JP2004085418A

JP2004085418A - 化学分析装置

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Publication number: JP2004085418A
Application number: JP2002248235A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Kono; 河野　治彦; Takashi Kuhara; 久原　隆; Takeshi Kusakabe; 日下部　毅; Hiroshi Shibata; 柴田　寛
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-28
Also published as: JP4063014B2

Abstract

【課題】複雑な流路を有した化学分析装置を容易に小型化して構成でき、液体の精密な流量制御を可能にして信頼性の高いデータが得られ、液体を変質させるようなことがなく、また液体のみの試薬などにも適用できる汎用性と優れた操作性を備えた化学分析装置を提供する。
【解決手段】液体供給口２ａ、２ｂとその排出口２ｃとを連結する液体流路２ｄがその片面側に略矩形又はＶ字形、Ｕ字形断面状等に開口して形成された流路基板２と、流路基板２の開口した液体流路側に覆設された被覆基板３と、液体流路２ｄに対向する被覆基板３上に流路間隔を有して配置された薄膜状圧電振動体４、５と、を有した輸液機構１により化学分析装置を構成する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセンサや分析装置などを小型集積化した化学分析システム（μ−ＴＡＳ）において、試料液や試薬、潤滑液などの液体を定量的に供給するための輸液機構を備えた化学分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の化学分析システムにおいては、試料液などの液体を輸送するための輸液機構として、例えば、以下のような技術のものが知られている。
【０００３】
（１）特開平８−１７８１９７号公報（以下イ号公報という）には、小口径管の外壁と大口径管の内壁とが一定の間隔を保つように同軸に配置する互に径の異なる大小２本の弾性体管と、該大口径管の両端部から各々一定距離隔たった該大口径管と同軸に装着する少なくとも２箇の円環状超音波振動子と、該振動子の振動により該大口径管内面に励起された表面弾性波により該小口径管と該大口径管にはさまれた空隙内に満たされた液体を一定方向に輸送するポンプ部を備えた液体定量輸送装置が記載されている。
【０００４】
（２）特開平１０−７０８９０号公報（以下ロ号公報という）には、微小物体を含む液体にレーザー光を照射して、その微小物体と周囲の液体との屈折率の差で生じる光圧回転力を利用して流体を駆動させる輸液機構が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術のものでは以下のような課題を有していた。
【０００６】
（１）イ号公報に記載の液体定量輸送装置は、３次元状に形成された円環状超音波振動子を大口径管に装着して用いるので、複雑な流路構成を有した化学分析装置においては、装置全体が大型化してしまうという課題があった。
【０００７】
（２）複雑で入り組んだ液体流路を有する化学分析装置においては、小型化が困難であるため液体の精密な流量制御ができず、信頼性の高いデータが得られないという課題があった。
【０００８】
（３）輸液機構が大きくなるので、極微小量の液体を正確に抽出したり、供給したりする操作性に欠け、微量分析には適しないという課題があった。
【０００９】
（４）ロ号公報に記載のレーザー光を用いる輸液機構では、適用される液体中に微小物体が含まれる必要があり、液体のみの試薬などには適用できず汎用性に欠けるという課題があった。
【００１０】
（５）レーザー光を試料などに照射するので、光化学反応により試料が変質されて正確な化学分析データが得られない場合があるという課題があった。
【００１１】
（６）レーザー光の発生装置を必要とするので装置が複雑であり、また、回転軸機構の潤滑には制約条件があり信頼性の面で問題があった。
【００１２】
（７）微小物体の形状を安定した形状で生産することが難しく、性能のばらつきも大きい上、多大な設備費用も必要となるという課題があった。
【００１３】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、複雑な流路を有した化学分析装置を容易に小型化して構成でき、液体の精密な流量制御を可能にして信頼性の高いデータが得られ、液体を変質させるようなことがなく、また液体のみの試薬などにも適用できる汎用性と優れた操作性を備えた化学分析装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は化学分析装置内の液体流路中に薄膜ピエゾ（薄膜状圧電振動体）をパターンニングしそれに表面弾性波を発生させて流路中の液体を駆動させることを特徴とする。これによって、複雑な流路を有した化学分析装置を容易に小型化して構成でき、液体の精密な流量制御を可能にして信頼性の高い化学分析データが得られ、液体のみの試薬などにも適用できる汎用性と優れた操作性を備えた化学分析装置を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の化学分析装置は、液体の供給口とその排出口とを連結する液体流路がその片面側に形成された流路基板と、流路基板の液体流路側に覆設された被覆基板と、被覆基板上の液体流路に対向する位置に配置された薄膜状圧電振動体と、を備えた構成とした。
【００１６】
この構成によって、以下の作用を有する。
【００１７】
（ａ）液体流路のパターンをエッチング処理によりガラス質などの流路基板に形成させ、被覆基板上に形成された薄膜状圧電振動体を所定の振動方向に振動させることにより、薄膜状圧電振動体に接する液体流路内の液体に駆動力を発生させて液体の排出口に向けて輸送することができ、制御性に優れている。
【００１８】
（ｂ）略平板状の流路基板と被覆基板との間に液体流路を形成させるので、全体の厚みが薄く、極めて小型の輸液機構を構成させることができ、微量な試薬などの精密な添加を可能にして、信頼性の高い化学分析データが得られる。
【００１９】
（ｃ）レーザー光を用いる輸液機構の場合のように、レーザー照射による試料液の変質がなく、しかも液体を駆動させるための微小物体を添加する必要もないので、制約条件が少なく汎用性に優れた化学分析装置を提供できる。
【００２０】
請求項２に記載の化学分析装置は、請求項１において、被覆基板がシリコン基板である構成とした。
【００２１】
この構成によって、請求項１の作用に加えて以下の作用を有する。
【００２２】
（ａ）被覆基板がシリコン基板であるので、液体を流動させるときの流路部分の摩擦抵抗を低減することができ、薄膜状圧電振動体で発生するせん断エネルギーが、対向する被覆基板側の抵抗により失なわれる量を低減し、振動の伝達効率を高めて効率的に液体を流動させることができる。
【００２３】
請求項３に記載の化学分析装置は、薄膜状圧電振動体に対向する流路基板の流体接触面に撥水処理を施した構成とした。
【００２４】
この構成によって、請求項１、２の作用に加えて以下の作用を有する。
【００２５】
（ａ）薄膜状圧電振動体に対向する液体流路の流体接触面に撥水処理が施されているので、液体を流動させるときの流路部分の摩擦抵抗を低減することができ、薄膜状圧電振動体で発生するせん断エネルギーが、対向する液体流路側の抵抗により失なわれる量を低減し、振動の伝達効率を高めて効率的に液体を流動させることができる。
【００２６】
（ｂ）また、薄膜状圧電振動体の表面を親水化することもでき、流体へのせん断エネルギーの伝達を効率的にして、さらに効率的に液体を流動させることもできる。
【００２７】
（ｃ）比較的開口面積が大きくなる流路に適用した場合には、撥水処理がなされているので、処理する液中の固形分などが付着しにくくなり、常時一定の流動抵抗を維持させ、滴量測定などにおける注入量の精度を高めることができる。
【００２８】
請求項４に記載の化学分析装置は、薄膜状圧電振動体が、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを含むペロブスカイト型構造を有する圧電体である構成とした。
【００２９】
この構成によって、請求項１〜３の作用に加えて以下の作用を有する。
【００３０】
（ａ）薄膜状圧電振動体が、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを含むペロブスカイト型構造を有する圧電体であるので、圧電体を薄膜化しても、絶縁破壊を起こすことがないので、薄膜化が可能となり液体流路を微細化して、極めて微量な液体を流動させることができる。
【００３１】
請求項５に記載の化学分析装置は、薄膜状圧電振動体の膜厚が１μｍ〜１０μｍ、比誘電率が１５０〜５００である構成とした。
【００３２】
この構成によって、請求項４の作用に加えて以下の作用を有する。
【００３３】
（ａ）薄膜状圧電振動体が、薄膜状圧電振動体の膜厚が１μｍ〜１０μｍ、比誘電率が１５０〜５００であるので、薄膜化が可能で、かつ、微動も可能となり、液体流路を微細化して、極めて微量な液体を流動させることができる。
【００３４】
請求項６に記載の化学分析装置は、請求項１〜５に記載の発明において、薄膜状圧電振動体が液体流路に複数備えられ、その振動方向を対向させて配置して構成されている。
【００３５】
この構成によって、請求項１〜５の作用に加えて、以下の作用を有する。
【００３６】
（ａ）化学分析装置内の単一流路中に薄膜状圧電振動体による液体駆動機構を複数設けることにより、液体流路における液体の流れの制御性をさらに向上させることができる。
【００３７】
（ｂ）薄膜状圧電振動体による液体駆動機構を複数対向させて配置し、その振動方向を対向させているので、液体流路内に生じる対向流の衝突部分では層流で流動してきた液体が強制的に乱され流路スケールによっては乱流となるか層状を保ったまま強く混合される。これによって、化学分析装置内の２種類の液体混合を強力に促進することが可能となる。
【００３８】
（ｃ）このように液体流路内に液体の撹拌機構を付与して、混合溶液を送りながら効率的に混合して測定のバラツキを少なくし、化学分析装置で測定されるデータの信頼性を上げることができる。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における化学分析装置の輸液機構の模式斜視図であり、図２は本発明の実施の形態１における化学分析装置の輸液機構の分解説明図である。
【００４１】
図１及び図２において、１は実施の形態１における化学分析装置の輸液機構、２は試料液や試薬などの液体が供給される液体供給口２ａ、２ｂと液体が吐出される液体排出口２ｃを備えた液体流路２ｄがその片面側に所定のパターンで形成されたガラス質板などで構成される流路基板、３は流路基板２の開口した液体流路２ｄ側に覆設されたシリコン質板などで構成される被覆基板、４、５は液体流路２ｄに対向する被覆基板３上に所定の流路間隔を有して配置された厚みが数十〜数百μｍの薄膜状圧電振動体、６は薄膜状圧電振動体４、５に接続され銅などの帯状の導電体で形成された電極部である。
【００４２】
本実施の形態の化学分析装置では、液体供給口２ａと液体供給口２ｂからそれぞれ異なる液体、例えば液体供給口２ａからは分析の対象となる試料液が、液体供給口２ｂからは試料に対し特別な反応を示す試薬が供給され、試料液及び試薬がそれぞれ流入する液体流路２ｄに対応して薄膜状圧電振動体４、５が配置されている。
【００４３】
この流路基板２における液体流路２ｄはガラス基板をエッチングなどの処理を施すことで容易に得ることができる。なお、この流路基板２における液体流路２ｄの深さは数十から数百ミクロン程度になっている。そして、流路基板２としては、ガラスや金属の板状体が適用できる。この片側面にエッチング処理などを施すことにより略矩形又はＶ字形、Ｕ字形等の断面状に開口してその流路深さが数十から数百μｍの液体流路２ｄのパターンを形成させることができる。
【００４４】
被覆基板３にはあらかじめ所定パターンの電極部６が形成されている。この電極部６上の一部に薄膜状圧電振動体４、５がスパッタリングなどにより接合して形成され、薄膜状圧電振動体４、５に電力が供給されて所定の振動を発生させるようにしている。そして、被覆基板３としては、シリコン基板が適用でき、シリコン基板とすることで、処理する液中の固形分などが付着しにくくなり、常時一定の流動抵抗を維持させ、滴量測定などにおける注入量の精度を高めることもできる。
【００４５】
薄膜状圧電振動体４、５としては、例えば、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを含むペロブスカイト型構造を有する圧電体であって、その膜厚が１μｍ〜１０μｍ、比誘電率が１５０〜５００のものが使用できる。
【００４６】
実施の形態１においてはこれらの基板の流路パターンの位置を一致させて接合し図１の状態で小型化学分析装置の一部である輸液機構１として適用する。
【００４７】
ここで、薄膜状圧電振動体を用いた輸液機構の動作原理について図３を用いて説明する。図３は化学分析装置における輸液機構の動作原理説明図である。
【００４８】
図３において、７は薄膜状圧電振動体Ａ、Ｂに電力を供給するための駆動電源部であり、Ａ、Ｂは液体流路に沿って互いに並列に配置された２つの薄膜状圧電振動体である。駆動電源部７を用いて所定の電圧を印加することにより薄膜状圧電振動体Ａ、Ｂ上の一点を振動させると、その点から周囲に向って表面波振動を伝搬させることができる。
【００４９】
この振動部分以外での表面の特定点Ｐの運動方向は接液面に垂直な方向のみではなく楕円軌道を描くことになり、この点Ｐにおける薄膜状圧電振動体Ａ、Ｂと液体との摩擦力により液体は矢印に示す方向に引きずられ、液体は全体的に矢印の方向に移動する。この液体の輸送速度は薄膜状圧電振動体Ａ、Ｂを駆動させる駆動電力によって調節される。
【００５０】
図３では薄膜状圧電振動体Ａ、Ｂを液体流路に沿って並列に配置させ、一方を加振部、他方を吸振部として、両薄膜状圧電振動体間に発生する表面波の伝搬方向を一定方向に維持させるようにしている。さらに、各薄膜状圧電振動体Ａ、Ｂの距離はその両端部から表面弾性波の１／４波長相当の距離に設置し、薄膜状圧電振動体Ａ、Ｂの駆動周波数を５０ＫＨｚとした。また、並列配置された２個の薄膜状圧電振動体Ａ、Ｂにそれぞれ印加する交流電圧の位相を約１８０度ずらすことにより、流体基板と薄膜状圧電振動体Ａ、Ｂとの間に形成された液体流路に表面進行波を発生させることができる。
【００５１】
また、この薄膜状圧電振動体Ａ、Ｂの個数を必要に応じて増加して各振動子への駆動電力の位相をずらして調節することで、液体流路の表面波振幅の均一性を向上させ液体輸送の安定性を改善することも可能である。
【００５２】
本発明の実施の形態１における輸液機構１も、図３で説明した動作原理に基づくものである。
【００５３】
ここで、図４は本発明の実施の形態１における化学分析装置の輸液機構の説明図であり、図１および図２における液体流路２ｄの薄膜状圧電振動体４（或いは５）を含む部分の断面を示している。図４において、８は液体流路２ｄの液体、１２、１３は薄膜状圧電振動体であり、薄膜状圧電振動体４（或いは５）の一部分である。
【００５４】
図４に示すように、超音波振動子としての薄膜状圧電振動体１２、１３（薄膜ピエゾ）に対し、図示しない電源回路から所定パターンに形成された電極部６を介して駆動電圧をかけることで表面弾性波を生じさせることが可能で、薄膜状圧電振動体１２、１３に面した液体８にせん断エネルギーを与えることができる。
【００５５】
よって前記と同様の輸液原理により液体流路２ｄ内の液体８を駆動することが可能である。このとき印加電圧の駆動周波数は化学分析装置のスケールにより最適なものとするのは言うまでも無い。
【００５６】
なお、本発明によれば流動させる液体８は連続して液体流路２ｄを満たしていなくても移送可能であり、液体８が分散した液滴状態でも構わない。
【００５７】
なお、図１、図２で示した実施の形態１の化学分析装置における液体流路２ｄや薄膜状圧電振動体４、５、電極部６はごく単純なパターンで配置された状態を例示しており、これら流路基板２上の液体流路２ｄのパターン、被覆基板３上の電極部６のパターンおよび薄膜状圧電振動体４、５の配置パターンは半導体チップの生産プロセスの技術を応用することにより作成できるため、複雑でかつ極めて精度および集積度が高く、大量生産に向くため安価に生産することも可能である。そのため、本発明により装置を容易に小型化できると同時に本実施の形態よりも遥かに複雑な構成の装置も大量かつ安価に生産できることとなる。
【００５８】
実施の形態１の化学分析装置は以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
【００５９】
（ａ）化学分析装置の輸液機構１における液体流路２ｄ内に薄膜状圧電振動体を必要に応じて複数設けることができるので、液体流路２ｄにおける流体の制御性をさらに向上させることができる。
【００６０】
（ｂ）液体流路２ｄを形成させるパターンをエッチング処理によりガラス質などの流路基板２に形成させることができ、小型で複雑な液体流路２ｄを有した化学分析装置を容易に製造でき、生産性と経済性に優れている。
【００６１】
（ｃ）被覆基板３上に形成された薄膜状圧電振動体４、５を所定の振動方向に振動させることにより、薄膜状圧電振動体４、５に接する液体流路２ｄ内の液体に駆動力を発生させ液体排出口２ｃに向けて輸送することができ、制御性に優れている。
【００６２】
（ｄ）略平板状の流路基板２と被覆基板３との間に液体流路２ｄを形成させるので、全体の厚みを薄くでき、微量な試薬を精密に添加でき、信頼性の高い化学分析データが得られる。
【００６３】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における化学分析装置の輸液機構の説明図である。
【００６４】
図５において、１０は実施の形態２の化学分析装置における輸液機構、１１は化学分析装置においてガラス製の流路基板２の液体流路２ｄに形成された例えば低分子ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などからなる撥水性被膜層、１２、１３は撥水性被膜層１１に対向する被覆基板３に配置された薄膜状圧電振動体である。なお、実施の形態１と同様の機能を有するものについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６５】
実施の形態２の化学分析装置は液体流路２ｄの薄膜状圧電振動体１２、１３の振動面に対向する流路基板２の表面に撥水性被膜層１１がコーティングされて形成され、水を含んだ液体８を流動させるとき、その流路部分の摩擦抵抗を低減することができる。したがって、薄膜状圧電振動体１２、１３の側で発生するせん断エネルギーを対向する流路基板２側の抵抗により失う量を低減し、効率的に液体８を流動させることができる。
【００６６】
さらに、薄膜状圧電振動体１２、１３の表面を親水性樹脂で被覆したり、表面粗さを粗くしたりして親水化することで流体へのせん断エネルギーの伝達が効率的に行われ、さらに効率的に液体を流動させることも可能となる。
【００６７】
実施の形態２の化学分析装置は以上のように構成されているので、実施の形態１の作用に加えて以下の作用を有する。
【００６８】
（ａ）薄膜状圧電振動体１２、１３に対向する流路基板２の流体接触面が撥水処理されているので、液体を流動させるときの流路部分の摩擦抵抗を低減することができ、薄膜状圧電振動体１２、１３で発生するせん断エネルギーが、対向する流路基板２側の抵抗により失なわれる量を低減し、振動の伝達効率を高めて効率的に液体８を流動させることができる。
【００６９】
（ｂ）薄膜状圧電振動体１２、１３の表面を親水化することもでき、輸送される液体８へのせん断エネルギーの伝達を効率的にして、さらに効率的に液体を流動させることもできる。
【００７０】
（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３における化学分析装置の輸液機構の説明図である。
【００７１】
図６において、２０は実施の形態３の化学分析装置における輸液機構、２１、２２は互いの振動方向を逆にして対向させ液体流路２ｄに並列配置された薄膜状圧電振動体、２３は薄膜状圧電振動体２１、２２間の被覆基板３に形成された液体排出部である。
【００７２】
なお、実施の形態１と同様の機能を有するものについては同一の符号を付してその説明を省略する。本発明の実施の形態３の輸液機構２０においては、液体流路２ｄ内に薄膜状圧電振動体２１、２２による流体駆動構成が振動方向を対向させて二箇所備えられていて、薄膜状圧電振動体２１、２２の振動によって駆動される液体の流れを薄膜状圧電振動体２１、２２の間で衝突混合させ、この均一混合された液体を液体排出部２３から排出できるようになっている。
【００７３】
なお、このような薄膜状圧電振動体２１、２２の配置構成は流路幅などの等しい液体流路内だけでなく一部流路を拡張したチャンバー状の流路内でも設置可能であり、そのパターンによってはさらに効率的な混合促進効果を実現することができる。
【００７４】
実施の形態３の化学分析装置は以上のように構成されているので、実施の形態１の作用に加えて以下の作用を有する。
【００７５】
（ａ）化学分析装置内の液体流路２ｄ内に振動方向を逆向に対向して配置された薄膜状圧電振動体２１、２２が設けられているので、液体流路２ｄにおける液体の流れの制御性をさらに向上させることができる。
【００７６】
（ｂ）薄膜状圧電振動体２１、２２を対向させて配置し、その振動方向を対向させているので、液体流路２ｄ内に生じる対向流の衝突部分では層流状態で流動してきた液体が強制的に乱され流路スケールによっては乱流となるか層状を保ったまま強く混合される。これによって、化学分析装置内の２種類の液体混合を強力に促進できる。
【００７７】
（ｃ）液体流路２ｄ内に液体の撹拌機構を付与することができ、混合溶液を送りながら効率的に混合して測定のバラツキを少なくし、化学分析装置で測定されるデータの信頼性を上げることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、薄膜状圧電振動体の振動により表面弾性波を発生させることにより微小な液体流路内の流体を駆動させることができ、液体の流れを精密に制御して混合操作を行うこともでき、優れた制御性と操作性を備えると共に、小型化した化学分析装置を提供することができる。
【００７９】
請求項１に記載の化学分析装置によれば、以下の効果を有する。
【００８０】
（ａ）液体流路のパターンをエッチング処理によりガラス質などの流路基板に形成させることができ、被覆基板上に形成された薄膜状圧電振動体を所定の振動方向に振動させることにより、薄膜状圧電振動体に接する液体流路内の液体に駆動力を発生させて液体の排出口に向けて輸送することができ、制御性に優れている。
【００８１】
（ｂ）略平板状の流路基板と被覆基板との間に液体流路を形成させるので、全体の厚みが薄く、極めて小型の輸液機構を構成させることができ、微量な試薬などの精密な添加を可能にして、信頼性の高い化学分析データが得られる。
【００８２】
（ｃ）レーザー光を用いる輸液機構の場合のように、レーザー照射による試料液の変質がなく、しかも液体を駆動させるための微小物体を添加する必要もないので、制約条件が少なく汎用性に優れた化学分析装置を提供できる。
【００８３】
請求項２に記載の化学分析装置によれば、請求項１の効果に加えて以下の効果を有する。
【００８４】
（ａ）被覆基板がシリコン基板であるので、液体を流動させるときの流路部分の摩擦抵抗を低減することができ、薄膜状圧電振動体で発生するせん断エネルギーが、対向する被覆基板側の抵抗により失なわれる量を低減し、振動の伝達効率を高めて効率的に液体を流動させることができる。
【００８５】
請求項３に記載の化学分析装置によれば、請求項１、２の効果に加えて以下の効果を有する。
【００８６】
（ａ）薄膜状圧電振動体に対向する液体流路の流体接触面に撥水処理が施されているので、液体を流動させるときの流路部分の摩擦抵抗を低減することができ、薄膜状圧電振動体で発生するせん断エネルギーが、対向する液体流路側の抵抗により失なわれる量を低減し、振動の伝達効率を高めて効率的に液体を流動させることができる。
【００８７】
（ｂ）また、薄膜状圧電振動体の表面を親水化することもでき、流体へのせん断エネルギーの伝達を効率的にして、さらに効率的に液体を流動させることもできる。
【００８８】
（ｃ）撥水処理がなされているので、処理する液中の固形分などが付着しにくくなり、常時一定の流動抵抗を維持させ、滴量測定などにおける注入量の精度を高めることができる。
【００８９】
請求項４に記載の化学分析装置によれば、請求項１〜３の効果に加えて、以下の効果を有する。
【００９０】
（ａ）薄膜状圧電振動体が、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを含むペロブスカイト型構造を有する圧電体であるので、圧電体を薄膜化しても、絶縁破壊を起こすことがないので、薄膜化が可能となり液体流路を微細化して、極めて微量な液体を流動させることができる。
【００９１】
請求項５に記載の化学分析装置によれば、請求項４の効果に加えて、以下の効果を有する。
【００９２】
（ａ）薄膜状圧電振動体が、薄膜状圧電振動体の膜厚が１μｍ〜１０μｍ、比誘電率が１５０〜５００であるので、薄膜化が可能で、かつ、微動も可能となり、液体流路を微細化して、極めて微量な液体を流動させることができる。
【００９３】
請求項６に記載の化学分析装置によれば、請求項１〜５の効果に加えて、以下の効果を有する。
【００９４】
（ａ）化学分析装置内の単一流路中に薄膜状圧電振動体による液体駆動機構を複数設けることにより、液体流路における液体の流れの制御性をさらに向上させることができる。
【００９５】
（ｂ）薄膜状圧電振動体による液体駆動機構を複数対向させて配置し、その振動方向を対向させているので、液体流路内に生じる対向流の衝突部分では層流で流動してきた液体が強制的に乱され流路スケールによっては乱流となるか層状を保ったまま強く混合される。これによって、化学分析装置内の２種類の液体混合を強力に促進することが可能となる。
【００９６】
（ｃ）このように液体流路内に液体の撹拌機構を付与して、混合溶液を送りながら効率的に混合して測定のバラツキを少なくし、化学分析装置で測定されるデータの信頼性を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における化学分析装置の輸液機構の模式斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における化学分析装置の輸液機構の分解説明図
【図３】化学分析装置における輸液機構の動作原理説明図
【図４】本発明の実施の形態１における化学分析装置の輸液機構の説明図
【図５】本発明の実施の形態２における化学分析装置の輸液機構の説明図
【図６】本発明の実施の形態３における化学分析装置の輸液機構の説明図
【符号の説明】
１　輸液機構
２　流路基板
２ａ、２ｂ　液体供給口
２ｃ　液体排出口
２ｄ　液体流路
３　被覆基板
４、５　薄膜状圧電振動体
６　電極部
７　駆動電源部
１０　輸液機構
１１　撥水性被膜層
１２、１３　薄膜状圧電振動体
２０　輸液機構
２１、２２　薄膜状圧電振動体
２３　液体排出部

Claims

液体の供給口とその排出口とを連結する液体流路がその片面側に形成された流路基板と、前記流路基板の液体流路側に覆設された被覆基板と、前記被覆基板上の前記液体流路に対向する位置に配置された薄膜状圧電振動体と、を備えたことを特徴とする化学分析装置。
前記被覆基板がシリコン基板であることを特徴とする請求項１に記載の化学分析装置。
前記薄膜状圧電振動体に対向する前記流路基板の流体接触面に撥水処理を施したことを特徴とする請求項１、２いずれか１項に記載の化学分析装置。
前記薄膜状圧電振動体が、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを含むペロブスカイト型構造を有する圧電体であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の化学分析装置。
前記薄膜状圧電振動体の膜厚が１μｍ〜１０μｍ、比誘電率が１５０〜５００であることを特徴とする請求項４に記載の化学分析装置。
前記薄膜状圧電振動体が前記液体流路に複数備えられ、その振動方向を対向させて配置したことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の化学分析装置。