JP2019093476A

JP2019093476A - Micro flow passage device

Info

Publication number: JP2019093476A
Application number: JP2017224712A
Authority: JP
Inventors: 亘千住; Wataru Senju
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2019-06-20

Abstract

To provide a micro flow passage device capable of suppressing an atmospheric pressure supply nozzle from getting contaminated by liquid introduced into a liquid introduction port.SOLUTION: A micro flow passage device has a micro flow passage having cross-section area less than 1 mm. The micro flow passage device has: a liquid introduction port in which liquid as a sample is introduced; and an atmospheric pressure supply port which is disposed separately from the liquid introduction port, and supplies atmospheric pressure into a communication hole communicating with the liquid introduction port.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、断面積が１ｍｍ^２未満のマイクロ流路を有するマイクロ流路デバイスに関する。 The present invention relates to a microchannel device having a microchannel with a cross-sectional area of less than 1 mm ² .

微細加工技術を利用して基板に微細な流路を形成し、流路を流れる液体の分析・検査等を行うマイクロ分析チップ、マイクロ検査チップ、μＴＡＳ（Micro Total Analysis Systems）等のマイクロ流路デバイスが実用化されている（例えば、特許文献１参照）。 A micro flow path device such as a micro analysis chip, a micro inspection chip, or a micro total analysis system (μTAS) that forms a fine flow path on a substrate using micro processing technology and analyzes and inspects the liquid flowing in the flow path Has been put to practical use (see, for example, Patent Document 1).

特開２００７−７１５５５号公報JP 2007-71555 A

マイクロ流路デバイスは、試料である液体が導入される液導入ポート（インレットとも呼ばれる）を有する。液体は、液導入ポートに導入された後、気圧差によってマイクロ流路デバイスの内部を流動する。 The microchannel device has a liquid introduction port (also called an inlet) into which a liquid as a sample is introduced. The liquid flows into the inside of the microchannel device by the pressure difference after being introduced into the liquid introduction port.

従来、マイクロ流路デバイスの内部に気圧を供給する気圧供給ノズルは、液導入ポートの壁面に分離可能に押し付けられるため、液導入ポートに導入された液体で汚染されるという問題が有った。 Heretofore, since the pressure supply nozzle for supplying air pressure to the inside of the microchannel device is separably pressed against the wall surface of the liquid introduction port, there has been a problem that it is contaminated with the liquid introduced into the liquid introduction port.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、液導入ポートに導入される液体で気圧供給ノズルが汚染されることを抑制できる、マイクロ流路デバイスの提供を主な目的とする。 This invention is made in view of the said subject, Comprising: It aims at provision of the microchannel device which can suppress that a pressure supply nozzle is contaminated with the liquid introduce | transduced into a liquid introduction port.

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
断面積が１ｍｍ^２未満のマイクロ流路を有するマイクロ流路デバイスであって、
試料である液体が導入される液導入ポートと、
前記液導入ポートとは別に設けられ、前記液導入ポートに連通する連通孔に気圧を供給する気圧供給ポートと有する、マイクロ流路デバイスが提供される。 According to one aspect of the present invention, in order to solve the above problems,
A microchannel device having a microchannel with a cross-sectional area of less than 1 mm ² ,
A liquid introduction port into which a liquid which is a sample is introduced;
A microchannel device is provided which is provided separately from the liquid introduction port and has an air pressure supply port for supplying air pressure to a communication hole communicating with the liquid introduction port.

本発明の一態様によれば、液導入ポートに導入される液体で気圧供給ノズルが汚染されることを抑制できる、マイクロ流路デバイスを提供できる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a microchannel device capable of suppressing contamination of the pressure supply nozzle by the liquid introduced into the liquid introduction port.

図１は、一実施形態によるマイクロ流路デバイスを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a microchannel device according to one embodiment. 図２は、図１の液導入ポートへ液体を導入する様子を示す図である。FIG. 2 is a view showing how a liquid is introduced into the liquid introduction port of FIG. 図３は、図２の液導入ポートに液体を満たした状態を示す図である。FIG. 3 is a view showing a state in which the liquid introduction port of FIG. 2 is filled with the liquid. 図４は、図３の液導入ポートの開口部を蓋で覆った状態を示す図である。FIG. 4 is a view showing a state in which the opening of the liquid introduction port of FIG. 3 is covered with a lid. 図５は、図４の液導入ポートの第１変形例を示す図である。FIG. 5 is a view showing a first modification of the liquid introduction port of FIG. 図６は、図４の液導入ポートの第２変形例を示す図である。FIG. 6 is a view showing a second modification of the liquid introduction port of FIG. 図７は、図４の液導入ポートの第３変形例を示す図である。FIG. 7 is a view showing a third modification of the liquid introduction port of FIG.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same or corresponding reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図１は、一実施形態によるマイクロ流路デバイスを示す図である。図１において、Ｘ方向はマイクロ流路デバイスの長手方向、Ｙ方向はマイクロ流路デバイスの幅方向、Ｚ方向はマイクロ流路デバイスの厚さ方向である。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに垂直な方向である。 FIG. 1 is a diagram showing a microchannel device according to one embodiment. In FIG. 1, the X direction is the longitudinal direction of the microchannel device, the Y direction is the width direction of the microchannel device, and the Z direction is the thickness direction of the microchannel device. The X direction, the Y direction and the Z direction are directions perpendicular to each other.

マイクロ流路デバイス１０は、断面積が１ｍｍ^２未満のマイクロ流路を有する。マイクロ流路の数は、１本でもよいし、複数本でもよい。マイクロ流路は、合流したり、分岐したりしてよい。マイクロ流路を流れる液体２（図２参照）の合流や分岐が可能になる。 The microchannel device 10 has a microchannel with a cross-sectional area of less than 1 mm ² . The number of microchannels may be one or plural. The microchannels may merge or branch. It is possible to merge or branch the liquid 2 (see FIG. 2) flowing through the microchannel.

マイクロ流路デバイス１０は、例えば板状に形成される。板状のマイクロ流路デバイス１０の用途は、例えばマイクロ分析チップ、マイクロ検査チップ、μＴＡＳ（Micro Total Analysis Systems）等である。 The microchannel device 10 is formed, for example, in a plate shape. The application of the plate-like microchannel device 10 is, for example, a micro analysis chip, a micro inspection chip, μ TAS (Micro Total Analysis Systems), and the like.

尚、マイクロ流路デバイス１０は、例えば円筒状や箱状に形成されてもよい。マイクロ流路デバイス１０の用途は、上記のマイクロ分析チップ等には限定されず、シリンジフィルタ等のサンプリングキットでもよい。 The microchannel device 10 may be formed in, for example, a cylindrical shape or a box shape. The application of the microchannel device 10 is not limited to the above micro analysis chip or the like, and may be a sampling kit such as a syringe filter.

マイクロ流路デバイス１０は、本体２０を有する。本体２０は、内部にマイクロ流路等を形成するため、複数層構造を有してよい。本体２０は、図１では二層構造を有するが、三層構造や四層構造を有してもよい。尚、本体２０の層の数は、五層以上でもよい。 The microchannel device 10 has a main body 20. The main body 20 may have a multi-layer structure in order to form a microchannel or the like inside. The main body 20 has a two-layer structure in FIG. 1, but may have a three-layer structure or a four-layer structure. The number of layers of the main body 20 may be five or more.

本体２０を構成する複数の層は、ガラスや樹脂、ガラスと樹脂の複合材料などにより形成される。これらの層は、同一の材料で形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよい。 The plurality of layers constituting the main body 20 are formed of glass, resin, a composite material of glass and resin, or the like. These layers may be formed of the same material or may be formed of different materials.

本体２０は、試料である液体２（図２参照）が導入される液導入ポート３０を有する。液導入ポート３０は、本体２０のＺ方向端面２１に形成される。Ｚ方向端面２１における液導入ポート３０の開口径Ｒ１は、例えば５ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。尚、液導入ポート３０の開口部は、本実施形態では円形状に形成される。 The main body 20 has a liquid introduction port 30 into which the liquid 2 (see FIG. 2), which is a sample, is introduced. The liquid introduction port 30 is formed on the Z direction end face 21 of the main body 20. The opening diameter R1 of the liquid introduction port 30 at the end face 21 in the Z direction is, for example, 5 mm or more and 15 mm or less. The opening of the liquid introduction port 30 is formed in a circular shape in the present embodiment.

図２は、図１の液導入ポートへ液体を導入する様子を示す図である。図３は、図２の液導入ポートに液体を満たした状態を示す図である。 FIG. 2 is a view showing how a liquid is introduced into the liquid introduction port of FIG. FIG. 3 is a view showing a state in which the liquid introduction port of FIG. 2 is filled with the liquid.

液導入ポート３０には、図２に示すように液体２の液滴が滴下され、図３に示すように液体２で満たされる。液導入ポート３０に満たされた液体２は、図３に示すように上に凸のメニスカスを形成し、本体２０の液導入ポート３０が形成されるＺ方向端面２１よりも高く盛り上がる。液導入ポート３０に滴下される液体２の体積が液導入ポート３０の体積よりも大きいため、後述する蓋４０を閉じるときの気泡の噛み込みを低減できる。 Droplets of the liquid 2 are dropped to the liquid introduction port 30 as shown in FIG. 2 and filled with the liquid 2 as shown in FIG. The liquid 2 filled in the liquid introduction port 30 forms a convex meniscus on the upper side as shown in FIG. 3 and bulges higher than the Z direction end face 21 where the liquid introduction port 30 of the main body 20 is formed. Since the volume of the liquid 2 dropped to the liquid introduction port 30 is larger than the volume of the liquid introduction port 30, it is possible to reduce bite of air bubbles when the lid 40 described later is closed.

液導入ポート３０は、液導入ポート３０の開口縁が形成される表面（例えばＺ方向端面２１）からの深さが浅くなるほど（例えば図２および図３において下側から上側に向うほど）広くなるテーパー部３１を有する。液導入ポート３０は、テーパー部３１の下端から下方向に延びる円柱部３２をさらに有する。 The liquid introduction port 30 becomes wider (for example, from the lower side to the upper side in FIGS. 2 and 3) as the depth from the surface (for example, the Z direction end face 21) on which the opening edge of the liquid introduction port 30 is formed becomes shallower. It has a tapered portion 31. The liquid introduction port 30 further includes a cylindrical portion 32 extending downward from the lower end of the tapered portion 31.

テーパー部３１は、例えば円錐台状に形成される。テーパー部３１のテーパーは、本実施形態では線形テーパーであるが、放物線テーパーなどでもよい。 The tapered portion 31 is formed, for example, in a truncated cone shape. The taper of the taper portion 31 is a linear taper in the present embodiment, but may be a parabolic taper or the like.

テーパー部３１は上方に向うほど連続的に広がるため、液導入ポート３０の開口面積が大きく、液体２の液滴が滴下しやすい。また、テーパー部３１は、液体２を斜めに押し上げ、液体２のメニスカスの高さＨ（図３参照）を高くすることもできる。メニスカスの高さＨが高いほど、後述する蓋４０を閉じるときに余分な液体２の流れ出しが多く、液体２の流れ出しによって気泡の噛み込みを低減できる。さらに、テーパー部３１は、液体２を斜めに押し上げるため、蓋４０を閉じる前にマイクロ流路デバイス１０が傾いても液体２がこぼれるのを抑制することもできる。 Since the tapered portion 31 continuously spreads upward, the opening area of the liquid introduction port 30 is large, and droplets of the liquid 2 are easily dropped. The tapered portion 31 can also push up the liquid 2 diagonally to increase the height H (see FIG. 3) of the meniscus of the liquid 2. As the height H of the meniscus is higher, excess liquid 2 flows out when the lid 40 described later is closed, and the flow of the liquid 2 can reduce air bubble entrapment. Furthermore, since the taper part 31 pushes up the liquid 2 obliquely, even if the microchannel device 10 is inclined before the lid 40 is closed, the liquid 2 can be prevented from spilling.

図１等に示すように、マイクロ流路デバイス１０は、液導入ポート３０の開口部を塞ぐ蓋４０を有する。液導入ポート３０に液体２を導入した後、液導入ポート３０の開口部を蓋４０で塞ぐと、マイクロ流路デバイス１０を傾けても液体２の漏出を防止できる。よって、マイクロ流路デバイス１０のハンドリング性を向上できる。 As shown in FIG. 1 etc., the microchannel device 10 has a lid 40 that closes the opening of the liquid introduction port 30. After the liquid 2 is introduced into the liquid introduction port 30, if the opening of the liquid introduction port 30 is closed by the lid 40, the liquid 2 can be prevented from leaking even if the microchannel device 10 is inclined. Therefore, the handling property of the microchannel device 10 can be improved.

蓋４０は、可撓性を有してよい。蓋４０を閉じるときに蓋４０を変形させることができ、蓋４０の一端（図３では左端）側から他端（図３では右端）側に向けて徐々に蓋４０と液体２とを接触させることができ、気泡の噛み込みを防止できる。 The lid 40 may be flexible. The lid 40 can be deformed when the lid 40 is closed, and the lid 40 and the liquid 2 are gradually brought in contact from one end (left end in FIG. 3) side to the other end (right end in FIG. 3) side of the lid 40 It is possible to prevent the entrapment of air bubbles.

例えば、蓋４０は、厚さが２．０ｍｍ以下であり、ショア硬さが５０ＨＳ以下である。ショア硬さは、日本工業規格（ＪＩＳＺ２２４６：２０００）に準拠して測定する。蓋４０の厚さが２．０ｍｍ以下であり、蓋４０のショア硬さが５０ＨＳ以下であると、蓋４０を閉じるときに蓋４０を十分に変形させることができる。蓋４０の材料としては、例えばＰＤＭＳやＰＭＭＡ、ＰＥＴなど可撓性のあるものが挙げられる。 For example, the lid 40 has a thickness of 2.0 mm or less and a Shore hardness of 50 HS or less. Shore hardness is measured in accordance with Japanese Industrial Standard (JIS Z2246: 2000). When the thickness of the lid 40 is 2.0 mm or less and the Shore hardness of the lid 40 is 50 HS or less, the lid 40 can be sufficiently deformed when the lid 40 is closed. Examples of the material of the lid 40 include flexible materials such as PDMS, PMMA, and PET.

図４は、図１の液導入ポートの開口部を蓋で覆った状態を示す図である。液導入ポート３０の開口部を蓋４０で覆った状態では、図４に示すように、液導入ポート３０には気泡がなく液体２で満たされている。 FIG. 4 is a view showing a state in which the opening of the liquid introduction port of FIG. 1 is covered with a lid. When the opening of the liquid introduction port 30 is covered with the lid 40, as shown in FIG. 4, the liquid introduction port 30 is filled with the liquid 2 without bubbles.

蓋４０は、密着性を有してよく、本体２０のＺ方向端面２１に貼り付けられてよい。マイクロ流路デバイス１０が使い捨てである場合、蓋４０は、本体２０のＺ方向端面２１に取外し不能に貼り付けられてよい。 The lid 40 may have adhesiveness and may be attached to the Z-direction end face 21 of the main body 20. If the microchannel device 10 is disposable, the lid 40 may be irremovably affixed to the Z-direction end face 21 of the main body 20.

図１等に示すように、本体２０は、液導入ポート３０とは別に設けられ、液導入ポート３０に連通する第１の連通孔５０に気圧を供給する第１の気圧供給ポート６０を有する。第１の気圧供給ポート６０と液導入ポート３０とは、同じＺ方向端面２１に設けられてよい。Ｚ方向端面２１における第１の気圧供給ポート６０の開口径Ｒ２は、例えば１ｍｍ以上８ｍｍ以下である。 As shown in FIG. 1 etc., the main body 20 is provided separately from the liquid introduction port 30, and has a first air pressure supply port 60 for supplying an air pressure to the first communication hole 50 communicating with the liquid introduction port 30. The first pressure supply port 60 and the liquid introduction port 30 may be provided on the same Z-direction end face 21. The opening diameter R2 of the first pressure supply port 60 at the end face 21 in the Z direction is, for example, 1 mm or more and 8 mm or less.

尚、第１の気圧供給ポート６０の開口は、本実施形態では円形状に形成されるが、矩形状などに形成されてもよい。後者の場合、開口径とは、円相当径を意味する。また、第１の気圧供給ポート６０の開口は、本実施形態ではＺ方向端面２１に形成されるが、Ｘ方向端面２２またはＹ方向端面に形成されてもよい。 The opening of the first air pressure supply port 60 is formed in a circular shape in the present embodiment, but may be formed in a rectangular shape or the like. In the latter case, the aperture diameter means the equivalent circle diameter. Further, the opening of the first air pressure supply port 60 is formed in the Z direction end face 21 in the present embodiment, but may be formed in the X direction end face 22 or the Y direction end face.

液導入ポート３０と第１の気圧供給ポート６０とは、第１の連通孔５０によって連通されている。第１の連通孔５０は、一端が第１の気圧供給ポート６０の壁面に開口しており、他端が液導入ポート３０の傾斜面において開口している。第１の連通孔５０は、液導入ポート３０からの液体２の自然流入を防ぐため、配管抵抗が高くなるように形成される。例えば、第１の連通孔５０は細く形成される。第１の連通孔５０はマイクロ流路であってよい。また、第１の連通孔５０は疎水性を有してよい。 The liquid introduction port 30 and the first pressure supply port 60 are in communication by the first communication hole 50. One end of the first communication hole 50 opens in the wall surface of the first pressure supply port 60, and the other end opens in the inclined surface of the liquid introduction port 30. The first communication hole 50 is formed to have a high piping resistance in order to prevent the natural flow of the liquid 2 from the liquid introduction port 30. For example, the first communication hole 50 is formed thin. The first communication hole 50 may be a microchannel. Also, the first communication holes 50 may have hydrophobicity.

第１の気圧供給ポート６０は、第１の気圧供給ノズル６が挿入される挿入孔である。第１の気圧供給ノズル６は、第１の気圧供給ポート６０に挿入され、第１の気圧供給ポート６０の壁面に押し付けられる。この壁面において、第１の連通孔５０の一端が開口している。 The first pressure supply port 60 is an insertion hole into which the first pressure supply nozzle 6 is inserted. The first air pressure supply nozzle 6 is inserted into the first air pressure supply port 60 and pressed against the wall surface of the first air pressure supply port 60. In this wall surface, one end of the first communication hole 50 is open.

第１の気圧供給ノズル６は、例えば大気を加圧、圧縮するコンプレッサーなどの加圧源に接続され、第１の連通孔５０の気圧を加圧する。これにより、液導入ポート３０に導入された液体２は、液導入ポート３０から第２の連通孔７０へ向けて流動する。 The first air pressure supply nozzle 6 is connected to a pressure source such as a compressor that pressurizes and compresses air, for example, and pressurizes the air pressure of the first communication hole 50. Thereby, the liquid 2 introduced into the liquid introduction port 30 flows from the liquid introduction port 30 toward the second communication hole 70.

尚、第１の気圧供給ノズル６は、例えば真空ポンプなどの吸引源に接続され、第１の連通孔５０の気圧を減圧してもよい。これにより、液導入ポート３０に導入された液体２は、液導入ポート３０から第１の連通孔５０へ向けて流動する。第１の気圧供給ノズル６は、加圧源および吸引源の両方に接続されてもよい。 The first pressure supply nozzle 6 may be connected to a suction source such as a vacuum pump, for example, to reduce the pressure of the first communication hole 50. Thereby, the liquid 2 introduced into the liquid introduction port 30 flows from the liquid introduction port 30 toward the first communication hole 50. The first pressure supply nozzle 6 may be connected to both the pressure source and the suction source.

図１等に示すように、本体２０は、液導入ポート３０とは別に設けられ、液導入ポート３０に連通する第２の連通孔７０に気圧を供給する第２の気圧供給ポート８０を有する。第２の気圧供給ポート８０は、本体２０のＸ方向端面２２に設けられてよい。Ｘ方向端面２２における第２の気圧供給ポート８０の開口径Ｒ３は、例えば１ｍｍ以上８ｍｍ以下である。 As shown in FIG. 1 etc., the main body 20 is provided separately from the liquid introduction port 30, and has a second air pressure supply port 80 for supplying an air pressure to the second communication hole 70 communicating with the liquid introduction port 30. The second pressure supply port 80 may be provided on the end surface 22 of the main body 20 in the X direction. The opening diameter R3 of the second air pressure supply port 80 at the end face 22 in the X direction is, for example, 1 mm or more and 8 mm or less.

尚、第２の気圧供給ポート８０の開口は、本実施形態では円形状に形成されるが、矩形状などに形成されてもよい。後者の場合、開口径とは、円相当径を意味する。また、第２の気圧供給ポート８０の開口は、本実施形態ではＸ方向端面２２に形成されるが、Ｚ方向端面２１またはＹ方向端面に形成されてもよい。 The opening of the second air pressure supply port 80 is formed in a circular shape in the present embodiment, but may be formed in a rectangular shape or the like. In the latter case, the aperture diameter means the equivalent circle diameter. Further, the opening of the second air pressure supply port 80 is formed on the end surface 22 in the X direction in the present embodiment, but may be formed on the end surface 21 in the Z direction or the end surface in the Y direction.

液導入ポート３０と第２の気圧供給ポート８０とは、第２の連通孔７０によって連通されている。第２の連通孔７０は、一端が第２の気圧供給ポート８０の壁面に開口しており、他端が液導入ポート３０の円柱面において開口している。第２の連通孔７０は、液導入ポート３０からの液体２の自然流入を防ぐため、配管抵抗が高くなるように形成される。例えば、第２の連通孔７０は細く形成される。第２の連通孔７０はマイクロ流路であってよい。また、第２の連通孔７０は疎水性を有してよい。 The liquid introduction port 30 and the second pressure supply port 80 are in communication with each other by the second communication hole 70. One end of the second communication hole 70 opens in the wall surface of the second pressure supply port 80, and the other end opens in the cylindrical surface of the liquid introduction port 30. The second communication hole 70 is formed to have a high pipe resistance in order to prevent the natural flow of the liquid 2 from the liquid introduction port 30. For example, the second communication hole 70 is formed thin. The second communication hole 70 may be a microchannel. Also, the second communication hole 70 may have hydrophobicity.

第２の気圧供給ポート８０は、第２の気圧供給ノズル８が挿入される挿入孔である。第２の気圧供給ノズル８は、第２の気圧供給ポート８０に挿入され、第２の気圧供給ポート８０の壁面に押し付けられる。この壁面において、第２の連通孔７０の一端が開口している。 The second pressure supply port 80 is an insertion hole into which the second pressure supply nozzle 8 is inserted. The second pressure supply nozzle 8 is inserted into the second pressure supply port 80 and pressed against the wall surface of the second pressure supply port 80. In this wall surface, one end of the second communication hole 70 is open.

尚、第１の連通孔５０の液導入ポート３０側の端部と、第２の連通孔７０の液導入ポート３０側の端部とのＺ方向における位置関係は、図１等に示す位置関係には限定されない。例えば第１の連通孔５０の一端が円柱部３２の壁面において開口し、第２の連通孔７０の一端がテーパー部３１の壁面において開口してもよい。 The positional relationship in the Z direction between the end of the first communication hole 50 on the liquid introduction port 30 side and the end of the second communication hole 70 on the liquid introduction port 30 side is the positional relation shown in FIG. It is not limited to For example, one end of the first communication hole 50 may open in the wall surface of the cylindrical portion 32, and one end of the second communication hole 70 may open in the wall surface of the tapered portion 31.

第２の気圧供給ノズル８は、例えば真空ポンプなどの吸引源に接続され、第２の連通孔７０の気圧を減圧する。これにより、液導入ポート３０に導入された液体２は、液導入ポート３０から第２の連通孔７０へ向けて流動する。 The second pressure supply nozzle 8 is connected to a suction source such as a vacuum pump, for example, and reduces the pressure of the second communication hole 70. Thereby, the liquid 2 introduced into the liquid introduction port 30 flows from the liquid introduction port 30 toward the second communication hole 70.

尚、第２の気圧供給ノズル８は、例えば大気を加圧、圧縮するコンプレッサーなどの加圧源に接続され、第２の連通孔７０の気圧を加圧してもよい。これにより、液導入ポート３０に導入された液体２は、液導入ポート３０から第１の連通孔５０へ向けて流動する。第２の気圧供給ノズル８は、加圧源および吸引源の両方に接続されてもよい。 The second air pressure supply nozzle 8 may be connected to a pressure source such as a compressor that pressurizes and compresses air, for example, and may pressurize the air pressure of the second communication hole 70. Thereby, the liquid 2 introduced into the liquid introduction port 30 flows from the liquid introduction port 30 toward the first communication hole 50. The second pressure supply nozzle 8 may be connected to both the pressure source and the suction source.

ところで、本実施形態によれば、液導入ポート３０と第１の気圧供給ポート６０とは、別に設けられ、分離される。これにより、液導入ポート３０に導入される液体２と、第１の気圧供給ポート６０の壁面に押し付けられる第１の気圧供給ノズル６との接触を防止できる。よって、液導入ポート３０に導入される液体２で第１の気圧供給ノズル６が汚染されることを抑制できる。 By the way, according to the present embodiment, the liquid introduction port 30 and the first pressure supply port 60 are separately provided and separated. Thereby, the contact between the liquid 2 introduced into the liquid introduction port 30 and the first air pressure supply nozzle 6 pressed against the wall surface of the first air pressure supply port 60 can be prevented. Therefore, contamination of the first pressure supply nozzle 6 with the liquid 2 introduced into the liquid introduction port 30 can be suppressed.

同様に、本実施形態によれば、液導入ポート３０と第２の気圧供給ポート８０とは、別に設けられ、分離される。これにより、液導入ポート３０に導入される液体２と、第２の気圧供給ポート８０の壁面に押し付けられる第２の気圧供給ノズル８との接触を防止できる。よって、液導入ポート３０に導入される液体２で第２の気圧供給ノズル８が汚染されることを抑制できる。 Similarly, according to the present embodiment, the liquid introduction port 30 and the second pressure supply port 80 are separately provided and separated. Thereby, the contact between the liquid 2 introduced into the liquid introduction port 30 and the second air pressure supply nozzle 8 pressed against the wall surface of the second air pressure supply port 80 can be prevented. Therefore, contamination of the second atmospheric pressure supply nozzle 8 with the liquid 2 introduced into the liquid introduction port 30 can be suppressed.

尚、本実施形態では、第１の気圧供給ノズル６および第２の気圧供給ノズル８の両方が用いられるが、いずれか一方のみが用いられてもよい。後者の場合、本体２０は、第１の気圧供給ポート６０および第２の気圧供給ポート８０のいずれか一方のみを有していればよい。 In the present embodiment, both the first pressure supply nozzle 6 and the second pressure supply nozzle 8 are used, but only one of them may be used. In the latter case, the main body 20 may have only one of the first pressure supply port 60 and the second pressure supply port 80.

本実施形態によれば、上述の如く、液導入ポート３０と第１の気圧供給ポート６０とは、別に設けられ、分離される。そのため、液導入ポート３０の寸法や形状を、第１の気圧供給ノズル６の寸法や形状に関係なく設定できる。例えば、液導入ポート３０の開口面積Ｓ１を第１の気圧供給ポート６０の開口面積Ｓ２よりも大きく設定でき、液体２の液滴を液導入ポート３０に容易に滴下できる。また、液導入ポート３０の開口面積Ｓ１を第１の連通孔５０の断面積Ｓ３よりも大きく設定でき、液導入ポート３０に大量に導入された液体２を第１の連通孔５０から緩やかに供給される気圧でゆっくり流動させることができ、液体２の流動制御性を向上できる。 According to this embodiment, as described above, the liquid introduction port 30 and the first pressure supply port 60 are separately provided and separated. Therefore, the dimensions and the shape of the liquid introduction port 30 can be set irrespective of the dimensions and the shape of the first pressure supply nozzle 6. For example, the opening area S1 of the liquid introduction port 30 can be set larger than the opening area S2 of the first pressure supply port 60, and the liquid droplets of the liquid 2 can be easily dropped to the liquid introduction port 30. Further, the opening area S1 of the liquid introduction port 30 can be set larger than the cross-sectional area S3 of the first communication hole 50, and the liquid 2 introduced in large quantities to the liquid introduction port 30 is gently supplied from the first communication hole 50. It can be made to flow slowly at the pressure which is reduced, and the flow controllability of the liquid 2 can be improved.

同様に、本実施形態によれば、上述の如く、液導入ポート３０と第２の気圧供給ポート８０とは、別に設けられ、分離される。そのため、液導入ポート３０の寸法や形状を、第２の気圧供給ノズル８の寸法や形状に関係なく設定できる。例えば、液導入ポート３０の開口面積Ｓ１を第２の気圧供給ポート８０の開口面積Ｓ４よりも大きく設定でき、液体２の液滴を液導入ポート３０に容易に滴下できる。また、液導入ポート３０の開口面積Ｓ１を第２の連通孔７０の断面積Ｓ５よりも大きく設定でき、液導入ポート３０に大量に導入された液体２を第２の連通孔７０から緩やかに供給される気圧でゆっくり流動させることができ、液体２の流動制御性を向上できる。 Similarly, according to the present embodiment, as described above, the liquid introduction port 30 and the second pressure supply port 80 are separately provided and separated. Therefore, the dimensions and the shape of the liquid introduction port 30 can be set irrespective of the dimensions and the shape of the second pressure supply nozzle 8. For example, the opening area S1 of the liquid introduction port 30 can be set to be larger than the opening area S4 of the second pressure supply port 80, and droplets of the liquid 2 can be easily dropped to the liquid introduction port 30. Further, the opening area S1 of the liquid introduction port 30 can be set larger than the cross-sectional area S5 of the second communication hole 70, and the liquid 2 introduced in large quantities to the liquid introduction port 30 is gently supplied from the second communication hole 70. It can be made to flow slowly at the pressure which is reduced, and the flow controllability of the liquid 2 can be improved.

ここで、液導入ポート３０の開口面積Ｓ１は、本体２０の表面（例えばＺ方向端面２１）において計測し、例えばＳ１＝（Ｒ１／２）^２×πの式から求める。第１の気圧供給ポート６０の開口面積Ｓ２は、本体２０の表面（例えばＺ方向端面２１）において計測し、例えばＳ２＝（Ｒ２／２）^２×πの式から求める。第１の連通孔５０の断面積Ｓ３は、液導入ポート３０の近傍において、液体２の流動方向に垂直な断面で計測する。第２の気圧供給ポート８０の開口面積Ｓ４は、本体２０の表面（例えばＸ方向端面２２）において計測し、例えばＳ４＝（Ｒ３／２）^２×πの式から求める。第２の連通孔７０の断面積Ｓ５は、液導入ポート３０の近傍において、液体２の流動方向に垂直な断面で計測する。 Here, the opening area S1 of the liquid introduction port 30 is measured on the surface of the main body 20 (for example, the end face 21 in the Z direction), and is obtained from, for example, the formula S1 = (R1 / 2) ² × π. The opening area S2 of the first air pressure supply port 60 is measured on the surface of the main body 20 (for example, the end surface 21 in the Z direction), and is obtained from, for example, the equation S2 = (R2 / 2) ² × π. The cross-sectional area S3 of the first communication hole 50 is measured in a cross section perpendicular to the flow direction of the liquid 2 in the vicinity of the liquid introduction port 30. The opening area S4 of the second air pressure supply port 80 is measured on the surface of the main body 20 (for example, the end face 22 in the X direction), and is obtained from, for example, the equation S4 = (R3 / 2) ² × π. The cross-sectional area S5 of the second communication hole 70 is measured in a cross section perpendicular to the flow direction of the liquid 2 in the vicinity of the liquid introduction port 30.

本実施形態によれば、液導入ポート３０は、液導入ポート３０の開口縁が形成される表面（例えばＺ方向端面２１）からの深さが浅くなるほど広くなるテーパー部３１を有する。テーパー部３１は上方に向うほど連続的に広がるため、液導入ポート３０の開口面積が大きく、液体２の液滴が滴下しやすい。また、テーパー部３１は、液体２を斜めに押し上げ、液体２のメニスカスの高さＨ（図３参照）を高くすることもできる。メニスカスの高さＨが高いほど、蓋４０を閉じるときに余分な液体２の流れ出しが多く、液体２の流れ出しによって気泡の噛み込みを低減できる。さらに、テーパー部３１は、液体２を斜めに押し上げるため、蓋４０を閉じる前にマイクロ流路デバイス１０が傾いても液体２がこぼれるのを抑制することもできる。 According to the present embodiment, the liquid introduction port 30 has the tapered portion 31 which becomes wider as the depth from the surface (for example, the Z-direction end face 21) on which the opening edge of the liquid introduction port 30 is formed becomes shallower. Since the tapered portion 31 continuously spreads upward, the opening area of the liquid introduction port 30 is large, and droplets of the liquid 2 are easily dropped. The tapered portion 31 can also push up the liquid 2 diagonally to increase the height H (see FIG. 3) of the meniscus of the liquid 2. As the height H of the meniscus is higher, the excess liquid 2 flows out when the lid 40 is closed, and the flow of the liquid 2 can reduce the entrapment of air bubbles. Furthermore, since the taper part 31 pushes up the liquid 2 obliquely, even if the microchannel device 10 is inclined before the lid 40 is closed, the liquid 2 can be prevented from spilling.

本実施形態によれば、マイクロ流路デバイス１０は、液導入ポート３０の開口部を塞ぐ蓋４０を有する。液導入ポート３０に液体２を導入した後、液導入ポート３０の開口部を蓋４０で塞ぐと、マイクロ流路デバイス１０を傾けても液体２の漏出を防止できる。よって、マイクロ流路デバイス１０のハンドリング性を向上できる。 According to the present embodiment, the microchannel device 10 has the lid 40 that closes the opening of the liquid introduction port 30. After the liquid 2 is introduced into the liquid introduction port 30, if the opening of the liquid introduction port 30 is closed by the lid 40, the liquid 2 can be prevented from leaking even if the microchannel device 10 is inclined. Therefore, the handling property of the microchannel device 10 can be improved.

本実施形態によれば、蓋４０は、厚さが２．０ｍｍ以下であり、ショア硬さが５０ＨＳ以下である。蓋４０を閉じるときに蓋４０を十分に変形させることができ、蓋４０の一端（図３では左端）側から他端（図３では右端）側に向けて徐々に蓋４０と液体２とを接触させることができ、気泡の噛み込みを防止できる。 According to the present embodiment, the lid 40 has a thickness of 2.0 mm or less and a Shore hardness of 50 HS or less. The lid 40 can be sufficiently deformed when the lid 40 is closed, and the lid 40 and the liquid 2 are gradually moved from one end (left end in FIG. 3) side to the other end (right end in FIG. It can be brought into contact, and the entrapment of air bubbles can be prevented.

以上、マイクロ流路デバイスなどの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。 As mentioned above, although embodiment, such as a microchannel device, was described, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment etc., within the range of the gist of the present invention indicated in a claim, various modification, improvement It is possible.

図５は、図４の液導入ポートの第１変形例を示す図である。上記実施形態に対し、本変形例の液導入ポート３０は、図５等に示すように液導入ポート３０の開口縁に、径方向内側に向けて突出する突起部３３をさらに有する点で相違する。以下、相違点について主に説明する。突起部３３は、液導入ポート３０の開口縁に設けられ、例えばテーパー部３１を基準として円柱部３２とは反対側に設けられる。液導入ポート３０の開口縁に突起部３３を設けることで、液導入ポート３０に液体２を導入した後、蓋４０を閉じる前に、マイクロ流路デバイス１０を傾けても液体２の漏出を抑制できる。また、液導入ポート３０の開口縁に突起部３３を設けることで、液導入ポート３０に導入された液体２のメニスカスの高さＨをより大きくすることができる。 FIG. 5 is a view showing a first modification of the liquid introduction port of FIG. The liquid introduction port 30 of this modification is different from the above embodiment in that the opening edge of the liquid introduction port 30 further includes a projection 33 projecting radially inward as shown in FIG. 5 and the like. . The differences will be mainly described below. The protrusion 33 is provided at the opening edge of the liquid introduction port 30, and is provided on the opposite side of the tapered portion 31 to the cylindrical portion 32, for example. By providing the protrusion 33 at the opening edge of the liquid introduction port 30, after the liquid 2 is introduced to the liquid introduction port 30, the leakage of the liquid 2 is suppressed even if the microchannel device 10 is tilted before the lid 40 is closed. it can. Further, by providing the protrusion 33 at the opening edge of the liquid introduction port 30, the height H of the meniscus of the liquid 2 introduced into the liquid introduction port 30 can be made larger.

図６は、図４の液導入ポートの第２変形例を示す図である。上記実施形態に対し、本変形例の液導入ポート３０は、図６等に示すように円柱部３２のみを有する点で相違する。以下、相違点について主に説明する。円柱部３２の壁面において、第１の連通孔５０の一端および第２の連通孔７０の一端が開口する。尚、第１の連通孔５０の液導入ポート３０側の端部と第２の連通孔７０の液導入ポート３０側の端部とのＺ方向における位置関係は、図６に示す位置関係には限定されない。例えば第１の連通孔５０の液導入ポート３０側の端部は、第２の連通孔７０の液導入ポート３０側の端部を基準として、図６に示すように下方に設けられてもよいし、上方に設けられてもよい。尚、本変形例の液導入ポート３０は、液導入ポート３０の開口縁に図５に示す突起部３３を有しないが、突起部３３を有してもよい。 FIG. 6 is a view showing a second modification of the liquid introduction port of FIG. The liquid introduction port 30 of this modification is different from the above embodiment in that only the cylindrical portion 32 is provided as shown in FIG. The differences will be mainly described below. One end of the first communication hole 50 and one end of the second communication hole 70 are opened on the wall surface of the cylindrical portion 32. The positional relationship in the Z direction between the end of the first communication hole 50 on the liquid introduction port 30 side and the end of the second communication hole 70 on the liquid introduction port 30 side is the same as that shown in FIG. It is not limited. For example, the end of the first communication hole 50 on the liquid introduction port 30 side may be provided downward as shown in FIG. 6 with reference to the end of the second communication hole 70 on the liquid introduction port 30 side. And may be provided above. Although the liquid introduction port 30 of this modification does not have the projection 33 shown in FIG. 5 at the opening edge of the liquid introduction port 30, it may have the projection 33.

図７は、図４の液導入ポートの第３変形例を示す図である。上記実施形態に対し、本変形例の液導入ポート３０は、図７等に示すように第１の円柱部３２Ａおよび第２の円柱部３２Ｂを有する点で相違する。以下、相違点について主に説明する。第１の円柱部３２Ａは、第２の円柱部３２Ｂよりも上方に設けられ、本体２０のＺ方向端面２１において開口する。第１の円柱部３２Ａの直径は、第２の円柱部３２Ｂの直径よりも大きい。これにより、液体２の液滴を液導入ポート３０に滴下しやすい。第１の円柱部３２Ａの壁面において第２の連通孔７０の一端が開口し、第２の円柱部３２Ｂの壁面において第１の連通孔５０の一端が開口する。尚、第１の連通孔５０の液導入ポート３０側の端部と第２の連通孔７０の液導入ポート３０側の端部とのＺ方向における位置関係は、図６に示す位置関係には限定されない。例えば第１の連通孔５０の一端は第１の円柱部３２Ａの壁面において開口し、第２の連通孔７０の一端は第２の円柱部３２Ｂの壁面において開口してもよい。尚、本変形例の液導入ポート３０は、液導入ポート３０の開口縁に図５に示す突起部３３を有しないが、突起部３３を有してもよい。 FIG. 7 is a view showing a third modification of the liquid introduction port of FIG. The liquid introduction port 30 of this modification is different from the above embodiment in that it has a first cylindrical portion 32A and a second cylindrical portion 32B as shown in FIG. 7 and the like. The differences will be mainly described below. The first cylindrical portion 32A is provided above the second cylindrical portion 32B, and opens at the Z-direction end face 21 of the main body 20. The diameter of the first cylindrical portion 32A is larger than the diameter of the second cylindrical portion 32B. As a result, droplets of the liquid 2 can be easily dropped to the liquid introduction port 30. One end of the second communication hole 70 opens in the wall surface of the first cylindrical portion 32A, and one end of the first communication hole 50 opens in the wall surface of the second cylindrical portion 32B. The positional relationship in the Z direction between the end of the first communication hole 50 on the liquid introduction port 30 side and the end of the second communication hole 70 on the liquid introduction port 30 side is the same as that shown in FIG. It is not limited. For example, one end of the first communication hole 50 may open in the wall surface of the first cylindrical portion 32A, and one end of the second communication hole 70 may open in the wall surface of the second cylindrical portion 32B. Although the liquid introduction port 30 of this modification does not have the projection 33 shown in FIG. 5 at the opening edge of the liquid introduction port 30, it may have the projection 33.

１０マイクロ流路デバイス
２０本体
３０液導入ポート
３１テーパー部
３２円柱部
３３突起部
４０蓋
５０第１の連通孔
６０第１の気圧供給ポート
７０第２の連通孔
８０第２の気圧供給ポート DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 microchannel device 20 body 30 liquid introduction port 31 taper part 32 cylindrical part 33 projection part 40 lid 50 1st communication hole 60 1st air pressure supply port 70 2nd communication hole 80 2nd air pressure supply port

Claims

A microchannel device having a microchannel with a cross-sectional area of less than 1 mm ² ,
A liquid introduction port into which a liquid which is a sample is introduced;
A microchannel device provided with an air pressure supply port which is provided separately from the liquid introduction port and supplies an air pressure to a communication hole communicating with the liquid introduction port.

The microchannel device according to claim 1, wherein an opening area of the liquid introduction port is larger than a cross-sectional area of the communication hole.

The microchannel device according to claim 1 or 2, wherein the liquid introduction port has a tapered portion that becomes wider as the depth from the surface on which the opening edge of the liquid introduction port is formed becomes smaller.

The microchannel device according to any one of claims 1 to 3, wherein the liquid introduction port has a protrusion that protrudes radially inward at an opening edge of the liquid introduction port.

The microchannel device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a lid closing an opening of the liquid introduction port.

The microchannel device according to claim 5, wherein the lid has a thickness of 2.0 mm or less and a Shore hardness of 50 HS or less.

The microchannel device according to any one of claims 1 to 6, wherein an opening area of the liquid introduction port is larger than an opening area of the air pressure supply port.

The opening diameter of the liquid introduction port is 5 mm or more and 15 mm or less,
The opening diameter of the pressure supply port is 1 mm or more and 8 mm or less,
The communication hole, the cross-sectional area is a micro flow path of less than 1 mm ^2, microchannel device according to any one of claims 1-7.