JP2008101969A - Liquid conveyance method and liquid conveyer - Google Patents

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Takashi Kogai
崇 小貝
Hiromi Yatsuda
博美 谷津田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain a liquid from being spread on a surface of a substrate, in a method of conveying the liquid by a surface acoustic wave and a conveyer for conveying the liquid by the surface acoustic wave. <P>SOLUTION: This method/conveyer includes a step for laying a solid piece on the substrate, a step for dropping the liquid on the substrate, a step for exciting the surface acoustic wave on the substrate, and a step for bringing the liquid dropped on the substrate into contact with the solid piece laid on the substrate to be migrated between the solid piece and the substrate, and the liquid migrated between the solid piece and the substrate is conveyed by the surface acoustic wave together with the solid piece. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、弾性表面波によって液体を搬送する方法、弾性表面波によって液体を搬送する装置に関する。   The present invention relates to a method for transporting liquid by surface acoustic waves and an apparatus for transporting liquid by surface acoustic waves.

基板に励振された弾性表面波によって液体を搬送する液体搬送装置が広く用いられている。基板上の液体は、励振された弾性表面波が伝播する方向に力を受け搬送される。このような液体搬送装置は、液体に含まれる物質の性質を解析する基板上の解析装置に液体を搬入するため等に用いられる。   2. Description of the Related Art Liquid transport devices that transport liquid by surface acoustic waves excited on a substrate are widely used. The liquid on the substrate is transported by receiving a force in the direction in which the excited surface acoustic wave propagates. Such a liquid transport apparatus is used for carrying a liquid into an analysis apparatus on a substrate for analyzing properties of a substance contained in the liquid.

特表2004−534633号公報JP-T-2004-534633 特表2003−535349号公報Special table 2003-535349 gazette

従来の液体搬送装置では、液体が基板上に搬送されるときに基板の表面に液体が広がり、液体と基板との間の摩擦力が大きくなるという問題があった。このため、液体を搬送するための弾性表面波の強度を強くする必要があった。また、基板の表面に液体が広がるため、液体の蒸発が促進されるという問題があった。本発明は、このような課題に対してなされたものである。すなわち、弾性表面波によって液体を搬送する方法、弾性表面波によって液体を搬送する装置において、基板の表面に液体が広がることを抑制することを目的とする。   In the conventional liquid transfer device, there is a problem that when the liquid is transferred onto the substrate, the liquid spreads on the surface of the substrate, and the frictional force between the liquid and the substrate increases. For this reason, it is necessary to increase the intensity of the surface acoustic wave for transporting the liquid. Further, since the liquid spreads on the surface of the substrate, there is a problem that the evaporation of the liquid is promoted. The present invention has been made for such a problem. That is, an object of the present invention is to suppress the spread of liquid on the surface of a substrate in a method for transporting liquid by surface acoustic waves and an apparatus for transporting liquid by surface acoustic waves.

本発明は、基板の上に固体片を置くステップと、前記基板の上に液体を滴下するステップと、前記基板に弾性表面波を励振するステップと、前記基板の上に滴下された前記液体と前記基板の上に置かれた固体片とを接触させ、前記固体片と前記基板との間に前記液体を入り込ませるステップと、を含み、前記固体片と前記基板との間に入り込んだ前記液体を、前記弾性表面波によって前記固体片と共に搬送することを特徴とする。   The present invention includes a step of placing a solid piece on a substrate, a step of dropping a liquid on the substrate, a step of exciting a surface acoustic wave on the substrate, and the liquid dropped on the substrate. Contacting the solid piece placed on the substrate and allowing the liquid to enter between the solid piece and the substrate, the liquid entering between the solid piece and the substrate Is transported together with the solid piece by the surface acoustic wave.

また、本発明は、弾性表面波が伝播する基板と、前記基板に弾性表面波を励振する励振源と、前記基板の上に固体片を置くセット部と、前記基板の上に液体を滴下する滴下部と、を備えることを特徴とする。   The present invention also provides a substrate on which surface acoustic waves propagate, an excitation source for exciting surface acoustic waves on the substrate, a set unit for placing a solid piece on the substrate, and a liquid dropped on the substrate. And a dripping unit.

また、本発明に係る液体搬送装置においては、前記セット部は、気体が流通する穴を有し、前記固体片を吸引することによって前記固体片を前記穴が設けられている位置に保持し、前記穴から気体を吐き出すことよって当該保持された前記固体片を放つ構成とすることを特徴とする。   Further, in the liquid transport device according to the present invention, the set unit has a hole through which gas flows, and holds the solid piece at a position where the hole is provided by sucking the solid piece. It is characterized in that the held solid piece is released by discharging gas from the hole.

また、本発明に係る液体搬送装置においては、前記固体片は、板状の固体部材であり、対向する2つの面の一方の面が他方の面より疎水性が高いものとすることが好適である。   In the liquid transport device according to the present invention, it is preferable that the solid piece is a plate-like solid member, and one of the two opposing surfaces is more hydrophobic than the other surface. is there.

また、本発明に係る液体搬送装置においては、前記固体片は、球状の固体部材とすることが好適である。   In the liquid transfer device according to the present invention, it is preferable that the solid piece is a spherical solid member.

また、本発明に係る方法または装置に適用される板状部材として、弾性表面波が伝播する基板の上に滴下された液体と接触する位置に配置され、当該基板との間に当該液体を入り込ませ、入り込んだ当該液体と共に当該弾性表面波によって搬送される板状部材であって、対向する2つの面の一方の面が他方の面より疎水性が高いものを適用することが好適である。   Further, as a plate-like member applied to the method or apparatus according to the present invention, the plate-like member is disposed at a position in contact with the liquid dropped on the substrate on which the surface acoustic wave propagates, and enters the liquid between the substrate. It is preferable to apply a plate-like member that is transported by the surface acoustic wave together with the liquid that has entered, and in which one of the two faces facing each other is more hydrophobic than the other face.

本発明によれば、弾性表面波によって液体を搬送する方法、弾性表面波によって液体を搬送する装置において、基板の表面に液体が広がることを抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the method of conveying a liquid with a surface acoustic wave, and the apparatus which conveys a liquid with a surface acoustic wave, it can suppress that a liquid spreads on the surface of a board | substrate.

図1に本発明の第1の実施形態に係る解析システムの斜視図を示す。解析システムは、基板10、解析装置12、案内壁14a,14b、電極対16、液体滴下器18、チップセット器20、チップTp、およびチップ回収器22を備えて構成される。図2は、解析システムから、液体滴下器18、チップセット器20およびチップ回収器22を取り除き、基板10の上側から見た図である。ただし、液体滴下器18、チップセット器20およびチップ回収器22が取り付けられる位置を、それぞれ、点P1、P2、およびP3で示している。   FIG. 1 is a perspective view of an analysis system according to the first embodiment of the present invention. The analysis system includes a substrate 10, an analysis device 12, guide walls 14 a and 14 b, an electrode pair 16, a liquid dropping device 18, a chip set device 20, a chip Tp, and a chip recovery device 22. FIG. 2 is a view of the liquid dropping device 18, the chip set device 20, and the chip collecting device 22 removed from the analysis system, as viewed from above the substrate 10. However, the positions where the liquid dropping device 18, the chip set device 20 and the chip collecting device 22 are attached are indicated by points P1, P2 and P3, respectively.

基板10は、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等、圧電現象によって弾性表面波を発生させることが可能な圧電材料によって形成される。   The substrate 10 is formed of a piezoelectric material that can generate a surface acoustic wave by a piezoelectric phenomenon, such as quartz, lithium niobate, or lithium tantalate.

解析装置12は基板10上に設けられる。解析装置12は、開口12Bを備える筐体12Aに覆われる。ここでは、筐体12Aは直方体形状を有し、その1つの面に長方形の開口12Bを有するものとしている。解析装置12は、開口12Bから搬入された液体に含まれる物質の量、性質等を解析する。解析装置12としては、例えば、電磁波に対する共振周波数、電磁波の伝搬特性、光の透過性および反射性、電気抵抗の測定等によって液体に含まれる物質の性質を解析することができるものが適用される。   The analysis device 12 is provided on the substrate 10. The analysis device 12 is covered with a housing 12A having an opening 12B. Here, the housing 12A has a rectangular parallelepiped shape, and has a rectangular opening 12B on one surface thereof. The analysis device 12 analyzes the amount, property, etc. of the substance contained in the liquid carried in from the opening 12B. As the analysis device 12, for example, a device capable of analyzing the property of a substance contained in a liquid by measuring the resonance frequency with respect to the electromagnetic wave, the propagation property of the electromagnetic wave, the light transmission and reflection, the electric resistance, or the like is applied. .

案内壁14aおよび14bは、解析装置12の開口12Bを挟んで基板10上に平行に配置される。案内壁14aと案内壁14bとの間の距離は開口12Bの幅よりもやや広いものとする。案内壁14aおよび14bのそれぞれの一方の端は、筐体12Aの開口12Bが設けられている面に接合される。案内壁14aおよび14bはエポキシ樹脂等、粘性の液体の状態で成形加工することができる樹脂で形成することが好適である。また、これらの壁の延伸方向に垂直な断面の形状は任意であるが、ここでは長方形であるものとする。   The guide walls 14a and 14b are arranged in parallel on the substrate 10 with the opening 12B of the analyzer 12 interposed therebetween. The distance between the guide wall 14a and the guide wall 14b is slightly larger than the width of the opening 12B. One end of each of the guide walls 14a and 14b is joined to the surface of the housing 12A where the opening 12B is provided. The guide walls 14a and 14b are preferably formed of a resin that can be molded and processed in a viscous liquid state, such as an epoxy resin. Moreover, although the shape of the cross section perpendicular | vertical to the extending | stretching direction of these walls is arbitrary, it shall be a rectangle here.

電極対16は、1本の線状の基幹導体rに複数の線状導体eをすだれ状に接続したすだれ状電極E1およびE2を備える。すだれ状電極E1およびE2は、すだれ状電極E1に属する線状導体eと、すだれ状電極E2に属する線状導体eとが交互に配列されるよう配置される。互いに隣接する2つの線状導体eの間の距離は、励振する弾性表面波の波長のおよそ半分の距離とすることが好適である。   The electrode pair 16 includes interdigital electrodes E1 and E2 in which a plurality of linear conductors e are connected to one linear main conductor r in an interdigital manner. The interdigital electrodes E1 and E2 are arranged such that the linear conductor e belonging to the interdigital electrode E1 and the linear conductor e belonging to the interdigital electrode E2 are alternately arranged. The distance between the two linear conductors e adjacent to each other is preferably about half the wavelength of the surface acoustic wave to be excited.

電極対16は、案内壁14aの解析装置12に接合されていない側の端、および案内壁14bの解析装置12に接合されていない側の端の近傍に配置される。電極対16は、案内壁14aの案内壁14bを臨む面に接する直線Aと、案内壁14bの案内壁14aを臨む面に接する直線Bとの間に配置されることが好適である。電極対16は、線状導体eの延伸方向が、案内壁14aの延伸方向および案内壁14bの延伸方向とほぼ垂直となるよう配置される。   The electrode pair 16 is disposed in the vicinity of the end of the guide wall 14a that is not joined to the analysis device 12 and the end of the guide wall 14b that is not joined to the analysis device 12. The electrode pair 16 is preferably disposed between a straight line A that contacts the surface of the guide wall 14a facing the guide wall 14b and a straight line B of the guide wall 14b that contacts the surface facing the guide wall 14a. The electrode pair 16 is arranged such that the extending direction of the linear conductor e is substantially perpendicular to the extending direction of the guide wall 14a and the extending direction of the guide wall 14b.

電極対16の形状としては、図1および図2に示したものの他、様々なものを適用することができる。例えば、基幹導体rと線状導体eとの間のなす角を90°とは異なる角度とした電極、一方の端から他方の端に至るまでの間で幅が変化する線状導体eを備える電極、互いに隣接する線状導体eの間隔が均一とならないよう線状導体eを配置した電極等を適用することが可能である。すなわち、電極は、励振する弾性表面波の周波数範囲、伝播させる方向等に基づいて任意の形状とすることができる。   Various shapes can be applied as the shape of the electrode pair 16 in addition to those shown in FIGS. 1 and 2. For example, an electrode having an angle between the main conductor r and the linear conductor e different from 90 ° and a linear conductor e whose width changes from one end to the other end are provided. It is possible to apply an electrode or the like in which the linear conductors e are arranged so that the interval between the linear conductors e adjacent to each other is not uniform. That is, the electrode can have an arbitrary shape based on the frequency range of the surface acoustic wave to be excited, the direction of propagation, and the like.

電極対16から弾性表面波を励振する動作について説明する。電極対16が備えるすだれ状電極E1およびE2との間に所定の周波数の交流電圧を印加すると、圧電効果によって、電極対16から離れて解析装置12に向かう方向に弾性表面波SAWが励振される。弾性表面波SAWは、案内壁14aと案内壁14bとの間に挟まれる領域を伝播し、解析装置12が設けられている位置を通過して伝播する。   An operation for exciting a surface acoustic wave from the electrode pair 16 will be described. When an AC voltage having a predetermined frequency is applied between the interdigital electrodes E1 and E2 included in the electrode pair 16, the surface acoustic wave SAW is excited in the direction away from the electrode pair 16 toward the analysis device 12 due to the piezoelectric effect. . The surface acoustic wave SAW propagates through a region sandwiched between the guide wall 14a and the guide wall 14b and propagates through a position where the analysis device 12 is provided.

なお、電極対を配置する方向と励振される弾性表面波が伝播する方向との間の関係は、電極の形状、基板の物性等によって異なる。したがって、電極対16が配置される方向は、それぞれ弾性表面波SAWが所定の方向に伝播するよう決定される。本実施形態は、そのように決定された電極対16の配置方向の一例を示している。   The relationship between the direction in which the electrode pair is arranged and the direction in which the excited surface acoustic wave propagates varies depending on the shape of the electrode, the physical properties of the substrate, and the like. Therefore, the direction in which the electrode pair 16 is arranged is determined so that the surface acoustic wave SAW propagates in a predetermined direction. The present embodiment shows an example of the arrangement direction of the electrode pair 16 determined as described above.

液体滴下器18は、支柱18A、アーム18Bおよび滴下部18Fを備えて構成される。支柱18Aおよびアーム18Bは、金属、プラスチック等の剛性の材料によって棒状に形成される。   The liquid dropping device 18 includes a support 18A, an arm 18B, and a dropping unit 18F. The support 18A and the arm 18B are formed in a rod shape from a rigid material such as metal or plastic.

支柱18Aは、その延伸方向が基板10の表面と垂直となるよう基板10に取り付けられる。支柱18Aが取り付けられる位置は、案内壁14bの解析装置12に接合されていない側の端の近傍から案内壁14bの延伸方向にほぼ垂直な方向に所定の距離だけ離れた点P1の位置とする。   The support 18 </ b> A is attached to the substrate 10 such that the extending direction thereof is perpendicular to the surface of the substrate 10. The position where the column 18A is attached is the position of a point P1 that is a predetermined distance away from the vicinity of the end of the guide wall 14b that is not joined to the analysis device 12 in a direction substantially perpendicular to the extending direction of the guide wall 14b. .

アーム18Bは、点P1から、案内壁14aと案内壁14bとの間の中心線である直線Fに引いた垂線の長さとほぼ同一の長さを有する。アーム18Bの一方の端は、支柱18Aの基板10に接合されていない側の端に接合される。アーム18Bの支柱18Aに接合されていない側の端には滴下部18Fが取り付けられる。アーム18Bは、搬送開始領域St近傍の上方に滴下部18Fが固定される方向に、その延伸方向が基板10の表面と平行になるよう支柱18Aに接合される。ここで、搬送開始領域Stは、案内壁14aの解析装置12に接合されていない側の端および案内壁14bの解析装置12に接合されていない側の端の近傍の案内壁14aと案内壁14bとの間に挟まれる領域であり、液体の搬送が開始される領域である。   The arm 18B has substantially the same length as the perpendicular line drawn from the point P1 to the straight line F that is the center line between the guide wall 14a and the guide wall 14b. One end of the arm 18B is joined to the end of the support 18A that is not joined to the substrate 10. A drip portion 18F is attached to the end of the arm 18B on the side not joined to the column 18A. The arm 18B is joined to the column 18A in a direction in which the dropping portion 18F is fixed above the vicinity of the conveyance start region St so that the extending direction is parallel to the surface of the substrate 10. Here, the conveyance start area St is the guide wall 14a and the guide wall 14b in the vicinity of the end of the guide wall 14a on the side not joined to the analysis device 12 and the end of the guide wall 14b on the side not joined to the analysis device 12. Is an area between which the liquid is transferred.

本実施形態で適用される滴下部18Fは、細長い管の形状に形成され、管の一方の端には液体を滴下するための滴下口18Hが設けられる。滴下部18Fは、滴下口18Hが基板10側を向き、滴下口18Hが基板10の表面から所定の距離だけ隔てられるようアーム18Bに取り付けられる。滴下部18Fは、ピペット等によって構成することができる。液体滴下器18は、滴下部18Fの制御により基板10上に液体を滴下する。   The dropping portion 18F applied in the present embodiment is formed in the shape of an elongated tube, and a dropping port 18H for dropping a liquid is provided at one end of the tube. The dropping unit 18F is attached to the arm 18B so that the dropping port 18H faces the substrate 10 and the dropping port 18H is separated from the surface of the substrate 10 by a predetermined distance. The dropping unit 18F can be configured by a pipette or the like. The liquid dropping device 18 drops liquid on the substrate 10 under the control of the dropping unit 18F.

チップセット器20は、支柱20A、アーム20Bおよびセット部20Fを備えて構成される。支柱20Aおよびアーム20Bは、金属、プラスチック等の剛性の材料によって棒状に形成される。   The chip set device 20 includes a support 20A, an arm 20B, and a set unit 20F. The support 20A and the arm 20B are formed in a rod shape by a rigid material such as metal or plastic.

支柱20Aは、その延伸方向が基板10の表面と垂直となるよう基板10に取り付けられる。支柱20Aが取り付けられる位置は、搬送開始領域Stから案内壁14bの延伸方向にほぼ垂直な方向に所定の距離だけ離れた点P2の位置とする。   The support 20 </ b> A is attached to the substrate 10 so that the extending direction thereof is perpendicular to the surface of the substrate 10. The position where the column 20A is attached is the position of a point P2 that is separated from the transfer start region St by a predetermined distance in a direction substantially perpendicular to the extending direction of the guide wall 14b.

アーム20Bは、点P2から直線Fに引いた垂線の長さとほぼ同一の長さを有する。アーム20Bの一方の端は、支柱20Aの基板10に接合されていない側の端に接合される。アーム20Bの支柱20Aに接合されていない側の端には、セット部20Fが取り付けられる。アーム20Bは、搬送開始領域Stの上方にセット部20Fが固定される方向に、その延伸方向が基板10の表面と平行になるよう支柱20Aに接合される。   The arm 20B has a length substantially the same as the length of the perpendicular drawn from the point P2 to the straight line F. One end of the arm 20B is joined to the end of the support 20A that is not joined to the substrate 10. A set portion 20F is attached to the end of the arm 20B on the side not joined to the support 20A. The arm 20B is joined to the support column 20A in the direction in which the set portion 20F is fixed above the transfer start region St so that the extending direction is parallel to the surface of the substrate 10.

本実施形態で適用されるセット部20Fは、細長い管の形状に形成され、管の一方の端には、液体を搬送する際に用いる固体物質の小片であるチップTpを気体圧によって吸着または離脱する着脱穴20Hが設けられる。セット部20Fは、着脱穴20Hが基板10側を向き、着脱穴20Hが基板10の表面から所定の距離だけ隔てられるようアーム20Bに取り付けられる。セット部20Fは、気体の吸引または吐出によってチップTpを吸着または離脱する真空吸着器、外部からの制御によって開閉するピンセット等によって構成することができる。   The set portion 20F applied in the present embodiment is formed in the shape of an elongated tube, and at one end of the tube, a chip Tp, which is a small piece of a solid substance used for transporting a liquid, is adsorbed or detached by gas pressure. An attachment / detachment hole 20H is provided. The set portion 20F is attached to the arm 20B so that the attachment / detachment hole 20H faces the substrate 10 and the attachment / detachment hole 20H is separated from the surface of the substrate 10 by a predetermined distance. The set unit 20F can be configured by a vacuum suction device that sucks or removes the chip Tp by suction or discharge of gas, tweezers that opens and closes by control from the outside, and the like.

チップセット器20は、セット部20Fの制御によりチップTpを保持しまたはチップTpを放つ。セット部20Fとして真空吸着器を適用した場合には、セット部20Fを吸引状態とすることによってチップTpを保持し、セット部20Fを吐出状態とすることでチップTpを放つ。   The chip set device 20 holds the chip Tp or releases the chip Tp under the control of the setting unit 20F. When a vacuum suction device is applied as the set unit 20F, the chip Tp is held by setting the set unit 20F to a suction state, and the chip Tp is released by setting the set unit 20F to a discharge state.

チップTpは、図2の直線Fにおける断面を示す図3(c)および(d)に示されるように、解析装置12において解析の対象となる物質を含む解析液体Lqを基板10との間に入り込ませ、解析液体Lqを引き寄せるための固体物質の小片である。なお、チップTpと解析液体Lqとの間の相互作用については後述する。チップTpは、直径が開口12Bの幅より大きく、案内壁14aと案内壁14bとの間に挟まれる領域の幅よりも小さい円板状に形成されることが好適である。チップTpは、円板の他、任意の多角形の板状に形成してもよい。チップTpは、シリコン、ガラス、プラスチック等の剛性の材料で形成することが好適である。   As shown in FIGS. 3C and 3D showing the cross section along the straight line F in FIG. 2, the chip Tp allows the analysis liquid Lq containing a substance to be analyzed in the analysis device 12 between the substrate 10. It is a small piece of solid material that enters and draws the analysis liquid Lq. The interaction between the chip Tp and the analysis liquid Lq will be described later. The tip Tp is preferably formed in a disc shape whose diameter is larger than the width of the opening 12B and smaller than the width of the region sandwiched between the guide wall 14a and the guide wall 14b. The chip Tp may be formed in an arbitrary polygonal plate shape in addition to the circular plate. The chip Tp is preferably formed of a rigid material such as silicon, glass, or plastic.

チップTpは、解析液体Lqが接しない側の面を解析液体Lqが接する面より疎水性の性質が強くなるよう加工する。ここで疎水性とは、板状の部材を水平に設置し、その上に液体を滴下したときに、その液体の形状が球形に近くなる性質をいう。その液体が板の表面に広がるような場合は、疎水性の性質が弱く親水性の性質が強いということができる。チップTpの表面の疎水性の性質の強弱は、表面に施すプラズマ処理、表面に施す化学薬品による処理等によって調整することができる。解析液体Lqが接しない側の面を解析液体Lqが接する面より疎水性の性質が強くなるよう加工することで、チップTpが解析液体Lq中に没することを回避することができる。   The tip Tp is processed so that the surface on the side where the analysis liquid Lq does not contact is more hydrophobic than the surface on which the analysis liquid Lq contacts. Here, the term “hydrophobic” refers to the property that when a plate-like member is installed horizontally and a liquid is dropped on it, the shape of the liquid becomes nearly spherical. When the liquid spreads on the surface of the plate, it can be said that the hydrophobic property is weak and the hydrophilic property is strong. The strength of the hydrophobic nature of the surface of the chip Tp can be adjusted by plasma treatment applied to the surface, treatment with a chemical applied to the surface, or the like. By processing the surface on the side that does not come into contact with the analysis liquid Lq so that the hydrophobic property is stronger than the surface on which the analysis liquid Lq comes into contact, it is possible to prevent the tip Tp from being immersed in the analysis liquid Lq.

チップ回収器22は、支柱22A、アーム22Bおよび回収部22Fを備えて構成される。支柱22Aおよびアーム22Bは、金属、プラスチック等の剛性の材料によって棒状に形成される。   The chip collection device 22 includes a support 22A, an arm 22B, and a collection unit 22F. The support 22A and the arm 22B are formed in a rod shape from a rigid material such as metal or plastic.

支柱22Aは、その延伸方向が基板10の表面と垂直となるよう基板10に取り付けられる。支柱22Aが取り付けられる位置は、回収領域Edから案内壁14bの延伸方向にほぼ垂直な方向に所定の距離だけ離れた点P3の位置とする。ここで、回収領域Edは、解析装置12の開口12Bの近傍の案内壁14aと案内壁14bとの間に挟まれる領域である。   The support column 22 </ b> A is attached to the substrate 10 so that its extending direction is perpendicular to the surface of the substrate 10. The position where the column 22A is attached is a position of a point P3 that is separated from the collection area Ed by a predetermined distance in a direction substantially perpendicular to the extending direction of the guide wall 14b. Here, the collection area Ed is an area sandwiched between the guide wall 14a and the guide wall 14b in the vicinity of the opening 12B of the analyzer 12.

アーム22Bは、点P3から直線Fに引いた垂線とほぼ同一の長さを有する。アーム22Bの一方の端は、支柱22Aの基板10に接合されていない側の端に接合される。アーム22Bの支柱22Aに接合されていない側の端には回収部22Fが取り付けられる。アーム22Bは、回収領域Edの上方に回収部22Fが固定される方向に、その延伸方向が基板10の表面と平行となるよう支柱22Aに接合される。   The arm 22B has substantially the same length as the perpendicular drawn from the point P3 to the straight line F. One end of the arm 22B is joined to the end of the support 22A that is not joined to the substrate 10. A recovery unit 22F is attached to the end of the arm 22B that is not joined to the support 22A. The arm 22B is joined to the support 22A in a direction in which the recovery part 22F is fixed above the recovery region Ed so that the extending direction thereof is parallel to the surface of the substrate 10.

本実施形態で適用される回収部22Fは、セット部20Fと同一の構成および機能を有する。回収部22Fは、その着脱穴22Hが基板10側を向き、着脱穴22Hが基板10の表面から所定の距離だけ隔てられるようアーム22Bに取り付けられる。   The collection unit 22F applied in the present embodiment has the same configuration and function as the set unit 20F. The collection portion 22F is attached to the arm 22B so that the attachment / detachment hole 22H faces the substrate 10 and the attachment / detachment hole 22H is separated from the surface of the substrate 10 by a predetermined distance.

チップ回収器22は、回収部22Fの制御によりチップTpを吸引し保持する。回収部22Fとして真空吸着器を適用した場合には、回収部22Fを吸引状態にすることによってチップTpを回収し保持する。   The chip collecting device 22 sucks and holds the chip Tp under the control of the collecting unit 22F. When a vacuum suction device is applied as the collection unit 22F, the chip Tp is collected and held by bringing the collection unit 22F into a suction state.

解析液体Lqを解析装置12に搬送する処理について図3(a)〜(e)を参照しつつ説明する。図3(a)〜(e)は、解析システムを直線Fにおける断面を以て示したものである。図1および図2と同一のものについては同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。まず、図3(a)に示すように、チップセット器20をチップTpを保持した状態とする。また、電極対16には所定の交流電圧を印加し、弾性表面波SAWが励振された状態とする。この状態で、チップセット器20は、図3(b)に示すように搬送開始領域St上にチップTpを放つ。液体滴下器18は、解析液体Lqを基板10上に置かれたチップTpと電極対16との間の基板10上の領域に滴下する。   A process of transporting the analysis liquid Lq to the analysis device 12 will be described with reference to FIGS. 3A to 3E show the analysis system with a cross section along a straight line F. FIG. The same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted below. First, as shown in FIG. 3A, the chip set device 20 is in a state of holding the chip Tp. Further, a predetermined alternating voltage is applied to the electrode pair 16 so that the surface acoustic wave SAW is excited. In this state, the chip set device 20 releases the chip Tp on the transfer start area St as shown in FIG. The liquid dropping unit 18 drops the analysis liquid Lq onto a region on the substrate 10 between the chip Tp placed on the substrate 10 and the electrode pair 16.

滴下された解析液体Lqは、弾性表面波SAWの放射圧によって弾性表面波SAWが伝播する方向に進む力を受け移動する。チップTpが置かれた位置まで移動しチップTpに接触した解析液体Lqは、表面張力によって基板10の表面とチップTpとの間に形成された隙間に入り込む。この様子を示したものが図3(c)である。一般に液体は、表面張力によって、固体に囲まれたより狭い領域に入り込む性質、および表面積が小さくなるよう互いに引き寄せ合う性質を有する。そのため、チップTpに接触した解析液体Lqは、チップTpと基板10の表面との間に形成された隙間に入り込み、まとまりのある液滴を形成する。   The dropped analysis liquid Lq moves by receiving a force traveling in the direction in which the surface acoustic wave SAW propagates due to the radiation pressure of the surface acoustic wave SAW. The analysis liquid Lq that has moved to the position where the chip Tp is placed and has come into contact with the chip Tp enters a gap formed between the surface of the substrate 10 and the chip Tp by surface tension. This is shown in FIG. 3 (c). In general, liquids have the property of entering a narrower region surrounded by the solid by surface tension and the property of attracting each other to reduce the surface area. Therefore, the analysis liquid Lq in contact with the chip Tp enters a gap formed between the chip Tp and the surface of the substrate 10 to form a coherent droplet.

チップTpと基板10の表面との間に解析液体Lqが入り込んだ後は、チップTpは解析液体Lqに接していない面が受ける空気圧によって、解析液体Lqへの接触が維持される状態となる。これによって、チップTpはあたかも解析液体Lqに引きつけられているような状態となり、解析液体Lqが形成する液滴が基板10の表面上を移動する場合には、チップTpは解析液体Lqが形成する液滴と共に移動する。   After the analysis liquid Lq enters between the chip Tp and the surface of the substrate 10, the chip Tp is in a state where the contact with the analysis liquid Lq is maintained by the air pressure received by the surface not in contact with the analysis liquid Lq. As a result, the tip Tp becomes as if it is attracted to the analysis liquid Lq, and when the droplet formed by the analysis liquid Lq moves on the surface of the substrate 10, the tip Tp forms the analysis liquid Lq. Move with the droplet.

なお、ここではチップTpを放ち、その後に解析液体Lqを滴下する処理について説明したが、先に解析液体Lqを滴下し、その解析液体Lqの上にチップTpを放つ処理を実行してもよい。この場合、電極対16に交流電圧を印加するタイミングは、解析液体Lqを滴下する前であっても解析液体Lqを滴下した後チップTpを放つ前であってもよい。   Here, the process of releasing the chip Tp and then dropping the analysis liquid Lq has been described, but the process of dropping the analysis liquid Lq first and releasing the chip Tp on the analysis liquid Lq may be executed. . In this case, the timing at which the AC voltage is applied to the electrode pair 16 may be before dropping the analysis liquid Lq or before dropping the chip Tp after dropping the analysis liquid Lq.

解析液体Lqは、チップTpと基板10の表面との間に液滴を形成しつつ、弾性表面波SAWの放射圧によって弾性表面波SAWが伝播する方向に進む力を受け、チップTpと共に移動する。そして、案内壁14aおよび14bに導かれつつ回収領域Edに搬送される。図3(d)は解析液体LqおよびチップTpが、弾性表面波SAWが伝播する方向と同一の方向に移動する様子を示している。   The analysis liquid Lq receives a force that travels in the direction in which the surface acoustic wave SAW propagates due to the radiation pressure of the surface acoustic wave SAW while forming a droplet between the chip Tp and the surface of the substrate 10, and moves together with the chip Tp. . And it is conveyed by the collection | recovery area | region Ed, being guide | induced to the guide walls 14a and 14b. FIG. 3D shows how the analysis liquid Lq and the tip Tp move in the same direction as the direction in which the surface acoustic wave SAW propagates.

解析液体LqおよびチップTpが回収領域Edまで搬送されると、図3(e)に示すようにチップ回収器22はチップTpを回収する。回収領域Edに搬送された解析液体Lqは、開口12Bから解析装置12の内部へと搬送される。解析装置12は、開口12Bから搬入された解析液体Lqに含まれる物質の量、性質等を解析する。   When the analysis liquid Lq and the chip Tp are transported to the recovery area Ed, the chip recovery device 22 recovers the chip Tp as shown in FIG. The analysis liquid Lq transferred to the collection area Ed is transferred from the opening 12B to the inside of the analysis device 12. The analysis device 12 analyzes the amount, property, etc. of the substance contained in the analysis liquid Lq carried from the opening 12B.

このような構成によれば、解析液体Lqは、チップTpと基板10の表面との間に入り込み、まとまりをもった液滴として搬送される。これによって解析液体Lqが基板10の表面上に広がることを回避することができ、解析液体Lqと基板10との間の摩擦力を低減することができる。そのため、強度の弱い弾性表面波によって解析液体Lqを搬送することができ、ひいては、電極対16に交流電圧を印加するための装置(図示せず)を小型化することができる。また、解析液体Lqが基板10の表面上に広がることを回避することができるため、搬送の際に解析液体Lqが蒸発することを回避することができる。   According to such a configuration, the analysis liquid Lq enters between the chip Tp and the surface of the substrate 10 and is transported as a droplet having a unity. As a result, the analysis liquid Lq can be prevented from spreading on the surface of the substrate 10, and the frictional force between the analysis liquid Lq and the substrate 10 can be reduced. Therefore, the analysis liquid Lq can be transported by a weak surface acoustic wave, and the apparatus (not shown) for applying an AC voltage to the electrode pair 16 can be downsized. In addition, since the analysis liquid Lq can be prevented from spreading on the surface of the substrate 10, the analysis liquid Lq can be prevented from evaporating during the transport.

なお、本実施形態においては、チップセット器20およびチップ回収器22を個別に設ける構成とした。これらは、チップTpを着脱するという共通の機能を有するため、これらを共通化したチップセット回収器を構成することができる。この場合、チップTpを着脱する真空吸着器等を懸垂させつつ、案内壁14aと案内壁14bとの間に挟まれる領域の上方を当該領域の延伸方向に往復させる懸垂レールを設け、当該懸垂レールに真空吸着器等を懸垂させた構成とすればよい。   In the present embodiment, the chip set device 20 and the chip collection device 22 are provided separately. Since these have a common function of attaching and detaching the chip Tp, it is possible to configure a chip set collection device in which these are shared. In this case, a suspension rail is provided that reciprocates in the extending direction of the region above the region sandwiched between the guide wall 14a and the guide wall 14b while suspending a vacuum suction device or the like for attaching and detaching the chip Tp. What is necessary is just to make it the structure which suspended the vacuum suction device etc. in the.

また、このようなチップTpを着脱する器具を設けることなく、ピンセット等を用いて手作業にてチップTpの配置または回収を行ってもよい。同様に、液体滴下器18に代えて、ピペット等を用いて手作業によって液体を滴下してもよい。   Further, the chip Tp may be manually arranged or collected using tweezers or the like without providing an instrument for attaching / detaching the chip Tp. Similarly, instead of the liquid dropping device 18, the liquid may be dropped manually using a pipette or the like.

本発明の実施形態に係る解析システムの斜視図を示す図である。It is a figure which shows the perspective view of the analysis system which concerns on embodiment of this invention. 液体滴下器、チップセット器およびチップ回収器を取り除いた解析システムを、基板の上側から見た図である。It is the figure which looked at the analysis system which removed the liquid dropping device, the chip set device, and the chip collection device from the upper side of the substrate. 液体を搬送する処理を示す図である。It is a figure which shows the process which conveys a liquid.

符号の説明Explanation of symbols

10 基板、12 解析装置、12A 筐体、12B 開口、14a,14b 案内壁、16 電極対 18 液体滴下器、18A,20A,22A 支柱、18B,20B,22B アーム、18F 滴下部、18H 滴下口、20F セット部、20H,22H 着脱穴、22F 回収部、20 チップセット器、22 チップ回収器、r 基幹導体、e 線状導体、Tp チップ、Lq 解析液体 SAW 弾性表面波。   10 substrate, 12 analyzer, 12A housing, 12B opening, 14a, 14b guide wall, 16 electrode pair 18 liquid dropper, 18A, 20A, 22A strut, 18B, 20B, 22B arm, 18F drop unit, 18H drop port, 20F set part, 20H, 22H detachable hole, 22F collection part, 20 chip set unit, 22 chip collection unit, r core conductor, e linear conductor, Tp chip, Lq analysis liquid SAW surface acoustic wave.

Claims (4)

基板の上に固体片を置くステップと、
前記基板の上に液体を滴下するステップと、
前記基板に弾性表面波を励振するステップと、
前記基板の上に滴下された前記液体と前記基板の上に置かれた固体片とを接触させ、前記固体片と前記基板との間に前記液体を入り込ませるステップと、
を含み、
前記固体片と前記基板との間に入り込んだ前記液体を、前記弾性表面波によって前記固体片と共に搬送することを特徴とする液体搬送方法。
Placing a solid piece on the substrate;
Dropping a liquid on the substrate;
Exciting a surface acoustic wave on the substrate;
Bringing the liquid dropped on the substrate into contact with a solid piece placed on the substrate and allowing the liquid to enter between the solid piece and the substrate;
Including
A liquid transport method comprising transporting the liquid that has entered between the solid piece and the substrate together with the solid piece by the surface acoustic wave.
弾性表面波が伝播する基板と、
前記基板に弾性表面波を励振する励振源と、
前記基板の上に固体片を置くセット部と、
前記基板の上に液体を滴下する滴下部と、
を備えることを特徴とする液体搬送装置。
A substrate on which surface acoustic waves propagate;
An excitation source for exciting a surface acoustic wave on the substrate;
A set part for placing a solid piece on the substrate;
A dropping unit for dropping a liquid on the substrate;
A liquid transport apparatus comprising:
請求項2に記載の液体搬送装置であって、
前記セット部は、
気体が流通する穴を有し、
前記固体片を吸引することによって前記固体片を前記穴が設けられている位置に保持し、前記穴から気体を吐き出すことよって当該保持された前記固体片を放つことを特徴とする液体搬送装置。
The liquid transport device according to claim 2,
The set part is
Has a hole through which gas flows,
A liquid transporting apparatus, wherein the solid piece is held at a position where the hole is provided by sucking the solid piece, and the held solid piece is released by discharging gas from the hole.
請求項2または請求項3に記載の液体搬送装置であって、
前記固体片は、
板状の固体部材であり、
対向する2つの面の一方の面が他方の面より疎水性が高いことを特徴とする液体搬送装置。
It is a liquid conveyance apparatus of Claim 2 or Claim 3, Comprising:
The solid piece is
A plate-like solid member,
One of two opposing surfaces has a higher hydrophobicity than the other surface.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5283232B2 (en) * 2007-09-03 2013-09-04 国立大学法人静岡大学 Elastic wave device

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