化学处理用包袋的制作方法

专利名称：化学处理用包袋的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种通过施加外力时的变形而进行内部的液体输送以进 行化学处理的化学处理用包袋，以及其使用方法。
现有技术
专利文献1尤其以在依据既定的协议而无个人差异下，价廉且安全、 容易地进行溶液的合成或溶解、检测、分离等为目的，提出一种化学处理
用包袋；该包袋的内部形成腔室及流道，此包袋由可使其腔室或流道内的 流动体流动，或流动受阻的弹性体，以及用以保持位置及形状的刚性体的
基板构成。
依专利文献1记载的发明，以滚筒等使弹性体变形而压坏腔室及流道， 并於压坏的状态下移动或停止滚筒等，从而进行流动体的流动、流动阻止。
此种化学处理用包袋也使用作用以检查、分析DNA、 RNA、蛋白等的 生物用包袋(生物芯片，biochip)。专利文献1的段落0033及图21记载一种 血液等试料的注入口形成凹部，且使外漏的试料残留在凹部的发明。注入 试料后，将注射针从包袋拔出。依专利文献1记载的发明，抽取试料后， 通过滚筒的推压等，可将试料适时送往包袋内的前处理室或反应室等。专利文献1日本特开2005-037368号公才艮

发明内容
发明所欲解决的课题
又，依专利文献1记载的发明，将注射针从包袋拔出后，由于穿刺部 周围的凹部，外漏的试料较无附着在周围物体之虞。然而，并不可谓外漏 泄的血液全然无附着在周围物体之虞，且外漏的试料曝露于户外空气，依 试料有其危险性。
本发明是有鉴于以上现有技术的问题点所形成，其课题为提供一种 于导入试料后可安全操作的化学处理用包袋，以及其使用方法。解决课题的手段
本发明的化学处理用包袋，是一种通过施加外力时的变形而进行内部
的液体输送，以实现化学处理的化学处理用包袋。其特征为剖面积比形 成在该包袋的内部的供作样本液体输送的空间大，且形成可开闭的开口部， 经由该开口部可收容该样本。
依该化学处理用包袋，由于剖面积比形成在包袋的内部的供作样本液 体输送的空间大，且形成可开闭的开口部，因此可容易地将样本导入，并 无往外部污染之虞。
该开口部可涵盖该包袋的约略宽度整体而形成开口 。
该开口部能以轨条式扣件成为可开闭式。
于该开口部可收容用以溶解该样本的溶剂。
本发明的化学处理用包袋的使用方法，是一种通过施加外力时的变形 而进行内部的液体输送，以实现化学处理的化学处理用包袋的使用方法。 其特征为剖面积比形成在该包袋的内部的供作样本液体输送的空间大， 且包含经由可开闭的开口部进行该样本的导入的步骤，以及以重力使经由 该开口部所导入的样本朝该空间移动的步骤。
本发明的化学处理用包袋的使用方法，是一种通过施加外力时的变形 而进行内部的液体输送，以实现化学处理的化学处理用包袋的使用方法。 其特征为剖面积比形成在该包袋的内部的供作样本液体输送的空间大， 且包含将溶剂收容到可开闭的开口部的步骤，以及进行使该样本溶解到收 容于该开口部的该溶剂的处理的步骤。
本发明的化学处理用包袋的使用方法，是一种通过施加外力时的变形 而进行内部的液体输送，以实现化学处理的化学处理用包袋的使用方法。 其特征为剖面积比形成在该包袋的内部的供作样本液体输送的空间大， 且包含经由可开闭的开口部进行该样本的导入的步骤，以及于该开口部关 闭的状态下，在该开口部内将该样本与空气分离的步骤。
发明的效果
依本发明的化学处理用包袋，由于剖面积比形成在包袋的内部的供作 样本液体输送的空间大，且形成可开闭的开口部，因此可容易地将样本导 入，并无往外部污染之虞。


图l(a)、 l(b)是依本发明的第1实施形态的化学处理用包袋的垂直剖面 图l(a)及立体图l(b)。
图2(a)、 2(b)是显示往依本发明的第1实施形态的化学处理用包袋注射 试料情形的垂直剖面图2(a)及显示注射试料后的密封情形的垂直剖面图2 (b)。
图3是依本发明的第2实施形态的化学处理用包袋的垂直剖面图。
图4(a) 4(c)是显示依本发明的第3实施形态的化学处理用包袋开封、 密闭情形的垂直剖面图。
图5(a)、 5(b)是显示依本发明的第4实施形态的化学处理用包袋的密闭 构造的垂直剖面图。
图6(a)、 6(b)是显示依本发明的第5实施形态的化学处理用包袋的定位 构造的垂直剖面图。
图7(a) 7(c)是依本发明的第6实施形态的化学处理用包袋的剖面图 7(a)及立体图7(b)、 7(c)。
图8(a)、 8(b)是依本发明的第7实施形态的化学处理用包袋的剖面图。
图9(a)、 9(b)是显示形成一用以储存空气的空气袋部的包袋的结构例的 剖面图9(a)及显示追加用以分离空气的闸门的一例的剖面图9(b)。
附图标记说明
I ~包袋本体 2~基板
3 ~弹性体 3a 凹部 4~试料抽取室 5 ~流道 6~穿刺部 7 ~注射针 8~月空室 9~月空室
10~化学处理用包袋
II ~密封构件12 开口(开口部) 13-轨条式扣件构造
20 化学处理用包袋
21 ~密封构件
22 ~金属膜 23 检测窗部 30-化学处理用包袋 31 ~密封构件
32、 33 ~密封层
34 ~剥离纸
40~化学处理用包袋
41 ~密封构件
a ~边缘部
al ~夕卜侧
a2 ~内侧
b ~边缘部
bl、 b2~内侧
50-化学处理用包袋
51 ~密封构件
52~孔穴
53~操作台
54~突起
60 化学处理用包袋 61A~弹性体 61B ~基板
62 ~开口部
63 ~轨条式扣件 64~腔室
65 ~流道
66 ~收容部 66a ~锥部66b ~导入部
70、 70A 化学处理用包袋 71A~弹性体 71B 基板 71C 弹性体
72 ~开口部
73 ~轨条式扣件 76 ~导入部
81 ~样本
82 ~样本抽取棒
83 ~溶液 84~空气
85 ~空气袋部
90 ~滚筒
91 ~闸门
具体实施例方式
以下参照图式，说明本发明的一实施形态。以下为本发明的一实施形 态，并不限定本发明。又，本发明的化学处理用包袋一般应用作又称「微 型反应器」(microreactor)的反应器。另外，本发明并不限于特定的用途。 [第1实施形态]
参照图l(a)、 l(b)及图2(a)、 2(b)，说明本发明的第1实施形态。
图l(a)、 l(b)是依本发明的第1实施形态的化学处理用包袋10的垂直 剖面图l(a)及立体图l(b)。
如图l(a)、 l(b)所示，化学处理用包袋10于包袋本体1的端部附设密 封构件11。包袋本体1由气密状且具弹力性的橡胶等的弹性体3，及以硬 质材料形成而用以定位并维持形状的刚性体的基板2形成。
就弹性体3的材质而言，有硅橡胶、聚二甲基硅氧烷(PDMS, polydimethylsiloxane)、天然橡胶及其聚合体、丙烯酸橡胶、胺酯橡胶等。
就基板2的材质而言，可采用玻璃、金属、硬质树脂，或者可弯曲的 刚体。如图l(a)、 l(b)所示，于弹性体3的一面形成凹部(例如3a)。通过将形 成弹性体3的凹部的面中除凹部以外的部分接着在基板2的面，而形成流 道及腔室。腔室是形成2个以上。流道联是于腔室间，可输送腔室间的物 质。所输送的物质为具有流动性的物质、液体及其他流体状物质。输送标 的的反应物质为固体等不流动的物质、不易流动物质时，含有该反应物质 的溶液会被送入腔室。
流道及腔室可用弹性体包覆整体而形成，也可用弹性体构成一部分的 壁部。通过在基板2及弹性体3之间介设另一层弹性体，可将流道及腔室 整体用弹性体包覆而形成。又，也可用弹性体取代基板2，在无刚性体的基 板的状态下构成。
如以下方式进行物质的移动。
首先，将滚筒、压辊、注射器(syringe)等推压机构推顶在流道或腔室上 的弹性体3，而压坏流道或腔室。通过压坏流道或腔室，可使内部的物质流 动而移动之。进而，通过使推压位置移动，使内部的物质流动，且可使物 质沿推压位置的移动方向移动。推压位置的移动方式较佳为通过在推压 位置使流道或腔室相向的内壁彼此接触，以推压到隔离内部空间的状态而 进行。
阻止物质移动时，是以推压机构使流道或腔室相向的内壁彼此接触， 而隔离内部空间。通过使用多个推压机构，以一种推压机构使物质进行移 动，同时于其移动方向的前方，以另一种推压机构推压流道或腔室，也可 阻止物质往较其位置前方移动。
以上述移动、阻止移动方式为基本，控制包袋本体1内的物质的移动。 依以上的原理，控制包袋本体1内的物质的移动，进行用以形成化学 反应的操作。
如图l(a)、 l(b)所示，包袋本体1形成试料抽取室4,以及连接试料抽 耳又室4的流道5。流道5连接未图示的前处理室等其他腔室。
于包袋本体l的端部形成穿刺部6。穿刺部6形成于弹性体3的一部分。 穿刺部6形成于一从包袋本体1的端面凹陷的穴状，并邻接试料抽取室4 而形成。穿刺部6的孔穴的底部正好为与试料抽:取室4间的分隔壁而形成， 通过将注射针穿刺到此部分，可注入血液等试料。又，除血液以外，从生 物体、自然界等抽取到的所有物质也可作为试料。密封构件11包覆形成穿刺部6的端部而附设。密封构件11及包袋本
体1之间以接着、熔接方式等气密式接合。就将密封构件11的开口 12密 闭的机构而言，密封构件11具有轨条式扣件构造13。
如图2(a)所示，注入试料时，拆卸轨条式扣件构造13,成为将开口 12 打开的状态。又，注入试料前，并无须将开口 12关好。
接着，使连接注射器等的注射针7通到开口 12,而插入密封构件11 内。进而，将注射针7穿刺到穿刺部6的底部，使其前端贯通到试料抽取 室4。进一步，经由注射针7注入试料后，拔掉注射针7，嵌合轨条式扣件 构造13而密闭开口 12。由此，将穿刺部6密封。开口 12若具有可容纳注 射针7的大小，即属充足。
于以上的状态下，往试料抽取室4导入试^f,迅速将开口 12密闭。然 后，避免非必须地将开口 12打开，并于密闭开口 12的状态下，将化学处 理用包袋10使用于血液等试料的检查。进一步于其后，在密闭开口 12的 状态下，将化学处理用包袋IO废弃。
如上所述，本实施形态的包袋中，由于剖面积比形成在包袋的内部的 供作样本液体输送的空间大，且形成可开闭的开口部，因此可容易地将样
本导入。 接着，参照图3，说明本发明的第2实施形态。
本实施形态的化学处理用包袋20由包袋本体1,以及包覆包袋本体1 整体的袋状的密封构件21构成。密封构件21为透明的树脂制袋体，与可 开闭开口部的轨条式扣件构造13—体成型。为了包袋本体l内的物质的移 动，以滚筒等所为对弹性体的推压，是从密封构件21外部进行。因此，密 封构件21较佳为具有不妨碍对弹性体推压的柔软性。
本实施形态的包袋中，由于剖面积比形成在包袋的内部的供作样本液 体输送的空间大，且形成可开闭的开口部，因此可容易地将样本导入。
密封构件21的内面形成金属膜22。又，在无金属膜22的状态下实施 也有其效益。密封构件21通过附设该金属膜22,在具有金属膜22的部分 附加遮光性，防止因光照射到包袋本体1内所收纳的物质而该物质变质、 劣化等，可提高保存性。为附加遮光性，可不用金属膜，而以着色方式等 进行。金属膜22在相当于检测窗部23的部分具有一开口 ，确保检测窗部23 的透光性。腔室9为收纳附加萤光物质的DNA等光学性检测的对象物的腔 室。
腔室8为收纳从外部加热的对象物的腔室。利用金属膜22,往腔室8 的导热性变佳，可有效率地加热腔室8内的物质。金属膜22也可仅孤立于 腔室8的正上方区而设置。又，也可于腔室8的正上方区，在密封构件21 设置开口而使金属膜22露出外侧。由此，可进一步提高热传导效率。又， 金属膜22也可设在密封构件21的外面。
反之，加热部的金属膜往周围产生热传导时，与检测窗部23同样地， 可仅去除金属膜的该部分。
接着，参照图4(a)~4(c),说明本发明的第3实施形态。
本实施形态是关于密封构件的开口的密闭机构，为构成其他构造、方 法的形态。如图4(a) 4(c)所示，本实施形态的化学处理用包袋30与上述 实施形态同样地具有密封构件31。于密封构件31的开口 12侧的端部内面， 黏着』交或黏接剂所形成的密封层32、 33附加在相向的区域。如图4(a)所示， 密封层32、 33被剥离纸34隔绝。
如图4(b)所示，通过将密封层32、 33中的任一个从剥离纸34剥开， 可打开开口 12。打开开口 12,注入试料后，如图4(c)所示，将剥离纸34 ^^密封层32、 33剥下而拔掉，将密封层32、 33加压而密闭开口 12。
又，就其他的实施形态而言，可不使用密封层32、 33,而使密封构件 31的具开口 12的端部热熔接，以进行开口 12的密闭。亦即，使伸出密封 构件31的开口 12侧而相对齐的边缘部〗皮此热熔4妾，以进4于开口 12的密闭。
本实施形态的包袋中，由于剖面积比形成在包袋的内部的供作样本液 体输送的空间大，且形成可开闭的开口部，因此可容易地将样本导入。
接着，参照图5(a)、 5(b)，说明本发明的第4实施形态。 本实施形态是关于密封构件的开口的密闭机构，为构成其他构造、方 法的形态。如图5(a)、 5(b)所示，本实施形态的化学处理用包袋40与上述 实施形态同样地具有密封构件41。密封构件41于开口 12侧的相对齐的边 缘部a、 b，形成不同长度。在边缘部a的外侧al及边缘部b的内侧bl, i殳有黏着胶或黏接剂所形 成的密封层，将各个剥离纸剥掉，折弯成图5(b)所示的状态而密闭。
加上，在边缘部a的内侧a2及与此相向的边全彖部b的内侧b2,设有黏 着胶或黏接剂所形成的密封层，可进行与上述第3实施形态相同的密闭， 成为双重密封。
又，不使用黏着胶或黏接剂所形成的密封，而于图5(b)所示的弯折状 态下，使边缘部a、 b彼此热熔接以进行开口 12的密闭，也有其效益。此时 较佳的实施方式为进行边缘部a的外侧al及边缘部b的内侧bl 二者的熔 接，并进行边缘部a的内侧a2及与此相向的边缘部b的内侧b2 二者的熔接， 而成为双重密封。 .
本实施形态的包袋中，由于剖面积比形成在包袋的内部的供作样本液 体输送的空间大，且形成可开闭的开口部，因此可容易地将样本导入。
接着，参照图6(a)、 6(b),说明本发明的第5实施形态。
本实施形态是构成供作包袋定位的构造、方法的形态。
如图6(a)、 6(b)所示，本实施形态的化学处理用包袋50与上述实施形 态同样地具有密封构件51。如图6(a)所示，包袋本体1的背面的基板部分 设有孔穴52。另外，如图6(b)所示，往操作台53定位固定时，是通过在操 作台53上直立设好突起54,介设密封构件51的状态下，使突起54嵌合到 包袋本体l的孔穴52而进行。
又，并非仅有形成孔穴52及突起54的嵌合，若在基板的背面形成卡 止到操作台侧的凹凸的形状凹凸，即属充足。
本实施形态的包袋中，由于剖面积比形成在包袋的内部的供作样本液 体输送的空间大，且形成可开闭的开口部，因此可容易地将样本导入。
接着，参照图7(a) 7(c)，说明本发明的第6实施形态。第6实施形态 显示不使用注射针，而能导入样本的形态例。
图7(a)是依本发明的第6实施形态的化学处理用包袋60的剖面图，图 7(b)及图7(c)是其立体图。
如图7(a)-7(c)所示，化学处理用包袋60由硅橡胶、聚二曱基硅氧烷 (PDMS)、天然橡胶及其聚合体、丙烯酸橡胶、胺酯橡胶等具柔软性、弹力 性的材质所形成的弹性体61A，以及安装在弹性体61A的内部的基板61B构成。基板61B以比弹性体61A硬质的材料构成。
如图7(a)所示，弹性体61A的内部形成既定形状的凹部，由此构成用 以进行既定化学处理的 一 系列的流道(例如流道65)及腔室(例如腔室64)。
如图7(a) ~ 7(c)所示，化学处理用包袋60以i殳于弹性体61A的内部的 轨条式扣件63，使其开口部62成为可开闭式。如图7(b)所示，通过打开轨 条式扣件63,使弹性体61A可涵盖其宽度整体而形成开口。又，由于弹性 体61A的柔软性，开口部62比包袋60内的流道及腔室使化学处理用包袋 60形成大面积的开口。因此，如图7(b)所示，通过轻轻按压化学处理用包 袋60的两侧端部，将开口部62张大的状态下，如图7(a)所示，可将样本 81,经由开口部62滴下来到化学处理用包袋60内。
如图7(a)所示，滴下来的样本81由锥部66a及导入部66b构成的收容 部66收容，并通过维持将化学处理用包袋60的开口部62朝上方的姿势， 而以重力导引至腔室64。导入样本81后，通过以4九条式扣件63将开口部 62密闭，可密封化学处理用包袋60。因此，可确保其后的操作的安全性。
其次，如图7(c)所示，通过将滚筒90压在基板61B而移动，使化学处 理用包袋60内部的流动体移动，可进行既定的化学处理。进行检查等后， 可于保持关闭开口部62的密闭状态下，将化学处理用包袋60废弃。
如上所述，依本实施形态的化学处理用包袋60，由于可经由涵盖包袋 的宽度整体形成开口的开口部62,将样本滴下来而导入，因此可在例如结 核菌的检查等，以唾液为样本时，作为适当的包袋使用。
又，也无须将以其他容器收容的一部分样本，用注射器导入一次。因 此，可排除病菌经由容器而引起的污染，或者起因于在开放系统操作的危 险性。
接着，参照图8(a)、 8(b)及图9(a)、 9(b)，说明本发明的第7实施形态。 第7实施形态显示使用样本抽取棒等，而能导入样本的形态例。
图8(a)、 8(b)是依本发明的第7实施形态的化学处理用包袋70的剖面图。
如图8(a)、 8(b)所示，化学处理用包袋70由硅橡胶、聚二曱基硅氧烷 (PDMS)、天然橡胶及其聚合体、丙烯酸橡胶、胺酯橡胶等具柔软性、弹力 性的材质所形成的弹性体71A，以及安装在弹性体71A的外侧的基板71B构成。基板71B以比弹性体71A硬质的材料构成。弹性体71A的内部形成 既定形状的凹部，由此构成用以进行既定化学处理的 一 系列的流道及腔室 (未图示)。
如图8(a)、 8(b)所示，化学处理用包袋70以-没于弹性体71A的内部的 轨条式扣件73，使其开口部72成为可开闭式。如图8(a)所示，通过打开轨 条式扣件73，使弹性体71A可涵盖其宽度整体而形成开口。又，由于弹性 体71A的柔软性，开口部72比包袋70内的流道及腔室使化学处理用包袋 70形成大面积的开口。因此，通过轻轻按压化学处理用包袋70的两侧端部 (于图8(a)是面前侧端部及内侧端部)，将开口部72张大的状态下，如图8(a) 所示，可将附着有样本的样本抽取棒82等，经由开口部72导入化学处理 用包袋70内。
如图8(a)所示，通过将样本抽取棒82等从开口部72插入并搅拌，附 着在样本抽取棒82等的样本被化学处理用包袋70内的溶剂所溶解，成为 溶液83而导入。溶剂可事先收容于化学处理用包袋70,或者也可在导入样 本前注入化学处理用包袋70。
导入样本后，通过以轨条式扣件73将开口部72密闭，可密闭化学处 理用包袋70。因此，可确保操作的安全性。其次，如图8(b)所示，通过将 化学处理用包袋70安装到驱动装置，将滚筒90压在基板71B而移动，可 将溶液83经由导入部76输送到化学处理用包袋70内部，进行既定的化学 处理。输送溶液时，必须进行空气的分离；但如图8(b)所示，通过将化学处 理用包袋70以直立状态进行液体输送，可将空气84储存于化学处理用包 袋70的上部。由此，可将溶液83及空气分离。
进行检查等后，可于保持关闭开口部72的密闭状态下，将化学处理用 包袋70废弃。
如上所述，依本实施形态的图9(a)由于可经由涵盖包袋的宽度整体形 成开口的开口部72,以样本抽取棒82等将样本导入，因此可在例如以患部 细胞块为样本时，作为适当的包袋使用。
又，也无须将以其他容器收容的一部分样本，用注射器导入一次。因 此，可排除病菌经由容器而引起的污染，或者起因于在开放系统操作的危 险性。此外，不会浪费一部分宝贵的样本，而能有效益地利用样本。
图9(a)是显示形成 一 用以储存空气的空气袋(air pocket)部的包袋的结构例的剖面图。图9(a)的例中，通过对弹性体71C的形状施加变更，将化 学处理用包袋70A往旁边放平时，设有位于化学处理用包袋70A最上部的 空气袋部85。利用此种空气袋部85,也可于沿水平方向进行液体输送时， 将空气储存在空气袋部85，可将溶液83及空气分离。
图9(b)是显示进行液体输送时，追加用以分离空气的闸门的一例的剖 面图。此例中，通过在滚筒90的后方将闸门91压在化学处理用包袋70A, 以禁止空气及溶液83的移动，并辅助溶液83及空气的分离。
权利要求
1.一种化学处理用包袋，通过施加外力时的变形而进行内部的液体输送，以施行化学处理，其特征为其剖面积比形成于该包袋的内部的供作样本液体输送的空间大，且形成有可开闭的开口部，经由该开口部可接受纳入该样本。
2. 如权利要求1所述的化学处理用包袋，其中，该开口部是涵盖该包袋 的约略整体宽度形成开口。
3. 如权利要求1或2所述的化学处理用包袋，其中，该开口部可通过轨 条式扣件而开闭。
4. 如权利要求1至3项中任一项所述的化学处理用包袋，其中，于该开 口部收容用以溶解该样本的溶剂。
5. —种化学处理用包袋的使用方法，通过施加外力时的变形而进行内部 的液体输送，以施行化学处理，其特征为其剖面积比形成在该包袋的内部的供作样本液体输送的空间大，且包 含经由可开闭的开口部进行该样本的导入的步骤，及使经由该开口部所导 入的样本因重力而朝该空间移动的步骤。
6.—种化学处理用包袋的使用方法，通过施加外力时的变形而进行内部的液体llr送，以施行化学处理，其特征为其剖面积比形成在该包袋的内部的供作样本液体输送的空间大，且包 含将溶剂接受纳入到可开闭的开口部的步骤，以及进行使该样本溶解到接 受纳入于该开口部的该溶剂的处理的步骤。
7.—种化学处理用包袋的使用方法，通过施加外力时的变形而进行内部 的液体输送，以施行化学处理，其特征为其剖面积比形成在该包袋的内部的供作样本液体输送的空间大，且包 含经由可开闭的开口部进行该样本的导入的步骤，以及于该开口部关闭的 状态下，在该开口部内将该样本与空气分离的步骤。
全文摘要
本发明提供一种于导入试料后可安全操作的化学处理用包袋，以及其使用方法。依本发明，化学处理用包袋(60)以设于弹性体(61A)的内部的轨条式扣件(rail fastener)(63)，使其开口部(62)成为可开闭式。通过打开基板(63)，使弹性体(61A)可涵盖其宽度整体而形成开口。又，由于弹性体(61A)的柔软性，开口部(62)比包袋(60)内的流道及腔室使化学处理用包袋(60)形成大面积的开口。
文档编号B01L3/00GK101320046SQ200810109879
公开日2008年12月10日 申请日期2008年6月5日 优先权日2007年6月5日
发明者片仓久雄, 田名网健雄 申请人:横河电机株式会社