[发明专利]试样分析芯片、采用该试样分析芯片的试样分析装置和试样分析方法、以及试样分析芯片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及生化反应的检测或分析等中使用的试样分析芯片和试样分析方法、以及试样分析芯片的制造方法。特别是，涉及能够用于DNA分析的一次性芯片(disposable chip)及其制造方法。

本申请根据2009年3月31日在日本提出的特愿2009-085272号、特愿2009-085273号和特愿2009-085274号主张优先权，并在此援引其内容。

背景技术

以往，例如在DNA反应、蛋白质反应等的生化反应领域中，作为处理微量试样溶液的反应装置，公知的有被称为微全分析系统(μ-TAS；TotalAnalysis System)或片上实验室(Lab-on-Chip)的技术。该技术是向一个芯片或盒提供多个反应室(以下也称为“加样孔”)或流路的技术，能够对多个检测体进行分析，或能够进行多个反应。这些技术通过使芯片和盒小型化，由此可以减少药品的使用量，一直被认为具有各种优点。

作为上述优点，例如可举出：由于使以往所使用的强酸或强碱药品的用量微量化，因此能够明显降低对人体或环境的影响；另外，使在生化反应等中使用的高额试剂类的消耗量微量化，由此能够降低进行分析、反应所需的成本。

为了使用芯片或盒进行最有效的生化反应，必须在多个加样孔内分别配置不同种类的药品或检测体、酶，且由一个或多个主导管使与这些药品或检测体、酶发生反应的试剂集中流入到加样孔内，由此进行多个不同的反应。

若使用上述方法，则能够用相同的试剂同时处理多种类的检测体，或者相反地，可对一种类的检测体同时实施多个处理，因此能够大幅度减少以往所需的时间和劳力。

在使用这种方法时，将等量的试样溶液输送到多个反应场所的技术和不使各加样孔的内装物混杂在一起的技术成为重要的技术。作为这种将液体输送到加样孔内的芯片的现有技术，可举出以下技术。

在专利文献1，在利用离心力从液体储存部向加样孔输送液体的芯片中，为了使加样孔独立，对其流路进行变形、密封。因此，必须具有挤碎流路的机构，难以实现自动化。另外，如果像以往的离心式输液芯片那样，从中央的液体储存部向周围的加样孔进行离心输液时，在各个加样孔的输液量中发生偏差。

在专利文献2中，通过采用穿插自传+公转的离心方法，解决向各个加样孔的输液量的偏差。但是，在该方法中，也需要使芯片发生自传+公转的复杂的机构和空间。

在专利文献3中公开了将多个液体储存部和具有在离心方向上延伸的流路的加样孔加以连接的分析用介质，但在该文献中，并没有关注液体的配液性等，相反地，通过与填充在加样孔内的空气之间的推挤来控制流体。在该方法中，液体储存部和液体储存部之间流路中的液体没有被输送，因此，输送到各个加样孔的液量之间存在较大偏差，在每次反应的结果中都存在偏差。

由此，以往技术中的第一个问题点在于，没有实现液体输送方法简单且各加样孔内的液量偏差较小的芯片。

另外，作为第二个问题点，由于在这些方法中需要将试样物质分配给装置中的多个加样孔，因此存在因腔室间的相互污染而导致错误的试验结果的担忧。

作为解决上述问题的方法，提出了一种密封型芯片，其是至少在一个部件上贴合了实施有流路等加工的两个部件而成。例如，在专利文献1中公开有密封型加工阵列以及试样处理装置，其由提供包括装填室、主导管和工艺处理室(加样孔)的结构的第一主面部件和第二主面部件构成，而且，沿着从装填室延伸的导管配置工艺处理室，且沿着试样处理装置的长度排列装填室、导管和工艺处理室。

在专利文件4所记载的加工阵列中，设置有通过从一个主导管分支的进料导管相连接的多个工艺处理室。因此能够进行用相同的试剂处理多个检测体的操作。为了用这些加工阵列进行最有效的生化反应，首先在多个反应场所配置种类各不相同的药品或检测体、酶。然后，从一个或多个主导管分别将与这些物质发生反应的试剂流入各反应场所。由此，进行多个不同的反应。通过上述方法，可用相同的试剂同时处理多种检测体，相反地，可对一种检测体同时实施多个处理。由此，能够大幅减少以往所需的时间和劳力。

作为这种方法，例如公开有下述的技术方案：采用具有液体导入口、流路、液体排出口等的微流体芯片，通过冷冻干燥等的方法将反应所需的试剂中的一部分以固体状固定在芯片的流路内，且以液体状输送反应所需的剩余试剂成分，然后使这些成分在流路内接触并发生反应。