JP2000508058A - Microfluidic valve and integrated microfluidic system - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マイクロフルイディック送出システム（２０）及びマイクロフルイディックシステム（１００）は、少なくとも一面が可鍛材料の層（４２，１１４）により囲繞された細長い毛細管（６２，１２６）を流れる液体又は気体の流動を制御する。システム（２０，１００）に含まれるアクチュエータは電気的に付勢され、可鍛材料層（４２，１１４）に対してブレードを前進後退し、毛細管を閉塞又は開口する。毛細管（６２，１２６）と共にパウチに含まれる溜め（４６，１２４）から流体が供給され、その流れはブレードの移動により制御される。マイクロフルイディックシステム（１００）により、液体、サンプル、化学物質、試薬及び体内流体は、診断医用又は分析検査又はＤＮＡシーケンス等の目的のために、計量分配、混合又は反応に供される。マイクロフルイディック送出システム（２０）及びマイクロフルイディックシステム（１００）は、臨床試験、環境又は法医学試験、分析化学、ファインケミストリー、生科学、組み合わせ合成等に用いることができる。 The microfluidic delivery system (20) and the microfluidic system (100) flow through elongated capillaries (62, 126) surrounded on at least one side by layers of malleable material (42, 114). Control the flow of liquid or gas. Actuators included in the system (20, 100) are electrically biased to advance and retract the blade against the layer of malleable material (42, 114) to close or open the capillary. Fluid is supplied from a reservoir (46, 124) contained in the pouch together with the capillary (62, 126), and the flow is controlled by the movement of the blade. With the microfluidic system (100), liquids, samples, chemicals, reagents and bodily fluids are dispensed, mixed or reacted for purposes such as diagnostic physician or analytical testing or DNA sequencing. The microfluidic delivery system (20) and microfluidic system (100) can be used for clinical, environmental or forensic testing, analytical chemistry, fine chemistry, bioscience, combinatorial synthesis, and the like.

Description

【発明の詳細な説明】 マイクロフルイディック弁及び集積マイクロフルイディックシステム 発明の分野 本発明は一般に液体微少量の調節、具体的には特にＤＮＡ又はペプチドシーケ ンス(sequencing)及び医療又は臨床診断に用いられるが如き分析機器用マイクロ フルイディックシステムに関する。 背景技術 シリコン製マイクロフルイディックス（マイクロ流体素子工学）小型弁、ポン プを組み立てる種々の努力が為されている。しかしながら、シリコンの良好な密 封面を製作することは困難であることが分ってきている。これ等の弁等は、原理 的にはシリコンウェーハ上に大量生産されるものでも、パッケージ化した最終製 品形態では高価なものとなることが分った。従って、かかるマイクロフルイディ ック製品を廉価及び／又は使い捨てのものとはまず考え難い。更に、かかるマイ クロフルイディック製品では、液体がバルブ及びポンプ本体及び通路に接触し、 マイクロフルイディック製品が再利用されるべきときに汚染問題を生ずる。加え るに、これ等のマイクロフルイディック弁は更に相互接続してシステムを形成し なければならず、このような相互接続も高価なものとなる。 このマイクロフルイディック製品への関心は、医療及び生体科学とその関連分 野における急速な発展により大幅に刺激された。多くのかかる用途においては、 サンプルは種々の試薬を用い一定の順序で導入、混合する必要があり、試薬製品 は特定の化学種の存非に付いて検査されなければならない。加えるに、良好な分 析結果を得るにはしばしば、バルブ化と配管に付随する死積が極めて少ないこと が必要となる。 マイクロフルイディックシステムから恩恵を受ける方式の例は、法医学的応用 、感染又は遺伝的疾患に対するＤＮＡ試験又は遺伝的欠陥の判別検査等である。 これ等の試験はしばしば、ＤＮＡストランドを何倍にも増殖し、それにより標準 的分析技術のために充分な素材を得るのに用いられるＰＣＲ(polymerase Chain Reaction)を伴う。多くの臨床用途に対しては、検査は遠隔試験所よりは診察室 で行われ、サンプルの保存、汚染防止及び輸送の費用と時間の節約が好ましい。 従って、これ等の複雑な試験を行うことができる小型で持ち運びが可能な完全一 体 化システムが望ましい。 かかる形式の分析システムでは、試薬液の幾つかをシステムに組み込み、それ により現場操作を低減し、且つ試薬がその製造者により提供されたものと同一の 品質であることを保証することがしばしば極めて望ましい。多くの場合において 、ユニットが完全に自動化され、且つサンプル液のみがシステムに添加されるこ とが望ましい。同一サンプルに付いて一組の試験を同時に又は順次に行うことも しばしば有利である。 分析機器構成の場合、マイクロフルイディックシステムに都合良く貯え得るよ り大量の液が要求されることもある。しかしながら、かかる状況下でも極小管、 バルブ等を相互接続する複雑な接続配列が、ずっと漏れ難い、死空間が少ない、 汚染し難い一体化システムに置き換えられ、実質的により廉価とすることがなお 極めて望ましい。 現在、組み合わせ合成と同定される材料研究の分野では、種々の単量体出発材 料から組み立てられる、任意で且つ特定シーケンスの材料から成る「高分子」材 料を、可能な薬品として合成しようとしている。遺伝物質を構成する４ＤＮＡ塩 基対と全タンパク質を構成する２０アミノ酸の概念を拡張し、この化学合成の分 野は、一時は一単量体単位で２００にも達する異なる単量体から任意に選ばれる 単量体単位の連鎖となる、かかる高分子材料の合成を目指している。通常の試験 装置を用いて組み合わせ合成を実行するシステムを構築することは、非常に困難 であることが直ちに分かる。 発明の要旨 本発明の目的は、廉価で、高速且つ非汚染性であり、高度に複雑なマイクロフ ルイディックシステムを組み立てるのに構成単位として用いることができる簡単 なマイクロフルイディック弁（バルブ）を提供することにある。 本発明の他の目的は、死体積が極めて少ないマイクロフルイディック弁を提供 することにある。 本発明の他の目的は、微量（１／１０^-6リッター単位）の液体をピペットでき る廉価なマイクロフルイディック送液システムを提供することにある。 本発明の他の目的は、全液通路、弁座、反応室及び混合室が廉価な容器に簡単 に集積（一体化）されるマイクロフルイディック回路を提供することにある。 本発明の他の目的は、外部にある大きな液タンク（溜め）に容易に接続できる マイクロフルイディックシステムを提供することにある。 本発明の他の目的は、弁のアクチュエータ部がシステム動作中に汚染されない マイクロフルイディックシステムを提供することにある。 本発明の他の目的は、液体の容器が使い捨て可能で、弁のアクチュエータ部が 洗浄せずに再使用できるマイクロフルイディックシステムを提供することにある 。 本発明の他の目的は、全液通路、溜め、反応室、加熱器、電極、検出器及び／ 又はプロセス監視用アクセスポートを単一容器に集積するマイクロフルイディッ クシステムを提供することにある。 本発明の他の目的は、多くの診断又は分析用途で使い捨てが可能で、洗浄の必 要無しに全ての高価なハードウェアを再使用できる自蔵式ユニットを提供するこ とにある。 本発明の他の目的は、複数の弁及び他の付随部品を素早く交換して異なる処理 を実行する異なるシステム構成を創生できるモジュール式マイクロフルイディッ クシステムを提供することにある。 簡単に云えば、本発明の第一の実施例は、可鍛材料の層で少なくとも一面が囲 繞された細長い毛細管により液体の流れを制御するマイクロフルイディック弁で ある。このマイクロフルイディック弁は、可鍛材料層に対し強く押圧されるのに 適した弁ハウジングを具備する。マイクロフルイディック弁はまた、弁ハウジン グ内に固定される電気式付勢（電気的に付勢される）のアクチュエータを具備し 、該アクチュエータは電気信号が加えられると可鍛材料層に対して伸縮するもの である。更に、ブレードもマイクロフルイディック弁に含まれ、電気式付勢のア クチュエータに連結され、該アクチュエータは付勢され可鍛材料層に向けて伸延 前進せしめられるとブレードを可鍛材料層に押圧する。ブレードが可鍛材料層に 押圧されると、毛細管は閉塞され、液体が毛細管の入り口ポートから出口ポート に流れるのが阻止する。ブレードが可鍛材料層から後退すると、毛細管の入り口 ポートに導入された液体は毛細管を流れ出口ポートを通って毛細管から流出する ことができる。 このマイクロフルイディック弁は、可鍛材料層を含むパウチ(pouch)と共に用 いるのに特に適している。パウチは液体量を保持するのに適した溜めを備える。 パウチは好ましくは、溜めから外側に突出し且つマイクロフルイディック弁に好 ましくは含まれるベースプレートのアンビル面と対向するようにした実質的に平 面の細長パドル形状（櫂形，水掻き形）のノズルを具備する。この位置にあって 、該ノズルは弁ハウジングとアンビル面の間に配置される。好ましくはノズルは また、マイクロフルイディック弁のベースプレートから突出する位置合わせピン に嵌合、係合する位置合わせ穴を含む。ノズル内に形成されるのは、マイクロフ ルイディック弁のブレードにより閉塞される前記細長毛細管である。毛細管の入 り口ポートは溜めと直接連通し、毛細管はノズルの位置合わせ穴がベースプレー トの位置合わせピンと嵌合、係合するときブレードとアンビルアンビル面の間に 配置される。毛細管の出口ポートは溜めの遠位に位置付けられ、弁ハウジングの ブレードがベースプレートのアンビル面から後退すると、溜めに加えられた圧力 により液体は毛細管に沿って出口ポートを通りパウチから流出する。 送液システム用上記簡単な平面状の弁構成概念は、本発明の一部を構成するよ り複雑なマイクロフルイディックシステムを組み立てる際に部品として用いるこ とができる。送液システムのための上記弁構成概念は、平面状トランジスタと類 推的に説明され、集積回路と類推的に説明されるマイクロフルイディックシステ ムの組立を許容する。集積回路に用いられるとき、元来個々のトランジスタの製 作用に開発されたプレーナプロセス(PLANA RPROCESS)は、個々の別個複数のトラ ンジスタの集まりを、単一複合一体のデバイスに集積される複数のデバイスで置 き換えるものである。これ等の集積トランジスタは、拡散部と酸化部が形成され 、導電性リードで接続されるとき、全てが単一シリコンウェーハの処理中に同時 に形成される電流弁と見做すことができる。類似の原理が、送液システムのため の平面状（プレーナ）弁構成概念に適用することができる。単一弁及び溜めの概 念は、毛細管と弁を通して連結され得る、全てが単一集積回路組立体に形成され る多数の溜に拡張することができる。 従って、本発明はまた、全てが可鍛材料の層により少なくとも一面に沿って囲 繞された複数の相互接続された細長い毛細管に液体の流れを制御するマイクロフ ルイディックシステムを含む。このマイクロフルイディックシステムは、可鍛材 料層に強く押圧されるのに適した複数の弁ハウジングを具備する。各弁ハウジン グは、電気式付勢のアクチュエータを具備し、該アクチュエータは電気信号が加 えられると可鍛材料層に対して伸（延）縮する。各電気式付勢アクチュエータは ブレードを具備し、電気式付勢アクチュエータが可鍛材料層に向けて伸延すると 該ブレードが毛細管の一つと対向し可鍛材料層に押圧されるような形状・構成を ブレードは有する。ブレードが可鍛材料層に押圧されると、毛細管は閉塞され、 液体が毛細管の入り口ポートから出口ポートに流れるのが阻止される。ブレード が可鍛材料層から後退すると、毛細管の入り口ポートに導入された液体は毛細管 を流れ出口ポートを通って毛細管から出ることができる。 このマイクロフルイディックシステムは、複数の液体充填溜めをもった可鍛材 料層を含むパウチと共に用いるのに特に適している。パウチは液体量を保持する のに適した溜めを具備する。パウチは好ましくは、溜めから外側に突出し且つマ イクロフルイディックシステムに好ましくは含まれるベースプレートのアンビル 面と対向するのに適した実質的に平面状の面を有する。この位置にあって、ノズ ルは弁ハウジングとアンビル面の間に配置される。パウチはまた、マイクロフル イディックシステムの弁が制御されると、溜めから液が送られる反応室を具備す る。また、反応室を加熱冷却する手段、種々の診断技術を適用して毛細管を流れ る液体を監視する手段も設けられる。 一般に、本発明は少量の液体が分配、混合、反応、場合によっては加熱又は冷 却される必要があり、また反応生成物が検査される必要があるあらゆる用途に用 いることができる。かかる用途は、臨床及び診断検査、環境又は法医学的検査、 分析化学、ファインケミストリー、生体科学、組み合わせ合成等において発生す る。本発明によるマイクロフルイディックシステムは、かかるプロセスを行うこ とができる本発明の送液システムに通常付随する管類及び弁類の組み込みを除去 又は単純化する。更に、本発明のマイクロフルイディックシステムは、コンパク トで持ち運び可能な装置においてこれ等の特徴の全てを提供することができる。 これ等及び他の特徴、目的及び利点は、以下添付する図面を参照して記述され る好ましい実施例の詳細な記載から、当業者に理解され、明らかになろう。図面の簡単な説明 図１は、パウチ(pouch)からの液体の流れを制御可能に解放する送液システム の平面図である。 図２は、図１の線２−２に沿って取られた送液システムの断面図である。 図３は、液体を保持し、化学反応を行うパウチを用いた、本発明によるマイク ロフルイディックシステムの平面図である。 図４は、図３の線４−４に沿って取られた送液システムの断面図である。 図５は、図３に示された形式のマイクロフルイディックシステムに用いること ができるパウチの寸法を例示する平面概略図である。 図６は、図５の線６−６に沿って取られたパウチの断面図である。 図７は、図３の線に沿って取られたマイクロフルイディックシステムに含まれ た弁の好ましい実施例の断面図である。 図７ａは、ブレードと毛細管の関係を例示する、図７の線７ａ−７ａに沿って 取られたマイクロフルイディックシステムに含まれる弁の平面図である。 図７ｂは、ブレードと毛細管の関係を例示する、図７の線７ｂ−７ｂに沿って 取られたマイクロフルイディックシステムに含まれる弁の断面図である。 図８は、図７に示されたマイクロフルイディック弁の代替的実施、低死積、具 現例の断面図である。 図９は、図８に示された低死積マイクロフルイディック弁を用いて具現される マイクロフルイディックシステムの一部を示す平面図である。 図１０は、全弁が単一プレートを用いて集積されたマイクロフルイディックシ ステムを示す平面図である。 図１０ａは、図１０の線１０ａ−１０ａに沿って取られたマイクロフルイディ ックシステムを示す断面図である。 図１１は、二つの反応室間に液を往復するマイクロフルイディックシステムを 示す平面図である。 図１１ａは、図１１の線１１ａ−１１ａに沿って取られたマイクロフルイディ ックシステムを示す断面図である。 図１２は、紫外線透過テフロン窓をパウチの両側に亘る毛細管の区域に取り付 けたものを例示する断面図である。 図１３は、紫外線透過テフロン窓をパウチの片側のみにある毛細管の区域に取 り付けたものを例示する断面図である。 図１４は、毛細管内の液体に接触する内部全反射（ＴＩＲ）検出器の取り付け を例示する断面図である。 図１４ａは、図１４の線１４ａ−１４ａに沿って取られたＴＩＲ検出器を示す 断面図である。 図１４ｂは、図１４と図１４ａの線１４ｂ−１４ｂに沿って取られたＴＩＲ検 出器を示す断面図である。 図１５は、マイクロフルイディック電気泳動検出器を示す平面図である。 図１５ａは、図１５の線１５ａ−１５ａに沿って取られたマイクロフルイディ ック電気泳動検出器を示す断面図である。 図１６は、液体の精密量を計量分配するのに適した、溜の何れかかの側の一対 のマイクロフルイディック弁の平面図である。 図１６ａは、図１６の線１６ａ−１６ａに沿って取られたマイクロフルイディ ック弁及び溜めを示す断面図である。 好ましい実施例の詳細な記載 マイクロフルイディック弁 図１及び図２は、一般参照番号２０が付されたマイクロフルイディック送液シ ステムを示す。マイクロフルイディック送液システム２０は，面が平らなパウチ (pouch)２２から液体の流れを制御自在に解放するもので、ベースプレート２４ を具備する。ベースプレート２４は平らなアンビル面２６を有し、この面から一 対の位置合わせピン２８が突出している。 ベースプレート２４のアンビル面２６の上には中空の鍋状の弁ハウジング３２ が配置され、後者はパウチ２２をアンビル面２６に締め付け固定するのに適して いる。弁ハウジング３２内にあるディスク形圧電アクチュエータ３４は、弁ハウ ジング３２内に向きを以て固定されている。その向きに電位が圧電アクチュエー タ３４に加えられ、これが増減すると圧電アクチュエータ３４はアンビル面２６ に対して伸延し、後退するようになっている。圧電アクチュエータ３４は、応力 バイアスされるジルコン酸チタン酸ランタン（ＰＬＺＴ）材料で構成することが できる。この材料は「レインボー」と云う商品名で、オーラ・セラミックス(Aur a Ceramics)により製造されている。このＰＬＺＴ材料は、一方の側が通常のＰ ＬＺＴの層である一体構造を提供する。ＰＬＺＴユニモルフの他の側は、天然Ｐ ＬＺＴ材料内の酸化物を化学的に還元して導電性のサーメット層を生成すること により形成される組成還元層である。導電性サーメット層は一般に全ディスク厚 さの３０％を構成する。ユニモルフの片側から酸化物を除去すると、導電性サー メット層が収縮し、全ディスクが曲がり、ＰＬＺＴ層は圧縮下に置かれる。従っ て、ＰＬＺＴ層は凸であり、導電性サーメット層は凹である。或いは、圧電材料 ３４はユニモルフ又はバイモルフとして、他のＰＬＺＴ材料から作ることができ る。 また、弁ハウジング３２は圧電アクチュエータ３４に連結されたブレード３６ を含む。ブレード３６の形状は、圧電アクチュエータ３４がアンビル面２６に向 かって伸延すると、ブレード３６は、図２に最も良く示されているように、その 縁部３８がアンビル面２６に向かって押圧されるように成形されている。予め定 められた電圧が圧電アクチュエータ３４に加えられると、ブレード３６はアンビ ル面２６に向かって又はそれから離れるように押圧される。ブレード３６は一般 に、例えばステンレス鋼の薄い金属薄板（シート）で、厚さが１．０ミルから数 ミルで、その長さは圧電アクチュエータ３４によりアンビル面２６に押圧されて も曲がらないように充分短い。 パウチ２２は好ましくは、厚さが１／２から数ミルの上部及び下部の可撓性可 鍛高分子物質の薄板（シート）４２及び４４から成る。薄板４２及び４４は、選 択的に積層されて溜め４６と溜め４６から外側に突出する、実質的に平らな細長 い櫂形ノズル４８を形成する。パウチ２２の加工製作中に、また一般に薄板４２ 及び４４を積層する前に、下部薄板４４は平らな縁５４により囲繞された皿状空 洞５２を形成する。パウチ２２の加工製作が完了すると、空洞５２は液体充填溜 め４６となる。 ノズル４８は、ベースプレート２４の位置合わせピン２８に嵌合及び係合する 一対の位置合わせ穴５６を含む。ノズル４８はベースプレート２４のアンビル面 ２６と対向し、弁ハウジング３２のブレード３６とアンビル面２６の間に配置さ れる。ノズル４２はまた、薄板４２と４４の間に形成された、溜め４６から遠位 に開口する出口ポート６４と溜め４６にある入り口ポート６５を有する。毛細管 ６２は、溜め４６から外側に延び、それと直接連通し、比較的小さい断面積の任 意の第一区域６６を含むことができる・毛細管６２の第一の区域６６は、乾式又 は湿式エッチングで薄板４２及び４４にリトグラフィックに蝕刻された溝により 形成することができる。ブレード３６とアンビル面２６の間に延びていない任意 の第一区域６６はマイクロフルイディック送液システム２０の動作中に流れ制限 体として作用する。毛細管６２の第二区域６８は第一区域６６から外側に延び、 それと直接連通し、任意の第一区域５５の断面積より大きい断面積を有する。毛 細管６２は、ノズル４８の位置合わせ穴５６がベースプレート２４の位置合わせ ピン２８に嵌合及び係合するときブレード３６とアンビル面２６の間にある。更 に、弁ハウジング３２をアンビル面２６に合わせ、毛細管６２に対してブレード ３６を正確に位置合わせするようにして良い。ノズル４８内で毛細管６２の上に ある弁ハウジング３２の面には、薄板４２に対する弁ハウジング３２の圧力が毛 細管６２を塞がないように逃げを付ける必要がある。ノズル４８をブレード３６ とアンビル面２６の間に挿入する前に、パウチ２２は、以下詳細に記載されるよ うに、「充填ノズル」を含み、これで溜め４６に液体を充填するようにすること もできる。 弁ハウジング３２のブレード３６をベースプレート２５のアンビル面２６から 後退すると、溜め４６に加えられた圧力により溜め４６内の液体は毛細管６２に 沿い出口ポート６４を通って流れる。逆に、ブレード３６がアンビル面２６に向 かって延びると、ノズル４８の可鍛材料は押圧され、毛細管６２を閉塞し、弁座 を形成するブレード３６により薄板４２と４４が互いに押圧されるところで、液 体が溜め４６からノズル４８に沿って流れるのを阻止する。ブレード３６がアン ビル面２６に向かって延びると毛細管６２を確実に閉塞するため、ブレード３６ の幅は毛細管６２に直角で、その幅より大きくする。 ブレード３６が毛細管６２を閉塞するとき、圧電アクチュエータ３４内の予荷 重は通常の用途に対して１から数百グラムの力を提供し、ブレード３６をアンビ ル面２６に向かって押圧する。毛細管６２を開くため、圧電アクチュエータ３４ は電極７２と７４に跨って電圧を加えることにより電気的に活動化される。ここ で、電極７２と７４はディスク形圧電アクチュエータ３４の反対面をそれぞれ覆 うように設けられている。電圧を電極７２と７４に跨って印加すると、圧電アク チュエータ３４はブレード３６と共にアンビル面２６から後退する。好ましい応 力バイアス圧電アクチュエータ３４は極めて大きい歪を生ずる（数百ボルトの印 可に応答して数百ミクロンのオーダー）ので、マイクロフルイディック送液シス テム２０の加工製作は機械的公差、許容度が適切であることを要する。更に、か かる圧電アクチュエータ３４とブレード３６の変位は弁ハウジング３２が課す予 荷重に充分打ち勝ち、それによって毛細管６２を開口する。マイクロフルイディ ック送液システム２０からの液体の流れは電気的に制御自在なので、弁の開閉は 図示しないマイクロプロセッサからの信号に行うことができる。 パウチ２２の加工製作において、空洞５２を形成した後、要すれば、任意の第 一区域６６を薄板４２及び４４内に蝕刻して薄板４２と４４は溜め４６を囲む外 周に沿い且つノズル４８内の毛細管６２の細長縁に沿って選択的に積層される。 薄板４２及び４４はどんな高分子から成っても良く、好ましくは熱溶着（ヒート シール）が可能なもので構成する。ポリエチレン製パウチ２２でさえ上手く用い られた。薄板４２及び４４の好ましい材料は、その材料不活性及び材料特性故に ポリイミド又はポリイミド被覆テフロン（商標）である。薄板４２及び４４は好 ましくは、熱圧縮接着を用いて互いに積層され，それにより対向する薄板の厚さ を増やさない結合を生じ、毛細管６２の縁部に「無厚」、従って漏れの無い結合 を提供する。 薄板４２と４４を相互に積層するために超音波接着を用いることもできる。或 いは、接着剤を薄板（シート）４２又は４４の一方にスクリーン印刷し、二シー ト４２及び４４を対向して所定領域のみでそれ等を選択的に結合することもでき る。しかしながら、かかる接着剤はできるだけ薄くしなければならない。弁の動 作は、二シート４２及び４４の相互締め付けに依存するからである。しかしなが ら、大きな面積に亘り良好な均一さで数千オングストローム程度まで薄く接着剤 を計量分配する方法は、商業的にある。 上記弁の二つの間を毛細管６２内にある小さな溜めに直列に連結すると、液体 の粘度に依らない流動度が得られる。かかる二段弁においては、第二の弁が閉じ てから第一の弁が開き、その状態を液体が中間毛細管６２内に完全に放出される まで維持する。 図１６にブレード３６ａ及び３６ｂで示された二つの弁は、液体の精密量を計 量分配するのに用いることができる従来のピペットと類似の処理室８２の両側の それぞれに毛細管６２に沿って位置付けられている。毛細管６２は単に、図１６ と図１６ａを左から右に交差する毛細管６２の片側に延出する拡大領域であると 理解されて良い。処理室８２は、図１及び図２に示された空洞５２が薄板４４に 形成されるのと同様に薄板４２に形成することができる。液体の精密量を計量分 配するため、ブレード３６ｂは、ブレード３６ａが開き液体を図１及び２に示し た溜め４６のような溜めから処理室８２に入れる間、毛細管６２を狭窄する。処 理室８２に液体が満たされた後、ブレード３６ａは毛細管６２を締め付け、ブレ ード３６ｂは開く。次いで、図１６ａに示されたピストン８４が所定距離降下し 、処理室８２を覆う薄板４２を押圧する。ピストン８４は、図１６及び１６ａに 特に示されていない、図１及び２に示された圧電アクチュエータ３４と同様の圧 電アクチュエータにより下方に押圧されて良い。ピストン８４が下方に制御移動 されると、液体の精密制御量がブレード３６ｂを通って毛細管６２に放出される 。ピストン８４の下方移動で、処理室８２内の液体の一部だけが放出され、或い は処理室８２から液体が全部放出されるようにしても良い。 マイクロフルイディック送液システム２０は以上のように圧電アクチュエータ ３４により作動されるが、電力消費と熱が問題なければ、圧電アクチュエータ３ ４の代わりにバネ荷重式の磁気アクチュエータを用いることができる。かかる磁 気アクチュエータでは、適正なバネが予荷重を提供してブレード３６をアンビル 面２６に押圧し、電磁的に発生される力が予荷重に打ち勝ってブレード３６をア ンビル面２６から引き離す。マイクロフルイディックシステム 図３及び４には、本発明によるマイクロフルイディックシステムが一般参照番 号１００を付されて示されている。マイクロフルイディック送液システム２０と 同様に、マイクロフルイディックシステム１００はベースプレート１０２を備え る。ベースプレート１０２の平面状アンビル面１０４から、４個の位置合わせピ ン１０６が突き出ている。実質的に平面状のパウチ１０８がアンビル面１０４上 に戴置され、パウチ１０８４個の位置合わせ穴１１２はベースプレート１０２の 位置合わせピン１０６と嵌合、係合する。図１及び２に示されたパウチ２２と同 様、パウチ１０８は好ましくは上部と下部の、厚さが１／２から数ミルの可撓性 可鍛高分子シート１１４から成る。パウチ２２の異なり、パウチ１０８は少なく とも一つの反応室１２２と図３及び４に図示の三つの液体充填溜め１２４ａ、１ ２４ｂ及び１２４ｃを備える。三つの平面状毛細管１２６ａ、１２６ｂ及び１２ ６ｃはそれぞれ、溜め１２４ａ、１２４ｂ及び１２４ｃから外側に延び、直接こ れ等と連通する。図１及び２に示された毛細管６２の第一区域６６と同様に、毛 細管１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃの何れかは溜め１２４ａ、１２４ｂと１２ ４ｃの間で、かかる毛細管１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃに対して絞りを提供 する。 溜め１２４ａ、１２４ｂ及び１２４ｃにある夫々の入り口ポート１２７から延 びた三つの細長い毛細管１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃは、共通の分岐１３２ にある夫々の出口ポート１２９に達する前に、三つの弁体ｌ２８ａ、１２８ｂ及 び１２８ｃの各下を通過する。弁体１２８ａ、１２８ｂ及び１２８ｃは図１及び ２に示された弁と同様で、図示されない締め具又はバネにより平面状パウチ１０ ８に圧着されている。図４に示されているように、各弁体１２８ａ、１２８ｂ、 １２８ｃの下面１３４はパウチ１０８のシート１１４に接触する。しかしながら 、毛細管１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃの閉塞を回避するため下面１３４は、 弁体１２８ａ、１２８ｂ又は１２８ｃとアンビル面１０４の間を通る毛細管１２ ６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃの長さに沿って逃げが設けられている。図１及び２ に示されたマイクロフルイディック送液システム２０と同様、各弁体１２８ａ、 １２８ｂ、１２８ｃ内のブレード１３６は、圧電アクチュエータ１３７から各弁 体１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃの下面１３４を貫通して形成された開口１３８ を通って下方に延びている。圧電アクチュエータ１３７が付勢されないとき、ブ レード１３６はシート１１４に押圧され、それにより毛細管１２６ａ、１２６ｂ 及 び１２６ｃをそれぞれ閉塞する。圧電アクチュエータ１３７が電気的に付勢され ると、ブレード１３６はアンビル面１０４から離れ、毛細管１２６ａ、１２６ｂ 又は１２６ｃを開口する。 反応室１２２室を通る共通毛細管１４２の入り口ポート１４１は、毛細管１２ ６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃの分岐１３２を共通毛細管１４２の出口ポート１４ ４に連結する。マイクロフルイディックシステム１００は、溜め１２４ａ、１２ ４ｂ及び１２４ｃの各々の上に配置されたプランジャー１４６を具備し、その一 つが図４に示されている。プランジャー１４６はそれぞれ圧力を溜め１２４ａ、 １２４ｂ及び１２４ｃに印加し、液体を溜め１２４ａ、１２４ｂ及び１２４ｃか ら毛細管１２６ａ、１２６ｂ及び１２６を通って反応室１２２に圧送する。パウ チ１０８がポリイミド等の適正な高分子材料から加工製作されていれば、反応室 １２２は通常のようにパウチ１０８に集積された抵抗電気加熱器１５２を設け、 これにより加熱されるか、或いはベースプレート１０２は反応室１２２と対向す るベースプレート１０２内にブロック加熱器及び／又は熱電冷却器１５４を設け 、位置付けても良い。パウチ１０８は、マイクロフルイディックシステム１００ により化学処理が行われ、それに必要な場合、混合室及び反応室を更に備えるこ とができる。 図１及び２に示されたパウチ２２と同様、パウチ１０８は好ましくはシート１ １４及び１１６を積層して溜め１２４ａ、１２４ｂ及び１２４ｃ、毛細管１２６ ａ、１２６ｂ及び１２６ｃ、反応室１２２及び共通毛細管１４２に輪郭を与える ように加工製作される。シート１１４及び１１６の全領域を積層しても良く、或 いは積層は部分的にパターン輪郭を与えるものでも良い。溜め１２４ａ、１２４ ｂ及び１２４ｃの全ては、図１及び２の溜め４６に対して上述したのと同じ方法 により（通常、熱変形及び選択高温的熱接着又は選択的付着を用いて）製作され る。同様に、毛細管１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃ及び共通毛細管１４２はこ こでも、シート１１４及び１１６を積層して区画される。図１及び２に関連して 上に述べられたように、液体の流れを制限する絞りはシート１１４及び１１６を 乾式又は湿式エッチングして形成することができる。 図１及び２に関連して上に述べられたように、パウチ１０８が積層された後、 溜め１２４ａ、１２４ｂ及び１２４ｃは充填ノズル１５８ａ、１５８ｂ及び１５ ８ｃを用いて、それぞれ充填されて良い。溜め１２４ａ、１２４ｂ及び１２４ｃ が充填された後、充填ノズル１５８ａ、１５８ｂ及び１５８ｃは封止（密封）さ れ液を保持することができる。封止は、熱又は圧力を用い、或いは比較的低温の 方式である超音波接合を用いて行うことができる。或いは、充填ノズル１５８ａ 、１５８ｂ及び１５８ｃを開口したままにしサンプルが（例えばシリンジで）溜 め１２４ａ、１２４ｂ及び１２４ｃに注入されるようにしても良い。更に或いは 、図４に示されているように、溜め１２４ａ、１２４ｂ及び１２４ｃを充填した 後、積層シート１１４及び１１６に折り目を付け充填ノズル１５８ａ、１５８ｂ 及び１５８ｃを封止し、次いで充填ノズル１５８ａ、１５８ｂ及び１５８ｃピン チクランプ１６２で折々返し形状に保持する。或いは、シリンジを避けて、細長 く平らな充填をノズル１５８ａ、１５８ｂ及び１５８ｃを製作し、溜め１２４ａ 、１２４ｂ及び１２４ｃに液を圧入する、図示しない、ぜん動ポンプに組み込む 。かかるマイクロフルイディックシステムにおいては、溜め１２４ａ、１２４ｂ 、１２４ｃよりは寧ろパウチ１０８の容器を外部に設けて用い、望めば毛細管１ ２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃに直接接続するようにしても良い。 分析用サンプルが既に用意され、封止されたパウチ１０８に導入されるように するため、類似の装置を用いることができる。例えば、ピンチクランプ１６２を 外し、サンプルを充填ノズル１５８ａ、１５８ｂ及び１５８ｃの一つを通して導 入することもできる。或いは、例えばパウチ１０８がマイクロフルイディックシ ステム１００内に固定されていれば、封止充填ノズル１５８ａ、１５８ｂ又は１ ５８ｃをシリンジで穿孔し、次いでシリンジを充填ノズル１５８ａ、１５８ｂ及 び１５８ｃび沿って、対応する溜め１２４ａ、１２４ｂ又は１２４ｃに達するま で更に圧搾する。或いは、ガスクロマトグラフィーに用いられるようなセルフシ ールの多孔性のプラグをシリンジで穿孔し、これをシート１１４と１１６の間で 充填ノズル１５８ａ、１５８ｂ又は１５８ｃ内に封止（密封）する。 マイクロフルイディックシステム１００によれば、診断医用又は分析試験、Ｄ ＮＡシーケンス等を目的として、液体、サンプル、化学物質、試薬及び体液を任 意に、マイクロプロセッサ制御の下に、所定の流量で計量分配でき、混合するこ とができる。処理が終わった後、弁組立体１２８ａ、１２８ｂ及び１２８ｃを単 に抜き、新しいパウチ１０８を取り付ければ良い。何れかの弁が故障しても、そ の交換は容易である。ブレード１３６と毛細管１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃ を流れる液体は直接接触することは無い。溜め１２４ａ、１２４ｂ及び１２４ｃ ではなく外部容器を用いるシステムであっても、パウチ１０８を外すだけで、反 応室１２２や、毛細管１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃや共通毛細管１４２内に 残ったレムナント物質は容易に処理できる。シート１１４及び１１６に化学的に 不活性な高分子を選ぶことができるので、化学反応を促進又は制御するため反応 室１２２の加熱・冷却が可能である。 このマイクロフルイディックシステム１００の概念は、診断試験を行うのに十 分適している。診断の用途に対して、所望の試薬の全てを含むパウチ１０８全体 を予め準備し、貯蔵し、要すれば冷凍し、使用に際してはアンビル面１０４に取 り付ければ良い。使用に際しパウチ１０８が適切な温度であれば、分析が必要な 検体を導入して反応が行われる。機械的バネ又は外部空気圧手段を用いて、溜め １２４ａ、１２４ｂ及び１２４ｃに圧力をかけることができる。弁組立体１２８ ａ、１２８ｂ及び１２８ｃの開閉制御には、図示しないマイクロプロセッサを用 いることができる。弁組立体１２８ａ、１２８ｂ及び１２８ｃを動作させるため に高電圧の極低電力を圧電アクチュエータ１３７に加える必要があるが、これは 電子回路の習熟者に良く知られたフライバック電源回路により容易に発生するこ とができる。従って、マイクロフルイディックシステム１００の動作は、３ボル ト電池一個で付勢することができる。 図５は、マイクロフルイディックシステム１００に用いられる一般的なパウチ １０８の寸法を例示している。但し、例示した寸法はどのようにも本発明の範囲 を制限しようとするものではない。図５において、幅の広い黒線で表された積層 １６６は、相互に積層され溜め１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ及び１２４ｄ、毛 細管１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ及び１２６ｄ、分岐１３２、反応室１２２及 び共通毛細管１４２を設定するシート１１４の領域である。溜め１２４ａ、１２ ４ｂ、１２４ｃ及び１２４ｄ、毛細管１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ及び１２６ ｄ、分岐１３２、反応室１２２及び共通毛細管１４２の外側の全領域を積層する 必要はない。これ等の領域の周囲を積層すれば充分である。積層１６６は、０． ０１０インチ程度まで細狭な毛細管１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ及び１２６ｄ 及び共通毛細管１４２を設定できる。図６に示された毛細管１２６ａ、１２６ｂ 、１２６ｃ及び１２６ｄ及び共通毛細管１４２の垂直高さは千分の数インチに抑 えることができる。従って、毛細管１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ及び１２６ｄ 及び共通毛細管１４２の有効断面積は、要すれば極めて小さくできる。マイクロフルイディック弁１２８ 図７は、図３の線７−７に沿って取られた、弁組立体１２８ｂの好ましい実施 例の断面図を示し、図示の弁組立体１２８ｂはパウチ１０８に押圧されている。 板バネ１７２の形式のブレード１３６は、ダボ１７４で圧電アクチュエータ１３ ７に接触し、弁組立体１２８ｂの下に位置付けられたパウチ１０８に対する自己 調節レベリングを提供する。図７ａ及び７ｂに示されているように、圧電アクチ ュエータ１３７とブレード１３６は弁ハウジング１７６内に取り付けられ、ブレ ード１３６がシート１１４に接触しないとき、弁組立体１２８ｂの下面１３４を 越えて所定距離、例えば０．００１インチから０．００５インチ突き出ている。 ブレード１３６の弁組立体１２８ｂの下面１３４からの突き出しは、シート１１ ４に押圧されたブレード１３６に対する予荷重を設定する。弁組立体１２８はシ ート１１４に押圧され、従ってパウチ１０８をベースプレート１０２に押圧する 。毛細管１２６ｂが閉塞されるのを阻止するため、毛細管１２６ｂと平行でそれ より幅が広い弁組立体１２８ｂ内の溝１７８は、弁組立体１２８ｂの下に延びた 毛細管１２６ｂの長さ方向の弁組立体１２８ｂとシート１１４との接触を回避し ている。従って、電気的に後退され毛細管１２６ｂを開口するブレード１３６か らは、毛細管１２６ｂに沿うシート１１４への圧力圧接のみが生じる。 化学分析を伴う或種の用途に対しては、死積が極めて低い弁１２８、即ち流れ がオンオフする点を通る少量の物質のみを保持する弁１２８が望ましい。図８に 示されているように、本発明により、死積が殆ど除かれる弁１２８を構成するこ とができる。かかる低死積弁１２８では、ブレード１３６は弁ハウジング１７６ の包絡面を越えて延びる。図９に示されているように、図８の弁１２８の弁ハウ ジング１７６からの干渉は最早無いので、かかる弁１２８は二つの毛細管１２６ と分岐１３２に直近傍に位置付ければ良い。毛細管１２６の一つからの流れは共 通毛細管１４２で背向無しに直接取り出される。共通毛細管１４２の全体が、毛 細管１２６を閉塞するブレード１３６まで流されるからでる。エイクロフルイディックシステム１００ マイクロフルイディックシステム１００を組み立てるのに数個の弁が必要なら ば、原理的に弁１２６は全て別個にベースプレート１０２に向けてパウチ１０８ に押圧され得るべきものであろう。しかしながら、かかるマイクロフルイディッ クシステム１００に対して、弁１２８の全てを図１０及び１０ａに示されている ように、弁プレート１８２に集積（一体化）することが極めて望ましい。パウチ １０８と同様、弁プレート１８２は、ベースプレート１２の位置合わせピン１０ ６に嵌合、係合する、弁プレート１８２を貫通する弁プレート位置合わせ穴１８ ２を備える。かくして、パウチ１０８はベースプレート１０２と弁プレート１８ ２の間にクランプ固定される。こうして、弁プレート１８２に取り付けられた全 ての弁１２８は毛細管１２６及び予荷重を受けるそのブレード１３６に対して同 時に位置付けられる。弁１２８の全部が同一水平面にある必要はない。ベースプ レート１０２と弁プレート１８２は数個の異なり且つ整合する水平部をもって良 い。弁プレート１８２は、曲がらず弁１２８が所定の予荷重値を達成するように 充分堅牢でなければならない。原理的に、全圧電アクチュエータ１３７は弁プレ ート１８２に取り付けられ、ブレード１３６は全て同時に調整されるようにして 良い。しかしながら、弁１２８の各々は好ましくは、ブレード１３６の予荷重よ り大幅に大きい力でベースプレート１０２に向けて押圧されるべき弁プレート１ ８２に対してバネにより負荷される浮動性で別個の組立体として取り付けられる 。弁１２８を弁プレート１８２内に取り付けるかかる方法では、ベースプレート １０２と弁プレート１８２の間に間隔にばらつきが生じてしまう。弁１２８の予 荷重は、パウチ１０８の設計と特性により変わり得る。バネ又は空気圧システム １８２は、要すれば、圧力を溜め１２４ａ、１２４ｂ及び１２４ｃに加える。 弁プレート１８２の下部面１９２とパウチ１０８の間の接触領域では、好まし くは、ベースプレート１０２のアンビル面１０４又は弁１２８の下部面１３４か ら突出する稜１８８を設けることが望ましい。稜１８８は弁１２８とパウチ１０ ８間の接触を弁１２８の直近傍に限定する。斯くして、稜１８８はブレード１３ ６を囲繞する所定領域に充分に制御された力を確立する。稜１８８は毛細管１２ ６に平行に長さ方向に延び、弁１２８とパウチ１０８間の密接局部接触を提供す る。各弁１２８からの各ブレード１３６の突出は直近傍稜１８８に参照され、従 って、弁１２８の各々に対する予荷重はパウチ１０８の全面に亘って正確に設定 することができる。ブロック加熱器及び／又は熱電冷却器１５４と反応室１２２ は図３及び４に示されたものと同様で、望まれるベースプレート１０２の何処に 位置付けても良い。例えば、弁１２８は望まれればグリッドシステムの交差点に 位置付けられ、マイクロフルイディックシステム１００の設計を容易にするよう にしても良い。二次元グリッドの頂点でモジュール式弁を受容するようにした弁 プレートも製作できる。次いで、マイクロフルイディックシステム１００で実行 されるべき特定処理とパウチ１０８の形状により、個々の弁１２８は弁プレート 内で二次元グリッドの適切な頂点に取り付けて処理を実行できる。そうして、マ イクロフルイディックシステム１００は、弁１２８を単に弁プレート１８２上の 再配置することにより形状が全く異なったパウチ１０８を用い全く異なった処理 を行うことができよう。 マイクロフルイディックシステム１００は、微小量のヌクレオチド物質を増幅 するのに用いられるＰＣＲ技術の集積に有効に応用される。図１１及び１１ａは 、ＰＣＲの実行に特に適合するようにしたマイクロフルイディックシステム１０ ０の一部を示す。ＰＣＲに用いられるパウチ１０８がポリイミドから成れば、容 易に充分加熱・冷却され損傷無しにＰＣＲを行うことができる。前述したように 、ポリイミド製としたパウチ１０８により、加熱器はパウチ１０８自体に適用す ることができる。或いは、ＰＣＲ実行温度が一般に１００°以下であることによ り、ポリイミドの代わりに多くの高分子材料を用いることができる。図１１ａに 示されているようにベースプレート１０２内のパウチ１０８の直下に、又は弁プ レート１８２内のパウチ１０８の上に（図１１、図１１ａに図示されない）、又 は両方に、加熱器及び／又は冷却器１９６を位置付けることができる。マイクロ フルイディックシステム１００の平面形状には、ＰＣＲに必要とされるもののよ うな小さいサンプルを処理するのに有益な、優れた熱特性が幾つかある。 マイクロフルイディックシステム１００をＰＣＲ実行用に適合するため、パウ チ１０８は二つの薄く平らな処理室１９８を選択積層シート１１４と１１６の間 に設置する。処理室１９８は、図１１及び１１ａを左から右に交差する毛細管１ ２６の一方の側に延び出た単純に拡大された領域であると理解されて良い。必要 なら、これ等ニつの処理室１９８は、図１１及び１１ａにブレード１３６のみで 示されている中央弁により互いに隔離されるようにしても良い。処理室１９８の 一方の側の延び出た毛細管１２６は、図１１及び１１ａにブレード１３６のみで 示されている一方の側の弁と共に、液体を処理室１９８の制御導入する代替的経 路を提供する。 ＰＣＲを開始するため、ＴＡＱプライマーが添加された処理室１９８の何れか にサンプルが導入される。次いで、処理室１９８内の液体は適切なＰＣＲ温度Ｔ １とＴ２の間で温度サイクルされる。温度サイクル操作は、処理室１９８を加熱 ・冷却するか、又は好ましくは処理室１９８をそれぞれ二つのＰＣＲ温度に維持 しながら液体を処理室１９８の間で周期的に往復させることにより達成される。 液体を二つの処理室１９８の間で往復させる一方法は、全ての弁を開き、液体を 一方又は他の処理室に入れることによる。或いは、図示されないが、図１１ａの ピストン２０２に連結された弁１２８に用いられるのと同じ型の一対の圧電変換 器により二つの処理室１９８の間を往復させる。マイクロフルイディックシステ ム１００がピストン２０２を用いる場合、これ等の圧電変換器は交互にピストン ２０２を、先ず処理室１９８の一つに、次いで他の処理室１９８に押圧下降する 。容易に分かるように、ピストン２０２の運動を付勢するため、圧電変換器の代 わりに電磁式駆動機器を用いることもできる。また、ＰＣＲを行う間に温度均一 性を高めるため、ピストン２０２をＰＣＲに要する温度に維持することができる 。ＰＣＲを完了する必要サイクル数を行った後、斯く得られた産出物は毛細管１ ２６を通して最終宛先に送られる。 図１１及び１１ａに示されたような一対の処理室１９８を用いて行われる他の 操作は、液体の混合である。一方の処理室１９８にある液体の親密混合は、上記 のようなピストン２０２を用いて液体を近接処理室１９８に周期的に送ることに より達成される。第一の処理室内での液体の親密混合は、その液体が毛細管１２ ６を通して第二の処理室１９８に送られる間に生ずる高い乱流により生ずる。或 いは、処理室１９８を覆った上部シート１１４に接触する刻み付き面があるピス トン２０２で処理室１９８を周期的に叩くことにより混合が、混合度は低くなる が、得られる。 処理室１９８と毛細管１２６が平面状であるので、種々の多種の簡単な検出器 をマイクロフルイディックシステム１００に集積（一体化）できる。例えば、薄 いテフロン製シートは紫外線（ＵＶ）に極めて透過である。パウチ１０８がテフ ロンよりＵＶに対して透過度が低いポリイミド又はテフロン被覆ポリイミドから 形成されていれば、図１２に示されているように、テフロン窓を処理室１９８及 び／又は毛細管１２６の部分に取り付ければ良い。かかる窓を設置するため、下 部ポリイミドシート１１６上のテフロン被覆２１２を気密に（熱的に、化学的に 又は超音波を用いて）テフロン窓２１４に接着し、シート１１６にＵＶ透過性を 与える。膜厚が０．００１インチのポリイミドの薄膜は約５０００オングストロ ームの波長に透過であるに過ぎないが、０．００１インチの膜厚のテフロン薄膜 は２５４０オングストロームで８２％の透過度がある。こうして、テフロン膜２ １４は、処理室１９８又は毛細管１２６内の液体を種々の深ＵＶ光源を用い励起 に効率的に露呈することができる。膜厚０．００１インチのテフロン膜２１４は また、垂直に入射する全太陽光線の９７％を透過し、事実上７ミクロンの波長ま で吸収を全く示さない。従って、テフロン窓２１４により、処理室１９８又は毛 細管１２６内にある化学種の蛍光分析が可能になる。二つの重なったテフロン窓 ２１４をパウチ１０８の各側に一つ設けて用い、透過型測定をすることができる 。或いは、図１３び示されているように、パウチ１０８の上にテフロン窓２１４ を一つ置こともでき、これは上部シート１１４の外側にテフロン被覆２１２を設 け、又は他の手段を用いテフロン薄膜層をシート１１４に接着して行う。テフロ ン窓２１４に対するこの位置はテフロン窓を下部シート１１６の下に位置付ける 場合と比較して、毛細管１２６を通る流体の流れの抵抗を少なくする。 マイクロフルイディックシステム１００の平面形状が極めて合目的な検出器は また、内部全反射(ＴＩＲ−Total Internal Reflection)である。図１４及び１ ４ａは、ＴＩＲ検出器の成立のためパウチ１０８の上部シート１１４を通る開口 ２２２の形成を示す。パウチ１０８の下部シート１１６はＴＩＲプリズム２２６ のの下面２２４にクランプ固定されている。図１４における光線２２８はプリズ ム２２６を通る光の一般的経路を示す。しかしながら、光線２２８に沿ってプリ ズム２２６を通る光は、プリズム２２６の面２２４と接触する液体と相互作用す ることがある。下部シート１１６に溝２３２を数ミクロンの深さで局部的に蝕刻 し液体のための毛細管１２６を設ける。液体充填溝２３２には光は高々数波長通 るに過ぎないので、かかる構成はＴＩＲ測定には理想的である。シート１１６の 下のベースプレート１０２に形成された溝２３６には、Ｏリング２３４が配置さ れ、下部シート１１６を上に向けて上部シート１１４に、そしてプリズム２２６ の面２２４に押しつけ、それによりシート１１６と面２２４間の光密シールを形 成する。Ｏリング２３４とプリズム２２６の間にある蝕刻溝２３２の区域には、 図１４ｂに示されているように複数のリブ２３８が形成され、シート１１４と１ １６をＯリング２３４で圧縮しても溝２３２は狭まらないようになっている。こ れ等の２３８のため、液体は溝２３２に入り、Ｏリング２３４による溝２３２の 封止が阻止される。動作において、計器がプリズム２２６に入る光線２２８とプ リズム２２６を出る光線２２８の間の強度の変化を監視する間、液体はプリズム ２２６の面２２４に跨って、下部シート１１６に形成された溝２３２を流れる。 溝２３２内の液体はプリズム２２６に接触するので、プリズム２２６の面２２４ は、各使用前に洗浄されなければならない。 図１５は、マイクロフルイディック１００に電気泳能力を集積し、それにより 反応性生物の分析を容易にしたものを示す。パウチ１０８をポリイミドで製作す ると、複数の電気泳動セル２４４用電気泳動電極２４２の銅のパターンをスパッ タリングで形成し、これをシート１１４又は１１６に接合することが容易にでき る。電気泳動セルはシート４２と４４の未積層部で良く、シート４２及び４４の 一方又は両方に蝕刻された溝から成るようにすることができる。電気泳動ゲル２ ４５で充填された電気泳動電極２４２は、毛細管１２６及び他のパウチ構造体を 形成するパウチ１０８の積層化中に成立する。要すれば、銅電気泳動電極２４２ は金又は他の不活性金属の保護オーバーコーティングが施されて良い。 毛細管１２６の対向端に位置付けられた入り口弁２４６と出口弁２４８を同時 に開口すると、反応生成物は電気泳動セル２４４の開口端を通り毛細管１２６に 沿って流れる。これ等の反応生成物が開口端を通り毛細管１２６に沿って流れる 間、電位を細長い移動電極２５２とこれから最も遠い電気泳動電極２４２のーつ に跨って印加し、反応生成物のどれか該電気泳動セル２４４の開口端にある電気 泳動ゲル２４５に装填する。図１５ａに示されているように、電気絶縁層２５３ が移動電極２５２を電気泳動セル２４４の各々の開口端にある電気泳動電極２４ ２から分離する。反応生成物が電気泳動ゲル２４５に装填された後電位を除くと 好ましくは不活性の液体が毛細管１２６に沿って流れる。毛細管１２６を洗浄し た後、入り口弁２４６と出口弁２４８の両者を閉じ、全電気泳動セル２４４が封 鎖される。その後、入り口弁２４６と出口弁２４８の両者を再び閉じ、種々の反 応生成物を毛細管１２６に沿って流し、また電気泳動セル２４４の別のものに装 填することができる。反応生成物を未使用電気泳動セル２４４に装填し、次いで 毛細管１２６を洗浄するこの方法は、全電気泳動セル２４４が反応生成物で装填 されるまで反復される。全電気泳動セル２４４が装填された後、電位が全電気泳 動セル２４４び電気泳動電極に印加され、通常の電気泳動プロセスが行われる。 図１５に示されているように、電気泳動セル制御弁２５４は電気泳動セル２４ ４の一つ又はそれ以上に位置付け、各電気泳動セル２４４を毛細管１２６から機 械的に分離することができる。図１５ａは、シート４４の縁２５８に対してシー ト４２の縁２５６を横方向に狭くすると、電気泳動電極２４２と移動電極２５２ に電気的接続をする手段がどのように容易に得られるかを示す。産業上の適用性 以上本発明を現在の処好ましい実施例に付いて述べてきたが、かかる開示は純 粋に例示的であり、限定的に解釈されるべきでないものと理解されるべきである 。例えば、パウチ２２の可鍛シート４２には高分子シート材料が好ましいが、代 わりに金属の薄いフォイル及び／又は金属化高分子シート材料を用いることもで きよう。直ちに分かるように、これ等の代替的材料系のどれかを上手く積層する には、ここに記載された以外の諸方法が求められる。更に、本発明によるマイク ロフルイディック送液システム２０又はマイクロフルイディックシステム１００ は、パウチ２２又はパウチ１０８にシート４２及び４４又はシート１１４及び１ １６ の好ましい対を用いる必要はない。寧ろ、本発明によるマイクロフルイディック 送液システム２０又はマイクロフルイディックシステム１００は、パウチ２２又 はパウチ１０８に可鍛材料の単一層、シート４２又はシート１１４を用い、それ により多分ベースプレート２４又はベースプレート１０２のどんな必要も回避し て良い。同様に、本発明の動作は液体に付いて記載されたが、上述のマイクロフ ルイディック送液システム２０及びマイクロフルイディックシステム１００の或 構成はどんな流体、即ち液体と気体に直接用いることができ、マイクロフルイデ ィック送液システム２０とマイクロフルイディックシステム１００の他の構成は 液体及び気体での使用に直ちに且つ容易に適用される。単純化した制御及び電力 要求の理由で厚電アクチュエータが好ましいが、前記の通り電磁アクチュエータ を代替的に用いることができ、本発明によるマイクロフルイディック送液（流体 送り）システム２０又はマイクロフルイディックシステム１００はまた、空気圧 （気体圧）又は油圧（液体圧）アクチュエータを用いることができる。パウチ２ ２又はパウチ１０８をそれぞれ弁ハウジング３２又は弁プレート１８２に対して 位置合わせするにはピン２８又は位置合わせピン１０６が特に好ましいが、弁ハ ウジング３２をベースプレート２４及びパウチ２２に位置合わせし、又は弁プレ ート１８２をベースプレート１０２及びパウチ１０８にするために代替的手段も 実際的である。例えば、ベースプレート２４又は弁プレート１８２の縁をアンビ ル面２６又はアンビル面１０４から上方に突き出たＸ及びＹ軸ストリップと対向 することもできよう。或いは、Ｖ字形の溝をアンビル面２６又はアンビル面１０ ４に形成し弁ハウジング３２又は弁プレート１８２から下方に突き出た曲面と係 合するようにもできよう。好ましくは、かかる代替的位置合わせ手段は、ベース プレート２４に対する弁ハウジング３２の、又はベースプレート１０２に対する 弁プレート１８２の重複決定されない運動位置付けを行うべきである。従って、 以下に記述する請求項は本発明の真の精神及び範囲に入る全ての変更、修正又は 代替を包括するものと解釈されるべきと意図するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION      Microfluidic valve and integrated microfluidic system                               Field of the invention   The invention generally relates to the control of small volumes of liquids, in particular DNA or peptide sequencing. Micros for analytical instruments such as those used in sequencing and medical or clinical diagnostics Regarding the fluidic system.                               Background art   Silicon microfluidics (microfluidic device engineering) small valves, pumps Various efforts have been made to assemble the pumps. However, the good density of silicon Making sealing surfaces has proven to be difficult. These valves are based on the principle Even when mass-produced on silicon wafers, It turns out that it becomes expensive in a product form. Therefore, such microfluidics It is hard to imagine a cheap product as being inexpensive and / or disposable. Furthermore, such my In clofluidic products, liquid contacts the valve and pump body and passages, Contamination problems arise when microfluidic products are to be reused. In addition In addition, these microfluidic valves are further interconnected to form a system. And such interconnections are also expensive.   The interest in this microfluidic product is in medical and biological sciences and its related It was greatly stimulated by the rapid development in the field. In many such applications, Samples need to be introduced and mixed in a certain order using various reagents. Must be tested for the presence of a particular species. Add a good minute Very low dead products associated with valving and plumbing are often required for analytical results Is required.   Examples of ways to benefit from microfluidic systems include forensic applications DNA tests for infection or genetic disease or discrimination tests for genetic defects. These tests often multiply DNA strands many times, thereby PCR (polymerase chain) used to obtain sufficient materials for analytical techniques Reaction). For many clinical applications, testing is more of a lab than a remote laboratory It is preferable to save the cost and time of sample storage, contamination prevention and transportation. Therefore, a compact and portable one that can perform these complicated tests body System is desirable.   In such types of analysis systems, some of the reagent solutions are incorporated into the system and Reduces on-site operation and reagents are identical to those provided by the manufacturer. It is often highly desirable to guarantee quality. In many cases Make sure that the unit is fully automated and that only sample liquid is added to the system. Is desirable. A set of tests can be performed on the same sample simultaneously or sequentially. Often advantageous.   For analytical instrument configurations, it can be conveniently stored in a microfluidic system. Larger amounts of liquid may be required. However, even in such situations, microtubules, Complex connection arrangement for interconnecting valves etc. is much less leaky, less dead space, It can be replaced by a less polluting integrated system and still be substantially less expensive. Extremely desirable.   Currently, in the field of materials research identified as combinatorial synthesis, various monomeric starting materials "Polymeric" material consisting of an optional and specific sequence of materials, assembled from materials Is trying to synthesize a material as a possible drug. 4 DNA salts that make up genetic material Extending the concept of base pairs and the 20 amino acids that make up the whole protein, The field is arbitrarily selected from as many as 200 different monomers at a time in one monomer unit We aim to synthesize such polymer materials, which are a chain of monomer units. Regular test It is very difficult to build a system that performs combinational synthesis using devices Is immediately known.                               Summary of the Invention   It is an object of the present invention to provide an inexpensive, fast and non-polluting, highly complex Simple that can be used as a building block to assemble the Louis Dick system A microfluidic valve (valve).   Another object of the present invention is to provide a microfluidic valve having an extremely small dead volume. Is to do.   Another object of the present invention is to provide a small amount (1/10^-6Liters of liquid) To provide an inexpensive microfluidic liquid delivery system.   Another object of the present invention is that all the liquid passages, valve seats, reaction chambers and mixing chambers can be simplified in a low-cost container. Another object of the present invention is to provide a microfluidic circuit that is integrated (integrated) with a microcontroller.   Another object of the present invention is that it can be easily connected to a large external liquid tank (reservoir). An object of the present invention is to provide a microfluidic system.   Another object of the invention is that the actuator part of the valve is not contaminated during system operation An object of the present invention is to provide a microfluidic system.   Another object of the invention is that the liquid container is disposable and the valve actuator is To provide a microfluidic system that can be reused without washing .   Another object of the present invention is to provide a liquid passage, a reservoir, a reaction chamber, a heater, an electrode, a detector and / or Or a microfluidic that integrates the process monitoring access port into a single container To provide a security system.   Another object of the invention is that it is disposable for many diagnostic or analytical applications and requires cleaning. Provide a self-contained unit that can reuse all expensive hardware without the need And there.   It is another object of the present invention to quickly replace multiple valves and other accessory parts for different processing. Modular microfluidics that can create different system configurations that perform To provide a security system.   Briefly, a first embodiment of the present invention comprises a layer of malleable material at least on one side. With a microfluidic valve that controls the flow of liquid by a surrounded elongated capillary is there. This microfluidic valve is strongly pressed against the malleable material layer. It has a suitable valve housing. Microfluidic valves are also valve housings An electrically actuated (electrically energized) actuator secured within the The actuator expands and contracts with respect to the malleable material layer when an electric signal is applied It is. In addition, blades are also included in the microfluidic valve, and are electrically actuated Connected to the actuator, the actuator is biased and extends toward the malleable material layer When advanced, the blade is pressed against the layer of malleable material. Blade becomes malleable material layer When depressed, the capillary is blocked and liquid flows from the capillary inlet port to the outlet port. To stop flowing. When the blade retracts from the layer of malleable material, the capillary entrance Liquid introduced into the port flows through the capillary and exits the capillary through the outlet port be able to.   This microfluidic valve is for use with pouches containing layers of malleable material Particularly suitable to be. The pouch is provided with a reservoir suitable for holding a liquid volume. The pouch preferably projects outwardly from the reservoir and is suitable for microfluidic valves. Preferably, a substantially flat surface facing the anvil surface of the included base plate. Equipped with an elongated paddle-shaped (paddle-shaped, web-shaped) nozzle. In this position , The nozzle is located between the valve housing and the anvil surface. Preferably the nozzle is Alignment pins protruding from the base plate of the microfluidic valve And an alignment hole to be fitted and engaged with. What is formed in the nozzle Said elongated capillary tube closed by a blade of a Louisdick valve. Insertion of capillary The outlet port communicates directly with the reservoir, and the capillary has a base alignment hole for the nozzle. Between the blade and the anvil anvil surface Be placed. The capillary outlet port is located distally of the reservoir and As the blade retracts from the base plate anvil surface, the pressure applied to the reservoir Allows the liquid to exit the pouch along the capillary through the outlet port.   The above simple planar valve concept for a liquid delivery system forms part of the present invention. Used as parts when assembling complex microfluidic systems. Can be. The above valve concepts for liquid delivery systems are similar to planar transistors. Microfluidic system described inferentially and analogously to integrated circuits System assembly. When used in integrated circuits, the fabrication of individual transistors The planar process (PLANA RPROCESS) developed for the action is A collection of transistors in multiple devices integrated into a single composite device It is something to replace. These integrated transistors have diffused and oxidized parts. All connected at the same time during processing of a single silicon wafer Can be considered as a current valve formed at Similar principle for liquid delivery system Can be applied to the planar (planar) valve construction concept. Overview of single valve and reservoir The reminder is that everything is formed in a single integrated circuit assembly, which can be connected through a capillary and a valve. Can be extended to a number of reservoirs.   Accordingly, the present invention also provides for a method wherein at least one surface is entirely surrounded by a layer of malleable material. A micro-fiber that controls the flow of liquid through a plurality of interconnected elongated capillaries Including the Louis Dick system. This microfluidic system is A plurality of valve housings adapted to be strongly pressed against the material layer. Each valve housing The actuator includes an electrically actuated actuator that applies an electrical signal. When it is obtained, it expands and contracts with respect to the malleable material layer. Each electric bias actuator Equipped with a blade and the electric biasing actuator extends toward the malleable material layer The shape and configuration are such that the blade faces one of the capillaries and is pressed against the malleable material layer. The blade has. When the blade is pressed against the layer of malleable material, the capillary is closed, Liquid is prevented from flowing from the capillary inlet port to the outlet port. blade Is retracted from the layer of malleable material, the liquid introduced into the capillary inlet port Can exit the capillary through the flow outlet port.   This microfluidic system is a malleable material with multiple liquid-filled reservoirs. It is particularly suitable for use with pouches containing a bed. Pouch holds liquid volume Equipped with a reservoir suitable for The pouch preferably projects outward from the reservoir and Base plate anvils preferably included in the microfluidic system It has a substantially planar surface suitable for opposing the surface. In this position, The valve is located between the valve housing and the anvil surface. The pouch is also microfull When the valve of the Idick system is controlled, a reaction chamber to which liquid is sent from the reservoir is provided. You. In addition, the means for heating and cooling the reaction chamber and the flow through the capillary by applying various diagnostic techniques Means for monitoring the liquid flow are also provided.   Generally, the present invention involves dispensing, mixing, reacting, and possibly heating or For any application that needs to be rejected and the reaction products need to be inspected. Can be. Such uses include clinical and diagnostic tests, environmental or forensic tests, Occurs in analytical chemistry, fine chemistry, biological science, combinatorial synthesis, etc. You. The microfluidic system according to the present invention performs such a process. Eliminates the incorporation of tubing and valves normally associated with the liquid delivery system of the present invention Or simplify it. Furthermore, the microfluidic system of the present invention All of these features can be provided in a portable device.   These and other features, objects and advantages will be described with reference to the accompanying drawings, in which: From the detailed description of certain preferred embodiments, it will be understood and apparent to those skilled in the art.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   Figure 1 shows a liquid delivery system that controllably releases the flow of liquid from a pouch FIG.   FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid delivery system taken along line 2-2 of FIG.   FIG. 3 shows a microphone according to the present invention using a pouch for holding a liquid and performing a chemical reaction. It is a top view of a rofluidic system.   FIG. 4 is a cross-sectional view of the liquid delivery system taken along line 4-4 of FIG.   FIG. 5 shows a microfluidic system of the type shown in FIG. FIG. 4 is a schematic plan view illustrating dimensions of a pouch that can be formed.   FIG. 6 is a cross-sectional view of the pouch taken along line 6-6 of FIG.   FIG. 7 includes a microfluidic system taken along the line of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a preferred embodiment of the valve.   FIG. 7a illustrates the relationship between the blade and the capillary along line 7a-7a of FIG. FIG. 4 is a plan view of a valve included in the microfluidic system taken.   FIG. 7b illustrates the relationship between the blade and the capillary along line 7b-7b in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of a valve included in the microfluidic system taken.   FIG. 8 shows an alternative implementation of the microfluidic valve shown in FIG. It is sectional drawing of the present example.   FIG. 9 is embodied using the low dead-end microfluidic valve shown in FIG. It is a top view which shows a part of microfluidic system.   FIG. 10 shows a microfluidic system in which all valves are integrated using a single plate. It is a top view showing a stem.   FIG. 10a shows the microfluidic taken along line 10a-10a of FIG. It is sectional drawing which shows a lock system.   FIG. 11 shows a microfluidic system for reciprocating a liquid between two reaction chambers. FIG.   FIG. 11a shows a microfluidic taken along line 11a-11a of FIG. It is sectional drawing which shows a lock system.   FIG. 12 shows the installation of a UV transparent Teflon window in the area of the capillary on both sides of the pouch. It is sectional drawing which illustrates a girder.   FIG. 13 shows an ultraviolet transparent Teflon window in the area of the capillary on only one side of the pouch. It is sectional drawing which illustrates what was attached.   FIG. 14 shows the installation of a total internal reflection (TIR) detector in contact with the liquid in the capillary. FIG.   FIG. 14a shows a TIR detector taken along line 14a-14a of FIG. It is sectional drawing.   FIG. 14b shows a TIR scan taken along lines 14b-14b in FIGS. 14 and 14a. It is sectional drawing which shows an output device.   FIG. 15 is a plan view showing a microfluidic electrophoresis detector.   FIG. 15a shows the microfluidic taken along line 15a-15a of FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a check electrophoresis detector.   FIG. 16 shows a pair of either side of the reservoir suitable for dispensing a precise volume of liquid. FIG. 2 is a plan view of the microfluidic valve of FIG.   FIG. 16a shows the microfluidic taken along line 16a-16a of FIG. It is sectional drawing which shows a lock valve and a reservoir.                       Detailed Description of the Preferred Embodiment Micro fluidic valve   FIGS. 1 and 2 show a microfluidic delivery system designated by the general reference numeral 20. Show stem. The microfluidic solution delivery system 20 is a flat pouch. (pouch) 22 to controllably release the liquid flow from the base plate 24 Is provided. The base plate 24 has a flat anvil surface 26 from which one A pair of positioning pins 28 protrude.   Above the anvil surface 26 of the base plate 24 is a hollow pot-like valve housing 32. Which is suitable for fastening the pouch 22 to the anvil surface 26 I have. The disc-shaped piezoelectric actuator 34 in the valve housing 32 It is fixed in the jing 32 with an orientation. Electric potential is piezoelectric actuator in that direction When the piezoelectric actuator 34 is increased or decreased, the piezoelectric actuator 34 is moved to the anvil surface 26. To prolong and retreat. The piezoelectric actuator 34 Constructed of biased lanthanum zirconate titanate (PLZT) material it can. This material is a brand name called "Rainbow" and is available from Aura Ceramics. a Ceramics). This PLZT material has a normal P Provides a one-piece structure that is a layer of LZT. The other side of the PLZT unimorph is a natural P Chemical reduction of oxides in LZT material to form conductive cermet layer Is a composition reduction layer formed by The conductive cermet layer is generally Make up 30% of the total. Removing oxide from one side of the unimorph will result in conductive The mett layer shrinks, the entire disk bends, and the PLZT layer is placed under compression. Follow Thus, the PLZT layer is convex and the conductive cermet layer is concave. Or piezoelectric material 34 can be made from other PLZT materials as unimorph or bimorph You.   The valve housing 32 includes a blade 36 connected to a piezoelectric actuator 34. including. The shape of the blade 36 is such that the piezoelectric actuator 34 faces the anvil surface 26. Once distracted, the blade 36, as best shown in FIG. The edge 38 is formed so as to be pressed toward the anvil surface 26. Predetermined When the applied voltage is applied to the piezoelectric actuator 34, the blade 36 Pressure surface 26 or away therefrom. Blade 36 is general For example, a thin metal sheet (sheet) of stainless steel, for example, having a thickness of 1.0 mil to In a mill, the length is pressed against the anvil surface 26 by a piezoelectric actuator 34 Is short enough not to bend.   The pouches 22 are preferably upper and lower flexible の to 数 to several mils thick. Consists of thin sheets (sheets) 42 and 44 of forged polymeric material. The thin plates 42 and 44 are selected A substantially flat elongated, optionally stacked, reservoir 46 and projecting outwardly from the reservoir 46 A paddle-shaped nozzle 48 is formed. During the fabrication of the pouch 22, and generally in the Before laminating the lower and upper plates 44, 44, the lower plate 44 is A sinus 52 is formed. When the fabrication of the pouch 22 is completed, the cavity 52 is filled with liquid. 46.   The nozzle 48 fits and engages the alignment pin 28 of the base plate 24 It includes a pair of alignment holes 56. The nozzle 48 is on the anvil surface of the base plate 24 26, and is disposed between the blade 36 of the valve housing 32 and the anvil surface 26. It is. Nozzle 42 is also distal from reservoir 46 formed between lamellas 42 and 44. And an inlet port 65 in the reservoir 46. Capillaries 62 extends outwardly from reservoir 46 and is in direct communication therewith with a relatively small cross-sectional area. The first section 66 of the capillary 62 may be dry or dry. Are lithographically etched in the sheets 42 and 44 by wet etching. Can be formed. Any that does not extend between blade 36 and anvil surface 26 The first zone 66 has a flow restriction during operation of the microfluidic delivery system 20. Acts as a body. A second section 68 of the capillary 62 extends outwardly from the first section 66, It is in direct communication therewith and has a larger cross-sectional area than any of the first sections 55. hair In the thin tube 62, the alignment hole 56 of the nozzle 48 is aligned with the base plate 24. Between the blade 36 and the anvil surface 26 when mating and engaging the pin 28. Change The valve housing 32 is aligned with the anvil surface 26 and the 36 may be accurately aligned. Over the capillary 62 in the nozzle 48 On one surface of the valve housing 32, the pressure of the valve housing 32 against the thin plate 42 is applied. It is necessary to provide a relief so as not to block the thin tube 62. Nozzle 48 with blade 36 Prior to insertion between and the anvil surface 26, the pouch 22 will be described in detail below. Including a "filling nozzle" to fill reservoir 46 with liquid. You can also.   The blade 36 of the valve housing 32 is removed from the anvil surface 26 of the base plate 25. When retracted, the pressure in the reservoir 46 causes the liquid in the reservoir 46 to flow into the capillary 62. Along the exit port 64. Conversely, the blade 36 faces the anvil surface 26. Once extended, the malleable material of the nozzle 48 is pressed, closing off the capillary 62 and closing the valve seat. Where the thin plates 42 and 44 are pressed against each other by the blade 36 forming Blocks body from flowing from reservoir 46 along nozzle 48. Blade 36 is Ann When extended toward the building surface 26, the blade 36 Is at right angles to the capillary 62 and is greater than its width.   When the blade 36 closes the capillary 62, the preload in the piezoelectric actuator 34 The weight provides one to hundreds of grams of force for normal use and To the surface 26. To open the capillary 62, the piezoelectric actuator 34 Is electrically activated by applying a voltage across electrodes 72 and 74. here The electrodes 72 and 74 cover the opposite surfaces of the disk-shaped piezoelectric actuator 34, respectively. It is provided as follows. When a voltage is applied across the electrodes 72 and 74, the piezoelectric The tutor 34 retracts with the blade 36 from the anvil surface 26. Favorable response The force-biased piezoelectric actuator 34 produces very large strains (several hundred volts (In the order of several hundred microns in response) Processing and fabrication of the tem 20 requires that the mechanical tolerances and tolerances are appropriate. In addition, The displacement of the piezoelectric actuator 34 and blade 36 is imposed by the valve housing 32. The load is well overcome, thereby opening the capillary 62. Micro fluidy Since the flow of liquid from the liquid feeding system 20 can be controlled electrically, This can be performed on a signal from a microprocessor (not shown).   In the fabrication of the pouch 22, after forming the cavity 52, if necessary, An area 66 is etched into the sheets 42 and 44 so that the sheets 42 and 44 It is selectively laminated along the circumference and along the elongated edges of the capillary 62 in the nozzle 48. Sheets 42 and 44 may be made of any polymer, preferably by heat welding. (Seal). Uses even polyethylene pouch 22 well Was done. Preferred materials for the sheets 42 and 44 are due to their material inertness and material properties. Polyimide or polyimide-coated Teflon (trademark). Sheets 42 and 44 are good Preferably, the thickness of opposing sheets is laminated together using thermocompression bonding A "thick" and therefore leak-free connection at the edge of the capillary 62 I will provide a.   Ultrasonic bonding can also be used to laminate the sheets 42 and 44 to one another. Some Alternatively, an adhesive is screen-printed on one of the thin plates (sheets) 42 or 44, The gates 42 and 44 may be opposed to each other and selectively connected only in a predetermined area. You. However, such adhesives must be as thin as possible. Valve movement The work depends on the mutual clamping of the two sheets 42 and 44. But Adhesive thin to thousands of angstroms with good uniformity over a large area Methods for dispensing are commercially available.   Connecting in series between two of the above valves a small reservoir in a capillary tube 62, And a fluidity that does not depend on the viscosity of the polymer. In such a two-stage valve, the second valve is closed Then the first valve is opened and the liquid is completely released into the intermediate capillary 62 To maintain.   The two valves, shown in FIG. 16 as blades 36a and 36b, measure the precise amount of liquid. On both sides of a processing chamber 82 similar to a conventional pipette that can be used to dispense Each is positioned along a capillary 62. The capillary 62 is simply 16a is an enlarged area extending to one side of a capillary tube 62 crossing from left to right. Good to be understood. In the processing chamber 82, the cavity 52 shown in FIGS. It can be formed on a thin plate 42 in the same manner as it is formed. Weighing precise amount of liquid To place the blade 36b, the blade 36a is opened and the liquid is shown in FIGS. The capillary 62 is constricted while entering the processing chamber 82 from a reservoir such as the reservoir 46. place After the chamber 82 is filled with liquid, the blade 36a tightens the capillary 62, The node 36b opens. Then, the piston 84 shown in FIG. Then, the thin plate 42 covering the processing chamber 82 is pressed. The piston 84 is shown in FIGS. 16 and 16a. A pressure similar to that of the piezoelectric actuator 34 shown in FIGS. It may be pressed downward by an electric actuator. Piston 84 is controlled to move downward Then, a precise control amount of the liquid is discharged to the capillary tube 62 through the blade 36b. . With the downward movement of the piston 84, only a part of the liquid in the processing chamber 82 is discharged, or Alternatively, all of the liquid may be discharged from the processing chamber 82.   As described above, the microfluidic liquid sending system 20 is a piezoelectric actuator. 34, and if there is no problem with power consumption and heat, the piezoelectric actuator 3 Instead of 4, a spring-loaded magnetic actuator can be used. Such magnetism For pneumatic actuators, the proper spring provides a preload to anvil Pressing against the surface 26, the electromagnetically generated force overcomes the preload and causes the blade 36 to Pull away from the anvil surface 26.Microfluidic system   3 and 4, the microfluidic system according to the invention is shown in general reference number. The reference numeral 100 is shown. With the microfluidic liquid delivery system 20 Similarly, the microfluidic system 100 includes a base plate 102 You. From the planar anvil surface 104 of the base plate 102, four alignment pins 106 is protruding. A substantially planar pouch 108 over the anvil surface 104 And the positioning holes 112 of the 1084 pouches are formed in the base plate 102. It fits and engages with the positioning pin 106. Same as the pouch 22 shown in FIGS. As such, the pouch 108 is preferably top and bottom, 下部 to a few mils thick, flexible It comprises a malleable polymer sheet 114. Unlike pouch 22, pouch 108 is less 3 and 4 as shown in FIGS. 3 and 4. 24b and 124c. Three planar capillaries 126a, 126b and 12 6c extend outward from reservoirs 124a, 124b and 124c, respectively, and Communicate with others. Similar to the first section 66 of the capillary 62 shown in FIGS. One of the capillaries 126a, 126b and 126c is a reservoir 124a, 124b and 12 Between 4c, provide an aperture for such capillaries 126a, 126b, and 126c I do.   Extending from respective inlet ports 127 in reservoirs 124a, 124b and 124c. Three elongated capillaries 126a, 126b and 126c share a common branch 132. Before reaching their respective outlet ports 129, three valve bodies 128a, 128b and 128b. And 128c. The valve bodies 128a, 128b and 128c are shown in FIG. 2, a flat pouch 10 with fasteners or springs (not shown). 8. As shown in FIG. 4, each valve element 128a, 128b, The lower surface 134 of 128c contacts the sheet 114 of the pouch 108. However , The lower surface 134 to avoid blocking the capillaries 126a, 126b and 126c Capillary 12 passing between valve body 128a, 128b or 128c and anvil surface 104 Escapes are provided along the length of 6a, 126b and 126c. Figures 1 and 2 As in the microfluidic liquid delivery system 20 shown in FIG. The blades 136 in 128b and 128c are moved from the piezoelectric actuator 137 to each valve. Opening 138 formed through lower surface 134 of body 128a, 128b, 128c Extending downward through. When the piezoelectric actuator 137 is not energized, The blade 136 is pressed against the sheet 114, thereby causing the capillaries 126a, 126b Passing And 126c are closed respectively. The piezoelectric actuator 137 is electrically energized. Then, the blade 136 moves away from the anvil surface 104 and the capillaries 126a, 126b Or 126c is opened.   The inlet port 141 of the common capillary 142 passing through the reaction chamber 122 is connected to the capillary 12 The branch 132 of 6a, 126b and 126c is connected to the outlet port 14 of the common capillary 142. Connect to 4. The microfluidic system 100 includes the reservoirs 124a, 12 4b and 124c, each having a plunger 146 disposed thereon. One is shown in FIG. Plungers 146 each accumulate pressure 124a, Apply to 124b and 124c and store the liquid in 124a, 124b and 124c. It is pumped into reaction chamber 122 through capillaries 126a, 126b and 126. Pow If the helix 108 is fabricated from a suitable polymer material such as polyimide, the reaction chamber 122 provides a resistive electric heater 152 integrated in the pouch 108 as usual, As a result, the base plate 102 faces the reaction chamber 122 or is heated. A block heater and / or a thermoelectric cooler 154 in the base plate 102 , May be positioned. The pouch 108 includes the microfluidic system 100 The chemical treatment is carried out by, and if necessary, a mixing chamber and a reaction chamber should be further provided. Can be.   As with the pouch 22 shown in FIGS. 1 and 2, the pouch 108 is preferably a sheet 1 14 and 116 are stacked to form reservoirs 124a, 124b and 124c, and a capillary tube 126. a, 126b and 126c, reaction chamber 122 and common capillary 142 It is processed and manufactured as follows. The entire area of the sheets 114 and 116 may be laminated, or Alternatively, the lamination may partially provide a pattern contour. Reservoir 124a, 124 b and 124c are all in the same manner as described above for the reservoir 46 of FIGS. (Usually using thermal deformation and selective high temperature thermal bonding or selective bonding) You. Similarly, capillaries 126a, 126b and 126c and common capillary 142 are Also in this case, the sheets 114 and 116 are partitioned by lamination. 1 and 2 As mentioned above, the restrictor restricting the flow of liquid causes the sheets 114 and 116 to It can be formed by dry or wet etching.   After the pouches 108 have been stacked, as described above in connection with FIGS. Reservoirs 124a, 124b and 124c are filled nozzles 158a, 158b and 15 8c, respectively. Reservoirs 124a, 124b and 124c After filling, the filling nozzles 158a, 158b and 158c are sealed. The liquid can be retained. Sealing can be done using heat or pressure, or at relatively low temperatures. It can be performed by using ultrasonic bonding which is a method. Alternatively, the filling nozzle 158a 158b and 158c open and the sample is pooled (eg, with a syringe). Alternatively, they may be injected into 124a, 124b and 124c. Further or 4. Filled reservoirs 124a, 124b and 124c as shown in FIG. Then, the laminated sheets 114 and 116 are creased and the filling nozzles 158a, 158b And 158c, then fill pin 158a, 158b and 158c pins It is held in a folded shape by the tip clamp 162. Or, avoid the syringe, The nozzles 158a, 158b and 158c are made with a flat filling and the reservoir 124a , 124b and 124c, into a peristaltic pump (not shown) . In such a microfluidic system, the reservoirs 124a, 124b , 124c rather than using a pouch 108 container provided externally and, if desired, a capillary 1 It may be connected directly to 26a, 126b and 126c.   As a sample for analysis is already prepared and introduced into the sealed pouch 108 For this purpose, a similar device can be used. For example, the pinch clamp 162 Remove and guide the sample through one of the filling nozzles 158a, 158b and 158c. You can also enter. Or, for example, if the pouch 108 is a microfluidic If fixed in the stem 100, the sealing filling nozzle 158a, 158b or 1 58c is pierced with a syringe, and then the syringe is filled with filling nozzles 158a, 158b and And 158c until reaching the corresponding sump 124a, 124b or 124c. And squeeze it further. Alternatively, a self-sampler such as used in gas chromatography Pierce the porous plug with a syringe and insert it between sheets 114 and 116. It is sealed (sealed) in the filling nozzle 158a, 158b or 158c.   According to the microfluidic system 100, a diagnostic medical or analytical test, D Assigns liquids, samples, chemicals, reagents, and body fluids for NA sequencing, etc. In particular, it can be dispensed and mixed at a predetermined flow rate under microprocessor control. Can be. After processing is completed, the valve assemblies 128a, 128b and 128c are simply And a new pouch 108 may be attached. If any valve fails, The replacement is easy. Blade 136 and capillaries 126a, 126b and 126c The liquid flowing through does not come into direct contact. Reservoirs 124a, 124b and 124c However, even in a system using an external container instead of removing the pouch 108, In the reaction chamber 122, the capillaries 126a, 126b and 126c and the common capillary 142 The remaining remnant material can be easily processed. Chemically into sheets 114 and 116 Inert macromolecules can be selected so that the reaction can be accelerated or controlled The heating and cooling of the chamber 122 are possible.   The concept of the microfluidic system 100 is sufficient for performing a diagnostic test. Minute suitable. For diagnostic applications, the entire pouch 108 containing all of the desired reagents Prepared and stored in advance, frozen if necessary, and stored on the anvil surface 104 for use. I can just attach it. If the pouch 108 is at an appropriate temperature for use, The reaction is performed by introducing a sample. Using a mechanical spring or external pneumatic means, Pressure can be applied to 124a, 124b and 124c. Valve assembly 128 a, a microprocessor (not shown) is used for opening / closing control of 128b and 128c. Can be. To operate the valve assemblies 128a, 128b and 128c It is necessary to apply very low power of high voltage to the piezoelectric actuator 137, It can be easily generated by a flyback power supply circuit well known to those who are familiar with electronic circuits. Can be. Therefore, the operation of the microfluidic system 100 is It can be energized with a single battery.   FIG. 5 shows a general pouch used in the microfluidic system 100. 108 is illustrated. However, the illustrated dimensions are not limited to the scope of the present invention. It is not intended to limit. In FIG. 5, the lamination represented by a wide black line 166 are mutually stacked reservoirs 124a, 124b, 124c and 124d, hair Capillary tubes 126a, 126b, 126c and 126d, branch 132, reaction chamber 122 and And the area of the sheet 114 where the common capillary 142 is set. Reservoirs 124a, 12 4b, 124c and 124d, capillaries 126a, 126b, 126c and 126 d, branch 132, reaction chamber 122 and all areas outside common capillary 142 are laminated No need. It is sufficient to laminate around these areas. The stack 166 has a. Capillaries 126a, 126b, 126c and 126d narrow to about 010 inches And a common capillary 142 can be set. Capillaries 126a, 126b shown in FIG. , 126c and 126d and the common capillary 142 have a vertical height of a few thousandths of an inch. Can be obtained. Therefore, the capillaries 126a, 126b, 126c and 126d And the effective cross-sectional area of the common capillary 142 can be made extremely small if necessary.Micro fluidic valve 128   FIG. 7 illustrates a preferred implementation of the valve assembly 128b, taken along line 7-7 of FIG. A cross-sectional view of the example is shown, with the illustrated valve assembly 128 b pressed against the pouch 108. A blade 136 in the form of a leaf spring 172 is 7 and against the pouch 108 positioned below the valve assembly 128b. Provides adjustable leveling. As shown in FIGS. 7a and 7b, The heater 137 and the blade 136 are mounted in the valve housing 176, and the When the valve 136 does not contact the seat 114, the lower surface 134 of the valve assembly 128b is Over a predetermined distance, for example 0.001 inch to 0.005 inch. The protrusion of the blade 136 from the lower surface 134 of the valve assembly 128b is A preload is set for the blade 136 pressed by No. 4. The valve assembly 128 is The pouch 108 and thus the pouch 108 against the base plate 102 . In order to prevent the capillary 126b from being obstructed, it is parallel to the capillary 126b. Groove 178 in wider valve assembly 128b extends below valve assembly 128b. Avoid contact between the longitudinal valve assembly 128b and the seat 114 of the capillary tube 126b. ing. Therefore, the blade 136 that is electrically retracted and opens the capillary 126b is Generate pressure only on the sheet 114 along the capillary tube 126b.   For some applications involving chemical analysis, the valve 128 with very low dead volume, A valve 128 that retains only a small amount of material through the point at which it turns on and off is desirable. In FIG. As shown, the present invention provides a valve 128 that substantially eliminates dead-ends. Can be. In such a low dead-end valve 128, the blade 136 is connected to the valve housing 176. Extending beyond the envelope surface of As shown in FIG. 9, the valve housing of the valve 128 of FIG. Such a valve 128 has two capillaries 126 since there is no longer any interference from the jing 176. And the branch 132. The flow from one of the capillaries 126 is It is directly taken out by the capillary tube 142 without facing backward. The entire common capillary 142 is This is because it flows to the blade 136 that closes the thin tube 126.Acrofluidic system 100   If you need several valves to assemble the microfluidic system 100 In principle, the valves 126 could in principle all be separately pouched 108 towards the base plate 102. Could be pressed. However, such microfluidics For the lock system 100, all of the valves 128 are shown in FIGS. 10 and 10a. Thus, it is highly desirable to integrate (integrate) with the valve plate 182. Pouch 108, the valve plate 182 is positioned on the alignment pin 10 of the base plate 12. 6, the valve plate alignment holes 18 passing through the valve plate 182 2 is provided. Thus, the pouch 108 comprises the base plate 102 and the valve plate 18 It is clamped between the two. In this way, the entirety of the valve plate 182 All valves 128 are identical to capillary 126 and its preloaded blade 136. Sometimes positioned. Not all of the valves 128 need be in the same horizontal plane. Base The rate 102 and valve plate 182 may have several different and matching horizontals. No. The valve plate 182 is not bent so that the valve 128 achieves a predetermined preload value. Must be robust enough. In principle, all piezoelectric actuators 137 are And the blades 136 are all adjusted simultaneously. good. However, each of the valves 128 is preferably Valve plate 1 to be pressed against the base plate 102 with a substantially greater force. Mounted as a floating, separate assembly loaded by a spring against 82 . In such a method of mounting the valve 128 in the valve plate 182, the base plate The distance between the valve 102 and the valve plate 182 varies. Valve 128 The load may vary depending on the design and characteristics of the pouch 108. Spring or pneumatic system 182 applies pressure to reservoirs 124a, 124b and 124c, if needed.   The contact area between the lower surface 192 of the valve plate 182 and the pouch 108 is preferably The anvil surface 104 of the base plate 102 or the lower surface 134 of the valve 128; It is desirable to provide a ridge 188 that protrudes therefrom. Ridge 188 has valve 128 and pouch 10 8 is limited to the immediate vicinity of the valve 128. Thus, the ridge 188 is Establish a well-controlled force in a predetermined area surrounding 6. The ridge 188 is the capillary 12 6, extending longitudinally parallel to the valve 6 to provide close local contact between the valve 128 and the pouch 108. You. The protrusion of each blade 136 from each valve 128 is referenced to the immediate ridge 188 and Thus, the preload for each of the valves 128 is accurately set over the entire surface of the pouch 108 can do. Block heater and / or thermoelectric cooler 154 and reaction chamber 122 Is similar to that shown in FIGS. 3 and 4, wherever desired on base plate 102 It may be positioned. For example, valve 128 may be located at the intersection of a grid system if desired. Positioned to facilitate the design of the microfluidic system 100 You may do it. Valve adapted to receive a modular valve at the top of a two-dimensional grid Plates can also be made. Then, run with microfluidic system 100 Depending on the particular process to be performed and the shape of the pouch 108, the individual valves 128 Can be attached to the appropriate vertices of the two-dimensional grid in the process. And then The microfluidic system 100 simply places the valve 128 on the valve plate 182 Completely different processing using rearranged pouch 108 with completely different shape Could be done.   Microfluidic system 100 amplifies minute amounts of nucleotide material It is effectively applied to the integration of PCR technology used for Figures 11 and 11a , A microfluidic system 10 specially adapted for performing PCR Indicates a part of 0. If the pouch 108 used for PCR is made of polyimide, It can be easily heated and cooled sufficiently to perform PCR without damage. As previously mentioned The heater is applied to the pouch 108 itself by the pouch 108 made of polyimide. Can be Alternatively, the PCR execution temperature is generally 100 ° or less. Thus, many polymer materials can be used instead of polyimide. In FIG. 11a Immediately below the pouch 108 in the base plate 102 as shown, or On the pouch 108 in the rate 182 (not shown in FIGS. 11 and 11a); Can position heaters and / or coolers 196 on both. micro The planar shape of the fluidic system 100 includes what is required for PCR. There are some good thermal properties that are useful for processing such small samples.   To adapt the microfluidic system 100 for performing PCR, H 108 selects two thin and flat processing chambers 198 between laminate sheets 114 and 116 Installed in The processing chamber 198 is a capillary 1 that intersects FIGS. 11 and 11a from left to right. It may be understood that this is a simply enlarged area that extends to one side of 26. necessary Then, these two processing chambers 198 are shown in FIGS. 11 and 11a with only the blade 136. The central valves shown may be isolated from one another. Of processing room 198 The protruding capillary 126 on one side is shown in FIGS. With one side valve shown, an alternative route for controlling the introduction of liquid into the process chamber 198 is provided. Provide roads.   Any of the processing chambers 198 to which the TAQ primer was added to start the PCR The sample is introduced at Next, the liquid in the processing chamber 198 is set at an appropriate PCR temperature T. Temperature cycle between 1 and T2. Temperature cycle operation heats processing chamber 198 Cool or preferably maintain the processing chamber 198 at two PCR temperatures each This is achieved by periodically reciprocating the liquid between the processing chambers 198 while moving the liquid. One way to reciprocate liquid between the two processing chambers 198 is to open all valves and allow the liquid to flow. By placing in one or the other processing chamber. Alternatively, although not shown, FIG. A pair of piezoelectric transducers of the same type as used for the valve 128 connected to the piston 202 Reciprocates between the two processing chambers 198 by means of a vessel. Microfluidic system If the system 100 uses a piston 202, these piezoelectric transducers alternate 202 is pushed down into one of the processing chambers 198 and then into another processing chamber 198. . As can be readily seen, a piezoelectric transducer is used to urge the movement of the piston 202. Instead, an electromagnetic driving device can be used. Temperature uniformity during PCR The piston 202 can be maintained at the temperature required for PCR to enhance the performance. . After performing the required number of cycles to complete the PCR, the resulting product is 26 to the final destination.   Another performed using a pair of processing chambers 198 as shown in FIGS. 11 and 11a. The operation is a mixing of liquids. The intimate mixing of the liquid in one processing chamber 198 is as described above. The liquid is periodically sent to the proximity processing chamber 198 using the piston 202 such as More achieved. The intimate mixing of the liquid in the first processing chamber is such that the liquid 6 due to the high turbulence generated during the transfer to the second processing chamber 198. Some Alternatively, a pit with a notched surface that contacts the upper sheet 114 covering the processing chamber 198 By periodically tapping the processing chamber 198 with the ton 202, mixing is reduced, but the degree of mixing is reduced. Is obtained.   Because the processing chamber 198 and the capillary 126 are planar, a variety of simple detectors are available. Can be integrated (integrated) in the microfluidic system 100. For example, thin Teflon sheets are extremely transparent to ultraviolet light (UV). Pouch 108 is Teff Polyimide with lower UV transmittance than Teflon or Teflon-coated polyimide If formed, a Teflon window is placed in the processing chamber 198 and as shown in FIG. And / or a portion of the capillary 126. To install such windows, The Teflon coating 212 on the polyimide sheet 116 is airtightly (thermally and chemically). (Or using ultrasonic waves) to adhere to the Teflon window 214 to give the sheet 116 UV transparency. give. A 0.001 inch thick polyimide film is about 5,000 Å Teflon thin film with a thickness of 0.001 inch, which is only transparent at the wavelength of the Has a transmittance of 82% at 2540 angstroms. Thus, the Teflon film 2 14 excites the liquid in the processing chamber 198 or the capillary 126 using various deep UV light sources. Can be efficiently exposed. The 0.001 inch thick Teflon film 214 is It also transmits 97% of all vertically incident sunlight, effectively reaching a wavelength of 7 microns. Shows no absorption at all. Therefore, the processing chamber 198 or the hair Fluorescence analysis of the chemical species in the tubule 126 is enabled. Two overlapping teflon windows 214 can be provided on each side of the pouch 108 for transmission measurement. . Alternatively, as shown in FIG. 13, a Teflon window 214 The Teflon coating 212 is provided on the outside of the upper sheet 114. This is performed by bonding the Teflon thin film layer to the sheet 114 by using an adhesive or other means. Tephro This position relative to the window 214 positions the Teflon window beneath the lower sheet 116 As compared with the case, the resistance of the flow of the fluid through the capillary tube 126 is reduced.   The detector whose plane shape of the microfluidic system 100 is extremely suitable is Also, it is TIR (Total Internal Reflection). Figures 14 and 1 4a is an opening through the upper sheet 114 of the pouch 108 for establishing a TIR detector. 22 shows the formation of 222. The lower sheet 116 of the pouch 108 is a TIR prism 226 Are clamped and fixed to the lower surface 224. The ray 228 in FIG. 4 shows the general path of light through the system 226. However, along the ray 228, the pre- Light passing through the prism 226 interacts with the liquid in contact with the surface 224 of the prism 226. Sometimes. Grooves 232 are locally etched to a depth of several microns in the lower sheet 116 A capillary 126 for the liquid is provided. The light passes through the liquid filling groove 232 at most several wavelengths. Such a configuration is ideal for TIR measurements, as it is just that. Sheet 116 An O-ring 234 is disposed in a groove 236 formed in the lower base plate 102. The lower sheet 116 is directed upward into the upper sheet 114 and the prism 226 Of the sheet 116 and the surface 224, thereby forming a light tight seal between the sheet 116 and the surface 224. To achieve. In the area of the etching groove 232 between the O-ring 234 and the prism 226, A plurality of ribs 238 are formed as shown in FIG. Even if 16 is compressed by the O-ring 234, the groove 232 is not narrowed. This Due to these 238, the liquid enters the groove 232 and the O-ring 234 Sealing is prevented. In operation, the instrument intercepts light 228 entering prism 226 with light. While monitoring the change in intensity during the light beam 228 exiting the rhythm 226, the liquid It flows through a groove 232 formed in the lower sheet 116 over the surface 224 of the lower sheet 226. Since the liquid in the groove 232 contacts the prism 226, the surface 224 of the prism 226 Must be washed before each use.   FIG. 15 shows a microfluidic 100 with integrated swimming ability, Shown below is the analysis that facilitates the analysis of reactive products. Pouch 108 made of polyimide Then, the copper pattern of the electrophoresis electrodes 242 for the plurality of electrophoresis cells 244 is sputtered. And can be easily joined to the sheet 114 or 116. You. The electrophoresis cell may be an unlaminated portion of the sheets 42 and 44, It may consist of a groove etched in one or both. Electrophoresis gel 2 The electrophoresis electrode 242 filled with 45 connects the capillary 126 and other pouch structures. This is true during the lamination of the pouch 108 to be formed. If necessary, the copper electrophoresis electrode 242 May be provided with a protective overcoat of gold or other inert metal.   The inlet valve 246 and the outlet valve 248 located at the opposite end of the capillary 126 are simultaneously The reaction product passes through the open end of the electrophoresis cell 244 and enters the capillary 126. Flows along. These reaction products flow along the capillary 126 through the open end. In the meantime, the electric potential of the elongated moving electrode 252 and the farthest electrophoretic electrode 242 are And apply any of the reaction products at the open end of the electrophoresis cell 244. Load electrophoresis gel 245. As shown in FIG. Move the moving electrode 252 to the electrophoresis electrode 24 at each open end of the electrophoresis cell 244. Separate from 2. After removing the potential after the reaction product is loaded on the electrophoresis gel 245, A preferably inert liquid flows along the capillary 126. Clean the capillary 126 After that, both the inlet valve 246 and the outlet valve 248 are closed, and all the electrophoresis cells 244 are sealed. Chained. After that, both the inlet valve 246 and the outlet valve 248 are closed again, and various The reaction product flows along the capillary 126 and is loaded into another of the electrophoresis cells 244. Can be filled. The reaction product is loaded into a fresh electrophoresis cell 244 and then This method of washing capillaries 126 involves loading all electrophoresis cells 244 with the reaction products. Iterate until done. After all the electrophoresis cells 244 have been loaded, the potential The voltage is applied to the moving cell 244 and the electrophoresis electrode, and a normal electrophoresis process is performed.   As shown in FIG. 15, the electrophoresis cell control valve 254 is 4, each electrophoresis cell 244 is moved from the capillary 126 to the Can be separated mechanically. FIG. 15 a shows the sheet 44 against the edge 258 When the edge 256 of the gate 42 is narrowed in the horizontal direction, the electrophoresis electrode 242 and the moving electrode 252 Shows how a means for making an electrical connection is easily obtained.Industrial applicability   While the present invention has been described with reference to the presently preferred embodiment, such disclosure is It should be understood that they are merely exemplary and should not be construed as limiting . For example, the malleable sheet 42 of the pouch 22 is preferably made of a polymer sheet material. Alternatively, a thin foil of metal and / or metallized polymer sheet material can be used. Let's come. Successful lamination of any of these alternative material systems, as will be readily apparent Requires other methods than those described here. Furthermore, the microphone according to the invention Rofluidic solution delivery system 20 or microfluidic system 100 Is attached to pouch 22 or pouch 108 with sheets 42 and 44 or sheets 114 and 1 16 It is not necessary to use the preferred pair of Rather, the microfluidic according to the invention The liquid feeding system 20 or the microfluidic system 100 is provided with a pouch 22 or Uses a single layer of malleable material, sheet 42 or sheet 114 for the pouch 108, Possibly avoiding any need for base plate 24 or base plate 102 Good. Similarly, although the operation of the present invention has been described for liquids, One of the Louisdick liquid transfer system 20 and the microfluidic system 100 The configuration can be used directly on any fluid, liquid and gas, The other configurations of the liquid delivery system 20 and the microfluidic system 100 Applies immediately and easily for use with liquids and gases. Simplified control and power Thick-electric actuators are preferred for demand reasons, but as mentioned above, electromagnetic actuators Can be used alternatively, and the microfluidic liquid transfer (fluid Feed) system 20 or microfluidic system 100 (Gas pressure) or hydraulic (liquid pressure) actuators can be used. Pouch 2 2 or pouch 108 against valve housing 32 or valve plate 182, respectively. The pin 28 or the alignment pin 106 is particularly preferable for the alignment. Align the housing 32 with the base plate 24 and the pouch 22 or use a valve press. Alternative means for converting the plate 182 into the base plate 102 and the pouch 108 It is practical. For example, the edge of the base plate 24 or the valve plate 182 is Facing the X and Y axis strips projecting upwards from the surface 26 or the anvil surface 104 Could be. Alternatively, the V-shaped groove is formed in the anvil surface 26 or the anvil surface 10. 4 and a curved surface protruding downward from the valve housing 32 or the valve plate 182. I could do it. Preferably such an alternative alignment means comprises a base Of the valve housing 32 to the plate 24 or to the base plate 102 A non-overlapping motion positioning of the valve plate 182 should be provided. Therefore, The following claims are intended to cover all changes, modifications or alterations that fall within the true spirit and scope of the invention. It is intended to be interpreted as encompassing the alternative.

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１２月４日（１９９７．１２．４） 【補正内容】 特許請求の範囲（請求項） １．可鍛材料層により少なくとも一面が囲繞された、入り口ポートと出口ポート がある実質的に平面状の毛細管を通る流体の流れを制御する第一マイクロフルイ ディック弁であって、 上記実質的に平面状の毛細管の外側で上記可鍛材料に堅く押し付けられる弁ハ ウジングと 該弁ハウジング内に固定され、制御信号が印加されると上記可鍛材料層に向か う又は該可鍛材料層から離れる移動を発生するアクチュエータと 該アクチュエータに連結される、先端が実質的に平らなブレード を具備し、 上記ブレードは、上記可鍛材料層に向かうアクチュエータ発生移動により上記 可鍛材料層に押し付けられ、それにより上記毛細管を閉塞し、流体が上記入り口 ポートから出口ポートに流れるのを阻止する構成を有し、且つ 上記ブレードが可鍛材料層から離れて後退すると、上記毛細管の入り口ポート に導入された流体は毛細管を流れ、出口ポートを通って毛細管を出る ように構成されることを特徴とするマイクロフルイディック弁。 ２．前記アクチュエータは圧電装置を備え、且つ該圧電装置は 印加される電位の増減が前記可鍛材料層に向かう又は可鍛材料層から離れる移 動を発生する ように構成されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロフルイディック弁 。 ３．更に、 前記毛細管が含まれるパウチを 具備し、 該パウチの少なくとも一部は、前記毛細管面に加えて、流体量を保持するのに 適した溜めを提供するような形状の可鍛材料層が設けられ、且つ 上記溜めは前記毛細管の入り口ポートと連通し、その可鍛材料層に圧力が印加 されると液体が該溜めから上記毛細管に流れる ように構成されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロフルイディック弁 。 ４．前記毛細管は 断面積が小さい、前記入り口ポートに隣接した毛細管の第一の区域と 断面積が該第一の区域のものより大きい、前記出口ポートに隣接した毛細管の 第二の区域 を備えることを特徴とする請求項３に記載のマイクロフルイディック弁。 ５．更に、 平面状アンビル面とベースプレート位置合わせ手段を有するベースプレートと 前記毛細管が含まれる、実質的に平面状の、細長いパドル形状のノズルを 具備し、 該ノズルは上記ベースプレートのアンビル面と対向し且つ前記弁ハウジングの ブレードと上記アンビル面の間に配置され得、且つ該ノズルは、 上記ベースプレート位置合わせ手段と嵌合して係合するノズル位置合わせ手段 と 前記入り口ポートと出口ポートの間にあり、上記ノズル位置合わせ手段がべー スプレート位置合わせ手段と嵌合して係合するとき上記ブレードとアンビル面の 間に正確に配置される毛細管の短い区域を備える ように構成されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロフルイディック弁 。 ６．更に、 前記毛細管が含まれるパウチを 具備し、 該パウチの少なくとも一部は、前記毛細管面に加えて、流体量を保持するのに 適した溜めを提供するような形状の可鍛材料層が設けられ、且つ 上記溜めは前記毛細管の入り口ポートと連通し、その可鍛材料層に圧力が印加 されると液体該溜めから上記毛細管に流れる ように構成されることを特徴とする請求項５に記載のマイクロフルイディック弁 。 ７．パウチから流体の流れを制御自在に解放するのに適したマイクロフルイディ ック弁と共に用いるのに適したパウチであって、ここで該マイクロフルイディッ ク弁は 平面状表面とベースプレート位置合わせ手段を有するベースプレートと 該ベースプレートのアンビル面と嵌合され、該アンビル面に向けて押圧され得 る弁ハウジングを具備し、 該弁ハウジングが、 制御信号が印加さると可鍛材料層に向かう又は該可鍛材料層から離れる移動を 発生するアクチュエータと 該アクチュエータに連結され、該アクチュエータの移動により上記アンビル面 に対向するように構成されたブレード を備えるものであり、パウチは、 流体量を保持するのに適した溜めが中に形成された可鍛材料層と 該溜めから外側に突出し、上記ベースプレートのアンビル面と対向し且つ前記 弁ハウジングのブレードと上記アンビル面の間に配置され得る実質的に平面状の 、細長いパドル形状のノズル を備え、該ノズルは 上記ベースプレートのベースプレート位置合わせ手段と嵌合して係合するノズ ル位置合わせ手段と ノズル内に形成され、上記溜めと直接連通する細長い毛細管 を有し、 該毛細管は、上記ノズル位置合わせ手段がベースプレートのベースプレート位 置合わせ手段と嵌合して係合するとき上記ブレードとアンビル面の間に正確に配 置され、且つ上記毛細管は 上記溜めから遠位にある出口ポートを備え、 上記ブレードが上記ベースプレートのアンビル面から離れて後退すると、上記 溜の周辺でパウチに加えられる圧力が溜め内の流体を上記毛細管に沿って上記出 口ポートを通りパウチから流出させ、且つ 上記ブレードがアンビル面に向けて延びると、上記ノズルの可鍛材料層は押圧 され、それにより上記毛細管を閉塞し、流体がパウチから該毛細管を流れるのを 阻止するように構成される 構成をもつことを特徴とするパウチ。 ８．前記毛細管は、 前記溜めから外側に延び、該溜めと直接連通し、断面積が小さい毛細管第一区 域と 該第一の区域から外側に延び、該第一の区域と直接連通し、断面積が該第一の 区域のものより大きい毛細管第二の区域 を備える構成をもつことを特徴とする請求項７に記載のパウチ。 ９．流体の流れを制御するマイクロフルイディックシステムであって、 可鍛材料層により少なくとも一面に沿って囲繞された毛細管をもち、入り口ポ ートと出口ポートがあるパウチであって、上記可鍛材料層は上記毛細管に沿って 入り口ポートと出口ポートの間に処理室を提供するように構成されるパウチと 上記可鍛材料層にしっかりと押圧され得、一方が上記処理室と上記毛細管の入 り口ポートの間に、他方が上記処理室と上記毛細管の出口ポートの間に、位置付 けられる一対の弁ハウジングと 一つ一つが上記ハウジングの各内部に固定され、制御信号が加えられると上記 可鍛材料層に向かう又は該可鍛材料層から離れる移動を発生する、一対のアクチ ュエータと 各々が前記アクチュエータの一つ一つに連結され、連結されるアクチュエータ の上記可鍛材料層に向かう移動により上記毛細管に対向し、該可鍛材料層に押し 付けられ、それにより毛細管を閉塞して流体が毛細管を流れるのを阻止し、且つ 上記可鍛材料層から離れて後退すると毛細管に導入された流体が毛細管に流れ得 るように構成される一対のブレードと 上記処理室に対向し、その周辺に上記パウチの可鍛材料を制御自在に押し下げ ることができる面、をもつピストン とを備えて成ることを特徴とするマイクロフルイディックシステム。 １０．前記ピストンの面が刻み付きであることを特徴とする請求項９に記載のマ イクロフルイディックシステム。 １１．可鍛材料層により少なくとも一面に沿って全てが囲繞され、各々が入り口 ポートと出口ポートをもつ複数の相互に接続された、細長い毛細管流体が流れる のを制御するマイクロフルイディックシステムであって、 上記可鍛材料層にしっかりと押し付けられる複数の弁ハウジングと 該複数の弁ハウジングと数が等しく、各々が該ハウジングの各内部に固定され 且つ制御信号が加えられると上記可鍛材料層に向かう又は該可鍛材料層から離れ る移動を発生する、複数のアクチュエータと 上記複数の弁ハウジング及びアクチュエータと数が等しく、各々が該アクチュ エータの一つ一つに連結され且つ連結されるアクチュエータの上記可鍛材料層に 向かう移動により上記毛細管の一つ一つに対向し、該可鍛材料層に押圧され、そ れにより上記各毛細管を閉塞して流体が上記入り口ポートから出口ポートに流れ るのを阻止し、また上記可鍛材料層から離れて後退すると上記毛細管の入り口ポ ートに導入された流体が該毛細管を流れ、それから上記出口ポートを通って出ら れるように構成される、複数のブレード とを備えて成ることを特徴とするマイクロフルイディックシステム。 １２．前記アクチュエータの少なくとも一つは、 加えられる電位の増減が前記可鍛材料層に向かう又は該可鍛材料層から離れる 移動を発生する向きに配置される 圧電装置を備える 構成をもつことを特徴とする請求項１１に記載のマイクロフルイディックシステ ム。 １３．前記弁ハウジングはそれぞれ輪郭をもち、前記アクチュエータの少なくと も一つは板バネが連結され、該板バネは該アクチュエータが内部に固定される弁 ハウジングの輪郭の外側のブレードを支持するように構成される 構成をもつことを特徴とする請求項１１に記載のマイクロフルイディックシステ ム。 １４．更に、 前記毛細管が含まれるパウチ を備え、 該パウチの少なくとも一部は、前記毛細管の面に加え、複数の溜めを提供する ように成形された可鍛材料層が設けられ、 該溜めの各々は流体量を保持でき、且つ可鍛材料層に圧力が加わると流体がこ の溜めから上記毛細管に流れるように構成される ことを特徴とする請求項１１に記載のマイクロフルイディックシステム。 １５．前記毛細管の少なくとも一つは、 前記入り口ポートに近接する、断面積が小さい第一の毛細管区域と 前記出口ポートに近接する、断面積が上記第一の毛細管区域のものより大きい 第二の毛細管区域 を備えることを特徴とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシステム 。 １６．前記パウチは更に反応室を備えることを特徴とする請求項１４に記載のマ イクロフルイディックシステム。 １７．前記反応室は電気泳動セルであることを特徴とする請求項１６に記載のマ ィクロフルイディックシステム。 １８．前記パウチは更に加熱器を備えることを特徴とする請求項１４に記載のマ イクロフルイディックシステム。 １９．更に、 弁プレートを具備し、該弁プレートに、付随するアクチュエータとブレードと 共に前記複数の弁ハウジングが固定される 構成を特徴とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２０．更に、 前記パウチと対向するアンビル面をもつベースプレート を具備し、 該ベースプレートは更にベースプレート位置合わせ手段を備え、 上記パウチと弁プレートはそれぞれ、上記ベースプレート位置合わせ手段にそれ ぞれ嵌合して係合するパウチ位置合わせ手段と弁プレート位置合わせ手段を有す る 構成を特徴とする請求項１９に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２１．稜が前記ベースプレートのアンビル面から外側に突出し、前記パウチと弁 プレートと該弁プレートにより担われる前記弁ハウジングとの間の接触を該弁ハ ウジングの周辺の小面積に限定するように構成される構成を特徴とする請求項２ ０に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２２．更に、前記ベースプレート内に固定された加熱器を具備し、該加熱器に直 近接する前記パウチの領域を加熱するように構成される ことを特徴とする請求項２０に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２３．更に、前記ベースプレート内に固定された冷却器を具備し、該冷却器に直 近接する前記パウチの領域を冷却するように構成される ことを特徴とする請求項２０に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２４． 前記入り口ポートと出口ポートの間にある前記毛細管の一つに沿って処理室が 前記パウチの可鍛材料層内に形成され、且つ 付随するアクチュエータとブレードと共に一対の前記弁ハウジングが上記毛細 管に沿って上記処理室の両側に一つずつ位置付けられ、 該弁ハウジングの一方は付随するアクチュエータとブレードと共に上記処理室 と上記毛細管の入り口ポートの間に位置付けられ、 該弁ハウジングの他方は付随するアクチュエータとブレードと共に上記処理室 と上記毛細管の出口ポートの間に位置付けられ、且つ マイクロフルイディックシステムは更に、 上記パウチの可鍛材料層を上記処理室の周辺に制御自在に押圧できる、上記処 理室と対向する面、のあるピストンを 具備する構成を特徴とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシステム 。 ２５．前記ピストンの面に刻み目が設けられる 構成を特徴とする請求項２４に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２６． 前記入り口ポートと出口ポートの間にある前記毛細管の一つに沿って一対の処 理室が前記パウチの可鍛材料層内に形成され、且つ 付随するアクチュエータとブレードと共に一対の前記弁ハウジングが上記毛細 管に沿って上記一対の処理室の両側にそれぞれ位置付けられ、 該弁ハウジングの一方は付随するアクチュエータとブレードと共に上記毛細管 の入り口ポートと該入り口ポートに近い上記処理室との間に位置付けられ、 該弁ハウジングの他方は付随するアクチュエータとブレードと共に上記毛細管 の出口ポートと該出口ポートに近い上記処理室との間に位置付けられる ように構成される 構成を特徴とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２７．更に、 各々が、上記パウチの可鍛材料層を前記処理室の一つの周辺に押圧できる面を 有する一対のピストン を具備し、該ピストン面は該一処理室と対向するように構成される ことを特徴とする請求項２６に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２８．付随するアクチュエータとブレードと共に第三の弁ハウジングが前記二つ の処理室の間に前記一毛細管に沿ってそれぞれ設けられる 構成を特徴とする請求項２６に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２９．前記パウチは更に加熱器を備える構成を特徴とする請求項２６に記載のマ イクロフルイディックシステム。 ３０．前記毛細管の一つに前記可鍛材料で紫外線（ＵＶ）が形成される構成を特 徴とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシステム。 ３１．前記パウチは前記毛細管の一つに沿って配置された内部全反射（ＴＩＲ） 検出器を備える構成を特徴とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシ ステム。 ３２．更に前記溜めの少なくとも一つに圧力を加える手段を具備する構成を特徴 とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシステム。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act [Submission date] December 4, 1997 (1997.12.4) [Correction contents]                        Claims (claims) 1. Inlet and outlet ports, at least one side surrounded by a layer of malleable material First microfluidic device that controls fluid flow through a substantially planar capillary Dick dial,   A valve c pressed firmly against the malleable material outside the substantially planar capillary With ugging   It is fixed in the valve housing and moves toward the malleable material layer when a control signal is applied. And an actuator that generates movement away from the malleable material layer;   A substantially flat-tip blade coupled to the actuator With   The blade is moved by the actuator generated movement toward the malleable material layer. It is pressed against the layer of malleable material, thereby closing the capillary and allowing fluid to enter the inlet. Having a configuration for preventing flow from the port to the outlet port; and   As the blade retreats away from the malleable material layer, the capillary inlet port Fluid introduced into the capillary flows through the capillary and exits the capillary through the outlet port A microfluidic valve characterized by being configured as follows. 2. The actuator comprises a piezoelectric device, and the piezoelectric device   The increase or decrease in the applied potential moves toward or away from the malleable material layer. Generate motion The microfluidic valve according to claim 1, wherein the valve is configured as follows. . 3. Furthermore,   Pouch containing the capillary Have,   At least a portion of the pouch, in addition to the capillary surface, is used to hold a fluid volume. A layer of malleable material shaped to provide a suitable reservoir; and   The reservoir communicates with the inlet port of the capillary, and pressure is applied to the layer of the malleable material. Liquid flows from the reservoir to the capillary The microfluidic valve according to claim 1, wherein the valve is configured as follows. . 4. The capillary is   A first section of the capillary having a small cross-sectional area, adjacent to the entrance port;   Of a capillary adjacent to the outlet port having a cross-sectional area greater than that of the first section Second area The microfluidic valve according to claim 3, further comprising: 5. Furthermore,   A base plate having a planar anvil surface and a base plate alignment means;   A substantially planar, elongated paddle-shaped nozzle containing said capillary; Have,   The nozzle faces the anvil surface of the base plate and The nozzle may be disposed between a blade and the anvil surface, and the nozzle comprises:   Nozzle positioning means engaged with and engaged with the base plate positioning means When   The nozzle positioning means is between the inlet port and the outlet port, and When the blade and the anvil surface are fitted and engaged with the With a short section of capillary that is precisely positioned between The microfluidic valve according to claim 1, wherein the valve is configured as follows. . 6. Furthermore,   Pouch containing the capillary Have,   At least a portion of the pouch, in addition to the capillary surface, is used to hold a fluid volume. A layer of malleable material shaped to provide a suitable reservoir; and   The reservoir communicates with the inlet port of the capillary, and pressure is applied to the layer of the malleable material. Liquid flows from the reservoir to the capillary The microfluidic valve according to claim 5, wherein the valve is configured as follows. . 7. Microfluidic suitable for controllably releasing fluid flow from pouch A pouch suitable for use with a check valve, wherein the microfluidic The dialect   A base plate having a planar surface and base plate alignment means;   The base plate may be fitted with the anvil surface and pressed toward the anvil surface. A valve housing,   The valve housing is   When a control signal is applied, it moves toward or away from the malleable material layer. The actuator that occurs   The anvil surface is connected to the actuator, and is moved by the actuator. Blade configured to face the And the pouch is   A malleable material layer with a reservoir suitable for holding fluid volume   Projecting outward from the reservoir, facing the anvil surface of the base plate, and A substantially planar surface that may be disposed between the valve housing blade and the anvil surface; , Elongated paddle-shaped nozzle And the nozzle is   A nose that is fitted and engaged with the base plate positioning means of the base plate And alignment means   An elongated capillary formed in the nozzle and communicating directly with the reservoir Has,   The capillary tube is arranged such that the nozzle positioning means is located at the base plate position of the base plate. When mating and engaging with the positioning means, the blade is accurately positioned between the blade and the anvil surface. And the capillary is   An outlet port distal from the reservoir;   When the blade retreats away from the anvil surface of the base plate, The pressure applied to the pouch around the reservoir causes the fluid in the reservoir to exit along the capillary. Through the mouth port and out of the pouch, and   When the blade extends toward the anvil surface, the malleable material layer of the nozzle is pressed. Thereby closing the capillary and preventing fluid from flowing from the pouch through the capillary. Configured to thwart A pouch having a configuration. 8. The capillary is   A first section of capillary extending outwardly from the reservoir and communicating directly with the reservoir and having a small cross-sectional area; Area and   Extending outwardly from the first area and in direct communication with the first area, the cross-sectional area of the first area; Capillary second area larger than that of the area The pouch according to claim 7, having a configuration including: 9. A microfluidic system for controlling a flow of a fluid,   A capillary tube surrounded at least along one surface by a layer of malleable material; A pouch having a port and an exit port, wherein the layer of malleable material extends along the capillary. A pouch configured to provide a processing chamber between the inlet port and the outlet port;   It can be pressed firmly against the layer of malleable material, one of which fits the processing chamber and the capillary. Between the inlet port and the other between the processing chamber and the outlet port of the capillary. A pair of valve housings   Each one is fixed inside each of the housings, and when a control signal is applied, A pair of activators that cause movement toward or away from the layer of malleable material; With the   Actuators each connected to and connected to one of the actuators Is moved toward the malleable material layer so as to oppose the capillary and push against the malleable material layer. Attached, thereby blocking the capillary and preventing fluid from flowing through the capillary; and When retracted away from the layer of malleable material, the fluid introduced into the capillary may flow into the capillary. With a pair of blades configured to   Opposite to the processing chamber, controllable push down the pouch malleable material around it Piston with a surface that can be And a microfluidic system comprising: 10. The machine according to claim 9, wherein the surface of the piston is notched. Icrofluidic system. 11. All along at least one surface by a layer of malleable material, each of which A plurality of interconnected, elongated capillary fluids with ports and outlet ports flow A microfluidic system for controlling   A plurality of valve housings firmly pressed against the malleable material layer;   Equal in number to the plurality of valve housings, each secured within each of the housings And when a control signal is applied, it moves toward or away from the malleable material layer. Multiple actuators   The same number of valve housings and actuators, each Connected to each one of the actuators and to the above-mentioned layer of malleable material of the actuator to be connected. In the direction of movement, the capillaries face each of the capillaries, are pressed by the malleable material layer, and This closes each of the capillaries and allows fluid to flow from the inlet port to the outlet port. When the cap is retracted away from the layer of malleable material, Fluid introduced into the port flows through the capillary and then exits through the outlet port. Multiple blades configured to be And a microfluidic system comprising: 12. At least one of the actuators,   An increase or decrease in the applied potential is directed toward or away from the malleable material layer Placed in the direction that causes movement Equipped with piezoelectric device The microfluidic system according to claim 11, having a configuration. M 13. The valve housings each have a contour and at least one of the actuators One is connected to a leaf spring, and the leaf spring is a valve in which the actuator is fixed. Configured to support blades outside the contour of the housing The microfluidic system according to claim 11, having a configuration. M 14． Furthermore,   Pouch containing the capillary With   At least a portion of the pouch provides a plurality of reservoirs in addition to the surface of the capillary. Is provided with a layer of malleable material shaped as   Each of the reservoirs can hold a volume of fluid and, when pressure is applied to the layer of malleable material, Is configured to flow from the reservoir to the capillary The microfluidic system according to claim 11, wherein: 15. At least one of the capillaries is   A first capillary section having a small cross-sectional area adjacent to the entrance port;   Closer to the outlet port, the cross-sectional area is larger than that of the first capillary section Second capillary area The microfluidic system according to claim 14, comprising: . 16. The pouch of claim 14, wherein the pouch further comprises a reaction chamber. Icrofluidic system. 17． 17. The method according to claim 16, wherein the reaction chamber is an electrophoresis cell. Microfluidic system. 18. 15. The machine according to claim 14, wherein the pouch further comprises a heater. Icrofluidic system. 19. Furthermore,   A valve plate, the valve plate having associated actuators and blades. The plurality of valve housings are fixed together. 15. The microfluidic system according to claim 14, wherein the system is configured. 20. Furthermore,   Base plate having an anvil surface facing the pouch With   The base plate further comprises a base plate alignment means, The pouch and the valve plate are each transferred to the base plate alignment means. It has a pouch positioning means and a valve plate positioning means which fit and engage with each other. To 20. The microfluidic system according to claim 19, wherein the system is configured. 21. A ridge projects outward from the anvil surface of the base plate, and the pouch and the valve The contact between the plate and the valve housing carried by the valve plate is 3. A structure configured to be limited to a small area around a housing. The microfluidic system according to 0. 22. Further, a heater is fixed in the base plate, and the heater is directly connected to the heater. Configured to heat a region of the pouch in proximity 21. The microfluidic system according to claim 20, wherein: 23. Further, a cooler fixed in the base plate is provided. Configured to cool an adjacent area of the pouch 21. The microfluidic system according to claim 20, wherein: 24.   A processing chamber along one of the capillaries between the inlet port and the outlet port Formed in the layer of malleable material of the pouch; and   A pair of said valve housings with associated actuators and blades Located one on each side of the processing chamber along the tube,   One of the valve housings has an associated actuator and blade, and And positioned between the capillary inlet port and   The other side of the valve housing, together with the associated actuator and blade, And an outlet port of the capillary, and   The microfluidic system further   The above-described processing, wherein the malleable material layer of the pouch can be controllably pressed around the processing chamber. A piston with a surface facing the science room The microfluidic system according to claim 14, characterized in that the system comprises: . 25. Notches are provided on the surface of the piston The microfluidic system according to claim 24, wherein the system is configured. 26.   A pair of treatments along one of the capillaries between the inlet port and the outlet port. A room is formed in the layer of malleable material of the pouch, and   A pair of said valve housings with associated actuators and blades Are located on both sides of the pair of processing chambers along the tube, respectively.   One of the valve housings has a capillary tube with an associated actuator and blade. Located between the inlet port of the treatment chamber and the inlet port near the inlet port,   The other end of the valve housing is provided with the above-mentioned capillary with an associated actuator and blade Is located between the outlet port and the processing chamber near the outlet port. Be configured as 15. The microfluidic system according to claim 14, wherein the system is configured. 27. Furthermore,   Each has a surface capable of pressing the malleable material layer of the pouch around one of the processing chambers. Having a pair of pistons And the piston surface is configured to face the one processing chamber. 27. The microfluidic system of claim 26, wherein: 28. A third valve housing with associated actuators and blades Are provided between the processing chambers along the one capillary. 27. The microfluidic system of claim 26, wherein the system is configured. 29. The machine according to claim 26, wherein the pouch further comprises a heater. Icrofluidic system. 30. A feature in which ultraviolet light (UV) is formed by the malleable material in one of the capillaries. 15. The microfluidic system according to claim 14, wherein 31. The pouch is placed along one of the capillaries and has total internal reflection (TIR) The microfluidic system according to claim 14, wherein the microfluidic system comprises a detector. Stem. 32. Furthermore, the apparatus further comprises a means for applying pressure to at least one of the reservoirs. The microfluidic system according to claim 14, wherein

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．可鍛材料層により少なくとも一面が囲繞された、入り口ポートと出口ポート がある細長い毛細管を通る流体の流れを制御する第一マイクロフルイディック弁 であって、 上記可鍛材料に堅く押し付けられる弁ハウジングと 該弁ハウジング内に固定され、制御信号が印加されると上記可鍛材料層に向か う又は該可鍛材料層から離れる移動を発生するアクチュエータと 該アクチュエータに連結されるブレード を具備し、 上記ブレードは、上記可鍛材料層に向かうアクチュエータ発生移動により上記 可鍛材料層に押し付けられ、それにより上記毛細管を閉塞し、流体が上記入り口 ポートから出口ポートに流れるのを阻止する構成を有し、且つ 上記ブレードが可鍛材料層から離れて後退すると、上記毛細管の入り口ポート に導入された流体は毛細管を流れ、出口ポートを通って毛細管を出る ように構成されることを特徴とするマイクロフルイディック弁。 ２．前記アクチュエータは圧電装置を備え、且つ該圧電装置は 印加される電位の増減が前記可鍛材料層に向かう又は可鍛材料層から離れる移 動を発生する ように構成されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロフルイディック弁 。 ３．更に、 前記毛細管が含まれるパウチを 具備し、 該パウチの少なくとも一部は、前記毛細管面に加えて、流体量を保持するのに 適した溜めを提供するような形状の可鍛材料層が設けられ、且つ 上記溜めは前記毛細管の入り口ポートと連通し、その可鍛材料層に圧力が印加 されると液体が該溜めから上記毛細管に流れる ように構成されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロフルイディック弁 。 ４．前記毛細管は 断面積が小さい、前記入り口ポートに隣接した毛細管の第一の区域と 断面積が該第一の区域のものより大きい、前記出口ポートに隣接した毛細管の 第二の区域 を備えることを特徴とする請求項３に記載のマイクロフルイディック弁。 ５．更に、 平面状アンビル面とベースプレート位置合わせ手段を有するベースプレートと 前記毛細管が含まれる、実質的に平面状の、細長いパドル形状のノズルを 具備し、 該ノズルは上記ベースプレートのアンビル面と対向し且つ前記弁ハウジングの ブレードと上記アンビル面の間に配置され得、且つ該ノズルは、 上記ベースプレート位置合わせ手段と嵌合して係合するノズル位置合わせ手段 と 前記入り口ポートと出口ポートの間にあり、上記ノズル位置合わせ手段がベー スプレート位置合わせ手段と嵌合して係合するとき上記ブレードとアンビル面の 間に正確に配置される毛細管の短い区域を備える ように構成されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロフルイディック弁 。 ６．更に、 前記毛細管が含まれるパウチを 具備し、 該パウチの少なくとも一部は、前記毛細管面に加えて、流体量を保持するのに 適した溜めを提供するような形状の可鍛材料層が設けられ、且つ 上記溜めは前記毛細管の入り口ポートと連通し、その可鍛材料層に圧力が印加 されると液体該溜めから上記毛細管に流れる ように構成されることを特徴とする請求項５に記載のマイクロフルイディック弁 。 ７．パウチから流体の流れを制御自在に解放するのに適したマイクロフルイディ ック弁と共に用いるのに適したパウチであって、ここで該マイクロフルイディッ ク弁は 平面状表面とベースプレート位置合わせ手段を有するベースプレートと 該ベースプレートのアンビル面と嵌合され、該アンビル面に向けて押圧され得 る弁ハウジングを具備し、 該弁ハウジングが、 制御信号が印加さると可鍛材料層に向かう又は該可鍛材料層から離れる移動を 発生するアクチュエータと 該アクチュエータに連結され、該アクチュエータの移動により上記アンビル面 に対向するように構成されたブレード を備えるものであり、パウチは、 流体量を保持するのに適した溜めが中に形成された可鍛材料層と 該溜めから外側に突出し、上記ベースプレートのアンビル面と対向し且つ前記 弁ハウジングのブレードと上記アンビル面の間に配置され得る実質的に平面状の 、細長いパドル形状のノズル を備え、該ノズルは 上記ベースプレートのベースプレート位置合わせ手段と嵌合して係合するノズ ル位置合わせ手段と ノズル内に形成され、上記溜めと直接連通する細長い毛細管 を有し、 該毛細管は、上記ノズル位置合わせ手段がベースプレートのベースプレート位 置合わせ手段と嵌合して係合するとき上記ブレードとアンビル面の間に正確に配 置され、且つ上記毛細管は 上記溜めから遠位にある出口ポートを備え、 上記ブレードが上記ベースプレートのアンビル面から離れて後退すると、上記 溜の周辺でパウチに加えられる圧力が溜め内の流体を上記毛細管に沿って上記出 口ポートを通りパウチから流出させ、且つ 上記ブレードがアンビル面に向けて延びると、上記ノズルの可鍛材料層は押圧 され、それにより上記毛細管を閉塞し、流体がパウチから該毛細管を流れるのを 阻止するように構成される 構成をもつことを特徴とするパウチ。 ８．前記毛細管は、 前記溜めから外側に延び、該溜めと直接連通し、断面積が小さい毛細管第一区 域と 該第一の区域から外側に延び、該第一の区域と直接連通し、断面積が該第一の 区域のものより大きい短い区域 を備える構成をもつことを特徴とする請求項８に記載のパウチ。 ９．流体の流れを制御するマイクロフルイディックシステムであって、 可鍛材料層により少なくとも一面に沿って囲繞された毛細管をもち、入り口ポ ートと出口ポートがあるパウチであって、上記可鍛材料層は上記毛細管に沿って 入り口ポートと出口ポートの間に処理室を提供するように構成されるパウチと 上記可鍛材料層にしっかりと押圧され得、一方が上記処理室と上記毛細管の入 り口ポートの間に、他方が上記処理室と上記毛細管の出口ポートの間に、位置付 けられる一対の弁ハウジングと 一つ一つが上記ハウジングの各内部に固定され、制御信号が加えられると上記 可鍛材料層に向かう又は該可鍛材料層から離れる移動を発生する、一対のアクチ ュエータと 各々が前記アクチュエータの一つ一つに連結され、連結されるアクチュエータ の上記可鍛材料層に向かう移動により上記毛細管に対向し、該可鍛材料層に押し 付けられ、それにより毛細管を閉塞して流体が毛細管を流れるのを阻止し、且つ 上記可鍛材料層から離れて後退すると毛細管に導入された流体が毛細管に流れ得 るように構成される一対のブレードと 上記処理室に対向し、その周辺に上記パウチの可鍛材料を制御自在に押し下げ ることができる面、をもつピストン とを備えて成ることを特徴とするマイクロフルイディックシステム。 １０．前記ピストンの面が刻み付きであることを特徴とする請求項９に記載のマ イクロフルイディックシステム。 １１．可鍛材料層により少なくとも一面に沿って全てが囲繞され、各々が入り口 ポートと出口ポートをもつ複数の相互に接続された、細長い毛細管流体が流れる のを制御するマイクロフルイディックシステムであって、 上記可鍛材料層にしっかりと押し付けられる複数の弁ハウジングと 該複数の弁ハウジングと数が等しく、各々が該ハウジングの各内部に固定され 且つ制御信号が加えられると上記可鍛材料層に向かう又は該可鍛材料層から離れ る移動を発生する、複数のアクチュエータと 上記複数の弁ハウジング及びアクチュエータと数が等しく、各々が該アクチュ エータの一つ一つに連結され且つ連結されるアクチュエータの上記可鍛材料層に 向かう移動により上記毛細管の一つ一つに対向し、該可鍛材料層に押圧され、そ れにより上記各毛細管を閉塞して流体が上記入り口ポートから出口ポートに流れ るのを阻止し、また上記可鍛材料層から離れて後退すると上記毛細管の入り口ポ ートに導入された流体が該毛細管を流れ、それから上記出口ポートを通って出ら れるように構成される、複数のブレード とを備えて成ることを特徴とするマイクロフルイディックシステム。 １２．前記アクチュエータの少なくとも一つは、 加えられる電位の増減が前記可鍛材料層に向かう又は該可鍛材料層から離れる 移動を発生する向きに配置される 圧電装置を備える 構成をもつことを特徴とする請求項１１に記載のマイクロフルイディックシステ ム。 １３．前記弁ハウジングはそれぞれ輪郭をもち、前記アクチュエータの少なくと も一つは板バネが連結され、該板バネは該アクチュエータが内部に固定される弁 ハウジングの輪郭の外側のブレードを支持するように構成される 構成をもつことを特徴とする請求項１１に記載のマイクロフルイディックシステ ム。 １４．更に、 前記毛細管が含まれるパウチ を備え、 該パウチの少なくとも一部は、前記毛細管の面に加え、複数の溜めを提供する ように成形された可鍛材料層が設けられ、 該溜めの各々は流体量を保持でき、且つ可鍛材料層に圧力が加わると流体がこ の溜めから上記毛細管に流れるように構成される ことを特徴とする請求項１１に記載のマイクロフルイディックシステム。 １５．前記毛細管の少なくとも一つは、 前記入り口ポートに近接する、断面積が小さい第一の毛細管区域と 前記出口ポートに近接する、断面積が上記第一の毛細管区域のものより大きい 第二の毛細管区域 を備えることを特徴とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシステム 。 １６．前記パウチは更に反応室を備えることを特徴とする請求項１４に記載のマ イクロフルイディックシステム。 １７．前記反応室は電気泳動セルであることを特徴とする請求項１６に記載のマ イクロフルイディックシステム。 １８．前記パウチは更に加熱器を備えることを特徴とする請求項１４に記載のマ イクロフルイディックシステム。 １９．更に、 弁プレートを具備し、該弁プレートに、付随するアクチュエータとブレードと 共に前記複数の弁ハウジングが固定される 構成を特徴とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２０．更に、 前記パウチと対向するアンビル面をもつベースプレート を具備し、 該ベースプレートは更にベースプレート位置合わせ手段を備え、 上記パウチと弁プレートはそれぞれ、上記ベースプレ−ト位置合わせ手段にそれ ぞれ嵌合して係合するパウチ位置合わせ手段と弁プレート位置合わせ手段を有す る 構成を特徴とする請求項１９に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２１．稜が前記ベースプレートのアンビル面から外側に突出し、前記パウチと弁 プレートと該弁プレートにより担われる前記弁ハウジングとの間の接触を該弁ハ ウジングの周辺の小面積に限定するように構成される 構成を特徴とする請求項２０に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２２．更に、前記ベースプレート内に固定された加熱器を具備し、該加熱器に直 近接する前記パウチの領域を加熱するように構成される ことを特徴とする請求項２０に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２３．更に、前記ベースプレート内に固定された冷却器を具備し、該冷却器に直 近接する前記パウチの領域を冷却するように構成される ことを特徴とする請求項２０に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２４． 前記入り口ポートと出口ポートの間にある前記毛細管の一つに沿って処理室が 前記パウチの可鍛材料層内に形成され、且つ 付随するアクチュエータとブレードと共に一対の前記弁ハウジングが上記毛細 管に沿って上記処理室の両側に一つずつ位置付けられ、 該弁ハウジングの一方は付随するアクチュエータとブレードと共に上記処理室 と上記毛細管の入り口ポートの間に位置付けられ、 該弁ハウジングの他方は付随するアクチュエータとブレードと共に上記処理室 と上記毛細管の出口ポートの間に位置付けられ、且つ マイクロフルイディックシステムは更に、 上記パウチの可鍛材料層を上記処理室の周辺に制御自在に押圧できる、上記処 理室と対向する面、のあるピストンを 具備する構成を特徴とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシステム 。 ２５．前記ピストンの面に刻み目が設けられる 構成を特徴とする請求項２４に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２６． 前記入り口ポートと出口ポートの間にある前記毛細管の一つに沿って一対の処 理室が前記パウチの可鍛材料層内に形成され、且つ 付随するアクチュエータとブレードと共に一対の前記弁ハウジングが上記毛細 管に沿って上記一対の処理室の両側にそれぞれ位置付けられ、 該弁ハウジングの一方は付随するアクチュエータとブレードと共に上記毛細管 の入り口ポートと該入り口ポートに近い上記処理室との間に位置付けられ、 該弁ハウジングの他方は付随するアクチュエータとブレードと共に上記毛細管 の出口ポートと該出口ポートに近い上記処理室との間に位置付けられる ように構成される 構成を特徴とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２７．更に、 各々が、上記パウチの可鍛材料層を前記処理室の一つの周辺に押圧できる面を 有する一対のピストン を具備し、該ピストン面は該一処理室と対向するように構成される ことを特徴とする請求項２６に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２８．付随するアクチュエータとブレードと共に第三の弁ハウジングが前記二つ の処理室の間に前記一毛細管に沿ってそれぞれ設けられる 構成を特徴とする請求項２６に記載のマイクロフルイディックシステム。 ２９．前記パウチは更に加熱器を備える構成を特徴とする請求項２６に記載のマ イクロフルイディックシステム。 ３０．前記毛細管の一つに前記可鍛材料で紫外線（ＵＶ）が形成される構成を特 徴とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシステム。 ３１．前記パウチは前記毛細管の一つに沿って配置された内部全反射（ＴＩＲ） 検出器を備える構成を特徴とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシ ステム。 ３２．更に前記溜めの少なくとも一つに圧力を加える手段を具備する構成を特徴 とする請求項１４に記載のマイクロフルイディックシステム。[Claims] 1. Inlet and outlet ports, at least one side surrounded by a layer of malleable material First microfluidic valve to control fluid flow through elongated capillary tube And   A valve housing firmly pressed against the malleable material;   It is fixed in the valve housing and moves toward the malleable material layer when a control signal is applied. And an actuator that generates movement away from the malleable material layer;   Blade connected to the actuator With   The blade is moved by the actuator generated movement toward the malleable material layer. It is pressed against the layer of malleable material, thereby closing the capillary and allowing fluid to enter the inlet. Having a configuration for preventing flow from the port to the outlet port; and   As the blade retreats away from the malleable material layer, the capillary inlet port Fluid introduced into the capillary flows through the capillary and exits the capillary through the outlet port A microfluidic valve characterized by being configured as follows. 2. The actuator comprises a piezoelectric device, and the piezoelectric device   The increase or decrease in the applied potential moves toward or away from the malleable material layer. Generate motion The microfluidic valve according to claim 1, wherein the valve is configured as follows. . 3. Furthermore,   Pouch containing the capillary Have,   At least a portion of the pouch, in addition to the capillary surface, is used to hold a fluid volume. A layer of malleable material shaped to provide a suitable reservoir; and   The reservoir communicates with the inlet port of the capillary, and pressure is applied to the layer of the malleable material. Liquid flows from the reservoir to the capillary The microfluidic valve according to claim 1, wherein the valve is configured as follows. . 4. The capillary is   A first section of the capillary having a small cross-sectional area, adjacent to the entrance port;   Of a capillary adjacent to the outlet port having a cross-sectional area greater than that of the first section Second area The microfluidic valve according to claim 3, further comprising: 5. Furthermore,   A base plate having a planar anvil surface and a base plate alignment means;   A substantially planar, elongated paddle-shaped nozzle containing said capillary; Have,   The nozzle faces the anvil surface of the base plate and The nozzle may be disposed between a blade and the anvil surface, and the nozzle comprises:   Nozzle positioning means engaged with and engaged with the base plate positioning means When   The nozzle positioning means is located between the entrance port and the exit port, and When the blade and the anvil surface are fitted and engaged with the With a short section of capillary that is precisely positioned between The microfluidic valve according to claim 1, wherein the valve is configured as follows. . 6. Furthermore,   Pouch containing the capillary Have,   At least a portion of the pouch, in addition to the capillary surface, is used to hold a fluid volume. A layer of malleable material shaped to provide a suitable reservoir; and   The reservoir communicates with the inlet port of the capillary, and pressure is applied to the layer of the malleable material. Liquid flows from the reservoir to the capillary The microfluidic valve according to claim 5, wherein the valve is configured as follows. . 7. Microfluidic suitable for controllably releasing fluid flow from pouch A pouch suitable for use with a check valve, wherein the microfluidic The dialect   A base plate having a planar surface and base plate alignment means;   The base plate may be fitted with the anvil surface and pressed toward the anvil surface. A valve housing,   The valve housing is   When a control signal is applied, it moves toward or away from the malleable material layer. The actuator that occurs   The anvil surface is connected to the actuator, and is moved by the actuator. Blade configured to face the And the pouch is   A malleable material layer with a reservoir suitable for holding fluid volume   Projecting outward from the reservoir, facing the anvil surface of the base plate, and A substantially planar surface that may be disposed between the valve housing blade and the anvil surface; , Elongated paddle-shaped nozzle And the nozzle is   A nose that is fitted and engaged with the base plate positioning means of the base plate And alignment means   An elongated capillary formed in the nozzle and communicating directly with the reservoir Has,   The capillary tube is arranged such that the nozzle positioning means is located at the base plate position of the base plate. When mating and engaging with the positioning means, the blade is accurately positioned between the blade and the anvil surface. And the capillary is   An outlet port distal from the reservoir;   When the blade retreats away from the anvil surface of the base plate, The pressure applied to the pouch around the reservoir causes the fluid in the reservoir to exit along the capillary. Through the mouth port and out of the pouch, and   When the blade extends toward the anvil surface, the malleable material layer of the nozzle is pressed. Thereby closing the capillary and preventing fluid from flowing from the pouch through the capillary. Configured to thwart A pouch having a configuration. 8. The capillary is   A first section of capillary extending outwardly from the reservoir and communicating directly with the reservoir and having a small cross-sectional area; Area and   Extending outwardly from the first area and in direct communication with the first area, the cross-sectional area of the first area; Short area larger than that of the area The pouch according to claim 8, wherein the pouch has a configuration including: 9. A microfluidic system for controlling a flow of a fluid,   A capillary tube surrounded at least along one surface by a layer of malleable material; A pouch having a port and an exit port, wherein the layer of malleable material extends along the capillary. A pouch configured to provide a processing chamber between the inlet port and the outlet port;   It can be pressed firmly against the layer of malleable material, one of which fits the processing chamber and the capillary. Between the inlet port and the other between the processing chamber and the outlet port of the capillary. A pair of valve housings   Each one is fixed inside each of the housings, and when a control signal is applied, A pair of activators that cause movement toward or away from the layer of malleable material; With the   Actuators each connected to and connected to one of the actuators Is moved toward the malleable material layer so as to oppose the capillary and push against the malleable material layer. Attached, thereby blocking the capillary and preventing fluid from flowing through the capillary; and When retracted away from the layer of malleable material, the fluid introduced into the capillary may flow into the capillary. With a pair of blades configured to   Opposite to the processing chamber, controllable push down the pouch malleable material around it Piston with a surface that can be And a microfluidic system comprising: 10. The machine according to claim 9, wherein the surface of the piston is notched. Icrofluidic system. 11. All along at least one surface by a layer of malleable material, each of which A plurality of interconnected, elongated capillary fluids with ports and outlet ports flow A microfluidic system for controlling   A plurality of valve housings firmly pressed against the malleable material layer;   Equal in number to the plurality of valve housings, each secured within each of the housings And when a control signal is applied, it moves toward or away from the malleable material layer. Multiple actuators   The same number of valve housings and actuators, each Connected to each one of the actuators and to the above-mentioned layer of malleable material of the actuator to be connected. In the direction of movement, the capillaries face each of the capillaries, are pressed by the malleable material layer, and This closes each of the capillaries and allows fluid to flow from the inlet port to the outlet port. When the cap is retracted away from the layer of malleable material, Fluid introduced into the port flows through the capillary and then exits through the outlet port. Multiple blades configured to be And a microfluidic system comprising: 12. At least one of the actuators,   An increase or decrease in the applied potential is directed toward or away from the malleable material layer Placed in the direction that causes movement Equipped with piezoelectric device The microfluidic system according to claim 11, having a configuration. M 13. The valve housings each have a contour and at least one of the actuators One is connected to a leaf spring, and the leaf spring is a valve in which the actuator is fixed. Configured to support blades outside the contour of the housing The microfluidic system according to claim 11, having a configuration. M 14． Furthermore,   Pouch containing the capillary With   At least a portion of the pouch provides a plurality of reservoirs in addition to the surface of the capillary. Is provided with a layer of malleable material shaped as   Each of the reservoirs can hold a volume of fluid and, when pressure is applied to the layer of malleable material, Is configured to flow from the reservoir to the capillary The microfluidic system according to claim 11, wherein: 15. At least one of the capillaries is   A first capillary section having a small cross-sectional area adjacent to the entrance port;   Closer to the outlet port, the cross-sectional area is larger than that of the first capillary section Second capillary area The microfluidic system according to claim 14, comprising: . 16. The pouch of claim 14, wherein the pouch further comprises a reaction chamber. Icrofluidic system. 17． 17. The method according to claim 16, wherein the reaction chamber is an electrophoresis cell. Icrofluidic system. 18. 15. The machine according to claim 14, wherein the pouch further comprises a heater. Icrofluidic system. 19. Furthermore,   A valve plate, the valve plate having associated actuators and blades. The plurality of valve housings are fixed together. 15. The microfluidic system according to claim 14, wherein the system is configured. 20. Furthermore,   Base plate having an anvil surface facing the pouch With   The base plate further comprises a base plate alignment means, The pouch and the valve plate are each transferred to the base plate alignment means. It has a pouch positioning means and a valve plate positioning means which fit and engage with each other. To 20. The microfluidic system according to claim 19, wherein the system is configured. 21. A ridge projects outward from the anvil surface of the base plate, and the pouch and the valve The contact between the plate and the valve housing carried by the valve plate is Configured to be limited to a small area around the housing 21. The microfluidic system of claim 20, wherein the system is configured. 22. Further, a heater is fixed in the base plate, and the heater is directly connected to the heater. Configured to heat a region of the pouch in proximity 21. The microfluidic system according to claim 20, wherein: 23. Further, a cooler fixed in the base plate is provided. Configured to cool an adjacent area of the pouch 21. The microfluidic system according to claim 20, wherein: 24.   A processing chamber along one of the capillaries between the inlet port and the outlet port Formed in the layer of malleable material of the pouch; and   A pair of said valve housings with associated actuators and blades Located one on each side of the processing chamber along the tube,   One of the valve housings has an associated actuator and blade, and And positioned between the capillary inlet port and   The other side of the valve housing, together with the associated actuator and blade, And an outlet port of the capillary, and   The microfluidic system further   The above-described processing, wherein the malleable material layer of the pouch can be controllably pressed around the processing chamber. A piston with a surface facing the science room The microfluidic system according to claim 14, characterized in that the system comprises: . 25. Notches are provided on the surface of the piston The microfluidic system according to claim 24, wherein the system is configured. 26.   A pair of treatments along one of the capillaries between the inlet port and the outlet port. A room is formed in the layer of malleable material of the pouch, and   A pair of said valve housings with associated actuators and blades Are located on both sides of the pair of processing chambers along the tube, respectively.   One of the valve housings has a capillary tube with an associated actuator and blade. Located between the inlet port of the treatment chamber and the inlet port near the inlet port,   The other end of the valve housing is provided with the above-mentioned capillary together with the associated actuator and blade. Is located between the outlet port and the processing chamber near the outlet port. Be configured as 15. The microfluidic system according to claim 14, wherein the system is configured. 27. Furthermore,   Each has a surface capable of pressing the malleable material layer of the pouch around one of the processing chambers. Having a pair of pistons And the piston surface is configured to face the one processing chamber. 27. The microfluidic system of claim 26, wherein: 28. A third valve housing with associated actuators and blades Are provided between the processing chambers along the one capillary. 27. The microfluidic system of claim 26, wherein the system is configured. 29. The machine according to claim 26, wherein the pouch further comprises a heater. Icrofluidic system. 30. A feature in which ultraviolet light (UV) is formed by the malleable material in one of the capillaries. 15. The microfluidic system according to claim 14, wherein 31. The pouch is placed along one of the capillaries and has total internal reflection (TIR) The microfluidic system according to claim 14, wherein the microfluidic system comprises a detector. Stem. 32. Furthermore, the apparatus further comprises a means for applying pressure to at least one of the reservoirs. The microfluidic system according to claim 14, wherein