JP6506907B2 - 液体取扱装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液体試料の分析や処理などに用いられる液体取扱装置に関する。
近年、タンパク質や核酸などの微量な物質の分析を高精度かつ高速に行うために、マイクロ流路チップが使用されている。マイクロ流路チップは、試薬および試料の量が少なくてよいという利点を有しており、臨床検査や食物検査、環境検査などの様々な用途での使用が期待されている。
マイクロ流路チップを用いた処理を自動化するために、マイクロ流路チップ内にマイクロバルブを設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図１は、特許文献１に記載のマイクロバルブ１０の構成を示す図である。図１Ａは、特許文献１に記載のマイクロバルブ１０の平面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示されるａ−ａ線の断面図である。図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、特許文献１には、平板である基板２０と、基板２０に積層された第１層３０と、第１層３０に積層された第２層４０とを有するマイクロバルブ１０が記載されている。第１層３０は、第１の溝３１と、第１の溝３１に連通した第１のバルブ溝３２と、第２の溝３３と、第２の溝３３に連通した第２のバルブ溝３４と、第１のバルブ溝３２および第２のバルブ溝３４の間に配置された弁３５とを有する。第１の溝３１、第１のバルブ溝３２、第２のバルブ溝３４および第２の溝３３は、第１層３０が基板２０に積層されることにより、それぞれ、第１の流路３６、第１のバルブ室３７、第２のバルブ室３８および第２の流路３９を構成する。第２層４０は、第１層３０と対向した面に、平面視形状が第１のバルブ室３７および第２のバルブ室３８の外形より大きい凹部４１を有する。凹部４１は、第２層４０が第１層３０に積層されることにより、圧力室４２を構成する。
特許文献１に記載のマイクロバルブ１０では、圧力室４２内の圧力を高めることによって、第１層３０が基板２０に向けて押し出され、弁３５が基板２０に接触して、第１のバルブ室３７から第２のバルブ室３８への流体の流れが止まる。一方、圧力室４２内の圧力を開放することによって第１層３０が凹部４１内に引き込まれるとともに、第１層３０が凹部４１に向かって湾曲して、基板２０と弁３５との間に隙間が生じて、第１のバルブ室３７から第２のバルブ室３８に向かって流体が流れる。
特許文献１に記載の流路に流す流体として液体を使用する場合、弁３５を開いた状態で第１の流路３１側から流路に液体を送る。液体は、毛管現象または外部からの圧力により、第１の流路３１から弁３５と基板２０との隙間を通って第２の流路３３まで流れる。そして、必要に応じて前述したように、弁３５を開閉する。
特開２００５−３３７４１５号公報
図１Ｃは、図１Ａに示されるｂ−ｂ線の断面図である。図１Ａおよび図１Ｃに示されるように、第１のバルブ室３７の外周部分における第１層３０と基板２０との間隔は、第１のバルブ室３７の中央部分における第１層３０と基板２０との間隔より短い。よって、第１の流路３６側から流路に液体を送ると、毛細管現象が働きやすい第１のバルブ室３７の外周部分が先行して、第１のバルブ室３７内に液体が満たされていく。そして、第１のバルブ室３７の中央部分が液体で満たされる前に、毛細管現象が働きやすい第１のバルブ室３７の外周部分を伝って液体が回り込むようにさらに進行する。その結果、第１のバルブ室３７内に気泡が残ってしまうという問題があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、液体流路内に気泡を残留させずに、液体流路内を液体で満たすことができる流体取扱装置を提供することを目的とする。
本発明の流体取扱装置は、液体の流れの上流側に位置する第１溝と、液体の流れの下流側に位置する第２溝と、前記第１溝および前記第２溝の間に配置された隔壁とを一方の面に有する第１基板と、前記隔壁と、前記第１溝の前記隔壁側の一方の端部と、前記第２溝の前記隔壁側の一方の端部とを覆い、前記第１溝上にその中心が位置する平面視円形のダイヤフラム部を含み、前記ダイヤフラム部を除いて、前記第１基板の前記一方の面に貼り付けられた第１フィルムと、を有し、前記第１溝、前記隔壁および前記第１フィルムにより構成された、前記第１溝側の第１流路と、前記第２溝、前記隔壁および前記第１フィルムにより構成された、前記第２溝側の第２流路とを有する液体流路と、前記第１流路での液体の流れる方向において、前記ダイヤフラム部の中心と前記隔壁との間の前記第１流路に開口し、前記第１流路内および前記第１流路外を連通する排出孔または排出流路と、が形成された第１チップを有する。
本発明によれば、液体流路内に気泡を残留させずに、液体流路内を液体で満たすことができる流体取扱装置を提供することができる。
図１Ａ〜Ｃは、特許文献１に記載のマイクロバルブの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る流体取扱装置の構成を示す図である。 図３Ａ〜Ｃは、流体取扱装置の断面図である。 図４Ａ、Ｂは、第１チップの構成を示す図である。 図５Ａ〜Ｃは、第１チップの断面図および要部の拡大図である。 図６は、第１基板の底面図である。 図７Ａ〜Ｃは、第１フィルムの構成を示す図である。 図８Ａ、Ｂは、第２チップの構成を示す図である。 図９は、第２基板の平面図である。 図１０Ａ〜Ｃは、第２フィルムの構成を示す図である。 図１１Ａ〜Ｄは、流体取扱装置の使用方法を説明するための図である。 図１２Ａ〜Ｅは、他の流体取扱装置の使用方法を説明するための図である。 図１３Ａ〜Ｃは、実施の形態１の変形例に係る流体取扱装置の構成を示す図である。 図１４Ａ〜Ｄは、実施の形態１の変形例に係る流体取扱装置の使用方法を説明するための図である。 図１５Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る流体取扱装置の構成を示す図である。 図１６Ａ〜Ｄは、実施の形態２に係る流体取扱装置の使用方法を説明するための図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の液体取扱装置の代表例として、マイクロ流路チップについて説明する。
［実施の形態１］
（マイクロ流路チップの構成）
図２および図３は、本発明の実施の形態１に係るマイクロ流路チップ１００の構成を示す図である。図２は、マイクロ流路チップ１００の平面図である。図３Ａは、図２に示されるＡ−Ａ線の断面図であり、図３Ｂは、図２に示されるＢ−Ｂ線の断面図であり、図３Ｃは、図２に示されるＣ−Ｃ線の断面図である。
図２、図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃに示されるように、マイクロ流路チップ１００は、主流路部１４０および添加部１５０を含む第１チップ１１０と、これに積層される第２チップ２１０とを有する。第１チップ１１０は、隔壁１５４、１５５、１５９を含む第１基板１２０および第１フィルム１３０を含み、第２チップ２１０は、凹部２３１、２３３、２３４を含む第２基板２３０および第２フィルム２５０を含む。第１チップ１１０および第２チップ２１０は、使用時には、第１フィルム１３０および第２フィルム２５０を内側にして積層される（図３参照）。このとき、第１フィルム１３０の表面は、第２フィルム２５０の表面に密着している。さらに、隔壁１５４、１５５、１５９および凹部２３１、２３３、２３４は、それぞれ、第１フィルム１３０および第２フィルム２５０を介して向かい合うように配置される（図３参照）。
第１チップ１１０は、試薬や液体試料などの流体を流すためのチップである。第１フィルム１３０の隔壁１５４、１５５、１５９に対応する部分には、撓み変位が可能な領域が形成されている。この撓み変位が可能な領域は、第１チップ１１０における流体の流れを制御するマイクロバルブのダイヤフラム部１３１、１３３、１３４（弁体）として機能する。一方、第２チップ２１０は、マイクロバルブのアクチュエータとして機能する。
（第１チップ）
図４および図５は、第１チップ１１０の構成を示す図である。図４Ａは、第１チップ１１０の平面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示されるＤ−Ｄ線の断面図である。図５Ａは、図４に示されるＥ−Ｅ線の断面図であり、図５Ｂは、図５Ａの破線で囲まれた領域の拡大図であり、図５Ｃは、図５Ａの破線で囲まれた領域を含む平面図であり、積層される第１基板１２０および第１フィルム１３０の全ての構成を実線で示している。
第１チップ１１０は、液体を流すためのチップである。第１チップ１１０は、第１基板１２０および第１フィルム１３０から構成されている。第１チップ１１０は、主流路部１４０および添加部１５０を有する。
主流路部１４０は、試薬や液体試料（以下、「試薬」ともいう）を流すための流路である。主流路部１４０は、主流路１４１、試薬導入口１４２および試薬取出口１４３を有する。
主流路１４１の一端は、試薬を導入する試薬導入口１４２に連通している。また、主流路１４１の他端は、試薬を取り出す試薬取出口１４３に連通している。主流路１４１の断面積および断面形状は、特に限定されない。たとえば、主流路１４１は、毛管現象により流体が移動可能な流路である。この場合、主流路１４１の断面形状は、例えば一辺の長さ（幅および深さ）が数十μｍ程度の略矩形である。なお、本明細書において、「流路の断面」とは、液体（流体）が流れる方向に直交する流路の断面を意味する。また、第１チップ１１０における主流路１４１、試薬導入口１４２および試薬取出口１４３の配置も特に限定されない。試薬導入口１４２から導入された試薬は、主流路１４１を通り、試薬取出口１４３まで流れる。
添加部１５０は、主流路１４１に流れる試薬に対して、必要に応じて、試験薬液などを添加する。添加部１５０の数および配置は、特に限定されない。本実施の形態では、添加部１５０は、主流路１４１の上流側および下流側に１つずつ（合計２つ）配置されている（図４Ａ参照）。主流路１４１の上流側に配置された添加部１５０と、主流路１４１の下流側に配置された添加部１５０とは、同じ構成である。そこで、主流路１４１の上流側に配置された添加部１５０について説明する。
添加部１５０は、液体導入口１５１、第１流路１５２、第２流路１５３、複数の隔壁１５４、１５５および複数の排出部１５６を有する。
第１流路１５２および第２流路１５３は、液体流路を構成する。第１流路１５２および第２流路１５３の間には第１隔壁１５４が配置されており、第２流路１５３および主流路１４１の間には、第２隔壁１５５が配置されている。第１流路１５２の一端は、液体導入口１５１に連通している。また、第１流路１５２の他端には、第１隔壁１５４が配置されている。第２流路１５３の一端には、第１隔壁１５４が配置されている。また、第２流路１５３の他端には、第２隔壁１５５が配置されている。第１隔壁１５４および第１フィルム１３０は、マイクロバルブの開放時には第１流路１５２と第２流路１５３とを連通する。また、第２隔壁１５５および第１フィルム１３０は、マイクロバルブの開放時には第２流路１５３と主流路１４１とを連通する。液体導入口１５１から導入された液体は、液体流路（第１流路１５２および第２流路１５３）を通り、主流路１４１に流れる試薬に添加される。
第１流路１５２および第２流路１５３の断面積および断面形状は、特に限定されない。たとえば、第１流路１５２および第２流路１５３は、毛管現象により流体が移動可能な流路である。この場合、第１流路１５２および第２流路１５３の断面形状は、例えば一辺の長さ（幅および深さ）が数十μｍ程度の略矩形である。また、第１流路１５２および第２流路１５３の断面積および断面形状は、それぞれ同じであってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。なお、本実施の形態では、第１流路１５２の下流端部と、第２流路１５３の中流部と、第２流路１５３の下流端部は、断面積が大きく形成されており、流れてきた液体を溜められるようになっている。
第１隔壁１５４および第２隔壁１５５は、マイクロバルブの弁座として機能する。第１隔壁１５４は、第１流路１５２および第２流路１５３の間に配置されている。また、第２隔壁１５５は、第２流路１５３および主流路１４１の間に配置されている、第１隔壁１５４および第２隔壁１５５の平面視形状および大きさは、マイクロバルブの弁座として機能することができれば、特に限定されない。本実施の形態では、第１隔壁１５４および第２隔壁１５５の流路の断面方向の大きさは、第１流路１５２の下流端部および第２流路１５３の下流端部の断面形状とそれぞれ同じである。
排出部１５６は、第１流路１５２および第２流路１５３から気泡を除去する。本実施の形態に係るマイクロ流路チップ１００は、排出部１５６により第１流路１５２および第２流路１５３から気泡を取り除くことを特徴の一つとする。排出部１５６の数は、特に限定されない。本実施の形態では、排出部１５６は、第１流路１５２の下流端部と、第２流路１５３の下流端部とにそれぞれ接続されている（図４Ａ参照）。なお、第１流路１５２の下流端部に接続された排出部１５６と、第２流路１５３の下流端部に接続された排出部１５６は、同じ構成である。そこで、第１流路１５２の下流端部に接続された排出部１５６について説明する。
排出部１５６は、第３流路１５７、第４流路１５８および第３隔壁１５９を有する。
第３流路１５７および第４流路１５８は、排出流路を構成する。第３流路１５７および第４流路１５８の間には第３隔壁１５９が配置されている。第３流路１５７の一端は、第１流路１５２の下流端に連通している。また、第３流路１５７の他端には、第３隔壁１５９が配置されている。第４流路１５８の一端には、第３隔壁１５９が配置されている。また、第４流路１５８の他端は、第１基板１２０の側面（外部）に開口している。第３隔壁１５９および第１フィルム１３０は、マイクロバルブの開放時には第３流路１５７と第４流路１５８とを連通する。液体流路を液体で満たす場合、第１流路１５２内の気泡は、液体の流動端に押されて排出流路（第３流路１５７）よりに排出される。
図５Ｂおよび図５Ｃに示されるように、第３流路１５７の上流端は、第１流路１５２での液体の流れる方向Ｘ（図５Ｃの矢印参照）において、第１ダイヤフラム部１３１の中心Ｏと第１隔壁１５４との間の第１流路１５２に開口している。また、第３流路１５７および第４流路１５８は、第１基板１２０の第１フィルム１３０側の面に形成されている。
第３流路１５７および第４流路１５８の断面積および断面形状は、特に限定されない。たとえば、第３流路１５７および第４流路１５８は、毛管現象により流体が移動可能な流路である。この場合、第３流路１５７および第４流路１５８の断面形状は、例えば一辺の長さ（幅および深さ）が数十μｍ程度の略矩形である。なお、本実施の形態では、第３流路１５７の下流端部は、断面積が大きく形成されており、流れてきた液体を溜められるようになっている。
図６は、第１基板１２０の底面図である。図６に示されるように、第１基板１２０は、透明な略矩形の樹脂基板である。第１基板１２０の厚さは、特に限定されない。第１基板１２０の厚さは、例えば１〜１０ｍｍの範囲内である。また、第１基板１２０を構成する樹脂の種類は、特に限定されず、公知の樹脂から適宜選択されうる。第１基板１２０を構成する樹脂の例には、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、塩化ビニール、ポリプロピレン、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリスチレン、シリコーン樹脂、エラストマーなどが含まれる。
第１基板１２０は、主溝１２１、第１貫通孔１２２、第２貫通孔１２３、第１溝１２４、第２溝１２５、第１隔壁１５４、第２隔壁１５５、第３貫通孔１２６、第３溝１２７、第４溝１２８および第３隔壁１５９を有する。
主溝１２１の一端は、第１貫通孔１２２に連通している。また、主溝１２１の他端は、第２貫通孔１２３に連通している。第１貫通孔１２２の一方の開口部と、主溝１２１の開口部と、第２貫通孔１２３の一方の開口部とが第１フィルム１３０で塞がれることによって、試薬導入口１４２、主流路１４１および試薬取出口１４３が形成される（図４および図５参照）。
第１溝１２４の一端は、第３貫通孔１２６に連通している。また、第１溝１２４の他端には、第１隔壁１５４が配置されている。第２溝１２５の一端には、第１隔壁１５４が配置されている。また、第２溝１２５の他端には、第２隔壁１５５が配置されている。第３貫通孔１２６の一方の開口部と、第１溝１２４の開口部と、第２溝１２５の開口部とが第１フィルム１３０で塞がれることによって、液体導入口１５１、第１流路１５２および第２流路１５３（液体流路）が構成される（図４および図５参照）。
第３溝１２７の一端は、第１溝１２４に連通している。また、第３溝１２７の他端には、第３隔壁１５９が配置されている。第４溝１２８の一端には、第３隔壁１５９が配置されている。また、第４溝１２８の他端は、第１基板１２０の側壁に開口している。第３溝１２７の開口部および第４溝１２８の開口部が第１フィルム１３０で塞がれることによって第３流路１５７および第４流路１５８（排出流路）が構成される（図４および図５参照）。
図７は、第１フィルム１３０の構成を示す図である。図７Ａは、第１フィルム１３０の平面図であり、図７Ｂは、図７Ａに示されるＦ−Ｆ線の断面図であり、図７Ｃは、図７Ａに示されるＧ−Ｇ線の断面図である。
第１フィルム１３０は、透明な略矩形の樹脂フィルムである。第１フィルム１３０は、第１基板１２０の第２チップ２１０と対向する面に貼り付けられている。第１フィルム１３０は、略球冠形状の複数のダイヤフラム部（第１ダイヤフラム部１３１、第２ダイヤフラム部１３２、第３ダイヤフラム部１３３、第４ダイヤフラム部１３４）（変位可能領域）を含む。各ダイヤフラム部１３１、１３２、１３３、１３４は、添加部１５０に対応する位置にそれぞれ配置されている。具体的には、第１ダイヤフラム部１３１は、第１フィルム１３０の第１隔壁１５４に対応する位置に配置されている。第２ダイヤフラム部１３２は、第１フィルム１３０の第１隔壁１５４および第２隔壁１５５との間に対応する位置に配置されている。第３ダイヤフラム部１３３は、第１フィルム１３０の第２隔壁１５５に対応する位置に配置されている。第４ダイヤフラム部１３４は、第１フィルム１３０の第３隔壁１５９に対応する位置に配置されている。第１フィルム１３０は、ダイヤフラム構造のマイクロバルブの弁体（ダイヤフラム）として機能する。第１フィルム１３０（第１ダイヤフラム部１３１、第３ダイヤフラム部１３３および第４ダイヤフラム部１３４）は、第１基板１２０に貼り付けられた状態では、第１隔壁１５４、第２隔壁１５５および第３隔壁１５９と離れている。
第１フィルム１３０を構成する樹脂の種類は、第１フィルム１３０が弁体（ダイヤフラム）として機能できれば特に限定されず、公知の樹脂から適宜選択されうる。第１フィルム１３０を構成する樹脂の例は、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、塩化ビニール、ポリプロピレン、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリスチレン、シリコーン樹脂などが含まれる。
第１フィルム１３０の厚さは、第１フィルム１３０が弁体（ダイヤフラム）として機能することができれば特に限定されず、樹脂の種類（剛性）に応じて適宜設定されうる。本実施の形態では、第１フィルム１３０の厚さは、２０μｍ程度である。また、各ダイヤフラム部１３１、１３３、１３４は、第１隔壁１５４、第２隔壁１５５および第３隔壁１５９を覆い、かつ第１チップ１１０と第２チップ２１０を積層したときに第１凹部２３１、第３凹部２３３および第４凹部２３４のそれぞれに収容される大きさを有する。また、第１フィルム１３０の外形形状は、要求される機能が発揮されるように適宜設計される。
（第２チップ）
図８は、第２チップ２１０の構成を示す図である。図８Ａは、第２チップ２１０の平面図であり、図８Ｂは、図８Ａに示されるＨ−Ｈ線の断面図である。
図８Ａおよび図８Ｂに示されるように第２チップ２１０は、第２基板２３０および第２フィルム２５０から構成されている。第２チップ２１０は、複数の圧力室（第１圧力室２１１、第２圧力室２１２、第３圧力室２１３および第４圧力室２１４）および複数の連通路（第１連通路２１６、第２連通路２１７、第３連通路２１８および第４連通路２１９）を有する。第２フィルム２５０は、第２基板２３０の一方の面に貼り付けられている。
第１圧力室２１１は、第１連通路２１６を介して第２基板２３０の外部に連通している。第１圧力室２１１は、第２フィルム２５０の第５ダイヤフラム部２５１を収容可能な大きさを有する。第２圧力室２１２は、第２連通路２１７を介して第２基板２３０の外部に連通している。第２圧力室２１２は、第２フィルム２５０の第６ダイヤフラム部２５２を収容可能な大きさを有する。第３圧力室２１３は、第３連通路２１８を介して第２基板２３０の外部に連通している。第３圧力室２１３は、第２フィルム２５０の第７ダイヤフラム部２５３を収容可能な大きさを有する。第４圧力室２１４は、第４連通路２１９を介して第２基板２３０の外部に連通している。第４圧力室２１４は、第２フィルム２５０の第８ダイヤフラム部２５４を収容可能な大きさを有する。
第１圧力室２１１、第２圧力室２１２、第３圧力室２１３および第４圧力室２１４の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第１圧力室２１１、第２圧力室２１２、第３圧力室２１３および第４圧力室２１４の形状は、略円柱状である。また、第１圧力室２１１、第２圧力室２１２、第３圧力室２１３および第４圧力室２１４の直径および深さも特に限定されず、適宜設定することができる。本実施の形態では、第１圧力室２１１、第２圧力室２１２、第３圧力室２１３および第４圧力室２１４の直径および深さは、全て同じである。
第１連通路２１６の一端は、第１圧力室２１１に連通している。第２連通路２１７の一端は、第２圧力室２１２に連通している。第３連通路２１８の一端は、第３圧力室２１３に連通している。第４連通路２１９の一端は、第４圧力室２１４に連通している。また、各連通路２１６、２１７、２１８、２１９のそれぞれの他端は、第２基板２３０の側面に開口している。各連通路２１６、２１７、２１８、２１９のそれぞれの他端は、第２基板２３０の側面に開口していなくてもよい。たとえば、各連通路２１６、２１７、２１８、２１９のそれぞれの他端は、各連通路２１６、２１７、２１８、２１９のそれぞれの他端に連通する貫通孔を第２基板２３０にそれぞれ形成し、この貫通孔を介して第２基板２３０の他方の面（第２フィルム２５０の貼付面を一方の面とする）に開口していてもよい。
第１連通路２１６、第２連通路２１７、第３連通路２１８および第４連通路２１９の断面積および断面形状は、特に限定されない。たとえば、第１連通路２１６、第２連通路２１７、第３連通路２１８および第４連通路２１９は、流体が移動可能な流路である。この場合、第１連通路２１６、第２連通路２１７、第３連通路２１８および第４連通路２１９の断面形状は、例えば一辺の長さ（幅および深さ）が数十μｍ程度の略矩形である。また、第１連通路２１６、第２連通路２１７、第３連通路２１８および第４連通路２１９の断面積および断面形状は、それぞれ同じであってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。本実施の形態では、第１連通路２１６、第２連通路２１７、第３連通路２１８および第４連通路２１９の断面積および断面形状は、それぞれ同じである。
図９は、第２基板２３０の平面図である。図９に示されるように、第２基板２３０は、透明な略矩形の樹脂基板である。第２基板２３０の大きさは、特に限定されない。本実施の形態では、第２基板２３０の大きさは、第１基板１２０と同じ大きさである。第２基板２３０の厚さは、特に限定されない。第２基板２３０の厚さは、例えば１〜１０ｍｍの範囲内である。また、第２基板２３０を構成する樹脂の種類は、特に限定されず、第１基板１２０を構成する樹脂を使用することができる。
第２基板２３０は、第１凹部２３１、第２凹部２３２、第３凹部２３３、第４凹部２３４、第１連通溝２３６、第２連通溝２３７、第３連通溝２３８および第４連通溝２３９を有する。
第１凹部２３１は、第１連通溝２３６の一端と連通している。第２凹部２３２は、第２連通溝２３７の一端と連通している。第３凹部２３３は、第３連通溝２３８の一端と連通している。第４凹部２３４は、第４連通溝２３９の一端と連通している。第１凹部２３１、第２凹部２３２、第３凹部２３３および第４凹部２３４の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第１凹部２３１、第２凹部２３２、第３凹部２３３および第４凹部２３４の形状は、いずれも略円柱形状である。また、第１凹部２３１、第２凹部２３２、第３凹部２３３および第４凹部２３４の直径および深さも特に限定されない。本実施の形態では、第１凹部２３１、第２凹部２３２、第３凹部２３３および第４凹部２３４の直径および深さは、全て同じである。
第１連通溝２３６の一端は、第１凹部２３１に連通している。第２連通溝２３７の一端は、第２凹部２３２に連通している。第３連通溝２３８の一端は、第３凹部２３３に連通している。第４連通溝２３９の一端は、第４凹部２３４に連通している。また、各連通溝２３６、２３７、２３８、２３９のそれぞれの他端は、第２基板２３０の側面に開口している。各連通溝２３６、２３７、２３８、２３９のそれぞれの他端は、第２基板２３０の側面に開口していなくてもよい。たとえば、各連通溝２３６、２３７、２３８、２３９のそれぞれの他端は、各連通溝２３６、２３７、２３８、２３９のそれぞれの他端に連通する貫通孔を第２基板２３０にそれぞれ形成し、この貫通孔を介して第２基板２３０の他方の面（第２フィルム２５０の貼付面を一方の面とする）に開口していてもよい。第１凹部２３１、第２凹部２３２、第３凹部２３３、第４凹部２３４、第１連通溝２３６、第２連通溝２３７、第３連通溝２３８および第４連通溝２３９の開口部が第２フィルム２５０で塞がれることによって、第１圧力室２１１、第２圧力室２１２、第３圧力室２１３、第４圧力室２１４、第１連通路２１６、第２連通路２１７、第３連通路２１８および第４連通路２１９が構成される。
図１０は、第２フィルム２５０の構成を示す図である。図１０Ａは、第２フィルム２５０の平面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａに示されるＩ−Ｉ線の断面図であり、図１０Ｃは、図１０Ａに示されるＪ−Ｊ線の断面図である。
第２フィルム２５０は、透明な略矩形の樹脂フィルムである。第２フィルム２５０は、第１基板１２０の第１フィルム１３０と対向する面に貼り付けられている。第２フィルム２５０は、略半球形状の複数のダイヤフラム部（第５ダイヤフラム部２５１、第６ダイヤフラム部２５２、第７ダイヤフラム部２５３、第８ダイヤフラム部２５４）（変位可能領域）を含む。第５ダイヤフラム部２５１は、第２基板２３０の第１凹部２３１に対応する位置に配置されている。第６ダイヤフラム部２５２は、第２基板２３０の第２凹部２３２に対応する位置に配置されている。第７ダイヤフラム部２５３は、第２基板２３０の第３凹部２３３に対応する位置に配置されている。第８ダイヤフラム部２５４は第２基板２３０の第４凹部２３４に対応する位置に配置されている。第２フィルム２５０（第５ダイヤフラム部２５１、第６ダイヤフラム部２５２、第７ダイヤフラム部２５３および第８ダイヤフラム部２５４）は、第２基板２３０に貼り付けられた状態では、各凹部２３１、２３２、２３３、２３４内に入り込んでいる。
第２フィルム２５０を構成する樹脂の種類は、特に限定されない。たとえば、第２フィルム２５０を構成する樹脂の種類は、第１フィルム１３０と同じ樹脂から適宜選択されうる。第２フィルム２５０の厚さは、第２フィルム２５０が弁体（ダイヤフラム）として機能することができれば特に限定されず、第１フィルム１３０と同程度である。また、第２フィルム２５０の外形形状は、要求される機能が発揮されるように適宜設計される。また、第５ダイヤフラム部２５１、第６ダイヤフラム部２５２、第７ダイヤフラム部２５３、第８ダイヤフラム部２５４を平面視したときの大きさは、各凹部２３１、２３２、２３３、２３４を平面視したときの大きさより小さい。
（マイクロ流路チップの作製方法）
例えば、第１チップ１１０は、第１基板１２０に第１フィルム１３０を熱圧着によって接合することによって作製される。このとき、接合された第１フィルム１３０のダイヤフラム部１３１、１３２、１３３、１３４は、第１基板１２０の一方の表面から突出して配置される（図５Ａおよび図５Ｂ参照）。
また、例えば、第２チップ２１０は、第２基板２３０に第２フィルム２５０を熱圧着によって接合することによって作製される。このとき、接合された第２フィルム２５０のダイヤフラム部２５１、２５２、２５３、２５４は、第２基板２３０の一方の表面から各凹部２３１、２３２、２３３、２３４の内部に入り込むように配置される（図８Ｂ参照）。
最後に、第１チップ１１０および第２チップ２１０は、第１フィルム１１２および第２フィルム２５０を介して各隔壁１５４、１５５、１５９と圧力室２１１、２１３、２１４とが向かい合うように積層される。このとき、第１フィルム１３０の各ダイヤフラム部１３１、１３２、１３３、１３４は、第２フィルム２５０の各ダイヤフラム部２５１、２５２、２５３、２５４と重なる（図３参照）。このように、第１チップ１１０および第２チップ２１０が積層された状態では、各ダイヤフラム部１３１、１３２、１３３、１３４および各隔壁１５４、１５５、１５９、の間に隙間が生じて液体流路が開かれている（バルブ開放状態）。こうしてマイクロ流路チップ１００が作製される。
（マイクロ流路チップの使用方法）
次に、マイクロ流路チップ１００の使用方法について説明する。図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃおよび図１１Ｄは、マイクロ流路チップ１００の使用方法を説明するための第１流路１５２近傍の拡大図である。なお、図１１では、第１流路１５２、第２流路１５３、第３流路１５７および第１ダイヤフラム部１３１のみ示している。
まず、第１チップ１１０と、第２チップ２１０とを離して、第１チップ１１０の主流路１４１に液体を流す。例えば、試薬や液体試料などの試薬を試薬導入口１４２に提供する。試薬は、毛細管現象または外部からの圧力により、試薬導入口１４２から、主流路１４１を通って、試薬取出口１４３まで流れる。
また、第１チップ１１０の液体流路に液体を流す。例えば、液体試料などの液体を液体導入口１５１に提供する。液体は、毛細管現象または外部の圧力により、液体導入口１５１から第２流路１５３に向かって第１流路１５２を流れる。
第１流路１５２の先端部まで液体を送ると、毛細管現象が働きやすい第１流路１５２の外周部分が先行して、液体が進行する（図１１Ａ参照）。そして、第１流路１５２の先端部において、中央部分が液体で満たされる前に、毛細管現象が働きやすい第１流路１５２の外周部分を伝って液体が回り込むようにさらに進行する（図１１Ｂおよび図１１Ｃ参照）。
このとき、第４圧力室２１４内の圧力は高められておらず、第１フィルム１３０（第４ダイヤフラム部１３４）と第３隔壁１５９との間には、隙間が生じて排出流路が開かれている（バルブ開放状態）。第２流路１５３側に押し出されることなく、第１流路１５２内に留まった気泡は、排出流路に押し出される。第１流路１５２内から気泡が除去されたのを確認した後、第４圧力室２１４の内部の圧力を高めると、第４圧力室２１４内に向けて突き出している第４ダイヤフラム部１３４が押される。その結果、第４ダイヤフラム部１３４の形状が変化し、第４ダイヤフラム部１３４は、第３隔壁１５９に向けて押し出される。また、第４圧力室２１４の内部の圧力を高めるタイミングは、気泡が第１流路１５２内から除去された後であれば、後述する第１流路１５２に満たされた液体を第２流路１５３に送るときであってもよいし、その他のタイミングであってもよい。
このように第４圧力室２１４から押し出された第４ダイヤフラム部１３４は、第３隔壁１５９に接触して排出流路が閉じられる（バルブ閉鎖状態）。液体は、排出流路を進むことができなくなる。よって、液体の流れは止まる。このように、第１流路１５２内に気泡を残留させずに、第１流路１５２内を液体で満たすことができる。
特に図示しないが、第１流路１５２に満たされた液体を第２流路１５３に送る場合には、例えば、第２流路１５３の下流側に配置された第４圧力室２１４内の圧力を開放する。これにより、第１流路１５２内の液体は、第２流路１５３内に流れ込む。第２流路１５３の先端部まで流れてきた液体は、毛細管現象が働きやすい第２流路１５３の外周部分が先行して進行する。そして、第２流路１５３の先端部において、中央部分が液体で満たされる前に、毛細管現象が働きやすい第２流路１５３の外周部分を伝って液体が回り込むようにさらに進行する。
このとき、第２流路１５３に作用する第４圧力室２１４内の圧力は高められておらず、第１フィルム１３０（第４ダイヤフラム部１３４）と第３隔壁１５９との間には、隙間が形成されている（バルブ開放状態）。主流路１４１側に押し出されることなく、第２流路１５３内に留まった気泡は、排出流路に押し出される。第２流路１５３内から気泡が除去されたのを確認した後、当該第４圧力室２１４の内部の圧力を高めることにより、第４ダイヤフラム部１３４と第３隔壁１５９との隙間が塞がる（バルブ閉鎖状態）。液体は、排出流路を進むことができなくなる。よって、液体の流れは止まる。このように、第２流路１５３内に気泡を残留させずに、第２流路１５３内を液体で満たすことができる。よって、気泡を残留させることなく、第１流路１５２および第２流路１５３内に液体を満たすことができる。また、第２流路１５３側の第４圧力室２１４の内部の圧力を高めるタイミングは、気泡が第２流路１５３内から除去された後であれば、後述する第２流路１５３に満たされた液体を主流路１４１に送るときであってもよいし、その他のタイミングであってもよい。
第２流路１５３の液体を主流路１４１に流す場合には、第１圧力室２１１内の圧力を高めた状態で、第２圧力室２１２内の圧力を高めるとともに、第３圧力室２１３内の圧力を開放する。これにより、一定量の液体を第２流路１５３から主流路１４１内へ送ることができる。また、主流路１４１への液体の送りを停止する場合には、第３圧力室２１３内の圧力を高めた状態で、第１圧力室２１１内の圧力および第２圧力室２１２内の圧力を開放する。これにより、再び第１流路１５２から液体が第２流路１５３に流れ込んで、第２流路１５３内が液体で満たされる。
以上の手順により、液体を第１流路１５２および第２流路１５３に満たすことと、第２流路１５３から主流路１４１に流すこと、および第２流路１５３から主流路１４１への液体の流れを止めること、を任意のタイミングで行うことができる。たとえば、試薬導入口１４２内において試薬を特定の試薬と一定時間反応させた後に、主流路１４１内に流れる試薬に対して、別の試薬と反応させることが可能である。
（効果）
本実施の形態のマイクロ流路チップ１００は、第１流路１５２および第２流路１５３内の気泡を排出流路に送ることによって、第１流路１５２内および第２流路１５３内に気泡を残留させることなく、第１流路１５２内および第２流路１５３内を確実に液体で満たすことができる。
なお、第１溝１２４および第３溝１２７の接続部分は、面取りされていてもよい（図１２の実線で囲まれた領域参照）。これにより、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ、図１２Ｄ、図１２Ｅに示されるように、点Ｐ２の位置に液体が到達した場合、点Ｐ２側から到達した液体は、第３流路１５７に流れ込むことがない。そして、第１フィルム１３０と第１溝１２４の底面との距離が狭いＰ１側の外周部分を伝って液体が回り込むようにさらに進行する。よって、気泡の除去の効果を発揮しやすい。
［変形例］
（マイクロ流路チップの構成）
実施の形態２の変形例に係るマイクロ流路チップ３００は、第１流路１５２に２つの排出流路が連通している点などにおいて、実施の形態１に係るマイクロ流路チップ１００の排出部１５６と異なる。そこで、実施の形態１に係るマイクロ流路チップ１００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略し、マイクロ流路チップ３００の異なる構成要素を中心に説明する。
図１３は、実施の形態１の変形例に係るマイクロ流路チップ３００の排出部３５６の構成を示す図である。図１３Ａは、マイクロ流路チップ３００における排出部３５６近傍の平面図であり、図１３Ｂは、図１３Ａに示されるＫ−Ｋ線の部分断面図であり、図１３Ｃは、図１３Ａに示されるＬ−Ｌ線の断面図である。
図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃに示されるように、実施の形態１の変形例に係るマイクロ流路チップ３００は、第１基板３２０および第１フィルム３３０を含む第１チップ３１０と、第２基板４３０および第２フィルム４５０を含む第２チップ４１０とを有する。
第１チップ３１０は、主流路部１４０および添加部３５０を有する。また、添加部３５０は、液体導入口１５１、第１流路１５２、第２流路１５３、複数の隔壁１５４、１５５および複数の排出部３５６を有する。
排出部３５６は、第３流路１５７、第４流路１５８、第３隔壁１５９に加えて、第５流路３５１、第６流路３５２および第４隔壁３５３を有する。第３流路１５７、第４流路１５８、第５流路３５１および第６流路３５２を有する排出流路は、第１流路１５２内および第１流路１５２外との間を開閉するマイクロバルブ（バルブ）に連接されている。
第３流路１５７の上流端は第１流路１５２に連通しており、下流側は分岐している。分岐した一方の下流側には第３隔壁１５９が配置されている。
第５流路３５１の上流端は、第１流路１５２での液体の流れる方向と平行な軸（図１３ＡのＫ−Ｋ線参照）を通り、かつ第１基板３２０の表面と垂直な面に対して、第３流路１５７の上流端と面対称の位置に開口している。第５流路３５１の上流端は、第１流路１５２に連通している。また、第５流路３５１の下流端は、第３流路１５７に連通している。第６流路３５２は、第４隔壁３５３を介して第５流路３５１に隣接して配置されている。第６流路３５２の他端は、第１基板３２０の側面に開口している。また、第６流路３５２の他端は、第６流路３５２の他端に連通する貫通孔を第１基板３２０に形成し、この貫通孔を介して外部に開口していてもよい。
第１基板３２０は、主溝１２１、各貫通孔１２２、１２３、１２６、各溝１２４、１２５、１２７、１２８、各隔壁１５４、１５５、１５９に加え、第５溝３５４、第６溝３５５および第４隔壁３５３を有する。第５溝３５４および第６溝３５５の開口部が第１フィルム３３０で塞がれることによって第５流路３５１および第６流路３５２が構成される（図１３Ｂおよび図１３Ｃ参照）。
第１フィルム３３０は、各ダイヤフラム部１３１、１３２、１３３、１３４に加え、略球冠形状の第９ダイヤフラム部３３１を含む。第９ダイヤフラム部３３１は、第１フィルム３３０の第４隔壁３５３に対応する位置に配置されている。
第２チップ４１０は、第２基板４３０および第２フィルム４５０から構成されている。第２チップ４１０は、各圧力室２１１、２１２、２１３、２１４、各連通路２１６、２１７、２１８、２１９に加えて、第５圧力室４１１および第５連通路４１２を有する。第５連通路４１２の一端は、第５圧力室４１１に連通している。また、第５連通路４１２の他端は、第２基板４５０の側面に開口している。
第２基板４３０は、各凹部２３１、２３２、２３３、２３４、各連通溝２３６、２３７、２３８、２３９に加え、第５凹部４１３および第５連通溝４１４を有する。第５凹部４１３は、第５連通溝４１４の一端と連通している。第５連通溝４１４の開口部および第５凹部４１３の開口部が第２フィルム４５０で塞がれることによって第５連通路４１２および第５圧力室４１１が構成される（図１３Ｂおよび図１３Ｃ参照）。
第２フィルム４５０は、各ダイヤフラム部２５１、２５２、２５３、２５４に加え、略球冠形状の第１０ダイヤフラム部４５１を含む。第１０ダイヤフラム部４５１は、第４隔壁３５３に対応する位置に配置されている。また、第１０ダイヤフラム部４５１を平面視したときの大きさは、第５凹部４１３を平面視したときの大きさより小さい。第２フィルム４５０は、第２基板４３０に貼り付けられた状態では、第４隔壁３５３と離れている。
（マイクロ流路チップの使用方法）
次に、マイクロ流路チップ３００の使用方法について説明する。図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃおよび図１４Ｄは、マイクロ流路チップ３００の使用方法を説明するための第１流路１５２近傍の拡大図である。なお、図１４では、第１流路１５２、第２流路１５３、第３流路１５７、第１ダイヤフラム部１３１および第５流路３５１のみ示している。
第１チップ３１０の主流路１４１に流体を流した後、第１流路１５２の先端部まで液体を送ると、毛細管現象が働きやすい第１流路１５２の外周部分が先行して、液体が進行する（図１４Ａ参照）。そして、第５流路３５１に到達した液体は、第５流路３５１に流れるとともに、かつ、中央部分が液体で満たされる前に、毛細管現象が働きやすい第１流路１５２の外周部分を伝って液体が回り込むようにさらに進行する（図１４Ｂおよび図１４Ｃ参照）。
このとき、第４圧力室２１４内の圧力を高めて、第１フィルム３３０（第４ダイヤフラム部１３４）を第３隔壁１５９に押し付ける（バルブ閉塞状態）。一方、第５圧力室４１１内の圧力は高められておらず、第１フィルム３３０（第９ダイヤフラム部３３１）と第４隔壁３５３との間には、隙間が形成されている（バルブ開放状態）。これにより、第３流路１５７および第５流路３５１の両方から気泡を除去することができる。
また、第５圧力室４１１内の圧力を高めて、第１フィルム３３０（第９ダイヤフラム部３３１）を第４隔壁３５３に押し付ける（バルブ閉塞状態）。一方、第４圧力室２１４内の圧力を高めずに、第１フィルム３３０（第９ダイヤフラム部３３１）と第４隔壁３５３との間に隙間を形成して（バルブ開放状態、）気泡を除去してもよい。
（効果）
以上のように、第１流路１５２の先端部の両側壁に流路１５７、３５１が接続されているため、第１流路１５２の先端部分において、液体が先に第３流路１５７に到達した場合であっても、液体が先に第５流路３５１に到達した場合であっても、液体流路から確実に気泡を除去できる。
［実施の形態２］
（マイクロ流路チップの構成）
実施形態２に係るマイクロ流路チップ５００は、排出流路の代わりに排出孔５５７を有する点などにおいて、実施の形態１に係る排出部１５６と異なる。そこで、実施の形態１に係るマイクロ流路チップ１００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略し、マイクロ流路チップ５００の異なる構成要素を中心に説明する。
図１５は、実施の形態２に係るマイクロ流路チップ５００の排出部５５６の構成を示す図である。図１５Ａは、第１流路１５２近傍の平面図であり、図１５Ｂは、図１５Ａに示されるＯ−Ｏ線の断面図である。
図１５Ａに示されるように、実施の形態２に係るマイクロ流路チップ５００は、第１基板５２０および第１フィルム５３０を含む第１チップ５１０と、第２基板６３０および第２フィルム６５０を含む第２チップ６１０とを有する。
第１チップ５１０は、第１基板５２０、第１フィルム５３０、主流路部１４０および排出部５５６を有する。
排出部５５６は、第１流路１５２および第２流路１５３から気泡を取り除く。排出部５５６の数は、特に限定されない。本実施の形態では、排出部５５６は、第１流路１５２の下流端部と、第２流路１５３の下流端部とにそれぞれ接続されている。なお、第１流路１５２の下流端部に接続された排出部５５６と、第２流路１５３の下流端部に接続された排出部５５６は、同じ構成である。そこで、第１流路１５２の下流端部に接続された排出部５５６について説明する。
排出部５５６は、排出孔５５７および開閉治具を有する。排出孔５５７の形状は、特に限定されない。排出孔５５７の形状は、円柱形状であってもよいし、角柱形状であってもよい。本実施の形態では、排出孔５５７の形状は、円柱形状である。排出孔５５７の一方の開口部は、第１溝１２４の底面に配置されており、他方の開口部は、第１基板５２０の側面または裏面に配置されている。具体的には、排出孔５５７の一方の開口部は、第１流路１５２での液体の流れる方向において、第１ダイヤフラム部１３１の中心と第１隔壁１５４との間に配置されている。第１流路１５２の幅方向における排出孔５５７の位置は、特に限定されない。第１流路１５２の幅方向における排出孔５５７の位置は、第１溝の底面の中央部であってもよいし、第１溝１２４の側面側（端部）の領域であってもよい。本実施の形態では、排出孔５５７は、第１溝１２４の底面のうち、第１溝１２４の中央よりも側面側の領域に配置されている。排出孔５５７の断面積および断面形状は、気泡が移動可能であれば特に限定されない。
特に図示しないが、開閉治具は、第２基板６３０の側面または底面に開口した排出孔５５７を開閉する。開閉治具は、第１チップ５１０が配置された面と対向した面（裏面）側に配置されている。
（マイクロ流路チップの使用方法）
次に、マイクロ流路チップ５００の使用方法について説明する。図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃおよび図１６Ｄは、マイクロ流路チップ５００の使用態様を説明するための第１流路１５２近傍の平面図である。なお、図１６では、第１流路１５２、第２流路１５３、第１ダイヤフラム部１３１および排出孔５５７のみ示している。
第１チップ５１０の主流路１４１に流体を流した後、第１流路１５２の先端部まで液体を送ると、毛細管現象が働きやすい第１流路１５２の外周部分が先行して、液体が進行する（図１６Ａ参照）。そして、中央部分が液体で満たされる前に、毛細管現象が働きやすい第１流路１５２の外周部分を伝って液体が回り込むようにさらに進行する（図１６Ｂおよび図１６Ｃ参照）。
このとき、開閉治具は、排出孔５５７の開口部を開放する。第２流路１５３側に押し出されることなく、第１流路１５２内に留まった気泡は、排出孔５５７を介して外部に押し出される。第１流路１５２内から気泡が除去されたのを確認した後、開閉治具により第１基板５２０の底面に形成された開口部を閉塞する。よって、第１流路１５２内を液体で満たすことができる。
（効果）
以上のように、第１流路１５２の底面に排出孔５５７が形成されているため、第１流路１５２から確実に気泡を除去することができる。
なお、第１チップおよび第２チップを積層した状態では、ダイヤフラム部および隔壁の間に隙間が生じて液体流路が開いている状態であってもよい。この場合、第２フィルムは、平面形状に形成される。そして、圧力室（凹部）から流体が流出して凹部内が陰圧になることによって、凹部を覆う第２フィルムが凹部内に引き込まれるとともに、ダイヤフラム部が凹部に向けて湾曲して、第１フィルムと隔壁との間に隙間が生じて液体流路が開かれる。また、凹部内の圧力を開放することによって、凹部内に引き込まれていたダイヤフラム部の形状が元に戻って、ダイヤフラム部および隔壁が接触して液体流路が閉じられる。
また、第１チップおよび第２チップを積層した状態では、第４ダイヤフラム部１３４および第３隔壁１５９と、第１０ダイヤフラム部４５１および第４隔壁３５３が接触して、排出流路（バルブ）が閉じられていてもよい。この場合、第２フィルムは、平面状に形成される。
本発明の流体取扱装置は、例えば、科学分野や医学分野などにおいて使用されるマイクロ流路チップとして有用である。
１０ マイクロバルブ
２０ 基板
３０ 第１層
３１ 第１の溝
３２ 第１のバルブ溝
３３ 第２の溝
３４ 第２のバルブ溝
３５ 弁
３６ 第１の流路
３７ 第１のバルブ室
３８ 第２のバルブ室
３９ 第２の流路
４０ 第２層
４１ 凹部
４２ 圧力室
１００、３００、５００ マイクロ流路チップ
１１０、３１０、５１０ 第１チップ
１２０、３２０、５２０ 第１基板
１２１ 主溝
１２２ 第１貫通孔
１２３ 第２貫通孔
１２４ 第１溝
１２５ 第２溝
１２６ 第３貫通孔
１２７ 第３溝
１２８ 第４溝
１３０、３３０、５３０ 第１フィルム
１３１ 第１ダイヤフラム部
１３２ 第２ダイヤフラム部
１３３ 第３ダイヤフラム部
１３４ 第４ダイヤフラム部
１４０ 主流路部
１４１ 主流路
１４２ 試薬導入口
１４３ 試薬取出口
１５０、３５０ 添加部
１５１ 液体導入口
１５２ 第１流路
１５３ 第２流路
１５４ 第１隔壁
１５５ 第２隔壁
１５６、３５６、５５６ 排出部
１５７ 第３流路
１５８ 第４流路
１５９ 第３隔壁
２１０、４１０、６１０ 第２チップ
２１１ 第１圧力室
２１２ 第２圧力室
２１３ 第３圧力室
２１４ 第４圧力室
２１６ 第１連通路
２１７ 第２連通路
２１８ 第３連通路
２１９ 第４連通路
２３０、４３０、６３０ 第２基板
２３１ 第１凹部
２３２ 第２凹部
２３３ 第３凹部
２３４ 第４凹部
２３６ 第１連通溝
２３７ 第２連通溝
２３８ 第３連通溝
２３９ 第４連通溝
２５０、４５０、６５０ 第２フィルム
２５１ 第５ダイヤフラム部
２５２ 第６ダイヤフラム部
２５３ 第７ダイヤフラム部
２５４ 第８ダイヤフラム部
３３１ 第９ダイヤフラム部
３５１ 第５流路
３５２ 第６流路
３５３ 第４隔壁
３５４ 第５溝
３５５ 第６溝
４１１ 第５圧力室
４１２ 第５連通路
４１３ 第５凹部
４１４ 第５連通溝
４５１ 第１０ダイヤフラム部

Claims (4)

  1. 液体の流れの上流側に位置する第１溝と、液体の流れの下流側に位置する第２溝と、前記第１溝および前記第２溝の間に配置された第１隔壁とを一方の面に有する第１基板と、
    前記第１隔壁と、前記第１溝の前記第１隔壁側の一方の端部と、前記第２溝の前記第１隔壁側の一方の端部とを覆い、前記第１溝上にその中心が位置する平面視円形の第１ダイヤフラム部を含み、前記第１ダイヤフラム部を除いて、前記第１基板の前記一方の面に貼り付けられた第１フィルムと、を有し、
    前記第１溝、前記第１隔壁および前記第１フィルムにより構成された、前記第１溝側の第１流路と、前記第２溝、前記第１隔壁および前記第１フィルムにより構成された、前記第２溝側の第２流路とを有する液体流路と、
    前記液体流路に配置され、前記第１ダイヤフラム部と前記第１隔壁とが離れているときは、前記第１流路と前記第２流路とを連通し、前記第１ダイヤフラム部と前記第１隔壁とが接しているときは、前記第１流路と前記第２流路とを遮断する第１バルブと、
    前記第１流路での液体の流れる方向において、前記第１ダイヤフラム部の中心と前記第１隔壁との間の前記第１流路に開口し、前記第１流路内と前記液体流路外とを連通する排出流路と、
    前記排出流路に配置され、前記第１流路内と前記液体流路外とを連通または遮断する第２バルブと、
    を有し、
    前記第１基板は、一方の端部が前記第１溝と連通する第３溝と、一方の端部が前記液体流路外と連通する第４溝と、前記第３溝の他方の端部と前記第４溝の他方の端部との間に配置された第２隔壁とを有し、
    前記第１フィルムは、第２隔壁を覆い、かつ前記第１基板の前記一方の面に貼り付けられていない第２ダイヤフラム部を含み、
    前記排出流路は、前記第３溝、前記第２隔壁および前記第１フィルムにより構成された第３流路と、前記第４溝、前記第２隔壁および前記第１フィルムにより構成された第４流路とを有し、
    前記第２バルブは、前記第２ダイヤフラム部と前記第２隔壁とが離れているときは、前記第３流路と前記第４流路とを連通し、前記第２ダイヤフラム部と前記第２隔壁とが接しているときは、前記第３流路と前記第４流路とを遮断する、第１チップを有する、液体取扱装置。
  2. 凹部を一方の面に有する第２基板と、前記第２基板の前記一方の面に貼り付けられた第２フィルムと、を含む第２チップをさらに有し、
    前記第１チップおよび前記第２チップは、前記第１フィルムおよび前記第２フィルムを介して前記第１隔壁と前記凹部とが向かい合うように積層され、
    前記第１チップおよび前記第２チップを積層した状態では、前記第１ダイヤフラム部および前記第１隔壁の間に隙間が生じて前記液体流路が開かれており、
    前記凹部へ流体を流入させた時、前記凹部を覆う前記第２フィルムおよびそれに対向する前記第１フィルムが前記第１隔壁に向けて押し出され、前記第１ダイヤフラム部が前記第１隔壁と接触して前記液体流路が閉じられる、
    請求項１に記載の液体取扱装置。
  3. 凹部を一方の面に有する第２基板と、前記第２基板の前記一方の面に貼り付けられた第２フィルムと、を含む第２チップをさらに有し、
    前記第１チップおよび前記第２チップは、前記第１フィルムおよび前記第２フィルムを介して前記第１隔壁と前記凹部とが向かい合うように積層され、
    前記第１チップおよび前記第２チップを積層した状態では、前記第１ダイヤフラム部および前記第１隔壁が接触して前記液体流路が閉じられており、
    前記凹部から流体を流出させて前記凹部内を陰圧にした時、前記凹部を覆う前記第２フィルムが前記凹部内に引き込まれるとともに、前記第１ダイヤフラム部が前記凹部に向けて湾曲して、前記第１フィルムと前記第１隔壁との間に隙間が生じて前記液体流路が開かれる、
    請求項１に記載の液体取扱装置。
  4. 第２基板と、前記第２基板の一方の面に貼り付けられた第２フィルムと、を含む第２チップをさらに有し、
    前記第１チップおよび前記第２チップは、前記第１フィルムおよび前記第２フィルムを介して向かい合うように積層され、
    前記第２バルブは、前記第１チップおよび前記第２チップが積層された状態では、閉じられる、請求項１に記載の液体取扱装置。
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