JP2017111029A - Micro channel device - Google Patents

Micro channel device Download PDF

Info

Publication number
JP2017111029A
JP2017111029A JP2015246233A JP2015246233A JP2017111029A JP 2017111029 A JP2017111029 A JP 2017111029A JP 2015246233 A JP2015246233 A JP 2015246233A JP 2015246233 A JP2015246233 A JP 2015246233A JP 2017111029 A JP2017111029 A JP 2017111029A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
flow path
flow
fluid
microchannel device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015246233A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
晋 斉藤
Susumu Saito
晋 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP2015246233A priority Critical patent/JP2017111029A/en
Publication of JP2017111029A publication Critical patent/JP2017111029A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a micro channel device which suppresses occurrence of backflow and pulsating flow, stably feeds a liquid, and makes a liquid sample spontaneously flow.SOLUTION: There is provided a micro channel device which includes a resin substrate having a plurality of flow channels that supply two or more kinds of fluids and a resin film joined to a surface in a side where a groove is provided on the resin substrate, where the micro channel device includes a flow channel 20 that supplies a first fluid and a flow channel 40 that supplies a second fluid, a crossing portion 50 is formed at a position on the downstream side rather than supply holes provided on each of the flow channel 20 and the flow channel 40, a side wall shape of the flow channel 20 in the crossing portion 50 has a tapered region 80 spreading from the upstream side toward the downstream side of the flow channel 20 when viewed from a direction perpendicular to a flow direction of the fluid, and when a flow channel width on the uppermost side of the flow channel 20 in the tapered region 80 is represented by H1 and a flow channel width on the lowermost side of the flow channel 20 in the tapered region 80 is represented by H2, a value of H2/H1 is 1.3 or more and 1.6 or less.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、マイクロ流路デバイスに関する。   The present invention relates to a microchannel device.

半導体技術や微細加工技術を応用し、サンプルの分離システムや検出システムなどを小型のチップ上に集積したLab−on−a−chip(ラボ・オン・ア・チップ)等のマイクロ流路デバイス(マイクロ流体デバイスともいう。)に係る技術について、種々の報告がなされている。   Applying semiconductor technology and microfabrication technology, micro-channel devices such as Lab-on-a-chip (lab-on-a-chip) in which sample separation systems and detection systems are integrated on a small chip Various reports have been made on techniques related to fluid devices.

たとえば、特許文献1には、液体試料の逆流や脈流が発生することを抑制すべく、試料供給部と、液体試料を分析する分析部と、分析部を通過した液体試料を収容する廃液部と、流路とを備えたデバイスにおいて、分析部の下流側に設けたポンプの吸引力によって液体試料を試料供給部から廃液部に向けて安定的に送液するよう構成されたマイクロ流体デバイスが記載されている。   For example, Patent Document 1 discloses that a sample supply unit, an analysis unit that analyzes a liquid sample, and a waste liquid unit that stores the liquid sample that has passed through the analysis unit, in order to suppress the backflow or pulsation of the liquid sample. A microfluidic device configured to stably feed a liquid sample from the sample supply unit toward the waste liquid unit by a suction force of a pump provided downstream of the analysis unit. Have been described.

特開2010−276430号公報JP 2010-276430 A

しかし、近年、マイクロ流路デバイスの小型化および高機能化について要求される技術水準は、ますます高くなってきている。こうした事情に鑑みて、かかるマイクロ流路デバイスの使用環境についても、多様化が進んでいる。そのため、特許文献1等に記載されている従来技術は、ポンプなどの吸引機構を十分に使用できない環境下において、安定的に送液することが困難である場合があった。   However, in recent years, the technical level required for miniaturization and higher functionality of microchannel devices has been increasing. In view of such circumstances, the use environment of such microchannel devices is also diversifying. For this reason, in the conventional technique described in Patent Document 1 and the like, it may be difficult to stably feed liquid in an environment where a suction mechanism such as a pump cannot be sufficiently used.

そこで、本発明は、逆流や脈流が発生することを抑制しつつ、安定的な送液を実現するとともに、液体試料を自発的に流動させることが可能なマイクロ流路デバイスを提供する。   Therefore, the present invention provides a microchannel device capable of realizing a stable liquid feeding and allowing a liquid sample to flow spontaneously while suppressing the occurrence of backflow or pulsating flow.

本発明によれば、樹脂組成物により形成され、かつ一方の面に2種以上の流体をそれぞれ供給するための複数の流路が設けられた樹脂基板と、
前記樹脂基板における前記溝が設けられている側の面に接合された樹脂フィルムと、
を備えたマイクロ流路デバイスであって、
前記樹脂基板に設けられた前記複数の流路が、1の前記流体を供給するための第1の流路と、前記1の流体とは異なる他の前記流体を供給するための第2の流路とを含み、
前記第1の流路と前記第2の流路とが、前記第1の流路および前記第2の流路のそれぞれに設けられている供給孔よりも下流側の位置において、互いに交差する交差部を形成しており、
前記交差部における前記第1の流路の側壁形状が、前記流体の流動方向に向かって垂直な方向から見たとき、前記第1の流路の上流側から下流側に向かって広がったテーパー形状であり、
前記側壁形状が前記テーパー形状となっている領域をテーパー領域とした時、前記テーパー領域における前記第1の流路の最上流側の流路幅をH1とし、前記テーパー領域における前記第1の流路の最下流側の流路幅をH2としたとき、H2/H1の値が1.3以上1.6以下である、マイクロ流路デバイスが提供される。
According to the present invention, a resin substrate formed of a resin composition and provided with a plurality of flow paths for supplying two or more fluids to one surface,
A resin film bonded to a surface of the resin substrate on which the groove is provided;
A microchannel device comprising:
The plurality of flow paths provided in the resin substrate include a first flow path for supplying one fluid and a second flow for supplying another fluid different from the first fluid. Including roads,
The first channel and the second channel intersect each other at positions downstream of the supply holes provided in each of the first channel and the second channel. Forming part,
The side wall shape of the first flow path at the intersecting portion is a tapered shape spreading from the upstream side to the downstream side of the first flow path when viewed from a direction perpendicular to the fluid flow direction. And
When the region in which the side wall shape is the tapered shape is a tapered region, the flow channel width on the most upstream side of the first flow channel in the tapered region is H1, and the first flow in the tapered region is Provided is a microchannel device having a value of H2 / H1 of 1.3 or more and 1.6 or less, where H2 is the channel width on the most downstream side of the path.

本発明によれば、逆流や脈流が発生することを抑制しつつ、安定的な送液を実現するとともに、液体試料を自発的に流動させることが可能なマイクロ流路デバイスを提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a microchannel device capable of realizing stable liquid feeding and allowing a liquid sample to flow spontaneously while suppressing the occurrence of backflow or pulsating flow.

本実施形態に係るマイクロ流路デバイスを、流体の流動方向に向かって垂直な方向から見た図である。It is the figure which looked at the microchannel device concerning this embodiment from the direction perpendicular to the flow direction of fluid. 本実施形態に係るマイクロ流路デバイスに形成された交差部近傍領域を流体の流動方向に向かって垂直な方向から見た拡大図である。It is the enlarged view which looked at the crossing part neighborhood field formed in the microchannel device concerning this embodiment from the direction perpendicular to the flow direction of fluid.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

図1は、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100を、流体の流動方向に向かって垂直な方向から見た図である。なお、図1に示すマイクロ流路デバイス100は、2種の流体試料を供給することを前提に2つの流路を備えたものであるが、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100は2種以上の流体を供給可能なものであり、このような態様に対応すべく2以上の流路を備えたものであってもよい。
図1に示すように、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100は、樹脂組成物により形成され、かつ一方の面に2種以上の流体をそれぞれ供給するための複数の流路が設けられた樹脂基板と、樹脂基板における溝が設けられている側の面に接合された樹脂フィルムと、を備えたものである。そして、かかるマイクロ流路デバイス100は、樹脂基板に設けられた複数の流路が、1の流体を供給するための第1の流路20と、上記1の流体とは異なる他の流体を供給するための第2の流路40とを含み、第1の流路20と第2の流路40とが、第1の流路20および第2の流路40のそれぞれに設けられている供給孔10および30よりも下流側の位置において、互いに交差する交差部50を形成している。
FIG. 1 is a view of the microchannel device 100 according to the present embodiment as viewed from a direction perpendicular to the fluid flow direction. The microchannel device 100 shown in FIG. 1 is provided with two channels on the premise that two types of fluid samples are supplied. However, the microchannel device 100 according to the present embodiment includes two types. The above fluid can be supplied, and two or more flow paths may be provided to cope with such an aspect.
As shown in FIG. 1, the microchannel device 100 according to the present embodiment is formed of a resin composition and provided with a plurality of channels for supplying two or more kinds of fluids on one surface. A resin substrate and a resin film bonded to a surface of the resin substrate on which a groove is provided are provided. In the microchannel device 100, the plurality of channels provided on the resin substrate supply the first channel 20 for supplying one fluid and another fluid different from the one fluid. Supply, the first flow path 20 and the second flow path 40 are provided in each of the first flow path 20 and the second flow path 40. An intersecting portion 50 that intersects with each other is formed at a position downstream of the holes 10 and 30.

図2は、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100に形成された交差部50近傍領域を流体の流動方向に向かって垂直な方向から見た拡大図である。
図2に示すように、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100は、交差部50における第1の流路20の側壁形状が、流体の流動方向に向かって垂直な方向から見たとき、第1の流路20の上流側から下流側に向かって広がったテーパー形状である。さらに、かかるマイクロ流路デバイス100は、側壁形状がテーパー形状となっている領域をテーパー領域80とした時、テーパー領域80における第1の流路20の最上流側の流路幅をH1とし、テーパー領域80における第1の流路20の最下流側の流路幅をH2としたとき、H2/H1の値が1.3以上1.6以下となる構成を採用している。こうすることで、逆流や脈流が発生することを抑制しつつ、安定的な送液を実現するとともに、液体試料を自発的に流動させることが可能なマイクロ流路デバイス100を実現することが可能である。なお、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100において、各種流体の推進力は、重力に起因したものである。
FIG. 2 is an enlarged view of a region near the intersection 50 formed in the microchannel device 100 according to the present embodiment as viewed from a direction perpendicular to the fluid flow direction.
As shown in FIG. 2, when the microchannel device 100 according to the present embodiment is viewed from a direction in which the side wall shape of the first channel 20 at the intersection 50 is perpendicular to the fluid flow direction, The taper shape is widened from the upstream side to the downstream side of one channel 20. Further, in the microchannel device 100, when the region where the side wall shape is tapered is the tapered region 80, the channel width on the most upstream side of the first channel 20 in the tapered region 80 is H1, When the flow path width on the most downstream side of the first flow path 20 in the tapered region 80 is H2, a configuration in which the value of H2 / H1 is 1.3 or more and 1.6 or less is adopted. By doing so, it is possible to realize a microfluidic device 100 capable of realizing stable liquid feeding and allowing a liquid sample to flow spontaneously while suppressing the occurrence of backflow or pulsating flow. Is possible. In the microchannel device 100 according to the present embodiment, the driving force of various fluids is due to gravity.

従来のマイクロ流路デバイスにおいても、たとえば、特許文献1のように、逆流や脈流が発生することを抑制しつつ、安定的な送液を実現する技術は報告されている。しかし、従来のマイクロ流路デバイスにおいては、最下流側からポンプなどの吸引機構を利用して安定的な送液を実現する場合がほとんどであった。   Also in the conventional microchannel device, for example, as in Patent Document 1, a technique for realizing stable liquid feeding while suppressing the occurrence of backflow and pulsating flow has been reported. However, in the conventional microchannel device, in most cases, stable liquid feeding is realized using a suction mechanism such as a pump from the most downstream side.

しかし、近年、マイクロ流路デバイスの小型化および高機能化について要求される技術水準は、ますます高くなってきている。こうした事情に鑑みて、かかるマイクロ流路デバイスの使用環境についても、多様化が進んでいる。そのため、ポンプなどの吸引機構を利用することなく、流体の自発的な流動により安定的な送液を可能とするマイクロ流路デバイスの実現が求められている傾向にある。   However, in recent years, the technical level required for miniaturization and higher functionality of microchannel devices has been increasing. In view of such circumstances, the use environment of such microchannel devices is also diversifying. Therefore, there is a tendency to realize a micro-channel device that enables stable liquid feeding by spontaneous flow of fluid without using a suction mechanism such as a pump.

そこで、本発明者は、流体の自発的な流動により安定的な送液を可能とするマイクロ流路デバイス100を実現すべく、鋭意検討した。その結果、以下の2つの条件をともに満たす構成を採用することが、設計指針として有効であることを見出した。
第1の条件は、交差部50における第1の流路20の側壁形状が、流体の流動方向に向かって垂直な方向から見たとき、第1の流路20の上流側から下流側に向かって広がったテーパー形状となるよう制御することである。こうすることで、交差部50における第1の流路20内を流動する流体と、第2の流路40内を流動する流体との接触面積を増大させることが可能であるため、両者を混合させる際に逆流が発生することを抑制することができる。また、上述したように、交差部50における第1の流路20の側壁形状が、第1の流路20の上流側から下流側に向かって広がったテーパー形状となるよう制御することで、第1の流路20の側壁を構成する部材に対する流体の濡れ性に起因した表面張力が増大することを抑制することも可能である。
第2の条件は、側壁形状がテーパー形状となっている領域をテーパー領域80とした時、テーパー領域80における第1の流路20の最上流側の流路幅をH1とし、テーパー領域80における第1の流路20の最下流側の流路幅をH2としたとき、H2/H1の値が1.3以上1.6以下となる構成を採用することである。こうすることで、交差部50において第1の流路20内を流動する流体と、第2の流路40内を流動する流体とが接触して混合される前段階において、第1の流路20内を流動する上記流体の送液速度を低減させることができる。そのため、上記交差部50において、第1の流路20内を流動する流体が、第2の流路40内を流動する流体の内部に巻き込まれるように、両流体を混合することが可能となり、結果として乱流が発生することを抑制することができる。
Therefore, the present inventor has intensively studied to realize a microchannel device 100 that enables stable liquid feeding by spontaneous flow of fluid. As a result, it was found that adopting a configuration that satisfies both of the following two conditions is effective as a design guideline.
The first condition is that when the shape of the side wall of the first flow path 20 at the intersection 50 is viewed from a direction perpendicular to the fluid flow direction, the first flow path 20 is directed from the upstream side to the downstream side. It is to control so that the taper shape spreads. By doing so, it is possible to increase the contact area between the fluid flowing in the first flow path 20 and the fluid flowing in the second flow path 40 at the intersecting portion 50, so that both are mixed. It is possible to suppress the occurrence of backflow when performing the operation. Further, as described above, by controlling the side wall shape of the first flow path 20 at the intersecting portion 50 to be a tapered shape spreading from the upstream side to the downstream side of the first flow path 20, It is also possible to suppress an increase in the surface tension due to the wettability of the fluid with respect to the member constituting the side wall of one flow path 20.
The second condition is that when the region where the side wall shape is tapered is the tapered region 80, the flow width on the most upstream side of the first flow channel 20 in the tapered region 80 is H1, and the tapered region 80 When the flow path width on the most downstream side of the first flow path 20 is H2, the configuration in which the value of H2 / H1 is 1.3 or more and 1.6 or less is adopted. By doing so, in the previous stage where the fluid flowing in the first flow path 20 and the fluid flowing in the second flow path 40 are in contact and mixed at the intersection 50, the first flow path The liquid feeding speed of the fluid flowing in the inside 20 can be reduced. Therefore, in the intersection 50, it is possible to mix both fluids so that the fluid flowing in the first flow path 20 is caught in the fluid flowing in the second flow path 40, As a result, generation of turbulent flow can be suppressed.

そして、本実施形態において、上記H2/H1の値は、1.3以上1.6以下であるが、好ましくは、1.35以上1.55以下であり、さらに好ましくは、1.4以上1.55以下であり、最も好ましくは、1.48以上1.52以下である。こうすることで、交差部50に侵入する第1の流路20内を流動する流体の送液速度を効果的に低減させることが可能となるため、より一層安定的な送液が可能となる。   In the present embodiment, the H2 / H1 value is 1.3 or more and 1.6 or less, preferably 1.35 or more and 1.55 or less, and more preferably 1.4 or more and 1 or less. .55 or less, and most preferably 1.48 or more and 1.52 or less. By doing so, it is possible to effectively reduce the liquid feeding speed of the fluid flowing in the first flow path 20 that enters the intersecting portion 50, and thus more stable liquid feeding becomes possible. .

ここで、交差部50における第1の流路20の側壁形状と、第2の流路40の側壁形状とを、流体の流動方向に向かって垂直な方向から見て、上記テーパー領域80における第1の流路20の最下流側の流路幅をH2とし、交差部50における第2の流路40の最上流側の流路幅をH3とした時、H3<H2となるように、両者を制御することが好ましい。こうすることで、交差部50に侵入する第1の流路20内を流動する流体の送液速度と、第2の流路40内を流動する流体の送液速度とを制御することができる。具体的には、第2の流路40内を流動する流体の送液速度が、第1の流路20内を流動する流体の送液速度と比べて大きくなるように制御することができる。そのため、結果として、第2の流路40内を流動する流体に対する、第1の流路20内を流動する流体の巻き込み効率を向上させることが可能となる。   Here, when the side wall shape of the first flow path 20 and the side wall shape of the second flow path 40 at the intersecting portion 50 are viewed from the direction perpendicular to the fluid flow direction, the first shape in the tapered region 80 is obtained. When the flow path width on the most downstream side of one flow path 20 is H2 and the flow path width on the most upstream side of the second flow path 40 at the intersection 50 is H3, both are such that H3 <H2. Is preferably controlled. By doing so, it is possible to control the liquid feeding speed of the fluid flowing in the first flow path 20 entering the intersection 50 and the liquid feeding speed of the fluid flowing in the second flow path 40. . Specifically, the liquid feeding speed of the fluid flowing in the second flow path 40 can be controlled to be higher than the liquid feeding speed of the fluid flowing in the first flow path 20. Therefore, as a result, it becomes possible to improve the entrainment efficiency of the fluid flowing in the first flow path 20 with respect to the fluid flowing in the second flow path 40.

また、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100に備わる交差部50において、第1の流路20と、第2の流路40とが形成する交差角は、当該マイクロ流路デバイス100に要求されている基本特性を保持しつつ、流体の自発的な流動により安定的な送液を可能とする観点から、好ましくは、85°以上95°以下であり、さらに好ましくは、87°以上93°以下である。なお、上記交差角とは、第1の流路20と、第2の流路40とが形成する角の内、角度が小さい側を指す。   Further, in the intersection 50 provided in the microchannel device 100 according to the present embodiment, the intersection angle formed by the first channel 20 and the second channel 40 is required for the microchannel device 100. From the viewpoint of enabling stable liquid feeding by spontaneous flow of fluid while maintaining the basic characteristics, it is preferably 85 ° or more and 95 ° or less, and more preferably 87 ° or more and 93 ° or less. It is. In addition, the said crossing angle refers to the side where an angle is small among the angles which the 1st flow path 20 and the 2nd flow path 40 form.

また、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100におけるテーパー領域80を形成する第1の流路20の側壁形状は、当該第1の流路20の上流側から下流側にかけて、第1の流路20の流路幅の中心点から外方に向かって凸の曲線を描いた形状であることが好ましい。こうすることで、第1の流路20内を流動する流体が交差部50に侵入する前に、当該流体に対流が発生することを抑制することができる。これにより、結果として、より一層安定的な送液を行うことが可能となる。   In addition, the side wall shape of the first channel 20 forming the tapered region 80 in the microchannel device 100 according to the present embodiment is the first channel from the upstream side to the downstream side of the first channel 20. It is preferable that the shape has a convex curve outward from the center point of the 20 channel widths. By doing so, it is possible to suppress the occurrence of convection in the fluid before the fluid flowing in the first flow path 20 enters the intersecting portion 50. Thereby, as a result, it becomes possible to perform liquid feeding more stably.

また、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100において、上記テーパー領域80における第1の流路20の最上流側の流路幅H1は、交差部50に侵入する第1の流路20内を流動する流体と、第2の流路40内を流動する流体の送液速度のバランスを制御する観点から、好ましくは、20μm以上500μm以下であり、さらに好ましくは、30μm以上250μm以下である。   In the microchannel device 100 according to the present embodiment, the channel width H1 on the most upstream side of the first channel 20 in the tapered region 80 is within the first channel 20 entering the intersection 50. From the viewpoint of controlling the balance between the fluid flow rate and the liquid feeding speed of the fluid flowing in the second flow path 40, the flow rate is preferably 20 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 30 μm or more and 250 μm or less.

また、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100において、上記テーパー領域80における第1の流路20の最下流側の流路幅H2は、第2の流路40内を流動する流体に対する、第1の流路20内を流動する流体の巻き込み効率を向上させる観点から、好ましくは、26μm以上850μm以下であり、さらに好ましくは、40μm以上400μm以下である。   Further, in the microchannel device 100 according to the present embodiment, the channel width H2 on the most downstream side of the first channel 20 in the tapered region 80 is the first for the fluid flowing in the second channel 40. From the viewpoint of improving the entrainment efficiency of the fluid flowing in one flow path 20, it is preferably 26 μm or more and 850 μm or less, and more preferably 40 μm or more and 400 μm or less.

また、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100において、交差部50における第2の流路40の最上流側の流路幅H3は、第2の流路40内を流動する流体に対する、第1の流路20内を流動する流体の巻き込み効率を向上させる観点から、好ましくは、20μm以上200μm以下であり、さらに好ましくは、30μm以上100μm以下である。   In the microchannel device 100 according to the present embodiment, the channel width H3 on the most upstream side of the second channel 40 in the intersecting portion 50 is the first for the fluid flowing in the second channel 40. From the viewpoint of improving the entrainment efficiency of the fluid flowing in the flow path 20, it is preferably 20 μm or more and 200 μm or less, and more preferably 30 μm or more and 100 μm or less.

本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100において、樹脂基板に設けられた複数の流路(第1の流路20および第2の流路40)の表面、すなわち、樹脂基板に設けられた溝を覆う樹脂フィルムの表面の水に対する接触角は、好ましくは、20°以上80°以下であり、さらに好ましくは、25°以上60°以下である。こうすることで、流路内に気泡が残留してしまうことや、流体が接触する流路の側壁部材の親水性(濡れ性)により、流体と上記側壁部材との間に発生する表面張力が増大することを効果的に抑制することができる。そのため、結果として、スムーズな試料の送液が可能になる。   In the microchannel device 100 according to the present embodiment, the surfaces of a plurality of channels (first channel 20 and second channel 40) provided in the resin substrate, that is, grooves provided in the resin substrate are provided. The contact angle of water on the surface of the resin film to be covered is preferably 20 ° or more and 80 ° or less, and more preferably 25 ° or more and 60 ° or less. By doing so, the surface tension generated between the fluid and the side wall member is reduced due to the bubbles remaining in the flow path and the hydrophilicity (wetting property) of the side wall member of the flow path in contact with the fluid. It is possible to effectively suppress the increase. As a result, smooth sample feeding is possible.

以下、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100の構成について、その詳細を説明する。   Hereinafter, the details of the configuration of the microchannel device 100 according to the present embodiment will be described.

まず、マイクロ流路デバイス100は、たとえば微細な流路、反応層、電気誘導カラム、膜分離機構などの構造が形成された構造体であり、化学、生化学等に広く利用される微細反応デバイス(マイクロリアクター);集積型DNA分析デバイス、微小電気泳動デバイス、微小クロマトグラフィーデバイス等の微小分析デバイス;質量スペクトルや液体クロマトグラフィーなどの分析試料調整用微小デバイス;抽出、膜分離、透析などの物理化学的処理デバイス等の用途で使用される。このようなデバイスを用いる利点としては、(1)化学反応や抗原抗体反応で使用するサンプルや試薬の使用量、排気量を低減できること、(2)プロセスに必要な動力の低減ができること、(3)体積に対する表面積の比率が向上することにより、熱移動・物質移動の高速化が実現でき、その結果、反応や分離の精密な制御、高速・高効率化、副反応の抑制ができること、(4)同一基板上で多くのサンプルを同時に取り扱うことができること、(5)サンプリングから検出までを同一基板上で実施できること、(6)省スペースで持ち運び可能な安価なシステムが実現できること等が挙げられる。これらの利点を更に促進すべく、より微細な構造を形成することが求められている。一方、流体の流れや動きは流路構造に強く依存することから、所望の微細構造を高い精度で形成することが重要となっている。   First, the microchannel device 100 is a structure in which structures such as a microchannel, a reaction layer, an electric induction column, and a membrane separation mechanism are formed, and is a microreaction device that is widely used in chemistry, biochemistry, and the like. (Microreactor); microanalytical devices such as integrated DNA analysis devices, microelectrophoresis devices, and microchromatography devices; microdevices for preparation of analytical samples such as mass spectra and liquid chromatography; physics such as extraction, membrane separation, and dialysis Used in applications such as chemical processing devices. Advantages of using such a device include: (1) the amount of samples and reagents used in chemical reactions and antigen-antibody reactions can be reduced, and the amount of exhaust gas can be reduced. (2) The power required for the process can be reduced. ) By improving the surface area to volume ratio, it is possible to increase the speed of heat transfer and mass transfer. As a result, precise control of reaction and separation, high speed and high efficiency, and suppression of side reactions can be achieved. (4 It is possible to handle many samples simultaneously on the same substrate, (5) to be able to carry out from sampling to detection on the same substrate, and (6) to realize an inexpensive system that can be carried in a small space. In order to further promote these advantages, it is required to form a finer structure. On the other hand, since the flow and movement of fluid strongly depend on the channel structure, it is important to form a desired microstructure with high accuracy.

また、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100は、流路の一部に生理活性物質を固定化することができる。かかる生理活性物質としては、核酸、タンパク質、糖鎖、糖タンパク等が挙げられるが検出対象物の特性により適宜、最適な生理活性物質を選択することができる。また、同一チャネル上に複数の生理活性物質を固定化してもよく、同じマイクロ流路デバイス100に違うマイクロチャネルを作製し別々に生理活性物質を固定しても良い。生理活性物質をマイクロ流路デバイス100のマイクロチャネル表面に固定化するためにプラスチック表面に表面改質、例えば官能基の導入、機能材料の固定化、親水性の付与、および疎水性の付与等を実施したりすることも可能である。   Moreover, the microchannel device 100 according to the present embodiment can immobilize a physiologically active substance in a part of the channel. Examples of such physiologically active substances include nucleic acids, proteins, sugar chains, glycoproteins and the like, and an optimal physiologically active substance can be appropriately selected depending on the characteristics of the detection target. A plurality of physiologically active substances may be immobilized on the same channel, or different microchannels may be produced in the same microchannel device 100 and the physiologically active substances may be separately immobilized. In order to immobilize the physiologically active substance on the microchannel surface of the microchannel device 100, surface modification on the plastic surface, for example, introduction of functional groups, immobilization of functional materials, imparting hydrophilicity, imparting hydrophobicity, etc. It is also possible to implement.

本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100は、複数の流路が設けられた樹脂基板と、樹脂基板における溝が設けられている側の面に接合された樹脂フィルムと、を備えたものである。そして、かかる樹脂基板に設けられた各流路(第1の流路20および第2の流路40)の最上流部には、分析試料である流体を供給するための供給孔10および30がそれぞれ設けられている。また、かかる樹脂基板に設けられた各流路(第1の流路20および第2の流路40)の最下流部には、分析試料である流体を回収するための排出孔70が設けられている。   The microchannel device 100 according to this embodiment includes a resin substrate provided with a plurality of channels and a resin film bonded to a surface of the resin substrate on which a groove is provided. . Then, supply holes 10 and 30 for supplying a fluid as an analysis sample are provided in the most upstream portion of each flow path (the first flow path 20 and the second flow path 40) provided in the resin substrate. Each is provided. In addition, a discharge hole 70 for collecting a fluid as an analysis sample is provided in the most downstream portion of each flow path (the first flow path 20 and the second flow path 40) provided in the resin substrate. ing.

上記樹脂基板は、樹脂組成物により形成されている。かかる樹脂組成物としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種環状ポリオレフィン、ポリメチルメタアクリレート、ポリノルボルネン、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン、シクロオレフィンコポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、半硬化状態のフェノール樹脂、半硬化状態のエポキシ樹脂、テトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル等の樹脂材料を含むものを使用することができる。中でも、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート、シクロオレフィンコポリマー、シクロオレフィンポリマーおよびポリエチレンテレフタレートからなる群より選択されるいずれか1種以上の熱硬化性樹脂を含むものが好適である。特に、成形性や成形した樹脂基板の硬度、耐薬液性の観点から、シクロオレフィンポリマーまたはシクロオレフィンコポリマーを含むものが好ましい。また、上述した樹脂組成物は、必要に応じて、本発明の目的を損なわない範囲であれば、顔料、染料、酸化防止剤、難燃剤等の添加物をさらに含んでいてもよい。   The resin substrate is formed of a resin composition. Such resin compositions include high density polyethylene, low density polyethylene, polypropylene, polystyrene, various cyclic polyolefins, polymethyl methacrylate, polynorbornene, polyphenylene oxide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polymethylpentene, cycloolefin copolymer. , Cycloolefin polymers, polyamides, polyimides, polyesters, semi-cured phenol resins, semi-cured epoxy resins, tetrafluoroethylene, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, and other resin materials can be used. Among them, those containing one or more thermosetting resins selected from the group consisting of polycarbonate, polymethylpentene, polystyrene, polymethyl methacrylate, cycloolefin copolymer, cycloolefin polymer, and polyethylene terephthalate are preferable. In particular, those containing a cycloolefin polymer or a cycloolefin copolymer are preferred from the viewpoints of moldability, hardness of the molded resin substrate, and chemical resistance. Moreover, the resin composition mentioned above may further contain additives such as pigments, dyes, antioxidants, flame retardants and the like as long as they do not impair the object of the present invention.

上記樹脂基板の外形形状は、分析手法や分析装置に適した形状であれば、どのような形状であってもよいが、たとえば、正方形状、矩形状、円形状などの形状とすることができる。また、その大きさは、ハンドリング性や分析容易性の観点から、好ましくは、10mm×10mm以上200mm×200mm以下であり、より好ましくは、10mm×10mm以上100mm×100mm以下である。   The outer shape of the resin substrate may be any shape as long as it is suitable for an analysis method or an analysis apparatus, but may be a square shape, a rectangular shape, a circular shape, or the like, for example. . Further, the size is preferably 10 mm × 10 mm or more and 200 mm × 200 mm or less, more preferably 10 mm × 10 mm or more and 100 mm × 100 mm or less, from the viewpoint of handling properties and ease of analysis.

そして、樹脂基板の表面には、流体を供給して流動させるための溝が形成されている。この溝の断面形状は、どのような形状であってもよいが、流体を効率よく送液する観点から、半円形状であることが好ましい。   And the groove | channel for supplying a fluid and making it flow is formed in the surface of the resin substrate. The cross-sectional shape of the groove may be any shape, but is preferably a semicircular shape from the viewpoint of efficiently feeding fluid.

次に、本実施形態に係るマイクロ流路デバイス100は、上述したように、上記樹脂基板における溝が設けられている側の面に接合された樹脂フィルムを備えている。かかる樹脂フィルムは、当該樹脂フィルムと樹脂基板との密着性を良好なものとする観点から、上記樹脂基板を形成する樹脂組成物と同じ材料で形成したものであることが好ましい。そのため、樹脂フィルムを形成する材料としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種環状ポリオレフィン、ポリメチルメタアクリレート、ポリノルボルネン、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン、シクロオレフィンコポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、半硬化状態のフェノール樹脂、半硬化状態のエポキシ樹脂、テトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル等の樹脂を含む樹脂組成物を使用することができる。中でも、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート、シクロオレフィンコポリマー、シクロオレフィンポリマーおよびポリエチレンテレフタレートからなる群より選択されるいずれか1種以上の熱硬化性樹脂を含むものが好適である。特に、成形性や成形した樹脂基板の硬度、耐薬液性の観点から、シクロオレフィンポリマーまたはシクロオレフィンコポリマーを含むものが好ましい。また、上述した樹脂組成物は、必要に応じて、本発明の目的を損なわない範囲であれば、顔料、染料、酸化防止剤、難燃剤等の添加物をさらに含んでいてもよい。   Next, as described above, the microchannel device 100 according to this embodiment includes the resin film bonded to the surface of the resin substrate on which the groove is provided. Such a resin film is preferably formed of the same material as the resin composition forming the resin substrate from the viewpoint of improving the adhesion between the resin film and the resin substrate. Therefore, as a material for forming the resin film, high density polyethylene, low density polyethylene, polypropylene, polystyrene, various cyclic polyolefins, polymethyl methacrylate, polynorbornene, polyphenylene oxide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polymethylpentene , Cycloolefin copolymer, cycloolefin polymer, polyamide, polyimide, polyester, semi-cured phenol resin, semi-cured epoxy resin, tetrafluoroethylene, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, and other resin compositions can do. Among them, those containing one or more thermosetting resins selected from the group consisting of polycarbonate, polymethylpentene, polystyrene, polymethyl methacrylate, cycloolefin copolymer, cycloolefin polymer, and polyethylene terephthalate are preferable. In particular, those containing a cycloolefin polymer or a cycloolefin copolymer are preferred from the viewpoints of moldability, hardness of the molded resin substrate, and chemical resistance. Moreover, the resin composition mentioned above may further contain additives such as pigments, dyes, antioxidants, flame retardants and the like as long as they do not impair the object of the present invention.

また、樹脂フィルムの厚さは、好ましくは、0.01mm以上1mm以下であり、さらに好ましくは、0.02mm以上0.8mm以下である。樹脂フィルムの厚さを上記上限値以下とすることで、光透過性や熱伝導性を良好なものに保持することができる。一方、樹脂フィルムの厚さを上記下限値以上とすることで、本マイクロ流路デバイス100に分析試料である流体を供給した際に、かかる流体により当該樹脂フィルムが腐食されることを抑制することができる。また、樹脂基板に対して樹脂フィルムを貼り合わせる際に、当該樹脂フィルムにシワが発生することを抑制し、流路の表面を十分に密閉することが可能となる。   Further, the thickness of the resin film is preferably 0.01 mm or more and 1 mm or less, and more preferably 0.02 mm or more and 0.8 mm or less. By setting the thickness of the resin film to be equal to or less than the above upper limit value, it is possible to keep light transmittance and heat conductivity favorable. On the other hand, by setting the thickness of the resin film to be equal to or more than the above lower limit value, when the fluid as the analysis sample is supplied to the microchannel device 100, the resin film is prevented from being corroded by the fluid. Can do. Moreover, when bonding a resin film with respect to a resin substrate, it becomes possible to suppress that a wrinkle generate | occur | produces in the said resin film and to fully seal the surface of a flow path.

ここで、本実施形態にかかるマイクロ流路デバイス100に備わる樹脂基板に設けられた複数の表面、すなわち、樹脂基板に設けられた溝を覆う樹脂フィルムの表面は、親水化処理や官能基の形成処理等の表面処理が施されていることが好ましい。こうすることで、流体が接触する流路の側壁部材の親水性が向上するため、流体と上記側壁部材との間に発生する表面張力が増大することを効果的に抑制することができる。そのため、結果として、スムーズな試料の送液が可能になる。また、上述した表面処理の1つとして、含酸素官能基を導入する処理が挙げられ、その具体例としては、プラズマ処理、コロナ放電処理、エキシマレーザー処理、フレーム処理および親水性ポリマーによる表面コート処理等が挙げられる。中でも、安定的な送液を実現する観点から、プラズマ処理、コロナ放電処理、または親水性ポリマーによる表面コート処理が好ましい。また、上述した含酸素官能基としては、アルデヒド基やケトン基などのカルボニル基、カルボキシル基、水酸基、エーテル基、パーオキサイト基、エポキシ基などの極性を有した官能基群が挙げられる。   Here, a plurality of surfaces provided on the resin substrate provided in the microchannel device 100 according to the present embodiment, that is, the surface of the resin film covering the groove provided in the resin substrate is subjected to hydrophilic treatment or functional group formation. It is preferable that surface treatment such as treatment is performed. By doing so, the hydrophilicity of the side wall member of the flow path in contact with the fluid is improved, so that it is possible to effectively suppress an increase in the surface tension generated between the fluid and the side wall member. As a result, smooth sample feeding is possible. Further, as one of the surface treatments mentioned above, there is a treatment for introducing an oxygen-containing functional group, and specific examples thereof include plasma treatment, corona discharge treatment, excimer laser treatment, flame treatment, and surface coating treatment with a hydrophilic polymer. Etc. Of these, plasma treatment, corona discharge treatment, or surface coating treatment with a hydrophilic polymer is preferable from the viewpoint of realizing stable liquid feeding. In addition, examples of the oxygen-containing functional group described above include groups of functional groups having polarity such as carbonyl groups such as aldehyde groups and ketone groups, carboxyl groups, hydroxyl groups, ether groups, peroxide groups, and epoxy groups.

また、本実施形態にかかるマイクロ流路デバイス100には、流体の送液特性を向上させたり、分析試料の反応特性などを向上させる観点から、膜、バルブ、センサー、モーター、ミキサー、ギア、クラッチ、マイクロレンズ、電気回路等を装備させたり、複数本のマイクロチャネルを同一基板上に加工することにより複合化して用いてもよい。   In addition, the microchannel device 100 according to the present embodiment includes a membrane, a valve, a sensor, a motor, a mixer, a gear, and a clutch from the viewpoint of improving the fluid feeding characteristics and improving the reaction characteristics of the analysis sample. In addition, a microlens, an electric circuit, or the like may be provided, or a plurality of microchannels may be processed on the same substrate to be combined.

次に、本実施形態のマイクロ流路デバイス100の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the microchannel device 100 of this embodiment is demonstrated.

本実施形態にマイクロ流路デバイス100の製造方法は、従来の製造方法とは異なるものであって、少なくとも、射出成形における射出速度、射出樹脂温度及び金型温度等の条件に係る各種因子を高度に制御する必要がある。すなわち、上述した各種因子を高度に制御することによって、初めて、以下の2つの条件をともに満たすマイクロ流路デバイス100を得ることができる。ただし、必要に応じて、得られた射出成型品に対して、切削加工を施してもよい。
第1の条件は、交差部50における第1の流路20の側壁形状が、流体の流動方向に向かって垂直な方向から見たとき、第1の流路20の上流側から下流側に向かって広がったテーパー形状となるよう制御することである。
第2の条件は、側壁形状がテーパー形状となっている領域をテーパー領域80とした時、テーパー領域80における第1の流路20の最上流側の流路幅をH1とし、テーパー領域80における第1の流路20の最下流側の流路幅をH2としたとき、H2/H1の値が1.3以上1.6以下となる構成を採用することである。
The manufacturing method of the microchannel device 100 according to the present embodiment is different from the conventional manufacturing method, and at least various factors related to conditions such as injection speed, injection resin temperature, and mold temperature in the injection molding are advanced. Need to control. That is, it is possible to obtain the microchannel device 100 that satisfies both of the following two conditions for the first time by highly controlling the various factors described above. However, cutting may be performed on the obtained injection-molded product as necessary.
The first condition is that when the shape of the side wall of the first flow path 20 at the intersection 50 is viewed from a direction perpendicular to the fluid flow direction, the first flow path 20 is directed from the upstream side to the downstream side. It is to control so that the taper shape spreads.
The second condition is that when the region where the side wall shape is tapered is the tapered region 80, the flow width on the most upstream side of the first flow channel 20 in the tapered region 80 is H1, and the tapered region 80 When the flow path width on the most downstream side of the first flow path 20 is H2, the configuration in which the value of H2 / H1 is 1.3 or more and 1.6 or less is adopted.

ただし、本実施形態におけるマイクロ流路デバイス100は、上述したように、射出成形における射出速度、射出樹脂温度及び金型温度等の条件に係る各種因子を高度に制御することを前提に、以下に説明する手順で作製することができる。
まず、射出成形法またはトランスファー成形法により、表面に溝が形成された樹脂基板を作製する。次いで、樹脂基板の溝が形成されている側の面を覆うように、樹脂フィルムを貼り合わせる。樹脂フィルムの貼り合わせ手法としては、接着剤を用いる手法、熱圧着法、超音波接合法等が挙げられるが、流路の形状安定性を保持する観点から、熱圧着法が好ましい。こうすることで、所望のマイクロ流路デバイス100を作製することができる。
However, as described above, the microchannel device 100 in the present embodiment is described below on the assumption that various factors related to conditions such as the injection speed, injection resin temperature, and mold temperature in injection molding are highly controlled. It can be produced by the procedure described.
First, a resin substrate having a groove formed on the surface is produced by an injection molding method or a transfer molding method. Next, the resin film is bonded so as to cover the surface of the resin substrate on which the groove is formed. Examples of the bonding method of the resin film include a method using an adhesive, a thermocompression bonding method, an ultrasonic bonding method, and the like, but a thermocompression bonding method is preferable from the viewpoint of maintaining the shape stability of the flow path. In this way, a desired microchannel device 100 can be manufactured.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these are illustrations of this invention and various structures other than the above are also employable.

以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention, the present invention is not limited to these.

<マイクロ流路用溝付き基板の作製>
ポリオレフィン樹脂(日本ゼオン社製)を樹脂材料として用い、金型温度60℃、溶融樹脂温度220℃、射出速度100mm/sec、射出圧力700barの製造条件により作成した元基板を、切削加工により加工し、図1に示す構造の各実施例および比較例に係るマイクロ流路用溝付き基板をそれぞれ作製した。得られた基板に設けられた流路溝の深さは、いずれも、0.050mmであった。
<Production of substrate with groove for microchannel>
Using a polyolefin resin (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) as a resin material, an original substrate created under the manufacturing conditions of a mold temperature of 60 ° C., a molten resin temperature of 220 ° C., an injection speed of 100 mm / sec, and an injection pressure of 700 bar is processed by cutting Then, the substrate with groove for microchannel according to each example and comparative example having the structure shown in FIG. The depth of the channel groove provided on the obtained substrate was 0.050 mm in all cases.

<マイクロ流路デバイスの作製>
上述した方法により得られた各実施例および比較例に係るマイクロ流路用溝付き基板において流路溝が設けられている側の面に対し、ポリオレフィン樹脂(日本ゼオン社製)を射出成形して得られた樹脂フィルムを積層し、ヒーターを用いて加熱圧着して接合することにより、各実施例および比較例に係るマイクロ流路デバイスを作製した。
<Production of microchannel device>
A polyolefin resin (manufactured by Zeon Corporation) is injection-molded on the surface on which the flow channel is provided in the substrate with groove for micro flow channel according to each example and comparative example obtained by the above-described method. The obtained resin films were laminated, and bonded by thermocompression bonding using a heater, thereby producing microchannel devices according to Examples and Comparative Examples.

得られた各マイクロ流路デバイスにおいて、第1の流路と、第2の流路とが形成する交差角は、いずれも、90°であった。また、各実施例および比較例に係るマイクロ流路デバイスに設けられた交差部における第1の流路の側壁形状は、いずれも、流体の流動方向に向かって垂直な方向から見たとき、第1の流路の上流側から下流側に向かって広がったテーパー形状であり、かつ第1の流路の上流側から下流側にかけて、第1の流路の流路幅の中心点から外方に向かって凸の曲線を描いた形状であった。   In each of the obtained microchannel devices, the intersection angle formed by the first channel and the second channel was 90 °. In addition, the side wall shape of the first channel at the intersection provided in the microchannel device according to each of the examples and the comparative examples is the first when viewed from the direction perpendicular to the fluid flow direction. A taper shape spreading from the upstream side of the first channel toward the downstream side, and outward from the center point of the channel width of the first channel from the upstream side to the downstream side of the first channel. It was a shape with a convex curve.

実施例及び比較例で得られたマイクロ流路デバイスを用いて、以下の評価を行った。結果を表1に示す。また、下記表1には、実施例及び比較例で得られたマイクロ流路デバイスに形成されたテーパー領域における第1の流路の最上流側の流路幅H1と、第1の流路の最下流側の流路幅H2の値も、評価結果と共に示す。   The following evaluation was performed using the microchannel device obtained in Examples and Comparative Examples. The results are shown in Table 1. Table 1 below shows the channel width H1 on the most upstream side of the first channel in the tapered region formed in the microchannel device obtained in the example and the comparative example, and the first channel The value of the channel width H2 on the most downstream side is also shown together with the evaluation result.

<評価項目>
・流動性:実施例及び比較例で得られたマイクロ流路デバイスに形成された第1の流路に対し、100μLの試料溶液を導入し、かかる流路内を流動する液体の挙動を、以下の基準に従って観察評価した。
◎:導入した試験溶液が第1の流路から交差部に侵入し始めた時から、導入した全ての試験溶液が全て上記交差部内に侵入し終わるまでの時間が、10秒以内であり、かつかかる試験溶液が第2の流路内に均一に拡散する。
○:導入した試験溶液が第1の流路から交差部に侵入し始めた時から、導入した全ての試験溶液が全て上記交差部内に侵入し終わるまでの時間が、20秒以内であり、かつかかる試験溶液が第2の流路内に均一に拡散する。
△:導入した試験溶液が第1の流路から交差部に侵入するものの、かかる試験溶液が第2の流路内に均一に拡散しない。
×:導入した試験溶液の流動が第1の流路から交差部に侵入する際に止まる。
<Evaluation items>
Fluidity: 100 μL of sample solution is introduced into the first channel formed in the microchannel device obtained in Examples and Comparative Examples, and the behavior of the liquid flowing in the channel is as follows: Observational evaluation was performed according to the criteria.
A: The time from when the introduced test solution starts to enter the intersection from the first flow path to when all the introduced test solutions completely enter the intersection is within 10 seconds, and Such test solution diffuses uniformly into the second flow path.
○: The time from when the introduced test solution starts to enter the intersection from the first flow path to when all the introduced test solutions completely enter the intersection is within 20 seconds, and Such test solution diffuses uniformly into the second flow path.
(Triangle | delta): Although the introduce | transduced test solution penetrate | invades into a cross | intersection part from a 1st flow path, this test solution does not spread | diffuse uniformly in a 2nd flow path.
X: Stops when the flow of the introduced test solution enters the intersection from the first flow path.

・分離性:実施例及び比較例で得られたマイクロ流路デバイスに形成された第1の流路および第2の流路内を同じ流体で充填し、かつ第2の流路の最上流側に設けられた供給孔を密閉した状態で、第1の流路の最上流側に設けられた供給孔から上記異なる他の流体を導入する。次いで、排出孔から各流路に導入された流体を吸引する。このとき、マイクロ流路デバイスに形成された交差部において、上記他の流体が第1の流路から第2の流路へ入り込む深さを、以下の基準で評価した。
◎:マイクロ流路デバイスを流体の流動方向に向かって垂直な方向から見たとき、第2の流路へ入り込み深さが、1μm以下である。
○:マイクロ流路デバイスを流体の流動方向に向かって垂直な方向から見たとき、第2の流路へ入り込み深さが、5μm以下である。
△:マイクロ流路デバイスを流体の流動方向に向かって垂直な方向から見たとき、第2の流路へ入り込み深さが、10μm以下である。
×:マイクロ流路デバイスを流体の流動方向に向かって垂直な方向から見たとき、第2の流路へ入り込み深さが、10μmより大きい。
Separability: The first channel and the second channel formed in the microchannel device obtained in the example and the comparative example are filled with the same fluid, and the most upstream side of the second channel In the state where the supply hole provided in the airtight state is sealed, the different fluid is introduced from the supply hole provided on the most upstream side of the first flow path. Next, the fluid introduced into each channel from the discharge hole is sucked. At this time, the depth at which the other fluid enters the second channel from the first channel at the intersection formed in the microchannel device was evaluated according to the following criteria.
A: When the microchannel device is viewed from a direction perpendicular to the fluid flow direction, the depth of entry into the second channel is 1 μm or less.
○: When the microchannel device is viewed from the direction perpendicular to the fluid flow direction, the depth of entry into the second channel is 5 μm or less.
(Triangle | delta): When seeing a microchannel device from the direction perpendicular | vertical toward the flow direction of a fluid, it penetrates into a 2nd channel and the depth is 10 micrometers or less.
X: When the microchannel device is viewed from the direction perpendicular to the fluid flow direction, the depth of entry into the second channel is greater than 10 μm.

Figure 2017111029
Figure 2017111029

10 供給孔
20 第1の流路
30 供給孔
40 第2の流路
50 交差部
70 排出孔
80 テーパー領域
100 マイクロ流路デバイス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Supply hole 20 1st flow path 30 Supply hole 40 2nd flow path 50 Intersection 70 Discharge hole 80 Taper area | region 100 Micro flow path device

Claims (9)

樹脂組成物により形成され、かつ一方の面に2種以上の流体をそれぞれ供給するための複数の流路が設けられた樹脂基板と、
前記樹脂基板における前記溝が設けられている側の面に接合された樹脂フィルムと、
を備えたマイクロ流路デバイスであって、
前記樹脂基板に設けられた前記複数の流路が、1の前記流体を供給するための第1の流路と、前記1の流体とは異なる他の前記流体を供給するための第2の流路とを含み、
前記第1の流路と前記第2の流路とが、前記第1の流路および前記第2の流路のそれぞれに設けられている供給孔よりも下流側の位置において、互いに交差する交差部を形成しており、
前記交差部における前記第1の流路の側壁形状が、前記流体の流動方向に向かって垂直な方向から見たとき、前記第1の流路の上流側から下流側に向かって広がったテーパー形状であり、
前記側壁形状が前記テーパー形状となっている領域をテーパー領域とした時、前記テーパー領域における前記第1の流路の最上流側の流路幅をH1とし、前記テーパー領域における前記第1の流路の最下流側の流路幅をH2としたとき、H2/H1の値が1.3以上1.6以下である、マイクロ流路デバイス。
A resin substrate formed of a resin composition and provided with a plurality of flow paths for supplying two or more fluids to one surface;
A resin film bonded to a surface of the resin substrate on which the groove is provided;
A microchannel device comprising:
The plurality of flow paths provided in the resin substrate include a first flow path for supplying one fluid and a second flow for supplying another fluid different from the first fluid. Including roads,
The first channel and the second channel intersect each other at positions downstream of the supply holes provided in each of the first channel and the second channel. Forming part,
The side wall shape of the first flow path at the intersecting portion is a tapered shape spreading from the upstream side to the downstream side of the first flow path when viewed from a direction perpendicular to the fluid flow direction. And
When the region in which the side wall shape is the tapered shape is a tapered region, the flow channel width on the most upstream side of the first flow channel in the tapered region is H1, and the first flow in the tapered region is A microchannel device in which the value of H2 / H1 is 1.3 or more and 1.6 or less, where H2 is the channel width on the most downstream side of the channel.
前記交差部における前記第1の流路と、前記第2の流路とが形成する交差角が、85°以上95°以下である、請求項1に記載のマイクロ流路デバイス。   2. The microchannel device according to claim 1, wherein an intersection angle formed by the first channel and the second channel at the intersection is 85 ° or more and 95 ° or less. 前記交差部における前記流路の側壁形状が、前記第1の流路の上流側から下流側にかけて、前記第1の流路の流路幅の中心点から外方に向かって凸の曲線を描いた形状である、請求項1または2に記載のマイクロ流路デバイス。   The shape of the side wall of the flow path at the intersecting portion draws a convex curve outward from the center point of the flow path width of the first flow path from the upstream side to the downstream side of the first flow path. The microchannel device according to claim 1 or 2, which has a shape. 前記第1の流路および前記第2の流路の最上流部には、前記流体を供給するために前記供給孔が設けられている、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のマイクロ流路デバイス。   4. The micro according to claim 1, wherein the supply hole is provided in the most upstream portion of the first flow path and the second flow path to supply the fluid. 5. Channel device. 前記樹脂組成物が熱可塑性樹脂を含む、請求項1乃4のいずれか一項に記載のマイクロ流路デバイス。   The microchannel device according to claim 1, wherein the resin composition includes a thermoplastic resin. 前記熱可塑性樹脂が、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート、シクロオレフィンコポリマー、シクロオレフィンポリマーおよびポリエチレンテレフタレートからなる群より選択されるいずれか1種以上を含む、請求項5に記載のマイクロ流路デバイス。   The said thermoplastic resin contains any 1 or more types selected from the group which consists of a polycarbonate, a polymethylpentene, a polystyrene, a polymethylmethacrylate, a cycloolefin copolymer, a cycloolefin polymer, and a polyethylene terephthalate of Claim 5. Microchannel device. 前記テーパー領域における前記第1の流路の最上流側の前記流路幅H1が、20μm以上500μm以下である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のマイクロ流路デバイス。   The microchannel device according to any one of claims 1 to 6, wherein the channel width H1 on the most upstream side of the first channel in the tapered region is 20 µm or more and 500 µm or less. 前記テーパー領域における前記第1の流路の最下流側の前記流路幅H2が、26μm以上850μm以下である、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のマイクロ流路デバイス。   The microchannel device according to any one of Claims 1 to 7, wherein the channel width H2 on the most downstream side of the first channel in the tapered region is 26 µm or more and 850 µm or less. 前記樹脂基板に設けられた複数の前記流路の表面の水に対する接触角が20°以上80°以下である、請求項1乃至8のいずれか一項に記載のマイクロ流路デバイス。   The microchannel device according to any one of claims 1 to 8, wherein a contact angle with respect to water of the surfaces of the plurality of channels provided on the resin substrate is 20 ° or more and 80 ° or less.
JP2015246233A 2015-12-17 2015-12-17 Micro channel device Pending JP2017111029A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015246233A JP2017111029A (en) 2015-12-17 2015-12-17 Micro channel device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015246233A JP2017111029A (en) 2015-12-17 2015-12-17 Micro channel device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017111029A true JP2017111029A (en) 2017-06-22

Family

ID=59079511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015246233A Pending JP2017111029A (en) 2015-12-17 2015-12-17 Micro channel device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017111029A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022118727A1 (en) * 2020-12-01 2022-06-09 デンカ株式会社 Detection device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004125477A (en) * 2002-09-30 2004-04-22 Nippon Sheet Glass Co Ltd Chip for microchemical system
JP2005010031A (en) * 2003-06-19 2005-01-13 Asahi Kasei Corp Mixing mechanism
US20050121324A1 (en) * 2003-09-05 2005-06-09 Caliper Life Sciences, Inc. Analyte injection system
JP2006234536A (en) * 2005-02-24 2006-09-07 Tosoh Corp Micro fluid mixer
WO2009119698A1 (en) * 2008-03-24 2009-10-01 日本電気株式会社 Flow passage control mechanism for microchip
WO2012124449A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 Method for producing resin molding die, resin molding die, resin molding die set, method for producing microchip substrate, and method for producing microchip using said die
WO2015119072A1 (en) * 2014-02-05 2015-08-13 日本電信電話株式会社 Flow cell and liquid delivery system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004125477A (en) * 2002-09-30 2004-04-22 Nippon Sheet Glass Co Ltd Chip for microchemical system
JP2005010031A (en) * 2003-06-19 2005-01-13 Asahi Kasei Corp Mixing mechanism
US20050121324A1 (en) * 2003-09-05 2005-06-09 Caliper Life Sciences, Inc. Analyte injection system
JP2006234536A (en) * 2005-02-24 2006-09-07 Tosoh Corp Micro fluid mixer
WO2009119698A1 (en) * 2008-03-24 2009-10-01 日本電気株式会社 Flow passage control mechanism for microchip
WO2012124449A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 Method for producing resin molding die, resin molding die, resin molding die set, method for producing microchip substrate, and method for producing microchip using said die
WO2015119072A1 (en) * 2014-02-05 2015-08-13 日本電信電話株式会社 Flow cell and liquid delivery system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022118727A1 (en) * 2020-12-01 2022-06-09 デンカ株式会社 Detection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101348655B1 (en) Microfluid control device and method for manufacturing the same
KR100927288B1 (en) Support Unit for Micro Fluid System
KR20050063358A (en) Microfluidic control device and method for controlling microfluidic
KR20040100245A (en) Micro-fluidic device to control flow time of micro-fluid
JP2011052821A (en) Magnetic force microvalve using metal ball, and manufacturing method therefor
JPWO2010038897A1 (en) Analytical tool and manufacturing method thereof
JP6597221B2 (en) Structure and manufacturing method of structure
JP2011214838A (en) Resin microchannel chip
WO2008053693A1 (en) Microchip, molding die and electroforming master
JP4021391B2 (en) Microchip substrate bonding method and microchip
Park et al. Penetration of a bubble through porous membranes with different wettabilities
JP2017111029A (en) Micro channel device
JP2014122831A (en) Microfluidic device
JP2017154349A (en) Method of manufacturing micro flow path chip
JP2008157644A (en) Plastic microchip, and biochip or micro analysis chip using the same
JP2004202476A (en) Particle production method and microchannel structure therefor
JP2008076208A (en) Plastic microchip, biochip using it or microanalyzing chip
JP4752364B2 (en) Plastic bonding method, and biochip or microanalysis chip manufactured using the method
JP4356312B2 (en) Microchannel structure
JP2018151184A (en) Structure and manufacturing method of structure
JP2008304352A (en) Channel device and method for bonding channel device-use board
JP2013076591A (en) Microchannel device and method for manufacturing the same
Puttaraksa et al. Development of a microfluidic design for an automatic lab-on-chip operation
JP2021109158A (en) Micro flow channel chip
JP4306243B2 (en) Particle production method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181102

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191105

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191031

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20200811