JP2004125172A - 液体搬送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】　外力が加わらない状態でバルブを自在に開状態及び閉状態に安定に保持することが可能な液体搬送装置を提供する。
【解決手段】　流路８〜１０と、第一の安定状態と第二の安定状態に可変する可変部材１と、圧力発生手段２，３を有し、前記圧力発生手段が発生する圧力により可変部材１が第一の安定状態と第二の安定状態間の移動を起こし、前記可変部材１が前記流路８〜１０の開閉を行うことにより、外力が加わらない状態で流路８〜１０を自在に開状態及び閉状態に保持することが可能なバルブを有する液体搬送装置。
【選択図】　　　　図１

Description

　本発明は、液体搬送装置に関し、具体的には化学分析装置や医療装置、バイオテクノロジー及びインクジェットプリントシステム等の微量な液体の操作が必要な分野に用いる液体搬送装置に関する。特に、チップ上で化学分析や化学合成を行う小型化分析システム（μＴＡＳ：Ｍｉｃｒｏ　Ｔｏｔａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｓｙｓｔｅｍ）や、インクジェットプリンタのインク供給システム等に利用される超小型バルブ（マイクロバルブ）に関する。
　近年、立体微細加工技術の発展に伴い、ガラスやシリコン等の基板上に、微小な流路とポンプ、バルブ等の液体素子およびセンサを集積化し、その基板上で化学分析を行うシステムが注目されている。これらのシステムは、小型化分析システム、μ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｔｏｔａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｓｙｓｔｅｍ）あるいはＬａｂ　ｏｎ　ａ　Ｃｈｉｐと呼ばれている。化学分析システムを小型化することにより、無効体積の減少や試料の分量の大幅な低減が可能となる。　また、分析時間の短縮やシステム全体の低消費電力化が可能となる。さらに、小型化によりシステムの低価格を期待することができる。μ−ＴＡＳは、システムの小型化、低価格化および分析時間の大幅な短縮が可能なことから、在宅医療やベッドサイドモニタ等の医療分野、ＤＮＡ解析やプロテオーム解析等のバイオ分野での応用が期待されている。
　溶液を混合して反応を行った後、定量及び分析をしてから分離するという一連の生化学実験操作をいくつかのセルの組み合わせによって実現可能なマイクロリアクタが開示されている（特許文献１参照。）。図１８にマイクロリアクタ５０１の概念を模式的に示す。マイクロリアクタ５０１は、シリコン基板上に平板で密閉された独立した反応チャンバを有している。このリアクタは、リザーバセル５０２、混合セル５０３、反応セル５０４、検出セル５０５、分離セル５０６が組み合わされている。このリアクタを基板上に多数個形成することにより、多数の生化学反応を同時に並列的に行うことができる。さらに、単なる分析だけでなく、タンパク質合成などの物質合成反応もセル上で行うことができる。
　また、マイクロバルブ及びマイクロポンプとして、ダイアフラムを用いたバルブとそのバルブと圧電素子を利用したマイクロポンプが提案されている（特許文献２参照。）。
　また、可動部材（片持ち梁）の弁を利用したインクジェット用のヘッドが提案されている（特許文献３参照。）。
　また、液体の加熱によって発生する泡とノズル型拡散素子による液体制御機能を利用したバルブのないマイクロポンプが提案されている（非特許文献１参照。）。
　また、磁界と電流の相互作用を利用したアクチュエータを利用した光スイッチが提案されている（非特許文献２参照。）。
　また、Ｊｉｎ　Ｑｉｕらは機械的双安定性がリレーやバルブに有用であることに言及している（非特許文献３参照。）。
特開平１０−３３７１７３号公報（第２−５頁、第１図） 特開平５−１６６９号公報（第２−５頁、第３図、第７図） 特開２００１−１３８５１７号公報（第２−１３頁、第１図） ジェイアール　ハング　タサキ及びライウエイ　リン（Ｊｒ−Ｈｕｎｇ　Ｔａｓａｉ　ａｎｄ　Ｌｉｗｅｉ　Ｌｉｎ）著，「ア　サーマル　バブル　アクチュアエイテイド　マイクロ　ノズル　ディフュザー　ポンプ（Ａ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｂｕｂｂｌｅ　Ａｃｔｕａｔｅｄ　Ｍｉｃｒｏ　Ｎｏｚｚｌｅ−Ｄｉｆｆｕｓｅｒ　Ｐｕｍｐ）」，プロシーディングス　オブ　ザ　フォーティーンス（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　１４ｔｈ），アイトリプルイー　インターナショナル　カンファレンス　オン　マイクロ　エレクトロ　メカニカル　システムズ（ＩＥＥＥ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ），２００１年，ｐ．４０９−４１２） ジョング　ソー　コー（Ｊｏｎｇ　Ｓｏｏ　Ｋｏ）ら著，「アプライド　フィジックス　レター（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．）」，第８１巻，Ｎｏ．３，２００２年７月１５日，ｐ．５４７−５４９ ジン　キウ（Ｊｉｎ　Ｑｉｕ）ら著，「プロシーディングス　オブ　メムス　２００１（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ＭＥＭＳ　２００１）」，２００１年，ｐ．３５３−３５６
　しかしながら、従来のダイアフラムや片持ち張りマイクロバルブでは、外力が加わらない状態でバルブを自在に開状態及び閉状態に保持することは困難であった。
　一方、機械的双安定性がある素子は２つの安定構造間を遷移させるためにエネルギーの高い状態を経る必要があるため、機械的双安定性を持たない素子に比べて余分な駆動力が必要であった。
　また、通常、上記ポテンシャルエネルギーを低く設定し、余分な駆動力を抑制しようとすると安定な状態を保つことが困難であった。
　本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、外力が加わらない状態でバルブを自在に開状態及び閉状態に安定に保持することが可能な液体搬送装置を提供することにある。
　本発明は、液体を流すための流路と、前記流路に設けられ、圧力を発生させるための少なくとも２つの圧力発生手段と、前記圧力発生手段間に位置し、前記圧力の発生により第一の安定状態または第二の安定状態に可変である可変部材とを備え、前記可変部材を前記第一の安定状態または前記第二の安定状態とすることにより、前記流路を切り替えることを特徴とする液体搬送装置を提供するものである。
　また、本発明は、流路の切り替えを行うための可変部材からなるバルブであって、前記可変部材は、前記流路に設けられた圧力を発生させるための圧力発生手段間に位置することで、前記圧力の発生により第一の安定状態と第二の安定状態に可変であることを特徴とするバルブを提供するものである。
　本発明は、流路を開閉する流路開閉手段に、圧力により第一の安定状態と第二の安定状態間の移動を起こす可変部材を使うため、外力が加わらない状態でも流路を自在に開状態及び閉状態に安定に保持することが可能な液体搬送装置を提供できる。
　本発明の液体搬送装置は、液体を流すための流路と、前記流路に設けられ、圧力を発生させるための少なくとも２つの圧力発生手段と、前記圧力発生手段間に位置し、前記圧力の発生により第一の安定状態または第二の安定状態に可変である可変部材とを備え、前記可変部材を前記第一の安定状態または前記第二の安定状態とすることにより、前記流路を切り替えることを特徴とする。
　前記可変部材は可撓性を示す樹脂膜からなることが好ましい。
　前記可変部材は複数の可撓性を示す樹脂膜を連結してなることが好ましい。
　前記可変部材は、アーチ形状の弾性体と、前記アーチ形状の弾性体の両端に位置する伸縮自在の弾性体とからなることが好ましい。
　磁界を発生させるための磁界発生手段を更に有し、前記可変部材は、前記磁界の発生により、前記第一の安定状態と前記第二の安定状態間の遷移を補助する手段を有することが好ましい。
　前記流路は、前記圧力発生手段を備えた第一の流路及び第二の流路と、前記第一の流路及び前記第二の流路に接続した第三の流路とからなり、前記可変部材により、前記第一の流路または前記第二の流路のいずれか一方を閉状態とすることが好ましい。
　前記流路中の廃液を収容するための廃液収容部を更に有し、前記可変部材の切り替えにより、前記廃液を前記廃液収容部に導入することが好ましい。
　前記液体を分析するための分析用カラムと、前記液体を前記分析用カラムに導入するための加圧用液体端子とを更に有し、前記可変部材の切り替えにより、前記液体を前記廃液収容部または前記分析用カラムのいずれかに導入することが好ましい。
　前記圧力発生手段が発熱体であり、前記発熱体による気泡の成長と収縮により、前記流路を切り替えることが好ましい。
　前記圧力発生手段が圧電素子であり、前記圧電素子により発生する流体の流れにより、前記流路を切り替えることが好ましい。
　また、本発明のバルブは、流路の切り替えを行うための可変部材からなるバルブであって、前記可変部材は、前記流路に設けられた圧力を発生させるための圧力発生手段間に位置することで、前記圧力の発生により第一の安定状態と第二の安定状態に可変であることを特徴とする。
　以下に実施例を挙げて本発明の実施形態を具体的に説明する。
　（第ｌの実施形態）
　図１は本発明の液体搬送装置の第ｌの実施形態を示す概略図である。１は第一の安定状態と第二の安定状態に可変する可変部材であり、２、３は気泡を発生させる発熱体であり、４，５は発泡室、６は可変部材保持室、７は可変部材の支持台、８〜１０は流路、１１〜１４は電極、１５は流路構成部材である樹脂膜、２２は厚さ０．３μｍのＳｉＮ絶縁層、１６は厚さ２．７μｍのＳｉＯ2蓄熱層である。１７は厚さ０．６７ｍｍのＳｉ基板、１８〜１９は厚さ０．２μｍのＴａ薄膜（保護層）である。２０は可変部材１の他方の安定状態の位置である。また、２１は発泡室前後のイナータンス調整と流入口の大きさの調整を行う調整壁である。また、２３は発熱体２によって発生する気泡を示す。２６は、第一の安定状態と第二の安定状態に可変する可変部材により前記流路を開閉する流路開閉手段を示す。
　すなわち、本実施形態は、流路８〜１０と、第一の安定状態と第二の安定状態に可変する可変部材１と、気泡を発生させる発熱体２〜３を有し、前記発熱体が発生する気泡の成長または収縮により第一の安定状態と第二の安定状態間の移動を起こし、前記可変部材が前記流路の開閉を行うことにより、外力が加わらない状態でバルブを自在に開状態及び閉状態に保持することが可能なマイクロバルブである液体搬送装置を提供できるようにしたものである。
　また、本実施形態は、特に、前記可変部材１がたわみ構造を有する可撓性の樹脂膜であることを特徴とする。また、ここでは、流路も樹脂膜であり、フォトリソ技術を利用して、流路及び前記可変部材を一体形成できる効果がある。
　単純な弾性体では、第一の安定状態と第二の安定状態を同じ程度に安定化させるためには、応力のないまっすぐな板バネを用意したのちにたわみ構造を与えることがひとつの方法である。フォトリソ工程を利用する場合には、熱膨張率の違いを利用して、同じ程度の安定性を得ることも可能である。
　しかし、作成時の撓み構造がもっとも安定な構造となり、これを第一の安定状態とすると、第二の安定状態は第一の安定状態に比べ高い歪エネルギーを持った準安定状態となり、場合によっては安定性が不十分となるおそれがある。粘弾性を有する撓み構造の樹脂を可変部材とすれば、粘弾性体の性質として、瞬間的には弾性応答を示し各安定状態を維持しようとし、比較的長い間放置すると粘性流動を起こしてその形状が安定になる。本実施形態では、粘弾性効果を有する撓み構造を有する樹脂膜を可変部材とすることにより、上述の準安定状態が時間とともに、より安定化されるため、外部の擾乱に対して、安定性の高いバルブが提供できる効果がある。
　また、粘弾性効果は、泡の発生時の液体の加熱によっていっそう好ましく顕著となる効果がある。
　樹脂膜としては、例えばエポキシ樹脂のカチオン重合硬化物、または、ポリメタクリル酸、メチルメタクリレートやエチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル、またポリメタクリロニトリル、ポリ−α−メチルスチレン、酢酸セルロース、ポリイソブチレン、ポリメチルイソブチルケトン、ポリメタクリルアミド等が挙げられる。
　また、本実施形態は、前記可変部材１を挟む一対の発熱体１，２を有し、該一対の発熱体の発泡によって前記第一の安定状態と前記第二の安定状態の切り替えを行うことを特徴とする。
　また、本実施形態は、第一の流路８と第二の流路９と第三の流路１０と、前記可変部材１を保持し、前記３つの流路を接続した可変部材保持室６と第一の流路８に配置した第一の発熱体２と、第二の流路９に配置した第二の発熱体３とを有し、前記第一の発熱体２または前記第二の発熱体３の発泡によって前記可変部材１が前記第一の安定状態と前記第二の安定状態間の切り替えがおこり、前記第一の流路８または第二の流路９を閉状態にすることを特徴とする三方バルブであり、（１）第三の流路１０から流入した液体を第一の流路８または第二の流路９に振り分ける機能、または、（２）第一または第二の流路８，９から流入する液体を選択的に第三の流路１０に流す機能を有する。
　また、図２は図１の第ｌの実施形態のＡ−Ａ’線断面図である。同図において、２４は可変部材１の第一の安定状態、２５は可変部材１の第二の安定状態、２１Ａ〜Ｄは、発泡室前後のイナータンス調整と流入口の大きさの調整を行う部材の調整壁である。ここで、実質的に流路としても機能する発泡室４及び５及び可変部材保持室６の高さは３０μｍ、幅は３０μｍ、２１Ａ〜Ｄの高さは１０μｍ、調整壁２１Ｂ〜Ｃの流入口の高さ方向（ｚ方向）の幅は１０μｍ、可変部材１の高さ方向（ｚ方向）の幅２０μｍ、可変部材１のｙ方向の厚みは５μｍ、また可変部材の支持部間の距離は２００μｍである。
　ここで、発熱体２による液体の加熱によって可変部材１は２４で示した第一の安定状態となり、流入口の大きさを調整する調整壁２１Ｃに接触した状態で安定状態となる。
　また、図３は本発明の液体搬送装置の実施形態のたわみ構造を有する可変部材１の立体構造を示す模式図である。同図において、可変部材の支持部間の距離３１に比べ長いたわみ部分３２が両端の支持部を結ぶ線を挟んだ、略対称な位置で第一の安定状態と前記第二の安定状態を持つ。
　図４は、なだらかなたわみ構造を有する可変部材を示す概略図である。たわみ構造は、図４（ａ）に示すように支持部を結ぶ中心線４１に対して、両側の支持部で可変部材が接するように作成し、全体に滑らかに作成してもよい。この場合にも図４（ｂ）に示すように、可変部材が流入口４３を有する壁４２に押し付けられると、複雑な変形を伴って流路を閉じた状態とした安定状態となるが、ここでは、このような閉状態を含めて、４４に示すような簡略化した安定状態で模式的に示す。
　図５は本発明の液体搬送装置の第１の実施形態の基本動作を示す説明図である。図５は抵抗発熱体２に電圧を印加し液体を加熱して発泡させた時の本実施形態のマイクロバルブの動作を示す図であり、図５（ａ）は発泡による１００気圧程度の高い圧力の発生と泡の成長により、第一の安定状態にあった可変部材１が、可変部材のポテンシャル障壁を超えて第二の安定状態２４となり、第一の流路８を開状態とし、第二の流路９を閉状態にすることを示す。また、図５（ｂ）は泡の収縮時の状態を示すものである。ここで、第二の安定状態２４にある可変部材１は気泡の収縮により、第一の安定状態に戻ろうとするが、第一の安定状態と第二の安定状態間を遷移するには安定化エネルギーに相当するポテンシャル障壁を越える必要があることと、収縮時に圧力差が最大１気圧程度で発泡時の圧力差に比べて極めて小さいことにより、可変部材１を第二の安定状態の状態に保持できる。
　また、本実施形態では可変部材１に流路１０が平行に形成されているため、泡が収縮するときに流れの影響を可変部材１が受け難い効果がある。
　図６は本発明の液体搬送装置の第１の実施形態の流路の切り替え効果を示す説明図である。同図６は、本実施形態のマイクロバルブによって実現される流路の切り替え効果を示す図であり、図６（ａ）は第三の流路１０から流入した液体が第一の流路８に切り替えられる経路６１を示し、図６（ｂ）は第三の流路１０から流入した液体が第二の流路９に切り替えられる経路６２を示す。また、経路６１と６２の逆の流れを利用して、２入力１出力の液体切り替え素子としても使用できる。
　ここで、抵抗発熱体２，３は厚さ０．０５μｍのＴａＮ薄膜であり、発熱体の大きさは２５μｍ×２５μｍであり、抵抗は５３Ωであり、可変部材の安定状態の切り替えには、パルス高８Ｖ、パルス幅１μｓｅｃの矩形パルスを使用する。
　（第２の実施形態）
　図７は本発明の液体搬送装置の第２の実施形態を示す説明図である。同図７は、第２の実施形態の特徴を表す図であり、本実施形態は前記可変部材が複数のたわみ構造を有する樹脂膜７４および７５を、樹脂の連結膜７１〜７３によって連結させた可変部材であることを除いて、第１の実施形態とほぼ同様である。
　粘弾性効果を有する樹脂膜を樹脂の連結膜で連結させた可変部材とすることにより、安定で密着性の高いバルブが実現できる効果がある。
　連結膜としては、例えば、エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物、または、ポリメタクリル酸、メチルメタクリレートやエチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル、またポリメタクリロニトリル、ポリ−α−メチルスチレン、酢酸セルロース、ポリイソブチレン、ポリメチルイソブチルケトン、ポリメタクリルアミド等が挙げられる。
　（第３の実施形態）
　図８は本発明の液体搬送装置の第３の実施形態を示す説明図である。同図８は、第３の実施形態の特徴を表す図であり、本実施形態は、第一の流路８１と第二の流路８２と第三の流路８３と、前記可変部材１を保持し、前記３つの流路を接続した可変部材保持室８４と前記可変部材を挟む一対の発熱体２，３を有し、該一対の発熱体の発泡によって前記可変部材が前記第一の流路の開閉を行うことを除いて、第１の実施形態とほぼ同様である。
　また、本実施形態では、図９に示すように発熱体２による発泡によって可変部材１が第二の安定状態となり、流入口９１が開状態となる。一方、図１０に示すように、発熱体３による発泡によって可変部材１が第一の安定状態となり、流入口９１が閉状態となる。
　また、本実施形態では、図１１に示すように３つの流路の１つだけを選択的に開閉する弁となる。
　（第４の実施形態）
　図１２は本発明の液体搬送装置の第４の実施形態を示す説明図である。同図１２に示す実施形態は、試料室１２１と、第一の廃液室１２２と、第二の廃液室１２３と、加圧用液体端子１２４と、分析用カラム接続端子１３８と、流路と前記可変部材１２８〜１３０を有し、前記可変部材の切り替えによって、
（ａ）前記試料室からの液体を前記第一の廃液室に流す経路、
（ｂ）前記試料室からの液体を前記第二の廃液室に流す経路、
（ｃ）前記試料室からの液体を前記分析用カラム接続端子に流す経路、
を形成することを除いて、第１の実施形態及び第３の実施形態とほぼ同様である。
　廃液とは、例えば、流路の洗浄に使用した液体のことである。つまり、流路を洗浄した後の廃液は、廃液室に送られる。本実施例では、廃液室が２室設けられているが、これに限定されない。
　また、図１２で１２６は、例えばタンパク質の作成開始を促す試料室、１２７はタンパク質を溶かす溶液の試料室であり、１２１の試料室からは分析の対象となるタンパク室を含む液体が送り出され、最終的に分析用カラム１２５に送られ分析を行うことができる。
　加圧用端子は、液体を分析用カラムに送り込むためのものであり、圧力をかけることにより、液体は、分析用カラムに導入する。
　（第５の実施形態）
　図１３は本発明の液体搬送装置の第５の実施形態を示す説明図である。同図１３に示す実施形態は、流路と第一の安定状態と第二の安定状態を有する一対の可変部材１３１および１３２と、該一対の可変部材で挟んだ位置に配置した気泡を発生させる発熱体１３３を有し、前記一方の可変部材１３１が前記発熱体への流れのみを許可する逆流防止機能を持ち、前記他方の可変部材１３２が前記発熱体からの流れのみを許可する逆流防止機能を持つことを除いて、第１の実施形態及び第３の実施形態とほぼ同様である。
　図１４は本発明の液体搬送装置の第５の実施形態の基本動作を示す図を示す説明図である。同図１４に示すように、本実施形態では、成長時の泡により、可変部材１３１は１３１Ａなる安定状態となり流入口１３４を閉状態とし、可変部材１３２は１３２Ａなる安定状態となり流入口１３５を開状態とする。よって流れは、１３６に示す方向に発泡室１３７内の液体を送りだす。
　泡の収縮により、可変部材１３１は１３１Ｂなる安定状態となり流入口１３４を開状態とし、可変部材１３２は１３２Ｂなる安定状態となり流入口１３５を閉状態とする。よって流れは、１３８に示す方向に液体を発泡室１３７内に流入させる。
　以上、２つの流れ１３６及び１３８により、第２の実施形態のマイクロバルブはポンプ機能を有する。
　（第６の実施形態）
　図１５は本発明の液体搬送装置の第６の実施形態を示す説明図である。同図１５に示す実施形態は、前記可変部材がアーチ型バネ１５１を一対の伸縮バネ１５２および１５３で挟持した可変部材であることを除いて、第１の実施形態及び第３の実施形態とほぼ同様である。
　また、本実施形態では一対の伸縮バネ１５２および１５３により安定性とポテンシャル障壁を調整できる効果がある。
　（第７の実施形態）
　図１６は本発明の液体搬送装置の第７の実施形態を示す説明図である。同図１６に示す実施形態は、通電可能な前記可変部材と磁界発生手段とを有し、通電により第一の安定状態と第二の安定状態間の遷移を補助することを除いて、第１の実施形態及び第３の実施形態とほぼ同様である。
　また、図１６において、磁界はＮｄＦｅＢの板状の永久磁石１６４によって発生させられ、磁束密度は３０００Ｇである。ここで、発泡時に可変部材に７００ｍＡ程度の電流を流すとローレンツ力により、可変部材は第一の安定状態または第二の安定状態方向に力を受け、気泡による力を補助する効果がある。
　本発明の液体搬送装置は、例えば、チップ上で化学分析や化学合成を行う小型化分析システム（μＴＡＳ：Ｍｉｃｒｏ　Ｔｏｔａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｓｙｓｔｅｍ）や、インクジェットプリンタのインク供給システム等に利用される超小型バルブ（マイクロバルブ）に用いることができる。
　（第８の実施形態）
　図１７は、第８の実施形態の特徴を表す図であり、１７５ａ，１７５ｂ，１７７ａ，１７７ｂは圧電素子に電圧を印加する電極、１７６ａ，１７６ｂは圧電材料層、１７１ａ，１７１ｂは圧力発生手段であるところの圧電素子である。
本実施形態は、圧力発生手段として、圧電素子を用いることを除いて実施例１と同様である。
　前記圧力発生手段として圧電素子を用いて流体の流れを発生させることにより、前記流路の切り替えを行なうものである。
　本発明の液体搬送装置は、流路を開閉する流路開閉手段に、圧力により第一の安定状態と第二の安定状態間の移動を起こす可変部材を使うため、外力が加わらない状態でも流路を自在に開状態及び閉状態に安定に保持することが可能な特徴を有する液体搬送装置であり、化学分析装置や医療装置、バイオテクノロジー及びインクジェットプリントシステム等の微量な液体の操作が必要な分野に用いる液体搬送装置、チップ上で化学分析や化学合成を行う小型化分析システムや、インクジェットプリンタのインク供給システム等に利用される超小型バルブ（マイクロバルブ）に利用可能である。
本発明の液体搬送装置の第ｌの実施形態を示す概略図である。 図１の第ｌの実施形態のＡ−Ａ’線断面図である。 本発明の液体搬送装置の実施形態のたわみ構造を有する可変部材１の立体構造を示す模式図である。 なだらかなたわみ構造を有する可変部材を示す概略図である。 本発明の液体搬送装置の第１の実施形態の基本動作を示す説明図である。 本発明の液体搬送装置の第１の実施形態の流路の切り替え効果を示す説明図である。 本発明の液体搬送装置の第２の実施形態を示す説明図である。 本発明の液体搬送装置の第３の実施形態を示す説明図である。 本発明の液体搬送装置の第３の実施形態の第一の基本動作を示す説明図である。 本発明の液体搬送装置の第３の実施形態の第二の基本動作を示す説明図である。 本発明の液体搬送装置の第３の実施形態の切り替え流路を示す説明図である。 本発明の液体搬送装置の第４の実施形態を示す説明図である。 本発明の液体搬送装置の第５の実施形態を示す説明図である。 本発明の液体搬送装置の第５の実施形態の基本動作を示す図を示す説明図である。 本発明の液体搬送装置の第６の実施形態を示す説明図である。 本発明の液体搬送装置の第７の実施形態を示す説明図である。 本発明の液体搬送装置の第８の実施の形態を示す模式図である。 従来のマイクロリアクタを示す概念図である。
符号の説明
　１　可変部材
　２，３　発熱体
　４、５　発泡室
　６　可変部材保持室
　７　支持台
　８〜１０　流路
　１１〜１４　電極
　１５　流路構成部材
　１６　蓄熱層
　１７　基板
　１８，１９　保護層
　２１　調整壁
　２２　ＳｉＮ絶縁層
　２３　気泡
　２４　第二の安定状態
　２５　第一の安定状態
　２６　流路開閉手段
　３１　支持部間距離
　３２　たわみ部
　７１〜７３　連結膜
　７４，７５　樹脂膜
　８１〜８３　流路
　１２１　試料室、
　１２２　第一の廃液室
　１２３　第二の廃液室
　１２４　加圧用液体端子
　１３８　分析用カラム接続端子
　１２５　分析用カラム
　１２６，１２７　試料室
　１２８〜１３０　可変部材
　１３１，１３２　可変部材
　１３３　発熱体
　１５１　アーチ型バネ
　１５２，１５３　伸縮バネ
　１６４　永久磁石
　１７５ａ，１７５ｂ，１７７ａ，１７７ｂ　電極
　１７６ａ，１７６ｂ　圧電材料層
　１７１ａ，１７１ｂ　圧力発生手段（圧電素子）

Claims (11)

  1. 　液体を流すための流路と、前記流路に設けられ、圧力を発生させるための少なくとも２つの圧力発生手段と、前記圧力発生手段間に位置し、前記圧力の発生により第一の安定状態または第二の安定状態に可変である可変部材とを備え、前記可変部材を前記第一の安定状態または前記第二の安定状態とすることにより、前記流路を切り替えることを特徴とする液体搬送装置。
  2. 　前記可変部材は可撓性を示す樹脂膜からなることを特徴とする請求項１記載の液体搬送装置。
  3. 　前記可変部材は前記樹脂膜を複数連結してなることを特徴とする請求項２記載の液体搬送装置。
  4. 　前記可変部材は、アーチ形状の弾性体と、前記アーチ形状の弾性体の両端に位置する伸縮自在の弾性体とからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体搬送装置。
  5. 　磁界を発生させるための磁界発生手段を更に有し、前記可変部材は、前記磁界の発生により、前記第一の安定状態と前記第二の安定状態間の遷移を補助する手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体搬送装置。　　
  6. 　前記流路は、前記圧力発生手段を備えた第一の流路及び第二の流路と、前記第一の流路及び前記第二の流路に接続した第三の流路とからなり、前記可変部材により、前記第一の流路または前記第二の流路のいずれか一方を閉状態とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液体搬送装置。
  7. 　前記流路中の廃液を収容するための廃液収容部を更に有し、前記可変部材の切り替えにより、前記廃液を前記廃液収容部に導入することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液体搬送装置。
  8. 　前記液体を分析するための分析用カラムと、前記液体を前記分析用カラムに導入するための加圧用液体端子とを更に有し、前記可変部材の切り替えにより、前記液体を前記廃液収容部または前記分析用カラムのいずれかに導入することを特徴とする請求項７記載の液体搬送装置。
  9. 　前記圧力発生手段が発熱体であり、前記発熱体による気泡の成長と収縮により、前記流路を切り替えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液体搬送装置。
  10. 　前記圧力発生手段が圧電素子であり、前記圧電素子により発生する流体の流れにより、前記流路を切り替えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液体搬送装置。
  11. 　流路の切り替えを行うための可変部材からなるバルブであって、前記可変部材は、前記流路に設けられた圧力を発生させるための圧力発生手段間に位置することで、前記圧力の発生により第一の安定状態と第二の安定状態に可変であることを特徴とするバルブ。
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