JP2006022807A - Electroosmosis flow pump system and electroosmosis flow pump - Google Patents

Electroosmosis flow pump system and electroosmosis flow pump Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electroosmosis flow pump system capable of increasing mobility by reducing the size of the entire part thereof and electroosmosis flow pumps. <P>SOLUTION: A projection 35 is projectedly formed on each of the pump bodies 23 of the electroosmosis flow pumps 14a to 14d oppositely to the communication hole (36) of a micro fluid chip 12. When the projection 35 is fitted to the communication hole 36, the first flow passage 22 of each of the electroosmosis flow pumps 14a to 14d is allowed to communicate with the second flow passage 18 of the micro fluid chip 12, the electroosmosis flow pumps 14a to 14d are fixed to the micro fluid chip 12, and a clearance between the first flow passage 22 and the second flow passage 18 is sealed. Thus, fluids such as liquids 38 and 40 and a gas 42 are prevented from leaking to the outside. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、マイクロ流体チップに対して流体を供給し、又は前記マイクロ流体チップから流体を吸入することにより、前記マイクロ流体チップ内の流体に対する制御、例えば、液体の流量、圧力及び液位の制御に好適な電気浸透流ポンプシステム及び電気浸透流ポンプに関する。   The present invention provides control of fluid in the microfluidic chip by supplying fluid to the microfluidic chip or sucking fluid from the microfluidic chip, for example, control of liquid flow rate, pressure and liquid level. The present invention relates to an electroosmotic flow pump system and an electroosmotic flow pump.

マイクロ流体チップは、プラスチックやガラスからなる小さなチップ上に微細流路や各種の流体制御機器を形成し、形成された前記流体機器内で化学反応や生化学反応等を行わせる装置であり、該マイクロ流体チップを採用することにより、化学反応や生化学反応を実施するシステムの小型化や、上記した化学反応で必要とされるサンプルや試薬の量を大幅に低減することができ、この結果、前記システムにおける測定時間の短縮や消費電力の低減を実現することが可能である。   A microfluidic chip is a device that forms a fine flow path and various fluid control devices on a small chip made of plastic or glass, and performs a chemical reaction or a biochemical reaction in the formed fluid device, By adopting the microfluidic chip, it is possible to reduce the size of the system for performing chemical reactions and biochemical reactions, and to greatly reduce the amount of samples and reagents required for the above chemical reactions. It is possible to reduce the measurement time and power consumption in the system.

この場合、前記システムでは、マイクロ流体チップ内の液体を駆動させるためのポンプが必要である。また、前記システムでは、マイクロ流体チップを実用的なものとするために、該マイクロ流体チップの開発ばかりでなく、前記マイクロ流体チップに対するサンプルの導入方法や、液体駆動用のポンプ、電源、計測系等も含めたシステム全体としての最適化、すなわち、システム全体の小型化や低コスト化に対する検討も必要である。   In this case, the system requires a pump for driving the liquid in the microfluidic chip. Further, in order to make the microfluidic chip practical in the system, not only the development of the microfluidic chip but also a method for introducing a sample into the microfluidic chip, a pump for driving liquid, a power source, and a measurement system It is also necessary to examine the optimization of the entire system including the above, that is, the miniaturization and cost reduction of the entire system.

次に、マイクロ流体チップの内部に液体を供給して、供給された前記液体を駆動させるための２つの方法について説明する。   Next, two methods for supplying a liquid to the inside of the microfluidic chip and driving the supplied liquid will be described.

第１の方法は、図２７に示すように、ポンプシステム２００のポンプ電源２０２からシリンジポンプ駆動装置２０４を通電してシリンジポンプ２０６を駆動し、該シリンジポンプ２０６より細径のチューブ２０８ａを介してマイクロ流体チップ２１０に液体を供給するという方法である。この場合、図２７及び図２８に示すように、接着剤２１４を用いてチューブ２０８ａをマイクロ流体チップ２１０に固定することにより、該マイクロ流体チップ２１０とチューブ２０８ａとの間をシールする。   In the first method, as shown in FIG. 27, the syringe pump driving device 204 is energized from the pump power source 202 of the pump system 200 to drive the syringe pump 206, and the syringe pump 206 is passed through a tube 208 a having a smaller diameter. This is a method of supplying a liquid to the microfluidic chip 210. In this case, as shown in FIGS. 27 and 28, the tube 208a is fixed to the microfluidic chip 210 using an adhesive 214, thereby sealing between the microfluidic chip 210 and the tube 208a.

なお、マイクロ流体チップ２１０は、底面側のガラス基板２１６と上面側のガラス基板２１８とを貼付することにより形成され、該ガラス基板２１６に溝を形成することにより、該溝が流路２２０として構成される。また、マイクロ流体チップ２１０における使用済みの液体は、チューブ２０８ｂを介して廃液溜めに排出される。この場合、ポンプ電源２０２、シリンジポンプ駆動装置２０４及びシリンジポンプ２０６と同様の装置を用いてマイクロ流体チップ２１０からチューブ２０８ｂを介して前記液体を排出する構成も可能である。   The microfluidic chip 210 is formed by attaching a glass substrate 216 on the bottom surface side and a glass substrate 218 on the top surface side, and a groove is formed in the glass substrate 216 so that the groove is configured as a flow path 220. Is done. Further, the used liquid in the microfluidic chip 210 is discharged to the waste liquid reservoir through the tube 208b. In this case, a configuration in which the liquid is discharged from the microfluidic chip 210 via the tube 208b using devices similar to the pump power source 202, the syringe pump driving device 204, and the syringe pump 206 is also possible.

マイクロ流体チップ２１０をより実用的なものとするためには、ＩＣチップと同様にマイクロ流体チップ２１０に対するパッケージングを行って、マイクロ流体チップ２１０を物理的に固定することにより、塵埃、熱、湿気及び化学的汚染から該マイクロ流体チップ２１０を防護し、さらに、電力供給や信号の入出力や流体に対するインターフェイスについても考慮する必要がある。   In order to make the microfluidic chip 210 more practical, the microfluidic chip 210 is packaged in the same manner as the IC chip, and the microfluidic chip 210 is physically fixed, so that dust, heat, and humidity can be obtained. In addition, it is necessary to protect the microfluidic chip 210 from chemical contamination, and to consider power supply, signal input / output, and interfaces to fluids.

そこで、ホルダーやソケットを用いてマイクロ流体チップ２１０を固定すると共に、前記ホルダーや前記ソケットを介して該マイクロ流体チップ２１０に対する流体の供給、電力供給及び信号の入出力のインターフェースを考慮したパッケージングを行う従来技術が開示されている（非特許文献１参照）。   Therefore, the microfluidic chip 210 is fixed using a holder or a socket, and packaging is performed in consideration of the interface of fluid supply, power supply, and signal input / output to the microfluidic chip 210 via the holder or the socket. The prior art to perform is disclosed (refer nonpatent literature 1).

図２９及び図３０は、マイクロ流体チップ２１０に対するパッケージングの従来例を示している。   29 and 30 show a conventional example of packaging for the microfluidic chip 210. FIG.

ここで、マイクロ流体チップ２１０は、アルミニウム製の治具２３２、２３４で狭持され、且つねじ２３６を介して各治具２３２、２３４を連結することにより固定保持される。チューブ２０８ａは、該チューブ２０８ａが挿通可能なねじ２３８を介してマイクロ流体チップ２１０に接続されている。すなわち、ねじ２３８と治具２３２とが螺合することにより、ねじ２３８側のＯリング２４０がマイクロ流体チップ２１０の上面（ガラス基板２１８の上面）を押圧し、この結果、チューブ２０８ａとマイクロ流体チップ２１０との間がシールされる。なお、図２９では、複数のチューブ２０８ａ〜２０８ｄが複数のねじ２３８を介してマイクロ流体チップ２１０に接続されている。   Here, the microfluidic chip 210 is held between aluminum jigs 232 and 234 and fixedly held by connecting the jigs 232 and 234 via screws 236. The tube 208a is connected to the microfluidic chip 210 via a screw 238 through which the tube 208a can be inserted. That is, when the screw 238 and the jig 232 are screwed together, the O-ring 240 on the screw 238 side presses the upper surface of the microfluidic chip 210 (the upper surface of the glass substrate 218). As a result, the tube 208a and the microfluidic chip are The space between 210 is sealed. In FIG. 29, a plurality of tubes 208 a to 208 d are connected to the microfluidic chip 210 via a plurality of screws 238.

上記したポンプシステム２００では、ポンプ電源２０２、シリンジポンプ駆動装置２０４及びシリンジポンプ２０６の全体のサイズが数十［ｃｍ］程度の大きさで、且つチューブ２０８ａ〜２０８ｄの全長が数十［ｃｍ］程度であるので、流体に関するインターフェース部分を改善しても、システム全体を小型化することはできない。   In the pump system 200 described above, the overall size of the pump power source 202, the syringe pump drive device 204, and the syringe pump 206 is about several tens [cm], and the total length of the tubes 208a to 208d is about several tens [cm]. Therefore, even if the interface portion related to the fluid is improved, the entire system cannot be reduced in size.

第２の方法は、微細加工技術を使用してダイアフラムポンプや電気浸透流ポンプ等の微流量ポンプをマイクロ流体チップ２１０に直接形成するものであり、図３１は、マイクロ流体チップ２１０の内部に形成された流路を利用して電気浸透流ポンプを構築した従来技術に係る電気浸透流ポンプシステム２５０である。   In the second method, a micro flow pump such as a diaphragm pump or an electroosmotic flow pump is directly formed on the microfluidic chip 210 by using a microfabrication technique, and FIG. 31 is formed inside the microfluidic chip 210. This is an electroosmotic flow pump system 250 according to the prior art in which an electroosmotic flow pump is constructed using the flow path.

電気浸透流ポンプシステム２５０では、ガラス基板２１６の上面に対して、液溜め（以下、リザーバともいう。）の底面となる溝２５６、２５８と、該溝２５６、２５８を連結した流路となり且つ幅が数［μｍ］〜数十［μｍ］程度の溝２６０とが各々形成され、一方で、ガラス基板２１８には、溝２５６、２５８と共働してリザーバとなり且つ直径が１［ｍｍ］〜２［ｍｍ］程度の貫通孔２５２、２５４が各々形成されている。ここで、ガラス基板２１６の上面とガラス基板２１８の底面とを接合して、貫通孔２５２及び溝２５６からなるリザーバに対して電極２６２を挿入し、貫通孔２５４及び溝２５８からなるリザーバに対して電極２６４を挿入することにより、マイクロ流体チップ２１０内に電気浸透流ポンプが形成される。   In the electroosmotic pump system 250, grooves 256 and 258 serving as bottom surfaces of liquid reservoirs (hereinafter also referred to as reservoirs) and flow paths connecting the grooves 256 and 258 with respect to the upper surface of the glass substrate 216 have a width. Are formed on the glass substrate 218 together with the grooves 256 and 258 to serve as reservoirs and have a diameter of 1 [mm] to 2 [mu] m. Through holes 252 and 254 of about [mm] are formed, respectively. Here, the upper surface of the glass substrate 216 and the bottom surface of the glass substrate 218 are joined, and the electrode 262 is inserted into the reservoir composed of the through hole 252 and the groove 256, and the reservoir composed of the through hole 254 and the groove 258 is inserted. An electroosmotic pump is formed in the microfluidic chip 210 by inserting the electrode 264.

しかしながら、電気浸透流ポンプシステム２５０では、前記電気浸透流ポンプの流量や圧力特性等の面で制約がある上に、マイクロ流体チップ２１０側の加工が複雑であり、結局、製品のコストが高騰するという問題がある。   However, in the electroosmotic pump system 250, there are restrictions in terms of the flow rate and pressure characteristics of the electroosmotic pump, and the processing on the microfluidic chip 210 side is complicated, which eventually increases the cost of the product. There is a problem.

図３２は、微細加工技術を用いてダイアフラム式のポンプ２７４をマイクロ流体チップ２１０上に構成した従来技術に係るポンプシステム２７０である（非特許文献２参照）。   FIG. 32 shows a pump system 270 according to the prior art in which a diaphragm type pump 274 is configured on a microfluidic chip 210 using a microfabrication technique (see Non-Patent Document 2).

すなわち、ポンプシステム２７０では、モジュール化されたダイヤフラム式のポンプ２７４や流量計２７６がマイクロ流体チップ２１０上に形成され、これらの装置間は、該マイクロ流体チップ２１０内に形成された流路３００を介して連結されている。この場合、マイクロ流体チップ２１０における装置間の内部接続が簡便化されるが、微細加工によるポンプシステム２７０の製造コストが高騰する。また、ポンプ２７４は、マイクロ流体チップ２１０内部の流体を駆動するポンプであり、該マイクロ流体チップ２１０に対して流体を供給し、あるいは吸入するためには、他のポンプが別途必要になる。従って、このポンプシステム２７０においても、外部に対する流体のインターフェイスを考慮する必要がある。   That is, in the pump system 270, a modularized diaphragm pump 274 and a flow meter 276 are formed on the microfluidic chip 210, and a flow path 300 formed in the microfluidic chip 210 is provided between these devices. Are connected through. In this case, the internal connection between the devices in the microfluidic chip 210 is simplified, but the manufacturing cost of the pump system 270 by microfabrication increases. The pump 274 is a pump that drives the fluid inside the microfluidic chip 210. In order to supply or suck fluid to the microfluidic chip 210, another pump is separately required. Therefore, in this pump system 270 also, it is necessary to consider the fluid interface to the outside.

Zhen Yang and Ryutaro Maeda、A world-to-chip socket for microfluidic prototype development、Electrophoresis 2002、23、3474-3478Zhen Yang and Ryutaro Maeda, A world-to-chip socket for microfluidic prototype development, Electrophoresis 2002, 23, 3474-3478 Michael Koch, Alan Evans and Arthur Brunnschweiler、Microfluidic Technology and Applications、 Research Studies Press Inc.、2000Michael Koch, Alan Evans and Arthur Brunnschweiler, Microfluidic Technology and Applications, Research Studies Press Inc., 2000

上記のマイクロ流体チップ２１０（図２７〜図３２参照）を用いることによるメリットとしては、（１）システム全体が小型化される、（２）使用するサンプル量が低減される、の２点である。この場合、マイクロ流体チップ２１０と比較して十分に小さなポンプを用いれば、電源やコントローラも含めて小型化できる。しかしながら、このような小型化されたポンプであって、マイクロ流体チップ２１０の液体制御に使えるだけの十分な性能を有し且つ安価なポンプは存在しない。すなわち、マイクロ流体チップ２１０を小型することはできても、該マイクロ流体チップ２１０の本来のメリットを生かしたシステム構成を行うことはできない。   Advantages of using the microfluidic chip 210 (see FIGS. 27 to 32) are two points: (1) the entire system is downsized, and (2) the amount of sample to be used is reduced. . In this case, if a sufficiently small pump is used as compared with the microfluidic chip 210, the power supply and the controller can be downsized. However, there is no such a miniaturized pump that has sufficient performance to be used for liquid control of the microfluidic chip 210 and is inexpensive. That is, even if the microfluidic chip 210 can be reduced in size, a system configuration that makes use of the original merit of the microfluidic chip 210 cannot be performed.

さらに、これらの機械式のポンプの価格も決して安価とは言えず、また、後述する液体制御の観点からのデメリットもある。   Furthermore, the price of these mechanical pumps is not cheap, and there is a demerit from the viewpoint of liquid control described later.

すなわち、上記した第１の方法では、市販のポンプ、例えば、シリンジポンプ２０６や蠕動式ポンプを用いても、ポンプサイズがマイクロ流体チップ２１０に比べて大きく、該マイクロ流体チップ２１０を小型化することが可能であっても、システム全体をモバイル型とするまでに小型化することが困難である。   That is, in the first method described above, even if a commercially available pump, for example, a syringe pump 206 or a peristaltic pump is used, the pump size is larger than that of the microfluidic chip 210, and the microfluidic chip 210 is downsized. However, it is difficult to reduce the size of the entire system until it is mobile.

この場合、駆動用のポンプやマイクロ流体チップ２１０のサイズを１０［ｃｍ］程度の大きさに収めることができれば、システム全体のモバイル性を著しく向上することが可能となる。すなわち、マイクロ流体チップ２１０を用いたシステムを様々なアプリケーションに適用するためには、マイクロ流体チップが有するマイクロ化という本来の特徴を生かして小型化を図り、モバイル性を高めることが望ましい。   In this case, if the size of the driving pump and the microfluidic chip 210 can be reduced to about 10 [cm], the mobility of the entire system can be remarkably improved. That is, in order to apply a system using the microfluidic chip 210 to various applications, it is desirable to reduce the size and enhance the mobility by taking advantage of the microfeature inherent in the microfluidic chip.

前述したように、マイクロ流体チップ２１０のマイクロ化により、使用するサンプル量を低減することが可能になるというメリットがあるが、ポンプとマイクロ流体チップ２１０との間のチューブ２０８ａ〜２０８ｄの存在は、デメリットの要因である。   As described above, there is an advantage that the amount of sample to be used can be reduced by microfabrication of the microfluidic chip 210, but the presence of the tubes 208 a to 208 d between the pump and the microfluidic chip 210 is It is a factor of demerit.

すなわち、マイクロ流体チップ２１０内の流路２２０（図２８及び図３０参照）の幅は、一般に数［μｍ］〜数百［μｍ］程度のサイズである。この場合、流路２２０内の液体のインベントリーは、数［μｌ］程度以下になることが多い。一方、マイクロ流体チップ２１０の外部に設置されるポンプには、シリンジポンプ２０６や蠕動式ポンプが頻繁に用いられるが、これらのポンプのサイズは、数十［ｃｍ］程度の大きさであり、この結果、マイクロ流体チップ２１０との接続には数十［ｃｍ］以上のチューブ２０８ａ〜２０８ｄが必要となる。因みに、チューブ２０８ａ〜２０８ｄの内径が０．５［ｍｍ］、その長さが２０［ｃｍ］の場合には、該チューブ２０８ａ〜２０８ｄ内部の液体のインベントリーは３９．２５［μｌ］となる。   That is, the width of the flow path 220 (see FIGS. 28 and 30) in the microfluidic chip 210 is generally about several [μm] to several hundred [μm]. In this case, the inventory of the liquid in the flow path 220 is often about several [μl] or less. On the other hand, a syringe pump 206 or a peristaltic pump is frequently used as a pump installed outside the microfluidic chip 210. The size of these pumps is about several tens [cm]. As a result, connection with the microfluidic chip 210 requires several tens [cm] or more of tubes 208a to 208d. Incidentally, when the tubes 208a to 208d have an inner diameter of 0.5 [mm] and a length of 20 [cm], the inventory of the liquid in the tubes 208a to 208d is 39.25 [μl].

このため、本来必要なサンプル量が１［μｌ／ｍｉｎ］であっても、上記したポンプシステム２００の構成では、サンプルをマイクロ流体チップ２１０の内部に送り込むために、チューブ２０８ａやシリンジポンプ２０６の内部にサンプルを予め充填する必要があるので、システム全体で４０［μｌ／ｍｉｎ］以上のサンプルが必要となり、これらのサンプルは、マイクロ流体チップ２１０内における各種化学反応に用いられることのない無駄な液体となる。   For this reason, even if the originally required sample amount is 1 [μl / min], in the configuration of the pump system 200 described above, in order to send the sample into the microfluidic chip 210, the inside of the tube 208a and the syringe pump 206 Since it is necessary to pre-fill the sample with 40 μl / min or more in the entire system, these samples are wasteful liquids that are not used for various chemical reactions in the microfluidic chip 210. It becomes.

従って、第１の方法では、マイクロ流体チップ２１０内で使用するサンプルや薬液の量を微量にすることはできても、チューブ２０８ａで無駄になる液体の量が大きいので、結果として使用薬液量の低減というマイクロ流体チップ２１０の本来の効果を奏することができない。   Therefore, in the first method, although the amount of the sample and the chemical solution used in the microfluidic chip 210 can be made very small, the amount of the liquid that is wasted in the tube 208a is large. The original effect of the microfluidic chip 210 of reduction cannot be achieved.

前述したように、マイクロ流体チップ２１０から離れた場所にシリンジポンプ２０６が配置され、該シリンジポンプ２０６の排出口と、流路２２０における流体導入部分とはチューブ２０８ａを介して接続され、該チューブ２０８ａは、接着剤２１４によりガラス基板２１８に取付されている。この構造では、流路２２０の容積と比較して、シリンジポンプ２０６から前記流体導入部分までの空間、すなわち、チューブ２０８ａの内部空間及び前記流体導入部分の空間の容積が大きい。   As described above, the syringe pump 206 is disposed at a location away from the microfluidic chip 210, and the discharge port of the syringe pump 206 and the fluid introduction part in the flow path 220 are connected via the tube 208a. Is attached to the glass substrate 218 by an adhesive 214. In this structure, the volume from the syringe pump 206 to the fluid introduction portion, that is, the volume of the internal space of the tube 208a and the space of the fluid introduction portion is larger than the volume of the flow path 220.

ここで、シリンジポンプ２０６よりサンプル用液体をマイクロ流体チップ２１０に送液して、流路２２０内で該サンプル用液体を移動させる場合について説明する。この場合、基本的な操作は、前記サンプル用液体の送液の停止であるが、シリンジポンプ２０６で前記サンプル用液体の圧力を制御する際には、該シリンジポンプ２０６を停止しても、流路２２０内の前記サンプル用液体が即座に停止することができない。   Here, a case where the sample liquid is sent from the syringe pump 206 to the microfluidic chip 210 and the sample liquid is moved in the flow path 220 will be described. In this case, the basic operation is to stop the feeding of the sample liquid. However, when controlling the pressure of the sample liquid with the syringe pump 206, the flow is not limited even if the syringe pump 206 is stopped. The sample liquid in the channel 220 cannot stop immediately.

このような不都合の第１の原因は、ポンプ自体の問題であり、例えば、シリンジポンプ２０６や蠕動ポンプのような機械的ポンプを使用する場合には、ポンプの駆動部分に力学的な慣性が存在するために、ポンプが停止しても瞬時に駆動圧力が０になることはないためである。   The first cause of such inconvenience is a problem of the pump itself. For example, when a mechanical pump such as a syringe pump 206 or a peristaltic pump is used, there is a mechanical inertia in the driving part of the pump. Therefore, even if the pump is stopped, the drive pressure does not become zero instantaneously.

さらに大きな問題として、駆動に必要な圧力を前記サンプル用液体に加えると、該サンプル用液体の体積変化やチューブ２０８ａの変形等が発生し、これらの体積変化は、ポンプを停止させて前記サンプル用液体の移動が停止することにより解消されるが、その変化分が停止後も該サンプル用液体の移動を引き起こす原因となる。   Further, when a pressure necessary for driving is applied to the sample liquid, volume change of the sample liquid, deformation of the tube 208a, etc. occur. These volume changes are caused by stopping the pump and using the sample liquid. Although the movement of the liquid is eliminated, the change causes the movement of the sample liquid even after the suspension.

例えば、サンプル用液体が水である場合、前記サンプル用液体の存在する空間の容積が１００［μｌ］であり、その圧縮率κが２０℃においてκ＝０．４５［ＧＰａ-1］であれば、０．１［ＭＰａ］の圧力変化により、前記サンプル用液体では、４．５［ｎｌ］の体積変化が生じる。流路２２０の断面寸法を１００［μｍ］×５０［μｍ］とした場合、この体積変化は、１［ｍｍ］のチャンネル長さに対応する。 For example, when the sample liquid is water, the volume of the space in which the sample liquid exists is 100 [μl], and the compressibility κ is κ = 0.45 [GPa −1 ] at 20 ° C. The pressure change of 0.1 [MPa] causes a volume change of 4.5 [nl] in the sample liquid. When the cross-sectional dimension of the flow path 220 is 100 [μm] × 50 [μm], this volume change corresponds to a channel length of 1 [mm].

また、前記サンプル用液体が停止した後でも、温度変化によって該サンプル用液体の体積変化が発生するので、この結果、マイクロ流体チップ２１０内部における前記サンプル用液体に対する圧力変動や、液***置の変動が引き起こされる。この場合、１００［μｌ］のサンプル用液体に生じる体積変化は、その体膨張率（２０［℃］において０．２１×１０-3［Ｋ-1］）より、５０［℃］の温度変化に対して１［μｌ］となる。さらに、シリンジポンプ２０６で駆動用液体を駆動し、該駆動用液体から気体を介して流路２２０内のサンプル用液体を移動させる場合には、上記した各種の影響が顕著となることは勿論である。 In addition, even after the sample liquid is stopped, the volume of the sample liquid changes due to a temperature change. As a result, the pressure fluctuation or the liquid position of the sample liquid in the microfluidic chip 210 varies. Is caused. In this case, the volume change that occurs in the sample liquid of 100 [μl] is a temperature change of 50 [° C.] due to the body expansion coefficient (0.21 × 10 −3 [K −1 ] at 20 [° C.]). On the other hand, it is 1 [μl]. Furthermore, when the driving liquid is driven by the syringe pump 206 and the sample liquid in the flow path 220 is moved from the driving liquid via the gas, the above-described various effects become obvious. is there.

以上のように、微細な流路２２０において、微量のサンプル用液体や駆動用液体を取り扱う場合には、圧力源としてのポンプ（シリンジポンプ２０６）からマイクロ流体チップ２１０の流路２２０までの空間（デッドスペース）が大きくなると、流路２２０における前記各液体の制御性に大きな影響が及ぼされる。   As described above, when a very small amount of sample liquid or driving liquid is handled in the fine flow path 220, the space (from the pump (syringe pump 206) as a pressure source to the flow path 220 of the microfluidic chip 210 ( When the dead space) increases, the controllability of each liquid in the flow path 220 is greatly affected.

また、第２の方法では、前述したように、マイクロ流体チップ２１０上にダイヤフラム式のポンプ２７４や電気浸透流ポンプが形成されるが、ポンプ２７４は、構造が複雑であるので、微細加工技術で形成すると製造コストが高騰するという問題がある。また、ポンプ２７４は、動的な機器であるので、故障が発生しやすい上に、脈流が発生しやすいという問題もある。   In the second method, as described above, the diaphragm type pump 274 and the electroosmotic flow pump are formed on the microfluidic chip 210. However, since the pump 274 has a complicated structure, the fine processing technique is used. When formed, there is a problem that the manufacturing cost increases. In addition, since the pump 274 is a dynamic device, there is a problem that a failure is likely to occur and a pulsating flow is likely to occur.

一方、従来、マイクロ流体チップ２１０内部で用いられてきた電気浸透流ポンプは、構造が簡単で且つ微細加工技術によって該マイクロ流体チップ２１０内部に比較的容易に形成することが可能である。しかしながら、前記電気浸透流ポンプの性能が各流路のチャンネル寸法（幅及び深さ）に強く依存するため、前記各流路の流量が制約されたり、印加電圧が［ｋＶ］オーダの高電圧になる等の問題がある。   On the other hand, the electroosmotic flow pump conventionally used in the microfluidic chip 210 has a simple structure and can be relatively easily formed in the microfluidic chip 210 by microfabrication technology. However, since the performance of the electroosmotic flow pump strongly depends on the channel dimensions (width and depth) of each flow path, the flow rate of each flow path is restricted, and the applied voltage is set to a high voltage on the order of [kV]. There are problems such as.

また、前述したように、マイクロ流体チップ２１０内部に液体を導入するポンプ手段が別途必要となる。この場合、外部に設けたリザーバからチューブ２０８ａを介してマイクロ流体チップ２１０内部に液体を送り込むが、前記リザーバがマイクロ流体チップ２１０から離れた場所に設けられると、前記第１の方法と同様に、サンプルや薬液を微量化することができない。   Further, as described above, a pump means for introducing a liquid into the microfluidic chip 210 is required separately. In this case, liquid is sent from the reservoir provided outside to the inside of the microfluidic chip 210 via the tube 208a, but when the reservoir is provided at a location away from the microfluidic chip 210, as in the first method, Samples and chemicals cannot be made very small.

さらに、マイクロ流体チップ２１０内部のポンプに自己充填性が無い場合には、外部のポンプにより初期充填を行う必要がある。   Furthermore, when the pump inside the microfluidic chip 210 is not self-filling, it is necessary to perform initial filling with an external pump.

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、システム全体を小型化してモバイル性を向上させると共に、液体の使用量を減少してマイクロ流体チップ内の微小量の流体に対する位置制御を高精度に行うことができ、且つ低コストで実用的な電気浸透流ポンプシステム及び電気浸透流ポンプを提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The entire system is miniaturized to improve mobility, and the amount of liquid used is reduced to reduce the position of the microfluidic chip in the microfluidic chip. It is an object of the present invention to provide an electroosmotic flow pump system and an electroosmotic flow pump that can be controlled with high accuracy and are practical at low cost.

本発明に係る電気浸透流ポンプシステムは、第１流路内に設けられた電気浸透材と、前記電気浸透材の上流側に配置された第１電極と、前記電気浸透材の下流側に配置された第２電極とを有し、前記第２電極の下流側に排出口が形成された電気浸透流ポンプと、第２流路が形成されたマイクロ流体チップとを備え、前記電気浸透流ポンプの外周面には、前記マイクロ流体チップに前記電気浸透流ポンプを取付する取付部が設けられ、前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップに取付されたときに、前記第１流路は、前記排出口を介して前記第２流路と連通すると共に、前記第１流路と前記第２流路との間の流体の漏洩が阻止されることを特徴とする。   An electroosmotic pump system according to the present invention includes an electroosmotic material provided in a first flow path, a first electrode arranged on the upstream side of the electroosmotic material, and a downstream side of the electroosmotic material. And an electroosmotic pump having a discharge port formed on the downstream side of the second electrode, and a microfluidic chip having a second flow path, the electroosmotic pump An attachment portion for attaching the electroosmotic flow pump to the microfluidic chip is provided on the outer peripheral surface of the microfluidic chip, and when the electroosmotic flow pump is attached to the microfluidic chip via the attachment portion, One flow path communicates with the second flow path through the discharge port, and fluid leakage between the first flow path and the second flow path is prevented.

上記した構成によれば、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとがそれぞれ別体であり、前記電気浸透流ポンプは、前記取付部を介して前記マイクロ流体チップに直付される。すなわち、システム全体の小型化という観点から前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとを一体化させるものであり、前記電気浸透流ポンプや前記マイクロ流体チップが汎用品であれば、低コストでシステム全体を構築することができる。換言すれば、従来技術と比較して、小型の前記電気浸透流ポンプを前記マイクロ流体チップの近傍に配置する構成となり、この結果、システム全体を小型化して、モバイル性を格段に向上させることができる。また、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプが着脱自在となるので、汎用性が向上してシステム全体が低コスト化される。   According to the configuration described above, the electroosmotic flow pump and the microfluidic chip are separate from each other, and the electroosmotic flow pump is directly attached to the microfluidic chip via the mounting portion. That is, the electroosmotic pump and the microfluidic chip are integrated from the viewpoint of downsizing the entire system. If the electroosmotic pump and the microfluidic chip are general-purpose products, the system can be manufactured at low cost. The whole can be built. In other words, compared to the prior art, the small electroosmotic pump is arranged in the vicinity of the microfluidic chip. As a result, the entire system can be downsized and the mobility can be greatly improved. it can. Further, since the electroosmotic pump can be attached to and detached from the microfluidic chip, versatility is improved and the entire system is reduced in cost.

また、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプを直付することにより、従来技術で用いられていたチューブが不要となる。この結果、試料の無駄がなくなると共に、前記第２流路内にある微少量の流体を高精度に制御することが可能となり、従って、本発明は、従来技術と比較して、低コストで実用的な流体制御を実現することができる。   Further, by directly attaching the electroosmotic flow pump to the microfluidic chip, the tube used in the prior art becomes unnecessary. As a result, the sample is not wasted and a very small amount of fluid in the second flow path can be controlled with high accuracy. Therefore, the present invention is practically used at a lower cost compared to the prior art. Fluid control can be realized.

さらに、前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプを固定するためのインターフェースと、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースとしての機能を兼ね備えているので、システムの全体構成を簡素化することができる。   Further, the attachment portion is an interface for fixing the electroosmotic flow pump to the microfluidic chip, and an interface for supplying or sucking fluid between the electroosmotic flow pump and the microfluidic chip. Since this function is also provided, the overall system configuration can be simplified.

ここで、前記取付部は、前記マイクロ流体チップに向かい突出形成され且つ前記第２流路に嵌合可能な突起、又は前記マイクロ流体チップに対向して形成され且つ前記マイクロ流体チップに嵌合可能な凹部を有し、該突起内又は前記凹部内には、前記排出口が形成されていることが好ましい。   Here, the mounting portion is formed to protrude toward the microfluidic chip and fit into the second flow path, or formed to face the microfluidic chip and fit into the microfluidic chip. It is preferable that the discharge port is formed in the protrusion or in the recess.

これにより、前記突起又は前記凹部と前記第２流路とが嵌合すると、前記第１流路は、前記排出口を介して前記第２流路と連通し、且つ前記電気浸透流ポンプは、前記マイクロ流体チップに直付される。従って、前記突起又は前記凹部と前記第２流路とを嵌合するだけで、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間を簡便にシールすることができ、前記電気浸透流ポンプから前記マイクロ流体チップに対する流体の供給、あるいは流体の吸入を確実に行うことが可能となる。   Thereby, when the protrusion or the recess and the second flow path are fitted, the first flow path communicates with the second flow path via the discharge port, and the electroosmotic flow pump is Directly attached to the microfluidic chip. Therefore, it is possible to simply seal between the electroosmotic pump and the microfluidic chip simply by fitting the protrusion or the recess and the second flow path, from the electroosmotic pump to the It is possible to reliably supply the fluid to the microfluidic chip or suck the fluid.

また、前記取付部は、前記第１電極と電気的に接続される第１端子と、前記第２電極と電気的に接続される第２端子とをさらに有し、前記マイクロ流体チップ表面には、前記第１端子に対向する第３端子と、前記第２端子に対向する第４端子とが各々形成され、前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップに取付されたときに、前記第１端子と前記第３端子とが接続され、且つ前記第２端子と前記第４端子とが接続されることが好ましい。   The attachment portion further includes a first terminal electrically connected to the first electrode, and a second terminal electrically connected to the second electrode, and the microfluidic chip has a surface on the surface. A third terminal facing the first terminal and a fourth terminal facing the second terminal are formed, and the electroosmotic pump is attached to the microfluidic chip via the attachment portion. Preferably, the first terminal and the third terminal are connected, and the second terminal and the fourth terminal are connected.

この場合、前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップに直付されたときに、前記第３端子は、前記第１端子を介して前記第１電極と電気的に接続され、一方で、前記第４端子は、前記第２端子を介して前記第２電極と電気的に接続される。これにより、前記第３端子と前記第４端子とが外部の電源と電気的に各々接続されていれば、前記電源から前記第３端子及び前記第１端子を介して前記第１電極に一方の極性の電圧を印加し、前記電源から前記第４端子及び前記第２端子を介して前記第２電極に他方の極性の電圧を印加して、前記電気浸透流ポンプを駆動することが可能となる。従って、前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプを固定するためのインターフェースと、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースと、電力供給に係るインターフェースとの機能を兼ね備えることになり、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。   In this case, when the electroosmotic pump is directly attached to the microfluidic chip via the mounting portion, the third terminal is electrically connected to the first electrode via the first terminal. On the other hand, the fourth terminal is electrically connected to the second electrode through the second terminal. As a result, if the third terminal and the fourth terminal are electrically connected to an external power source, respectively, the power source is connected to the first electrode through the third terminal and the first terminal. It is possible to drive the electroosmotic pump by applying a voltage of a polarity and applying a voltage of the other polarity from the power source to the second electrode via the fourth terminal and the second terminal. . Therefore, the attachment portion includes an interface for fixing the electroosmotic flow pump to the microfluidic chip, and an interface for supplying or sucking fluid between the electroosmotic flow pump and the microfluidic chip. In addition, it has the function of an interface related to power supply, and the entire system can be further simplified.

また、本発明に係る電気浸透流ポンプシステムは、第１流路内に設けられた電気浸透材と、前記電気浸透材の上流側に配置された第１電極と、前記電気浸透材の下流側に配置された第２電極とを有し、前記第２電極の下流側に排出口が形成された電気浸透流ポンプと、第２流路が形成されたマイクロ流体チップと、該マイクロ流体チップ及び前記電気浸透流ポンプを保持する保持部材とを備え、前記電気浸透流ポンプの外周面には、少なくとも前記保持部材に前記電気浸透流ポンプを取付する取付部が設けられ、前記マイクロ流体チップが前記保持部材に取付され且つ前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付されたときに、前記第１流路は、前記排出口を介して前記第２流路と連通すると共に、前記第１流路と前記第２流路との間の流体の漏洩が阻止されることを特徴とする。   Moreover, the electroosmotic pump system according to the present invention includes an electroosmotic material provided in the first flow path, a first electrode disposed on the upstream side of the electroosmotic material, and a downstream side of the electroosmotic material. An electroosmotic pump having a discharge port formed on the downstream side of the second electrode, a microfluidic chip having a second flow path, the microfluidic chip, and A holding member for holding the electroosmotic flow pump, and an outer peripheral surface of the electroosmotic flow pump is provided with an attachment portion for attaching the electroosmotic flow pump to at least the holding member. When the electroosmotic flow pump is attached to the holding member and attached to the holding member via the attachment portion, the first flow path communicates with the second flow path via the discharge port. , The first flow path and the first Wherein the leakage of fluid between the flow path is prevented.

上記した構成によれば、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップと前記保持部材とがそれぞれ別体であり、前記電気浸透流ポンプは、前記取付部を介して前記保持部材に取付され、一方で、前記マイクロ流体チップは、前記保持部材に保持される。   According to the configuration described above, the electroosmotic flow pump, the microfluidic chip, and the holding member are separate from each other, and the electroosmotic flow pump is attached to the holding member via the attachment portion. Thus, the microfluidic chip is held by the holding member.

すなわち、システム全体の小型化という観点から前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップと前記保持部材とを一体化させるものであり、前記電気浸透流ポンプや前記マイクロ流体チップや前記保持部材が汎用品であれば、低コストでシステム全体を構築することができる。換言すれば、従来技術と比較して、小型の前記電気浸透流ポンプを前記保持部材を介して前記マイクロ流体チップの近傍に配置する構成となり、この結果、システム全体を小型化して、モバイル性を格段に向上させることができる。また、前記保持部材に対して前記マイクロ流体チップ及び前記電気浸透流ポンプが着脱自在となるので、汎用性が向上してシステム全体が低コスト化される。   That is, the electroosmotic pump, the microfluidic chip, and the holding member are integrated from the viewpoint of downsizing the entire system, and the electroosmotic pump, the microfluidic chip, and the holding member are general-purpose products. If so, the entire system can be constructed at low cost. In other words, compared to the prior art, the small electroosmotic flow pump is arranged in the vicinity of the microfluidic chip via the holding member. As a result, the entire system is reduced in size and mobility is improved. It can be improved significantly. Further, since the microfluidic chip and the electroosmotic flow pump can be attached to and detached from the holding member, versatility is improved and the entire system is reduced in cost.

また、前記マイクロ流体チップを保持する前記保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを取付することにより、従来技術と比較して、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの距離が短くなり、この結果、試料の無駄が低減されると共に、前記第２流路内にある微少量の流体を高精度に制御することが可能となり、従って、本発明は、従来技術と比較して、低コストで実用的な流体制御を実現することができる。   In addition, by attaching the electroosmotic flow pump to the holding member that holds the microfluidic chip, the distance between the electroosmotic flow pump and the microfluidic chip is shortened compared to the prior art, As a result, waste of the sample is reduced, and a very small amount of fluid in the second flow path can be controlled with high accuracy. Therefore, the present invention is less expensive than the conventional technique. With this, practical fluid control can be realized.

さらに、前記取付部は、前記保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを固定するためのインターフェースと、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースとしての機能を兼ね備えているので、システムの全体構成を簡素化することができる。   Furthermore, the attachment portion is an interface for fixing the electroosmotic flow pump to the holding member, and an interface for supplying or sucking fluid between the electroosmotic flow pump and the microfluidic chip. Since it also has functions, the overall configuration of the system can be simplified.

そして、上記した電気浸透流ポンプシステムは、前記保持部材に対する前記電気浸透流ポンプの取り付け方により、下記の４つの構成のいずれかを有する。   The electroosmotic pump system described above has one of the following four configurations depending on how the electroosmotic pump is attached to the holding member.

第１の構成は、前記取付部が前記電気浸透流ポンプと前記保持部材との間の電気的な接続と機械的な接続とを行うものである。   In the first configuration, the attachment portion performs electrical connection and mechanical connection between the electroosmotic pump and the holding member.

すなわち、前記取付部は、前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、前記マイクロ流体チップ表面には、前記第１端子と接続可能な第３端子と、前記第２端子と接続可能な第４端子とが各々形成され、前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付された場合に、前記第１端子と前記第３端子とが接続され、且つ前記第２端子と前記第４端子とが接続される。   That is, the mounting portion includes a first terminal electrically connected to the first electrode and a second terminal electrically connected to the second electrode, and the microfluidic chip surface includes: When a third terminal connectable to the first terminal and a fourth terminal connectable to the second terminal are formed, and the electroosmotic pump is attached to the holding member via the attachment portion In addition, the first terminal and the third terminal are connected, and the second terminal and the fourth terminal are connected.

この場合、前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付されたときに、前記第３端子は、前記第１端子を介して前記第１電極と電気的に接続され、一方で、前記第４端子は、前記第２端子を介して前記第２電極と電気的に接続される。これにより、前記第３端子と前記第４端子とが外部の電源と電気的に各々接続されていれば、前記電源から前記第３端子及び前記第１端子を介して前記第１電極に一方の極性の電圧を印加し、前記電源から前記第４端子及び前記第２端子を介して前記第２電極に他方の極性の電圧を印加して、前記電気浸透流ポンプを駆動することが可能となる。従って、前記取付部は、前記保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを固定するためのインターフェースと、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースと、電力供給に係るインターフェースとの機能を兼ね備えることになり、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。   In this case, when the electroosmotic pump is attached to the holding member via the attachment portion, the third terminal is electrically connected to the first electrode via the first terminal, The fourth terminal is electrically connected to the second electrode through the second terminal. As a result, if the third terminal and the fourth terminal are electrically connected to an external power source, respectively, the power source is connected to the first electrode through the third terminal and the first terminal. It is possible to drive the electroosmotic pump by applying a voltage of a polarity and applying a voltage of the other polarity from the power source to the second electrode via the fourth terminal and the second terminal. . Therefore, the mounting portion includes an interface for fixing the electroosmotic pump to the holding member, an interface for supplying or sucking fluid between the electroosmotic pump and the microfluidic chip, It also has the function of an interface related to power supply, and the entire system can be further simplified.

第２の構成は、前記取付部が電気接続部材を介して前記保持部材に接続されるものである。   In the second configuration, the attachment portion is connected to the holding member via an electrical connection member.

すなわち、前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対向して配置され且つ前記排出口を囲曉するシール部材と、前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、前記電気浸透流ポンプは、前記第１端子に接続可能な第３端子と前記第２端子に接続可能な第４端子とを有する電気接続部材を介して前記保持部材に保持され、前記電気接続部材が前記保持部材に固定されたときに、前記電気接続部材は、前記電気浸透流ポンプを介して前記マイクロ流体チップを押圧し、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間をシールする。   That is, the attachment portion is disposed opposite to the microfluidic chip and surrounds the discharge port, a first terminal electrically connected to the first electrode, and the second electrode. An electrical connection member having a second terminal electrically connected, the electroosmotic pump having a third terminal connectable to the first terminal and a fourth terminal connectable to the second terminal. When the electrical connecting member is fixed to the holding member, the electrical connecting member presses the microfluidic chip via the electroosmotic pump, and the seal member Seals between the electroosmotic pump and the microfluidic chip.

この場合、前記電気接続部材と前記電気浸透流ポンプとが前記第１〜第４端子を介して嵌合し、前記電気接続部材を前記保持部材に固定したときに、前記電気浸透流ポンプが前記マイクロ流体チップを押圧して前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間がシールされる。従って、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースであり、前記第１端子及び前記第２端子は、前記電気接続部材を介して前記電気浸透流ポンプを前記保持部材に固定するためのインターフェースと、前記第３端子及び前記第４端子を介して外部の電源と電気的に接続される電力供給のインターフェースとを兼ね備えているので、前記取付部によりシステム全体をさらに簡素化することが可能となる。   In this case, when the electrical connection member and the electroosmotic flow pump are fitted via the first to fourth terminals and the electrical connection member is fixed to the holding member, the electroosmotic flow pump is The microfluidic chip is pressed to seal between the electroosmotic pump and the microfluidic chip. Therefore, the seal member is an interface related to supply or suction of fluid between the electroosmotic flow pump and the microfluidic chip, and the first terminal and the second terminal are connected via the electric connection member. Since it combines an interface for fixing the electroosmotic flow pump to the holding member, and an interface for power supply that is electrically connected to an external power source via the third terminal and the fourth terminal, The mounting portion can further simplify the entire system.

第３の構成は、前記電気浸透流ポンプを前記保持部材内に収容する構成である。   A 3rd structure is a structure which accommodates the said electroosmotic flow pump in the said holding member.

すなわち、前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対向して配置され且つ前記排出口を囲曉するシール部材と、前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、前記保持部材には、前記マイクロ流体チップを収容する凹部と、該凹部に連通し且つ前記電気浸透流ポンプを収容する孔部と、該孔部に前記電気浸透流ポンプを収容したときに前記第１端子と電気的に接続される第３端子及び前記第２端子と電気的に接続される第４端子とが各々形成され、前記孔部に前記電気浸透流ポンプを収容し且つ前記凹部に前記マイクロ流体チップを収容したときに、前記マイクロ流体チップは、前記保持部材と押さえ部材とによって狭持され、前記押さえ部材が前記マイクロ流体チップを介して前記電気浸透流ポンプを押圧することにより、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間をシールする。   That is, the attachment portion is disposed opposite to the microfluidic chip and surrounds the discharge port, a first terminal electrically connected to the first electrode, and the second electrode. A second terminal that is electrically connected, and the holding member includes a recess that accommodates the microfluidic chip, a hole that communicates with the recess and accommodates the electroosmotic pump, and the hole A third terminal electrically connected to the first terminal and a fourth terminal electrically connected to the second terminal when the electroosmotic pump is accommodated in the part, and the hole When the electroosmotic pump is accommodated in the recess and the microfluidic chip is accommodated in the recess, the microfluidic chip is sandwiched between the holding member and the pressing member, and the pressing member holds the microfluidic chip. Through By pressing the electroosmotic pump, the seal member provides a seal between the electroosmotic pump microfluidic chip.

この場合も、前記押さえ部材を用いて前記マイクロ流体チップ及び前記電気浸透流ポンプを押圧することにより、前記取付部が上記した各インターフェースを兼ね備えることができるので、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。   Also in this case, by pressing the microfluidic chip and the electroosmotic flow pump using the pressing member, the mounting portion can have the above-described interfaces, so that the entire system can be further simplified. It becomes possible.

第４の構成は、前記保持部材に前記電気浸透流ポンプの一部を挿入し、該保持部材内に形成された連通路を介して前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとを連通させるという構成である。   According to a fourth configuration, a part of the electroosmotic flow pump is inserted into the holding member, and the electroosmotic flow pump and the microfluidic chip are communicated with each other via a communication path formed in the holding member. It is a configuration.

すなわち、前記取付部は、前記保持部材に対向して配置され且つ前記排出口を囲曉するシール部材と、前記保持部材に対向し且つ前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記保持部材に対向し且つ前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、前記保持部材には、前記マイクロ流体チップを収容する凹部と、前記電気浸透流ポンプの前記排出口側を収容し且つ前記凹部に接続される連通路と、前記第１端子と嵌合可能な第３端子と、前記第２端子と嵌合可能な第４端子とが各々形成され、前記電気浸透流ポンプの前記排出口側が前記連通路に収容され且つ前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付されたときに、前記第１端子と前記第３端子とが接続され、且つ前記第２端子と前記第４端子とが接続されると共に、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記保持部材との間をシールする。   That is, the mounting portion includes a seal member that is disposed to face the holding member and surrounds the discharge port, and a first terminal that faces the holding member and is electrically connected to the first electrode. A second terminal facing the holding member and electrically connected to the second electrode, wherein the holding member includes a recess for housing the microfluidic chip, and the electroosmotic pump. A communication path that accommodates the discharge port side and is connected to the recess, a third terminal that can be fitted to the first terminal, and a fourth terminal that can be fitted to the second terminal are formed, When the discharge port side of the electroosmotic flow pump is accommodated in the communication path and the electroosmotic flow pump is attached to the holding member via the attachment portion, the first terminal and the third terminal are connected. And the second terminal and the fourth terminal are connected to each other. Rutotomoni, the seal member provides a seal between the holding member and the electro-osmotic flow pump.

この場合も、前記電気浸透流ポンプの前記排出口側が前記連通路に収容されることにより、前記取付部が上記した各インターフェースを兼ね備えることができるので、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。   In this case as well, since the discharge port side of the electroosmotic flow pump is accommodated in the communication path, the mounting portion can also have the above-described interfaces, so that the entire system can be further simplified. Become.

そして、上記した各電気浸透流ポンプシステム及び電気浸透流ポンプにおいて、前記第１流路には、外部から供給された液体を充填する液溜めが設けられていることが好ましい。   In each of the electroosmotic pump systems and electroosmotic pumps described above, it is preferable that the first flow path is provided with a liquid reservoir that is filled with a liquid supplied from the outside.

この場合、例えば、前記液溜めが前記第１流路の上流側に配置されていれば、該液溜めに供給された前記液体は、該液体の自重又は毛細管現象により前記電気浸透材の上流側の端部に到達し、到達した前記液体は、前記第１電極及び前記第２電極に電圧を印加しなくても、毛細管現象により前記電気浸透材内を通過して、該電気浸透材の下流側の端部に到達する。従って、前記液溜めに前記液体を予め充填することにより、外部から前記電気浸透流ポンプへの液体供給ラインが不要となり、システム全体のモバイル性をさらに向上させることができる。   In this case, for example, if the liquid reservoir is arranged on the upstream side of the first flow path, the liquid supplied to the liquid reservoir is upstream of the electroosmotic material due to its own weight or capillary action. The liquid that reaches the end of the electrode passes through the electroosmotic material by capillary action without applying a voltage to the first electrode and the second electrode, and downstream of the electroosmotic material. To the end of the side. Therefore, by previously filling the liquid reservoir with the liquid, a liquid supply line from the outside to the electroosmotic flow pump becomes unnecessary, and the mobility of the entire system can be further improved.

この場合、前記開口部分を蓋体で被覆すると、前記液体を充填した後に前記液溜めからの前記液体の蒸発や、該液体への塵埃の混入を阻止することができる。   In this case, if the opening is covered with a lid, it is possible to prevent the liquid from evaporating from the liquid reservoir after being filled with the liquid and preventing dust from being mixed into the liquid.

さらに、前記排出口から前記第２流路までの空間の容積ｖが１０［ｎｌ］＜ｖ＜１０［μｌ］であるか、あるいは、前記排出口から前記第２流路までの距離が５［μｍ］以上で且つ５０［ｍｍ］以下であることが好ましい。この程度の数値範囲であれば、前記マイクロ流体チップ内部の流体インベントリーと比べて、前記流体のインターフェース部分におけるデッドスペースが小さくなるので、該流体の制御性を改善する上で効果的である。   Furthermore, the volume v of the space from the discharge port to the second flow path is 10 [nl] <v <10 [μl], or the distance from the discharge port to the second flow path is 5 [ [mu] m] or more and 50 [mm] or less is preferable. This numerical range is effective in improving the controllability of the fluid because the dead space in the interface portion of the fluid is smaller than the fluid inventory inside the microfluidic chip.

また、本発明に係る電気浸透流ポンプは、第１流路内に設けられた電気浸透材と、前記電気浸透材の上流側に配置された第１電極と、前記電気浸透材の下流側に配置された第２電極とを有し、前記第２電極の下流側に排出口が形成された電気浸透流ポンプであって、前記電気浸透流ポンプの外周面には、マイクロ流体チップに対して該電気浸透流ポンプを取付するか、あるいは、前記マイクロ流体チップを保持する保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを取付するための取付部が設けられ、前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップ又は前記保持部材に取付されたときに、前記第１流路は、前記排出口を介して前記マイクロ流体チップ内に形成された第２流路と連通し、前記取付部は、前記第１流路と前記第２流路との間の流体の漏洩を阻止することを特徴とする。   The electroosmotic pump according to the present invention includes an electroosmotic material provided in the first flow path, a first electrode disposed upstream of the electroosmotic material, and a downstream side of the electroosmotic material. An electroosmotic pump having a second electrode disposed and having a discharge port formed downstream of the second electrode, the outer surface of the electroosmotic pump being disposed on the microfluidic chip. A mounting portion for mounting the electroosmotic flow pump or a mounting member for mounting the electroosmotic flow pump to a holding member that holds the microfluidic chip is provided, and the electroosmotic flow pump includes the mounting portion. When attached to the microfluidic chip or the holding member, the first flow path communicates with a second flow path formed in the microfluidic chip via the discharge port, and the mounting portion Are the first flow path and the second flow Wherein the blocking leakage of fluid between.

本発明によれば、電気浸透流ポンプとマイクロ流体チップとがそれぞれ別体であり、前記電気浸透流ポンプは、取付部を介して前記マイクロ流体チップに直付される。すなわち、システム全体の小型化という観点から前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとを一体化させるものであり、前記電気浸透流ポンプや前記マイクロ流体チップが汎用品であれば、低コストでシステム全体を構築することができる。換言すれば、従来技術と比較して、小型の前記電気浸透流ポンプを前記マイクロ流体チップの近傍に配置する構成となり、この結果、システム全体を小型化して、モバイル性を格段に向上させることができる。また、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプが着脱自在となるので、汎用性が向上してシステム全体が低コスト化される。   According to the present invention, the electroosmotic flow pump and the microfluidic chip are separate from each other, and the electroosmotic flow pump is directly attached to the microfluidic chip via the mounting portion. That is, the electroosmotic pump and the microfluidic chip are integrated from the viewpoint of downsizing the entire system. If the electroosmotic pump and the microfluidic chip are general-purpose products, the system can be manufactured at low cost. The whole can be built. In other words, compared to the prior art, the small electroosmotic pump is arranged in the vicinity of the microfluidic chip. As a result, the entire system can be downsized and the mobility can be greatly improved. it can. Further, since the electroosmotic pump can be attached to and detached from the microfluidic chip, versatility is improved and the entire system is reduced in cost.

また、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプを直付することにより、従来技術で用いられていたチューブが不要となる。この結果、試料の無駄がなくなると共に、第２流路内にある微少量の流体を高精度に制御することが可能となり、従って、本発明は、従来技術と比較して、低コストで実用的な流体制御を実現することができる。   Further, by directly attaching the electroosmotic flow pump to the microfluidic chip, the tube used in the prior art becomes unnecessary. As a result, the sample is not wasted, and a very small amount of fluid in the second flow path can be controlled with high accuracy. Therefore, the present invention is practical at a lower cost than the prior art. Fluid control can be realized.

さらに、前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプを固定するためのインターフェースと、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースとしての機能を兼ね備えているので、システムの全体構成を簡素化することができる。   Further, the attachment portion is an interface for fixing the electroosmotic flow pump to the microfluidic chip, and an interface for supplying or sucking fluid between the electroosmotic flow pump and the microfluidic chip. Since this function is also provided, the overall system configuration can be simplified.

また、本発明によれば、電気浸透流ポンプとマイクロ流体チップと保持部材とがそれぞれ別体であり、前記電気浸透流ポンプは、取付部を介して前記保持部材に取付され、一方で、前記マイクロ流体チップは、前記保持部材に保持される。   Further, according to the present invention, the electroosmotic pump, the microfluidic chip, and the holding member are separate from each other, and the electroosmotic pump is attached to the holding member via an attachment portion, The microfluidic chip is held by the holding member.

すなわち、システム全体の小型化という観点から前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップと前記保持部材とを一体化させるものであり、前記電気浸透流ポンプや前記マイクロ流体チップや前記保持部材が汎用品であれば、低コストでシステム全体を構築することができる。換言すれば、従来技術と比較して、小型の前記電気浸透流ポンプを前記保持部材を介して前記マイクロ流体チップの近傍に配置する構成となり、この結果、システム全体を小型化して、モバイル性を格段に向上させることができる。また、前記保持部材に対して前記マイクロ流体チップ及び前記電気浸透流ポンプが着脱自在となるので、汎用性が向上してシステム全体が低コスト化される。   That is, the electroosmotic pump, the microfluidic chip, and the holding member are integrated from the viewpoint of downsizing the entire system, and the electroosmotic pump, the microfluidic chip, and the holding member are general-purpose products. If so, the entire system can be constructed at low cost. In other words, compared to the prior art, the small electroosmotic flow pump is arranged in the vicinity of the microfluidic chip via the holding member. As a result, the entire system is reduced in size and mobility is improved. It can be improved significantly. Further, since the microfluidic chip and the electroosmotic flow pump can be attached to and detached from the holding member, versatility is improved and the entire system is reduced in cost.

また、前記マイクロ流体チップを保持する前記保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを取付することにより、従来技術と比較して、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの距離が短くなり、この結果、試料の無駄が低減されると共に、第２流路内にある微少量の流体を高精度に制御することが可能となり、従って、本発明は、従来技術と比較して、低コストで実用的な流体制御を実現することができる。   In addition, by attaching the electroosmotic flow pump to the holding member that holds the microfluidic chip, the distance between the electroosmotic flow pump and the microfluidic chip is shortened compared to the prior art, As a result, waste of the sample is reduced, and a very small amount of fluid in the second flow path can be controlled with high accuracy. Therefore, the present invention is less expensive than the prior art. Practical fluid control can be realized.

さらに、前記取付部は、前記保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを固定するためのインターフェースと、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースとしての機能を兼ね備えているので、システムの全体構成を簡素化することができる。   Furthermore, the attachment portion is an interface for fixing the electroosmotic flow pump to the holding member, and an interface for supplying or sucking fluid between the electroosmotic flow pump and the microfluidic chip. Since it also has functions, the overall configuration of the system can be simplified.

本発明に係る電気浸透流ポンプシステム及び該システムを構成する電気浸透流ポンプについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of an electroosmotic flow pump system according to the present invention and an electroosmotic flow pump constituting the system will be given and described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａは、図１及び図２に示すように、マイクロ流体チップ１２の上面に４つの電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄが直付されたものである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the electroosmotic pump system 10 </ b> A according to the first embodiment has four electroosmotic pumps 14 a to 14 d directly attached to the upper surface of the microfluidic chip 12.

マイクロ流体チップ１２は、１０［ｃｍ］×５［ｃｍ］×２［ｍｍ］程度のサイズであり、ガラス基板１６ａの上面と、ガラス基板１６ｂの底面とを接着又は熱融着することにより形成される。この場合、ガラス基板１６ａの上面には所定形状の溝が形成され、ガラス基板１６ｂには、前記溝の両端部に対向する孔が形成されており、ガラス基板１６ａとガラス基板１６ｂとを接合することにより、前記溝とガラス基板１６ｂの底面と前記孔とによって第２流路１８が構成され、該孔は、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄに対する第２流路１８の連通孔３６となる。なお、図１に示すように、マイクロ流体チップ１２内の中心部には、前記溝の一部であり且つ各第２流路１８に連結された反応器２０が形成されている。   The microfluidic chip 12 has a size of about 10 [cm] × 5 [cm] × 2 [mm], and is formed by bonding or heat-sealing the upper surface of the glass substrate 16a and the bottom surface of the glass substrate 16b. The In this case, a groove having a predetermined shape is formed on the upper surface of the glass substrate 16a, and holes facing the both ends of the groove are formed in the glass substrate 16b, and the glass substrate 16a and the glass substrate 16b are joined. Thus, the second flow path 18 is configured by the groove, the bottom surface of the glass substrate 16b, and the hole, and the hole becomes a communication hole 36 of the second flow path 18 for the electroosmotic flow pumps 14a to 14d. As shown in FIG. 1, a reactor 20 that is a part of the groove and connected to each second flow path 18 is formed at the center of the microfluidic chip 12.

なお、本実施形態では、ガラス基板１６ａ、１６ｂでマイクロ流体チップ１２を構成しているが、これに代えて、プラスチック製の基板やシリコン製の基板から構成してもよい。   In the present embodiment, the microfluidic chip 12 is composed of the glass substrates 16a and 16b. However, instead of this, it may be composed of a plastic substrate or a silicon substrate.

電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、１０［ｍｍ］程度以下のサイズであり、図１及び図２に示すように、中空円筒状のポンプ本体２４の内側が、第２流路１８に対して駆動用の液体３８を供給し、あるいは吸入する第１流路２２とされ、この第１流路２２には、複数の孔３１が形成された第１電極３０と、電気浸透材２８と、複数の孔３３が形成された第２電極３２とが、第１流路２２の軸方向に沿って上記した順序で設けられている。   The electroosmotic pumps 14 a to 14 d have a size of about 10 mm or less, and the inner side of the hollow cylindrical pump body 24 is driven with respect to the second flow path 18 as shown in FIGS. 1 and 2. The first flow path 22 for supplying or sucking the liquid 38 is used. The first flow path 22 includes a first electrode 30 having a plurality of holes 31, an electroosmotic material 28, and a plurality of flow paths. The second electrode 32 in which the hole 33 is formed is provided in the order described above along the axial direction of the first flow path 22.

この場合、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄでは、電気浸透材２８に対して第１電極３０側を上流側とし、第２電極３２側を下流側としている。   In this case, in the electroosmotic flow pumps 14a to 14d, the first electrode 30 side is the upstream side and the second electrode 32 side is the downstream side with respect to the electroosmotic material 28.

また、第１流路２２における第１電極３０の上流側は、外部より液体３８が充填される液溜め（リザーバ）２６とされ、一方で、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄにおける下流側の外周面には、マイクロ流体チップ１２に向かって突出形成され且つ連通孔３６と嵌合可能な突起３５が形成され、該突起３５には、第１流路２２の軸方向に沿って液体３８の排出口３４が開口されている。   The upstream side of the first electrode 30 in the first flow path 22 is a liquid reservoir (reservoir) 26 filled with a liquid 38 from the outside, while the downstream outer peripheral surface of the electroosmotic pumps 14a to 14d. Is formed with a protrusion 35 that protrudes toward the microfluidic chip 12 and can be fitted into the communication hole 36, and the protrusion 35 has a discharge port for the liquid 38 along the axial direction of the first flow path 22. 34 is opened.

ポンプ本体２４は、第１流路２２内を通過する電解質溶液等の液体３８に対して耐液性を有するプラスチック材料、あるいは、セラミックス、ガラス、表面が電気絶縁処理された金属材料からなる。   The pump body 24 is made of a plastic material having resistance to a liquid 38 such as an electrolyte solution passing through the first flow path 22, or ceramic, glass, or a metal material whose surface is electrically insulated.

電気浸透材２８は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、ＴｉＯ2等の酸化物や、高分子材料からなり、その形状は、セラミック焼結体や高分子材料からなる多孔質体形状や、ファイバー又は上記した材料の粉末を充填して固めた形状とされている。電気浸透材２８の形状が多孔質形状あるいは充填構造である場合、その孔径は、数十［ｎｍ］〜数［μｍ］である。 The electroosmotic material 28 is made of an oxide such as silica, alumina, zirconia, TiO 2 or a polymer material, and the shape thereof is a porous body shape made of a ceramic sintered body or a polymer material, a fiber, or the above-described material. The material is filled and hardened. When the shape of the electroosmotic material 28 is a porous shape or a filling structure, the pore diameter is several tens [nm] to several [μm].

第１及び第２電極３０、３２は、白金、銀、カーボン、ステンレススチール等の導電性材料からなり、その形状は、図２に示す多孔質形状、ワイヤ形状、メッシュ形状、シート形状あるいは電気浸透材２８の上流側及び下流側に導電性材料を蒸着した形状を用いることができる。そして、第１及び第２電極３０、３２は、図示しない電源と電気的に接続されている。   The first and second electrodes 30 and 32 are made of a conductive material such as platinum, silver, carbon, stainless steel, and the shape thereof is porous, wire, mesh, sheet, or electroosmosis as shown in FIG. A shape in which a conductive material is deposited on the upstream side and the downstream side of the material 28 can be used. The first and second electrodes 30 and 32 are electrically connected to a power source (not shown).

ここで、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄのサイズの一例について説明する。   Here, an example of the size of the electroosmotic flow pumps 14a to 14d will be described.

電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの全長は１３［ｍｍ］であり、このうちポンプ本体２４の全長は１１［ｍｍ］であり、突起３５の全長は２［ｍｍ］である。また、ポンプ本体２４の外径は６［ｍｍ］であり、突起３５の外径は２［ｍｍ］である。さらに、液溜め２６の内径は４［ｍｍ］であり、排出口３４の直径は０．５［ｍｍ］である。   The total length of the electroosmotic pumps 14a to 14d is 13 [mm]. Among them, the total length of the pump body 24 is 11 [mm], and the total length of the protrusion 35 is 2 [mm]. Moreover, the outer diameter of the pump main body 24 is 6 [mm], and the outer diameter of the protrusion 35 is 2 [mm]. Furthermore, the inner diameter of the liquid reservoir 26 is 4 [mm], and the diameter of the discharge port 34 is 0.5 [mm].

上記した電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄにおいて、電気浸透材２８の全長は３［ｍｍ］であり、その外径は３［ｍｍ］であり、電気浸透材２８が多孔質からなる場合、該電気浸透材２８の孔径は、数十［ｎｍ］〜数［μｍ］である。   In the electroosmotic flow pumps 14a to 14d described above, when the electroosmotic material 28 has an overall length of 3 [mm] and an outer diameter of 3 [mm], and the electroosmotic material 28 is made of a porous material, the electroosmotic material 28 The pore diameter of the material 28 is several tens [nm] to several [μm].

前述したように、上記したサイズは一例であり、電気浸透流ポンプシステム１０Ａの仕様に合わせてサイズを適宜変更可能である。   As described above, the above-described size is an example, and the size can be appropriately changed according to the specification of the electroosmotic flow pump system 10A.

第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａは、以上のように構成されるものであり、次に、電気浸透流ポンプシステム１０Ａの作用について、図１〜図３を参照しながら説明する。   The electroosmotic pump system 10A according to the first embodiment is configured as described above. Next, the operation of the electroosmotic pump system 10A will be described with reference to FIGS.

ここでは、マイクロ流体チップ１２に対して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを直付した状態で、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを駆動させて第２流路１８内の液体４０の位置を制御することについて説明する。   Here, with the electroosmotic flow pumps 14a to 14d directly attached to the microfluidic chip 12, the electroosmotic flow pumps 14a to 14d are driven to control the position of the liquid 40 in the second flow path 18. Will be described.

ここでは、予め、第２流路１８内に液体４０が供給され、この液体４０を電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを用いて駆動する場合を想定し、その動作について以下において説明する。   Here, assuming that the liquid 40 is supplied into the second flow path 18 in advance and the liquid 40 is driven using the electroosmotic pumps 14a to 14d, the operation will be described below.

先ず、マイクロ流体チップ１２の各連通孔３６と電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの突起３５とを各々嵌合させる。これにより、第１流路２２は、排出口３４を介して第２流路１８に連通すると共に、マイクロ流体チップ１２と電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとの間がシールされ、第１流路２２と第２流路１８との間から外部への流体の漏洩が阻止される。なお、前記流体とは、液体３８、４０や、第２流路１８内に存在する気体４２や、液体３８、４０内に存在するガスを含んだものである。   First, the communication holes 36 of the microfluidic chip 12 and the protrusions 35 of the electroosmotic flow pumps 14a to 14d are fitted. As a result, the first flow path 22 communicates with the second flow path 18 via the discharge port 34, and the space between the microfluidic chip 12 and the electroosmotic flow pumps 14 a to 14 d is sealed. And fluid leakage from between the second flow path 18 and the second flow path 18 are prevented. The fluid includes the liquids 38 and 40, the gas 42 existing in the second flow path 18, and the gas existing in the liquids 38 and 40.

次いで、各電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの液溜め２６に外部より液体３８を供給して、該液体３８を液溜め２６に充填する。この場合、液溜め２６に供給された液体３８は、該液体３８の自重又は毛細管現象により電気浸透材２８の上流側（第１電極３０側）に到達し、到達した液体３８は、第１電極３０及び前記第２電極３２に電圧を印加しなくても、電気浸透材２８内部における毛細管現象により該電気浸透材２８内を浸透して、電気浸透材２８の下流側（第２電極３２側）に到達する。   Next, a liquid 38 is supplied from the outside to the liquid reservoirs 26 of the electroosmotic flow pumps 14 a to 14 d, and the liquid reservoirs 26 are filled with the liquid 38. In this case, the liquid 38 supplied to the liquid reservoir 26 reaches the upstream side (first electrode 30 side) of the electroosmotic material 28 due to its own weight or capillary phenomenon, and the reached liquid 38 is the first electrode. 30 and the second electrode 32, even if no voltage is applied, it penetrates the electroosmotic material 28 by capillary action inside the electroosmotic material 28, and the downstream side of the electroosmotic material 28 (the second electrode 32 side). To reach.

すなわち、電気浸透材２８は、前述したように、複数の微細な孔を有する多孔質体や、ファイバや、細粒を充填した構造体から構成されているので、該電気浸透材２８の第１電極３０側の表面が液体３８で濡れると、該液体３８を自動的に吸い込み、該電気浸透材２８の内部に浸透させて第２電極３２側の表面を濡らす。つまり、液体溜め２６に液体３８が充填されていれば、電気浸透材２８は、毛細管現象による自己充填作用に基づいて該液体３８を自動的に吸い込むので、第１電極３０及び第２電極３２に電圧Ｖを印加したときに液体３８を電気浸透現象により駆動することができる。   That is, as described above, the electroosmotic material 28 is composed of a porous body having a plurality of fine pores, a fiber, and a structure filled with fine particles. When the surface on the electrode 30 side gets wet with the liquid 38, the liquid 38 is automatically sucked and penetrates into the electroosmotic material 28 to wet the surface on the second electrode 32 side. In other words, if the liquid reservoir 26 is filled with the liquid 38, the electroosmotic material 28 automatically sucks the liquid 38 based on the self-filling action by capillary action, so that the first electrode 30 and the second electrode 32 are sucked. When the voltage V is applied, the liquid 38 can be driven by the electroosmosis phenomenon.

次いで、図示しない電源より第１電極３０と第２電極３２とに対して電圧を印加すると、電気浸透現象に基づいて電気浸透材２８内に浸透した液体３８や液溜め２６内の液体３８が下流側に向かって移動し、排出口３４を介して第２流路１８内に供給される。これにより、マイクロ流体チップ１２の第２流路１８内に液体３８を導入することができる。この場合、液体３８が第２電極３２より第２流路１８に向かって移動すると、第２流路１８内の気体４２は、液体３８による押圧力に基づいて液体４０を押圧し、この結果、該液体４０を所望の位置にまで移動させることが可能となる。   Next, when a voltage is applied to the first electrode 30 and the second electrode 32 from a power source (not shown), the liquid 38 that has penetrated into the electroosmotic material 28 based on the electroosmosis phenomenon and the liquid 38 in the liquid reservoir 26 become downstream. It moves toward the side and is supplied into the second flow path 18 through the discharge port 34. Thereby, the liquid 38 can be introduced into the second flow path 18 of the microfluidic chip 12. In this case, when the liquid 38 moves from the second electrode 32 toward the second flow path 18, the gas 42 in the second flow path 18 presses the liquid 40 based on the pressing force by the liquid 38, and as a result, The liquid 40 can be moved to a desired position.

上記した説明は、図２において、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄから第２流路１８に供給された液体３８を、該第２流路１８の右側に移動させて液体４０の位置制御を行う場合であった。これに対して、液体３８を第２流路１８の左側に移動させて、該液体３８を第２流路１８から電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄに吸入する場合には、第１電極３０及び第２電極３２に対して上記した説明とは逆極性の電圧を印加すればよい。   In the above description, in FIG. 2, the position of the liquid 40 is controlled by moving the liquid 38 supplied to the second flow path 18 from the electroosmotic pumps 14 a to 14 d to the right side of the second flow path 18. Met. On the other hand, when the liquid 38 is moved to the left side of the second flow path 18 and the liquid 38 is sucked into the electroosmotic flow pumps 14a to 14d from the second flow path 18, the first electrode 30 and the second A voltage having a polarity opposite to that described above may be applied to the two electrodes 32.

また、上記した説明では、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とを組み付けた状態で液溜め２６に液体３８を供給しているが、液溜め２６に液体３８を充填した後に電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄをマイクロ流体チップ１２に直付してもよい。   In the above description, the liquid 38 is supplied to the liquid reservoir 26 in a state where the electroosmotic flow pumps 14a to 14d and the microfluidic chip 12 are assembled. However, after the liquid reservoir 26 is filled with the liquid 38, the electroosmosis is performed. The flow pumps 14 a to 14 d may be directly attached to the microfluidic chip 12.

さらに、上記した説明では、マイクロ流体チップ１２に電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを直付する前に液体４０を第２流路１８に充填しているが、該液体４０が電気浸透現象を発揮する液体であれば、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄのうち１つのポンプに液体４０を充填して、充填した液体４０を電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄより第２流路１８に供給してもよい。   Further, in the above description, the liquid 40 is filled in the second flow path 18 before directly attaching the electroosmotic flow pumps 14a to 14d to the microfluidic chip 12, but the liquid 40 exhibits an electroosmotic phenomenon. If it is a liquid, one of the electroosmotic pumps 14a to 14d may be filled with the liquid 40, and the filled liquid 40 may be supplied to the second flow path 18 from the electroosmotic pumps 14a to 14d.

さらにまた、上記した説明では、液溜め２６の上部が外部に対して開放されているが、図３に示すように、液体３８を充填した後に液溜め２６に対して蓋体４４を被せると、液溜め２６からの液体３８の蒸発や、該液体３８への塵埃の混入を阻止することができる。この場合、蓋体４４には、液溜め２６に対するエア抜き孔４５が形成されている。   Furthermore, in the above description, the upper portion of the liquid reservoir 26 is open to the outside. However, as shown in FIG. Evaporation of the liquid 38 from the liquid reservoir 26 and contamination of dust into the liquid 38 can be prevented. In this case, an air vent hole 45 for the liquid reservoir 26 is formed in the lid 44.

さらにまた、上記した説明では、突起３５と連通孔３６とを嵌合させて電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間をシールしているが、例えば、（１）ねじや釘等を用いて電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とを強制的に固定する方法、（２）接着剤あるいは粘着剤を用いて電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とを接合する方法、（３）突起３５と連通孔３６の近傍とを磁性体で構成し、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とを磁力によって吸引固定する方法、（４）ポンプ本体２４をホルダーに挿入して該ホルダーを介してマイクロ流体チップ１２と接続する方法を用いて、あるいは併用して、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間のシールを行うことも好ましい。   Furthermore, in the above description, the protrusion 35 and the communication hole 36 are fitted to seal between the electroosmotic flow pumps 14a to 14d and the microfluidic chip 12. For example, (1) screws and nails (2) The electroosmotic flow pumps 14a to 14d and the microfluidic chip 12 are bonded using an adhesive or an adhesive. (3) a method in which the protrusion 35 and the vicinity of the communication hole 36 are made of a magnetic material, and the electroosmotic pumps 14a to 14d and the microfluidic chip 12 are sucked and fixed by magnetic force, and (4) the pump body 24. Is inserted into a holder and connected to the microfluidic chip 12 via the holder, or in combination, the electroosmotic pumps 14a to 14d and the microfluidic flow It is also preferable to perform sealing between the tip 12.

なお、突起３５と連通孔３６との嵌合構造に前記（１）〜（４）の方法を併用すれば、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間のシールをより確実に行うことができることは勿論である。   In addition, if the method of said (1)-(4) is used together in the fitting structure of the protrusion 35 and the communicating hole 36, the seal | sticker between the electroosmotic flow pumps 14a-14d and the microfluidic chip 12 will be ensured more reliably. Of course, it can be done.

さらにまた、上記した説明では、液体溜め２６は、ポンプ本体２４と一体化された構造となっているが、液体溜め２６を別体として図示しないチューブで接続してもよい。また、液体溜め２６から毛細管現象を用いて液体３８をポンプ本体２４内に供給する場合、液体溜め２６の液面位置は電気浸透材２８より上方である必要はないので、電気浸透材２８の下流側（第２電極３２と排出口３４との間）に設けても構わない。   Furthermore, in the above description, the liquid reservoir 26 has a structure integrated with the pump body 24. However, the liquid reservoir 26 may be connected as a separate body with a tube (not shown). Further, when the liquid 38 is supplied from the liquid reservoir 26 into the pump body 24 using capillary action, the liquid level of the liquid reservoir 26 does not need to be above the electroosmotic material 28, and therefore downstream of the electroosmotic material 28. You may provide in the side (between the 2nd electrode 32 and the discharge port 34).

図４は、電気浸透材２８内における液体３８の動作を説明する拡大断面図であり、ここでは、多孔質形状の電気浸透材２８の１つの孔４６において、液体３８が第１電極３０から第２電極３２の方向に向かって通過する場合について説明する。なお、図４では、液体３８の動作説明を容易にするために、孔４６の上流側に直線状の第１電極３０が配置され、該孔４６の下流側に直線状の第２電極３２が配置されている場合について説明する。   FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view for explaining the operation of the liquid 38 in the electroosmotic material 28. Here, in the one hole 46 of the porous electroosmotic material 28, the liquid 38 flows from the first electrode 30 to the first electrode 46. A case of passing in the direction of the two electrodes 32 will be described. In FIG. 4, in order to facilitate the explanation of the operation of the liquid 38, the linear first electrode 30 is disposed on the upstream side of the hole 46, and the linear second electrode 32 is disposed on the downstream side of the hole 46. The case where it is arranged will be described.

電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、液体３８と固体である電気浸透材２８とを接触させたときの化学反応によって、接触面近傍に発生するイオンを電界によって駆動させる。   The electroosmotic pumps 14a to 14d drive ions generated near the contact surface by an electric field by a chemical reaction when the liquid 38 and the solid electroosmotic material 28 are brought into contact with each other.

例えば、電気浸透材２８が溶融石英の細管からなる多孔質体であり、且つ液体３８が水である場合、前記細管内方の前記溶融石英と前記水との接触面において、前記溶融石英の表面では、シラノール基（ＳｉＯＨ）５０が生成され、大きなｐＨの領域では電離してマイナスに帯電する。一方、前記水の中では、プラスイオンであるプロトン（Ｈ+）５２が生成される。 For example, when the electroosmotic material 28 is a porous body made of a fused silica capillary and the liquid 38 is water, the surface of the fused quartz at the contact surface between the fused quartz and the water inside the capillary Then, a silanol group (SiOH) 50 is generated and is ionized in a large pH region and is negatively charged. On the other hand, protons (H + ) 52 that are positive ions are generated in the water.

この状態において、直流電源４８から第１電極３０に対して正極性の電圧を印加し、該直流電源４８から第２電極３２に対して負極性の電圧を印加すると、第１電極３０から第２電極３２に向かう電界Ｅが発生する。この場合、シラノール基５０には、第１電極３０に向かう力が作用するが、該シラノール基５０は、前記溶融石英内のイオンであるため、第１電極３０に移動することができない。   In this state, when a positive voltage is applied from the DC power supply 48 to the first electrode 30 and a negative voltage is applied from the DC power supply 48 to the second electrode 32, An electric field E toward the electrode 32 is generated. In this case, a force toward the first electrode 30 acts on the silanol group 50, but the silanol group 50 cannot move to the first electrode 30 because it is an ion in the fused silica.

これに対して、液体３８のプラスイオンであるプロトン５２には、第２電極３２に向かう力が作用し、この結果、該プロトン５２は、前記力に基づいて第２電極３２の方向に移動する。この場合、液体３８が１［ｍＭ］程度のイオン強度の電解質であれば、プロトン５２の存在する領域は、前記溶融石英との接触面から略１０［ｎｍ］程度の非常に薄い領域であり、従って、電界Ｅにより第２電極３２の方向に発生する力が作用する箇所は、前記溶融石英と液体３８との接触面に沿った非常に薄い領域に限定される。   On the other hand, a force directed to the second electrode 32 acts on the proton 52 which is a positive ion of the liquid 38. As a result, the proton 52 moves in the direction of the second electrode 32 based on the force. . In this case, if the liquid 38 is an electrolyte having an ionic strength of about 1 [mM], the region where the protons 52 are present is a very thin region of about 10 [nm] from the contact surface with the fused silica, Accordingly, the location where the force generated in the direction of the second electrode 32 by the electric field E acts is limited to a very thin region along the contact surface between the fused silica and the liquid 38.

しかしながら、電界Ｅによる力が作用しない領域に存在する液体３８も、該液体３８の粘性によって電界Ｅの方向に沿って移動する。これにより、前記細管内の液体３８を駆動することができ、この結果、電気浸透材２８内に浸透した液体３８や液溜め２６（図２参照）内に充填された液体３８を第２電極３２より排出口３４を介して第２流路１８に供給することが可能となる。   However, the liquid 38 present in the region where the force due to the electric field E does not act also moves along the direction of the electric field E due to the viscosity of the liquid 38. As a result, the liquid 38 in the narrow tube can be driven. As a result, the liquid 38 that has penetrated into the electroosmotic material 28 or the liquid 38 that has filled the liquid reservoir 26 (see FIG. 2) is used as the second electrode 32. Further, it is possible to supply the second flow path 18 via the discharge port 34.

次に、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｂの性能について、図１〜図５Ｂを参照しながら説明する。   Next, the performance of the electroosmotic flow pumps 14a to 14b will be described with reference to FIGS. 1 to 5B.

電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを製造する際には、駆動用の液体３８に対して大きなゼータ電位ζが得られる電気浸透材料を電気浸透材２８に採用し、電気浸透材２８の内部で細径の複数の流路が構成されていることが好ましい。   When manufacturing the electroosmotic flow pumps 14 a to 14 d, an electroosmotic material capable of obtaining a large zeta potential ζ with respect to the driving liquid 38 is adopted as the electroosmotic material 28, and the inside diameter of the electroosmotic material 28 is small. It is preferable that a plurality of flow paths are configured.

ここでは、電気浸透材２８の構造を簡略化して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの流量Ｆや圧力Ｐを算出することにより、数［ｍｍ］程度の大きさの電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄで所望のポンプ性能が実現できることについて説明する。   Here, by simplifying the structure of the electroosmotic material 28 and calculating the flow rate F and pressure P of the electroosmotic flow pumps 14a to 14d, the electroosmotic flow pumps 14a to 14d having a size of several [mm] are desired. The fact that the pump performance can be realized will be described.

先ず、電気浸透材２８は、第１電極３０から第２電極３２の方向に向かって複数の孔４６が並設された多孔質体であると仮定する。液溜め２６から電気浸透材２８に液体３８が浸透して孔４６内が該液体３８で充填されると、該孔４６の壁面が帯電してゼータ電位ζが発生する。この場合、液体３８の誘電率ε及び粘性μと、第１電極３０と第２電極３２との間に印加される電圧Ｖと、第１電極３０と第２電極３２との間の距離Ｌと、電気浸透材２８における各孔４６の断面積の総和Ａ（以下、実効流路面積Ａという。）とから、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの流量Ｆは、下記の（１）式で表わされる。   First, it is assumed that the electroosmotic material 28 is a porous body in which a plurality of holes 46 are arranged in parallel from the first electrode 30 toward the second electrode 32. When the liquid 38 penetrates into the electroosmotic material 28 from the liquid reservoir 26 and the hole 46 is filled with the liquid 38, the wall surface of the hole 46 is charged and a zeta potential ζ is generated. In this case, the dielectric constant ε and viscosity μ of the liquid 38, the voltage V applied between the first electrode 30 and the second electrode 32, and the distance L between the first electrode 30 and the second electrode 32, The flow rate F of the electroosmotic flow pumps 14a to 14d is expressed by the following equation (1) from the sum A of the cross-sectional areas of the holes 46 in the electroosmotic material 28 (hereinafter referred to as the effective flow path area A). .

Ｆ＝ＡεζＶ／（μＬ） （１）
なお、流量Ｆは、後背圧力が略０のときの流量である。 F = AεζV / (μL) (1)
The flow rate F is a flow rate when the back pressure is substantially zero.

また、孔４６に後背圧力が存在する場合には、液体３８の圧力勾配による逆流と電気浸透現象による液体３８の流れとの重ね合わせにより流量Ｆが決定され、これらの２つの流れのバランスによって正味の流量Ｆが略０となるときの圧力が電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの圧力Ｐとなる。   Further, when a back pressure exists in the hole 46, the flow rate F is determined by superimposing the backflow caused by the pressure gradient of the liquid 38 and the flow of the liquid 38 caused by the electroosmosis phenomenon, and the net flow is determined by the balance between these two flows. The pressure when the flow rate F becomes approximately 0 is the pressure P of the electroosmotic pumps 14a to 14d.

ここで、電気浸透材２８の各孔４６の直径（以下、実効流路径という。）をａとすれば、圧力Ｐは、下記の（２）式で表される。   Here, if the diameter of each hole 46 of the electroosmotic material 28 (hereinafter referred to as an effective flow path diameter) is a, the pressure P is expressed by the following equation (2).

Ｐ＝８εζＶ／ａ2 （２）
上記の（１）式及び（２）式より、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを設計する際に、液体３８の物理的・化学的性質が予め分かっていれば、電気浸透材２８を構成する電気浸透材料の種類及びその形状（実効流路径ａ）と電圧Ｖとから電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの圧力Ｐが決まり、実効流路面積Ａと電界強度Ｖ／Ｌとから流量Ｆが決定される。 P = 8εζV / a 2 (2)
From the above formulas (1) and (2), when the electroosmotic pumps 14a to 14d are designed, if the physical and chemical properties of the liquid 38 are known in advance, the electricity constituting the electroosmotic material 28 will be described. The pressure P of the electroosmotic flow pumps 14a to 14d is determined from the type and shape of the osmotic material (effective flow path diameter a) and the voltage V, and the flow rate F is determined from the effective flow path area A and the electric field strength V / L. .

図５Ａは、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄにおいて、電圧Ｖと流量Ｆとの関係を示すグラフであり、図５Ｂは、最大圧力Ｐと流量Ｆとの関係を示すグラフである。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、黒丸（●印）は実測値であり、直線は最小2乗法に基づく各実測値に対する回帰曲線である。   FIG. 5A is a graph showing the relationship between the voltage V and the flow rate F in the electroosmotic flow pumps 14a to 14d, and FIG. 5B is a graph showing the relationship between the maximum pressure P and the flow rate F. In FIG. 5A and FIG. 5B, black circles (● marks) are actual measurement values, and straight lines are regression curves for the respective actual measurement values based on the least square method.

なお、図５Ａ及び図５Ｂのグラフは、液体３８がホウ酸塩標準緩衝溶液（１０％希釈溶液）である場合であり、図５Ｂは、Ｖ＝１５［Ｖ］において得られたグラフである。また、電気浸透材２８には、粒径が１［μｍ］程度の球状シリカ粒子を７５［％］〜８０［％］の充填率で焼結することにより得られた直径３［ｍｍ］及び全長３［ｍｍ］の焼結体を用いた。   5A and 5B show the case where the liquid 38 is a borate standard buffer solution (10% diluted solution), and FIG. 5B is a graph obtained at V = 15 [V]. The electroosmotic material 28 has a diameter of 3 [mm] and a total length obtained by sintering spherical silica particles having a particle size of about 1 [μm] at a filling rate of 75 [%] to 80 [%]. A 3 [mm] sintered body was used.

図５Ａ及び図５Ｂの結果より、圧力特性として６［ｋＰａ／Ｖ］、流量特性（単位電界及び単位断面積当たりの流量）として０．２［μｌ／（ｍｉｎ・Ｖ・ｍｍ）］の値が得られた。これらの数値より、電圧Ｖを１００［Ｖ］程度までの値とし、流量Ｆの範囲を数［ｎｌ／ｍｉｎ］〜数百［μｌ／ｍｉｎ］とし、且つ最大圧力Ｐの範囲を数十［ｋＰａ］〜数百［ｋＰａ］とする電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを１０［ｍｍ］以内の寸法で実現できることは明らかである。   From the results of FIGS. 5A and 5B, the pressure characteristic is 6 [kPa / V], and the flow characteristic (flow per unit electric field and unit cross-sectional area) is 0.2 [μl / (min · V · mm)]. Obtained. From these numerical values, the voltage V is a value up to about 100 [V], the range of the flow rate F is several [nl / min] to several hundreds [μl / min], and the range of the maximum pressure P is several tens [kPa]. It is obvious that the electroosmotic pumps 14a to 14d having a size of up to several hundreds [kPa] can be realized with a dimension within 10 [mm].

以上が電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄのポンプ性能に関する説明である。   The above is the description regarding the pump performance of the electroosmotic flow pumps 14a to 14d.

前述したように、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄをマイクロ流体チップ１２に取付し、且つ突起３５と連通孔３６とが嵌合すると、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間がシール且つ固定され、この結果、液体３８を第２流路１８に供給できる状態となる（図２参照）。   As described above, when the electroosmotic flow pumps 14a to 14d are attached to the microfluidic chip 12 and the protrusion 35 and the communication hole 36 are fitted, the gap between the electroosmotic flow pumps 14a to 14d and the microfluidic chip 12 is established. As a result, the liquid 38 can be supplied to the second flow path 18 (see FIG. 2).

この場合、図２７〜図３０の従来技術と比較して、第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ（図１〜図４及び図６参照）では、図２７〜図３０における流路２０８分のデッドスペースが存在しなくなる。従来技術では、デッドスペースによる問題点について指摘したが、図１〜図４及び図６に示す本実施形態では、デッドスペースをマイクロ流体チップ１２における液体３８の流体導入部分（第２流路１８における連通孔３６の空間）にのみ限定している。   In this case, as compared with the prior art of FIGS. 27 to 30, the electroosmotic flow pump system 10 </ b> A according to the first embodiment (see FIGS. 1 to 4 and 6) has a flow path 208 in FIGS. 27 to 30. Minute dead space no longer exists. In the prior art, the problem due to the dead space has been pointed out. However, in the present embodiment shown in FIGS. 1 to 4 and 6, the dead space is a fluid introduction portion of the liquid 38 in the microfluidic chip 12 (in the second flow path 18. The space is limited to the space of the communication hole 36).

ここでは、マイクロ流体チップ１２の第２流路１８内において、空気等の気体４２を介在させた圧力伝達により液体４０を移動させるときのデッドスペースの影響について、定量的な説明を行う。   Here, the influence of the dead space when moving the liquid 40 by the pressure transmission with the gas 42 such as air interposed in the second flow path 18 of the microfluidic chip 12 will be quantitatively described.

図２において、第２流路１８に存在する液体４０の位置を電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄにより制御する場合、該電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、液体３８を駆動して前記流体導入部分に送液すると気体４２の圧力が上昇し、該圧力に基づいて液体４０が移動する。   In FIG. 2, when the position of the liquid 40 existing in the second flow path 18 is controlled by the electroosmotic flow pumps 14a to 14d, the electroosmotic flow pumps 14a to 14d drive the liquid 38 to the fluid introduction portion. When the liquid is fed, the pressure of the gas 42 increases, and the liquid 40 moves based on the pressure.

液体４０を移動させるには、最初の動きを生じさせるためのいわゆる閾値圧力が存在し、気体４２を介して液体４０に加えられた圧力が前記閾値圧力を越えると、該液体４０が第２流路１８内で移動を開始する。液体４０が一旦動き出した場合、その後の液体４０の移動に必要な圧力は、この閾値圧力よりも低い。そのため、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄによる加圧を停止しても、液体４０は、圧力状態から開放されず、移動を続けることになる。   In order to move the liquid 40, there is a so-called threshold pressure for causing an initial movement, and when the pressure applied to the liquid 40 via the gas 42 exceeds the threshold pressure, the liquid 40 is moved to the second flow. The movement starts in the road 18. Once the liquid 40 starts moving, the pressure required for the subsequent movement of the liquid 40 is lower than this threshold pressure. Therefore, even if the pressurization by the electroosmotic flow pumps 14a to 14d is stopped, the liquid 40 is not released from the pressure state and continues to move.

駆動用の液体３８と液体４０との間の気体４２の容積をｖ、第２流路１８の断面積をＳ、初期の気体圧力をＰ０、液体４０が動き出すのに必要な圧力をＰ１、液体４０が停止するときの圧力をＰ２（Ｐ２＜Ｐ１）、前記加圧を停止した後の液体４０の移動距離（位置精度）をΔｘ、前記位置精度Δｘに対応する気体４２の容積をΔｖとすれば、位置精度Δｘは、下記の（３）式で表される。   The volume of the gas 42 between the driving liquid 38 and the liquid 40 is v, the cross-sectional area of the second flow path 18 is S, the initial gas pressure is P0, the pressure required for the liquid 40 to start moving is P1, and the liquid Let P2 be the pressure at which 40 stops (P2 <P1), Δx be the moving distance (positional accuracy) of the liquid 40 after stopping the pressurization, and Δv be the volume of the gas 42 corresponding to the positional accuracy Δx. For example, the position accuracy Δx is expressed by the following equation (3).

Δｘ＝Δｖ／Ｓ＝（ｖ／Ｓ）（Ｐ１−Ｐ２）／Ｐ０ （３）
例えば、ｖ＝１［μｌ］、Ｐ０＝１００［ｋＰａ］、（Ｐ１−Ｐ２）＝１００［Ｐａ］、Ｓ＝１００［μｍ］×５０［μｍ］とすれば、Δｖ＝１［ｎｌ］、Δｘ＝０．２［ｍｍ］となり、第２流路１８内部の液体４０を１［ｎｌ］程度の精度で取り扱うことが可能となる。位置精度Δｘや容積Δｖの大きさは、前記したデッドスペースの大きさに関係しており、該デッドスペースを小さくすることにより、液体４０に対する制御性を向上させることができる。 Δx = Δv / S = (v / S) (P1-P2) / P0 (3)
For example, if v = 1 [μl], P0 = 100 [kPa], (P1-P2) = 100 [Pa], S = 100 [μm] × 50 [μm], Δv = 1 [nl], Δx = 0.2 [mm], and the liquid 40 in the second flow path 18 can be handled with an accuracy of about 1 [nl]. The size of the position accuracy Δx and the volume Δv is related to the size of the dead space described above, and the controllability with respect to the liquid 40 can be improved by reducing the dead space.

より詳細には、排出口３４から第２流路１８までの空間（気体４２）の容積ｖが１０［ｎｌ］＜ｖ＜１０［μｌ］であるか、あるいは、該排出口３４から第２流路１８までの距離が５［μｍ］以上で且つ５０［ｍｍ］以下であれば、前記デッドスペースがマイクロ流体チップ１２内部の流体インベントリーと比べて小さな数値となるので、液体４０に対する制御性を改善する上でより効果的である。   More specifically, the volume v of the space (gas 42) from the discharge port 34 to the second flow path 18 is 10 [nl] <v <10 [μl] or the second flow from the discharge port 34 If the distance to the path 18 is 5 [μm] or more and 50 [mm] or less, the dead space becomes a smaller numerical value than the fluid inventory inside the microfluidic chip 12, so that the controllability for the liquid 40 is improved. It is more effective in doing.

このように、第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａでは、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とがそれぞれ別体であり、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、突起３５を介してマイクロ流体チップ１２に直接取付される。すなわち、システム全体の小型化という観点から電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とを一体化させるものであり、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄやマイクロ流体チップ１２が汎用品であれば、低コストでシステム全体を構築することができる。換言すれば、従来技術と比較して、小型の電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄをマイクロ流体チップ１２の近傍に配置する構成となり、この結果、システム全体を小型化して、モバイル性を格段に向上させることができる。また、マイクロ流体チップ１２に対して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄが着脱自在となるので、汎用性が向上してシステム全体が低コスト化される。   As described above, in the electroosmotic flow pump system 10A according to the first embodiment, the electroosmotic flow pumps 14a to 14d and the microfluidic chip 12 are separate from each other, and the electroosmotic flow pumps 14a to 14d include the protrusions 35. Via the microfluidic chip 12. That is, the electroosmotic pumps 14a to 14d and the microfluidic chip 12 are integrated from the viewpoint of downsizing the entire system, and if the electroosmotic pumps 14a to 14d and the microfluidic chip 12 are general-purpose products, The entire system can be constructed at low cost. In other words, as compared with the prior art, a configuration in which small electroosmotic pumps 14a to 14d are arranged in the vicinity of the microfluidic chip 12, and as a result, the entire system is miniaturized and the mobility is remarkably improved. be able to. Further, since the electroosmotic pumps 14a to 14d can be freely attached to and detached from the microfluidic chip 12, versatility is improved and the entire system is reduced in cost.

また、マイクロ流体チップ１２に対して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを直付することにより、従来技術で用いられていたチューブが不要となる。この結果、試料の無駄がなくなると共に、第２流路１８内にある微少量の気体４２や液体４０を高精度に制御することが可能となり、従って、本実施形態では、従来技術と比較して、低コストで実用的な流体制御を実現することができる。   Moreover, by directly attaching the electroosmotic flow pumps 14a to 14d to the microfluidic chip 12, the tube used in the prior art becomes unnecessary. As a result, the sample is not wasted and a very small amount of the gas 42 and the liquid 40 in the second flow path 18 can be controlled with high accuracy. Therefore, in this embodiment, compared with the conventional technique. Therefore, practical fluid control can be realized at low cost.

さらに、突起３５は、マイクロ流体チップ１２に対して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを固定するためのインターフェースと、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間の液体３８等の流体の供給や吸入のインターフェースとして機能するので、システムの全体構成を簡素化することができる。   Further, the protrusion 35 is an interface for fixing the electroosmotic pumps 14 a to 14 d to the microfluidic chip 12, and a fluid such as a liquid 38 between the electroosmotic pumps 14 a to 14 d and the microfluidic chip 12. Since it functions as an interface for supply and inhalation, the overall configuration of the system can be simplified.

また、突起３５と第２流路１８の連通孔３６とが嵌合すると、第１流路２２は、排出口３４を介して第２流路１８と連通し、且つ電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、マイクロ流体チップ１２に直付される。従って、突起３５と第２流路１８とを嵌合するだけで、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間を効率よくシールすることができ、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄからマイクロ流体チップ１２に対する流体の供給、あるいは流体の吸入を確実に行うことが可能となる。   Further, when the projection 35 and the communication hole 36 of the second flow path 18 are fitted, the first flow path 22 communicates with the second flow path 18 through the discharge port 34 and the electroosmotic flow pumps 14a to 14d. Is directly attached to the microfluidic chip 12. Therefore, the gap between the electroosmotic flow pumps 14a to 14d and the microfluidic chip 12 can be efficiently sealed only by fitting the protrusion 35 and the second flow path 18 from the electroosmotic flow pumps 14a to 14d. It is possible to reliably supply the fluid to the microfluidic chip 12 or suck the fluid.

さらに、液溜め２６に供給された液体３８は、該液体３８の自重又は毛細管現象により電気浸透材２８の第１電極３０側の端部に到達し、到達した液体３８は、第１電極３０及び第２電極３２に電圧Ｖを印加しなくても、毛細管現象により電気浸透材２８内を浸透して、該電気浸透材２８の第２電極３２側の端部に到達する。従って、液溜め２６に液体３８を予め充填することにより、外部から電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄへの液体供給ラインが不要となり、システム全体のモバイル性をさらに向上させることができる。   Furthermore, the liquid 38 supplied to the liquid reservoir 26 reaches the end portion of the electroosmotic material 28 on the first electrode 30 side due to its own weight or capillary action, and the reached liquid 38 is the first electrode 30 and Even if the voltage V is not applied to the second electrode 32, it penetrates the electroosmotic material 28 by capillary action and reaches the end of the electroosmotic material 28 on the second electrode 32 side. Therefore, by prefilling the liquid reservoir 26 with the liquid 38, a liquid supply line from the outside to the electroosmotic flow pumps 14a to 14d becomes unnecessary, and the mobility of the entire system can be further improved.

さらにまた、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを用いることにより、従来技術と比較して、例えば、直流電源より１０［Ｖ］〜３０［Ｖ］で液体３８を駆動することが可能となる。従って、液体３８の駆動電圧を低電圧化することが可能となり、この結果、前記直流電源として電池を採用することができる。   Furthermore, by using the electroosmotic flow pumps 14a to 14d, it is possible to drive the liquid 38 at, for example, 10 [V] to 30 [V] from a DC power supply, as compared with the prior art. Accordingly, the drive voltage of the liquid 38 can be lowered, and as a result, a battery can be adopted as the DC power source.

さらにまた、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを用いることにより、液体３８を無脈動の流れとすることができるので、液体４０の位置精度Δｘをより一層小さくすることが可能となる。   Furthermore, by using the electroosmotic flow pumps 14a to 14d, the liquid 38 can be made into a non-pulsating flow, so that the positional accuracy Δx of the liquid 40 can be further reduced.

なお、上記した説明では、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの外周面に突起３５が形成され、この突起３５と連通孔３６とが嵌合しているが、このような構成に代えて、図６に示すように、ガラス基板１６ｂの上面に突起１７を形成して、この突起１７に連通孔３６を形成し、一方で、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄにおいて、前述した突起３５（図２参照）の代わりに排出口３４の口径を突起１７の外径と略一致させてもよい。この場合も、排出口３４と突起１７とを嵌合すれば、第１流路２２が排出口３４を介して第２流路１８に連通すると共に、マイクロ流体チップ１２と電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとの間がシールされ、第１流路２２と第２流路１８との間から外部への流体の漏洩が阻止される。   In the above description, the protrusions 35 are formed on the outer peripheral surfaces of the electroosmotic flow pumps 14a to 14d, and the protrusions 35 and the communication holes 36 are fitted, but instead of such a configuration, FIG. As shown in FIG. 2, the projection 17 is formed on the upper surface of the glass substrate 16b, and the communication hole 36 is formed in the projection 17. On the other hand, in the electroosmotic pumps 14a to 14d, the projection 35 described above (see FIG. 2). Instead of this, the diameter of the discharge port 34 may be substantially the same as the outer diameter of the protrusion 17. Also in this case, if the discharge port 34 and the protrusion 17 are fitted, the first flow path 22 communicates with the second flow path 18 through the discharge port 34, and the microfluidic chip 12 and the electroosmotic flow pumps 14a to 14a. 14d is sealed, and leakage of fluid from between the first flow path 22 and the second flow path 18 to the outside is prevented.

次に、第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｂについて、図７を参照しながら説明する。なお、図１〜図６に示した第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａの各構成要素と同じ構成要素については、同一の符号を付けて説明し、以下同様とする。   Next, an electroosmotic pump system 10B according to a second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the same component as each component of 10 A of electroosmotic pump systems which concern on 1st Embodiment shown in FIGS. 1-6, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated below.

第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｂは、図７に示すように、ポンプ本体２４における突起３５側の外周面に第１電極３０と電気的に接続された第１端子５４ａと、第２電極３２と電気的に接続された第２端子５４ｂとが各々形成され、マイクロ流体チップ１２におけるガラス基板１６ｂの上面に第１端子５４ａ及び第２端子５４ｂと対向して第３端子５６ａ及び第４端子５６ｂが形成されている点で、第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ（図１〜図６参照）とは異なる。   As shown in FIG. 7, the electroosmotic pump system 10 </ b> B according to the second embodiment includes a first terminal 54 a electrically connected to the first electrode 30 on the outer peripheral surface of the pump body 24 on the protrusion 35 side, A second terminal 54b electrically connected to the two electrodes 32 is formed, and the third terminal 56a and the second terminal 54b are formed on the upper surface of the glass substrate 16b of the microfluidic chip 12 so as to face the first terminal 54a and the second terminal 54b. It differs from the electroosmotic flow pump system 10A according to the first embodiment (see FIGS. 1 to 6) in that the four terminals 56b are formed.

ここで、マイクロ流体チップ１２の各連通孔３６と電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの突起３５とを各々嵌合させると、第１流路２２は、排出口３４を介して第２流路１８に連通すると共に、マイクロ流体チップ１２と電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとの間がシールされ、第１流路２２と第２流路１８との間から外部への流体の漏洩が阻止される。   Here, when the communication holes 36 of the microfluidic chip 12 and the protrusions 35 of the electroosmotic flow pumps 14 a to 14 d are fitted, the first flow path 22 is connected to the second flow path 18 via the discharge port 34. While communicating, the space between the microfluidic chip 12 and the electroosmotic flow pumps 14a to 14d is sealed, and leakage of fluid from between the first flow path 22 and the second flow path 18 to the outside is prevented.

この場合、ポンプ本体２４における突起３５側の外周面は、ガラス基板１６ｂの上面に接触するので、第１端子５４ａと第３端子５６ａとが電気的に接続され、一方で、第２端子５４ｂと第４端子５６ｂとが電気的に接続されている。第３端子５６ａと第４端子５６ｂとは、図示しない電源と電気的に各々接続されているので、前記電源より第３端子５６ａ及び第１端子５４ａを介して第１電極３０に一方の極性の電圧を印加し、前記電源より第４端子５６ｂ及び第２端子５４ｂを介して第２電極３２に他方の極性の電圧を印加することが可能となる。   In this case, since the outer peripheral surface of the pump body 24 on the projection 35 side contacts the upper surface of the glass substrate 16b, the first terminal 54a and the third terminal 56a are electrically connected, while the second terminal 54b and The fourth terminal 56b is electrically connected. Since the third terminal 56a and the fourth terminal 56b are electrically connected to a power source (not shown), the first electrode 30 has one polarity from the power source through the third terminal 56a and the first terminal 54a. By applying a voltage, it becomes possible to apply a voltage of the other polarity to the second electrode 32 from the power source via the fourth terminal 56b and the second terminal 54b.

図８は、第１端子５８ａ及び第２端子５８ｂを渦巻きばねとした場合であり、突起３５と連通孔３６とを嵌合させ且つポンプ本体２４における突起３５側の外周面をガラス基板１６ｂの上面に接触させると、第１端子５８ａが第３端子５６ａを押圧し、第２端子５８ｂが第４端子５６ｂを押圧して、電気的な接続を確実に行うことが可能となる。   FIG. 8 shows a case where the first terminal 58a and the second terminal 58b are spiral springs. The protrusion 35 and the communication hole 36 are fitted together, and the outer peripheral surface of the pump body 24 on the protrusion 35 side is the upper surface of the glass substrate 16b. When the contact is made, the first terminal 58a presses the third terminal 56a, and the second terminal 58b presses the fourth terminal 56b, so that the electrical connection can be reliably performed.

図９は、第１端子６０ａ及び第２端子６０ｂを板ばねとした場合であり、突起３５と連通孔３６とを嵌合させ且つポンプ本体２４における突起３５側の外周面をガラス基板１６ｂの上面に接触させると、第１端子６０ａが第３端子５６ａを押圧し、第２端子６０ｂが第４端子５６ｂを押圧して、電気的な接続を確実に行うことが可能となる。   FIG. 9 shows a case where the first terminal 60a and the second terminal 60b are leaf springs. The protrusion 35 and the communication hole 36 are fitted together, and the outer peripheral surface of the pump body 24 on the protrusion 35 side is the upper surface of the glass substrate 16b. When the contact is made, the first terminal 60a presses the third terminal 56a, and the second terminal 60b presses the fourth terminal 56b, so that the electrical connection can be reliably performed.

図１０は、第１端子６２ａ及び第４端子６４ｂをソケットとし、第２端子６２ｂ及び第３端子６４ａをプラグとした場合であり、突起３５と連通孔３６とを嵌合させ且つポンプ本体２４における突起３５側の外周面をガラス基板１６ｂの上面に接触させると、第１端子６２ａと第３端子６４ａとが嵌合し、第２端子６２ｂと第４端子６４ｂとが嵌合して、電気的な接続を確実に行うことが可能となると共に、突起３５及び連通孔３６との嵌合と共働して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄをマイクロ流体チップ１２に確実に固定することができる。   FIG. 10 shows a case where the first terminal 62a and the fourth terminal 64b are used as sockets, and the second terminal 62b and the third terminal 64a are used as plugs. When the outer peripheral surface on the projection 35 side is brought into contact with the upper surface of the glass substrate 16b, the first terminal 62a and the third terminal 64a are fitted, the second terminal 62b and the fourth terminal 64b are fitted, and electrical In addition, it is possible to reliably connect the electroosmotic flow pumps 14a to 14d to the microfluidic chip 12 in cooperation with the fitting with the protrusion 35 and the communication hole 36.

また、図１０の構造では、第１端子６２ａ及び第４端子６４ｂをソケットとし、第２端子６２ｂ及び第３端子６４ａをプラグとしているので、電極の極性を間違えて第１端子６２ａと第４端子６４ｂとを電気的に接続し且つ第２端子６２ｂと第３端子６４ａとを電気的に接続することを防止することが可能となる。すなわち、ソケットとプラグとを互い違いに配置することにより、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とを接続する際に、前記極性の間違いを防止することができる。なお、前記した極性の間違いが問題とならない場合には、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄ側にプラグ（あるいはソケット）を設け、マイクロ流体チップ１２側にソケット（あるいはプラグ）を設けてもよいことは勿論である。   In the structure of FIG. 10, since the first terminal 62a and the fourth terminal 64b are sockets and the second terminal 62b and the third terminal 64a are plugs, the first terminal 62a and the fourth terminal are mistaken in polarity. It is possible to prevent the electrical connection between 64b and the electrical connection between the second terminal 62b and the third terminal 64a. That is, by arranging the sockets and the plugs alternately, the polarity error can be prevented when the electroosmotic pumps 14a to 14d and the microfluidic chip 12 are connected. If the above-described polarity error does not cause a problem, a plug (or socket) may be provided on the electroosmotic pumps 14a to 14d side, and a socket (or plug) may be provided on the microfluidic chip 12 side. Of course.

このように、第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｂでは、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄが突起３５を介してマイクロ流体チップ１２に直付されたときに、第３端子５６ａ、６４ａは、第１端子５４ａ、５８ａ〜６２ａを介して第１電極３０と電気的に接続され、一方で、第４端子５６ｂ、６４ｂは、第２端子５４ｂ、５８ｂ〜６２ｂを介して第２電極３２と電気的に接続される。これにより、第３端子５６ａ、６４ａと第４端子５６ｂ、６４ｂとが外部の電源と電気的に各々接続されていれば、前記電源から第３端子５６ａ、６４ａ及び第１端子５４ａ、５８ａ〜６２ａを介して第１電極３０に一方の極性の電圧を印加し、前記電源から第４端子５６ｂ、６４ｂ及び第２端子５４ｂ、５８ｂ〜６２ｂを介して第２電極３２に他方の極性の電圧を印加して、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを駆動することが可能となる。従って、突起３５は、マイクロ流体チップ１２に対して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを固定するためのインターフェースと、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間の流体の供給及び吸入のインターフェースとの機能を兼ね備えている。また、第１端子５４ａ〜６０ａ及び第２端子５４ｂ〜６０ｂは、電力供給に係るインターフェースとの機能を備えている。さらに、第１端子６２ａ及び第２端子６２ｂは、電力供給に係るインターフェースと、マイクロ流体チップ１２に対して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを固定するためのインターフェースとの機能を兼ね備えている。この結果、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。   Thus, in the electroosmotic flow pump system 10B according to the second embodiment, when the electroosmotic flow pumps 14a to 14d are directly attached to the microfluidic chip 12 via the protrusions 35, the third terminals 56a and 64a are Are electrically connected to the first electrode 30 via the first terminals 54a and 58a to 62a, while the fourth terminals 56b and 64b are connected to the second electrode 32 via the second terminals 54b and 58b to 62b. Electrically connected. Accordingly, if the third terminals 56a and 64a and the fourth terminals 56b and 64b are electrically connected to an external power source, the third terminals 56a and 64a and the first terminals 54a and 58a to 62a from the power source. A voltage of one polarity is applied to the first electrode 30 through the first power supply, and a voltage of the other polarity is applied from the power source to the second electrode 32 through the fourth terminals 56b and 64b and the second terminals 54b and 58b to 62b. Thus, the electroosmotic flow pumps 14a to 14d can be driven. Accordingly, the protrusion 35 is an interface for fixing the electroosmotic flow pumps 14 a to 14 d to the microfluidic chip 12, and the supply and suction of fluid between the electroosmotic flow pumps 14 a to 14 d and the microfluidic chip 12. It also has the function of an interface. In addition, the first terminals 54a to 60a and the second terminals 54b to 60b have a function with an interface related to power supply. Furthermore, the first terminal 62 a and the second terminal 62 b have both functions of an interface for supplying power and an interface for fixing the electroosmotic pumps 14 a to 14 d to the microfluidic chip 12. As a result, the entire system can be further simplified.

なお、第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｂでは、第１端子５４ａ、５８ａ、６０ａ、６２ａと第３端子５６ａ、６４ａとの接続や、第２端子５４ｂ、５８ｂ、６０ｂ、６２ｂと第４端子５６ｂ、６４ｂとの接続を、上記した構成から、例えば、（１）磁石を用いて各端子を接続する、あるいは、（２）半田付けによって各端子を接合するという構成に適宜変更することも可能である。   In the electroosmotic pump system 10B according to the second embodiment, the connection between the first terminals 54a, 58a, 60a, 62a and the third terminals 56a, 64a, the second terminals 54b, 58b, 60b, 62b and the first terminals The connection with the four terminals 56b and 64b is appropriately changed from the above configuration to, for example, a configuration in which (1) each terminal is connected using a magnet, or (2) each terminal is joined by soldering. Is also possible.

次に、第３実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｃについて、図１１及び図１２を参照しながら説明する。   Next, an electroosmotic pump system 10C according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.

第３実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｃは、図１１及び図１２に示すように、マイクロ流体チップ１２が保持部材６３によって保持され、電気浸透流ポンプ１４が支持部材６７、第１端子６５ａ及び第２端子６５ｂを介して保持部材６３に固定保持されている点で、第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ（図１〜図６参照）及び第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｂ（図７〜図１０参照）とは異なる。   In the electroosmotic pump system 10C according to the third embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, the microfluidic chip 12 is held by a holding member 63, the electroosmotic pump 14 is a support member 67, and a first terminal 65a. The electroosmotic flow pump system 10A according to the first embodiment (see FIGS. 1 to 6) and the electroosmotic flow according to the second embodiment in that the holding member 63 is fixedly held via the second terminal 65b. It is different from the pump system 10B (see FIGS. 7 to 10).

保持部材６３は、略矩形状のブロックの中央部に凹部７５が形成され、該凹部７５にマイクロ流体チップ１２を収容可能な部材である。すなわち、保持部材６３は、マイクロ流体チップ１２を実装する際に用いられるパッケージング用の部材であり、該マイクロ流体チップ１２を固定及び保護すると共に、電気浸透流ポンプ１４とマイクロ流体チップ１２との間の流体の供給及び吸入のインターフェース、電力供給のインターフェース及び信号のインターフェースとして機能する。なお、前記信号とは、例えば、マイクロ流体チップ１２に図示しないセンサを組み込んだ場合における該センサの出力信号である。   The holding member 63 is a member in which a concave portion 75 is formed at the center of a substantially rectangular block, and the microfluidic chip 12 can be accommodated in the concave portion 75. That is, the holding member 63 is a packaging member used when the microfluidic chip 12 is mounted. The holding member 63 fixes and protects the microfluidic chip 12, and the electroosmotic flow pump 14 and the microfluidic chip 12 It functions as a fluid supply and suction interface, a power supply interface and a signal interface. The signal is an output signal of the sensor when a sensor (not shown) is incorporated in the microfluidic chip 12, for example.

また、保持部材６３の上面には、複数の孔が形成され、これらの孔には、ソケット形状の第３端子６６ａ及び第４端子６６ｂが各々設けられている。   In addition, a plurality of holes are formed on the upper surface of the holding member 63, and socket-shaped third terminals 66a and fourth terminals 66b are respectively provided in these holes.

一方、電気浸透流ポンプ１４は、支持部材６１を介して支持部材６７上に配置され、該支持部材６７の底部には、第３端子６６ａ及び第４端子６６ｂに対向してプラグ形状の第１端子６５ａ及び第２端子６５ｂが各々設けられている。この場合、電気浸透流ポンプ１４は、基本的には、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄ（図２、図３及び図６参照）と同じ構成であるが、支持部材６７上において、ポンプ本体２４及び突起３５がマイクロ流体チップ１２の上面に対して平行に配置され、液溜め２６がポンプ本体２４の軸方向と直交する方向に設けられている点で異なる。   On the other hand, the electroosmotic flow pump 14 is disposed on the support member 67 via the support member 61, and the bottom of the support member 67 faces the third terminal 66a and the fourth terminal 66b in a plug-shaped first. A terminal 65a and a second terminal 65b are provided. In this case, the electroosmotic flow pump 14 basically has the same configuration as the electroosmotic flow pumps 14 a to 14 d (see FIGS. 2, 3, and 6), but on the support member 67, The projection 35 is arranged in parallel to the upper surface of the microfluidic chip 12 and the liquid reservoir 26 is provided in a direction orthogonal to the axial direction of the pump body 24.

ここで、第１端子６５ａと第３端子６６ａとを嵌合し、第２端子６５ｂと第４端子６６ｂとを嵌合して、支持部材６７の底面と保持部材６３の上面とを接触させると、支持部材６７及び第１〜第４端子６５ａ〜６６ｂを介して電気浸透流ポンプ１４が保持部材６３に固定保持されると共に、第１端子６５ａと第３端子６６ａとが電気的に接続され、一方で、第２端子６５ｂと第４端子６６ｂとが電気的に接続される。   Here, when the first terminal 65a and the third terminal 66a are fitted, the second terminal 65b and the fourth terminal 66b are fitted, and the bottom surface of the support member 67 and the top surface of the holding member 63 are brought into contact with each other. The electroosmotic pump 14 is fixedly held by the holding member 63 via the support member 67 and the first to fourth terminals 65a to 66b, and the first terminal 65a and the third terminal 66a are electrically connected, On the other hand, the second terminal 65b and the fourth terminal 66b are electrically connected.

図１１の構造では、プラグである第１端子６５ａ及び第２端子６５ｂが異なる大きさとされ、ソケットである第３端子６６ａ及び第４端子６６ｂが、第１端子６５ａ及び第２端子６５ｂに対応して異なる大きさとされているので、電極の極性を間違えて第１端子６５ａと第４端子６６ｂとを電気的に接続し且つ第２端子６５ｂと第３端子６６ａとを電気的に接続することを防止することが可能となる。すなわち、前記各ソケットと前記各プラグとを互いに異なる大きさとすることにより、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄと保持部材６３とを接続する際に、前記極性の間違いを防止することができる。   In the structure of FIG. 11, the first terminal 65a and the second terminal 65b, which are plugs, have different sizes, and the third terminal 66a and the fourth terminal 66b, which are sockets, correspond to the first terminal 65a and the second terminal 65b. Therefore, the first terminal 65a and the fourth terminal 66b are electrically connected and the second terminal 65b and the third terminal 66a are electrically connected with the polarity of the electrode being wrong. It becomes possible to prevent. That is, by making the respective sockets and the respective plugs have different sizes, the polarity error can be prevented when the electroosmotic flow pumps 14a to 14d and the holding member 63 are connected.

また、第１端子６５ａと第２端子６５ｂとが互いに異なる大きさであり、且つ第３端子６６ａ及び第４端子６６ｂも互いに異なる大きさであるので、電気浸透流ポンプ１４を支持部材６７及び第１〜第４端子６５ａ〜６６ｂを介して保持部材６３に固定した際に、排出口３４の向きを常時マイクロ流体チップ１２の方向に合わせることが可能である。   In addition, since the first terminal 65a and the second terminal 65b are different in size, and the third terminal 66a and the fourth terminal 66b are also different in size, the electroosmotic flow pump 14 is connected to the support member 67 and the first terminal. When fixed to the holding member 63 via the first to fourth terminals 65a to 66b, the direction of the discharge port 34 can always be aligned with the direction of the microfluidic chip 12.

なお、前記した極性の間違いが問題とならない場合には、前記各プラグを略同一の大きさとし、一方で、前記各ソケットを略同一の大きさとしてもよいことは勿論である。   Of course, if the above-described polarity error does not pose a problem, the plugs may be approximately the same size, while the sockets may be approximately the same size.

また、凹部７５の底部に配置されたマイクロ流体チップ１２は、押さえ部材７０を介して保持部材６３に固定保持される。押さえ部材７０は、ガラス基板１６ｂの上面を押圧可能な略矩形状の部材であり、その中央部から凹部７５及び保持部材６３の上面に沿って略Ｌ字状の突起７２が延在している。   In addition, the microfluidic chip 12 disposed at the bottom of the recess 75 is fixedly held by the holding member 63 via the pressing member 70. The pressing member 70 is a substantially rectangular member that can press the upper surface of the glass substrate 16 b, and a substantially L-shaped protrusion 72 extends along the upper surface of the concave portion 75 and the holding member 63 from the center thereof. .

この場合、凹部７５内に配置されたマイクロ流体チップ１２の上面に２つの押さえ部材７０を配置し、各突起７２を挿通したねじ７４を保持部材６３に形成された孔７６に螺合すると、押さえ部材７０がマイクロ流体チップ１２の上面を押圧し、この結果、マイクロ流体チップ１２が保持部材６３に固定保持される。   In this case, when the two pressing members 70 are disposed on the upper surface of the microfluidic chip 12 disposed in the recess 75 and the screws 74 inserted through the protrusions 72 are screwed into the holes 76 formed in the holding member 63, the pressing members are pressed. The member 70 presses the upper surface of the microfluidic chip 12, and as a result, the microfluidic chip 12 is fixedly held by the holding member 63.

マイクロ流体チップ１２には複数のチューブ６８が接続されており、該チューブ６８と電気浸透流ポンプ１４の排出口３４とを連結することにより、マイクロ流体チップ１２と電気浸透流ポンプ１４とを連通することが可能となる。   A plurality of tubes 68 are connected to the microfluidic chip 12, and the microfluidic chip 12 and the electroosmotic flow pump 14 are communicated by connecting the tube 68 and the discharge port 34 of the electroosmotic flow pump 14. It becomes possible.

このように、第３実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｃでは、電気浸透流ポンプ１４とマイクロ流体チップ１２と保持部材６３とがそれぞれ別体であり、電気浸透流ポンプ１４は、支持部材６１、６７及び第１〜第４端子６５ａ〜６６ｂを介して保持部材６３に取付され、一方で、マイクロ流体チップ１２は、押さえ部材７０及びねじ７４を介して保持部材６３に固定保持される。   Thus, in the electroosmotic flow pump system 10C according to the third embodiment, the electroosmotic flow pump 14, the microfluidic chip 12, and the holding member 63 are separate from each other, and the electroosmotic flow pump 14 includes the support member 61. , 67 and the first to fourth terminals 65a to 66b, and the microfluidic chip 12 is fixedly held to the holding member 63 via the pressing member 70 and the screw 74.

すなわち、システム全体の小型化という観点から電気浸透流ポンプ１４とマイクロ流体チップ１２と保持部材６３とを一体化させるものであり、電気浸透流ポンプ１４やマイクロ流体チップ１２や保持部材６３が汎用品であれば、低コストでシステム全体を構築することができる。換言すれば、従来技術と比較して、小型の電気浸透流ポンプ１４を保持部材６３を介してマイクロ流体チップ１２の近傍に配置する構成となり、この結果、システム全体を小型化して、モバイル性を格段に向上させることができる。また、保持部材６３に対してマイクロ流体チップ１２及び電気浸透流ポンプ１４が着脱自在となるので、汎用性が向上してシステム全体が低コスト化される。   That is, the electroosmotic pump 14, the microfluidic chip 12, and the holding member 63 are integrated from the viewpoint of downsizing the entire system, and the electroosmotic pump 14, the microfluidic chip 12, and the holding member 63 are general-purpose products. If so, the entire system can be constructed at low cost. In other words, compared to the prior art, the small electroosmotic pump 14 is arranged in the vicinity of the microfluidic chip 12 via the holding member 63. As a result, the entire system is miniaturized, and the mobility is improved. It can be improved significantly. In addition, since the microfluidic chip 12 and the electroosmotic pump 14 can be attached to and detached from the holding member 63, versatility is improved and the entire system is reduced in cost.

また、マイクロ流体チップ１２を保持する保持部材６３に対して電気浸透流ポンプ１４を取付することにより、従来技術と比較して、電気浸透流ポンプ１４とマイクロ流体チップ１２との距離が短くなり、この結果、マイクロ流体チップ１２内における試料の無駄が低減されると共に、第２流路１８内にある微少量の流体を高精度に制御することが可能となり、従って、本実施形態は、従来技術と比較して、低コストで実用的な流体制御を実現することができる。   In addition, by attaching the electroosmotic flow pump 14 to the holding member 63 that holds the microfluidic chip 12, the distance between the electroosmotic flow pump 14 and the microfluidic chip 12 is shortened as compared with the prior art, As a result, waste of the sample in the microfluidic chip 12 is reduced, and a very small amount of fluid in the second flow path 18 can be controlled with high accuracy. Compared with, it is possible to realize practical fluid control at low cost.

さらに、支持部材６１、６７及び第１〜第４端子６５ａ〜６６ｂは、保持部材６３に対して電気浸透流ポンプ１４を固定するためのインターフェースとして機能し、第１〜第４端子６５ａ〜６６ｂは、図示しない電源から電気浸透流ポンプ１４に対して電圧を印加するための電力供給のインターフェースとして機能し、排出口３４及びチューブ６８は、電気浸透流ポンプ１４とマイクロ流体チップ１２との間の流体の供給及び吸入のインターフェースとして機能する。これにより、システムの全体構成を簡素化することができる。   Further, the support members 61 and 67 and the first to fourth terminals 65a to 66b function as an interface for fixing the electroosmotic flow pump 14 to the holding member 63, and the first to fourth terminals 65a to 66b are , Functioning as a power supply interface for applying a voltage from a power source (not shown) to the electroosmotic pump 14, and the discharge port 34 and the tube 68 are fluids between the electroosmotic pump 14 and the microfluidic chip 12. Serves as an interface for supply and inhalation. Thereby, the whole structure of a system can be simplified.

また、前述したように、第１端子６５ａと第３端子６６ａとが電気的に接続され、第２端子６５ｂと第４端子６６ｂとが電気的に接続されるので、前記電源から第３端子６６ａ及び第１端子６５ａを介して第１電極３０に一方の極性の電圧を印加し、前記電源から第４端子６６ｂ及び第２端子６５ｂを介して第２電極３２に他方の極性の電圧を印加して、電気浸透流ポンプ１４を駆動することが可能となる。   Further, as described above, since the first terminal 65a and the third terminal 66a are electrically connected, and the second terminal 65b and the fourth terminal 66b are electrically connected, the third terminal 66a from the power source. A voltage having one polarity is applied to the first electrode 30 through the first terminal 65a, and a voltage having the other polarity is applied from the power source to the second electrode 32 through the fourth terminal 66b and the second terminal 65b. Thus, the electroosmotic flow pump 14 can be driven.

次に、第４実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｄについて、図１３〜図１７を参照しながら説明する。   Next, an electroosmotic pump system 10D according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.

第４実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｄは、図１３〜図１７に示すように、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂがマイクロ流体チップ１２に対して直付されていると共に、コネクタ部材（電気接続部材）８０を介して保持部材６３に対して固定保持されている点で、第１〜第３実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ〜１０Ｃ（図１〜図１２参照）とは異なる。   As shown in FIGS. 13 to 17, the electroosmotic flow pump system 10 </ b> D according to the fourth embodiment includes the electroosmotic flow pumps 14 a and 14 b directly attached to the microfluidic chip 12 and a connector member (electric The electroosmotic flow pump systems 10A to 10C (see FIGS. 1 to 12) according to the first to third embodiments are different in that they are fixedly held with respect to the holding member 63 via a connection member 80.

先ず、この実施形態における電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂの形状は、第１及び第２実施形態における電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂ（図２、図３及び図７参照）と略同様の構成であるが、マイクロ流体チップ１２側の外周面に突起３５が形成されていない代わりに、排出口３４を囲繞するＯリング１００が該排出口３４から離間して配置され、さらに、該電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂの上部には、ソケット形状の第１端子１０２ａ及び第２端子１０２ｂが配置されている点で異なる。   First, the shapes of the electroosmotic flow pumps 14a and 14b in this embodiment are substantially the same as the electroosmotic flow pumps 14a and 14b (see FIGS. 2, 3 and 7) in the first and second embodiments. However, instead of the protrusion 35 not being formed on the outer peripheral surface on the microfluidic chip 12 side, an O-ring 100 surrounding the discharge port 34 is disposed apart from the discharge port 34, and the electroosmotic pump 14a , 14b is different in that a socket-shaped first terminal 102a and a second terminal 102b are arranged on the upper part of 14b.

また、コネクタ部材８０は、図１３〜図１６に示すように、板状部材の両端部が略Ｌ字状の突起８２ａ、８２ｂとして形成され、これらの突起８２ａ、８２ｂを挿通するねじ８６が保持部材６３に形成された孔８８と螺合することにより保持部材６３に固定される。この場合、コネクタ部材８０における板状部分が電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂの上部を保持している。   Further, as shown in FIGS. 13 to 16, the connector member 80 has both end portions of the plate-like member formed as substantially L-shaped projections 82 a and 82 b, and screws 86 that pass through these projections 82 a and 82 b are held. It is fixed to the holding member 63 by screwing with a hole 88 formed in the member 63. In this case, the plate-like portion of the connector member 80 holds the upper portions of the electroosmotic pumps 14a and 14b.

具体的には、コネクタ部材８０の板状部分からポンプ本体２４に沿って突起１０１ａ、１０１ｂが延在し、突起１０１ａには、第１端子１０２ａと嵌合可能なプラグ形状の第３端子１０４ａが配置され、一方で、突起１０１ｂには、第２端子１０２ｂと嵌合可能なプラグ形状の第４端子１０４ｂが配置されている。   Specifically, protrusions 101a and 101b extend from the plate-like portion of the connector member 80 along the pump body 24. The protrusion 101a has a plug-shaped third terminal 104a that can be fitted to the first terminal 102a. On the other hand, a plug-shaped fourth terminal 104b that can be fitted to the second terminal 102b is disposed on the protrusion 101b.

第３端子１０４ａ及び第４端子１０４ｂは、コネクタ部材８０と嵌合するコネクタ９０に連結されたケーブル９２と電気的に各々接続され、該各ケーブル９２は、図示しない電源と電気的に接続されている。この場合、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂの液溜め２６側の端部（図１５の上部）は、テーパ形状とされている。   The third terminal 104a and the fourth terminal 104b are each electrically connected to a cable 92 coupled to a connector 90 that fits with the connector member 80, and each cable 92 is electrically connected to a power source (not shown). Yes. In this case, the end part (upper part of FIG. 15) of the electroosmotic pumps 14a and 14b on the liquid reservoir 26 side is tapered.

ここで、コネクタ部材８０の板状部分と突起１０１ａ、１０１ｂとによって構成される凹部に電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂを挿入して、前記テーパ部分が第３端子１０４ａ及び第４端子１０４ｂよりも前記板状部分側に進行すれば、第１端子１０２ａと第３端子１０４ａとが嵌合し、一方で、第２端子１０２ｂと第４端子１０４ｂとが嵌合する。この結果、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂは、コネクタ部材８０に固定保持されると共に、第１端子１０２ａと第３端子１０４ａとが電気的に接続され、且つ第２端子１０２ｂと第４端子１０４ｂとが電気的に接続される。   Here, the electroosmotic pumps 14a and 14b are inserted into the recesses formed by the plate-like portion of the connector member 80 and the protrusions 101a and 101b, and the tapered portion is more than the third terminal 104a and the fourth terminal 104b. If it progresses to the plate-like portion side, the first terminal 102a and the third terminal 104a are fitted, while the second terminal 102b and the fourth terminal 104b are fitted. As a result, the electroosmotic flow pumps 14a and 14b are fixedly held by the connector member 80, the first terminal 102a and the third terminal 104a are electrically connected, and the second terminal 102b and the fourth terminal 104b are connected. Are electrically connected.

電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂがコネクタ部材８０に固定保持された場合、該電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂの排出口３４側の外周面は、突起８２ａ、８２ｂの保持部材６３側の外周面よりもマイクロ流体チップ１２側に突出している（図１４参照）。従って、コネクタ部材８０が保持部材６３に固定保持されると、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂは、ガラス基板１６ｂの上面を押圧し、この結果、排出口３４及び連通孔３６を介して第１流路２２と第２流路１８とが連通すると共に、Ｏリング１００がガラス基板１６ｂの上面の方向に押圧されて、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂとガラス基板１６ｂとの間をシールする。   When the electroosmotic pumps 14a and 14b are fixedly held by the connector member 80, the outer peripheral surface of the electroosmotic pumps 14a and 14b on the discharge port 34 side is more than the outer peripheral surface of the protrusions 82a and 82b on the holding member 63 side. It protrudes toward the microfluidic chip 12 (see FIG. 14). Accordingly, when the connector member 80 is fixedly held by the holding member 63, the electroosmotic flow pumps 14a and 14b press the upper surface of the glass substrate 16b, and as a result, the first flow through the discharge port 34 and the communication hole 36. The path 22 and the second flow path 18 communicate with each other, and the O-ring 100 is pressed toward the upper surface of the glass substrate 16b to seal between the electroosmotic pumps 14a and 14b and the glass substrate 16b.

なお、コネクタ部材８０の前記板状部分の中心部を突起１０１ａ、１０１ｂがポンプ本体２４に対して進退自在な図示しないヒンジ構造とすれば、ヒンジを開いて突起１０１ａ、１０１ｂ、第３端子１０４ａ及び第４端子１０４ｂをポンプ本体２４から離間させると、コネクタ部材８０から電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを容易に取り外すことが可能となる。   If the central part of the plate-like portion of the connector member 80 has a hinge structure (not shown) in which the protrusions 101a and 101b can move forward and backward with respect to the pump body 24, the hinges are opened and the protrusions 101a and 101b, the third terminals 104a and When the fourth terminal 104 b is separated from the pump body 24, the electroosmotic flow pumps 14 a to 14 d can be easily detached from the connector member 80.

また、マイクロ流体チップ１２内の反応器２０や第２流路１８を外部より光学的に観測する場合には、図１５に示すように、保持部材６３の中央部分を孔９４とし、その内壁から突起９６ａ、９６ｂを突出形成させてマイクロ流体チップ１２の底部を保持させると好適である。   Further, when optically observing the reactor 20 and the second flow path 18 in the microfluidic chip 12 from the outside, as shown in FIG. It is preferable that the protrusions 96a and 96b are formed so as to protrude and the bottom of the microfluidic chip 12 is held.

このように、第４実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｄでは、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂが第１〜第４端子１０２ａ〜１０４ｂを介してコネクタ部材８０に固定され、コネクタ部材８０を保持部材６３に固定したときに、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂがマイクロ流体チップ１２を押圧して電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂとマイクロ流体チップ１２との間がＯリング１００によりシールされる。従って、Ｏリング１００は、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂとマイクロ流体チップ１２との間の流体の供給及び吸入のインターフェースであり、第１端子１０２ａ及び第２端子１０２ｂは、コネクタ部材８０を介して電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂを保持部材６３に固定するためのインターフェースと、第３端子１０４ａ及び第４端子１０４ｂを介して外部の電源と電気的に接続される電力供給のインターフェースとを兼ね備えているので、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。   Thus, in the electroosmotic flow pump system 10D according to the fourth embodiment, the electroosmotic flow pumps 14a and 14b are fixed to the connector member 80 via the first to fourth terminals 102a to 104b, and the connector member 80 is held. When fixed to the member 63, the electroosmotic pumps 14a and 14b press the microfluidic chip 12, and the space between the electroosmotic pumps 14a and 14b and the microfluidic chip 12 is sealed by the O-ring 100. Accordingly, the O-ring 100 is a fluid supply / suction interface between the electroosmotic pumps 14 a and 14 b and the microfluidic chip 12, and the first terminal 102 a and the second terminal 102 b are connected via the connector member 80. It has both an interface for fixing the electroosmotic pumps 14a and 14b to the holding member 63 and a power supply interface electrically connected to an external power source via the third terminal 104a and the fourth terminal 104b. Therefore, the entire system can be further simplified.

また、上記した説明では、コネクタ部材８０に対してコネクタ９０を電気的に直接接続しているが、図１７に示すように、コネクタ部材８０から延在するケーブル９３ａ、９３ｂの先端部にプラグ９５ａ、９５ｂを設け、各プラグ９５ａ、９５ｂと、保持部材６３上面に設けられたソケット９７ａ、９７ｂとを電気的に接続してもよい。この場合、コネクタ９０は、保持部材６３に接続可能であり、ケーブル９２は、ソケット９７ａ、９７ｂと電気的に各々接続されている。   In the above description, the connector 90 is electrically connected directly to the connector member 80. However, as shown in FIG. 17, plugs 95a are attached to the distal ends of the cables 93a and 93b extending from the connector member 80. 95b, and the plugs 95a and 95b may be electrically connected to the sockets 97a and 97b provided on the upper surface of the holding member 63. In this case, the connector 90 can be connected to the holding member 63, and the cable 92 is electrically connected to the sockets 97a and 97b.

次に、第５実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｅについて、図１８及び図１９を参照しながら説明する。   Next, an electroosmotic pump system 10E according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS.

第５実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｅは、図１８及び図１９に示すように、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを保持部材６３内に収容し、該保持部材６３の底面側に形成された凹部１１８にマイクロ流体チップ１２を収容し、保持部材６３と押さえ部材１０６とでマイクロ流体チップ１２を狭持することにより該マイクロ流体チップ１２を固定保持する点で、第１〜第４実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ〜１０Ｄ（図１〜図１７参照）とは異なる。   As shown in FIGS. 18 and 19, the electroosmotic pump system 10 </ b> E according to the fifth embodiment houses the electroosmotic pumps 14 a to 14 d in the holding member 63 and is formed on the bottom surface side of the holding member 63. First to fourth embodiments in that the microfluidic chip 12 is accommodated in the recessed portion 118 and the microfluidic chip 12 is fixedly held by holding the microfluidic chip 12 between the holding member 63 and the pressing member 106. This is different from the electroosmotic pump systems 10A to 10D (see FIGS. 1 to 17) according to FIG.

この実施形態における電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの形状は、第４実施形態における電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂ（図１６参照）と略同様の構成であるが、マイクロ流体チップ１２側の外周面にポンプ本体２４の半径方向に突起１２６が突出形成され、且つ該突起１２６に第１端子１２２ａ及び第２端子１２２ｂが形成されている点で異なる。   The shapes of the electroosmotic flow pumps 14a to 14d in this embodiment are substantially the same as the electroosmotic flow pumps 14a and 14b (see FIG. 16) in the fourth embodiment, but on the outer peripheral surface on the microfluidic chip 12 side. A difference is that a protrusion 126 is formed to protrude in the radial direction of the pump body 24, and a first terminal 122 a and a second terminal 122 b are formed on the protrusion 126.

また、保持部材６３には、凹部１１８に連通する孔９４が形成され、該孔９４と凹部１１８とにより形成される段差部分に、各電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを収容可能な複数の孔１１４が各々形成されている。この場合、該孔１１４は、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの形状に対応した段差形状とされ、第１端子１２２ａ及び第２端子１２２ｂに対応して第３端子１２４ａ及び第４端子１２４ｂが各々形成されている。   The holding member 63 has a hole 94 communicating with the recess 118, and a plurality of holes 114 that can accommodate the electroosmotic pumps 14 a to 14 d in the stepped portion formed by the hole 94 and the recess 118. Are formed. In this case, the hole 114 has a step shape corresponding to the shape of the electroosmotic pumps 14a to 14d, and a third terminal 124a and a fourth terminal 124b are formed corresponding to the first terminal 122a and the second terminal 122b, respectively. Has been.

ここで、保持部材６３の底面側より孔１１４に電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを挿入すると、各電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄが各孔１１４内に収容され、各電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄにおける液溜め２６側の部分は、保持部材６３から上方に突出する。   Here, when the electroosmotic pumps 14a to 14d are inserted into the holes 114 from the bottom surface side of the holding member 63, the electroosmotic pumps 14a to 14d are accommodated in the holes 114, and the electroosmotic pumps 14a to 14d The portion on the liquid reservoir 26 side protrudes upward from the holding member 63.

次いで、保持部材６３の底面側より凹部１１８にマイクロ流体チップ１２を挿入し、さらに、押さえ部材１０６によりマイクロ流体チップ１２の底面の一部と保持部材６３の底面とを被覆する。この場合、押さえ部材１０６の中央部分には、マイクロ流体チップ１２の底面よりも小さな孔１１６が形成されているので、押さえ部材１０６をマイクロ流体チップ１２の底面に押し当てても、該マイクロ流体チップ１２が落下することはない。なお、この孔１１６は、マイクロ流体チップ１２における第２流路１８及び反応器２０内の流体を外部より光学的に観測するための窓として利用される。   Next, the microfluidic chip 12 is inserted into the recess 118 from the bottom surface side of the holding member 63, and further, a part of the bottom surface of the microfluidic chip 12 and the bottom surface of the holding member 63 are covered by the pressing member 106. In this case, since a hole 116 smaller than the bottom surface of the microfluidic chip 12 is formed in the central portion of the pressing member 106, even if the pressing member 106 is pressed against the bottom surface of the microfluidic chip 12, the microfluidic chip 12 does not fall. The hole 116 is used as a window for optically observing the fluid in the second flow path 18 and the reactor 20 in the microfluidic chip 12 from the outside.

次いで、ねじ１０８を押さえ部材１０６の孔１１０に貫通させ、該ねじ１０８と保持部材６３の孔１１２とを螺合すると、押さえ部材１０６は、マイクロ流体チップ１２を上方に押圧し、該マイクロ流体チップ１２は、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの突起１２６側を押圧する。これにより、突起１２６とガラス基板１６ｂとの間がＯリング１２０によってシールされると共に、第１端子１２２ａと第３端子１２４ａとが電気的に接続され、且つ第２端子１２２ｂと第４端子１２４ｂとが電気的に接続される。   Next, when the screw 108 is passed through the hole 110 of the pressing member 106 and the screw 108 and the hole 112 of the holding member 63 are screwed together, the pressing member 106 presses the microfluidic chip 12 upward, and the microfluidic chip. 12 presses the projection 126 side of the electroosmotic pumps 14a to 14d. As a result, the gap between the protrusion 126 and the glass substrate 16b is sealed by the O-ring 120, the first terminal 122a and the third terminal 124a are electrically connected, and the second terminal 122b and the fourth terminal 124b Are electrically connected.

このように、第５実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｅでは、押さえ部材１０６を用いてマイクロ流体チップ１２及び電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｂを押圧することにより、第３及び第４実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｃ、１０Ｄ（図１１〜図１７参照）と同様に、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｂ及びマイクロ流体チップ１２を固定するインターフェースと、電力供給に係るインターフェースと、マイクロ流体チップ１２に対する流体の供給及び吸入に係るインターフェースとを保持部材６３によって実現することができるので、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。   As described above, in the electroosmotic flow pump system 10E according to the fifth embodiment, the microfluidic chip 12 and the electroosmotic flow pumps 14a to 14b are pressed using the pressing member 106, whereby the third and fourth embodiments are achieved. Similarly to the electroosmotic flow pump systems 10C and 10D (see FIGS. 11 to 17), an interface for fixing the electroosmotic flow pumps 14a to 14b and the microfluidic chip 12, an interface for supplying power, and the microfluidic chip 12 Since the interface relating to the supply and suction of the fluid to and from the holding member 63 can be realized, the entire system can be further simplified.

次に、第６実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｆについて、図２０〜図２２を参照しながら説明する。   Next, an electroosmotic pump system 10F according to a sixth embodiment will be described with reference to FIGS.

第６実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｆは、図２０〜図２２に示すように、保持部材６３の上面側に形成された凹部７５をマイクロ流体チップ１２を収容する点で、第５実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｅ（図１８及び図１９参照）とは異なる。   As shown in FIGS. 20 to 22, the electroosmotic pump system 10 </ b> F according to the sixth embodiment is the fifth embodiment in that the concave portion 75 formed on the upper surface side of the holding member 63 accommodates the microfluidic chip 12. It differs from the electroosmotic pump system 10E (refer FIG.18 and FIG.19) which concerns on a form.

この場合、孔１１４は、保持部材６３の上面側（凹部７５側）で該凹部７５と連通するように形成され、凹部７５の深さは、マイクロ流体チップ１２を収容した際に該マイクロ流体チップ１２の上面と保持部材６３の上面とが面一となるように設定されている。   In this case, the hole 114 is formed so as to communicate with the concave portion 75 on the upper surface side (the concave portion 75 side) of the holding member 63, and the depth of the concave portion 75 is determined when the microfluidic chip 12 is accommodated. The upper surface of 12 and the upper surface of the holding member 63 are set to be flush with each other.

なお、図２１に示すように、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、排出口３４が上方となるように孔１１４内に収容されるので、液溜め２６は、保持部材６３の底面側に位置することになる。   As shown in FIG. 21, since the electroosmotic pumps 14 a to 14 d are accommodated in the hole 114 so that the discharge port 34 is upward, the liquid reservoir 26 is located on the bottom surface side of the holding member 63. It will be.

この場合、液溜め２６内の液体３８は、表面張力によって孔１１４に漏洩することはないが、該液体３８の蒸発や汚染を防止するために、液溜め２６の開口部分を蓋体４４で被覆し、さらに、孔１１４の底部側には、エア抜き孔４５に連通するエア抜き孔１２７が形成されている。また、排出口３４が上向きとなるので、マイクロ流体チップ１２は、ガラス基板１６ｂが保持部材６３の底面側となるように凹部７５内に収容される。   In this case, the liquid 38 in the liquid reservoir 26 does not leak into the hole 114 due to surface tension, but the opening portion of the liquid reservoir 26 is covered with a lid 44 in order to prevent the liquid 38 from evaporating or contaminating. Further, an air vent hole 127 communicating with the air vent hole 45 is formed on the bottom side of the hole 114. Further, since the discharge port 34 faces upward, the microfluidic chip 12 is accommodated in the recess 75 so that the glass substrate 16 b is on the bottom surface side of the holding member 63.

さらに、上記したエア抜き孔１２７の代わりに、図２２に示すように、保持部材６３を薄肉化して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの蓋体４４側を該保持部材６３の底面より下方に突出させても好ましい。   Furthermore, instead of the air vent hole 127 described above, as shown in FIG. 22, the holding member 63 is thinned so that the lid 44 side of the electroosmotic flow pumps 14 a to 14 d protrudes downward from the bottom surface of the holding member 63. Even preferable.

ここで、図２０及び図２１に示すように、各孔１１４に電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを各々収容し、且つマイクロ流体チップ１２を凹部７５に収容した後に、押さえ部材１０６を保持部材６３の上面及びマイクロ流体チップ１２におけるガラス基板１６ａ側の上面の一部を覆い、さらに、ねじ１０８を押さえ部材１０６の孔１１０に貫通させ、該ねじ１０８と保持部材６３の孔１１２とを螺合すると、押さえ部材１０６は、マイクロ流体チップ１２を押圧し、該マイクロ流体チップ１２は、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの突起１２６側を押圧する。これにより、突起１２６とガラス基板１６ｂとの間がＯリング１２０によってシールされると共に、第１端子１２２ａと第３端子１２４ａとが電気的に接続され、且つ第２端子１２２ｂと第４端子１２４ｂとが電気的に接続される。   Here, as shown in FIGS. 20 and 21, after the electroosmotic pumps 14 a to 14 d are accommodated in the holes 114 and the microfluidic chip 12 is accommodated in the recess 75, the pressing member 106 is attached to the holding member 63. Covering the upper surface and a part of the upper surface of the microfluidic chip 12 on the glass substrate 16a side, and further passing the screw 108 through the hole 110 of the pressing member 106 and screwing the screw 108 and the hole 112 of the holding member 63, The pressing member 106 presses the microfluidic chip 12, and the microfluidic chip 12 presses the protrusion 126 side of the electroosmotic pumps 14 a to 14 d. As a result, the gap between the protrusion 126 and the glass substrate 16b is sealed by the O-ring 120, the first terminal 122a and the third terminal 124a are electrically connected, and the second terminal 122b and the fourth terminal 124b Are electrically connected.

このように、第６実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｆにおいても、前述した第５実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｅ（図１８及び図１９参照）と同様の作用効果を奏することが可能となる。   Thus, also in the electroosmotic flow pump system 10F according to the sixth embodiment, the same operational effects as the electroosmotic flow pump system 10E (see FIGS. 18 and 19) according to the fifth embodiment described above can be obtained. It becomes possible.

次に、第７実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｇについて、図２３及び図２４を参照しながら説明する。   Next, an electroosmotic pump system 10G according to a seventh embodiment will be described with reference to FIGS.

第７実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｇは、保持部材６３の側部に電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの一部を挿入し、保持部材６３内に形成された連通路１３０を介して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの第１流路２２とマイクロ流体チップ１２の第２流路１８とを連通させる点で、第３〜第６実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｃ〜１０Ｆ（図１１〜図２２参照）とは異なる。   In the electroosmotic pump system 10G according to the seventh embodiment, a part of the electroosmotic pumps 14a to 14d is inserted into the side portion of the holding member 63, and electricity is supplied through the communication passage 130 formed in the holding member 63. The electroosmotic flow pump systems 10C to 10F according to the third to sixth embodiments in that the first flow path 22 of the osmotic flow pumps 14a to 14d and the second flow path 18 of the microfluidic chip 12 are communicated (FIG. 11). To FIG. 22).

この場合、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、第３実施形態に係る電気浸透流ポンプ１４（図１１及び図１２参照）と略同様の構成を有しているが、突起３５は存在せず、ポンプ本体２４の排出口３４寄りの外周面に突起１３２ａ、１３２ｂが半径方向に突出形成され、該突起１３２ａ、１３２ｂから保持部材６３の側部に向かってプラグ形状の第１端子１３４ａ及び第２端子１３４ｂが各々設けられている。   In this case, the electroosmotic flow pumps 14a to 14d have substantially the same configuration as the electroosmotic flow pump 14 according to the third embodiment (see FIGS. 11 and 12), but the protrusion 35 does not exist, Protrusions 132 a and 132 b are formed in a radially projecting manner on the outer peripheral surface of the pump body 24 near the discharge port 34, and the plug-shaped first terminal 134 a and second terminal are formed from the protrusions 132 a and 132 b toward the side of the holding member 63. 134b is provided.

一方、保持部材６３内には、凹部７５の底部と該保持部材６３の側部とを連通させる連通路１３０が形成され、該連通路１３０のうち前記側部は、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの排出口３４側が挿入可能となる大径部分とされている。   On the other hand, a communication passage 130 is formed in the holding member 63 to communicate the bottom portion of the recess 75 and the side portion of the holding member 63, and the side portion of the communication passage 130 has electroosmotic flow pumps 14 a to 14 d. The discharge port 34 side is a large-diameter portion that can be inserted.

そして、前記大径部分近傍には、第１端子１３４ａ及び第２端子１３４ｂに対向してソケット形状の第３端子１３６ａ及び第４端子１３６ｂが設けられている。   In the vicinity of the large-diameter portion, a socket-shaped third terminal 136a and a fourth terminal 136b are provided to face the first terminal 134a and the second terminal 134b.

ここで、連通路１３０の前記大径部分に電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを挿入すると、各電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄのうち排出口３４から突起１３２ａ、１３２ｂまでの部分が前記大径部分に収容され、排出口３４と連通路１３０とが連通する。また、第１端子１３４ａと第３端子１３６ａとが嵌合し、且つ第２端子１３４ｂと第４端子１３６ｂとが嵌合する。これにより、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、保持部材６３の側部に固定保持される。   Here, when the electroosmotic pumps 14a to 14d are inserted into the large-diameter portion of the communication passage 130, the portions from the discharge port 34 to the protrusions 132a and 132b of the electroosmotic pumps 14a to 14d become the large-diameter portion. The discharge port 34 and the communication path 130 communicate with each other. Further, the first terminal 134a and the third terminal 136a are fitted, and the second terminal 134b and the fourth terminal 136b are fitted. Thereby, the electroosmotic flow pumps 14 a to 14 d are fixed and held on the side portion of the holding member 63.

一方、凹部７５にガラス基板１６ｂが底面側となるようにマイクロ流体チップ１２を収容すると、連通孔３６と連通路１３０とが連通し、この結果、第１流路２２は、連通路１３０を介して第２流路１８と連通する。   On the other hand, when the microfluidic chip 12 is accommodated in the recess 75 so that the glass substrate 16b is on the bottom surface side, the communication hole 36 and the communication path 130 communicate with each other. As a result, the first flow path 22 passes through the communication path 130. To communicate with the second flow path 18.

このように、第７実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｇでは、保持部材６３にマイクロ流体チップ１２と電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとを各々収容し、保持部材６３内に形成された連通路１３０を介して第１流路２２と第２流路１８とを連通させるので、該電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、上記した第３〜第６実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｃ〜１０Ｇ（図１１〜図２２）の電気浸透流ポンプ１４、１４ａ〜１４ｄと同様の各インターフェースを具備することになり、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。   Thus, in the electroosmotic flow pump system 10G according to the seventh embodiment, the holding member 63 accommodates the microfluidic chip 12 and the electroosmotic flow pumps 14a to 14d, respectively, and the communication path formed in the holding member 63 Since the 1st flow path 22 and the 2nd flow path 18 are connected via 130, this electroosmotic flow pump 14a-14d is electroosmotic flow pump system 10C-10G which concerns on the above-mentioned 3rd-6th embodiment. Interfaces similar to those of the electroosmotic pumps 14 and 14a to 14d in FIGS. 11 to 22 are provided, and the entire system can be further simplified.

次に、第８実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｈについて、図２５及び図２６を参照しながら説明する。   Next, an electroosmotic pump system 10H according to an eighth embodiment will be described with reference to FIGS.

第８実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｈは、横置型の電気浸透流ポンプ１４をマイクロ流体チップ１２に直付した点で、第１及び第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ、１０Ｂ（図１〜図１０参照）とは異なる。   The electroosmotic pump system 10H according to the eighth embodiment is the electroosmotic pump system 10A according to the first and second embodiments in that the horizontal electroosmotic pump 14 is directly attached to the microfluidic chip 12. 10B (see FIGS. 1 to 10).

この場合、電気浸透流ポンプ１４は、第３及び第７実施形態に係る電気浸透流ポンプ１４、１４ａ〜１４ｄ（図１１、図１２、図２３及び図２４参照）と略同様の構成を有しているが、突起３５、１３２ａ、１３２ｂは存在せず、排出口３４と連通孔３６とをチューブ１４２で連結している。   In this case, the electroosmotic pump 14 has substantially the same configuration as the electroosmotic pumps 14, 14a to 14d (see FIGS. 11, 12, 23, and 24) according to the third and seventh embodiments. However, the projections 35, 132 a and 132 b do not exist, and the discharge port 34 and the communication hole 36 are connected by the tube 142.

すなわち、図２５において、電気浸透流ポンプ１４の底部には、該電気浸透流ポンプ１４をガラス基板１６ｂに固定するための突起１４０ａ、１４０ｂが形成され、チューブ１４２のガラス基板１６ｂ側はシール部材１４４でシールされている。   That is, in FIG. 25, protrusions 140a and 140b for fixing the electroosmotic flow pump 14 to the glass substrate 16b are formed at the bottom of the electroosmotic flow pump 14, and the glass substrate 16b side of the tube 142 is the sealing member 144. It is sealed with.

一方、図２６では、電気浸透流ポンプ１４の底部にプラグ形状の第１端子１５０ａ及び第２端子１５０ｂが形成され、ガラス基板１６ｂには第１端子１５０ａ及び第２端子１５０ｂに対向してソケット形状の第３端子１５２ａ及び第４端子１５２ｂが形成されている。この場合、第１端子１５０ａと第３端子１５２ａとが嵌合し、第２端子１５０ｂと第４端子１５２ｂとが嵌合すれば、電気浸透流ポンプ１４をマイクロ流体チップ１２に対して確実に固定することができると共に、図示しない電源から第１端子１５０ａ及び第３端子１５２ａを介して第１電極３０に一方の極性の電圧を印加し、前記電源から第２端子１５０ｂ及び第４端子１５２ｂを介して第２電極３２に他方の極性の電圧を印加することが可能となる。   On the other hand, in FIG. 26, the plug-shaped first terminal 150a and the second terminal 150b are formed at the bottom of the electroosmotic pump 14, and the glass substrate 16b has a socket shape facing the first terminal 150a and the second terminal 150b. The third terminal 152a and the fourth terminal 152b are formed. In this case, if the first terminal 150a and the third terminal 152a are fitted and the second terminal 150b and the fourth terminal 152b are fitted, the electroosmotic pump 14 is securely fixed to the microfluidic chip 12. In addition, a voltage of one polarity is applied to the first electrode 30 from a power source (not shown) via the first terminal 150a and the third terminal 152a, and the second power source 150b and the fourth terminal 152b are applied from the power source. Thus, it is possible to apply a voltage of the other polarity to the second electrode 32.

このように、第８実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｈでは、横置き型の電気浸透流ポンプ１４をマイクロ流体チップ１２に直付することにより、上記した第１及び第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ、１０Ｂ（図１〜図１０参照）における各インターフェースを実現することができ、この結果、システムの全体構成をさらに簡素化することができる。   As described above, in the electroosmotic flow pump system 10H according to the eighth embodiment, the horizontal type electroosmotic flow pump 14 is directly attached to the microfluidic chip 12 to thereby relate to the first and second embodiments described above. Each interface in the electroosmotic pump systems 10A and 10B (see FIGS. 1 to 10) can be realized, and as a result, the overall configuration of the system can be further simplified.

なお、本発明に係る電気浸透流ポンプシステム及び電気浸透流ポンプは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。   Of course, the electroosmotic pump system and the electroosmotic pump according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの斜視図である。It is a perspective view of the electroosmotic flow pump system concerning a 1st embodiment. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of FIG. 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the III-III line of FIG. 電気浸透材内における電気浸透現象を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the electroosmosis phenomenon in an electroosmotic material. 図５Ａは、図１の電気浸透流ポンプにおける駆動電圧と流量との関係を示すグラフであり、図５Ａは、図１の電気浸透流ポンプにおける圧力と流量との関係を示すグラフである。FIG. 5A is a graph showing the relationship between the drive voltage and the flow rate in the electroosmotic flow pump of FIG. 1, and FIG. 5A is a graph showing the relationship between the pressure and the flow rate in the electroosmotic pump of FIG. マイクロ流体チップに突起を形成し、該突起と電気浸透流ポンプの排出口とを嵌合させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which formed the processus | protrusion in the microfluidic chip and fitted this processus | protrusion and the discharge port of the electroosmotic flow pump. 第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの断面図である。It is sectional drawing of the electroosmotic flow pump system which concerns on 2nd Embodiment. 図７の第１端子及び第２端子を渦巻きばねに変更したことを示す斜視図である。It is the perspective view which shows having changed the 1st terminal and 2nd terminal of FIG. 7 into the spiral spring. 図７の第１端子及び第２端子を板ばねに変更したことを示す斜視図である。It is the perspective view which shows having changed the 1st terminal and 2nd terminal of FIG. 7 into the leaf | plate spring. 図７の第１〜第４端子をプラグとソケットとの嵌合構造に変更したことを示す斜視図である。It is the perspective view which shows having changed the 1st-4th terminal of FIG. 7 into the fitting structure of a plug and a socket. 第３実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the electroosmotic flow pump system which concerns on 3rd Embodiment. 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った要部断面図である。It is principal part sectional drawing along the XII-XII line | wire of FIG. 第４実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the electroosmotic flow pump system which concerns on 4th Embodiment. 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XIV-XIV line | wire of FIG. 図１４の保持部材の中央部分に孔を形成した場合を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the case where a hole is formed in the center part of the holding member of FIG. 図１３のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XVI-XVI line of FIG. コネクタ部材から延在するケーブルのプラグと保持部材のソケットとを電気的に接続することを示す斜視図である。It is a perspective view which shows connecting the plug of the cable extended from a connector member, and the socket of a holding member electrically. 第５実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the electroosmotic flow pump system which concerns on 5th Embodiment. 図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XIX-XIX line | wire of FIG. 第６実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the electroosmotic flow pump system concerning a 6th embodiment. 図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XXI-XXI line | wire of FIG. 電気浸透流ポンプの蓋体側を保持部材の底面から突出させた場合を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the case where the cover body side of an electroosmotic flow pump is made to protrude from the bottom face of a holding member. 第８実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの斜視図である。It is a perspective view of the electroosmotic flow pump system concerning an 8th embodiment. 図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XXIV-XXIV line of FIG. 第８実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの断面図である。It is sectional drawing of the electroosmotic flow pump system which concerns on 8th Embodiment. 図２５の突起部分を変更した断面図である。It is sectional drawing which changed the projection part of FIG. 従来技術に係る第１の方法を利用したポンプシステムの要部斜視図である。It is a principal part perspective view of the pump system using the 1st method concerning a prior art. 図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XXVIII-XXVIII line of FIG. パッケージングされたマイクロ流体チップの斜視図である。It is a perspective view of the packaged microfluidic chip. 図２９のＸＸＸ−ＸＸＸ線に沿った断面図である。FIG. 30 is a cross-sectional view taken along line XXX-XXX in FIG. 29. 従来技術に係る電気浸透流ポンプシステムの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the electroosmotic flow pump system based on a prior art. ダイヤフラム式のポンプを用いた従来技術に係るポンプシステムの断面図である。It is sectional drawing of the pump system which concerns on the prior art using the diaphragm type pump.

符号の説明Explanation of symbols

１０Ａ〜１０Ｈ…電気浸透流ポンプシステム
１２…マイクロ流体チップ １４、１４ａ〜１４ｄ…電気浸透流ポンプ
１６ａ、１６ｂ…ガラス基板 １８…第２流路
２０…反応器 ２２…第１流路
２４…ポンプ本体 ２６…液溜め
２８…電気浸透材 ３０…第１電極
３２…第２電極 ３４…排出口
１７、３５、８２ａ、８２ｂ、１２６、１３２ａ、１３２ｂ、１４０ａ、１４０ｂ…突起
３６…連通孔 ３８、４０…液体
４２…気体 ４４…蓋体
５４ａ、５８ａ、６０ａ、６２ａ、６５ａ、１０２ａ、１２２ａ、１３４ａ、１５０ａ…第１端子
５４ｂ、５８ｂ、６０ｂ、６２ｂ、６５ｂ、１０２ｂ、１２２ｂ、１３４ｂ、１５０ｂ…第２端子
５６ａ、６４ａ、６６ａ、１０４ａ、１２４ａ、１３６ａ、１５２ａ…第３端子
５６ｂ、６４ｂ、６６ｂ、１０４ｂ、１２４ｂ、１３６ｂ、１５２ｂ…第４端子
６３…保持部材 ６８、１４２…チューブ
７０、１０６…押さえ部材 ７５、１１８…凹部
８０…コネクタ部材 １００、１２０…Ｏリング
１１４…孔 １３０…連通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10A-10H ... Electroosmotic flow pump system 12 ... Microfluidic chip 14, 14a-14d ... Electroosmotic flow pumps 16a, 16b ... Glass substrate 18 ... 2nd flow path 20 ... Reactor 22 ... 1st flow path 24 ... Pump main body 26 ... Liquid reservoir 28 ... Electroosmotic material 30 ... First electrode 32 ... Second electrode 34 ... Discharge port 17, 35, 82a, 82b, 126, 132a, 132b, 140a, 140b ... Protrusion 36 ... Communication hole 38, 40 ... Liquid 42 ... Gas 44 ... Lids 54a, 58a, 60a, 62a, 65a, 102a, 122a, 134a, 150a ... First terminals 54b, 58b, 60b, 62b, 65b, 102b, 122b, 134b, 150b ... Second terminals 56a, 64a, 66a, 104a, 124a, 136a, 152a ... third terminals 56b, 64b, 66b, 104b 124b, 136b, 152b ... fourth terminal 63 ... holding member 68,142 ... tube 70,106 ... holding member 75,118 ... recess 80 ... connector member 100, 120 ... O-ring 114 ... hole 130 ... communicating passage

Claims (14)

第１流路内に設けられた電気浸透材と、前記電気浸透材の上流側に配置された第１電極と、前記電気浸透材の下流側に配置された第２電極とを有し、前記第２電極の下流側に排出口が形成された電気浸透流ポンプと、
第２流路が形成されたマイクロ流体チップと、
を備え、
前記電気浸透流ポンプの外周面には、前記マイクロ流体チップに前記電気浸透流ポンプを取付する取付部が設けられ、
前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップに取付されたときに、前記第１流路は、前記排出口を介して前記第２流路と連通すると共に、前記第１流路と前記第２流路との間の流体の漏洩が阻止される
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。 An electroosmotic material provided in the first flow path; a first electrode disposed upstream of the electroosmotic material; and a second electrode disposed downstream of the electroosmotic material; An electroosmotic pump having an outlet formed downstream of the second electrode;
A microfluidic chip in which a second flow path is formed;
With
A mounting portion for mounting the electroosmotic flow pump to the microfluidic chip is provided on the outer peripheral surface of the electroosmotic flow pump,
When the electroosmotic flow pump is attached to the microfluidic chip via the attachment portion, the first flow path communicates with the second flow path via the discharge port, and the first flow An electroosmotic pump system characterized in that leakage of fluid between a passage and the second flow path is prevented. 請求項１記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記取付部は、前記マイクロ流体チップに向かい突出形成され且つ前記第２流路に嵌合可能な突起、又は前記マイクロ流体チップに対向して形成され且つ前記マイクロ流体チップに嵌合可能な凹部を有し、
該突起内又は前記凹部内には、前記排出口が形成されている
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。 The electroosmotic pump system according to claim 1,
The mounting portion includes a protrusion that is formed to project toward the microfluidic chip and can be fitted into the second flow path, or a recess that is formed to face the microfluidic chip and can be fitted to the microfluidic chip. Have
The electroosmotic pump system, wherein the discharge port is formed in the protrusion or the recess. 請求項１又は２記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記取付部は、前記第１電極と電気的に接続される第１端子と、前記第２電極と電気的に接続される第２端子とをさらに有し、
前記マイクロ流体チップ表面には、前記第１端子に対向する第３端子と、前記第２端子に対向する第４端子とが各々形成され、
前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップに取付されたときに、前記第１端子と前記第３端子とが接続され、且つ前記第２端子と前記第４端子とが接続される
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。 The electroosmotic pump system according to claim 1 or 2,
The mounting portion further includes a first terminal electrically connected to the first electrode, and a second terminal electrically connected to the second electrode,
A third terminal facing the first terminal and a fourth terminal facing the second terminal are formed on the surface of the microfluidic chip,
When the electroosmotic pump is attached to the microfluidic chip via the attachment portion, the first terminal and the third terminal are connected, and the second terminal and the fourth terminal are connected. An electroosmotic flow pump system characterized by being made. 第１流路内に設けられた電気浸透材と、前記電気浸透材の上流側に配置された第１電極と、前記電気浸透材の下流側に配置された第２電極とを有し、前記第２電極の下流側に排出口が形成された電気浸透流ポンプと、
第２流路が形成されたマイクロ流体チップと、
該マイクロ流体チップ及び前記電気浸透流ポンプを保持する保持部材と、
を備え、
前記電気浸透流ポンプの外周面には、少なくとも前記保持部材に前記電気浸透流ポンプを取付する取付部が設けられ、
前記マイクロ流体チップが前記保持部材に取付され且つ前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付されたときに、前記第１流路は、前記排出口を介して前記第２流路と連通すると共に、前記第１流路と前記第２流路との間の流体の漏洩が阻止される
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。 An electroosmotic material provided in the first flow path; a first electrode disposed upstream of the electroosmotic material; and a second electrode disposed downstream of the electroosmotic material; An electroosmotic pump having an outlet formed downstream of the second electrode;
A microfluidic chip in which a second flow path is formed;
A holding member for holding the microfluidic chip and the electroosmotic flow pump;
With
The outer peripheral surface of the electroosmotic flow pump is provided with an attachment portion for attaching the electroosmotic flow pump to at least the holding member,
When the microfluidic chip is attached to the holding member and the electroosmotic pump is attached to the holding member via the attachment portion, the first flow path is connected to the second via the discharge port. An electroosmotic pump system, wherein the electroosmotic pump system is configured to communicate with a flow path and to prevent leakage of fluid between the first flow path and the second flow path. 請求項４記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記取付部は、前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、
前記マイクロ流体チップ表面には、前記第１端子と接続可能な第３端子と、前記第２端子と接続可能な第４端子とが各々形成され、
前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付された場合に、前記第１端子と前記第３端子とが接続され、且つ前記第２端子と前記第４端子とが接続される
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。 The electroosmotic pump system according to claim 4,
The mounting portion includes a first terminal electrically connected to the first electrode, and a second terminal electrically connected to the second electrode,
A third terminal connectable to the first terminal and a fourth terminal connectable to the second terminal are formed on the surface of the microfluidic chip,
When the electroosmotic flow pump is attached to the holding member via the attachment portion, the first terminal and the third terminal are connected, and the second terminal and the fourth terminal are connected. An electroosmotic pump system characterized by 請求項４記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対向して配置され且つ前記排出口を囲曉するシール部材と、前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、
前記電気浸透流ポンプは、前記第１端子に接続可能な第３端子と前記第２端子に接続可能な第４端子とを有する電気接続部材を介して前記保持部材に保持され、
前記電気接続部材が前記保持部材に固定されたときに、前記電気接続部材は、前記電気浸透流ポンプを介して前記マイクロ流体チップを押圧し、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間をシールする
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。 The electroosmotic pump system according to claim 4,
The attachment portion is disposed opposite to the microfluidic chip and surrounds the discharge port; a first terminal electrically connected to the first electrode; and an electrical connection to the second electrode A second terminal connected to the
The electroosmotic flow pump is held by the holding member via an electric connection member having a third terminal connectable to the first terminal and a fourth terminal connectable to the second terminal,
When the electrical connection member is fixed to the holding member, the electrical connection member presses the microfluidic chip through the electroosmotic flow pump, and the seal member includes the electroosmotic flow pump and the micro An electroosmotic pump system characterized by sealing between the fluid chip. 請求項４記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対向して配置され且つ前記排出口を囲曉するシール部材と、前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、
前記保持部材には、前記マイクロ流体チップを収容する凹部と、該凹部に連通し且つ前記電気浸透流ポンプを収容する孔部と、該孔部に前記電気浸透流ポンプを収容したときに前記第１端子と電気的に接続される第３端子及び前記第２端子と電気的に接続される第４端子とが各々形成され、
前記孔部に前記電気浸透流ポンプを収容し且つ前記凹部に前記マイクロ流体チップを収容したときに、前記マイクロ流体チップは、前記保持部材と押さえ部材とによって狭持され、
前記押さえ部材が前記マイクロ流体チップを介して前記電気浸透流ポンプを押圧することにより、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間をシールする
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。 The electroosmotic pump system according to claim 4,
The attachment portion is disposed opposite to the microfluidic chip and surrounds the discharge port; a first terminal electrically connected to the first electrode; and an electrical connection to the second electrode A second terminal connected to the
The holding member includes a recess for accommodating the microfluidic chip, a hole communicating with the recess and accommodating the electroosmotic flow pump, and the first electrode when the electroosmotic flow pump is accommodated in the hole. A third terminal electrically connected to one terminal and a fourth terminal electrically connected to the second terminal are each formed;
When the electroosmotic flow pump is accommodated in the hole and the microfluidic chip is accommodated in the recess, the microfluidic chip is sandwiched between the holding member and the pressing member,
The electroosmosis device is characterized in that the pressing member presses the electroosmotic flow pump through the microfluidic chip so that the seal member seals between the electroosmotic flow pump and the microfluidic chip. Flow pump system. 請求項４記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記取付部は、前記保持部材に対向して配置され且つ前記排出口を囲曉するシール部材と、前記保持部材に対向し且つ前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記保持部材に対向し且つ前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、
前記保持部材には、前記マイクロ流体チップを収容する凹部と、前記電気浸透流ポンプの前記排出口側を収容し且つ前記凹部に接続される連通路と、前記第１端子と嵌合可能な第３端子と、前記第２端子と嵌合可能な第４端子とが各々形成され、
前記電気浸透流ポンプの前記排出口側が前記連通路に収容され且つ前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付されたときに、前記第１端子と前記第３端子とが接続され、且つ前記第２端子と前記第４端子とが接続されると共に、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記保持部材との間をシールする
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。 The electroosmotic pump system according to claim 4,
The mounting portion is disposed facing the holding member and surrounds the discharge port; a first terminal facing the holding member and electrically connected to the first electrode; A second terminal facing the holding member and electrically connected to the second electrode;
The holding member includes a concave portion that accommodates the microfluidic chip, a communication passage that accommodates the discharge port side of the electroosmotic flow pump and is connected to the concave portion, and a first fitting that can be fitted to the first terminal. 3 terminals and a fourth terminal that can be fitted to the second terminal are formed,
When the discharge port side of the electroosmotic flow pump is accommodated in the communication path and the electroosmotic flow pump is attached to the holding member via the attachment portion, the first terminal and the third terminal are The electroosmotic pump system is characterized in that the second terminal and the fourth terminal are connected, and the seal member seals between the electroosmotic pump and the holding member. . 請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記第１流路には、外部から供給された液体を充填する液溜めが設けられている
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。 The electroosmotic pump system according to any one of claims 1 to 8,
An electroosmotic pump system, wherein the first flow path is provided with a liquid reservoir filled with a liquid supplied from the outside. 請求項９記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記液溜めは、その開口部分を介して前記液体が充填され、
前記開口部分は、蓋体で被覆される
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。 The electroosmotic pump system according to claim 9,
The liquid reservoir is filled with the liquid through its opening,
The opening portion is covered with a lid. An electroosmotic pump system, wherein: 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記排出口から前記第２流路までの空間の容積ｖが１０［ｎｌ］＜ｖ＜１０［μｌ］であるか、あるいは、前記排出口から前記第２流路までの距離が５［μｍ］以上で且つ５０［ｍｍ］以下である
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。 The electroosmotic pump system according to any one of claims 1 to 10,
The volume v of the space from the outlet to the second channel is 10 [nl] <v <10 [μl], or the distance from the outlet to the second channel is 5 [μm]. The electroosmotic flow pump system, which is at least 50 [mm]. 第１流路内に設けられた電気浸透材と、前記電気浸透材の上流側に配置された第１電極と、前記電気浸透材の下流側に配置された第２電極とを有し、前記第２電極の下流側に排出口が形成された電気浸透流ポンプであって、
前記電気浸透流ポンプの外周面には、マイクロ流体チップに対して該電気浸透流ポンプを取付するか、あるいは、前記マイクロ流体チップを保持する保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを取付するための取付部が設けられ、
前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップ又は前記保持部材に取付されたときに、前記第１流路は、前記排出口を介して前記マイクロ流体チップ内に形成された第２流路と連通し、前記取付部は、前記第１流路と前記第２流路との間の流体の漏洩を阻止する
ことを特徴とする電気浸透流ポンプ。 An electroosmotic material provided in the first flow path; a first electrode disposed upstream of the electroosmotic material; and a second electrode disposed downstream of the electroosmotic material; An electroosmotic pump having a discharge port formed downstream of the second electrode,
To attach the electroosmotic flow pump to the microfluidic chip on the outer peripheral surface of the electroosmotic flow pump or to attach the electroosmotic flow pump to the holding member that holds the microfluidic chip The mounting part is provided,
When the electroosmotic flow pump is attached to the microfluidic chip or the holding member via the attachment portion, the first flow path is formed in the microfluidic chip via the discharge port. An electroosmotic pump characterized in that the attachment portion communicates with two flow paths, and the attachment portion prevents leakage of fluid between the first flow path and the second flow path. 請求項１２記載の電気浸透流ポンプにおいて、
前記第１流路には、外部から供給された液体を充填する液溜めが設けられている
ことを特徴とする電気浸透流ポンプ。 The electroosmotic pump according to claim 12,
An electroosmotic pump, wherein the first flow path is provided with a liquid reservoir filled with a liquid supplied from the outside. 請求項１３記載の電気浸透流ポンプにおいて、
前記液溜めは、その開口部分を介して前記液体が充填され、
前記開口部分は、蓋体で被覆される
ことを特徴とする電気浸透流ポンプ。 The electroosmotic pump according to claim 13,
The liquid reservoir is filled with the liquid through its opening,
The opening portion is covered with a lid body.
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