專利名稱：吸光度測(cè)定單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用微片的吸光度測(cè)定單元，該微片用于通過吸光光度法進(jìn)行溶液分析。
背景技術(shù)：
近年，應(yīng)用半導(dǎo)體的精細(xì)加工技術(shù)及微電機(jī)的制作技術(shù)，使用與以往的裝置相比更細(xì)微化地進(jìn)行化學(xué)分析等的被稱為μ-TAS或Lab.ona Chip的微片的分析方法正被引起注意。在將μ-TAS使用于醫(yī)療領(lǐng)域的時(shí)候，例如通過減少血液那樣的檢體的量能夠減輕對(duì)患者的負(fù)擔(dān)，通過減少試劑的量能夠降低檢查的成本。另外，由于裝置小型化也有能夠簡易地進(jìn)行檢查等的優(yōu)點(diǎn)。
基于使用微片的吸光光度法的分析，通過進(jìn)行如下一系列的操作(1)將用無痛針采出的血液導(dǎo)入到微片內(nèi)、(2)對(duì)微片內(nèi)的血液實(shí)施離心分離處理而分離成血漿和血球、(3)使血漿和試劑通過混合器作均勻混合成為測(cè)定液、(4)將測(cè)定液通過吸引泵導(dǎo)入到吸光度測(cè)定部中、(5)對(duì)被導(dǎo)入到吸光度測(cè)定部的測(cè)定液照射來自光源的光來測(cè)定特定波長的光的衰減量的吸光度測(cè)定，能夠測(cè)定包含在血漿中的欲知的酶的濃度。例如有關(guān)分析對(duì)于診斷肝功能所需要的、如GTP(谷胺酰轉(zhuǎn)肽酶)及γ-GTP等那樣包含在血液中的酶濃度的方法，已經(jīng)公示于特開2004-109099號(hào)公報(bào)中。
在該公報(bào)中，表述的方法是對(duì)于由發(fā)光二極管等的光源發(fā)出、從微片的上面入射、例如在充填血漿那樣的分析檢體的微片內(nèi)的微小流路發(fā)生全反射而從微片的上面出來的光，通過硅光電二極管等檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。
然而，從發(fā)光二極管發(fā)出的光是發(fā)散光，使入射到微片內(nèi)的光的全部都在微小流路內(nèi)發(fā)生全反射是非常困難的，所以就有不能高精度地測(cè)量吸光度的問題。即，如上述公報(bào)，由于在微片的上面配置光源和檢測(cè)器兩者而測(cè)定吸光度構(gòu)成產(chǎn)生測(cè)定誤差的原因，所以是不優(yōu)選的。
此外，如圖6所示，使從光源給出的光從微片的一方的側(cè)面入射，被充填在微片40內(nèi)的檢測(cè)用流路41中的檢體吸收，檢測(cè)從另一方的側(cè)面出來的熒光的技術(shù)記載于特開2004-77305號(hào)公報(bào)中。在使用微片的直線狀的檢體的檢測(cè)用流路的方法中，認(rèn)為如果使用血液作為檢體而測(cè)定吸光度，則能夠進(jìn)行高精度的測(cè)定。
在將微片用于通過吸光光度法測(cè)定試樣的濃度的時(shí)候，光路長根據(jù)獲得吸收量的必要性而不能縮短，所以吸光度測(cè)定部的光入射出射部分的面積需要例如為0.49mm2而非常小，需要非常細(xì)長的單元(cell)。因此為了進(jìn)行正確的吸光度測(cè)定需要入射平行度高的光。這是由于，如果光的平行度高，則通過吸光度測(cè)定部側(cè)面漏出到吸光度測(cè)定部外部的光減少，散亂光帶來的測(cè)定誤差變小。在這里所謂散亂光是通過吸光度測(cè)定部以外的微片部分進(jìn)入光檢測(cè)器中的光。
作為理想的光源可以考慮激光，但對(duì)于化學(xué)分析所需要的波長涉及多個(gè)，作為單色光的激光需要按每個(gè)需要的波長區(qū)分的不同的激光，這樣成本就要提高，因此是不適宜的?；蛘咭惨紤]到不存在發(fā)射所需要的波長的激光。因此對(duì)于光源，最好是組合發(fā)射連續(xù)波長區(qū)域的光的氙燈等的放電燈和波長選擇濾波器等的波長選擇裝置一起構(gòu)成的光源。
但是，由于放電燈發(fā)光點(diǎn)較大而不能高效地發(fā)射平行光，所以需要有針對(duì)通過吸光度測(cè)定部以外的部分進(jìn)入受光器的散亂光的對(duì)策。這是由于散亂光會(huì)對(duì)測(cè)定值帶來影響。
另外，作為使平行度低的光入射到微片的吸光度測(cè)定部的處理方法，有對(duì)吸光度測(cè)定部內(nèi)部用氟類樹脂或鋁等進(jìn)行涂敷，利用全發(fā)射將光導(dǎo)入到出口的方法。另外也有在吸光度測(cè)定部端面貼敷石英材料，使基板對(duì)于測(cè)定波長為不透明的基板的方法。
作為將光導(dǎo)入吸光度測(cè)定部的方法，有在微片槽插入光纖，在單元(cell)內(nèi)部利用全反射的方法。
專利文獻(xiàn)1特開2004-109099號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2004-77305號(hào)公報(bào)在對(duì)吸光度測(cè)定部內(nèi)部進(jìn)行涂敷的方法中，為了使對(duì)吸光度測(cè)定部端面斜向入射的光在內(nèi)部全反射而到達(dá)受光器，由于光路比吸光度測(cè)定部的長度變長，透射率比實(shí)際變低，所以不能夠測(cè)定正確的透射率。在使端面以外的部分為不透明的方法中，以比全反射臨界角小的角度碰到吸光度測(cè)定部的側(cè)面的光作全反射，由于光路比吸光度測(cè)定部的長度變長，透射率比實(shí)際變低，所以構(gòu)成了測(cè)定誤差的主要原因。在使用光纖導(dǎo)光的方法中，由于從光纖前端出來的光擴(kuò)展開，因而有在吸光度測(cè)定部內(nèi)部產(chǎn)生反射，測(cè)定值產(chǎn)生誤差的擔(dān)心。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種即使將放電燈用作測(cè)定用光源而進(jìn)行微片(microchip)的吸光度測(cè)定，也可以進(jìn)行測(cè)定誤差小的測(cè)定的使用微片的吸光度測(cè)定單元。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，技術(shù)方案1所述發(fā)明是一種吸光度測(cè)定單元，是一種使用微片的吸光度測(cè)定單元，由微片和裝入該微片的片架構(gòu)成，其中，該微片由相互貼合的板部件構(gòu)成，在貼合面具有空洞部，該空洞部連通地構(gòu)成分析液導(dǎo)入部、試劑蓄積部、試劑混合部、和沿該板部件的一端面直線狀地配置的吸光度測(cè)定部，其特征在于在該片架上形成毛細(xì)管部，該毛細(xì)管部，其光軸與該吸光度測(cè)定部一致，具有比該吸光度測(cè)定部的垂直于光軸的剖面徑小的開口徑，用于將光導(dǎo)入該吸光度測(cè)定部。
技術(shù)方案2所述發(fā)明，在技術(shù)方案1所述的吸光度測(cè)定單元中，其特征在于對(duì)上述毛細(xì)管部內(nèi)面進(jìn)行非反射處理。
技術(shù)方案3所述發(fā)明，在技術(shù)方案2所述的吸光度測(cè)定單元中，其特征在于上述片架是鋁制的，對(duì)上述毛細(xì)管部內(nèi)面進(jìn)行黑氧化鋁膜處理。
另外，技術(shù)方案4所述發(fā)明，在技術(shù)方案2或3所述的吸光度測(cè)定單元中，其特征在于上述毛細(xì)管部在內(nèi)部具有擴(kuò)徑部。
技術(shù)方案5所述發(fā)明，在技術(shù)方案1至4中任一項(xiàng)所述的吸光度測(cè)定單元中，其特征在于在令上述毛細(xì)管部的與光軸垂直的最大長度為D1，令毛細(xì)管部的光軸方向的長度為L1，令上述吸光度測(cè)定部的與光軸垂直的最大長度為D2，令微片的包含上述吸光度測(cè)定部的該吸光度測(cè)定部的光軸方向的端面間的距離為L2時(shí)，有D1＜D2，D1/L1≤(D2-D1)/2L2。
技術(shù)方案6所述發(fā)明，在技術(shù)方案1至5中任一項(xiàng)所述的吸光度測(cè)定單元中，其特征在于上述片架由夾住微片的2個(gè)部件構(gòu)成，在一方或兩方的部件內(nèi)面形成槽，通過合上兩個(gè)部件而形成毛細(xì)管部。
技術(shù)方案7所述發(fā)明，在技術(shù)方案1至6中任一項(xiàng)所述的吸光度測(cè)定單元中，其特征在于上述片架通過將上述微片嵌入到該片架上而使該片架的毛細(xì)管部和該微片的吸光度測(cè)定部的光軸一致，該微片被彈性部件按壓在該片架上而被保持。
根據(jù)技術(shù)方案1的發(fā)明，通過毛細(xì)管部入射到吸光度測(cè)定部的光中平行光的成分多，與不使用毛細(xì)管部的情形相比能夠提高吸光度測(cè)定精度。
根據(jù)技術(shù)方案2和3的發(fā)明，通過消除在毛細(xì)管部內(nèi)部反射的光，能夠增多平行光成分，與不使用毛細(xì)管部的情形相比能夠提高吸光度測(cè)定精度。
根據(jù)技術(shù)方案4的發(fā)明，能夠幾乎完全消除在毛細(xì)管部內(nèi)部反射的光。
根據(jù)技術(shù)方案5的發(fā)明，通過吸光度測(cè)定部入射口前面的毛細(xì)管的光一定在試樣中行進(jìn)，且不碰到吸光度測(cè)定部的側(cè)面而到達(dá)檢測(cè)器。因此，可進(jìn)行無誤差而精度高的吸光度測(cè)定。
根據(jù)技術(shù)方案6的發(fā)明，在片架內(nèi)能夠簡便地形成毛細(xì)管部。
根據(jù)技術(shù)方案7的發(fā)明，通過將微片嵌入到片架而使片架的毛細(xì)管部和微片的吸光度測(cè)定部的光軸一致，微片被彈性部件按壓保持在片架上而被保持，微片不會(huì)從片架脫出，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的吸光度測(cè)定。


圖1表示本發(fā)明的微片用的吸光度測(cè)定單元。
圖2表示吸光度測(cè)定部和毛細(xì)管部的關(guān)系。
圖3表示從毛細(xì)管部端部射入的光通過吸光度測(cè)定部的情形。
圖4表示使用本發(fā)明的吸光度測(cè)定單元的微片的構(gòu)成例。
圖5表示確認(rèn)本發(fā)明的效果的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖6表示以往的微片的光測(cè)定。
圖7表示對(duì)毛細(xì)管部內(nèi)部進(jìn)行擴(kuò)徑后的例子。
圖8表示吸光度的測(cè)定系統(tǒng)的概略圖。
圖9表示本發(fā)明的吸光度測(cè)定單元用的片架的概略透視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖4中表示被用于本發(fā)明的吸光度測(cè)定單元的微片10的一個(gè)構(gòu)成例。微片10由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)等的熱可塑性樹脂及環(huán)氧樹脂等的熱硬化性樹脂等的塑料材料構(gòu)成。微片10相互貼合2個(gè)板部件而構(gòu)成。在貼合面的一面預(yù)先形成槽，通過貼合形成為空洞。并且具有與微片外部連通將分析液導(dǎo)入到微片中的分析液導(dǎo)入部11、充填與分析液反應(yīng)用的試劑的試劑蓄積部12、混合分析液及試劑的試劑混合部13、和從外部使光通過混合好的檢查液的吸收度測(cè)定部14。吸收度測(cè)定部14沿板部件的一端面直線狀地配置。另外，在圖4中，試劑蓄積部12、試劑混合部13、吸收度測(cè)定部14等雖然位于微片10內(nèi)部，但為了方便以實(shí)線表示。
在圖1中表示本發(fā)明的微片用的吸光度測(cè)定單元。在圖1(a)中，表示將微片10嵌入到片架20上的狀態(tài)。微片10如作為圖1(a)的A-A′剖面圖的圖1(b)所示，由2個(gè)分開的部件構(gòu)成，在一方的內(nèi)面形成直線狀的槽，通過合上2個(gè)片架部件201和202，形成圖1(b)那樣的毛細(xì)管部21。這樣，通過合上2個(gè)部件，在片架20內(nèi)能夠簡單地形成毛細(xì)管部21。另外，也可以在2個(gè)分開的部件的兩方形成直線狀的槽。
在圖9中表示片架的概略的透視圖。通過將微片(沒有圖示)沿箭頭的方向嵌入片架20中，使微片與片架內(nèi)壁20a、20b抵接，從而對(duì)片架20進(jìn)行定位，使片架20的毛細(xì)管部21和微片的吸光度測(cè)定部的光軸一致。并且，微片10如圖1(b)所示被彈性部件22按壓在片架20上而被保持。彈性部件具體例如是板簧，或者可以使用橡膠部件等。另外，在圖9中標(biāo)號(hào)42是受光器用取光部。
毛細(xì)管部21的開口徑為比吸光度測(cè)定部的垂直于光軸的剖面的徑小的徑。例如，毛細(xì)管部的開口徑為與0.3mm見方，吸光度測(cè)定部的與光軸垂直的剖面的徑是0.7mm見方。另外，毛細(xì)管部的光軸與吸光度測(cè)定部的光軸一致。進(jìn)入毛細(xì)管部的光在后面敘述，為用濾波器選出的光，通過毛細(xì)管部射入吸光度測(cè)定部，用光電二極管等的受光元件接收光。通過毛細(xì)管部射入到吸光度測(cè)定部的光中的平行光成分多，可提高吸光度的測(cè)定的精度。
另外，在毛細(xì)管部內(nèi)部，例如毛細(xì)管部內(nèi)面如果由鋁構(gòu)成，則實(shí)施黑氧化鋁膜(Alumite)處理，能夠減少在毛細(xì)管部內(nèi)反射的光，并將平行度高的光導(dǎo)入到吸光度測(cè)定部。
進(jìn)一步，如圖7所示在毛細(xì)管部21內(nèi)部具有擴(kuò)徑部21a，例如通過使毛細(xì)管中央部為凹陷的形狀，能夠完全抑制在毛細(xì)管部內(nèi)部反射的光。
圖2是說明毛細(xì)管部、吸光度測(cè)定部和受光部的關(guān)系的圖。令毛細(xì)管部的與光軸垂直的最大長度為D1，毛細(xì)管部的光軸方向的長度為L1，上述吸光度測(cè)定部的與光軸垂直的最大長度為D2，令微片的包含上述吸光度測(cè)定部的該吸光度測(cè)定部的光軸方向的端面間的距離為L2時(shí)，D1＜D2成立，在滿足D1/L1≤(D2-Di)/2L2的關(guān)系式時(shí)，碰到毛細(xì)管部內(nèi)側(cè)面的光消失，通過對(duì)受光器僅入射通過毛細(xì)管部的光可更加提高測(cè)定精度。
圖3表示從毛細(xì)管部端部射入的光通過吸光度測(cè)定部的情形。此圖3的狀態(tài)是Di/L1＝(D2-D1)/2L2的關(guān)系時(shí)的狀態(tài)。在從毛細(xì)管部端部射入毛細(xì)管的光線中，以最大角度射入的光線在毛吸管內(nèi)部不反射，到達(dá)吸光度測(cè)定部的端部。
圖5表示對(duì)于上式為了檢驗(yàn)效果而進(jìn)行的測(cè)定試驗(yàn)的結(jié)果。在圖1中的吸光度測(cè)定單元中，對(duì)吸光度測(cè)定部分別充填純水、5-氨基-2-硝基安息香酸溶液(1、5、10、20、30、50μmol/L)7種溶液，組合圖8所示的測(cè)定系統(tǒng)，由組合氙燈30、透鏡31和帶通濾波器32構(gòu)成的光源，從毛細(xì)管部21射入中心波長405nm的光(405±5nm)，用由硅光電二極管構(gòu)成的受光器33接收通過吸光度測(cè)定部14后的光，檢驗(yàn)其衰減比例。即，令僅使純水進(jìn)入吸光度測(cè)定部時(shí)的光的到達(dá)量為100％，檢驗(yàn)在受光器33上衰減什么程度而到達(dá)，即到達(dá)量。5-氨基-2-硝基安息香酸溶液在波長405nm附近具有吸收性，根據(jù)其濃度不同吸收量改變。圖中的曲線是用硅光電二極管構(gòu)成的受光器33接收通過吸光度測(cè)定部14后的光時(shí)的到達(dá)量的值。該值的近似直線是圖中的實(shí)線。另外，在圖5中作為標(biāo)準(zhǔn)值是使中心波長405nm的光(405±5nm)通過上述純水、5-氨基-2-硝基安息香酸溶液(1、5、10、20、30、50μmol/L)7種溶液，用分光光度計(jì)另外測(cè)定的值，用圖中的虛線表示。
在圖5(a)中，吸光度測(cè)定部的與光軸垂直的最大長度D2為0.7mm，微片的包含上述吸光度測(cè)定部的該吸光度測(cè)定部的光軸方向的端面間的距離L2為10mm，毛細(xì)管部的與光軸垂直的最大長度D1為0.5mm，光軸方向的長度L1為10mm時(shí)，即D1＜D2時(shí)，處于D1/L1＞(D2-D1)/2L2的關(guān)系。夾住微片的吸光度測(cè)定部的兩側(cè)的微片構(gòu)成部件的部分分別為1mm。
并且，在圖5(b)的本發(fā)明中，吸光度測(cè)定部的與光軸垂直的最大長度D2為0.7mm，微片的包含上述吸光度測(cè)定部的吸光度測(cè)定部的光軸方向的端面間的距離L2為10mm，毛細(xì)管部的與光軸垂直的最大長度D1為0.3mm，光軸方向的長度L1為10mm時(shí)，即在D1＜D2時(shí)，處于Di/L1＞(D2-D1)/2L2的關(guān)系。
在圖5(b)中，各試劑都表示與標(biāo)準(zhǔn)值(由分光光度計(jì)測(cè)定的值)大致同樣的光衰減比例。在圖5(a)中，為由于散亂光而使光衰減比例比標(biāo)準(zhǔn)值高的結(jié)果。
另外，在這里沒有圖示，但在D1＜D2時(shí)，D1/L1＝(D2-D1)/2L2的關(guān)系成立時(shí)，具體地說，吸光度測(cè)定部的與光軸垂直的最大長度D2為0.7mm，微片的包含上述吸光度測(cè)定部的該吸光度測(cè)定部的光軸方向的端面間的距離L2為10mm，毛細(xì)管部的與光軸垂直的最大長度D1為0.3mm，光軸方向的長度L1為15mm時(shí)，用多種濃度的試劑進(jìn)行了確認(rèn)，都顯示與標(biāo)準(zhǔn)值大致同樣的衰減比例。
由以上所述，令吸光度測(cè)定部的與光軸垂直的最大長度為D2，令微片的包含上述吸光度測(cè)定部的該吸光度測(cè)定部的光軸方向的端面間的距離為L2，令毛細(xì)管部的與光軸垂直的最大長度為D1，令光軸方向的長度為L1時(shí)，D1＜D2，確認(rèn)了通過使D1/L1≤(D2-D1)/2L2，能夠高精度地測(cè)定吸光度。
權(quán)利要求
1.一種吸光度測(cè)定單元，是一種使用微片的吸光度測(cè)定單元，由微片和裝入該微片的片架構(gòu)成，其中，該微片由相互貼合的板部件構(gòu)成，在貼合面具有空洞部，該空洞部連通地構(gòu)成分析液導(dǎo)入部、試劑蓄積部、試劑混合部、和沿該板部件的一端面直線狀地配置的吸光度測(cè)定部，其特征在于在該片架上形成毛細(xì)管部，該毛細(xì)管部，其光軸與該吸光度測(cè)定部一致，具有比該吸光度測(cè)定部的垂直于光軸的剖面徑小的開口徑，用于將光導(dǎo)入該吸光度測(cè)定部。
2.如權(quán)利要求1所述的吸光度測(cè)定單元，其特征在于對(duì)所述毛細(xì)管部內(nèi)面進(jìn)行非反射處理。
3.如權(quán)利要求2所述的吸光度測(cè)定單元，其特征在于所述片架是鋁制的，對(duì)所述毛細(xì)管部內(nèi)面進(jìn)行黑氧化鋁膜處理。
4.如權(quán)利要求2或3所述的吸光度測(cè)定單元，其特征在于所述毛細(xì)管部在內(nèi)部具有擴(kuò)徑部。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的吸光度測(cè)定單元，其特征在于在令所述毛細(xì)管部的與光軸垂直的最大長度為D1，令毛細(xì)管部的光軸方向的長度為L1，令所述吸光度測(cè)定部的與光軸垂直的最大長度為D2，令微片的包含所述吸光度測(cè)定部的該吸光度測(cè)定部的光軸方向的端面間的距離為L2時(shí)，有D1＜D2，D1/L1≤(D2-D1)/2L2。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的吸光度測(cè)定單元，其特征在于所述片架由夾住微片的2個(gè)部件構(gòu)成，在一方或兩方的部件內(nèi)面形成槽，通過合上兩個(gè)部件而形成毛細(xì)管部。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的吸光度測(cè)定單元，其特征在于所述片架通過將所述微片嵌入到該片架上而使該片架的毛細(xì)管部和該微片的吸光度測(cè)定部的光軸一致，該微片被彈性部件按壓在該片架上而被保持。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微片用的吸光度測(cè)定單元，即使將放電燈用作測(cè)定用光源而進(jìn)行微片的吸光度測(cè)定，測(cè)定誤差也很小。一種吸光度測(cè)定單元，是一種使用微片的吸光度測(cè)定單元，由微片和裝入該微片的片架構(gòu)成，其中，該微片由相互貼合的兩張板部件構(gòu)成，在貼合面具有空洞部，該空洞部連通地構(gòu)成分析液導(dǎo)入部、試劑蓄積部、試劑混合部、和沿該板部件的一端面直線狀地配置的吸光度測(cè)定部，其中，在片架上形成毛細(xì)管部，該毛細(xì)管部，其光軸與該吸光度測(cè)定部一致，具有比該吸光度測(cè)定部的垂直于光軸的剖面徑小的開口徑，用于導(dǎo)入光。
文檔編號(hào)G01N33/48GK1752740SQ20051010681
公開日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月22日
發(fā)明者松本茂樹, 野澤繁典 申請(qǐng)人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會(huì)社