JP4027790B2 - 気体反応用マイクロ化学リアクタ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体反応用マイクロ化学リアクタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、本願発明者らは、ドット型電極をチップ上に配置して、不活性な液中に生成させた微小液滴の静電搬送ならびに化学合成の研究を行なっており、既に、液体中に微粒子を生成し、その微小粒子を移動させる提案を行っている（下記【特許文献１】参照）。
【０００３】
図１５はかかる従来の液体微粒子のハンドリング装置の断面模式図である。
【０００４】
ここでは、電極線２を２次元的に配置した絶縁層３を有する基板１上に、不活性な液４中に生成させた微小液滴５を置き、電極線２の電圧をコントローラで制御することにより、２次元の任意の方向に微小液滴５をハンドリングすることができる。
【０００５】
【特許文献１】
国際公開 ＷＯ ０２／０６６９９２ Ａ１ 第６−７頁 第３図
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者らは、液槽の天井に電極線を配線し、不活性な液中に生成させた微小気泡を微小液滴や微小固体に作用させて、静電搬送ならびに化学合成を可能にする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の開発を行った。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑み、静電搬送チップ上で確実に操作を行うことができる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される電極と、この電極に電圧を印加するコントローラとを備え、前記気泡反応槽内にセットされる複数の試料のうち少なくとも気泡試料を前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡反応槽内にセットされる他の試料と合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【０００９】
〔２〕上記〔１〕記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽内にセットされる複数の気泡試料を前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記複数の気泡試料を合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【００１０】
〔３〕上記〔１〕記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽の天井の高さを低く（液層の深さを浅く）して、この気泡反応槽内にセットされる気泡試料と液体試料とを前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡試料と液体試料とを合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【００１１】
〔４〕上記〔１〕記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽の天井の高さを低く（液層の深さを浅く）して、この気泡反応槽内にセットされる気泡試料と固体試料とを前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡試料と固体試料とを合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【００１２】
〔５〕気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される第１の電極と、前記気泡反応槽の底部に形成される第２の電極と、前記電極に電圧を印加するコントローラとを備え、前記気泡反応槽内にセットされる気泡試料を前記コントローラによる第１の電極への印加電圧の制御により、液滴試料を前記コントローラによる第２の電極への印加電圧の制御により、それぞれハンドリングして、前記気泡試料と液滴試料を合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【００１３】
〔６〕気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される第１の電極と、前記気泡反応槽の底部に形成される第２の電極と、前記電極に電圧を印加するコントローラとを備え、前記気泡反応槽内にセットされる気泡試料を前記コントローラによる第１の電極への印加電圧の制御により、固体試料を前記コントローラによる第２の電極への印加電圧の制御により、それぞれハンドリングして、前記気泡試料と固体試料を衝突させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【００１４】
〔７〕上記〔１〕から〔６〕のいずれか１項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する光照射手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
〔８〕上記〔１〕から〔６〕のいずれか１項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する加熱手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
〔９〕上記〔１〕から〔６〕のいずれか１項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する加圧手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１実施例を示す気泡と気泡の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図、図２は本発明の第１実施例を示す気泡の直径と移動速度との関係を示す図、図３は印加電圧と気泡の速度とを示す図である。
【００１９】
これらの図において、１０は気泡反応槽、１１は気泡反応槽の底面、１２は気泡反応槽の絶縁性の天井、１３はその絶縁性の天井１２内に埋められた電極、１４は電極１３が形成されている上基板、１５は電極１３に電圧を印加するコントローラ、１６は気泡反応槽１０内の不活性な液体、１７はその不活性な液体１６内にセットされる第１の気泡、１８はその第１の気泡と化学的に合成される第２の気泡である。
【００２０】
ここで、気泡１７，１８は不活性な液体（シリコンオイル、アルカン類、フロリナートなど）１６に対して浮くため、電極１３は気泡反応槽の天井１２に設ける。
【００２１】
そこで、第２の気泡１８は電極１３によって気泡反応槽の絶縁性の天井１２に保持されており、これに対して、第１の気泡１７は電極１３への印加電圧の切り換えによって気泡反応槽１０の天井１２に接触しながら第２の気泡１８側へと移動する。
【００２２】
その際に、図２に示すように、気泡の略大きさが大きくなると、その移動速度は遅くなる。また、図３に示すように、電極に印加される電圧が大きくなると、その気泡の移動速度は早くなることが分かる。
【００２３】
図４は本発明の第１実施例を示す気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の部分拡大断面図、図５は本発明の第１実施例の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、気泡が反応する様子を示す気泡反応槽の底面から天井を見た図面代用写真である。ここでは、第２の気泡１８は触媒１９上に保持されて、第１の気泡１７と化学的合成を行うように構成されている。
【００２４】
そこで、例えば、図５に示すように、第１の気泡としてのＮＯ２１が、気泡反応槽１０の天井１２に保持されている第２の気泡としてのＯ2 ２２の方に電極１３への印加電圧の切り換えによって移動して、徐々に両者は接近し、遂には、第１の気泡としてのＮＯ２１と第２の気泡としてのＯ2 ２２が合体して、ＮＯ2 ２３が化学的に合成される。
【００２５】
図６は本発明の第１実施例のマイクロチャネルによる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の模式図（気泡反応槽の天井面を示す図）である。
【００２６】
この図において、３１は気泡反応槽、３２はその天井、３３はその天井３２に形成されたドット型電極、３４は第１のマイクロチャネル、３５はその第１のマイクロチャネル３４の本流となる通路、３６はその第１のマイクロチャネル３４に合流する第１の気体路、３７は第２のマイクロチャネル、３８はその第２のマイクロチャネル３７の本流となる通路、３９はその第２のマイクロチャネル３７に合流する第２の気体路、４１は第１の気泡、４２は第２の気泡であり、これらの気泡４１と４２がドット型電極３３への印加電圧の切り換えによりハンドリングされて、化学的に合成される。
【００２７】
ここでは、第１のマイクロチャネル３４の本流となる通路３５と第１のマイクロチャネル３４に合流する第１の気体路３６により、第１の気泡４１が生成され、第２のマイクロチャネル３７の本流となる通路３８と第２のマイクロチャネル３７に合流する第２の気体路３９により、第２の気泡４２が生成され、それぞれ気泡反応槽３１に供給され、そこで、第１の気泡４１と第２の気泡４２とのドット型電極３３への電圧の選択的印加により、ハンドリングされて、第１の気泡４１と第２の気泡４２との化学的合成が行われる。
【００２８】
図７は本発明の第２実施例を示す気泡と液滴の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００２９】
この図において、５０は気泡反応槽、５１はその気泡反応槽の絶縁性の底面、５２は気泡反応槽の絶縁性の天井、５３はその天井５２内に埋められた電極、５４は電極５３が形成される上基板、５５は気泡反応槽の絶縁性の底面５１内に埋められた電極、５６は電極５５が形成される下基板、５７は電極５３，５５に接続され、電圧を印加するコントローラ、５８は気泡反応槽５０内の不活性な液体、５９はその不活性な液体５８内にセットされる気泡、６０は不活性な液体５８内を移動する液滴、６１は天井面に配置される触媒である。
【００３０】
そこで、上記したように、気泡５９は、不活性な液体５８に対して浮くために、気泡反応槽５０の天井５２上に形成された触媒６１上に保持しておき、液滴６０は不活性な液体５８に対して沈むため、液滴６０を気泡反応槽の底面５１に形成された電極５５の電圧の切り換えにより、右方向へハンドリングして、その液滴６０を気泡５９に衝突させて化学的合成を行う。例えば、液滴６０がＢａＯＨ2 、気泡５９がＣＯ2 である場合には、ＢａＣＯ3 が化学的に合成される。
【００３１】
図８は本発明の第３実施例を示す気泡と固体の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００３２】
この図において、７０は気泡反応槽、７１はその気泡反応槽の絶縁性の底面、７２は気泡反応槽の絶縁性の天井、７３はその天井７２内に埋められた電極、７４は電極７３が形成される上基板、７５は気泡反応槽の絶縁性の底面７１内に埋められた電極、７６は電極７５が形成される下基板、７７は電極７３，７５に接続され、電圧を印加するコントローラ、７８は気泡反応槽７０内の不活性な液体、７９はその不活性な液体７８内にセットされる気泡、８０は不活性な液体７８内を移動する固体、８１は天井面に配置される触媒である。
【００３３】
そこで、上記したように、気泡７９は、不活性な液体７８に対して浮くために、気泡反応槽７０の天井７２上に形成された触媒８１上に保持しておき、固体８０は不活性な液体７８に対して沈むため、固体８０を気泡反応槽の底面７１に形成された電極７５の電圧の切り換えにより、右方向へハンドリングして、その固体８０を気泡７９に衝突させて化学的合成を行う。例えば、酸化バナジウムＶ8 Ｏ5 を触媒８１として、固体８０がナフタレンＣ10Ｈ8 、気泡７９がＯ2 である場合には、フタル酸Ｃ8 Ｈ6 Ｏ4 が化学的に合成される。
【００３４】
触媒…酸化バナジウム Ｖ2 Ｏ5
ナフタレン（Ｃ10Ｈ8 ）＋気泡（Ｏ2 ）→フタル酸（Ｃ8 Ｈ6 Ｏ4 ）
図９は本発明の第４実施例を示す気泡と液滴の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００３５】
この図において、９０は気泡反応槽、９１はその気泡反応槽の絶縁性の底面、９２はその気泡反応槽の天井の高さが低い（液層の深さが浅い）絶縁性の天井、９３はその天井９２内に埋められた電極、９４は電極９３が形成される上基板、９５は電極９３に接続され、電圧を印加するコントローラ、９６は気泡反応槽９０内の不活性な液体、９７はその不活性な液体９６内にセットされる気泡、９８は不活性な液体９６内を移動する液滴である。
【００３６】
液滴９８と気泡９７とを合体させる場合には、液滴９８が不活発な液体９６に対して沈むため、気泡反応槽９０の天井の高さを低く（液層の深さを浅く）して、片側の電極９３で気泡９７と液滴９８の両方をハンドリングする必要がある。
【００３７】
この実施例では、気泡反応槽の絶縁性の天井９２を低く（液層の深さを浅く）することで、底面側に電極を設けなくても、天井９２内に埋められた電極９３へのコントローラ９５による電圧印加制御のみにより、気泡９７は勿論のこと、液滴９８をもハンドリングすることができ、装置の簡易化を図ることができる。なお、その作用効果は上記第２実施例と同様である。
【００３８】
実験では、ともに直径が７００μｍの気泡９７と液滴９８を用いたため不活性な液体９６の液層の深さを１ｍｍとした。実験に用いた電極９３には、Ｐｅｔフィルムに銀ペーストをシルクスクリーン印刷した平行電極（ピッチ０．５ｍｍ、電極幅０．２ｍｍ）を、液層にはシリコンオイル（粘度２ｃｓ）を用いた。
【００３９】
図１０は本発明の第５実施例を示す気泡と固体の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００４０】
この図において、１００は気泡反応槽、１０１はその気泡反応槽の絶縁性の底面、１０２はその気泡反応槽の天井の高さが低い（液層の深さが浅い）絶縁性の天井、１０３はその天井１０２内に埋められた電極、１０４は電極１０３が形成される上基板、１０５は電極１０３に接続され、電圧を印加するコントローラ、１０６は気泡反応槽１００内の不活性な液体、１０７はその不活性な液体１０６内にセットされる気泡、１０８は不活性な液体１０６内を移動する固体である。なお、固体１０８も第４実施例における液滴９８と同様に不活性な液体１０６に対して沈む。
【００４１】
この実施例でも、気泡反応槽の絶縁性の天井を低く（液層の深さを浅く）するので、底面側に電極を設けなくても、天井１０２内に埋められた電極１０３へのコントローラ１０５による電圧印加制御のみにより、気泡１０７は勿論のこと、固体１０８をもハンドリングすることができ、装置の簡易化を図ることができる。なお、その作用効果は上記第３実施例と同様である。
【００４２】
上記したように第４及び第５実施例では、簡素な構造の静電搬送チップにより、試料間の化学的合成を行うことができる。
【００４３】
図１１は本発明の第６実施例を示す気泡と各種の液滴や固体試料とを化学的に合体させる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の模式図である。
【００４４】
この図において、１１０は気泡反応槽、１１１は第１のマイクロチャネル、１１２は第２のマイクロチャネル、１１３は気泡反応槽の天井（逆に下から見て示されている）、１１４はある合体点に基づいて多段に配置されるアーチ状案内電極、１１５はストライプ状導出用電極、１１６はアーチ状案内電極１１４及びストライプ状導出用電極１１５に接続され、電圧を印加するためのコントローラ、１１７は第１のマイクロチャネル１１１より導出される第１の気泡、１１８は第２のマイクロチャネル１１２より導出される第２の気泡、１１９は第１の気泡１１７と第２の気泡１１８とが合体してできた化学的合成気泡である。
【００４５】
このように、同期をとって、複数のマイクロチャネル１１１，１１２から導出された気泡１１７，１１８は、アーチ状案内電極１１４に案内されて、１箇所で合体し、化学的合成気泡１１９を生成させることができる。また、第１のマイクロチャネル１１１からは気泡を導出し、第２のマイクロチャネル１１２からは液滴を導出して、アーチ状案内電極１１４内にて気泡と液滴を接触させて、化学反応を行わせることもできる。
【００４６】
この実施例によれば、簡単な構成により、複数のマイクロチャネルからの気泡（及び液滴）を合体させることにより、容易に化学的合成を行うことができる。
【００４７】
本発明によれば、上記したように、液中微小気泡を用いた気体−気体反応、気体−液体又は気体−固体反応を行わせることができる。
【００４８】
すなわち、電極を化学的に不活性な液体で満たし、試料である微小な気泡、微小液滴および微小固体を静電気力で移動、合体させることができる。
【００４９】
本発明は、不活性な液体中にある気泡を静電搬送することにより、気泡同士または気泡と液滴又は固体を合体させて化学反応を行わせることができる。
【００５０】
その場合に、弁等を用いずに、気泡を用いることにより、静電搬送型のチップの大きさの低減を図った。
【００５１】
図１２は本発明の第７実施例を示す光による気体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００５２】
この図において、１２０は気泡反応槽、１２１はガラスなどからなる気泡反応槽の底面、１２２は気泡反応槽の絶縁性の天井、１２３はその絶縁性の天井１２２内に埋められた電極、１２４は電極１２３が形成されている上基板、１２５は電極１２３に接続され電圧を印加するコントローラ、１２６は気泡反応槽１２０内の不活性な液体、１２７はその不活性な液体１２６内にセットされる第１の気泡、１２８はその第１の気泡と化学的に合成される第２の気泡、１２９は照射される光である。
【００５３】
この実施例の光による気体−気体反応では、例えば、
ＣＨ4 （メタン）にＣｌ2 （塩素）を光照射の元で反応させることにより、ＣＨ3 Ｃｌ（クロロメタン）＋ＨＣｌを得ることができる。
【００５４】
すなわち、
ＣＨ4 （メタン）＋Ｃｌ2 （塩素）＋光→ＣＨ3 Ｃｌ（クロロメタン）＋ＨＣｌ
また、図示しないが、この実施例の第１の気泡１２７を液滴に変えた光による気体−液体反応では、例えば、
Ｃ6 Ｈ6 （ベンゼン：液体）に３Ｃｌ2 （塩素）を光照射の元で反応させることにより、Ｃ6 Ｈ6 Ｃｌ6 （ヘキサクロロシクロヘキサン）を得ることができる。
【００５５】
すなわち、
Ｃ6 Ｈ6 （ベンゼン：液体）＋３Ｃｌ2 （塩素）＋光→Ｃ6 Ｈ6 Ｃｌ6
図１３は本発明の第８実施例を示す加熱による液体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００５６】
この図において、１３０は気泡反応槽、１３１は気泡反応槽の底面、１３２は気泡反応槽の絶縁性の天井、１３３はその絶縁性の天井１３２内に埋められた電極、１３４は電極１３３が形成されている上基板、１３５は電極１３３に接続され電圧を印加するコントローラ、１３６は気泡反応槽１３０内の不活性な液体、１３７はその不活性な液体１３６内にセットされる液滴、１３８はその液滴と化学的に合成される気泡、１３９は熱を発生するヒータである。
【００５７】
加熱による液体−気体反応、ここでは、液体が気体に分離するという反応であるが、この実施例の加熱による液体−気体反応では、例えば、
Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ（エタノール）と濃Ｈ2 ＳＯ4 を加熱すると、Ｃ2 Ｈ4 （エチレン）＋Ｈ2 Ｏを得ることができる。
【００５８】
この場合、液滴から気体（エチレン）が生じるので、エチレンを静電搬送することになる。
【００５９】
すなわち、
Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ（エタノール）＋濃Ｈ2 ＳＯ4 ＋加熱→Ｃ2 Ｈ4 （エチレン）＋Ｈ2 Ｏ
また、図示しないが、この実施例の液滴１３７を気泡に変えた加熱による気体−気体反応では、例えば、
ＣＨ4 （メタン）とＣｌ2 （塩素）を加熱するとＣＨ3 Ｃｌ（クロロメタン）＋ＨＣｌを得ることができる。
【００６０】
すなわち、
ＣＨ4 （メタン）＋Ｃｌ2 （塩素）＋熱→ＣＨ3 Ｃｌ（クロロメタン）＋ＨＣｌ
図１４は本発明の第９実施例を示す加圧による気体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００６１】
この図において、１４０は気泡反応槽、１４１は気泡反応槽の底面、１４２は気泡反応槽の絶縁性の天井、１４３はその絶縁性の天井１４２内に埋められた電極、１４４は電極１４３が形成されている上基板、１４５は電極１４３に接続され、電圧を印加するコントローラ、１４６は気泡反応槽１４０内の不活性な液体、１４７はその不活性な液体１４６内にセットされる第１の気泡、１４８はその第１の気泡と化学的に合成される第２の気泡、１４９は圧力容器である。
【００６２】
この実施例の加圧（加熱）による気体−気体反応では、例えば、
Ｃ2 Ｈ4 （エチレン）を加圧（加熱）すると、（−Ｃ2 Ｈ4 −）n （ポリエチレン）を得ることができる。
【００６３】
すなわち、
Ｃ2 Ｈ4 （エチレン）＋加圧・加熱→（−Ｃ2 Ｈ4 −）n （ポリエチレン）
なお、上記実施例では、２個の試料の化学的合成について述べたが、３個以上の試料の化学的合成を行うようにしてもよい。
【００６４】
また、気泡反応槽の加熱法としては、ヒータで加熱するのに代えて、微小液滴の導電性を利用した通電加熱を採用するようにしてもよい。
【００６５】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００６６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００６７】
（Ａ）液中にある微小な気泡を用いるようにしているため、サンプル、試薬が微小量で済む。
【００６８】
（Ｂ）気泡を静電気力で搬送するため、電極上を平面的に移動、停止することができる。したがって、特別なマイクロチャネル、マイクロバルブ、マイクロポンプなどの微小流体素子が不要である。
【００６９】
（Ｃ）基板上で同時に複数の試料の化学反応による合成を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す気泡と気泡の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す気泡の直径と移動速度との関係を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す印加電圧と気泡の速度とを示す図である。
【図４】本発明の第１実施例を示す気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の部分拡大断面図である。
【図５】本発明の第１実施例の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、気泡が反応する様子を示す気泡反応槽の底面から天井を見た図面代用写真（実験例）である。
【図６】本発明の第１実施例のマイクロチャネルによる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の模式図（気泡反応槽の天井面を示す図）である。
【図７】本発明の第２実施例を示す気泡と液滴の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図８】本発明の第３実施例を示す気泡と固体の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図９】本発明の第４実施例を示す気泡と液滴の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図１０】本発明の第５実施例を示す気泡と固体の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図１１】本発明の第６実施例を示す気泡と各種の液滴や固体試料とを化学的に合体させる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図１２】本発明の第７実施例を示す光による気体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図１３】本発明の第８実施例を示す加熱による液体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図１４】本発明の第９実施例を示す加圧（加熱）による気体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図１５】従来の液体微粒子のハンドリング装置の断面模式図である。
【符号の説明】
１０，３１，５０，７０，９０，１００，１１０，１２０，１３０，１４０
気泡反応槽
１１，５１，７１，９１，１０１，１２１，１３１，１４１ 気泡反応槽の底面
１２，３２，５２，７２，９２，１０２，１１３，１２２，１３２，１４２
気泡反応槽の絶縁性の天井
１３，５３，５５，７３，７５，９３，１０３，１２３，１３３，１４３ 電極
１４，５４，７４，９４，１０４，１２４，１３４，１４４ 上基板
１５，５７，７７，９５，１０５，１１６，１２５，１３５，１４５ コントローラ
１６，５８，７８，９６，１０６，１２６，１３６，１４６ 不活性な液体
１７，４１，１１７，１２７，１４７ 第１の気泡（試料）
１８，４２，１１８，１２８，１４８ 第２の気泡（試料）
１９，６１，８１ 触媒
２１ 第１の気泡としてのＮＯ（試料）
２２ 第２の気泡としてのＯ2 （試料）
２３ ＮＯ2
３３ ドット型電極
３４，１１１ 第１のマイクロチャネル
３５ 第１のマイクロチャネルの本流となる通路
３６ 第１のマイクロチャネルに合流する第１の気体路
３７，１１２ 第２のマイクロチャネル
３８ 第２のマイクロチャネルの本流となる通路
３９ 第２のマイクロチャネルに合流する第２の気体路
５６，７６ 下基板
５９，７９，９７，１０７，１３８ 気泡（試料）
６０，９８，１３７ 液滴（試料）
８０，１０８ 固体（試料）
１１４ 多段に配置されるアーチ状案内電極
１１５ ストライプ状導出用電極
１１９ 化学的合成気泡
１２９ 照射される光
１３９ 熱を発生するヒータ
１４９ 圧力容器
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体反応用マイクロ化学リアクタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、本願発明者らは、ドット型電極をチップ上に配置して、不活性な液中に生成させた微小液滴の静電搬送ならびに化学合成の研究を行なっており、既に、液体中に微粒子を生成し、その微小粒子を移動させる提案を行っている（下記【特許文献１】参照）。
【０００３】
図１５はかかる従来の液体微粒子のハンドリング装置の断面模式図である。
【０００４】
ここでは、電極線２を２次元的に配置した絶縁層３を有する基板１上に、不活性な液４中に生成させた微小液滴５を置き、電極線２の電圧をコントローラで制御することにより、２次元の任意の方向に微小液滴５をハンドリングすることができる。
【０００５】
【特許文献１】
国際公開 ＷＯ ０２／０６６９９２ Ａ１ 第６−７頁 第３図
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者らは、液槽の天井に電極線を配線し、不活性な液中に生成させた微小気泡を微小液滴や微小固体に作用させて、静電搬送ならびに化学合成を可能にする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の開発を行った。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑み、静電搬送チップ上で確実に操作を行うことができる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される電極と、この電極に電圧を印加するコントローラとを備え、前記気泡反応槽内にセットされる複数の試料のうち少なくとも気泡試料を前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡反応槽内にセットされる他の試料と合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【０００９】
〔２〕上記〔１〕記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽内にセットされる複数の気泡試料を前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記複数の気泡試料を合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【００１０】
〔３〕上記〔１〕記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽の天井の高さを低く（液層の深さを浅く）して、この気泡反応槽内にセットされる気泡試料と液体試料とを前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡試料と液体試料とを合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【００１１】
〔４〕上記〔１〕記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽の天井の高さを低く（液層の深さを浅く）して、この気泡反応槽内にセットされる気泡試料と固体試料とを前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡試料と固体試料とを合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【００１２】
〔５〕気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される第１の電極と、前記気泡反応槽の底部に形成される第２の電極と、前記電極に電圧を印加するコントローラとを備え、前記気泡反応槽内にセットされる気泡試料を前記コントローラによる第１の電極への印加電圧の制御により、液滴試料を前記コントローラによる第２の電極への印加電圧の制御により、それぞれハンドリングして、前記気泡試料と液滴試料を合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【００１３】
〔６〕気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される第１の電極と、前記気泡反応槽の底部に形成される第２の電極と、前記電極に電圧を印加するコントローラとを備え、前記気泡反応槽内にセットされる気泡試料を前記コントローラによる第１の電極への印加電圧の制御により、固体試料を前記コントローラによる第２の電極への印加電圧の制御により、それぞれハンドリングして、前記気泡試料と固体試料を衝突させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【００１４】
〔７〕上記〔１〕から〔６〕のいずれか１項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する光照射手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
〔８〕上記〔１〕から〔６〕のいずれか１項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する加熱手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
〔９〕上記〔１〕から〔６〕のいずれか１項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する加圧手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１実施例を示す気泡と気泡の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図、図２は本発明の第１実施例を示す気泡の直径と移動速度との関係を示す図、図３は印加電圧と気泡の速度とを示す図である。
【００１９】
これらの図において、１０は気泡反応槽、１１は気泡反応槽の底面、１２は気泡反応槽の絶縁性の天井、１３はその絶縁性の天井１２内に埋められた電極、１４は電極１３が形成されている上基板、１５は電極１３に電圧を印加するコントローラ、１６は気泡反応槽１０内の不活性な液体、１７はその不活性な液体１６内にセットされる第１の気泡、１８はその第１の気泡と化学的に合成される第２の気泡である。
【００２０】
ここで、気泡１７，１８は不活性な液体（シリコンオイル、アルカン類、フロリナートなど）１６に対して浮くため、電極１３は気泡反応槽の天井１２に設ける。
【００２１】
そこで、第２の気泡１８は電極１３によって気泡反応槽の絶縁性の天井１２に保持されており、これに対して、第１の気泡１７は電極１３への印加電圧の切り換えによって気泡反応槽１０の天井１２に接触しながら第２の気泡１８側へと移動する。
【００２２】
その際に、図２に示すように、気泡の略大きさが大きくなると、その移動速度は遅くなる。また、図３に示すように、電極に印加される電圧が大きくなると、その気泡の移動速度は早くなることが分かる。
【００２３】
図４は本発明の第１実施例を示す気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の部分拡大断面図、図５は本発明の第１実施例の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、気泡が反応する様子を示す気泡反応槽の底面から天井を見た図面代用写真である。ここでは、第２の気泡１８は触媒１９上に保持されて、第１の気泡１７と化学的合成を行うように構成されている。
【００２４】
そこで、例えば、図５に示すように、第１の気泡としてのＮＯ２１が、気泡反応槽１０の天井１２に保持されている第２の気泡としてのＯ2 ２２の方に電極１３への印加電圧の切り換えによって移動して、徐々に両者は接近し、遂には、第１の気泡としてのＮＯ２１と第２の気泡としてのＯ2 ２２が合体して、ＮＯ2 ２３が化学的に合成される。
【００２５】
図６は本発明の第１実施例のマイクロチャネルによる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の模式図（気泡反応槽の天井面を示す図）である。
【００２６】
この図において、３１は気泡反応槽、３２はその天井、３３はその天井３２に形成されたドット型電極、３４は第１のマイクロチャネル、３５はその第１のマイクロチャネル３４の本流となる通路、３６はその第１のマイクロチャネル３４に合流する第１の気体路、３７は第２のマイクロチャネル、３８はその第２のマイクロチャネル３７の本流となる通路、３９はその第２のマイクロチャネル３７に合流する第２の気体路、４１は第１の気泡、４２は第２の気泡であり、これらの気泡４１と４２がドット型電極３３への印加電圧の切り換えによりハンドリングされて、化学的に合成される。
【００２７】
ここでは、第１のマイクロチャネル３４の本流となる通路３５と第１のマイクロチャネル３４に合流する第１の気体路３６により、第１の気泡４１が生成され、第２のマイクロチャネル３７の本流となる通路３８と第２のマイクロチャネル３７に合流する第２の気体路３９により、第２の気泡４２が生成され、それぞれ気泡反応槽３１に供給され、そこで、第１の気泡４１と第２の気泡４２とのドット型電極３３への電圧の選択的印加により、ハンドリングされて、第１の気泡４１と第２の気泡４２との化学的合成が行われる。
【００２８】
図７は本発明の第２実施例を示す気泡と液滴の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００２９】
この図において、５０は気泡反応槽、５１はその気泡反応槽の絶縁性の底面、５２は気泡反応槽の絶縁性の天井、５３はその天井５２内に埋められた電極、５４は電極５３が形成される上基板、５５は気泡反応槽の絶縁性の底面５１内に埋められた電極、５６は電極５５が形成される下基板、５７は電極５３，５５に接続され、電圧を印加するコントローラ、５８は気泡反応槽５０内の不活性な液体、５９はその不活性な液体５８内にセットされる気泡、６０は不活性な液体５８内を移動する液滴、６１は天井面に配置される触媒である。
【００３０】
そこで、上記したように、気泡５９は、不活性な液体５８に対して浮くために、気泡反応槽５０の天井５２上に形成された触媒６１上に保持しておき、液滴６０は不活性な液体５８に対して沈むため、液滴６０を気泡反応槽の底面５１に形成された電極５５の電圧の切り換えにより、右方向へハンドリングして、その液滴６０を気泡５９に衝突させて化学的合成を行う。例えば、液滴６０がＢａＯＨ2 、気泡５９がＣＯ2 である場合には、ＢａＣＯ3 が化学的に合成される。
【００３１】
図８は本発明の第３実施例を示す気泡と固体の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００３２】
この図において、７０は気泡反応槽、７１はその気泡反応槽の絶縁性の底面、７２は気泡反応槽の絶縁性の天井、７３はその天井７２内に埋められた電極、７４は電極７３が形成される上基板、７５は気泡反応槽の絶縁性の底面７１内に埋められた電極、７６は電極７５が形成される下基板、７７は電極７３，７５に接続され、電圧を印加するコントローラ、７８は気泡反応槽７０内の不活性な液体、７９はその不活性な液体７８内にセットされる気泡、８０は不活性な液体７８内を移動する固体、８１は天井面に配置される触媒である。
【００３３】
そこで、上記したように、気泡７９は、不活性な液体７８に対して浮くために、気泡反応槽７０の天井７２上に形成された触媒８１上に保持しておき、固体８０は不活性な液体７８に対して沈むため、固体８０を気泡反応槽の底面７１に形成された電極７５の電圧の切り換えにより、右方向へハンドリングして、その固体８０を気泡７９に衝突させて化学的合成を行う。例えば、酸化バナジウムＶ8 Ｏ5 を触媒８１として、固体８０がナフタレンＣ10Ｈ8 、気泡７９がＯ2 である場合には、フタル酸Ｃ8 Ｈ6 Ｏ4 が化学的に合成される。
【００３４】
触媒…酸化バナジウム Ｖ2 Ｏ5
ナフタレン（Ｃ10Ｈ8 ）＋気泡（Ｏ2 ）→フタル酸（Ｃ8 Ｈ6 Ｏ4 ）
図９は本発明の第４実施例を示す気泡と液滴の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００３５】
この図において、９０は気泡反応槽、９１はその気泡反応槽の絶縁性の底面、９２はその気泡反応槽の天井の高さが低い（液層の深さが浅い）絶縁性の天井、９３はその天井９２内に埋められた電極、９４は電極９３が形成される上基板、９５は電極９３に接続され、電圧を印加するコントローラ、９６は気泡反応槽９０内の不活性な液体、９７はその不活性な液体９６内にセットされる気泡、９８は不活性な液体９６内を移動する液滴である。
【００３６】
液滴９８と気泡９７とを合体させる場合には、液滴９８が不活発な液体９６に対して沈むため、気泡反応槽９０の天井の高さを低く（液層の深さを浅く）して、片側の電極９３で気泡９７と液滴９８の両方をハンドリングする必要がある。
【００３７】
この実施例では、気泡反応槽の絶縁性の天井９２を低く（液層の深さを浅く）することで、底面側に電極を設けなくても、天井９２内に埋められた電極９３へのコントローラ９５による電圧印加制御のみにより、気泡９７は勿論のこと、液滴９８をもハンドリングすることができ、装置の簡易化を図ることができる。なお、その作用効果は上記第２実施例と同様である。
【００３８】
実験では、ともに直径が７００μｍの気泡９７と液滴９８を用いたため不活性な液体９６の液層の深さを１ｍｍとした。実験に用いた電極９３には、Ｐｅｔフィルムに銀ペーストをシルクスクリーン印刷した平行電極（ピッチ０．５ｍｍ、電極幅０．２ｍｍ）を、液層にはシリコンオイル（粘度２ｃｓ）を用いた。
【００３９】
図１０は本発明の第５実施例を示す気泡と固体の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００４０】
この図において、１００は気泡反応槽、１０１はその気泡反応槽の絶縁性の底面、１０２はその気泡反応槽の天井の高さが低い（液層の深さが浅い）絶縁性の天井、１０３はその天井１０２内に埋められた電極、１０４は電極１０３が形成される上基板、１０５は電極１０３に接続され、電圧を印加するコントローラ、１０６は気泡反応槽１００内の不活性な液体、１０７はその不活性な液体１０６内にセットされる気泡、１０８は不活性な液体１０６内を移動する固体である。なお、固体１０８も第４実施例における液滴９８と同様に不活性な液体１０６に対して沈む。
【００４１】
この実施例でも、気泡反応槽の絶縁性の天井を低く（液層の深さを浅く）するので、底面側に電極を設けなくても、天井１０２内に埋められた電極１０３へのコントローラ１０５による電圧印加制御のみにより、気泡１０７は勿論のこと、固体１０８をもハンドリングすることができ、装置の簡易化を図ることができる。なお、その作用効果は上記第３実施例と同様である。
【００４２】
上記したように第４及び第５実施例では、簡素な構造の静電搬送チップにより、試料間の化学的合成を行うことができる。
【００４３】
図１１は本発明の第６実施例を示す気泡と各種の液滴や固体試料とを化学的に合体させる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の模式図である。
【００４４】
この図において、１１０は気泡反応槽、１１１は第１のマイクロチャネル、１１２は第２のマイクロチャネル、１１３は気泡反応槽の天井（逆に下から見て示されている）、１１４はある合体点に基づいて多段に配置されるアーチ状案内電極、１１５はストライプ状導出用電極、１１６はアーチ状案内電極１１４及びストライプ状導出用電極１１５に接続され、電圧を印加するためのコントローラ、１１７は第１のマイクロチャネル１１１より導出される第１の気泡、１１８は第２のマイクロチャネル１１２より導出される第２の気泡、１１９は第１の気泡１１７と第２の気泡１１８とが合体してできた化学的合成気泡である。
【００４５】
このように、同期をとって、複数のマイクロチャネル１１１，１１２から導出された気泡１１７，１１８は、アーチ状案内電極１１４に案内されて、１箇所で合体し、化学的合成気泡１１９を生成させることができる。また、第１のマイクロチャネル１１１からは気泡を導出し、第２のマイクロチャネル１１２からは液滴を導出して、アーチ状案内電極１１４内にて気泡と液滴を接触させて、化学反応を行わせることもできる。
【００４６】
この実施例によれば、簡単な構成により、複数のマイクロチャネルからの気泡（及び液滴）を合体させることにより、容易に化学的合成を行うことができる。
【００４７】
本発明によれば、上記したように、液中微小気泡を用いた気体−気体反応、気体−液体又は気体−固体反応を行わせることができる。
【００４８】
すなわち、電極を化学的に不活性な液体で満たし、試料である微小な気泡、微小液滴および微小固体を静電気力で移動、合体させることができる。
【００４９】
本発明は、不活性な液体中にある気泡を静電搬送することにより、気泡同士または気泡と液滴又は固体を合体させて化学反応を行わせることができる。
【００５０】
その場合に、弁等を用いずに、気泡を用いることにより、静電搬送型のチップの大きさの低減を図った。
【００５１】
図１２は本発明の第７実施例を示す光による気体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００５２】
この図において、１２０は気泡反応槽、１２１はガラスなどからなる気泡反応槽の底面、１２２は気泡反応槽の絶縁性の天井、１２３はその絶縁性の天井１２２内に埋められた電極、１２４は電極１２３が形成されている上基板、１２５は電極１２３に接続され電圧を印加するコントローラ、１２６は気泡反応槽１２０内の不活性な液体、１２７はその不活性な液体１２６内にセットされる第１の気泡、１２８はその第１の気泡と化学的に合成される第２の気泡、１２９は照射される光である。
【００５３】
この実施例の光による気体−気体反応では、例えば、
ＣＨ4 （メタン）にＣｌ2 （塩素）を光照射の元で反応させることにより、ＣＨ3 Ｃｌ（クロロメタン）＋ＨＣｌを得ることができる。
【００５４】
すなわち、
ＣＨ4 （メタン）＋Ｃｌ2 （塩素）＋光→ＣＨ3 Ｃｌ（クロロメタン）＋ＨＣｌ
また、図示しないが、この実施例の第１の気泡１２７を液滴に変えた光による気体−液体反応では、例えば、
Ｃ6 Ｈ6 （ベンゼン：液体）に３Ｃｌ2 （塩素）を光照射の元で反応させることにより、Ｃ6 Ｈ6 Ｃｌ6 （ヘキサクロロシクロヘキサン）を得ることができる。
【００５５】
すなわち、
Ｃ6 Ｈ6 （ベンゼン：液体）＋３Ｃｌ2 （塩素）＋光→Ｃ6 Ｈ6 Ｃｌ6
図１３は本発明の第８実施例を示す加熱による液体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００５６】
この図において、１３０は気泡反応槽、１３１は気泡反応槽の底面、１３２は気泡反応槽の絶縁性の天井、１３３はその絶縁性の天井１３２内に埋められた電極、１３４は電極１３３が形成されている上基板、１３５は電極１３３に接続され電圧を印加するコントローラ、１３６は気泡反応槽１３０内の不活性な液体、１３７はその不活性な液体１３６内にセットされる液滴、１３８はその液滴と化学的に合成される気泡、１３９は熱を発生するヒータである。
【００５７】
加熱による液体−気体反応、ここでは、液体が気体に分離するという反応であるが、この実施例の加熱による液体−気体反応では、例えば、
Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ（エタノール）と濃Ｈ2 ＳＯ4 を加熱すると、Ｃ2 Ｈ4 （エチレン）＋Ｈ2 Ｏを得ることができる。
【００５８】
この場合、液滴から気体（エチレン）が生じるので、エチレンを静電搬送することになる。
【００５９】
すなわち、
Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ（エタノール）＋濃Ｈ2 ＳＯ4 ＋加熱→Ｃ2 Ｈ4 （エチレン）＋Ｈ2 Ｏ
また、図示しないが、この実施例の液滴１３７を気泡に変えた加熱による気体−気体反応では、例えば、
ＣＨ4 （メタン）とＣｌ2 （塩素）を加熱するとＣＨ3 Ｃｌ（クロロメタン）＋ＨＣｌを得ることができる。
【００６０】
すなわち、
ＣＨ4 （メタン）＋Ｃｌ2 （塩素）＋熱→ＣＨ3 Ｃｌ（クロロメタン）＋ＨＣｌ
図１４は本発明の第９実施例を示す加圧による気体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【００６１】
この図において、１４０は気泡反応槽、１４１は気泡反応槽の底面、１４２は気泡反応槽の絶縁性の天井、１４３はその絶縁性の天井１４２内に埋められた電極、１４４は電極１４３が形成されている上基板、１４５は電極１４３に接続され、電圧を印加するコントローラ、１４６は気泡反応槽１４０内の不活性な液体、１４７はその不活性な液体１４６内にセットされる第１の気泡、１４８はその第１の気泡と化学的に合成される第２の気泡、１４９は圧力容器である。
【００６２】
この実施例の加圧（加熱）による気体−気体反応では、例えば、
Ｃ2 Ｈ4 （エチレン）を加圧（加熱）すると、（−Ｃ2 Ｈ4 −）n （ポリエチレン）を得ることができる。
【００６３】
すなわち、
Ｃ2 Ｈ4 （エチレン）＋加圧・加熱→（−Ｃ2 Ｈ4 −）n （ポリエチレン）
なお、上記実施例では、２個の試料の化学的合成について述べたが、３個以上の試料の化学的合成を行うようにしてもよい。
【００６４】
また、気泡反応槽の加熱法としては、ヒータで加熱するのに代えて、微小液滴の導電性を利用した通電加熱を採用するようにしてもよい。
【００６５】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００６６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００６７】
（Ａ）液中にある微小な気泡を用いるようにしているため、サンプル、試薬が微小量で済む。
【００６８】
（Ｂ）気泡を静電気力で搬送するため、電極上を平面的に移動、停止することができる。したがって、特別なマイクロチャネル、マイクロバルブ、マイクロポンプなどの微小流体素子が不要である。
【００６９】
（Ｃ）基板上で同時に複数の試料の化学反応による合成を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す気泡と気泡の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す気泡の直径と移動速度との関係を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す印加電圧と気泡の速度とを示す図である。
【図４】本発明の第１実施例を示す気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の部分拡大断面図である。
【図５】本発明の第１実施例の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、気泡が反応する様子を示す気泡反応槽の底面から天井を見た図面代用写真（実験例）である。
【図６】本発明の第１実施例のマイクロチャネルによる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の模式図（気泡反応槽の天井面を示す図）である。
【図７】本発明の第２実施例を示す気泡と液滴の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図８】本発明の第３実施例を示す気泡と固体の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図９】本発明の第４実施例を示す気泡と液滴の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図１０】本発明の第５実施例を示す気泡と固体の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図１１】本発明の第６実施例を示す気泡と各種の液滴や固体試料とを化学的に合体させる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図１２】本発明の第７実施例を示す光による気体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図１３】本発明の第８実施例を示す加熱による液体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図１４】本発明の第９実施例を示す加圧（加熱）による気体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図１５】従来の液体微粒子のハンドリング装置の断面模式図である。
【符号の説明】
１０，３１，５０，７０，９０，１００，１１０，１２０，１３０，１４０
気泡反応槽
１１，５１，７１，９１，１０１，１２１，１３１，１４１ 気泡反応槽の底面
１２，３２，５２，７２，９２，１０２，１１３，１２２，１３２，１４２
気泡反応槽の絶縁性の天井
１３，５３，５５，７３，７５，９３，１０３，１２３，１３３，１４３ 電極
１４，５４，７４，９４，１０４，１２４，１３４，１４４ 上基板
１５，５７，７７，９５，１０５，１１６，１２５，１３５，１４５ コントローラ
１６，５８，７８，９６，１０６，１２６，１３６，１４６ 不活性な液体
１７，４１，１１７，１２７，１４７ 第１の気泡（試料）
１８，４２，１１８，１２８，１４８ 第２の気泡（試料）
１９，６１，８１ 触媒
２１ 第１の気泡としてのＮＯ（試料）
２２ 第２の気泡としてのＯ2 （試料）
２３ ＮＯ2
３３ ドット型電極
３４，１１１ 第１のマイクロチャネル
３５ 第１のマイクロチャネルの本流となる通路
３６ 第１のマイクロチャネルに合流する第１の気体路
３７，１１２ 第２のマイクロチャネル
３８ 第２のマイクロチャネルの本流となる通路
３９ 第２のマイクロチャネルに合流する第２の気体路
５６，７６ 下基板
５９，７９，９７，１０７，１３８ 気泡（試料）
６０，９８，１３７ 液滴（試料）
８０，１０８ 固体（試料）
１１４ 多段に配置されるアーチ状案内電極
１１５ ストライプ状導出用電極
１１９ 化学的合成気泡
１２９ 照射される光
１３９ 熱を発生するヒータ
１４９ 圧力容器
Claims (9)
- （ａ）不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される電極と、
（ｂ）該電極に電圧を印加するコントローラとを備え、
（ｃ）前記気泡反応槽内にセットされる複数の試料のうち少なくとも気泡試料を前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡反応槽内にセットされる他の試料と合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。 - 請求項１記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽内にセットされる複数の気泡試料を前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記複数の気泡試料を合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。
- 請求項１記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽の天井の高さを低くして、該気泡反応槽内にセットされる気泡試料と液体試料とを前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡試料と液体試料とを合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。
- 請求項１記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽の天井の高さを低くして、該気泡反応槽内にセットされる気泡試料と固体試料とを前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡試料と固体試料とを合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。
- （ａ）不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される第１の電極と、
（ｂ）前記気泡反応槽の底部に形成される第２の電極と、
（ｃ）前記電極に電圧を印加するコントローラとを備え、
（ｄ）前記気泡反応槽内にセットされる気泡試料を前記コントローラによる第１の電極への印加電圧の制御により、液滴試料を前記コントローラによる第２の電極への印加電圧の制御により、それぞれハンドリングして、前記気泡試料と液滴試料を合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。 - （ａ）不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される第１の電極と、
（ｂ）前記気泡反応槽の底部に形成される第２の電極と、
（ｃ）前記電極に電圧を印加するコントローラとを備え、
（ｄ）前記気泡反応槽内にセットされる気泡試料を前記コントローラによる第１の電極への印加電圧の制御により、固体試料を前記コントローラによる第２の電極への印加電圧の制御により、それぞれハンドリングして、前記気泡試料と固体試料を合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。 - 請求項１から６項のいずれか１項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する光照射手段を備えることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。
- 請求項１から６項のいずれか１項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する加熱手段を備えることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。
- 請求項１から６項のいずれか１項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する加圧手段を備えることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。
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