微综合分析芯片及微综合分析系统技术方案

本发明专利技术提供一种微综合分析芯片，具有用于输送液体的主流路和分支成多个、用于将从所述主流路输送的液体以规定的分割比例分割并输送的分支流路，其特征在于：分支成多个的所述分支流路的各个流路阻力值的比值，与被各个所述分支流路分割并输送的液体的所述规定分割比例的倒数大致相等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微综合分析芯片及微综合分析系统，特别是涉及具有分支 成多个的分支流路的微综合分析芯片及微综合分析系统，该分支流路用于 将检测体或试剂等液体以规定的分割比分割并输送。
技术介绍
近年来，通过利用微电机技术及超精密加工技术，开发了将现有的用 于进行试样制备、化学分析、化学合成等装置、机构(例如，泵、阀、流 路、传感器等)等精密化而集成在一个芯片上的微综合分析芯片。微综合分析芯片也被称为(i - TAS ( Micro total Analysis System:微全 分析系统)、生物反应器、芯片实验室(Lab-on-chips )、生物芯片，有望应 用于医疗检查/诊断领域、环境测定领域、农业制造领域。实际上象基因检 查那样，在需要复杂工序、熟练的手艺、各种器械的操作时，自动化、高 速化以及简便化的微综合分析系统在成本、所需的试样量、所需时间方面 具有优点，可进行不需选择时间和场合的分析，可以说效果非常显著。在使用这样的微综合分析芯片进行分析、检测等时，将检测体分割成 多个并使它们分别与不同的试剂反应，即，通过并列地进行多个反应，可 缩短分析所需的时间是很重要的。并且，在定量分析、检测等中，使检测 体和试剂以正确的混合比混合并反应是很重要的，为此，将检测体或试剂 以正确的分割比分割的方法是很重要的。在现有的微综合分析芯片中，作为将液体分割的技术，公开了使用所 谓两相分配法的反应后的溶液的分离方法，例如，提出了这样一种方法， 即，通过利用并行流动的两相流路的各层溶解度的不同来分配溶解到溶液 中的微小物，不用混合两相流路而保持分离的状态进行反应，在分支部于 层间分离各层而流动(例如，参照专利文献l)。或提出了这样一种方法，即，通过对流路的内面进行处理，使两相流 路保持平稳地输送到分支部，在分支部使各个流路平稳并分支(例如，参 照专利文献2)。专利文献1:(日本)特开2001 - 281233号公报 专利文献2:(日本)特开2005 - 331286号公报但是，专利文献1及2的方法都是使用两相分配法用于将反应后的液 体在相间分离的方法，并没有想到如上所述的将检测体或试剂以正确的分 割比分割的情况。特别是，当分割比为l: l之外的情况时，仅仅简单地将 流路分割为两部分已经不可能，有必要采用新的方法。并且，在微综合分析芯片中，因流路的截面尺寸非常微细，所以，流 路的内壁面和流体之间的毛细管力等相互作用的影响大。该力很容易受到 流路内壁面的表面状态(表面粗糙或表面附着物等)的影响,即便施加如 专利文献2所述的内面处理，因它们的影响容易产生分割比例的不均，为 了实现包括分割比为l: l在内的正确的分割比，必须采取某些新的对策。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而开发的，其目的在于提供一种微综合分析芯 片及微综合分析系统，该微综合分析芯片及微综合分析系统具有分支成多 个、用于将检测体或试剂等液体以正确的分割比分割并输送的分支流路， 通过并列地进行多个反应，从而可以缩短分析所需的时间。本专利技术的目的可通过如下结构实现。1. 一种微综合分析芯片，其特征在于具有用于输送液体的主流路和 分支成多个、用于将从所述主流路输送的液体以规定的分割比分割并输送 的分支流路，分支成多个的所述分支流路的各个流路阻力值的比值，与被 各个所述分支流路分割并输送的液体的所述规定分割比的倒数大致相等。2. 如结构1中记栽的微综合分析芯片，其特征在于各个分支成多个 的所述分支流路具有将流路的一部分收缩成比前后的流路细、从而提高流 路阻力的高流路阻力部，各个分支成多个的所述分支流路具有的所述高流 路阻力部的长度的比值，与被各个所述分支流路分割并输送的液体的所述 规定分割比的倒数大致相等。3. 如结构1中记载的微综合分析芯片，其特征在于各个分支成多个 的所述分支流路的长度的比值，与被各个所述分支流路分割并输送的液体 的所述规定分割比的倒数大致相等。4. 如结构1中记载的微综合分析芯片，其特征在于各个分支成多个 的所述分支流路至少分别具有一个将流;洛的 一部分收缩成比前后的流路 细、从而提高流路阻力的高流路阻力部，各个所述分支流4具有的所述高 流路阻力部的个数的比值，与被各个所述分支流路分割并输送的液体的所 述规定分割比大致相等。5. —种微综合分析系统，其特征在于，具有如结构1 4中任一项记 载的微综合分析芯片、与所述微综合分析芯片连接并在所述微综合分析芯 片内用于输送液体的输送装置、检测在所述微综合分析芯片上生成的目标 物质的纟企测部。附图说明图1是表示微综合分析系统的一个例子的示意图； 图2是表示检测芯片的第一实施例的示意图； 图3是用来说明分支流路的第二例的示意图； 图4是用来说明分支流路的第三例的示意图5 (a) ~ (c)是表示高流路阻力部和细流路的优选形状的示意图； 图6是表示检测芯片的第二实施例的示意图； 图7(a) ~ (c)是表示微型泵的构成例的示意图。具体实施例方式以下，基于图示的实施例说明本专利技术，但本专利技术并不限于该实施例。 另外，图中同一或相同的部分标注同一符号，省略重复说明。首先，参照图1说明本专利技术的微综合分析系统。图1是表示微综合分 析系统的 一个例子的示意图。在图1中，作为本专利技术的微综合分析系统的检测装置1的结构包括 作为本专利技术的微综合分析芯片的检测芯片100、在检测芯片内输送液体的微 型泵组件210、用于促进或抑制检测芯片内的反应的加热冷却组件230、检 测通过检测芯片内的反应得到的生成液中所含有的目标物质的检测部250、 及进行检测装置内各部分的驱动、控制、检测等的驱动控制部270。此处， 微型泵组件210作为本专利技术的输送装置起作用。除此之外，作为输送装置 也可使用根据空气压力输送液体的气压泵。微型泵组件210的结构包括输送液体的微型泵211、与微型泵211和 检测芯片100连接的芯片连接部213、将用于输送液体的驱动液216供给的 驱动液槽215、及将驱动液216从驱动液槽215供给到微型泵211的驱动液 供给部217等。为了补充驱动液216,驱动液槽215可乂人驱动液供《会部217 中取出并更换。微型泵211上形成有一个或多个泵，当为多个时，可各自 独立或联动地驱动。加热冷却组件230由通过珀尔帖元件等构成的冷却部231及通过加热 器等构成的加热部233等构成。不言而喻，加热部也可通过珀尔帖元件构 成。检测部250由发光二极管(LED) 251及受光元件(PD ) 253等构成， 光学检测通过检测芯片内的反应得到的生成液中所含有的目标物质。检测芯片100与通常也称为分析芯片、微反应器芯片等芯片相同，是 例如以树脂、玻璃、硅、陶瓷等为材料，通过精密加工技术在其上形成宽 度及高度为数^m 数百pm量级的微细流路的芯片。通常，检测芯片100 的纵横尺寸通常大约为数十mm，高度大约为数mm。检测芯片100和微型泵211通过芯片连接部213连接并连通，通过驱动 微型泵211,收容在检测芯片100内的多个收容部的各种试,或检测体，通 过从微型泵211经由芯片连接部213流入到4企测芯片100的驱动液216而被 输送。接着，参照图2说明本专利技术的检测芯片IOO的第一实施例。图2是表 示检测芯片100的第一实施例的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微综合分析芯片，具有用于输送液体的主流路和分支成多个、用于将从所述主流路输送的液体以规定的分割比分割并输送的分支流路，其特征在于：分支成多个的所述分支流路的各个流路阻力值的比值，与被各个所述分支流路分割并输送的液体的所述规定分割比的倒数大致相等。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：东野楠，中岛彰久，山东康博，青木洋一，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达医疗印刷器材株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]