專利名稱：化學處理盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學處理盒，該化學處理盒通過由外部施加的力引起的變形使得 內(nèi)容物移動、從而進行化學處理。
背景技術(shù)：
通過由外部施加的力引起的變形使得內(nèi)容物移動、從而進行化學處理的化學處理 盒是已知的。在該化學處理盒中，按照適應(yīng)于所期望的化學處理順序的形狀、布置來形成容 池或流路，并且使壓在處理盒上的輥滑動等而使得內(nèi)容物移動，從而容易地進行按照上述 順序的化學處理。日本特開2004-2^068號公報中公開了容納有微陣列芯片的化學處理盒。在該盒 子中，通過從外部施加力使溶液移動，可以進行在微陣列芯片上的雜交(hybridization)。 另外，通過由硅橡膠所形成的窗口，從盒子的外部對微陣列芯片進行光學檢測，從而可以進 行靶分子的測定。[現(xiàn)有技術(shù)文獻][專利文獻][專利文獻1]日本特開2004-2^068號公報[專利文獻2]日本特開2005-0M516號公報[專利文獻3]日本特開2005-308504號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，在現(xiàn)有的處理盒中存在這樣的問題用作窗口的硅橡膠雜質(zhì)等造成的亮點 會妨礙光學檢測。另外，硅橡膠發(fā)生變形，使微陣列芯片和窗口之間的間隙不能保持一定， 因此，雜交后的排液狀態(tài)在整個微陣列芯片上不是均勻的。有時候硅橡膠與芯片接觸。因 此排液殘留不均勻，造成檢測精度差。本發(fā)明的目的在于提供一種可以使得通過微陣列芯片進行的檢測的精度提高的
化學處理盒。解決問題的手段本發(fā)明的化學處理盒為通過由外部施加的力引起的變形使得內(nèi)容物移動、從而進 行化學處理的化學處理盒，其特征在于，具有微陣列芯片，該微陣列芯片容納在所述化學 處理盒的內(nèi)部；具有與所述微陣列芯片的表面相對的表面的部件；支持機構(gòu)，該支持機構(gòu) 以使得所述部件與所述微陣列芯片之間的間隙寬度可以隨著來自外部的力而變化的狀態(tài) 來支持所述部件；以及用于約束由所述支持機構(gòu)引起的間隙的可變范圍的約束機構(gòu)，該約 束機構(gòu)使得所述部件的所述表面與所述微陣列芯片的所述表面之間的間隙在所述微陣列 芯片的整個所述表面中不會在一定寬度以下。根據(jù)該化學處理盒，由于約束了間隙的可變范圍，使得部件的表面與微陣列芯片的表面之間的間隙在微陣列芯片的整個表面中不會在一定寬度以下，因此可以合適地控制 部件的表面與微陣列芯片的表面之間的間隙，并且可以使得通過微陣列芯片進行的檢測的 精度提高。所述約束機構(gòu)可以設(shè)置在所述部件上。所述約束機構(gòu)可以是形成于所述部件上、并且與所述微陣列芯片的所述表面接觸 的接觸部。所述約束機構(gòu)可以是形成于所述微陣列芯片上、并且與所述部件的所述表面接觸 的接觸部。在通過所述約束機構(gòu)來限定所述間隙時，所述部件的所述表面與所述微陣列芯片 的所述表面之間的間隙可以是均勻的。所述部件為透明的，可以從所述化學處理盒的外部通過所述部件對所述微陣列芯 片的所述表面進行光學測定。所述微陣列芯片為透明的，可以從所述化學處理盒的外部通過所述微陣列芯片對 所述微陣列芯片的所述表面進行光學測定。在所述部件中，當將所述部件壓向所述微陣列芯片時，可以形成將所述微陣列芯 片周圍的所述化學處理盒內(nèi)的空間壓破的擴張部。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的化學處理盒，由于約束了間隙的可變范圍，使得部件的表面與微陣 列芯片的表面之間的間隙在微陣列芯片的整個表面中不會在一定寬度以下，因此可以合適 地控制部件的表面與微陣列芯片的表面之間的間隙，并且可以使得通過微陣列芯片進行的 檢測的精度提高。附圖簡要說明

圖1為示出一個實施方案的化學處理盒的結(jié)構(gòu)的圖，其中(a)為示出化學處理盒 的結(jié)構(gòu)的剖面圖，(b)為沿(a)的rt-Ib線方向的平面圖。圖2為示出雜交時的狀態(tài)的圖，其中(a)和(b)為化學處理盒的剖面圖。圖3為使用不同形狀的部件作為與微陣列芯片相對的部件的例子的圖，其中(a) 為化學處理盒的剖面圖，(b)為部件的放大剖面圖，(C)為示出了部件的增強方法的化學處 理盒的剖面圖。圖4為示出部件的結(jié)構(gòu)的圖，其中(a)為示出部件上設(shè)置有凸緣狀的粘結(jié)部的例 子的剖面圖，(b)為示出沒有擴張部時的剖面圖。圖5為示出可從基板一側(cè)讀取微陣列芯片時所構(gòu)成的化學處理盒的圖，其中(a) 和(b)為化學處理盒的剖面圖。符號的說明
2片材(支持機構(gòu))
2A片材(支持機構(gòu))
2B片材(支持機構(gòu))
3微陣列芯片
3A微陣列芯片
5部件(約束機構(gòu))
5A部件(約束機構(gòu))5B部件(約束機構(gòu))5C部件(約束機構(gòu))5E部件(約束機構(gòu))52C擴張部
具體實施例方式以下對本發(fā)明的化學處理盒的實施方案進行說明。圖1 (a)為示出一個實施方案的化學處理盒的結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖1 (b)為沿圖1 (a) 的H3-Ib線方向的平面圖。如圖1(a)和圖1(b)所示，本實施方案的化學處理盒由基板1(其由比較硬的樹脂 形成)和片材2 (其由硅橡膠等具有氣密性和彈性的材質(zhì)形成)層壓而成。在化學處理盒中，按照與預(yù)定的化學處理順序相對應(yīng)的配置和形狀形成容池(圖 中未示出)以及將容池連接起來的流路(圖中未示出)。這些容池和流路形成為基板1和 片材2的非粘附區(qū)域。在包圍著這些容池和流路的區(qū)域中基板1和片材2相互粘附，由此 可確?；瘜W處理盒內(nèi)部的密閉性。當將內(nèi)容物導(dǎo)入到盒中時，由于內(nèi)容物的壓力，片材2發(fā)生彈性變形，在容池或流 路區(qū)域中片材2從基板1上脫離，并形成了內(nèi)容物被封閉在它們之間的間隙的空間中的狀 態(tài)。一旦沒有了內(nèi)容物，片材2就恢復(fù)原狀，片材2與基板1緊密貼合。通過從片材2的 外側(cè)使被擠壓的輥等移動，盒中的內(nèi)容物從容池轉(zhuǎn)移至下一容池以進行所期望的化學處理 (例如，參見日本特開2005-308504號公報)。如圖1 (a)和圖1 (b)所示，在基板1中設(shè)置有黑色的遮光區(qū)域11，同時在被遮光區(qū) 域11所包圍的區(qū)域中，安裝有用于檢查DNA或RNA (mRNA或cDNA等)、蛋白質(zhì)等生物高分子 的微陣列芯片3。微陣列芯片3的表面31上排列有位點(其中固定有與靶分子對應(yīng)的探 針)，并且通過雜交，靶分子結(jié)合在各位點上。在雜交前后在各靶分子中添加熒光物質(zhì)，通過 來自各位點的熒光，可以對各靶分子進行光學檢測。如圖1(a)和圖1(b)所示，在與微陣列芯片3相對的位置處，設(shè)置粘附在片材2上 的由硬質(zhì)透明樹脂制的部件5。在保持化學處理盒的密閉性的狀態(tài)下，部件5通過粘附性聚 合物而粘附在片材2上。另外，分別在部件5的中心部形成凹部51、在部件5的周圍部形成凸緣狀粘結(jié)部 52，并且部件5通過粘結(jié)部52的粘附面5 而與片材2粘附。進一步，圖1(a)中，在部件 5的底面形成用于限定部件5與微陣列芯片3的表面31之間的間隙的突起53。部件5的 底面以及微陣列芯片3的表面31為平面狀，由于部件5具有其變形基本上可忽略的程度的 硬度，因此當突起53與微陣列芯片3的表面31接觸時，可使部件5與微陣列芯片3的表面 31之間的間隙保持均勻。該間隙為(例如)20μπι左右。在安裝有微陣列芯片3的區(qū)域中，構(gòu)成了作為進行雜交場所的容池，并且雜交液 通過其他容池和流路而供給到微陣列芯片3與部件5之間的空間中。圖2(a)和圖2(b)為示出了雜交時的狀態(tài)的剖面圖。在圖2(a)的例子中，部件5被夾具71夾持而被機械固定。圖2 (a)中通過使夾具
571沿上下方向反復(fù)移動，使部件5振動，并攪拌供給到微陣列芯片3與部件5之間的雜交液 或洗滌液。此時，通過將熱傳導(dǎo)體81推到部件5的凹部51中，可以控制盒內(nèi)部的溫度。在 凹部51區(qū)域中部件5的厚度變薄，因此可以通過熱傳導(dǎo)體81加快溫度變化。另外，在圖2(b)的例子中，不用夾具71，取而代之的是，用吸引裝置72吸引部件 5，與圖2(a)的情況一樣使部件5振動，同樣可以進行雜交。雜交后，如圖1 (a)所示，在使部件5的突起53與微陣列芯片3的表面31接觸的狀 態(tài)下，通過光學系統(tǒng)6，用激光照射微陣列芯片3，并檢測熒光。此時，部件5起到窗口的作 用，其可以使激光和熒光透過，并從盒子的外部對微陣列芯片3進行光學讀取。因此，作為 構(gòu)成部件5的透明樹脂，優(yōu)選使用聚碳酸酯樹脂或聚烯烴樹脂等光學均一性高的材料。在 本實施方案的化學處理盒中，由于透過部件5進行光學讀取，因此可防止片材2引起的測定 精度劣化。通過由硬質(zhì)透明樹脂來構(gòu)成部件5，并將其用作窗口，可以避免使用硅橡膠作為 窗口時的不利情況。另外，如上所述，在本實施方案的化學處理盒中，由于部件5與微陣列芯片3的表 面31之間的間隙保持均勻，因此不會發(fā)生排液殘留引起的不利情況，并且可以在整個微陣 列芯片3上進行高精度的讀取。而且可以在部件5與微陣列芯片3的表面31之間的間隙 中充滿洗滌液、其他預(yù)定溶液的狀態(tài)下進行光學讀取。另外，在本實施方案的化學處理盒中，通過遮光區(qū)域11，使來自盒子背面的背景光 或盒內(nèi)的散射光減少，因此可以提高測定精度。另外，不設(shè)置部件5的突起53，取而代之的是，在微陣列芯片一側(cè)上或基板一側(cè)上 或者這兩側(cè)上設(shè)置用于在微陣列芯片與部件之間形成均勻的間隙的突起或間隔物。這可看 作是(例如)圖1 (a)中的突起53不是結(jié)合在部件5 —側(cè)而是結(jié)合在微陣列芯片3 —側(cè)的 例子等。圖3示出了作為與微陣列芯片相對的部件，使用了不同形狀的部件的例子，其中 圖3(a)為化學處理盒的剖面圖，圖3(b)為部件的放大剖面圖。如圖3 (a)和圖3 (b)所示，由聚碳酸酯樹脂制的部件5A在其外周面50a處粘附在 片材2的端面上。在部件5A中形成有用于均勻地確保部件5A與微陣列芯片3之間的間隙 的突起53A。當突起53A與微陣列芯片3接觸時，可使部件5A的底面M與微陣列芯片3的 表面31之間的間隙保持均勻。圖3(c)為示出了部件的增強方法的剖面圖。在圖3(c)的例子中，在部件5B的外周部嵌入剛性高的環(huán)狀增強材料55。增強材 料55由剛性比聚碳酸酯樹脂的剛性高的材質(zhì)(例如金屬)形成，在形成部件5B的鑄型時 增強材料陽與聚碳酸酯樹脂一體成型。這樣通過用增強材料陽來提高部件5B的強度，可 以提高部件5B與微陣列芯片3之間的間隙的均勻性。圖4(a)為示出設(shè)置有凸緣狀擴張部的部件的剖面圖。如圖4(a)所示，在部件5C中設(shè)置凸緣狀擴張部52C，并且部件5C通過擴張部52C 的粘附面52b而粘附在片材2A上。如圖4(a)所示，部件5C中，擴張部52C—直擴張到粘 附面52b的外側(cè)，因此在將部件5C壓在微陣列芯片3上時，擴張部52C壓住片材2A，從而可 以消除盒內(nèi)的多余空間。與此相對的是，圖4(b)示出了沒有擴張部時的情況。如圖4(b)所示，部件5D中，粘結(jié)部52D中不存在超過粘附面52b的擴張部分。在這種情況下，不能通過部件5D來壓住 片材2A，因此，由于盒內(nèi)的內(nèi)容物的壓力，在部件5D的周圍，片材2A被頂起，妨礙了雜交后 的液體排出。這樣，通過在部件5C中設(shè)置擴張部52C以壓住片材2A (圖4 (a))，可以促進雜 交后的排液。圖5 (a)和圖5 (b)為示出可從基板一側(cè)讀取微陣列芯片時所構(gòu)成的化學處理盒的 剖面圖。如圖5(a)和圖5(b)所示，該化學處理盒由遮光性基板IA (其由較硬的樹脂形成) 和片材2B(其由硅橡膠等具有氣密性和彈性的材質(zhì)形成)層壓而成。如圖5(a)和圖5(b)所示，在基板IA中安裝有由透明材質(zhì)形成的微陣列芯片3A。 在微陣列芯片3A的表面31A上排列有與各靶分子對應(yīng)的位點。在基板IA中形成有從基板 IA的底面(圖5(a)中的下面)貫穿到微陣列芯片3A的貫通孔12。另外，在片材2B的內(nèi)面(圖5(a)中的下面)粘附有由剛性比片材2B的剛性高的 材質(zhì)形成的遮光性部件5E。部件5E位于與微陣列芯片3A相對的位置處，如圖5(b)所示， 部件5E中形成有與微陣列芯片3A的表面31A接觸的突起53E。當突起53E與微陣列芯片 3A的表面31A接觸時，可使表面31A與部件5E的底面54E之間的間隙保持均勻。如圖5(b)所示，雜交時，使吸引著片材2A的吸引裝置73沿圖5(b)中的上下方向 反復(fù)移動，從而使部件5E振動，并攪拌已供給至微陣列芯片3A與部件5E之間的雜交液或 洗滌液。此時，通過將熱傳導(dǎo)體82推到部件5E中，可以控制盒內(nèi)部的溫度。如圖5 (a)所示，雜交后，在使部件5E的突起53E與微陣列芯片3A的表面31A接觸 的狀態(tài)下，通過光學系統(tǒng)6，用激光照射微陣列芯片3A，并檢測來自表面31A的熒光。此時， 微陣列芯片3A起到窗口的作用，其使激光和熒光透過，并可以從盒子的外部對微陣列芯片 3A上的位點進行光學讀取。微陣列芯片3A可以由(例如)聚烯烴樹脂等制作。另外，突起 53也可設(shè)置在微陣列芯片3A的表面3IA —側(cè)。另外，在本實施方案的化學處理盒中，由于部件5E與微陣列芯片3A的表面31A之 間的間隙保持均勻，因此不會發(fā)生排液殘留引起的不均勻，并且可以在整個微陣列芯片3A 上進行高精度的讀取。進一步，在本實施方案的化學處理盒中，由于基板IA和部件5E具有遮光性，因此 在進行光學讀取時可以使來自盒表面?zhèn)鹊谋尘肮饣蚝袃?nèi)的散射光減少。由此可以提高測定 精度。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的化學處理盒，由于約束了間隙的可變范圍，使得部件的表 面與微陣列芯片的表面之間的間隙在微陣列芯片的整個表面中不會在一定寬度以下，因此 可以合適地控制部件的表面與微陣列芯片的表面之間的間隙，并且可以使得通過微陣列芯 片進行的檢測的精度提高。本發(fā)明的適用范圍并不局限于上述實施方案。本發(fā)明可以廣泛地適用于通過由外 部施加的力引起的變形使得內(nèi)容物移動、從而進行化學處理的化學處理盒。
權(quán)利要求
1.一種化學處理盒，其為通過由外部施加的力引起的變形，使得內(nèi)容物移動、從而進行 化學處理的化學處理盒，其特征在于，具有微陣列芯片，該微陣列芯片容納在所述化學處理盒的內(nèi)部；具有與所述微陣列芯片的表面相對的表面的部件；支持機構(gòu)，該支持機構(gòu)以使得所述部件與所述微陣列芯片之間的間隙寬度可以隨著來 自外部的力而變化的狀態(tài)來支持所述部件；以及用于約束由所述支持機構(gòu)引起的間隙的可變范圍的約束機構(gòu)，該約束機構(gòu)使得所述部 件的所述表面與所述微陣列芯片的所述表面之間的間隙在所述微陣列芯片的整個所述表 面中不會在一定寬度以下。
2.權(quán)利要求1所述的化學處理盒，其特征在于，所述約束機構(gòu)設(shè)置在所述部件上。
3.權(quán)利要求2所述的化學處理盒，其特征在于，所述約束機構(gòu)為形成于所述部件上、并 且與所述微陣列芯片的所述表面接觸的接觸部。
4.權(quán)利要求1至3中任意一項所述的化學處理盒，其特征在于，在用所述約束機構(gòu)來限 定所述間隙時，所述部件的所述表面與所述微陣列芯片的所述表面之間的間隙是均勻的。
5.權(quán)利要求1至4中任意一項所述的化學處理盒，其特征在于，所述部件為透明的，從 所述化學處理盒的外部通過所述部件可以對所述微陣列芯片的所述表面進行光學測定。
6.權(quán)利要求1至4中任意一項所述的化學處理盒，其特征在于，所述微陣列芯片為透明 的，從所述化學處理盒的外部通過所述微陣列芯片可以對所述微陣列芯片的所述表面進行 光學測定。
7.權(quán)利要求1至6中任意一項所述的化學處理盒，其特征在于，在所述部件中，當將所 述部件壓向所述微陣列芯片時，形成將所述微陣列芯片周圍的所述化學處理盒內(nèi)的空間壓 破的擴張部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以使得通過微陣列芯片進行的檢測的精度提高的化學處理盒。支持機構(gòu)以使得部件與微陣列芯片之間的間隙寬度可以隨著來自外部的力而變化的狀態(tài)來支持所述部件。約束機構(gòu)約束由支持機構(gòu)引起的間隙的可變范圍，使得部件的表面與微陣列芯片的表面之間的間隙在微陣列芯片的整個表面中不會在一定寬度以下。
文檔編號G01N1/00GK102128941SQ20111002308
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者片倉久雄, 田名綱健雄, 行之內(nèi)克守 申請人:橫河電機株式會社