JP2003534504A - マイクロ流体用装置の弁 - Google Patents

マイクロ流体用装置の弁

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fluid
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．ハイェンガ、ジョン、ダブリュ．
ウイリアムズ、クリントン、エル．
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マイクロニックス、インコーポレーテッド
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Abstract

(57)【要約】 マイクロ流体を流すラミネート装置に装着する弁を提供する。マイクロ流体が流れるチャネルを形成する第１の隔壁シート２０と第２の隔壁シート２２で分離され、柔軟な材料で構成される第１層、第２層、および第３層からなる弁であって、マイクロ流体が流れるチャネルを選択的に互いに独立のものとするアクチュエータを備える。本装置は再循環ポンプとしても使うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連する出願】 本願は2000年5月24日出願の米国の仮特許出願第60/206878
の一部継続出願である。
【０００２】
【発明の属する技術分野】 本発明は、分析試験用の微小な装置、より具体的
にはマイクロ流体用のプラスチックラミネート構造体に使われる逆止弁に係る技
術に属する。
【０００３】 マイクロ流体用装置は最近、分析試験を行うのに頻繁に使われるようになった
。電子部品を微小にする半導体工業で開発された道具を使って、複雑な流体シス
テムを廉価に大量生産することが可能になった。こうしたシステムは医療分野で
使われる情報を収集するさまざまな分析技術を行うため開発されてきた。
【０００４】
【従来の技術】 マイクロ流体の装置は、多重層ラミネート構造に作られるこ
とがあり、そこでは各層が流体の流れる微小な隙間や溝を形成するためラミネー
トに作られるチャネルや構造体をもつ。こうした微小なチャネルは、少なくとも
１カ所の内横断面が５００ミクロン以下、典型的には約０．１〜約５００ミクロ
ンの流体通路となるのが普通である。こうした微小なチャネルに流体を通すため
の制御やポンピングは、外部から圧力をかけた流体をラミネート中に押し通すか
、あるいはラミネート内部の構造によって行われることになる。
【０００５】 微小な装置中で流体を制御するのに使う弁にはさまざまなタイプが開発されて
いる。1990年1月23日に発行の米国特許第4895500号は、キャビティ上に張り出す
ビームと、このビームがマイクロ流体用装置の溝中の流れを制御変換することが
できるようにシリコンウエーハと一体に形成したシリコンの微小な逆止弁につい
て記載する。
【０００６】 Pharmacia Biosensor ABに1995年8月22日発行の米国特許第5443890号は二つの
平面をなす部材が互いに押し合うと二者間にマイクロ流体の流れるチャネル系を
少なくとも一部において形成するというマイクロ流体用チャネル構造における流
れの阻止装置について記載する。
【０００７】 Pharmacia Biosensor ABに1997年1月14日発行の米国特許第5593130号は、柔ら
かい薄膜の弁及び弁座の材料疲労が二段階の座構成によって最少限にくい止めら
れ、薄膜も弁座もともに弾性材で構成できるマイクロ流体用装置に使用できる弁
について記載している。
【０００８】 YSI社に1999年8月3日発行の米国特許第5932799号は、接着剤なしに直接互いに
結合されたラミネート層をもつ複数のチャネルのあるマイクロ流体分析器モジュ
ールについて記載する。そこでは層をなすチャネル上に接着剤なしに直接結合さ
せた層を備えた弁と、この弁層と一体にされた柔軟な弁部材とがあって、ネット
ワークのセンサーチャネルと供給チャネルとの間を開閉することができるように
されている。
【０００９】 Pharmacia Biotech ABに1999年10月5日発行の米国特許第5962081号は、高分子
のスピン真空蒸着法と半導体製造技術とを結合することで弁のような微小構造の
高分子薄膜を製造する方法について記載している。
【００１０】 Xerox Corporationに1999年10月26日発行の米国特許第5977355号は、microele
ctro-mechanical systems (MEMS)技術を使って微小な装置に使える多重ラミネー
ト層内に埋め込んでラミネートを形成する不伝導材の弁列系について記載する。
【００１１】 2000年5月30日に発行の米国特許第6068751号は、電動アクチュエータをもつ弁
によってスイッチされる展性材の層で一つの面を被覆された複数の細長い毛細管
を使ったマイクロ流体移送系について記載している。
【００１２】 チェック弁と一般に呼ばれる逆止弁は、流れ制御装置として従来から流体系中
に普通に使われている。これらの弁は流れ中に発達する圧力に基づいて流体の流
れに対する抵抗を切り替えることができるようにされている。順方向の圧力は弁
を開き、逆方向の圧力は弁を閉じる、
【００１３】 いくつかのタイプのチェック弁が流れ系における流体の管理に普通に使われて
いる。フラップ弁、ソケットにボールを入れた弁、楔弁などが微小な装置で流れ
制御するとき用いられる代表的なタイプである。しかし流れのチャネルが人の髪
の毛ほど（直径約１００ミクロン）の微細寸法になる微小装置技術では、微小な
系に特別のチェック弁を使わなければならない。特に微粒子を懸濁させたさまざ
まな濃度の流体を取り扱うマイクロ流体用の装置ではそうである。混合、希釈、
流体回路分離および抗沈殿などの技術に対する特別の挑戦が、こうした装置中に
微小なチャネルを設置するときには要求される。装置中に流体の高濃度を維持し
、かつ、多くの場合弁の作動を操作しなければならない繁雑さを解消できるよう
な、微小な装置に簡単でコンパクトなマイクロ流体用フラップ弁を組み込むこと
は、こうした問題に対する挑戦となるのである。
【００１４】
【発明の目的】 そこで本発明の１目的は、マイクロ流体系で有効に使うこと
ができるチェック弁を提供することである。
【００１５】 もう一つの目的は、多重ラミネート層に構成されるカートリッジに一体化する
ことができるマイクロ流体用のチェック弁を提供することである。
【００１６】 もう一つの目的は、多重ラミネート層に構成されるカートリッジに一体化する
ことができるマイクロ流体用のチェック弁を複数個並べたものを提供することで
ある。
【００１７】 これら本発明の目的は以下の記述および図面からより具体的に明確になること
であろう。
【００１８】
【課題を解決するための手段】 そこで本発明のマイクロ流体用装置は次の手
段を有する。すなわち請求項１で、上面と下面とがある弾性材の第１層と、 上面と下面とがある弾性材の第２層と、 第１のマイクロ流体のためのチャネルを形成するため、上記第１層と第２層と
を分離する、上記第１層の下面と上記第２層の上面との間の第１の空間層と、 上面と下面とがある弾性材の第３層と、 第２のマイクロ流体のためのチャネルを形成するため、上記第２層と第３層と
を分離する、上記第２層の下面と上記第３層の上面との間の第２の空間層と、を
有し、 上記第２層が、該第２層内にアクチュエータを形成する開口部を有し、該アク
チュエータは上記第１及び第２のマイクロ流体チャネルが互いに離れあうように
する上記第１空間層と接する第１の不動位置と、上記第１及び第２のマイクロ流
体チャネルが互いに流体同士混合するようにする第２の作動位置との間を変換可
能にされている。
【００１９】 また請求項５で、上面と下面とがある弾性材の第１層と、 上面と下面とがある弾性材の第２層と、 第１のマイクロ流体のためのチャネルを形成するため、上記第１層と第２層と
を分離する、上記第１層の下面と上記第２層の上面との間の第１の空間層と、 上面と下面とがある弾性材の第３層と、 第２のマイクロ流体のためのチャネルを形成するため、上記第２層と第３層と
を分離する、上記第２層の下面と上記第３層の上面との間の第２の空間層と、を
有し、 上記第２層が、 該第２層内にアクチュエータとなる第１のスリットを有し、該第１のアクチュ
エータは上記第１及び第２のマイクロ流体用のチャネルが互いに離れあうように
する上記第１空間層と接する第１の不動位置と、上記第１及び第２のマイクロ流
体チャネルが互いに流体同士混合するようにする第２の作動位置との間を変換可
能にされ、かつ、該第２層内にアクチュエータとなる第２のスリットを有し、該
第２のアクチュエータは上記第１及び第２のマイクロ流体用のチャネルが互いに
離れあうようにする上記第２空間層と接する第１の不動位置と、上記第１及び第
２のマイクロ流体チャネルが互いに流体同士混合するようにする第２の作動位置
との間を変換可能にされ、 上記第１のポンピング位置へ常態位置から上記第１層を変換するアクチュエー
タ手段と、を有し、 上記第１層が上記第１ポンピング位置へ変換されたとき、上記第１の不動位置
に上記第２アクチュエータがある間に上記第１アクチュエータが上記第２アクチ
ュエータ位置へ変換され、こうして流体を上記第１のマイクロ流体用のチャネル
から上記第２のマイクロ流体用のチャネルへ押し出す。
【００２０】 また請求項１８で、弁体と、 該弁体中に形成されるマイクロ流体の取入口チャネルと、 該弁体中に形成されるマイクロ流体の出口チャネルと、 上記取入口チャネルと上記出口チャネルとを分ける弾性封入材であって上記出
口チャネルから取入口チャネルを離す第１の不動位置と上記取入口チャネルと上
記出口チャネルとが互いに流体を流し合う第２の作動位置とを有し、それによっ
て流体が上記取入口チャネル中に導入されたときは該取入口中の圧力が上記弾性
封入材を上記第１の不動位置から上記第２の作動位置へ変換して流体を上記取入
口チャネルから上記出口チャネルへ流し、流体が上記出口チャネルへ導入された
ときは圧力が上記弾性封入材を上記第１不動位置に保持して上記取入口チャネル
と出口チャネル間の流れを阻止するようにされているものと、を有する。
【００２１】
【発明の実施の形態】 以下、本発明に係るマイクロ流体用装置の実施の形態
を図面に基づいて説明する。
【００２２】 図１及び図２において、マイクロ流体用装置１０は本発明原理によるチェック
弁を備えている。図１は装置１０が第１層１２、第２層１４、第３層１６及び第
４層１８を有することを示す。これらの層は本実施例のように好ましくはMYLAR[
商標]のようなフィルム状の柔らかい材料で形成されるのがよいが、ラテックス
のような、もっと柔らかい材料で構成することもできる。第１層１２と第２層１
４は一連の隔壁シート２０ａ，２０ｂ，２０ｃで離されている。第２層１４と第
３層１６は一連の隔壁シート２２ａ，２２ｂ，２２ｃで離され、第３層１６と第
４層１８は一連の隔壁シート２４ａ，２４ｂ，２４ｃで離されている。図２に示
す装置１０は、隔壁シート２０ａ，２０ｂ，２０ｃおよび隔壁シート２２ａ，２
２ｂ，２２ｃでそれぞれ離される第１層１２、第２層１４、および第３層１６し
か有していない。隔壁シート２０ａ，２０ｂ，２０ｃ、隔壁シート２２ａ，２２
ｂ，２２ｃおよび隔壁シート２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、３Ｍ社が製造のACA[Ad
hesive Carrier Adhesive]（接着剤塗布接着体）またはPSA[Pressure Sensitive
Adhesive]（感圧接着剤）のような高級接合剤で構成するのが好ましい。図１に
おいて第１のマイクロ流体室３０は、層１２と層１４とを分離する隔壁シート２
０ａ，２０ｂ，２０ｃで構成される。図１において第２のマイクロ流体室３２は
、装置１０中の層１４と層１８間に形成されているが、図２においては第２マイ
クロ流体室３２は、層１４と層１６間に形成されている。第１マイクロ流体室３
０と第２マイクロ流体室３２は、隔壁シート２０ｃの下面に当接し層１４内に形
成された柔軟な弁片３４で分けられて、開口部３５に配置される。弁片３４は、
第１マイクロ流体室３０と第２マイクロ流体室３２間に通路を作るように隔壁シ
ート２０ｃから撓って離れることはできるが、逆方向には撓らないように、した
がって第１マイクロ流体室３０内の順圧は弁片３４を開くが、第２マイクロ流体
３２内の高圧は弁片３４を隔壁シート２０ｃに当接させて弁を閉じる逆止弁とな
っている。流れの方向は矢印Ａで示される。
【００２３】 装置１０のような構造は２種類の流体を同時に導入させることができ、かつ、
どちらか一方の流体が逆に流れて他方の流体の供給チャネルへと流れ込むのを防
止することができる。このことは混合系中において正しい流速を維持し、また、
試薬がサンプル中に混じってしまったり、逆にサンプルが試薬に混じってしまっ
たりするのを防ぐ上で大切なことである。
【００２４】 マイクロ流体系におけるチェック弁のもう一つの主要な適用例は再循環ポンプ
における適用である。ポンプ室中に封入された分量を押圧する多重ラミネート層
のマイクロ流体用装置中に配置したフィルム層のコンプライアンスを利用するこ
とでポンプ構造中の流れをコントロールするのである。
【００２５】 図５および図６において、再循環ポンプ３８は図１に示した装置と基本的に同
一の構成で、隔壁シート２０ａ，２０ｂ，２０ｃ、２２ａ，２２ｂ，２２ｃおよ
び２４ａ，２４ｂ，２４ｃで離された層１２、１４、１６、および１８を有して
いる。第１チェック弁は、層１４中の開口部３５に設けられたシート２０ｃの下
面に当接する柔軟な弁片３４で構成され、第２チェック弁は、層１４中の第２開
口部４１に設けられ、シート２２ａの上面に当接する柔軟な弁片４０で構成され
る。第１マイクロ流体室３０と第２マイクロ流体室３２は、弁片３４、４０が不
動の閉じた状態のときは互いに分離されている。
【００２６】 ポンプ３８を作動させるには、柔軟な第１層１２を矢印Ｂで示すように、好ま
しくは操作する者の指で、下方に押せばいい。ポンプ３８は、例えばソレノイド
、圧電装置、あるいは空圧源のような外部からの機械的装置で第１層１２を押す
ようにすることもできる。第１マイクロ流体室３０中の流体がこれ以上押圧でき
ないとき、弁片３４が開き、一方弁片４０は閉じていて、矢印Ｃで示すように第
１マイクロ流体室３０から流体が開口部３５を通って入り込み、第２マイクロ流
体室３２中の分量が増加し、第４層１８が矢印Ｄで示すように変形する。理論的
には第２マイクロ流体室３２の膨張量は第１マイクロ流体室３０の圧縮量と、第
１層１２および第４層１８が同径なら振幅的および容量的に等しい。
【００２７】 第１層１２から押圧力が消えると、矢印Ｅで示したようにもとの位置に戻り、
弁片３４は閉じる。第４層１８も又もとの位置に戻るから、弁片４０を開いて流
体が第２マイクロ流体室３２から開口部４１を通って矢印Ｆで示すように第１マ
イクロ流体室３０内に戻っていく。第１層１２がもとに戻ることによる流体への
力は、第１層１２を押すことにより第１マイクロ流体室３０を変形させた力と等
しい。
【００２８】 ポンプ３８のようなポンプは、マイクロ流体用装置を設計するのに重要である
。マイクロ流体用装置中を流体が移動するのを維持する能力は流体を混合したり
沈殿を防止したりする上で重要である。マイクロ流体用装置中での全血分析は、
細胞が反応室または注射室内にある懸濁状態を維持することを必要とするからで
ある。再循環ポンプは流体中の粒子の拡散を維持する手段なのである。
【００２９】 図７は本発明に係るチェック弁を備えた再循環マイクロ流体用装置の別の実施
例を示す。図７はチェック弁６２、６２を使った再循環ポンプを備えるマイクロ
流体回路６０である。この回路は２種類の流体を精確に一定の比率で混合するの
に用いられ、２種類の流体が入れられるだけの２本のマイクロ流体チャネル容量
を有している。再循環回路の出口ライン６４と入口ライン６６とが、既知の固定
量の回路に接続されている。こうした回路は、反応を感知したり、混合溶液を別
方向へ分けたり、必要量の試薬を混合したりするのに用いられる。
【００３０】 使い方は、入口ライン６６を従来の２方向弁６８に接続し、この２方向弁６８
をチャネル７２のサンプル貯溜場経由で弁７０に接続しておく。弁７０は本発明
に係る入口チェック弁６２ａにポンプ供給チャネル７４経由で接続されている。
弁７０は又サンプル取入口７６および試薬取入口７８にも接続されている。弁６
８も又、廃棄コネクタチャネル８２経由で弁８０に接続され、弁８０も又、廃棄
チャネル８４に接続されている。そしてポンプフイゴ８６はチェック弁６２ａと
６２ｂをつなげ、弁６２ｂは出口ライン６４に接続する。
【００３１】 回路６０に流体を乗せ再循環させるプロセスは次のようである。取入口７８が
分析されるサンプル流体の供給を受ける。弁６８と７０は、サンプル流体がポン
プ供給チャネル７４とか入口ライン６６に入り込むのを防止するため、このサン
プル供給をする前には閉じておく。チャネル８２にサンプル流体が流れて、廃棄
チャネル８４から出ていけるように、弁８０は開いておく。次に試薬を取入口７
８から弁７０に取入る。弁７０は閉じてあるので試薬はサンプル流体から離され
たままである。試薬がチェック弁６２ａを介してポンプ供給チャネル７４に充満
し、ポンプフイゴ８６とチェック弁６２ｂ経由で出口ライン６４に入り、さらに
別の回路へと入って、入口ライン６６経由で弁６８を介して回路６０に戻ってく
る。弁６８は次に弁７０が閉じられている間に開けられて、試薬をチャネル８２
から開いた弁８０を経由して廃棄チャネル８４経由で外へ流す。このプロセスは
試薬の固定量を回路６０内に封入して行われる。
【００３２】 この時点では弁８０は閉じ、弁６８と７０は開いている。フイゴ８６を作動す
ると流体をフイゴ８６から弁６２ｂ経由で出口ライン６４のコンプライアンンス
に（そして接続してあるセンサー回路へ）、さらに入口ライン６６へと入れる。
フイゴ８６のこうしたポンピング動作はチェック弁６２ａを閉じさせる。フイゴ
８６を離すと、フイゴ８６の室内から圧力が逃げるからチェック弁６２ａは開き
、チェック弁６２ｂを閉じて、流体の脈打つ分量をフイゴ８６内へと流し込む。
混合、希釈、感知などが十分行われるまでこのプロセスが何回も繰り返される。
【００３３】 本発明を適用したチェック弁の別の例を図８〜図１３に示す。図８において、
チェック弁構造体１００は一連のラミネート層１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，
１０２ｄ，１０２ｅ，１０２ｆ，１０２ｇと、最上層１０２ａからチェック弁構
造体１００を出て行くチャネル１０４と、最下層１０２ｇからチェック弁構造体
１００を出て行くチャネル１０６という一対のチャネル１０４、１０６とを有し
ている。上層１０２ｂは、穴１０４ａと合致する穴１０４ｂを有し、ラミネート
層１０２ａと１０２ｃ間にチャネルを形成する切り込み１０８を有している。ラ
ミネート層１０２ｄは穴１０４ｃと合致する穴１０４ｄ、および穴１０６ｃと合
致する穴１０６ｄ、および切り込み１１２を有している。切り込み１１２は層１
０２ｃの部分１１０と合致する領域１１２ｄを有し、層１０２ｃと層１０２ｅ間
の部分１１２内に封入した弾性封入材１１４を有する。弾性封入材１１４はラテ
ックスまたはこれに類似の材で構成されるのが好ましい。層１０２ｅは穴１０４
ｄと合致する穴１０４ｅ、穴１０６ｄと合致する穴１０６ｅ、およびそう１０２
ｄの切り込み１１２と合致する穴１１６を有する。層１０２ｆは穴１０６ｅと合
致する穴１０６ｆ、層１０２ｅの穴１１６と一端を合致させ、他端を層１０２ｅ
の穴１０４ｅと合致させる切り込み１１８を有する。そして層１０２ｇは層１０
２ｆの穴１０６ｆと合致する穴１０６ｇを有する。
【００３４】 層１０２ａ，１０２ｃ，１０２ｅ，１０２ｇは、本実施例ではMYLAR[商標]で
構成し、層１０２ｂ，１０２ｄ，１０２ｆは、３Ｍ社製造のACA(接着剤塗布接着
体)で構成するのが好ましい。
【００３５】 本発明のチェック弁構造体１００の各部についての説明は以上の通りである。
次にこれの使用法について説明する。図８、図１０、図１１および図１２におい
て、液圧を矢印Ｊ方向にチャネル１０４にかける。穴１０４ａ，１０４ｂ，１０
４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅからなるチャネル１０４は、層１０２ｆ中の切り込み
１１８とつながっている。液体はチャネル１０４から切り込み１１８を経由して
層１０２ｅの穴１１６から上方へ向かい弾性封入材１１４に行き着く。図１２に
明確に示したように十分に最少量の液圧でも弾性封入材１１４を膨張させる。弾
性封入材１１４が図１２に示すような位置まで膨張したら、液体は層１０２ｄ中
の領域１１２ｄを通って部分１１０、そして図１０に矢印Ｋで示すようにチャネ
ル１０８に来て、チャネル１０６に到達する。
【００３６】 チャネル１０６と１０８に対して液圧を逆方向にかけたときは、弾性封入材１
１４は層１０２ｅの平たい面を押圧するから液流を阻止するように作用する。し
たがって弾性封入材１１４の弾性特性は、逆流のときチェック弁構造体１００の
弁を閉じ、またチェック弁構造体１００中に圧力がない常態でも弁を閉じる位置
に付勢するものとされている。弾性封入材１１４は順方向に最少圧力がかけられ
たときだけ開くように付勢される。
【００３７】 本発明の別の実施例は、図１〜図７ならびに図８〜図１３でそれぞれ示したタ
イプの複数の弁を並べたものと軌を一にするものである。この弁列は多重層ラミ
ネートでできたカートリッジに一体化することができるもので、多数並行して流
体加工するのを制御、あるいはマイクロ流体回路中の多数箇所で１回の工程で加
工するのに使うことができる。この実施例は薬品発見工程とか多数のサンプルの
分析とかに適用できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るベーシックチェック弁を備えたマイクロ流体用装置
の一部断面図である。
【図２】 ベーシックチェック弁を備えた別態様のマイクロ流体用装置の一
部断面図である。
【図３】 図２のベーシックチェック弁を一部分鎖線で表した平面図である
。
【図４】 図２のベーシックチェック弁の個々の層の概略図である。
【図５】 本発明に係るチェック弁を使った再循環ポンプを備えたマイクロ
流体用装置の部分断面図で、流体が流れているところを示す。
【図６】 図５の装置のフイゴポンプが緩められた状態を示す。
【図７】 本発明に係るチェック弁を備えるマイクロ流体用装置内の再循環
系の平面図である。
【図８】 本発明に係る弾性のチェック弁を備えるマイクロ流体用装置のも
う一つの実施例を示す斜視図である。
【図９】 図８の弁の、一部鎖線で表した平面図である。
【図１０】 図８の弁を側部から見た断面図である。
【図１１】 図８の弁を正面から見た断面図で、流体が流れていないときの
状態を示す。
【図１２】 図８の弁を正面から見た断面図で、流体が流れているときの状
態を示す。
【図１３】 図８の弁の個々の層の平面図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ１６Ｋ 31/02 Ｆ１６Ｋ 31/02 Ｚ ４Ｇ０７５ Ｇ０１Ｎ 35/10 Ｇ０１Ｎ 37/00 １０１ 37/00 １０１ Ｂ０１Ｊ 19/00 Ｚ // Ｂ０１Ｊ 19/00 Ｇ０１Ｎ 35/06 Ｄ (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)，ＣＡ，Ｊ Ｐ Ｆターム(参考） 2G058 DA07 EA14 FA07 3H058 AA13 BB22 CA22 CC05 EE24 3H062 AA02 AA12 BB04 BB33 CC04 HH03 HH10 3H075 AA01 BB04 CC05 CC11 CC13 DA05 DA09 DB02 DB08 DB10 3H077 AA00 AA07 AA08 CC02 CC07 DD06 EE15 EE22 EE23 EE25 EE26 EE34 FF06 FF12 FF14 FF36 4G075 AA02 AA39 BB05 BB10 DA02 EC30 EE12 FA01 FA12 FC17

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上面と下面とがある弾性材の第１層と、 上面と下面とがある弾性材の第２層と、 第１のマイクロ流体のためのチャネルを形成するため、上記第１層と第２層と
    を分離する、上記第１層の下面と上記第２層の上面との間の第１の空間層と、 上面と下面とがある弾性材の第３層と、 第２のマイクロ流体のためのチャネルを形成するため、上記第２層と第３層と
    を分離する、上記第２層の下面と上記第３層の上面との間の第２の空間層と、を
    有し、 上記第２層が、該第２層内にアクチュエータを形成する開口部を有し、該アク
    チュエータは上記第１及び第２のマイクロ流体チャネルが互いに離れあうように
    する上記第１空間層と接する第１の不動位置と、上記第１及び第２のマイクロ流
    体チャネルが互いに流体同士混合するようにする第２の作動位置との間を変換可
    能にされていることを特徴とするマイクロ流体用装置。
  2. 【請求項２】 上記第１空間層が複数の薄い弾性材からなる請求項１に記載
    のマイクロ流体用装置。
  3. 【請求項３】 上記第１、第２、および第３の層がMYLAR[商標]からなる請
    求項１に記載のマイクロ流体用装置。
  4. 【請求項４】 上記第１のマイクロ流体用のチャネルと上記第２のマイクロ
    流体用のチャネルの容量が同一である請求項１に記載のマイクロ流体用装置。
  5. 【請求項５】 上面と下面とがある弾性材の第１層と、 上面と下面とがある弾性材の第２層と、 第１のマイクロ流体のためのチャネルを形成するため、上記第１層と第２層と
    を分離する、上記第１層の下面と上記第２層の上面との間の第１の空間層と、 上面と下面とがある弾性材の第３層と、 第２のマイクロ流体のためのチャネルを形成するため、上記第２層と第３層と
    を分離する、上記第２層の下面と上記第３層の上面との間の第２の空間層と、を
    有し、 上記第２層が、 該第２層内にアクチュエータとなる第１のスリットを有し、該第１のアクチュ
    エータは上記第１及び第２のマイクロ流体用のチャネルが互いに離れあうように
    する上記第１空間層と接する第１の不動位置と、上記第１及び第２のマイクロ流
    体チャネルが互いに流体同士混合するようにする第２の作動位置との間を変換可
    能にされ、かつ、該第２層内にアクチュエータとなる第２のスリットを有し、該
    第２のアクチュエータは上記第１及び第２のマイクロ流体用のチャネルが互いに
    離れあうようにする上記第２空間層と接する第１の不動位置と、上記第１及び第
    ２のマイクロ流体チャネルが互いに流体同士混合するようにする第２の作動位置
    との間を変換可能にされ、 上記第１のポンピング位置へ常態位置から上記第１層を変換するアクチュエー
    タ手段と、を有し、 上記第１層が上記第１ポンピング位置へ変換されたとき、上記第１の不動位置
    に上記第２アクチュエータがある間に上記第１アクチュエータが上記第２アクチ
    ュエータ位置へ変換され、こうして流体を上記第１のマイクロ流体用のチャネル
    から上記第２のマイクロ流体用のチャネルへ押し出すことを特徴とするマイクロ
    流体用装置中で使う再循環ポンプ。
  6. 【請求項６】 上記第１層が上記第１ポンピング位置に変換されたとき上記
    第３層が第１の不動位置から第２の作動位置へ変換するようにされていることを
    特徴とする請求項５に記載の再循環ポンプ。
  7. 【請求項７】 上記第１および第２のマイクロ流体用のチャネルを等しくし
    たことを特徴とする請求項５に記載の再循環ポンプ。
  8. 【請求項８】 上記第１層が上記第１ポンピング位置からその常態位置へ戻
    るとき、上記第１アクチュエータがその第１の不動位置へ変換され、上記第２ア
    クチュエータがその第２作動位置へ変換され、こうして流体を上記第２マイクロ
    流体用のチャネルから上記第１マイクロ流体用のチャネルへと押し出すようにし
    たことを特徴とする請求項６に記載の再循環ポンプ。
  9. 【請求項９】 上記作動をさせる手段の連続的な作動が流体を上記第１マイ
    クロ流体用のチャネルから上記第２マイクロ流体用のチャネルへ、かつ、上記第
    １マイクロ流体用のチャネルへ戻すように、継続的に循環させるようにしたこと
    を特徴とする請求項８に記載の再循環ポンプ。
  10. 【請求項１０】 上記第１層と第２層がMYLAR[商標]で構成したことを特徴
    とする請求項５に記載の再循環ポンプ。
  11. 【請求項１１】 上記作動をさせる手段がポンプの外部に設けたことを特徴
    とする請求項５に記載の再循環ポンプ。
  12. 【請求項１２】 上記作動をさせる手段が上記第１層を操作者が手で物理的
    に押すことを特徴とする請求項１１に記載の再循環ポンプ。
  13. 【請求項１３】 上記作動をさせる手段が空圧源にしたことを特徴とする請
    求項５に記載の再循環ポンプ。
  14. 【請求項１４】 上記作動をさせる手段が電磁力起動の機構にしたことを特
    徴とする請求項５に記載の再循環ポンプ。
  15. 【請求項１５】 上記電磁力起動の機構がソレノイドであることを特徴とす
    る請求項１４に記載の再循環ポンプ。
  16. 【請求項１６】 上記作動をさせる手段が静電気起動の機構にしたことを特
    徴とする請求項１４に記載の再循環ポンプ。
  17. 【請求項１７】 上記静電気起動の機構が圧電装置であることを特徴とする
    請求項１６に記載の再循環ポンプ。
  18. 【請求項１８】 弁体と、 該弁体中に形成されるマイクロ流体の取入口チャネルと、 該弁体中に形成されるマイクロ流体の出口チャネルと、 上記取入口チャネルと上記出口チャネルとを分ける弾性封入材であって上記出
    口チャネルから取入口チャネルを離す第１の不動位置と上記取入口チャネルと上
    記出口チャネルとが互いに流体を流し合う第２の作動位置とを有し、それによっ
    て流体が上記取入口チャネル中に導入されたときは該取入口中の圧力が上記弾性
    封入材を上記第１の不動位置から上記第２の作動位置へ変換して流体を上記取入
    口チャネルから上記出口チャネルへ流し、流体が上記出口チャネルへ導入された
    ときは圧力が上記弾性封入材を上記第１不動位置に保持して上記取入口チャネル
    と出口チャネル間の流れを阻止するようにされているものと、 を有することを特徴とするマイクロ流体の装置。
  19. 【請求項１９】 上記第２層が複数の上記開口部と複数の上記第１チャネル
    及び第２チャネルを有し、上記開口部は上記第２層中に上記複数のアクチュエー
    タセクションを形成し、該アクチュエータセクションは上記第１チャネルと第２
    チャネルが互いに離されるように上記第１の隔離層[spacing layer]と接する第
    １の不動位置と、上記複数の第１チャネルと第２チャネルが互いに流通し合う第
    ２の作動位置との間を変換できるようにされていることを特徴とする請求項１に
    記載のマイクロ流体用装置。
  20. 【請求項２０】 上記アクチュエータセクションを個別に作動する手段を備
    えたことを特徴とする請求項１９に記載のマイクロ流体用装置。
  21. 【請求項２１】 上記アクチュエータセクションを個別に作動する手段が，
    、水圧、機械、気圧、磁力、または静電気を利用のアクチュエータであることを
    特徴とする請求項２０に記載のマイクロ流体用装置。
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