CN113518924A - 液体供给装置、微小装置***、及液体供给方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的液体供给装置(3)具备泵部(41)、分支管(45)、第1导入部(50)、第2导入部(55)、及停止部(65)。泵部(41)具有排出流体(F1)的排出口(41a)。分支管(45)具有连接部(46)、和第1及第2管部(47、48)。连接部(46)与排出口(41a)连接。第1及第2管部(47、48)自连接部(46)分支。第1导入部(50)与第1管部(47)连接，且以与流动于第1管部(47)的流体(F1)的流量相应的流量向第1流路(10)导入第1液体(L1)。第2导入部(55)与第2管部(48)连接，且以与流动于第2管部(48)的流体(F1)的流量相应的流量向第1流路(10)导入第2液体(L2)。停止部(65)使第2管部(48)中的流体(F1)的流动停止。

Description

液体供给装置、微小装置***、及液体供给方法
技术领域
本发明涉及一种液体供给装置、微小装置***、及液体供给方法。
背景技术
已知有包含微小流体装置与向该微小流体装置供给液体的液体供给装置的微小装置***(例如，专利文献1)。专利文献1所公开的微小流体装置中，两条流路沿彼此延伸。两条流路通过连通孔连通。向两条流路的各个供给所需液体。微小流体装置例如通过MEMS技术制作。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015-002684号公报
发明内容
发明想要解决的技术问题
上述微小流体装置包含例如在连通孔形成脂质双层膜的装置、或通过两条流路的压力差并在连通孔的一方的流路侧捕获细胞的装置。对于微小流体装置，考虑向1条流路在任意的时刻导入多种液体。例如，考虑向第1流路同时导入两种液体，然后在向第2流路导入液体的状态下，停止导入至第1流路的两种液体中的1种的导入。
该情况下，当随着停止向第1流路导入液体，流动于第1流路的液体的流量发生变化时，第1流路的压力也发生变化。在第1流路的压力急剧变化的情况下，会产生第1流路与第2流路之间的压力差急剧变化的问题。两条流路间的压力差的变化会影响到位于连通孔的对象物。在在连通孔形成有脂质膜的情况下，例如因上述压力差的变化而存在所形成的脂质膜破碎的风险。在在连通孔配置有细胞的情况下，例如因上述压力差的变化而存在细胞意外脱离连通孔的风险，或存在细胞被按压于连通孔而破碎的风险。
为了解决上述问题，也考虑向微小流体装置供给液体的液体供给装置根据状况而分别电子控制导入至各流路的液体的导入量。然而，该情况下，担心会使液体供给装置大型化、复杂化、及高成本化。
本发明的一个方式的目的在于提供能以简单结构抑制流路间的压力差的变化的液体供给装置。本发明的另一方式的目的在于提供能以简单结构抑制流路间的压力差的变化的微小装置***。本发明的又一方式的目的在于提供能以简单结构抑制流路间的压力差的变化的液体供给方法。
用于解决问题的技术手段
本发明的一个方式的液体供给装置向微小流体装置供给液体，该微小流体装置具有第1流路、第2流路、及连通孔。第2流路沿第1流路延伸。连通孔将第1流路与第2流路连通。该液体供给装置具备泵部、分支管、第1导入部、第2导入部、及停止部。泵部具有排出流体的排出口。分支管具有连接部、第1及第2管部。连接部与排出口连接。第1及第2管部自连接部分支。第1导入部与第1管部连接，且以与流动于第1管部的流体的流量相应的流量向第1流路导入第1液体。第2导入部与第2管部连接，且以与流动于第2管部的流体的流量相应的流量向第1流路导入第2液体。停止部使第2管部中的流体的流动停止。
上述一个方式中，第2导入部以与流动于第2管部的流体的流量相应的流量向第1流路导入第2液体。因此，通过使第2管部内的流体的流动停止，而停止向第1流路导入第2液体。在第2管部内的流体的流动停止的状态下，从泵部的排出口排出的流体流入至分支管的除第2管部以外的部分。由于分支管中第1及第2管部自连接部分支，因此第2管部内的流体的流动停止的状态下的第1管部内的流体流量，与第2管部内的流体的流动停止的状态相比增加。第1导入部以与流动于第1管部的流体的流量相应的流量向第1流路导入第1液体。因此，即便在第2管部内的流体的流动停止的状态与不停止的状态之间转换的情况下，也可抑制流动于第1流路的液体流量的变化。由此，上述液体供给装置即便在第2管部内的流体的流动停止的情况与不停止的情况之间转换的情况下，也可抑制第1流路中的压力变化。其结果，不对第1及第2液体的导入量进行电子控制，而以简单结构即可抑制第1流路与第2流路之间的压力差的变化。
上述一个方式中，第1导入部也可包含第1容纳管，该第1容纳管与第1管部连接，并且在内部容纳第1液体。第2导入部也可包含第2容纳管，该第2容纳管与第2管部连接，并且在内部容纳第2液体。该情况下，根据流动于第1管部的流体的流量而将第1容纳管中容纳的第1液体压出。根据流动于第2管部的流体的流量而将第2容纳管中容纳的第2液体压出。其结果，能以更简单结构实现抑制第1流路与第2流路之间的压力差的变化。
上述一个方式中，停止部也可包含阀门，该阀门对连接第2管部与第2导入部的流路进行开闭。该情况下，第2管部内的流体的流动可容易地通过阀门停止。若阀门设置于第2导入部与第2管部之间，则在通过该阀门使第2管部的流体的流动停止的情况下，来自泵部的流体不会受到第2液体的压缩性及第2导入部内的流路的膨胀等的影响而流入至分支管的除第2管部以外的部分。由此，进一步抑制第1流路中的压力变化。
本发明的另一方式的微小装置***具备微小流体装置、第1供给部、及第2供给部。微小流体装置具有第1流路、第2流路、及连通孔。第2流路沿第1流路延伸。连通孔将第1流路与第2流路连通。第1供给部向第1流路供给液体。第2供给部向第2流路供给液体。第1供给部具备泵部、分支管、第1导入部、第2导入部、及停止部。泵部具有排出流体的排出口。分支管具有连接部、第1及第2管部。连接部与第1供给部的泵部的排出口。第1及第2管部自连接部分支。第1导入部与第1管部连接，且以与流动于第1管部的流体的流量相应的流量向第1流路导入第1液体。第2导入部与第2管部连接，且以与流动于第2管部的流体的流量相应的流量向第1流路导入第2液体。停止部使第2管部中的流体的流动停止。
上述另一方式中，第2导入部以与流动于第2管部的流体的流量相应的流量向第1流路导入第2液体。因此，通过第2管部内的流体的流动停止而停止向第1流路导入第2液体。第2管部内的流体的流动停止的状态下，自泵部的排出口排出的流体流入至分支管的除第2管部以外的部分。分支管中第1及第2管部自连接部分支，第2管部内的流体的流动停止的状态下的第1管部内的流体流量，与第2管部内的流体的流动不停止的状态相比增加。第1导入部以与流动于第1管部的流体的流量相应的流量向第1流路导入第1液体。因此，即便在第2管部内的流体的流动停止的状态与不停止的状态之间转换的情况下，也可抑制流动于第1流路的液体的流量变化。由此，上述微小装置***即便在第2管部内的流体的流动停止的状态与不停止的状态之间转换的情况下，也可抑制第1流路中的压力变化。其结果，不对第1及第2液体的导入量进行电子控制，而以简单结构即可抑制第1流路与第2流路之间的压力差的变化。
上述另一方式中，微小流体装置也可具有与第1流路连接的第1及第2流入路。第1及第2流入路也可在通过第1流路及第2流路的平面上与第2流路的延伸方向正交的方向上，配置于比连通孔更远离第2流路的位置。第2流入路自与上述平面正交的方向观察，也可在比第1流入路更靠第2流路侧延伸。第1导入部也可以向第1流入路导入第1液体的方式配置。第2导入部也可以向第2流入路导入第2液体的方式配置。该情况下，通过向第1及第2流入路的各个导入第1及第2液体，并在第1流路内形成第1液体流动的层与第2液体流动的层。若为该结构，则可根据是否向第2流入路导入第2液体而控制供给至连通孔的液体。
上述另一方式中，第2供给部也可具备泵部、分支管、第3导入部、第4导入部、及停止部。上述泵部具有排出流体的排出口。分支管也可具有连接部、第3及第4管部。上述连接部也可与第2供给部的泵部的排出口连接。第3及第4管部自上述连接部分支。第3导入部与第3管部连接，也可以与流动于第3管部的流体的流量相应的流量向第2流路导入第3液体。第4导入部与第4管部连接，也可以与流动于第4管部的流体的流量相应的流量向第2流路导入第4液体。上述停止部也可使第3管部中的流体的流动停止。该情况下，第2供给部与第1供给部具有相同结构。由此，即便在第3管部内的流体的流动停止的状态与不停止的状态之间转换的情况下，也可抑制第2流路中的压力变化。其结果，不对第1、第2、第3及第4液体的导入量进行电子控制，而以简单结构即可抑制第1流路与第2流路之间的压力差的变化。
上述另一方式中，微小流体装置也可具有与第2流路连接的第3及第4流入路。第3及第4流入路也可在通过第1流路及第2流路的平面上与第2流路的延伸方向正交的方向上，配置于比连通孔更远离第1流路的位置。第3流入路自与上述平面正交的方向观察，也可在比第4流入路更靠第1流路侧延伸。第3导入部也可以向第3流入路导入第3液体的方式配置。第4导入部也可以向第4流入路导入第4液体的方式配置。该情况下，通过向第3及第4流入路的各个导入第3及第4液体，并在第2流路内形成第3液体流动的层与第4液体流动的层。若为该结构，则可通过是否导入第3液体而控制供给至连通孔的液体。
上述另一方式中，连通孔的直径也可为1～15μm。该情况下，通过于第1流路与第2流路之间设置压力差，可在连通孔捕获细胞。
本发明的又一方式的液体供给方法是对微小流体装置供给液体，该微小流体装置具有第1流路、第2流路、及连通孔。第2流路沿第1流路延伸。连通孔将第1流路与第2流路连通。该液体供给方法具备：准备对微小流体装置供给液体的液体供给装置的步骤；及通过液体供给装置向第1流路及第2流路导入液体的步骤。液体供给装置具有：第1供给部，其向第1流路供给液体；及第2供给部，其向第2流路供给液体。第1供给部具备泵部、分支管、第1导入部、及第2导入部。泵部具有排出流体的排出口。分支管具有连接部、第1及第2管部。连接部与排出口连接。第1及第2管部自连接部分支。第1导入部与第1管部连接，且以与流动于第1管部的流体的流量相应的流量向第1流路导入第1液体。第2导入部与第2管部连接，且以与流动于第2管部的流体的流量相应的流量向第1流路导入第2液体。供给液体的步骤具有：自第1供给部的泵部的排出口排出流体，在第1及第2管部内流动流体的步骤；及在在第1及第2管部内流动流体的步骤之后，一边在第1管部内流动流体，一边使第2管部内的流体的流动停止的步骤。
上述又一方式中，在第1及第2管部内流动流体的步骤中向第1流路导入第1及第2液体，使第2管部内的流体的流动停止的步骤中向第1流路导入第1液体但不导入第2液体。第2管部内的流体的流动停止的状态下，自泵部的排出口排出的流体流入至分支管的除第2管部以外的部分。因此，第2管部内的流体的流动停止的状态下的第1管部内的流体流量，与第2管部内的流体的流动停止的状态相比增加。因此，即便在第2管部内的流体的流动停止的状态与不停止的状态之间转换的情况下，也可抑制流动于第1流路的液体的流量变化。由此，上述液体供给方法在第1及第2管部内流动流体的步骤与使第2管部内的流体的流动停止的步骤之间，抑制第1流路中的压力变化。其结果，不对第1及第2液体的导入量进行电子控制，而以简单结构即可抑制第1流路与第2流路之间的压力差的变化。
上述又一方式中，在第1及第2管部内流动流体的步骤中，也可为，在第1流路中，以第2液体比第1液体更靠近第2流路流动的方式，使第1液体与第2液体并列流动。该情况下，可在第1及第2管部内流动流体的步骤与使第2管部内的流体的流动停止的步骤之间，控制供给至连通孔的液体。
上述又一方式中，第2供给部也可具备泵部、分支管、第3导入部、及第4导入部。泵部也可具有排出流体的排出口。分支管也可具有连接部、第3及第4管部。连接部也可与排出口连接。第3及第4管部也可自连接部分支。第3导入部与第3管部连接，且也可以与流动于第3管部的流体的流量相应的流量向第2流路导入第3液体。第4导入部与第4管部连接，且也可以与流动于第4管部的流体的流量相应的流量向第2流路导入第4液体。供给液体的步骤也可具有：自第2供给部的泵部的排出口排出流体，在第3及第4管部内流动流体的步骤；及在在第3及第4管部内流动流体的步骤之后，一边在第4管部内流动流体，一边使第3管部内的流体的流动停止的步骤。该情况下，在第3及第4管部内流动流体的步骤中向第2流路导入第3及第4液体，使第3管部内的流体的流动停止的步骤中向第2流路导入第4液体但不导入第3液体。第3管部内的流体的流动停止的状态下，自泵部的排出口排出的流体流入至分支管的除第3管部以外的部分。因此，第3管部内的流体的流动停止的状态下的第4管部内的流体流量，与第3管部内的流体的流动停止的状态相比增加。由此，上述液体供给方法中，在在第3及第4管部内流动流体的步骤与使第3管部内的流体的流动停止的步骤之间，抑制第2流路中的压力变化。其结果，不对第1、第2、第3及第4液体的导入量进行电子控制，而以简单结构即可抑制第1流路与第2流路之间的压力差的变化。
上述又一方式中，在第3及第4管部内流动流体的步骤中，也可为，在第2流路中，以第3液体比第4液体更靠近第1流路流动的方式，使第3液体与第4液体并列流动。该情况下，可在第3及第4管部内流动流体的步骤与使第3管部内的流体的流动停止的步骤之间，控制供给至连通孔的液体。
上述又一方式中，第2液体也可为包含多个细胞的悬浊液。第4液体也可为包含与细胞接触的标的物质的试样。在第1及第2管部内流动流体的步骤及在第3及第4管部内流动流体的步骤中，也可以使第1流路内的压力成为高于第2流路内的压力的方式，自第1供给部的泵部及第2供给部的泵部排出流体。使第2管部内的流体的流动停止的步骤中，也可维持在第1及第2管部内流动流体的步骤及在第3及第4管部内流动流体的步骤中的、第1供给部的泵部排出的流体流量、及第2供给部的泵部排出的流体流量。该情况下，可在连通孔的第1流路侧捕获细胞。使第3管部内的流体的流动停止的步骤中，可使标的物质接触于所捕获的细胞。使第2管部内的流体的流动停止的步骤中，抑制第1流路与第2流路之间的压力差的变化。因此，防止所捕获的细胞意外脱离连通孔、及所捕获的细胞被按压于连通孔而破碎。
上述又一方式中，使第3管部内的流体的流动停止的步骤中，也可维持在第1及第2管部内流动流体的步骤及在第3及第4管部内流动流体的步骤中的、第1供给部的泵部排出的流体流量、及第2供给部的泵部排出的流体流量。该情况下，使第3管部内的流体的流动停止的步骤中，抑制第1流路与第2流路之间的压力差的变化。因此，防止所捕获的细胞意外脱离连通孔、及所捕获的细胞被按压于连通孔而破碎。
上述又一方式中，第1液体也可为水溶液。第2液体也可为溶解有脂质的油性溶液。供给液体的步骤，也可在使第2管部内的流体的流动停止的步骤之前，具有向第2流路供给水溶液的步骤。在第1及第2管部内流动流体的步骤及向第2流路供给水溶液的步骤中，也可以第1流路内的压力与第2流路内的压力成为相同的方式，自第1供给部的泵部及第2供给部的泵部排出流体。使第2管部内的流体的流动停止的步骤中，也可维持在第1及第2管部内流动流体的步骤及向第2流路供给水溶液的步骤中的、第1供给部的泵部排出的流体流量、及第2供给部的泵部排出的流体流量。该情况下，在使第2管部内的流体的流动停止之前，在连通孔形成单分子的脂质膜，从而在使第2管部内的流体的流动停止的步骤中在连通孔形成脂质双层膜。使第2管部内的流体的流动停止的步骤中，抑制第1流路与第2流路之间的压力差的变化。因此，防止所形成的脂质膜破碎。
发明的效果
本发明的一个方式可提供以简单结构抑制流路间的压力差的变化的液体供给装置。本发明的另一方式可提供以简单结构抑制流路间的压力差的变化的微小装置***。本发明的又一方式可提供以简单结构抑制流路间的压力差的变化的液体供给方法。
附图说明
图1是本实施方式的微小装置***的概略图。
图2是微小流体装置的局部放大图。
图3是用于对微小装置***的动作进行说明的图。
图4是用于对微小装置***的动作进行说明的图。
图5是表示向微小流体装置供给液体的方法的流程图。
图6是用于说明向微小流体装置供给液体的方法的图。
图7是用于说明向微小流体装置供给液体的方法的图。
图8是用于说明向微小流体装置供给液体的方法的图。
图9是用于说明向微小流体装置供给液体的方法的图。
图10是表示向本实施方式的变形例的微小装置***的微小流体装置供给液体的方法的流程图。
图11是用于说明向微小流体装置供给液体的方法的图。
图12是用于说明向微小流体装置供给液体的方法的图。
图13是用于说明向微小流体装置供给液体的方法的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，在说明中，对相同要素或具有相同功能的要素使用相同符号，并省略重复说明。
首先，参照图1及图2对本实施方式的微小装置***进行说明。图1是微小装置***的概略图。图2是微小流体装置的局部放大图。微小装置***1用于观察所捕获的细胞相对于标的物质的反应、或形成脂质双层膜等。微小装置***1例如为微流体装置或纳米流体装置。
微小装置***1具备微小流体装置2与液体供给装置3。液体供给装置3对微小流体装置2供给所需液体。本实施方式中，液体供给装置3将4种液体L1、L2、L3、L4供给至微小流体装置2。例如，液体L1为第1液体，液体L2为第2液体，液体L3为第3液体，液体L4为第4液体。
微小流体装置2具有覆盖玻璃4、及基板5。基板5层叠于覆盖玻璃4上。基板5具有一对主面。如图1所示，在基板5设置有供自液体供给装置3供给的液体流动的槽。图1表示与基板5的一对主面平行的截面。基板5在一个主面与覆盖玻璃4相接。基板5由例如硅橡胶等树脂形成。作为硅橡胶的材料，列举例如二甲基聚硅氧烷。基板5的上述槽通过例如光微影等形成。
设置于基板5的槽包含一对流路10、20、流入路11、12、21、22、流出路13、23、及连通部30。流路10、20具有一端与另一端。流路10、20的一端构成流路的入口。流路10、20的另一端构成流路的出口。流入路11、12与流路10的一端连接。流出路13与流路10的另一端连接。流入路21、22与流路20的一端连接。流出路23与流路20的另一端连接。连通部30于流路10、20的一端与另一端之间的区域将流路10与流路20连通。
一对流路10、20与基板5的主面平行、且相互沿方向D1延伸。换言之，一对流路10、20通过与基板5的主面平行的平面，且在在该平面上与方向D1正交的方向D2上排列。流路10与流路20以位于流路10与流路20之间的壁划分。本实施方式中，流路10、20为直线状。流路10、20也可为弧状。
本实施方式中，自与基板5的主面正交的方向D3观察，流路10与流路20的壁的宽度小于流路10、20的宽度。本实施方式中，流路10、20的截面为矩形，流路10的截面积与流路20的截面积相同。流路10与流路20的截面形状也相同。例如，在流路10为第1流路的情况下，流路20为第2流路。例如，本实施方式中，流入路11为第1流入路，流入路12为第2流入路，流入路21为第3流入路，流入路22为第4流入路。
方向D2上的流路10、20的宽度例如为100μm。方向D2上的流路10、20的宽度为50μm～2000μm。流路10、20的长度例如为7mm。方向D3上的流路10、20的深度例如为25μm。方向D3上的流路10、20的深度为15μm～30μm。
连通部30如图2所示，包含设置于流路10的凹陷31、设置于流路20的凹陷32、及连通凹陷31与凹陷32的连通孔33。凹陷31具有自方向D3观察向流路20侧凹陷的U字形状。凹陷32具有自方向D3观察向流路10侧凹陷的U字形状。连通孔33贯通U字形状的凹陷31、32的各个的底面而将流路10与流路20连通。连通孔33设置于方向D2。
流入路11、12及流出路13具有一端与另一端。流入路11的一端包含注入口11a。流入路11的另一端与流路10连接。流入路12的一端包含注入口12a。流入路12的另一端与流路10连接。流出路13的一端包含流出口13a。流出路13的另一端与流路10连接。
流入路11、12及流出路13在方向D2上，设置于比连通孔33更远离流路20的位置。流入路11、12及流出路13为直线状。流入路12自方向D3观察，在比流入路11更靠流路20侧延伸。本实施方式中，流入路11、12及流出路13沿与基板5的主面平行、且与流路10、20的延伸方向D1交叉的方向延伸。流入路11以比流入路12大的角度相对于流路10、20的延伸方向D1倾斜。
流入路21、22及流出路23具有一端与另一端。流入路21的一端包含注入口21a。流入路21的另一端与流路20连接。流入路22的一端包含注入口22a。流入路22的另一端与流路20连接。流出路23的一端包含流出口23a。流出路23的另一端与流路20连接。
流入路21、22及流出路23在方向D2上设置于比连通孔33更远离流路10的位置。本实施方式中，流入路21、22及流出路23为直线状。流入路21自方向D3观察，在比流入路22更靠流路10侧延伸。本实施方式中，流入路21、22及流出路23沿与基板5的主面平行、且与流路10、20的延伸方向D1交叉的方向延伸。流入路22以比流入路21大的角度相对于流路10、20的延伸方向D1倾斜。流入路21也可在流路10、20的延伸方向D1延伸。
液体供给装置3具备对流路10供给液体的供给部40、及向流路20供给液体的供给部70。供给部40具备泵部41、分支管45、导入部50、55、及停止部60、65。供给部70具备泵部71、分支管75、导入部80、85、及停止部90、95。例如，本实施方式中，导入部50为第1导入部，导入部55为第2导入部，导入部80为第3导入部，导入部85为第4导入部。例如，供给部40为第1供给部，供给部70为第2供给部。
泵部41具有排出流体F1的排出口41a。泵部41例如为容纳自排出口41a排出的流体F1的注射泵。泵部41也可人工地自排出口41a排出流体F1。泵部41以固定流量自排出口41a排出流体F1。流体F1例如为第1流体。
泵部41自排出口41a排出的流体F1例如为非压缩性流体。作为非压缩性流体，列举例如液体。液体列举例如缓冲液。该缓冲液也可为例如磷酸缓冲生理盐水(以下，称为“PBS”)。图1中，相对于供给部40而示出的箭头表示流体F1的流量。图1中，相对于供给部70而示出的箭头表示流体F2的流量。箭头的宽度越宽则流量越大。再个，所谓“流量”是体积流量，是指流体移动的每单位时间的体积。
分支管45具有连接部46与多个管部47、48。本实施方式中，分支管45具有2个管部47、48。连接部46与排出口41a连接。自排出口41a排出的流体F1自连接部46流入至分支管45的内部。本实施方式中，注射泵与分支管45的连接部46以硅酮管连接。
管部47、48自连接部46分支。由此，自连接部46流入的流体F1流入至多个管部47、48的至少一个。分支管45被流体F1充满后，向连接部46流入的流体F1的流量为自管部47、48流出的流体F1的合计流量。本实施方式中，分支管45自连接部46分支为2个管部47、48，但也可分支为3个以上的管部47、48。
导入部50将液体L1导入至流路10。导入部50以将液体L1导入至流入路11的注入口11a的方式配置。导入部50具有容纳液体L1的结构。本实施方式中，导入部50包含有在内部容纳液体L1的容纳管51。容纳管51的一端与管部47连接。容纳管51的另一端配置于微小流体装置2的注入口11a。容纳管51根据所要容纳的液体L1的体积而具有充足长度。容纳管51为了节省空间而构成为环状。本实施方式中，导入部50在容纳管51容纳如下体积的液体L1，该液体L1的体积超过在延伸方向D1上自流入路11与流路10的连接位置至流路10与连通孔33的连接位置为止的流路10的容积。例如，容纳管51为第1容纳管。
自管部47流出的流体F1流入至容纳管51。其结果，容纳管51中容纳的液体L1被流入至容纳管51的流体F1压出。具体而言，容纳管51中容纳的液体L1对应于流入至容纳管51的流体F1的体积而向管部47的相反侧移动。因此，自容纳管51供给至微小流体装置2的流路10的液体L1的流量为自管部47流出的流体F1的流量。换言之，导入部50以与流动于管部47的流体F1的流量相应的流量向流路10导入液体L1。供给部40的结构并不限定于上述结构，自容纳管51供给至微小流体装置2的流路10的液体L1的流量，也可与自管部47流出的流体F1的流量不同。
导入部55将液体L2导入至流路10。导入部55以将液体L2导入至流入路12的注入口12a的方式配置。导入部55具有容纳液体L2的结构。本实施方式中，导入部55包含有在内部容纳液体L2的容纳管56。本实施方式中，容纳管56的一端与管部48连接。容纳管56的另一端配置于微小流体装置2的注入口12a。容纳管56根据所要容纳的液体L2的体积而具有充足长度。容纳管56为了节省空间而构成为环状。例如，容纳管56为第2容纳管。
自管部48流出的流体F1流入至容纳管56。其结果，容纳管56中容纳的液体L2被流入至容纳管56的流体F1压出。具体而言，容纳管56中容纳的液体L2对应于流入至容纳管56的流体F1的体积而向管部48的相反侧移动。因此，自容纳管56供给至微小流体装置2的流路10的液体L2的流量为自管部48流出的流体F1的流量。换言之，导入部55以与流动于管部48的流体F1的流量相应的流量向流路10导入液体L2。供给部40的结构并不限定于上述结构，自容纳管56供给至微小流体装置2的流路10的液体L2的流量，也可与自管部48流出的流体F1的流量不同。
停止部60使管部47中的流体F1的流动停止。停止部65使管部48中的流体F1的流动停止。本实施方式中，停止部60、65分别包含对流路进行开闭的阀门61、66。阀门61对连接管部47与导入部50的流路进行开闭。阀门61设置于容纳管51的一端与管部47的连接部分。阀门66对连接管部48与导入部55的流路进行开闭。阀门66设置于容纳管56的一端与管部48的连接部分。阀门61也可对连接导入部50与微小流体装置2的流路进行开闭。阀门66也可对连接导入部55与微小流体装置2的流路进行开闭。
阀门61、66例如也可为与流体F1、液体L1、或液体L2流动的流路邻接设置的基于MEMS技术的气压阀门。该情况下，通过增加该气压阀门内的气压，流体F1、液体L1、或液体L2流动的流路受到按压，从而将该流路封闭。
泵部71具有排出流体F2的排出口71a。泵部71例如为容纳自排出口71a排出的流体F2的注射泵。泵部71也可人工地自排出口71a排出流体F2。泵部71以固定压力自排出口71a排出流体F2。流体F2例如为第2流体。
泵部71自排出口71a排出的流体F2例如为非压缩性流体。作为非压缩性流体列举例如液体。作为液体列举例如缓冲液。该缓冲液例如也可为PBS。
分支管75具有连接部76及多个管部77、78。本实施方式中，分支管75具有2个管部77、78。连接部76与排出口71a连接。自排出口71a排出的流体F2自连接部76流入至分支管75的内部。本实施方式中，注射泵与分支管75的连接部76以硅酮管连接。例如，本实施方式中，管部47为第1管部，管部48为第2管部，管部77为第3管部，管部78为第4管部。
管部77、78自连接部76分支。由此，自连接部76流入的流体F2流入至管部77、78的至少一个。分支管75被流体F2充满后，向连接部76流入的流体F2的流量为自管部77、78流出的流体F2的流量的合计。本实施方式中，分支管75自连接部76分支为2个管部77、78，但也可分支为3个以上的管部77、78。
导入部80将液体L3导入至流路20。导入部80以将液体L3导入至流入路21的注入口21a的方式配置。导入部80具有容纳液体L3的结构。本实施方式中，导入部80包含有在内部容纳液体L3的容纳管81。本实施方式中，容纳管81的一端与管部77连接。容纳管81的另一端配置于微小流体装置2的注入口21a。容纳管81根据所要容纳的液体L3的体积而具有充足长度。容纳管81为了节省空间而构成为环状。例如，容纳管81为第3容纳管。
自管部77流出的流体F2流入至容纳管81。其结果，容纳管81中容纳的液体L3被流入至容纳管81的流体F2压出。具体而言，容纳管81中容纳的液体L3对应于流入至容纳管81的流体F2的体积而向管部77的相反侧移动。因此，自容纳管81供给至微小流体装置2的流路20的液体L3的流量为自管部77流出的流体F2的流量。换言之，导入部80以与流动于管部77的流体F2的流量相应的流量向流路20导入液体L3。供给部70的结构并不限定于上述结构，自容纳管81供给至微小流体装置2的流路20的液体L3的流量，也可与自管部77流出的流体F2的流量不同。
导入部85将液体L4导入至流路20。导入部85以将液体L4导入至流入路22的注入口22a的方式配置。导入部85具有容纳液体L4的结构。本实施方式中，导入部85包含有在内部容纳液体L4的容纳管86。本实施方式中，容纳管86的一端与管部78连接。容纳管86的另一端配置于微小流体装置2的注入口22a。容纳管86根据所要容纳的液体L4的体积而具有充足长度。容纳管86为了节省空间而构成为环状。本实施方式中，导入部85于容纳管86容纳如下体积的液体L4，该液体L4的体积超过在延伸方向D1上自流入路21与流路20的连接位置至流路20与连通孔33的连接位置为止的流路20的容积。例如，容纳管86为第4容纳管。
自管部78流出的流体F2流入至容纳管86。其结果，容纳管86中容纳的液体L4被流入至容纳管86的流体F2压出。具体而言，容纳管86中容纳的液体L4对应于流入至容纳管86的流体F2的体积而向管部78的相反侧移动。因此，自容纳管86供给至微小流体装置2的流路20的液体L4的流量为自管部78流出的流体F2的流量。换言之，导入部85以与流动于管部78的流体F2的流量相应的流量向流路20导入液体L4。供给部70的结构并不限定于上述结构，自容纳管86供给至微小流体装置2的流路20的液体L4的流量，也可与自管部78流出的流体F2的流量不同。
停止部90使管部77中的流体F2的流动停止。停止部95使管部78中的流体F2的流动停止。本实施方式中，停止部90、95分别包含对流路进行开闭的阀门91、96。阀门91对连接管部77与导入部80的流路进行开闭。阀门91设置于容纳管81的一端与管部77的连接部分。阀门96对连接管部78与导入部85的流路进行开闭。阀门96设置于容纳管86的一端与管部78的连接部分。阀门91也可对连接导入部80与微小流体装置2的流路进行开闭。阀门96也可对连接导入部85与微小流体装置2的流路进行开闭。
阀门91、96例如也可为与流体F2、液体L3、或液体L4流动的流路邻接设置的基于MEMS技术的气压阀门。该情况下，通过增加该气压阀门内的气压，流体F2、液体L3、或液体L4流动的流路受到按压，从而将该流路封闭。
其次，参照图1、图3及图4对微小装置***1中的液体供给动作进行详细说明。虽然图3及图4中仅表示微小流体装置2的一部分与供给部40，但也对通过供给部40对流路10供给液体的情况，并且通过供给部70对流路20供给液体的情况进行说明。图3表示供给部40的阀门61、66双方打开的状态。图4表示供给部40的阀门66关闭的状态。图3及图4中，箭头表示流体F1及液体L1、L2的流量。箭头的宽度越宽则流量越大。图3及图4中，双点链线表示液体L1与液体L2的分界。该分界上，液体L1与液体L2相互混合。
如图3所示，供给部40的阀门61、66双方打开的状态下，自泵部41导入至分支管45的流体F1自管部47及管部48双方流出。该情况下，自导入部50对流入路11导入液体L1，且自导入部55对流入路12导入液体L2。流过流入路11的液体L1与流过流入路12的液体L2在流路10合流。合流的液体L1与液体L2相互并列地沿延伸方向D1流动于流路10。即，在流路10内形成液体L1流动的层与液体L2流动的层。在自方向D3观察的情况下，液体L2在流路20侧流动。换言之，液体L2的流动在方向D2上比液体L1的流动更靠近流路20。由此，向连通孔33的流路10侧仅供给液体L2。
供给部70的阀门91、96双方打开的状态下，自泵部71导入至分支管75的流体F2自管部77及管部78双方流出。该情况下，自导入部80对流入路21导入液体L3，且自导入部85对流入路22导入液体L4。流过流入路21的液体L3与流过流入路22的液体L4在流路20合流。合流的液体L3与液体L4与液体L1、L2相同，相互并列地沿延伸方向D1流动于流路20。即，在流路20内形成液体L3流动的层与液体L4流动的层。在自方向D3观察的情况下，液体L3在流路10侧流动。换言之，液体L3的流动在方向D2上比液体L4的流动更靠近流路10。由此，向连通孔33的流路20侧仅供给液体L3。
如图4所示，在阀门61打开的状态且阀门66关闭的状态下，自泵部41导入至分支管45的流体F1自管部47流出，而不自管部48流出。因此，液体L1自导入部50导入至流入路11，但液体L2不自导入部55导入至流入路12。由此，流入路12中的液体L2的流动停止，仅液体L1在延伸方向D1上流动于流路10。此时，液体L1冲走流路10内残留的液体L2。其结果，向连通孔33的流路10侧仅供给液体L1。
在阀门61打开的状态且阀门66关闭的状态下，对应于流动于管部48的流体F1的流量的减少，流动于管部47的流体F1的流量增加。本实施方式中，自泵部41新导入至分支管45的流体F1全部自管部47流出。其结果，管部47中的流体F1的流量自阀门61、66双方打开的状态起增加。因此，自导入部50导入至流入路11的液体L1的流量也自阀门61、66双方打开的状态起增加。由此，即便自阀门61、66双方打开的状态切换至阀门66关闭的状态，也可抑制流动于流路10内的液体的流量变化，从而抑制流路10内的压力变化。
在阀门96打开的状态且阀门91关闭的状态下，自泵部71导入至分支管75的流体F2自管部78流出，而不自管部77流出。因此，液体L4自导入部85导入至流入路22，但液体L3不自导入部80导入至流入路21。由此，流入路21中的液体L3的流动停止，仅液体L4在延伸方向D1流动于流路20。此时，液体L4冲走流路20内残留的液体L3。其结果，向连通孔33的流路20侧仅供给液体L4。
在阀门96打开的状态且阀门91关闭的状态下，对应于流动于管部77的流体F2的流量的减少，流动于管部78的流体F2的流量增加。本实施方式中，自泵部71新导入至分支管75的流体F2全部自管部78流出，因此管部78中的流体F2的流量自阀门91、96双方打开的状态起增加。因此，自导入部85导入至流入路22的液体L4的流量也自阀门91、96双方打开的状态起增加。由此，即便自阀门91、96双方打开的状态切换至阀门91关闭的状态，也可抑制流路20内的压力变化。
接下来，对本实施方式的微小装置***的使用方法进行说明。本实施方式中，说明将微小装置***1用于观察细胞相对于标的物质的反应的情况。本实施方式中，液体L1、L3例如为缓冲液。该缓冲液例如也可为HBS(HEPES(N'-a-hydroxythylpiperazine-N'-ethanesulfanic acid，羟乙基哌嗪乙硫磺酸)buffered saline，HEPES缓冲盐水)缓冲液(140mM NaCl，5mM KCl，2mM CaCl2，1mMmgCl2，10mM glucose(葡萄糖)，0.2％BSA(bovineserum albumin(牛血清白蛋白))，及10mM HEPES(pH7.4))。液体L2为包含多个细胞的悬浊液(以下，称为“细胞悬浊液”)。液体L4为包含与细胞接触的标的物质的试样(以下，仅称为“试样”)。液体L1不包含细胞。液体L3不包含标的物质。液体L1、L2、L3、L4中也可添加荧光色素以确认各自的流动。
本实施方式的微小流体装置2的连通孔33的直径小于细胞的直径。例如，连通孔33的直径小于细胞的直径的75％。例如，连通孔33的直径为1～15μm。本实施方式中，连通孔33的直径为3μm。
本实施方式中使用的细胞为具有荧光指示剂的细胞。
标的物质并不特别限定，也可为ATP(adenosine triphosphate，三磷酸腺苷)、组织胺等刺激物质。
荧光指示剂只要为利用标的物质进行刺激的结果发出荧光的物质即可，并不特别限定。荧光指示剂例如可为荧光蛋白质或荧光色素。荧光指示剂优选为经遗传编码的荧光蛋白质。例如，在利用标的物质进行的刺激导致细胞内的离子浓度变化的情况下，荧光指示剂也可为对该离子有敏感性的荧光蛋白质或荧光色素。荧光蛋白质的例是作为钙敏感性荧光蛋白质的GCaMP3蛋白质、GCaMP6s蛋白质、及GCaMP7蛋白质。荧光色素的例为Fluo 3-AM、Rhod 2-AM、Calbryte(商标)520、Fluo 4-AM、Fura 2-AM、Indo 1-AM、Calbryte 590、Calbryte 630等钙敏感性荧光色素。
细胞例如为人宫颈部上皮细胞HeLa(海拉)。
接下来，参照图5至图9说明向本实施方式的微小流体装置2供给液体的方法。图5是表示向本实施方式的微小流体装置2供给液体的方法的流程图。图6至图9是用于说明向微小流体装置2供给液体的方法的各步骤的图。图6至图9中，箭头表示液体流动方向。图6至图8中，双点链线表示不同液体的分界。该分界上，不同液体相互混合。
首先，如图5所示，准备对微小流体装置2供给液体的液体供给装置3(处理S11)。具体而言，导入部50以向流入路11的注入口11a导入作为液体L1的缓冲液的方式配置。导入部55以向流入路12的注入口12a导入作为液体L2的细胞悬浊液的方式配置。导入部80以向流入路21的注入口21a导入作为液体L3的缓冲液的方式配置。导入部85以向流入路22的注入口22a导入作为液体L4的试样的方式配置。
接着，如图5所示，通过泵部41、71对各管部47、48、77、78导入流体F1、F2(处理S12)。具体而言，自供给部40的泵部41的排出口41a将流体F1以固定流量排出，流体F1在管部47、48内流动。自供给部70的泵部71的排出口71a将流体F2以固定流量排出，流体F2在管部77、78内流动。此时，阀门61、66、91、96全部为打开状态。其结果，如图6所示，通过液体供给装置3对流路10导入液体L1、L2，且对流路20导入液体L3、L4。流路10中，以细胞悬浊液比缓冲液更靠近流路20流动的方式，使缓冲液与细胞悬浊液并列流动。流路20中，以缓冲液比试样更靠近流路10流动的方式，使缓冲液与试样并列流动。即，在流路10内形成缓冲液流动的层与细胞悬浊液流动的层。在流路20内形成缓冲液流动的层与试样流动的层。
本实施方式中，以流路10内的压力成为高于流路20内的压力的方式，自供给部40的泵部41及供给部70的泵部71排出流体F1、F2。因此，连通孔33中产生压力差。通过该压力差，液体L2中的细胞α如图7所示在流路10侧被连通孔33捕获。此外，流路内的“压力”是指静压。由此，“压力差”是流路间的静压差。
本实施方式中，通过流动于流路10的液体L1、L2的合计流量与流动于流路20的液体L3、L4的合计流量的不同，而使流路10内的压力高于流路20内的压力。然而，不通过流动于流路10的流量与流动于流路20的流量的不同，而通过流路10与流路20的形状不同，也可使流路10内的压力高于流路20内的压力。处理S12中，流动于流路10的液体L1、L2的合计流量为60μL/h。流动于流路20的液体L3、L4的合计流量为40μL/h。
接着，如图5所示，停止向流路10导入细胞悬浊液(处理S13)。具体而言，关闭阀门66，一边在管部47内流动流体F1，一边使管部48内的流体F1的流动停止。在管部77、78内流动流体F2。其结果，如图8所示，在流路10流动作为液体L1的缓冲液，将未被连通孔33捕获到的细胞α冲洗掉。流路20中与处理S12相同，作为液体L3、L4的缓冲液与试样并列流动。
处理S13中，维持处理S12中的供给部40的泵部41排出的流体F1的流量、及供给部70的泵部71排出的流体F2的流量。关闭阀门66，管部48内的流体F1的流动停止，管部47内的流体F1的流量增加有处理S12中流过管部48内的流体F1的流量。其结果，流动于流路10的缓冲液的流量增加有处理S12中流过流路10的细胞悬浊液的流量。由此，即便自处理S12切换至处理S13，也可抑制流路10内的压力变化。
接着，如图5所示，停止向流路20导入缓冲液(处理S14)。具体而言，关闭阀门91，一边在管部78内流动流体F2，一边使管部77内的流体F2的流动停止。管部47内流动流体F1。管部48内的流体F1的流动停止。其结果，如图9所示，流路20中仅流动作为液体L4的试样，也向流路20的连通孔33侧流入包含标的物质的试样。由此，标的物质通过连通孔33而接触于被连通孔33捕获的细胞α。由此，细胞α相对于标的物质开始反应。
处理S14中，维持处理S12及处理S13中的供给部40的泵部41排出的流体F1的流量、及供给部70的泵部71排出的流体F2的流量。关闭阀门91，管部77内的流体F2的流动停止，因此管部78内的流体F2的流量增加有处理S12及处理S13中流过管部77内的流体F2的流量。其结果，流动于流路20的试样的流量增加有处理S12及处理S13中流过流路20的缓冲液的流量。由此，即便自处理S13切换至处理S14，也可抑制流路20内的压力变化。
接下来，对本实施方式的变形例的微小装置***的使用方法进行说明。本变形例对将微小装置***1用于形成脂质双层膜的情况进行说明。本变形例的微小装置***大致与上述实施方式类似或相同。本变形例的微小装置***中，微小流体装置2的连通孔33的直径、及液体L1、L2、L3、L4的种类与上述实施方式不同。以下，以上述实施方式与变形例的不同点为主进行说明。
本变形例的微小流体装置2的连通孔33的直径大于上述实施方式的连通孔33的直径。例如，本变形例的连通孔33的直径的上限为流路10、20的深度以下。即，若流路10、20的深度为100μm，则连通孔33的直径也可为100μm。本变形例的微小流体装置2中，连通孔33的直径例如可形成为1～30μm。本变形例中，连通孔33的直径为10μm。液体L2、L3为溶解有脂质的油性溶液(以下，仅称为“油性溶液”)。液体L1、L4为水溶液。液体L1、L2、L3、L4中也可添加荧光色素以确认各自的流动。
脂质为脂质双层膜形成成分，具有亲水基(亲水性原子团)与疏水基(疏水性原子团)。脂质是根据所要形成的脂质双层膜而适当选择的。脂质例如为磷脂质、糖脂质、胆固醇、或其他化合物。作为磷脂质，可列举例如磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂丝胺酸、磷脂酰肌醇、神经鞘磷脂等。作为糖脂质，可列举例如脑甘脂、神经节苷脂等。
作为溶解脂质的油性溶剂，适当选择各种有机溶剂。作为油性有机溶剂，可列举例如十六烷、角鲨烯等。
液体L1、L4的水溶液例如为缓冲液。该缓冲液例如也可为PBS。液体L1、L4的水溶液包含对脂质双层膜的形成无影响的各种成分。
接下来，参照图10至图13说明向本变形例的微小流体装置2供给液体的方法。图10是表示向本变形例的微小流体装置2供给液体的方法的流程图。图11至图13是用于说明向微小流体装置2供给液体的方法的各步骤的图。图11至图13中，箭头表示液体的流动方向。图11及图12中，双点链线表示不同液体的分界。该分界上，不同液体相互混合。
首先，如图10所示，准备对微小流体装置2供给液体的液体供给装置3(处理S21)。具体而言，导入部50以向流入路11的注入口11a导入作为液体L1的水溶液的方式配置。导入部55以向流入路12的注入口12a导入作为液体L2的油性溶液的方式配置。导入部80以向流入路21的注入口21a导入作为液体L3的油性溶液的方式配置。导入部85以向流入路22的注入口22a导入作为液体L4的水溶液的方式配置。
接着，如图10所示，通过泵部41、71对各管部47、48、77、78导入流体F1、F2(处理S22)。具体而言，自供给部40的泵部41的排出口41a将流体F1以固定流量排出，在管部47、48内流动流体F1。自供给部70的泵部71的排出口71a将流体F2以固定流量排出，在管部77、78内流动流体F2。此时，阀门61、66、91、96全部为打开状态。其结果，如图11所示，通过液体供给装置3对流路10导入液体L1、L2，且对流路20导入液体L3、L4。流路10中，以油性溶液比水溶液更靠近流路20流动的方式，使水溶液与油性溶液并列流动。流路20中，以油性溶液比水溶液更靠近流路10流动的方式，使油性溶液与水溶液并列流动。即，在流路10及流路20的各个形成水溶液流动的层与油性溶液流动的层。
本变形例中，以流路10内的压力与流路20内的压力成为相同的方式，自供给部40的泵部41及供给部70的泵部71排出流体F1、F2。该“相同”包含产生不使形成于连通孔33的脂质膜破碎的程度的压力差的情况。此外，流路内的“压力”是指静压。由此，“压力差”是流路间的静压差。
本变形例中，通过使流动于流路10的液体L1、L2的合计流量与流动于流路20的液体L3、L4的合计流量相同，而使流路10内的压力与流路20内的压力相同。然而，即便流动于流路10的流量与流动于流路20的流量不同，通过流路10与流路20的形状不同，也可使流路10内的压力与流路20内的压力相同。处理S22中，流动于流路10的液体L1、L2的合计流量为10μL/h。流动于流路20的液体L3、L4的合计流量为10μL/h。
接着，如图10所示，停止向流路10导入油脂溶液(处理S23)。具体而言，关闭阀门66，一边在管部47内流动流体F1，一边使管部48内的流体F1的流动停止。管部77、78内流动流体F2。其结果，如图12所示，流路10中仅流动作为液体L1的水溶液，而将流路10内的油性溶液冲洗掉。由此，向连通孔33的流路10侧供给水溶液，液体L1的水溶液与液体L3的油性溶液的界面形成于连通孔33。该界面上，将亲水基向水溶液侧排列的单分子的脂质膜形成于连通孔33。流路20中与处理S22相同，作为液体L3、L4的水溶液与油性溶液并列流动。
处理S23中，维持处理S22中的供给部40的泵部41排出的流体F1的流量、及供给部70的泵部71排出的流体F2的流量。由于关闭阀门66，管部48内的流体F1的流动停止，因此管部47内的流体F1的流量增加有处理S22中流过管部48内的流体F1的流量。其结果，流动于流路10的水溶液的流量增加有处理S22中流过流路10的油性溶液的流量。由此，即便自处理S22切换至处理S23，也可抑制流路10内的压力变化。
接着，如图10所示，停止向流路20导入油性溶液(处理S24)。具体而言，关闭阀门91，一边在管部78内流动流体F2，一边使管部77内的流体F2的流动停止。管部47内流动流体F1。管部48内的流体F1的流动停止。其结果，如图13所示，流路20中仅流动作为液体L4的水溶液，将流路20内的油性溶液冲洗掉。此时，在形成于连通孔33的单分子的脂质膜的疏水基配置油性溶液中的脂质β的疏水基而在连通孔33形成脂质双层膜。所形成的脂质双层膜具有脂质2分子的疏水基彼此按尾对尾方式相向地取向的构造。
处理S24中，维持处理S22中的供给部40的泵部41排出的流体F1的流量、及供给部70的泵部71排出的流体F2的流量。由于关闭阀门91，管部77内的流体F2的流动停止，因此管部78内的流体F2的流量增加有处理S23中流过管部77内的流体F2的流量。其结果，流动于流路20的水溶液的流量增加有处理S23中流过流路20的油性溶液的流量。由此，即便自处理S23切换至处理S24、也可抑制流路20内的压力变化。
如上所述，供给部40中，导入部55以与流动于管部48的流体F1的流量相应的流量向流路10导入液体L2。因此，通过使管部48内的流体F1的流动停止，而停止向流路10导入液体L2。管部48内的流体F1的流动停止的状态下，自泵部41的排出口41a排出的流体F1流入至分支管45的除管部48以外的部分。由在分支管45中管部47、48自连接部46分支，因此管部48内的流体F1的流动停止的状态下的管部47内的流体F1的流量，与管部48内的流体F1的流动不停止的状态相比增加。上述实施方式及变形例中，向管部47流入未流入至管部48的流量的流体F1。导入部50以与流动于管部47的流体F1的流量相应的流量向流路10导入液体L1。因此，即便在管部48内的流体F1的流动停止的状态与不停止的状态之间转换的情况下，也可抑制流动于流路10的液体L1、L2的合计流量的变化。由此，上述液体供给装置3中，即便在管部48内的流体F1的流动停止的状态与不停止的状态之间转换的情况下，也可抑制流路10中的压力变化。其结果，不对液体L1、L2的导入量进行电子控制，而以简单结构即可抑制流路10与流路20之间的压力差的变化。
供给部70具有与供给部40相同的结构。因此，即便在管部77内的流体F2的流动停止的状态与不停止的状态之间转换的情况下，也可抑制流路20中的压力变化。其结果，不对液体L1、L2、L3、L4的导入量进行电子控制，而以简单结构即可抑制流路10与流路20之间的压力差的变化。
导入部50包含与管部47连接并且在内部容纳液体L1的容纳管51。导入部55包含与管部48连接并且在内部容纳液体L2的容纳管56。因此，对应于流动于管部47的流体F1的流量而将容纳管51中容纳的液体L1压出。对应于流动于管部48的流体F1的流量而将容纳管56中容纳的液体L2压出。其结果，可以更简单结构实现抑制流路10与流路20之间的压力差的变化。
停止部65包含对连接管部48与导入部55的流路进行开闭的阀门66。因此，管部48内的流体F1的流动容易通过阀门66而停止。若阀门66设置于导入部55与管部48之间，则在通过该阀门66而使管部48的流体F1的流动停止的情况下，来自泵部41的流体F1将不受液体L2的压缩性及导入部55内的流路的膨胀等的影响而流入至管部47。由此，进一步抑制流路10中的压力变化。
微小流体装置2具有与流路10连接的流入路11、12。流入路11、12在方向D2上配置于比连通孔33更远离流路20的位置。流入路12自方向D3观察，在比流入路11更靠流路20侧延伸。导入部50以向流入路11导入液体L1的方式配置。导入部55以向流入路12导入液体L2的方式配置。该情况下，通过对流入路11、12的各个导入液体L1、L2，并在流路10内形成液体L1流动的层与液体L2流动的层。若为该结构，则可通过是否对流入路12导入液体L2而控制供给至连通孔33的液体。
微小流体装置2具有与流路20连接的流入路21、22。流入路21、22在方向D2上配置于比连通孔33更远离流路10的位置。流入路21自方向D3观察，在比流入路22更靠流路10侧延伸。导入部80以向流入路21导入液体L3的方式配置。导入部85以向流入路22导入液体L4的方式配置。该情况下，通过对流入路21、22的各个导入液体L3、L4，并在流路20内形成液体L3流动的层与液体L4流动的层。若为该结构，则可通过是否导入液体L3而控制供给至连通孔33的液体。
连通孔33的直径为1～15μm。该情况下，通过在流路10与流路20之间设置压力差，可在连通孔33捕获细胞α。
上述液体供给方法中，在管部47、48内流动流体的步骤中对流路10导入液体L1、L2。使管部48内的流体F1的流动停止的步骤中，对流路10导入液体L1但不导入液体L2。管部48内的流体F1的流动停止的状态下，自泵部41的排出口41a排出的流体F1流入至分支管45的除管部48以外的部分。因此，管部48内的流体F1的流动停止的状态下的管部47内的流体F1的流量，与管部48内的流体F1的流动不停止的状态相比增加。由此，上述液体供给方法中，可在管部47、48内流动流体F1的步骤与使管部48内的流体F1的流动停止的步骤之间，抑制流路10中的压力变化。其结果，不对液体L1、L2的导入量进行电子控制，而以简单结构即可抑制流路10与流路20之间的压力差的变化。
在管部47、48内流动流体的步骤中，流路10中，以液体L2比液体L1更靠近流路20流动的方式，使液体L1与液体L2并列流动。该情况下，可在管部47、48内流动流体F1的步骤与使管部48内的流体F1的流动停止的步骤之间，控制供给至连通孔33的液体。
在管部77、78内流动流体F2的步骤中，对流路20导入液体L3、L4。使管部77内的流体F2的流动停止的步骤中，向流路20导入液体L4而不导入液体L3。即便在管部77内的流体的流动停止的状态下，自泵部71的排出口71a排出的流体也会流入至分支管75的除管部77以外的部分。因此，管部77内的流体F2的流动停止的状态下的管部78内的流体F2的流量，与管部77内的流体F2的流动不停止的状态相比增加。由此，上述液体供给方法中，可在管部77、78内流动流体F2的步骤与使管部77内的流体F2的流动停止的步骤之间，抑制流路20中的压力变化。其结果，不对液体L1、L2、L3、L4的导入量进行电子控制，而以简单结构即可抑制流路10与流路20之间的压力差的变化。
在管部77、78内流动流体F2的步骤中，流路20中，以液体L3比液体L4更靠近流路10流动的方式，使液体L3与液体L4并列流动。该情况下，可在管部77、78内流动流体F2的步骤与使管部77内的流体F2的流动停止的步骤之间，抑制供给至连通孔33的液体。
上述实施方式中，液体L2为包含多个细胞α的悬浊液。液体L4也可为包含与细胞α接触的标的物质的试样。在管部47、48内流动流体F1的步骤及在管部77、78内流动流体F2的步骤中，以使流路10内的压力成为高于流路20内的压力的方式，自供给部40的泵部41及供给部70的泵部71将流体F1、F2排出。使管部48内的流体F1的流动停止的步骤中，维持在管部47、48内流动流体F1的步骤及在管部77、78内流动流体F2的步骤中的、供给部40的泵部41排出的流体F1的流量、及供给部70的泵部71排出的流体F2的流量。
该情况下，可在连通孔33的流路10侧捕获细胞α。使管部77内的流体F2的流动停止的步骤中，可使标的物质接触于所捕获的细胞α。使管部48内的流体F1的流动停止的步骤中，抑制流路10与流路20之间的压力差的变化。因此，防止所捕获的细胞α意外脱离连通孔33、及所捕获的细胞α被按压于连通孔33而破碎。
使管部77内的流体F2的流动停止的步骤中，维持在管部47、48内流动流体F1的步骤及在管部77、78内流动流体F2的步骤中的、供给部40的泵部41排出的流体F1的流量、及供给部70的泵部71排出的流体F2的流量。该情况下，使管部77内的流体F2的流动停止的步骤中，抑制流路10与流路20之间的压力差的变化。因此，防止所捕获的细胞α意外脱离连通孔33、及所捕获的细胞α被按压于连通孔33而破碎。
上述变形例中，液体L4为水溶液。液体L3为溶解有脂质β的油性溶液。供给液体的步骤在使管部77内的流体F2的流动停止的步骤之前，具有对流路10供给水溶液的步骤。在管部77、78内流动流体F2的步骤及向流路10供给水溶液的步骤中，以使流路10内的压力与流路20内的压力成为相同的方式，自供给部40的泵部41及供给部70的泵部71将流体F1及流体F2排出。使管部77内的流体F2的流动停止的步骤中，维持在管部77、78内流动流体F2的步骤及向流路10供给水溶液的步骤中的、供给部40的泵部41排出的流体F1的流量、及供给部70的泵部71排出的流体F2的流量。该情况下，在使管部77内的流体F2的流动停止之前在连通孔33形成单分子的脂质膜，在使管部77内的流体F2的流动停止的步骤中在连通孔33形成脂质双层膜。使管部77内的流体F2的流动停止的步骤中，抑制流路10与流路20之间的压力差的变化。因此，防止所形成的脂质膜破碎。
以上，对本发明的实施方式及变形例进行了说明，但本发明并非必须限定于上述实施方式及变形例，能够在不脱离其主旨的范围进行各种变更。
例如，连通部30的形状并不限定于上述实施方式及变形例中记载的形状。连通部30也可包含连通流路10与流路20的狭缝来代替连通孔33。该情况下，实施方式及变形例中记载的“连通孔33的直径”也可换成“连通部30的狭缝宽”。
分支管45、75的各个中，自连接部46、76分支的管部并不限定于2个。液体供给装置3也可具备分支管45、75所具有的管部数的与各管部连接的导入部，也可在各管部具备停止部。
流路10、20的各个中，流入路11、12、21、22并不限定于2个。也可在流路10、20的各个连接有3个以上的流入路。
微小流体装置2也可具有连通流路10与流路20的多个连通部30。
液体供给装置3也可仅对流路10、20的任一个供给液体。该情况下，也可仅使用供给部40、70的任一个。
自排出口41a、71a排出的流体F1、F2也可为气体。气体的压缩性大于液体的压缩性。因此，自排出口41a、71a排出的流体F1、F2为液体的情况下，以比流体F1、F2为气体的情况高的精度调整通过操作泵部41、71而供给至微小流体装置2的液体L1、L2、L3、L4的量。上述实施方式及变形例中，液体供给装置3以自泵部41、71至流路10、20不进气体的方式构成。
微小流体装置2中也可在自泵部41及泵部71排出流体F1、F2之前配置有各种液体。例如，也可在泵部41及泵部71动作之前，在流入路11及流路10的一部分配置有液体L1，在流入路12及流路10的一部分配置有液体L2，在流入路21及流路20的一部分配置有液体L3，在流入路22及流路20的一部分配置有液体L4。该情况下，也可在流路10内预先形成有液体L1的层与液体L2的层。也可在流路20内预先形成有液体L3的层与液体L4的层。
导入部50、55、80、85容纳液体L1、L2、L3、L4的部分并不限定于如容纳管51、56、81、86那样与分支管45、75直接连接的管状构件。例如，导入部50、55、80、85也可为通过由自各管部47、48、77、78排出的流体F1、F2施加的压力而排出各液体L1、L2、L3、L4的注射器。
供给部40也可不具备停止部60。供给部70也可不具备停止部95。
停止部60、65、90、95也可分别设置于容纳管51、56、81、86的一端或两端，也可分别设置于容纳管51、56、81、86的流路的中途。
停止部60、65、90、95并不限定于通过阀门而使流体停止流动的结构。例如，停止部60、65、90、95不为阀门，也可包含构成自管部47、48、77、78至微小流体装置2为止的流路的一部分的弹性管。停止部60、65、90、95也可构成为通过弹性管例如人工地折弯而封闭自管部47、48、77、78至微小流体装置2为止的流路的一部分。
符号说明
1……微小装置***；2……微小流体装置；3……液体供给装置；10、20……流路；11、12、21、22……流入路；33……连通孔；40、70……供给部；41、71……泵部；41a、71a……排出口；45、75……分支管；46、76……连接部；47、48、77、78……管部；50、55、80、85……导入部；51、56、81、86……容纳管；60、65、90、95……停止部；61、66、91、96……阀门；F1、F2……流体；L1、L2、L3、L4……液体；D1、D2、D3……方向；α……细胞；β……脂质。

Claims (15)

1.一种液体供给装置，其中，
具备：
泵部，其具有排出流体的排出口；
分支管，其具有与所述排出口连接的连接部、和自所述连接部分支的第1及第2管部；
第1及第2导入部，各自分别与所述分支管连接，并且对具有第1流路、沿所述第1流路延伸的第2流路、及连通所述第1流路与所述第2流路的连通孔的微小流体装置供给液体；及
停止部，其使所述第2管部中的所述流体的流动停止，
所述第1导入部与所述第1管部连接，且以与流动于所述第1管部的所述流体的流量相应的流量向所述第1流路导入第1液体，
所述第2导入部与所述第2管部连接，且以与流动于所述第2管部的所述流体的流量相应的流量向所述第1流路导入第2液体。
2.根据权利要求1所述的液体供给装置，其中，
所述第1导入部包含与所述第1管部连接并且在内部容纳所述第1液体的第1容纳管，
所述第2导入部包含与所述第2管部连接并且在内部容纳所述第2液体的第2容纳管。
3.根据权利要求1或2所述的液体供给装置，其中，
所述停止部包含对连接所述第2管部与所述第2导入部的流路进行开闭的阀门。
4.一种微小装置***，其中，
具备：
微小流体装置，其具有第1流路、沿所述第1流路延伸的第2流路、及连通所述第1流路与所述第2流路的连通孔；
第1供给部，其对所述第1流路供给液体；及
第2供给部，其对所述第2流路供给液体，
所述第1供给部具有：
泵部，其具有排出流体的排出口；
分支管，其具有与所述第1供给部的所述泵部的所述排出口连接的连接部、和自所述连接部分支的第1及第2管部；
第1导入部，其与所述第1管部连接，且以与流动于所述第1管部的所述流体的流量相应的流量向所述第1流路导入第1液体；
第2导入部，其与所述第2管部连接，且以与流动于所述第2管部的所述流体的流量相应的流量向所述第1流路导入第2液体；及
停止部，其使所述第2管部中的所述流体的流动停止。
5.根据权利要求4所述的微小装置***，其中，
所述微小流体装置具有与所述第1流路连接的第1及第2流入路，
所述第1及第2流入路在通过所述第1流路及所述第2流路的平面上与所述第2流路的延伸方向正交的方向上，配置于比所述连通孔更远离所述第2流路的位置，
所述第2流入路自与所述平面正交的方向观察，在比所述第1流入路更靠所述第2流路侧延伸，
所述第1导入部以向所述第1流入路导入所述第1液体的方式配置，
所述第2导入部以向所述第2流入路导入所述第2液体的方式配置。
6.根据权利要求4或5所述的微小装置***，其中，
所述第2供给部具有：
泵部，其具有排出流体的排出口；
分支管，其具有与所述第2供给部的所述泵部的所述排出口连接的连接部、和自所述连接部分支的第3管部及第4管部；
第3导入部，其与所述第3管部连接，且以与流动于所述第3管部的所述流体的流量相应的流量向所述第2流路导入第3液体；
第4导入部，其与所述第4管部连接，且以与流动于所述第4管部的所述流体的流量相应的流量向所述第2流路导入第4液体；及
停止部，其使所述第3管部中的所述流体的流动停止。
7.根据权利要求6所述的微小装置***，其中，
所述微小流体装置具有与所述第2流路连接的第3及第4流入路，
所述第3及所述第4流入路在通过所述第1流路及所述第2流路的平面上与所述第2流路的延伸方向正交的方向上，配置于比所述连通孔更远离所述第1流路的位置，
所述第3流入路自与所述平面正交的方向观察，在比所述第4流入路更靠所述第1流路侧延伸，
所述第3导入部以向所述第3流入路导入所述第3液体的方式配置，
所述第4导入部以向所述第4流入路导入所述第4液体的方式配置。
8.根据权利要求6或7所述的微小装置***，其中，
所述连通孔的直径为1～15μm。
9.一种液体供给方法，其中，
具有：
准备液体供给装置的步骤，该液体供给装置向具有第1流路、沿所述第1流路延伸的第2流路、及连通所述第1流路与所述第2流路的连通孔的微小流体装置供给液体；及
通过所述液体供给装置向所述第1流路及所述第2流路导入液体的步骤，
所述液体供给装置具有向所述第1流路供给液体的第1供给部、及向所述第2流路供给液体的第2供给部，
所述第1供给部具有：泵部，其具有排出流体的排出口；分支管，其具有与所述排出口连接的连接部、和自所述连接部分支的第1管部及第2管部；第1导入部，其与所述第1管部连接，且以与流动于所述第1管部的所述流体的流量相应的流量向所述第1流路导入第1液体；及第2导入部，其与所述第2管部连接，且以与流动于所述第2管部的所述流体的流量相应的流量向所述第1流路导入第2液体；
所述供给液体的步骤具有：
自所述第1供给部的所述泵部的所述排出口排出所述流体，并在所述第1及第2管部内流动所述流体的步骤；
在所述第1及第2管部内流动所述流体的步骤之后，一边在所述第1管部内流动所述流体，一边使所述第2管部内的所述流体的流动停止的步骤。
10.根据权利要求9所述的液体供给方法，其中，
在所述第1及第2管部内流动所述流体的步骤中，在所述第1流路中，以所述第2液体比所述第1液体更靠近所述第2流路流动的方式，使所述第1液体与所述第2液体并列流动。
11.根据权利要求9或10所述的液体供给方法，其中，
所述第2供给部具有：泵部，其具有排出流体的排出口；分支管，其具有与所述排出口连接的连接部、和自所述连接部分支的第3管部及第4管部；第3导入部，其与所述第3管部连接，且以与流动于所述第3管部的所述流体的流量相应的流量向所述第2流路导入第3液体；及第4导入部，其与所述第4管部连接，且以与流动于所述第4管部的所述流体的流量相应的流量向所述第2流路导入第4液体；
所述供给液体的步骤具有：
在使所述第2管部内的所述流体的流动停止的步骤之前，自所述第2供给部的所述泵部的所述排出口排出所述流体，并在所述第3及第4管部内流动所述流体的步骤；
在使所述第2管部内的所述流体的流动停止的步骤之后，一边在所述第4管部内流动所述流体，一边使所述第3管部内的所述流体的流动停止的步骤。
12.根据权利要求11所述的液体供给方法，其中，
在所述第3及第4管部内流动所述流体的步骤中，在所述第2流路中，以所述第4液体比所述第3液体更靠近所述第1流路流动的方式，使所述第3液体与所述第4液体并列流动。
13.根据权利要求11或12所述的液体供给方法，其中，
所述第2液体为包含多个细胞的悬浊液，
所述第4液体为包含与细胞接触的标的物质的试样，
在所述第1及第2管部内流动所述流体的步骤及在所述第3及第4管部内流动所述流体的步骤中，以使所述第1流路内的压力成为高于所述第2流路内的压力的方式，自所述第1供给部的所述泵部及所述第2供给部的所述泵部排出所述流体，
使所述第2管部内的所述流体的流动停止的步骤中，维持在所述第1及第2管部内流动所述流体的步骤及在所述第3及第4管部内流动所述流体的步骤中的、所述第1供给部的所述泵部排出的所述流体的流量、及所述第2供给部的所述泵部排出的所述流体的流量。
14.根据权利要求13所述的液体供给方法，其中，
使所述第3管部内的所述流体的流动停止的步骤中，维持在所述第1及第2管部内流动所述流体的步骤及在所述第3及第4管部内流动所述流体的步骤中的、所述第1供给部的所述泵部排出的所述流体的流量、及所述第2供给部的所述泵部排出的所述流体的流量。
15.根据权利要求9或10所述的液体供给方法，其中，
所述第1液体为水溶液，
所述第2液体为溶解有脂质的油性溶液，
所述供给液体的步骤具有在使所述第2管部内的所述流体的流动停止的步骤之前，向所述第2流路供给水溶液的步骤，
在所述第1及第2管部内流动所述流体的步骤及向所述第2流路供给水溶液的步骤中，以使所述第1流路内的压力与所述第2流路内的压力成为相同的方式，自所述第1供给部的所述泵部及所述第2供给部的所述泵部排出所述流体，
使所述第2管部内的所述流体的流动停止的步骤中，维持在所述第1及第2管部内流动所述流体的步骤及向所述第2流路供给水溶液的步骤中的、所述第1供给部的所述泵部排出的所述流体的流量、及所述第2供给部的所述泵部排出的所述流体的流量。
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