JP3835242B2 - Electrophoresis chip and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極微量のタンパク質や核酸等を高速、かつ高分解能にて分析する場合に利用される電気泳動用チップに関し、さらに詳しくは、基板に形成した流路をキャピラリーとして用いるキャピラリー電気泳動用チップ及びそのその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の電気泳動用チップを製造する技術として、例えば、特開2000−310613号公報に示されるように、試料を注入する注入孔及び試料を排出もしくは溜める排出孔を有し、かつその注入孔と排出孔とを連結する分離流路を一面に有する板状部材を、金型を用いて射出成形や、注入成形や、プレス成形等によって成形したり、機械加工によって形成する一方、前記注入孔及び排出孔に対応する電極並びにその各電極に接続された配線を有するシール部材を、UV吸収や蛍光等により検出することを考慮して透明乃至半透明の熱可塑性樹脂材料を用いてフィルム状に形成しておき、そして、前記板状部材とシール部材とを接合して電気泳動用チップを構成する場合、その板状部材における前記分離流路が存在する前記一面上に前記シール部材を重ねた後、好ましい接合方法として、前記シール部材を多少加圧しながら低熱量にて熱融着させることにより、前記板状部材に接合することが開示されている。このように接合することにより、前記分離流路がシール部材によって封鎖されてキャピラリー部が形成されると共に、前記注入孔及び排出孔の少なくとも一方が封鎖されて液溜め部が形成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の電気泳動用チップを製造する技術によれば、先ず、予め、前記板状部材とシール部材とを別々に形成し、これらを接合する場合は、その接合するための手段に対して、前記板状部材及びシール部材を改めて所定の位置、向きに配置したり、重ね合わせたりする操作を必要とするため、その電気泳動用チップの製造の工程、手間が増加すると共に、前記板状部材及びシール部材の形成と、その両者の接合とが別の次元で行われるため、その製造に時間が掛かり、量産性に適合しないという不具合が指摘されるものである。また、前記技術によって製造された電気泳動用チップによれば、前記板状部材に接合された前記シール部材の表面は、外部に直接露出し、かつ前記配線も同様に露出しているため、その電気泳動用チップを電気泳動装置にセットするとき等の取扱に際して前記シール部材の表面や、配線の表面等にすり傷を付ける等の損傷や、汚れが付着する等の恐れがあり、もしも、損傷したり、汚れが付着したりすると、その後の試料の分析精度、検出精度に支障を来すことになる。
【0004】
然るに、本発明は、前記従来の問題点を解消するためになされたものであり、電気泳動用チップを合理的、かつ短時間に製造することができると共に、大量生産に適合させることができ、しかも、電極や、配線を有するフィルムを基板と接合板との間に固定的に介在させることにより、前記電極等を有するフィルムの損傷や、汚れを確実に防止することができる耐久性に富んだ電気泳動用チップを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
【0006】
【0007】
【0008】
【0009】
前記目的を達成するために、本発明の請求項1の電気泳動用チップの製造方法は、試料を注入する注入孔及び試料を排出もしくは溜める排出孔を有し、かつその注入孔と排出孔とを連結する分離流路を一面に有する基板を成形した後、前記基板の前記分離流路が形成された前記一面に、前記注入孔及び排出孔に対応する電極並びにその各電極に接続された配線を有するフィルムを配置し、その後に、前記フィルムを間に挟んで前記基板に接合される接合板を成形すると同時に前記基板に接合したことを特徴とする。
【0010】
従って、この電気泳動用チップの製造方法によれば、前記フィルムをインサート成形するので、前記接合板を射出成形すると同時に前記基板に接合し、前記フィルムを所謂サンドイッチ状に前記基板と接合板との間に固定できるので、前記従来のもののように別工程として必要であった熱溶着工程が不要となり、電気泳動用チップの製造を短時間に実施することができ、その生産性及び品質の向上を図ることができる。
【0011】
また、請求項2の電気泳動用チップの製造方法は、前記フィルムの外形寸法を前記基板及び接合板の外形寸法よりも小さく形成するか、そのフィルムの一部にその一面側から他面側に貫通する切欠部を設け、前記接合板を成形して前記基板に接合する際に、前記フィルムの周縁部の外側に対応する部分もしくは前記切欠部に対応する部分において接合したことを特徴とする。従って、この電気泳動用チップの製造方法によれば、前記フィルムを前記基板と接合板との間に密封状に固定乃至前記基板及び接合板に密着固定することができる。
【0012】
また、請求項3の電気泳動用チップの製造方法は、相対移動によって型締め、型開き可能な一対の金型に、試料を注入する注入孔及び試料を排出もしくは溜める排出孔を有し、かつその注入孔と排出孔とを連結する分離流路を一面に有する基板を成形可能な基板成形型と、前記基板に対して前記分離流路が形成された前記一面に接合される接合板を成形可能な接合板成形型とを備え、前記一対の金型を型締めしてその基板成形型により前記分離流路が金型接合面側に現れるようにして前記基板を成形し、その成形した基板を一方の金型の基板成形型部分に残した状態で、一対の金型を相対移動させることにより、他方の金型の接合板成形型部分を前記一方の金型の基板成形型部分に対応させると共に、その一方の金型の基板成形型部分に残された成形済みの前記基板上に、その注入孔及び排出孔に対応する電極並びにその各電極に接続された配線を有するフィルムを配置し、その状態で一対の金型を型締めして前記接合板成形型により前記接合板を成形すると同時に前記基板に接合することを特徴とする。
【0013】
従って、この電気泳動用チップの製造方法によれば、単一の前記金型を用いて、前記基板を成形する工程に続いて、前記フィルムを間に挟むようにして前記接合板を成形すると同時に前記基板に接合する工程を実施できるので、電気泳動用チップの製造を同じ金型内で連続的に短時間で実施することができ、その生産性及び品質の向上をさらに高めることができる。
【0014】
また、請求項4の電気泳動用チップの製造方法は、前記接合板成形型により前記接合板を成形して前記基板に接合する工程と並行して、前記基板成形型によって前記基板を成形することを特徴とする。従って、この電気泳動用チップの製造方法によれば、最初の基板を成形する工程と、最終的に電気泳動用チップを製造するために前記接合板を成形して前記基板に接合する工程とを並行して同時的に実施することができるため、その生産性を一層合理化することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を具体化した電気泳動用チップ及びその製造方法に用いる金型等について図面を参照しながら説明する。先ず、本願の発明が対象とする電気泳動用チップの構成から説明する。
【0016】
図1乃至図4において、図1に裏面図として示されるチップ化された電気泳動用チップ1は、基板2と、その基板2の一面(下面)に接合される接合板3と、それらの接合に際してその両者の間に挟持固定されるフィルム4とによって構成される。
【0017】
図2に平面図として示される基板2は、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等の透明性及び蛍光特性の面で優れたアクリル系樹脂、スチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂材料によって一体に長方形状に成形される。その基板2には、その一面(下面)の略中央においてその長手方向に延長された分離流路5と、その分離流路5の一端部側に近い位置で略直角に交差し、かつその交差部が分離流路5に連通する試料導入流路6とが形成される。前記分離流路5の一端部には、分離用緩衝液、分離用高分子ゲル、分離用緩衝液等の分離用媒体を注入する注入孔5Aが一面から他面側に貫通形成され、同分離流路5の他端部には排出孔5Bが同様に貫通形成される。また、前記試料導入流路6の一端部には、アミノ酸、タンパク質、核酸等の荷電性物質を含む試料を注入する注入孔6Aが同様に貫通形成され、同試料導入流路6の他端部には排出孔6Bが同様に貫通形成される。なお、前記基板2の板厚は、約1mm〜2mm程度に設定され、また、前記分離流路5及び試料導入流路6の幅は、約30μm〜500μm程度、深さは、約10μm〜200μm程度に設定される。
【0018】
図3に示される接合板3は、前記基板2の材料と全く同じ熱可塑性樹脂材料によって一体に長方形状に成形される。その接合板3の幅は前記基板2と略等しい寸法に形成されるが、その長さは若干短く(数mm〜10mm程度短く)形成される。また、この接合板3の板厚は前記基板1の板厚と略同程度以下の厚さに設定されることが望ましい。
【0019】
図4に示されるフィルム4は、前記基板2や接合板3と同様に、透明性及び蛍光特性の面で優れたアクリル系樹脂や、スチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂材料によって一体に長方形状に成形される。そのフィルム4は、最終的に電気泳動用チップとされた状態においては、その長さが前記基板2の長さと略等しくされ、また、その幅が前記基板2や接合板3よりも短い寸法(約5mm〜15mm短い寸法)に設定されている。そして、そのフィルム4の厚さは、約10μm〜80μm程度に設定されている。
【0020】
前記フィルム4には、前記基板2及び接合板3の間に挟持固定されるチップ化された状態において、前記基板2の各注入孔5A、6A及び排出孔5B、6Bの各中心に対応して貫通孔(図示せず)が設けられる。これらの貫通孔には、それぞれ下面側から上面側に貫通突出する電極7,8,9,10が固定される。前記各電極7,8,9,10には、前記フィルム4の下面においてその長手方向の一側部にまで各別に延設された配線11が接続される。また、前記フィルム4の一側部の下面には、前記各配線11に各別に接続された電極12,13,14,15が設けられる。前記電極7,8,9,10、12,13,14,15及び配線か11は、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の蒸着工法や、印刷工法等によってフィルム4上に形成される。なお、前記各貫通孔の部分においては、前記試料や分離用媒体が漏れないように前記各電極7,8,9,10が各貫通孔に水密に固定されている。さらに、前記フィルム4の周縁部には、それぞれ上面から下面に貫通する多数の円形の切り欠き孔16が設けられている。
【0021】
なお、前記電気泳動用チップ1を製造する際の一例として、図9(a)〜図12(a)に示されるように、前記した形状及び構造を有する前記フイルム4を2個連接したフィルム連接体40を用いることとした。このフィルム連接体40には、その長手方向の一端部及び他端部と中央部との3箇所にそれぞれ円形の位置決め孔40Aが設けられる。このフィルム連接体40を用いることにより、後記電気泳動用チップ1の製造方法の説明によって明らかなように、中間部が前記フィルム連接体40によって接続された電気泳動用チップ1を同時に2個製造することができ、その後、前記フィルム連接体40の両端部及び中間部の不要部分が切除されて2個各別の電気泳動用チップ1を得ることができるようになっている。なお、前記位置決め孔40A、電極、配線等が基板2や後記可動側キャビティに対して所定の位置関係で対応できるように供給できれば、前記フィルムとして多数連続したロール状のものを用いて成形する毎に供給するようにしてもよい。
【0022】
以下に、前記基板2、接合板3及び電気泳動用チップ1を製造するための射出成形機に用いられる金型について説明する。なお、前記フィルム4のもとになる前記フィルム連接体40は別途専用の製造手段(図示せず)によって製造される。
【0023】
図5及び図6は、所謂2色成形で2個取り可能な射出成形機にて使用される開閉可能な金型を示し、図5は型開き時における金型のパーティング面から見た固定側型板17及び固定側キャビティブロック18を示す正面図、図6は同様にして見た可動側型板及び可動側キャビティブロックを示す正面図である。先ず、図5に示される固定側パーティング面は、矩形の固定側型板17と、その固定側型板17のパーティング面に嵌合固定された円形の固定側キャビティブロック18とにより構成される。前記固定側キャビティブロック18の端面の右側半円部には、前記基板2を成形するための基板成形型としての2個の固定側基板キャビティ19が形成される。その各固定側基板キャビティ19には、前記分離流路5及び試料導入流路6を成形するための十字架状に交差突出した分離流路成形部20及び試料導入流路形成部21が形成される。また、固定側キャビティブロック18の端面の左側半円部には、前記接合板3を成形するための接合板成形型としての2個の固定側接合板キャビティ22が形成される。なお、本実施形態では、前記固定側型板17のパーティング面を矩形に、固定側キャビティブロック18を円形に形成したが、その形状は他の任意の形状に形成してもよいことは勿論のこと、前記固定側基板キャビティ19及び固定側接合板キャビティ22をそれぞれ1個、もしくはそれぞれ3個以上任意の数だけ形成してもよい。
【0024】
そして、前記各固定側キャビティブロックのパーティング面には、前記フィルム連接体40をインサート成形する際に、後記可動側キャビティブロックに設けられた3個宛の位置決めピンに嵌合する3個宛の位置決め孔23が設けられる。また、前記固定側型板17のパーティング面の四隅には、成形に際して後記可動側型板に設けられたガイドピンに嵌合する4個のガイド孔24が設けられ、型締め及び型開き時における前記固定側型板17及び可動側型板の位置決めを行う。
【0025】
なお、詳しく図示はしないが、成形の際に、溶融成形材料を供給案内する手段が設けられている。即ち、顆粒乃至ペレット状にされた所定の樹脂材料が加熱シリンダー及びスクリュー(図示せず)によって混練、加熱溶融されて前記金型内に射出されることにより、基板2及び接合板3を成形するための2個の固定側基板キャビティ19及び2個の固定側接合板キャビティ22に対して、図7(b)〜図12(b)に簡略図示されるように、それぞれランナー25及び二次スプール26等からなる各組を介して供給されるようになっている。そのランナー25及び二次スプール26等からなる各組は、それぞれ加熱シリンダーに接続されいている。それによって、通常は前記各固定側基板キャビティ19及び各固定側接合板キャビティ22に対して溶融成形材料が同時にスクリューにより射出されるようになっている。但し、後記成形作用の説明によって明らかなように、本実施形態では、最初の成型時には一方の射出系統によって前記各固定側基板キャビティ19側にのみ射出され、最後の成型時には他方の射出系統によって前記各固定側接合板キャビティ22側にのみ射出されるように制御される。
【0026】
図6に示される可動側において、同図に示される可動側パーティング面は、矩形の可動側型板27と、その可動側型板27のパーティング面に嵌合固定された円形の可動側キャビティブロック28とにより構成される。その可動側型板27は前記可動側キャビティブロック28と共に金型の開閉方向に移動可能であると共に、可動側キャビティブロック28の外形円の中心点を中心として、1ショットの成形毎に180゜回動するように構成されている。前記可動側キャビティブロック28のパーティング面には、前記固定側キャビティ18の2個の固定側基板キャビティ19と対向する位置及び前記中心点を中心として180゜回動したときに前記2個の固定側接合板キャビティ22と対向する位置の計4箇所に、それぞれ前記固定側基板キャビティ19と協働して前記基板2を成形するための基板成形型としての4個の可動側基板キャビティ29が設けられる。前記各可動側基板キャビティ29には、それぞれ前記基板2の注入孔5A、6A及び排出孔5B、6Bを形成するための4個宛の孔成形ピン30が突出形成される。
【0027】
また、前記可動側キャビティブロック28のパーティング面には、それぞれ前記フィルム連接体40の3個の位置決め孔40Aを嵌合させ、かつ前記固定側キャビティブロック18のパーティング面の3個宛の位置決め孔23に嵌合する3個宛の位置決めピン31が設けられる。さらに、前記可動側型板27のパーティング面の四隅には、成形に際してパーティング面の型締め、型開き時に、前記固定側型板17の4個のガイド孔24に嵌合する4個のガイドピン32が平行に突設される。なお、本実施形態では、前記可動側型板27のパーティング面を矩形に、可動側キャビティブロック28を円形に形成したが、その形状は他の任意の形状に形成してもよいことは勿論のこと、前記可動側基板キャビティ29を前記固定側基板キャビティ19及び固定側接合板キャビティ22の個数や配置に対応させて任意の数だけ形成してもよい。
【0028】
本実施の形態は以上に説明したように構成されている。以下に、前記した2色成形可能な金型を用いて前記電気泳動用チップ1を成形する方法について図7(a、b)〜図12(a、b)を参照しながら説明する。
【0029】
予め、顆粒乃至ペレット状にされた所定の樹脂材料が加熱シリンダー(図示せず)によって加熱溶融され、そして、固定側型板17から離間した位置に置かれた可動側型板27を駆動装置により駆動して、固定側型板17側に接近移動させ、その4個のガイドピン32を固定側型板17の4個のガイド孔24に嵌合すると共に、その可動側キャビティブロック28と固定側キャビティブロック18とのパーティング面を閉じた型締め状態とする。そして、この状態で、一方の射出系統により、型締めされた2個の固定側基板キャビティ19と各可動側基板キャビティ29との内部に前記溶融成形材料をランナー25及び二次スプール26等を介してスクリューにて射出充填され、基板2の成形が行われる。
【0030】
この後に、適当な時間冷却してから、図7(a、b)に示されるように、可動側型板27を駆動装置により駆動して、固定側型板17との間のパーティング面を開く型開きを行う。これにより、一対の基板2が成形され、その各基板2はそのまま各可動側基板キャビティ29内に残される。
【0031】
次に、図8(a、b)に示されるように、可動側型板27を駆動装置によりその軸線を中心として180゜回動する。これによって、前記一対の可動側基板キャビティ29内に残された基板2がそれぞれ固定側キャビティブロック18の各固定側接合板キャビティ22に対向して配置される。
【0032】
次に、図9(a、b)及び図10(a、b)に示されるように、前記一対の可動側基板キャビティ29内に残された各基板2に対応する位置において、フィルム連接体40の各位置決め孔40Aをそれぞれ可動側型板27の3個の位置決めピン31に嵌合させて前記各基板2の上に前記フィルム連接体40を配置する。この場合、その配置は作業者の操作によって行ってもよいし、図9(a)に示されるように、前記フィルム連接体40を搬送するロボット(詳細は図示せず)を利用して、そのアーム33により前記フィルム連接体40をストック位置から1つ宛取り上げて前記各基板2に対応する所定位置に自動的に移動配置するようにしてもよい。
【0033】
次に、前記のように、各基板2の上に前記フィルム連接体40を配置した状態で、可動側型板27を駆動装置により駆動して、再び型締めを行う。そして、各固定側基板キャビティ19と可動側基板キャビティ29との閉鎖内部、及び前記フィルム連接体40の表面や成形済みの前記各基板2の周縁部表面によって閉じられた各固定側接合板キャビティ22の内部に対し、それぞれ各射出系統から溶融成形材料がスクリューにより射出されて同時に充填される。この結果、一対の基板2と一対の接合板3とが同時に成形される(図11(a)参照)。この後、図11(a、b)に示されるように、可動側型板27が駆動装置により駆動されて型開きが行われる。
【0034】
この場合、前記各接合板3が形成される側においては、その接合板3が成形されるとき、その接合板3の一面が前記フィルム連接体40の表面及び成形済みの前記各基板2の周縁部表面に接合され、また、前記フィルム連接体40に予め設けられた多数の切り欠き孔16に対応する部分も前記基板2の表面に接合される。このようにして基板2と接合板3とフィルム連接体40とが一体的に結合され、電気泳動用チップ1が製造される。なお、このとき同時に成型された一対の基板2は、次の電気泳動用チップ1の製造のために、そのまま前記可動側基板キャビティ29内に残される。
【0035】
この後、図12(a、b)に示されるように、前記各可動側基板キャビティ29に対応して可動側型板27に設けられた離型ピン等からなる離型手段(図示せず)によって、基板2と接合板3とフィルム連接体40との一体化された成型体が各可動側基板キャビティ29から離型され、取り出される。この場合、同図に示されるように、前記ロボットのアーム33によって自動的に取り出すようにしてもよい。このように、以上の一連の動作を繰り返すことによって基板2の成形と同時に2個の電気泳動用チップ1の製造が可能となる。
【0036】
このようにして製造された成形体は、前記フィルム連接体40の不要部分が適当な切断手段によって切除されることにより、その1つの成型体から2つの電気泳動用チップ1が得られる。
【0037】
得られた電気泳動用チップ1は、周知のように、電気泳動装置にセットされて、試料の分析に使用される。即ち、その分離流路5の注入孔5Aから分離用緩衝液、分離用高分子ゲル、分離用緩衝液等の分離用媒体を注入して前記試料導入流路6にも充填しておき、その状態で、試料導入流路6の注入孔6Aからアミノ酸、タンパク質、核酸等の荷電性物質を含む試料を注入する。そして、前記試料導入流路6の両端に対応する電極9,10に高電圧を印加して前記試料を+電極(10)に向かって泳動させ、前記分離流路5との交差点に達した段階で、分離流路5の両端の電極7,8に高電圧を印加して前記試料を+電極(8)に向かって分離流路5内を泳動させ、その過程で、その電荷や、分子量の差等により分離し、これらが光学検出手段によってUV吸収や、蛍光等により検出される。
【0038】
なお、本実施形態では、フィルム4の幅を基板2及び接合板3の幅よりも小さくしたが、これを同じ幅とし、かつその周縁部に、切り欠き孔16に代えて、それぞれ一部が幅方向に開口する多数の切り欠き溝を設け、この多数の切り欠き溝に対応する部分を介して基板2と接合板3とを接合するように構成してもよい。要するに、前記フィルム4と基板2との間で前記分離流路5及び試料導入流路6内に充填された分離用媒体及び試料の液漏れがない構成条件を満たせば、前記接合部分に対応する前記フィルム4の部分の形状、構成を任意に設定することができる。
【0039】
【発明の効果】
【0040】
【0041】
【0042】
以上詳述したように、本発明の請求項1の電気泳動用チップの製造方法によれば、特に、基板を成形した後、前記基板の分離流路が形成された前記一面に、注入孔及び排出孔に対応する電極並びにその各電極に接続された配線を有するフィルムを配置し、その後に、前記フィルムを間に挟んで前記基板に接合される接合板を成形すると同時に前記基板に接合するようにしたので、前記フィルムを間に挟むようにして前記接合板を成形すると同時に前記基板に接合することにより、前記フィルムを所謂サンドイッチ状に前記基板と接合板との間に固定でき、前記従来のもののように、別工程として必要であった熱溶着工程が不要となり、電気泳動用チップの製造を短時間に実施することができ、その生産性及び品質の向上を図ることができる。
【0043】
また、請求項2の電気泳動用チップの製造方法は、前記フィルムの外形寸法を前記基板及び接合板の外形寸法よりも小さく形成するか、そのフィルムの一部にその一面側から他面側に貫通する切欠部を設け、前記接合板を成形して前記基板に接合する際に、前記フィルムの周縁部の外側に対応する部分もしくは前記切欠部に対応する部分において接合したことを特徴とする。従って、この電気泳動用チップの製造方法によれば、前記フィルムを前記基板と接合板との間に密封状に固定乃至前記基板及び接合板に密着固定することができる。
【0044】
また、請求項3の電気泳動用チップの製造方法によれば、相対移動によって型締め、型開き可能な一対の金型に、試料を注入する注入孔及び試料を排出もしくは溜める排出孔を有し、かつその注入孔と排出孔とを連結する分離流路を一面に有する基板を成型可能な基板成形型と、前記基板に対して前記分離流路が形成された前記一面に接合される接合板を成形可能な接合板成形型とを備え、前記一対の金型を型締めしてその基板成形型により前記分離流路が金型接合面側に現れるようにして前記基板を成形し、その成形した基板を一方の金型の基板成形型部分に残した状態で、一対の金型を相対移動させることにより、他方の金型の接合板成形型部分を前記一方の金型の基板成形型部分に対応させると共に、その一方の金型の基板成形型部分に残された成形済みの前記基板上に、その注入孔及び排出孔に対応する電極並びにその各電極に接続された配線を有するフィルムを配置し、その状態で一対の金型を型締めして前記接合板成形型により前記接合板を成形すると同時に前記基板に接合するようにしたので、単一の前記金型を用いて、前記基板を成形する工程に続いて、前記フィルムを間に挟むようにして前記接合板を成形すると同時に前記基板に接合する工程を実施でき、電気泳動用チップの製造を同じ金型内で連続的に短時間で実施することができ、その生産性及び品質の向上をさらに高めることができる。
【0045】
また、請求項4の電気泳動用チップの製造方法によれば、前記接合板成形型により前記接合板を成形して前記基板に接合する工程と並行して、前記基板成形型によって前記基板を成形するようにしたので、最初の基板を成形する工程と、最終的に電気泳動用チップを製造するために前記接合板を成形して前記基板に接合する工程とを並行して同時的に実施することができ、その生産性を一層合理化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の電気泳動チップの裏面図である。
【図2】 基板の平面図である。
【図3】 接合板の平面図である。
【図4】 フィルムの裏面図である。
【図5】 電気泳動チップを製造するための金型の固定側パーティング面から見た固定側の正面図である。
【図6】 金型の可動側パーティング面から見た可動側の正面図である。
【図7】 電気泳動チップの製造工程を示す説明図である。
【図8】 電気泳動チップの製造工程を示す説明図である。
【図9】 電気泳動チップの製造工程を示す説明図である。
【図10】 電気泳動チップの製造工程を示す説明図である。
【図11】 電気泳動チップの製造工程を示す説明図である。
【図12】 電気泳動チップの製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
1 電気泳動チップ
2 基板
3 接合板
4 フィルム
5 分離流路
5A 注入孔
5B 排出孔
6 試料導入流路
6A 注入孔
6B 排出孔
7 電極
8 電極
9 電極
10 電極
11 配線
16 切り欠き孔
18 固定側キャビティブロック
19 固定側基板キャビティ
22 固定側接合板キャビティ
28 可動側キャビティブロック
29 可動側基板キャビティ
40 フィルム連接体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophoresis chip used when analyzing a very small amount of protein, nucleic acid or the like at high speed and with high resolution, and more specifically, for capillary electrophoresis using a channel formed on a substrate as a capillary. The present invention relates to a chip and its manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a technique for manufacturing this type of electrophoresis chip, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-310613, an injection hole for injecting a sample and a discharge hole for discharging or accumulating the sample are provided. While forming a plate-like member having a separation channel for connecting the injection hole and the discharge hole on one side by injection molding, injection molding, press molding or the like using a mold, A film using a transparent or translucent thermoplastic resin material in consideration of detecting the sealing member having the electrode corresponding to the injection hole and the discharge hole and the wiring connected to each electrode by UV absorption, fluorescence, etc. And forming the electrophoresis chip by joining the plate member and the seal member on the one surface where the separation flow path in the plate member exists. After superimposing the serial seal member, as a preferred bonding method, by thermal fusion at the sealing member somewhat while pressurizing low heat, it is joined to the plate-like member is disclosed. By joining in this way, the separation channel is sealed by a sealing member to form a capillary part, and at least one of the injection hole and the discharge hole is sealed to form a liquid reservoir part.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
According to the technique for manufacturing the conventional electrophoresis chip, first, the plate-like member and the seal member are separately formed in advance, and when these are joined, with respect to the means for joining, Since the plate-like member and the seal member need to be re-arranged at predetermined positions and orientations or overlapped with each other, the manufacturing process and labor of the electrophoresis chip increase, and the plate-like member In addition, since the formation of the sealing member and the joining of the two are performed in different dimensions, it takes time to manufacture them, and it is pointed out that there is a problem that they are not suitable for mass production. Further, according to the electrophoresis chip manufactured by the technique, the surface of the seal member joined to the plate member is directly exposed to the outside, and the wiring is also exposed in the same manner. There is a risk of scratching the surface of the sealing member or the surface of the wiring, such as when the chip for electrophoresis is set in an electrophoresis apparatus, or dirt may be attached. If this occurs or if dirt adheres to it, it will hinder the analysis accuracy and detection accuracy of the subsequent sample.
[0004]
However, the present invention was made to solve the above-mentioned conventional problems, and the electrophoresis chip can be manufactured rationally and in a short time, and can be adapted for mass production. Moreover, the film having the electrodes and wiring is fixedly interposed between the substrate and the bonding plate, so that the film having the electrodes and the like can be reliably prevented from being damaged or soiled. It aims at providing the chip | tip for electrophoresis.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
[0006]
[0007]
[0008]
[0009]
To achieve the object, claim 1 of the present invention. In the method for manufacturing an electrophoresis chip, a substrate having an injection hole for injecting a sample and an exhaust hole for discharging or accumulating the sample and having a separation channel for connecting the injection hole and the discharge hole on one side is formed. Thereafter, a film having electrodes corresponding to the injection hole and the discharge hole and wiring connected to each of the electrodes is disposed on the one surface of the substrate where the separation flow path is formed. A bonding plate to be bonded to the substrate is formed between the substrate and the substrate, and is simultaneously bonded to the substrate.
[0010]
Therefore, according to this method for manufacturing an electrophoresis chip, since the film is insert-molded, the joining plate is injection-molded and simultaneously joined to the substrate, and the film is so-called sandwiched between the substrate and the joining plate. Since it can be fixed in between, the heat welding step required as a separate step like the above-mentioned conventional one is not required, and the electrophoresis chip can be manufactured in a short time, and the productivity and quality can be improved. You can plan.
[0011]
Also,
[0012]
Also,
[0013]
Therefore, according to this method for manufacturing an electrophoresis chip, following the step of forming the substrate using a single mold, the substrate is simultaneously formed with the film sandwiched therebetween. Thus, the electrophoresis chip can be continuously manufactured in the same mold in a short time, and the productivity and quality can be further improved.
[0014]
Also, Claim 4 The method for manufacturing an electrophoresis chip is characterized in that the substrate is formed by the substrate forming mold in parallel with the step of forming the bonding plate by the bonding plate forming mold and bonding the bonding plate to the substrate. Therefore, according to this method for manufacturing an electrophoresis chip, the steps of forming the first substrate and finally forming the bonding plate and bonding the substrate to the substrate in order to manufacture the electrophoresis chip. Since it can be carried out simultaneously in parallel, the productivity can be further rationalized.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an electrophoresis chip embodying the present invention and a mold used in the manufacturing method thereof will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the electrophoresis chip targeted by the present invention will be described.
[0016]
1 to 4, a
[0017]
A
[0018]
The joining
[0019]
The film 4 shown in FIG. 4 is formed into a rectangular shape integrally with a thermoplastic resin material such as an acrylic resin or a styrene resin that is excellent in terms of transparency and fluorescence characteristics, like the
[0020]
The film 4 corresponds to the center of each of the injection holes 5A and 6A and the discharge holes 5B and 6B of the
[0021]
As an example of manufacturing the
[0022]
Below, the metal mold | die used for the injection molding machine for manufacturing the said board |
[0023]
FIGS. 5 and 6 show a mold that can be opened and closed used in an injection molding machine that can take two pieces by so-called two-color molding, and FIG. 5 shows the fixing as seen from the parting surface of the mold when the mold is opened. FIG. 6 is a front view showing the movable side mold plate and the movable side cavity block viewed in the same manner. First, the fixed side parting surface shown in FIG. 5 includes a rectangular fixed
[0024]
Then, on the parting surface of each fixed-side cavity block, when the
[0025]
Although not shown in detail, a means for feeding and guiding the melt molding material is provided during molding. That is, a predetermined resin material in the form of granules or pellets is kneaded by a heating cylinder and a screw (not shown), heated and melted, and injected into the mold to form the
[0026]
In the movable side shown in FIG. 6, the movable side parting surface shown in FIG. 6 is a rectangular movable
[0027]
Further, three
[0028]
The present embodiment is configured as described above. Hereinafter, a method of forming the
[0029]
Predetermined resin material in the form of granules or pellets is heated and melted by a heating cylinder (not shown), and the movable
[0030]
Thereafter, after cooling for an appropriate period of time, as shown in FIGS. 7A and 7B, the movable
[0031]
Next, as shown in FIGS. 8A and 8B, the movable
[0032]
Next, as shown in FIGS. 9 (a, b) and 10 (a, b), the
[0033]
Next, in the state where the
[0034]
In this case, on the side where each joining
[0035]
Thereafter, as shown in FIGS. 12A and 12B, mold release means (not shown) including mold release pins and the like provided on the movable
[0036]
In the molded body thus manufactured, two
[0037]
As obtained, the obtained
[0038]
In the present embodiment, the width of the film 4 is made smaller than the width of the
[0039]
【The invention's effect】
[0040]
[0041]
[0042]
As detailed above,
[0043]
Also,
[0044]
Also,
[0045]
Also, Claim 4 According to the method for manufacturing an electrophoresis chip, the substrate is molded by the substrate molding die in parallel with the step of molding the bonding plate by the bonding plate molding die and joining the bonding plate to the substrate. The step of forming the first substrate and the step of finally forming the bonding plate and bonding it to the substrate in order to finally produce an electrophoresis chip can be performed in parallel. Productivity can be further streamlined.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a back view of an electrophoresis chip according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a substrate.
FIG. 3 is a plan view of a joining plate.
FIG. 4 is a rear view of the film.
FIG. 5 is a front view of a fixed side viewed from a fixed side parting surface of a mold for manufacturing an electrophoresis chip.
FIG. 6 is a front view of the movable side viewed from the movable side parting surface of the mold.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of an electrophoresis chip.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of an electrophoresis chip.
FIG. 9 is an explanatory view showing a manufacturing process of an electrophoresis chip.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of an electrophoresis chip.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of an electrophoresis chip.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of an electrophoresis chip.
[Explanation of symbols]
1 Electrophoresis chip
2 Substrate
3 Bonding plate
4 films
5 Separation channel
5A injection hole
5B discharge hole
6 Sample introduction channel
6A injection hole
6B discharge hole
7 electrodes
8 electrodes
9 electrodes
10 electrodes
11 Wiring
16 Notch hole
18 Fixed cavity block
19 Fixed side substrate cavity
22 Fixed joint cavity
28 Movable cavity block
29 Movable substrate cavity
40 Film Concatenation
Claims (4)
前記基板の前記分離流路が形成された前記一面に、前記注入孔及び排出孔に対応する電極並びにその各電極に接続された配線を有するフィルムを配置し、
その後に、前記フィルムを間に挟んで前記基板に接合される接合板を成形すると同時に前記基板に接合したことを特徴とする電気泳動用チップの製造方法。After forming a substrate having an injection hole for injecting a sample and a discharge hole for discharging or accumulating the sample, and a separation channel connecting the injection hole and the discharge hole on one side,
On the one surface of the substrate where the separation channel is formed, a film having electrodes corresponding to the injection hole and the discharge hole and wiring connected to each electrode is disposed.
Thereafter, a bonding plate to be bonded to the substrate is formed with the film interposed therebetween and simultaneously bonded to the substrate.
前記接合板を成形して前記基板に接合する際に、前記フィルムの周縁部の外側に対応する部分もしくは前記切欠部に対応する部分において接合したことを特徴とする請求項1に記載の電気泳動用チップの製造方法。Forming the outer dimensions of the film smaller than the outer dimensions of the substrate and the joining plate, or providing a notch portion penetrating from the one surface side to the other surface side in a part of the film,
2. The electrophoresis according to claim 1 , wherein when the bonding plate is molded and bonded to the substrate, bonding is performed at a portion corresponding to the outer side of the peripheral edge of the film or a portion corresponding to the notch. Method for manufacturing chips.
前記一対の金型を型締めしてその基板成形型により前記分離流路が金型接合面側に現れるようにして前記基板を成形し、
その成形した基板を一方の金型の基板成形型部分に残した状態で、一対の金型を相対移動させることにより、他方の金型の接合板成形型部分を前記一方の金型の基板成形型部分に対応させると共に、その一方の金型の基板成形型部分に残された成形済みの前記基板上に、その注入孔及び排出孔に対応する電極並びにその各電極に接続された配線を有するフィルムを配置し、
その状態で一対の金型を型締めして前記接合板成形型により前記接合板を成形すると同時に前記基板に接合することを特徴とする電気泳動用チップの製造方法。A pair of molds that can be clamped and opened by relative movement have an injection hole for injecting a sample and an exhaust hole for discharging or accumulating the sample, and a separation flow path that connects the injection hole and the discharge hole on one side. A substrate forming die capable of forming a substrate having a bonding plate forming die capable of forming a bonding plate bonded to the one surface on which the separation channel is formed with respect to the substrate;
Clamping the pair of molds and molding the substrate so that the separation channel appears on the mold bonding surface side by the substrate molding die,
With the molded substrate remaining in the substrate mold part of one mold, the pair of molds are moved relative to each other so that the bonding plate mold part of the other mold is molded into the substrate of the one mold. Corresponding to the mold part, on the molded substrate remaining in the mold part of one of the molds, there is an electrode corresponding to the injection hole and the discharge hole and wiring connected to each electrode. Place the film,
In this state, a pair of molds are clamped, and the bonding plate is molded by the bonding plate forming mold, and simultaneously bonded to the substrate.
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