JP4892743B2 - 微細流路を用いた微小液滴の製造装置 - Google Patents

微細流路を用いた微小液滴の製造装置 Download PDF

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Description

本発明は、微細流路を用いた、単分散性に優れる微小液滴（エマルションおよび固体微粒子）の製造装置に関するものである。
エマルションの製造のため従来からホモミクサ等の装置による機械的分散法が用いられているが、作製されるエマルションの液滴サイズの均一性やサイズの精密制御等の性能は不十分である。また多孔質ガラス膜やシリコン基板に微細加工された微細溝や貫通孔を用いた膜乳化技術では、均一サイズのエマルションを作製できるが、液滴径の柔軟な制御は困難である。
そこで、上記の不具合を無くすため、本願発明者らは、微細溝の交差形状を利用したエマルションの生成手法を開発している（下記特許文献１参照）。この技術により、均一サイズのエマルションを生成することができ、またエマルションの液滴径や生成速度を流路内の流れの速さを操作することで柔軟に制御できるようになった。そして、この技術は、多相エマルションの生成（下記特許文献２参照）、球状固体微粒子の調製（特許文献３，４参照）、着色固体微粒子の調製（特許文献５参照）などに応用されている。
ＷＯ０２／０６８１０４号公報 特開２００４−２３７１７７号公報 特開２００４−０５９８０２号公報 特開２００４−０６７９５３号公報 特開２００４−１９７０８３号公報
しかしながら、上記の従来技術における１つの微細流路交差構造では、液滴生成が行われる流量に上限があるため、処理できる量が少ないという問題がある。
液滴生成用の微細流路の分岐構造を多数並べた例として、Ｙ字構造の微細流路を同心円状に多数並べたチップの開発事例がある。チップの構造は、（ａ）分散相液体分配用微細流路の層、（ｂ）連続相液体分配用微細流路の層、（ｃ）液滴生成用Ｙ字微細流路の層、の３層を貼り合せたものとなっている。すなわち、この従来の装置では、１つの装置のために微細流路基板を３枚貼り合せなければならず、構造が複雑になっている。また、この従来の装置では運転中に微細流路内部を観察することはできず、流路内部の状態把握を光学的に行うことができない。微細流路は本質的に目詰まりを生じやすいものであり、運転時に流路内部の状態把握を容易に行えることは生産装置として重要な要素である。
本発明は、上記状況に鑑みて、微小液滴を低コストで、効率的に、しかも大量生産することができる微細流路を用いた微小液滴の製造装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、中央部に形成される微小液滴の排出口と、この微小液滴の排出口に接続され、この微小液滴の排出口を中心とした円周上に配置される複数の微小液滴の生成部と、該複数の微小液滴の生成部に連続相液体を供給するマイクロチャンネルと、前記複数の微小液滴の生成部に分散相液体を供給するマイクロチャンネルと、前記複数の微小液滴の生成部の隣り合う微小液滴の生成部の間であって前記複数の微小液滴の生成部より外側で、かつ前記微小液滴の排出口を中心とした円周上に配置される第１の液体の送出口と、この第１の液体の送出口の外側であって、前記微小液滴の排出口を中心とした円周上に配置される第２の液体の送出口とを有する階層構造からなる微細流路構造体保持用ホルダーを備え、前記階層構造からなる微細流路構造体保持用ホルダーの第１の液体の送出口と第２の液体の送出口に接続される流量可変ポンプを具備することを特徴とする。
〔２〕上記〔１〕記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記第１の液体が分散相液体、前記第２の液体が連続相液体であることを特徴とする。
〔３〕上記〔２〕記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記複数の微小液滴の生成部は、前記連続相液体に対して両側から分散相液体が交互に合流することを特徴とする。
〔４〕上記〔３〕記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記分散相液体が第１の分散相液体と第２の分散相液体からなり、前記第１の分散相液体と第２分散相液体は種類の異なる材料からなることを特徴とする。
〔５〕上記〔２〕記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記微細流路構造体保持用ホルダーが、前記微細流路構造体の下部に配置される微小液滴の排出を行う第１層と、この第１層の下部に配置される分散相液体が供給される第２層と、この第２層の下部に配置される連続相液体が供給される第３層とを具備することを特徴とする。
〔６〕上記〔４〕記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記微細流路構造体保持用ホルダーが、前記微細流路構造体の下部に配置される微小液滴の排出を行う第１層と、この第１層の下部に配置される第１の分散相液体が供給される第２層と、この第２層の下部に配置される第２の分散相液体が供給される第３層と、この第３層の下部に配置される連続相液体が供給される第４層とを具備することを特徴とする。
〔７〕上記〔１〕記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記第１の液体が連続相液体、前記第２の液体が分散相液体であることを特徴とする。
〔８〕上記〔７〕記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記複数の微小液滴の生成部は、前記分散相液体に対して両側から連続相液体が合流することを特徴とする。
〔９〕上記〔７〕記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記微細流路構造体保持用ホルダーが、前記微細流路構造体の下部に配置される微小液滴の排出を行う第１層と、この第１層の下部に配置される連続相液体が供給される第２層と、この第２層の下部に配置される分散相液体が供給される第３層とを具備することを特徴とする。
〔１０〕上記〔８〕記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記連続相液体が第１の連続相液体と第２の連続相液体からなり、前記第１の連続相液体と第２の連続相液体は種類の異なる材料からなることを特徴とする。
〔１１〕上記〔１０〕記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記微細流路構造体保持用ホルダーが、前記微細流路構造体の下部に配置される微小液滴の排出を行う第１層と、この第１層の下部に配置される第１の連続相液体が供給される第２層と、この第２層の下部に配置される第２の連続相液体が供給される第３層と、この第３層の下部に配置される分散相液体が供給される第４層とを具備することを特徴とする。
〔１２〕上記〔１〕記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記第１の液体が連続相液体、前記第２の液体が分散相液体であり、この分散相液体が種類の異なる材料からなる第１の分散相液体と第２の分散相液体であることを特徴とする。
〔１３〕上記〔１２〕記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記第１の分散相液体と第２の分散相液体は、隣り合う前記第２の液体の送出口から順次異ならせて送出されることを特徴とする。
〔１４〕上記〔１３〕記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記微細流路構造体保持用ホルダーが、前記微細流路構造体の下部に配置される微小液滴の排出を行う第１層と、この第１層の下部に配置される連続相液体が供給される第２層と、この第２層の下部に配置される第２の分散相が供給される第３層と、この第３層の下部に配置される第１の分散相が供給される第４層を具備することを特徴とする。
〔１５〕上記〔１〕〜〔５〕、〔７〕〜〔９〕又は〔１４〕の何れか一項記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記第１の液体の送出口と第２の液体の送出口に接続される流量可変ポンプは各々１台であり、この流量可変ポンプから均等に前記第１の液体の送出口と前記第２の液体の送出口とに送液されることを特徴とする。
〔１６〕上記〔１〕から〔１４〕の何れか一項記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記微細流路構造体の基板を透明板となし、この透明板を通して微細流路内部の状態を直接観察可能にすることを特徴とする。
本発明の第１実施例を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図である。 本発明の第１実施例を示す微小液滴の製造装置の十字流路における微小液滴生成の模式図である。 本発明の第１実施例を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの断面模式図である。 本発明の第１実施例を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの分解斜視図である。 本発明の実施例を示す微細流路を用いた微小液滴の生成システムブロック図である。 本発明の実施例を示す微細流路を用いた微小液滴の生成システム構成模式図である。 本発明の第１実施例の具体例１の微小液滴が生成される様子を示す図である。 本発明にかかる微小液滴の製造装置の微小液滴の排出口への微小液滴の排出され、溜まった状態を示す図である。 本発明の第１実施例を示す微小液滴の均一性を示す図（その１）である。 本発明の第１実施例を示す微小液滴の均一性を示す図（その２）である。 本発明の第１実施例の具体例３を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図である。 本発明の第１実施例の具体例３を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの断面模式図である。 本発明の第１実施例の具体例３の微小液滴が生成される様子を示す図である。 本発明の第１実施例の具体例３の微小液滴の均一性を示す図である。 本発明の第１実施例の具体例４を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図である。 本発明の第１実施例の具体例４を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの断面模式図である。 本発明の第１実施例の具体例４の微小液滴が生成される様子を示す図である。 本発明の第１実施例の具体例４の微小液滴の均一性を示す図である。 本発明の第１実施例の具体例５を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図である。 本発明の第１実施例の具体例５を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの断面模式図である。 本発明の第１実施例の具体例５の微小液滴が生成される様子を示す図である。 本発明の第１実施例の具体例５の微小液滴の均一性を示す図である。 本発明の第１実施例の具体例６を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図である。 本発明の第１実施例の具体例６を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの断面模式図である。 本発明の第１実施例の具体例６の微小液滴が生成される様子を示す図である。 本発明の第１実施例の具体例６の微小液滴の均一性を示す図である。 本発明の第１実施例の具体例７を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図である。 本発明の第１実施例の具体例７を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体用ホルダーの断面模式図である。 本発明の第２実施例を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図である。 本発明の第２実施例を示す微小液滴の製造装置の交差流路における微小液滴生成の模式図である。 本発明の第２実施例を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの断面模式図である。 本発明の第２実施例の微小液滴が生成される様子を示す図である。 本発明の第２実施例の具体例８を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図である。 本発明の第２実施例の具体例８を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体用ホルダーの断面模式図である。 本発明の第３実施例を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図である。 本発明の第３実施例を示す微小液滴の製造装置の交差流路における微小液滴生成の模式図である。 本発明の第３実施例を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの断面模式図である。 本発明の第３実施例の微小液滴が生成される様子を示す図である。 本発明の第３実施例を示す微小液滴の均一性を示す図である。
本発明の微細流路を用いた微小液滴の製造装置は、中央部に形成される微小液滴の排出口と、この微小液滴の排出口に接続され、この微小液滴の排出口を中心とした円周上に配置される複数の微小液滴の生成部と、該複数の微小液滴の生成部に連続相液体を供給するマイクロチャンネルと、前記複数の微小液滴の生成部に分散相液体を供給するマイクロチャンネルと、前記複数の微小液滴の生成部の隣り合う微小液滴の生成部の間であって前記複数の微小液滴の生成部より外側で、かつ前記微小液滴の排出口を中心とした円周上に配置される第１の液体の送出口と、この第１の液体の送出口の外側であって、前記微小液滴の排出口を中心とした円周上に配置される第２の液体の送出口とを有する階層構造からなる微細流路構造体保持用ホルダーを備え、前記階層構造からなる微細流路構造体保持用ホルダーの第１の液体の送出口と第２の液体の送出口に接続される流量可変ポンプを具備する。
以下に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
図１は本発明の第１実施例を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図、図２はその微小液滴の製造装置の十字流路における微小液滴生成の模式図、図３は微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの断面模式図、図４はその微細流路構造体保持用ホルダーの分解斜視図である。
これらの図において、１は微細流路構造体（微細流路チップ）、２，２ａ，２ｂは連続相〔たとえばＷ（水）相〕液体の供給流路、３〜６は連続相液体の送出口、７〜１０は連続相液体の送出口３〜６から送出される連続相液体の分岐部、１１〜１８は連続相液体の分岐部７〜１０で分岐される連続相液体が流れる連続相マイクロチャンネル、２０，２０ａ，２０ｂは分散相〔たとえばＯ（油）相〕液体の供給流路、２１〜２８は分散相液体の送出口、３１〜３８は分散相液体の送出口２１〜２８から送出される分散相液体の分岐部、４１〜５６は分散相液体の分岐部３１〜３８で分岐される分散相液体が流れる分散相マイクロチャンネル、６１〜６８は連続相液体中に分散相液体が送出され微小液滴が生成される、十字流路からなる微小液滴生成部、７１〜７８は微小液滴生成部６１〜６８において生成された微小液滴を送出する微小液滴送出マイクロチャンネル、８１は微小液滴送出マイクロチャンネル７１〜７８が合流する微小液滴の排出口、８２は微小液滴の排出流路、１００は微細流路構造体保持用ホルダー、１０１は窓付カバー、１１１は排出層、１２１は第１の送液層（ここでは、分散相）、１３１は第２の送液層（ここでは、連続相）である。ここでは、８箇所の十字流路からなる微小液滴生成部６１〜６８が形成されている。
図３から明らかなように、この階層構造の微細流路構造体保持用ホルダー１００は、均等に流量を配分して供給するように構成されている。つまり、連続相液体及び分散相液体は、それぞれの供給口から各送液層の中央部まで送液された後、同じ流路条件となるように、複数の送出口へと送液されて、微小液滴生成部において微小液滴が生成され、その微小液滴は微細流路構造体中央の微小液滴の排出口へと送られ、微小液滴の排出流路から排出されるように構成されている。
図２は図１の微小液滴生成部６１の拡大模式図であり、連続相液体が流れる連続相マイクロチャンネル１２と分散相液体が流れる分散相マイクロチャンネル４２と４３が十字状に交差して、順次微小液滴を生成する様子を示す模式図である。
ここでは、分散相マイクロチャンネル４２を流れる分散相液体からなる微小液滴と分散相マイクロチャンネル４３を流れる分散相液体からなる微小液滴は、カルマン渦のように自発的に交互に生成させることができる。
図１〜図４から明らかなように、微小液滴の排出口８１を中心として、最も外側に連続相液体の送出口３〜６を、その内側に分散相液体の送出口２１〜２８を微小液滴の排出口８１を中心として同心円上の位置にそれぞれ配置し、さらに、同心円状に分散相液体の分岐部３１〜３８で分岐される分散相液体が流れる分散相マイクロチャンネル４１〜５６と、微小液滴が生成される、十字流路からなる微小液滴生成部６１〜６８を最も内側に形成して、微細流路構造体１を構成するようにしている。
すなわち、周縁部から連続相液体と分散相液体とを十字に交差させて、８箇所で微小液滴を生成し、その生成された微小液滴は、中心の微小液滴の排出口８１に導かれ、排出されることになる。
このように構成したので、大量の微小液滴を生成することができるとともに、その生成された微小液滴を微小液滴の排出口８１に導いて、順次排出することができ、大量に効率的に微小液滴を生成することができる。
次に、本発明の実施例を示す微細流路を用いた微小液滴の製造装置の、微細流路構造体保持用ホルダーの階層構造について、図３及び図４を参照しながら詳細に説明する。
ここでは、窓付カバー１０１、微小液滴の排出口８１と接続される排出層１１１の下部には、単一の流路を有する、分散相液体の流路に接続される第１の送液層１２１と、連続相液体の流路に接続される単一の流路を有する第２の送液層１３１を設けるようにしている。
図５は本発明の実施例を示す微細流路を用いた微小液滴の生成システムブロック図、図６はその構成模式図である。
図５において、１４１は第１の流量可変ポンプ、１４２は第１の流量可変ポンプ１４１に接続される第１の流量分配器、１４３は第２の流量可変ポンプ、１４４は第２の流量可変ポンプ１４３に接続される第２の流量分配器、１４５はコントローラ、１４６は第１の液滴生成装置モジュール、１４７は第２の液滴生成装置モジュール、１４８は第３の液滴生成装置モジュール、１４９は第４の液滴生成装置モジュール、１５０はそれぞれの液滴生成装置モジュール１４６〜１４９における液滴径や生成速度を測定するための測定装置である。
図６において、微小液滴の製造装置（マイクロチャンネル装置）１６１には、第１の流量可変ポンプとしての第１のシリンジポンプ１６２から第１の流体（例えば、分散相液体）を流路２０を介して送出し、第２の流量可変ポンプとしての第２のシリンジポンプ１６３から第２の流体（例えば、連続相液体）を流路２を介して送出し、上記したように、微小液滴が生成されると、微小液滴の排出口８１を介して流路８２から排出される。
液滴の発生状態は、光学式顕微鏡１７１に付属する高速度ビデオカメラ１７２で撮像し、それを画像処理装置（ＰＣ）１７４でモニターすることができる。なお、１７３は高速度ビデオカメラ本体である。
図７は本発明にかかる微小液滴の製造装置の微小液滴の排出口への微小液滴の排出状態を示す図、図８は微小液滴が溜まった状態を示す図である。
このように、図１に示したように８箇所で生成された微小液滴は、微小液滴の排出口へ連続的に排出され、大量に効率的に微小液滴を生成することができる。
図９は本発明の第１実施例を示す微小液滴の均一性を示す図（その１）、図１０は本発明の第１実施例を示す微小液滴の均一性を示す図（その２）である。
図９において、ビンサイズは２μｍ、分散相の流量Ｑdは２０ｍｌ／ｈ、連続相の流量Ｑcは３０ｍｌ／ｈ、液滴の平均Ｄavgは９５．０μｍ、変動係数（バラツキの度合）ＣＶは２．２％、液滴の個数Ｎは２００個である。
図１０において、ビンサイズは２μｍ、分散相の流量Ｑdは２０ｍｌ／ｈ、連続相の流量Ｑcは２０ｍｌ／ｈ、液滴の平均Ｄavgは１０６μｍ、変動係数（バラツキの度合）ＣＶは２．３％、液滴の個数Ｎは９０個である。
以下、本発明の具体例について説明する。
（具体例１）
図１に示すようなガラス製マイクロチャンネル（最小部：幅１００μｍ、深さ１００μｍ）を設けたプレートを作製した。これをステンレス（ＳＵＳ３０４）製の階層構造のホルダーに図３のようにセットし、図６のような構成の装置を用意した。分散相として重合開始剤として光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３）を添加した１，６ヘキサンジオールジアクリレート（新中村化学工業製ＡＨＤＮ）を、連続相としてポリビニルアルコール（日本合成化学製ＧＬ−０３）２％水溶液を用いた。第２のシリンジポンプ１６３を用いて連続相を３０ｍｌ／ｈｒ、第１のシリンジポンプ１６２を用いて分散相を２０ｍｌ／ｈｒでマイクロチャンネル装置に送液したところ、全ての分岐構造において液滴が生成される様子を図７のように観察することができた。得られた分散液（エマルション）に対して紫外線照射を行い、モノマー液滴を重合することにより樹脂粒子を得た（図８）。得られた樹脂粒子の平均粒径は９５μｍ、変動係数は２．２％であった（図９）。
（具体例２）
第２のシリンジポンプ１６３を用いて送液する連続相の流量を２０ｍｌ／ｈｒとする以外は具体例１と同様に行った。得られた樹脂粒子の平均粒径は１０６μｍ、変動係数は２．３％であった（図１０）。
（具体例３）
図１１は本発明の第１実施例の具体例３を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図、図１２はその微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの断面模式図、図１３はその微小液滴が生成される様子を示す図、図１４はその微小液滴の均一性を示す図である。ここでは、図１１から明らかなように、１６箇所の十字流路からなる微小液滴生成部が形成されている。
図１１に示すように、図１とその基本的構成を同じくする微細流路構造体１Ａを、図１２に示すように、図３とその基本的構成を同じくする微細流路構造体保持用ホルダーに配置して液滴を生成する。図１２の微細流路構造体保持用ホルダーの構造は、基本的に図３と同様であり、２Ａは連続相液体の供給流路、４Ａ，６Ａは連続相液体の送出口、２０Ａは分散相液体の供給流路、２３Ａ，２７Ａは分散相液体の送出口、８１Ａは微小液滴送出マイクロチャンネルが合流する微小液滴の排出口、８２Ａは微小液滴の排出流路、１００Ａは微細流路構造体保持用ホルダー、１０１Ａは窓付カバー、１１１Ａは排出層、１２１Ａは第１の送液層（ここでは、分散相）、１３１Ａは第２の送液層（ここでは、連続相）である。
ここでは、図１１に示すようなガラス製のマイクロチャンネル（最小部：幅１００μｍ、深さ１００μｍ）を設けたプレートを作製した。これをステンレス（ＳＵＳ３０４）製の階層構造のホルダーに図１２のようにセットし、図６に示すような構成の装置を用意した。分散相として重合開始剤として光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３）を添加した１，６ヘキサンジオールジアクリレート（新中村化学工業製ＡＨＤＮ）を、連続相としてポリビニルアルコール（日本合成化学製ＧＬ−０３）２％水溶液を用いた。第２のシリンジポンプ１６３を用いて連続相を６０ｍｌ／ｈｒ、第１のシリンジポンプ１６２を用いて分散相を４０ｍｌ／ｈｒでマイクロチャンネル装置に送液したところ、全ての分岐構造において液滴が生成される様子を、図１３に示すように観察することができた。図１４に示されるように、得られた液滴の平均粒径は９４．５μｍ、変動係数は２．０％であった。
（具体例４）
図１５は本発明の第１実施例の具体例４を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図、図１６はその微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの断面模式図、図１７はその微小液滴が生成される様子を示す図、図１８はその微小液滴の均一性を示す図である。ここでは、図１５から明らかなように、３２箇所の十字流路からなる微小液滴生成部が形成されている。
図１５に示すように、図１とその基本的構成を同じくする微細流路構造体１Ｂを、図１６に示すように、図３とその基本的構成を同じくする微細流路構造体保持用ホルダーに配置して液滴を生成する。図１６の微細流路構造体保持用ホルダーの構造は、基本的に図３と同様であり、２Ｂは連続相液体の供給流路、４Ｂ，６Ｂは連続相液体の送出口、２０Ｂは分散相液体の供給流路、２３Ｂ，２７Ｂは分散相液体の送出口、８１Ｂは微小液滴送出マイクロチャンネルが合流する微小液滴の排出口、８２Ｂは微小液滴の排出流路、１００Ｂは微細流路構造体保持用ホルダー、１０１Ｂは窓付カバー、１１１Ｂは排出層、１２１Ｂは第１の送液層（ここでは、分散相）、１３１Ｂは第２の送液層（ここでは、連続相）である。
ここでは、図１５に示すようなガラス製のマイクロチャンネル（最小部：幅１００μｍ、深さ１００μｍ）を設けたプレートを作製した。これをステンレス（ＳＵＳ３０４）製の階層構造のホルダーに図１６のようにセットし、図６に示すような構成の装置を用意した。分散相として重合開始剤として光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３）を添加した１，６ヘキサンジオールジアクリレート（新中村化学工業製ＡＨＤＮ）を、連続相としてポリビニルアルコール（日本合成化学製ＧＬ−０３）２％水溶液を用いた。第２のシリンジポンプ１６３を用いて連続相を１２０ｍｌ／ｈｒ、第１のシリンジポンプ１６２を用いて分散相を８０ｍｌ／ｈｒでマイクロチャンネル装置に送液したところ、全ての分岐構造において液滴が生成される様子を、図１７に示すように観察することができた。図１８に示されるように、得られた液滴の平均粒径は９３．９μｍ、変動係数は２．２％であった。
（具体例５）
図１９は本発明の第１実施例の具体例５を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図、図２０はその微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの断面模式図、図２１はその微小液滴が生成される様子を示す図、図２２はその微小液滴の均一性を示す図である。ここでは、図１９から明らかなように、６４箇所の十字流路からなる微小液滴生成部が形成されている。
図１９に示すように、図１とその基本的構成を同じくする微細流路構造体１Ｃを、図２０に示すように、図３とその基本的構成を同じくする微細流路構造体保持用ホルダーに配置して液滴を生成する。図２０の微細流路構造体保持用ホルダーの構造は、基本的に図３と同様であり、２Ｃは連続相液体の供給流路、４Ｃ，６Ｃは連続相液体の送出口、２０Ｃは分散相液体の供給流路、２３Ｃ，２７Ｃは分散相液体の送出口、８１Ｃは微小液滴送出マイクロチャンネルが合流する微小液滴の排出口、８２Ｃは微小液滴の排出流路、１００Ｃは微細流路構造体保持用ホルダー、１０１Ｃは窓付カバー、１１１Ｃは排出層、１２１Ｃは第１の送液層（ここでは、分散相）、１３１Ｃは第２の送液層（ここでは、連続相）である。
ここでは、図１９に示すようなガラス製のマイクロチャンネル（最小部：幅１００μｍ、深さ１００μｍ）を設けたプレートを作製した。これをステンレス（ＳＵＳ３０４）製の階層構造のホルダーに図２０のようにセットし、図６に示すような構成の装置を用意した。分散相として重合開始剤として光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３）を添加した１，６ヘキサンジオールジアクリレート（新中村化学工業製ＡＨＤＮ）を、連続相としてポリビニルアルコール（日本合成化学製ＧＬ−０３）２％水溶液を用いた。第２のシリンジポンプ１６３を用いて連続相を２４０ｍｌ／ｈｒ、第１のシリンジポンプ１６２を用いて分散相を１６０ｍｌ／ｈｒでマイクロチャンネル装置に送液したところ、全ての分岐構造において液滴が生成される様子を、図２１に示すように観察することができた。図２２に示されるように、得られた液滴の平均粒径は９５．３μｍ、変動係数は１．６％であった。
（具体例６）
図２３は本発明の第１実施例の具体例６を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図、図２４はその微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの断面模式図、図２５はその微小液滴が生成される様子を示す図、図２６はその微小液滴の均一性を示す図である。ここでは、図１９から明らかなように、１２８箇所の十字流路からなる微小液滴生成部が形成されている。
図２３に示すように、図１とその基本的構成を同じくする微細流路構造体１Ｄを、図２４に示すように、図３とその基本的構成を同じくする微細流路構造体保持用ホルダーに配置して液滴を生成する。図２４の微細流路構造体保持用ホルダーの構造は、基本的に図３と同様であり、２Ｄは連続相液体の供給流路、４Ｄ，６Ｄは連続相液体の送出口、２０Ｄは分散相液体の供給流路、２３Ｄ，２７Ｄは分散相液体の送出口、８１Ｄは微小液滴送出マイクロチャンネルが合流する微小液滴の排出口、８２Ｄは微小液滴の排出流路、１００Ｄは微細流路構造体保持用ホルダー、１０１Ｄは窓付カバー、１１１Ｄは排出層、１２１Ｄは第１の送液層（ここでは、分散相）、１３１Ｄは第２の送液層（ここでは、連続相）である。
ここでは、図２３に示すようなガラス製のマイクロチャンネル（最小部：幅１００μｍ、深さ１００μｍ）を設けたプレートを作製した。これをステンレス（ＳＵＳ３０４）製の階層構造のホルダーに図２４のようにセットし、図６に示すような構成の装置を用意した。分散相として重合開始剤として光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３）を添加した１，６ヘキサンジオールジアクリレート（新中村化学工業製ＡＨＤＮ）を、連続相としてポリビニルアルコール（日本合成化学製ＧＬ−０３）２％水溶液を用いた。第２のシリンジポンプ１６３を用いて連続相を４８０ｍｌ／ｈｒ、第１のシリンジポンプ１６２を用いて分散相を３２０ｍｌ／ｈｒでマイクロチャンネル装置に送液したところ、全ての分岐構造において液滴が生成される様子を、図２５に示すように観察することができた。図２６に示されるように、得られた液滴の平均粒径は９６．４μｍ、変動係数は１．３％であった。
上記したように、生成された微小液滴の分散相が重合性成分から成る場合、熱処理や光照射等による重合処理を行うことで固体微粒子を製造することができる。
また、本発明によれば、このようにして製造される微小液滴は、平均粒子径１〜５００μｍの範囲にあり、変動係数は１０％以下である。
また、本発明によれば、微細流路構造体内部を装置外部から光学的に観察および測定することができる。これにより、例えば、微細流路内部に目詰まり等の異常が生じた場合、装置の交換など迅速に対処することができる。また、液滴生成現象の測定結果を送液装置の制御にフィードバックすることができる。
また、第１の液体（分散相）の送出口と第２の液体（連続相）の送出口に接続される流量可変ポンプは各々１台となし、該流量可変ポンプから均等に第１の液体の送出口と第２の液体の送出口とに送液されるように構成してもよい。したがって、本発明によれば、送液装置（可変容量型ポンプ）の個数を低減することにより、製造装置のコストダウンを図ることができる。
また、マイクロチャンネルの基板として透明板（ガラス）を用いれば、より容易に実施することができ、透明板を通して微細流路内部の状態を直接観察することができ、微小液滴の製造の制御を的確に実施することができる。
なお、分散相および連続相の流量により、液滴径の制御が可能であり、単一の装置で様々な径の微小液滴を生成させることができる。
後の実施例に示すように、本発明で開発した微細流路構造体保持用ホルダーは、上述した十字構造を並列化した微細流路構造体のみに限らず、他のさまざまな形状の微細流路構造体に用いることができる。また、複数種類の分散相から構成される微小液滴の生成用微細流路構造体に階層構造からなる微細流路構造体保持用ホルダーを適応させることができる。
上記実施例では、液滴生成部において、順次、同じ種類の液滴を生成するようにしたが、分散相液体の種類を異ならせて、順次種類が異なった液滴を生成するようにしてもよい。以下に具体例７として、複数種類の分散相液体を送出し、種類の異なる微小液滴を生成する例を示す。
（具体例７）
図２７は本発明の第１実施例の具体例７を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図、図２８はその微小液滴の製造装置の微細流路構造体用ホルダーの断面模式図である。ここでは、図２７から明らかなように、８箇所の十字流路からなる微小液滴生成部が形成されている。図２７において、Ａは連続相液体、Ｂは第１の分散相液体、Ｃは第２の分散相液体である。
図２７に示すように、図１とその基本的構成を同じくする微細流路構造体１Ｅが示されており、隣り合う分散相液体の送出口より互いに異なる第１の分散相液体と第２の分散相液体を送出する。また、図２８に示すように、第１の分散相と第２の分散相とを送液可能な微細流路構造体保持用ホルダー（構造としては、後述する図３７と同じである）を備えている。
図２８の微細流路構造体保持用ホルダーの構造は、２Ｅは連続相液体の供給流路、４Ｅ，６Ｅは連続相液体の送出口、２０Ｅは第１の分散相液体の供給流路、２０Ｆは第２の分散相液体の供給流路、２３Ｅ，２７Ｅは第１の分散相液体の送出口、２３Ｆ，２７Ｆは第２の分散相液体の送出口、８１Ｅは微小液滴送出マイクロチャンネルが合流する微小液滴の排出口、８２Ｅは微小液滴の排出流路、１００Ｅは微細流路構造体保持用ホルダー、１０１Ｅは窓付カバー、１１１Ｅは排出層、１２１Ｅは第１の送液層（ここでは、第１の分散相）、１２１Ｆは第２の送液層（ここでは、第２の分散相）、１３１Ｅは第３の送液層（ここでは、連続相）である。
このように構成したので、第１の分散相液体と第２分散相液体は種類の異なる材料として、これらの異なった材料の分散相液体を連続相液体に合流させ微小液滴を生成することができる。
なお、上記具体例１〜６においては、第１の液体の送出口と第２の液体の送出口に接続される流量可変ポンプを各々１台としたが、具体例７においては、第１の分散相液体の送出口、第２の分散相液体の送出口、連続相液体の送出口の各々に流量可変ポンプを接続してもよい。
図２９は本発明の第２実施例を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図、図３０はその微小液滴の製造装置の交差流路における微小液滴生成の模式図、図３１はその微小液滴の製造装置の微細流路構造体用ホルダーの断面模式図、図３２はその微小液滴が生成される様子を示す図である。
これらの図において、２０１は微細流路構造体（微細流路チップ）、２０２，２０２ａ，２０２ｂは分散相の供給流路、２０３〜２０６は分散相液体の送出口、２０７〜２１０は分散相液体の送出口２０３〜２０６から送出される分散相液体の分岐部、２１１〜２１８は分散相液体の分岐部２０７〜２１０で分岐される分散相液体が流れる分散相マイクロチャンネル、２２０，２２０ａ，２２０ｂは連続相の供給流路、２２１〜２２８は連続相液体の送出口、２３１〜２３８は連続相液体の送出口２２１〜２２８から送出される連続相液体の分岐部、２４１〜２５６は連続相液体の分岐部２３１〜２３８で分岐される連続相液体が流れる連続相マイクロチャンネル、２６１〜２６８は分散相液体中に連続相液体が送出され微小液滴が生成される、交差流路からなる微小液滴生成部、２７１〜２７８は微小液滴生成部２６１〜２６８において生成された微小液滴を送出する微小液滴送出マイクロチャンネル、２８１は微小液滴送出マイクロチャンネル２７１〜２７８が合流する微小液滴の排出口、２８２は微小液滴の排出流路、２８３は窓付カバー、２８４は排出層、２８５は第１の送液層（ここでは、連続相）、２８６は第２の送液層（ここでは、分散相）である。ここでは、図２９から明らかなように、８箇所の十字流路からなる微小液滴生成部２６１〜２６８が形成されている。
図３０は図２９の微小液滴生成部２６１の拡大模式図であり、分散相液体が流れる分散相マイクロチャンネル２１２と連続相液体が流れる連続相マイクロチャンネル２４２と２４３が四叉路状に交差して、順次微小液滴を生成する様子を示す模式図である。
図２９〜図３２から明らかなように、微小液滴の排出口２８１を中心として、最も外側に分散相液体の送出口２０３〜２０６を、その内側に連続相液体の送出口２２１〜２２８を微小液滴の排出口２８１を中心として同心円上の位置にそれぞれ配置し、さらにその内側の略同心円状に連続相液体の分岐部２３１〜２３８で分岐される連続相液体が流れる連続相マイクロチャンネル２４１〜２５６が分散相液体が流れる分散相マイクロチャンネル２１１〜２１８と四叉路となるように交差させ、微小液滴が生成される微小液滴生成部２６１〜２６８を形成して、微細流路構造体２０１を構成するようにしている。
すなわち、周縁部から分散相液体と連続相液体とを四叉路となるように交差させて微小液滴生成部とし、その微小液滴生成部を複数箇所（ここでは８箇所）として図３０に示すように多量の微小液滴を生成し、その生成された微小液滴は、中心の微小液滴の排出口２８１に導かれ、排出されることになる。
このように構成したので、大量の微小液滴を生成することができるとともに、その生成された微小液滴を微小液滴の排出口２８１に導いて、順次排出することができ、効率的に微小液滴を生成することができる。
次に、本発明の実施例を示す微細流路を用いた微小液滴の製造装置の、微細流路構造体保持用ホルダーの階層構造について、図３１を参照しながら詳細に説明する。
ここでは、微細流路構造体保持用ホルダー２００は、窓付カバー２８３、微小液滴の排出口２８１と接続される排出層２８４の下部には、単一の流路を有する、連続相液体の流路に接続される第１の送液層２８５と、分散相液体の流路に接続される単一の流路を有する第２の送液層２８６を設けるようにしている。
図２９に示すようなガラス製のマイクロチャンネル（最小部：幅１００μｍ、深さ１００μｍ）を設けたプレートを作製した。これをステンレス（ＳＵＳ３０４）製の階層構造のホルダーに図３１のようにセットした装置を用意した。分散相として重合開始剤として光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３）を添加した１，６ヘキサンジオールジアクリレート（新中村化学工業製ＡＨＤＮ）を、連続相としてポリビニルアルコール（日本合成化学製ＧＬ−０３）２％水溶液を用いた。シリンジポンプ（図示なし）を用いて連続相を１２８．０ｍｌ／ｈｒ、分散相を１０．０ｍｌ／ｈｒでマイクロチャンネル装置に送液したところ、全ての分岐路にて液滴が生成される様子を観察することができた（図３２）。得られた分散液（エマルション）に対して紫外線照射を行い、モノマー液滴を重合することにより樹脂粒子を得た。得られた樹脂粒子の平均粒径は１１１μｍ、変動係数は２．９％であった。
上記した第２実施例においても、第１実施例と同様に、階層構造の微細流路構造体保持用ホルダーは、均等に流量を配分して供給するように構成されている。 上記したように、生成された微小液滴の分散相が重合性成分から成る場合、熱処理や光照射等による重合処理を行うことで固体微粒子を製造することができる。
また、本発明によれば、このようにして製造される微小液滴は、平均粒子径１〜５００μｍの範囲にあり、変動係数は１０％以下である。
また、本発明によれば、微細流路構造体内部を装置外部から光学的に観察および測定することができる。これにより、例えば、微細流路内部に目詰まり等の異常が生じた場合、装置の交換など迅速に対処することができる。また、液滴生成現象の測定結果を送液装置の制御にフィードバックすることができる。
また、第１の液体（連続相）の送出口と第２の液体（分散相）の送出口に接続される流量可変ポンプは各々１台となし、該流量可変ポンプから均等に第１の液体の送出口と第２の液体の送出口とに送液されるように構成してもよい。したがって、本発明によれば、送液装置（可変容量型ポンプ）の個数を低減することにより、製造装置のコストダウンを図ることができる。
また、マイクロチャンネルの基板として透明板（ガラス）を用いれば、より容易に実施することができ、透明板を通して微細流路内部の状態を直接観察することができ、微小液滴の製造の制御を的確に実施することができる。
また、分散相および連続相の流量により、液滴径の制御が可能であり、単一の装置で様々な径の微小液滴を生成させることができる。
なお、上記実施例では、液滴生成部において同じ種類の連続相を送出するようにしたが、異なる種類の連続相を分散相に合流させるようにしてもよい。以下に具体例８として複数種類の連続相を分散相に合流させ、微小液滴を生成する例を示す。
（具体例８）
図３３は本発明の第２実施例の具体例８を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図、図３４はその微小液滴の製造装置の微細流路構造体用ホルダーの断面模式図である。ここでは、図３３から明らかなように、８箇所の十字流路からなる微小液滴生成部が形成されている。
図３３に示すように、図２９とその基本的構成を同じくする微細流路構造体２０１Ａが示されており、隣り合う連続相液体の送出口より互いに異なる第１の連続相液体と第２の連続相液体を送出する。また、図３４に示すように、第１の連続相と第２の連続相とを送液可能な微細流路構造体保持用ホルダー（構造としては、後述する図３７と同じである）を備えている。図３３において、Ｄは分散相液体、Ｅは第１の連続相液体、Ｆは第２の連続相液体である。
図３４の微細流路構造体保持用ホルダーの構造は、２２０Ａは第１の連続相液体の供給流路、２２０Ｂは第２の連続相液体の供給流路、２２３Ａ，２２７Ａは第１の連続相液体の送出口、２２３Ｂ，２２７Ｂは第２の連続相液体の送出口、２０２Ａは分散相液体の供給流路、２０４Ａ，２０６Ａは分散相液体の送出口、２８１Ａは微小液滴送出マイクロチャンネルが合流する微小液滴の排出口、２８２Ａは微小液滴の排出流路、２０１Ａは微細流路構造体保持用ホルダー、２８３Ａは窓付カバー、２８４Ａは排出層、２８５Ａは第１の送液層（ここでは、第１の連続相）、２８５Ｂは第２の送液層（ここでは、第２の連続相）、２８６Ａは第３の送液層（ここでは、分散相）である。
このように構成したので、第１の連続相液体と第２連続相液体は種類の異なる材料として、これらの異なった材料の連続相液体を分散相液体と合流させ微小液滴を生成することができる。
なお、上記第２実施例では第１の液体の送出口と第２の液体の送出口に接続される流量可変ポンプを各々１台としたが、具体例８においては、第１の連続相液体の送出口、第２の連続相液体の送出口、分散相液体の送出口の各々に流量可変ポンプを接続してもよい。
図３５は本発明の第３実施例を示す微小液滴の製造装置の微細流路構造体（チップ）の上面図、図３６はその微小液滴の製造装置の交差流路における微小液滴生成の模式図、図３７は微小液滴の製造装置の微細流路構造体保持用ホルダーの断面模式図、図３８はその微小液滴が生成される様子を示す図、図３９は本発明の第３実施例を示す微小液滴の均一性を示す図である。
これらの図において、３０１は微細流路構造体（微細流路チップ）、３０２，３０２ａ，３０２ｂは第１の分散相の供給流路、３０３，３０３ａ，３０３ｂは第２の分散相の供給流路、３０４〜３１９は分散相液体の送出口、３２１〜３３６は分散相液体の送出口３０４〜３１９から送出される分散相液体の分岐部、３４１〜３７２は分散相液体の分岐部３２１〜３３６で分岐される分散相液体が流れる分散相マイクロチャンネル、４００，４００ａ，４００ｂは連続相の供給流路、４０１〜４１６は連続相液体の送出口、４２１〜４３６は連続相液体の送出口４０１〜４１６から送出される連続相液体の分岐部、４４１〜４７２は連続相液体の分岐部４２１〜４３６で分岐される連続相液体が流れる連続相マイクロチャンネル、４８１〜４９６は分散相液体中に連続相液体が送出され微小液滴が生成される、交差流路からなる微小液滴生成部、５０１〜５１６は微小液滴生成部４８１〜４９６において生成された微小液滴を送出する微小液滴送出マイクロチャンネル、５２１は微小液滴送出マイクロチャンネル５０１〜５１６が合流する微小液滴の排出口、５２２は微小液滴の排出流路、５２３は窓付カバー、５２４は排出層、５２５は第１の送液層（ここでは、連続相）、５２６は第２の送液層（ここでは、第２の分散相）、５２７は第３の送液層（ここでは、第１の分散相）である。ここでは、図３５から明らかなように、１６箇所の十字流路からなる微小液滴生成部４８１〜４９６が形成されている。
図３６に示すように、分散相マイクロチャンネル３４２を流れる第１の分散相と分散相マイクロチャンネル３４３を流れる第２の分散相が合流して、連続相と交差する微小液滴生成部４８１において、２色の微小液滴６０１が形成される。なお、形成された２色の微小液滴６０１は微小液滴を送出する微小液滴送出マイクロチャンネル５０２を介して微小液滴の排出口５２１−微小液滴の排出流路５２２へと排出される。
（具体例９）
図３５に示すようなガラス製のマイクロチャンネル（最小部：幅１００μｍ、深さ１００μｍ）を設けたプレートを作製した。これをステンレス（ＳＵＳ３０４）製の階層構造のホルダーに図３７に示すようにセットして用いた。第１の分散相としてアクリルモノマーに黒顔科（カーボンブラック）を添加して黒色に着色したもの、第２の分散相として白顔科（酸化チタン）を添加して白色に着色したものを用意した。重合開始剤として熱重合開始剤を両分散相にともに２ｗｔ％になるよう添加した。連続相としてポリビニルアルコール（日本合成化学ＧＬ−０３）２％水溶液を用いた。シリンジポンプ（図示なし）を用いて連続相を１２８．０ｍｌ／ｈｒ、２つの分散相液体をそれぞれ８．０ｍｌ／ｈｒでマイクロチャンネル装置に送液したところ、全ての分岐路にて両分散相からなる半球ごとに二色に着色された液滴が生成される様子を観察することができた（図３８）。得られた分散液（エマルション）に対して熱処理を行い、モノマー液滴を重合することにより、樹脂粒子を得た。得られた樹脂粒子の平均粒径は１３８μｍ、変動係数は３．４％であった（図３９）。なお、図３９において、ビンサイズは４μｍ、分散相の流量Ｑdは８．０ｍｌ／ｈ×２、連続相の流量Ｑcは１２８ｍｌ／ｈ、液滴の平均Ｄは１３７．５μｍ、変動係数（バラツキの度合）ＣＶは３．４％、液滴の個数Ｎは９９個である。
（具体例１０）
連続相の流量を１９２．０ｍｌ／ｈｒ、分散相の流量を１２．０ｍｌ／ｈｒとする以外は具体例９と同様に行った。得られた樹脂粒子の平均粒径は１２１μｍ、変動係数は４．８％であった。
上記した第３実施例においても、第１又は第２実施例と同様に、階層構造の微細流路構造体保持用ホルダーは、均等に流量を配分して供給するように構成されている。
なお、分散相および連続相の流量により液滴径の制御が可能であり、単一の装置で様々な液滴径のものが作製できる。
また、連続相液体の送出口、第１の分散相液体の送出口、第２の分散相液体の送出口に接続される流量可変ポンプは各々１台となし、該流量可変ポンプから均等に連続相液体の送出口、第１の分散相液体の送出口、第２の分散相液体の送出口とに送液されるように構成してもよい。したがって、本発明によれば、送液装置（可変容量型ポンプ）の個数を低減することにより、製造装置のコストダウンを図ることができる。
また、第１の分散相液体と第２分散相液体は種類の異なる材料からなるようにしてもよい。
上記したように、生成された微小液滴の分散相が重合性成分から成る場合、熱処理や光照射等による重合処理を行うことで固体微粒子を製造することができる。
また、本発明によれば、このようにして製造される微小液滴は、平均粒子径１〜５００μｍの範囲にあり、変動係数は１０％以下である。
また、本発明によれば、微細流路構造体内部を装置外部から光学的に観察および測定することができる。これにより、例えば、微細流路内部に目詰まり等の異常が生じた場合、装置の交換など迅速に対処することができる。また、液滴生成現象の測定結果を送液装置の制御にフィードバックすることができる。
また、マイクロチャンネルの基板として透明板（ガラス）を用いれば、より容易に実施することができ、透明板を通して微細流路内部の状態を直接観察することができ、微小液滴の製造の制御を的確に実施することができる。
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き種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
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。
（１）単分散性に優れる微小液滴（エマルションおよび固体微粒子）を、簡便にしかも、歩溜まりよく大量に製造でき、生産量を増大させることができる。
（２）階層構造からなる微細流路構造体保持用ホルダーを設けることにより、複数の分散相あるいは連続相の供給流路に対し、均等に流量を分配することができる。
（３）単分散性に優れる微小液滴（エマルションおよび固体微粒子）を、個数の少ない可変容量型ポンプにより低コストで製造することができる。
本発明の微細流路を用いた微小液滴の製造装置は、低コストで、大量生産向きの微小液滴の製造装置として好適である。

Claims (16)

  1. （ａ）中央部に形成される微小液滴の排出口と、該微小液滴の排出口に接続され、該微小液滴の排出口を中心とした円周上に配置される複数の微小液滴の生成部と、該複数の微小液滴の生成部に連続相液体を供給するマイクロチャンネルと、前記複数の微小液滴の生成部に分散相液体を供給するマイクロチャンネルと、前記複数の微小液滴の生成部の隣り合う微小液滴の生成部の間であって前記複数の微小液滴の生成部より外側で、かつ前記微小液滴の排出口を中心とした円周上に配置される第１の液体の送出口と、該第１の液体の送出口の外側であって、前記微小液滴の排出口を中心とした円周上に配置される第２の液体の送出口とを有する微細流路構造体と、
    （ｂ）前記微小液滴の排出口、第１の液体の送出口及び第２の液体の送出口に接続され、均等に流量を配分して供給する階層構造からなる微細流路構造体保持用ホルダーを備え、
    （ｃ）前記階層構造からなる微細流路構造体保持用ホルダーの第１の液体の送出口と第２の液体の送出口に接続される流量可変ポンプを具備することを特徴とする微細流路を用いた微小液滴の製造装置。
  2. 請求項１記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記第１の液体が分散相液体、前記第２の液体が連続相液体であることを特徴とする微小液滴の製造装置。
  3. 請求項２記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記複数の微小液滴の生成部は、前記連続相液体に対して両側から分散相液体が交互に合流することを特徴とする微小液滴の製造装置。
  4. 請求項３記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記分散相液体が第１の分散相液体と第２の分散相液体からなり、前記第１の分散相液体と第２分散相液体は種類の異なる材料からなることを特徴とする微小液滴の製造装置。
  5. 請求項２記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記微細流路構造体保持用ホルダーが、前記微細流路構造体の下部に配置される微小液滴の排出を行う第１層と、該第１層の下部に配置される分散相液体が供給される第２層と、該第２層の下部に配置される連続相液体が供給される第３層とを具備することを特徴とする微小液滴の製造装置。
  6. 請求項４記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記微細流路構造体保持用ホルダーが、前記微細流路構造体の下部に配置される微小液滴の排出を行う第１層と、該第１層の下部に配置される第１の分散相液体が供給される第２層と、該第２層の下部に配置される第２の分散相液体が供給される第３層と、該第３層の下部に配置される連続相液体が供給される第４層とを具備することを特徴とする微小液滴の製造装置。
  7. 請求項１記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記第１の液体が連続相液体、前記第２の液体が分散相液体であることを特徴とする微小液滴の製造装置。
  8. 請求項７記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記複数の微小液滴の生成部は、前記分散相液体に対して両側から連続相液体が合流することを特徴とする微小液滴の製造装置。
  9. 請求項７記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記微細流路構造体保持用ホルダーが、前記微細流路構造体の下部に配置される微小液滴の排出を行う第１層と、該第１層の下部に配置される連続相液体が供給される第２層と、該第２層の下部に配置される分散相液体が供給される第３層とを具備することを特徴とする微小液滴の製造装置。
  10. 請求項８記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記連続相液体が第１の連続相液体と第２の連続相液体からなり、前記第１の連続相液体と第２の連続相液体は種類の異なる材料からなることを特徴とする微小液滴の製造装置。
  11. 請求項１０記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記微細流路構造体保持用ホルダーが、前記微細流路構造体の下部に配置される微小液滴の排出を行う第１層と、該第１層の下部に配置される第１の連続相液体が供給される第２層と、該第２層の下部に配置される第２の連続相液体が供給される第３層と、該第３層の下部に配置される分散相液体が供給される第４層とを具備することを特徴とする微小液滴の製造装置。
  12. 請求項１記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記第１の液体が連続相液体、前記第２の液体が分散相液体であり、該分散相液体が種類の異なる材料からなる第１の分散相液体と第２の分散相液体であることを特徴とする微小液滴の製造装置。
  13. 請求項１２記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記第１の分散相液体と第２の分散相液体は、隣り合う前記第２の液体の送出口から順次異ならせて送出されることを特徴とする微小液滴の製造装置。
  14. 請求項１３記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記微細流路構造体保持用ホルダーが、前記微細流路構造体の下部に配置される微小液滴の排出を行う第１層と、該第１層の下部に配置される連続相液体が供給される第２層と、該第２層の下部に配置される第２の分散相が供給される第３層と、該第３層の下部に配置される第１の分散相が供給される第４層を具備することを特徴とする微小液滴の製造装置。
  15. 請求項１〜５、７〜９、又は１４の何れか一項記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記第１の液体の送出口と第２の液体の送出口に接続される流量可変ポンプは各々１台であり、該流量可変ポンプから均等に前記第１の液体の送出口と前記第２の液体の送出口とに送液されることを特徴とする微小液滴の製造装置。
  16. 請求項１から１４の何れか一項記載の微細流路を用いた微小液滴の製造装置において、前記微細流路構造体の基板を透明板となし、該透明板を通して微細流路内部の状態を直接観察可能にすることを特徴とする微小液滴の製造装置。
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