JP2021139793A - 流体取扱装置、分散液製造セット、および分散液の製造方法 - Google Patents

流体取扱装置、分散液製造セット、および分散液の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】サンプルを含む液滴が分散媒に分散された分散液を、確実に生成可能な流体取扱装置を提供すること。【解決手段】流体取扱装置は、サンプルを流動させるためのサンプル流路と、分散媒を流動させるための分散媒流路と、前記サンプル流路および前記分散媒流路に接続され、前記サンプルを前記分散媒によって分断して、前記サンプルの液滴が前記分散媒に分散された分散液を生成するための分散液生成部と、前記分散液生成部に接続された、前記分散液を流動させるための分散液流路と、を有し、前記分散液流路の内壁の一部の、水に対する接触角をＸ°とし、前記サンプルについて、２５℃で落急式粘度計にて測定される粘度をＹ（ｍＰａ・ｓ）としたとき、前記Ｘおよび前記Ｙが下記式を満たす。Ｙ≦０．０４３６Ｘ−１．２５６３【選択図】図１

Description

本発明は、流体取扱装置、分散液製造セット、および分散液の製造方法に関する。
臨床検査や食物検査、環境検査等では、細胞や、タンパク質、核酸などの微量な被分析物の高精度な分析が要求されることがある。微量な被分析物の分析を行う手法の一つとして、被分析物を含む液体から、直径が０．１〜１０００μｍの液滴を生成し、これを観察したり分析したりする手法がある。
当該液滴を作製する手法として、各種方法が提案されている。例えば、特許文献１では、マイクロチャネル内の第１流路を流れる連続相（分散媒）に、第１流路に接続された第２流路からサンプル等を導入し、連続相の剪断力によって、サンプルを液滴に分断する方法が記載されている。
国際公開第２００２／０６８１０４号
しかしながら、特許文献１のような方法において、流路を構成する材料と、サンプルとの親和性が高いと、分断された液滴（サンプル）が、流路の壁面に付着することがある。
このような液滴が流路の壁面に付着していると、後から生成した液滴が、先に生成した液滴に連結し、流路の壁面に付着した液滴が徐々に大きくなる。そして、次々と液滴が結合することにより、サンプルが層流となって、流路内を移動する。つまり、サンプルの分断が適切に行われなくなり、分散液の生成が困難となる。また特に、サンプルの粘度が高い場合には、このような現象が生じやすい。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものである。具体的には、サンプルを含む液滴が分散媒に分散された分散液を、確実に生成可能な流体取扱装置や、これを含む分散液製造セット、および分散液の製造方法の提供を目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明は、以下の流体取扱装置を提供する。
サンプルを流動させるためのサンプル流路と、分散媒を流動させるための分散媒流路と、前記サンプル流路および前記分散媒流路に接続され、前記サンプルを前記分散媒によって分断して、前記サンプルの液滴が前記分散媒に分散された分散液を生成するための分散液生成部と、前記分散液生成部に接続された、前記分散液を流動させるための分散液流路と、を有し、前記分散液流路の内壁の一部の、水に対する接触角をＸ（°）とし、前記サンプルについて、２５℃で落急式粘度計にて測定される粘度をＹ（ｍＰａ・ｓ）としたとき、前記Ｘおよび前記ＹがＹ≦０．０４３６Ｘ−１．２５６３を満たす、流体取扱装置。
本発明は、以下の分散液製造セットを提供する。
流体取扱装置と、前記流体取扱装置に流動させるための、極性溶媒を含むサンプルと、前記流体取扱装置に流動させるための、非極性溶媒を含む分散媒と、を含む、分散液製造セット。
本発明は、以下の分散液の製造方法を提供する。
上記の流体取扱装置の前記サンプル流路に、極性溶媒を含み、かつ２５℃で落急式粘度計にて測定される粘度が１．５〜３．５ｍＰａ・ｓであるサンプルを流動させる工程と、前記サンプルを流動させる工程と略同時に、前記流体取扱装置の前記分散媒流路に、非極性溶媒を含む分散媒を流動させる工程と、を有する、分散液の製造方法。
本発明に係る流体取扱装置や、これを含む分散液の製造セット、さらにはこれを用いた分散液の製造方法によれば、サンプルを含む液滴が分散媒に分散された分散液を確実に生成可能である。
図１は、本発明の一実施形態に係る流体取扱装置の平面図である。 図２は、図１に示すＡ−Ａ線での断面図である。 図３は、図１に示す流体取扱装置の底面図である。 図４は、図１に示す流体取扱装置の基板の平面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る流体取扱装置の分散液生成部に、サンプルおよび分散媒を流動させたときの図であり、図４において破線で示す領域の部分拡大図である。
以下、流体取扱装置やこれを含む分散液製造セット、当該流体取扱装置を用いた分散液の製造方法について、具体的な実施形態に基づき、詳しく説明する。ただし、流体取扱装置や分散液製造セット、分散液の製造方法は、以下の実施形態に限定されない。
本発明の一実施形態に係る流体取扱装置１００の平面図を図１に示し、図１におけるＡ−Ａ線での断面図を図２に示し、当該流体取扱装置１００の底面図を図３に示す。図２に示すように、本実施形態の流体取扱装置１００は、基板１１と、これを覆うフィルム１２とから構成される。図４に、流体取扱装置１００からフィルム１２を取り外したときの基板１１の平面図を示す。
ここで、本実施形態の流体取扱装置１００は、サンプルを含む液滴が分散媒に分散された分散液を生成するための構成を有する。ただし、当該流体取扱装置１００は、当該分散液を作製するための構成だけでなく、当該分散液の作製後、分散液を保管したりする構成を有していてもよく、サンプル中の成分を観察したり検査したりするための構成等を有していてもよい。
また、本実施形態の流体取扱装置１００によって生成する分散液中の液滴の大きさは特に制限されないが、その粒径は０．１μｍ以上１０００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上２００μｍ以下がより好ましい。
なお、本実施形態の流体取扱装置１００は特に、サンプルが極性溶媒を含む液体（例えば水溶液または水分散液等）であり、かつ分散媒がサンプルと相溶しない無極性溶媒の液体（例えばオイル等）である場合に、非常に有用である。以下、本実施形態の流体取扱装置１００について、詳しく説明する。
本実施の形態の流体取扱装置１００は、図２に示すように、溝や凹部、貫通孔等を有する基板１１と、当該基板１１を覆うように基板１１に貼り合わせられた平板状のフィルム１２と、から構成される。
図４に示すように、基板１１には、サンプル導入部用貫通孔１１０ａ、サンプル流路用溝１１１ａ、分散媒導入部用貫通孔１２０ａ、分散媒流路用溝１２１ａ、分散液生成部用凹部１３０ａ、分散液流路用溝１３１ａ、および分散液回収部用貫通孔１４０ａが形成されている。
サンプル流路１１１は、サンプルを流動させるための領域であり、一端がサンプル導入部１１０に接続され、他端が後述の分散液生成部１３０に接続された流路である。本実施形態では、基板１１に配置されたサンプル流路用溝１１１ａと、フィルム１２と、に囲まれた領域がサンプル流路１１１となる。サンプル流路１１１（サンプル流路用溝１１１ａ）の幅や深さは、サンプル導入部１１０から導入されたサンプルを分散液生成部１３０側に流動させることが可能であれば、特に制限されない。
また、サンプル流路１１１の断面の形状は、特に制限されず、半円状や矩形状、円形状等、いずれの形状であってもよい。なお、本明細書において「流路の断面」とは、流路の流れ方向に直交する向きの断面を意味する。
サンプル導入部１１０は、流体取扱装置１００内にサンプルを導入するための構造である。本実施形態では、基板１１に配置されたサンプル導入部用貫通孔１１０ａと、フィルム１２と、に囲まれた領域がサンプル導入部１１０となる。本実施形態において、サンプル導入部用貫通孔１１０ａは、基板１１に設けられた円柱状の貫通孔であるが、当該形状に制限されず、例えばチューブやシリンジ等と接続するための構造等を有していてもよい。また、サンプル導入部１１０（サンプル導入部用貫通孔１１０ａ）の開口径はサンプルを導入可能であれば特に制限されない。
なお、本実施形態の流体取扱装置１００では、１つのサンプル導入部１１０と、当該サンプル導入部１１０に接続された直線状のサンプル流路１１１と、を有する。ただし、流体取扱装置１００は、サンプル流路１１１がその上流側（サンプル導入部１１０側）で複数に分岐していてもよい。また、流体取扱装置１００は、複数のサンプル導入部１１０を有していてもよい。例えば、複数に分岐したサンプル流路１１１の上流端が、異なるサンプル導入部１１０に接続されている場合、各サンプル導入部１１０から、サンプル流路１１１内に異なる成分を導入することができる。そして、サンプル流路１１１内で複数の成分を混合したり反応させたりすることも可能となる。
分散媒流路１２１は、分散媒を流動させるための領域であり、一端が分散媒導入部１２０に接続され、他端が後述の分散液生成部１３０に接続された流路である。本実施の形態では、基板１１に配置された分散媒流路用溝１２１ａと、フィルム１２と、に囲まれた領域が分散媒流路１２１となる。分散媒流路１２１（分散媒流路用溝１２１ａ）の幅や深さは、分散媒導入部１２０から導入された分散媒を分散液生成部１３０側に流動させることが可能であれば制限されない。また、分散媒流路１２１の断面の形状も特に制限されず、半円状や矩形状、円形状等、いずれの形状であってもよい。
分散媒導入部１２０は、流体取扱装置１００内に分散媒を導入するための構造である。本実施の形態では、基板１１に配置された分散媒導入部用貫通孔１２０ａとフィルム１２とに囲まれた領域が、分散媒導入部用貫通孔１２０ａとなる。なお、本実施の形態において、分散媒導入部用貫通孔１２０ａは、基板１１に設けられた円柱状の貫通孔であるが、当該形状に制限されない。分散媒導入部１２０（分散媒導入部用貫通孔１２０ａ）は、チューブやシリンジ等と接続するための構造等を有していてもよい。また、分散媒導入部１２０（分散媒導入部用貫通孔１２０ａ）の開口径は分散媒を導入可能であれば特に制限されない。
なお、本実施形態の流体取扱装置１００では、２つの分散媒流路１２１の上流端に１つの分散媒導入部１２０が配置されている。ただし、流体取扱装置１００は、分散媒導入部１２０を複数有していてもよく、例えば、各分散媒流路１２１の上流端に、それぞれ分散媒導入部１２０が配置されていてもよい。
一方、分散液生成部１３０は、上記サンプル流路１１１および分散媒流路１２１にそれぞれ接続された領域であり、当該分散液生成部１３０の下流側は、分散液流路１３１に接続されている。本実施形態では、基板１１に配置された分散液生成部用凹部１３０ａと、フィルム１２と、に囲まれた領域が分散液生成部１３０となる。流体取扱装置１００にサンプル１３および分散媒１４を流動させたときの、分散液生成部１３０近傍の部分拡大図（図４において破線で示す領域の部分拡大図）を図５に示す。
当該分散液生成部１３０では、サンプル流路１１１から流入するサンプル１３を、分散媒流路１２１から流入する分散媒１４によって分断する。本実施の形態では、サンプル流路１１１から分散液生成部１３０に流入するサンプル１３の流れと、分散媒流路１２１から分散液生成部１３０に流入する分散媒１４の流れとが、略直交するように、サンプル流路１１１の開口部（下流端）、および２つの分散媒流路１２１の開口部（下流端）が配置されている。そのため、サンプル１３に対して、分散媒１４による剪断力が両側から加わり、サンプル１３が容易に液滴状に分断される。ただし、分散媒１４によってサンプル１３を十分に分断可能であれば、当該分散液生成部１３０内でサンプル１３と分散媒１４がなす角度は略直角に制限されず、任意の角度とすることができる。
なお、分散液生成部１３０におけるサンプル流路１１１の開口部の大きさは、液滴の大きさに影響を及ぼしやすい。一般に、液滴の直径は、サンプル流路１１１の開口部の径と略同じになる。したがって、サンプル流路１１１の開口部の大きさ（深さおよび幅）は、液滴の所望の直径と同様とすることが好ましい。
また、分散液生成部１３０における分散媒流路１２１の開口部の大きさも、液滴の大きさ、数、生成歩留まり等に影響を及ぼしやすい。したがって、分散媒流路１２１の開口部の大きさ（深さおよび幅）は、所望の液滴の密度やサンプルの粘度等に応じて適宜選択される。
一方、分散液流路１３１は、分散液生成部１３０および分散液回収部１４０と接続され、サンプルを含む液滴が分散媒に分散された分散液を分散液回収部１４０側に流動させる流路である。本実施形態では、基板１１に配置された分散液流路用溝１３１ａと、フィルム１２と、に囲まれた領域が分散液流路１３１となる。
分散液流路１３１の断面の大きさ（深さおよび幅）は、液滴の移動を妨げないようにするため、液滴の大きさより大きいことが好ましく、例えばサンプル流路１１１の分散液生成部１３０側の開口部の大きさ（深さおよび幅）以上に設定されていることが好ましい。分散液流路１３１の断面の形状は特に制限されず、半円状や矩形状、円形状等、いずれの形状であってもよい。
また、分散液回収部１４０は、分散液流路１３１に接続されており、液滴を含む分散液を回収するための取出口である。本実施形態では、分散液回収部１４０が、基板１１に形成された分散液回収部用貫通孔１４０ａと、当該分散液回収部用貫通孔１４０ａの一方の開口部を塞ぐフィルム１２とによって構成される。分散液回収部１４０（分散液回収部用貫通孔１４０ａ）の構造は、液滴を含む分散液を回収することができれば特に制限されない。本実施形態では、分散液回収部１４０（分散液回収部用貫通孔１４０ａ）の形状が円柱形状であるが、チューブやシリンジ等と接続するための構造等を有していてもよい。また、分散液回収部１４０（分散液回収部用貫通孔１４０ａ）の開口径は分散液を回収可能であれば特に制限されない。
ここで、本実施形態の流体取扱装置１００では、上記分散液流路１３１の内壁の一部の、水に対する接触角をＸ（°）とし、流体取扱装置１００に流すサンプル１３のサンプルについて、２５℃で落急式粘度計にて（ヘップラーの落球原理に基づく方法で）測定される粘度をＹ（ｍＰａ・ｓ）としたとき、前記Ｘおよび前記Ｙが、式Ｙ≦０．０４３６Ｘ−１．２５６３を満たす。水に対する接触角とは、２５℃において、ＪＩＳ３２５７の静滴法に基づく方法により測定される値である。さらに、分散液流路１３１の内壁の少なくとも一部の領域の、水に対する接触角Ｘは、Ｙ≦０．０４３６Ｘ−１．４７４１を満たすことがより好ましい。分散液流路１３１の内壁の一部の、水に対する接触角Ｘと、サンプルの粘度Ｙとが、上記式を満たすと、分散液生成部１３０で生成された液滴が分散液流路１３１の内壁に付着し難くなる。
なお、分散液流路１３１の内壁全ての、水に対する接触角Ｘと、サンプルの粘度Ｙとが、上記式を満たしてもよいが、分散液流路１３１の内壁の一部領域のみ（例えば分散液流路１３１の断面の一部のみ、もしくは分散液流路１３１を平面視したときの一部のみ）の水に対する接触角Ｘと、サンプルの粘度Ｙとが、上記式を満たしてもよい。
ただし、分散液流路１３１を平面視したとき、上記式を満たす領域が、分散液生成部１３０近傍に形成されていることが特に好ましい。分散液生成部１３０の近傍において、分散液流路１３１の内壁の水に対する接触角Ｘと、サンプルの粘度Ｙとが上記式を満たすと、液滴が当該領域に溜まり難くなる。
例えば、後述の実施例２のように、フィルム１２として、酸変性ポリプロピレンエラストマーからなるフィルム（フィルム１２の水に対する接触角Ｘｆが９８°）を使用し、基板１１として、ポリプロピレンからなる基板（水に対する接触角Ｘｂが１０３°）を使用し、サンプルの粘度Ｙを２．８８ｍＰａ・ｓとすると分散液流路１３１を囲む全ての面の接触角が、上記範囲を満たす。これにより、サンプルを含む液滴が分散液流路１３１内で滞留することなく流動する。
ここで、分散液流路１３１の内壁の少なくとも一部の水に対する接触角Ｘと、サンプルの粘度Ｙとが、上記式を満たすようにする方法は特に制限されず、例えばフィルム１２の水に対する接触角Ｘｆが上記式を満たすように調整してもよく、基板１１の水に対する接触角Ｘｂが、上記式を満たすように調整してもよい。また、基板１１またはフィルム１２の所望の位置（分散液流路１３１に対応する位置）に、水に対する接触角Ｘｌが上記式を満たす層（以下、「撥水層」とも称する）を形成してもよい。また、これらを組み合わせてもよい。
式Ｙ≦０．０４３６Ｘｆ−１．２５６３を満たすことが可能なフィルム１２や、式Ｙ≦０．０４３６Ｘｂ−１．２５６３を満たすことが可能な基板１１を構成する材料の例には、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、フッ素樹脂（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、エラストマー等が含まれる。エラストマーは、熱可塑性エラストマーであってもよく、熱硬化性エラストマー樹脂であってもよい。熱硬化性エラストマーの例には、ポリウレタン系エラストマー、ポリシリコーン系エラストマー等が含まれる。熱可塑性エラストマーの例には、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等が含まれる。オレフィン系エラストマーの具体例には、ポリプロピレン系エラストマーが含まれ、その例には、三菱ケミカル社製のＺＥＬＡＳ（同社の登録商標）が含まれる。ポリエステル系エラストマーの例には、東洋紡社製ペルプレン（同社の登録商標）、東レ・デュポン社製ハイトレル（同社の登録商標）等が含まれる。フィルム１２や基板１１は、これらを一種のみ含んでいてもよく、二種以上含んでいてもよい。
また、式Ｙ≦０．０４３６Ｘｌ−１．２５６３を満たすことが可能な撥水層の材料の例には、フッ素、クロロジメチルシラン、シリコーン（ケイ素）等が含まれる。撥水層の形成方法は特に制限されず、例えば基板１１やフィルム１２全体に、当該材料を含む組成物をロール塗布、浸漬塗布、スプレー塗布等の各種塗布方法によって塗布してもよい。また、撥水層を形成する方法には、ＣＶＤ法（化学気相成長法）や、蒸着法、溶液コート法等も含まれる。一方、フィルム１２や基板１１の所望の領域（例えば基板１１の分散液流路用溝１３１ａ）のみに、当該材料を含む組成物を印刷したり付着させたりしてもよい。また、公知の方法により基板１１およびフィルム１２を貼り合わせた後、サンプル導入部１１０または分散媒導入部１２０等から分散液回収部１４０に向けて上記材料を含む液体を流動させ、必要に応じて乾燥または硬化させて、分散液流路１３１に撥水層を形成してもよい。
なお、分散液流路１３１の内壁の少なくとも一部の水に対する接触角Ｘ（Ｘｂ、Ｘｆ、またはＸｌ）は、具体的には９５°以上が好ましく、９５〜１１５°がより好ましい。接触角Ｘ（Ｘｂ、Ｘｆ、またはＸｌ）が上記範囲であると、比較的粘度の高いサンプルを使用したとしても、上記式を満たしやすくなる。
なお、上記撥水層を形成する場合、基板１１の水に対する接触角Ｘｂや、フィルム１２の水に対する接触角Ｘｆは、上記式を満たさなくてもよい。同様に、基板１１およびフィルム１２のうち、いずれか一方の水に対する接触角ＸｂまたはＸｆが上記式を満たす場合、他方の水に対する接触角は、上記式を満たさなくてもよい。このようなフィルム１２や基板１１を構成する材料の例には、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル；ポリカーボネート；ポリメタクリル酸メチル等のアクリル樹脂；ポリ塩化ビニル；ポリエチレン、ポリプロピレン、およびシクロオレフィン樹脂等のポリオレフィン；ポリエーテル；ポリスチレン；シリコーン樹脂；ならびに上記以外のエラストマー等の樹脂材料等が含まれる。
また、基板１１やフィルム１２の成形方法は特に制限されず、公知の成型方法によって成形することができる。また、基板１１およびフィルム１２を貼り合わせる方法も特に制限されず、例えば熱融着してもよく、接着剤等を介して貼り合わせてもよい。
なお、上記流体取扱装置は、前記流体取扱装置に流動させるための極性溶媒を含むサンプルと、流体取扱装置に流動させるための非極性溶媒を含む分散媒と、ともに、分散液製造セットとして流通されてもよい。
（分散液の製造方法）
次に、本実施の形態に係る流体取扱装置１００を用いた、分散液の製造方法（流体取扱方法）について説明する。
まず、サンプル導入部１１０にサンプルを導入し、これと略同時に分散媒導入部１２０に分散媒（例えばオイル）を導入する。
上記サンプルは、例えば、液滴として選別したい液体、または、液滴内に封入して選別したい被選別物を含む液体である。サンプルの例には、細胞、タンパク質、または核酸等を含む液体が含まれる。また、サンプルは、上記の細胞、タンパク質、または核酸等などの被選別物を分散させるための溶媒（好ましくは極性溶媒）をさらに含んでいてもよい。また、サンプルの２５℃で落急式粘度計（ヘップラーの落球原理に基づく方法）にて測定される粘度は、１．５〜３．５ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１．８〜２．９ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。
また、分散媒は、サンプルとの相溶性が低く、分散液生成部１３０においてサンプル流路１１１を流れるサンプルを分断することができれば特に制限されないが、非極性溶媒を含むことが好ましい。
サンプルをサンプル導入部１１０に導入する際には、サンプル導入部１１０に圧力をかけてもよい。これにより、一定の流速でサンプルを、サンプル流路１１１内に導入できる。また同様に、分散媒を分散媒導入部１２０に導入する際、分散媒導入部１２０に圧力をかけてもよい。これにより、一定の流速で分散媒を、分散媒流路１２１内に導入できる。なお、サンプル導入部１１０や分散媒導入部１２０に圧力をかける代わりに、分散液回収部１４０側から吸引してもよい。
サンプル流路１１１にサンプル１３を導入し、分散媒流路１２１に分散媒１４を導入すると、図５に示すように、分散液生成部１３０において、サンプル１３が、分散媒１４によって分断される。そして、サンプル１３の周囲が分散媒１４で囲まれ、サンプルの液滴が分散媒中に分散した分散液が生成される。その後、液滴（サンプル）を含む分散液は、分散液流路１３１を流れ、分散液回収部１４０で回収される。
（効果）
本実施形態に係る流体取扱装置１００では、分散液流路１３１の内壁の少なくとも一部の水に対する接触角Ｘと、サンプル１３の粘度Ｙとが、所定の式を満たす。そのため、サンプル１３の液滴が分散液流路１３１の内壁に付着し難い。またさらに、分散液流路１３１の内壁の接触角が比較的高く、オイル等の非極性溶媒を含む分散媒１４と親和性が高い。したがって、分散液流路１３１の内壁が分散媒１４によって覆われやすくなることでも、サンプル１３の液滴が分散液流路１３１の内壁に付着し難くなる。その結果、分散液流路１３１内で液滴が滞留し難く、スムーズに分散液回収部１４０側に流動する。つまり、本実施形態に係る流体取扱装置１００によれば、サンプルを含む液滴が分散媒に分散された分散液を確実に生成可能となる。
本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
［比較例１］
図１に示す形状の流体取扱装置１００を作成した。具体的には、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）を用い、サンプル導入部用貫通孔１１０ａ、サンプル流路用溝１１１ａ、分散媒導入部用貫通孔１２０ａ、分散媒流路用溝１２１ａ、分散液生成部用凹部１３０ａ、分散液流路用溝１３１ａ、および分散液回収部用貫通孔１４０ａを有する基板１１を作製した。一方、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）からなるフィルムを準備し、これをフィルム１２とした。そして、基板１１の溝や貫通孔を覆うようにフィルム１２配置し、これらを熱圧着させた。当該流体取扱装置１００では、分散液流路１３１が、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）からなる基板１１およびフィルム１２に囲まれており、分散液流路１３１の全ての領域において、水との接触角が８６°であった。なお、基板１１およびフィルム１２の水との接触角は、ＪＩＳ３２５７の静滴法に準拠して測定した。
そして、当該流体取扱装置１００に、サンプル導入部１１０からサンプル（ビーズ、界面活性剤入りの水溶液、２５℃、落急式粘度計で測定される粘度：２．８８ｍＰａ・ｓ）を導入した。また、当該流体取扱装置の分散媒導入部１２０から分散媒（フッ素系不活性液体）を導入した。
そして、分散液生成部１３０でサンプルが分断され、かつ分散液流路１３１内を滞留することなく、分散液を生成できたか否かを以下の基準で評価した。結果を表１に示す。
〇：分散液（サンプルを含む液滴）が滞留なく、生成できた
×：サンプルを含む液滴が分散液流路１３１内に付着してしまい、サンプルが層流となった
［実施例１］
比較例１と同様に、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）からなる基板１１およびフィルム１２を準備し、これらを熱圧着させた。そして、サンプル導入部１１０および分散媒導入部１２０からそれぞれ、フロロサーフ（フロロテクノロジー社製）を導入し、分散液回収部１４０から回収した。フロロサーフを流動させてから１分後、サンプル導入部１１０および分散媒導入部１２０に空気を導入し、サンプル流路１１１、分散媒流路１２１、分散液生成部１３０、および分散液流路１３１内に付着した、余剰のフロロサーフを除去した。その後、２４時間静置し、内部を乾燥させて、流体取扱装置１００を得た。当該流体取扱装置１００では、分散液流路１３１内の水との接触角がいずれも、１０４°であった。水との接触角は、比較例１と同様に測定した。
その後、比較例１と同様に、サンプルおよび分散媒を導入し、当該流体取扱装置１００によって分散液を生成できたか評価した。結果を表１に示す。
［実施例２］
基板１１の材料をポリプロピレン（ＰＰ）とし、フィルム１２の材料をＺＥＬＡＳ（三菱ケミカル社製、ＺＥＬＡＳは同社の登録商標）とした以外は、比較例１と同様に流体取扱装置１００を作成した。当該流体取扱装置１００では、分散液流路１３１内のフィルム１２の水との接触角が、９８°であり、基板１１側（分散液流路用溝１３１ａ）の水との接触角が、１０３°であった。水との接触角は、比較例１と同様に測定した。
その後、比較例１と同様に、サンプルおよび分散媒を導入し、当該流体取扱装置１００によって分散液を生成できたか評価した。結果を表１に示す。
［結果］
Figure 2021139793
上記表１に示されるように、分散液流路１３１内の水との接触角Ｘと、サンプルの２５℃、落急式粘度計にて測定される粘度Ｙ（２．８８ｍＰａ・ｓ）とが、Ｙ≦０．０４３６Ｘ−１．２５６３を満たす場合に、分散液を安定して生成できた（実施例１および２）。一方で、当該式を満たさない場合には、分散液を生成する際に、サンプルが層流となってしまい、液滴を十分に生成できなかった（比較例１）。
本発明の流体取扱装置等は、例えば、臨床検査や食物検査、環境検査等に適用可能である。
１１ 基板
１２ フィルム
１３ サンプル
１４ 分散媒
１００ 流体取扱装置
１１０ サンプル導入部
１１０ａ サンプル導入部用貫通孔
１１１ サンプル流路
１１１ａ サンプル流路用溝
１２０ 分散媒導入部
１２０ａ 分散媒導入部用貫通孔
１２１ 分散媒流路
１２１ａ 分散媒流路用溝
１３０ 分散液生成部
１３０ａ 分散液生成部用凹部
１３１ 分散液流路
１３１ａ 分散液流路用溝
１４０ 分散液回収部
１４０ａ 分散液回収用貫通孔

Claims (7)

  1. サンプルを流動させるためのサンプル流路と、
    分散媒を流動させるための分散媒流路と、
    前記サンプル流路および前記分散媒流路に接続され、前記サンプルを前記分散媒によって分断して、前記サンプルの液滴が前記分散媒に分散された分散液を生成するための分散液生成部と、
    前記分散液生成部に接続された、前記分散液を流動させるための分散液流路と、
    を有し、
    前記分散液流路の内壁の一部の、水に対する接触角をＸ（°）とし、前記サンプルについて、２５℃で落急式粘度計にて測定される粘度をＹ（ｍＰａ・ｓ）としたとき、前記Ｘおよび前記Ｙが
    Ｙ≦０．０４３６Ｘ−１．２５６３
    を満たす、流体取扱装置。
  2. サンプル流路用溝と、分散媒流路用溝と、分散液生成部用凹部と、分散液流路用溝と、を有する基板、および
    前記基板を覆うフィルム、
    を有し、
    前記サンプル流路用溝と前記フィルムとに囲まれた領域が、前記サンプル流路であり、
    前記分散媒流路用溝と前記フィルムとに囲まれた領域が、前記分散媒流路である、
    前記分散液生成部用凹部と前記フィルムとに囲まれた領域が前記分散液生成部であり、
    前記分散液流路用溝と前記フィルムとに囲まれた領域が、前記分散液流路である、
    請求項１に記載の流体取扱装置。
  3. 前記フィルムの水に対する接触角をＸｆ（°）としたとき、前記Ｘｆおよび前記Ｙが、
    Ｙ≦０．０４３６Ｘｆ−１．２５６３
    を満たす、請求項２に記載の流体取扱装置。
  4. 前記基板の水に対する接触角をＸｂ（°）としたとき、前記Ｘｂおよび前記Ｙが、
    Ｙ≦０．０４３６Ｘｂ−１．２５６３
    を満たす、請求項２または３に記載の流体取扱装置。
  5. 前記分散液流路用溝の一部に撥水層をさらに有し、
    前記撥水層の水に対する接触角をＸｌ（°）としたとき、前記Ｘｌおよび前記Ｙが
    Ｙ≦０．０４３６Ｘｌ−１．２５６３
    を満たす、請求項２〜４のいずれか一項に記載の流体取扱装置。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体取扱装置と、
    前記流体取扱装置に流動させるための、極性溶媒を含むサンプルと、
    前記流体取扱装置に流動させるための、非極性溶媒を含む分散媒と、
    を含む、
    分散液製造セット。
  7. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体取扱装置の前記サンプル流路に、極性溶媒を含み、かつ２５℃で落急式粘度計にて測定される粘度が１．５〜３．５ｍＰａ・ｓであるサンプルを流動させる工程と、
    前記サンプルを流動させる工程と略同時に、前記流体取扱装置の前記分散媒流路に、非極性溶媒を含む分散媒を流動させる工程と、
    を有する、
    分散液の製造方法。
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