JP5076234B2 - Apparatus for measuring qualitative distribution of particle concentration in vertical cross section of microchannel and method for manufacturing microchannel structure used in said apparatus - Google Patents

Apparatus for measuring qualitative distribution of particle concentration in vertical cross section of microchannel and method for manufacturing microchannel structure used in said apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP5076234B2
JP5076234B2 JP2007189730A JP2007189730A JP5076234B2 JP 5076234 B2 JP5076234 B2 JP 5076234B2 JP 2007189730 A JP2007189730 A JP 2007189730A JP 2007189730 A JP2007189730 A JP 2007189730A JP 5076234 B2 JP5076234 B2 JP 5076234B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microchannel
wall portion
substrate
electrode
electrode pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007189730A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009025197A (en
Inventor
浩之 後藤
進 君島
雅彦 市島
晴男 村山
昌宏 武居
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coorstek KK
Original Assignee
Covalent Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Covalent Materials Corp filed Critical Covalent Materials Corp
Priority to JP2007189730A priority Critical patent/JP5076234B2/en
Publication of JP2009025197A publication Critical patent/JP2009025197A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5076234B2 publication Critical patent/JP5076234B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、マイクロ流路の垂直断面の粒子濃度の定性的な分布を計測する装置及び前記装置に用いられるマイクロ流路構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus for measuring a qualitative distribution of particle concentration in a vertical section of a microchannel and a method for manufacturing a microchannel structure used in the apparatus.

マイクロ流路は、体積あたりの比表面積が大きく、マイクロ流路中を流れる流体は層流支配となることから、分析にかかる時間が短縮でき、また分子拡散による溶液の混合を促すなどの効果があるため、バイオチップ、マイクロリアクター、マイクロタス(μTAS)、ラボ・オン・チップ等において実用化されている。
しかも今日、マイクロ流路は数多くのメリットがあることから、その応用範囲は、化学やバイオをはじめ、環境やエネルギーの分野等まで広がり、さまざまな業界において実用化が期待されている。
The microchannel has a large specific surface area per volume, and the fluid flowing in the microchannel is dominated by laminar flow. Therefore, the time required for analysis can be shortened, and the effects such as promoting the mixing of the solution by molecular diffusion can be achieved. Therefore, it has been put to practical use in biochips, microreactors, microtas (μTAS), lab-on-chips, and the like.
Moreover, since microchannels have many merits today, their application range extends to fields such as chemistry and biotechnology, the environment and energy, and is expected to be put to practical use in various industries.

このマイクロ流路構造体の一例を図21、図22に基づいて説明する。尚、図21(a)は基体となる基板を示す平面図、(b)は蓋となる基板を示す平面図、図22(a)は、マイクロ流路構造体の平面図、(b)は図22(a)のA−A断面図である。
まず、図21(a)に示すように、基体となる基板101に所定形状の流路102となる溝を形成する。一方、図21(b)に示すように、蓋となる基板103の前記流路102の端部に対応する位置に、所定の流入口104と流出口105を穿孔する。
An example of the microchannel structure will be described with reference to FIGS. 21A is a plan view showing a substrate serving as a base, FIG. 21B is a plan view showing a substrate serving as a lid, FIG. 22A is a plan view of a microchannel structure, and FIG. It is AA sectional drawing of Fig.22 (a).
First, as shown in FIG. 21A, a groove to be a channel 102 having a predetermined shape is formed in a substrate 101 to be a base. On the other hand, as shown in FIG. 21B, predetermined inlets 104 and outlets 105 are perforated at positions corresponding to the ends of the flow paths 102 of the substrate 103 serving as a lid.

そして、前記基板101と前記基板103とを貼り合せることによって、所定の流入口104と流出口105を有するマイクロ流路107が形成されたマイクロ流路構造体100が製作される。   Then, by attaching the substrate 101 and the substrate 103 together, the microchannel structure 100 in which the microchannel 107 having the predetermined inlet 104 and the outlet 105 is formed is manufactured.

また、例えば、特許文献1には、図23に示すように、第1の基板151の一面に周縁部に隙間を有することなく埋め込み形成されこの第1の基板151の一面と同一平面をなす電極部153と、この第1の基板151の前記一面に一面が接して設けられた第2の基板152と、前記第1の基板151と第2の基板152によって形成された流路154を具備した微細流路構造体150が提案されている。
この種の微細流路構造体150にあっては、流路154中に電極部153が形成されているために、流れる微量の液体の濃度、あるいはまた液体中の目的物質の濃度等を検出することができる。
特開2006−224014号公報
Further, for example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 23, an electrode which is embedded and formed on one surface of the first substrate 151 without having a gap at the peripheral edge and is flush with the one surface of the first substrate 151. A first substrate 151, a second substrate 152 provided in contact with the one surface of the first substrate 151, and a flow path 154 formed by the first substrate 151 and the second substrate 152. A fine channel structure 150 has been proposed.
In this kind of fine channel structure 150, since the electrode portion 153 is formed in the channel 154, the concentration of a small amount of flowing liquid or the concentration of a target substance in the liquid is detected. be able to.
JP 2006-224014 A

ところで、図22に示したマイクロ流路構造体における流路を流れる粒子の濃度を瞬時に定性的に観察するには、一般的に顕微鏡が用いられている。例えば、顕微鏡をマイクロ流路の流れの主流方向(マイクロ流路方向)に対して垂直(直上)に配置し、顕微鏡から得られた流れ場の主流方向の水平断面の粒子像を、CCDカメラなどにより記録し、コンピュータなどを用いて、表示することによって観察を行っていた。
しかしながら、このような顕微鏡を用いたマイクロ流路の観察では、主流方向の水平断面の粒子濃度の定性的観察や定量的な計測は可能であるものの、マイクロ流路の垂直断面の粒子濃度の定性的な観察や定量的な計測を行うことができないという技術的課題があった。
Incidentally, a microscope is generally used to instantaneously and qualitatively observe the concentration of particles flowing in the flow channel in the micro flow channel structure shown in FIG. For example, a microscope is arranged perpendicularly (immediately above) to the main flow direction of the microchannel flow (microchannel direction), and the horizontal cross-sectional particle image of the flow field obtained from the microscope is displayed on a CCD camera, etc. The observation was performed by recording the information and displaying the information using a computer or the like.
However, in microchannel observation using such a microscope, qualitative observation and quantitative measurement of particle concentration in the horizontal cross section in the mainstream direction are possible, but qualitative measurement of particle concentration in the vertical cross section of the microchannel is possible. There was a technical problem that it was not possible to perform regular observation and quantitative measurement.

また、図23に示されたマイクロ流路構造体は、流路中に電極部が形成されているために、流れる微量の液体の濃度、あるいはまた液体中の目的物質の濃度等を検出することができる。
しかしながら、この場合においても、前記電極部が第1の基板面上に形成されているため、図22に示したマイクロ流路構造体と同様に、主流方向の水平断面の粒子濃度の定性的観察や、定量的な計測は可能であるものの、マイクロ流路の垂直断面の粒子濃度の定性的な観察や定量的な計測を行うことができないという技術的課題があった。
In addition, since the microchannel structure shown in FIG. 23 has an electrode portion formed in the channel, it detects the concentration of a minute amount of flowing liquid or the concentration of a target substance in the liquid. Can do.
However, in this case as well, since the electrode portion is formed on the first substrate surface, the qualitative observation of the particle concentration in the horizontal cross section in the mainstream direction is the same as in the microchannel structure shown in FIG. In addition, although quantitative measurement is possible, there has been a technical problem that qualitative observation and quantitative measurement of the particle concentration in the vertical section of the microchannel cannot be performed.

このように、従来のマイクロ流路構造体にあっては、実際には三次元的な粒子分布であるにもかかわらず、二次元的な粒子分布として観察、計測しかできず、社会の要求を満足させるものではなかった。   Thus, in the conventional microchannel structure, although it is actually a three-dimensional particle distribution, it can only be observed and measured as a two-dimensional particle distribution. It was not satisfying.

本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、マイクロ流路の垂直断面の濃度の定性的な分布を計測することができる、マイクロ流路の垂直断面の粒子濃度の定性的な分布を計測する装置及び前記装置に用いられるマイクロ流路構造体の製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above technical problem, and is capable of measuring the qualitative distribution of the concentration in the vertical section of the microchannel, and qualitatively determining the particle concentration in the vertical section of the microchannel. An object of the present invention is to provide a device for measuring a general distribution and a method for manufacturing a microchannel structure used in the device .

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、本発明にかかるマイクロ流路の垂直断面の粒子濃度の定性的な分布を計測する装置は、マイクロ流路を備え、前記マイクロ流路方向と直交する同一の垂直断面上において、前記マイクロ流路を構成する上壁部、下壁部、左壁部、右壁部の夫々に少なくとも二つ以上の電極がマイクロ流路内に露出して形成されたマイクロ流路構造体と、前記マイクロ流路内に粒子を含む液体を流す送液手段と、前記各電極から所定の電極の組合せを選択し、選択された電極の組合せの間に電圧を供給する電圧供給手段と、前記電圧供給手段により電圧が供給された前記電極間のキャパシタンス、インピーダンス、インダクタンスのうち少なくとも一つを測定する手段と、を備えることを特徴としている。 The present invention has been made to achieve the above object, and an apparatus for measuring a qualitative distribution of particle concentration in a vertical section of a microchannel according to the present invention includes a microchannel, and the microchannel On the same vertical section perpendicular to the direction, at least two electrodes are exposed in the microchannel on each of the upper wall portion, the lower wall portion, the left wall portion, and the right wall portion constituting the microchannel. A microfluidic structure formed in this manner, a liquid feeding means for flowing a liquid containing particles in the microfluidic channel, and a predetermined electrode combination is selected from the electrodes, and the selected electrode combination is selected between Voltage supply means for supplying a voltage; and means for measuring at least one of capacitance, impedance and inductance between the electrodes to which the voltage is supplied by the voltage supply means.

このように、前記マイクロ流路方向と直交する垂直断面上において、前記マイクロ流路を構成する上壁部、下壁部、左壁部、右壁部の夫々に少なくとも二つ以上の電極がマイクロ流路内に露出して形成されているため、電極に電圧を印加することによって、マイクロ流路の垂直断面のキャパシタンス、インピーダンス、インダクタンスを測定することができ、マイクロ流路の垂直断面の濃度の定性的な分布を計測することができる。   In this way, on the vertical cross section perpendicular to the microchannel direction, at least two or more electrodes are provided on each of the upper wall portion, the lower wall portion, the left wall portion, and the right wall portion constituting the microchannel. Since it is exposed in the channel, the capacitance, impedance, and inductance of the vertical cross section of the microchannel can be measured by applying a voltage to the electrode. Qualitative distribution can be measured.

ここで、前記上壁部、下壁部、左壁部、右壁部の前記垂直断面上に設けられた、少なくとも八つ以上の電極からなる電極群が、前記マイクロ流路の流路方向に複数設けられていることが望ましい。このように、電極群がマイクロ流路の流路方向に複数設けられているため、マイクロ流路方向の各垂直断面の濃度の定性的な分布及び水平断面の濃度の定性的な分布を計測することができる。   Here, an electrode group including at least eight or more electrodes provided on the vertical cross section of the upper wall portion, the lower wall portion, the left wall portion, and the right wall portion is arranged in the flow channel direction of the micro flow channel. It is desirable to provide a plurality. As described above, since a plurality of electrode groups are provided in the flow direction of the micro flow channel, the qualitative distribution of the concentration in each vertical cross section and the qualitative distribution in the horizontal cross section in the micro flow channel direction are measured. be able to.

また、2つの基板間に、あらかじめパターニングされた電極パターンの端部が基板の端面に露出するように挟み、圧着または接着により一体化する第1の工程と、更に一体化した基板に、あらかじめパターニングされた電極パターンの端部が基板の端面に露出するように挟み、圧着または接着により一体化する第2の工程と経て、上壁部、下壁部、右壁部、左壁部の夫々を形成する工程と、前記工程の後、上壁部、下壁部、左壁部、右壁部を上下左右に、所定の間隔をもって配置し、圧着または接着により一体化し、中心部分にマイクロ流路を形成する工程とを含むことを特徴としている。
このように、前記マイクロ流路構造体の製造方法によれば、上記したマイクロ流路構造体を容易に製造することができる。
In addition, the first pattern is sandwiched between the two substrates so that the end of the electrode pattern patterned in advance is exposed on the end surface of the substrate, and is integrated by pressure bonding or adhesion. After the second step of sandwiching the electrode pattern so that the end portion of the electrode pattern is exposed to the end surface of the substrate and integrating by crimping or bonding, the upper wall portion, the lower wall portion, the right wall portion, and the left wall portion are respectively After the step of forming and after the step, the upper wall portion, the lower wall portion, the left wall portion, and the right wall portion are arranged vertically and horizontally at a predetermined interval, and are integrated by crimping or bonding, and the microchannel is formed in the central portion. And a step of forming the structure.
Thus, according to the manufacturing method of the microchannel structure, the above-described microchannel structure can be easily manufactured.

尚、前記第2の工程を繰り返し行うことにより、電極パターンを更に積層し、所定の上壁部、下壁部、右壁部、左壁部の夫々を形成することができる。   By repeatedly performing the second step, it is possible to further stack electrode patterns and form each of a predetermined upper wall portion, lower wall portion, right wall portion, and left wall portion.

本発明によれば、マイクロ流路の垂直断面の濃度の定性的な分布を計測することができる、マイクロ流路の垂直断面の粒子濃度の定性的な分布を計測する装置及び前記装置に用いられるマイクロ流路構造体の製造方法を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can use for the apparatus which measures the qualitative distribution of the density | concentration of the vertical cross section of a microchannel, and the said apparatus which can measure the qualitative distribution of the particle density of the vertical section of a microchannel. A method for producing a microchannel structure can be obtained.

先ず、本発明にかかるマイクロ流路構造体の一実施形態を図1乃至図3に基づいて説明する。尚、図1は、本発明にかかるマイクロ流路構造体を示す斜視図であり、図2は図1のI−I断面図、図3は図1のII−II断面図である。
このマイクロ流路構造体1は、図1に示すように、上壁部Aと、前記上壁部Aに対向する下壁部Bと、前記上壁部Aと下壁部Bとを連結する左右壁部C、Dとから構成され、前記上下壁部A,B及び左右壁部C,Dによって、断面が矩形形状のマイクロ流路Sが形成される。このマクロ流路Sは、このマイクロ流路構造体1の中心部に形成され、例えば、縦600μm、横600μm、長さ30mmに形成されている。
First, an embodiment of a microchannel structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a perspective view showing a microchannel structure according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
As shown in FIG. 1, the microchannel structure 1 connects an upper wall portion A, a lower wall portion B facing the upper wall portion A, and the upper wall portion A and the lower wall portion B. The right and left wall portions C and D are configured, and the upper and lower wall portions A and B and the left and right wall portions C and D form a microchannel S having a rectangular cross section. The macro flow channel S is formed at the center of the micro flow channel structure 1 and has, for example, a length of 600 μm, a width of 600 μm, and a length of 30 mm.

前記上壁部Aは、後述するように基板A1,A2,A3,A4、を貼り合せたものであって、基板A1と基板A2の間には、図1、2に示すように主流方向(マイクロ流路方向)に10個の電極を有する電極パターン2が形成されている。
また、基板A2と基板A3との間には、前記電極パターン2と同様に主流方向に10個の電極を有する電極パターン3が形成され、更に基板A3と基板A4との間にも、主流方向に10個の電極を有する電極パターン4が形成されている。
そして、前記電極パターン2,3,4の一端部(電極)2a、3a,4aは、前記マイクロ流路S内に露出して形成され、前記電極パターン2,3,4の他端部(端子)2b、3b,4bは、上壁部Aの表面に露出して形成されている。
The upper wall portion A is obtained by bonding substrates A1, A2, A3, and A4 as will be described later. Between the substrates A1 and A2, as shown in FIGS. An electrode pattern 2 having 10 electrodes is formed in the microchannel direction).
Further, an electrode pattern 3 having 10 electrodes in the mainstream direction is formed between the substrate A2 and the substrate A3, and the mainstream direction is also formed between the substrate A3 and the substrate A4. An electrode pattern 4 having 10 electrodes is formed.
One end portions (electrodes) 2a, 3a, 4a of the electrode patterns 2, 3, 4 are formed to be exposed in the microchannel S, and the other end portions (terminals) of the electrode patterns 2, 3, 4 are formed. ) 2b, 3b, 4b are formed to be exposed on the surface of the upper wall portion A.

同様に、前記下壁部Bは、後述するように基板B1,B2,B3,B4、を貼り合せたものであって、基板B1と基板B2の間には、図1、2に示すように主流方向(マイクロ流路方向)に10個の電極を有する電極パターン5が形成されている。
また、基板B2と基板B3との間には、前記電極パターン5と同様に、主流方向に10個の電極を有する電極パターン6が形成され、また基板B3と基板B4との間にも、主流方向に10個の電極を有する電極パターン7が形成されている。
そして、前記電極パターン5,6,7の一端部(電極)5a、6a,7aは、前記マイクロ流路S内に露出して形成され、前記電極パターン5,6,7の他端部(端子部)5b(電極パターン6,7の他端部は図示せず)は、下壁部Bの表面に露出して形成されている。
Similarly, the lower wall portion B is obtained by bonding substrates B1, B2, B3, and B4 as will be described later, and between the substrate B1 and the substrate B2, as shown in FIGS. An electrode pattern 5 having 10 electrodes is formed in the main flow direction (microchannel direction).
Similarly to the electrode pattern 5, an electrode pattern 6 having 10 electrodes in the mainstream direction is formed between the substrate B2 and the substrate B3, and the mainstream is also interposed between the substrate B3 and the substrate B4. An electrode pattern 7 having 10 electrodes in the direction is formed.
One end portions (electrodes) 5a, 6a, 7a of the electrode patterns 5, 6, 7 are formed to be exposed in the microchannel S, and the other end portions (terminals) of the electrode patterns 5, 6, 7 are formed. Part) 5b (the other end parts of the electrode patterns 6 and 7 are not shown) are formed to be exposed on the surface of the lower wall part B.

前記左壁部Cは、後述するように基板C1,C2,C3,C4、を貼り合せたものであって、基板C1と基板C2の間には、図1、3に示すように主流方向に10個の電極を有する電極パターン8が形成されている。
また、基板C2と基板C3との間には、前記電極パターン8と同様に、主流方向に10個の電極を有する電極パターン9が形成され、基板C3と基板C4との間にも、主流方向に10個の電極を有する電極パターン10が形成されている。
The left wall C is obtained by bonding substrates C1, C2, C3, and C4 as will be described later. Between the substrate C1 and the substrate C2, as shown in FIGS. An electrode pattern 8 having 10 electrodes is formed.
Similarly to the electrode pattern 8, an electrode pattern 9 having 10 electrodes in the main flow direction is formed between the substrate C2 and the substrate C3, and the main flow direction is also formed between the substrate C3 and the substrate C4. An electrode pattern 10 having 10 electrodes is formed.

そして、前記電極パターン8,9,10の一端部(電極)8a、9a,10aは、前記マイクロ流路S内に露出して形成され、前記電極パターン8,9,10の一端部(端子)8b(電極パターン9,10の他端部は図示せず)は、左壁部Cの表面に露出して形成されている。   One end portions (electrodes) 8a, 9a, 10a of the electrode patterns 8, 9, 10 are formed to be exposed in the microchannel S, and one end portions (terminals) of the electrode patterns 8, 9, 10 are formed. 8b (the other end portions of the electrode patterns 9 and 10 are not shown) are formed to be exposed on the surface of the left wall portion C.

同様に、前記右壁部Dは、後述するように基板D1,D2,D3,D4、を貼り合せたものであって、基板D1と基板D2の間には、図1、3に示すように主流方向に10個の電極を有する電極パターン11が形成されている。
また、基板D2と基板D3との間には、前記電極パターン11と同様に、主流方向に10個の電極を有する電極パターン12が形成され、基板D3と基板D4との間にも、主流方向に10個の電極を有する電極パターン13が形成されている。
そして、前記電極パターン11,12,13の一端部(電極)11a、12a,13aは、前記マイクロ流路S内に露出して形成され、前記電極パターン11,12,13の一端部(端子)11b、12b,13bは、右壁部Dの表面に露出して形成されている。
Similarly, the right wall portion D is obtained by bonding substrates D1, D2, D3, and D4 as will be described later. Between the substrate D1 and the substrate D2, as shown in FIGS. An electrode pattern 11 having 10 electrodes in the main flow direction is formed.
Similarly to the electrode pattern 11, an electrode pattern 12 having 10 electrodes in the main flow direction is formed between the substrate D2 and the substrate D3, and the main flow direction is also formed between the substrate D3 and the substrate D4. An electrode pattern 13 having 10 electrodes is formed.
One end portions (electrodes) 11a, 12a, 13a of the electrode patterns 11, 12, 13 are formed to be exposed in the microchannel S, and one end portions (terminals) of the electrode patterns 11, 12, 13 are formed. 11b, 12b, and 13b are formed exposed on the surface of the right wall D.

このように、このマイクロ流路構造体1にあっては、図1に示すように、断面が矩形形状のマイクロ流路Sの上下左右の壁部に夫々3個、合計12個の電極パターンが形成され、そしてまた、図2,3に示すように、夫々の電極パターンは、主流方向に10個の電極を有している。前記各電極パターンのマイクロ流路の流路方向(主流方向)における夫々の電極は、マイクロ流路に直交する同一の垂直断面上に形成されている。
即ち、前記マイクロ流路Sの同一垂直断面上において、前記マイクロ流路を構成する上壁部A、下壁部B、左壁部C、右壁部Dの夫々に三つ、合計12個の電極がマイクロ流路内に露出して形成され、一つの電極群を構成している。そして、この電極群が所定の間隔をもってマイクロ流路方向(主流方向)に10個形成されている。
Thus, in this microchannel structure 1, as shown in FIG. 1, there are three electrode patterns in total, three on the top, bottom, left and right walls of the microchannel S having a rectangular cross section. As shown in FIGS. 2 and 3, each electrode pattern has ten electrodes in the mainstream direction. Each electrode in the flow channel direction (main flow direction) of the micro flow channel of each electrode pattern is formed on the same vertical cross section orthogonal to the micro flow channel.
That is, on the same vertical cross section of the microchannel S, there are three in each of the upper wall portion A, the lower wall portion B, the left wall portion C, and the right wall portion D constituting the microchannel, for a total of twelve. The electrodes are formed so as to be exposed in the microchannel, and constitute one electrode group. Then, ten electrode groups are formed in the micro flow path direction (main flow direction) with a predetermined interval.

これを、模式図的に表すと、図4、図5(a)に示すようになる。図4は、マイクロ流路の流路方向に沿った垂直断面を表したものであり、図5(a)は、マイクロ流路の流路方向に直交する垂直断面を表したものである。
図5(a)から明らかなように、マイクロ流路の流路方向に直交する同一の垂直断面上には、前記マイクロ流路を構成する上壁部A、下壁部B、左壁部C、右壁部Dの夫々に三つ、合計12個の電極(2a1,3a1,4a1,5a1,6a1,7a1,8a1,9a1,10a1,11a1,12a1,13a1)がマイクロ流路内に露出して形成され、一つの電極群を構成している。
This is schematically shown in FIGS. 4 and 5A. 4 shows a vertical cross section along the flow path direction of the micro flow path, and FIG. 5A shows a vertical cross section orthogonal to the flow path direction of the micro flow path.
As is clear from FIG. 5A, on the same vertical cross section orthogonal to the channel direction of the microchannel, the upper wall portion A, the lower wall portion B, and the left wall portion C that constitute the microchannel. 3 on each of the right wall portions D, a total of 12 electrodes (2a1, 3a1, 4a1, 5a1, 6a1, 7a1, 8a1, 9a1, 10a1, 11a1, 12a1, 13a1) are exposed in the microchannel. Thus, one electrode group is formed.

そして、この電極群は、図4から明らかなように、マイクロ流路の流路方向に沿って10個の電極群が形成されている。
この図4にあっては、1番目の電極群(2a1,3a1,4a1,5a1,6a1,7a1)、2番目の電極群(2a2,3a2,4a2,5a2,6a2,7a2)、3番目の電極群(2a3,3a3,4a3,5a3,6a3,7a3)まで表し、4番目の電極群から10番目の電極群を省略している。
As is apparent from FIG. 4, this electrode group has 10 electrode groups formed along the flow path direction of the micro flow path.
In FIG. 4, the first electrode group (2a1, 3a1, 4a1, 5a1, 6a1, 7a1), the second electrode group (2a2, 3a2, 4a2, 5a2, 6a2, 7a2), the third electrode Groups (2a3, 3a3, 4a3, 5a3, 6a3, 7a3) are shown, and the 10th electrode group is omitted from the 4th electrode group.

尚、上記実施形態にあっては、このマイクロ流路Sの同一垂直断面上の電極の数として、上壁部A、下壁部B、左壁部C、右壁部Dの夫々に三つ、合計12個の場合を示したが、流路内の粒子濃度分布を精度よく観察するには、電極の数が8個以上であることが望ましく、12個以上を配置することがより望ましい。
また、電極群として、マイクロ流路方向(主流方向)に10個形成されている場合を示したが、通常、主流方向には5個〜10個の電極群を配置するが、流路内の濃度分布を観察したい範囲によって変更するのが好ましい。
In the above embodiment, the number of electrodes on the same vertical section of the microchannel S is three for each of the upper wall portion A, the lower wall portion B, the left wall portion C, and the right wall portion D. Although a total of 12 cases are shown, in order to accurately observe the particle concentration distribution in the flow path, the number of electrodes is preferably 8 or more, and more preferably 12 or more.
Moreover, although the case where ten electrode groups were formed in the micro flow path direction (main flow direction) was shown as an electrode group, normally 5 to 10 electrode groups are arranged in the main flow direction. It is preferable to change the concentration distribution according to the range to be observed.

次に、このマイクロ流路構造体の使用方法について図5、図6に基づいて説明する。
このマイクロ流路構造体1にあっては、例えば、マイクロ流路の流路方向に直交する同一垂直断面上において、電極2a1と電極3a1の間に、また電極2a1と電極4a1の間に,更に電極2a1と電極11a1の間等、各電極を組み合わせて、組み合わされた電極間に、電圧供給手段から電圧を供給する。
そして、各電極間のキャパシタンス、インピーダンス、インダクタンスを測定手段によって測定することによって、マクロ流路内を流れる粒子の濃度の定性的な分布を計測することができる。
Next, the usage method of this microchannel structure is demonstrated based on FIG. 5, FIG.
In the microchannel structure 1, for example, on the same vertical section orthogonal to the channel direction of the microchannel, between the electrode 2a1 and the electrode 3a1, between the electrode 2a1 and the electrode 4a1, The electrodes are combined, such as between the electrode 2a1 and the electrode 11a1, and a voltage is supplied from the voltage supply means between the combined electrodes.
And the qualitative distribution of the density | concentration of the particle | grains which flow through the inside of a macrochannel can be measured by measuring the capacitance between each electrode, an impedance, and an inductance by a measurement means .

図6は、電極の組み合わせとインピーダンスとの関係を示したものである。
例えば、図5(a)に示すように、マイクロ流路の流路方向に直交する垂直断面上において、流路内の非導電性粒子が右上方に偏っている場合には、図6(a)に示すように電極3a1と電極11a1との間のインピーダンス値は高くなるが、電極3a1と電極9a1との間のインピーダンス値は低くなる。
また、例えば、図5(b)に示すように、流路内の非導電性粒子が左下方に偏っている場合には、図6(b)に示すように電極9a1と電極6a1との間のインピーダンス値は高くなるが、電極9a1と電極3a1との間のインピーダンス値は低くなる。
FIG. 6 shows the relationship between the combination of electrodes and the impedance.
For example, as shown in FIG. 5A, when the non-conductive particles in the flow channel are biased to the upper right on the vertical cross section orthogonal to the flow channel direction of the micro flow channel, FIG. ), The impedance value between the electrode 3a1 and the electrode 11a1 is high, but the impedance value between the electrode 3a1 and the electrode 9a1 is low.
Further, for example, as shown in FIG. 5B, when the non-conductive particles in the flow channel are biased to the lower left, as shown in FIG. 6B, between the electrode 9a1 and the electrode 6a1 However, the impedance value between the electrode 9a1 and the electrode 3a1 is low.

更に、例えば、図5(c)に示すように、流路内の非導電性粒子が一様に分布するときは、どの電極の組み合わせのインピーダンス値も、中程度の値をとる。図6(c)にあっては、電極3a1と12a1との間のインピーダンス値と、電極3a1と9a1との間のインピーダンス値とを表している。
したがって、各電極間のインピーダンス値を測定することにより、粒子濃度の偏りを定性的に観察することができる。
Furthermore, for example, as shown in FIG. 5C, when the non-conductive particles in the flow path are uniformly distributed, the impedance value of any electrode combination takes a medium value. FIG. 6C shows the impedance value between the electrodes 3a1 and 12a1 and the impedance value between the electrodes 3a1 and 9a1.
Therefore, by measuring the impedance value between the electrodes, the deviation of the particle concentration can be qualitatively observed.

尚、前記電極間にかける電圧は、直流でなくて交流とすることが望ましく、できるだけ、100kHz以上の高い周波数とし、また、その電圧の大きさも10V以下の電圧とすることが精度の点から望ましい。   The voltage applied between the electrodes is preferably not alternating current but alternating current, and is preferably as high as 100 kHz or higher, and the magnitude of the voltage is preferably 10 V or less from the viewpoint of accuracy. .

次に、本発明にかかるマイクロ流路構造体の製造方法について、図7乃至図19に基づいて説明する。
先ず、図7(a)に示すように、2枚の基板C1,C2の間に、あらかじめパターニングされた薄膜状の電極パターン8を挟込む。尚、この電極パターン8には10個の電極が形成されている。
このとき、前記電極パターン8の両端部は基板C1,C2の端部から露出するように挟み込まれる。その後、その基板C1,C2を圧着または接着により、基板C1、薄膜状の電極パターン8、基板C2のサンドイッチ構造の一体化した基板を作製する(図8(a)参照)。
Next, a method for manufacturing a microchannel structure according to the present invention will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 7A, a previously patterned thin film electrode pattern 8 is sandwiched between two substrates C1 and C2. The electrode pattern 8 has 10 electrodes.
At this time, both end portions of the electrode pattern 8 are sandwiched so as to be exposed from the end portions of the substrates C1 and C2. Thereafter, the substrates C1 and C2 are bonded or bonded together to produce a substrate in which the sandwich structure of the substrate C1, the thin-film electrode pattern 8, and the substrate C2 is integrated (see FIG. 8A).

同様に、図7(b)に示すように、2枚の基板D1,D2の間に、あらかじめパターニングされた薄膜状の電極パターン11を、その端部が基板D1,D2の端部から露出するように挟み込む。尚、この電極パターン11には10個の電極が形成されている。
その後、その基板D1,D2を圧着または接着により、基板D1、薄膜状の電極パターン11、基板D2のサンドイッチ構造の一体化した基板を作製する(図8(b)参照)。
Similarly, as shown in FIG. 7B, a thin-film electrode pattern 11 patterned in advance between two substrates D1 and D2 is exposed at the ends from the ends of the substrates D1 and D2. So as to sandwich. The electrode pattern 11 has 10 electrodes.
Thereafter, the substrates D1 and D2 are pressed or bonded to produce a substrate in which the sandwich structure of the substrate D1, the thin film electrode pattern 11, and the substrate D2 is integrated (see FIG. 8B).

そして、更に、図9(a)に示すように、そのサンドイッチ構造の一体化した基板C1,C2の下部に、あらかじめパターニングされた薄膜状の電極パターン9と基板C3を配置し、電極パターン9の端部が基板C2,C3の端部から露出するように挟み込む。尚、この電極パターン9には10個の電極が形成されている。
その後、圧着または、接着により一体化させ、サンドイッチ構造の一体化した基板を製作する(図10(a)参照)。
Further, as shown in FIG. 9A, a thin film-like electrode pattern 9 and a substrate C3, which are pre-patterned, are disposed below the integrated substrates C1 and C2 of the sandwich structure. The end portion is sandwiched so as to be exposed from the end portions of the substrates C2 and C3. The electrode pattern 9 is formed with 10 electrodes.
Thereafter, the substrates are integrated by pressure bonding or adhesion to manufacture an integrated substrate having a sandwich structure (see FIG. 10A).

また、図9(b)に示すように、そのサンドイッチ構造の一体化した基板D1,D2の下部に、あらかじめパターニングされた薄膜状の電極パターン12と基板D3を配置し、電極パターン12の端部が基板D2,D3の端部から露出するように挟み込む。尚、この電極パターン12には10個の電極が形成されている。
その後、圧着または接着により一体化させ、サンドイッチ構造の一体化した基板を作製する(図10(b)参照)。
Further, as shown in FIG. 9B, a thin film-like electrode pattern 12 and a substrate D3, which are pre-patterned, are arranged below the integrated substrates D1 and D2 of the sandwich structure, and the end portions of the electrode pattern 12 are arranged. Is sandwiched so as to be exposed from the ends of the substrates D2 and D3. The electrode pattern 12 has 10 electrodes.
Thereafter, the substrates are integrated by pressure bonding or adhesion to produce an integrated substrate having a sandwich structure (see FIG. 10B).

そして、更に、図11(a)に示すように、そのサンドイッチ構造の一体化した基板C1,C2,C3の下部に、あらかじめパターニングされた薄膜状の電極パターン10と基板C4を配置し、電極パターン10の端部が基板C3,C4の端部から露出するように挟み込む。尚、この電極パターン10には10個の電極が形成されている。
その後、圧着または、接着により一体化させ、サンドイッチ構造の一体化した基板を製作する(図12(a)参照)。
Further, as shown in FIG. 11 (a), a thin-film electrode pattern 10 and a substrate C4 that are pre-patterned are arranged below the integrated substrates C1, C2, and C3 of the sandwich structure. 10 are sandwiched so as to be exposed from the ends of the substrates C3 and C4. The electrode pattern 10 has 10 electrodes.
Thereafter, the substrates are integrated by pressure bonding or adhesion to manufacture an integrated substrate having a sandwich structure (see FIG. 12A).

また、図11(b)に示すように、そのサンドイッチ構造の一体化した基板D1,D2,D3の下部に、あらかじめパターニングされた薄膜状の電極パターン13と基板D4を配置し、電極パターン13の端部が基板D3,D4の端部から露出するように挟み込む。尚、この電極パターン13には10個の電極が形成されている。
その後、圧着または接着により一体化させ、サンドイッチ構造の一体化した基板を作製する(図12(b)参照)。
Further, as shown in FIG. 11 (b), a thin-film electrode pattern 13 and a substrate D4, which are pre-patterned, are arranged below the integrated substrates D1, D2, and D3 of the sandwich structure. The end portions are sandwiched so as to be exposed from the end portions of the substrates D3 and D4. The electrode pattern 13 has 10 electrodes.
Thereafter, the substrates are integrated by pressure bonding or adhesion to produce an integrated substrate having a sandwich structure (see FIG. 12B).

このような工程を経ることにより、左右の側壁C,Dが形成される。この左右の側壁C,Dの電極パターンは、マイクロ流路の流路方向に直交して3層形成される。尚、更に3層以上の電極パターンの層が必要な場合は、必要に応じて、以上の工程を繰り返すことになる。   Through these steps, left and right side walls C and D are formed. The electrode patterns on the left and right side walls C and D are formed in three layers perpendicular to the flow path direction of the micro flow path. When three or more electrode pattern layers are required, the above steps are repeated as necessary.

前記マクロ流路構造体1の上壁A、下壁Bも、前記した左右壁部C,Dと同様に、基板と薄膜状の電極パターンを積層することによって形成される。
具体的には、図13(a)に示すように、2枚の基板A1,A2間に、あらかじめパターニングされた薄膜状の電極パターン2の端部が基板A1,A2の端部から露出するように電極パターン2を挟み込む。尚、この電極パターン2には10個の電極が形成されている。
その後、その基板A1,A2を、圧着または接着により、基板、薄膜状電極パターン、基板のサンドイッチ構造の一体化した基板を作製する(図14(a))参照)。
Similarly to the left and right wall portions C and D, the upper wall A and the lower wall B of the macro flow channel structure 1 are also formed by laminating a substrate and a thin film electrode pattern.
Specifically, as shown in FIG. 13A, the end portion of the thin-film electrode pattern 2 patterned in advance is exposed from the end portions of the substrates A1 and A2 between the two substrates A1 and A2. The electrode pattern 2 is sandwiched between the two. The electrode pattern 2 is formed with ten electrodes.
Thereafter, the substrates A1 and A2 are bonded to each other by pressure bonding or bonding to produce a substrate in which the substrate, thin film electrode pattern, and substrate sandwich structure are integrated (see FIG. 14A).

更に、図13(b)に示すように、2枚の基板B1,B2間に、あらかじめパターニングされた薄膜状の電極パターン5の端部が基板B1,B2の端部から露出するように電極パターン5を挟み込む。尚、この電極パターン5には10個の電極が形成されている。
その後、前記基板B1,B2を、圧着または接着により、基板、薄膜状電極パターン、基板のサンドイッチ構造の一体化した基板を作製する(図14(b))参照)。
Further, as shown in FIG. 13 (b), the electrode pattern is formed so that the end of the thin-film electrode pattern 5 patterned in advance is exposed from the end of the substrates B1 and B2 between the two substrates B1 and B2. 5 is inserted. The electrode pattern 5 has 10 electrodes.
Thereafter, the substrates B1 and B2 are bonded or bonded together to produce a substrate in which the substrate, the thin film electrode pattern, and the substrate sandwich structure are integrated (see FIG. 14B).

更に、図15(a)に示すようにそのサンドイッチ構造の一体化した基板A1,A2の右部に、あらかじめパターニングされた薄膜状の電極パターン3と基板A3を配置し、電極パターン3の端部が基板A2,A3の端部から露出するように挟み込む。尚、この電極パターン3には10個の電極が形成されている。
その後、圧着または接着により一本化させ、サンドイッチ構造の一体化した基板を作製する(図16(a)参照)。
Further, as shown in FIG. 15 (a), a thin film-like electrode pattern 3 and a substrate A3, which are pre-patterned, are arranged on the right side of the integrated substrates A1 and A2 of the sandwich structure, and the end portions of the electrode pattern 3 are arranged. Is sandwiched so as to be exposed from the ends of the substrates A2 and A3. The electrode pattern 3 has 10 electrodes.
Thereafter, the substrates are unified by pressure bonding or adhesion to produce a substrate having an integrated sandwich structure (see FIG. 16A).

また更に、図15(b)に示すように、そのサンドイッチ構造の一体化した基板B1,B2の右部に、あらかじめパターニングされた薄膜状電極パターン6と基板B3を配置し、電極パターン6の端部が基板B2,B3の端部から露出するように挟み込む。尚、この電極パターン6には10個の電極が形成されている。
その後、同様に圧着または接着により一体化させ、サンドイッチ構造の一体化した基板を作製する(図16(b)参照)。
Further, as shown in FIG. 15 (b), a thin film electrode pattern 6 and a substrate B3 that are pre-patterned are arranged on the right part of the integrated substrates B1 and B2 of the sandwich structure. The portion is sandwiched so as to be exposed from the end portions of the substrates B2 and B3. The electrode pattern 6 has 10 electrodes.
Thereafter, they are similarly integrated by pressure bonding or adhesion to produce an integrated substrate having a sandwich structure (see FIG. 16B).

更に、図17(a)に示すようにそのサンドイッチ構造の一体化した基板A1,A2、A3の右部に、あらかじめパターニングされた薄膜状の電極パターン4と基板A4を配置し、電極パターン4の端部が基板A3,A4の端部から露出するように挟み込む。尚、この電極パターン4には10個の電極が形成されている。
その後、圧着または接着により一本化させ、サンドイッチ構造の一体化した基板を作製する(図18(a)参照)。
Further, as shown in FIG. 17 (a), a thin-film electrode pattern 4 and a substrate A4, which are pre-patterned, are arranged on the right side of the integrated substrates A1, A2, and A3 of the sandwich structure. The end portion is sandwiched so as to be exposed from the end portions of the substrates A3 and A4. The electrode pattern 4 is formed with ten electrodes.
Thereafter, the substrates are unified by pressure bonding or adhesion to produce a substrate having an integrated sandwich structure (see FIG. 18A).

また更に、図17(b)に示すように、そのサンドイッチ構造の一体化した基板B1,B2,B3の右部に、あらかじめパターニングされた薄膜状電極パターン7と基板B4を配置し、電極パターン7の端部が基板B3,B4の端部から露出するように挟み込む。尚、この電極パターン7には10個の電極が形成されている。
その後、圧着または接着により一体化させ、サンドイッチ構造の一体化した基板を作製する(図18(b)参照)。
Furthermore, as shown in FIG. 17B, a thin film electrode pattern 7 and a substrate B4 that have been patterned in advance are arranged on the right side of the integrated substrate B1, B2, B3 of the sandwich structure. Is sandwiched so that the end of the substrate is exposed from the ends of the substrates B3 and B4. The electrode pattern 7 is formed with 10 electrodes.
Thereafter, the substrates are integrated by pressure bonding or adhesion to produce an integrated substrate having a sandwich structure (see FIG. 18B).

このような工程を経ることにより、上下の上壁部A、下壁部Bが形成される。この電極パターンはマイクロ流路の垂直断面の流路上壁及び下壁にマイクロ流路と直交して3層形成され、さらにそれ以上の電極層が必要な場合は、必要に応じて、以上の工程を繰り返すことになる。   Through these steps, the upper and lower upper wall portions A and B are formed. This electrode pattern is formed in three layers perpendicular to the microchannel on the upper and lower channels of the vertical section of the microchannel, and if more electrode layers are required, the above steps are performed as necessary. Will be repeated.

そして、最後に、図19(a)に示すように、サンドイッチ構造の一体化した基板を所定の距離をもって左右に配置すると共に、サンドイッチ構造の一体化した基板を所定の距離をもって上下に配置する。その後、圧着または接着により一体化させ、図19(b)に示すような、中心部にマイクロ流路Sを有するマイクロ流路構造体1が形成される。
このマイクロ流路構造体1は流路方向に直交する同一の垂直断面上に合計12個の電極がマイクロ流路内に露出して形成され、一つの電極群を構成し、更にこの電極群は、マイクロ流路の流路方向に沿って10個形成されている。
Finally, as shown in FIG. 19A, the integrated substrate with the sandwich structure is arranged on the left and right with a predetermined distance, and the integrated substrate with the sandwich structure is arranged on the upper and lower sides with a predetermined distance. Thereafter, the microchannel structure 1 having the microchannel S at the center is formed as shown in FIG.
The microchannel structure 1 is formed by exposing a total of 12 electrodes in the microchannel on the same vertical cross section perpendicular to the channel direction, and constitutes one electrode group. Ten are formed along the flow path direction of the micro flow path.

尚、上記実施形態において、前記基板としては、電気絶縁性を有するものであれば、特に限定されるものではない。好適には、プラスチック基板やガラス基板を用いることができ、また電極としては、電気を通すものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル、モリブデン、銅、金、白金等の金属類の材質のものを用いることができる。また、マイクロ流路の流入口、流出口、その流入口及び流出口の数についても、特に限定されるものではない。   In the above embodiment, the substrate is not particularly limited as long as it has electrical insulation. Preferably, a plastic substrate or a glass substrate can be used, and the electrode is not particularly limited as long as it conducts electricity. For example, aluminum, silver, nickel, molybdenum, copper, gold Further, a metal material such as platinum can be used. In addition, the number of the inlets and outlets of the microchannel and the number of inlets and outlets thereof are not particularly limited.

全長20mm、内径600μm、流入口角度が60度のY字型マイクロ流路内に、凡そ10μmのナイロンビーズを5重量%で希釈したナイロンビーズ水、及びイオン交換水を、マイクロシリンジポンプから、シリコンチューブを介して、本発明の12個の電極を流路断面に備えたマイクロ流路に流入させた。
前記ナイロンビーズ水の流量を500ml/hと1000ml/hで、電極間のインピーダンス値をLCRメーターを用いて計測した。その計測位置を、Y字流入口の混合位置から1mm下流の位置とした。
In a Y-shaped microchannel with a total length of 20 mm, an inner diameter of 600 μm, and an inlet angle of 60 degrees, nylon bead water diluted with about 10 μm nylon beads at 5% by weight and ion exchange water are transferred from the microsyringe pump to silicon. The twelve electrodes of the present invention were allowed to flow into the microchannel provided in the channel cross section through the tube.
The flow rate of the nylon bead water was 500 ml / h and 1000 ml / h, and the impedance value between the electrodes was measured using an LCR meter. The measurement position was a position 1 mm downstream from the mixing position of the Y-shaped inlet.

その結果を図20に示す。図20は横軸に時間、そのインピーダンス値のレジスタンス成分のみを縦軸として描いた図である。
図20(A)は、ナイロンビーズの水の流量1000ml/hで、流路入口右側からナイロンビーズ水を流入させ、流路入口左側からイオン交換水を流入させた場合で、図5に示す電極3a1と電極12a1のレジスタンス成分を示している。
図20(C)は、同じ条件において、電極3a1と電極9a1のレジスタンス成分を示す。
このグラフから明らかな通り、電極3a1と電極12a1のレジスタンス成分は、4.05×105[Ω]を示し、電極3a1と電極9a1のレジスタンス成分は3.80×105[Ω]を示している。即ち、電極3a1と電極12a1のレジスタンス成分の方が、電極3a1と電極9a1のレジスタンス成分より高いことがわかる。
The result is shown in FIG. FIG. 20 is a diagram in which time is plotted on the horizontal axis and only the resistance component of the impedance value is plotted on the vertical axis.
FIG. 20A shows a case where nylon beads water is introduced from the right side of the channel inlet and ion exchange water is introduced from the left side of the channel inlet at a flow rate of nylon beads water of 1000 ml / h. The resistance components of 3a1 and electrode 12a1 are shown.
FIG. 20C shows resistance components of the electrode 3a1 and the electrode 9a1 under the same conditions.
As is apparent from this graph, the resistance component of the electrode 3a1 and the electrode 12a1 indicates 4.05 × 10 5 [Ω], and the resistance component of the electrode 3a1 and the electrode 9a1 indicates 3.80 × 10 5 [Ω]. Yes. That is, it can be seen that the resistance components of the electrodes 3a1 and 12a1 are higher than the resistance components of the electrodes 3a1 and 9a1.

また、図20(B)はナイロンビーズ水の流量500ml/hで、他は同じ条件において、電極3a1と電極12a1のレジスタンス成分を示す。
このグラフから明らかな通り、ナイロンビーズ水の流量が小さい場合、電極3a1と電極12a1のレジスタンス成分は、3.95×105[Ω]を示し、ナイロンビーズ水の流量が大きい場合、電極3a1と電極12a1のレジスタンス成分4.05×105[Ω]と比較して、そのレジスタンス成分が小さくなっていることがわかる。
このように、各電極間のレジスタンス成分から、流路垂直断面の粒子濃度の定性的な偏りを判断することができる。尚、流路垂直断面に形成された電極群が、流路の流路方向に複数形成されている場合には、流路内における粒子濃度の定性的な偏りの変化を判断することができる。
FIG. 20B shows resistance components of the electrode 3a1 and the electrode 12a1 under the same conditions except that the flow rate of nylon bead water is 500 ml / h.
As is apparent from this graph, when the flow rate of the nylon bead water is small, the resistance component of the electrode 3a1 and the electrode 12a1 is 3.95 × 10 5 [Ω], and when the flow rate of the nylon bead water is large, It can be seen that the resistance component of the electrode 12a1 is smaller than the resistance component of 4.05 × 10 5 [Ω].
Thus, the qualitative deviation of the particle concentration in the vertical cross section of the flow path can be determined from the resistance component between the electrodes. When a plurality of electrode groups formed in the vertical cross section of the flow path are formed in the flow path direction of the flow path, it is possible to determine a qualitative change in the particle concentration in the flow path.

本発明は、バイオチップ、マイクロリアクター、マイクロタス(μTAS)、ラボ・オン・チップ等、化学やバイオをはじめ、環境やエネルギーの分野等において好適に用いることができる。   The present invention can be suitably used in the fields of chemistry and biotechnology, the environment and energy, such as biochips, microreactors, microtas (μTAS), and lab-on-chip.

本発明にかかるマイクロ流路構造体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the microchannel structure concerning this invention. 図1のI−I断面図である。It is II sectional drawing of FIG. 図1のII−II断面図である。It is II-II sectional drawing of FIG. マイクロ流路の流路方向に沿った垂直断面を表した模式図である。It is a schematic diagram showing the vertical cross section along the flow path direction of a micro flow path. マイクロ流路の流路方向に直交する垂直断面を表した模式図である。It is a schematic diagram showing the vertical cross section orthogonal to the flow path direction of a micro flow path. 電極の組み合わせとインピーダンスとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the combination of an electrode and impedance. 左右壁の製造工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the manufacturing process of a right-and-left wall. 図7に示した工程後の状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state after the process shown in FIG. 図7に続く左右壁の製造工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the manufacturing process of the left-right wall following FIG. 図9に示した工程後の状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state after the process shown in FIG. 図9に続く左右壁の製造工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the manufacturing process of the left-right wall following FIG. 図11に示した工程後の状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state after the process shown in FIG. 上下壁の製造工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the manufacturing process of an up-and-down wall. 図13に示した工程後の状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state after the process shown in FIG. 図13に続く上下壁の製造工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the manufacturing process of the up-and-down wall following FIG. 図15に示した工程後の状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state after the process shown in FIG. 図15に続く上下壁の製造工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the manufacturing process of the upper and lower wall following FIG. 図17に示した工程後の状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state after the process shown in FIG. 上下、左右の壁を一体化し、マイクロ流路構造体を形成する工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the process of forming a microchannel structure by integrating the upper and lower walls and the left and right walls. 実施例の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of an Example. (a)は従来のマイクロ流路構造体の基体となる基板を示す平面図、(b)は蓋となる基板を示す平面図である。(A) is a top view which shows the board | substrate used as the base | substrate of the conventional microchannel structure, (b) is a top view which shows the board | substrate used as a lid | cover. (a)は図21に示したマイクロ流路構造体の平面図、(b)は(a)のA−A断面図である。(A) is a top view of the microchannel structure shown in FIG. 21, (b) is AA sectional drawing of (a). 従来の他のマイクロ流路構造体の断面図である。It is sectional drawing of the other conventional microchannel structure.

符号の説明Explanation of symbols

A 上壁部
A1〜A4 基板
B 下壁部
B1〜B4 基板
C 左壁部
C1〜C4 基板
D 右壁部
D1〜D4 基板
S マイクロ流路
1 マイクロ流路構造体
2 電極パターン
3 電極パターン
4 電極パターン
5 電極パターン
6 電極パターン
7 電極パターン
8 電極パターン
9 電極パターン
10 電極パターン
11 電極パターン
12 電極パターン
13 電極パターン
A Upper wall A1 to A4 Substrate B Lower wall B1 to B4 Substrate C Left wall C1 to C4 Substrate D Right wall D1 to D4 Substrate S Microchannel 1 Microchannel structure 2 Electrode pattern 3 Electrode pattern 4 Electrode Pattern 5 Electrode pattern 6 Electrode pattern 7 Electrode pattern 8 Electrode pattern 9 Electrode pattern 10 Electrode pattern 11 Electrode pattern 12 Electrode pattern 13 Electrode pattern

Claims (4)

マイクロ流路を備え、前記マイクロ流路方向と直交する同一の垂直断面上において、前記マイクロ流路を構成する上壁部、下壁部、左壁部、右壁部の夫々に少なくとも二つ以上の電極がマイクロ流路内に露出して形成されたマイクロ流路構造体と、On the same vertical cross section perpendicular to the microchannel direction, the microchannel includes at least two of each of an upper wall portion, a lower wall portion, a left wall portion, and a right wall portion constituting the microchannel. A microchannel structure formed by exposing the electrode in the microchannel;
前記マイクロ流路内に粒子を含む液体を流す送液手段と、Liquid feeding means for flowing a liquid containing particles in the microchannel;
前記各電極から所定の電極の組合せを選択し、選択された電極の組合せの間に電圧を供給する電圧供給手段と、A voltage supply means for selecting a predetermined electrode combination from the electrodes and supplying a voltage between the selected electrode combinations;
前記電圧供給手段により電圧が供給された前記電極間のキャパシタンス、インピーダンス、インダクタンスのうち少なくとも一つを測定する手段と、Means for measuring at least one of capacitance, impedance, and inductance between the electrodes supplied with voltage by the voltage supply means;
を備えた、マイクロ流路の垂直断面の粒子濃度の定性的な分布を計測する装置。A device for measuring the qualitative distribution of the particle concentration in the vertical cross section of the microchannel.
前記上壁部、下壁部、左壁部、右壁部の前記同一垂直断面上に設けられた、少なくとも八つ以上の電極からなる電極群が、前記マイクロ流路の流路方向に複数設けられていることを特徴とする請求項1記載のマイクロ流路の垂直断面の粒子濃度の定性的な分布を計測する装置。 A plurality of electrode groups each including at least eight electrodes provided on the same vertical cross section of the upper wall portion, the lower wall portion, the left wall portion, and the right wall portion are provided in the flow channel direction of the micro flow channel. The apparatus for measuring a qualitative distribution of particle concentration in a vertical section of a microchannel according to claim 1, wherein 請求項1または請求項2に記載されたマイクロ流路の垂直断面の粒子濃度の定性的な分布を計測する装置に用いられるマイクロ流路構造体の製造方法であって、
2つの基板間に、あらかじめパターニングされた電極パターンの端部が基板の端面に露出するように挟み、圧着または接着により一体化する第1の工程と、
更に一体化した基板に、あらかじめパターニングされた電極パターンの端部が基板の端面に露出するように挟み、圧着または接着により一体化する第2の工程と経て、上壁部、下壁部、右壁部、左壁部の夫々を形成する工程と、
前記工程の後、上壁部、下壁部、左壁部、右壁部を上下左右に、所定の間隔をもって配置し、圧着または接着により一体化し、中心部分にマイクロ流路を形成する工程とを含むことを特徴とするマイクロ流路構造体の製造方法。
A method of manufacturing a microchannel structure used in an apparatus for measuring a qualitative distribution of particle concentration in a vertical cross section of a microchannel according to claim 1 or 2,
A first step in which an end portion of an electrode pattern patterned in advance is sandwiched between two substrates so as to be exposed on an end surface of the substrate, and is integrated by pressure bonding or adhesion;
Further, the second substrate is sandwiched between the integrated substrate so that the end portion of the electrode pattern patterned in advance is exposed on the end surface of the substrate, and is integrated by pressure bonding or adhesion, and then the upper wall portion, the lower wall portion, Forming each of the wall and the left wall;
After the above steps, an upper wall portion, a lower wall portion, a left wall portion, and a right wall portion are arranged at predetermined intervals on the upper, lower, left, and right sides, integrated by crimping or bonding, and a microchannel is formed in the central portion; A method for producing a microchannel structure, comprising:
前記第2の工程を繰り返し行うことにより、電極パターンを更に積層し、所定の上壁部、下壁部、右壁部、左壁部の夫々を形成することを特徴とする請求項3記載のマイクロ流路構造体の製造方法。   The electrode pattern is further laminated by repeating the second step to form each of a predetermined upper wall portion, lower wall portion, right wall portion, and left wall portion. Manufacturing method of microchannel structure.
JP2007189730A 2007-07-20 2007-07-20 Apparatus for measuring qualitative distribution of particle concentration in vertical cross section of microchannel and method for manufacturing microchannel structure used in said apparatus Expired - Fee Related JP5076234B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007189730A JP5076234B2 (en) 2007-07-20 2007-07-20 Apparatus for measuring qualitative distribution of particle concentration in vertical cross section of microchannel and method for manufacturing microchannel structure used in said apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007189730A JP5076234B2 (en) 2007-07-20 2007-07-20 Apparatus for measuring qualitative distribution of particle concentration in vertical cross section of microchannel and method for manufacturing microchannel structure used in said apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009025197A JP2009025197A (en) 2009-02-05
JP5076234B2 true JP5076234B2 (en) 2012-11-21

Family

ID=40397131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007189730A Expired - Fee Related JP5076234B2 (en) 2007-07-20 2007-07-20 Apparatus for measuring qualitative distribution of particle concentration in vertical cross section of microchannel and method for manufacturing microchannel structure used in said apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5076234B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6054604B2 (en) * 2011-12-20 2016-12-27 株式会社日立製作所 Micro / nanofluidic analysis device and manufacturing method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19859461A1 (en) * 1998-12-22 2000-06-29 Evotec Biosystems Ag Method and device for the convective movement of liquids in microsystems
DK1335198T3 (en) * 2002-02-01 2004-07-12 Leister Process Tech Microfluidics component and method for sorting particles into a liquid
JP2006071388A (en) * 2004-09-01 2006-03-16 Horiba Ltd Microchip and fluid control method in microchip
JP2006136857A (en) * 2004-11-15 2006-06-01 Univ Nihon Fluidized bed apparatus and method for treating particle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009025197A (en) 2009-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhao et al. Control and applications of immiscible liquids in microchannels
Panday et al. Simultaneous ionic current and potential detection of nanoparticles by a multifunctional nanopipette
US11198946B2 (en) Integrating nanopore sensors within microfluidic channel arrays using controlled breakdown
US20020112961A1 (en) Multi-layer microfluidic device fabrication
JP2005510695A (en) Microfluidic device with distributed inlet
WO2001025138A9 (en) Modular microfluidic devices comprising sandwiched stencils
Shimizu et al. Functionalization-free microfluidic Electronic tongue based on a single response
Yuan et al. Electrokinetic biomolecule preconcentration using xurography-based micro-nano-micro fluidic devices
US20080206828A1 (en) Device For Introducing Substance Into Cell, Cell Clamping Device and Flow Path Forming Method
Salahi et al. Self-aligned microfluidic contactless dielectrophoresis device fabricated by single-layer imprinting on cyclic olefin copolymer
JP5076234B2 (en) Apparatus for measuring qualitative distribution of particle concentration in vertical cross section of microchannel and method for manufacturing microchannel structure used in said apparatus
JP5375609B2 (en) Biosensor
US20130266979A1 (en) Lab-on-a-chip device, for instance for use of the analysis of semen
Challier et al. Printed Dielectrophoretic Electrode‐Based Continuous Flow Microfluidic Systems for Particles 3D‐Trapping
JP2007174990A (en) Cellular electrophysiological sensor array and method for producing the same
JP2017191084A (en) Sample collection device and method for manufacturing the device
JP2014240065A (en) Flow channel structure and production method of flow channel structure
Hediger et al. Fabrication of a novel microsystem for the electrical characterisation of cell arrays
Kohlheyer et al. A microfluidic device for array patterning by perpendicular electrokinetic focusing
EP3405787B1 (en) Use of titanium nitride as a counter electrode in nanopore cells
TW200528389A (en) Method of manufacturing microchip and product made by same
US20210394180A1 (en) Parallel electrodes sensor
JP2009115692A (en) Micro fluid device, and manufacturing method for micro fluid device
Kaur Design and development of on-chip dep based antibiotic permeability device
KR20230140740A (en) Microfluidic detection device based 3D electrodes and fabrication method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100525

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20100525

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120625

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120720

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20120806

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120810

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20120806

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150907

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5076234

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees