CN109563939A - 流体处理装置、流体处理方法及流路片 - Google Patents

流体处理装置、流体处理方法及流路片 Download PDF

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Abstract

本发明的流体处理装置具有基板、薄膜及滑动部件。基板具有第一流路、第二流路、以及在第一流路的一端和第二流路的一端之间形成的隔壁。薄膜包含大致球冠形状的隔膜,以使隔膜和隔壁对置的方式配置于基板上。滑动部件在其背面形成有凸部,且以使背面朝向所述薄膜侧的状态配置于薄膜上。滑动部件能够在薄膜上滑动。滑动部件能够通过薄膜上的滑动来交替地切换以下状态:第一状态,凸部配置为隔着隔膜而不与隔壁对置;以及第二状态,凸部配置为隔着隔膜而与隔壁对置。

Description

流体处理装置、流体处理方法及流路片
技术领域
本发明涉及流体处理装置、流体处理方法及流路片。
背景技术
近年来,为了高精度且高速地进行对蛋白质或核酸等微量的物质的分析,使用了流体处理装置。流体处理装置具有即使分析所需的试剂及试料的量较少也没问题的优点,可期待其在临床检查、食物检查、环境检查等各种用途中的使用。作为流体处理装置,已知有能够通过可旋转的旋转部件来开闭流路的流体处理装置(例如,参照专利文献1)。
专利文献1中记载的流体处理装置具有:反应容器、一端与反应容器连接的第一流路、密封容器、一端与密封容器连接的第二流路、送液用的注入器、用于将注入器与第一流路或第二流路连接的切换阀。在专利文献1中记载的流体处理装置中,切换阀是旋转式的旋转部件,通过使切换阀旋转,能够将注入器经由切换阀内的流路与第一流路或第二流路连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-008217号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,在专利文献1中记载的流体处理装置中,在使旋转部件旋转时,构成流体处理装置的流路的基材与旋转部件滑动,从而该基材会磨损。
本发明的目的在于,提供在对用于开闭流路的部件进行操作时,构成流路的基材不会因该部件而磨损的流体处理装置及流路片。另外,本发明的另一目的在于,提供使用该流体处理装置的流体处理方法。
解决问题的方案
本发明的流体处理装置,包括:基板,具有第一流路、第二流路、以及在所述第一流路的一端和所述第二流路的一端之间形成的隔壁;薄膜,包含大致球冠形状的隔膜,以使所述隔膜和所述隔壁对置的方式配置于所述基板上;以及滑动部件,在其背面形成有凸部,且以使所述背面朝向所述薄膜侧的状态配置于所述薄膜上,并能够在所述薄膜上滑动,所述滑动部件能够通过所述薄膜上的滑动来切换以下状态:第一状态,所述凸部配置为隔着所述隔膜而不与所述隔壁对置;以及第二状态,所述凸部配置为隔着所述隔膜而与所述隔壁对置,在所述第一状态下,所述第一流路及所述第二流路经由所述隔膜及所述隔壁的间隙彼此连通,在所述第二状态下,所述隔膜以与所述隔壁接触的方式被所述凸部按压,从而使所述第一流路及所述第二流路彼此不连通。
本发明的流体处理方法,是用于使用本发明的流体处理装置来处理流体的流体处理方法,该流体处理方法包括:通过使所述滑动部件在所述薄膜上滑动来切换至所述第一状态,从而使流体从所述第一流路经由所述间隙移动至所述第二流路的工序;以及通过使所述滑动部件在所述薄膜上滑动来切换至所述第二状态,从而以使所述隔膜与所述隔壁接触的方式对所述隔膜进行按压,以对从所述第一流路经由所述间隙流向所述第二流路的所述流体的流动进行阻挡的工序。
本发明的流路片是能够通过可在薄膜上滑动的滑动部件在所述薄膜上滑动,来对流体所流动的流路进行开闭的流路片,包括:基板,具有第一流路、第二流路、以及在所述第一流路的一端和所述第二流路的一端之间形成的隔壁;薄膜,包含大致球冠形状的隔膜,以使所述隔膜和所述隔壁对置的方式配置于所述基板上;以及定位部,配置于所述薄膜上,用于对所述滑动部件进行定位,并且以使所述滑动部件能够在所述薄膜上滑动的方式对所述滑动部件进行保持。
发明效果
根据本发明,在为了开闭流路而对部件进行操作时,构成流路的基材不会磨损,所以能够长期间地使用流体处理装置或流路片。
附图说明
图1A、图1B是表示实施方式1的流体处理装置的结构的图。
图2A、图2B是表示实施方式1中的、接合有第一薄膜的基板的结构的图。
图3A~图3C是表示实施方式1中的、接合有第二薄膜的定位部的结构的图。
图4A~图4C是表示实施方式1的旋转部件的结构的图。
图5A、图5B是用于说明实施方式1的流体处理方法的图。
图6A、图6B是用于说明实施方式1的流体处理方法的图。
图7A、图7B是表示实施方式2的流体处理装置的结构的图。
图8A~图8C是表示实施方式2的流路片的结构的图。
图9A~图9C是表示实施方式2的旋转部件的结构的图。
图10A~图10C是表示实施方式3的流路片的结构的图。
图11A~图11C是表示实施方式4的流路片的结构的图。
图12A、图12B是表示实施方式5的流体处理装置的结构的图。
图13A~图13C是表示实施方式5的流路片的结构的图。
图14A~图14C是表示实施方式5的旋转部件的结构的图。
图15A~图15F是用于对实施方式5的流体处理方法中的各工序进行说明的流体处理装置的仰视示意图。
图16A~图16E是用于对实施方式5的变形例的流体处理方法中的各工序进行说明的流体处理装置的仰视示意图。
图17A~图17C是表示实施方式6的旋转部件的结构的图。
图18A~图18F是用于对实施方式6的流体处理方法中的各工序进行说明的流体处理装置的仰视示意图。
图19A~图19C是表示实施方式7的流体处理装置或流路片的结构的图。
图20A~图20C是表示实施方式7的旋转部件的结构的图。
图21A~图21F是用于对实施方式7的流体处理方法中的各工序进行说明的流体处理装置的仰视示意图。
图22是表示实施方式8的流路片的结构的图。
图23A、图23B是用于对实施方式8的流体处理方法中的各工序进行说明的流体处理装置的仰视示意图。
图24A、图24B是表示实施方式9的流体处理装置的结构的图。
图25A~图25C是表示实施方式10的流体处理装置的结构的图。
图26A~图26C是表示实施方式10的流路片的结构的图。
图27A~图27C是表示实施方式11的流路片的结构的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
[实施方式1]
(流体处理装置的结构)
图1A、图1B是表示本实施方式的流体处理装置100的结构的图。图1A是流体处理装置100的俯视图,图1B是流体处理装置100的主视图。
本实施方式的流体处理装置100具有流路片110及旋转部件160。流路片110具有:基板120、第一薄膜130、旋转部件160的定位部140、第二薄膜150(参照后述的图3)。流路片110具有用于使试剂、液体试料、气体等流体流动的流路。第一薄膜130的一部分作为用于开闭该流路的隔膜(阀体)而发挥功能。
图2A、图2B是表示接合有第一薄膜130的基板120的结构的图。图2A是接合有第一薄膜130的基板120的俯视图,图2B是图2A的B-B线的剖面图。
流路片110具有:流体导入口121a、121b、第一流路122a、122b、第一隔壁123a、123b、第二流路124、第二隔壁125a、125b、第三流路126a、126b及流体取出口127a、127b。在基板120中,在能得到本实施方式的效果的范围内适当地形成槽及凹部。此外,在本说明书中,与各隔壁的上游侧连接的流路相当于权利要求书中的“第一流路”,与该各隔壁的下游侧连接的流路相当于权利要求书中的“第二流路”。
不特别地限定基板120的厚度。例如,基板120的厚度为1mm以上10mm以下。另外,基板120的材料可从公知的树脂及玻璃中适当选择。作为基板120的材料的例子,包括:聚乙烯对苯二甲酸酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙醚、聚乙烯、聚苯乙烯、硅树脂及弹性体。
流体导入口121a、121b是形成于基板120的有底的凹部。流体导入口121a、121b经由设置于第一薄膜130的通孔与外部连通。在流体处理装置100中,流体被从流体导入口121a、121b导入到流路片110内。从流体导入口121a导入的流体、和从流体导入口121b导入的流体可以相同,也可以不同。
对于流体导入口121a、121b的形状及大小,不特别地进行限定,可根据需要来适当设计。流体导入口121a、121b的形状例如是大致圆柱形状。流体导入口121a、121b的宽度例如是2mm左右。流体导入口121a及流体导入口121b的形状及大小彼此可以相同,也可以不同。在本实施方式中,流体导入口121a及流体导入口121b的形状及大小彼此相同。
第一流路122a是供从流体导入口121a导入的流体流动的流路。在第一流路122a的上游端配置流体导入口121a,在第一流路122a的下游端配置第一隔壁123a。
第一流路122b是供从流体导入口121b导入的流体流动的流路。在第一流路122b的上游端配置流体导入口121b,在第一流路122b的下游端配置第一隔壁123b。
第一流路122a、122b例如是被薄膜等其他部件闭塞开口部的槽。在本实施方式中,通过由第一薄膜130将形成于基板120的槽的开口部闭塞,来形成第一流路122a、122b。
不特别地限定第一流路122a、122b的剖面面积及剖面形状。在本说明书中,所谓“流路的剖面”是指,与流体流动的方向正交的流路的剖面。第一流路122a、122b的剖面形状例如是一边的长度(宽度及深度)为数十μm左右的大致矩形。第一流路122a、122b的剖面面积在流体的流动方向上可以是固定的,也可以不是固定的。在本实施方式中,第一流路122a的剖面面积在第一流路122a的下游端部随着接近第一流路122a的下游端变大。可根据第一薄膜130的隔膜131a的形状,来决定第一流路122a的下游端部的俯视形状。在本实施方式中,第一流路122a的端部的俯视形状为半圆形状。第一流路122a的端部是与隔膜131a的形状相配合的形状,从而在隔膜131a与第一隔壁123a接触而将流路关闭的情况下,隔膜131a以与在第一流路122a的端部形成的半圆形状相配合的方式进行变形,所以能够防止在第一薄膜130与基板120的表面之间产生间隙的情况。由此,能够抑制液体进入该间隙。
第一流路122b的剖面面积、和第一流路122b的下游端部的俯视形状与第一流路122a相同,因此省略其说明。在本实施方式中,第一流路122b的下游端部的俯视形状也是半圆形状。
第一流路122a及第一流路122b的剖面面积及剖面形状彼此可以相同,也可以不同。在本实施方式中,第一流路122a及第一流路122b的剖面面积及剖面形状彼此相同。
第一隔壁123a是在第一流路122a的下游端、和第二流路124的一个上游端之间形成的壁。第一隔壁123b是在第一流路122b的下游端、和第二流路124的另一个上游端之间形成的壁。
关于细节虽然后述,但是,第一隔壁123a、123b作为用于开闭流路的微型阀的阀座而发挥功能。对于第一隔壁123a、123b的形状及高度,只要能够发挥上述的功能,则不特别地进行限定。第一隔壁123a、123b的形状例如是四棱柱形状。第一隔壁123a、123b的高度例如与形成于基板120的槽的深度(流路的高度)相同。第一隔壁123a及第一隔壁123b的形状及高度彼此可以相同,也可以不同。在本实施方式中,第一隔壁123a及第一隔壁123b的形状及高度彼此相同。
第二流路124具有两个上游端部、和两个下游端部。第二流路124是供来自两个第一流路122a、122b的流体流动的流路。更具体地,第二流路124是供经由基板120和第一薄膜130的间隙(第一隔壁123a和隔膜131a的间隙、以及第一隔壁123b和隔膜131b的间隙)从两个第一流路122a、122b移动过来的流体流动的流路。
在第二流路124的一个上游端配置第一隔壁123a,在第二流路124的一个下游端配置第二隔壁125a。在第二流路124的另一个上游端配置第一隔壁123b,在第二流路124的另一个下游端配置第二隔壁125b。第二流路124例如是被薄膜等其他部件闭塞开口部的槽。在本实施方式中,通过由第一薄膜130将形成于基板120的槽的开口部闭塞,来形成第二流路124。
不特别地限定第二流路124的剖面面积及剖面形状。例如,第二流路124的剖面形状是一边的长度(宽度及深度)为数十μm左右的大致矩形。第二流路124的剖面面积在流体的流动方向上可以是固定的,也可以不是固定的。在本实施方式中,对于第二流路124的剖面面积,在第二流路124的上游端部随着接近第二流路124的上游端变大,在第二流路124的下游端部随着接近第二流路124的下游端变大。第二流路124的上游端部的俯视形状及下游端部的俯视形状是分别与第一薄膜130的隔膜131a~131d的形状相应的形状。在本实施方式中,与第一流路122a、122b的下游端部的俯视形状同样地,第二流路124的四个端部(两个上游端部及两个下游端部)的俯视形状为半圆形状。
第二隔壁125a是在第二流路124的下游端、和第三流路126a的上游端之间形成的壁。第二隔壁125b是在第二流路124的下游端、和第三流路126b的上游端之间形成的壁。
关于细节虽然后述,但是,第二隔壁125a、125b也作为用于开闭流路的微型阀的阀座而发挥功能。对于第二隔壁125a、125b的形状及高度,只要能够发挥上述的功能,则不特别地进行限定。第二隔壁125a、125b的高度例如与形成于基板120的槽的深度(流路的高度)相同。第二隔壁125a、125b的形状例如是四棱柱形状。第二隔壁125a及第二隔壁125b的形状及高度彼此可以相同,也可以不同。在本实施方式中,第二隔壁125a及第二隔壁125b的形状及高度彼此相同。
第三流路126a是供来自第二流路124的一个下游端的流体流动的流路。更具体地,第三流路126a是供经由基板120和第一薄膜130的间隙(第二隔壁125a和隔膜131c的间隙)从第二流路124的一个下游端移动过来的流体流动的流路。在第三流路126a的上游端配置第二隔壁125a,在第三流路126a的下游端配置流体取出口127a。
第三流路126b是供来自第二流路124的另一个下游端的流体流动的流路。更具体地,第三流路126b是供经由基板120和第一薄膜130的间隙(第二隔壁125b和隔膜131d的间隙)从第二流路124的另一个下游端移动过来的流体流动的流路。在第三流路126b的上游端配置第二隔壁125b,在第三流路126b的下游端配置流体取出口127b。
第三流路126a、126b例如是被薄膜等其他部件闭塞开口部的槽。在本实施方式中,通过由第一薄膜130将形成于基板120的槽的开口部闭塞,来形成第三流路126a、126b。
不特别地限定第三流路126a、126b的剖面面积及剖面形状。例如,第三流路126a、126b的剖面形状是一边的长度(宽度及深度)为数十μm左右的大致矩形。第三流路126a、126b的剖面面积在流体的流动方向上可以是固定的,也可以不是固定的。在本实施方式中,第三流路126a的剖面面积在第三流路126a的上游端部随着接近第三流路126a的上游端变大。第三流路126a的上游端部的俯视形状是与第一薄膜130的隔膜131c的形状相应的形状。在本实施方式中,与第一流路122a、122b的下游端部的俯视形状同样地,第三流路126a的上游端部的俯视形状是半圆形状。
对于第三流路126b的剖面面积、和第三流路126b的下游端部的俯视形状,由于与第一流路122a相同,因此省略其说明。在本实施方式中,第三流路126b的上游端部的俯视形状也是半圆形状。
第三流路126a及第三流路126b的剖面面积及剖面形状彼此可以相同,也可以不同。在本实施方式中,第三流路126a及第三流路126b的剖面面积及剖面形状彼此相同。
第一流路122a、122b、第二流路124及第三流路126a、126b的剖面面积及剖面形状彼此可以相同,也可以不同。在本实施方式中,第一流路122a、122b、第二流路124及第三流路126a、126b的剖面面积及剖面形状彼此相同。
流体取出口127a、127b是形成于基板120的有底的凹部。流体取出口127a、127b经由设置于第一薄膜130的通孔与外部连通。在流体处理装置100中,从流体取出口127a、127b取出流体。对于流体取出口127a、127b的形状及大小,不特别地进行限定,可根据需要来适当设计。流体取出口127a、127b的形状例如是大致圆柱形状。流体取出口127a、127b的宽度例如是2mm左右。流体取出口127a及流体取出口127b的形状及大小彼此可以相同,也可以不同。在本实施方式中,流体取出口127a及流体取出口127b的形状及大小彼此相同。
第一薄膜130是具有挠性的薄膜。在本实施方式中,第一薄膜130中,在与流体导入口121a、121b及流体取出口127a、127b对应的位置形成有四个通孔。另外,第一薄膜130包含大致球冠形状的四个隔膜131a~131d。第一薄膜130以使隔膜131a和第一隔壁123a、隔膜131b和第一隔壁123b、隔膜131c和第二隔壁125a、以及隔膜131d和第二隔壁125b分别彼此对置的方式,配置于基板120上。
在本实施方式中,第一薄膜130以使大致球冠形状的隔膜131a~131d向基板120相反侧突出、且使隔膜131a~131d的开口部与隔壁(第一隔壁123a、123b及第二隔壁125a、125b)对置的方式,配置于基板120上。更具体地,隔膜131a与由第一流路122a的下游端部、第一隔壁123a及第二流路124的一个上游端部构成的第一对置区域对置。隔膜131b与由第一流路122b的下游端部、第一隔壁123b及第二流路124的另一个上游端部构成的第二对置区域对置。隔膜131c与由第二流路124的一个下游端部、第二隔壁125a及第三流路126a的上游端部构成的第三对置区域对置。隔膜131d与由第二流路124的另一个下游端部、第二隔壁125b及第三流路126b的上游端部构成的第四对置区域对置。
另外,隔膜131a~131d的中心可以位于对应的隔壁上,也可以不位于对应的隔壁上。在本实施方式中,隔膜131a~131d的中心位于对应的隔壁上。即,隔膜131a的中心位于第一隔壁123a上,隔膜131b的中心位于第一隔壁123b上,隔膜131c的中心位于第二隔壁125a上,且隔膜131d的中心位于第二隔壁125b上。
第一薄膜130的隔膜131a~131d未与基板120接合。另外,隔膜131a~131d能够在被旋转部件160的凸部161a、161b(后述)按压时朝对应的隔壁弯曲。
关于细节虽然后述,但是,隔膜131a~131d通过与对应的隔壁接触或离开,来开闭流路。对于俯视隔膜131a~131d时的隔膜131a~131d的大小,只要能够作为用于开闭流路的微型阀的隔膜(阀体)而发挥功能即可,能根据流路的宽度、隔壁的大小等来适当设定。四个隔膜131a~131d的大小彼此可以相同,也可以不同。在本实施方式中,四个隔膜131a~131d的大小彼此相同。
另外,隔膜131a~131d的大小可以与对应的上述对置区域(第一对置区域、第二对置区域、第三对置区域及第四对置区域)的大小相同,也可以比对应的上述对置区域的大小更大,还可以比对应的上述对置区域的大小更小。在本实施方式中,隔膜131a~131d的大小比对应的上述对置区域的大小更大(参照图2A)。通过使隔膜131a~131d的大小比对应的上述对置区域的大小更大,即使在包含隔膜131a~131d和隔壁的接触面的平面、与第一薄膜130之间产生间隙(参照后述的图6B),也能使隔膜131a~131d和对应的隔壁适当地接触。
对于隔膜131a~131d和对应的隔壁的距离,可以从所希望的流体的流量、或隔膜131a~131d和隔壁的紧贴的容易度等观点考虑,来适当地进行调整。该距离越大,则流体越易于在基板120和第一薄膜130的间隙内移动,上述距离越小,则越易于使隔膜131a~131d和隔壁紧贴。
第一薄膜130的材料可从公知的树脂中适当选择。作为第一薄膜130的材料的例子,包括:聚乙烯对苯二甲酸酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙醚、聚乙烯、聚苯乙烯、硅树脂及弹性体。
图3A~图3C是表示接合有第二薄膜150的定位部140的结构的图。图3A是接合有第二薄膜150的定位部140的俯视图,图3B是侧视图,图3C是图3A的C-C线的剖面图。图4A~图4C是表示旋转部件160的结构的图。图4A是旋转部件160的俯视图,图4B是侧视图,图4C是图4A的C-C线的剖面图。
定位部140固定于第一薄膜130上,对旋转部件160进行定位,并且以使旋转部件160可旋转的方式对旋转部件160进行保持。对于定位部140的形状及大小,只要能够发挥上述的功能,则不特别地进行限定。例如,定位部140是用于以使旋转部件160可旋转的方式对旋转部件160进行保持的框体、或配置于旋转部件160的旋转轴上的凸部。在本实施方式中,定位部140是具有通孔的框体。在定位部140的内壁面上形成有用于将旋转部件160定位于规定的高度的台阶部141。
定位部140可以固定于第一薄膜130,也可以固定于基板120。在本实施方式中,定位部140固定于第一薄膜130。作为将定位部140固定于第一薄膜130上的方法,不特别地进行限定,例如将定位部140粘接于第一薄膜130即可。
第二薄膜150是具有挠性的薄膜。第二薄膜150以不发生移动的方式配置在第一薄膜130及旋转部件160之间。在本实施方式中,第二薄膜150通过接合于定位部140,从而以不发生旋转的方式配置在第一薄膜130和旋转部件160之间。
第二薄膜150的材料可从公知的树脂及橡胶中适当选择。作为第二薄膜150的材料的例子,包括:聚乙烯对苯二甲酸酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙醚、聚乙烯、聚苯乙烯、硅树脂及弹性体。从提高第二薄膜150及旋转部件160的滑动性的观点来看,优选第二薄膜150的材料是聚乙烯。另外,从提高第二薄膜150及旋转部件160的滑动性的观点来看,也可以对第二薄膜150的表面实施用于提高滑动性的镀膜处理。并且,从易于关闭隔膜131a~131d和隔壁(第一隔壁123a、123b及第二隔壁125a、125b)的间隙的观点来看,优选第二薄膜150的材料是橡胶制的薄膜。
旋转部件160以使背面朝向第一薄膜130侧的状态,配置于第一薄膜130上。在本实施方式中,旋转部件160配置于作为定位部140的框体内。即,旋转部件160以可旋转的方式被定位部140定位在第一薄膜130上的规定的位置。在本实施方式中,在旋转部件160的背面形成有与定位部140的台阶部141对应的形状的切口部162。另外,旋转部件160也可以具有用于使旋转部件160旋转的把手部163。对于把手部163的形状,不特别地进行限定,例如是四棱柱形状。
在本实施方式中,在旋转部件160的背面形成有两个凸部161a、161b。旋转部件160能够以背面的法线为轴进行旋转。关于细节虽然后述,但是,旋转部件160通过旋转来开闭流路。在本实施方式中,旋转部件160能够通过旋转,对后述的第一状态及第二状态交替地进行切换。
从由凸部161a、161b按压隔膜131a~131d来使隔膜131a~131d与各隔壁紧贴的观点出发,使旋转部件160具有一定程度的重量及刚性。对于旋转部件160的材料,不特别地进行限定,可从公知的材料中适当选择。旋转部件160的材料的例子为树脂、橡胶及金属。从提高相对于定位部140及第二薄膜150的滑动性的观点来看,旋转部件160的材料例如优选为聚乙烯。另外,也可以对旋转部件160的表面实施用于提高相对于定位部140及第二薄膜150的滑动性的镀膜处理。
在本实施方式中,在第一状态下,从流体导入口121a导入到流路片110内的流体能够经由第一流路122a、第二流路124及第三流路126a流动至流体取出口127a。在第一状态下,两个凸部161a、161b都配置为隔着隔膜131a而不与第一隔壁123a对置,且两个凸部161a、161b都配置为隔着隔膜131c而不与第二隔壁125a对置。在第一状态下,第一流路122a及第二流路124经由隔膜131a和第一隔壁123a的间隙彼此连通,且第二流路124及第三流路126a经由隔膜131c和第二隔壁125a的间隙彼此连通。
另一方面,在第一状态下,两个凸部161a、161b中的一者配置为隔着隔膜131b而与第一隔壁123b对置,且两个凸部161a、161b中的另一者配置为隔着隔膜131d而与第二隔壁125b对置。因此,隔膜131b以与第一隔壁123b接触的方式被凸部161a、161b中的一者按压,且隔膜131d以与第二隔壁125b接触的方式被凸部161a、161b中的另一者按压。在第一状态下,第一流路122b及第二流路124彼此不连通,且第二流路124及第三流路126b彼此不连通。
在本实施方式中,在第二状态下,从流体导入口121b导入到流路片110内的流体能够经由第一流路122b、第二流路124及第三流路126b流动至流体取出口127b。在第二状态下,两个凸部161a、161b中的一者配置为隔着隔膜131a而与第一隔壁123a对置,且两个凸部161a、161b中的另一者配置为隔着隔膜131c而与第二隔壁125a对置。因此,隔膜131a以与第一隔壁123a接触的方式被凸部161a、161b中的一者按压,且隔膜131c以与第二隔壁125a接触的方式被凸部161a、161b中的另一者按压。在第二状态下,第一流路122a及第二流路124彼此不连通,且第二流路124及第三流路126a彼此不连通。
另一方面,在第二状态下,两个凸部161a、161b都配置为隔着隔膜131b而不与第一隔壁123b对置,且两个凸部161a、161b都配置为隔着隔膜131d而不与第二隔壁125b对置。因此,第一流路122b及第二流路124经由隔膜131b和第一隔壁123b的间隙彼此连通,且第二流路124及第三流路126b经由隔膜131d和第二隔壁125b的间隙彼此连通。
对于凸部161a、161b的形状、数量及大小,只要能够发挥上述的功能,则不特别地进行限定。在本说明书中,所谓“凸部”是指,旋转部件160的背面中的、能够以使隔膜131a~131d与隔壁接触的方式按压隔膜131a~131d的部分。即,凸部161a、161b可以是形成于旋转部件160的背面的凸形状的部分,也可以是在旋转部件160的背面形成有凹部的情况下的凹部以外的部分。在本实施方式中,两个凸部161a、161b是沿着旋转部件160的旋转方向延伸的凸条。两个凸部161a、161b彼此间隔开地配置。旋转部件160的周向上的、两个凸部161a、161b之间隔例如与俯视隔膜131a~131d时的隔膜131a~131d的大小相同或比之更大。
例如,能通过在将接合有第二薄膜150的定位部140固定于接合有第一薄膜130的基板120上之后,将旋转部件160配置于定位部140内,来制造流体处理装置100。对于将基板120及第一薄膜130彼此固定的方法、和将第二薄膜150及定位部140彼此固定的方法,不特别地进行限定,可从公知的方法中适当选择。例如,基板120及第一薄膜130可通过热熔敷、激光熔敷、粘接剂等彼此接合。另外,第二薄膜150及定位部140也可通过热熔敷、激光熔敷、粘接剂等彼此接合。对于将基板120(第一薄膜130)及定位部140(第二薄膜140)彼此固定的方法,也不特别地进行限定,可从公知的方法中适当选择。例如,第一薄膜130及定位部140可通过热熔敷、激光熔敷、粘接剂等而彼此接合。或者,定位部140也可以通过设置于基板120及定位部140的嵌合结构,来固定在基板120(第一薄膜130)上。
(流体处理方法)
接下来,对用于使用本实施方式的流体处理装置100来处理流体的流体处理方法的一例进行说明。图5A、图5B及图6A、图6B是用于说明本实施方式的流体处理方法的图。图5A、图5B是第一状态下的流体处理装置100的剖面图,图6A、图6B是第二状态下的流体处理装置100的剖面图。图5B是由图5A的虚线包围的区域的局部放大剖面图,图6B是由图6A的虚线包围的区域的局部放大剖面图。
本实施方式的流体处理方法包括切换至第一状态的工序、和切换至第二状态的工序。
首先,使旋转部件160旋转来切换至第一状态。接下来,向流体导入口121a、121b中提供试剂或液体试料等流体10,从而将流体10导入到第一流路122a、122b内。在第一状态下,在隔膜131a和第一隔壁123a之间、以及隔膜131c和第二隔壁125a之间形成用于流体移动的间隙(阀开放状态)。同时,隔膜131b以与第一隔壁123b接触的方式被凸部161a、161b中的一者按压,隔膜131d以与第二隔壁125b接触的方式被凸部161a、161b的另一者按压。因此,在隔膜131b和第一隔壁123b之间、以及隔膜131d和第二隔壁125b之间未形成间隙(阀闭合状态)。
因此,在第一状态下,从流体导入口121a导入到流路片110内的流体10通过毛细管现象或外部压力经由基板120和第一薄膜130的间隙从第一流路122a移动至第二流路124,从第二流路124移动至第三流路126a,到达流体取出口127a。这时,流体10无法在隔膜131b和第一隔壁123b、以及隔膜131d和第二隔壁125b之间移动。从流体导入口121b导入到流路片110内的流体10无法从第一流路122b移动至第二流路124。
接下来,使旋转部件160旋转来切换至第二状态。由此,在隔膜131b和第一隔壁123b之间、以及隔膜131d和第二隔壁125b之间形成间隙(阀开放状态)。同时,隔膜131a以与第一隔壁123a接触的方式被按压,且隔膜131c以与第二隔壁125a接触的方式被按压。因此,在隔膜131a和第一隔壁123a之间、以及隔膜131c和第二隔壁125a之间未形成间隙(阀闭合状态)。
因此,在第二状态下,从流体导入口121a导入到流路片110内的流体10无法从第一流路122a移动至第二流路124,且无法从第二流路124移动至第三流路126a。另一方面,从流体导入口121b导入到流路片110内的流体10经由基板120和第一薄膜130的间隙从第一流路122b移动至第二流路124,从第二流路124移动至第三流路126b,到达流体取出口127b。
如上所述,通过从第一状态切换至第二状态,能够将连接流体导入口121a及流体取出口127a的流路关闭,并且能够将连接流体导入口121b及流体取出口127b的流路打开。其结果,阻挡从流体导入口121a导入到流路片110内的流体10的流动。此外,在本实施方式中,对从第一状态切换至第二状态的流体处理方法进行了说明,但也可以从第二状态切换至第一状态。
另外,在本实施方式的流路片110中,连接流体导入口121a及流体取出口127a的流路、和连接流体导入口121b及流体取出口127b的流路共有第二流路124。由此,在从第一状态切换至第二状态时,能够使在第二流路124内残存的规定量的流体(从流体导入口121a导入的流体),与从流体导入口121b导入的流体混合。
(效果)
在本实施方式的流体处理装置100中,通过使旋转部件160旋转这样的单一动作,能够开闭流路。在本实施方式的流体处理装置100中,在构成流路片110的流路的基材(基板120)、与旋转部件160之间配置第一薄膜130。其结果,在为了开闭流路而对旋转部件160进行了旋转操作时,构成流路的基材不会由于旋转部件160旋转时的滑动而磨损。
另外,在以往技术中记载的流体处理装置中,流体在旋转部件内的流路中移动,所以可因旋转部件旋转时的滑动而产生的异物有时会污染流路内的流体。相对于此,在本实施方式的流体处理装置100中,旋转部件160在被第二薄膜150闭塞开口部的定位部140(框体)的内部进行旋转。其结果,可通过滑动而产生的异物不会从作为定位部140的框体移出至外部,所以不会污染流路内的流体。
并且,本实施方式的流体处理装置100的流路片110具有第二薄膜150。其结果,作为构成流路的其他部件的第一薄膜130也不会磨损。
此外,在上述实施方式中,对具有第二薄膜150的形态进行了说明,但本发明的流体处理装置100及流路片110不限于该形态。例如,流路片110也可以不具有第二薄膜150。在该情况下,从提高第一薄膜130及旋转部件160的滑动性的观点来看,优选第一薄膜130的材料是聚乙烯。另外,从提高第一薄膜130及旋转部件160的滑动性的观点来看,也可以对第一薄膜130的表面实施用于提高滑动性的镀膜处理。
另外,在流体处理装置100(流路片110)中,也可以将橡胶制的第二薄膜150配置于第一薄膜130上,且在第二薄膜150上配置聚乙烯制的第三薄膜。通过橡胶制的第二薄膜150,使得在凸部161a、161b将隔膜131a~131d向隔壁(第一隔壁123a、123b及第二隔壁125a、125b)侧按压时,隔膜131a~131d和隔壁易于紧贴,因此能够易于去掉隔膜131a~131d和隔壁的间隙。另外,通过聚乙烯制的第三薄膜,能够使旋转部件160易于旋转。
另外,在上述实施方式中,对流体处理装置100具有定位部140的形态进行了说明,但本发明的流体处理装置只要能够使旋转部件160在规定的位置旋转,则也可以不具有定位部140。
并且,在上述实施方式中,对通过使旋转部件160来控制流路的开闭的形态进行了说明,但本发明不限于该形态。例如,也可以通过使形成有凸部的、可在第一薄膜130上滑动的滑动部件,在配置于基板120上的第一薄膜130上直线地滑动,来控制流路的开闭。在该情况下,通过使该滑动部件在第一薄膜130上往复,能够将隔膜以与隔壁接触的方式用凸部进行按压,或使隔膜从隔壁离开,从而对第一状态及第二状态彼此进行切换。另外,定位部以能够对上述滑动部件进行定位并且使上述滑动部件直线地滑动的方式,对上述滑动部件进行保持。
[实施方式2]
(流体处理装置的结构)
图7A、图7B是表示实施方式2的流体处理装置200的结构的图。图7A是流体处理装置200的仰视图,图7B是主视图。图8A~图8C是表示实施方式2的流路片210的结构的图。图8A是流路片210的仰视图,图8B是图8A的B-B线的剖面图,图8C是图8A的C-C线的剖面图。图9A~图9C是表示实施方式2的旋转部件260的结构的图。图9A是旋转部件260的俯视图,图9B是主视图,图9C是图9A的C-C线的剖面图。
如图7A、图7B所示,实施方式2的流体处理装置200具有流路片210及旋转部件260。流路片210具有基板220及薄膜230。
在基板220上,在能得到本实施方式的效果的范围内,适当地形成有槽及通孔。基板220的厚度及材料的例子与实施方式1的基板120的厚度及材料的例子相同。
在本实施方式中,薄膜230包含三个隔膜231。薄膜230除了隔膜231的数量及位置以外与实施方式1中的第一薄膜130相同。隔膜231除了薄膜230中的位置以外与实施方式1中的隔膜131a~131d相同。
流路片210具有用于使试剂、液体试料、气体、粉体等流体流动的流路。更具体地,流路片210具有三个第一流路单元2A1~2A3、和一个第二流路单元2B。对于三个第一流路单元2A1~2A3,流路片210中的位置不同,除此以外是相同的。因此,以下仅对第一流路单元2A1进行说明。
第一流路单元2A1具有第一收纳部221、第一流路222、隔壁223及第二流路224。
第一收纳部221是用于收纳流体的有底的凹部。在本实施方式中,第一收纳部221由形成于基板220的通孔、和将该通孔的一个开口部闭塞的薄膜230构成。关于第一收纳部221的形状及大小,与实施方式1中的流体导入口121a相同。
对于可收纳于第一收纳部221的流体,能根据流体处理装置200的用途来适当变更。该流体是试剂、液体试料、粉体等流体。
第一流路222是流体可在其内部移动的流路。第一流路222的上游端与第一收纳部221连接。在第一流路222的下游端配置隔壁223。在本实施方式中,第一流路222由形成于基板220的槽、和将该槽的开口部闭塞的薄膜230构成。关于第一流路222的剖面面积及剖面形状,与实施方式1中的第一流路122a的剖面面积及剖面形状相同。
隔壁223是在第一流路222的下游端、与第二流路224的上游端之间形成的壁。隔壁223作为用于开闭流路的微型阀的阀座而发挥功能。关于隔壁223的形状及高度,与实施方式1中的第一隔壁123a的形状及高度相同。
第二流路224是流体可在其内部移动的流路。在第二流路224的上游端配置隔壁223。第二流路224的下游端与第二流路单元2B的第三流路225(后述)的上游端连接。在本实施方式中,第二流路224由形成于基板220的槽、和将该槽的开口部闭塞的薄膜230构成。关于第二流路224的剖面面积及剖面形状,与实施方式1的第一流路122a的剖面面积及剖面形状相同。
第二流路单元2B具有第三流路225及第二收纳部226。
第三流路225是流体可在其内部移动的流路。第三流路225的上游端与第一流路单元2A1~2A3中的三个第二流路224的下游端连接。第三流路225的下游端与第二收纳部226连接。在本实施方式中,第三流路225由形成于基板220的槽、和将该槽的开口部闭塞的薄膜230构成。关于第三流路225的剖面面积及剖面形状,与实施方式1的第一流路122a的剖面面积及剖面形状相同。
第二收纳部226是用于收纳流体的有底的凹部。在本实施方式中,第二收纳部226由形成于基板220的通孔、和将该通孔的一个开口部闭塞的薄膜230构成。关于第二收纳部226的形状及大小,与实施方式1中的流体取出口127a的形状及大小相同。
对于可收纳于第二收纳部226的流体,能根据流体处理装置200的用途来适当变更。例如,第二收纳部226能作为来自三个第一流路单元2A1~2A3中的第一收纳部221的流体的混合用腔室而使用。在该情况下,对于第二收纳部226的大小,优选具有足以收纳来自第一流路单元2A1~2A3中的第一收纳部221的流体的容积。
旋转部件260未形成切口部162及把手部163,并且形成于旋转部件260的背面的凸部261的形状不同,除了以上两点以外,与实施方式1中的旋转部件160相同。旋转部件260能以可旋转的方式,被用于对旋转部件260进行定位的定位部保持。
如图9A~图9C所示,在本实施方式中,在旋转部件260的背面形成凸部261。凸部261是沿着旋转部件260的旋转方向延伸的凸条。凸部261具有一个切口部262。旋转部件260的周向上的、切口部262的长度例如与俯视隔膜231时的隔膜231的大小相同或比之更大。在本实施方式中,切口部262的上述长度是与隔膜231的大小相同的程度。
本实施方式的流体处理装置200具有三个微型阀。该微型阀由第一流路单元2A1~2A3中的隔壁223、和对应的隔膜231构成。在流体处理装置200中,对各微型阀进行以下状态的切换:第一状态,凸部261配置为隔着隔膜231而不与隔壁223对置;和第二状态,凸部261配置为隔着隔膜231而与隔壁223对置。关于第一状态换言之,在第一状态下,旋转部件260的切口部262配置为隔着隔膜231而与隔壁223对置。
对于流体处理装置200,除了将定位部140固定于基板上这一点以外,与实施方式1的流体处理装置相同地进行制造。例如,在接合有薄膜230的基板220上,以使薄膜230和旋转部件260的背面彼此对置的方式,将旋转部件260配置于所期望的位置,由此来进行制造。
(流体处理方法)
接下来,对用于使用实施方式2的流体处理装置200来处理流体的方法(实施方式2的流体处理方法)的一例进行说明。在本实施方式中,对使来自三个第一流路单元2A1~2A3的第一收纳部221的流体,分别移动至第二收纳部226并进行混合的方法进行说明。
在第一流路单元2A1~2A3的第一收纳部221内分别预先收纳规定的流体。接下来,使旋转部件260旋转,将第一流路单元2A1中的微型阀切换至第一状态(阀开放状态)。这时,第一流路单元2A2、2A3中的微型阀为第二状态(阀闭合状态)。即,在第一流路单元2A1中,第一流路222及第二流路224彼此连通,在第一流路单元2A2、2A3中,第一流路222及第二流路224彼此不连通。由此,第一流路单元2A1中的第一收纳部221内的流体通过外部压力等,按顺序通过第一流路222、隔膜231和隔壁223的间隙、第二流路224、第三流路225,移动至第二收纳部226。
接下来,使旋转部件260进一步旋转,按顺序使第一流路单元2A2中的微型阀、和第一流路单元2A3中的微型阀开放。由此,能够与使流体从第一流路单元2A1的第一收纳部221移动至第二收纳部226的情况同样地,使第一流路单元2A2、2A3的第一收纳部221内的流体移动至第二收纳部226。其结果,能够使来自第一流路单元2A1~2A3的第一收纳部221的流体在第二收纳部226中混合而反应。
如上所述,在流体处理装置200中,能够通过使旋转部件260旋转,将第一状态及第二状态彼此切换,来使流体适当地移动。
(效果)
实施方式2的流路片210、流体处理装置200及流体处理方法具有与实施方式1相同的效果。
另外,在以往的流体处理方法中,在将多种流体混合时,有时使该多种流体通过外部装置而移动,或有时使流路片移动。相对于此,在本实施方式的流体处理方法中,能够通过旋转部件260的旋转这样的单一的动作,来使多种流体混合。这样,在本实施方式中,也可以不使用外部装置而使流体移动,因此能够简单且高效地处理流体,并且也可以不使流路片移动,因此流体不会漏出。
[实施方式3]
图10A~图10C是表示实施方式3的流路片310的结构的图。图10A是流路片310的仰视图,图10B是图10A的B-B线的剖面图,图10C是图10A的C-C线的剖面图。
实施方式3的流体处理装置具有流路片310及旋转部件260。实施方式3的流体处理装置仅液体片310的结构与实施方式2的流体处理装置200不同。因此,对于与实施方式2的流体处理装置200相同的结构,标以相同的附图标记,并省略其说明。
流路片310具有基板320及第一薄膜230。在基板320上,在能得到本实施方式的效果的范围内,适当地形成有槽及通孔。基板320的厚度及材料的例子与实施方式1的基板120的厚度及材料的例子相同。
流路片310具有用于使试剂、液体试料、气体、粉体等流体流动的流路。更具体地,流路片310具有三个第一流路单元3A1~3A3、一个第二流路单元3B。
第一流路单元3A1~3A3具有第一收纳部221、第一流路222及隔壁223。第二流路单元3B具有第三流路325及第二收纳部226。
第二流路单元3B除了第三流路325的形状与第三流路225的形状不同这一点以外,与实施方式2中的第二流路单元2B相同。具体而言,在仰视流路片310时,第二流路单元3B的第三流路325以使第一流路单元3A1~3A3中的三个隔壁223、第二流路单元3B中的第二收纳部226按顺序相连的方式延伸。在本实施方式中,第三流路325以延伸为圆弧状的部分使第一流路单元3A1~3A3中的三个隔壁223相连,并且以延伸为直线状的部分的端部与第二收纳部226连接的方式进行延伸。
在流路片310中,隔膜231与由第一流路222的下游端部、隔壁223、第三流路325的一部分构成的对置区域对置。
另外,能与实施方式2的流体处理装置200同样地使用实施方式3的流体处理装置。在实施方式3的流体处理装置中,也能够通过使旋转部件260旋转,将第一状态及第二状态彼此切换,来使流体适当地移动。
并且,在流路片310中,来自第一收纳部221的流体通过第一流路222、隔膜231和隔壁223的间隙、第三流路325移动至第二收纳部226。因此,在从第一流路单元3A1中的第一收纳部221使作为流体的清洗液移动至第二收纳部226的情况下,该清洗液在位于隔壁223的下游侧的流路(第三流路325)的全部范围内移动。其结果,在流路片310中,能够通过一次洗净操作,将位于隔壁223的下游侧的流路的全部洗净。
(效果)
实施方式3的流路片310、流体处理装置及流体处理方法具有与实施方式1相同的效果。并且,在实施方式3中,能够通过一次洗净操作,将位于隔壁223的下游侧的流路的全部洗净。
[实施方式4]
图11A~图11C是表示实施方式4的流路片410的结构的图。图11A是流路片410的仰视图,图11B是图11A的B-B线的剖面图,图11C是图11A的C-C线的剖面图。
实施方式4的流体处理装置具有流路片410及旋转部件260。实施方式4的流体处理装置仅液体片410的结构与实施方式3的流体处理装置不同。因此,对于与实施方式3的流体处理装置相同的结构,标以相同的附图标记,并省略其说明。
流路片410具有基板420及薄膜430。在基板420上,在能得到本实施方式的效果的范围内,适当地形成有槽及通孔。基板420的厚度及材料的例子与实施方式1的基板120的厚度及材料的例子相同。
薄膜430包含三个隔膜431。薄膜430除了隔膜431的位置不同这一点以外,与实施方式2中的薄膜230相同。隔膜431除了薄膜430中的位置以外,与实施方式1中的隔膜131a~131d相同。
流路片410具有用于使试剂、液体试料、气体、粉体等流体流动的流路。更具体地,流路片410具有三个第一流路单元4A1~4A3、一个第二流路单元4B。
第一流路单元4A1~4A3除了第一收纳部221、第一流路222及隔壁223的位置不同这一点以外,与实施方式3中的第一流路单元3A1~3A3相同。
第二流路单元4B除了第三流路425的形状与第三流路325的形状不同这一点以外,与实施方式3中的第二流路单元3B相同。具体而言,第三流路425以在仰视流路片410时不横穿旋转部件260的凸部261、与第一薄膜430的滑动部分的方式配置。在实施方式4中,第三流路425以在仰视流路片410时位于比该滑动部分更靠外侧的位置的方式配置。
另外,能与实施方式3的流体处理装置同样地使用实施方式4的流体处理装置。在实施方式4的流体处理装置中,也能够通过使旋转部件260旋转,将第一状态及第二状态彼此切换,来使流体适当地移动。
(效果)
实施方式4的流路片410、流体处理装置及流体处理方法具有与实施方式3相同的效果。并且,在实施方式4中,第三流路425以在仰视流路片410时不横穿旋转部件260的凸部261、与第一薄膜430的滑动部分的方式配置。由此,能够防止第三流路425上的第一薄膜430被旋转部件260的凸部261按压的情况。
[实施方式5]
(流体处理装置的结构)
图12A、图12B是表示实施方式5的流体处理装置500的结构的图。图12A是流体处理装置500的仰视图,图12B是主视图。图13A~图13C是表示实施方式5的流路片510的结构的图。图13A是流路片510的仰视图,图13B是图13A的B-B线的剖面图,图13C是图13A的C-C线的剖面图。图14A~图14C是表示实施方式5的旋转部件560的结构的图。图14A是旋转部件560的俯视图,图14B是主视图,图14C是图14A的C-C线的剖面图。
实施方式5的流体处理装置500具有流路片510及旋转部件560。实施方式5的流体处理装置500的结构的一部分与实施方式2的流体处理装置200相同。因此,对于与实施方式2的流体处理装置相同的结构,标以相同的附图标记,并省略其说明。
流路片510具有基板520及薄膜530。在基板520上,在能得到本实施方式的效果的范围内,适当地形成有槽及通孔。基板520的厚度及材料的例子与实施方式1的基板120的厚度及材料的例子相同。
薄膜530包含三个隔膜231及一个隔膜531。薄膜530除了隔膜231、531的数量不同这一点以外,与实施方式2中的薄膜230相同。隔膜531配置于第一流路单元5A4中的隔壁223上。隔膜531除了薄膜530中的位置以外,与实施方式1中的隔膜131a~131d相同。
流路片510具有用于使试剂、液体试料、气体、粉体等流体流动的流路。更具体地,流路片510具有四个第一流路单元2A1~2A3、5A4、第二收纳部526。流路片510除了具有第一流路单元5A4来代替第二流路单元2B,并且第二收纳部526的位置与第二收纳部226的位置不同这一点以外,与实施方式2的流路片210相同。
在实施方式5中,第二收纳部526配置于四个第一流路单元2A1~2A3、5A4中的第二流路224的下游端部(合流部)。第二收纳部526除了流路片510中的位置不同这一点以外,与实施方式2中的第二收纳部226相同。
旋转部件560中,除了形成于旋转部件560的背面的凸部561的形状与凸部261的形状不同这一点以外,与实施方式2中的旋转部件260相同。凸部561是沿着旋转部件560的旋转方向延伸的凸条。凸部561具有多个切口部。对于该切口部的数量及位置,能根据隔壁223的数量及位置等流体处理装置500的结构来适当调整。
在本实施方式中,如图14A所示,凸部561具有六个切口部562a~562f。可以以使流体处理装置500中的一系列的动作在使旋转部件560沿着一个方向旋转了规定的角度(例如,90度)时结束的方式,决定六个切口部562a~562f的位置。
在此,在仰视旋转部件560时,将旋转部件560的底面上与其旋转轴相交的点作为中心,将切口部562a的位置设为基准位置(中心角0度)。在本实施方式中,切口部562b配置于相当于中心角60度的位置,切口部562c配置于相当于中心角120度的位置,切口部562d配置于相当于中心角195度的位置,切口部562e配置于相当于中心角225度的位置,切口部562f配置于相当于中心角255度的位置。
旋转部件560的周向上的切口部562a~562f的长度例如与俯视隔膜231、531时的隔膜231、531的大小相同或比之更大。另外,切口部562a~562f的上述长度可以彼此相同,也可以彼此不同。在本实施方式中,切口部562a~562f的上述长度彼此相同,是与隔膜231、531的大小相同的程度。
(流体处理方法)
接下来,对用于使用实施方式5的流体处理装置500来处理流体的方法(实施方式5的流体处理方法)的一例进行说明。在本实施方式中,对以下的方法进行说明:使来自三个第一流路单元2A1~2A3中的第一收纳部221的反应液分别移动至第二收纳部526来进行所期望的反应,并且在每次使该反应液移动时使来自第一流路单元5A4中的第一收纳部221的清洗液移动至第二收纳部526来将第二收纳部526洗净的方法。即,在本实施方式中,交替地进行上述反应与上述洗净。
图15A~图15F是用于对实施方式5的流体处理方法中的各工序进行说明的流体处理装置500的仰视示意图。如图15A~图15F所示,本实施方式的流体处理方法包括第一工序~第六工序。
(第一工序)
在第一流路单元2A1~2A3的第一收纳部221内预先收纳规定的反应液,在第一流路单元5A4的第一收纳部221内预先收纳清洗液。接下来,使旋转部件560旋转,将第一流路单元2A1中的微型阀切换至第一状态(阀开放状态;参照图15A)。这时,第一流路单元2A2、2A3、5A4中的微型阀都成为第二状态(阀闭合状态;参照图15A)。由此,第一流路单元2A1中的第一收纳部221内的反应液移动至第二收纳部526。在第二收纳部526内进行所期望的反应。在第一工序中的反应之后,将从第一流路单元2A1中的第一收纳部221导入到第二收纳部526内的反应液除去。
(第二工序)
接下来,使旋转部件560进一步旋转,将第一流路单元5A4中的微型阀切换至第一状态(阀开放状态;参照图15B)。这时,第一流路单元2A1~2A3中的微型阀都成为第二状态(阀闭合状态;参照图15B)。由此,第一流路单元5A4中的第一收纳部221内的清洗液移动至第二收纳部526,可将第二收纳部526内洗净。在第二工序中的洗净后,将从第一流路单元5A4中的第一收纳部221导入到第二收纳部526内的清洗液除去。
(第三工序)
接下来,使旋转部件560进一步旋转,将第一流路单元2A2中的微型阀切换至第一状态(阀开放状态;参照图15C)。这时,第一流路单元2A1、2A3、5A4中的微型阀都成为第二状态(阀闭合状态;参照图15C)。与上述第一工序同样地,第一流路单元2A2中的第一收纳部221内的反应液移动至第二收纳部526,进行所期望的反应。在第三工序中的反应后,将从第一流路单元2A2中的第一收纳部221导入到第二收纳部526内的反应液除去。
(第四工序)
接下来,使旋转部件560进一步旋转,与上述第二工序同样地将第二收纳部526内洗净(参照图15D)。在第四工序中的洗净后,将从第一流路单元5A4中的第一收纳部221导入到第二收纳部526内的清洗液除去。
(第五工序)
接下来,使旋转部件560进一步旋转,将第一流路单元2A3中的微型阀切换至第一状态(阀开放状态;参照图15E)。这时,第一流路单元2A1、2A2、5A4中的微型阀都成为第二状态(阀闭合状态;参照图15E)。与上述第一工序同样地,第一流路单元2A3中的第一收纳部221内的反应液移动至第二收纳部526,进行所期望的反应。在第五工序中的反应后,将从第一流路单元2A3中的第一收纳部221导入到第二收纳部526内的反应液除去。
(第六工序)
最后,使旋转部件560进一步旋转,与上述第二工序同样地将第二收纳部526内洗净(参照图15F)。在第六工序中的洗净后,将从第一流路单元5A4中的第一收纳部221导入到第二收纳部526内的清洗液除去。
如上所述,在实施方式5的流体处理方法中,通过使旋转部件560向一个方向旋转,能够将第一状态及第二状态彼此切换,使流体适当地移动。即,不需要使旋转部件560向相反方向旋转。
(效果)
实施方式5的流路片510、流体处理装置500及流体处理方法具有与实施方式1相同的效果。
(实施方式5的变形例)
实施方式5的流体处理方法不限于上述的流体处理方法。图16A~图16E是用于说明实施方式5的变形例的流体处理方法中的各工序的流体处理装置500的仰视示意图。如图16A~图16E所示,本变形例的流体处理方法包括第一工序~第五工序。
(第一工序、第三工序及第四工序)
实施方式5的变形例中的第一工序、第三工序及第四工序分别与上述实施方式5的流体处理方法中的第一工序、第二工序及第三工序相同(分别比较参照图15A及图16A、图15B及图16C、以及图15C及图16D)。因此,以下,对实施方式5的变形例中的第二工序及第五工序进行说明。
(第二工序)
在本变形例中的第二工序中,不仅第一流路单元5A4中的微型阀开放,第一流路单元2A1中的微型阀也开放(参照图16B)。这时,旋转部件560配置为使凸部561隔着隔膜231、531而与第一流路单元2A1、5A4中的隔壁223的一部分对置。即,在本变形例中的第二工序中,第一流路单元2A1、5A4中的微型阀是局部开放的状态。由此,来自第一流路单元5A4中的第一收纳部221内的清洗液能够通过第二收纳部526移动至第一流路单元2A1中的第一收纳部221。其结果,在本变形例中的第二工序中,不仅第二收纳部526内,还能够将第一流路单元2A1的第二流路224内洗净。因此,能够抑制反应液残留在第一流路单元2A1的第二流路224内的情况。
(第五工序)
在本变形例中的第五工序中同样地,不仅第一流路单元5A4中的微型阀是局部开放的状态,第一流路单元2A2中的微型阀也是局部开放的状态(参照图16E)。其结果,本变形例中的第二工序同样地,不仅第二收纳部526内,也还能够将第一流路单元2A2的第二流路224内洗净。因此,能够抑制反应液残留在第一流路单元2A2的第二流路224内的情况。
[实施方式6]
图17A~图17C是表示实施方式6的旋转部件660的结构的图。图17A是旋转部件660的俯视图,图17B是主视图,图17C是图17A的C-C线的剖面图。
(流体处理装置的结构)
实施方式6的流体处理装置具有流路片510及旋转部件660。在实施方式6的流体处理装置中,仅旋转部件660的结构与实施方式5的流体处理装置500不同。因此,对于与实施方式5的流体处理装置500相同的结构,标以相同的附图标记,并省略其说明。
旋转部件660中,除了形成于凸部661的切口部662a~662c的大小与形成于凸部561的切口部562a~562c的大小不同这一点以外,与实施方式5的旋转部件560相同。
凸部661具有六个切口部662a~662c、562d~562f。在本实施方式中,在旋转部件660的周向上,切口部662a~662c的长度、与切口部562d~562f的长度彼此不同。切口部662a~662c的上述长度是俯视隔膜231时的隔膜231的大小的两倍左右。切口部562d~562f的上述长度是与俯视隔膜231时的隔膜231的大小相同的程度。
(流体处理方法)
图18A~图18F是用于对实施方式6的流体处理方法中的各工序进行说明的流体处理装置的仰视示意图。如图18A~图18F所示,实施方式6的流体处理方法包括第一工序~第六工序。
(第一工序、第三工序及第五工序)
实施方式6中的第一工序、第三工序及第五工序分别与上述实施方式5中的第一工序、第三工序及第五工序相同(分别比较参照图15A及图18A、图15C及图18C、以及图15E及图18E)。以下,对实施方式6中的第二工序、第四工序及第六工序进行说明。
(第二工序)
实施方式6中的第二工序与上述实施方式5的变形例中的第二工序相同(比较参照图16B及图18B)。即,在实施方式6中的第二工序中,不仅第一流路单元5A4中的微型阀成为第一状态,第一流路单元2A1中的微型阀也成为第一状态(阀开放状态;参照图18B)。这时,旋转部件660配置为使凸部661隔着隔膜231、531而不与第一流路单元2A1、5A4中的隔壁223对置。由此,不仅第二收纳部526内,还能够将第一流路单元2A1中的第二流路224内洗净,能够抑制反应液残留在第一流路单元2A1中的第二流路224内的情况。在第二工序中的洗净后,将从第一流路单元5A4中的第一收纳部221导入到第二收纳部526内的清洗液除去。
如上所述,在上述实施方式5的变形例中的第二工序中,第一流路单元2A1、5A4中的微型阀是局部开放的状态。相对于此,在实施方式6中的第二工序中,凸部661与第一流路单元2A1、5A4中的隔壁223的全部不对置。即,在实施方式6中的第二工序中,第一流路单元2A1、5A4中的微型阀被更完全地开放,所以能够使更多的流体移动。这一点对于后述的实施方式6中的第四工序及第六工序也相同。
(第四工序)
实施方式6中的第四工序与上述实施方式5的变形例中的第五工序相同(比较参照图16E及图18D)。在实施方式6中的第四工序中,不仅第一流路单元5A4中的微型阀成为第一状态,第一流路单元2A2中的微型阀也成为第一状态(阀开放状态;参照图18D)。由此,与实施方式6中的第二工序同样地,不仅第二收纳部526内,还能够将第一流路单元2A2的第二流路224内洗净,能够抑制反应液残留在第一流路单元2A2的第二流路224内的情况。在第四工序中的洗净后,将从第一流路单元5A4中的第一收纳部221导入到第二收纳部526内的清洗液除去。
(第六工序)
在实施方式6中的第六工序中,不仅第一流路单元5A4中的微型阀成为第一状态,第一流路单元2A3中的微型阀也成为第一状态(阀开放状态;参照图18F)。由此,与实施方式6中的第二工序同样地,不仅第二收纳部526内,还能够将第一流路单元2A3中的第二流路224内洗净,能够抑制反应液残留在第一流路单元2A3中的第二流路224内的情况。在第六工序中的洗净后,将从第一流路单元5A4中的第一收纳部221导入到第二收纳部526内的清洗液除去。
(效果)
实施方式6的流路片610、流体处理装置及流体处理方法具有与实施方式5的变形例相同的效果。
[实施方式7]
(流体处理装置的结构)
图19A~图19C是表示实施方式7的流体处理装置700或流路片710的结构的图。图19A是流体处理装置700的仰视图,图19B是主视图,图19C是流路片710的仰视图。图20A~图20C是表示实施方式7的旋转部件760的结构的图。图20A是旋转部件760的俯视图,图20B是主视图,图20C是图20A的C-C线的剖面图。
实施方式7的流体处理装置700具有流路片710及旋转部件760。实施方式7的流体处理装置的结构的一部分与实施方式5的流体处理装置500相同。因此,对于与实施方式5的流体处理装置500相同的结构,标以相同的附图标记,并省略其说明。
流路片710具有基板720及薄膜730。在基板720上,在能得到本实施方式的效果的范围内,适当地形成有槽及通孔。基板720的厚度及材料的例子与实施方式1的基板120的厚度及材料的例子相同。
薄膜730包含三个隔膜231、一个隔膜731。薄膜730除了隔膜731的位置不同这一点以外,与实施方式5中的薄膜530相同。隔膜731配置于第一流路单元7A4中的隔壁223上。隔膜731除了薄膜730中的位置不同这一点以外,与实施方式5中的隔膜531相同。
流路片710具有用于使试剂、液体试料、气体、粉体等流体流动的流路。更具体地,流路片710具有四个第一流路单元2A1~2A3、7A4、第二收纳部526。流路片710除了具有第一流路单元7A4来代替第一流路单元5A4这一点以外,与实施方式5的流路片510相同。第一流路单元7A4除了隔壁223的位置不同这一点以外,与第一流路单元5A4相同。与第一流路单元5A4中的隔壁223相比,第一流路单元7A4中的隔壁223配置于更接近第二收纳部526的位置(比较参照图13A及图19C)。
在旋转部件760的背面形成有第一凸部761a及第二凸部761b。第一凸部761a及第二凸部761b是沿着旋转部件760的旋转方向延伸的凸条。第一凸部761a及第二凸部761b配置为在仰视旋转部件760时呈同心圆状。在本实施方式中,第一凸部761a配置为在仰视旋转部件760时包围第二凸部761b。
第一凸部761a具有一个切口部762a。旋转部件760的周向上的、切口部762a的长度例如与俯视隔膜231、731时的隔膜231、731的大小相同或比之更大。在本实施方式中,切口部762a的上述长度是与隔膜231、731的大小相同的程度。
第二凸部761b具有四个切口部762b~762e。旋转部件760的周向上的、切口部762b~762e的长度例如与俯视隔膜231、731时的隔膜231、731的大小相同或比之更大。在本实施方式中,切口部762b~762e的上述长度彼此相同,是与隔膜231、731的大小相同的程度。在本实施方式中,切口部762b~762e配置于相当于与第二凸部761b外接的虚拟四边形的四个角部的位置。
图21A~图21F是用于对实施方式7的流体处理方法中的各工序进行说明的流体处理装置的仰视示意图。如图21A~图21F所示,实施方式7的流体处理方法包括第一工序~第六工序。对于实施方式7中的第一工序~第六工序,从流体的移动方向的观点考虑,分别相当于上述实施方式5中的第一工序~第六工序(分别比较参照图15A~图15F及图21A~图21F)。
在实施方式7中,除了第一凸部761a有助于第一流路单元2A1~2A3中的微型阀的开闭状态(第一状态及第二状态)的切换,第二凸部761b有助于第一流路单元7A4中的微型阀的开闭状态(第一状态及第二状态)的切换这一点以外,与实施方式5的流体处理方法相同。
(效果)
实施方式7的流路片710、流体处理装置700及流体处理方法具有与实施方式5相同的效果。
[实施方式8]
图22是表示实施方式8的流路片810的结构的图。
实施方式8的流体处理装置具有流路片810及旋转部件760。在实施方式8的流体处理装置中,仅流路片810的结构与实施方式7的流体处理装置700不同。因此,对于与实施方式7的流体处理装置700相同的结构,标以相同的附图标记,并省略其说明。
流路片810具有基板820及薄膜830。在基板820上,在能得到本实施方式的效果的范围内,适当地形成有槽及通孔。基板820的厚度及材料的例子与实施方式1的基板120的厚度及材料的例子相同。
薄膜830包含三个隔膜231、一个隔膜731、三个隔膜831。薄膜830除了隔膜231、731、831的数量不同这一点以外,与实施方式7中的薄膜730相同。隔膜831配置于后述的第三流路单元8C1~8C3中的隔壁223上。隔膜831除了薄膜830中的位置不同这一点以外,与实施方式5中的隔膜531相同。
流路片810具有用于使试剂、液体试料、气体、粉体等流体流动的流路。更具体地,流路片810具有四个第一流路单元2A1~2A3、7A4、三个第三流路单元8C1~8C3、第二收纳部526。流路片810除了进一步具有三个第三流路单元8C1~8C3这一点以外,与实施方式7的流路片710相同。对于三个第三流路单元8C1~8C3,流路片810中的位置不同,除此以外是相同的。因此,以下,仅对第三流路单元8C1进行说明。
第三流路单元8C1具有第一收纳部221、第一流路222、隔壁223及第四流路827。
第四流路827是流体可在其内部移动的流路。在第四流路827的一端配置有第三流路单元8C1的隔壁223。在第四流路827的另一端配置有第一流路单元2A1中的、第二流路224的上游端和隔壁223。在本实施方式中,第四流路827可以由形成于基板820的槽、和将该槽的开口部闭塞的薄膜830构成。关于第四流路827的剖面面积及剖面形状,与实施方式1的第一流路122a的剖面面积及剖面形状相同。
图23A、图23B是用于对实施方式8的流体处理方法中的各工序进行说明的流体处理装置的仰视示意图。如图23A、图23B所示,实施方式8的流体处理方法包括第一工序及第二工序。对于实施方式8中的第一工序,从流体的移动方向的观点考虑,相当于上述实施方式7中的第一工序(比较参照图21A及图23A)。因此,以下对实施方式8中的第二工序进行说明。
在实施方式8中的第二工序中,不仅第一流路单元7A4中的微型阀成为第一状态,第三流路单元8C1中的微型阀也成为第一状态(阀开放状态;参照图23B)。因此,来自第一流路单元7A4中的第一收纳部221内的清洗液按顺序通过第二收纳部526、第一流路单元2A1的第二流路224,移动至第三流路单元8C1中的第一收纳部221。其结果,在实施方式8中的第二工序中,不仅第二收纳部526内,也能够将第一流路单元2A1的第二流路224内洗净。因此,能够抑制反应液残留在第一流路单元2A1的第二流路224内的情况。
另外,在实施方式8中的第二工序中,第一流路单元2A1~2A3中的微型阀都成为第二状态(阀闭合状态)。因此,来自第一流路单元7A4中的第一收纳部221内的清洗液不会流入到第一流路单元2A1~2A3的第一流路222内。
(效果)
实施方式8的流路片810、流体处理装置及流体处理方法具有与实施方式7相同的效果。并且,在实施方式8中,能够在防止清洗液流入到第一流路222内的同时,抑制反应液残留在第二流路224内。
[实施方式9]
图24A、图24B是表示实施方式9的流体处理装置900的结构的图。图24A是表示流体处理装置900的结构的仰视图,图24B是主视图。实施方式9的流体处理装置900具有流路片910及旋转部件960。实施方式9的流体处理装置900的结构的一部分与实施方式3的流体处理装置相同。因此,对于与实施方式3的流体处理装置相同的结构,标以相同的附图标记,并省略其说明。
流路片910具有基板320、薄膜230及第一电极940。流路片910除了进一步具有第一电极940这一点以外,与实施方式3的流路片310相同。在本实施方式中,基板320由具有绝缘性的材料构成。
对于第一电极940的位置,只要能够与第二电极963接触,则不特别地进行限定。例如,第一电极940可以配置于薄膜230上,也可以配置于基板320上。对于第一电极940,在配置于基板320上的情况下,以使第一电极940在流路片810的表面露出的方式,在薄膜上形成有通孔。在本实施方式中,第一电极940配置于薄膜230上。
对于第一电极940的位置及形状,只要能够与旋转部件960中的第二电极963接触,则不特别地进行限定。在流体处理装置900中,第一电极940至少配置于与旋转部件960的底面对置的位置。另外,从与外部电路的连接的观点来看,第一电极940也可以延伸至薄膜230的外缘部为止。
对于第一电极940的数量,不特别地进行限定,能根据流路片910的上述的各流路单元的数量等来适当设定。在本实施方式中,第一电极940的数量是四个,四个第一电极940分别以在仰视流路片910时延伸至第一流路单元3A1~3A3及第二流路单元3B的附近的方式配置。
在本实施方式中,第一电极940在薄膜230上至少配置于与隔壁223对应的位置。
对于第一电极940的材料,只要具有所期望的导电性,则不特别地进行限定。例如,作为第一电极940材料的例子,包括:金、银、铜、铝、和它们的合金及碳糊。作为第一电极940的形成方法的例子,包括:溅镀、蒸镀、电镀及印刷。对于第一电极940的厚度,不特别地进行限定,例如优选为100nm~20μm。
旋转部件960具有凸部261及第二电极963。旋转部件960除了其大小不同、以及进一步具有第二电极963这两点以外,与实施方式2中的旋转部件260相同。在本实施方式中,旋转部件960主体由具有绝缘性的材料构成。
对于第二电极963的位置,只要能够与第一电极940接触,则不特别地进行限定。第二电极963配置于旋转部件960主体的外表面上。在本实施方式中,第二电极963至少配置于旋转部件960的底面上。第二电极963以使与第一电极940的接触部位于与凸部261的顶面大致相同的高度的方式配置。另外,从与外部电路的连接的观点来看,第二电极963也可以延伸至旋转部件960的侧面或顶面为止。
对于第二电极963的形状,只要能够与薄膜230中的第一电极940接触,则不特别地进行限定。第二电极963的与第一电极940的接触部也可以以向第一电极940呈凸状的方式形成。
在本实施方式中,第二电极963在旋转部件960主体的底面上至少配置于与形成于凸部261的切口部262对应的位置。
第二电极963的材料、形成方法及厚度的例子与第一电极940的材料、形成方法及厚度的例子相同。
使用了实施方式9的流体处理装置900的流体处理方法与实施方式3的流体处理方法相同。另一方面,在实施方式9中,在使旋转部件960旋转时,配置于薄膜230上的第一电极940、与配置于旋转部件960主体上的第二电极963可彼此接触。能使用外部电路来检测第一电极940和第二电极963的接触。基于该检测结果,能够检测出旋转部件960的旋转位置(凸部261和切口部262的位置中的至少一者)。
如上所述,在实施方式9中,第一电极940配置于与各流路单元的隔壁223对应的位置。另外,第二电极963在旋转部件960主体的底面上配置于与凸部261的切口部262对置的位置。因此,基于上述检测结果,能够检测出旋转部件960的切口部262位于隔壁223上的时刻、即成为第一状态的时刻。其结果,能够准确地检测出用于对各流路单元中的第一状态或第二状态进行彼此切换的旋转部件960的旋转位置。
(效果)
实施方式9的流路片910、流体处理装置900及流体处理方法具有与实施方式3相同的效果。并且,在实施方式9中,能够准确地检测旋转部件960的旋转位置。
[实施方式10]
(流体处理装置的结构)
图25A~图25C是表示实施方式10的流体处理装置1000的结构的图。图25A是表示流体处理装置1000的结构的俯视图,图25B是仰视图,图25C是主视图。图26A~图26C是表示实施方式10的流路片1010的结构的图。图26A是流路片1010的仰视图,图26B是图26A的B-B线的剖面图,图26C是图26A的C-C线的剖面图。
实施方式10的流体处理装置1000具有流路片1010及旋转部件260。在实施方式10的流体处理装置1000中,流路片1010的结构与实施方式5的流路片510不同,旋转部件260的结构与实施方式2的旋转部件260相同。因此,对于与实施方式2、5的流体处理装置200、500相同的结构,标以相同的附图标记,并省略其说明。
流路片1010具有基板1020、薄膜1030及罩1070。
在基板1020上,在能得到本实施方式的效果的范围内,适当地形成有槽及通孔。基板1020的厚度及材料的例子与实施方式1的基板120的厚度及材料的例子相同。
薄膜1030包含14个隔膜1031。薄膜530除了隔膜1031的数量不同这一点以外,与实施方式5中的薄膜530相同。隔膜1031配置于后述的第一流路单元10A4中的隔壁223上。隔膜1031除了薄膜1030中的位置以外,与实施方式1中的隔膜131a~131d相同。
罩1070配置于基板1020的顶面上。关于细节虽然后述,但是,罩1070通过将形成于基板1020的槽的一部分覆盖,来形成减压单元10D、和加压单元10E。
对于罩1070的位置及大小,不特别地进行限定,能在可得到本实施方式的效果的范围内适当设定。罩1070只要能够至少覆盖减压单元10D用的槽、和加压单元10E用的槽即可。另外,罩1070可以具有挠性,也可以具有刚性。在本实施方式中,罩1070是具有挠性的薄膜。罩1070的材料的例子与实施方式1中的第一薄膜130的材料的例子相同。
流路片1010具有用于使试剂、液体试料、气体、粉体等流体流动的流路。更具体地,流路片1010具有14个第一流路单元10A1~10A14、第二收纳部526、减压单元10D、加压单元10E。
14个第一流路单元10A1~10A14在仰视流路片1010时,以第二收纳部526为中心配置为放射状。对于14个第一流路单元10A1~10A14,流路片1010中的位置不同,除此以外是相同的。因此,仅对第一流路单元10A1进行说明。第一流路单元10A1具有第一收纳部221、第一流路222、隔壁223及第二流路224。
减压单元10D具有减压口1021及减压流路1022。减压单元10D在流路片1010(基板1030)上配置于配置第一流路单元10A1~10A14的面的相反侧的面。
减压口1021是能够连接用于减少第二收纳部526内的气压的泵的开口。对于减压口1021的形状及大小,不特别地进行限定,可根据需要来适当设计。
减压流路1022配置于第二收纳部526和减压口1021之间。减压流路1022的一端与第二收纳部526连接,减压流路1022的另一端与减压口1021连接。减压流路1022使第二收纳部526及外部彼此连通。对于减压流路1022的剖面面积及剖面形状,只要能够通过泵等对第二收纳部526内适当地进行减压,则不特别地进行限定。
在本实施方式中,减压流路1022由形成于基板1020的槽、和将该槽的开口部闭塞的罩1070构成。另外,在本实施方式中,在罩1070的、与上述槽的一端部对应的位置形成有通孔,所以上述槽的一端部未被罩1070覆盖。由此,形成减压口1021。
加压单元10E具有加压口1023及加压流路1024。加压单元10E在流路片1010(基板1030)上配置于配置第一流路单元10A1~10A14的面的相反侧的面。
加压口1023是能够连接用于提高第二收纳部526内的气压的泵的开口。对于加压口1023的形状及大小,不特别地进行限定,可根据需要来适当设计。
加压流路1024配置于第二收纳部526和加压口1023之间。加压流路1024的一端与第二收纳部526连接,加压流路1024的另一端与加压口1023连接。加压流路1024使第二收纳部526及外部彼此连通。对于加压流路1024的剖面面积及剖面形状,只要能够通过泵等对第二收纳部526内适当地进行加压,则不特别地进行限定。
在本实施方式中,加压流路1024由形成于基板1020的槽、和将该槽的开口部闭塞的罩1070构成。另外,在本实施方式中,在罩1070的、与上述槽的一端部对应的位置形成有通孔,所以上述槽的一端部未被罩1070覆盖。由此,形成加压口1023。
(流体处理方法)
接下来,对用于使用实施方式10的流体处理装置1000来处理流体的方法(实施方式10的流体处理方法)的一例进行说明。以下,对使第一流路单元10A1、10A2的第一收纳部221内的液体分别移动至第二收纳部526并进行混合,并使所得的混合液移动至第一流路单元10A14的第一收纳部221的方法进行说明。
首先,在第一流路单元10A1、10A2的第一收纳部221内预先收纳所期望的液体。接下来,使旋转部件260旋转,将第一流路单元10A1中的微型阀切换至第一状态(阀开放状态)。这时,第一流路单元10A2~10A14中的微型阀都成为第二状态(阀闭合状态)。在该状态下,使用抽吸泵通过减压口1021及减压流路1022使第二收纳部526内成为负压。由此,收纳于第一流路单元10A1的第一收纳部221内的液体向第二收纳部526移动。
对于向第二收纳部526移动的液体的量,可根据被减压的第二收纳部526内的气压来适当调整。另外,从防止液体被吸引至抽吸泵的观点来看,以使该液体不到达在第二收纳部526开口的、减压流路1022的开口部的方式,调整导入到第二收纳部526内的液体的量。
接下来,使旋转部件260进一步旋转,将第一流路单元10A2中的微型阀切换至第一状态(阀开放状态)。这时,第一流路单元10A1、10A3~10A14中的微型阀都成为第二状态(阀闭合状态)。在该状态下,通过与上述的顺序同样地使第二收纳部526内成为负压,使收纳于第一流路单元10A2的第一收纳部221内的液体向第二收纳部526移动。如此,能够在第二收纳部526中使来自第一流路单元10A1、10A2的液体彼此混合。
接下来,使旋转部件260进一步旋转,将第一流路单元10A14中的微型阀切换至第一状态(阀开放状态)。这时,第一流路单元10A1~10A13中的微型阀都成为第二状态(阀闭合状态)。在该状态下,使用加压泵通过加压口1023及加压流路1024使第二收纳部526内成为正压。由此,收纳于第二收纳部526内的液体向第一流路单元10A14的第一收纳部221移动。
如上所述,在实施方式10中,通过使第一状态及第二状态彼此进行切换,并且调整第二收纳部526内的气压,能够使流体适当地移动。
此外,实施方式10的流体处理方法不限于上述的形态。例如也可以混合三种以上的流体。另外,也可以将第一收纳部内的温度预先设定为彼此不同的温度,在温度彼此不同的第一收纳部间使流体移动,来进行PCR反应。例如,实施方式10的流体处理装置1000还适合使用于DNA的提取或精制等中。
(效果)
实施方式10的流路片1010、流体处理装置1000及流体处理方法具有与实施方式1相同的效果。并且,在实施方式10中,能够根据第二收纳部526内的气压来使流体适当地移动。
[实施方式11]
图27A~图27C是表示实施方式11的流路片1110的结构的图。图27A是流路片1110的仰视图,图27B是图27A的B-B线的剖面图,图27C是图27A的C-C线的剖面图。
实施方式11的流体处理装置具有流路片1110及旋转部件(未图示)。实施方式11的流体处理装置的结构的一部分与实施方式2的流体处理装置200相同。因此,对于与实施方式2的流体处理装置200相同的结构,标以相同的附图标记,并省略其说明。
流路片1110具有基板1120及薄膜1130。在基板1120上,在能得到本实施方式的效果的范围内,适当地形成有槽及通孔。基板1120的厚度及材料的例子与实施方式1的基板120的厚度及材料的例子相同。
薄膜1130具有三个隔膜231、一个泵用隔膜1132。薄膜1130除了进一步具有泵用隔膜1132这一点以外,与实施方式2中的薄膜230相同。
泵用隔膜1132是薄膜1130上向基板1120的相反侧突出且未与基板1120接合的部分。泵用隔膜1132在被形成于实施方式11的旋转部件的泵用凸部(后述)按压时,能够向基板1120弯曲。
泵用隔膜1132与上述泵用凸部一起作为使实施方式11的流体处理装置的流路内的流体移动的泵而发挥功能。具体而言,在上述泵用凸部以使泵用隔膜1132的一部分紧贴基板1120的表面的方式,按压薄膜1130的状态下,使上述泵用凸部沿着泵用隔膜1132的延伸方向移动。其结果,流路内的气压发生变化,从而流体移动。
对于泵用隔膜1132的剖面形状及俯视形状,只要能够发挥上述功能,则不特别地进行限定。例如,泵用隔膜1132的剖面形状(与流体流动的方向正交的剖面中的形状)是半圆形状。对于泵用隔膜1132的俯视形状,在仰视流路片1110时例如呈圆弧形状。
对于泵用隔膜1132和基板1120的间隔(最大距离),可从所希望的流体的流量、泵用隔膜1132及基板1110的紧贴的容易度等观点考虑,来适当地进行调整。该间隔越大,则在泵用隔膜1132和基板1120的间隙中移动的流体的量越多,上述间隔越小,则越易于使泵用隔膜1132及基板1120紧贴。
流路片1110具有用于使试剂、液体试料、气体、粉体等流体流动的流路。更具体地,流路片1110具有三个第一流路单元2A1~2A3、一个第五流路单元11F。
第五流路单元11F具有第三流路1125、第五流路1128、第六流路1129及第二收纳部1126。流路片1110除了进一步具有第五流路单元11F这一点以外,与实施方式2的流路片210相同。
第三流路1125是流体可在其内部移动的流路。第三流路1125的上游端与三个第一流路单元2A1~2A3中的第二流路224的下游端连接。第三流路1125的下游端与第五流路1128的上游端连接。关于第三流路1125的剖面面积及剖面形状,与实施方式1的第一流路122a的剖面面积及剖面形状相同。在本实施方式中,第三流路1125具有剖面面积比第三流路1125中的其他部分更大的加宽部。对于该加宽部的剖面面积,不特别地进行限定,可根据用途来适当调整。
第五流路1128是流体可在其内部移动的流路。第五流路1128的上游端与第三流路1125的下游端连接。第五流路1128的下游端与第六流路1129的上游端连接。第五流路1128是形成于基板1120和泵用隔膜1132之间的空间。对于第五流路1128的剖面面积及剖面形状,可根据泵用隔膜1132的形状及大小来决定。
第六流路1129是流体可在其内部移动的流路。第六流路1129的上游端与第五流路1128的下游端连接。第六流路1129的下游端与第二收纳部1126连接。在本实施方式中,第六流路1129可由形成于基板1120的槽、和将该槽的开口部闭塞的薄膜1130构成。关于第六流路1129的剖面面积及剖面形状,与实施方式1的第一流路122a的剖面面积及剖面形状相同。
第二收纳部1126除了在实施方式11的流体处理装置中的位置以外,与实施方式5中的第二收纳部526相同。
实施方式11的旋转部件具有凸部261及上述泵用凸部。对于上述旋转部件的结构,只要在可得到本实施方式的效果的范围内,则不特别地进行限定,可根据需要来适当设计。例如,实施方式11的旋转部件可以由具有凸部261的第一部件、和具有上述泵用凸部的第二部件构成,也可以由具有凸部261及上述泵用凸部的一个部件构成。在上述旋转部件由两个部件(上述第一部件及上述第二部件)构成的情况下,该两个部件可以联动地旋转,也可以独立地旋转。
上述泵用凸部配置于实施方式11的旋转部件的背面(底面)。对于上述泵用凸部的形状、大小及位置,只要能够以使泵用隔膜1132的一部分紧贴基板1120的方式与薄膜1130接触,则不特别地进行限定。例如,上述泵用凸部的形状的例子包括圆柱形状及多棱柱形状。从使泵用隔膜1132适当地紧贴基板1120的观点来看,在泵用隔膜1132的宽度方向(与流体的流动方向垂直的方向)上,优选上述泵用凸部和薄膜1130的接触面的宽度比泵用隔膜1132的宽度更大。
此外,上述旋转部件也可以根据需要来设置用于把持上述旋转部件的把手部。上述旋转部件能以可旋转的方式,被用于对上述旋转部件进行定位的定位部保持。
实施方式11的流体处理方法除了使用泵用隔膜1132来使流体移动这一点以外,与实施方式2的流体处理方法相同。例如,在实施方式11中,在第一流路单元2A1~2A3的任意一个之中的微型阀处于第一状态时,在以使泵用隔膜1132的一部分紧贴基板1110的方式使上述泵用凸部接触薄膜1130的状态下,使上述泵用凸部沿着泵用隔膜1132的延伸方向移动。由此,能够使流体在第一收纳部221和第二收纳部1126之间适当地移动。流体可以从第一收纳部221向第二收纳部1126移动,也可以从第二收纳部1126向第一收纳部221移动。这时,可根据上述泵用凸部的移动方向,来决定流体的移动目的地。
(效果)
实施方式11的流路片1110、流体处理装置及流体处理方法具有与实施方式2相同的效果。并且,在实施方式11中,不需要另外准备送液用泵。
此外,本发明的流路片不限于上述的形态。例如,也可以根据需要来实施亲水化处理。例如,也可以对第一收纳部及第一流路的内表面实施亲水化处理。由此,第一收纳部内的液体能够通过毛细管现象移动,用该液体将第一流路内填满。其结果,能够在之后的工序中,抑制气泡向流路内的混入。对于上述亲水化处理的方法,不特别地进行限定,可从公知的方法中适当选择。
本申请要求基于在2016年8月8日提出的日本专利申请特愿2016-155851号及在2017年3月22日提出的日本专利申请特愿2017-056601号的优先权。将该申请说明书及附图中记载的内容全部引用到本申请说明书中。
工业实用性
本发明的流体处理装置例如作为在医学领域等中使用的微型流路片是有用的。
附图标记说明
10 流体
100、200、500、700、900、1000 流体处理装置
110、210、310、410、510、710、810、910、1010、1110 流路片
120、220、320、420、520、720、820、1020、1120 基板
121a、121b 流体导入口
221 第一收纳部
122a、122b、222 第一流路
123a、123b、223 (第一)隔壁
124、224 第二流路
125a、125b 第二隔壁
126a、126b、225、325、425、1125 第三流路
226、526、1126 第二收纳部
127a、127b 流体取出口
827 第四流路
1128 第五流路
1129 第六流路
130、230、430、530、730、830、1030、1130 (第一)薄膜
131a~131d、231、431、531、731、831、1031 隔膜
1132 泵用隔膜
140 定位部
141 台阶部
150 第二薄膜
160、260、560、660、760、960 旋转部件
161a、161b、261、561、661 凸部
761a 第一凸部
761b 第二凸部
162、262、562a~562f、662a~662c、762a~762e 切口部
163 把手部
963 第二电极
940 第一电极
1070 罩
2A1~2A3、3A1~3A3、4A1~4A3、5A4、7A4、10A1~10A14 第一流路单元
2B、3B、4B 第二流路单元
8C1~8C3 第三流路单元
10D 减压单元
1021 减压口
1022 减压流路
10E 加压单元
1023 加压口
1024 加压流路
11F 第五流路单元

Claims (11)

1.一种流体处理装置,包括:
基板,具有第一流路、第二流路、以及在所述第一流路的一端和所述第二流路的一端之间形成的隔壁;
薄膜,包含大致球冠形状的隔膜,以使所述隔膜和所述隔壁对置的方式配置于所述基板上;以及
滑动部件,在其背面形成有凸部,且以使所述背面朝向所述薄膜侧的状态配置于所述薄膜上,并能够在所述薄膜上滑动,
所述滑动部件能够通过所述薄膜上的滑动来切换以下状态:第一状态,所述凸部配置为隔着所述隔膜而不与所述隔壁对置;以及第二状态,所述凸部配置为隔着所述隔膜而与所述隔壁对置,
在所述第一状态下,所述第一流路及所述第二流路经由所述隔膜及所述隔壁的间隙彼此连通,
在所述第二状态下,所述隔膜以与所述隔壁接触的方式被所述凸部按压,从而使所述第一流路及所述第二流路彼此不连通。
2.如权利要求1所述的流体处理装置,其中,
所述滑动部件是可旋转的旋转部件。
3.如权利要求1或2所述的流体处理装置,其中,
还具有第二薄膜,该第二薄膜以不发生移动的方式配置在所述薄膜和所述滑动部件之间,且具有挠性。
4.如权利要求3所述的流体处理装置,其中,
所述第二薄膜是橡胶制的薄膜。
5.一种流体处理方法,是用于使用权利要求1~4中任意一项所述的流体处理装置来处理流体的流体处理方法,该流体处理方法包括:
通过使所述滑动部件在所述薄膜上滑动来切换至所述第一状态,从而使流体从所述第一流路经由所述间隙移动至所述第二流路的工序;以及
通过使所述滑动部件在所述薄膜上滑动来切换至所述第二状态,从而以使所述隔膜与所述隔壁接触的方式对所述隔膜进行按压,以对从所述第一流路经由所述间隙流向所述第二流路的所述流体的流动进行阻挡的工序。
6.如权利要求5所述的流体处理方法,其中,
所述滑动部件是可旋转的旋转部件,
在使所述流体从所述第一流路移动至所述第二流路的工序中,通过使所述旋转部件旋转来切换至所述第一状态,
在对从所述第一流路流向所述第二流路的所述流体的流动进行阻挡的工序中,通过使所述旋转部件旋转来切换至所述第二状态。
7.一种流路片,是能够通过可在薄膜上滑动的滑动部件在所述薄膜上滑动,来对流体所流动的流路进行开闭的流路片,包括:
基板,具有第一流路、第二流路、以及在所述第一流路的一端和所述第二流路的一端之间形成的隔壁;
薄膜,包含大致球冠形状的隔膜,以使所述隔膜和所述隔壁对置的方式配置于所述基板上;以及
定位部,配置于所述薄膜上,用于对所述滑动部件进行定位,并且以使所述滑动部件能够在所述薄膜上滑动的方式对所述滑动部件进行保持。
8.如权利要求7所述的流路片,其中,
所述滑动部件是可旋转的旋转部件。
9.如权利要求7或8所述的流路片,其中,
所述定位部是用于以使所述滑动部件能够在所述薄膜上滑动的方式对所述滑动部件进行保持的框体。
10.如权利要求7~9中任意一项所述的流路片,其中,
还具有第二薄膜,该第二薄膜配置于所述薄膜和所述定位部之间,且具有挠性。
11.如权利要求10所述的流路片,其中,
所述第二薄膜是橡胶制的薄膜。
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