JP5549361B2

JP5549361B2 - Microchannel device

Info

Publication number: JP5549361B2
Application number: JP2010107476A
Authority: JP
Inventors: 徹矢ヶ部; 久雄中西; 進新井
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2030-05-07
Also published as: JP2011237224A

Description

本発明は、マイクロ流路デバイスに関する。 The present invention relates to a microchannel device.

従来から、生体試料を含む液体（以下「試料液」と言う）を複数の試験管にそれぞれ分注し、各試験管内の生体試料に対し処理（試験）を行なう方法が知られている。この方法には、マイクロ流路を有するマイクロ流路デバイスを用いることができる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のマイクロ流路デバイスは、長尺な板部材（基板）の一方の面に溝が形成され、当該溝が試料液が通過するマイクロ流路となるものである。このマイクロ流路は、板部材の一端面に開放しており、この開放した部分が、試料液が試験管に向かって吐出される吐出口となる。また、マイクロ流路は、その横断面形状が三角形（「Ｖ」字状）、四角形（「コ」字状）、半円形（「Ｕ」字状）をなすものとなっているため、当然、吐出口も同様の形状となる。 Conventionally, a method is known in which a liquid containing a biological sample (hereinafter referred to as “sample liquid”) is dispensed into a plurality of test tubes, and a biological sample in each test tube is processed (tested). In this method, a microchannel device having a microchannel can be used (for example, see Patent Document 1). In the microchannel device described in Patent Document 1, a groove is formed on one surface of a long plate member (substrate), and the groove becomes a microchannel through which a sample solution passes. The microchannel is open to one end surface of the plate member, and the open portion serves as a discharge port through which the sample liquid is discharged toward the test tube. In addition, since the cross-sectional shape of the microchannel is a triangle (“V” shape), a quadrangle (“U” shape), or a semicircle (“U” shape), naturally, The discharge port has the same shape.

しかしながら、このような形状の吐出口では、試料液を吐出した際、その都度、大きさ、すなわち、液量にばらつきが生じるという問題があった。 However, the discharge port having such a shape has a problem in that the size, that is, the amount of liquid varies when the sample liquid is discharged.

特開２００５−２７６５９号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-27659

本発明の目的は、一定量の液体を安定して吐出することができるマイクロ流路デバイスを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a microchannel device capable of stably discharging a certain amount of liquid.

このような目的は、下記（１）〜（１９）の本発明により達成される。
（１）第１の液体が通過する第１の流路と、該第１の流路と異なる位置に配置され、第２の液体が通過する第２の流路と、前記第１の流路を通過した前記第１の液体と前記第２の流路を通過した前記第２の液体とが合流して混合された混合液が通過する第３の流路とを有するデバイス本体と、
平面視で四角形状をなし、前記デバイス本体とは別体の小片で構成されており、前記デバイス本体に対し前記第３の流路の下流側に装着され、その装着状態で前記第３の流路と連通する微小流路を有するノズルとを備え、
前記デバイス本体は、２枚の板部材を互いに対向して接合し、その総厚が前記小片の厚さと同じものであり、前記２枚の板部材のうちの一方の板部材の接合面には、前記第１の流路、前記第２の流路および前記第３の流路となる溝が形成され、
前記微小流路は、前記小片の厚さ方向と直交する方向に貫通した貫通孔で構成された流路であり、前記小片の端面に開口して形成され、前記第３の流路を通過した前記混合液が吐出される吐出口を有し、該吐出口の正面視での形状が円形をなしており、
前記デバイス本体の前記ノズルが装着される部分には、前記デバイス本体の平面視で四角形状をなし、前記ノズルが挿入される凹部が形成され、
前記装着状態とする際に、前記凹部に前記ノズルを挿入して、前記凹部の１つの角部に前記ノズルの１つの角部を突き当てることにより、前記第３の流路と前記微小流路とが同軸上に位置するように、前記ノズルの前記デバイス本体に対する位置決めがなされるよう構成されており、
前記デバイス本体と前記小片とは、樹脂材料で構成され、前記デバイス本体の総厚と前記小片の厚さとは、０．５〜５．０ｍｍであり、前記小片で構成された前記ノズルは、前記装着状態では、その全体が前記凹部内に収納された状態となり、これにより、保護されて、破損が防止されていることを特徴とするマイクロ流路デバイス。
（２）前記混合液は、前記位置決めにより前記第３の流路と前記微小流路との境界部を層流状態で通過し得、該層流状態のまま前記微小流路を前記吐出口まで流下する上記（１）に記載のマイクロ流路デバイス。 Such an object is achieved by the present invention of the following (1) to ( 19 ).
(1) A first channel through which the first liquid passes, a second channel through which the second liquid passes, and the first channel, arranged at a position different from the first channel. A device main body having a third flow path through which a mixed liquid in which the first liquid that has passed through and the second liquid that has passed through the second flow path are merged and mixed;
The device has a quadrangular shape in plan view, and is composed of a small piece separate from the device body. The device is mounted on the downstream side of the third flow path with respect to the device body, and the third flow in the mounted state. A nozzle having a micro flow path communicating with the path,
The device body joins two plate members facing each other, the total thickness thereof is the same as the thickness of the small piece, and on the bonding surface of one of the two plate members, A groove to be the first flow path, the second flow path, and the third flow path is formed,
The microchannel is a channel configured by a through-hole penetrating in a direction orthogonal to the thickness direction of the small piece, and is formed to be open at an end surface of the small piece, and has passed through the third channel. The discharge port from which the liquid mixture is discharged has a circular shape when viewed from the front,
The part of the device body where the nozzle is mounted has a square shape in a plan view of the device body, and a recess into which the nozzle is inserted is formed.
When the mounting state is established, the third flow path and the micro flow path are formed by inserting the nozzle into the recess and abutting one corner of the nozzle against one corner of the recess. And the nozzle is configured so that the nozzle is positioned with respect to the device body ,
The device main body and the small piece are made of a resin material, the total thickness of the device main body and the thickness of the small piece are 0.5 to 5.0 mm, and the nozzle made of the small piece is In the mounted state, the microchannel device is characterized in that the entire device is housed in the recess, thereby being protected and prevented from being damaged .
(2) The mixed liquid can pass through the boundary portion between the third flow path and the micro flow path in a laminar flow state by the positioning, and the micro flow path to the discharge port in the laminar flow state. The microchannel device according to (1), which flows down.

（３）前記吐出口が鉛直下方を向いた状態で使用される上記（１）または（２）に記載のマイクロ流路デバイス。 (3) The microchannel device according to (1) or (2) , which is used in a state where the discharge port faces vertically downward.

（４）前記吐出口の直径は、２０〜５００μｍである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。 (4) The microchannel device according to any one of (1) to (3), wherein the discharge port has a diameter of 20 to 500 μm.

（５）前記微小流路は、その少なくとも長手方向の途中から前記吐出口までの部分の横断面形状が円形をなす上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。 (5) The microchannel device according to any one of (1) to (4) , wherein the microchannel has a circular cross-sectional shape at least in the middle of the longitudinal direction to the discharge port.

（６）前記微小流路は、その内径が長手方向に沿って一定の部分を有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。 (6) The microchannel device according to any one of (1) to (5) , wherein the microchannel has a portion whose inner diameter is constant along the longitudinal direction.

（７）前記微小流路は、その内径が下流側に向かって漸減するテーパ状をなす部分を有する上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。 (7) The microchannel device according to any one of (1) to (6) , wherein the microchannel has a tapered portion whose inner diameter gradually decreases toward the downstream side.

（８）前記微小流路は、その内径が長手方向の途中で下流側に向かって段階的に減少する段差部を有する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。 (8) The microchannel device according to any one of (1) to (7) , wherein the microchannel has a stepped portion whose inner diameter gradually decreases toward the downstream side in the middle of the longitudinal direction.

（９）前記微小流路は、前記段差部よりも上流側の部分と前記段差部よりも下流側の部分とで横断面形状が互いに異なる上記（８）に記載のマイクロ流路デバイス。
（１０）前記段差部は、丸みを帯びている上記（８）または（９）に記載のマイクロ流路デバイス。 (9) The microchannel device according to (8) , wherein the microchannel has different cross-sectional shapes in a portion upstream of the stepped portion and a portion downstream of the stepped portion.
(10) The microchannel device according to (8) or (9), wherein the stepped portion is rounded.

（１１）前記微小流路の全長は、０．１〜５ｍｍである上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。 (11) The microchannel device according to any one of (1) to (10) , wherein the total length of the microchannel is 0.1 to 5 mm.

（１２）前記微小流路と前記第３の流路との境界部では、前記微小流路の横断面の大きさと前記第３の流路の横断面の大きさが異なる上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
（１３）前記境界部では、前記微小流路の横断面形状と前記第３の流路の横断面形状とが異なり、前記第３の流路の横断面が前記微小流路の横断面よりも大となっており、前記第３の流路の横断面の輪郭線の内側に前記微小流路の横断面の輪郭線が接する上記（１２）に記載のマイクロ流路デバイス。
（１４）前記境界部では、前記微小流路の横断面形状と前記第３の流路の横断面形状とが異なり、前記微小流路の横断面が前記第３の流路の横断面よりも大となっており、前記微小流路の横断面の輪郭線の内側に前記第３の流路の横断面の輪郭線が接する上記（１２）に記載のマイクロ流路デバイス。 (12) In the boundary portion of the fine channel and the third channel, to the size of the cross section of the size and the third flow path cross-section of the fine channel is different from the above (1) to ( The microchannel device according to any one of 11) .
(13) In the boundary portion, the cross-sectional shape of the micro flow channel is different from the cross-sectional shape of the third flow channel, and the cross-sectional shape of the third flow channel is more than the cross-sectional shape of the micro flow channel. The microchannel device according to (12), wherein the microchannel device is large and the contour of the cross section of the microchannel is in contact with the contour of the cross section of the third channel.
(14) In the boundary portion, the cross-sectional shape of the micro flow channel is different from the cross-sectional shape of the third flow channel, and the cross-sectional shape of the micro flow channel is larger than the cross-sectional shape of the third flow channel. The microchannel device according to (12), wherein the microchannel device is large and the contour of the cross section of the third channel is in contact with the inside of the contour of the cross section of the microchannel.

（１５）前記デバイス本体と前記ノズルとは、同一または異なる材料で構成されている上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。 (15) The microchannel device according to any one of (1) to (14) , wherein the device body and the nozzle are made of the same or different materials.

（１６）前記デバイス本体と前記ノズルとは、融着により接合される上記（１）ないし（１５）のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
（１７）前記第１の流路と前記第２の流路とは、前記デバイス本体の平面視で、互いに前記第３の流路に対して反対方向に傾斜して延在している上記（１）ないし（１６）のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
（１８）前記吐出口は、撥水性を有する上記（１）ないし（１７）のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
（１９）前記２枚の板部材のうちの他方の板部材には、前記第１の液体を前記第１の流路に向かって送液するチューブが接続される第１の接続口と、前記第２の液体を前記第２の流路に向かって送液するチューブが接続される第２の接続口とが設けられている上記（１）ないし（１８）のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。 (16) The microchannel device according to any one of (1) to (15), wherein the device body and the nozzle are joined by fusion bonding .
(17) wherein the first flow path and the second flow path, in a plan view of the device body, extends inclined in the opposite direction with respect to the third channel to each other above ( The microchannel device according to any one of 1) to (16) .
(18) The microchannel device according to any one of (1) to (17) , wherein the discharge port has water repellency.
(19) A first connection port to which a tube for feeding the first liquid toward the first flow path is connected to the other plate member of the two plate members; The micro flow path according to any one of (1) to (18), further including a second connection port to which a tube for feeding a second liquid toward the second flow path is connected. device.

本発明によれば、吐出口から吐出された吐出液は、いずれも、形状が球状となり、その大きさが一定のものとなる、すなわち、一定量の液体が確実に安定して吐出される。 According to the present invention, all of the discharge liquid discharged from the discharge port has a spherical shape and a constant size, that is, a fixed amount of liquid is reliably and stably discharged.

また、ノズルの微小流路の少なくとも長手方向の途中から吐出口までの部分の横断面形状が円形をなす場合には、例えば微小流路内を混合液が層流状態で通過しているならば、当該層流状態が吐出口まで安定して維持される。これにより、混合液が吐出口から勢いよく飛び出るのが防止され、よって、一定量の液体をより確実に安定して吐出することができる。 Further, when the cross-sectional shape of at least a part of the micro flow path of the nozzle from the middle in the longitudinal direction to the discharge port is circular, for example, if the mixed liquid passes through the micro flow path in a laminar state The laminar flow state is stably maintained up to the discharge port. This prevents the liquid mixture from jumping out of the discharge port vigorously, so that a certain amount of liquid can be discharged more reliably and stably.

本発明のマイクロ流路デバイスの第１実施形態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows 1st Embodiment of the microchannel device of this invention. 図１中のＡ−Ａ線断面図（図１に示すマイクロ流路デバイスの使用状態を示す縦断面図）である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 (longitudinal cross-sectional view showing a usage state of the microchannel device shown in FIG. 1). 図１中のＢ−Ｂ線断面図（ノズルの微小流路とデバイス本体の第３の流路との大小関係を示す横断面図）である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 1 (a cross-sectional view showing a magnitude relationship between a minute flow path of a nozzle and a third flow path of a device body). 図１中の矢印Ｃ方向から見た図（正面図）である。It is the figure (front view) seen from the arrow C direction in FIG. 本発明のマイクロ流路デバイス（第２実施形態）におけるノズルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the nozzle in the microchannel device (2nd Embodiment) of this invention. 図５に示すノズルの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the nozzle shown in FIG. 図５に示すノズルの微小流路とデバイス本体の第３の流路との大小関係を示す横断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the magnitude relationship between the minute flow path of the nozzle shown in FIG. 5 and the third flow path of the device body. 本発明のマイクロ流路デバイス（第３実施形態）におけるノズルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the nozzle in the microchannel device (3rd Embodiment) of this invention. 図８に示すノズルの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the nozzle shown in FIG. 本発明のマイクロ流路デバイス（第４実施形態）におけるノズルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the nozzle in the microchannel device (4th Embodiment) of this invention. 本発明のマイクロ流路デバイス（第５実施形態）におけるノズルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the nozzle in the microchannel device (5th Embodiment) of this invention. 図１１に示すノズルの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the nozzle shown in FIG.

以下、本発明のマイクロ流路デバイスを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the microchannel device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

＜第１実施形態＞
図１は、本発明のマイクロ流路デバイスの第１実施形態を示す分解斜視図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図（図１に示すマイクロ流路デバイスの使用状態を示す縦断面図）、図３は、図１中のＢ−Ｂ線断面図（ノズルの微小流路とデバイス本体の第３の流路との大小関係を示す横断面図）、図４は、図１中の矢印Ｃ方向から見た図（正面図）である。なお、以下では、説明の都合上、図１および図２中（図５、図６および図８〜図１２についても同様）の上側を「基端」、「上」または「上方」、下側を「先端」、「下」または「下方」と言う。また、図１中では、見易くするためにマイクロ流路デバイスの厚さ方向を誇張して模式的に図示しており、マイクロ流路デバイスの厚さ、長さ、幅の比率は実際とは大きく異なる。 <First Embodiment>
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of the microchannel device of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 (showing the usage state of the microchannel device shown in FIG. 1). 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1 (a cross-sectional view showing the magnitude relationship between the minute flow path of the nozzle and the third flow path of the device body), and FIG. It is the figure (front view) seen from the arrow C direction in 1. FIG. In the following, for convenience of explanation, the upper side in FIGS. 1 and 2 (the same applies to FIGS. 5, 6, and 8 to 12) is referred to as “base end”, “upper” or “upper”, and lower side. Is referred to as “tip”, “down” or “down”. In FIG. 1, the thickness direction of the microchannel device is schematically illustrated in an exaggerated manner for easy understanding, and the ratio of the thickness, length, and width of the microchannel device is larger than the actual ratio. Different.

図１、図２に示すように、マイクロ流路デバイス（マイクロ流路チップ）１は、液体を複数の収納容器２０に分注するのに用いられるものである。なお、収納容器２０としては、図２に示す構成では試験管であるが、これに限定されず、例えば、多数（例えば３８４個）のウェル（凹部）が行列状に配置されたプレートであってもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the microchannel device (microchannel chip) 1 is used to dispense a liquid into a plurality of storage containers 20. The storage container 20 is a test tube in the configuration shown in FIG. 2, but is not limited to this. For example, the storage container 20 is a plate in which many (for example, 384) wells (concaves) are arranged in a matrix. Also good.

なお、マイクロ流路デバイス１で分注される液体としては、特に限定されないが、本実施形態では、一例として、生体試料（例えば、ＤＮＡを含む水溶液）を含む試料液としての第１の液体Ｌ１と、第１の液体Ｌ１を希釈する希釈液（例えば、ＤＮＡをスライド上にスポッティングするために調整されたスポッティング溶液）としての第２の液体Ｌ２とを混合した混合液Ｌ３を挙げる。また、第１の液体Ｌ１および第２の液体Ｌ２は、それぞれ、タンク（図示せず）に予め貯留されている。そして、ポンプ（図示せず）の作動により、第１の液体Ｌ１は、チューブ３０１介して、マイクロ流路デバイス１に供給され、第２の液体Ｌ２は、チューブ３０２介して、マイクロ流路デバイス１に供給される（図１参照）。 In addition, although it does not specifically limit as a liquid dispensed with the microchannel device 1, In this embodiment, the 1st liquid L1 as a sample liquid containing a biological sample (for example, aqueous solution containing DNA) is mentioned as an example. And a second liquid L2 as a diluent (for example, a spotting solution adjusted to spot DNA on a slide) for diluting the first liquid L1. The first liquid L1 and the second liquid L2 are respectively stored in advance in a tank (not shown). Then, by the operation of a pump (not shown), the first liquid L1 is supplied to the microchannel device 1 via the tube 301, and the second liquid L2 is supplied to the microchannel device 1 via the tube 302. (See FIG. 1).

マイクロ流路デバイス１は、デバイス本体２と、デバイス本体２の先端部に装着されるノズル４Ａとを備えている。以下、各部の構成について説明する。 The microchannel device 1 includes a device main body 2 and a nozzle 4 A that is attached to the tip of the device main body 2. Hereinafter, the configuration of each unit will be described.

図２に示すように、デバイス本体２は、第１の液体Ｌ１が通過する第１の流路（第１のマイクロ流路）２１と、第２の液体Ｌ２が通過する第２の流路（第２のマイクロ流路）２２と、混合液Ｌ３が通過する第３の流路（第３のマイクロ流路）２３とを有している。なお、第１の流路２１、第２の流路２２および第３の流路２３は、それぞれ、その横断面形状が正方形、その他、例えば長方形、円形となっているのが好ましい（図３参照）。 As shown in FIG. 2, the device body 2 includes a first flow path (first micro flow path) 21 through which the first liquid L1 passes and a second flow path (through which the second liquid L2 passes ( A second micro-channel) 22 and a third channel (third micro-channel) 23 through which the liquid mixture L3 passes. The first flow path 21, the second flow path 22, and the third flow path 23 each preferably have a square cross-sectional shape, such as a rectangle or a circle (see FIG. 3). ).

これら３本のマイクロ流路を有するデバイス本体２は、長尺な、すなわち、平面視で長方形をなす２枚の板部材３ａ、３ｂで構成され、板部材３ａ、３ｂ同士を互いに対向して接合したものである（図１参照）。なお、この接合方法としては、特に限定されず、例えば、融着（熱融着、高周波融着、超音波融着等）による方法、接着（接着剤や溶媒による接着）による方法等が挙げられる。 The device body 2 having these three micro-channels is composed of two plate members 3a and 3b that are long, that is, rectangular in plan view, and the plate members 3a and 3b are joined to face each other. (See FIG. 1). The bonding method is not particularly limited, and examples thereof include a method using fusion (thermal fusion, high frequency fusion, ultrasonic fusion, etc.), a method using adhesion (adhesion with an adhesive or a solvent), and the like. .

図２に示すように、板部材３ａの一方の面（板部材３ｂとの接合面３４）には、平面視で「Ｙ」字状をなす溝が形成されている。すなわち、板部材３ａの接合面３４には、図２中左上から右下に向かって延びる第１の溝３１と、第１の溝３１とは反対に（第１の溝３１と異なる位置に）、図２中右上から左下に向かって延びる第２の溝３２と、第１の溝３１と第２の溝３２との合流点から下方に向かって延びる第３の溝３３とが形成されている。そして、板部材３ａと板部材３ｂとを接合した状態で、第１の溝３１の内面と板部材３ｂの接合面３４とで囲まれた空間が第１の流路２１となり、第２の溝３２の内面と板部材３ｂの接合面３４とで囲まれた空間が第２の流路２２となり、第３の溝３３の内面と板部材３ｂの接合面３４とで囲まれた空間が第３の流路２３となる。このように、デバイス本体２では、溝が形成された板部材３ａと板部材３ｂとを接合するという簡単な構成で前記マイクロ流路を形成することができる。 As shown in FIG. 2, a groove having a “Y” shape in plan view is formed on one surface of the plate member 3 a (joint surface 34 with the plate member 3 b). That is, on the joint surface 34 of the plate member 3a, the first groove 31 extending from the upper left to the lower right in FIG. 2 is opposite to the first groove 31 (at a position different from the first groove 31). A second groove 32 extending from the upper right to the lower left in FIG. 2 and a third groove 33 extending downward from the junction of the first groove 31 and the second groove 32 are formed. . In the state where the plate member 3a and the plate member 3b are joined, the space surrounded by the inner surface of the first groove 31 and the joint surface 34 of the plate member 3b becomes the first flow path 21, and the second groove The space surrounded by the inner surface of 32 and the joining surface 34 of the plate member 3b becomes the second flow path 22, and the space surrounded by the inner surface of the third groove 33 and the joining surface 34 of the plate member 3b is the third. It becomes this flow path 23. Thus, in the device main body 2, the microchannel can be formed with a simple configuration in which the plate member 3a and the plate member 3b in which the groove is formed are joined.

また、板部材３ｂには、チューブ３０１が接続される接続口３５１と、チューブ３０２が接続される接続口３５２とが設けられている（図１参照）。接続口３５１および３５２は、それぞれ、板部材３ｂをその厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている。そして、チューブ３０１から送られてくる第１の液体Ｌ１を、接続口３５１を介して、第１の流路２１に供給することができ、チューブ３０２から送られてくる第２の液体Ｌ２を、接続口３５２を介して、第２の流路２２に供給することができる。 The plate member 3b is provided with a connection port 351 to which the tube 301 is connected and a connection port 352 to which the tube 302 is connected (see FIG. 1). Each of the connection ports 351 and 352 is formed of a through hole that penetrates the plate member 3b in the thickness direction. The first liquid L1 sent from the tube 301 can be supplied to the first flow path 21 through the connection port 351, and the second liquid L2 sent from the tube 302 is It can be supplied to the second flow path 22 via the connection port 352.

図２に示すように、このような構成のデバイス本体２では、接続口３５１から流入した第１の液体Ｌ１は、第１の流路２１を流下し、接続口３５２から流入した第２の液体Ｌ２は、第２の流路２２を流下する。これら流下した第１の液体Ｌ１と第２の液体Ｌ２とは、第３の流路２３で合流して混合され、混合液Ｌ３となる。この混合液Ｌ３は、さらに第３の流路２３を流下して、ノズル４Ａに至ることとなる。 As shown in FIG. 2, in the device body 2 having such a configuration, the first liquid L 1 that has flowed from the connection port 351 flows down the first flow path 21 and flows into the connection port 352. L2 flows down the second flow path 22. The first liquid L1 and the second liquid L2 that have flowed down are merged and mixed in the third flow path 23 to become a mixed liquid L3. The mixed liquid L3 further flows down the third flow path 23 and reaches the nozzle 4A.

また、図１、図２に示すように、デバイス本体２は、ノズル４Ａが装着される装着部２４を有している。装着部２４は、第３の流路２３の下流側に位置し、デバイス本体２の先端面２５に形成された凹部で構成されている。後述するようにノズル４Ａは平面視で長方形をなす板片で構成されており、装着部２４は、ノズル４Ａの外形形状に対応した形状をなす、すなわち、その幅ｗ_１がノズル４Ａの幅ｗ_２と同じであるかまたはそれよりも若干大きく、その深さｈ_１がノズル４Ａの長さｈ_２と同じに設定されている（図２参照）。この装着部２４にノズル４Ａを挿入して、ノズル４Ａの角部４１を装着部２４の角部２４１に突き当てることにより、ノズル４Ａのデバイス本体２に対する位置決めがなされ、ノズル４Ａの微小流路４２とデバイス本体２の第３の流路２３とが確実に連通する。また、図３に示すように、第３の流路の２３と微小流路４２とが同軸上に位置することとなり、よって、混合液Ｌ３が第３の流路の２３と微小流路４２との境界部を円滑に、すなわち、前記層流状態で通過することができる。なお、ノズル４Ａと装着部２４とが互いに接する面にそれぞれ位置決め用の凹凸が形成されていてもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the device main body 2 has a mounting portion 24 to which the nozzle 4 A is mounted. The mounting portion 24 is located on the downstream side of the third flow path 23, and is configured by a recess formed in the distal end surface 25 of the device body 2. Nozzle 4A as described below is constituted by a plate piece which forms a rectangle in plan view, the mounting portion 24 forms a shape corresponding to the outer shape of the nozzle 4A, i.e., the width w of the width w ₁ is nozzle 4A ₂ or slightly larger than that, and its depth h ₁ is set to be the same as the length h _{2 of the} nozzle 4A (see FIG. 2). The nozzle 4A is inserted into the mounting portion 24, and the corner portion 41 of the nozzle 4A is abutted against the corner portion 241 of the mounting portion 24, whereby the nozzle 4A is positioned with respect to the device body 2, and the micro flow path 42 of the nozzle 4A is obtained. And the third flow path 23 of the device body 2 reliably communicate with each other. Further, as shown in FIG. 3, the third flow path 23 and the micro flow path 42 are positioned on the same axis, so that the liquid mixture L3 is mixed with the third flow path 23 and the micro flow path 42. Can pass smoothly, that is, in the laminar flow state. In addition, positioning irregularities may be formed on the surfaces where the nozzle 4A and the mounting portion 24 are in contact with each other.

そして、この突き当て状態でノズル４Ａとデバイス本体２と接合することにより、当該ノズル４Ａを装着部２４に確実に装着することができる。図２に示すように、装着された（装着状態の）ノズル４Ａは、その全体が装着部２４内に収納された状態となる。これにより、ノズル４Ａが保護され、よって、例えばノズル４Ａが誤って収納容器２０と衝突して破損してしまうのを防止することができる。 Then, by joining the nozzle 4 A and the device body 2 in this abutting state, the nozzle 4 A can be reliably attached to the attachment portion 24. As shown in FIG. 2, the mounted nozzle 4 A is in a state where the entire nozzle 4 A is housed in the mounting portion 24. Thereby, the nozzle 4A is protected, and therefore, for example, the nozzle 4A can be prevented from accidentally colliding with the storage container 20 and being damaged.

図２に示すように、ノズル４Ａは、混合液Ｌ３を吐出液Ｍとして吐出するものである。このノズル４Ａは、平面視で長方形をなす板片（小片）で構成されている。ノズル４Ａの長さｈ_２は、特に限定されず、例えば、０．１〜５ｍｍであるのが好ましく、０．５〜３．０ｍｍであるのがより好ましい。ノズル４Ａの幅ｗ_２は、特に限定されず、例えば、０．５〜２０．０ｍｍであるのが好ましく、２．０〜１０．０ｍｍであるのがより好ましい。ノズル４Ａの厚さｔ_２は、デバイス本体２の厚さｔ_１と同じであり、０．５〜５．０ｍｍであるのが好ましく、１．０〜３．０ｍｍであるのがより好ましい。 As shown in FIG. 2, the nozzle 4 A discharges the mixed liquid L 3 as the discharge liquid M. This nozzle 4A is comprised by the board piece (small piece) which makes a rectangle by planar view. The length _{h 2} of the nozzle 4A is not particularly limited, for example, is preferably from 0.1 to 5 mm, and more preferably 0.5 to 3.0 mm. Width _{w 2} of the nozzle 4A is not particularly limited, for example, is preferably from 0.5～20.0Mm, and more preferably 2.0～10.0Mm. The thickness _{t 2} of the nozzle 4A is the same as the thickness _{t 1} of the device body 2 is preferably from 0.5 to 5.0 mm, and more preferably 1.0 to 3.0 mm.

ノズル４Ａには、その長手方向に貫通する貫通孔で構成された微小流路（マイクロ流路）４２が形成されている。微小流路４２は、デバイス本体２の第３の流路２３と連通しており、当該第３の流路２３を通過した混合液Ｌ３が流入することができる。また、微小流路４２は、ノズル４Ａの先端面４３に開口しており、この開口した部分が混合液Ｌ３（吐出液Ｍ）を吐出する吐出口４２１として機能する。そして、図１、図２に示すように、吐出口４２１が鉛直下方を向いた状態で、マイクロ流路デバイス１が使用される。 The nozzle 4A is formed with a micro flow channel (micro flow channel) 42 constituted by a through-hole penetrating in the longitudinal direction. The micro flow path 42 communicates with the third flow path 23 of the device body 2, and the mixed liquid L 3 that has passed through the third flow path 23 can flow into the micro flow path 42. Moreover, the micro flow path 42 is opened in the front end surface 43 of the nozzle 4A, and this opened portion functions as a discharge port 421 that discharges the mixed liquid L3 (discharge liquid M). As shown in FIGS. 1 and 2, the microchannel device 1 is used with the discharge port 421 facing vertically downward.

図１〜図３に示すように、微小流路４２の横断面形状は、円形をなしている。また、微小流路４２の内径は、当該微小流路４２の長手方向に沿って一定となっている。そして、微小流路４２は、前述したようにノズル４Ａの長手方向に貫通したものであるため、その全長（流路長）は、ノズル４Ａの長さｈ_２である。なお、図３に示すように、微小流路４２の横断面の大きさと第３の流路の２３の横断面の大きさとの大小関係は、第３の流路の２３の横断面が微小流路４２の横断面よりも大となっている、すなわち、第３の流路の２３の横断面が微小流路４２の横断面を包含する関係となっている。また、このような大小関係となっている場合、第３の流路の横断面の輪郭線の内側に微小流路４２の横断面の輪郭線が接するのが好ましい。 As shown in FIGS. 1-3, the cross-sectional shape of the microchannel 42 is circular. Further, the inner diameter of the microchannel 42 is constant along the longitudinal direction of the microchannel 42. Then, the fine channel 42, since they are passing through in the longitudinal direction of the nozzle 4A as described above, the entire length (flow path length), the nozzle 4A in length h _2. As shown in FIG. 3, the magnitude relationship between the size of the cross section of the microchannel 42 and the size of the cross section of the third channel 23 is such that the cross section of the third channel 23 is microfluidic. It is larger than the cross section of the channel 42, that is, the cross section of the third flow path 23 includes the cross section of the micro flow path 42. Moreover, when it is such a magnitude relationship, it is preferable that the outline of the cross section of the microchannel 42 touches the inside of the outline of the cross section of the third channel.

このような形状の微小流路４２が形成されていることにより、第３の流路２３を前記層流状態で通過する混合液Ｌ３は、そのままの状態で当該微小流路４２も通過することができる。これにより、吐出液Ｍが吐出口４２１から勢いよく飛び出す、すなわち、噴出するのが防止され、よって、吐出されるいずれの吐出液Ｍが一定量となるのに寄与する。 By forming the micro flow channel 42 having such a shape, the mixed liquid L3 passing through the third flow channel 23 in the laminar flow state can also pass through the micro flow channel 42 as it is. it can. Accordingly, the discharge liquid M is prevented from ejecting vigorously from the discharge port 421, that is, ejected, thereby contributing to a constant amount of any discharged discharge liquid M.

また、前述したように微小流路４２の横断面形状が円形であるため、当然、吐出口４２１の正面視での形状も円形をなす（図４参照）。この吐出口４２１の直径φｄは、特に限定されないが、例えば、２０〜５００μｍであるのが好ましく、５０〜２００μｍであるのがより好ましい。また、吐出口４２１の真円度は、０．８〜１であるのが好ましい。 Moreover, since the cross-sectional shape of the microchannel 42 is circular as described above, naturally, the shape of the discharge port 421 in a front view is also circular (see FIG. 4). The diameter φd of the discharge port 421 is not particularly limited, but is preferably, for example, 20 to 500 μm, and more preferably 50 to 200 μm. The roundness of the discharge port 421 is preferably 0.8-1.

吐出口４２１がこのような形状をなすことにより、当該吐出口４２１から吐出された吐出液Ｍは、いずれも、形状が球状となり、その大きさが一定のものとなる（図２参照）。すなわち、一定量の吐出液Ｍが安定して吐出される。そして、例えば吐出口４２１の直下に位置する収納容器２０に混合液Ｌ３を充填する際、落下する吐出液Ｍの数をカウントすれば、確実に一定量の混合液Ｌ３を収納容器２０に充填することができる。 When the discharge port 421 has such a shape, the discharge liquid M discharged from the discharge port 421 has a spherical shape and a constant size (see FIG. 2). That is, a fixed amount of the discharge liquid M is stably discharged. Then, for example, when the mixed liquid L3 is filled in the storage container 20 positioned immediately below the discharge port 421, if the number of the discharged liquid M is counted, a certain amount of the mixed liquid L3 is reliably filled into the storage container 20. be able to.

また、仮に、円形の吐出口４２１を有するノズル４Ａを、デバイス本体２のように、２枚の板部材を接合した接合体で構成しようとした場合を考えてみる。この場合、各板部材の接合面に横断面形状が半円状をなし、微小流路４２となる溝をそれぞれ形成し、板部材同士を接合するが、その接合の際に板部材同士がズレて、結果、吐出口４２１が円形とはならい。このような非円形の吐出口４２１から吐出液Ｍを吐出すると、その吐出液Ｍの大きさ、すなわち、液量にばらつきが生じてしまう。 Also, let us consider a case where the nozzle 4A having the circular discharge port 421 is configured by a joined body in which two plate members are joined as in the device body 2. In this case, the cross-sectional shape of each plate member has a semicircular cross-sectional shape, and a groove that forms the micro flow channel 42 is formed to join the plate members to each other. As a result, the discharge port 421 is not circular. When the discharge liquid M is discharged from such a non-circular discharge port 421, the size of the discharge liquid M, that is, the amount of liquid varies.

しかしながら、前述したように、本発明では、ノズル４Ａは、横断面形状が円形の貫通孔で構成された微小流路４２を有し、当該微小流路４２の開口部が円形の吐出口４２１となったものである。円形の吐出口４２１であれば、一定量の吐出液Ｍを確実に安定して吐出することができる、すなわち、前記液量にばらつきが生じるという不具合が防止される。 However, as described above, in the present invention, the nozzle 4 A has the micro flow channel 42 configured by a through hole having a circular cross section, and the opening of the micro flow channel 42 has a circular discharge port 421. It has become. If the discharge port 421 has a circular shape, it is possible to reliably and stably discharge a fixed amount of the discharge liquid M, that is, the problem that the liquid amount varies is prevented.

なお、吐出口４２１は、撥水性を有していて（付与して）もよい。これにより、吐出口４２１に混合液Ｌ３が残留するのが防止され、よって、一定量の吐出液Ｍをより確実に安定して吐出することができる。吐出口４２１に撥水性を担持させる方法としては、特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等のフッ素系樹脂等の撥水性材料（疎水性材料）で構成された被膜を形成する方法等が挙げられる。 The discharge port 421 may have (apply) water repellency. Thereby, the liquid mixture L3 is prevented from remaining in the discharge port 421, so that a certain amount of the discharge liquid M can be discharged more reliably and stably. The method for supporting the water repellency on the discharge port 421 is not particularly limited. For example, the water repellency material (hydrophobic material) such as a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) or ethylene-tetrafluoroethylene copolymer is used. And the like.

また、デバイス本体２とノズル４Ａとは、同一の材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。 The device body 2 and the nozzle 4A may be made of the same material, or may be made of different materials.

同一の構成材料を用いた場合には、使用する構成材料の種類が少なくなり、よって、マイクロ流路デバイス１の製造コストを抑制することができる。また、構成材料が同一の場合、その構成材料としては、樹脂材料が挙げられる。樹脂材料としては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアセテート、ビニル−アセテート共重合体、スチレン−メチルメタアクリレート共重合体、アクリルニトリル−スチレン共重合体、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ナイロン、ポリメチルペンテン、シリコン樹脂、アミノ樹脂、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、ポリイミド等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば２層以上の積層体として）用いることができる。 When the same constituent material is used, the types of constituent materials to be used are reduced, and thus the manufacturing cost of the microchannel device 1 can be suppressed. Moreover, when the constituent materials are the same, the constituent material includes a resin material. Examples of the resin material include polystyrene, polyethylene, polyvinyl chloride, polypropylene, cyclic polyolefin, polycarbonate, polyester, polymethyl methacrylate, polyvinyl acetate, vinyl-acetate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, and acrylonitrile. Styrene copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, nylon, polymethylpentene, silicone resin, amino resin, polysulfone, polyethersulfone, polyetherimide, fluororesin, polyimide, etc., among these These may be used alone or in combination of two or more (for example, as a laminate of two or more layers).

構成材料として樹脂材料を用いるにより、デバイス本体２とノズル４Ａとの接合方法として、超音波融着、熱融着、高周波融着等の融着による方法を用いることができる。なお、超音波融着が好ましい。 By using a resin material as the constituent material, it is possible to use a method by fusion such as ultrasonic fusion, thermal fusion, high-frequency fusion or the like as a joining method between the device body 2 and the nozzle 4A. In addition, ultrasonic fusion is preferable.

また、これらの樹脂材料に、顔料、染料、酸化防止剤、難燃剤等の添加物を適宜混合してもよい。 Moreover, you may mix suitably additives, such as a pigment, dye, antioxidant, a flame retardant, to these resin materials.

一方、異なる構成材料を用いた場合には、例えば、デバイス本体２およびノズル４Ａのそれぞれの成形に特に適した材料を用いることができる。 On the other hand, when different constituent materials are used, for example, materials particularly suitable for molding the device body 2 and the nozzle 4A can be used.

＜第２実施形態＞
図５は、本発明のマイクロ流路デバイス（第２実施形態）におけるノズルを示す斜視図、図６は、図５に示すノズルの縦断面図、図７は、図５に示すノズルの微小流路とデバイス本体の第３の流路との大小関係を示す横断面図である。 <Second Embodiment>
FIG. 5 is a perspective view showing a nozzle in the microchannel device (second embodiment) of the present invention, FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the nozzle shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a micro flow of the nozzle shown in FIG. It is a cross-sectional view which shows the magnitude relationship between a path | route and the 3rd flow path of a device main body.

以下、これらの図を参照して本発明のマイクロ流路デバイスの第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。 Hereinafter, the second embodiment of the microchannel device of the present invention will be described with reference to these drawings, but the description will focus on differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted.

本実施形態は、ノズルの微小流路の形状が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。 This embodiment is the same as the first embodiment except that the shape of the minute flow path of the nozzle is different.

図５、図６に示すように、ノズル４Ｂの微小流路４２は、その横断面形状が円形をなし、内径が下流側に向かって漸減するテーパ状をなすものである。この微小流路４２のテーパ角度θは、特に限定されず、例えば、０．５〜１０度であるのが好ましく、１〜５度であるのがより好ましい。 As shown in FIGS. 5 and 6, the micro flow path 42 of the nozzle 4 B has a circular cross-sectional shape and a tapered shape in which the inner diameter gradually decreases toward the downstream side. The taper angle θ of the micro flow channel 42 is not particularly limited, and is preferably 0.5 to 10 degrees, and more preferably 1 to 5 degrees, for example.

また、図７に示すように、微小流路４２の横断面の大きさと第３の流路の２３の横断面の大きさとの大小関係は、これら流路の境界部で、微小流路４２の横断面が第３の流路の２３の横断面よりも大となっている、すなわち、微小流路４２の横断面が第３の流路の２３の横断面を包含する関係となっている。また、このような大小関係となっている場合、微小流路４２の横断面の輪郭線の内側に第３の流路の横断面の輪郭線が接するのが好ましい。 Further, as shown in FIG. 7, the magnitude relationship between the size of the cross section of the micro flow channel 42 and the size of the cross section of the third flow channel 23 is the boundary of these micro flow channels 42. The cross section is larger than the cross section of the third flow path 23, that is, the cross section of the micro flow path 42 includes the cross section of the third flow path 23. Moreover, when it is such a magnitude relationship, it is preferable that the outline of the cross section of a 3rd flow path touches the inner side of the outline of the cross section of the microchannel 42. FIG.

微小流路４２がこのような形状をなすことにより、前記第１実施形態と同様に、微小流路４２の吐出口４２１から一定量の吐出液Ｍを安定して吐出することができる。 By forming the micro flow channel 42 in such a shape, a fixed amount of the discharge liquid M can be stably discharged from the discharge port 421 of the micro flow channel 42 as in the first embodiment.

また、微小流路４２のテーパ角度θ（勾配）は、微小流路４２を成形する上での抜きテーパとしても機能する。これにより、ノズル４Ｂを金型成形する際、その生産性（量産性）に優れる。また、微小流路４２がテーパ角度θを有するものであるため、当該微小流路４２の強度も向上する。 In addition, the taper angle θ (gradient) of the microchannel 42 also functions as a draft taper when the microchannel 42 is formed. Thereby, when the nozzle 4B is molded, the productivity (mass productivity) is excellent. Moreover, since the microchannel 42 has the taper angle θ, the strength of the microchannel 42 is also improved.

＜第３実施形態＞
図８は、本発明のマイクロ流路デバイス（第３実施形態）におけるノズルを示す斜視図、図９は、図８に示すノズルの縦断面図である。 <Third Embodiment>
FIG. 8 is a perspective view showing a nozzle in the microchannel device (third embodiment) of the present invention, and FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the nozzle shown in FIG.

以下、これらの図を参照して本発明のマイクロ流路デバイスの第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。 Hereinafter, the third embodiment of the microchannel device of the present invention will be described with reference to these drawings, but the description will focus on differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted.

図８、図９に示すように、ノズル４Ｃの微小流路４２は、その横断面形状が円形をなし、内径が長手方向の途中で下流側に向かって段階的に減少する１つの段差部４２２を有している。この段差部４２２を境界として、微小流路４２は、下流側の小径部４２３と、小径部よりも内径が大きい、上流側の大径部４２４とに分けることができる。また、段差部４２２は、丸みを帯びている（図９参照）。 As shown in FIGS. 8 and 9, the micro flow channel 42 of the nozzle 4 C has a circular cross-sectional shape, and one stepped portion 422 whose inner diameter gradually decreases toward the downstream side in the longitudinal direction. have. With this stepped portion 422 as a boundary, the microchannel 42 can be divided into a downstream small diameter portion 423 and an upstream large diameter portion 424 having an inner diameter larger than the small diameter portion. Further, the step portion 422 is rounded (see FIG. 9).

微小流路４２がこのような形状をなすことにより、前記第１実施形態と同様に、微小流路４２の吐出口４２１から一定量の吐出液Ｍを安定して吐出することができる。また、段差部４２２を有する微小流路４２の構成は、微小流路４２を通過する混合液Ｌ３の流速を、混合液Ｌ３が吐出される直前で若干増加させたい場合に有効である。これにより、例えば、収納容器２０に対する混合液Ｌ３の供給速度が増加し、当該混合液Ｌ３を迅速に供給することができる。 By forming the micro flow channel 42 in such a shape, a fixed amount of the discharge liquid M can be stably discharged from the discharge port 421 of the micro flow channel 42 as in the first embodiment. The configuration of the micro flow path 42 having the stepped portion 422 is effective when it is desired to slightly increase the flow rate of the mixed liquid L3 passing through the micro flow path 42 just before the mixed liquid L3 is discharged. Thereby, for example, the supply speed of the mixed liquid L3 to the storage container 20 is increased, and the mixed liquid L3 can be rapidly supplied.

また、ノズル４Ｃの微小流路４２は、例えばノズル４Ａの微小流路４２よりも大きいものである。これにより、ノズル４Ｃを金型成形する際、金型を微小流路４２から容易に離型することができ、よって、生産性に優れる。また、ノズル４Ｃでは、微小流路４２が大きくなった分、当該微小流路４２の強度も向上する。 Moreover, the micro flow path 42 of the nozzle 4C is larger than the micro flow path 42 of the nozzle 4A, for example. Thereby, when the nozzle 4C is molded, the mold can be easily released from the micro flow path 42, and thus the productivity is excellent. Further, in the nozzle 4C, the strength of the micro flow channel 42 is improved as the micro flow channel 42 becomes larger.

＜第４実施形態＞
図１０は、本発明のマイクロ流路デバイス（第４実施形態）におけるノズルを示す斜視図である。 <Fourth embodiment>
FIG. 10 is a perspective view showing a nozzle in the microchannel device (fourth embodiment) of the present invention.

以下、この図を参照して本発明のマイクロ流路デバイスの第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。 Hereinafter, the fourth embodiment of the microchannel device of the present invention will be described with reference to this drawing. However, the difference from the above-described embodiment will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.

本実施形態は、ノズルの微小流路の形状が異なること以外は前記第３実施形態と同様である。 This embodiment is the same as the third embodiment except that the shape of the minute flow path of the nozzle is different.

図１０に示すように、ノズル４Ｄの微小流路４２は、段差部４２２よりも下流側の小径部４２３と、段差部４２２よりも上流側の大径部４２４とで、横断面形状が互いに異なっている。具体的には、小径部４２３の横断面形状は、円形であり、大径部４２４の横断面形状は、正方形（四角形）である。 As shown in FIG. 10, the micro flow channel 42 of the nozzle 4 D is different in cross-sectional shape between a small diameter portion 423 downstream of the step portion 422 and a large diameter portion 424 upstream of the step portion 422. ing. Specifically, the cross-sectional shape of the small-diameter portion 423 is a circle, and the cross-sectional shape of the large-diameter portion 424 is a square (quadrangle).

微小流路４２がこのような形状をなすことにより、例えば、大径部４２４の横断面形状を第３の流路の２３の横断面と同じ大きさにすることができ、よって、これら流路の境界部に段差部が生じるのを防止することができる。これにより、混合液Ｌ３は、確実に前記層流状態で第３の流路２３および大径部４２４（微小流路４２）を順に通過することができ、よって、吐出口４２１から勢いよく飛び出すのを防止することができる。 By forming the micro flow channel 42 in such a shape, for example, the cross-sectional shape of the large-diameter portion 424 can be made the same size as the cross-section of the third flow channel 23. It is possible to prevent a step portion from occurring at the boundary portion. Thereby, the liquid mixture L3 can surely pass through the third flow path 23 and the large diameter portion 424 (the micro flow path 42) in order in the laminar flow state, and thus jumps out from the discharge port 421 vigorously. Can be prevented.

また、ノズル４Ｄの微小流路４２は、例えばノズル４Ａの微小流路４２よりも大きいものである。これにより、ノズル４Ｄを金型成形する際、金型を微小流路４２から容易に離型することができ、よって、生産性に優れる。また、ノズル４Ｄでは、微小流路４２が大きくなった分、当該微小流路４２の強度も向上する。 Further, the micro channel 42 of the nozzle 4D is larger than the micro channel 42 of the nozzle 4A, for example. Thereby, when the nozzle 4D is molded, the mold can be easily released from the minute flow path 42, and thus the productivity is excellent. Further, in the nozzle 4D, the strength of the micro flow channel 42 is improved by the size of the micro flow channel 42 that is increased.

＜第５実施形態＞
図１１は、本発明のマイクロ流路デバイス（第５実施形態）におけるノズルを示す斜視図、図１２は、図１１に示すノズルの縦断面図である。 <Fifth Embodiment>
FIG. 11 is a perspective view showing a nozzle in the microchannel device (fifth embodiment) of the present invention, and FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the nozzle shown in FIG.

以下、これらの図を参照して本発明のマイクロ流路デバイスの第５実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。 Hereinafter, the fifth embodiment of the microchannel device of the present invention will be described with reference to these drawings. However, the difference from the above-described embodiment will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.

図１１、図１２に示すように、ノズル４Ｅの微小流路４２は、下流側の内径一定部４２５と、上流側のテーパ部４２６とに分けることができる。内径一定部４２５は、その内径が長手方向に沿って一定となっている部分である。テーパ部４２６は、その内径が下流側に向かって漸減するテーパ状をなす部分である。微小流路４２がこのような構成となっていることにより、微小流路４２の吐出口４２１から一定量の吐出液Ｍを安定して吐出することができる。 As shown in FIGS. 11 and 12, the micro flow path 42 of the nozzle 4 E can be divided into a constant inner diameter portion 425 on the downstream side and a tapered portion 426 on the upstream side. The inner diameter constant portion 425 is a portion whose inner diameter is constant along the longitudinal direction. The taper portion 426 is a tapered portion whose inner diameter gradually decreases toward the downstream side. Since the micro flow path 42 has such a configuration, a fixed amount of the discharge liquid M can be stably discharged from the discharge port 421 of the micro flow path 42.

また、テーパ部４２６のテーパ形状（勾配）は、微小流路４２を成形する上での抜きテーパとしても機能する。これにより、ノズル４Ｅを金型成形する際、その生産性（に優れる。また、微小流路４２がテーパ形状をなす部分（テーパ部４２６）を有するものであるため、当該微小流路４２の強度も向上する。 Further, the taper shape (gradient) of the taper portion 426 also functions as a taper taper for forming the microchannel 42. Thereby, when the nozzle 4E is molded, its productivity (excellent) is obtained. Further, since the microchannel 42 has a tapered portion (tapered portion 426), the strength of the microchannel 42 is increased. Will also improve.

以上、本発明のマイクロ流路デバイスを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、マイクロ流路デバイスを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。 As mentioned above, although the microchannel device of the present invention has been described with respect to the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this, and each part constituting the microchannel device is an arbitrary one that can exhibit the same function. It can be replaced with the configuration of Moreover, arbitrary components may be added.

また、本発明のマイクロ流路デバイスは、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。 Moreover, the microchannel device of the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.

また、デバイス本体は、２枚の板部材のうちの一方に流路となる溝が形成されているものに限定されず、例えば、双方の板部材にそれぞれ流路となる溝が形成されていているものであってもよい。 Further, the device body is not limited to one in which a groove serving as a flow path is formed in one of the two plate members. For example, a groove serving as a flow path is formed in both plate members. It may be.

また、ノズルは、デバイス本体の先端面から突出していてもよい。
また、第１の液体と第２の液体とは、前記各実施形態では組成が異なるものであるが、これに限定されず、例えば、組成が同じものであってもよい。 Moreover, the nozzle may protrude from the front end surface of the device body.
In addition, the first liquid and the second liquid have different compositions in each of the embodiments described above, but are not limited to this, and may have the same composition, for example.

また、ノズルは、第１の液体と第２の液体とが混合した混合液を吐出するものであるが、この「混合」には、第１の液体と第２の液体とを単に混合する場合だけでなく、第１の液体と第２の液体とを層流状態で混合する場合も含まれる。 Further, the nozzle discharges a mixed liquid in which the first liquid and the second liquid are mixed. In this “mixing”, the first liquid and the second liquid are simply mixed. In addition, the case where the first liquid and the second liquid are mixed in a laminar flow state is also included.

１マイクロ流路デバイス（マイクロ流路チップ）
２デバイス本体
２１第１の流路（第１のマイクロ流路）
２２第２の流路（第２のマイクロ流路）
２３第３の流路（第３のマイクロ流路）
２４装着部
２４１角部
２５先端面
３ａ、３ｂ板部材
３１第１の溝
３２第２の溝
３３第３の溝
３４接合面
３５１、３５２接続口
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅノズル
４１角部
４２微小流路（マイクロ流路）
４２１吐出口
４２２段差部
４２３小径部
４２４大径部
４２５内径一定部
４２６テーパ部
４３先端面
２０収納容器
３０１、３０２チューブ
Ｌ１第１の液体
Ｌ２第２の液体
Ｌ３混合液
Ｍ吐出液
φｄ直径
ｈ_１深さ
ｈ_２長さ
ｗ_１、ｗ_２幅
ｔ_１、ｔ_２厚さ
θ テーパ角度 1 Microchannel device (microchannel chip)
2 Device body 21 First channel (first micro channel)
22 Second channel (second microchannel)
23 Third channel (third microchannel)
24 mounting portion 241 corner portion 25 tip surface 3a, 3b plate member 31 first groove 32 second groove 33 third groove 34 joint surface 351, 352 connection port 4A, 4B, 4C, 4D, 4E nozzle 41 corner portion 42 Microchannel (Microchannel)
421 Discharge port 422 Stepped portion 423 Small diameter portion 424 Large diameter portion 425 Constant inner diameter portion 426 Taper portion 43 Tip surface 20 Storage container 301, 302 Tube L1 First liquid L2 Second liquid L3 Mixed liquid M Discharge liquid φd Diameter h ₁ Depth h ₂ length w ₁ , w ₂ width t ₁ , t ₂ thickness θ taper angle

Claims

The first flow path through which the first liquid passes, the second flow path through which the second liquid passes, and the first flow path, which are disposed at positions different from the first flow path, pass through the first flow path. A device main body having a third flow path through which a mixed liquid that is mixed by mixing the first liquid and the second liquid that has passed through the second flow path passes;
The device has a quadrangular shape in plan view, and is composed of a small piece separate from the device body. The device is mounted on the downstream side of the third flow path with respect to the device body, and the third flow in the mounted state. A nozzle having a micro flow path communicating with the path,
The device body joins two plate members facing each other, the total thickness thereof is the same as the thickness of the small piece, and on the bonding surface of one of the two plate members, A groove to be the first flow path, the second flow path, and the third flow path is formed,
The microchannel is a channel configured by a through-hole penetrating in a direction orthogonal to the thickness direction of the small piece, and is formed to be open at an end surface of the small piece, and has passed through the third channel. The discharge port from which the liquid mixture is discharged has a circular shape when viewed from the front,
The part of the device body where the nozzle is mounted has a square shape in a plan view of the device body, and a recess into which the nozzle is inserted is formed.
When the mounting state is established, the third flow path and the micro flow path are formed by inserting the nozzle into the recess and abutting one corner of the nozzle against one corner of the recess. And the nozzle is configured so that the nozzle is positioned with respect to the device body ,
The device main body and the small piece are made of a resin material, the total thickness of the device main body and the thickness of the small piece are 0.5 to 5.0 mm, and the nozzle made of the small piece is In the mounted state, the microchannel device is characterized in that the entire device is housed in the recess, thereby being protected and prevented from being damaged .

The mixed liquid can pass through a boundary portion between the third flow path and the micro flow path in a laminar flow state by the positioning, and flows down the micro flow path to the discharge port in the laminar flow state. Item 2. The microchannel device according to Item 1.

The microchannel device according to claim 1, wherein the microchannel device is used in a state where the discharge port faces vertically downward.

The microchannel device according to any one of claims 1 to 3, wherein the discharge port has a diameter of 20 to 500 µm.

The microchannel device according to any one of claims 1 to 4, wherein the microchannel has a circular cross-sectional shape of at least a portion from the middle in the longitudinal direction to the discharge port.

The microchannel device according to any one of claims 1 to 5, wherein the microchannel has a portion whose inner diameter is constant along a longitudinal direction.

The microchannel device according to any one of claims 1 to 6, wherein the microchannel has a tapered portion whose inner diameter gradually decreases toward the downstream side.

The microchannel device according to any one of claims 1 to 7, wherein the microchannel has a step portion whose inner diameter gradually decreases toward the downstream side in the middle of the longitudinal direction.

The microchannel device according to claim 8, wherein the microchannel has a different cross-sectional shape between a portion upstream of the stepped portion and a portion downstream of the stepped portion.

The microchannel device according to claim 8 or 9, wherein the stepped portion is rounded.

The microchannel device according to any one of claims 1 to 10, wherein an overall length of the microchannel is 0.1 to 5 mm.

The size of the cross section of the said micro channel differs from the size of the cross section of the said 3rd channel in the boundary part of the said micro channel and the said 3rd channel. The microchannel device according to the description.

At the boundary portion, the cross-sectional shape of the microchannel is different from the cross-sectional shape of the third channel, and the cross-section of the third channel is larger than the cross-section of the microchannel. The microchannel device according to claim 12, wherein a contour line of a cross section of the microchannel is in contact with a contour line of a cross section of the third channel.

In the boundary portion, the cross-sectional shape of the microchannel and the cross-sectional shape of the third channel are different, and the cross-section of the microchannel is larger than the cross-section of the third channel. The microchannel device according to claim 12, wherein a contour of a cross section of the third channel is in contact with a contour of a cross section of the microchannel.

The microchannel device according to claim 1, wherein the device body and the nozzle are made of the same or different materials.

The microchannel device according to claim 1 , wherein the device main body and the nozzle are joined by fusion bonding.

Wherein the first flow path and the second flow path, wherein in a plan view of the device body, claims 1 and extends inclined in the opposite direction with respect to the third channel to each other 16 The microchannel device according to any one of the above.

The microchannel device according to claim 1 , wherein the discharge port has water repellency.

The other one of the two plate members is connected to a first connection port to which a tube for feeding the first liquid toward the first flow path is connected, and the second The microchannel device according to any one of claims 1 to 18, further comprising a second connection port to which a tube for sending a liquid toward the second channel is connected.