JP2006346671A - 液液界面反応装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】異なる個別流路を交差させて合流させ、合流流路内に層流の液液界面を形成して異なる種類の液体を反応させる場合に、異なる個別流路が交差するときの角度を可及的に小さくし、異なる種類の液体が合流するときの流速や流れの方向の急激な変化を抑えることができる装置を提供する。
【解決手段】基板１０の表面および裏面に溝を形成して２本の個別流路２４、２６を構成し、２つの溝を途中で交差させ基板１０の厚み方向において２本の個別流路２４、２６を合流させて合流流路２８を構成する。２本の個別流路２４、２６に異なる種類の液体を流し、両液体を合流させて合流流路２８内に２層流の液液界面を形成し、液液界面で２種類の液体を反応させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、基板内において２種類の液体を微少流量で流し、それらの液体の流れを合流させて２層流の液液界面を形成し、その液液界面で２種類の液体を反応させる液液界面反応装置に関し、この液液界面反応装置は、化学薬品、化粧品、化学調味料、塗料等の合成などに使用される。
この種の液液界面反応装置は、２種類の液体をそれぞれ微少流量で、２本の微小な液体流路に別々に流し、それら２本の液体流路を途中で交差させて２つの液体の流れを下流側で合流させることにより、合流流路内に２層流の液液界面を形成し、その液液界面で２種類の液体を反応させる、といったものである。このような装置は、例えば、ガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス、金属などで形成された基板（チップ）の表面に微細な溝や孔を加工形成し、その基板の表面にカバー板を密着させて溝を被覆し、溝部分を液体の流路とするとともに、孔部分を液体の供給口や採取口とした構造を有している。また、基板表面に密着するカバー板には、液体供給口および液体採取口にそれぞれ連通する複数の貫通孔が加工形成されている。そして、流路系は、２種類の液体を別々に流す２本の液体流路と、それら２本の液体流路が交差して合流した合流流路とで構成され、各液体流路の始端部がそれぞれ液体供給口に連通し、合流流路の終端部が液体採取口に連通している。このような構成の装置を使用して２種類の液体の反応を行わせるときは、マイクロポンプ、マイクロシリンジ、マイクロバルブなどにより各液体供給口へ個別にそれぞれ液体を供給する。液体供給口へ供給された２つの液体は、それぞれ液体流路を通って流動し下流側で合流する。そして、合流流路内に２層流の液液界面が形成されて、その液液界面で２種類の液体の反応が進行する。その後、適宜方法により、例えばこれらの液体に反応停止液を添加したり、液体を冷却したりして反応を停止させ、反応生成物を含む液体を合流流路の終端から流出させ液体採取口を通って排出させる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２７７４７８号公報（第３頁、図１）
従来の液液界面反応装置のように、基板の表面に２本の溝を形成して液体流路とするとともに、基板表面でそれら２本の溝を平面的に交差させて１本の溝に連接させ合流流路とする、といった構造では、２本の液体流路が交差するときの角度が大きくなる。このため、２種類の液体が合流するときに流速や流れの方向の急激な変化を生じ、それらが原因となって固形物が生成され、流路の目詰まりを生じる、といった問題点がある。このような問題は、実験段階から工業化（量産化）段階へ移行するときに、特に重要なものとなる。
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、異なる個別流路を交差させて合流させ、その合流流路内に層流の液液界面を形成して異なる種類の液体を反応させる場合において、異なる個別流路が交差するときの角度を可及的に小さくして、異なる種類の液体が合流するときの流速や流れの方向の急激な変化を抑え、固形物が生成して流路の目詰まりを生じることを防止することができる液液界面反応装置を提供することを目的とする。
請求項１に係る発明は、異なる種類の液体を異なる個別流路にそれぞれ流し、前記異なる個別流路同士を途中で合流させて、合流流路内に層流の液液界面を形成し、その液液界面で前記異なる種類の液体を相互に反応させる液液界面反応装置において、基板の表面および裏面にそれぞれ溝を形成して、それらの溝により前記異なる個別流路を構成し、基板の表面および裏面にそれぞれ形成された前記各溝の深さ寸法の和を基板の厚み寸法より大きくするとともに、それらの溝を平面視で交差させて、基板の厚み方向において前記異なる個別流路同士を合流させることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の液液界面反応装置において、前記基板を複数枚、基板同士間で前記溝の位置がそれぞれ平面視で重なり合うように積層して密着させ、隣接する基板同士の密着面において、一方の基板の表面に形成された溝と他方の基板の裏面に形成された溝とが途中で交差して、一方の基板の個別流路と他方の基板の個別流路とが合流することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、異なる種類の液体を異なる個別流路にそれぞれ流し、前記異なる個別流路同士を途中で合流させて、合流流路内に層流の液液界面を形成し、その液液界面で前記異なる種類の液体を相互に反応させる液液界面反応装置において、基板の表面および裏面にそれぞれ溝を形成して、それらの溝により前記異なる個別流路を構成し、基板の表面および裏面にそれぞれ形成された前記溝の一方または両方の溝深さを下流側に向かって漸次深くし、それらの溝を基板の厚み方向において交差させて、前記異なる個別流路同士を合流させることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の液液界面反応装置において、前記基板を複数枚、表面同士および裏面同士をそれぞれ対向させて交互に、基板同士間で前記溝の位置がそれぞれ平面視で重なり合うように積層して密着させたことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、異なる種類の液体を異なる個別流路にそれぞれ流し、前記異なる個別流路同士を途中で合流させて、合流流路内に層流の液液界面を形成し、その液液界面で前記異なる種類の液体を相互に反応させる液液界面反応装置において、基板の表面および裏面にそれぞれ少なくとも１つの溝を形成して、それらの溝により前記異なる個別流路を構成するとともに、それらの溝を交差させて基板の厚み方向において前記異なる個別流路同士を合流させ、前記基板を複数枚、基板同士間で前記溝の位置がそれぞれ平面視で重なり合うように積層して密着させたことを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の液液界面反応装置において、基板の表面および裏面にそれぞれ形成された前記各溝の深さ寸法の和を基板の厚み寸法より大きくするとともに、それらの溝を平面視で交差させて、基板の厚み方向において前記異なる個別流路同士を合流させるとともに、隣接する基板同士の密着面において、一方の基板の表面に形成された溝と他方の基板の裏面に形成された溝とが途中で交差して、一方の基板の個別流路と他方の基板の個別流路とが合流することを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項５に記載の液液界面反応装置において、基板の表面および裏面にそれぞれ形成された前記溝の一方または両方の溝深さを下流側に向かって漸次深くし、それらの溝を基板の厚み方向において交差させて、前記異なる個別流路同士を合流させ、前記複数枚の基板が、表面同士および裏面同士をそれぞれ対向させて交互に積層されたことを特徴とする。
請求項８に係る発明は、異なる種類の液体を異なる個別流路にそれぞれ流し、前記異なる個別流路同士を途中で合流させて、合流流路内に層流の液液界面を形成し、その液液界面で前記異なる種類の液体を相互に反応させる液液界面反応装置において、２枚の基板の片面にそれぞれ溝を形成して、それらの溝により前記異なる個別流路を構成するとともに、２枚の基板を、溝が形成された面同士を対向させ、かつ、それらの溝が平面視で交差して前記異なる個別流路が合流するように密着させ、前記２枚の基板を複数組、積層して密着させたことを特徴とする。
請求項９に係る発明は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の液液界面反応装置において、基板の少なくとも片面に、前記異なる種類の液体がそれぞれ流される異なる個別流路を構成する少なくとも一組の溝を形成し、基板の片面内において前記各溝を途中で交差させて前記異なる個別流路同士を合流させ、その片面合流流路内に層流の液液界面を形成して、その液液界面でも前記異なる種類の液体を相互に反応させることを特徴とする。
請求項１に係る発明の液液界面反応装置においては、基板の表面および裏面にそれぞれ形成された各溝の深さ寸法の和が基板の厚み寸法より大きくされ、それらの溝が平面視で交差して、各溝で構成された異なる個別流路同士が基板の厚み方向において合流するので、従来の装置のように、基板の表面だけに形成された２本の溝を同一平面内で交差させる構造のものとは異なり、異なる個別流路が交差するときの角度（異なる種類の液体が合流して形成される液液界面と直交する面内における角度）をほぼ０°とすることができる。
したがって、請求項１に係る発明の液液界面反応装置を使用すると、異なる個別流路を交差させて合流させ、その合流流路内に層流の液液界面を形成して異なる種類の液体を反応させる場合において、異なる種類の液体が合流するときの流速や流れの方向の急激な変化を抑えることができ、固形物が生成して流路の目詰まりを生じることを防止することができる。
請求項２に係る発明の液液界面反応装置では、複数枚の基板が積層されるので、同時に多くの反応生成物を得ることができる。
さらに、隣接する基板同士の密着面においても、合流流路内に液液界面が形成されて、その液液界面で異なる種類の液体の反応が行われるので、同時により多くの反応生成物を得ることができる。
そして、隣接する一方の基板の表面に形成された溝と他方の基板の裏面に形成された溝とが密着面で交差して、一方の基板の個別流路と他方の基板の個別流路とが密着面において合流するので、それらの個別流路が交差するときの角度（異なる種類の液体が合流して形成される液液界面と直交する面内における角度）は０°となる。したがって、密着面における合流流路において、異なる種類の液体が合流するときの流速や流れの方向の急激な変化が抑えられ、固形物が生成して流路の目詰まりを生じることが防止される。
請求項３に係る発明の液液界面反応装置においては、基板の表面および裏面にそれぞれ形成された溝の一方または両方の溝深さが下流側に向かって漸次深くされ、それらの溝が基板の厚み方向において交差して、各溝で構成された異なる個別流路同士が合流するので、従来の装置のように、基板の表面だけに形成された２本の溝を同一平面内で交差させる構造のものに比べて、異なる個別流路が交差するときの角度を極めて小さくすることができる。
したがって、請求項３に係る発明の液液界面反応装置を使用すると、異なる個別流路を交差させて合流させ、その合流流路内に層流の液液界面を形成して異なる種類の液体を反応させる場合において、異なる種類の液体が合流するときの流速や流れの方向の急激な変化を抑えることができ、固形物が生成して流路の目詰まりを生じることを防止することができる。
請求項４に係る発明の液液界面反応装置では、複数枚の基板が積層されるので、同時に多くの反応生成物を得ることができる。
請求項５に係る発明の液液界面反応装置においては、基板の表面および裏面にそれぞれ形成された各溝で構成された異なる個別流路が基板の厚み方向において合流するので、従来の装置のように、基板の表面だけに形成された２本の溝を同一平面内で交差させる構造のものに比べて、異なる個別流路が交差するときの角度（異なる種類の液体が合流して形成される液液界面と直交する面内における角度）を小さくすることができる。
したがって、請求項５に係る発明の液液界面反応装置を使用すると、異なる個別流路を交差させて合流させ、その合流流路内に層流の液液界面を形成して異なる種類の液体を反応させる場合において、異なる種類の液体が合流するときの流速や流れの方向の急激な変化を抑えることができ、固形物が生成して流路の目詰まりを生じることを防止することができる。また、複数枚の基板が積層されて密着されられるので、同時に多くの反応生成物を得ることができる。
請求項６に係る発明の液液界面反応装置では、異なる個別流路が交差するときの角度（異なる種類の液体が合流して形成される液液界面と直交する面内における角度）をほぼ０°とすることができるので、請求項５に係る発明の上記効果が確実に得られる。
また、隣接する基板同士の密着面においても、合流流路内に液液界面が形成されて、その液液界面で異なる種類の液体の反応が行われるので、同時により多くの反応生成物を得ることができる。
そして、隣接する一方の基板の表面に形成された溝と他方の基板の裏面に形成された溝とが密着面で交差して、一方の基板の個別流路と他方の基板の個別流路とが密着面において合流するので、それらの個別流路が交差するときの角度（異なる種類の液体が合流して形成される液液界面と直交する面内における角度）は０°となる。したがって、密着面における合流流路において、異なる種類の液体が合流するときの流速や流れの方向の急激な変化が抑えられ、固形物が生成して流路の目詰まりを生じることが防止される。
請求項７に係る発明の液液界面反応装置では、異なる個別流路が交差するときの角度を極めて小さくすることができるので、請求項５に係る発明の上記効果が確実に得られる。
請求項８に係る発明の液液界面反応装置においては、２枚の基板の片面にそれぞれ形成された各溝で構成された異なる個別流路が密着面において合流するので、従来の装置のように、１枚の基板の表面だけに形成された２本の溝を同一平面内で交差させる構造のものに比べて、異なる個別流路が交差するときの角度（異なる種類の液体が合流して形成される液液界面と直交する面内における角度）を０°とすることができる。
したがって、請求項８に係る発明の液液界面反応装置を使用すると、異なる個別流路を交差させて合流させ、その合流流路内に層流の液液界面を形成して異なる種類の液体を反応させる場合において、異なる種類の液体が合流するときの流速や流れの方向の急激な変化を抑えることができ、固形物が生成して流路の目詰まりを生じることを防止することができる。また、複数組の基板が積層されて密着されられるので、同時に多くの反応生成物を得ることができる。
請求項９に係る発明の液液界面反応装置では、基板の片面内においても、異なる個別流路同士が合流して、その片面合流流路内に液液界面が形成され、その液液界面で異なる種類の液体の反応が行われるので、同時により多くの反応生成物を得ることができる。
以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１ないし図４は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、液液界面反応装置の主要部の概略構成を示す分解斜視図であり、図２は、この装置の構成要素である基板（チップ）の流路構成を示す平面図であり、図３の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図２のＡ−Ａ矢視部分拡大断面図、Ｂ−Ｂ矢視部分拡大断面図およびＣ−Ｃ矢視部分拡大断面図である。また、図４は、基板を積層した状態の部分拡大断面図であって、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線に相当する位置における断面図である。
この液液界面反応装置は、１枚もしくは複数枚（図示例では複数枚）の基板１０、基板１０の表面（図示例のように複数枚の基板１０を積層したときは最上位置の基板１０の表面）に密着する上部カバー板１２、および、基板１０の裏面（図示例のように複数枚の基板１０を積層したときは最下位置の基板１０の裏面）に密着する下部カバー板１４を積層して主要部が構成されている。上部カバー板１２と基板１０、基板１０同士および基板１０と下部カバー板１４とはそれぞれ、図示しない固定具により互いに液密状態で密着させられ、上部カバー板１２、複数枚の基板１０および下部カバー板１４が一体化されている。
基板１０は、ガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス、金属などで形成されている。基板１０には、４個の微小貫通孔が形成されており、この各微小貫通孔がそれぞれ第１の液体供給口１６、第２の液体供給口１８、液体採取口２０および反応停止液供給口２２となる。基板１０の表面には、一端（始端）が第１の液体供給口１６に連通する微細な有底溝が形成されており、この有底溝が第１の個別流路２４を構成する。基板１０の裏面には、一端（始端）が第２の液体供給口１８に連通する微細な有底溝が形成されており、この有底溝が第２の個別流路２６を構成する。第１の個別流路２４と第２の個別流路２６とは、平面視において、途中で交差してその交差部分より下流側が互いに重なり合うように形成されている。また、第１の個別流路２４および第２の個別流路２６は、それぞれを構成する各有底溝の深さ寸法が基板１０の厚み寸法の半分よりそれぞれ大きくされている。したがって、２つの有底溝の深さ寸法の和は、基板１０の厚み寸法より大きい。このため、第１の個別流路２４と第２の個別流路２６とは、図３の（ａ）に示すように、交差部分より上流側では互いに独立した別々の流路であるが、図３の（ｂ）に示すように、交差部分では互いに連通して合流し、下流側に向かって次第に連通幅が大きくなり、図３の（ｃ）に示すように、第１の個別流路２４と第２の個別流路２６とが平面視で互いに重なり合った交差部分より下流側では、連通幅が最大となって、基板１０の表・裏の２本の溝によって貫通溝が形成され、その貫通溝が合流流路２８を構成する。この合流流路２８の終端は、液体採取口２０に連通している。また、合流流路２８の終端近くには、一端（始端）が反応停止液供給口２２に連通し他端（終端）が合流流路２８に連通する微細な有底溝が形成されており、この有底溝が反応停止液の流路３０を構成する。なお、基板１０に反応停止液の流路３０を設ける代わりに、液液界面での反応を停止させる別の手段、例えば合流流路２８内を流れる液体を冷却するための冷却器などを設けるようにしてもよい。
また、複数枚の基板１０を、基板１０同士間で流路２４、２６、２８の位置がそれぞれ平面視で重なり合うように積層して密着させたときには、各基板１０の第１の個別流路２４と第２の個別流路２６とはそれぞれ、図４の（ａ）に示すように、交差部分より上流側では互いに独立した別々の流路であるが、図４の（ｂ）に示すように、交差部分では、上記したように各基板１０ごとにそれぞれ第１の個別流路２４と第２の個別流路２６とが互いに連通して合流し、下流側に向かって次第に連通幅が大きくなるとともに、積層方向に隣接する基板１０同士において、上側の基板１０の第２の個別流路２６と下側の基板１０の第１の個別流路２４とが互いに連通して合流し、下流側に向かって次第に連通幅が大きくなる。そして、図４の（ｃ）に示すように、第１の個別流路２４と第２の個別流路２６とが平面視で互いに重なり合った交差部分より下流側では、各連通幅がそれぞれ最大となって、各基板１０ごとの表・裏の２本の溝によってそれぞれ貫通溝が形成され、その貫通溝が合流流路２８をそれぞれ構成するとともに、積層方向に隣接する基板１０同士間においても合流流路２８同士が連通して、複数枚の基板１０の積層物全体として、大きな流路断面を有する合流流路が構成される。
上部カバー板１２および下部カバー板１４は、ステンレス鋼、プラスチック等でそれぞれ形成されている。上部カバー板１２には、３個の微小貫通孔が形成されており、この各微小貫通孔がそれぞれ第１の液体供給通路３２、第２の液体供給通路３４および反応停止液供給通路３６となる。第１の液体供給通路３２、第２の液体供給通路３４および反応停止液供給通路３６にはそれぞれ、第１の液体供給管３８、第２の液体供給管４０および反応停止液供給管４２が連通接続されている。また、上部カバー板１２を基板１０の表面に密着させたときに、第１の液体供給通路３２、第２の液体供給通路３４および反応停止液供給通路３６はそれぞれ、基板１０の第１の液体供給口１６、第２の液体供給口１８および反応停止液供給口２２に連通するようになっている。また、下部カバー板１４には、１個の微小貫通孔が形成されており、この微小貫通孔が液体排出通路４４となる。液体排出通路４４には、液体排出管４６が連通接続されている。また、下部カバー板１４を基板１０の裏面に密着させたときに、液体排出通路４４は、基板１０の液体採取口２０に連通するようになっている。
上記したように構成された液液界面反応装置を使用して、２種類の液体を液液界面で反応させるときは、マイクロシリンジ、マイクロポンプ、マイクロバルブなどにより上部カバー板１２の第１の液体供給通路３２および第２の液体供給通路３４を通して基板１０の第１の液体供給口１６および第２の液体供給口１８へ、第１の液体および第２の液体、例えば有機溶媒−水系の２種類の液体をそれぞれ個別に注入する。各液体供給口１６、１８へそれぞれ注入された第１の液体および第２の液体は、基板１０の第１の個別流路２４および第２の個別流路２６内をそれぞれ別々に流れ、第１の個別流路２４と第２の個別流路２６とが交差する部分で合流し、合流流路２８内をそれぞれ層流状態で流れる。そして、図３の（ｃ）に示したように、合流流路２８内で２層流の液液界面Ｓが形成され、その液液界面Ｓで第１の液体中の成分と第２の液体中の成分との反応が進行する。さらに、複数枚の基板１０を積層したときは、積層方向に隣接する基板１０同士において、上側の基板１０の第２の個別流路２６内を流れる第２の液体および下側の基板１０の第１の個別流路２４内を流れる第１の液体は、第２の個別流路２６と第１の個別流路２４とが交差する部分で合流し、合流流路２８内をそれぞれ層流状態で流れる。そして、図４の（ｃ）に示したように、合流流路２８内で２層流の液液界面Ｓ’が形成され、その液液界面Ｓ’でも第２の液体中の成分と第１の液体中の成分との反応が進行する。
この場合において、基板１０の第１の個別流路２４と第２の個別流路２６とは、基板１０の厚み方向において合流するので、それらの個別流路２４、２６が交差するときの角度（液液界面Ｓと直交する面内における角度）がほぼ０°となる。また、複数枚の基板１０を積層したときは、積層方向に隣接する基板１０同士において、上側の基板１０の第２の個別流路２６と下側の基板１０の第１の個別流路２４とは、基板１０の厚み方向において合流するので、それらの個別流路２６、２４が交差するときの角度（液液界面Ｓ’と直交する面内における角度）が０°となる。したがって、第１および第２の両液体が合流するときの流速や流れの方向の急激な変化が抑えられ、固形物が生成して流路の目詰まりを生じることが防止される。
第１の液体および第２の液体が合流流路２８内をそれぞれ層流状態で流れて反応停止液の流路３０との連通部分に到達すると、反応停止液供給管４２から上部カバー板１２の反応停止液供給通路３６を通して基板１０の反応停止液供給口２２へ供給された反応停止液が、流路３０を通って合流流路２８内に流入することにより、第１の液体成分と第２の液体成分との液液界面での反応が停止する。そして、反応生成物を含む液体は、合流流路２８の終端から流出し、液体採取口２０を通り、下部カバー板１４の液体排出通路４４内を流れ、液体排出管４６を通って排出される。
上記した実施形態では、同一構成の基板１０を複数枚積層したが、図５に示すように、上記構成を有する基板１０と、この基板１０と対称な構成を有する基板１０’とを用意し、基板１０と基板１０’とを、表面同士および裏面同士をそれぞれ対向させて、交互に複数枚積層し密着させるような構成としてもよい。このような構成の液液界面反応装置では、図６の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に、図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線に相当する位置における部分拡大断面図をそれぞれ示すように、積層方向に隣接する基板１０、１０’同士において、上側の基板１０の第２の個別流路２６と下側の基板１０’の第２の個別流路２６とが互いに連通し、また、上側の基板１０’の第１の個別流路２４と下側の基板１０の第１の個別流路２４とが互いに連通して、それぞれ２倍の流路断面を有する第１の個別流路２４’および第２の個別流路２６’が形成される。なお、各基板１０ごとには、上記した装置と同様に、第１の個別流路２４と第２の個別流路２６とが、図６の（ａ）に示すように、交差部分より上流側では互いに独立した別々の流路であり、図６の（ｂ）に示すように、交差部分では互いに連通して合流し、図３の（ｃ）に示すように、交差部分より下流側では合流流路２８を形成する。そして、合流流路２８内で２層流の液液界面Ｓが形成され、その液液界面Ｓで第１の液体中の成分と第２の液体中の成分との反応が進行する。
図２に示した基板１０においては、第１の個別流路２４と第２の個別流路２６とが平面視で鋭角的に交差するようになっている。このような構成にすると、第１の個別流路２４と第２の個別流路２６とが交差する角度を変えることにより、異なる界面反応を生じさせることが可能となるが、図７に基板の平面図を示すように、基板４８に形成される第１の個別流路５０および第２の個別流路５２をそれぞれ平面視で円弧状に形成して、合流流路５４を各個別流路５０、５２の接線方向にそれぞれ延設するようにしてもよい。このような構成としたときは、圧力損失が小さくなりスムーズな界面反応が可能となる。図７中の符号５６、５８は、第１の液体供給口および第２の液体供給口を示し、符号６０が液体採取口を示す。
また、図３に示した基板１０においては、各個別流路２４、２６の断面形状をそれぞれ楕円形としたが、図８に部分拡大断面図を示すように、基板６２に設けられる第１の個別流路６４および第２の個別流路６６の断面形状をそれぞれ長円形としてもよく、また、それ以外の断面形状とすることもできる。
次に、図９ないし図１１は、この発明の別の実施形態を示し、図９は、液液界面反応装置の構成要素である基板の流路構成を示す平面図であり、図１０は、図９のＯ部分の拡大平面図であり、図１１の（ｄ）〜（ｇ）は、図１０のＤ−Ｄ矢視部分拡大断面図、Ｅ−Ｅ矢視部分拡大断面図、Ｆ−Ｆ矢視断面図およびＧ−Ｇ矢視部分拡大断面図である。
この装置の基板６８には、第１の液体供給口７０、第２の液体供給口７２および液体採取口７４となる３個の微小貫通孔が形成されている。基板６８の表面には、一端（始端）が第１の液体供給口７０に連通する微細な有底溝で構成された第１の個別流路７６が設けられ、基板６８の裏面には、一端（始端）が第２の液体供給口７２に連通する微細な有底溝で構成された第２の個別流路７８が設けられている。第１の個別流路７６と第２の個別流路７８とは、平面視において、途中で互いに重なり合うように形成されている。また、第１の個別流路７６および第２の個別流路７８は、図９のＯ部分において、図１０および図１１に示すように下流側に向かうほど流路断面が大きくなるように形成されている。すなわち、第１の個別流路７６および第２の個別流路７８を構成する各有底溝はそれぞれ、Ｏ部分の上流側では深さ寸法が基板６８の厚み寸法の半分より小さいが、下流側に向かうほど深さ寸法が（幅寸法も）次第に大きくなり、Ｏ部分の下流側では深さ寸法が基板６８の厚み寸法の半分より大きくなり、したがって、２つの有底溝の深さ寸法の和は、基板６８の厚み寸法より大きくなる。このため、第１の個別流路７６と第２の個別流路７８とは、図１１の（ｄ）に示すように、Ｏ部分の上流側では互いに独立した別々の流路であるが、図１１の（ｅ）に示すように、下流側に向かうほど底部同士が次第に接近し、図１１の（ｆ）に示すように、やがて底部同士が連通し、図１１の（ｇ）に示すように、Ｏ部分のさらに下流側では連通幅が最大となって、基板６８の表・裏の２本の溝によって貫通溝が形成され、その貫通溝が合流流路８０を構成する。この合流流路８０の終端は、液体採取口６０に連通している。
上記したように構成された基板６８においては、各液体供給口７０、７２へそれぞれ注入された第１の液体および第２の液体は、第１の個別流路７６および第２の個別流路７８内をそれぞれ別々に流れ、第１の個別流路７６と第２の個別流路７８とが交差して合流し、合流流路８０内をそれぞれ層流状態で流れる。そして、図１１の（ｇ）に示したように、合流流路８０内で２層流の液液界面Ｓが形成され、その液液界面Ｓで第１の液体中の成分と第２の液体中の成分との反応が進行する。この場合において、第１の個別流路７６と第２の個別流路７８とは、基板６８の厚み方向において交差することにより合流し、合流流路８０が構成される。このため、両個別流路７６、７８が交差するときの角度を極めて小さくすることができる。したがって、第１および第２の両液体が合流するときの流速や流れの方向の急激な変化が抑えられ、固形物が生成して流路の目詰まりを生じることが防止される。
また、図１２に示すように、上記構成を有する基板６８と、この基板６８と対称な構成を有する基板６８’とを用意し、基板６８と基板６８’とを、表面同士および裏面同士をそれぞれ対向させて、交互に複数枚積層し密着させるように構成することができる。このような構成の液液界面反応装置では、図１３の（ｄ）〜（ｇ）に、図１０のＤ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線、Ｆ−Ｆ線およびＧ−Ｇ線に相当する位置における部分拡大断面図をそれぞれ示すように、積層方向に隣接する基板６８、６８’同士において、上側の基板６８の第２の個別流路７８と下側の基板６８’の第２の個別流路７８とが互いに連通し、また、上側の基板６８’の第１の個別流路７６と下側の基板６８の第１の個別流路７６とが互いに連通して、それぞれ２倍の流路断面を有する第１の個別流路７６’および第２の個別流路７８’が形成される。なお、各基板６８ごとには、上記したように、合流流路８０内で２層流の液液界面Ｓが形成され、その液液界面Ｓで第１の液体中の成分と第２の液体中の成分との反応が進行する。
次に、図１４ないし図１７は、上記したものとは異なる構成を有する発明の実施形態の１例を示し、図１４は、液液界面反応装置の構成要素である基板の流路構成を示す平面図であり、図１５は、２枚の基板を重ね合わせた状態を示す平面図であり、図１６の（ｈ）、（ｉ）および（ｊ）は、図１５のＨ−Ｈ矢視部分拡大断面図、Ｉ−Ｉ矢視部分拡大断面図およびＪ−Ｊ矢視部分拡大断面図である。また、図１７は、基板を積層した状態の部分拡大断面図であって、（ｈ）、（ｉ）および（ｊ）は、図１５のＨ−Ｈ線、Ｉ−Ｉ線およびＪ−Ｊ線に相当する位置における断面図である。
この装置では、２枚の基板８２ａ、８２ｂにより、それらを重ね合わせて第１の個別流路８４、第２の個別流路８６および合流流路８８が構成される。両基板８２ａ、８２ｂは、同一の構成を有しているが、一方の基板８２ａの表面に形成された有底溝により第１の個別流路８４が構成され、他方の基板８２ｂの表面に形成された有底溝により第２の個別流路８６が構成される。また、２枚の基板８２ａ、８２ｂを、有底溝が形成された表面同士を対向させて密着させることにより、合流流路８８が構成される。
一方の基板８２ａには、３個の微小貫通孔が形成されており、この各微小貫通孔がそれぞれ第１の液体供給口９０、第２の液体供給口９２および液体採取口９４となり、第１の液体供給口９０に第１の個別流路８４の一端（始端）が連通している。また、他方の基板８２ｂには、３個の微小貫通孔が形成されており、この各微小貫通孔がそれぞれ第１の液体供給口９０、第２の液体供給口９２および液体採取口９４となり、第２の液体供給口９２に第２の個別流路８６の一端（始端）が連通している。第１の個別流路８４と第２の個別流路８６とは、２枚の基板８２ａ、８２ｂを密着させたときに、図１５に示すように、平面視において途中で交差してその交差部分より下流側が互いに重なり合うように形成されている。そして、第１の個別流路８４と第２の個別流路８６との交差部分より下流側の、互いに重なり合って合流した部分が合流流路８８となる。
２枚の基板８２ａ、８２ｂを密着させた状態において、第１の個別流路８４と第２の個別流路８６とは、図１６の（ｈ）に示すように、交差部分より上流側では互いに独立した別々の流路であるが、図１６の（ｉ）に示すように、交差部分では互いに連通して合流し、下流側に向かって次第に連通幅が大きくなり、図１６の（ｃ）に示すように、第１の個別流路８４と第２の個別流路８６とが平面視で互いに重なり合った交差部分より下流側では、連通幅が最大となって合流流路８８を構成する。この合流流路８８の終端は、液体採取口９４に連通している。
上記したように構成され一体に密着させられた基板８２ａ、８２ｂにおいては、各液体供給口９０、９２へそれぞれ注入された第１の液体および第２の液体は、第１の個別流路８４および第２の個別流路８６内をそれぞれ別々に流れ、第１の個別流路８４と第２の個別流路８６とが平面視で交差して合流し、合流流路８８内をそれぞれ層流状態で流れる。そして、図１６の（ｊ）に示したように、合流流路８８内で２層流の液液界面Ｓが形成され、その液液界面Ｓで第１の液体中の成分と第２の液体中の成分との反応が進行する。この場合において、第１の個別流路８４と第２の個別流路８６とは、２枚の基板８２ａ、８２ｂの密着面において合流するので、両個別流路８４、８６が交差するときの角度（液液界面Ｓと直交する面内における角度）が０°となる。したがって、第１および第２の両液体が合流するときの流速や流れの方向の急激な変化が抑えられ、固形物が生成して流路の目詰まりを生じることが防止される。
また、図１７の（ｈ）、（ｉ）および（ｊ）に示すように、上記したように一体に密着させられた基板８２ａ、８２ｂを複数組、積層して密着させた構成とすることができる。このような構成の液液界面反応装置では、一組の基板８２ａ、８２ｂごとに、上記したように合流流路８８内で２層流の液液界面Ｓが形成され、その液液界面Ｓで第１の液体中の成分と第２の液体中の成分との反応が進行する。
上記した各実施形態では、基板の表面に第１の液体を流す第１の個別流路を、基板の裏面に第２の液体を流す第２の個別流路をそれぞれ設け、あるいは、互いに重ね合わされる一組の基板のうちの一方の基板の対向側片面に第１の液体を流す第１の個別流路を、他方の基板の対向側片面に第２の液体を流す第２の個別流路をそれぞれ設けるようにしているが、それらの構成に加えて、基板の同一片面に、第１の液体を流す第１の個別流路と第２の液体を流す第２の個別流路とを一組もしくは複数組設け、基板の片面内において第１の個別流路と第２の個別流路とを合流させて、その合流流路内に層流の液液界面を形成し、その液液界面でも第１の液体と第２の液体とを相互に反応させるようにしてもよい。このような実施形態の１例を図１８ないし図２１に示す。
図１８は、液液界面反応装置の構成要素である基板（チップ）の流路構成を示す平面図であり、図１９の（ｋ）、（ｌ）、（ｍ）および（ｎ）、ならびに、図２０の（ｋ）、（ｌ）、（ｍ）および（ｎ）は、図１８のＫ−Ｋ矢視部分拡大断面図、Ｌ−Ｌ矢視部分拡大断面図、Ｍ−Ｍ矢視部分拡大断面図およびＮ−Ｎ矢視部分拡大断面図である。図１８および図１９においては、流路内を流れる第１の液体と第２の液体とを異なる塗りつぶしで表示している。また、図２１は、流路の構造を示す部分斜視図である。図２１では、複数枚の基板やカバー板などの図示を省略して流路のみを表示し、また、基板の一方の片面（表面）のみの流路のみを表示して、基板の他方の片面（裏面）の流路の図示を省略している。
この液液界面反応装置は、図示していないが、図１に示した液液界面反応装置と同様に、１枚もしくは複数枚の基板１００、上部カバー板および下部カバー板、第１の液体供給管、第２の液体供給管および液体排出管などを備えて構成されている。基板１００には、それぞれ微小貫通孔からなる複数（図示例では６個）の第１の液体供給口１０２ａ、１０４ａおよび複数（図示例では６個）の第２の液体供給口１０２ｂ、１０４ｂが設けられている。図１８において上半部に設けられた第１の液体供給口１０２ａと第２の液体供給口１０２ｂとは、交互に等間隔で配置されており、また、下半部に設けられた第１の液体供給口１０４ａと第２の液体供給口１０４ｂとは、交互に等間隔で、かつ、上半部の第１の液体供給口１０２ａおよび第２の液体供給口１０２ｂとは逆順で配置されている。また、基板１００には、大径の貫通孔からなる液体採取口１０６が設けられている。
基板１００の表面には、それぞれ一端（始端）が第１の液体供給口１０２ａおよび第２の液体供給口１０２ｂに連通する微細な有底溝で構成された第１の個別流路１０８ａおよび第２の個別流路１０８ｂが複数組（図示例では三組）設けられている。また、基板１００の裏面にも、それぞれ一端（始端）が第１の液体供給口１０４ａおよび第２の液体供給口１０４ｂに連通する微細な有底溝で構成された第１の個別流路１１０ａおよび第２の個別流路１１０ｂが複数組（図示例では三組）設けられている。基板１００の表面側に設けられた第１の個別流路１０８ａおよび第２の個別流路１０８ｂと、基板１００の裏面側に設けられた第１の個別流路１１０ａおよび第２の個別流路１１０ｂとは、平面視で相互に一度も重なり合うことなく配置されている。このため、図１９の（ｋ）、（ｌ）に示すように、第１の個別流路１０８ａおよび第２の個別流路１０８ｂと第１の個別流路１１０ａおよび第２の個別流路１１０ｂとは、互いに独立した別々の流路となっている。そして、基板１００の表面に設けられた三組の第１の個別流路１０８ａおよび第２の個別流路１０８ｂは、幅広の有底溝で構成された１本の表面側合流流路１１２に連通して合流している。また、基板１００の裏面に設けられた三組の第１の個別流路１１０ａおよび第２の個別流路１１０ｂも、幅広の有底溝で構成された１本の裏面側合流流路１１４に連通して合流している。
表面側合流流路１１２と裏面側合流流路１１４とは、平面視において、途中で交差してその交差部分より下流側が互いに重なり合うように形成されている。また、第１の個別流路１０８ａ、１１０ａおよび第２の個別流路１０８ｂ、１１０ｂならびに表面側合流流路１１２および裏面側合流流路１１４は、それぞれを構成する各有底溝の深さ寸法が基板１００の厚み寸法の半分よりそれぞれ大きくされている。したがって、基板１００の表面に形成された各有底溝と基板１００の裏面に形成された各有底溝の深さ寸法の和は、基板１００の厚み寸法より大きい。このため、表面側合流流路１１２と裏面側合流流路１１４とは、交差部分より上流側では互いに独立した別々の流路であるが、図１９の（ｍ）に示すように、交差部分では互いに一部が連通して合流し、下流側に向かって次第に連通幅が大きくなり、図１９の（ｎ）に示すように、表面側合流流路１１２と裏面側合流流路１１４とが平面視で互いに完全に重なり合った交差部分より下流側では、連通幅が最大となって、基板１００の表・裏の２本の溝によって貫通溝が形成され、その貫通溝が表裏合流流路１１６を構成する。この表裏合流流路１１６の終端は、液体採取口１０６に連通している。なお、図１８では、反応停止液供給口や反応停止液の流路あるいはそれらに代わる冷却器の図示を省略している。
また、複数枚の基板１００を、基板１００同士間で流路１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂ、１１２、１１４、１１６の位置がそれぞれ平面視で重なり合うように積層して密着させたときには、図４に基づいて上述した場合と同様に、積層方向に隣接する基板１００同士において、上側の基板１００の裏面側合流流路１１４と下側の基板１００の表面側合流流路１１２とが途中で互いに連通して合流することになるが、これについての詳しい説明は、ここでは省略する。
複数個の第１の液体供給口１０２ａ（１０４ａ）および第２の液体供給口１０２ｂ（１０４ｂ）へ第１の液体および第２の液体をそれぞれ供給するには、例えば図２１に示すように、第１の液体を分岐させて流す分岐流路１１８および第２の液体を分岐させて流す分岐流路１２０がそれぞれ形成された平板（図示せず）を基板１００に積層し、第１の液体供給通路１２２および第２の液体供給通路１２４を通して供給される第１の液体および第２の液体を、各分岐流路１１８、１２０によりそれぞれ分岐させて流し、各分岐流路１１８から各第１の液体供給口１０２ａへ第１の液体をそれぞれ流入させるとともに、各分岐流路１２０から各第２の液体供給口１０２ｂへ第２の液体をそれぞれ流入させるような流路構造とすればよい。
上記した構成を有する基板１００を備えた液液界面反応装置では、基板１００の表面側において、第１の液体供給口１０２ａおよび第２の液体供給口１０２ｂへそれぞれ注入された第１の液体および第２の液体は、図２０の（ｋ）、（ｌ）に示すように、第１の個別流路１０８ａおよび第２の個別流路１０８ｂ内をそれぞれ別々に流れ、第１の個別流路１０８ａと第２の個別流路１０８ｂとが鋭角的に交差する部分で合流し、表面側合流流路１１２内をそれぞれ層流状態で流れる。そして、図２０の（ｍ）に示すように、表面側合流流路１１２内で層流同士の液液界面Ｓ１が形成され、その液液界面Ｓ１で第１の液体中の成分と第２の液体中の成分との反応が進行する。また、基板１００の裏面側においても、第１の液体供給口１０４ａおよび第２の液体供給口１０４ｂへそれぞれ注入された第１の液体および第２の液体は、図２０の（ｋ）、（ｌ）に示したように、第１の個別流路１１０ａおよび第２の個別流路１１０ｂ内をそれぞれ別々に流れ、第１の個別流路１１０ａと第２の個別流路１１０ｂとが鋭角的に交差する部分で合流し、裏面側合流流路１１４内をそれぞれ層流状態で流れる。そして、図２０の（ｍ）に示したように、裏面側合流流路１１４内で層流同士の液液界面Ｓ２が形成され、その液液界面Ｓ２で第１の液体中の成分と第２の液体中の成分との反応が進行する。
さらに、基板１００の表面側合流流路１１２および裏面側合流流路１１４内をそれぞれ別々に層流状態で流れた第１の液体および第２の液体は、表面側合流流路１１２と裏面側合流流路１１４とが交差する部分で合流し、表裏合流流路１１６内をそれぞれ層流状態で流れる。そして、図２０の（ｎ）に示すように、表裏合流流路１１６内で上・下層流同士の液液界面Ｓ３が形成され、その液液界面Ｓ３でも第１の液体中の成分と第２の液体中の成分との反応が進行する。なお、第１の個別流路１０８ａ、１１０ａと第２の個別流路１０８ｂ、１１０ｂとが合流する位置から表面側合流流路１１２と裏面側合流流路１１４とが合流する位置までの距離が長いと、液液界面Ｓ１、Ｓ２での反応時間と液液界面Ｓ３での反応時間と間に差を生じることとなるので、前記距離を極力小さくすることが好ましい。
この場合において、基板１００の表面側における第１の個別流路１０８ａと第２の個別流路１０８ｂとのなす角度、および、基板１００の裏面側における第１の個別流路１１０ａと第２の個別流路１１０ｂとのなす角度を出来るだけ小さくすることにより、第１および第２の両液体が合流するときの流速や流れの方向の急激な変化が抑えられ、固形物が生成して流路の目詰まりを生じることが抑制される。他方、表面側合流流路１１２と裏面側合流流路１１４とは、基板１００の厚み方向において合流するので、それらの合流流路１１２、１１４が交差するときの角度（液液界面Ｓ３と直交する面内における角度）がほぼ０°となる。したがって、第１および第２の両液体が合流するときの流速や流れの方向の急激な変化が抑えられ、固形物が生成して流路の目詰まりを生じることが防止される。
また、基板１００の表面側に設けられた三組の第１の個別流路１０８ａと第２の個別流路１０８ｂとの断面積の総和を表面側合流流路１１２の断面積にほぼ等しくし、同様に、基板１００の裏面側に設けられた第１の個別流路１１０ａと第２の個別流路１１０ｂとの断面積の総和も裏面側合流流路１１４の断面積にほぼ等しくし、さらに、表面側合流流路１１２と裏面側合流流路１１４との断面積の和を表裏合流流路１１６の断面積にほぼ等しくすることにより、各流路の合流前後において流速が変化しなくなり、第１の液体中の成分と第２の液体中の成分との反応を安定して行わせることができる。
表裏合流流路１１６内をそれぞれ層流状態で流れた第１の液体および第２の液体は、表裏合流流路１１６の終端付近で第１の液体成分と第２の液体成分との反応が停止させられた後、反応生成物を含む液体が表裏合流流路１１６の終端から流出し、液体採取口１０６を通って排出される。そして、この基板１００では、表裏合流流路１１６内において上・下層流同士の液液界面Ｓ３が形成される他、表面側合流流路１１２および裏面側合流流路１１４内においても層流同士の液液界面Ｓ１、Ｓ２が形成される。このように、多くの液液界面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３で第１の液体中の成分と第２の液体中の成分との反応が進行するので、短時間で効率の良い反応が行われ、同時に多くの反応生成物を得ることができる。さらに、複数枚の基板１００を積層したときは、マトリックス状に液液界面が形成されることとなり、液液界面での反応生成物の収量効率が向上する。
この発明の実施形態の１例を示し、液液界面反応装置の主要部の概略構成を示す分解斜視図である。 図１に示した装置の構成要素である基板（チップ）の流路構成を示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図２のＡ−Ａ矢視部分拡大断面図、Ｂ−Ｂ矢視部分拡大断面図およびＣ−Ｃ矢視部分拡大断面図である。 図２および図３に示した基板を積層した状態の部分拡大断面図であって、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線に相当する位置における断面図である。 この発明の別の実施形態を示し、互いに密着させられる２枚の基板の流路構成を示す平面図である。 図５に示した２枚の基板を、表面同士および裏面同士をそれぞれ対向させて、交互に複数枚積層した状態の部分拡大断面図であって、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線に相当する位置における断面図である。 図２に示した基板の流路構成とは異なる流路構成を示す基板の平面図である。 図３に示した基板の個別流路の断面形状とは異なる断面形状を有する個別流路を示す基板の部分拡大断面図である。 この発明のさらに別の実施形態を示し、液液界面反応装置の構成要素である基板の流路構成を示す平面図である。 図９のＯ部分の拡大平面図である。 （ｄ）〜（ｇ）は、図１０のＤ−Ｄ矢視部分拡大断面図、Ｅ−Ｅ矢視部分拡大断面図、Ｆ−Ｆ矢視断面図およびＧ−Ｇ矢視部分拡大断面図である。 この発明のさらに別の実施形態を示し、互いに密着させられる２枚の基板の流路構成を示す平面図である。 図１２に示した２枚の基板を、表面同士および裏面同士をそれぞれ対向させて、交互に複数枚積層した状態の部分拡大断面図であって、（ｄ）〜（ｇ）は、図１０のＤ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線、Ｆ−Ｆ線およびＧ−Ｇ線に相当する位置における断面図である。 図１ないし図４および図９ないし図１１に示したものとは異なる構成を有する発明の実施形態の１例を示し、液液界面反応装置の構成要素である２枚の基板の流路構成を示す平面図である。 図１４に示した２枚の基板を重ね合わせた状態を示す平面図である。 （ｈ）、（ｉ）および（ｊ）は、図１５のＨ−Ｈ矢視部分拡大断面図、Ｉ−Ｉ矢視部分拡大断面図およびＪ−Ｊ矢視部分拡大断面図である。 図１４に示した２枚の基板を複数組、積層した状態の部分拡大断面図であって、（ｈ）、（ｉ）および（ｊ）は、図１５のＨ−Ｈ線、Ｉ−Ｉ線およびＪ−Ｊ線に相当する位置における断面図である。 この発明の、図１ないし図１７とは異なる実施形態の１例を示し、液液界面反応装置の構成要素である基板（チップ）の流路構成を示す平面図であって、流路内を流れる異なる種類の液体を異なる塗りつぶしで表示した図である。 （ｋ）、（ｌ）、（ｍ）および（ｎ）は、図１８のＫ−Ｋ矢視部分拡大断面図、Ｌ−Ｌ矢視部分拡大断面図、Ｍ−Ｍ矢視部分拡大断面図およびＮ−Ｎ矢視部分拡大断面図であって、流路内を流れる異なる種類の液体を異なる塗りつぶしで表示した図である。 （ｋ）、（ｌ）、（ｍ）および（ｎ）は、図１８のＫ−Ｋ矢視部分拡大断面図、Ｌ−Ｌ矢視部分拡大断面図、Ｍ−Ｍ矢視部分拡大断面図およびＮ−Ｎ矢視部分拡大断面図である。 図１８に示した液液界面反応装置における流路の構造を、基板やカバー板などの図示を省略して示す部分斜視図である。
符号の説明
１０、１０’、４８、６２、６８、６８’、８２ａ、８２ｂ、１００ 基板
１２ 上部カバー板
１４ 下部カバー板
１６、５６、７０、９０、１０２ａ、１０４ａ 第１の液体供給口
１８、５８、７２、９２、１０２ｂ、１０４ｂ 第２の液体供給口
２０、６０、７４、９４、１０６ 液体採取口
２２ 反応停止液供給口
２４、２４’、５０、６４、７６、７６’、８４、１０８ａ、１１０ａ 第１の個別流路
２６、２６’、５２、６６、７８、７８’、８６、１０８ｂ、１１０ｂ 第２の個別流路
２８、５４、８０、８８ 合流流路
３０ 反応停止液の流路
３２、１２２ 第１の液体供給通路
３４、１２４ 第２の液体供給通路
３６ 反応停止液供給通路
３８ 第１の液体供給管
４０ 第２の液体供給管
４２ 反応停止液供給管
４４ 液体排出通路
４６ 液体排出管
１１２ 表面側合流流路
１１４ 裏面側合流流路
１１６ 表裏合流流路
１１８、１２０ 分岐流路
Ｓ、Ｓ’、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 液液界面

Claims (9)

  1. 異なる種類の液体を異なる個別流路にそれぞれ流し、前記異なる個別流路同士を途中で合流させて、合流流路内に層流の液液界面を形成し、その液液界面で前記異なる種類の液体を相互に反応させる液液界面反応装置において、
    基板の表面および裏面にそれぞれ溝を形成して、それらの溝により前記異なる個別流路を構成し、
    基板の表面および裏面にそれぞれ形成された前記各溝の深さ寸法の和を基板の厚み寸法より大きくするとともに、それらの溝を平面視で交差させて、基板の厚み方向において前記異なる個別流路同士を合流させることを特徴とする液液界面反応装置。
  2. 請求項１に記載の液液界面反応装置において、
    前記基板を複数枚、基板同士間で前記溝の位置がそれぞれ平面視で重なり合うように積層して密着させ、隣接する基板同士の密着面において、一方の基板の表面に形成された溝と他方の基板の裏面に形成された溝とが途中で交差して、一方の基板の個別流路と他方の基板の個別流路とが合流することを特徴とする液液界面反応装置。
  3. 異なる種類の液体を異なる個別流路にそれぞれ流し、前記異なる個別流路同士を途中で合流させて、合流流路内に層流の液液界面を形成し、その液液界面で前記異なる種類の液体を相互に反応させる液液界面反応装置において、
    基板の表面および裏面にそれぞれ溝を形成して、それらの溝により前記異なる個別流路を構成し、
    基板の表面および裏面にそれぞれ形成された前記溝の一方または両方の溝深さを下流側に向かって漸次深くし、それらの溝を基板の厚み方向において交差させて、前記異なる個別流路同士を合流させることを特徴とする液液界面反応装置。
  4. 請求項３に記載の液液界面反応装置において、
    前記基板を複数枚、表面同士および裏面同士をそれぞれ対向させて交互に、基板同士間で前記溝の位置がそれぞれ平面視で重なり合うように積層して密着させたことを特徴とする液液界面反応装置。
  5. 異なる種類の液体を異なる個別流路にそれぞれ流し、前記異なる個別流路同士を途中で合流させて、合流流路内に層流の液液界面を形成し、その液液界面で前記異なる種類の液体を相互に反応させる液液界面反応装置において、
    基板の表面および裏面にそれぞれ少なくとも１つの溝を形成して、それらの溝により前記異なる個別流路を構成するとともに、それらの溝を交差させて基板の厚み方向において前記異なる個別流路同士を合流させ、
    前記基板を複数枚、基板同士間で前記溝の位置がそれぞれ平面視で重なり合うように積層して密着させたことを特徴とする液液界面反応装置。
  6. 請求項５に記載の液液界面反応装置において、
    基板の表面および裏面にそれぞれ形成された前記各溝の深さ寸法の和を基板の厚み寸法より大きくするとともに、それらの溝を平面視で交差させて、基板の厚み方向において前記異なる個別流路同士を合流させるとともに、隣接する基板同士の密着面において、一方の基板の表面に形成された溝と他方の基板の裏面に形成された溝とが途中で交差して、一方の基板の個別流路と他方の基板の個別流路とが合流することを特徴とする液液界面反応装置。
  7. 請求項５に記載の液液界面反応装置において、
    基板の表面および裏面にそれぞれ形成された前記溝の一方または両方の溝深さを下流側に向かって漸次深くし、それらの溝を基板の厚み方向において交差させて、前記異なる個別流路同士を合流させ、前記複数枚の基板が、表面同士および裏面同士をそれぞれ対向させて交互に積層されたことを特徴とする液液界面反応装置。
  8. 異なる種類の液体を異なる個別流路にそれぞれ流し、前記異なる個別流路同士を途中で合流させて、合流流路内に層流の液液界面を形成し、その液液界面で前記異なる種類の液体を相互に反応させる液液界面反応装置において、
    ２枚の基板の片面にそれぞれ溝を形成して、それらの溝により前記異なる個別流路を構成するとともに、２枚の基板を、溝が形成された面同士を対向させ、かつ、それらの溝が平面視で交差して前記異なる個別流路が合流するように密着させ、
    前記２枚の基板を複数組、積層して密着させたことを特徴とする液液界面反応装置。
  9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の液液界面反応装置において、
    基板の少なくとも片面に、前記異なる種類の液体がそれぞれ流される異なる個別流路を構成する少なくとも一組の溝を形成し、基板の片面内において前記各溝を途中で交差させて前記異なる個別流路同士を合流させ、その片面合流流路内に層流の液液界面を形成して、その液液界面でも前記異なる種類の液体を相互に反応させることを特徴とする液液界面反応装置。
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