专利名称：化学处理盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化学处理盒，该化学处理盒通过由外部施加的力引起的变形使得 内容物移动、从而进行化学处理。
背景技术：
通过由外部施加的力引起的变形使得内容物移动、从而进行化学处理的化学处理 盒是已知的。在该化学处理盒中，按照适应于所期望的化学处理顺序的形状、布置来形成容 池或流路，并且使压在处理盒上的辊滑动等而使得内容物移动，从而容易地进行按照上述 顺序的化学处理。日本特开2004-2^068号公报中公开了容纳有微阵列芯片的化学处理盒。在该盒 子中，通过从外部施加力使溶液移动，可以进行在微阵列芯片上的杂交(hybridization)。 另外，通过由硅橡胶所形成的窗口，从盒子的外部对微阵列芯片进行光学检测，从而可以进 行靶分子的测定。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本特开2004-2^068号公报[专利文献2]日本特开2005-0M516号公报[专利文献3]日本特开2005-308504号公报
发明内容
发明要解决的问题但是，在现有的处理盒中存在这样的问题用作窗口的硅橡胶杂质等造成的亮点 会妨碍光学检测。另外，硅橡胶发生变形，使微阵列芯片和窗口之间的间隙不能保持一定， 因此，杂交后的排液状态在整个微阵列芯片上不是均勻的。有时候硅橡胶与芯片接触。因 此排液残留不均勻，造成检测精度差。本发明的目的在于提供一种可以使得通过微阵列芯片进行的检测的精度提高的
化学处理盒。解决问题的手段本发明的化学处理盒为通过由外部施加的力引起的变形使得内容物移动、从而进 行化学处理的化学处理盒，其特征在于，具有微阵列芯片，该微阵列芯片容纳在所述化学 处理盒的内部；具有与所述微阵列芯片的表面相对的表面的部件；支持机构，该支持机构 以使得所述部件与所述微阵列芯片之间的间隙宽度可以随着来自外部的力而变化的状态 来支持所述部件；以及用于约束由所述支持机构引起的间隙的可变范围的约束机构，该约 束机构使得所述部件的所述表面与所述微阵列芯片的所述表面之间的间隙在所述微阵列 芯片的整个所述表面中不会在一定宽度以下。根据该化学处理盒，由于约束了间隙的可变范围，使得部件的表面与微阵列芯片的表面之间的间隙在微阵列芯片的整个表面中不会在一定宽度以下，因此可以合适地控制 部件的表面与微阵列芯片的表面之间的间隙，并且可以使得通过微阵列芯片进行的检测的 精度提高。所述约束机构可以设置在所述部件上。所述约束机构可以是形成于所述部件上、并且与所述微阵列芯片的所述表面接触 的接触部。所述约束机构可以是形成于所述微阵列芯片上、并且与所述部件的所述表面接触 的接触部。在通过所述约束机构来限定所述间隙时，所述部件的所述表面与所述微阵列芯片 的所述表面之间的间隙可以是均勻的。所述部件为透明的，可以从所述化学处理盒的外部通过所述部件对所述微阵列芯 片的所述表面进行光学测定。所述微阵列芯片为透明的，可以从所述化学处理盒的外部通过所述微阵列芯片对 所述微阵列芯片的所述表面进行光学测定。在所述部件中，当将所述部件压向所述微阵列芯片时，可以形成将所述微阵列芯 片周围的所述化学处理盒内的空间压破的扩张部。发明效果根据本发明的化学处理盒，由于约束了间隙的可变范围，使得部件的表面与微阵 列芯片的表面之间的间隙在微阵列芯片的整个表面中不会在一定宽度以下，因此可以合适 地控制部件的表面与微阵列芯片的表面之间的间隙，并且可以使得通过微阵列芯片进行的 检测的精度提高。附图简要说明
图1为示出一个实施方案的化学处理盒的结构的图，其中(a)为示出化学处理盒 的结构的剖面图，(b)为沿(a)的rt-Ib线方向的平面图。图2为示出杂交时的状态的图，其中(a)和(b)为化学处理盒的剖面图。图3为使用不同形状的部件作为与微阵列芯片相对的部件的例子的图，其中(a) 为化学处理盒的剖面图，(b)为部件的放大剖面图，(C)为示出了部件的增强方法的化学处 理盒的剖面图。图4为示出部件的结构的图，其中(a)为示出部件上设置有凸缘状的粘结部的例 子的剖面图，(b)为示出没有扩张部时的剖面图。图5为示出可从基板一侧读取微阵列芯片时所构成的化学处理盒的图，其中(a) 和(b)为化学处理盒的剖面图。符号的说明
2片材(支持机构)
2A片材(支持机构)
2B片材(支持机构)
3微阵列芯片
3A微阵列芯片
5部件(约束机构)
5A部件(约束机构)5B部件(约束机构)5C部件(约束机构)5E部件(约束机构)52C扩张部
具体实施例方式以下对本发明的化学处理盒的实施方案进行说明。图1 (a)为示出一个实施方案的化学处理盒的结构的剖面图，图1 (b)为沿图1 (a) 的H3-Ib线方向的平面图。如图1(a)和图1(b)所示，本实施方案的化学处理盒由基板1(其由比较硬的树脂 形成)和片材2 (其由硅橡胶等具有气密性和弹性的材质形成)层压而成。在化学处理盒中，按照与预定的化学处理顺序相对应的配置和形状形成容池(图 中未示出)以及将容池连接起来的流路(图中未示出)。这些容池和流路形成为基板1和 片材2的非粘附区域。在包围着这些容池和流路的区域中基板1和片材2相互粘附，由此 可确保化学处理盒内部的密闭性。当将内容物导入到盒中时，由于内容物的压力，片材2发生弹性变形，在容池或流 路区域中片材2从基板1上脱离，并形成了内容物被封闭在它们之间的间隙的空间中的状 态。一旦没有了内容物，片材2就恢复原状，片材2与基板1紧密贴合。通过从片材2的 外侧使被挤压的辊等移动，盒中的内容物从容池转移至下一容池以进行所期望的化学处理 (例如，参见日本特开2005-308504号公报)。如图1 (a)和图1 (b)所示，在基板1中设置有黑色的遮光区域11，同时在被遮光区 域11所包围的区域中，安装有用于检查DNA或RNA (mRNA或cDNA等)、蛋白质等生物高分子 的微阵列芯片3。微阵列芯片3的表面31上排列有位点(其中固定有与靶分子对应的探 针)，并且通过杂交，靶分子结合在各位点上。在杂交前后在各靶分子中添加荧光物质，通过 来自各位点的荧光，可以对各靶分子进行光学检测。如图1(a)和图1(b)所示，在与微阵列芯片3相对的位置处，设置粘附在片材2上 的由硬质透明树脂制的部件5。在保持化学处理盒的密闭性的状态下，部件5通过粘附性聚 合物而粘附在片材2上。另外，分别在部件5的中心部形成凹部51、在部件5的周围部形成凸缘状粘结部 52，并且部件5通过粘结部52的粘附面5 而与片材2粘附。进一步，图1(a)中，在部件 5的底面形成用于限定部件5与微阵列芯片3的表面31之间的间隙的突起53。部件5的 底面以及微阵列芯片3的表面31为平面状，由于部件5具有其变形基本上可忽略的程度的 硬度，因此当突起53与微阵列芯片3的表面31接触时，可使部件5与微阵列芯片3的表面 31之间的间隙保持均勻。该间隙为(例如)20μπι左右。在安装有微阵列芯片3的区域中，构成了作为进行杂交场所的容池，并且杂交液 通过其他容池和流路而供给到微阵列芯片3与部件5之间的空间中。图2(a)和图2(b)为示出了杂交时的状态的剖面图。在图2(a)的例子中，部件5被夹具71夹持而被机械固定。图2 (a)中通过使夹具
571沿上下方向反复移动，使部件5振动，并搅拌供给到微阵列芯片3与部件5之间的杂交液 或洗涤液。此时，通过将热传导体81推到部件5的凹部51中，可以控制盒内部的温度。在 凹部51区域中部件5的厚度变薄，因此可以通过热传导体81加快温度变化。另外，在图2(b)的例子中，不用夹具71，取而代之的是，用吸引装置72吸引部件 5，与图2(a)的情况一样使部件5振动，同样可以进行杂交。杂交后，如图1 (a)所示，在使部件5的突起53与微阵列芯片3的表面31接触的状 态下，通过光学系统6，用激光照射微阵列芯片3，并检测荧光。此时，部件5起到窗口的作 用，其可以使激光和荧光透过，并从盒子的外部对微阵列芯片3进行光学读取。因此，作为 构成部件5的透明树脂，优选使用聚碳酸酯树脂或聚烯烃树脂等光学均一性高的材料。在 本实施方案的化学处理盒中，由于透过部件5进行光学读取，因此可防止片材2引起的测定 精度劣化。通过由硬质透明树脂来构成部件5，并将其用作窗口，可以避免使用硅橡胶作为 窗口时的不利情况。另外，如上所述，在本实施方案的化学处理盒中，由于部件5与微阵列芯片3的表 面31之间的间隙保持均勻，因此不会发生排液残留引起的不利情况，并且可以在整个微阵 列芯片3上进行高精度的读取。而且可以在部件5与微阵列芯片3的表面31之间的间隙 中充满洗涤液、其他预定溶液的状态下进行光学读取。另外，在本实施方案的化学处理盒中，通过遮光区域11，使来自盒子背面的背景光 或盒内的散射光减少，因此可以提高测定精度。另外，不设置部件5的突起53，取而代之的是，在微阵列芯片一侧上或基板一侧上 或者这两侧上设置用于在微阵列芯片与部件之间形成均勻的间隙的突起或间隔物。这可看 作是(例如)图1 (a)中的突起53不是结合在部件5 —侧而是结合在微阵列芯片3 —侧的 例子等。图3示出了作为与微阵列芯片相对的部件，使用了不同形状的部件的例子，其中 图3(a)为化学处理盒的剖面图，图3(b)为部件的放大剖面图。如图3 (a)和图3 (b)所示，由聚碳酸酯树脂制的部件5A在其外周面50a处粘附在 片材2的端面上。在部件5A中形成有用于均勻地确保部件5A与微阵列芯片3之间的间隙 的突起53A。当突起53A与微阵列芯片3接触时，可使部件5A的底面M与微阵列芯片3的 表面31之间的间隙保持均勻。图3(c)为示出了部件的增强方法的剖面图。在图3(c)的例子中，在部件5B的外周部嵌入刚性高的环状增强材料55。增强材 料55由刚性比聚碳酸酯树脂的刚性高的材质(例如金属)形成，在形成部件5B的铸型时 增强材料阳与聚碳酸酯树脂一体成型。这样通过用增强材料阳来提高部件5B的强度，可 以提高部件5B与微阵列芯片3之间的间隙的均勻性。图4(a)为示出设置有凸缘状扩张部的部件的剖面图。如图4(a)所示，在部件5C中设置凸缘状扩张部52C，并且部件5C通过扩张部52C 的粘附面52b而粘附在片材2A上。如图4(a)所示，部件5C中，扩张部52C—直扩张到粘 附面52b的外侧，因此在将部件5C压在微阵列芯片3上时，扩张部52C压住片材2A，从而可 以消除盒内的多余空间。与此相对的是，图4(b)示出了没有扩张部时的情况。如图4(b)所示，部件5D中，粘结部52D中不存在超过粘附面52b的扩张部分。在这种情况下，不能通过部件5D来压住 片材2A，因此，由于盒内的内容物的压力，在部件5D的周围，片材2A被顶起，妨碍了杂交后 的液体排出。这样，通过在部件5C中设置扩张部52C以压住片材2A (图4 (a))，可以促进杂 交后的排液。图5 (a)和图5 (b)为示出可从基板一侧读取微阵列芯片时所构成的化学处理盒的 剖面图。如图5(a)和图5(b)所示，该化学处理盒由遮光性基板IA (其由较硬的树脂形成) 和片材2B(其由硅橡胶等具有气密性和弹性的材质形成)层压而成。如图5(a)和图5(b)所示，在基板IA中安装有由透明材质形成的微阵列芯片3A。 在微阵列芯片3A的表面31A上排列有与各靶分子对应的位点。在基板IA中形成有从基板 IA的底面(图5(a)中的下面)贯穿到微阵列芯片3A的贯通孔12。另外，在片材2B的内面(图5(a)中的下面)粘附有由刚性比片材2B的刚性高的 材质形成的遮光性部件5E。部件5E位于与微阵列芯片3A相对的位置处，如图5(b)所示， 部件5E中形成有与微阵列芯片3A的表面31A接触的突起53E。当突起53E与微阵列芯片 3A的表面31A接触时，可使表面31A与部件5E的底面54E之间的间隙保持均勻。如图5(b)所示，杂交时，使吸引着片材2A的吸引装置73沿图5(b)中的上下方向 反复移动，从而使部件5E振动，并搅拌已供给至微阵列芯片3A与部件5E之间的杂交液或 洗涤液。此时，通过将热传导体82推到部件5E中，可以控制盒内部的温度。如图5 (a)所示，杂交后，在使部件5E的突起53E与微阵列芯片3A的表面31A接触 的状态下，通过光学系统6，用激光照射微阵列芯片3A，并检测来自表面31A的荧光。此时， 微阵列芯片3A起到窗口的作用，其使激光和荧光透过，并可以从盒子的外部对微阵列芯片 3A上的位点进行光学读取。微阵列芯片3A可以由(例如)聚烯烃树脂等制作。另外，突起 53也可设置在微阵列芯片3A的表面3IA —侧。另外，在本实施方案的化学处理盒中，由于部件5E与微阵列芯片3A的表面31A之 间的间隙保持均勻，因此不会发生排液残留引起的不均勻，并且可以在整个微阵列芯片3A 上进行高精度的读取。进一步，在本实施方案的化学处理盒中，由于基板IA和部件5E具有遮光性，因此 在进行光学读取时可以使来自盒表面侧的背景光或盒内的散射光减少。由此可以提高测定 精度。如上所述，根据本发明的化学处理盒，由于约束了间隙的可变范围，使得部件的表 面与微阵列芯片的表面之间的间隙在微阵列芯片的整个表面中不会在一定宽度以下，因此 可以合适地控制部件的表面与微阵列芯片的表面之间的间隙，并且可以使得通过微阵列芯 片进行的检测的精度提高。本发明的适用范围并不局限于上述实施方案。本发明可以广泛地适用于通过由外 部施加的力引起的变形使得内容物移动、从而进行化学处理的化学处理盒。
权利要求
1.一种化学处理盒，其为通过由外部施加的力引起的变形，使得内容物移动、从而进行 化学处理的化学处理盒，其特征在于，具有微阵列芯片，该微阵列芯片容纳在所述化学处理盒的内部；具有与所述微阵列芯片的表面相对的表面的部件；支持机构，该支持机构以使得所述部件与所述微阵列芯片之间的间隙宽度可以随着来 自外部的力而变化的状态来支持所述部件；以及用于约束由所述支持机构引起的间隙的可变范围的约束机构，该约束机构使得所述部 件的所述表面与所述微阵列芯片的所述表面之间的间隙在所述微阵列芯片的整个所述表 面中不会在一定宽度以下。
2.权利要求1所述的化学处理盒，其特征在于，所述约束机构设置在所述部件上。
3.权利要求2所述的化学处理盒，其特征在于，所述约束机构为形成于所述部件上、并 且与所述微阵列芯片的所述表面接触的接触部。
4.权利要求1至3中任意一项所述的化学处理盒，其特征在于，在用所述约束机构来限 定所述间隙时，所述部件的所述表面与所述微阵列芯片的所述表面之间的间隙是均勻的。
5.权利要求1至4中任意一项所述的化学处理盒，其特征在于，所述部件为透明的，从 所述化学处理盒的外部通过所述部件可以对所述微阵列芯片的所述表面进行光学测定。
6.权利要求1至4中任意一项所述的化学处理盒，其特征在于，所述微阵列芯片为透明 的，从所述化学处理盒的外部通过所述微阵列芯片可以对所述微阵列芯片的所述表面进行 光学测定。
7.权利要求1至6中任意一项所述的化学处理盒，其特征在于，在所述部件中，当将所 述部件压向所述微阵列芯片时，形成将所述微阵列芯片周围的所述化学处理盒内的空间压 破的扩张部。
全文摘要
本发明提供一种可以使得通过微阵列芯片进行的检测的精度提高的化学处理盒。支持机构以使得部件与微阵列芯片之间的间隙宽度可以随着来自外部的力而变化的状态来支持所述部件。约束机构约束由支持机构引起的间隙的可变范围，使得部件的表面与微阵列芯片的表面之间的间隙在微阵列芯片的整个表面中不会在一定宽度以下。
文档编号G01N1/00GK102128941SQ20111002308
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月19日 优先权日2010年1月19日
发明者片仓久雄, 田名纲健雄, 行之内克守 申请人:横河电机株式会社