CN1643363A - 微量化学***用基片及微量化学*** - Google Patents

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服部明彦
北森武彦
渡庆次学
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Abstract

提供一种可提高测定灵敏度并可小型化的微量化学***用基片及微量化学***。微量化学***用基片(1)由板状的玻璃基板(10)构成，玻璃基板(10)在内部具有コ字形流路(11)。コ字形流路(11)由长度方向流路(11a)、连接在长度方向流路(11a)的各端部的一对横向流路(11b、11c)构成。玻璃基板(10)，在长度方向流路(11a)的两端附近，具有与长度方向流路(11a)同轴的2个空腔，在2个空腔内，分别收容折射率分布型棒透镜(14、15)。在折射率分布型棒透镜(14)上，连接传送从光源射出的检测光的光纤维(16)，在折射率分布型棒透镜(15)上，连接将接受的检测光导送到检测器的光纤维(17)。

Description

微量化学***用基片及微量化学***
技术领域
本发明涉及一种微量化学***用基片及微量化学***，特别涉及这样一种微量化学***用基片及微量化学***，该微量化学***用基片用于可用微小空间进行高精度的超微量分析的微量化学***，并能够在任意的场所进行简易测定、尤其是在采用吸光光度分析法或荧光分析法时使用。
背景技术
近年来，在微小空间进行化学反应的集成技术，在化学反应的高速化或微量反应、现场分析等方面引人注目，世界上正在进行深入研究。
作为化学反应的集成技术之一的微量化学***，是在小玻璃基板等上制作的微细的流路中进行试样溶液中所含的试样(液载试样(liquid-bome sample))的混合、反应、分离、萃取、检测等全部为目标的***。微量化学***可以仅具有只以液载试样的分离为目的的单一功能，此外也可以具有复合的多种功能。作为在用微量化学***中进行的反应例，有重氮化反应、硝基化反应、抗原抗体反应，作为萃取、分离的例子，有溶剂萃取、电泳分离、柱分离。
在上述功能中，作为只以分离为目的的、分析极微量的蛋白质或核酸等的电泳分离装置，提出了带流路的板状部件构成的电泳分离装置(例如，特开平-178897号公报)，所述板状部件相互接合而具备流路截面为大约100μm×大约100μm的流路。由于该部件是板状，所以，与圆形或方形的玻璃毛细管相比，不易破损，容易使用。
在微量化学***中，由于液载试样的量是微量，因此必须采用高灵敏度的检测方法。作为检测方法，在一般广泛使用的方法中，有测定物质的吸光量的吸光光度分析法或测定物质所发出的荧光的波长或强度的荧光分析法。
上述吸光光度分析法中，使检测光在与流路成直角的方向上，透过流路截面为大约100μm×大约100μm的流路中的液载试样，基于该透过的检测光，用检测器测定液载试样的吸光量。此时，流路中的检测光的透射光路长度为100μm，是较短的，这不足以测定液载试样的吸光量。
因此，为了充分得到检测光透射流路中的液载试样的透射光路长度，提出了对液载试样吸收沿流路导入的光的吸光量进行测定的方案(例如，Anal.Chem.1996，68，1040、特开平9-288090号公报)。
此外，上述荧光分析法，是在对管状单元内的液载试样入射激励光时，通过测定从液载试样发出的荧光的波长或强度来进行的。在上述荧光分析法中，当用于对荧光分析测定中的荧光物质进行激励的激励光入射到测定光学***中时形成噪音，降低测定灵敏度，因此使激励光从管状单元的垂直方向入射，并在激励光的光路和管状单元的双方上，在垂直方向上设置检测器，以激励光不入射到检测器的方式进行测定。
但是，上述吸光光度分析法中，为了沿着带有流路的板状部件内的流路导入检测光，而将检测光不是通过空间光、而是通过光纤维、光波导(optical waveguide)等导入到流路附近，此时，从光纤维、光波导等端部射出的检测光被衍射和扩展，有时进入到流路的检测光的光量不足。
在上述荧光分析法中，为了对液载试样的浓度低的试样溶液良好地测定其荧光强度，设置了将激励光高效入射到液载试样中的入射透镜、和将从液载试样发出的荧光高效接受的受光透镜，但由于这些透镜较大，不能使装置小型化。
此外，带有流路的板状部件具有多个流路，在对流入这些流路的液载试样同时进行测定的情况下，由于透镜较大，需要隔开一定间隔设置流路，装置的小型化困难。另外，由于各流路和受光透镜的距离较大，因此，产生从各流路中流动的液载试样所发出的荧光影响附近的串音。
为利用1个激励光同时对带有流路的板状部件的多个流路内的液载试样进行激励，必须沿带有流路的板状部件的平面，对流路垂直地入射激励光，但仅靠空间光是难以做到的，因此将激励光通过光纤维、光波导等引导到流路附近(例如，Anal.Chem.1996，68，1040、特开平9-288090号公报)，此时，由于在离开光纤维、光波导的端部的位置的流路内，入射经从光纤维、光波导的端部衍射扩展的激励光，所以所得到的荧光强度降低，测定灵敏度降低。
发明内容
本发明的目的是，提供一种能够提高测定灵敏度的同时能够小型化的微量化学***用基片及微量化学***。
为达到上述目的，根据本发明的第1方案，提供一种微量化学***用基片，用于处理液体中的试样、并通过吸光光度分析法进行所生成的生成物检测的微量化学***，其特征在于，包括：具有流路的透明板状部件，该流路中流动含有上述试样的液体；入射透镜，使光入射到上述流路内的液体中；受光透镜，接受从上述流路射出的光，上述入射透镜及上述受光透镜的至少一方由棒透镜构成。
在本发明的第1方案中，上述入射透镜及上述受光透镜的至少一方，最好由折射率分布型棒透镜构成。。
在本发明的第1方案中，上述入射透镜及上述受光透镜的至少一方，最好配设在上述板状部件的内部。
在本发明的第1方案中，上述入射透镜及上述受光透镜的至少一方，配设在上述板状部件的表面。
在本发明的第1方案中，最好在上述入射透镜及上述受光透镜上分别连接有导光***。
在本发明的第1方案中，上述导光***最好由光纤维构成。
在本发明的第1方案中，上述导光***最好由光波导构成。
在本发明的第2方案中，提供一种微量化学***用基片，用于处理液体中的试样、并通过吸光光度分析法进行所生成的生成物检测的微量化学***，其特征在于，包括：具有流路的透明板状部件，该流路中流动含有上述试样的液体；入射透镜，在上述流路的长度方向上，从上述流路的一端向上述流路内入射检测光；受光透镜，接受从上述流路的另一端射出的、上述被入射的检测光，上述入射透镜及上述受光透镜分别配置在上述板状部件的内部，并且均由棒透镜构成。
在本发明的第2方案中，最好上述入射透镜及上述受光透镜分别由折射率分布型棒透镜构成。
在本发明的第2方案中，最好在上述入射透镜及上述受光透镜上分别连接有导光***。
在本发明的第2方案中，上述导光***最好由光纤维构成。
在本发明的第2方案中，上述导光***最好由光波导构成。
在本发明的第2方案中，上述板状部件最好是用玻璃制造的。
如果采用本发明的第3方案中，提供一种微量化学***，其特征在于，具有：如本发明的第1实施方式记载的微量化学***用基片、或如第2实施方式记载的微量化学***用基片；向上述入射透镜导入检测光的导入机构；接收机构，从上述受光透镜接收由上述受光透镜所接受的检测光；运算机构，对上述所接收的检测光的强度进行运算。
如果采用本发明的第4方案中，提供一种微量化学***用基片，用于处理液体中的试样、并通过吸光光度分析法进行所生成的生成物检测的微量化学***，其特征在于，包括：具有流路的透明板状部件，该流路中流动含有上述试样的液体；入射透镜，从与上述流路正交的方向向上述流路内入射激励光；受光透镜，接受从在流路内流动的液体中的试样发出的荧光，所述试样通过上述入射的激励光而发出所述荧光，上述入射透镜及上述受光透镜的一方配置在上述板状部件的内部，并且上述入射透镜及上述受光透镜的另一方配置在上述板状部件的表面上，上述入射透镜及上述受光透镜的一方由棒透镜构成。
在本发明的第4方案中，上述棒透镜最好由折射率分布型透镜构成。
在本发明的第4方案中，最好上述入射透镜及上述受光透镜的另一方由棒透镜构成。
在本发明的第4方案中，最好上述入射透镜及上述受光透镜的另一方由平像场物镜构成。
在本发明的第4方案中，最好上述入射透镜及上述受光透镜的另一方由折射率分布型棒透镜构成。
在本发明的第4方案中，最好是上述受光透镜配设在上述板状部件的内部，并且上述入射透镜配设在上述板状部件的表面。
在本发明的第4方案中，最好是上述流路由沿着上述入射的激励光的光轴排列的多条流路构成，上述入射透镜配设在上述板状部件的内部，并且，上述受光透镜配设在上述板状部件的表面、且由在上述多条流路上对置的多个透镜构成。
在本发明的第4方案中，上述入射透镜最好由折射率分布型透镜构成。
在本发明的第4方案中，上述受光透镜最好由棒透镜构成。
在本发明的第4方案中，上述受光透镜最好由平像场物镜构成。
在本发明的第4方案中，上述受光透镜最好由折射率分布型透镜构成。
在本发明的第4方案中，最好在上述入射透镜及上述受光透镜上分别连接有导光***。
在本发明的第4方案中，上述导光***最好由光纤维构成。
在本发明的第4方案中，上述导光***最好由光波导构成。
在本发明的第4方案中，上述板状部件最好是由玻璃制造的。
如果采用本发明的第5方案，提供一种微量化学***，其特征在于，具有：本发明的第4方案中的微量化学***用基片；向上述入射透镜导入激励光的导入机构；接收机构，从上述受光透镜接收由上述受光透镜所接受的荧光；测定机构，对上述接收的荧光的强度进行测定。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式中的微量化学***用基片的概略构成的图，(a)是俯视图，(b)是图(a)的沿线Ib-Ib的剖视图。
图2是采用图1的微量化学***用基片1实施吸光光度分析法的微量化学***的方块图。
图3是表示本发明的第2实施方式中的微量化学***用基片的概略构成的图，(a)是立体图，(b)是图(a)的沿线IIb-IIb的剖视图。
图4是用于图3的微量化学***用基片2的平像场物镜的说明图。
图5是采用图3的微量化学***用基片2实施荧光分析法的微量化学***的概念图。
图6是表示本发明的第3实施方式中的微量化学***用基片的概略构成的图。
图7是表示本发明的第4实施方式中的微量化学***用基片的概略构成的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式的微量化学***的结构。但是，本发明并不限于以下的实施方式。
图1是表示本发明的第1实施方式中的微量化学***用基片的概略结构的图，(a)是俯视图，(b)是图(a)的沿线Ib-Ib的剖视图。
在图1中，本发明的第1实施方式的微量化学***用基片1用于吸光光度分析中，在吸光光度分析中，对在流路内流动的试样溶液中的液载试样吸收导入到流路内的检测光的吸光量进行测定。
微量化学***用基片1由大致长方形板状的玻璃基板10(板状部件)构成，玻璃基板10在内部具有コ字形流路11。コ字形流路11由长度方向流路11a、连接在该长度方向流路11a的各端部的一对横向流路11b、11c构成。此外，玻璃基板10具有：连接在横向流路11b的端部，并在玻璃基板10的一方的面上开口的注入孔12；连接在横向流路11c的端部，并在玻璃基板10的一方的面上开口的排出孔13。
此外，玻璃基板10在长度方向流路11a的两端附近，与长度方向流路11a同轴地具有2个空腔，在2个空腔，分别收容折射率分布型棒透镜14、15。在折射率分布型棒透镜14上，连接传送从未图示的光源射出的检测光的光纤维16，在折射率分布型棒透镜15上，连接将在此处接收的光传导到未图示的检测器的光纤维17。
在图1中，折射率分布型棒透镜14、15，在空腔内可以分别配置在长度方向流路11a侧，也可以不一定与空腔的长度方向流路11a侧端面接触，此外，在接触的地方，折射率分布型棒透镜14、15本体，也可以分别形成コ字形流路11的侧面。为了使检测光均匀地入射在长度方向流路11a，从折射率分布型棒透镜14射出的检测光最好为平行光。
玻璃基板10由3层重叠而相互粘接的玻璃基板10a～10c构成，通过在玻璃基板10b上形成コ字形的槽，在该玻璃基板10b的两面，接合玻璃基板10a及10c，由此形成コ字形流路11。此外，在玻璃基板10a上，在与上述コ字形流路11的两端对应的2个位置，分别形成贯通孔，由此形成注入孔12及排出孔13。
长度方向流路11a构成用于对液载试样进行分析的分析用单元，其宽度及深度分别为100μm。
折射率分布型棒透镜14、15分别由圆柱状透明体构成，该圆柱状透明体的折射率从中心向周围连续变化。折射率分布型棒透镜14、15被认为是一种集束性光传送体，当将轴上的折射率设定为n0、平方分布常数设定为g时，在半径方向上，从其中心轴距离r的位置的折射率n(r)，可用r的2次方程式
n(r)＝n0{1-(g2/2)·r2}
近似表示。
折射率分布型棒透镜14、15，分别在0＜z0＜π/2g的范围内选择其长度z0时，其结像性，在两端面平坦，与通常的凸透镜相同，通过平行入射光线分别入射到折射率分布型棒透镜14、15，由射出端，在
s0＝cot(gz0)/n0g的位置形成焦点。
折射率分布型棒透镜14、15例如用以下的方法制造。
即，按摩尔百分比，用以57％～63％的SiO2、17％～23％的B2O3、5％～17％的Na2O、3％～15％的Tl2O为主成分的玻璃形成棒后，将该由玻璃形成的棒(玻璃棒)置于硝酸钾盐等离子交换介质中，玻璃中的铊离子及钠离子和介质中的钾离子经离子交换，在玻璃棒内，形成从中心向周边连续降低的折射率分布。
折射率分布型棒透镜14、15的形状分别是圆柱状，端面为平面，所以能够容易安装在光纤维16、17的端面上，并且容易使折射率分布型棒透镜14、15分别与光纤维16、17的光轴对准。由于折射率分布型棒透镜14、15较小，因此当将其设置于长度方向流路11a附近的情况下，不需要制作用于设置折射率分布型棒透镜14、15的大孔。
特别是，在光纤维16、17端面上，分别安装直径与光纤维16、17的直径相同的折射率分布型棒透镜14、15的情况下，只通过在与长度方向流路11a同轴地设在长度方向流路11a的各端附近的空腔内，***将折射率分布型棒透镜14、15安装在前端的光纤维16、17，来可设置各折射率分布型棒透镜14、15。
这样设置的折射率分布型棒透镜15，对从折射率分布型棒透镜14射出、并透过长度方向流路11a而传过来的检测光的残光进行高效率地接受，来降低杂波，并能够进行高灵敏度的测定。折射率分布型棒透镜15接受的残光，借助光纤维17被传送到检测器。
根据本发明的第1实施方式，由于折射率分布型棒透镜14安装在光纤维16的前端，因此，能够由作为受光透镜的折射率分布型棒透镜15可靠地接受从光纤维16射出的检测光，而且能够提高微量化学***用基片1的测定灵敏度；此外，由于折射率分布型棒透镜14配置在玻璃基板10中，因此能够使微量化学***用基片1小型化。此外，为了测定沿长度方向流路11a流动的试样溶液中的液载试样整体对检测光的吸收，从光纤维16射出的检测光最好为平行光，但由于折射率分布型棒透镜14能够仅通过调整其长度即可调整焦距，因此，通过将折射率分布型棒透镜14的长度设定为最适合检测光波长的长度，能够使检测光作为平行光入射到在长度方向流路11a中流动的液中试样。
玻璃基板10的材料，考虑到耐久性和耐药剂性而选用玻璃，玻璃基板10，在考虑到作为细胞等生体试样例如DNA分析用用途时，最好为耐酸性、耐碱性高的玻璃，具体如硼硅酸玻璃、钠钙玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、石英玻璃等。但是如果限于用途，也可以采用塑料等有机物。
在粘接玻璃基板10a～10c相互间的粘合剂中，例如，有紫外线硬化型、热硬化型、2液硬化型的丙烯类、环氧类的有机粘合剂及无机粘合剂等。此外，也可以通过热熔接使玻璃基板10a～10c相互间熔接。
另外，也可以例如用火焰水解法(Flame Hydrolysis Deposition，FHD)形成的光波导，来代替作为导光***的光纤维16、17。在该火焰水解法中，例如通过四氯化硅、四氯化锗的火焰水解，在玻璃基板10b的表面，淀积下包层用及芯包层用的2层玻璃微粒子层，通过高温加热，将微粒子层改质为透明玻璃层。然后，利用光刻蚀法及反应侵蚀(reactive etching)，形成具有电路图形的芯部。然后，通过四氯化硅的火焰水解，形成上包层。作为利用该方法形成光波导的例子，例如在文献“J.Lightwave Tech.Vol.17(5)771(1999)”中有记载。在上述中，在玻璃基板10b和芯部分的折射率具有适当值的时候，也可以不形成下包层。此外，也可以以光波导与通过折射率分布型棒透镜14、15及长度方向流路11a的中心的中心线形成同轴的方式，预先通过刻蚀等，在玻璃基板10b上的形成光波导的部分去除适当的深度，然后通过火焰水解法形成光波导。
关于上述玻璃基板的材料、粘合剂及光波导的形成方法，在下述的实施方式中也相同。
图2是采用图1的微量化学***用基片1，进行吸光光度分析法的微量化学***的方块图。
在图2中，从光源20发出的检测光经由光纤维16，入射到含有液载试样的微量化学***用基片1上。在微量化学***用基片1，折射率分布型棒透镜15所接受的检测光，经由光纤维17被受光器21接受之后，再被受光强度运算器22接受。在受光强度运算器22中，运算受光器21所接受的检测光的强度，并在记录器23中记录该运算值。
在图2的吸光光度分析装置中，对透过含有预知浓度的液载试样的微量化学***用基片1的长度方向流路11a的检测光的强度进行测定，通过将该强度与透过含有目的液载试样的微量化学***用基片1的长度方向流路11a的检测光的强度进行比较，算出目的液载试样的浓度。
为对低浓度试样溶液的液载试样对检测光的吸收量进行测定，重要的是使检测光透射目的液载试样的距离加长，通常，在10mm见方范围的单元中倒入目的液载试样，将检测光透射液载试样的距离d作为10mm来进行测定。
图3是表示本发明的第2实施方式中的微量化学***用基片的概略结构的图，(a)是立体图，(b)是图(a)的沿线IIb-IIb的剖视图。
在图3中，本发明的第2实施方式的微量化学***用基片2，用于对在流路内流动的试样溶液中的液载试样所发出的荧光进行测定的荧光分析法，所述荧光是所述液载试样吸收导入到所述流路的激励光后发出的。
微量化学***用基片2由大致长方形板状的玻璃基板30(板状部件)构成，玻璃基板30在内部沿玻璃基板30的平面，向玻璃基板30的宽度方向延伸，并且具有相互平行排列的3个流路31a～31c。此外，玻璃基板30，在每个流路31a～31c上，具有：连接在各流路31a～31c的一端、并分别在玻璃基板30的一面上开口的注入孔32，和连接在各流路31a～31c的另一端、并分别在玻璃基板30的一面上开口的排出孔33。
另外，玻璃基板30，在其一方的短边一侧，在中心部附近，在玻璃基板30的长度方向上具有空腔，在该空腔内收容折射率分布型棒透镜34。在折射率分布型棒透镜34上，连接有从未图示的光源传送激励光的光纤维35。在面对流路31a～31c的位置，在玻璃基板30的一面上，分别配置对在流路31a～31c内流动的液载试样所发出的荧光进行聚光的折射率分布型棒透镜36，在该折射率分布型棒透镜36上连接有光纤维37，该光纤维37将由折射率分布型棒透镜36聚光的荧光导送到未图示的检测器。
玻璃基板30由3层重叠并相互粘接的玻璃基板30a～30c构成，玻璃基板30b具有向其短边方向延伸且相互平行地形成的3个贯通槽，通过在玻璃基板30b的一面上接合玻璃基板30a，在其另一面上接合玻璃基板30c，形成了多条流路31a～31c。流路31a～31c用于液载试样的混合、搅拌、合成、分离、萃取、检测等。
折射率分布型棒透镜36也可以替换成平像场物镜。由此，能够在玻璃基板30上去掉折射率分布型棒透镜36的突起，能够使分光分析装置小型化。
该平像场物镜，有通过离子交换法等形成在玻璃基板30的内部的，有通过喷墨法、刻蚀溶解法等，在玻璃基板30的一面上球状地堆积透镜介质而制造的。
此外，微量化学***用基片2上配置有3条流路31a～31c，但流路的条数并不局限于此。
图4是用于图3的微量化学***用基片2的平像场物镜的说明图。
在图4中，首先，用具有与刻蚀区域对应的开口部的金属掩模，掩蔽与图3中的玻璃基板30a同一形状且同一尺寸的玻璃基板40a的一面，将该玻璃基板40a浸渍在KNO3熔化盐中，在对露出部实施钾离子和钠离子的离子交换处理后，通过去除金属掩模，能够形成具有规定的折射率分布的平像场物镜40。该平像场物镜40在玻璃基板40a的内侧形成凸状，在外侧也稍微鼓起。
在图3的微量化学***用基片2中，通过将玻璃基板30a替换成具有平像场物镜40的玻璃基板40a，如上所述，能够在玻璃基板30上去掉折射率分布型棒透镜36的突起，能够使分光分析装置小型化。
根据本发明的第2实施方式，由于折射率分布型棒透镜34安装在光纤维35的前端上，因此能够分别由流路31a～31c可靠接受从光纤维35射出的激励光，而且能够提高微量化学***用基片2的测定灵敏度，此外，由于将折射率分布型棒透镜34配置在玻璃基板30中，因此，能够使微量化学***用基片2小型化。此外，接受从流路31a～31c内的液载试样发出的荧光的折射率分布型棒透镜36，被安装在玻璃基板30的表面上，因此能够使流路31a～31c和折射率分布型棒透镜36之间的间隔变窄，由于提高荧光的聚光效率，因此能够进行高灵敏度的测定。此外，由于折射率分布型棒透镜36的形状为圆柱形，比较小，因此能够以窄的间隔排列在玻璃基板30的表面上，能够使微量化学***小型化。
另外，在图3中，用光纤维37向检测器导入由折射率分布型棒透镜36聚光的荧光，但也可以在折射率分布型棒透镜36的焦点位置，配置检测用的光电转换器。
图5是采用图3的微量化学***用基片2实施荧光分析法的微量化学***的方块图。
在图5中，从激光光源50射出的激励光，首先，经由光纤维35分别入射到含有液载试样的微量化学***用基片2的流路31a～31c中，从流路31a～31c内的液载试样分别发出荧光。然后，用各折射率分布型棒透镜36接受荧光，所接受的荧光经由光纤维37被受光器51接受，然后用信号处理器52分析，分析结果记录到记录器53。
在上述微量化学***中，将作为测定对象物质的液载试样所吸收波长的激励光入射到液载试样中，通过测定液载试样发出的荧光，进行液载试样的鉴定或定量。当将入射到液载试样的激励光的强度设定为I0(入射光强度)，将透射目的液载试样的激励光的强度设为I(透过光强度)，将系数设为a，将液载试样的浓度设为c，将激励光透射液载试样内的距离设为d时，对于吸收液载试样的光量成立下式(1)(Lambert-Beer法则)。
A＝-log(I/I0)＝acd…(1)
此处，A为吸光度、I/I0为内部透射比。
假设利用吸收的光发出的荧光的量与吸收的光量成正比，则荧光强度F为：
F＝K’(I0-I)＝KI0(1-e-acd)φ  …(2)
此处，K为根据液载试样的入射面积或受光器52的尺寸和灵敏度等设备的常数，φ为荧光产额，即相对于被吸收的激励光量的总荧光量的比。由此，在浓度低的液载试样中，成立式(3)(田中，饭田著“仪器分析”，裳化房，1985，p51)。
根据式(3)，荧光强度与液载试样浓度c成正比，因此，如果预先求出F和c的关系曲线(标准曲线)，即可知道未知的液载试样的浓度。
为实施低浓度试样溶液内的液载试样的荧光测定，如式(3)所示，重要的是增大被液载试样所吸收的激励光的量。因此，用透镜使激励光变窄，并入射到液载试样中。此外，为了使液载试样所发出的荧光尽量集中，在检测器的前面放置聚光透镜。此时，发光的液载试样的体积越小，则越能够高效地聚中荧光，因此，在低浓度试样溶液内的液载试样的荧光测定中，重要的是用透镜使激励光变窄之后入射到液载试样中。
在不需要同时测定多个流路31a～31c的时候，如式(3)所示，越是使入射在液载试样的激励光的量变大，液载试样所发出的荧光量就越增加，因此在激励光不采用平行光，而通过在流路31a～31c的任何一个流路内形成焦点，可向流路内供给更多的激励光，能够提高测定灵敏度。此外，通过激励光在流路内形成焦点，荧光的发光点变小，并能够使用平像场物镜40聚光的荧光量变大，因此，能够进一步提高测定灵敏度。
图6是表示本发明的第3实施方式中的微量化学***用基片的概略结构的图。
图6的本发明的第3实施方式中的微量化学***用基片3中，对于与图3的微量化学***用基片2相同的构成部件，标注同一标记并省略其说明，以下只说明其不同之处。
微量化学***用基片3有一个流路31，从折射率分布型棒透镜34入射的激励光，在流路31内形成焦点。此外，对从流路31内的液载试样发出的荧光进行聚光的透镜为平像场物镜40，将由平像场物镜40聚光的光转换成电信号的光电转换器60，被设置在玻璃基板30的附近。
根据本发明的第3实施方式，作为对从流路31内的液载试样发出的荧光进行聚光的透镜，由于使用图4所示的平像场物镜40，所以能够在玻璃基板30上去除突起，能够使微量化学***小型化。
此外，在本发明的第3实施方式中，在玻璃基板30的一方的短边侧，只配设一组的流路31、折射率分布型棒透镜34、光纤维35及平像场物镜40，但也可以在玻璃基板30的两侧，相互对峙地配置两组流路31、折射率分布型棒透镜34、光纤维35及平像场物镜40。
图7是表示本发明的第4实施方式中的微量化学***用基片的概略结构的图。
在图7的本发明的第4实施方式中的微量化学***用基片4中，对于与图6的微量化学***用基片3相同的构成部件，标注同一标记并省略其说明，以下只说明其不同之处。
微量化学***用基片4，相对于图6的第3实施方式的微量化学***用基片3，不同之处在于：激励光和荧光的关系相反；在去除平像场物镜40表面的平像场物镜40侧玻璃基板30表面上形成有掩模80；在玻璃基板30的两侧，相互对峙地配置两组流路31、折射率分布型棒透镜34，光纤维35及平像场物镜40。
在微量化学***用基片4中，从未图示的光源射出的激励光，通过未图示的平行光管形成空间平行光70；在与流路31对峙的位置，空间平行光70入射到设置在玻璃基板30的表面上的平像场物镜40，空间平行光70通过平像场物镜40而在流路内形成焦点。在流路31内的焦点位置，从液载试样发出的荧光被设置在流路31附近的折射率分布型棒透镜34聚遮断空间平行光70的掩模到检测器，微量化学***用基片4的光纤维35的尺寸最好与光芯等大。
另外，微量化学***用基片4中，入射到平像场物镜40以外的地方的空间平行光70在荧光分析中成为杂波，因此，在玻璃基板30表面上形成有用于遮断空间平行光70的掩模80。
根据本发明的第4实施方式，需要用平行光管等使激励光形成空间平行光70，因此作为微量化学***变大，但由于能够在紧靠发出荧光的流路31的附近，设置荧光聚光用的折射率分布型棒透镜34，因此，能够提高荧光的聚光效果，提高测定灵敏度，同时能够使装置小型化。
在本发明的第4实施方式中，作为空间平行光70导入激励光，但也可以通过光纤维等导光***，将激励光分别导入到各自的平像场物镜40。
在上述本发明的第2～第4实施方式中，在折射率分布型棒透镜34上连接有光纤维35，但也可以采用光波导来代替光纤维35。传送激励光的光纤维或光波导，在激励光的频率中，最好是单模型。在采用荧光分析法检测微量的液载试样的时候，最好使激励光尽量变窄，提高用于荧光反应的能量。此时，用于发出荧光的激励光最好具有高斯分布，但由于从单模型的光纤维或光波导射出的激励光一般形成高斯分布，所以适合于缩小激励光的焦点。因此，最好使用以单模型传送激励光的光纤维或光波导。
工业上的可利用性
如以上详细说明，根据本发明的微量化学***用基片，由于由棒透镜构成入射透镜及受光透镜的至少一方，因此能够容易调整透镜的保持及光轴，并且能够通过透镜的小型化使微量化学***小型化。
根据本发明的微量化学***用基片，由折射率分布型棒透镜构成入射透镜及受光透镜的至少一方，因此能够更加缩小透镜，并且，由于折射率分布型棒透镜的端面是平面，因此能够更容易调整透镜的光轴。
根据本发明的微量化学***用基片，入射透镜及受光透镜的至少一方配设在板状部件的内部，所以能够可靠进行入射透镜及受光透镜的至少一方和流路间的光的传送，而且能够提高测定灵敏度，同时能够使微量化学***小型化。
根据本发明的微量化学***用基片，入射透镜及受光透镜的至少一方配设在板状部件的表面上，所以能够可靠进行入射透镜及受光透镜的至少一方和流路间的光的传送。
根据本发明的微量化学***用基片，导光***由光纤维构成，所以能够将检测光可靠传送到板状部件的流路附近，而且能够提高测定灵敏度，同时能够使微量化学***小型化。
根据本发明的微量化学***用基片，导光***由光波导构成，所以能够将检测光可靠传送到板状部件的流路附近，而且能够提高测定灵敏度，同时能够使微量化学***小型化。
根据本发明的微量化学***用基片，入射透镜及受光透镜分别配设在板状部件的内部，并且由均棒透镜构成，所以检测光沿着流路可靠传送足够检测的长度，并且透射流路的检测光可靠传送到受光透镜，而且能够提高测定灵敏度，同时能够使微量化学***小型化。
根据本发明的微量化学***用基片，入射透镜及受光透镜分别由折射率分布型棒透镜构成，所以能够更加缩减透镜，并且，由于折射率分布型棒透镜的端面是平面，所以能够更容易调整透镜的光轴，可在板状部件上容易配设透镜。
根据本发明的微量化学***用基片，导光***由光纤维构成，所以能够将检测光可靠传送到板状部件的流路附近，而且能够提高测定灵敏度的同时使微量化学***小型化。
根据本发明的微量化学***用基片，导光***由光波导构成，所以能够将检测光可靠传送到板状部件的流路附近，而且能够提高测定灵敏度的同时使微量化学***小型化。
根据本发明的微量化学***用基片，板状部件是用玻璃制造的，所以能够提高耐久性、耐药剂性。
根据本发明的微量化学***，能够提高吸光光度分析法的测定灵敏度，并能够使微量化学***小型化。
根据本发明的微量化学***用基片，入射透镜及受光透镜的一方由棒透镜构成，所以能够容易调整透镜的保持及光轴，并且，能够进一步缩小透镜，而且能够使微量化学***小型化，此外，由于入射透镜及受光透镜的一方配设在板状部件的内部，所以能够可靠进行入射透镜及受光透镜的一方和流路间的光的传送，而且能够提高测定灵敏度的同时使微量化学***小型化。
根据本发明的微量化学***用基片，由折射率分布型透镜构成棒透镜，所以能够缩小透镜，而且能够使***小型化，并且，由于折射率分布型透镜的端面为平面，能够更容易调整透镜的光轴，并可在板状部件上容易配设透镜。
根据本发明的微量化学***用基片，能够从1个透镜向多个流路内入射激励光，而且能够使微量化学***小型化。
根据本发明的微量化学***用基片，入射透镜由折射率分布型棒透镜构成，所以通过透镜的小型化，能够使微量化学***小型化，并且，由于折射率分布型棒透镜的端面为平面，所以能够更容易调整透镜的光轴，而且可在板状部件上容易配置透镜。
根据本发明的微量化学***用基片，由光纤维构成导光***，所以能够将激励光可靠地传送到板状部件的流路附近，并可靠传送所接受的荧光，而且能够提高测定灵敏度的同时使微量化学***小型化。
根据本发明的微量化学***用基片，由光波导构成导光***，所以能够将激励光可靠地传送到板状部件的流路附近，并可靠传送所接受的荧光，而且能够提高测定灵敏度的同时使微量化学***小型化。
如果采用本发明的微量化学***，能够提高荧光分析法的测定灵敏度，并能够使微量化学***小型化。

Claims (30)

1.一种微量化学***用基片，用于处理液体中的试样、并通过吸光光度分析法进行所生成的生成物检测的微量化学***，其特征在于，包括：具有流路的透明板状部件，该流路中流动含有上述试样的液体；入射透镜，使光入射到上述流路内的液体中；受光透镜，接受从上述流路射出的光，
上述入射透镜及上述受光透镜的至少一方由棒透镜构成。
2.如权利要求1记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述入射透镜及上述受光透镜的至少一方，由折射率分布型棒透镜构成。
3.如权利要求1记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述入射透镜及上述受光透镜的至少一方，配设在上述板状部件的内部。
4.如权利要求1记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述入射透镜及上述受光透镜的至少一方，配设在上述板状部件的表面。
5.如权利要求1记载的微量化学***用基片，其特征在于，在上述入射透镜及上述受光透镜上分别连接有导光***。
6.如权利要求5记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述导光***由光纤维构成。
7.如权利要求5记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述导光***由光波导构成。
8.一种微量化学***用基片，用于处理液体中的试样、并通过吸光光度分析法进行所生成的生成物检测的微量化学***，其特征在于，包括：具有流路的透明板状部件，该流路中流动含有上述试样的液体；入射透镜，在上述流路的长度方向上，从上述流路的一端向上述流路内入射检测光；受光透镜，接受从上述流路的另一端射出的、上述被入射的检测光，
上述入射透镜及上述受光透镜分别配置在上述板状部件的内部，并且均由棒透镜构成。
9.如权利要求8记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述入射透镜及上述受光透镜分别由折射率分布型棒透镜构成。
10.如权利要求8记载的微量化学***用基片，其特征在于，在上述入射透镜及上述受光透镜上分别连接有导光***。
11.如权利要求10记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述导光***由光纤维构成。
12.如权利要求10记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述导光***由光波导构成。
13.如权利要求1记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述板状部件是用玻璃制造的。
14.一种微量化学***，其特征在于，具有：如权利要求1记载的微量化学***用基片、或如权利要求8记载的微量化学***用基片；向上述入射透镜导入检测光的导入机构；接收机构，从上述受光透镜接收由上述受光透镜所接受的检测光；运算机构，对上述所接收的检测光的强度进行运算。
15.一种微量化学***用基片，用于处理液体中的试样、并通过吸光光度分析法进行所生成的生成物检测的微量化学***，其特征在于，包括：具有流路的透明板状部件，该流路中流动含有上述试样的液体；入射透镜，从与上述流路正交的方向向上述流路内入射激励光；受光透镜，接受从在流路内流动的液体中的试样发出的荧光，所述试样通过上述入射的激励光而发出所述荧光，
上述入射透镜及上述受光透镜的一方配置在上述板状部件的内部，并且上述入射透镜及上述受光透镜的另一方配置在上述板状部件的表面上，上述入射透镜及上述受光透镜的一方由棒透镜构成。
16.如权利要求15记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述棒透镜由折射率分布型透镜构成。
17.如权利要求15记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述入射透镜及上述受光透镜的另一方由棒透镜构成。
18.如权利要求15记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述入射透镜及上述受光透镜的另一方由平像场物镜构成。
19.如权利要求17记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述入射透镜及上述受光透镜的另一方由折射率分布型棒透镜构成。
20.如权利要求15记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述受光透镜配设在上述板状部件的内部，并且上述入射透镜配设在上述板状部件的表面。
21.如权利要求15记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述流路由沿着上述入射的激励光的光轴排列的多条流路构成，上述入射透镜配设在上述板状部件的内部，并且，上述受光透镜配设在上述板状部件的表面、且由在上述多条流路上对置的多个透镜构成。
22.如权利要求21记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述入射透镜由折射率分布型透镜构成。
23.如权利要求21记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述受光透镜由棒透镜构成。
24.如权利要求21记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述受光透镜由平像场物镜构成。
25.如权利要求23记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述受光透镜由折射率分布型透镜构成。
26.如权利要求15记载的微量化学***用基片，其特征在于，在上述入射透镜及上述受光透镜上分别连接有导光***。
27.如权利要求26记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述导光***由光纤维构成。
28.如权利要求26记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述导光***由光波导构成。
29.如权利要求15记载的微量化学***用基片，其特征在于，上述板状部件是由玻璃制造的。
30.一种微量化学***，其特征在于，具有：如权利要求15记载的微量化学***用基片；向上述入射透镜导入激励光的导入机构；接收机构，从上述受光透镜接收由上述受光透镜所接受的荧光；测定机构，对上述接收的荧光的强度进行测定。
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