JP2005509142A

JP2005509142A - オンカラム型のサンプルインジェクタを備えるマイクロ流体分離装置

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Publication number: JP2005509142A
Application number: JP2003504090A
Authority: JP
Inventors: スティーブン・イー・ホブズ; クリストフ・ディ・カープ
Original assignee: Nanostream Inc
Current assignee: Nanostream Inc
Priority date: 2001-06-07
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2005-04-07
Also published as: US20020187557A1; CN1249431C; CA2445816C; WO2002101383A1; EP1393060A1; CN1511256A; CA2445816A1

Abstract

試料から化学又は生物学的な種を分離する圧力駆動型のマイクロ流体分離装置（１００〜６０１）はオンカラムの導入、すなわち固定相材料（１１５〜３６０）を収容した分離溝（１１４〜５６１）と、分離溝ないしはカラムの第１の端部（１１４Ａ〜５６１Ａ）と第２の端部（１１４Ｂ〜５６１Ｂ）の間に配置された試料流入口とを備える。高分子を含む種々の材料からなる挟装された型板層（１０２〜４０８）により、１つのマイクロ流体装置に１以上の分離溝を設けることができる。試料流入口を選択的にシールするメカニカルシール（５２０，５３０，６０６）等のシール手段を設ける。種々のサンプルインジェクタを設ける。オンカラム導入のマイクロ流体装置を含む分離システムは圧力源（６０３）及び検出器（６０７）を備える。

Description

関連出願

本出願は、２００１年６月７日に出願された現在継続中の米国特許出願No.６０／２９６，８９７と２００２年２月１３日に出願された現在継続中の米国特許出願No.６０／３５７，６８３に基づく優先権の利益を主張する。

本発明は、マイクロ流体装置への液体試料の注入ないしは導入に関する。

複合試料混合物中の個々の種（species）の存在及び／量を決定するために、化学的及び生物学的分離が産業上及び学術上の種々の状況で日常的に実行されている。このような分離を実行するための種々の技術がある。

分離技術の１つであるクロマトグラフィは、混合物中の密接に関連する成分の分離に使用される多数の方法を包含する。実際、クロマトグラフィには、種々の混合物中の成分の分離、同定、精製、及び定量化を含む多くの応用がある。クロマトグラフィは試料（又は試料エキス）の移動相（気体、液体、又は超臨界流体）への溶解を伴う物理的分離方法である。移動相は、試料を搬送しつつ、不動で不混和性の固定相を収容した分離「カラム」に（例えば、重力、圧力の印加、又は電界の印加により）通される。カラムクロマトグラフィでは、固定相は一般にチューブ又は他の境界内に収容された固体担体上のコーティングである。固定相と移動相は、試料の成分が個々の相で異なる溶解度を有するように選択される。固定相で極めて溶解度の高い成分は、固定相では余り溶解度は高くないが移動相では非常に溶解度の高い成分よりも、固定相中を移動するのに時間を要する。この移動度の相違により、固定相を通過している間に試料成分が互いに分離される。

通常のクロマトグラフィシステムの１つのカテゴリーとして圧力駆動型のシステムがある。、これらのシステムは、分離カラムに対して加圧された移動相を供給することにより（一般に１以上の液体溶媒をポンプによって供給することにより）機能する。標準的な液体クロマトグラフィカラムの寸法は、長さが数センチメートル（例えば１０、１５、２５センチメートル）で、直径が３〜５ミリメートルであり、一般に３〜２００ミクロンの内径を有するキャピラリーカラムを備える。カラムには一般に非常に小径（例えば５又は１０ミクロン）の粒子が充填されている。種々の固定相材料タイプのものが市販されている。より一般的な例としては、液体−液体（Liquid-Liquid）、液体−固体（Liquid-Solid 吸着（Adsorption））、サイズ排除（Size Exclusion）、順相（Normal Phase）、逆相（Reverse Phase）、イオン交換（Ion Exchange）、及びアフィニテニー（Affinity）がある。

分離システムにおけるボイドないしは空隙や他の不規則性は良好な分離を損なうので、充填されたカラム中の空隙を最小にすることが重要である。そのため、最も一般的な分離カラムは、充填材料を所定位置に保持して不規則な流動領域を防止するように設計された（一般に圧縮可能なフェルール領域を有する）専用のエンドフィッティングないしは端部金具（end fitting）を備えている。

図１に示すように、通常の圧力駆動型のクロマトグラフィシステムで使用される分離カラムは、一般にチューブ状のカラム本体１２に粒子材料１４を充填することで製作される。カラム本体１２は高精度の内部孔１３を有し、一般にステンレス鋼で製造されるが、場合によってはガラス、石英ガラス、及び／又はＰＥＥＫも使用される。一例としては、単純な充填方法では、超音波処理槽又は彫刻工具（engraving tool）からの振動で補助して粒子を揺り落とすことにより、空のチューブに乾充填（dry-pack）する。縮小したピペット先端を上端部（第２の端部）で粒子リザーバとして使用してもよく、充填されるチューブの下端部（第１の端部）はパラフィルム又はチューブキャップで閉栓される。乾充填に続いて、栓が取り外されたチューブ１０の第１の端部にフェルール１６Ａ、微多孔性ステンレス鋼フリットフィルタディスク(fine porous stainless steel fritted filter disc)ないしは（フリット（frit））１８、雄型のエンドフィッティング２０Ａ、及びエンドフィッティング２０Ａと噛み合う雌型ナット２２Ａが固定される。対応するコネクタ（すなわち、フェルール１６Ｂ、雄型のエンデフィッティング２０Ｂ、及び雌型のナット２２Ｂ）が、第２の端部に係合して乾充填されたチューブ１２に固定される。充填材料１４を通して第２の端部から第１の（フリットが接触している）端部へ加圧された溶媒を流すことで、チューブ１２の中身１４をさらに圧縮してもよい。粒子床（particle bed）の成形が終わって流体圧力が安定すると、一般にチューブ１３内に粒子材料が密に充填されない部分が残る。このカラム１０中の空隙をなくすために、チューブ１３を一般に粒子床の表面で（又はより短い所望の長さで）切り落として得られたチューブ１２の長さ全体に粒子１４が充填されるようにし、チューブの非充填の部分は放棄する。その後、使用前にカラム１０を再組み立てする（すなわち、第２の端部にフェルール１６Ｂ、雄型のエンドフィッティング２０Ｂ、及び雌型のナット２２Ｂを付ける）。

カラム１０を使用する通常の圧力駆動流体クロマトグラフィシステムを図２に示す。このシステム３０は、すべてカラム１０の上流に配置された溶媒リザーバ３２、高圧ポンプ３４、パルスダンパ３６、試料導入バルブ３８、及び試料源４０を備え、さらにカラム１０の下流に配置された検出器４２及び廃棄物リザーバ４４を備える。高圧ポンプ３４は溶媒リザーバ３２から移動相溶媒を圧送する。パルスダンパ３６は高圧ポンプ３４により生じる圧力脈動を低減する。試料導入バルブ３８は、一般に予め定められた体積の試料を試料源４０から溶媒の流れに導入するための内部試料ループ（internal sample loop）を有するロータリバルブである。試料導入バルブ３８の下流では、試料の種の分離を促進する固定相材料がカラム１０に収容されている。カラム１０の下流には、分離された種を検出するための検出器４２と、移動相及び試料生成物を最終的に収集するための廃棄物リザーバ４４とがある。逆圧生成器（図示せず）をカラム１０と検出器４２の間に配置してもよい。

一般的には、システム３０はカラム１０内で一度に１つの試料を分離させる。コスト上の理由で、多数回の分離（例えば、概ね１００回）にカラムが再使用されることが多い。一回の分離に続き、固定相材料中に依然として含まれている試料成分を除去するために、カラム１０を加圧された溶媒流で灌流してもよい。しかしながら、この時間のかかる灌流ないしは洗浄工程でカラム１０を完全に洗浄することは殆どできない。このことは、特定のカラムで最初の分離を実行した後は、後続のすべての分離は先行する操作によりカラムに取り残された汚染材料のために誤った結果が生じる可能性を潜在的に含んでいることを意味する。結局、カラムはもはや使用できない程度まで汚れ、その程度まで汚れるとカラムは一般に廃棄される。

以上の説明から、通常の圧力駆動型の分離カラムは多数の部品を備え、多数の製造工程が必要であることが明らかである。カラムの製作に必要な部品数を低減し、カラムの製造工程を単純化することが望ましい。また、分離カラムのコストを低減して一回だけ使用した後にカラムを廃棄できるようにし、それによって結果が誤っている潜在的な可能性と時間のかかる洗浄工程をなくすことが望ましい。さらに、最小限の数の高価なシステム構成要素（例えば、ポンプ、パルスダンパ、検出器等）を使用して多数の試料の分離を分離することができる、高スループットの分離システムを提供することが好ましい。

他の分離法ではコラムに印加される電界を利用する。これらのシステムは電気泳動法（electrophoresis）と呼ばれる分離法を使用し、この電気泳動法は電界中のイオンの移動性に基づいている。電気泳動性の媒体を収容したカラムに電界を印加すると、試料の成分は、媒体中での相対的な電気泳動的な移動性に基づいて、反対極性に荷電されたカラムの両端部に向けて異なる速度で移動する。エレクトロクロマトグラフィ（electrochromatograpy）はクロマトグラフィと電気泳動法の組み合わせであり、移動相は電気浸透流により分離システムを通って移動する。

電界による分離システムは複雑であり、電気接点類が不可欠的に必要となる。加えて、これらのシステムは荷電された流体又は電解質を含む流体についてのみ機能する。最後に、これらのシステムでは水の電気分解を生じさせるのに十分な高圧の電圧が必要であり、試料を破壊することなく収集するのを困難にする泡が生成される。これらの制限の観点から、電流を使用することなく分離を実行することができる装置及びシステムに対する要求が存在する。

発明の概要

本発明の第１の独立の態様では、圧力駆動型のマイクロ流体分離装置は、固定相材料を収容した分離溝を備え、この分離溝は第１の端部及び第２の端部を備える。また、分離装置は液体試料を第１の端部及び第２の端部の間の分離溝に供給する試料流入口を備える。

本発明の他の独立の態様では、圧力駆動型のマイクロ流体分離装置は、それぞれ第１の端部と第２の端部を有する多数の分離溝を備える。また、分離装置は多数の試料流入口を備え、各流入口は分離溝と連通し、第１の端部と第２の端部の間に配置されている。

本発明の他の独立の態様では、分離システムは試料を多数の種に分離するための圧力駆動型のマイロク流体分離装置、分離装置に加圧流体を供給する圧力源、及び少なくとも１つの種の特性を検出する検出器を備える。分離装置は分離溝と試料流入口を有する。分離溝は第１の端部と第２の端部を備える。試料流入口は分離溝に流体を供給するようになっている。試料流入口は第１の端部と第２の端部の間に配置されている。

本発明の他の独立の態様では、圧力駆動型の分離溝への試料の装填が数工程で実行される。第１の工程では、固定相物質を収容する分離溝を設ける。分離溝は第１の端部、第２の端部、及び第１の端部と第２の端部の間に配置された試料入口ポートを備える。第２の工程では、分離溝を通る移動相溶媒の流れを開始する。第３の工程では、移動相溶媒の流れを一時停止する。第４の工程では、試料入口ポートに試料を供給する。第５の工程では、試料入口ポートをシールする。

本発明の他の独立の態様では、追加の利点のために、前述の態様のいずれかを組み合わせてもよい。本発明のこれら及び他の態様及び利点は、詳細な説明、図面、及び請求の範囲を参照すれば当業者にとって明らかである。

定義
ここで使用される「溝ないしはチャネル（channel）」又は「チャンバ」という語は、広義に解釈される。従って、この語は横又は縦の寸法が直径または断面寸法を大きく超えた細長い構造に制限することを意図しない。むしろ、そのような語は、いかなる所望の形状または構造でも、液体がそこを通して導かれる空洞または穴を含むことを意味する。そのような流体空洞は、例えば、流体が連続的に通過する貫流小室または、代りに、所定の断続比の流体を、所定の時間比保持するチャンバを含む。「溝」と「チャンバ」は、例えば、バルブ、フィルタ、固定相媒体、及び同様又は均等の構成要素や材料を含む内部構造を詰め込み又は収容することができる。

ここで使用される「マイクロ流体」という語は、いかなる限定もなく、中に流体を通過又は導入が可能な、１以上の寸法が５００μｍよりも小さい構造又は装置をいう。

ここでは「分離溝」という語は「カラム」という語と実質的に互換性を持って使用され、液体試料の種を分離する固定相材料を収容している流体装置の領域をいう。

ここで使用される「実質的にシールされ」という語は、所要の流れ、流体の種類、及び圧力条件の下で、意図しない漏れの速度及び／又は体積が十分に小さいことをいう。実質的にシールされた装置は、１つ以上の入口ポート及び／又は出口ポートを備えていてもよい。

ここで使用される「自己接着性テープ」という語は一面又は両面に粘着ないしは接着コーティングを不可欠に有する材料の層又はフィルムをいう。

ここで使用される「型板」ないしはステンシルという語句は、種々の形状及び向きの１以上の部分が切断又は当該層の厚み全体にわたって除去されている、好適には実質的に平坦である材料の層又はシートであり、当該層内で実質的な流体の移動を許可するものをいう（例えば、１つの層から他の層へ流体を導く単なるスルーホールではなく、溝又はチャンバの形態である。）。切断又は除去された部分の輪郭は、型板が基板又は他の型板のような他の層間に挟装されたときにマイクロ構造の水平方向の境界を形成する。

ここで使用される「カラム」という語は、一般に充填された粒子物質を含む固定相材料を収容した流体装置の領域をいう。

ここで使用される「スラリ」という語は、好適に溶媒中で粒子が懸濁している粒子物質と溶媒の混合物をいう。

マイクロ流体装置概略
本発明に係る装置は、好適には、１つの寸法が少なくとも約５００ミクロンより小さい内部溝又は他のマイクロ構造を画定するマイクロ流体装置である。本質的に好ましい実施形態では、本発明に係るマイクロ流体装置は、溝及び／又はチャンバを画定するために型板層又はシートを使用して組み立てられる。前述のように、型板層は実質的に平坦で、型板層内で実質的な流体移動を許可するように層の厚み全体を貫通する溝又はチャンバを有することが好ましい。型板層にそのような溝又はチャンバを画定するために種々の手段を使用できる。例えば、切刃を適用するように改変されたコンピュータ制御のプロッタを、材料層を貫通する種々のパターンを切断するために使用することができる。このような切刃は型板層からある部分を引き離して除去するために使用してもよく、材料を除去することなく型板層の領域を分離する溝を形成するために使用してもよい。代案としては、材料層を貫通する部分を切断するために、コンピュータ制御のレーザ切断機を使用してもよい。予め定められた寸法のマイクロ構造を作るためにレーザ切断を使用できるが、レーザの使用は本質的にある程度の材料の除去を伴う。型板層の形成に使用できる他の方法の例としては、ロータリカッタ及び他の高スループットの自動位置決め型装置（コンバータと呼ばれる場合もある。）を含む、通常の打ち抜きないしはダイ切断技術がある。型板層又はシートを貫通して切断するこれらの方法により、マイクロ流体装置の製造に通常使用されている通常の表面微細加工又は材料堆積法と比較して、迅速かつ安価に頑丈な装置を製作することができる。

型板層の一部を切断ないしは除去した後、型板を基板及び／又は他の型板の間に挟むと、切断又は他のマイクロ構造の横方向の境界によって除去された部分の輪郭が完成する。型板層の厚みを変更することにより、又は互いに上に積層される同一の複数の型板層を使用することにより、溝又はチャンバのようなマイクロ構造の厚みないしは高さを変更することができる。型板層の上面及び底面は、マイクロ流体装置として組み立てたときに、１以上の隣接する層（型板層又は基板層）と適合し、通常は少なくとも１つの入口ポートと少なくとも１つの出口ポートを有する実質的に閉じた装置を形成するようになっている。

数例挙げるとすれば高分子（polymeric）材料、金属材料、及び／又は複合材料を含む広範な材料を、挟装された型板層を有するマイクロ流体装置を製作するために使用することができる。ある実施形態では、特に好適な材料はマイクロ流体装置内の流体内容物の視認及び／又は電磁解析が可能な実質的に光学的透過性を有する材料を含む。種々の好適な実施形態では、装置層として、フィルタ材料を含む多孔質材料を使用してもよい。基板及び型板は実質的に硬質であっても可撓性を有していてもよい。所望の応用について特定の材料の選択には種々の要因があり、これらの要因は、装置の領域に存在する物質（例えば、溶媒、反応物、及び生成物）の種類、濃度、及び滞留時間、温度、圧力、ｐＨ、気体の存在の有無、並びに光学的特性を含む。

好適に実質的にシールされた構造を組み立てるために、装置の層を１つにシールないしは接着する種々の手段を使用することができる。例えば、接着材を使用することができる。１つの実施形態では、装置の１以上の層を片面又は両面の接着テープで組み立てることができるが、型板層を接着する他の方法を使用してもよい。テープの一部（所望の形状及び寸法）を切断及び除去して溝、チャンバ、及び／又は開口を形成することができる。次に、テープの型板をテープの層間、又は他の材料の層間の適切な被覆層と共に支持基板上に配置することができる。この実施形態では、型板層の厚み（例えば、テープ担持体及びテープ担持体上の接着材）を変更することにより、又は互いに上に積層される複数の実質的に同一の型板層を使用することにより、特定の型板層内における溝の厚みないしは高さを変更することができる。これらの実施形態では様々な種類のテープを使用することができる。好適なテープ担持体はポリエステル、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、及びポリイミドを含むが、これらに限定されない。これらのテープには、圧力、温度、並びに化学的又は光学的相互作用によるキュアリングないしは硬化を含む、種々のキュアリング方法がある。これらの担持体及び接着材の厚みは変更してもよい。

他の実施形態では、高接合強度（特に高圧での応用に好ましい。）を得ると共に、接着材と溶媒及び／又は試料との間にある潜在的な適合性の問題を排除するために、接着材を使用せずに装置層を直接的に接合してもよい。１つの実施形態では、少なくとも１つの型板層を含む７．５−ミル（１８８ミクロン）の厚みの「クリア・ティア・シール（Clear Tear Seal）」ポリプロピレン（アメリカン・プロフォル（American Profol）,シーダー・ラピッズ（Cedar Rapid），アイオワ州（IA））を互いに積み重ね、平坦なガラス板の間に配置し、この層状の堆積に０．２６ｐｓｉ（１．７９ｋＰａ）の圧力を印加して圧縮し、その後、工業用オーブン中で１５４℃の温度で５時間程度の時間加熱し、高圧カラム充填法での使用に適する永久的に接合されたマイクロ構造を得る。より均一な加熱を促進するために、同一のプロセスを用い、金属（例えば炭素鋼）の箔を各ガラス板の内面に挿入して装置層のうちの最も外側の層に接触させてもよい。

特に、型板による製作方法で、試作及び大量生産の両方について非常に迅速な製作が可能となる。設計を迅速に実現し、試験し、（必要があれば）改良し、さらに所望の結果を得るために試験をすることができるので、迅速に試作できることは非常に貴重である。また、型板製作法により迅速に装置を試作できることで、特定の設計についての多くの異なる変形を同時に試験及び評価できる。

エンボス加工、打ち抜き加工、モールディング、及びソフトリソグラフィのような周知の技術を使用して、種々の材料から他の実施形態を製作することができる。

貼り付け材料の当業者が認識するであろうように、本発明で使用されるマイクロ流体装置における１以上の種々の層を貼り付けるために、前述の接着及び非接着方法に加え、他の技術を使用できる。例えば、温度、化学、又は光活性の接合工程、（層に圧力を加えるためのクランプ又はねじの使用のような）機械的取付、及び／又は他の均等な連結方法を使用してもよい。

圧力駆動型のマイクロ流体分離
マイクロ流体体積で液体クロマトグラフィを実行すれば、カラムに充填する材料、分析用及び生物学的試薬、溶媒、並びに廃棄物を低減することにより、大幅にコストを節約できる。また、マイクロ流体分離装置は使い捨てにできるので、分離カラムの再使用に起因する試料の汚染の潜在的な可能性が排除され、分離の合間にカラムを灌流する必要もなくなる。挟装された型板で製作された実施形態には、迅速かつ安価に試作及び製造できること、装置の各部に広範な材料を使用できることのような、追加の利点がある。また、マイクロ流体装置は多数の操作を並行して実行するのに適するので、得られるスループット（すなわち、特定の時間中に実行し得る分離の回数）を実質的に向上できる。

本発明の実施形態は、プレカラム（pre-column）ではなく、オンカラム（on-column）で試料を１以上のマイクロ流体装置に導入する。換言すれば、好適な実施形態は第１の端部及び第２の端部を有するマイクロ流体分離溝（ないしはカラム）を備え、試料は試料流入口（例えば流入口ポート、流入口溝、又は他の開口）を介して第１の端部と第２の端部の間の溝に導入される。通常の分離カラムの上流端で認められるような、潜在的な異常が生じるあらゆる可能性や製造上の欠陥（デッドボリュームを含む）がサンプルに影響を与えることをオンカラムでの導入により防止できるので、オンカラムでの試料の導入は通常の圧力駆動クロマトデラフィカラムで使用されるプレカラムでの導入とは明瞭に区別される。

オンカラムの導入を採用したマイクロ流体装置
１つの実施形態では、圧力駆動型のマイクロ流体分離装置は、分離カラムと導入溝を備える。図３を参照すると、分離装置１００は２つの型板層１０２，１０３を含む５つの装置層１０１〜１０５からなる。第１の装置層１０１は、２つの上流ポート１０６Ａ，１０６Ｂ、２つの下流ポート１０８Ａ，１０８Ｂ、及び２つの廃棄ポート１０７，１０９を画定する。いずれのポート１０６Ａ，１０６Ｂを試料入口ポート又は試料出口ポートとして使用してもよい。第２の装置層１０２は、好適には熱可塑性で熱溶融性の接着材料からなり、（分離溝１１４に試料を供給するための）流入口溝１１０、アンローディング溝１１１、並びに第１及び第３の装置層１０１，１０３間で流体を送るための２つのバイア（via）１１２，１１３を画定する。第３の装置層１０３は上流端部１１４Ａ及び下流端部１１４Ｂを有する直線状の溝１１４を画定し、溝１１４は固定相材料１１５を収容できるようになっている。固定相材料１１５は対応する上流端部１１５Ａ及び下流端部１１５Ｂを備える。第４の装置層１０４は好適には熱可塑性（「熱溶融性」）の接着材料からなり、第５の装置層１０５は好適には硬質の基板からなる。様々な種類の固定相材料１１５を使用できる。１つの実施形態では、固定相材料１１５は市販のシリカゲル薄層クロマトグラフィ（thin layer chromatography;ＴＬＣ）板材のストリップないしは細片を装置１００に使用したもので、細片１１５はほぼ第３の装置層１０３に画定された溝１１４の寸法に切断される。直線状の溝１１４に細片１１５の挿入し、装置層１０１〜１０４を積み重ねた後、装置層１０１〜１０４を熱接着（heatlaminate）して第２及び第４の装置層１０２，１０４の一部で固定相である細片１１５周囲のすべての空隙を塞ぐ。同一プロセスを達成するために、熱可塑性材料以外の他の選択的に流動性を有する材料及び接着材料を使用してもよい。

以下の構造では、分離溝１１４に収容された微小孔性の固定相材料１５は分離溝１１４に入る流体の流れ及び分離溝１１４を通る流体の流れの両方を妨げるので、流入口溝１１０のインピーダンスは分離溝１１４と比較して非常に小さい。よって、少量で明確な試料プラグ（sample plug）を形成するために固定相材料１１４に試料を押し込むことが好ましい。上流端部１１４Ａにおける固定相材料１１５の異常やデッドボリュームのような製造上の欠陥で導入された試料プラグに広がるのを防止するように、カラム１１４に試料の導入を実行すること（すなわち上流端部１１４Ａと下流端部１１４Ｂの間に導入すること）が好ましい。

最初に、装置１００の運転準備として、固定相材料１１５を予め湿らせるために、アンローディング溝１１１に達するまで溶媒が流入口溝１１０に供給される。導入溝を加圧でするために、上流ポート１０６Ａ，１０６Ｂの一方（及び／又は廃棄ポート１０７）に好適には取り外し可能なメカニカルシール（図示せず。）を使用することができる。カラム１１５が湿った後、流入口溝１１０を介して分離溝１１４に試料が装填され、かつ固定相材料１１４に試料を押し込む圧力を印加することにより、固定相材料１１５に試料が装填される。特に、流入口溝１１０は隣接する層上でかつ固定相材料１１５の上流端部１１５Ａから十分に離れた位置で分離溝１１４と交差する。導入プラグの歪みないしは広がりを回避するために、流入口溝１１０は分離溝１１４の上流端部１１４Ａの下流側に十分な距離をあけて配置されている。試料が固定相材料１１５に導入された後、導入溝の一端が開放され（例えば、メカニカルシールを取り外すことにより）、余剰の試料が移動相溶媒と共に流入口溝１１０からパージされる。メカニカルシールの再取付後、被分析物を溶出（elute）させるために、加圧された移動相溶媒がカラムに供給される。被分析物は固定相材料１１４中を流れる間に分離される。

分離された被分析物を分離溝１１４から取り出すために、適切な逆のプロセスを使用することができる。隣接する層の分離溝１１４と固定相材料１１５の下流端部１１５Ｂの上流側で交差するアンローディング溝１１１（固定相材料１１５よりも大幅に小さいインピーダンスを有する）により固定相材料１１５の下流端部１１５Ｂでの欠陥が防止される。分離溝１１５を出た流体を特定の出口ポート（例えば１０８Ａ又は１０８Ｂ）に向かわせるために、アンローディング溝１１１の一端を取り外し可能なメカニカルシール（図示せず）等でシールしてもよい。代案としては、取り出される流体を特定のポート１０８Ａ又は１０８Ｂに向かわせるために出口ポート１０８Ａ，１０８Ｂ間に圧力差を印加してもよい。装置１００と使用するメカニカルシールの種類及び所望の運転モードに応じ、廃棄ポート１１２，１１３は使用しても使用しなくてもよい。

好適には、装置１００内の少なくとも１つの流体を光学的に検出するために、１以上の装置層１０１〜１０５が実質的に光学的に透過性を有する材料からなることが好ましい。１つの実施形態では、流体が固定相材料と分離されかつ接触している間に、少なくとも１つの流体の光学的検出が実行される。図３の設計に従って構成した装置１００を使用して、２種類の色素のオンカラムでの検出の実験証明を行った。赤色色素（アシッドレッド）と青色色素（ファーストグリーン）を固定相材料１５上で分離し、可視吸光度スペクトロメトリ（visible absorbance spectrometry）により検出した。光線は市販のシリカゲル薄層クロマトグラフィ（ＴＬＣ）材料１１５の細片を収容した分離溝１１４を透過した。移動相は９：１の水とエタノールの混合物であった。上手く分離が達成され、実験証明の結果は図４Ａ〜４Ｂの通りであった。図４Ａは単一の溶質試験クロマトグラムを２つ重ね合わせて示すが（個々の試験は１種類の色素を使用している。）、図４Ｂは赤色色素と青色色素の混合物の分離を示す組み合わせた試験クロマトグラムである。

他の実施形態では、単一の流体装置において多数の分離を同時に実行してもよい。マイクロ流体溝の寸法は本質的に小さいので、単一の装置に多数の溝を集積することができ、この集積は通常の分離カラムを使用したのでは極めて困難である。

１つの実施形態では、単一の導入溝から多数の分離溝に装填を行ってもよい。試料が導入溝に供給された後、導入溝を加圧して数個の分離溝のそれぞれに同時に試料を導入する。例えば、図５Ａ〜５Ｂを参照すると、多カラム型のマイクロ流体液体クロマトグラフィ（liquid chromatography;ＬＣ）装置１２０は、挟装型板組立法により、型板層１２２，１２５を含む８つの層１２１〜１２８からなる。レーザ切断を使用して、装置１２０の第１から第５の層１２１〜１２５に種々の開口及び溝を切断及び画定した。厚みが１０−ミル（２５０ミクロン）のポリエステルフィルムからなる第１の（被覆）層１２１は２つの上流ポート１２９Ａ，１２９Ｂと３つの下流ポート１３０Ａ，１３０Ｂを備える。第２の層１２２は、厚みが５．８−ミル（１４７ミクロン）で、ポリエステルの担持体と第１及び第３の層１２１，１２３に接着されるゴム接着層とを有する両面テープからなる。第２の（型板）層１２２は、第５の層１２５に画定された分離溝１４２〜１４４に対して垂直に配置された部分１３１Ａを有する導入溝１３１を画定している。また、第２の層１２２は、出口ポート１３０Ａ〜１３０Ｃに対して位置決めされたバイア１３２Ａ〜１３２Ｃを備えている。第３の層１２３及び第４の層１２４は同じ形態のバイアを画定しており、これらは導入バイア１３３Ａ〜１３３Ｃ，１３５Ａ〜１３５Ｃ及び出口バイア１３４Ａ〜１３４Ｃ，１３６Ａ〜１３６Ｃをそれぞれ画定する。第２の層１２２は厚みが０．８ミル（２０ミクロン）のポリエステルフィルムからなり、第３、第４、第６、及び第７の層１２３，１２４，１２６，１２７はそれぞれ厚みが４−ミル（１０２ミクロン）の改質されたポリオレフィン熱可塑性接着材からなる。代案としては、十分な熱可塑性材料を設けて分離溝１４２〜１４４中の固定相材料１３８〜１４０の周囲すべての空隙をシールするために、可能であれば、第３及び第４の層１２３，１２４（同様に第６及び第７の層１２６，１２７）をより厚みの大きい熱可塑性接着材層に置き換えてもよい。第５の層１２５は１０−ミル（２５０ミクロン）の厚みのポリエステルフィルムからなり、それぞれ４０−ミル（１ｍｍ）幅の数個の分離溝１４２〜１４４が厚みを貫通して第５の層１２５から除去されている。固定相材料１３８〜１４０は、シリカゲルで被覆した４０−ミル（１ｍｍ）幅のポリエステルの細片からなり、２５０μｍの被覆の厚みを含めて厚みはほぼ１７ミルである（ファットマン社（Whatman, Inc.）,クリフトン（Clifton），ニュージャージ州，カタログNo.4410 221）。各固定相材料の細片１３８〜１４０は、３つの分離溝１４２〜１４４の１つに配置されている。第８の層は硬質の基板である。通常のパウチ貼付機（pouch laminating machine）を使用して第５の層１２５の周囲に熱可塑性の層（第４、第６、及び第７の層１２３，１２４，１２６，１２７）を貼り合わせることにより、固定相材料の細片１３８〜１４０周囲の空隙がシールされて漏れが防止される。装置層１２１〜１２７の組み立てに続いて、固定相の細片１３８〜１４０周囲のすべての隙間を確実に充填するために、装置１２０を再貼り付けした。特に、３つの分離溝１４２〜１４４のみが装置１２０上に図示されているが、同様の設計に係る他の実施形態では性能を損なうことなく多数のカラムを簡単に設けることができる。

図６に示すように、装置１２０を機能させるために、上流（入口及び出口）ポート１２９Ａ，１２９Ｂを可撓性のチューブ１５５を介して２つのシリンジ１５０，１５１、バルブ１５２，１５３、及び廃棄物リザーバ１５４に接続する。第１のシリンジ１５０は水を収容し、第２のシリンジ１５１はアシッドレッド（赤色）の色素及びファーストグリーン（青色）の色素の水溶液を収容する。シリンジ１５０，１５１はシリンジのプランジャに対して錘（図示せず）を作用させることで加圧するように構成されている。第１のバルブ１５２は最初は閉弁され、第２のバルブ１５３は最初は開弁されている。まず、水圧を５ｐｓｉ（３４．５ｋＰａ）に上昇させることで、固定相材料を水で湿らせる。２つのバルブ１５２，１５３の状態を入れ換え、第１のバルブ１５２を開弁して第２のバルブ１５３を閉弁する。第２のシリンジ１５１を加圧して導入溝１３１に色素溶液を充填する。色素溶液は第１のシリンジ１５０に流入しない。５ｐｓｉ（３４．５ｋＰａ）の圧力を両方のシリンジ１５０，１５１に印加し、固定相材料１３８〜１４２を収容している３つの分離溝１４２〜１４４にそれぞれ色素を押し込む。バルブ１５２，１５３の状態を再度入れ換え、導入溝１３１から廃棄物コンテナ１５４へ水を灌流させる。次に、第２の弁１５３を閉弁し、第１のシリンジ１５０（水を収容している。）をほぼ５ｐｓｉ（３４．５ｋＰａ）に加圧してカラム１３８〜１４０を通って色素のプラグを進ませる。色素のプラグが３つのカラム（すなわち、固定相材料１３８〜１４０を収容した分離溝１４２〜１４４）中で分離された後、第１のシリンジ１５０中の水をエタノールで置き換える。第３のバルブ１５３を開弁し、第１のシリンジ１５０を加圧することで導入溝１３１をエタノールで灌流する。次に、第２のバルブ１５３を閉弁し、第１のシリンジ１５０をほぼ５ｐｓｉ（３４．５ｋＰａ）に加圧してカラム１４２〜１４４から両方の色素が溶出されるまでエタノールを供給する。

一般に、被分析物の細い流体プラグをクロマトグラフィカラムから除去すると、広幅化及びその結果としての分離の破壊が生じる可能性がある。よって、被分析物がプラグを広幅化する成分に遭遇する前にコラム上で分離された被分析物を検出できることは有利である。ここで説明するマイクロ流体分離（例えば液体クロマトグラフィ）装置は、オンカラムの光学検出に非常に適している。例えば、図７に概略的に示すように、マイクロ流体装置１６０を低吸光性（すなわち、実質的に光学的透過性を有する）とし、光線（可視、紫外、赤外、又は他の対象周波数域内）が比較的妨げられることなく層１６１，１６３、及びカラム１６２を通過するようにできる。実質的に光学的透過性を有する材料の好適な例としてはポリプロピレン、ポリカーボネート、及びガラスがあるが、これらに限定されない。分離カラム１６２を閉じている実質的に光学的透過性を有する装置層１６１，１６３と隣接する１以上の実質的に光学的透過性を有する支持層（例えば層１６４）に、開口１６５のような孔又は他の開口を画定し、分離カラムで分離された種の流動解析（flow-through analysis）を可能にすることができる。代案としては、カラム１６２を閉じている層（例えば層１６１）に孔（図示せず）を画定し、適切な光学的特性の窓で覆ってもよい。光源１６６を使用して、光線を１以上の窓に透過させ、又はカラム１６２の被分析物と干渉した後に窓を通って反射させて戻してもよい。好適には装置１６０の外側（代案としては内側）に配置される検出器１６７を設けてもよい。これらの構成により、吸光度、蛍光性、ラマン散乱、偏光分光測定、円二色性、及び屈折率の検出を含む、各種の光学分光学的検出が可能となる。適切な窓の材料及び光学的ジオメトリにより、表面プラズモン共鳴法（surface plasmon resonance）及び全反射吸収スペクトル法（attenuated total reflectance）のような技術が実行可能となる。これらの技術はオフカラムでも同様に実行可能であり、分離カラムを作用していないマイクロ流体装置でも実行可能である。シンチレーション、化学発光、エレクトロルミネセンス、及び電子捕獲のような他の分析技術を実行可能にするために、窓材料を使用してもよい。紫外、可視、近赤外、及び赤外の範囲を含む各種の電磁エネルギを使用することができる。また、電気化学的検出、容量測定、導電率測定、質量分光分析、核磁気共鳴、蒸気光散乱、イオン移動度分光分析、及びマトリクス支援レーザ脱離イオン光法のような技術を実行することもできる。

分析プローブを、マイクロ流体装置内、例えば分離カラム内に挿入することができる。光学プローブの例としては、吸光度、反射率、全反射吸収、蛍光、ラマン、及び光学センサがある。他のプローブ及びセンサは広範にな電気化学的及び生物化学的プローブが含まれる。

好適な実施形態では、溝及び／チャンバに電極が配置される。種々の態様の電極の例としては、電線を型板層間に配置して溝内に突出させてもよいし、溝内に電線を這わせてよいし、型板層を導電性の箔で形成してもよい。また、金属フィルムで型板層にパターンを形成してもよい。他の実施形態では、マイクロ構造内で熱を誘発させるために、マイクロ構造内の導電性要素に電流を流してもよい。熱変化を検出するために導電性要素を使用してマイクロ構造内に熱電対を構成してもよい。同様の方法で熱量測定を実行することができる。また、同様の方法で磁界を誘導することもできる。この磁界は物理現象の検出や電磁粒子を使用した流れの誘導に使用することができる。

液体クロマトグラフィ用の固定相として多数の材料を使用することができる。この例としては、シリカゲルの粉末及び１８−炭素アルカン（18-carbone alkane）のような化学基で被覆したシリカゲルの粉末があるか゛、これらに限定されない。機能粉末（functional powder）は、高性能液体クロマトグラフィ用では一般に３から１０マイクロメートルの範囲であるが、低圧の液体クロマトグラフィ用では数１００マイクロメートルの場合もある。一般的なカラムの充填方法では、液体中に含まれる粒子のスラリー又は気体中の粒子の浮遊物を使用する。一般に、充填フリットとして知られる多孔フィルタ材料（例えば多孔ステンレス鋼）を、充填前に下流端部へ充填後には上流端部に丹念に挿入してなければならない。

１つの実施形態では、マイクロ流体分離装置は充填方法を簡易化するのに適している。この簡易化された方法では、多層マイクロ流体装置のある装置層を互いに貼り付ける前に、粒子を密に充填する。１つの実施形態では、１以上の隣接する層の貼り付けの直前に、開口している溝に粒子を押し込む。粒子は乾燥した粉末であっても流体で僅かに湿った粉末であってもよい。乾燥すれば直ちに粒子が不動化されるように通常の不活性結合剤を添加し、充填フリットを不要にしてもよい。望ましい場合には、粒子を層のシール表面から離しておくためにライナーを使用することができる。ライナーを使用する場合には、装置の貼り付けの前にライナーを除去することが好ましい。他の実施形態では、薄膜クロマトグラフィで一般的であるように不活性結合剤と共に粒子をシート上に堆積する。

開口溝クロマトグラフィでは、被覆材料の希薄溶液をキャピラリカラムに通すことで、キャピラリカラムの内壁にのみ固定相材料が塗布される。この方法及び同様の方法を、装置組立後のマイクロ流体装置に適用することができる。より簡易な方法では、材料のフィルムを固定相材料で被覆する必要がある。被覆されたフィルムをマイクロ流体アセンブリの上側及び下側層として使用することができ、フィルムの被覆された面はカラムの２つの縁を形成する。

クロマトグラフィの分離の質は導入される試料プラグの寸法に強く依存し、一般に小さく良好に画定されたプラグはより良好な結果をもたらす。固定相材料、充填密度、及び試料がカラムに装填される位置の変更のような要因を操作することにより、本発明に係るマイクロ流体分離溝（カラム）内の試料プラグの寸法を変更することができる。１つの実施形態では、小さい導入プラグの形成を促進するために、交差カラム構造（cross-column configuration）に試料が導入される。試料導入プラグを分離カラムに位置させた後にその一部を廃棄出口に向かわせることで、試料導入プラグの寸法をさらに低減することができる。マイクロ流体液体クロマトグラフィ装置は、他の方法で分離カラムの試料プラグを分割（split）するように機能させてもよい。例えば、図８Ａ〜８Ｆは多層マイクロ流体分離装置１７０の少なくとも一部の概略的な断面と、カラム１７５と廃棄出口１７７に導入プラグを分割する種々の操作方法を示す。図８Ａは導入溝１７６からの試料プラグ１７８の導入を示す。図８Ｂにおいて導入溝１７６により溶媒の流れがカラム１７５に供給される。流れに対する抵抗は廃棄出口１７７の方向よりもカラムの長さ方向で大きいので、溶媒の流れの大部分は廃棄出口１７７に向かって流れ、導入プラグの多量部分１７８Ａを運ぶ。導入プラグの残りの少量部分１７８Ｂは溶媒で運ばれてカラムの下流側へ流れる。プラグが分割された後、導入溝と関連し又は導入溝内にあるバルブ又は他のシール手段（図示せず）を閉鎖し、廃棄溝１７７にさらに流れが流入しないようにできる。導入された試料プラグを分割する第２の方法が、図８Ｃ〜８Ｄに図示されている。試料プラグ１７８が導入溝によりカラムに送達された後、廃棄溝１７７を通って溶媒がカラム１７５に供給される。溶媒が加えられるとプラグの多量部分１７８Ａは導入溝１７６に流入し、少量部分１７８Ｂがカラム１７５に留まって分離される。導入された試料プラグを分割する第３の方法が、図８Ｅ〜８Ｆに図示されている。十分に小さいプラグを供給するために、「廃棄」溝１７７と「導入」溝１７６の間の空間が縮小されている。最初に、「廃棄」溝１７７により試料プラグ１７８がカラム１７５に送達される。「導入」溝１６が比較的低圧に維持されているので、プラグの多量部分１７８Ａが「導入」溝１７６に流入し、少量部分１７８Ｂがカラム１７５内に留まる。少量部分１７８Ｂを運んでカラム１７５内で溶出させるために、「廃棄」溝１７７を介してカラム１７５に溶媒が供給される。

好適な実施形態では、多数の異なる試料を同時に分離するために、マイクロ流体分離装置は多数の分離溝と多数の別個の流入口を備える。また、好ましいマイクロ流体装置は、粒子材料と溶媒のスラリーを使用して充填されてもよい。例えば、図９Ａ〜９Ｂに示すマイクロ流体分離装置２００は、多数の型板層２０２〜２０８を含む９つの層２０１〜２０９からなる。９つの層２０１〜２０９はそれぞれ２つの位置決めされた孔２２０，２２１を備え、これらの孔２２０，２２１は、組み立て中に層２０１〜２０９の位置決めを補助するため、及び／又はスラリー充填プロセス中の外部インターフェース（図示せず）に対する装置２００の位置決めを補助するための外部ピン（図示せず）との連結に使用される。第１の層２０１は種々の流体ポートを画定している。すなわち第１の層２０１は、（移動相）溶媒を装置２００に入れるために使用される２つ溶媒入口ポート２２２，２２４、８つの分離溝２８１〜２８８（それぞれ固定相材料２９１〜２９８を収容している）に試料を導くための８つの試料ポート２２８Ａ〜２２８Ｂ、カラム充填処置中にスラリーを装置２００に入れるために使用されるスラリーポート２２６、並びに（１）充填処置中に（スラリー）溶媒を装置２００から排出するために使用され、かつ（２）分離装置２００の機能中に分離に続いて装置２００から移動相溶媒と試料を排出するために使用される流体ポート２３０を画定している。第１から第６の層２０１〜２０６はそれぞれ８つの光学検出窓２３２を画定する。光学検出窓２３２により通常のＵＶ−ＶＩＳ分光器／検出器のような光学検出器（図示せず）と分離溝２８１〜２８８の下流の溝セグメントないしは溝セグメント２７０に収容された試料との間の材料の量が低減されるので、第１から第６の層２０１から２０６に８つの光学検出窓２３２を画定することで光学的検出が容易になる。

第２から第７の層２０２〜２０７は、第１の移動相溶媒を第８の層２０８に画定された溶媒溝２６４に送るための溶媒バイア２２２Ａをそれぞれ画定し、第２から第５の層２０２〜２０５には第２の移動相溶媒を第６の層２０６に画定された第２の溶媒溝２４６に送るための他の溶媒バイア２２４Ａが画定されている。流体ポート２３０と第７の層２０７に画定された溝２６２との間に流体経路を設けるために、第２から第６の層２０２〜２０６に他のバイア２３０Ａが画定されている。第２の層２０２に画定されたバイア２２６Ａは、スラリー充填プロセス中、スラリー入口ポート２２６からのスラリーを第３の層２０３に画定された細長い溝２３８に流す。好適には、スラリー充填プロセスで堆積された粒子が第１の共通の溝２４２を満たし、さらにその上流の溝２３８の少なくとも一部を満たす。また、第２の層２０２はそれぞれ拡大された領域２３４Ａ〜２３４Ｈを有する８つの試料溝２３５Ａ〜２３５Ｈを画定する。個々の拡大された領域２３４Ａ〜２３４Ｈは、第１の層２０１に画定された８つの対応する試料入口ポート２２８Ａ〜２２８Ｈに対して位置決めされている。

第３の層２０３は８つの試料バイア２３６Ａ〜２３６Ｈと並んだ細長い溝２３８を画定し、試料バイア２３６Ａ〜２３６Ｈは試料溝２３５Ａ〜２３５Ｈの小さいほうの端部に対して位置決めされている。第４の層２０４は、第３の層２０３のバイア２３６Ａ〜２３６Ｈに対して位置決めされた８つの試料バイア２４４Ａ〜２４４Ｈを画定する。多孔材料ないしは（試料）フリット２４０が第３及び第４の層２０３，２０４間に配置され、第４の層２０４の試料バイア２４４Ａ〜２４４Ｈを横切って延びており、このフリット２４０は、分離溝２８１〜２８８中に固定相材料２９１〜２９８を保持するが試料は通過させる機能を有する。種々のフリット材料を使用することができるが、特に装置２００の層２０１〜２０９が非接着温度接合法で互いに接合されている場合には、例えば厚みが１−ミル（２５ミクロン）のセルガード２５００膜（空隙率５５％，孔寸法０．２０９×０．０５４ミクロン，セルガード社（Celgard Inc.），シャーロット，ノースカロライナ州）のような透過性ポリプロピレン膜からフリット２４０（装置２００のフリット２５０，２５１も同様である。）を構成することが好ましい。出願人はこの特定のフリット材料を使用することで、固定相材料２９１〜２９８を収容する多数の隣接する分離溝２８１〜２８８に対応するフリット膜の単一の細片を使用しつつ、顕著な漏れないしはフリット沈着物内での水平方向の流れのない、好ましい結果を得た。単一の多孔フリット２４０のそれ程好ましくない代案としては、多数の分離したフリット（図示せず。）に取り換えてもよく、保持される固定相に応じて様々な種類及び厚みの多孔材料を使用することができる。また、第４の層２０４は第５の層２０５に画定された分離溝２８１〜２８８と第３の層２０３に画定された細長い溝２３８とに連通するマニホルド溝２４２を画定する。分離溝２８１〜２８８の幅は、約４０ミル（１ｍｍ）以下が好ましい。

第６の層２０６は第２の移動相を受け入れてスリット２５２（第７の層２０７に画定されている）に送る溶媒溝２４６を画定し、これによってスリット２５２の下流側の溝２６４内での２つの溶媒の混合が容易になっている。また、第６の層２０６には、第１の組の８つのバイア２４８Ａ〜２４８Ｈ（混合された移動相溶媒を分離溝２８１〜２８８の上流端部２８１Ａ〜２８８Ａと分離溝２８１〜２８８に収容された固定層材料２９１〜２９８とに入れるためのものである。）と、移動相溶媒と試料を受け入れるための分離溝２８１〜２８８の下流端部２８１Ｂ〜２８８Ｂに位置する第２の組の８つのバイア２４９Ａ〜２４９Ｈとを画定する。２つのフリット２５０，２５１が第６及び第７の層２０６，２０７の間に介装されている。第１の（移動相溶媒の）フリット２５０は第１の組の８つのバイア２８４Ａ〜２８４Ｈ直上に配置され、第２の（移動相＋試料の）フリット２５１は第２の組の８つのバイア２４９Ａ〜２４９Ｈ直上であって第７の層２０７に画定された同様の８つのバイア２６０Ａ〜２６０Ｈの組の下側に配置されている。第７の層２０７は、溝セグメント２５８、２つの分岐した溝セグメント２６８、並びにフリット２５０及びバイア２４８Ａ〜２４８Ｈを通過した移動相溶媒を第５の層２０５に画定されている固定相材料２９１〜２９８を収容した分離溝２８１〜２８８に流すための８つのバイア２５４Ａ〜２５４Ｈを画定する。また、第７の層２０７は横断マニホールド溝２６２を画定し、この横断マニホールド溝２６２はバイア２３０Ａを介して流体を流体出口ポート２３０に導くために、分離の結果の移動相溶媒及び試料、とカラム充填中の（スラリー）溶媒とを受け入れる。第８の層２０８は混合溝２６４、１つの大型の分岐した溝セグメント２６８、及び４つの小型の分岐した溝セグメント２６６を画定する。また、第８の層２６８は、（移動相）溶媒及び試料（分離中）と、（スラリー）溶媒（スラリー充填中）とを受け入れ、かつこれらの流体を第７の層２０７に画定されたマニホールド溝２６２に運ぶために、フリット２５１の下流側に８つの平行な溝セグメント２７０Ａ〜２７０Ｈを画定する。第９の層２０９は第８の層２０８により画定される溝構造のカバーとして機能する。

図９Ｂは、組み立て状態での図９Ａの装置２００の上面図である。図９Ｃは、試料導入溝２３５Ａ〜２３５Ｈと関連する分離溝２８１〜２８８に着目した装置２００の部分拡大図である。各試料導入溝２３５Ａ〜２３５Ｈは、第１の層２０１に画定された試料入口ポート２２８Ａ〜２２８Ｈに対して位置決めされた拡大領域２３４を有している。簡単のため、図９Ｃではフリット２４０を省略しているが、図９Ａ〜９Ｂは、固定層カラム材料２９１〜２９８で満たされる分離溝２８１〜２８８に試料が導入される位置よりも上流で試料バイア２３６Ａ〜２３６Ｈと試料バイア２４４Ａ〜２４４Ｈの間に配置されたフリット２４０を、正確に図示している。

好適には、前述のように、装置２００の種々の層２０１〜２０９は、プラテンを使用した非接着温度接合法で方向性のないポリプロピレンを互いに接合してなる。この製作方法により、高い接合強度を有する化学的抵抗性のある装置が得られ、これらによりカラム充填プロセスとその後の分離用途での操作の両方に良好に耐えることができる。各分離溝２８１〜２８８は約１０ｐｓｉ（９６ｋＰａ）より大きい圧力で機能することが好ましく、特に約５０ｐｓｉ（３４５ｋＰａ）より大きい圧力で機能することが好ましく、約１００ｐｓｉ（６９０ｋＰａ）より大きい圧力で機能することがさらに好ましい。

スラリー充填プロセスで堆積された粒子が、マニホールドないしは合流溝２４２と溝２３８の少なくとも一部とを満たすことが好ましい。これにより溝２３８に充填する（粒子固定相）材料に「後端ないしは立ち上り区間（trailing edge）」が残るが、この後端は移動相及び試料が分離溝２８１〜２８８に導入される導入領域（すなわち、フリット２４０に隣接する移動層導入バイア２４４Ａ〜２４４Ｈ及びフリット２５０に隣接する試料導入バイア２４８Ａ〜２４８Ｈ）から遠く離れている。作動時には、移動相溶媒及び試料は、溝２３８中の粒子材料の後端に対して十分に下流側において分離溝２８１〜２８８の固定相材料２９１〜２９８に直接導入される。後端は一般に十分に充填されていないので、試料が粒子の後端領域を流れるのを防止して分離の質を向上することは有益である。すなわち、クロマトグラフィにおける分離の質は導入するプラグの寸法に強く依存し、小型で良好に画定されたプラグは一般に良好な結果をもたらすので、不均一に粒子が充填された領域に試料を導入するのは避けることが好ましい。充填した粒子の後端から十分に下流側でオンカラムで導入することにより、試料プラグは小型かつ良好に画定される。粒子材料の充填が完了した後、溝２３８を永久的にシール（熱エネルギの集中による溝のつぶしやエポキシによるシール）することが好ましい。

液体クロマトグラフィへの応用では、グラジエント分離と呼ばれるプロセスを実行するために、特定の分離中に移動相の組織を変えることが望ましいことが多い。多数の分離カラムが（装置２００のような）単一の統合された装置に設けられ、移動相の組織を時間経過に伴って変更する場合、１つのカラムと隣接するカラムの間で移動相入口から共通の距離において移動相が実質的に同一の組成を有することが好ましい。装置２００では以下の２つの要因によりこれを達成する。すなわち、（１）個々の（分割された）移動相溶媒の流れ経路の体積が各カラムについて実質的に同一であり、かつ（２）流体入口（移動相及び試料）より下流側の各流路は実質的に同一のインピーダンスを有するという特徴がある。第１の要因、すなわち流路が実質的に等しいことは、多数の結合した溝要素２５８，２６８，２５６，２６６の設計により促進している。第２の要因、すなわち各カラムのインピーダンスが実質的に等しいことは、流体装置２００の設計及びここで開示したスラリー充填方法を使用した連通した（例えば共通の出口を有する）多数のカラムの製作により促進される。多数のカラムが共通の出口に連通している場合、装置２００内のスラリーの流れはすべて低インピーダンス領域に向けてバイアスがかけられる。充填プロセス中に特定の領域に流れるスラリーが多い程、より多くの粒子が堆積して局所的にインピーダンスが上昇し、分離溝２８１〜２８８の１つと隣接するものとのインピーダンスを実質的に等しくする自己修正方法をもたらす。

図９Ａ〜９Ｃに図示された装置２００は好適なマイクロ流体装置を示すが、多様な他のマイクロ流体装置を同様に構成することができる。単一のマイクロ流体装置に存在する分離カラムの形状及び数を変更することができる。オンカラムでの導入のために、種々の他の設計のサンプルインジェクタを採用することができる。１２種類のインジェクタの設計の例が、図１０Ａ〜１０Ｃ（８種類の異なるインジェクタの構成を図示する。）及び図１１Ａ〜１１Ｃ（４種類の異なるインジェクタの構成を図示する。）に示されている。

図１０Ａ〜１０Ｃは、８つの分離溝３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０を有する簡略化したマイクロ流体装置３００を示す。この装置３００は型板層３０２，３０５を含む６つの装置層３０１〜３０６からなる。第１の層３０１は数個の試料ポート３１２，３２２，３３２Ａ〜３３２Ｂ，３４２，３５２，３６２，３７２，３８２を画定する。第２の層は、拡大した端部３１３Ａ，３１３Ｂを有する第１の試料溝３１３、第２の試料バイア３２３、拡大した端部３３３Ａ〜３３３Ｂを有する第３の試料溝３３３、拡大した端部３４３Ａを有する第４の試料溝３４３、拡大した端部３５３Ａ，３５３Ｂを有する第５の試料溝３５３、第６の試料バイア３６３、拡大した端部３７３Ａを有する第７の試料溝３７３、及び拡大した端部３８３Ａを有する第８の蛇行状の試料溝ないしは試料オーバーフローリザーバ３８３を画定する。代案としては、試料オーバーフローリザーバ３８３を種々の異なる寸法及び形状の試料オーバーフローリザーバに代えてもよい。第３の層３０３は多数の小さいバイア３１４，３２４，３３４，３４４，３５４，３７４，３８４と、１つの大きなバイア３６４を画定する。分離溝３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３８０に対して最も近接した固定相材料を収容していないマイクロ構造であり、かつそれらに対して試料を供給できるので、バイア３１４，３２４，３３４，３４４，３５４，３７４，３８４は「試料入口」と呼ぶことができる。第４の層３０４は第３の層３０３と同一であり、多数の小さいバイア３１６，３２６，３３６，３４６，３５６，３７６，３８６と、１つの大きなバイア３６６を備え、各バイア３１６，３２６，３３６，３４６，３５６，３７６，３８６は８つの分離溝３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０の１つと連通する。第３及び第４の層３０３，３０４の間に配置されているのは、多孔性（好適には高分子）のフリット要素３１５，３２５，３３５，３４５，３５５，３７５，３８５（例えば、厚みが１−ミル（２５ミクロン）のセルガード２５００膜）と、１つの大きなバイア３８５である。好適には、分離溝３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０内に固定相材料３１９，３２９，３３９，３４９，３５９，３６９，３７９，３８９を保持するために、分離溝３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０の上流端部３１０Ａ，３２０Ａ，３３０Ａ，３４０Ａ，３５０Ａ，３６０Ａ，３７０Ａ，３８０Ａ及び下流端部３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂ，３４０Ｂ，３５０Ｂ，３６０Ｂ，３７０Ｂ，３８０Ｂに沿って追加のフリット（図示せず。）を配置してもよい。第５の層３０５は７つの同一の分離溝３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３７０，３８０と、導入領域３６０Ａ及びこれと協働する拡大した端部３６０Ｂを有する異なる分離溝３６０とを画定する。各分離溝３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０は固定相材料３１９，３２９，３３９，３４９，３５９，３６９，３７９，３８９を収容している。フリット要素３６５（図１０Ａ〜１０Ｂに示す）が第６の分離溝３６０と協働する導入セグメント３６０Ａに挿入されている。各フリット要素３１５，３２５，３３５，３４５，３５５，３６５，３７５，３８５は試料を通過させるが、固定相材料を対応する分離溝３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０から出さないようになっている。図１０Ａに組み立て状態の装置３００の上面図を示す。図１０Ｂは、フリット要素３１５，３２５，３３５，３４５，３５５，３７５，３８５を省略した装置３００の簡略化した上面図である。

組み立てた装置３００を図１０Ｃで示す向きにすると、１６個の流体ポート３１１Ａ，３１１Ｂ，３２１Ａ，３２１Ｂ，３３１Ａ，３３１Ｂ，３４１Ａ，３４１Ｂ，３５１Ａ，３５１Ｂ，３６１Ａ，３６１Ｂ，３７１Ａ，３７１Ｂ，３８１Ａ，３８１Ｂを介して装置３００に対して上方側から移動相溶媒が通され、試料は試料ポート３１２，３２２，３３２Ａ〜３３２Ｂ，３４２，３５２，３６２，３７２，３８２を介して装置３００に対して下方側から供給される。好適には、しかしながら、装置３００は、試料の充填が重力で補助されるように、試料ポート３１２，３２２，３３２Ａ〜３３２Ｂ，３４２，３５２，３６２，３７２，３８２が上側となる向きとされる。以下の動作の説明では、第１の層３０１が上面側で第６の層３０６が底面側となるように装置３００が向けられているものとする。

第１の試料を第１の分離溝３１０に供給するために、第１の試料が第１のポート３１２に導入される。第１の試料は１つの拡大した端部３１３Ａ、第１のバイア３１４、第１のフリット３１５、及び他のバイア３１６を流れ、第１の分離溝３１０に接触する。第１の分離溝３１０に装填されない余剰の試料は、第２の層３０２の溝３１３に留まる。溝３１３の第２の拡大された部分３１３Ｂは閉じているので、試料装填前に溝３１３内に存在する空気は第２の拡大した端部３１３Ｂ内で圧縮されて気泡になる。

第２の試料を第２の分離溝３２０に供給するために、第２の試料が第２のポート３２２に導入され、第２の分離カラム３２０に到達する前に、２つのバイア３２３，３２４、第２のフリット３２５、及び他のバイア３２６を流れる。この第２のインジェクタの設計の潜在的な利点は、配置面積が小さく、かつ総体積が小さいことである。

第３の試料を第３の分離溝３３０に供給するために、第３の試料が第３のポート３３２Ａに導入される。第３の試料は溝３３３に流入し、一部が溝３３３中央の関連するバイア３３４に流れ、フリット要素３３５及び他のバイア３３６を介して第３の分離溝３３０に流入する。余剰の試料は溝３３３を介して第１の層３０１に画定された出口３３２Ｂへ流れる。

第４のインジェクタの設計は、第２の層３０２に追加の溝３４３を備える点を除いて、第２のインジェクタと同様である。第４の試料を第４の分離溝３４０に供給するために、第４の試料が第４のポート３４２に導入される。第４の試料は溝３４３に流入し、バイア３４４、フリット３４５、及び他のバイア３４６を介して第４の分離溝３４０に到達する。

第５のインジェクタの設計は、第２の層３０２に画定された溝３５３が拡大した端部３５３Ｂに隣接する第１の層３０１に接触可能な外部プランジャ（図示せず。）を使用して選択的に流れを制御できるような形状である点を除き、第４のインジェクタと同様である。第５の試料を第５の分離溝３５０に供給するために、第５の試料が第５のポート３５２に導入される。第５の試料は溝３５３に流入し、バイア３５４、フリット要素３５５、及び他のバイア３５６を介して第５の分離溝３５０に到達する。いったん第５の試料が装置３００に加えられば、プランジャを使用して第１の層３０１を局所的に押し下げ、バイア３５４の周縁に沿って第１の層３１０の一部を溝３５３の第２の拡大した端部３５３Ｂ及び第３の層３０３に対するシールを介して延ばしてもよい。この操作は、例えば、溝３５３に収容された余剰の試料が第５の分離溝３５０に漏れ出るのを防止するために有効である。

第６のインジェクタは、装置層間に配置されたフリット要素は使用せず、第５の装置層３０５に画定された導入溝３６０Ａ内に配置されたフリット３６５を使用する点で、前述の設計とは異なる。第５の分離溝３５０に第５の試料を供給するために、第５の試料が第５のポート３５２に導入される。第５の試料は溝３５３に流入し、バイア３５４、フリット要素３５５、及び他のバイア３５６を介して第５の分離溝３５０に到達する。

第７のインジェクタは、第７の分離溝３７０の上流での試料の流れ方向が溝３７０の方向に対して実質的に平行である点を除き、第４のインジェクタと同様である。第７の試料を第７の分離溝３７０に供給するために、第７の試料が第７のポート３７２に導入される。第７の試料は溝３７３に流入し、バイア３７４、フリット要素３７５、及び他のバイア３７６を介して第７の分離溝３７０に到達する。

第８のインジェクタは、余剰の試料が分離溝３８０に漏れるおそれを低減するために、余剰の試料を導入点３８６から離れる方向に向かわせる蛇行状の溝を備える。第８の試料を第８の分離溝３８０に供給するために、第８の試料が第８のポート３８２に導入される。第８の試料は溝３８３に流入し、バイア３８４、フリット要素３８５、及び他のバイア３８６を介して第８の分離溝３８０に到達する。余剰の試料があれば蛇行状の溝３８３に流入する。

インジェクタの４つの他の設計を提供するため、図１１Ａ〜１１Ｃに４つの分離溝４２０，４４０，４６０，４８０を有する簡略化したマイクロ流体分離装置４００を示す。この装置４００は３つの型板層４０２，４０５，４０８を含む９つの装置層４０１〜４０９からなる。図１０Ａ〜１０Ｃに示す前述の装置３００とは対照的に、試料及び移動相溶媒のポートの殆どが装置４００の同一面に設けられている。第１の層４０１は８つの周辺ポート４２１Ａ，４２１Ｂ，４４１Ａ，４４１Ｂ，４６１Ａ，４６１Ｂ，４８１Ａ，４８１Ｂと共に、数個の試料ポート４２２Ａ，４２２Ｂ，４４２Ａ，４４２Ｂ，４４２Ｃ，４６２Ａ，４６２Ｂ，４８２を画定している。第２から第４の層４０２〜４０４は、第５の層４０５に画定された分離溝４２０，４４０，４６０，４８０と連通し、かつ周辺ポート４２１Ａ，４２１Ｂ，４４１Ａ，４４１Ｂ，４６１Ａ，４６１Ｂ，４８１Ａ，４８１Ｂに対して位置決めされた、８つのバイア４２４Ａ，４２４Ｂ，４４４Ａ，４４４Ｂ，４６４Ａ，４６４Ｂ，４８４Ａ，４８４Ｂをそれぞれ画定する。また、第２の層４０２は第１の試料溝４２５、装填溝４４５、第３の試料溝セグメント４６５，４６６、及び拡大した端部４８５Ａを有する第４の試料溝４８５を画定する。第３及び第４の層４０３，４０４は多数の試料バイア４２７Ａ，４２７Ｂ，４４７，４６７Ａ，４６７Ｂ，４８７，４３０Ａ，４３０Ｂ，４５０，４７０Ａ，４７０Ｂ，４９０を画定し、第３及び第４の層４０３，４０４間には、多孔（好適には高分子）のフリット要素４２８Ａ，４２８Ｂ，４４８，４６８Ａ，４６８Ｂ，４８８Ａが、対応する試料バイア４２７Ａ，４２７Ｂ，４４７，４６７Ａ，４６７Ｂ，４８７，４３０Ａ，４３０Ｂ，４５０，４７０Ａ，４７０Ｂ，４９０間に配置されている。分離溝４２０，４４０，４６０，４８０に対して最も近接した固定相材料を収容していないマイクロ構造であり、かつそれらに対して試料を供給できるので、バイア４２７Ａ，４２７Ｂ，４４７，４６７Ａ，４６７Ｂ，４８７は「試料入口」と呼ぶことができる。第５の層４０５は４つの分離溝４２０，４４０，４６０，４８０を画定し、これらの溝は、充填された粒子材料のような固定相材料４２９，４４９，４６９，４８９で実質的に満たされている。分離溝４２０，４４０，４６０，４８０の上流端部４２０Ａ，４４０Ａ，４６０Ａ，４８０Ａ及び下流端部４２０Ｂ，４４０Ｂ，４６０Ｂ，４８０Ｂと協働するフリット（図示せず）は固定相材料４２９，４４９，４６９，４８９を保持するのに役立つであろう。第６及び第７の層４０６，４０７はそれぞれバイア４９１，４９２を画定し、これらのバイア４９１，４９２に沿ってフリット要素４８８Ａが層４０６，４０７間に配置されている。第８の層４０８は、拡大した端部４９３Ａを有する余剰試料溝４９３を画定する。最後に、第９の層４０９は余剰の溶媒を装置４００から運び出すための単一のバイア４９４を画定する。図１１Ａに組み立て状態の装置４００の上面図を示す。図１１Ｂは、フリット要素４２８Ａ，４２８Ｂ，４４８，４６８Ａ，４６８Ｂ，４８８Ａ，４８８Ｂを省略した装置４００の簡略化した上面図である。

装置４００を組み立てると、関連する溶媒ポート４２１Ａ，４６１Ａ，４８１Ａにより第１、第３、及び第４の分離溝４２０，４６０，４８０に移動相溶媒を供給できる。他の分離溝４２０，４６０，４８０と対照的に、第３の分離溝４４０とは異なる小さいポート４４２Ａにより第３の分離溝４４０に対して移動相溶媒が供給される。

第１の試料を第１の分離溝４２０へ供給するために、分離溝４２０を迂回する装填溝４２５に沿って配置された２つの小さいポート４２２Ａ，４２２Ｂの一方に、第１の試料が導入される。ポート４２２Ａ，４２２Ｂ付近で第１の層４０１を押圧する取り外し可能なメカニカルシール（例えば図１２Ａ〜１２Ｈに図示するような装置）を使用して、２つの小さいポート４２２Ａ，４２２Ｂが選択的にシールされる。第１の試料を装填するために、このメカニカルシールが開放され、移動相溶媒の流れが一時的に停止される。１つのポート４２２Ａ，４２２Ｂから導入された試料は装填溝４２５に流入して他のポート４２２Ａ，４２２Ｂに向かい、装填溝４２５のポート４２２Ａ，４２２Ｂ間の部分で試料プラグを画定するので、この特有のインジェクタの設計の１つの利点は、少量であるが繰り返し可能に試料の体積を導入できることにある。試料プラグの装填後、メカニカルシールを閉鎖して、ポート４２２Ａ，４２２Ｂを介したそれ以上の流れを阻止し、溶媒の流れを回復する。フリット４２８Ａ，４２８Ｂは共に液体（例えば溶媒及び／又は試料）を通過させるが、第１の分離溝４２０に収容された固定相材料４２９が（バイパスの）装填溝４２５内に移動するのは阻止する。移動相溶媒は、分離溝４２０の上流端部４２０Ａ（第１の周辺ポート４２１Ａを介して）から下流端部４２０Ｂ（第２の周辺ポート４２１Ｂを介して）の方向に流れる。装填溝４２５は第１の分離溝４２０に向かう流体のバイパスを構成するので、移動相溶媒の一部は装填溝４２５内に流入し、試料プラグを第１の分離溝４２０に運んで溶出させる。

前述のように、移動相溶媒はポート４４２Ａにより小さい溝４４５を介して第２の分離溝に供給される。小さい溝４４５はさらに２つの試料導入ポート４４２Ｂ，４４２Ｃと関連し、これらは試料導入ポート４４２Ｂ，４４２Ｃの付近で第１の層４０１を押圧する取り外し可能なメカニカルシール（例えば、図１２Ａ〜１２Ｈに図示した装置）を使用して選択的にシールされる。第２の試料を装填するために、このメカニカルシールが開放され、小さい溝４４５を通る移動相溶媒の流れが一時的に停止される。第２の分離溝４４０に第２の試料を供給するために、小さい溝４２５に沿って配置された２つの小さいポート４４２Ｂ，４４２Ｃの一方に第２の試料が導入される。１つのポート４４２Ｂ，４４２Ｃから導入された試料は小さい溝４４５に流入した他のポート４４２Ｂ，４４２Ｃに向かい、小さい溝４４５のポート４４２Ｂ，４４２Ｃ間の部分で試料プラグを画定し、小さい装填溝４４５の２つのポート４４２Ｂ，４４２Ｃ間の部分の体積は試料プラグの体積に対応するので、前述と同様に、この設計により少量であるが繰り返し可能に試料の体積を導入できる。試料プラグの装填後、メカニカルシールを閉鎖して、ポート４４２Ｂ，４４２Ｃを介したそれ以上の流れを阻止し、溝４４５における溶媒の流れを回復する。移動相溶媒は分離溝４４０の一端に配置されたポート４４１に向けて流れる。小さい溝４４５内の回復した溶媒の流れは、上流端部４４０Ａと下流端部４４０Ｂの間のカラム４４０に到達し、試料を分離カラム４４０に運ぶ。試料が導入点から下流端部４４０Ｂに移動するのに伴って、試料内の種が溶出する。

第３のインジェクタ（第３の分離溝４６０と関連する）の設計は、分離溝４６０内で試料プラグが画定されるようになっている。２つのポート４６２Ａ，４６２Ｂのいずれから試料が供給されてもよいが、説明のために試料ポート４６２Ａに試料が供給されるものとする。ポート４６２Ａ，４６２Ｂの付近で第１の層４０１を押圧する取り外し可能なメカニカルシール（例えば、図１２Ａ〜１２Ｈに図示した装置）を使用して、いずれの試料ポート４６２Ａ，４６２Ｂも選択的にシールすることができる。第３の試料を装填するために、このメカニカルシールが開放され、第３の分離溝４６０を通る移動相溶媒の流れが一時的に停止される。装置４００に第３の試料を供給するために、第３の試料が第１のポート４６２Ａに導入され、導入された試料は１つの試料溝セグメント４６５、２つのバイア４６７Ａ，４７０Ａ、及びフリット４６８Ａを介して分離溝４６０に流入する。１つのポート４６７Ａから導入された試料は第３の分離溝４６０を通って他のフリット４６８Ｂ及びバイア４７０Ｂ，４６７Ｂに向かって流れ、他の溝セグメント４６６及びポート４６２Ｂを介して出ていくので、前述と同様に、この設計により少量であるが繰り返し可能に試料の体積を導入できる。２つの開口４７０Ａ，４７０Ｂの間の部分の第３の分離溝４６０の体積は第３の試料プラグの体積に対応する。試料プラグの装填後、メカニカルシールを閉鎖し、ポート４６２Ａ，４６２Ｂを介したそれ以上の流れを阻止し、第３の分離溝４６０における溶媒の流れを回復する。移動相溶媒は１つのポート４６１Ａから分離溝４４０の一端に配置された他のポート４６１Ｂへ流れる。試料は上流端部４６０Ａと下流端部４６０Ｂの間の分離溝４６０に導入される。第３の分離溝４６０内の回復した流れは、第３の試料プラグを第３の分離溝に沿って運び、第３の試料に含まれる種を溶出させる。

第４のインジェクタは、第４の分離溝４８０を横切って垂直方向に試料プラグを充填する。装置４００の対向面に配置された２つのポート４８２，４９４のいずから試料が供給されてもよいが、説明のために試料ポート４８２に試料が供給されるものとする。第１の層４０１をそこに画定された試料ポート４８２付近で押圧する取り外し可能なメカニカルシールと、第９の層４０９をそこに画定された試料ポート４９４付近で押圧する取り外し可能なメカニカルシールとを使用することにより、いずれの試料ポート４６２Ａ，４６２Ｂも選択的にシールすることができる。第４の試料を装填するために、両方のメカニカルシールが開放され、第４の分離溝４８０を通る移動相溶媒の流れが一時的に停止される。装置４００に第４の試料を供給するために、第４の試料が１つの試料ポート４８２に導入され、導入された試料は溝セグメント４８５、バイア４８７、フリット４８８Ａ、及び他のバイア４９０を介して第４の分離溝４８０に流入する。第４の試料の流れに対する抵抗が最も少ないのは、第４の分離溝４８０を垂直に通過し、バイア４９１、他のフリット４８８Ｂ、及び他のバイア４９２を介して他の試料ポート４９４から装置４００を出る経路である。第４の分離溝４８０内で第４の試料プラグが形成され、試料プラグの体積は第４の分離溝４８０の隣接する試料バイア４９０，４９１間の部分の体積に対応しているので、前述と同様にこの設計により少量であるが繰り返し可能に試料の体積を導入できる。試料プラグの装填後、メカニカルシールを閉鎖し、ポート４８２，４９４を介したそれ以上の流れを阻止し、第４の分離溝４８０中の溶媒の流れを回復する。移動相溶媒は１つの溶媒ポート４８１Ａから分離溝４８０の一端に配置された他のポート４８１Ｂに流れる。第４の分離溝４８０内の回復した溶媒の流れは、第４の試料プラグを第４の分離溝４８０に沿って運び、試料に含まれる種を溶出させる。

試料流入口のシール
前述のように、通常の圧力駆動型のクロマトグラフィシステムはプレカラム導入で機能し、通常の分離カラムの上流のロータリーバルブにより試料が溶媒の流れに導入される。従って、通常の圧力駆動型の分離カラムは、２つの流体接続部、すなわち一般的にはカラムの上流端部の１つの流体流入口と、カラムの下流端部の１の流体流出口とを備える。しかしながら、本発明に係る分離装置は、オンカラムの試料導入を提供するので、オンカラムの試料流入口を選択的にシールする必要が生じる。試料導入を可能にする分離カラムへの流体のアクセスを確保し、その後に分離溝内での圧力駆動型の分離を可能にするために試料流入口をシールすることが好ましい。試料流入口をシールするために種々の手段を使用することができるが、取り外し可能なメカニカルシールでシールを行うことが好ましい。メカニカルシールのそれ程好ましくない代案としては局所的な熱シールや接着がある。

本発明の少なくとも１つの実施形態に係るマイクロ流体分離装置で使用するための好適なメカニカルシールの一例を、図１２Ａ〜１２Ｈに示す。このシール装置は、上プレート５００、下プレート５１０、キャリアないしは担体５２０、及びスライド５３０を備える。好適には、望ましくない撓みを防止するために、上プレート５００、下プレート５１０、及びキャリア５２０は実質的に硬質の材料（例えばアルミニウム）からなる。しかしながら、スライド５３０は、硬質部５３１と外部の試料ポートに沿ってマイクロ流体装置の上面をシールするガスケットとして機能するエラストマ部５３２とを備えることが好ましい。溶媒及び／又は試料との望ましくない化学相互作用を最小限に止めるために、エラストマ部５３２はシリコンゴムのような不活性のエラストマ材料からなることが好ましい。

上プレート５００の底面図を図１２Ａに示す。上プレート５００はキャリア５３０の少なくとも一部が嵌まる大きな開口５０４を画定する。上プレート５００は底プレート５１０に画定された対応する開口５１２Ａ〜５１２Ｄ（図１２Ｂに図示する）に対して位置決めされた４つの周辺開口５０２Ａ〜５０２Ｄを備えている。また、上プレート５００はキャリア５２０を上プレート５００に固定するための４つのキャリア開口５０５Ａ〜５０５Ｄを画定する。マイクロ流体分離装置（例えば図１２Ｇに示す装置５００）の上プレート５００に対する位置決めを補助するために、上プレートに位置決め開口５０３Ａ〜５０３Ｃを付加的に設けてもよく、この場合、位置決めピン（図示せず）を位置決め開口５０３Ａ〜５０３Ｃに挿入し、位置決めピンと対応する開口を有するマイクロ流体装置を案内する。

上プレート５００と適合する下プレート５１０の上面図を図１２Ｂに示す。下プレート５１０は上プレート５００に画定された位置決め開口５０２Ａ〜５０２Ｄに対して位置決めされた周辺開口５１２Ａ〜５１２Ｄを画定する。好適には、ねじ（例えば、図１２Ｈに示すねじ５４２Ａ，５４２Ｃ）を使用して上プレート５００を下プレート５１０に対して締め付けて、それらの間にマイクロ流体分離装置（例えば、装置５５０）を挟装できるように、下プレート５１０に画定された周辺開口５１２Ａ〜５１２Ｄに雌ねじを形成する。マイクロ流体装置に対する上プレート５００及び下プレート５１０の位置決めを補助するために、下プレートに位置決め開口５０３Ａ〜５０３Ｃと対応する位置決め開口５１３Ａ〜５１３Ｃを画定してもよい。マイクロ流体分離装置の１以上の検出窓ないしは検出領域に対応する多数の検出器開口５１６Ａ〜５１６Ｈを有する検出器領域５１５を、下プレート５１０が備えていてもよい。１つの実施形態では、検出を可能とするために検出器開口５１６Ａ〜５１６Ｈに光ファイバ要素が収容される。

上プレート５１０に適合する取り外し可能なキャリア５２０の上面図、底面図及び断面図を、それぞれ図１２Ｃ、図１２Ｄ、及び図１２Ｅに示す。キャリア５２０は４つの上プレート適合開口５２５Ａ〜５２５Ｄを画定し、これらは上プレート５００に画定された開口５０５Ａ〜５０５Ｄと対応する。好適には、上プレート５００に画定された開口５０５Ａ〜５０５Ｄに雌ねじを形成し、ねじ（図示せず）が上プレート適合開口５２５Ａ〜５２５Ｄに挿入されて開口５０５Ａ〜５０５Ｄと噛み合い、キャリア５２０を上プレート５００に対して取り外し可能に締め付けるようにする。キャリア５２０の下部５２２には凹部５２３が画定されている。凹部５２３にはスライダ５３０が嵌まるようになっている。また、キャリア５２０は２つの中央開口５３６Ａ〜５２６Ｂを画定し、また、キャリア５２０は２つの中央開口５２６Ａ〜５２６Ｂを画定し、これらは凹部５２３の上方に配置され、スライド５３０の位置を調節するための調節ねじ５３６Ａ〜５３６Ｂを受け入れるための雌ねじが形成される。好適には、キャリア５２０の下部５２２のみが上プレート５００に画定された大きな中央開口５０４に嵌まるようになっており、挿入するとキャリア５２０の上部５２１は上プレート５００の上面の下方への移動に対して位置を保持する。スライド５３０はキャリア５２０に画定された凹部５２３内に実質的に嵌まるようになっている。キャリア５２０とスライド５３０の組み立て状態を図１２Ｆに示し、調節ねじ５３６Ａ，５３６Ｂを回転することでスライド５３０は下向きに押し付けられる。

図１２Ｇに、上プレート５００の底面図と重ね合わせてオンカラムの導入が可能なマイクロ流体分離装置５５０を示す。このマイクロ流体分離装置５００は図９Ａ〜９Ｂに示す装置２００と同様の設計であるが、図１１Ａ〜１１Ｃに示す第２のインジェクタの設計によるインジェクタを備えている（すなわち、装填溝４４５に沿って配置された開口４４２Ａ，４４２Ｂを備えるインジェクタの設計）。特に、装置５００はそれぞれ固定相材料５７１〜５７８を収容した８つの平行な分離溝５６１〜５６８を備える。各分離溝５６１〜５６８は上流端部５６１Ａ〜５６８Ｂと下流端部５６１Ｂ〜５６８Ｂをそれぞれ備えると共に、下プレート５１０に画定された８つの検出開口５１６Ａ〜５１６Ｈと適合する関連する検出領域５５６Ａ〜５５６Ｈを備える。種の１以上の特性を検出できるように、好適には検出領域５５６Ａ〜５５６Ｈは実質的に光学的透過性を有する領域からなる。装置５５０は分離溝５６１〜５６８に沿って配置された多数の外部試料導入ポート５３３を備える。上プレート５００に分離装置５５０を位置決めすると、試料導入ポート５５３が凹部５０４の下側に配置され、スライド５３０が試料導入ポート５５３に係合してシールできるようになる。上プレート５００と下プレート５１０の間、及びキャリア５２０の下側に配置されたマイクロ流体分離装置５５０の分解断面図を図１２Ｈに示す。外側のねじ５４２Ａ，５４２Ｃがあるので、周辺開口５０２Ａ〜５０２Ｄ，５１２Ａ〜５１２Ｄによりマイクロ流体装置５５０の周囲で上プレート５００を下プレート５１０に対して係合させることができる。

作動時には、図１２Ｈに示すように、マイクロ流体装置５５０の周囲で上プレート５００と下プレート５１０が組み立てられる。キャリア５２０が上プレート５００に画定された大きな開口５０４に挿入され、２本の調節ボルト５３６Ａ，５３６Ｂを締めることでスライド５３０が下方に押し下げられ、試料導入ポート５０３をシールする。分離溝５５１Ａ〜５５１Ｈ内に収容された固定相材料全体を湿らせるために、移動相溶媒を分離溝５５１Ａ〜５５１Ｈに供給する。次に、移動相溶媒の流れを中断し、分離溝５５１Ａ〜５５１Ｈ内の圧力を低下させる。調節ボルト５３６Ａ，５３６Ｂを緩めてスライダ５３０から引き込み、試料導入ポート５５１Ａ〜５５１Ｈのシールを解除し、かつキャリア５２０を上プレート５００から取り外して試料導入ポート５５１Ａ〜５５１Ｈに簡単にアクセスできるようにする。ピペット又は他の通常の流体ディスペンサを使用して、１以上の試料を試料導入ポート５５１Ａ〜５５１Ｈに供給することができる。各分離溝５５１Ａ〜５５１Ｈは上流端部よりも下流側で試料を受け入れる（すなわちオンカラムの試料導入である。）。試料が装填された後、キャリア５２０及びスライダ５３０を上部開口５０４に画定された開口に再挿入し、調節ボルト５３６Ａ，５３６Ｂを締め付けてスライド５３０のエラストマ部５３２で試料導入ポート５５１Ａ〜５５１Ｈをシールする。その後、移動相の流れを再開し、分離溝５５１Ａ〜５５１Ｈに沿って各試料をその成分の種に分離する。

前述の試料装填方法の種々の工程を要約したフローチャートを図１４に示す。第１の工程６５１では、固定相材料を収容した分離溝と、分離溝の第１の端部と第２の端部の間に流体を供給できる試料入口ポートとを設ける。第２の工程では、分離溝を通過する移動相溶媒の流れを開始する。第３の工程６５３では、移動相溶媒の流れを一時停止する。第４の工程６５４では試料入口ポートに試料を供給する。最後に、第５の工程６５５では、試料入口ポートをシールする。これらの工程は図１２Ａ〜１２Ｈに図示した構成要素（例えば上プレート５００、下プレート５１０、キャリア５２０、及びスライド５３０）及びマイクロ流体装置５５０により実行することができる。

図１３は液体クロマトグラフィのような技術を使用した種の分離に適した分離装置６００の種々の要素をオンカラムでの試料導入が可能なマイクロ流体分離装置６０１と共に示す概略図である。溶剤リザーバ６０２は移動相溶媒を収容する。１つの溶剤リザーバを示しているが、グラジエント分離を実行するために多数の溶剤リザーバを設けてもよい。溶媒ポンプ６０３は溶剤リザーバ６０２から供給される移動相溶媒を加圧する。追加の溶剤リザーバ６０２を設ける場合には、溶媒ポンプ６０３も追加することが好ましい。代案の実施形態では、溶媒リザーバ６０２に直接供給されてマイクロ流体分離装置６０１を通る移動相溶媒の流れを起こす加圧気体（例えば窒素）のような圧力源に溶媒ポンプ６０３を置き換えてもよい。マイクロ流体分離装置６０１は溶剤リザーバ６０２からの移動相溶媒を受け入れると共に、マイクロ流体分離装置６０１に設けられた１以上の分離溝（カラム）に導入される１以上の試料を受け入れる。換言すれば、各分離溝は第１の端部及び第２の端部を備え、各試料は第１の端部と第２の端部の間で分離溝に供給される。試料流入口を選択的にシールするために取り外し可能なシール（例えばメカニカルシール）が設けられる。検出器６０７は分離溝の下流側に位置している。検出器６０７はマイクロ流体装置６０１に対して連結されていても別体であってもよい。詳細に説明したように、種々のタイプの検出法を使用することができる。検出器６０７の下流側には廃棄物リザーバ６０８がある。代案の実施形態では、廃棄物リザーバ６０８を試料収集器（図示せず）に置き換えてもよい。図示していないが、システム６００の種々の構成要素を制御するためのコントローラをシステム６００がさらに備えることが好ましい。

ここでの個々のマイクロ流体装置、構成要素、及び方法の概要の図解及び説明は、作業機と組み合わせて使用できる構成要素を開示することを意図している。特定の応用の要求に応じて、ここで提供している個々の装置、構成要素、及び方法の種々の配置及び組み合わせが考えられる。ここで説明及び開示した特定のマイクロ流体、構成要素、及び方法は、例示のみを目的とし、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。

通常の充填されたクロマトグラフィカラムの断面図。図１の充填されたクロマトグラフィカラムを使用する通常の液体クロマトグラフィシステムの種々の構成要素を示す概略図。単一の分離溝と分離溝に試料を導入するための使用される試料流入口とを有する、圧力駆動型のマイクロ流体分離装置の分解斜視図。図３の分離装置を使用した赤色色素の分離と青色色素の分離を２つ重ね合わせた溶質試験クロマトグラム。図３の分離装置を使用した、赤色色素と青色色素の混合物の分離についての試験結果を組み合わせたクロマトグラム。３つの分離溝と３つの分離溝に試料を導入するための使用される試料流入口とを有する、圧力駆動型のマイクロ流体分離装置の分解斜視図。組み立てられた図５Ａの装置の上面図。図５Ａ〜５Ｂの圧力駆動型のマイクロ流体分離装置を備える分離システムの概略図。オンカラムの光学検出を可能にするために使用されるマイクロ流体分離装置の簡略化した断面図。圧力駆動型のマイクロ流体分離装置と、カラムと廃液流出口との間の試料プラグを分離するのに使用できる種々の操作上の方法との単純化した断面図。圧力駆動型のマイクロ流体分離装置と、カラムと廃液流出口との間の試料プラグを分離するのに使用できる種々の操作上の方法との単純化した断面図。圧力駆動型のマイクロ流体分離装置と、カラムと廃液流出口との間の試料プラグを分離するのに使用できる種々の操作上の方法との単純化した断面図。圧力駆動型のマイクロ流体分離装置と、カラムと廃液流出口との間の試料プラグを分離するのに使用できる種々の操作上の方法との単純化した断面図。圧力駆動型のマイクロ流体分離装置と、カラムと廃液流出口との間の試料プラグを分離するのに使用できる種々の操作上の方法との単純化した断面図。圧力駆動型のマイクロ流体分離装置と、カラムと廃液流出口との間の試料プラグを分離するのに使用できる種々の操作上の方法との単純化した断面図。８つの分離溝と分離溝に試料を導入するために使用される８つ試料流入口とを有する、圧力駆動型のマイクロ流体分離装置の分解斜視図。組み立てられた図９Ａのマイクロ流体分離装置の上面図。試料導入開口及び関連する溝に着目した図９Ａ〜９Ｂのマイクロ流体分離装置の一部の拡大上面図。それぞれ設計が異なる８つの個別のサンプルインジェクタを有するマイクロ流体装置の上面図。異なるインジェクタをより明瞭に示すためにフリット材料を除いた図１０Ａのマイクロ流体装置の他の上面図。図１０Ａのマイクロ流体装置の分解斜視図。それぞれ設計が異なる４つの個別のサンプルインジェクタを有するマイクロ流体装置の上面図。異なるインジェクタをより明瞭に示すためにフリット材料を除いた図１１Ａのマイクロ流体装置の他の上面図。図１１Ａのマイクロ流体装置の分解斜視図。マイクロ流体分離装置の１以上の外部流体流入口のメカニカルシールを設けるのに有用な上プレートの底面図。図１２Ａの上プレートに適合する下プレートの上面図。図１２Ａの上プレートに適合する取り外し可能なキャリアの上面図。図１２Ｃのキャリアの底面図。キャリアの断面、キャリアにより画定された凹部に嵌まり込むスライド、及びキャリア内のスライドを操作するための２本のねじを示す分解図。組み立てられた図１２Ｅの部品を示す断面図。図１２Ａの上側プレートに底面視で載せられたオンカラムの導入流入口を有する多カラムマイクロ流体分離装置を示す。図１２Ｇのマイクロ流体分離装置及び上プレート、図１２Ｂの下プレート、図１２Ｆに図示した部品、及び上プレートと下プレートを接合するのに使用されるねじの分解断面図。少なくとも１つのマイクロ流体分離溝と、分離溝の第１の端部と第２の端部の間に試料を導入する少なくとも１つの試料流入口とを有するマイクロ流体分離装置による液体クロマトグラフィを実行する分離システムの種々の構成要素を示す概略図。圧力駆動分離溝に試料を装填する方法の工程を示すブロック図。

符号の説明

１００，１２０，２００，３００，４００，５５０，６０１…マイクロ流体分離装置、１１４，１４２，２８１，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０，４２０，４４０，４６０，４８０，５６１…分離溝、１１４Ａ，１４２Ａ，２８１Ａ，３１０Ａ，３２０Ａ，３３０Ａ，３４０Ａ，３５０Ａ，３６０Ａ，３７０Ａ，３８０Ａ，４２０Ａ，４４０Ａ，４６０Ａ，４８０Ａ，５６１Ａ…第１の端部、１１４Ｂ，１４２Ｂ，２８１Ｂ，３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂ，３４０Ｂ，３５０Ｂ，３６０Ｂ，３７０Ｂ，３８０Ｂ，４２０Ｂ，４４０Ｂ，４６０Ｂ，４８０Ｂ，５６１Ｂ…第２の端部、１１５，１３８，２９１，３１９，３２９，３３９，３４９，３５９，３６９，３７９，３８９，４２９，４４９，４６９，４８９，５７１…固定相材料、１１０，１３５Ａ，２３６Ａ〜２３６Ｈ，３１４，３２４，３３４，３４４，３５４，３６０Ａ，３７４，３８４，４２７Ａ，４２７Ｂ，４４７，４６７Ａ，４６７Ｂ，４８７…試料流入口、１０２，１０３，１２２，１２５，２０２〜２０８，３０２，４０２，４０５，４０８…型板層

Claims

少なくとも１つの流体試料を複数の種に分離するための圧力駆動型のマイクロ流体分離装置（１００，１２０，２００，３００，４００，５５０，６０１）であって、
第１の端部（１１４Ａ，１４２Ａ，２８１Ａ，３１０Ａ，３２０Ａ，３３０Ａ，３４０Ａ，３５０Ａ，３６０Ａ，３７０Ａ，３８０Ａ，４２０Ａ，４４０Ａ，４６０Ａ，４８０Ａ，５６１Ａ）と、第２の端部（１１４Ｂ，１４２Ｂ，２８１Ｂ，３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂ，３４０Ｂ，３５０Ｂ，３６０Ｂ，３７０Ｂ，３８０Ｂ，４２０Ｂ，４４０Ｂ，４６０Ｂ，４８０Ｂ，５６１Ｂ）とを備え、かつ固定相材料（１１５，１３８，２９１，３１９，３２９，３３９，３４９，３５９，３６９，３７９，３８９，４２９，４４９，４６９，４８９，５７１）を収容する分離溝（１１４，１４２，２８１，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０，４２０，４４０，４６０，４８０，５６１）と、
少なくとも１つの前記流体試料を、前記第１の端部（１１４Ａ，１４２Ａ，２８１Ａ，３１０Ａ，３２０Ａ，３３０Ａ，３４０Ａ，３５０Ａ，３６０Ａ，３７０Ａ，３８０Ａ，４２０Ａ，４４０Ａ，４６０Ａ，４８０Ａ，５６１Ａ）と前記第２の端部（１１４Ｂ，１４２Ｂ，２８１Ｂ，３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂ，３４０Ｂ，３５０Ｂ，３６０Ｂ，３７０Ｂ，３８０Ｂ，４２０Ｂ，４４０Ｂ，４６０Ｂ，４８０Ｂ，５６１Ｂ）の間の前記分離溝（１１４，１４２，２８１，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０，４２０，４４０，４６０，４８０，５６１）に供給する試料流入口（１１０，１３５Ａ，２３６Ａ〜２３６Ｈ，３１４，３２４，３３４，３４４，３５４，３６０Ａ，３７４，３８４，４２７Ａ，４２７Ｂ，４４７，４６７Ａ，４６７Ｂ，４８７）とを備える、マイクロ流体分離装置。
前記マイクロ流体分離装置（１００，１２０，２００，３００，４００，５５０）は複数の装置層（１０１〜１０５，１２１〜１２８，２０１〜２０９，３０１〜３０６，４０１〜４０９）からなり、
前記複数の装置層（１０１〜１０５，１２１〜１２８，２０１〜２０９，３０１〜３０６，４０１〜４０９）のうち少なくとも１つの装置層（１０１〜１０５，１２１〜１２８，２０１〜２０９，３０１〜３０６，４０１〜４０９）は、厚みを有する型板層（１０２，１０３，１２２，１２５，２０２〜２０８，３０２，３０５，４０２，４０５，４０８）であり、
前記型板層（１０２，１０３，１２２，１２５，２０２〜２０８，３０２，３０５，４０２，４０５，４０８）は前記型板層（１０２，１０３，１２２，１２５，２０２〜２０８，３０２，４０２，４０５，４０８）の厚みを貫通する少なくとも１つの溝（１１０，１１１，１３１，１４２〜１４４，２３５Ａ〜Ｈ，２３８，２４２，２８１〜２８８，２５６，２６２，２６４，２６６，２６８，２７０Ａ〜２７０Ｈ，３１３，３３３，３４３，３５３，３７３，３８３，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０，４２５，４４５，４６５，４６６，４８５，４２０，４４０，４６０，４８０，５６１〜５６８）を画定する、請求項１に記載のマイクロ流体分離装置。
前記マイロク流体分離装置（１００，１２０，２００，３００，４００，５５０）は複数の装置層（１０１〜１０５，１２１〜１２８，２０１〜２０９，３０１〜３０６，４０１〜４０９）でからなり、
前記複数の装置層（１０１〜１０５，１２１〜１２８，２０１〜２０９，３０１〜３０６，４０１〜４０９）の少なくとも１つの装置層（１０１〜１０５，１２１〜１２８，２０１〜２０９，３０１〜３０６，４０１〜４０９）が高分子材料からなる、請求項１又は請求項２に記載のマイクロ流体分離装置。
前記固定相材料（１１５，１３８，２９１，３１９，３２９，３３９，３４９，３５９，３６９，３７９，３８９，４２９，４４９，４６９，４８９，５７１）は充填された粒子材料を含む、前記請求項のいずれか１項に記載のマイクロ流体分離装置。
前記固定層材料（１１５，１３８，２９１，３１９，３２９，３３９，３４９，３５９，３６９，３７９，３８９，４２９，４４９，４６９，４８９，５７１）を前記分離溝（１１４，１４２，２８１，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０，４２０，４４０，４６０，４８０，５６１）内に保持するための多孔質材料（２４０，２５１，２５２，３１５，３２５，３３５，３４５，３５５，３６５，３７５，３８５，４２７Ａ，４２８，４４８，４６８Ａ，４６８Ｂ，４８８Ｂ）をさらに備える、請求項４に記載のマイクロ流体分離装置。
前記多孔質材料（２４０，２５１，２５２，３１５，３２５，３３５，３４５，３５５，３６５，３７５，３８５，４２７Ａ，４２８，４４８，４６８Ａ，４６８Ｂ，４８８Ｂ）は高分子である、請求項５に記載のマイクロ流体分離装置。
前記試料流入口（１１０，１３５Ａ，２３６Ａ〜２３６Ｈ，３１４，３２４，３３４，３４４，３５４，３６０Ａ，３７４，３８４，４２７Ａ，４２７Ｂ，４４７，４６７Ａ，４６７Ｂ，４８７）と協働する試料入口ポート（１０６Ａ，１２９Ａ，２２８Ａ，３１２，３２２，３３２Ａ，３４２，３５２，３６２，３７２，３８２，４２２Ａ，４４２Ｂ，４６２Ａ，４８２，５５３Ａ）をさらに備える、前記請求項のいずれか１項に記載のマイクロ流体分離装置。
前記試料入口ポート（１０６Ａ，１２９Ａ，２２８Ａ，３１２，３２２，３３２Ａ，３４２，３５２，３６２，３７２，３８２，４２２Ａ，４４２Ｂ，４６２Ａ，４８２，５５３Ａ）は、分注装置から流体試料を受け入れ可能である、請求項７に記載のマイクロ流体分離装置。
前記試料流入口（１１０，１３５Ａ，２３６Ａ〜２３６Ｈ，３１４，３２４，３３４，３４４，３５４，３６０Ａ，３７４，３８４，４２７Ａ，４２７Ｂ，４４７，４６７Ａ，４６７Ｂ，４８７）と協働する試料出口ポート（１０６Ｂ，１２９Ｂ，３３２Ｂ，４２２Ｂ，４４２Ｃ，４６２Ｂ，４９４，５５３Ｂ）をさらに備える、請求項７に記載のマイクロ流体分離装置。
前記試料入口ポート（４６２Ａ，４８２）と前記試料出口ポート（４６２Ｂ，４９４）との間に試料流路をさらに備え、前記試料流路は前記分離溝（４６０，４８０）の一部を含む、請求項９に記載のマイクロ流体分離装置。
前記分離溝（４２０）の一部を迂回するバイパス溝（４２５）と、
前記試料入口ポート（４２２Ａ）と前記試料出口ポート（４２２Ｂ）との間の試料流路とをさらに備え、
前記試料流路は前記バイパス溝（４２５）の少なくとも一部を含む、請求項９に記載のマイクロ流体分離装置。
前記分離溝（４４０，５６１）と連通する装填溝（４４５，５５２）と、
前記試料入口ポート（４４２Ｂ，５５３Ａ）と前記試料出口ポート（４４２Ｃ，５５３Ｂ）との間の試料流路とをさらに備え、
前記試料流路は前記装填溝（４４５，５５２）の少なくとも一部を含む、請求項９に記載のマイクロ流体分離装置。
前記試料入口ポート（３８２）に連通する試料オーバーフローリザーバをさらに備える、請求項７に記載のマイクロ流体分離装置。
前記試料流入口（１１０，１３５Ａ，２３６Ａ〜２３６Ｈ，３１４，３２４，３３４，３４４，３５４，３６０Ａ，３７４，３８４，４２７Ａ，４２７Ｂ，４４７，４６７Ａ，４６７Ｂ，４８７）を選択的にシールするメカニカルシール（５２０，５３０，６０６）をさらに備える、前記請求項のいずれか１項に記載のマイクロ流体分離装置。
前記分離溝（１１４，１４２，２８１，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０，４２０，４４０，４６０，４８０，５６１）は少なくとも６９ｋＰａの圧力で機能するようになっている、前記請求項のいずれか１項に記載のマイクロ流体分離装置。
前記分離溝（１１４，１４２，２８１，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０，４２０，４４０，４６０，４８０，５６１）は少なくとも約３４５ｋＰａの圧力で機能するようになっている、前記請求項のいずれか１項に記載のマイクロ流体分離装置。
それぞれ固定相材料（１３８〜１４０，２９１〜２９８，３１９，３２９，３３９，３４９，３５９，３６９，３７９，３８９，４２９，４４９，４６９，４８９，５７１〜５７８）を収容する複数のマイクロ流体分離溝（１４２〜１４４，２８１〜２８８，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０，４２０，４４０，４６０，４８０，５６１〜５６８）をさらに備える、前記請求項のいずれか１項に記載のマイクロ流体分離装置（１２０，２００，３００，４００，５５０）。
前記請求項１のマイクロ流体分離装置（１００，１２０，２００，３００，４００，５５０，６０１）と、
前記マイロク流体分離装置（１００，１２０，２００，３００，４００，５５０，６０１）に加圧流体を供給する圧力源（６０３）と、
前記複数の種のうち少なくとも１つの種の特性を検出する検出器（６０７）とを備える、圧力駆動型の分離システム（６００）。
前記試料流入口（１１０，１３５Ａ，２３６Ａ〜２３６Ｈ，３１４，３２４，３３４，３４４，３５４，３６０Ａ，３７４，３８４，４２７Ａ，４２７Ｂ，４４７，４６７Ａ，４６７Ｂ，４８７）を選択的にシールできる取り外し可能なメカニカルシール（５２０，５３０，６０６）をさらに備える、請求項１８に記載の分離システム（６００）。
前記流体分離装置は検出領域（２３２，５５６Ａ）を含む、請求項１８又は請求項１９に記載の分離システム。
前記検出領域（２３２，５５６Ａ）は実質的に光学的透過性を有する領域を含む、請求項２０に記載の分離システム。
前記検出器（６０７）は光学分光、化学発光、エレクトロルミネセンス、電気化学的検出、容量測定、導電率測定、電子捕獲、質量分光分析、核磁気共鳴、蒸気光散乱、イオン移動度分光分析、シンチレーション、及びマトリクス支援レーザ脱離イオン化からなる群から選択された１つの分析法を実行する、請求項１８、１９、２０、又は２１のいずれか１項に記載の分離システム。
前記圧力源（６０３）はポンプを含む、請求項１８、１９、２０、２１、及び２２のいずれか１項に記載の分離システム。
前記圧力源（６０３）は圧縮流体のリザーバを含む、請求項１８、１９、２０、２１、及び２２のいずれか１項に記載の分離システム。