WO2012081072A1 - マイクロミキサー、およびマイクロ流体チップ - Google Patents

マイクロミキサー、およびマイクロ流体チップ Download PDF

Info

Publication number
WO2012081072A1
WO2012081072A1 PCT/JP2010/072372 JP2010072372W WO2012081072A1 WO 2012081072 A1 WO2012081072 A1 WO 2012081072A1 JP 2010072372 W JP2010072372 W JP 2010072372W WO 2012081072 A1 WO2012081072 A1 WO 2012081072A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid
mixing tank
micromixer
liquid inlet
test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/072372
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
謙一 宮田
孝裕 毛利
東野　楠
山東　康博
雅史 西角
豪 柳原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2011525327A priority Critical patent/JP5062370B2/ja
Priority to PCT/JP2010/072372 priority patent/WO2012081072A1/ja
Priority to US13/395,592 priority patent/US9120067B2/en
Publication of WO2012081072A1 publication Critical patent/WO2012081072A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/21—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/65—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms the materials to be mixed being directly submitted to a pulsating movement, e.g. by means of an oscillating piston or air column
    • B01F31/651—Mixing by successively aspirating a part of the mixture in a conduit, e.g. a piston, and reinjecting it through the same conduit into the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/30—Micromixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/50—Mixing receptacles
    • B01F35/53—Mixing receptacles characterised by the configuration of the interior, e.g. baffles for facilitating the mixing of components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/10—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components
    • B01F25/103—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components with additional mixing means other than vortex mixers, e.g. the vortex chamber being positioned in another mixing chamber

Definitions

  • the present invention relates to a micromixer that mixes two or more kinds of liquids with a minute structure, and a microfluidic chip that enables mixing of two or more kinds of liquids in a structure having a fine channel.
  • microfluidic chip that supplies a plurality of liquids to a fine channel and mixes and reacts the liquids is known.
  • This fine channel has a small width and depth of several ⁇ m to several hundreds of ⁇ m, and the flow rate of the liquid is small in the fine channel. For this reason, in the fine channel, the Reynolds number of the fluid is several hundreds or less, and the turbulent flow control is not performed as in the conventional reaction apparatus, but the laminar flow control mode is adopted.
  • the mixing of different kinds of liquids under such laminar flow is mainly due to molecular diffusion at the contact interface of each liquid.
  • Patent Document 1 requires a long flow path used for mixing using diffusion, and requires a large structure for dividing each liquid and discharging a plurality of liquids in layers. Become. For this reason, the apparatus becomes complicated and large.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides a micromixer capable of efficiently mixing two or more kinds of liquids with a simple configuration and a microfluidic chip equipped with the micromixer. With the goal.
  • a micromixer in order to solve the above-described problem, includes a microchannel in which first and second liquids flow and a mixing tank in which a liquid inlet that communicates with the microchannel is provided at the bottom. And comprising.
  • the liquid inlet is provided at a position shifted from the center of the bottom portion of the bottom portion.
  • the micromixer according to the second aspect includes a fine channel through which the first and second liquids flow, and a mixing tank in which a liquid inlet that communicates with the fine channel is provided at the bottom. And in this micromixer, the said liquid inlet is provided in the position shifted
  • the micromixer according to the third aspect includes a fine channel through which the first and second liquids flow, and a mixing tank in which a liquid inlet that communicates with the fine channel is provided at the bottom.
  • the micromixer in the cross section along the horizontal direction of the internal space region surrounded by the inner wall of the mixing vessel, the micromixer is unidirectional from the position through which the virtual line that is virtually extended upward from the center of the liquid injection port passes.
  • the first distance to the inner wall is different from the second distance from the position through which the virtual line passes to the inner wall in the direction opposite to the one direction.
  • the micromixer according to the fourth aspect is the micromixer according to any one of the first to third aspects, and is provided with at least one convex portion at the bottom of the mixing tank.
  • a micromixer according to a fifth aspect is the micromixer according to any one of the first to fourth aspects, and travels a predetermined distance in the first direction from the liquid inlet on the inner wall surface of the mixing tank.
  • the second change amount of the angle formed by the wall surface and the horizontal plane is different.
  • a micromixer according to a sixth aspect is the micromixer according to the fifth aspect, wherein the first change amount is relatively larger than the second change amount, and the micromixer in the bottom of the mixing tank An inclined portion that tapers toward the liquid inlet is provided in the second direction with respect to the liquid inlet.
  • the micromixer according to a seventh aspect is the micromixer according to any one of the first to sixth aspects, and the surface of the inner wall of the mixing tank has water repellency.
  • the micromixer according to an eighth aspect is the micromixer according to any one of the first to seventh aspects, wherein the liquid injection port directs the liquid stored in the mixing tank to the fine channel. To discharge.
  • a micromixer according to a ninth aspect is the micromixer according to any one of the first to eighth aspects, wherein the first supply path that supplies the first liquid to the fine flow path, and And a second supply path for supplying the second liquid to the fine flow path.
  • a microfluidic chip includes a micromixer according to any one of the first to ninth aspects, and a mixed liquid generated by mixing the first and second liquids in the mixing tank Is provided in the vicinity of the inner wall surface of the flow path discharged from the mixing tank, and includes a reaction part to which a reactive substance that reacts with a substance contained in the mixed liquid is fixed.
  • micromixer when two or more kinds of liquids are injected into the mixing tank from the liquid inlet at the same time, two or more kinds of liquids are easily mixed in the mixing tank. Since a flow is generated, two or more kinds of liquids can be efficiently mixed with a simple configuration.
  • the micromixer when the liquid passes over the convex portion provided at the bottom, a turbulent flow that easily mixes two or more kinds of liquids is likely to occur.
  • micromixer According to the micromixer according to the fifth aspect, convection is easily generated so that two or more kinds of liquids are easily mixed.
  • the micromixer for example, when the liquid stored in the mixing tank is discharged from the liquid inlet due to the presence of the inclined portion, the liquid hardly remains in the mixing tank, and the liquid is wasted. Use is suppressed.
  • the force at which the liquid tends to move sideways due to gravity and the force at which the liquid is prevented from proceeding sideways due to surface tension are likely to occur in sequence, so that a turbulent flow in which two or more kinds of liquids are easily mixed is easily generated.
  • the liquid stored in the mixing tank is discharged from the liquid inlet provided in the bottom of the mixing tank, the liquid remaining in the mixing tank is suppressed with a simple configuration. be able to. Therefore, wasteful use of liquid is suppressed.
  • the mixed liquid and the reaction part can be reacted rapidly.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a microfluidic chip according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the movement of the test solution in the microfluidic chip according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the movement of the test liquid in the microfluidic chip according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the movement of the test solution in the microfluidic chip according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the mixing tank according to one embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing the structure of the mixing tank according to one embodiment.
  • Drawing 7 is a figure for explaining the structure of the mixing tank concerning one embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a microfluidic chip according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the movement of the test solution in the microfluidic chip according to the embodiment.
  • FIG. 3
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the convection of the test liquid in the mixing tank according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the structure of the mixing tank according to the comparative example.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the convection of the test liquid in the mixing tank according to the comparative example.
  • FIG. 11 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test solution in the mixing tank according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test solution in the mixing tank according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test solution in the mixing tank according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test solution in the mixing tank according to the embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test solution in the mixing tank according to the embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test solution in the mixing tank according to the embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view illustrating the structure of the mixing tank according to the first modification.
  • FIG. 18 is a view for explaining the structure of the mixing tank according to the first modification.
  • FIG. 19 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test solution in the mixing tank according to the first modification.
  • FIG. 20 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test liquid in the mixing tank according to the first modification.
  • FIG. 21 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test liquid in the mixing tank according to the first modification.
  • FIG. 22 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test liquid in the mixing tank according to the first modification.
  • FIG. 23 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test solution in the mixing tank according to the first modification.
  • FIG. 24 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test liquid in the mixing tank according to the first modification.
  • FIG. 25 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test liquid in the mixing tank according to the first modification.
  • FIG. 26 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test solution in the mixing tank according to the first modification.
  • FIG. 27 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test liquid in the mixing tank according to the first modification.
  • FIG. 28 is a diagram schematically illustrating the behavior of the test liquid in the mixing tank according to the first modification.
  • FIG. 29 is a schematic plan view showing the structure of the mixing tank according to the second modification.
  • FIG. 30 is a schematic plan view showing the structure of the mixing tank according to the second modification.
  • FIG. 31 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a microfluidic chip according to a third modification.
  • FIG. 32 is a schematic diagram showing how the microfluidic chip according to the third modification is used.
  • FIG. 33 is a schematic diagram showing how the microfluidic chip according to the third modification is used.
  • FIG. 34 is a schematic diagram showing how the microfluidic chip according to the third modification is used.
  • FIG. 35 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a microfluidic chip according to a fourth modification.
  • FIG. 36 is a schematic diagram showing how the microfluidic chip according to the fourth modification is used.
  • FIG. 37 is a schematic diagram showing how the microfluidic chip according to the fourth modification is used.
  • FIG. 38 is a schematic diagram showing how the microfluidic chip according to the fourth modification is used.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a microfluidic chip 1 according to an embodiment.
  • three axes XYZ orthogonal to each other are attached for the purpose of clarifying the azimuth relation.
  • the microfluidic chip 1 supplies, for example, a liquid to a microchannel having a width and depth of several ⁇ m to several hundred ⁇ m, and performs mixing and reaction of the liquid based on the behavior of molecules and particles constituting the liquid. It is.
  • the microfluidic chip 1 includes a block-shaped main body 10, a microchannel 20 that extends linearly in the main body 10, and a mixture that promotes mixing of the test solution that flows through the microchannel 20.
  • the main body 10 is made of a resin such as polycarbonate or polypropylene, and has a size of about 50 mm in width, 50 mm in depth, and about 10 mm in height, for example.
  • a plurality of portions constituting the main body portion 10 are separately formed by cutting or injection molding, and the plurality of portions are joined by an adhesive or the like, whereby the main body portion 10 is completed.
  • the fine channel 20 has a size of, for example, a width of 1 to 3 mm and a height of several tens of ⁇ m to 1 mm, but is not limited thereto.
  • the flow path length is not particularly limited, but the present invention works more effectively when the flow of the test solution in the fine flow path 20 becomes a laminar flow depending on the flow path conditions (size, etc.). Bring effect.
  • the mixing tank 30 is provided so as to communicate with one end of the fine channel 20 and functions as a micro mixer (micromixer) that mixes and stirs the test liquid injected into the mixing tank 30.
  • the mixing tank 30 has a volume that is equal to or greater than the prescribed amount of the test solution.
  • this mixing tank 30 has a structure where mixing and stirring of a test liquid are easy to be accelerated
  • the injection / discharge port 40 is provided so as to communicate with the other end of the fine channel 20.
  • the injection / discharge port 40 is connected with a supply source of a test solution and a pump for injecting and discharging the test solution.
  • a pump that injects the test solution from the injection / discharge port 40 and discharges the test solution from the injection / discharge port 40 may be connected to the mixing tank 30.
  • the reaction unit 50 is provided at the lower position of the fine channel 20 at an intermediate position of the portion of the fine channel 20 where the mixing tank 30 and the inlet / outlet port 40 communicate with each other. And in the reaction part 50, the biochemical substance which has spread
  • the test solution include plasma obtained by centrifuging blood collected from a living body, and biochemical substances contained in the test solution include various antigens present in blood. Is mentioned.
  • the antibody etc. which can react specifically with respect to the said antigen are mentioned, for example.
  • ⁇ (2) Rough flow of test solution in microfluidic chip> 2 to 4 are diagrams for explaining the rough flow of the test liquid Ex in the microfluidic chip 1.
  • the test liquid Ex is injected into the fine channel 20 from the outside of the microfluidic chip 1 through the injection / discharge port 40, and the test solution Ex is injected into the fine channel. 20 is injected into the mixing tank 30. Then, as shown in FIG. 3, the test solution Ex is once stored in the mixing tank 30. Next, as shown in FIG. 4, the test solution Ex stored in the mixing tank 30 passes through the fine channel 20 and is discharged from the injection / discharge port 40 to the outside of the microfluidic chip 1.
  • test solution Ex reacts in the reaction unit 50 during a period from injection to discharge of the test solution Ex with respect to the microfluidic chip 1. Specifically, when the test liquid Ex moves from the injection / discharge port 40 to the mixing tank 30 and when it moves from the mixing tank 30 to the injection / discharge port 40, the test liquid Ex reacts in the reaction unit 50. .
  • the concentration of the biochemical substance in the vicinity of the reaction unit 50 in the test solution Ex is reduced by the reaction with the reaction unit 50.
  • the concentration of the biochemical substance flowing in the upper part of the microchannel 20 is relatively high in the test liquid Ex due to the reaction with the reaction unit 50.
  • the test liquid is divided into a test liquid having a relatively high concentration (high concentration test liquid) and a test liquid having a relatively low concentration of the biochemical substance flowing in the lower part of the fine channel 20 (low concentration test liquid).
  • the mixing tank 30 has a structure in which the test liquid Ex is easily mixed and stirred.
  • test liquid Ex as a mixed liquid generated by mixing the high-concentration test liquid and the low-concentration test liquid in the mixing tank 30 is discharged from the mixing tank 30, It reacts with the reaction part 50 provided in the vicinity of the lower inner wall surface.
  • an immune reaction between the antigen and the antibody is measured by detecting a change in the optical characteristics of the solid-phased surface of the reaction unit 50 from the outside.
  • an optical device may be used, or visual observation with the naked eye may be used. If the material of the main body 10 is made of a transparent resin or the like, observation from the outside is easy.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the mixing tank 30, and FIG. 6 is a schematic top view showing the structure of the mixing tank 30.
  • FIG. 5 the cross section (XZ cross section) parallel to the XZ plane of the mixing tank 30 is shown, and the figure which looked at the mixing tank 30 from + Z direction is shown in FIG.
  • the mixing tank 30 is a tank part in which the upper side (+ Z direction) is opened and the liquid inlet 30in is provided in the bottom part 30bt.
  • the space (internal space region) 30sp surrounded by the inner wall of the mixing tank 30 is such that the shape of the cross section (XY cross section) parallel to the plane perpendicular to the Z axis except for the vicinity of the liquid inlet 30in is substantially circular. It is formed. From another point of view, the internal space region 30sp has a shape that is rotationally symmetric in all directions around the axis L1 parallel to the Z axis except for the vicinity of the liquid inlet 30in.
  • the axis L1 is a straight line penetrating the center of gravity of each XY cross section of the internal space region 30sp in the vertical direction (Z-axis direction) excluding the vicinity of the liquid inlet 30in. Below, this axis
  • shaft L1 is also called the line (center line) which shows the center of the mixing tank 30.
  • centroid positions of the plurality of XY cross sections in the internal space region 30sp do not lie on one straight line, approximate the centroid positions of the plurality of XY cross sections by approximation calculation from the centroid positions of the plurality of XY cross sections.
  • a straight line that penetrates the center line L1 may be obtained.
  • side surface (side wall portion) 30sw of the inner wall of the mixing tank 30 forming the internal space region 30sp constitutes a wall surface substantially parallel to the Z axis.
  • the liquid inlet 30in is provided at a position shifted from the axis L1 in the ⁇ X direction in the bottom 30bt of the mixing tank 30.
  • the liquid inlet 30 in is communicated with the fine flow path 20. For this reason, the test liquid Ex is injected from the fine channel 20 into the internal space region 30sp through the liquid injection port 30in. Since the flow path connecting the liquid injection port 30in and the fine flow path 20 extends in the direction along the Z axis, the flow of the test liquid Ex injected from the liquid injection port 30in to the internal space region 30sp is reduced.
  • the direction is the + Z direction.
  • the liquid inlet 30in also serves to discharge the test liquid Ex stored in the mixing tank 30 toward the fine channel 20.
  • the bottom portion 30bt is a portion where the XY cross section of the internal space region 30sp becomes narrower as it goes downward ( ⁇ Z direction). Specifically, the closer to the liquid inlet 30in, the narrower the XY cross section of the internal space region 30sp of the bottom 30bt.
  • the liquid inlet 30in is provided at a position shifted from the center of the bottom 30bt.
  • the center of the bottom portion 30bt referred to here is a portion of the bottom portion 30bt through which a straight line passing through the center of gravity of a planar region obtained by projecting the bottom portion 30bt on the XY plane passes in the vertical direction (Z-axis direction).
  • the center of the bottom portion 30bt may be a portion through which an approximate straight line passing through the center of gravity of a plurality of XY cross sections of the space region formed by the bottom portion 30bt in the inner space region 30sp in the vertical direction (Z-axis direction) passes.
  • the center of the bottom portion 30bt is substantially the same as the portion through which the axis L1 passes.
  • the bottom 30bt has a liquid inlet 30in, a liquid reservoir 30ph, and an inclined portion 30tp.
  • the liquid reservoir 30ph is a portion that forms a substantially semispherical space convex downward.
  • the inclined portion 30tp has a substantially constant inclination from the portion in the vicinity of the point through which the axis L1 passes toward the liquid inlet 30in.
  • the inclined portion 30 tp has a fan-shaped surface (shaded portion in FIG. 6) that requires the liquid inlet 30 in when viewed from above (+ Z direction). Configured. That is, the inclined portion 30tp tapers toward the liquid inlet 30in. In addition, the inclined portion 30tp has a form in which a constant inclination is maintained regardless of which direction the liquid inlet 30in is used as a reference.
  • Existence of the test liquid Ex in the mixing tank 30 is suppressed because the discharge of the test liquid Ex from the liquid inlet 30in is promoted by the presence of the inclined portion 30tp. And if a liquid becomes difficult to remain in the mixing tank 30, wasteful use of the test liquid Ex is also suppressed.
  • both the curved surfaces of the inclined portion 30tp and the liquid reservoir 30ph are discontinuous at the boundary between the inclined portion 30tp and the liquid reservoir 30ph, and a portion corresponding to a convex portion that gently protrudes is formed near the boundary.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the structure of the mixing tank 30 from another viewpoint.
  • a cross section (XZ cross section) parallel to the XZ plane of the mixing tank 30 is shown.
  • a line (virtual line) L2 that passes through the center of the liquid inlet 30in and virtually extends upward (+ Z direction) is attached.
  • the distance D1 from the imaginary line L2 to the inner wall surface of the mixing tank 30 in the ⁇ X direction and the inner wall surface of the mixing tank 30 in the + X direction from the imaginary line L2 Is different from the distance D2.
  • the distance D2 to the inner wall in the direction opposite to the one direction (for example, + X direction) is different.
  • the inner wall of the mixing tank 30 is directed toward the -X direction with respect to the liquid inlet 30in as the liquid inlet 30in.
  • the side wall portion 30sw extending in the vertical direction is reached in response to a relatively short change in the X coordinate, as compared to the case of moving in the + X direction with reference to.
  • the predetermined amount in the + X direction focusing on the amount of change in the angle (inner wall angle change) that the inner wall of the mixing tank 30 forms with the horizontal plane (XY plane), when the position of the liquid inlet 30in is used as a reference, the predetermined amount in the + X direction.
  • the inner wall angle change amount with respect to the movement of the distance is different from the inner wall angle change amount with respect to the movement of the predetermined distance in the ⁇ X direction.
  • the first change amount and the second change amount defined below are different.
  • the first change amount is a predetermined distance in the first direction (for example, the ⁇ X direction) from the liquid inlet 30in on the inner wall surface of the mixing tank 30 from the bottom 30bt to the side wall 30sw. This corresponds to the amount by which the angle formed by the inner wall surface and the horizontal plane (in this case, the XY plane) changes in the traveling path.
  • the second amount of change is the second direction opposite to the first direction from the liquid injection port 30in (for example, from the bottom 30bt to the side wall 30sw on the inner wall surface of the mixing tank 30 (for example, This corresponds to the amount by which the angle formed by the inner wall surface and the horizontal plane (in this case, the XY plane) changes along a path that travels a predetermined distance in the + X direction.
  • the liquid inlet 30in is provided at a position shifted in the first direction from the center of the bottom 30bt, and in the second direction based on the liquid inlet 30in of the bottom 30bt of the mixing tank 30.
  • An inclined portion 30tp is provided.
  • the first change amount is relatively larger than the second change amount.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the convection of the test liquid Ex injected into the internal space region 30sp from the liquid injection port 30in.
  • the rough flow of the high-concentration test solution and the low-concentration test solution is shown by the thick arrows.
  • the liquid inlet 30in is provided at a position shifted from the center line L1 of the mixing tank 30 and at a position shifted from the center of the bottom 30bt. For this reason, in the internal space region 30sp, the space region on the ⁇ X side with reference to the virtual line L2 is narrower than the space region on the + X side with reference to the liquid inlet 30in.
  • the test solution Ex high concentration test solution
  • the test solution Ex low concentration test solution
  • the test solution Ex injected from the + X side portion of the liquid inlet 30in once flows into the ⁇ X side space region of the internal space region 30sp.
  • the high concentration test solution easily flows into the + X side space region of the internal space region 30sp.
  • the flow of the high concentration test solution merges with the flow of the test solution Ex (low concentration test solution) injected from the + X side portion of the liquid injection port 30in into the + X side space region of the internal space region 30sp. It is easy to be done.
  • the structure of the mixing tank 30 causes convection of the test liquid Ex in which the high-concentration test liquid and the low-concentration test liquid are easily mixed and stirred. At this time, the flow of the test solution Ex in the internal space region 30sp tends to be turbulent.
  • the liquid inlet 30inP is provided on the center line L1P of the mixing tank 30P and at the center of the bottom 30btP.
  • the center line L1P of the mixing tank 30P and the virtual line L2P extending in the + Z direction from the center of the liquid inlet 30inP are the same. Therefore, in the internal space region 30spP of the mixing tank 30P, the distance DP from the virtual line L2P to the inner wall at an arbitrary position of the mixing tank 30P is substantially constant in each XY cross section.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the convection of the test liquid Ex injected from the liquid inlet 30inP into the internal space region 30spP.
  • a rough flow of the high-concentration test solution and the low-concentration test solution is shown by thick arrows.
  • a space region in the ⁇ X direction with reference to the liquid inlet 30inP, and a space region in the + X direction with reference to the liquid inlet 30inP Have substantially the same area.
  • the test solution Ex high concentration test solution
  • the test solution Ex low concentration test solution
  • the test solution Ex injected from the + X side portion of the liquid injection port 30inP flows into the + X side space region of the internal space region 30spP. Therefore, compared with the case of the mixing tank 30 according to the present embodiment shown in FIG. 8, convection that promotes mixing and stirring of the high concentration test solution and the low concentration test solution is relatively unlikely to occur. .
  • the high-concentration test liquid and the low-concentration liquid also depend on the behavior of the test liquid Ex at a stage (initial injection stage) soon after the test liquid Ex starts to be injected into the mixing tank 30. Mixing and stirring with the test solution is facilitated.
  • FIGS. 11 to 16 are schematic diagrams showing the state of the test solution Ex in the mixing tank 30 at the initial injection stage.
  • the shape of the inner edge of the XZ cross section near the bottom 30bt of the mixing tank 30 is drawn with a bold line, and the shape of the XZ cross section of the liquid level Exs of the test liquid Ex is drawn with a solid line.
  • the behavior of the test liquid Ex in the mixing tank 30 in the initial stage of injection will be described with reference to FIGS.
  • test solution Ex sequentially shows the following behaviors (I) to (VI) in the mixing tank 30.
  • the shape of the liquid level Exs is concave.
  • a portion in the vicinity of the liquid level Exs of the test liquid Ex shakes violently.
  • a turbulent flow is generated in the vicinity of the liquid level Exs of the test liquid Ex, and the mixing and stirring of the test liquid Ex are promoted.
  • the microfluidic chip 1 As described above, according to the microfluidic chip 1 according to the present embodiment, when the high concentration test liquid and the low concentration test liquid are injected into the mixing tank 30 at the same time, the high concentration test liquid is mixed in the mixing tank 30. And a low-concentration test solution are easily mixed. For this reason, two or more types of liquids are efficiently mixed with a simple configuration.
  • the wettability of the test liquid Ex to the surface of the inner wall of the mixing tank 30 Is preferably low. That is, it is preferable that the contact angle of the test liquid Ex resulting from the surface tension can be increased with respect to the surface of the inner wall of the mixing tank 30.
  • the surface of the inner wall of the mixing tank 30 may be processed so as to have water repellency, and the processing is realized by various coatings using fluorine or the like.
  • test liquid Ex stored in the mixing tank 30 is discharged from the liquid inlet 30in provided in the bottom 30bt of the mixing tank 30. For this reason, the residue of the test liquid Ex in the mixing tank 30 is suppressed with a simple configuration, and as a result, wasteful use of the test liquid Ex is suppressed.
  • the bottom portion 30bt of the mixing tank 30 is provided with the inclined portion 30tp that tapers toward the liquid injection port 30in, so that a convex portion is formed at the boundary between the inclined portion 30tp and the liquid reservoir portion 30ph.
  • a large number of convex portions may be formed by providing a plurality of curved concaves on one side of the liquid inlet without providing an inclined portion at the bottom of the mixing tank. That is, it is sufficient that at least one convex portion is provided at the bottom of the mixing tank.
  • a specific example in which a large number of convex portions are formed at the bottom of the mixing tank will be described.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a mixing tank 30A in which a large number of sharp parts 30pr are provided on the bottom part 30btA.
  • the cross section (XZ cross section) parallel to the XZ plane of the mixing tank 30 is shown.
  • the mixing tank 30 ⁇ / b> A is a tank part in which the upper side (+ Z direction) is opened and the liquid inlet 30 in A is provided in the bottom part 30 btA.
  • the space (internal space region) 30spA surrounded by the inner wall of the mixing tank 30A is rotationally symmetric with respect to all directions around the axis L1A parallel to the Z axis except for the space region surrounded by the bottom 30btA.
  • a shape having a shape and a cross section (XY cross section) parallel to a plane perpendicular to the Z axis is formed to be substantially circular.
  • the axis L1A is a straight line passing through the center of gravity of each XY cross section of the space area excluding the space area surrounded by the bottom 30btA of the internal space area 30spA in the vertical direction (Z-axis direction). This corresponds to 30 center lines.
  • the centroid positions of the plurality of XY cross sections of the space area that is not surrounded by the bottom portion 30btA of the internal space area 30spA do not ride on one straight line, from the centroid positions of the plurality of XY cross sections, A straight line that approximately passes through the centroid positions of the plurality of XY cross sections may be obtained as the center line L1A by the approximate calculation.
  • the side surface (side wall portion) 30swA of the inner wall of the mixing tank 30A that forms a space region that is not surrounded by the bottom portion 30btA in the inner space region 30sp constitutes a wall surface substantially parallel to the Z axis.
  • the liquid inlet 30inA is provided at a position shifted in the ⁇ X direction from the center line L1A in the bottom 30btA of the mixing tank 30A.
  • the liquid inlet 30inA communicates with the fine flow path 20, and the test liquid Ex is injected in the + Z direction from the fine flow path 20 to the internal space region 30spA via the liquid inlet 30inA.
  • the liquid inlet 30inA also serves to discharge the test liquid Ex stored in the mixing tank 30A toward the fine channel 20.
  • the bottom 30btA is a portion where the XY cross section of the internal space region 30spA becomes narrower as it goes downward ( ⁇ Z direction). Specifically, the closer to the liquid inlet 30inA, the narrower the XY cross section of the internal space region 30spA of the bottom 30btA.
  • the liquid inlet 30inA is provided at a position shifted from the center of the bottom 30btA. Note that the center of the bottom portion 30btA referred to here is a portion of the bottom portion 30btA through which a straight line passing through the center of gravity of a planar region obtained by projecting the bottom portion 30btA on the XY plane passes in the vertical direction (Z-axis direction).
  • the bottom portion 30btA has a liquid inlet 30inA and a multi-step portion 30st, and as shown in FIG. 17, the multi-step portion 30st has four sharp portions 30pr.
  • a recessed portion that is recessed in a curved surface is formed between the liquid inlet 30inA and the first-stage sharp portion 30pr. Also, between the first stage sharp part 30pr and the second stage sharp part 30pr, between the second stage sharp part 30pr and the third stage sharp part 30pr, and the third stage sharp part 30pr and 4pr. A recessed portion that is recessed in a curved surface is formed between the sharp portion 30pr of the step. Then, the Z coordinate of the position to be arranged becomes larger in the order of the first to fourth stage sharp portions 30pr.
  • the sharp portion 30pr is configured so that the angle formed with respect to the horizontal plane changes abruptly. For this reason, any curved surface constituting the multi-step portion 30st is discontinuous at the sharp portion 30pr, and a portion corresponding to a gently projecting convex portion is formed in the vicinity of the sharp portion 30pr.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the structure of the mixing tank 30A from another viewpoint.
  • a cross section (XZ cross section) parallel to the XZ plane of the mixing tank 30A is shown.
  • a line (virtual line) L2A that passes through the center of the liquid inlet 30inA and is virtually extended upward (+ Z direction) is attached.
  • the mixing tank 30 ⁇ / b> A according to this modification has the following structure, similarly to the mixing tank 30 according to the above embodiment.
  • the distance D1A from the imaginary line L2A to the inner wall of the mixing tank 30A in the -X direction and the mixing tank 30A in the + X direction from the imaginary line L2A is different.
  • the distance D1A from the position through which the virtual line L2A passes to the inner wall in one direction here, the ⁇ X direction
  • the distance D2A to the inner wall in the direction opposite to one direction tends to be different. Specifically, the distance D2A tends to be larger than the distance D1A.
  • the liquid inlet 30inA according to the present modification is provided at a position shifted from the center line L1A of the mixing tank 30A and the center of the bottom 30btA. It is provided at a position deviated from. Therefore, in the internal space region 30spA, the space region on the ⁇ X side with reference to the virtual line L2A is narrower than the space region on the + X side with reference to the liquid inlet 30inA.
  • the test solution Ex high concentration test solution
  • the test solution Ex low concentration test solution
  • the test solution Ex injected from the + X side portion of the liquid injection port 30inA is included in the internal space region 30spA.
  • the high concentration test solution easily flows into the + X side space region of the internal space region 30spA.
  • the flow of the high concentration test solution merges with the flow of the test solution Ex (low concentration test solution) injected from the + X side portion of the liquid injection port 30inA into the + X side space region of the internal space region 30spA. It is easy to be done.
  • the structure of the mixing tank 30A causes convection of the test liquid Ex in which the high-concentration test liquid and the low-concentration test liquid are easily mixed and stirred. At this time, the flow of the test solution Ex in the internal space region 30spA tends to be turbulent.
  • 19 to 28 are schematic diagrams showing the state of the test solution Ex in the mixing tank 30A at the initial stage of injection.
  • the shape of the inner edge of the XZ cross section near the bottom 30btA of the mixing tank 30A is drawn with a bold line, and the XZ cross section of the liquid surface ExsA of the test liquid Ex is drawn with a solid line.
  • the behavior of the test liquid Ex in the mixing tank 30A in the initial stage of injection will be described with reference to FIGS.
  • test solution Ex sequentially shows the following behaviors (A) to (E) in the mixing tank 30A.
  • the foremost portion of the test liquid Ex extends from the fine channel 20 to the liquid inlet 30inA of the mixing tank 30A. Then, until the liquid level ExsA of the test liquid Ex reaches the first-stage sharp point 30pr, as shown in FIG. 20, the liquid level ExsA is virtually in the + Z direction from the center of the liquid inlet 30inA. It moves in the + Z direction while maintaining a state substantially orthogonal to the extending virtual line L2A. That is, the liquid injection port 30inA has a shape that is rotationally symmetric with respect to all directions around the virtual line L2A.
  • the internal space region 30sp has a shape that is rotationally symmetric in all directions around the center line L1 parallel to the Z axis except for the vicinity of the liquid inlet 30in. It is not limited to this.
  • the internal space region 30sp may be reduced or enlarged in the direction along the X axis or the Y axis. That is, the XY cross section of the internal space region 30sp excluding the vicinity of the liquid inlet 30in is not circular and may have various shapes.
  • FIG. 29 is a schematic diagram showing the structure of a mixing tank 30B in which the mixing tank 30 according to the embodiment is reduced in the direction along the X axis.
  • the mixing tank 30B forms an internal space region 30spB.
  • the bottom 30btB of the mixing tank 30B has a liquid inlet 30inB, an inclined portion 30tpB, and a liquid reservoir 30phB.
  • the internal space region 30spB has an elliptical columnar shape centered on an axis L1B parallel to the Z axis, except for the space region surrounded by the bottom 30btB.
  • FIG. 30 is a schematic diagram showing the structure of a mixing tank 30C in which the mixing tank 30 according to the embodiment is reduced in the direction along the Y axis.
  • the mixing tank 30C forms an internal space region 30spC.
  • the bottom 30btC of the mixing tank 30C has a liquid inlet 30inC, an inclined portion 30tpC, and a liquid reservoir 30phC.
  • the internal space region 30spC has an elliptical columnar shape centered on an axis L1C parallel to the Z axis, except for the space region surrounded by the bottom portion 30btC.
  • test liquid Ex is injected into the fine channel 20 from the injection / discharge port 40, and two types of high-concentration test solution and low-concentration test solution are generated by the reaction in the reaction unit 50 of the fine channel 20.
  • the test liquid was generated, it is not limited to this.
  • an introduction part into which two different types of liquids (A liquid and B liquid) are respectively introduced may be provided upstream of the fine channel 20.
  • a liquid and B liquid two different types of liquids
  • FIG. 31 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a microfluidic chip 1D according to a third modification.
  • FIG. 31 shows a rough arrangement of each part when the microfluidic chip 1D is viewed from above.
  • the microfluidic chip 1D includes an A liquid introduction part InA, a B liquid introduction part InB, an A liquid supply path 21A, a B liquid supply path 21B, a fine flow path 22, a mixing tank 30, and a reaction tank part. 50D, 1st pump connection part P1, and 2nd pump connection part P2 are provided.
  • the A liquid introduction part InA is provided so as to communicate with the fine flow path 22 via the A liquid supply path 21A.
  • a supply source of A liquid is connected to the A liquid introducing unit InA. For this reason, the A liquid introduced in the A liquid introduction part InA is supplied to the fine flow path 22 via the A liquid supply path 21A.
  • the B liquid introduction part InB is provided so as to communicate with the fine flow path 22 via the B liquid supply path 21B.
  • a B liquid supply source is connected to the B liquid introduction unit InB. For this reason, B liquid introduce
  • the portion where the A liquid supply path 21A is connected to the fine flow path 22 and the portion where the B liquid supply path 21B is connected to the fine flow path 22 are arranged close to each other. Is done.
  • the fine flow path 22 is a portion corresponding to the fine flow path 20 according to the above-described embodiment, and one end portion of the fine flow path 22 communicates with the mixing tank 30 via a predetermined flow path.
  • the mixing tank 30 is the same part as the mixing tank 30 according to the above embodiment.
  • the reaction tank unit 50D is a container provided with a reaction unit corresponding to the reaction unit 50 according to the above-described embodiment, and communicates with the other end of the microchannel 22.
  • the first pump connection portion P1 communicates with the mixing tank 30 and is connected to a pump (liquid feeding pump) for feeding liquid to the mixing tank 30.
  • the second pump connection part P2 communicates with the reaction tank part 50D and is connected to a pump (liquid supply pump) for sending liquid to the reaction tank part 50D.
  • FIGS. 32 to 34 are diagrams for explaining the flow of the liquid during the inspection using the microfluidic chip 1D.
  • the following steps (a) to (c) are sequentially performed, so that it is possible to detect a liquid reaction and its reaction result with a simple configuration.
  • the reaction in the reaction tank 50D may be such that the biochemical substance reacts similarly to the reaction in the reaction unit 50 according to the above embodiment, or may be any other reaction. Moreover, there is no special restriction
  • the microfluidic chip 1D is mounted on a dedicated device when the mixed liquid LAB is reacted in the reaction tank 50D. For this reason, various configurations for detecting the reaction result may be included in the dedicated device.
  • reaction result may be detected by removing the microfluidic chip 1D from the dedicated device and mounting the microfluidic chip 1D on another analysis device. Further, the reaction result may be detected by a human by visually observing the mixing tank portion 50D of the microfluidic chip 1D.
  • various optical members such as lenses, waveguides, and prisms for assisting detection of optical characteristics may be provided in the microfluidic chip 1D.
  • the liquid A and the liquid B are mixed once by injecting the liquid A and the liquid B into the mixing tank 30.
  • the present invention is not limited to this.
  • two or more mixing tanks 30 may be provided in the microfluidic chip.
  • a specific example will be described.
  • FIG. 35 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a microfluidic chip 1E according to a fourth modification.
  • FIG. 35 shows a rough arrangement of each part when the microfluidic chip 1E is viewed from above.
  • the microfluidic chip 1E according to the fourth modified example has a reaction tank unit 50D replaced with a mixing tank 30 as compared with the microfluidic chip 1D according to the third modified example,
  • the reaction part 50 is provided on the lower surface of the fine channel 22. Since other configurations are the same, the same reference numerals are given and description thereof is omitted as appropriate.
  • the right mixing tank 30 in FIG. 35 is referred to as a first mixing tank 30, and the left mixing tank 30 is referred to as a second mixing tank 30.
  • 36 to 38 are diagrams for explaining the flow of the liquid during the inspection using the microfluidic chip 1E.
  • the following steps (A) to (F) are sequentially performed, so that the liquid reaction and the reaction result can be detected with a simple configuration.
  • the reaction unit 50E sufficiently reacts with the mixed solution LAB, and the reaction result is detected. Furthermore, the reaction with the mixed solution LAB may be sufficiently performed in the reaction section 50E by repeating the steps (C) to (F) a plurality of times.
  • the test liquid Ex is injected from the fine channel 20 into the mixing tank 30 in the + Z direction, but is not limited thereto.
  • the flow path (connection flow path) connecting the fine flow path 20 and the mixing tank 30 may be slightly inclined with respect to the Z axis. However, if the connecting flow path is inclined so that the test liquid Ex can easily flow on the inclined portion 30tp, the amount of occurrence of the fluctuation of the liquid level Exs using the surface tension is reduced. For this reason, it is preferable that the connection flow path extends along the vertical direction (+ Z direction) or is inclined in the direction opposite to the inclined portion 30tp.
  • the direction (injection direction) in which the test liquid Ex is injected from the liquid inlet 30in into the internal space region 30sp is horizontal (here, The direction closer to the vertical direction (here, the + Z direction) is more preferable than the + X direction.
  • the inner wall surface of the mixing tank 30 is mainly configured by a curved surface.
  • the present invention is not limited to this.
  • the inner wall surface of the mixing tank may be mainly configured by a combination of flat surfaces.
  • the dent portion is constituted by a curved surface, rather than the dent portion constituting the bottom portion of the mixing tank being constituted by a combination of planes.
  • the upper part of the mixing tank 30 except the bottom 30bt has a shape that is rotationally symmetric about the axis L1, but this is not restrictive.
  • the aspect which has various shapes, such as the upper part except the bottom part 30bt of the mixing tank 30, meandering is also considered.
  • the relationship between the volume of the mixing tank 30 and the volume of liquid injected into the mixing tank 30 was not particularly mentioned.
  • the volume of the mixing tank 30 is injected into the mixing tank 30 from the viewpoint of sufficient liquid mixing utilizing the structure of the mixing tank 30 and no increase in the size of the microfluidic chip 1.
  • An example in which the volume is about 1 to 1.5 times the volume of the liquid to be produced can be considered.
  • the liquid mixed in the mixing tank 30 is two types of liquids, liquid A and liquid B, but is not limited to this, and may be two or more liquids. It ’s fine.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

　簡易な構成で２種類以上の液体の混合を効率良く行うことが可能なマイクロミキサーおよび該マイクロミキサーを搭載したマイクロ流体チップを提供することを図る。上記目的を達成するために、第１および第２液体がそれぞれ流される微細流路と、該微細流路に連通される液体注入口が底部に設けられる混合槽とを備えるとともに、該液体注入口が、底部のうちの該底部の中央からずれた位置に設けられるマイクロミキサーとする。また、液体注入口が、混合槽の中心線からずれた位置に設けられても良い。更に、混合槽の内壁によって囲まれる内部空間領域の水平方向に沿った断面において、液体注入口の中央から上方に仮想的に延伸される仮想線が通る位置を基準として一方向に係る内壁までの第１の距離と、一方向とは反対方向に係る内壁までの第２の距離とが異なるようにしても良い。

Description

マイクロミキサー、およびマイクロ流体チップ
　本発明は、微小な構成で２種類以上の液体を混合するマイクロミキサー、および微細流路を有する構成において２種類以上の液体の混合を可能とするマイクロ流体チップに関する。
　従来より、微細流路に複数の液体を供給し、液体の混合や反応を行うマイクロ流体チップが知られている。
　この微細流路は、幅および深さが数μｍ～数百μｍの小さな寸法を有するとともに、該微細流路では、液体の流速も小さくなる。このため、該微細流路では、流体のレイノルズ数は数百以下となり、従来の反応装置のような乱流支配とはならず、層流支配の態様となる。
　このような層流支配の下での異なる種類の液体同士の混合は、各液体の接触界面における分子拡散によるものが主となる。そして、該液体同士における混合の挙動は、液体の拡散方向の厚さ（異種の液体が均一濃度になるまで拡散すべき距離＝拡散距離）で規定されるとともに、該混合には長時間を要する。
　そこで、２種類の液体が、それぞれ分割されて複数の流れとされたものが交互に配列されるように供給されることで、異なる種類の複数の液体同士の間の接触面積が増加し、液体同士の混合が促進される技術が提案されている（例えば、特許文献１等）。また、円柱状の混合槽の下部から異なる種類の流体が旋回流が発生するように導入されることで、流体同士の混合が促進される技術が提案されている（例えば、特許文献２等）。
特開２００６－４３６１７号公報 特開２００６－１６７６００号公報
　しかしながら、上記特許文献１の技術では、拡散を用いた混合に使用される長い流路が必要となるとともに、各液体を分割するとともに複数の液体を層状に吐出するための構成が大掛かりなものとなる。このため、装置の複雑化および大型化を招く。
　また、上記特許文献２の技術では、液体の流量に対して混合槽のサイズが適切でなければ、液体の旋回流は生じない。また、混合槽の下部から導入された液体が該混合槽の上部から取り出されるため、混合槽に残留する液体が失われてしまう。したがって、定量された液体の混合には不向きと考えられる。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で２種類以上の液体の混合を効率良く行うことが可能なマイクロミキサーおよび該マイクロミキサーを搭載したマイクロ流体チップを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、第１の態様に係るマイクロミキサーは、第１および第２液体が流される微細流路と、前記微細流路に連通される液体注入口が底部に設けられる混合槽と、を備える。そして、該マイクロミキサーでは、前記液体注入口が、前記底部のうちの該底部の中央からずれた位置に設けられる。
　第２の態様に係るマイクロミキサーは、第１および第２液体が流される微細流路と、前記微細流路と連通される液体注入口が底部に設けられる混合槽と、を備える。そして、該マイクロミキサーでは、前記液体注入口が、前記混合槽の中心線からずれた位置に設けられる。
　第３の態様に係るマイクロミキサーは、第１および第２液体が流される微細流路と、前記微細流路と連通される液体注入口が底部に設けられる混合槽と、を備える。そして、該マイクロミキサーでは、前記混合槽の内壁によって囲まれる内部空間領域の水平方向に沿った断面において、前記液体注入口の中央から上方に仮想的に延伸される仮想線が通る位置から一方向に係る前記内壁までの第１の距離と、前記仮想線が通る位置から前記一方向とは反対方向に係る前記内壁までの第２の距離とが、異なる。
　第４の態様に係るマイクロミキサーは、第１から第３の何れか１つの態様に係るマイクロミキサーであって、前記混合槽の底部に少なくとも１つの凸部が設けられる。
　第５の態様に係るマイクロミキサーは、第１から第４の何れか１つの態様に係るマイクロミキサーであって、前記混合槽の内壁面上を前記液体注入口から第１方向に所定距離進む経路において該内壁面と水平面とが成す角度の第１変化量と、前記混合槽の内壁面上を前記液体注入口から前記第１方向とは反対の第２方向に前記所定距離進む経路において該内壁面と前記水平面とが成す角度の第２変化量とが異なる。
　第６の態様に係るマイクロミキサーは、第５の態様に係るマイクロミキサーであって、前記第１変化量が、前記第２変化量よりも相対的に大きく、前記混合槽の底部のうちの前記液体注入口を基準とした前記第２方向に、前記液体注入口に向けて先細りする傾斜部が設けられる。
　第７の態様に係るマイクロミキサーは、第１から第６の何れか１つの態様に係るマイクロミキサーであって、前記混合槽の内壁の表面が、撥水性を有する。
　第８の態様に係るマイクロミキサーは、第１から第７の何れか１つの態様に係るマイクロミキサーであって、前記液体注入口が、前記混合槽に貯留される液体を前記微細流路に向けて排出する。
　第９の態様に係るマイクロミキサーは、第１から第８の何れか１つの態様に係るマイクロミキサーであって、前記第１液体を前記微細流路に対して供給する第１供給路と、前記第２液体を前記微細流路に対して供給する第２供給路と、を更に備える。
　第１０の態様に係るマイクロ流体チップは、第１から第９の何れか１つの態様に係るマイクロミキサーと、前記混合槽において前記第１および第２液体が混合されることで生成される混合液体が前記混合槽から排出される流路の内壁面近傍に設けられ、前記混合液体に含まれる物質との反応を行う反応物質が固定される反応部と、を備える。
　第１から第９の何れの態様に係るマイクロミキサーによっても、同時期に液体注入口から２種類以上の液体が混合槽に注入される際に、混合槽において２種類以上の液体が混合され易い流れが生じるため、簡易な構成で２種類以上の液体の混合を効率良く行うことができる。
　第４の態様に係るマイクロミキサーによれば、底部に設けられた凸部を液体が越える際に、２種類以上の液体が混合され易くなるような乱れた流れが生じ易くなる。
　第５の態様に係るマイクロミキサーによれば、２種類以上の液体が混合され易くなるような対流が生じ易くなる。
　第６の態様に係るマイクロミキサーによれば、例えば、傾斜部の存在により、混合槽に貯留される液体が液体注入口から排出される際に、混合槽に液体が残留し難く、液体の無駄使いが抑制される。
　第７の態様に係るマイクロミキサーによれば、混合槽の底部において、重力に起因して液体が横向きに進行しようとする力と、表面張力に起因して液体の横向きの進行が抑止される力とが、平衡状態にある場合と平衡状態にない場合とが順次に生じ易くなることで、２種類以上の液体が混合され易い乱れた流れが生じ易くなる。
　第８の態様に係るマイクロミキサーによれば、混合槽に貯留される液体が、混合槽の底部に設けられる液体注入口から排出されるため、簡易な構成で混合槽における液体の残留を抑制することができる。したがって、液体の無駄使いが抑制される。
　第１０の態様に係るマイクロ流体チップによれば、マイクロミキサーにおいて効率良く２種類以上の液体が混合されるため、混合液体と反応部とを迅速に反応させることができる。
図１は、一実施形態に係るマイクロ流体チップの概略構成を示す断面模式図である。 図２は、一実施形態に係るマイクロ流体チップにおける試験液の動きを示す図である。 図３は、一実施形態に係るマイクロ流体チップにおける試験液の動きを示す図である。 図４は、一実施形態に係るマイクロ流体チップにおける試験液の動きを示す図である。 図５は、一実施形態に係る混合槽の構造を示す断面模式図である。 図６は、一実施形態に係る混合槽の構造を示す平面模式図である。 図７は、一実施形態に係る混合槽の構造を説明するための図である。 図８は、一実施形態に係る混合槽における試験液の対流を説明するための図である。 図９は、比較例に係る混合槽の構造を説明するための図である。 図１０は、比較例に係る混合槽における試験液の対流を説明するための図である。 図１１は、一実施形態に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図１２は、一実施形態に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図１３は、一実施形態に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図１４は、一実施形態に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図１５は、一実施形態に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図１６は、一実施形態に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図１７は、第１変形例に係る混合槽の構造を示す断面模式図である。 図１８は、第１変形例に係る混合槽の構造を説明するための図である。 図１９は、第１変形例に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図２０は、第１変形例に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図２１は、第１変形例に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図２２は、第１変形例に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図２３は、第１変形例に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図２４は、第１変形例に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図２５は、第１変形例に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図２６は、第１変形例に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図２７は、第１変形例に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図２８は、第１変形例に係る混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。 図２９は、第２変形例に係る混合槽の構造を示す平面模式図である。 図３０は、第２変形例に係る混合槽の構造を示す平面模式図である。 図３１は、第３変形例に係るマイクロ流体チップの概略構成を示す模式図である。 図３２は、第３変形例に係るマイクロ流体チップの使用態様を示す模式図である。 図３３は、第３変形例に係るマイクロ流体チップの使用態様を示す模式図である。 図３４は、第３変形例に係るマイクロ流体チップの使用態様を示す模式図である。 図３５は、第４変形例に係るマイクロ流体チップの概略構成を示す模式図である。 図３６は、第４変形例に係るマイクロ流体チップの使用態様を示す模式図である。 図３７は、第４変形例に係るマイクロ流体チップの使用態様を示す模式図である。 図３８は、第４変形例に係るマイクロ流体チップの使用態様を示す模式図である。
　以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
　＜(1)マイクロ流体チップの概略構成＞
　図１は、一実施形態に係るマイクロ流体チップ１の概略構成を示す断面模式図である。図１および図１以降のその他の図には、方位関係を明確化することを目的として、相互に直交するＸＹＺの３軸が付されている。
　マイクロ流体チップ１は、例えば、幅および深さが数μｍから数百μｍの微細流路に液体を供給し、液体を構成するの分子や粒子の挙動に基づいて液体の混合や反応を行なう装置である。そして、該マイクロ流体チップ１は、ブロック状の本体部１０と、該本体部１０内において直線状に延在する微細流路２０と、該微細流路２０に流す試験液の混合を促進する混合槽３０と、微細流路２０に対して試験液および空気の注入および排出を行う注入排出口４０と、微細流路２０内にその反応面が露出するように設けられる反応部５０とを備える。
　本体部１０は、ポリカーボネートやポリプロピレン等の樹脂を用いて構成され、例えば、幅が５０ｍｍ、奥行きが５０ｍｍ、高さが１０ｍｍ程度のサイズを有する。また、該本体部１０を構成する複数の部分が別々に切削加工や射出成形によって形成され、該複数の部分が接着剤等によって接合されることで、本体部１０が完成される。
　微細流路２０は、例えば、幅が１～３ｍｍ、高さが数十μｍ～１ｍｍ程度のサイズを有するが、これに限定されるものではない。また、流路長には特に制限はないが、流路の条件（サイズ等）によって、微細流路２０における試験液の流れが層流となる場合には、本発明がより有効に働き、大きな効果をもたらす。
　混合槽３０は、微細流路２０の一方の端部に連通するように設けられ、該混合槽３０内に注入される試験液の混合および攪拌を行う微小な混合機（マイクロミキサー）として働く。また、該混合槽３０は、試験液の規定量以上の容積を有する。そして、該混合槽３０は、後述するように、試験液の混合および攪拌が促進され易い構造を有する。
　注入排出口４０は、微細流路２０の他方の端部に連通するように設けられる。また、注入排出口４０には、試験液の供給源が接続されるとともに、該試験液の注入および排出を行うポンプが接続される。なお、注入排出口４０からの試験液の注入および注入排出口４０からの試験液の排出を行うポンプは、混合槽３０に対して接続されても良い。
　反応部５０は、微細流路２０のうちの混合槽３０および注入排出口４０がそれぞれ連通される部分の中間位置であって、該微細流路２０の下面に設けられる。そして、反応部５０では、該反応部５０の近傍を通る試験液の内部に拡散している生化学物質が反応する。なお、上記試験液としては、例えば、生体から採取された血液を遠心分離して得られた血漿等が挙げられ、試験液に含まれる生化学物質としては、血液中に存在する各種の抗原等が挙げられる。また、反応部５０を構成する反応物質としては、例えば、上記抗原に対して特異的に反応し得る抗体等が挙げられる。
　＜(2)マイクロ流体チップにおける試験液の大まかな流れ＞
　図２から図４は、マイクロ流体チップ１における試験液Ｅｘの大まかな流れを説明するための図である。
　試験に際しては、まず、図２で示されるように、マイクロ流体チップ１の外部から注入排出口４０を介して微細流路２０に試験液Ｅｘが注入されるとともに、該試験液Ｅｘが微細流路２０を通って混合槽３０に注入される。そして、図３で示されるように、試験液Ｅｘが混合槽３０に一旦貯留された状態となる。次に、図４で示されるように、混合槽３０に貯留されている試験液Ｅｘが、微細流路２０を通り、注入排出口４０からマイクロ流体チップ１の外部へ排出される。
　このようなマイクロ流体チップ１に対する試験液Ｅｘの注入から排出に至る期間において、試験液Ｅｘが反応部５０において反応する。具体的には、試験液Ｅｘが、注入排出口４０から混合槽３０に移動する際、および混合槽３０から注入排出口４０に移動する際のそれぞれにおいて、試験液Ｅｘが反応部５０において反応する。
　ここで、微細流路２０における試験液Ｅｘの流れが層流となる場合には、試験液Ｅｘのうちの反応部５０近傍における生化学物質の濃度が、反応部５０との反応によって薄まる。このため、試験液Ｅｘが注入排出口４０から混合槽３０に移動する際に、試験液Ｅｘは、反応部５０との反応によって、微細流路２０の上部を流れる生化学物質の濃度が相対的に高い試験液（高濃度試験液）と、微細流路２０の下部を流れる生化学物質の濃度が相対的に低い試験液（低濃度試験液）とに分かれる。
　そして、微細流路２０における試験液Ｅｘの流れが層流であるため、微細流路２０以外の部分で、高濃度試験液と低濃度試験液との混合および攪拌がなされなければ、微細流路２０を通って注入排出口４０から試験液Ｅｘが排出される際に、試験液Ｅｘと反応部５０との反応が進行し難い。しかしながら、本実施形態に係るマイクロ流体チップ１では、後述するように、混合槽３０が、試験液Ｅｘの混合および攪拌がなされ易い構造を有する。
　このため、混合槽３０において高濃度試験液と低濃度試験液とが混合されることで生成される混合液体としての試験液Ｅｘが、混合槽３０から排出される際に、微細流路２０の下部の内壁面近傍に設けられる反応部５０と反応する。
　なお、マイクロ流体チップ１から試験液Ｅｘが排出された後に、例えば、反応部５０の固相化面の光学的特性の変化を外部から検出することで、抗原と抗体との免疫反応が測定される。この際の検出には、光学機器が使われても良いし、肉眼による目視が利用されても良い。本体部１０の材質が透明な樹脂等で構成されていれば、外部からの観察は容易である。
　＜(3)混合槽の構造＞
　図５は、混合槽３０の構造を示す断面模式図であり、図６は、混合槽３０の構造を示す上面模式図である。なお、図５では、混合槽３０のＸＺ平面に平行な断面（ＸＺ断面）が示され、図６では、混合槽３０を＋Ｚ方向から見た図が示されている。
　図５および図６で示されるように、混合槽３０は、上方（＋Ｚ方向）が開放され、底部３０ｂｔに液体注入口３０ｉｎが設けられた槽部である。
　混合槽３０の内壁によって囲まれる空間（内部空間領域）３０ｓｐは、液体注入口３０ｉｎの近傍を除いてＺ軸に垂直な平面に平行な断面（ＸＹ断面）の形状が、略円形となるように形成される。別の観点から言えば、内部空間領域３０ｓｐは、液体注入口３０ｉｎの近傍を除いてＺ軸に平行な軸Ｌ１を中心とした全方向について回転対称となるような形状を有する。更に換言すれば、軸Ｌ１は、液体注入口３０ｉｎの近傍を除く、内部空間領域３０ｓｐの各ＸＹ断面の重心位置を上下方向（Ｚ軸の方向）に貫く直線となる。以下では、該軸Ｌ１を、混合槽３０の中心を示す線（中心線）とも称する。
　なお、内部空間領域３０ｓｐの複数のＸＹ断面の重心位置が、一本の直線上に乗らない場合には、該複数のＸＹ断面の重心位置から、近似計算によって複数のＸＹ断面の重心位置を近似的に貫く直線が中心線Ｌ１として求められても良い。
　また、内部空間領域３０ｓｐを形成する混合槽３０の内壁の側面（側壁部）３０ｓｗは、Ｚ軸に略平行な壁面を構成する。
　液体注入口３０ｉｎは、混合槽３０の底部３０ｂｔのうち、軸Ｌ１から－Ｘ方向にずれた位置に設けられる。該液体注入口３０ｉｎは、微細流路２０と連通される。このため、微細流路２０から液体注入口３０ｉｎを介して内部空間領域３０ｓｐに対して試験液Ｅｘが注入される。なお、液体注入口３０ｉｎと微細流路２０とを繋ぐ流路は、Ｚ軸に沿った方向に延設されるため、液体注入口３０ｉｎから内部空間領域３０ｓｐに注入される試験液Ｅｘの流れの方向は、＋Ｚ方向となる。また、液体注入口３０ｉｎは、混合槽３０に貯留される試験液Ｅｘを微細流路２０に向けて排出する役割も果たす。
　底部３０ｂｔは、その内部空間領域３０ｓｐのＸＹ断面が、下方（－Ｚ方向）に行けば行くほど狭くなる部分である。具体的には、液体注入口３０ｉｎに近づけば近づく程、底部３０ｂｔの内部空間領域３０ｓｐのＸＹ断面が狭くなる。そして、液体注入口３０ｉｎは、底部３０ｂｔの中央からずれた位置に設けられる。
　なお、ここで言う底部３０ｂｔの中央とは、該底部３０ｂｔのうち、該底部３０ｂｔをＸＹ平面に投影した平面領域の重心点を上下方向（Ｚ軸の方向）に貫く直線が通る部分である。また、底部３０ｂｔの中央は、内部空間領域３０ｓｐのうちの底部３０ｂｔが形成する空間領域の複数のＸＹ断面の重心を上下方向（Ｚ軸の方向）に貫く近似直線が通る部分であっても良い。また、ここでは、底部３０ｂｔの中央は、軸Ｌ１が通る部分と略同一となる。
　また、底部３０ｂｔは、液体注入口３０ｉｎと液溜部３０ｐｈと傾斜部３０ｔｐとを有する。液溜部３０ｐｈは、下に凸の略半円球状の空間を形成する部分である。また、傾斜部３０ｔｐは、軸Ｌ１が通る点の近傍の部分から液体注入口３０ｉｎに向けて略一定の傾斜を有する。
　図６で示されるように、傾斜部３０ｔｐは、上方（＋Ｚ方向）から見た場合、液体注入口３０ｉｎの部分を要とした扇型状の形状を有する面（図６の斜線部）を備えて構成される。つまり、傾斜部３０ｔｐは、液体注入口３０ｉｎに向けて先細りする。また、傾斜部３０ｔｐでは、液体注入口３０ｉｎを基準として、何れの方向に進んでも一定の傾斜が保たれる形態を有する。この傾斜部３０ｔｐの存在により、液体注入口３０ｉｎからの試験液Ｅｘの排出が促進されるため、混合槽３０内における試験液Ｅｘの残留が抑制される。そして、混合槽３０に液体が残留し難くなれば、試験液Ｅｘの無駄遣いも抑制される。
　また、液体注入口３０ｉｎから傾斜部３０ｔｐ上の何れの方向に進んでも、液溜部３０ｐｈに差し掛かる部分において、傾斜部３０ｔｐが水平面と成す角度が急激に変化する。このため、傾斜部３０ｔｐおよび液溜部３０ｐｈの何れの曲面も、傾斜部３０ｔｐと液溜部３０ｐｈとの境界において不連続となり、該境界付近に緩やかに突起する凸部に相当する部分が形成される。
　図７は、混合槽３０の構造を別の観点から説明するための図であり、図７では、図５と同様に、混合槽３０のＸＺ平面に平行な断面（ＸＺ断面）が示され、液体注入口３０ｉｎの中央を通り且つ上方（＋Ｚ方向）に仮想的に延伸される線（仮想線）Ｌ２が付されている。
　図７で示されるように、同じＺ座標については、仮想線Ｌ２から－Ｘ方向に係る混合槽３０の内壁面までの距離Ｄ１と、仮想線Ｌ２から＋Ｘ方向に係る混合槽３０の内壁面までの距離Ｄ２とが異なる。換言すれば、内部空間領域３０ｓｐの水平方向に沿ったＸＹ断面において、仮想線Ｌ２が通る位置から一方向（例えば、－Ｘ方向）に係る内壁までの距離Ｄ１と、仮想線Ｌ２が通る位置から一方向とは反対方向（例えば、＋Ｘ方向）に係る内壁までの距離Ｄ２とが異なる。
　更に、混合槽３０の内壁の傾きの変化に着目すれば、図７で示されるように、混合槽３０の内壁は、液体注入口３０ｉｎを基準として－Ｘ方向に向かう方が、液体注入口３０ｉｎを基準として＋Ｘ方向に向かう場合よりも、相対的に短いＸ座標の変化に応じて、垂直方向に延びる側壁部３０ｓｗに至る。
　換言すれば、混合槽３０の内壁が水平面（ＸＹ平面）と成す角度の変化量（内壁角度変化量）に着目すると、液体注入口３０ｉｎの位置を基準とした場合には、＋Ｘ方向への所定距離の移動に対する内壁角度変化量と、－Ｘ方向への所定距離の移動に対する内壁角度変化量とが異なる。
　更に換言すれば、以下で定義される第１の変化量と第２の変化量とが異なる。ここでは、第１の変化量は、混合槽３０の内壁面上を底部３０ｂｔから側壁部３０ｓｗに至るまでの間に、液体注入口３０ｉｎから第１の方向（例えば、－Ｘ方向）に所定距離進む経路において内壁面と水平面（ここでは、ＸＹ平面）とが成す角度が変化する量に相当する。また、第２の変化量は、混合槽３０の内壁面上を底部３０ｂｔから側壁部３０ｓｗに至るまでの間に、液体注入口３０ｉｎから第１の方向とは反対の第２の方向（例えば、＋Ｘ方向）に所定距離進む経路において内壁面と水平面（ここでは、ＸＹ平面）とが成す角度が変化する量に相当する。
　本実施形態では、底部３０ｂｔの中央から第１の方向にずれた位置に液体注入口３０ｉｎが設けられるとともに、混合槽３０の底部３０ｂｔのうちの液体注入口３０ｉｎを基準とした第２の方向に傾斜部３０ｔｐが設けられる。これにより、第１の変化量が、第２変化量よりも相対的に大きくなっている。
　＜(4)混合槽において生じる試験液の対流＞
　図８は、液体注入口３０ｉｎから内部空間領域３０ｓｐに注入される試験液Ｅｘの対流について説明するための図である。図８では、太線の矢印によって、高濃度試験液および低濃度試験液の大まかな流れが示されている。
　上述したように、液体注入口３０ｉｎは、混合槽３０の中心線Ｌ１からずれた位置に設けられるとともに、底部３０ｂｔの中央からずれた位置に設けられる。このため、内部空間領域３０ｓｐのうち、仮想線Ｌ２を基準とした－Ｘ側の空間領域が、液体注入口３０ｉｎを基準とした＋Ｘ側の空間領域よりも狭い。
　このような構造により、液体注入口３０ｉｎの－Ｘ側の部分から注入される試験液Ｅｘ（高濃度試験液）は、内部空間領域３０ｓｐのうちの－Ｘ側の空間領域に一旦は流れ込む。しかしながら、該－Ｘ側の空間領域が狭いため、該高濃度試験液は、内部空間領域３０ｓｐのうちの＋Ｘ側の空間領域に流れ込み易い。そして、この高濃度試験液の流れは、液体注入口３０ｉｎの＋Ｘ側の部分から内部空間領域３０ｓｐのうちの＋Ｘ側の空間領域に注入される試験液Ｅｘ（低濃度試験液）の流れに合流され易い。このため、混合槽３０の構造によって、高濃度試験液と低濃度試験液とが混合および攪拌され易い試験液Ｅｘの対流が生じる。なお、このとき、内部空間領域３０ｓｐにおける試験液Ｅｘの流れは乱流となり易い。
　図９は、仮に、本実施形態に係る混合槽３０を基準として、液体注入口３０ｉｎを混合槽３０の中心線Ｌ１上に移動させることで底部３０ｂｔの中央に移動させるとともに、傾斜部３０ｔｐを取り除いた比較例に係る混合槽３０Ｐの構造を示す断面模式図である。
　図９で示されるように、比較例に係る混合槽３０Ｐでは、液体注入口３０ｉｎＰが、混合槽３０Ｐの中心線Ｌ１Ｐ上に設けられ且つ底部３０ｂｔＰの中央に設けられる。このため、混合槽３０Ｐの中心線Ｌ１Ｐと、液体注入口３０ｉｎＰの中央から＋Ｚ方向に延伸される仮想線Ｌ２Ｐとが同一となる。したがって、混合槽３０Ｐの内部空間領域３０ｓｐＰでは、各ＸＹ断面において、仮想線Ｌ２Ｐから混合槽３０Ｐの任意の位置の内壁までの距離ＤＰが略一定となっている。
　図１０は、液体注入口３０ｉｎＰから内部空間領域３０ｓｐＰに注入される試験液Ｅｘの対流について説明するための図である。図１０では、図８と同様に、太線の矢印によって、高濃度試験液および低濃度試験液の大まかな流れが示されている。
　上述した比較例に係る混合槽３０Ｐの構造では、内部空間領域３０ｓｐＰのうち、液体注入口３０ｉｎＰを基準とした－Ｘ方向の空間領域と、液体注入口３０ｉｎＰを基準とした＋Ｘ方向の空間領域とが略同一の広さを有する。
　このため、図１０で示されるように、液体注入口３０ｉｎＰの－Ｘ側の部分から注入される試験液Ｅｘ（高濃度試験液）は、内部空間領域３０ｓｐＰのうちの－Ｘ側の空間領域に流れ込む。一方、液体注入口３０ｉｎＰの＋Ｘ側の部分から注入される試験液Ｅｘ（低濃度試験液）は、内部空間領域３０ｓｐＰのうちの＋Ｘ側の空間領域に流れ込む。したがって、図８で示された本実施形態に係る混合槽３０の場合と比較して、高濃度試験液と低濃度試験液との混合および攪拌が促進されるような対流が相対的に生じ難い。
　＜(5)混合槽への注入初期段階における試験液の挙動＞
　本実施形態に係る混合槽３０の構造によれば、混合槽３０に試験液Ｅｘが注入され始めて間もない段階（注入初期段階）における試験液Ｅｘの挙動によっても、高濃度試験液と低濃度試験液との混合および攪拌が促進される。
　図１１～図１６は、注入初期段階における混合槽３０内の試験液Ｅｘの状態を示す模式図である。図１１～図１６では、混合槽３０の底部３０ｂｔ近傍におけるＸＺ断面の内縁の形状が太線で描かれており、試験液Ｅｘの液面ＥｘｓのＸＺ断面の形状が実線で描かれている。以下、図１１～図１６を参照しつつ、注入初期段階における混合槽３０内での試験液Ｅｘの挙動について説明する。
　注入初期段階においては、混合槽３０内で試験液Ｅｘが順次に以下の挙動(Ｉ)～(VI)を示す。
　(Ｉ)図１１で示されるように、試験液Ｅｘの最も先頭の部分が、微細流路２０から混合槽３０の液体注入口３０ｉｎまで至る。なお、図１１で示される状態に至るまでは、試験液Ｅｘの液面Ｅｘｓは、微細流路２０から液体注入口３０ｉｎに至る流路の中心線（Ｚ軸と平行な線）に対して略直交する状態が維持されながら、＋Ｚ方向に移動する。
　(II)液面Ｅｘｓが、液体注入口３０ｉｎと傾斜部３０ｔｐとの境界に到達すると、図１２～図１３で示されるように、液面Ｅｘｓは、Ｚ軸に対して略一定角度傾斜した状態となり、混合槽３０の内部空間領域３０ｓｐ内を徐々に進行する。
　(III)液面Ｅｘｓが、傾斜部３０ｔｐと液溜部３０ｐｈとの境界まで到達すると、水平面（ＸＹ平面）を基準とした傾斜部３０ｔｐの角度と液溜部３０ｐｈの角度との違いに起因して、試験液Ｅｘの自重に応じて試験液Ｅｘが液溜部３０ｐｈ内に進行しようとする力よりも、試験液Ｅｘの液溜部３０ｐｈ内への進行を表面張力によって抑止する力の方が大きい状態となる。このとき、図１４で示されるように、内部空間領域３０ｓｐへ注入される試験液Ｅｘの量が増加されることで、液面Ｅｘｓの形状が凸面を形成する。
　(IV)内部空間領域３０ｓｐへ注入される試験液Ｅｘの量が増加して、傾斜部３０ｔｐと液溜部３０ｐｈとの境界において、底部３０ｂｔに対する試験液Ｅｘの接触角が所定角度を超えると、試験液Ｅｘの自重に応じて試験液Ｅｘが液溜部３０ｐｈ内に進行しようとする力が、試験液Ｅｘの液溜部３０ｐｈ内への進行を表面張力によって抑止する力よりも大きくなる。このとき、図１５で示されるように、固相、液相、気相の３相が接する界面（３相界面）における力のバランスが崩れ、試験液Ｅｘが液溜部３０ｐｈ内に勢いよく流れ込むとともに、液面Ｅｘｓの形状が凹面状となる。このようにして液面Ｅｘｓが凸面状から凹面状へと変化する際に、試験液Ｅｘのうちの液面Ｅｘｓ近傍の部分が激しく揺れる。その結果、試験液Ｅｘのうちの液面Ｅｘｓ近傍では乱流が生じて、試験液Ｅｘの混合と攪拌とが促進される。
　(Ｖ)更に、図１６で示されるように、内部空間領域３０ｓｐへ注入される試験液Ｅｘの量の増加に応じて、新たな３相界面の位置を基点として、液面Ｅｘｓの形状が凸面を形成する。
　(VI)その後、挙動(IV)と同様な挙動が生じて、試験液Ｅｘの混合と攪拌とが促進される。そして、このような挙動(Ｖ)と挙動(IV)と同様な挙動が順次に行われる。
　このようにして、挙動(Ｖ)と挙動(IV)と同様な挙動が、適宜交互に繰り返されることで、挙動(IV)と同様な挙動が生じる度に液面Ｅｘｓが激しく揺れ、試験液Ｅｘの混合と攪拌とが促進される。
　以上のように、本実施形態に係るマイクロ流体チップ１によれば、同時期に高濃度試験液および低濃度試験液が混合槽３０の注入される際に、該混合槽３０において高濃度試験液と低濃度試験液とが混合され易い流れが生じる。このため、簡易な構成で２種類以上の液体の混合が効率良く行われる。
　また、底部３０ｂｔに設けられた傾斜部３０ｔｐと液溜部３０ｐｈとの境界に形成される凸部を試験液が越える際に、２種類以上の液体が混合され易くなるような乱れた流れが生じ易くなる。
　そして、混合槽３０において効率良く２種類以上の液体が混合されるため、混合液体としての試験液Ｅｘと、反応部５０との反応が迅速化される。
　なお、混合槽３０において試験液Ｅｘの液面Ｅｘｓが、表面張力に起因して上記挙動(Ｉ)～(VI)を呈するためには、混合槽３０の内壁の表面に対する試験液Ｅｘの濡れ性が低いことが好ましい。つまり、混合槽３０の内壁の表面に対して、表面張力に起因する試験液Ｅｘの接触角が大きくなり得る状況の方が好ましい。このような条件が満たされるためには、例えば、混合槽３０の内壁の表面が、撥水性を有するように加工されれば良く、該加工は、フッ素等を用いた各種のコーティング等によって実現される。
　このような構成により、混合槽３０の底部３０ｂｔにおいて、重力に起因して試験液Ｅｘが横向きに進行しようとする力と、表面張力に起因して試験液Ｅｘの横向きの進行が抑止される力とが、平衡状態にある場合と、平衡状態が崩れる場合とが顕著且つ順次に生じ易くなる。そして、このような平衡状態と非平衡状態とが繰り返されることで、２種類以上の液体が混合され易い乱れた流れが生じ易くなる。
　また、混合槽３０に貯留される試験液Ｅｘが、混合槽３０の底部３０ｂｔに設けられる液体注入口３０ｉｎから排出される。このため、簡易な構成で混合槽３０における試験液Ｅｘの残留が抑制され、その結果、試験液Ｅｘの無駄使いが抑制される。
　＜(6)変形例＞
　なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
　　＜(6-1)第１変形例＞
　上記一実施形態では、混合槽３０の底部３０ｂｔに、液体注入口３０ｉｎに向けて先細りする傾斜部３０ｔｐが設けられることで、傾斜部３０ｔｐと液溜部３０ｐｈとの境界に凸部が形成されていたが、これに限られない。例えば、混合槽の底部において、傾斜部が設けられることなく、液体注入口の片側に曲面状の多数の凹みが多段的に設けられることで、多数の凸部が形成されても良い。すなわち、混合槽の底部に少なくとも１つの凸部が設けられれば良い。以下、混合槽の底部に多数の凸部が形成される具体例を示して説明する。
　　　＜(6-1-1)混合槽の構造＞
　図１７は、底部３０ｂｔＡに多数の尖鋭部３０ｐｒが設けられた混合槽３０Ａの構造を示す断面模式図である。なお、図１７では、混合槽３０のＸＺ平面に平行な断面（ＸＺ断面）が示されている。
　図１７で示されるように、混合槽３０Ａは、上方（＋Ｚ方向）が開放され、底部３０ｂｔＡに液体注入口３０ｉｎＡが設けられた槽部である。
　混合槽３０Ａの内壁によって囲まれる空間（内部空間領域）３０ｓｐＡは、底部３０ｂｔＡによって囲まれる空間領域を除いて、Ｚ軸に平行な軸Ｌ１Ａを中心とした全方向に対して回転対称となるような形状を有するとともに、Ｚ軸に垂直な平面に平行な断面（ＸＹ断面）の形状が、略円形となるように形成される。
　ここで、軸Ｌ１Ａは、内部空間領域３０ｓｐＡのうちの底部３０ｂｔＡによって囲まれる空間領域を除いた空間領域の各ＸＹ断面の重心位置を上下方向（Ｚ軸の方向）に貫く直線であり、混合槽３０の中心線に相当する。なお、内部空間領域３０ｓｐＡのうちの底部３０ｂｔＡによって囲まれていない空間領域の複数のＸＹ断面の重心位置が、一本の直線上に乗らない場合には、該複数のＸＹ断面の重心位置から、近似計算によって複数のＸＹ断面の重心位置を近似的に貫く直線が中心線Ｌ１Ａとして求められても良い。
　また、内部空間領域３０ｓｐのうちの底部３０ｂｔＡによって囲まれていない空間領域を形成する混合槽３０Ａの内壁の側面（側壁部）３０ｓｗＡは、Ｚ軸に略平行な壁面を構成する。
　液体注入口３０ｉｎＡは、混合槽３０Ａの底部３０ｂｔＡのうち、中心線Ｌ１Ａから－Ｘ方向にずれた位置に設けられる。該液体注入口３０ｉｎＡは、微細流路２０と連通され、微細流路２０から液体注入口３０ｉｎＡを介して内部空間領域３０ｓｐＡに対して＋Ｚ方向に試験液Ｅｘが注入される。また、液体注入口３０ｉｎＡは、混合槽３０Ａに貯留される試験液Ｅｘを微細流路２０に向けて排出する役割も果たす。
　底部３０ｂｔＡは、その内部空間領域３０ｓｐＡのＸＹ断面が、下方（－Ｚ方向）に行けば行くほど狭くなる部分である。具体的には、液体注入口３０ｉｎＡに近づけば近づく程、底部３０ｂｔＡの内部空間領域３０ｓｐＡのＸＹ断面が狭くなる。そして、液体注入口３０ｉｎＡは、底部３０ｂｔＡの中央からずれた位置に設けられる。なお、ここで言う底部３０ｂｔＡの中央とは、該底部３０ｂｔＡのうち、該底部３０ｂｔＡをＸＹ平面に投影した平面領域の重心点を上下方向（Ｚ軸の方向）に貫く直線が通る部分である。
　また、底部３０ｂｔＡは、液体注入口３０ｉｎＡと多段部３０ｓｔとを有するとともに、図１７で示されるように、多段部３０ｓｔは、４つの尖鋭部３０ｐｒを有する。
　そして、液体注入口３０ｉｎＡと１段目の尖鋭部３０ｐｒとの間に曲面状に凹んだ凹み部が形成される。また、１段目の尖鋭部３０ｐｒと２段目の尖鋭部３０ｐｒとの間、２段目の尖鋭部３０ｐｒと３段目の尖鋭部３０ｐｒとの間、および３段目の尖鋭部３０ｐｒと４段目の尖鋭部３０ｐｒとの間に、それぞれ曲面状に凹んだ凹み部が形成される。そして、１～４段目の尖鋭部３０ｐｒの順に、配置される位置のＺ座標が大きくなる。
　また、底部３０ｂｔＡの内壁面上を液体注入口３０ｉｎＡから尖鋭部３０ｐｒに向けて進むと、尖鋭部３０ｐｒにおいて、水平面に対して成す角度が急激に変化するように構成される。このため、多段部３０ｓｔを構成する何れの曲面も、尖鋭部３０ｐｒにおいて不連続となり、該尖鋭部３０ｐｒ付近に、緩やかに突起する凸部に相当する部分が形成される。
　図１８は、混合槽３０Ａの構造を別の観点から説明するための図であり、図１８では、図１７と同様に、混合槽３０ＡのＸＺ平面に平行な断面（ＸＺ断面）が示され、液体注入口３０ｉｎＡの中央を通り且つ上方（＋Ｚ方向）に仮想的に延伸される線（仮想線）Ｌ２Ａが付されている。
　図１８で示されるように、上記一実施形態に係る混合槽３０と同様に、本変形例に係る混合槽３０Ａについても以下のような構造を有する。
　１段目の尖鋭部３０ｐｒよりも上方では、同じＺ座標においては、仮想線Ｌ２Ａから－Ｘ方向に係る混合槽３０Ａの内壁までの距離Ｄ１Ａと、該仮想線Ｌ２Ａから＋Ｘ方向に係る混合槽３０Ａの内壁までの距離Ｄ２Ａとが異なる。換言すれば、内部空間領域３０ｓｐＡの水平方向に沿ったＸＹ断面において、仮想線Ｌ２Ａが通る位置から一方向（ここでは、－Ｘ方向）に係る内壁までの距離Ｄ１Ａと、仮想線Ｌ２Ａが通る位置から一方向とは反対方向（ここでは、＋Ｘ方向）に係る内壁までの距離Ｄ２Ａとが異なる傾向にある。具体的には、距離Ｄ２Ａの方が、距離Ｄ１Ａよりも大きくなる傾向にある。
　　　＜(6-1-2)混合槽において生じる試験液の対流＞
　上述したように、上記一実施形態に係る液体注入口３０ｉｎと同様に、本変形例に係る液体注入口３０ｉｎＡは、混合槽３０Ａの中心線Ｌ１Ａからずれた位置に設けられるとともに、底部３０ｂｔＡの中央からずれた位置に設けられる。このため、内部空間領域３０ｓｐＡのうち、仮想線Ｌ２Ａを基準とした－Ｘ側の空間領域が、液体注入口３０ｉｎＡを基準とした＋Ｘ側の空間領域よりも狭い。
　このような構造により、上記一実施形態に係る混合槽３０と同様に、液体注入口３０ｉｎＡの－Ｘ側の部分から注入される試験液Ｅｘ（高濃度試験液）は、内部空間領域３０ｓｐＡのうちの－Ｘ側の空間領域に一旦は流れ込むものの、該－Ｘ側の空間領域が狭いため、該高濃度試験液は、内部空間領域３０ｓｐＡのうちの＋Ｘ側の空間領域に流れ込み易い。そして、この高濃度試験液の流れは、液体注入口３０ｉｎＡの＋Ｘ側の部分から内部空間領域３０ｓｐＡのうちの＋Ｘ側の空間領域に注入される試験液Ｅｘ（低濃度試験液）の流れに合流され易い。このため、混合槽３０Ａの構造によって、高濃度試験液と低濃度試験液とが混合および攪拌され易い試験液Ｅｘの対流が生じる。なお、このとき、内部空間領域３０ｓｐＡにおける試験液Ｅｘの流れは乱流となり易い。
　　　＜(6-1-3)混合槽への注入初期段階における試験液の挙動＞
　混合槽３０Ａの構造によれば、混合槽３０Ａに試験液Ｅｘが注入され始めて間もない段階（注入初期段階）における試験液Ｅｘの挙動においても、高濃度試験液と低濃度試験液との混合および攪拌が促進される。
　図１９～図２８は、注入初期段階における混合槽３０Ａ内での試験液Ｅｘの状態を示す模式図である。図１９～図２８では、混合槽３０Ａの底部３０ｂｔＡ近傍のＸＺ断面の内縁の形状が太線で描かれており、試験液Ｅｘの液面ＥｘｓＡのＸＺ断面が実線で描かれている。以下、図１９～図２８を参照しつつ、注入初期段階における混合槽３０Ａ内での試験液Ｅｘの挙動について説明する。
　注入初期段階においては、混合槽３０Ａ内で試験液Ｅｘが順次に以下の挙動(Ａ)～(Ｅ)を示す。
　(Ａ)図１９で示されるように、試験液Ｅｘの最も先頭の部分が、微細流路２０から混合槽３０Ａの液体注入口３０ｉｎＡまで至る。そして、試験液Ｅｘの液面ＥｘｓＡが１段目の尖鋭部３０ｐｒに到達するまでは、図２０で示されるように、該液面ＥｘｓＡは、液体注入口３０ｉｎＡの中央から＋Ｚ方向に仮想的に延伸する仮想線Ｌ２Ａに対して略直交する状態が維持されながら、＋Ｚ方向に移動する。すなわち、液体注入口３０ｉｎＡは、仮想線Ｌ２Ａを中心とした全方向に対して回転対称であるような形状を有する。
　(Ｂ)液面ＥｘｓＡが、１段目の尖鋭部３０ｐｒに到達すると、試験液Ｅｘの自重に応じて試験液Ｅｘが尖鋭部３０ｐｒを超えようとする力よりも、１段目の尖鋭部３０ｐｒを試験液Ｅｘが超えようとする方向とは逆方向に表面張力によって生じる抑止力の方が大きい状態となる。このとき、混合槽３０Ａへの試験液Ｅｘの注入量の増加に拘わらず、固相、液相、気相の３相が接する界面（３相界面）は、１段目の尖鋭部３０ｐｒの位置で暫くとどまる。その一方で、図２１で示されるように、内部空間領域３０ｓｐＡのうちの－Ｘ側の３相界面は、重力方向とは反対である上方に移動する。このとき、液面ＥｘｓＡの形状が凸面を形成する。
　(Ｃ)内部空間領域３０ｓｐＡへ注入される試験液Ｅｘの量が増加して、尖鋭部３０ｐｒにおいて、底部３０ｂｔＡに対する試験液Ｅｘの接触角が所定角度を超えると、試験液Ｅｘの自重に応じて試験液Ｅｘが尖鋭部３０ｐｒを超えようとする力が、表面張力に起因する抑止力よりも大きくなる。このとき、図２２で示されるように、３相界面の力のバランスが崩れ、試験液Ｅｘが尖鋭部３０ｐｒを超えるとともに、液面ＥｘｓＡの形状が凹面状となる。このような液面ＥｘｓＡが凸面状から凹面状へと変化する際に、試験液Ｅｘのうちの液面ＥｘｓＡ近傍の部分が激しく揺れる。その結果、試験液Ｅｘのうちの液面ＥｘｓＡ近傍では乱流が生じて、試験液Ｅｘの混合と攪拌とが促進される。
　(Ｄ)次に、液面ＥｘｓＡが、２段目の尖鋭部３０ｐｒに到達すると、試験液Ｅｘの自重に応じて試験液Ｅｘが尖鋭部３０ｐｒを超えようとする力よりも、２段目の尖鋭部３０ｐｒを試験液Ｅｘが超えようとする方向とは逆方向に表面張力によって生じる抑止力の方が大きい状態となる。このとき、混合槽３０Ａへの試験液Ｅｘの注入量の増加に拘わらず、３相界面は、２段目の尖鋭部３０ｐｒの位置で暫くとどまる。その一方で、図２３で示されるように、内部空間領域３０ｓｐＡのうちの－Ｘ側の３相界面は、重力方向とは反対である上方に移動する。このとき、液面ＥｘｓＡの形状が凸面を形成する。
　(Ｅ)その後、図２４で示されるように、挙動(Ｃ)と同様な挙動が生じて、液面ＥｘｓＡが２段目の尖鋭部３０ｐｒを超える際に乱流が生じて、試験液Ｅｘの混合と攪拌とが促進される。そして、図２５～図２８で示されるように、上記挙動(Ｄ)および挙動(Ｃ)と同様な挙動が、交互に繰り返されることで、液面ＥｘｓＡが尖鋭部３０ｐｒを超える度に、液面ＥｘｓＡが激しく揺れ、試験液Ｅｘの混合と攪拌とが促進される。
　以上のような第１変形例に係る混合槽３０Ａが採用されても、上記一実施形態に係るマイクロ流体チップ１と同様に、簡易な構成で２種類以上の液体の混合が効率良く行われる。
　　＜(6-2)第２変形例＞
　上記一実施形態では、内部空間領域３０ｓｐが、液体注入口３０ｉｎの近傍を除いてＺ軸に平行な中心線Ｌ１を中心とした全方向について回転対称となるような形状を有していたが、これに限られない。例えば、内部空間領域３０ｓｐがＸ軸またはＹ軸に沿った方向に縮小または拡大されても良い。つまり、液体注入口３０ｉｎの近傍を除く内部空間領域３０ｓｐのＸＹ断面は、円形ではなく、種々の形状であっても良い。
　図２９は、上記一実施形態に係る混合槽３０がＸ軸に沿った方向に縮小された混合槽３０Ｂの構造を示す模式図である。図２９で示されるように、混合槽３０Ｂは、内部空間領域３０ｓｐＢを形成する。また、混合槽３０Ｂの底部３０ｂｔＢは、液体注入口３０ｉｎＢと傾斜部３０ｔｐＢと液溜部３０ｐｈＢを有する。そして、内部空間領域３０ｓｐＢが、底部３０ｂｔＢによって囲まれる空間領域を除いて、Ｚ軸に平行な軸Ｌ１Ｂを中心とした楕円柱状の形状を有する。
　また、図３０は、上記一実施形態に係る混合槽３０がＹ軸に沿った方向に縮小された混合槽３０Ｃの構造を示す模式図である。図３０で示されるように、混合槽３０Ｃは、内部空間領域３０ｓｐＣを形成する。また、混合槽３０Ｃの底部３０ｂｔＣは、液体注入口３０ｉｎＣと傾斜部３０ｔｐＣと液溜部３０ｐｈＣを有する。そして、内部空間領域３０ｓｐＣが、底部３０ｂｔＣによって囲まれる空間領域を除いて、Ｚ軸に平行な軸Ｌ１Ｃを中心とした楕円柱状の形状を有する。
　　＜(6-3)第３変形例＞
　上記一実施形態では、注入排出口４０から１種類の試験液Ｅｘが微細流路２０に注入され、微細流路２０の反応部５０における反応によって高濃度試験液と低濃度試験液の２種類の試験液が生じたが、これに限られない。例えば、微細流路２０の上流に異なる２種類の液体（Ａ液およびＢ液）がそれぞれ導入される導入部が設けられても良い。以下、具体例を示して説明する。
　図３１は、第３変形例に係るマイクロ流体チップ１Ｄの概略構成を示す模式図である。図３１では、マイクロ流体チップ１Ｄを上方から見た際の各部の大まかな配置が示されている。
　図３１で示されるように、マイクロ流体チップ１Ｄは、Ａ液導入部ＩｎＡ、Ｂ液導入部ＩｎＢ、Ａ液供給路２１Ａ、Ｂ液供給路２１Ｂ、微細流路２２、混合槽３０、反応槽部５０Ｄ、第１ポンプ接続部Ｐ１、および第２ポンプ接続部Ｐ２を備える。
　Ａ液導入部ＩｎＡは、Ａ液供給路２１Ａを介して、微細流路２２に連通するように設けられる。また、Ａ液導入部ＩｎＡには、Ａ液の供給源が接続される。このため、Ａ液導入部ＩｎＡにおいて導入されるＡ液が、Ａ液供給路２１Ａを介して、微細流路２２に対して供給される。
　Ｂ液導入部ＩｎＢは、Ｂ液供給路２１Ｂを介して、微細流路２２に連通するように設けられる。また、Ｂ液導入部ＩｎＢには、Ｂ液の供給源が接続される。このため、Ｂ液導入部ＩｎＢにおいて導入されるＢ液が、Ｂ液供給路２１Ｂを介して、微細流路２２に対して供給される。
　なお、ここでは、Ａ液供給路２１Ａが微細流路２２に対して接続される部分と、Ｂ液供給路２１Ｂが微細流路２２に対して接続される部分とが、近接されるように配置される。
　微細流路２２は、上記一実施形態に係る微細流路２０に対応する部分であり、該微細流路２２の一端部が、混合槽３０に対して所定の流路を介して連通する。
　混合槽３０は、上記一実施形態に係る混合槽３０と同様な部分である。
　反応槽部５０Ｄは、上記一実施形態に係る反応部５０に対応する反応部が設けられた容器であり、微細流路２２の他端部に対して連通する。
　第１ポンプ接続部Ｐ１は、混合槽３０と連通するとともに、混合槽３０への液体の送液を行うためのポンプ（送液ポンプ）が接続される。
　第２ポンプ接続部Ｐ２は、反応槽部５０Ｄと連通するとともに、反応槽部５０Ｄへの液体の送液を行うためのポンプ（送液ポンプ）が接続される。
　図３２～図３４は、マイクロ流体チップ１Ｄを用いた検査時における液体の流れについて説明するための図である。本変形例に係るマイクロ流体チップ１Ｄでは、以下の工程(ａ)～(ｃ)が順に実行されることで、簡易な構成で液体の反応およびその反応結果の検出が可能となる。
　(ａ)第１ポンプ接続部Ｐ１に接続される送液ポンプによって吸引動作が行われることで、図３２で示されるように、Ａ液ＬＡおよびＢ液ＬＢが、Ａ液導入部ＩｎＡおよびＢ液導入部ＩｎＢからそれぞれ導入されるとともに、Ａ液供給路２１ＡおよびＢ液供給路２１Ｂをそれぞれ介して、微細流路２２に供給される。このとき、反応槽部５０Ｄと第２ポンプ接続部Ｐ２とを連通する経路に設けられる第１バルブＰｍ１が閉じられた状態（閉状態）とされる。
　(ｂ)第１ポンプ接続部Ｐ１に接続される送液ポンプの吸引動作が維持されることで、図３３で示されるように、微細流路２２から混合槽３０に対してＡ液ＬＡおよびＢ液ＬＢが注入される。このとき、混合槽３０内では、Ａ液ＬＡとＢ液ＬＢとが混合され、混合液ＬＡＢが生成される。
　(ｃ)Ａ液供給路２１Ａに設けられる第２バルブＰｍ２が閉状態に設定されるとともに、Ｂ液供給路２１Ｂに設けられる第３バルブＰｍ３が閉状態に設定される。そして、第１バルブＰｍ１が閉状態から開放された状態（開状態）に設定されるとともに、第２ポンプ接続部Ｐ２に接続される送液ポンプによって吸引動作が行われる。このとき、図３４で示されるように、微細流路２２を介して、混合槽３０から反応槽部５０Ｄに対して、混合液ＬＡＢが導入される。これにより、反応槽部５０Ｄでは、混合液ＬＡＢとの反応が生じ、その反応結果の検出が行われる。
　反応槽部５０Ｄにおける反応は、上記一実施形態に係る反応部５０における反応と同様に生化学物質が反応するようなものであっても良いし、その他の如何なる反応であっても良い。また、反応結果の検出方法についても、特段の制約は無く、電気的な特性や光学的な特性等の如何なる特性が検出されても良い。
　なお、Ａ液ＬＡおよびＢ液ＬＢをマイクロ流体チップ１Ｄに導入するとともに、反応槽部５０Ｄにおいて混合液ＬＡＢを反応させる際に、該マイクロ流体チップ１Ｄは、専用の装置に搭載される。このため、該専用の装置に、反応結果を検出するための各種構成が含まれていても良い。
　また、該専用の装置からマイクロ流体チップ１Ｄが取り外されて、該マイクロ流体チップ１Ｄが、別の分析用の装置に搭載されることで、反応結果の検出が行われても良い。また、マイクロ流体チップ１Ｄの混合槽部５０Ｄが目視されることで、人間によって反応結果が検出されても良い。
　更に、光学的な特性の検出を補助するためのレンズ、導波路、およびプリズム等といった各種光学部材が、マイクロ流体チップ１Ｄに設けられていても良い。
　　＜(6-4)第４変形例＞
　上記第３変形例では、Ａ液およびＢ液が混合槽３０に一度注入されることでＡ液およびＢ液の混合が行われたが、これに限られない。例えば、マイクロ流体チップに２以上の混合槽３０が設けられても良い。以下、具体例を示して説明する。
　図３５は、第４変形例に係るマイクロ流体チップ１Ｅの概略構成を示す模式図である。図３５では、マイクロ流体チップ１Ｅを上方から見た各部の大まかな配置が示されている。図３５で示されるように、第４変形例に係るマイクロ流体チップ１Ｅは、上記第３変形例に係るマイクロ流体チップ１Ｄと比較して、反応槽部５０Ｄが混合槽３０に置換されるとともに、微細流路２２の下面に反応部５０が設けられたものとなっている。その他の構成については、同様であるため、同じ符号を付して説明を適宜省略する。
　なお、本変形例では、図３５の右方の混合槽３０を第１の混合槽３０と称し、左方の混合槽３０を第２の混合槽３０と称する。
　図３６～図３８は、マイクロ流体チップ１Ｅを用いた検査時における液体の流れについて説明するための図である。本変形例に係るマイクロ流体チップ１Ｅでは、以下の工程(Ａ)～(Ｆ)が順に実行されることで、簡易な構成で液体の反応およびその反応結果の検出が可能となる。
　(Ａ)第１ポンプ接続部Ｐ１に接続される送液ポンプによって吸引動作が行われることで、図３６で示されるように、Ａ液ＬＡおよびＢ液ＬＢが、Ａ液導入部ＩｎＡおよびＢ液導入部ＩｎＢからそれぞれ導入されるとともに、Ａ液供給路２１ＡおよびＢ液供給路２１Ｂをそれぞれ介して、微細流路２２に供給される。このとき、第２の混合槽３０と第２ポンプ接続部Ｐ２とを連通する経路に設けられる第１バルブＰｍ１が閉状態とされる。
　(Ｂ)第１ポンプ接続部Ｐ１に接続される送液ポンプの吸引動作が維持されることで、図３７で示されるように、微細流路２２から第１の混合槽３０に対してＡ液ＬＡおよびＢ液ＬＢが注入される。このとき、第１の混合槽３０内では、Ａ液ＬＡとＢ液ＬＢとが混合され、混合液ＬＡＢが生成される。
　(Ｃ)Ａ液供給路２１Ａに設けられる第２バルブＰｍ２が閉状態に設定されるとともに、Ｂ液供給路２１Ｂに設けられる第３バルブＰｍ３が閉状態に設定される。そして、第１バルブＰｍ１が閉状態から開状態に設定されるとともに、第２ポンプ接続部Ｐ２に接続される送液ポンプによって吸引動作が行われる。このとき、図３８で示されるように、混合液ＬＡＢが微細流路２２を通過するとともに、第１の混合槽３０から第２の混合槽３０に対して、混合液ＬＡＢが移動する。そして、微細流路２２を混合液ＬＡＢが通過する際に、該混合液ＬＡＢが反応部５０Ｅと反応し、該反応によって、混合液ＬＡＢにおいて該反応に係る所定成分の濃度分布が生じる。
　(Ｄ)所定成分の濃度分布が生じた混合液ＬＡＢが第２の混合槽３０に注入されることで、該混合液ＬＡＢの混合および攪拌がなされて、所定成分の濃度の均一化が図られる。
　(Ｅ)第２バルブＰｍ２および第３バルブＰｍ３が閉状態に設定されたままで、第１ポンプ接続部Ｐ１に接続される送液ポンプによって吸引動作が行われることで、混合液ＬＡＢが微細流路２２を通過するとともに、第２の混合槽３０から第１の混合槽３０に対して、混合液ＬＡＢが移動する。このとき、微細流路２２を混合液ＬＡＢが通過する際に、前回の反応時に十分に反応しきれなかった混合液ＬＡＢが反応部５０Ｅと再度反応を生じる。そして、該反応によって、混合液ＬＡＢにおいて該反応に係る所定成分の濃度分布が生じる。
　(Ｆ)所定成分の濃度分布が生じた混合液ＬＡＢが第１の混合槽３０に注入されることで、該混合液ＬＡＢの混合および攪拌がなされて、所定成分の濃度の均一化が図られる。
　このような工程(Ａ)～(Ｆ)により、反応部５０Ｅでは、混合液ＬＡＢとの反応が十分に生じ、その反応結果の検出が行われる。なお、更に、工程(Ｃ)～(Ｆ)が複数回繰り返されることで、反応部５０Ｅにおいて混合液ＬＡＢとの反応が十分に行われても良い。
　　＜(6-5)その他の変形例＞
　◎上記一実施形態では、微細流路２０から混合槽３０へと試験液Ｅｘが＋Ｚ方向に注入されたが、これに限られない。微細流路２０と混合槽３０とを繋ぐ流路（連結流路）が、Ｚ軸に対して若干傾斜されていても良い。但し、傾斜部３０ｔｐ上に試験液Ｅｘが流れ易くなるように連結流路が傾けられると、表面張力を利用した液面Ｅｘｓの揺れの発生量の低下を招く。このため、連結流路は、垂直方向（＋Ｚ方向）に沿って延在するかまたは傾斜部３０ｔｐとは反対方向に傾斜されることが好ましい。
　別の観点から言えば、底部３０ｂｔのうちの液体注入口３０ｉｎの近傍では、液体注入口３０ｉｎから内部空間領域３０ｓｐへ試験液Ｅｘが注入される方向（注入方向）が、水平方向（ここでは、＋Ｘ方向）よりも、垂直方向（ここでは、＋Ｚ方向）に近い方が好ましい。
　◎また、上記一実施形態では、混合槽３０の内壁面が主に曲面によって構成されたが、これに限られず、例えば、混合槽の内壁面が、主に平面の組合せによって構成されても良い。但し、試験液Ｅｘの残留を抑制する観点から言えば、例えば、混合槽の底部を構成する凹み部が平面の組合せによって構成されるよりも、該凹み部が曲面によって構成される方が好ましい。
　◎また、上記一実施形態では、混合槽３０のうちの底部３０ｂｔを除く上方の部分が、軸Ｌ１を中心とした回転対称となる形状を有していたが、これに限られない。例えば、混合槽３０のうちの底部３０ｂｔを除く上方の部分が、蛇行する等、種々の形状を有する態様も考えられる。
　◎また、上記一実施形態では、混合槽３０の容積と、該混合槽３０に注入される液体の体積との関係については特に言及されなかった。この点については、混合槽３０の構造を活かした液体の混合が十分行われつつ、マイクロ流体チップ１の大型化を招かない観点から言えば、混合槽３０の容積は、該混合槽３０に注入される液体の体積の１～１．５倍程度であるような例が考えられる。
　◎また、上記第３および第４変形例では、混合槽３０で混合される液体が、Ａ液およびＢ液の２種類の液体であったが、これに限られず、２種類以上の液体であれば良い。
　◎なお、上記一実施形態ならびに各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部の構成を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは言うまでもない。
　１，１Ｄ，１Ｅ　マイクロ流体チップ
　２０，２２　微細流路
　２１Ａ　Ａ液供給路
　２１Ｂ　Ｂ液供給路
　３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ　混合槽
　３０ｂｔ，３０ｂｔＡ，３０ｂｔＢ，３０ｂｔＣ　底部
　３０ｉｎ，３０ｉｎＡ，３０ｉｎＢ，３０ｉｎＣ　液体注入口
　３０ｐｒ　尖鋭部
　３０ｔｐ，３０ｔｐＢ，３０ｔｐＣ　傾斜部
　５０，５０Ｅ　反応部
　５０Ｄ　反応槽部

Claims (10)

  1. 　第１および第２液体が流される微細流路と、
    　前記微細流路に連通される液体注入口が底部に設けられる混合槽と、
    を備え、
    　前記液体注入口が、
    　前記底部のうちの該底部の中央からずれた位置に設けられることを特徴とするマイクロミキサー。
  2. 　第１および第２液体が流される微細流路と、
    　前記微細流路と連通される液体注入口が底部に設けられる混合槽と、
    を備え、
    　前記液体注入口が、
    　前記混合槽の中心線からずれた位置に設けられることを特徴とするマイクロミキサー。
  3. 　第１および第２液体が流される微細流路と、
    　前記微細流路と連通される液体注入口が底部に設けられる混合槽と、
    を備え、
    　前記混合槽の内壁によって囲まれる内部空間領域の水平方向に沿った断面において、前記液体注入口の中央から上方に仮想的に延伸される仮想線が通る位置から一方向に係る前記内壁までの第１の距離と、前記仮想線が通る位置から前記一方向とは反対方向に係る前記内壁までの第２の距離とが、異なることを特徴とするマイクロミキサー。
  4. 　請求項１から請求項３の何れか１つの請求項に記載のマイクロミキサーであって、
    　前記混合槽の底部に少なくとも１つの凸部が設けられることを特徴とするマイクロミキサー。
  5. 　請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載のマイクロミキサーであって、
    　前記混合槽の内壁面上を前記液体注入口から第１方向に所定距離進む経路において該内壁面と水平面とが成す角度の第１変化量と、前記混合槽の内壁面上を前記液体注入口から前記第１方向とは反対の第２方向に前記所定距離進む経路において該内壁面と前記水平面とが成す角度の第２変化量とが異なることを特徴とするマイクロミキサー。
  6. 　請求項５に記載のマイクロミキサーであって、
    　前記第１変化量が、
    　前記第２変化量よりも相対的に大きく、
    　前記混合槽の底部のうちの前記液体注入口を基準とした前記第２方向に、前記液体注入口に向けて先細りする傾斜部が設けられることを特徴とするマイクロミキサー。
  7. 　請求項１から請求項６の何れか１つの請求項に記載のマイクロミキサーであって、
    　前記混合槽の内壁の表面が、
    　撥水性を有することを特徴とするマイクロミキサー。
  8. 　請求項１から請求項７の何れか１つの請求項に記載のマイクロミキサーであって、
    　前記液体注入口が、
    　前記混合槽に貯留される液体を前記微細流路に向けて排出することを特徴とするマイクロミキサー。
  9. 　請求項１から請求項８の何れか１つの請求項に記載のマイクロミキサーであって、
    　前記第１液体を前記微細流路に対して供給する第１供給路と、
    　前記第２液体を前記微細流路に対して供給する第２供給路と、
    を更に備えることを特徴とするマイクロミキサー。
  10. 　請求項１から請求項９の何れか１つの請求項に記載のマイクロミキサーと、
    　前記混合槽において前記第１および第２液体が混合されることで生成される混合液体が前記混合槽から排出される流路の内壁面近傍に設けられ、前記混合液体に含まれる物質との反応を行う反応物質が固定される反応部と、
    を備えることを特徴とするマイクロ流体チップ。
PCT/JP2010/072372 2009-09-25 2010-12-13 マイクロミキサー、およびマイクロ流体チップ Ceased WO2012081072A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011525327A JP5062370B2 (ja) 2010-12-13 2010-12-13 マイクロミキサー、およびマイクロ流体チップ
PCT/JP2010/072372 WO2012081072A1 (ja) 2010-12-13 2010-12-13 マイクロミキサー、およびマイクロ流体チップ
US13/395,592 US9120067B2 (en) 2009-09-25 2010-12-13 Micro mixer and microfluidic chip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/072372 WO2012081072A1 (ja) 2010-12-13 2010-12-13 マイクロミキサー、およびマイクロ流体チップ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012081072A1 true WO2012081072A1 (ja) 2012-06-21

Family

ID=46244204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/072372 Ceased WO2012081072A1 (ja) 2009-09-25 2010-12-13 マイクロミキサー、およびマイクロ流体チップ

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5062370B2 (ja)
WO (1) WO2012081072A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014174807A1 (ja) * 2013-04-25 2014-10-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 流路デバイスおよびそれを用いた検出方法
WO2016017411A1 (ja) * 2014-07-29 2016-02-04 コニカミノルタ株式会社 成形用金型、成形用金型の製造方法、マイクロミキサー、マイクロミキサーの製造方法、マイクロ流体チップおよびマイクロ流体チップの製造方法
JPWO2015012390A1 (ja) * 2013-07-26 2017-03-02 積水メディカル株式会社 検体調製用容器
JP2019066321A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 シスメックス株式会社 カートリッジ、検出方法、および検出装置
JP2021026003A (ja) * 2017-02-06 2021-02-22 イーエフエー—エンジニアリング フォー オール エルティーディー． マイクロミキサー

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005028531A (ja) * 2003-07-08 2005-02-03 Fuji Electric Systems Co Ltd マイクロチャンネルチップ
JP2005326392A (ja) * 2004-04-15 2005-11-24 Tama Tlo Kk 試料導入マイクロデバイス
JP2006102649A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Hitachi Industries Co Ltd マイクロ流体装置
JP2007144419A (ja) * 2006-11-27 2007-06-14 Furukawa Electric Co Ltd:The マイクロ化学反応装置
WO2009019984A1 (ja) * 2007-08-07 2009-02-12 Honda Motor Co., Ltd. 塗装装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005028531A (ja) * 2003-07-08 2005-02-03 Fuji Electric Systems Co Ltd マイクロチャンネルチップ
JP2005326392A (ja) * 2004-04-15 2005-11-24 Tama Tlo Kk 試料導入マイクロデバイス
JP2006102649A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Hitachi Industries Co Ltd マイクロ流体装置
JP2007144419A (ja) * 2006-11-27 2007-06-14 Furukawa Electric Co Ltd:The マイクロ化学反応装置
WO2009019984A1 (ja) * 2007-08-07 2009-02-12 Honda Motor Co., Ltd. 塗装装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014174807A1 (ja) * 2013-04-25 2014-10-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 流路デバイスおよびそれを用いた検出方法
JPWO2014174807A1 (ja) * 2013-04-25 2017-02-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 流路デバイスおよびそれを用いた検出方法
US10024848B2 (en) 2013-04-25 2018-07-17 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Flow channel device and detection method using same
JPWO2015012390A1 (ja) * 2013-07-26 2017-03-02 積水メディカル株式会社 検体調製用容器
WO2016017411A1 (ja) * 2014-07-29 2016-02-04 コニカミノルタ株式会社 成形用金型、成形用金型の製造方法、マイクロミキサー、マイクロミキサーの製造方法、マイクロ流体チップおよびマイクロ流体チップの製造方法
JPWO2016017411A1 (ja) * 2014-07-29 2017-04-27 コニカミノルタ株式会社 成形用金型、成形用金型の製造方法、マイクロミキサー、マイクロミキサーの製造方法、マイクロ流体チップおよびマイクロ流体チップの製造方法
JP2021026003A (ja) * 2017-02-06 2021-02-22 イーエフエー—エンジニアリング フォー オール エルティーディー． マイクロミキサー
US12023669B2 (en) 2017-02-06 2024-07-02 Efa—Engineering For All Ltd. Micromixer
JP7553936B2 (ja) 2017-02-06 2024-09-19 イーエフエー―エンジニアリング フォー オール エルティーディー． マイクロミキサー
US12115531B2 (en) 2017-02-06 2024-10-15 E.F.A. Engineering For All Ltd. Test chip in a portable digital diagnostic device
JP2019066321A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 シスメックス株式会社 カートリッジ、検出方法、および検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012081072A1 (ja) 2014-05-22
JP5062370B2 (ja) 2012-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12416033B2 (en) Assays and other reactions involving droplets
US9365815B2 (en) Particle separation device and method of separating particles
CN102483424B (zh) 用于流体操作的方法以及微流体装置
Lee et al. Role of geometry and fluid properties in droplet and thread formation processes in planar flow focusing
EP2946829B1 (en) Method for generating high density micro-bubble liquid and device for generating high density micro-bubble liquid
CN104324769B (zh) 基于微管道的液滴的生成方法
EP2004316B1 (en) Fluidic droplet coalescence
Mao et al. Milliseconds microfluidic chaotic bubble mixer
CN208711740U (zh) 一种用于微液滴生成的吸头装置
JP5062370B2 (ja) マイクロミキサー、およびマイクロ流体チップ
Wang et al. Flow regime transition for cocurrent gas–liquid flow in micro-channels
Shahriari et al. Flow regime mapping of high inertial gas–liquid droplet microflows in flow-focusing geometries
CN108380254A (zh) 微流控芯片液滴生成装置
Shams Khorrami et al. Oscillating dispersed-phase co-flow microfluidic droplet generation: Multi-droplet size effect
Glawdel et al. Droplet generation in microfluidics
WO2014201196A2 (en) Coalescence of droplets
US9120067B2 (en) Micro mixer and microfluidic chip
Ha et al. Three-dimensional hydrodynamic flow and particle focusing using four vortices Dean flow
US20100208543A1 (en) Fluid mixing device and fluid mixing method
Palogan et al. Effect of surface coating on droplet generation in flow-focusing microchannels
JP5029669B2 (ja) マイクロミキサー、およびマイクロ流体チップ
Yi et al. Spontaneous transfer of droplets across a microfluidic liquid–liquid interface
Herrada et al. Swirl flow focusing: A novel procedure for the massive production of monodisperse microbubbles
Liu et al. Interfacial dynamics of the core-annular flow for glycerol–water solution/ionic liquid ([BMIM][PF6]) two-phase flow in a microfluidic flow-focusing junction
Dinh Interfacial Flow Phenomena With Ternary Mixtures and Complex Fluids in Coaxial Microfluidic Devices

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011525327

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13395592

Country of ref document: US

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10860859

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205N DATED 21/08/2013)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10860859

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1