JP5062370B2 - マイクロミキサー、およびマイクロ流体チップ - Google Patents
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Description
図1は、一実施形態に係るマイクロ流体チップ1の概略構成を示す断面模式図である。図1および図1以降のその他の図には、方位関係を明確化することを目的として、相互に直交するXYZの3軸が付されている。
図2から図4は、マイクロ流体チップ1における試験液Exの大まかな流れを説明するための図である。
図5は、混合槽30の構造を示す断面模式図であり、図6は、混合槽30の構造を示す上面模式図である。なお、図5では、混合槽30のXZ平面に平行な断面(XZ断面)が示され、図6では、混合槽30を+Z方向から見た図が示されている。
図8は、液体注入口30inから内部空間領域30spに注入される試験液Exの対流について説明するための図である。図8では、太線の矢印によって、高濃度試験液および低濃度試験液の大まかな流れが示されている。
本実施形態に係る混合槽30の構造によれば、混合槽30に試験液Exが注入され始めて間もない段階(注入初期段階)における試験液Exの挙動によっても、高濃度試験液と低濃度試験液との混合および攪拌が促進される。
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
上記一実施形態では、混合槽30の底部30btに、液体注入口30inに向けて先細りする傾斜部30tpが設けられることで、傾斜部30tpと液溜部30phとの境界に凸部が形成されていたが、これに限られない。例えば、混合槽の底部において、傾斜部が設けられることなく、液体注入口の片側に曲面状の多数の凹みが多段的に設けられることで、多数の凸部が形成されても良い。すなわち、混合槽の底部に少なくとも1つの凸部が設けられれば良い。以下、混合槽の底部に多数の凸部が形成される具体例を示して説明する。
図17は、底部30btAに多数の尖鋭部30prが設けられた混合槽30Aの構造を示す断面模式図である。なお、図17では、混合槽30のXZ平面に平行な断面(XZ断面)が示されている。
上述したように、上記一実施形態に係る液体注入口30inと同様に、本変形例に係る液体注入口30inAは、混合槽30Aの中心線L1Aからずれた位置に設けられるとともに、底部30btAの中央からずれた位置に設けられる。このため、内部空間領域30spAのうち、仮想線L2Aを基準とした−X側の空間領域が、液体注入口30inAを基準とした+X側の空間領域よりも狭い。
混合槽30Aの構造によれば、混合槽30Aに試験液Exが注入され始めて間もない段階(注入初期段階)における試験液Exの挙動においても、高濃度試験液と低濃度試験液との混合および攪拌が促進される。
上記一実施形態では、内部空間領域30spが、液体注入口30inの近傍を除いてZ軸に平行な中心線L1を中心とした全方向について回転対称となるような形状を有していたが、これに限られない。例えば、内部空間領域30spがX軸またはY軸に沿った方向に縮小または拡大されても良い。つまり、液体注入口30inの近傍を除く内部空間領域30spのXY断面は、円形ではなく、種々の形状であっても良い。
上記一実施形態では、注入排出口40から1種類の試験液Exが微細流路20に注入され、微細流路20の反応部50における反応によって高濃度試験液と低濃度試験液の2種類の試験液が生じたが、これに限られない。例えば、微細流路20の上流に異なる2種類の液体(A液およびB液)がそれぞれ導入される導入部が設けられても良い。以下、具体例を示して説明する。
上記第3変形例では、A液およびB液が混合槽30に一度注入されることでA液およびB液の混合が行われたが、これに限られない。例えば、マイクロ流体チップに2以上の混合槽30が設けられても良い。以下、具体例を示して説明する。
◎上記一実施形態では、微細流路20から混合槽30へと試験液Exが+Z方向に注入されたが、これに限られない。微細流路20と混合槽30とを繋ぐ流路(連結流路)が、Z軸に対して若干傾斜されていても良い。但し、傾斜部30tp上に試験液Exが流れ易くなるように連結流路が傾けられると、表面張力を利用した液面Exsの揺れの発生量の低下を招く。このため、連結流路は、垂直方向(+Z方向)に沿って延在するかまたは傾斜部30tpとは反対方向に傾斜されることが好ましい。
20,22 微細流路
21A A液供給路
21B B液供給路
30,30A,30B,30C 混合槽
30bt,30btA,30btB,30btC 底部
30in,30inA,30inB,30inC 液体注入口
30pr 尖鋭部
30tp,30tpB,30tpC 傾斜部
50,50E 反応部
50D 反応槽部
Claims (10)
- 第1および第2液体が流される微細流路と、
前記微細流路に連通される液体注入口が底部に設けられる混合槽と、
を備え、
前記液体注入口が、
前記底部のうちの該底部の中央からずれた位置に設けられることを特徴とするマイクロミキサー。 - 第1および第2液体が流される微細流路と、
前記微細流路と連通される液体注入口が底部に設けられる混合槽と、
を備え、
前記液体注入口が、
前記混合槽の中心線からずれた位置に設けられることを特徴とするマイクロミキサー。 - 第1および第2液体が流される微細流路と、
前記微細流路と連通される液体注入口が底部に設けられる混合槽と、
を備え、
前記混合槽の内壁によって囲まれる内部空間領域の水平方向に沿った断面において、前記液体注入口の中央から上方に仮想的に延伸される仮想線が通る位置から一方向に係る前記内壁までの第1の距離と、前記仮想線が通る位置から前記一方向とは反対方向に係る前記内壁までの第2の距離とが、異なることを特徴とするマイクロミキサー。 - 請求項1から請求項3の何れか1つの請求項に記載のマイクロミキサーであって、
前記混合槽の底部に少なくとも1つの凸部が設けられることを特徴とするマイクロミキサー。 - 請求項1から請求項4の何れか1つの請求項に記載のマイクロミキサーであって、
前記混合槽の内壁面上を前記液体注入口から第1方向に所定距離進む経路において該内壁面と水平面とが成す角度の第1変化量と、前記混合槽の内壁面上を前記液体注入口から前記第1方向とは反対の第2方向に前記所定距離進む経路において該内壁面と前記水平面とが成す角度の第2変化量とが異なることを特徴とするマイクロミキサー。 - 請求項5に記載のマイクロミキサーであって、
前記第1変化量が、
前記第2変化量よりも相対的に大きく、
前記混合槽の底部のうちの前記液体注入口を基準とした前記第2方向に、前記液体注入口に向けて先細りする傾斜部が設けられることを特徴とするマイクロミキサー。 - 請求項1から請求項6の何れか1つの請求項に記載のマイクロミキサーであって、
前記混合槽の内壁の表面が、
撥水性を有することを特徴とするマイクロミキサー。 - 請求項1から請求項7の何れか1つの請求項に記載のマイクロミキサーであって、
前記液体注入口が、
前記混合槽に貯留される液体を前記微細流路に向けて排出することを特徴とするマイクロミキサー。 - 請求項1から請求項8の何れか1つの請求項に記載のマイクロミキサーであって、
前記第1液体を前記微細流路に対して供給する第1供給路と、
前記第2液体を前記微細流路に対して供給する第2供給路と、
を更に備えることを特徴とするマイクロミキサー。 - 請求項1から請求項9の何れか1つの請求項に記載のマイクロミキサーと、
前記混合槽において前記第1および第2液体が混合されることで生成される混合液体が前記混合槽から排出される流路の内壁面近傍に設けられ、前記混合液体に含まれる物質との反応を行う反応物質が固定される反応部と、
を備えることを特徴とするマイクロ流体チップ。
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