JP4938596B2 - 流路デバイス - Google Patents
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Description
さらに、前記第1構成体と前記実装基板とを接合する第1基板間接合部を有し、前記第1基板間接合部は、第1接合部材と第2接合部材とを有し、前記第1接合部材は、内部に、前記第1流路と前記第1部分流路とを接続する流路を有し、前記第2接合部材は、内部に、前記第1流路と前記第2部分流路とを接続する流路を有し、前記第1接合部材および前記第2接合部材のうち少なくともいずれか1つに、前記流路の流体を駆動して流す電気浸透流型ポンプが設けられる。
、前記第1基板間接合部は、第1接合部材と第2接合部材とを有し、前記第2基板間接合部は、環状の第3接合部材を有し、前記第1接合部材は、内部に、前記導入流路と前記第1部分流路とを接続する流路を有し、前記第2接合部材は、内部に、前記排出流路と前記第2部分流路とを接続する流路を有し、前記第3接合部材は、前記基板間流路部分を取り囲んで形成されている。以下、この流路デバイスを「第12の流路デバイス」という。
、前記第1基板間接合部は、絶縁材料から成る。以下、この流路デバイスを「第23の流路デバイス」という。
器によって構成されてもよい。この貯蔵部5に第2流路7が接続されており、貯蔵部5から第2流路7に流体が供給される。この実装基板11は、たとえばエポキシ樹脂などの絶縁材料から成る本体に、導電性材料から成る配線が形成される構成である。
に接続される基板同士の熱膨張係数の差が小さくなるように、実装基板11、第1基板12、および第2基板13の材料を選択することが好ましい。
まり流路デバイス1における貯蔵部5を除く残余の部分が複合基板に相当する。
8および第1基板内流路部分19に比べて、流路断面積が大きく、第1流路6の各第2基板内流路部分17,18は、第1基板内流路部分19に比べて、流路断面積が大きい。このような構成にすれば、MEMS20によって流体を効率良く処理操作することができ、必要な液体の量を小さくすることができる。このように第1基板内流路部分19の流路断面積が小さくなる構成に限定されるものではなく、第1および第2流路6,7全体にわたって、流路断面積が一様な構成であってもよいし、逆に第1基板内流路部分19の流路断面積が大きくなる構成であってもよい。
薬品性が同時に得られる。また第1、第2、第3および第4接合部材25〜28が、石英ガラスなどの高純度ガラス、高シリカガラス、結晶性ガラスなどから成る場合、高耐薬品性が得られる。
に電界を印加することにより、液体を駆動することができる。このような電気浸透流型ポンプを駆動部40として設ける場合、第1接合部材25の内壁面は、表面積の大きい材料、たとえば多孔質材料(ポーラス部材)によって形成することによって、効率良く流体を駆動して流すことができる。
および第2基板13の熱膨張係数の差異に起因する外力を受けにくい。したがって第1および第2接合部材25,26による接合の信頼性を高くし、流体の漏洩などの不具合を防ぐことができる。また、第3接合部材46が、第1および第2接合部材25,26よりも外周部に設けられていることから、基板間流路部分45の容積を大きくすることができ、MEMS20と流体の反応面積を大きくすることができる。
5となる構成であってもよい。このように凹所を利用して基板間流路部分45を形成することにより、第1流路を容易に形成することができる。また図6〜図8を参照して説明した上述の例では、第1および第2基板12,13を第3接合部材46で接合する構成において、第1および第2基板12,13の少なくともいずれかに形成される凹所も利用して基板間流路部分45が構成されたけれども、第1および第2基板12,13を第3接合部材46で接合する場合、第1および第2基板12,13には凹所を形成せずに、第3接合部材46によって形成される第1および第2基板12,13間の隙間のうち、第3接合部材46の内方の領域を利用して基板間流路部分45が構成されてもよい。このように基板間流路部分45は、第1および第2基板12,13間に隙間を形成し、その隙間によって実現される構成であれば、どのような構成であってもよい。
であってもよいし、流体を利用して冷却するなど他の装置に対する処理操作のための装置であってもよい。
図10Aおよび図10Bは、図9に示された流路デバイス50を血液中の所定のDNA成分を検出するDNA検出装置として用いる場合の構成例を示している。ここで、図10Aは、DNA検出装置60の平面図であり、図10Bは、図10Aの点線Xb−Xbにおける断面図を示している。
、種々の変形は可能である。たとえば、前述の実施形態では、実装基板11、第1基板12、および第2基板13の3つの基板を備える構成であったけれども、2枚の基板、または4枚以上の基板を有する構成であってもよい。また第1流路6に複数のMEMS20が設けられる構成であってもよい。
2 流路
3 第1構成体
4 第2構成体
5 貯蔵部
6 第1流路
7 第2流路
11 実装基板
12 第1基板
13 第2基板
15 供給流路部分
16 回収流路部分
17,18 第2基板内流路部分
19 第1基板内流路部分
20 微小電子機械機構(MEMS)
21 回収部
25 第1接合部材
26 第2接合部材
27;46 第3接合部材
28 第4接合部材
33 第1電気接続部
34 第2電気接続部
40 駆動部
45 基板間流路部分
51 ポンプ
52 センサ
53 制御IC
Claims (26)
- 内部に第1流路を有する第1構成体と、
内部に第2流路を有するとともに、前記第1構成体を実装する実装基板と、
前記第1構成体と前記実装基板とを接合する第1基板間接合部と、を備える流路デバイスであって、
前記実装基板は、前記第1流路に供給する流体を貯蔵する第1貯蔵部と、前記第1流路から排出された流体を貯蔵する第2貯蔵部とを有し、
前記第2流路は、前記第1貯蔵部に接続された第1部分流路と、前記第2貯蔵部に接続された第2部分流路とを有し、
前記第1部分流路と前記第2部分流路とは、前記第1流路を介して接続されており、
前記第1基板間接合部は、第1接合部材と第2接合部材とを有し、
前記第1接合部材は、内部に、前記第1流路と前記第1部分流路とを接続する流路を有し、
前記第2接合部材は、内部に、前記第1流路と前記第2部分流路とを接続する流路を有し、
前記第1接合部材および前記第2接合部材のうち少なくともいずれか1つに、前記流路の流体を駆動して流す電気浸透流型ポンプが設けられる流路デバイス。 - 前記第1貯蔵部と前記第2貯蔵部は、一体化されている請求項1に記載の流路デバイス。
- 前記実装基板は、前記第1流路および第2流路に前記流体を流すポンプを有する請求項1又は2に記載の流路デバイス。
- 前記実装基板は、前記第1流路内の流体について所定の状態量を検出するセンサと、前記センサによって検出された状態量に基づいて前記ポンプの駆動を制御する制御部とを備える請求項3に記載の流路デバイス。
- 前記第1流路の内部に、前記流体の状態若しくは前記流体中の所定の成分を検知する検知部を有する請求項1から請求項4のいずれかに記載の流路デバイス。
- 前記第1構成体は、第1基板と第2基板とを備え、
前記第1流路は、前記第1基板の内部に形成される第1基板内流路部分と、前記第2基板の内部に形成される第2基板内流路部分とを有し、
前記第2基板内流路部分は、前記第1基板内流路部分に流体を導入する導入流路と、前記第1基板内流路部分から流体を排出する排出流路とを有し、
前記第1部分流路と前記導入流路とが接続され、前記排出流路と前記第2部分流路とが接続されている請求項1から請求項5のいずれかに記載の流路デバイス。 - 前記第1構成体は、第1基板と第2基板とを備え、
前記第1基板および第2基板の対向する2つの表面の少なくとも一方は、凹部を形成し、
前記第1流路は、前記第1基板と第2基板との間で前記凹部によって形成される基板間流路部分と、前記第2基板の内部に形成される第2基板内流路部分とを有し、
前記第2基板内流路部分は、前記基板間流路部分に流体を導入する導入流路と、前記基板間流路部分から流体を排出する排出流路とを有し、
前記第1部分流路と前記導入流路が接続され、前記排出流路と前記第2部分流路が接続されている請求項1から請求項5のいずれかに記載の流路デバイス。 - 前記第1基板間接合部は、前記第2基板と前記実装基板とを接合し、
前記第1基板と前記第2基板とを接合する第2基板間接合部を備え、
前記第1基板間接合部は、第1接合部材と第2接合部材とを有し、
前記第2基板間接合部は、第3接合部材と第4接合部材とを有し、
前記第1接合部材は、内部に、前記導入流路と前記第1部分流路とを接続する流路を有し、
前記第2接合部材は、内部に、前記排出流路と前記第2部分流路とを接続する流路を有し、
前記第3接合部材は、内部に、前記導入流路と前記第1基板内流路部分とを接続する流路を有し、
前記第4接合部材は、内部に、前記排出流路と前記第1基板内流路部分とを接続する流路を有する請求項6に記載の流路デバイス。 - 前記第1基板間接合部は、前記第2基板と前記実装基板とを接合し、
前記第1基板と前記第2基板とを接合する第2基板間接合部を備え、
前記第1基板間接合部は、第1接合部材と第2接合部材とを有し、
前記第2基板間接合部は、環状の第3接合部材を有し、
前記第1接合部材は、内部に、前記導入流路と前記第1部分流路を接続する流路を有し、
前記第2接合部材は、内部に、前記排出流路と前記第2部分流路とを接続する流路を有し、
前記第3接合部材は、前記基板間流路部分を取り囲んで形成されていることを特徴とする請求項7に記載の流路デバイス。 - 前記第1構成体は、前記第1基板と第2基板とを備え、
前記実装基板と前記第2基板とを接合する第1基板間接合部と、
前記第2基板と前記第1基板とを接合する第2基板間接合部とを備え、
前記第1基板間接合部は、第1接合部材と第2接合部材とを有し、
前記第2基板間接合部は、環状の第3接合部材を有し、
前記第1流路は、前記第3接合部材の内側において前記第2基板と前記第1基板との間の隙間空間から成る基板間流路部分と、前記第2基板の内部に形成される第2基板内流路部分とを有し、
前記第2基板内流路部分は、前記基板間流路部分に流体を導入する導入流路と、前記基板間流路部分から流体を排出する排出流路とを有することを特徴とする請求項1に記載の流路デバイス。 - 前記第1構成体と前記実装基板とを電気的に接続する第1電気接続部を備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の流路デバイス。
- 前記実装基板と第2基板とを電気的に接続する第1電気接続部と、前記第2基板と第1基板とを電気的に接続する第2電気接続部とを備えることを特徴とする請求項6,7,8,9または10に記載の流路デバイス。
- 前記第1構成体と前記実装基板とを電気的に接続する第1電気接続部を備え、前記第1基板間接合部は、第1電気接続部と一体化されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の流路デバイス。
- 前記実装基板と第2基板とを電気的に接続する第1電気接続部と、前記第2基板と第1基板とを電気的に接続する第2電気接続部とを備え、
前記第1基板間接合部は、第1電気接続部と一体化され、前記第2基板間接合部は、第2電気接続部と一体化されていることを特徴とする請求項8,9または10に記載の流路デバイス。 - 前記第1構成体と前記実装基板とを電気的に接続する第1電気接続部を備え、
前記第1電気接続部は、前記第1基板間接合部よりも外周部側に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の流路デバイス。 - 前記実装基板と第2基板とを電気的に接続する第1電気接続部と、前記第2基板と第1基板とを電気的に接続する第2電気接続部とを備え、
前記第1電気接続部は、前記第1基板間接合部よりも外周部側に配置され、前記第2電気接続部は、前記第2基板間接合部よりも外周部側に配置されていることを特徴とする請求項8,9または10に記載の流路デバイス。 - 平面視したときに、前記第2基板間接合部は、前記第1基板間接合部よりも外周部側に配置されていることを特徴とする請求項8,9または10に記載の流路デバイス。
- 前記第1基板間接合部は、絶縁材料から成り、前記第1電気接続部として、内部配線を有することを特徴とする請求項13または14に記載の流路デバイス。
- 前記第1基板間接合部は、絶縁材料から成り、前記第1電気接続部として、内部配線を有し、
前記第2基板間接合部は、絶縁材料から成り、前記第2電気接続部として、内部配線を有することを特徴とする請求項14に記載の流路デバイス。 - 前記第1基板間接合部および第2基板間接合部の一方が金属材料から成り、他方が絶縁材料から成ることを特徴とする請求項8,9,10,16または17に記載の流路デバイス。
- 前記第1基板間接合部における流体に接触する表面部が耐食性を有する耐食性部材によって形成されることを特徴とする請求項1〜5,8〜10および13〜20のいずれか1つに記載の流路デバイス。
- 前記第2基板間接合部における流体に接触する表面部が耐食性を有する耐食性部材によって形成されることを特徴とする請求項8,9,10,14,16または17に記載の流路デバイス。
- 前記第1基板間接合部は、該第1基板間接合部の内部の流路に流れる流体を駆動する駆動部を有することを特徴とする請求項1〜5,8〜10,13〜22のいずれか1つに記載の流路デバイス。
- 前記第2基板間接合部は、前記第2基板間接合部の内部の流路に流れる流体を駆動する駆動部を有することを特徴とする請求項8,9,10,14,16,17,19,20または22に記載の流路デバイス。
- 請求項5に記載の流路デバイスを用いて流体中の所定の成分を検知する成分検知方法であって、
検知用流体を貯蔵する貯蔵工程と、
貯蔵された前記検知用流体を送液する送液工程と、
前記検知用流体中の所定の成分を検知する成分検知工程と、
前記検知用流体を回収する回収工程と
を備える成分検知方法。 - 外部環境の状態若しくは前記流体の状態を検知する検知工程を備え、
前記送液工程において、検知された前記状態に応じて送液条件を制御する請求項25に記載の成分検知方法。
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