JP2006283965A - Fluid control structure of micro flow passage, blocking member, microchip, manufacturing method for microchip, device applying fluid control structure, and blocking member operation device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid control structure of a micro flow passage having no restriction on a substrate material of a microchip and capable of blocking the flow passage securely to ensure pressure proof property and to provide a blocking member, the microchip, various application devices, and a blocking member operation device. <P>SOLUTION: This structure is constituted by pushing a valve 30 into a hole 20 of the microchip 1 to block the flow passage FA, a movable part for blocking the flow passage FA is the valve 30 itself, and there is no necessity for blocking the flow passage FA by deforming substrates 11, 12. For this reason, even a hard material can be used in the substrates 11, 12 of the microchip 1 to improve reliability and general-purpose property greatly. Since an elastic member 32 comes into close contact with a peripheral fringe 21 of the hole 20 and an end part 142 of a channel 14 due to elastic deformation, the flow passage FA is securely blocked to ensure pressure proof property. The operation device provided with a pressing means of the valve 30 arranged in the microchip 1 is also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロ流路の流体制御構造、閉塞部材、マイクロチップ、マイクロチップの製造方法、流体制御構造を応用した装置、および閉塞部材操作装置に関する。   The present invention relates to a fluid control structure of a microchannel, a closing member, a microchip, a manufacturing method of a microchip, a device to which the fluid control structure is applied, and a closing member operating device.

近年、マイクロチップを用いた微小空間での高効率反応に関する研究が進められており、この研究に基いて、化学分析や環境分析などの多くの応用研究や開発も行われている。
これらのマイクロチップを用いた研究では、マイクロチップ内の流体の流速や流体圧力を適切に制御する必要がある。
ここで、マイクロチップの流路は、例えば、一方の基板に溝を形成し、この溝に他方の基板の板面を重ねることで形成されたもので、この流路における流体を制御するために、軟質材料で形成された基板を外部から押圧して流路を塞ぐという方法がある(特許文献1および特許文献2参照)。具体的に、特許文献1では、軟質材料であるシリコーンゴム、ニトリルゴム等で形成された基板に流路の溝が形成され、溝の途中に溝幅よりも大きい円形状に形成された空隙の部分を、この基板に重ねた他の基板を介して押圧し、空隙の断面積を変化させることによってバルブ機能を実現している。また、特許文献2では、ポリイミド、ポリエチレン等の可撓性可鍛高分子物質による2枚の薄板(パウチ)間に流路が形成され、薄板の上には、流路に向かって突出するブレードを保持する弁ハウジングが設けられ、ブレードをアクチュエータで進退させて薄板を押圧することで流路を閉塞している。
In recent years, research on high-efficiency reactions in microspaces using microchips has been underway, and many applied researches and developments such as chemical analysis and environmental analysis have been conducted based on this research.
In research using these microchips, it is necessary to appropriately control the flow velocity and fluid pressure of the fluid in the microchip.
Here, the flow path of the microchip is formed by, for example, forming a groove on one substrate and overlaying the plate surface of the other substrate on this groove. In order to control the fluid in this flow path There is a method in which a substrate formed of a soft material is pressed from the outside to close the flow path (see Patent Document 1 and Patent Document 2). Specifically, in Patent Document 1, a channel groove is formed in a substrate made of a soft material such as silicone rubber or nitrile rubber, and a void formed in a circular shape larger than the groove width is formed in the middle of the groove. The valve function is realized by pressing the part through another substrate superimposed on the substrate and changing the cross-sectional area of the gap. In Patent Document 2, a flow path is formed between two thin plates (pouches) made of a flexible malleable polymer material such as polyimide and polyethylene, and a blade protruding toward the flow path is formed on the thin plate. A holding valve housing is provided, and the flow path is closed by pressing the thin plate by advancing and retracting the blade with an actuator.

また、流路を塞ぐ他の方法としては、溝が形成された一方の基板と、この基板と重ねられる他方の基板との間にダイアフラムシートが介装され、他方の基板に形成された孔からダイアフラムシートに空気圧を導入してダイアフラムシートを変形させることによって流路を閉塞するものもある(特許文献3および特許文献4参照)。
なお、特許文献4では、この基板間にダイアフラムが介装された構造を、流体圧力や流速を調節するバルブのみならず、流体を送り出すポンプとしても使用している。
Further, as another method for closing the flow path, a diaphragm sheet is interposed between one substrate on which a groove is formed and the other substrate overlapped with this substrate, and from a hole formed on the other substrate. In some cases, the flow path is closed by introducing air pressure into the diaphragm sheet to deform the diaphragm sheet (see Patent Document 3 and Patent Document 4).
In Patent Document 4, the structure in which the diaphragm is interposed between the substrates is used not only as a valve for adjusting the fluid pressure and the flow velocity but also as a pump for sending out the fluid.

また、化学分析や環境分析などのアプリケーション研究では、デバイスを集積化したマイクロチップを使用することによって、分析装置の小型化や高精度化が望まれている。各研究で使用されるマイクロチップは、用途によって流路形状や流体のコントロール方法が異なる。現在、マイクロチップに集積化するためのデバイスの研究が進められているが、集積化するための有用なデバイスがほとんどなかった。そのため、デバイスを集積化したマイクロチップを操作する技術についてはこれからの研究課題となっている。
なお、マイクロチップを操作するための装置としては、操作装置内に2つ以上に分割した流体デバイスを持ち、それらをペアとして1つの流体デバイスとし、マイクロチップに流す流体を制御できる装置が提案されていた(特許文献5)。
In application research such as chemical analysis and environmental analysis, it is desired to reduce the size and increase the accuracy of the analyzer by using a microchip with integrated devices. The microchip used in each study has different channel shapes and fluid control methods depending on the application. Currently, research on devices for integration on a microchip is underway, but there are few useful devices for integration. Therefore, the technology for manipulating microchips with integrated devices is a subject for future research.
As an apparatus for operating the microchip, there is proposed an apparatus that has a fluid device divided into two or more in the operation device, and makes them a single fluid device to control the fluid flowing through the microchip. (Patent Document 5).

特開2002−219697号公報([0035]、[0042]〜[0044]、図1、図2)JP 2002-219697 A ([0035], [0042] to [0044], FIGS. 1 and 2) 特表2000−508058号公報(図1、図2)Japanese translation of PCT publication No. 2000-508058 (FIGS. 1 and 2) 特開2003−275999号公報([0050]〜[0053]、図1)JP 2003-275999 A ([0050] to [0053], FIG. 1) 特開2003−136500号公報([0108]、[0134]〜[0146]、図12)JP 2003-136500 A ([0108], [0134] to [0146], FIG. 12) 特表2003−502655号公報(図4)Japanese translation of PCT publication No. 2003-502655 (FIG. 4)

しかしながら、特許文献1および特許文献2におけるバルブ構造では、耐食性が通常低い軟質材料に基板材料が制限されてしまう。すなわち、ガラス、セラミックなどの高耐食性の硬質材料を基板に使用することができないため、分析する試料が制限され、汎用性がないという問題がある。
一方、特許文献3および特許文献4のバルブやポンプ構造では、基板に硬質材料を使用することはできるが、流路内が高圧となった際の負荷がダイアフラムに集中するため耐圧性に問題があるとともに、分析装置などの投射光をダイアフラムシートが光吸収するため、分析の感度が低下するおそれがある。
このように、従来、ガラスなどの基板材料で形成されたマイクロチップの内部の流路を閉塞するバルブやポンプとして有用なものはなく、その実現が強く望まれていた。
また、特許文献5の構成は、操作装置内に2つ以上に分割した流体デバイスをペアとしてマイクロチップに流す流体を制御するものの、マイクロチップ内に埋め込んだ部品と、操作装置内の部品とをペアとして動作させるものとはなっていない。
However, in the valve structures in Patent Document 1 and Patent Document 2, the substrate material is limited to a soft material that is usually low in corrosion resistance. That is, since a hard material having high corrosion resistance such as glass and ceramic cannot be used for the substrate, there is a problem that a sample to be analyzed is limited and there is no versatility.
On the other hand, in the valves and pump structures of Patent Document 3 and Patent Document 4, a hard material can be used for the substrate, but the load when the pressure in the flow path becomes high is concentrated on the diaphragm, so there is a problem with pressure resistance. In addition, since the diaphragm sheet absorbs the projection light from the analyzer or the like, the sensitivity of the analysis may be reduced.
Thus, conventionally, there is no useful valve or pump for closing the flow path inside the microchip formed of a substrate material such as glass, and its realization has been strongly desired.
Moreover, although the structure of patent document 5 controls the fluid which flows into a microchip by making the fluid device divided | segmented into two or more into the operating device into a pair, the components embedded in the microchip and the components in the operating device are divided. It is not intended to operate as a pair.

以上のことから、本発明の目的は、マイクロチップの基板材料に制約が無く、流路を確実に閉塞して耐圧性を確保できるマイクロ流路の流体制御構造、閉塞部材、マイクロチップ、マイクロチップの製造方法、および、かかる流体制御構造を応用した各種装置、
を提供することにある。
In view of the above, the object of the present invention is to provide a microfluidic fluid control structure, a clogging member, a microchip, and a microchip that have no restrictions on the substrate material of the microchip and that can reliably block the flow path to ensure pressure resistance. Manufacturing method, and various apparatuses applying such a fluid control structure,
Is to provide.

また、本発明の第2の目的は、様々な種類の集積化マイクロチップを一つの装置で、容易にコントロールすることができる閉塞部材の操作装置を提供することにある。   It is a second object of the present invention to provide an operating device for a closing member that can easily control various types of integrated microchips with a single device.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造は、内部に形成された流路およびこの流路に連通する孔を有するマイクロチップと、前記孔に挿入されて前記流路を閉塞する閉塞部材とを備え、前記閉塞部材は、少なくとも一部に弾性部材を備えたことを特徴とする。
なお、マイクロチップに形成されたマイクロ流路は、例えば、溝が形成された一方の基板に他方の基板を重ねることにより、溝の内周面と他方の基板の板面との間に形成することができる。この場合、前記の孔は、他方の基板を貫通するように形成されている。
The fluid control structure for a micro flow path of the present invention includes a micro chip having a flow path formed therein and a hole communicating with the flow path, and a closing member that is inserted into the hole and closes the flow path. The closing member includes an elastic member at least partially.
The microchannel formed in the microchip is formed between the inner peripheral surface of the groove and the plate surface of the other substrate, for example, by superimposing the other substrate on one substrate on which the groove is formed. be able to. In this case, the hole is formed so as to penetrate the other substrate.

この発明では、閉塞部材がマイクロチップの孔を介して流路を閉塞する構造とされ、流路を閉塞するための可動部分が閉塞部材それ自体であって、基板を変形させて流路を閉塞する必要がない。このため、マイクロチップの基板には軟質材料に限らず硬質材料をも使用でき、流体の成分等に応じて任意の基板材料を選択できるから、マイクロチップの信頼性および汎用性を大きく向上させることができる。閉塞部材の製作に関しては、マイクロチップの孔の形状に応じて、六面体や円柱などの形状で製作すればよく、構造を極めて簡素にできる。
また、マイクロチップには、流路に連通する孔を形成するだけで済み、ポンプ室などを形成する場合を除いては、基板を変形させて流路を閉塞する場合のように流路を閉塞するためだけに空隙部(流体の溜まり部)などを設ける必要もないから、マイクロチップの構造を簡略にできるとともに、デッドボリュームを少なくできる。
さらに、基板の間に挟んだ薄膜部材により流路を閉塞する構造などと異なり、マイクロチップにおいて、閉塞部材が配設された部分以外に弾性部材がないため、光吸収率を小さくでき、光学分析の感度低下を防止することができる。
In this invention, the closing member is structured to close the flow path through the hole of the microchip, and the movable part for closing the flow path is the closing member itself, and the substrate is deformed to close the flow path. There is no need to do. For this reason, not only soft materials but also hard materials can be used for the substrate of the microchip, and any substrate material can be selected according to the fluid components, etc., greatly improving the reliability and versatility of the microchip. Can do. Regarding the manufacture of the closing member, it may be manufactured in the shape of a hexahedron or a cylinder according to the shape of the hole of the microchip, and the structure can be extremely simplified.
In addition, the microchip only needs to have a hole communicating with the flow path, and except for the case where a pump chamber or the like is formed, the flow path is closed as in the case where the flow path is closed by deforming the substrate. Since it is not necessary to provide a gap (fluid reservoir) or the like just for the purpose, the structure of the microchip can be simplified and the dead volume can be reduced.
Furthermore, unlike a structure in which the flow path is blocked by a thin film member sandwiched between substrates, the microchip has no elastic member other than the portion where the blocking member is disposed, so the light absorption rate can be reduced and optical analysis can be performed. It is possible to prevent a decrease in sensitivity.

ここで、弾性部材は、閉塞部材における流路側の部分または孔の内周面と対向する部分に設けられ、弾性変形によって孔の周縁および流路の壁部に密接するので、流路が確実に閉塞され、耐圧性を確保できる。なお、弾性部材が流路に向かって突出する形状でない場合でも、弾性部材を孔の奥に向かって押し込むと、弾性部材は流路の形状に倣って変形するため、流路の深さ全体を完全に閉塞することができ、押し込み量および押し込み力のいずれかの調節により、流路を狭くして(部分的に閉塞して)流体の流れを絞ることもできる。
なお、弾性部材の厚さ(孔の軸方向での寸法)を大きくするほど、弾性変形による閉塞量を大きくでき、流路の断面積(深さ・幅)が大きくても閉塞できる。
この弾性部材の材料としては、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンなどを採用することができる。
Here, the elastic member is provided in a portion on the flow channel side of the closing member or a portion facing the inner peripheral surface of the hole, and is in close contact with the peripheral edge of the hole and the wall portion of the flow channel by elastic deformation, so that the flow channel is surely secured. It is blocked and pressure resistance can be secured. Even when the elastic member is not shaped to protrude toward the flow path, if the elastic member is pushed toward the back of the hole, the elastic member deforms following the shape of the flow path, so the entire depth of the flow path is reduced. The flow path can be narrowed (partially closed) and the flow of the fluid can be narrowed by adjusting either the pushing amount or the pushing force.
As the thickness of the elastic member (the dimension in the axial direction of the hole) is increased, the amount of blockage due to elastic deformation can be increased, and the block can be closed even if the cross-sectional area (depth / width) of the flow path is large.
As the material of the elastic member, fluorine rubber, silicone rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, urethane, or the like can be used.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記マイクロチップは、硬質材料により形成されていることが好ましい。
ここで、硬質材料としては、ガラス(石英ガラスを含む。以下同じ)、サファイア、プラスチック、珪素(シリコン)および、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどのセラミックス、あるいはステンレスなどの金属などを使用できる。硬質であるからハンドリング性が良く、また、硬質材料にはガラス、サファイア、セラミックなどの高耐食性のものが多いため、高耐食性の材料を選択することにより、信頼性および汎用性を向上させることができる。
また、この発明によれば、流路内が高圧となってもマイクロチップが撓まず、閉塞部材が孔の内周面に確実に保持されるので、耐圧性を向上させることができる。
In the microchannel fluid control structure of the present invention, the microchip is preferably formed of a hard material.
Here, as the hard material, glass (including quartz glass; the same shall apply hereinafter), sapphire, plastic, silicon (silicon), ceramics such as aluminum oxide and aluminum nitride, or metals such as stainless steel can be used. Because it is hard, it has good handling properties, and since many hard materials have high corrosion resistance such as glass, sapphire, and ceramic, reliability and versatility can be improved by selecting high corrosion resistance materials. it can.
Further, according to the present invention, the microchip does not bend even when the pressure in the flow path becomes high, and the blocking member is reliably held on the inner peripheral surface of the hole, so that the pressure resistance can be improved.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記弾性部材が設けられる部材本体を備え、前記部材本体は、硬質材料により形成されていることが好ましい。
ここで、部材本体の硬質材料としては、マイクロチップに使用される硬質材料と同様に、ガラス、サファイア、プラスチック、珪素および、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどのセラミックス、あるいはステンレスなどの金属などを使用できる。
このような部材本体の流路側の面および孔の内周面の少なくとも1つの面に、弾性部材が塗布や貼り付けなどの方法で設けられている。
In the micro-channel fluid control structure of the present invention, it is preferable that a member main body provided with the elastic member is provided, and the member main body is formed of a hard material.
Here, as the hard material of the member main body, glass, sapphire, plastic, silicon, ceramics such as aluminum oxide and aluminum nitride, or metal such as stainless steel can be used in the same manner as the hard material used for the microchip. .
An elastic member is provided by a method such as coating or pasting on at least one of the surface of the member main body on the flow path side and the inner peripheral surface of the hole.

この発明によれば、閉塞部材を孔に押し込んで流路を閉塞する場合は、閉塞部材を孔に押し込む際の変位が硬質部材である部材本体を介して弾性部材に適確に伝達されるので、弾性部材の弾性変形量をコントロールすることが容易となる。また、閉塞部材を孔に押し込む、押し込まないに関わらず、硬質部材である部材本体が流路内の流体圧力によってほとんど変形せず、閉塞部材が孔に押し込まれ、流路内に突出する寸法に応じた開閉量で流路を確実に閉塞することができる。したがって、流路を部分的に閉塞する際に、その開閉量を容易に調節することができる。
さらに、高耐食性の硬質材料を部材本体に使用することにより、信頼性および汎用性を向上させることができる。
According to the present invention, when the blocking member is pushed into the hole to close the flow path, the displacement when the blocking member is pushed into the hole is accurately transmitted to the elastic member via the member body that is a hard member. It becomes easy to control the amount of elastic deformation of the elastic member. In addition, regardless of whether or not the closing member is pushed into the hole, the member body that is a hard member is hardly deformed by the fluid pressure in the flow path, and the closing member is pushed into the hole and protrudes into the flow path. The flow path can be reliably closed with a corresponding opening / closing amount. Therefore, when the channel is partially blocked, the opening / closing amount can be easily adjusted.
Furthermore, reliability and versatility can be improved by using a hard material with high corrosion resistance for the member body.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記弾性部材は、前記部材本体の流路側の面に設けられ、前記弾性部材および前記部材本体は、前記孔の軸方向での厚さがそれぞれ均一に設けられていることが好ましい。
この発明によれば、弾性部材および部材本体がそれぞれ均一な厚さに設けられているため、流量などを調節するにあたり、安定した閉塞量を実現できる。また、閉塞部材が流路を閉塞しない状態に配設される場合は、弾性部材の流路側の表面が波打つように変形することを防止できるので、流体の流れが阻害されない。
In the microfluidic fluid control structure of the present invention, the elastic member is provided on a surface of the member main body on the flow path side, and the elastic member and the member main body have uniform thicknesses in the axial direction of the holes. Is preferably provided.
According to the present invention, since the elastic member and the member main body are provided with uniform thicknesses, a stable closing amount can be realized when adjusting the flow rate or the like. In addition, when the blocking member is disposed in a state that does not block the flow path, the flow of the elastic member on the flow path side can be prevented from being deformed so as to wave, so that the fluid flow is not hindered.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記弾性部材は、前記部材本体の流路側の面に設けられ、前記弾性部材は、前記流路側の表面が平坦に形成されていることが好ましい。
この発明によれば、平坦な弾性部材が孔の周縁および流路の壁部に隙間無く密接し、デッドボリュームを小さくできる。これにより、閉塞部材の配設部分に気泡が生じて流体の流れに影響が及ぶことがなく、液量がくるうこともない。また、気泡が生じないので、送液圧力が安定化され、流体の流れに影響が及ばない。
さらに、閉塞部材の配設部分に試料が残り、マイクロチップの清浄度を確保できないなどの問題を回避できる。
In the microfluidic fluid control structure of the present invention, it is preferable that the elastic member is provided on a flow path side surface of the member body, and the elastic member has a flat surface on the flow path side.
According to the present invention, the flat elastic member is in close contact with the peripheral edge of the hole and the wall of the flow path without any gap, and the dead volume can be reduced. As a result, bubbles are not generated in the portion where the closing member is disposed, and the flow of fluid is not affected, and the amount of liquid does not come. Further, since no bubbles are generated, the liquid feeding pressure is stabilized and the flow of the fluid is not affected.
Further, it is possible to avoid the problem that the sample remains in the portion where the closing member is disposed and the cleanliness of the microchip cannot be ensured.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記弾性部材は、表面から前記流路内に突出する堰部を有することが好ましい。
この発明によれば、堰部が流路に配置され、流路を確実に塞ぐことができるため、安全弁として好適な構成にできる。安全弁が機能する所定圧力の大小は、堰部の大きさや、閉塞部材と流路との嵌め合いで決められる。なお、このように弾性部材の一部に流路形状に対応した堰部を形成することにより、閉塞部材全体を流路の幅寸法と同様に小さくする場合と比べて作りこみを容易にできる。
なお、堰部を形成する方法としては、半導体製造プロセスにおける微細加工などを利用できる。
In the microfluidic fluid control structure of the present invention, it is preferable that the elastic member has a weir portion protruding from the surface into the channel.
According to this invention, since the dam portion is disposed in the flow path and can be surely closed, the configuration can be suitably used as a safety valve. The magnitude of the predetermined pressure at which the safety valve functions is determined by the size of the weir and the fit between the closing member and the flow path. In addition, by forming the dam portion corresponding to the shape of the flow path in a part of the elastic member in this way, it is possible to easily make the closure member as compared with the case where the entire blocking member is made to be as small as the width dimension of the flow path.
In addition, as a method for forming the weir portion, fine processing in a semiconductor manufacturing process can be used.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記孔の径寸法は、前記流路の幅よりも大きいことが好ましい。
この発明によれば、孔に挿入された閉塞部材が孔の内側で流路の幅方向端部に支持され、閉塞部材に外力を印加しない状態で流路壁面と閉塞部材の表面とをほぼ同一面上に揃えることができる。これにより、流路を閉塞しない状態において、閉塞部材が流体の流れに影響を及ぼすことを防止できる。
In the microchannel fluid control structure of the present invention, it is preferable that the diameter of the hole is larger than the width of the channel.
According to this invention, the blocking member inserted in the hole is supported by the widthwise end of the flow channel inside the hole, and the flow channel wall surface and the surface of the blocking member are substantially the same without applying an external force to the blocking member. Can be aligned on the surface. Thereby, it is possible to prevent the blocking member from affecting the flow of the fluid in a state where the flow path is not blocked.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記孔の内周面と前記閉塞部材との間に、延性および弾性を有する充填剤が介装されていることが好ましい。
ここで、延性および弾性を有する充填剤としては、シリコーン系の充填剤やフッ素ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンなどによる接着剤やシール剤などを例示できる。この充填剤の介装により、閉塞部材をマイクロチップの孔に固定することが可能である。
この発明によれば、充填剤の適度な粘性により、介装時に充填剤が流路の中に流入するのを防止できるとともに、充填剤の硬化後は、その延性および弾性により、充填剤が弾性部材に追従するため、弾性部材の弾性変形が阻害されることがない。
なお、介装時における充填剤の粘性は、1000〜100000cpの範囲が良好である。
In the microfluidic fluid control structure of the present invention, it is preferable that a filler having ductility and elasticity is interposed between the inner peripheral surface of the hole and the closing member.
Here, examples of the filler having ductility and elasticity include silicone-based fillers, adhesives and sealants made of fluorine rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, urethane, and the like. It is possible to fix the closing member in the hole of the microchip by interposing the filler.
According to the present invention, the moderate viscosity of the filler can prevent the filler from flowing into the flow path at the time of insertion, and after the filler is cured, the filler is elastic due to its ductility and elasticity. Since it follows the member, the elastic deformation of the elastic member is not hindered.
In addition, the viscosity of the filler at the time of insertion has the favorable range of 1000-100000 cp.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記閉塞部材は、前記孔から前記流路に向かって押し込まれ、この押し込み量および押し込み力のいずれかの調節により、前記流路内の流体流量、流体圧力、および流体流速のいずれかが調節されることが好ましい。
この発明によれば、閉塞部材を孔に押し込む力や押し込み量によって流体の流れの制御が可能となるので、適材適所の流体操作をすることができる。流体の制御としては、流体の状態量の変動を制御するほか、所定の圧力、所定の流量に応じて任意の状態量に制御する場合などがある。なお、マイクロチップには、複数の閉塞部材を配置することができる。
In the microchannel fluid control structure of the present invention, the closing member is pushed toward the channel from the hole, and the flow rate of fluid in the channel is adjusted by adjusting either the pushing amount or the pushing force. Preferably either the fluid pressure and the fluid flow rate are adjusted.
According to the present invention, the fluid flow can be controlled by the force and the amount of pushing the closing member into the hole, so that the fluid operation at an appropriate position can be performed. As control of the fluid, in addition to controlling the fluctuation of the state quantity of the fluid, there is a case of controlling to an arbitrary state quantity according to a predetermined pressure and a predetermined flow rate. Note that a plurality of closing members can be arranged on the microchip.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記弾性部材は、高耐食性材料で形成されていることが好ましい。
この発明によれば、弾性部材が腐食性の流体に晒されても問題がなく、信頼性および汎用性を向上させることができる。
なお、弾性部材に使用する高耐食材料としては、フッ素ゴムなどを例示できる。
In the microchannel fluid control structure of the present invention, it is preferable that the elastic member is formed of a highly corrosion-resistant material.
According to the present invention, there is no problem even when the elastic member is exposed to a corrosive fluid, and the reliability and versatility can be improved.
An example of the highly corrosion-resistant material used for the elastic member is fluororubber.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記弾性部材は、親水化処理されていることが好ましい。
この発明によれば、親水性であるガラス製などのマイクロチップ基板材料に応じて、弾性部材に親水化処理が施されることにより、弾性部材の表面が液状の流体の流れに影響を及ぼすことを防止でき、流体制御を適切に行うことができる。
なお、親水処理としては、水酸化ナトリウム浸漬処理、ナトリウムおよびナフタレン錯体による浸漬処理などの化学処理や、紫外線処理、プラズマ処理などの物理処理などが有効である。
In the microchannel fluid control structure of the present invention, it is preferable that the elastic member is subjected to a hydrophilic treatment.
According to the present invention, the surface of the elastic member affects the flow of the liquid fluid by subjecting the elastic member to a hydrophilic treatment according to the hydrophilic microchip substrate material such as glass. Can be prevented, and fluid control can be performed appropriately.
As the hydrophilic treatment, chemical treatment such as sodium hydroxide immersion treatment, immersion treatment with sodium and naphthalene complex, and physical treatment such as ultraviolet treatment and plasma treatment are effective.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記弾性部材は、撥水化処理されていることが好ましい。
この発明によれば、弾性部材によって流路が閉塞された部分に液状の流体が侵入するのを防止できるため、流路を確実に閉塞することができる。
なお、撥水化処理により、撥油も併せて実現できる。これらの撥水・撥油化処理としては、Rf(パーフルオロアルキル)基を有する化合物を使用したコーティング処理を例示できる。
In the microchannel fluid control structure of the present invention, it is preferable that the elastic member is subjected to water repellent treatment.
According to this invention, since it is possible to prevent the liquid fluid from entering the portion where the flow path is blocked by the elastic member, the flow path can be reliably closed.
Note that oil repellency can also be realized by the water repellency treatment. Examples of the water / oil repellency treatment include a coating treatment using a compound having an Rf (perfluoroalkyl) group.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記部材本体は、前記閉塞部材が押し込まれた際の加重を検出するセンサとして構成されていることが好ましい。
この発明によれば、弾性部材の弾性変形により部材本体に加わった力または変位量をセンシングすることにより、閉塞部材が押し込まれる際の加重が検出されることとなるため、検出された値に基づいて閉塞部材の押し込み力、押し込み量を調整し、流路の閉塞量を正確に制御することが可能となる。
なお、圧力センサの構成としては、例えば、弾性部材に当接するダイアフラムと、このダイアフラムを保持する保持体とを備えたものであってよい。
In the microfluidic fluid control structure of the present invention, it is preferable that the member main body is configured as a sensor that detects a load when the closing member is pushed.
According to the present invention, since the load when the closing member is pushed in is detected by sensing the force or displacement applied to the member main body due to the elastic deformation of the elastic member, based on the detected value. Thus, the pushing force and pushing amount of the closing member can be adjusted, and the closing amount of the flow path can be accurately controlled.
In addition, as a structure of a pressure sensor, you may provide the diaphragm contact | abutted to an elastic member, and the holding body holding this diaphragm, for example.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記弾性部材および前記充填剤の少なくとも一方は、気体透過性材料で形成されていることが好ましい。
この発明によれば、流体圧力の増大により、液状の流体に含まれる気体ないし閉塞部材の配設部分に溜まった気泡が弾性部材や充填剤を通して外部に排出されるエア抜き構造を実現できる。これにより、流体圧力が一定となり乱流が防止されるため、安定した送液が可能となる。
なお、気体透過性材料としては、シリコーンなどを例示できる。
In the microfluidic fluid control structure of the present invention, it is preferable that at least one of the elastic member and the filler is formed of a gas permeable material.
According to the present invention, it is possible to realize an air vent structure in which the gas contained in the liquid fluid or the bubbles accumulated in the disposing portion of the closing member are discharged to the outside through the elastic member and the filler due to the increase of the fluid pressure. Thereby, the fluid pressure is constant and turbulent flow is prevented, so that stable liquid feeding is possible.
Examples of the gas permeable material include silicone.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記閉塞部材は、前記流路を閉塞すべく前記流路に対して進退可能に設けられて弁を構成することが好ましい。
ここで、弁(バルブ)の種類は問わず、流路を深さ全体に亘って閉塞する全閉状態と、弾性部材の表面が流路の内壁面から突出しない位置に保持された全開状態との2つの状態に切り替え可能なON/OFFバルブとすることも、孔への押し込み量および押し込み力のいずれかの調節により開閉量が変わる調節バルブとすることもできる。
また、前記弁は、前記流路内の流体圧力が所定量を超えたときに開く安全弁であってもよく、これにより、流路内の予期せぬ圧力過大に対応でき、信頼性を向上させることができる。
In the microfluidic fluid control structure of the present invention, it is preferable that the closing member is provided so as to be able to advance and retreat with respect to the flow path so as to close the flow path to constitute a valve.
Here, regardless of the type of valve (valve), a fully closed state in which the flow path is blocked over the entire depth, and a fully open state in which the surface of the elastic member is held at a position where it does not protrude from the inner wall surface of the flow path. It is also possible to use an ON / OFF valve that can be switched between these two states, or an adjustment valve whose opening / closing amount changes by adjusting either the amount of pushing into the hole or the pushing force.
In addition, the valve may be a safety valve that opens when the fluid pressure in the flow path exceeds a predetermined amount, which can cope with an unexpected excessive pressure in the flow path and improve reliability. be able to.

本発明のマイクロ流路の流体制御構造では、前記弁は、複数並べられるとともに、これらの弁を構成する前記閉塞部材が順に進退してポンプを構成することが好ましい。
この発明によれば、各閉塞部材を端から順次、タイミングをずらして孔に押し込み、流路に対して繰り返し進退させると、各閉塞部材の押し込み量に応じて流体が圧送され、ポンプ機能を実現できる。
なお、閉塞部材の数は、好ましくは3つ以上、より好ましくは、4つ以上、であり、各閉塞部材の大きさが互いに異なっていてもよい。
また、流路において、ポンプが設けられた部分が拡径してポンプ室を構成していてもよい。
In the microfluidic fluid control structure of the present invention, it is preferable that a plurality of the valves are arranged, and that the closing members constituting these valves are sequentially advanced and retracted to constitute a pump.
According to the present invention, when each closing member is pushed into the hole sequentially from the end and is repeatedly advanced and retracted with respect to the flow path, the fluid is pumped according to the pushing amount of each closing member, thereby realizing a pump function. it can.
The number of blocking members is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and the size of each blocking member may be different from each other.
Further, in the flow path, a portion where the pump is provided may be expanded in diameter to constitute a pump chamber.

本発明のマイクロ流路の閉塞部材は、流路が内部に形成されたマイクロチップの前記流路に連通する孔に挿入されて前記流路を閉塞する閉塞部品であって、少なくとも一部に弾性部材を備えたことを特徴とする。   The closing member for a micro flow path of the present invention is a closing part that closes the flow path by being inserted into a hole communicating with the flow path of the microchip in which the flow path is formed. A member is provided.

この発明によれば、前述のように、弾性部材の弾性変形によって流路が確実に閉塞され、耐圧性を確保できる。また、流体の成分等に応じて基板材料を任意に選択できるので、マイクロチップの信頼性および汎用性を大きく向上させることができる。さらに、マイクロチップの構造を簡略にできるとともに、デッドボリュームを少なくできる。   According to this invention, as described above, the flow path is reliably closed by the elastic deformation of the elastic member, and the pressure resistance can be ensured. In addition, since the substrate material can be arbitrarily selected according to the fluid component and the like, the reliability and versatility of the microchip can be greatly improved. Further, the structure of the microchip can be simplified and the dead volume can be reduced.

本発明のマイクロチップは、前述の流体制御構造に用いられることを特徴とする。
この発明によれば、前述の流体制御構造による作用および効果と同様の作用および効果を享受できる。
ここで、マイクロチップに形成した孔に前述の弁やポンプ、また、センサ、マイクロチップの認識用IDタグなどのマイクロ流体デバイスを組み込むことができる構造とされているので、マイクロチップの構成は必要な箇所に必要な数だけ孔が形成された簡単な構造で、しかも、マイクロチップ製作における高温プロセスによって左右されない構造とすることができる。したがって、多機能なマイクロ流体デバイスが搭載されたマイクロチップを安価に提供できる。
また、マイクロチップの孔の形成および孔への閉塞部材の配設は容易であって、より多くの閉塞部材をマイクロチップの所定範囲に集積して組み込むことも可能となるから、マイクロチップの規格化の動向にも対応することができる。
そして、本発明のマイクロチップを微小容量の流体の高効率反応に関して、分析、合成の分野で利用でき、マイクロチップを用いた装置の実用化も促進することができる。
The microchip of the present invention is used for the above-described fluid control structure.
According to the present invention, it is possible to enjoy the same operations and effects as those of the fluid control structure described above.
Here, the structure of the microchip is necessary because the microfluidic device such as the aforementioned valve, pump, sensor, ID tag for microchip recognition, etc. can be incorporated into the hole formed in the microchip. A simple structure in which a necessary number of holes are formed at various locations, and a structure that is not influenced by a high-temperature process in microchip fabrication can be obtained. Therefore, a microchip on which a multifunctional microfluidic device is mounted can be provided at low cost.
In addition, the formation of the microchip holes and the arrangement of the blocking members in the holes are easy, and more blocking members can be integrated and incorporated in a predetermined range of the microchip. It can also cope with the trend of computerization.
In addition, the microchip of the present invention can be used in the field of analysis and synthesis for high-efficiency reaction of a minute volume of fluid, and the practical use of an apparatus using the microchip can be promoted.

本発明の流体制御可能なマイクロチップの製造方法は、互いに重ねられる複数の樹脂製基板を備え、これらの基板のうち互いに重ねられる一方の基板の板面と他方の基板の板面から窪んで形成される溝とから流路が構成され、他方の基板を前記溝に向かって貫通する孔が形成されたマイクロチップと、少なくとも一部に弾性部材を有し、前記孔に挿入されて前記流路を閉塞する閉塞部材とが一体化された流体制御可能なマイクロチップを製造する方法であって、他方の基板の板面を平面上に配置した状態で、延性および弾性を有する充填剤を前記孔の内周面と前記孔に挿入された前記閉塞部材との間に介装した後、前記基板を互いに重ね合わせて接合することを特徴とする。   The fluid controllable microchip manufacturing method of the present invention includes a plurality of resin substrates that are stacked on each other, and is formed to be recessed from the plate surface of one of the substrates and the plate surface of the other substrate. A microchip formed with a hole formed through the other substrate toward the groove, and an elastic member at least partially, and inserted into the hole to form the flow path. A fluid-controllable microchip integrated with a closing member that closes the substrate, wherein a filler having ductility and elasticity is placed in the hole while the plate surface of the other substrate is disposed on a plane. After interposing between the inner peripheral surface of the substrate and the closing member inserted into the hole, the substrates are overlapped and joined to each other.

ここで、充填剤としては、前述のような接着剤やシール剤を採用でき、この充填剤により、閉塞部材が基板の孔に固定されるとともに、充填剤の延性および弾性により、弾性部材の弾性変形がサポートされる。このような充填剤の介装にあたっては、充填剤の基板板面への付着を防止して流路の壁面を構成する基板の板面を平滑に保ち、流体への悪影響を防止する必要がある。
この発明によれば、ガラス製の基板を使用する場合よりも樹脂製の基板では接合温度の低温化が図られ、基板同士の接合前に閉塞部材を基板に配設可能となるから、充填剤を孔の内周面と閉塞部材との間に充填する際に、一方の基板を平面上に配置することが可能となる。板面が平面上に配置された基板は、孔の周縁と当該平面とが当接することにより、孔の内周面と閉塞部材との間に充填された充填剤が基板の板面に回り込んで付着するのを防止できる。
このように、基板の接合前に閉塞部材が基板に配設され、基板を平面に配置するだけで、充填剤が基板の板面側に付着することを簡便に防止できる。また、接合温度が低い樹脂製の基板が採用されているので、基板接合時の弾性部材の劣化などによって信頼性が低下することがない。これらのことから、製造効率も向上させることができる。
なお、基板の板面を平面に配置された状態とする簡便な方法としては、例えば、剥離可能なシート部材を基板の板面に貼設する方法があり、孔の周縁にシート部材を密着させて好適に使用できる。また、基板が配置される平面としては、板状の部材や支持台などであってもよい。
Here, as the filler, the adhesive or sealant as described above can be adopted, and by this filler, the closing member is fixed to the hole of the substrate, and the elasticity of the elastic member is obtained by the ductility and elasticity of the filler. Deformation is supported. In interposing such a filler, it is necessary to prevent the filler from adhering to the substrate plate surface, to keep the substrate plate surface constituting the wall surface of the flow path smooth, and to prevent adverse effects on the fluid. .
According to the present invention, since the bonding temperature can be lowered in the resin substrate than in the case where the glass substrate is used, the closing member can be disposed on the substrate before the substrates are bonded to each other. When filling the space between the inner peripheral surface of the hole and the closing member, one of the substrates can be arranged on a plane. In the substrate with the plate surface arranged on a flat surface, the filler filled between the inner peripheral surface of the hole and the closing member wraps around the plate surface of the substrate when the peripheral edge of the hole contacts the flat surface. Can prevent adhesion.
As described above, the blocking member is disposed on the substrate before the substrates are joined, and the filler can be easily prevented from adhering to the plate surface side of the substrate simply by arranging the substrate on a plane. In addition, since a resin substrate having a low bonding temperature is employed, the reliability does not decrease due to deterioration of the elastic member at the time of substrate bonding. From these things, manufacturing efficiency can also be improved.
In addition, as a simple method of setting the plate surface of the substrate in a flat state, for example, there is a method of attaching a peelable sheet member to the plate surface of the substrate, and the sheet member is brought into close contact with the periphery of the hole. Can be preferably used. The plane on which the substrate is arranged may be a plate-like member or a support base.

本発明の切替え装置は、前述のマイクロ流路の流体制御構造を備え、前記流路は、それぞれ延びる複数の導入経路と、これらの導入経路がそれぞれ接続される所定の経路とを有し、前記弁は、前記導入経路の前記所定の経路への接続部分にそれぞれ設けられ、これらの弁の開閉により、前記導入経路からの流体の道筋を切り替え可能であることを特徴とする。   A switching device according to the present invention includes the above-described fluid control structure of a micro flow path, and the flow path includes a plurality of introduction paths that extend respectively, and predetermined paths to which these introduction paths are respectively connected. The valve is provided at each connection portion of the introduction path to the predetermined path, and the route of the fluid from the introduction path can be switched by opening and closing these valves.

この発明によれば、各弁の開閉により、導入経路から所定の経路への流体の流れがそれぞれ規制され、いずれの導入経路における流体を所定の経路に導くかを選択可能となるので、必要に応じて流体の流れを切り替え可能な切替え装置を実現できる。   According to this invention, the flow of the fluid from the introduction path to the predetermined path is regulated by opening and closing each valve, and it is possible to select which introduction path the fluid is guided to the predetermined path. Accordingly, a switching device that can switch the flow of the fluid can be realized.

本発明の切替え装置は、前述のマイクロ流路の流体制御構造を備え、前記流路は、所定の経路と、前記所定の経路が分岐するようにそれぞれ延びる複数の分岐経路とを有し、前記弁は、前記分岐経路における前記所定の経路から分岐した部分にそれぞれ設けられ、これらの弁の開閉により、前記分岐経路への流体の道筋を切り替え可能であることを特徴とする。   The switching device of the present invention includes the above-described microchannel fluid control structure, and the channel includes a predetermined path and a plurality of branch paths that extend so that the predetermined path branches. The valves are respectively provided at portions of the branch path branched from the predetermined path, and the path of the fluid to the branch path can be switched by opening and closing these valves.

この発明によれば、各弁の開閉によって、所定の経路における流体をいずれの分岐経路に排出するかを選択可能となり、必要に応じて流体の流れを切り替え可能な切替え装置を実現できる。   According to the present invention, it is possible to select which branch path the fluid in a predetermined path is discharged by opening and closing each valve, and it is possible to realize a switching device that can switch the flow of the fluid as necessary.

本発明のミキサーは、前述のマイクロ流路の流体制御構造を備え、前記弁は、少なくとも3つ並べて配置され、これらの弁のうち両端側にそれぞれ配置された弁に閉塞されることによって前記流路が仕切られ、残りの弁を構成する前記閉塞部材が前記仕切られた流路に対して進退することにより、前記流体における成分が混合されることを特徴とする。   The mixer according to the present invention includes the above-described fluid control structure of the micro-channel, and at least three of the valves are arranged side by side and are blocked by the valves respectively arranged on both ends of these valves. A path is partitioned, and the components in the fluid are mixed by the closing member constituting the remaining valve moving forward and backward with respect to the partitioned flow path.

この発明によれば、複数の閉塞部材のうち両端側の閉塞部材の間に流体を溜め、これらの閉塞部材の間に配置された閉塞部材を進退させることにより、流体の成分を混合するミキサーを実現できる。このようなミキサーは、異なる種類の流体がそれぞれ導入され導入経路の合流部などに設けることができる。   According to this invention, the mixer which mixes the component of the fluid by accumulating the fluid between the closing members on both ends among the plurality of closing members and moving the closing member disposed between these closing members forward and backward is provided. realizable. In such a mixer, different types of fluids can be introduced, respectively, and can be provided at the junction of the introduction path.

本発明のインジェクターは、前述の流体制御構造を備え、前記流路は、第1経路と、この第1経路と交差する方向に沿って延びて前記第1経路に接続される第2経路とを有し、前記第2経路は、前記第1経路との接続部に注入される流体の導入口を一端側に有し、前記弁は、前記接続部の近傍で、前記第1経路の前記接続部の上流側および下流側と、前記第2経路とにそれぞれ設けられることを特徴とする。   The injector of the present invention includes the above-described fluid control structure, and the flow path includes a first path and a second path that extends along a direction intersecting the first path and is connected to the first path. The second path has an inlet for fluid injected into a connection part with the first path on one end side, and the valve is connected to the first path in the vicinity of the connection part. Provided on the upstream side and the downstream side of the part and the second path.

この発明によれば、第1経路に流体を流してから接続部の前段および後段に設けられた各弁をそれぞれ閉じ、第2経路に設けられた弁を所定のタイミングで開くことにより、第1経路における流体に第2経路を介して導入された試薬などを局所的に、かつ適時に注入することが可能となる。そして、第2経路に設けられた弁を再び閉じ、第1経路に設けられた各弁を開くことで、第1経路を流れる流体の分析等を行うことができる。流体の流体流量、流体圧力、流体流速を変えて試行することにより、クロマトグラフィーを実施することも可能である。   According to this invention, after flowing the fluid through the first path, the valves provided at the front stage and the rear stage of the connecting portion are closed, and the valves provided at the second path are opened at a predetermined timing, thereby It becomes possible to inject the reagent or the like introduced through the second path locally and in a timely manner into the fluid in the path. Then, the valve provided in the second path is closed again, and each valve provided in the first path is opened, so that the fluid flowing through the first path can be analyzed. It is also possible to perform chromatography by trying different fluid flow rates, fluid pressures, and fluid flow rates.

本発明の閉塞部材操作装置は、前述の流体制御構造を備え、前記マイクロチップは、前記孔を複数有し、各孔に挿入された前記閉塞部材をそれぞれ操作する装置であって、前記マイクロチップが配置されるマイクロチップ配置部と、前記各閉塞部材とそれぞれ一体的に作動する複数のユニットと、前記各ユニットをそれぞれ着脱自在に保持するボードと、
前記ボードが着脱自在に配置されるボード配置部とを備えることを特徴とする。
The closing member operating device of the present invention includes the above-described fluid control structure, and the microchip has a plurality of the holes, and each of the closing members inserted into the holes is operated. A plurality of units that operate integrally with each of the closing members, a board that holds the units detachably,
And a board placement section on which the board is detachably placed.

この発明によれば、マイクロチップに閉塞部材を集積して配設でき、各閉塞部材がそれぞれユニットと一体的に作動するので、高度な流体制御が可能となる。操作装置により、より多くの反応系を備えたマイクロチップを使用した複雑な分析や、多項目を同時に分析することなども可能となる。
また、ユニットがボードに着脱可能であって、マイクロチップに配設された閉塞部品が同じ構造であっても、異なる構造のユニットに交換することで、マイクロチップに設けられた閉塞部品の動作を変更できる。
According to the present invention, the closing member can be integrated and arranged on the microchip, and each closing member operates integrally with the unit, so that a high degree of fluid control is possible. The operation device enables complicated analysis using a microchip equipped with more reaction systems, and simultaneous analysis of multiple items.
In addition, even if the unit is detachable from the board and the closing parts arranged on the microchip have the same structure, the operation of the closing part provided on the microchip can be performed by replacing the unit with a different structure. Can change.

本発明の閉塞部材操作装置では、前記ボード配置部は、前記ボードを前記ユニットが前記閉塞部材に対向する所定位置に案内する案内部を有することが好ましい。   In the closing member operating device according to the present invention, it is preferable that the board placement portion has a guide portion that guides the board to a predetermined position where the unit faces the closing member.

この発明によれば、ボードがボード配置部に保持案内され、操作装置からの着脱が可能であるため、多様なマイクロチップ、すなわち、外形、流路パターン、分析の種類、配設される閉塞部材の種類、位置などの相違に応じて、適切なものに迅速に交換できる。   According to the present invention, since the board is held and guided by the board placement unit and can be detached from the operation device, various microchips, that is, the outer shape, the flow path pattern, the type of analysis, and the blocking member to be arranged. Depending on the type, position, etc., it can be quickly replaced with an appropriate one.

本発明の閉塞部材操作装置では、前記ボードには、前記ボードを前記マイクロチップに対して進退可能な進退手段が設けられることが好ましい。   In the closing member operating device according to the present invention, it is preferable that the board is provided with an advancing / retreating means capable of advancing / retreating the board with respect to the microchip.

この発明によれば、操作装置内のボードの進退操作により、マイクロチップを操作装置のスロットに挿入する際などに、マイクロチップに搭載された閉塞部材とボード側のユニットとが干渉しない。これにより、使用済みのマイクロチップを新品と敏速に交換でき、マイクロチップの操作装置へのセットの際に閉塞部品やユニットが破損することなどを未然に防止できる。   According to the present invention, when the microchip is inserted into the slot of the operating device by the advance / retreat operation of the board in the operating device, the blocking member mounted on the microchip does not interfere with the board side unit. As a result, a used microchip can be quickly replaced with a new one, and it is possible to prevent obstruction parts and units from being damaged when the microchip is set in the operating device.

本発明の閉塞部材操作装置では、前記ユニットは、前記閉塞部材を前記孔から前記流路に向かって押圧する押圧手段を有することが好ましい。
ここで、前記押圧手段は、駆動源を備え、前記駆動源は、圧電アクチュエータおよびステッピングモータのいずれかであることが好ましい。
In the closing member operating device of the present invention, it is preferable that the unit includes a pressing unit that presses the closing member from the hole toward the flow path.
Here, it is preferable that the pressing unit includes a drive source, and the drive source is any one of a piezoelectric actuator and a stepping motor.

この発明によれば、圧電アクチュエータまたはステッピングモータにより、閉塞部材をマイクロチップの流路に向かって押し込むことが可能であり、オン・オフバルブや安全バルブ、流量調節バルブなどを実現できる。   According to the present invention, the closing member can be pushed toward the microchip flow path by the piezoelectric actuator or the stepping motor, and an on / off valve, a safety valve, a flow control valve, and the like can be realized.

本発明の閉塞部材操作装置では、前記押圧手段には、前記閉塞部材への押圧力および押圧量のいずれかを計測するセンサが設けられていることが好ましい。   In the closing member operating device of the present invention, it is preferable that the pressing means is provided with a sensor for measuring either the pressing force or the pressing amount to the closing member.

この発明によれば、センサによる検出値に基いて、押圧力や押圧量を適宜調節することができるので、流量、流体圧力、流速などが調節可能なバルブを容易に実現できる。
また、このようなセンシングにより、閉塞部材に対する過剰な押圧力や押圧量によって閉塞部材が破損することなどを防止できる。
According to the present invention, the pressing force and the pressing amount can be appropriately adjusted based on the detection value by the sensor, so that a valve capable of adjusting the flow rate, the fluid pressure, the flow velocity, etc. can be easily realized.
In addition, such sensing can prevent the blocking member from being damaged by an excessive pressing force or pressing amount against the blocking member.

本発明の閉塞部材操作装置では、前記押圧手段は、前記ボードを貫通して前記閉塞部材に当接する押圧部材と、この押圧部材を当該棒状部材の軸方向に沿って前記閉塞部材側に付勢するバネとを有することが好ましい。   In the closing member operating device according to the present invention, the pressing means urges the pressing member toward the closing member along the axial direction of the rod-shaped member, and a pressing member that penetrates the board and contacts the closing member. It is preferable to have a spring.

この発明によれば、押圧部による閉塞部材の押圧の際、押圧部がバネに付勢され閉塞部材に対して後退するため、ボードの前進の際に、押圧部が閉塞部材に衝突して閉塞部材が破損することなどを未然に防止できる。   According to the present invention, when the closing member is pressed by the pressing portion, the pressing portion is urged by the spring and moves backward with respect to the closing member. Therefore, when the board advances, the pressing portion collides with the closing member and closes. It is possible to prevent the member from being damaged.

また、バネにより押圧部が閉塞部材に対して押し付けられることで、閉塞部材を安全弁としても使用できる。ここで、安全弁の場合、押圧力をオン、オフする或いは任意に調節するなどの制御が不要であるため、このようにバネを用いることで構造を簡略化できる。このバネをバネ係数が異なる他のバネに交換することにより、閉塞部材の押圧力を変更できる。   Moreover, since the pressing portion is pressed against the closing member by the spring, the closing member can be used as a safety valve. Here, in the case of a safety valve, control such as turning on / off or arbitrarily adjusting the pressing force is unnecessary, and thus the structure can be simplified by using the spring in this way. By replacing this spring with another spring having a different spring coefficient, the pressing force of the closing member can be changed.

本発明の閉塞部材操作装置では、前記押圧手段は、軸部から外周部までの距離が一定でない偏心回転体であって、前記孔から前記流路に向かう方向に前記外周部が沿うように設けられることが好ましい。   In the closing member operating device of the present invention, the pressing means is an eccentric rotating body in which the distance from the shaft portion to the outer peripheral portion is not constant, and is provided so that the outer peripheral portion is along the direction from the hole toward the flow path. It is preferred that

この発明によれば、カムなどの偏心回転体を使用する簡単な構成で、閉塞部材を所定周期で間欠的に押圧可能となるので、流路における流体の流れにおいて、断続的なプラグ流を実現できる。このようなプラグ流により、流体が互いに混合しやすく、流体を容易に合成できる。
なお、カムの形状、および回転スピードなどを調節することによって、閉塞部材を押圧する周期がコントロールできる。
一方、偏心回転体の回転を止めて閉塞部材の押圧を維持し、流体の流れを所定の流体圧力、流速、流量に維持することも可能であって、すなわち、偏心回転体の動作を変えるだけで、閉塞部材の各種用途に容易に対応できる。
ここで、ギア(歯車)も、その軸部から外周部である歯先までの距離と、軸部から歯が設けられていない外周部までの距離とが相違するため、偏心回転体として採用し得る。
According to this invention, since the closing member can be intermittently pressed at a predetermined cycle with a simple configuration using an eccentric rotating body such as a cam, intermittent plug flow is realized in the flow of fluid in the flow path. it can. By such a plug flow, the fluids are easily mixed with each other, and the fluids can be easily synthesized.
In addition, the period which presses a closure member is controllable by adjusting the shape of a cam, a rotational speed, etc.
On the other hand, it is also possible to stop the rotation of the eccentric rotator and maintain the pressure of the closing member to maintain the fluid flow at a predetermined fluid pressure, flow velocity and flow rate, that is, only change the operation of the eccentric rotator. Thus, it can easily cope with various uses of the closing member.
Here, the gear (gear) is also adopted as an eccentric rotating body because the distance from the shaft portion to the tooth tip which is the outer peripheral portion is different from the distance from the shaft portion to the outer peripheral portion where no teeth are provided. obtain.

本発明の閉塞部材操作装置では、前記閉塞部材は、複数並べられ、前記偏心回転体は、前記閉塞部材の並ぶ方向に周方向が沿うように設けられ、この偏心回転体の回転により、前記閉塞部材が順に進退するように押圧されてポンプとして機能することが好ましい。   In the closing member operating device of the present invention, a plurality of the closing members are arranged, and the eccentric rotating body is provided so that a circumferential direction is along a direction in which the closing members are arranged. It is preferable that the members are pressed so as to advance and retreat in order and function as a pump.

この発明によれば、前述のような偏心回転体を使用する簡単な構成で、ポンプを構成する各閉塞部材を所定周期で順次押圧することができる。また、偏心回転体のギャップや形状、回転スピードなどを調節することによって、閉塞部材を押圧する周期がコントロールでき、ポンプの吐出量も調節できるようになる。   According to the present invention, it is possible to sequentially press the respective closing members constituting the pump at a predetermined cycle with a simple configuration using the eccentric rotating body as described above. Further, by adjusting the gap and shape of the eccentric rotating body, the rotation speed, etc., the cycle of pressing the closing member can be controlled, and the discharge amount of the pump can also be adjusted.

本発明の閉塞部材操作装置では、前記閉塞部材は、前記流体の状態を検出あるいは操作するデバイス部を有し、前記ユニットは、前記デバイス部と導通されるプローブを有することが好ましい。   In the closing member operating device according to the present invention, it is preferable that the closing member has a device portion that detects or operates the state of the fluid, and the unit has a probe that is electrically connected to the device portion.

この発明によれば、プローブにより、センサ、電気浸透流ポンプ、単体で動作するMEMSデバイスなどとユニットとを導通することができ、流体の状態検出、操作などを実現できる。   According to the present invention, the probe can electrically connect the unit with the sensor, the electroosmotic pump, the MEMS device that operates alone, and the like, thereby realizing fluid state detection and operation.

本発明の閉塞部材操作装置では、前記ボードには、前記閉塞部材と前記ユニットとを仕切るシート部材が設けられることが好ましい。   In the closing member operating device of the present invention, it is preferable that the board is provided with a sheet member that partitions the closing member and the unit.

この発明によれば、シート部材が設けられていることで、流路から流体が漏出した際でも、ボードないしユニットに流体が付着しない。これにより、ボードおよびユニットの清浄度を確保できる。
ここで、前記シート部材は、耐食性であることにより、ボードおよびユニットの腐食を防止できる。
According to the present invention, since the sheet member is provided, the fluid does not adhere to the board or the unit even when the fluid leaks from the flow path. Thereby, the cleanliness of the board and the unit can be ensured.
Here, since the sheet member is corrosion resistant, corrosion of the board and the unit can be prevented.

本発明の閉塞部材操作装置では、前記ユニットは、前記閉塞部材を前記孔から前記流路に向かって押圧する押圧手段を有するとともに、当該押圧方向と交差する方向に可動であり、前記シート部材には、前記ユニットと前記閉塞部材との間の摩擦抵抗を抑制する低摩擦材料が用いられることが好ましい。   In the closing member operating device of the present invention, the unit has pressing means for pressing the closing member from the hole toward the flow path, and is movable in a direction crossing the pressing direction. Preferably, a low friction material that suppresses frictional resistance between the unit and the closing member is used.

この発明によれば、シート部材において、偏心回転体は小さい摩擦で円滑に回転し、偏心回転体の回転によりシート部材の面内方向に作用する負荷が小さい。これにより、シート部材の破れなどを防止できる。   According to the present invention, in the sheet member, the eccentric rotator smoothly rotates with small friction, and the load acting in the in-plane direction of the sheet member due to the rotation of the eccentric rotator is small. Thereby, tearing of the sheet member can be prevented.

本発明の閉塞部材操作装置では、前記シートは、前記低摩擦材料が用いられ前記ユニット側に配置される第1層膜と、前記第1層膜よりも摩擦抵抗が高い高摩擦材料が用いられ前記閉塞部材側に配置される第2層膜とを有することが好ましい。   In the closing member operating device according to the present invention, the sheet is made of the first friction film using the low friction material and disposed on the unit side, and the high friction material having higher frictional resistance than the first layer film. It is preferable to have a second layer film disposed on the closing member side.

この発明によれば、シート部材は、ボードとの摩擦抵抗が異なる第1層膜および第2層膜を有して構成されており、偏心回転体により閉塞部材を押圧する場合、摩擦抵抗が小さい第1層膜により偏心回転体の摺動によるシート部材の破れなどを防止できるとともに、摩擦抵抗が大きい第2層膜によって、偏心回転体の摩擦により引っ張られて、シート部材が伸びることを防止できる。   According to this invention, the sheet member is configured to have the first layer film and the second layer film having different frictional resistance with the board, and when the blocking member is pressed by the eccentric rotating body, the frictional resistance is small. The first layer film can prevent the sheet member from being broken due to sliding of the eccentric rotating body, and the second layer film having a large frictional resistance can prevent the sheet member from being stretched by being pulled by the friction of the eccentric rotating body. .

本発明の閉塞部材操作装置では、前記押圧手段は、軸部から外周部までの距離が一定でない偏心回転体であって、前記孔から前記流路に向かう方向に前記外周部が沿うように設けられ、前記シートには、前記外周部の軸部までの距離が他よりも大きい大径部に当接される位置に応じて凸部が形成されていることが好ましい。   In the closing member operating device of the present invention, the pressing means is an eccentric rotating body in which the distance from the shaft portion to the outer peripheral portion is not constant, and is provided so that the outer peripheral portion is along the direction from the hole toward the flow path. The sheet is preferably formed with a convex portion in accordance with a position where the distance from the outer peripheral portion to the shaft portion is in contact with a larger diameter portion than that of the other portion.

この発明によれば、偏心回転体の外周部における大径部がシート部材の表面を摺動する際、大径部の位置が凸部の位置と略一致し、閉塞部材が凸部の突出寸法も含めて押し下げられるから、偏心回転体の小径化が可能となるとともに、偏心回転体をスムーズに駆動することができる。   According to the present invention, when the large-diameter portion on the outer peripheral portion of the eccentric rotating body slides on the surface of the sheet member, the position of the large-diameter portion substantially coincides with the position of the convex portion, and the closing member is the protruding dimension of the convex portion. Therefore, the eccentric rotating body can be reduced in diameter, and the eccentric rotating body can be driven smoothly.

〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態を図面に基いて説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略化する。
図1は、本実施形態のマイクロチップ1の分解斜視図である。また、図2は、マイクロチップ1の平面図であり、図3は、マイクロチップ1の断面図である。
マイクロチップ1は、内部に形成された流路FAにおいて試料RG(図3)の分析を行うために使用され、2枚の基板11,12による積層構造となっている。このマイクロチップ1には、閉塞部材としてのバルブ30が組み込まれ、バルブ30により、試料RGの流体圧力または流量、流速が調節、制御される構造とされる。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the embodiment described above, and the description is omitted or simplified.
FIG. 1 is an exploded perspective view of the microchip 1 of the present embodiment. 2 is a plan view of the microchip 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the microchip 1. As shown in FIG.
The microchip 1 is used for analyzing the sample RG (FIG. 3) in the flow path FA formed therein, and has a laminated structure of two substrates 11 and 12. The microchip 1 incorporates a valve 30 as a closing member, and the valve 30 has a structure in which the fluid pressure or flow rate and flow rate of the sample RG are adjusted and controlled.

マイクロチップ1の基板11,12は、短辺が30mm程度であって長辺が70mm程度、かつ厚さが0.7mm程度の平板矩形状であり、透明なガラスにより形成されている。具体的には、パイレックス(登録商標)などを基板11,12に使用できる。これらの基板11,12の材料として、ガラス(石英ガラスを含む)のほかに、サファイア、プラスチック、珪素(シリコン)、および酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどのセラミックス、あるいはステンレス等の金属などの硬質材料を使用することを検討できる。基板11,12の材料選択においては、耐圧性や、試料RGの成分への耐食性などが考慮される。光学分析を行う場合は、光学分析に用いられる光の透過度を考慮するのが好ましい。スチレン、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの比較的軟質のプラスチック材料を選択する場合は、ある程度の耐食性、および光の透過度が考慮されるが、使い捨てで使用できる安価な汎用材料であること、および加工性も重要な点である。
なお、基板11,12は同材料に限らず、別材料であってもよい。
The substrates 11 and 12 of the microchip 1 have a flat rectangular shape with a short side of about 30 mm, a long side of about 70 mm, and a thickness of about 0.7 mm, and are made of transparent glass. Specifically, Pyrex (registered trademark) or the like can be used for the substrates 11 and 12. In addition to glass (including quartz glass), hard materials such as sapphire, plastic, silicon (silicon), ceramics such as aluminum oxide and aluminum nitride, and metals such as stainless steel are used as materials for these substrates 11 and 12. You can consider using it. In selecting the materials for the substrates 11 and 12, the pressure resistance and the corrosion resistance to the components of the sample RG are taken into consideration. When performing optical analysis, it is preferable to consider the transmittance of light used for optical analysis. When selecting a relatively soft plastic material such as styrene, polyimide, polyethylene terephthalate (PET), etc., a certain degree of corrosion resistance and light transmittance are considered, but it is an inexpensive general-purpose material that can be used disposablely, And processability is also an important point.
The substrates 11 and 12 are not limited to the same material, and may be different materials.

基板11,12は互いに重ね合わされ、これらの基板11,12が重ねられた面には、試料RGの流路FAが形成されている。この流路FAは、図2に示すように、基板11,12の長手方向にほぼ沿って延びる平面視Y字状であり、そのY字形状における二股部分は、合流部JCTとなっている。すなわち、流路FAにおいて、合流部JCTよりも上流側には、試料RG(RG1,RG2)の導入口121,122から合流部JCTにかけて複数方向に流れる経路FA1,FA2があり、合流部JCTよりも下流側は、1本の経路FA3となっている。経路FA3は、試料RG1,RG2の反応が行われる反応場である。   The substrates 11 and 12 are overlapped with each other, and a flow path FA of the sample RG is formed on the surface where the substrates 11 and 12 are overlapped. As shown in FIG. 2, the flow path FA has a Y-shape in plan view extending substantially along the longitudinal direction of the substrates 11 and 12, and a bifurcated portion in the Y-shape is a junction portion JCT. That is, in the flow path FA, upstream of the junction JCT, there are paths FA1 and FA2 that flow in a plurality of directions from the inlets 121 and 122 of the sample RG (RG1, RG2) to the junction JCT, and from the junction JCT. Also on the downstream side, there is one path FA3. The path FA3 is a reaction field where the reaction of the samples RG1 and RG2 is performed.

このような流路FAは、図1および図3に示すように、一方の基板11の板平面に窪むように形成された断面半円形状の溝14の内周面と、この溝14と向き合う基板12の板面との内側に形成されている。
なお、本実施形態では、経路FA1,FA2、FA3において溝14は同径となっているが、例えば、経路FA3における溝14の径を経路FA1,FA2における溝14の径よりも大径にするなど、溝14の径寸法は適宜設定できる。
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, such a flow path FA includes an inner peripheral surface of a groove 14 having a semicircular cross section formed so as to be recessed in the plate plane of one substrate 11, and a substrate facing the groove 14. It is formed inside 12 plate surfaces.
In this embodiment, the groove 14 has the same diameter in the paths FA1, FA2, and FA3. For example, the diameter of the groove 14 in the path FA3 is larger than the diameter of the groove 14 in the paths FA1 and FA2. For example, the diameter of the groove 14 can be set as appropriate.

他方の基板12は、図1に示すように、基板11と重ねられた際に流路FAのY字形状における3つの端部の位置で溝14と連通するように穿孔されており、これらの孔は、Y字の拡開側の両端部に形成されたものがそれぞれ、試料RGの導入口121,122とされ、そして、Y字の拡開側と反対側の端部に形成されたものが、試料RGの排出口125とされている。   As shown in FIG. 1, the other substrate 12 is perforated so as to communicate with the groove 14 at the positions of the three end portions in the Y shape of the flow path FA when being overlapped with the substrate 11. The holes formed at both ends of the Y-shaped expansion side are the inlets 121 and 122 of the sample RG, respectively, and are formed at the end opposite to the Y-shaped expansion side. Is the outlet 125 of the sample RG.

試料RGは、気体、液体、コロイド溶液など、その態様は任意である。ここで、本実施形態のRGとしては、例えば、水と水、油と油など、成分が混ざり合う試料RG1と試料RG2とが用いられている。そして、一方の導入口121には試料RG1を導入し、他方の導入口122には試料RG2を導入する。   The sample RG may have any form such as gas, liquid, colloidal solution, and the like. Here, as the RG of the present embodiment, for example, a sample RG1 and a sample RG2 in which components such as water and water and oil and oil are mixed are used. Then, the sample RG1 is introduced into one introduction port 121, and the sample RG2 is introduced into the other introduction port 122.

また、基板12には、基板11と重ねられた際に溝14に向かって基板12を貫通する平面視正方形状の孔20が、合流部JCTの下流側である経路FA3の途中に相当する位置に形成されている。この孔20の内部にバルブ30が配設される。   Further, in the substrate 12, a hole 20 having a square shape in a plan view that penetrates the substrate 12 toward the groove 14 when being overlapped with the substrate 11 is a position corresponding to the middle of the path FA3 on the downstream side of the junction portion JCT. Is formed. A valve 30 is disposed inside the hole 20.

孔20は、図2に示すように、平面的に見た際に基板11の溝14と重なる位置に設けられている。ここで、平面的に見た際の孔20の寸法が溝14の幅よりも大きいので、図2および図3(A)に示すように、溝14の幅方向両端部が孔20の内側にそれぞれ露出している。この露出部分は、バルブ30の配設時にバルブ30が配置される被載置面141となっている。   As shown in FIG. 2, the hole 20 is provided at a position overlapping the groove 14 of the substrate 11 when viewed in plan. Here, since the dimension of the hole 20 when viewed in plan is larger than the width of the groove 14, both ends in the width direction of the groove 14 are located inside the hole 20 as shown in FIGS. 2 and 3A. Each is exposed. This exposed portion serves as a mounting surface 141 on which the valve 30 is disposed when the valve 30 is disposed.

図3(A)および(B)は、孔20の内部にバルブ30が配設された状態を示したもので、図3(A)は、流路FAの幅方向における断面図であり、図3(B)は、図3(A)をマイクロチップ1の平面方向で90°回転させて流路FAに沿った方向における断面図である。
バルブ30は孔20に挿入されて被載置面141に配置されている。バルブ30の流路FA側の表面321は平坦で、このバルブ表面321と流路FAの壁面FAW(基板12の板面)とは略同一面上に揃っている。
3A and 3B show a state in which the valve 30 is disposed inside the hole 20, and FIG. 3A is a sectional view in the width direction of the flow path FA. 3 (B) is a cross-sectional view in a direction along the flow path FA by rotating FIG. 3 (A) by 90 ° in the planar direction of the microchip 1.
The valve 30 is inserted into the hole 20 and disposed on the placement surface 141. The surface 321 on the flow path FA side of the valve 30 is flat, and the valve surface 321 and the wall surface FAW (plate surface of the substrate 12) of the flow path FA are substantially flush with each other.

図4には、孔20から取り出された状態のバルブ30を示した。
バルブ30は、略1mm角の立方体形状のものであって、直方体形状の透明なガラス製の本体31と、この本体31に重ねられる板状の弾性部材32とを備え、流路FA(図3)側に配置される弾性部材32の弾性変形により、流路FAを閉塞するものである。
本体31の材料としては、ガラス材料のほかにも、基板11,12と同様に、サファイア、珪素、プラスチック、および酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどのセラミックス、あるいはステンレス等の金属などの硬質材料を使用することを検討できる。
一方、弾性部材32の材料には、本実施形態では、耐食性が高いフッ素ゴムが使用されているが、このほかにも、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンなどの弾性変形材料を使用することができる。
なお、弾性部材32の厚さは、流路FAの深さの0.2〜5倍程度が好ましい。弾性部材32がこれよりも厚いと、試料RGの流体圧力が高圧となった場合に、流体圧力による変形量が過大となる。また、弾性変形の程度が大き過ぎて押し込み量が弾性部材の表面321(試料RGとの接液面)まで伝わりずらくなり、調節が困難となるおそれがある。一方、0.2倍程度よりも薄いと、弾性部材32の変形量が小さ過ぎ、流路FAの閉塞が困難となるおそれがある。
FIG. 4 shows the valve 30 taken out from the hole 20.
The valve 30 has a cubic shape of approximately 1 mm square, and includes a rectangular parallelepiped transparent glass main body 31 and a plate-like elastic member 32 superimposed on the main body 31, and a flow path FA (FIG. 3). The flow path FA is closed by the elastic deformation of the elastic member 32 arranged on the side.
As the material of the main body 31, in addition to the glass material, a hard material such as sapphire, silicon, plastic, ceramics such as aluminum oxide and aluminum nitride, or metal such as stainless steel is used in the same manner as the substrates 11 and 12. Can be considered.
On the other hand, in the present embodiment, the elastic member 32 is made of fluorine rubber having high corrosion resistance. However, other elastic deformation materials such as silicone rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, and urethane are used. be able to.
The thickness of the elastic member 32 is preferably about 0.2 to 5 times the depth of the flow path FA. If the elastic member 32 is thicker than this, when the fluid pressure of the sample RG becomes high, the amount of deformation due to the fluid pressure becomes excessive. In addition, since the degree of elastic deformation is too large, the amount of pushing becomes difficult to be transmitted to the surface 321 of the elastic member (the liquid contact surface with the sample RG), which may make adjustment difficult. On the other hand, if it is thinner than about 0.2 times, the deformation amount of the elastic member 32 is too small, and it may be difficult to block the flow path FA.

以上説明したマイクロチップ1およびバルブ30は、次のように製造される。
まず、マイクロチップ1の製造手順としては、基板11の材料がプラスチック以外である場合はサンドブラスト、エッチング、機械加工などにより、基板11の材料がプラスチックである場合は、機械加工、プレス、射出成形などによって溝14を形成する。
また、導入口121,122、排出口125、および孔20についても、基板11の材料に応じた適当な手段によってそれぞれ形成する。具体的には、基板11の材料がプラスチック以外である場合はサンドブラスト、放電加工、超音波加工、ドリル加工、レーザー加工、エッチングなどにより、そして、基板11の材料がプラスチックである場合は、ドリル加工、レーザー加工、プレス、射出成形などにより形成する。
The microchip 1 and the valve 30 described above are manufactured as follows.
First, as a manufacturing procedure of the microchip 1, when the material of the substrate 11 is other than plastic, sandblasting, etching, machining, or the like is performed. When the material of the substrate 11 is plastic, machining, pressing, injection molding, or the like. To form the groove 14.
Further, the introduction ports 121 and 122, the discharge port 125, and the hole 20 are also formed by appropriate means corresponding to the material of the substrate 11, respectively. Specifically, when the material of the substrate 11 is other than plastic, it is performed by sandblasting, electric discharge machining, ultrasonic machining, drilling, laser processing, etching, etc., and when the material of the substrate 11 is plastic, drilling is performed. It is formed by laser processing, pressing, injection molding and the like.

そして、これらの基板11,12を溝14のY字形状と導入口121,122および排出口125との位置が合うように重ね合わせ、熱融着を実施する。
なお、この熱融着のほか、陽極接合、レーザー接合、ろう付け、表面活性化接合によって基板11,12を接合してもよく、あるいは接合しないで、基板11,12を互いに重ねた状態で挟みつけてもよい。
これにより、バルブ30を配設するためのマイクロチップ1が完成する。
Then, these substrates 11 and 12 are superposed so that the Y-shape of the groove 14 is aligned with the positions of the inlets 121 and 122 and the outlet 125, and heat fusion is performed.
In addition to this heat fusion, the substrates 11 and 12 may be bonded by anodic bonding, laser bonding, brazing, and surface activation bonding, or the substrates 11 and 12 may be sandwiched between each other without bonding. May be attached.
Thereby, the microchip 1 for disposing the valve 30 is completed.

一方、バルブ30の製造手順としては、金属製、セラミックス製、プラスチック製などのウェーハや板材からダイシング、スライシングなどによって本体31を切り出し、切り出された本体31に弾性部材32をそれぞれ貼り合わせる。なお、この方法によらず、ウェーハや板材の状態である本体31にスピンコート、ディップコート、スプレーコートなどで弾性部材32のゴム材料を塗布したものや、所定の厚さのゴム製シートを貼り付けたものから適宜切り出すことで、バルブ30を製作することもできる。   On the other hand, as a manufacturing procedure of the valve 30, the main body 31 is cut out by dicing, slicing, or the like from a metal or ceramic or plastic wafer or plate material, and the elastic member 32 is bonded to the cut out main body 31. Regardless of this method, the body 31 in the state of a wafer or a plate is coated with a rubber material of the elastic member 32 by spin coating, dip coating, spray coating or the like, or a rubber sheet having a predetermined thickness is pasted. The valve 30 can be manufactured by appropriately cutting out the attached one.

こうして製作されたバルブ30は、マイクロチップ1の孔20に挿入される。この挿入の際、バルブ30の側面四方にシリコーン系、フッ素ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンなどの延性および弾性を有する充填剤としての接着剤35を塗布することにより、孔20の内周面とバルブ30との間に接着剤35が介装される。なお、接着剤35は流動性を有するが、適度な粘性により、流路FA内に接着剤35が流入せず、接着剤35の硬化後、バルブ30が孔20の内周面に固定される。
また、バルブ30のマイクロチップ1への配設にあたっては、被載置面141と弾性部材32の表面321とを接着することが好ましく、これによってバルブ30配設部分に試料RGが溜まり、流れが阻害されたり、試料RGの液量がくるうのを防止できる。
この場合の接着手順としては、バルブ30を孔20に挿入する前に弾性部材32の表面321をプラズマ処理などで表面活性化したり、弾性部材32の表面321に薄く接着剤35を塗布し、接着剤35の流動性が低下した後に、バルブ30を孔20に挿入することで行う。なお、弾性部材32と接着剤35とを同材質とすることにより、接着剤35と弾性部材32とが一体化されるため、接着剤35の塗布によって弾性部材32の弾性変形に影響が出るのを防止できる。
以上で、バルブ30のマイクロチップ1への組み込みが完了する。
The valve 30 manufactured in this way is inserted into the hole 20 of the microchip 1. At the time of this insertion, the inner peripheral surface of the hole 20 is formed by applying an adhesive 35 as a filler having ductility and elasticity such as silicone, fluorine rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, urethane, etc. to the four side surfaces of the valve 30. An adhesive 35 is interposed between the valve 30 and the valve 30. Although the adhesive 35 has fluidity, the adhesive 35 does not flow into the flow path FA due to an appropriate viscosity, and the valve 30 is fixed to the inner peripheral surface of the hole 20 after the adhesive 35 is cured. .
Further, when the valve 30 is disposed on the microchip 1, it is preferable to adhere the mounting surface 141 and the surface 321 of the elastic member 32, whereby the sample RG accumulates in the portion where the valve 30 is disposed, and the flow is reduced. It is possible to prevent the sample RG from being hindered or the amount of the sample RG from flowing.
As an adhesion procedure in this case, the surface 321 of the elastic member 32 is surface-activated by plasma treatment or the like before the bulb 30 is inserted into the hole 20, or a thin adhesive 35 is applied to the surface 321 of the elastic member 32 for adhesion. After the fluidity of the agent 35 is lowered, the valve 30 is inserted into the hole 20. In addition, since the adhesive 35 and the elastic member 32 are integrated by using the same material for the elastic member 32 and the adhesive 35, the application of the adhesive 35 affects the elastic deformation of the elastic member 32. Can be prevented.
Thus, the incorporation of the valve 30 into the microchip 1 is completed.

なお、基板11,12の材料がプラスチックである場合は、次のような製造手順を採用できる。
この場合はまず、前述の方法により、導入口121,122、排出口125、および孔20を基板12にそれぞれ形成し、この基板12と、別途溝14が形成された基板11とを接合する前に、前述の方法により製作されたバルブ30を基板12の孔20に配設する。
このバルブ30を配設する際には、基板12の片面にテフロン(登録商標)シートなどの剥離可能なシート部材(不図示)を貼設し、このシート部材で孔20の一端側が覆われた状態とする。この状態で、孔20の他端側からバルブ30を孔20に挿入し、接着剤35を孔20の内周面とバルブ30との間に充填する。ここで、孔20の周縁21にシート部材が密着するので、孔20の内周面から接着剤35が基板12の板面に回り込まず、基板12板面に接着剤35が付着しない。基板12の板面と弾性部材の表面321とが同一平面になる。そして、接着剤35の硬化後、シート部材を剥離し、基板11,12を重ね合わせて接合するが、基板11,12の材料がプラスチックであるため、基板11,12の接合手段として比較的低温の熱融着などを採用でき、基板11,12の接合時における弾性部材32の劣化を防止できる。
In addition, when the material of the board | substrates 11 and 12 is a plastic, the following manufacturing procedures are employable.
In this case, first, the introduction ports 121 and 122, the discharge port 125, and the hole 20 are respectively formed in the substrate 12 by the above-described method, and before the substrate 12 and the substrate 11 in which the grooves 14 are separately formed are bonded. In addition, the valve 30 manufactured by the above-described method is disposed in the hole 20 of the substrate 12.
When the valve 30 is disposed, a peelable sheet member (not shown) such as a Teflon (registered trademark) sheet is pasted on one side of the substrate 12, and one end side of the hole 20 is covered with this sheet member. State. In this state, the valve 30 is inserted into the hole 20 from the other end side of the hole 20, and the adhesive 35 is filled between the inner peripheral surface of the hole 20 and the valve 30. Here, since the sheet member is in close contact with the peripheral edge 21 of the hole 20, the adhesive 35 does not enter the plate surface of the substrate 12 from the inner peripheral surface of the hole 20, and the adhesive 35 does not adhere to the plate surface of the substrate 12. The plate surface of the substrate 12 and the surface 321 of the elastic member are coplanar. Then, after the adhesive 35 is cured, the sheet member is peeled off and the substrates 11 and 12 are overlapped and bonded. However, since the materials of the substrates 11 and 12 are plastic, the bonding means for the substrates 11 and 12 is relatively low temperature. Thus, it is possible to prevent the elastic member 32 from being deteriorated when the substrates 11 and 12 are joined.

次に、マイクロチップ1において試料RGを分析する際の流体制御について説明する。
試料RG1,RG2を分析する際には、導入口121から試料RG1を、そして、導入口122からは試料RG2を、図示しない装置により所定の圧力または流量または流速でそれぞれ導入する。すると、試料RG1,RG2は経路FA1,FA2をそれぞれ流れ、合流部JCTに向かう。そして、これらの試料RG1,RG2は、合流部JCTに達すると混合流を形成し、経路FA3を流れて排出口125から排出される。
Next, fluid control when analyzing the sample RG in the microchip 1 will be described.
When analyzing the samples RG1 and RG2, the sample RG1 is introduced from the introduction port 121, and the sample RG2 is introduced from the introduction port 122 at a predetermined pressure, flow rate, or flow rate by a device (not shown). Then, the samples RG1 and RG2 flow through the paths FA1 and FA2, respectively, and travel toward the junction JCT. These samples RG1 and RG2 form a mixed flow when reaching the junction JCT, flow through the path FA3, and are discharged from the discharge port 125.

ここで、試料RG1,RG2はマイクロチップ1に所定の圧力または流量、流速で導入されているが、導入口121,122における圧力抵抗や、流路FAの内周面となる溝14や基板11の板面の圧力抵抗などにより、試料RGには圧力変動が生じる。このような圧力変動を補償するために、バルブ30を用いることができる。あるいは、バルブ30を使用して試料RGを所定の流体圧力または流量、流速に制御することが可能であり、これによって試料RG1、RG2を所定の圧力、流量、流速の条件で反応させることができる。   Here, the samples RG1 and RG2 are introduced into the microchip 1 at a predetermined pressure, flow rate, and flow velocity. However, the pressure resistance at the inlets 121 and 122, the groove 14 serving as the inner peripheral surface of the flow path FA, and the substrate 11 are used. Due to the pressure resistance of the plate surface and the like, pressure fluctuations occur in the sample RG. Valve 30 can be used to compensate for such pressure fluctuations. Alternatively, it is possible to control the sample RG to a predetermined fluid pressure, flow rate, or flow rate using the valve 30, thereby allowing the samples RG 1, RG 2 to react under conditions of a predetermined pressure, flow rate, and flow rate. .

マイクロチップ1に組み込まれたバルブ30は、図5(A)に示すように、孔20の内部で被載置面141に支持され、この状態では、流路FAを閉塞しない全開状態となっている。このバルブ30を任意の押圧手段により、適宜、流路FAとは反対側から押し込むと、弾性部材32は孔20の周縁21および溝14の端部142に隙間なく密接した状態で溝14の内周面に倣って弾性変形し、図5(B)のように流路FAが閉塞される。すなわち、弾性部材32の被載置面141からの突出量に応じて流路FAの断面積が狭くなり、これによって試料RGの流れが絞られる。ここで、硬質材料による基板11,12は、流路FA内の高圧を受けた際も撓まないため、バルブ30が孔20の内周面に確実に保持される。なお、バルブ30が押し込まれる際、接着剤35は、その延性によって引き延ばされ、また、その弾性によって弾性部材32の弾性変形に追従する。   As shown in FIG. 5A, the valve 30 incorporated in the microchip 1 is supported by the mounting surface 141 inside the hole 20, and in this state, the valve 30 is in a fully open state that does not block the flow path FA. Yes. When the valve 30 is appropriately pushed from the side opposite to the flow path FA by any pressing means, the elastic member 32 is in close contact with the peripheral edge 21 of the hole 20 and the end 142 of the groove 14 without any gap. The elastic deformation follows the peripheral surface, and the flow path FA is closed as shown in FIG. That is, the cross-sectional area of the flow path FA is narrowed in accordance with the amount of protrusion of the elastic member 32 from the placement surface 141, thereby restricting the flow of the sample RG. Here, since the board | substrates 11 and 12 by a hard material do not bend even when the high pressure in the flow path FA is received, the valve | bulb 30 is reliably hold | maintained at the internal peripheral surface of the hole 20. FIG. When the valve 30 is pushed in, the adhesive 35 is stretched by its ductility, and follows the elastic deformation of the elastic member 32 by its elasticity.

なお、バルブ30の弾性部材32を溝14の底部まで押し込み、図5(C)のように流路FAを全閉状態とすることも可能である。すなわち、マイクロチップ1の導入口121,122や排出口125に他のマイクロチップの排出口や導入口が連結されたり、マイクロチップ1の流路FAがいくつも連結されてシステムが構築されることもあるから、試料RGの反応速度などの理由でバルブ30を全閉状態として試料RGの流れを止める場合も考えられる。この際も、基板11,12の硬質材料により、耐圧性能が発揮される。
すなわち、バルブ30は、開閉切り替えバルブ(ON/OFFバルブ)としても、開閉量調節弁としても使用できる。なお、バルブ30を常に閉じて閉止栓としてもよく、この場合の開閉量は任意である。さらに、流路FAを閉塞することなく常に全開の状態であってもよい。
It is also possible to push the elastic member 32 of the valve 30 to the bottom of the groove 14 so that the flow path FA is fully closed as shown in FIG. In other words, the system is constructed by connecting the inlets 121 and 122 and the outlet 125 of the microchip 1 to the outlets and inlets of other microchips, or by connecting a number of the channels FA of the microchip 1. Therefore, there may be a case where the flow of the sample RG is stopped by setting the valve 30 to the fully closed state for reasons such as the reaction rate of the sample RG. Also in this case, the pressure resistance performance is exhibited by the hard material of the substrates 11 and 12.
That is, the valve 30 can be used as an open / close switching valve (ON / OFF valve) or an open / close amount adjusting valve. In addition, the valve 30 may be always closed to serve as a closing plug, and the opening / closing amount in this case is arbitrary. Further, the channel FA may be always fully open without closing the channel FA.

バルブ30の開閉量は、所定の量に決められていても、試料RGの圧力などに基づいて任意の量に、押し込み力、押し込み量で調節されてもよい。ここで、硬質部材である本体31が流路FA内の流体圧力によって変形しないため、バルブ30の押し込み量に応じた開閉量で流路FAを確実に閉塞することができる。
また、弾性部材32と本体31とが均一な厚さで形成されて積層されているので、バルブ30が押し込まれる際や、流路FA側から流体圧力を受けた際に、弾性部材32の表面321が波打つように変形することがなく、試料RGの流れが阻害されない。
このように、バルブ30を押し込むことにより、試料RGの流体圧力や流速、流量の制御が可能となり、試料RG1,RG2を所望の条件で反応させて合成し、この際の試料RGの状態を分析することができる。
The opening / closing amount of the valve 30 may be determined to a predetermined amount, or may be adjusted to an arbitrary amount based on the pressure of the sample RG, etc., with the pressing force and the pressing amount. Here, since the main body 31 which is a hard member is not deformed by the fluid pressure in the flow path FA, the flow path FA can be reliably closed with an opening / closing amount corresponding to the pushing amount of the valve 30.
In addition, since the elastic member 32 and the main body 31 are formed to have a uniform thickness and are laminated, the surface of the elastic member 32 when the valve 30 is pushed in or when fluid pressure is received from the flow path FA side. 321 does not deform so as to wave, and the flow of the sample RG is not hindered.
Thus, by pushing the valve 30, the fluid pressure, flow velocity, and flow rate of the sample RG can be controlled, the samples RG1 and RG2 are reacted under desired conditions and synthesized, and the state of the sample RG at this time is analyzed. can do.

このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
(1)バルブ30がマイクロチップ1の孔20に挿入されることにより流路FAが閉塞される構造とされ、流路FAを閉塞するための可動部分がバルブ30それ自体であるため、基板11,12を変形させて流路FAを閉塞する必要がない。このため、マイクロチップ1の基板11,12の材料として、耐圧性および耐食性が高いガラスなどの硬質材料を使用できるから、マイクロチップ1の信頼性および汎用性を大きく向上させることができる。また、基板11,12が硬質であるため、取り扱い時のハンドリング性も良い。
さらに、弾性部材32が孔20の周縁21および溝14の端部142に密接するので、流路FAが確実に閉塞され、耐圧性を確保できる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) Since the valve 30 is inserted into the hole 20 of the microchip 1 and the flow path FA is closed, the movable part for closing the flow path FA is the valve 30 itself. , 12 is not required to block the flow path FA. For this reason, since hard materials, such as glass with high pressure | voltage resistance and corrosion resistance, can be used as a material of the board | substrates 11 and 12 of the microchip 1, the reliability and versatility of the microchip 1 can be improved significantly. Further, since the substrates 11 and 12 are hard, the handling property at the time of handling is good.
Further, since the elastic member 32 is in close contact with the peripheral edge 21 of the hole 20 and the end portion 142 of the groove 14, the flow path FA is reliably closed and pressure resistance can be ensured.

(2)本体31と弾性部材32との2つの部材によってバルブ30が構成されているので、孔20に押し込まれる際の変位が硬質部材である本体31を介して弾性部材32に正確に伝達される。これにより、弾性部材32の弾性変形量のコントロールが容易となって、流路FAの開閉量を容易に調節することができる。 (2) Since the valve 30 is constituted by the two members of the main body 31 and the elastic member 32, the displacement when being pushed into the hole 20 is accurately transmitted to the elastic member 32 via the main body 31 which is a hard member. The Thereby, control of the elastic deformation amount of the elastic member 32 becomes easy, and the opening / closing amount of the flow path FA can be easily adjusted.

(3)弾性部材32および本体31がそれぞれ均一な厚さに設けられているため、孔20に押し込まれた際や、流路FA内の流体圧力を受けた際に、弾性部材32の流路FA側の表面が不規則に波打つように変形することが防止される。これにより、試料RGの流れが阻害されることなく、試料RGの操作を適切に行うことができる。 (3) Since the elastic member 32 and the main body 31 are each provided with a uniform thickness, when the elastic member 32 and the main body 31 are pressed into the hole 20 or when fluid pressure in the flow path FA is received, the flow path of the elastic member 32 It is prevented that the FA side surface is deformed so as to wave irregularly. Thereby, operation of sample RG can be performed appropriately, without inhibiting the flow of sample RG.

(4)弾性部材32の流路FA側の表面321が平坦に形成されていることにより、弾性部材32が孔20の周縁21に隙間無く密接し、試料RGの溜まり部分が生じないので、デッドボリュームを小さくできる。これにより、バルブ30の配設部分に試料RGが溜まったり気泡が生じて試料RGの流れに影響が及ぶことがなく、液量がくるうこともない。また、バルブ30の配設部分に試料RGが残ってマイクロチップ1の清浄度を確保できないなどの問題を回避できる。 (4) Since the surface 321 on the flow path FA side of the elastic member 32 is formed flat, the elastic member 32 is in close contact with the peripheral edge 21 of the hole 20 without any gap, and no accumulation portion of the sample RG is generated. The volume can be reduced. As a result, the sample RG does not accumulate or bubbles are generated in the portion where the valve 30 is disposed, and the flow of the sample RG is not affected, and the amount of liquid does not increase. Further, it is possible to avoid the problem that the sample RG remains in the portion where the valve 30 is disposed and the cleanliness of the microchip 1 cannot be ensured.

(5)孔20の径寸法が流路FAの幅よりも大きいことから、孔20の内側で流路FAの幅方向端部である被載置面141がバルブ30の度当たり(ストッパー)として機能し、流路FA壁面とバルブ30の表面とがほぼ同一面上に揃うので、試料RGの流れに影響を及ぼすことなくバルブ30をマイクロチップ1に配設可能となる。 (5) Since the diameter dimension of the hole 20 is larger than the width of the flow path FA, the placement surface 141 which is the end portion in the width direction of the flow path FA inside the hole 20 serves as a stopper (stopper) of the valve 30. The flow path FA wall surface and the surface of the valve 30 are substantially flush with each other, so that the valve 30 can be disposed on the microchip 1 without affecting the flow of the sample RG.

(6)バルブ30と孔20の内周面との間に介装された接着剤35は、その延性および弾性により、弾性部材32に追従するため、弾性部材32の弾性変形が阻害されることなく、バルブ30をスムーズに押し込むことができる。 (6) Since the adhesive 35 interposed between the valve 30 and the inner peripheral surface of the hole 20 follows the elastic member 32 due to its ductility and elasticity, the elastic deformation of the elastic member 32 is inhibited. The valve 30 can be pushed in smoothly.

(7)バルブ30の流路FAへの押し込み量および押し込み力のいずれかの調節により、流路FA内の試料RGの流量、流体圧力、および流体流速のいずれかが調節され、試料RGの流れを制御できるので、適材適所の流体操作をすることが可能となる。 (7) Any of the flow rate, fluid pressure, and fluid flow rate of the sample RG in the flow path FA is adjusted by adjusting any of the push amount and push force of the valve 30 into the flow path FA, and the flow of the sample RG Therefore, it is possible to operate the fluid in the right place.

(8)弾性部材32が高耐食性のフッ素ゴムで形成されていることにより、試料RGが腐食性であっても問題がなく、信頼性および汎用性をさらに向上させることができる。 (8) Since the elastic member 32 is made of highly corrosion-resistant fluororubber, there is no problem even if the sample RG is corrosive, and the reliability and versatility can be further improved.

(9)マイクロチップ1の構成は、必要な箇所に必要な数だけ孔20が形成された簡単な構造とすることができ、孔20の中には前述のバルブ30のみならず、ポンプやセンサ、マイクロチップ1の認識用IDタグなどのマイクロ流体デバイスを組み込むことができるから、多機能な流体デバイスが搭載されたマイクロチップ1を安価に提供できる。
また、マイクロチップ1の孔20の形成および孔20へのバルブ30の配設は容易であって、より多くのバルブ30をマイクロチップ1の所定範囲に集積して組み込むことも可能となるから、マイクロチップ1の規格化の動向にも対応することができる。
そして、本発明のマイクロチップ1を微小容量の試料RGの高効率反応に関して、分析、合成の分野で利用でき、マイクロチップ1を用いた装置の実用化も図られる。
(9) The configuration of the microchip 1 can be a simple structure in which a necessary number of holes 20 are formed at necessary positions, and not only the valve 30 described above but also a pump or a sensor in the hole 20. Since a microfluidic device such as an ID tag for recognition of the microchip 1 can be incorporated, the microchip 1 on which a multifunctional fluid device is mounted can be provided at a low cost.
Further, the formation of the holes 20 of the microchip 1 and the arrangement of the valves 30 in the holes 20 are easy, and more valves 30 can be integrated and incorporated in a predetermined range of the microchip 1. The standardization trend of the microchip 1 can also be dealt with.
The microchip 1 of the present invention can be used in the field of analysis and synthesis for high-efficiency reaction of a small-capacity sample RG, and an apparatus using the microchip 1 can be put into practical use.

(10)溝14を形成した基板11と孔20を形成した他の基板12とを重ね合わせるだけで、溝14の内周面とこの溝14と向き合う基板12の板面との内側に流路FAが形成されるとともに、バルブ30配設用の孔20を容易に形成できる。 (10) By simply overlapping the substrate 11 having the groove 14 and the other substrate 12 having the hole 20, the flow path is formed inside the inner peripheral surface of the groove 14 and the plate surface of the substrate 12 facing the groove 14. While the FA is formed, the hole 20 for disposing the valve 30 can be easily formed.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態では、第1実施形態のマイクロチップ1において採用可能なバルブをいくつか例示する。
図6には、本実施形態のバルブ40が示されている。
バルブ40は、図6(A)に示すように、ガラスなどの硬質材料による本体41と、本体41に重ねられる弾性部材42とを備えている。
本体41は、側方から見て断面略V字状に形成され、この断面V字部分は突出部411となっている。この突出部411は、本体41の流路FA側の面から見ると、畝状に形成され、弾性部材42は、突出部411と対応するように、V字状に窪んだ形状となっている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In this embodiment, several valves that can be employed in the microchip 1 of the first embodiment are illustrated.
FIG. 6 shows the valve 40 of the present embodiment.
As shown in FIG. 6A, the valve 40 includes a main body 41 made of a hard material such as glass, and an elastic member 42 stacked on the main body 41.
The main body 41 is formed in a substantially V-shaped cross section when viewed from the side, and the V-shaped section is a protruding portion 411. The protrusion 411 is formed in a bowl shape when viewed from the surface of the main body 41 on the flow path FA side, and the elastic member 42 has a V-shaped shape so as to correspond to the protrusion 411. .

このバルブ40は、図6(B)のように、突出部411が流路FAに沿う向きでマイクロチップ1の孔20の中に配置され、孔20の奥へと押し込まれる。
この際、本体41の端部に加えられた押圧力が突出部411を介して弾性部材42に集中的に作用するので、前記実施形態のバルブ(図4参照)と比べて小さい押し込み力、押し込み量で弾性部材42を変形させ、溝14を閉塞することができる。
なお、突出部411の形状は、V字状に限らず、U字状や台形、角形に突出する形状であってもよく、この突出部411の形状に応じて弾性部材42が形成される。
As shown in FIG. 6B, the valve 40 is disposed in the hole 20 of the microchip 1 with the protruding portion 411 extending along the flow path FA, and is pushed into the hole 20.
At this time, the pressing force applied to the end portion of the main body 41 acts intensively on the elastic member 42 via the protruding portion 411, so that the pressing force and the pressing force are smaller than those of the valve of the embodiment (see FIG. 4). The elastic member 42 can be deformed by the amount and the groove 14 can be closed.
Note that the shape of the protruding portion 411 is not limited to the V shape, and may be a U shape, a trapezoidal shape, or a rectangular shape, and the elastic member 42 is formed according to the shape of the protruding portion 411.

次に、図7は、本実施形態における他のバルブ50を示す図である。
バルブ50は、図7(A)に示すように、本体31と、本体31と重ねられる弾性部材52とを備えている。
弾性部材52の本体31側とは反対側の表面、中央部分には、角柱状に突出する堰部521が形成されている。この堰部521は、半導体製造プロセスにおける微細加工などにより形成されたもので、その先端における幅寸法は、マイクロチップ1に形成された溝14の幅以上となっている。
Next, FIG. 7 is a diagram showing another valve 50 in the present embodiment.
As shown in FIG. 7A, the valve 50 includes a main body 31 and an elastic member 52 that overlaps the main body 31.
A weir portion 521 that protrudes in a prismatic shape is formed on the surface and the central portion of the elastic member 52 opposite to the main body 31 side. The dam portion 521 is formed by fine processing or the like in the semiconductor manufacturing process, and the width dimension at the tip thereof is equal to or larger than the width of the groove 14 formed in the microchip 1.

このバルブ50をマイクロチップ1の孔20に配置すると、堰部521が溝14の中に挿入され、バルブ50を孔20に挿入すると、図7(B)のように、溝14に堰部521が嵌合する。この際、堰部521と溝14との嵌合により、溝14を底部まで確実に塞ぐことができる。このようなバルブ50は安全弁として好適に使用できる。
なお、バルブ50のサイズを大きくするほど、また、弾性部材52の厚さ寸法を大きくするほど、バルブ50開放時の所定圧力を大きくできる。
When the valve 50 is arranged in the hole 20 of the microchip 1, the dam portion 521 is inserted into the groove 14, and when the valve 50 is inserted into the hole 20, the dam portion 521 is inserted into the groove 14 as shown in FIG. Will fit. At this time, the groove 14 can be reliably closed to the bottom by fitting the weir 521 and the groove 14. Such a valve 50 can be suitably used as a safety valve.
The predetermined pressure when the valve 50 is opened can be increased as the size of the valve 50 is increased and the thickness dimension of the elastic member 52 is increased.

このバルブ50と類似するものを、図8に本実施形態のバルブ55として示した。
バルブ55は、図8(A)に示すように、本体31と、弾性部材56とを備え、弾性部材は平面視H字形状となっており、H字の横棒部分が堰部561、両側の縦棒部分が土手部562となっている。この堰部561および土手部562は、半導体製造プロセスにおける微細加工などにより形成されている。
A valve similar to the valve 50 is shown as a valve 55 of this embodiment in FIG.
As shown in FIG. 8 (A), the valve 55 includes a main body 31 and an elastic member 56. The elastic member has an H shape in plan view. The vertical bar portion is a bank portion 562. The dam portion 561 and the bank portion 562 are formed by fine processing or the like in the semiconductor manufacturing process.

このようなバルブ55は、マイクロチップ1の孔20に配置されると堰部561の位置と溝14の位置とが合い、この状態でバルブ55を押し込まなければ、流路FAは閉塞されないが、孔20にバルブ55を押し込むと、図8(B)のように、堰部561と土手部562との間が弾性変形し、堰部561が溝14に嵌合することで溝14を底部まで確実に塞ぐことができる。すなわち、このバルブ55は、ON/OFFバルブ兼、安全弁として好適である。   When such a valve 55 is arranged in the hole 20 of the microchip 1, the position of the dam portion 561 and the position of the groove 14 are matched, and the flow path FA is not blocked unless the valve 55 is pushed in this state. When the valve 55 is pushed into the hole 20, as shown in FIG. 8B, the dam portion 561 and the bank portion 562 are elastically deformed, and the dam portion 561 is fitted into the groove 14 so that the groove 14 reaches the bottom. It can be reliably plugged. That is, the valve 55 is suitable as an ON / OFF valve and a safety valve.

図9は、本実施形態における他のバルブ60を示す図である。
このバルブ60は、図9(A)に示すように、立方体状の弾性部材62のみで構成され、前述した各バルブ30〜55の本体31等に相当する硬質部材を有していない。
FIG. 9 is a view showing another valve 60 in the present embodiment.
As shown in FIG. 9A, the valve 60 is composed only of a cubic elastic member 62 and does not have a hard member corresponding to the main body 31 of each of the valves 30 to 55 described above.

このようなバルブ60についても、マイクロチップ1の孔20の中に押し込まれると弾性部材62が溝14の形状に倣って変形するので溝14を閉塞することが可能である。
ただし、弾性部材を保持する硬質部材が設けられていないため、流路FAを部分的に閉塞する場合では、その開閉量の調節が難しい場合があり、その場合には、前記実施形態および本実施形態で述べたバルブ30,40やバルブ70(図10)などが適する。
Also in such a valve 60, when the elastic member 62 is deformed following the shape of the groove 14 when pushed into the hole 20 of the microchip 1, the groove 14 can be closed.
However, since the hard member that holds the elastic member is not provided, when the flow path FA is partially blocked, it may be difficult to adjust the opening / closing amount. The valves 30 and 40 and the valve 70 (FIG. 10) described in the embodiment are suitable.

また、図10は、本実施形態における他のバルブ70を示す図である。
このバルブ70の本体71は、2つの部材を有し、この点で、前述した各バルブ30〜60とは異なる。
本体71は、角筒状のパイプ711と、パイプ711の内部に挿入される角柱状の棒状部材712とを有している。これらのパイプ711と棒状部材712との間には、接着剤35が充填され、この接着剤35の延性および弾性によって棒状部材712がパイプ711に対して進退自在とされている。なお、本実施形態では、棒状部材712の長さは、パイプ711の軸方向寸法よりも大きく、棒状部材712の先端がパイプ711よりも突出している。また、棒状部材712の幅寸法は、マイクロチップ1に形成された溝14の幅以下となっている。このような棒状部材712およびパイプ711の端部に、弾性部材32を重ねて設ける。
Moreover, FIG. 10 is a figure which shows the other valve | bulb 70 in this embodiment.
The main body 71 of the valve 70 has two members, and is different from the above-described valves 30 to 60 in this point.
The main body 71 includes a rectangular tube-shaped pipe 711 and a prismatic rod-shaped member 712 inserted into the pipe 711. An adhesive 35 is filled between the pipe 711 and the rod-like member 712, and the rod-like member 712 can be moved forward and backward with respect to the pipe 711 by the ductility and elasticity of the adhesive 35. In this embodiment, the length of the rod-shaped member 712 is larger than the axial dimension of the pipe 711, and the tip of the rod-shaped member 712 protrudes from the pipe 711. Further, the width dimension of the rod-shaped member 712 is equal to or smaller than the width of the groove 14 formed in the microchip 1. The elastic member 32 is provided so as to overlap the end portions of the rod-shaped member 712 and the pipe 711.

バルブ70をマイクロチップ1の孔20に押し込む際には、棒状部材712の一端部を押圧する。すると、棒状部材712の他端により弾性部材32が溝14の内側に押し込まれるように変形して、溝14が閉塞される。すなわち、棒状部材712により、溝14に対向する弾性部材32の部位を集中的に押圧することが可能となるので、小さい押圧力で弾性部材32を効率的に変形させることができる。
また、棒状部材712とパイプ711内周面との間に隙間がある場合は、溝14に対して孔20の位置がずれていた場合でも、バルブ70を接着する隙間(ガタ)を利用して棒状部材712と流路FAとの位置を合わせることが可能となる。これにより、バルブ70が孔20の中心からずれても問題がなく、基板11,12の形成および接合を容易化できる。
When the valve 70 is pushed into the hole 20 of the microchip 1, one end of the rod-like member 712 is pushed. Then, the elastic member 32 is deformed so as to be pushed into the groove 14 by the other end of the rod-shaped member 712, and the groove 14 is closed. That is, the bar-like member 712 can intensively press the portion of the elastic member 32 facing the groove 14, so that the elastic member 32 can be efficiently deformed with a small pressing force.
Further, when there is a gap between the rod-shaped member 712 and the inner peripheral surface of the pipe 711, even when the position of the hole 20 is shifted with respect to the groove 14, a gap (backlash) for bonding the valve 70 is used. It becomes possible to match the positions of the rod-shaped member 712 and the flow path FA. Thereby, there is no problem even if the valve 70 is displaced from the center of the hole 20, and formation and joining of the substrates 11 and 12 can be facilitated.

またさらに、図11は、本実施形態におけるエア抜き構造のバルブ80を示す図である。
このバルブ80は、図11(A)に示すように、本体31と、シリコーンゴムなどの気体透過性の材料で形成された弾性部材82とを備えている。
このバルブ80をマイクロチップ1の孔20に配設する際は、シリコーン系などの気体透過性の充填剤としての接着剤85をバルブ80の側面四方に塗布し、バルブ80と孔20の内周面との間に接着剤85を充填する。なお、前述のように、弾性部材82の表面821と被載置面141とを接着することが好ましい。
この状態で液相の試料RGを流路FA(図2)に導入すると、流路FA内の流体圧力によって試料RGに含まれる気体が接着剤85を透過して外部に排出されるとともに、弾性部材82の気体透過性により、試料RGに含まれる気体がバルブ80の配設位置よりも流路FAの下流側に流れる。このようなエア抜き構造により、流体圧力が一定となり乱流が防止されるため、安定した送液が可能となる。
なお、接着剤85および弾性部材82のいずれかが気体透過性であれば、試料RGのエア抜き構造を実現できる。
Furthermore, FIG. 11 is a view showing a valve 80 having an air vent structure in the present embodiment.
As shown in FIG. 11A, the valve 80 includes a main body 31 and an elastic member 82 formed of a gas permeable material such as silicone rubber.
When the valve 80 is disposed in the hole 20 of the microchip 1, an adhesive 85 as a gas-permeable filler such as silicone is applied to the four side surfaces of the valve 80, and the inner periphery of the valve 80 and the hole 20 is applied. Adhesive 85 is filled between the surfaces. As described above, it is preferable to bond the surface 821 of the elastic member 82 and the placement surface 141.
When the liquid phase sample RG is introduced into the flow path FA (FIG. 2) in this state, the gas contained in the sample RG passes through the adhesive 85 due to the fluid pressure in the flow path FA and is discharged to the outside. Due to the gas permeability of the member 82, the gas contained in the sample RG flows downstream of the flow path FA from the position where the valve 80 is disposed. With such an air vent structure, the fluid pressure is constant and turbulent flow is prevented, so that stable liquid feeding is possible.
If either the adhesive 85 or the elastic member 82 is gas permeable, an air bleeding structure of the sample RG can be realized.

また、図12は、本実施形態における加重検出型のバルブ90の斜視図であり、図13は、バルブ90の断面図である。
バルブ90は、部材本体としての圧力センサ91を備え、この圧力センサ91に弾性部材32が積層されている。
圧力センサ91は、バルブ90が押し込まれた際の弾性部材32の弾性変形によって変位する導電性シリコン製のダイアフラム911と、このダイアフラム911をギャップ934(図13)を間に挟んで保持するガラス製の保持体912とを備えている。
ダイアフラム911は、板状に形成され、保持体912側の面に保持体912との接合用パターン9111が形成されている。
FIG. 12 is a perspective view of the load detection type valve 90 in the present embodiment, and FIG. 13 is a cross-sectional view of the valve 90.
The valve 90 includes a pressure sensor 91 as a member main body, and the elastic member 32 is laminated on the pressure sensor 91.
The pressure sensor 91 includes a conductive silicon diaphragm 911 that is displaced by elastic deformation of the elastic member 32 when the valve 90 is pushed in, and a glass that holds the diaphragm 911 with a gap 934 (FIG. 13) interposed therebetween. The holding body 912 is provided.
The diaphragm 911 is formed in a plate shape, and a pattern 9111 for joining to the holding body 912 is formed on the surface on the holding body 912 side.

保持体912は、2枚の四辺形状の基板931,932が互いに重ねられて一体に構成され、ダイアフラム911側の端面には、外周に沿って接合用パターン9222が、その内側に固定電極9221が設けられ、これらのパターンと反対側の端面には、3つの取出電極9123が設けられている。接合用パターン9222は、ダイアフラム911との接合に用いられ、固定電極9221は、ダイアフラム911とコンデンサを構成する。
また、基板932には、略等間隔に延びる3本の導電性パターン9321,9322,9323がそれぞれ形成されている。これらの導電性パターン9321,9322,9323は、各取出電極9123とそれぞれ接続され、各取出電極9123と反対側の端部が固定電極9221ないし接合用パターン9222にそれぞれ接続されている。
そして、基板931,932の間には、隣り合う導電性パターン9321〜9323間に、大気開放された間隙部9325,9326がそれぞれ形成されている。
The holding body 912 is formed by integrally stacking two quadrilateral substrates 931 and 932, a bonding pattern 9222 is provided along the outer periphery of the end surface on the diaphragm 911 side, and a fixed electrode 9221 is provided on the inner side thereof. Three extraction electrodes 9123 are provided on the end surface opposite to these patterns. The bonding pattern 9222 is used for bonding to the diaphragm 911, and the fixed electrode 9221 constitutes the diaphragm 911 and a capacitor.
In addition, three conductive patterns 9321, 9322, and 9323 extending at substantially equal intervals are formed on the substrate 932, respectively. These conductive patterns 9321, 9322, and 9323 are connected to the extraction electrodes 9123, respectively, and ends opposite to the extraction electrodes 9123 are connected to the fixed electrode 9221 or the bonding pattern 9222, respectively.
Between the substrates 931 and 932, gap portions 9325 and 9326 that are open to the atmosphere are formed between the adjacent conductive patterns 9321 to 9323, respectively.

このような構成において、バルブ90が押し込まれた際の弾性部材32の弾性変形によってダイアフラム911が変位すると、導電性パターン9321〜9323を介してダイアフラム911と固定電極9221とにおける電位が取出電極9123に取り出される。この取り出された電位に基いて、ダイアフラム911の変位がダイアフラム911と固定電極9221との間の静電容量の変化として検出される。ここで検出された値を通じて、バルブ90が押し込まれる際の加重が検出されることとなるため、この加重検出値に基づいてバルブ90の押し込み力または押し込み量を調整し、流路FAの閉塞量を正確に制御することが可能となる。
なお、圧力センサ91は、静電容量式でゲージ圧型であるが、歪ゲージ検出式や絶対圧力型の圧力センサとしてバルブ90の部材本体を構成することもできる。
また、ここでは圧力センサの例を示したが、加重センサ、変位検出センサを用いてもよい。
In such a configuration, when the diaphragm 911 is displaced due to elastic deformation of the elastic member 32 when the valve 90 is pushed in, the potential at the diaphragm 911 and the fixed electrode 9221 is applied to the extraction electrode 9123 via the conductive patterns 9321 to 9323. It is taken out. Based on the extracted potential, the displacement of the diaphragm 911 is detected as a change in capacitance between the diaphragm 911 and the fixed electrode 9221. Since the weight when the valve 90 is pushed in is detected through the value detected here, the pushing force or pushing amount of the valve 90 is adjusted based on this weighted detection value, and the blockage amount of the flow path FA. Can be accurately controlled.
The pressure sensor 91 is a capacitance type gauge pressure type, but the member body of the valve 90 can also be configured as a strain gauge detection type or absolute pressure type pressure sensor.
Although an example of a pressure sensor is shown here, a weight sensor or a displacement detection sensor may be used.

〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本実施形態のマイクロチップ2は、内部に形成された流路の形状が第1実施形態における流路とは異なり、このため、バルブが組み込まれている位置も第1実施形態とは異なっている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The microchip 2 of the present embodiment is different in the shape of the flow path formed inside from the flow path in the first embodiment, and therefore the position where the valve is incorporated is also different from that in the first embodiment. .

図14は、本実施形態におけるマイクロチップ2の平面図である。
マイクロチップ2は、基板11,12が重ねられた構造であり、基板11には、流路FAMの形状に応じた溝24が形成されている。
流路FAMは、基板11の長手方向に沿って1往復半するように蛇行し、始端に設けられた二股部分は、試料RGの合流部JCTとなっている。すなわち、流路FAMは、合流部JCTにそれぞれ流れる経路FA1,FA2と、蛇行部分のFA3とを含んで構成されている。
FIG. 14 is a plan view of the microchip 2 in the present embodiment.
The microchip 2 has a structure in which the substrates 11 and 12 are stacked, and the substrate 11 has a groove 24 corresponding to the shape of the flow path FAM.
The flow path FAM meanders so as to make one reciprocal half along the longitudinal direction of the substrate 11, and the bifurcated portion provided at the start end serves as a confluence portion JCT of the sample RG. That is, the flow path FAM is configured to include paths FA1 and FA2 that respectively flow to the merging portion JCT and a meandering portion FA3.

基板11には、バルブ配設用の孔20が、経路FA1,FA2に1つずつ、経路FA3に沿って3つ、計5つ形成されている。これらの孔20には、バルブ30〜90がそれぞれ配設されている。
具体的に、経路FA1,FA2に形成された孔20にはバルブ90がそれぞれ配設され、各バルブ90は、所定の流圧などに基いて流路FAを任意の開閉量で閉塞している。
また、経路FA3の合流部JCTの後段に形成された孔20には、安全バルブ50が配設されている。安全バルブ50の堰部521が溝24の底部まで押し込まれ、経路FA3から延びた小流路FA4を全閉状態としているため、通常、経路FA3から小流路FA4に試料RGが流れ出ることはない。そして、経路FA3が2回折り返すように蛇行した後の経路FA3途上に順に形成された2つの孔20には、エア抜きバルブ80、バルブ30が配設されている。エア抜きバルブ80は、孔20の周縁21および溝24の端部142に密着するように押し付けられ、バルブ30は、流路FAを部分的に閉塞している。
A total of five holes 20 for valve arrangement are formed in the substrate 11 along the path FA3, one for each of the paths FA1 and FA2. Valves 30 to 90 are disposed in these holes 20, respectively.
Specifically, valves 90 are respectively disposed in the holes 20 formed in the paths FA1 and FA2, and each valve 90 closes the flow path FA with an arbitrary opening / closing amount based on a predetermined fluid pressure or the like. .
In addition, a safety valve 50 is disposed in the hole 20 formed at the subsequent stage of the junction portion JCT of the path FA3. Since the weir 521 of the safety valve 50 is pushed to the bottom of the groove 24 and the small flow path FA4 extending from the path FA3 is fully closed, the sample RG does not normally flow from the path FA3 to the small flow path FA4. . The air vent valve 80 and the valve 30 are disposed in the two holes 20 formed in order in the course of the path FA3 after meandering so that the path FA3 turns twice. The air bleeding valve 80 is pressed so as to be in close contact with the peripheral edge 21 of the hole 20 and the end 142 of the groove 24, and the valve 30 partially closes the flow path FA.

そして、基板11には、経路FA1,FA2に試料RGを導入する導入口121,122と、経路FA3から試料RGを排出する排出口125とがそれぞれ形成されるとともに、経路FA3において、安全バルブ50およびエア抜きバルブ80が設けられた位置からそれぞれ延びた小流路FA4,FA5の端部に、排出口128およびエア排出口129がそれぞれ形成されている。   The substrate 11 is formed with inlets 121 and 122 for introducing the sample RG into the paths FA1 and FA2, and a discharge port 125 for discharging the sample RG from the path FA3, respectively. In the path FA3, the safety valve 50 is provided. In addition, a discharge port 128 and an air discharge port 129 are formed at the ends of the small flow paths FA4 and FA5 respectively extending from the position where the air vent valve 80 is provided.

本実施形態のマイクロチップ2における流体制御について説明する。
導入口121,122から導入された試料RG1,RG2は、経路FA1,FA2をそれぞれ流れる際に、加重検出型のバルブ90により、それぞれの所定の流量、圧力などに調節され、合流部JCTで混合流を形成して経路FA3を流れる。ここで、合流部JCTの後段で流路FA内の流体圧力が所定量を超えたときには、安全バルブ50が開き、試料RGが経路FA3から小流路FA4を通り、排出口128から排出される。これにより、流路FA内の予期せぬ圧力過大に対応でき、信頼性を向上させることができる。この安全バルブ50による圧力チェックの後、試料RG1,RG2は、経路FA3を蛇行しながら反応、合成し、排出口125から排出される。この排出の前に、エア抜きバルブ80によって試料RG1,RG2から気体が除かれ、その気体はエア排出口129から排出されるので、整流された状態の試料RGを取り出すことができる。このエア抜きは、エア抜きバルブ80近傍のバルブ30によって流路FAが閉塞され、試料RGに所定圧力が加わることで行われ、このバルブ30により、エア抜き後の試料RGの送液を安定化できる。なお、エア排出口129から排出されたエアは、チューブなどで接続された他のマイクロチップに導入されていてもよい。
The fluid control in the microchip 2 of this embodiment will be described.
When the samples RG1 and RG2 introduced from the inlets 121 and 122 flow through the paths FA1 and FA2, respectively, they are adjusted to their respective predetermined flow rates, pressures, and the like by the weight detection type valve 90 and mixed at the junction JCT. A flow is formed and flows through the path FA3. Here, when the fluid pressure in the flow path FA exceeds a predetermined amount after the junction JCT, the safety valve 50 is opened, and the sample RG is discharged from the discharge port 128 from the path FA3 through the small flow path FA4. . Thereby, it is possible to cope with an unexpected excessive pressure in the flow path FA, and to improve the reliability. After the pressure check by the safety valve 50, the samples RG1 and RG2 are reacted and synthesized while meandering along the path FA3 and discharged from the discharge port 125. Before this discharge, gas is removed from the samples RG1 and RG2 by the air vent valve 80, and the gas is discharged from the air discharge port 129, so that the rectified sample RG can be taken out. This air bleeding is performed by closing the flow path FA by the valve 30 near the air bleeding valve 80 and applying a predetermined pressure to the sample RG, and this valve 30 stabilizes the liquid feeding of the sample RG after the air bleeding. it can. Note that the air discharged from the air discharge port 129 may be introduced into another microchip connected by a tube or the like.

本実施形態によれば、前述と略同様の作用効果を奏するとともに、次の作用効果を相する。
(11)バルブ90により合流部JCTの前段で試料RG1,RG2の圧力などが所定量に調節されるので、試料RG1,RG2について所望の条件で合流操作することができる。
なお、バルブ90では、弾性部材32(図13)の弾性変形を通じてバルブ90が押し込まれる際の加重が検出されるため、検出された値と所定の規定値との差に基いて、バルブ90の押し込み力または押し込み量をフィードバック制御することも考えられる。
According to the present embodiment, the same operational effects as described above are exhibited, and the following operational effects are combined.
(11) Since the pressure of the samples RG1 and RG2 and the like is adjusted to a predetermined amount by the valve 90 before the junction JCT, the samples RG1 and RG2 can be merged under desired conditions.
In the valve 90, since the load when the valve 90 is pushed through the elastic deformation of the elastic member 32 (FIG. 13) is detected, based on the difference between the detected value and a predetermined specified value, It is also conceivable to feedback control the pushing force or the pushing amount.

(12)5つのバルブ30〜90を適材適所で配置したことにより、圧力変動が生じやすい流路FA内の試料RGの状態を適切に制御でき、精度を高めた分析や安定した化学合成が可能となる。 (12) By arranging the five valves 30 to 90 at the right place in the right material, the state of the sample RG in the flow path FA where pressure fluctuation is likely to occur can be controlled appropriately, and analysis with improved accuracy and stable chemical synthesis are possible. It becomes.

〔第4実施形態〕
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
本実施形態は、前記各実施形態ではバルブであった閉塞部材を複数並べてポンプを構成したものである。
図15には、本実施形態におけるマイクロチップ3が示され、マイクロチップ3には、流路FAMに沿って4つの閉塞部材100が1列に並んで配置されている。
ひとつひとつの閉塞部材100は、前述のバルブ30(図4参照)と同様に、硬質材料の本体31と、この本体31と均一な厚さで重ねられる弾性部材32とを備え、流路FAM側の表面が平坦に形成されたものである。
各閉塞部材100は、マイクロチップ3に形成された矩形状の孔110の中に互いに隣接するように配置され、孔110の内側に延性および弾性を有する接着剤35によって互いに接着されている。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, a pump is configured by arranging a plurality of closing members that are valves in each of the above embodiments.
FIG. 15 shows the microchip 3 in the present embodiment, and on the microchip 3, four blocking members 100 are arranged in a line along the flow path FAM.
Each of the closing members 100 includes a hard material main body 31 and an elastic member 32 that is overlapped with the main body 31 with a uniform thickness, similar to the above-described valve 30 (see FIG. 4). The surface is formed flat.
Each closing member 100 is disposed adjacent to each other in a rectangular hole 110 formed in the microchip 3, and is bonded to each other by an adhesive 35 having ductility and elasticity inside the hole 110.

図16は、並んだ閉塞部材100が順次押し込まれることにより、ポンプとして機能する様子を示した図である。
すなわち、閉塞部材100は、タイミングをずらして流路FAに対して繰り返し進退されるので、各閉塞部材100の押し込み量に応じて試料RGを圧送することが可能となる。
(13)本実施形態によれば、前述のバルブ30と同様、簡略な構造でポンプを構成できるので、マイクロチップ3の流体制御に極めて有用となる。
FIG. 16 is a diagram illustrating a state in which the side-by-side closing members 100 are sequentially pushed to function as a pump.
That is, since the closing member 100 is repeatedly advanced and retracted with respect to the flow path FA at different timings, it is possible to pump the sample RG according to the pushing amount of each closing member 100.
(13) According to the present embodiment, the pump can be configured with a simple structure like the above-described valve 30, so that it is extremely useful for fluid control of the microchip 3.

〔第5実施形態〕
次に、本発明の第5実施形態における切替え装置130について説明する。
図17は、切替え装置130の平面図であり、切替え装置130は、前記各実施形態におけるマイクロ流路の流体制御構造を備えた応用装置(アプリケーション)である。
切替え装置130は、基板11,12が重ねられたマイクロチップ3を備え、このマイクロチップ3における流路FAAは、所定の経路としての直線状の経路FAA1と、この経路FAA1にそれぞれ接続される導入経路FAA2〜FAA4と、経路FAA1から分岐する複数の排出経路FAA5,FAA6とを有する。なお、導入経路FAA3、経路FAA1、排出経路FAA5は同一直線上に配置されている。
また、各導入経路FAA2〜FAA4の一端側には、導入口121〜123がそれぞれ設けられ、各排出経路FAA5,FAA6の一端側には、排出口125,126がそれぞれ設けられている。このような切替え装置130は、導入口121〜123から排出口125,126までの流路FAAの道筋を切り替えるために用いられる。
[Fifth Embodiment]
Next, a switching device 130 according to the fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 17 is a plan view of the switching device 130. The switching device 130 is an application device (application) including the microchannel fluid control structure in each of the embodiments.
The switching device 130 includes a microchip 3 on which substrates 11 and 12 are stacked, and a flow path FAA in the microchip 3 is connected to a linear path FAA1 as a predetermined path and the path FAA1. There are routes FAA2 to FAA4 and a plurality of discharge routes FAA5 and FAA6 branched from the route FAA1. The introduction route FAA3, the route FAA1, and the discharge route FAA5 are arranged on the same straight line.
In addition, introduction ports 121 to 123 are provided at one end side of each of the introduction routes FAA2 to FAA4, and discharge ports 125 and 126 are provided at one end side of each of the discharge routes FAA5 and FAA6. Such a switching device 130 is used for switching the path of the flow path FAA from the inlets 121 to 123 to the outlets 125 and 126.

ここで、試料RGの流れを切り替える構成として、導入経路FAA2〜FAA4の経路FAA1への接続部分近傍には、基板12に形成された各孔20にバルブ40A〜40Cがそれぞれ設けられるとともに、排出経路FAA5,FAA6の経路FAA1からの分岐部分にも、基板12に形成された孔20にバルブ40D,40Eがそれぞれ設けられている。なお、これらのバルブ40A〜40Eは,前述のバルブ40と同じ構造となっている。   Here, as a configuration for switching the flow of the sample RG, valves 40A to 40C are respectively provided in the holes 20 formed in the substrate 12 near the connection portion of the introduction paths FAA2 to FAA4 to the path FAA1, and the discharge path. Valves 40 </ b> D and 40 </ b> E are provided in holes 20 formed in the substrate 12 also at the branch portions of the FAA <b> 5 and FAA <b> 6 from the path FAA <b> 1. These valves 40A to 40E have the same structure as the valve 40 described above.

このような構成では、導入口121〜123から必要に応じて試料RG1〜RG3が導入され、バルブ40A〜40Cの開閉によって適宜、試料RG1〜RG3の流れが規制される。具体的には、バルブ40Aの開閉によって導入経路FAA2から経路FAA1への流れが、同様に、バルブ40Bの開閉によって導入経路FAA3から経路FAA1への流れが、そしてバルブ40Cの開閉によって導入経路FAA4から経路FAA1への流れがそれぞれ規制される。すなわち、ある場合には、試料RG1のみを経路FAA1に導入し、別の場合には、試料RG2のみを経路FAA1に導入することが可能である。
そして、このように経路FAA1に導入された試料RG1〜RG3の排出経路は、必要に応じて、バルブ40D,40Eの一方を開き、他方を閉じることで切り替えられ、排出口125,126から排出された試料RGは、排出口125,126に接続された図示しないチューブを通って、他のマイクロチップの流路などに導入される。
In such a configuration, the samples RG1 to RG3 are introduced as necessary from the inlets 121 to 123, and the flow of the samples RG1 to RG3 is appropriately regulated by opening and closing the valves 40A to 40C. Specifically, the flow from the introduction path FAA2 to the path FAA1 by opening / closing the valve 40A, the flow from the introduction path FAA3 to the path FAA1 by opening / closing the valve 40B, and from the introduction path FAA4 by opening / closing the valve 40C. The flow to the route FAA1 is restricted. That is, in some cases, it is possible to introduce only the sample RG1 into the path FAA1, and in other cases, it is possible to introduce only the sample RG2 into the path FAA1.
The discharge paths of the samples RG1 to RG3 thus introduced into the path FAA1 are switched as necessary by opening one of the valves 40D and 40E and closing the other, and are discharged from the discharge ports 125 and 126. The sample RG is introduced into a flow path of another microchip through a tube (not shown) connected to the discharge ports 125 and 126.

(14)本実施形態のような切替え装置130によれば、試料RG1〜RG3の導入口121〜123および排出口125,126を適宜に選択可能であり、マイクロチップの流路が複数連結されて構築されたシステムの設計が自在となる。
なお、本実施形態では、1つのマイクロチップ3に導入口121〜123および排出口125,126が形成されていたが、これらの導入口121〜123および排出口125,126は、互いの流路が連結された複数のマイクロチップに別々に設けられていてもよい。
(14) According to the switching device 130 as in the present embodiment, the inlets 121 to 123 and the outlets 125 and 126 of the samples RG1 to RG3 can be appropriately selected, and a plurality of microchip channels are connected. The design of the built system becomes free.
In this embodiment, the inlets 121 to 123 and the outlets 125 and 126 are formed in one microchip 3, but these inlets 121 to 123 and the outlets 125 and 126 are connected to each other. May be provided separately on a plurality of connected microchips.

〔第6実施形態〕
次に、本発明のマイクロ流路の流体制御構造を応用した装置であるミキサー150について説明する。
図18は、本実施形態におけるミキサー150の平面図である。
ミキサー150は、前述のようなマイクロチップに形成された流路FABに沿って4つのバルブ80A,30A,30B,80Bが順に配置された構造とされ、経路FAB1,FAB2の合流部JCTの後段側に設けられている。このミキサー150は、経路FAB1,FAB2にそれぞれ導入された試料RG1,RG2を混合するのに用いられる。
[Sixth Embodiment]
Next, the mixer 150 which is an apparatus to which the microchannel fluid control structure of the present invention is applied will be described.
FIG. 18 is a plan view of the mixer 150 in the present embodiment.
The mixer 150 has a structure in which the four valves 80A, 30A, 30B, and 80B are sequentially arranged along the flow path FAB formed in the microchip as described above, and the rear stage side of the junction portion JCT of the paths FAB1 and FAB2. Is provided. The mixer 150 is used to mix the samples RG1 and RG2 introduced into the paths FAB1 and FAB2, respectively.

各バルブ80A,30A,30B,80Bは、マイクロチップ基板に形成された孔20にそれぞれ配置されている。なお、バルブ30A,30Bは,前述のバルブ70と同じ構造であり、2つとも、バルブ80A,80Bよりも各辺が大きい寸法で形成されている。
また、流路FABは、バルブ30A,30Bの配置された位置でそれぞれ平面視円形状に膨出しており、この部分は、拡径部FAB3,FAB4とされている。
Each of the valves 80A, 30A, 30B, and 80B is disposed in a hole 20 formed in the microchip substrate. The valves 30A and 30B have the same structure as the valve 70 described above, and both are formed with dimensions that are larger on each side than the valves 80A and 80B.
Further, the flow path FAB bulges in a circular shape in plan view at the positions where the valves 30A and 30B are arranged, and these portions are enlarged diameter portions FAB3 and FAB4.

ミキサー150により、試料RG1,RG2を混合する際には、まず、下流側に配置されたバルブ80Bにより流路FABを閉塞した状態で経路FAB1,FAB2を通じて試料RG1,RG2をそれぞれ導入し、バルブ80Bで塞き止められた試料RG1,RG2が拡径部FAB3,FAB4に溜まったら、上流側のバルブ80Aもバルブ80Bと同様に閉じる。これでバルブ80A,80Bによって流路FABが仕切られ、この状態で、バルブ30A,30Bの棒状部材712を流路FAに向かって交互に進退させることにより、バルブ80A,80Bの間に溜まった試料RG1,RG2が混合される。
(15)このようなミキサー150をマイクロチップ上に実現することにより、混合しにくい粘度の高い試料RG1,RG2同士を混合することができる。
When mixing the samples RG1 and RG2 by the mixer 150, first, the samples RG1 and RG2 are respectively introduced through the paths FAB1 and FAB2 while the flow path FAB is closed by the valve 80B disposed on the downstream side, and the valve 80B is introduced. When the samples RG1 and RG2 blocked in step S3 are collected in the enlarged diameter portions FAB3 and FAB4, the upstream valve 80A is also closed in the same manner as the valve 80B. The flow path FAB is now partitioned by the valves 80A and 80B. In this state, the rod-like members 712 of the valves 30A and 30B are alternately advanced and retracted toward the flow path FA, so that the sample accumulated between the valves 80A and 80B. RG1 and RG2 are mixed.
(15) By realizing such a mixer 150 on a microchip, it is possible to mix samples RG1 and RG2 having high viscosity that are difficult to mix.

〔第7実施形態〕
さらに、本発明のマイクロ流路の流体制御構造を応用した装置であるインジェクター160について説明する。
図19は、本実施形態におけるインジェクター160の平面図である。
インジェクター160は、基板11,12が重ねられたマイクロチップ4を備え、このマイクロチップ4における流路FACは、互いに略平行に延びる第1経路としての2本の経路FAC1,FAC2と、これらの経路FAC1,FAC2と交差するように延びる第2経路としての注入経路FAC3とを有する。
経路FAC3は、一端側が試料RG3の導入口123とされ、経路FAC1,FAC2とそれぞれ略直角に交差して、他端側は経路FAC2に接続されている。
また、経路FAC1の両端には、試料RG1の導入口121および排出口125がそれぞれ設けられ、同様に、経路FAC2の両端には、試料RG2の導入口122および排出口126がそれぞれ設けられている。
このようなインジェクター160は、経路FAC1,FAC2をそれぞれ流れる試料RG1,RG2に対し、注入経路FAC3を通じて、これらの試料RG1,RG2に所定量の試料RG3を注入するために用いられる。
[Seventh Embodiment]
Further, an injector 160, which is an apparatus to which the microchannel fluid control structure of the present invention is applied, will be described.
FIG. 19 is a plan view of the injector 160 in the present embodiment.
The injector 160 includes the microchip 4 on which the substrates 11 and 12 are stacked. The flow path FAC in the microchip 4 includes two paths FAC1 and FAC2 as first paths extending substantially parallel to each other, and these paths. An injection path FAC3 is provided as a second path extending so as to intersect with FAC1 and FAC2.
One end of the path FAC3 is an inlet 123 for the sample RG3, intersects the paths FAC1 and FAC2 substantially at right angles, and the other end is connected to the path FAC2.
Further, an inlet 121 and an outlet 125 for the sample RG1 are respectively provided at both ends of the path FAC1, and similarly, an inlet 122 and an outlet 126 for the sample RG2 are respectively provided at both ends of the path FAC2. .
The injector 160 is used to inject a predetermined amount of the sample RG3 into the samples RG1 and RG2 through the injection path FAC3 with respect to the samples RG1 and RG2 flowing through the paths FAC1 and FAC2, respectively.

ここで、試料RG3を経路FAC1,FAC2内に注入する構成として、注入経路FAC3の経路FAC1との交差部CRS近傍、および注入経路FAC3の経路FAC2との接続部CNC近傍には、基板12に形成された各孔20にバルブ40A〜40Gがそれぞれ設けられている。具体的に、交差部CRS近傍で、経路FAC1の上流側、下流側、および注入経路FAC3の上流側、下流側に4つのバルブ40A〜40Dがそれぞれ配置され、接続部CNC近傍では、経路FAC2の上流側、下流側、および注入経路FAC3の上流側に3つのバルブ40E〜40Gがそれぞれ配置されている。なお、これらのバルブ40A〜40Gは,前述のバルブ40と同じ構造となっている。   Here, as a configuration in which the sample RG3 is injected into the paths FAC1 and FAC2, the substrate 12 is formed in the vicinity of the intersection CRS of the injection path FAC3 with the path FAC1 and in the vicinity of the connection CNC of the injection path FAC3 with the path FAC2. Valves 40 </ b> A to 40 </ b> G are provided in the respective holes 20. Specifically, in the vicinity of the intersection CRS, four valves 40A to 40D are arranged on the upstream side and downstream side of the route FAC1, and on the upstream side and downstream side of the injection route FAC3, respectively, and in the vicinity of the connection portion CNC, the route FAC2 Three valves 40E to 40G are arranged on the upstream side, the downstream side, and the upstream side of the injection path FAC3, respectively. These valves 40A to 40G have the same structure as the valve 40 described above.

インジェクター160における試料RG3の注入は、例えば、次のような手順で実施される。
まず、バルブ40A,40B,40Eを閉じ、導入口123から試料RG3を注入経路FAC3に導入した後、バルブ40C,40D,40Gを閉じることで、経路FACにおいて任意の量の試料RG3が切り取られる。
この状態で、試料RG1を導入口121から、試料RG2を導入口122から経路FAC1,FAC2にそれぞれ導入し、バルブ40A,40B,40Eを開く。この操作により、注入経路FAC3,FAC4以外に試料RG3を排除する。
そして、バルブ40B,40Eを閉じると同時にバルブ40D,40Gを開くと、経路FAC1,FAC4,FAC6において、試料RG1中に一定量の試料RG3が注入された流体が排出口126へと流れていく。経路FAC6には、図示しないが、ビーズを充填してカラムなどが形成されていてもよいし、光分析による分析部があってもよい。光分析としては、分光光度計、吸光度計、熱レンズ顕微鏡などの装置を用いて、定量、定性分析などを実施できる。カラムが形成された後段に分析部を設けることによって、クロマトグラフィーに供することが可能である。
(16)このようなインジェクター160をマイクロチップ上に実現することにより、化学分析や環境分析などの進展に寄与することができる。
The injection of the sample RG3 in the injector 160 is performed by the following procedure, for example.
First, the valves 40A, 40B, and 40E are closed, the sample RG3 is introduced into the injection path FAC3 from the introduction port 123, and then the valves 40C, 40D, and 40G are closed, whereby an arbitrary amount of the sample RG3 is cut off in the path FAC.
In this state, sample RG1 is introduced from introduction port 121 and sample RG2 is introduced from introduction port 122 to paths FAC1 and FAC2, and valves 40A, 40B, and 40E are opened. By this operation, the sample RG3 is excluded in addition to the injection paths FAC3 and FAC4.
When the valves 40B and 40E are closed and the valves 40D and 40G are opened at the same time, the fluid in which a predetermined amount of the sample RG3 is injected into the sample RG1 flows to the discharge port 126 in the paths FAC1, FAC4, and FAC6. Although not shown in the figure, the path FAC6 may be filled with beads to form a column or the like, or may have an analysis unit by optical analysis. As the optical analysis, quantification, qualitative analysis, and the like can be performed using an apparatus such as a spectrophotometer, an absorptiometer, or a thermal lens microscope. By providing an analysis part after the column is formed, it can be used for chromatography.
(16) Realizing such an injector 160 on a microchip can contribute to the progress of chemical analysis and environmental analysis.

〔第8実施形態〕
次に、前記実施形態で詳述した各種態様のマイクロチップに搭載された閉塞部材を操作する操作装置について説明する。すなわち、当該操作装置は、前述したように閉塞部材が集積化されたマイクロチップを使用して、化学分析装置、バイオ・DNA分析装置、化学合成などを行なう際に利用される。
図20は、本実施形態における操作装置a1の概略斜視図である。
操作装置a1は、マイクロチップa0が挿入されるスロットa11が形成された筐体a10を備え、図示しないパソコンなどの外部機器が接続されている。この操作装置a1により、マイクロチップa0に搭載された閉塞部材としてのバルブa100の操作がなされ、また、マイクロチップa0内の試料の状態を検出して得られた情報に基いて、外部機器で各種分析が行われる。
[Eighth Embodiment]
Next, a description will be given of an operating device for operating the closing member mounted on the microchips of various aspects described in detail in the above embodiment. That is, the operation device is used when performing a chemical analysis device, a bio / DNA analysis device, a chemical synthesis, or the like using the microchip in which the blocking members are integrated as described above.
FIG. 20 is a schematic perspective view of the operating device a1 in the present embodiment.
The operating device a1 includes a housing a10 in which a slot a11 into which a microchip a0 is inserted is formed, and is connected to an external device such as a personal computer (not shown). The operation device a1 operates the valve a100 as a closing member mounted on the microchip a0, and various kinds of information can be obtained by an external device based on information obtained by detecting the state of the sample in the microchip a0. Analysis is performed.

図21は、閉塞部材操作装置である操作装置a1の内部を示す。
操作装置a1の筐体a10内部には、水平方向に延びるとともに断面L字状の一対のレールa12が設けられ、このレールa12をボード配置部として、レールa12上には、矩形板状のボードa20が着脱自在に配置される。すなわち、ボードa20は、両側側面がレールa12に保持され、レールa12の内周上面部a121は、ボードa20を所定位置に案内する案内部として機能する。レールa12に保持されたボードa20は、筐体a10内部の壁などに付き当てて位置決めされる。
なお、操作装置a1内部には、マイクロチップa0から排出された流体を回収するための図示しない容器が設けられている。この容器の構成は、通常のタンクでもよいし、吸水性ポリマーが充填されたものでもよく、この容器は、ボードa20に取り付けられていてもよい。
FIG. 21 shows the inside of the operating device a1, which is a closing member operating device.
A pair of rails a12 extending in the horizontal direction and having an L-shaped cross section are provided inside the casing a10 of the operating device a1, and the rails a12 are used as board placement portions, and a rectangular plate-like board a20 is provided on the rails a12. Is detachably disposed. That is, both side surfaces of the board a20 are held by the rail a12, and the inner peripheral upper surface part a121 of the rail a12 functions as a guide part that guides the board a20 to a predetermined position. The board a20 held by the rail a12 is positioned against the wall inside the housing a10.
Note that a container (not shown) for collecting the fluid discharged from the microchip a0 is provided inside the operating device a1. The configuration of this container may be a normal tank or may be filled with a water-absorbing polymer, and this container may be attached to the board a20.

ボードa20には、複数の孔a21が形成されており、各孔a21には、ユニットa30がそれぞれ配置され、ユニットa30はボードa20を貫通してボードa20裏面側に露出する。なお、これらのユニットa30も、ボードa20に着脱自在となっている。
一方、スロットa11から差し込まれたマイクロチップa0は、筐体a10内のマイクロチップ配置部としての筐体底面部a13上に配置され、ボードa20と対向する。なお、マイクロチップa0は、バルブa100が操作される際に位置がずれないように、図示しないバネなどによって筐体底面部a13に押さえ付けられている。
ここで、ボードa20上の各ユニットa30と、マイクロチップa0上の各バルブa100とは、互いに対向、当接し、対向するもの同士(1組、ペア)で一つのデバイスを構成する。
図22は、操作装置a1内部の平面図である。
筐体底面部a13(図20)にマイクロチップa0が配置されると、マイクロチップa0に設けられた各バルブa100とボードa20に設けられた各ユニットa30とがそれぞれ対応し、本実施形態では互いに平面的に重なる。
A plurality of holes a21 are formed in the board a20. A unit a30 is disposed in each hole a21, and the unit a30 passes through the board a20 and is exposed to the back side of the board a20. These units a30 are also detachable from the board a20.
On the other hand, the microchip a0 inserted from the slot a11 is disposed on the housing bottom surface portion a13 as the microchip placement portion in the housing a10, and faces the board a20. The microchip a0 is pressed against the housing bottom surface portion a13 by a spring or the like (not shown) so that the position does not shift when the valve a100 is operated.
Here, each unit a30 on the board a20 and each valve a100 on the microchip a0 face each other and come into contact with each other, and those facing each other (one set, a pair) constitute one device.
FIG. 22 is a plan view of the inside of the operating device a1.
When the microchip a0 is arranged on the bottom surface portion a13 (FIG. 20), the valves a100 provided on the microchip a0 and the units a30 provided on the board a20 correspond to each other. It overlaps in a plane.

本実施形態における、バルブa100が設けられたマイクロチップa0(以下、単にマイクロチップa0と称することもある)、ユニットa30、およびユニットa30が設けられたボードa20(以下、単にボードa20と称することもある)の具体的な構成について述べる。
マイクロチップa0の図示は簡略したが、このマイクロチップa0は、図1などを参照して第1実施形態などで説明したマイクロチップ1などと略同様に、矩形平板状の2枚の透明ガラス基板が重ねられ、一方の基板に流路FAとなる溝が刻設され、他方の基板には、流路FAと対応する位置に各バルブa100が配設される孔20が貫通形成されたものである。
バルブa100は、図4などを参照して第1実施形態で説明したバルブ30と略同様の構成であるため、その説明を省略する。なお、バルブa100として、前記各実施形態で説明した閉塞部材のいずれも採用できる。
In this embodiment, a microchip a0 provided with a valve a100 (hereinafter also simply referred to as microchip a0), a unit a30, and a board a20 provided with unit a30 (hereinafter also simply referred to as board a20). A specific configuration of (A) will be described.
Although the illustration of the microchip a0 is simplified, the microchip a0 has two rectangular flat plate-like transparent glass substrates that are substantially the same as the microchip 1 described in the first embodiment with reference to FIG. Are stacked, and a groove serving as a flow path FA is formed on one substrate, and the other substrate is formed with a hole 20 through which each valve a100 is disposed at a position corresponding to the flow path FA. is there.
The valve a100 has substantially the same configuration as the valve 30 described in the first embodiment with reference to FIG. As the valve a100, any of the closing members described in the above embodiments can be employed.

なお、本実施形態のマイクロチップa0には、図22に示すように、試料RGを流路FAに導入する2つの導入口121,122と、試料RGを流路FA外部に排出する1つの排出口125がそれぞれ形成されている。
流路FAは、導入口121,122から導入された試料RG(試料RG1,RG2の2種類)が合流する略Y字状の合流部JCTを経て、マイクロチップa0の長手方向に2往復するように蛇行して形成されている。
そして、導入口121と合流部JCTとの間、および導入口122と合流部JCTとの間に、バルブa100がそれぞれ配置され、流路FAの蛇行部分にも、バルブa100が2箇所、それぞれ配置されている。
In the microchip a0 of the present embodiment, as shown in FIG. 22, two inlets 121 and 122 for introducing the sample RG into the flow path FA and one discharge for discharging the sample RG to the outside of the flow path FA. Each outlet 125 is formed.
The flow path FA is reciprocated twice in the longitudinal direction of the microchip a0 via a substantially Y-shaped joining portion JCT through which the samples RG (two types of samples RG1 and RG2) introduced from the introduction ports 121 and 122 join. It is formed to meander.
And valve a100 is each arrange | positioned between the inlet 121 and the junction part JCT, and between the inlet 122 and the junction part JCT, and two valves a100 are arrange | positioned also at the meandering part of the flow path FA, respectively. Has been.

ボードa20には、剛性が強く、比較的腐食に強い材質が使用され、複数のネジ孔a21が貫通形成されている。ボードa20の具体的な材質としては、ステンレス、チタン、セラミックスなどを例示できる。
ボードa20には、流路に送液する試料のタンクが取り付けられる場合がある。ただし、このようなタンクについては、衛生上などの理由により、使い捨てで使用できることが望ましいため、ボードa20とは別に設けられる方が望ましい。タンクをボードa20とは別とした場合、マイクロチップa0側に、送液量を多くするために試料を溜めておくリザーバーを形成することが考えられる。
The board a20 is made of a material that is strong and relatively resistant to corrosion, and has a plurality of screw holes a21 formed therethrough. Specific examples of the material of the board a20 include stainless steel, titanium, and ceramics.
The board a20 may be provided with a sample tank to be fed to the flow path. However, it is desirable that such a tank be provided separately from the board a20 because it is desirable that the tank can be used disposable for reasons such as hygiene. When the tank is separated from the board a20, it is conceivable to form a reservoir for storing a sample on the microchip a0 side in order to increase the liquid feeding amount.

ユニットa30は、本実施形態では、押圧手段として機能する雄ネジであり、ボードa20の各ネジ孔a21にそれぞれ螺合されている。すなわち、ユニットa30の螺合により、図5を参照して説明したように、バルブa100を流路FAに向かって押し込むことが可能となる。   In this embodiment, the unit a30 is a male screw that functions as a pressing unit, and is screwed into each screw hole a21 of the board a20. That is, the screwing of the unit a30 makes it possible to push the valve a100 toward the flow path FA as described with reference to FIG.

このような構成の操作装置a1を使用する際は、各バルブa100への押圧力をユニットa30の螺合により調節する。
そして、導入口121,122(図22)から試料RG1,RG2を流路FA内にそれぞれ導入し、合流部JCTで試料RG1,RG2を合流させ、相流を形成したり、合流部JCT以降の流路FAを反応場として試料RG1,RG2を互いに混合して合成を行うなどの操作を行うが、この際、ユニットa30とバルブa100とにより、試料RG(RG1およびRG2)の流量や流速、流体圧力がそれぞれ調節される。すなわち、ユニットa30とバルブa100とは、一組となって一つのデバイスを構成し、一体的に作動する。
When the operating device a1 having such a configuration is used, the pressing force to each valve a100 is adjusted by screwing the unit a30.
Then, the samples RG1 and RG2 are respectively introduced into the flow path FA from the inlets 121 and 122 (FIG. 22), and the samples RG1 and RG2 are merged at the merging portion JCT to form a phase flow or after the merging portion JCT. Operations such as mixing the samples RG1 and RG2 with each other using the channel FA as a reaction field and synthesizing are performed. At this time, the flow rate and flow rate of the sample RG (RG1 and RG2), fluid, and the like are controlled by the unit a30 and the valve a100. Each pressure is adjusted. That is, the unit a30 and the valve a100 constitute a set to form one device and operate integrally.

ここで、ボードa20はレールa12に対して着脱自在に設けられており、操作装置a1にセットされるマイクロチップa0に応じて交換可能である。すなわち、第1実施形態〜第7実施形態などで示した各種のマイクロチップも操作装置a1にセットでき、これらマイクロチップが有する流路形状、マイクロチップに形成された孔に挿入されたバルブa100などの配置に対応して、ユニットa30を配置するための孔a21が形成されたボードに適宜交換すればよい。
また、同じマイクロチップa0を使用する場合でも、例えばバルブa100だけでなく、センサが配設され、流路FAにおける試料RGの流体圧力などをセンシングする必要がある場合などは、センサに接続されるプローブをボードa20に追加して配置する、あるいは、ボードa20ごと交換するなどすればよい。
Here, the board a20 is detachably attached to the rail a12, and can be replaced according to the microchip a0 set in the operating device a1. That is, the various microchips shown in the first to seventh embodiments can also be set in the operating device a1, the shape of the flow path of these microchips, the valve a100 inserted into the hole formed in the microchip, etc. Corresponding to this arrangement, the board a having a hole a21 for arranging the unit a30 may be appropriately replaced.
Even when the same microchip a0 is used, for example, not only the valve a100 but also a sensor is provided, and it is necessary to sense the fluid pressure or the like of the sample RG in the flow path FA. A probe may be added to the board a20, or may be replaced with the board a20.

本実施形態によれば、第1実施形態などで述べた効果に加えて、次のような効果が得られる。
(17)マイクロチップa0内に複数のバルブa100が集積されており、バルブa100ごとにユニットa30で押圧して操作できるので、高度な流体制御が可能となる。操作装置a1により、より多くの反応系を備えたマイクロチップを使用した複雑な分析や、他項目を同時に分析することなども可能となる。
According to this embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, the following effects can be obtained.
(17) Since a plurality of valves a100 are integrated in the microchip a0 and can be operated by pressing each valve a100 with the unit a30, advanced fluid control becomes possible. The operation device a1 makes it possible to perform complex analysis using a microchip equipped with more reaction systems, and to simultaneously analyze other items.

(18)また、ボードa20はレールa12に保持案内され、操作装置a1からの着脱が可能であるため、多様なマイクロチップ、すなわち、外形、流路パターン、分析の種類、配設されるバルブa100の種類、位置などの要求される駆動スペックの相違に応じて、適切なものに迅速に交換できる。 (18) Since the board a20 is held and guided by the rail a12 and can be attached to and detached from the operation device a1, various microchips, that is, the outer shape, the flow path pattern, the type of analysis, and the valve a100 provided. It can be quickly replaced with an appropriate one according to the required drive specifications such as type and position.

(19)さらに、ユニットa30がボードa20に着脱可能であるため、マイクロチップa0に配設された閉塞部品(本実施形態ではバルブa100)が同じ構造であっても、ユニットa30において、構造、押圧力(例えばバネが設けられる場合はバネ係数なども含む)などが異なるものに交換することができる。これにより、マイクロチップa0に設けられた閉塞部品の動作を変更できる。 (19) Further, since the unit a30 can be attached to and detached from the board a20, even if the closing part (the valve a100 in this embodiment) disposed on the microchip a0 has the same structure, the structure and push It can be exchanged for a different pressure (for example, a spring coefficient is included when a spring is provided). Thereby, operation | movement of the obstruction | occlusion component provided in microchip a0 can be changed.

〔第9実施形態〕
次に、本発明の第9実施形態について説明する。
本実施形態は、第8実施形態において、操作装置内のボードを昇降可能としたものである。
図23は、本実施形態の操作装置a4の側断面図を示す。
操作装置a4の筐体a10上面部には、筐体a10の図示しない支柱に固定された平面矩形状のプレートa111が取り付けられている。このプレートa111には、2つのネジ孔a111Aが形成されており、これらのネジ孔a111Aには、筐体a10上面部を貫通して昇降調節ネジa10Bがそれぞれ螺合されている。
[Ninth Embodiment]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described.
In the eighth embodiment, the board in the operating device can be moved up and down in the eighth embodiment.
FIG. 23 shows a side sectional view of the operating device a4 of the present embodiment.
A flat rectangular plate a111 fixed to a post (not shown) of the casing a10 is attached to the upper surface of the casing a10 of the operating device a4. Two screw holes a111A are formed in the plate a111, and ascending / descending adjustment screws a10B are screwed into the screw holes a111A through the upper surface of the housing a10.

一方、操作装置a4の底面部a41には、マイクロチップa0が配置される凹部a411が形成され、この凹部a411の上方に、ボードa20が配置される。
ここで、底面部a41と略平行であり、レールa12が取り付けられる支持板a44と底面部a41との間には、圧縮コイルバネa412がそれぞれ介装される。
このような底面部a41の上方に配置されたボードa20上の四隅には、基台a42Aを有する柱状部材a42がそれぞれ立設するように配置され、対向辺において隣接する柱状部材a42の上端には、ボードa20の対向辺に沿って2つのプレートa43がそれぞれ架設される。このプレートa43の略中央に昇降調節ネジa10Bが対向し、プレートa43に対して進退する。つまり、昇降調節ネジa10Bが螺合前進すると、プレートa43が押し下げられ、柱状部材a42を通じてバネa412が圧縮されてボードa20が下降する。また、昇降調節ネジa10Bがプレートa43に対して後退すると、バネa412が復元してボードa20が上昇する。すなわち、昇降調節ネジa10B、柱状部材a42、プレートa43、およびバネa412は、ボードa20の進退手段を構成する。
On the other hand, a concave portion a411 in which the microchip a0 is disposed is formed in the bottom surface portion a41 of the operating device a4, and the board a20 is disposed above the concave portion a411.
Here, a compression coil spring a412 is interposed between the support plate a44 and the bottom surface part a41, which are substantially parallel to the bottom surface part a41 and to which the rail a12 is attached.
Columnar members a42 having bases a42A are arranged to stand upright at the four corners on the board a20 disposed above the bottom surface portion a41. The two plates a43 are installed along the opposite sides of the board a20. The raising / lowering adjustment screw a10B faces substantially the center of the plate a43, and advances and retreats with respect to the plate a43. That is, when the lifting adjustment screw a10B is screwed forward, the plate a43 is pushed down, the spring a412 is compressed through the columnar member a42, and the board a20 is lowered. Further, when the elevating adjustment screw a10B moves backward with respect to the plate a43, the spring a412 is restored and the board a20 is raised. That is, the elevation adjustment screw a10B, the columnar member a42, the plate a43, and the spring a412 constitute an advance / retreat means for the board a20.

このような操作装置a4では、昇降調節ネジa10Bのツマミa102Aを回してボードa20を上昇させ、ユニットa30を底面部a41の凹部a411に対して十分に離してから、マイクロチップa0をスロットa11に挿入し、凹部a411にセットする。
ここで、ボードa20裏面とマイクロチップa0表面との距離Aは、マイクロチップa0の孔20からのバルブa100の突出寸法、あるいは、前述のリザーバーなどがマイクロチップa0表面に取り付けられている場合は、このリザーバーと接触しないように、適宜調節される。
マイクロチップa0のセット後、昇降調節ネジa10Bのツマミa102Aを先程とは逆方向に回してボードa20を下降させ、ボードa20に設けられたユニットa30とマイクロチップa0に設けられたバルブa100とを互いに当接させる。
なお、ボードa20の裏面側には、凸部a45が設けられており、ボードa20を下降させるとこの凸部a45がマイクロチップa0に当接し、ボードa20の下降が停止する。つまり、マイクロチップa0とボードa20との間には所定の距離で隙間があく。
In such an operation device a4, the knob a102A of the elevation adjustment screw a10B is turned to raise the board a20, and the unit a30 is sufficiently separated from the recess a411 of the bottom surface part a41, and then the microchip a0 is inserted into the slot a11. And set in the recess a411.
Here, the distance A between the back surface of the board a20 and the surface of the microchip a0 is the protruding dimension of the valve a100 from the hole 20 of the microchip a0, or when the above-described reservoir or the like is attached to the surface of the microchip a0. It adjusts suitably so that it may not contact this reservoir.
After setting the microchip a0, the knob a102A of the lifting adjustment screw a10B is turned in the opposite direction to lower the board a20, and the unit a30 provided on the board a20 and the valve a100 provided on the microchip a0 are mutually connected. Make contact.
A convex portion a45 is provided on the back side of the board a20. When the board a20 is lowered, the convex portion a45 comes into contact with the microchip a0, and the lowering of the board a20 is stopped. That is, there is a gap at a predetermined distance between the microchip a0 and the board a20.

本実施形態によれば、前述の効果に加えて、次のような効果が得られる。
(20)すなわち、操作装置a4内のボードa20の昇降操作により、マイクロチップa0をスロットa11に挿入する際などに、マイクロチップa0に搭載されたバルブa100とボードa20側のユニットa30とが干渉しない。これにより、使用済みのマイクロチップa0を新品と敏速に交換でき、マイクロチップa0のスロットa11への出し入れの際にバルブa100やユニットa30が破損することなどを未然に防止できる。
According to this embodiment, in addition to the above-described effects, the following effects can be obtained.
(20) That is, when the microchip a0 is inserted into the slot a11 by the raising / lowering operation of the board a20 in the operation device a4, the valve a100 mounted on the microchip a0 and the unit a30 on the board a20 side do not interfere with each other. . As a result, the used microchip a0 can be quickly replaced with a new one, and the valve a100 and the unit a30 can be prevented from being damaged when the microchip a0 is inserted into and removed from the slot a11.

〔第10実施形態〕
次に、本発明の第10実施形態について説明する。
本実施形態では、ボードに設けられるユニットの態様が前記各実施形態とは相違する。また、本実施形態は、第9実施形態(図23)の操作装置a4内でボードa20が昇降可能であってボードa20の高さ位置を調節可能であることに加えて、ユニットa30も位置調節可能としたものである。
[Tenth embodiment]
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, the mode of the unit provided on the board is different from the above-described embodiments. Further, in this embodiment, the board a20 can be moved up and down and the height position of the board a20 can be adjusted in the operating device a4 of the ninth embodiment (FIG. 23), and the unit a30 is also adjusted in position. It is possible.

図24は、ボードa20、およびユニットである圧電アクチュエータa35を示す側断面図である。本実施形態におけるユニットは、圧電アクチュエータa35を有して構成され、圧電アクチュエータa35は、バルブの押圧手段を構成する駆動源として機能する。
圧電アクチュエータa35は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT(登録商標))、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の圧電素子(図示せず)の直流電圧印加による伸長を駆動力として出力するものであり、当該圧電素子を格納するとともにボードa20に取り付けられるケーシングa351と、圧電素子の伸長による駆動力によりバルブa100に向かって前進する可動軸a352(押圧部材)と、可動軸a352の変位量を検出するセンサa353が設けられている。センサa353の種類は、接触センサ、加重センサ、位置センサなどを例示できる。
FIG. 24 is a side sectional view showing the board a20 and the piezoelectric actuator a35 as a unit. The unit in the present embodiment is configured to include a piezoelectric actuator a35, and the piezoelectric actuator a35 functions as a drive source that constitutes a pressing unit of the valve.
The piezoelectric actuator a35 includes lead zirconate titanate (PZT (registered trademark)), crystal, lithium niobate, barium titanate, lead titanate, lead metaniobate, polyvinylidene fluoride, lead zinc niobate, lead scandium niobate, etc. Of the piezoelectric element (not shown) of the piezoelectric element (not shown) is output as a driving force, a casing a351 storing the piezoelectric element and attached to the board a20, and a valve a100 by the driving force of the piezoelectric element being extended. A movable shaft a352 (pressing member) that moves forward toward the front and a sensor a353 that detects the amount of displacement of the movable shaft a352 are provided. Examples of the sensor a353 include a contact sensor, a weight sensor, and a position sensor.

可動軸a352は、筒状部材a355に挿通された状態で筒状部材a355ごとボードa20の孔a21に挿通され、筒状部材a355のボードa20からケーシングa351側に突出した部分の周りには、引張コイルバネa354が配置されている。このバネa354は、ボードa20とケーシングa351とに固定されている。   The movable shaft a352 is inserted into the hole a21 of the board a20 together with the cylindrical member a355 while being inserted into the cylindrical member a355, and there is no tension around the portion of the cylindrical member a355 protruding from the board a20 toward the casing a351. A coil spring a354 is disposed. The spring a354 is fixed to the board a20 and the casing a351.

このような構成において、図23を参照して説明したように、昇降調節ネジa10Bによりボードa20の高さ位置を調整し、マイクロチップa0を凹部a411に配置する。
そして再び、昇降調節ネジa10Bを回し、図24(A)に示すように、ボードa20を下降させ、可動軸a352をマイクロチップa0に配設されたバルブa100に当接させる。この際、図24(B)に示すように、筒状部材a355の端部がマイクロチップa0表面に当接することにより、バネa354に引っ張られた状態で、ケーシングa351がボードa20に対して押し上げられる。ここで、バネa354のバネ力の大きさは、可動軸a352がバルブa100を押し付ける力より強力なものとなっている。すなわち、筒状部材a355が可動軸a352の高さ合わせの機能を果たし、可動軸a352の高さ位置が適切に調節される。これにより、昇降調節ネジa10Bを奥までねじ込んだ際に可動軸a352がバルブa100に当たる際の荷重が緩和される。このような構造により、積層圧電素子のような変位量の小さい駆動源を使用した場合であっても、ケーシングa351とバルブa100との間の距離をほぼ一定とすることができるため、使用することが容易になる。
In such a configuration, as described with reference to FIG. 23, the height position of the board a20 is adjusted by the elevation adjustment screw a10B, and the microchip a0 is disposed in the recess a411.
Then, the elevation adjustment screw a10B is turned again to lower the board a20 and bring the movable shaft a352 into contact with the valve a100 disposed on the microchip a0 as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 24B, the casing a351 is pushed up with respect to the board a20 in a state where the end of the cylindrical member a355 is in contact with the surface of the microchip a0 and is pulled by the spring a354. . Here, the magnitude of the spring force of the spring a354 is stronger than the force with which the movable shaft a352 presses the valve a100. That is, the cylindrical member a355 fulfills the function of adjusting the height of the movable shaft a352, and the height position of the movable shaft a352 is appropriately adjusted. Thereby, when the raising / lowering adjustment screw a10B is screwed in to the back, the load when the movable shaft a352 hits the valve a100 is relieved. With such a structure, the distance between the casing a351 and the valve a100 can be made substantially constant even when a driving source with a small displacement such as a laminated piezoelectric element is used. Becomes easier.

このようにしてマイクロチップa0のバルブa100とボードa20の可動軸a352とを当接させたら、図示しない電圧印加装置を通じて圧電アクチュエータa35を駆動し、可動軸a352によりバルブa100を押圧することによって、流路FAを閉塞する(図24(B)参照)。この際、パソコンなどの外部機器において、センサa353で検出された圧電アクチュエータa35の可動軸a352の変位量に基いて、電圧を調節することが可能である。
このバルブa100を流量、流速、流体圧力などの調整用バルブとして用いる場合は、流路FAを部分的に塞いで試料RGの流れを絞り、オン/オフバルブとして用いる場合は、流路FAを完全に閉塞する(図7のバルブ50、図8のバルブ55、図14のマイクロチップ2における安全バルブ50を参照)。
When the valve a100 of the microchip a0 and the movable shaft a352 of the board a20 are brought into contact with each other in this way, the piezoelectric actuator a35 is driven through a voltage application device (not shown), and the valve a100 is pressed by the movable shaft a352, thereby causing the flow. The road FA is closed (see FIG. 24B). At this time, in an external device such as a personal computer, the voltage can be adjusted based on the amount of displacement of the movable shaft a352 of the piezoelectric actuator a35 detected by the sensor a353.
When this valve a100 is used as a valve for adjusting flow rate, flow velocity, fluid pressure, etc., the flow path FA is partially blocked to restrict the flow of the sample RG, and when it is used as an on / off valve, the flow path FA is completely It closes (see valve 50 in FIG. 7, valve 55 in FIG. 8, and safety valve 50 in microchip 2 in FIG. 14).

なお、バルブa100を流量、流速、流体圧力などの調整用バルブとして用いる場合は、バルブa100に対する押圧力、もしくは流路FAに向かってバルブa100を押し込んだ距離(移動量)などをコントロールすることによって流路FAの閉塞量の調節をする。
ここで、バルブa100に対する押圧力によってコントロールする場合は、バルブa100の大きさ、弾性部材32(図4)の弾性係数、流路FAにかかる圧力などの違いによって、バルブa100に加える力の必要量が変化するため、必要量に応じてバルブa100を押圧する力を変える必要がある。そのため、押圧力でコントロールする方法よりも、押し込んだ距離をコントロールする方法の方が望ましく、当該距離(移動量)をコントロールできる点で、本実施形態における圧電アクチュエータa35はバルブa100の押圧手段として好適である。
When the valve a100 is used as a valve for adjusting the flow rate, flow velocity, fluid pressure, etc., by controlling the pressing force against the valve a100 or the distance (movement amount) by which the valve a100 is pushed toward the flow path FA. The amount of blockage of the flow path FA is adjusted.
Here, when controlling by the pressing force with respect to valve | bulb a100, the required amount of force applied to valve | bulb a100 by the difference of the magnitude | size of valve | bulb a100, the elastic coefficient of the elastic member 32 (FIG. 4), the pressure concerning flow path FA, etc. Therefore, it is necessary to change the force for pressing the valve a100 according to the required amount. Therefore, the method of controlling the pushed distance is more desirable than the method of controlling by the pushing force, and the piezoelectric actuator a35 in this embodiment is suitable as a pushing means of the valve a100 in that the distance (movement amount) can be controlled. It is.

また、圧電アクチュエータa35は駆動力が大きいことにより、バルブa100により流路FAを完全に閉塞してオン/オフ(開閉)バルブを実現できる。ここで、バルブa100を閉状態とするには、試料RGの流体圧力に抗して流路FAを完全に閉塞する力を印加する必要がある。   Further, since the piezoelectric actuator a35 has a large driving force, the flow path FA is completely closed by the valve a100, thereby realizing an on / off (open / close) valve. Here, in order to close the valve a100, it is necessary to apply a force for completely closing the flow path FA against the fluid pressure of the sample RG.

本実施形態によれば、前述の効果に加えて、次のような効果が得られる。
(21)バルブa100を押圧する押圧手段として、圧電アクチュエータa35を採用したので、電圧の制御による可動軸a352の変位量の調節が容易であり、バルブa100の押圧量を容易に調節できる。また、圧電アクチュエータにおける利点、すなわち、高出力、応答性が良いなどを享受できる。
According to this embodiment, in addition to the above-described effects, the following effects can be obtained.
(21) Since the piezoelectric actuator a35 is employed as the pressing means for pressing the valve a100, the displacement amount of the movable shaft a352 can be easily adjusted by controlling the voltage, and the pressing amount of the valve a100 can be easily adjusted. Further, the advantages of the piezoelectric actuator, that is, high output and good response can be enjoyed.

(22)また、可動軸a352によるバルブa100の押圧の際、可動軸a352がバネa354に付勢されバルブa100に対して上昇するため、ボードa20の下降の際に、可動軸a352がバルブa100に衝突してバルブa100が破損することなどを未然に防止できる。 (22) Further, when the valve a100 is pressed by the movable shaft a352, the movable shaft a352 is urged by the spring a354 and is lifted with respect to the valve a100. Therefore, when the board a20 is lowered, the movable shaft a352 is moved to the valve a100. It is possible to prevent the valve a100 from being damaged due to a collision.

〔第11実施形態〕
次に、本発明の第11実施形態について説明する。
本実施形態は、前記各実施形態とは異なる押圧手段を示すものである。
図25は、本実施形態における操作装置a5の側断面図である。
ネジ部材a51およびバネ内蔵可動軸a52は、ボードa20に設けられたユニットa30の数と同じ4つ設けられているが、図25では、図中左のネジ部材a51および可動軸a52が背面側に位置するものと重なっており、これらは3つずつ図示されている。
[Eleventh embodiment]
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described.
This embodiment shows a pressing means different from the above embodiments.
FIG. 25 is a side sectional view of the operating device a5 in the present embodiment.
The four screw members a51 and the movable shaft a52 with a built-in spring are provided in the same number as the unit a30 provided on the board a20. However, in FIG. It overlaps what is located, and these are shown three by three.

操作装置a5は、平面矩形状の台部a53と、台部a53の両側に立設される支柱部a54とを備える。なお、台部a53の両側には図示しない一対のレールが設けられ、このレールにボードa20がセットされている。
支柱部a54の上部には、図示しないレールが設けられており、このレールには第2ボードa25が着脱自在に設けられている。
この第2ボードa25は、ボードa20と略同様、平面矩形に形成され、各ネジ部材a51が挿入されるネジ孔a251がそれぞれ形成されている。ネジ部材a51は、第2ボードa25を貫通する。
The operating device a5 includes a flat rectangular base part a53 and support columns a54 provided upright on both sides of the base part a53. A pair of rails (not shown) are provided on both sides of the base part a53, and the board a20 is set on these rails.
A rail (not shown) is provided on the upper part of the column part a54, and a second board a25 is detachably provided on the rail.
The second board a25 is formed in a flat rectangular shape, substantially the same as the board a20, and is formed with screw holes a251 into which the screw members a51 are inserted. The screw member a51 penetrates the second board a25.

可動軸a52は、ネジ部材a51と同軸上に設けられる筒状部材a521、棒状部材a522(押圧部材)、および定荷重圧縮コイルバネa523を備えている。また、バネa523は、ホルダa524の内部に保持されている。
棒状部材a522は、先端部がボードa20の孔a21を通じて貫通している。また、棒状部材a522の基端側には大径部a522Aが形成され、この大径部a522Aと筒状部材a521の端部との間にバネa523が係止されている。なお、大径部a522Aには、棒状部材a522の加重量を検出するセンサa522Bが設けられている。
ホルダa524は、ボードa20に形成された凹部a20Aに取り付けられ、このホルダa524に対して筒状部材a521は、軸方向に前進してバネa523を圧縮し、また、バネa523の復元により軸方向に後退する。
The movable shaft a52 includes a cylindrical member a521 provided on the same axis as the screw member a51, a rod-shaped member a522 (pressing member), and a constant load compression coil spring a523. The spring a523 is held inside the holder a524.
The rod-shaped member a522 has a tip portion penetrating through the hole a21 of the board a20. Further, a large diameter portion a522A is formed on the base end side of the rod-shaped member a522, and a spring a523 is locked between the large diameter portion a522A and the end portion of the cylindrical member a521. The large-diameter portion a522A is provided with a sensor a522B that detects the weight of the rod-shaped member a522.
The holder a524 is attached to a recess a20A formed in the board a20, and the cylindrical member a521 moves forward in the axial direction to compress the spring a523 with respect to the holder a524, and in the axial direction by restoring the spring a523. fall back.

このような操作装置a5では、第2ボードa25に設けられたネジ部材a51をねじ込むと、筒状部材a521が押し下げられ、そしてバネa523を介して棒状部材a522がバルブa100を押圧する。このネジ部材a51のねじ込みの際、棒状部材a522の先端の弾性部材でバルブa100を押圧すると、バネa523が圧縮され、棒状部材a522がボードa20に対して上昇する。これにより、バルブa100に加わる力がバネa523によって調節され、マイクロチップa0を破壊しないように、ネジ部材a51をねじ込む際の荷重が緩和される。
また、センサa522Bにより検出された棒状部材a522の加重量に応じてネジ部材a51をねじ込むことができ、これにより、ネジ部材a51のねじ込み過ぎによるバルブa100の破損等をより確実に防止できる。
In such an operation device a5, when the screw member a51 provided on the second board a25 is screwed, the cylindrical member a521 is pushed down, and the rod-like member a522 presses the valve a100 via the spring a523. When the screw member a51 is screwed in, when the valve a100 is pressed by the elastic member at the tip of the rod-shaped member a522, the spring a523 is compressed and the rod-shaped member a522 rises with respect to the board a20. Thereby, the force applied to the valve a100 is adjusted by the spring a523, and the load when screwing the screw member a51 is reduced so as not to destroy the microchip a0.
Further, the screw member a51 can be screwed in according to the weight of the rod-shaped member a522 detected by the sensor a522B, and thereby, the breakage of the valve a100 due to excessive screwing of the screw member a51 can be prevented more reliably.

ここで、ネジ部材a51をねじ込むと、棒状部材a522がバネa523によりバルブa100に対して押し付けられた状態となるが、流路FA(図24等参照)における試料RGの流体圧力が所定圧力を超えた際に、その試料RGの流体圧力によってバルブa100が押し上げられる。すなわち、通常はバルブa100により流路FAを閉塞して試料RGが流れない状態としておき、所定圧力が流路FAにかかった際に開放される安全弁としても、バルブa100、およびユニットであるネジ部材a51および可動軸a52を使用できる。   Here, when the screw member a51 is screwed, the rod-like member a522 is pressed against the valve a100 by the spring a523, but the fluid pressure of the sample RG in the flow path FA (see FIG. 24, etc.) exceeds a predetermined pressure. The valve a100 is pushed up by the fluid pressure of the sample RG. That is, the valve a100 is normally closed by the valve a100 so that the sample RG does not flow, and the valve a100 and the screw member that is a unit are also used as a safety valve that is opened when a predetermined pressure is applied to the flow path FA. a51 and movable axis a52 can be used.

本実施形態によれば、前述の効果に加えて、次のような効果が得られる。
(23)棒状部材a522によるバルブa100の押圧の際、棒状部材a522がバネa523に付勢されバルブa100に対して上昇するため、ボードa20の下降の際に、棒状部材a522がバルブa100に衝突してバルブa100が破損することなどを未然に防止できる。
According to this embodiment, in addition to the above-described effects, the following effects can be obtained.
(23) When the valve a100 is pressed by the rod-shaped member a522, the rod-shaped member a522 is urged by the spring a523 and rises with respect to the valve a100. Therefore, the rod-shaped member a522 collides with the valve a100 when the board a20 is lowered. Thus, the valve a100 can be prevented from being damaged.

(24)また、ネジ部材a51および可動軸a52において、定荷重バネa523により棒状部材a522がバルブa100に対して押し付けられることで、バルブa100を安全弁としても使用できる。ここで、安全弁の場合、押圧力をオン、オフする或いは任意に調節するなどの制御が不要であるため、バネa523の力が常時かかった状態としておくだけの構造とすることができ、構造を簡略化できる。このバネa523をバネ係数が異なる他のバネに交換することにより、バルブa100の押圧力を変更できる。
なお、可動軸a52の代わりにバネ内蔵のプローブなどを利用することで、加重量を変えることが容易にでき、さらに省スペース化できる。
(24) Further, in the screw member a51 and the movable shaft a52, the rod-like member a522 is pressed against the valve a100 by the constant load spring a523, so that the valve a100 can be used as a safety valve. Here, in the case of a safety valve, control such as turning on / off or arbitrarily adjusting the pressing force is not necessary, and therefore, the structure can be such that the force of the spring a523 is always applied. It can be simplified. By replacing this spring a523 with another spring having a different spring coefficient, the pressing force of the valve a100 can be changed.
In addition, by using a probe with a built-in spring instead of the movable shaft a52, it is possible to easily change the weight and further save space.

〔第12実施形態〕
次に、本発明の第12実施形態について説明する。
本実施形態では、前記各実施形態とは異なるバルブの押圧手段を示す。
図26は、本実施形態における操作装置内部において、互いに対向するマイクロチップa0およびボードa29を示す。
[Twelfth embodiment]
Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, a pressing means for a valve different from the above-described embodiments is shown.
FIG. 26 shows a microchip a0 and a board a29 that face each other inside the operating device according to the present embodiment.

ボードa29には、空気圧加圧装置として構成されるユニットa55が取り付けられている。また、ボードa29のバルブa100と対向する位置には、ユニットa55の内部に連通するエア出口a291が設けられている。そして、エア出口a291の周りと、バルブa100周りのマイクロチップa0との間には、Oリングa551が介装され、エア出口a291とバルブa100との間は気密状態となっている。   A unit a55 configured as a pneumatic pressurizing device is attached to the board a29. An air outlet a291 that communicates with the inside of the unit a55 is provided at a position facing the valve a100 of the board a29. An O-ring a551 is interposed between the air outlet a291 and the microchip a0 around the valve a100, and the air outlet a291 and the valve a100 are airtight.

このような構成により、空気圧加圧を開始すると、ボードa29のエア出口a291から噴出する空気の圧力により、バルブa100が流路FAに向かって押圧され、流路FAにおける試料RGの流れを調節可能となる。   With this configuration, when air pressure is started, the valve a100 is pressed toward the flow path FA by the pressure of the air ejected from the air outlet a291 of the board a29, and the flow of the sample RG in the flow path FA can be adjusted. It becomes.

(25)本実施形態によれば、バルブa100の押圧手段として空気圧を利用したので、大圧力が得られ、バルブa100が有する弾性部材32の変形により流路FAを容易に閉塞できる。 (25) According to the present embodiment, since air pressure is used as the pressing means of the valve a100, a large pressure is obtained, and the flow path FA can be easily closed by deformation of the elastic member 32 included in the valve a100.

〔第13実施形態〕
次に、本発明の第13実施形態について説明する。
本実施形態は、空気圧を利用する点が第12実施形態と共通する。
図27は、本実施形態における操作装置内部において、互いに対向するマイクロチップa0およびボードa29を示す。
[Thirteenth embodiment]
Next, a thirteenth embodiment of the present invention is described.
The present embodiment is common to the twelfth embodiment in that air pressure is used.
FIG. 27 shows a microchip a0 and a board a29 that face each other inside the operating device according to the present embodiment.

ボードa29には、空気圧加圧装置として構成されるユニットa57が取り付けられている。このユニットa57は、外部機器PCで制御される圧力発生器a570に筐体a57Aの内部で接続されるシリンダa571と、一端側がシリンダa571に挿入され、他端側がボードa29の孔a21を貫通してバルブa100に対向する可動軸a572とを備える。シリンダa571に挿入された可動軸a572の端部には、フランジa572Aが形成されている。   A unit a57 configured as a pneumatic pressurizing device is attached to the board a29. This unit a57 includes a cylinder a571 connected to a pressure generator a570 controlled by an external device PC inside the housing a57A, one end side inserted into the cylinder a571, and the other end side penetrating through the hole a21 of the board a29. And a movable shaft a572 facing the valve a100. A flange a572A is formed at the end of the movable shaft a572 inserted into the cylinder a571.

このような構成により、圧力発生器a570を動作させると、圧力発生器a570から配管a57Bを通じてシリンダa571内に導入された空気圧によってフランジa572Aが押圧され、可動軸a572が軸方向に沿って押し下げられてバルブa100を押圧する。
本実施形態によっても、第12実施形態で述べた効果と同様の効果が得られる。
なお、本実施形態において、空気圧の代わりに、より大きな圧力を得られる油圧を利用しても良い。
With this configuration, when the pressure generator a570 is operated, the flange a572A is pressed by the air pressure introduced into the cylinder a571 from the pressure generator a570 through the pipe a57B, and the movable shaft a572 is pushed down along the axial direction. The valve a100 is pressed.
According to the present embodiment, the same effects as those described in the twelfth embodiment can be obtained.
In the present embodiment, a hydraulic pressure capable of obtaining a larger pressure may be used instead of the air pressure.

〔第14実施形態〕
次に、本発明の第14実施形態について説明する。
本実施形態では、前記各実施形態とは異なるバルブの押圧手段を示す。
図28は、本実施形態における操作装置内部において、互いに対向するマイクロチップa0およびボードa29を示す。
[Fourteenth embodiment]
Next, a fourteenth embodiment of the present invention is described.
In the present embodiment, a pressing means for a valve different from the above-described embodiments is shown.
FIG. 28 shows a microchip a0 and a board a29 that face each other inside the operating device according to the present embodiment.

ボードa29には、駆動源であるステッピングモータa581と、ネジa582とを備えて押圧手段として構成されたユニットa58が取り付けられている。
ステッピングモータa581は、ユニットa58の筐体a580内部に配置され、外部機器PCを通じて制御される電圧制御発振器a59が発振するパルス信号によって駆動される。ステッピングモータa581は、図示を省略するが、コイルと、コイルにより励磁されるステータと、ステータの内部において励磁される磁界により回転するロータとを備えている。
ネジa582の一方の端部には、ステッピングモータa581の出力軸a581Aが取り付けられる穴a582Aが形成されており、他端側は、ボードa29に形成されたネジ孔a292に螺合してバルブa100に対向する。
The board a29 is provided with a unit a58 that includes a stepping motor a581 as a driving source and a screw a582 and is configured as a pressing means.
The stepping motor a581 is disposed inside the housing a580 of the unit a58, and is driven by a pulse signal oscillated by a voltage controlled oscillator a59 controlled through the external device PC. Although not shown, the stepping motor a581 includes a coil, a stator excited by the coil, and a rotor rotated by a magnetic field excited inside the stator.
A hole a582A to which the output shaft a581A of the stepping motor a581 is attached is formed at one end portion of the screw a582, and the other end side is screwed into a screw hole a292 formed in the board a29 to the valve a100. opposite.

このような構成において電圧制御発振器a59を動作させると、ステッピングモータa581の回転によりネジa582がバルブa100に向かって螺合前進し、つまり、ステッピングモータa581の回転運動がネジa582の軸方向への運動に変換される。そして、ネジa582の先端でバルブa100が押圧され、流路FAを閉塞する。   When the voltage controlled oscillator a59 is operated in such a configuration, the screw a582 is screwed forward toward the valve a100 by the rotation of the stepping motor a581, that is, the rotational movement of the stepping motor a581 is the movement of the screw a582 in the axial direction. Is converted to And valve | bulb a100 is pressed by the front-end | tip of screw | thread a582, and the flow path FA is obstruct | occluded.

(26)本実施形態によれば、バルブa100の押圧手段として、デジタル制御され、回転角度の調節などにおいてコントロール性が良好なステッピングモータa581を採用したので、バルブa100の押込み量などの制御を容易にできる。
前述の第10実施形態のように、バルブa100の押圧手段として圧電アクチュエータa35を採用した場合と比べると、発熱が抑制され、電圧印加装置が不要であり、変位量がより正確である点で好ましい。
また、ステッピングモータの特性として、低電流・低電圧駆動が可能であるため、操作装置全体の小型化や携帯化の点で有利な構成を実現できる。
(26) According to the present embodiment, since the stepping motor a581 that is digitally controlled and has good controllability in adjusting the rotation angle, etc., is adopted as the pressing means of the valve a100, it is easy to control the pressing amount of the valve a100. Can be.
Compared to the case where the piezoelectric actuator a35 is employed as the pressing means of the valve a100 as in the tenth embodiment described above, heat generation is suppressed, no voltage application device is required, and the amount of displacement is more preferable. .
Further, since the stepping motor can be driven at a low current and a low voltage, an advantageous configuration can be realized in terms of downsizing and portability of the entire operation device.

〔第15実施形態〕
次に、本発明の第15実施形態について説明する。
本実施形態は、前記各実施形態とは異なるバルブの押圧手段を示すものである。
図29(A)は、本実施形態における操作装置内部において、互いに対向するマイクロチップa0、およびボードa27に設けられたユニットa60を示す。
[Fifteenth embodiment]
Next, a fifteenth embodiment of the present invention is described.
This embodiment shows a pressing means of a valve different from the above embodiments.
FIG. 29A shows the microchip a0 facing each other and the unit a60 provided on the board a27 inside the operating device in the present embodiment.

ユニットa60は、弾性部材で形成された偏心回転体としてのカムa61と、このカムa61を軸支し、ボードa27に取り付けられる図示しないケーシングとを備えて構成されている。
カムa61は、軸部a611がボードa27の表面に略平行に沿い、外周部a612がバルブa100表面に対向する向きで配置されている。カムa61の軸部a611には、図示しないステッピングモータの出力軸が取り付けられる。
The unit a60 includes a cam a61 as an eccentric rotating body formed of an elastic member, and a casing (not shown) that pivotally supports the cam a61 and is attached to the board a27.
The cam a61 is arranged such that the shaft portion a611 is substantially parallel to the surface of the board a27 and the outer peripheral portion a612 is opposed to the surface of the valve a100. An output shaft of a stepping motor (not shown) is attached to the shaft portion a611 of the cam a61.

一方、ボードa27には、カムa61が配置される孔a271が形成される。
この孔a271には、カムa61の位置に合わせて、カムa61の外周部a612とバルブa100との間とを仕切るシート部材a63が設けられており、シート部材a63は、孔a271の両側でボードa27にネジa272で固定される。シート部材a63はボードa27のネジa272で固定された部分と密着する。本実施形態では、シート部材a63は、この孔a271からバルブa100に向かって若干垂れ下がった状態とされる。
On the other hand, the board a27 is formed with a hole a271 in which the cam a61 is disposed.
The hole a271 is provided with a sheet member a63 that divides the outer periphery a612 of the cam a61 and the valve a100 in accordance with the position of the cam a61. It is fixed with screws a272. The sheet member a63 is in close contact with a portion of the board a27 that is fixed with the screw a272. In the present embodiment, the seat member a63 is slightly hung from the hole a271 toward the valve a100.

図29(A)に示されたシート部材a63は、耐食性および撥水性に優れるフッ素樹脂系の材料で形成されている。なお、シート部材a63は、劣化したらネジa272を外すことで交換することができるので、フッ素系樹脂材料よりは耐食性および撥水性が劣るが、ポリエチレン、ポリプロプレン、塩化ビニル、ウレタン、PET,PMMAなどの安価な材料によるシート部材も採用できる。なお、PETは伸びが少なく、弾力性が少ないので、カムa61からバルブa100に力を伝達するうえで好適である。   The sheet member a63 shown in FIG. 29A is formed of a fluororesin-based material that is excellent in corrosion resistance and water repellency. When the sheet member a63 is deteriorated, the sheet member a63 can be replaced by removing the screw a272. Therefore, the sheet member a63 is inferior in corrosion resistance and water repellency to the fluororesin material, but polyethylene, polypropylene, vinyl chloride, urethane, PET, PMMA, etc. A sheet member made of an inexpensive material can also be used. Note that PET is suitable for transmitting force from the cam a61 to the valve a100 because it has little elongation and little elasticity.

このような構成において、カムa61に接続されたステッピングモータを動作させると、カムa61の偏心回転により、バルブa100と当接するカムa61の外周部から軸部a611までの距離が変わり、バルブa100は、所定周期で繰り返し押圧することができる。あるいは、このように所定周期で押圧するほかに、カムa61によりバルブa100が押し込まれた位置でカムa61の回転を止め、バルブa100の押圧を維持することも可能である。
なお、カムa61によりバルブa100が流路FAに押し込まれる際には、流路FAが完全に閉塞されてもよいし、流路FAが部分的に閉塞されてもよい。
In such a configuration, when the stepping motor connected to the cam a61 is operated, the eccentric rotation of the cam a61 changes the distance from the outer peripheral portion of the cam a61 that contacts the valve a100 to the shaft portion a611, and the valve a100 It can be repeatedly pressed at a predetermined cycle. Alternatively, in addition to pressing at a predetermined cycle as described above, it is also possible to stop the rotation of the cam a61 at the position where the valve a100 is pushed by the cam a61 and maintain the pressure of the valve a100.
When the valve a100 is pushed into the flow path FA by the cam a61, the flow path FA may be completely closed or the flow path FA may be partially closed.

(27)本実施形態では、カムを使用する簡単な構成で、バルブa100を所定周期で間欠的に押圧可能となるので、流路FAにおける試料RGの流れにおいて、断続的なプラグ流を実現できる。このようなプラグ流により、試料RGが互いに混合しやすく、試料RGを容易に合成できる。なお、カムa61の形状および回転スピードなどを調節することによって、バルブa100を押圧する周期がコントロールできる。
一方、カムa61の回転を止めてバルブa100の押圧を維持し、流路FAにおける試料RGの流れを所定の流体圧力、流速、流量に維持することも可能であって、すなわち、カムa61の動作を変えるだけで、バルブa100の各種用途に容易に対応できる。
(27) In this embodiment, since the valve a100 can be intermittently pressed at a predetermined cycle with a simple configuration using a cam, an intermittent plug flow can be realized in the flow of the sample RG in the flow path FA. . By such a plug flow, the samples RG can be easily mixed with each other, and the sample RG can be easily synthesized. In addition, the period which presses valve | bulb a100 is controllable by adjusting the shape of cam a61, rotational speed, etc. FIG.
On the other hand, it is possible to stop the rotation of the cam a61 and maintain the pressure of the valve a100 to maintain the flow of the sample RG in the flow path FA at a predetermined fluid pressure, flow velocity, and flow rate, that is, the operation of the cam a61. It is possible to easily cope with various uses of the valve a100 simply by changing.

(28)また、シート部材a63が設けられていることで、流路FAから試料RGが漏出した際でも、ボードa27ないしユニットa60に試料RGが付着しない。これにより、ボードa27およびユニットa60の清浄度を確保でき、ボードa27およびユニットa60の腐食なども防止できる。 (28) Since the sheet member a63 is provided, the sample RG does not adhere to the board a27 or the unit a60 even when the sample RG leaks from the flow path FA. Thereby, the cleanliness of the board a27 and the unit a60 can be ensured, and corrosion of the board a27 and the unit a60 can be prevented.

なお、本実施形態において、シート部材a63を複数層が積層されたシート部材a64と交換した例を図29(B)に示した。
シート部材a64は、2層膜構造であり、カムa61が摺動する第1層膜a641は、フッ素樹脂系、ポリエチレン、ポリプロプレン、PET,PMMAなどのカムa61との摩擦抵抗が小さい低摩擦材料で形成されている。
一方、バルブa100に接触する第2層膜a642は、ポリプロピレン、塩化ビニル、シリコーンなどのボードa27およびバルブa100との摩擦抵抗が大きい高摩擦材料で形成されている。
このような第1層膜a641、第2層膜a642は、本実施形態では互いに接着されているが、例えば第2層膜a642に第1層膜a641がコーティングされていてもよい。あるいは、これら第1層膜a641および第2層膜a642は単に重ね合わせられたものであってもよい。
In this embodiment, an example in which the sheet member a63 is replaced with a sheet member a64 in which a plurality of layers are stacked is shown in FIG.
The sheet member a64 has a two-layer film structure, and the first layer film a641 on which the cam a61 slides is a low friction material having a low frictional resistance with the cam a61 such as fluororesin, polyethylene, polypropylene, PET, PMMA, etc. It is formed with.
On the other hand, the second layer film a642 in contact with the valve a100 is formed of a high friction material having a high frictional resistance with the board a27 and the valve a100, such as polypropylene, vinyl chloride, and silicone.
The first layer film a641 and the second layer film a642 are bonded to each other in the present embodiment. For example, the first layer film a641 may be coated on the second layer film a642. Alternatively, the first layer film a641 and the second layer film a642 may be simply superimposed.

このような構成では、シート部材a64の第1層膜a641において、カムa61は小さい摩擦で円滑に回転し、カムa61の回転によりシート部材a64の面内方向に作用する負荷が小さい。特に、第1層膜a641がPETで形成されている場合には、PETは弾性が低いため、カムa61の回転はよりスムーズとなる。
他方、シート部材a64の第2層膜a642はボードa27との摩擦抵抗が大きいため、カムa61により押圧するバルブa100の部分でシート部材a64がずれず、シート部材a64がカムa61の回転に追従して引っ張られ、伸びてしまうことを抑制できる。
In such a configuration, in the first layer film a641 of the sheet member a64, the cam a61 rotates smoothly with a small friction, and the load acting on the in-plane direction of the sheet member a64 by the rotation of the cam a61 is small. In particular, when the first layer film a641 is made of PET, since the PET has low elasticity, the cam a61 rotates more smoothly.
On the other hand, since the second layer film a642 of the seat member a64 has a large frictional resistance with the board a27, the seat member a64 does not shift at the valve a100 portion pressed by the cam a61, and the seat member a64 follows the rotation of the cam a61. Can be suppressed from being pulled and stretched.

このような構成により、次のような効果が得られる。
(29)シート部材a64は、ボードa27との摩擦抵抗が異なる第1層膜a641および第2層膜a642で構成されており、摩擦抵抗が小さい第1層膜a641によりカムa61の摺動によるシート部材a64の破れなどを防止できるとともに、摩擦抵抗が大きい第2層膜a642により、シート部材a64がカムa61に引っ張られた際の伸びを軽減できる。
With such a configuration, the following effects can be obtained.
(29) The sheet member a64 is composed of a first layer film a641 and a second layer film a642 having different frictional resistance with the board a27, and a sheet formed by sliding of the cam a61 by the first layer film a641 having a small frictional resistance. The member a64 can be prevented from being broken and the second layer film a642 having a high frictional resistance can reduce the elongation when the sheet member a64 is pulled by the cam a61.

〔第16実施形態〕
次に、本発明の第16実施形態について説明する。
前記各実施形態における各操作装置では、マイクロチップに配設されたバルブを押圧することで流路FAにおける試料RGの流れを絞っていたが、本実施形態では、バルブに加え、マイクロチップにポンプやセンサが設けられている場合、これらのポンプやセンサを操作する操作装置を示す。
[Sixteenth Embodiment]
Next, a sixteenth embodiment of the present invention will be described.
In each operation device in each of the embodiments described above, the flow of the sample RG in the flow path FA is reduced by pressing a valve disposed on the microchip. However, in this embodiment, in addition to the valve, a pump is provided on the microchip. If a sensor is provided, an operating device for operating these pumps and sensors is shown.

図30は、本実施形態における操作装置の内部を示す斜視図であり、図31は操作装置内部の平面図である。
本実施形態は、前述の操作装置a5などと同様、ボードa28を案内保持するレールa12を備え、レールa12にボードa28が着脱可能に保持される。このボードa28の下方にマイクロチップa00が対向配置される。
30 is a perspective view showing the inside of the operating device in the present embodiment, and FIG. 31 is a plan view of the inside of the operating device.
This embodiment includes a rail a12 that guides and holds the board a28, and the board a28 is detachably held on the rail a12, similarly to the operation device a5 described above. A microchip a00 is disposed below the board a28.

図31を参照して、マイクロチップa00およびマイクロチップa00に形成された流路FAZを閉塞する部品について説明する。
マイクロチップa00の図示は簡略したが、マイクロチップa00には、前述のマイクロチップa0のように、2枚の板状部材が積層された間に流路FAZが形成されるとともに、流路FAZを閉塞する閉塞部品を挿入するための孔20(図24)が複数形成されている。また、マイクロチップa00には、試料RG1,RG2がそれぞれ導入される導入口121,122と、試料RGが排出される排出口125とがそれぞれ形成されている。
With reference to FIG. 31, a description will be given of the microchip a00 and the parts that block the flow path FAZ formed in the microchip a00.
Although the illustration of the microchip a00 is simplified, the microchip a00 has a flow path FAZ formed between two plate-like members laminated as in the above-described microchip a0. A plurality of holes 20 (FIG. 24) for inserting the closing parts to be closed are formed. In addition, the microchip a00 is formed with introduction ports 121 and 122 into which the samples RG1 and RG2 are introduced, respectively, and a discharge port 125 through which the sample RG is discharged.

流路FAZは、導入口121,122からそれぞれ延びた経路FA1,FA2と、これら経路FA1,FA2の合流部JCTからマイクロチップa00の長手方向に2往復半しし、マイクロチップa00側面に形成された排出口125まで延びる経路FA3と、経路FA3の途中で分岐してマイクロチップ00側面に形成された排出口126まで延びる経路FA4とを備えて構成されている。   The flow path FAZ is formed on the side surface of the microchip a00 by reciprocating halfway in the longitudinal direction of the microchip a00 from the paths FA1 and FA2 extending from the introduction ports 121 and 122 and the junction JCT of the paths FA1 and FA2. A path FA3 extending to the discharge port 125 and a path FA4 branching in the middle of the path FA3 and extending to the discharge port 126 formed on the side surface of the microchip 00 are configured.

経路FA1,FA2の途中にはそれぞれ、第4実施形態で示した複数の閉塞部材100(図15、図16)で構成されたポンプa101が1つずつ配置され、経路FA1,FA2において、合流部JCTの近傍には、試料RGの流体圧力測定用のデバイス部としての圧力センサa102がそれぞれ配置されている。また、経路FA3および経路FA4の分岐部BFRの手前に、バルブa100が1つ配置され、分岐部BFRの後段側で経路FA3および経路FA4にも1つずつ、計3つのバルブa100が配置されている。
圧力センサa102としては、第2実施形態で図12に示した加重検出型バルブ90における圧力センサ91を使用できる。または、圧力センサa102の代わりに、加重検出型のバルブ90を配置することも可能である。圧力センサa102のダイアフラム911(図12)は流路FAZに臨み、ダイアフラム911が流路FAZの壁部を構成する。すなわち、マイクロチップ00の孔20に圧力センサa102を配置することで流路FAZの壁面側が閉塞され、流路FAZを試料RGが流通可能となるのであり、このような圧力センサa102も流路FAZの流体制御構造における閉塞部材として機能する。圧力センサa102のダイアフラム911の表面と流路FAZの壁面とは略同一面上に揃っており、流路FAZにおける試料RGの流れを阻害しないようになっている。
In the middle of the paths FA1 and FA2, one pump a101 composed of a plurality of closing members 100 (FIGS. 15 and 16) shown in the fourth embodiment is arranged one by one. In the vicinity of JCT, a pressure sensor a102 as a device portion for measuring fluid pressure of the sample RG is arranged. In addition, one valve a100 is arranged in front of the branch part BFR of the path FA3 and the path FA4, and three valves a100 are arranged one by one in the path FA3 and the path FA4 on the downstream side of the branch part BFR. Yes.
As the pressure sensor a102, the pressure sensor 91 in the weight detection type valve 90 shown in FIG. 12 in the second embodiment can be used. Alternatively, a load detection type valve 90 may be arranged instead of the pressure sensor a102. The diaphragm 911 (FIG. 12) of the pressure sensor a102 faces the flow path FAZ, and the diaphragm 911 constitutes a wall portion of the flow path FAZ. That is, by disposing the pressure sensor a102 in the hole 20 of the microchip 00, the wall surface side of the flow path FAZ is closed, and the sample RG can flow through the flow path FAZ. It functions as a closing member in the fluid control structure. The surface of the diaphragm 911 of the pressure sensor a102 and the wall surface of the flow path FAZ are substantially flush with each other so that the flow of the sample RG in the flow path FAZ is not hindered.

マイクロチップa00において、各圧力センサa102の脇には、Auによる電極などからなる配線パターンa102Aがマイクロチップa00の幅方向に沿って延びており、配線パターンa102Aの両端には、配線用のパッドa102A1,102A2が設けられている。パッドa102A1は、圧力センサa102と図示しないワイヤでボンディングされている。   In the microchip a00, a wiring pattern a102A made of an electrode made of Au or the like extends along the width direction of the microchip a00 beside each pressure sensor a102, and wiring pads a102A1 are provided at both ends of the wiring pattern a102A. , 102A2 are provided. The pad a102A1 is bonded to the pressure sensor a102 with a wire (not shown).

次に、図30および図31を参照して、マイクロチップa00に設けられた閉塞部品としてのバルブa100、ポンプa101、および圧力センサa102にそれぞれ対応するボードa28側の構成について説明する。
ボードa28には、各バルブa100に対応する複数のネジ孔a21と、各ポンプa101に対応する長孔a281と、各圧力センサa102の各電極にそれぞれ対応する3つの孔a282とがそれぞれ設けられている。
Next, with reference to FIG. 30 and FIG. 31, the configuration on the board a28 side corresponding to the valve a100, the pump a101, and the pressure sensor a102 as the closed parts provided in the microchip a00 will be described.
The board a28 is provided with a plurality of screw holes a21 corresponding to the valves a100, a long hole a281 corresponding to the pumps a101, and three holes a282 corresponding to the electrodes of the pressure sensors a102, respectively. Yes.

各ネジ孔a21には、前述のネジタイプのユニットa30がそれぞれ螺合される。
また、各孔a282は、マイクロチップa00の配線パターンa102Aの各パッドa102A2の位置に形成され、孔a282には、プローブa72が1つずつ挿通されてパッドa102A2に当接する。ここで、プローブa72が設けられることから、本実施形態のボードa28は、絶縁性材料(例えばセラミックス)により形成されている。
そして、各長孔a281は、ポンプa101における閉塞部材100が並ぶ方向に沿って設けられていて、この長孔a281に沿って、ポンプa101を駆動するポンプユニットa71がそれぞれ配置される。
The screw type unit a30 is screwed into each screw hole a21.
Each hole a282 is formed at the position of each pad a102A2 of the wiring pattern a102A of the microchip a00, and a probe a72 is inserted into the hole a282 one by one and comes into contact with the pad a102A2. Here, since the probe a72 is provided, the board a28 of this embodiment is formed of an insulating material (for example, ceramics).
And each long hole a281 is provided along the direction where the closure member 100 in the pump a101 is arranged, and the pump unit a71 which drives the pump a101 is each arrange | positioned along this long hole a281.

プローブa72は、内蔵するバネで当接位置からの高さが調整可能に設けられ、配線パターンa102Aを通じて流路FAZにおける試料RGの流体圧力を測定する。このプローブa72および配線パターンa102Aもまた、圧力センサa102に対応付けられたユニットである。
なお、プローブa72を圧力センサa102に直接当接することも考えられるが、本実施形態のように配線パターンa102Aを形成し、圧力センサa102から離れた位置で当該圧力センサa102とプローブa72とを導通させることにより、プローブa72当接により圧力センサa102の圧力検出に支障を来たすことなどを防止できる。
ここで、プローブa72には、圧力センサa102が検出した電気信号を処理するための回路などがユニット化された図示しないセンサユニットが接続され、このセンサユニットとプローブa72とを含めて、圧力センサa102に対応するユニットとして機能する。センサユニットは、信号を処理してパソコンに送信したり、トランスミッタのように特定の信号を発信する構造となっている。
The probe a72 is provided so that the height from the contact position can be adjusted by a built-in spring, and measures the fluid pressure of the sample RG in the flow path FAZ through the wiring pattern a102A. The probe a72 and the wiring pattern a102A are also units associated with the pressure sensor a102.
Although it is conceivable that the probe a72 is in direct contact with the pressure sensor a102, the wiring pattern a102A is formed as in this embodiment, and the pressure sensor a102 and the probe a72 are electrically connected at a position away from the pressure sensor a102. Thus, it is possible to prevent the pressure detection of the pressure sensor a102 from interfering with the probe a72 contact.
Here, a sensor unit (not shown) in which a circuit for processing an electrical signal detected by the pressure sensor a102 is unitized is connected to the probe a72, and the pressure sensor a102 includes the sensor unit and the probe a72. It functions as a unit corresponding to. The sensor unit has a structure for processing a signal and transmitting it to a personal computer or transmitting a specific signal like a transmitter.

図32は、ポンプユニットa71を示す側面図である。
ポンプユニットa71は、弾性部材で形成される偏心回転体としてのギアa711と、ギアa711を軸支するホルダa712と、ボードa28に固定されるケーシングa713と、ケーシングa713内部でホルダa712を付勢する定荷重バネa714とを備えて構成され、ギアa711の回転軸部a711Aには、ステッピングモータであるモータa715が取り付けられている。
ギアa711の外周部a711Bは、ケーシングa713の下方開口から突出し、ボードa28の長孔a281を通じて、ポンプa101を構成する閉塞部材100に当接する。
なお、ギアa711と閉塞部材100とを仕切るシート部材a64が設けられており、このシート部材a64は、図示が簡略されているが、前述のように、第1層膜a641および第1層膜a641が積層された構造となっている(図29(B))。このシート部材a64は、配線やプローブ接触などの必要がある特定の箇所を除き、本実施形態ではボードa28全体をカバーしている。すなわち、シート部材a64は、プローブa72が挿通される孔a282の部分には、圧力センサa102とプローブa72との間の導通のため、設けられていない。
ここで、ポンプユニットa71が設けられた箇所など、ギアa711の回転によりシート部材a64が磨耗しやすい箇所については、その箇所のみ、ボードa28全体を覆うシート部材a64とは別のシート部材a64を設け、磨耗時に取り替え可能に構成しても良い。
FIG. 32 is a side view showing the pump unit a71.
The pump unit a71 includes a gear a711 as an eccentric rotating body formed of an elastic member, a holder a712 supporting the gear a711, a casing a713 fixed to the board a28, and a holder a712 inside the casing a713. The motor a715 which is a stepping motor is attached to the rotating shaft part a711A of the gear a711.
The outer peripheral part a711B of the gear a711 protrudes from the lower opening of the casing a713 and contacts the closing member 100 constituting the pump a101 through the long hole a281 of the board a28.
A sheet member a64 that partitions the gear a711 and the closing member 100 is provided, and the sheet member a64 is simplified in illustration, but as described above, the first layer film a641 and the first layer film a641. Are stacked (FIG. 29B). The sheet member a64 covers the entire board a28 in the present embodiment except for a specific portion where wiring or probe contact is necessary. In other words, the sheet member a64 is not provided in the portion of the hole a282 through which the probe a72 is inserted because of conduction between the pressure sensor a102 and the probe a72.
Here, for a portion where the sheet member a64 is easily worn by rotation of the gear a711, such as a portion where the pump unit a71 is provided, a sheet member a64 different from the sheet member a64 covering the entire board a28 is provided only at that portion. Alternatively, it may be configured to be replaceable when worn.

このようなポンプユニットa71では、モータa715の回転がギアa711に伝達され、ギアa711に設けられた大径部としての各歯a711Cが、ポンプa101の各閉塞部材100を所定周期で順次押圧する。これにより、第4実施形態(図16)で説明したように、閉塞部材100が流路FAZに対して繰り返し進退し、試料RGが圧送される。
また、ギアa711と閉塞部材100との間にシート部材a64が介装されているので、順次押し込まれる閉塞部材100の角などにギアa711の歯a711Cが引っ掛かり、閉塞部材100が破損することなどを防止できる。
In such a pump unit a71, the rotation of the motor a715 is transmitted to the gear a711, and each tooth a711C as a large diameter portion provided in the gear a711 sequentially presses each closing member 100 of the pump a101 at a predetermined cycle. Accordingly, as described in the fourth embodiment (FIG. 16), the closing member 100 is repeatedly advanced and retracted with respect to the flow path FAZ, and the sample RG is pumped.
Further, since the sheet member a64 is interposed between the gear a711 and the closing member 100, the teeth a711C of the gear a711 are caught on the corners of the closing member 100 that are sequentially pushed in, and the closing member 100 is damaged. It can be prevented.

図31に戻り、本実施形態の操作装置によるマイクロチップa00の操作について説明する。
マイクロチップa00の導入口121,122から試料RG1,RG2を経路FA1,FA2にそれぞれ導入する。そして、経路FA1,FA2にそれぞれ設けられたポンプa101をポンプユニットa71で操作し、試料RG1,RG2を合流部JCTに向かって圧送する。この際、試料RG1,RG2の流体圧力が圧力センサa102で測定され、測定値を示す電位が配線パターンa102Aを通じてプローブa72に伝達される。
Returning to FIG. 31, the operation of the microchip a00 by the operation device of the present embodiment will be described.
Samples RG1 and RG2 are introduced into paths FA1 and FA2 from introduction ports 121 and 122 of microchip a00, respectively. Then, the pump a101 provided in each of the paths FA1 and FA2 is operated by the pump unit a71, and the samples RG1 and RG2 are pumped toward the joining portion JCT. At this time, the fluid pressure of the samples RG1 and RG2 is measured by the pressure sensor a102, and the potential indicating the measured value is transmitted to the probe a72 through the wiring pattern a102A.

そして、試料RG1,RG2は、合流部JCTで合流し、互いに反応しながら経路FA3を流れる。この際、分岐部BFRの後段側、経路FA3に配置されたバルブa100は、経路FA3,FA4の切り替え機能を有し、このバルブa100をユニットa30の押圧により閉じると、試料RGは分岐部BFRから経路FA4側に流れ、排出口126から排出される。一方、当該バルブa100を開いた場合、試料RGは分岐部BFRから経路FA3側に流れ、排出口125から排出される。なお、他のバルブa100により、適宜、流路FAZ内の試料RGの流量や流速、流体圧力などが調節される。排出口125,126から排出された試料RGについては、必要に応じて、他のマイクロチップの流路に導入する。あるいは、図示しないタンクなどに回収する。   Then, the samples RG1 and RG2 merge at the junction JCT and flow through the path FA3 while reacting with each other. At this time, the valve a100 arranged in the path FA3 on the downstream side of the branch part BFR has a switching function between the paths FA3 and FA4. When the valve a100 is closed by pressing the unit a30, the sample RG is separated from the branch part BFR. It flows to the path FA4 side and is discharged from the discharge port 126. On the other hand, when the valve a100 is opened, the sample RG flows from the branch portion BFR to the path FA3 and is discharged from the discharge port 125. Note that the flow rate, flow velocity, fluid pressure, and the like of the sample RG in the flow path FAZ are appropriately adjusted by the other valve a100. About the sample RG discharged | emitted from the discharge ports 125 and 126, it introduce | transduces into the flow path of another microchip as needed. Or it collect | recovers in the tank etc. which are not illustrated.

このような流路FAZにおいて、圧力センサa102により測定された試料RG1,RG2の流体圧力は、プローブa72によりパソコンなどの外部機器に取り込まれ、このような外部機器において種々の分析等が可能である。なお、測定した試料RG1,RG2の流体圧力を基にポンプa101およびバルブa100の駆動をフィードバックする制御を行うことも可能である。   In such a flow path FAZ, the fluid pressure of the samples RG1 and RG2 measured by the pressure sensor a102 is taken into an external device such as a personal computer by the probe a72, and various analyzes and the like can be performed in such an external device. . It is also possible to perform control to feed back the driving of the pump a101 and the valve a100 based on the measured fluid pressure of the samples RG1 and RG2.

本実施形態によれば、前述の効果に加えて、次のような効果が得られる。
(30)マイクロチップa00には、バルブa100、ポンプa101、センサa102などが集積されており、これらをそれぞれユニットa30、ポンプユニットa71、プローブa72および信号処理回路(これらをセンサユニットとする)で操作できるので、より高度な流体制御が可能となる。
According to this embodiment, in addition to the above-described effects, the following effects can be obtained.
(30) The microchip a00 is integrated with a valve a100, a pump a101, a sensor a102, etc., which are operated by a unit a30, a pump unit a71, a probe a72, and a signal processing circuit (these are referred to as sensor units), respectively. As a result, more advanced fluid control is possible.

(31)また、ボードa28はレールa12に保持案内され、操作装置a1からの着脱が可能であるため、多様なマイクロチップ、すなわち、外形、流路パターン、分析の種類、配設されるバルブa100の種類、位置などの要求される駆動スペックの相違に応じて、適切なものに迅速に交換できる。 (31) Further, since the board a28 is held and guided by the rail a12 and can be detached from the operation device a1, various microchips, that is, the outer shape, the flow path pattern, the type of analysis, and the valve a100 to be arranged are arranged. It can be quickly replaced with an appropriate one according to the required drive specifications such as type and position.

(32)さらに、ユニットa30がボードa28に着脱可能であるため、マイクロチップa0に配設された閉塞部品(上記例ではバルブa100)が同じ構造であっても、ユニットa30において、構造、押圧力(例えばバネが設けられる場合はバネ係数なども含む)などが異なるものに交換可能である。これにより、マイクロチップa00に設けられた閉塞部品の動作を変更できる。 (32) Further, since the unit a30 can be attached to and detached from the board a28, even if the closing part (the valve a100 in the above example) disposed on the microchip a0 has the same structure, (For example, when a spring is provided, the spring coefficient is also included) and the like can be exchanged. Thereby, operation | movement of the obstruction | occlusion component provided in microchip a00 can be changed.

(33)なお、ポンプユニットa71におけるギアa711のピッチや形状、回転スピードなどを調節することによって、閉塞部材100を押圧する周期がコントロールでき、ポンプa101の吐出量も調節できるようになる。 (33) It should be noted that by adjusting the pitch and shape of the gear a711 in the pump unit a71, the rotation speed, etc., the cycle of pressing the closing member 100 can be controlled, and the discharge amount of the pump a101 can also be adjusted.

〔第17実施形態〕
次に、本発明の第17実施形態について説明する。
本実施形態は、第16実施形態で使用されたシート部材の形状に特徴を有する。
図33は、マイクロチップa00に配設されたポンプa101を駆動するポンプユニットa71である。
ポンプa101とギアa711の外周部a711Bとの間には、シート部材a84が設けられており、このシート部材a84は、裏面側に凹凸形状を有する。
具体的に、シート部材a84は、ギアa711の歯a711Cのピッチと略同ピッチで設けられた凸部a841を有し、凸部a841同士の間が凹部a842である。
なお、このシート部材a84も、前述のシート部材a64と同様に、第1層および第2層を有する複数層構造となっている。
[Seventeenth embodiment]
Next, a seventeenth embodiment of the present invention is described.
This embodiment is characterized by the shape of the sheet member used in the sixteenth embodiment.
FIG. 33 shows a pump unit a71 that drives a pump a101 disposed in the microchip a00.
A sheet member a84 is provided between the pump a101 and the outer peripheral part a711B of the gear a711, and the sheet member a84 has an uneven shape on the back surface side.
Specifically, the sheet member a84 has convex portions a841 provided at substantially the same pitch as the pitch of the teeth a711C of the gear a711, and a concave portion a842 is formed between the convex portions a841.
Note that the sheet member a84 also has a multi-layer structure having a first layer and a second layer, similar to the sheet member a64 described above.

凸部a841は、本実施形態では、ポンプa101を構成する4つの閉塞部材100のうち両端に配置された閉塞部材100とそれぞれ対向するよう、2つ形成され、中央2つの閉塞部材100は、シート部材a84の凹部a842に配置されている。
ここで、凸部a841の形状は、閉塞部材100が並ぶ方向において、中央側から外側に向かって、突出寸法が次第に大きくなっている。
なお、凸部a841は、シート部材a84において、閉塞部材100と対向する部分のみが突出するものであってもよいし、閉塞部材100が並んだ方向と交差する方向(図33中、前面と背面とを結ぶ方向)に延びる凸状のリブとして形成されていてもよい。
In the present embodiment, two protrusions a841 are formed so as to face the closing members 100 arranged at both ends of the four closing members 100 constituting the pump a101, and the two closing members 100 in the center are formed as a sheet. It arrange | positions in the recessed part a842 of the member a84.
Here, as for the shape of the convex part a841, the protrusion dimension becomes large gradually toward the outer side from the center side in the direction where the closure member 100 is located in a line.
In addition, the convex part a841 may protrude only in the sheet | seat member a84 and the part which opposes the closure member 100, or the direction (The front surface and back surface in FIG. 33) cross | intersect the direction where the closure member 100 was located in a line. May be formed as convex ribs extending in the direction connecting the two.

本実施形態によれば、前述の効果に加えて、次のような効果が得られる。
(34)ギアa711の歯a711Cがシート部材a84の表面を摺動する際、歯a711Cの位置が凸部a841の位置と略一致し、両端に配置された閉塞部材100が凸部a841の突出寸法も含めて押し下げられるから、ギアa711の径を小径化して装置を小型化することが可能となるとともに、閉塞部材100の押圧量を大きくできる。
他方、中央寄りに配置された2つの閉塞部材100は凸部a841の間に配置され、殆んど押圧されないため、これら中央寄りの2つの閉塞部材100と、両端の閉塞部材100との押込み量との差が大きく、これによってポンプa101容量を増大できる。
加えて、凸部a841が形成されていることで、歯a711Cにより押圧された両端の閉塞部材100と、押圧されない中央寄りの閉塞部材100との間で高さ位置がほぼ揃うので、シート部材a84に段差が生じにくい。これによって、ホルダa712および、ギアa711が上下動することなく、シート部材a84上を摺動できるようになる。
According to this embodiment, in addition to the above-described effects, the following effects can be obtained.
(34) When the tooth a711C of the gear a711 slides on the surface of the sheet member a84, the position of the tooth a711C substantially coincides with the position of the convex part a841, and the closing members 100 arranged at both ends are projected dimensions of the convex part a841. Therefore, the diameter of the gear a 711 can be reduced to reduce the size of the device, and the pressing amount of the closing member 100 can be increased.
On the other hand, since the two closing members 100 arranged near the center are arranged between the convex portions a841 and are hardly pressed, the pushing amounts of the two closing members 100 near the center and the closing members 100 at both ends are pushed. The capacity of the pump a101 can be increased.
In addition, since the convex portion a841 is formed, the height positions are substantially aligned between the closing member 100 at both ends pressed by the teeth a711C and the closing member 100 near the center that is not pressed, so the sheet member a84. The level difference is difficult to occur. As a result, the holder a712 and the gear a711 can slide on the sheet member a84 without moving up and down.

(35)また、凸部a841の突出寸法が閉塞部材100が並べられた端部では大きく、凸部a841の断面形状が歯a711Cの水平面への接触角度に対応することから、歯a711Cの凸部a841摺動時に閉塞部材100を均一方向に押し下げることができる。これにより、閉塞部材100の押込み寸法に基いて、ポンプa101の圧送量を所望のものにできる。 (35) Further, since the projecting dimension of the convex portion a841 is large at the end where the closing member 100 is arranged, and the cross-sectional shape of the convex portion a841 corresponds to the contact angle of the tooth a711C with the horizontal plane, the convex portion of the tooth a711C It is possible to push down the closing member 100 in a uniform direction when sliding a841. Accordingly, the pumping amount of the pump a101 can be set to a desired value based on the indentation dimension of the closing member 100.

〔第18実施形態〕
次に、本発明の第18実施形態について説明する。
本実施形態は、第16、第17実施形態のように、マイクロチップa00にポンプa101が設けられた構成において、ポンプa101に設けられた押圧手段を他の構成に変更したものである。
図34は、本実施形態における操作装置内部において、互いに対向するマイクロチップa00およびユニットとしてのカムa61を示す。
カムa61は、前述のように、図示しないホルダに軸支され、外周部a612が閉塞部材100が並ぶ方向に沿って配置される。
このような構成では、カムa61の偏心回転により、閉塞部材100が順次押圧され、流路FAZにおける試料RGが圧送される。
本実施形態によれば、前述の実施形態で述べた効果と略同様の効果が得られる。
なお、本実施形態では、カムa61と閉塞部材100との間を仕切るシート部材を設けていないが、カムa61回転の際の閉塞部材100上端部の引っ掛かり、破損などを防止する観点では、前述のシート部材a64、a84などを設けることが好ましい。
[Eighteenth Embodiment]
Next, an eighteenth embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, as in the sixteenth and seventeenth embodiments, in the configuration in which the pump a101 is provided in the microchip a00, the pressing means provided in the pump a101 is changed to another configuration.
FIG. 34 shows a microchip a00 and a cam a61 as a unit facing each other inside the operating device in the present embodiment.
As described above, the cam a61 is pivotally supported by a holder (not shown), and the outer peripheral portion a612 is disposed along the direction in which the closing members 100 are arranged.
In such a configuration, the blocking member 100 is sequentially pressed by the eccentric rotation of the cam a61, and the sample RG in the flow path FAZ is pumped.
According to the present embodiment, substantially the same effects as those described in the previous embodiments can be obtained.
In the present embodiment, a sheet member for partitioning the cam a61 and the closing member 100 is not provided. However, from the viewpoint of preventing the upper end portion of the closing member 100 from being caught or damaged during the rotation of the cam a61, the sheet member described above is used. Sheet members a64 and a84 are preferably provided.

〔本発明の変形例〕
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
[Modification of the present invention]
Although the best configuration, method and the like for carrying out the present invention have been disclosed in the above description, the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described primarily with respect to particular embodiments, but may be configured for the above-described embodiments without departing from the scope and spirit of the invention. Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of materials, quantity, and other detailed configurations.
Therefore, the description limited to the shape, material, etc. disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such restrictions is included in this invention.

ここで、前記各実施形態におけるバルブ30等では、弾性部材32が本体31に重ねられていたが、これに限らず、直方体状の本体の側面四方に弾性部材を設けることによって本発明の閉塞部材が構成されていてもよい。このような構成であっても、マイクロチップの孔に押し込まれた際に弾性部材が孔の周縁および流路の壁部に密接するので、必要に応じて流路を閉塞し、流体を制御可能な構造を実現することができる。   Here, in the valve 30 or the like in each of the above embodiments, the elastic member 32 is overlapped on the main body 31. However, the present invention is not limited to this, and the closing member of the present invention is provided by providing elastic members on the four side surfaces of the rectangular parallelepiped main body. May be configured. Even in such a configuration, when pressed into the hole of the microchip, the elastic member is in close contact with the peripheral edge of the hole and the wall of the flow path, so that the flow path can be closed as necessary to control the fluid A simple structure can be realized.

また、前記各実施形態では、マイクロチップの孔20にバルブ30等が配置され、バルブ30等に外力が印加されない状態では、バルブ30等の端部が基板12から突出していたが、これに限らず、閉塞部材の高さに対して基板の厚さが分厚く、閉塞部材が孔の内部に納まっていてもよい。このような構成であれば、閉塞部材が基板表面から突出していないので、マイクロチップを装置の挿入口(スロット)などに差し込んで使用することも容易となる。   Further, in each of the above embodiments, the valve 30 or the like is disposed in the microchip hole 20 and the end of the valve 30 or the like protrudes from the substrate 12 when no external force is applied to the valve 30 or the like. Instead, the thickness of the substrate may be thicker than the height of the closing member, and the closing member may be accommodated in the hole. With such a configuration, since the closing member does not protrude from the substrate surface, it is easy to use the microchip by inserting it into an insertion slot (slot) of the apparatus.

また、閉塞部材は、マイクロ流路の流体制御に用いられるほか、マイクロチップに形成された予備の孔を塞ぐ閉止栓として、流路を閉塞せずに孔を封止する状態で使用されてもよい。   In addition to being used for fluid control of the micro-channel, the blocking member may be used as a closing plug for blocking a spare hole formed in the microchip in a state where the hole is sealed without blocking the channel. Good.

前記の第3実施形態では、2つのバルブ90が経路FA1,FA2のそれぞれに配置されていたが、図35に示すように、2つの経路FA1,FA2に跨るように1つのバルブ170が配置されていてもよい。バルブ170は、マイクロチップ5に形成された平面視矩形状の孔25に配設されている。このバルブ170を孔25の奥へと押し込むことにより、経路FA1,FA2を同時に、同じ開閉量で閉塞することができるため、各経路FA1,FA2に導入される試料RG1,RG2の流体制御が容易となる。
なお、マイクロチップ5の排出側の経路FA3,FA4にも、バルブ170が同様に配設され、このバルブ170によって経路FA3,FA4を同時に、同じ開閉量で閉塞することができる。
In the third embodiment, the two valves 90 are arranged in the paths FA1 and FA2, respectively. However, as shown in FIG. 35, one valve 170 is arranged so as to straddle the two paths FA1 and FA2. It may be. The valve 170 is disposed in a hole 25 having a rectangular shape in plan view formed in the microchip 5. By pushing the valve 170 into the back of the hole 25, the paths FA1 and FA2 can be simultaneously closed with the same opening / closing amount, so that the fluid control of the samples RG1 and RG2 introduced into the paths FA1 and FA2 is easy. It becomes.
The valves 170 are similarly arranged in the paths FA3 and FA4 on the discharge side of the microchip 5, and the paths FA3 and FA4 can be simultaneously closed with the same opening / closing amount by the valve 170.

さらに、前記第4実施形態におけるポンプの変形例を、図36および図37に示した。
図36におけるポンプ180では、3つの閉塞部材181〜183が並んで配置され、中央の閉塞部材182は両側の閉塞部材181,183よりも大きく形成されている。また、中央の閉塞部材182が配置される位置で流路FAが平面視円形状に膨出しており、ここはポンプ室FAPとされている。このようなポンプ180では、ポンプ室FAPの容量のぶん、閉塞部材181〜183の流路FAへの進退による送液量および送液圧力を大きくできる。
なお、ポンプ室FAPに対して進退する閉塞部材181〜183は、図37におけるポンプ190のように、すべて同じサイズに形成されていてもよい。
Furthermore, the modification of the pump in the said 4th Embodiment was shown to FIG. 36 and FIG.
In the pump 180 in FIG. 36, three closing members 181 to 183 are arranged side by side, and the central closing member 182 is formed larger than the closing members 181 and 183 on both sides. Further, the flow path FA bulges in a circular shape in plan view at a position where the central closing member 182 is disposed, and this is the pump chamber FAP. In such a pump 180, the volume of the pump chamber FAP and the liquid supply amount and the liquid supply pressure due to the advance and retreat of the closing members 181 to 183 to the flow path FA can be increased.
The closing members 181 to 183 that advance and retreat with respect to the pump chamber FAP may all be formed in the same size as the pump 190 in FIG.

なお、前述したマイクロ流路は、断面U字状に形成されていたが、マイクロ流路の断面形状は、V字状、台形状、角形状などであってもよい。   In addition, although the microchannel mentioned above was formed in the cross-sectional U shape, the cross-sectional shape of a microchannel may be V shape, trapezoid shape, square shape, etc.

そして、3つの弁によってミキサーを実現する場合は、3つのうち中央に配置された弁を構成する閉塞部材を流路に向かって進退させればよい。この際、この閉塞部材の流路に沿った方向での両端部に交互に加重を掛け、当該両端部を流路に向かって交互に進退させることが一例として考えられる。   And when a mixer is implement | achieved by three valves, what is necessary is just to advance / retreat the closure member which comprises the valve arrange | positioned in the center among three toward a flow path. At this time, it is considered as an example that weights are alternately applied to both ends of the closing member in the direction along the flow path, and the both ends are alternately advanced and retracted toward the flow path.

そして、第8実施形態などでは、ボードa20はレールa12に保持されて筐体a11の壁に突き当てられていたが、ボードが操作装置に組み込まれる態様はこれに限らず、例えば、ボードの側面に穴が形成され、この穴に、レールなどに形成された孔を通じて位置決め用のピンを挿入することで、ボードの操作装置へのセット、および位置出しを行ってもよい。なお、位置決めピンがボードに、孔が操作装置の筐体やレール側に設けられていても良く、さらには、マイクロチップに位置決め用の孔(凹部)などが形成されていた場合、この孔の位置と合うように、ボード側に位置決め用のピン(凸部)が設けられていてもよい。   In the eighth embodiment and the like, the board a20 is held by the rail a12 and is abutted against the wall of the housing a11. However, the manner in which the board is incorporated in the operating device is not limited to this, for example, the side surface of the board A hole may be formed in the board, and a positioning pin may be inserted into the hole through a hole formed in the rail or the like to set and position the board on the operating device. The positioning pin may be provided on the board, and the hole may be provided on the housing or rail side of the operating device. Furthermore, if a positioning hole (recess) or the like is formed on the microchip, A positioning pin (convex portion) may be provided on the board side so as to match the position.

また、第9実施形態のようにボードa20が昇降可能に設けられた構成において、マイクロチップがマイクロチップ配置部に配置されたことを検出するセンサを設け、このセンサによるマイクロチップの配置検出後に、ボードを昇降する構成としてもよい。   Further, in the configuration in which the board a20 can be moved up and down as in the ninth embodiment, a sensor for detecting that the microchip is arranged in the microchip arrangement portion is provided, and after detecting the arrangement of the microchip by this sensor, It is good also as a structure which raises / lowers a board.

そして、第11実施形態を除いて前記各実施形態では、操作装置にボードは1つのみ設けられていたが、1つのマイクロチップに対してボードが2つ以上設けられていても良い。すなわち、生成物や廃棄物などを回収するボードであって、頻繁に取り外す可能性が高いものと、そうでないボードとを分離して、ボードを複数設けることで、マイクロチップの分析・合成などの作業を迅速化できる。
また、1つの操作装置において、マイクロチップおよびボードの複数組が設けられていてもよい。
さらに、第15実施形態などでは、ボードa20に設けられ、カムa61とバルブa100とを仕切るシート部材a64は、2層構造であったが、これに限定されず、1つの層で形成されていたり、3層以上の多層構造であってもよい。なお、シート部材を1つの層で形成する場合は、PP(ポリプロピレン)またはPET(ポリエチレンテレフタレート)などが好適である。
In each of the embodiments except for the eleventh embodiment, only one board is provided in the operating device, but two or more boards may be provided for one microchip. In other words, it is a board that collects products and wastes, etc., which is likely to be removed frequently, and a board that is not so, and by providing multiple boards, such as microchip analysis / synthesis Work can be speeded up.
Moreover, in one operating device, a plurality of sets of microchips and boards may be provided.
Further, in the fifteenth embodiment and the like, the seat member a64 provided on the board a20 and partitioning the cam a61 and the valve a100 has a two-layer structure, but is not limited thereto, and may be formed of one layer. A multilayer structure of three or more layers may be used. In addition, when forming a sheet | seat member by one layer, PP (polypropylene) or PET (polyethylene terephthalate) etc. are suitable.

また、第16実施形態において、ユニットとして圧力センサa102に導通されたプローブa72を示したが、このようなプローブは、圧力センサを始めとする各種センサのほか、電気浸透流ポンプや、MEMSデバイスなどに導通して使用してもよい。つまり、これらセンサ、電気浸透流ポンプ、MEMSデバイスなどをマイクロチップの流路を閉塞する閉塞部材として、これらの閉塞部材とプローブとを組み合わせて一つのデバイスとして機能させてもよい。   In the sixteenth embodiment, the probe a72 conducted to the pressure sensor a102 is shown as a unit. However, such a probe includes various sensors including a pressure sensor, an electroosmotic pump, a MEMS device, and the like. It may be used in conduction. That is, these sensors, electroosmotic pumps, MEMS devices, and the like may function as a single device by combining these blocking members and probes as blocking members that block the microchip channel.

さらに、第16実施形態において圧力センサa102を例示したが、閉塞部材として採用し得るセンサはこれに限らず、温度、圧力、流量、位置、加重、濃度、バイオ、pH、位置、荷重などを検出するものや、熱レンズ分析、蛍光分析、吸光度分析など光を使って分析するための検出器なども採用し得る。
ここで、電気的なセンシングを行うに際しては、第16実施形態で示したように、センサ素子部(圧力センサa102)をマイクロチップの孔に配設するとともに、回路部などをユニット化し、これらセンサ素子部と回路部とをプローブなどで接続することが好ましい。
Furthermore, although the pressure sensor a102 is illustrated in the sixteenth embodiment, sensors that can be used as the closing member are not limited to this, and temperature, pressure, flow rate, position, weight, concentration, bio, pH, position, load, and the like are detected. It is also possible to employ a detector for analyzing using light such as thermal lens analysis, fluorescence analysis, and absorbance analysis.
Here, when performing electrical sensing, as shown in the sixteenth embodiment, the sensor element portion (pressure sensor a102) is disposed in the hole of the microchip, and the circuit portion and the like are unitized, and these sensors are arranged. It is preferable to connect the element portion and the circuit portion with a probe or the like.

また、第16実施形態においてポンプa101を駆動するポンプユニットa71を示したが、このようなポンプa101を駆動するユニットとしては、これに限らず、例えば圧電素子なども使用できる。この場合、ポンプa101を構成する複数の閉塞部材a100に対してそれぞれ圧電素子を配置し、これらの圧電素子に任意の周波数で電圧を印加することによって、閉塞部材が任意の周期で押圧される。そして、印加電圧の周波数を変えることによって、押圧の周期およびポンプの吐出量が調節可能となる。   In the sixteenth embodiment, the pump unit a71 for driving the pump a101 is shown. However, the unit for driving the pump a101 is not limited thereto, and for example, a piezoelectric element or the like can be used. In this case, a piezoelectric element is arranged for each of the plurality of closing members a100 constituting the pump a101, and a voltage is applied to these piezoelectric elements at an arbitrary frequency, whereby the closing member is pressed at an arbitrary period. Then, by changing the frequency of the applied voltage, the pressing cycle and the pump discharge amount can be adjusted.

前記各実施形態において、閉塞部材およびこれと対応するユニットの態様を複数示したが、要するに、閉塞部材およびユニットは、互いに組み合わせられて一つのデバイスを構成するものであって、前記実施形態には限定されない。例えば、化学合成や細胞培養などの際、マイクロチップの流路においてスポット的に加熱・冷却が必要な箇所に、閉塞部材を設け、この閉塞部材と対応する位置に、ユニットとしてヒーターやペルチェ素子を設けることも考えられる。
なお、ボードへのユニットの脱着方法としては、ボードの孔にユニットを差し込んで固定する、ボードへユニットをネジ込んで固定する、ボードの表面または側面に形成されたスリット部にユニットをスライドさせて装着するなどの方法がある。すなわち、ボードによるユニットの保持は、前記各実施形態のように、ボードに形成された孔にユニットを挿通するものに限られない。
In each of the above embodiments, a plurality of modes of the closing member and the corresponding unit are shown. In short, the closing member and the unit are combined with each other to form one device. It is not limited. For example, when chemical synthesis or cell culture is performed, a blocking member is provided at a spot where heating / cooling is required in a spot in the microchip channel, and a heater or a Peltier device is installed as a unit at a position corresponding to the blocking member. It is also possible to provide it.
The unit can be attached to and removed from the board by inserting the unit into the board hole and fixing it, screwing the unit into the board and fixing it, or sliding the unit into the slit formed on the surface or side of the board. There are methods such as wearing. That is, the holding of the unit by the board is not limited to the unit inserted through the hole formed in the board as in the above embodiments.

そして、第17実施形態で、凸部a841はシート部材a84の片面のみに形成されていたが、このような凸部a841はシート部材の両面側同じ位置に、それそれ形成されていてもよい。   In the seventeenth embodiment, the convex portion a841 is formed only on one side of the sheet member a84, but such a convex portion a841 may be formed at the same position on both sides of the sheet member.

本発明は、マイクロチップ内部の微小空間における流体の高効率反応に関する分析、合成の分野で利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the field of analysis and synthesis related to high-efficiency reaction of fluid in a micro space inside a microchip.

本発明の第1実施形態におけるマイクロチップの分解斜視図。The disassembled perspective view of the microchip in 1st Embodiment of this invention. 前記実施形態におけるマイクロチップの平面図。The top view of the microchip in the said embodiment. 前記実施形態におけるマイクロチップの断面図。Sectional drawing of the microchip in the said embodiment. 前記実施形態におけるバルブの斜視図。The perspective view of the valve | bulb in the said embodiment. 前記実施形態におけるバルブの開閉量の調節について示す図。The figure shown about adjustment of the opening-and-closing amount of the valve in the embodiment. 本発明の第2実施形態におけるバルブを示す図。The figure which shows the valve | bulb in 2nd Embodiment of this invention. 前記実施形態における他のバルブを示す図。The figure which shows the other valve | bulb in the said embodiment. 前記実施形態における他のバルブを示す図。The figure which shows the other valve | bulb in the said embodiment. 前記実施形態における他のバルブを示す図。The figure which shows the other valve | bulb in the said embodiment. 前記実施形態における他のバルブを示す図。The figure which shows the other valve | bulb in the said embodiment. 前記実施形態における他のバルブを示す図。The figure which shows the other valve | bulb in the said embodiment. 前記実施形態における他のバルブの斜視図。The perspective view of the other valve | bulb in the said embodiment. 前記実施形態における他のバルブの断面図。Sectional drawing of the other valve | bulb in the said embodiment. 本発明の第3実施形態におけるマイクロチップの平面図。The top view of the microchip in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態におけるマイクロチップの平面図。The top view of the microchip in 4th Embodiment of this invention. 前記実施形態におけるポンプの断面図。Sectional drawing of the pump in the said embodiment. 本発明の第5実施形態における切替え装置の平面図。The top view of the switching apparatus in 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態におけるミキサーの平面図。The top view of the mixer in 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態におけるインジェクターの平面図。The top view of the injector in 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8実施形態における操作装置の概略斜視図。The schematic perspective view of the operating device in 8th Embodiment of this invention. 前記実施形態における操作装置の内部を示す側面図。The side view which shows the inside of the operating device in the said embodiment. 前記実施形態における操作装置の内部を示す平面図。The top view which shows the inside of the operating device in the said embodiment. 本発明の第9実施形態における操作装置の内部を示す側面図。The side view which shows the inside of the operating device in 9th Embodiment of this invention. 本発明の第10実施形態におけるユニットの動作を示す側断面図。The sectional side view which shows operation | movement of the unit in 10th Embodiment of this invention. 本発明の第11実施形態における操作装置の側断面図。The sectional side view of the operating device in 11th Embodiment of this invention. 本発明の第12実施形態のユニットを示す側断面図。The sectional side view which shows the unit of 12th Embodiment of this invention. 本発明の第13実施形態のユニットを示す側断面図。The sectional side view which shows the unit of 13th Embodiment of this invention. 本発明の第14実施形態のユニットを示す側断面図。A side sectional view showing a unit of a 14th embodiment of the present invention. 本発明の第15実施形態のユニットを示す側断面図。A side sectional view showing a unit of a 15th embodiment of the present invention. 本発明の第16実施形態の操作装置内部を示す斜視図。The perspective view which shows the inside of the operating device of 16th Embodiment of this invention. 前記実施形態における操作装置の内部を示す平面図。The top view which shows the inside of the operating device in the said embodiment. 前記実施形態におけるユニットを示す側面図。The side view which shows the unit in the said embodiment. 本発明の第17実施形態におけるユニットを示す側面図。The side view which shows the unit in 17th Embodiment of this invention. 本発明の第18実施形態におけるユニットを示す側面図。The side view which shows the unit in 18th Embodiment of this invention. 本発明の変形例におけるマイクロチップの平面図。The top view of the microchip in the modification of this invention. 本発明の変形例におけるポンプの平面図。The top view of the pump in the modification of this invention. 本発明の変形例における他のポンプの平面図。The top view of the other pump in the modification of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1〜5,a0,a00 マイクロチップ
11,12 基板
14,24 溝
20,25,110 孔
30,40,50,55,60,70,80,90,170,a100 バルブ(弁を構成する閉塞部材)
31,41,71 本体(部材本体)
91 圧力センサ(センサ)
32,42,52,56,62,82 弾性部材
35,85 接着剤(充填剤)
100,181〜183 閉塞部材
130 切替え装置
150 ミキサー
160 インジェクター
180,190,a101 ポンプ
321 表面
521,561 堰部
911 ダイアフラム
912 保持体
CNC 接続部
CRS 交差部(接続部)
FA,FAA,FAB,FAC,FAM,FAZ 流路
FAA1 経路(所定の経路)
FAA2〜FAA4 導入経路
FAA5,FAA6 排出経路
FAC1,FAC2 経路(第1経路)
FAC3 注入経路(第2経路)
RG,RG1〜RG3 試料(流体)
a1,a4,a5 操作装置
a10B 昇降調節ネジ
a102 圧力センサ(デバイス部)
a121 上面部(案内部)
a13 筐体底面部(マイクロチップ配置部)
a20,a25〜a29 ボード
a30,a55,a57,58,60,71,72 ユニット
a35 圧電アクチュエータ
a43 プレート
a52 バネ内蔵可動軸(押圧部材)
a61 カム(偏心回転体)
a63,a64,a84 シート部材
a352 可動軸(押圧部材)
a353,a522B センサ(押圧力、押圧量を計測)
a354 バネ
a411 凹部
a412 バネ(進退手段を構成)
a522 棒状部材(押圧部材)
a523 バネ
a581 ステッピングモータ
a582 ネジ(押圧部材)
a611 軸部
a612 外周部
a641 第1層膜
a642 第2層膜
a711 ギア(偏心回転体)
a711A 回転軸部(軸部)
a711C 歯(大径部)
a714 定荷重バネ
a841 凸部
1-5, a0, a00 Microchip 11, 12 Substrate 14, 24 Groove 20, 25, 110 Hole 30, 40, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 170, a100 Valve (a closing member constituting the valve )
31, 41, 71 Main body (member main body)
91 Pressure sensor (sensor)
32, 42, 52, 56, 62, 82 Elastic members 35, 85 Adhesive (filler)
100, 181 to 183 Blocking member 130 Switching device 150 Mixer 160 Injector 180, 190, a101 Pump 321 Surface 521, 561 Weir 911 Diaphragm 912 Holding body CNC Connection part CRS Intersection (connection part)
FA, FAA, FAB, FAC, FAM, FAZ Flow path FAA1 path (predetermined path)
FAA2 to FAA4 introduction route FAA5, FAA6 discharge route FAC1, FAC2 route (first route)
FAC3 injection route (second route)
RG, RG1-RG3 Sample (fluid)
a1, a4, a5 Operating device a10B Lifting adjustment screw a102 Pressure sensor (device part)
a121 Upper surface part (guide part)
a13 Case bottom (microchip placement part)
a20, a25 to a29 Board a30, a55, a57, 58, 60, 71, 72 Unit a35 Piezoelectric actuator a43 Plate a52 Spring built-in movable shaft (pressing member)
a61 Cam (Eccentric rotating body)
a63, a64, a84 Sheet member a352 Movable shaft (pressing member)
a353, a522B sensor (measures pressing force and pressing amount)
a354 Spring a411 Recessed part a412 Spring (constitutes advancing and retracting means)
a522 Bar-shaped member (pressing member)
a523 Spring a581 Stepping motor a582 Screw (pressing member)
a611 Shaft part a612 Outer peripheral part a641 First layer film a642 Second layer film a711 Gear (eccentric rotating body)
a711A Rotating shaft (shaft)
a711C tooth (large diameter part)
a714 Constant load spring a841 Convex part

Claims (39)

内部に形成された流路およびこの流路に連通する孔を有するマイクロチップと、
前記孔に挿入されて前記流路を閉塞する閉塞部材とを備え、
前記閉塞部材は、少なくとも一部に弾性部材を備えた
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
A microchip having a channel formed therein and a hole communicating with the channel;
A closing member inserted into the hole and closing the flow path;
The fluid control structure of a microchannel, wherein the closing member includes an elastic member at least in part.
請求項1に記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記マイクロチップは、硬質材料により形成されている
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
The fluid control structure for a microchannel according to claim 1,
The microchip fluid control structure, wherein the microchip is made of a hard material.
請求項1または請求項2に記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記弾性部材が設けられる部材本体を備え、
前記部材本体は、硬質材料により形成されている
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
In the fluid control structure of the microchannel according to claim 1 or 2,
A member main body provided with the elastic member;
The fluid flow control structure of a micro flow path, wherein the member main body is formed of a hard material.
請求項3に記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記弾性部材は、前記部材本体の流路側の面に設けられ、
前記弾性部材および前記部材本体は、前記孔の軸方向での厚さがそれぞれ均一に設けられている
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
In the fluid control structure of the microchannel according to claim 3,
The elastic member is provided on the surface of the member body on the flow path side,
The microfluidic fluid control structure according to claim 1, wherein the elastic member and the member main body are provided with uniform thicknesses in the axial direction of the holes.
請求項3または請求項4に記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記弾性部材は、前記部材本体の流路側の面に設けられ、
前記弾性部材は、前記流路側の表面が平坦に形成されている
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
In the fluid control structure of the microchannel according to claim 3 or 4,
The elastic member is provided on the surface of the member body on the flow path side,
The fluid control structure of a micro flow path, wherein the elastic member has a flat surface on the flow path side.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記弾性部材は、表面から前記流路内に突出する堰部を有する
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
In the microchannel fluid control structure according to any one of claims 1 to 3,
The fluid control structure for a micro flow path, wherein the elastic member has a dam portion protruding from the surface into the flow path.
請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記孔の径寸法は、前記流路の幅よりも大きい
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
The fluid control structure for a microchannel according to any one of claims 1 to 6,
A microfluidic fluid control structure, wherein a diameter of the hole is larger than a width of the channel.
請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記孔の内周面と前記閉塞部材との間に、延性および弾性を有する充填剤が介装されている
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
In the fluid control structure of the microchannel according to any one of claims 1 to 7,
A microfluidic fluid control structure, wherein a filler having ductility and elasticity is interposed between an inner peripheral surface of the hole and the closing member.
請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記閉塞部材は、前記孔から前記流路に向かって押し込まれ、この押し込み量および押し込み力のいずれかの調節により、前記流路内の流体流量、流体圧力、および流体流速のいずれかが調節される
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
The fluid control structure for a microchannel according to any one of claims 1 to 8,
The closing member is pushed toward the flow path from the hole, and any one of the fluid flow rate, the fluid pressure, and the fluid flow rate in the flow path is adjusted by adjusting any one of the pushing amount and the pushing force. A fluid control structure of a microchannel characterized by the above.
請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記弾性部材は、高耐食性材料で形成されている
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
The microchannel fluid control structure according to any one of claims 1 to 9,
The fluid control structure of a microchannel, wherein the elastic member is formed of a highly corrosion-resistant material.
請求項1ないし請求項10のいずれかに記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記弾性部材は、親水化処理されている
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
In the fluid control structure of a microchannel according to any one of claims 1 to 10,
The fluid control structure of a microchannel, wherein the elastic member is hydrophilized.
請求項1ないし請求項10のいずれかに記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記弾性部材は、撥水化処理されている
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
In the fluid control structure of a microchannel according to any one of claims 1 to 10,
The fluid control structure of a micro flow path, wherein the elastic member is water-repellent.
請求項3ないし請求項12のいずれかに記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記部材本体は、前記閉塞部材が押し込まれた際の加重を検出するセンサとして構成されている
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
The fluid control structure for a microchannel according to any one of claims 3 to 12,
The microfluidic fluid control structure according to claim 1, wherein the member main body is configured as a sensor that detects a load when the blocking member is pushed.
請求項1ないし請求項13のいずれかに記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記弾性部材および前記充填剤の少なくとも一方は、気体透過性材料で形成されていることを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
The fluid control structure for a microchannel according to any one of claims 1 to 13,
At least one of the elastic member and the filler is formed of a gas permeable material.
請求項1ないし請求項14のいずれかに記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記閉塞部材は、前記流路を閉塞すべく前記流路に対して進退可能に設けられて弁を構成する
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
The fluid control structure for a microchannel according to any one of claims 1 to 14,
The micro-fluidic fluid control structure according to claim 1, wherein the closing member is provided so as to be capable of advancing and retreating with respect to the flow path so as to close the flow path.
請求項15に記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記弁は、前記流路内の流体圧力が所定量を超えたときに開く安全弁である
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
The fluid control structure of a microchannel according to claim 15,
The micro-channel fluid control structure according to claim 1, wherein the valve is a safety valve that opens when a fluid pressure in the channel exceeds a predetermined amount.
請求項15に記載のマイクロ流路の流体制御構造において、
前記弁は、複数並べられるとともに、これらの弁を構成する前記閉塞部材が順に進退してポンプを構成する
ことを特徴とするマイクロ流路の流体制御構造。
The fluid control structure of a microchannel according to claim 15,
A plurality of the valves are arranged, and the fluid flow control structure of the micro flow path is characterized in that the closing members constituting these valves advance and retreat in order to form a pump.
流路が内部に形成されたマイクロチップの前記流路に連通する孔に挿入されて前記流路を閉塞する閉塞部材であって、
少なくとも一部に弾性部材を備えた
ことを特徴とするマイクロ流路の閉塞部材。
A blocking member that is inserted into a hole communicating with the flow path of the microchip formed inside, and closes the flow path,
A blocking member for a micro-channel, comprising an elastic member at least partially.
請求項1ないし請求項17のいずれかに記載の流体制御構造に用いられる
ことを特徴とするマイクロチップ。
A microchip used in the fluid control structure according to claim 1.
互いに重ねられる複数の樹脂製基板を備え、これらの基板のうち互いに重ねられる一方の基板の板面と他方の基板の板面から窪んで形成される溝とから流路が構成され、他方の基板を前記溝に向かって貫通する孔が形成されたマイクロチップと、少なくとも一部に弾性部材を有し、前記孔に挿入されて前記流路を閉塞する閉塞部材とが一体化された流体制御可能なマイクロチップを製造する方法であって、
他方の基板の板面を平面上に配置した状態で、延性および弾性を有する充填剤を前記孔の内周面と前記孔に挿入された前記閉塞部材との間に介装した後、
前記基板を互いに重ね合わせて接合する
ことを特徴とする流体制御可能なマイクロチップの製造方法。
A plurality of resin substrates are stacked on each other, and a flow path is configured by a plate surface of one of the substrates stacked on top of each other and a groove formed by depression from the plate surface of the other substrate, and the other substrate A microchip in which a hole penetrating through the groove is formed and an occlusion member that has an elastic member at least partially and is inserted into the hole to block the flow path are integrated and can be controlled by fluid. A method of manufacturing a microchip,
After inserting the filler having ductility and elasticity between the inner peripheral surface of the hole and the blocking member inserted in the hole, with the plate surface of the other substrate placed on a plane,
A method of manufacturing a fluid-controllable microchip, wherein the substrates are bonded to each other.
請求項15に記載のマイクロ流路の流体制御構造を備え、
前記流路は、それぞれ延びる複数の導入経路と、これらの導入経路がそれぞれ接続される所定の経路とを有し、
前記弁は、前記導入経路の前記所定の経路への接続部分にそれぞれ設けられ、これらの弁の開閉により、前記導入経路からの流体の道筋を切り替え可能である
ことを特徴とする切替え装置。
A fluid control structure for a microchannel according to claim 15,
The flow path has a plurality of introduction paths extending respectively, and predetermined paths to which these introduction paths are connected,
The switching device is characterized in that the valve is provided at a portion where the introduction path is connected to the predetermined path, and the path of the fluid from the introduction path can be switched by opening and closing these valves.
請求項15に記載の流体制御構造を備え、
前記流路は、所定の経路と、前記所定の経路が分岐するようにそれぞれ延びる複数の分岐経路とを有し、
前記弁は、前記分岐経路における前記所定の経路から分岐した部分にそれぞれ設けられ、これらの弁の開閉により、前記分岐経路への流体の道筋を切り替え可能である
ことを特徴とする切替え装置。
A fluid control structure according to claim 15,
The flow path has a predetermined path and a plurality of branch paths that extend so that the predetermined path branches,
The switching device is characterized in that the valves are respectively provided in portions of the branch path branched from the predetermined path, and the path of the fluid to the branch path can be switched by opening and closing these valves.
請求項15に記載の流体制御構造を備え、
前記弁は、少なくとも3つ並べて配置され、これらの弁のうち両端側にそれぞれ配置された弁に閉塞されることによって前記流路が仕切られ、残りの弁を構成する前記閉塞部材が前記仕切られた流路に対して進退することにより、前記流体における成分が混合されることを特徴とするミキサー。
A fluid control structure according to claim 15,
At least three of the valves are arranged side by side, and the flow path is partitioned by being closed by valves respectively disposed on both ends of these valves, and the blocking members constituting the remaining valves are partitioned. The component in the fluid is mixed by moving forward and backward with respect to the flow path.
請求項15に記載の流体制御構造を備え、
前記流路は、第1経路と、この第1経路と交差する方向に沿って延びて前記第1経路に接続される第2経路とを有し、
前記第2経路は、前記第1経路との接続部に注入される流体の導入口を一端側に有し、
前記弁は、前記接続部の近傍で、前記第1経路の前記接続部の上流側および下流側と、前記第2経路とにそれぞれ設けられる
ことを特徴とするインジェクター。
A fluid control structure according to claim 15,
The flow path includes a first path and a second path that extends along a direction intersecting the first path and is connected to the first path.
The second path has, on one end side, an inlet for fluid to be injected into the connection part with the first path,
The injector is provided in the vicinity of the connection portion, on the upstream side and the downstream side of the connection portion of the first path, and on the second path, respectively.
請求項1ないし請求項17のいずれかに記載の流体制御構造を備え、前記マイクロチップは、前記孔を複数有し、各孔に挿入された前記閉塞部材をそれぞれ操作する装置であって、
前記マイクロチップが配置されるマイクロチップ配置部と、
前記各閉塞部材とそれぞれ一体的に作動する複数のユニットと、
前記各ユニットをそれぞれ着脱自在に保持するボードと、
前記ボードが着脱自在に配置されるボード配置部とを備える
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
The fluid control structure according to any one of claims 1 to 17, wherein the microchip has a plurality of the holes, and operates each of the blocking members inserted into the holes, respectively.
A microchip placement portion on which the microchip is placed;
A plurality of units each integrally operating with the respective closure members;
A board for holding each unit detachably;
A closing member operation device comprising: a board placement portion on which the board is detachably placed.
請求項25に記載の閉塞部材操作装置において、
前記ボード配置部は、前記ボードを前記ユニットが前記閉塞部材に対向する所定位置に案内する案内部を有する
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
In the closure member operation device according to claim 25,
The said board arrangement | positioning part has a guide part which guides the said board to the predetermined position where the said unit opposes the said closure member. The closure member operating device characterized by the above-mentioned.
請求項25または請求項26に記載の閉塞部材操作装置において、
前記ボードには、前記ボードを前記マイクロチップに対して進退可能な進退手段が設けられる
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
In the closure member operation device according to claim 25 or claim 26,
The closing member operating device is characterized in that the board is provided with an advancing / retreating means capable of advancing and retracting the board with respect to the microchip.
請求項25ないし請求項27のいずれかに記載の閉塞部材操作装置において、
前記ユニットは、前記閉塞部材を前記孔から前記流路に向かって押圧する押圧手段を有する
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
The closure member operating device according to any one of claims 25 to 27,
The said unit has a press means to press the said closure member toward the said flow path from the said hole. The closure member operating device characterized by the above-mentioned.
請求項28に記載の閉塞部材操作装置において、
前記押圧手段は、駆動源を備え、
前記駆動源は、圧電アクチュエータおよびステッピングモータのいずれかである
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
The closure member operating device according to claim 28,
The pressing means includes a drive source,
The driving source is any one of a piezoelectric actuator and a stepping motor.
請求項28または請求項29に記載の閉塞部材操作装置において、
前記押圧手段には、前記閉塞部材への押圧力および押圧量のいずれかを計測するセンサが設けられている
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
The closure member operating device according to claim 28 or claim 29,
A sensor for measuring either a pressing force or a pressing amount to the blocking member is provided in the pressing means.
請求項28ないし請求項30のいずれかに記載の閉塞部材操作装置において、
前記押圧手段は、前記ボードを貫通して前記閉塞部材に当接する押圧部材と、この押圧部材を当該棒状部材の軸方向に沿って前記閉塞部材側に付勢するバネとを有する
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
The closure member operating device according to any one of claims 28 to 30,
The pressing means includes a pressing member that penetrates the board and contacts the closing member, and a spring that biases the pressing member toward the closing member along the axial direction of the rod-shaped member. A closing member operating device.
請求項28ないし請求項31のいずれかに記載の閉塞部材操作装置において、
前記押圧手段は、軸部から外周部までの距離が一定でない偏心回転体であって、前記孔から前記流路に向かう方向に前記外周部が沿うように設けられる
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
The closure member operating device according to any one of claims 28 to 31,
The pressing means is an eccentric rotating body whose distance from the shaft portion to the outer peripheral portion is not constant, and is provided so that the outer peripheral portion extends along the direction from the hole toward the flow path. apparatus.
請求項32に記載の閉塞部材操作装置において、
前記閉塞部材は、複数並べられ、
前記偏心回転体は、前記閉塞部材の並ぶ方向に周方向が沿うように設けられ、この偏心回転体の回転により、前記閉塞部材が順に進退するように押圧されてポンプとして機能する
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
The closure member operating device according to claim 32,
A plurality of the blocking members are arranged,
The eccentric rotator is provided so that a circumferential direction thereof is along a direction in which the closing members are arranged, and by the rotation of the eccentric rotating body, the closing member is pressed so as to advance and retreat in order to function as a pump. A closing member operating device.
請求項25ないし請求項33のいずれかに記載の閉塞部材操作装置において、
前記閉塞部材は、前記流体の状態を検出あるいは操作するデバイス部を有し、
前記ユニットは、前記デバイス部と導通されるプローブを有する
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
The closure member operating device according to any one of claims 25 to 33,
The closing member has a device unit for detecting or operating the state of the fluid,
The said unit has a probe connected with the said device part. The obstruction | occlusion member operating device characterized by the above-mentioned.
請求項25ないし請求項34のいずれかに記載の閉塞部材操作装置において、
前記ボードには、前記閉塞部材と前記ユニットとを仕切るシート部材が設けられる
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
The closure member operating device according to any one of claims 25 to 34,
The board is provided with a sheet member that partitions the closing member and the unit.
請求項35に記載の閉塞部材操作装置において、
前記シート部材は、耐食性である
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
The closure member operating device according to claim 35,
The said sheet | seat member is corrosion resistance. The closure member operating device characterized by the above-mentioned.
請求項35または請求項36に記載の閉塞部材操作装置において、
前記ユニットは、前記閉塞部材を前記孔から前記流路に向かって押圧する押圧手段を有するとともに、当該押圧方向と交差する方向に可動であり、
前記シート部材には、前記ユニットと前記閉塞部材との間の摩擦抵抗を抑制する低摩擦材料が用いられる
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
The closure member operating device according to claim 35 or claim 36,
The unit has a pressing means for pressing the blocking member from the hole toward the flow path, and is movable in a direction intersecting the pressing direction.
The closing member operating device characterized in that a low friction material that suppresses frictional resistance between the unit and the closing member is used for the sheet member.
請求項37に記載の閉塞部材操作装置において、
前記シートは、前記低摩擦材料が用いられ前記ユニット側に配置される第1層膜と、前記第1層膜よりも摩擦抵抗が高い高摩擦材料が用いられ前記閉塞部材側に配置される第2層膜とを有する
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
The closure member operating device according to claim 37,
The sheet includes a first layer film disposed on the unit side using the low friction material, and a first layer film disposed on the closing member side using a high friction material having a higher frictional resistance than the first layer film. A closing member operating device comprising a two-layer film.
請求項37または請求項38に記載の閉塞部材操作装置において、
前記押圧手段は、軸部から外周部までの距離が一定でない偏心回転体であって、前記孔から前記流路に向かう方向に前記外周部が沿うように設けられ、
前記シートには、前記外周部の軸部までの距離が他よりも大きい大径部に当接される位置に応じて凸部が形成されている
ことを特徴とする閉塞部材操作装置。
The closure member operating device according to claim 37 or claim 38,
The pressing means is an eccentric rotating body in which the distance from the shaft portion to the outer peripheral portion is not constant, and is provided so that the outer peripheral portion extends along the direction from the hole toward the flow path.
The closing member operating device according to claim 1, wherein a convex portion is formed on the seat according to a position where the distance to the shaft portion of the outer peripheral portion is in contact with a large diameter portion larger than the others.
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