專利名稱：微芯片和利用了該微芯片的分析方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有設(shè)置在基板內(nèi)的流路的微芯片(microchip)、利用該 微芯片進(jìn)行分析的方法和裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在分析化學(xué)領(lǐng)域中，nTAS (micro Total Analysis Systems)的研究正在積極開(kāi)展。微芯片是在小型的例如幾厘米見(jiàn)方的芯片內(nèi)制成的 微小流路中進(jìn)行混合、化學(xué)反應(yīng)、分離、提取等各種化學(xué)處理的微芯片。 以小尺寸進(jìn)行化學(xué)處理的情況與以大尺寸進(jìn)行的情況下相比，由于發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)的單位體積的界面積大，因此可期待化學(xué)裝置的小型化、高速處理、 試藥量及其廢棄量的降低、測(cè)定時(shí)間的縮短和高效化、節(jié)省能量的效果等。對(duì)于由微芯片處理后的試料溶液而言，以往通過(guò)可見(jiàn)光、紫外光的吸 收法、或激光分光法等檢測(cè)。但是，由于這些方法并不是同時(shí)對(duì)多種元素進(jìn)行元素定量的方法，因 此，難以由微芯片進(jìn)行多種元素的微量分析。另一方面，作為對(duì)多種元素同時(shí)進(jìn)行定量的方法，公知有熒光X線分 析方法。其中，針對(duì)試料使一次X線以全反射的條件入射的全反射熒光X 線分析方法，能高靈敏度地測(cè)定來(lái)自試料表面或其上的雜質(zhì)的熒光X線。 在全反射熒光X線分析方法中，由于一次X線的入射角微小，因此，反 射X線或散射X線難以入射到X線檢測(cè)器，與由X線檢測(cè)器檢測(cè)的熒光 X線的輸出強(qiáng)度相比，連續(xù)X線背景噪聲小，具有能提高S/B (信號(hào)/背景 噪聲)比的優(yōu)點(diǎn)(參照專利文獻(xiàn)l)。專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2003—202306號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1: M. Claes， P. de Bokx， N. Willard， P. Veny, R. Van Grieken， Spectrochim. Acta part B， 52 (1997) 1063-1070.)但是，由于全反射熒光X線分析方法是以平坦的固體表面使一次X線全反射的方法，因此，無(wú)法對(duì)微流路中流動(dòng)的試料以滿足全反射條件那 樣微小的入射角度照射X線，在基于微芯片的檢測(cè)中利用全反射熒光X 線分析方法的設(shè)想本身尚未實(shí)現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容鑒于此，本發(fā)明的目的在于，作為對(duì)多種元素同時(shí)進(jìn)行高靈敏度分析 的方法而提供一種利用了微芯片的分析方法和裝置。本發(fā)明的微芯片包括基板；流路，其形成在該基板內(nèi)部；和分析部， 其由該基板的平坦表面的一部分區(qū)域構(gòu)成，包括所述流路的出口，該出口 形成為開(kāi)口，從該開(kāi)口溢出的測(cè)定對(duì)象液滯留在該基板的平坦的表面而成 為分析試料。當(dāng)使從開(kāi)口溢出的測(cè)定對(duì)象液在分析部中干燥時(shí)，優(yōu)選獲得再現(xiàn)性優(yōu) 良且均勻的干燥痕跡。為此，優(yōu)選分析部的一個(gè)方式是實(shí)施了相對(duì)測(cè)定對(duì) 象液具有親和性的表面處理。另一個(gè)優(yōu)選分析部的方式是對(duì)包圍分析部的 區(qū)域?qū)嵤┝讼鄬?duì)測(cè)定對(duì)象液具有疏水性的表面處理的形態(tài)。在所述分析部的優(yōu)選的一例中，以全反射的條件入射一次X線，將從 位于該分析部的分析試料產(chǎn)生的熒光X線通過(guò)另外設(shè)置的X線檢測(cè)器進(jìn) 行檢測(cè)。為了使一次X線在微芯片表面的分析部?jī)?nèi)引起全反射，需要在分析部 內(nèi)一次X線入射的位置沒(méi)有凹凸。為此，優(yōu)選測(cè)定對(duì)象液溢出的出口被配 置在與構(gòu)成分析部的區(qū)域的中央相分離的位置。本發(fā)明的分析方法，利用上述微芯片來(lái)進(jìn)行，包括以下的工序(A) (C)。(A) 使用該微芯片，將測(cè)定對(duì)象液作為分析試料，使其從所述流路 經(jīng)開(kāi)口溢出到所述分析部的工序；(B) 按照相對(duì)于該微芯片表面為全反射的條件的方式，以全反射的 條件向溢出到所述分析部的分析試料入射一次X線的工序；和(C) 對(duì)從所述分析試料產(chǎn)生的熒光X線進(jìn)行檢測(cè)的工序。 當(dāng)分析試料是水溶液時(shí)，由于水會(huì)吸收X線，所以，若X線被液體試料吸收，則S/B比會(huì)減小，因此優(yōu)選在工序(A)與(B)之間，包括使分析部的分析試料干燥的工序。所述流路例如用于進(jìn)行送液、化學(xué)反應(yīng)或分離。在工序(B)中，優(yōu)選利用多毛細(xì)管X線透鏡對(duì)照射于分析試料的一 次X線進(jìn)行會(huì)聚。進(jìn)而，為了使照射到分析試料的一次X線大部分滿足全反射的條件，優(yōu)選從多毛細(xì)管X線透鏡射出的一次X線，其與行進(jìn)方向正交的方向的剖面形狀是與微芯片表面平行的線狀。優(yōu)選對(duì)照射到分析試料的一次X線中的、相對(duì)微芯片表面具有不滿足 全反射條件的入射角的一次X線部分進(jìn)行遮蔽。優(yōu)選在對(duì)熒光X線進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)器側(cè)也配置多毛細(xì)管X線透鏡，僅對(duì)來(lái)自分析試料的微小區(qū)域的熒光x線進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明的微芯片分析裝置將上述微芯片作為測(cè)定介質(zhì)，包括試料臺(tái)， 其用于載置微芯片；X線源，其產(chǎn)生一次X線； 一次X線入射調(diào)整機(jī)構(gòu)， 其對(duì)微芯片的分析部以全反射的條件入射一次X線；和X線檢測(cè)器，其與該微芯片的分析部對(duì)置配置，對(duì)從位于該分析部的分析試料產(chǎn)生的熒光x線進(jìn)行檢測(cè)。優(yōu)選一次X線入射調(diào)整機(jī)構(gòu)包括多毛細(xì)管X線透鏡，其對(duì)一次X線 進(jìn)行會(huì)聚后照射到所述試料臺(tái)上載置的微芯片。多毛細(xì)管X線透鏡是將X 線在其中全反射地傳播的多個(gè)細(xì)玻璃管(單毛細(xì)管)組合而成，通過(guò)平緩 地彎曲毛細(xì)管而使X線的軌道彎曲，形成為將從毛細(xì)管射出的X線集中 到一點(diǎn)。對(duì)于各單毛細(xì)管而言，其內(nèi)徑成為從受光部側(cè)的基端到放射側(cè)的 前端先放大然后向前端逐漸變細(xì)的形狀。多毛細(xì)管X線透鏡通過(guò)全反射而 使X線的軌道彎曲，由于不伴隨分光，因此不存在如利用了分光晶體的分 光元件那樣的x線強(qiáng)度的衰減。為了使多毛細(xì)管X線透鏡的構(gòu)成最佳化，提高分析精度和實(shí)現(xiàn)X線 光源部的小型化，更優(yōu)選從多毛細(xì)管X線透鏡射出的一次X線與行進(jìn)方向正交的方向的剖面形狀是與試料臺(tái)上載置的微芯片的表面平行的線狀。為此，多毛細(xì)管x線透鏡在與x線光源面對(duì)的入射面，單毛細(xì)管的端部被排列為圓形面狀，在與試料面對(duì)的出射面，單毛細(xì)管的端部排列為與試 料臺(tái)上載置的微芯片的表面平行的線狀、且放射方向朝向一點(diǎn)會(huì)聚。在該會(huì)聚點(diǎn)的位置配置微芯片的分析部。進(jìn)而，在更優(yōu)選的方式中， 一次X線入射調(diào)整機(jī)構(gòu)在多毛細(xì)管X線 透鏡的出射側(cè)與試料臺(tái)之間具備狹縫，該狹縫被配置為遮蔽相對(duì)試料臺(tái) 上載置的微芯片的表面具有不滿足全反射條件的入射角的一次X線。這里，"狹縫" 一般是指細(xì)長(zhǎng)的開(kāi)口，但在本發(fā)明中，只要是能遮蔽 具有不滿足全反射條件的入射角的一次X線、即具有比全反射臨界角大的 入射角的一次X線即可，因此并不限定于細(xì)長(zhǎng)的開(kāi)口，還包括僅對(duì)比全反 射臨界角大的入射角側(cè)的一次X線進(jìn)行遮蔽的遮蔽板的概念。在通過(guò)狹縫來(lái)遮斷適合于測(cè)定的角度以外的X線時(shí)，若過(guò)度遮斷，則x線強(qiáng)度變得極弱，熒光也變得微弱。若為了補(bǔ)償x線強(qiáng)度變?nèi)醵褂眠^(guò)大的x線源，則分析裝置會(huì)大型化。另一方面，若擴(kuò)展狹縫而以較寬的角度對(duì)微芯片進(jìn)行照射，則來(lái)自要進(jìn)行測(cè)定的分析部以外的一次x線或熒光x線成為噪聲，因此分析精度會(huì)下降。為此，在從多毛細(xì)管X線透鏡射出的一次X線的與行進(jìn)方向正交的方向的剖面形狀是與微芯片表面平行的線狀的優(yōu)選方式中，如果即便不使用狹縫也不射出適合測(cè)定的角度以外的x線，則不設(shè)置狹縫，從而能避免 因狹縫而使得x線強(qiáng)度變?nèi)醯膯?wèn)題。即使利用狹縫，通過(guò)會(huì)聚為沿著狹縫 的形狀的線狀，也能夠減小由狹縫遮斷的x線的比例。該形態(tài)下，與有無(wú) 狹縫無(wú)關(guān)地可避免大幅度削弱x線強(qiáng)度的問(wèn)題，因此無(wú)需使用過(guò)大的X線源。優(yōu)選試料臺(tái)具備對(duì)其上載置的微芯片的表面的水平面內(nèi)方向、高度方向和相對(duì)于入射x線的傾斜方向進(jìn)行調(diào)整的調(diào)整機(jī)構(gòu)。而且，優(yōu)選試料臺(tái)上載置的微芯片與檢測(cè)器之間具備多毛細(xì)管x線透 鏡，使其僅對(duì)來(lái)自分析部?jī)?nèi)的微小區(qū)域的熒光x線進(jìn)行檢測(cè)。(發(fā)明效果)以上，利用微芯片在分析中同時(shí)檢測(cè)了多種元素，但根據(jù)利用了本發(fā)明的微芯片的分析方法，由于在檢測(cè)中可應(yīng)用全反射熒光x線分析方法，因此，能夠不破壞分析元素且在大氣壓下以高靈敏度同時(shí)分析多種元素。若使分析部的分析試料干燥，則熒光X線的S/B比提高，測(cè)定靈敏度提高。8而且，由于全反射熒光X線測(cè)定裝置能小型化，與原本小型的微芯片 的相容性也良好，因此作為整體能構(gòu)筑便攜的分析系統(tǒng)。通常的全反射熒光X線分析并非在空間上使一次X線會(huì)聚，而是在 廣范圍內(nèi)進(jìn)行照射，但若采用多毛細(xì)管X線透鏡，則能夠在不削弱一次X 線的強(qiáng)度的情況下使一次X線會(huì)聚到微小的測(cè)定位置。這樣，由于能在滿足微芯片表面處的全反射條件的情況下獲得會(huì)聚效果，因此熒光X線強(qiáng)度增大，測(cè)定靈敏度提高。若通過(guò)狹縫來(lái)遮蔽相對(duì)微芯片表面具有不滿足全反射條件的入射角的一次X線，則能保證所有一次X線相對(duì)于試料表面的入射角在全反射臨界角以下，可進(jìn)一步減少背景噪聲來(lái)提高測(cè)定限度。進(jìn)而，若使從多毛細(xì)管X線透鏡射出的一次X線的與行進(jìn)方向正交的方向的剖面形狀是與微芯片表面平行的線狀，則即使不設(shè)置狹縫，也能保證一次x線相對(duì)于試料表面的入射角在全反射臨界角以下，因此，從x線源取入到多毛細(xì)管X線透鏡的X線幾乎全部被照射到微芯片表面的分析部。并且，由于角度的均勻性高、全反射條件一致，因此分析精度極高，成為適合微量分析的裝置。并且，x線源也能相對(duì)小型化，可作為適于簡(jiǎn)便攜帶的裝置。在使從多毛細(xì)管x線透鏡射出的一次X線的與行進(jìn)方向正交的方向的剖面形狀是與微芯片表面平行的線狀的情況下，若設(shè)置狹縫則能進(jìn)一步 提高精度。若在試料與檢測(cè)器之間還具備多毛細(xì)管x線透鏡，則能檢測(cè)出來(lái)自試 料表面上的微小區(qū)域的熒光x線。


圖1A是表示微芯片的一個(gè)實(shí)施例的立體圖。圖1B是沿著從上述實(shí)施例的入液口 9a到出液口 9b的流路的剖視圖。圖1C是上述實(shí)施例的俯視圖。圖1D是上述實(shí)施例的微流路的剖視圖。圖2是表示分析裝置的一個(gè)實(shí)施例的概略主視圖。圖3是向微芯片注入試料溶液來(lái)進(jìn)行分析時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作的概略立體圖。圖4是表示流出到分析部的試料用液被展開(kāi)的狀態(tài)的圖像。圖5是測(cè)定Zn標(biāo)準(zhǔn)試料時(shí)的熒光X線光譜。圖6是表示標(biāo)準(zhǔn)試料的熒光X線光譜峰值強(qiáng)度與濃度的關(guān)系的圖。圖7是測(cè)定了包含F(xiàn)e、 Cu及Zn的試料溶液時(shí)的熒光X線光譜。圖8A是表示微芯片的另一個(gè)實(shí)施例的部分立體圖。圖8B是表示微芯片的又一個(gè)實(shí)施例的部分立體圖。圖9是表示分析裝置的另一個(gè)實(shí)施例的概略主視圖。圖IOA是表示上述實(shí)施例的分析裝置中的多毛細(xì)管(poly-capillary)X線透鏡與狹縫的配置的正面剖視圖。圖IOB是由圖IOA的點(diǎn)劃線的圓包圍的部分的放大圖。圖11A是表示上述實(shí)施例的分析裝置中的多毛細(xì)管X線透鏡與狹縫的配置的俯視剖視圖。圖IIB是由圖IIA的點(diǎn)劃線的圓包圍的部分的放大圖。圖12是表示上述實(shí)施例的分析裝置中的狹縫的上下方向的移動(dòng)量與來(lái)自硅晶片的熒光X線即SiKoc線強(qiáng)度的關(guān)系的圖。圖13是表示上述實(shí)施例的分析裝置中的X線束的入射角度與來(lái)自硅晶片的熒光X線即SiKoc線強(qiáng)度的關(guān)系的圖。圖14是由該實(shí)施例的分析裝置測(cè)定的硅晶片的熒光X線光譜。圖15是表示分析裝置的另一個(gè)實(shí)施例的主要部分的概略正面剖視圖。圖16A是表示一次X線照射側(cè)的多毛細(xì)管X線透鏡的另一例的俯視圖。圖16B是上述多毛細(xì)管X線透鏡的側(cè)視圖。 圖17是上述多毛細(xì)管X線透鏡的立體圖。圖18是表示一次X線照射側(cè)的多毛細(xì)管X線透鏡的又一例的立體圖。 圖19是表示一次X線照射側(cè)的多毛細(xì)管X線透鏡的另一例的立體圖。圖中l(wèi)一微芯片；2 — X線照射部；3—X線源；5 —反射板；7、 7a、 7b—狹縫；9a、 9b—入液口； 9c一出液口； 10、 10a—分析部；ll一檢測(cè)器； 13 —試料臺(tái)；13a—步進(jìn)馬達(dá)；13b —傾斜馬達(dá)；21—微注射器；23 —流路; 30a、 30b—基板；36 —流路剖面；35、 45、 55、 65 —多毛細(xì)管X線透鏡；35a、 45a、 55a、 65a—入射面;35c、 45c、 55 —單毛細(xì)管;45b、 55b、 65b—出射面。
具體實(shí)施方式
以下，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖1A 圖ID是微芯片的一個(gè)實(shí)施例，圖1A是立體圖，圖IB是沿 著從入液口 9a到出液口 9c的流路的剖視圖，圖1C是俯視圖，圖1D是微流路的剖視圖的一例。微芯片l包括基板30;在基板30的內(nèi)部形成的流路23;和分析部10，其由基板30的平坦表面的一部分構(gòu)成，流路23的出口形成為開(kāi)口 9c， 從該開(kāi)口 9c溢出的測(cè)定對(duì)象液滯留在基板30的平坦表面而成為分析試 料?；?0由兩個(gè)平坦的基板30a、 30b貼合而成。 一方的基板30a上形 成有成為流路的溝槽23，并按照覆蓋溝槽23的方式貼合另一方的基板 30b?；?0b中，在流路23的端部的位置開(kāi)設(shè)有貫通孔9a 9c。當(dāng)基板 30a、 30b貼合在一起成為微芯片1時(shí)，孔9a 9c在基板30b的平坦表面 成為開(kāi)口?？?a、 9b是反應(yīng)液等的入液口，孔9c是出液口。微芯片1的大小例如是縱向x二70mm，橫向y=30mm，基板30a、 30b 的厚度分別為0.7mm。流路23的剖面36例如是深度a二40pm、寬度b = 100pm。貫通孔9a與9b的內(nèi)徑為0，5mm，貫通孔9c的內(nèi)徑為0.2mm。但 是，本發(fā)明的微芯片和流路的形狀、大小并不限定于上述值。圖2是利用了該微芯片的分析裝置的概率主視圖。試料臺(tái)13用于載置微芯片1。 一次X線照射部2對(duì)載置于試料臺(tái)13 的微芯片1的表面的分析部，以產(chǎn)生全反射的入射角入射一次X線。 一次 X線照射部2包括產(chǎn)生X線的X線源3、用于使該X線單色化的多層 膜基板5、和用于僅向試料照射被單色化的X線的狹縫7a、 7b。為了檢測(cè) 從微芯片1的分析部的試料產(chǎn)生的熒光X線，與試料臺(tái)13上所載置的微 芯片1的分析部對(duì)置地配置有X線檢測(cè)器11 。試料臺(tái)13具備調(diào)整機(jī)構(gòu)13a、 13b，通過(guò)調(diào)整機(jī)構(gòu)13a、 13b，能調(diào)整 試料臺(tái)13上所載置的微芯片1的表面的高度方向(Z方向)和該微芯片1的表面相對(duì)入射X線的傾斜方向(e)。調(diào)整機(jī)構(gòu)13a、 13b包括進(jìn)行高 度方向的調(diào)整的步進(jìn)馬達(dá)13a、和配置在步進(jìn)馬達(dá)13a下并相對(duì)于入射X 線來(lái)調(diào)整微芯片1的表面的傾斜度的傾斜馬達(dá)13b。作為X線源3采用了市場(chǎng)上銷售的X線管，對(duì)X線源3的X線出窗 射采用了鈹、氮化硼、石墨等X線透過(guò)材料。在X線源3的X線出射窗 與多層膜基板5之間，為了防止來(lái)自燈體的X線對(duì)熒光X線測(cè)定產(chǎn)生影 響，有時(shí)根據(jù)鋯、鋁、黃銅等測(cè)定對(duì)象元素設(shè)置適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾器。這里，作 為X線源3，使用以鉬為靶、具有鈹X線出射窗的X線管，在X線源3 的X線出射窗與多層膜基板5之間配置了鋯過(guò)濾器。X線檢測(cè)器ll中包括具備波長(zhǎng)分散型分光器的X線檢測(cè)器、和具 備能量分散型X線分光器的X線檢測(cè)器。波長(zhǎng)分散型分光器利用彎曲型 晶體的衍射現(xiàn)象。能量分散型X線分光器將從試料產(chǎn)生的所有X線同時(shí) 取入到檢測(cè)器中，以電的方式進(jìn)行X線的能量篩選。能量分散型X線分 光器與波長(zhǎng)分散型分光器相比，雖然能量分辨率差，但測(cè)定時(shí)間短，具有 能同時(shí)測(cè)定整個(gè)能量范圍的優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于此，波長(zhǎng)分散型分光器比能量分 散型X線分光器測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，但具有能量分辨率優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。在元素分析 中，可使用分辨率不同的這兩種分光器中的任意一個(gè)，或同時(shí)使用二者。 這里，為了縮短測(cè)定時(shí)間，使用了能量分散型X線分光器。當(dāng)溢出到微芯片1的分析部10的液體試料是水溶液時(shí)，為了避免水 對(duì)X線的吸收，優(yōu)選使其干燥、濃縮而成為固形試料。干燥可以采用自然 干燥，但進(jìn)行加熱使其干燥能以短時(shí)間完成。因此，也可對(duì)試料臺(tái)13設(shè) 置加熱機(jī)構(gòu)。接著，說(shuō)明微芯片1的制造方法的一例。使用石英玻璃基板作為基板30a、 30b。首先，對(duì)一方的玻璃基板30a 涂敷光致抗蝕劑后進(jìn)行預(yù)烘培，并隔著光掩模通過(guò)UV (紫外)光對(duì)光致 抗蝕劑進(jìn)行曝光。然后，對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行顯影并圖案化，在進(jìn)行后烘焙 之后，以光致抗蝕劑圖案為掩模對(duì)基板30a進(jìn)行蝕刻來(lái)形成成為流路23 的溝槽。然后，除去光致抗蝕劑。蝕刻可以是干蝕刻，也可以是濕蝕刻， 例如將氫氟酸水溶液作為蝕刻液來(lái)進(jìn)行濕蝕刻。對(duì)另一方基板30b通過(guò)噴 砂(sandblast)法等開(kāi)設(shè)貫通孔9a 9c。這樣，在基板30a的形成有溝槽23的面上重疊基板30b，將形成了流 路溝槽23和貫通孔9a 9c的兩個(gè)基板30a、 30b，通過(guò)加熱和加壓來(lái)接合 為液體不能透過(guò)的程度。作為基板的原材料除了石英玻璃基板之外，還可采用其他玻璃基板或 硅基板、樹(shù)脂基板。任意情況下都能通過(guò)化學(xué)或機(jī)械方法、或者通過(guò)激光 照射或離子蝕刻等各種方法來(lái)形成成為流路的溝槽和貫通孔。本實(shí)施例中，制作了石英玻璃制的微芯片，但由于石英玻璃本來(lái)是疏 水性，因此為了容易處理水溶液試料，在將兩個(gè)基板接合之前，優(yōu)選實(shí)施 使流路的表面成為親水性那樣的化學(xué)處理。以下按工序順序表示親水處理的一例。 (1 )為了使雜質(zhì)金屬成分溶解并將其除去而浸漬到鹽酸中。(2) 進(jìn)行水洗。(3) 為了使水性溶劑與有機(jī)溶劑融合而浸漬到乙醇中。(4) 為了除去有機(jī)物而浸漬到丙酮中。(5) 再次為了使水性溶劑與有機(jī)溶劑融合而浸漬到乙醇中。(6) 進(jìn)行水洗。(7) 為了對(duì)表面添加OH基而在NaOH溶液中浸漬30分鐘左右。(8) 進(jìn)行水洗，沖洗NaOH。經(jīng)過(guò)這樣的處理，由此，微芯片l上所形成的流路成為親水性。 接著，對(duì)本實(shí)施例的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖3是向微芯片1注入試料溶液后進(jìn)行分析時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作的概略圖。 利用微注射器21向微芯片1的入液口 9a注入反應(yīng)液。同樣，向入液口 9b 注入另一方的反應(yīng)液。兩種反應(yīng)液在流路23中反應(yīng)，從流路23經(jīng)出液口 9c溢出擴(kuò)展到基板30b上的分析部。圖4是表示流出的溶液擴(kuò)展到出液口 9c的周圍的狀態(tài)的圖像，以符 號(hào)25表示的大致圓形的區(qū)域是擴(kuò)展到分析部的溶液。將該溶液試料的溶 劑通過(guò)干燥而除去，然后，以全反射條件照射一次X線，由此，通過(guò)全反 射熒光X線分析法來(lái)進(jìn)行試料的元素分析。圖5表示利用該實(shí)施例的微芯片而測(cè)定的熒光X線光譜的一例。該情 況下，在反應(yīng)中不使用流路23，而僅在試料溶液的流通中使用。因此，一方的入液口 9b在關(guān)閉的狀態(tài)下使用。作為試料溶液測(cè)定了 Zn標(biāo)準(zhǔn)溶液 (1.017mg/mL)。通過(guò)注射器21以流速0.2mL/h從入液口 9a供給0.08mL 的該試料溶液，使其溢出到出液口 9c的周圍的分析部并展開(kāi)。使該展開(kāi) 的試料溶液干燥后，進(jìn)行了全反射熒光X線分析。測(cè)定中使X線源3的 Mo靶以30KeV、 20mA動(dòng)作，通過(guò)能量分散型檢測(cè)器對(duì)熒光X線進(jìn)行了 60秒鐘檢測(cè)。在圖5的熒光X線光譜中，橫軸是能量，縱軸是熒光X線強(qiáng)度(計(jì) 數(shù)值/秒)。將能量1 20keV范圍的熒光X線光譜中10 15keV的用框包 圍的部分在右上方進(jìn)行了放大表示。位于1.8keV附近的峰值是由作為微 芯片的基板的石英玻璃中的Si產(chǎn)生的熒光X線，8.5keV和9.5keV附近的 峰值是由Zn標(biāo)準(zhǔn)試料中的Zn產(chǎn)生的熒光X線，位于10.5keV附近的峰 值是由Pb產(chǎn)生的熒光X線，X線的遮蔽中所利用的鉛板被認(rèn)為是產(chǎn)生源。 17.4keV附近的峰值是作為激勵(lì)X線的MoKa線。根據(jù)該結(jié)果可觀測(cè)出 從信號(hào)整體來(lái)看噪聲小，在利用了本發(fā)明的微芯片的分析方法中，S/B比 優(yōu)異。圖6是針對(duì)使Zn離子的濃度在0 1000ppm的范圍內(nèi)變化為4種而 調(diào)出的Zn標(biāo)準(zhǔn)試料來(lái)表示Zn濃度(ppm)與ZnKa線的熒光X線光譜峰 值的強(qiáng)度(將60秒鐘的計(jì)數(shù)值的積分值作為熒光X線強(qiáng)度)的關(guān)系。多 重相關(guān)系數(shù)R2為0.9959，表現(xiàn)出良好的直線性，表示了該數(shù)據(jù)可成為測(cè) 定未知試料的濃度時(shí)的檢量線。圖7是為了能夠同時(shí)檢測(cè)多個(gè)成分，而將包含F(xiàn)e、 Cu和Zn的試料溶 液利用上述的微芯片以與測(cè)定圖5所示的熒光X線光譜時(shí)相同的條件進(jìn)行 測(cè)定時(shí)的熒光X線光譜。橫軸是能量，縱軸是檢測(cè)X線強(qiáng)度(計(jì)數(shù)值/秒)。 對(duì)于試料溶液而言，F(xiàn)e為330ppm、 Cu為500ppm、 Zn為167ppm、組成 比為Fe:Cu:Zn=2: 3:1。將能量1 20keV的范圍的所有熒光X線光譜中6 11keV的用框包 圍的部分在右上方進(jìn)行了放大表示。位于6.5keV附近的峰值是Fe的熒光 X線，位于8keV附近的峰值是Cu的熒光X線，位于9keV附近的峰值是 Zn的熒光X線。由于這些峰值相互明顯分離，因此，可確認(rèn)能同時(shí)對(duì)多 種元素進(jìn)行定量。圖8A表示了另一個(gè)實(shí)施例的微芯片1的分析部附近的情況。對(duì)分析部10a實(shí)施了相對(duì)測(cè)定對(duì)象液具有親和性的表面處理。其中，在試料溶液 是水溶液、導(dǎo)入水溶液量為數(shù)十微升以下的微量情況下，有時(shí)優(yōu)選疏水性 表面處理。分析部10a的形狀并未特別限定，適宜為圓形或橢圓形。分析 部10a的面積適宜為20 80mm2。作為針對(duì)分析部10a的具有親和性的表 面處理的例子，可列舉以下的實(shí)例。(1 )當(dāng)使用硅晶片或石英玻璃基板等光學(xué)上平坦的基板作為微芯片 的材質(zhì)時(shí)，為了在其分析部10a處使數(shù)十微升左右的溶液均勻地展開(kāi)為薄 膜狀，對(duì)分析部10a涂敷硅潤(rùn)脂(silicone grease)。(2) 為了在分析部10a的區(qū)域獲得再現(xiàn)性優(yōu)良且均勻的干燥痕跡， 而使用聚碳酸酯那樣的高分子基板作為微芯片的材質(zhì)時(shí)，對(duì)分析部10a選 擇性地實(shí)施氧等離子體處理是有效的。具體而言，例如，若在存在20帕 斯卡的氧氣的環(huán)境下以40W的輸出進(jìn)行5分鐘等離子體表面處理，則能 夠使得水溶液僅在該區(qū)域擴(kuò)展。(3) 同樣，作為改變玻璃或聚合物表面的性質(zhì)的方法，對(duì)分析部10a 涂敷界面活性劑。(4) 對(duì)分析部10a涂敷氧化鈦膜。圖8B表示了另一個(gè)實(shí)施例的微芯片1的分析部10附近的情況。對(duì)包 圍分析部10的區(qū)域10b，實(shí)施了相對(duì)測(cè)定對(duì)象液具有疏水性的表面處理。 作為這樣的表面處理的例子，可列舉對(duì)區(qū)域10b涂敷含氟樹(shù)脂的方法。區(qū) 域10b可以只是分析部10的周圍，也可以是除了分析部10的微芯片的整 個(gè)表面。圖9是利用了該微芯片的分析裝置的另一個(gè)實(shí)施例的概率主視圖。圖 10A和圖11A是表示多毛細(xì)管X線透鏡35和狹縫7的配置的主視剖視圖 和俯視剖視圖，在各個(gè)圖中，圖IOB和圖IIB是由圖IOA和圖IIA的點(diǎn) 劃線的圓包圍的部分的放大圖。對(duì)載置于試料臺(tái)13的試料1的表面以引起全反射的入射角入射一次X 線的一次X線照射部2包括產(chǎn)生一次X線的X線源3、和將該一次X 線會(huì)聚后照射到試料l的多毛細(xì)管X線透鏡35。通過(guò)多毛細(xì)管X線透鏡 35，能將一次X射線會(huì)聚為數(shù)十pm的射束直徑。多毛細(xì)管X線透鏡35是多個(gè)單毛細(xì)管組合在一起的構(gòu)造。圖中省略 了各個(gè)單毛細(xì)管的圖示。單毛細(xì)管是內(nèi)徑為數(shù)微米的石英管。單毛細(xì)管具 有其內(nèi)徑從受光部側(cè)的基端到放射側(cè)的前端先放大再向前端逐漸變細(xì)的 形狀。該實(shí)施例中，還包括與基板1平行的狹縫7，其用于遮蔽從多毛細(xì)管X線透鏡35射出的一次X線中的、相對(duì)微芯片1的表面具有不滿足全反 射條件的入射角的一次X線。為了對(duì)從微芯片1產(chǎn)生的熒光X線進(jìn)行檢 測(cè)，與試料臺(tái)13上所載置的微芯片1的表面對(duì)置地配置有檢測(cè)器11。試料臺(tái)13具備調(diào)整機(jī)構(gòu)13a、 13b，通過(guò)調(diào)整機(jī)構(gòu)13a、 13b來(lái)調(diào)整試 料臺(tái)13上所載置的微芯片1的表面的水平面內(nèi)方向、高度方向和該微芯 片1的表面相對(duì)于入射X線的傾斜方向，作為微芯片1表面的測(cè)定部位的 分析部IO位于檢測(cè)器11的正下方，能調(diào)整入射X線的入射角度。試料臺(tái) 13隔著對(duì)高度方向(Z方向)進(jìn)行調(diào)整的手動(dòng)傳動(dòng)件(jack) 15而配置于 能在水平面內(nèi)方向(X—Y方向)移動(dòng)的手動(dòng)X—Y臺(tái)架14上。試料臺(tái) 13的調(diào)整機(jī)構(gòu)13a、 13b包括上面載置微芯片1，迸行微芯片1的表面 的水平面內(nèi)和高度方向(X—Y—Z方向)的調(diào)整的X—Y—Z步進(jìn)馬達(dá)13a; 和配置在X—Y—Z步進(jìn)馬達(dá)13a下，相對(duì)于入射X線來(lái)調(diào)整微芯片1的 表面的傾斜度的傾斜馬達(dá)13b。試料臺(tái)13對(duì)其上載置的微芯片1進(jìn)行支承， 并能進(jìn)行X、 Y、 Z方向的移動(dòng)和使試料表面傾斜的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。X—Y—Z步進(jìn)馬達(dá)13a和傾斜馬達(dá)13b由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器121驅(qū)動(dòng)，該馬 達(dá)驅(qū)動(dòng)器121由馬達(dá)控制器119控制，該馬達(dá)控制器U9由個(gè)人計(jì)算機(jī) (PC) 117控制。在試料臺(tái)13的斜上方配置有CCD照相機(jī)123，用于監(jiān)視微芯片1的 表面，使得試料臺(tái)13上所載置的微芯片1表面的測(cè)定部位的分析部10位 于傾斜馬達(dá)13b的旋轉(zhuǎn)中心、且位于基于多毛細(xì)管X線透鏡35的一次X 線的焦點(diǎn)位置，由CCD照相機(jī)123拍攝的微芯片1的表面狀態(tài)顯示在監(jiān) 視器125中。由CCD照相機(jī)123進(jìn)行的多毛細(xì)管X線透鏡35的焦點(diǎn)位置的調(diào)整按 下述方式進(jìn)行。首先，在試料臺(tái)13的表面或其上配置的平坦的基板上， 以十字形貼附直徑10)am左右的鎢(W)線，并將其視為試料。通過(guò)手動(dòng)X — Y臺(tái)架14和手動(dòng)傳動(dòng)件15將該十字形鎢線大致定位到認(rèn)為是多毛細(xì)管X線透鏡35的焦點(diǎn)位置的位置。接著，從X線源3照射X線， 一邊對(duì)來(lái)自十字形鉤線的熒光X線進(jìn) 行監(jiān)視， 一邊驅(qū)動(dòng)X—Y—Z步進(jìn)馬達(dá)13a來(lái)搜索X線束的位置。目卩，熒 光X線的檢測(cè)強(qiáng)度最大的位置是多毛細(xì)管X線透鏡35的焦點(diǎn)位置。若多 毛細(xì)管X線透鏡35的焦點(diǎn)位置被確定，則按照CCD照相機(jī)123的焦點(diǎn)對(duì) 準(zhǔn)到此時(shí)的十字形鴇線的方式來(lái)調(diào)整CCD照相機(jī)123的位置和其焦點(diǎn)。 也就是說(shuō)，從下一次開(kāi)始，觀察監(jiān)視器125，使得CCD照相機(jī)123中存在 焦點(diǎn)的位置成為基于多毛細(xì)管X線透鏡35的X線束的焦點(diǎn)位置。作為X線源3采用了市場(chǎng)上銷售的X線管。對(duì)X線源3的X線出射 窗采用了鈹、氮化硼、石墨等X線透過(guò)材料。在X線源3的X線出射窗 與多毛細(xì)管X線透鏡35之間，為了防止來(lái)自燈體的X線對(duì)熒光X線測(cè)定 產(chǎn)生影響，有時(shí)根據(jù)鋯、鋁、黃銅等測(cè)定對(duì)象元素設(shè)置適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾器。這 里，作為X線源3，使用以鉬為靶、具有鈹X線出射窗的X線管，在X 線源3的X線出射窗與多毛細(xì)管X線透鏡35之間配置了鋯過(guò)濾器。如圖10A、圖10B所示，從X線源3產(chǎn)生的X線通過(guò)多毛細(xì)管X線 透鏡35在微芯片1的表面的分析部10內(nèi)的微小區(qū)域被三維地會(huì)聚為點(diǎn)狀， 產(chǎn)生相對(duì)于平坦的微芯片1的表面以超過(guò)全反射臨界角的大入射角度入射 的一次X線光路。在分析部10的區(qū)域內(nèi)，存在成為試料液的出口的開(kāi)口 9c，但X線被會(huì)聚的位置定位在避開(kāi)該開(kāi)口 9c的位置。為了使X線被會(huì) 聚的位置離開(kāi)開(kāi)口9c，按照使開(kāi)口9c避開(kāi)分析部10的區(qū)域的中央部、優(yōu) 選位于周邊部的方式來(lái)確定分析部10的區(qū)域。如圖IOB所示，通過(guò)配置在多毛細(xì)管X線透鏡35與微芯片1之間的狹縫7，使得向微芯片1的表面入射的一次x線中，入射角e超過(guò)全反射 臨界角eQ的一次x線被遮蔽。x線檢測(cè)器中包括具備波長(zhǎng)分散型分光器的x線檢測(cè)器、和具備能 量分散型x線分光器的x線檢測(cè)器。波長(zhǎng)分散型分光器利用彎曲型晶體 的衍射現(xiàn)象。能量分散型x線分光器將從試料產(chǎn)生的所有x線同時(shí)取入 到檢測(cè)器中，以電的方式進(jìn)行x線的能量篩選。能量分散型x線分光器與波長(zhǎng)分散型分光器相比，雖然能量分辨率差，但測(cè)定時(shí)間短，具有能同時(shí)測(cè)定整個(gè)能量范圍的優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于此，波長(zhǎng)分散型分光器比能量分散型 X線分光器測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，但具有能量分辨率優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。在元素分析中， 可使用分辨率不同的這兩種分光器中的任意一個(gè)，或同時(shí)使用二者。這里， 為了縮短測(cè)定時(shí)間，使用了能量分散型X線分光器。以下，為了觀察該實(shí)施例的裝置的性能，取代微芯片l而配置硅晶片 來(lái)進(jìn)行測(cè)定。將該硅晶片作為試料1。將試料1載置到試料臺(tái)13上， 一邊觀察監(jiān)視器125中顯示的試料1的表面圖像， 一邊調(diào)整手動(dòng)X—Y臺(tái)架14 和手動(dòng)傳動(dòng)件15，使得試料1的表面的測(cè)定部位位于傾斜馬達(dá)13b的旋轉(zhuǎn) 中心、且位于基于多毛細(xì)管X線透鏡35的一次X線的焦點(diǎn)位置。g口，由 于CCD照相機(jī)123被預(yù)先調(diào)整為其焦點(diǎn)與基于多毛細(xì)管X線透鏡35的X 線束的焦點(diǎn)位置一致，因此，按照使監(jiān)視器125中顯示的試料1的表面圖 像成為存在焦點(diǎn)的狀態(tài)的方式來(lái)調(diào)整手動(dòng)X—Y臺(tái)架14和手動(dòng)傳動(dòng)件15。接著， 一邊從X線源3向試料1照射X線， 一邊通過(guò)X線檢測(cè)器ll 取入熒光X線，并根據(jù)其強(qiáng)度調(diào)整X—Y—Z步進(jìn)馬達(dá)13a和傾斜馬達(dá)13b， 由此，對(duì)試料1的表面的X、 Y、 Z方向和傾斜角進(jìn)行微調(diào)整。X線源3 使Mo耙以50keV、 0.5mA動(dòng)作。作為狹縫7，配置了具有與試料1的表面平行的30pm寬的細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口 的部件。為了調(diào)整其高度， 一邊使狹縫7沿上下方向移動(dòng)， 一邊監(jiān)視來(lái)自 作為試料1的硅晶片的熒光X線即SiKoc線的強(qiáng)度，設(shè)定在其強(qiáng)度最大的 位置。圖12是對(duì)該SiKa線的強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)視的結(jié)果。該實(shí)例中，在從設(shè)置 了狹縫7的基準(zhǔn)位置向上方移動(dòng)了約2mm的位置，被調(diào)整為多毛細(xì)管X 線透鏡35的出射口的中央，獲得了最大強(qiáng)度。圖12的縱軸是60秒鐘的 檢測(cè)值的積分值，橫軸的數(shù)值是針對(duì)該實(shí)施例的數(shù)值，其數(shù)值本身并沒(méi)有 普遍意義。圖13是在如圖12所示那樣將狹縫7的高度調(diào)整到最佳位置(該情況 下為高度約2mm的位置)之后，驅(qū)動(dòng)傾斜馬達(dá)13b來(lái)改變?cè)嚵?的表面 的傾斜度，使X線束相對(duì)于試料1的表面的入射角度變化，并對(duì)SiKoc線 的強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)視。圖13的縱軸是60秒鐘的檢測(cè)值的積分值，橫軸是作為 傾斜臺(tái)架的傾斜馬達(dá)13b的讀數(shù)，由于在約l.O度附近可觀察到強(qiáng)度上升， 因此，在該實(shí)施例的裝置中，考慮將該附近設(shè)為全反射臨界角度。圖14表示以如此調(diào)整后的條件而取得的硅晶片的熒光X線光譜?？v軸以平均每秒的平均值(計(jì)數(shù)值/秒)來(lái)表示熒光X線強(qiáng)度。該熒光X線 光譜是下述情況下的光譜試料的傾斜度是傾斜馬達(dá)13b的讀數(shù)，設(shè)定為1.0度(圖13) ， X線源3的Mo靶以50keV、 0.5mA動(dòng)作。檢測(cè)出了Si 的清晰熒光X線。還檢測(cè)出了 Ar的熒光X線，但認(rèn)為該Ar是硅晶片附 近或X線光路中的大氣中的Ar被激勵(lì)而產(chǎn)生的。圖15是利用了該微芯片的分析裝置的另一個(gè)實(shí)施例的概略主視圖。 在對(duì)來(lái)自微芯片1的分析部10的熒光X線進(jìn)行接收的檢測(cè)器側(cè)也安裝了 多毛細(xì)管X線透鏡27。除了該多毛細(xì)管X線透鏡27以外的構(gòu)成與圖9的 實(shí)施例相同。這樣，通過(guò)在檢測(cè)器側(cè)也安裝多毛細(xì)管X線透鏡27，能有效檢測(cè)來(lái) 自微小部的信號(hào)，不僅提高了檢測(cè)效率，而且不會(huì)取入來(lái)自微小部試料以 外的X線的信號(hào)，因此，有助于提高S/B (信號(hào)相對(duì)背景噪聲)比。圖16A、圖16B和圖17表示了一次X線照射側(cè)的多毛細(xì)管X線透鏡 的另一個(gè)實(shí)施例。圖16A是俯視圖，圖16B是側(cè)視圖，圖17是概略地表 示了單毛細(xì)管的排列的多毛細(xì)管X線透鏡的立體圖。多毛細(xì)管X線透鏡45如圖17所示，是多個(gè)單毛細(xì)管45c組合在一起 的構(gòu)造。圖16A、圖16B中省略了各個(gè)單毛細(xì)管的圖示。單毛細(xì)管45c與 構(gòu)成圖10a、圖10b所示的多毛細(xì)管X線透鏡35的結(jié)構(gòu)相同，但其組合 方法不同。多毛細(xì)管X線透鏡45與X線面對(duì)的入射面45a是圓形。入射面45a 從作為點(diǎn)光源的X線源接受立體的X線的放射。由于向端面配置在入射 面45a的各單毛細(xì)管45c入射的X線被各單毛細(xì)管45c全反射，并向出射 面45b傳遞，因此，各單毛細(xì)管45c的內(nèi)徑從入射側(cè)的A部到B部擴(kuò)大。 而且，在中間部的B — C之間，從面排列被重排為直線排列。進(jìn)而，在出 射側(cè)的C一D之間，按照出射方向集中到一點(diǎn)的方式確定焦點(diǎn)而排列。在 成為其焦點(diǎn)的位置配置微芯片的分析部。而且，在C一D之間，單毛細(xì)管 的內(nèi)徑逐漸縮小。這種構(gòu)造中，由于在與X線源面對(duì)的多毛細(xì)管X線透鏡的入射面45a， 多個(gè)單毛細(xì)管45c的端部被排列成面狀，因此，從X線源立體地放射的X線幾乎全部被取入到多毛細(xì)管X線透鏡45中。被取入到多毛細(xì)管X線透鏡45內(nèi)的X線在各單毛細(xì)管45c的內(nèi)壁反復(fù)進(jìn)行全反射，并在從入射面 到出射面內(nèi)徑先擴(kuò)展后逐漸變細(xì)的單毛細(xì)管45c內(nèi)行進(jìn)，到達(dá)與微芯片的 分析部面對(duì)的多毛細(xì)管X線透鏡的出射面45b。在出射面45b，按照多個(gè) 單毛細(xì)管端部按照相對(duì)于分析部的微芯片表面成為相同的全反射角度的 方式，排列成與微芯片表面平行的線狀。而且，在水平方向上被排列為 各單毛細(xì)管45c的放射方向集中朝向試料被配置的位置。圖18表示一次X線照射側(cè)的多毛細(xì)管X線透鏡的另一個(gè)實(shí)施例，是 概略地表示了單毛細(xì)管的排列的多毛細(xì)管X線透鏡的立體圖。如圖18所 示，若在全反射條件并未顯著變動(dòng)的范圍內(nèi)，將出射面55b的單毛細(xì)管在 垂直方向上設(shè)置為兩級(jí)或多級(jí)，則具有能使多毛細(xì)管X線透鏡55小型化 的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)與X線源面對(duì)的多毛細(xì)管X線透鏡的入射面55a而言，多個(gè) 單毛細(xì)管55c的端部排列成面狀。圖19是表示一次X線照射側(cè)的多毛細(xì)管X線透鏡的另一個(gè)實(shí)施例的 立體圖。如圖19所示，使入射面65a為球面狀，從而容易接收來(lái)自X線 源的放射X線。而且，從上方觀察出射面65b，其排列為曲線狀，提高了 出射X線的會(huì)聚度。這樣的多毛細(xì)管X線透鏡有利于實(shí)現(xiàn)小型化。多毛細(xì)管X線透鏡通過(guò)將最大直徑(例如圖17、圖18的B部)的單 毛細(xì)管原料組合后進(jìn)行加熱并拉伸來(lái)制作。向A部方向(參照?qǐng)D17、圖 18)方向拉伸來(lái)使直徑縮小，在C一D方向從平面上抑制排列，且進(jìn)行拉 伸后形成單毛細(xì)管收斂為扇狀的排列。本發(fā)明并不限定于上述記載的實(shí)施例，能夠可在權(quán)利要求所記載的范 圍內(nèi)實(shí)施。例如，在上述實(shí)施例中，使用了步進(jìn)馬達(dá)13a和傾斜馬達(dá)13b 作為調(diào)整一次X線的入射角的調(diào)整機(jī)構(gòu)，但也可通過(guò)調(diào)整X線照射部2， 按照在微芯片上一次X線滿足全反射條件的方式進(jìn)行調(diào)整，還可通過(guò)X 線照射部2、步進(jìn)馬達(dá)13a及傾斜馬達(dá)13b二者，按照在微芯片上一次X 線滿足全反射條件的方式進(jìn)行調(diào)整。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明利用微芯片來(lái)處理微量溶液的反應(yīng)和分離等，可用于對(duì)其結(jié)果 進(jìn)行檢測(cè)的設(shè)備分析裝置中。20
權(quán)利要求
1、一種微芯片，包括基板；流路，其形成在該基板內(nèi)部；和分析部，其由該基板的平坦表面的一部分區(qū)域構(gòu)成，包括所述流路的出口，該出口形成為開(kāi)口，從該開(kāi)口溢出的測(cè)定對(duì)象液滯留在該基板的平坦表面而成為分析試料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的微芯片，其特征在于， 對(duì)所述分析部實(shí)施了相對(duì)測(cè)定對(duì)象液具有親和性的表面處理。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微芯片，其特征在于，對(duì)包圍所述分析部的區(qū)域?qū)嵤┝讼鄬?duì)測(cè)定對(duì)象液具有疏水性的表面 處理。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的微芯片，其特征在于， 在所述分析部中，對(duì)基板表面以全反射的條件入射一次X線，將由位于該分析部的分析試料所產(chǎn)生的熒光X線通過(guò)另外設(shè)置的X線檢測(cè)器來(lái) 檢測(cè)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的微芯片，其特征在于，所述出口被配置在與構(gòu)成分析部的所述區(qū)域的中央相分離的位置。
6、 一種分析方法，禾l」用了權(quán)利要求l 5中任意一項(xiàng)所述的微芯片， 包括以下工序(A) (C):(A) 使用所述微芯片，將測(cè)定對(duì)象液作為分析試料，使其從所述流 路經(jīng)開(kāi)口溢出到所述分析部的工序；(B) 按照相對(duì)于所述微芯片表面為全反射的條件的方式，向溢出到 所述分析部的分析試料入射一次X線的工序；和(C) 對(duì)從所述分析試料產(chǎn)生的熒光X線進(jìn)行檢測(cè)的工序。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的分析方法，其特征在于，在所述工序(A)與(B)之間，包括使所述分析部的分析試料干燥 的工序。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的分析方法，其特征在于，在所述流路中，進(jìn)行送液、化學(xué)反應(yīng)及分離中的至少一個(gè)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6 8中任意一項(xiàng)所述的分析方法，其特征在于，在所述工序(B)中，對(duì)照射到分析試料的一次X線利用多毛細(xì)管X 線透鏡來(lái)進(jìn)行會(huì)聚。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的全反射熒光X線分析方法，其特征在于， 從所述多毛細(xì)管X線透鏡射出的一次X線的與行進(jìn)方向正交的方向的剖面形狀是與微芯片表面平行的線狀。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的全反射熒光X線分析方法，其特征 在于，對(duì)照射到分析試料的一次X線中的、相對(duì)所述微芯片表面具有不滿足 全反射條件的入射角的一次X線部分進(jìn)行遮蔽。
12、 根據(jù)權(quán)利要求6 11中任意一項(xiàng)所述的全反射熒光X線分析方法， 其特征在于，在對(duì)所述熒光X線進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)器側(cè)也配置多毛細(xì)管X線透鏡， 僅對(duì)來(lái)自分析試料的微小區(qū)域的熒光X線進(jìn)行檢測(cè)。
13、 一種微芯片分析裝置，將權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的微芯 片作為測(cè)定介質(zhì)，包括試料臺(tái)，其用于載置所述微芯片； X線源，其產(chǎn)生一次X線；一次X線入射調(diào)整機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述試料臺(tái)上載置的微芯片的所述分析部，以全反射的條件入射所述一次X線；和X線檢測(cè)器，其與所述微芯片的所述分析部對(duì)置配置，對(duì)從位于所述 分析部的分析試料產(chǎn)生的熒光X線進(jìn)行檢測(cè)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的微芯片分析裝置，其特征在于， 所述一次X線入射調(diào)整機(jī)構(gòu)包括多毛細(xì)管X線透鏡，其對(duì)所述一次X線進(jìn)行會(huì)聚后照射到所述試料臺(tái)上載置的微芯片。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的微芯片分析裝置，其特征在于， 所述多毛細(xì)管X線透鏡通過(guò)將多個(gè)單毛細(xì)管組合而成，各單毛細(xì)管具有內(nèi)徑從受光部側(cè)的基端到放射側(cè)的前端先放大然后向前端逐漸變細(xì)的 形狀。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的微芯片分析裝置，其特征在于， 所述多毛細(xì)管X線透鏡在與X線光源面對(duì)的入射面，所述單毛細(xì)管的端部排列為圓形面狀，在與試料面對(duì)的出射面，所述單毛細(xì)管的端部排 列為與所述試料臺(tái)上載置的微芯片的表面平行的線狀、且放射方向朝向一 點(diǎn)會(huì)聚。
17、 根據(jù)權(quán)利要求14 16中任意一項(xiàng)所述的微芯片分析裝置，其特 征在于，所述一次X線入射調(diào)整機(jī)構(gòu)在多毛細(xì)管X線透鏡的出射側(cè)與試料臺(tái)之間具備狹縫，該狹縫被配置成遮蔽相對(duì)所述試料臺(tái)上載置的微芯片的 表面具有不滿足全反射條件的入射角的一次X線。
18、 根據(jù)權(quán)利要求14 17中任意一項(xiàng)所述的微芯片分析裝置，其特 征在于，所述試料臺(tái)具備對(duì)其上載置的微芯片的表面的水平面內(nèi)方向、高度方 向和相對(duì)于入射X線的傾斜方向進(jìn)行調(diào)整的調(diào)整機(jī)構(gòu)。
19、 根據(jù)權(quán)利要求13 18中任意一項(xiàng)所述的微芯片分析裝置，其特 征在于，在所述試料臺(tái)上載置的微芯片與所述檢測(cè)器之間具備多毛細(xì)管X線 透鏡，使其僅對(duì)來(lái)自所述分析部?jī)?nèi)的微小區(qū)域的熒光X線進(jìn)行檢測(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微芯片，該微芯片(1)包括基板(30)；流路(23)，其形成在基板(30)的內(nèi)部；和分析部(10)，其由基板(30)的平坦表面的一部分構(gòu)成，流路(23)的出口形成為開(kāi)口(9c)，從該開(kāi)口(9c)溢出的測(cè)定對(duì)象液滯留在基板(30)的平坦表面而成為分析試料。使用該微芯片(1)，將測(cè)定對(duì)象液作為分析試料，使其溢出到分析部(10)，優(yōu)選在使分析試料干燥后，以全反射的條件入射一次X線來(lái)檢測(cè)熒光X線。由此，能利用微芯片高靈敏度地對(duì)多種元素同時(shí)進(jìn)行分析。
文檔編號(hào)G01N37/00GK101253410SQ20068003151
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2006年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者中野和彥, 北森武彥, 渡慶次學(xué), 田中啟太, 辻幸一 申請(qǐng)人:獨(dú)立行政法人科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)