JP5871863B2 - マイクロ流路チップおよび医療用測定装置 - Google Patents
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Description
医療用測定装置は、マイクロ流路チップなどにより構成された流路と、これらの流路に設けられた分岐点や反応部とを有し、例えば、液体内に含まれる物質の分離や、複数種類の液体や気体を混合することで化学反応を行うことが可能である。
特に、マイクロ流路チップが使い捨て(1回限り使用)の場合、バルブあるいはバルブと接続されたゴムチューブの着脱がチップの使用ごとに必要であるので、簡便なバルブの設置方法が求められている。
この発明は、このような従来技術に鑑みてなされたもので、主たる目的は、利用に際しての作業が簡便で、さらに当該マイクロ流路チップを用いたシステム全体の構造を簡素化できるマイクロ流路チップおよび医療用測定装置を提供することである。
請求項3記載の発明は、前記貫通孔の内形状は、前記ニップルの外形状に対応した形状であることを特徴とする、請求項1または2に記載のマイクロ流路チップである。
請求項5記載の発明は、前記ゴムは、シリコンゴム、EPDM、FKM、FFKM、IIR、H−NBRのいずれか、またはそれらのうちの任意のものの組み合わせを含むことを特徴とする、請求項4に記載のマイクロ流路チップである。
請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載のマイクロ流路チップを介して流体の流れを制御することを特徴とする、医療用測定装置である。
さらに、この発明によれば、マイクロ流路チップにより簡素な構造の医療用測定装置を実現できる。
図1は、この発明の第1実施形態のマイクロ流路チップ1の斜視図である。
マイクロ流路チップ1は、流体を流通可能な複数、例えば、3つのマイクロ流路2,3,4を内部に形成された板状のチップ本体5と、マイクロ流路2,3,4の開閉を制御するためのバルブ6とを有している。このバルブ6は、具体的には、多方弁としての3方電磁バルブであり、チップ本体5に取り付けられている。チップ本体5とバルブ6とは、一体的なユニットを構成している。
また、マイクロ流路2,3,4のそれぞれは、チップ本体5の周縁の端面で外部に開放されており、例えば、図示しない管継手を介して外部の配管に接続される。
図1と図2を参照して、チップ本体5は、積層状態に重ね合わされた第1基板11および第2基板12を有している。第1基板11は、表面13と、裏面14とを有している。第2基板12は、表面15と、裏面16とを有している。第1基板11の表面13と第2基板12の裏面16とが沿わされている。
第1基板11は、弾性材料としてのゴムにより形成されている。このゴムとしては、種々のゴムを利用することができるが、耐薬品性に優れたゴムを利用している。ここで、耐薬品性に優れたゴムとしては、シリコンゴム、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエンゴム)、FKM(フッ化ビニリデン系フッ素ゴム)、FFKM(テトラフルオロエチレン・パープルオロビニルエーテル系フッ素ゴム)、IIR(ブチルゴム)、H−NBR(水素化ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム)のいずれか、またはそれらのうちの任意のものの組み合わせを利用できる。
溝17,18,19の形状は、特に限定されないが、例えば、各溝17,18,19は、互いに同じ形状に形成されており、断面矩形であり、溝幅および溝深さは、100マイクロメートルから5ミリメートルの範囲内の所定の値である。各溝17,18,19は、第1基板11の周縁の端面から直角に所定長さで真直に延びており、第1基板11の中央部にまで達しており、互いに接続されていない。
各貫通孔7,8,9は、第1基板11の裏面14側からそれぞれ対応する溝17,18,19の奥側の端部に貫通している。3つの貫通孔7,8,9は、互いに同じ形状に形成されており、裏面14の中央部において、所定間隔で一直線上に並んでいる。貫通孔7,8,9は、バルブ6と接続するための管継手として機能する。
バルブ6は、内部流路21,22を有している。また、バルブ6は、バルブ本体23と、このバルブ本体23から突出する複数、例えば、3つのニップル24,25,26とを有している。
バルブ本体23は、箱形状をなしている。図示しないが、バルブ本体23の内部には、内部流路21,22を切り換えることで開閉するための弁機構や、この弁機構を駆動する駆動機構としてのソレノイドおよびバネが設けられている。
具体的には、貫通孔7,8,9は、裏面14において所定間隔で一直線上に並んで配置されており、ニップル24,25,26も、貫通孔7,8,9と同じ所定間隔で一直線上に並んでいる。バルブ本体23が第1基板11の裏面14に密着した状態で、各ニップル24,25,26が対応する貫通孔7,8,9に嵌合し、これにより、バルブ6がチップ本体5に着脱可能に連結されている。なお、バルブ本体23とチップ本体5とを、図示しない固定部材としてのねじ部材や接着剤を用いて固定してもよい。
各ニップル24,25,26と対応する貫通孔7,8,9との嵌合状態は、それぞれ同様である。以下では、ニップル24と貫通孔7とを例に説明する。
図3は、バルブ6のニップル24と、チップ本体5の貫通孔7の周辺部分の拡大図であり、一部を断面で示している。
貫通孔7は、ニップル24が嵌合されていない状態のときに、深さ方向についてニップル24の対応する部分の外径よりも小さい内径で形成されている。これにより、ニップル24は、貫通孔7に嵌合された状態で弾力的に締め付け状態とされる。
さらには、このニップル24が貫通孔7に締め付け状態で嵌合することにより、ニップル24が貫通孔7から不用意に脱落することがより一層確実に防止される。
また、貫通孔7の内形状は、ニップル24の外形状に応じた形状をなしており、具体的には、深さ方向の中間部に、内径が拡径された拡径部28を有している。このように、貫通孔7の内形状が、ニップル24の拡径部27に応じた形状を有することにより、ニップル24が貫通孔7から不用意に脱落することがより一層確実に防止される。
貫通孔7,8,9が形成される部材である第1基板11の弾性材料がゴムを含むことにより、ゴムの弾性を利用して、貫通孔7,8,9とバルブ6との間を確実に封止することができる。
また、第2基板12が、耐薬品性に優れた材質で形成されるのが、マイクロ流路チップ1の耐薬品性を向上するのに好ましい。
また、バルブ6は、3つのマイクロ流路2,3,4および貫通孔7,8,9に対応した3方電磁バルブである。これにより、3つのマイクロ流路2,3,4のうちで、マイクロ流路2,3が連通した状態と、マイクロ流路3,4が連通した状態とを切り換えることができる。また、これらの流路の開閉機能を実現するためのバルブ6が1つで済む。従って、マイクロ流路チップ1を用いるシステム全体の構造を簡素化できる。
図4は、マイクロ流路チップ1を含む医療用測定装置30における流路の概略構成図である。
図4を参照して、医療用測定装置30は、マイクロ流路チップ1と、このマイクロ流路チップ1に配管31を介して液体(例えば、薬液。以下の各薬液ボトル内の液体も同様である。)を流出可能な薬液ボトル32と、マイクロ流路チップ1に配管33を介して液体を流出可能な薬液ボトル34と、マイクロ流路チップ1から配管35を介して液体を流入可能な測定用セル36とを有している。マイクロ流路チップ1のバルブ6の動作により、薬液ボトル32から液体が測定用セル36に流出する状態と、薬液ボトル34から液体が測定用セル36に流出する状態とを切り換えることができる。
このように、医療用測定装置30では、マイクロ流路チップ1,38,46を介して流体としての液体の流れを制御することにより、流れの制御のための構造を簡素化することができる。
図5は、この発明の第2実施形態のマイクロ流路チップ1Aの斜視図である。図6は、マイクロ流路チップ1Aの分解斜視図である。
チップ本体5Aは、前述したチップ本体5と同様の形状および機能を有し、前述した貫通孔7,8,9を有している。チップ本体5Aは、第1基板11Aおよび第2基板12Aを有し、第1基板11Aの表面13と第2基板12Aの裏面16とを沿わせて互いに密着させて構成されている。また、貫通孔7,8,9は第2基板12Aに貫通して形成されており、バルブ6は第2基板12Aの表面15側に配置されている。
2,3,4 マイクロ流路
6 バルブ(電磁バルブ、3方電磁バルブ)
7,8,9 貫通孔
11,11A 第1基板
12,12A 第2基板
13 表面
14 裏面
15 表面
17,18,19 溝
24,25,26 ニップル
30 医療用測定装置
Claims (7)
- 表面に、互いに接続されていない少なくとも2筋の溝を有する第1基板と、
前記第1基板の表面に積層状態に重ね合わされた第2基板とを備え、
前記第1基板の表面の溝は前記第2基板によって蓋がされ、蓋がされた溝によってマイクロ流路が構成されているマイクロ流路チップであって、
前記第1基板は弾性材料で構成され、
前記第1基板の裏面側から、前記各溝に貫通する少なくとも2つの貫通孔が形成されており、当該貫通孔は、各貫通孔は後記ニップルの外径よりも小さい内径を有しており、
前記2つの貫通孔に挿入されて貫通孔と結合し、前記マイクロ流路の開閉を制御するためのバルブが、前記第1基板の裏面側に備えられており、
前記バルブは、少なくとも2つのニップルを備えた電磁バルブを含み、当該電磁バルブのニップルは、突出方向の中間部または先端に径方向に拡径した抜け止めを備え、該ニップルが前記貫通孔に挿入されて弾力的に締め付けられた状態で貫通孔と結合していることを特徴とする、マイクロ流路チップ。 - 表面に、互いに接続されていない少なくとも2筋の溝を有する第1基板と、
前記第1基板の表面に積層状態に重ね合わされた第2基板とを備え、
前記第1基板の表面の溝は前記第2基板によって蓋がされ、蓋がされた溝によってマイクロ流路が構成されているマイクロ流路チップであって、
前記第2基板は弾性材料で構成され、
前記第1基板の表面に重ね合わされた面と反対側の前記第2基板の表面側には、当該表面側から前記各溝に貫通する少なくとも2つの貫通孔が形成されており、当該貫通孔は、各貫通孔は後記ニップルの外径よりも小さい内径を有しており、
前記2つの貫通孔に挿入されて貫通孔と結合し、前記マイクロ流路の開閉を制御するためのバルブが、前記第2基板の表面側に備えられており、
前記バルブは、少なくとも2つのニップルを備えた電磁バルブを含み、当該電磁バルブのニップルは、突出方向の中間部または先端に径方向に拡径した抜け止めを備え、該ニップルが前記貫通孔に挿入されて弾力的に締め付けられた状態で貫通孔と結合していることを特徴とする、マイクロ流路チップ。 - 前記貫通孔の内形状は、前記ニップルの外形状に対応した形状であることを特徴とする、請求項1または2に記載のマイクロ流路チップ。
- 前記弾性材料は、ゴムを含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のマイクロ流路チップ。
- 前記ゴムは、シリコンゴム、EPDM、FKM、FFKM、IIR、H−NBRのいずれか、またはそれらのうちの任意のものの組み合わせを含むことを特徴とする、請求項4に記載のマイクロ流路チップ。
- 前記溝は3筋形成されており、
前記貫通孔は、各溝に対応して3本形成されており、
前記バルブは、3つのニップルを備えた3方電磁バルブであり、当該電磁バルブの3つのニップルが前記3つの貫通孔に挿入されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のマイクロ流路チップ。 - 請求項1〜6のいずれかに記載のマイクロ流路チップを介して流体の流れを制御することを特徴とする、医療用測定装置。
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