微芯片、制造微芯片的方法、以及检测成分的方法技术

一种微芯片包括具有流过样本的通道的包层，和形成在所述包层中并且具有折射率高于所述包层的光波导。光波导形成为光学地作用在通道上。这样，即使在具有精细结构的微芯片中，也可以高精度地分析在通道中流动的样本。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
在临床研究和蛋白质组(proteomics)分析中强烈地需要微芯片。微芯片用于分离诸如核酸和蛋白质的生物分子，以及用于分析所分离的样本。在这种样本分析中，已经利用了一种光学检测非常少量的分离样本的方法。作为一种光学分析样本的技术，已知有透射光技术和漫反射技术。根据漫反射技术，通过检测照射到样本的激光的反射光对样本进行分析。在日本未决专利申请No.2002-98637中描述的密度测定设备采用了激光发射装置，并且通过使用漫反射技术测量包含在所测量的目标液体中的悬胶体成分的密度。在该密度测定设备中，将用于产生激光的多个光纤和用于接收激光的多个光纤捆束起来以构成传感器单元。另一方面，图1是示出了使用了在日本未决技术申请No.Sho-62-108858中所述的透射光技术的密度测定设备的图。在该密度测定设备中，通过光引导光纤束222将从光源221发出的光引向液体通道201，从光引导光纤束222的端部发出的光通过液体通道201进入到光接收光纤束223的端部，并且通过光探测器224测量在液体通道中流动的液体浓度。而且，在日本未决专利申请No.Hei-1-233345中所述的光学类型分析器的特征在于通过分支光纤将从光源发出的光分支到多个通道中。一个分支通道中的光进入参考光接收装置，而不会进入样本。其它分支通道中的光进入样本，并且通过样本的光进入样本光接收装置。图2是示出了在日本未决专利申请No.Hei-9-288090中所述的毛细管电泳设备的图。该毛细管电泳设备由其上形成有通道120的基底114、内置于基底114的光纤108、与光纤108连接的光源103、和与基底114连接的光探测器135组成。在该设备中，光探测器135设置在通道120上面，并且在通过使用荧光试剂将样本液体制成电介质的条件下将样本液体导入到该通道中。将采样激发光从光源103引导到光纤108的另一端，并且从光纤108得到的光照射到通道120的传感部分。在传感部分接收光照射的液体样本产生荧光，并且所产生的荧光进入到光探测器135。根据如在日本未决技术申请No.Sho-62-108858中所述的上述密度测定设备中在液体通道的两端都设置光纤束的结构，难以正确地将光引导光纤束222与光接收光纤束223对准。结果，存在的风险是，不能高精度地测量流过通道的样本的浓度。在光探测器135设置在通道120上面的结构中，如在日本未决专利申请No.Hei-9-288090中所述的毛细管电泳设备，当通道120浅并且从上方进行观察时，难以保证足以测量吸收的光程。而且，光纤108通过粘胶材料被固定到在基底114上形成的沟槽122中。结果，除了定位光纤之外，还通过使用粘胶材料固定光纤的处理也是必需的。于是制造它的方法变得复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种即使在具有精细结构的微芯片中也可以高精度地分析在通道中流动的样本的技术。本专利技术的另一目的是提供一种即使在平面上形成的非常小的通道中也可以光学地检测样本成分的技术。本专利技术还有另一目的是提供一种即使在浅通道中也可以确保足够长的光程，并且高精度地检测在通道中流动的样本成分的技术。本专利技术还有另一目的是简化微芯片的结构。根据本专利技术，微芯片包括具有样本所流过的通道的包层，和形成在该包层中并具有比该包层更高折射率的光波导。所形成的光波导在通道上光学地作用，并且其因此可能分析流过该通道的样本成分。这里，光学地作用意指在该光波导中传播的光对通道中的样本产生影响。因此，光波导可以物理地与通道连接，或可以光学地与通道连接。而且，光波导可以与通道交叉，或可以与通道具有边界。包层由反射率低于芯层(光波导)的反射率的材料制成。该包层可以包括覆盖芯层的底部和侧边的包层。而且，该包层也可以包括覆盖芯层顶部作为组件的包层。在这种情况下，包层可以包括在覆盖芯层顶部的包层的表面上的通道。使用上述的结构，芯层可以被包层包围，并且该芯层用作光波导。应该注意，该包层具有的结构可以是反射率从临近芯层的内部向外部逐渐地降低。根据本专利技术的微芯片，在包层中形成光波导。因此，不必要像在常规设备中通过使用粘胶材料将光波导与包层固定，这样就简化了结构。而且，由于在平面形式的包层中形成光波导，就能够进行精细处理。而且，还能够简化制造微芯片的处理。于是，可以减少制造微芯片的成本。而且，由于是在包层中形成通道和光波导，能够使得通道和光波导的尺寸为理想的值，并具有优良的可控制性。在本专利技术的第一方面，光波导与通道交叉。在这种情况下，从光波导的一端引出的光穿过通道，并从光波导的另一端出来。使用这种结构，能够根据从光波导的另一端出来的光的性质(诸如密度)来检测在通道中流动的样本的成分。通道可以形成为分开光波导。在本专利技术的微芯片中，在包层中形成样本所流过的通道和与通道交叉设置的光波导。于是，不必调节它们的位置，并且跨过通道形成的光波导的一端可以用于引导光，并且另一端可以用于接收光。而且，由于在包层中形成通道，能够通过使用可以进行精细处理，例如蚀刻的现有技术形成具有理想尺寸的通道。光波导的一端和另一端可以形成为比该光波导的别的区域更宽。该光波导可以在光波导与通道之间的边界形成为比该光波导的别的区域更宽。根据该结构，拓宽了从跨过通道形成的光波导的一端进入通道的光。因此能够跨过通道从一端到另一端高精度地透射光线，并从而精确地检测已经通过该通道中所流动的样本的光的性质。可以在包层中形成多个光波导。可以以预定间隔形成彼此相互隔开的多个光波导，并且也可以基本上相互平行地形成。使用这种结构，能够几乎同时地在通道中的不同位置检测已通过样本的光的性质，并且从而检测该通道中流动的样本的分离图案。可以在包层中形成多个光波导。该多个光波导可以包括多个光引导光波导和光接收光波导。在该多个光引导光波导与该光接收光波导之间形成通道。多个光引导光波导形成为在通道的多个不同位置引导光。光接收光波导形成为接收和输出通过多个不同位置中每一个的光。可以彼此相互隔开并基本上垂直于通道形成该多个光引导光波导。可以沿通道形成该光接收光波导。在这种情况下，沿通道的侧表面和光接收光波导的相反侧表面制成镜面可以制成镜面。使用这种结构，能够在该光接收光波导中没有损失地传输通过通道进入光接收光波导的光，并且从而高精度地检测样本的成分。而且，在包层中形成多个光波导，并且该多个光波导可以包括多个光引导光波导、与多个光引导光波导一样多的多个第一光接收光波导、和一个第二光接收光波导。在该多个光引导光波导与该多个第一光接收光波导之间形成通道。多个光引导光波导形成为在通道的多个不同位置引导光。多个第一光接收光波导中的每一个形成为接收通过多个不同位置中对应一个的光。第二光接收光波导形成为接收和输出传播通过多个第一光接收光波导中每一个的光。可以彼此相互隔开并基本上垂直于通道形成该多个光引导光波导。可以彼此相互隔开并基本上垂直于通道形成该多个第一光接收光波导。可以沿通道形成该第二光接收光波导。当该微芯片包括如上所述的多个光引导光波导时，通过以预定时间间隔将光引导到通道的不同位置，能够测得流通该通道的样本的时间变化。于是，当将本专利技术的微芯片用于分离样本成分时，能够在分离过程下检测收集成分的定时。特别地，毫无疑问地能够收集目本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微芯片，包括：包层，其具有样本从其中通过的通道；和光波导，其形成在所述包层中，并且具有比所述包层高的折射率，其中所述光波导形成为光学地作用于所述通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭田一浩，德岛正敏，下田毅，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]