特開 2023-180780 微小チャンバーアレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023180780

(43)【公開日】2023-12-21

(54)【発明の名称】微小チャンバーアレイ

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/08 20060101AFI20231214BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20231214BHJP

【ＦＩ】

G01N35/08 A

G01N37/00 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022094361

(22)【出願日】2022-06-10

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 友幸

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 涼

(72)【発明者】

【氏名】山口 和範

(72)【発明者】

【氏名】冨岡 安

(72)【発明者】

【氏名】松本 良一

(72)【発明者】

【氏名】瀧本 昭雄

【テーマコード（参考）】

2G058

【Ｆターム（参考）】

2G058CC02

2G058CC05

2G058DA07

2G058GA01

(57)【要約】

【課題】流路を流れる溶媒を、良好に複数の収容部に導くことができる微小チャンバーアレイを提供する。
【解決手段】微小チャンバーアレイは、第１基板と、第１基板と対向する第２基板と、第１基板と第２基板との間に形成され、試料を含む溶媒が流れる流路と、第１基板の第２基板と対向する面に設けられたチャンバー本体部と、チャンバー本体部に形成された凹部からなる複数の収容部と、チャンバー本体部の表面から突出する複数の突出部と、を有し、複数の突出部は、第１方向で隣り合う複数の収容部の間に設けられ、かつ、第１方向と直交し流路に沿った第２方向に延在して設けられる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板と、
前記第１基板と対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、試料を含む溶媒が流れる流路と、
前記第１基板の前記第２基板と対向する面に設けられたチャンバー本体部と、
前記チャンバー本体部に設けられた凹部からなる複数の収容部と、
前記チャンバー本体部の表面から突出する複数の突出部と、を有し、
前記複数の突出部は、第１方向で隣り合う前記複数の収容部の間に設けられ、かつ、前記第１方向と直交し前記流路に沿った第２方向に延在して設けられる
微小チャンバーアレイ。

【請求項2】

前記複数の収容部は、平面視でそれぞれ円形状であり、
前記複数の突出部の前記第２方向での長さは、前記複数の収容部の直径よりも長い
請求項１に記載の微小チャンバーアレイ。

【請求項3】

前記複数の収容部は、平面視で千鳥状に配置され、
前記複数の突出部は、前記第１方向で隣り合う前記複数の収容部の間に設けられ、かつ、前記第２方向で隣り合う前記複数の収容部の間に設けられ、
前記複数の突出部の前記第２方向での長さは、前記第２方向で隣り合う前記複数の収容部の間の距離の１／２以下である
請求項１に記載の微小チャンバーアレイ。

【請求項4】

前記流路の前記第２方向の一方に設けられ、前記溶媒が注入される注入口と、
前記流路の前記第２方向の他方に設けられ、前記溶媒が排出される排出口と、を有し、
前記複数の突出部の前記注入口側の一端は、それぞれ平面視で三角形状である
請求項１に記載の微小チャンバーアレイ。

【請求項5】

前記複数の突出部は、それぞれ平面視で菱形形状である
請求項１に記載の微小チャンバーアレイ。

【請求項6】

前記複数の収容部は、平面視でマトリクス状に配置され、
前記複数の突出部は、前記第２方向に配列された前記複数の収容部に亘って、前記第２方向に延在する
請求項１に記載の微小チャンバーアレイ。

【請求項7】

前記複数の収容部は、平面視でマトリクス状に配置され、
前記複数の突出部は、それぞれ前記第２方向に延在し、かつ、スリット部を介して前記第２方向に並んで配列される
請求項１に記載の微小チャンバーアレイ。

【請求項8】

前記複数の収容部は、平面視でマトリクス状に配置され、
前記複数の突出部は、平面視で平行四辺形状の複数の部分が前記第２方向に連なって形成される
請求項１に記載の微小チャンバーアレイ。

【請求項9】

前記流路の前記第２方向の一方に設けられ、前記溶媒が注入される注入口と、
前記流路の前記第２方向の他方に設けられ、前記溶媒が排出される排出口と、を有し、
前記チャンバー本体部の前記注入口側の辺と、前記複数の収容部が設けられた収容部形成領域との間の領域には、前記第２方向に延在する溝部が設けられる
請求項１に記載の微小チャンバーアレイ。

【請求項10】

前記流路の前記第２方向の一方に設けられ、前記溶媒が注入される注入口と、
前記流路の前記第２方向の他方に設けられ、前記溶媒が排出される排出口と、を有し、
前記チャンバー本体部の前記注入口側の一方の辺と、前記複数の収容部が設けられた収容部形成領域との間の領域には、前記複数の収容部と同等の平面形状を有する複数の開口部が設けられる
請求項１に記載の微小チャンバーアレイ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、微小チャンバーアレイに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１、２には、生体試料を含む溶媒が流れる流路と、流路に開口する複数の微小チャンバー（特許文献２では、「収容部」）とを有する高密度微小チャンバーアレイ（特許文献２では、「マイクロチャンバーアレイ」）について開示されている。

【0003】

また、特許文献３には、液体検体を流通させて、所定物質と、該流路に面して固定される特定物質との相互作用に基づいて該液体検体に関する分析を行なうのに使用される、分析用チップについて開示されている。特許文献３の分析用チップでは、流路内に凸状部材が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－４０７５４号公報

【特許文献2】国際公開第２０１４／０３４７８１号

【特許文献3】特開２００４－９３５５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１、２の高密度微小チャンバーアレイの流路及び微小チャンバーは、それぞれ相反する特性を持つ材料、すなわち疎水性を有する材料及び親水性を有する材料で形成される。このため、溶媒の種類、特性によって流路内に均一に流れない可能性がある。また、特許文献３では、微小チャンバーについて記載されていない。

【0006】

本発明は、流路を流れる溶媒を、良好に複数の収容部に導くことができる微小チャンバーアレイを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様の微小チャンバーアレイは、第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に形成され、試料を含む溶媒が流れる流路と、前記第１基板の前記第２基板と対向する面に設けられたチャンバー本体部と、前記チャンバー本体部に形成された凹部からなる複数の収容部と、前記チャンバー本体部の表面から突出する複数の突出部と、を有し、複数の前記突出部は、第１方向で隣り合う複数の前記収容部の間に設けられ、かつ、前記第１方向と直交し前記流路に沿った第２方向に延在して設けられる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ’断面図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る微小チャンバーアレイにおける、溶媒が流路に流れる状態を説明するための説明図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る微小チャンバーアレイの、複数の収容部及び複数の突出部の構成例を模式的に示す平面図である。

【図5】図５は、図４のＶ－Ｖ’断面図である。

【図6】図６は、第１実施形態の第１変形例に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。

【図7】図７は、第１実施形態の第２変形例に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。

【図8】図８は、第１実施形態の第３変形例に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。

【図9】図９は、第１実施形態の第４変形例に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。

【図10】図１０は、第１実施形態の第５変形例に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。

【図11】図１１は、第２実施形態に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。

【図12】図１２は、注入口側の微小チャンバーアレイを拡大して示す平面図である。

【図13】図１３は、図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ’断面図である。

【図14】図１４は、第２実施形態の第６変形例に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。

【図15】図１５は、第３実施形態に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す断面図である。

【図16】図１６は、微小チャンバーアレイの製造方法を説明するための説明図である。

【図17】図１７は、図１６のステップＳＴ２２における積層構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、本開示の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本開示と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0010】

本明細書及び特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

【0011】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ’断面図である。なお、図１では、図面を見やすくするために、第２基板１２、注入用治具５１及び排出用治具５３を二点鎖線で示している。

【0012】

図１及び図２に示すように、微小チャンバーアレイ１０は、第１基板１１と、第２基板１２と、チャンバー本体部２１と、複数の収容部２２と、複数の突出部２３（図４参照）と、スペーサ２４と、シール部２５と、を有する。なお、図１から図３では、複数の突出部２３の図示を省略しているが、複数の突出部２３の詳細な構成については、図４にて後述する。

【0013】

第１基板１１は、平坦な板状部材であり、例えば、ガラス基板である。第２基板１２は、第１基板１１と間隔を有して対向して配置される。第２基板１２は、平坦な板状部材であり、例えば、ガラス基板である。なお、第１基板１１及び第２基板１２は、シリコンや樹脂等、他の材料で形成されていてもよい。また、複数の収容部２２に収容された試料を観察するために、第１基板１１及び第２基板１２の少なくとも一方は、透光性を有する材料が用いられる。

【0014】

チャンバー本体部２１は、第１基板１１の表面、すなわち第１基板１１の第２基板１２と対向する面に設けられる。チャンバー本体部２１は、疎水性の膜であり、例えば、アモルファスフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロアルキル基を側鎖に有するポリマー（フルオロアルキルエチルメタクリレートの重合体や、メタクリレートとの共重合体など）、ポリシロキサン（シロキサンの側鎖に疎水性のメチル基又は疎水性の強いフルオロアルキル基に有するポリマー）などのポリマー膜を表面に加工した構造で形成される。より具体的には、チャンバー本体部２１は、水溶液と濡れ性が悪く、油との親和性が良い。

【0015】

チャンバー本体部２１は、収容部形成領域ＡＡと、周辺領域ＧＡとを有する。収容部形成領域ＡＡは、複数の収容部２２が形成された領域である。図１に示す例では、複数の収容部形成領域ＡＡは、チャンバー本体部２１にマトリクス状に配置される。周辺領域ＧＡは、複数の収容部２２が形成されない領域であり、複数の収容部形成領域ＡＡの間及び複数の収容部形成領域ＡＡよりもチャンバー本体部２１の外縁側に設けられる。

【0016】

なお、以下の説明において、第１方向Ｄｘは、第１基板１１の表面と平行な面内の一方向である。第２方向Ｄｙは、第１基板１１の表面と平行な面内の一方向であり、第１方向Ｄｘと直交する方向である。なお、第２方向Ｄｙは、第１方向Ｄｘと直交しないで交差してもよい。第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと直交する方向である。第３方向Ｄｚは、第１基板１１の表面の法線方向である。また、「平面視」とは、第１基板１１の表面と垂直な方向から見た場合の位置関係をいう。

【0017】

図２に示すように、複数の収容部２２は、チャンバー本体部２１に形成された凹部で構成される。複数の収容部２２は、検出対象の試料を含む溶媒３１（図３参照）を収容するための空間であり、微小チャンバーあるいはマイクロチャンバーとも呼ばれる。複数の収容部２２は、チャンバー本体部２１を厚さ方向に貫通して設けられる。つまり、複数の収容部２２の内壁はチャンバー本体部２１の材料で構成され、複数の収容部２２の底面は第１基板１１の表面、例えばガラスで構成される。ガラスは、チャンバー本体部２１よりも親水性を有する。すなわち、複数の収容部２２は、チャンバー本体部２１の表面よりも親水性を有する。

【0018】

図１に示すように、複数のスペーサ２４は、チャンバー本体部２１の周辺領域ＧＡに設けられた壁状の部材であり、第１方向Ｄｘに並んで配列され、それぞれ第２方向Ｄｙに延在する。第１方向Ｄｘに隣り合う複数のスペーサ２４の間で、複数の収容部形成領域ＡＡが第２方向Ｄｙに並んで配列される。また、複数のスペーサ２４の上端部は第２基板１２に接している（図５参照）。これにより、チャンバー本体部２１と第２基板１２との第３方向Ｄｚでの間隔が規定される。

【0019】

このような構成により、第１基板１１と第２基板１２との間、かつ、平面視で複数のスペーサ２４の間に、注入口５２から排出口５４に向かって溶媒３１、３４（図３参照）が流れる流路５５が形成される。図１に示す例では、複数のスペーサ２４で区切られた３つの流路５５が設けられ、３つの流路５５は、それぞれ第２方向Ｄｙに沿って延在する。溶媒３１が注入される注入口５２は、流路５５の第２方向Ｄｙの一方に設けられ、溶媒３１が排出される排出口５４は、流路５５の第２方向Ｄｙの他方に設けられる。

【0020】

シール部２５は、第１基板１１と、第２基板１２とを貼り合わせる部材であり、第１基板１１のチャンバー本体部２１よりも外縁側に設けられる。シール部２５は、第１基板１１の第２方向Ｄｙに延在する辺に沿って設けられる。また、シール部２５には、注入口５２に対応する辺に第１開口２５ａが設けられ、第１開口２５ａの反対側で、排出口５４に対応する辺に第２開口２５ｂが設けられる。

【0021】

図２に示すように、注入用治具５１は、第１基板１１及び第２基板１２の、第２方向Ｄｙの一方の端部を覆って設けられる。排出用治具５３は、注入用治具５１の反対側で、第１基板１１及び第２基板１２の、第２方向Ｄｙの他方の端部を覆って設けられる。注入用治具５１及び排出用治具５３は、それぞれ第１部分５１ａ、５３ａと、第２部分５１ｂ、５３ｂと、第３部分５１ｃ、５３ｃと、を有する。第１部分５１ａ、５３ａは、第３方向Ｄｚに延在し第１基板１１と第２基板１２との間の隙間を覆って設けられる。第２部分５１ｂ、５３ｂは、第１基板１１の裏面の一部と重なって設けられる。第３部分５１ｃ、５３ｃは、第２基板１２の表面の一部と重なって設けられる。

【0022】

注入用治具５１の第３部分５１ｃには、第３方向Ｄｚに貫通する注入口５２が設けられる。排出用治具５３の第３部分５１ｃには、第３方向Ｄｚに貫通する排出口５４が設けられる。第２基板１２の第２方向Ｄｙでの長さは、第１基板１１の第２方向Ｄｙでの長さよりも短く形成される。注入用治具５１の注入口５２及び排出用治具５３の排出口５４は、それぞれ第２基板１２と重ならない領域に設けられる。このような構成により、注入口５２、流路５５及び排出口５４は、連通して設けられる。

【0023】

図３は、第１実施形態に係る微小チャンバーアレイにおける、溶媒が流路に流れる状態を説明するための説明図である。なお、図３各図は、微小チャンバーアレイ１０の注入口５２側の一部を拡大して示す断面図である。

【0024】

図３に示すように、注入口５２に溶媒供給部３０（ノズル）が挿入され、溶媒３１は、注入口５２から流路５５に注入される（ステップＳＴ１１）。溶媒３１は、検出対象の試料（図示しない）と、試薬３２と、を含む親水性溶媒である。親水性溶媒は、例えば、水、親水性アルコール（具体的にはメタノール、エタノール、ＩＰＡなど炭化水素数が小さいもの）、親水性エーテル、ケトン、ニトリル系溶媒、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミドイオン性溶液、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド電解質溶液等が用いられる。検出対象の試料は、例えば生体分子やウイルス等である。試薬３２は、試料と反応する材料である。

【0025】

その後、溶媒供給部３０が取り除かれ、一定の期間放置される（ステップＳＴ１２）。試薬３２は、溶媒３１内で沈降してチャンバー本体部２１の上に配置される。また、一部の試薬３２は、検出対象の試料を含む溶媒３１とともに収容部２２に収容される。

【0026】

次に、注入口５２に溶媒供給部３３（ノズル）が挿入され、溶媒３４は、注入口５２から流路５５に注入される（ステップＳＴ１３）。溶媒３４は、疎水性の溶媒であり、例えばｎ－ヘキサデカンなどの直鎖飽和炭化水素、シクロヘキサンのような環状飽和炭化水素、不飽和炭化水素、芳香族炭化水素、シリコーンオイル、パーフルオロカーボン、ハロゲン系溶媒等が用いられる。溶媒３４は、ステップＳＴ１１、ＳＴ１２で注入された溶媒３１及び試薬３２を排出口５４側に押し出すように注入される。これにより、試薬３２は各収容部２２に収容される。

【0027】

その後、溶媒３４は、各収容部２２を覆って流路５５内に充填され、溶媒供給部３３が取り除かれる（ステップＳＴ１４）。各収容部２２には、検出対象の試料及び試薬３２を含む溶媒３１が収容される。また、収容部２２に収容された検出対象の試料及び試薬３２を含む溶媒３１は、溶媒３４で覆われる。

【0028】

上述したように、複数の収容部２２の少なくとも底面は親水性を有し、チャンバー本体部２１は疎水性を有する。すなわち、複数の収容部２２は、検出対象の試料及び試薬３２を含む溶媒３１と親和性が高く、チャンバー本体部２１は、複数の収容部２２を覆う溶媒３４と親和性が高い。これにより、各収容部２２に効率よく検出対象の試料及び試薬３２を含む溶媒３１が収容される。微小チャンバーアレイ１０は、第１基板１１の裏面側から、各収容部２２に封入された試料からの蛍光を観察し、各収容部２２内での試料の有無を検出することができる。

【0029】

次に、収容部形成領域ＡＡに設けられた複数の収容部２２及び複数の突出部２３の詳細な構成について説明する。図４は、第１実施形態に係る微小チャンバーアレイの、複数の収容部及び複数の突出部の構成例を模式的に示す平面図である。図５は、図４のＶ－Ｖ’断面図である。

【0030】

図４に示すように、複数の収容部２２は、平面視でそれぞれ円形状であり、収容部形成領域ＡＡに千鳥状に配置される。言い換えると、複数の収容部２２は三角格子状に配置される。すなわち、第１方向Ｄｘに並ぶｎ行目の複数の収容部２２と、第１方向Ｄｘに並ぶｎ＋１行目の複数の収容部２２と、の位置がずれるように配置される。

【0031】

図４及び図５に示すように、複数の突出部２３は、チャンバー本体部２１の表面から突出して設けられる。複数の突出部２３は、疎水性の材料が用いられ、例えばチャンバー本体部２１と同じく、アモルファスフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロアルキル基を側鎖に有するポリマー（フルオロアルキルエチルメタクリレートの重合体や、メタクリレートとの共重合体など）、ポリシロキサン（シロキサンの側鎖に疎水性のメチル基又は疎水性の強いフルオロアルキル基に有するポリマー）などのポリマー膜を表面に加工した構造でも良いし、突出部２３の表面をパーフルオロアルキルシラン等で表面処理した構造でもよい。図４に示すように、複数の突出部２３は、第１方向Ｄｘで隣り合う複数の収容部２２の間に設けられ、第２方向Ｄｙに沿って延在して設けられる。複数の突出部２３は、第２方向Ｄｙの一端２３ａと、一端２３ａと反対側の他端２３ｂとを有する。

【0032】

複数の突出部２３は、矢印Ｆで示す溶媒３１、３４が流れる方向に沿って延在する。また、複数の突出部２３は、第１方向Ｄｘで隣り合う複数の収容部２２とそれぞれ離れて配置される。また、複数の突出部２３は、第２方向Ｄｙで隣り合う複数の収容部２２の間に設けられる。複数の突出部２３の一端２３ａ及び他端２３ｂは、それぞれ第２方向Ｄｙで隣り合う複数の収容部２２と離れて配置される。

【0033】

複数の突出部２３の第２方向Ｄｙでの長さＬ１は、複数の収容部２２の直径Ｄ１よりも長い。また、複数の突出部２３の第２方向Ｄｙでの長さＬ１は、第２方向Ｄｙで隣り合う複数の収容部２２の間の距離Ｗ２の１／２以下である。また、複数の突出部２３の第１方向Ｄｘでの幅は、第１方向Ｄｘで隣り合う複数の収容部２２の距離Ｗ１よりも十分に小さい。複数の収容部２２の直径Ｄ１は、例えば２μｍ以上１０μｍ以下程度である。第１方向Ｄｘで隣り合う複数の収容部２２の距離Ｗ１は、例えば５μｍ以上２０μｍ以下程度である。

【0034】

図５に示すように、複数の突出部２３の上端部は、第２基板１２に接して設けられる。複数の突出部２３の高さは、複数のスペーサ２４の高さと同等である。複数の突出部２３の第１方向Ｄｘでの幅は、複数のスペーサ２４の第１方向Ｄｘでの幅よりも小さい。複数の突出部２３は、複数のスペーサ２４と同じ材料を用いてもよい。この場合、複数の突出部２３は、複数のスペーサ２４と同じ工程で形成される。複数の突出部２３の高さ、及び、複数のスペーサ２４の高さは、例えば２μｍ以上１０μｍ以下程度である。また、チャンバー本体部２１の膜厚は、０．５μｍ以上３μｍ以下程度である。ただし、複数の突出部２３の高さは、複数のスペーサ２４の高さよりも低くてもよい。

【0035】

図４に戻って、複数の突出部２３について各行ごとに、１行目の複数の突出部２３－１、２行目の複数の突出部２３－２、３行目の複数の突出部２３－３、４行目の複数の突出部２３－４、５行目の複数の突出部２３－５と表す。なお、以下の説明では、親水性の溶媒３１の流動について説明する、親水性の溶媒３１についての説明は疎水性の溶媒３４についても適用できる。

【0036】

矢印Ｆａに沿って１行目の複数の突出部２３－１の間を通って流動する溶媒３１は、２行目の突出部２３－２で矢印Ｆｂ、Ｆｃに沿った方向に分岐される。

【0037】

矢印Ｆｂに沿って流動する溶媒３１は、３行目の突出部２３－３で矢印Ｆｄ、Ｆｅに沿った方向に分岐される。同様に、矢印Ｆｃに沿って流動する溶媒３１は、３行目の突出部２３－３で矢印Ｆｆ、Ｆｇに沿った方向に分岐される。Ｆｅに沿った方向に流動する溶媒３１と、矢印Ｆｆに沿った方向に流動する溶媒３１とは、第１方向Ｄｘに隣り合う２つの突出部２３－３の間で合流する。

【0038】

以下同様に、複数の突出部２３－４、２３－５により、溶媒３１、３４は、分岐と合流を繰り返しつつ、全体として注入口５２から排出口５４に向かって、流路５５（第２方向Ｄｙ）に沿って流動する。

【0039】

このような構成により、溶媒３１は、複数の突出部２３により効率よく複数の収容部２２に導かれる。より詳細には、微小チャンバーアレイ１０は、チャンバー本体部２１が疎水性材料で形成され、複数の収容部２２が親水性材料で形成され、領域ごとに溶媒３１又は溶媒３４との親水性が異なる場合であっても、複数の突出部２３により溶媒３１、３４の流動の偏りが生じることを抑制できる。したがって微小チャンバーアレイ１０は、複数の突出部２３がない場合に比べて、溶媒３１、３４を、流路５５の全体に均一に流動させることができる。

【0040】

また、複数の突出部２３の第２方向Ｄｙでの長さＬ１、複数の収容部２２の直径Ｄ１及び複数の収容部２２の間の距離Ｗ１、Ｗ２を、上述したような関係を満たすように形成することで、溶媒３１は、複数の突出部２３の各行ごとに良好に分岐と合流を繰り返して流動する。これにより、溶媒３１は効率よく複数の収容部２２に導かれる。

【0041】

なお、図４に示す複数の収容部２２及び複数の突出部２３の、配置、数、形状等は、あくまで一例であり、適宜変更することができる。図４に示す例では、収容部形成領域ＡＡ内で、複数の突出部２３の数は、複数の収容部２２の数と等しい。ただしこれに限定されず、複数の突出部２３の数は、複数の収容部２２の数と異なっていてもよい。具体的には、複数の突出部２３は複数の収容部２２ごとに設けられているが、これに限定されず、複数の収容部２２をひとまとまりとしたグループを収容部グループとして、収容部グループごとに突出部２３を形成してもよい。

【0042】

なお、図２、図３及び図５では、複数の収容部２２は、内壁が第１基板１１の表面に対して垂直に設けられている。ただし、これに限定されず、複数の収容部２２は、テーパー形状であってもよい。すなわち、複数の収容部２２の内壁が第１基板１１の表面に対して傾斜して設けられていてもよい。また、注入用治具５１及び排出用治具５３は、図示しない固定部材により第１基板１１及び第２基板１２と一体に設けられていてもよい。あるいは、注入用治具５１及び排出用治具５３は、必要に応じて、第１基板１１及び第２基板１２から取り外し可能に設けられていてもよい。

【0043】

（第１実施形態の変形例）
次に、複数の収容部２２及び複数の突出部２３の、各種変形例について説明する。図６は、第１実施形態の第１変形例に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。なお、以下の説明では、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

【0044】

図６に示すように、第１実施形態の第１変形例に係る微小チャンバーアレイ１０Ａでは、複数の突出部２３Ａの第２方向Ｄｙの一端２３Ａａ、すなわち注入口５２（図１参照）側の一端２３Ａａが、それぞれ平面視で三角形状である。第１変形例では、溶媒３１は、突出部２３Ａの一端２３Ａａに衝突する際に生じる乱流が抑制され、突出部２３Ａの一端２３Ａａで良好に分岐される。したがって、第１変形例では、溶媒３１をスムーズに複数の収容部２２に導くことができる。

【0045】

図７は、第１実施形態の第２変形例に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。図７に示すように、第１実施形態の第２変形例に係る微小チャンバーアレイ１０Ｂでは、複数の突出部２３Ｂはそれぞれ平面視で菱形形状である。言い換えると、複数の突出部２３Ｂはそれぞれ平面視で平行四辺形状である。複数の突出部２３Ｂは、平面視で、２つ対角線が直交し、かつ、２つ対角線の長さが異なっている。複数の突出部２３Ｂは、長い対角線が第２方向Ｄｙに沿って、短い対角線が第１方向Ｄｘに沿って設けられる。

【0046】

第２変形例では、溶媒３１は、突出部２３Ｂの一端２３Ｂａに衝突する際に生じる乱流が抑制され、突出部２３Ｂの一端２３Ｂａで良好に分岐される。また、溶媒３１は、突出部２３Ｂの他端２３Ｂｂでの乱流の発生も抑制される。したがって、第２変形例では、溶媒３１はスムーズに複数の収容部２２に導かれる。

【0047】

図８は、第１実施形態の第３変形例に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。図８に示すように、第１実施形態の第３変形例に係る微小チャンバーアレイ１０Ｃでは、複数の収容部２２は、収容部形成領域ＡＡでマトリクス状に配置される。すなわち、複数の収容部２２は、第１方向Ｄｘに配列され、かつ、第２方向Ｄｙに配列される。

【0048】

第３変形例では、複数の突出部２３Ｃは、第２方向Ｄｙに配列された複数の収容部２２に亘って第２方向Ｄｙに延在する。また、複数の突出部２３Ｃは、第１方向Ｄｘに並んで配列され、それぞれ第１方向Ｄｘに隣り合う複数の収容部２２の間に設けられる。複数の突出部２３Ｃは、それぞれ収容部形成領域ＡＡの第２方向Ｄｙの一方の辺から第２方向Ｄｙの他方の辺に亘って第２方向Ｄｙに延在する。言い換えると、突出部２３Ｃの一端２３Ｃａと他端２３Ｃｂとの間に収容部形成領域ＡＡが配置される。なお、図８では１つ収容部形成領域ＡＡを示しているが、突出部２３Ｃは、第２方向Ｄｙに配列された複数の収容部形成領域ＡＡに亘って連続して設けられていてもよい。

【0049】

第３変形例では、第１方向Ｄｘに隣り合う複数の突出部２３Ｃの間に、それぞれ第２方向Ｄｙに延在する流路が形成される。複数の突出部２３Ｃの間で形成された流路に、複数の収容部２２が第２方向Ｄｙに沿って配列される。言い換えると、複数の突出部２３Ｃにより、スペーサ２４の間の１つの流路５５が、複数の突出部２３Ｃにより第２方向Ｄｙに配列された複数の収容部２２ごとに分割される。このため、溶媒３１は、第１方向Ｄｘに隣り合う複数の突出部２３Ｃの間を通って第２方向Ｄｙに流動することとなり、溶媒３１の流動の偏りが抑制される。

【0050】

図９は、第１実施形態の第４変形例に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。図９に示すように、第１実施形態の第４変形例に係る微小チャンバーアレイ１０Ｄでは、複数の突出部２３Ｄは、それぞれ第２方向Ｄｙに延在し、かつ、スリット部ＳＬを介して第２方向に並んで配列される。突出部２３Ｄの一端２３Ｄａと、突出部２３Ｄと第２方向Ｄｙに隣り合う他の突出部２３Ｄの他端２３Ｄｂとの間にスリット部ＳＬが形成される。また、複数の突出部２３Ｄは、第１方向Ｄｘに隣り合う複数の収容部２２の間に配置される。また、スリット部ＳＬは、複数の収容部２２と第１方向Ｄｘに隣り合わない位置に設けられる。

【0051】

複数の突出部２３Ｄは、第２方向Ｄｙに配列された複数の収容部２２ごとにスリット部ＳＬにより離れて配置されている。ただし、これに限定されず、第２方向Ｄｙに並ぶ複数の収容部２２をひとまとまりとしたグループを収容部グループとして、収容部グループごとに突出部２３Ｄを設けてもよい。

【0052】

図１０は、第１実施形態の第５変形例に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。図１０に示すように、第１実施形態の第５変形例に係る微小チャンバーアレイ１０Ｅでは、複数の突出部２３Ｅは、平面視で平行四辺形状の複数の部分２３Ｅａが第２方向Ｄｙに連なって形成される。図１０に示す例では、複数の部分２３Ｅａはそれぞれ平面視で菱形形状である。

【0053】

複数の部分２３Ｅａを、それぞれ各辺を延長した仮想線で結ぶ個別の平行四辺形状（菱形形状）とした場合に、平面視で、２つの対角線２３Ｅｂ、２３Ｅｃが直交し、かつ、２つの対角線２３Ｅｂ、２３Ｅｃの長さが異なる。長い対角線２３Ｅｂが第２方向Ｄｙに沿って設けられる。また、短い対角線２３Ｅｃが第１方向Ｄｘに沿って設けられる。

【0054】

このような構成により、複数の突出部２３Ｅは、第１方向Ｄｘでの幅が流路５５（第２方向Ｄｙ）に沿って周期的に異なって設けられる。第２方向Ｄｙで複数の部分２３Ｅａが接続される箇所、すなわち突出部２３Ｅの第１方向Ｄｘでの幅が小さい箇所が、収容部２２と第１方向Ｄｘに隣り合って配置される。また、複数の部分２３Ｅａの短い対角線２３Ｅｃが設けられる箇所、すなわち突出部２３Ｅの第１方向Ｄｘでの幅が大きい箇所が、第２方向Ｄｙで隣り合う複数の収容部２２の間の領域に配置される。

【0055】

第５変形例では、収容部２２がある領域で流路５５の第１方向Ｄｘでの幅が大きくなり、収容部２２がない領域で流路５５の第１方向Ｄｘでの幅が小さくなる。これにより、第５変形例では、流路５５での収容部２２の実質的な配置密度（流路５５の面積に対する収容部２２の面積の比率）を大きくすることができ、溶媒３１を効率よく複数の収容部２２に導くことができる。

【0056】

なお、第１実施形態及び第１変形例から第５変形例に示した複数の収容部２２及び複数の突出部２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅの構成は、あくまで一例であり、適宜変更することができる。また、１つの微小チャンバーアレイ１０で、第１実施形態及び第１変形例から第５変形例の構成を適宜組み合わせてもよい。

【0057】

（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。図１２は、注入口側の微小チャンバーアレイを拡大して示す平面図である。図１３は、図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ’断面図である。なお、図１１では、図面を見やすくするために、チャンバー本体部２１の注入口５２側に設けられた複数の溝部６２（図１２、図１３参照）及び複数の突出部２３の図示を省略して示す。

【0058】

図１１に示すように、第２実施形態に係る微小チャンバーアレイ１０Ｆでは、シール部２５の注入口５２側（第２方向Ｄｙの一方）の辺に、複数の第１開口２５ａが設けられ、また、シール部２５の排出口５４側（第２方向Ｄｙの他方）の辺に、複数の第２開口２５ｂが設けられる。複数の第１開口２５ａ及び複数の第２開口２５ｂは、それぞれ、第１方向Ｄｘに配列された複数の流路５５ごとに設けられる。

【0059】

これにより、注入口５２から注入された溶媒３１は、複数の流路５５ごとに複数の第１開口２５ａで分岐されて、チャンバー本体部２１の注入口５２側（第２方向Ｄｙの一方）の辺に流れる。これにより、複数の流路５５に対して１つの第１開口２５ａが設けられた構成に比べて、チャンバー本体部２１の注入口５２側での溶媒３１の流動の偏りが抑制され、溶媒３１はスムーズに各流路５５に注入される。また、複数の流路５５ごとに複数の第１開口２５ａ及び複数の第２開口２５ｂが設けられているので、溶媒３１の注入時や、微小チャンバーアレイ１０Ｆの保管時での、収容部形成領域ＡＡへの異物の侵入を抑制することができる。

【0060】

図１２及び図１３に示すように、第２実施形態に係る微小チャンバーアレイ１０Ｆでは、チャンバー本体部２１の注入口５２側（第２方向Ｄｙの一方）の辺と、複数の収容部２２が形成された収容部形成領域ＡＡとの間の領域に、第２方向Ｄｙに延在する複数の溝部２６が形成される。複数の溝部２６は、第１開口２５ａに対応する領域に設けられ、第１方向Ｄｘに並んで配置される。また、複数の溝部２６は、チャンバー本体部２１の注入口５２側（第２方向Ｄｙの一方）の辺から、収容部形成領域ＡＡ側に向けて、第１方向Ｄｘでの幅が大きくなるようにテーパー状に設けられる。

【0061】

図１３に示すように、複数の溝部２６は、チャンバー本体部２１を厚さ方向に貫通して設けられる。つまり、複数の溝部２６の内壁は、チャンバー本体部２１の材料で構成され、複数の溝部２６の底面は、第１基板１１の表面、例えばガラスで構成される。したがって、複数の溝部２６の少なくとも底面は親水性を有し、チャンバー本体部２１の表面は疎水性を有する。

【0062】

また、チャンバー本体部２１の注入口５２側（第２方向Ｄｙの一方）の辺と、収容部形成領域ＡＡとの間の領域で、複数の溝部２６の合計の面積と、チャンバー本体部２１の面積（複数の溝部２６が設けられていない部分の面積）と、は同程度（面積比１：１）になるように設けられる。これにより、親水性を有する溶媒３１及び疎水性を有する溶媒３４のいずれに対しても、チャンバー本体部２１の注入口５２側（第２方向Ｄｙの一方）の辺から収容部形成領域ＡＡまでの領域で同等の濡れ性を有するように構成される。これにより、微小チャンバーアレイ１０Ｆでは、親水性を有する溶媒３１及び疎水性を有する溶媒３４のいずれも、スムーズにチャンバー本体部２１の注入口５２側（第２方向Ｄｙの一方）の辺から収容部形成領域ＡＡに流動することとなる。

【0063】

なお、図１２及び図１３では、１つの収容部形成領域ＡＡに対し４つの溝部２６が設けられているが、これに限定されない。溝部２６は、１つの収容部形成領域ＡＡに対し１つ以上３つ以下でもよいし、５つ以上設けられていてもよい。また、複数の溝部２６は、収容部形成領域ＡＡ側に向けて拡がるテーパー形状であるが、これに限定されず、第２方向Ｄｙに平行に設けられていてもよい。また、複数の溝部２６の合計の面積と、チャンバー本体部２１の面積と、は同程度（面積比１：１）に限定されず、使用される溶媒３１、溶媒３４の種類や濡れ性に応じて変更することが好ましい。

【0064】

なお、図１３では、複数の溝部２６は、内壁が第１基板１１の表面に対して垂直に設けられている。ただし、これに限定されず、複数の溝部２６は、テーパー形状であってもよい。すなわち、複数の溝部２６の内壁が第１基板１１の表面に対して傾斜して設けられていてもよい。

【0065】

図１２に示す複数の収容部２２及び複数の突出部２３の構成、配置は、上述した第１実施形態（図４参照）と同様であり、繰り返しの説明は省略する。ただし、これに限定されず、第２実施形態の構成は、上述した第１変形例から第５変形例の構成と組み合わせることができる。

【0066】

（第２実施形態の第６変形例）
図１４は、第２実施形態の第６変形例に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す平面図である。図１４に示すように、第２実施形態の第６変形例に係る微小チャンバーアレイ１０Ｇでは、上述した複数の溝部２６に換えて、チャンバー本体部２１の注入口５２側（第２方向Ｄｙの一方）の辺と、複数の収容部２２が形成された収容部形成領域ＡＡとの間の領域に、収容部２２と同等の平面形状を有する複数の開口部２６Ａが形成される。

【0067】

複数の開口部２６Ａは、収容部２２と同様の円形状である。また、図示は省略するが、複数の開口部２６Ａは、チャンバー本体部２１を厚さ方向に貫通して設けられる。つまり、複数の開口部２６Ａの内壁は、チャンバー本体部２１の材料で形成され、複数の開口部２６Ａの底面は、第１基板１１の表面、例えばガラスで構成される。

【0068】

第６変形例においても、上述した第２実施形態と同様に、親水性を有する溶媒３１及び疎水性を有する溶媒３４のいずれに対しても、チャンバー本体部２１の注入口５２側（第２方向Ｄｙの一方）の辺から収容部形成領域ＡＡまでの領域で同等の濡れ性を有するように構成される。なお、複数の開口部２６Ａは、収容部２２と異なる直径であってもよい。また複数の開口部２６Ａは、収容部２２と異なる形状であってもよく、円形状に限定されず、四角形状あるいは多角形状等、他の形状であってもよい。

【0069】

（第３実施形態）
図１５は、第３実施形態に係る微小チャンバーアレイを模式的に示す断面図である。図１５に示すように、第３実施形態に係る微小チャンバーアレイ１０Ｈでは、注入用治具５１Ａの第１部分５１Ａａに、第２方向Ｄｙに貫通する注入口５２Ａが設けられる。また、排出用治具５３Ａの第１部分５３Ａａに、第２方向Ｄｙに貫通する排出口５４Ａが設けられる。

【0070】

注入用治具５１Ａの第２部分５１Ａｂ及び排出用治具５３Ａの第２部分５３Ａｂは、それぞれ第１基板１１の裏面の一部と重なって設けられる。注入用治具５１Ａの第３部分５１Ａｃ及び排出用治具５３Ａの第３部分５３Ａｃは、それぞれ第２基板１２の表面の一部と重なって設けられる。第２部分５１Ａｂ、５３Ａｂ及び第３部分５１Ａｃ、５３Ａｃには、貫通孔が設けられていない。

【0071】

第３実施形態では、注入口５２Ａ、流路５５及び排出口５４Ａが、第２方向Ｄｙに沿って直線状に設けられるので、注入口５２Ａから排出口５４Ａまで溶媒３１をスムーズに流動させることができる。

【0072】

（微小チャンバーアレイの製造方法）
図１６は、微小チャンバーアレイの製造方法を説明するための説明図である。図１７は、図１６のステップＳＴ２２における積層構造を示す断面図である。図１６に示すように、微小チャンバーアレイ１０の製造方法において、製造装置は、まず、第１マザー基板１０１の複数の個片形成予定領域１０３に、それぞれチャンバー本体部２１、複数の収容部２２、複数の突出部２３、スペーサ２４、及びシール部２５（ステップＳＴ２４及び図４参照）を形成する（ステップＳＴ２１）。複数の個片形成予定領域１０３は、第１マザー基板１０１にマトリクス状に配置される。マトリクス状に配置された複数の個片形成予定領域１０３の外側に、外周シール部１０２が設けられる。個片形成予定領域１０３は、個片に分割された後にそれぞれ微小チャンバーアレイ１０として形成される予定の領域である。

【0073】

次に、製造装置は、第１マザー基板１０１と第２マザー基板１１０とを対向させて貼り合わせる（ステップＳＴ２２）。図１７に示すように、第１マザー基板１０１と第２マザー基板１１０とは、外周シール部１０２及びシール部２５により貼り合わされる。個片形成予定領域１０３のチャンバー本体部２１、複数の収容部２２、複数の突出部２３、スペーサ２４及びシール部２５は、第１マザー基板１０１と第２マザー基板１１０との間に配置される。

【0074】

ステップＳＴ２２では、必要に応じて第１マザー基板１０１又は第２マザー基板１１０のスリミングを行ってもよい。第１マザー基板１０１又は第２マザー基板１１０は、例えば化学研磨により研磨されてもよいし、機械研磨が適用されてもよい。スリミングは、複数の収容部２２内の試料を観察する側に対応する基板に対して行われる。例えば第１基板１１側から観察する場合には、第１マザー基板１０１にスリミングが適用される。あるいは、第１マザー基板１０１及び第２マザー基板１１０の両方にスリミングを適用してもよい。

【0075】

次に、図１６に示すように、製造装置は、第１マザー基板１０１及び第２マザー基板１１０から外周シール部１０２を除去する（ステップＳＴ２３）。具体的には、第１マザー基板１０１及び第２マザー基板１１０が貼り合わされた状態で、複数の個片形成予定領域１０３よりも外縁側、かつ、外周シール部１０２よりも内側の部分を切断する。これにより、複数の個片形成予定領域１０３が残る。なお、ステップＳＴ２３では、第２マザー基板１１０を省略して示す。

【0076】

次に、製造装置は、第１マザー基板１０１及び第２マザー基板１１０を、個片形成予定領域１０３ごとに分割し、シール部２５に第１開口２５ａ及び第２開口２５ｂを形成する（ステップＳＴ２４）。なお、ステップＳＴ２４では、第２基板１２を省略して示す。その後、第１基板１１及び第２基板１２に、注入用治具５１及び排出用治具５３（図２参照）を取り付けることで、微小チャンバーアレイ１０が製造できる。

【0077】

なお、図１６及び図１７に示す微小チャンバーアレイ１０の製造方法は、説明を分かりやすくするために模式的に示したものであり、適宜変更してもよい。例えば、第１マザー基板１０１の個片形成予定領域１０３は、３行４列で配置されているが、実際には１２以上の多数の個片形成予定領域１０３が設けられていてもよい。

【0078】

以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

【符号の説明】

【0079】

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈ 微小チャンバーアレイ
１１ 第１基板
１２ 第２基板
２１ チャンバー本体部
２２ 収容部
２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅ 突出部
２３ａ 一端
２３ｂ 他端
２４ スペーサ
２５ シール部
２５ａ 第１開口
２５ｂ 第２開口
２６ 溝部
２６Ａ 開口部
３０、３３ 溶媒供給部
３１、３４ 溶媒
３２ 試薬
５１、５１Ａ 注入用治具
５２、５２Ａ 注入口
５３、５３Ａ 排出用治具
５４、５４Ａ 排出口
５５ 流路
ＡＡ 収容部形成領域
ＧＡ 周辺領域
ＳＬ スリット部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】