JP2002361002A - 抽出方法および装置、分離方法および装置 - Google Patents

抽出方法および装置、分離方法および装置

Info

Publication number
JP2002361002A
JP2002361002A JP2001168047A JP2001168047A JP2002361002A JP 2002361002 A JP2002361002 A JP 2002361002A JP 2001168047 A JP2001168047 A JP 2001168047A JP 2001168047 A JP2001168047 A JP 2001168047A JP 2002361002 A JP2002361002 A JP 2002361002A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
space
flow
flow path
laminar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001168047A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Santo
康博 山東
Yasuhisa Fujii
泰久 藤井
Shunichi Hayamizu
俊一 速水
Koji Yamamoto
廣治 山元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP2001168047A priority Critical patent/JP2002361002A/ja
Priority to US10/161,255 priority patent/US6835313B2/en
Publication of JP2002361002A publication Critical patent/JP2002361002A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D11/00—Solvent extraction
    • B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/206—Flow affected by fluid contact, energy field or coanda effect [e.g., pure fluid device or system]
    • Y10T137/2224—Structure of body of device
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/25375—Liberation or purification of sample or separation of material from a sample [e.g., filtering, centrifuging, etc.]
    • Y10T436/255—Liberation or purification of sample or separation of material from a sample [e.g., filtering, centrifuging, etc.] including use of a solid sorbent, semipermeable membrane, or liquid extraction

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小領域内において、第１の液体中に含まれ
る物質を、効率良く第２の液体中に取り込む、抽出方
法、抽出装置および抽出装置用チップを提供する。 【解決手段】 流路１０内に、第１の液体と第２の液体
とを、それぞれ１又は２以上の層流状態で交互に接する
ように送液して、第１の液体の第１の層流１１ａ中の物
質１６ａを、第２の液体の第２の層流１１ｂ中に移動さ
せる第１ステップと、流路の下流側において、第２の液
体を第１の液体から分離する第２ステップと、を備え
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、抽出方法および装
置、分離方法および装置に関し、液体中に溶けている対
象物を選択的に抽出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゴミの焼却炉等により発生するダイオキ
シン類は、大きな環境問題と認識されており、その排出
濃度の測定・管理は重要な課題である。現在、排ガス中
のダイオキシン類の濃度を測定する方法として、日本工
業規格に規定されている。
【０００３】ダイオキシン類の測定を行う場合、水中に
含まれるダイオキシンを抽出するには、従来の溶媒抽出
法と同様に、水と有機溶媒を分液漏斗などに入れ激しく
振り混ぜ、水中のダイオキシンを有機溶媒中に取り込
み、有機溶媒だけを取り出すことで水と分離するという
方法がとられていた。
【０００４】しかし、この方法では、溶媒が多量に必要
となり、時間がかかり、コストが多大なものになる。
【０００５】最近、マイクロマシン技術を応用して、化
学分析や合成などの機器・手法を微細化して行うμ‐Ｔ
ＡＳ(μ‐Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅ
ｍ)が注目されている。従来の装置に比べ微細化された
μ−ＴＡＳでは、試料の量が少ない、反応時間が短い、
廃棄物が少ないなどのメリットがある。これを環境測定
分野などに適応した場合、試薬・有機溶媒の使用量が少
ない、反応時間(測定時間)が短いといった利点の他に、
装置が小型であるため現場で測定ができ、検査の即時性
が向上することが期待できる。
【０００６】しかし、従来、マイクロマシン技術を応用
したマイクロ流体システムを用いて溶媒抽出を行う技術
は、見当たらない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】例えば幅が数十〜数百
μｍの微小な流路内では、液体の粘性が支配的となり、
液体を攪拌混合するのが困難になる。そのため、水中に
含まれるダイオキシンを有機溶媒中に取り込むために、
流路内で水と有機溶媒を攪拌したのでは、効率が悪い。
【０００８】また、微小領域内にある微量の混合状態の
水と有機溶媒とから有機溶媒だけを取り出し、水と分離
することが望まれる。
【０００９】したがって、本発明が解決しようとする第
１の技術的課題は、微小領域内において、第１の液体中
に含まれる物質を、効率良く第２の液体中に取り込む、
抽出方法、抽出装置および抽出装置用チップを提供する
ことである。
【００１０】また、本発明が解決しようとする第２の技
術的課題は、微小領域内にある混合状態の第１の液体と
第２の液体とから第２の液体を分離する、分離方法、分
離装置および分離装置用チップを提案する。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用・効果】本発明
は、上記第１の技術的課題を解決するために、層状の第
１の液体と層状の第２の液体とが互いに接するようにし
て、第１の液体の第１の層流中の物質を、第２の液体の
第２の層流中に移動させることを基本的な特徴とする抽
出方法を提供する。具体的には、以下の抽出方法を提供
する。
【００１２】抽出方法は、第１の液体中に含まれる物質
を、第２の液体に溶かして抽出するタイプのものであ
る。抽出方法は、第１ステップと第２ステップを備え
る。上記第１ステップでは、流路内に、上記第１の液体
と上記第２の液体とを、それぞれ１又は２以上の層流状
態で交互に接するように送液して、上記第１の液体の第
１の層流中の上記物質を、上記第２の液体の第２の層流
中に移動させる。上記第２ステップでは、上記流路の下
流側において、上記第２の液体を上記第１の液体から分
離する。
【００１３】第１ステップにおいて、第１の流体と第２
の流体は、流路内に微小な幅で流すことにより、層流状
態とすることができる。第１の層流や第２の層流が２以
上の場合には、第１の層流と第２の層流とが交互に配置
し、互いに接するようにすることができる。
【００１４】一般に、液体中の物質は、自発的に拡散す
る。すなわち、媒質（液体）の分子は、媒質中の小物体
（物質の粒子）に頻繁に衝突し、小物体は媒質中を不規
則に運動する。このブラウン運動により、小物体は媒質
中で拡散する。微小領域では、液体の比界面積が大きく
なり（すなわち、体積に比べて表面積が広くなり）、拡
散速度が急激に大きくなる。そのため、第１の層流中の
物質の粒子は、短時間で第２の層流に移動する。つま
り、第２の液体に溶ける。この場合、物質の粒子が第２
の層流から再び第１の層流に戻りにくいことが好まし
く、例えば、物質は、第１の液体よりも第２の液体に溶
けやすいことが好ましい。物質がダイオキシン類である
とき、第１の流体は水、第２の流体は有機溶媒とするこ
とができる。また、効率よく拡散するためには、第１の
層流と第２の層流との流速とが等しく、相対的な速度差
が生じないようにすることが好ましい。
【００１５】上記方法によれば、流路における層流の流
れと粒子の拡散現象を用いることで、微小領域内におい
て、第１の液体中に含まれる物質を、効率良く第２の液
体中に取り込むことができる。
【００１６】第１ステップにおいて、連続的に送液して
も、途中で停止するようにしてもよい。
【００１７】第２ステップにおいて、第２の液体だけを
集めれば、第１の液体中に含まれていた物質を抽出する
ことができる。
【００１８】好ましくは、上記第１ステップにおいて、
上記層流の一つの幅が５０μｍ以下である。
【００１９】幅が５０μｍ以下であれば、レイノルズ数
が小さくなり、流路内を層流状態で送液することが容易
である。
【００２０】第２ステップは、以下のように種々の態様
で、第２の液体だけを集めることができる。
【００２１】好ましくは、上記第２ステップは、流路分
岐ステップを含む。該流路分岐ステップでは、上記流路
の下流側において、上記第１の層流を第１分岐流路に流
し、上記２の層流を第２分岐流路に流す。
【００２２】この場合、層流状態のまま、液体ごとに流
路を分岐することにより、容易に、第２の液体を第１の
液体から分離することができる。
【００２３】好ましくは、上記第２ステップは、帯電ス
テップを含む。該帯電ステップでは、上記第１分岐流路
又は上記２分岐流路のいずれか一方の入口近傍を帯電さ
せる。
【００２４】帯電ステップにより、第１の液体又は第２
の液体の一方が極性を有し、他方が無極性である場合に
は、極性を有する一方の液体が、帯電した第１分岐流路
又は第２分岐流路に入るように促進し、より効率良く、
液体を分離することができる。例えば、石油エーテル、
四塩化炭素、ベンゼン、キシレン、ニトロベンゼン、ヨ
ウ素などの無極性分子と、極性を有する水とを分離でき
る。なお、３液以上の混合液であっても、１液のみが極
性を有する場合、又は１液のみが無極性である場合に
は、その１液を他の液から分離することができる。
【００２５】また、本発明は、上記第２の技術的課題を
解決するために、以下の分離方法を提供する。
【００２６】分離方法は、混合された第１の液体と第２
の液体とから、第２の液体を分離するタイプのものであ
る。分離方法は、第１ステップと第２ステップとを備え
る。上記第１ステップにおいて、流路に、混合された上
記第１の液体と上記第２の液体を流す。上記流路は、第
１空間と第２空間とからなる。上記第１空間は、微小な
構造物が配置され、いずれか一方の上記第１の液体又は
上記第２の液体が相対的に流れやすい。上記第２空間
は、上記第１空間に沿って延在しかつ上記第１空間に連
通する。上記第２ステップでは、上記第２の液体が流れ
るいずれか一方の上記第１空間又は上記第２空間の下流
側において、上記第２の液体を回収する。
【００２７】上記方法によれば、混合された第１および
第２の液体を流路に流すと、第１の液体と第２の液体と
のうち、第１空間を相対的に流れやすい一方が第１空間
を流れ、他方は第２空間を流れるようになる。例えば、
構造物に親水処理を施したり、適宜な官能基を配置する
ことにより、第１の液体又は第２の液体のいずれか一方
が第１空間を相対的に流れやすいようにすることができ
る。第１の液体と第２の液体とは互いに分離し、第２の
液体は第１空間又は第２空間のいずれか一方を流れるの
で、下流において、第２の液体を回収することができ
る。
【００２８】したがって、微小領域内にある混合状態の
第１の液体と第２の液体とから第２の液体を分離するこ
とができる。
【００２９】上記方法において、微小な構造物は適宜に
構成することにより、第１の液体と第２の液体のいずれ
か一方が、分離流路の第１空間を相対的に流れやすくす
ることができる。例えば、微小な構造物は、多数の要素
を含み、隣接する要素間の距離（隙間）が１０μｍ以下
のものである。微小な構造物は、例えば、四方八方に微
小孔が開いた多孔質物質であっても、繊維塊のようなも
のであってもよい。
【００３０】好ましくは、上記構造物は、上記第１空間
側から上記第２空間側に向けて延在する柱状構造物であ
る。
【００３１】第１の液体と第２の液体のうち、第１空間
を相対的に流れにくい流体は、微小な構造物の延在方向
に沿って、第２空間に向けて容易に移動することができ
る。したがって、液体の分離効率を高めることができ
る。
【００３２】より好ましくは、上記第１の液体と上記第
２の液体のいずれか一方は水を含む。上記構造物は、撥
水処理される。
【００３３】この場合、水を含む第１又は第２の液体
は、撥水処理された微小な構造物にはじかれて、第２空
間側に移動するので、液体の分離効率を高めることがで
きる。なお、３液以上の混合液であっても、１液のみが
水と親和性を有する場合、その１液を他の液から分離す
ることができる。
【００３４】また、本発明は、上記第１の技術的課題を
解決するために、第１の液体が層状に配置される第１液
体空間と、第２の液体が層状に配置される第２液体空間
とが、層方向に互いに接するように配置されたことを基
本的特徴とする抽出装置を提供する。具体的には、以下
のように構成する。
【００３５】抽出装置は、第１の液体中に含まれる物質
を、第２の液体に溶かして抽出するタイプのものであ
る。抽出装置は、流路と分離部とを備える。上記流路
は、上記第１の液体と上記第２の液体とが、それぞれ１
又は２以上の層流状態で交互に接しながら流れ、上記第
１の液体の第１の層流中の上記物質が上記第２の液体の
第２の層流中に移動する。上記分離部は、上記流路の下
流側に接続され、上記第２の液体を上記第１の液体から
分離する。
【００３６】上記構成によれば、流路内において、第１
の流体と第２の流体を微小な幅で流すことにより、層流
状態とすることができる。第１の層流や第２の層流が２
以上の場合には、第１の層流と第２の層流とが交互に配
置され互いに接するようにすることができる。
【００３７】一般に、液体中の物質は、自発的に拡散す
る。すなわち、媒質（液体）の分子は、媒質中の小物体
（物質の粒子）に頻繁に衝突し、小物体は媒質中を不規
則に運動する。このブラウン運動により、小物体は媒質
中で拡散する。微小領域では、液体の比界面積が大きく
なり（すなわち、体積に比べて表面積が広くなり）、拡
散速度が急激に大きくなる。そのため、第１の層流中の
物質の粒子は、短時間で第２の層流に移動する。つま
り、第２の液体に溶ける。この場合、物質の粒子が第２
の層流から再び第１の層流に戻りにくいことが好まし
く、例えば、物質は、第１の液体よりも第２の液体に溶
けやすいことが好ましい。物質がダイオキシン類である
とき、第１の流体は水、第２の流体は有機溶媒とするこ
とができる。また、効率よく拡散するためには、第１の
層流と第２の層流との流速とが等しく、相対的な速度差
が生じないようにすることが好ましい。
【００３８】上記構成によれば、流路における層流の流
れと粒子の拡散現象を用いることで、微小領域内におい
て、第１の液体中に含まれる物質を、効率良く第２の液
体中に取り込むことができる。
【００３９】分離部において、第２の液体だけを集めれ
ば、第１の液体中に含まれていた物質を抽出することが
できる。
【００４０】好ましくは、上記流路において、上記層流
の一つの幅が５０μｍ以下である。
【００４１】幅が５０μｍ以下であれば、レイノルズ数
が小さくなり、流路内を層流状態で送液することが容易
である。
【００４２】分離部は、以下のように種々の態様で、第
２の液体だけを集めることができる。
【００４３】好ましくは、上記分離部は、上記第１の層
流が流れる第１分岐流路と、上記２の層流が流れる第２
分岐流路を含む。
【００４４】この場合、層流状態のまま、液体ごとに流
路を分岐することにより、容易に、第２の液体を第１の
液体から分離することができる。
【００４５】好ましくは、上記第１分岐流路又は上記２
分岐流路のいずれか一方の入口近傍を帯電させる帯電部
を備える。
【００４６】上記構成によれば、第１の液体又は第２の
液体の一方が極性を有し、他方が無極性である場合に
は、極性を有する一方の液体が、帯電した第１分岐流路
又は第２分岐流路に入るように促進し、より効率良く、
液体を分離することができる。例えば、石油エーテル、
四塩化炭素、ベンゼン、キシレン、ニトロベンゼン、ヨ
ウ素などの無極性分子と、極性を有する水とを分離でき
る。なお、３液以上の混合液であっても、１液のみが極
性を有する場合、又は１液のみが無極性である場合に
は、その１液を他の液から分離することができる。
【００４７】また、本発明は、上記第２の技術的課題を
解決するために、以下の構成の分離装置を提供する。
【００４８】分離装置は、混合された第１の液体と第２
の液体とから、第２の液体を分離するタイプのものであ
る。分離装置は、第１空間と、第２空間と、排出口とを
備える。上記第１空間は、微小な構造物が配置され、い
ずれか一方の上記第１の液体又は上記第２の液体が相対
的に流れやすい。上記第２空間は、上記第１空間に沿っ
て延在し、かつ上記第１空間に連通する。上記排出口
は、上記第２の液体が流れるいずれか一方の上記第１空
間又は上記第２空間の下流側に接続され、上記第２の液
体が流れる。
【００４９】上記構成によれば、混合された第１および
第２の液体を第１空間および第２空間に流すと、第１の
液体と第２の液体とのうち、第１空間を相対的に流れや
すい一方が第１空間を流れ、他方は第２空間を流れ、第
１の液体と第２の液体とは互いに分離する。例えば、構
造物に親水処理を施したり、適宜な官能基を配置するこ
とにより、第１の液体又は第２の液体のいずれか一方が
第１空間を相対的に流れやすいようにすることができ
る。第２の液体は第１空間又は第２空間のいずれか一方
を流れるので、排出口から第２の液体を回収することが
できる。
【００５０】したがって、微小領域内にある混合状態の
第１の液体と第２の液体とから第２の液体を分離するこ
とができる。
【００５１】上記構成において、微小な構造物を適宜に
構成することにより、第１の液体と第２の液体のいずれ
か一方が、分離流路の第１空間を相対的に流れやすくす
ることができる。例えば、微小な構造物は、多数の要素
を含み、隣接する要素間の距離（隙間）が１０μｍ以下
のものである。微小な構造物は、例えば、四方八方に微
小孔が開いた多孔質物質であっても、繊維塊のようなも
のであってもよい。
【００５２】好ましくは、上記構造物は、上記第１空間
側から上記第２空間側に向けて延在する柱状構造物であ
る。
【００５３】上記構成によれば、第１の液体と第２の液
体のうち、第１空間を相対的に流れにくい流体は、微小
な構造物の延在方向に沿って、第２空間に向けて容易に
移動することができる。したがって、液体の分離効率を
高めることができる。
【００５４】より好ましくは、上記第１の液体と上記第
２の液体のいずれか一方は、水を含む。上記構造物は、
撥水処理される。
【００５５】上記構成によれば、水を含む第１又は第２
の液体は、撥水処理された微小な構造物にはじかれて、
第２空間側に移動するので、液体の分離効率を高めるこ
とができる。なお、３液以上の混合液であっても、１液
のみが水と親和性を有する場合、その１液を他の液から
分離することができる。
【００５６】また、本発明は、上記第１の技術的課題を
解決するために、以下の構成の抽出装置用チップを提供
する。
【００５７】抽出装置に用いるチップは、第１の液体中
に含まれる物質を第２の液体に溶かして抽出する抽出装
置に用いるタイプのものである。チップは、流路を備え
る。該流路は、上記第１の液体と上記第２の液体とを、
それぞれ１又は２以上の層流状態で交互に接するように
送液して、上記第１の液体の第１の層流中の上記物質
を、上記第２の液体の第２の層流中に移動させることが
できる。
【００５８】上記構成において、第１の流体と第２の流
体は、流路内に微小な幅で流すことにより、層流状態と
することができる。第１の層流や第２の層流が２以上の
場合には、第１の層流と第２の層流とが交互に配置され
互いに接するようにすることができる。
【００５９】一般に、液体中の物質は、自発的に拡散す
る。すなわち、媒質（液体）の分子は、媒質中の小物体
（物質の粒子）に頻繁に衝突し、小物体は媒質中を不規
則に運動する。このブラウン運動により、小物体は媒質
中で拡散する。微小領域では、液体の比界面積が大きく
なり（すなわち、体積に比べて表面積が広くなり）、拡
散速度が急激に大きくなる。そのため、第１の層流中の
物質の粒子は、短時間で第２の層流に移動する。つま
り、第２の液体に溶ける。この場合、物質の粒子が第２
の層流から再び第１の層流に戻りにくいことが好まし
く、例えば、物質は、第１の液体よりも第２の液体に溶
けやすいことが好ましい。物質がダイオキシン類である
とき、第１の流体は水、第２の流体は有機溶媒とするこ
とができる。また、効率よく拡散するためには、第１の
層流と第２の層流との流速とが等しく、相対的な速度差
が生じないようにすることが好ましい。
【００６０】上記構成によれば、流路における層流の流
れと粒子の拡散現象を用いることで、微小領域内におい
て、第１の液体中に含まれる物質を、効率良く第２の液
体中に取り込むことができる。
【００６１】第２の液体だけを集めれば、第１の液体中
に含まれていた物質を抽出することができる。
【００６２】好ましくは、上記流路において、上記層流
の一つの幅が５０μｍ以下である。
【００６３】幅が５０μｍ以下であれば、レイノルズ数
が小さくなり、流路内を層流状態で送液することが容易
である。
【００６４】好ましくは、第１分岐流路と第２分岐流路
とを備える。上記第１分岐流路は、上記流路の下流側に
接続され、上記第１の層流が流れる。上記第２分岐流路
は、上記流路の下流側に接続され、上記２の層流が流れ
る。
【００６５】上記構成によれば、層流状態のまま、液体
ごとに流路を分岐することにより、容易に、第２の液体
を第１の液体から分離することができる。
【００６６】より好ましくは、上記第１分岐流路又は上
記２分岐流路のいずれか一方の入口近傍に帯電させる帯
電部を備える。
【００６７】上記構成によれば、第１の液体又は第２の
液体の一方が極性を有し、他方が無極性である場合に
は、極性を有する一方の液体が、帯電した第１分岐流路
又は第２分岐流路に入るように促進し、より効率良く、
液体を分離することができる。例えば、石油エーテル、
四塩化炭素、ベンゼン、キシレン、ニトロベンゼン、ヨ
ウ素などの無極性分子と、極性を有する水とを分離でき
る。なお、３液以上の混合液であっても、１液のみが極
性を有する場合、又は１液のみが無極性である場合に
は、その１液を他の液から分離することができる。
【００６８】また、本発明は、上記第２の技術的課題を
解決するために、以下の構成の分離装置用チップを提供
する。
【００６９】分離装置用チップは、混合された第１の液
体と第２の液体とから、第２の液体を分離する分離装置
に用いるタイプのものである。チップは、第１空間と、
第２空間と、排出口とを備える。上記第１空間は、微小
な構造物が配置され、いずれか一方の上記第１の液体又
は上記第２の液体が相対的に流れやすい。上記第２空間
は、上記第１空間に沿って延在し、かつ上記第１空間に
連通する。上記排出口は、上記第２の液体が流れるいず
れか一方の上記第１空間又は上記第２空間の下流側に接
続され、上記第２の液体が流れる。
【００７０】上記構成によれば、混合された第１および
第２の液体を流路に流すと、第１の液体と第２の液体と
のうち、第１空間を相対的に流れやすい一方が第１空間
を流れ、他方は第２空間を流れるようになる。例えば、
構造物に親水処理を施したり、適宜な官能基を配置する
ことにより、第１の液体又は第２の液体のいずれか一方
が第１空間を相対的に流れやすいようにすることができ
る。第１の液体と第２の液体とは互いに分離し、第２の
液体は第１空間又は第２空間のいずれか一方を流れるの
で、下流において、第２の液体を回収することができ
る。
【００７１】したがって、微小領域内にある混合状態の
第１の液体と第２の液体とから第２の液体を分離するこ
とができる。
【００７２】微小な構造物を適宜に構成すれば、第１の
液体と第２の液体のいずれか一方が相対的に第１空間を
流れやすくすることができる。例えば、微小な構造物
は、多数の要素を含み、隣接する要素間の距離（隙間）
が１０μｍ以下のものである。微小な構造物は、例え
ば、四方八方に微小孔が開いた多孔質物質であっても、
繊維塊のようなものであってもよい。
【００７３】好ましくは、上記構造物は、上記第１空間
側から上記第２空間側に向けて延在する柱状構造物であ
る。
【００７４】上記構成によれば、第１の液体と第２の液
体のうち、第１空間を相対的に流れにくい流体は、微小
な構造物の延在方向に沿って、第２空間に向けて容易に
移動することができる。したがって、液体の分離効率を
高めることができる。
【００７５】より好ましくは、上記第１の液体と上記第
２の液体のいずれか一方は、水を含む。上記構造物は、
撥水処理される。
【００７６】上記構成によれば、水を含む第１又は第２
の液体は、撥水処理された微小な構造物にはじかれて、
第２空間側に移動するので、液体の分離効率を高めるこ
とができる。なお、３液以上の混合液であっても、１液
のみが水と親和性を有する場合、その１液を他の液から
分離することができる。
【００７７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態につい
て、図１〜図１０に基づいて説明する。
【００７８】まず、本発明の第１実施形態について、図
１〜図６、図１０に基づいて説明する。
【００７９】図１は、微小領域での水と溶媒の流れを模
式的に示す。仕切りのない一つの中央流路１０の両端に
は、仕切り壁１２，１４で複数の流路１３ａ〜１３ｇ，
１５ａ〜１５ｇに分割された分割流路１０ａ，１０ｂが
対向して形成されている。一方の分割流路１０ａには溶
媒と水が交互に流れる。例えば、流路１３ａ，１３ｃ，
１３ｅ，１３ｇには溶媒が流れ、流路１３ｂ，１３ｄ，
１３ｆには水が流れる。各流路１３ａ〜１３ｇの幅は例
えば２０μｍであり、このような微小領域ではレイノル
ズ数が小さくなるので、分割流路１０ａから流出した水
と溶媒は、中央流路１０においてそれぞれ層流１１ａ，
１１ｂとなり、隣接しても混ざり合わずに流れ、水と溶
媒の間には界面１１ｃが形成される。各層流１１ａ，１
１ｂは、それぞれ他方の分割流路１０ｂの各流路１５ａ
〜１５ｇに流れ込む。すなわち、流路１５ａ，１５ｃ，
１５ｅ，１５ｇには溶媒が流入し、流路１５ｂ，１５
ｄ，１５ｆには水が流れ込む。
【００８０】図２は、液体中のダイオキシン類などの粒
子１６ａ，１６ｂの動きを模式的に示す。分割流路１０
ａにおいて、粒子１６ａは、流路１３ｂ，１３ｄ，１３
ｆを流れる水中にのみ含まれ、流路１３ａ，１３ｃ，１
３ｅ，１３ｇを流れる溶媒中には含まれていない。中央
流路１０に流出した直後には、粒子１６ａは水層１１ａ
に含まれている。粒子１６ａは、液体中でブラウン運動
により自発的に拡散する。このとき、矢印１７で示すよ
うに、界面１０ｃを越え、水層１０ａから溶媒層１０ｂ
に移動した粒子１６ｂは、溶解度の違いなどにより、水
層１０ａ側に戻ることは殆どない。微小領域では、液体
の比界面積が大きくなり、拡散速度が急激に大きくなる
ので、水層１１ａ中の粒子１６ａは、短時間で溶媒層１
１ｂに移動する。したがって、分割流路１１ｂを利用し
て溶媒層１１ｂだけを集めれば、粒子１６ｂを取り出す
ことができる。
【００８１】図３は、流路幅（チャンネル幅）と比界面
積Ｓ／Ｖ、拡散速度ｔのグラフの一例である。流路幅が
５０μｍより小さくなると急激に拡散時間Ｓが小さくな
り、拡散速度が速くなる。したがって、流路幅を５０μ
ｍ以下、好ましくは２０μｍ以下にすると、混合・抽出
時間を大幅に短縮することができる。例えば、試薬を速
やかに（１秒以内）で混ぜることが求められる血液凝固
検査でも使うことができる。
【００８２】図４〜図６は、本発明をダイオキシン測定
の前処理用アセンブリ５０に適用した実施例を示す。
【００８３】図４に示すように、濃縮されたダイオキシ
ン溶液と有機溶媒を層状に流すために、立体的に交差す
る流路２０，３０を形成する。
【００８４】上部に配置された流路２０には、矢印２８
で示す方向に、有機溶媒が流れる。流路２０は、一つの
主流路２１が下流側で３つの枝流路２２に分かれ、各枝
流路２２の端部２３側の底面から下向きに筒状の下向流
路２４が形成されている。
【００８５】下部に配置された流路３０の上流側流路３
１には、矢印３８で示す方向に、濃縮されたダイオキシ
ン溶液が流れる。流路３０の途中には、分割流路３２が
形成され、交互に形成された流路３４，３５を、有機溶
媒とダイオキシン溶液とが交互に流れるようになってい
る。すなわち、間隔を設けて複数対の仕切壁３３ａが配
置されている。各対の仕切壁３３ａは、流路方向に延在
し、厚さが数μｍ程度である。各対の仕切壁３３ａは、
上流側が接続壁３３ｂにより結合されている。対になっ
た仕切壁３３ａの間の流路３４には、下向流路２４から
有機溶媒が流れ、仕切壁３３ａの隣接する対の間の流路
３５には、上流側流路３１から濃縮されたダイオキシン
溶液が流れるようになっている。
【００８６】分割流路３２の下流側には、一つの層流混
合流路３６が形成され、ダイオキシン溶液と有機溶媒と
が層流状態で流れ、ダイオキシンが有機溶媒層に溶け込
むようになっている。層流混合流路３６の幅は約２００
μｍ、高さ（図において上下方向）は約１００μｍであ
る。
【００８７】層流混合流路３６の下流側には、分割流路
３２とは逆向きに分割流路４０が形成され、交互に形成
された流路４４，４５を、水と有機溶媒とが交互に流れ
るようになっている。
【００８８】すなわち、間隔を設けて複数対の仕切壁４
１ａが配置されている。各対の仕切壁４１ａは、流路方
向に延在し、下流側が接続壁４１ｂにより結合されてい
る。対になった仕切壁４１ａの間の流路４４には、ダイ
オキシンを含む有機溶媒が流れ込み、仕切壁４１ａの隣
接する対の間の流路４５には、ダイオキシンが除去され
た水が流れるようになっている。
【００８９】対になった仕切壁４１ａの下流側には排出
流路４２が形成され、矢印４３で示すように、ダイオキ
シンを含む有機溶媒が下方に吸引され、次工程で処理さ
れる。
【００９０】一方、ダイオキシンが除去された水は、分
割流路４０を通過後、流路４６を流れ、矢印４８で示す
ように、流路の端部４７から上方に吸引される。
【００９１】流路２０，３０は、図５に示した複数のチ
ップ５１〜６０を積層することにより、前処理アセンブ
リ５０内に形成される。
【００９２】各チップ５１〜６０は、例えば、シリコン
やガラスなどをＩＣＰ（高周波誘導結合型プラズマ、Ｉ
ｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍ
ａ）などによりドライエッチングすることにより、高精
度に作成することができる。シリコン同士の接合は直接
接合、シリコンとガラスの接合は陽極接合を用いるが、
エポキシ系の接着剤で接着してもよい。また、シリコン
やニッケル電鋳によりチップの型を作り、ＰＭＭＡ（ポ
リメタクリル酸メチル）やＰＤＭＳ（ポリジメチルシロ
キサン）などの樹脂をモールドすることにより、安価に
多数のチップを作成することも可能である。この場合、
有機溶媒と反応しないように樹脂をコーティングする必
要がある。また、シリコン、ガラスのエッチングは、ド
ライエッチングだけでなく、ウエットエッチングを用い
てもよい。
【００９３】第１層のチップ５１には、ダイオキシン類
を含んだ排ガス試料を供給するための入口５１ａと、水
を供給するための入口５１ｂと、有機溶媒を供給するた
めの入口５１ｃおよびその流路２０と、貫通孔５１ｆ
と、不要になった水が排出される排出口５１ｄと、精製
されたダイオキシンが排出される排出口５１ｅとが形成
されている。
【００９４】第２層のチップ５２には、入口５１ａ，５
１ｂから供給された排ガス試料および水が流れ合流する
流路５２ｓ，５２ｔが形成され、ダイオキシンを採集・
濃縮するための多孔質ガラス５２ｆが配置され、採集・
濃縮されたダイオキシン溶液が流れる流路３０とが形成
されている。
【００９５】第３層〜第１０層のチップ５３〜６０に
は、ダイオキシンを多層シリカクロマトグラフにより精
製するため、日本工業規格（ＪＩＳ）に準拠し、適宜な
試薬が配置される。すなわち、第３層５３には硫酸ナト
リウム５３ｇが、第４層５４には１０重量％の硝酸銀５
４ｇが、第５層５５にはシリカゲル５５ｇが、第６層５
６には２２重量％の硫酸シリカゲル５６ｇが、第７層５
７には４４重量％の硫酸シリカゲル５７ｇが、第８層５
８にはシリカゲル５８ｇが、第９層５９には２重量％の
水酸化カリウムシリカゲル５９ｇが、第１０層６０には
シリカゲル６０ｇが、それぞれ収納されている。
【００９６】図６および図１０に示すように、円筒ろ紙
通過後の排ガス試料と水は、前処理アセンブリ５０の入
口５１ａ，５１ｂに供給され、流路５２ｓ、５２ｔを通
って混合される（＃１）。なお、水の代わりに溶媒を用
いるソックスレー抽出により、円筒ろ紙を砕き、ダイオ
キシンを集めるようにしてもよい（＃８）。
【００９７】ダイオキシンと水の混合液は、多孔質ガラ
ス５２ｆを通り、ダイオキシンが採集・濃縮される（＃
２）。すなわち、多孔質ガラス５２ｆからは、水蒸気、
二酸化炭素、二酸化窒素が、チップ５１の貫通孔５１ｆ
を通って排出される。
【００９８】濃縮されたダイオキシン類を含んだ水は、
流路３０を流れる。有機溶媒は、入口５１ｃから供給さ
れ、流路２０を流れる。有機溶媒は、ヘキサン、トルエ
ン、アセトン、ジクロロメタン、ＨＣＬを適宜割合で含
む。ダイオキシン類を含んだ水と有機溶媒は、分割流路
３２を経て層流混合部３６で出会い、前述したように、
ダイオキシン類が有機溶媒内に取り込まれ（図１０の＃
３）、分割流路４０で水と有機溶媒に分離される（図１
０の＃４）。
【００９９】不要となった水は、上部の排出口５１ｄか
ら排出される。
【０１００】有機溶媒は、下部に流れ、試薬５３ｇ〜６
０ｇが収納されたチップ５３〜６０を順に通ることで、
多少混入した水を除去するなどして、ダイオキシンが精
製される（図１０の＃５）。精製されたダイオキシン
は、上部の出口５１ｅから排出され、ＧＣ／ＭＳ（ガス
クロマトグラフィ／質量分析器）にかけて測定される。
【０１０１】次に、本発明の第２実施形態について、図
７、図８、図１０を参照しながら説明する。
【０１０２】第２実施形態では、図１０において符号９
０で示したように層流を用いて混合した後分離する（＃
３および＃４）代わりに、符号９２で示したように乱流
を起こして混合した後分離する（＃６および＃７）。
【０１０３】本発明を適用した前処理アセンブリ７０
は、図５に示したチップ５１および５２の代わりに、図
７に示したチップ７１，７２，７３を用いる。チップ７
１，７２，７３は、チップ５１および５２と同様の方法
で加工することができる。
【０１０４】第１層のチップ７１には、第１実施形態の
チップ５１と同様に、排ガス試料を供給するための入口
７１ａと、水を供給するための入口７１ｂと、有機溶媒
を供給するための入口７１ｃと、貫通孔７１ｆと、不要
になった水が排出される排出口７１ｄとが形成されてい
る。
【０１０５】第３層のチップ７３には、第１実施形態の
チップ５２と同様に、排ガス試料および水が流れ合流す
る流路７３ｓ，７３ｔが形成せれ、ダイオキシンを採集
・濃縮するための多孔質ガラス７３ｆが設けられてい
る。
【０１０６】第１実施形態と異なり、第１〜３層のチッ
プ７１〜７３の間には、ダイオキシン類を含んだ水と有
機溶媒とを、乱流を利用して混合するための混合空間７
４が形成されている。また、第１層のチップ７１の上面
には、混合空間７４に対向する領域にＰＺＴ層７１ｅが
形成されている。ＰＺＴ層７１ｅは、例えば４つの部分
に分割されており、各部分に適宜な順序で適宜波形の電
圧を印加することにより超音波を発生し、混合空間７４
内で渦を発生させ、ダイオキシン類を含んだ水と有機溶
媒とを攪拌・混合することができるようになっている。
【０１０７】混合された水と有機溶媒は、混合空間７４
から、第３層のチップ７３に形成された流路７５を通っ
て、水と有機溶媒とに分離される。
【０１０８】図８に示すように、流路７５の下部（すな
わち、第１空間）には、マイクロストラクチャー７６が
形成されている。マイクロストラクチャー７６は、直径
数μｍ〜数十μｍの円柱であり、流路７５の底部７５ａ
から流路７５の高さ方向に途中まで延在し、流路７５の
上部（すなわち、第２空間）には、何も障害物がない。
マイクロストラクチャー７６は円柱でなくてもよく、例
えば角柱でも円錐でもよい。マイクロストラクチャー７
６間の距離（隙間）は、例えば１０μｍ以下とする。
【０１０９】マイクロストラクチャー７６は、その表面
が撥水処理されている。ＩＣＰ装置を用いてマイクロス
トラクチャー７６を形成する場合には、加工プロセスに
Ｃ４Ｆ８ガスを用いるので、特別な追加処理なしに、撥
水処理される。フッ素系高分子を共析メッキ等で付ける
ことにより、撥水処理してもよい。
【０１１０】マイクロストラクチャー７６内に入った混
合液の水は、マイクロストラクチャー７６の撥水処理に
より流路７５の上部に移動する。一方、有機溶媒は、そ
のまま流路７５の下部を流れる。また、比重の違いも手
伝い、水と有機溶媒は、流路７５の上部と下部とに分離
する。比重の違いに応じて、マイクロストラクチャー７
６を、流路７５の上部に形成してもよい。
【０１１１】そして、その後不要な水分は、流路７５の
下流側端部７５ｂから、矢印７７で示すように上部へ吸
引される。一方、有機溶媒は、下流側端部７５ｂの底面
に形成された排出口７５ｃから、矢印７８で示すように
下部へ吸引され、図示しない精製処理部（例えば、チッ
プ５３〜６０と同様に構成される）へと流れていく。
【０１１２】以上説明したように、微量領域内における
層流の流れと粒子の拡散現象を用いることで、微量なサ
ンプル量で効率良く抽出することができる。また、微小
領域内にある混合状態の第１の液体と第２の液体とから
第２の液体を分離することができる。
【０１１３】したがって、大きさ数センチ角のマイクロ
チップ内で処理ができるため、携帯性に優れ、どこでも
すぐに処理ができ、検査の即時性が向上する。また、反
応時間が速く、処理時間の短縮により、コストの大幅な
削減が図れる。さらに、抽出に使用する有機溶媒の量が
従来の方法に比べ大幅に少ないため、環境にもやさし
い。チップは半導体プロセスを利用するなどして大量生
産できるので、単価が非常にやすい。チップ単価がやす
いため、使い捨てにできる。使い捨てにすれば、複数回
使用する場合に起こる廃液による汚染の問題や、洗浄の
手間がない。
【０１１４】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【０１１５】例えば図９に示すように、分割流路１０ｂ
の仕切壁８０を正、負に帯電させることで、水と有機溶
媒とを分離するようにしてもよい。仕切壁８０は、その
本体部８２を絶縁物で形成し、各本体部８２の流路１５
ａ〜１５ｇに対向する側面に電極８３ａ，８３ｂを設
け、最外層８４を絶縁物で覆う。例えば、電極８３ａ，
８３ｂの表面に絶縁膜としてＳｉＯ２などを成膜してお
く。電極８３ａ，８３ｂは、電源８５と接続して、正又
は負に帯電させる。このとき、図示したように、流路１
５ａ〜１５ｇを介して対向する電極８３ａ，８３ｂ同士
が同電位となり、流路１５ａ〜１５ｇが交互に正、負に
帯電するようにする。
【０１１６】水は極性分子であり、正に帯電しているの
で、正に帯電した領域には入らない。電荷の影響を受け
やすくするために、流路１５ａ〜１５ｇのそれぞれ幅の
幅は、５０μｍ以下がよい。好ましくは、１０μｍ以下
がよい。
【０１１７】また、本発明は、ダイオキシンの測定の前
処理に限らず、広く適用可能である。本発明を適用すれ
ば、例えば水に溶解又は浮遊している有機物を抽出する
場合に、微量の試料溶液および抽出溶媒を混合したり、
有機物を含む抽出溶媒を選択的に抽出することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 微小領域の流れを示す模式図である。
【図２】 微小領域での粒子の移動を示す模式図であ
る。
【図３】 流路幅と比界面積および拡散速度との関係を
示す図である。
【図４】 本発明の第１実施形態に係る前処理アセンブ
リの要部透視図である。
【図５】 前処理アセンブリの分解斜視図である。
【図６】 前処理アセンブリの上面図である。
【図７】 本発明の第２実施形態に係る前処理アセンブ
リの要部分解斜視図である。
【図８】 前処理アセンブリの要部拡大斜視図である。
【図９】 変形例の分割流路の構成図である。
【図１０】 ダイオキシン測定における前処理工程の流
れ図である。
【符号の説明】
１０ｂ 分割流路（分離部） １１ａ 層流（第１の層流） １１ｂ 層流（第２の層流） １５ａ，１５ｃ，１５ｅ，１５ｇ 流路（第２分岐流
路） １５ｂ，１５ｄ，１５ｆ 流路（第１分岐流路） ３６ 層流混合流路（小な流路） ４０ 分割流路（分離部） ４４ 流路（第２分岐流路） ４５ 流路（第１分岐流路） ５０ 前処理アセンブリ（抽出装置） ５２ チップ（抽出装置用チップ） ７０ 前処理アセンブリ（分離装置） ７３ チップ（分離装置用チップ） ７５ 流路 ７５ｃ 排出口 ７６ マイクロストラクチャー（微小な構造物） ８３ａ，８３ｂ 電極（帯電部）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 速水 俊一 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 山元 廣治 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G042 AA01 BD20 CB03 EA03 HA10 2G052 AB00 AD06 AD26 AD46 ED00 ED11 FD09 4D056 AB18 AC03 AC04 AC07 AC21 BA12 CA07 CA23 CA34 CA36 CA37 CA39 CA40

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の液体中に含まれる物質を、第２の
    液体に溶かして抽出する抽出方法において、 流路内に、上記第１の液体と上記第２の液体とを、それ
    ぞれ１又は２以上の層流状態で交互に接するように送液
    して、上記第１の液体の第１の層流中の上記物質を、上
    記第２の液体の第２の層流中に移動させる第１ステップ
    と、 上記流路の下流側において、上記第２の液体を上記第１
    の液体から分離する第２ステップと、を備えたことを特
    徴とする、抽出方法。
  2. 【請求項２】 上記第１ステップにおいて、上記層流の
    一つの幅が５０μｍ以下であることを特徴とする、請求
    項１記載の抽出方法。
  3. 【請求項３】 上記第２ステップは、 上記流路の下流側において、上記第１の層流を第１分岐
    流路に流し、上記２の層流を第２分岐流路に流す、流路
    分岐ステップを含むことを特徴とする、請求項１記載の
    抽出方法。
  4. 【請求項４】 上記第２ステップは、 上記第１分岐流路又は上記２分岐流路のいずれか一方の
    入口近傍を帯電させる、帯電ステップを含むことを特徴
    とする、請求項３記載の抽出方法。
  5. 【請求項５】 混合された第１の液体と第２の液体とか
    ら、第２の液体を分離する分離方法において、 微小な構造物が配置されいずれか一方の上記第１の液体
    又は上記第２の液体が相対的に流れやすい第１空間と該
    第１空間に沿って延在しかつ該第１空間に連通する第２
    空間とを有する流路に、混合された上記第１の液体と上
    記第２の液体を流す第１ステップと、 上記第２の液体が流れるいずれか一方の上記第１空間又
    は上記第２空間の下流側において、上記第２の液体を回
    収する第２ステップと、を備えたことを特徴とする、分
    離方法。
  6. 【請求項６】 上記構造物は、上記第１空間側から上記
    第２空間側に向けて延在する柱状構造物であることを特
    徴とする、請求項５記載の分離方法。
  7. 【請求項７】 上記第１の液体と上記第２の液体のいず
    れか一方は水を含み、上記構造物は撥水処理されたこと
    を特徴とする、請求項５又は６記載の分離方法。
  8. 【請求項８】 第１の液体中に含まれる物質を、第２の
    液体に溶かして抽出する抽出装置であって、 上記第１の液体と上記第２の液体とが、それぞれ１又は
    ２以上の層流状態で交互に接しながら流れ、上記第１の
    液体の第１の層流中の上記物質が上記第２の液体の第２
    の層流中に移動する、流路と、 該流路の下流側に接続され、上記第２の液体を上記第１
    の液体から分離する分離部とを備えたことを特徴とす
    る、抽出装置。
  9. 【請求項９】 上記流路において、上記層流の一つの幅
    が５０μｍ以下であることを特徴とする、請求項８記載
    の抽出装置。
  10. 【請求項１０】 上記分離部は、 上記第１の層流が流れる第１分岐流路と、上記２の層流
    が流れる第２分岐流路を含むことを特徴とする、請求項
    ８記載の抽出装置。
  11. 【請求項１１】 上記第１分岐流路又は上記２分岐流路
    のいずれか一方の入口近傍を帯電させる帯電部を備えた
    ことを特徴とする、請求項１０記載の抽出装置。
  12. 【請求項１２】 混合された第１の液体と第２の液体と
    から、第２の液体を分離する分離装置において、 微小な構造物が配置され、いずれか一方の上記第１の液
    体又は上記第２の液体が相対的に流れやすい第１空間
    と、該第１空間に沿って延在しかつ該第１空間に連通す
    る第２空間とを有する流路と、 上記第２の液体が流れるいずれか一方の上記第１空間又
    は上記第２空間の下流側に接続され、上記第２の液体が
    流れる排出口とを備えたことを特徴とする、分離装置。
  13. 【請求項１３】 上記構造物は、上記第１空間側から上
    記第２空間側に向けて延在する柱状構造物であることを
    特徴とする、請求項１２記載の分離装置。
  14. 【請求項１４】 上記第１の液体と上記第２の液体のい
    ずれか一方は水を含み、上記構造物は撥水処理されたこ
    とを特徴とする、請求項１２又は１３記載の分離装置。
  15. 【請求項１５】 第１の液体中に含まれる物質を第２の
    液体に溶かして抽出する抽出装置に用いるチップであっ
    て、 上記第１の液体と上記第２の液体とを、それぞれ１又は
    ２以上の層流状態で交互に接するように送液して、上記
    第１の液体の第１の層流中の上記物質を、上記第２の液
    体の第２の層流中に移動させることができる、流路を備
    えたことを特徴とする、抽出装置用チップ。
  16. 【請求項１６】 上記流路において、上記層流の一つの
    幅が５０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１５
    記載の抽出装置用チップ。
  17. 【請求項１７】 上記流路の下流側に接続され、上記第
    １の層流が流れる第１分岐流路と、 上記流路の下流側に接続され、上記２の層流が流れる第
    ２分岐流路と、を備えたことを特徴とする、請求項１６
    記載の抽出装置用チップ。
  18. 【請求項１８】 上記第１分岐流路又は上記２分岐流路
    のいずれか一方の入口近傍を帯電させる帯電部を備えた
    ことを特徴とする、請求項１７記載の抽出装置用チッ
    プ。
  19. 【請求項１９】 混合された第１の液体と第２の液体と
    から、第２の液体を分離する分離装置に用いるチップで
    あって、 微小な構造物が配置され、いずれか一方の上記第１の液
    体又は上記第２の液体が相対的に流れやすい第１空間
    と、該第１空間に沿って延在しかつ該第１空間に連通す
    る第２空間とを有する流路と、 上記第２の液体が流れるいずれか一方の上記第１空間又
    は上記第２空間の下流側に接続され、上記第２の液体が
    流れる排出口とを備えたことを特徴とする、分離装置用
    チップ。
  20. 【請求項２０】 上記構造物は、上記第１空間側から上
    記第２空間側に向けて延在する柱状構造物であることを
    特徴とする、請求項１９記載の分離装置用チップ。
  21. 【請求項２１】 上記第１の液体と上記第２の液体のい
    ずれか一方は水を含み、上記構造物は撥水処理されたこ
    とを特徴とする、請求項１９又は２０記載の分離装置用
    チップ。
  22. 【請求項２２】 第１の液体中に含まれる物質を、第２
    の液体に溶かして抽出する抽出方法において、 層状の上記第１の液体と層状の上記第２の液体とが互い
    に接するようにして、、上記第１の液体の第１の層流中
    の上記物質を、上記第２の液体の第２の層流中に移動さ
    せることを特徴とする抽出方法。
  23. 【請求項２３】 第１の液体中に含まれる物質を、第２
    の液体に溶かして抽出する抽出装置において、 上記第１の液体が層状に配置される第１液体空間と、上
    記第２の液体が層状に配置される第２液体空間とが、層
    方向に互いに接するように配置されたことを特徴とする
    抽出装置。
JP2001168047A 2001-06-04 2001-06-04 抽出方法および装置、分離方法および装置 Pending JP2002361002A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001168047A JP2002361002A (ja) 2001-06-04 2001-06-04 抽出方法および装置、分離方法および装置
US10/161,255 US6835313B2 (en) 2001-06-04 2002-05-31 Extracting method, structure and apparatus, and separating method, structure and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001168047A JP2002361002A (ja) 2001-06-04 2001-06-04 抽出方法および装置、分離方法および装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002361002A true JP2002361002A (ja) 2002-12-17

Family

ID=19010335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001168047A Pending JP2002361002A (ja) 2001-06-04 2001-06-04 抽出方法および装置、分離方法および装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6835313B2 (ja)
JP (1) JP2002361002A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004028684A1 (ja) * 2002-09-24 2004-04-08 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology マイクロ流路利用反応方法
JP2005043079A (ja) * 2003-07-23 2005-02-17 Hitachi Ltd マイクロ分光計測装置及びマイクロ化学システム
JP2005224775A (ja) * 2004-02-16 2005-08-25 Fuji Xerox Co Ltd 微粒子の処理方法及び処理装置
EP1595597A2 (en) 2004-05-10 2005-11-16 Fuji Xerox Co., Ltd. Method for delivering a fine particle dispersion and device for delivering a fine partide dispersion
JP2006090954A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Jeol Ltd マイクロ化学デバイスを用いた質量分析方法及び装置、マイクロ化学デバイスを用いた目的生成物の自動合成方法及びシステム
US7182553B2 (en) 2004-07-21 2007-02-27 Fuji Xerox Co., Ltd. Method for delivering fine particle dispersion, and device for delivering fine particle dispersion
WO2012029303A1 (ja) * 2010-08-31 2012-03-08 アトナープ株式会社 イオン移動度センサーに供給するサンプルを調製する装置
JP5291343B2 (ja) * 2005-10-24 2013-09-18 横河電機株式会社 マイクロチップデバイス

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4792664B2 (ja) * 2001-06-15 2011-10-12 コニカミノルタホールディングス株式会社 混合方法、混合機構、該混合機構を備えたマイクロミキサーおよびマイクロチップ
US9233846B2 (en) * 2005-10-14 2016-01-12 The Regents Of The University Of California Formation and encapsulation of molecular bilayer and monolayer membranes
JP4766680B2 (ja) * 2006-02-24 2011-09-07 株式会社エンプラス 流体取扱装置
US10001496B2 (en) 2007-01-29 2018-06-19 Gearbox, Llc Systems for allergen detection
US20080245740A1 (en) * 2007-01-29 2008-10-09 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Fluidic methods
CN100528276C (zh) * 2007-06-05 2009-08-19 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种液-液萃取装置及萃取方法
WO2010022441A1 (en) * 2008-08-25 2010-03-04 University Of South Australia Extraction processes
CN102171576A (zh) * 2008-10-05 2011-08-31 爱科来株式会社 分析用具及其制造方法
CN102179064B (zh) * 2011-03-24 2013-04-10 西南交通大学 微流控双水相环隙流萃取技术及装置
US9150598B2 (en) 2011-10-05 2015-10-06 The Regents Of The University Of California Masking apertures enabling automation and solution exchange in sessile bilayers
WO2017096414A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-15 University Of South Australia Microfluidic chips and uses thereof
GB202010885D0 (en) * 2020-07-15 2020-08-26 Johnson Matthey Plc Methods for the separation and/or purification of metals

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3989467A (en) * 1974-05-24 1976-11-02 Holmes & Narver, Inc. Apparatus for contacting immiscible fluids
US4313830A (en) * 1980-05-23 1982-02-02 Hydronautics, Incorporated Method for increasing the cross-flow microfiltration fluxes of waste waters containing suspended solids and/or emulsified oil
US4789468A (en) * 1984-08-28 1988-12-06 The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology Immobilized-interface solute-transfer apparatus
US6027651A (en) * 1994-06-06 2000-02-22 Cash; Alan B. Process for regenerating spent solvent
JP4015187B2 (ja) * 1994-10-22 2007-11-28 ブリティッシュ ニュークリア フュエルズ パブリック リミティド カンパニー 不混和性流体間の拡散移動のための方法及び装置
DE69628016T2 (de) * 1995-06-16 2004-04-01 University Of Washington, Seattle Miniaturisierte differentielle extraktionsvorrichtung und verfahren
US6454945B1 (en) * 1995-06-16 2002-09-24 University Of Washington Microfabricated devices and methods
JP2000512541A (ja) * 1996-06-14 2000-09-26 ユニバーシティ オブ ワシントン 吸収力が向上した差違抽出装置
US5906280A (en) 1997-07-14 1999-05-25 Southpac Trust International, Inc. Packaging material
US6368871B1 (en) * 1997-08-13 2002-04-09 Cepheid Non-planar microstructures for manipulation of fluid samples
US6136272A (en) * 1997-09-26 2000-10-24 University Of Washington Device for rapidly joining and splitting fluid layers
JP2002236131A (ja) 2000-12-08 2002-08-23 Minolta Co Ltd マイクロチップ

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004028684A1 (ja) * 2002-09-24 2004-04-08 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology マイクロ流路利用反応方法
GB2411138A (en) * 2002-09-24 2005-08-24 Nat Inst Of Advanced Ind Scien Method of reaction utilizing microchannel
JP2005043079A (ja) * 2003-07-23 2005-02-17 Hitachi Ltd マイクロ分光計測装置及びマイクロ化学システム
JP2005224775A (ja) * 2004-02-16 2005-08-25 Fuji Xerox Co Ltd 微粒子の処理方法及び処理装置
US7572375B2 (en) 2004-02-16 2009-08-11 Fuji Xerox Co., Ltd. Method and device for treating fine particles
EP1595597A2 (en) 2004-05-10 2005-11-16 Fuji Xerox Co., Ltd. Method for delivering a fine particle dispersion and device for delivering a fine partide dispersion
US7182553B2 (en) 2004-07-21 2007-02-27 Fuji Xerox Co., Ltd. Method for delivering fine particle dispersion, and device for delivering fine particle dispersion
JP2006090954A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Jeol Ltd マイクロ化学デバイスを用いた質量分析方法及び装置、マイクロ化学デバイスを用いた目的生成物の自動合成方法及びシステム
JP5291343B2 (ja) * 2005-10-24 2013-09-18 横河電機株式会社 マイクロチップデバイス
WO2012029303A1 (ja) * 2010-08-31 2012-03-08 アトナープ株式会社 イオン移動度センサーに供給するサンプルを調製する装置
CN103299183A (zh) * 2010-08-31 2013-09-11 Atonarp株式会社 制备向离子迁移率传感器供给的样品的装置
US8866075B2 (en) 2010-08-31 2014-10-21 Atonarp Inc. Apparatus preparing samples to be supplied to an ion mobility sensor
CN103299183B (zh) * 2010-08-31 2015-07-01 Atonarp株式会社 制备向离子迁移率传感器供给的样品的装置及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20020179528A1 (en) 2002-12-05
US6835313B2 (en) 2004-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002361002A (ja) 抽出方法および装置、分離方法および装置
Li et al. Applications of acoustofluidics in bioanalytical chemistry
US20220212194A1 (en) Acoustic waves in microfluidics
AU2014233699B2 (en) High-speed on demand microfluidic droplet generation and manipulation
Lim et al. Lab-on-a-chip: a component view
Destgeer et al. Recent advances in microfluidic actuation and micro-object manipulation via surface acoustic waves
Wang et al. Recent advances in particle and droplet manipulation for lab-on-a-chip devices based on surface acoustic waves
Blankenstein et al. Modular concept of a laboratory on a chip for chemical and biochemical analysis
Johansson et al. On-chip fluorescence-activated cell sorting by an integrated miniaturized ultrasonic transducer
Hettiarachchi et al. Recent microfluidic advances in submicron to nanoparticle manipulation and separation
JPWO2005121767A1 (ja) マイクロ流体デバイス及びこれを用いる分析分取装置
JP2003107099A (ja) 微粒子分別マイクロチップと微粒子分別装置
Mao et al. Active sorting of droplets by using an ECF (Electro-conjugate Fluid) micropump
Nam et al. Manipulation of microparticles using surface acoustic wave in microfluidic systems: a brief review
KR20210153683A (ko) 인터페이싱을 위해 공동에 근접한 입자의 유전영동 고정화
Ebrahimi et al. Molecular separation by using active and passive microfluidic chip designs: a comprehensive review
Buyong et al. Tapered dielectrophoresis microelectrodes: Device, operation, and application
Chen et al. Continuous sorting of microparticles using dielectrophoresis
CN113234588B (zh) 一种基于不对称孔的直流介电泳细胞外泌体分离装置及方法
Islam et al. MEMS microfluidics for Lab-on-a-Chip Applications
Shih et al. A programmable biochip for the applications of trapping and adaptive multisorting using dielectrophoresis array
Garshasbi et al. A Review on Nano/Microfluidic Devices for Cell Isolation Techniques: Recent Progress and Advances
Hill et al. Resonant ultrasonic particle manipulators and their applications in sensor systems
WO2008036082A1 (en) Dc-dielectrophoresis microfluidic apparatus, and applications of same
Ning Microfluidic devices for cell separation and sample concentration

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20050613