JP2023109022A - Microchannel device, channel system and particle introduction method - Google Patents

Abstract

To provide a microchannel device, a channel system and a particle introduction method, enabling particles to be introduced into a main channel at a uniform density.SOLUTION: A microchannel device 10 includes a substrate 11, a first inlet 12 formed in the substrate 11, a first outlet 14 formed in the substrate 11, a main channel 20 connecting the first inlet 12 to the first outlet 14, and a second inlet 13 formed in the substrate 11. The second inlet 13 lies at a given position along the main channel 20.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、マイクロ流路デバイス、流路システム及び粒子導入方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a microfluidic device, a flow path system, and a particle introduction method.

従来から、マイクロ流路デバイスを用いて、細胞分析等の分析を行うことが知られている（例えば特許文献１）。このようなマイクロ流路デバイスには、合流や分岐のある流路及び試料導入孔が形成されている。マイクロ流路デバイスの流路内に粒子を含む液体を流すことにより、粒子の反応や分離、分析等を行うことが可能である。このようなマイクロ流路デバイスを用いることにより、試料の微量化、反応や分析の効率化を図ることができる。 BACKGROUND ART Conventionally, it is known to perform analysis such as cell analysis using a microfluidic device (for example, Patent Document 1). In such a microfluidic device, flow paths with confluences and branches and sample introduction holes are formed. Particles can be reacted, separated, analyzed, and the like by flowing a liquid containing particles in the channel of the microfluidic device. By using such a microfluidic device, it is possible to reduce the amount of sample and improve the efficiency of reaction and analysis.

特開２０１４－３２０９７号公報JP 2014-32097 A

ところで、マイクロ流路デバイスに対してチューブ等を介して流体に分散させた粒子を導入する際、チューブと粒子の間には摩擦力や重力、ファンデルワールス力等に起因した吸着力が発生する。粒子を流すためには、各種吸着力を超える力を粒子に加える必要があり、液体の流速を速くする必要がある。特に大きい粒子（例えば直径０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下程度の粒子）を分散した液体を導入する場合には強い力が必要となる。一方、マイクロ流路デバイスへの液体の導入に用いられるチューブ等は流路よりも断面積が大きい。このため、液体の流量を、粒子を導入するのに十分な流速を確保できる流量とした場合、断面積が小さい流路内では非常に速い流速となってしまう。 By the way, when particles dispersed in a fluid are introduced into a microfluidic device through a tube or the like, an adsorptive force is generated between the tube and the particles due to frictional force, gravity, van der Waals force, and the like. . In order to make the particles flow, it is necessary to apply a force that exceeds various adsorption forces to the particles, and it is necessary to increase the flow velocity of the liquid. Especially when introducing a liquid in which large particles (for example, particles having a diameter of about 0.1 mm or more and 1 mm or less) are dispersed, a strong force is required. On the other hand, a tube or the like used for introducing liquid into the microfluidic device has a larger cross-sectional area than the flow path. For this reason, when the flow rate of the liquid is set to a flow rate that can ensure a sufficient flow rate to introduce the particles, the flow rate becomes extremely high in the flow channel with a small cross-sectional area.

これに対して、速い流速で流路に粒子を導入することと、流路内で遅い流速で液体を流すことを順次繰り返すことが考えられる。しかしながら、この方法を用いた場合、遅い流速で流している間は、粒子がチューブ等に吸着し、導入されないため、流路内へ導入される粒子の濃度を均一にすることが難しくなるおそれがある。 On the other hand, it is conceivable to successively repeat introducing particles into the channel at a high flow rate and flowing liquid in the channel at a low flow rate. However, when this method is used, the particles are adsorbed to the tube or the like and are not introduced while the flow is running at a slow flow rate, so it may be difficult to make the concentration of the particles introduced into the flow path uniform. be.

本開示は、主流路内に粒子を均一な濃度で導入することが可能な、マイクロ流路デバイス、流路システム及び粒子導入方法を提供する。 The present disclosure provides a microfluidic device, a flow path system, and a particle introduction method capable of introducing particles into the main flow path at a uniform concentration.

本実施の形態によるマイクロ流路デバイスは、基材と、前記基材に形成された第１流入口と、前記基材に形成された第１流出口と、前記第１流入口と前記第１流出口とを結ぶ主流路と、前記基材に形成された第２流入口と、を備え、前記第２流入口は、前記主流路の途中に位置する。 The microfluidic device according to the present embodiment includes a substrate, a first inlet formed in the substrate, a first outlet formed in the substrate, the first inlet and the first and a second inlet formed in the substrate, wherein the second inlet is positioned in the middle of the main flow path.

本実施の形態によるマイクロ流路デバイスにおいて、前記基材に形成された第２流出口を更に備え、前記第２流出口は、前記主流路の途中に位置してもよい。 The microfluidic device according to this embodiment may further include a second outlet formed in the base material, and the second outlet may be positioned in the middle of the main flow path.

本実施の形態によるマイクロ流路デバイスにおいて、前記主流路は、互いに並列に設けられた第１分岐流路と第２分岐流路とを有し、前記第１部分流路及び前記第２部分流路は、下流側合流部において互いに合流し、前記第１分岐流路及び前記第２分岐流路には、それぞれ前記第２流入口が位置してもよい。 In the microchannel device according to this embodiment, the main channel has a first branch channel and a second branch channel provided in parallel, and the first partial channel and the second partial channel The paths may merge with each other at a downstream junction, and the second inlet may be positioned in each of the first branched flow path and the second branched flow path.

本実施の形態によるマイクロ流路デバイスにおいて、前記主流路は、互いに並列に設けられた第１分岐流路と第２分岐流路とを有し、前記第１分岐流路及び前記第２分岐流路は、下流側合流部において互いに合流し、前記第１分岐流路及び前記第２分岐流路には、それぞれ前記第２流入口が位置してもよい。 In the microchannel device according to this embodiment, the main channel has a first branched channel and a second branched channel provided in parallel, and the first branched channel and the second branched channel The paths may merge with each other at a downstream junction, and the second inlet may be positioned in each of the first branched flow path and the second branched flow path.

本実施の形態によるマイクロ流路デバイスにおいて、前記第１分岐流路と前記第２分岐流路とが、上流側分岐部において分岐し、前記上流側分岐部には、前記第１流入口が位置してもよい。 In the microchannel device according to the present embodiment, the first branch channel and the second branch channel are branched at an upstream branch portion, and the first inlet is located at the upstream branch portion. You may

本実施の形態によるマイクロ流路デバイスにおいて、前記第１分岐流路及び前記第２分岐流路には、それぞれ前記第１流入口が位置してもよい。 In the microfluidic device according to this embodiment, the first inlet may be located in each of the first branch channel and the second branch channel.

本実施の形態によるマイクロ流路デバイスにおいて、前記主流路に、前記主流路の他の部分よりも断面積が広げられた拡張部が形成されていてもよい。 In the microfluidic device according to the present embodiment, the main channel may be formed with an extension having a cross-sectional area larger than that of other portions of the main channel.

本実施の形態による流路システムは、本実施の形態によるマイクロ流路デバイスと、前記マイクロ流路デバイスの前記第１流入口に接続された第１流入管と、前記マイクロ流路デバイスの前記第１流出口に接続された第１流出管と、前記マイクロ流路デバイスの前記第２流入口に接続された第２流入管と、を備え、前記第１流入管の断面積及び前記第２流入管の断面積は、それぞれ前記マイクロ流路デバイスの前記主流路の最大断面積よりも大きい。 The channel system according to this embodiment includes the microchannel device according to this embodiment, a first inflow pipe connected to the first inlet of the microchannel device, and the first inlet of the microchannel device. A first outflow pipe connected to one outflow port and a second inflow pipe connected to the second inflow port of the microfluidic device, wherein the cross-sectional area of the first inflow pipe and the second inflow The cross-sectional areas of the tubes are each larger than the maximum cross-sectional area of the main channel of the microfluidic device.

本実施の形態による流路システムは、基材と、前記基材に形成された第１流入口と、前記基材に形成された第１流出口と、前記第１流入口と前記第１流出口とを結ぶ主流路と、を有する、マイクロ流路デバイスと、前記マイクロ流路デバイスの前記第１流入口に接続された第１流入管と、前記マイクロ流路デバイスの前記第１流出口に接続された第１流出管と、前記第１流入口に接続された第２流入管と、を備え、前記第１流入管の断面積及び前記第２流入管の断面積は、それぞれ前記マイクロ流路デバイスの前記主流路の最大断面積よりも大きい。 The channel system according to the present embodiment includes a substrate, a first inlet formed in the substrate, a first outlet formed in the substrate, the first inlet and the first flow. a first inflow pipe connected to the first inlet of the microfluidic device; and a first outlet of the microfluidic device. a connected first outflow tube and a second inflow tube connected to the first inlet, wherein the cross-sectional area of the first inflow tube and the cross-sectional area of the second inflow tube are each the micro-flow larger than the maximum cross-sectional area of said main channel of the channel device.

本実施の形態による粒子導入方法は、本実施の形態によるマイクロ流路デバイスに粒子を導入する粒子導入方法であって、前記粒子を含む第２流体を、前記第２流入口から前記主流路に第２流速で導入する工程と、第１流体を、前記第１流入口から前記主流路に第１流速で導入する工程と、を備え、前記第２流速は、前記第１流速よりも速い。 A particle introduction method according to the present embodiment is a particle introduction method for introducing particles into the microchannel device according to the present embodiment, wherein a second fluid containing the particles is introduced from the second inlet into the main channel. introducing at a second flow rate; and introducing a first fluid from the first inlet into the main flow path at the first flow rate, wherein the second flow rate is greater than the first flow rate.

本実施の形態によれば、主流路内に粒子を均一な濃度で導入できる。 According to this embodiment, particles can be introduced into the main flow channel at a uniform concentration.

図１は、一実施の形態による流路システムを示す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a channel system according to one embodiment. 図２は、一実施の形態によるマイクロ流路デバイスを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a microfluidic device according to one embodiment. 図３は、一実施の形態によるマイクロ流路デバイスを示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a microfluidic device according to one embodiment. 図４（ａ）－（ｅ）は、一実施の形態によるマイクロ流路デバイスへの粒子の導入方法を示す概略断面図である。4A to 4E are schematic cross-sectional views showing a method of introducing particles into a microfluidic device according to one embodiment. 図５は、第１変形例によるマイクロ流路デバイスを示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a microfluidic device according to a first modified example. 図６は、第１変形例によるマイクロ流路デバイスを示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a microfluidic device according to a first modified example. 図７は、第２変形例によるマイクロ流路デバイスを示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a microfluidic device according to a second modified example. 図８は、第３変形例によるマイクロ流路デバイスを示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a microfluidic device according to a third modified example. 図９は、第４変形例によるマイクロ流路デバイスを示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing a microfluidic device according to a fourth modification. 図１０は、第５変形例による流路システムを示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a channel system according to a fifth modification.

以下、図面を参照しながら各実施の形態について具体的に説明する。以下に示す各図は、模式的に示したものである。そのため、各部の大きさ、形状は理解を容易にするために、適宜誇張している。また、技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。なお、以下に示す各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。また、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名は、実施の形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用できる。本明細書において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば平行や直交、垂直等の用語については、厳密に意味するところに加え、実質的に同じ状態も含む。また、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明する場合があるが、上下方向が逆転してもよい。 Hereinafter, each embodiment will be specifically described with reference to the drawings. Each figure shown below is shown typically. Therefore, the size and shape of each part are appropriately exaggerated for easy understanding. In addition, it is possible to modify and implement as appropriate without departing from the technical idea. In addition, in each figure shown below, the same code|symbol is attached|subjected to the same part and detailed description may be partially abbreviate|omitted. In addition, numerical values such as dimensions and material names of each member described in this specification are examples as an embodiment, and are not limited to these, and can be appropriately selected and used. In this specification, terms specifying shapes and geometrical conditions, such as parallel, orthogonal, perpendicular, etc., not only have strict meanings but also include substantially the same states. Also, for convenience of explanation, the terms "upper" and "lower" may be used, but the up-down direction may be reversed.

本明細書において、ある部材又はある領域等のある構成が、他の部材又は他の領域等の他の構成の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限り、他の構成の直上（又は直下）にある場合に限らない。ある部材又はある領域等のある構成が、他の部材又は他の領域等の他の構成の「上に（又は下に）」あるとは、他の構成の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。 As used herein, when a feature, such as a member or region, is "above (or below)" another feature, such as another member or region, unless otherwise specified, It is not limited to being directly above (or directly below) another configuration. A configuration, such as a member or region, is “above (or below)” another configuration, such as another member or region, when above (or below) another configuration. Including cases where the constituent elements of are included.

図１乃至図３を参照して、本実施の形態による流路システム及びマイクロ流路デバイスの構成について説明する。図１は、本実施の形態による流路システム５０の全体を示す概略斜視図である。図２は、本実施の形態によるマイクロ流路デバイス１０を示す平面図である。図３は、本実施の形態によるマイクロ流路デバイス１０の概略断面図である。 Configurations of a channel system and a microchannel device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the entire channel system 50 according to this embodiment. FIG. 2 is a plan view showing the microfluidic device 10 according to this embodiment. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the microfluidic device 10 according to this embodiment.

図１乃至図３に示すように、本実施の形態による流路システム５０は、マイクロ流路デバイス１０と、第１流入管５２と、第２流入管５３と、第１流出管５４と、を備える。 As shown in FIGS. 1 to 3, a channel system 50 according to the present embodiment includes a microchannel device 10, a first inflow pipe 52, a second inflow pipe 53, and a first outflow pipe 54. Prepare.

このうちマイクロ流路デバイス１０は、基材１１と、第１流入口１２と、第２流入口１３と、主流路２０と、第１流出口１４と、を備える。第１流入口１２、第１流出口１４、主流路２０及び第２流入口１３は、それぞれ基材１１に形成されている。主流路２０は、第１流入口１２と第１流出口１４とを結ぶ。第２流入口１３は、主流路２０の途中であって、第１流入口１２と第１流出口１４との間に位置する。なお、マイクロ流路デバイス１０の詳細は後述する。 Among these, the microfluidic device 10 includes a substrate 11 , a first inlet 12 , a second inlet 13 , a main channel 20 , and a first outlet 14 . The first inlet 12 , the first outlet 14 , the main flow path 20 and the second inlet 13 are each formed in the base material 11 . The main flow path 20 connects the first inlet 12 and the first outlet 14 . The second inlet 13 is located in the middle of the main flow path 20 and between the first inlet 12 and the first outlet 14 . Details of the microfluidic device 10 will be described later.

第１流入管５２は、マイクロ流路デバイス１０の第１流入口１２に接続されている。第２流入管５３は、マイクロ流路デバイス１０の第２流入口１３に接続されている。第１流出管５４は、マイクロ流路デバイス１０の第１流出口１４に接続されている。第１流入管５２の断面積及び第２流入管５３の断面積は、それぞれマイクロ流路デバイス１０の主流路２０の最大断面積よりも大きい。 The first inflow pipe 52 is connected to the first inflow port 12 of the microfluidic device 10 . The second inflow pipe 53 is connected to the second inflow port 13 of the microfluidic device 10 . The first outflow tube 54 is connected to the first outflow port 14 of the microfluidic device 10 . The cross-sectional area of the first inflow tube 52 and the cross-sectional area of the second inflow tube 53 are each larger than the maximum cross-sectional area of the main channel 20 of the microfluidic device 10 .

図１を参照して、流路システム５０の構成の詳細について更に説明する。 The details of the configuration of the channel system 50 will be further described with reference to FIG.

第１流入管５２は、一端がマイクロ流路デバイス１０の第１流入口１２に接続され、他端が第１貯留部５６に接続されている。第１流入管５２は、第１貯留部５６に貯留された第１流体Ｆ１をマイクロ流路デバイス１０の第１流入口１２に送り込む。第１貯留部５６は、液体等の第１流体Ｆ１を貯留する。第１貯留部５６は、タンクであっても良い。第１貯留部５６に貯留される第１流体Ｆ１には、粒子Ｐが含まれない。このような第１流体Ｆ１は、例えば、細胞培養液、培地等の培養液であっても良い。第１流入管５２の内径は、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であっても良い。第１流入管５２の断面積は、０．１９ｍｍ^２以上２０ｍｍ^２以下であっても良い。第１流入管５２としては、シリコーンチューブ、テフロン（登録商標）チューブ等の可撓性をもつチューブを用いても良い。 The first inflow pipe 52 has one end connected to the first inflow port 12 of the microfluidic device 10 and the other end connected to the first reservoir 56 . The first inflow pipe 52 feeds the first fluid F1 stored in the first storage part 56 to the first inflow port 12 of the microfluidic device 10 . The first storage part 56 stores a first fluid F1 such as liquid. The first reservoir 56 may be a tank. The particles P are not contained in the first fluid F1 stored in the first storage portion 56 . Such a first fluid F1 may be, for example, a culture medium such as a cell culture medium or medium. The inner diameter of the first inflow pipe 52 may be 0.5 mm or more and 5 mm or less. The cross-sectional area of the first inflow pipe 52 may be 0.19 mm ² or more and 20 mm ² or less. As the first inflow pipe 52, a flexible tube such as a silicone tube or a Teflon (registered trademark) tube may be used.

第１流入管５２の途中には、第１バルブ５７が設けられる。第１バルブ５７は、第１流入管５２による第１流体Ｆ１の送液の有無を切り換えたり、第１流入管５２を流れる第１流体Ｆ１の流量を調整したりする役割を果たす。第１流入管５２の途中には、更に第１監視装置５８が設けられる。第１監視装置５８は、第１流入管５２を流れる第１流体Ｆ１を監視する。具体的には、第１監視装置５８としては、流量センサ、気泡センサ等を用いても良い。第１監視装置５８は、第１バルブ５７よりも第１流入口１２に近い位置に配置することが好ましい。 A first valve 57 is provided in the middle of the first inflow pipe 52 . The first valve 57 plays a role of switching whether or not the first fluid F1 is sent through the first inflow pipe 52 and adjusting the flow rate of the first fluid F1 flowing through the first inflow pipe 52 . A first monitoring device 58 is further provided in the middle of the first inflow pipe 52 . A first monitoring device 58 monitors the first fluid F1 flowing through the first inflow pipe 52 . Specifically, as the first monitoring device 58, a flow rate sensor, an air bubble sensor, or the like may be used. The first monitoring device 58 is preferably arranged at a position closer to the first inlet 12 than the first valve 57 is.

第１貯留部５６には、第１送液装置５９が取り付けられている。第１送液装置５９は、第１貯留部５６からの第１流体Ｆ１を、第１流入管５２を介して第１流入口１２に送り込む。第１送液装置５９としては、第１貯留部５６内の圧力を高めることにより、第１貯留部５６内の第１流体Ｆ１を第１流入管５２に送り込む加圧ポンプであっても良い。あるいは、第１送液装置５９は、第１流入管５２に設けられたペリスタポンプ（登録商標）であっても良い。あるいは、第１送液装置５９は、シリンジポンプであっても良い。この場合、第１貯留部５６が、シリンジポンプのシリンジであっても良い。なお、第１送液装置５９を設けることなく、後述する第３貯留部６５側に流体吸引装置を設け、この流体吸引装置によって第１流体Ｆ１を引き込むようにしても良い。 A first liquid transfer device 59 is attached to the first reservoir 56 . The first liquid sending device 59 sends the first fluid F1 from the first reservoir 56 to the first inlet 12 via the first inlet pipe 52 . The first liquid sending device 59 may be a pressurizing pump that sends the first fluid F1 in the first reservoir 56 into the first inflow pipe 52 by increasing the pressure in the first reservoir 56 . Alternatively, the first liquid sending device 59 may be a peristaltic pump (registered trademark) provided in the first inflow pipe 52 . Alternatively, the first liquid delivery device 59 may be a syringe pump. In this case, the first reservoir 56 may be a syringe of a syringe pump. Instead of providing the first liquid feeding device 59, a fluid suction device may be provided on the side of the third reservoir 65, which will be described later, and the first fluid F1 may be drawn in by this fluid suction device.

第２流入管５３は、一端がマイクロ流路デバイス１０の第２流入口１３に接続され、他端が第２貯留部６１に接続されている。第２流入管５３は、第２貯留部６１に貯留された第２流体Ｆ２をマイクロ流路デバイス１０の第２流入口１３に送り込む。第２貯留部６１は、粒子Ｐを含む第２流体Ｆ２を貯留する。第２貯留部６１は、タンクであっても良い。第２貯留部６１に貯留される第２流体Ｆ２は、粒子Ｐと液体とを含む粒子懸濁液であっても良い。第２流体Ｆ２に含まれる液体は、例えば、細胞培養液、培地等の培養液であっても良い。また、第２流体Ｆ２に含まれる液体は、第１流体Ｆ１を構成する液体と同一の成分であっても良く、異なる成分でも良い。第１流体Ｆ１を構成する液体と第２流体Ｆ２に含まれる液体とを同一にする場合、液体の組成を変化させずにマイクロ流路デバイス１０を使用できる。一方、第１流体Ｆ１を構成する液体と第２流体Ｆ２に含まれる液体とが互いに異なる場合、粒子Ｐが分散される液体を、第２流体Ｆ２に含まれる液体から第１流体Ｆ１を構成する液体に置換していくことができる。第２流入管５３の内径は、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であっても良い。第２流入管５３の断面積は、０．１９ｍｍ^２以上２０ｍｍ^２以下であっても良い。第２流入管５３としては、シリコーンチューブ、テフロン（登録商標）チューブ等の可撓性をもつチューブを用いても良い。 The second inflow pipe 53 has one end connected to the second inflow port 13 of the microfluidic device 10 and the other end connected to the second reservoir 61 . The second inflow pipe 53 feeds the second fluid F2 stored in the second storage part 61 to the second inflow port 13 of the microfluidic device 10 . The second storage part 61 stores the second fluid F2 containing the particles P. As shown in FIG. The second reservoir 61 may be a tank. The second fluid F2 stored in the second storage part 61 may be a particle suspension containing particles P and liquid. The liquid contained in the second fluid F2 may be, for example, a culture medium such as a cell culture medium or medium. Further, the liquid contained in the second fluid F2 may be the same component as the liquid forming the first fluid F1, or may be a different component. When the liquid constituting the first fluid F1 and the liquid contained in the second fluid F2 are the same, the microfluidic device 10 can be used without changing the composition of the liquids. On the other hand, when the liquid that constitutes the first fluid F1 and the liquid contained in the second fluid F2 are different from each other, the liquid in which the particles P are dispersed constitutes the first fluid F1 from the liquid contained in the second fluid F2. You can replace it with liquid. The inner diameter of the second inflow pipe 53 may be 0.5 mm or more and 5 mm or less. The cross-sectional area of the second inflow pipe 53 may be 0.19 mm ² or more and 20 mm ² or less. As the second inflow pipe 53, a flexible tube such as a silicone tube or a Teflon (registered trademark) tube may be used.

第２流体Ｆ２に含まれる粒子Ｐ（図２参照）は、細胞であっても良い。細胞としては、特に限定されないが、例えば、受精卵、卵細胞、ＥＳ細胞（胚性幹細胞）及びｉＰＳ細胞（人工多能性幹細胞）が挙げられる。卵細胞は、未受精の卵細胞をさし、未成熟卵母細胞及び成熟卵母細胞が含まれる。受精卵は、受精後、卵割により２細胞期、４細胞期、８細胞期と細胞数が増えてゆき、桑実胚を経て、胚盤胞へと発生する。受精卵には、２細胞胚、４細胞胚及び８細胞胚などの初期胚、桑実胚、胚盤胞（初期胚盤胞、拡張胚盤胞及び脱出胚盤胞を含む）が含まれる。胚盤胞は、胎盤を形成する潜在能力がある外部細胞と胚を形成する潜在能力がある内部細胞塊からなる胚を意味する。ＥＳ細胞は胚盤胞の内部細胞塊から得られる未分化な多能性又は全能性細胞を指す。ｉＰＳ細胞は、体細胞（主に線維芽細胞）へ数種類の遺伝子（転写因子）を導入することにより、ＥＳ細胞に似た分化万能性を持たせた細胞を指す。すなわち、細胞には、受精卵や胚盤胞のように複数の細胞の集合体も包含される。細胞は、哺乳動物及び鳥類の細胞、特に哺乳動物の細胞であっても良い。哺乳動物は、温血脊椎動物を指し、例えば、ヒト及びサルなどの霊長類、マウス、ラット及びウサギなどの齧歯類、イヌ及びネコなどの愛玩動物、ならびにウシ、ウマ及びブタなどの家畜が挙げられる。 The particles P (see FIG. 2) contained in the second fluid F2 may be cells. Examples of cells include, but are not limited to, fertilized eggs, egg cells, ES cells (embryonic stem cells), and iPS cells (induced pluripotent stem cells). An egg cell refers to an unfertilized egg cell and includes immature and mature oocytes. After fertilization, the fertilized egg increases in number of cells through cleavage to 2-cell stage, 4-cell stage, and 8-cell stage, and develops into a blastocyst via morula. Fertilized eggs include early embryos such as 2-, 4- and 8-cell embryos, morulae, blastocysts (including early blastocysts, expanded blastocysts and escaped blastocysts). Blastocyst means an embryo consisting of an outer cell mass with the potential to form a placenta and an inner cell mass with the potential to form an embryo. ES cells refer to undifferentiated pluripotent or totipotent cells obtained from the inner cell mass of the blastocyst. iPS cells refer to cells that have been given pluripotency similar to ES cells by introducing several types of genes (transcription factors) into somatic cells (mainly fibroblasts). That is, cells also include aggregates of multiple cells such as fertilized eggs and blastocysts. The cells may be mammalian and avian cells, especially mammalian cells. Mammals refer to warm-blooded vertebrates, for example, primates such as humans and monkeys, rodents such as mice, rats and rabbits, companion animals such as dogs and cats, and farm animals such as cows, horses and pigs. mentioned.

粒子Ｐの直径は、０．０１ｍｍ以上であっても良く、０．１ｍｍ以上であっても良い。また粒子Ｐの直径は、１ｍｍ以下であっても良く、０．５ｍｍ以下であっても良い。とりわけ本実施の形態においては、後述するように、マイクロ流路デバイス１０の第２流入口１３が主流路２０の途中に位置する。このため、第２流入口１３から粒子Ｐを流し込む流速（第２流速Ｖ２）と、粒子Ｐを主流路２０内で流す流速（第１流速Ｖ１）とを異ならせることができる。これにより、粒子Ｐの直径が大きく、具体的には０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の場合であっても、粒子Ｐを均一な濃度で主流路２０内に流すことができる。 The diameter of the particles P may be 0.01 mm or more, or 0.1 mm or more. Moreover, the diameter of the particles P may be 1 mm or less, or may be 0.5 mm or less. Especially in the present embodiment, the second inlet 13 of the microfluidic device 10 is located in the middle of the main flow path 20, as will be described later. Therefore, the flow velocity (second flow velocity V2) at which the particles P flow from the second inlet 13 and the flow velocity (first flow velocity V1) at which the particles P flow within the main channel 20 can be made different. As a result, even if the diameter of the particles P is large, specifically, 0.1 mm or more and 1 mm or less, the particles P can be flowed into the main channel 20 at a uniform concentration.

第２流入管５３の途中には、第２バルブ６２が設けられる。第２バルブ６２は、第２流入管５３による第２流体Ｆ２の送液の有無を切り換えたり、第２流入管５３を流れる第２流体Ｆ２の流量を調整したりする役割を果たす。第２流入管５３の途中には、更に第２監視装置６３が設けられる。第２監視装置６３は、第２流入管５３を流れる第２流体Ｆ２を監視する。具体的には、第２監視装置６３としては、流量センサ、気泡センサ等を用いても良い。第２監視装置６３は、第２バルブ６２よりも第２流入口１３に近い位置に配置することが好ましい。 A second valve 62 is provided in the middle of the second inflow pipe 53 . The second valve 62 plays a role of switching whether or not the second fluid F2 is sent through the second inflow pipe 53 and adjusting the flow rate of the second fluid F2 flowing through the second inflow pipe 53 . A second monitoring device 63 is further provided in the middle of the second inflow pipe 53 . The second monitoring device 63 monitors the second fluid F2 flowing through the second inflow pipe 53 . Specifically, a flow rate sensor, an air bubble sensor, or the like may be used as the second monitoring device 63 . The second monitoring device 63 is preferably arranged at a position closer to the second inlet 13 than the second valve 62 is.

第２貯留部６１には、第２送液装置６４が取り付けられている。第２送液装置６４は、第２貯留部６１からの第２流体Ｆ２を、第２流入管５３を介して第２流入口１３に送り込む。第２送液装置６４は、第１送液装置５９と同様に、加圧ポンプ、ペリスタポンプ（登録商標）又はシリンジポンプであっても良い。なお、第２送液装置６４を設けることなく、後述する第３貯留部６５側に図示しない流体吸引装置を設け、この流体吸引装置によって第２流体Ｆ２を引き込むようにしても良い。 A second liquid transfer device 64 is attached to the second reservoir 61 . The second liquid sending device 64 sends the second fluid F2 from the second reservoir 61 to the second inlet 13 via the second inlet pipe 53 . Like the first liquid delivery device 59, the second liquid delivery device 64 may be a pressure pump, a peristaltic pump (registered trademark), or a syringe pump. Instead of providing the second liquid feeding device 64, a fluid suction device (not shown) may be provided on the side of a third reservoir 65, which will be described later, and the second fluid F2 may be drawn in by this fluid suction device.

第１流出管５４は、一端がマイクロ流路デバイス１０の第１流出口１４に接続され、他端が第３貯留部６５に接続されている。第１流出管５４は、マイクロ流路デバイス１０の第１流出口１４から排出された第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２を第３貯留部６５に送り込む。第３貯留部６５は、タンクであっても良い。第３貯留部６５は、第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２を貯留する。第３貯留部６５には、例えば、第１流体Ｆ１を構成する培養液と、第２流体Ｆ２に含まれる粒子Ｐ及び培養液とが貯留されても良い。また、培養液の貯留を開始した後、適当な時点で第３貯留部６５から他の貯留容器に切り替えて培養液を貯留可能な構成としてもよい。例えば、第１流出管５４の途中に三方活栓を介して他の貯留容器を接続しても良い。あるいは、第１流出管５４の端部を開放端とし、第３貯留部６５と他の貯留容器とで適宜切り換えて吐出できるようにしても良い。この場合、第３貯留部６５は、例えば貯留を開始した当初の培養液を廃液として廃棄するための廃液タンクとして用い、その後、所望の流体（例えば粒子Ｐ及び培養液）を他の貯留容器に回収しても良い。第１流出管５４の内径は、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であっても良い。第１流出管５４の断面積は、０．１９ｍｍ^２以上２０ｍｍ^２以下であっても良い。第１流出管５４としては、シリコーンチューブ、テフロン（登録商標）チューブ等の可撓性をもつチューブを用いても良い。第１流出管５４は、第３貯留部６５に直接的に接続されて閉鎖系を形成しても良い。あるいは、上述したように第１流出管５４の端部を開放端とし、この開放端から第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２を第３貯留部６５に吐出しても良い。 The first outflow tube 54 has one end connected to the first outflow port 14 of the microfluidic device 10 and the other end connected to the third reservoir 65 . The first outflow pipe 54 feeds the first fluid F1 and the second fluid F2 discharged from the first outflow port 14 of the microfluidic device 10 into the third reservoir 65 . The third reservoir 65 may be a tank. The third storage part 65 stores the first fluid F1 and the second fluid F2. The third reservoir 65 may store, for example, the culture solution forming the first fluid F1 and the particles P and the culture solution contained in the second fluid F2. Further, after starting to store the culture solution, the third storage unit 65 may be switched to another storage container at an appropriate time to store the culture solution. For example, another storage container may be connected to the middle of the first outflow pipe 54 via a three-way stopcock. Alternatively, the end of the first outflow pipe 54 may be an open end so that discharge can be switched between the third reservoir 65 and another reservoir as appropriate. In this case, the third reservoir 65 is used, for example, as a waste fluid tank for discarding the initial culture fluid after storage is started, and then the desired fluid (eg, the particles P and the culture fluid) is transferred to another storage container. You can collect it. The inner diameter of the first outflow tube 54 may be 0.5 mm or more and 5 mm or less. The cross-sectional area of the first outflow pipe 54 may be 0.19 mm ² or more and 20 mm ² or less. As the first outflow tube 54, a flexible tube such as a silicone tube or a Teflon (registered trademark) tube may be used. The first outflow tube 54 may be directly connected to the third reservoir 65 to form a closed system. Alternatively, as described above, the end of the first outflow pipe 54 may be an open end, and the first fluid F1 and the second fluid F2 may be discharged to the third reservoir 65 from this open end.

第１流出管５４の途中には、第３バルブ６６が設けられる。第３バルブ６６は、第１流出管５４による第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２の送液の有無を切り換えたり、第１流出管５４を流れる第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２の流量を調整したりする役割を果たす。 A third valve 66 is provided in the middle of the first outflow pipe 54 . The third valve 66 switches whether or not the first fluid F1 and the second fluid F2 are sent by the first outflow pipe 54, and adjusts the flow rates of the first fluid F1 and the second fluid F2 flowing through the first outflow pipe 54. play the role of

観察装置７１は、マイクロ流路デバイス１０の基材１１の第２面１１ｂに対向する位置に配置されている。観察装置７１は、マイクロ流路デバイス１０の内部を通過する粒子Ｐを観察又は分析するために設けられている。観察装置７１は、例えば、観察部７２と、解析部７３と、表示部７４と、入力部７５とを有していても良い。観察部７２は、例えばカメラの接続された顕微鏡等の光学的な観察機構であっても良い。解析部７３は、観察部７２を介して得られたデータを解析するコンピュータ等であっても良い。表示部７４は、解析部７３による解析結果を表示するディスプレイ等であっても良い。入力部７５、解析部７３にデータ等を入力するキーボード等であっても良い。 The observation device 71 is arranged at a position facing the second surface 11b of the substrate 11 of the microfluidic device 10 . The observation device 71 is provided to observe or analyze the particles P passing through the microfluidic device 10 . The observation device 71 may have, for example, an observation section 72 , an analysis section 73 , a display section 74 and an input section 75 . The observation unit 72 may be an optical observation mechanism such as a microscope to which a camera is connected. The analysis unit 73 may be a computer or the like that analyzes data obtained via the observation unit 72 . The display unit 74 may be a display or the like that displays the analysis result by the analysis unit 73 . A keyboard or the like for inputting data to the input unit 75 and the analysis unit 73 may be used.

次に、本実施の形態によるマイクロ流路デバイス１０について説明する。 Next, the microfluidic device 10 according to this embodiment will be described.

図２及び図３に示すように、マイクロ流路デバイス１０は、基材１１と、第１流入口１２と、第２流入口１３と、主流路２０と、第１流出口１４と、を備える。第１流入口１２、第２流入口１３、主流路２０及び第１流出口１４は、それぞれ基材１１に形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the microfluidic device 10 includes a substrate 11, a first inlet 12, a second inlet 13, a main channel 20, and a first outlet 14. . The first inlet 12 , the second inlet 13 , the main flow path 20 and the first outlet 14 are formed in the base material 11 respectively.

基材１１は、板状の部材から構成される。基材１１は、第１面１１ａと、第１面１１ａの反対側の第２面１１ｂとを有する。この場合、第１面１１ａが鉛直方向上方を向き、第２面１１ｂが鉛直方向下方を向く。基材１１は、複数の層から構成されていても良い。例えば基材１１は、第１面１１ａ側に位置する第１層と、第２面１１ｂ側に位置する第２層と、第１層と第２層との間に位置する中間層とを含んでも良い。主流路２０は、中間層に形成されていても良い。 The base material 11 is composed of a plate-like member. The substrate 11 has a first surface 11a and a second surface 11b opposite to the first surface 11a. In this case, the first surface 11a faces vertically upward, and the second surface 11b faces vertically downward. The substrate 11 may be composed of multiple layers. For example, the base material 11 includes a first layer located on the first surface 11a side, a second layer located on the second surface 11b side, and an intermediate layer located between the first layer and the second layer. But it's okay. The main channel 20 may be formed in the intermediate layer.

基材１１を構成する材料は特に限定されない。基材１１は、マイクロ流路デバイス１０内の観察を外部から目視で行う場合、可視光を透過する透明材料が好ましい。透明材料として、例えばポリジメチルシロキサン（以下、ＰＤＭＳという）等のシリコーンゴム、アクリル、ポリスチレン等の各種樹脂材料やガラス、ゲル等が挙げられる。これらの中でも、安価で量産しやすい点から、ポリスチレン樹脂が好ましい。透明材料以外では、シリコン、白金等の金属などが挙げられる。 A material constituting the base material 11 is not particularly limited. When the inside of the microfluidic device 10 is visually observed from the outside, the substrate 11 is preferably made of a transparent material that transmits visible light. Examples of the transparent material include silicone rubber such as polydimethylsiloxane (hereinafter referred to as PDMS), various resin materials such as acrylic and polystyrene, glass, and gel. Among these, polystyrene resin is preferable because it is inexpensive and easy to mass-produce. Other than transparent materials, metals such as silicon and platinum can be used.

マイクロ流路デバイス１０内に流す粒子Ｐが細胞であり、かつ培養等の操作により長時間細胞をマイクロ流路デバイス１０内に留置する場合、基材１１を構成する材料が、細胞に対して適合性を有する材料であることが好ましい。特に、デバイス外の大気中の酸素をマイクロ流路デバイス１０内に供給できる点から、基材１１を構成する材料は、酸素透過性を有する材料（酸素透過性材料）が好ましい。酸素透過性材料としては、例えば、酸素透過性コンタクトレンズなどに用いられている生体適合性の酸素透過性材料などが挙げられる。生体適合性の酸素透過性材料としては、シリコーンゴム、ゲル等が挙げられる。特に、生体適合性を有するとともに、透明性及び酸素透過性を有し、さらに安価な材料であることから、ＰＤＭＳが好ましい。 When the particles P to be flowed into the microfluidic device 10 are cells and the cells are left in the microfluidic device 10 for a long time by an operation such as culturing, the material constituting the base material 11 is suitable for the cells. It is preferably a material having properties. In particular, the material constituting the substrate 11 is preferably a material having oxygen permeability (oxygen-permeable material) because oxygen in the atmosphere outside the device can be supplied into the microfluidic device 10 . Examples of oxygen-permeable materials include biocompatible oxygen-permeable materials used in oxygen-permeable contact lenses and the like. Biocompatible, oxygen-permeable materials include silicone rubbers, gels, and the like. In particular, PDMS is preferable because it has biocompatibility, has transparency and oxygen permeability, and is an inexpensive material.

第１流入口１２は、基材１１の第１面１１ａに形成されている。第１流入口１２は、主流路２０の入口側端部に位置する。なお、主流路２０が、第１流入口１２よりも第２流入口１３から遠い側に延びていても良い。第１流入口１２は、主流路２０に流体連通している。第１流入口１２には、第１流入管５２が接続される。第１流入管５２からの第１流体Ｆ１は、第１流入口１２を経由して、主流路２０に流入する。第１流入口１２は、平面視で円形であっても良い。第１流入口１２は、第１流入管５２の断面と同一の形状を有していても良い。第１流入口１２の幅（直径）は、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であっても良い。第１流入口１２の面積は、０．１９ｍｍ^２以上８０ｍｍ^２以下であっても良い。 The first inlet 12 is formed in the first surface 11 a of the base material 11 . The first inlet 12 is positioned at the inlet-side end of the main flow path 20 . Note that the main flow path 20 may extend farther from the second inlet 13 than the first inlet 12 . The first inlet 12 is in fluid communication with the main flow path 20 . A first inflow pipe 52 is connected to the first inflow port 12 . The first fluid F1 from the first inflow pipe 52 flows into the main flow path 20 via the first inflow port 12 . The first inlet 12 may be circular in plan view. The first inlet 12 may have the same shape as the cross section of the first inlet pipe 52 . The width (diameter) of the first inlet 12 may be 0.5 mm or more and 10 mm or less. The area of the first inlet 12 may be 0.19 mm ² or more and 80 mm ² or less.

第２流入口１３は、基材１１の第１面１１ａに形成されている。第２流入口１３は、主流路２０の途中に位置する。すなわち第２流入口１３は、第１流入口１２と第１流出口１４とを結ぶ主流路２０に位置する。第２流入口１３は、主流路２０から分岐した他の流路に位置しているのではない。また第２流入口１３は、第１流入口１２と第１流出口１４との間（第１流入口１２と主機能部２３との間）に位置する。第２流入口１３は、主流路２０に流体連通している。第２流入口１３には、第２流入管５３が接続される。第２流入管５３から送られた粒子Ｐを含む第２流体Ｆ２は、第２流入口１３を経由して、主流路２０に流入する。第２流入口１３は、平面視で円形であっても良い。第２流入口１３は、第１流入口１２と同一の平面形状を有していても良い。第２流入口１３は、第２流入管５３の断面と同一の形状を有していても良い。第２流入口１３の幅（直径）は、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であっても良い。第２流入口１３の面積は、０．１９ｍｍ^２以上８０ｍｍ^２以下であっても良い。 The second inlet 13 is formed in the first surface 11 a of the base material 11 . The second inlet 13 is located in the middle of the main flow path 20 . That is, the second inlet 13 is located in the main flow path 20 connecting the first inlet 12 and the first outlet 14 . The second inlet 13 is not located in another channel branched from the main channel 20 . Also, the second inlet 13 is positioned between the first inlet 12 and the first outlet 14 (between the first inlet 12 and the main function part 23). The second inlet 13 is in fluid communication with the main flow path 20 . A second inflow pipe 53 is connected to the second inflow port 13 . A second fluid F<b>2 containing particles P sent from the second inflow pipe 53 flows into the main flow path 20 via the second inflow port 13 . The second inlet 13 may be circular in plan view. The second inlet 13 may have the same planar shape as the first inlet 12 . The second inlet 13 may have the same shape as the cross section of the second inlet pipe 53 . The width (diameter) of the second inlet 13 may be 0.5 mm or more and 10 mm or less. The area of the second inlet 13 may be 0.19 mm ² or more and 80 mm ² or less.

主流路２０は、第１部分流路２１と、第２部分流路２２と、主機能部２３と、第３部分流路２４とを含む。第１部分流路２１、第２部分流路２２、主機能部２３及び第３部分流路２４は、主流路２０内での流体の流れ方向に沿ってこの順番に配置されている。 The main channel 20 includes a first partial channel 21 , a second partial channel 22 , a main function portion 23 and a third partial channel 24 . The first partial flow path 21 , the second partial flow path 22 , the main function portion 23 and the third partial flow path 24 are arranged in this order along the direction of fluid flow in the main flow path 20 .

第１部分流路２１は、第１流入口１２と第２流入口１３との間に位置する。第１部分流路２１は、第１流入口１２から流入した第１流体Ｆ１が専ら流れる流路である。なお、第１部分流路２１には、第２流入口１３から導入した粒子Ｐが貯留されても良い。また第１流体Ｆ１と第２流体Ｆ２を同時に導入する場合、第１流体Ｆ１よりも第２流体Ｆ２の方が流速が速いことから、第１部分流路２１側に第２流体Ｆ２及び粒子Ｐの一部が逆流しても良い。第１部分流路２１は、平面視直線状であるが、これに限らず、屈曲する部分又は曲線状の部分を有していても良い。第１部分流路２１の最大幅は、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下としても良い。第１部分流路２１の最大断面積は、０．００５ｍｍ^２以上０．２ｍｍ^２以下であっても良い。本明細書中、最大幅とは、流路内に形成され得る流体の流れ方向及び当該流れに対応する流体に基づき特定され、流体の流れ方向に垂直な方向の流体の長さであって、流体の流れ方向における最大値をいう。また最大断面積とは、流路内に形成され得る流体の流れ方向及び当該流れに対応する流体に基づき特定され、流体の流れ方向に垂直な平面における流体の断面積であって、流体の流れ方向における最大値をいう。流路のうち、流体の主要な流れ方向が複数存在する箇所においては、流路の最大断面積は、複数の主要な流れ方向を構成する個別の流体の流れ方向毎に特定される。流路の最大断面積とは、流体が流れている状態で、各流体の流れ方向に垂直な平面における流体の断面積であって、各流体の流れ方向における最大値をいう。例えば、後述するケージ領域２３ｃの断面積とは、図２の矢印Ｓの方向における断面積をいう。またケージ領域２３ｃに隣接する主流路２０の断面積とは、図２の矢印Ｓ１の方向における断面積をいう。 The first partial channel 21 is positioned between the first inlet 12 and the second inlet 13 . The first partial flow path 21 is a flow path through which the first fluid F1 flowing from the first inlet 12 exclusively flows. Particles P introduced from the second inlet 13 may be stored in the first partial channel 21 . Further, when the first fluid F1 and the second fluid F2 are introduced at the same time, the flow velocity of the second fluid F2 is faster than that of the first fluid F1. may flow backward. Although the first partial flow path 21 has a linear shape in a plan view, it is not limited to this and may have a curved portion or a curved portion. The maximum width of the first partial flow path 21 may be 0.05 mm or more and 0.5 mm or less. The maximum cross-sectional area of the first partial flow path 21 may be 0.005 mm ² or more and 0.2 mm ² or less. In this specification, the maximum width is specified based on the flow direction of the fluid that can be formed in the flow channel and the fluid corresponding to the flow, and is the length of the fluid in the direction perpendicular to the flow direction of the fluid, The maximum value in the direction of fluid flow. The maximum cross-sectional area is specified based on the flow direction of the fluid that can be formed in the flow channel and the fluid corresponding to the flow, and is the cross-sectional area of the fluid in a plane perpendicular to the flow direction of the fluid. Maximum value in a direction. In a portion of the flow path where there are a plurality of main flow directions of the fluid, the maximum cross-sectional area of the flow path is specified for each individual flow direction of the fluid that constitutes the plurality of main flow directions. The maximum cross-sectional area of the flow path is the cross-sectional area of the fluid on a plane perpendicular to the flow direction of each fluid in a state where the fluid is flowing, and is the maximum value in the flow direction of each fluid. For example, the cross-sectional area of the cage region 23c, which will be described later, refers to the cross-sectional area in the direction of arrow S in FIG. The cross-sectional area of the main channel 20 adjacent to the cage region 23c means the cross-sectional area in the direction of arrow S1 in FIG.

第２部分流路２２は、第２流入口１３と主機能部２３との間に位置する。第２部分流路２２は、第１流入口１２から流入した第１流体Ｆ１と、第２流入口１３から流入した第２流体Ｆ２とが流れる流路である。第２部分流路２２は、平面視直線状であるが、これに限らず、屈曲する部分又は曲線状の部分を有していても良い。第２部分流路２２の最大幅は、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下としても良い。第２部分流路２２の最大幅は、第１部分流路２１の最大幅と同一であっても良く、異なっていても良い。第２部分流路２２の最大断面積は、０．００５ｍｍ^２以上０．２ｍｍ^２以下であっても良い。第２部分流路２２の最大断面積は、第１部分流路２１の最大断面積と同一であっても良く、異なっていても良い。 The second partial flow path 22 is positioned between the second inlet 13 and the main function portion 23 . The second partial flow path 22 is a flow path through which the first fluid F1 flowing from the first inlet 12 and the second fluid F2 flowing from the second inlet 13 flow. Although the second partial flow path 22 has a linear shape in plan view, it is not limited to this and may have a curved portion or a curved portion. The maximum width of the second partial flow path 22 may be 0.05 mm or more and 0.5 mm or less. The maximum width of the second partial flow channel 22 may be the same as or different from the maximum width of the first partial flow channel 21 . The maximum cross-sectional area of the second partial flow path 22 may be 0.005 mm ² or more and 0.2 mm ² or less. The maximum cross-sectional area of the second partial flow path 22 may be the same as or different from the maximum cross-sectional area of the first partial flow path 21 .

主機能部２３は、第２部分流路２２と第３部分流路２４との間に位置する。主機能部２３は、第２部分流路２２から流入した第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２が流れる流路である。主機能部２３において、第２流入口１３から流入した粒子Ｐに対して所定の処理が行われる。また主機能部２３において、上述した観察装置７１の観察部７２を用いて粒子Ｐが観察される。主機能部２３は、平面視で蛇行した形状又は方形波形状を有してもよい。この場合、主機能部２３は蛇行流路と称してよい。主機能部２３は、複数の屈曲部２３ａを有してもよい。屈曲部２３ａは、それぞれ平面視Ｕ字状に屈曲する。主機能部２３には、観察対象となる粒子Ｐが通過しない幅の狭窄部２３ｂが複数設けられてもよい。各狭窄部２３ｂと、当該狭窄部２３ｂの上流側に位置する主機能部２３との間には、粒子Ｐを捕捉するケージ領域２３ｃが存在してもよい。主機能部２３の最大幅は、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下としても良い。主機能部２３の最大断面積は、０．００５ｍｍ^２以上０．２ｍｍ^２以下であっても良い。 The main function part 23 is positioned between the second partial flow channel 22 and the third partial flow channel 24 . The main function part 23 is a channel through which the first fluid F1 and the second fluid F2 flowing from the second partial channel 22 flow. In the main function unit 23, the particles P that have flowed in from the second inlet 13 are subjected to a predetermined process. Further, in the main function unit 23, the particles P are observed using the observation unit 72 of the observation device 71 described above. The main function portion 23 may have a meandering shape or a square wave shape in plan view. In this case, the main functional portion 23 may be referred to as a meandering flow path. The main functional portion 23 may have a plurality of bent portions 23a. The bent portions 23a are each bent in a U shape in plan view. The main functional portion 23 may be provided with a plurality of narrowed portions 23b having a width through which the particles P to be observed do not pass. A cage region 23c that traps the particles P may be present between each narrowed portion 23b and the main function portion 23 located upstream of the narrowed portion 23b. The maximum width of the main function portion 23 may be 0.05 mm or more and 0.5 mm or less. The maximum cross-sectional area of the main function portion 23 may be 0.005 mm ² or more and 0.2 mm ² or less.

なお、本実施の形態における主機能部２３は、機能発現部としての一例である。機能発現部は、マイクロ流路デバイス１０としての機能を発現する流路の一部分である。機能発現部は、例えば粒子Ｐに所望の処理を行う部分であっても良い。また機能発現部は、粒子Ｐを観察、分析、及び／又は、貯蔵するものであっても良い。機能発現部は、必ずしも蛇行していなくても良く、所望の機能を発現するために、機能発現部に含まれる流路の幅が拡張又は縮小していても良い。また、機能発現部がピラー等の構造物を有していても良い。 It should be noted that the main function unit 23 in the present embodiment is an example of a function exhibiting unit. The functional part is a part of the flow path that functions as the microfluidic device 10 . The function-exhibiting portion may be a portion that performs desired processing on the particles P, for example. Also, the functional unit may observe, analyze, and/or store the particles P. The function exhibiting portion does not necessarily have to be meandering, and the width of the flow channel included in the function exhibiting portion may be expanded or contracted in order to exhibit the desired function. Also, the function-exhibiting portion may have a structure such as a pillar.

第３部分流路２４は、主機能部２３と第１流出口１４との間に位置する。第３部分流路２４は、主機能部２３から流入した第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２が流れる流路である。また第３部分流路２４は、主機能部２３から流入した第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２を第１流出口１４側に流出させる流路である。第３部分流路２４は、平面視直線状であるが、これに限らず、屈曲する部分又は曲線状の部分を有していても良い。第３部分流路２４の最大幅は、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下としても良い。第３部分流路２４の最大断面積は、０．００５ｍｍ^２以上０．２ｍｍ^２以下であっても良い。 The third partial flow path 24 is located between the main function part 23 and the first outlet 14 . The third partial channel 24 is a channel through which the first fluid F1 and the second fluid F2 flowing from the main function part 23 flow. The third partial flow path 24 is a flow path that allows the first fluid F1 and the second fluid F2 that have flowed in from the main function portion 23 to flow out toward the first outlet 14 side. Although the third partial flow path 24 has a linear shape in plan view, it is not limited to this and may have a curved portion or a curved portion. The maximum width of the third partial flow path 24 may be 0.05 mm or more and 0.5 mm or less. The maximum cross-sectional area of the third partial channel 24 may be 0.005 mm ² or more and 0.2 mm ² or less.

第１流出口１４は、基材１１の第１面１１ａに形成されている。第１流出口１４は、主流路２０の出口側端部に位置する。なお、主流路２０が、第１流出口１４よりも主機能部２３から遠い側に延びていても良い。第１流出口１４は、主流路２０に流体連通している。第１流出口１４には、第１流出管５４が接続される。主流路２０からの第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２は、第１流出口１４を経由して、第１流出管５４に排出される。第１流出口１４は、平面視で円形であっても良い。第１流出口１４は、第１流入口１２又は第２流入口１３と同一の平面形状を有していても良い。第１流出口１４は、第１流出管５４の断面と同一の形状を有していても良い。第１流出口１４の幅（直径）は、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であっても良い。第１流出口１４の面積は、０．１９ｍｍ^２以上８０ｍｍ^２以下であっても良い。 The first outlet 14 is formed in the first surface 11 a of the base material 11 . The first outlet 14 is located at the outlet side end of the main flow path 20 . Note that the main flow path 20 may extend farther from the main function part 23 than the first outlet 14 . The first outlet 14 is in fluid communication with the main flow path 20 . A first outflow pipe 54 is connected to the first outflow port 14 . The first fluid F<b>1 and the second fluid F<b>2 from the main flow path 20 are discharged to the first outflow pipe 54 via the first outflow port 14 . The first outflow port 14 may be circular in plan view. The first outlet 14 may have the same planar shape as the first inlet 12 or the second inlet 13 . The first outflow port 14 may have the same shape as the cross section of the first outflow pipe 54 . The width (diameter) of the first outflow port 14 may be 0.5 mm or more and 10 mm or less. The area of the first outflow port 14 may be 0.19 mm ² or more and 80 mm ² or less.

なお、本実施の形態において、第１流入口１２、第２流入口１３及び第１流出口１４は基材１１の同一の面（第１面１１ａ）に形成されているが、これに限られるものではない。第１流入口１２、第２流入口１３及び第１流出口１４のいずれかが、基材１１の他の面（第２面１１ｂ）に形成されていても良い。 In this embodiment, the first inlet 12, the second inlet 13, and the first outlet 14 are formed on the same surface (first surface 11a) of the substrate 11, but this is not the only option. not a thing Any one of the first inlet 12, the second inlet 13, and the first outlet 14 may be formed on another surface (second surface 11b) of the substrate 11. As shown in FIG.

主流路２０の最大断面積は、主流路２０を構成する各部分（本実施の形態では第１部分流路２１、第２部分流路２２、主機能部２３、及び第３部分流路２４）のうち、最も断面積が大きい部分をいう。この主流路２０の最大断面積は、０．００５ｍｍ^２以上であっても良く、０．０１ｍｍ^２以上であっても良く、０．０２ｍｍ^２以上であっても良い。主流路２０の最大断面積は、０．２ｍｍ^２以下であっても良く、０．１ｍｍ^２以下であっても良く、０．０５ｍｍ^２以下であっても良い。主流路２０の最大断面積は、それぞれ上述した第１流入管５２の断面積及び第２流入管５３の断面積よりも小さい。第１流入管５２の断面積及び第２流入管５３の断面積は、上述したように、それぞれ０．１９ｍｍ^２以上２０ｍｍ^２以下であっても良い。第１流入管５２の断面積及び第２流入管５３の断面積は、それぞれ主流路２０の最大断面積の１０倍以上１０００倍以下であっても良い。 The maximum cross-sectional area of the main flow path 20 is determined by each part (in the present embodiment, the first partial flow path 21, the second partial flow path 22, the main function part 23, and the third partial flow path 24) that constitutes the main flow path 20. The part with the largest cross-sectional area. The maximum cross-sectional area of the main channel 20 may be 0.005 mm ² or more, 0.01 mm ² or more, or 0.02 mm ² or more. The maximum cross-sectional area of the main channel 20 may be 0.2 mm ² or less, 0.1 mm ² or less, or 0.05 mm ² or less. The maximum cross-sectional area of the main flow path 20 is smaller than the cross-sectional area of the first inflow pipe 52 and the cross-sectional area of the second inflow pipe 53, respectively. The cross-sectional area of the first inflow pipe 52 and the cross-sectional area of the second inflow pipe 53 may be 0.19 mm ^{2 or} more and 20 mm ^{2 or} less, respectively, as described above. The cross-sectional area of the first inflow pipe 52 and the cross-sectional area of the second inflow pipe 53 may be 10 times or more and 1000 times or less of the maximum cross-sectional area of the main channel 20 .

このようなマイクロ流路デバイス１０は、微小な流路構造を有するマイクロデバイスの製造に用いられている方法など、公知の微細加工法を利用して製造できる。該微細加工法としては、例えばリソグラフィー法、エッチング法、切削法、射出成形法等が挙げられる。 Such a microfluidic device 10 can be manufactured using a known microfabrication method such as a method used for manufacturing a microdevice having a microfluidic structure. Examples of the fine processing method include lithography, etching, cutting, injection molding, and the like.

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用（粒子導入方法）について説明する。 Next, the operation (particle introduction method) of this embodiment having such a configuration will be described.

まず、図４（ａ）に示すように、粒子Ｐと液体とを含む第２流体Ｆ２が、第２流入管５３からマイクロ流路デバイス１０の第２流入口１３に流入する。第２流入口１３から流入した粒子Ｐは、主流路２０に到達する。このとき、第２流入口１３における第２流体Ｆ２の流速は、第２流速Ｖ２である。第２流速Ｖ２は、第２流入管５３に設けられた第２監視装置６３で測定されても良い。第２流速Ｖ２は、後述する第１流速Ｖ１よりも速く（Ｖ２＞Ｖ１）、具体的には、３ｍｍ／ｓｅｃ以上としても良く、１５ｍｍ／ｓｅｃであっても良い。 First, as shown in FIG. 4A, a second fluid F2 containing particles P and liquid flows from the second inflow pipe 53 into the second inflow port 13 of the microfluidic device 10. As shown in FIG. Particles P flowing in from the second inlet 13 reach the main flow path 20 . At this time, the flow velocity of the second fluid F2 at the second inlet 13 is the second flow velocity V2. The second flow velocity V2 may be measured by a second monitoring device 63 provided on the second inflow pipe 53 . The second flow velocity V2 is faster than the first flow velocity V1 described later (V2>V1), specifically, it may be 3 mm/sec or more, or may be 15 mm/sec.

この間、まず第２貯留部６１（図１参照）に貯留された第２流体Ｆ２を第２流入管５３に送り込む。あるいは、まず第１貯留部５６から第１流入口１２に第１流体Ｆ１を流し込み、連続的に第１流体Ｆ１を流し込む途中で、第２貯留部６１から第２流体Ｆ２を流し始めても良い。このとき、第２送液装置６４を駆動するとともに、第２バルブ６２を開放する。これにより、第２流体Ｆ２が、第２流入管５３からマイクロ流路デバイス１０の第２流入口１３に送り込まれる。 During this time, first, the second fluid F2 stored in the second storage portion 61 (see FIG. 1) is sent into the second inflow pipe 53 . Alternatively, first, the first fluid F1 may be introduced from the first reservoir 56 into the first inlet 12, and the second fluid F2 may start to flow from the second reservoir 61 while the first fluid F1 is being continuously introduced. At this time, the second liquid feeding device 64 is driven and the second valve 62 is opened. Thereby, the second fluid F2 is sent from the second inflow pipe 53 to the second inflow port 13 of the microfluidic device 10 .

第２流入管５３から第２流入口１３に第２流体Ｆ２を送り込んでいる間、第１流入管５２から第１流入口１２には、第１流体Ｆ１が流し込まれなくても良い。あるいは、第１流入管５２からマイクロ流路デバイス１０の第１流入口１２に、第１流体Ｆ１が連続的に流し込まれても良い。 The first fluid F1 does not have to flow into the first inflow port 12 from the first inflow pipe 52 while the second fluid F2 is being sent from the second inflow pipe 53 to the second inflow port 13 . Alternatively, the first fluid F1 may be continuously flowed from the first inflow pipe 52 into the first inflow port 12 of the microfluidic device 10 .

次に、図４（ｂ）に示すように、予め決められた量（例えば第２部分流路２２の容積に等しい量）の第２流体Ｆ２が第２流入口１３から流入した時点で、第２流入口１３からの第２流体Ｆ２の流入を停止する。このとき、第２送液装置６４（図１参照）を停止するとともに、第２バルブ６２を閉鎖する。 Next, as shown in FIG. 4B, when a predetermined amount (for example, an amount equal to the volume of the second partial flow path 22) of the second fluid F2 flows from the second inlet 13, The inflow of the second fluid F2 from the second inflow port 13 is stopped. At this time, the second liquid feeding device 64 (see FIG. 1) is stopped and the second valve 62 is closed.

次いで、図４（ｃ）（ｄ）に示すように、第１流体Ｆ１が、第１流入管５２からマイクロ流路デバイス１０の第１流入口１２に流入する。第１流入口１２に流入した第１流体Ｆ１は、主流路２０に到達する。このとき、第１流入口１２における第１流体Ｆ１の流速は、第１流速Ｖ１である。第１流速Ｖ１は、第１流入管５２に設けられた第１監視装置５８で測定されても良い。第１流速Ｖ１は、第２流速Ｖ２よりも遅い（Ｖ１＜Ｖ２）。 Next, as shown in FIGS. 4(c) and 4(d), the first fluid F1 flows from the first inflow pipe 52 into the first inflow port 12 of the microfluidic device 10 . The first fluid F<b>1 that has flowed into the first inlet 12 reaches the main flow path 20 . At this time, the flow velocity of the first fluid F1 at the first inlet 12 is the first flow velocity V1. The first flow velocity V1 may be measured by a first monitoring device 58 provided in the first inflow pipe 52 . The first flow velocity V1 is slower than the second flow velocity V2 (V1<V2).

第１流速Ｖ１の値は、主機能部２３における第１流体Ｆ１の流速（第３流速Ｖ３）に応じて決められても良い。具体的には、第１流入管５２から第１流速Ｖ１で流し込まれた第１流体Ｆ１の流れが主機能部２３（機能発現部）に到達したとき、第１流速Ｖ１は主機能部２３における第３流速Ｖ３を用いて以下の式で表される。
Ｖ１＝Ｖ３×（主機能部２３の断面積）／（第１流入管５２の断面積）
第３流速Ｖ３は、主機能部２３の構造によって望ましい数値が決まり、例えば１５ｍｍ／ｓｅｃ以下が望ましく、０．３ｍｍ／ｓｅｃ以下がより望ましい。 The value of the first flow velocity V1 may be determined according to the flow velocity (the third flow velocity V3) of the first fluid F1 in the main function part 23 . Specifically, when the flow of the first fluid F1 that has flowed in from the first inflow pipe 52 at the first flow velocity V1 reaches the main functioning portion 23 (functioning portion), the first flow velocity V1 in the main functioning portion 23 is It is represented by the following formula using the third flow velocity V3.
V1=V3×(cross-sectional area of main function portion 23)/(cross-sectional area of first inflow pipe 52)
A desirable value for the third flow velocity V3 is determined depending on the structure of the main function part 23, and is preferably 15 mm/sec or less, more preferably 0.3 mm/sec or less.

この間、まず第１貯留部５６（図１参照）に貯留された第１流体Ｆ１をマイクロ流路デバイス１０の第１流入口１２に送り込む。このとき、第１送液装置５９を駆動するとともに、第１バルブ５７を開放する。これにより、第１流体Ｆ１が、第１流入管５２からマイクロ流路デバイス１０の第１流入口１２に送り込まれる。 During this time, first, the first fluid F1 stored in the first storage section 56 (see FIG. 1) is fed into the first inlet 12 of the microfluidic device 10 . At this time, the first liquid feeding device 59 is driven and the first valve 57 is opened. Thereby, the first fluid F1 is sent from the first inflow pipe 52 to the first inflow port 12 of the microfluidic device 10 .

マイクロ流路デバイス１０の主流路２０の最大断面積は、第１流入管５２及び第２流入管５３の最大断面積よりも小さい。このため、主流路２０に流入した粒子Ｐは、第１流入管５２からの第１流体Ｆ１によって、滞留することなく主流路２０内を流れる。 The maximum cross-sectional area of the main channel 20 of the microfluidic device 10 is smaller than the maximum cross-sectional areas of the first inflow tube 52 and the second inflow tube 53 . Therefore, the particles P that have flowed into the main channel 20 flow through the main channel 20 without stagnation due to the first fluid F1 from the first inflow pipe 52 .

次に、図４（ｅ）に示すように、再び、粒子Ｐを含む第２流体Ｆ２が、第２流入管５３から第２流入口１３に流入する。このとき、第２流入口１３における第２流体Ｆ２の流速は、第２流速Ｖ２である。なお、第２流入管５３から第２流入口１３に第２流体Ｆ２を流し込んでいる間、第１流入管５２から第１流入口１２への第１流体Ｆ１の流入を停止しても良い。あるいは、第１流入管５２からマイクロ流路デバイス１０の第１流入口１２に、第１流体Ｆ１が連続的に流し込まれても良い。また、第１流入口１２への第１流体Ｆ１の流入を停止し、かつ第１バルブ５７を開放させることで、第１部分流路２１へ第２流体Ｆ２を流し込んでも良い。 Next, as shown in FIG. 4E, the second fluid F2 containing the particles P again flows from the second inflow pipe 53 into the second inflow port 13. As shown in FIG. At this time, the flow velocity of the second fluid F2 at the second inlet 13 is the second flow velocity V2. The inflow of the first fluid F1 from the first inflow pipe 52 to the first inflow port 12 may be stopped while the second fluid F2 is flowing from the second inflow pipe 53 to the second inflow port 13 . Alternatively, the first fluid F1 may be continuously flowed from the first inflow pipe 52 into the first inflow port 12 of the microfluidic device 10 . Alternatively, the second fluid F2 may flow into the first partial flow path 21 by stopping the inflow of the first fluid F1 into the first inlet 12 and opening the first valve 57 .

続いて、予め決められた量の第２流体Ｆ２を第２流入口１３から流入した時点で、第２流入口１３からの第２流体Ｆ２の流入を停止する。その後、上記と同様にして、第１流入管５２から第１流入口１２へ第１流体Ｆ１を流入する。 Subsequently, when a predetermined amount of the second fluid F2 flows in through the second inlet 13, the inflow of the second fluid F2 through the second inlet 13 is stopped. After that, the first fluid F1 flows from the first inflow pipe 52 into the first inflow port 12 in the same manner as described above.

このようにして、第２流入口１３から第２流体Ｆ２を第２流速Ｖ２で流入することと、第１流入口１２から第１流体Ｆ１を第１流速Ｖ１で流入することとを繰り返す。これにより、粒子Ｐを均一な濃度でマイクロ流路デバイス１０に導入できる。 In this way, the inflow of the second fluid F2 from the second inlet 13 at the second flow rate V2 and the inflow of the first fluid F1 from the first inlet 12 at the first flow rate V1 are repeated. Thereby, the particles P can be introduced into the microfluidic device 10 at a uniform concentration.

このように、第２流入管５３から第２流入口１３に速い流速（第２流速Ｖ２）で粒子Ｐを導入することにより、粒子Ｐに加わる各種吸着力（摩擦力、重力、ファンデルワールス力等）に抗して、マイクロ流路デバイス１０に粒子Ｐを導入できる。これにより、粒子Ｐを滞留させることなく、第２流入口１３からマイクロ流路デバイス１０の主流路２０に粒子Ｐを導入できる。また、予め決められた数の粒子Ｐが第２流入口１３から流入した時点で、第２流入口１３からの第２流体Ｆ２の流入を停止する。このため、粒子Ｐに対して速い流速（第２流速Ｖ２）による力が加わる時間を最低限に抑えられる。この結果、強い力が加わることで粒子Ｐに悪影響が生じることを抑制できる。 In this way, by introducing the particles P from the second inflow pipe 53 into the second inlet 13 at a high flow velocity (second flow velocity V2), various adsorption forces (frictional force, gravity, Van der Waals force) applied to the particles P etc.), the particles P can be introduced into the microfluidic device 10 . Thereby, the particles P can be introduced from the second inlet 13 into the main channel 20 of the microfluidic device 10 without causing the particles P to stay. In addition, when a predetermined number of particles P have flowed in from the second inlet 13, the second fluid F2 is stopped from flowing in from the second inlet 13. As shown in FIG. Therefore, the time during which force is applied to the particles P by the high flow velocity (second flow velocity V2) can be minimized. As a result, it is possible to prevent the particles P from being adversely affected by application of a strong force.

また主流路２０の最大断面積は、第１流入管５２及び第２流入管５３の最大断面積よりも小さい。このため、粒子Ｐを主流路２０に導入した後、第１流入管５２から第１流入口１２に遅い流速（第１流速Ｖ１）で第１流体Ｆ１を導入した場合であっても、第１流体Ｆ１によって粒子Ｐを主流路２０内で滞留することなくスムーズに流すことができる。 Also, the maximum cross-sectional area of the main flow path 20 is smaller than the maximum cross-sectional areas of the first inflow pipe 52 and the second inflow pipe 53 . Therefore, even when the first fluid F1 is introduced from the first inflow pipe 52 into the first inlet 12 at a slow flow velocity (first flow velocity V1) after the particles P are introduced into the main flow path 20, the first The fluid F1 allows the particles P to flow smoothly without staying in the main flow path 20 .

その後、図４（ｆ）に示すように、粒子Ｐは主機能部２３に達する。主機能部２３に到達した粒子Ｐは、主機能部２３のケージ領域２３ｃ（図２参照）に順次捕捉される。すなわち、ケージ領域２３ｃが空いている（粒子Ｐが捕捉されていない）場合、ケージ領域２３ｃ側から狭窄部２３ｂ方向への流れに対する抵抗は、屈曲部２３ａ方向への流れに対する抵抗よりも低い。このため、ケージ領域２３ｃ側から狭窄部２３ｂ方向への流量が屈曲部２３ａ方向への流量よりも多くなり、主機能部２３に導入された粒子Ｐが、狭窄部２３ｂ方向に移動する。狭窄部２３ｂは、液体は通過するが粒子Ｐは通過しない幅をもつ。このため、狭窄部２３ｂによって粒子Ｐがトラップされ、ケージ領域２３ｃ内に粒子Ｐが捕捉された状態となる。ケージ領域２３ｃ内に粒子Ｐが捕捉された状態となると、ケージ領域２３ｃ側から狭窄部２３ｂ方向への流れに対する抵抗が大幅に上昇する。このため、屈曲部２３ａの流量が、ケージ領域２３ｃ側から狭窄部２３ｂ方向への流量よりも多くなる。したがって、次に導入された粒子Ｐは、屈曲部２３ａ沿いに移動し、粒子Ｐが捕捉されたケージ領域２３ｃを迂回して、次の空いているケージ領域２３ｃに捕捉される。 After that, as shown in FIG. 4( f ), the particles P reach the main functional portion 23 . Particles P reaching main function portion 23 are sequentially trapped in cage region 23c of main function portion 23 (see FIG. 2). That is, when the cage region 23c is empty (particles P are not trapped), the resistance to flow from the cage region 23c side toward the narrowed portion 23b is lower than the resistance to flow toward the bent portion 23a. Therefore, the flow rate from the cage region 23c side toward the narrowed portion 23b becomes greater than the flow rate toward the bent portion 23a, and the particles P introduced into the main function portion 23 move toward the narrowed portion 23b. The narrowed portion 23b has a width through which the liquid passes but the particles P do not pass. Therefore, the particles P are trapped by the constricted portion 23b, and the particles P are captured in the cage region 23c. When the particles P are trapped in the cage region 23c, the resistance to the flow from the cage region 23c side toward the constricted portion 23b increases significantly. Therefore, the flow rate in the bent portion 23a is greater than the flow rate in the direction from the cage region 23c side to the narrowed portion 23b. Therefore, the next introduced particle P moves along the bent portion 23a, bypasses the cage area 23c where the particle P is trapped, and is trapped in the next empty cage area 23c.

続いて、主機能部２３のケージ領域２３ｃに捕捉された粒子Ｐを観察する。粒子Ｐの観察は、観察装置７１（図１参照）を用いて実施する。この場合、観察装置７１の観察部７２を用いて、ケージ領域２３ｃに捕捉された粒子Ｐを観察し、観察したデータを解析部７３に送る。解析部７３においては、観察部７２から送られたデータを解析することにより、粒子Ｐの状態を分析及び評価する。 Next, the particles P trapped in the cage region 23c of the main functional portion 23 are observed. Observation of the particles P is performed using an observation device 71 (see FIG. 1). In this case, the observation unit 72 of the observation device 71 is used to observe the particles P trapped in the cage region 23 c and the observed data is sent to the analysis unit 73 . The analysis unit 73 analyzes and evaluates the state of the particles P by analyzing the data sent from the observation unit 72 .

第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２に含まれる液体（例えば培養液）は、主機能部２３から第３部分流路２４に送られる。その後、液体は、第１流出口１４から第１流出管５４に排出され、第３貯留部６５に貯留される。 A liquid (for example, culture solution) contained in the first fluid F1 and the second fluid F2 is sent from the main function part 23 to the third partial flow path 24 . After that, the liquid is discharged from the first outflow port 14 to the first outflow pipe 54 and stored in the third storage portion 65 .

マイクロ流路デバイス１０内の粒子Ｐの回収は以下のように行っても良い。例えば、図２において、回収対象となる粒子Ｐが捕捉されているケージ領域２３ｃの下流の狭窄部２３ｂに、気泡を発生させる図示しない気泡発生手段を設ける。この気泡発生手段により狭窄部２３ｂに気泡を発生させることにより、粒子Ｐがケージ領域２３ｃから取り出される。気泡発生手段としては、電極、レーザー等が挙げられる。例えばケージ領域２３ｃの下流側の狭窄部２３ｂに電極（白金電極等）を設置し、該電極に電圧を印可すると、気泡が発生、成長する。これによって、狭窄部２３ｂからケージ領域２３ｃの方向に圧力がかかる。この圧力によって粒子Ｐがケージ領域２３ｃから押し出され、主機能部２３にリリースされる。リリースされた粒子Ｐは、第１流出口１４から回収される。 Particles P in microfluidic device 10 may be collected as follows. For example, in FIG. 2, an air bubble generating means (not shown) for generating air bubbles is provided in the narrowed portion 23b downstream of the cage region 23c where the particles P to be collected are captured. The particles P are taken out from the cage region 23c by generating air bubbles in the narrowed portion 23b by the air bubble generating means. Examples of the bubble generating means include electrodes, lasers, and the like. For example, when an electrode (platinum electrode or the like) is installed in the narrowed portion 23b on the downstream side of the cage region 23c and a voltage is applied to the electrode, bubbles are generated and grow. This applies pressure in the direction from the constriction 23b to the cage region 23c. This pressure pushes the particles P out of the cage region 23 c and releases them into the main function 23 . The released particles P are recovered from the first outlet 14 .

このように、本実施の形態によれば、マイクロ流路デバイス１０は、第１流入口１２と第１流出口１４とを結ぶ主流路２０と、基材１１に形成された第２流入口１３と、を備える。第２流入口１３は、主流路２０の途中に位置する。これにより、第２流入口１３から速い流速（第２流速Ｖ２）で粒子Ｐを含む第２流体Ｆ２を導入できる。この場合、粒子Ｐには、粒子Ｐをマイクロ流路デバイス１０に導入する際に加わる吸着力を超える力が加わるため、粒子Ｐを第２流入口１３から確実に導入できる。その後、第１流入口１２から遅い流速（第１流速Ｖ１）で第１流体Ｆ１を導入することにより、粒子Ｐを主流路２０内でスムーズに流すことができる。この場合、主機能部２３が機能するために好適な速度で粒子Ｐを流すことができる。このように、第２流入口１３からの粒子Ｐの導入と、第１流入口１２からの第１流体Ｆ１の導入とを交互に繰り返すことにより、マイクロ流路デバイス１０内での粒子Ｐの濃度を均一化できる。 Thus, according to the present embodiment, the microfluidic device 10 includes the main flow path 20 connecting the first inlet 12 and the first outlet 14 and the second inlet 13 formed in the substrate 11. And prepare. The second inlet 13 is located in the middle of the main flow path 20 . Thereby, the second fluid F2 containing the particles P can be introduced from the second inlet 13 at a high flow velocity (second flow velocity V2). In this case, the particles P are applied with a force exceeding the adsorption force applied when the particles P are introduced into the microfluidic device 10 , so that the particles P can be reliably introduced from the second inlet 13 . After that, by introducing the first fluid F1 from the first inlet 12 at a slow flow rate (first flow rate V1), the particles P can flow smoothly in the main flow path 20. FIG. In this case, the particles P can flow at a suitable speed for the main functional part 23 to function. In this way, by alternately repeating the introduction of the particles P from the second inlet 13 and the introduction of the first fluid F1 from the first inlet 12, the concentration of the particles P in the microfluidic device 10 can be equalized.

［実施例］
次に、本実施の形態における具体的実施例について説明する。 [Example]
Next, a specific example of this embodiment will be described.

（実施例）
図１及び図２に示す流路システム（実施例）を作製した。第１流入管及び第２流入管としては、それぞれ０．５ｍｍφのシリコーンチューブを用いた。マイクロ流路デバイスの主流路の最大断面積は、０．０５ｍｍ^２であった。第２流入管から直径１００μｍの粒子（ポリスチレンビーズ）の分散液を、流速２００μＬ／ｍｉｎ（１７．０ｍｍ／ｓｅｃ）で送液したところ、粒子を主流路内にスムーズに導入できた。次に、第２流入管からの送液を止め、第１流入管から流速５μＬ／ｍｉｎ（０．４ｍｍ／ｓｅｃ）で培養液を送液したところ、主流路内で粒子をスムーズに流すことができた。 (Example)
A channel system (Example) shown in FIGS. 1 and 2 was produced. Silicone tubes of 0.5 mmφ were used as the first inflow tube and the second inflow tube. The maximum cross-sectional area of the main channel of the microfluidic device was 0.05 mm ² . When a dispersion of particles (polystyrene beads) with a diameter of 100 µm was sent from the second inflow pipe at a flow rate of 200 µL/min (17.0 mm/sec), the particles could be smoothly introduced into the main channel. Next, when the liquid feeding from the second inflow tube was stopped and the culture liquid was fed from the first inflow tube at a flow rate of 5 μL/min (0.4 mm/sec), the particles could flow smoothly in the main flow path. did it.

（比較例）
第２流入口及び第２流入管を有さないこと、以外は流路システム（実施例）と同様に、流路システム（比較例）を作製した。この流路システム（比較例）において、第１流入管として、０．５ｍｍφのシリコーンチューブを用いた。第１流入管から直径１０μｍの粒子（ポリスチレンビーズ）の分散液を、流速５μＬ／ｍｉｎ（０．４ｍｍ／ｓｅｃ）で送液した。この場合、分散液を均一に送液でき、粒子を主流路内に均一に導入できた。続いて、第１流入管から直径１００μｍの粒子の分散液を送液した。この場合、分散液の流速を５μＬ／ｍｉｎ（０．４ｍｍ／ｓｅｃ）、２５μＬ／ｍｉｎ（２．１ｍｍ／ｓｅｃ）、 ５０μＬ／ｍｉｎ（４．２ｍｍ／ｓｅｃ）、及び１００μＬ／ｍｉｎ（８．５ｍｍ／ｓｅｃ）のいずれに設定した場合でも均一に流せなかった。このため、流路システム（比較例）を用いた場合、例えば直径１００μｍ程度の大きさの粒子を分散した液体を、スムーズに導入することが難しいことが判明した。 (Comparative example)
A channel system (comparative example) was produced in the same manner as the channel system (example), except that it did not have the second inlet and the second inflow pipe. In this channel system (comparative example), a 0.5 mmφ silicone tube was used as the first inflow pipe. A dispersion of particles (polystyrene beads) with a diameter of 10 μm was fed from the first inflow pipe at a flow rate of 5 μL/min (0.4 mm/sec). In this case, the dispersion liquid could be uniformly fed, and the particles could be uniformly introduced into the main channel. Subsequently, a dispersion of particles with a diameter of 100 μm was fed from the first inflow pipe. In this case, the flow rate of the dispersion was 5 μL/min (0.4 mm/sec), 25 μL/min (2.1 mm/sec), 50 μL/min (4.2 mm/sec), and 100 μL/min (8.5 mm/sec). sec) could not flow uniformly. For this reason, it has been found that it is difficult to smoothly introduce a liquid in which particles having a diameter of about 100 μm are dispersed when using the flow channel system (comparative example).

［変形例］
次に、図５乃至図１０を参照して、本実施の形態の各変形例について説明する。図５乃至図１０は、それぞれ本実施の形態の変形例を示す図である。図５乃至図１０において、図１乃至図４に示す形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 [Modification]
Next, modifications of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 10. FIG. 5 to 10 are diagrams showing modifications of this embodiment. 5 to 10, the same reference numerals are assigned to the same parts as those shown in FIGS. 1 to 4, and detailed description thereof will be omitted.

（第１変形例）
図５及び図６は、マイクロ流路デバイス１０の第１変形例を示している。図５及び図６に示す変形例は、基材１１に第２流出口１５が形成されている点が異なるものであり、他の構成は上述した図１乃至図４に示す実施の形態と略同一である。 (First modification)
5 and 6 show a first modification of the microfluidic device 10. FIG. The modification shown in FIGS. 5 and 6 is different in that a second outlet 15 is formed in the base material 11, and other configurations are substantially the same as those of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 described above. are identical.

図５及び図６に示すマイクロ流路デバイス１０において、基材１１の第１面１１ａに第２流出口１５が形成されている。第２流出口１５は、主流路２０の途中かつ第２流入口１３と第１流出口１４との間に位置する。すなわち第２流出口１５は、第１流入口１２と第１流出口１４とを結ぶ主流路２０に位置する。第２流出口１５は、第１流入口１２と第１流出口１４とを結ぶ主流路２０から分岐した他の流路に位置しているのではない。また第２流出口１５は、主流路２０の第２部分流路２２（第２流入口１３と主機能部２３との間）に位置する。第２流出口１５は、主流路２０に流体連通している。このように、第２流入口１３は、第２流出口１５よりも第２流体Ｆ２の流れ方向上流側に位置する。これにより、第２流入口１３から第２流体Ｆ２を導入した際、万一第２流体Ｆ２に気泡が混入していたとしても、第２流出口１５から気泡を逃がすことができる。なお、これに限らず、第２流出口１５は、主流路２０の途中かつ第１流入口１２と第２流入口１３との間に位置していても良い。第２流出口１５には、第２流出管５５が接続される。第２流出管５５には、図示しないバルブが設けられていても良い。第２流出管５５は第３貯留部６５に接続されていても良い。第２流出管５５から排出される流体は、第３貯留部６５に貯留されても良い。あるいは、第２流出管５５から排出される流体は、図示しない他の貯留部に貯留されても良い。第２流出口１５は、平面視で円形であっても良い。第２流出口１５は、第２流出管５５の断面と同一の形状を有していても良い。第２流出口１５の幅（直径）は、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であっても良い。第２流出口１５の面積は、０．１９ｍｍ^２以上２０ｍｍ^２以下であっても良い。 In the microfluidic device 10 shown in FIGS. 5 and 6, the second outflow port 15 is formed in the first surface 11a of the substrate 11. As shown in FIG. The second outlet 15 is located in the middle of the main flow path 20 and between the second inlet 13 and the first outlet 14 . That is, the second outlet 15 is located in the main flow path 20 connecting the first inlet 12 and the first outlet 14 . The second outlet 15 is not located in another channel branched from the main channel 20 connecting the first inlet 12 and the first outlet 14 . Also, the second outlet 15 is positioned in the second partial flow path 22 of the main flow path 20 (between the second inlet 13 and the main function portion 23). The second outlet 15 is in fluid communication with the main flow path 20 . In this way, the second inlet 13 is located upstream of the second outlet 15 in the flow direction of the second fluid F2. As a result, when the second fluid F2 is introduced from the second inlet 13, even if bubbles are mixed in the second fluid F2, the bubbles can be released from the second outlet 15. FIG. Alternatively, the second outflow port 15 may be positioned in the middle of the main flow path 20 and between the first inflow port 12 and the second inflow port 13 . A second outflow pipe 55 is connected to the second outflow port 15 . The second outflow pipe 55 may be provided with a valve (not shown). The second outflow pipe 55 may be connected to the third reservoir 65 . The fluid discharged from the second outflow pipe 55 may be stored in the third storage portion 65 . Alternatively, the fluid discharged from the second outflow pipe 55 may be stored in another reservoir (not shown). The second outflow port 15 may be circular in plan view. The second outflow port 15 may have the same shape as the cross section of the second outflow pipe 55 . The width (diameter) of the second outflow port 15 may be 0.5 mm or more and 5 mm or less. The area of the second outlet 15 may be 0.19 mm ² or more and 20 mm ² or less.

図５及び図６に示すマイクロ流路デバイス１０において、第２流入口１３から２回目以降に第２流体Ｆ２を導入する際、第２流出管５５の図示しないバルブを開放する。この場合、第２部分流路２２に予め存在する液体の一部が、第２流出口１５から排出される。これにより、第２流体Ｆ２を導入したときの圧力が第２流出口１５から開放される。この結果、第２流入口１３から流入した第２流体Ｆ２の強い流れによって主機能部２３に既に存在する粒子Ｐに悪影響を及ぼすことを抑制できる。 In the microfluidic device 10 shown in FIGS. 5 and 6, when introducing the second fluid F2 from the second inlet 13 for the second time and thereafter, the valve (not shown) of the second outlet tube 55 is opened. In this case, part of the liquid pre-existing in the second partial channel 22 is discharged from the second outlet 15 . This releases the pressure from the second outlet 15 when the second fluid F2 is introduced. As a result, it is possible to prevent the particles P already existing in the main function portion 23 from being adversely affected by the strong flow of the second fluid F2 flowing in from the second inlet 13 .

なお、第２流出管５５に対して外部から圧力を加えられるようになっていても良い。この場合、主流路２０側から第２流出管５５に誤って粒子Ｐが進入したとき、粒子Ｐを主流路２０へ戻すように逆流させても良い。 In addition, pressure may be applied to the second outflow pipe 55 from the outside. In this case, when the particles P mistakenly enter the second outflow pipe 55 from the main channel 20 side, the particles P may be caused to flow back to the main channel 20 .

（第２変形例）
図７は、マイクロ流路デバイス１０の第２変形例を示している。図７に示す変形例は、主流路２０の一部が分岐している点が異なるものであり、他の構成は上述した図５及び図６に示す変形例１と略同一である。 (Second modification)
FIG. 7 shows a second modification of the microfluidic device 10. As shown in FIG. The modification shown in FIG. 7 is different in that a part of the main flow path 20 is branched, and other configurations are substantially the same as the modification 1 shown in FIGS. 5 and 6 described above.

図７に示すマイクロ流路デバイス１０において、第２流入口１３と第２流出口１５とが、それぞれ２つずつ存在する。主流路２０は、第１分岐流路３１と、第２分岐流路３２と、上流側分岐部３３と、下流側合流部３４とを有する。上流側分岐部３３は、第１分岐流路３１及び第２分岐流路３２の上流側に位置する。上流側分岐部３３には、第１流入口１２が位置する。上流側分岐部３３において、第１流入口１２から流入した第１流体Ｆ１が、第１分岐流路３１と第２分岐流路３２とに分岐する。第１分岐流路３１と第２分岐流路３２とは互いに並列に設けられる。第１分岐流路３１は、第１部分流路２１と第２部分流路２２とを含む。第１分岐流路３１には、１つの第２流入口１３と、１つの第２流出口１５とが位置する。第２分岐流路３２は、第１部分流路２１と第２部分流路２２とを含む。第２分岐流路３２には、１つの第２流入口１３と、１つの第２流出口１５とが位置する。下流側合流部３４は、第１分岐流路３１及び第２分岐流路３２の下流側に位置する。下流側合流部３４において、第１分岐流路３１と第２分岐流路３２とが合流する。 In the microfluidic device 10 shown in FIG. 7, there are two each of the second inlets 13 and the second outlets 15 . The main flow path 20 has a first branch flow path 31 , a second branch flow path 32 , an upstream branch portion 33 and a downstream junction portion 34 . The upstream branch portion 33 is positioned upstream of the first branch channel 31 and the second branch channel 32 . The first inlet 12 is located in the upstream branch portion 33 . At the upstream branch portion 33 , the first fluid F<b>1 that has flowed in from the first inlet 12 branches into the first branch flow path 31 and the second branch flow path 32 . The first branch channel 31 and the second branch channel 32 are provided in parallel with each other. The first branch channel 31 includes a first partial channel 21 and a second partial channel 22 . One second inlet 13 and one second outlet 15 are located in the first branch channel 31 . The second branch channel 32 includes a first partial channel 21 and a second partial channel 22 . One second inlet 13 and one second outlet 15 are located in the second branch channel 32 . The downstream merging portion 34 is located downstream of the first branched flow path 31 and the second branched flow path 32 . The first branched flow path 31 and the second branched flow path 32 merge at the downstream confluence portion 34 .

図７に示すマイクロ流路デバイス１０において、第１分岐流路３１及び第２分岐流路３２を交互に用い、第２流入口１３から粒子Ｐを含む第２流体Ｆ２を導入する。すなわち、まず、第１分岐流路３１に位置する第２流入口１３から第２流体Ｆ２を導入する。次いで、第１流入口１２から第１分岐流路３１及び第２分岐流路３２にそれぞれ第１流体Ｆ１を導入する。次に、第２分岐流路３２に位置する第２流入口１３から第２流体Ｆ２を導入する。次いで、第１流入口１２から第１分岐流路３１及び第２分岐流路３２にそれぞれ第１流体Ｆ１を導入する。これを順番に繰り返すことにより、粒子Ｐを均一な濃度で主流路２０内に流すことができる。これにより、第２部分流路２２内の粒子Ｐを流し切る操作と、第２部分流路２２へ粒子Ｐを導入する操作とを並行して実施できる。なお、第１流体Ｆ１を導入する操作と、これに次いで行われる第２流体Ｆ２を導入する操作とは、並行して行われることが好ましい。これにより、第１流体Ｆ１を導入することによって第１分岐流路３１に粒子Ｐを流しつつ、同時に第２分岐流路３２へ粒子Ｐを導入できる。なお、図７において、必ずしも第２流出口１５は設けられていなくても良い。 In the microfluidic device 10 shown in FIG. 7, the first branch channel 31 and the second branch channel 32 are alternately used to introduce the second fluid F2 containing the particles P from the second inlet 13 . That is, first, the second fluid F2 is introduced from the second inlet 13 located in the first branch flow path 31 . Next, the first fluid F1 is introduced from the first inlet 12 into the first branched channel 31 and the second branched channel 32, respectively. Next, the second fluid F2 is introduced from the second inlet 13 located in the second branch channel 32 . Next, the first fluid F1 is introduced from the first inlet 12 into the first branched channel 31 and the second branched channel 32, respectively. By repeating this in order, the particles P can be made to flow into the main channel 20 at a uniform concentration. Thereby, the operation of flowing out the particles P in the second partial flow path 22 and the operation of introducing the particles P into the second partial flow path 22 can be performed in parallel. The operation of introducing the first fluid F1 and the subsequent operation of introducing the second fluid F2 are preferably performed in parallel. Thus, by introducing the first fluid F1, the particles P can be introduced into the second branch channel 32 while flowing the particles P into the first branch channel 31 at the same time. In addition, in FIG. 7, the second outflow port 15 may not necessarily be provided.

とりわけ、第２流入口１３から２回目以降に第２流体Ｆ２を導入する際、第２部分流路２２内に前回導入した粒子Ｐが残っていることが考えられる。本変形例によれば、第１分岐流路３１と第２分岐流路３２とを交互に用いることにより、第２部分流路２２内に残存する粒子Ｐが誤って第２流出口１５から排出されることを抑制できる。このため、粒子Ｐを導入してから次の粒子Ｐを導入するまでの間隔を短くでき、スループットを向上できる。 In particular, when the second fluid F2 is introduced from the second inlet 13 for the second and subsequent times, it is conceivable that the particles P previously introduced remain in the second partial flow path 22 . According to this modification, by alternately using the first branch channel 31 and the second branch channel 32, the particles P remaining in the second partial channel 22 are erroneously discharged from the second outlet 15. can be suppressed. Therefore, the interval between the introduction of the particle P and the introduction of the next particle P can be shortened, and the throughput can be improved.

（第３変形例）
図８は、マイクロ流路デバイス１０の第３変形例を示している。図８に示す変形例は、第１分岐流路３１及び第２分岐流路３２がそれぞれ上流側で終端している点が異なるものであり、他の構成は上述した図７に示す変形例２と略同一である。 (Third modification)
FIG. 8 shows a third modification of the microfluidic device 10. As shown in FIG. The modification shown in FIG. 8 is different in that the first branch flow path 31 and the second branch flow path 32 each terminate on the upstream side. is approximately the same as

図８に示すマイクロ流路デバイス１０において、第１流入口１２と第２流入口１３と第２流出口１５とが、それぞれ２つずつ存在する。主流路２０は、第１分岐流路３１と、第２分岐流路３２と、下流側合流部３４とを有する。第１分岐流路３１と第２分岐流路３２とは互いに並列に設けられる。第１分岐流路３１は、第１部分流路２１と第２部分流路２２とを含む。第１分岐流路３１には、１つの第１流入口１２と、１つの第２流入口１３と、１つの第２流出口１５とが位置する。第２分岐流路３２は、第１部分流路２１と第２部分流路２２とを含む。第２分岐流路３２には、１つの第１流入口１２と、１つの第２流入口１３と、１つの第２流出口１５とが位置する。下流側合流部３４は、第１分岐流路３１及び第２分岐流路３２の下流側に位置する。下流側合流部３４において、第１分岐流路３１と第２分岐流路３２とが合流する。 In the microfluidic device 10 shown in FIG. 8, there are two first inlets 12, two second inlets 13, and two second outlets 15, respectively. The main channel 20 has a first branched channel 31 , a second branched channel 32 , and a downstream junction 34 . The first branch channel 31 and the second branch channel 32 are provided in parallel with each other. The first branch channel 31 includes a first partial channel 21 and a second partial channel 22 . One first inlet 12 , one second inlet 13 , and one second outlet 15 are located in the first branch channel 31 . The second branch channel 32 includes a first partial channel 21 and a second partial channel 22 . One first inlet 12 , one second inlet 13 , and one second outlet 15 are located in the second branch channel 32 . The downstream merging portion 34 is located downstream of the first branched flow path 31 and the second branched flow path 32 . The first branched flow path 31 and the second branched flow path 32 merge at the downstream confluence portion 34 .

図８に示すマイクロ流路デバイス１０において、第１分岐流路３１及び第２分岐流路３２を交互に用い、第２流入口１３から粒子Ｐを含む第２流体Ｆ２を導入する。すなわち、まず、第１分岐流路３１に位置する第２流入口１３から第２流体Ｆ２を導入する。次いで、第１分岐流路３１に位置する第１流入口１２から第１分岐流路３１に第１流体Ｆ１を導入する。次に、第２分岐流路３２に位置する第２流入口１３から第２流体Ｆ２を導入する。次いで、第２分岐流路３２に位置する第１流入口１２から第２分岐流路３２に第１流体Ｆ１を導入する。これを順番に繰り返すことにより、粒子Ｐを均一な濃度で主流路２０内に流すことができる。これにより、第２部分流路２２内の粒子Ｐを流し切る操作と、第２部分流路２２へ粒子Ｐを導入する操作とを並行して実施できる。なお、第１流体Ｆ１を導入する操作と、これに次いで行われる第２流体Ｆ２を導入する操作とは、並行して行われることが好ましい。これにより、第１流体Ｆ１を導入することによって第１分岐流路３１に粒子Ｐを流しつつ、同時に第２分岐流路３２へ粒子Ｐを導入できる。なお、図８において、必ずしも第２流出口１５は設けられていなくても良い。 In the microfluidic device 10 shown in FIG. 8 , the first branch channel 31 and the second branch channel 32 are alternately used to introduce the second fluid F2 containing the particles P from the second inlet 13 . That is, first, the second fluid F2 is introduced from the second inlet 13 located in the first branch flow path 31 . Next, the first fluid F<b>1 is introduced into the first branch channel 31 from the first inlet 12 located in the first branch channel 31 . Next, the second fluid F2 is introduced from the second inlet 13 located in the second branch channel 32 . Next, the first fluid F1 is introduced into the second branch channel 32 from the first inlet 12 located in the second branch channel 32 . By repeating this in order, the particles P can be made to flow into the main channel 20 at a uniform concentration. Thereby, the operation of flowing out the particles P in the second partial flow path 22 and the operation of introducing the particles P into the second partial flow path 22 can be performed in parallel. The operation of introducing the first fluid F1 and the subsequent operation of introducing the second fluid F2 are preferably performed in parallel. Thus, by introducing the first fluid F1, the particles P can be introduced into the second branch channel 32 while flowing the particles P into the first branch channel 31 at the same time. In addition, in FIG. 8, the second outlet 15 may not necessarily be provided.

とりわけ、第２流入口１３から２回目以降に第２流体Ｆ２を導入する際、第２部分流路２２内に前回導入した粒子Ｐが残っていることが考えられる。本変形例によれば、第１分岐流路３１と第２分岐流路３２とを交互に用いることにより、第２部分流路２２内に残存した粒子Ｐが誤って第２流出口１５から排出されることを抑制できる。このため、粒子Ｐを導入してから次の粒子Ｐを導入するまでの間隔を短くでき、スループットを向上できる。 In particular, when the second fluid F2 is introduced from the second inlet 13 for the second and subsequent times, it is conceivable that the particles P previously introduced remain in the second partial flow path 22 . According to this modification, by alternately using the first branched flow path 31 and the second branched flow path 32, the particles P remaining in the second partial flow path 22 are erroneously discharged from the second outlet 15. can be suppressed. Therefore, the interval between the introduction of the particle P and the introduction of the next particle P can be shortened, and the throughput can be improved.

（第４変形例）
図９は、マイクロ流路デバイス１０の第４変形例を示している。図９に示す変形例は、主流路２０の第２部分流路２２に拡張部２６が形成されている点が異なるものであり、他の構成は上述した図５及び図６に示す変形例１と略同一である。 (Fourth modification)
FIG. 9 shows a fourth modification of the microfluidic device 10. As shown in FIG. The modification shown in FIG. 9 is different in that an expanded portion 26 is formed in the second partial flow path 22 of the main flow path 20, and the other configuration is the modification 1 shown in FIGS. is approximately the same as

図９に示すマイクロ流路デバイス１０において、主流路２０の第２部分流路２２に、拡張部２６が形成されている。拡張部２６は、主流路２０の他の部分よりも断面積が広げられている。拡張部２６は主機能部２３よりも流れ方向の上流側に位置する。拡張部２６の断面積は、主機能部２３の最大断面積よりも大きくても良い。拡張部２６の断面積は、第１部分流路２１の最大断面積及び第３部分流路２４の最大断面積よりも大きくても良い。拡張部２６は、第２部分流路２２における流体の進行方向と垂直な方向に太くなることが好ましい。これにより、拡張部２６内で乱流が生じることを抑えられる。また、拡張部２６は、第２部分流路２２における流体の進行方向に沿って徐々に断面積が拡大していくことが好ましい。これにより、拡張部２６内の角部に粒子Ｐが滞留することを抑えられる。なお、拡張部２６の断面積をＡとしたとき、拡張部２６の断面積Ａは、Ａ≦Ｆ／ｖという式により求めても良い。ここで、ｖは、粒子Ｐが流れるために必要な流速の最低値であり、Ｆは、主機能部２３の機能発現を可能とする流量の最大値である。 In the microfluidic device 10 shown in FIG. 9 , an extended portion 26 is formed in the second partial channel 22 of the main channel 20 . The enlarged portion 26 has a wider cross-sectional area than the rest of the main flow path 20 . The extended portion 26 is located upstream of the main functional portion 23 in the flow direction. The cross-sectional area of the extended portion 26 may be larger than the maximum cross-sectional area of the main function portion 23 . The cross-sectional area of the expanded portion 26 may be larger than the maximum cross-sectional area of the first partial flow channel 21 and the maximum cross-sectional area of the third partial flow channel 24 . It is preferable that the expanded portion 26 become thicker in the direction perpendicular to the direction in which the fluid advances in the second partial channel 22 . As a result, the occurrence of turbulent flow within the expanded portion 26 can be suppressed. Moreover, it is preferable that the cross-sectional area of the expanded portion 26 gradually expands along the traveling direction of the fluid in the second partial flow channel 22 . As a result, the particles P can be prevented from staying at the corners of the expanded portion 26 . In addition, when the cross-sectional area of the extended portion 26 is A, the cross-sectional area A of the extended portion 26 may be obtained by the formula A≤F/v. Here, v is the minimum value of the flow velocity required for the particles P to flow, and F is the maximum value of the flow rate that allows the function of the main functional part 23 to be realized.

なお、第２流入口１３及び／又は第２流出口１５は、拡張部２６の内部に位置していても良い。この場合、第２流入口１３（第２流出口１５）の幅（直径）が、第１部分流路２１の幅よりも大きい場合でも、第２流入口１３（第２流出口１５）の近傍で、第１部分流路２１の幅を部分的に広げる必要が生じない。これにより、主流路２０の構造を単純化できる。 Note that the second inlet 13 and/or the second outlet 15 may be positioned inside the expanded portion 26 . In this case, even if the width (diameter) of the second inlet 13 (second outlet 15) is larger than the width of the first partial channel 21, the vicinity of the second inlet 13 (second outlet 15) Therefore, there is no need to partially widen the width of the first partial channel 21 . Thereby, the structure of the main flow path 20 can be simplified.

本変形例によれば、第１流入口１２からの第１流体Ｆ１によって第２部分流路２２内で粒子Ｐをスムーズに流すことができる。また、拡張部２６に粒子Ｐを貯留しておき、粒子Ｐを少しずつ主機能部２３側に送り込むことができる。なお、図９において、必ずしも第２流出口１５は設けられていなくても良い。 According to this modification, the particles P can be smoothly flowed within the second partial flow path 22 by the first fluid F1 from the first inlet 12 . In addition, the particles P can be stored in the expanded portion 26 and fed to the main function portion 23 side little by little. In addition, in FIG. 9, the second outflow port 15 may not necessarily be provided.

（第５変形例）
図１０は、流路システム５０の第５変形例を示している。図１０に示す変形例は、基材１１に第２流入口１３が設けられておらず、第２流入管５３が第１流入口１２に接続されている点が異なるものであり、他の構成は上述した図１乃至図４に示す実施の形態と略同一である。 (Fifth modification)
FIG. 10 shows a fifth modification of the channel system 50. As shown in FIG. The modification shown in FIG. 10 is different in that the base material 11 is not provided with the second inlet 13, and the second inlet pipe 53 is connected to the first inlet 12. is substantially the same as the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 described above.

図１０に示す流路システム５０において、マイクロ流路デバイス１０は、基材１１と、基材１１に形成された第１流入口１２と、基材１１に形成された第１流出口１４と、第１流入口１２と第１流出口１４とを結ぶ主流路２０と、を有する。基材１１には第２流入口１３が設けられていない。また、第２流入管５３が第１流入口１２に接続されている。この場合、第２流入管５３は、第１流入管５２を介して第１流入口１２に接続されている。なお、これに限らず、第１流入管５２が、第２流入管５３を介して第１流入口１２に接続されていても良い。第１流入管５２の断面積及び第２流入管５３の断面積は、それぞれ主流路２０の最大断面積よりも大きい。また、図１０において、主流路２０の第２部分流路２２の上流側端部が第１流入口１２に直接連通する。 In the channel system 50 shown in FIG. 10, the microchannel device 10 includes a substrate 11, a first inlet 12 formed in the substrate 11, a first outlet 14 formed in the substrate 11, and a main flow path 20 connecting the first inlet 12 and the first outlet 14 . The base material 11 is not provided with the second inlet 13 . A second inflow pipe 53 is also connected to the first inflow port 12 . In this case, the second inflow pipe 53 is connected to the first inflow port 12 via the first inflow pipe 52 . Alternatively, the first inflow pipe 52 may be connected to the first inflow port 12 via the second inflow pipe 53 . The cross-sectional area of the first inflow pipe 52 and the cross-sectional area of the second inflow pipe 53 are each larger than the maximum cross-sectional area of the main channel 20 . Also, in FIG. 10 , the upstream end of the second partial flow path 22 of the main flow path 20 directly communicates with the first inlet 12 .

図１０に示す流路システム５０において、まず第２流入管５３から粒子Ｐを含む第２流体Ｆ２を第２流速Ｖ２で導入する。この第２流体Ｆ２は、第１流入口１２を通過して主流路２０に導入される。次いで、第１流入管５２から第１流体Ｆ１を第１流速Ｖ１（＜Ｖ２）で導入する。この第２流体Ｆ２は、第１流入口１２を通過して主流路２０に導入される。これを交互に繰り返すことにより、粒子Ｐを均一な濃度で主流路２０内に流すことができる。なお、図１０において、主流路２０に第２流出口１５が設けられていても良い。 In the channel system 50 shown in FIG. 10, first, the second fluid F2 containing the particles P is introduced from the second inflow pipe 53 at the second flow velocity V2. This second fluid F2 passes through the first inlet 12 and is introduced into the main flow path 20 . Next, the first fluid F1 is introduced from the first inflow pipe 52 at a first flow velocity V1 (<V2). This second fluid F2 passes through the first inlet 12 and is introduced into the main flow path 20 . By repeating this alternately, the particles P can be made to flow into the main channel 20 at a uniform concentration. In addition, in FIG. 10 , the second outlet 15 may be provided in the main flow path 20 .

上記各実施の形態及び各変形例に開示されている複数の構成要素を必要に応じて適宜組合せることも可能である。あるいは、上記各実施の形態及び各変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 It is also possible to appropriately combine a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments and modifications as necessary. Alternatively, some components may be deleted from all the components shown in each of the above embodiments and modifications.

１０ マイクロ流路デバイス
１１ 基材
１２ 第１流入口
１３ 第２流入口
１４ 第１流出口
１５ 第２流出口
２０ 主流路
２１ 第１部分流路
２２ 第２部分流路
２３ 主機能部
２４ 第３部分流路
５０ 流路システム
５２ 第１流入管
５３ 第２流入管
５４ 第１流出管
５５ 第２流出管
７１ 観察装置
REFERENCE SIGNS LIST 10 microfluidic device 11 substrate 12 first inlet 13 second inlet 14 first outlet 15 second outlet 20 main channel 21 first partial channel 22 second partial channel 23 main functional part 24 third third Partial channel 50 Channel system 52 First inflow pipe 53 Second inflow pipe 54 First outflow pipe 55 Second outflow pipe 71 Observation device

Claims (9)

基材と、
前記基材に形成された第１流入口と、
前記基材に形成された第１流出口と、
前記第１流入口と前記第１流出口とを結ぶ主流路と、
前記基材に形成された第２流入口と、を備え、
前記第２流入口は、前記主流路の途中に位置する、マイクロ流路デバイス。 a substrate;
a first inlet formed in the base;
a first outlet formed in the base material;
a main flow path connecting the first inlet and the first outlet;
a second inlet formed in the base material,
The microfluidic device, wherein the second inlet is located in the middle of the main flow path. 前記基材に形成された第２流出口を更に備え、
前記第２流出口は、前記主流路の途中に位置する、請求項１に記載のマイクロ流路デバイス。 Further comprising a second outlet formed in the base material,
2. The microfluidic device according to claim 1, wherein said second outlet is located in the middle of said main flow path. 前記主流路は、互いに並列に設けられた第１分岐流路と第２分岐流路とを有し、
前記第１分岐流路及び前記第２分岐流路は、下流側合流部において互いに合流し、
前記第１分岐流路及び前記第２分岐流路には、それぞれ前記第２流入口が位置する、請求項１又は２に記載のマイクロ流路デバイス。 The main flow path has a first branch flow path and a second branch flow path provided in parallel with each other,
the first branched flow path and the second branched flow path merge with each other at a downstream junction;
3. The microfluidic device according to claim 1, wherein the second inlet is positioned in each of the first branch channel and the second branch channel. 前記第１分岐流路と前記第２分岐流路とが、上流側分岐部において分岐し、前記上流側分岐部には、前記第１流入口が位置する、請求項３に記載のマイクロ流路デバイス。 4. The microchannel according to claim 3, wherein the first branch channel and the second branch channel are branched at an upstream branch portion, and the first inlet is located at the upstream branch portion. device. 前記第１分岐流路及び前記第２分岐流路には、それぞれ前記第１流入口が位置する、請求項３に記載のマイクロ流路デバイス。 4. The microfluidic device according to claim 3, wherein said first inlet is positioned in each of said first branch channel and said second branch channel. 前記主流路に、前記主流路の他の部分よりも断面積が広げられた拡張部が形成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のマイクロ流路デバイス。 6. The microfluidic device according to any one of claims 1 to 5, wherein the main flow channel is formed with an expanded portion having a wider cross-sectional area than other portions of the main flow channel. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のマイクロ流路デバイスと、
前記マイクロ流路デバイスの前記第１流入口に接続された第１流入管と、
前記マイクロ流路デバイスの前記第１流出口に接続された第１流出管と、
前記マイクロ流路デバイスの前記第２流入口に接続された第２流入管と、を備え、
前記第１流入管の断面積及び前記第２流入管の断面積は、それぞれ前記マイクロ流路デバイスの前記主流路の最大断面積よりも大きい、流路システム。 The microfluidic device according to any one of claims 1 to 6;
a first inflow pipe connected to the first inflow port of the microfluidic device;
a first outflow tube connected to the first outflow port of the microfluidic device;
a second inflow pipe connected to the second inflow port of the microfluidic device;
The channel system, wherein the cross-sectional area of the first inflow tube and the cross-sectional area of the second inflow tube are each larger than the maximum cross-sectional area of the main channel of the microfluidic device. 基材と、前記基材に形成された第１流入口と、前記基材に形成された第１流出口と、前記第１流入口と前記第１流出口とを結ぶ主流路と、を有する、マイクロ流路デバイスと、
前記マイクロ流路デバイスの前記第１流入口に接続された第１流入管と、
前記マイクロ流路デバイスの前記第１流出口に接続された第１流出管と、
前記第１流入口に接続された第２流入管と、を備え、
前記第１流入管の断面積及び前記第２流入管の断面積は、それぞれ前記マイクロ流路デバイスの前記主流路の最大断面積よりも大きい、流路システム。 A base material, a first inlet formed in the base material, a first outlet formed in the base material, and a main flow path connecting the first inlet and the first outlet. , a microfluidic device, and
a first inflow pipe connected to the first inflow port of the microfluidic device;
a first outflow tube connected to the first outflow port of the microfluidic device;
a second inflow pipe connected to the first inflow port,
The channel system, wherein the cross-sectional area of the first inflow tube and the cross-sectional area of the second inflow tube are each larger than the maximum cross-sectional area of the main channel of the microfluidic device. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のマイクロ流路デバイスに粒子を導入する粒子導入方法であって、
前記粒子を含む第２流体を、前記第２流入口から前記主流路に第２流速で導入する工程と、
第１流体を、前記第１流入口から前記主流路に第１流速で導入する工程と、を備え、
前記第２流速は、前記第１流速よりも速い、粒子導入方法。 A particle introduction method for introducing particles into the microchannel device according to any one of claims 1 to 6,
introducing a second fluid containing the particles from the second inlet into the main channel at a second flow rate;
introducing a first fluid from the first inlet into the main flow path at a first flow rate;
The method of introducing particles, wherein the second flow rate is faster than the first flow rate.