JPWO2006098370A1 - DELAY CIRCUIT, MICROCHIP HAVING ADJUSTING MECHANISM FOR EFFECTIVE PASSING TIME OF PATH, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME - Google Patents

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Abstract

本発明は、予め作製された流路構成に対して、その作製後に部分的な変更操作を施すことにより、遅延装置の通過に要する実効的な所要時間を所望の範囲で調整可能な新たな遅延装置の構造、ならびに、その製造方法を提供する。例えば、最短の経路となる側壁面から、流路拡張部(201)に内部領域へ、最短の経路となる側壁面に沿った流線上の液体の進行を妨げることが可能な障害構造(202)を付加し、最短の経路となる側壁面と、障害構造の側壁面の双方に沿って、液体の進行する流線へと変更することで、流路上流部分の末端から流路下流部分の先端に達する、液体の進行する流線の延長を図り、通過時間の延長(遅延量)を得る。この通過時間の延長(遅延量)の調節は、障害構造の張り出し量、ならびに、設ける障害構造の個数を選択することで、広い範囲で設定可能となる。The present invention provides a new delay that can adjust the effective time required for passing through the delay device within a desired range by performing a partial change operation on the flow path configuration that has been prepared in advance. An apparatus structure and a manufacturing method thereof are provided. For example, the obstruction structure (202) that can prevent the progress of the liquid on the streamline along the side wall surface that is the shortest path from the side wall surface that is the shortest path to the internal region of the flow path extension (201). To the streamline where the liquid travels along both the side wall surface which is the shortest path and the side wall surface of the obstacle structure, so that the tip of the downstream part of the flow path is changed from the end of the upstream part of the flow path. The flow line that reaches the liquid is extended and the passage time is extended (delay amount). The adjustment of the extension (delay amount) of the passage time can be set in a wide range by selecting the amount of overhanging the obstacle structure and the number of obstacle structures to be provided.

Description

本発明は、生化学的検査に利用される、液体試料の流路を有するマイクロチップと、その作製方法に関し、特には、該生化学的検査の対象となる溶質分子を溶解している液体試料がマイクロチップ上に設ける流路を通過する際、流路の所定領域の通過に要する実効的な所要時間を所望の範囲で調整可能な機構を具えたマイクロチップと、その流路の所定領域の通過に要する実効的な所要時間の調整方法に関する。   The present invention relates to a microchip having a flow path for a liquid sample, which is used for biochemical inspection, and a method for producing the microchip, and in particular, a liquid sample in which solute molecules to be subjected to biochemical inspection are dissolved. Passing through a channel provided on the microchip, a microchip having a mechanism capable of adjusting an effective time required for passing through a predetermined region of the channel within a desired range, and a predetermined region of the channel. The present invention relates to a method for adjusting an effective time required for passage.

生化学的検査として、例えば、採取された微量の液体試料中に含まれる溶質分子の分析を行う際、僅かな液量のサンプルの取り扱いに適する、微小容量の検査用容器の使用が必須の要件となる。この目的から、微小容量の検査用容器として、微細サイズの液溜めならびに流路で構成される「マイクロチップ」の利用が進められている。「マイクロチップ」は、基板表面に、液溜めならびに流路となる所定パターンの凹部を形成し、その基板表面を覆う蓋部を設けることで、基板表面の凹部が、流路の下面と両側壁面を、その開口部を覆う蓋部の下面が、流路の上面をそれぞれ構成することで、例えば、上下、両側の4面で囲まれた矩形状の断面形状を有する「流路空間」が形成される。   As a biochemical test, for example, when analyzing solute molecules contained in a small amount of collected liquid sample, it is essential to use a small-capacity test container that is suitable for handling a small amount of sample. It becomes. For this purpose, a “microchip” composed of a micro-sized liquid reservoir and a flow path is being used as a micro-capacity inspection container. A “microchip” has a concave portion of a predetermined pattern that serves as a liquid reservoir and a flow path on a substrate surface, and a lid portion that covers the substrate surface is provided so that the concave portion on the substrate surface is connected to the lower surface of the flow path and both side walls. The lower surface of the lid that covers the opening constitutes the upper surface of the flow path, so that, for example, a “flow path space” having a rectangular cross-sectional shape surrounded by four surfaces on the top and bottom and both sides is formed. Is done.

「マイクロチップ」を利用する生化学的な検査では、「マイクロチップ」内の流路を介して、溶媒中に溶解されている、目的とする溶質分子を所望の部位まで輸送して、各種の生化学的な検査に供する。その際、流路を介して、「マイクロチップ」内の所望の部位へ、目的とする溶質分子を輸送する手段として、種々の輸送手段が利用されている。   In biochemical inspection using a “microchip”, various solute molecules dissolved in a solvent are transported to a desired site via a flow path in the “microchip”, and various kinds of Subject to biochemical examination. At that time, various transport means are used as means for transporting the target solute molecule to a desired site in the “microchip” via the channel.

例えば、輸送対象の溶質分子が、溶液中に形成される電界によって移動可能なものである際には、輸送に利用される流路に沿って電位勾配を形成し、この電位勾配(電界)を利用して、流路内に満たされる溶媒中を溶質分子を移動させることで、所望の部位へ目的とする溶質分子を輸送する方法がある。この電気泳動(または電気浸透流)を応用する輸送手法を利用することで、DNA鎖の伸長を行う反応セルに対して独立した流路を介して連結される、個別の液溜め中に収納される4種類のdNTP(ヌクレオチド)溶液中の各dNTPを、各流路に対する電界印加のタイミングを制御することにより、所望の時間タイミングで反応セルに導入する(輸送する)手法が提案されている(特許文献1: 特開2001−5637号公報)。   For example, when a solute molecule to be transported is movable by an electric field formed in a solution, a potential gradient is formed along a flow path used for transportation, and this potential gradient (electric field) is There is a method of transporting a target solute molecule to a desired site by utilizing and moving the solute molecule in a solvent filled in the flow path. By using a transport method that applies this electrophoresis (or electroosmotic flow), it is housed in a separate reservoir that is connected to the reaction cell that extends the DNA strand via an independent channel. A method of introducing (transporting) each dNTP in each of the four types of dNTP (nucleotide) solutions into the reaction cell at a desired time timing by controlling the timing of electric field application to each flow path has been proposed ( Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2001-5637).

また、チュービング・ポンプの液輸送原理を利用した、マイクロバルブ・マイクロポンプを基板上に作製し、かかるマイクロバルブ・マイクロポンプと集積して形成される流路内の液輸送を行う方法も提案されている(特許文献2: 特開2004−291187号公報)。このマイクロポンプでは、静電的に駆動されるマイクロ・フランジャー型の加圧・減圧機構を利用して、マイクロバルブの開閉動作を行わせ、連続して配置されるマイクロバルブの開閉タイミングを制御することにより、チュービング・ポンプと同等の液輸送機構(微小な定量ポンプ)を構成している。マイクロ・フランジャー型の加圧・減圧機構の駆動に用いる印加電圧、その印加周期等を調整することで、該マイクロポンプによって、単位時間当たり輸送される液量(流速)を一定の範囲内で調節することが可能となっている。   Also proposed is a method of making a microvalve / micropump on a substrate using the liquid transport principle of a tubing pump and transporting the liquid in a flow path formed by integrating the microvalve / micropump. (Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-291187). This micro pump uses an electrostatically driven micro flanger-type pressurizing / depressurizing mechanism to open and close the microvalves and control the opening and closing timings of the continuously arranged microvalves. Thus, a liquid transport mechanism (a minute metering pump) equivalent to a tubing pump is configured. By adjusting the applied voltage used to drive the micro-flange type pressurizing / depressurizing mechanism, the application cycle, etc., the amount of liquid transported per unit time (flow velocity) is adjusted within a certain range by the micropump. It is possible to do.

その他、「マイクロチップ」内の流路は、微小な断面積を有するので、かかる流路の内壁面と液体試料の濡れ性、液体試料自体の表面張力に因る、毛細管現象を利用して、流路内を介して液体試料を輸送する手法も利用可能である。その際、毛細管現象は、流路の内壁面と液体試料の濡れ性が乏しくなると、機能を失うという特徴を利用し、流路の一部領域の内壁面を、溶媒の濡れ性を変化可能な構成とすることで、溶媒の濡れ性が劣る状態では、かかる領域を超えて、毛細管現象による溶液の輸送は起こらず、一方、溶媒の濡れ性が優れた状態では、かかる領域を超えた、毛細管現象による溶液輸送が進行するという、「流通制御機構」を設けた「マイクロチップ」が提案されている(特許文献3: 特開2003−43052号公報)。例えば、流路中に、溶媒の濡れ性が劣る材料で内壁面を形成する領域として、溶媒が水の場合に、温度に応じてその疎水性の度合いが変化する、疎水性材料で内壁面を形成する領域を設け、当該領域の温度を調節することで、疎水性の度合いを変化させることで、かかる領域を超えた毛細管現象による溶液輸送が起こる状態(流通)と起こらない状態(停止)の選択が可能となる。具体的には、かかる領域の温度を「温度調節装置」、例えば、ペルチェ素子を用いて変化させると、室温付近では、高い疎水性を示す状態のものも、一般に、温度が上昇するとともに、相対的な疎水性の度合いが低下し、かかる「疎水性領域」を超えて、毛細管現象による溶液の輸送が可能となる。   In addition, since the flow path in the “microchip” has a minute cross-sectional area, utilizing the capillary phenomenon due to the wettability of the inner wall surface of the flow path and the liquid sample, and the surface tension of the liquid sample itself, A method of transporting a liquid sample through the flow path can also be used. At that time, the capillary phenomenon can change the wettability of the solvent on the inner wall surface of a partial region of the channel by utilizing the feature that the function is lost when the inner wall surface of the channel and the liquid sample become poor in wettability. By adopting a structure, in a state where the wettability of the solvent is inferior, transport of the solution by capillary action does not occur beyond the region, while in a state where the solvent wettability is excellent, the capillary beyond the region is used. A “microchip” provided with a “distribution control mechanism” in which solution transportation by a phenomenon proceeds has been proposed (Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-43052). For example, as a region where the inner wall surface is formed of a material with poor solvent wettability in the flow path, when the solvent is water, the degree of hydrophobicity changes depending on the temperature. By providing a region to be formed and adjusting the temperature of the region to change the degree of hydrophobicity, a state in which solution transport occurs by capillary action beyond the region (circulation) and a state in which it does not occur (stop) Selection becomes possible. Specifically, when the temperature of such a region is changed by using a “temperature control device”, for example, a Peltier element, those that show high hydrophobicity in the vicinity of room temperature generally rise in temperature and The degree of hydrophobicity is reduced, and the solution can be transported by capillary action beyond the “hydrophobic region”.

上記の基板上に集積して作製されるマイクロバルブ・マイクロポンプを利用して、流路を流れる液体の流速を調整することで、流路内の所定領域を液が通過する際に要する時間を制御することが可能である。また、前記流路の一部に「疎水性領域」を設け、温度を調整することで、かかる「疎水性領域」の内壁面の疎水性の度合いを変化させ、毛細管現象による溶液の輸送の可否を選択する「スイッチ機構」を利用することで、流路内の所定領域を液が通過可能となるまでの「待ち時間」を制御することが可能である。但し、これらの手段では、「マイクロバルブ・マイクロポンプ」あるいは「温度調節装置」などの調節機構を、「マイクロチップ」内の流路と一体化して設ける構成とし、同時に、「マイクロバルブ・マイクロポンプ」あるいは「温度調節装置」などの調節機構の動作をコントロールする「動作制御用の外部回路部」を付設することが必要である。   By adjusting the flow rate of the liquid flowing through the flow path using the microvalve / micropump which is manufactured by being integrated on the substrate, the time required for the liquid to pass through a predetermined region in the flow path is reduced. It is possible to control. In addition, by providing a “hydrophobic region” in a part of the flow path and adjusting the temperature, the degree of hydrophobicity of the inner wall surface of the “hydrophobic region” is changed, and whether or not the solution can be transported by capillary action By utilizing a “switch mechanism” that selects “a”, it is possible to control a “waiting time” until the liquid can pass through a predetermined region in the flow path. However, in these means, an adjustment mechanism such as a “microvalve / micropump” or a “temperature adjustment device” is integrated with the flow path in the “microchip”, and at the same time, the “microvalve / micropump” It is necessary to provide an “external circuit section for operation control” for controlling the operation of an adjusting mechanism such as “or a temperature adjusting device”.

特に、「マイクロバルブ・マイクロポンプ」あるいは「温度調節装置」などの調節機構を、「マイクロチップ」内の流路と一体化して設ける構成を採用するため、マイクロチップ自体の液溜め、流路構成の作製に加えて、これら内蔵される調節機構を集積して作製する工程は、個々の「マイクロチップ」の作製コストを大幅に引き上げる要因となっている。また、流路の一部に、「マイクロバルブ・マイクロポンプ」や「疎水性領域」を一体化して、組込む構成とするため、マイクロチップ自体の液溜め、流路構成を設計する上でも、大きな制約が加わることになる。
特開2001−5637号公報 特開2004−291187号公報 特開2003−43052号公報
In particular, since a configuration in which an adjustment mechanism such as a “microvalve / micropump” or “temperature control device” is integrated with the flow path in the “microchip” is adopted, the liquid reservoir of the microchip itself, the flow path configuration In addition to the above manufacturing, the process of integrating these built-in adjustment mechanisms is a factor that significantly increases the manufacturing cost of each “microchip”. In addition, since the “microvalve / micropump” and the “hydrophobic region” are integrated into a part of the flow path, the liquid is stored in the microchip itself. Restrictions are added.
JP 2001-5637 A JP 2004-291187 A JP 2003-43052 A

一方、自宅や屋外などで実施される「その場」検査用の「マイクロチップ」では、上記の「マイクロバルブ・マイクロポンプ」あるいは「温度調節装置」などの調節機構の動作をコントロールする「動作制御用の外部回路部」ような外付け装置が不要な構成が望まれている。同時に、使い捨てタイプの「その場」検査用の「マイクロチップ」では、安価な作製コストで製造可能な構成が求められている。現在、「マイクロチップ」を利用する「その場」検査において測定されている項目は、尿のpHや血糖値など、少数の項目である。しかしながら、将来的には「その場」検査の適用が望まれる検査項目として、多くの検査項目が検討されている。「マイクロチップ」を利用する「その場」検査が検討されている項目の中には、試料中に含まれる対象物質の検出に利用される反応を行う際、「マイクロチップ」内の流路を介して輸送される液体試料の実効的な進行速度を調節し、反応場(部位)に液体試料が到達するタイミングを調節する必要のある項目が数多く含まれている。例えば、先に述べたように外付けの装置を必要とする「マイクロチップ」構成、あるいは、高い作製コストを有する「マイクロバルブ・マイクロポンプ」を「マイクロチップ」中に集積する構造を有する「マイクロチップ」構成は、使い捨てタイプの「その場」検査用の「マイクロチップ」として、広範な利用を進める上で、大きな障害要因ともなる。   On the other hand, in “in-situ” inspection “microchip” carried out at home or outdoors, “operation control” controls the operation of the above-mentioned adjustment mechanism such as “microvalve / micropump” or “temperature controller”. Therefore, a configuration that does not require an external device such as an “external circuit unit” is desired. At the same time, disposable “in-situ” inspection “microchips” are required to have a structure that can be manufactured at low cost. Currently, the items measured in the “in-situ” test using the “microchip” are a small number of items such as urine pH and blood glucose level. However, in the future, many inspection items are being examined as inspection items for which application of “in-situ” inspection is desired. Among the items that are under consideration for “in-situ” inspection using a “microchip”, a flow path in the “microchip” is used when performing a reaction used to detect a target substance contained in a sample. There are many items that need to be adjusted in order to adjust the timing at which the liquid sample reaches the reaction field (site) by adjusting the effective traveling speed of the liquid sample transported through. For example, as described above, a “microchip” configuration that requires an external device, or a “microvalve / micropump” having a high production cost is integrated in a “microchip”. The “chip” configuration is a major obstacle to widespread use as a “microchip” for disposable “in-situ” inspection.

さらに、一般に、検出に利用する反応場(部位)に液体試料が到達すべきタイミングは、検査項目ごとに異なる。すなわち、「マイクロチップ」を利用する「その場」検査法を、多くの検査対象項目に適用する際には、各検査項目に適合する、液体試料の到達タイミングに調整された多種類の「マイクロチップ」を用意する必要がある。多種の検査項目ごとに、液体試料の到達タイミングが調整された「マイクロチップ」を個別に設計・製造することは、「マイクロチップ」の製造単価の上昇を引き起こす一因ともなる。   Furthermore, generally, the timing at which the liquid sample should reach the reaction field (site) used for detection differs for each inspection item. In other words, when the “in-situ” inspection method using “microchip” is applied to many items to be inspected, many types of “micro-chips” that are suitable for each inspection item and adjusted to the arrival timing of the liquid sample. It is necessary to prepare a “chip”. Individually designing and manufacturing “microchips” in which the arrival timing of the liquid sample is adjusted for each of various types of inspection items also contributes to an increase in the manufacturing cost of “microchips”.

すなわち、「その場」検査用の「マイクロチップ」では、検出に利用する反応場(部位)に液体試料が到達すべきタイミングを調節する手段として、「マイクロバルブ・マイクロポンプ」を「マイクロチップ」中に集積する構造、あるいは、上記の「マイクロバルブ・マイクロポンプ」や「温度調節装置」などの調節機構の動作をコントロールする「動作制御用の外部回路部」ような外付け装置を要する構成に代えて、「マイクロチップ」自体の流路構成を変更することにより、液体試料の到達タイミングの調節を図る手法の利用が望ましい。例えば、「マイクロチップ」自体の流路構成中に、前記液体試料の到達タイミングの調節に利用可能な「遅延装置」を組み込むことによって、流路の所定領域の通過に要する実効的な所要時間を所望の範囲で調整可能な「遅延時間の調節機能」を具えた「マイクロチップ」の利用が望ましい。具体的には、「マイクロチップ」自体の流路構成において、かかる「遅延装置」を除く、流路は共通の構成を採用した上で、該「遅延装置」部分の流路構成を変更することにより、流路の所定領域の通過に要する実効的な所要時間を所望の範囲で調整可能な「遅延時間の調節機能」を達成できる、汎用性を有する「遅延装置」を内蔵する「マイクロチップ」の利用が望ましい。すなわち、複数の検査項目に対応可能な汎用性を有する、基本的な流路構成を採用する「流路共通部分」と、その流路内に「遅延装置」を含んでなる「可変流路部分」とを組み合わせて使用する「マイクロチップ」において、該「遅延装置」として、予め作製された流路構成に対して、その作製後に部分的な変更操作を施すことにより、該「遅延装置」を含む「可変流路部分」の通過に要する実効的な所要時間を所望の範囲で調整可能な「遅延時間の調節機能」を有する新たな「遅延装置」の提案が望まれている。   That is, in the “microchip” for “in situ” inspection, “microvalve / micropump” is used as a “microchip” as means for adjusting the timing at which the liquid sample should reach the reaction field (site) used for detection. A structure requiring an external device such as an “integrated circuit” or an “external circuit section for operation control” for controlling the operation of the adjusting mechanism such as the “microvalve / micropump” and the “temperature adjusting device”. Instead, it is desirable to use a technique for adjusting the arrival timing of the liquid sample by changing the flow path configuration of the “microchip” itself. For example, by incorporating a “delay device” that can be used to adjust the arrival timing of the liquid sample in the flow path configuration of the “microchip” itself, the effective time required for passing through a predetermined region of the flow path can be reduced. It is desirable to use a “microchip” having a “delay time adjustment function” that can be adjusted within a desired range. Specifically, in the flow path configuration of the “microchip” itself, the flow path configuration of the “delay device” portion is changed after adopting a common configuration for the flow path except for the “delay device”. "Microchip" with built-in versatile "delay device" that can achieve a "delay time adjustment function" that can adjust the effective time required to pass through a predetermined area of the flow path within a desired range Use of is desirable. In other words, a “variable flow path portion” including a “flow path common portion” that adopts a basic flow path configuration having versatility that can handle a plurality of inspection items, and a “delay device” in the flow path. In the “microchip” used in combination with the “delay device”, the “delay device” can be changed by performing a partial change operation on the pre-manufactured flow path configuration after the fabrication. A proposal of a new “delay device” having a “delay time adjustment function” capable of adjusting an effective required time required for passing through the “variable flow path portion” in a desired range is desired.

本発明は前記の課題を解決するものであり、本発明の目的は、「マイクロチップ」を構成する流路中に挿入する形態で、他の「流路共通部分」と一体的に作製することができる「遅延装置」であり、また、予め作製された流路構成に対して、その作製後に部分的な変更操作を施すことにより、該「遅延装置」を含む「可変流路部分」の通過に要する実効的な所要時間を所望の範囲で調整可能な「遅延時間の調節機能」を有する新たな「遅延装置」、ならびに、その製造方法を提供することにある。   The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to be integrally formed with other “channel common parts” in a form of being inserted into the channels constituting the “microchip”. The "delay device" is capable of passing through the "variable flow channel portion" including the "delay device" by applying a partial change operation to the pre-fabricated flow channel configuration after the fabrication. It is another object of the present invention to provide a new “delay device” having a “delay time adjustment function” capable of adjusting an effective required time required for a desired range within a desired range, and a manufacturing method thereof.

本発明者は、前記課題を解決すべく、検討を進めた。その際、「マイクロチップ」を構成する流路を微小な断面積を有するものとし、かかる流路の内壁面と液体試料の濡れ性、液体試料自体の表面張力に因る、毛細管現象を利用して、流路内を介して液体試料を輸送する手法を採用する際、この毛細管現象に伴って液体試料が輸送される流路の「長さ」、あるいは、毛細管現象に因る液体試料の「進行速度」を変更すると、当該「流路部分(領域)」を液体試料が通過するに要する時間を「一定の範囲」内で変えることが可能であることを見出した。また、毛細管現象に伴って液体試料が輸送される流路の「長さ」、あるいは、毛細管現象に因る液体試料の「進行速度」は、下記する機構に基づき、主に、流路の内壁面と液体試料の濡れ性、ならびに、内壁面に沿った「流線」を調整することによって、「一定の範囲」内で変えることが可能であることを見出した。   The present inventor has proceeded with studies to solve the above problems. At that time, the flow path constituting the “microchip” has a minute cross-sectional area, and the capillary phenomenon due to the wettability of the inner wall surface of the flow path and the liquid sample and the surface tension of the liquid sample itself is used. Thus, when adopting a method of transporting a liquid sample through the flow path, the “length” of the flow path through which the liquid sample is transported along with the capillary phenomenon, or “ It has been found that when the “advance speed” is changed, the time required for the liquid sample to pass through the “channel portion (region)” can be changed within a “certain range”. In addition, the “length” of the flow channel through which the liquid sample is transported with capillary action or the “advance speed” of the liquid sample due to capillary action is mainly based on the mechanism described below. It has been found that by changing the wettability between the wall surface and the liquid sample and the “streamline” along the inner wall surface, it can be changed within a “certain range”.

先ず、所定組成を有する液体試料自体の表面張力は、一般に、周辺の気相雰囲気、その圧力、温度に依存するが、周辺の気相雰囲気、その圧力、温度の条件を同じ条件に維持すると、気/液界面の曲率のみに依存して、高い再現性で等価な表面張力が得られる。一方、流路の内壁面と液体試料の濡れ性に依存して、液体試料と流路の内壁面との接触境界が前進すると、流路内に形成される気/液界面の曲率が変化し、この気/液界面の曲率変化に付随する表面張力の変化が、毛細管現象に因る液体試料の「進行速度」を決定している。流路の内壁面と液体試料の濡れ性を減少させると、液体試料と流路の内壁面との接触境界が前進する「速度」が減少するため、かかる毛細管現象に因る液体試料の「進行速度」も、対応して減少する。逆に、流路の内壁面と液体試料の濡れ性を増加させると、液体試料と流路の内壁面との接触境界が前進する「速度」が増加するため、かかる毛細管現象に因る液体試料の「進行速度」も、対応して増加する。   First, the surface tension of a liquid sample itself having a predetermined composition generally depends on the surrounding gas phase atmosphere, its pressure and temperature, but if the surrounding gas phase atmosphere, its pressure and temperature conditions are maintained under the same conditions, Depending on only the curvature of the gas / liquid interface, an equivalent surface tension can be obtained with high reproducibility. On the other hand, depending on the wettability of the inner wall surface of the channel and the liquid sample, when the contact boundary between the liquid sample and the inner wall surface of the channel advances, the curvature of the gas / liquid interface formed in the channel changes. The change in the surface tension accompanying the change in curvature at the gas / liquid interface determines the “advance speed” of the liquid sample due to the capillary phenomenon. When the wettability between the inner wall surface of the flow channel and the liquid sample is reduced, the “velocity” at which the contact boundary between the liquid sample and the inner wall surface of the flow channel advances is reduced. The “speed” also decreases correspondingly. Conversely, increasing the wettability of the inner wall surface of the flow channel and the liquid sample increases the “speed” at which the contact boundary between the liquid sample and the inner wall surface of the flow channel advances, so the liquid sample due to this capillary phenomenon The "progression speed" of the correspondingly increases.

一方、毛細管現象に因る液体試料の「進行」が進む「流線」は、流路の内壁面と液体試料の濡れ性により引き起こされる、液体試料と流路の内壁面との接触境界が前進する道筋に沿ったものとなる。すなわち、液体試料と流路の内壁面との接触境界が前進する道筋に沿った「流線」の実効的な「延べ長さ」を延ばすと、毛細管現象に因る液体試料の「進行速度」自体は変化しなくとも、当該「流路部分(領域)」を液体試料が通過するに要する時間を長くすることが可能となる。すなわち、液体試料と流路の内壁面との接触境界が前進する道筋は、流路の内壁面と液体試料の濡れ性に依存して決まり、例えば、液体試料との濡れ性に優れた、特定の「流路の内壁面」に沿ったものとすることが可能である。仮に、この液体試料との濡れ性に優れた「流路の内壁面」の「延べ長さ」を延ばすと、「流線」の実効的な「延べ長さ」を延ばすことが可能となる。   On the other hand, the “streamline” where the “progress” of the liquid sample due to capillary action advances is caused by the contact boundary between the liquid sample and the inner wall surface of the flow path, which is caused by the wettability of the inner wall surface and the liquid sample. It will be along the way. In other words, if the effective "total length" of the "streamline" along the path along which the contact boundary between the liquid sample and the inner wall surface of the flow path advances, the "advance speed" of the liquid sample due to capillary action Even if the liquid sample itself does not change, the time required for the liquid sample to pass through the “flow channel portion (region)” can be lengthened. In other words, the path along which the contact boundary between the liquid sample and the inner wall surface of the flow path advances depends on the wettability of the inner wall surface of the flow path and the liquid sample. Along the “inner wall surface of the channel”. If the “total length” of the “inner wall surface of the channel” having excellent wettability with the liquid sample is extended, the effective “total length” of the “streamline” can be extended.

本発明者は、以上の知見に基づき、「遅延装置」を構成する「流路部分(領域)」に関して、
その流路の内壁面と液体試料の濡れ性を増減することで、当該「流路部分(領域)」の内壁面に沿って進んでいく、毛細管現象に因る液体試料の「進行速度」を増減させる、あるいは、
前記流路の内壁面と液体試料の濡れ性により決定される、内壁面に沿った「流線」を、部分的に内壁面を付加することにより、増減させる、
この二つの手段を応用することで、「流路部分(領域)」を液体試料が通過するに要する時間を「一定の範囲」内で調節可能な「遅延装置」として機能することを見出し、本発明を完成するに到った。
Based on the above knowledge, the present inventor relates to the “flow path portion (region)” constituting the “delay device”.
By increasing or decreasing the wettability between the inner wall surface of the flow channel and the liquid sample, the “advance speed” of the liquid sample due to the capillary phenomenon progresses along the inner wall surface of the “channel portion (region)”. Increase or decrease, or
"Streamline" along the inner wall surface, determined by the wettability of the inner wall surface of the channel and the liquid sample, is increased or decreased by partially adding the inner wall surface,
By applying these two means, we found that this functioned as a “delay device” that can adjust the time required for the liquid sample to pass through the “channel part (region)” within a “certain range”. The invention has been completed.

すなわち、本発明の第一の形態にかかる遅延装置は、
基板上に形成される流路中を液体が毛細管現象によって、該流路上流から該流路下流へと進行する際、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
流路上流部分と流路下流部分の間に設ける遅延時間調節用の流路構造は、
該流路の途中に設ける流路拡張部と、
該流路拡張部の一部を占める障害構造とを形成してなる構成を有し、
流路上流部分から、該流路拡張部を経由して、流路下流部分へと液体の液面端が進行する際、前記障害構造によって、液体液面端の進行が妨げられ、該流路拡張部を経由する、液体液面端の進行の流線が延長されることにともなって、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間の遅延が達成される
ことを特徴とする遅延装置である。
That is, the delay device according to the first aspect of the present invention is
When the liquid travels in the flow path formed on the substrate from the upstream side of the flow path to the downstream side of the flow path due to capillary action, the liquid liquid A delay device having a function of adjusting a time required for the surface edge to reach,
The channel structure for adjusting the delay time provided between the channel upstream portion and the channel downstream portion is:
A channel extension provided in the middle of the channel;
It has a configuration formed by forming an obstacle structure that occupies a part of the flow path expansion portion,
When the liquid surface end of the liquid travels from the upstream portion of the flow path to the downstream portion of the flow path via the flow path extension, the obstruction structure prevents the liquid surface end from proceeding, and the flow path Along with the extension of the streamline of the liquid liquid surface edge passing through the expansion part,
The delay device is characterized in that a delay in time required for the liquid surface end of the liquid to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path is achieved.

その際、前記流路拡張部は、前記流路の幅より拡張された流路幅を有し、
前記流路上流部分の流路拡張部への出口と、流路拡張部から流路下流部分への入口とを結ぶ最短の経路の長さは、前記拡張された流路幅と等しく選択されている構成とすることができる。
At that time, the flow channel expanding portion has a flow channel width expanded from the width of the flow channel,
The length of the shortest path connecting the outlet to the flow channel extension portion in the upstream portion of the flow channel and the inlet from the flow channel extension portion to the downstream portion of the flow channel is selected to be equal to the expanded flow channel width. It can be set as a structure.

本発明の第一の形態にかかる遅延装置では、例えば、
前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる前記流路拡張部を形成する前記基板として、可塑性材料からなる基板を選択し、
前記流路拡張部に付加される障害構造は、
前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する壁状構造の形状に形成されている態様を選択することが可能である。
In the delay device according to the first aspect of the present invention, for example,
A substrate made of a plastic material is selected as the substrate that forms the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, and the flow channel expansion portion provided at a portion connecting the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion. ,
The obstacle structure added to the flow path extension is:
The plastic material constituting the substrate is deformed to select a mode in which a shape of a wall-like structure protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region is formed in the flow channel expansion portion. Is possible.

あるいは、前記流路拡張部に付加される障害構造は、
少なくとも、その上面は、前記液体に対する濡れ性が乏しい疎溶媒性の材料からなる面を有する障害物であって、
前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する平面形状の前記障害物を、前記流路拡張部の底面上に付加することで形成されている態様を選択することも可能である。
Alternatively, the obstacle structure added to the flow path extension is:
At least the upper surface is an obstacle having a surface made of a lyophobic material with poor wettability to the liquid,
A mode is selected in which the obstruction having a planar shape protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region is added to the flow channel expansion portion on the bottom surface of the flow channel expansion portion. It is also possible.

さらには、前記流路拡張部に付加される障害構造は、
前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ、複数形成されており、
前記最短の経路となる側壁面と、該複数の障害構造の側壁面の双方に沿って、前記液体の進行する流線へと変更することで、前記流路上流部分からの出口から前記流路下流部分への入口に達する、前記液体の進行する流線の延長が図られている態様を選択することも可能である。
Furthermore, the obstacle structure added to the flow path extension is:
From the side wall surface serving as the shortest path to the internal region in the flow path expansion portion, a plurality of these are formed,
The flow path is changed from the outlet from the upstream portion of the flow path by changing the flow path along which the liquid travels along both the side wall surface serving as the shortest path and the side wall surfaces of the plurality of obstacle structures. It is also possible to select an embodiment in which the stream line of the liquid that reaches the inlet to the downstream part is extended.

本発明の第二の形態にかかる遅延装置は、
基板上に形成される流路中を液体が毛細管現象によって、該流路上流から該流路下流へと進行する際、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
流路上流部分と流路下流部分の間に設ける遅延時間調節用の流路構造は、
基板上に形成される流路上流部分、ならびに、流路下流部分と、
流路上流部分に連通される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分に連通される下流部延長流路と、
上流部延長流路と下流部延長流路との間に、両延長流路間を連結する配置に付加される連絡流路とで形成される構成を有し、
流路上流部分から、該連絡流路を経由して、流路下流部分へと液体の液面端が進行する際、前記連絡流路を付加する位置を調節し、上流部延長流路、連絡流路、下流部延長流路を経由する流路長さの合計によって流線が延長されることにともなって、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間の遅延が達成される
ことを特徴とする遅延装置である。
The delay device according to the second aspect of the present invention is:
When the liquid travels in the flow path formed on the substrate from the upstream side of the flow path to the downstream side of the flow path due to capillary action, the liquid liquid A delay device having a function of adjusting a time required for the surface edge to reach,
The channel structure for adjusting the delay time provided between the channel upstream portion and the channel downstream portion is:
A channel upstream portion formed on the substrate, and a channel downstream portion;
An upstream extension channel communicating with the upstream portion of the channel, and a downstream extension channel communicating with the downstream portion of the channel;
Between the upstream extension flow path and the downstream extension flow path, it has a configuration formed by a communication flow path added to the arrangement for connecting the two extension flow paths,
When the liquid surface end advances from the upstream portion of the flow path to the downstream portion of the flow path via the communication flow path, the position where the communication flow path is added is adjusted, and the upstream extension flow path is connected. As the streamline is extended by the total of the channel length via the channel and the downstream extension channel,
The delay device is characterized in that a delay in time required for the liquid surface end of the liquid to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path is achieved.

本発明の第二の形態にかかる遅延装置では、例えば、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、両延長流路間を連結する配置に付加される、前記連絡流路は、該基板表面に、新たに溝構造を形成することで作製されている態様を選択することができる。
In the delay device according to the second aspect of the present invention, for example,
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel, the connection channel is added to an arrangement for connecting the extension channels, and the communication channel forms a new groove structure on the substrate surface. The aspect currently produced by can be selected.

あるいは、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、両延長流路間を連結する配置に付加される、前記連絡流路は、少なくとも、その側壁面は、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面である態様を選択することもできる。
Or
The communication channel is added between the upstream extension channel and the downstream extension channel to connect the extension channels, and at least the side wall surface has wettability to the liquid. It is also possible to select an embodiment which is a surface made of a solvophilic material.

本発明の第三の形態にかかる遅延装置は、
基板上に形成される流路中を液体が毛細管現象によって、該流路上流から該流路下流へと進行する際、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
流路上流部分と流路下流部分の間に設ける遅延時間調節用の流路構造は、
該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端とを結ぶ最短距離を基準として、
該最短距離よりも、その流路の延べ長さが長く選択される、迂回流路によって、該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に、該迂回流路を付加してなる構成を有し、
流路上流部分から、該迂回流路を経由して、流路下流部分へと液体の液面端が進行する際、迂回流路部分の流路の延べ長さの変更によって液体の進行する流線の延長を図り、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間の遅延が達成される
ことを特徴とする遅延装置である。
The delay device according to the third aspect of the present invention is:
When the liquid travels in the flow path formed on the substrate from the upstream side of the flow path to the downstream side of the flow path due to capillary action, the liquid liquid A delay device having a function of adjusting a time required for the surface edge to reach,
The channel structure for adjusting the delay time provided between the channel upstream portion and the channel downstream portion is:
Based on the shortest distance connecting the end of the upstream portion of the flow path and the tip of the downstream portion of the flow path,
The total length of the flow channel is selected to be longer than the shortest distance, and the detour flow channel is arranged so that the end of the flow channel upstream portion and the tip of the flow channel downstream portion communicate with each other. It has a configuration formed by adding the bypass channel,
When the liquid surface end of the liquid travels from the upstream portion of the flow path to the downstream portion of the flow path via the bypass flow path, the flow of the liquid proceeds by changing the total length of the flow path of the bypass flow path portion. Try to extend the line,
The delay device is characterized in that a delay in time required for the liquid surface end of the liquid to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path is achieved.

本発明の第三の形態にかかる遅延装置では、例えば、
前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる前記迂回流路を形成する前記基板として、可塑性材料からなる基板を選択し、
該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に付加される、前記迂回流路は、
前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、該基板表面に、新たに溝構造を形成することで作製されている態様を選択することができる。
In the delay device according to the third aspect of the present invention, for example,
The substrate made of a plastic material is selected as the substrate that forms the bypass channel provided in the portion connecting the channel upstream portion and the channel downstream portion, and the channel upstream portion and the channel downstream portion,
The detour channel, which is added to the arrangement in which the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion are communicated,
A mode in which the plastic material constituting the substrate is deformed and a groove structure is newly formed on the substrate surface can be selected.

本発明の第四の形態にかかる遅延装置は、
基板上に形成される流路中を液体が毛細管現象によって、該流路上流から該流路下流へと進行する際、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
流路上流部分と流路下流部分の間に設ける遅延時間調節用の流路構造は、
基板上に形成される流路上流部分、ならびに、流路下流部分と、
流路上流部分と流路下流部分とを連通する、流速調節領域用の連結流路とからなる構成を有し、
該流速調節領域用の連結流路の表面として、
液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面、あるいは液体に対する濡れ性が劣る、疎溶媒性材料からなる面を選択することにより、
毛細管現象によって、該連結流路内を前記液体が進行する速度を増加させる、あるいは減少させることに伴い、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間の遅延量の調節が達成される
ことを特徴とする遅延装置である。
The delay device according to the fourth aspect of the present invention is:
When the liquid travels in the flow path formed on the substrate from the upstream side of the flow path to the downstream side of the flow path due to capillary action, the liquid liquid A delay device having a function of adjusting a time required for the surface edge to reach,
The channel structure for adjusting the delay time provided between the channel upstream portion and the channel downstream portion is:
A channel upstream portion formed on the substrate, and a channel downstream portion;
It has a configuration comprising a connection flow path for a flow rate adjustment region that communicates a flow path upstream portion and a flow path downstream portion,
As the surface of the connection flow path for the flow rate adjustment region,
By selecting a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability to liquid, or a surface made of a lyophobic material that has poor wettability to liquid,
By increasing or decreasing the speed at which the liquid travels in the connection channel by capillary action,
The delay device is characterized in that adjustment of a delay amount of time required for the liquid surface end of the liquid to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path is achieved.

その際、
前記連結流路の表面として選択される、
前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面、あるいは前記液体に対する濡れ性が劣る、疎溶媒性材料からなる面は、
前記基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の連結流路の表面を被覆する、親溶媒性材料からなる薄膜、あるいは、疎溶媒性材料からなる薄膜により形成されている形態を選択することができる。
that time,
Selected as the surface of the connecting channel,
The surface made of a lyophilic material that exhibits wettability to the liquid, or the surface made of a lyophobic material that has poor wettability to the liquid,
Select a form made of a thin film made of a solvophilic material or a thin film made of a lyophobic material that covers the surface of the connection flow channel in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate. can do.

本発明の第四の形態にかかる遅延装置は、
基板上に形成される流路中を液体が毛細管現象によって、該流路上流から該流路下流へと進行する際、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
流路上流部分と流路下流部分の間に設ける遅延時間調節用の流路構造は、
基板上に形成される流路上流部分、ならびに、流路下流部分と、
液体に対する濡れ性に乏しい、疎溶媒性材料からなる表面を有する、該基板面の部分領域上に形成される、該流路上流部分に連結され、親溶媒性材料からなる面で形成される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分に連通され、親溶媒性材料からなる面で形成される下流部延長流路と、
上流部延長流路と下流部延長流路との間に、両延長流路間を連結する配置に付加される、親溶媒性材料からなる面で形成される連絡流路とで形成される構成を有し、
流路上流部分から、該連絡流路を経由して、流路下流部分へと液体の液面端が進行する際、前記連絡流路を付加する位置を調節し、上流部延長流路、連絡流路、下流部延長流路を経由する流路長さの合計によって流線が延長されることにともなって、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間の遅延が達成される
ことを特徴とする遅延装置である。
The delay device according to the fourth aspect of the present invention is:
When the liquid travels in the flow path formed on the substrate from the upstream side of the flow path to the downstream side of the flow path due to capillary action, the liquid liquid A delay device having a function of adjusting a time required for the surface edge to reach,
The channel structure for adjusting the delay time provided between the channel upstream portion and the channel downstream portion is:
A channel upstream portion formed on the substrate, and a channel downstream portion;
An upstream surface formed of a surface made of a solvophilic material connected to the upstream portion of the flow path, formed on a partial region of the substrate surface, having a surface made of a lyophobic material having poor wettability to liquid A part extension flow path, and a downstream part extension flow path formed on a surface made of a solvophilic material, in communication with the downstream portion of the flow path,
A configuration formed by a communication channel formed on a surface made of a solvophilic material, which is added to an arrangement for connecting the two extension channels between the upstream extension channel and the downstream extension channel. Have
When the liquid surface end advances from the upstream portion of the flow path to the downstream portion of the flow path via the communication flow path, the position where the communication flow path is added is adjusted, and the upstream extension flow path is connected. As the streamline is extended by the total of the channel length via the channel and the downstream extension channel,
The delay device is characterized in that a delay in time required for the liquid surface end of the liquid to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path is achieved.

なお、上述する本発明における第一の形態〜第五の形態にかかる遅延装置のいずれにおいても、
所定の流路幅を有する、前記流路上流部分ならびに流路下流部分は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態であって、前記液体と接する凹部内壁面は、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成され、
前記液体は該流路上流部分ならびに該流路下流部分における前記液体の進行は、毛細管現象によってなされていることが好ましい。
In any of the delay devices according to the first to fifth embodiments of the present invention described above,
The flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion having a predetermined flow channel width are:
A liquid is held in a recess formed on the substrate, and the inner wall surface of the recess in contact with the liquid is formed of a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability to the liquid,
The liquid preferably travels in the upstream portion of the flow channel and in the downstream portion of the flow channel by capillary action.

また、本発明の第一の形態にかかる遅延装置において、
前記流路拡張部は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態であって、前記液体と接する凹部内壁面は、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成されていることが好ましい。
In the delay device according to the first aspect of the present invention,
The flow path extension is
Preferably, the liquid is held in a recess formed on the substrate, and the inner wall surface of the recess in contact with the liquid is formed of a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability to the liquid. .

また、本発明の第二の形態にかかる遅延装置において、
該流路上流部分の末端に連通される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分の先端に連通される下流部延長流路は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態であって、前記液体と接する凹部内壁面は、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成されていることが好ましい。
In the delay device according to the second aspect of the present invention,
An upstream extension channel connected to the end of the upstream portion of the channel, and a downstream extension channel connected to the tip of the downstream portion of the channel,
Preferably, the liquid is held in a recess formed on the substrate, and the inner wall surface of the recess in contact with the liquid is formed of a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability to the liquid. .

加えて、上述する本発明における第一の形態〜第五の形態にかかる遅延装置のいずれにおいても、
前記遅延装置を構成する、基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の流路に対して、
該基板の上面に接合する蓋部を設け、
流路内を進行する液体は、前記基板上に形成される凹部と、前記蓋部の下面とに接触する形態とされていることが好ましい。
In addition, in any of the delay devices according to the first to fifth embodiments of the present invention described above,
For the flow path in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate, constituting the delay device,
Providing a lid to be joined to the upper surface of the substrate;
It is preferable that the liquid traveling in the flow path is in contact with the recess formed on the substrate and the lower surface of the lid.

本発明は、上述の本発明にかかる遅延装置を利用する、マイクロチップの発明をも提供しており、すなわち、本発明にかかるマイクロチップは、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の流路を有し、
前記基板表面を覆う蓋部を設け、
前記基板表面の凹部が、流路の下面と両側壁面を、その開口部を覆う蓋部の下面が、流路の上面をそれぞれ構成することで、流路空間が形成され、
毛細管現象によって、前記流路空間内を前記液体が進行する輸送手段を利用するマイクロチップであって、
該マイクロチップ内の流路を構成する要素の一つとして、前記の基板上面を蓋部で被覆する構成を採用する遅延装置の少なくとも一つを該流路内に内在している
ことを特徴とするマイクロチップである。
The present invention also provides a microchip invention that uses the delay device according to the present invention described above, that is, the microchip according to the present invention includes:
Having a flow path in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate;
Providing a lid covering the substrate surface;
The concave portion of the substrate surface forms the lower surface and both side wall surfaces of the flow channel, and the lower surface of the lid portion covering the opening portion configures the upper surface of the flow channel, thereby forming a flow channel space.
A microchip that uses transport means in which the liquid travels in the flow path space by capillary action,
As one of the elements constituting the flow path in the microchip, at least one of delay devices adopting a structure in which the upper surface of the substrate is covered with a lid is included in the flow path. It is a microchip.

なお、上記の本発明の第一の形態にかかる遅延装置を製造する方法、特には、
可塑性材料からなる基板を利用し、塑性変形によって障害構造を形成する態様の遅延装置を作製する方法は、
可塑性材料からなる基板を選択して、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分の間に設けられる前記流路拡張部に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
前記流路拡張部に付加される障害構造を、
前記流路拡張部において、前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する壁状構造の形状に形成する工程として、
前記流路拡張部において、該障害構造を形成すべき部分に、前記基板の上面より、凸形状の金型を押し付け、前記基板を構成する可塑性材料を変形させ、該金型の外面形状に対応する凹形状を形成し、それに伴い排除される可塑性材料によって、該凹形状を取り囲む壁状構造の形状を形成し、
その後、該凸形状の金型を取り除き、前記凹形状を取り囲む壁状構造の形状を残す工程を具え、
得られる前記凹形状を取り囲む壁状構造の形状を、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する壁状構造の形状として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法である。
The method for manufacturing the delay device according to the first aspect of the present invention, particularly,
A method of manufacturing a delay device in an embodiment in which a failure structure is formed by plastic deformation using a substrate made of a plastic material.
Select a substrate made of plastic material,
The substrate surface has a desired planar shape and depth to be used for the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, and the flow channel extension portion provided between the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion. Forming a recess in advance,
An obstruction structure added to the flow path expansion section,
In the flow path expanding portion, the plastic material constituting the substrate is deformed and formed into a shape of a wall-like structure protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region in the flow path expanding portion. As
Corresponding to the outer surface shape of the mold by pressing a convex mold from the upper surface of the substrate to the portion where the obstacle structure is to be formed in the flow path expanding portion, and deforming the plastic material constituting the substrate. Forming a concave shape and forming a shape of a wall-like structure surrounding the concave shape by a plastic material that is excluded along with the concave shape;
Thereafter, removing the convex mold, leaving the shape of the wall-like structure surrounding the concave shape,
The delay device characterized in that the shape of the wall-like structure surrounding the obtained concave shape is used as the shape of the wall-like structure protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region in the flow path expansion portion. It is a manufacturing method.

また、上記の本発明の第一の形態にかかる遅延装置において、疎溶媒性の材料からなる障害物を利用する態様の遅延装置を作製する方法は、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分の間に設けられる前記流路拡張部に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
前記流路拡張部に付加される障害構造として、
前記流路拡張部において、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する平面形状の前記障害物を、前記流路拡張部の底面上に付加する工程として、
前記流路拡張部の底面上、該障害物を付加すべき部分に、前記液体に対する濡れ性が乏しい疎溶媒性の材料を所望の平面形状で印刷塗布して、少なくとも、その上面は、疎溶媒性の材料からなる面を有する印刷塗布層を形成する工程を具え、
得られる所望の平面形状を有する前記疎溶媒性材料の印刷塗布層を、前記流路拡張部の底面上に付加される、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する平面形状の障害物として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法である。
Further, in the delay device according to the first aspect of the present invention, a method of manufacturing the delay device in an aspect using an obstacle made of a lyophobic material,
The substrate surface has a desired planar shape and depth to be used for the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, and the flow channel extension portion provided between the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion. Forming a recess in advance,
As an obstacle structure added to the flow path extension,
In the flow path expansion portion, as a step of adding the obstacle having a planar shape protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region of the flow path expansion portion on the bottom surface of the flow path expansion portion,
A solvent-phobic material having poor wettability with respect to the liquid is printed and applied in a desired planar shape on the bottom surface of the flow path expanding portion on the portion to which the obstacle is to be added. Comprising a step of forming a printed coating layer having a surface made of a conductive material,
A printed coating layer of the lyophobic material having a desired planar shape is added on the bottom surface of the flow path extension portion, and from the side wall surface serving as the shortest path, an internal region is formed in the flow path extension portion. This is a method for manufacturing a delay device, characterized in that the delay device is used as an obstruction having a planar shape that protrudes toward the surface.

また、上記の本発明の第二の形態にかかる遅延装置を製造する方法、特には、
前記連絡流路は、該基板表面に、新たに溝構造を形成することで作製されている態様の遅延装置を作製する方法は、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分、該流路上流部分の末端に連通される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分の先端に連通される下流部延長流路に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、
両延長流路間を連結する所望の配置に付加される連絡流路として、該基板表面に、新たに溝構造を形成する工程として、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間を跨ぐように、該基板表面を溝状に切削加工を施す工程を具え、
前記基板表面の切削加工により形成される切削溝を、両延長流路間を連結する前記連絡流路として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法である。
Further, a method for manufacturing the delay device according to the second aspect of the present invention, particularly,
The method for producing the delay device of the aspect in which the communication channel is produced by newly forming a groove structure on the substrate surface,
On the surface of the substrate, the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, the upstream extension flow channel communicating with the end of the flow channel upstream portion, and the downstream extension flow communicating with the tip of the flow channel downstream portion A recess having a desired planar shape and depth to be used for the road is formed in advance.
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
As a communication channel added to a desired arrangement for connecting the two extension channels, as a step of newly forming a groove structure on the substrate surface,
A step of cutting the substrate surface into a groove shape so as to straddle between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
A method of manufacturing a delay device, characterized in that a cutting groove formed by cutting the substrate surface is used as the communication channel connecting the two extension channels.

また、上記の本発明の第三の形態にかかる遅延装置を製造する方法、特には、
迂回流路は、基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、該基板表面に、新たに溝構造を形成することで作製されている態様の遅延装置を作製する方法は、
可塑性材料からなる基板を選択して、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に付加される、前記迂回流路として、
前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、該基板表面に、新たに溝構造を形成する工程として、
前記迂回流路を形成すべき部分に、前記基板の上面より、前記迂回流路の平面形状の外縁に対応する周辺部分が突出し、その内縁に対応する中央部分が窪んだ形状の金型を押し付け、
前記基板を構成する可塑性材料を変形させ、該金型の周辺部分形状に対応する凹形状と、中央部分形状に対応する凸面形状を形成し、
その後、該金型を取り除き、塑性変形された基板上面に、外縁部は凹形状を、その内部は凸面形状を示す構造を残す工程を具え、
得られる前記塑性変形構造における、外縁部の凹形状からなる溝構造を、該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に付加される迂回流路として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法である。
Further, a method for manufacturing the delay device according to the third aspect of the present invention, particularly,
The detour channel is a method for producing a delay device in an embodiment in which a plastic material constituting the substrate is deformed and a groove structure is newly formed on the substrate surface.
Select a substrate made of plastic material,
On the surface of the substrate, a recess having a desired planar shape and depth to be used in the upstream portion and the downstream portion of the flow path is formed in advance.
As the detour channel, which is added to the arrangement in which the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion are communicated with each other,
As a step of adding a deformation to the plastic material constituting the substrate and forming a new groove structure on the substrate surface,
A peripheral portion corresponding to the outer edge of the planar shape of the detour channel protrudes from the upper surface of the substrate to a portion where the detour channel is to be formed, and a mold having a depressed center portion corresponding to the inner edge is pressed. ,
The plastic material constituting the substrate is deformed to form a concave shape corresponding to the peripheral portion shape of the mold and a convex shape corresponding to the central portion shape,
Thereafter, the mold is removed, and a step of leaving a structure in which the outer edge portion has a concave shape and the inside thereof has a convex shape on the plastic-deformed upper surface of the substrate,
In the obtained plastic deformation structure, a groove structure having a concave shape at the outer edge is added to the detour channel added to an arrangement in which the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion are communicated with each other. It is a manufacturing method of the delay device characterized by using as above.

本発明の第五の形態にかかる遅延装置に記載される遅延装置を作製する方法であって、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分の間に設けられる前記遅延時間調節用の流路構造の構成に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
さらに、前記流路構造の構成領域に、疎溶媒性材料からなる表面を有する、該基板面の部分領域を設け、該基板面の部分領域において、
該流路上流部分の末端に連結され、流路状の平面形状を有する、親溶媒性材料からなる面で形成される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分の先端に連通され、流路状の平面形状を有する、親溶媒性材料からなる面で形成される下流部延長流路をそれぞれ予め形成し、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、
両延長流路間を連結する所望の配置に付加される連絡流路として利用する、流路状の平面形状を有する、親溶媒性材料からなる面で形成される流路を形成する工程として、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間を跨ぐように、
疎溶媒性材料からなる表面を有する、該基板面の部分領域上面に、親溶媒性材料を所望の平面形状で印刷塗布して、少なくとも、その上面は、親溶媒性材料からなる面を有する印刷塗布層を形成する工程を具え、
前記基板表面に形成される親溶媒性材料からなる面を有する印刷塗布層を、両延長流路間を連結する前記連絡流路として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法である。
A method for producing a delay device described in the delay device according to the fifth aspect of the present invention,
Desired plane used for the configuration of the flow path structure for adjusting the delay time provided on the substrate surface between the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, and between the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion. Pre-form a recess having a shape and depth,
Furthermore, a partial region of the substrate surface having a surface made of a lyophobic material is provided in a constituent region of the flow path structure, and in the partial region of the substrate surface,
Connected to the end of the upstream portion of the flow path, and having a planar shape of the flow path, and is connected to the upstream extension flow path formed of a surface made of a solvophilic material, and the front end of the flow path downstream portion, Each of the downstream extension channels formed by a surface made of a solvophilic material having a channel-like planar shape is formed in advance,
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
As a step of forming a flow path formed of a surface made of a solvophilic material having a planar shape of a flow path, which is used as a communication flow path added to a desired arrangement for connecting the two extended flow paths,
In order to straddle between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
A solvophilic material is printed and applied in a desired planar shape on the upper surface of a partial region of the substrate surface having a surface made of a lyophobic material, and at least the upper surface has a surface made of a solvophilic material. Comprising the step of forming a coating layer,
In the method of manufacturing a delay device, a print coating layer having a surface made of a solvophilic material formed on the surface of the substrate is used as the communication channel connecting the two extension channels.

本発明にかかる遅延装置は、微小な断面積を有する流路を利用して、該流路の内壁面と液体試料の濡れ性、液体試料自体の表面張力に因る、毛細管現象を利用して液体試料を輸送する手法を採用し、「共通的な構成」を有する流路を予め作製した後、その流路の一部に、この毛細管現象に伴って液体試料が輸送される流路の「長さ」、あるいは、毛細管現象に因る液体試料の「進行速度」を変更する操作を施すことで、当該「流路部分(領域)」を液体試料が通過するに要する時間を「一定の範囲」内で変えるため、例えば、マイクロチップに内蔵する遅延装置として利用することで、その遅延時間をマイクロチップごとに、設定することが可能となる。特に、「共通的な構成」を有する流路を予め作製した後、かかる遅延装置における遅延時間を設定することができる利点は、多様な用途に、基本的な流路構成を共通化したマイクロチップの応用をも可能とする。   The delay device according to the present invention uses a flow path having a minute cross-sectional area, and utilizes the capillary phenomenon due to the wettability of the inner wall surface of the flow path and the liquid sample, and the surface tension of the liquid sample itself. A method of transporting a liquid sample is adopted, and a flow channel having a “common configuration” is prepared in advance, and then a part of the flow channel is connected to a portion of the flow channel through which the liquid sample is transported along with the capillary phenomenon. By performing an operation to change the “length” or “traveling speed” of the liquid sample due to capillarity, the time required for the liquid sample to pass through the “channel portion (region)” is set to a “certain range”. Therefore, the delay time can be set for each microchip by using it as a delay device built in the microchip. In particular, the advantage that a delay time in such a delay device can be set after a flow channel having a “common configuration” is prepared in advance is a microchip in which a basic flow channel configuration is shared for various applications. Can be applied.

本発明にかかる遅延装置を利用するマイクロチップの一例の構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of an example of the microchip using the delay apparatus concerning this invention. 本発明の第一の形態にかかる遅延装置の構成例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structural example of the delay apparatus concerning the 1st form of this invention. 本発明の第一の形態にかかる遅延装置における、遅延時間の調節機構を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the adjustment mechanism of the delay time in the delay apparatus concerning the 1st form of this invention. 本発明の第二の形態にかかる遅延装置における、遅延時間の調節機構を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the adjustment mechanism of delay time in the delay apparatus concerning the 2nd form of this invention. 本発明の第五の形態にかかる遅延装置における、遅延時間の調節機構を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the adjustment mechanism of delay time in the delay apparatus concerning the 5th form of this invention. 本発明の第三の形態にかかる遅延装置における、遅延時間の調節機構を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the adjustment mechanism of the delay time in the delay apparatus concerning the 3rd form of this invention. 本発明の第四の形態にかかる遅延装置における、遅延時間の調節機構を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the adjustment mechanism of delay time in the delay apparatus concerning the 4th form of this invention. 本発明かかる遅延装置において、液体の輸送手段として利用される毛細管現象と、かかる毛細管現象による気液界面の進行速度に対する、流路壁面における液濡れ性の役割を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the role of liquid wettability on the flow path wall surface with respect to the capillary phenomenon used as a liquid transport means and the traveling speed of the gas-liquid interface due to the capillary phenomenon in the delay device according to the present invention.

なお、図中に示す各符号は、下記の意味を有する。   In addition, each code | symbol shown in a figure has the following meaning.

001 基板
002 金属製コテ(凸形状金型)
003 スタンプ(疎溶媒性材料の印刷塗布手段)
004 金型(迂回流路形成用金型)
100 流路
200 通過時間可変型遅延装置
201 流路拡張部
202 障害物
205 延長流路
206 連絡流路
207 疎水性材料表面被膜
208 調節領域
209 迂回流路
305 空気孔
300 試料導入口
301 バッファー液導入口
302 液溜め
303 前処理槽
304 反応槽
400 分離フィルタ
500 液体スイッチ
501 トリガー流路
600 接触角
601 液体
602 流路内壁表面
603 表面張力のベクトル和
604 気液界面の進行方向
001 Substrate 002 Metal iron (convex mold)
003 stamp (solvent-phobic material printing application means)
004 Mold (Die for forming detour channel)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Flow path 200 Variable passage time delay device 201 Flow path expansion part 202 Obstacle 205 Extension flow path 206 Connection flow path 207 Hydrophobic material surface coating 208 Adjustment area 209 Detour flow path 305 Air hole 300 Sample inlet 301 Buffer liquid introduction Mouth 302 Liquid reservoir 303 Pretreatment tank 304 Reaction tank 400 Separation filter 500 Liquid switch 501 Trigger flow path 600 Contact angle 601 Liquid 602 Flow path inner wall surface 603 Vector sum of surface tension 604 Travel direction of gas-liquid interface

上で述べた本発明にかかる遅延装置に関して、
より詳細な表現で記載すると、下記のように記載することができる。
Regarding the delay device according to the present invention described above,
When described in more detailed terms, it can be described as follows.

すなわち、本発明の第一の形態にかかる遅延装置は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の流路において、前記液体が該流路内を毛細管現象によって、該流路上流部分から該流路下流部分へと進行する際、
該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる流路状構造を有し、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の進行方向の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
前記液体は、溶媒中に溶質が溶解してなる溶液であり、
該遅延装置は、
所定の流路幅を有する、前記流路上流部分ならびに流路下流部分に対して、
該流路上流部分ならびに流路下流部分の流路幅を基準として、拡張された流路幅を有する、流路拡張部が、
該流路拡張部を介して、前記流路上流部分の末端と流路下流部分の先端とを連結される形態で設けられ、前記流路状構造を構成し、
毛細管現象によって、前記流路上流部分の先端から流路上流部分の末端へ、前記液体は進行し、前記流路上流部分の末端から該流路拡張部内に前記液体が流入し、その後、該流路拡張部内に流入した前記液体は、前記流路下流部分の先端に達した後、毛細管現象によって、前記流路下流部分内を進行し、前記流路下流部分の末端に達する過程において、
該流路拡張部は、
該流路拡張部内において、前記液体の進行する流線は、該流路拡張部の側壁面に沿って、前記流路上流部分の末端と、前記流路下流部分の先端とを結ぶ最短の経路となるように、該最短の経路となる側壁面は、前記液体との濡れ性が所定の範囲に選択される材料で構成され、
前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ、前記最短の経路となる側壁面に沿った流線上の該液体の進行を妨げることが可能な障害構造を付加し、
前記最短の経路となる側壁面と、該障害構造の側壁面の双方に沿って、前記液体の進行する流線へと変更することで、前記流路上流部分の末端から前記流路下流部分の先端に達する、前記液体の進行する流線の延長を図り、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の進行方向の液面端が到達するに要する時間を調節する機能が付与されている
ことを特徴とする遅延装置である。
That is, the delay device according to the first aspect of the present invention is
In the flow path in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate, the liquid travels in the flow path from the upstream portion of the flow path to the downstream portion of the flow path by capillary action.
A liquid surface end in the liquid traveling direction has a flow channel-like structure provided at a portion connecting the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, from the tip of the flow channel upstream portion to the end of the flow channel downstream portion. A delay device having a function of adjusting the time required for the
The liquid is a solution in which a solute is dissolved in a solvent,
The delay device is:
With respect to the channel upstream portion and the channel downstream portion having a predetermined channel width,
A channel expansion portion having an expanded channel width with reference to the channel width of the channel upstream portion and the channel downstream portion,
Provided in a form in which the end of the upstream portion of the flow channel and the tip of the downstream portion of the flow channel are connected via the flow channel expanding portion, constituting the flow channel structure,
Due to capillary action, the liquid travels from the tip of the upstream portion of the flow channel to the end of the upstream portion of the flow channel, and the liquid flows into the flow channel extension from the end of the upstream portion of the flow channel. In the process in which the liquid that has flowed into the channel expanding portion reaches the tip of the downstream portion of the flow path, then proceeds in the downstream portion of the flow path by capillary action, and reaches the end of the downstream portion of the flow path.
The flow path extension is
In the flow channel expansion portion, the stream line in which the liquid travels is the shortest path connecting the end of the flow channel upstream portion and the front end of the flow channel downstream portion along the side wall surface of the flow channel expansion portion. The side wall surface serving as the shortest path is made of a material whose wettability with the liquid is selected within a predetermined range,
From the side wall surface serving as the shortest path, to the internal region of the flow path extension portion, an obstacle structure capable of preventing the liquid from traveling on the streamline along the side wall surface serving as the shortest path is added,
By changing to the streamline where the liquid travels along both the side wall surface which becomes the shortest path and the side wall surface of the obstacle structure, To reach the tip, extend the streamline of the liquid,
The delay device is provided with a function of adjusting a time required for the liquid surface end in the liquid traveling direction to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path.

その際、前記流路拡張部の平面形状において、
前記流路上流部分の末端と、前記流路下流部分の先端とを結ぶ最短の経路の長さは、
該流路拡張部が有する、前記拡張された流路幅と等しく選択されている構成とすることができる。
At that time, in the planar shape of the flow path expansion portion,
The length of the shortest path connecting the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion is:
It can be set as the structure which is equal to the said expanded flow path width which this flow path expansion part has.

本発明の第一の形態にかかる遅延装置では、例えば、
前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる前記流路拡張部を形成する前記基板として、可塑性材料からなる基板を選択し、
前記流路拡張部に付加される障害構造は、
前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する壁状構造の形状に形成されている態様を選択することが可能である。
In the delay device according to the first aspect of the present invention, for example,
A substrate made of a plastic material is selected as the substrate that forms the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, and the flow channel expansion portion provided at a portion connecting the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion. ,
The obstacle structure added to the flow path extension is:
The plastic material constituting the substrate is deformed to select a mode in which a shape of a wall-like structure protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region is formed in the flow channel expansion portion. Is possible.

あるいは、前記流路拡張部に付加される障害構造は、
少なくとも、その上面は、前記液体に対する濡れ性が乏しい疎溶媒性の材料からなる面を有する障害物であって、
前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する平面形状の前記障害物を、前記流路拡張部の底面上に付加することで形成されている態様を選択することも可能である。
Alternatively, the obstacle structure added to the flow path extension is:
At least the upper surface is an obstacle having a surface made of a lyophobic material with poor wettability to the liquid,
A mode is selected in which the obstruction having a planar shape protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region is added to the flow channel expansion portion on the bottom surface of the flow channel expansion portion. It is also possible.

さらには、前記流路拡張部に付加される障害構造は、
前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ、複数形成されており、
前記最短の経路となる側壁面と、該複数の障害構造の側壁面の双方に沿って、前記液体の進行する流線へと変更することで、前記流路上流部分の末端から前記流路下流部分の先端に達する、前記液体の進行する流線の延長が図られている態様を選択することも可能である。
Furthermore, the obstacle structure added to the flow path extension is:
From the side wall surface serving as the shortest path to the internal region in the flow path expansion portion, a plurality of these are formed,
The flow path is changed from the end of the upstream portion of the flow path to the downstream of the flow path by changing the flow path along the side wall surface serving as the shortest path and the side wall surfaces of the plurality of obstacle structures. It is also possible to select a mode in which the stream line of the liquid that reaches the tip of the part is extended.

本発明の第二の形態にかかる遅延装置は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の流路において、前記液体が該流路内を毛細管現象によって、該流路上流部分から該流路下流部分へと進行する際、
該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる流路状構造を有し、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の進行方向の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
前記液体は、溶媒中に溶質が溶解してなる溶液であり、
該遅延装置は、
所定の流路幅を有する、前記流路上流部分ならびに流路下流部分に対して、
該流路上流部分の末端に連通される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分の先端に連通される下流部延長流路をそれぞれ設け、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、
両延長流路間を連結する配置に連絡流路を付加し、
該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端とを連結する、前記流路状構造が構成され、
該上流部延長流路、該連絡流路、該下流部延長流路を介して、前記流路上流部分の末端から前記流路下流部分の先端に達する、前記液体の進行する流線経路において、
前記流路上流部分の末端から、前記上流部延長流路に対して前記連絡流路が連結される部位までの、当該上流部延長流路部分の流路長さと、
前記下流部延長流路に対して前記連絡流路が連結される部位から、前記流路下流部分の先端までの、当該下流部延長流路部分の流路長さとを変更することで、前記流路上流部分の末端から前記流路下流部分の先端に達する、前記液体の進行する流線の延長を図り、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の進行方向の液面端が到達するに要する時間を調節する機能が付与されている
ことを特徴とする遅延装置である。
The delay device according to the second aspect of the present invention is:
In the flow path in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate, the liquid travels in the flow path from the upstream portion of the flow path to the downstream portion of the flow path by capillary action.
A liquid surface end in the liquid traveling direction has a flow channel-like structure provided at a portion connecting the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, from the tip of the flow channel upstream portion to the end of the flow channel downstream portion. A delay device having a function of adjusting the time required for the
The liquid is a solution in which a solute is dissolved in a solvent,
The delay device is:
With respect to the channel upstream portion and the channel downstream portion having a predetermined channel width,
An upstream extension channel connected to the end of the upstream portion of the channel, and a downstream extension channel connected to the tip of the downstream portion of the channel,
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
Add a communication channel to the arrangement that connects the two extended channels,
The flow channel-like structure is configured to connect the end of the flow channel upstream portion and the tip of the flow channel downstream portion,
In the streamline path in which the liquid travels from the end of the upstream portion of the flow path to the tip of the downstream portion of the flow path via the upstream extension flow path, the communication flow path, and the downstream extension flow path,
From the end of the upstream portion of the flow path to the portion where the communication flow path is connected to the upstream extension flow path, the flow length of the upstream extension flow path portion,
By changing the channel length of the downstream extension channel part from the part where the communication channel is connected to the downstream extension channel to the tip of the downstream part of the channel, the flow is changed. Extending the streamline of the liquid traveling from the end of the upstream portion of the passage to the tip of the downstream portion of the passage;
The delay device is provided with a function of adjusting a time required for the liquid surface end in the liquid traveling direction to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path.

本発明の第二の形態にかかる遅延装置では、例えば、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、両延長流路間を連結する配置に付加される、前記連絡流路は、該基板表面に、新たに溝構造を形成することで作製されている態様を選択することができる。
In the delay device according to the second aspect of the present invention, for example,
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel, the connection channel is added to an arrangement for connecting the extension channels, and the communication channel forms a new groove structure on the substrate surface. The aspect currently produced by can be selected.

あるいは、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、両延長流路間を連結する配置に付加される、前記連絡流路は、少なくとも、その側壁面は、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面である態様を選択することもできる。
Or
The communication channel is added between the upstream extension channel and the downstream extension channel to connect the extension channels, and at least the side wall surface has wettability to the liquid. It is also possible to select an embodiment which is a surface made of a solvophilic material.

本発明の第三の形態にかかる遅延装置は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の流路において、前記液体が該流路内を毛細管現象によって、該流路上流部分から該流路下流部分へと進行する際、
該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる流路状構造を有し、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の進行方向の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
前記液体は、溶媒中に溶質が溶解してなる溶液であり、
該遅延装置は、
所定の流路幅を有する、前記流路上流部分ならびに流路下流部分に対して、
該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端とを結ぶ最短距離を基準として、
該最短距離よりも、その流路の延べ長さが長く選択される、迂回流路によって、該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に、該迂回流路を付加して、前記流路状構造を構成し、
該迂回流路を介して、前記流路上流部分の末端から前記流路下流部分の先端に達する、前記液体の進行する流線経路において、
前記迂回流路部分の流路の延べ長さを変更することで、前記流路上流部分の末端から前記流路下流部分の先端に達する、前記液体の進行する流線の延長を図り、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の進行方向の液面端が到達するに要する時間を調節する機能が付与されている
ことを特徴とする遅延装置である。
The delay device according to the third aspect of the present invention is:
In the flow path in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate, the liquid travels in the flow path from the upstream portion of the flow path to the downstream portion of the flow path by capillary action.
A liquid surface end in the liquid traveling direction has a flow channel-like structure provided at a portion connecting the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, from the tip of the flow channel upstream portion to the end of the flow channel downstream portion. A delay device having a function of adjusting the time required for the
The liquid is a solution in which a solute is dissolved in a solvent,
The delay device is:
With respect to the channel upstream portion and the channel downstream portion having a predetermined channel width,
Based on the shortest distance connecting the end of the upstream portion of the flow path and the tip of the downstream portion of the flow path,
The total length of the flow channel is selected to be longer than the shortest distance, and the detour flow channel is arranged so that the end of the flow channel upstream portion and the tip of the flow channel downstream portion communicate with each other. Add the detour channel to configure the channel structure,
In the streamline path where the liquid travels, reaching the tip of the downstream portion of the flow path from the end of the upstream portion of the flow path via the bypass flow path,
By changing the total length of the flow path of the bypass flow path portion, the flow line that the liquid travels from the end of the flow path upstream portion to the front end of the flow path downstream portion is extended,
The delay device is provided with a function of adjusting a time required for the liquid surface end in the liquid traveling direction to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path.

本発明の第三の形態にかかる遅延装置では、例えば、
前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる前記迂回流路を形成する前記基板として、可塑性材料からなる基板を選択し、
該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に付加される、前記迂回流路は、
前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、該基板表面に、新たに溝構造を形成することで作製されている態様を選択することができる。
In the delay device according to the third aspect of the present invention, for example,
The substrate made of a plastic material is selected as the substrate that forms the bypass channel provided in the portion connecting the channel upstream portion and the channel downstream portion, and the channel upstream portion and the channel downstream portion,
The detour channel, which is added to the arrangement in which the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion are communicated,
A mode in which the plastic material constituting the substrate is deformed and a groove structure is newly formed on the substrate surface can be selected.

本発明の第四の形態にかかる遅延装置は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の流路において、前記液体が該流路内を毛細管現象によって、該流路上流部分から該流路下流部分へと進行する際、
該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる流路状構造を有し、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の進行方向の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
前記液体は、溶媒中に溶質が溶解してなる溶液であり、
該遅延装置は、
所定の流路幅を有する、前記流路上流部分ならびに流路下流部分に対して、
該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端とを連通する、基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の連結流路によって、前記流路状構造を構成し、
該連結流路の表面として、
前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面、あるいは前記液体に対する濡れ性が劣る、疎溶媒性材料からなる面を選択することにより、
毛細管現象によって、該連結流路内を前記液体が進行する速度を増加させる、あるいは減少させることに伴い、前記流路上流部分の末端から前記流路下流部分の先端に達する、前記液体の進行に要する時間の短縮、あるいは、延長を図り、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の進行方向の液面端が到達するに要する時間を調節する機能が付与されている
ことを特徴とする遅延装置である。
The delay device according to the fourth aspect of the present invention is:
In the flow path in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate, the liquid travels in the flow path from the upstream portion of the flow path to the downstream portion of the flow path by capillary action.
A liquid surface end in the liquid traveling direction has a flow channel-like structure provided at a portion connecting the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, from the tip of the flow channel upstream portion to the end of the flow channel downstream portion. A delay device having a function of adjusting the time required for the
The liquid is a solution in which a solute is dissolved in a solvent,
The delay device is:
With respect to the channel upstream portion and the channel downstream portion having a predetermined channel width,
The flow channel-like structure is configured by a connection flow channel configured to hold a liquid in a recess formed on a substrate, which communicates the end of the flow channel upstream portion and the tip of the flow channel downstream portion,
As the surface of the connection channel,
By selecting a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability with respect to the liquid, or a surface made of a lyophobic material with poor wettability with respect to the liquid,
Due to capillary action, the liquid travels from the end of the upstream portion of the flow path to the tip of the downstream portion of the flow path by increasing or decreasing the speed at which the liquid travels in the connection flow path. To shorten or extend the time required,
The delay device is provided with a function of adjusting a time required for the liquid surface end in the liquid traveling direction to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path.

その際、
前記連結流路の表面として選択される、
前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面、あるいは前記液体に対する濡れ性が劣る、疎溶媒性材料からなる面は、
前記基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の連結流路の表面を被覆する、親溶媒性材料からなる薄膜、あるいは、疎溶媒性材料からなる薄膜により形成されている形態を選択することができる。
that time,
Selected as the surface of the connecting channel,
The surface made of a lyophilic material that exhibits wettability to the liquid, or the surface made of a lyophobic material that has poor wettability to the liquid,
Select a form made of a thin film made of a solvophilic material or a thin film made of a lyophobic material that covers the surface of the connection flow channel in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate. can do.

さらには、本発明の第五の形態にかかる遅延装置は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の流路において、前記液体が該流路内を毛細管現象によって、該流路上流部分から該流路下流部分へと進行する際、
該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる流路状構造を有し、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の進行方向の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
前記液体は、溶媒中に溶質が溶解してなる溶液であり、
該遅延装置は、
所定の流路幅を有する、前記流路上流部分ならびに流路下流部分に対して、
前記液体に対する濡れ性に乏しい、疎溶媒性材料からなる表面を有する、該基板面の部分領域を設け、該基板面の部分領域において、
該流路上流部分の末端に連結され、流路状の平面形状を有する、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分の先端に連通され、流路状の平面形状を有する、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成される下流部延長流路をそれぞれ設け、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、
両延長流路間を連結する配置に、流路状の平面形状を有する、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成される連絡流路を付加し、
該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端とを連結する、前記流路状構造が構成され、
該上流部延長流路、該連絡流路、該下流部延長流路を介して、前記流路上流部分の末端から前記流路下流部分の先端に達する、前記液体の進行する流線経路において、
前記流路上流部分の末端から、前記上流部延長流路に対して前記連絡流路が連結される部位までの、当該上流部延長流路部分の流路長さと、
前記下流部延長流路に対して前記連絡流路が連結される部位から、前記流路下流部分の先端までの、当該下流部延長流路部分の流路長さとを変更することで、前記流路上流部分の末端から前記流路下流部分の先端に達する、前記液体の進行する流線の延長を図り、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の進行方向の液面端が到達するに要する時間を調節する機能が付与されている
ことを特徴とする遅延装置である。
Furthermore, the delay device according to the fifth aspect of the present invention is:
In the flow path in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate, the liquid travels in the flow path from the upstream portion of the flow path to the downstream portion of the flow path by capillary action.
A liquid surface end in the liquid traveling direction has a flow channel-like structure provided at a portion connecting the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, from the tip of the flow channel upstream portion to the end of the flow channel downstream portion. A delay device having a function of adjusting the time required for the
The liquid is a solution in which a solute is dissolved in a solvent,
The delay device is:
With respect to the channel upstream portion and the channel downstream portion having a predetermined channel width,
A partial region of the substrate surface having a surface made of a lyophobic material having poor wettability to the liquid is provided, and in the partial region of the substrate surface,
An upstream extension channel formed on a surface made of a solvophilic material, which is connected to the end of the upstream portion of the channel and has a channel-like planar shape and exhibits wettability with respect to the liquid, and the channel Each provided with a downstream extension channel formed by a surface made of a solvophilic material, which is in communication with the tip of the downstream portion, has a channel-like planar shape, and exhibits wettability with respect to the liquid;
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
A connection channel formed by a surface made of a solvophilic material having a channel-like planar shape and showing wettability with respect to the liquid is added to the arrangement connecting the two extension channels,
The flow channel-like structure is configured to connect the end of the flow channel upstream portion and the tip of the flow channel downstream portion,
In the streamline path in which the liquid travels from the end of the upstream portion of the flow path to the tip of the downstream portion of the flow path via the upstream extension flow path, the communication flow path, and the downstream extension flow path,
From the end of the upstream portion of the flow path to the portion where the communication flow path is connected to the upstream extension flow path, the flow length of the upstream extension flow path portion,
By changing the channel length of the downstream extension channel part from the part where the communication channel is connected to the downstream extension channel to the tip of the downstream part of the channel, the flow is changed. Extending the streamline of the liquid traveling from the end of the upstream portion of the passage to the tip of the downstream portion of the passage;
The delay device is provided with a function of adjusting a time required for the liquid surface end in the liquid traveling direction to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path.

なお、上述する本発明における第一の形態〜第五の形態にかかる遅延装置のいずれにおいても、
所定の流路幅を有する、前記流路上流部分ならびに流路下流部分は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態であって、前記液体と接する凹部内壁面は、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成され、
前記液体は該流路上流部分ならびに該流路下流部分における前記液体の進行は、毛細管現象によってなされていることが好ましい。
In any of the delay devices according to the first to fifth embodiments of the present invention described above,
The flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion having a predetermined flow channel width are:
A liquid is held in a recess formed on the substrate, and the inner wall surface of the recess in contact with the liquid is formed of a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability to the liquid,
The liquid preferably travels in the upstream portion of the flow channel and in the downstream portion of the flow channel by capillary action.

また、本発明の第一の形態にかかる遅延装置において、
前記流路拡張部は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態であって、前記液体と接する凹部内壁面は、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成されていることが好ましい。
In the delay device according to the first aspect of the present invention,
The flow path extension is
Preferably, the liquid is held in a recess formed on the substrate, and the inner wall surface of the recess in contact with the liquid is formed of a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability to the liquid. .

また、本発明の第二の形態にかかる遅延装置において、
該流路上流部分の末端に連通される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分の先端に連通される下流部延長流路は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態であって、前記液体と接する凹部内壁面は、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成されていることが好ましい。
In the delay device according to the second aspect of the present invention,
An upstream extension channel connected to the end of the upstream portion of the channel, and a downstream extension channel connected to the tip of the downstream portion of the channel,
Preferably, the liquid is held in a recess formed on the substrate, and the inner wall surface of the recess in contact with the liquid is formed of a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability to the liquid. .

加えて、上述する本発明における第一の形態〜第五の形態にかかる遅延装置のいずれにおいても、
前記遅延装置を構成する、基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の流路に対して、
該基板の上面に接合する蓋部を設け、
流路内を進行する液体は、前記基板上に形成される凹部と、前記蓋部の下面とに接触する形態とされていることが好ましい。
In addition, in any of the delay devices according to the first to fifth embodiments of the present invention described above,
For the flow path in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate, constituting the delay device,
Providing a lid to be joined to the upper surface of the substrate;
It is preferable that the liquid traveling in the flow path is in contact with the recess formed on the substrate and the lower surface of the lid.

本発明は、上述の本発明にかかる遅延装置を利用する、マイクロチップの発明をも提供しており、すなわち、本発明にかかるマイクロチップは、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の流路を有し、
前記基板表面を覆う蓋部を設け、
前記基板表面の凹部が、流路の下面と両側壁面を、その開口部を覆う蓋部の下面が、流路の上面をそれぞれ構成することで、流路空間が形成され、
毛細管現象によって、前記流路空間内を前記液体が進行する輸送手段を利用するマイクロチップであって、
該マイクロチップ内の流路を構成する要素の一つとして、前記の基板上面を蓋部で被覆する構成を採用する遅延装置の少なくとも一つを該流路内に内在している
ことを特徴とするマイクロチップである。
The present invention also provides a microchip invention that uses the delay device according to the present invention described above, that is, the microchip according to the present invention includes:
Having a flow path in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate;
Providing a lid covering the substrate surface;
The concave portion of the substrate surface forms the lower surface and both side wall surfaces of the flow channel, and the lower surface of the lid portion covering the opening portion configures the upper surface of the flow channel, thereby forming a flow channel space.
A microchip that uses transport means in which the liquid travels in the flow path space by capillary action,
As one of the elements constituting the flow path in the microchip, at least one of delay devices adopting a structure in which the upper surface of the substrate is covered with a lid is included in the flow path. It is a microchip.

なお、上記の本発明の第一の形態にかかる遅延装置を製造する方法、特には、
前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる前記流路拡張部を形成する前記基板として、可塑性材料からなる基板を選択し、
前記流路拡張部に付加される障害構造は、
前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する壁状構造の形状に形成されている態様を有する遅延装置を作製する方法は、
可塑性材料からなる基板を選択して、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる前記流路拡張部に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
前記流路拡張部に付加される障害構造を、
前記流路拡張部に利用する凹部において、前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する壁状構造の形状に形成する工程として、
前記流路拡張部において、該障害構造を形成すべき部分に、前記基板の上面より、凸形状の金型を押し付け、前記基板を構成する可塑性材料を変形させ、該金型の外面形状に対応する凹形状を形成し、それに伴い排除される可塑性材料によって、該凹形状を取り囲む壁状構造の形状を形成し、
その後、該凸形状の金型を取り除き、前記凹形状を取り囲む壁状構造の形状を残す工程を具え、
得られる前記凹形状を取り囲む壁状構造の形状を、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する壁状構造の形状として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法である。
The method for manufacturing the delay device according to the first aspect of the present invention, particularly,
A substrate made of a plastic material is selected as the substrate that forms the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, and the flow channel expansion portion provided at a portion connecting the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion. ,
The obstacle structure added to the flow path extension is:
A delay device having an aspect in which the plastic material constituting the substrate is deformed and formed into a shape of a wall-like structure projecting from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region of the flow path expansion portion. The method to make is
Select a substrate made of plastic material,
A desired planar shape and depth to be used for the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion on the substrate surface, and the flow channel expansion portion provided in a portion connecting the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion. A recess having a thickness is formed in advance,
An obstruction structure added to the flow path expansion section,
A shape of a wall-like structure that protrudes from the side wall surface serving as the shortest path to the inner area of the flow path expansion section by deforming the plastic material constituting the substrate in the recess used for the flow path expansion section. As a process to form
Corresponding to the outer surface shape of the mold by pressing a convex mold from the upper surface of the substrate to the portion where the obstacle structure is to be formed in the flow path expanding portion, and deforming the plastic material constituting the substrate. Forming a concave shape and forming a shape of a wall-like structure surrounding the concave shape by a plastic material that is excluded along with the concave shape;
Thereafter, removing the convex mold, leaving the shape of the wall-like structure surrounding the concave shape,
The delay device characterized in that the shape of the wall-like structure surrounding the obtained concave shape is used as the shape of the wall-like structure protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region in the flow path expansion portion. It is a manufacturing method.

また、前記流路拡張部に付加される障害構造は、
少なくとも、その上面は、前記液体に対する濡れ性が乏しい疎溶媒性の材料からなる面を有する障害物であって、
前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する平面形状の前記障害物を、前記流路拡張部の底面上に付加することで形成されている態様を有する遅延装置を作製する方法は、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる前記流路拡張部に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
前記流路拡張部に付加される障害構造として、
前記流路拡張部に利用する凹部において、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する平面形状の前記障害物を、前記流路拡張部の底面上に付加する工程として、
前記流路拡張部の底面上、該障害物を付加すべき部分に、前記液体に対する濡れ性が乏しい疎溶媒性の材料を所望の平面形状で印刷塗布して、少なくとも、その上面は、疎溶媒性の材料からなる面を有する印刷塗布層を形成する工程を具え、
得られる所望の平面形状を有する前記疎溶媒性材料の印刷塗布層を、前記流路拡張部の底面上に付加される、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する平面形状の障害物として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法である。
Further, the obstacle structure added to the flow path expanding portion is:
At least the upper surface is an obstacle having a surface made of a lyophobic material with poor wettability to the liquid,
A delay having an aspect formed by adding the obstruction having a planar shape protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the inner region of the flow channel expansion portion on the bottom surface of the flow channel expansion portion. The method of making the device is
A desired planar shape and depth to be used for the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion on the substrate surface, and the flow channel expansion portion provided in a portion connecting the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion. A recess having a thickness is formed in advance,
As an obstacle structure added to the flow path extension,
In the recess used for the flow path expansion portion, the obstruction having a planar shape protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region is added to the bottom surface of the flow path expansion portion. As a process to
A solvent-phobic material having poor wettability with respect to the liquid is printed and applied in a desired planar shape on the bottom surface of the flow path expanding portion on the portion to which the obstacle is to be added. Comprising a step of forming a printed coating layer having a surface made of a conductive material,
A printed coating layer of the lyophobic material having a desired planar shape is added on the bottom surface of the flow path extension portion, and from the side wall surface serving as the shortest path, an internal region is formed in the flow path extension portion. This is a method for manufacturing a delay device, characterized in that the delay device is used as an obstruction having a planar shape that protrudes toward the surface.

一方、上記の本発明の第二の形態にかかる遅延装置を製造する方法、特には、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、両延長流路間を連結する配置に付加される、前記連絡流路は、該基板表面に、新たに溝構造を形成することで作製されている態様の遅延装置を作製する方法は、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分、該流路上流部分の末端に連通される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分の先端に連通される下流部延長流路に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、
両延長流路間を連結する所望の配置に付加される連絡流路として、該基板表面に、新たに溝構造を形成する工程として、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間を跨ぐように、該基板表面を溝状に切削加工を施す工程を具え、
前記基板表面の切削加工により形成される切削溝を、両延長流路間を連結する前記連絡流路として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法である。
On the other hand, a method for manufacturing the delay device according to the second aspect of the present invention, particularly,
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel, the connection channel is added to an arrangement for connecting the extension channels, and the communication channel forms a new groove structure on the substrate surface. A method of manufacturing the delay device of the aspect manufactured in
On the surface of the substrate, the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, the upstream extension flow channel communicating with the end of the flow channel upstream portion, and the downstream extension flow communicating with the tip of the flow channel downstream portion A recess having a desired planar shape and depth to be used for the road is formed in advance.
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
As a communication channel added to a desired arrangement for connecting the two extension channels, as a step of newly forming a groove structure on the substrate surface,
A step of cutting the substrate surface into a groove shape so as to straddle between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
A method of manufacturing a delay device, characterized in that a cutting groove formed by cutting the substrate surface is used as the communication channel connecting the two extension channels.

さらには、上記の本発明の第三の形態にかかる遅延装置を製造する方法、特には、
前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる前記迂回流路を形成する前記基板として、可塑性材料からなる基板を選択し、
該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に付加される、前記迂回流路は、
前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、該基板表面に、新たに溝構造を形成することで作製されている態様の遅延装置を作製する方法は、
可塑性材料からなる基板を選択して、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に付加される、前記迂回流路として、
前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、該基板表面に、新たに溝構造を形成する工程として、
前記迂回流路を形成すべき部分に、前記基板の上面より、前記迂回流路の平面形状の外縁に対応する周辺部分が突出し、その内縁に対応する中央部分が窪んだ形状の金型を押し付け、
前記基板を構成する可塑性材料を変形させ、該金型の周辺部分形状に対応する凹形状と、中央部分形状に対応する凸面形状を形成し、
その後、該金型を取り除き、塑性変形された基板上面に、外縁部は凹形状を、その内部は凸面形状を示す構造を残す工程を具え、
得られる前記塑性変形構造における、外縁部の凹形状からなる溝構造を、該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に付加される迂回流路として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法である。
Furthermore, a method for manufacturing the delay device according to the third aspect of the present invention, particularly,
The substrate made of a plastic material is selected as the substrate that forms the bypass channel provided in the portion connecting the channel upstream portion and the channel downstream portion, and the channel upstream portion and the channel downstream portion,
The detour channel, which is added to the arrangement in which the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion are communicated,
A method for producing a delay device in an aspect produced by modifying a plastic material constituting the substrate and newly forming a groove structure on the surface of the substrate,
Select a substrate made of plastic material,
On the surface of the substrate, a recess having a desired planar shape and depth to be used in the upstream portion and the downstream portion of the flow path is formed in advance.
As the detour channel, which is added to the arrangement in which the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion are communicated with each other,
As a step of adding a deformation to the plastic material constituting the substrate and forming a new groove structure on the substrate surface,
A peripheral portion corresponding to the outer edge of the planar shape of the detour channel protrudes from the upper surface of the substrate to a portion where the detour channel is to be formed, and a mold having a depressed center portion corresponding to the inner edge is pressed. ,
The plastic material constituting the substrate is deformed to form a concave shape corresponding to the peripheral portion shape of the mold and a convex shape corresponding to the central portion shape,
Thereafter, the mold is removed, and a step of leaving a structure in which the outer edge portion has a concave shape and the inside thereof has a convex shape on the plastic-deformed upper surface of the substrate,
In the obtained plastic deformation structure, a groove structure having a concave shape at the outer edge is added to the detour channel added to an arrangement in which the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion are communicated with each other. It is a manufacturing method of the delay device characterized by using as above.

本発明の第五の形態にかかる遅延装置に記載される遅延装置を作製する方法であって、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる前記流路状構造の構成に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
さらに、前記流路状構造の構成領域に、疎溶媒性材料からなる表面を有する、該基板面の部分領域を設け、該基板面の部分領域において、
該流路上流部分の末端に連結され、流路状の平面形状を有する、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分の先端に連通され、流路状の平面形状を有する、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成される下流部延長流路をそれぞれ予め形成し、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、
両延長流路間を連結する所望の配置に付加される連絡流路として、該基板表面に、流路状の平面形状を有する、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成される流路を形成する工程として、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間を跨ぐように、
疎溶媒性材料からなる表面を有する、該基板面の部分領域上面に、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料を所望の平面形状で印刷塗布して、少なくとも、その上面は、親溶媒性材料からなる面を有する印刷塗布層を形成する工程を具え、
前記基板表面に形成される親溶媒性材料からなる面を有する印刷塗布層を、両延長流路間を連結する前記連絡流路として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法である。
A method for producing a delay device described in the delay device according to the fifth aspect of the present invention,
Desired planar shape used for the configuration of the channel-like structure provided on the surface of the substrate at a portion connecting the channel upstream portion and the channel downstream portion, and the channel upstream portion and the channel downstream portion. As well as forming a recess having a depth in advance,
Furthermore, a partial region of the substrate surface having a surface made of a lyophobic material is provided in a constituent region of the flow channel structure, and in the partial region of the substrate surface,
An upstream extension channel formed on a surface made of a solvophilic material, which is connected to the end of the upstream portion of the channel and has a channel-like planar shape and exhibits wettability with respect to the liquid, and the channel Each downstream extension channel formed by a surface made of a solvophilic material, which is in communication with the tip of the downstream portion and has a channel-like planar shape and exhibits wettability with respect to the liquid, is formed in advance,
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
As a connecting flow path added to a desired arrangement for connecting the two extended flow paths, a surface made of a solvophilic material having a flow path-like planar shape on the substrate surface and showing wettability to the liquid. As a process of forming the formed flow path,
In order to straddle between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
A solvophilic material having wettability to the liquid is printed and applied in a desired planar shape on a partial region upper surface of the substrate surface having a surface made of a lyophobic material, and at least the upper surface is a lyophilic solvent Comprising a step of forming a print coating layer having a surface made of a functional material,
In the method of manufacturing a delay device, a print coating layer having a surface made of a solvophilic material formed on the surface of the substrate is used as the communication channel connecting the two extension channels.

以下に、本発明に関して、図面を参照して、より詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

本発明にかかる遅延装置においては、基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の流路において、輸送対象の液体が該流路内を毛細管現象によって、その流路上流部分からその流路下流部分へと進行する構成を採用している。その際、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の進行方向の液面端が到達するに要する時間を調節するため、該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に、遅延時間を一定の範囲内で設定・調節することが可能な流路状構造を設けている。すなわち、本発明にかかる遅延装置においては、毛細管現象によって液体が輸送される際、その液体の先端の気液界面(液面端)は、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで進行していくが、その流路上流部分の通過に要する時間と、流路下流部分の通過に要する時間は一定に保ち、該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設ける流路状構造を通過する時間を一定の範囲内で設定・調節することが可能な、通過時間設定型遅延回路を構成している。   In the delay device according to the present invention, the liquid to be transported flows from the upstream portion of the flow path in the flow path in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate by capillary action in the flow path. A configuration that proceeds to the downstream part of the road is adopted. At that time, in order to adjust the time required for the liquid surface end in the liquid traveling direction to reach from the front end of the flow channel upstream portion to the end of the flow channel downstream portion, the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion are A channel-like structure capable of setting / adjusting the delay time within a certain range is provided at the connected portion. That is, in the delay device according to the present invention, when the liquid is transported by capillary action, the gas-liquid interface (liquid surface end) at the tip of the liquid extends from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path. The time required for passage through the upstream portion of the flow path and the time required for passage through the downstream portion of the flow path are kept constant, and the flow provided at the portion connecting the upstream portion of the flow path and the downstream portion of the flow path is maintained. A transit time setting type delay circuit capable of setting / adjusting the time passing through the road-like structure within a certain range is configured.

この遅延装置自体、液体の輸送手段として、毛細管現象を利用しているため、液を強制的に輸送するための圧力差を印加するためのポンプ機構などを付加する必要はない。同時に、基板上に形成される流路で構成されるマイクロチップを構成する構成要素として、基板内に内蔵する形態で利用する際、該マイクロチップの流路内の液体輸送も、毛細管現象を利用する構成を選択することが可能となる。   Since the delay device itself uses a capillary phenomenon as a liquid transport means, it is not necessary to add a pump mechanism or the like for applying a pressure difference for forcibly transporting the liquid. At the same time, as a component constituting a microchip composed of flow paths formed on the substrate, when used in a form embedded in the substrate, liquid transport in the flow path of the microchip also utilizes capillary action It is possible to select a configuration to be performed.

図1に、本発明にかかる設定型遅延回路をその構成要素として利用するマイクロチップの一例を示す。図1の平面図にその流路構成示すマイクロチップは、基板001上に形成する、所定の流路パターンを有する凹部に対して、基板001の上面を被覆する形態の蓋部を設ける構成を採用している。従って、前記凹部の上方を開放部は、蓋部の下面で覆われ、基板001に形成される凹部が、底面と両側壁面、蓋部の下面が、上面を構成する流路となっている。この流路内においては、液体は、流路の底面と両側壁面、ならびに上面に接触した状態で、毛細管現象によって輸送される。   FIG. 1 shows an example of a microchip that uses a set delay circuit according to the present invention as a component. The microchip whose channel configuration is shown in the plan view of FIG. 1 employs a configuration in which a lid portion that covers the upper surface of the substrate 001 is formed on a recess having a predetermined channel pattern formed on the substrate 001. is doing. Therefore, the open portion above the recess is covered with the lower surface of the lid, the recess formed in the substrate 001 is a bottom surface and both side wall surfaces, and the lower surface of the lid is a flow path constituting the upper surface. In this flow path, the liquid is transported by capillary action while being in contact with the bottom surface, both side wall surfaces, and the top surface of the flow path.

毛細管効果を利用して液体を輸送する場合、流路である凹部の幅と深さは、その流路壁面を構成する材料と液体との濡れ性の度合いに応じて適宜選択する。例えば、図1に例示するような生化学用マイクロチップにおいては、流路に用いる凹部の幅は、20μm〜500μm程度の範囲、より好ましくは、100μm程度であり、その深さは、5μm〜50μm程度の範囲、より好ましくは、20μm程度である。この寸法範囲の凹部において、毛細管効果を利用して、例えば、水溶液などの、液体を輸送する上において、凹部の壁面材料として、液体の濡れ性が、接触角で表すと、60°以下、より好ましくは40°以下の材料を用いることが望ましい。水性溶媒を利用する液体に対して、前述する接触角を示す材料の一例として、無機基板材料として、ガラス、石英、シリコン上の自然酸化膜等を挙げることができ、樹脂材料として、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、エポキシ系樹脂、その他の親水性エンジニアリングプラスチック等を挙げることができる。   When the liquid is transported using the capillary effect, the width and depth of the recess that is the flow path are appropriately selected according to the degree of wettability between the material constituting the flow path wall surface and the liquid. For example, in the biochemical microchip as illustrated in FIG. 1, the width of the recess used in the flow path is in the range of about 20 μm to 500 μm, more preferably about 100 μm, and the depth is 5 μm to 50 μm. The range is about 20 μm. In the recess of this size range, for example, when transporting a liquid such as an aqueous solution using the capillary effect, the wettability of the liquid as a wall surface material of the recess is 60 ° or less when expressed by a contact angle. It is desirable to use a material of 40 ° or less. As an example of a material exhibiting the above-mentioned contact angle with respect to a liquid using an aqueous solvent, examples of the inorganic substrate material include glass, quartz, and a natural oxide film on silicon. Examples of the resin material include polyethylene terephthalate, Examples include polyvinyl alcohol, epoxy resin, and other hydrophilic engineering plastics.

図1に示すマイクロチップでは、液体試料は、まず、血漿分離フィルタ400において、血液サンプルからバッファー液へ、血漿中に含まれる可溶性成分がサンプリングされ、この血漿中の可溶性成分を溶解する液体試料は、一旦、混合槽303に留まる間に、濃度の均一化が進められる。その後、液体スイッチ500を通して、反応槽304へと輸送される。本発明にかかる設定型遅延回路200は、血漿分離フィルタ400の直後から、前記主要流路から分岐され、液体スイッチ500における、トリガー流路501へと連結される部分に利用されている。   In the microchip shown in FIG. 1, first, a liquid sample is sampled in a plasma separation filter 400 from a blood sample to a buffer solution, and a soluble sample contained in the plasma is sampled. The concentration is made uniform while staying in the mixing tank 303 once. Thereafter, the liquid is transferred to the reaction tank 304 through the liquid switch 500. The setting type delay circuit 200 according to the present invention is used for a portion branched from the main flow channel immediately after the plasma separation filter 400 and connected to the trigger flow channel 501 in the liquid switch 500.

血漿分離フィルタ400部分には、国際公開 03/035233号パンフレットに開示される構成を利用しており、併走する二本の流路間に、固液分離フィルタとして機能する分離壁構造を設け、この固液分離フィルタを介して、血液サンプルから、バッファー液へと、血漿中に含まれる可溶性成分が濃度勾配に伴って拡散される機構を採用している。その際、血液サンプルは、蓋部も設ける穴より、試料導入口300へ滴下される。一方、流路101の他端に設ける液溜まり302には、空気口が設けられており、試料導入口300中の血液サンプルは、他端が開放されている、この流路101内を毛細管現象により輸送される。なお、液溜まり302が輸送された液体で満たされた時点で、試料導入口300の液面と液溜まり302との液面の水準に差異がなくなるように、滴下する血液量を設定することで、それ以上の輸送は停止する。   The plasma separation filter 400 portion uses the configuration disclosed in the pamphlet of International Publication No. 03/035233, and is provided with a separation wall structure that functions as a solid-liquid separation filter between two parallel flow paths. A mechanism is adopted in which soluble components contained in plasma are diffused with a concentration gradient from a blood sample to a buffer solution via a solid-liquid separation filter. At that time, the blood sample is dropped into the sample introduction port 300 through the hole provided with the lid. On the other hand, the liquid reservoir 302 provided at the other end of the flow channel 101 is provided with an air port, and the blood sample in the sample introduction port 300 is opened at the other end, and the inside of the flow channel 101 is capillaryized. Transported by. In addition, when the liquid reservoir 302 is filled with the transported liquid, the amount of blood to be dropped is set so that there is no difference in the level of the liquid level between the sample inlet 300 and the liquid reservoir 302. Any further transportation will stop.

一方、バッファー液は、バッファー液導入口301に供給され、主流路の他端は、空気口305が設けられており、他端が開放されている、主流路内を毛細管現象により輸送される。液体スイッチ500には、国際公開 04/051229号パンフレットに開示されるスイッチの構成を利用している。主流路の液体スイッチ500と連結部には、短い長さの流路部分が、その壁面が疎水性材料被膜で被覆された形態となっており、この短い長さの流路部分では、バッファー液の壁面に対する濡れ性が乏しく、毛細管現象により、この短い部分を超えて、液体スイッチ500内へ液の流入することを抑制されている。一方、液体スイッチ500と連結されているトリガー流路501は、毛細管現象による液の輸送が可能な親水性材料からなる壁面を有しているため、トリガー流路501からは、液体スイッチ500内へ液が輸送される。なお、液体スイッチ500自体の内壁は、親水性材料からなる壁面で構成されており、トリガー流路501からの液の輸送は継続する。その後、主流路の液体スイッチ500と連結部に、トリガー流路501から供給された液が達し、主流路内の液面端と接触すると、この接触点を介して、主流路内の液も液体スイッチ500内へと移動を開始する。あたかも、トリガー流路501から供給された液は「呼び水」となって、主流路内の液の液体スイッチ500内への流入が開始する。   On the other hand, the buffer liquid is supplied to the buffer liquid inlet 301, and the other end of the main channel is provided with an air port 305, and the other end is opened, and is transported by capillary action in the main channel. The liquid switch 500 uses the switch configuration disclosed in the pamphlet of International Publication No. 04/051229. The main channel liquid switch 500 and the connecting portion have a short-length channel portion whose wall surface is covered with a hydrophobic material coating. In this short-length channel portion, the buffer solution The wettability with respect to the wall surface of the liquid switch is poor, and the capillary phenomenon prevents the liquid from flowing into the liquid switch 500 beyond this short portion. On the other hand, since the trigger channel 501 connected to the liquid switch 500 has a wall surface made of a hydrophilic material capable of transporting a liquid by capillary action, the trigger channel 501 enters the liquid switch 500. The liquid is transported. Note that the inner wall of the liquid switch 500 itself is formed of a wall made of a hydrophilic material, and the transport of the liquid from the trigger channel 501 continues. Thereafter, when the liquid supplied from the trigger channel 501 reaches the liquid channel 500 and the connecting portion of the main channel and comes into contact with the liquid surface end in the main channel, the liquid in the main channel is also liquid via this contact point. Begin moving into switch 500. It is as if the liquid supplied from the trigger channel 501 becomes “priming water”, and the inflow of the liquid in the main channel into the liquid switch 500 starts.

具体的には、バッファー液導入口301の液面水準と、主流路の液体の水準との間には僅かな差異があり、前記主流路の液体スイッチ500と連結部に設ける疎水性領域で一旦停止している液端面は、僅かに凸の形状を示し、但し、疎水性の壁面とバッファー液との接触角を超えない範囲で均衡している。その際、トリガー流路501から供給された液も、この疎水性領域に対して、その液面は同じく、凸の形状を示した状態となる。前記主流路の液体スイッチ500と連結部に設ける疎水性領域の長さを適正に設定すると、両液面の凸形状の先端が互いに接触し、連通すると、疎水性の壁面とバッファー液との接触角は、均衡していた状態を超える。その結果、主流路の液体スイッチ500と連結部を通過して、液の流入が開始する。   Specifically, there is a slight difference between the liquid level of the buffer liquid inlet 301 and the liquid level of the main flow path, and once in the hydrophobic region provided at the connection portion with the liquid switch 500 of the main flow path. The stopped liquid end surface shows a slightly convex shape, but is balanced within a range not exceeding the contact angle between the hydrophobic wall surface and the buffer liquid. At that time, the liquid supplied from the trigger channel 501 also has a convex shape with respect to the hydrophobic region. When the length of the hydrophobic region provided in the connecting portion with the liquid switch 500 of the main channel is set appropriately, the convex tips of both liquid surfaces come into contact with each other, and when they communicate with each other, the hydrophobic wall and the buffer solution contact each other. The horn exceeds the balanced state. As a result, the liquid starts to flow through the liquid switch 500 and the connecting portion of the main channel.

液体スイッチ500が「ON」状態となり、液体スイッチ500を満たし、流路102へと液面端が進行する段階では、主流路のコンダクタンス(流路断面積)は、トリガー流路501のコンダクタンス(流路断面積)よりも格段に大きいため、ほとんどの液流は、主流路を介するものとなる。すなわち、混合槽303に留まる間に、濃度の均一化が進められた液体試料が、液体スイッチ500、流路102を経由して、反応槽304へと輸送される。この反応槽304は、濃度が一様になった血漿由来の可溶性成分を、その検出用試薬と混ぜて反応させ、分析するための液溜めである。図1に示すマイクロチップでは、反応槽304部分は、前記の検出用試薬との反応による反応産物の濃度を光学的に測定するため、その表面を被覆する蓋部は、透明部材で形成されている。   When the liquid switch 500 is in the “ON” state, fills the liquid switch 500, and the liquid surface end advances to the flow path 102, the conductance (flow path cross-sectional area) of the main flow path is the conductance (flow current) of the trigger flow path 501. Most of the liquid flow is through the main flow path because it is much larger than the road cross-sectional area. That is, while remaining in the mixing tank 303, the liquid sample whose concentration has been made uniform is transported to the reaction tank 304 via the liquid switch 500 and the channel 102. This reaction tank 304 is a liquid reservoir for mixing and analyzing a soluble component derived from plasma having a uniform concentration with its detection reagent. In the microchip shown in FIG. 1, the reaction vessel 304 portion optically measures the concentration of the reaction product resulting from the reaction with the detection reagent, and the lid covering the surface is formed of a transparent member. Yes.

本発明にかかる設定型遅延回路200は、血漿分離フィルタ400の直後から、前記主要流路から分岐され、液体スイッチ500における、トリガー流路501へと連結される部分に利用され、主流路中に設ける混合槽303において、濃度の均一化を図るため液体試料が留まる時間を設定する役割を有している。具体的には、利用するバッファー液の液粘度、また、濃度の均一化を図るべき、血漿中の可溶性成分の濃度拡散係数を考慮し、混合槽303に留める時間の適正化を行う必要がある。その適正化された滞留時間に応じて、設定型遅延回路200を介して、血漿分離フィルタ400の直後に設ける、前記主要流路からの分岐点から、トリガー流路501の先端へ液面端が到達するのに要する時間を一定の範囲で調節・設定する。   The setting type delay circuit 200 according to the present invention is used for a portion branched from the main flow channel immediately after the plasma separation filter 400 and connected to the trigger flow channel 501 in the liquid switch 500. In the mixing tank 303 to be provided, it has a role of setting a time for the liquid sample to stay in order to make the concentration uniform. Specifically, it is necessary to optimize the time for holding in the mixing tank 303 in consideration of the viscosity of the buffer solution to be used and the concentration diffusion coefficient of soluble components in plasma, which should be made uniform in concentration. . In accordance with the optimized residence time, the liquid level end extends from the branch point from the main flow path provided immediately after the plasma separation filter 400 via the setting delay circuit 200 to the tip of the trigger flow path 501. Adjust and set the time required to reach within a certain range.

次に、本発明にかかる設定型遅延回路の構成と、その動作原理に関して、具体的に説明する。   Next, the configuration of the setting type delay circuit according to the present invention and the operation principle thereof will be specifically described.

(第一の実施の形態)
本発明の第一の形態にかかる遅延回路の一例を、図2に示す。
(First embodiment)
An example of the delay circuit according to the first embodiment of the present invention is shown in FIG.

図2は、本発明の第一の形態にかかる遅延回路において、その遅延回路を構成する、該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる流路状構造として採用する、流路拡張部201と、前記流路拡張部201に付加される障害構造の例を示す。   FIG. 2 shows a delay circuit according to the first embodiment of the present invention, which is employed as a channel-like structure provided in a portion connecting the channel upstream portion and the channel downstream portion constituting the delay circuit. An example of a flow path expansion unit 201 and a failure structure added to the flow path expansion unit 201 is shown.

図2に例示する、流路拡張部201は、流路100に対して、流路上流部分と流路下流部分とを連結する配置で設けられ、基板001の上面に一体的に形成される凹部として作製されている。流路100の流路幅(W)と較べて、流路拡張部201の流路幅(W)を有意に広く設定している。図2の(a)に示す態様では、この流路拡張部201により連結される、流路上流部分の末端と、流路下流部分の先端とは、矩形形状を有する、流路拡張部201の一つの側壁面に沿った位置に配置されている。The flow path expanding portion 201 illustrated in FIG. 2 is provided with an arrangement for connecting the flow path upstream portion and the flow path downstream portion with respect to the flow path 100, and is a recess formed integrally with the upper surface of the substrate 001. It is made as. Compared with the channel width of the channel 100 (W 0), is set significantly large channel width of the flow channel extension 201 (W 1). In the embodiment shown in FIG. 2A, the end of the upstream portion of the flow channel and the tip of the downstream portion of the flow channel connected by the flow channel expanding portion 201 have a rectangular shape. It arrange | positions in the position along one side wall surface.

この流路拡張部201に、障害構造を付加していない状況では、毛細管現象によって、流路上流部分を進行してきた液体は、流路上流部分の末端から、流路拡張部201内に流入する。その後、流路拡張部201を構成する底面、壁面、上面に対する、液体の濡れ性を利用して、側壁面と接触した状態で液端面は、流路拡張部201内に拡がってゆく。その結果、この液体の濡れ性に依る、壁面と液体との接触角が90°未満の場合、液端面(気液界面)の形状は、液相側が凹状の状態となり、表面張力により、より平坦な気液界面を達成する方向に力が働き、流路上流から流路拡張部201内への液体の輸送が継続する。その際、流路拡張部201内に拡がってゆく液端面(気液界面)は、親溶媒性の壁面に沿って進行する。流路上流部分の末端と、流路下流部分の先端とを最短距離で結んでいる、流路拡張部201の一つの側壁面を、親溶媒性の壁面に選択すると、この最短距離で結んでいる、流路拡張部201の一つの側壁面に沿って、液端面(気液界面)は進行し、流路下流部分の先端に達する。その後、液体は、流路下流部分の先端から流路下流内への進行してゆく。換言すると、この流路拡張部201を実質的に通過するに要する時間は、液端面(気液界面)が、親溶媒性の壁面に選択されている、流路拡張部201の一つの側壁面に沿って、流路上流部分の末端と、流路下流部分の先端との間を最短距離で結ぶ流線を進行する際に要する時間となっている。   In a situation where no obstacle structure is added to the flow channel expanding portion 201, the liquid that has traveled in the upstream portion of the flow channel due to capillary action flows into the flow channel expanding portion 201 from the end of the upstream portion of the flow channel. . Thereafter, the liquid end surface expands into the flow channel expanding portion 201 in contact with the side wall surface by utilizing the wettability of the liquid with respect to the bottom surface, the wall surface, and the upper surface constituting the flow channel expanding portion 201. As a result, when the contact angle between the wall surface and the liquid is less than 90 ° due to the wettability of the liquid, the shape of the liquid end surface (gas-liquid interface) becomes concave on the liquid phase side, and is flatter due to surface tension. A force acts in a direction to achieve a simple gas-liquid interface, and the transport of the liquid from the upstream side of the flow path to the flow path extension 201 continues. In that case, the liquid end surface (gas-liquid interface) which spreads in the flow path expansion part 201 advances along the solvophilic wall surface. If one side wall surface of the channel expansion portion 201 that connects the end of the upstream portion of the flow channel and the tip of the downstream portion of the flow channel at the shortest distance is selected as the solvophilic wall surface, the shortest distance is connected. The liquid end surface (gas-liquid interface) advances along one side wall surface of the flow path expanding portion 201 and reaches the tip of the downstream portion of the flow path. Thereafter, the liquid proceeds from the tip of the downstream portion of the flow channel into the flow channel downstream. In other words, the time required for substantially passing through the flow channel expanding portion 201 is one side wall surface of the flow channel expanding portion 201 in which the liquid end surface (gas-liquid interface) is selected as the solvophilic wall surface. , The time required to travel the streamline connecting the end of the upstream portion of the flow path and the tip of the downstream portion of the flow path at the shortest distance.

この流路拡張部201に、障害構造が付加された状況、例えば、図2の(a)に示すように、前記流路上流部分の末端と、流路下流部分の先端とを最短距離で結んでいる、流路拡張部201の一つの側壁面から突き出す形態の障害物202が形成されると、液端面(気液界面)は、この障害物202の外周に沿って進行する。その際、流路上流部分の末端と、流路下流部分の先端とを最短距離で結ぶ流線に従って、液端面(気液界面)が流路下流部分の先端に達するまでに要する時間が、この流路拡張部201を実質的に通過するに要する時間に相当する。図3の(a)に示すように、突き出す形態の障害物202の突出量が少なく場合、この流路拡張部201を実質的に通過するに要する時間の延長(遅延量)は小さいが、図3の(b)に示すように、障害物202の突出量が多くなると、その突出量に応じて、この流路拡張部201を実質的に通過するに要する時間の延長(遅延量)は大きくなる。   A situation in which an obstruction structure is added to the flow channel expanding portion 201, for example, as shown in FIG. 2A, the end of the flow channel upstream portion and the tip of the flow channel downstream portion are connected with the shortest distance. When the obstacle 202 having a form protruding from one side wall surface of the flow path expanding portion 201 is formed, the liquid end surface (gas-liquid interface) advances along the outer periphery of the obstacle 202. At that time, the time required for the liquid end surface (gas-liquid interface) to reach the tip of the downstream portion of the flow path is determined according to the streamline connecting the end of the upstream portion of the flow channel and the tip of the downstream portion of the flow channel at the shortest distance. This corresponds to the time required for substantially passing through the flow path expanding portion 201. As shown in FIG. 3A, when the protruding amount of the obstacle 202 in the protruding form is small, the time extension (delay amount) required to substantially pass through the flow path expanding portion 201 is small. As shown in (b) of FIG. 3, when the amount of protrusion of the obstacle 202 increases, the time extension (delay amount) required to substantially pass through the flow path expanding portion 201 is large according to the amount of protrusion. Become.

図2の(c)には、前記障害物202として、基板001を可塑性材料、例えば、熱可塑性有機材料を形成する際、この一部に加熱した金属製コテ002の先端を押し付け、加工を施し、凹状の窪みを形成し、それに付随して、その外縁に壁状の突起を形成する例を示す。この外縁に壁状の突起は、熱可塑性有機材料で構成されており、その壁高さを適正化すると、上面との隙間が実質的に無く、液端面(気液界面)は、この壁状突起の外縁に沿って進行する形態となる。   In FIG. 2C, when the substrate 001 is formed as the obstacle 202 with a plastic material, for example, a thermoplastic organic material, the tip of a heated metal trowel 002 is pressed against this part to perform processing. An example in which a concave depression is formed and a wall-like protrusion is formed on the outer edge of the depression will be shown. The wall-like protrusion on the outer edge is made of a thermoplastic organic material. When the wall height is optimized, there is substantially no gap with the upper surface, and the liquid end face (gas-liquid interface) is the wall-like shape. It becomes a form which advances along the outer edge of the protrusion.

また、図2の(d)には、別の実施態様として、流路拡張部201の底面上に、疎水性材料からなる塗布層を、印刷塗布手段、例えば、スタンプ003を利用して、印刷塗布する形態を示す。この疎水性材料からなる塗布層の上面は、疎水性表面を構成している結果、この塗布層の上面を超えて、液端面(気液界面)は進行することは困難となり、この塗布層の外周に沿うように液端面(気液界面)は進行していく。すなわち、疎水性材料からなる塗布層を利用して、流路拡張部201に設ける障害物202として機能する、流れの抑制機構を達成することができる。   2D, as another embodiment, a coating layer made of a hydrophobic material is printed on the bottom surface of the flow path expanding portion 201 by using a printing coating means, for example, a stamp 003. The form to apply is shown. Since the upper surface of the coating layer made of the hydrophobic material constitutes a hydrophobic surface, it is difficult for the liquid end surface (gas-liquid interface) to proceed beyond the upper surface of the coating layer. The liquid end face (gas-liquid interface) advances along the outer periphery. That is, it is possible to achieve a flow suppression mechanism that functions as the obstacle 202 provided in the flow path expanding portion 201 by using an application layer made of a hydrophobic material.

加えて、図2の(e)に例示するように、流路拡張部201に、障害構造が複数付加された状況では、同様に、液端面(気液界面)は、これらの障害物202の外周に沿って進行する。その際、流路上流部分の末端と、流路下流部分の先端とを最短距離で結ぶ流線に従って、液端面(気液界面)が流路下流部分の先端に達するまでに要する時間が、この流路拡張部201を実質的に通過するに要する時間に相当する。図2の(e)の形態では、側壁面に沿って、流路上流部分の末端から、流路下流部分の先端に達する際、これら障害物202の外周を含めて、最短距離となる流線従って、液端面(気液界面)が流路下流部分の先端に達するまでに要する時間が、この流路拡張部201を実質的に通過するに要する時間に相当する。   In addition, as illustrated in FIG. 2 (e), in the situation where a plurality of obstacle structures are added to the flow path expanding portion 201, the liquid end surface (gas-liquid interface) is similarly formed of these obstacles 202. Proceed along the perimeter. At that time, the time required for the liquid end surface (gas-liquid interface) to reach the tip of the downstream portion of the flow path is determined according to the streamline connecting the end of the upstream portion of the flow channel and the tip of the downstream portion of the flow channel at the shortest distance. This corresponds to the time required for substantially passing through the flow path expanding portion 201. In the form of (e) of FIG. 2, when reaching the tip of the downstream portion of the flow path from the end of the upstream portion of the flow path along the side wall surface, the streamline that becomes the shortest distance including the outer periphery of these obstacles 202 is obtained. Accordingly, the time required for the liquid end surface (gas-liquid interface) to reach the tip of the downstream portion of the flow path corresponds to the time required for substantially passing through the flow path expanding portion 201.

図3の(a)、(b)に示すように、流路上流部分の末端と、流路下流部分の先端とを最短距離で結んでいる、流路拡張部201の一つの側壁面の長さ(最短経路長さ)と、流路拡張部201の流路幅(W)とを等しく選択すると、流路拡張部201に、障害構造が付加された状況において、この最短経路長さを有する側壁面に設ける障害物に液端面(気液界面)が到達し、その後、この障害物の外周に回る流線に沿って、液端面(気液界面)が進行する状況がより確実に達成できる。As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the length of one side wall surface of the channel expanding portion 201 connecting the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion at the shortest distance. When the length (shortest path length) and the flow path width (W 1 ) of the flow path expansion section 201 are selected equally, the shortest path length is set in a situation where a failure structure is added to the flow path expansion section 201. The situation where the liquid end surface (gas-liquid interface) reaches the obstacle provided on the side wall surface, and then the liquid end surface (gas-liquid interface) proceeds more reliably along the streamline around the outer periphery of the obstacle is achieved. it can.

仮に、最短経路長さと比較して、流路拡張部201の流路幅(W)が大幅に狭くなると、最短経路長さを有する側壁面に設ける障害物に液端面(気液界面)が到達するよりも、遥か前に、液端面(気液界面)は、対向する側壁面に到達することもある。その際には、液端面(気液界面)が、対向する側壁面とほぼ直交する形態となるまで、最短経路長さを有する側壁面に沿った液端面(気液界面)の進行が遅れ、対向する側壁面に沿った液端面(気液界面)の進行が促進される。その後、両側壁面に対して、液端面(気液界面)は、ほぼ直交する状態で液の進行がなされるため、その先に設けている障害物202による、通過時間の延長(遅延量)は、実質的に皆無となる。すなわち、障害物202を設けていない状態でも、最短経路長さと比較して、流路拡張部201の流路幅(W)が大幅に狭くなると、両側壁面に対して、液端面(気液界面)は、ほぼ直交する状態が達成された後、液面の進行が再開される。従って、両者の間で、通過時間には実質的な差異は無いものとなる。If the flow path width (W 1 ) of the flow path expansion part 201 is significantly narrower than the shortest path length, the liquid end face (gas-liquid interface) is formed on the obstacle provided on the side wall having the shortest path length. The liquid end surface (gas-liquid interface) may reach the opposite side wall surface long before reaching. In that case, the progress of the liquid end surface (gas-liquid interface) along the side wall surface having the shortest path length is delayed until the liquid end surface (gas-liquid interface) is substantially perpendicular to the opposing side wall surface, Progress of the liquid end surface (gas-liquid interface) along the opposing side wall surface is promoted. Thereafter, the liquid end surface (gas-liquid interface) is substantially perpendicular to the both side wall surfaces, so that the liquid progresses. Therefore, the passage time extension (delay amount) by the obstacle 202 provided at the end is increased. , Virtually none. That is, even when the obstacle 202 is not provided, when the flow path width (W 1 ) of the flow path expanding portion 201 is significantly narrower than the shortest path length, the liquid end face (gas-liquid) is opposed to both side walls. After the substantially orthogonal state is achieved, the progress of the liquid level is resumed. Therefore, there is no substantial difference in the passage time between the two.

なお、図2に示す形態においては、流路100の深さ(D)と流路拡張部201の深さ(D)は等しくし、基板001の上面を覆う蓋部を設け、底面と上面の双方に液が接触した状態で、流路100から流路拡張部201への液面の進行がなされる形態を選択している。この流路100の深さ(D)と流路拡張部201の深さ(D)を等しくする態様は、基板001の上面に流路を一括して形成する工程を容易に行う上で、好ましい態様である。Note that in the embodiment shown in FIG. 2, the depth of the channel 100 (D 0) and the depth of the flow channel extension 201 (D 1) and equal, provided the lid covering the upper surface of the substrate 001, a bottom A mode is selected in which the liquid level advances from the flow channel 100 to the flow channel expansion unit 201 in a state where the liquid is in contact with both of the upper surfaces. Manner to equalize the depth of the channel 100 (D 0) and the depth of the flow channel extension 201 (D 1) is in terms of easily performing a process of forming collectively a flow path on the upper surface of the substrate 001 This is a preferred embodiment.

本発明の第一の形態にかかる遅延装置では、
前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ、前記最短の経路となる側壁面に沿った流線上の該液体の進行を妨げることが可能な障害構造を付加し、
前記最短の経路となる側壁面と、該障害構造の側壁面の双方に沿って、前記液体の進行する流線へと変更することで、前記流路上流部分の末端から前記流路下流部分の先端に達する、前記液体の進行する流線の延長を図り、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の進行方向の液面端が到達するに要する時間を調節する機能が付与されている。その通過時間の延長(遅延量)の調節は、障害構造の張り出し量、ならびに、設ける障害構造の個数を選択することで、相当に広い範囲で設定可能となる。
In the delay device according to the first aspect of the present invention,
From the side wall surface serving as the shortest path, to the internal region of the flow path extension portion, an obstacle structure capable of preventing the liquid from traveling on the streamline along the side wall surface serving as the shortest path is added,
By changing to the streamline where the liquid travels along both the side wall surface which becomes the shortest path and the side wall surface of the obstacle structure, To reach the tip, extend the streamline of the liquid,
A function for adjusting the time required for the liquid surface end in the traveling direction of the liquid to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path is provided. Adjustment of the extension (delay amount) of the passage time can be set in a considerably wide range by selecting the amount of overhanging the obstacle structure and the number of obstacle structures to be provided.

なお、流路拡張部201の側壁面に沿って、前記流路上流部分の末端と、前記流路下流部分の先端とを結ぶ最短の経路となるように、該最短の経路となる側壁面は、前記液体との濡れ性を所定の範囲に選択される材料で構成する。例えば、流路100と流路拡張部201は、無機材料からなる基板001、例えば、シリコン、シリコン酸化膜、ガラス、石英などを用いる場合、一般的なリソグラフィーと化学エッチング手段によって形成できる。具体的には、フォトマスクと光レジストを利用して流路パターンを基板に転写し、その流路パターン部分を化学的にエッチングする。あるいは、流路100と流路拡張部201は、基板001として、熱可塑性有機材料、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレンなどを選択する場合には、金型を用いたプレス、射出成形等の加工手段を用いて形成することが可能である。   The side wall surface that is the shortest path is the shortest path that connects the end of the upstream channel portion and the tip of the downstream channel portion along the side wall surface of the flow channel extension 201. , And a material whose wettability with the liquid is selected within a predetermined range. For example, the channel 100 and the channel extension 201 can be formed by general lithography and chemical etching means when a substrate 001 made of an inorganic material, for example, silicon, silicon oxide film, glass, quartz, or the like is used. Specifically, the flow path pattern is transferred to the substrate using a photomask and a photoresist, and the flow path pattern portion is chemically etched. Alternatively, the flow channel 100 and the flow channel expansion portion 201 may be a press using a mold, injection molding, or the like when a thermoplastic organic material such as polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, polystyrene, or the like is selected as the substrate 001. It is possible to form using this processing means.

流路100と流路拡張部201に利用する凹部の底面、側壁面は、毛細管現象によって輸送する液体が利用する溶媒に対して、濡れ性を有する親溶媒性材料からなる面とする。輸送する液体が、バッファー液のように、水を主体とする溶媒を用いるものである場合、水との濡れ性を有する親水性材料からなる面とする。一方、輸送する液体が、疎水性の有機溶媒を使用するものである場合、かかる疎水性の有機溶媒との濡れ性を有する疎水性材料からなる面とする。また、基板の上面を被覆し、流路の上面となる蓋の下面も、同様に、輸送する液体が利用する溶媒に対して、濡れ性を有する親溶媒性材料からなる面とする。   The bottom surface and the side wall surfaces of the recesses used for the flow channel 100 and the flow channel expanding portion 201 are surfaces made of a solvophilic material having wettability with respect to the solvent used by the liquid transported by capillary action. When the liquid to be transported uses a solvent mainly composed of water, such as a buffer solution, the surface is made of a hydrophilic material having wettability with water. On the other hand, when the liquid to be transported uses a hydrophobic organic solvent, the surface is made of a hydrophobic material having wettability with the hydrophobic organic solvent. Similarly, the lower surface of the lid that covers the upper surface of the substrate and becomes the upper surface of the flow path is also a surface made of a solvophilic material having wettability with respect to the solvent used by the liquid to be transported.

基板、蓋自体の材料がかかる要件を満足しない場合、適宜、親溶媒性材料からなる被膜層を表面に形成して、所望の濡れ性、すなわち、90°未満の、所望の接触角の範囲から選択される、当該液体との接触角を示す表面とする。水性溶媒を用いる液体を対象とする際、親水性材料からなる被膜層の形成に利用可能な被覆材料の一例として、ポリアクリルアミドゲル、リン脂質類似材料、例えば、MPC(2−メタクロイルオキシエチルホスホコリン、商品名リピジュア、日本油脂株式会社)、その他の親水性カップリング剤を挙げることができる。   If the material of the substrate and the lid itself does not satisfy such requirements, a coating layer made of a solvophilic material is appropriately formed on the surface, and the desired wettability, that is, from the range of a desired contact angle of less than 90 °. It is set as the surface which shows the contact angle with the said selected liquid selected. When a liquid using an aqueous solvent is targeted, examples of a coating material that can be used for forming a coating layer made of a hydrophilic material include polyacrylamide gels, phospholipid-like materials such as MPC (2-methacryloyloxyethylphosphoric acid). Colin, trade name Lipidure, Nippon Oil & Fat Co., Ltd.) and other hydrophilic coupling agents.

なお、障害物202は、流路100、流路拡張領域201が形成された基板に対して、その上面に蓋を接合する前に形成する。障害物202は、図2(c)に示すような壁状の障害物として形成することもできる。例えば、基板が熱可塑性の樹脂材料から成る場合、コテ002を押し当てて、流路拡張部201の一部を加熱して変形させることで、流れを遮る壁状の障害物が形成できる。その際、この形態に利用可能な熱可塑性の樹脂材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネートなどを挙げることができる。   The obstacle 202 is formed before the lid is bonded to the upper surface of the substrate on which the channel 100 and the channel expansion region 201 are formed. The obstacle 202 can also be formed as a wall-like obstacle as shown in FIG. For example, when the substrate is made of a thermoplastic resin material, a wall-shaped obstacle that blocks the flow can be formed by pressing the iron 002 and heating and deforming a part of the flow path expanding portion 201. In this case, examples of the thermoplastic resin material that can be used in this form include polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polystyrene, and polycarbonate.

一方、基板が無機材料からなる場合、壁状の障害物202は、厚膜レジスト等の感光材料を利用して形成することもできる。その場合、流路の深さ程度の厚膜レジストで基板を覆った後、障害物202以外の部分を、一般的な露光と現像処理で除去することで実現できる。   On the other hand, when the substrate is made of an inorganic material, the wall-like obstacle 202 can be formed using a photosensitive material such as a thick film resist. In that case, it can be realized by covering the substrate with a thick film resist having a depth of the flow path and then removing portions other than the obstacle 202 by general exposure and development processing.

なお、障害物202は、流路拡張部201の表面の一部を疎液性とすることによっても実現できる。例えば、図2(d)のように、ポリジメチルシロキサン(PDMS)などの疎水性ゴム物質でできたスタンプ003を押しつけて離すこと(スタンプ処理)で実現できる。スタンプが接触した部分の表面は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)の被覆にともなって、水の接触角が概ね100°を示す疎水性となり、液体の進行を妨げるため障害物202としての役割を担うことができる。また、疎水性の表面塗布層は、疎水性インクを用いてインクジェット機構を持つ印刷装置で印刷することによっても実現できる。あるいは、疎液性の表面塗布層は、元々親水性の基板を疎水性の光レジストで覆った後、障害物202となる以外の部分を、マスクを利用した露光と現像で除去する方法等でも形成できる。   The obstacle 202 can also be realized by making a part of the surface of the flow path expanding portion 201 lyophobic. For example, as shown in FIG. 2D, the stamp 003 made of a hydrophobic rubber material such as polydimethylsiloxane (PDMS) can be pressed and released (stamp processing). The surface of the part in contact with the stamp becomes hydrophobic with a polydimethylsiloxane (PDMS) coating so that the contact angle of water is approximately 100 °, and serves as an obstacle 202 to prevent the liquid from proceeding. Can do. The hydrophobic surface coating layer can also be realized by printing with a printing apparatus having an inkjet mechanism using hydrophobic ink. Alternatively, the lyophobic surface coating layer may be formed by, for example, a method in which a portion other than the obstacle 202 is removed by exposure and development using a mask after the hydrophilic substrate is covered with a hydrophobic photoresist. Can be formed.

例えば、基板として、ガラスを、光レジストとして、S1818(ローム・アンド・ハース電子材料株式会社)を用いる場合、下記表1にまとめる水の接触角の測定例に示すように、清浄なガラス表面では6.4°、また、前記光レジストを塗布後、現像して除去したガラス表面では、34.1°と40°以下の接触角であるが、光レジストで被覆された表面では73.5°の接触角となる。従って、40°以下の接触角を示す、清浄なガラス表面や光レジストを塗布後、現像して除去したガラス表面では、毛細管効果が有効に機能するが、疎水性が増している光レジストで被覆された表面では、液体の進行は極めゆっくりとなる。すなわち、現像で除かれなかった光レジスト層で被覆された部分は、毛細管現象による水性液体の進行を阻害する障害物として機能する。   For example, when S1818 (Rohm and Haas Electronic Materials Co., Ltd.) is used as a substrate and glass as a photo resist, as shown in the measurement examples of water contact angles summarized in Table 1 below, The contact angle of 6.4 ° and the glass surface removed by developing after applying the photoresist is 34.1 ° and 40 ° or less, but 73.5 ° on the surface coated with the photoresist. Contact angle. Therefore, a clean glass surface or a photo resist showing a contact angle of 40 ° or less is coated with a photo resist having an increased hydrophobicity, although the capillary effect functions effectively on a glass surface that has been applied and developed and then removed. On the finished surface, the progression of the liquid is extremely slow. That is, the portion covered with the photoresist layer that has not been removed by development functions as an obstacle that inhibits the progress of the aqueous liquid due to capillary action.

次に、第一の実施の形態において、遅延時間を調節する要領について説明する。 Next, how to adjust the delay time in the first embodiment will be described.

図1に示す形状の生化学用マイクロチップにおける、トリガー流路に設ける遅延装置を、ガラス基板上に形成する。その際、基板材料のガラス表面に、流路100である凹部と、流路拡張部201とを、その基板上にドライエッチングで形成する。形成される流路拡張部201に、光レジストを利用して障害物202を形成し、この上面を覆うガラスのフタを接合して、マイクロチップを作製する。この遅延装置の構成において、流路100である凹部の幅は100μm、深さは20μm、流路拡張部201は、深さは20μm、その平面形状は、一辺5mmの正方形に選択されている。その際、ドライエッチング加工で形成される流路100の内壁面は、表1の条件3に相当する接触角を持つ。   A delay device provided in the trigger channel in the biochemical microchip having the shape shown in FIG. 1 is formed on a glass substrate. At that time, a concave portion which is the flow channel 100 and a flow channel expanding portion 201 are formed on the glass surface of the substrate material by dry etching on the substrate. An obstruction 202 is formed on the formed flow path expanding portion 201 using a photoresist, and a glass lid covering the upper surface is joined to manufacture a microchip. In this configuration of the delay device, the width of the concave portion which is the flow channel 100 is selected to be 100 μm, the depth is 20 μm, the flow channel expanding portion 201 is 20 μm in depth, and the planar shape is selected to be a square having a side of 5 mm. At that time, the inner wall surface of the channel 100 formed by dry etching has a contact angle corresponding to the condition 3 in Table 1.

このマイクロチップに、液溜めから水を導入すると、毛細管効果によって水は、光レジストを塗布後、現像除去したガラス表面を有する流路拡張部201部分では、入口と出口とを繋ぐ側壁面に沿って、毎秒約2.5mmの速さで進行する。そのため、障害物を形成しない場合、水は、流路拡張部201の入口から出口まで、約2秒で到達する。一方、図2(a)のように、障害物202を流路拡張部201の中央にまで張り出させて形成すると、流路拡張部201の入口から約4秒で出口に到達する。すなわち、障害物202を設けることに付随して、約2秒間の遅延が達成される。具体的には、流路拡張部201の入口から出口までを繋ぐ側壁面から張り出す形状の障害物202によって、毛細管効果によって進行する水の先端液面の流線は、入口側の側壁面から、障害物202の周囲に沿って、出口が側の側壁面へと進む流線となる。すなわち、この毛細管効果によって進行する水の先端液面の流線は、障害物202に因り、延長されており、その結果、約2秒の遅延時間の付加がなされる。   When water is introduced into the microchip from the liquid reservoir, the water flows along the side wall surface connecting the inlet and the outlet in the flow channel expanding portion 201 having the glass surface developed and removed after applying the photoresist by the capillary effect. It progresses at a speed of about 2.5 mm per second. Therefore, when an obstacle is not formed, the water reaches from the inlet to the outlet of the flow path expansion unit 201 in about 2 seconds. On the other hand, as shown in FIG. 2A, when the obstacle 202 is formed so as to project to the center of the flow path expanding portion 201, it reaches the outlet from the inlet of the flow path expanding portion 201 in about 4 seconds. That is, with the provision of the obstacle 202, a delay of about 2 seconds is achieved. Specifically, due to the obstacle 202 having a shape projecting from the side wall surface connecting from the inlet to the outlet of the flow path expanding portion 201, the streamline of the liquid surface at the tip of the water traveling by the capillary effect is from the side wall surface on the inlet side. Along the periphery of the obstacle 202, the outlet becomes a streamline that advances to the side wall surface on the side. In other words, the streamline of the liquid surface at the tip of the water that travels by this capillary effect is extended due to the obstacle 202, and as a result, a delay time of about 2 seconds is added.

正方形の流路拡張部の一辺長さをL、その一辺から張り出した障害物202の張り出し幅をYとすると、障害物202の周囲に沿った流線の延長量は、概ね2Yとなる。その際、障害物202に起因する流線の延長がもたらす、遅延時間Tは、障害物202の周囲に沿った液体液面の進行速度をVとして、次の式1に示す値となる。   If the length of one side of the square channel expansion portion is L and the width of the obstacle 202 protruding from the one side is Y, the extension of the streamline along the periphery of the obstacle 202 is approximately 2Y. At that time, the delay time T caused by the extension of the streamline caused by the obstacle 202 is a value expressed by the following equation 1 where V is the traveling speed of the liquid level along the periphery of the obstacle 202.

T=2Y/V (式1)
逆に、この式1から、所望の遅延時間Tを得るために必要な障害物202の張り出し量Yを決定することができる。なお、図3(b)に示すように、障害物202の張り出し量Yは、一辺長さL以下である。また、入口から進入する液体の一部は、流路拡張部201の残る三辺に沿って、液面が進行して、出口に到達する。従って、一つの障害物202を利用して、設定できる遅延時間Tは、自ずと上限があり、その上限Tmaxは次の式2で示される値となる。
T = 2Y / V (Formula 1)
Conversely, the overhang amount Y of the obstacle 202 necessary to obtain the desired delay time T can be determined from this equation 1. As shown in FIG. 3B, the overhang amount Y of the obstacle 202 is not more than one side length L. Further, a part of the liquid entering from the inlet reaches the outlet as the liquid level advances along the remaining three sides of the flow path expanding portion 201. Therefore, the delay time T that can be set by using one obstacle 202 has an upper limit, and the upper limit Tmax is a value represented by the following Expression 2.

Tmax=2L/V (式2)
すなわち、一辺5mmの正方形形状の流路拡張部201に対して、一つの障害物202を設ける際、遅延時間の上限値Tmaxは、約4秒となり、障害物202の張り出し量Yを0〜5mmの範囲で選択することで、0〜4秒までの範囲で、遅延時間Tの設定が可能となることがわかる。
Tmax = 2L / V (Formula 2)
That is, when one obstruction 202 is provided for a square-shaped flow path expanding section 201 having a side of 5 mm, the upper limit value Tmax of the delay time is about 4 seconds, and the overhang amount Y of the obstruction 202 is set to 0 to 5 mm. It can be seen that the delay time T can be set in the range of 0 to 4 seconds by selecting in this range.

なお、図2(e)のように、流路拡張部201の他の辺にも障害物202を設置することで、流路拡張部201の残る三辺に沿って、液面が進行して、出口に到達する時間の延長を図り、また、一辺上に設ける障害物202の個数を増すと、設定可能な遅延時間の上限値を、さらに長くすることができる。例えば、一辺上にN個の障害物202を設ける際に、一つの障害物202を設ける場合の流線延長量の、約N倍の流線延長量が達成されると、それに伴い、遅延時間Tも約N倍とすることが可能となる。   As shown in FIG. 2E, the liquid level advances along the remaining three sides of the flow path expanding portion 201 by installing the obstacle 202 on the other side of the flow path expanding portion 201. If the time to reach the exit is extended and the number of obstacles 202 provided on one side is increased, the upper limit value of the delay time that can be set can be further increased. For example, when N obstacles 202 are provided on one side, if a streamline extension amount approximately N times the streamline extension amount in the case of providing one obstacle 202 is achieved, the delay time is accordingly increased. T can also be set to about N times.

ガラス以外の基板を利用する場合、あるいは流路の内側を表面処理剤で被覆する場合には、予め、毛細管効果で、流路拡張部201の側壁面に沿って進行する液体液面の進行速度Vを測定しておく。この進行速度Vの測定値に基づき、式1、式2を適用して、所望の遅延時間Tの設定範囲を得るために必要な流路拡張部201の一辺の長さL、障害物の張り出し量Yの範囲を推定することができる。   When a substrate other than glass is used, or when the inside of the flow path is covered with a surface treatment agent, the advance speed of the liquid level that advances along the side wall surface of the flow path expanding portion 201 by the capillary effect in advance. V is measured in advance. Based on the measured value of the traveling speed V, the length L of one side of the flow path expansion portion 201 necessary to obtain the desired setting range of the delay time T by applying the formulas 1 and 2 and the overhang of the obstacle The range of the quantity Y can be estimated.

ちなみに、光レジストを塗布後、現像して除去したガラス表面は、その過程で使用される有機物が表面を被覆するように残余しているため、水との濡れ性が清浄なガラス表面より劣っている。現像・除去の後、アッシング処理を施し、表面を被覆する有機物を酸化して、その除去を図ると、水との濡れ性は大幅に回復する。その結果、毛細管効果によって水は、流路拡張部201部分では、入口と出口とを繋ぐ側壁面に沿って、毎秒約10mmの速さで進行する。従って、アッシング処理を施したガラス表面を示す、一辺5mmの正方形形状の流路拡張部201に対して、一つの障害物202を設ける際、遅延時間の上限値Tmaxは、式2から、約1秒と予測される。その場合、遅延時間Tの設定可能範囲を0〜4秒とするためには、アッシング処理を施したガラス表面を示す流路拡張部201に対して、その各辺に複数の障害物202を設ける態様を選択する必要があることがわかる。   By the way, the glass surface removed by developing after applying the photoresist is left behind so that the organic matter used in the process covers the surface, so the wettability with water is inferior to the clean glass surface. Yes. After development / removal, an ashing treatment is performed to oxidize the organic material covering the surface, and the wettability with water is greatly recovered. As a result, due to the capillary effect, water travels at a speed of about 10 mm per second along the side wall surface connecting the inlet and the outlet in the flow channel expansion portion 201 portion. Accordingly, when one obstruction 202 is provided for the square-shaped flow path expanding portion 201 having a side of 5 mm, which shows the glass surface subjected to the ashing process, the upper limit value Tmax of the delay time is about 1 from Equation 2. Expected seconds. In that case, in order to set the settable range of the delay time T to 0 to 4 seconds, a plurality of obstacles 202 are provided on each side of the flow path expanding portion 201 indicating the glass surface subjected to the ashing process. It can be seen that the mode needs to be selected.

(第二の実施の形態)
本発明の第二の形態にかかる遅延回路の一例を、図4に示す。
(Second embodiment)
An example of the delay circuit according to the second embodiment of the present invention is shown in FIG.

図4に示す形態では、流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる流路状構造として、所定の流路幅を有する、流路上流部分ならびに流路下流部分に対して、
流路上流部分の末端に連通される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分の先端に連通される下流部延長流路をそれぞれ設け、
この上流部延長流路と下流部延長流路との間に、両延長流路205間を連結する配置に連絡流路206を付加し、流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端とを連結する構成を利用する。
In the form shown in FIG. 4, as a flow channel-like structure provided at a site connecting the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, with respect to the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion having a predetermined flow channel width. ,
An upstream extension channel that communicates with the end of the upstream portion of the channel, and a downstream extension channel that communicates with the tip of the downstream portion of the channel,
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel, a connecting channel 206 is added to the arrangement connecting the extension channels 205, and the end of the upstream portion of the channel and the tip of the downstream portion of the channel are added. The structure which connects and is used.

図4の(a)に示すように、流路100と、それにつながる2本の延長流路205とを予め一体に基板001上に形成しておく。図4の(a)に示す2本の延長流路205は、連通していないため、この状態では、流路上流部分と流路下流部分とは分離されている。その後、図4の(b)に示すように、2本の延長流路205を跨ぐように、基板001の表面を切削することで、新たに溝を設けると、この溝を介して、2本の延長流路205が連通される。   As shown in FIG. 4A, the flow channel 100 and the two extended flow channels 205 connected thereto are integrally formed on the substrate 001 in advance. Since the two extended flow paths 205 shown in (a) of FIG. 4 are not in communication, the upstream portion and the downstream portion of the flow path are separated in this state. Thereafter, as shown in FIG. 4B, when a new groove is formed by cutting the surface of the substrate 001 so as to straddle the two extended flow paths 205, two lines are formed through the groove. The extended flow path 205 is communicated.

図4の(b)に示すような、上流部延長流路、連絡流路、下流部延長流路を介して、流路上流部分の末端から流路下流部分の先端に達する、液体の進行する流線経路において、
流路上流部分の末端から、上流部延長流路に対して連絡流路が連結される部位までの、当該上流部延長流路部分の流路長さ(L)と、
下流部延長流路に対して連絡流路が連結される部位から、流路下流部分の先端までの、当該下流部延長流路部分の流路長さ(L)と、
連絡流路自体の流路長さとを合計したものが、
この流路状構造の総流路長となっている。従って、図4の(c)の構成と、図4の(b)の構成では、連絡流路206を形成する位置が異なることに伴い、上流部延長流路部分の流路長さ(L)と下流部延長流路部分の流路長さ(L)との和に差異が生じる。すなわち、目的とする通過時間の延長(遅延量)の調節は、連絡流路206を形成する位置を選択することで、上流部延長流路部分の流路長さ(L)と下流部延長流路部分の流路長さ(L)との和を変更することにより達成される。
As shown in FIG. 4B, the liquid travels from the end of the upstream portion of the flow path to the tip of the downstream portion of the flow path via the upstream extended flow path, the communication flow path, and the downstream extended flow path. In the streamline path,
The length (L 1 ) of the upstream extension channel portion from the end of the upstream channel portion to the site where the communication channel is connected to the upstream extension channel,
The flow path length (L 2 ) of the downstream extension flow path portion from the portion where the communication flow path is connected to the downstream extension flow path to the tip of the flow path downstream portion,
The sum of the channel length of the communication channel itself is
The total channel length of this channel-like structure is obtained. Therefore, in the configuration of FIG. 4C and the configuration of FIG. 4B, the flow path length (L 1) of the upstream extended flow path portion is different because the position where the communication flow path 206 is formed is different. ) And the flow path length (L 2 ) of the downstream extended flow path portion. That is, the adjustment of the extension (delay amount) of the target passage time is performed by selecting the position where the communication channel 206 is formed, so that the channel length (L 1 ) of the upstream extension channel portion and the downstream extension This is achieved by changing the sum of the flow path length and the flow path length (L 2 ).

なお、図4に示す構成においては、2本の延長流路205は、初期状態では連通していないが、両者が先端部分で連通している形態としてもよい。その場合、連絡流路206を付加しない状態で、通過時間の延長(遅延量)は最大となり、連絡流路206を形成する位置を選択することで、上流部延長流路部分の流路長さ(L)と下流部延長流路部分の流路長さ(L)との和を小さくする結果、通過時間の延長(遅延量)を減少させる形式となる。なお、延長流路205の平面形状は、連絡流路206の形成を妨げない範囲で、任意の形状を選択することができる。In the configuration shown in FIG. 4, the two extension flow paths 205 are not communicated in the initial state, but may be configured such that both communicate with each other at the tip portion. In that case, in the state where the communication channel 206 is not added, the extension (delay amount) of the passage time is maximized, and the channel length of the upstream extension channel part is selected by selecting the position where the communication channel 206 is formed. As a result of reducing the sum of the channel length (L 2 ) of (L 1 ) and the downstream extension channel portion, the passage time is extended (delay amount). The planar shape of the extension channel 205 can be selected as long as it does not interfere with the formation of the communication channel 206.

この図4に例示する形態では、連絡流路206を経由して、液体が毛細管現象によって進行する必要があり、この連絡流路206の壁面は、液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料の面である必要がある。換言するならば、基板001の表面を切削することで、新たに溝を設けることで、連絡流路206の壁面を形成する際には、基板001自体が親溶媒性材料で形成されていることが必要となる。なお、基板001の表面を切削することで、新たに溝を設け、その加工面に、親溶媒性材料の被膜を形成する態様を選択する際には、基板001自体は、必ずしも親溶媒性材料で形成されている必要はない。なお、水性液体を対象とする際、基板001自体の作製に利用可能な親水性材料として、無機材料としては、ガラス、石英等を挙げることができ、樹脂材料としては、ポリエチレンレテフフタレート、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。   In the form illustrated in FIG. 4, the liquid needs to travel by capillary action through the communication channel 206, and the wall surface of the communication channel 206 is made of a solvophilic material that exhibits wettability to the liquid. It needs to be a surface. In other words, when the wall surface of the communication channel 206 is formed by cutting the surface of the substrate 001 to newly provide a groove, the substrate 001 itself is formed of a solvophilic material. Is required. In addition, when selecting the aspect which forms a groove | channel newly by cutting the surface of the board | substrate 001 and forms the film of a solvophilic material in the processed surface, the board | substrate 001 itself is not necessarily solvophilic material. It is not necessary to be formed with. In addition, when targeting an aqueous liquid, examples of hydrophilic materials that can be used for the production of the substrate 001 itself include glass and quartz as inorganic materials, and examples of resin materials include polyethylene reefphthalate and polyvinyl alcohol. Etc.

なお、連絡流路206を形成するための切削加工は、流路100が形成された基板に対して、その上面に蓋を接合する前に実施する。この連絡流路206として利用する切削加工溝は、溝の全長は、2本の延長流路205を跨ぐが、必要以上に長くならない範囲に設定する。また、溝の幅(切削幅)は、延長流路205の流路幅よりも、極端に狭くなく、また、毛細管現象による輸送に適する範囲内の幅とすることが好ましい。例えば、ダイシングに利用される極薄刃のマイクロ切断砥石などを利用することで、適正な切削幅で、2本の延長流路205をまたぐように基板の表面を切削することで設けることができる。このマイクロ切断砥石による断面は鋭利なため、延長流路205の断面と連絡流路206の断面との連通部分は、良好な連結状態となる。   The cutting process for forming the communication channel 206 is performed on the substrate on which the channel 100 is formed before the lid is bonded to the upper surface thereof. The cutting groove used as the communication channel 206 is set in a range where the total length of the groove straddles the two extension channels 205 but does not become longer than necessary. The groove width (cutting width) is preferably not extremely narrower than the channel width of the extension channel 205 and is preferably in a range suitable for transportation by capillary action. For example, it can be provided by cutting the surface of the substrate so as to straddle the two extended flow paths 205 with an appropriate cutting width by using an ultra-thin blade micro cutting grindstone used for dicing. Since the cross section by this micro cutting grindstone is sharp, the communication part of the cross section of the extension flow path 205 and the cross section of the connection flow path 206 will be in a favorable connection state.

この第二の実施の形態において、連絡流路206を形成する位置は、次のように容易に決定することができる。すなわち、図4(b)のような流路形態を選択する時、延長流路205部分における液体液面の進行速度をV、延長流路205の起点から、連絡流路206の形成位置までの流路長さY、また、連絡流路206部分の通過に要する時間をtとすると、延長流路205部分を通過するに要する延べ時間Tは、
T=t+2Y/V (式3)
で推定できる。この式3に従って、目的とする遅延時間(2Y/V)が達成するように、延長流路205の起点から、連絡流路206の形成位置までの流路長さYを選択することが可能である。
In the second embodiment, the position where the communication channel 206 is formed can be easily determined as follows. That is, when the flow path configuration as shown in FIG. 4B is selected, the traveling speed of the liquid level in the extended flow path 205 is V, and from the starting point of the extended flow path 205 to the formation position of the communication flow path 206. When the flow path length Y and the time required to pass through the connecting flow path 206 are t, the total time T required to pass through the extended flow path 205 is:
T = t + 2Y / V (Formula 3)
Can be estimated. According to Equation 3, the flow path length Y from the starting point of the extension flow path 205 to the formation position of the communication flow path 206 can be selected so that the target delay time (2Y / V) is achieved. is there.

(第5の実施の形態)
本発明の第二の形態にかかる遅延装置では、2本の延長流路205に対して、それを連通する連絡流路206として、基板を切削加工して作製する溝構造を利用している。一方、本発明の第五の形態にかかる遅延装置では、疎溶媒性表面に対して、流路パターン状に親溶媒性の領域を形成することで、かかる流路パターン状に形成される親溶媒性領域上は、液体に対して良好な濡れ性を示し、その周辺の疎溶媒性表面は濡れ性が乏しいため、この流路パターン状に形成される親溶媒性領域を、毛細管現象を利用する流路として利用できる点に着目して、2本の延長流路とそれを連通する連絡流路とを、前記の表面処理による流路系で構成している。なお、この疎溶媒性表面に対して、流路パターン状に親溶媒性の領域を形成する手法は、国際公開第03/044519A1号パンフレットに開示する手法を応用するものである。
(Fifth embodiment)
In the delay device according to the second aspect of the present invention, a groove structure formed by cutting a substrate is used as the communication channel 206 that communicates the two extension channels 205 with each other. On the other hand, in the delay device according to the fifth aspect of the present invention, the lyophilic solvent formed in the flow path pattern shape by forming the solvophilic region in the flow path pattern shape on the lyophobic surface. Since the wettability with respect to the liquid is good and the lyophobic surface in the surrounding area is poor in wettability, the solvophilic region formed in this flow path pattern is utilized by capillary action. Focusing on the point that it can be used as a flow path, the two extended flow paths and the communication flow path that communicates the two extended flow paths are constituted by the flow path system by the surface treatment. In addition, the method disclosed in International Publication No. 03 / 044519A1 is applied to the method of forming a solvophilic region in a flow path pattern on the lyophobic surface.

本発明の第五の形態にかかる遅延回路の一例を、図5に示す。   An example of the delay circuit according to the fifth embodiment of the present invention is shown in FIG.

図5に示す形態では、流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる流路状構造として、所定の流路幅を有する、流路上流部分ならびに流路下流部分に対して、
液体に対する濡れ性に乏しい、疎溶媒性材料からなる表面を有する、基板面の部分領域207を設け、この基板面の部分領域207において、
流路上流部分の末端に連結され、流路状の平面形状を有する、液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成される上流部延長流路、ならびに、流路下流部分の先端に連通され、流路状の平面形状を有する、液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成される下流部延長流路をそれぞれ設け、
この上流部延長流路と下流部延長流路との間に、
両延長流路間を連結する配置に、流路状の平面形状を有する、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成される連絡流路を付加し、
流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端とを連結する構造を採用している。
In the form shown in FIG. 5, as a flow channel-like structure provided at a portion connecting the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, with respect to the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion having a predetermined flow channel width. ,
A partial area 207 of the substrate surface having a surface made of a lyophobic material having poor wettability with respect to the liquid is provided, and in the partial area 207 of the substrate surface,
An upstream extension channel formed by a surface made of a solvophilic material, which is connected to the end of the channel upstream portion and has a channel-like planar shape and exhibits wettability with respect to a liquid, and a channel downstream portion Each provided with a downstream extension channel formed by a surface made of a solvophilic material, which is in communication with the tip and has a channel-like planar shape and exhibits wettability with respect to a liquid;
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
A connection channel formed by a surface made of a solvophilic material having a channel-like planar shape and showing wettability with respect to the liquid is added to the arrangement connecting the two extension channels,
A structure is employed in which the end of the upstream portion of the flow path is connected to the tip of the downstream portion of the flow path.

例えば、流路100自体は、基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態を採用し、所定の流路幅を有する、前記流路上流部分ならびに流路下流部分は、基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態であって、液体と接する凹部内壁面は、液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成され、液体は流路上流部分ならびに流路下流部分における液体の進行は、毛細管現象によってなされている場合、この図5に例示する流路状構造は、基板上に形成される、所定の面積を有する凹部内に形成する形態とする。   For example, the channel 100 itself adopts a form in which liquid is held in a recess formed on the substrate, and the channel upstream portion and the channel downstream portion having a predetermined channel width are formed on the substrate. The inner wall surface of the recess that is in contact with the liquid is formed of a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability with respect to the liquid. When the liquid progresses in the portion by capillary action, the flow channel structure illustrated in FIG. 5 is formed in a recess having a predetermined area formed on the substrate.

具体的には、図2において、流路拡張部201として利用するような、基板上に形成される凹部を利用する流路100と、等しい深さを有し、所定の面積を有する凹部に流路100の、流路上流部分の末端と流路下流部分の先端とが連結する形態とする。この所定の面積を有する凹部の底面、側壁面は、液体に対する濡れ性に乏しい、疎溶媒性材料の被膜層207で覆われた表面とする。この疎溶媒性材料の被膜層207の上面に、流路上流部分の末端と連結するように、流路状の平面形状を有する、液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成される上流部延長流路と、流路下流部分の先端に連通され、流路状の平面形状を有する、液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成される下流部延長流路とを形成する。   Specifically, in FIG. 2, the flow path 100 that uses a recess formed on the substrate, such as that used as the flow path expansion portion 201, has a depth equal to that of the flow path 100 and has a predetermined area. It is assumed that the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion of the channel 100 are connected. The bottom surface and the side wall surface of the recess having the predetermined area are surfaces covered with a coating layer 207 of a lyophobic material having poor wettability with respect to the liquid. Formed on the upper surface of the coating layer 207 of the lyophobic material with a surface made of a solvophilic material having a channel-like planar shape and showing wettability with respect to a liquid so as to be connected to the end of the upstream portion of the channel A downstream extension flow formed on a surface made of a solvophilic material, which is in communication with the upstream extension flow channel and the tip of the downstream portion of the flow channel and has a planar shape of the flow channel and exhibits wettability to liquid Form a road.

例えば、図1に例示するように、マイクロチップを構成する要素の一つとして、本発明の第五の形態にかかる遅延回路を内蔵する形態で利用する際には、基板001の上面に蓋を被覆する構成を採用するため、この図5に例示する流路状構造は、基板上に形成される、所定の面積を有する凹部内に形成する形態とすることが必要となる。   For example, as illustrated in FIG. 1, when using the delay circuit according to the fifth aspect of the present invention as one of the elements constituting the microchip, a lid is placed on the upper surface of the substrate 001. In order to employ the covering structure, the flow channel structure illustrated in FIG. 5 needs to be formed in a recess formed on the substrate and having a predetermined area.

流通を図る液体が、図1に例示するように、マイクロチップのように、水系溶媒を使用する液体である際、図5に例示する設定型遅延回路は、流路100に連結される延長流路205、連絡流路206は、疎水性材料207の上に形成された、所定のパターン形状の親水性膜として実現される。基板001面を被覆する、疎水性材料207からなる被膜層は、例えば、PMMAの希薄溶液や、シラザンのキシレン溶液、あるいは、国際公開第03/044519号パンフレットに記載のシランアカップリング剤を、基板001の上面にスピンコートすることで実現できる。なお、疎水性材料207の被膜層は、基板001自体が親水性材料である際に、その表面を疎水性とする目的で利用させており、基板001自体が疎水性材料である際には、その表面を利用し、疎水性材料207の被膜層を省くこともできる。   When the liquid to be circulated is a liquid using an aqueous solvent such as a microchip as illustrated in FIG. 1, the setting type delay circuit illustrated in FIG. The channel 205 and the communication channel 206 are realized as a hydrophilic film having a predetermined pattern shape formed on the hydrophobic material 207. The coating layer made of the hydrophobic material 207 covering the surface of the substrate 001 is, for example, a dilute solution of PMMA, a xylene solution of silazane, or a silane coupling agent described in International Publication No. 03/044519, This can be realized by spin-coating the upper surface of the substrate 001. The coating layer of the hydrophobic material 207 is used for the purpose of making the surface hydrophobic when the substrate 001 itself is a hydrophilic material, and when the substrate 001 itself is a hydrophobic material, By utilizing the surface, the coating layer of the hydrophobic material 207 can be omitted.

流路100に連結される延長流路205は、この疎水性材料207の被膜層上に、親水性の表面を持つカップリング剤を、国際公開第03/044519号パンフレットに開示される方法でパターニングすることで実現きる(図5(b))。また、連絡流路206は、親水性の材料、例えば、CAM(カルボキシメチルセルロース)、コラーゲン、でんぷん等、ならびに、疎水性材料207との親和性も持つカップリング剤の溶液、あるいは、それらの混合液、ないしは、それらの材料を含むゾル溶液を所定のパターンに塗布し、形成することができる。この塗布操作は、インクジェット方式、あるいはスタンプ方式、ないしは、ディップペン方式など、塗布される液の粘度に適する手法が利用することが好ましい。なお、延長流路205の所定の位置に、連絡流路206を形成することで、通過時間の延長(遅延量)の調節が実現される。   The extended flow path 205 connected to the flow path 100 is formed by patterning a coupling agent having a hydrophilic surface on the coating layer of the hydrophobic material 207 by a method disclosed in International Publication No. 03/044519. This can be realized (FIG. 5B). The communication channel 206 is a hydrophilic material, for example, CAM (carboxymethylcellulose), collagen, starch, etc., and a solution of a coupling agent having affinity with the hydrophobic material 207, or a mixture thereof. Alternatively, a sol solution containing these materials can be applied in a predetermined pattern to be formed. This coating operation is preferably performed using a method suitable for the viscosity of the liquid to be applied, such as an ink jet method, a stamp method, or a dip pen method. In addition, by forming the communication channel 206 at a predetermined position of the extension channel 205, the extension of the passage time (delay amount) can be adjusted.

例えば、基板を構成する親水性材料として、ガラス(接触角〜6°)を選択する場合を挙げて、説明する。幅1mmの流路に相当部分の除き、それ以外の領域の基板表面に接触するようなPDMSでつくったスタンプをガラス基板表面に押しつけて、流路に相当部分を除く基板面を疎水化(接触角〜100°)する。その後、基板の一部にスペーサとして厚さ0.3mmの両面粘着テープ(住友スリーエム株式会社)を貼り付けた上で、アクリル樹脂(PMMA、接触角〜80°)のフタを貼り付け、基板とフタの間に約0.3mmの隙間を設ける。この構成を有する、清浄なガラス面の流路相当部分の端に水を導入したところ、水の液面は、清浄なガラス面が露呈している流路相当部分だけを毎秒約10mmで進行し、それ以外の疎水化処理が施されている領域に漏れ出すことは無い。この場合、連絡流路206は、疎水化処理が施されている領域の表面にポリアクリルアミド溶液を塗布し、乾燥固化することで、高親水性被膜層を作製することで実現される(ちなみに、ポリアクリルアミドを固化した表面の接触角は1°以下である)。   For example, the case where glass (contact angle ˜6 °) is selected as the hydrophilic material constituting the substrate will be described. Except for the corresponding part of the channel with a width of 1 mm, a stamp made by PDMS that contacts the substrate surface in other areas is pressed against the glass substrate surface to make the substrate surface excluding the corresponding part hydrophobic (contact) Angle ~ 100 °). Then, after sticking a double-sided adhesive tape (Sumitomo 3M Co., Ltd.) having a thickness of 0.3 mm as a spacer to a part of the substrate, an acrylic resin (PMMA, contact angle˜80 °) lid is attached, A gap of about 0.3 mm is provided between the lids. When water is introduced into the end of the flow path equivalent portion of the clean glass surface having this configuration, the water level of the water advances only at a flow rate equivalent portion where the clean glass surface is exposed at about 10 mm per second. , It does not leak into the region where the other hydrophobic treatment is performed. In this case, the communication channel 206 is realized by applying a polyacrylamide solution to the surface of the region that has been subjected to the hydrophobization treatment, and drying and solidifying it to produce a highly hydrophilic coating layer (by the way, The contact angle of the surface solidified with polyacrylamide is 1 ° or less).

なお、上述の態様は、流路を流れる液体として水溶液を用いる態様であるが、流路を流れる液体が、疎水性有機溶媒を利用する油性溶液である際には、基板001の上面の被覆層は、かかる疎水性有機溶媒に対する濡れ性に乏しい、疎溶媒性材料の被膜層を用い、また、延長流路205、連絡流路206は、かかる疎水性有機溶媒に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料を利用する塗布層を利用する。   The above-described embodiment is an embodiment in which an aqueous solution is used as the liquid flowing in the flow path. However, when the liquid flowing in the flow path is an oily solution using a hydrophobic organic solvent, the coating layer on the upper surface of the substrate 001 is used. Uses a coating layer of a lyophobic material having poor wettability with respect to such a hydrophobic organic solvent, and the extended flow path 205 and the communication flow path 206 are solvophilic, exhibiting wettability with respect to such a hydrophobic organic solvent. Use a coating layer that uses the material.

(第三の実施の形態)
本発明の第三の形態にかかる遅延回路の一例を、図6に示す。
(Third embodiment)
An example of the delay circuit according to the third embodiment of the present invention is shown in FIG.

図6に例示する遅延装置では、流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる流路状構造として、
所定の流路幅を有する、流路上流部分ならびに流路下流部分に対して、
流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端とを結ぶ最短距離を基準として、
この最短距離よりも、その流路の延べ長さが長く選択される、迂回流路によって、流路上流部分の末端と流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に、迂回流路を付加する構成を採用している。
In the delay device illustrated in FIG. 6, as a flow path-like structure provided at a site connecting the flow path upstream portion and the flow path downstream portion,
For a channel upstream portion and a channel downstream portion having a predetermined channel width,
Based on the shortest distance connecting the end of the upstream portion of the flow path and the tip of the downstream portion of the flow path,
The total length of the flow path is selected to be longer than the shortest distance, and the detour flow is arranged in a configuration in which the end of the flow path upstream portion and the tip of the flow path downstream portion are communicated with each other. The structure which adds a road is adopted.

図6に例示する態様では、
流路上流部分と流路下流部分、ならびに流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる迂回流路を形成する基板001として、可塑性材料からなる基板を選択し、
流路上流部分の末端と流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に付加される、迂回流路209は、
基板001を構成する可塑性材料に変形を加えて、基板001表面に、新たに溝構造を形成することで作製されている。
In the embodiment illustrated in FIG.
A substrate made of a plastic material is selected as a substrate 001 that forms a bypass channel provided in a portion connecting the channel upstream portion and the channel downstream portion, and the channel upstream portion and the channel downstream portion,
The detour channel 209, which is added to the arrangement in which the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion are communicated,
The substrate is manufactured by deforming the plastic material constituting the substrate 001 and newly forming a groove structure on the surface of the substrate 001.

具体的には、当初、図6の(a)、(b)に示すように、迂回流路209を形成する部位も、流路100と同じ断面形状を有する凹部が、可塑性材料からなる基板001面上に形成されている。その後、図6の(d)に示すような、目的とする迂回流路の平面形状の外縁に対応する周辺部分が突出し、その内縁に対応する中央部分が窪んだ形状の金型004を押し付け、
基板001を構成する可塑性材料を変形させ、金型004の周辺部分形状に対応する凹形状と、中央部分形状に対応する凸面形状を形成し、
その後、金型004を取り除き、塑性変形された基板上面に、外縁部は凹形状を、その内部は凸面形状を示す構造を残す。この加工を終えた後、この塑性変形された部分に、基板001の上面を被覆する蓋で覆う。
Specifically, initially, as shown in FIGS. 6A and 6B, the substrate 001 in which the recesses having the same cross-sectional shape as the flow channel 100 are formed of the plastic material also in the portion where the bypass flow channel 209 is formed. It is formed on the surface. Thereafter, as shown in FIG. 6 (d), a peripheral portion corresponding to the outer edge of the planar shape of the target detour channel protrudes, and a mold 004 having a depressed central portion corresponding to the inner edge is pressed,
The plastic material constituting the substrate 001 is deformed to form a concave shape corresponding to the peripheral portion shape of the mold 004 and a convex shape corresponding to the central portion shape,
Thereafter, the mold 004 is removed, and a structure in which the outer edge portion has a concave shape and the inside thereof has a convex shape is left on the plastic-deformed upper surface of the substrate. After finishing this processing, the plastically deformed portion is covered with a lid that covers the upper surface of the substrate 001.

その際、図6の(d)に示すように、金型004の周辺部分形状に対応する凹形状の水準は、中央部分形状に対応する凸面形状の領域に残っている、本来の流路の底面の水準より低い状態となっている。その結果、流路上流部分の末端から供給される液体は、まず、外縁部の凹形状の側壁面と底面とで構成される迂回流路209に沿って、毛細管現象によって、その液面端(気液界面)が進んでゆく。その後、流路下流部分の先端の位置に対して、その直下の位置まで、液面端(気液界面)が到達し、外縁部の凹形状全体を液が満たし、前記直下の位置の液面が、流路下流部分先端の底面の水準に達するまで、流路下流部分への液面の進行は起こらない。すなわち、外縁部の凹形状を満たす液量は、本来の流路を満たす液量よりも大幅に多いため、流路下流部分の先端に、実際に液面端(気液界面)が達し、流れが進行するまでに要する時間は、本来の流路を進行する時間より、大幅に長いものとなる。すなわち、本発明の第三の形態にかかる遅延回路では、迂回流路部分の流路の延べ長さを変更することで、流路上流部分の末端から流路下流部分の先端に達する、液体の進行する流線の延長を図り、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、液体の進行方向の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を達成している。   At this time, as shown in FIG. 6 (d), the level of the concave shape corresponding to the peripheral portion shape of the mold 004 remains in the region of the convex shape corresponding to the central portion shape. It is lower than the bottom level. As a result, the liquid supplied from the end of the upstream portion of the flow path first has its liquid surface end (by capillary action along the bypass flow path 209 constituted by the concave side wall surface and the bottom surface of the outer edge portion. The gas-liquid interface will progress. Thereafter, the liquid surface end (gas-liquid interface) reaches the position directly below the position of the tip of the downstream portion of the flow path, the liquid fills the entire concave shape of the outer edge, and the liquid surface at the position immediately below However, the progress of the liquid level to the downstream portion of the flow path does not occur until the level of the bottom surface of the downstream end of the flow path is reached. That is, the amount of liquid that fills the concave shape of the outer edge is much larger than the amount of liquid that fills the original flow path, so the liquid surface end (gas-liquid interface) actually reaches the tip of the downstream part of the flow path and flows. The time required to travel is significantly longer than the time required to travel through the original flow path. That is, in the delay circuit according to the third aspect of the present invention, by changing the total length of the flow path of the bypass flow path portion, the liquid reaching the tip of the flow path downstream portion from the end of the flow path upstream portion is changed. The function of adjusting the time required for the liquid surface end in the liquid traveling direction to reach from the tip of the upstream portion of the flow channel to the end of the downstream portion of the flow channel is achieved by extending the traveling stream line.

従って、前記の金型004による塑性変形加工を施す、基板001は、例えば、ポリスチレン、アクリル樹脂、プロエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂製の基板を利用する。なお、これらの樹脂基板の表面は、接触角70°以上と、水との濡れ性は劣るので、塑性変形処理後、フタを貼り付ける前に、適宜、前述のポリアクリルアミド等の親水性の表面処理剤を用いて親水性の表面としておく。一方、金型004は、銅、ニッケル、真鍮、ステンレスなど靱性の高い材料を、図6(d)に示すように周辺部を鋭利加工して、中央付近は、周辺部の先端よりも凹んだ位置にくりぬいた形状に加工することで実現できる。このような形状の金型004を加熱して、流路100が図6(a)のように形成された基板001に押し付ける。すると、基板001を構成する可塑性材料は、金型004の先端では、金型の内側へ向かって押しのけられ、金型の外側の盛り上がりを最小限に抑えることができる。その結果、金型004を引きはがすと、金型004の周辺部分で刻印されて、迂回流路209となる。この迂回流路209は、その上面付近で、流路100と連通した状態となる。なお、塑性変形処理を施した後、金型の離型を良くするために、金型表面をフッ素樹脂加工したり、シリコーンオイル等を基材とする離型剤で処理することにより、この工程を歩留まり良く実現することができる。   Therefore, the substrate 001 to be subjected to plastic deformation processing by the mold 004 uses a substrate made of a thermoplastic resin such as polystyrene, acrylic resin, or proethylene terephthalate. In addition, since the surface of these resin substrates has a contact angle of 70 ° or more and poor wettability with water, after the plastic deformation treatment, before attaching the lid, a hydrophilic surface such as the aforementioned polyacrylamide is appropriately used. A treating agent is used to make the surface hydrophilic. On the other hand, the mold 004 is made of a tough material such as copper, nickel, brass, and stainless steel by sharpening the peripheral portion as shown in FIG. 6D, and the vicinity of the center is recessed from the tip of the peripheral portion. This can be achieved by processing the shape hollowed in position. The mold 004 having such a shape is heated to press the channel 100 against the substrate 001 formed as shown in FIG. Then, the plastic material constituting the substrate 001 is pushed toward the inside of the mold at the tip of the mold 004, and the rise on the outside of the mold can be minimized. As a result, when the mold 004 is peeled off, it is engraved at the peripheral portion of the mold 004 and becomes a bypass channel 209. The bypass flow path 209 is in communication with the flow path 100 in the vicinity of the upper surface thereof. In addition, in order to improve the mold release after performing the plastic deformation process, this process can be performed by processing the mold surface with a fluororesin or treating with a mold release agent based on silicone oil or the like. Can be realized with a high yield.

なお、図6の(c)中に示す矢印は、流路上流部分の末端から供給される液体が、迂回流路209の側壁面と底面とで構成される流路に沿って、その液面端(気液界面)が進行する経路を示したものである。   In addition, the arrow shown in (c) of FIG. 6 indicates that the liquid level supplied from the end of the upstream portion of the flow path is the liquid level along the flow path constituted by the side wall surface and the bottom surface of the bypass flow path 209. It shows the path along which the end (gas-liquid interface) travels.

本発明の第三の形態にかかる遅延回路において、一つの迂回流路209により得られる通過時間の延長(遅延量)は、その迂回流路209の外縁部の長さ、あるいは、外縁部の凹形状全体を満たすに必要な液量によって決定される。すなわち、迂回流路209の長さが長い程、遅延時間が長くなるので、迂回流路209が短い金型004と長い金型004を用意しておき、どちらの金型を用いるか選択することによって、遅延時間を設定することが可能である。また、遅延回路全体として、その流路上に、複数個の迂回流路209を形成することで、一つの迂回流路209により得られる通過時間の延長(遅延量)の整数倍の総遅延時間を設定する形態とすることも可能である。   In the delay circuit according to the third aspect of the present invention, the extension (delay amount) of the passage time obtained by one detour channel 209 is the length of the outer edge of the detour channel 209 or the recess of the outer edge. It is determined by the amount of liquid required to fill the entire shape. In other words, the longer the detour channel 209 is, the longer the delay time is. Therefore, prepare a short mold 004 and a long mold 004 for the detour channel 209 and select which mold to use. It is possible to set the delay time. In addition, by forming a plurality of bypass channels 209 on the channel as the entire delay circuit, a total delay time that is an integral multiple of the extension of the transit time (delay amount) obtained by one bypass channel 209 is obtained. It is also possible to adopt a setting form.

なお、本発明の第三の実施の形態を利用して遅延時間を設定する要領は、第一の実施の形態、第二の実施の形態と同様にかかる迂回流路209の入口から出口に達する間に要する時間によっている。図6(c)において、迂回流路209の側壁面に沿って、毛細管効果で液体液面が進行する進行速度Vと、この迂回流路209の側壁面に沿って、入口から出口に達する流線の延長量とから、入口から出口に達する間に要する時間が推定することが可能となる。   The procedure for setting the delay time using the third embodiment of the present invention reaches the outlet from the inlet of the bypass channel 209 as in the first embodiment and the second embodiment. It depends on the time it takes. In FIG. 6C, the traveling speed V at which the liquid level advances by the capillary effect along the side wall surface of the bypass channel 209 and the flow reaching the outlet from the inlet along the side wall surface of the bypass channel 209. From the amount of extension of the line, it is possible to estimate the time required to reach the exit from the entrance.

(第四の実施の形態)
本発明の第四の形態にかかる遅延回路の一例を、図7に示す。
(Fourth embodiment)
An example of a delay circuit according to the fourth embodiment of the present invention is shown in FIG.

図7に例示する遅延装置では、流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる流路状構造として、
所定の流路幅を有する、流路上流部分ならびに流路下流部分に対して、
流路上流部分の末端と流路下流部分の先端とを連通する、基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の連結流路を利用する形態である。その際、この連結流路の表面として、
液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面、あるいは液体に対する濡れ性が劣る、疎溶媒性材料からなる面を選択することにより、
毛細管現象によって、この連結流路内を液体が進行する速度を増加させる、あるいは減少させることに伴い、流路上流部分の末端から流路下流部分の先端に達する、液体の進行に要する時間の短縮、あるいは、延長を図っている。
In the delay device illustrated in FIG. 7, as a flow path-like structure provided at a site connecting the flow path upstream portion and the flow path downstream portion,
For a channel upstream portion and a channel downstream portion having a predetermined channel width,
In this embodiment, a connection flow channel is used in which a liquid is held in a recess formed on the substrate, the end of the flow channel upstream portion and the tip of the flow channel downstream portion communicating with each other. At that time, as the surface of this connection channel,
By selecting a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability to liquid, or a surface made of a lyophobic material that has poor wettability to liquid,
The time required for the liquid to travel from the end of the upstream portion of the flow path to the tip of the downstream portion of the flow path is shortened by increasing or decreasing the speed at which the liquid travels in this connection flow path by capillary action. Or, I'm trying to extend it.

本発明の第四の形態にかかる遅延回路は、流路上流部分の末端から流路下流部分の先端に達する、液体の進行に要する時間の短縮、あるいは、延長を図ることができる、すなわち、正の遅延時間(時間の延長)のみでなく、負の遅延時間(時間の短縮)を設定する態様もある点で、先に述べた、本発明の第一の形態〜第三の形態、第五の形態にかかる遅延回路とは異なった応用も可能である。   The delay circuit according to the fourth aspect of the present invention can shorten or extend the time required for the liquid to travel from the end of the upstream portion of the flow channel to the tip of the downstream portion of the flow channel. In addition to the above-described delay time (time extension), there is also a mode in which a negative delay time (time reduction) is set. Application different from the delay circuit according to the embodiment is also possible.

この遅延時間は、流路上流部分の末端と流路下流部分の先端とを連通する連結流路、図7においては、調節領域208と称される部分を形成する被膜層の材料に、液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料、あるいは液体に対する濡れ性が劣る、疎溶媒性材料を選択するかで決定される。   This delay time is applied to the liquid in the material of the coating layer that forms the connection channel that connects the end of the upstream portion of the flow channel and the tip of the downstream portion of the flow channel, in FIG. It is determined by selecting a solvophilic material exhibiting wettability or a lyophobic material having poor wettability to liquid.

図7に例示する構成では、基板100上に形成される凹部を使用する流路100に対して、この調節領域208では、その流路の底面、側壁面を被覆するように、所定の濡れ性を有する材料の被膜層を形成する。この被膜層の形成は、所望の被膜材料を含む溶液を、その液粘度に応じて、インクジェット機構等によって印刷すること、あるいは、スタンプすること、あるいは、一旦、均一にコートした上で、リソグラフィー等の一般的な手法によって所望の平面形状にパターニングするなどの手法を適用することで実現できる。   In the configuration illustrated in FIG. 7, with respect to the flow channel 100 using the recess formed on the substrate 100, the adjustment region 208 has a predetermined wettability so as to cover the bottom surface and the side wall surface of the flow channel. A coating layer of a material having This coating layer is formed by printing a solution containing a desired coating material by an ink jet mechanism or the like according to the liquid viscosity, stamping, or once coating uniformly, and then performing lithography, etc. This can be realized by applying a method such as patterning to a desired planar shape by the general method.

次に、この調節領域208を液体が通過するに要する時間と、この被膜層の濡れ性との関係を説明する。図8に、毛細管現象による液体の輸送する原理を示す。   Next, the relationship between the time required for the liquid to pass through the adjustment region 208 and the wettability of the coating layer will be described. FIG. 8 shows the principle of transport of liquid by capillary action.

一般に、表面に対して、液体が接触する際、その表面と液体の気液界面とのなす角度は、その液体に対する、表面の濡れ性に依存し、特異的な角度(接触角600)を示す。この角度(接触角)は、表面を構成する材料の、その液体(溶媒)に対する親和性に依存している。具体的には、その液体に対する親和性を示す、親溶媒性材料では、その接触角は、90°未満であり、親和性が増す(親溶媒性の度合いが増す)とともに、減少していく。逆に、その液体に対する親和性が乏しい、疎溶媒性材料では、その接触角は、90°を超え、疎溶媒性の度合いが増す(親和性がさらに低くなる)とともに、増加していく。   In general, when a liquid comes into contact with a surface, the angle formed between the surface and the gas-liquid interface of the liquid depends on the wettability of the surface with respect to the liquid and shows a specific angle (contact angle 600). . This angle (contact angle) depends on the affinity of the material constituting the surface for the liquid (solvent). Specifically, in the solvophilic material showing the affinity for the liquid, the contact angle is less than 90 °, and decreases as the affinity increases (the degree of solvophilicity increases). Conversely, in a lyophobic material with poor affinity for the liquid, the contact angle exceeds 90 ° and increases with increasing degree of lyophobic properties (affinity becomes even lower).

流路内の液体が、流路表面に対して、接触角600が90°未満の状態で接触すると、その流路内の気液界面(液面端)の形状は、気相に対して、凹形状となる。その際、この気液界面(液面端)の形状を平坦とする方向に、液面の表面張力が作用するため、その液面の表面張力のベクトル和603は、液体から気相へ向かう方向となる。この表面張力によって、気液界面(液面端)の中央は、進行方向604に向かって進行する。その結果、流路内の気液界面(液面端)の凹形状は平坦化し、流路表面に対して、液体の気液界面のなす角度は、当初の接触角600より大きくなる。その状態となると、流路表面上の液体は濡れ広がり、再び、当初の接触角600となるまで、流路表面上の液体が接触している位置も前進する。すなわち、前記の過程で、その流路内の気液界面(液面端)全体が、当初の凹形状を維持した状態で、進行方向604に向かって進行する。この現象では、接触角600が同じであれば、流路幅が狭いほど、流路内の気液界面(液面端)の凹形状の曲率半径が小さくなり、それに伴い、かかる流路の単位断面積当たりの、その液面の表面張力のベクトル和603は相対的に大きくなる。すなわち、この液体に対する表面の濡れ性と、気液界面における表面張力に起因する液体の輸送過程は、微細な管径を有し、水に対する濡れ性のよいガラス材料などの毛細管において、最も端的に観測される現象であるため、従来から、毛細管現象と称されている。   When the liquid in the flow channel comes into contact with the surface of the flow channel in a state where the contact angle 600 is less than 90 °, the shape of the gas-liquid interface (liquid surface end) in the flow channel is It becomes a concave shape. At this time, since the surface tension of the liquid surface acts in a direction in which the shape of the gas-liquid interface (liquid surface end) is flattened, the vector sum 603 of the surface tension of the liquid surface is a direction from the liquid toward the gas phase. It becomes. Due to this surface tension, the center of the gas-liquid interface (the end of the liquid surface) advances in the traveling direction 604. As a result, the concave shape of the gas-liquid interface (liquid surface end) in the channel is flattened, and the angle formed by the liquid-gas interface with respect to the channel surface is larger than the initial contact angle 600. In this state, the liquid on the channel surface wets and spreads, and the position where the liquid on the channel surface is in contact also advances until the initial contact angle 600 is reached again. That is, in the above-described process, the entire gas-liquid interface (liquid surface end) in the flow path proceeds in the traveling direction 604 while maintaining the original concave shape. In this phenomenon, if the contact angle 600 is the same, the narrower the flow path width, the smaller the radius of curvature of the concave shape of the gas-liquid interface (liquid surface end) in the flow path. The vector sum 603 of the surface tension of the liquid surface per cross-sectional area becomes relatively large. That is, the transport process of the liquid due to the surface wettability with respect to the liquid and the surface tension at the gas-liquid interface is the most straightforward in capillaries such as glass materials having a fine tube diameter and good wettability to water. Since this is an observed phenomenon, it is conventionally called a capillary phenomenon.

なお、気液界面(液面端)の形状は、表面張力の他、気相と液相との間の圧力差の影響を受ける。例えば、気相側が、開放端でない場合、液面の進行に伴い、気相側の圧が増加し、液面の表面張力のベクトル和603と、気相と液相との間の圧力差が均衡すると、それ以上の液面の進行は停止する。逆に、気相側が、開放端であり、液相側に押し出し圧が印加されている状態では、流路内の気液界面(液面端)の形状は、中央部が、気相方向に凸形状となる。その際、気相と液相との間に圧力差が存在していない状態での接触角(θ)より、気相方向に凸形状を示す気液界面(液面端)が示す接触角(θ)が大きい場合、流路表面での接触角が、気相と液相との間に圧力差が存在していない状態での接触角(θ)と等しくなるように、流路表面上において、液体が濡れ拡がる。その後、圧力差によって、流路内の気液界面(液面端)の形状は、再び、中央部が、気相方向に凸形状へと復する。見掛け上、圧力差によって、液が押し出される現象も、微視的には、液体に対する流路表面の濡れ性に依存する接触角と、液面の表面張力ならびに気相と液相との間の圧力差とにより支配される流路内の気液界面(液面端)の形状とに依存する現象である。すなわち、液面の表面張力ならびに気相と液相との間の圧力差とにより支配される流路内の気液界面(液面端)の形状が示す流路表面での接触角(θ)と、気相と液相との間に圧力差が存在していない状態での接触角(θ)とが等しくなると、液面は、何れの方向にも進行しない状態となる。上述する図1において説明する、液体スイッチにおいて、主流路における液面の進行が停止する状態は、前記の状況に相当している。The shape of the gas-liquid interface (liquid surface end) is affected by the pressure difference between the gas phase and the liquid phase in addition to the surface tension. For example, if the gas phase side is not an open end, the pressure on the gas phase side increases with the progress of the liquid level, and the pressure difference between the gas phase and the liquid phase is increased by the vector sum 603 of the surface tension of the liquid level. At equilibrium, further liquid level stops. Conversely, in the state where the gas phase side is an open end and the extrusion pressure is applied to the liquid phase side, the shape of the gas-liquid interface (liquid surface end) in the flow path is in the gas phase direction at the center. Convex shape. At that time, the contact angle indicated by the gas-liquid interface (liquid surface end) showing a convex shape in the gas phase direction from the contact angle (θ 0 ) in a state where there is no pressure difference between the gas phase and the liquid phase. When (θ 1 ) is large, the flow path is such that the contact angle on the flow path surface is equal to the contact angle (θ 0 ) in a state where no pressure difference exists between the gas phase and the liquid phase. The liquid wets and spreads on the surface. Thereafter, due to the pressure difference, the shape of the gas-liquid interface (liquid surface end) in the flow channel is restored to the convex shape in the central portion again in the gas phase direction. Apparently, the phenomenon in which the liquid is pushed out due to the pressure difference is also microscopically between the contact angle depending on the wettability of the flow path surface with respect to the liquid, the surface tension of the liquid surface, and between the gas phase and the liquid phase. This is a phenomenon that depends on the shape of the gas-liquid interface (liquid surface end) in the flow path, which is governed by the pressure difference. That is, the contact angle (θ 1 on the channel surface) indicated by the shape of the gas-liquid interface (liquid surface end) in the channel, which is governed by the surface tension of the liquid level and the pressure difference between the gas phase and the liquid phase. ) And the contact angle (θ 0 ) in a state where there is no pressure difference between the gas phase and the liquid phase, the liquid level does not advance in any direction. In the liquid switch described in FIG. 1 described above, the state in which the progress of the liquid level in the main channel stops corresponds to the above situation.

流路幅が等しい場合、液体に対する流路表面の濡れ性が優るほど、気相と液相との間に圧力差が存在していない状態での接触角(θ)は小さくなり、流路内の気液界面(液面端)の凹形状は、中央部における曲率半径はより小さくなる。すなわち、液体に対する流路表面の濡れ性が優るほど、接触角600が小さくなり、それに伴い、表面張力のベクトル和603が大きくなるので、液面の移動速度が速くなる。逆に、液体に対する流路表面の濡れ性が低下するに従って、気相と液相との間に圧力差が存在していない状態での接触角(θ)は大きくなり、流路内の気液界面(液面端)の凹形状は、中央部における曲率半径はより大きくなる。すなわち、液体に対する流路表面の濡れ性が低下するほど、接触角600が大きくなり、それに伴い、表面張力のベクトル和603が小さくなるので、液面の移動速度は遅くなる。When the channel widths are equal, the better the wettability of the channel surface with respect to the liquid, the smaller the contact angle (θ 0 ) when there is no pressure difference between the gas phase and the liquid phase. The concave shape of the inner gas-liquid interface (liquid surface end) has a smaller radius of curvature at the center. That is, as the wettability of the flow path surface with respect to the liquid becomes higher, the contact angle 600 becomes smaller, and accordingly, the surface tension vector sum 603 becomes larger, so that the moving speed of the liquid surface becomes faster. Conversely, as the wettability of the channel surface with respect to the liquid decreases, the contact angle (θ 0 ) increases in the absence of a pressure difference between the gas phase and the liquid phase, The concave shape of the liquid interface (liquid surface end) has a larger radius of curvature at the center. That is, as the wettability of the channel surface with respect to the liquid decreases, the contact angle 600 increases, and the vector sum 603 of the surface tension decreases accordingly, so that the moving speed of the liquid surface decreases.

なお、液体に対する流路表面の濡れ性が更に劣り、気相と液相との間に圧力差が存在していない状態での接触角(θ)が90°を超えると、液体自体の自重によって、気相と液相との間に僅かな圧力差が存在しているため、この僅かな圧力差と表面張力とが均衡する状態、すなわち、流路内の気液界面(液面端)は、中央部が気相方向に若干凸形状となっている。この流路内の気液界面(液面端)が若干凸形状をとる際、流路表面での接触角(θ)が、気相と液相との間に圧力差が存在していない状態での接触角(θ)と等しい状態となった時点で、液面は、何れの方向にも進行しない状態となる。例えば、表面上に滴下した液滴は、液体自体の自重による、気相と液相との間に生じる圧力差と、表面張力とが均衡する状態で、かつ表面での接触角(θ)が、気相と液相との間に圧力差が存在していない状態での接触角(θ)と等しい状態で、一定の形状で平衡状態となることに相当している。In addition, when the wettability of the flow path surface with respect to the liquid is further inferior and the contact angle (θ 0 ) in a state where no pressure difference exists between the gas phase and the liquid phase exceeds 90 °, the weight of the liquid itself Because of this, there is a slight pressure difference between the gas phase and the liquid phase, so that the slight pressure difference and the surface tension are balanced, that is, the gas-liquid interface (liquid surface end) in the flow path. Is slightly convex in the gas phase direction at the center. When the gas-liquid interface (liquid surface end) in the flow path has a slightly convex shape, the contact angle (θ 1 ) on the flow path surface has no pressure difference between the gas phase and the liquid phase. When the state becomes equal to the contact angle (θ 0 ) in the state, the liquid level does not advance in any direction. For example, a droplet dropped on the surface is in a state where the pressure difference between the gas phase and the liquid phase due to the weight of the liquid itself and the surface tension are balanced, and the contact angle (θ 1 ) on the surface. Corresponds to an equilibrium state with a certain shape in a state equal to the contact angle (θ 0 ) in a state where there is no pressure difference between the gas phase and the liquid phase.

本発明の第四の形態にかかる遅延回路は、流路の底面と側壁面を液体に対する濡れ性が異なる材料からなる被膜層を設けることで、この表面における、気相と液相との間に圧力差が存在していない状態での接触角(θ)を変更することで、かかる調節領域208を毛細管現象により液面が進行する速度を変更するものである。In the delay circuit according to the fourth aspect of the present invention, a coating layer made of a material having different wettability with respect to the liquid is provided on the bottom surface and the side wall surface of the flow path, so that the gas phase and the liquid phase are formed on the surface. By changing the contact angle (θ 0 ) in a state where there is no pressure difference, the speed at which the liquid level advances in the adjustment region 208 by capillary action is changed.

従って、かかる調節領域208に連通される、流路100表面よりも接触角が大きくなる、すなわち、親水性の度合いが低い材料の被膜層で調節領域208を形成すれば、水溶媒を用いる液体の進行は、調節領域208では遅くなる。すなわち、この調節領域208を通過する時間の延長(正の遅延時間)が得られる。逆に、接触角が小さい、すなわち親水性の度合いが高い材料の被膜層で調節領域208を形成すれば、少なくとも、調節領域208では、水溶媒を用いる液体はより速く進行する。その結果、この調節領域208を通過する時間の短縮(負の遅延時間)が得られる。このように、調節領域208を形成する被膜層に利用する材料が示す、水との濡れ性、すなわち、水との接触角が異なると、この調節領域208を水溶媒を用いる液体が通過するに要する時間が異なったものとなる。   Therefore, if the contact region is larger than the surface of the flow channel 100 communicated with the control region 208, that is, if the control region 208 is formed of a coating layer made of a material having a low degree of hydrophilicity, a liquid using a water solvent is used. Progress is slowed in the regulation region 208. That is, an extension of the time required to pass through the adjustment region 208 (positive delay time) is obtained. On the other hand, if the adjustment region 208 is formed of a coating layer made of a material having a small contact angle, that is, a high degree of hydrophilicity, at least in the adjustment region 208, the liquid using the water solvent proceeds faster. As a result, a reduction in the time required to pass through the adjustment region 208 (negative delay time) is obtained. Thus, if the wettability with water, that is, the contact angle with water, indicated by the material used for the coating layer forming the adjustment region 208 is different, the liquid using the aqueous solvent passes through the adjustment region 208. The time required will be different.

具体的には、流路100表面がシリコン酸化膜、あるいは硝子、石英などの高親水性材料からなる場合、水との接触角は10°以下となる。その際、調節領域208を、水との接触角が70°〜80°のエポキシ樹脂(ノボラックなど)やアクリル樹脂の被膜層で形成すれば、この調節領域208を通過する時間の延長(正の遅延時間)が得られる。   Specifically, when the surface of the channel 100 is made of a highly hydrophilic material such as a silicon oxide film, glass, or quartz, the contact angle with water is 10 ° or less. At this time, if the adjustment region 208 is formed of a coating layer of epoxy resin (such as novolac) or acrylic resin having a contact angle with water of 70 ° to 80 °, the time required to pass through the adjustment region 208 (positive) Delay time).

但し、PDMSスタンプやシラザン処理のように接触角が100°を超えるような疎水性処理を施して、この調節領域208を形成すると、流路の他の部分が親水性で毛細管効果があるとしても、流路底面付近の液面の進行は、かかる調節領域208に侵入した段階で停止してしまう。そのため、調節領域208を超えて、水性液体の液面が進行するためには、調節領域208を形成する疎水性材料の水との濡れ性は、流路の他の表面の親水性の度合いを勘案して選択する必要がある。ガラス基板上に掘られた幅100μm、深さ20μmの矩形断面を持つ流路において、調節領域の底面部分だけに疎水性処理を施す場合、かかる疎水性処理に利用する材料に対する水の接触角は、90°以下であることが好ましい。   However, if the adjustment region 208 is formed by applying a hydrophobic treatment such as a PDMS stamp or silazane treatment with a contact angle exceeding 100 °, the other part of the flow path may be hydrophilic and have a capillary effect. The progress of the liquid level near the bottom of the flow path stops when it enters the adjustment region 208. Therefore, in order for the liquid level of the aqueous liquid to proceed beyond the adjustment region 208, the wettability of the hydrophobic material forming the adjustment region 208 with water determines the degree of hydrophilicity of the other surface of the channel. It is necessary to make a selection in consideration. In a flow channel having a rectangular cross section of 100 μm width and 20 μm depth dug on a glass substrate, when the hydrophobic treatment is performed only on the bottom surface portion of the adjustment region, the contact angle of water with the material used for the hydrophobic treatment is 90 degrees or less is preferable.

次に、第四の実施の形態において遅延時間を調節する要領について説明する。   Next, a procedure for adjusting the delay time in the fourth embodiment will be described.

ガラス基板に幅100μm、深さ20μmの流路である凹部を形成し、その上に光レジスト(S1818、ローム・あんど・ハース電子材料株式会社)を利用して、調節領域208を形成し、その基板上にガラスのフタを接合してマイクロチップを作製する。このマイクロチップの流路に水を導入すると、調節領域208以外の部分では水(液面端)は毛細管効果により流路中を毎秒約2.5mmで進行するが、調節領域208に達すると、その進行速度は毎秒約0.5mmに低下する。これは、調節領域208の流路底面は、水との濡れ性が悪い(接触角約70°)ため、水との濡れ性に優れたガラス製フタに接する液面端と、流路底面と接する液面端との間に位置ズレを生じるためである。液面端がこの調節領域208を超えた後、再び、水との濡れ性に優れた流路底面と接する液面端は、急速に進行して、水との濡れ性に優れたガラス製フタと接する液面端位置と一致するまで移動する。この効果によれば、図7(a)における調節領域208の長さをY、調節領域208における液体の進行速度をV、調節領域208以外の流路100における液体の進行速度をV1とすれば、遅延時間Tは、式4で推定できる。
T=Y×{(1/V2)−(1/V1)} (式4)
例えば、式4から逆算すると、上記のマイクロチップにおいて、10秒間の遅延時間を生じさせるには、調節領域200の流路長さは約6.3mm必要である。
A concave portion, which is a flow path having a width of 100 μm and a depth of 20 μm, is formed on a glass substrate, and an adjustment region 208 is formed thereon using a photoresist (S1818, Rohm, Ando, Haas Electronic Materials Co., Ltd.) A microchip is manufactured by bonding a glass lid on a substrate. When water is introduced into the flow path of the microchip, water (liquid surface end) travels in the flow path at about 2.5 mm per second due to the capillary effect in portions other than the adjustment area 208, but when reaching the adjustment area 208, Its traveling speed drops to about 0.5 mm per second. This is because the bottom surface of the flow path in the adjustment region 208 has poor wettability with water (contact angle of about 70 °), and therefore the liquid surface end in contact with the glass lid with excellent wettability with water, This is because a positional deviation occurs between the liquid surface end and the liquid surface. After the liquid surface end exceeds the adjustment region 208, the liquid surface end in contact with the bottom surface of the flow channel having excellent wettability with water again advances rapidly, and the glass lid with excellent wettability with water is obtained. Move until it coincides with the position of the liquid surface edge in contact with According to this effect, if the length of the adjustment region 208 in FIG. 7A is Y, the liquid travel speed in the control region 208 is V, and the liquid travel speed in the channel 100 other than the control region 208 is V1. The delay time T can be estimated by Equation 4.
T = Y × {(1 / V2) − (1 / V1)} (Formula 4)
For example, calculating backward from Equation 4, in the above microchip, in order to generate a delay time of 10 seconds, the flow path length of the adjustment region 200 needs to be about 6.3 mm.

逆に、調節領域208を、流路100表面よりもさら接触角が小さい材料、例えば、ポリアクリルアミドゲル(接触角1°以下)の被膜層で形成すれば、この調節領域208を通過する時間の短縮(負の遅延時間)が得られる。   Conversely, if the adjustment region 208 is formed of a material having a contact angle smaller than that of the surface of the flow channel 100, for example, a polyacrylamide gel (contact angle of 1 ° or less), the time required to pass through the adjustment region 208 is reduced. Shortening (negative delay time) is obtained.

本発明にかかる遅延装置は、臨床検査や生化学分析の分野で利用される、微小量の液体試料を対象とする分析作業に用いるマイクロチップ型の各種バイオチップ、あるいは、微小な反応場を利用して、各種の合成反応を実施する際に利用される、微量容量のマイクロチップ型の化学合成用チップ反応系などにおいて、所定の領域へ液が達するまでの所要時間を調節可能な遅延手段として、広範に利用可能である。   The delay device according to the present invention uses various microchip-type biochips used for analysis work on a small amount of liquid sample used in the field of clinical examination or biochemical analysis, or uses a minute reaction field. As a delay means that can adjust the time required for the liquid to reach a predetermined area in a microchip-type chemical synthesis chip reaction system of a very small volume used for carrying out various synthesis reactions. Widely available.

Claims (23)

基板上に形成される流路中を液体が毛細管現象によって、該流路上流から該流路下流へと進行する際、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
流路上流部分と流路下流部分の間に設ける遅延時間調節用の流路構造は、
該流路の途中に設ける流路拡張部と、
該流路拡張部の一部を占める障害構造とを形成してなる構成を有し、
流路上流部分から、該流路拡張部を経由して、流路下流部分へと液体の液面端が進行する際、前記障害構造によって、液体液面端の進行が妨げられ、該流路拡張部を経由する、液体液面端の進行の流線が延長されることにともなって、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間の遅延が達成される
ことを特徴とする遅延装置。
When the liquid travels in the flow path formed on the substrate from the upstream side of the flow path to the downstream side of the flow path due to capillary action, the liquid liquid A delay device having a function of adjusting a time required for the surface edge to reach,
The channel structure for adjusting the delay time provided between the channel upstream portion and the channel downstream portion is:
A channel extension provided in the middle of the channel;
It has a configuration formed by forming an obstacle structure that occupies a part of the flow path expansion portion,
When the liquid surface end of the liquid travels from the upstream portion of the flow path to the downstream portion of the flow path via the flow path extension, the obstruction structure prevents the liquid surface end from proceeding, and the flow path Along with the extension of the streamline of the liquid liquid surface edge passing through the expansion part,
A delay device characterized in that a delay in time required for the liquid surface end of the liquid to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path is achieved.
前記流路拡張部は、前記流路の幅より拡張された流路幅を有し、
前記流路上流部分の流路拡張部への出口と、流路拡張部から流路下流部分への入口とを結ぶ最短の経路の長さは、前記拡張された流路幅と等しく選択されている
ことを特徴とする請求項1に記載の遅延装置。
The flow channel expanding portion has a flow channel width expanded from the width of the flow channel,
The length of the shortest path connecting the outlet to the flow channel extension portion in the upstream portion of the flow channel and the inlet from the flow channel extension portion to the downstream portion of the flow channel is selected to be equal to the expanded flow channel width. The delay device according to claim 1, wherein:
前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる前記流路拡張部を形成する前記基板として、可塑性材料からなる基板を選択し、
前記流路拡張部に付加される障害構造は、
前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する壁状構造の形状に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の遅延装置。
A substrate made of a plastic material is selected as the substrate that forms the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, and the flow channel expansion portion provided at a portion connecting the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion. ,
The obstacle structure added to the flow path extension is:
The plastic material which comprises the said board | substrate is deform | transformed, It forms in the shape of the wall-like structure which protrudes to an internal area | region from the side wall surface used as the said shortest path | route to this flow-path expansion part. Item 2. The delay device according to Item 1.
前記流路拡張部に付加される障害構造は、
少なくとも、その上面は、前記液体に対する濡れ性が乏しい疎溶媒性の材料からなる面を有する障害物であって、
前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する平面形状の前記障害物を、前記流路拡張部の底面上に付加することで形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の遅延装置。
The obstacle structure added to the flow path extension is:
At least the upper surface is an obstacle having a surface made of a lyophobic material with poor wettability to the liquid,
The obstruction having a planar shape protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region is added to the flow channel expansion portion on the bottom surface of the flow channel expansion portion. The delay device according to claim 1.
前記流路拡張部に付加される障害構造は、
前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ、複数形成されており、
前記最短の経路となる側壁面と、該複数の障害構造の側壁面の双方に沿って、前記液体の進行する流線へと変更することで、前記流路上流部分からの出口から前記流路下流部分への入口に達する、前記液体の進行する流線の延長が図られている
ことを特徴とする請求項1に記載の遅延装置。
The obstacle structure added to the flow path extension is:
From the side wall surface serving as the shortest path to the internal region in the flow path expansion portion, a plurality of these are formed,
The flow path is changed from the outlet from the upstream portion of the flow path by changing the flow path along which the liquid travels along both the side wall surface serving as the shortest path and the side wall surfaces of the plurality of obstacle structures. The delay device according to claim 1, wherein an extension of a stream line of the liquid reaching the inlet to the downstream portion is intended.
基板上に形成される流路中を液体が毛細管現象によって、該流路上流から該流路下流へと進行する際、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
流路上流部分と流路下流部分の間に設ける遅延時間調節用の流路構造は、
基板上に形成される流路上流部分、ならびに、流路下流部分と、
流路上流部分に連通される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分に連通される下流部延長流路と、
上流部延長流路と下流部延長流路との間に、両延長流路間を連結する配置に付加される連絡流路とで形成される構成を有し、
流路上流部分から、該連絡流路を経由して、流路下流部分へと液体の液面端が進行する際、前記連絡流路を付加する位置を調節し、上流部延長流路、連絡流路、下流部延長流路を経由する流路長さの合計によって流線が延長されることにともなって、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間の遅延が達成される
ことを特徴とする遅延装置。
When the liquid travels in the flow path formed on the substrate from the upstream side of the flow path to the downstream side of the flow path due to capillary action, the liquid liquid A delay device having a function of adjusting a time required for the surface edge to reach,
The channel structure for adjusting the delay time provided between the channel upstream portion and the channel downstream portion is:
A channel upstream portion formed on the substrate, and a channel downstream portion;
An upstream extension channel communicating with the upstream portion of the channel, and a downstream extension channel communicating with the downstream portion of the channel;
Between the upstream extension flow path and the downstream extension flow path, it has a configuration formed by a communication flow path added to the arrangement for connecting the two extension flow paths,
When the liquid surface end advances from the upstream portion of the flow path to the downstream portion of the flow path via the communication flow path, the position where the communication flow path is added is adjusted, and the upstream extension flow path is connected. As the streamline is extended by the total of the channel length via the channel and the downstream extension channel,
A delay device characterized in that a delay in time required for the liquid surface end of the liquid to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path is achieved.
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、両延長流路間を連結する配置に付加される、前記連絡流路は、該基板表面に、新たに溝構造を形成することで作製されている
ことを特徴とする請求項6に記載の遅延装置。
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel, the connection channel is added to an arrangement for connecting the extension channels, and the communication channel forms a new groove structure on the substrate surface. The delay device according to claim 6, wherein the delay device is manufactured by:
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、両延長流路間を連結する配置に付加される、前記連絡流路は、少なくとも、その側壁面は、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面である
ことを特徴とする請求項6に記載の遅延装置。
The communication channel is added between the upstream extension channel and the downstream extension channel to connect the extension channels, and at least the side wall surface has wettability to the liquid. The delay device according to claim 6, wherein the delay device is a surface made of a solvophilic material.
基板上に形成される流路中を液体が毛細管現象によって、該流路上流から該流路下流へと進行する際、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
流路上流部分と流路下流部分の間に設ける遅延時間調節用の流路構造は、
該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端とを結ぶ最短距離を基準として、
該最短距離よりも、その流路の延べ長さが長く選択される、迂回流路によって、該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に、該迂回流路を付加してなる構成を有し、
流路上流部分から、該迂回流路を経由して、流路下流部分へと液体の液面端が進行する際、迂回流路部分の流路の延べ長さの変更によって液体の進行する流線の延長を図り、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間の遅延が達成される
ことを特徴とする遅延装置。
When the liquid travels in the flow path formed on the substrate from the upstream side of the flow path to the downstream side of the flow path due to capillary action, the liquid liquid A delay device having a function of adjusting a time required for the surface edge to reach,
The channel structure for adjusting the delay time provided between the channel upstream portion and the channel downstream portion is:
Based on the shortest distance connecting the end of the upstream portion of the flow path and the tip of the downstream portion of the flow path,
The total length of the flow channel is selected to be longer than the shortest distance, and the detour flow channel is arranged so that the end of the flow channel upstream portion and the tip of the flow channel downstream portion communicate with each other. It has a configuration formed by adding the bypass channel,
When the liquid surface end of the liquid travels from the upstream portion of the flow path to the downstream portion of the flow path via the bypass flow path, the flow of the liquid proceeds by changing the total length of the flow path of the bypass flow path portion. Try to extend the line,
A delay device characterized in that a delay in time required for the liquid surface end of the liquid to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path is achieved.
前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分とを連結する部位に設けられる前記迂回流路を形成する前記基板として、可塑性材料からなる基板を選択し、
該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に付加される、前記迂回流路は、
前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、該基板表面に、新たに溝構造を形成することで作製されている
ことを特徴とする請求項9に記載の遅延装置。
The substrate made of a plastic material is selected as the substrate that forms the bypass channel provided in the portion connecting the channel upstream portion and the channel downstream portion, and the channel upstream portion and the channel downstream portion,
The detour channel, which is added to the arrangement in which the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion are communicated,
The delay device according to claim 9, wherein the delay device is produced by deforming a plastic material constituting the substrate and newly forming a groove structure on the surface of the substrate.
基板上に形成される流路中を液体が毛細管現象によって、該流路上流から該流路下流へと進行する際、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
流路上流部分と流路下流部分の間に設ける遅延時間調節用の流路構造は、
基板上に形成される流路上流部分、ならびに、流路下流部分と、
流路上流部分と流路下流部分とを連通する、流速調節領域用の連結流路とからなる構成を有し、
該流速調節領域用の連結流路の表面として、
液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面、あるいは液体に対する濡れ性が劣る、疎溶媒性材料からなる面を選択することにより、
毛細管現象によって、該連結流路内を前記液体が進行する速度を増加させる、あるいは減少させることに伴い、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間の遅延量の調節が達成される
ことを特徴とする遅延装置。
When the liquid travels in the flow path formed on the substrate from the upstream side of the flow path to the downstream side of the flow path due to capillary action, the liquid liquid A delay device having a function of adjusting a time required for the surface edge to reach,
The channel structure for adjusting the delay time provided between the channel upstream portion and the channel downstream portion is:
A channel upstream portion formed on the substrate, and a channel downstream portion;
It has a configuration comprising a connection flow path for a flow rate adjustment region that communicates a flow path upstream portion and a flow path downstream portion,
As the surface of the connection flow path for the flow rate adjustment region,
By selecting a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability to liquid, or a surface made of a lyophobic material that has poor wettability to liquid,
By increasing or decreasing the speed at which the liquid travels in the connection channel by capillary action,
A delay device characterized in that adjustment of a delay amount of time required for the liquid surface end of the liquid to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path is achieved.
前記連結流路の表面として選択される、
前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面、あるいは前記液体に対する濡れ性が劣る、疎溶媒性材料からなる面は、
前記基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の連結流路の表面を被覆する、親溶媒性材料からなる薄膜、あるいは、疎溶媒性材料からなる薄膜により形成されている
ことを特徴とする請求項11に記載の遅延装置。
Selected as the surface of the connecting channel,
The surface made of a lyophilic material that exhibits wettability to the liquid, or the surface made of a lyophobic material that has poor wettability to the liquid,
It is formed of a thin film made of a solvophilic material or a thin film made of a lyophobic material that covers the surface of the connecting flow channel in a form of retaining liquid in the recess formed on the substrate. The delay device according to claim 11.
基板上に形成される流路中を液体が毛細管現象によって、該流路上流から該流路下流へと進行する際、流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間を調節する機能を有する遅延装置であって、
流路上流部分と流路下流部分の間に設ける遅延時間調節用の流路構造は、
基板上に形成される流路上流部分、ならびに、流路下流部分と、
液体に対する濡れ性に乏しい、疎溶媒性材料からなる表面を有する、該基板面の部分領域上に形成される、該流路上流部分に連結され、親溶媒性材料からなる面で形成される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分に連通され、親溶媒性材料からなる面で形成される下流部延長流路と、
上流部延長流路と下流部延長流路との間に、両延長流路間を連結する配置に付加される、親溶媒性材料からなる面で形成される連絡流路とで形成される構成を有し、
流路上流部分から、該連絡流路を経由して、流路下流部分へと液体の液面端が進行する際、前記連絡流路を付加する位置を調節し、上流部延長流路、連絡流路、下流部延長流路を経由する流路長さの合計によって流線が延長されることにともなって、
流路上流部分の先端から流路下流部分の末端まで、前記液体の液面端が到達するに要する時間の遅延が達成される
ことを特徴とする遅延装置。
When the liquid travels in the flow path formed on the substrate from the upstream side of the flow path to the downstream side of the flow path due to capillary action, the liquid liquid A delay device having a function of adjusting a time required for the surface edge to reach,
The channel structure for adjusting the delay time provided between the channel upstream portion and the channel downstream portion is:
A channel upstream portion formed on the substrate, and a channel downstream portion;
An upstream surface formed of a surface made of a solvophilic material connected to the upstream portion of the flow path, formed on a partial region of the substrate surface, having a surface made of a lyophobic material having poor wettability to liquid A part extension flow path, and a downstream part extension flow path formed on a surface made of a solvophilic material, in communication with the downstream portion of the flow path,
A configuration formed by a communication channel formed on a surface made of a solvophilic material, which is added to an arrangement for connecting the two extension channels between the upstream extension channel and the downstream extension channel. Have
When the liquid surface end advances from the upstream portion of the flow path to the downstream portion of the flow path via the communication flow path, the position where the communication flow path is added is adjusted, and the upstream extension flow path is connected. As the streamline is extended by the total of the channel length via the channel and the downstream extension channel,
A delay device characterized in that a delay in time required for the liquid surface end of the liquid to reach from the tip of the upstream portion of the flow path to the end of the downstream portion of the flow path is achieved.
所定の流路幅を有する、前記流路上流部分ならびに流路下流部分は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態であって、前記液体と接する凹部内壁面は、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成され、
前記液体は該流路上流部分ならびに該流路下流部分における前記液体の進行は、毛細管現象によってなされている
ことを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の遅延装置。
The flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion having a predetermined flow channel width are:
A liquid is held in a recess formed on the substrate, and the inner wall surface of the recess in contact with the liquid is formed of a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability to the liquid,
The delay device according to claim 1, wherein the liquid progresses in the upstream portion of the flow channel and in the downstream portion of the flow channel by a capillary phenomenon.
前記流路拡張部は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態であって、前記液体と接する凹部内壁面は、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成されている
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の遅延装置。
The flow path extension is
A liquid is held in a recess formed on a substrate, and the inner wall surface of the recess in contact with the liquid is formed of a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability to the liquid. The delay device according to any one of claims 1 to 5.
該流路上流部分の末端に連通される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分の先端に連通される下流部延長流路は、
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態であって、前記液体と接する凹部内壁面は、前記液体に対する濡れ性を示す、親溶媒性材料からなる面で形成されている
ことを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の遅延装置。
An upstream extension channel connected to the end of the upstream portion of the channel, and a downstream extension channel connected to the tip of the downstream portion of the channel,
A liquid is held in a recess formed on a substrate, and the inner wall surface of the recess in contact with the liquid is formed of a surface made of a solvophilic material that exhibits wettability to the liquid. The delay device according to any one of claims 6 to 8.
前記遅延装置を構成する、基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の流路に対して、
該基板の上面に接合する蓋部を設け、
流路内を進行する液体は、前記基板上に形成される凹部と、前記蓋部の下面とに接触する形態とされている
ことを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載の遅延装置。
For the flow path in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate, constituting the delay device,
Providing a lid to be joined to the upper surface of the substrate;
The liquid that travels in the flow path is configured to come into contact with a recess formed on the substrate and a lower surface of the lid. Delay device.
基板上に形成される凹部内に液体を保持する形態の流路を有し、
前記基板表面を覆う蓋部を設け、
前記基板表面の凹部が、流路の下面と両側壁面を、その開口部を覆う蓋部の下面が、流路の上面をそれぞれ構成することで、流路空間が形成され、
毛細管現象によって、前記流路空間内を前記液体が進行する輸送手段を利用するマイクロチップであって、
該マイクロチップ内の流路を構成する要素の一つとして、請求項17に記載の遅延装置の少なくとも一つを該流路内に内在している
ことを特徴とするマイクロチップ。
Having a flow path in the form of holding the liquid in the recess formed on the substrate;
Providing a lid covering the substrate surface;
The concave portion of the substrate surface forms the lower surface and both side wall surfaces of the flow channel, and the lower surface of the lid portion covering the opening portion configures the upper surface of the flow channel, thereby forming a flow channel space.
A microchip that uses transport means in which the liquid travels in the flow path space by capillary action,
A microchip, wherein at least one of the delay devices according to claim 17 is inherent in the flow path as one of the elements constituting the flow path in the microchip.
請求項3に記載される遅延装置を作製する方法であって、
可塑性材料からなる基板を選択して、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分の間に設けられる前記流路拡張部に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
前記流路拡張部に付加される障害構造を、
前記流路拡張部において、前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する壁状構造の形状に形成する工程として、
前記流路拡張部において、該障害構造を形成すべき部分に、前記基板の上面より、凸形状の金型を押し付け、前記基板を構成する可塑性材料を変形させ、該金型の外面形状に対応する凹形状を形成し、それに伴い排除される可塑性材料によって、該凹形状を取り囲む壁状構造の形状を形成し、
その後、該凸形状の金型を取り除き、前記凹形状を取り囲む壁状構造の形状を残す工程を具え、
得られる前記凹形状を取り囲む壁状構造の形状を、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する壁状構造の形状として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法。
A method for producing a delay device according to claim 3, comprising:
Select a substrate made of plastic material,
The substrate surface has a desired planar shape and depth to be used for the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, and the flow channel extension portion provided between the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion. Forming a recess in advance,
An obstruction structure added to the flow path expansion section,
In the flow path expanding portion, the plastic material constituting the substrate is deformed and formed into a shape of a wall-like structure protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region in the flow path expanding portion. As
Corresponding to the outer surface shape of the mold by pressing a convex mold from the upper surface of the substrate to the portion where the obstacle structure is to be formed in the flow path expanding portion, and deforming the plastic material constituting the substrate. Forming a concave shape and forming a shape of a wall-like structure surrounding the concave shape by a plastic material that is excluded along with the concave shape;
Thereafter, removing the convex mold, leaving the shape of the wall-like structure surrounding the concave shape,
The delay device characterized in that the shape of the wall-like structure surrounding the obtained concave shape is used as the shape of the wall-like structure protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region in the flow path expansion portion. Manufacturing method.
請求項4に記載される遅延装置を作製する方法であって、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分の間に設けられる前記流路拡張部に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
前記流路拡張部に付加される障害構造として、
前記流路拡張部において、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する平面形状の前記障害物を、前記流路拡張部の底面上に付加する工程として、
前記流路拡張部の底面上、該障害物を付加すべき部分に、前記液体に対する濡れ性が乏しい疎溶媒性の材料を所望の平面形状で印刷塗布して、少なくとも、その上面は、疎溶媒性の材料からなる面を有する印刷塗布層を形成する工程を具え、
得られる所望の平面形状を有する前記疎溶媒性材料の印刷塗布層を、前記流路拡張部の底面上に付加される、前記最短の経路となる側壁面から、該流路拡張部に内部領域へ突出する平面形状の障害物として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法。
A method of making a delay device according to claim 4, comprising:
The substrate surface has a desired planar shape and depth to be used for the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, and the flow channel extension portion provided between the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion. Forming a recess in advance,
As an obstacle structure added to the flow path extension,
In the flow path expansion portion, as a step of adding the obstacle having a planar shape protruding from the side wall surface serving as the shortest path to the internal region of the flow path expansion portion on the bottom surface of the flow path expansion portion,
A solvent-phobic material having poor wettability with respect to the liquid is printed and applied in a desired planar shape on the bottom surface of the flow path expanding portion on the portion to which the obstacle is to be added. Comprising a step of forming a print coating layer having a surface made of a conductive material,
A printed coating layer of the lyophobic material having a desired planar shape is added on the bottom surface of the flow path extension portion, and from the side wall surface serving as the shortest path, an internal region is formed in the flow path extension portion. A method of manufacturing a delay device, characterized by being used as a planar obstacle that protrudes toward the surface.
請求項7に記載される遅延装置を作製する方法であって、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分、該流路上流部分の末端に連通される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分の先端に連通される下流部延長流路に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、
両延長流路間を連結する所望の配置に付加される連絡流路として、該基板表面に、新たに溝構造を形成する工程として、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間を跨ぐように、該基板表面を溝状に切削加工を施す工程を具え、
前記基板表面の切削加工により形成される切削溝を、両延長流路間を連結する前記連絡流路として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法。
A method of making a delay device according to claim 7, comprising:
On the surface of the substrate, the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, the upstream extension flow channel communicating with the end of the flow channel upstream portion, and the downstream extension flow communicating with the tip of the flow channel downstream portion A recess having a desired planar shape and depth to be used for the road is formed in advance.
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
As a communication channel added to a desired arrangement for connecting the two extension channels, as a step of newly forming a groove structure on the substrate surface,
A step of cutting the substrate surface into a groove shape so as to straddle between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
A method of manufacturing a delay device, characterized in that a cutting groove formed by cutting the substrate surface is used as the communication channel connecting the two extension channels.
請求項10に記載される遅延装置を作製する方法であって、
可塑性材料からなる基板を選択して、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に付加される、前記迂回流路として、
前記基板を構成する可塑性材料に変形を加えて、該基板表面に、新たに溝構造を形成する工程として、
前記迂回流路を形成すべき部分に、前記基板の上面より、前記迂回流路の平面形状の外縁に対応する周辺部分が突出し、その内縁に対応する中央部分が窪んだ形状の金型を押し付け、
前記基板を構成する可塑性材料を変形させ、該金型の周辺部分形状に対応する凹形状と、中央部分形状に対応する凸面形状を形成し、
その後、該金型を取り除き、塑性変形された基板上面に、外縁部は凹形状を、その内部は凸面形状を示す構造を残す工程を具え、
得られる前記塑性変形構造における、外縁部の凹形状からなる溝構造を、該流路上流部分の末端と該流路下流部分の先端が連通されてなる形態となる配置に付加される迂回流路として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法。
A method of making a delay device according to claim 10, comprising:
Select a substrate made of plastic material,
On the surface of the substrate, a recess having a desired planar shape and depth to be used in the upstream portion and the downstream portion of the flow path is formed in advance.
As the detour channel, which is added to the arrangement in which the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion are communicated with each other,
As a step of adding a deformation to the plastic material constituting the substrate and forming a new groove structure on the substrate surface,
A peripheral portion corresponding to the outer edge of the planar shape of the detour channel protrudes from the upper surface of the substrate to a portion where the detour channel is to be formed, and a mold having a depressed center portion corresponding to the inner edge is pressed. ,
The plastic material constituting the substrate is deformed to form a concave shape corresponding to the peripheral portion shape of the mold and a convex shape corresponding to the central portion shape,
Thereafter, the mold is removed, and a step of leaving a structure in which the outer edge portion has a concave shape and the inside thereof has a convex shape on the plastic-deformed upper surface of the substrate,
In the obtained plastic deformation structure, a groove structure having a concave shape at the outer edge is added to the detour channel added to an arrangement in which the end of the channel upstream portion and the tip of the channel downstream portion are communicated with each other. A method of manufacturing a delay device, characterized by being used as:
請求項13に記載される遅延装置を作製する方法であって、
該基板表面に、前記流路上流部分と流路下流部分、ならびに該流路上流部分と流路下流部分の間に設けられる前記遅延時間調節用の流路構造の構成に利用する、所望の平面形状ならびに深さを有する凹部を予め形成し、
さらに、前記流路構造の構成領域に、疎溶媒性材料からなる表面を有する、該基板面の部分領域を設け、該基板面の部分領域において、
該流路上流部分の末端に連結され、流路状の平面形状を有する、親溶媒性材料からなる面で形成される上流部延長流路、ならびに、該流路下流部分の先端に連通され、流路状の平面形状を有する、親溶媒性材料からなる面で形成される下流部延長流路をそれぞれ予め形成し、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間に、
両延長流路間を連結する所望の配置に付加される連絡流路として利用する、流路状の平面形状を有する、親溶媒性材料からなる面で形成される流路を形成する工程として、
前記上流部延長流路と下流部延長流路との間を跨ぐように、
疎溶媒性材料からなる表面を有する、該基板面の部分領域上面に、親溶媒性材料を所望の平面形状で印刷塗布して、少なくとも、その上面は、親溶媒性材料からなる面を有する印刷塗布層を形成する工程を具え、
前記基板表面に形成される親溶媒性材料からなる面を有する印刷塗布層を、両延長流路間を連結する前記連絡流路として利用する
ことを特徴とする遅延装置の製造方法。
A method for producing a delay device according to claim 13, comprising:
Desired plane used for the configuration of the flow path structure for adjusting the delay time provided on the substrate surface between the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion, and between the flow channel upstream portion and the flow channel downstream portion. Pre-form a recess having a shape and depth,
Furthermore, a partial region of the substrate surface having a surface made of a lyophobic material is provided in a constituent region of the flow path structure, and in the partial region of the substrate surface,
Connected to the end of the upstream portion of the flow channel, and having a planar shape of the flow channel, and is connected to the upstream extension flow channel formed of a surface made of a solvophilic material, and the tip of the downstream portion of the flow channel, Each of the downstream extension channels formed by a surface made of a solvophilic material having a channel-like planar shape is formed in advance,
Between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
As a step of forming a flow path formed of a surface made of a solvophilic material having a planar shape of a flow path, which is used as a communication flow path added to a desired arrangement for connecting the two extended flow paths,
In order to straddle between the upstream extension channel and the downstream extension channel,
A solvophilic material is printed and applied in a desired planar shape on the upper surface of a partial region of the substrate surface having a surface made of a lyophobic material, and at least the upper surface has a surface made of a solvophilic material. Comprising the step of forming a coating layer,
A method of manufacturing a delay device, wherein a print coating layer having a surface made of a solvophilic material formed on the surface of the substrate is used as the communication channel connecting the two extension channels.
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