JP2002048071A - マイクロ流体システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汎用性に富み、低コスト化を実現し、かつ取
り扱いの容易なマイクロ流体システムを提供する。 【解決手段】 アクチュエータ、ヒーター、クーラーの
能動素子もしくは各種センサ等の受動素子を有するアク
チュエータ用基板と、流路、混合室、ポンプ室等の流体
要素を構成するカバー用基板が着脱可能である構造とす
ることによって、流体要素の配置変更をおこなう際に
は、カバー用基板のみを交換することによって対処でき
るような構造とした。またアクチュエータ用基板は、複
数の能動素子もしくは受動素子があらかじめ格子状に設
置してある汎用性の高い構造とした。また両基板を取り
外すことによって、流体システム内に混入した異物を容
易に取り除くことができる構造となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医療、化学、生化
学などの分野において用いられる、少量のサンプルを用
いて、分離、混合、合成、分析などを小型の装置でおこ
なうマイクロ流体システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のマイクロ流体システムにおいて
は、混合室や流路などを加工した複数のガラス基板やシ
リコン基板を、陽極接合法などを用いて強固に接合した
り、未焼結状態の複数のセラミックス層を積層した後に
焼結させることによって、一体型の集積マイクロ流体シ
ステムを作製していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロポンプ
やマイクロバルブを組み合わせた流体システムにはいく
つかの問題があった。例えば各層が強固に接合された一
体型のマイクロ流体システムの場合、バルブ部分、ポン
ピング部分、流路部分、混合室部分などの容積や形状、
組み合わせなどを変更することはできなかった。このた
め異なる作業をおこなう際には全体を交換する必要があ
り、非常に汎用性が低かった。同時にアクチュエータを
駆動する電源や制御系も設計変更する必要があった。

【０００４】また、部分的に故障が発生した際や内部に
異物が混入した際には全体を交換しなければならないた
め、コストが高くなるという問題点を有していた。

【０００５】本願発明は、上記問題点を解決し、汎用性
に富み、低コスト化を実現し、かつ取り扱いの容易なマ
イクロ流体システムを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の流体システム
は、ダイアフラムをアクチュエータによって変形させる
アクチュエータ用基板と、バルブ部、ポンピング部、流
路部などを有するカバー用基板を密着させて固定する構
造とした。このため、基板を自由に着脱することが可能
となり、バルブ部分やポンピング部分の容積や形状、組
合せを変更する際にも、カバー用基板だけを交換すれば
よく、アクチュエータ用基板は共通で使用することが可
能となった。また異物混入の際にはアクチュエータ用基
板とカバー用基板を取り外すことによって、内部の洗浄
を容易におこなうことが可能となった。

【０００７】また、アクチュエータ用基板はあらかじめ
マトリックス状にダイアフラムとアクチュエータ、ヒー
ター、クーラー、センサー等を配置しておき、マイクロ
ポンプやマイクロバルブ、流路、混合室といった、マイ
クロ流体システムに必要となる要素は、すべてカバー用
基板の設計だけで決定できるようにした。このため異な
る流体システムを構築する際にも、アクチュエータ用基
板は常に共通のものを用い、カバー用基板だけを交換す
ることによって、アクチュエータの電気的配線や制御系
は常に共通のものを使えるような構造とした。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 ［実施の形態１］本実施の形態では、アクチュエータ用
基板が３×３のマトリックス状のダイアフラムを有し、
カバー用基板が４つのバルブ部と１つのポンピング部を
有している流体システムの一例について説明する。

【０００９】まず始めに本流体システムで用いるバルブ
部の機能について説明する。図２と図３はその説明図で
ある。バルブ部分のみの分解図を図２に、断面図を図３
に示す。本実施の形態ではアクチュエータ用基板として
シリコン基板を、カバー用基板としてシリコーン樹脂を
用いた。

【００１０】カバー用基板２は凹部を有しており、この
凹部はセパレータ３によって隔てられた構造となってい
る。また凹部には貫通穴が形成されており、外部から流
体が出入りする流体出入口４として機能する。このカバ
ー用基板２はフォトリソグラフィーの技術を用いてレジ
ストの型を作成しておき、そこに未硬化のシリコーン樹
脂を流し込んだ後に硬化させる方法によって任意の形状
のものを作成することができる。

【００１１】アクチュエータ用基板１はシリコン基板に
よって製作され、水酸化カリウム水溶液によるエッチン
グで作製されたダイアフラム５を有している。この裏面
には圧電素子６が接着されており、ダイアフラム５と圧
電素子６のユニモルフ構造となっている。このため圧電
素子６に電圧を印加することによって、ダイアフラムは
アクチュエータ用基板と垂直の方向にたわむ。本実施の
形態では、ダイアフラムを変形させる方法として圧電素
子を用いているが、例えば、静電力、磁力、空気圧、形
状記憶合金など、他の方法を用いて変形をおこなうこと
も可能である。また、カバー用基板の凹部およびアクチ
ュエータ用基板のダイアフラム形状を四角形としている
が、形状はこれに限定されるわけではない。

【００１２】カバー用基板２とアクチュエータ用基板１
は、カバー用基板２における凹部の存在する側の面と、
アクチュエータ用基板１における圧電素子が接着されて
いる面と反対側の面が凹部を除いて接するような状態で
密着させられる。この際、カバー用基板１におけるセパ
レータの中心とアクチュエータ用基板１のダイアフラム
５の中心が一致するような状態で、２枚の基板は位置決
めされる。カバー用基板２にPDMS（ポリジメチルシロキ
サン）などの粘着性の高いシリコーン樹脂を用い、アク
チュエータ用基板１に表面平坦度の高いシリコン基板を
用いれば、両者の間で高い密着力を得ることができる。
この場合、流体出入口４から数キロパスカル程度の圧力
を加えたとしても、アクチュエータ用基板１とカバー用
基板２の間から流体の漏れが生じてしまうことはない。
また、二つの基板はカバー用基板の粘着性によって密着
させられている状態であり、接着されているわけではな
い。このため、ピンセットなどを用いて、アクチュエー
タ用基板からカバー用基板を容易に剥がすことができ
る。

【００１３】また、高圧力下で使用する場合には、図１
５に示すようにホルダ３７を用いてアクチュエータ用基
板１とカバー用基板２を挟み込むことによって固定する
方法もある。ホルダ３７はスペーサ３８を介し、ねじ３
９によって固定されている。アクチュエータ側基板１と
カバー用基板２の圧着力は、このスペーサ３８の厚みに
よって調整することが可能である。この場合、両基板は
ホルダ３７によって常に押し付けられた構造となってい
るため、高圧力下における使用の際にも、両基板の間か
ら流体の漏れが生じることはない。また、カバー用基板
２側のホルダに管路４０を一体で成形しておけば、ホル
ダ３７とカバー用基板２の間においても同様に高い密着
性が得られるため、漏れのない管路が実現できるように
なる。

【００１４】これらカバー用基板２およびアクチュエー
タ用基板１の材質は、それぞれシリコーン樹脂およびシ
リコン基板に限定されるわけではない。両者の密着性が
良く、かつ着脱が可能な材質であればどのようなものを
用いても構わない。また、カバー用基板２とアクチュエ
ータ用基板１が、両者とも密着性を有さない物質で構成
されている場合においても、カバー用基板１とアクチュ
エータ用基板２の接触面の少なくとも一方に粘着性の薄
膜を形成することによって、両者が脱着可能で、かつ高
い密着性を有する構造とすることもできる。また両基板
の間に熱可塑性の接着層を用い、加熱／冷却により両基
板の着脱が可能な構造とすることもできる。

【００１５】続いて、上記の二枚の基板から構成される
バルブ部の動作について説明する。アクチュエータ用基
板１とカバー用基板２が密着している場合、セパレータ
３とダイアフラム５も同様に密着した状態となってい
る。このため、圧電素子に電圧を印加していなければ、
２つの流体出入口４はセパレータ３によって完全に遮断
された状態となり、二つの流体出入口の間で流れがせき
止められることによって、バルブが閉じた状態が保たれ
る。これに対して、圧電素子６に電圧を印加すると、圧
電素子６とダイアフラム５のユニモルフ構造によってダ
イアフラム５がたわみ、ダイアフラム５とセパレータ３
の間に間隙が生じる。この間隙を流体が移動することに
よって、バルブが開いた状態となる（図４）。このよう
に、バルブ部は電圧印加によって開き、電圧印加を停止
することによって閉じる動作をする。また、圧電素子に
印加する電圧の向きを逆にすることによって、セパレー
タにダイアフラムを押しつけ、より強固にバルブを閉じ
るという動作も可能である。なお、流体出入口は貫通穴
である必要はなく、図５に示すように流路７によって外
部から流体が出入りする構造でも構わない。

【００１６】続いてポンピング部について説明する。ポ
ンピング部はバルブ部と同じく凹部を有するカバー用基
板と、圧電素子を接着したダイアフラムを有するアクチ
ュエータ用基板を密着させることによって形成される。
ただしバルブ部とは異なり、カバー用基板はセパレータ
を有していない。このため圧電素子によってダイアフラ
ムが変形すれば、カバー用基板とダイアフラム間の体積
変化によって、流体出入口を通じて、流体の吸入・吐出
がおこなわれる。

【００１７】これらのバルブ部およびポンプ部を組み合
わせた流体システムの一例を図６に示す。この流体シス
テムは、４つのバルブ部と１つのポンピング部を組み合
わせたものである。アクチュエータ用基板１は、９つの
ダイアフラム５が３×３のマトリックス状に配置されて
おり、それぞれに圧電素子６を接着することでユニモル
フ構造となっている。また、各ダイアフラムのサイズお
よび厚みはすべて同一とし、圧電素子も同じものを用い
ている。このようにアクチュエータを統一することで、
制御系を含めたシステム全体を単純化することができる
ようになっている。また、カバー用基板とアクチュエー
タ用基板はバルブ部の構造の説明で述べたように、自由
に着脱が可能な構造となっている。

【００１８】一方、カバー用基板２には第一バルブ１
３、第二バルブ１４、第三バルブ１５、第四バルブ１６
の４つのバルブ部およびポンピング部１２が形成されて
いる。これらのバルブ部は流路７によってそれぞれポン
ピング部１２に接続されており、各バルブ部には外部と
の流体の移動をおこなう流体出入口７が形成されてい
る。

【００１９】アクチュエータ用基板１とカバー用基板２
は密着させられ、カバー用基板２に形成されたバルブ部
およびポンピング部の位置と、アクチュエータ用基板１
に形成されたダイアフラム５の位置は、２枚の基板を密
着させた際に一致するように配置してある。ただしカバ
ー用基板におけるバルブ部およびポンピング部の総数
と、アクチュエータ用基板におけるダイアフラムの総数
は必ずしも一致している必要はない。本実施例の場合、
カバー用基板におけるバルブ部およびポンピング部の合
計は５つであるが、アクチュエータ用基板におけるダイ
アフラムの総数は９つとなっている。この場合、カバー
用基板のバルブ部もしくはポンピング部と対応しない４
つのダイアフラムは駆動されないことになる。

【００２０】続いて、この流体システムの動作の一例に
ついて説明する。ここでは、第一バルブ部１３、第二バ
ルブ部１４、第三バルブ部１５にそれぞれ別の試薬タン
クを接続した。各バルブから順番に一定の割合で試薬を
ポンピング部１２に吸引し、合成や混合をおこなった後
に、この試薬を第四バルブ部１６から吐出をおこなっ
た。このように流体システムを動作させることによっ
て、図７に示すような流体システムを実現することがで
きた。各バルブから吸引する試薬の量については、ポン
ピング部１２におけるダイアフラムの変位量によって制
御することが可能である。

【００２１】また、本流体システムのポンピング部やバ
ルブ部といった要素の配置は、カバー用基板によって決
定されており、かつアクチュエータ用基板にはあらかじ
め３×３のマトリックス状にアクチュエータが配置され
ている。このためアクチュエータ用基板を共通に用いて
カバー用基板を交換するだけで、最大９つの要素を有し
た、任意の流体システムを構築することが可能となる。

【００２２】本実施の形態では３×３のマトリックス状
のダイアフラムを有するアクチュエータ用基板を用いた
流体システムについて説明をおこなったが、もちろん、
このダイアフラムの数はいくつにしても構わない。例え
ば１０×１０のマトリックス状ダイアフラム有するアク
チュエータ用基板を用いれば、最大で１００のバルブ部
もしくはポンピング部を配置することができ、それだけ
複雑な流体システムが実現可能となる。さらにシステム
全体の制御を容易にするために、すべてのダイアフラム
の形状、大きさ、厚み、アクチュエータの性能を統一し
てある。

【００２３】この流体システムは、バルブ部、ポンピン
グ部、流路といった構成要素の配置はすべてカバー用基
板によって決定されており、かつアクチュエータ用基板
にはマトリックス状にアクチュエータが配置してある。
また、アクチュエータ用基板とカバー用基板の着脱が可
能な構造となっているため、アクチュエータ用基板およ
びその制御系をひとつ用意しておけば、カバー用基板を
取り替えるだけで容易に異なる流体システムを構築する
ことができ、非常に高い汎用性を有している。また、ア
クチュエータの電気配線や制御系は共通のものを使用す
ることが可能であり、カバー用基板の交換だけですむた
め、低コスト化も実現できている。

【００２４】さらに、バルブ部、ポンピング部、流路と
いった構成要素がカバー用基板において一体で形成され
ているため、各要素間をコネクタを介して接続する必要
がなく、漏れや組立誤差といった問題点も解決されてい
る。

【００２５】流体システム内部にパーティクルが混入し
た際も、カバー用基板をはずして内部の清掃を容易にお
こなうことが可能である。カバー用基板が劣化した際に
は交換することができ、アクチュエータ用基板はそのま
ま継続して使用することが可能である。このように部分
的な交換が可能であるため、流体システム全体としての
長寿命化もはかることもできた。 ［実施の形態２］本実施の形態では、実施の形態１で説
明した３×３のダイアフラムを有するアクチュエータ用
基板を用い、カバー用基板を変えることによって、効率
の良い混合作用を実現した流体システムの例について説
明する。

【００２６】図８は本システムの分解図であるが、カバ
ー用基板は、二つのバルブ部１１の中間に第一ポンピン
グ部１７と第二ポンピング部１８の二つのポンピング部
を有している。

【００２７】例えば実施の形態１で説明した流体システ
ムの場合、４つのバルブがすべて閉じた状態では外部と
の流体の移動が不可能であるため、ポンピング部の駆動
をおこなうことができない。そのためポンピング部にお
いて効率の良い混合をおこなうことは難しかった。

【００２８】しかし図８に示すシステムのように、ポン
ピング部を二つ設置してある場合は、流体を吸入した後
に二つのバルブ部を閉じ、さらにポンプ部を図９（９−
ａ、９−ｂ）に示すように対称に駆動することによっ
て、ポンピング部の総体積を変えることなく効率的に混
合を実現することが可能となる。

【００２９】このように、本発明における流体システム
では、二つのバルブ部の中間にポンピングダイアフラム
を二つ設置しておくことによって効率の良い混合デバイ
スを実現することができる。本実施の形態ではポンピン
グダイアフラムを二つ設置した例について説明している
が、ポンピングダイアフラムの数は二つ以上であっても
同様の効果を得ることができる。また、ポンピングダイ
アフラムの配置に関しても特に限定されることはなく、
複数のポンピングダイアフラムが二つのバルブ部の中間
に位置していれば同じ効果を得ることができる。 ［実施の形態３］本実施の形態では、実施の形態１で説
明した３×３のダイアフラムを有するアクチュエータ用
基板を用い、カバー用基板の１つの凹部に対して複数の
アクチュエータが対応している例について説明する。

【００３０】図１０はひとつのポンピング部１２に対し
て、４つのダイアフラム５が対応している例である。二
枚の基板を密着させることによって、４つのダイアフラ
ム５すべてがポンピング部１２によって覆われた構成に
なっている。

【００３１】このような構造の場合、４つのダイアフラ
ムを二つずつ対称に変位させることによって、実施の形
態２で説明した構成と同様に、効率のよい混合をおこな
うことができる。

【００３２】また、４つのダイアフラムを同時に同方向
に変位させることによって、一回のポンピング動作にお
ける流体の移動量を４倍に増やすこともできる。もちろ
ん、１つのポンプ部に対応するダイアフラムの数は４つ
に限定されるわけではない。

【００３３】このように、１つのポンプ部に対して複数
のダイアフラムを対応させることによって、効率の良い
混合作業をおこなうだけでなく、１回のポンピングによ
る流体の移動量を増やすことも可能となる。 ［実施の形態４］本実施の形態では、実施の形態１で説
明した３×３のダイアフラムを有するアクチュエータ用
基板を用い、カバー用基板を変えることによって、複数
の試薬を任意の比率で何度でも混合することが可能であ
るシステムについて説明する。図１はシステム全体の分
解図である。ポンピング部１２には流路７によって第一
バルブ１３、第二バルブ１４、第三バルブ１５がそれぞ
れ接続されている。またポンピング部１２内部の洗浄を
おこなうための第一洗浄バルブ１９、第二洗浄バルブ２
０も同じく流路７によってポンピング部１２に接続され
ている。本実施の形態における流体の移動の様子をあら
わした模式図を図１１に示す。

【００３４】第一バルブ１３および第二バルブ１４から
吸引された流体はポンピング部１２において混合され、
第三バルブ１５から吐出される。この混合の比率に関し
ては、第一バルブ１３および第二バルブ１４からそれぞ
れ流体を吸入する際のポンピング部１２の変位量を制御
することによって、任意に設定することが可能である。
さらに別の比率で混合をおこなう作業を続ける場合に
は、まず第一バルブ１３、第二バルブ１４、第三バルブ
１５のすべてのバルブを閉じた状態で、第一洗浄バルブ
１９から第二洗浄バルブ２０へ向かって洗浄液を送液し
ポンピング部１２内部の洗浄をおこない、その後で再び
第一バルブ１３と第二バルブ１４からの混合をおこなえ
ばよい。

【００３５】［実施の形態５］本実施の形態では、アク
チュエータ用基板に形成されたダイアフラムに対して、
圧電素子によるアクチュエータ部だけでなく、加熱部や
冷却部を設置した流体システムについて説明する。

【００３６】本実施の形態で説明をおこなう流体システ
ムは、実施の形態１で説明したものと同様に、着脱可能
なアクチュエータ用基板とカバー用基板から構成されて
いる。ここでは、アクチュエータ用基板としてシリコン
基板を使用しているが、このシリコン基板には水酸化カ
リウム水溶液によるエッチングによってダイアフラムが
形成されている。このダイアフラムに圧電素子を接着す
れば、バルブ動作やポンピング動作をおこなうアクチュ
エータ部として用いることができるが、圧電素子の代り
にヒーターを接着すれば、ダイアフラム部分のみを加熱
する加熱部が、ペルチェ素子を接着すればダイアフラム
部分を冷却する冷却部が実現できる。特にダイアフラム
部分はアクチュエータ用基板の他の部分よりも薄くなっ
ているため、応答性の良い温度コントロールを実現する
ことができる。

【００３７】図１２はアクチュエータ用基板を上面から
見た図である。アクチュエータ用基板は紙面上で裏面か
らエッチングがなされており、そのエッチング部分にそ
れぞれ圧電素子、ヒーター、ペルチェ素子が接着されて
おり、アクチュエータ部、加熱部、冷却部として４×４
のマトリックス状に配置してある。これらの各素子はそ
れぞれコントローラに接続されており、独立して動作さ
せることが可能である。このようなアクチュエータ用基
板に対して、例えば図１３に示すようなカバー用基板を
密着させた場合、図１４に示すような流体システムが構
築される。

【００３８】アクチュエータ部、加熱部、冷却部といっ
た各要素は、あらかじめアクチュエータ用基板上にマト
リックス上に配置されており、使用する要素はすべてカ
バー用基板の設計によって決定される。そのため、カバ
ー用基板を交換することによって任意の流体システムを
構築することが可能である。本実施の形態では、アクチ
ュエータ用基板に配置する要素として、アクチュエー
タ、ヒーター、クーラーの三つを用いたが、圧力センサ
や温度センサ、pHセンサ、グルコースセンサなどの各種
センサを同様にマトリックス状に配置することももちろ
ん可能である。

【００３９】また、アクチュエータ用基板に、ポンプ部
やバルブ部を設けず、ヒーターやクーラーや各種センサ
などだけを設置し、流体の搬送はすべて外部からの圧力
印加、もしくは高電圧印加による電気泳動によっておこ
なうことももちろん可能である。

【００４０】本実施の形態で説明した流体システムは、
アクチュエータ用基板とカバー用基板の着脱が可能な構
造となっているため、アクチュエータ用基板およびその
制御系をひとつ用意しておけば、カバー用基板を取り替
えるだけで容易に異なる流体システムを構築することが
できるという特徴を有している。また、アクチュエータ
の電気配線や制御系に関しても共通のものを使用するこ
とが可能であるため、汎用性も高く、低コスト化も実現
できている。また、本流体システムの場合、各構成要素
がカバー用基板において一体で形成されているため、各
要素間をコネクタを介して接続する必要がなく、漏れや
位置決めといった問題点が解決されている。

【００４１】さらに流体システム内部にパーティクルが
混入した際にカバー用基板をはずし、内部の清掃を容易
におこなうことができるという利点も有している。カバ
ー用基板が劣化した際には交換することができ、アクチ
ュエータ用基板はそのまま継続して使用することが可能
である。このように部分的な交換が可能であるため、流
体システム全体としての長寿命化をはかることもでき
た。

【００４２】

【発明の効果】本発明の流体システムは、複数のアクチ
ュエータ部、センサー部、ヒーター部、クーラー部とい
った要素を有したアクチュエータ用基板と、これらの要
素を接続するカバー用基板から構成され、着脱可能な構
造となっている。このため複数のカバー用基板を用意し
ておき、必要に応じて交換することによって、異なる機
能を有する流体システムが容易に実現することが可能と
なった。この場合、交換するのはカバー用基板だけでよ
く、アクチュエータ用基板は共通で使用することができ
るため、低コスト化も実現されるという効果を有してい
る。またアクチュエータの電気配線や制御系に関しても
共通のものを使用することが可能であるため、汎用性も
高まった。さらに、流体システム内部に異物が混入した
際には、両者を取り外すことによって、内部の洗浄が可
能であるという利点も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流体システムの一例を示す分解図であ
る。

【図２】バルブ部分の構造を示す分解図である。

【図３】バルブ部分の構造を示す断面図である。

【図４】バルブ部分が開いた様子である。

【図５】バルブ部分におけるカバー用基板の一例であ
る。

【図６】４つのバルブ部と１つのポンプ部を有する流体
システムである。

【図７】図６のシステムにおける流れの様子を示してい
る。

【図８】二つのポンプ部を有し、この部分で高効率な混
合が可能な流体システムである。

【図９】二つのポンプ部において流体が混合される様子
である。

【図１０】一つのポンプ部に対して４つのアクチュエー
タが対応している流体システムである。

【図１１】図１のシステムにおける流れの様子を示して
いる。

【図１２】アクチュエータ部、加熱部、冷却部がマトリ
ックス状に配置されたアクチュエータ用基板である。

【図１３】図１２におけるアクチュエータ用基板に対し
て、カバー用基板を密着させ、流体システムを構築した
例である。

【図１４】図１３のシステムにおける流れの様子を示し
ている。

【図１５】アクチュエータ用基板とカバー用基板がホル
ダによって固定される様子を示している。

【符号の説明】

１．アクチュエータ用基板 ２．カバー用基板 ３．セパレータ ４．流体出入口 ５．ダイアフラム ６．圧電素子 ７．流路 １１．バルブ部 １２．ポンピング部 １３．第一バルブ １４．第二バルブ １５．第三バルブ １６．第四バルブ １７．第一ポンピング部 １８．第二ポンピング部 １９．第一洗浄バルブ ２０．第二洗浄バルブ ３１．アクチュエータ部 ３２．加熱部 ３３．冷却部 ３４．第一入口バルブ ３５．第二入口バルブ ３６．出口バルブ ３７．ホルダ ３８．スペーサ ３９．ねじ ４０．管路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H075 AA01 BB04 BB19 CC14 CC23 CC28 CC30 CC32 CC33 CC34 CC35 CC36 CC37 DB02 3H077 AA08 BB03 BB10 CC02 CC07 CC13 CC17 DD06 EE01 EE34 EE35 EE37 FF02 FF07 FF08 FF09 FF22 FF36 FF43 FF44

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の運搬、混合、分離、分析をおこな
   う流体システムにおいて、 少なくとも二つの流体出入口と、前記流体出入口と接続
   された少なくとも一つの凹部を有する基板Aと、 前記凹部内の流体に作用する少なくとも一つの能動素
   子、もしくは前記凹部内の流体の状態を検知する少なく
   とも一つの受動素子、もしくは前記能動素子および前記
   受動素子の両方を有する基板Bから構成され、 前記基板Aと前記基板Bを密着させることにより、前記凹
   部と前記基板Bの間で閉空間を形成し、 前記能動素子の作用により前記閉空間内を流体が移動す
   ることを特徴としたマイクロ流体システム。
2. 【請求項２】 前記基板Aと前記基板Bは着脱を繰り返し
   おこなう手段を有し、かつ前記基板Aと前記基板Bの密着
   時には、前記基板Aと前記基板Bの接触面から流体の漏れ
   が生じないことを特徴とした請求項１記載のマイクロ流
   体システム。
3. 【請求項３】 前記基板Aと前記基板Bの着脱を繰り返し
   おこなう手段は、前記基板Aと前記基板Bの接触面の少な
   くとも一方が粘着性を有していることを特徴した請求項
   ２記載の流体システム。
4. 【請求項４】 前記粘着性を有する構造は、前記基板A
   あるいは前記基板Bのいずれかが粘着性を有する材料で
   構成されているか、 あるいは前記基板Aあるいは前記基板Bの少なくとも一方
   が多層構造であり、かつ、そのうちの少なくとも一層が
   粘着性を有する材料で構成されていることを特徴とした
   請求項３記載のマイクロ流体システム。
5. 【請求項５】 前記基板Aと前記基板Bの着脱を繰り返し
   おこなう手段は、 前記基板Aと前記基板Bの外部に設置した脱着可能なホル
   ダにより、機械的に結合されることを特徴とした請求項
   ２記載のマイクロ流体システム。
6. 【請求項６】 前記能動素子の少なくとも一つは、前記
   基板B上に形成されたダイアフラムと、前記ダイアフラ
   ムを変形させるためのアクチュエータから構成されるこ
   とを特徴とした、請求項１記載のマイクロ流体システ
   ム。
7. 【請求項７】 前記能動素子の少なくとも一つは、流体
   を加熱するヒーターもしくは流体を冷却するクーラーで
   あることを特徴とした請求項１記載のマイクロ流体シス
   テム。
8. 【請求項８】 前記能動素子および前記受動素子が、前
   記基板B上において格子状に配置されていることを特徴
   とした請求項１記載のマイクロ流体システム。
9. 【請求項９】 前記基板B上に配置されている前記能動
   素子および前記受動素子が、すべて同じ大きさであるこ
   とを特徴とした請求項１記載のマイクロ流体システム。
10. 【請求項１０】 前記基板Aは用途に応じて複数用意
    し、前記基板Ｂは共用とし、前記基板Ａを取り替えるこ
    とにより、複数の用途に対応することを特徴とした請求
    項１記載のマイクロ流体システム。