JP7298028B2 - マイクロ流路デバイス、油滴の製造方法、気泡の製造方法、マイクロカプセルの製造方法、多重エマルションの製造方法、気泡を内包する液滴の製造方法及びマイクロ流路デバイスの製造方法 - Google Patents

マイクロ流路デバイス、油滴の製造方法、気泡の製造方法、マイクロカプセルの製造方法、多重エマルションの製造方法、気泡を内包する液滴の製造方法及びマイクロ流路デバイスの製造方法 Download PDF

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Description

本開示は、マイクロ流路デバイス、油滴の製造方法、気泡の製造方法、マイクロカプセルの製造方法、多重エマルションの製造方法、気泡を内包する液滴の製造方法及びマイクロ流路デバイスの製造方法に関する。
マイクロ流路デバイスは、バイオ分析及び高機能材料といった技術分野で注目されている。マイクロ流路デバイスとは、流体が流れる微小な流路を含むデバイスである。流体とは、液体及び気体の総称である。マイクロ流路デバイスの流路は、例えば、混合、分離、分析又は反応に利用される。マイクロ流路デバイスの流路は、フォトリソグラフィといった微細加工技術を利用して形成される。例えば、マイクロ流路デバイスの流路は、フォトレジストを用いて作製した鋳型の形状をシリコーンゴムに転写する過程を経て形成される。上記のような方法によって形成されるマイクロ流路デバイスの流路は、シリコーンゴムの表面によって画定される。
シリコーンゴムの表面は、通常、疎水性を示す。シリコーンゴムといった疎水性の材料を用いて形成されるマイクロ流路デバイスにおいて、流路を画定する疎水性の固体表面は、流路を流れる試料（例えば、酵素及びタンパク質）を吸着することがある。例えばマイクロ流路デバイスを用いる分析において、流路を画定する固体表面への試料の吸着は、分析性能及び分析の再現性の低下を招く可能性がある。そこで、流路を画定する固体表面に対して種々の親水化処理が行われている。
特許文献１には、疎水性のマイクロ流路内表面の修飾方法が開示されている。特許文献１に開示された修飾方法では、マイクロ流路内に親水性ポリマーの溶液が充填され、真空乾燥が行われる。
特許文献２には、内壁がブロッキング処理されている微細流路を含む検査チップが開示されている。特許文献２に開示されたブロッキング処理では、親水性ポリマーといったブロッキング剤が用いられる。
特開２０１５－１８８８６１号公報 特開２００６－２９２４７２号公報
しかしながら、従来の親水化処理は、疎水性の材料を用いて形成されるマイクロ流路デバイスの流路を画定する固体表面に対して十分な親水性を付与できない。例えば、特許文献１又は特許文献２に開示された親水化処理は、被処理面における親水化の均一性の低下又は親水性の経時的な低下を招くことがある。さらに、疎水性の材料を用いて形成されるマイクロ流路デバイスにおいて、流路を画定する固体表面の低い親水性は、流路を画定する固体表面に対する油相の親和性の増大を招く。例えば、マイクロ流路デバイスを用いて水中に分散した油滴（Ｏｉｌ ｉｎ Ｗａｔｅｒ：Ｏ／Ｗ）を製造する方法において、流路を画定する固体表面に対する油相の高い親和性は、流路内での油滴の形成を阻害する。そこで、疎水性の材料を用いて形成されるマイクロ流路デバイスでは、流路を画定する固体表面の親水性の向上が求められている。また、流路を画定する固体表面の親水性は、例えば静的接触角のような指標によって示される流体の静的挙動だけでなく、流路を流れる流体の動的挙動に影響を与えることがある。流路を画定する固体表面の親水性が向上すれば、例えば、混合、分離及び分析といった操作の最大処理流量が増大することも期待される。
本開示の一態様は、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスを提供することを目的とする。
本開示の他の一態様は、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスを用いた油滴の製造方法を提供することを目的とする。
本開示の他の一態様は、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスを用いた気泡の製造方法を提供することを目的とする。
本開示の他の一態様は、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスを用いたマイクロカプセルの製造方法を提供することを目的とする。
本開示の他の一態様は、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスを用いた多重エマルションの製造方法を提供することを目的とする。
本開示の他の一態様は、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスを用いた気泡を内包する液滴の製造方法の提供することを目的とする。
本開示の他の一態様は、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
本開示は、以下の態様を含む。
＜１＞ 流路を画定する画定面を有し、シリコーンを含む基部を含み、上記基部の上記画定面は、界面活性剤を吸着した領域を含み、飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する上記基部の上記画定面に吸着した上記界面活性剤の二次イオン量の比が、０．０１以上である、マイクロ流路デバイス。
＜２＞ 上記基部の上記画定面において上記界面活性剤を吸着した上記領域に対する水の接触角が、６０°以下である、＜１＞に記載のマイクロ流路デバイス。
＜３＞ 上記基部の上記画定面に吸着した上記界面活性剤が、アルキレンオキシド重合体である、＜１＞又は＜２＞に記載のマイクロ流路デバイス。
＜４＞ 上記基部の上記画定面に吸着した上記界面活性剤が、エチレンオキシド－プロピレンオキシド共重合体である、＜１＞又は＜２＞に記載のマイクロ流路デバイス。
＜５＞ 上記基部の上記画定面は、界面活性剤を吸着していない領域を更に含む、＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイス。
＜６＞ 上記基部の上記画定面とともに上記流路を画定する画定面を有し、上記基部に接触する対向基部を更に含む、＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイス。
＜７＞ 上記対向基部が、シリコーンを含む、＜６＞に記載のマイクロ流路デバイス。
＜８＞ 上記対向基部が、ガラス及びステンレス鋼からなる群より選択される少なくとも１種を含む、＜６＞に記載のマイクロ流路デバイス。
＜９＞ 上記対向基部の上記画定面は、界面活性剤を吸着した領域を含み、飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する上記対向基部の上記画定面に吸着した上記界面活性剤の二次イオン量の比が、０．０１以上である、＜６＞～＜８＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイス。
＜１０＞ 上記対向基部の上記画定面において上記界面活性剤を吸着した上記領域に対する水の接触角が、６０°以下である、＜９＞に記載のマイクロ流路デバイス。
＜１１＞ 上記対向基部の上記画定面に吸着した上記界面活性剤が、アルキレンオキシド重合体である、＜９＞又は＜１０＞に記載のマイクロ流路デバイス。
＜１２＞ 上記対向基部の上記画定面に吸着した上記界面活性剤が、エチレンオキシド－プロピレンオキシド共重合体である、＜９＞又は＜１０＞に記載のマイクロ流路デバイス。
＜１３＞ 上記対向基部の上記画定面は、界面活性剤を吸着していない領域を更に含む、＜９＞～＜１２＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイス。
＜１４＞ 上記流路が、第１の流路部と、上記第１の流路部に合流する第２の流路部と、上記第１の流路部と上記第２の流路部との合流点に接続する第３の流路部と、を含む、＜１＞～＜１３＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイス。
＜１５＞ 上記流路が、第１の流路部と、上記第１の流路部に合流する第２の流路部と、上記第１の流路部と上記第２の流路部との合流点に接続する第３の流路部と、上記第３の流路部に合流する第４の流路部と、上記第３の流路部と上記第４の流路部との合流点に接続する第５の流路部と、を含む、＜１＞～＜１３＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイス。
＜１６＞ 油滴を製造するために用いられる、＜１＞～＜１５＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイス。
＜１７＞ 気泡を製造するために用いられる、＜１＞～＜１５＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイス。
＜１８＞ マイクロカプセルを製造するために用いられる、＜１＞～＜１５＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイス。
＜１９＞ 多重エマルションを製造するために用いられる、＜１＞～＜１５＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイス。
＜２０＞ 気泡を内包する液滴を製造するために用いられる、＜１＞～＜１５＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイス。
＜２１＞ ＜１＞～＜１５＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイスを用いる油滴の製造方法であって、マイクロ流路デバイスの流路内で油を含む液体と水を含む液体とを合流させて、油滴を得ることを含む、油滴の製造方法。
＜２２＞ ＜１＞～＜１５＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイスを用いる気泡の製造方法であって、マイクロ流路デバイスの流路内で液体と気体とを合流させて、気泡を得ることを含む、気泡の製造方法。
＜２３＞ ＜１＞～＜１５＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイスを用いるマイクロカプセルの製造方法であって、マイクロ流路デバイスの流路内で油を含む液体と水を含む液体とを合流させて、マイクロカプセルを得ることを含む、マイクロカプセルの製造方法。
＜２４＞ ＜１＞～＜１５＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイスを用いる多重エマルションの製造方法であって、マイクロ流路デバイスの流路内で少なくとも３種の液体を合流させて、多重エマルションを得ることを含む、多重エマルションの製造方法。
＜２５＞ ＜１＞～＜１５＞のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイスを用いる気泡を内包する液滴の製造方法であって、マイクロ流路デバイスの流路内で、気体と、油を含む液体と、水を含む液体とを合流させて、気泡を内包する液滴を得ることを含む、気泡を内包する液滴の製造方法。
＜２６＞ 溝を有する面を有し、シリコーンを含む第１の基部を準備することと、上記第１の基部の上記面に対して、酸素、アルゴン及び窒素からなる群より選択される少なくとも１種を含むガスの存在下でプラズマ処理を行うことと、上記第１の基部に接触するための面を有する第２の基部を準備することと、上記第２の基部の上記面に対して、酸素、アルゴン及び窒素からなる群より選択される少なくとも１種を含むガスの存在下でプラズマ処理を行うことと、上記第１の基部の上記面においてＸ線光電子分光法によって測定されるシリコーン成分の存在量に対するシリカ成分の存在量の比が１．５以上である間に、上記プラズマ処理が行われた上記第１の基部の上記面に、上記プラズマ処理が行われた上記第２の基部の上記面を接触させて、上記第１の基部と上記第２の基部とによって画定される流路を形成することと、上記流路内に界面活性剤を含む組成物を流通させることと、上記第１の基部の上記組成物に接触する部分に上記界面活性剤を吸着させ、飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する上記第１の基部に吸着した上記界面活性剤の二次イオン量の比を０．０１以上に調節することと、上記第２の基部の上記組成物に接触する部分に上記界面活性剤を吸着させ、飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する上記第２の基部に吸着した上記界面活性剤の二次イオン量の比を０．０１以上に調節することと、を含むマイクロ流路デバイスの製造方法。
本開示の一態様によれば、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスが提供される。
本開示の他の一態様によれば、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスを用いた油滴の製造方法が提供される。
本開示の他の一態様によれば、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスを用いた気泡の製造方法が提供される。
本開示の他の一態様によれば、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスを用いたマイクロカプセルの製造方法が提供される。
本開示の他の一態様によれば、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスを用いた多重エマルションの製造方法が提供される。
本開示の他の一態様によれば、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスを用いた気泡を内包する液滴の製造方法が提供される。
本開示の他の一態様によれば、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスの製造方法が提供される。
図１は、本開示のある実施形態に係るマイクロ流路デバイスを示す概略斜視図である。 図２は、図１に示されるＩＩ－ＩＩ線に沿った概略断面図である。 図３は、図１に示されるマイクロ流路デバイスの概略分解斜視図である。 図４は、図１に示されるマイクロ流路デバイスの概略平面図である。 図５は、本開示のある実施形態に係るマイクロ流路デバイスの流路を示す概略平面図である。 図６は、本開示のある実施形態に係るマイクロ流路デバイスの流路を示す概略平面図である。 図７は、本開示のある実施形態に係るマイクロ流路デバイスの流路における流体の流動様相を示す概略平面図である。
以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。本開示は、以下の実施形態に何ら制限されない。以下の実施形態は、本開示の目的の範囲内において適宜変更されてもよい。
本開示の実施形態について図面を参照して説明する場合、図面において重複する構成要素及び符号の説明を省略することがある。図面において同一の符号を用いて示す構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。図面における寸法の比率は、必ずしも実際の寸法の比率を表すものではない。
本開示において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ下限値及び上限値として含む範囲を示す。本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
本開示において、序数詞（例えば、「第１」、及び「第２」）は、複数の構成要素を区別するために使用する用語であり、構成要素の数、及び構成要素の優劣を制限するものではない。
本開示において、「工程」との用語には、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において、「質量％」と「重量％」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
＜マイクロ流路デバイス＞
本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、流路を画定する画定面を有し、シリコーンを含む基部を含む。上記した実施形態において、基部の画定面は、界面活性剤を吸着した領域を含む。上記した実施形態において、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）により検出されるトータルイオン量に対する基部の画定面に吸着した界面活性剤の二次イオン量の比は、０．０１以上である。上記した実施形態によれば、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスが提供される。本開示において、上記した基部又は上記した基部を形成する材料を「第１の基部」という場合がある。本開示において、用語「基部」は、特に断りのない限り、上記した基部（すなわち、第１の基部）を指す。
本開示の一実施形態において、上記した効果を発現するマイクロ流路デバイスが提供される推定理由を以下に説明する。上記したように、従来の親水化処理は、疎水性の材料を用いて形成されるマイクロ流路デバイスの流路を画定する固体表面に対して十分な親水性を付与できない。疎水性の材料を用いて形成される従来のマイクロ流路デバイスにおいて、流路を画定する固体表面の親水性は低いと考えられる。一方、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスにおいて、基部の画定面は、界面活性剤を吸着した領域を含み、そして、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）により検出されるトータルイオン量に対する基部の画定面に吸着した界面活性剤の二次イオン量の比は、０．０１以上である。ＴＯＦ－ＳＩＭＳにより検出されるトータルイオン量に対する界面活性剤の二次イオン量の比は、界面活性剤の吸着量を表す。すなわち、ＴＯＦ－ＳＩＭＳにより検出されるトータルイオン量に対する界面活性剤の二次イオン量の比が０．０１以上である領域には、高い親水性の発現に寄与する十分な量の界面活性剤が吸着している。よって、本開示の一実施形態によれば、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスが提供される。以下、マイクロ流路デバイスについて具体的に説明する。
＜＜基部（第１の基部）＞＞
本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、流路を画定する画定面を有し、シリコーンを含む基部を含む。
シリコーンの種類は制限されない。本開示におけるシリコーンは、公知のシリコーンを包含する。シリコーンの構成単位としては、例えば、ジメチルシロキサン単位（－Ｓｉ（ＣＨ３）２－Ｏ－）、ジフェニルシロキサン単位（－Ｓｉ（Ｃ５Ｈ６）２－Ｏ－）及びメチルハイドロジェンシロキサン単位（－ＳｉＨ（ＣＨ３）－Ｏ－）が挙げられる。シリコーンは、上記した構成単位以外の構成単位を含んでもよい。シリコーンは、単独重合体又は共重合体であってもよい。シリコーンとしては、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメチルハイドロジェンシロキサン及びジメチルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位とを含むシリコーンが挙げられる。透明性及び表面特性の観点から、シリコーンは、ジメチルシロキサン単位、ジフェニルシロキサン単位及びメチルハイドロジェンシロキサン単位からなる群より選択される少なくとも１種を含むシリコーンであることが好ましく、ポリジメチルシロキサンであることがより好ましい。基部は、２種以上のシリコーンを含んでもよい。
基部におけるシリコーンの含有率は制限されない。基部の透明性及び基部の表面特性（例えば、疎水性及び表面改質により向上する親水性）の観点から、基部におけるシリコーンの含有率は、基部の全質量に対して、８５質量％～１００質量％であることが好ましく、９０質量％～１００質量％であることが好ましく、９５質量％～１００質量％であることが特に好ましい。基部におけるシリコーンの含有率は、基部の全質量に対して、１００質量％未満であってもよい。
基部の画定面は、マイクロ流路デバイスの流路を画定する。すなわち、基部の画定面は、流路に面している基部の表面である。基部の画定面の数は制限されない。基部の画定面の数は、１つ又は２つ以上であってもよい。基部の画定面の形状は制限されない。基部の画定面は、例えば、平面又は曲面であってもよい。
基部の画定面は、界面活性剤を吸着した領域を含む。すなわち、基部の画定面の少なくとも一部に界面活性剤が吸着している。界面活性剤を吸着した領域は、流路を画定する固体表面の親水性を向上させる。基部の画定面において、界面活性剤を吸着した領域の位置は制限されない。界面活性剤を吸着した領域は、基部の画定面の全部又は一部に配置されてもよい。吸着の態様は制限されない。吸着は、例えば、物理吸着又は化学吸着であってもよい。基部の画定面に吸着した界面活性剤は、例えば、後述する飛行時間型二次イオン質量分析によって検出される。基部の画定面に吸着した界面活性剤の検出は、溶剤（例えば、水、アセトン又はエタノール）を用いて基部の画定面を洗浄した後に実施される。基部の画定面に吸着した界面活性剤の種類は、１種又は２種以上であってもよい。
界面活性剤の種類は制限されない。本開示における界面活性剤は、公知の界面活性剤を包含する。界面活性剤としては、例えば、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤が挙げられる。親水性の向上の観点から、界面活性剤は、非イオン性界面活性剤であることが好ましい。親水性の向上の観点から、非イオン性界面活性剤は、重合体であることが好ましく、アルキレンオキシド重合体であることがより好ましく、エチレンオキシド－プロピレンオキシド共重合体であることが特に好ましい。アルキレンオキシド重合体とは、アルキレンオキシ基を含む重合体である。界面活性剤として使用されるアルキレンオキシド重合体は、流路を画定する固体表面に対して強固に吸着することができ、そして、流路を画定する固体表面に吸着したアルキレンオキシド重合体の親水基は、流路に面して安定的に配置される。この結果、界面活性剤として使用されるアルキレンオキシド重合体は、親水性の向上に加えて、例えば、経時的な親水性の低下を抑制することもできる。例えば、界面活性剤としてアルキレンオキシド重合体を吸着した固体表面の親水性は、流路を流れる流体の速度が速い環境下でも低下しにくい。アルキレンオキシド重合体は、２種以上のアルキレンオキシ基を含んでもよい。アルキレンオキシド重合体は、主鎖、側鎖又は主鎖及び側鎖の両方にアルキレンオキシ基を含んでもよい。アルキレンオキシド重合体は、主鎖にアルキレンオキシ基を含むことが好ましい。アルキレンオキシ基は、例えば、直鎖状のアルキレンオキシ基又は分岐状のアルキレンオキシ基であってもよい。アルキレンオキシ基は、炭素数が２～６のアルキレンオキシ基であることが好ましく、炭素数が２～３のアルキレンオキシ基であることがより好ましい。アルキレンオキシ基としては、例えば、エチレンオキシ基及びプロピレンオキシ基が挙げられる。エチレンオキシド－プロピレンオキシド共重合体とは、エチレンオキシ基及びプロピレンオキシ基を含む共重合体である。また、バイオテクノロジー、食品及び化粧品といった技術分野へのマイクロ流路デバイスの利用の観点から、界面活性剤は、高い生体親和性を有することが好ましい。界面活性剤の市販品としては、例えば、「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ」（商品名、ＢＡＳＦ社、例えば、Ｆ６８、Ｆ１２７及びＬ４４）及び「Ｐｏｌｏｘａｍｅｒ」（商品名、メルク社、例えば、１０４及び１８８）が挙げられる。
界面活性剤の分子量は制限されない。親水性の向上及び生体に対する親和性の観点から、界面活性剤の分子量は、２，０００以上であることが好ましく、５，０００以上であることがより好ましく、１０，０００以上であることが特に好ましい。界面活性剤の分子量は、マイクロ流路デバイスへの製造方法に使用される界面活性剤を含む組成物の粘度の観点から、１００，０００以下であることが好ましく、５０，０００以下であることがより好ましく、２０，０００以下であることが特に好ましい。界面活性剤の分子量は、２，０００～１００，０００であることが好ましく、５，０００～５０，０００であることがより好ましく、１０，０００～２０，０００であることが特に好ましい。本開示において、分子量分布を有する界面活性剤の分子量は、重量平均分子量によって表すものとする。本開示において、重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定される。
基部の画定面に吸着した界面活性剤の量は、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）により検出されるトータルイオン量に対する界面活性剤の二次イオン量の比によって表される。ＴＯＦ－ＳＩＭＳにより検出されるトータルイオン量に対する基部の画定面に吸着した界面活性剤の二次イオン量の比（以下、本段落において「界面活性剤の吸着量」という。）は、０．０１以上である。界面活性剤の吸着量が０．０１以上であることで、流路を画定する固体表面の親水性が向上する。親水性の向上の観点から、界面活性剤の吸着量は、０．０１５以上であることが好ましく、０．０２以上であることがより好ましく、０．０２５以上であることが特に好ましい。界面活性剤の吸着量の上限は制限されない。界面活性剤の吸着量の上限は、例えば、０．５、０．３又は０．１であってもよい。界面活性剤の吸着量は、０．０１～０．５であることが好ましく、０．０１５～０．３であることがより好ましく、０．０２～０．１であることが特に好ましい。
本開示において、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）により検出されるトータルイオン量に対する対象面に吸着した界面活性剤の二次イオン量の比は、以下の方法によって測定される。以下に示す条件に従ってｎ＝２で実施されるＴＯＦ－ＳＩＭＳにより、トータルイオンの強度で規格化した、界面活性剤に特異的なフラグメントイオン（二次イオン）の相対強度を算出する。得られた値を、ＴＯＦ－ＳＩＭＳにより検出されるトータルイオン量に対する対象面に吸着した界面活性剤の二次イオン量の比として採用する。ＴＯＦ－ＳＩＭＳでは、公知の飛行時間型質量分析計が用いられる。
・一次イオン：Ｂｉ３ ＋
・測定モード：Ｂｕｎｃｈｉｎｇ Ｍｏｄｅ
・測定面積：３００μｍ（面分解能：１２８×１２８ｐｉｘｅｌ）
・積算数：１６回
・極性：ｐｏｓｉｔｉｖｅ
基部の画定面において界面活性剤を吸着した領域に対する水の接触角（以下、本段落において単に「接触角」という。）は、６０°以下であることが好ましく、５０°以下であることがより好ましく、４０°以下であることが特に好ましい。接触角の下限は制限されない。接触角の下限は、例えば、５°、１０°又は２０°であってもよい。接触角は、５°～６０°であることが好ましく、５°～５０°であることがより好ましく、５°～４０°であることが特に好ましい。
本開示において、水の接触角は以下の方法によって測定される。２５℃の室温で、水平にした対象面に２μＬの純水を滴下する。対象面への純水の接触から１秒後の液滴の接触角を、接触角計（例えば、ＤＭｓ－４０１、協和界面科学株式会社）を用いて測定する。得られた値を、水の接触角として採用する。
基部の画定面は、界面活性剤を吸着していない領域を更に含んでもよい。ある実施形態において、基部の画定面は、界面活性剤を吸着した領域及び界面活性剤を吸着していない領域を含む。基部の画定面において、界面活性剤を吸着していない領域の位置は制限されない。界面活性剤を吸着していない領域の位置は、例えば流体の種類に応じて決定すればよい。界面活性剤を吸着した領域の親水性に比べて、界面活性剤を吸着していない領域の親水性は低い。界面活性剤を吸着した領域及び界面活性剤を吸着していない領域における親水性の相対的な違いを利用することで、例えば、油を含む液体及び水を含む液体の流動様相を制御することができる。油を含む液体及び水を含む液体を含む流体において、油を含む液体は、低い親水性を有する固体表面の近傍を流れる傾向にある。例えば、低い親水性を有する固体表面によって画定される流路内で油を含む液体及び水を含む液体を合流させることで、水滴を形成することができる。一方、油を含む液体及び水を含む液体を含む流体において、水を含む液体は、高い親水性を有する固体表面の近傍を流れる傾向にある。例えば、高い親水性を有する固体表面によって画定される流路内で油を含む液体及び水を含む液体を合流させることで、油滴を形成することができる。上記のような現象を利用して、例えば、水中に分散した、水を内包する油滴を製造することができる。水中に分散した、水を内包する油滴を含む系は、Ｗ／Ｏ／Ｗ型のエマルションと称される。
基部の形状は制限されない。製造容易性の観点から、基部の形状は、平板状であることが好ましい。
基部の厚さは制限されない。基部の厚さは、例えば、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲内で決定されてもよい。基部の厚さは、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、１ｍｍ～５ｍｍの範囲内であることがより好ましく、１．５ｍｍ～４ｍｍの範囲内であることが特に好ましい。
＜＜対向基部（第２の基部）＞＞
本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、基部に接触する対向基部を更に含むことが好ましい。つまり、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、基部（すなわち、第１の基部）と、基部に接触する対向基部と、を含むことが好ましい。対向基部は、基部の画定面とともに流路を画定する画定面を有する。対向基部の画定面によって画定される流路は、基部の画定面によって画定される流路と同じである。すなわち、基部及び対向基部を含むマイクロ流路デバイスにおける流路は、基部と対向基部との間に形成される。本開示において、対向基部又は対向基部を形成する材料を「第２の基部」という場合がある。
対向基部の成分は制限されない。対向基部の成分としては、例えば、シリコーン、ガラス及びステンレス鋼が挙げられる。
ある実施形態において、対向基部は、シリコーンを含むことが好ましい。対向基部がシリコーンを含むことで、対向基部と基部との密着性が向上する。シリコーンとしては、例えば、上記「基部（第１の基部）」の項で説明したシリコーンが挙げられる。シリコーンは、ポリジメチルシロキサンであることが好ましい。対向基部は、１種又は２種以上のシリコーンを含んでもよい。
対向基部におけるシリコーンの含有率は制限されない。ある実施形態において、基部に対する密着性及び対向基部の表面特性（例えば、親水性を向上させるための表面改質の容易性）の観点から、対向基部におけるシリコーンの含有率は、対向基部の全質量に対して、８５質量％～１００質量％であることが好ましく、９０質量％～１００質量％であることが好ましく、９５質量％～１００質量％であることが特に好ましい。対向基部におけるシリコーンの含有率は、対向基部の全質量に対して、１００質量％未満であってもよい。
ある実施形態において、対向基部は、ガラス及びステンレス鋼からなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。対向基部は、例えば、ガラス、ステンレス鋼又はガラス及びステンレス鋼の両方を含んでもよい。
ある実施形態において、対向基部は、ガラスを含むことが好ましい。ガラスの種類は制限されない。本開示におけるガラスは、公知のガラスを包含する。ガラスの成分としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、及びＳｉＯ２が挙げられる。
ある実施形態において、対向基部は、ステンレス鋼を含むことが好ましい。ステンレス鋼の種類は制限されない。本開示におけるステンレス鋼は、公知のステンレス鋼を包含する。ステンレス鋼としては、例えば、ＳＵＳ３０４及びＳＵＳ３１６が挙げられる。なお、ステンレス鋼を含む対向基部の表面は、シリカゾルゲルコーティング剤によるガラス様コーティングが施されてもよい。
対向基部におけるガラス及びステンレス鋼からなる群より選択される少なくとも１種の含有率は制限されない。ある実施形態において、平坦性及び強度の観点から、対向基部におけるガラス及びステンレス鋼からなる群より選択される少なくとも１種の含有率は、対向基部の全質量に対して、８５質量％～１００質量％であることが好ましく、９０質量％～１００質量％であることが好ましく、９５質量％～１００質量％であることが特に好ましい。対向基部におけるガラス及びステンレス鋼からなる群より選択される少なくとも１種の含有率は、対向基部の全質量に対して、１００質量％未満であってもよい。
対向基部におけるガラスの含有率は制限されない。ある実施形態において、透明性の観点から、対向基部におけるガラスの含有率は、対向基部の全質量に対して、８５質量％～１００質量％であることが好ましく、９０質量％～１００質量％であることが好ましく、９５質量％～１００質量％であることが特に好ましい。対向基部におけるガラスの含有率は、対向基部の全質量に対して、１００質量％未満であってもよい。
対向基部におけるステンレス鋼の含有率は制限されない。ある実施形態において、平坦性及び強度の観点から、対向基部におけるステンレス鋼の含有率は、対向基部の全質量に対して、８５質量％～１００質量％であることが好ましく、９０質量％～１００質量％であることが好ましく、９５質量％～１００質量％であることが特に好ましい。対向基部におけるステンレス鋼の含有率は、対向基部の全質量に対して、１００質量％未満であってもよい。
対向基部の画定面は、マイクロ流路デバイスの流路を画定する。すなわち、対向基部の画定面は、流路に面している対向基部の表面である。対向基部の画定面の数は制限されない。対向基部の画定面の数は、１つ又は２つ以上であってもよい。対向基部の画定面の形状は制限されない。対向基部の画定面は、例えば、平面又は曲面であってもよい。
親水性の向上の観点から、対向基部の画定面は、界面活性剤を吸着した領域を含むことが好ましい。すなわち、対向基部の画定面の少なくとも一部に界面活性剤が吸着していることが好ましい。対向基部の画定面において、界面活性剤を吸着した領域の位置は制限されない。界面活性剤を吸着した領域は、対向基部の画定面の全部又は一部に配置されてもよい。親水性の向上の観点から、対向基部の画定面のうち界面活性剤を吸着した領域は、基部の画定面のうち界面活性剤を吸着した領域に対向していることが好ましい。流路の一区画において、流路を画定する固体表面に占める界面活性剤を吸着した領域の割合が大きくなるほど、流路を画定する固体表面の親水性が向上するためである。吸着の態様は制限されない。吸着は、例えば、物理吸着又は化学吸着であってもよい。対向基部の画定面に吸着した界面活性剤は、例えば、上記した飛行時間型二次イオン質量分析によって検出される。対向基部の画定面に吸着した界面活性剤の種類は、１種又は２種以上であってもよい。
界面活性剤としては、例えば、上記「基部（第１の基部）」の項で説明した界面活性剤が挙げられる。界面活性剤の好ましい種類は、上記「基部（第１の基部）」の項で説明した界面活性剤の好ましい種類と同じである。対向基部の画定面に吸着した界面活性剤の種類は、基部の画定面に吸着した界面活性剤の種類と同じであっても異なっていてもよい。対向基部の画定面に吸着した界面活性剤は、基部の画定面に吸着した界面活性剤と同じ界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤の好ましい分子量は、上記「基部（第１の基部）」の項で説明した界面活性剤の好ましい分子量と同じである。
対向基部の画定面に吸着した界面活性剤の量は、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）により検出されるトータルイオン量に対する界面活性剤の二次イオン量の比によって表される。親水性の向上の観点から、ＴＯＦ－ＳＩＭＳにより検出されるトータルイオン量に対する対向基部の画定面に吸着した界面活性剤の二次イオン量の比（以下、本段落において「界面活性剤の吸着量」という。）は、０．０１以上であることが好ましく、０．０１５以上であることが好ましく、０．０２以上であることがより好ましく、０．０２５以上であることが特に好ましい。界面活性剤の吸着量の上限は制限されない。界面活性剤の吸着量の上限は、例えば、０．５、０．３又は０．１であってもよい。界面活性剤の吸着量は、０．０１～０．５であることが好ましく、０．０１５～０．３であることがより好ましく、０．０２～０．１であることが特に好ましい。
親水性の向上の観点から、対向基部の画定面において界面活性剤を吸着した領域に対する水の接触角（以下、本段落において単に「接触角」という。）は、６０°以下でことが好ましく、５０°以下であることがより好ましく、４０°以下であることが特に好ましい。接触角の下限は制限されない。接触角の下限は、例えば、５°、１０°又は２０°であってもよい。接触角は、５°～６０°であることが好ましく、５°～５０°であることがより好ましく、５°～４０°であることが特に好ましい。
対向基部の画定面は、界面活性剤を吸着していない領域を更に含んでもよい。ある実施形態において、対向基部の画定面は、界面活性剤を吸着した領域及び界面活性剤を吸着していない領域を含む。対向基部の画定面において、界面活性剤を吸着していない領域の位置は制限されない。界面活性剤を吸着していない領域の位置は、例えば流体の種類に応じて決定すればよい。流動様相の制御の観点から、対向基部の画定面のうち界面活性剤を吸着していない領域は、基部の画定面のうち界面活性剤を吸着していない領域に対向していることが好ましい。
対向基部の形状は制限されない。製造容易性の観点から、対向基部の形状は、平板状であることが好ましい。
対向基部の厚さは制限されない。対向基部の厚さは、例えば、１ｍｍ～２０ｍｍの範囲内で決定されてもよい。
以下、本開示のある実施形態に係るマイクロ流路デバイスについて、図１、図２、図３及び図４を参照して説明する。図１は、本開示のある実施形態に係るマイクロ流路デバイスを示す概略斜視図である。図２は、図１に示されるＩＩ－ＩＩ線に沿った概略断面図である。図３は、図１に示されるマイクロ流路デバイスの概略分解斜視図である。図４は、図１に示されるマイクロ流路デバイスの概略平面図である。
図１に示されるマイクロ流路デバイス１００は、基部（第１の基部）１０及び対向基部（第２の基部）２０を含む。対向基部２０は、基部１０の上に配置されている。対向基部２０は、基部１０に接触している。
図２及び図３に示されるように、マイクロ流路デバイス１００の流路３０は、基部１０と対向基部２０との間に形成されている。図２に示されるように、流路３０は、基部１０の表面に形成された溝（すなわち、凹部）の壁面及び対向基部２０の表面に囲まれた空間である。流路３０を囲む面は、本開示における画定面である。流路３０の形状は、基部１０の表面に形成された溝の形状に対応している。図４に示されるように、流路３０は、合流点３０Ａ及び合流点３０Ｂで分岐している。
図３及び図４に示されるように、マイクロ流路デバイス１００は、基部１０を貫通した４つの開口部を含む。４つの開口部は、開口部４０、開口部４１、開口部４２及び開口部４３を含む。各開口部は、流路３０に接続している。例えば、３つの開口部は流体の導入部として用いられ、そして、残りの１つの開口部は流体の排出部として用いられる。図４に示されるように、平面視における各開口部の形状は、円形である。ただし、平面視における開口部の形状は、円形に制限されるものではない。各開口部の寸法は、例えば、流路の寸法（例えば、流路の幅）を考慮して決定される。
＜＜流路＞＞
本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスの流路は、少なくとも基部の画定面によって画定されている。基部及び対向基部を含むマイクロ流路デバイスの流路は、基部の画定面及び対向基部の画定面によって画定される。
流路の形状は制限されない。流路の断面形状としては、例えば、四角形、円形及び半円形が挙げられる。例えば、断面において四角形の流路は、４つの平面状の画定面に囲まれることで画定される。例えば、断面において円形の流路は、１つの円筒状の画定面又は２つの湾曲した画定面に囲まれることで画定される。例えば、断面において半円形の流路は、１つの湾曲した画定面及び１つの平面状の画定面に囲まれることで画定される。ただし、上記の具体例は、流路の形状と画定面の態様（例えば、画定面の数及び形状）との関係を制限するものではない。
流路の幅は制限されない。流路の幅は、例えば、１μｍ～２，０００μｍの範囲内で決定されてもよい。流路の幅は、５μｍ～１，０００μｍの範囲内であることが好ましく、１０μｍ～５００μｍの範囲内であることがより好ましく、２０μｍ～４００μｍの範囲内であることが特に好ましい。
流路は、主流路部と、上記主流路から分岐した少なくとも１つの分岐流路部と、を含むことが好ましい。上記のような構造を有する流路は、主流路部と分岐流路部との合流点で少なくとも２種の流体を合流させることができる。例えば、主流路部に第１の流体を導入し、そして、上記主流路部から分岐した第１の分岐流路部に第２の流体を導入することで、第１の流体に対して第２の流体を合流させることができる。例えば、主流路部に第１の流体を導入し、上記主流路部から分岐した第１の分岐流路部に第２の流体を導入し、そして、上記主流路部と上記第１の分岐流路部との合流点よりも下流で上記主流路部から分岐した第２の分岐流路部に第３の流体を導入することで、第１の流体に対して、第２の流体及び第３の流体を順次合流させることができる。主流路から分岐した分岐流路部の数は、１つ又は２つ以上であってもよい。主流路部と分岐流路との合流点の数は、１つ又は２つ以上であってもよい。主流路部と分岐流路との合流点の形状は制限されない。主流路部と分岐流路との合流点の形状は、例えば、分岐流路部の数及び主流路部に対する分岐流路部の合流位置に応じて決定されてもよい。主流路部と分岐流路との合流点の形状としては、例えば、Ｔ字型、Ｙ字型及び十字型が挙げられる。
以下、流路の構成について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、本開示のある実施形態に係るマイクロ流路デバイスの流路を示す概略平面図である。図６は、本開示のある実施形態に係るマイクロ流路デバイスの流路を示す概略平面図である。ただし、流路の構成は、以下に示す構成に制限されるものではない。
ある実施形態において、流路は、第１の流路部と、上記第１の流路部に合流する第２の流路部と、上記第１の流路部と上記第２の流路部との合流点に接続する第３の流路部と、を含むことが好ましい。上記した実施形態において、流路は、例えば、４つ以上の流路部及び２つ以上の合流点を含んでもよい。
上記のような構成要素を含む流路の一例において、図５に示される流路３１は、第１の流路部３１ａと、上記第１の流路部３１ａに合流する第２の流路部３１ｂと、上記第１の流路部３１ａと上記第２の流路部３１ｂとの合流点３１Ａに接続する第３の流路部３１ｃと、を含む。合流点３１Ａの形状は、Ｔ字型である。
図５に示される流路３１において、例えば、第１の流路部３１ａに導入された第１の流体は、第２の流路部３１ｂに導入された第２の流体に合流点３１Ａで合流する。合流点３１Ａで合流した第１の流体及び第２の流体は、第３の流路部３１ｃを流れる。
例えば、図５に示される流路３１内で油を含む液体と水を含む液体とを合流させて油滴を製造する方法において、第３の流路部３１ｃ（好ましくは、第１の流路部３１ａ、第２の流路部３１ｂ及び第３の流路部３１ｃ）を画定する固体表面は、界面活性剤を吸着した領域を含むことが好ましい。界面活性剤を吸着した領域は、流路を画定する固体表面に対する油を含む液体の親和性を低下させ、油滴の形成を促進する。
ある実施形態において、流路は、第１の流路部と、上記第１の流路部に合流する第２の流路部と、上記第１の流路部と上記第２の流路部との合流点に接続する第３の流路部と、上記第３の流路部に合流する第４の流路部と、上記第３の流路部と上記第４の流路部との合流点に接続する第５の流路部と、を含むことが好ましい。上記した実施形態において、流路は、例えば、６つ以上の流路部及び３つ以上の合流点を含んでもよい。
上記のような構成要素を含む流路の一例において、図６に示される流路３２は、第１の流路部３２ａと、上記第１の流路部３２ａに合流する第２の流路部３２ｂと、上記第１の流路部３２ａと上記第２の流路部３２ｂとの合流点３２Ａに接続する第３の流路部３２ｃと、上記第３の流路部３２ｃに合流する第４の流路部３２ｄと、上記第３の流路部３２ｃと上記第４の流路部３２ｄとの合流点３２Ｂに接続する第５の流路部３２ｅと、を含む。合流点３２Ａの形状は、Ｔ字型である。合流点３２Ｂの形状は、Ｔ字型である。
図６に示される流路３２において、例えば、第１の流路部３２ａに導入された第１の流体は、第２の流路部３２ｂに導入された第２の流体に合流点３２Ａで合流する。合流点３２Ａで合流した第１の流体及び第２の流体は、第３の流路部３２ｃを経て、第５の流路部３２ｅに導入された第３の流体に合流点３２Ｂで合流する。合流点３２Ｂで合流した第１の流体、第２の流体及び第３の流体は、第４の流路部３２ｄを流れる。
例えば、図６に示される流路３２内で、第１の流体として油を含む液体、第２の流体として水を含む液体及び第３の流体として水を含む液体を合流させてＷ／Ｏ／Ｗ型のエマルション（すなわち、水中に分散した、水を内包する油滴を含む系）を製造する方法において、第１の流路部３２ａ及び第２の流路部３２ｂを画定する固体表面は、界面活性剤を吸着していない領域を含むことが好ましい。また、第３の流路部３２ｃを画定する固体表面は、界面活性剤を吸着していない領域を含んでいてもよい。界面活性剤を吸着していない領域は、流路を画定する固体表面に対する水を含む液体の親和性を低下させ、水滴の形成を促進する。さらに、第４の流路部３２ｄ及び第５の流路部３２ｅを画定する固体表面は、界面活性剤を吸着した領域を含むことが好ましい。界面活性剤を吸着した領域は、流路を画定する固体表面に対する油を含む液体の親和性を低下させ、油滴の形成を促進する。例えば、上記のような特性を利用して、第１の流路部３２ａに導入された第１の流体（油を含む液体）と、第２の流路部３２ｂに導入された第２の流体（水を含む液体）と、第５の流路部３２ｅに導入された第３の流体（水を含む液体）とを合流させることで、第２の流体（水を含む液体）における水が、第１の流体（油を含む液体）における油、次に、第３の流体（水を含む液体）における水に覆われる過程を経て、Ｗ／Ｏ／Ｗ型のエマルションが得られる。
＜＜用途＞＞
本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスの用途は制限されない。本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、例えば、混合、分離、分析又は反応に利用されてもよい。本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスの用途の具体例を以下に示す。ただし、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスの用途は、以下に示す具体例に制限されるものではない。
［油滴の製造］
本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、油滴を製造するために用いられることが好ましい。従来の親水化処理を利用して作製されたマイクロ流路デバイスに比べて、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスの流路を画定する固体表面は、流路を画定する固体表面に特異的に吸着した界面活性剤の作用によって、例えば、流路を流れる流体の速度が速くても十分な親水性を維持することができる。上記のような効果は、アルキレンオキシド重合体といった界面活性剤が流路を画定する固体表面に強固に吸着し、界面活性剤の親水基が流路に面して安定的に配置されることによって発現されると推定される。また、上記のような効果は、界面活性剤としてアルキレンオキシド重合体を使用すること、又は後述するプラズマ処理が行われた固体表面に界面活性剤を吸着させることで、更に増大する。この結果、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスを用いることで、従来の親水化処理を利用して作製されたマイクロ流路デバイスに比べて、油滴の生産性又は油滴のサイズの安定性を向上させることができる。
油滴としては、例えば、水中に分散した油滴が挙げられる。油滴は、例えば、水又は空気を内包してもよい。油滴は、例えば、マイクロ流路デバイスの流路内で油を含む液体と水を含む液体とを合流させることによって製造される。油滴は、例えば、公知のマイクロ流路デバイスを用いる油滴の製造方法を参照して製造されてもよい。以下、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスを用いる油滴の製造方法について説明する。
本開示の一実施形態に係る油滴の製造方法は、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスを用いる油滴の製造方法である。本開示の一実施形態に係る油滴の製造方法は、マイクロ流路デバイスの流路内で油を含む液体と水を含む液体とを合流させて、油滴を得ることを含むことが好ましい。
本開示における油は、水に混ざらない液体を包含する。油としては、例えば、フッ素オイル、オクタノール及びミネラルオイルが挙げられる。フッ素オイルの市販品としては、例えば、「ＮＯＶＥＣ７３００」（３Ｍ社）が挙げられる。油を含む液体は、２種以上の油を含んでもよい。油を含む液体は、油以外の成分を含んでもよい。
水としては、例えば、純水が挙げられる。水を含む液体は、水以外の成分を含んでもよい。水を含む液体は、例えば、油滴の形成性及び形成した油滴の安定性を高めるための界面活性剤及び親水性重合体からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいることが好ましい。さらに、水を含む液体は、用途に応じて、微粒子又は油滴を含んでいてもよい。
マイクロ流路デバイスの流路内に液体を送る方法としては、例えば、送液ポンプを用いる方法が挙げられる。送液ポンプの種類は制限されない。送液ポンプの種類は、例えば、液体の種類及び送液量に応じて決定されてもよい。送液ポンプとしては、例えば、シリンジポンプ、プランジャーポンプ、モーノポンプ、ダイヤフラムポンプ、チュービングポンプ及び空圧ポンプが挙げられる。送液時の低脈動の観点から、シリンジポンプ、空圧ポンプ、多連のプランジャーポンプ及びモーノポンプが好ましい。
油を含む液体と水を含む液体とを合流させる方法としては、例えば、主流路部と、上記主流路から分岐した少なくとも１つの分岐流路部と、を含む流路内で油を含む液体と水を含む液体とを合流させる方法が挙げられる。油滴の製造方法では、例えば、図５に示されるような構成要素を含む流路が利用される。例えば、図５に示される流路３１内で油を含む液体と水を含む液体とを合流させた場合、第２の流路部３１ｂを流れる油を含む液体は、第１の流路部３１ａを流れる水を含む液体に合流点３１Ａで合流し、油滴を形成する。
［気泡の製造］
本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、気泡を製造するために用いられることが好ましい。気泡としては、例えば、油中に分散した気泡又は水中に分散した気泡が挙げられる。気泡は、例えば、マイクロ流路デバイスの流路内で液体と気体とを合流させることによって製造される。気泡は、例えば、公知のマイクロ流路デバイスを用いる気泡の製造方法を参照して製造されてもよい。以下、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスを用いる気体の製造方法について説明する。
本開示の一実施形態に係る気泡の製造方法は、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスを用いる気泡の製造方法である。本開示の一実施形態に係る気泡の製造方法は、マイクロ流路デバイスの流路内で液体と気体とを合流させて、気泡を得ることを含むことが好ましい。
液体としては、例えば、油を含む液体及び水を含む液体が挙げられる。油については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。油を含む液体は、２種以上の油を含んでもよい。油を含む液体は、油以外の成分を含んでもよい。水については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。水を含む液体は、水以外の成分を含んでもよい。液体の送液方法については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。
気体としては、例えば、酸素、窒素、酸素と窒素との混合物及び微量なフッ素オイルの揮発成分を含む窒素が挙げられる。
液体と気体とを合流させる方法としては、例えば、主流路部と、上記主流路から分岐した少なくとも１つの分岐流路部と、を含む流路内で液体と気体とを合流させる方法が挙げられる。気泡の製造方法では、例えば、図５に示されるような構成要素を含む流路が利用される。例えば、図５に示される流路３１内で液体と気体とを合流させた場合、第２の流路部３１ｂを流れる気体は、第１の流路部３１ａを流れる液体に合流点３１Ａで合流し、気泡を形成する。
［マイクロカプセルの製造］
本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、マイクロカプセルを製造するために用いられることが好ましい。マイクロカプセルの種類は制限されない。マイクロカプセルは、例えば、多重マイクロカプセルであってもよい。マイクロカプセルは、例えば、芯物質と、上記芯物質を内包する外殻と、を含む。
芯物質の種類は制限されない。マイクロカプセルの内包物としては、例えば、有機化合物及び溶剤が挙げられる。有機化合物としては、例えば、香料、染料及び蓄熱材が挙げられる。溶剤としては、例えば、水及び有機溶剤が挙げられる。
マイクロカプセルの外殻の成分は制限されない。マイクロカプセルの外殻の成分としては、例えば、重合体が挙げられる。重合体としては、例えば、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエステル、ポリエーテル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル及びアクリル樹脂が挙げられる。
マイクロカプセルは、例えば、マイクロ流路デバイスの流路内で油を含む液体と水を含む液体とを合流させることによって製造される。マイクロカプセルは、例えば、公知のマイクロ流路デバイスを用いるマイクロカプセルの製造方法を参照して製造されてもよい。以下、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスを用いるマイクロカプセルの製造方法について説明する。
本開示の一実施形態に係るマイクロカプセルの製造方法は、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスを用いるマイクロカプセルの製造方法である。本開示の一実施形態に係るマイクロカプセルの製造方法は、マイクロ流路デバイスの流路内で油を含む液体と水を含む液体とを合流させて、マイクロカプセルを得ることを含むことが好ましい。ある実施形態において、マイクロカプセルは、重合法によって形成されることが好ましい。重合法によれば、例えば、合流した油を含む液体と水を含む液体との界面で進行する重合反応によって、マイクロカプセルの外殻が形成される。重合法としては、例えば、ｉｎ ｓｉｔｕ 重合法及び界面重合法が挙げられる。また、本開示の別の一実施形態に係るマイクロカプセルの製造方法においては、マイクロ流路デバイスの流路内で油滴を製造した後、マイクロ流路デバイス内又はマイクロ流路デバイス外で熱又は光を油滴に照射し、油を含む液体、水を含む液体又は油を含む液体及び水を含む液体の両方に含まれる重合性化合物（例えば、モノマー）を重合させることも可能である。
油については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。油を含む液体は、油以外の成分を含んでもよい。油を含む液体は、モノマー及び重合開始剤からなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
水については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。水を含む液体は、水以外の成分を含んでもよい。水を含む液体は、モノマー及び重合開始剤からなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
液体の送液方法については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。
油を含む液体と水を含む液体とを合流させる方法については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。マイクロカプセルの製造方法では、例えば、図５に示されるような構成要素を含む流路が利用される。
多重マイクロカプセルの製造方法において、多重マイクロカプセルは、例えば、目的とする多重マイクロカプセルの構成に応じて流路内で合流させる液体の種類及び液体の合流時期を調節することによって製造される。
［多重エマルションの製造］
本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、多重エマルションを製造するために用いられることが好ましい。多重エマルションとしては、例えば、Ｗ／Ｏ／Ｗ型のエマルションが挙げられる。Ｗ／Ｏ／Ｗ型のエマルションは、水中に分散した、水を内包する油滴を含む系である。多重エマルションにおいて、分散媒中に分散している液滴に含まれる層の数は、例えば、２層又は３層以上であってもよい。分散媒は、連続相とも称される。後述するように、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、例えば、従来のマイクロ流路デバイスの親水化処理に適用される加熱及び真空乾燥といった工程を経ることなく、簡便かつ均一な親水化処理を経て製造される。このため、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、例えば、形成した多重エマルションのサイズの均一性を向上させることができる。さらに、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、上記「油滴の製造」の項で説明した推定理由から、既存の親水化処理を経て作製したマイクロ流路デバイスに比べて、多重エマルションの生産性を向上させることもできる。
多重エマルションは、例えば、マイクロ流路デバイスの流路内で少なくとも３種の液体を合流させることによって製造される。多重エマルションは、例えば、公知のマイクロ流路デバイスを用いる多重エマルションの製造方法を参照して製造されてもよい。以下、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスを用いる多重エマルションの製造方法について説明する。
本開示の一実施形態に係る多重エマルションの製造方法は、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスを用いる多重エマルションの製造方法である。本開示の一実施形態に係る多重エマルションの製造方法は、マイクロ流路デバイスの流路内で少なくとも３種の液体を合流させて、多重エマルションを得ることを含むことが好ましい。
液体としては、例えば、油を含む液体及び水を含む液体が挙げられる。油については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。油を含む液体は、２種以上の油を含んでもよい。油を含む液体は、油以外の成分を含んでもよい。水については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。水を含む液体は、水以外の成分を含んでもよい。液体の送液方法については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。
少なくとも３種の液体を合流させる方法としては、例えば、主流路部と、上記主流路から分岐した少なくとも２つの分岐流路部と、を含む流路内で少なくとも３種の液体を合流させる方法が挙げられる。多重エマルションは、例えば、目的とする多重エマルションの構成に応じて流路内で合流させる液体の種類及び液体の合流時期を調節することによって製造される。多重エマルションの製造方法では、例えば、図６に示されるような構成要素を含む流路が利用される。
以下、多重エマルションの一例であるＷ／Ｏ／Ｗ型のエマルションの製造方法について説明する。Ｗ／Ｏ／Ｗ型のエマルションの製造方法において、少なくとも３種の液体は、油を含む第１の液体、水を含む第２の液体及び水を含む第３の液体を含む。例えば、マイクロ流路デバイスの流路内で油を含む第１の液体と水を含む第２の液体とを合流させた後、得られた混合物と水を含む第３の液体とを合流させることで、Ｗ／Ｏ／Ｗ型のエマルションが得られる。Ｗ／Ｏ／Ｗ型のエマルションにおいて、第２の液に含まれる水は、分散媒中に分散している油滴に内包される。Ｗ／Ｏ／Ｗ型のエマルションにおいて、油滴は、第１の液体に含まれる油によって形成される。Ｗ／Ｏ／Ｗ型のエマルションにおいて、分散媒は、第３の液体に含まれる水によって形成される。
［気泡を内包する液滴の製造］
本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、気泡を内包する液滴を製造するために用いられることが好ましい。気泡を内包する液滴としては、例えば、液体中に分散した、気泡を内包する液滴が挙げられる。分散媒として用いられる液体としては、例えば、油及び水が挙げられる。液滴としては、例えば、油滴及び水滴が挙げられる。液滴は、油滴であることが好ましい。液滴が油滴である場合、分散媒として用いられる液体は水であることが好ましい。気泡を内包する液滴は、例えば、マイクロ流路デバイスの流路内で、気体と、油を含む液体と、水を含む液体とを合流させることによって製造される。気泡を内包する液滴は、例えば、公知のマイクロ流路デバイスを用いる油滴の製造方法を参照して製造されてもよい。以下、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスを用いる気泡を内包する液滴の製造方法について説明する。
本開示の一実施形態に係る気泡を内包する液滴の製造方法は、本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスを用いる気泡を内包する液滴の製造方法である。本開示の一実施形態に係る気泡を内包する液滴の製造方法は、マイクロ流路デバイスの流路内で、気体と、油を含む液体と、水を含む液体とを合流させて、気泡を内包する液滴を得ることを含むことが好ましい。
油については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。油を含む液体は、２種以上の油を含んでもよい。油を含む液体は、油以外の成分を含んでもよい。油を含む液体は、例えば、油中水滴の形成性又は安定性を高めるために界面活性剤及び疎水性重合体からなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。好ましい界面活性剤として、例えば、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンエーテル脂肪酸エステル及びパーフルオロポリエーテルが挙げられる。さらに、油を含む液体は、用途に応じて、微粒子又は水滴を含んでいてもよい。
水については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。水を含む液体は、水以外の成分を含んでもよい。なお、気泡を内包する液滴において２つ以上の水相が生成される場合、少なくとも２つの水相が油相をはさんで浸透圧によって液滴が不安定化することを抑制するため、水を含む液体は、浸透圧を調整するための塩を含むことが好ましい。
液体の送液方法については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。
気体については、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。
気体と、油を含む液体と、水を含む液体とを合流させる方法としては、例えば、主流路部と、上記主流路から分岐した少なくとも２つの分岐流路部と、を含む流路内で、気体と、油を含む液体と、水を含む液体とを合流させる方法が挙げられる。気泡を内包する液滴の製造方法では、例えば、図６に示されるような構成要素を含む流路が利用される。
［他の用途］
本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、上記した用途以外の用途に用いられてもよい。本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、例えば、ヤヌス粒子及び多重構造の一部が固体である部分的マイクロカプセルといった多層構造を有する粒子を製造するために用いられてもよい。
［流動様相］
液滴の形成について、図７を参照して説明する。図７は、本開示のある実施形態に係るマイクロ流路デバイスの流路における流体の流動様相を示す概略平面図である。図７に示されるように、例えば、流路内のＴ字型の合流点で２つの液体が合流することで、液滴Ｄ１が形成される。
＜＜マイクロ流路デバイスの製造方法＞＞
本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスは、例えば、流路を画定する固体表面に界面活性剤を吸着させることによって製造される。固体表面への界面活性剤の吸着は、例えば、界面活性剤を含む組成物を用いる表面処理（すなわち、親水化処理）によって行われる。親水性の向上の観点から、マイクロ流路デバイスの製造方法は、酸素、アルゴン及び窒素からなる群より選択される少なくとも１種を含むガスを用いてプラズマ処理が行われた固体表面に界面活性剤を含む組成物を接触させることを含むことが好ましい。さらに、基部と対向基部との接触によってマイクロ流路デバイスを製造する方法において、酸素、アルゴン及び窒素からなる群より選択される少なくとも１種を含むガスを用いるプラズマ処理は、基部と対向基部との密着性を向上させる。界面活性剤を含む組成物及びプラズマ処理を併用する親水化処理は、従来のマイクロ流路デバイスの親水化処理に適用される加熱及び真空乾燥といった工程を実施しなくても、対象の固体表面を簡便かつ均一に親水化することができる。ただし、上記した内容は、親水化処理後の加熱及び親水化処理後の真空乾燥といった工程の適用を制限するものではない。以下、マイクロ流路デバイスの製造方法の一例として、基部及び対向基部を含むマイクロ流路デバイスの好ましい製造方法について説明する。
本開示の一実施形態に係るマイクロ流路デバイスの製造方法は、（１）溝を有する面を有し、シリコーンを含む第１の基部を準備することと、（２）上記第１の基部の上記面に対して、酸素、アルゴン及び窒素からなる群より選択される少なくとも１種を含むガスの存在下でプラズマ処理を行うことと、（３）上記第１の基部に接触するための面を有する第２の基部を準備することと、（４）上記第２の基部の上記面に対して、酸素、アルゴン及び窒素からなる群より選択される少なくとも１種を含むガスの存在下でプラズマ処理を行うことと、（５）上記第１の基部の上記面においてＸ線光電子分光法によって測定されるシリコーン成分の存在量に対するシリカ成分の存在量の比が１．５以上である間に、上記プラズマ処理が行われた上記第１の基部の上記面に、上記プラズマ処理が行われた上記第２の基部の上記面を接触させて、上記第１の基部と上記第２の基部とによって画定される流路を形成することと、（６）上記流路内に界面活性剤を含む組成物を流通させることと、（７）上記第１の基部の上記組成物に接触する部分に上記界面活性剤を吸着させ、飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する上記第１の基部に吸着した上記界面活性剤の二次イオン量の比を０．０１以上に調節することと、（８）上記第２の基部の上記組成物に接触する部分に上記界面活性剤を吸着させ、飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する上記第２の基部に吸着した上記界面活性剤の二次イオン量の比を０．０１以上に調節することと、を含むことが好ましい。上記したマイクロ流路デバイスの製造方法によれば、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスが得られる。以下、マイクロ流路デバイスの製造方法の各段階について具体的に説明する。
［工程（１）］
工程（１）では、溝を有する面を有し、シリコーンを含む第１の基部を準備する。以下、第１の基部における溝を有する面を「第１の基部の特定面」という場合がある。
シリコーンとしては、例えば、上記「基部（第１の基部）」の項で説明したシリコーンが挙げられる。シリコーンは、ポリジメチルシロキサンであることが好ましい。
第１の基部の特定面は、後述する工程（５）において第２の基部に接触する領域及び後述する工程（５）において形成される流路を画定する領域を含む。第１の基部の特定面は、後述する工程（２）においてプラズマ処理が施され、そして、後述する工程（５）において第２の基部に接触する。溝の形状は制限されない。溝の形状は、例えば、目的の流路の形状に応じて決定される。溝の断面形状としては、例えば、四角形及び半円形が挙げられる。溝の形成方法は制限されない。溝の形成方法としては、例えば、フォトリソグラフィによって作製された鋳型を用いる方法が挙げられる。例えば、公知のマイクロ流路デバイスの流路の多くは、フォトリソグラフィによって作製された鋳型を用いて形成されている。例えば、フォトリソグラフィによって作製された鋳型にシリコーン又はシリコーンの材料を含む組成物を接触させ、上記組成物を硬化させることで、溝を有する第１の基部が得られる。例えば、鋳型の凸部の形状は、第１の基部の溝（すなわち、凹部）の形状に対応している。
第１の基部の形状は制限されない。製造容易性の観点から、第１の基部の形状は、平板状であることが好ましい。例えば、平板状の第１の基部は、第１の主面及び上記第１の主面の反対側に第２の主面を有する。平板状の第１の基部において、第１の基部の特定面は、第１の主面又は第２の主面であってもよい。
［工程（２）］
工程（２）では、第１の基部の特定面に対して、酸素、アルゴン及び窒素からなる群より選択される少なくとも１種を含むガスの存在下でプラズマ処理を行う。工程（２）では、必要に応じて、後述する界面活性剤を含む組成物に接触する部分に対してもプラズマ処理が行われてもよい。プラズマ処理では、例えば、公知のプラズマ処理装置が用いられてもよい。
ガスは、酸素、アルゴン及び窒素からなる群より選択される少なくとも１種を含む。ある実施形態において、ガスは、酸素を含むことが好ましい。ある実施形態において、ガスは、酸素及びアルゴンを含むことが好ましい。少なくとも酸素を含むガスの存在下でプラズマ処理を行うことで、第１の基部の画定面に対する界面活性剤の吸着性を向上させることができ、また、第１の基部と第２の基部との密着性を向上させることができる。
プラズマ処理における酸素の流量は、５ｓｃｃｍ～３００ｓｃｃｍであることが好ましく、１０ｓｃｃｍ～２００ｓｃｃｍであることがより好ましく、２０ｓｃｃｍ～１００ｓｃｃｍであることが特に好ましい。
プラズマ処理におけるアルゴンの流量は、０ｓｃｃｍ～３００ｓｃｃｍであることが好ましく、０ｓｃｃｍ～２５０ｓｃｃｍであることがより好ましく、０ｓｃｃｍ～２００ｓｃｃｍであることが特に好ましい。プラズマ処理に使用されるガスがアルゴンを含む場合、アルゴンの流量の下限は、好ましくは１ｓｃｃｍであり、より好ましくは５ｓｃｃｍであり、特に好ましくは２０ｓｃｃｍである。
プラズマ処理における圧力は、１０Ｐａ～３００Ｐａであることが好ましく、１５Ｐａ～２００Ｐａであることがより好ましく、２０Ｐａ～１５０Ｐａであることが特に好ましい。
プラズマ処理における処理時間は、５秒間～１２０秒間であることが好ましく、１０秒間～１００秒間であることがより好ましく、１５秒間～８０秒間であることが特に好ましい。
プラズマ処理における出力は、５Ｗ～３００Ｗであることが好ましく、１０Ｗ～２５０Ｗであることがより好ましく、１５Ｗ～２００Ｗであることが特に好ましい。出力は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）出力である。
［工程（３）］
工程（３）では、第１の基部に接触するための面を有する第２の基部を準備する。以下、第２の基部における第１の基部に接触するための面を「第２の基部の特定面」という場合がある。
第２の基部の成分は制限されない。第２の基部の好ましい成分は、上記「対向基部（第２の基部）」の項で説明した対向基部の好ましい成分と同じである。
第２の基部の特定面は、後述する工程（４）においてプラズマ処理が施され、そして、後述する工程（５）において第１の基部に接触する。第２の基部の特定面には溝が形成されてもよい。溝の形状は制限されない。溝の形状は、例えば、目的の流路の形状に応じて決定される。溝の断面形状としては、例えば、四角形及び半円形が挙げられる。溝の形成方法としては、例えば、上記「工程（１）」の項で説明したフォトリソグラフィによって作製された鋳型を用いる方法が挙げられる。
第２の基部の形状は制限されない。製造容易性の観点から、第２の基部の形状は、平板状であることが好ましい。例えば、平板状の第２の基部は、第１の主面及び上記第１の主面の反対側に第２の主面を有する。平板状の第２の基部において、第２の基部の特定面は、第１の主面又は第２の主面であってもよい。
［工程（４）］
工程（４）では、第２の基部の特定面に対して、酸素、アルゴン及び窒素からなる群より選択される少なくとも１種を含むガスの存在下でプラズマ処理を行う。工程（４）では、必要に応じて、後述する界面活性剤を含む組成物に接触する部分に対してもプラズマ処理が行われてもよい。プラズマ処理の好ましい条件は、上記「工程（２）」の項で説明したプラズマ処理の好ましい条件と同じである。工程（４）は、工程（２）と同時に行うことが好ましい。すなわち、工程（２）及び工程（４）では、第１の基部の特定面及び第２の基部の特定面に対して、酸素、アルゴン及び窒素からなる群より選択される少なくとも１種を含むガスの存在下で同時にプラズマ処理を行うことが好ましい。工程（２）と工程（４）とを同時に行うことで、工程（２）及び工程（４）の終了から工程（５）の開始までの所要時間が短縮され、後述する工程（５）において第１の基部と第２の基部との密着性が向上する。工程（２）及び工程（４）は、例えば、１つのプラズマ処理装置の中で同時に行われてもよい。
［工程（５）］
工程（５）では、第１の基部の特定面においてＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって測定されるシリコーン成分の存在量に対するシリカ成分の存在量の比が１．５以上である間に、上記プラズマ処理が行われた上記第１の基部の上記特定面に、上記プラズマ処理が行われた上記第２の基部の上記特定面を接触させて、上記第１の基部と上記第２の基部とによって画定される流路を形成する。プラズマ処理の後、第１の基部に第２の基部を接触させることで、第１の基部に第２の基部が接着する。工程（５）では、第１の基部の溝が第２の基部によって覆われることで、第１の基部の表面及び第２の基部の表面に囲まれた空間（すなわち、流路）が形成される。
工程（５）において、Ｘ線光電子分光法によって測定されるシリコーン成分の存在量に対するシリカ成分の存在量の比が１．５以上である間に、第１の基部に第２の基部を接触させることで、第１の基部と第２の基部との密着性が向上する。工程（５）において、Ｘ線光電子分光法によって測定されるシリコーン成分の存在量に対するシリカ成分の存在量の比は、２以上であることが好ましく、３以上であることがより好ましい。Ｘ線光電子分光法によって測定されるシリコーン成分の存在量に対するシリカ成分の存在量の比の上限は制限されない。Ｘ線光電子分光法によって測定されるシリコーン成分の存在量に対するシリカ成分の存在量の比は、例えば、６以下であってもよい。
シリコーン成分としては、例えば、上記「基部（第１の基部）」の項で説明したシリコーンが挙げられる。シリカ成分としては、例えば、Ｓｉ－Ｏ結合を含む成分（例えば、ＳｉＯ２）が挙げられる。
シリコーン成分の存在量に対するシリカ成分の存在量の比を測定するためのＸ線光電子分光法の測定条件を以下に示す。Ｘ線光電子分光法により検出されるシリカ成分のピーク及びシリコーン成分のピークを分離し、シリコーン成分の存在量（光電子総数：ｃ／ｓ（ｃｏｕｎｔ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ））に対するシリカ成分の存在量（光電子総数：ｃ／ｓ（ｃｏｕｎｔ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ））の比を求める。
・Ｘ線源：単色化Ａｌ－Ｋα線（１００μｍΦ、２５Ｗ、１５ｋＶ）
・測定面積：３００μｍ（Ａｒｅａ測定）
・Ｐａｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ：５５ｅＶ
・帯電補正：あり（電子銃及び低速イオン銃の併用）
・光電子取り出し角：４５ｄｅｇｒｅｅ
・測定元素：Ｓｉ２ｐ
工程（５）において、第１の基部の特定面に第２の基部の特定面を接触させた後、第１の基部及び第２の基部に荷重を加えてもよい。第１の基部及び第２の基部に荷重を加えることで、第１の基部と第２の基部との密着性が向上する。荷重は、例えば、５０ｇ／ｃｍ２～５００ｇ／ｃｍ２の範囲で決定されてもよい。第１の基部と第２の基部との密着性の向上の観点から、工程（５）において、後述する温度条件下で、第１の基部の特定面に第２の基部の特定面を接触させた後、第１の基部及び第２の基部に荷重を加えることがより好ましい。
工程（５）において、第１の基部の特定面に第２の基部の特定面を接触させた後、第１の基部及び第２の基部を加熱してもよい。第１の基部及び第２の基部を加熱することで、第１の基部と第２の基部との密着性が向上する。温度は、例えば、１００℃～３００℃の範囲で決定されてもよい。
［工程（６）］
工程（６）では、流路内に界面活性剤を含む組成物を流通させる。以下、界面活性剤を含む組成物を単に「組成物」という場合がある。流路は、第１の基部及び第２の基部によって画定される空間である。流路を流通する組成物は、流路を画定する第１の基部及び第２の基部に接触する。
界面活性剤としては、例えば、上記「基部（第１の基部）」の項で説明した界面活性剤が挙げられる。界面活性剤の好ましい種類は、上記「基部（第１の基部）」の項で説明した界面活性剤の好ましい種類と同じである。組成物は、２種以上の界面活性剤を含んでもよい。
組成物における界面活性剤の含有率は、組成物の全質量に対して、０．１質量％～２０質量％であることが好ましく、０．５質量％～１５質量％であることがより好ましく、２質量％～８質量％であることが特に好ましい。
界面活性剤を含む組成物は、例えば、界面活性剤と溶剤との混合によって製造される。溶剤は、第１の基部及び第２の基部を溶解しない溶剤であることが好ましい。溶剤は、水であることが好ましい。
流路内への組成物の流通方法は制限されない。組成物は、例えば、送液ポンプを用いる方法又は浸漬法によって流路内に流通されてもよい。送液ポンプについては、上記「油滴の製造」の項で説明したとおりである。浸漬法において、工程（５）で貼り合わせられた第１の基部及び第２の基部を組成物の中に浸漬することで、流路内に界面活性剤を含む組成物を毛管力により流通させる。
送液ポンプといった送液手段を用いる方法において、組成物の流速は、０．１ｍｍ／秒～１，０００ｍｍ／秒であることが好ましく、０．５ｍｍ／秒～５００ｍｍ／秒であることがより好ましく、１ｍｍ／秒～１００ｍｍ／秒であることが特に好ましい。組成物の流速が０．１ｍｍ／秒以上であることで、親水化処理の均一性が向上する。組成物の流速が１，０００ｍｍ／秒以下であることで、第１の基部及び第２の基部に対する界面活性剤の吸着性が向上する。
組成物の流通時間は、０．５分間～１２０分間であることが好ましく、１分間～６０分間であることがより好ましく、２分間～３０分間であることが特に好ましい。浸漬法において、流通時間は浸漬時間によって表される。
工程（６）において、流路内に組成物を導入するために、必要に応じて、流路に接続する開口部をマイクロ流路デバイスに形成してもよい。工程（６）よりも前の工程において、第１の基部又は第２の基部に開口部を形成してもよい。
［工程（７）］
工程（７）では、第１の基部の組成物に接触する部分に界面活性剤を吸着させ、飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する上記第１の基部に吸着した上記界面活性剤の二次イオン量の比を０．０１以上に調節する。工程（６）において流路内に流通された界面活性剤を含む組成物が流路を画定する第１の基部の表面に接触することで、第１の基部に界面活性剤が吸着する。第１の基部への界面活性剤の吸着量は、例えば、組成物における界面活性剤の含有率、組成物の流速又は組成物の流通時間によって調節される。
［工程（８）］
工程（８）では、第２の基部の組成物に接触する部分に界面活性剤を吸着させ、飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する上記第２の基部に吸着した上記界面活性剤の二次イオン量の比を０．０１以上に調節する。工程（６）において流路内に流通された界面活性剤を含む組成物が流路を画定する第２の基部の表面に接触することで、第２の基部に界面活性剤が吸着する。第２の基部への界面活性剤の吸着量は、例えば、組成物における界面活性剤の含有率、組成物の流量又は組成物の流通時間によって調節される。
上記した工程（１）～工程（８）を経て製造されるマイクロ流路デバイスは、流路を画定する画定面を有し、シリコーンを含む基部と、上記基部の上記画定面とともに上記流路を画定する画定面を有し、上記基部に接触する対向基部と、を含む。そして、基部の画定面は、界面活性剤を吸着した領域を含む。飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する基部の画定面に吸着した界面活性剤の二次イオン量の比は、０．０１以上である。さらに、対向基部の画定面は、界面活性剤を吸着した領域を含む。飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する対向基部の画定面に吸着した界面活性剤の二次イオン量の比は、０．０１以上である。
以下、実施例により本開示を詳細に説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に制限されるものではない。「％」は、特に断りのない限り、「質量％」を表す。
＜実施例１＞
以下の手順に従って、マイクロ流路デバイスを作製した。マイクロ流路デバイスは、基部（第１の基部）と、上記基部に接触する対向基部（第２の基部）と、を含む（例えば、図１参照）。
（工程１：フォトマスクの準備）
青板ガラスと、パターン状のクロム薄膜と、を含むフォトマスク（株式会社システムアドバンス）を準備した。青板ガラスの片面（以下、「第１の面」という。）は、パターン状のクロム薄膜によって覆われている。青板ガラスの第１の面のうちパターン状のクロム薄膜によって覆われた領域は、フォトマスクの遮光部を形成する。青板ガラスの第１の面のうちパターン状のクロム薄膜によって覆われていない領域は、フォトマスクの透過部を形成する。フォトマスクは、Ｔ字型の透過部を含む。Ｔ字型の透過部の線幅は、３００μｍである。
（工程２：鋳型の作製）
４インチのシリコンウェーハ（株式会社エレクトロニクスエンドマテリアルズコーポレーション）を、アセトン及びエタノールを用いて洗浄した。洗浄したシリコンウェーハを、ホットプレート（ＨＰ－１ＳＡ、アズワン株式会社）を用いて１００℃で１０分間乾燥した。乾燥したシリコンウェーハを、吸引によってスピンコータ（ＭＳ－Ａ１５０、ミカサ株式会社）に設置した。シリコンウェーハの上に５ｍＬの「ＳＵ－８ ３０５０」（ＫＡＹＡＫＵ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社）を滴下した。「ＳＵ－８ ３０５０」は、ネガ型のフォトレジストである。シリコンウェーハの上に滴下された「ＳＵ－８ ３０５０」内の気泡を除去した後、シリコンウェーハを１，３００ｒｐｍ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）の回転数で３０秒間回転させた。「ＳＵ－８ ３０５０」の薄膜によって覆われたシリコンウェーハに対して、６５℃で５分間、そして、９５℃で４０分間のプリベークを行った後、シリコンウェーハを室温に冷却した。シリコンウェーハを、吸引によってマスクアライナーに設置した。シリコンウェーハの上に形成された「ＳＵ－８ ３０５０」の薄膜にフォトマスクのクロム薄膜を接触させて、「ＳＵ－８ ３０５０」の薄膜に対して、８．０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線（波長：３６５ｎｍ）を２５秒間照射した。シリコンウェーハに対して、６５℃で１分間、そして、９５℃で１５分間のベークを行った後、シリコンウェーハを室温に冷却した。１２０ｍｍ径のガラスシャーレに、シリコンウェーハ、そして、１０ｍＬの「ＳＵ－８ ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ」（ＫＡＹＡＫＵ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社）を入れた後、振とう機（ＮＲ－１０、タイテック株式会社）を用いて１０分間現像を行った。シリコンウェーハに残留した「ＳＵ－８ ３０５０」と「ＳＵ－８ ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ」をイソプロピルアルコール（富士フイルム和光純薬株式会社）を用いて洗浄した。シリコンウェーハに対して、ホットプレートを用いて１５０℃で２０分間のハードベークを行った。以上の手順によって鋳型を得た。鋳型は、シリコンウェーハと、上記シリコンウェーハの上にフォトレジストを用いて形成されたパターンと、を含む。
（工程３：第１の基部の作製）
鋳型を、アセトン及びエタノールを用いて洗浄した後、ホットプレートを用いて１００℃で１０分間乾燥した。ガラスシャーレ内に配置した鋳型の上に、「Ｓｙｌｇａｒｄ １８４」（デュポン・東レ・スペシャルティ・マテリアル株式会社）の主剤と硬化剤とを１０：１（質量比）で混合した組成物を配置した。脱気の後、組成物を、ホットプレートを用いて９０℃で１時間加熱することで硬化させた。硬化物を鋳型から剥離することで、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含む第１の基部を得た。剥離によって露出した第１の基部の表面には溝が形成されている。第１の基部に形成された溝の形状は、鋳型のパターンの形状に対応している。レーザー光学顕微鏡（ＶＫ８５５０、株式会社キーエンス）を用いて測定した溝の深さは、１００μｍ～１０５μｍの範囲内であった。１．５ｍｍ径の生検トレパン（貝印株式会社）を用いて、マイクロ流路デバイスの第１の基部に３つの開口部（すなわち、穴）を形成した。各開口部は、後述する工程５（貼り合わせ）においてＴ字型の流路の末端に接続する。
（工程４：プラズマ処理）
第２の基部として、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）製の板を準備した。第１の基部及び第２の基部を卓上エッチャー（１４－１４７、株式会社ユーテック）のチャンバー内に配置した。チャンバー内の圧力を５０Ｐａに調整し、チャンバー内に１００ｓｃｃｍのＡｒ（アルゴンガス）及び２０ｓｃｃｍのＯ２（酸素ガス）を流入させ、２０ＷのＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）出力で２０秒間のプラズマ処理を行った。第１の基部の処理対象面は、溝が形成された面である。第２の基部の処理対象面は、第２の基部の片面（すなわち、後述する工程５において第１の基部に接触する第２の基部の表面）である。
（工程５：貼り合わせ）
プラズマ処理の後、直ちに、第１の基部のプラズマ処理面（すなわち、第１の基部の溝が形成された面）に第２の基部のプラズマ処理面を接触させて、第１の基部と第２の基部とを貼り合わせた。具体的に、第１の基部と第２の基部との貼り合わせは、第１の基部のプラズマ処理面においてＸ線光電子分光法によって測定されるシリコーン成分の存在量に対するシリカ成分の存在量の比が１．５以上である間に行った。第１の基部と第２の基部との貼り合わせにより得られたマイクロ流路デバイスにおいて、第１の基部と第２の基部との間には図５に示されるようなＴ字型の流路が形成されている。流路の幅は、３００μｍである。
（工程６：親水化処理）
各開口部に、ＰＦＡチューブ（外径：１／１６”インチ、内径：０．５ｍｍ）を挿入した。ＰＦＡは、パーフルオロアルコキシアルカンと称されるフッ素樹脂である。プラズマ処理の終了から１分後に、シリンジポンプ（ＰＨＤ４４００、ＨＡＲＶＡＲＤ社）を用いて、５質量％の「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７」（メルク社）を含む純水（以下、「処理液（１）」という。）を３ｍＬ／時間の流量で５分間流した。流路内に処理液（１）を流すことで、流路内に面する第１の基部の表面及び第２の基部の表面に対して親水化処理を行った。最後に、マイクロ流路デバイスの流路内をアセトン及びエタノールを流して洗浄した。
＜実施例２～１２＞
表１の記載に従って製造条件を変更したこと以外は、実施例１に示す手順と同じ手順によって、マイクロ流路デバイスを作製した。
＜実施例１３＞
工程６（親水化処理）において、５質量％の「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７」を含む純水（処理液（１））の中にマイクロ流路デバイスを１０日間浸漬することによって親水化処理を行ったこと以外は、実施例２に示す手順と同じ手順によって、マイクロ流路デバイスを作製した。
＜実施例１４＞
工程６（親水化処理）において、５質量％の「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７」を含む純水（処理液（１））の中にマイクロ流路デバイスを６０日間浸漬することによって親水化処理を行ったこと以外は、実施例２に示す手順と同じ手順によって、マイクロ流路デバイスを作製した。
＜実施例１５＞
第２の基部として用いられたポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）製の板を青板ガラスに変更したこと以外は、実施例２に示す手順と同じ手順によって、マイクロ流路デバイスを作製した。
＜実施例１６＞
第２の基部として用いられたポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）製の板をＳＵＳ３０４製の板に変更した以外は、実施例２と同様にデバイスを作製した。
＜実施例１７＞
表１の記載に従って製造条件を変更したこと以外は、実施例１に示す手順と同じ手順によって、マイクロ流路デバイスを作製した。
＜比較例１＞
工程４のプラズマ処理及び工程６の親水化処理を実施しなかったこと以外は、実施例１に示す手順と同じ手順によって、マイクロ流路デバイスを作製した。
＜比較例２＞
工程４のプラズマ処理を実施しなかったこと以外は、実施例１に示す手順と同じ手順によって、マイクロ流路デバイスを作製した。
＜比較例３＞
工程６の親水化処理において、処理液（１）に代えて１質量％のポリビニルアルコール（ＰＶＡ、商品名：Ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）、Ｍｗ：１３，０００～２３，０００、８７％～８９％ ｈｙｄｒｏｌｙｚｅｄ、メルク社）を含む純水を１０分間流したこと以外は、実施例１に示す手順と同じ手順によって、マイクロ流路デバイスを作製した。
＜比較例４＞
工程６の親水化処理において、処理液（１）に代えて５質量％のラウリル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ、商品名：ドデシル硫酸ナトリウム、富士フイルム和光純薬株式会社）を含む純水を流したこと以外は、実施例１に示す手順と同じ手順によって、マイクロ流路デバイスを作製した。
＜測定＞
（接触角）
親水化処理の方法を変更したことと、流路の幅を５ｍｍに変更したこと以外は、対応する実施例及び比較例に示す手順と同じ手順によって、接触角測定用のマイクロ流路デバイスを作製した。親水化処理では、流路内に親水化処理用の処理液を流すことに代えてマイクロ流路デバイスを処理液に浸漬させた。接触角測定用のマイクロ流路デバイスをカッターを用いて割断し、流路を画定していた第１の基部の面を露出させた。流路を画定していた第１の基部の面をアセトン及びエタノールを用いて洗浄し、エアブローによって乾燥させた。流路を画定していた第１の基部の面に２μＬの純水を滴下した。流路を画定していた第１の基部の面への純水の接触から１秒後の液滴の接触角を、協和界面科学株式会社製のＤＭｓ－４０１を用いて測定した。上記した方法と同じ方法によって、流路を画定していた第２の基部の面に対する純水の接触角を測定した。測定結果を表１に示す。
（吸着量）
接触角測定用のマイクロ流路デバイスの製造方法と同じ方法によって、吸着量測定用のマイクロ流路デバイスを作製した。接触角測定用のマイクロ流路デバイスをカッターを用いて割断し、流路を画定していた第１の基部の面を露出させた。飛行時間型二次イオン質量分析によって、流路を画定していた第１の基部の面における界面活性剤の吸着量を測定した。具体的に、以下に示す条件に従ってｎ＝２で実施されるＴＯＦ－ＳＩＭＳにより、トータルイオンの強度で規格化した界面活性剤の二次イオン（Ｃ３Ｈ７Ｏ＋）の相対強度を算出した。得られた値を、界面活性剤の吸着量として採用した。上記した方法と同じ方法によって、流路を画定していた第２の基部の面における界面活性剤の吸着量を測定した。測定結果を表１に示す。
・一次イオン：Ｂｉ３ ＋
・測定モード：Ｂｕｎｃｈｉｎｇ Ｍｏｄｅ
・測定面積：３００μｍ（面分解能：１２８×１２８ｐｉｘｅｌ）
・積算数：１６回
・極性：ｐｏｓｉｔｉｖｅ
（ＸＰＳ：シリカ成分／シリコーン成分）
シリコーン成分の存在量に対するシリカ成分の存在量の比を測定するためのＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）の測定条件を以下に示す。Ｘ線光電子分光法により検出されるシリカ成分のピーク及びシリコーン成分のピークを分離し、シリコーン成分の存在量（光電子総数：ｃ／ｓ（ｃｏｕｎｔ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ））に対するシリカ成分の存在量（光電子総数：ｃ／ｓ（ｃｏｕｎｔ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ））の比を求めた。
・Ｘ線源：単色化Ａｌ－Ｋα線（１００μｍΦ、２５Ｗ、１５ｋＶ）
・測定面積：３００μｍ（Ａｒｅａ測定）
・Ｐａｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ：５５ｅＶ
・帯電補正：あり（電子銃及び低速イオン銃の併用）
・光電子取り出し角：４５ｄｅｇｒｅｅ
・測定元素：Ｓｉ２ｐ
＜評価＞
作製したマイクロ流路デバイスを用いて、液滴形成の試験を行った。ただし、比較例１及び比較例２では、マイクロ流路デバイスを２枚のガラス板で挟み、マイクロ流路デバイスを加圧した状態で試験を行った。以下、試験の具体的な手順について、図５を参照して説明する。
第１の流路部３１ａに接続した開口部（不図示）より流路３１内へ１質量％の「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７」を含む純水を導入し、第２の流路部３１ｂに接続した開口部より流路３１内へフッ素オイル（ＮＯＶＥＣ７３００、３Ｍ社）を導入した。「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７」を含む純水とフッ素オイルとを合流点３１Ａで合流させた後、混合物を第３の流路部３１ｃに接続した開口部より回収した。上記した方法において、「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７」を含む純水の流量を２５ｍＬ／時間に保持したままフッ素オイルの流量を変化させることで、第１の流路部と第２の流路部との合流点でフッ素オイルを含む液滴（すなわち、油滴）を安定的に形成可能なフッ素オイルの流量の範囲を求めた。上記した範囲における最大値（すなわち、フッ素オイルの最大流量）を表１に示す。フッ素オイルを含む液滴が安定的に形成されたか否かは、合流点３１Ａを通過したフッ素オイルの流動様相及び油滴の形成状態に基づいて判断した。例えば、見かけ上、合流点３１Ａ以降の流路部３１Ｃにおいてフッ素オイルを含む相と純水を含む相とが交互に流れ、フッ素オイルを含む液滴が形成されていることが確認される場合、フッ素オイルを含む液滴が安定的に形成されたと判断した（例えば、図７参照）。ただし、合流点３１Ａ以降の流路部３１Ｃにおいて、合流点３１Ａを通過したフッ素オイルが液滴へ直ちに分裂せず、合流点３１Ａから液滴が形成されるまでの領域に存在するフッ素オイルの連続相の長さが、形成される液滴１個分の長さよりも大きい場合、フッ素オイルを含む液滴が安定的に形成されていないと判断した。
Figure 0007298028000001
表１に記載された項目「親水化処理」において、以下の略号は、それぞれ、次の意味を有する。
「Ｆ６８」：Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ６８（メルク社）
「Ｆ１２７」：Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７（メルク社）
「Ｌ４４」：Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｌ４４（メルク社）
表１に示す評価によれば、比較例１～４において、フッ素オイルを含む液滴（すなわち、油滴）が安定的に形成されなかった。一方、実施例１～１７において、フッ素オイルを含む液滴が安定的に形成された。上記の結果は、実施例１～１７において、高い親水性を有する固体表面により画定される流路を含むマイクロ流路デバイスが得られたことを示す。
＜実施例１０１＞
実施例１の工程１～工程５に示す手順に準ずる手順によって第１の基部と第２の基部とを貼り合わせ、図４に示されるような形状を有する流路（流路の幅：１００μｍ）を含むマイクロ流路デバイスを得た。１．５ｍｍ径の生検トレパン（貝印株式会社）を用いて、マイクロ流路デバイスの第１の基部に４つの開口部（すなわち、穴）を形成した。各開口部は、流路の末端に接続している（図４参照）。各開口部にＰＦＡチューブ（外径：１／１６”インチ、内径：０．５ｍｍ）を挿入した後、流路に面する第１の基部の表面及び第２の基部の表面に対して親水化処理を行った。以下、親水化処理の具体的な手順について、図４を参照して説明する。開口部４１から開口部４０にかけて５質量％の「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７」（メルク社）を含む純水（すなわち、処理液（１））を３ｍＬ／時間の流量で５分間流すとともに、開口部４２から開口部４３にかけてフッ素オイル（ＮＯＶＥＣ７３００、３Ｍ社）を５ｍＬ／時間の流量で５分間流すことで、開口部４１から開口部４０までをつなぐ流路に面する第１の基部の表面及び第２の基部の表面に対して親水化処理を行った。一方、開口部４２から開口部４３までをつなぐ流路に面する第１の基部の表面及び第２の基部の表面は、処理液（１）に接触しないため、親水化処理されていない。
上記した手順によって得られたマイクロ流路デバイスの特性を以下に示す。以下に示す界面活性剤の吸着量及び接触角は、上記「測定」の項で説明した方法によって測定した。
・界面活性剤の吸着量（第１の基部）：２．４×１０－２
・界面活性剤の吸着量（第２の基部）：２．４×１０－２
・接触角（第１の基部）：３１°
・接触角（第２の基部）：３１°
上記した手順によって得られたマイクロ流路デバイスを用いて、水中に分散した、水を内包する油滴（Ｗ／Ｏ／Ｗ）を製造した。以下、油滴の製造方法の具体的な手順について、図４を参照して説明する。開口部４２より流路３０内へ１質量％の塩化ナトリウム（富士フイルム和光純薬株式会社）と０．５質量％の「ｊｅｆｆａｍｉｎｅＥＤ２００１」（ハンツマン社）とを含む純水を３００μＬ／時間の流量で導入し、開口部４３より流路３０内へ１０質量％の「Ｋｒｙｔｏｘ １５７ ＦＳＨ」（ケマーズ社）を含むフッ素オイル（ＨＦＥ ７５００、３Ｍ社）を１．２ｍＬ／時間の流量で導入し、そして、開口部４０より流路３０内へ１質量％の塩化ナトリウムと１質量％の「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７」とを含む純水を１．８ｍＬ／時間の流量で導入した。開口部４２より導入された純水及び開口部４３より導入されたフッ素オイルは、疎水性の固体表面によって画定される合流点３０Ｂで油中水滴を形成した。そして、油中水滴は、親水性の固体表面によって画定される合流点３０Ａで開口部４０より導入された純水に合流することで、水中に分散した、水を内包する油滴を形成した。開口部４１は、回収部として使用した。得られた油滴は、８８．８μｍの内径及び１６６μｍの外径を有し、単分散な液滴であった。
２０２０年８月２５日に出願された日本国特許出願２０２０－１４１７０５号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記載された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。
１０：基部（第１の基部）
２０：対向基部（第２の基部）
３０、３１、３２：流路
３１ａ、３２ａ：第１の流路部
３１ｂ、３２ｂ：第２の流路部
３１ｃ、３２ｃ：第３の流路部
３２ｄ：第４の流路部
３２ｅ：第５の流路部
３０Ａ、３０Ｂ、３１Ａ、３２Ａ、３２Ｂ：合流点
４０、４１、４２、４３：開口部
１００：マイクロ流路デバイス
Ｄ１：液滴

Claims (26)

  1. 流路を画定する画定面を有し、シリコーンを含む基部を含み、
    前記基部の前記画定面は、界面活性剤を吸着した領域を含み、
    飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する前記基部の前記画定面に吸着した前記界面活性剤の二次イオン量の比が、０．０１以上である、
    マイクロ流路デバイス。
  2. 前記基部の前記画定面において前記界面活性剤を吸着した前記領域に対する水の接触角が、６０°以下である、請求項１に記載のマイクロ流路デバイス。
  3. 前記基部の前記画定面に吸着した前記界面活性剤が、アルキレンオキシド重合体である、請求項１又は請求項２に記載のマイクロ流路デバイス。
  4. 前記基部の前記画定面に吸着した前記界面活性剤が、エチレンオキシド－プロピレンオキシド共重合体である、請求項１又は請求項２に記載のマイクロ流路デバイス。
  5. 前記基部の前記画定面は、界面活性剤を吸着していない領域を更に含む、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
  6. 前記基部の前記画定面とともに前記流路を画定する画定面を有し、前記基部に接触する対向基部を更に含む、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
  7. 前記対向基部が、シリコーンを含む、請求項６に記載のマイクロ流路デバイス。
  8. 前記対向基部が、ガラス及びステンレス鋼からなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項６に記載のマイクロ流路デバイス。
  9. 前記対向基部の前記画定面は、界面活性剤を吸着した領域を含み、飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する前記対向基部の前記画定面に吸着した前記界面活性剤の二次イオン量の比が、０．０１以上である、請求項６～請求項８のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
  10. 前記対向基部の前記画定面において前記界面活性剤を吸着した前記領域に対する水の接触角が、６０°以下である、請求項９に記載のマイクロ流路デバイス。
  11. 前記対向基部の前記画定面に吸着した前記界面活性剤が、アルキレンオキシド重合体である、請求項９又は請求項１０に記載のマイクロ流路デバイス。
  12. 前記対向基部の前記画定面に吸着した前記界面活性剤が、エチレンオキシド－プロピレンオキシド共重合体である、請求項９又は請求項１０に記載のマイクロ流路デバイス。
  13. 前記対向基部の前記画定面は、界面活性剤を吸着していない領域を更に含む、請求項９～請求項１２のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
  14. 前記流路が、第１の流路部と、前記第１の流路部に合流する第２の流路部と、前記第１の流路部と前記第２の流路部との合流点に接続する第３の流路部と、を含む、請求項１～請求項１３のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
  15. 前記流路が、第１の流路部と、前記第１の流路部に合流する第２の流路部と、前記第１の流路部と前記第２の流路部との合流点に接続する第３の流路部と、前記第３の流路部に合流する第４の流路部と、前記第３の流路部と前記第４の流路部との合流点に接続する第５の流路部と、を含む、請求項１～請求項１３のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
  16. 油滴を製造するために用いられる、請求項１～請求項１５のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
  17. 気泡を製造するために用いられる、請求項１～請求項１５のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
  18. マイクロカプセルを製造するために用いられる、請求項１～請求項１５のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
  19. 多重エマルションを製造するために用いられる、請求項１～請求項１５のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
  20. 気泡を内包する液滴を製造するために用いられる、請求項１～請求項１５のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
  21. 請求項１～請求項１５のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイスを用いる油滴の製造方法であって、マイクロ流路デバイスの流路内で油を含む液体と水を含む液体とを合流させて、油滴を得ることを含む、油滴の製造方法。
  22. 請求項１～請求項１５のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイスを用いる気泡の製造方法であって、マイクロ流路デバイスの流路内で液体と気体とを合流させて、気泡を得ることを含む、気泡の製造方法。
  23. 請求項１～請求項１５のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイスを用いるマイクロカプセルの製造方法であって、マイクロ流路デバイスの流路内で油を含む液体と水を含む液体とを合流させて、マイクロカプセルを得ることを含む、マイクロカプセルの製造方法。
  24. 請求項１～請求項１５のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイスを用いる多重エマルションの製造方法であって、マイクロ流路デバイスの流路内で少なくとも３種の液体を合流させて、多重エマルションを得ることを含む、多重エマルションの製造方法。
  25. 請求項１～請求項１５のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイスを用いる気泡を内包する液滴の製造方法であって、マイクロ流路デバイスの流路内で、気体と、油を含む液体と、水を含む液体とを合流させて、気泡を内包する液滴を得ることを含む、気泡を内包する液滴の製造方法。
  26. 溝を有する面を有し、シリコーンを含む第１の基部を準備することと、
    前記第１の基部の前記面に対して、酸素、アルゴン及び窒素からなる群より選択される少なくとも１種を含むガスの存在下でプラズマ処理を行うことと、
    前記第１の基部に接触するための面を有する第２の基部を準備することと、
    前記第２の基部の前記面に対して、酸素、アルゴン及び窒素からなる群より選択される少なくとも１種を含むガスの存在下でプラズマ処理を行うことと、
    前記第１の基部の前記面においてＸ線光電子分光法によって測定されるシリコーン成分の存在量に対するシリカ成分の存在量の比が１．５以上である間に、前記プラズマ処理が行われた前記第１の基部の前記面に、前記プラズマ処理が行われた前記第２の基部の前記面を接触させて、前記第１の基部と前記第２の基部とによって画定される流路を形成することと、
    前記流路内に界面活性剤を含む組成物を流通させることと、
    前記第１の基部の前記組成物に接触する部分に前記界面活性剤を吸着させ、飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する前記第１の基部に吸着した前記界面活性剤の二次イオン量の比を０．０１以上に調節することと、
    前記第２の基部の前記組成物に接触する部分に前記界面活性剤を吸着させ、飛行時間型二次イオン質量分析により検出されるトータルイオン量に対する前記第２の基部に吸着した前記界面活性剤の二次イオン量の比を０．０１以上に調節することと、
    を含むマイクロ流路デバイスの製造方法。
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