JP2003518250A - Micro analyzer - Google Patents

Micro analyzer

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Abstract

Microstructure for fluids provided in a rotatable disc (D) having a U-shaped volume-defining structure (7) connected at its base to an inlet arm of a U-shaped chamber (10).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】 発明の分野 本発明は、ミクロ分析装置、及び該装置で流体を動かす方法に関する。[0001] Field of the invention   The present invention relates to a microanalytical device and a method for moving a fluid in the device.

【０００２】 先行技術 本案は、“遠心ロータ”又は“チップ上ラボ”としばしば呼ばれる、回転（通
常はプラスチックの）ディスク内で形成されるマイクロチャネルを基礎にする、
ミクロ分析システムに適用される（が、それに限定されるものではない）。その
ようなディスクは、小量流体の分析及び分離を実施するのに利用され得る。コス
トを減少させるために、ディスクは、ただ一つのタイプの試薬又は流体で利用さ
れるのに限定されるのではなく種々の流体で機能し得るのが好ましい。更に、サ
ンプルの準備においては、ディスクを改良することなく流体又はサンプルのどの
組み合わせも正確な体積を、ディスクによってユーザが調剤できるのが好ましい
。マイクロチャネルは幅が狭いため、マイクロチャネル内の２つの流体サンプル
の間に存在する気泡はどれでも、分離バリアとして作用し得、即ちマイクロチャ
ネルをブロックし得、よって、流体が入るように想定されているマイクロチャネ
ルに入るのを邪魔することがある。この問題を克服するために、米国特許第５５
９１６４３号は、流体がマイクロチャネルに入ると同時に、望ましくないエアが
マイクロチャネルから吐出できるのに十分な大きさの断面領域を備えるマイクロ
チャネルを有する遠心ロータを、開示する。Prior Art The present proposal is based on microchannels formed in rotating (usually plastic) disks, often referred to as “centrifugal rotors” or “labs on chip”.
Applied to (but not limited to) microanalytical systems. Such discs can be utilized to perform low volume fluid analysis and separation. To reduce cost, the disk is preferably not limited to being utilized with only one type of reagent or fluid, but can function with a variety of fluids. Further, in the preparation of the sample, it is preferred that the disk allows the user to dispense the exact volume of any combination of fluid or sample without modifying the disk. Due to the narrow width of the microchannel, any bubbles present between the two fluid samples within the microchannel may act as a separation barrier, ie block the microchannel and thus be envisioned for fluid entry. May interfere with entering the open micro channel. To overcome this problem, US Pat.
No. 91643 discloses a centrifugal rotor having microchannels with a cross-sectional area large enough to allow unwanted air to exit the microchannels while fluid enters the microchannels.

【０００３】 発明の目的 本発明の目的は、遠心ロータ内の信頼性の高い流体搬送を実現する、遠心ロー
タの構成、及び該遠心ロータを利用する方法を、提供することである。OBJECTS OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a configuration of a centrifugal rotor and a method of utilizing the centrifugal rotor that provides reliable fluid transfer within the centrifugal rotor.

【０００４】 本発明の更なる目的は、遠心ロータ内の正確な流体計測を実現する、遠心ロー
タの構成、及び該遠心ロータを利用する方法を、提供することである。It is a further object of the present invention to provide a centrifuge rotor arrangement and method of utilizing the centrifuge rotor that provides accurate fluid measurement within the centrifuge rotor.

【０００５】 本発明の概要 本発明は、請求項１の特徴を有する構成により、発明の目的を達成する。発明
の目的を達成する構成を利用する方法は、請求項５の特徴を有する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention achieves the object of the invention by the configuration having the features of claim 1. A method of utilizing the arrangement which achieves the object of the invention has the features of claim 5.

【０００６】 発明を示す実施の形態の詳細な説明 本発明に係るマイクロチャネル構成（Ｋ７−Ｋ１２）は図１ａ−ｄに示され、
微小流体ディスク（Ｄ）上に輻射状に形成されている。Detailed Description of an Embodiment Illustrating the Invention A microchannel configuration (K7-K12) according to the invention is shown in FIGS. 1a-d,
Radiation is formed on the microfluidic disk (D).

【０００７】 微小流体ディスクは、１ピース又は２ピースのモールド構造であるのが好まし
く、分離モールドによって随意の透明のプラスチック即ちポリマ材料により形成
されるのが好ましい。その分離モールドは、（例えば加熱により）組み合わせら
れ、流体を伴うデバイスをロードし流体サンプルを除去するために所定の位置に
開口部を備える閉鎖構成となる。ポリマ材料の適切なプラスチックは、疎水性特
性を備えるように、選択されてもよい。好適なプラスチック即ちポリマ材料は、
ポリスチレンとポリカーボネートから選ばれる。また一方で、マイクロチャネル
の表面は、マイクロチャネルの内部に疎水性の又は親水性の所望の特性を与える
局所領域を生成するように、表面特性を変える化学的又は物理的手段によって、
付加的に且つ選択的に、改良されてもよい。好適なプラスチックは、帯電表面を
伴うポリマから、望ましくは化学的処理された又はイオンプラズマ処理されたポ
リエステル、ポリカーボネート、若しくは他の堅固な透明ポリマから、選択され
る。The microfluidic disk is preferably a one-piece or two-piece mold structure, preferably formed by a separate mold of an optional transparent plastic or polymeric material. The separation molds are combined (eg, by heating) into a closed configuration with openings in place for loading the device with fluid and removing the fluid sample. Suitable plastics for the polymeric material may be selected to provide hydrophobic properties. The preferred plastic or polymeric material is
It is selected from polystyrene and polycarbonate. On the other hand, the surface of the microchannel is, by means of chemical or physical means, which alters the surface properties, so as to create a local region inside the microchannel which gives the desired property of being hydrophobic or hydrophilic.
In addition and optionally, it may be improved. Suitable plastics are selected from polymers with charged surfaces, preferably chemically treated or ion plasma treated polyesters, polycarbonates, or other rigid transparent polymers.

【０００８】 マイクロチャネルは、ミクロ機械加工方法によって形成され得、該方法におい
ては、マイクロチャネルはディスクの表面の中にミクロ機械加工され、カバープ
レート例えばプラスチックフィルムがチャネルを封じるように表面に付着される
。微小流体ディスク（Ｄ）は、直径よりはるかに小さい厚みを有し、遠心力によ
りディスクの中のマイクロチャネル内に配置される流体がディスクの外側周縁部
に向かって流されるように、中心穴の周囲を回転されようとする。図１ａ〜図１
ｄに示される本発明の実施形態では、マイクロチャネルは、共通の環状内側注入
チャネル（１）から始まり、チャネル（１）と略同心である共通環状外側廃棄チ
ャネル（２）で終端となる。個別の注入チャネルを有することも可能である（廃
棄チャネルは、各々のマイクロチャネルのためのもの、又はマイクロチャネルの
グループのためのものとなる）。マイクロチャネル構造（Ｋ７−Ｋ１２）の各々
の入口開口部（３）は、試薬及びサンプルの注入領域として利用され得る。各々
のマイクロチャネル構造（Ｋ７−Ｋ１２）には、外側廃棄チャネル（２）の中へ
と開く廃棄チャンバ（４）が備わる。各々のマイクロチャネル（Ｋ７−Ｋ１２）
は、入口開口部（３）と廃棄チャンバ（４）との間に、Ｕ字形状体積画定構造（
７）とＵ字形状チャンバ（１０）とを形成する。通常の所望の流れ方向は、入口
開口部（３）から、Ｕ字形状体積画定構造（７）とＵ字形状チャンバ（１０）と
を経由して、廃棄チャンバ（４）に到る。毛管作用、圧力、及び遠心力により、
即ちディスクをスピンすることにより、流れは駆動され得る。後で説明するよう
に、疎水性ブレークも流れを制御するのに利用され得る。環状内側チャネル（１
）に付加された過剰分の流体を除去するための、環状内側チャネル（１）を環状
外側チャネル（２）に直接接続する輻射状伸展廃棄チャネル（５）も、示されて
いる。The microchannels may be formed by a micromachining method, in which the microchannels are micromachined into the surface of the disc and a cover plate, such as a plastic film, is attached to the surface to seal the channels. It The microfluidic disc (D) has a thickness that is much smaller than its diameter, so that the centrifugal force causes the fluid placed in the microchannels in the disc to flow toward the outer peripheral edge of the disc. Trying to be rotated around. 1a to 1
In the embodiment of the invention shown in d, the microchannels start with a common annular inner injection channel (1) and end with a common annular outer waste channel (2) which is approximately concentric with the channel (1). It is also possible to have separate injection channels (the waste channels being for each microchannel or for a group of microchannels). The inlet opening (3) of each of the microchannel structures (K7-K12) can be utilized as an injection area for reagents and samples. Each microchannel structure (K7-K12) comprises a waste chamber (4) that opens into an outer waste channel (2). Each micro channel (K7-K12)
Between the inlet opening (3) and the waste chamber (4) is a U-shaped volume defining structure (
7) and a U-shaped chamber (10). The usual desired flow direction is from the inlet opening (3) to the waste chamber (4) via the U-shaped volume defining structure (7) and the U-shaped chamber (10). By capillary action, pressure, and centrifugal force,
That is, by spinning the disc, the flow can be driven. Hydrophobic breaks can also be used to control flow, as described below. Annular inner channel (1
Also shown is a radial extension waste channel (5) connecting the annular inner channel (1) directly to the annular outer channel (2) to remove excess fluid added to the ().

【０００９】 従って、流体は、入口開口部（３）からエントランスポート（６）を経由して
体積画定構造（７）の中に流れ、そこからＵ字形状チャンバ（１０）の第１のア
ームの中に流れる。体積画定構造（７）は、過剰分の流体を除去するための廃棄
出口、例えば輻射状伸展廃棄チャネル（８）に繋がる。その廃棄チャネル（８）
は、環状外側廃棄チャネル（２）に繋がるのが好ましい。廃棄チャネル（８）は
、ディスクの頂面を介して外気の中に開けるベント（９）を有するのが好ましい
。ベント（９）は、ディスクの中心に最も近い廃棄チャネル（８）の一部に位置
し、廃棄チャネル（８）の中の流体が体積画定構造（７）の中に引き戻されるの
を防ぐ。The fluid thus flows from the inlet opening (3) via the entrance (6) into the volume-defining structure (7) and from there to the first arm of the U-shaped chamber (10). Flowing in. The volume defining structure (7) leads to a waste outlet for removing excess fluid, eg a radiative extension waste channel (8). Its waste channel (8)
Preferably leads to an annular outer waste channel (2). The waste channel (8) preferably has a vent (9) that opens into the ambient air through the top surface of the disc. The vent (9) is located in the part of the waste channel (8) closest to the center of the disc and prevents the fluid in the waste channel (8) from being drawn back into the volume defining structure (7).

【００１０】 チャンバ（１０）は、第１の入口アーム（１０ａ）を有し、該アームはその下
方端部にてベース（１０ｃ）に繋がり、該ベース（１０ｃ）は、第２の出口アー
ム（１０ｂ）の下方端部にも繋がる。チャンバ（１０）は、異なる深さを備える
セクションＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶを有してもよい。例えば、各々のセクション
は、出口端部の方向の先行するセクションよりも浅くてもよく、または、セクシ
ョンＩ及びＩＩＩがセクションＩＩ及びＩＶよりも浅くてもよく、逆でもよい。
限定された廃棄出口（１１）、即ち狭い廃棄チャネルは、チャンバ（１０）と廃
棄チャンバ（４）との間に、設けられている。このことによって、体積画定構造
（７）と廃棄チャネル（８）を通過する経路を経る流体の流れへの抵抗よりも、
チャンバ（１０）を介する流体の流れへの抵抗が、より大きいものとされる。The chamber (10) has a first inlet arm (10a), which is connected at its lower end to a base (10c), which base (10c) comprises a second outlet arm (10c). It also connects to the lower end of 10b). The chamber (10) may have sections I, II, III, IV with different depths. For example, each section may be shallower than the preceding section in the direction of the outlet end, or sections I and III may be shallower than sections II and IV and vice versa.
A limited waste outlet (11), a narrow waste channel, is provided between the chamber (10) and the waste chamber (4). This causes resistance to fluid flow through the path through the volume defining structure (7) and the waste channel (8) rather than
The resistance to the flow of fluid through the chamber (10) is made greater.

【００１１】 廃棄チャンバ（４）の比較的大きい幅のため、微小流体デバイスの頂面と底面
とが廃棄チャンバ（４）に向かって内側に傾き容積が変わってしまうことのない
ように、廃棄チャンバ（４）の頂面と底面とは、１つ又は複数の支持体（１２）
によって隔てられるのが好ましい。The relatively large width of the waste chamber (4) ensures that the top and bottom surfaces of the microfluidic device do not tilt inward toward the waste chamber (4) and change volume. The top and bottom surfaces of (4) are one or more supports (12)
Are preferably separated by.

【００１２】 図１ａ〜ｃに示すように、体積画定構造（７）はＵ字形状であり、エントラン
スポート（６）はＵ字の一方のアーム（７ａ）の上方端部（即ちディスクの中心
に最も近い端部）に開口しており、廃棄チャネル（８）はＵ字のもう一方のアー
ム（７ｂ）の上方端部に繋がる。ベント（９）も、この他方のアーム（７ｂ）の
頂部に設けられている。Ｕ字形状の体積画定構造（７）のベース（７ｃ）は、チ
ャンバ（１０）の第１のアーム（１０ａ）の上方端部に繋がる。As shown in FIGS. 1a-c, the volume defining structure (7) is U-shaped and the entrance (6) is at the upper end of one arm (7a) of the U (ie at the center of the disc). Opening to the nearest end), the waste channel (8) leads to the upper end of the other U-arm (7b). A vent (9) is also provided on top of this other arm (7b). The base (7c) of the U-shaped volume defining structure (7) connects to the upper end of the first arm (10a) of the chamber (10).

【００１３】 構造の入口（３）の注入領域に加えて、ディスクの頂面に開口し且つエントラ
ンスポート（６）に繋がる更なる注入領域（１３）があってもよい。この更なる
注入領域（１３）は、各々の異なるミクロ構造（Ｋ７−Ｋ１２）に対し異なる試
薬やサンプルを加えることが所望される際に、利用され得る。In addition to the injection area of the inlet (3) of the structure, there may be a further injection area (13) opening at the top surface of the disc and leading to the entrance transport (6). This additional injection region (13) can be utilized when it is desired to add different reagents or samples to each different microstructure (K7-K12).

【００１４】 チャンバ（１０）の中に外気へのベント（１４）があってもよい。アーム（７
ｂ）の中へ流体をガイドするために、チャンバ（１０）の体積画定構造（７）へ
の接続部（１６）にて疎水性ブレークが設けられるのが好ましい。There may be a vent (14) to the outside air in the chamber (10). Arm (7
A hydrophobic break is preferably provided at the connection (16) of the chamber (10) to the volume defining structure (7) to guide the fluid into b).

【００１５】 外側環状廃棄チャネル（２）は、所定の数の近接位置のマイクロチャネル構造
からの廃棄を収集するように、区切られてもよい。The outer annular waste channel (2) may be segmented to collect waste from a predetermined number of closely located microchannel structures.

【００１６】 疎水性ブレークは、例えば、オーバヘッドペン（パーマネントインク）（スノ
ーマン、日本）でマークすることによって、マイクロチャネル構造（Ｋ７−Ｋ１
２）の中に導入され得る。（図にてクロスハッチングで示される）そのようなブ
レークに相応しい場所は、以下のようである。 （ａ）内側環状注入チャネル（１）の中のマイクロチャネル構造入口（３）の間
、 （ｂ）外側環状廃棄チャネルへの各々の開口部（１５）（即ち、廃棄チャンバの
開口部）、及び、 （ｃ）存在するのならば、内側環状注入チャネル（１）と外側環状廃棄チャネル
（２）とを繋ぐ輻射状廃棄チャネル（５） である。更に、体積画定構造（７）から過剰分の流体をガイドする廃棄チャネル
（８）もそうである。Hydrophobic breaks can be marked, for example, with an overhead pen (permanent ink) (Snowman, Japan) to create microchannel structures (K7-K1).
It can be introduced in 2). Suitable places for such a break (indicated by cross-hatching in the figure) are: (A) between the microchannel structure inlets (3) in the inner annular injection channel (1), (b) each opening (15) to the outer annular waste channel (ie the opening of the waste chamber), and , (C) a radial waste channel (5) connecting the inner annular injection channel (1) and the outer annular waste channel (2), if present. Moreover, so does the waste channel (8) that guides excess fluid from the volume defining structure (7).

【００１７】 疎水性ブレークの目的は、毛管作用が流体を望まない方向へ引っ張るのを防ぐ
ためである。疎水性ブレークは、遠心力により、即ち高速でディスクをスピンす
ることにより、破られ得る。The purpose of the hydrophobic break is to prevent capillary action pulling the fluid in an unwanted direction. Hydrophobic breaks can be broken by centrifugal force, ie by spinning the disc at high speed.

【００１８】 分析されるべきサンプルが、細胞、沈殿物、粒子などの形態であるならば、（
図１ｂ及び図１ｄ内に点線で示される）粒子フィルタ（２１）によって下方Ｕチ
ャネルの中で保持され得る。即ち、後で説明するように、チャンバ（１０）を介
する流れは、流体がチャンバを経て流れる際に粒子がチャンバの中に保持される
ように、制御される。If the sample to be analyzed is in the form of cells, precipitates, particles, etc., (
It may be retained in the lower U channel by a particle filter (21) (shown in dotted lines in FIGS. 1b and 1d). That is, as described below, flow through the chamber (10) is controlled such that particles are retained within the chamber as fluid flows through the chamber.

【００１９】 最初の試薬又はサンプル流体Ｘは、流体Ｘソース（図示せず。）を共通環状内
側注入チャネル（１）に接続することにより、チャンバ（１０）の中へ注入され
得る。その共通環状内側注入チャネル（１）から、毛管作用により、及び／又は
ディクススピンの際の下方Ｕベンドへの遠心力により、流体Ｘが流れる。共通環
状内側注入チャネル（１）の中に注入される流体Ｘの体積が、過剰であるならば
（即ち、制限チャネル（１１）のレベル（図１ｄ）の距離Ｌ４）までのチャンバ
（１０）の容積よりも多ければ）、図２に示すように、そのうちのいくらかは輻
射状廃棄チャネル（５）を介して廃棄に流れ、残りはチャンバ（１０）を介して
制限チャネル（１１）を通り廃棄チャンバ（４）へ流れる。チャンバ（１０）の
左手と右手の両方の流体Ｘのレベルが距離Ｌ４と同じになるまで、即ち、Ｕ字形
チャンバが制限チャネル（１１）のレベルまで一杯になるまで、このことは継続
する。このことは図２ｂ）に示されており、そこでは過剰分の流体Ｘは、外側廃
棄チャネル（２）まで廃棄チャンバ（４）と輻射状廃棄チャネル（５）を介して
、若しくは制限チャネル（１１）を介して、マイクロチャネル構造から流出し切
っている。The initial reagent or sample fluid X can be injected into the chamber (10) by connecting a fluid X source (not shown) to the common annular inner injection channel (1). From the common annular inner injection channel (1), the fluid X flows by capillary action and / or by centrifugal force to the lower U-bend during the dix spin. If the volume of the fluid X injected into the common annular inner injection channel (1) is excessive (ie the distance L4 of the level of the restriction channel (11) (distance L4 of FIG. 1d)) of the chamber (10). Some (if more than volume) flows to waste via the radial waste channel (5) and the rest through the restriction channel (11) through the chamber (10) as shown in FIG. Flow to (4). This continues until the level of the fluid X in both the left and right hand of the chamber (10) is the same as the distance L4, ie the U-shaped chamber is full to the level of the restriction channel (11). This is shown in FIG. 2b), where the excess fluid X passes through the waste chamber (4) and the radial waste channel (5) to the outer waste channel (2) or the restriction channel (11). A) through the microchannel structure.

【００２０】 新しい試薬又はサンプル流体Ｙを加える際には、流体Ｙは共通環状内側注入チ
ャネル（１）によって（又は一方で、図３ａ）に示すように、更なる注入領域（
１３）によって）、加えられる。流体Ｙは、図３ａ）に示すように、毛管作用に
よって体積画定構造（７）を通過して移動し、廃棄チャネル（５）を下る。体積
画定構造のベースと、チャンバのアーム（７ａ）の流体の頂部との間に含まれる
エアクッション（１９）が、流体がチャンバ１０の中に流れ入るのを防ぐ障壁と
して作用するので、流体Ｙはチャンバ（１０）の中に流れ込めない。チャンバ（
１０）内のＵ字ベンドのベースから制限チャネル（１１）までの距離Ｌ４を、チ
ャンバ（１０）内のＵ字ベンドのベースから体積画定構造（７）のＵ字ベンドの
ベースまでの距離Ｌ３よりも、小さくすることによって、第１の流体Ｘと第２の
流体Ｙとの間でエアクッション（１９）は選択的に残され得る、ということは銘
記されるべきことである。When adding a new reagent or sample fluid Y, the fluid Y is fed by a common annular inner injection channel (1) (or, on the other hand, as shown in FIG.
13))) is added. The fluid Y moves through the volume defining structure (7) by capillary action and down the waste channel (5), as shown in Figure 3a). Fluid Y as an air cushion (19) included between the base of the volume-defining structure and the top of the fluid in chamber arm (7a) acts as a barrier that prevents fluid from flowing into chamber 10. Cannot flow into the chamber (10). Chamber (
The distance L4 from the base of the U-bend in 10) to the restriction channel (11) is calculated from the distance L3 from the base of the U-bend in the chamber (10) to the base of the U-bend of the volume defining structure (7). It should be noted, however, that by making it smaller, the air cushion (19) can be selectively left between the first fluid X and the second fluid Y.

【００２１】 このことにより、第２の流体Ｙが毛管作用によりチャンバ（１０）の中に流れ
込むのを防ぐことができ、流体ＸとＹとを混合するのも防ぐことができる。ベン
ト（９）は、大気圧に対してオープンとなっているため、第２の流体が廃棄チャ
ネル（５）に向かって流れることを、より容易なものにする。緩やかな、即ち低
速の、ディスクのスピンにより、図３ｂ）に示すように、廃棄チャネル（５）か
ら過剰流体Ｙが空になり、体積画定構造（７）を流体Ｙで一杯にする。This makes it possible to prevent the second fluid Y from flowing into the chamber (10) by the capillary action, and also to prevent the fluids X and Y from being mixed with each other. The vent (9) is open to atmospheric pressure, making it easier for the second fluid to flow towards the waste channel (5). The gentle or slow spinning of the disc empties excess fluid Y from the waste channel (5) and fills the volume defining structure (7) with fluid Y, as shown in Figure 3b).

【００２２】 体積画定構造（７）の中の第２の流体の体積と、第１と第２の流体の間のエア
とが、チャンバ（１０）の中の第１の流体Ｘの体積と等しいか、より多ければ、
チャンバ（１０）内の第１の流体Ｘの全ては、ディスクをスピンすることにより
第２の流体Ｙと置換され得る。体積画定構造（７）の容積をチャンバ（１０）の
容積よりも確実に大きくすることによって、このことは達成され得る。体積画定
構造（７）のアーム（７ａ）とアーム（７ｂ）をチャンバ（１０）のアームより
長くし、及び／又は、体積画定構造（７）のアームの断面領域をチャンバ（１０
）のアームの断面領域よりも大きくすることにより、上記のことは達成され得る
。ディスクがスピン中であり遠心力が流体Ｙを体積画定構造（７）からチャンバ
（１０）の中に流しよって第１の流体Ｘと置き換わりつつあるという、中間状況
を、図４ａ）は示す。その第１の流体は制限チャネル（１１）を介して廃棄へと
流れる。過剰分の第２の流体Ｙは、チャンバ（１０）から制限チャネル（１１）
を介して廃棄チャンバ（４）の中に流れる。図４ｂ）は、第２の流体Ｙが第１の
流体Ｘと置き換わったことを示す。このプロセスは、異なる流体を利用して、所
望の回数だけ繰り返され得る。The volume of the second fluid in the volume defining structure (7) and the air between the first and second fluid are equal to the volume of the first fluid X in the chamber (10). Or more,
All of the first fluid X in the chamber (10) can be replaced with the second fluid Y by spinning the disc. This can be achieved by ensuring that the volume of the volume defining structure (7) is larger than the volume of the chamber (10). The arms (7a) and (7b) of the volume defining structure (7) are longer than the arms of the chamber (10) and / or the cross sectional area of the arms of the volume defining structure (7) is set to the chamber (10).
The above can be achieved by making the cross-sectional area of the arm) larger. FIG. 4a) shows an intermediate situation in which the disk is spinning and centrifugal forces are displacing the first fluid X by flowing the fluid Y from the volume defining structure (7) into the chamber (10). The first fluid flows to the waste via the restriction channel (11). An excess of the second fluid Y flows from the chamber (10) into the restriction channel (11).
To the waste chamber (4). FIG. 4b) shows that the second fluid Y has replaced the first fluid X. This process can be repeated as many times as desired, utilizing different fluids.

【００２３】 流体が粒子を含みそれらをチャンバの中に保持することが望まれている場合に
は、チャンバ（１０）に適切な大きさのオリフィスを有する粒子フィルタ（２１
）を設置するのことが可能である。チャンバ（１０）の中に粒子を一時的にのみ
保持することが必要である場合には、異なる深さを有するチャンバ（１０）のセ
クションＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶが、粒子を一時的にトラップするのに、用いら
れ得る。粒子が２つのセクション間の境界壁に集まり流体は壁を超えて流れるよ
うに、ディスクの回転速度を上げることにより、このことは為される。If the fluid contains particles and it is desired to retain them in the chamber, the particle filter (21) with an appropriately sized orifice in the chamber (10).
) Can be installed. If it is only necessary to temporarily hold the particles in the chamber (10), the sections I, II, III, IV of the chamber (10) with different depths will temporarily trap the particles. Can be used to This is done by increasing the rotational speed of the disk so that the particles collect at the boundary wall between the two sections and the fluid flows over the wall.

【００２４】 本発明の別の実施形態では、粒子は、選択的にチャンバ（１０’）の中に保持
され得、又はチャンバ（１０’）から選択的に流れ出得、その場合該チャンバ（
１０’）は、粒子トラップ、又は、図５に示される異なる深さを有するセクショ
ンを、備えない。このことは以下のようにして為され得る。In another embodiment of the invention, the particles may be selectively retained within the chamber (10 ′) or selectively flow out of the chamber (10 ′), where
10 ') does not comprise particle traps or sections with different depths shown in FIG. This can be done as follows.

【００２５】 チャンバ（１０’）の底の中に、沈殿し、若しくは集まった粒子は、チャンバ
（１０’）から流れ出る流体のメニスカスにより、チャンバ（１０’）から引き
出され得る。換言すると、体積画定構造とチャンバ（１０’）との間にエアクッ
ション（１９’）がありこれがチャンバを通って駆動されるならば、チャンバの
中の流体とエアクッションとの間のメカニクスが粒子を通す際に、粒子はメカニ
クスにより飛沫同伴しチャンバから流出する。このことは、（“ランプ速度”と
して知られる）ディスクの加速度の適切な低いレートを選択することにより、為
され得る。しかしながら、チャンバの中に粒子を保持することが所望されるなら
ば、ディスクがスピンする際に体積画定構造の中の流体によってエアクッション
がチャンバ（１０’）を通って駆動されないことを保証することが必要である。
ディスク加速度の適切な高レートが選択されるならば、体積画定構造の流体が、
チャネルの側面を下り、エアクッション（１９’）を通り、エアクッション（１
９’）を置き換えることなく、流れることが可能である。３５００ｒｐｍ／秒２ までのランプ速度は、チャネルシステム内で更に粒子を運ぶのが、通常である。
３５００ｒｐｍ／秒２より大きいランプ速度により、流体／気体インタフェース
（メニスカス）はＵチャンバに入らず、気泡は静止しているか、若しくは遠心力
と反対方向に移動する。所望の効果を達成するための正確なランプ速度は、利用
される流体のタイプに通常依存し、実験によって最も適切に決定される。Particles that have settled or collected in the bottom of the chamber (10 ′) can be withdrawn from the chamber (10 ′) by the meniscus of the fluid flowing out of the chamber (10 ′). In other words, if there is an air cushion (19 ') between the volume defining structure and the chamber (10') and it is driven through the chamber, the mechanics between the fluid in the chamber and the air cushion will be particles. As they pass through, the particles are entrained by the mechanics and flow out of the chamber. This can be done by choosing an appropriately low rate of disk acceleration (known as "ramp speed"). However, if it is desired to retain particles in the chamber, ensure that the air cushion is not driven through the chamber (10 ') by the fluid in the volume defining structure as the disc spins. is necessary.
If an appropriate high rate of disk acceleration is selected, the fluid of the volume-defining structure
Go down the side of the channel, pass through the air cushion (19 ') and
It is possible to flow without replacing 9 '). Ramp speeds up to 3500 rpm / sec 2 typically carry more particles in the channel system.
With a ramp rate greater than 3500 rpm / sec 2 , the fluid / gas interface (meniscus) does not enter the U-chamber and the bubbles are either stationary or moving in the opposite direction of centrifugal force. The exact ramp rate to achieve the desired effect usually depends on the type of fluid utilized and is best determined by experimentation.

【００２６】 図６に示される本発明の別の実施形態では、体積画定構造（７’）のアーム（
７ｂ’）が、廃棄チャネル（８）に繋がっておらず、その代わりに、流体がベン
ト（９’）からオーバフローするのを防ぐ流体貯蔵部を形成するため、ディスク
の中心に最も近い端部で拡張されている。このベント及び／又はサンプル入口（
９’）はこの貯蔵部（６１）に大気への口を作り、サンプルを構造の中に注入さ
せる。貯蔵部（６１）は、体積画定構造の長さ、即ち貯蔵部（６１）及びアーム
（７ｂ’）の長さを、アーム（７ａ’）の長さと等しいものとする、若しくはよ
り長いものとする、長さを有するのが好ましい。体積画定構造（７’）がスピン
により充填されている際に流体の表面張力によりベント（９’）から流出しえな
い程、ベント（９’）が小さいならば、体積画定構造（７’）に入り得る流体の
量は最小限となり、流体は廃棄されない。チャンバ（１０）の流体全てを体積画
定構造からの流体で置き換えるのならば、当然ながら、体積画定構造の容積はチ
ャンバ（１０）の容積よりも大きくなければならない。チャンバのアーム（１０
ａ）が、上方端部から下方端部へと広がって形成されているならば、第２の流体
を加える際に２つの流体を混合しないで、チャンバからエア障害（１９）を押し
出すことが可能である。In another embodiment of the invention shown in FIG. 6, the arms (7 ′) of the volume defining structure (7 ′) (
7b ') is not connected to the waste channel (8) and instead forms a fluid reservoir that prevents fluid from overflowing the vent (9'), thus at the end closest to the center of the disc. It has been extended. This vent and / or sample inlet (
9 ') makes an opening to the atmosphere in this reservoir (61) and allows the sample to be injected into the structure. The reservoir (61) makes the length of the volume defining structure, ie the length of the reservoir (61) and the arm (7b '), equal to or longer than the length of the arm (7a'). , Preferably having a length. When the volume defining structure (7 ') is small enough to prevent it from flowing out of the vent (9') due to the surface tension of the fluid when the volume defining structure (7 ') is filled with spin, the volume defining structure (7') The amount of fluid that can enter is minimal and the fluid is not discarded. If all of the fluid in the chamber (10) is replaced with fluid from the volume defining structure, the volume of the volume defining structure must, of course, be larger than the volume of the chamber (10). Chamber arm (10
If a) is formed so as to spread from the upper end to the lower end, it is possible to push the air obstruction (19) out of the chamber without mixing the two fluids when adding the second fluid. Is.

【００２７】 本発明のチャンバの全てには、図７でクロスハッチで示されているような、コ
ーティングの形態での加熱手段が、設置され得る。このコーティング（７１）は
、チャンバの近傍でディスクの片面又は両面に、ペイントされ、又はプリントさ
れ、又は他の方法で塗布され得るのであるが、それに向けられた電磁放射からエ
ネルギを吸収しチャンバを加熱する。入射輻射は、赤外線、レーザ光、可視光、
紫外線、マイクロウエーブ、又は他のどんなタイプの輻射であってもよい。チャ
ンバの加熱は、チャンバ内の反応を起こし、若しくは促進するのに利用され得る
。チャンバが加熱されている間ディスクが静止しているならば、流体が沸くと流
体は、チャンバのアームを上昇し更に廃棄チャネル（８）及び廃棄チャンバ（４
）の中にまで透過しうる蒸気の泡を生成してしまう。加熱が終了した後実質的に
流体の全てがチャンバの中にあるのが望ましいことが多いので、このことが常に
好ましいわけではない。本発明では、輻射がコーティング（７１）に入射する際
に同時にディスクをスピンすることによって、このことが為され得る。輻射ソー
ス（図示せず。）は、ディスクがスピンする際にコーティングが通過する領域上
に焦点合わせされる。更に、熱は、試薬の十分な熱と一致する最小限のベース量
のみ加えられるように、コーティングは寸法取りされ得る。このように、Ｕ字形
のアームは低温を保ち、流体の蒸気を凝結するための凝結面を配設する。凝結さ
れた蒸気に作用する遠心力により、チャンバのベースの中に流し戻される。All of the chambers of the present invention may be provided with heating means in the form of a coating, as shown by the crosshatch in FIG. This coating (71), which may be painted or printed or otherwise applied to one or both sides of the disc in the vicinity of the chamber, absorbs energy from electromagnetic radiation directed at it and causes the chamber to To heat. Incident radiation is infrared, laser light, visible light,
It may be UV, microwave, or any other type of radiation. Heating the chamber can be used to initiate or accelerate the reaction within the chamber. If the disc is stationary while the chamber is heated, as the fluid boils, it rises up the arm of the chamber and further into the waste channel (8) and waste chamber (4).
) Creates a vapor bubble that can penetrate into. This is not always preferred as it is often desirable for substantially all of the fluid to be in the chamber after heating is complete. In the present invention, this can be done by spinning the disk at the same time as the radiation impinges on the coating (71). A radiation source (not shown) is focused on the area through which the coating passes as the disc spins. Further, the coating can be dimensioned such that heat is applied only in a minimal base amount that is consistent with sufficient heat of the reagent. Thus, the U-shaped arm maintains a low temperature and provides a condensing surface for condensing the vapor of the fluid. The centrifugal force acting on the condensed vapor causes it to flow back into the base of the chamber.

【００２８】 上述の発明の実施形態は廃棄チャンバに先行するチャンバを有するが、勿論チ
ャンバ出口が一つ又は複数のチャンバに先行することも想定され得るということ
が銘記されるべきである。各々の更なるチャンバは、サンプル及び試薬がチャン
バ内で結合されるように、複数の入口と複数の出口を備えてもよい。チャンバ内
で生じるプロセスのその後の成果物は、更なるプロセスのために一つ又は複数の
チャンバに分配され、又は廃棄チャネルに送られる。この例が図８に示されてい
る。図８は、図６に示されるのと同様の設計のミクロ構造を示し、該構造では、
Ｕ字形状チャンバ（１１０）のベース（１１０ｃ）がベース出口チャネル（１３
４）により第２のチャンバ（１３６）に繋がり、その第２のチャンバ（１３６）
は、第２のチャンバ（１１０）よりもよりディスクの中心から離れて配置される
。第２のチャンバ（１３６）は、ディスクの頂面にて開口するベント（１３８）
により大気に排口する。第２のチャンバ（１３６）には、ディスクの頂面にてや
はり開口する入口／出口接合部（１４０）も配設される。入口／出口（１４０）
は、例えば接合部（１４０）の中に物質を注入することによって、第２のチャン
バ（１３６）に物質を供給するのに、更に／若しくは、例えば接合部（１４０）
を介して物質を吸い込むことによって、第２のチャンバ（１３６）から物質を抜
き取るのに、利用され得る。チャンバ（１１０）のベース（１１０ｃ）とベース
出口チャネル（１３４）との間の接合点（１３０）に又はその近傍に配置される
疎水性ブレーク（１３２）によって、毛管作用によりチャンバ（１１０）からベ
ース出口チャネル（１３４）の中に流体が流れ込むのが、防がれる。ディスクが
毎秒ある回転数でスピンするときはチャンバ（１１０）の流体はチャンバ出口ア
ーム（１１０ｂ）を介してチャンバから出ていき、ディスクが毎分より高速の回
転数でスピンするときは流体に作用する遠心力が疎水性ブレーク（１３２）の疎
水性効果を乗り越えるのに十分なものとなり流体が第２のチャンバ（１３６）の
中に流れ込むように、疎水性ブレーク（１３２）は寸法取りされる。本発明のこ
の実施形態では、チャンバ（１１０）の出口アーム（１１０ｂ）は、入口アーム
（１１０ａ）と殆ど同程度の長さである。従って、チャンバ（１１０）が流体で
満たされていると、入口アーム（１１０ａ）の流体のレベルは、体積画定構造（
１０７’）のベース（１０７ｃ’）に非常に近くなる。第２の流体が例えば貯蔵
部（１６１）の入口（１０９’）を介して体積画定構造（１０７’）に供給され
るとき、チャンバ（１１０）の中の第１の流体と直接接触し２つの流体の間で泡
を生じない、ということを、このことは意味する。この構成は、２つの流体の混
合を促進するのに利用される。Although the embodiments of the invention described above have a chamber that precedes the waste chamber, it should be noted that it is of course possible to envisage that the chamber outlet precedes one or more chambers. Each additional chamber may include multiple inlets and multiple outlets so that the sample and reagents are combined within the chamber. Subsequent deliverables of the process that occur in the chamber are distributed to one or more chambers for further processing or sent to a waste channel. An example of this is shown in FIG. FIG. 8 shows a microstructure of similar design to that shown in FIG.
The base (110c) of the U-shaped chamber (110) has a base outlet channel (13).
4) is connected to the second chamber (136) by the second chamber (136)
Are located farther from the center of the disc than the second chamber (110). The second chamber (136) has a vent (138) that opens at the top surface of the disc.
To the atmosphere. The second chamber (136) is also provided with an inlet / outlet junction (140) that also opens at the top surface of the disc. Inlet / Outlet (140)
Further / or for example to inject the substance into the second chamber (136) by injecting the substance into the joint (140).
It can be utilized to withdraw material from the second chamber (136) by drawing material through. A hydrophobic break (132) located at or near the juncture (130) between the base (110c) of the chamber (110) and the base outlet channel (134) causes capillary action from the chamber (110) to the base. Fluid is prevented from flowing into the outlet channel (134). The fluid in the chamber (110) exits the chamber through the chamber exit arm (110b) when the disc spins at a certain rpm, and acts on the fluid when the disc spins at a faster rpm than every minute. The hydrophobic break (132) is dimensioned such that the centrifugal force exerted is sufficient to overcome the hydrophobic effect of the hydrophobic break (132) and the fluid flows into the second chamber (136). In this embodiment of the invention, the outlet arm (110b) of the chamber (110) is almost as long as the inlet arm (110a). Thus, when the chamber (110) is filled with fluid, the level of fluid in the inlet arm (110a) changes to the volume defining structure (
Very close to the base (107c ') of 107'). When the second fluid is supplied to the volume-defining structure (107 '), for example via the inlet (109') of the reservoir (161), the second fluid is in direct contact with the first fluid in the chamber (110). This means that no bubbles form between the fluids. This configuration is utilized to facilitate the mixing of the two fluids.

【００２９】 想定され得る実施形態に係る上述の例は、本発明を例示することを意図するも
のであり、添付の請求項により請求される保護範囲を限定することを意図するも
のではない。The above examples of possible embodiments are intended to illustrate the invention and not to limit the scope of protection claimed by the appended claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１ａ】 本発明に従い、５つの輻射状に伸展するマイクロチャネル構成
Ｋ７−Ｋ１２を有する、遠心ロータの周辺部分を示す。FIG. 1a shows a peripheral part of a centrifugal rotor with five radiatively extending microchannel configurations K7-K12 according to the invention.

【図１ｂ】 本発明に係る図１ａからの一つのマイクロチャネルの構成の拡
大図を示す。1b shows an enlarged view of the configuration of one microchannel from FIG. 1a according to the invention.

【図１ｃ】 図１ｂのマイクロチャネルの構成の中のサンプル体積画定構造
の拡大図を示す。1c shows an expanded view of the sample volume defining structure in the microchannel configuration of FIG. 1b.

【図１ｄ】 廃棄流体を処分するチャンバを加えたチャンバ領域の拡大図を
示し、深さの変動はクロスハッチングで示される。FIG. 1d shows an expanded view of the chamber area with the addition of a chamber for disposal of waste fluid, with depth variations indicated by cross-hatching.

【図２ａ】 第１の流体を含むチャンバを伴う図１ｂの構成を示す。2a shows the configuration of FIG. 1b with a chamber containing a first fluid.

【図２ｂ】 第１の流体を含むチャンバを伴う図１ｂの構成を示す。2b shows the configuration of FIG. 1b with a chamber containing a first fluid.

【図３ａ】 体積画定チャンバに第２の流体を付加した様子を示す。FIG. 3a illustrates the addition of a second fluid to the volume defining chamber.

【図３ｂ】 体積画定チャンバに第２の流体を付加した様子を示す。FIG. 3b illustrates the addition of a second fluid to the volume defining chamber.

【図４ａ】 チャンバの中の第１の流体が上記の第２の流体によって置換さ
れる様子を示す。FIG. 4a shows how the first fluid in the chamber is replaced by the second fluid described above.

【図４ｂ】 チャンバの中の第１の流体が上記の第２の流体によって置換さ
れる様子を示す。FIG. 4b shows how the first fluid in the chamber is replaced by the second fluid described above.

【図５】 本発明に係るマイクロチャネルの構成の第２の実施形態を示す。FIG. 5 shows a second embodiment of the configuration of the microchannel according to the present invention.

【図６】 本発明に係るマイクロチャネルの構成の第３の実施形態を示す。FIG. 6 shows a third embodiment of the configuration of the microchannel according to the present invention.

【図７】 本発明に係るマイクロチャネルの構成の第４の実施形態を示す。FIG. 7 shows a fourth embodiment of the configuration of the microchannel according to the present invention.

【図８】 本発明に係るマイクロチャネルの構成の第５の実施形態を示す。FIG. 8 shows a fifth embodiment of the configuration of the microchannel according to the present invention.

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成１３年５月２５日（２００１．５．２５）[Submission date] May 25, 2001 (2001.5.25)

【手続補正１】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【図１ａ】 Figure 1a

【図１ｂ】 Figure 1b

【図１ｃ】 [Fig. 1c]

【図１ｄ】 [Fig. 1d]

【図２ａ】 Figure 2a

【図２ｂ】 Figure 2b

【図３ａ】 FIG. 3a

【図３ｂ】 FIG. 3b

【図４ａ】 Figure 4a

【図４ｂ】 Figure 4b

【図５】 [Figure 5]

【図６】 [Figure 6]

【図７】 [Figure 7]

【図８】 [Figure 8]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｇ０１Ｎ 37/00 １０１ Ｇ０１Ｎ 37/00 １０１ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 グンナー・エクストランド スウェーデン、エス−754 46ウプサラ、 グレスレックスガータン18番 (72)発明者 ビエルン・バリィ スウェーデン、エス−756 55ウプサラ、 スロンヴェーゲン17番 Ｆターム(参考） 2G058 AA01 AA09 BB14 DA07 DA09 4D057 AA03 AB01 AC01 AC05 AD01 AE11 BA33 BC11 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) // G01N 37/00 101 G01N 37/00 101 (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY) , KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA, CH CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG , KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Gunner Ekstrand Sweden, S- 754 46 Uppsala, Greslex Gartan No. 18 (72) Inventor Biern Barry Sweden, S-756 55 Uppsala, Slonwegen No. 17 F term (reference) 2G058 AA01 AA09 BB14 DA07 DA09 4D057 AA03 AB01 AC01 AC05 AD01 AE11 BA33 BC11

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 回転ディスク（Ｄ）の中に設置される流体のためのミクロ構
造において、 該ミクロ構造が、Ｕ字形状体積画定構造（７、１０７）を含み、 該Ｕ字形状体積画定構造（７、１０７）が、 上方端部にて又は上方端部近傍にてエントランスポート（６）へ繋がる第１のア
ーム（７ａ）であって、その下方端部は、エントランスポート（６）よりもディ
スク（Ｄ）中心から遠いか、又は、エントランスポート（６）と同じくらいディ
スク（Ｄ）中心と距離を持つような、第１のアーム（７ａ）と、 上方端部にて又は上方端部近傍にて第１の廃棄チャネル（８）へ繋がる第２のア
ーム（７ｂ）であって、該第１の廃棄チャネル（８）は該エントランスポート（
６）よりもディスク（Ｄ）の中心から遠い、第２のアーム（７ｂ）と、 上記第１と第２のアーム（７ａ、７ｂ）よりもディスク（Ｄ）の中心から離れて
配置され、上記第１と第２のアーム（７ａ、７ｂ）の下方端部と繋がり、Ｕ字形
状チャンバ（１０、１１０）の入口アーム（１０ａ、１１０ａ）と該入口アーム
（１０ａ、１１０ａ）の上方端部にて又は上方端部近傍にて繋がる、ベース（７
ｃ）とを含み、 更に、上記Ｕ字形状チャンバ（１０、１１０）は、ベース（１０ｃ、１１０ｃ
）と出口アーム（１０ｂ、１１０ｂ）を含み、 上記ベース（１０ｃ、１１０ｃ）は、上記入口アーム（１０ａ、１１０ａ）の
下方端部を上記出口アーム（１０ｂ、１１０ｂ）の下方端部へ繋ぎ、上記出口ア
ーム（１０ｂ、１１０ｂ）は上方端部にて又は上方端部近傍にて第２の廃棄出口
（１１）に繋がり、上記ベース（１０ｃ、１１０ｃ）は、上記Ｕ字形状チャンバ
（１０、１１０）の上記入口と出口のアーム（１０ａ、１０ｂ；１１０ａ、１１
０ｂ）の下方端部よりもディスク（Ｄ）中心から遠いか、又は、同じくらいのデ
ィスク（Ｄ）中心からの距離を持つ、 ミクロ構造。1. A microstructure for a fluid installed in a rotating disk (D), said microstructure comprising a U-shaped volume defining structure (7, 107), said U-shaped volume defining structure. (7, 107) is a first arm (7a) connected to the entrance (6) at or near the upper end, the lower end of which is more than the entrance (6). A first arm (7a) at or near the upper end that is either far from the center of the disc (D) or as close to the center of the disc (D) as the entrance (6) A second arm (7b) leading to a first waste channel (8) at the first waste channel (8)
6) is located farther from the center of the disk (D) than the second arm (7b), and is located farther from the center of the disk (D) than the first and second arms (7a, 7b), It is connected to the lower ends of the first and second arms (7a, 7b) and is connected to the inlet arm (10a, 110a) of the U-shaped chamber (10, 110) and the upper end of the inlet arm (10a, 110a). Or the base (7
c), the U-shaped chamber (10, 110) further comprises a base (10c, 110c).
) And an outlet arm (10b, 110b), the base (10c, 110c) connects the lower end of the inlet arm (10a, 110a) to the lower end of the outlet arm (10b, 110b), The outlet arm (10b, 110b) is connected to the second waste outlet (11) at or near the upper end, and the base (10c, 110c) is connected to the U-shaped chamber (10, 110). The inlet and outlet arms (10a, 10b; 110a, 11) of
Microstructures that are farther from the disk (D) center than the lower edge of 0b), or have a similar distance from the disk (D) center. 【請求項２】 上記第１の廃棄チャネル（８）にベント（９）が設置される
ことを特徴とする、 請求項１に記載のミクロ構造。2. Microstructure according to claim 1, characterized in that a vent (9) is installed in the first waste channel (8). 【請求項３】 上記第２の廃棄出口（１１）を介する流体の流れの抵抗が、
上記第１の廃棄チャネル（８）を介する流体の流れの抵抗よりも大きいことを特
徴とする、 請求項１又は請求項２に記載のミクロ構造。3. The resistance of the flow of fluid through the second waste outlet (11) is
Microstructure according to claim 1 or 2, characterized in that it is greater than the resistance of the flow of fluid through the first waste channel (8). 【請求項４】 第１のＵ字形状体積画定構造（７、１０７）の長さが、第２
のＵ字形状チャンバ構造（１０、１１０）の長さよりも長いことを特徴とする、
先行する請求項のいずれかに記載のミクロ構造。4. The length of the first U-shaped volume defining structure (7, 107) has a second length.
Is longer than the length of the U-shaped chamber structure (10, 110) of
Microstructure according to any of the preceding claims. 【請求項５】 上記チャンバ構造（１０、１１０）が少なくとも一部にてコ
ーティング（７１）で覆われ、該コーティング（７１）はそれに向けられた電磁
放射からエネルギを吸収し上記チャンバ構造（１０）を加熱することを特徴とす
る、 先行する請求項のいずれかに記載のミクロ構造。5. The chamber structure (10, 110) is at least partially covered by a coating (71), the coating (71) absorbing energy from electromagnetic radiation directed at the chamber structure (10). Microstructure according to any of the preceding claims, characterized in that the microstructure is heated. 【請求項６】 異なる深さを備え、沈殿物質や他の粒子を捕らえ放つために
利用され得る、区分Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶを、上記チャンバ構造（１０、１１
０）が有することを特徴とする、 先行する請求項のいずれかに記載のミクロ構造。6. Sections I, II, III, IV with different depths, which can be utilized for trapping and releasing settling material and other particles, are provided in the chamber structure (10, 11).
0) Microstructure according to any of the preceding claims, characterized in that 【請求項７】 ベース（１１０ｃ）近傍で上記チャンバ構造（１１０）が、
上記チャンバ構造（１１０）よりも上記ディスク（Ｄ）中央から離れて配置され
る第２のチャンバ（１３６）にチャネル（１３４）によって繋げられ、 チャンバ（１１０）とチャネル（１３２）との間の接合点にて又は接合点近傍に
て、疎水性ブレーク（１３２）が設置されることを特徴とする、 先行する請求項のいずれかに記載のミクロ構造。7. The chamber structure (110) near the base (110c) comprises:
A channel (134) is connected to a second chamber (136) located farther from the center of the disc (D) than the chamber structure (110), and a joint between the chamber (110) and the channel (132). Microstructure according to any of the preceding claims, characterized in that a hydrophobic break (132) is provided at or near the junction. 【請求項８】 上記回転ディスクの中のチャンバ（１０、１１０）に、所与
の体積の流体を分配する、先行する請求項のいずれかに記載の回転ディスク（Ｄ
）の中のミクロ構造の利用。8. A rotating disc (D) according to any of the preceding claims, which dispenses a given volume of fluid into a chamber (10, 110) in the rotating disc.
Use of the microstructure in. 【請求項９】 請求項１乃至請求項７のうちのいずれかにかかるミクロ構造
を配設するステップと、 上記体積画定構造（７）を、置き換えるべき流体で満たすステップと、 遠心力の下で上記の置き換えるべき流体が上記チャンバの中に入り込み、それ
と同時にチャンバ（１０）の中の元の流体は、入り込んでくる置き換えるべき流
体によってチャンバからの退去を強制されるステップとを含むことを特徴とする
、 回転ディスク（Ｄ）の中のチャンバ（１０、１１０）の流体を置き換える方法。9. Arranging a microstructure according to any of claims 1 to 7, filling said volume defining structure (7) with a fluid to be replaced, under centrifugal force. Said fluid to be displaced enters said chamber, while at the same time the original fluid in chamber (10) is forced to leave said chamber by the incoming fluid to be displaced. A method of replacing fluid in a chamber (10, 110) in a rotating disk (D).
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