JP2021139503A - 流体取扱装置および流体取扱方法 - Google Patents

流体取扱装置および流体取扱方法 Download PDF

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Abstract

【課題】流路を開閉するために摺動部材を操作したときに、流路を構成する基材が磨耗しない流体取扱装置を提供する。【解決手段】流体取扱装置は、第1流路、第2流路および隔壁を含む基板と、ダイヤフラムを含む第1フィルムと、第1フィルム上を摺動可能な摺動部材と、第2フィルムとを有する。第1フィルムは、ダイヤフラムおよび隔壁が対向するように、基板上に配置されている。摺動部材は、凸部を有する裏面を第1フィルム側に向けた状態で第1フィルム上に配置されている。第2フィルムは、可撓性を有し、第1フィルムおよび摺動部材の間に配置され、第1フィルムの表面に沿う第1の方向において変位せず、第1フィルムの表面に垂直な第2の方向において変位する。摺動部材は、凸部がダイヤフラムを挟んで隔壁に対向しないように配置されている第1状態と、凸部がダイヤフラムを挟んで隔壁に対向するように配置されている第2状態とを交互に切替えできる。【選択図】図6

Description

本発明は、流体取扱装置および流体取扱方法に関する。
近年、タンパク質や核酸などの微量な物質の分析を高精度かつ高速に行うために、流体取扱装置が使用されている。流体取扱装置は、分析に必要な試薬および試料の量が少なくてよいという利点を有しており、臨床検査や食物検査、環境検査などの様々な用途での使用が期待されている。流体取扱装置としては、回転可能なロータリー部材により流路を開閉することができる流体取扱装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の流体取扱装置は、反応容器と、一端が反応容器に接続された第1流路と、封止容器と、一端が封止容器に接続された第2流路と、送液用のシリンジと、シリンジを第1流路または第2流路に接続するための切替えバルブとを有する。特許文献1に記載の流体取扱装置では、切替えバルブは、回転式のロータリー部材であり、切替えバルブを回転させることによって、切替えバルブ内の流路を介して、シリンジを第1流路または第2流路に接続することができる。
特開2010−008217号公報
しかしながら、特許文献1に記載の流体取扱装置では、ロータリー部材を回転させたときに、流体取扱装置の流路を構成する基材と、ロータリー部材とが摺動することにより、当該基材が磨耗してしまう。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、流路を開閉するための部材を操作したときに、当該部材によって流路を構成する基材が磨耗しない流体取扱装置を提供することを目的とする。また、本発明は、当該流体取扱装置を使用した流体取扱方法を提供することも目的とする。
本発明の流体取扱装置は、第1流路と、第2流路と、前記第1流路の一端および前記第2流路の一端の間に形成されている隔壁と、を有する基板と、ダイヤフラムを含んでおり、前記ダイヤフラムおよび前記隔壁が対向するように、前記基板上に配置されている第1フィルムと、その裏面に凸部が形成されており、かつ前記裏面を前記第1フィルム側に向けた状態で前記第1フィルム上に配置されている、前記第1フィルム上を摺動可能な摺動部材と、前記第1フィルムおよび前記摺動部材の間に、前記第1フィルムの表面に沿う第1の方向において変位せず、前記第1フィルムの表面に垂直な第2の方向において変位するように配置されている、可撓性を有する第2フィルムと、を有し、前記摺動部材は、前記第2フィルム上の摺動により、前記凸部が前記ダイヤフラムを挟んで前記隔壁に対向しないように配置されている第1状態と、前記凸部が前記ダイヤフラムを挟んで前記隔壁に対向するように配置されている第2状態とを切替え可能であり、前記第1状態では、前記第1流路および前記第2流路は、前記ダイヤフラムおよび前記隔壁の隙間を介して互いに連通し、前記第2状態では、前記ダイヤフラムが前記凸部により前記隔壁に接触するように押圧されることにより、前記第1流路および前記第2流路は、互いに連通していない。
本発明の流体取扱方法は、本発明に係る流体取扱装置を使用して流体を取り扱うための流体取扱方法であって、前記第2フィルム上で前記摺動部材を摺動させることにより前記第1状態に切替えて、前記隙間を介して前記第1流路から前記第2流路に流体を移動させる工程と、前記第2フィルム上で前記摺動部材を摺動させることにより前記第2状態に切替えて、前記ダイヤフラムを前記隔壁に接触するように押圧させて、前記隙間を介した前記第1流路から前記第2流路への前記流体の流れを止める工程と、を含む。
本発明によれば、流路を開閉するために部材を操作したときに流路を構成する基材が磨耗しないため、流体取扱装置を長期間に亘り使用することができる。
図1A、Bは、実施の形態1に係る流体取扱装置の構成を示す図である。 図2A、Bは、実施の形態1における、第1フィルムが接合されている基板の構成を示す図である。 図3A〜Cは、実施の形態1における、第2フィルムが接合されている位置決め部の構成を示す図である。 図4A〜Cは、実施の形態1に係るロータリー部材の構成を示す図である。 図5A、Bは、実施の形態1に係る流体取扱方法を説明するための図である。 図6A、Bは、実施の形態1に係る流体取扱方法を説明するための図である。 図7A、Bは、実施の形態2に係る流体取扱装置の構成を示す図である。 図8A〜Cは、実施の形態2に係る流路チップの構成を示す図である。 図9A〜Cは、実施の形態2に係るロータリー部材の構成を示す図である。 図10A〜Cは、実施の形態3に係る流路チップの構成を示す図である。 図11A〜Cは、実施の形態4に係る流路チップの構成を示す図である。 図12A、Bは、実施の形態5に係る流体取扱装置の構成を示す図である。 図13A〜Cは、実施の形態5に係る流路チップの構成を示す図である。 図14A〜Cは、実施の形態5に係るロータリー部材の構成を示す図である。 図15A〜Fは、実施の形態5に係る流体取扱方法における各工程について説明するための流体取扱装置の底面模式図である。 図16A〜Eは、実施の形態5の変形例に係る流体取扱方法における各工程について説明するための流体取扱装置の底面模式図である。 図17A〜Cは、実施の形態6に係るロータリー部材の構成を示す図である。 図18A〜Fは、実施の形態6に係る流体取扱方法における各工程について説明するための流体取扱装置の底面模式図である。 図19A〜Cは、実施の形態7に係る流体取扱装置または流路チップの構成を示す図である。 図20A〜Cは、実施の形態7に係るロータリー部材の構成を示す図である。 図21A〜Fは、実施の形態7に係る流体取扱方法における各工程について説明するための流体取扱装置の底面模式図である。 図22は、実施の形態8に係る流路チップの構成を示す図である。 図23A,Bは、実施の形態8に係る流体取扱方法における各工程について説明するための流体取扱装置の底面模式図である。 図24A、Bは、実施の形態9に係る流体取扱装置の構成を示す図である。 図25A〜Cは、実施の形態10に係る流体取扱装置の構成を示す図である。 図26A〜Cは、実施の形態10に係る流路チップの構成を示す図である。 図27A〜Cは、実施の形態11に係る流路チップの構成を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
[実施の形態1]
(流体取扱装置の構成)
図1A、Bは、本実施の形態に係る流体取扱装置100の構成を示す図である。図1Aは、流体取扱装置100の平面図であり、図1Bは、流体取扱装置100の正面図である。
本実施の形態に係る流体取扱装置100は、流路チップ110およびロータリー部材160を有する。流路チップ110は、基板120と、第1フィルム130と、ロータリー部材160の位置決め部140と、第2フィルム150(後述の図3参照)とを有する。流路チップ110は、試薬や液体試料、気体などの流体を流すための流路を有する。第1フィルム130の一部は、当該流路を開閉するためのダイヤフラム(弁体)として機能する。
図2A、Bは、第1フィルム130が接合されている基板120の構成を示す図である。図2Aは、第1フィルム130が接合されている基板120の平面図であり、図2Bは、図2AのB−B線における断面図である。
流路チップ110は、流体導入口121a,121b、第1流路122a,122b、第1隔壁123a,123b、第2流路124、第2隔壁125a,125b、第3流路126a,126bおよび流体取出口127a,127bを有する。基板120には、本実施の形態の効果を得られる範囲内において、溝および凹部が適宜に形成されている。なお、本明細書中、各隔壁の上流側に接続されている流路が、特許請求の範囲における「第1流路」に相当し、当該各隔壁の下流側に接続されている流路が、特許請求の範囲における「第2流路」に相当するものとする。
基板120の厚みは、特に限定されない。たとえば、基板120の厚みは、1mm以上10mm以下である。また、基板120の材料は、公知の樹脂およびガラスから適宜選択されうる。基板120の材料の例には、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリスチレン、シリコーン樹脂およびエラストマーが含まれる。
流体導入口121a,121bは、基板120に形成されている有底の凹部である。流体導入口121a,121bは、第1フィルム130に設けられた貫通孔を介して外部と連通している。流体取扱装置100では、流体は、流体導入口121a,121bから流路チップ110内に導入される。流体導入口121aから導入される流体と、流体導入口121bから導入される流体とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
流体導入口121a,121bの形状および大きさは、特に限定されず、必要に応じて適宜設計されうる。流体導入口121a,121bの形状は、例えば、略円柱形状である。流体導入口121a,121bの幅は、例えば、2mm程度である。流体導入口121aおよび流体導入口121bの形状および大きさは、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、流体導入口121aおよび流体導入口121bの形状および大きさは、互いに同じである。
第1流路122aは、流体導入口121aから導入された流体が流れる流路である。第1流路122aの上流端には、流体導入口121aが配置されており、第1流路122aの下流端には、第1隔壁123aが配置されている。
第1流路122bは、流体導入口121bから導入された流体が流れる流路である。第1流路122bの上流端には、流体導入口121bが配置されており、第1流路122bの下流端には、第1隔壁123bが配置されている。
第1流路122a,122bは、例えば、フィルムなどの他の部材で開口部を閉塞された溝である。本実施の形態では、第1流路122a,122bは、基板120に形成された溝の開口部を第1フィルム130により閉塞することで形成されている。
第1流路122a,122bの断面積および断面形状は、特に限定されない。本明細書において、「流路の断面」とは、流体が流れる方向に直交する流路の断面を意味する。第1流路122a,122bの断面形状は、例えば、一辺の長さ(幅および深さ)が数十μm程度の略矩形状である。第1流路122a,122bの断面積は、流体の流れ方向において、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。本実施の形態では、第1流路122aの断面積は、第1流路122aの下流端部において、第1流路122aの下流端に近づくにつれて大きくなっている。第1流路122aの下流端部の平面視形状は、第1フィルム130のダイヤフラム131aの形状に応じて決定されうる。本実施の形態では、第1流路122aの端部の平面視形状は、半円形状である。第1流路122aの端部が、ダイヤフラム131aの形状に合わせた形状となっていることによって、ダイヤフラム131aが第1隔壁123aに接触して流路が閉じられた場合に、第1流路122aの端部に形成されている半円形状に合わせてダイヤフラム131aが変形するため、第1フィルム130と基板120の表面と間に隙間が生じるのを防ぐことができる。これにより、当該隙間に液体が入り込んでしまうのを抑制することができる。
第1流路122bの断面積と、第1流路122bの下流端部の平面視形状とについては、第1流路122aと同様であるため、その説明を省略する。本実施の形態では、第1流路122bの下流端部の平面視形状も、半円形状である。
第1流路122aおよび第1流路122bの断面積および断面形状は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、第1流路122aおよび第1流路122bの断面積および断面形状は、互いに同じである。
第1隔壁123aは、第1流路122aの下流端と、第2流路124の一方の上流端との間に形成されている壁である。第1隔壁123bは、第1流路122bの下流端と、第2流路124の他方の上流端との間に形成されている壁である。
詳細については後述するが、第1隔壁123a,123bは、流路を開閉するためのマイクロバルブの弁座として機能する。第1隔壁123a,123bの形状および高さは、上記の機能を発揮することができれば、特に限定されない。第1隔壁123a,123bの形状は、例えば、四角柱形状である。第1隔壁123a,123bの高さは、例えば、基板120に形成されている溝の深さ(流路の高さ)と同じである。第1隔壁123aおよび第1隔壁123bの形状および高さは、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、第1隔壁123aおよび第1隔壁123bの形状および高さは、互いに同じである。
第2流路124は、2つの上流端部と、2つの下流端部とを有する。第2流路124は、2つの第1流路122a,122bからの流体が流れる流路である。より具体的には、第2流路124は、基板120および第1フィルム130の隙間(第1隔壁123aおよびダイヤフラム131aの隙間、ならびに第1隔壁123bおよびダイヤフラム131bの隙間)を介して、2つの第1流路122a,122bから移動してきた流体が流れる流路である。
第2流路124の一方の上流端には、第1隔壁123aが配置されており、第2流路124の一方の下流端には、第2隔壁125aが配置されている。第2流路124の他方の上流端には、第1隔壁123bが配置されており、第2流路124の他方の下流端には、第2隔壁125bが配置されている。第2流路124は、例えば、フィルムなどの他の部材で開口部を閉塞された溝である。本実施の形態では、第2流路124は、基板120に形成された溝の開口部を第1フィルム130により閉塞することで形成されている。
第2流路124の断面積および断面形状は、特に限定されない。たとえば、第2流路124の断面形状は、一辺の長さ(幅および深さ)が数十μm程度の略矩形状である。第2流路124の断面積は、流体の流れ方向において、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。本実施の形態では、第2流路124の断面積は、第2流路124の上流端部において、第2流路124の上流端に近づくにつれて大きくなっており、第2流路124の下流端部において、第2流路124の下流端に近づくにつれて大きくなっている。第2流路124の上流端部の平面視形状および下流端部の平面視形状は、第1フィルム130のダイヤフラム131a〜dの形状に、それぞれ応じた形状となっている。本実施の形態では、第1流路122a,122bの下流端部の平面視形状と同様に、第2流路124の4つの端部(2つの上流端部および2つの下流端部)の平面視形状は、半円形状である。
第2隔壁125aは、第2流路124の下流端と、第3流路126aの上流端との間に形成されている壁である。第2隔壁125bは、第2流路124の下流端と、第3流路126bの上流端との間に形成されている壁である。
詳細については後述するが、第2隔壁125a,125bも、流路を開閉するためのマイクロバルブの弁座として機能する。第2隔壁125a,125bの形状および高さは、上記の機能を発揮することができれば、特に限定されない。第2隔壁125a,125bの高さは、例えば、基板120に形成されている溝の深さ(流路の高さ)と同じである。第2隔壁125a,125bの形状は、例えば、四角柱形状である。第2隔壁125aおよび第2隔壁125bの形状および高さは、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、第2隔壁125aおよび第2隔壁125bの形状および高さは、互いに同じである。
第3流路126aは、第2流路124の一方の下流端からの流体が流れる流路である。より具体的には、第3流路126aは、基板120および第1フィルム130の隙間(第2隔壁125aおよびダイヤフラム131cの隙間)を介して、第2流路124の一方の下流端から移動してきた流体が流れる流路である。第3流路126aの上流端には、第2隔壁125aが配置されており、第3流路126aの下流端には、流体取出口127aが配置されている。
第3流路126bは、第2流路124の他方の下流端からの流体が流れる流路である。より具体的には、第3流路126bは、基板120および第1フィルム130の隙間(第2隔壁125bおよびダイヤフラム131dの隙間)を介して、第2流路124の他方の下流端から移動してきた流体が流れる流路である。第3流路126bの上流端には、第2隔壁125bが配置されており、第3流路126bの下流端には、流体取出口127bが配置されている。
第3流路126a,126bは、例えば、フィルムなどの他の部材で開口部を閉塞された溝である。本実施の形態では、第3流路126a,126bは、基板120に形成された溝の開口部を第1フィルム130により閉塞することで形成されている。
第3流路126a,126bの断面積および断面形状は、特に限定されない。たとえば、第3流路126a,126bの断面形状は、一辺の長さ(幅および深さ)が数十μm程度の略矩形状である。第3流路126a,126bの断面積は、流体の流れ方向において、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。本実施の形態では、第3流路126aの断面積は、第3流路126aの上流端部において、第3流路126aの上流端に近づくにつれて大きくなっている。第3流路126aの上流端部の平面視形状は、第1フィルム130のダイヤフラム131cの形状に応じた形状となっている。本実施の形態では、第3流路126aの上流端部の平面視形状は、第1流路122a,122bの下流端部の平面視形状と同様に、半円形状である。
第3流路126bの断面積と、第3流路126bの下流端部の平面視形状とについては、第1流路122aと同様であるため、その説明を省略する。本実施の形態では、第3流路126bの上流端部の平面視形状も、半円形状である。
第3流路126aおよび第3流路126bの断面積および断面形状は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、第3流路126aおよび第3流路126bの断面積および断面形状は、互いに同じである。
第1流路122a,122b、第2流路124および第3流路126a,126bの断面積および断面形状は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、第1流路122a,122b、第2流路124および第3流路126a,126bの断面積および断面形状は、互いに同じである。
流体取出口127a,127bは、基板120に形成されている有底の凹部である。流体取出口127a,127bは、第1フィルム130に設けられた貫通孔を介して外部と連通している。流体取扱装置100では、流体取出口127a,127bから、流体が取り出される。流体取出口127a,127bの形状および大きさは、特に限定されず、必要に応じて適宜設計されうる。流体取出口127a,127bの形状は、例えば、略円柱形状である。流体取出口127a,127bの幅は、例えば、2mm程度である。流体取出口127aおよび流体取出口127bの形状および大きさは、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、流体取出口127aおよび流体取出口127bの形状および大きさは、互いに同じである。
第1フィルム130は、可撓性を有するフィルムである。本実施の形態では、第1フィルム130には、流体導入口121a,121bおよび流体取出口127a,127bに対応する位置に、4つの貫通孔が形成されている。また、第1フィルム130は、略球冠形状の4つのダイヤフラム131a〜dを含んでいる。第1フィルム130は、ダイヤフラム131aおよび第1隔壁123a、ダイヤフラム131bおよび第1隔壁123b、ダイヤフラム131cおよび第2隔壁125a、ならびにダイヤフラム131dおよび第2隔壁125bがそれぞれ互いに対向するように、基板120上に配置されている。
本実施の形態では、第1フィルム130は、略球冠形状のダイヤフラム131a〜dが基板120の反対側に突出し、かつダイヤフラム131a〜dの開口部が隔壁(第1隔壁123a,123bおよび第2隔壁125a,125b)に対向するように基板120上に配置されている。より具体的には、ダイヤフラム131aは、第1流路122aの下流端部、第1隔壁123aおよび第2流路124の一方の上流端部から構成されている第1対向領域に対向している。ダイヤフラム131bは、第1流路122bの下流端部、第1隔壁123bおよび第2流路124の他方の上流端部から構成されている第2対向領域に対向している。ダイヤフラム131cは、第2流路124の一方の下流端部、第2隔壁125aおよび第3流路126aの上流端部から構成されている第3対向領域に対向している。ダイヤフラム131dは、第2流路124の他方の下流端部、第2隔壁125bおよび第3流路126bの上流端部から構成されている第4対向領域に対向している。
また、ダイヤフラム131a〜dの中心は、対応する隔壁上に位置していてもよいし、対応する隔壁上に位置していなくてもよい。本実施の形態では、ダイヤフラム131a〜dの中心は、対応する隔壁上に位置している。すなわち、ダイヤフラム131aの中心は第1隔壁123a上に位置し、ダイヤフラム131bの中心は第1隔壁123b上に位置し、ダイヤフラム131cの中心は第2隔壁125a上に位置し、かつダイヤフラム131dの中心は第2隔壁125b上に位置している。
第1フィルム130のダイヤフラム131a〜dは、基板120に接合されていない。また、ダイヤフラム131a〜dは、ロータリー部材160の凸部161a,161b(後述)により押圧されたときに対応する隔壁に向かって撓むことができる。
詳細については後述するが、ダイヤフラム131a〜dは、対応する隔壁と接触させたり、離したりすることで、流路を開閉する。ダイヤフラム131a〜dを平面視したときのダイヤフラム131a〜dの大きさは、流路を開閉するためのマイクロバルブのダイヤフラム(弁体)として機能することができればよく、流路の幅や隔壁の大きさなどに応じて適宜設定されうる。4つのダイヤフラム131a〜dの大きさは、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、4つのダイヤフラム131a〜dの大きさは、互いに同じである。
また、ダイヤフラム131a〜dの大きさは、対応する上記対向領域(第1対向領域、第2対向領域、第3対向領域および第4対向領域)の大きさと同じであってもよいし、対応する上記対向領域の大きさより大きくてもよいし、対応する上記対向領域の大きさより小さくてもよい。本実施の形態では、ダイヤフラム131a〜dの大きさは、対応する上記対向領域の大きさより大きい(図2A参照)。ダイヤフラム131a〜dの大きさが、対応する上記対向領域の大きさより大きいことによって、ダイヤフラム131a〜dおよび隔壁の接触面を含む平面と、第1フィルム130との間に隙間が生じてしまったとしても(後述の図6B参照)、ダイヤフラム131a〜dおよび対応する隔壁を適切に接触させうる。
ダイヤフラム131a〜dおよび対応する隔壁の距離は、所望の流体の流量や、ダイヤフラム131a〜dおよび隔壁の密着のしやすさなどの観点から、適宜調整されうる。当該距離が大きいほど、流体は基板120および第1フィルム130の隙間を移動しやすくなり、上記距離が小さいほど、ダイヤフラム131a〜dおよび隔壁を密着させやすくなる。
第1フィルム130の材料は、公知の樹脂から適宜選択されうる。第1フィルム130の材料の例には、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリスチレン、シリコーン樹脂およびエラストマーが含まれる。
図3A〜Cは、第2フィルム150が接合されている位置決め部140の構成を示す図である。図3Aは、第2フィルム150が接合されている位置決め部140の平面図であり、図3Bは、側面図であり、図3Cは、図3AのC−C線における断面図である。図4A〜Cは、ロータリー部材160の構成を示す図である。図4Aは、ロータリー部材160の平面図であり、図4Bは、側面図であり、図4Cは、図4AのC−C線における断面図である。
位置決め部140は、第1フィルム130上に固定されており、ロータリー部材160を位置決めしつつ回転可能に保持する。位置決め部140の形状および大きさは、上記の機能を発揮することができれば特に限定されない。たとえば、位置決め部140は、ロータリー部材160を回転可能に保持するための枠体、またはロータリー部材160の回転軸上に配置されている凸部である。本実施の形態では、位置決め部140は、貫通孔を有する枠体である。位置決め部140の内壁面には、ロータリー部材160を所定の高さに位置決めするための段部141が形成されている。
位置決め部140は、第1フィルム130に固定されていてもよいし、基板120に固定されていてもよい。本実施の形態では、位置決め部140は、第1フィルム130に固定されている。位置決め部140を第1フィルム130上に固定する方法は、特に限定されず、例えば、位置決め部140を第1フィルム130に接着すればよい。
第2フィルム150は、可撓性を有するフィルムである。第2フィルム150は、第1フィルム130およびロータリー部材160の間に、動かないように配置されている。本実施の形態では、第2フィルム150は、位置決め部140に接合されることによって、第1フィルム130およびロータリー部材160の間に、回転しないように配置されている。
第2フィルム150の材料は、公知の樹脂およびゴムから適宜選択されうる。第2フィルム150の材料の例には、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリスチレン、シリコーン樹脂およびエラストマーが含まれる。第2フィルム150およびロータリー部材160の摺動性を高める観点からは、第2フィルム150の材料は、ポリエチレンであることが好ましい。また、第2フィルム150およびロータリー部材160の摺動性を高める観点から、第2フィルム150の表面には、摺動性を高めるためのコーティング処理が施されてもいてもよい。さらに、ダイヤフラム131a〜dおよび隔壁(第1隔壁123a,123bおよび第2隔壁125a,125b)の隙間を閉じやすくする観点からは、第2フィルム150の材料は、ゴム製のフィルムであることが好ましい。
ロータリー部材160は、裏面を第1フィルム130側に向けた状態で、第1フィルム130上に配置されている。本実施の形態では、ロータリー部材160は、位置決め部140である枠体内に配置されている。すなわち、ロータリー部材160は、位置決め部140により第1フィルム130上の所定の位置に回転可能に位置決めされている。本実施の形態では、ロータリー部材160の裏面には、位置決め部140の段部141に対応する形状の切り欠き部162が形成されている。また、ロータリー部材160は、ロータリー部材160を回転させるための把手部163を有していてもよい。把手部163の形状は、特に限定されず、例えば、四角柱形状である。
本実施の形態では、ロータリー部材160の裏面には、2つの凸部161a,161bが形成されている。ロータリー部材160は、裏面の法線を軸として回転可能である。詳細については後述するが、ロータリー部材160は、回転することにより流路を開閉する。本実施の形態では、ロータリー部材160は、回転により、後述の第1状態および第2状態を交互に切替え可能である。
ロータリー部材160は、凸部161a,161bにより、ダイヤフラム131a〜dを押圧して、ダイヤフラム131a〜dと各隔壁を密着させる観点から、ある程度の重さおよび剛性を有する。ロータリー部材160の材料は、特に限定されず、公知の材料から適宜選択されうる。ロータリー部材160の材料の例は、樹脂、ゴムおよび金属である。位置決め部140および第2フィルム150に対する摺動性を高める観点からは、ロータリー部材160の材料は、例えば、ポリエチレンであることが好ましい。また、ロータリー部材160の表面には、位置決め部140および第2フィルム150に対する摺動性を高めるためのコーティング処理が施されていてもよい。
本実施の形態において、第1状態では、流体導入口121aから流路チップ110内に導入された流体が、第1流路122a、第2流路124および第3流路126aを介して、流体取出口127aまで流れることができる。第1状態では、2つの凸部161a,161bのいずれも、ダイヤフラム131aを挟んで第1隔壁123aに対向しないように配置され、かつ2つの凸部161a,161bのいずれも、ダイヤフラム131cを挟んで第2隔壁125aに対向しないように配置される。第1状態では、第1流路122aおよび第2流路124は、ダイヤフラム131aおよび第1隔壁123aの隙間を介して互いに連通し、かつ第2流路124および第3流路126aは、ダイヤフラム131cおよび第2隔壁125aの隙間を介して互いに連通する。
一方、第1状態では、2つの凸部161a,161bの一方は、ダイヤフラム131bを挟んで第1隔壁123bに対向するように配置され、かつ2つの凸部161a,161bの他方は、ダイヤフラム131dを挟んで第2隔壁125bに対向するように配置される。このため、ダイヤフラム131bは、凸部161a,161bの一方により第1隔壁123bに接触するように押圧され、かつダイヤフラム131dは、凸部161a,161bの他方により第2隔壁125bに接触するように押圧される。第1状態では、第1流路122bおよび第2流路124は、互いに連通せず、かつ第2流路124および第3流路126bは、互いに連通しない。
本実施の形態において、第2状態では、流体導入口121bから流路チップ110内に導入された流体が、第1流路122b、第2流路124および第3流路126bを介して、流体取出口127bまで流れることができる。第2状態では、2つの凸部161a,161bの一方は、ダイヤフラム131aを挟んで第1隔壁123aに対向するように配置され、かつ2つの凸部161a,161bの他方は、ダイヤフラム131cを挟んで第2隔壁125aに対向するように配置される。このため、ダイヤフラム131aは、凸部161a,161bの一方により第1隔壁123aに接触するように押圧され、かつダイヤフラム131cは、凸部161a,161bの他方により第2隔壁125aに接触するように押圧される。第2状態では、第1流路122aおよび第2流路124は、互いに連通せず、かつ第2流路124および第3流路126aは、互いに連通しない。
一方、第2状態では、2つの凸部161a,161bのいずれも、ダイヤフラム131bを挟んで第1隔壁123bに対向しないように配置され、かつ2つの凸部161a,161bのいずれも、ダイヤフラム131dを挟んで第2隔壁125bに対向しないように配置される。このため、第1流路122bおよび第2流路124は、ダイヤフラム131bおよび第1隔壁123bの隙間を介して互いに連通し、かつ第2流路124および第3流路126bは、ダイヤフラム131dおよび第2隔壁125bの隙間を介して互いに連通する。
凸部161a,161bの形状、数および大きさは、上記の機能を発揮することができれば特に限定されない。本明細書において、「凸部」とは、ロータリー部材160の裏面のうち、ダイヤフラム131a〜dを隔壁に接触するように押圧させることができる部分をいう。すなわち、凸部161a,161bは、ロータリー部材160の裏面に形成されている凸形状の部分であってもよいし、ロータリー部材160の裏面に凹部が形成されている場合の凹部以外の部分であってもよい。本実施の形態では、2つの凸部161a,161bは、ロータリー部材160の回転方向に沿って延在している凸条である。2つの凸部161a,161bは、互いに離間して配置されている。ロータリー部材160の周方向における、2つの凸部161a,161bの間隔は、例えば、ダイヤフラム131a〜dを平面視したときのダイヤフラム131a〜dの大きさと同じかそれ以上である。
流体取扱装置100は、例えば、第1フィルム130が接合された基板120上に、第2フィルム150が接合された位置決め部140を固定した後に、ロータリー部材160を位置決め部140内に配置することで製造されうる。基板120および第1フィルム130を互いに固定する方法と、第2フィルム150および位置決め部140を互いに固定する方法とは、特に限定されず、公知の方法から適宜選択されうる。たとえば、基板120および第1フィルム130は、熱溶着やレーザ溶着、接着剤などにより互いに接合されうる。また、第2フィルム150および位置決め部140も、熱溶着やレーザ溶着、接着剤などにより互いに接合されうる。基板120(第1フィルム130)および位置決め部140(第2フィルム140)を互いに固定する方法も、特に限定されず、公知の方法から適宜選択されうる。たとえば、第1フィルム130および位置決め部140は、熱溶着やレーザ溶着、接着剤などにより互いに接合される。または、位置決め部140は、基板120および位置決め部140に設けられた嵌合構造を介して、基板120(第1フィルム130)上に固定されてもよい。
(流体取扱方法)
次いで、本実施の形態に係る流体取扱装置100を使用して流体を取り扱うための流体取扱方法の一例について説明する。図5A、Bおよび図6A、Bは、本実施の形態に係る流体取扱方法を説明するための図である。図5A、Bは、第1状態における流体取扱装置100の断面図であり、図6A、Bは、第2状態における流体取扱装置100の断面図である。図5Bは、図5Aの破線で囲まれる領域の部分拡大断面図であり、図6Bは、図6Aの破線で囲まれる領域の部分拡大断面図である。
本実施の形態に係る流体取扱方法は、第1状態に切替える工程と、第2状態に切替える工程とを含む。
まず、ロータリー部材160を回転させて第1状態に切替える。次いで、流体導入口121a,121bに試薬や液体試料などの流体10を提供して、第1流路122a,122b内に流体10を導入しておく。第1状態では、ダイヤフラム131aおよび第1隔壁123aの間と、ダイヤフラム131cおよび第2隔壁125aの間とには、流体が移動するための隙間が形成される(バルブ開放状態)。同時に、ダイヤフラム131bは、凸部161a,161bの一方により第1隔壁123bに接触するように押圧され、ダイヤフラム131dは、凸部161a,161bの他方により第2隔壁125bに接触するように押圧される。このため、ダイヤフラム131bおよび第1隔壁123bの間と、ダイヤフラム131dおよび第2隔壁125bの間とには、隙間が形成されない(バルブ閉鎖状態)。
したがって、第1状態では、流体導入口121aから流路チップ110内に導入された流体10は、毛管現象または外部圧力によって基板120および第1フィルム130の隙間を介して、第1流路122aから第2流路124に移動し、第2流路124から第3流路126aに移動して、流体取出口127aに到達する。このとき、流体10は、ダイヤフラム131bおよび第1隔壁123b、ならびにダイヤフラム131dおよび第2隔壁125bの間を移動することができない。流体導入口121bから流路チップ110内に導入された流体10は、第1流路122bから第2流路124に移動できない。
次いで、ロータリー部材160を回転させて第2状態に切替える。これにより、ダイヤフラム131bおよび第1隔壁123bの間と、ダイヤフラム131dおよび第2隔壁125bの間とには、隙間が形成される(バルブ開放状態)。同時に、ダイヤフラム131aは、第1隔壁123aに接触するように押圧され、かつダイヤフラム131cは、第2隔壁125aに接触するように押圧される。このため、ダイヤフラム131aおよび第1隔壁123aの間と、ダイヤフラム131cおよび第2隔壁125aの間とには、隙間が形成されない(バルブ閉鎖状態)。
したがって、第2状態では、流体導入口121aから流路チップ110内に導入された流体10は、第1流路122aから第2流路124に移動できず、かつ第2流路124から第3流路126aに移動できない。一方で、流体導入口121bから流路チップ110内に導入された流体10は、基板120および第1フィルム130の隙間を介して、第1流路122bから第2流路124に移動し、第2流路124から第3流路126bに移動して、流体取出口127bに到達する。
以上のように、第1状態から第2状態に切替えることにより、流体導入口121aおよび流体取出口127aを接続する流路を閉じるとともに、流体導入口121bおよび流体取出口127bを接続する流路を開くことができる。結果として、流体導入口121aから流路チップ110内に導入された流体10の流れは、止められる。なお、本実施の形態では、第1状態から第2状態に切替える流体取扱方法について説明したが、第2状態から第1状態に切替えてもよい。
また、本実施の形態に係る流路チップ110においては、流体導入口121aおよび流体取出口127aを接続する流路と、流体導入口121bおよび流体取出口127bを接続する流路とは、第2流路124を共有している。これにより、第1状態から第2状態に切り替えたときに、第2流路124内に残存している所定量の流体(流体導入口121aから導入された流体)を、流体導入口121bから導入された流体に混合させることができる。
(効果)
本実施の形態に係る流体取扱装置100では、ロータリー部材160を回転するという単一の動作により、流路を開閉することができる。本実施の形態に係る流体取扱装置100では、流路チップ110の流路を構成する基材(基板120)と、ロータリー部材160との間に第1フィルム130が配置されている。この結果として、流路を開閉するためにロータリー部材160を回転操作したときに、ロータリー部材160が回転したときの摺動に起因して、流路を構成する基材が磨耗することがない。
また、従来技術に記載の流体取扱装置では、流体は、ロータリー部材内の流路を移動するため、ロータリー部材が回転したときの摺動に起因して発生しうる異物が、流路内の流体を汚染してしまうことがある。これに対して、本実施の形態に係る流体取扱装置100では、ロータリー部材160は、第2フィルム150により開口部が閉塞されている位置決め部140(枠体)の内部で回転する。この結果として、摺動によって発生しうる異物が位置決め部140である枠体から外部に出ないため、流路内の流体を汚染してしまうおそれがない。
さらに、本実施の形態に係る流体取扱装置100の流路チップ110は、第2フィルム150を有する。この結果として、流路を構成する他の部材である第1フィルム130も磨耗することがない。
なお、上記実施の形態では、第2フィルム150を有する態様について説明したが、本発明に係る流体取扱装置100および流路チップ110は、この態様に限定されない。たとえば、流路チップ110は、第2フィルム150を有していなくてもよい。この場合、第1フィルム130およびロータリー部材160の摺動性を高める観点からは、第1フィルム130の材料は、ポリエチレンであることが好ましい。また、第1フィルム130およびロータリー部材160の摺動性を高める観点から、第1フィルム130の表面には、摺動性を高めるためのコーティング処理が施されていてもよい。
また、流体取扱装置100(流路チップ110)では、ゴム製の第2フィルム150が第1フィルム130上に配置され、かつ第2フィルム150上に、ポリエチレン製の第3フィルムが配置されてもよい。ゴム製の第2フィルム150によって、凸部161a,161bがダイヤフラム131a〜dを隔壁(第1隔壁123a,123bおよび第2隔壁125a,125b)側に押圧したときに、ダイヤフラム131a〜dおよび隔壁が密着しやすくなるため、ダイヤフラム131a〜dおよび隔壁の隙間を無くしやすくすることができる。また、ポリエチレン製の第3フィルムによって、ロータリー部材160を回転しやすくすることができる。
また、上記実施の形態では、流体取扱装置100が位置決め部140を有する態様について説明したが、本発明に係る流体取扱装置は、ロータリー部材160を所定の位置で回転させることができれば、位置決め部140を有していなくてもよい。
さらに、上記実施の形態では、ロータリー部材160を回転させることで、流路の開閉を制御する態様について説明したが、本発明はこの態様に限定されない。たとえば、凸部が形成された、第1フィルム130上を摺動可能な摺動部材を、基板120上に配置された第1フィルム130上で直線的にスライドさせることで、流路の開閉を制御してもよい。この場合、当該摺動部材を第1フィルム130上で往復させることにより、ダイヤフラムを隔壁に接触するように凸部で押圧したり、ダイヤフラムを隔壁から離したりして、第1状態および第2状態を互いに切り替えることができる。また、位置決め部は、上記摺動部材を位置決めしつつ直線的にスライドできるように保持する。
[実施の形態2]
(流体取扱装置の構成)
図7A、Bは、実施の形態2に係る流体取扱装置200の構成を示す図である。図7Aは、流体取扱装置200の底面図であり、図7Bは、正面図である。図8A〜Cは、実施の形態2に係る流路チップ210の構成を示す図である。図8Aは、流路チップ210の底面図であり、図8Bは、図8AのB−B線における断面図であり、図8Cは、図8AのC−C線における断面図である。図9A〜Cは、実施の形態2に係るロータリー部材260の構成を示す図である。図9Aは、ロータリー部材260の平面図であり、図9Bは、正面図であり、図9Cは、図9AのC−C線における断面図である。
図7A、Bに示されるように、実施の形態2に係る流体取扱装置200は、流路チップ210およびロータリー部材260を有する。流路チップ210は、基板220およびフィルム230を有する。
基板220には、本実施の形態の効果を得られる範囲内において、溝および貫通孔が適宜に形成されている。基板220の厚みおよび材料の例は、実施の形態1に係る基板120の厚みおよび材料の例と同じである。
本実施の形態では、フィルム230は、3つのダイヤフラム231を含む。フィルム230は、ダイヤフラム231の数および位置を除いて、実施の形態1における第1フィルム130と同様である。ダイヤフラム231は、フィルム230における位置を除いて、実施の形態1におけるダイヤフラム131a〜dと同様である。
流路チップ210は、試薬や液体試料、気体、紛体などの流体を流すための流路を有する。より具体的には、流路チップ210は、3つの第1流路ユニット2A1〜3と、1つの第2流路ユニット2Bとを有する。3つの第1流路ユニット2A1〜3は、流路チップ210における位置が異なる以外は、同様である。そこで、以下、第1流路ユニット2Aについてのみ説明する。
第1流路ユニット2Aは、第1収容部221、第1流路222、隔壁223および第2流路224を有する。
第1収容部221は、流体を収容するための有底の凹部である。本実施の形態では、第1収容部221は、基板220に形成されている貫通孔と、当該貫通孔の一方の開口部を閉塞しているフィルム230とから構成されている。第1収容部221の形状および大きさについては、実施の形態1における流体導入口121aと同様である。
第1収容部221に収容されうる流体は、流体取扱装置200の用途に応じて適宜変更されうる。当該流体は、試薬や液体試料、紛体などの流体である。
第1流路222は、その内部を流体が移動しうる流路である。第1流路222の上流端は、第1収容部221に接続されている。第1流路222の下流端には、隔壁223が配置されている。本実施の形態では、第1流路222は、基板220に形成されている溝と、当該溝の開口部を閉塞しているフィルム230とから構成されている。第1流路222の断面積および断面形状については、実施の形態1における第1流路122aの断面積および断面形状と同様である。
隔壁223は、第1流路222の下流端と、第2流路224の上流端との間に形成されている壁である。隔壁223は、流路を開閉するためのマイクロバルブの弁座として機能する。隔壁223の形状および高さについては、実施の形態1における第1隔壁123aの形状および高さと同様である。
第2流路224は、その内部を流体が移動しうる流路である。第2流路224の上流端には、隔壁223が配置されている。第2流路224の下流端は、第2流路ユニット2Bの第3流路225(後述)の上流端に接続されている。本実施の形態では、第2流路224は、基板220に形成されている溝と、当該溝の開口部を閉塞しているフィルム230とにより構成されている。第2流路224の断面積および断面形状については、実施の形態1に係る第1流路122aの断面積および断面形状と同様である。
第2流路ユニット2Bは、第3流路225および第2収容部226を有する。
第3流路225は、その内部を流体が移動しうる流路である。第3流路225の上流端は、第1流路ユニット2A1〜3における3つの第2流路224の下流端に接続されている。第3流路225の下流端は、第2収容部226に接続されている。本実施の形態では、第3流路225は、基板220に形成されている溝と、当該溝の開口部を閉塞しているフィルム230とにより構成されている。第3流路225の断面積および断面形状については、実施の形態1に係る第1流路122aの断面積および断面形状と同様である。
第2収容部226は、流体を収容するための有底の凹部である。本実施の形態では、第2収容部226は、基板220に形成されている貫通孔と、当該貫通孔の一方の開口部を閉塞しているフィルム230とにより構成されている。第2収容部226の形状および大きさについては、実施の形態1における流体取出口127aの形状および大きさと同様である。
第2収容部226に収容されうる流体は、流体取扱装置200の用途に応じて適宜変更されうる。たとえば、第2収容部226は、3つの第1流路ユニット2A1〜3における第1収容部221からの流体の混合用チャンバーとして使用されうる。この場合、第2収容部226の大きさは、第1流路ユニット2A1〜3における第1収容部221からの流体を収容するために十分な容積を有することが好ましい。
ロータリー部材260は、切り欠き部162および把手部163が形成されていない点と、ロータリー部材260の裏面に形成されている凸部261の形状が異なる点とを除いて、実施の形態1におけるロータリー部材160と同様である。ロータリー部材260は、ロータリー部材260を位置決めするための位置決め部によって回転可能に保持されうる。
図9A〜Cに示されるように、本実施の形態では、ロータリー部材260の裏面には、凸部261が形成されている。凸部261は、ロータリー部材260の回転方向に沿って延在している凸条である。凸部261は、1つの切り欠き部262を有する。ロータリー部材260の周方向における、切り欠き部262の長さは、例えば、ダイヤフラム231を平面視したときのダイヤフラム231の大きさと同じかそれ以上である。本実施の形態では、切り欠き部262の上記長さは、ダイヤフラム231の大きさと同程度である。
本実施の形態に係る流体取扱装置200は、3個のマイクロバルブを有する。当該マイクロバルブは、第1流路ユニット2A1〜3における隔壁223と、対応するダイヤフラム231により構成されている。流体取扱装置200では、各マイクロバルブについて、凸部261がダイヤフラム231を挟んで隔壁223に対向しないように配置されている第1状態と、凸部261がダイヤフラム231を挟んで隔壁223に対向するように配置されている第2状態とが切替えられる。第1状態について換言すると、第1状態では、ロータリー部材260の切り欠き部262は、ダイヤフラム231を挟んで隔壁223に対向するように配置されている。
流体取扱装置200は、位置決め部140を基板上に固定する点を除いて、実施の形態1に係る流体取扱装置と同様に製造されうる。たとえば、フィルム230が接合された基板220上に、フィルム230とロータリー部材260の裏面とが、互いに対向するように、ロータリー部材260を所期の位置に配置することによって、製造されうる。
(流体取扱方法)
次いで、実施の形態2に係る流体取扱装置200を用いて流体を取り扱うための方法(実施の形態2に係る流体取扱方法)の一例について説明する。本実施の形態では、3つの第1流路ユニット2A1〜3の第1収容部221からの流体を、第2収容部226にそれぞれ移動させて混合する方法について説明する。
第1流路ユニット2A1〜3の第1収容部221内のそれぞれに、所定の流体をあらかじめ収容しておく。次いで、ロータリー部材260を回転させて、第1流路ユニット2Aにおけるマイクロバルブを第1状態に切替える(バルブ開放状態)。このとき、第1流路ユニット2A2,3におけるマイクロバルブは、第2状態となる(バルブ閉鎖状態)。すなわち、第1流路ユニット2Aにおいて、第1流路222および第2流路224は、互いに連通しており、第1流路ユニット2A2,3において、第1流路222および第2流路224は、互いに連通していない。これにより、第1流路ユニット2Aにおける第1収容部221内の流体は、外部圧力などによって、第1流路222と、ダイヤフラム231および隔壁223の隙間と、第2流路224と、第3流路225とをこの順番に通って、第2収容部226に移動する。
次いで、ロータリー部材260をさらに回転させて、第1流路ユニット2Aにおけるマイクロバルブと、第1流路ユニット2Aにおけるマイクロバルブとを順番に開放させる。これにより、第1流路ユニット2Aの第1収容部221から第2収容部226に流体を移動させたのと同様にして、第1流路ユニット2A2,3の第1収容部221内の流体を、第2収容部226に移動させることができる。結果として、第2収容部226において、第1流路ユニット2A1〜3の第1収容部221からの流体を混合して反応させることができる。
以上のように、流体取扱装置200では、ロータリー部材260を回転させることによって、第1状態および第2状態を互いに切替えて、流体を適切に移動させることができる。
(効果)
実施の形態2に係る流路チップ210、流体取扱装置200および流体取扱方法は、実施の形態1と同様の効果を有する。
また、従来の流体取扱方法では、複数の流体を混合する場合、当該複数の流体を、外部装置によって移動させたり、流路チップを移動させたりすることがある。これに対して、本実施の形態に係る流体取扱方法では、ロータリー部材260の回転という単一の動作によって、複数の流体を混合させることができる。このように、本実施の形態では、外部装置による流体を移動させなくてもよいため、簡単かつ高効率で流体を取り扱うことができるとともに、流路チップを移動させなくてもよいため、流体が漏れない。
[実施の形態3]
図10A〜Cは、実施の形態3に係る流路チップ310の構成を示す図である。図10Aは、流路チップ310の底面図であり、図10Bは、図10AのB−B線における断面図であり、図10Cは、図10AのC−C線における断面図である。
実施の形態3に係る流体取扱装置は、流路チップ310およびロータリー部材260を有する。実施の形態3に係る流体取扱装置は、液体チップ310の構成のみが実施の形態2に係る流体取扱装置200と異なる。そこで、実施の形態2に係る流体取扱装置200と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
流路チップ310は、基板320および第1フィルム230を有する。基板320には、本実施の形態の効果を得られる範囲内において、溝および貫通孔が適宜に形成されている。基板320の厚みおよび材料の例は、実施の形態1に係る基板120の厚みおよび材料の例と同じである。
流路チップ310は、試薬や液体試料、気体、紛体などの流体を流すための流路を有する。より具体的には、流路チップ310は、3つの第1流路ユニット3A1〜3と、1つの第2流路ユニット3Bとを有する。
第1流路ユニット3A1〜3は、第1収容部221、第1流路222および隔壁223を有する。第2流路ユニット3Bは、第3流路325および第2収容部226を有する。
第2流路ユニット3Bは、第3流路325の形状が第3流路225の形状と異なる点を除いて、実施の形態2における第2流路ユニット2Bと同様である。具体的には、第2流路ユニット3Bの第3流路325は、流路チップ310を底面視したときに、第1流路ユニット3A1〜3における3つの隔壁223と、第2流路ユニット3Bにおける第2収容部226とを順番に繋ぐように延在している。本実施の形態では、第3流路325は、円弧状に延在している部分で第1流路ユニット3A1〜3における3つの隔壁223を繋ぐとともに、直線状に延在している部分の端部で第2収容部226に接続するように延在している。
流路チップ310では、ダイヤフラム231は、第1流路222の下流端部と、隔壁223と、第3流路325の一部とから構成されている対向領域に対向している。
また、実施の形態3に係る流体取扱装置は、実施の形態2に係る流体取扱装置200と同様に用いられうる。実施の形態3に係る流体取扱装置においても、ロータリー部材260を回転させることによって、第1状態および第2状態を互いに切替えて、流体を適切に移動させることができる。
さらに、流路チップ310では、第1収容部221からの流体は、第1流路222と、ダイヤフラム231および隔壁223の隙間と、第3流路325を通って第2収容部226に移動する。したがって、第1流路ユニット3Aにおける第1収容部221から、流体として洗浄液を第2収容部226まで移動させた場合、当該洗浄液は、隔壁223の下流側に位置している流路(第3流路325)の全部を移動できる。結果として、流路チップ310では、1回の洗浄操作で、隔壁223の下流側に位置している流路の全部を洗浄することができる。
(効果)
実施の形態3に係る流路チップ310、流体取扱装置および流体取扱方法は、実施の形態1と同様の効果を有する。さらに、実施の形態3では、1回の洗浄操作で、隔壁223の下流側に位置している流路の全部を洗浄することができる。
[実施の形態4]
図11A〜Cは、実施の形態4に係る流路チップ410の構成を示す図である。図11Aは、流路チップ410の底面図であり、図11Bは、図11AのB−B線における断面図であり、図11Cは、図11AのC−C線における断面図である。
実施の形態4に係る流体取扱装置は、流路チップ410およびロータリー部材260を有する。実施の形態4に係る流体取扱装置は、液体チップ410の構成のみが実施の形態3に係る流体取扱装置と異なる。そこで、実施の形態3に係る流体取扱装置と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
流路チップ410は、基板420およびフィルム430を有する。基板420には、本実施の形態の効果を得られる範囲内において、溝および貫通孔が適宜に形成されている。基板420の厚みおよび材料の例は、実施の形態1に係る基板120の厚みおよび材料の例と同じである。
フィルム430は、3つのダイヤフラム431を含む。フィルム430は、ダイヤフラム431の位置が異なる点を除いて、実施の形態2におけるフィルム230と同様である。ダイヤフラム431は、フィルム430における位置を除いて、実施の形態1におけるダイヤフラム131a〜dと同様である。
流路チップ410は、試薬や液体試料、気体、紛体などの流体を流すための流路を有する。より具体的には、流路チップ410は、3つの第1流路ユニット4A1〜3と、1つの第2流路ユニット4Bとを有する。
第1流路ユニット4A1〜3は、第1収容部221、第1流路222および隔壁223の位置が異なる点を除いて、実施の形態3における第1流路ユニット3A1〜3と同様である。
第2流路ユニット4Bは、第3流路425の形状が第3流路325の形状と異なる点を除いて、実施の形態3における第2流路ユニット3Bと同様である。具体的には、第3流路425は、流路チップ410を底面視したときに、ロータリー部材260の凸部261と、第1フィルム430との摺動部分を横断しないように配置されている。実施の形態4では、第3流路425は、流路チップ410を底面視したときに、当該摺動部分より外側に位置するように配置されている。
また、実施の形態4に係る流体取扱装置は、実施の形態3に係る流体取扱装置と同様に用いられうる。実施の形態4に係る流体取扱装置においても、ロータリー部材260を回転させることによって、第1状態および第2状態を互いに切替えて、流体を適切に移動させることができる。
(効果)
実施の形態4に係る流路チップ410、流体取扱装置および流体取扱方法は、実施の形態3と同様の効果を有する。さらに、実施の形態4では、第3流路425は、流路チップ410を底面視したときに、ロータリー部材260の凸部261と、第1フィルム430との摺動部分を横断しないように配置されている。これにより、ロータリー部材260の凸部261によって、第3流路425上の第1フィルム430が押圧されるのを防止することができる。
[実施の形態5]
(流体取扱装置の構成)
図12A、Bは、実施の形態5に係る流体取扱装置500の構成を示す図である。図12Aは、流体取扱装置500の底面図であり、図12Bは、正面図である。図13A〜Cは、実施の形態5に係る流路チップ510の構成を示す図である。図13Aは、流路チップ510の底面図であり、図13Bは、図13AのB−B線における断面図であり、図13Cは、図13AのC−C線における断面図である。図14A〜Cは、実施の形態5に係るロータリー部材560の構成を示す図である。図14Aは、ロータリー部材560の平面図であり、図14Bは、正面図であり、図14Cは、図14AのC−C線における断面図である。
実施の形態5に係る流体取扱装置500は、流路チップ510およびロータリー部材560を有する。実施の形態5に係る流体取扱装置500の構成の一部は、実施の形態2に係る流体取扱装置200と同様である。そこで、実施の形態2に係る流体取扱装置と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
流路チップ510は、基板520およびフィルム530を有する。基板520には、本実施の形態の効果を得られる範囲内において、溝および貫通孔が適宜に形成されている。基板520の厚みおよび材料の例は、実施の形態1に係る基板120の厚みおよび材料の例と同じである。
フィルム530は、3つのダイヤフラム231および1つのダイヤフラム531を含む。フィルム530は、ダイヤフラム231、531の数が異なる点を除いて、実施の形態2におけるフィルム230と同様である。ダイヤフラム531は、第1流路ユニット5Aにおける隔壁223上に配置されている。ダイヤフラム531は、フィルム530における位置を除いて、実施の形態1におけるダイヤフラム131a〜dと同様である。
流路チップ510は、試薬や液体試料、気体、紛体などの流体を流すための流路を有する。より具体的には、流路チップ510は、4つの第1流路ユニット2A1〜3、5Aと、第2収容部526と、を有する。流路チップ510は、第2流路ユニット2Bの代わりに第1流路ユニット5Aを有し、第2収容部526の位置が第2収容部226の位置と異なる点を除いて、実施の形態2に係る流路チップ210と同様である。
実施の形態5では、第2収容部526は、4つの第1流路ユニット2A1〜3、5Aにおける第2流路224の下流端部(合流部)に配置されている。第2収容部526は、流路チップ510における位置が異なる点を除いて、実施の形態2における第2収容部226と同様である。
ロータリー部材560は、ロータリー部材560の裏面に形成されている凸部561の形状が、凸部261の形状と異なる点を除いて、実施の形態2におけるロータリー部材260と同様である。凸部561は、ロータリー部材560の回転方向に沿って延在している凸条である。凸部561は、複数の切り欠き部を有する。当該切り欠き部の数および位置は、隔壁223の数および位置などの流体取扱装置500の構成に応じて適宜調整されうる。
本実施の形態では、図14Aに示されるように、凸部561は、6つの切り欠き部562a〜fを有する。6つの切り欠き部562a〜fの位置は、ロータリー部材560を一方向に所定の角度(例えば、90度)回転させたときに、流体取扱装置500における一連の動作が終了するように決定されうる。
ここで、ロータリー部材560を底面視したときに、ロータリー部材560の底面において、その回転軸と交わる点を中心とし、切り欠き部562aの位置を基準位置(中心角0度)とする。本実施の形態では、切り欠き部562bは、中心角60度に相当する位置に配置され、切り欠き部562cは、中心角120度に相当する位置に配置され、切り欠き部562dは、中心角195度に相当する位置に配置され、切り欠き部562eは、中心角225度に相当する位置に配置され、切り欠き部562fは、中心角255度に相当する位置に配置されている。
ロータリー部材560の周方向における、切り欠き部562a〜fの長さは、例えば、ダイヤフラム231、531を平面視したときのダイヤフラム231、531の大きさと同じかそれ以上である。また、切り欠き部562a〜fの上記長さは、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。本実施の形態では、切り欠き部562a〜fの上記長さは、互いに同じであり、ダイヤフラム231、531の大きさと同程度である。
(流体取扱方法)
次いで、実施の形態5に係る流体取扱装置500を用いて流体を取り扱うための方法(実施の形態5に係る流体取扱方法)の一例について説明する。本実施の形態では、3つの第1流路ユニット2A1〜3における第1収容部221からの反応液を、第2収容部526にそれぞれ移動させて所期の反応を行うとともに、当該反応液を移動させる毎に第1流路ユニット5Aにおける第1収容部221からの洗浄液を第2収容部526に移動させて第2収容部526を洗浄する方法について説明する。すなわち、本実施の形態では、上記反応と上記洗浄とは、交互に行われる。
図15A〜Fは、実施の形態5に係る流体取扱方法における各工程について説明するための流体取扱装置500の底面模式図である。図15A〜Fに示されるように、本実施の形態に係る流体取扱方法は、第1工程〜第6工程を含む。
(第1工程)
第1流路ユニット2A1〜3の第1収容部221内に所定の反応液をあらかじめ収容し、第1流路ユニット5Aの第1収容部221内に洗浄液をあらかじめ収容しておく。次いで、ロータリー部材560を回転させて、第1流路ユニット2Aにおけるマイクロバルブを第1状態に切替える(バルブ開放状態;図15A参照)。このとき、第1流路ユニット2A2,3、5Aにおけるマイクロバルブは、いずれも第2状態となる(バルブ閉鎖状態;図15A参照)。これにより、第1流路ユニット2Aにおける第1収容部221内の反応液は、第2収容部526に移動する。第2収容部526内では、所期の反応が行われる。第1工程における反応後、第1流路ユニット2Aにおける第1収容部221から第2収容部526内に導入された反応液は除去される。
(第2工程)
次いで、ロータリー部材560をさらに回転させて、第1流路ユニット5Aにおけるマイクロバルブを第1状態に切替える(バルブ開放状態;図15B参照)。このとき、第1流路ユニット2A1〜3におけるマイクロバルブは、いずれも第2状態となる(バルブ閉鎖状態;図15B参照)。これにより、第1流路ユニット5Aにおける第1収容部221内の洗浄液は、第2収容部526に移動し、第2収容部526内が洗浄されうる。第2工程における洗浄後、第1流路ユニット5Aにおける第1収容部221から第2収容部526内に導入された洗浄液は除去される。
(第3工程)
次いで、ロータリー部材560をさらに回転させて、第1流路ユニット2Aにおけるマイクロバルブを第1状態に切替える(バルブ開放状態;図15C参照)。このとき、第1流路ユニット2A1,3、5Aにおけるマイクロバルブは、いずれも第2状態となる(バルブ閉鎖状態;図15C参照)。上記第1工程と同様に、第1流路ユニット2Aにおける第1収容部221内の反応液が、第2収容部526に移動して、所期の反応が行われる。第3工程における反応後、第1流路ユニット2Aにおける第1収容部221から第2収容部526内に導入された反応液は除去される。
(第4工程)
次いで、ロータリー部材560をさらに回転させて、上記第2工程と同様に第2収容部526内を洗浄する(図15D参照)。第4工程における洗浄後、第1流路ユニット5Aにおける第1収容部221から第2収容部526内に導入された洗浄液は除去される。
(第5工程)
次いで、ロータリー部材560をさらに回転させて、第1流路ユニット2Aにおけるマイクロバルブを第1状態に切替える(バルブ開放状態;図15E参照)。このとき、第1流路ユニット2A1,2、5Aにおけるマイクロバルブは、いずれも第2状態となる(バルブ閉鎖状態;図15E参照)。上記第1工程と同様に、第1流路ユニット2Aにおける第1収容部221内の反応液が、第2収容部526に移動して、所期の反応が行われる。第5工程における反応後、第1流路ユニット2Aにおける第1収容部221から第2収容部526内に導入された反応液は除去される。
(第6工程)
最後に、ロータリー部材560をさらに回転させて、上記第2工程と同様に第2収容部526内を洗浄する(図15F参照)。第6工程における洗浄後、第1流路ユニット5Aにおける第1収容部221から第2収容部526内に導入された洗浄液は除去される。
以上のように、実施の形態5に係る流体取扱方法では、ロータリー部材560を一方向に回転させることによって、第1状態および第2状態を互いに切替えて、流体を適切に移動させることができる。すなわち、ロータリー部材560を反対方向に回転させる必要がない。
(効果)
実施の形態5に係る流路チップ510、流体取扱装置500および流体取扱方法は、実施の形態1と同様の効果を有する。
(実施の形態5の変形例)
実施の形態5に係る流体取扱方法は、上記の流体取扱方法に限定されない。図16A〜Eは、実施の形態5の変形例に係る流体取扱方法における各工程について説明するための流体取扱装置500の底面模式図である。図16A〜Eに示されるように、本変形例に係る流体取扱方法は、第1工程〜第5工程を含む。
(第1工程、第3工程および第4工程)
実施の形態5の変形例における第1工程、第3工程および第4工程は、上記実施の形態5に係る流体取扱方法における第1工程、第2工程および第3工程とそれぞれ同様である(図15Aおよび図16A、図15Bおよび図16C、ならびに図15Cおよび図16Dをそれぞれ比較参照)。そこで、以下、実施の形態5の変形例における第2工程および第5工程について説明する。
(第2工程)
本変形例における第2工程では、第1流路ユニット5Aにおけるマイクロバルブだけでなく、第1流路ユニット2Aにおけるマイクロバルブも開放される(図16B参照)。このとき、ロータリー部材560は、凸部561がダイヤフラム231、531を挟んで、第1流路ユニット2A、5Aにおける隔壁223の一部と対向するように配置されている。すなわち、本変形例における第2工程では、第1流路ユニット2A、5Aにおけるマイクロバルブは、部分的に開放状態となる。これにより、第1流路ユニット5Aにおける第1収容部221内からの洗浄液は、第2収容部526を通って、第1流路ユニット2Aにおける第1収容部221に移動することができる。結果として、本変形例における第2工程では、第2収容部526内だけでなく第1流路ユニット2Aの第2流路224内も洗浄することができる。このため、第1流路ユニット2Aの第2流路224内に反応液が残留することを抑制できる。
(第5工程)
本変形例における第5工程でも、第1流路ユニット5Aにおけるマイクロバルブだけでなく、第1流路ユニット2Aにおけるマイクロバルブも部分的に開放状態となる(図16E参照)。結果として、本変形例における第2工程と同様に、第2収容部526内だけでなく第1流路ユニット2Aの第2流路224内も洗浄することができる。このため、第1流路ユニット2Aの第2流路224内に反応液が残留することを抑制できる。
[実施の形態6]
図17A〜Cは、実施の形態6に係るロータリー部材660の構成を示す図である。図17Aは、ロータリー部材660の平面図であり、図17Bは、正面図であり、図17Cは、図17AのC−C線における断面図である。
(流体取扱装置の構成)
実施の形態6に係る流体取扱装置は、流路チップ510およびロータリー部材660を有する。実施の形態6に係る流体取扱装置では、ロータリー部材660の構成のみが実施の形態5に係る流体取扱装置500と異なる。そこで、実施の形態5に係る流体取扱装置500と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
ロータリー部材660は、凸部661に形成されている切り欠き部662a〜cの大きさが、凸部561に形成されている切り欠き部562a〜cの大きさと異なる点を除いて、実施の形態5に係るロータリー部材560と同様である。
凸部661は、6つの切り欠き部662a〜c,562d〜fを有する。本実施の形態では、ロータリー部材660の周方向において、切り欠き部662a〜cの長さと、切り欠き部562d〜fの長さとは、互いに異なっている。切り欠き部662a〜cの上記長さは、ダイヤフラム231を平面視したときのダイヤフラム231の大きさの2倍程度である。切り欠き部562d〜fの上記長さは、ダイヤフラム231を平面視したときのダイヤフラム231の大きさと同程度である。
(流体取扱方法)
図18A〜Fは、実施の形態6に係る流体取扱方法における各工程について説明するための流体取扱装置の底面模式図である。図18A〜Fに示されるように、実施の形態6に係る流体取扱方法は、第1工程〜第6工程を含む。
(第1工程、第3工程および第5工程)
実施の形態6における第1工程、第3工程および第5工程は、上記実施の形態5における第1工程、第3工程および第5工程とそれぞれ同様である(図15Aおよび図18A、図15Cおよび図18C、ならびに図15Eおよび図18Eをそれぞれ比較参照)。以下、実施の形態6における第2工程、第4工程および第6工程について説明する。
(第2工程)
実施の形態6における第2工程は、上記実施の形態5の変形例における第2工程と同様である(図16Bおよび図18Bを比較参照)。すなわち、実施の形態6における第2工程では、第1流路ユニット5Aにおけるマイクロバルブだけでなく、第1流路ユニット2Aにおけるマイクロバルブも第1状態となる(バルブ開放状態;図18B参照)。このとき、ロータリー部材660は、凸部661がダイヤフラム231、531を挟んで、第1流路ユニット2A、5Aにおける隔壁223と対向しないように配置されている。これにより、第2収容部526内だけでなく第1流路ユニット2Aにおける第2流路224内も洗浄することができ、第1流路ユニット2Aにおける第2流路224内に反応液が残留することを抑制できる。第2工程における洗浄後、第1流路ユニット5Aにおける第1収容部221から第2収容部526内に導入された洗浄液は除去される。
前述のとおり、上記実施の形態5の変形例における第2工程では、第1流路ユニット2A、5Aにおけるマイクロバルブは、部分的に開放状態となる。これに対して、実施の形態6における第2工程では、凸部661は、第1流路ユニット2A、5Aにおける隔壁223の全部と対向していない。すなわち、実施の形態6における第2工程では、第1流路ユニット2A、5Aにおけるマイクロバルブがより完全に開放されるため、より多くの流体を移動させることができる。これは、後述の実施の形態6における第4工程および第6工程についても同様である。
(第4工程)
実施の形態6における第4工程は、上記実施の形態5の変形例における第5工程と同様である(図16Eおよび図18Dを比較参照)。実施の形態6における第4工程では、第1流路ユニット5Aにおけるマイクロバルブだけでなく、第1流路ユニット2Aにおけるマイクロバルブも第1状態となる(バルブ開放状態;図18D参照)。これにより、実施の形態6における第2工程と同様に、第2収容部526内だけでなく第1流路ユニット2Aの第2流路224内も洗浄することができ、第1流路ユニット2Aの第2流路224内に反応液が残留することを抑制できる。第4工程における洗浄後、第1流路ユニット5Aにおける第1収容部221から第2収容部526内に導入された洗浄液は除去される。
(第6工程)
実施の形態6における第6工程では、第1流路ユニット5Aにおけるマイクロバルブだけでなく、第1流路ユニット2Aにおけるマイクロバルブも第1状態となる(バルブ開放状態;図18F参照)。これにより、実施の形態6における第2工程と同様に、第2収容部526内だけでなく第1流路ユニット2Aにおける第2流路224内も洗浄することができ、第1流路ユニット2Aにおける第2流路224内に反応液が残留することを抑制できる。第6工程における洗浄後、第1流路ユニット5Aにおける第1収容部221から第2収容部526内に導入された洗浄液は除去される。
(効果)
実施の形態6に係る流路チップ610、流体取扱装置および流体取扱方法は、実施の形態5の変形例と同様の効果を有する。
[実施の形態7]
(流体取扱装置の構成)
図19A〜Cは、実施の形態7に係る流体取扱装置700または流路チップ710の構成を示す図である。図19Aは、流体取扱装置700の底面図であり、図19Bは、正面図であり、図19Cは、流路チップ710の底面図である。図20A〜Cは、実施の形態7に係るロータリー部材760の構成を示す図である。図20Aは、ロータリー部材760の平面図であり、図20Bは、正面図であり、図20Cは、図20AのC−C線における断面図である。
実施の形態7に係る流体取扱装置700は、流路チップ710およびロータリー部材760を有する。実施の形態7に係る流体取扱装置の構成の一部は、実施の形態5に係る流体取扱装置500と同様である。そこで、実施の形態5に係る流体取扱装置500と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
流路チップ710は、基板720およびフィルム730を有する。基板720には、本実施の形態の効果を得られる範囲内において、溝および貫通孔が適宜に形成されている。基板720の厚みおよび材料の例は、実施の形態1に係る基板120の厚みおよび材料の例と同じである。
フィルム730は、3つのダイヤフラム231と、1つのダイヤフラム731を含む。フィルム730は、ダイヤフラム731の位置が異なる点を除いて、実施の形態5におけるフィルム530と同様である。ダイヤフラム731は、第1流路ユニット7Aにおける隔壁223上に配置されている。ダイヤフラム731は、フィルム730における位置が異なる点を除いて、実施の形態5におけるダイヤフラム531と同様である。
流路チップ710は、試薬や液体試料、気体、紛体などの流体を流すための流路を有する。より具体的には、流路チップ710は、4つの第1流路ユニット2A1〜3、7Aと、第2収容部526と、を有する。流路チップ710は、第1流路ユニット5Aの代わりに第1流路ユニット7Aを有する点を除いて、実施の形態5に係る流路チップ510と同様である。第1流路ユニット7Aは、隔壁223の位置が異なる点を除いて、第1流路ユニット5Aと同様である。第1流路ユニット7Aにおける隔壁223は、第1流路ユニット5Aにおける隔壁223と比較して、第2収容部526により近い位置に配置されている(図13Aおよび図19C比較参照)。
ロータリー部材760の裏面には、第1凸部761aおよび第2凸部761bが形成されている。第1凸部761aおよび第2凸部761bは、ロータリー部材760の回転方向に沿って延在している凸条である。第1凸部761aおよび第2凸部761bは、ロータリー部材760を底面視したときに、同心円状に配置されている。本実施の形態では、第1凸部761aは、ロータリー部材760を底面視したときに、第2凸部761bを囲むように配置されている。
第1凸部761aは、1つの切り欠き部762aを有する。ロータリー部材760の周方向における、切り欠き部762aの長さは、例えば、ダイヤフラム231、731を平面視したときのダイヤフラム231、731の大きさと同じかそれ以上である。本実施の形態では、切り欠き部762aの上記長さは、ダイヤフラム231、731の大きさと同程度である。
第2凸部761bは、4つの切り欠き部762b〜eを有する。ロータリー部材760の周方向における、切り欠き部762b〜eの長さは、例えば、ダイヤフラム231、731を平面視したときのダイヤフラム231、731の大きさと同じかそれ以上である。本実施の形態では、切り欠き部762b〜eの上記長さは、互いに同じであり、ダイヤフラム231、731の大きさと同程度である。本実施の形態では、切り欠き部762b〜eは、第2凸部761bに外接する仮想四角形の4つの角部に相当する位置に配置されている。
図21A〜Fは、実施の形態7に係る流体取扱方法における各工程について説明するための流体取扱装置の底面模式図である。図21A〜Fに示されるように、実施の形態7に係る流体取扱方法は、第1工程〜第6工程を含む。実施の形態7における第1工程〜第6工程は、流体の移動方向の観点から、上記実施の形態5における第1工程〜第6工程にそれぞれ相当する(図15A〜Fおよび図21A〜Fをそれぞれ比較参照)。
実施の形態7では、第1凸部761aが、第1流路ユニット2A1〜3におけるマイクロバルブの開閉状態(第1状態および第2状態)の切替えに寄与し、第2凸部761bが、第1流路ユニット7Aにおけるマイクロバルブの開閉状態(第1状態および第2状態)の切替えに寄与する点を除いて、実施の形態5に係る流体取扱方法と同様である。
(効果)
実施の形態7に係る流路チップ710、流体取扱装置700および流体取扱方法は、実施の形態5と同様の効果を有する。
[実施の形態8]
図22は、実施の形態8に係る流路チップ810の構成を示す図である。
実施の形態8に係る流体取扱装置は、流路チップ810およびロータリー部材760を有する。実施の形態8に係る流体取扱装置では、流路チップ810の構成のみが実施の形態7に係る流体取扱装置700と異なる。そこで、実施の形態7に係る流体取扱装置700と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
流路チップ810は、基板820およびフィルム830を有する。基板820には、本実施の形態の効果を得られる範囲内において、溝および貫通孔が適宜に形成されている。基板820の厚みおよび材料の例は、実施の形態1に係る基板120の厚みおよび材料の例と同じである。
フィルム830は、3つのダイヤフラム231と、1つのダイヤフラム731と、3つのダイヤフラム831とを含む。フィルム830は、ダイヤフラム231、731、831の数が異なる点を除いて、実施の形態7におけるフィルム730と同様である。ダイヤフラム831は、後述の第3流路ユニット8C1〜3における隔壁223上に配置されている。ダイヤフラム831は、フィルム830における位置が異なる点を除いて、実施の形態5におけるダイヤフラム531と同様である。
流路チップ810は、試薬や液体試料、気体、紛体などの流体を流すための流路を有する。より具体的には、流路チップ810は、4つの第1流路ユニット2A1〜3,7Aと、3つの第3流路ユニット8C1〜3と、第2収容部526とを有する。流路チップ810は、3つの第3流路ユニット8C1〜3をさらに有する点を除いて、実施の形態7に係る流路チップ710と同様である。3つの第3流路ユニット8C1〜3は、流路チップ810における位置が異なる以外は、同様である。そこで、以下、第3流路ユニット8Cについてのみ説明する。
第3流路ユニット8Cは、第1収容部221、第1流路222、隔壁223および第4流路827を有する。
第4流路827は、その内部を流体が移動しうる流路である。第4流路827の一端には、第3流路ユニット8Cの隔壁223が配置されている。第4流路827の他端には、第1流路ユニット2Aにおける、第2流路224の上流端と隔壁223とが配置されている。本実施の形態では、第4流路827は、基板820に形成されている溝と、当該溝の開口部を閉塞しているフィルム830とにより構成されうる。第4流路827の断面積および断面形状については、実施の形態1に係る第1流路122aの断面積および断面形状と同様である。
図23A,Bは、実施の形態8に係る流体取扱方法における各工程について説明するための流体取扱装置の底面模式図である。図23A,Bに示されるように、実施の形態8に係る流体取扱方法は、第1工程および第2工程を含む。実施の形態8における第1工程は、流体の移動方向の観点から、上記実施の形態7における第1工程に相当する(図21Aおよび図23Aを比較参照)。そこで、以下、実施の形態8における第2工程について説明する。
実施の形態8における第2工程では、第1流路ユニット7Aにおけるマイクロバルブだけでなく、第3流路ユニット8Cにおけるマイクロバルブも第1状態となる(バルブ開放状態;図23B参照)。したがって、第1流路ユニット7Aにおける第1収容部221内からの洗浄液は、第2収容部526と、第1流路ユニット2Aの第2流路224とをこの順番に通って、第3流路ユニット8Cにおける第1収容部221に移動する。結果として、実施の形態8における第2工程では、第2収容部526内だけでなく第1流路ユニット2Aの第2流路224内も洗浄することができる。このため、第1流路ユニット2Aの第2流路224内に反応液が残留することを抑制できる。
また、実施の形態8における第2工程では、第1流路ユニット2A1〜3におけるマイクロバルブは、いずれも第2状態となる(バルブ閉鎖状態)。したがって、第1流路ユニット7Aにおける第1収容部221内からの洗浄液が、第1流路ユニット2A1〜3の第1流路222内に流れ込むことがない。
(効果)
実施の形態8に係る流路チップ810、流体取扱装置および流体取扱方法は、実施の形態7と同様の効果を有する。さらに、実施の形態8では、第1流路222内に洗浄液が流れ込むことを防ぎつつ、第2流路224内に反応液が残留することを抑制できる。
[実施の形態9]
図24A、Bは、実施の形態9に係る流体取扱装置900の構成を示す図である。図24Aは、流体取扱装置900の構成を示す底面図であり、図24Bは、正面図である。である。実施の形態9に係る流体取扱装置900は、流路チップ910およびロータリー部材960を有する。実施の形態9に係る流体取扱装置900の構成の一部は、実施の形態3に係る流体取扱装置と同様である。そこで、実施の形態3に係る流体取扱装置と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
流路チップ910は、基板320、フィルム230および第1電極940を有する。流路チップ910は、第1電極940をさらに有する点を除いて、実施の形態3に係る流路チップ310と同様である。本実施の形態では、基板320は、絶縁性を有する材料により構成されている。
第1電極940の位置は、第2電極963に接触可能であれば特に限定されない。たとえば、第1電極940は、フィルム230上に配置されていてもよいし、基板320上に配置されていてもよい。第1電極940が、基板320上に配置される場合には、第1電極940が流路チップ810の表面に露出するように、フィルムには、貫通孔が形成される。本実施の形態では、第1電極940は、フィルム230上に配置されている。
第1電極940の位置および形状は、ロータリー部材960における第2電極963と接触可能であれば、特に限定されない。流体取扱装置900では、第1電極940は、ロータリー部材960の底面と対向する位置に少なくとも配置されている。また、外部回路との接続の観点から、第1電極940は、フィルム230の外縁部にまで亘って延在していてもよい。
第1電極940の数は、特に限定されず、流路チップ910の上記の各流路ユニットの数などに応じて、適宜設定されうる。本実施の形態では、第1電極940の数は、4つであり、4つの第1電極940は、流路チップ910を底面視したときに、第1流路ユニット3A1〜3および第2流路ユニット3Bの近傍に延在するようにそれぞれ配置されている。
本実施の形態では、第1電極940は、フィルム230上において、少なくとも、隔壁223に対応する位置に配置されている。
第1電極940の材料は、所期の導電性を有していれば特に限定されない。たとえば、第1電極940材料の例には、金、銀、銅、アルミニウム、これらの合金およびカーボンペーストが含まれる。第1電極940の形成方法の例には、スパッタリング、蒸着、メッキおよび印刷が含まれる。第1電極940の厚みは、特に限定されないが、例えば、100nm〜20μmであることが好ましい。
ロータリー部材960は、凸部261および第2電極963を有する。ロータリー部材960は、その大きさが異なる点と、第2電極963をさらに有する点とを除いて、実施の形態2におけるロータリー部材260と同様である。本実施の形態では、ロータリー部材960本体は、絶縁性を有する材料により構成されている。
第2電極963の位置は、第1電極940に接触可能であれば特に限定されない。第2電極963は、ロータリー部材960本体の外表面上に配置されている。本実施の形態では、第2電極963は、ロータリー部材960の底面上に少なくとも配置されている。第2電極963は、第1電極940との接触部が、凸部261の頂面とほぼ同じ高さとなるように配置されうる。また、外部回路との接続の観点から、第2電極963は、ロータリー部材960の側面または天面にまで亘って延在していてもよい。
第2電極963の形状は、フィルム230における第1電極940と接触可能であれば、特に限定されない。第2電極963の、第1電極940との接触部は、第1電極940に向けて凸状となるように形成されていてもよい。
本実施の形態では、第2電極963は、ロータリー部材960本体の底面上において、少なくとも、凸部261に形成されている切り欠き部262に対応する位置に配置されている。
第2電極963の材料、形成方法および厚みの例は、第1電極940の材料、形成方法および厚みの例と同じである。
実施の形態9に係る流体取扱装置900を用いた流体取扱方法は、実施の形態3に係る流体取扱方法と同様である。一方で、実施の形態9では、ロータリー部材960を回転させたときに、フィルム230上に配置されている第1電極940と、ロータリー部材960本体上に配置されている第2電極963とが互いに接触しうる。第1電極940および第2電極963の接触は、外部回路を用いて検知されうる。この検知結果に基づいて、ロータリー部材960の回転位置(凸部261および切り欠き部262の位置の少なくとも一方)を検出ことができる。
前述のとおり、実施の形態9では、第1電極940は、各流路ユニットの隔壁223に対応する位置に配置されている。また、第2電極963は、ロータリー部材960本体の底面において、凸部261の切り欠き部262と対向する位置に配置されている。したがって、上記検知結果に基づいて、ロータリー部材960の切り欠き部262が、隔壁223上に位置するとき、すなわち第1状態となるときを検知することができる。結果として、各流路ユニットにおける第1状態または第2状態を互いに切り替えるためのロータリー部材960の回転位置を正確に検出することができる。
(効果)
実施の形態9に係る流路チップ910、流体取扱装置900および流体取扱方法は、実施の形態3と同様の効果を有する。さらに、実施の形態9では、ロータリー部材960の回転位置を正確に検出することができる。
[実施の形態10]
(流体取扱装置の構成)
図25A〜Cは、実施の形態10に係る流体取扱装置1000の構成を示す図である。図25Aは、流体取扱装置1000の構成を示す平面図であり、図25Bは、底面図であり、図25Cは、正面図である。図26A〜Cは、実施の形態10に係る流路チップ1010の構成を示す図である。図26Aは、流路チップ1010の底面図であり、図26Bは、図26AのB−B線における断面図であり、図26Cは、図26AのC−C線における断面図である。
実施の形態10に係る流体取扱装置1000は、流路チップ1010およびロータリー部材260を有する。実施の形態10に係る流体取扱装置1000では、流路チップ1010の構成が実施の形態5に係る流路チップ510と異なっており、ロータリー部材260の構成は、実施の形態2に係るロータリー部材260と同様である。そこで、実施の形態2,5に係る流体取扱装置200,500と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
流路チップ1010は、基板1020、フィルム1030およびカバー1070を有する。
基板1020には、本実施の形態の効果を得られる範囲内において、溝および貫通孔が適宜に形成されうる。基板1020の厚みおよび材料の例は、実施の形態1に係る基板120の厚みおよび材料の例と同じである。
フィルム1030は、14個のダイヤフラム1031を含む。フィルム530は、ダイヤフラム1031の数が異なる点を除いて、実施の形態5におけるフィルム530と同様である。ダイヤフラム1031は、後述の第1流路ユニット10Aにおける隔壁223上に配置されている。ダイヤフラム1031は、フィルム1030における位置を除いて、実施の形態1におけるダイヤフラム131a〜dと同様である。
カバー1070は、基板1020の天面上に配置されている。詳細については後述するが、カバー1070は、基板1020に形成されている溝の一部を覆うことにより、減圧ユニット10Dと、加圧ユニット10Eとを形成する。
カバー1070の位置および大きさは、特に限定されず、本実施の形態の効果を得られる範囲内で適宜設定されうる。カバー1070は、少なくとも、減圧ユニット10D用の溝と、加圧ユニット10E用の溝とを覆うことができればよい。また、カバー1070は、可撓性を有していてもよいし、剛性を有していてもよい。本実施の形態では、カバー1070は、可撓性を有するフィルムである。カバー1070の材料の例は、実施の形態1における第1フィルム130の材料の例と同じである。
流路チップ1010は、試薬や液体試料、気体、紛体などの流体を流すための流路を有する。より具体的には、流路チップ1010は、14個の第1流路ユニット10A1〜14と、第2収容部526と、減圧ユニット10Dと、加圧ユニット10Eとを有する。
14個の第1流路ユニット10A1〜14は、流路チップ1010を底面視したときに、第2収容部526を中心として、放射状に配置されている。14個の第1流路ユニット10A1〜14は、流路チップ1010における位置が異なる以外は、同様である。そこで、第1流路ユニット10Aについてのみ説明する。第1流路ユニット10Aは、第1収容部221、第1流路222、隔壁223および第2流路224を有する。
減圧ユニット10Dは、減圧口1021および減圧流路1022を有する。減圧ユニット10Dは、流路チップ1010(基板1030)において、第1流路ユニット10A1〜14が配置されている面に対して反対側の面に配置されている。
減圧口1021は、第2収容部526内の気圧を減少させるためのポンプを接続可能な開口である。減圧口1021の形状および大きさは、特に限定されず、必要に応じて適宜設計されうる。
減圧流路1022は、第2収容部526および減圧口1021の間に配置されている。減圧流路1022の一端は、第2収容部526に接続され、減圧流路1022の他端は、減圧口1021に接続されている。減圧流路1022は、第2収容部526および外部を互いに連通させる。減圧流路1022の断面積および断面形状は、ポンプなどにより第2収容部526内を適切に減圧することができれば、特に限定されない。
本実施の形態では、減圧流路1022は、基板1020に形成されている溝と、当該溝の開口部を閉塞しているカバー1070とにより構成されている。また、本実施の形態では、カバー1070の、上記溝の一端部に対応する位置には、貫通孔が形成されているため、上記溝の一端部は、カバー1070により覆われていない。これにより、減圧口1021が形成されている。
加圧ユニット10Eは、加圧口1023および加圧流路1024を有する。加圧ユニット10Eは、流路チップ1010(基板1030)において、第1流路ユニット10A1〜14が配置されている面に対して反対側の面に配置されている。
加圧口1023は、第2収容部526内の気圧を高めるためのポンプを接続可能な開口である。加圧口1023の形状および大きさは、特に限定されず、必要に応じて適宜設計されうる。
加圧流路1024は、第2収容部526および加圧口1023の間に配置されている。加圧流路1024の一端は、第2収容部526に接続され、加圧流路1024の他端は、加圧口1023に接続されている。加圧流路1024は、第2収容部526および外部を互いに連通させる。加圧流路1024の断面積および断面形状は、ポンプなどにより第2収容部526内を適切に加圧することができれば、特に限定されない。
本実施の形態では、加圧流路1024は、基板1020に形成されている溝と、当該溝の開口部を閉塞しているカバー1070とにより構成されうる。また、本実施の形態では、カバー1070の、上記溝の一端部に対応する位置に貫通孔が形成されているため、上記溝の一端部は、カバー1070により覆われていない。これにより、加圧口1023が形成されている。
(流体取扱方法)
次いで、実施の形態10に係る流体取扱装置1000を使用して流体を取り扱うための方法(実施の形態10に係る流体取扱方法)の一例について説明する。以下、第1流路ユニット10A1,2の第1収容部221内の液体をそれぞれ第2収容部526に移動させて混合し、得られた混合液を第1流路ユニット10A14の第1収容部221に移動させる方法について説明する。
まず、第1流路ユニット10A1,2の第1収容部221内に所期の液体をあらかじめ収容しておく。次いで、ロータリー部材260を回転させて、第1流路ユニット10Aにおけるマイクロバルブを第1状態に切替える(バルブ開放状態)。このとき、第1流路ユニット10A2〜14におけるマイクロバルブは、いずれも第2状態となる(バルブ閉鎖状態)。この状態で、吸引ポンプを用いて、減圧口1021および減圧流路1022を介して第2収容部526内を陰圧にする。これにより、第1流路ユニット10Aの第1収容部221内に収容されている液体は、第2収容部526に移動する。
第2収容部526に移動する液体の量は、減圧される第2収容部526内の気圧に応じて、適宜調整されうる。また、吸引ポンプに液体が吸引されるのを防止する観点から、第2収容部526内に導入される液体の量は、第2収容部526に開口している、減圧流路1022の開口部に当該液体が到達しないように、調整されうる。
次いで、ロータリー部材260をさらに回転させて、第1流路ユニット10Aにおけるマイクロバルブを第1状態に切替える(バルブ開放状態)。このとき、第1流路ユニット10A1,3〜14におけるマイクロバルブは、いずれも第2状態となる(バルブ閉鎖状態)。この状態で、上記の手順と同様に第2収容部526内を陰圧にすることによって、第1流路ユニット10Aの第1収容部221内に収容されている液体を第2収容部526に移動させる。こうして、第2収容部526では、第1流路ユニット10A1,2からの液体を互いに混合させることができる。
次いで、ロータリー部材260をさらに回転させて、第1流路ユニット10A14におけるマイクロバルブを第1状態に切替える(バルブ開放状態)。このとき、第1流路ユニット10A1〜13におけるマイクロバルブは、いずれも第2状態となる(バルブ閉鎖状態)。この状態で、加圧ポンプを用いて、加圧口1023および加圧流路1024を介して第2収容部526内を陽圧にする。これにより、第2収容部526内に収容されている液体は、第1流路ユニット10A14の第1収容部221に移動する。
以上のように、実施の形態10では、第1状態および第2状態を互いに切替えるとともに、第2収容部526内の気圧を調整することにより、流体を適切に移動させることができる。
なお、実施の形態10に係る流体取扱方法は、上記の態様に限定されない。たとえば、3種類以上の流体を混合してもよい。また、第1収容部内の温度を互いに異なる温度にあらかじめ設定しておき、互いに異なる温度の第1収容部間において、流体を移動させることによってPCR反応を行ってもよい。たとえば、実施の形態10に係る流体取扱装置1000は、DNAの抽出や精製などにも好適に用いられうる。
(効果)
実施の形態10に係る流路チップ1010、流体取扱装置1000および流体取扱方法は、実施の形態1と同様の効果を有する。さらに、実施の形態10では、第2収容部526内の気圧に応じて、流体を適切に移動させることができる。
[実施の形態11]
図27A〜Cは、実施の形態11に係る流路チップ1110の構成を示す図である。図27Aは、流路チップ1110の底面図であり、図27Bは、図27AのB−B線における断面図であり、図27Cは、図27AのC−C線における断面図である。
実施の形態11に係る流体取扱装置は、流路チップ1110およびロータリー部材(不図示)を有する。実施の形態11に係る流体取扱装置の構成の一部は、実施の形態2に係る流体取扱装置200と同様である。そこで、実施の形態2に係る流体取扱装置200と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
流路チップ1110は、基板1120およびフィルム1130を有する。基板1120には、本実施の形態の効果を得られる範囲内において、溝および貫通孔が適宜に形成されている。基板1120の厚みおよび材料の例は、実施の形態1に係る基板120の厚みおよび材料の例と同じである。
フィルム1130は、3つのダイヤフラム231と、1つのポンプ用ダイヤフラム1132とを有する。フィルム1130は、ポンプ用ダイヤフラム1132をさらに有する点を除いて、実施の形態2におけるフィルム230と同様である。
ポンプ用ダイヤフラム1132は、フィルム1130において、基板1120の反対側に突出しており、基板1120に接合されていない部分である。ポンプ用ダイヤフラム1132は、実施の形態11に係るロータリー部材に形成されているポンプ用凸部(後述)により押圧されたときに基板1120に向かって撓むことができる。
ポンプ用ダイヤフラム1132は、上記ポンプ用凸部とともに、実施の形態11に係る流体取扱装置の流路内の流体を移動させるポンプとして機能する。具体的には、基板1120の表面にポンプ用ダイヤフラム1132の一部を密着させるように、上記ポンプ用凸部が、フィルム1130を押圧している状態で、上記ポンプ用凸部をポンプ用ダイヤフラム1132の延在方向に沿って移動させる。この結果として、流路内の気圧が変化して、流体が移動する。
ポンプ用ダイヤフラム1132の断面形状および平面視形状は、上記機能を発揮することができれば、特に限定されない。たとえば、ポンプ用ダイヤフラム1132の断面形状(流体が流れる方向に直交する断面における形状)は、半円形状である。ポンプ用ダイヤフラム1132の平面視形状は、流路チップ1110を底面視したときに、例えば、円弧形状である。
ポンプ用ダイヤフラム1132および基板1120の間隔(最大距離)は、所望の流体の流量や、ポンプ用ダイヤフラム1132および基板1110の密着のしやすさなどの観点から、適宜調整されうる。当該間隔が大きいほど、ポンプ用ダイヤフラム1132および基板1120の隙間を移動する流体の量が多くなり、上記間隔が小さいほど、ポンプ用ダイヤフラム1132および基板1120を密着させやすくなる。
流路チップ1110は、試薬や液体試料、気体、紛体などの流体を流すための流路を有する。より具体的には、流路チップ1110は、3つの第1流路ユニット2A1〜3と、1つの第5流路ユニット11Fを有する。
第5流路ユニット11Fは、第3流路1125、第5流路1128、第6流路1129および第2収容部1126を有する。流路チップ1110は、第5流路ユニット11Fをさらに有する点を除いて、実施の形態2に係る流路チップ210と同様である。
第3流路1125は、その内部を流体が移動しうる流路である。第3流路1125の上流端は、3つの第1流路ユニット2A1〜3における第2流路224の下流端に接続されている。第3流路1125の下流端は、第5流路1128の上流端に接続されている。第3流路1125の断面積および断面形状については、実施の形態1に係る第1流路122aの断面積および断面形状と同様である。本実施の形態では、第3流路1125は、第3流路1125における他の部分より断面積が大きい拡幅部を有する。当該拡幅部の断面積は、特に限定されず、用途に応じて適宜調整されうる。
第5流路1128は、その内部を流体が移動しうる流路である。第5流路1128の上流端は、第3流路1125の下流端に接続されている。第5流路1128の下流端は、第6流路1129の上流端に接続されている。第5流路1128は、基板1120およびポンプ用ダイヤフラム1132の間に形成されている空間である。第5流路1128の断面積および断面形状は、ポンプ用ダイヤフラム1132の形状および大きさに応じて決定されうる。
第6流路1129は、その内部を流体が移動しうる流路である。第6流路1129の上流端は、第5流路1128の下流端に接続されている。第6流路1129の下流端は、第2収容部1126に接続されている。本実施の形態では、第6流路1129は、基板1120に形成されている溝と、当該溝の開口部を閉塞しているフィルム1130とにより構成されうる。第6流路1129の断面積および断面形状については、実施の形態1に係る第1流路122aの断面積および断面形状と同様である。
第2収容部1126は、実施の形態11に係る流体取扱装置における位置を除いて、実施の形態5における第2収容部526と同様である。
実施の形態11に係るロータリー部材は、凸部261および上記ポンプ用凸部を有する。上記ロータリー部材の構成は、本実施の形態の効果を得られる範囲内であれば、特に限定されず、必要に応じて適宜設計されうる。たとえば、実施の形態11に係るロータリー部材は、凸部261を有する第1部材と、上位ポンプ用凸部を有する第2部材とにより構成されていてもよいし、凸部261および上記ポンプ用凸部を有する1つの部材により構成されていてもよい。上記ロータリー部材が、2つの部材(上記第1部材および上記第2部材)で構成される場合、当該2つの部材は、連動して回転してもよいし、独立して回転してもよい。
上記ポンプ用凸部は、実施の形態11に係るロータリー部材の裏面(底面)に配置されている。上記ポンプ用凸部の形状、大きさおよび位置は、ポンプ用ダイヤフラム1132の一部を基板1120に密着させるように、フィルム1130に接触することができれば、特に限定されない。たとえば、上記ポンプ用凸部の形状の例は、円柱形状および多角柱形状が含まれる。ポンプ用ダイヤフラム1132を基板1120に適切に密着させる観点からは、ポンプ用ダイヤフラム1132の幅方向(流体の流れ方向に対して垂直な方向)において、上記ポンプ用凸部およびフィルム1130の接触面の幅は、ポンプ用ダイヤフラム1132の幅より大きいことが好ましい。
なお、上記ロータリー部材は、必要に応じて、上記ロータリー部材を把持するための把手部が設けられてもよい。上記ロータリー部材は、上記ロータリー部材を位置決めするための位置決め部によって回転可能に保持されうる。
実施の形態11に係る流体取扱方法は、ポンプ用ダイヤフラム1132を用いて、流体を移動させる点を除いて、実施の形態2に係る流体取扱方法と同様である。たとえば、実施の形態11では、第1流路ユニット2A1〜3のいずれかにおけるマイクロバルブが第1状態にあるときに、ポンプ用ダイヤフラム1132の一部が基板1110に密着するように上記ポンプ用凸部をフィルム1130に接触させた状態で、上記ポンプ用凸部をポンプ用ダイヤフラム1132の延在方向に沿って移動させる。これにより、流体を第1収容部221および第2収容部1126の間において、適切に移動させることができる。流体は、第1収容部221から第2収容部1126へ移動されてもよいし、第2収容部1126から第1収容部221へ移動されてもよい。このとき、流体の移動先は、上記ポンプ用凸部の移動方向に応じて、決定されうる。
(効果)
実施の形態11に係る流路チップ1110、流体取扱装置および流体取扱方法は、実施の形態2と同様の効果を有する。さらに、実施の形態11では、別途、送液用ポンプを準備する必要がない。
なお、本発明に係る流路チップは、上記の態様に限定されない。たとえば、必要に応じて、親水化処理が施されていてもよい。たとえば、第1収容部および第1流路の内面に親水化処理が施されてもよい。これにより、第1収容部内の液体が毛細管現象によって移動して、第1流路内を当該液体で満たすことができる。結果として、その後の工程において、流路内への気泡の混入を抑制することができる。上記親水化処理の方法は、特に限定されず、公知の方法から適宜選択されうる。
本発明の流体取扱装置は、例えば、医学分野などにおいて使用されるマイクロ流路チップとして有用である。
10 流体
100、200、500、700、900、1000 流体取扱装置
110、210、310、410、510、710、810、910、1010、1110 流路チップ
120、220、320、420、520、720、820、1020、1120 基板
121a,121b 流体導入口
221 第1収容部
122a,122b、222 第1流路
123a,123b、223 (第1)隔壁
124、224 第2流路
125a,125b 第2隔壁
126a,126b、225、325、425、1125 第3流路
226、526、1126 第2収容部
127a,127b 流体取出口
827 第4流路
1128 第5流路
1129 第6流路
130、230、430、530、730、830、1030、1130 (第1)フィルム
131a〜d、231、431、531、731、831、1031 ダイヤフラム
1132 ポンプ用ダイヤフラム
140 位置決め部
141 段部
150 第2フィルム
160、260、560、660、760、960 ロータリー部材
161a,161b、261、561、661 凸部
761a 第1凸部
761b 第2凸部
162、262、562a〜f、662a〜c、762a〜e 切り欠き部
163 把手部
963 第2電極
940 第1電極
1070 カバー
2A1〜3、3A1〜3、4A1〜3、5A、7A、10A1〜14 第1流路ユニット
2B、3B、4B 第2流路ユニット
8C1〜3 第3流路ユニット
10D 減圧ユニット
1021 減圧口
1022 減圧流路
10E 加圧ユニット
1023 加圧口
1024 加圧流路
11F 第5流路ユニット

Claims (5)

  1. 第1流路と、第2流路と、前記第1流路の一端および前記第2流路の一端の間に形成されている隔壁と、を有する基板と、
    ダイヤフラムを含んでおり、前記ダイヤフラムおよび前記隔壁が対向するように、前記基板上に配置されている第1フィルムと、
    その裏面に凸部が形成されており、かつ前記裏面を前記第1フィルム側に向けた状態で前記第1フィルム上に配置されている、前記第1フィルム上を摺動可能な摺動部材と、
    前記第1フィルムおよび前記摺動部材の間に、前記第1フィルムの表面に沿う第1の方向において変位せず、前記第1フィルムの表面に垂直な第2の方向において変位するように配置されている、可撓性を有する第2フィルムと、
    を有し、
    前記摺動部材は、前記第2フィルム上の摺動により、前記凸部が前記ダイヤフラムを挟んで前記隔壁に対向しないように配置されている第1状態と、前記凸部が前記ダイヤフラムを挟んで前記隔壁に対向するように配置されている第2状態とを切替え可能であり、
    前記第1状態では、前記第1流路および前記第2流路は、前記ダイヤフラムおよび前記隔壁の隙間を介して互いに連通し、
    前記第2状態では、前記ダイヤフラムが前記凸部により前記隔壁に接触するように押圧されることにより、前記第1流路および前記第2流路は、互いに連通していない、
    流体取扱装置。
  2. 前記摺動部材は、回転可能なロータリー部材である、請求項1に記載の流体取扱装置。
  3. 前記第2フィルムは、ゴム製のフィルムである、請求項1または請求項2に記載の流体取扱装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の流体取扱装置を使用して流体を取り扱うための流体取扱方法であって、
    前記第2フィルム上で前記摺動部材を摺動させることにより前記第1状態に切替えて、前記隙間を介して前記第1流路から前記第2流路に流体を移動させる工程と、
    前記第2フィルム上で前記摺動部材を摺動させることにより前記第2状態に切替えて、前記ダイヤフラムを前記隔壁に接触するように押圧させて、前記隙間を介した前記第1流路から前記第2流路への前記流体の流れを止める工程と、
    を含む、流体取扱方法。
  5. 前記摺動部材は、回転可能なロータリー部材であり、
    前記第1流路から前記第2流路に前記流体を移動させる工程では、前記ロータリー部材を回転させることにより前記第1状態に切替え、
    前記第1流路から前記第2流路への前記流体の流れを止める工程では、前記ロータリー部材を回転させることにより前記第2状態に切替える、
    請求項4に記載の流体取扱方法。
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