WO2021107003A1 - 流路デバイス - Google Patents

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WO2021107003A1
WO2021107003A1 PCT/JP2020/044002 JP2020044002W WO2021107003A1 WO 2021107003 A1 WO2021107003 A1 WO 2021107003A1 JP 2020044002 W JP2020044002 W JP 2020044002W WO 2021107003 A1 WO2021107003 A1 WO 2021107003A1
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WO
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flow path
space
liquid
path device
inflow end
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PCT/JP2020/044002
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French (fr)
Inventor
健 池本
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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Priority to EP20893380.4A priority patent/EP4067296A4/en
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502723Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by venting arrangements
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    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/16Surface properties and coatings
    • B01L2300/161Control and use of surface tension forces, e.g. hydrophobic, hydrophilic

Definitions

  • the present invention relates to a flow path device.
  • Patent Document 1 describes a microchannel device for flowing a liquid.
  • the flow path device it is required to reduce the risk of air bubbles being mixed in the liquid when the liquid is flowed through the flow path.
  • One embodiment of the flow path device includes a flow path and a first space and a second space located in the flow path.
  • the flow path has sides along the direction in which the liquid flows.
  • the second space is connected to the first space.
  • the upper end of the second space is located at a height different from the upper end of the first space.
  • At least a part of the first space is located between the side surface of the flow path and at least a part of the outer circumference of the second space.
  • the flow path device According to the flow path device according to the present invention, it is possible to reduce the risk of air bubbles being mixed in the liquid when the liquid is flowed through the flow path.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the flow path device 1 according to another embodiment shown in FIG. It is a top view of the flow path device 1 which concerns on one Embodiment. It is a top view of the flow path device 1 which concerns on one Embodiment. It is a top view of the flow path device 1 which concerns on one Embodiment. It is a top view of the flow path device 1 which concerns on one Embodiment. It is a top view of the flow path device 1 which concerns on one Embodiment. It is a top view of the flow path device 1 which concerns on one Embodiment.
  • the flow path device 1 According to the present disclosure, for convenience, the direction of gravity or surface tension is described as “downward”, and the direction opposite to the direction of gravity or surface tension is described as “upward”. Further, in the present disclosure, the position where the liquid flowing into the flow path device 1 reaches first is referred to as “upstream”, and the position where the liquid reaches later is described as “downstream”. Further, in the present disclosure, “left” means left when viewed from upstream to downstream, and “right” means right when viewed from upstream to downstream.
  • FIGS. 1, 2, 3, and 4 are top views showing the appearance of the flow path device 1 according to the embodiment.
  • 3 and 4B are cross-sectional views of the flow path device 1 shown in FIGS. 1 and 2, respectively, when the flow path device 1 is cut along the cutting line AA.
  • a part of the flow path 2 is omitted. Omitted parts are indicated by wavy lines. That is, FIGS. 1, 2, 3, and 4 each show a part of the flow path 2. That is, the flow path 2 may extend further upstream or downstream than, for example, as shown in these figures.
  • the flow path device 1 includes a flow path 2 through which a liquid flows.
  • the side surface of the flow path 2 is formed along the direction in which the liquid flows. That is, the direction in which the liquid flows is determined by the shape of the side surface of the flow path 2.
  • the flow path 2 is made of resin, for example.
  • the flow path 2 according to one embodiment is made of a hydrophobic resin.
  • the flow path 2 may be formed of, for example, a resin having a contact angle with water of 60 degrees or more.
  • the contact angle of the material forming the flow path 2 with water may be determined by, for example, a wettability test method (JIS R 3257: 1999) on the surface of the substrate glass.
  • the resin is, for example, polycarbonate, cycloolefin polymer, polymethylmethacrylate resin, polydimethylsiloxane, and the like.
  • the flow path 2 according to one embodiment is made of a polymethyl methacrylate resin.
  • the material that forms the flow path 2 is not limited to these examples as long as it is a material that can form the shape of the flow path 2.
  • the flow path 2 may be formed of, for example, a material such as glass, polydimethylsiloxane, polyester-based thermoplastic elastomer, and polypropylene. Further, the flow path 2 may be made of, for example, any material, and the inner wall may be coated with a resin or an organic compound.
  • the resin or organic compound to be applied may be, for example, a resin having a contact angle with water of 60 degrees or more. Specifically, the resin to be applied may be, for example, a fluororesin, a silicon resin, a silane coupling agent, or the like.
  • the flow path 2 may be a complex in which a plurality of members are combined.
  • the flow path 2 according to one embodiment is a complex in which a plurality of members are bonded to each other by an adhesive.
  • the flow path 2 may be, for example, a composite in which a thin film is adhered to a molded substrate with an adhesive.
  • Adhesives include, for example, UV curable adhesives, polyfunctional epoxy crosslinked adhesives, silane coupling agents and the like.
  • the means for joining multiple members is not limited to adhesives.
  • an adhesive may not be used.
  • the paired members may be provided with a protrusion and a hole for fitting the protrusion, respectively, and the composite may be formed by fitting the protrusion.
  • the plurality of members may all be made of the same material or may be made of different materials.
  • the flow path 2 according to one embodiment is a complex in which a plurality of members of the same material are combined. Further, the flow path 2 may be formed by a conventionally known technique such as injection molding.
  • the flow path 2 has a first space 3 and a second space 4.
  • the first space 3 and the second space 4 may be separated from each other via the flow path 2 or may be integrally connected in a state where the flow path 2 does not exist between them.
  • the first space 3 has a first inflow end 31 into which the liquid flows in and a first outflow end 32 in which the liquid flows out.
  • the second space 4 has a second inflow end 41 into which the liquid flows in and a second outflow end 42 in which the liquid flows out.
  • the second space 4 is located away from the first inflow end 31 and the first outflow end 32 of the first space 3.
  • the second inflow end 41 and the second outflow end 42 of the second space 4 may be connected to the first space 3. That is, in one embodiment, the liquid flowing through the flow path 2 flows through the first space 3 on the upstream side and reaches the second space 4, flows through the second space 4 and reaches the first space 3 on the downstream side. You may.
  • the portion of the flow path 2 where the first space 3 and the second space 4 are located may be formed integrally with the other portion of the flow path 2. That is, in the molding of the flow path 2, the portion where the first space 3 and the second space 4 are located and the other portions may be molded at the same time. In this case, in the flow path device 1 according to one embodiment, the portion where the first space 3 and the second space 4 are located and the other portion become seamless, so that liquid leakage can be prevented. Further, the portion of the flow path 2 where the first space 3 and the second space 4 are located may be formed as a separate body from the other portion of the flow path 2. That is, the flow path 2 may be formed by joining these separately formed portions with an adhesive or the like. In this case, the user can easily assemble the flow path 2 into an arbitrary shape. That is, the flow path device 1 according to the embodiment can improve convenience.
  • the height of the second space 4 is different from that of the first space 3. That is, the flow path 2 may have a shape that is convex upward when viewed from the side surface, for example, as shown in FIG. Alternatively, the flow path 2 may have an upward concave shape, for example, as shown in FIG. That is, specifically, the upper end of the second space 4 may be located at a height different from the upper end of the first space 3. Further, the lower ends of the first space 3 and the second space 4 may be located at the same height.
  • “different heights” means different lengths in the vertical direction. Further, in the present disclosure, "located at different heights" means that the relative positions are different in the vertical direction.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view when the flow path device 1 shown in FIGS. 1 and 2 is cut along the cutting line of BB. That is, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a portion of the flow path 2 where both the first space 3 and the second space 4 are located.
  • a flow path device when a liquid flows through a flow path, air bubbles may be mixed in the liquid.
  • the liquid may flow in a state where air bubbles are mixed.
  • bubbles are mixed in the flowing liquid by entraining the gas existing in the downstream.
  • the amount of liquid sent by the flow path device becomes non-uniform.
  • the flow path device is equipped with a sensor, mixed air bubbles may cause false detection. Therefore, there is a need for a flow path device that can control the flow of the liquid and reduce the risk of air bubbles entering the flow path when the liquid flows through the flow path.
  • the flow path device 1 in the flow path device 1 according to the present disclosure, at least a part of the first space 3 is located between the side surface of the flow path 2 and at least a part of the outer periphery of the second space 4. That is, in one embodiment, the flow path 2 has a step on at least a part of the side surface. According to this, since the flow path device 1 according to the embodiment can control the flow of the liquid, it is possible to reduce the mixing of air bubbles. Specifically, since the upper end of the second space 4 is located at a height different from the upper end of the first space 3, surface tension acts on the liquid at the boundary between the first space 3 and the second space 4.
  • the speed at which the liquid advances becomes small.
  • the boundary surface between the first space 3 and the second space 4 can be increased. That is, the flow path device 1 according to the embodiment can increase the surface tension acting on the liquid.
  • the flow of the liquid flowing into the first space 3 tends to be uniform at the boundary between the first space 3 and the second space 4. That is, the behavior of the liquid interface tends to be uniform. Therefore, the possibility that air bubbles are mixed in the liquid flowing out from the first space 3 downstream is reduced.
  • the first space 3 may be located between the side surface of the flow path 2 and all the outer circumferences of the second space 4. That is, the second space 4 may be surrounded by the first space 3 in a plan view.
  • the traveling speed of the liquid can be minimized. According to this, for example, even when a liquid having a low viscosity and a relatively high traveling speed is flowed, it is easy to reduce the mixing of air bubbles.
  • the upper end of the second space 4 is located higher than the upper end of the first space 3. That is, the flow path 2 may have a shape that is convex upward when viewed from the side surface, for example, as shown in FIG. Therefore, when the liquid flows from the first space 3 to the second space 4, it can move upward. In this case, since gravity or surface tension acts on the liquid, the speed at which the liquid advances in the second space 4 can be reduced. Therefore, the flow path device 1 according to the embodiment can reduce the speed at which the liquid travels through the second space 4 when the liquid flows from the first space 3 to the second space 4. As a result, the flow path device 1 can reduce the possibility that air bubbles are mixed in the liquid, for example, even when the speed at which the liquid advances tends to be relatively high. Further, when the liquid flowing into the first space 3 contains air bubbles, the second space 4 can trap the air bubbles. As a result, the flow path device 1 can also reduce the possibility of air bubbles flowing downstream.
  • the upper end of the second space 4 may be located at a position lower than the upper end of the first space 3. That is, the flow path 2 may have a concave shape when viewed from the side surface, for example, as shown in FIG.
  • the flow path device 1 can also reduce the possibility that the liquid will stop in the flow path 2, for example, even if the speed at which the liquid advances is too small.
  • the flow path device 1 can facilitate the flow of the liquid to a predetermined position even if the liquid has high viscosity and is difficult to flow. Further, the flow path device 1 can facilitate the flow of the liquid to a predetermined position even when the bottom surface of the flow path 2 is inclined upward from the upstream to the downstream, for example.
  • the lower ends of the first space 3 and the second space 4 are located at the same height. That is, for example, the lower end of the second space 4 may be connected to the lower end of the first space 3 as shown in FIGS. 1 and 2. That is, the first space 3 and the second space 4 may be located on the same plane. According to this, there are no protrusions or steps on the boundary surface between the lower ends of the first space 3 and the second space 4, and the flow of the liquid is less likely to be obstructed. As a result, when the liquid flows from the first space 3 to the second space 4, the possibility that the liquid is disturbed and bubbles are mixed can be reduced.
  • the lower ends of the first space 3 and the second space 4 are located at the same height. That is, in one embodiment, the second space 4 has a higher height than the first space 3. Specifically, the height ratio of the first space 3 and the second space 4 may be, for example, 1: 2.
  • the height relationship between the first space 3 and the second space 4 is not limited to the above example.
  • the height of a part of the second space 4 may be smaller than the height of the first space 3.
  • the entire first space 3 and the second space 4 do not have to satisfy the above height ratio.
  • the heights of the first space 3 and the second space 4 do not have to be constant. That is, the height ratio of a part of each space does not have to satisfy 1: 2. That is, the configuration of the flow path 2 is not limited to the above example as long as the possibility of air bubbles being mixed can be reduced.
  • FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, FIG. 9, FIG. 10, FIG. 11, FIG. 12, and FIG. 13 show a flow path device 1 having a flow path 2 having still another shape, similarly to FIGS. 3 and 4. It is sectional drawing at the time of cutting at the cutting line of AA of FIG. 1 and FIG.
  • the shape of the flow path 2 is not limited to the above example.
  • the lower end of the second space 4 may be located at a height different from the lower end of the first space 3.
  • the lower end of the second space 4 may be located above the lower end of the first space 3. That is, the flow path 2 may have a concave shape downward when viewed from the side surface, for example, as shown in FIG. In this case, the liquid can move upward when flowing into the second space 4 from the first space 3 on the upstream side. Further, when the liquid flows out from the second space 4 to the first space 3 on the downstream side, the liquid can move downward.
  • the flow path device 1 when the liquid flows from the first space 3 to the second space 4, the liquid flows out from the second space 4 to the first space 3 while adjusting the flow of the liquid. Sometimes the speed at which the liquid travels can be increased. Therefore, the flow path device 1 according to the embodiment can send the liquid to the flow path 2 on the downstream side relatively smoothly.
  • the lower end of the second space 4 may be located below the lower end of the first space 3. That is, the flow path 2 may have a downwardly convex shape when viewed from the side surface, for example, as shown in FIG.
  • the liquid can move downward when flowing into the second space 4 from the first space 3 on the upstream side.
  • the flow path device 1 reduces the possibility that the liquid stops in the second space 4 when the liquid flows into the second space 4 from the first space 3 on the upstream side, while reducing the second.
  • the flow of the liquid can be adjusted when the liquid flows out from the space 4 to the first space 4 on the downstream side. Therefore, the flow path device 1 according to the embodiment can reduce the risk of air bubbles being mixed into the liquid while sending the liquid to the first space 3 on the downstream side relatively smoothly.
  • the upper ends of the first space 3 and the second space 4 may be located at the same height. That is, the upper end of the second space 4 may be connected to the upper end of the first space 3. That is, the upper ends of the first space 3 and the second space 4 may be located on the same plane. According to this, there are no protrusions, steps, or the like on the interface between the upper ends of the first space 3 and the second space 4, and the flow of the liquid is less likely to be obstructed. As a result, when the liquid flows from the first space 3 to the second space 4, the possibility that the liquid is disturbed and bubbles are mixed can be reduced.
  • the upper end of the second space 4 is located at a height different from the upper end of the first space 3, and the lower end of the second space 4 is located at a height different from the lower end of the first space 3. Good.
  • the flow path 2 may have a cross shape when viewed from the side surface, for example, as shown in FIG.
  • the air bubbles are trapped in the space on the upper end side protruding upward in the second space 4.
  • the liquid flows into the second space 4 from the first space 3 on the upstream side, it can move in the vertical direction. Due to gravity or surface tension acting on the liquid, the liquid that travels downward travels faster than the liquid that travels upward. That is, in the second space 4, the liquid is less likely to advance on the upper end side than on the lower end side. Therefore, the flow path device 1 according to the embodiment makes it easy to retain the trapped air bubbles in the second space 4.
  • the flow path 2 may have an H-shaped shape as shown in FIG. 9, for example.
  • the upper end of the first space 3 on the upstream side is located at a position higher than the upper end of the second space 4. Therefore, when air bubbles are mixed in the liquid that has flowed into the first space 3 on the upstream side, the air bubbles are likely to be trapped in the first space 3 on the upstream side. Therefore, the flow path device 1 according to the embodiment can reduce the possibility that air bubbles are mixed in the liquid flowing out from the flow path 2 on the downstream side.
  • the upper end of the second space 4 is located at a height different from the upper end of the first space 3 on the upstream side
  • the lower end of the second space 4 is located at a height different from the lower end of the first space on the downstream side. It may be located. That is, the flow path 2 may have an inverted Z shape when viewed from the side surface, for example, as shown in FIG. In this case, the liquid can move upward when flowing into the second space 4 from the first space 3 on the upstream side. Further, when the space flows out from the second space 4 to the first space 3 on the downstream side, it can proceed upward. Therefore, the flow path device 1 according to the embodiment can further reduce the possibility of air bubbles being mixed.
  • the flow path 2 may have a shape in which the height of the space increases from the upstream to the downstream, for example, as shown in FIG.
  • the liquid can move upward when flowing into the second space 4 from the first space 3 on the upstream side. Then, when it flows out from the second space 4 to the first space 3 on the downstream side, it can proceed downward. Therefore, in the flow path device 1 according to the embodiment, when the liquid flows from the first space 3 to the second space 4, the liquid flows out from the second space 4 to the first space 3 while adjusting the flow of the liquid. Sometimes the speed at which the liquid travels can be increased. Therefore, the flow path device 1 according to the embodiment can send the liquid to the flow path 2 on the downstream side relatively smoothly.
  • the upper end of the second space 4 is located at a height different from the upper end of the first space 3 on the downstream side
  • the lower end of the second space 4 is located at a height different from the lower end of the first space on the upstream side. It may be located. That is, the flow path 2 may have a Z-shape when viewed from the side surface, for example, as shown in FIG. In this case, the liquid can move downward when flowing into the second space 4 from the first space 3 on the upstream side. Further, when the space flows out from the second space 4 to the first space 3 on the downstream side, the space can proceed downward.
  • the flow path device 1 according to the embodiment can increase the speed at which the liquid flowing out to the first space 3 on the downstream side advances while trapping the bubbles in the second space 4. That is, the flow path device 1 according to the embodiment can send the liquid to the flow path 2 on the downstream side relatively smoothly while reducing the risk of air bubbles being mixed.
  • the flow path 2 may have a shape in which the height of the space decreases from the upstream to the downstream, for example, as shown in FIG.
  • the liquid can move downward when flowing into the second space 4 from the first space 3 on the upstream side. Then, when it flows out from the second space 4 to the first space 3 on the downstream side, it can proceed upward. Therefore, the flow path device 1 according to one embodiment reduces the possibility that the liquid stops in the second space 4 when the liquid flows into the second space 4 from the first space 3 on the upstream side, while reducing the second.
  • the flow of the liquid can be adjusted when the liquid flows out from the space 4 to the first space 4 on the downstream side. Therefore, the flow path device 1 according to the embodiment can reduce the risk of air bubbles being mixed into the liquid while sending the liquid to the first space 3 on the downstream side relatively smoothly.
  • the first space 3 may be located between either the left or right side surface of the flow path 2 and the outer periphery of the second space 4 facing the side surface. That is, as shown in FIGS. 14 and 15, a step may be located on either the left or right side of the flow path 2. In this case, since the liquid flows more easily in the space having the smaller height, the flow of the liquid can be biased to either the left or right side of the flow path 2.
  • the flow path device 1 can reduce the possibility that air bubbles are mixed in the liquid.
  • the positional relationship between the upper end and the lower end of the first space 3 and the second space 4 is not limited to the above example. That is, for example, in addition to the flow path shape shown in the above embodiment, the user may appropriately adopt an arbitrary configuration capable of reducing the possibility of air bubbles being mixed.
  • the flow of the liquid may be interrupted and air bubbles may be mixed. Further, if the traveling speed of the liquid is too small, the flow may be stopped by applying a force such as surface tension in the direction opposite to the flow.
  • the flow path device 1 according to the present disclosure has different widths of the first inflow end 31 and the first outflow end 32 of the first space 3 in a plan view. According to this, the flow path device 1 according to one embodiment can adjust the speed of the liquid flowing out from the first space 3. That is, the amount of the liquid located in the first space 3 can be adjusted.
  • the width of the first inflow end 31 may be larger than the width of the first outflow end 32. That is, the cross-sectional area in the direction orthogonal to the inflow to outflow direction of the liquid may be larger at the first inflow end 31 than at the first outflow end 32. Specifically, the ratio of the widths of the first inflow end 31 and the first outflow end 32 may be 1: 2. In this case, the speed at which the liquid flowing into the first space 3 advances can be made larger than the speed at which the liquid flowing out from the first space 3 advances. Therefore, the flow of the liquid is less likely to be interrupted. That is, the possibility of air bubbles being mixed can be reduced.
  • the width of the first outflow end 32 may be larger than the width of the first inflow end 31. That is, the cross-sectional area in the direction orthogonal to the inflow to outflow direction of the liquid may be larger at the first outflow end 32 than at the first inflow end 31. Specifically, the ratio of the widths of the first inflow end 31 and the first outflow end 32 may be 2: 1. In this case, the speed at which the liquid flowing out of the first space 3 advances can be made larger than the speed at which the liquid flowing into the first space 3 advances. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the flow will stop due to a decrease in the traveling speed.
  • the flow path device 1 has the relationship between the heights of the first space 3 and the second space 4 described above, and the first inflow end 31 and the first outflow end 32 of the first space 3. By combining with the width relationship, the flow of liquid can be further controlled.
  • the width of the flow path 2 between the first inflow end 31 and the first outflow end 32 may change regularly.
  • the width of the flow path 2 may gradually decrease from the first inflow end 31 toward the first outflow end 32 as shown in FIG.
  • the width of the flow path 2 may gradually increase from the first inflow end 31 toward the first outflow end 32 as shown in FIG.
  • 16 and 17 are top views showing the shape of the other flow path 2.
  • the width of the flow path 2 may gradually decrease from the first inflow end 31 toward the first outflow end 32 and then gradually increase as shown in FIG.
  • the width of the flow path 2 may gradually increase from the first inflow end 31 toward the first outflow end 32 and then gradually decrease as shown in FIG.
  • the flow path device 1 can reduce the possibility that air bubbles are mixed in the liquid due to the flow being turbulent and non-uniform.
  • the width of the flow path 2 gradually decreases from the first inflow end 31 to the first outflow end 32.
  • the relationship of the width of the flow path 2 between the first inflow end 31 and the first outflow end 32 is not limited to the above example as long as the mixing of air bubbles can be reduced.
  • the width of the flow path 2 between the first inflow end 31 and the first outflow end 32 may change irregularly.
  • the second inflow end 41 and the second outflow end 42 of the second space 4 have different widths in a plan view. According to this, the flow path device 1 according to one embodiment can adjust the traveling speed of the liquid flowing out from the second space 4. That is, the amount of liquid located in the second space 4 can be adjusted.
  • the width of the second inflow end 41 is larger than the width of the second outflow end 42. That is, the cross-sectional area in the direction orthogonal to the inflow to outflow direction of the liquid may be larger at the second inflow end 41 than at the second outflow end 42. Specifically, the ratio of the widths of the second inflow end 41 and the second outflow end 42 may be 2: 1. In this case, the speed at which the liquid flowing into the second space 4 advances can be made larger than the speed at which the liquid flowing out from the second space 4 advances. Therefore, the flow of the liquid is less likely to be interrupted. That is, the possibility of air bubbles being mixed can be reduced.
  • the width of the second outflow end 42 may be larger than the width of the second inflow end 41. That is, the cross-sectional area in the direction orthogonal to the inflow to outflow direction of the liquid may be larger at the second outflow end 42 than at the second inflow end 41. Specifically, the ratio of the widths of the second inflow end 41 and the second outflow end 42 may be 1: 2. In this case, the speed at which the liquid flowing out of the second space 4 advances can be made larger than the speed at which the liquid flowing into the second space 4 advances. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the flow will stop due to a decrease in the traveling speed.
  • the flow path 2 has a length from the first inflow end 31 of the first space 3 to the second inflow end 41 of the second space 4, rather than the length from the second outflow end 42 of the second space 4 to the first of the first space 3.
  • the length up to the outflow end 32 may be longer. Specifically, the ratio of these lengths may be 1: 2. According to this, the length from the first inflow end 31 to the first outflow end 32 of the first space 3 is relatively shortened, and the liquid can be smoothly sent to the downstream of the flow path 2. Specifically, for example, when the width of the flow path 2 becomes narrower from the upstream to the downstream, the area of the flow path 2 that gets wet with the liquid becomes smaller, so that the speed at which the liquid advances gradually increases.
  • the viscosity of the liquid is relatively high, or when the bottom surface of the flow path 2 is inclined upward from the upstream to the downstream, the liquid becomes relatively difficult to flow.
  • the situation where the above configuration is applied to the flow path device 1 is not limited to these examples.
  • the width of the flow path 2 increases from the upstream to the downstream, the area of the flow path 2 that gets wet with the liquid increases, so that the speed at which the liquid advances gradually decreases.
  • the speed at which the liquid flowing out downstream of the first space 3 is reduced while adjusting the flow of the liquid. be able to. Therefore, when the liquid is relatively easy to flow, it is easy to send the liquid downstream of the first space 3 without increasing the speed at which the liquid advances too much. That is, it becomes easy to reduce the possibility that air bubbles are mixed in the liquid.
  • the liquid becomes relatively easy to flow.
  • the situation where the above configuration is applied to the flow path device 1 is not limited to these examples.
  • the flow path 2 has a length from the first inflow end 31 of the first space 3 to the second outflow end 32 of the second space 4 rather than the length from the second outflow end 42 of the second space 4 to the first outflow end 32 of the first space 3.
  • the length up to the inflow end 41 may be longer.
  • the ratio of these lengths may be 2: 1. According to this, the liquid flowing into the first space 3 is smoothly sent to the second space 4 while the length from the first inflow end 31 to the first outflow end 32 of the first space 3 is relatively short. It will be easier to do.
  • the width of the flow path 2 becomes narrower from the upstream to the downstream, the area of the flow path 2 that gets wet with the liquid becomes smaller, so that the speed at which the liquid advances gradually increases.
  • the length from the first inflow end 31 to the second inflow end 41 it is possible to increase the traveling speed of the liquid flowing into the second space 4 while adjusting the flow of the liquid. it can. Therefore, when the liquid is relatively difficult to flow, it becomes easy to send the liquid to the first space 3 on the downstream side without stopping the flow of the liquid in the second space 4.
  • the width of the flow path 2 increases from the upstream to the downstream, the area of the flow path 2 that gets wet with the liquid increases, so that the speed at which the liquid advances gradually decreases.
  • the length from the first inflow end 31 to the second inflow end 41 it is possible to reduce the traveling speed of the liquid flowing into the second space 4 while adjusting the flow of the liquid. it can. Therefore, when the liquid is relatively easy to flow, it is easy to send the liquid to the second space 4 without increasing the speed at which the liquid advances too much.
  • the embodiment of the flow path device 1 according to the present disclosure is not limited to the above example. That is, in the flow path device 1 according to the present disclosure, in addition to the above configuration, another configuration may be appropriately applied to the flow path 2 according to the above embodiment.
  • FIG. 20 is a perspective view of the flow path device 1 according to another embodiment.
  • FIG. 21 is a side sectional view when the flow path device 1 according to the other embodiment shown in FIG. 20 is cut along the cutting line CC.
  • a part of the flow path 2 and a part of the flow path substrate 5 described later are omitted. Omitted parts are indicated by wavy lines. That is, the flow path 2 may extend further downstream than, for example, shown in FIG. Further, the flow path substrate 5 may extend further to the upstream side or the downstream side of the flow path 2 than shown in FIG. 21, for example.
  • the flow path device 1 further includes a flow path substrate 5.
  • the flow path substrate 5 can hold various members mounted on the flow path device 1. Therefore, for example, the flow path 2 shown in the above embodiment may be located inside or outside the flow path substrate 5. In one embodiment, the flow path 2 is located inside the flow path substrate 5.
  • the flow path substrate 5 may be made of, for example, a resin. Specifically, it may be formed of the same material as the flow path 2 shown in the above embodiment. That is, the flow path substrate 5 and the flow path 2 may be formed integrally. In this case, since it is not necessary to form the flow path substrate 5 and the flow path 2 separately, the process of forming the flow path device 1 can be shortened.
  • the flow path substrate 5 and the flow path 2 may be formed by a conventionally known technique such as injection molding.
  • the flow path device 1 may further include a holding unit 6 and a liquid receiving unit 7.
  • the holding unit 6 can hold the liquid.
  • the liquid receiving unit 7 can receive the liquid released from the holding unit 6.
  • the holding unit 6 and the liquid receiving unit 7 may be located, for example, outside or inside the flow path substrate 5.
  • the holding portion 6 is located outside the flow path substrate 5
  • the liquid receiving portion 7 is located inside the flow path substrate 5.
  • the liquid receiving portion 7 may be opened on the upper surface of the flow path substrate 5 and connected to the flow path 2. Then, the opening of the liquid receiving portion 7 may be covered with the bottom surface of the holding portion 6. That is, in one embodiment, the liquid held in the holding unit 6 may flow into the liquid receiving unit 7 when the bottom surface of the holding unit 6 is opened, and further flow into the flow path 2 from the liquid receiving unit 7. it can.
  • the flow path device 1 according to the other embodiment has the holding unit 6, the user does not need to appropriately quantify the liquid to be used at each inspection and introduce it into the flow path 2. Therefore, the flow path device 1 according to another embodiment can reduce the possibility of an error due to a difference in user handling. Further, since the liquid can be stored in the holding unit 6, the user does not need to store the liquid in a separate container for inspection. That is, the flow path device 1 according to another embodiment can improve the convenience of inspection.
  • the holding portion 6 may be formed of any material according to the type of liquid used for inspection.
  • the holding portion 6 may be formed of a material having a low oxygen permeability.
  • the holding portion 6 may be formed of an acid resistant material. Therefore, the holding portion 6 may be made of, for example, aluminum, polypropylene, polyethylene, or the like. In one embodiment, the holding portion 6 is made of polypropylene.
  • the holding portion 6 may be formed by a conventionally known technique such as casting.
  • the holding portion 6 is not limited to a specific shape as long as it can hold the liquid.
  • the holding portion 6 is, for example, a frustum such as a truncated cone, a triangular prism, and a square pyramid, a frustum such as a cone, a triangular pyramid, and a quadrangular prism, or a pillar such as a cylinder, a triangular prism, and a quadrangular prism.
  • any shape such as a combination thereof may be used.
  • the holding portion 6 is a truncated cone.
  • the upper surface and the lower surface of the holding portion 6 do not necessarily have to be flat. At least one of the upper surface and the lower surface of the holding portion 6 may be, for example, a spherical surface having an upper apex. That is, for example, the holding portion 6 may have a so-called dome shape.
  • the liquid receiving portion 7 may be formed of, for example, a resin. Specifically, it may be formed of the same material as the flow path 2 and the flow path substrate 5 shown in the above embodiment. That is, the flow path 2, the flow path substrate 5, and the liquid receiving portion 7 may be integrally formed. In this case, since it is not necessary to form them separately, the process of forming the flow path device 1 can be shortened.
  • the liquid receiving portion 7 may be formed by a conventionally known technique such as injection molding, similarly to the flow path 2 and the flow path substrate 5.
  • the liquid receiving unit 7 is not limited to a specific shape as long as it can receive the liquid released from the holding unit 6.
  • the liquid receiving portion 7 is, for example, a truncated cone such as a truncated cone, a triangular prism, and a truncated cone, a pyramid such as a cone, a triangular pyramid, and a quadrangular pyramid, or a pillar such as a cylinder, a triangular prism, and a quadrangular prism. , Or any combination thereof.
  • the liquid receiving portion 7 is a cylinder.
  • FIG. 22 is a diagram showing the periphery of the holding portion 6 in the flow path device 1 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the flow path device 1 has the first space 3 and the second space 3 and the second at positions where the liquid injected from the holding unit 6 into the liquid receiving unit 7 is sent from the liquid receiving unit 7 in the flow path 2.
  • Space 4 is formed.
  • the flow path device 1 may be formed with the first space 3 and the second space 4 having the shapes shown in FIGS. 1 and 3, and may be formed in FIGS. 4, 6, 7, and 7. 8, the first space 3 and the second space 4 having the shapes shown in FIGS. 9, 10, 11, 12, or 13 may be formed.
  • the upper end of the second space 4 is the first space 3. It may be located higher than the upper end.
  • the flow path device 1 can increase the surface tension acting on the liquid.
  • the flow of the liquid flowing into the first space 3 tends to be uniform at the boundary between the first space 3 and the second space 4. That is, the behavior of the liquid interface tends to be uniform. Therefore, the possibility that air bubbles are mixed in the liquid flowing out from the first space 3 downstream is reduced.
  • FIG. 23 is a diagram showing a configuration of a wide portion 8 included in the flow path device 1 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the flow path device 1 of the embodiment of the present disclosure may include a wide portion 8.
  • the wide portion 8 constitutes a part of the flow path 2, and has a structure in which the width of the flow path is wider than that of the other part of the flow path 2.
  • the wide portion 8 may be filled with a gas (for example, air).
  • a gas for example, air
  • the maximum width of the flow path in the wide portion 8 may be 2.0 to 2.5 mm.
  • the first space 3 and the second space 4 may be located in the wide portion 8.
  • the wide portion 8 has a first region 81 in which the width of the flow path gradually increases along the direction in which the liquid is sent to the flow path 2 (the direction indicated by the arrow in FIG. 23), and the width of the flow path is constant. It may have a second region 82 and a third region 83 in which the width of the flow path is gradually narrowed.
  • the first space 3 and the second space 4 may be located so as to straddle the second area 82 and the third area 83.
  • the first space 3 and the second space 4 located in the wide portion 8 may have the shapes shown in FIGS. 1 and 3, and may have the shapes shown in FIGS. 1, 6, 7, 7, 8, 9, and 10.
  • the first space 3 and the second space 4 having the shapes shown in FIGS. 11, 12, or 13 may be formed.
  • the speed at which the liquid advances through the second space 4 can be reduced.
  • the possibility that air bubbles are mixed in the liquid can be reduced, and the flow of the liquid can be adjusted when the liquid flows from the first space 3 to the second space 4.
  • FIG. 24 is a diagram showing a configuration of a detection unit 9 included in the flow path device 1 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the detection unit 9 is provided in the flow path 2 and is an area for measuring the substance to be detected contained in the liquid.
  • the detection unit 9 in the present embodiment may have a sensor (not shown) that detects an increase in weight due to binding of an antigen contained in a liquid to an antibody immobilized on the detection unit 9 in advance.
  • the method for detecting the substance to be detected by the detection unit 9 is not limited to the above method.
  • the detection method is a method of measuring the fluorescence intensity emitted by a fluorescent substance that is directly or indirectly bound to the substance to be detected, or a product (dye, etc.) produced by an enzyme that is directly or indirectly bound to the substance to be detected. ) May be detected.
  • the detection unit 9 has a fourth region 91 in which the width of the flow path gradually increases along the direction in which the liquid is sent to the flow path 2 (the direction indicated by the arrow in FIG. 24). It may have a fifth region 92 in which the width of the flow path is constant, and a sixth region 93 in which the width of the flow path gradually narrows.
  • the first space 3 and the second space 4 may be located in the fifth region 92.
  • the sensor may be located in the second space as shown in FIG. 24.
  • the maximum width of the flow path in the detection unit 9 may be 1.0 to 1.5 mm.
  • the speed at which the liquid travels through the second space 4 can be reduced. it can.
  • the possibility that the antigen contained in the liquid binds to the antibody preliminarily immobilized in the detection unit 9 can be improved, so that the measurement accuracy is improved. Can be made to.
  • the second space 4 is formed at one place, but the flow path device of the present disclosure is not limited to this.
  • the detection unit 9 may be configured to include two or more second spaces 4.
  • FIG. 25 is a diagram showing the configuration of the flow path device 1 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the flow path device 1 includes a first holding portion 6A, a second holding portion 6B, a third holding portion 6C, a first wide portion 8A, a second wide portion 8B, and a third.
  • the wide portion 8C, the first detection unit 9A, the second detection unit 9B, and the waste liquid storage unit 10 may be provided.
  • the first holding unit 6A holds the buffer solution
  • the second holding unit 6B holds the sample liquid
  • the third holding unit 6C is the first detection unit 9A and the second detection unit. It holds a buffer solution used for purposes such as washing away the antigen that did not bind to the antibody in 9B.
  • the first detection unit 9A and the second detection unit 9B may measure different antigens contained in the sample solution held in the second holding unit 6B, respectively, or an antibody is immobilized on one of them. It does not have to be.
  • the buffer solution flows into the flow path 2 from the first holding portion 6A.
  • the possibility that air bubbles are mixed in the buffer solution can be reduced.
  • the buffer solution flowing into the first space 3 contains air bubbles, the air bubbles can be trapped by the second space 4. As a result, the possibility of air bubbles flowing downstream can be reduced.
  • the buffer solution passes through the first space 3 and reaches the first wide portion 8A.
  • the first wide portion 8A has the same configuration as the wide portion 8. Therefore, the flow of the buffer solution can be adjusted when the buffer solution is sent to the first wide portion 8A.
  • the buffer solution that has passed through the first wide portion 8A is sent to the waste liquid storage unit 10 after passing through the first detection unit 9A and the second detection unit.
  • the sample liquid flows into the flow path 2 from the second holding portion 6B and reaches the second wide portion 8B.
  • the gas filled in the second wide portion 8B is sent downstream, so that the buffer solution existing in the flow path 2 can be sent downstream. This makes it possible to reduce the possibility that the sample solution and the buffer solution are mixed.
  • the buffer solution flowing out from the first detection unit 9A then flows into the second detection unit 9B, and an antigen different from the antigen measured by the first detection unit 9A is measured.
  • the buffer solution flowing out from the second detection unit 9B is sent to the waste liquid storage unit 10.
  • the buffer solution flows into the flow path 2 from the first holding section 6A, passes through the third wide section 8C, and passes through the first detection section 9A and the second detection section. It flows into 9B.
  • the buffer solution guided to the first detection unit 9A and the second detection unit 9B washes away the antigens that did not bind to the antibody in the first detection unit 9A and the second detection unit 9B. After that, the buffer solution is sent to the waste liquid storage unit 10.
  • first inflow end 31 and the first outflow end 32 of the first space 3 and the second inflow end 41 and the second outflow end 42 of the second space 4 are shown by straight lines, respectively. , Not limited to this.
  • first inflow end 31 and the first outflow end 32 of the first space 3 and the second inflow end 41 and the second outflow end 42 of the second space 4 have vertices on the upstream side or the downstream side of the flow path 2. It may be a curved line having.
  • the holding portion 6 is located on the upper surface of the flow path substrate 5, but may be located on the lower surface.
  • the liquid receiving portion 7 may be opened on the lower surface of the flow path substrate 5.
  • the descriptions such as “first” and “second” are identifiers for distinguishing the configuration of the flow path device 1 according to one embodiment.
  • the configurations distinguished by the descriptions such as “first” and “second” in the present disclosure can exchange numbers in the configurations.
  • the first space 3 can exchange the identifiers “first” and “second” with the second space 4.
  • the exchange of identifiers takes place at the same time.
  • the configuration is distinguished.
  • the identifier may be deleted.
  • the configuration with the identifier removed is distinguished by a code.
  • the order of the configurations shall not be construed solely on the basis of the description of identifiers such as “first” and “second” in the present disclosure.
  • "advancing speed” may be interpreted as a flow rate or a flow velocity.
  • the flow rate refers to the amount of liquid flowing per unit time.
  • the flow velocity is the distance that the liquid travels per unit time.

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Abstract

本開示に係る流路デバイス(1)の一実施形態は、流路(2)と、流路(2)に位置する第1空間(3)及び第2空間(4)を備える。流路(2)は、液体が流れる方向に沿って側面を有する。第2空間(4)は、第1空間(3)と接続している。第2空間(4)の上端は、第1空間(3)の上端と異なる高さに位置する。第1空間(3)の少なくとも一部は、流路(2)の側面と第2空間(4)の外周の少なくとも一部との間に位置する。

Description

流路デバイス
 本発明は、流路デバイスに関する。
 特許文献1には、液体を流すマイクロ流路デバイスが記載されている。
日本国特開2015-166707号公報
 流路デバイスにおいては、液体を流路に流したときに、液体に気泡が混入するリスクを低減することが求められている。
 本発明に係る流路デバイスの一実施形態は、流路と、流路に位置する第1空間及び第2空間を備える。流路は、液体が流れる方向に沿って側面を有する。第2空間は、第1空間と接続している。第2空間の上端は、第1空間の上端と異なる高さに位置する。第1空間の少なくとも一部は、流路の側面と第2空間の外周の少なくとも一部との間に位置する。
 本発明に係る流路デバイスによれば、液体を流路に流したときに、液体に気泡が混入するリスクを低減することができる。
一実施形態に係る流路デバイス1の上面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の上面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の断面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の断面図である。 図2及び図3で示した流路デバイス1の断面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の断面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の断面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の断面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の断面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の断面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の断面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の断面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の断面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の断面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の断面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の上面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の上面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の上面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の上面図である。 他の実施形態に係る流路デバイス1の斜視図である。 図20で示した他の実施形態に係る流路デバイス1の断面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の上面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の上面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の上面図である。 一実施形態に係る流路デバイス1の上面図である。
 (一実施形態)
 以下、各図面を参酌しつつ、本開示に係る流路デバイス1について説明する。なお、本開示では便宜上、重力、あるいは表面張力方向を「下方向」、重力、あるいは表面張力方向に逆行する方向を「上方向」として説明している。また、本開示では、流路デバイス1に流入した液体が、先に到達する位置を「上流」とし、後に到達する位置を「下流」として説明している。また、本開示において、「左」とは、上流から下流の方向に見て左を意味し、「右」とは、上流から下流の方向に見て右を意味する。
 図1及び図2は、一実施形態に係る流路デバイス1の外観を示す上面図である。また、図3及び4Bは、それぞれ図1及び図2で示した流路デバイス1をA-Aの切断線で切断したときの断面図である。なお、これらの図において、流路2の一部は省略されている。省略部分は、波線で示されている。すなわち、図1、図2、図3、及び図4は、それぞれ流路2の一部を示している。つまり、流路2は、例えば、これらの図で示されているよりもさらに上流又は下流に延びていてもよい。
 流路デバイス1は、液体を流す流路2を備えている。流路2は、液体が流れる方向に沿って側面が形成されている。すなわち、流路2の側面の形状によって液体が流れる方向が決められる。
 流路2は、例えば、樹脂で形成されている。一実施形態に係る流路2は、疎水性の樹脂で形成されている。具体的には、流路2は、例えば、水との接触角が60度以上の樹脂で形成されていてもよい。流路2を形成する材料の水との接触角は、例えば、基板ガラス表面のぬれ制試験方法(JIS R 3257:1999)によって求めてもよい。樹脂は、例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、及びポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリジメチルシロキサンなどである。一実施形態に係る流路2は、ポリメタクリル酸メチル樹脂で構成されている。
 なお、流路2の形状を形成可能な材料であれば、流路2を形成する材料はこれらの例に限られない。流路2は、例えば、ガラス、ポリジメチルシロキサン、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、及びポリプロピレンなどの材料で形成されてもよい。また、流路2は、例えば、任意の材料によって構成され、内壁に樹脂又は有機系化合物が塗布されていてもよい。塗布される樹脂又は有機系化合物は、例えば、水との接触角が60度以上の樹脂であってもよい。具体的には、塗布される樹脂は、例えば、フッ素樹脂、シリコン樹脂、及びシランカップリング剤などであってもよい。
 流路2は、複数の部材を組合せた複合体であってもよい。一実施形態に係る流路2は、複数の部材同士が接着剤によって接着された複合体である。具体的には、流路2は、例えば、薄膜フィルムが、成形された基板に対して、接着剤により接着した複合体であってもよい。接着剤は、例えば、紫外線硬化型接着剤、多官能エポキシ架橋接着剤、及びシランカップリング剤などである。
 なお、複数の部材同士を接合する手段は接着剤のみに限られない。例えば、構造的に複数の部材同士を接合可能であれば、接着材は用いなくともよい。具体的には、例えば、対になる部材に、突起と突起に嵌合する孔をそれぞれ設けて、これらが嵌合することで複合体が形成されてもよい。また、複数の部材は、全て同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。一実施形態に係る流路2は、全て同じ材料の複数の部材を組合わせた複合体である。また、流路2は、射出成形など、従来公知の技術によって形成すればよい。
 一実施形態において、流路2は、第1空間3と第2空間4を有している。第1空間3と第2空間4は、あいだに流路2を介して両者が離れていても良いし、あいだに流路2が存在しない状態で一体的に接続していてもよい。具体的には、第1空間3は、液体が流入する第1流入端31と、液体が流出する第1流出端32を有する。また、第2空間4は、液体が流入する第2流入端41と、液体が流出する第2流出端42を有する。第2空間4は、第1空間3の第1流入端31及び第1流出端32から離れて位置している。そして、第2空間4の第2流入端41及び第2流出端42は、第1空間3と接続していてもよい。すなわち、一実施形態において、流路2を流れる液体は、上流側の第1空間3を流れて第2空間4へ到達し、第2空間4を流れて下流側の第1空間3へ到達してもよい。
 なお、流路2において第1空間3と第2空間4が位置する部分は、流路2の他の部分と一体として成形されてもよい。すなわち、流路2の成形において、第1空間3と第2空間4が位置する部分とその他の部分は、同時に成形されてもよい。この場合、一実施形態に係る流路デバイス1は、第1空間3と第2空間4が位置する部分とその他の部分がシームレスとなるため、液漏れを防ぐことができる。また、流路2において第1空間3と第2空間4が位置する部分は、流路2の他の部分と別体として成形されてもよい。すなわち、別々に成形したこれらの部分同士を接着剤などで接合することで流路2を成形してもよい。この場合、ユーザは、流路2を任意の形状に組立てやすくなる。すなわち、一実施形態に係る流路デバイス1は、利便性を向上させることができる。
 一実施形態において、第2空間4は、第1空間3と高さが異なる。つまり、流路2は、例えば図3に示すように側面から見て上に凸の形状であってもよい。あるいは、流路2は、例えば図4に示すように上に凹の形状であってもよい。すなわち、具体的には、第2空間4の上端が第1空間3の上端と異なる高さに位置していてもよい。また、第1空間3と第2空間4の下端が同じ高さに位置していてもよい。なお、本開示において、「高さが異なる」とは、上下方向の長さが異なることを言う。また、本開示において、「異なる高さに位置する」とは、上下方向において相対的な位置が異なることをいう。
 図5は、図1及び図2で示した流路デバイス1をB-Bの切断線で切断したときの断面図である。すなわち、図5は、流路2において第1空間3と第2空間4の両方が位置する部分を拡大して示した断面図である。
 従来、流路デバイスでは、液体が流路を流れる際に、液体中に気泡が混入してしまう場合があった。具体的には、流路を流れる液体の流れが不均一な場合に、気泡が混入した状態で液体が流れてしまう場合があった。例えば、液体が、流路の左右のいずれかに偏って流れる場合、液体の先端面の一部が突出して流れる場合などにおいて、下流に存在する気体を巻き込むことで、流れる液体に気泡が混入してしまう場合があった。この場合、流路デバイスが送液する液量が不均一になる。また、流路デバイスがセンサーを搭載している場合は、混入した気泡が誤検知の原因となり得る。したがって、液体の流れを制御することが可能であり、液体を流路に流したときに気泡が混入するリスクを低減することができる流路デバイスが求められている。
 これに対して、本開示に係る流路デバイス1において、第1空間3の少なくとも一部は、流路2の側面と第2空間4の外周の少なくとも一部との間に位置している。すなわち、一実施形態において、流路2は、側面の少なくとも一部に、段差を有している。これによれば、一実施形態に係る流路デバイス1は、液体の流れを制御することができるため、気泡の混入を低減することができる。具体的には、第2空間4の上端は、第1空間3の上端と異なる高さに位置しているため、第1空間3と第2空間4の境界において、液体に表面張力が働く。そのため、液体が上流の第1空間3から第2空間4に流れる際、及び第2空間4から下流の第1空間3に流れる際に、液体の進む速さが小さくなる。また、流路2の側面と第2空間4の外周の少なくとも一部との間に第1空間3が位置することによって、第1空間3と第2空間4の境界面を増やすことができる。すなわち、一実施形態に係る流路デバイス1は、液体に働く表面張力を大きくすることができる。その結果、第1空間3に流入した液体の流れが第1空間3と第2空間4の境界において均一になりやすくなる。つまり、液体の界面の挙動が均一になりやすくなる。したがって、下流の第1空間3から流出する液体に気泡が混入する可能性が低減される。
 具体的には、本開示に係る流路デバイス1において、流路2の側面と第2空間4のすべての外周との間に第1空間3が位置していてもよい。すなわち、第2空間4は、平面視において第1空間3に囲まれていてもよい。その結果、液体が上流の第1空間3から第2空間4に流れる際、及び第2空間4から下流の第1空間3に流れる際に、液体の進む速さを最も小さくすることができる。これによれば、例えば、粘性が小さく比較的に進む速さが大きくなりやすい液体を流す場合であっても、気泡の混入を低減しやすくなる。
 一実施形態において、第2空間4の上端は、第1空間3の上端よりも高い位置に位置している。すなわち、流路2は、例えば図1に示すように側面から見て上に凸の形状であってもよい。したがって、液体は、第1空間3から第2空間4に流入すると、上方向に進むことができる。この場合、液体には重力、あるいは表面張力が働くため、液体が第2空間4を進む速さを小さくすることができる。そのため、一実施形態に係る流路デバイス1は、液体が第1空間3から第2空間4に流入するときに、液体が第2空間4を進む速さを小さくすることができる。その結果、流路デバイス1は、例えば、液体の進む速さが比較的大きくなりやすい場合であっても、液体に気泡が混入する可能性を低減することができる。また、第1空間3に流入した液体に気泡が含まれている場合に、第2空間4は気泡をトラップすることができる。その結果、流路デバイス1は、下流側に気泡が流れる可能性を低減することもできる。
 なお、例えば、液体の粘度が比較的小さい場合、及び流路2の底面が上流から下流に向かって下方に傾斜している場合などに、液体は進む速さが比較的大きくなりやすくなる。しかし、上記の構成が流路デバイス1に適用される場面はこれらの例に限定されるものではない。
 第2空間4の上端は、第1空間3の上端よりも低い位置に位置してもよい。すなわち、流路2は、例えば図2に示すように側面から見て上に凹の形状であってもよい。この場合、液体は、第1空間3から第2空間4に流入すると、下方向に進むことができる。そのため、液体には重力、あるいは表面張力が働き、液体が第2空間4を進む速さを大きくすることができる。その結果、流路デバイス1は、例えば、液体が進む速さが小さすぎる場合であっても、流路2内で液体が停止する可能性を低減することもできる。また、流路デバイス1は、例えば、粘性が高く流れにくい液体であっても所定の位置まで液体を流しやすくすることができる。また、流路デバイス1は、例えば、流路2の底面が上流から下流に向かって上方に傾斜している場合であっても所定の位置まで液体を流しやすくすることができる。
 一実施形態に係る流路2において、第1空間3と第2空間4の下端は同じ高さに位置している。すなわち、例えば、第2空間4の下端は、図1及び図2に示すように第1空間3の下端と接続していてもよい。つまり、第1空間3と第2空間4は、同一平面上に位置していてもよい。これによれば、第1空間3と第2空間4の下端の境界面に突起及び段差等がなく、液体の流れが妨げられにくくなる。その結果、液体が第1空間3から第2空間4へ流入する際に液体が乱れて気泡が混入する可能性を低減することができる。一実施形態において、第1空間3と第2空間4の下端は同じ高さに位置している。つまり、一実施形態において、第2空間4は、第1空間3よりも高さが大きい。具体的には、第1空間3と第2空間4は、例えば、高さの比が1:2であればよい。
 なお、第1空間3と第2空間4の高さの関係は上記の例に限定されない。例えば、第2空間4の一部の高さが第1空間3の高さよりも小さくなっていてもよい。第1空間3と第2空間4の全体が、上記の高さの比を満たしていなくともよい。例えば、第1空間3及び第2空間4はそれぞれ、高さが一定でなくともよい。すなわち、各空間のある一部の高さの比が1:2を満たしていなくともよい。つまり、気泡が混入する可能性を低減し得るのであれば、流路2の構成は上記の例に限定されるものではない。
 図6、図7、図8、図9、図10、図11、図12、及び図13は、さらに他の形状の流路2を有する流路デバイス1を、図3及び図4と同様に図1及び図2のA-Aの切断線で切断したときの断面図である。
 流路2の形状は上記の例に限られない。例えば、第2空間4の下端は、第1空間3の下端と異なる高さに位置していてもよい。具体的には、例えば、第2空間4の下端は、第1空間3の下端よりも上方に位置していてもよい。すなわち、流路2は、例えば、図6に示すように側面から見て下に凹の形状であってもよい。この場合、液体は、上流側の第1空間3から第2空間4に流入するときに、上方向に進むことができる。また、液体は、第2空間4から下流側の第1空間3に流出するときに、下方向に進むことができる。したがって、一実施形態に係る流路デバイス1は、液体が第1空間3から第2空間4に流入するときに液体の流れを整えつつ、液体が第2空間4から第1空間3へ流出するときに液体の進む速さを大きくすることができる。そのため、一実施形態に係る流路デバイス1は、下流側の流路2へ比較的スムーズに液体を送ることができる。
 また、例えば、第2空間4の下端は、第1空間3の下端よりも下方に位置していてもよい。すなわち、流路2は、例えば図7に示すように側面から見て下に凸の形状であってもよい。この場合、液体は、上流側の第1空間3から第2空間4に流入するときに、下方向に進むことができる。また、液体は、第2空間4から下流側の第1空間3に流出するときに、上方向に進むことができる。したがって、一実施形態に係る流路デバイス1は、液体が上流側の第1空間3から第2空間4に流入したときに液体が第2空間4で停止する可能性を低減しつつ、第2空間4から下流側の第1空間4へ流出するときに液体の流れを整えることができる。そのため、一実施形態に係る流路デバイス1は、下流側の第1空間3へ比較的スムーズに液体を送りつつ、液体に気泡が混入するリスクを低減することができる。
 第1空間3と第2空間4の上端は同じ高さに位置していてもよい。すなわち、第2空間4の上端は、第1空間3の上端と接続していてもよい。つまり、第1空間3と第2空間4の上端は同一平面に位置していてもよい。これによれば、第1空間3と第2空間4の上端の境界面に突起及び段差等がなく、液体の流れが妨げられにくくなる。その結果、液体が第1空間3から第2空間4へ流入する際に液体が乱れて気泡が混入する可能性を低減することができる。
 また、例えば、第2空間4の上端は、第1空間3の上端と異なる高さに位置し、第2空間4の下端は、第1空間3の下端と異なる高さに位置していてもよい。
 すなわち、流路2は、例えば図8に示すように側面から見て十字型の形状であってもよい。ここで、液体に気泡が混入している場合、気泡は第2空間4のうち上に突出した上端側の空間にトラップされる。この場合、液体は、上流側の第1空間3から第2空間4に流入すると上下方向に進むことができる。液体に重力、あるいは表面張力が働くため、下方向に進んだ液体の方が上方向に進んだ液体よりも速く進む。すなわち、第2空間4において、上端側の方が下端側よりも、液体が進みにくい。したがって、一実施形態に係る流路デバイス1は、トラップした気泡を第2空間4に留めやすくなる。
 また、流路2は、例えば図9に示すようにH型の形状であってもよい。この場合、上流側の第1空間3の上端は、第2空間4の上端よりも高い位置に位置している。したがって、上流側の第1空間3に流入した液体に気泡が混入している場合、気泡は、上流側の第1空間3にトラップされやすくなる。したがって、一実施形態に係る流路デバイス1は、下流側の流路2から流出する液体に気泡が混入する可能性を低減することができる。
 また、例えば、第2空間4の上端は、上流側の第1空間3の上端と異なる高さに位置し、かつ第2空間4の下端は下流側の第1空間の下端と異なる高さに位置していてもよい。すなわち、流路2は、例えば図10に示すように側面から見て逆Z型の形状であってもよい。この場合、液体は、上流側の第1空間3から第2空間4に流入するときに上方向に進むことができる。また、さらに第2空間4から下流側の第1空間3に流出するときにも上方向に進むことができる。したがって、一実施形態に係る流路デバイス1は、より気泡が混入する可能性を低減することができる。
 また、流路2は、例えば図11に示すように上流から下流に向かって空間の高さが大きくなる形状であってもよい。この場合、液体は、上流側の第1空間3から第2空間4に流入するときに上方向に進むことができる。そして、第2空間4から下流側の第1空間3に流出するときに下方向に進むことができる。したがって、一実施形態に係る流路デバイス1は、液体が第1空間3から第2空間4に流入するときに液体の流れを整えつつ、液体が第2空間4から第1空間3へ流出するときに液体の進む速さを大きくすることができる。そのため、一実施形態に係る流路デバイス1は、下流側の流路2へ比較的スムーズに液体を送ることができる。
 また、例えば、第2空間4の上端は、下流側の第1空間3の上端と異なる高さに位置し、かつ第2空間4の下端は上流側の第1空間の下端と異なる高さに位置していてもよい。すなわち、流路2は、例えば図12に示すように側面から見てZ型の形状であってもよい。この場合、液体は、上流側の第1空間3から第2空間4に流入するときに下方向に進むことができる。また、さらに第2空間4から下流側の第1空間3に流出するときにも下方向に進むことができる。したがって、一実施形態に係る流路デバイス1は、第2空間4で気泡をトラップしつつ、下流側の第1空間3へ流出する液体が進む速さを大きくすることができる。すなわち、一実施形態に係る流路デバイス1は、気泡が混入するリスクを低減しつつ、比較的スムーズに下流側の流路2へ液体を送ることができる。
 また、流路2は、例えば図13に示すように上流から下流に向かって空間の高さが小さくなる形状であってもよい。この場合、液体は、上流側の第1空間3から第2空間4に流入するときに下方向に進むことができる。そして、第2空間4から下流側の第1空間3に流出するときに上方向に進むことができる。したがって、一実施形態に係る流路デバイス1は、液体が上流側の第1空間3から第2空間4に流入したときに液体が第2空間4で停止する可能性を低減しつつ、第2空間4から下流側の第1空間4へ流出するときに液体の流れを整えることができる。そのため、一実施形態に係る流路デバイス1は、下流側の第1空間3へ比較的スムーズに液体を送りつつ、液体に気泡が混入するリスクを低減することができる。
 図14及び図15は、さらに他の形状の流路2を有する流路デバイス1を、図5と同様に図1のB-Bの切断線で切断したときの断面図である。一実施形態に係る流路2において、例えば、第1空間3は、流路2の左右いずれかの側面とその側面に対向する第2空間4の外周との間に位置していてもよい。すなわち、図14及び図15に示すように流路2の左右いずれかの側に段差が位置していてもよい。この場合、高さが小さい方の空間の方が液体は流れやすくなるため、液体の流れを流路2の左右のいずれかに偏らせることができる。したがって、液体が流路2の左右のいずれかに偏りやすい場合、例えば、流路2が左右のいずれかにカーブした形状である場合などにおいて、液体の流れを均一に揃えやすくなる。すなわち、一実施形態に係る流路デバイス1は、液体に気泡が混入する可能性を低減することができる。
 なお、第1空間3と第2空間4の上端及び下端の位置関係は、上記の例に限られない。すなわち、ユーザは、例えば、上記の実施形態において示した流路形状のほか、気泡が混入する可能性を低減することができる任意の構成を適宜採用すればよい。
 ここで、液体の進む速さが大きすぎる場合、液体の流れが途切れて気泡が混入するおそれがある。また、液体の進む速さが小さすぎる場合、流れに逆行する方向に表面張力などの力が加わることで流れが停止してしまうおそれがある。
 これに対して、本開示に係る流路デバイス1は、第1空間3の第1流入端31と第1流出端32の平面視における幅の大きさが異なる。これによれば、一実施形態に係る流路デバイス1は、第1空間3から流出する液体の速さを調節することができる。すなわち、第1空間3に位置する液体の量を調節することができる。
 一実施形態において、第1流入端31の幅は第1流出端32の幅よりも大きくてもよい。すなわち、液体の流入から流出の方向に直行する方向の断面積は、第1流出端32よりも第1流入端31の方が大きくてもよい。具体的には、第1流入端31と第1流出端32の幅の比は、1:2であればよい。この場合、第1空間3から流出する液体の進む速さよりも第1空間3に流入する液体の進む速さを大きくすることができる。したがって、液体の流れが途切れにくくなる。すなわち、気泡が混入する可能性を低減することができる。
 第1流出端32の幅は第1流入端31の幅よりも大きくてもよい。すなわち、液体の流入から流出の方向に直行する方向の断面積は、第1流入端31よりも第1流出端32の方が大きくてもよい。具体的には、第1流入端31と第1流出端32の幅の比は、2:1であればよい。この場合、第1空間3に流入する液体の進む速さよりも第1空間3から流出する液体の進む速さを大きくすることができる。したがって、進む速さの低下によって流れが停止する可能性を低減することができる。
 これらのことから、本開示に係る流路デバイス1は、上述の第1空間3と第2空間4の高さの関係と、第1空間3の第1流入端31と第1流出端32の幅の関係とを組合わせることによって、さらに液体の流れを制御することができる。
 第1流入端31から第1流出端32の間における流路2の幅は、規則的に変化してもよい。例えば、流路2の幅は、図1に示すように第1流入端31から第1流出端32に向かって次第に小さくなってもよい。あるいは、例えば、流路2の幅は、図2に示すように第1流入端31から第1流出端32に向かって次第に大きくなってもよい。
 図16及び図17は、さらに他の流路2の形状を示す上面図である。例えば、流路2の幅は、図16に示すように第1流入端31から第1流出端32に向かって次第に小さくなり、その後に次第に大きくなってもよい。また、例えば、流路2の幅は、図17に示すように第1流入端31から第1流出端32に向かって次第に大きくなり、その後に次第に小さくなってもよい。その結果、流路デバイス1は、流れが乱れて不均一になることで液体に気泡が混入する可能性を低減することができる。一実施形態に係る流路デバイス1において、流路2の幅は、第1流入端31から第1流出端32に向かって次第に小さくなっている。なお、気泡の混入を低減することができるのであれば、第1流入端31から第1流出端32の間における流路2の幅の大きさの関係は上記の例に限られない。例えば、第1流入端31から第1流出端32の間における流路2の幅は、不規則に変化してもよい。
 一実施形態において、第2空間4の第2流入端41及び第2流出端42は、平面視における幅の大きさが異なる。これによれば、一実施形態に係る流路デバイス1は、第2空間4から流出する液体の進む速さを調節することができる。すなわち、第2空間4に位置する液体の量を調節することができる。
 一実施形態において、第2流入端41の幅は第2流出端42の幅よりも大きい。すなわち、液体の流入から流出の方向に直行する方向の断面積は、第2流出端42よりも第2流入端41の方が大きくてもよい。具体的には、第2流入端41と第2流出端42の幅の比は、2:1であればよい。この場合、第2空間4から流出する液体の進む速さよりも第2空間4に流入する液体の進む速さを大きくすることができる。したがって、液体の流れが途切れにくくなる。すなわち、気泡が混入する可能性を低減することができる。
 また、第2流出端42の幅は第2流入端41の幅よりも大きくてもよい。すなわち、液体の流入から流出の方向に直行する方向の断面積は、第2流入端41よりも第2流出端42の方が大きくてもよい。具体的には、第2流入端41と第2流出端42の幅の比は、1:2であればよい。この場合、第2空間4に流入する液体の進む速さよりも第2空間4から流出する液体の進む速さを大きくすることができる。したがって、進む速さの低下によって流れが停止する可能性を低減することができる。
 流路2は、第1空間3の第1流入端31から第2空間4の第2流入端41までの長さよりも、第2空間4の第2流出端42から第1空間3の第1流出端32までの長さの方が長くてもよい。具体的には、これらの長さの比は、1:2であってもよい。これによれば、第1空間3の第1流入端31から第1流出端32までの長さを比較的短くしつつ、流路2の下流にスムーズに送液しやすくなる。具体的には、例えば、上流から下流に向かって流路2の幅が狭くなる場合、液体に濡れる流路2の面積が小さくなっていくため、液体の進む速さが次第に大きくなる。この場合、例えば、第2流出端42から第1流出端32までの長さを長くすることによって、液体の流れを整えつつ、第1空間3の下流に流出する液体の進む速さを大きくすることができる。したがって、液体が比較的流れにくい場合、液体の流れを止めずに第1空間3の下流に送液しやすくなる。なお、例えば、液体の粘度が比較的大きい場合、あるいは流路2の底面が上流から下流に向かって上方に傾斜している場合に、液体は比較的流れにくくなる。しかし、上記の構成が流路デバイス1に適用される場面はこれらの例に限定されるものではない。
 また、例えば、上流から下流に向かって流路2の幅が広くなる場合、液体に濡れる流路2の面積が大きくなっていくため、液体の進む速さが次第に小さくなる。この場合、例えば、第2流出端42から第1流出端32までの長さを長くすることによって、液体の流れを整えつつ、第1空間3の下流に流出する液体の進む速さを小さくすることができる。したがって、液体が比較的流れやすい場合、液体が進む速さを大きくしすぎずに、第1空間3の下流に送液しやすくなる。すなわち、液体に気泡が混入する可能性を低減しやすくなる。なお、例えば、液体の粘度が比較的小さい場合、あるいは流路2の底面が上流から下流に向かって下方に傾斜している場合に、液体は比較的流れやすくなる。しかし、上記の構成が流路デバイス1に適用される場面はこれらの例に限定されるものではない。
 図18及び図19は、さらに他の形状の流路2を有する流路デバイス1の外観を示す上面図である。流路2は、第2空間4の第2流出端42から第1空間3の第1流出端32までの長さよりも、第1空間3の第1流入端31から第2空間4の第2流入端41までの長さの方が長くてもよい。具体的には、これらの長さの比は、2:1であってもよい。これによれば、第1空間3の第1流入端31から第1流出端32までの長さを比較的短くしつつ、第1空間3に流入した液体を第2空間4にスムーズに送液しやすくなる。具体的には、例えば、上流から下流に向かって流路2の幅が狭くなる場合、液体に濡れる流路2の面積が小さくなっていくため、液体の進む速さが次第に大きくなる。この場合、例えば、第1流入端31から第2流入端41までの長さを長くすることによって、液体の流れを整えつつ、第2空間4に流入する液体の進む速さを大きくすることができる。したがって、液体が比較的流れにくい場合、第2空間4で液体の流れを止めずに下流側の第1空間3に送液しやすくなる。
 また、例えば、上流から下流に向かって流路2の幅が広くなる場合、液体に濡れる流路2の面積が大きくなっていくため、液体の進む速さが次第に小さくなる。この場合、例えば、第1流入端31から第2流入端41までの長さを長くすることによって、液体の流れを整えつつ、第2空間4に流入する液体の進む速さを小さくすることができる。したがって、液体が比較的流れやすい場合、液体が進む速さを大きくしすぎずに、第2空間4に送液しやすくなる。
 (他の実施形態)
 本開示に係る流路デバイス1の実施形態は上記の例に限定されるものではない。すなわち、本開示に係る流路デバイス1において、上記の実施形態に係る流路2には、上記の構成に加えて、さらに他の構成を適宜適用させてもよい。
 図20は、他の実施形態に係る流路デバイス1の斜視図である。図21は、図20で示した他の実施形態に係る流路デバイス1をC-Cの切断線で切断したときの側断面図である。なお、図21では、流路2の一部と後述する流路基板5の一部が省略されている。省略部分は波線で示されている。すなわち、流路2は、例えば、図21で示されているよりもさらに下流に延びていてもよい。また、流路基板5は、例えば、図21で示されているよりもさらに流路2の上流側又は下流側に広がっていてもよい。
 他の実施形態に係る流路デバイス1は、流路基板5をさらに備えている。流路基板5は、流路デバイス1に搭載される種々の部材を保持することができる。したがって、例えば、上記の実施形態で示した流路2は、流路基板5の内部又は外部に位置してもよい。一実施形態において、流路2は、流路基板5の内部に位置している。
 流路基板5は、例えば、樹脂で形成されていればよい。具体的には、上記の実施形態で示した流路2と同一の材料で形成されてもよい。すなわち、流路基板5と流路2とは一体として形成されてもよい。この場合、流路基板5と流路2とを別々に形成する必要がなくなるため、流路デバイス1を形成するプロセスを短くすることができる。なお、流路基板5及び流路2は、射出成形などの従来公知の技術によって形成されればよい。
 他の実施形態に係る流路デバイス1は、保持部6及び受液部7をさらに備えていてもよい。保持部6は、液体を保持することができる。受液部7は、保持部6から解放された液体を受けることができる。
 保持部6及び受液部7は、例えば、流路基板5の外部又は内部に位置していてもよい。一実施形態において、保持部6は流路基板5の外部に位置し、受液部7は、流路基板5の内部に位置している。さらに、受液部7は、流路基板5の上面に開口し、流路2と接続していてもよい。そして、受液部7の開口は、保持部6の底面で覆われていてもよい。すなわち、一実施形態において、保持部6に保持された液体は、保持部6の底面が開放されることで受液部7に流入し、さらに受液部7から流路2に流入することができる。
 他の実施形態に係る流路デバイス1が保持部6を有することによって、ユーザは検査の度に使用する液体を適宜定量して流路2に導入する必要がなくなる。したがって、他の実施形態に係る流路デバイス1は、ユーザのハンドリングの差に起因する誤差が生じる可能性を低減することができる。また、保持部6に液体を保存しておくことができるため、ユーザは検査のために液体を別途の容器で保存する必要がなくなる。すなわち、他の実施形態に係る流路デバイス1は、検査の利便性を向上させることができる。
 保持部6は、検査に用いる液体の種類に応じた任意の材料によって形成されればよい。例えば、酸化しやすい液体を用いる場合は、保持部6は、酸素の透過率が小さい材料で形成されればよい。例えば、酸性の液体を用いる場合は、保持部6は、耐酸性の材料で形成されればよい。したがって、保持部6は、例えば、アルミニウム、ポリプロピレン、及びポリエチレンなどで形成されればよい。一実施形態において、保持部6は、ポリプロピレンで形成されている。なお、保持部6は、鋳造など、従来公知の技術によって形成されればよい。
 保持部6は、液体を保持することができるのであれば、特定の形状に限定されるものではない。保持部6は、例えば、円錐台、三角錐台、及び四角錐台などの錐台、あるいは円錐、三角錐、及び四角推などの錐体、あるいは円柱、三角柱、及び四角柱などの柱体、又はこれらの組合せなど、任意の形状であればよい。一実施形態において、保持部6は円錐台である。なお、保持部6の上面及び下面は、必ずしも平面でなくともよい。保持部6の上面及び下面の少なくとも一方は、例えば、上方に頂点を有する球面であってもよい。すなわち、例えば、保持部6はいわゆるドーム型の形状であってもよい。
 受液部7は、例えば、樹脂で形成されていればよい。具体的には、上記の実施形態で示した流路2及び流路基板5と同一の材料で形成されてもよい。すなわち、流路2、流路基板5、及び受液部7とは一体として形成されてもよい。この場合、これらを別々に形成する必要がなくなるため、流路デバイス1を形成するプロセスを短くすることができる。なお、受液部7は、流路2及び流路基板5と同様に射出成形などの従来公知の技術によって形成されればよい。
 受液部7は、保持部6から解放された液体を受けることができるのであれば、特定の形状に限定されるものではない。受液部7は、例えば、円錐台、三角錐台、及び四角錐台などの錐台、あるいは円錐、三角錐、及び四角錘などの錐体、あるいは円柱、三角柱、及び四角柱などの柱体、又はこれらの組合せなど、任意の形状であればよい。一実施形態において、受液部7は円柱である。
 次に、本開示の一実施形態の流路デバイス1において、第1空間3および第2空間4が形成される具体例について説明する。
 図22は、本開示の一実施形態の流路デバイス1における保持部6の周辺を示す図である。流路デバイス1は、図22に示すように、保持部6から受液部7に注入された液体が流路2において受液部7から送液される位置に、第1空間3および第2空間4が形成されている。流路デバイス1は、図22に示すように図1および図3に示した形状の第1空間3および第2空間4が形成されていてもよいし、図4、図6、図7、図8、図9、図10、図11、図12、または図13に示した形状の第1空間3および第2空間4が形成されていてもよい。流路デバイス1に、図22に示すように図1および図3に示した形状の第1空間3および第2空間4が形成されている場合、第2空間4の上端が第1空間3の上端よりも高い位置に位置していてもよい。
 上記の構成を有することにより、液体が第1空間3から第2空間4に流入する際、第1空間3と第2空間4の境界において液体に表面張力が働くため、液体が第2空間4を進む速さを小さくすることができる。また、流路2の側面と第2空間4の外周の少なくとも一部との間に第1空間3が位置することによって、第1空間3と第2空間4との境界面を増やすことができる。すなわち、一実施形態に係る流路デバイス1は、液体に働く表面張力を大きくすることができる。その結果、第1空間3に流入した液体の流れが第1空間3と第2空間4との境界において均一になりやすくなる。つまり、液体の界面の挙動が均一になりやすくなる。したがって、下流の第1空間3から流出する液体に気泡が混入する可能性が低減される。
 図23は、本開示の一実施形態の流路デバイス1が備える幅広部8の構成を示す図である。図23に示すように、本開示の一実施形態の流路デバイス1は、幅広部8を備えていてもよい。幅広部8は、流路2の一部を構成しており、流路2の他の部分と比べて流路の幅が広くなっている構造である。幅広部8には、気体(例えば、空気)が充填されていてもよい。例えば、流路2において幅広部8の下流に他の液体が存在する場合、幅広部8に液体が送液されることにより幅広部8に充填されていた空気が幅広部8の下流に押し出されることで、流路2において幅広部8の下流に存在する液体を下流へ向けて送液することができる。これにより、幅広部8に送液された液体と、上記他の液体とが、幅広部8に充填されていた気体を介して接するため、幅広部8に送液された液体と上記他の液体とが混合する可能性を低減させることができる。幅広部8における流路の最大の幅は、2.0~2.5mmであってもよい。
 図23に示すように、第1空間3および第2空間4は、幅広部8に位置していてもよい。幅広部8が、流路2を液体が送液される方向(図23において矢印で示す方向)に沿って、流路の幅が徐々に広くなる第1領域81、流路の幅が一定である第2領域82、および、流路の幅が徐々に狭くなる第3領域83を有していてもよい。この場合、第1空間3および第2空間4は、第2領域82および第3領域83を跨ぐように位置していてもよい。幅広部8に位置する第1空間3および第2空間4は、図1および図3に示した形状であってもよいし、図4、図6、図7、図8、図9、図10、図11、図12、または図13に示した形状の第1空間3および第2空間4が形成されていてもよい。第1空間3および第2空間4が幅広部8に位置している場合、液体が幅広部8を流れる際に、液体が第2空間4を進む速さを小さくすることができる。その結果、液体に気泡が混入する可能性を低減することができるとともに、液体が第1空間3から第2空間4に流入するときに液体の流れを整えることができる。
 図24は、本開示の一実施形態の流路デバイス1が備える検出部9の構成を示す図である。検出部9は、流路2に設けられており、液体に含まれる検出対象物質の測定を行うための領域である。本実施形態における検出部9は、検出部9に予め固定されている抗体に、液体に含まれる抗原が結合することによる重量の増加を検出するセンサー(不図示)を有していてもよい。
 検出部9における検出対象物質の検出方法は、上述の方法に限定されない。当該検出方法は、検出対象物質と直接または間接的に結合した蛍光物質が発する蛍光の強度を測定する方法、または、検出対象物質と直接または間接的に結合した酵素が生成する生成物(色素など)の濃度を検出する方法であってもよい。
 図24に示すように、検出部9は、流路2を液体が送液される方向(図24において矢印で示す方向)に沿って、流路の幅が徐々に広くなる第4領域91、流路の幅が一定である第5領域92、および、流路の幅が徐々に狭くなる第6領域93を有していてもよい。第1空間3および第2空間4は、第5領域92に位置してもよい。この場合、前記センサーは、図24に示すように、第2空間に位置していてもよい。検出部9における流路の最大の幅は、1.0~1.5mmであってもよい。
 上記構成となっていることにより、液体が第1空間3から第2空間4(すなわち、センサーの位置する場所)に流入する際に、液体が第2空間4を進む速さを小さくすることができる。これにより、検出部9に予め抗体が固定されている場合、検出部9に予め固定されている抗体に、液体に含まれる抗原が結合する可能性を向上させることができるので、測定精度を向上させることができる。
 なお、図24に示す例では、第2空間4が1箇所形成されているが、本開示の流路デバイスは、これに限られるものではない。検出部9は、第2空間4を2つ以上備える構成であってもよい。
 図25は、本開示の一実施形態の流路デバイス1の構成を示す図である。図25に示すように、流路デバイス1は、第1保持部6Aと、第2保持部6Bと、第3保持部6Cと、第1幅広部8Aと、第2幅広部8Bと、第3幅広部8Cと、第1検出部9Aと、第2検出部9Bと、廃液貯留部10とを備えていてもよい。
 本実施形態では、第1保持部6Aは緩衝液を保持しており、第2保持部6Bは検体液を保持しており、第3保持部6Cは、第1検出部9Aおよび第2検出部9Bにおいて抗体と結合しなかった抗原を洗い流す等の目的のために用いられる緩衝液を保持している。
 第1検出部9Aおよび第2検出部9Bは、第2保持部6Bに保持されている検体液に含まれる異なる抗原をそれぞれ測定してもよいし、いずれか一方には抗体が固定化されていなくてもよい。
 次に、図25に示す流路デバイス1の使用方法について説明する。まず、第1保持部6Aの底面を開放することにより第1保持部6Aから緩衝液が流路2に流入する。このとき、第1保持部6Aに近くに第1空間3および第2空間4が形成されていることにより、緩衝液に気泡が混入する可能性を低減することができる。また、当該第1空間3に流入した緩衝液に気泡が含まれている場合に、気泡を第2空間4によってトラップすることができる。その結果、下流側に気泡が流れる可能性を低減することができる。
 次に、緩衝液が上記第1空間3を通過し第1幅広部8Aに到達する。第1幅広部8Aは、上記幅広部8と同様の構成を有している。そのため、第1幅広部8Aを緩衝液が送液される際に緩衝液の流れを整えることができる。第1幅広部8Aを通過した緩衝液は、第1検出部9Aおよび第2検出部を通過した後、廃液貯留部10に送液される。
 次に、第2貯留部6Bの底面を開放することにより第2保持部6Bから検体液が流路2に流入し、第2幅広部8Bに到達する。このとき、第2幅広部8Bに充填されていた気体が下流に向けて送出されることにより、流路2内に存在する緩衝液を下流へ向けて送液することができる。これにより、検体液と緩衝液とが混合する可能性を低減させることができる。
 第2幅広部8Bを通過した検体液は、第1検出部9Aに流入する。第1検出部9Aは、上述の検出部9と同様の構成を有しているため、第1検出部9Aに予め固定されている抗体に、検体液に含まれる抗原が結合する可能性を向上させることができる。その結果、測定精度を向上させることができる。
 第1検出部9Aから流出した緩衝液は、次に、第2検出部9Bに流入し、第1検出部9Aにおいて測定した抗原とは異なる抗原の測定が行われる。第2検出部9Bから流出した緩衝液は、廃液貯留部10に送液される。
 次に、第3貯留部6Bの底面を開放することにより第1保持部6Aから緩衝液が流路2に流入し、第3幅広部8Cを通過し、第1検出部9Aおよび第2検出部9Bに流入する。第1検出部9Aおよび第2検出部9Bに導かれた緩衝液によって、第1検出部9Aおよび第2検出部9Bにおいて抗体と結合しなかった抗原を洗い流す。その後、緩衝液は、廃液貯留部10に送液される。
 以上、本開示に係る流路デバイス1の実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきた。しかしながら、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を1つに組み合わせたり、或いは、分割したりすることが可能であることに留意されたい。
 例えば、図1において、第1空間3の第1流入端31と第1流出端32、及び第2空間4の第2流入端41と第2流出端42は、それぞれ直線で示されているが、これに限られない。例えば、第1空間3の第1流入端31と第1流出端32、及び第2空間4の第2流入端41と第2流出端42は、流路2の上流側又は下流側に頂点を有する曲線であってもよい。
 例えば、上記の実施形態において、保持部6は、流路基板5の上面に位置しているが、下面に位置していてもよい。この場合、受液部7は、流路基板5の下面に開口していればよい。
 本開示において「第1」及び「第2」等の記載は、一実施形態に係る流路デバイス1の構成を区別するための識別子である。本開示における「第1」及び「第2」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第1空間3は、第2空間4と識別子である「第1」と「第2」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してもよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第1」及び「第2」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序が解釈されてはならない。また、本開示において、「進む速さ」とは、流量又は流速と解釈されてもよい。流量とは、単位時間あたりに流れる液体の量をいう。流速とは、単位時間あたりに液体が進む距離を言う。
流路デバイス   1
流路       2
第1空間     3
第1流入端    31
第1流出端    32
第2空間     4
第2流入端    41
第2流出端    42
流路基板     5
保持部      6
突起部      61
第1面      61a
受液部      7

 

Claims (18)

  1.  液体が流れる方向に沿って側面を有する流路と、
     前記流路に位置する第1空間と、
     前記流路において前記第1空間と接続して位置し、前記第1空間の上端と異なる高さに上端が位置する第2空間と、を備え、
     前記第1空間の少なくとも一部は、前記流路の前記側面と前記第2空間の外周の少なくとも一部との間に位置する、流路デバイス。
  2.  前記第2空間の上端は、前記第1空間の上端よりも高い位置に位置する、請求項1に記載の流路デバイス。
  3.  前記第2空間は、前記第1空間よりも高さが大きい、請求項2に記載の流路デバイス。
  4.  前記第2空間の上端は、前記第1空間の上端よりも低い位置に位置する、請求項1に記載の流路デバイス。
  5.  前記第2空間は、前記第1空間よりも高さが小さい、請求項4に記載の流路デバイス。
  6.  前記第2空間の下端は、前記第1空間の下端と同一平面に位置する、請求項1~5のいずれかに記載の流路デバイス。
  7.  前記第2空間の下端は、前記第1空間の下端よりも低い位置に位置する、請求項1~5のいずれかに記載の流路デバイス。
  8.  前記第1空間は、前記液体が流入する第1流入端と前記液体が流出する第1流出端とを有し、
     前記第1流入端は、前記第1流出端よりも幅が大きい、請求項1~7のいずれかに記載の流路デバイス。
  9.  前記第1空間は、前記液体が流入する第1流入端と前記液体が流出する第1流出端とを有し、
     前記第1流入端は、前記第1流出端よりも幅が小さい、請求項1~7のいずれかに記載の流路デバイス。
  10.  前記第2空間は、前記液体が流入する第2流入端と前記液体が流出する第2流出端とを有し、
     前記第2流入端は、前記第2流出端よりも幅が大きい、請求項1~9のいずれかに記載の流路デバイス。
  11.  前記第2空間は、前記液体が流入する第2流入端と前記液体が流出する第2流出端とを有し、
     前記第2流入端は、前記第2流出端よりも幅が小さい、請求項1~9のいずれかに記載の流路デバイス。
  12.  前記第1空間は、前記第1流入端から前記第2流入端までの長さよりも、前記第2流出端から前記第1流出端までの長さの方が長い、請求項1~11のいずれかに記載の流路デバイス。
  13.  前記第1空間は、前記第1流入端から前記第2流入端までの長さよりも、前記第2流入端から前記第1流出端までの長さの方が短い、請求項1~11のいずれかに記載の流路デバイス。
  14.  内部に前記流路が位置する流路基板と、
     前記流路基板の上面に位置し、前記液体を保持可能な保持部と
     前記流路基板の上面に開口し、前記流路と接続する受液部と、をさらに備え、
     前記受液部の開口は、前記保持部の底面に覆われている、請求項1~13のいずれかに記載の流路デバイス。
  15.  前記保持部は、前記流路基板の上面に対向する第1面、及び前記第1面部の外縁に位置し上方に突出する突起部を有する、請求項14に記載の流路デバイス。
  16.  前記第1面の少なくとも一部は、前記保持部に充填された前記液体の液面と接している、請求項15に記載の流路デバイス。
  17.  前記流路は、疎水性材料で形成されている、請求項1~16のいずれかに記載の流路デバイス。
  18.  前記流路の内周面は、疎水性材料が塗布されている、請求項1~17のいずれかに記載の流路デバイス。
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