CN111902663A - 流体处理装置及流体处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的流体处理装置具有能够以中心轴为中心旋转的旋转部件。所述旋转部件中，第一凸部和凹部配置于以所述中心轴为中心的第一圆的圆周上，该第一凸部用于通过按压流路片的阀来使其关闭，该凹部用于通过不按压所述阀来使其打开。所述旋转部件还具有第二凸部，该第二凸部用于在所述旋转部件正在旋转的状态下所述凹部位于所述阀上时，通过按压该阀来使该阀不被打开。

Description

流体处理装置及流体处理系统
技术领域
本发明涉及用于对具有多个阀的流路片的流路内的流体进行控制的流体处理装置、以及具有所述流路片及所述流体处理装置的流体处理系统。
背景技术
近年来，为了高精度且高速地进行蛋白质、核酸等微量的物质的分析而使用了流路片。流路片具有分析所需要的试剂及试样的量可为较少的量的优点，可期待其在临床检查、食物检查、或环境检查等各种各样的用途中的使用。例如，在专利文献1中，公开了微阀单元，该微阀单元具有：具有多个微阀的流路片；以及用于对多个微阀的开闭进行控制的加压部。在流路片中，多个微阀配置于同一圆周上。另外，加压部具有俯视形状为圆弧状的抵接面。通过使加压部旋转，从而使加压部的抵接面移动。由此，微阀的隔膜被加压部按压，或不被按压。微阀在被加压部按压时关闭，在不被加压部按压时打开。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-85537号公报。
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，在专利文献1所记载的装置(微阀单元)中，通过使具有俯视形状为圆弧状的凸部(端面)的旋转部件(加压部)旋转，来对多个阀(微阀)的开闭进行控制。在这样的装置中，在流路片具有多个阀的情况下，有时不能按照期望的顺序使阀开闭。关于这个问题，参照图1A～图2B进行说明。
图1A是用于对以往技术的问题进行说明的流路片的俯视图。图1B是与图1A所示的流路片组合使用的旋转部件的仰视图。如图1A所示，流路片具有第一导入口10、第一导入流路11、第一阀12、第二导入口20、第二导入流路21、第二阀22、第三导入口30、第三导入流路31、第三阀32、共同流路40及取出口41。第一导入流路11的上游端与第一导入口10连接，第一导入流路11的下游端与共同流路40的上游端连接。第二导入流路21的上游端与第二导入口20连接，第二导入流路21的下游端与共同流路40的上游端连接。第三导入流路31的上游端与第三导入口30连接，第三导入流路31的下游端与共同流路40的上游端连接。第一导入流路11、第二导入流路21及第三导入流路31中分别设置有第一阀12、第二阀22及第三阀32。共同流路40的下游端与取出口41连接。
另外，如图1B所示，旋转部件具有：俯视形状为圆弧状的凸部50，用于按压第一阀12、第二阀22及第三阀32；以及凹部51，其与凸部50配置于同一圆周上。图1B中，对凸部50的底面(与流路片接触的面)赋予了阴影线。第一阀12、第二阀22及第三阀32在被凸部50按压时关闭，在不被凸部50按压时打开。
例如，如图2A所示，使旋转部件旋转，以使凹部51位于第一阀12上，凸部50位于第二阀22及第三阀32上。在该情况下，第一阀12打开，第一导入口10内的流体能够在第一导入流路11及共同流路40中通过而流动到取出口41。另一方面，由于第二阀22及第三阀32关闭，因此，第二导入口20内的液体及第三导入口30内的流体不能向取出口41流动。
之后，在想要使第三导入口30内的流体向取出口41流动的情况下，使旋转部件旋转，以使凹部51位于第三阀32上，凸部50位于第一阀12及第二阀22上。但是，如图2B所示，在使旋转部件旋转的期间，暂时性地，凹部51位于第二阀22上，凸部50位于第一阀12及第三阀32上。因此，有可能虽然并不想使第二导入口20内的流体流动，然而第二导入口20内的流体却向取出口41流动。
如以上那样，在以往的装置中，存在以下问题：在流路片具有多个阀的情况下，不能按期望的顺序使阀开闭。
本发明的目的在于，提供即使流路片具有多个阀，也能够使用旋转部件按期望的顺序使阀开闭的流体处理装置。另外，本发明的另外的目的在于，提供具有上述流路片及上述流体处理装置的流体处理系统。
解决问题的方案
本发明的流体处理装置是用于对流路片的流路内的流体进行控制的流体处理装置，其中，所述流路片具有：多个导入流路；与所述多个导入流路连接的共同流路；以及多个阀，该多个阀针对所述多个导入流路中的各个导入流路，分别配置在所述导入流路内或所述导入流路与所述共同流路的合流部，所述流体处理装置具有旋转部件，该旋转部件在以中心轴为中心的第一圆的圆周上配置有：第一凸部，用于通过按压所述阀的隔膜来使所述阀关闭；以及凹部，用于通过不按压所述阀的隔膜来使所述阀打开，该旋转部件能够以所述中心轴为中心旋转，所述旋转部件还具有第二凸部，该第二凸部用于在所述旋转部件正在旋转的状态下所述凹部位于所述阀上时，通过按压与所述凹部对置的所述阀的隔膜来使所述阀关闭。
本发明的流体处理系统具有流路片和本发明的流体处理装置，该流路片具有：多个导入流路；与所述多个导入流路连接的共同流路；以及多个阀，该多个阀针对所述多个导入流路中的各个导入流路，分别配置在所述导入流路内或所述导入流路与所述共同流路的合流部。
发明效果
根据本发明，即使流路片具有多个阀，也能够按期望的顺序使用旋转部件对阀进行开闭。
附图说明
图1A是用于对以往技术的问题进行说明的流路片的俯视图。图1B是与图1A所示的流路片组合使用的旋转部件的仰视图。
图2A及图2B是表示图1A所示的流路片及图1B所示的旋转部件的使用例的示意图。
图3是表示实施方式1的流体处理装置及流路片的结构的剖面图。
图4是表示实施方式1的流路片的结构的俯视图。
图5A是实施方式1的旋转部件的俯视图，图5B是图5A的B-B线的剖面图。
图6是用于对实施方式1的流体处理装置的动作进行说明的示意图。
图7是用于对实施方式1的流体处理装置的动作进行说明的示意图。
图8是用于对实施方式1的流体处理装置的动作进行说明的示意图。
图9A是实施方式2的旋转部件的俯视图，图9B是图9A的C-C线的剖面图。
图10是用于对实施方式2的流体处理装置的动作进行说明的示意图。
图11是用于对实施方式2的流体处理装置的动作进行说明的示意图。
图12是用于对实施方式2的流体处理装置的动作进行说明的示意图。
图13是表示实施方式3的流路片的结构的俯视图。
图14A是实施方式3的旋转部件的俯视图，图14B是图14A的D-D线的剖面图。
图15是用于对实施方式3的流体处理装置的动作进行说明的示意图。
图16是用于对实施方式3的流体处理装置的动作进行说明的示意图。
图17是用于对实施方式3的流体处理装置的动作进行说明的示意图。
图18A是实施方式4的流体处理装置的旋转部件的俯视图，图18B是图18A的E-E线的剖面图。
图19是用于对实施方式4的流体处理装置的动作进行说明的示意图。
图20是用于对实施方式4的流体处理装置的动作进行说明的示意图。
图21是用于对实施方式4的流体处理装置的动作进行说明的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
[实施方式1]
(流体处理装置及流路片的结构)
图3是表示实施方式1的流体处理系统(流体处理装置100及流路片200)的结构的剖面图(图4的A-A线的剖面图)。如图3所示，流体处理装置100具有旋转部件110。旋转部件110在未图示的外部的驱动机构的驱动下以中心轴CA为中心旋转。流路片200具有基板210及薄膜220，以薄膜220与旋转部件110接触的方式设置于流体处理装置100。本说明书中，将流体处理装置100与流路片200组合后的装置也称为“流体处理系统”。此外，图3中，为了使流体处理装置100及流路片200的结构易于理解，以将两者间隔开的方式进行图示。
图4是表示实施方式1的流路片200的结构的俯视图。图4中，用虚线表示形成于基板210的薄膜220侧的面的槽(流路)和形成于薄膜220隔膜。
如上所述，流路片200具有基板210及薄膜220(参照图3)。在基板210上形成有用于作为流路的槽、以及成为导入口或取出口的通孔。薄膜220以封闭形成于基板210的凹部及通孔的开口部的方式与基板210的一个面接合。薄膜220的一部分的区域作为隔膜发挥功能。由薄膜220封闭的基板210的槽成为用于使试剂或液体试样、气体、粉体等的流体流动的流路。
不特别地限定基板210的厚度。例如，基板210的厚度为1mm以上且10mm以下。另外，也不特别地限定基板210的材料。例如，对于基板210的材料，可以从公知的树脂及玻璃中适当选择。基板210的材料的例子包括：聚对苯二甲酸乙二酯、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、有机硅树脂及弹性体。
薄膜220的厚度只要是能够作为隔膜发挥功能的厚度即可，不特别地进行限定。例如，薄膜220的厚度为30μm以上且300μm以下。另外，薄膜220的材料只要是能够作为隔膜发挥功能的材料即可，也不特别地进行限定。例如，可以从公知的树脂中适当选择薄膜220的材料。薄膜220的材料的例子包括：聚对苯二甲酸乙二酯、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、有机硅树脂及弹性体。例如通过热熔敷或激光熔敷、粘接剂等使薄膜220与基板210接合。
如图4所示，本实施方式的流路片200具有第一导入口230、第一导入流路231、第一阀232、第二导入口240、第二导入流路241、第二阀242、第三导入口250、第三导入流路251、第三阀252、共同流路260及取出口270。
第一导入口230、第二导入口240及第三导入口250是用于导入流体的有底的凹部。本实施方式中，第一导入口230、第二导入口240及第三导入口250分别由形成于基板210的通孔和将该通孔的一个开口部封闭的薄膜220构成。对于这些导入口的形状及大小，不特别地进行限定，可以根据需要适当设定。这些导入口的形状例如是大致圆柱形状。这些导入口的宽度例如是2mm左右。对于这些导入口所收纳的流体的种类，可以根据流路片200的用途适当选择。该流体是试剂或液体试样、粉体等流体。
第一导入流路231、第二导入流路241及第三导入流路251是可供流体在其内部移动的流路。第一导入流路231、第二导入流路241及第三导入流路251的上游端分别与第一导入口230、第二导入口240及第三导入口250连接。第一导入流路231、第二导入流路241及第三导入流路251的下游端分别在不同的位置与共同流路260连接。
本实施方式中，第一导入流路231、第二导入流路241及第三导入流路251分别由形成于基板210的槽和将该槽的开口部封闭的薄膜220构成。不特别地限定这些流路的剖面面积及剖面形状。在本说明书中，“流路的剖面”是指与流体流动的方向正交的流路的剖面。这些流路的剖面形状例如是一边的长度(宽度及深度)为数十μm左右的大致矩形形状。这些流路的剖面面积可以是在流体的流动方向上固定的，也可以是不固定的。本实施方式中，这些流路的剖面面积是固定的。
第一阀232、第二阀242及第三阀252分别是对第一导入流路231、第二导入流路241及第三导入流路251内的流体的流动进行控制的隔膜阀。第一阀232配置于第一导入流路231内或第一导入流路231与共同流路260的合流部。第二阀242配置于第二导入流路241内或第二导入流路241与共同流路260的合流部。第三阀252配置于第三导入流路251内或第三导入流路251与共同流路260的合流部。本实施方式中，第一阀232配置于第一导入流路231与共同流路260的合流部，第二阀242配置于第二导入流路241与共同流路260的合流部，第三阀252配置于第三导入流路251与共同流路260的合流部。另外，第一阀232、第二阀242及第三阀252配置于以中心轴CA为中心的圆的圆周上。
第一阀232具有第一隔壁233及第一隔膜234。同样地，第二阀242具有第二隔壁243及第二隔膜244，第三阀252具有第三隔壁253及第三隔膜254。本实施方式中，第一隔壁233配置于第一导入流路231与共同流路260之间。同样地，第二隔壁243配置于第二导入流路241与共同流路260之间，第三隔壁253配置于第三导入流路251与共同流路260之间。另外，第一隔膜234以与第一隔壁233对置的方式配置。同样地，第二隔膜244以与第二隔壁243对置的方式配置，第三隔膜254以与第三隔壁253对置的方式配置。
第一隔壁233作为用于使第一导入流路231与共同流路260之间打开或关闭的隔膜阀的阀座发挥功能。同样地，第二隔壁243作为用于使第二导入流路241与共同流路260之间打开或关闭的隔膜阀的阀座发挥功能，第三隔壁253作为用于使第三导入流路251与共同流路260之间打开或关闭的隔膜阀的阀座发挥功能。这些隔壁的形状及高度只要是能够发挥上述功能的形状及高度即可，不特别地进行限定。这些隔壁的形状例如是四棱柱形状。这些隔壁的高度例如与导入流路及共同流路260的深度相同。
第一隔膜234、第二隔膜244及第三隔膜254是具有挠性的薄膜220的一部分，具有大致球冠形状(参照图3)。薄膜220以各个隔膜与对应的隔壁非接触地对置的方式配置于基板210上。各个隔膜在被旋转部件110的第一凸部121(后述)按压时向对应的隔壁弯曲。即，隔膜作为隔膜阀的阀体发挥功能。例如，在第一凸部121未按压第一隔膜234时，第一导入流路231与共同流路260是经由第一隔膜234与第一隔壁233的间隙而彼此连通的状态。另一方面，在第一凸部121以使第一隔膜234与第一隔壁233接触的方式按压第一隔膜234时，第一导入流路231与共同流路260是彼此不连通的状态。
共同流路260是可供流体在其内部移动的流路。共同流路260经由第一阀232与第一导入流路231连接，经由第二阀242与第二导入流路241连接，经由第三阀252与第三导入流路251连接。因此，在第一导入口230所导入的流体、在第二导入口240所导入的流体、以及在第三导入口250所导入的流体在共同流路260中流动。共同流路260的下游端与取出口270连接。本实施方式中，共同流路260由形成于基板210的槽和将该槽的开口部封闭的薄膜220构成。不特别地限定共同流路260的剖面面积及剖面形状。共同流路260的剖面形状例如是一边的长度(宽度及深度)为数十μm左右的大致矩形形状。共同流路260的剖面面积可以是在流体的流动方向上固定的，也可以是不固定的。本实施方式中，共同流路260的剖面面积是固定的。
取出口270是有底的凹部。取出口270作为空气孔发挥功能，或作为用于将共同流路260内的流体取出的取出口发挥功能。本实施方式中，取出口270由形成于基板210的通孔和将该通孔的一个开口部封闭的薄膜220构成。对于取出口270的形状及大小，不特别地进行限定，可以根据需要适当设定。取出口270的形状例如是大致圆柱形状。取出口270的宽度例如是2mm左右。
图5A是实施方式1的流体处理装置100的旋转部件110的俯视图，图5B是图5A的B-B线的剖面图。图5A中，为了便于观察，对第一凸部121的顶面及第二凸部131的顶面赋予了阴影线。此外，在图3所示的旋转部件110的剖面图和图5B所示的旋转部件110的剖面图中，滑动部130相对于主体120的位置不同。
旋转部件110具有圆筒形状的主体120和配置于主体120的内侧的滑动部130。主体120能够以中心轴CA为中心旋转。滑动部130能够在沿着中心轴CA的方向上移动(参照图3及图5B)。滑动部130可以是与主体120一起旋转的，也可以是不旋转的。至少主体120在未图示的外部的驱动机构的驱动下旋转，滑动部130在未图示的外部的驱动机构的驱动下，在沿着中心轴CA的方向上移动。
在主体120的上部设置有：第一凸部121，用于通过按压第一隔膜234、第二隔膜244或第三隔膜254来使第一阀232、第二阀242或第三阀252关闭；以及凹部122，用于通过不按压第一隔膜234、第二隔膜244或第三隔膜254来使第一阀232、第二阀242或第三阀252打开。第一凸部121及凹部122配置于以中心轴CA为中心的第一圆的圆周上。本实施方式中，第一凸部121的俯视形状是与以中心轴CA为中心的第一圆的一部分对应的圆弧状。在第一圆的圆周上，不存在第一凸部121的区域是凹部122。
此外，第一凸部121相对于凹部122相对地突出即可，凹部122相对于第一凸部121相对地凹陷即可。即，第一凸部121能够作为按压部发挥功能即可，凹部122能够作为非按压部发挥功能即可。例如，在图5B所示的例子中，第一凸部121从主体120的顶面(基准面)突出，凹部122的底面是与主体120的顶面(基准面)高度相同的面。相反地，第一凸部121的顶面也可以是与主体120的顶面(基准面)高度相同的面，在该情况下，凹部122从主体120的顶面(基准面)凹陷。
另一方面，在滑动部130的上部设置有第二凸部131，该第二凸部131用于在旋转部件110(主体120)正在旋转的状态下凹部122位于第一阀232、第二阀242或第三阀252上时，通过按压与凹部122对置的阀的隔膜来使该阀关闭。第二凸部131在旋转部件110中配置于以中心轴CA为中心的、配置于所述第一圆的内侧或外侧的第二圆的圆周上。本实施方式中，第二凸部131配置于以中心轴CA为中心的、配置于所述第一圆的内侧的第二圆的圆周上。本实施方式中，第二凸部131的俯视形状是与所述第二圆的圆周的整体对应的圆状。如上所述，滑动部130能够在沿着中心轴CA的方向上移动(参照图3及图5B)。因此，第二凸部131可在能与各阀的隔膜接触的状态和不能与各阀的隔膜接触的状态之间切换。
此外，第二凸部131只要可在能与各阀的隔膜接触的状态和不能与各阀的隔膜接触的状态之间切换即可，不一定需要从滑动部130的顶面(基准面)突出。即，第二凸部131能够作为按压部发挥功能即可。在图5B所示的例子中，第二凸部131从滑动部130的顶面(基准面)突出，但第二凸部131的顶面也可以是与滑动部130的顶面(基准面)高度相同的面。
(流体处理装置的动作)
接着，参照图6～图8对流体处理装置100的动作进行说明。为了方便说明，在图6～图8中，关于第一凸部121及第二凸部131，在其与流路片200的薄膜220抵接的情况下，赋予了阴影线进行图示，在未抵接的情况下未图示。此外，设为，在第一导入口230收纳第一液体，在第二导入口240收纳第二液体，在第三导入口250收纳第三液体，第一导入口230、第二导入口240及第三导入口250被加压。
首先，使旋转部件110(主体120)旋转以使凹部122位于第一阀232之上，第一凸部121位于第二阀242及第三阀252之上，从而使第一阀232打开，使第二阀242及第三阀252关闭。另外，使滑动部130移动以使第二凸部131不与流路片200的薄膜220抵接。由此，如图6所示，第一导入口230内的第一液体在第一导入流路231、第一阀232及共同流路260中通过而移动至取出口270。这时，由于第二阀242及第三阀252关闭，因此，第二导入口240内的第二液体及第三导入口250内的第三液体不会流入共同流路260。
接着，设为想要使第三导入口250内的第三液体流动到共同流路260。在该情况下，需要使旋转部件110(主体120)旋转，直到凹部122位于第三阀252之上为止。这时，在使滑动部130移动以使第二凸部131与流路片200的薄膜220抵接后，使旋转部件110(主体120)旋转。如图7所示，即使在使旋转部件110(主体120)旋转的过程中凹部122位于第二阀242之上，第二阀242的第二隔膜244也还是被第二凸部131按压着。因此，即使在使旋转部件110(主体120)旋转的过程中凹部122在第二阀242之上通过，第二导入口240内的第二液体也不会流入共同流路260。
之后，若凹部122已位于第三阀252之上，且第一凸部121位于第一阀232及第二阀242之上，则使旋转部件110(主体120)的旋转停止。另外，使滑动部130移动以使第二凸部131不与流路片200的薄膜220抵接。由此，只有第三阀252打开。从而，如图8所示，第三导入口250内的第三液体在第三导入流路251、第三阀252及共同流路260中通过而移动至取出口270。这时，由于第一阀232及第二阀242关闭，因此，第一导入口230内的第一液体及第二导入口240内的第二液体不会流入共同流路260。
通过以上的步骤，能够通过使旋转部件110(主体120)旋转来对多个阀的开闭进行控制，且不会在使旋转部件110(主体120)旋转的过程中导致非期望的阀打开。
(效果)
如以上那样，实施方式1的流体处理装置100通过在第二凸部131与流路片200的薄膜220抵接的状态下使旋转部件110(主体120)旋转，能够防止在使旋转部件110(主体120)旋转的过程中非期望的阀打开。因此，实施方式1的流体处理装置100中，即使流路片200具有多个阀，也能够使用旋转部件110，来按期望的顺序使阀开闭。
[实施方式2]
(流体处理装置及流路片的结构)
实施方式2的流体处理系统(流体处理装置300及流路片200)中，只是旋转部件310的结构与实施方式1的流体处理装置100及流路片200不同。因此，对于与实施方式1的流体处理装置100及流路片200相同的构成要素，标以相同附图标记并省略其说明。
实施方式2的流体处理装置300是用于对图4所示的流路片200的流路内的流体进行控制的流体处理装置，其具有旋转部件310。
图9A是实施方式2的流体处理装置300的旋转部件310的俯视图，图9B是图9A的C-C线的剖面图。图9A中，为了便于观察，对第一凸部321的顶面及第二凸部331的顶面赋予了阴影线。
旋转部件310具有圆柱形状的主体320和滑动部330，该滑动部330配置在设置于主体320的通孔内。主体320能够以中心轴CA为中心旋转。滑动部330能够在沿着中心轴CA的方向上移动。主体320在未图示的外部的驱动机构的驱动下旋转，滑动部330在未图示的外部的驱动机构的驱动下，在沿着中心轴CA的方向上移动。
在主体320的上部设置有：第一凸部321，用于通过按压第一隔膜234、第二隔膜244或第三隔膜254来使第一阀232、第二阀242或第三阀252关闭；以及凹部322，用于通过不按压第一隔膜234、第二隔膜244或第三隔膜254来使第一阀232、第二阀242或第三阀252打开。第一凸部321及凹部322配置于以中心轴CA为中心的第一圆的圆周上。本实施方式中，第一凸部321的俯视形状是与以中心轴CA为中心的第一圆的一部分对应的圆弧状。在第一圆的圆周上，不存在第一凸部321的区域是凹部322。
此外，第一凸部321相对于凹部322相对地突出即可，凹部322相对于第一凸部321相对地凹陷即可。即，第一凸部321能够作为按压部发挥功能即可，凹部322能够作为非按压部发挥功能即可。例如，在图9B所示的例子中，第一凸部321从主体320的顶面(基准面)突出，凹部322的底面是与主体320的顶面(基准面)高度相同的面。相反地，第一凸部321的顶面也可以是与主体320的顶面(基准面)高度相同的面，在该情况下，凹部322从主体320的顶面(基准面)凹陷。
另一方面，在滑动部330的上部设置有第二凸部331，该第二凸部331用于在旋转部件310(主体320)正在旋转的状态下凹部322位于第一阀232、第二阀242或第三阀252上时，通过按压与凹部322对置的阀的隔膜来使该阀关闭。第二凸部331以在所述第一圆的圆周上位于与凹部322相同的位置的方式配置。如上所述，滑动部330能够在沿着中心轴CA的方向上移动(参照图3及图5B)。因此，第二凸部331可在能与各阀的隔膜接触的状态和不能与各阀的隔膜接触的状态之间切换。
此外，第二凸部331只要可在能与各阀的隔膜接触的状态和不能与各阀的隔膜接触的状态之间切换即可，不一定需要从滑动部330的顶面(基准面)突出。即，第二凸部331能够作为按压部发挥功能即可。在图9B所示的例子中，第二凸部331从滑动部330的顶面(基准面)突出，但第二凸部331的顶面也可以是与滑动部330的顶面(基准面)高度相同的面。
(流体处理装置的动作)
接着，参照图10～图12对流体处理装置300的动作进行说明。为了方便说明，在图10～图12中，关于第一凸部321及第二凸部331，在其与流路片200的薄膜220抵接的情况下，赋予了阴影线进行图示，在未抵接的情况下未图示。此外，设为，在第一导入口230收纳第一液体，在第二导入口240收纳第二液体，在第三导入口250收纳第三液体，第一导入口230、第二导入口240及第三导入口250被加压。
首先，使旋转部件310(主体320)旋转以使凹部322位于第一阀232之上，且第一凸部321位于第二阀242及第三阀252之上，从而使第一阀232打开，使第二阀242及第三阀252关闭。另外，使滑动部330移动以使第二凸部331不与流路片200的薄膜220抵接。由此，如图10所示，第一导入口230内的第一液体在第一导入流路231、第一阀232及共同流路260中通过而移动至取出口270。这时，由于第二阀242及第三阀252关闭，因此，第二导入口240内的第二液体及第三导入口250内的第三液体不会流入共同流路260。
接着，设为想要使第三导入口250内的第三液体流动到共同流路260。在该情况下，需要使旋转部件310(主体320)旋转，直到凹部322位于第三阀252之上为止。这时，在使滑动部330移动以使第二凸部331与流路片200的薄膜220抵接后，使旋转部件310(主体320)旋转。如图11所示，即使在使旋转部件310(主体320)旋转的过程中凹部322位于第二阀242之上，第二阀242的第二隔膜244也还是被第二凸部331按压着。因此，即使在使旋转部件310(主体320)旋转的过程中凹部322在第二阀242之上通过，第二导入口240内的第二液体也不会流入共同流路260。
之后，若凹部322已位于第三阀252之上，且第一凸部321位于第一阀232及第二阀242之上，则使旋转部件310(主体320)的旋转停止。另外，使滑动部330移动以使第二凸部331不与流路片200的薄膜220抵接。由此，只有第三阀252打开。从而，如图12所示，第三导入口250内的第三液体在第三导入流路251、第三阀252及共同流路260中通过而移动至取出口270。这时，由于第一阀232及第二阀242关闭，因此，第一导入口230内的第一液体及第二导入口240内的第二液体不会流入共同流路260。
通过以上的步骤，能够通过使旋转部件310(主体320)旋转来对多个阀的开闭进行控制，且不会在使旋转部件310(主体320)旋转的过程中导致非期望的阀打开。
(效果)
实施方式2的流体处理装置300具有与实施方式1的流体处理装置100相同的效果。
[实施方式3]
(流体处理装置及流路片的结构)
实施方式3的流体处理装置400具有旋转部件410。旋转部件410在未图示的外部的驱动机构的驱动下以中心轴CA为中心旋转。流体处理装置400在将流路片500设置于旋转部件410之上的状态下使用(参照图3)。关于实施方式3的流体处理系统(流体处理装置400及流路片500)，对与实施方式1的流体处理装置100及流路片200相同的构成要素，标以相同的附图标记并省略其说明。
图13是表示实施方式3的流路片500的结构的俯视图。流路片500具有基板210及薄膜220，以薄膜220与旋转部件410接触的方式设置于流体处理装置400。图13中，用虚线表示形成于基板210的薄膜220侧的面的槽(流路)和形成于薄膜220的隔膜。
如图13所示，本实施方式的流路片500具有第一导入口230、第一导入流路231、第一阀510、第二导入口240、第二导入流路241、第二阀520、第三导入口250、第三导入流路251、第三阀530、共同流路260及取出口270。第一阀510、第二阀520及第三阀530以外的各构成要素与实施方式1的流路片200的各构成要素相同。
第一阀510、第二阀520及第三阀530分别对第一导入流路231、第二导入流路241及第三导入流路251内的流体的流动进行控制。第一阀510配置于第一导入流路231内或第一导入流路231与共同流路260的合流部。第二阀520配置于第二导入流路241内或第二导入流路241与共同流路260的合流部。第三阀530配置于第三导入流路251内或第三导入流路251与共同流路260的合流部。
第一阀510由在第一导入流路231内彼此相邻地配置的第一副阀511和第二副阀512构成。同样地，第二阀520由在第二导入流路241内彼此相邻地配置的第一副阀521和第二副阀522构成，第三阀530由在第三导入流路251内彼此相邻地配置的第一副阀531和第二副阀532构成。例如，在第一阀510中，当第一副阀511和第二副阀512两者打开时，第一阀510成为作为整体打开的状态。另一方面，在第一副阀511和第二副阀512中至少一者关闭时，第一阀510成为作为整体关闭的状态。第二阀520及第三阀530也是同样的。各阀的第一副阀511、521、531配置于以中心轴CA为中心的圆的圆周上。另外，各阀的第二副阀512、522、532也配置于以中心轴CA为中心的另外的圆的圆周上。本实施方式中，各阀的第二副阀512、522、532配置于比各阀的第一副阀511、521、531更靠中心轴CA侧的位置。
各个副阀具有隔壁及隔膜。隔壁作为隔膜阀的阀座发挥功能。这些隔壁的形状及高度只要是能够发挥上述功能的形状及高度即可，不特别地进行限定。这些隔壁的形状例如是四棱柱形状。这些隔壁的高度例如与导入流路及共同流路260的深度相同。隔膜是具有挠性的薄膜220的一部分，具有大致球冠形状。薄膜220以各个隔膜与对应的隔壁非接触地对置的方式配置于基板210上。各个隔膜在被旋转部件410的第一凸部421或第二凸部431(后述)按压时向对应的隔壁弯曲。即，隔膜作为隔膜阀的阀体发挥功能。
图14A是实施方式3的流体处理装置400的旋转部件410的俯视图，图14B是图14A的D-D线的剖面图。图14A中，为了便于观察，对第一凸部421的顶面及第二凸部431的顶面赋予了阴影线。
旋转部件410具有圆筒形状的第一主体420和配置于第一主体420的内侧的圆柱形状的第二主体430。第一主体420及第二主体430能够各自单独地以中心轴CA为中心旋转。第一主体420及第二主体430在未图示的外部的驱动机构的驱动下旋转。
在第一主体420的上部设置有：第一凸部421，用于通过按压隔膜来使第一阀510的第一副阀511、第二阀520的第一副阀521或第三阀530的第一副阀531关闭；以及第一凹部422，用于通过不按压隔膜来使第一阀510的第一副阀511、第二阀520的第一副阀521或第三阀530的第一副阀531打开。第一凸部421及第一凹部422配置于以中心轴CA为中心的第一圆的圆周上。本实施方式中，第一凸部421的俯视形状是与以中心轴CA为中心的第一圆的一部分对应的圆弧状。在第一圆的圆周上，不存在第一凸部421的区域是第一凹部422。
此外，第一凸部421相对于第一凹部422相对地突出即可，第一凹部422相对于第一凸部421相对地凹陷即可。即，第一凸部421能够作为按压部发挥功能即可，第一凹部422能够作为非按压部发挥功能即可。例如，在图14B所示的例子中，第一凸部421从第一主体420的顶面(基准面)突出，第一凹部422的底面是与第一主体420的顶面(基准面)高度相同的面。相反地，第一凸部421的顶面也可以是与第一主体420的顶面(基准面)高度相同的面，在该情况下，第一凹部422从第一主体420的顶面(基准面)凹陷。
另一方面，在第二主体430的上部设置有：第二凸部431，用于通过按压隔膜来使第一阀510的第二副阀512、第二阀520的第二副阀522或第三阀530的第二副阀532关闭；以及第二凹部432，用于通过不按压隔膜来使第一阀510的第二副阀512、第二阀520的第二副阀522或第三阀530的第二副阀532打开。第二凸部431及第二凹部432在旋转部件410中配置于以中心轴CA为中心的、配置于所述第一圆的内侧或外侧的第二圆的圆周上。本实施方式中，第二凸部431配置于以中心轴CA为中心的、配置于所述第一圆的内侧的第二圆的圆周上。本实施方式中，第二凸部431的俯视形状是与以中心轴CA为中心的第二圆的一部分对应的圆弧状。在第二圆的圆周上，不存在第二凸部431的区域是第二凹部432。
此外，第二凸部431相对于第二凹部432相对地突出即可，第二凹部432相对于第二凸部431相对地凹陷即可。即，第二凸部431能够作为按压部发挥功能即可，第二凹部432能够作为非按压部发挥功能即可。例如，在图14B所示的例子中，第二凸部431从第二主体430的顶面(基准面)突出，第二凹部432的底面是与第二主体430的顶面(基准面)高度相同的面。相反地，第二凸部431的顶面也可以是与第二主体430的顶面(基准面)高度相同的面，在该情况下，第二凹部432从第二主体430的顶面(基准面)凹陷。
(流体处理装置的动作)
接着，参照图15～图17对流体处理装置400的动作进行说明。为了方便说明，在图15～图17中，关于第一凸部421及第二凸部431，在其与流路片500的薄膜220抵接的情况下，赋予了阴影线进行图示，在未抵接的情况下未图示。此外，设为，在第一导入口230收纳第一液体，在第二导入口240收纳第二液体，在第三导入口250收纳第三液体，第一导入口230、第二导入口240及第三导入口250被加压。
首先，使第一主体420旋转以使第一凹部422位于第一阀510的第一副阀511之上，且第一凸部421位于第二阀520的第一副阀521及第三阀530的第一副阀531之上，从而使第一阀510的第一副阀511打开，使第二阀520的第一副阀521及第三阀530的第一副阀531关闭。另外，使第二主体430旋转以使第二凹部432位于第一阀510的第二副阀512之上，且第二凸部431位于第二阀520的第二副阀522及第三阀530的第二副阀532之上，从而使第一阀510的第二副阀512打开，使第二阀520的第二副阀522及第三阀530的第二副阀532关闭。由此，如图15所示，第一导入口230内的第一液体在第一导入流路231、第一阀510及共同流路260中通过而移动至取出口270。这时，由于第二阀520及第三阀530关闭，因此，第二导入口240内的第二液体及第三导入口250内的第三液体不会流入共同流路260。
接着，设为想要使第三导入口250内的第三液体流动到共同流路260。在该情况下，需要使第一主体420旋转，直到第一凹部422位于第三阀530的第一副阀531之上为止，并需要使第二主体430旋转，直到第二凹部432位于第三阀530的第二副阀532之上为止。这时，通过使第一主体420和第二主体430向彼此相反的方向旋转等，使得在直到到达第三阀530为止的期间，第一凹部422及第二凹部432的位置不一致。例如，如图16所示，即使在使第一主体420旋转的过程中，第一凹部422位于第二阀520(第一副阀521)之上，第二阀520(第二副阀522)的隔膜也还是被第二凸部431按压着。因此，即使在使旋转部件410(第一主体420及第二主体430)旋转的过程中，第一凹部422或第二凹部432在第二阀520之上通过，第二导入口240内的第二液体也不会流入共同流路260。
之后，若第一凹部422已位于第三阀530的第一副阀531之上，且第一凸部421位于第一阀510的第一副阀511及第二阀520的第一副阀521之上，则使第一主体420的旋转停止。另外，若第二凹部432已位于第三阀530的第二副阀532之上，且第二凸部431位于第一阀510的第二副阀512及第二阀520的第二副阀522之上，则使第二主体430的旋转停止。由此，只有第三阀530打开。从而，如图17所示，第三导入口250内的第三液体在第三导入流路251、第三阀530及共同流路260中通过而移动至取出口270。这时，由于第一阀510及第二阀520关闭，因此，第一导入口230内的第一液体及第二导入口240内的第二液体不会流入共同流路260。
通过以上的步骤，能够通过使旋转部件410(第一主体420及第二主体430)旋转来对多个阀的开闭进行控制，且不会在使旋转部件410(第一主体420及第二主体430)旋转的过程中导致非期望的阀打开。
(效果)
实施方式3的流体处理装置400具有与实施方式1的流体处理装置100相同的效果。
[实施方式4]
(流体处理装置及流路片的结构)
实施方式4的流体处理系统(流体处理装置600及流路片500)中，只是旋转部件610的结构与实施方式3的流体处理装置400及流路片500不同。因此，对于与实施方式3的流体处理装置400及流路片500相同的构成要素，标以相同附图标记并省略其说明。
实施方式4的流体处理装置600是用于对图13所示的流路片500的流路内的流体进行控制的流体处理装置，其具有旋转部件610。
图18A是实施方式4的流体处理装置600的旋转部件610的俯视图，图18B是图18A的E-E线的剖面图。图18A中，为了便于观察，对第一凸部621的顶面及第二凸部631的顶面赋予了阴影线。
旋转部件610具有圆筒形状的主体620和配置于主体620的内侧的滑动部630。主体620能够以中心轴CA为中心旋转。滑动部630能够在沿着中心轴CA的方向上移动。滑动部630可以是与主体620一起旋转的，也可以是不旋转的。至少主体620在未图示的外部的驱动机构的驱动下旋转，滑动部630在未图示的外部的驱动机构的驱动下，在沿着中心轴CA的方向上移动。
在主体620的上部设置有：第一凸部621，用于通过按压隔膜来使第一阀510的第一副阀511、第二阀520的第一副阀521或第三阀530的第一副阀531关闭；以及凹部622，用于通过不按压隔膜来使第一阀510的第一副阀511、第二阀520的第一副阀521或第三阀530的第一副阀531打开。第一凸部621及凹部622配置于以中心轴CA为中心的第一圆的圆周上。本实施方式中，第一凸部621的俯视形状是与以中心轴CA为中心的第一圆的一部分对应的圆弧状。在第一圆的圆周上，不存在第一凸部621的区域是凹部622。
此外，第一凸部621相对于凹部622相对地突出即可，凹部622相对于第一凸部621相对地凹陷即可。即，第一凸部621能够作为按压部发挥功能即可，凹部622能够作为非按压部发挥功能即可。例如，在图18B所示的例子中，第一凸部621从主体620的顶面(基准面)突出，凹部622的底面是与主体620的顶面(基准面)高度相同的面。相反地，第一凸部621的顶面也可以是与主体620的顶面(基准面)高度相同的面，在该情况下，凹部622从主体620的顶面(基准面)凹陷。
另一方面，在滑动部630的上部设置有第二凸部631，该第二凸部631用于在旋转部件610(主体620)正在旋转时，通过按压隔膜来使第一阀510的第二副阀512、第二阀520的第二副阀522及第三阀530的第二副阀532关闭。第二凸部631在旋转部件610中配置于以中心轴CA为中心的、配置于所述第一圆的内侧或外侧的第二圆的圆周上。本实施方式中，第二凸部631配置于以中心轴CA为中心的、配置于所述第一圆的内侧的第二圆的圆周上。本实施方式中，第二凸部631的俯视形状是与所述第二圆的圆周的整体对应的圆状。如上所述，滑动部630能够在沿着中心轴CA的方向上移动。因此，第二凸部631可在能与各阀的隔膜接触的状态和不能与各阀的隔膜接触的状态之间切换。
此外，第二凸部631只要可在能与各阀的隔膜接触的状态和不能与各阀的隔膜接触的状态之间切换即可，不一定需要从滑动部630的顶面(基准面)突出。即，第二凸部631能够作为按压部发挥功能即可。在图18B所示例子中，第二凸部631从滑动部630的顶面(基准面)突出，但是，第二凸部631的顶面也可以是与滑动部630的顶面(基准面)高度相同的面。
(流体处理装置的动作)
接着，参照图19～图21对流体处理装置600的动作进行说明。为了方便说明，在图19～图21中，关于第一凸部621及第二凸部631，在其与流路片500的薄膜220抵接的情况下，赋予了阴影线进行图示，在未抵接的情况下未图示。此外，设为，在第一导入口230收纳第一液体，在第二导入口240收纳第二液体，在第三导入口250收纳第三液体，第一导入口230、第二导入口240及第三导入口250被加压。
首先，使主体620旋转以使凹部622位于第一阀510的第一副阀511之上，且第一凸部621位于第二阀520的第一副阀521及第三阀530的第一副阀531之上，从而使第一阀510的第一副阀511打开，使第二阀520的第一副阀521及第三阀530的第一副阀531关闭。另外，使滑动部630移动以使第二凸部631不与流路片500的薄膜220抵接。由此，如图19所示，第一导入口230内的第一液体在第一导入流路231、第一阀510及共同流路260中通过而移动至取出口270。这时，由于第二阀520及第三阀530关闭，因此，第二导入口240内的第二液体及第三导入口250内的第三液体不会流入共同流路260。
接着，设为想要使第三导入口250内的第三液体流动到共同流路260。在该情况下，需要使旋转部件610(主体620)旋转，直到凹部622位于第三阀530的第一副阀531之上为止。这时，在使滑动部630移动以使第二凸部631与流路片500的薄膜220抵接后，使旋转部件610(主体620)旋转。如图20所示，即使在使旋转部件610(主体620)旋转的过程中凹部622位于第二阀520(第一副阀521)之上，第二阀520(第二副阀522)的隔膜也还是被第二凸部631按压着。因此，即使在使旋转部件610(主体620)旋转的过程中凹部622在第二阀520之上通过，第二导入口240内的第二液体也不会流入共同流路260。
之后，若凹部622已位于第三阀530的第一副阀531之上，且第一凸部621位于第一阀510的第一副阀511及第二阀520的第一副阀521之上，则使旋转部件610(主体620)的旋转停止。另外，使滑动部630移动以使第二凸部631不与流路片500的薄膜220抵接。由此，只有第三阀530打开。从而，如图21所示，第三导入口250内的第三液体在第三导入流路251、第三阀530及共同流路260中通过而移动至取出口270。这时，由于第一阀510及第二阀520关闭，因此，第一导入口230内的第一液体及第二导入口240内的第二液体不会流入共同流路260。
通过以上的步骤，能够通过使旋转部件610(主体620)旋转来对多个阀的开闭进行控制，且不会在使旋转部件610(主体620)旋转的过程中导致非期望的阀打开。
(效果)
实施方式4的流体处理装置600具有与实施方式1的流体处理装置100相同的效果。
此外，上述各实施方式的流体处理装置也可以具有用于减少在两个部件间产生的摩擦的摩擦减少机构。例如，实施方式1、实施方式3及实施方式4的流体处理装置100、400、600中，也可以是，在旋转部件110、410、610中，在主体120、620或第一主体420与滑动部130、630或第二主体430之间设置摩擦减少机构。另外，实施方式2的流体处理装置300中，也可以是，在旋转部件310的主体320与配置于主体320的下部的底板(未图示)之间设置摩擦减少机构。摩擦减少机构的例子包括润滑剂、轴承等。
本申请要求基于在2018年3月27日提出的日本专利申请特愿2018-060326的优先权。该申请的说明书及附图中记载的内容全区引用于本申请说明书中。
工业实用性
本发明的流体处理装置例如在临床检查、食物检查、或环境检查等各种各样的用途中是有用的。
附图标记说明
10 第一导入口；
11 第一导入流路；
12 第一阀；
20 第二导入口；
21 第二导入流路；
22 第二阀；
30 第三导入口；
31 第三导入流路；
32 第三阀；
40 共同流路；
41 取出口；
50 旋转部件的凸部；
51 旋转部件的凹部；
100、300、400、600 流体处理装置；
110、310、410、610 旋转部件；
120、320、620 主体；
121、321、621 第一凸部；
122、322、622 凹部；
130、330、630 滑动部；
131、331、631 第二凸部；
200、500 流路片；
210 基板；
220 薄膜；
230 第一导入口；
231 第一导入流路；
232 第一阀；
233 第一隔壁；
234 第一隔膜；
240 第二导入口；
241 第二导入流路；
242 第二阀；
243 第二隔壁；
244 第二隔膜；
250 第三导入口；
251 第三导入流路；
252 第三阀；
253 第三隔壁；
254 第三隔膜；
260 共同流路；
270 取出口；
420 第一主体；
421 第一凸部；
422 第一凹部；
430 第二主体；
431 第二凸部；
432 第二凹部；
510 第一阀；
511 第一阀的第一副阀；
512 第一阀的第二副阀；
520 第二阀；
521 第二阀的第一副阀；
522 第二阀的第二副阀；
530 第三阀；
531 第三阀的第一副阀；
532 第三阀的第二副阀；
CA 中心轴。

Claims (7)

1.一种流体处理装置，是用于对流路片的流路内的流体进行控制的流体处理装置，其中，
所述流路片具有：
多个导入流路；
与所述多个导入流路连接的共同流路；以及
多个阀，该多个阀针对所述多个导入流路中的每个导入流路，分别配置在所述导入流路内或所述导入流路与所述共同流路的合流部，
所述流体处理装置具有旋转部件，该旋转部件在以中心轴为中心的第一圆的圆周上配置有：第一凸部，用于通过按压所述阀的隔膜来使所述阀关闭；以及凹部，用于通过不按压所述阀的隔膜来使所述阀打开，该旋转部件能够以所述中心轴为中心旋转，
所述旋转部件还具有第二凸部，该第二凸部用于在所述旋转部件正在旋转的状态下所述凹部位于所述阀上时，通过按压与所述凹部对置的所述阀的隔膜来使所述阀关闭。
2.如权利要求1所述的流体处理装置，其中，
所述第二凸部配置于以所述中心轴为中心的、配置于所述第一圆的内侧或外侧的第二圆的圆周上。
3.如权利要求2所述的流体处理装置，其中，
所述第一凸部的俯视形状是与所述第一圆的圆周的一部分对应的圆弧状，
所述第二凸部的俯视形状是与所述第二圆的圆周的整体对应的圆状，
所述第二凸部可在能与所述阀的隔膜接触的状态和不能与所述阀的隔膜接触的状态之间切换。
4.如权利要求2所述的流体处理装置，其中，
所述第一凸部的俯视形状是与所述第一圆的圆周的一部分对应的圆弧状，
所述第二凸部的俯视形状是与所述第二圆的圆周的一部分对应的圆弧状，
所述第一凸部及所述第二凸部能够各自单独地旋转。
5.如权利要求2～4中任意一项所述的流体处理装置，其中，
所述阀由在一个所述导入流路内彼此相邻地配置的第一副阀和第二副阀构成，
所述第一凸部按压所述多个导入流路中的每个导入流路的所述第一副阀的隔膜，
所述第二凸部按压所述多个导入流路中的每个导入流路的所述第二副阀的隔膜。
6.如权利要求1所述的流体处理装置，其中，
所述第二凸部以在所述第一圆的圆周上位于与所述凹部相同的位置的方式配置，
所述第二凸部可在能与所述阀的隔膜接触的状态和不能与所述阀的隔膜接触的状态之间切换。
7.一种流体处理系统，其具有流路片和权利要求1～6中任意一项所述的流体处理装置，
该流路片具有：多个导入流路；与所述多个导入流路连接的共同流路；以及多个阀，该多个阀针对所述多个导入流路中的每个导入流路，分别配置在所述导入流路内或所述导入流路与所述共同流路的合流部。
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