纳米流体设备以及化学分析装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种纳米流体设备，其具备第一基板和第二基板，所述第一基板在一个面上具有纳米尺度的槽，所述第二基板是对第二基板与该第一基板彼此相对的一个面之间进行接合而一体化设置，并且与前述第一基板的槽共同形成纳米流路，其中，前述第一基板或前述第二基板中的任一者，在俯视时与前述纳米流路重叠的位置的一部分中至少具有薄壁部，前述薄壁部通过按压而产生变形，由此来打开/关闭前述纳米流路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纳米流体设备以及化学分析装置
本专利技术涉及纳米流体设备以及化学分析装置。
技术介绍
一直以来，微尺度的微小空间作为能实现混合/反应时间的短缩化、试样/试药量的大幅度降低、小型设备化等的手段，被期望应用于诊断/分析等领域。例如，已经知道有一种在几厘米方形的玻璃基板(微芯片)上形成由深度数百微米以下的槽构成的微通道(微流路)而将化学体系集成化的设备。用于将化学体系集成化的一类重要设备是能控制流体的阀等设备。通过在设备中组装阀，从而能够规定微通道内流动的流体的流动方向或者能够控制流体的流动本身。例如，在非专利文献1中记载了一种利用作为柔性聚合物的二甲基聚硅氧烷(PDMS)的形状变化来打开/关闭微流路的设备。而且，例如，在专利文献1中还记载了一种设置有微尺度的阀的流体控制设备，该微尺度的阀使用设计有中空部的玻璃基板并能通过改变中空部的容积来控制流体。另外，近年来已经从微尺度的微小空间进一步迈向尺度变得更小的纳米尺度的微小空间的研究。与单细胞相比，纳米尺度的微小空间绝对小，因此被期待用作单细胞分析设备。例如，对于尺寸在几十微米的一个细胞中的蛋白质等，通过在比其绝对小的几十～几百nm的扩展纳米空间进行分析，从而使至今以多个细胞平均的方式不能阐明的各细胞固有的功能解析成为可能。而且，例如，有望能进行通过初期产生的一个癌细胞进行癌诊断等。另外，使用纳米尺度的微小空间的设备还有望成为超高灵敏度的分析工具。如此地通过利用扩展纳米空间，能够实现高灵敏度、高速色谱、单分子、可数个分子(可数清的程度的分子)的免疫测定等。在表面的影响占支配地位的纳米尺度的微小空间内，与微尺度的微小空间相比，溶液物性表现出特异性。因此，利用该特异的溶液物性制成的新设备备受关注。对于这样的利用了几十～几百nm的扩展纳米空间制成的新颖的功能设备而言，也需要控制纳米通道内流动的流体。例如，在非专利文献2中记载了一种在纳米流路内设置疎水部和亲水部而利用两者的界面的拉普拉斯压力而成的截止阀。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-29327号公报。非专利文献非专利文献1：MarcA.Ungeretal.,Science,Vol.288,p113-116,2000。非专利文献2：K.Mawatarietal.,Anal.Chem,2012,84,10812-10816。
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，能对纳米尺寸的流路进行自由打开/关闭地进行控制的纳米流体设备尚未实现。例如，在非专利文献1中记载的柔性PDMS等即使能够制作纳米尺寸的流路，却难以发挥作为对该流路进行自由打开/关闭地控制的阀的功能。纳米尺寸的流路较微尺寸的流路更狭窄。因此，流路内承受的内压较高，需要在进行流路的打开/关闭时增强按压压力。然而，若作为构成流路的材质使用柔性的PDMS等时，施加内压会使PDMS变形，不再能维持设计的纳米流路的形状。而且，按压时的变形过大，还会有PDMS彼此间发生吸附的情况，不能维持纳米流路。也就是说，作为打开/关闭纳米流路的纳米流体设备使用PDMS等柔性部件，无法获得足够的效果。而且，还存在的问题是，作为构成流路的材质使用PDMS等而成的纳米流体设备不能用于有机系的化学工艺。另外，例如，在专利文献1中所记载的流体控制设备中所用的隔膜型的阀结构的尺寸不能缩小到纳米尺度。专利文献1的隔膜型阀通过在玻璃内形成中空部并改变中空部的容积来控制流体的流动。能通过控制在玻璃中设置的中空部的孔径在几十微米～几百微米左右。即，若要将中空部应用于纳米尺度的流路的话，因孔径过大而不能作为阀发挥适当的功能。而且，可以考虑通过使用聚焦离子束(FIB)将束直径聚集成几纳米至几百nm来设置通孔，而通过FIB加工不能形成贯穿玻璃程度的孔。另一方面，虽然在非专利文献1中记载的利用了拉普拉斯压力的截止阀能控制纳米尺寸的流路的流动，但是利用了拉普拉斯压力的截止阀是以由液体的表面张力产生的拉普拉斯压力作为阈值来控制流体。因此，只能控制一次流体的流动，难以多次地自由控制流体的流动。本专利技术是鉴于上述事项而完成的，目的是提供一种设置有能打开/关闭纳米流路的阀的纳米流体设备。另一个目的是提供一种用这些纳米流体设备而成的化学分析装置。解决课题的技术方案为了解决上述课题，本专利技术采用以下技术方案。(1)本专利技术的一种方案的纳米流体设备，其具备第一基板和第二基板，所述第一基板在一个面上具有纳米尺度的槽，所述第二基板是对第二基板与该第一基板彼此相对的一个面之间进行接合而一体化设置，并且与所述第一基板的槽共同形成纳米流路，其中，所述第一基板或所述第二基板中的任一者，在俯视时与所述纳米流路重叠的位置的一部分中至少具有薄壁部，所述薄壁部通过按压而产生变形，由此来打开/关闭所述纳米流路。(2)上述(1)所述的纳米流体设备，其中，所述薄壁部的厚度可以是10mm以下。(3)上述(1)或(2)所述的纳米流体设备，其中，所述薄壁部在纳米流路延伸的方向上的宽度可以是2μm～100μm。(4)上述(1)～(3)中任一项所述的纳米流体设备，其中，由所述第一基板和所述第二基板构成的所述纳米流路可以具有流路部和阀动作区域，所述流路部在一个方向上延伸，所述阀动作区域被设置在俯视时与所述薄壁部重叠的位置并且比所述纳米流路的宽度宽。(5)上述(1)～(4)中任一项所述的纳米流体设备，其中，前述第一基板和前述第二基板中的不具备前述薄壁部的一者的基板，在与前述薄壁部相对的前述纳米流路内的位置，可以具有与变形后的薄壁部相抵的突起部。(6)上述(1)～(5)中任一项所述的纳米流体设备，其中，前述第一基板和前述第二基板中的不具备前述薄壁部的一者的基板，在与前述薄壁部相对的前述纳米流路内的位置可以具有与变形后的薄壁部的形状相配合的凹部。(7)上述(1)～(6)中任一项所述的纳米流体设备，其中，可以具有进行前述按压的按压机构。(8)本专利技术的一种方案的化学分析装置，其中，其具备上述(1)～(7)中任一项所述的纳米流体设备。(8)本专利技术的一种方案的化学分析装置，其中，其具备上述(1)～(7)中任一项所述的纳米流体设备和2个以上的微流路设备，所述2个以上的微流路设备具有微尺度的微流路，所述微尺度的微流路以夹着该纳米流体设备的方式被配置，所述纳米流体设备和所述2个以上的微流路设备各自通过所述纳米流路与所述微流路之间的连通而被连结在一起，能够通过所述纳米流体设备进行化学分析。专利技术的效果基于本专利技术的一种方案的纳米流体设备，能够自如地打开/关闭纳米流路，能够控制在纳米流路内流动的流体。附图说明图1是示意性表示本专利技术的一实施方式的纳米流体设备的立体示意图。图2是示意性表示切断本专利技术的一种方案的纳米流体设备形成的剖面(图1的A-A面)的图。图3是本专利技术的一种方案的纳米流体设备的俯视示意图。图4是用于说明本专利技术的一种方案的纳米流体设备的功能的剖面示意图。图5是示意性表示切断本专利技术的一种方案的纳米流体设备形成的剖面的变形例的图。图6是示意性表示切断本专利技术的一种方案的纳米流体设备形成的剖面的变形例的图。图7是示意性表示切断本专利技术的一种方案的纳米流体设备形成的剖面的变形例的图。图8是示意性表示切断本专利技术的一种方案的纳米流体设备形成的剖面的变形例的图。图9是本专利技术的一种方案的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米流体设备，其具备第一基板和第二基板，所述第一基板在一个面上具有纳米尺度的槽，所述第二基板是对第二基板与该第一基板彼此相对的一个面之间进行接合而一体化设置，并且与所述第一基板的槽共同形成纳米流路，其中，所述第一基板或所述第二基板中的任一者，在俯视时与所述纳米流路重叠的位置的一部分中至少具有薄壁部，所述薄壁部通过按压而产生变形，由此来打开/关闭所述纳米流路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.23 JP 2015-2092351.一种纳米流体设备，其具备第一基板和第二基板，所述第一基板在一个面上具有纳米尺度的槽，所述第二基板是对第二基板与该第一基板彼此相对的一个面之间进行接合而一体化设置，并且与所述第一基板的槽共同形成纳米流路，其中，所述第一基板或所述第二基板中的任一者，在俯视时与所述纳米流路重叠的位置的一部分中至少具有薄壁部，所述薄壁部通过按压而产生变形，由此来打开/关闭所述纳米流路。2.如权利要求1所述的纳米流体设备，其中，所述薄壁部的厚度是10mm以下。3.如权利要求1或2所述的纳米流体设备，其中，所述薄壁部在纳米流路延伸的方向上的宽度是2～100μm。4.如权利要求1～3中任一项所述的纳米流体设备，其中，由所述第一基板和所述第二基板构成的所述纳米流路具有流路部和动作区域，所述流路部在一个方向上延伸，所述动作区域被设置在俯视时与所述薄壁部重叠的位置并且比所述纳米流路的宽度宽。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：嘉副裕，尤里依·皮霍施，北森武彦，
申请(专利权)人：国立研究开发法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：日本,JP