑、 顏料、阻燃劑、抗靜電劑、脫模劑、防粘連劑、紫外線吸收劑、抗氧化 劑等的1種或2種以上。在血液測(cè)定中使用微通道陣列時(shí)，在采用光學(xué)系的檢測(cè)方法等時(shí)，
基板使用透明基板。例如，在進(jìn)行使用CCD照相機(jī)等的實(shí)態(tài)觀察時(shí)，第1基板10、第2基板20的任一個(gè)或兩者為透明基板。在反射光觀察 中，以光學(xué)系側(cè)的基板為透明板，以相反側(cè)的基板為不透明均可。為得 到不透明的基板，可舉出在材料選擇階段選擇不透明品的方法，或在透 明基板的表面或背面例如以蒸鍍法堆積鋁等的無(wú)機(jī)膜的方法。作為規(guī)定 了透明性的光學(xué)物性，優(yōu)選對(duì)于厚度lmm的板，總透光率為80%以上， 濁度值為10%以下。另外，當(dāng)采用光學(xué)系的檢測(cè)方式時(shí)，根據(jù)所使用的 光的波長(zhǎng)，優(yōu)選例如使用未添加紫外線吸收劑的材料、使用分子結(jié)構(gòu)內(nèi) 不具有環(huán)結(jié)構(gòu)的材料等，來(lái)進(jìn)行適當(dāng)選擇。微通道陣列優(yōu)選為與所接觸的生理鹽水、血液樣品、試劑等水系液 體的潤(rùn)濕性的差小。這是因?yàn)闈?rùn)濕性的差大時(shí)，則水系液體不能在流路 流動(dòng)的可能性提高的緣故。另外，在進(jìn)行血液測(cè)定前，例如，即便用生 理鹽水將流路內(nèi)充滿，往往會(huì)混入氣泡，作為對(duì)象的血球成分的流通時(shí) 間的計(jì)測(cè)值可能得不到重現(xiàn)性。另外，細(xì)胞一般具有易于固定在疏水表 面的性質(zhì)，因此有可能血球細(xì)胞中的血球成分附著在流路上而造成無(wú)法 流動(dòng)等的障礙。使用微通道陣列進(jìn)行血液測(cè)定時(shí)，為抑制作為凝血因子的血小板活 化，為抑制材料表面的附著， 一般已知有緩慢釋放作為抗血小板附著藥 劑的肝素的材料、固定作為酶的尿激酶的材料、具有親水性表面的材 料、具有微相分離結(jié)構(gòu)的材料。其中，作為滿足成本及性能要求的材料， 優(yōu)選使用具有親水性表面的材料。在以聚曱基丙烯酸曱酯為代表的一般使用的熱塑性樹脂中，通常因 對(duì)水的接觸角較大(例如，聚曱基丙烯酸甲酯樹脂約68°、聚碳酸酯樹 脂約70°,聚苯乙烯樹脂約84。)，故必須縮小對(duì)水的接觸角。使它們的 塑料表面的潤(rùn)濕性改性的技術(shù)如后所述。在血液測(cè)定中，微通道陣列表 面對(duì)水的接觸角優(yōu)選為0.5。以上60。以下，更優(yōu)選為1。以上50。以下。當(dāng) 處于該范圍以外時(shí)，血液樣品難以導(dǎo)入纟鼓細(xì)的溝，產(chǎn)生血^求細(xì)胞附著所 致的凝集塊，從而無(wú)法得到血球細(xì)胞的通過(guò)時(shí)間測(cè)定等的穩(wěn)定數(shù)據(jù)，故 優(yōu)選為具有上述范圍內(nèi)的接觸角。微通道陣列使用樹脂制品時(shí)，與在人工透析、血漿交換等血液凈化 治療中使用的血液回路等的熱塑性樹脂同樣地，具有可焚化處理感染性 廢棄物能的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，當(dāng)使用經(jīng)蝕刻法制作的硅制板時(shí)，是由無(wú)
機(jī)材料構(gòu)成而不能進(jìn)行焚化處理。為進(jìn)行產(chǎn)業(yè)用廢棄物的掩埋處理，必 須作滅菌處理，故成本變高。另外，近年來(lái)對(duì)環(huán)境問題意識(shí)高漲的適應(yīng) 性低。針對(duì)微通道陣列隨將來(lái)的拋棄化而廢棄量增大，可釆取焚化處理的 策略，用于疊置的基板因也是樹脂制，故無(wú)需作分別處理，可予以一概 焚化。進(jìn)而通過(guò)使用不含卣素的聚曱基丙烯酸曱酯等熱塑性樹脂，可避 免產(chǎn)生有害物質(zhì)二惡英，通過(guò)采用一般焚化廢棄物所使用的通常溫度的 焚化爐，可容易地焚化，并可再利用作熱資源。根據(jù)本實(shí)施方式的微通道陣列，第1基板10和第2基板20皆經(jīng)微 細(xì)加工，通過(guò)將各自基板的孩i細(xì)加工面密合或接合而形成內(nèi)部空間結(jié) 構(gòu)，可經(jīng)簡(jiǎn)便方法提供具有更微細(xì)的空間結(jié)構(gòu)的微通道陣列。在血液測(cè)定中4吏用孩i通道陣列時(shí)，將血液導(dǎo)入樣史細(xì)流路，實(shí)際上為 使該血液流動(dòng)，必須在該流路前后形成流^各深度大的流路。如上述專利 文獻(xiàn)1所述，在兩基板中的任一個(gè)上，在設(shè)于微細(xì)溝及其前后的深度大 的上游側(cè)流路和下游側(cè)流路成形時(shí)，除了實(shí)施用于確保位置關(guān)系的對(duì)準(zhǔn) 之外，還需進(jìn)行2次的蝕刻工序。因此制造工序復(fù)雜、加工費(fèi)也高。根 據(jù)本實(shí)施方式，第1基板10和第2基板20分別由加工深度一定的凹部 和溝部構(gòu)成。因此，對(duì)各基板進(jìn)行一次的光蝕刻工序即可。并且，也無(wú) 需進(jìn)行用于確保微細(xì)溝與上游側(cè)溝群和下游側(cè)溝群等的位置關(guān)系的對(duì) 準(zhǔn)。因此，在加工成本方面有利。予以說(shuō)明，雖然在上述微通道陣列100中，對(duì)第1基板10和第2 基板20的各自凹部、溝部的深度為一定的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但并不局 限于上述例子，也可以將第1基板10和/或第2基板20的凹部、溝部的 深度各自獨(dú)立地設(shè)定成多級(jí)結(jié)構(gòu)。另外，在第2基板20的微細(xì)流路7 的前后也可以具備階差結(jié)構(gòu)。根據(jù)微細(xì)流路的流路寬度、流路長(zhǎng)度，使血液樣品自可稱作源頭干 血管的上游側(cè)流路5在可稱作毛細(xì)血管的微細(xì)流路7流動(dòng)時(shí)，通過(guò)使血 液樣品在極端細(xì)的流路中流動(dòng)，即使是例如可稱作正常的平均的受試者 的血液樣品，也有活化血小板、造成微細(xì)流路阻塞的可能。因此，可能 無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確診斷。通過(guò)如上所述的使各種流路成為多級(jí)結(jié)構(gòu)，即可避 免此類問題。即，可更有效地消除血液樣品導(dǎo)入到孩i細(xì)流路時(shí)的不良狀 況，例如，在健康受試者的血液樣品中，再現(xiàn)順暢的孩吏細(xì)流路的流動(dòng)狀
態(tài)，對(duì)于有任何所見的受試者的血液樣品，再現(xiàn)相應(yīng)其產(chǎn)生因素的阻塞 狀態(tài)，由此可進(jìn)行正確的診斷、進(jìn)行生活習(xí)慣指導(dǎo)。例如，第i基板io的流路深度可設(shè)為300|um、 100|iim、 30pm的三級(jí)結(jié)構(gòu)。通過(guò)實(shí)施微細(xì)加工使第1基板10和第2基板20 二者具有多級(jí)結(jié) 構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)也被稱為再現(xiàn)更復(fù)雜的生物體模型的微循環(huán)模型的毛細(xì)血管 的微通道。通過(guò)在基板兩面實(shí)施造形，可實(shí)現(xiàn)從以往的加工技術(shù)及成本 方面來(lái)看不現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可期待高精度的診斷成為可能。另外，雖然在上述微通道陣列100中，對(duì)微細(xì)流路的截面形狀為大 致四邊形的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但并不局限于這些例子，可作適當(dāng)?shù)刈?更。例如，可以作成使溝的側(cè)壁部沿深度方向傾斜(錐形)的形狀。通 過(guò)將溝的側(cè)壁部制成沿深度方向傾斜的形狀，使血液樣品向微細(xì)流路的 導(dǎo)入變得順暢，例如，對(duì)于正常的受試者，不會(huì)發(fā)生血小板向微細(xì)流路 的粘著，對(duì)于有任何所見的受試者，則會(huì)發(fā)現(xiàn)微細(xì)流路的附著、阻塞， 從而可作出準(zhǔn)確的診斷。另外，在對(duì)變形通過(guò)微細(xì)流路的血球細(xì)胞的速 度、個(gè)數(shù)、變形能力等的測(cè)定中，可明確檢體之間的差異。另外，在上述微通道陣列100中，雖然微細(xì)流路7的流路寬度、流路深度、流路長(zhǎng)度皆是一定，但并不限定于此，可予適當(dāng)變更。通過(guò)將 微細(xì)流路7的流路寬度、流路深度、和/或流路長(zhǎng)度進(jìn)行多種配置，即可 變更實(shí)施在血液樣品的剪切應(yīng)力。然后，在測(cè)定微細(xì)流路的流入口 、流 出口的血球細(xì)胞數(shù)的增減，血液各成分所致的孩i細(xì)溝的阻塞狀況，或血 液通過(guò)時(shí)間，以求出血液成分的流動(dòng)特性或活性度的血液測(cè)定方法中，可獲得更多的信息，詳情如后所述。另外，雖然在上述微通道陣列100中，在第2基板20側(cè)設(shè)置了血 液樣品等的液體流入口 l和液體流出口2，但并不限定于此，也可設(shè)在 第1基板10側(cè)。另外，雖然說(shuō)明了液體流入口、液體流出口分別為一 個(gè)的例子，但并不限定于此，也可以各自獨(dú)立有多個(gè)。另外，在上述微 通道陣列100中也可以配備多個(gè)測(cè)定部(液體流入口、液體流出口、連 通它們的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu))。并且也可以不i殳定流入口側(cè)空間3而構(gòu)成為 液體流入口 1與上游側(cè)流路直接連接。對(duì)于流出口側(cè)空間4也是同樣。 此時(shí)，例如也可以通過(guò)^U殳定上游側(cè)流絲^t量的液體流入口 ，利用液體 注入控制裝置等將特定量注入。另外，基板的大小、厚度等不必與第1基板IO和第2基板20相同，
可進(jìn)行適當(dāng)變更。凹部的形狀、溝部的形狀、尺寸等不限定于上述例時(shí)， 可隨目的適當(dāng)變更。上述中，以用于血液測(cè)定的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但并不限定于 此，也可適用于其它用途(例如為用于獲得與細(xì)胞有關(guān)的知識(shí)的測(cè)定)。[微通道陣列的制造方法]下面說(shuō)明本實(shí)施方式的微通道陣列的制造方法。對(duì)于微通道陣列的 材質(zhì)為由樹脂構(gòu)成的情況進(jìn)行說(shuō)明。予以說(shuō)明，使用Si基板時(shí)，根據(jù)上 述專利文獻(xiàn)l的記載，可制造第l基板、第2基板的溝部、凹部等。當(dāng)然，也可以組合材質(zhì)不同的第1基板和第2基板。本實(shí)施方式的微通道陣列通過(guò)在基板上通過(guò)抗蝕劑形成圖案的工 序、以形成于基板上的上述抗蝕圖案將金屬附著并形成金屬構(gòu)造體的工 序，及將上述金屬構(gòu)造體作為模具形成成型體的工序，分別形成第l基板和第2基板，將第1基板和第2基板密合或接合而制造。以下說(shuō)明在深度方向有2級(jí)結(jié)構(gòu)(上游側(cè)流路等)的微通道陣列用 基板的制造方法。實(shí)施以下工序(i) 基板上第1抗蝕層的形成(ii) 基板與掩模A的對(duì)位(iii) 使用掩模A的第l抗蝕層的曝光(iv) 第1抗蝕層的熱處理(v) 第1抗蝕層上第2抗蝕層的形成(vi) 基板與掩模B的對(duì)位(vii) 使用掩模B的第2抗蝕層的曝光(viii) 第2抗蝕層的熱處理(ix) 抗蝕層的顯影形成所期望的抗蝕圖案。再根據(jù)所形成的抗蝕圖案，在基板上以鍍 敷堆積金屬構(gòu)造體。以該金屬構(gòu)造體為模具，形成樹脂成型品，由此來(lái) 制造微通道陣列。對(duì)抗蝕圖案形成處理進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。首先在基板上，例如為獲 得深度lOpm的微小溝及深50|iim的流路時(shí)，依次形成第1抗蝕層(厚 度50jim)、第2抗蝕層(厚度l(^m)，在各層進(jìn)行曝光或曝光、熱處 理。在顯影工序中，最初得到作為第2抗蝕層的深10pm的圖案，其次 得到第1抗蝕層的深50pm的圖案。在得到深50pm的圖案時(shí)，為了不 使作為第2抗蝕層的深10pm的圖案在顯影液中溶解或變形，需控制各 層在顯影液的溶解度。當(dāng)利用旋轉(zhuǎn)涂布方式形成抗蝕層時(shí)，通過(guò)調(diào)整第 2抗蝕層的焙燒(溶劑的干燥)時(shí)間，可顯現(xiàn)耐堿性。作為使用光分解型的正型抗蝕劑，顯現(xiàn)耐堿性的方法之一，可舉出 延長(zhǎng)焙燒時(shí)間(溶劑的干燥時(shí)間)，使抗蝕劑固化的方法。通常，蝕刻 時(shí)，可根據(jù)膜厚、稀釋劑等溶劑濃度及靈敏度來(lái)設(shè)定焙燒時(shí)間。通過(guò)延 長(zhǎng)該時(shí)間可具有耐石咸性。另外，當(dāng)?shù)?抗蝕層的焙燒過(guò)度進(jìn)行時(shí)，則抗蝕劑極度固化，在此 后的顯影中使被光照射的部分溶解而形成圖案變得困難，因此，優(yōu)選縮 短焙燒時(shí)間等來(lái)進(jìn)行適當(dāng)選擇。用于焙燒的裝置只要能干燥溶劑就沒有 特殊限定，可舉出烘箱、熱板、熱風(fēng)干燥機(jī)等。與化學(xué)放大型的負(fù)型抗蝕劑相比，耐堿性的顯現(xiàn)幅度受到限制，因 此所設(shè)定的抗蝕劑厚度優(yōu)選為適合各層的5 ~ 20(Vm的范圍，更優(yōu)選為 10 ~ lOOium的范圍。作為使用化學(xué)放大型的負(fù)型抗蝕劑而顯現(xiàn)耐堿性的方法，除焙燒時(shí) 間的最優(yōu)化以外，可舉出將交聯(lián)密度進(jìn)行最優(yōu)化。通常，負(fù)型抗蝕劑的 交聯(lián)密度可根據(jù)曝光量來(lái)設(shè)定。對(duì)于化學(xué)放大系負(fù)型抗蝕劑的情況，可 根據(jù)曝光量及熱處理時(shí)間來(lái)設(shè)定。通過(guò)延長(zhǎng)該曝光量或熱處理時(shí)間，可 顯現(xiàn)耐堿性。對(duì)于化學(xué)放大型的負(fù)型抗蝕劑的情況，所設(shè)定的抗蝕劑厚 度優(yōu)選為適合各層的5~50(^m的范圍，更優(yōu)選為10-300pm的范圍。以下對(duì)于上述(i) ~ (ix)作更詳細(xì)的說(shuō)明。 (i)對(duì)基板31上的第1抗蝕層32的形成進(jìn)行說(shuō)明。圖4A表示基 板31上形成有第1抗蝕層32的狀態(tài)。首先，成型品形成工序得到的樹 脂制微通道陣列的平面度由基板31上形成第1抗蝕層32的工序。即， 在基板31上形成第l抗蝕層32時(shí)的平面度由金屬構(gòu)造體、及微通道陣 列的平面度來(lái)反映。該平面度在使微通道陣列的第1基板10和第2基 板20密合或接合時(shí)極為重要，為保持高的平面度，宜采用最優(yōu)條件。在基板31上形成第1抗蝕層32的方法無(wú)任何限制， 一般有旋轉(zhuǎn)涂 布方式、浸漬方式、輥方式、千膜抗蝕劑貼合等。其中，旋轉(zhuǎn)涂布方式 是在旋轉(zhuǎn)中的玻璃基板上涂布抗蝕劑的方法、具有在直徑超過(guò)300mm 的玻璃基板以高平面度涂布抗蝕劑的優(yōu)點(diǎn)。因此，從可實(shí)現(xiàn)高平面度的 觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選采用旋轉(zhuǎn)涂布方式。用作第1抗蝕層32的抗蝕劑有正型抗蝕劑、負(fù)型抗蝕劑2類。皆 可通過(guò)抗蝕劑的靈敏度、曝光條件來(lái)改變抗蝕劑造型的可能深度，因 此，例如使用UV曝光裝置時(shí)，宜根據(jù)抗蝕劑厚度、靈敏度來(lái)選擇曝光 時(shí)間、UV輸出值。所用蝕刻為濕式蝕刻時(shí)，例如為了通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂布方 式得到指定的抗蝕劑厚度，有變更旋轉(zhuǎn)涂布的旋轉(zhuǎn)數(shù)的方法及調(diào)整粘度數(shù)來(lái)得到所期望的抗蝕劑厚度。調(diào)整粘i的方法，當(dāng)抗蝕ii厚度大時(shí)或 涂布面積大時(shí)，有可能導(dǎo)致平面度下降，因此可以根據(jù)實(shí)際使用中的平 面度來(lái)調(diào)整粘度。例如，當(dāng)采用旋轉(zhuǎn)涂布的方式時(shí)，涂布l次的抗蝕層 的厚度，考慮到高平面度的保持，優(yōu)選為10 ~ 50pm,更優(yōu)選為20 ~ 50pm 的范圍。在保持高平面度的基礎(chǔ)上，為得到所期望的抗蝕層的厚度，可 通過(guò)形成多個(gè)抗蝕層來(lái)實(shí)現(xiàn)。(ii) 對(duì)基板31與掩模A33的對(duì)位進(jìn)行說(shuō)明。首先，為使第1抗蝕 層的圖案與第2抗蝕層的圖案的位置關(guān)系如所期望的設(shè)計(jì)，使用掩模 A33曝光時(shí)，必須作準(zhǔn)確的對(duì)位。為作對(duì)位，可舉出在基板31及掩模 A33的相同位置實(shí)施切削加工、以螺栓固定的方法，使用激光干涉計(jì)定 位的方法，在基板31及掩模A33的相同位置制作位置標(biāo)記，以光學(xué)顯 微鏡進(jìn)行對(duì)位的方法等。用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行對(duì)位的方法，例如使用照相 平板印刷術(shù)在基板上制作位置標(biāo)記，在掩模A33上用激光繪圖裝置描繪 位置標(biāo)記。在使用光學(xué)顯微鏡的手動(dòng)操作中，從筒單獲取的角度考慮， 在5pm以內(nèi)的精度是有效的。(iii) 對(duì)使用掩模A33的第1抗蝕層32的曝光進(jìn)行說(shuō)明。在圖4B 所示的工序中使用的掩模A33無(wú)任何限制，可舉出乳劑掩模、鉻掩模 等。在抗蝕圖案的形成工序中，根據(jù)所用掩模A"來(lái)影響尺寸及精度。 而其尺寸及精度也反映在樹脂成型品上。因此，為使微通道陣列的各尺 寸及精度達(dá)到指定的尺寸和精度，需要規(guī)定掩模A33的尺寸及精度。提 高掩模A33的精度的方法無(wú)任何限制，例如可舉出將用于形成掩模A33 的圖案的激光光源變更為更短的波長(zhǎng)。但因設(shè)備費(fèi)用昂貴，掩模A33的 制作費(fèi)變高，微通道陣列宜根據(jù)實(shí)用上要求的精度作適當(dāng)規(guī)定。掩模A33的材質(zhì)從溫度膨脹系數(shù)、UV透射吸收性能方面出發(fā)，優(yōu)選為石英玻璃，但因其比較昂貴，優(yōu)選根據(jù)實(shí)用上要求的精度適當(dāng)規(guī)定
樹脂成型品。為了得到如設(shè)計(jì)所期望的深度或高度不同的構(gòu)造體、或第1抗蝕圖案與第2抗蝕圖案不同的構(gòu)造體，用于第1抗蝕層32和第2抗 蝕層34的曝光的掩模的布圖設(shè)計(jì)(透射/遮光部)必須確實(shí)，使用CAE 分析軟件的模擬也是其解決方案之一。用于曝光的光源優(yōu)選為設(shè)備費(fèi)用低廉的紫外線或激光。同步輻射光 的曝光深度大，但該設(shè)備費(fèi)用高昂，微通道陣列的價(jià)格實(shí)質(zhì)上變高，工 業(yè)上不實(shí)用。由于曝光時(shí)間、曝光強(qiáng)度等曝光條件因第1抗蝕層32的 材質(zhì)、厚度等而變化，優(yōu)選為根據(jù)所得圖案進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。尤其由于是 對(duì)流路寬度、深度、容器間隔及容器寬度(或直徑)、深度等圖案的尺 寸及精度有影響，因此曝光條件的調(diào)節(jié)很重要。又因抗蝕劑的種類而引 起焦點(diǎn)深度變化，例如使用UV曝光裝置時(shí)，優(yōu)選根據(jù)抗蝕劑厚度、靈 敏度選擇曝光時(shí)間、UV輸出值。(iv )對(duì)第1抗蝕層32的熱處理進(jìn)行說(shuō)明。曝光后的熱處理已知有， 用于校正抗蝕圖案形狀的所謂退火的熱處理。在此，以化學(xué)交聯(lián)為目 的，只在使用化學(xué)放大系負(fù)型蝕刻的情況下進(jìn)行?；瘜W(xué)放大系負(fù)型蝕刻 主要由2成分系或3成分系構(gòu)成，通過(guò)曝光時(shí)的光，使例如化學(xué)結(jié)構(gòu)末 端的環(huán)氧基開環(huán)，經(jīng)熱處理進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。對(duì)于熱處理時(shí)間，是在例如 膜厚為100pm,設(shè)定溫度為IO(TC的條件下，進(jìn)行數(shù)分鐘的交聯(lián)反應(yīng)。當(dāng)?shù)?抗蝕層32的熱處理過(guò)度進(jìn)行時(shí)，在以后的顯影中，使未交 聯(lián)部分溶解而形成圖案變得困難。因此，所設(shè)定的抗蝕劑厚度不在 100|Lim以上時(shí)，優(yōu)選縮短熱處理時(shí)間，或只進(jìn)行后面的第2抗蝕層34 的熱處理等，進(jìn)行適當(dāng)選擇。(v) 對(duì)在第1抗蝕層上的第2抗蝕層的形成進(jìn)行說(shuō)明。圖4C表示 形成第2抗蝕層34的狀態(tài)。該第2抗蝕層34可通過(guò)與如上述(i)說(shuō)明 的第l抗蝕層32的形成相同的方法來(lái)形成。另外，通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂布方式， 使用正型抗蝕劑形成抗蝕層時(shí)，通過(guò)使焙燒時(shí)間為通常的1.5~2.0倍左 右，可顯現(xiàn)耐堿性。由此，在第l抗蝕層32和第2抗蝕層34的顯影結(jié) 束時(shí)，可以防止第2抗蝕層34的抗蝕圖案的溶解或變形。(vi) 對(duì)基板31與掩模B35的對(duì)位進(jìn)行說(shuō)明。基板31與掩模B35 的對(duì)位根據(jù)與上述(ii)說(shuō)明的基板31與掩模A33的對(duì)位方法同樣的要 領(lǐng)來(lái)實(shí)施。(vii) 對(duì)使用掩模B35的第2抗蝕層34的曝光進(jìn)行說(shuō)明。使用掩
模B35的第2抗蝕層34的曝光根據(jù)與上述(iii)說(shuō)明的使用掩模A33 的第1抗蝕層32的曝光方法同樣的要領(lǐng)來(lái)實(shí)施。圖4D表示第2抗蝕層 34的曝光狀態(tài)。(viii) 對(duì)第2抗蝕層34的熱處理進(jìn)行說(shuō)明。第2抗蝕層34的熱處 理基本上與上述(iv)說(shuō)明的第1抗蝕層32的熱處理相同。第2抗蝕層 的熱處理，是為了在其后的顯影中獲得第1抗蝕層32的圖案時(shí)，不使 第2抗蝕層34的圖案溶解或變形而進(jìn)行的。通過(guò)熱處理進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)， 通過(guò)提高交聯(lián)密度而顯現(xiàn)耐堿性。用于顯現(xiàn)耐堿性的熱處理時(shí)間優(yōu)選為 根據(jù)所蝕刻的厚度，在通常的1.1 2.0倍的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)選擇。(ix) 對(duì)抗蝕層32、 34的顯影進(jìn)行說(shuō)明。圖4E所示工序的顯影優(yōu) 選使用對(duì)應(yīng)所采用的蝕刻的指定的顯影液。顯影時(shí)間、顯影溫度、顯影 液濃度等的顯影條件優(yōu)選根據(jù)抗蝕劑厚度、圖案形狀進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。例 如，為得到必要的深度而過(guò)度延長(zhǎng)顯影時(shí)間時(shí)，導(dǎo)致變成大于指定的尺 寸，故優(yōu)選設(shè)定適當(dāng)?shù)臈l件。作為提高成型品頂面或微細(xì)圖案底部的平面精度的方法，例如可舉 出變更涂布抗蝕劑所用的抗蝕劑種類(正型、負(fù)型)、利用玻璃表面的 平面性的方法，研磨金屬構(gòu)造體的表面的方法等。予以說(shuō)明，為得到所期望的成型深度形成多個(gè)抗蝕層時(shí)，可同時(shí)對(duì) 多個(gè)抗蝕層進(jìn)行曝光、顯影處理，或也可以在形成一個(gè)抗蝕層及進(jìn)行曝 光處理后，再進(jìn)行抗蝕層的形成及曝光處理，同時(shí)進(jìn)行2個(gè)抗蝕層的顯 影處理。對(duì)金屬構(gòu)造體形成工序進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。金屬構(gòu)造體形成工序是 指，沿著由抗蝕圖案形成工序得到的抗蝕圖案堆積金屬，通過(guò)沿著抗蝕 圖案形成金屬構(gòu)造體的凹凸面，得到金屬構(gòu)造體的工序。如圖4F所示，在該工序中先沿著抗蝕圖案形成導(dǎo)電性膜37。該導(dǎo) 電性膜37的形成方法沒有特殊限制，優(yōu)選使用蒸鍍、濺射等。用于導(dǎo) 電性膜37的導(dǎo)電性材料可舉出金、銀、柏、銅、鋁等。如圖4G所示，形成導(dǎo)電性膜37后，通過(guò)沿圖案鍍敷金屬進(jìn)行堆積 而形成金屬構(gòu)造體38。堆積金屬的鍍敷方法沒有特殊限制，例如可舉出 電鍍、無(wú)電解電鍍等。所用的金屬?zèng)]有特殊限制，可舉出鎳、鎳-鈷合金、 銅、金，從經(jīng)濟(jì)性、耐久性的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選使用鎳。金屬構(gòu)造體38也 可根據(jù)其表面狀態(tài)進(jìn)行研磨。但是有可能污染會(huì)附著在成型物上，優(yōu)選 為在研磨后實(shí)施超聲波洗滌。另外，為改善金屬構(gòu)造體38的表面狀態(tài)， 也可以用脫膜劑等進(jìn)行表面處理。予以說(shuō)明，金屬構(gòu)造體38在深度方 向的傾斜角度，為了無(wú)損樹脂成型品的形狀并獲得高的收率，優(yōu)選為 50°-90°,更優(yōu)選為60°~87°。將經(jīng)鍍敷堆積的金屬構(gòu)造體38自抗蝕圖案分離。為降低其制造成本，可將金屬構(gòu)造體38進(jìn)行同族化。同族化是指 通過(guò)在所制造的金屬構(gòu)造體上進(jìn)行電鍍來(lái)進(jìn)行復(fù)制的技術(shù)。在制造本發(fā) 明的微通道陣列時(shí)，制品只要是凸型圖案，將主要的金屬構(gòu)造體制成凸 型圖案，根據(jù)同族化來(lái)制造凹型圖案的金屬構(gòu)造體，即可降低制造成 本。對(duì)成型品形成工序進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。成型品形成工序如圖4H所 示，是以上述金屬構(gòu)造體38為模具，形成樹脂成型品39的工序。樹脂 成型品39的形成方法沒有特殊限制，例如可舉出注射成型、壓制成型、 單體澆鑄成型、溶劑澆鑄成型、熱壓成型、由擠出成型的輥轉(zhuǎn)印法等， 從生產(chǎn)性、模轉(zhuǎn)印性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用注射成型。以選擇指定尺寸 的金屬構(gòu)造體為模具，通過(guò)注射成型形成樹脂成型品時(shí)，金屬構(gòu)造體的 形狀能以高轉(zhuǎn)印率再現(xiàn)在樹脂成品上。確認(rèn)轉(zhuǎn)印率的方法可使用光學(xué)顯 微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等。使用樹脂作為第1基板IO和第2基板20的材料來(lái)制造微通道陳列 時(shí)，例如可采用使用被稱為壓模的原盤的注射成型法。使用壓膜的注射 成型，如光介質(zhì)的制造所示，是可兼顧精度及成本的優(yōu)良方式。在上述專利文獻(xiàn)l的結(jié)構(gòu)中，必須在作為原盤的壓膜上成形微細(xì)的 溝、深的流路，并在各自的圖案上，根據(jù)其深度，設(shè)置脫模所需的傾斜 角度。預(yù)測(cè)將復(fù)雜的形狀成形為壓模時(shí)，不僅提高壓模的制造成本，并 大量產(chǎn)生由注射成型的轉(zhuǎn)印性不良、脫模時(shí)樹脂發(fā)生溢料等所引起的不 合格品，難以實(shí)用化。另一方面，根據(jù)本實(shí)施方式的微通道陣列的制造方法，對(duì)第l基板 10和第2基板20兩者實(shí)施微細(xì)加工，使該基板密合或接合而制造微通 道陣列，由此可分別在第1基板10、第2基板20上制作具有單純形狀 的圖案的壓模，進(jìn)行注射成型，并且，可降低壓模的制造成本，即便在 注射成型中，也可以在極力降低轉(zhuǎn)印性不良、脫模時(shí)樹脂發(fā)生溢料等不 良率的狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)，成為適于實(shí)用化的制造方法。
對(duì)將第1基板10的上游側(cè)流路5、下游側(cè)流路6和/或微細(xì)流路7 的流路深度方向的形狀制成傾斜結(jié)構(gòu)的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。例如，當(dāng)采 取使用被稱為壓模的原盤的注射成型法時(shí)，在制造壓模的照相平板印刷 術(shù)工序中，例如通過(guò)使用光分解型正型抗蝕劑，即可形成傾斜角度。使 用正型抗蝕劑時(shí)，在顯影工序中，例如，凸型圖案上部比下部更多地暴 露于顯影液，由此可容易地形成傾斜角度。在以硅為材料的半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)，存在硅基板的材料成本高、 因在每塊基板上進(jìn)行照相平板印刷術(shù)的加工費(fèi)高、每塊基板的微細(xì)流路 的尺寸精度產(chǎn)生不均等的問題。與此相比，在以選擇了指定尺寸的金屬 構(gòu)造體38為模具，通過(guò)注射成型形成樹脂成型品39時(shí)，可以高轉(zhuǎn)印率 將金屬構(gòu)造體的形狀再現(xiàn)在樹脂成型品39上。通過(guò)使用通用的樹脂材 料，可降低材料成本，是適于低成本化(產(chǎn)量化)的制造方法，在滿足 高尺寸精度方面非常優(yōu)良。確認(rèn)轉(zhuǎn)印率的方法可使用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、 透射電子顯微鏡(TEM) 、 CCD照相機(jī)等進(jìn)行。通過(guò)將已經(jīng)具有產(chǎn)量實(shí) 績(jī)的光介質(zhì)品質(zhì)管理技術(shù)也應(yīng)用于樹脂制微通道陣列，以數(shù)萬(wàn)個(gè)單位的 批次單位將各種尺寸數(shù)據(jù)、基板的平面性數(shù)據(jù)、內(nèi)部滯留應(yīng)力數(shù)據(jù)等基 于標(biāo)準(zhǔn)偏差值來(lái)進(jìn)行掌握、管理。以金屬構(gòu)造體38為模具，例如通過(guò)注射成型形成樹脂成型品39 時(shí)，由1個(gè)金屬構(gòu)造體38可得1萬(wàn)張~5萬(wàn)張、根據(jù)情況也可以得到20 萬(wàn)張的樹脂成型品39，可大幅度消減金屬構(gòu)造體38的制作費(fèi)。另外， 注射成型1輪所需時(shí)間短達(dá)5秒 30秒，在生產(chǎn)性方面極為有效。如果 使用注射成型1輪可同時(shí)成形為多個(gè)樹脂成型品39的成型模具，則可 更加提高生產(chǎn)性。在上述成型法即便使用金屬構(gòu)造體38作為金屬模具， 也可將金屬構(gòu)造體38設(shè)置在預(yù)先準(zhǔn)備的金屬模具內(nèi)部。樹脂成型品39的平面度的最小值，從工業(yè)上易于再現(xiàn)的觀點(diǎn)出發(fā)， 優(yōu)選為ljxm以上。樹脂成型品的平面度的最大值，例如，從將樹脂成型 品39與其它基板貼合或疊置使a時(shí)無(wú)障礙的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選為200pm以 下。樹脂成型品相對(duì)于成型部的尺寸精度，從工業(yè)上易于再現(xiàn)的觀點(diǎn)出 發(fā)優(yōu)選為±0.5~ 10%的范圍。相對(duì)于樹脂成型品39的厚度的尺寸精度，從工業(yè)上易于再現(xiàn)的觀 點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選為±0.5~ 10%的范圍。樹脂成型品39的厚度沒有特殊規(guī)定，
但考慮到在注射成型中取出時(shí)的破損、處理時(shí)的破損、變形、應(yīng)變，優(yōu)選為0.2~ 10mm的范圍。樹脂成型品39的尺寸沒有特殊規(guī)定，但當(dāng)通 過(guò)照相平板印刷術(shù)形成抗蝕圖案時(shí)，例如，以旋轉(zhuǎn)涂布法形成抗蝕層 時(shí)，可根據(jù)用途從直徑400mm的范圍中進(jìn)行適當(dāng)選擇。當(dāng)微通道材料使用塑料材料時(shí)，如上所述可根據(jù)需要對(duì)塑料表面的 潤(rùn)濕性作改性。作為對(duì)塑料表面的潤(rùn)濕性進(jìn)行改性的技術(shù)可大致分為化 學(xué)處理技術(shù)和物理處理技術(shù)?；瘜W(xué)處理技術(shù)可舉出藥物處理、溶劑處 理、偶聯(lián)劑處理、單體涂布、聚合物涂布、蒸汽處理、表面接枝化、電 化學(xué)處理、陽(yáng)極氧化等。物理處理技術(shù)可舉出紫外線照射處理、等離子 接觸處理、等離子噴射處理、等離子聚合處理、離子束處理、機(jī)械處理 等。改性技術(shù)中，除了熱塑性樹脂表面的親水化以外，例如有特征在于 實(shí)現(xiàn)粘合性的技術(shù)。因推定微通道陳列也有不宜保持大量微細(xì)溝的情 況，必須根據(jù)必要的接觸角選擇適當(dāng)?shù)母男约夹g(shù)，以下舉例說(shuō)明可適用 的改性法?；瘜W(xué)處理技術(shù)可舉出涂布有機(jī)、無(wú)機(jī)材料的方法。其為用浸涂法、 旋轉(zhuǎn)涂布法等涂布有機(jī)材料中水溶液中的親水性聚合物例如聚乙烯醇 POVAL等，經(jīng)充分干燥后使用的方法。微通道陣列的疏水性高等時(shí)， 得不到均勻的涂布膜厚，有可能使改性效果不均勻，故往往需要選擇涂 布材料?？赏坎荚谑杷员砻娴牟牧侠缬腥毡居椭?抹)制的商品名 Lipidure-PMB (具有磷脂質(zhì)極性基的MPC聚合物與丙烯酸丁脂的共聚 物)等。在無(wú)需大型裝置，以較簡(jiǎn)單的工序獲得改性效果，可期待低成本的 另一方面，有可能因超聲波洗滌等而降低改性效果，因此，例如在涂布 與材料表面的親和性優(yōu)良的材料后，優(yōu)選進(jìn)行親水性聚合物涂布等來(lái)提 高洗滌耐久性，或用于可任意處理的用途?；瘜W(xué)處理技術(shù)可舉出蒸汽處理，其中有真空蒸鍍法。真空蒸鍍法是 無(wú)機(jī)薄膜制作法之一，為在真空中將欲薄膜化的物質(zhì)(10^Pa以下的壓 力)加熱、蒸發(fā)，將其蒸汽附著在適當(dāng)?shù)幕灞砻嫔系姆椒?。其無(wú)需大 型裝置，可以較低真空度作處理，可期待低成本化。物理處理技術(shù)可舉出等離子處理，其中有濺射處理。濺射是指使低 壓發(fā)光放電產(chǎn)生的正離子在電場(chǎng)中加速碰撞陰極，撞出陰極側(cè)的物質(zhì)而 堆積在陽(yáng)極側(cè)。濺射法中，可堆積的材料豐富，例如可以10nm 300nm 的厚度堆積Si02、 Si3N4等無(wú)機(jī)材料，材料表面即可親水性化。即使反 復(fù)多次使用超聲波洗滌等，仍可維持效果，得到重現(xiàn)性優(yōu)良的測(cè)定結(jié) 果，從這方面來(lái)說(shuō)是有用的。無(wú)溶出成分，也可應(yīng)對(duì)生物工程用途等所 要求的細(xì)胞毒性。濺射法可使堆積膜厚度均勻，例如，堆積10nm 50nm 的Si02膜，即可兼顧透明性及親水性。在微通道陣列中堆積無(wú)機(jī)膜時(shí)，微通道陣列所吸濕的水分在濺射中 釋放，與無(wú)機(jī)膜的密合性可能降低，故濺射前必須進(jìn)行充分地脫氣。另 外，作為提高樹脂表面與無(wú)機(jī)膜的密合性的方法，可舉出將微通道陣列 表面用氬氣等進(jìn)行蝕刻處理，或者，將密合性優(yōu)良的無(wú)機(jī)材料例如鉻等 堆積后，堆積所期望的無(wú)機(jī)膜的方法。選擇濺射法時(shí)，耐熱溫度必須為 5(TC ~ ll(TC左右，因此1 )選擇具有耐熱溫度以上的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的 例如聚碳酸酯等，2)選擇縮短濺射處理時(shí)間(減少膜厚)等的條件， 極為重要。物理處理技術(shù)可舉出等離子處理，其中有插入作用。插入作用可通 過(guò)等離子使分子活化，聚合物表面生成的自由基再結(jié)合，新官能團(tuán)被導(dǎo) 入到聚合物表面。通過(guò)該官能團(tuán)的導(dǎo)入，可制成具有新穎性質(zhì)的聚合物 表面。物理處理技術(shù)可舉出等離子處理，其中有等離子聚合處理。其為如 下的技術(shù)使作為高分子材料的原料的有機(jī)材料氣化以氣相輸送，通過(guò);月;成膜在基板上。等離子聚合法，因?qū)⒃戏諷氣化后使用，故不需 要會(huì)成為雜質(zhì)的溶劑，膜厚的控制也容易。也因無(wú)殘余單體存在，故也 可應(yīng)對(duì)生物工程用途等所要求的細(xì)胞毒性。等離子聚合處理，相對(duì)于通 過(guò)等離子中的電子碰撞激發(fā)使有機(jī)材料活化而引起聚合反應(yīng)，由熱引起 聚合反應(yīng)的為蒸鍍聚合法。物理處理技術(shù)可舉出紫外線處理，其中有準(zhǔn)分子UV處理。在熱塑 性樹脂的親水中，必要的耐熱溫度低，也適用于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為100 匸的聚甲基丙烯酸曱酯。準(zhǔn)分子UV處理是使用氬、氪、氙等放電氣體的準(zhǔn)分子燈，照射發(fā) 光中心波長(zhǎng)120nm 310nm范圍的紫外線。通過(guò)照射高能紫外線，樹脂 表面的分子被解離，輕的氫原子易于被選出，由此可形成親水性高的 OH等官能團(tuán)，以提高表面的濕潤(rùn)性。假定該方法在伴隨著紫外線曝光 量的增加、親水性升高的同時(shí)，粘合力增大，而不宜保持大量的微細(xì)溝 形狀，故必須根據(jù)所需的接觸角選擇適當(dāng)?shù)钠毓饬俊Ｗ鳛橛H水化的其它方法，成型材料也可選用KURARAY (林)制的 乙酸乙烯酯系樹脂(商品名EXCEVAL)，聚乙烯醇縮丁醛系樹脂等。 為保持微細(xì)的溝狀，水系必須在7(TC以下使用，且要避免長(zhǎng)久浸泡在水 中。上述技術(shù)不僅適用于樹脂制微通道陣列，也同樣適用于應(yīng)用半導(dǎo)體 加工技術(shù)制作的硅板。經(jīng)上述制造工序，可制造具有形成所期望的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的凹部、 溝部等的第1基板10和第2基板20。并使第1基板10和第2基板20 的凹部、溝部等的形成面相向地密合或接合。由此可制造微通道陣列。使第1基板IO與第2基板20的位置關(guān)系成為所期望的位置而進(jìn)行 各基板的對(duì)位的方法如下。即，可舉出如上所述在各基板表面形成凹或 凸型圖案，疊置時(shí)通過(guò)使它們嵌合而位置精度良好地密合的方法；將基 板的外形端部以?shī)A具固定的方法；在貫通孔處用定位銷固定的方法，用 CCD照相機(jī)或激光系光學(xué)裝置觀察，調(diào)整位置的方法等。其中，預(yù)先在 各基板形成凹或凸型圖案，予以疊置的方法，是可縮短對(duì)位所需時(shí)間、 適于產(chǎn)量化的方法之一。在各基板表面形成凹或凸型圖案的方法可舉 出'.以照相平板印刷術(shù)形成抗蝕圖案的方法；經(jīng)機(jī)械切削、放電加工、 濕式蝕刻等在涂布抗蝕劑的基板上或金屬構(gòu)造體上成形的方法。在各基 板表面成形的凹或凸型圖案的深度或高度，為使一次性疊置的基板不因 樹脂成型品溢料、振動(dòng)而脫落，優(yōu)選在0.1 lmm的范圍內(nèi)，根據(jù)微通 道陣列的外形等進(jìn)行選擇。根據(jù)上述微通道陣列的制造方法，因可采用常用的樹脂材料，故可 降低材料成本。并且，因使用金屬構(gòu)造體制造微通道陣列，故為適于產(chǎn) 量化的方法。進(jìn)而，因?yàn)槔谜障嗥桨逵∷⑿g(shù)，對(duì)第1基板10和第2 基板20分別實(shí)施微細(xì)加工，使兩基板密合或接合，因此可滿足高尺寸 精度。[使用孩i通道陣列的血液測(cè)定方法]下面對(duì)使用上述實(shí)施方式的纟鼓通道陣列的血液測(cè)定方法進(jìn)行i兌明。
才艮據(jù)-使用本實(shí)施方式的孩吏通道陣列的血液測(cè)定方法，將至少含血液 樣品的樣品(除血液樣品之外，生理鹽水、試劑)分別或同時(shí)自微通道 陣列的流入口流入作為干血管是上游測(cè)流路5,進(jìn)而導(dǎo)入作為支流的模擬毛細(xì)血管的樣i細(xì)流路7,測(cè)定孩i細(xì)流路的流入口、流出口的血球細(xì)月包數(shù)的增減，由血液各成分引起的微細(xì)流路的阻塞狀況，或血液通過(guò)時(shí) 間，可求出血液成分的流動(dòng)特性或活性度。予以i兌明，血液成分可分為 血J求成分及血漿成分。通過(guò)設(shè)在微通道陣列的微細(xì)流路的血液成分的流動(dòng)特性、活性度， 根據(jù)血球成分、血漿成分的性狀，顯示出各種形態(tài)，由其差異可進(jìn)行受 試者的健康狀態(tài)、生活習(xí)慣病(糖尿病、腦梗塞、動(dòng)脈硬化等)的發(fā)病 預(yù)測(cè)。在使用微通道陣列的血液測(cè)定方法，可測(cè)定紅血球的變形能力、微 細(xì)流路的阻塞狀況，求出紅血球的活性度。在血液成分中，紅血球具有運(yùn)送氧的功能。通常，在3個(gè)月生物體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生新的紅血球。生物體 的毛細(xì)血管直徑約6pm左后，直徑約8pm的紅血球，利用變形通過(guò)而 能輸送氧至末端組織。紅血球活性度高，呈高柔軟度，例如，使紅血球 通過(guò)寬、深6|Lim的微細(xì)流路時(shí)，可確認(rèn)紅血球變形通過(guò)的狀態(tài)。即，使 其通過(guò)微細(xì)流路，即可求出紅血球的活性度。紅血球阻塞微細(xì)流路時(shí)，由紅血球的變形能力低而預(yù)測(cè)具有已知的 高血糖值現(xiàn)象或糖尿病現(xiàn)象。紅血球的活性度變低時(shí)，則紅血球成分的 外殼變硬，可確認(rèn)無(wú)法變形通過(guò)例如寬、深6pm的微細(xì)流路的狀態(tài)。一 般已知，糖尿病患者的紅血球外殼硬。作為糖尿病并發(fā)癥的視網(wǎng)膜病 變、組織壞死的產(chǎn)生是由于在末端4鼓循環(huán)(毛細(xì)血管)，紅血球阻塞。在使用微通道陣列的血液測(cè)定中，觀察到阻塞微細(xì)流路的血液成分 是紅血球時(shí)，醫(yī)生對(duì)受試者結(jié)合其生化測(cè)定數(shù)據(jù)，例如，可用阻塞的微 通道陣列的微細(xì)流路以視覺圖像說(shuō)明糖尿病的發(fā)病可能性，在改善生活 習(xí)慣的指導(dǎo)方面可提供很大的說(shuō)服力。在使用微通道陣列的血液測(cè)定方法中，測(cè)定血小板對(duì)基板表面的粘 著性能、微細(xì)流路的阻塞狀況，可求出血小板的活性度。在血球成分中， 血小板具有使血液凝固的作用，其粒徑約3)nm。血小板活性高時(shí)，顯示 高的粘著性能，例如，使血液流過(guò)寬、深5|Lim的微細(xì)流路時(shí)，血小板粘 著在微細(xì)流路、其出口周圍，然后再使其它血球成分、脂肪成分粘著，
結(jié)果引起微細(xì)流路阻塞。對(duì)于由血小板粘著引起的微細(xì)流路的阻塞形態(tài)，預(yù)測(cè)生物體內(nèi)存在 有使血小板活化的要因。此時(shí)會(huì)想到例如血管狹小化、高血壓等的可能 性，可結(jié)合生化數(shù)據(jù)進(jìn)行生活習(xí)慣指導(dǎo)。若微通道陣列內(nèi)具備多個(gè)的尺 寸不同的微細(xì)流路，使施于通過(guò)各微細(xì)流路的血液樣品的剪切應(yīng)力產(chǎn)生 差異，由其血小板粘著性能的不同可詳細(xì)求出關(guān)于血小板活性度的數(shù) 據(jù)。已知血小板在強(qiáng)剪切應(yīng)力的作用下會(huì)提高凝集能力而凝集，施于全 血樣品的剪切應(yīng)力的差異成為血小板凝集能力的差異，可充分認(rèn)為成為 微細(xì)流路的阻塞狀況、或全血通過(guò)時(shí)間變化的原因。血小板在體內(nèi)循環(huán)時(shí)，若存在血管狹小部，則在此會(huì)受到強(qiáng)烈的剪 切應(yīng)力。由該剪切應(yīng)力所產(chǎn)生的血小板凝集是造成血栓的原因，故測(cè)定 血小板凝集能力的剪切應(yīng)力感受性極為重要。此外，由于血小板的剪切 應(yīng)力感受性只要是在體內(nèi)受到剪切應(yīng)力就會(huì)產(chǎn)生變化，因此認(rèn)為推定體 內(nèi)的血管狹小化程度也是有效的方法。體內(nèi)血管狹小化的進(jìn)展大時(shí)，血 小板的剪切應(yīng)力敏感度則變高，反之體內(nèi)血管無(wú)狹小化時(shí)，血小板的剪切應(yīng)力敏感度則降低。 一般，使毛細(xì)血管的管徑為6|iim、其中的血液的 流速為lmm/秒時(shí)，則管壁的剪切應(yīng)力為4.66xl0dyn/cm2。已知在該值 IO倍左右的剪切應(yīng)力作用下，血小板開始凝集。因此，將微細(xì)流路的流路寬度和/或流路長(zhǎng)度以多種配置(例如使微細(xì)流路的寬度或流路長(zhǎng)度為 30|im、 15pm、 5pm )，可詳細(xì)得到各受試者的剪切應(yīng)力敏感度數(shù)據(jù)，使基于更恰當(dāng)?shù)难“寤钚远仍\斷作出生活習(xí)慣病等的指導(dǎo)成為可 能。使受試者的血液流過(guò)微細(xì)流路，當(dāng)由于通過(guò)該流路的剪切應(yīng)力使血 小板顯示凝集在流路及流路出口周圍的形態(tài)時(shí)，推測(cè)有動(dòng)脈硬化、心肌 梗塞等病例發(fā)病的危險(xiǎn)，經(jīng)本測(cè)定的病例累積，可期待科學(xué)上的解釋。在使用孩i通道陣列的血液測(cè)定方法中，測(cè)定白血球的粘著性能、變 形能力、大小、對(duì)微細(xì)流路的阻塞狀況，可求出白血球的活性度。白血 球?qū)耐獠咳肭值牟《镜韧鈹?，具有通過(guò)產(chǎn)活性氧來(lái)予以擊退的功能， 白血球粒徑約12~14pm。白血球粒徑大到約15 20pm時(shí)，可推測(cè)出有 感冒等的病毒感染。當(dāng)白血球的變形通過(guò)所需的柔軟度降低時(shí)，則活性 度低，有可能損害對(duì)外敵的抵抗力。此外，已知對(duì)于有應(yīng)激、睡眠不足、 吸煙等生活習(xí)慣的受試者，其白血球粘著性能高，對(duì)白血球在基材表面 粘著的評(píng)價(jià)，也可期待成為指標(biāo)。
在使用微通道陣列的血液測(cè)定方法中，測(cè)定血漿成分的微細(xì)流路阻 塞狀況，可求出血漿成分中膽固醇的存在程度。血漿成分中膽固醇的存 在比率高，則血液樣品的粘度高，血液測(cè)定時(shí)間變長(zhǎng)，同時(shí)，通過(guò)確^人 阻塞微細(xì)流路的成分是膽固醇，即可確認(rèn)動(dòng)脈硬化等生活習(xí)慣病的發(fā)病 可能性。在使用纟鼓通道陣列的血液測(cè)定方法中，以熒光物質(zhì)使各血球細(xì)胞或 液體成分的^f壬一種熒光發(fā)色后，測(cè)定孩i細(xì)流^各流入口、流出口的血液的 各血液成分lt量的增減，血液的各血液成分所致的流^各阻塞狀況，或血 液通過(guò)時(shí)間，由此可求出血液的各血液成分的流動(dòng)特性或活性度。作為血球成分的染色材料，例如白血球以Rhodamine 6G、血小板以CFSE (Carboxyfluorescein Diacetate:羧基二乙酸螢光素)染色，通過(guò)4吏用熒 光顯農(nóng)"竟觀察，可測(cè)定更詳細(xì)的血液的各血液成分?jǐn)?shù)量的增減、血液的 各血液成分所致的流路阻塞狀況，從而提高診斷準(zhǔn)確性。在上述血液測(cè)定方法中，通過(guò)使用能觀察長(zhǎng)、寬0.6mm以上的寬闊 區(qū)域的高解像度照相機(jī)及圖像識(shí)別功能的使用，即可從微通道陣列的寬 廣范圍中識(shí)別各血液成分的通過(guò)、粘著、阻塞形態(tài)及部位，求出各血液 樣品的特性。由此，可以得到更準(zhǔn)確的知識(shí)。在使用光學(xué)顯微鏡的微通 道陣列的觀察中，欲觀察通過(guò)微細(xì)流路的血液樣品時(shí)，其觀察范圍限定 于數(shù)條微細(xì)流路(例如，長(zhǎng)、寬0.05mm左右)。即使對(duì)于流動(dòng)性好的 檢體，也有可能因?yàn)槌檠獣r(shí)接觸材料、空氣而產(chǎn)生血液凝集快，有捕捉 到由此引起的微細(xì)流路阻塞而誤診的可能。因圖像儀器的發(fā)達(dá)，例如，通過(guò)使用高解像度CCD照相機(jī)，觀察 范圍可擴(kuò)大為長(zhǎng)、寬lmm左右，通過(guò)不僅觀察部分微細(xì)流路而且觀察 更廣泛的區(qū)域，可以判別其主要形態(tài)。并且，可以判定所粘著的材料、 粘著部位及阻塞的主要原因是否是由紅血球、白血球、血小板、脂肪成 分等的任一種引起的，或通過(guò)預(yù)先輸入作為比較對(duì)照形態(tài)的圖像，從而 判斷其屬于何種形態(tài)。表示判定的方法例如將流過(guò)微細(xì)流路的血液的流動(dòng)性、粘著、阻塞的血液成分及部位以文字表示，同時(shí)，其形態(tài)以圖像 表示。各血液成分的流通、粘著、阻塞的形態(tài)及部位的識(shí)別形態(tài)有多個(gè) 形態(tài)時(shí)，可將第1形態(tài)、第2形態(tài)、第3形態(tài)連同其比率表示出來(lái)。對(duì) 于CCD照相機(jī)的優(yōu)選解像度，優(yōu)選為在長(zhǎng)、寬0.6mm以上的觀察范圍 下具有3pm左右的解像度，優(yōu)選使用像素為100萬(wàn)像素以上的照相機(jī)。
上述血液測(cè)定方法中，記錄從血液樣品開始流入至指定量流動(dòng)結(jié)束 之間的數(shù)據(jù)，在各經(jīng)過(guò)時(shí)間以圖像識(shí)別各血液成份的通過(guò)、粘著、阻塞 形態(tài)及部位，可求出各血液樣品的特性。血液樣品才艮據(jù)受試者的生活習(xí) 慣具有多樣特性。例如，受到的血小板的剪切應(yīng)力敏感度是多樣的，血 小板粘著在微細(xì)流路中，然后使膽固醇、血球成分粘著，由此開始產(chǎn)生 孩i細(xì)流路阻塞的時(shí)機(jī)是多樣的。記錄從血液樣品開始流入至指定量流動(dòng) 結(jié)束之間的數(shù)據(jù)，在各經(jīng)過(guò)時(shí)間以圖像識(shí)別各血液成分的通過(guò)、粘著、 阻塞形態(tài)及部位，可更可詳細(xì)掌握各檢體的特性，提高診斷精度。上述血液測(cè)定方法中，病例發(fā)病的可能性、影響發(fā)病的生活習(xí)慣因 素及生活指導(dǎo)內(nèi)容通過(guò)顯示、印刷和/或聲音表現(xiàn)，可提高對(duì)受試者預(yù)防 生活習(xí)慣病作指導(dǎo)時(shí)的準(zhǔn)確性。此外，受試者也可以將最初測(cè)定的圖像 帶回家，例如6個(gè)月后再次進(jìn)行血液測(cè)定，打印圖像，通過(guò)與前次圖像 的比較，而能以視覺認(rèn)識(shí)生活改善的效果，可更實(shí)質(zhì)地理解健康意識(shí)。在使用微通道陣列的血液測(cè)定方法中，可求出白血球組分的游走能力、粘著性能。具體而言，通過(guò)在農(nóng)乏細(xì)流^各的流入口 、流出口間i殳定生理活性物質(zhì)的濃度差，使白血球經(jīng)由微細(xì)流路移動(dòng)，然后，通過(guò)測(cè)定微 細(xì)流路的流入口、流出口，或流路中的白血球組分的數(shù)量的增減，或由 白血球所致的流路阻塞狀況，可求出白血球組分的游走能力、粘著性 能。血液樣品的流動(dòng)的一方，可由另一方僅根據(jù)生理活性物質(zhì)濃度差引 起的血球細(xì)胞的游走來(lái)測(cè)定。即，通過(guò)在流路入口側(cè)與出口側(cè)之間用設(shè) 定生理活性物質(zhì)的濃度差來(lái)代替設(shè)定靜水壓差，可以使只識(shí)別其生理活 性物質(zhì)的濃度差的血球細(xì)胞在流路內(nèi)游走?？赏ㄟ^(guò)測(cè)定其個(gè)數(shù)、通過(guò)時(shí) 間來(lái)進(jìn)4亍血液測(cè)定。在使用微通道陣列的血液測(cè)定方法中，以熒光或發(fā)光物質(zhì)使各血球 細(xì)胞或液體成分的任一種發(fā)色，通過(guò)測(cè)定其光強(qiáng)度來(lái)求出血球細(xì)胞成分 的活性度。通過(guò)測(cè)定將光照射在微細(xì)流路的流入口、流出口，或微細(xì)流 路的光學(xué)系統(tǒng)，與從微細(xì)流路反射或透射的光的變化量，可獲得更加定 量的數(shù)據(jù)。所用的光學(xué)系統(tǒng)可舉出熒光顯微鏡、激光顯微鏡、激光掃描 器等。以發(fā)光物質(zhì)使各血球細(xì)胞或液體成分的任一種發(fā)色，或識(shí)別來(lái)自 各血球細(xì)胞的發(fā)光強(qiáng)度，使不同種類的血球間、及血球與周圍的液體間的識(shí)別變得非常容易。為增加測(cè)定點(diǎn)及進(jìn)行測(cè)定數(shù)據(jù)的累積評(píng)價(jià)，優(yōu)選 采用計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序。 在使用微通道陣列的血液測(cè)定方法中，通過(guò)測(cè)定白血球的化學(xué)發(fā)光 量，可求出白血球的活性度。白血球?qū)耐獠窟M(jìn)入的病毒等外敵，具有 釋出活性氧予以擊退的功能。在生物體中可保持活性氧與抗氧化物質(zhì)(SOD:超氧化物歧化酶等)的平衡。在全血狀態(tài)下加魯米諾化學(xué)發(fā)光 試劑，血液中的活性氧與抗氧化物質(zhì)相差的量可作為化學(xué)發(fā)光量求出， 通過(guò)結(jié)合該測(cè)定結(jié)果與抗氧化物質(zhì)等的測(cè)定數(shù)據(jù)，即可把握病毒感染、 與抗氧化物質(zhì)的平衡等生物體狀態(tài)。在使用微通道陣列的血液測(cè)定方法中，使構(gòu)成微通道陣列的內(nèi)部空 間結(jié)構(gòu)的壁面的至少 一 部分堆積金等薄膜，利用表面等離子共振(Surface Plasmon Resonance)現(xiàn)象所致的反射光強(qiáng)度的變化測(cè)定通過(guò) 微細(xì)流路前后的介電常數(shù)變化，可求出血球成分的活性度。作為利用表 面等離子共振現(xiàn)象的檢測(cè)方式，向經(jīng)蒸鍍法等敷有金等薄膜的平板上照 射光，將薄膜表面的介電常數(shù)變化作為反射光強(qiáng)度的變化以高靈敏度進(jìn) 行檢測(cè)的方式。表面等離子共振裝置應(yīng)用該現(xiàn)象，開始應(yīng)用于要求極高 靈敏度的生物體分子間的反應(yīng)、結(jié)合量的測(cè)定及對(duì)速度論的分析。首 先，在構(gòu)成微通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的至少一部分壁面，通過(guò)蒸鍍法 等堆積金等薄膜，以薄膜表面的介電常數(shù)變化(反射光強(qiáng)度的變化)檢 測(cè)通過(guò)微細(xì)流路前后的血球成分的活性度，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并放大。為提 高薄膜表面的介電常數(shù)變化，也可先在構(gòu)成微通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu) 的至少一部分壁面將試劑固定化。表面等離子共振傳感器正在根據(jù)半導(dǎo) 體加工技術(shù)向微細(xì)化發(fā)展，可進(jìn)行微細(xì)流路指定部位的測(cè)定。在使用微通道陣列的血液測(cè)定方法中，構(gòu)成微通道陣列的內(nèi)部空間 結(jié)構(gòu)的任一壁面上配置可用超聲波檢測(cè)微弱頻率變化幅度的傳感器，測(cè) 定通過(guò)微細(xì)流路前后的頻率變化，可求出血球成分的活性度。對(duì)使用超 聲波的頻率變化的檢測(cè)，正在向應(yīng)用于要求極高靈敏度的生物體分子間 的反應(yīng)等的研究進(jìn)展。在構(gòu)成微通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的任一壁面固 定有以超聲波檢測(cè)微弱頻率變化幅度的傳感器及電極，通過(guò)將微細(xì)流路 前后的血球成分活性度以微弱的頻率變化幅度檢測(cè)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，加 以放大。各檢體的活性度差異，可進(jìn)行準(zhǔn)確數(shù)值化。為提高頻率變化幅 度，也可先在構(gòu)成微通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的至少一部分壁面將試劑 固定。超聲波傳感器正在根據(jù)半導(dǎo)體加工技術(shù)向微細(xì)化發(fā)展，也可進(jìn)行 微細(xì)流路指定部位的測(cè)定。另外，通過(guò)重復(fù)使用具有超聲波傳感器的第
I基板IO、以第2基板20為一次性產(chǎn)品，可降低檢測(cè)成本。在使用樣i通道陣列的血液測(cè)定方法中，在構(gòu)成孩t通道陣列的內(nèi)部空 間結(jié)構(gòu)的任一壁面配置ISFET傳感器，測(cè)定通過(guò)微細(xì)流路前后的微弱的 電位移量，可求出血球成分的活性度。ISFET傳感器(離子敏感場(chǎng)效應(yīng)晶體管傳感器)是在Si片表面覆以Si02-Si3N4膜，將由吸附在表面的不同的化學(xué)品種所產(chǎn)生的電位變化利用場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)放大的方 式。向應(yīng)用于要求極高靈敏度的生物體分子間的反應(yīng)等的研究正在開 展，已發(fā)表了超微小的葡萄糖傳感器等。預(yù)先在構(gòu)成微通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的任一壁面將ISFET傳感 器及電極固定，檢測(cè)通過(guò)微細(xì)流路前后的微弱電位移量，進(jìn)行電放大。 為提高電位移量，也可先在構(gòu)成微通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的至少 一部 分壁面將試劑固定。例如，通過(guò)重復(fù)使用具有超聲波傳感器的第1基板 10、以第2基板20為一次性產(chǎn)品，可降低檢測(cè)成本。在使用微通道陣列的血液測(cè)定方法中，預(yù)先在構(gòu)成微通道陣列的內(nèi) 部空間結(jié)構(gòu)的任一壁面配置電極，將試劑固定，使血液與試劑混合后測(cè) 定其化學(xué)變化后的微弱電位移量，由此求出生化數(shù)據(jù)。通過(guò)觀察通過(guò)微 細(xì)流路的血液成分的流動(dòng)，再現(xiàn)生物體中微循環(huán)(毛細(xì)血管)的流動(dòng)， 在進(jìn)行生活習(xí)慣病的發(fā)病預(yù)測(cè)及生活指導(dǎo)時(shí)，獲得生化數(shù)據(jù)，這在進(jìn)行 生活指導(dǎo)上是重要的。生化數(shù)據(jù)在綜合性健康檢查等機(jī)構(gòu)中，因測(cè)定裝置齊全只需數(shù)小時(shí) 即可知其值。與此相比，小型診所則因無(wú)測(cè)定裝置，委托外部測(cè)定則需 要數(shù)日。如果使用微通道陣列即可測(cè)定膽固醇、肝功、尿酸、血糖值等 生化數(shù)據(jù)，則以少量檢體即可迅速得到結(jié)果，則小型診所也能作出準(zhǔn)確 的生活習(xí)慣病的發(fā)病預(yù)測(cè)及生活指導(dǎo)。生化數(shù)據(jù)的測(cè)定如下所述，即，預(yù)先將酶(谷氨酸氧化酶)等試劑 固定在構(gòu)成孩i通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的至少 一部分壁面，與血液樣品 混合后，經(jīng)由電極測(cè)定其化學(xué)變化后的微弱電位移量，經(jīng)電放大顯示出 數(shù)值。在使用孩i通道陣列的血液測(cè)定方法中，預(yù)先在構(gòu)成農(nóng)i通道陣列的內(nèi) 部空間結(jié)構(gòu)的至少一部分壁面將試劑固定，使血液與試劑混合后，照射 光，測(cè)定其變化量，可求出生化數(shù)據(jù)。光的光源從可指定測(cè)定范圍、可 準(zhǔn)確檢測(cè)其變化量出發(fā)優(yōu)選為紅外線激光，血液與試劑混合后，可由光
的反射、透射、吸光、反射位置的變化求出生化數(shù)據(jù)。使用本發(fā)明微通道陣列的血液測(cè)定也對(duì)動(dòng)物有效，期待著其開展。 作為對(duì)象之一可舉出牛(肉食牛、奶牛)或豬等家畜動(dòng)物。為掌握這些 家畜的生活環(huán)境影響，如以人為對(duì)象進(jìn)行血液測(cè)定同樣，可利用本發(fā)明 的微通道陣列。其他對(duì)象可舉出貓、狗等寵物。目前，寵物已被接受為 家庭一員，對(duì)該動(dòng)物的生活環(huán)境影響的掌握，對(duì)長(zhǎng)期共同生活的家庭成 員來(lái)說(shuō)是重要的，如同以人為對(duì)象進(jìn)行血液測(cè)定同樣，可利用本發(fā)明微 通道陣列。才艮據(jù)-使用本實(shí)施方式的孩i通道陣列的血液測(cè)定方法，可使血液才羊品從作為源頭的流入口流往作為干血管的上游側(cè)流路5，進(jìn)而流往作為支 流的模擬毛細(xì)血管的微細(xì)流路7,因此可期待向更多用途的展開。通過(guò) 使用微通道陣列的血液測(cè)定，也可以開展用于作為判定健康食品、健康 飲料、維生素制劑等產(chǎn)品的效果的判斷工具。此外，通過(guò)在測(cè)定裝置側(cè) 的流入口附近或流出口附近，或其兩者安裝流量控制系統(tǒng)，進(jìn)行血液測(cè) 定的工作人員就能簡(jiǎn)單地重復(fù)再現(xiàn)最佳的流動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)本實(shí)施方式的血液測(cè)定方法，因使用以生物體的毛細(xì)血管為模 型的孩i通道陣列，故可求出流過(guò)孩i細(xì)流;洛的血液流動(dòng)特性、活性度，既 可推測(cè)生物體內(nèi)^:循環(huán)系統(tǒng)的流動(dòng)。并且，可由其流動(dòng)、阻塞狀態(tài)預(yù)測(cè) 生活習(xí)慣病的發(fā)病，進(jìn)行生活指導(dǎo)。受試者除了通過(guò)常規(guī)的血液檢驗(yàn)中 的血糖值、肝功、膽固醇等生化測(cè)定數(shù)據(jù)，且通過(guò)實(shí)際觀察流過(guò)孩B田流 路的血液的狀態(tài)，可以真正認(rèn)識(shí)到改善生活習(xí)慣的必要性，更加提高對(duì) 預(yù)防醫(yī)學(xué)的關(guān)心。實(shí)施例下面，舉出實(shí)施例更具體地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于下述 實(shí)施例。對(duì)由樹脂基板制成的微通道陣列進(jìn)行說(shuō)明。首先，參照?qǐng)D4A至圖4H具體說(shuō)明形成樹脂成型品的方法。如圖 4A所示，在基板上以有機(jī)材料(東京應(yīng)化工業(yè)制"PMER N-CA3000PM，，)為基底進(jìn)行第1次抗蝕劑涂布。然后，如圖4B所示形成 第1抗蝕層，將加工成所期望掩模圖案的掩模A,相對(duì)形成有第l抗蝕 層的基板以所期望位置進(jìn)行對(duì)位。 然后，使用UV曝光裝置(佳能制"PLA-501F，，波長(zhǎng)365nm), 從上述基板的掩模A側(cè)照射光，進(jìn)行第l抗蝕層的曝光。曝光后，以熱 板(100°C x 4分鐘)加熱基板，對(duì)第1抗蝕層施行熱處理。然后，如圖 4C所示，在形成有第1抗蝕層的基板上，以有機(jī)材料(東京應(yīng)化工業(yè) 制"PMERN-GA3000PM")為基底進(jìn)行第2次抗蝕劑涂布。然后，如第4D所示形成第2抗蝕層，將加工成所期望掩模圖案的 掩模B,相對(duì)基板以所期望位置進(jìn)行對(duì)位。然后，從上述基板的掩模B 側(cè)利用上述UV曝光裝置進(jìn)行第2抗蝕層的曝光。曝光后，以熱板(IOO 。C x8分鐘)加熱基板，施行第2抗蝕層的熱處理。然后，如圖4E所示， 使具有第1抗蝕層和第2抗蝕層的基板顯影，在基板上形成抗蝕圖案(顯 影液東京應(yīng)化工業(yè)制"PMER顯影液P-7G，，)。然后，如圖4F所示，在具有上述抗蝕圖案的基板表面堆積導(dǎo)電性 膜。具體而言是進(jìn)行濺射，在抗蝕圖案上堆積銀制導(dǎo)電性膜。然后，如 圖4G所示，將堆積有導(dǎo)電性膜的基板浸泡在鎳電鍍液中進(jìn)行電鍍，在 抗蝕圖案的凹谷間制得金屬構(gòu)造體(下稱"鎳構(gòu)造體")。然后，如圖4H所示，以所得的鎳構(gòu)造體為金屬模，經(jīng)注射成型在 鎳構(gòu)造體中填充塑料材料，得到塑料成型體。塑料成型體的材料采用 KURARAY (抹)制丙烯酸類(PARAPET G-HS )。[比較用微通道陣列X的制作](流路的制作)圖10A是比較用微通道陣列X的第1基板120的俯 視圖，圖10B表示第1基板120的沿XB-XB，的剖視圖。第1基板120 如第IOA及10B圖所示，設(shè)有流入口側(cè)第1凹部l23、流出口側(cè)第1凹 部124、上游側(cè)第1溝群125、下游側(cè)第1溝群126、第1對(duì)位部128、 第2對(duì)位部129。第1基板120使用厚度lmm、直徑5英寸的硅基板(三菱材料制)， 如下制造。首先，在硅基板120表面以蒸鍍法堆積作為掩模體的鋁 0.2pm。然后，以照相平板印刷術(shù)在硅基板上進(jìn)行鋁圖案體的成形。然 后，以鋁圖案體為掩模，經(jīng)第1次干式蝕刻(ULVAC公司制)，形成 寬度300ium、 5果50|nm的^fj各。(微細(xì)溝的制作)用洗滌液除去第l次使用的鋁。然后，在硅基板 120表面上進(jìn)行第2次的鋁蒸鍍。然后，進(jìn)行掩模的對(duì)位，使上游側(cè)第1 溝群125及下游側(cè)第1溝群126與微細(xì)溝群127的位置關(guān)系成為所期望
位置。然后，以照相平板印刷術(shù)，在硅基板上進(jìn)行鋁圖案體的成形。然后，以鋁圖案體為掩模，經(jīng)第2次千式蝕刻形成寬度6nm、深5pm的微 細(xì)溝。然后，用洗滌液除去鋁圖案體，經(jīng)噴砂處理法制作以左端部為液 體流入口 101、以右端部為液體流出口 102的直徑1.6mm的貫通孔。然后，為抗血液附著而親水化，實(shí)施熱氧化處理，在石圭基4反表面形 成Si02膜。然后，以切粒機(jī)切出長(zhǎng)8mmx寬16mm的片，疊置透明平才反 形成用于使樣品在微細(xì)溝中流動(dòng)的空間結(jié)構(gòu)。在空氣中測(cè)定對(duì)水的接觸 角。使用接觸角測(cè)定裝置(協(xié)和界面化學(xué)(抹)制，CA-DTA型)測(cè)定， 結(jié)果為38°。在第1基板120上面疊置同尺寸的透明平板，制作微通道陣列X。 [微通道陣列A的制作]微通道陣列A的第1基板和第2基板使用圖2A、圖2B所示的第1 基板，和圖3A、圖3B所示的第2基板?；迨褂瞄L(zhǎng)15mmx寬15mm、 厚lmm的樹脂制基板。(第1基板10的制作)參照?qǐng)D4A至圖4H所示的成型品形成方法， 得圖2A、圖2B所示的第1基板10。具體而言，重復(fù)2次抗蝕劑涂布形 成第1抗蝕層，實(shí)施曝光、熱處理。然后，如圖4F所示，在具有抗蝕 圖案的基板表面堆積導(dǎo)電性膜。然后，如圖4G所示，在堆積有導(dǎo)電性 膜的基板上形成金屬構(gòu)造體。然后，如圖4H所示，以所得金屬構(gòu)造體 為金屬模，經(jīng)注射成型得到塑料成型體。通過(guò)該工序，在基板上制作6 條寬300|Lim、深300ium的溝。此外，為進(jìn)行對(duì)位，^沒置具有深300pm 的凹型圖案的第1對(duì)位部18、第2對(duì)位部19。(第2基板20的制作)基板尺寸與上述第1基板10相同。制造方 法參照與制造上述第1基板10同樣的方法，制作如圖3A、圖3B所示 的寬度6(im、深5pm的微細(xì)溝等。此外，設(shè)置用于對(duì)位的第3對(duì)位部 28、第4對(duì)位部29。使它們的高度為250fim。該凸型圖案是預(yù)先在用于 抗蝕圖案形成工序的抗蝕劑涂布用的玻璃基板，以濕式蝕刻法形成凹型 圖案而制造的。(抗血液附著處理)在所制造的第1基板10和第2基板20以等離 子處理進(jìn)行表面改性。使用濺射裝置(ULVAC (抹)制，SV),堆積 SiO2膜100nm。如同比較用微通道陣列X，測(cè)定對(duì)水的接觸角，確定是 25°。核對(duì)第1基板IO和第2基板20使對(duì)位部重疊而制作微通道陣列A。微通道陣列B的第1基板和第2基板使用圖5A、 5B的第1基板和 圖3A、 3B的第2基板。此后的說(shuō)明中與上述微通道陣列A同的要素構(gòu) 件附有同一符號(hào)，說(shuō)明予以適當(dāng)省略。第1基板10b是經(jīng)如上方法制作成具二級(jí)階差的形狀。使上游側(cè)第 1溝群的流路寬度為300ium，其中第1級(jí)溝群15b的流路深度為300nm, 第2級(jí)溝群12b的流路深度為100pm,其它部分與上述微通道陣列A相 同。第2基板20使用如同用于微通道陣列A者。(抗血液附著處理)在所制造的第1基板10和第2基板20以等離 子處理進(jìn)行表面改性。使用'減射裝置(ULVAC (抹)制，SV)，堆積 SiO2膜100nm。如同比較用微通道陣列X,測(cè)定對(duì)水的接觸角，結(jié)果是 24°。核對(duì)第1基板10b和第2基板20使對(duì)位部重疊而制作微通道陣列 B。[微通道陣列C的制作]微通道陣列C的第1基板和第2基板使用圖6的第1基板及圖7的 第2基板。(第1基板10的制作)第l基板10c是經(jīng)圖4A至圖4H的工序形 成抗蝕層后，如圖6所示，使上游側(cè)第1溝群的流路寬度為300jxm，其 中第1級(jí)溝群15c的流路深度為300jim，第2級(jí)溝群12c的流路深度為 100pm。其它結(jié)構(gòu)、制作法同微通道陣列A的第1基板10。(第2基板20的制作)第2基板20c是經(jīng)圖4A至圖4H的工序形 成抗蝕層后，如圖7所示，制作多個(gè)微細(xì)溝群27的溝由(a)流路長(zhǎng) 30fim、深5|im， ( b )流路長(zhǎng)15fim、深5,， ( c)流路長(zhǎng)5fim、深5)im 三種組成的微細(xì)溝群27。其它結(jié)構(gòu)、制造方法同微通道陣列A的第2 基板20。(抗血液附著處理)在所制造的第1基板10c和第2基板Mc以有 機(jī)材料涂布進(jìn)行表面改性。使用日本油脂(抹)銷售的商品名 Lipidure-PMB (具有磷脂質(zhì)極性基的MPC聚合物與丙烯酸丁脂的共聚 物)涂布。如同比較用微通道陣列X,測(cè)定對(duì)水的接觸角，結(jié)果是18°。 核對(duì)第1基板10c和第2基板20c使對(duì)位部重疊制作微通道陣列C。 [微通道陣列D的制作]微通道陣列D的第1基板和第2基板使用圖2A、 2B的第1基板和 圖8A、 8B的第2基板。第1基板使用如同微通道陣列A者。第2基板 是經(jīng)圖4A至圖4H的工序形成抗蝕層，如圖8A、 8B所示，微細(xì)溝群27 為溝寬6fim,溝深5jxm、 30pm的2級(jí)結(jié)構(gòu)。其它部分與上述孩t通道陣 列A的結(jié)構(gòu)、制造方法同。(抗血液附著處理)在所制造的第1基板10和第2基板20d以有 機(jī)材料涂布進(jìn)行表面改性。使用日本油脂(林)銷售的商品名 Lipidure-PMB (具有磷脂質(zhì)極性基的MPC聚合物與丙烯酸丁脂的共聚 物)涂布。如同比較用微通道陣列X,測(cè)定對(duì)水的接觸角，結(jié)果是16°。 核對(duì)第1基板10和第2基板20d使對(duì)位部重疊制作微通道陣列D。 [比較例1]以比較用微通道陣列X進(jìn)行血液測(cè)定。為防氣泡混入，預(yù)先將比較 用微通道陣列X浸入生理鹽水后，固定在測(cè)定模件。其次，按照生理鹽 水、血液的順序?qū)霕悠?。血液測(cè)定是目視觀察從左端部的流入口導(dǎo)入 的血液樣品，經(jīng)流路、孩i細(xì)溝由右端部流出為止的形態(tài)。并測(cè)定血液樣 品100|il的通過(guò)時(shí)間。以CCD照相機(jī)觀察血液樣品的流動(dòng)及農(nóng)i細(xì)溝的阻塞狀態(tài)。血液樣品通過(guò)20秒后開始有血小板附著在微細(xì)溝跟前的面上，30 秒后在寬廣范圍確認(rèn)由膽固醇、血球細(xì)胞粘著成的凝集塊阻塞微細(xì)溝的 情況。因此，無(wú)法觀察紅血球、白血球等血液成分的變形能力、粘著有 關(guān)的性狀。血液通過(guò)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)140秒，在微細(xì)溝群127形成的流路跟前 的面(材料)有血小板附著，推測(cè)是其原因。為抗血液附著的親水化處 理中，對(duì)水的接觸角高達(dá)38。推測(cè)是原因之一。其它原因推測(cè)是，用于 導(dǎo)入血液樣品的微細(xì)溝群127形成的流路深度淺至50jLim,血小板因流 路阻力而活化，粘著在孩i細(xì)溝跟前的面。以硅為材料時(shí)，抗血液附著的方法主要是利用制造半導(dǎo)體時(shí)用于提 高其表面絕緣電阻、降低耗電量的熱氧化處理，但并非最適合預(yù)測(cè)對(duì)血 液樣品、特別是其中的血球細(xì)胞的抗附著性。[實(shí)施例1]以-使用上述孩么通道陣列A的血液測(cè)定i兌明血液的流動(dòng)性測(cè)定的例 子。血液樣品使用如同比較用微通道陣列X的檢體。對(duì)于比較用孩么通道陣列X,血液通過(guò)20秒后孩i細(xì)流路跟前壁面開 始有血小板附著，以凝集塊凝集在微細(xì)流路，與之相對(duì)，上述微通道陣
列A中，在同一條件下無(wú)血小板的附著。使用微通道陣列A時(shí)，血液通過(guò)30秒后，通過(guò)微細(xì)流路后的壁面可見血小板附著的情形。其它血球 成分紅血球、白血球，確認(rèn)可變形通過(guò)，確認(rèn)呈通常血液成分的形態(tài)。血液通過(guò)時(shí)間，不在孩么細(xì)流^各跟前的面附著，縮短至60秒。比較 用微通道陣列X因在材料面附著，模擬千血管的上游側(cè)流路105、下游 側(cè)流路106也有血液附著，未再現(xiàn)生物體的微循環(huán)，與之相對(duì)，推測(cè);f鼓 通道陣列A中再現(xiàn)了可稱作毛細(xì)血管的微循環(huán)。血小板在材料上的附著可被抑制的理由推測(cè)是根據(jù)濺射法可堆積 穩(wěn)定的Si02膜，對(duì)水的接觸角可降至25。的原因。[實(shí)施例2]下面說(shuō)明使用上述微通道陣列B的血液流動(dòng)測(cè)定的例子。血液樣品 使用與比較用微通道陣列X相同的檢體。如同實(shí)施例1，血小板不附著微細(xì)流路跟前的面，經(jīng)30秒在通過(guò)微 細(xì)流路后的面上可見血小板附著的情形。作為其它血球成分的紅血球、 白血球，確認(rèn)可變形通過(guò)，確認(rèn)呈通常血液成分的形態(tài)。血液通過(guò)時(shí)間為50秒，短于實(shí)施例1。實(shí)施例1所使用的孩i通道陣 列A的第1基板10是流路深度300pm的1級(jí)結(jié)構(gòu)，與之相對(duì)，實(shí)施例 2的第1基板10b的流路因是10(Vm、 300pm的2級(jí)結(jié)構(gòu)，可再現(xiàn)干血 管(深300pm的流路)至作為支流的枝血管(深lOOpm的流路)、以 至可稱作毛細(xì)血管(微細(xì)流路)的模擬生物體模型的流動(dòng)，流路內(nèi)不發(fā) 生血小板的活化，可進(jìn)行微細(xì)流路通過(guò)后的觀察。該血液測(cè)定中，具有長(zhǎng)、寬1.2mm的觀察范圍，使用解像度200 萬(wàn)像素的CCD照相機(jī)(CANON制)。預(yù)先在電腦輸入血液樣品的流動(dòng)， 各血液成分所致的粘著、阻塞等的情形，血液測(cè)定后從長(zhǎng)、寬1.2mm的 觀察范圍識(shí)別主要流動(dòng)狀態(tài)的形態(tài)如何，成功顯示其圖像。利用電腦的 數(shù)據(jù)處理速度及存儲(chǔ)能力，即可進(jìn)行各血液通過(guò)時(shí)間的圖像識(shí)別及其形 態(tài)所示的疾病預(yù)測(cè)、原因、改善所需的生活習(xí)慣項(xiàng)目的顯示、印刷或發(fā) 聲。圖9是表示本測(cè)定中血液流動(dòng)的圖像。[實(shí)施例3]下面說(shuō)明使用上述孩i通道陣列C的血液流動(dòng)測(cè)定的例子。血液樣品 使用與比較用微通道陣列X相同的檢體。微通道陣列C的目的在于獲得如上所述與受試者血液的血小板有 關(guān)的剪切應(yīng)力敏感度的詳細(xì)信息，由微細(xì)溝群27c形成的流路尺寸有 (a)流路長(zhǎng)30,、深5|im， (b)流路長(zhǎng)15|im、深5,, (c)流路 長(zhǎng)5)am、 深5)am三種。用于抗血液附著的表面改性通過(guò)對(duì)有機(jī)材料(商品名Lipidure-PMB (具有磷脂質(zhì)極性基的MPC聚合物與丙烯酸丁脂的共聚物)進(jìn)行涂布， 如同實(shí)施例1,在任一種由^:細(xì)溝群27c形成的流路中均未見對(duì);徵細(xì)流 路跟前的面的血小板附著。流路長(zhǎng)5^im、深5pm的微細(xì)溝中，至通過(guò)結(jié) 束，由微細(xì)溝群27c形成的流路的通過(guò)后的面不見血小板附著。流路長(zhǎng) 30jim、深5fim的微細(xì)溝30秒后，流路長(zhǎng)15pm、深5pm的微細(xì)溝40 秒后，由微細(xì)溝群2 c形成的流路的通過(guò)的面可見血小板開始附著。血 液通過(guò)時(shí)間為45秒。接著使用另一受試者的檢體進(jìn)行血液測(cè)定。結(jié)果血液開始通過(guò)的15 秒后，流路長(zhǎng)30pm、深5pm的微細(xì)溝開始可見血小板附著，流路長(zhǎng) 15pm、深5pm者30秒后，流路長(zhǎng)5fim、深5pm者60秒后開始可見血 小板附著，血液通過(guò)結(jié)束時(shí)，流路長(zhǎng)30iim、深5iam的微細(xì)溝基本阻塞。 血液通過(guò)時(shí)間為120秒。由該測(cè)定結(jié)果確認(rèn)，由微細(xì)溝群27c形成的流路具有多個(gè)的流路寬 度、流路深度不同的形狀，由此可更詳細(xì)地掌握各檢體的血小板剪切應(yīng) 力敏感度。[實(shí)施例4]下面說(shuō)明使用上述孩i通道陣列D的血液流動(dòng)測(cè)定的例子。血液樣品 使用與比較用微通道陣列X相同的檢體。如同實(shí)施例l，血小板不附著 在微細(xì)溝群27d形成的流路跟前的面，經(jīng)30秒在通過(guò)微細(xì)溝群27d形 成的流路后的面上可見血小板附著的情形。作為其它血球成分的紅血 球、白血球確認(rèn)可變形通過(guò)，確認(rèn)呈通常血液成分的形態(tài)。血液通過(guò)時(shí)間為55秒，稍短于實(shí)施例1。用于實(shí)施例1的孩i通道陣 列D的第2基板20d由于是在微細(xì)溝群27d形成的流路跟前具有深30pm 的階差的結(jié)構(gòu)，如同實(shí)施例2的二級(jí)結(jié)構(gòu)，可再現(xiàn)干血管(深300pm的 流路)至作為支流的枝血管(深30pm的階差流路)、以至毛細(xì)血管(微 細(xì)溝群27d形成的流路)的生物體模型的模擬流動(dòng)，推測(cè)流路內(nèi)不發(fā)生 血小板的活化，可通過(guò)微細(xì)溝。在微通道陣列的第l基板、第2基板進(jìn)行多種形狀的成形，疊置或
貼合各基板，結(jié)果可實(shí)現(xiàn)形狀極復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，可提供再現(xiàn)生物體模 型的微循環(huán)系統(tǒng)(毛細(xì)血管)的微通道陣列。產(chǎn)業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可應(yīng)用于例如作為血液中有形成分的紅血球、白血球、血小 板功能的測(cè)定、評(píng)價(jià)所用的微通道陣列。
權(quán)利要求
1.一種微通道陣列，由第1基板和第2基板密合或接合而形成，表面具備液體流入口和液體流出口，內(nèi)部具有連通所述液體流入口至所述液體流出口的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)具備連通所述液體流入口的至少一個(gè)上游側(cè)流路，連通所述液體流出口、與所述上游側(cè)流路保有間隙而相向的至少一個(gè)下游側(cè)流路，及連通所述上游側(cè)流路及所述下游側(cè)流路，流路截面中心部至該流路側(cè)壁部的最短距離小于所述上游側(cè)流路及所述下游側(cè)流路的微細(xì)流路；在所述第1基板與所述第2基板密合或接合的面一側(cè)分別設(shè)有用于形成所述上游側(cè)流路及所述下游側(cè)流路的溝部，所述第2基板中，在所述第1基板與所述第2基板密合或接合的面一側(cè)，設(shè)有用于形成所述微細(xì)流路的溝部。
2. 如權(quán)利要求1所述的微通道陣列，其特征在于， 所述上游側(cè)流路及所述下游側(cè)流路的流路寬度及深度為20pm以上、l,OOO]um以下，所述孩t細(xì)流3各的寬度及深度為lium以上、50^im以下，所述上游側(cè)流路、所述下游側(cè)流路及所述微細(xì)流路的流路寬度與深度之比分別在1:10 ~ 10:1的范圍內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的微通道陣列，其特征在于，所述上游側(cè)流路、所述下游側(cè)流路及所述纟敖細(xì)流路的至少 一部分， 在深度方向具備多級(jí)結(jié)構(gòu)和/或傾斜結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求l、 2或3所述的微通道陣列，其特征在于，所述凝:細(xì)流路由多個(gè)該微細(xì)流路的寬度、深度、流路長(zhǎng)度的至少一個(gè)不同者構(gòu)成。
5. 如權(quán)利要求1 ~4中任一項(xiàng)所述的微通道陣列，其特征在于，設(shè) 置所述孩i細(xì)流路配使其相對(duì)所述上游側(cè)流i 各略垂直。
6. 如權(quán)利要求1 ~5中任一項(xiàng)所述的微通道陣列，其特征在于，所 述內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的表面對(duì)水的接觸角在0.5°以上、60°以下。
7. 如權(quán)利要求1 ~6中任一項(xiàng)所述的微通道陣列，其特征在于，所述第1基板和第2基板是樹脂成型品。
8. 如權(quán)利要求1 ~7中任一項(xiàng)所述的微通道陣列，其特征在于，作 為產(chǎn)業(yè)廢棄物或感染性廢棄物可進(jìn)行焚化處理。
9. 如權(quán)利要求1 ~8中任一項(xiàng)所述的微通道陣列，其特征在于，所 述第1基板或第2基板的至少任一個(gè)是透明的。
10. —種微通道陣列的制造方法，其特征在于，通過(guò)在基板上以通 過(guò)抗蝕劑形成圖案的工序，根據(jù)形成于所述基板上的所述抗蝕圖案將金 屬附著、形成金屬構(gòu)造體的工序，及以所述金屬構(gòu)造體為模具形成成型 體的工序，分別形成第1基板和第2基板，將所述第1基板和第2基板 密合或接合。
11. 如權(quán)利要求IO所述的微通道陣列的制造方法，其特征在于，具 有使所述第l基板和第2基板在密合或接合時(shí)可成為所期望位置關(guān)系的 對(duì)位裝置。
12. —種血液測(cè)定方法，其使用如權(quán)利要求1 ~9中任一項(xiàng)所述的微 通道陣列，其特征在于，從孩i通道陣列的液體流入口 ，使至少含血液樣 品的樣品在設(shè)于孩i通道陣列內(nèi)的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)中的^:細(xì)流路中流動(dòng)，測(cè) 定通過(guò)所述微細(xì)流路的所述血液的各血液成分的狀態(tài)，由所述測(cè)定求出 所述血液的各血液成分的流動(dòng)特性或活性度。
13. 如權(quán)利要求12所述的血液測(cè)定方法，其特征在于，所述血液的 各血液成分的狀態(tài)的測(cè)定是至少在所述微細(xì)流路的流入口附近及所述 微細(xì)流路的流出口附近進(jìn)行的。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的血液測(cè)定方法，其特征在于，(i) 對(duì)于所述作為血液成分的紅血球，測(cè)定通過(guò)所述微細(xì)流路時(shí)的 變形能力或/和阻塞狀況以求出所述紅血球的活性度。(ii) 對(duì)于所述作為血液成分的血小板，測(cè)定對(duì)該孩i細(xì)流路的側(cè)壁 面的粘著性能或/和對(duì)該孩i細(xì)流路的阻塞狀況以求出所述血小4反的活性 度，或/和(iii) 測(cè)定作為血液成分的白血球?qū)λ鑫⒓?xì)流路的側(cè)壁面的粘著 性能、通過(guò)所述微細(xì)流路時(shí)的變形能力、大小的變化狀況或/和對(duì)該微細(xì) 流路的阻塞狀況以下，以求出所述白血球的活性度。
15. 如權(quán)利要求12或13所述的血液測(cè)定方法，其特征在于，對(duì)于 作為所述血液成分的血漿成分，測(cè)定對(duì)所迷微細(xì)流路的阻塞狀況，求出 所述血漿成分中膽固醇的存在程度。
16. —種血液測(cè)定方法，其為使用權(quán)利要求12或13所述的微通道 陣列的血液測(cè)定方法，其特征在于，所述微細(xì)流路是具備流路寬度、流 路深度或流路長(zhǎng)度的至少 一個(gè)不同的多個(gè)形狀的微細(xì)流路，對(duì)于作為所述血液成分的血小板，在所迷多個(gè)形狀的每個(gè)所述微細(xì) 流路測(cè)定對(duì)所述農(nóng)i細(xì)流路的粘著性能，由該測(cè)定求出所述血小板的活性 度。
17. 如權(quán)利要求12~16中任一項(xiàng)所述的血液測(cè)定方法，其特征在 于，對(duì)所述血液的各血球細(xì)胞或液體成分的任一種以熒光物質(zhì)使之熒光 發(fā)色來(lái)進(jìn)行測(cè)定。
18. 如權(quán)利要求12-17中任一項(xiàng)所述的血液測(cè)定方法，其特征在 于，通過(guò)可觀察長(zhǎng)、寬0.6mm以上的廣闊區(qū)域的高解像度照相機(jī)及圖像 識(shí)別功能的使用，從微通道陣列的寬廣范圍，識(shí)別所述血液成分的通 過(guò)、粘著、阻塞形態(tài)及部位，求出所述血液成分的至少任一特性。
19. 如權(quán)利要求12-18中任一項(xiàng)所述的血液測(cè)定方法，其特征在 于，所述試劑從流入開始至指定量流通結(jié)束之間進(jìn)行數(shù)位記錄，在各經(jīng) 過(guò)時(shí)間對(duì)所述血液的各血液成分的至少任一種的通過(guò)、粘著、阻塞形態(tài) 及部位以圖4象識(shí)別，求出所述血液的各血液成分的至少任一種的特性。
20. 如權(quán)利要求19所述的血液測(cè)定方法，其特征在于，對(duì)于所述血 液的各血液成分的求出的特性、病例發(fā)病的可能性、影響發(fā)病的生活習(xí) 慣因子、或/和生活指導(dǎo)的內(nèi)容用顯示、印刷或/和聲音表現(xiàn)。
21. —種血液測(cè)定方法，使用如權(quán)利要求1 ~9中任一項(xiàng)所述的微通 道陣列，其特征在于，通過(guò)在所述微通道陣列內(nèi)設(shè)置的微細(xì)流路的流入 口、流出口之間設(shè)定生理活性物質(zhì)的濃度差，以使白血球經(jīng)由所述微細(xì) 流^各移動(dòng)，然后，測(cè)定所述孩i細(xì)流路的流入口 、流出口、或所述孩i細(xì)流 路中白血球組分的數(shù)量的增減，或白血球所致的所述^f敖細(xì)流路的阻塞狀 況，由此求出白血球組分的游走能力、粘著性能。
22. —種血液測(cè)定方法，使用如權(quán)利要求1 ~9中任一項(xiàng)所述的微通 道陣列，其特征在于，以發(fā)光或熒光物質(zhì)使所述血液的各血球細(xì)胞或液 體成分的任一種發(fā)色，從所述微通道陣列的液體流入口 ，使至少含血液 樣品的樣品在設(shè)在所述孩i通道陣列內(nèi)的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的孩i細(xì)流路中流 動(dòng)，測(cè)定通過(guò)該農(nóng)i細(xì)流路的所述血液的各血液成分的光強(qiáng)度，由該光強(qiáng) 度值求出該經(jīng)測(cè)定的血液成分的活性度。
23. —種血液測(cè)定方法，使用如權(quán)利要求22所述的微通道陣列，其 特征在于，以發(fā)光或熒光物質(zhì)使作為所述血液成分的白血球發(fā)色，測(cè)定 通過(guò)所述微細(xì)流路的所述白血球的化學(xué)發(fā)光量，由此求出所述白血球的 活性度。
24. —種血液測(cè)定方法，4吏用如4又利要求1 ~9中任一項(xiàng)所述的孩i通 道陣列，其特征在于，在所述;f鼓通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的至少一部分 壁面堆積金等的薄膜，從纟效通道陣列的液體流入口 ，使至少含血液樣品 的樣品在設(shè)在所述微通道陣列內(nèi)的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的微細(xì)流路中流動(dòng)，通 過(guò)由表面等離子共振現(xiàn)象引起的反射光強(qiáng)度的變化來(lái)測(cè)定通過(guò)該微細(xì) 流路前后的介電常數(shù)變化，由該測(cè)定值求出血球成分的活性度。
25. —種血液測(cè)定方法，用如權(quán)利要求1 ~ 9中任一項(xiàng)所述的微通道 陣列，其特征在于，在所述微通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的任一壁面配置 以超聲波檢測(cè)微弱頻率變化幅度的傳感器，從微通道陣列的液體流入 口 ，使至少含血液樣品的樣品在設(shè)在所述孩i通道陣列內(nèi)的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu) 的微細(xì)流路中流動(dòng)，測(cè)定通過(guò)該微細(xì)流路前后時(shí)的頻率變化，由所述測(cè) 定值求出血球成分的活性度。
26. —種血液測(cè)定方法，使用如權(quán)利要求1 ~9中任一項(xiàng)所述的微通 道陣列，其特征在于，在所述微通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的任一壁面配 置FET傳感器，從微通道陣列的液體流入口 ，使至少含血液樣品的樣品 在設(shè)在所述微通道陣列內(nèi)的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的孩t細(xì)流路中流動(dòng)，測(cè)定通過(guò) 所述微細(xì)流路前后時(shí)的微弱電位移量，由所述測(cè)定值求出血球成分的活 性度。
27. —種血液測(cè)定方法，使用如權(quán)利要求1 ~ 9中任一項(xiàng)所述的微通 道陣列，其特征在于，在所述微通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的任一壁面配 置電極，并將試劑固定，通過(guò)從孩i通道陣列的液體流入口 ， -使至少含血 液樣品的樣品在所述孩i細(xì)流路中流動(dòng)，以j吏所述血液樣品與所述試劑混 合，測(cè)定其化學(xué)變化后的微弱電位移量，以求出生化數(shù)據(jù)。
28. —種血液測(cè)定方法，使用如權(quán)利要求1 ~9中任一項(xiàng)所述的微通 道陣列，其特征在于，在所述微通道陣列的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的至少一部分 壁面將試劑固定，通過(guò)乂人-微通道陣列的液體流入口 ， -使至少含血液樣品 的樣品在所述微細(xì)流路中流動(dòng)，以使所述血液樣品與所述試劑混合，然 后向所述微通道陣列照射光，測(cè)定照射光前后的變化量以求出生化數(shù) 據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供可用簡(jiǎn)單方法制備復(fù)雜流路的微通道陣列及其制造方法、及血液測(cè)定方法。所述微通道陣列(100)通過(guò)接合第1基板(10)和第2基板(10)形成，表面具備液體流入口(1)和液體流出口(2)，內(nèi)部有連通液體流入口(1)至液體流出口(2)的空間結(jié)構(gòu)；其內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)具備流入口側(cè)空間(3)、流出口側(cè)空間(4)、連通流入口側(cè)空間(3)的上游側(cè)流路(5)、連通流出口側(cè)空間(4)且與上游側(cè)流路(5)保有間隙而相向的下游側(cè)流路(6)、以及連通上游側(cè)流路(5)與下游測(cè)流路(6)的微細(xì)流路(7)，在第1基板(10)和第2基板(10)上分別設(shè)有用于形成流入口側(cè)空間(3)和流出口側(cè)空間(4)的凹部，以及用于形成上游側(cè)流路(5)和下游側(cè)流路(6)的溝部，在第2基板(20)上設(shè)有用于形成微細(xì)流路(7)的溝部。
文檔編號(hào)G01N35/08GK101137908SQ20068000745
公開日2008年3月5日 申請(qǐng)日期2006年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月7日
發(fā)明者木谷剛典, 田崎剛, 福原直人, 福田始弘, 西泰治, 金井誠(chéng)一 申請(qǐng)人:可樂麗股份有限公司