JP5588281B2 - Gas generating agent and micro pump - Google Patents

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Description

本発明は、ガス発生剤及びマイクロポンプに関し、特に、マイクロ流体デバイスに用いられるマイクロポンプ用のガス発生剤及びそれを用いたマイクロポンプに関する。   The present invention relates to a gas generating agent and a micropump, and more particularly to a gas generating agent for a micropump used in a microfluidic device and a micropump using the same.

近年、小型であり、かつ携帯性に優れている分析装置として、マイクロ流体デバイスを用いた分析装置が用いられるようになってきている。このマイクロ流体デバイスを用いた分析装置では、マイクロ流路内においてサンプルの送液、希釈、分析などを行うことができる。このため、マイクロ流体デバイスを用いた分析装置によれば、非常に少量のサンプルであっても分析を行うことができるという効果も得られる。   In recent years, analyzers using microfluidic devices have come to be used as analyzers that are small and have excellent portability. In the analysis apparatus using the microfluidic device, the sample can be fed, diluted, analyzed, and the like in the microchannel. For this reason, according to the analyzer using a microfluidic device, an effect that analysis can be performed even with a very small amount of sample can be obtained.

上述のように、マイクロ流体デバイスでは、マイクロ流路内をサンプルや希釈液などを送液する必要がある。従って、マイクロ流体デバイスには、ポンプが必須となる。ポンプとしては、従来、シリンジポンプなどが用いられていた。しかしながら、シリンジポンプは大型であり、かつ、マイクロ流体デバイスに外部接続する必要がある。従って、シリンジポンプを用いたのでは、マイクロ流体デバイスを用いた分析装置が大型化し、かつ分析装置の携帯性が悪化してしまうという問題が生じる。   As described above, in the microfluidic device, it is necessary to send a sample, a diluent, or the like through the microchannel. Therefore, a pump is essential for the microfluidic device. Conventionally, a syringe pump or the like has been used as the pump. However, the syringe pump is large and needs to be externally connected to the microfluidic device. Therefore, when the syringe pump is used, there arises a problem that the analyzer using the microfluidic device is enlarged and the portability of the analyzer is deteriorated.

このような問題に鑑み、例えば、下記の特許文献1には、マイクロ流路に接続されたガス発生室が区画形成された基板を有し、ガス発生室に、アゾ化合物と、バインダー樹脂とを含むガス発生剤が収納されたマイクロポンプが提案されている。このマイクロポンプでは、ガス発生剤に熱エネルギーを供給することにより、ガス発生剤からガスが発生し、そのガスがマイクロ流路に供給されることにより、ポンプ機能が発現する。   In view of such a problem, for example, the following Patent Document 1 includes a substrate in which a gas generation chamber connected to a microchannel is defined, and an azo compound and a binder resin are provided in the gas generation chamber. A micropump in which a gas generating agent is contained has been proposed. In this micro pump, gas is generated from the gas generating agent by supplying thermal energy to the gas generating agent, and the pump function is manifested by supplying the gas to the micro flow path.

上記特許文献1に記載のマイクロポンプであれば、シリンジポンプとは異なり、アクチュエータを要さないため小型化が可能である。また、このマイクロポンプは、マイクロ流体デバイスと一体に形成することができるため、マイクロ流体デバイスを用いた分析装置の携帯性を損なうことがない。   Unlike the syringe pump, the micro pump described in Patent Document 1 can be downsized because it does not require an actuator. In addition, since the micropump can be formed integrally with the microfluidic device, the portability of the analyzer using the microfluidic device is not impaired.

特開2009−84128号公報JP 2009-84128 A

近年、マイクロ流体デバイスに、より高度な機能、より多くの機能を付与したいという要望が高まってきている。具体的には、例えば、マイクロ流体デバイスに多段の希釈系列を形成したいという要望や、ひとつのマイクロ流体デバイスで複数のサンプルの測定を行いたいという要望などが高まってきている。このような要望を満足させるために、マイクロ流体デバイスの構造が益々複雑化してきている。それに伴い、マイクロポンプの駆動時間を長くしたいという要望が高まってきている。   In recent years, there has been an increasing demand for imparting more advanced functions and more functions to microfluidic devices. Specifically, for example, there is an increasing demand for forming a multistage dilution series in a microfluidic device, and a desire for measuring a plurality of samples with one microfluidic device. In order to satisfy such a demand, the structure of the microfluidic device is becoming more and more complicated. Accordingly, there is an increasing demand for extending the driving time of the micropump.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、マイクロポンプの駆動時間を長くし得るガス発生剤及び長い駆動時間を有するマイクロポンプを提供することにある。   This invention is made | formed in view of this point, The objective is to provide the micropump which has the gas generating agent which can lengthen the drive time of a micropump, and long drive time.

本発明者らは、鋭意研究の結果、種々のアゾ化合物及びアジド化合物のうち、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)は、バインダーとの相溶性が高く、含有量を多くできることを見出した。その結果、本発明者らは、本発明を成すに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that among various azo compounds and azide compounds, dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) has high compatibility with the binder, I found that I can do a lot. As a result, the present inventors came to make this invention.

すなわち、本発明に係るガス発生剤は、マイクロ流体デバイスのマイクロ流路にガスを供給するためのマイクロポンプに使用されるガス発生剤に関する。本発明に係るマイクロポンプ用ガス発生剤は、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)とバインダー樹脂とを含有する。   That is, the gas generating agent according to the present invention relates to a gas generating agent used in a micropump for supplying gas to a microchannel of a microfluidic device. The gas generator for a micropump according to the present invention contains dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate) and a binder resin.

なお、本発明において、「マイクロ流体デバイス」とは、マイクロ流路を有するデバイスをいう。「マイクロ流路」とは、マイクロ流路を流れる液体に所謂マイクロ効果が発現する形状寸法に形成されている流路をいう。具体的には、「マイクロ流路」とは、マイクロ流路を流れる液体が、表面張力と毛細管現象との影響を強く受け、通常の寸法の流路を流れる液体とは異なる挙動を示す形状寸法に形成されている流路をいう。   In the present invention, “microfluidic device” refers to a device having a microchannel. The “microchannel” refers to a channel formed in a shape and dimension that develops a so-called micro effect in the liquid flowing through the microchannel. Specifically, the term “microchannel” means that the liquid flowing through a microchannel is strongly affected by surface tension and capillary action, and has a different shape from that of a liquid flowing through a normal channel. It refers to the flow path that is formed.

本発明に係るガス発生剤のある特定の局面では、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)は、バインダー樹脂100重量部に対して100重量部〜2000重量部の範囲で含有されている。   In a specific aspect of the gas generant according to the present invention, dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) is in the range of 100 parts by weight to 2000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Contained.

本発明に係るガス発生剤の他の特定の局面では、バインダー樹脂は、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂及びポリイミド樹脂からなる群から選ばれた一種以上の樹脂である。この構成によれば、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)をより多く含有させることができる。従って、マイクロポンプの駆動時間をより長くすることができる。   In another specific aspect of the gas generating agent according to the present invention, the binder resin is made of acrylic resin, polyurethane resin, polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, polyether resin, polycarbonate resin, polyamide resin, and polyimide resin. One or more resins selected from the group consisting of: According to this structure, more dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate) can be contained. Therefore, the driving time of the micropump can be made longer.

本発明に係るマイクロポンプは、基材と、ガス発生材とを備えている。基材には、マイクロ流路が形成されている。ガス発生材は、マイクロ流路にガスを供給する。ガス発生材は、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)とバインダー樹脂とを含有するガス発生剤を含む。すなわち、本発明に係るマイクロポンプでは、ガス発生材が、上記本発明に係るガス発生剤を含む。従って、本発明に係るマイクロポンプは、長い駆動時間を有する。   The micropump according to the present invention includes a base material and a gas generating material. A microchannel is formed on the substrate. The gas generating material supplies gas to the microchannel. The gas generating material includes a gas generating agent containing dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate) and a binder resin. That is, in the micropump according to the present invention, the gas generating material includes the gas generating agent according to the present invention. Therefore, the micropump according to the present invention has a long driving time.

本発明に係るマイクロポンプのある特定の局面では、マイクロ流路は、基材の表面に開口している。ガス発生材は、マイクロ流路の開口を覆うように、基材の表面の上に設けられている。この場合、基材内にガス発生室を設ける必要がなくなる。従って、基材を小型化できると共に、基材の作製が容易となる。   In a specific aspect of the micropump according to the present invention, the microchannel is open to the surface of the substrate. The gas generating material is provided on the surface of the substrate so as to cover the opening of the microchannel. In this case, it is not necessary to provide a gas generation chamber in the substrate. Accordingly, the substrate can be reduced in size and the substrate can be easily manufactured.

本発明に係るマイクロポンプの他の特定の局面では、基材には、マイクロ流路が開口しているガス発生室がさらに形成されている。ガス発生材は、ガス発生室内に配置されている。この構成によれば、ガス発生材から発生したガスを効率的にマイクロ流路に導くことができる。   In another specific aspect of the micropump according to the present invention, the base material is further formed with a gas generation chamber having an open microchannel. The gas generating material is disposed in the gas generating chamber. According to this configuration, the gas generated from the gas generating material can be efficiently guided to the microchannel.

本発明に係るガス発生剤では、ガス発生成分として、バインダー樹脂に対する相溶性が高いジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)が用いられている。このため、このマイクロポンプ用ガス発生剤を用いることにより、マイクロポンプの駆動時間を長くすることができる。   In the gas generating agent according to the present invention, dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate) having high compatibility with the binder resin is used as a gas generating component. For this reason, the drive time of a micropump can be lengthened by using this gas generating agent for micropumps.

第1の実施形態に係るマイクロポンプの略図的断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a micropump according to a first embodiment. 第2の実施形態に係るマイクロポンプの略図的断面図である。It is a schematic sectional drawing of the micropump which concerns on 2nd Embodiment. 実施例及び比較例においてマイクロポンプの出力特性を評価するために用いたマイクロポンプの略図的断面図である。It is a schematic sectional drawing of the micropump used in order to evaluate the output characteristic of a micropump in an Example and a comparative example.

以下、本発明を実施した好ましい形態について、図1及び図2に示すマイクロポンプ1,2を例に挙げて説明する。但し、マイクロポンプ1,2は、単なる例示である。本発明は、マイクロポンプ1,2に何ら限定されない。   Hereinafter, a preferred embodiment in which the present invention is implemented will be described using the micropumps 1 and 2 shown in FIGS. 1 and 2 as examples. However, the micropumps 1 and 2 are merely examples. The present invention is not limited to the micropumps 1 and 2 at all.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るマイクロポンプの略図的断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the micropump according to the first embodiment.

図1に示すマイクロポンプ1は、マイクロ流体デバイスのマイクロ流路にガスを供給するためのポンプである。マイクロポンプ1は、マイクロポンプ1のマイクロ流路11が、マイクロ流体デバイスのマイクロ流路に接続された状態で使用される。マイクロポンプ1は、マイクロ流体デバイスと一体に形成されていてもよい。   A micropump 1 shown in FIG. 1 is a pump for supplying gas to a microchannel of a microfluidic device. The micropump 1 is used in a state where the microchannel 11 of the micropump 1 is connected to the microchannel of the microfluidic device. The micropump 1 may be formed integrally with the microfluidic device.

マイクロポンプ1は、基材10を備えている。基材10は、マイクロ流路11を流れる液体や気体との反応性が低く、かつ、液体がマイクロ流路11を流れる際にかかる圧力に対して十分な機械的耐久性を有するものである限りにおいて特に限定されない。基材10は、例えば、樹脂、ガラス、セラミックなどにより形成することができる。基材10の形成に好ましく用いられる樹脂としては、有機シロキサン化合物などが挙げられる。有機シロキサン化合物の具体例としては、例えば、ポリジメチルシロキサン(PDMS)や、ポリメチル水素シロキサンなどが挙げられる。   The micropump 1 includes a base material 10. As long as the base material 10 has low reactivity with the liquid or gas flowing through the microchannel 11 and has sufficient mechanical durability against the pressure applied when the liquid flows through the microchannel 11. In particular, it is not limited. The base material 10 can be formed of, for example, resin, glass, ceramic, or the like. Examples of the resin preferably used for forming the substrate 10 include an organic siloxane compound. Specific examples of the organic siloxane compound include polydimethylsiloxane (PDMS) and polymethylhydrogen siloxane.

基材10には、マイクロ流路11が形成されている。マイクロ流路11は、基材10の表面10aに開口している。   A microchannel 11 is formed in the base material 10. The microchannel 11 is open to the surface 10 a of the substrate 10.

表面10aの上には、ガス発生材としてのガス発生層12が形成されている。このガス発生層12によって、マイクロ流路11の開口11aが覆われている。このため、ガス発生層12において発生したガスは、開口11aからマイクロ流路11内に供給される。   A gas generating layer 12 as a gas generating material is formed on the surface 10a. The gas generation layer 12 covers the opening 11 a of the microchannel 11. For this reason, the gas generated in the gas generation layer 12 is supplied into the microchannel 11 from the opening 11a.

ガス発生層12は、ガス発生層12において発生したガスがマイクロ流路11に好適に供給されるように設けられていることが好ましい。従って、ガス発生層12は、基材10に粘着または接着していることが好ましい。この場合において、ガス発生層12と基材10とを、粘着剤や接着剤を用いて粘着または接着させてもよいし、ガス発生層12及び基材10の少なくとも一方の表面に粘着能または接着能を持たせることにより、ガス発生層12と基材10とを直接粘着または接着してもよい。   The gas generation layer 12 is preferably provided so that the gas generated in the gas generation layer 12 is suitably supplied to the microchannel 11. Therefore, the gas generating layer 12 is preferably adhered or bonded to the substrate 10. In this case, the gas generating layer 12 and the substrate 10 may be adhered or adhered using an adhesive or an adhesive, or the gas generating layer 12 and the substrate 10 may be adhered or adhered to at least one surface. The gas generating layer 12 and the base material 10 may be directly adhered or bonded by providing the function.

なお、ガス発生層12の厚みは、特に限定されない。ガス発生層12の厚みは、例えば、10μm〜200μm程度とすることができる。   The thickness of the gas generation layer 12 is not particularly limited. The thickness of the gas generation layer 12 can be, for example, about 10 μm to 200 μm.

ガス発生層12の基材10とは反対側の表面は、ガスバリア層13により覆われている。このガスバリア層13は、ガス発生層12において発生したガスが、基材10とは反対側に流出することを抑制し、マイクロ流路11側に効率的に供給されるようにする層である。このため、ガスバリア層13は、ガス発生層12において発生したガスの透過性が低いものであることが好ましい。   The surface of the gas generation layer 12 opposite to the substrate 10 is covered with a gas barrier layer 13. The gas barrier layer 13 is a layer that suppresses the gas generated in the gas generation layer 12 from flowing out to the side opposite to the substrate 10 and efficiently supplies the gas to the microchannel 11 side. For this reason, it is preferable that the gas barrier layer 13 has a low permeability of the gas generated in the gas generation layer 12.

具体的には、ガスバリア層13は、例えば、ポリアクリル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、塩化ビニル樹脂、ABS樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及びガラスなどからなるものであることが好ましい。   Specifically, the gas barrier layer 13 is made of, for example, polyacryl, polyolefin, polycarbonate, vinyl chloride resin, ABS resin, polyethylene terephthalate (PET) resin, nylon resin, urethane resin, polyimide resin, and glass. Is preferred.

なお、ガスバリア層13の厚みは、例えば、25μm〜100μmであることが好ましく、50μm〜100μmであることがさらに好ましい。   In addition, the thickness of the gas barrier layer 13 is preferably, for example, 25 μm to 100 μm, and more preferably 50 μm to 100 μm.

本実施形態では、ガス発生材としてのガス発生層12は、バインダー樹脂とジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)とを含有しているガス発生剤を含む。ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)は、バインダー樹脂との相溶性が高い。このため、バインダー樹脂に対するジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)の含有量を多くすることができる。具体的には、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)を、バインダー樹脂100重量部に対して100重量部以上含有させることができる。よって、ガス発生層12におけるジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)の含有量を多くすることができる。よって、ガス発生層12から発生し得るガスの量を多くすることができる。従って、マイクロポンプ1の駆動期間を長くすることができる。   In the present embodiment, the gas generating layer 12 as a gas generating material includes a gas generating agent containing a binder resin and dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate). Dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate) is highly compatible with the binder resin. For this reason, the content of dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate) in the binder resin can be increased. Specifically, dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate) can be contained in an amount of 100 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the binder resin. Therefore, the content of dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) in the gas generation layer 12 can be increased. Therefore, the amount of gas that can be generated from the gas generation layer 12 can be increased. Therefore, the drive period of the micropump 1 can be lengthened.

マイクロポンプ1の駆動時間をより長くする観点からは、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)のバインダー樹脂に対する含有量がさらに多いことが好ましい。従って、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)は、バインダー樹脂100重量部に対して100重量部以上含有されていることがより好ましく、200重量部以上含有されていることがより好ましく、400重量部以上含有されていることがさらに好ましい。ただし、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)のバインダー樹脂に対する含有量が多すぎると、バインダー樹脂中に溶解できなくなる場合がある。従って、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)は、バインダー樹脂100重量部に対して2000重量部以下の割合で含有されていることが好ましく、1000重量部以下の割合で含有されていることがより好ましく、800重量部以下の割合で含有されていることがさらに好ましい。   From the viewpoint of making the driving time of the micropump 1 longer, it is preferable that the content of dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) with respect to the binder resin is further increased. Accordingly, dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) is more preferably contained in an amount of 100 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the binder resin, and is contained in an amount of 200 parts by weight or more. Is more preferable, and 400 parts by weight or more is more preferable. However, if the content of dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate) in the binder resin is too large, it may not be dissolved in the binder resin. Accordingly, dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) is preferably contained in a ratio of 2000 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the binder resin, and in a ratio of 1000 parts by weight or less. More preferably, it is contained in a proportion of 800 parts by weight or less.

また、バインダー樹脂としては、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂ポリアミド樹脂及びポリイミド樹脂からなる群から選ばれた一種以上の樹脂が好ましく用いられる。このような樹脂は、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)との相溶性がより高い。従って、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)のバインダー樹脂に対する含有量をより多くすることができる。その結果、マイクロポンプ1の駆動時間をより効果的に長くすることができる。マイクロポンプ1の駆動時間をさらに効果的に長くする観点からさらに好ましく用いられるバインダー樹脂としては。例えば、アクリル樹脂などがあげられる。   The binder resin is preferably one or more resins selected from the group consisting of acrylic resins, polyurethane resins, polyester resins, polyethylene resins, polypropylene resins, polystyrene resins, polyether resins, polycarbonate resins, polyamide resins and polyimide resins. It is done. Such a resin is more compatible with dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate). Therefore, the content of dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate) with respect to the binder resin can be increased. As a result, the driving time of the micropump 1 can be increased more effectively. As a binder resin more preferably used from the viewpoint of further effectively extending the driving time of the micropump 1. For example, an acrylic resin etc. are mention | raise | lifted.

(第2の実施形態)
図2は、第2の実施形態に係るマイクロポンプの略図的断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the micropump according to the second embodiment.

上記第1の実施形態では、ガス発生材として、基材10の表面10aの上にガス発生層12を設ける例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。   In the said 1st Embodiment, the example which provides the gas generation layer 12 on the surface 10a of the base material 10 as a gas generation material was demonstrated. However, the present invention is not limited to this configuration.

例えば、図2に示すマイクロポンプ2のように、基材10の内部に、マイクロ流路11が開口しているガス発生室14を形成し、そのガス発生室14内に、例えばタブレット状のガス発生材タブレット12aを配置してもよい。   For example, like the micropump 2 shown in FIG. 2, a gas generation chamber 14 in which the microchannel 11 is opened is formed inside the base material 10, and for example, a tablet-like gas is formed in the gas generation chamber 14 You may arrange | position the generating material tablet 12a.

(実施例1)
2−エチルへキシルアクリレート96.5重量部と、アクリル酸3重量部と、2−ヒドロキシエチルアクリレート0.5重量部とのアクリル系共重合体(重量平均分子量70万)を作製した。次に、そのアクリル系共重合体100重量部と、酢酸エチル200重量部と、イソシアネート系化合物(日本ポリウレタン社製、商品名コロネートL45)3重量部と、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)(和光純薬社製、V−601)100重量部と、ジエチルチオキサントン(チバスペシャルティケミカルズ社製、DETX−S)3.5重量部とを混合することによりガス発生剤を得た。
Example 1
An acrylic copolymer (weight average molecular weight 700,000) of 96.5 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 3 parts by weight of acrylic acid, and 0.5 parts by weight of 2-hydroxyethyl acrylate was produced. Next, 100 parts by weight of the acrylic copolymer, 200 parts by weight of ethyl acetate, 3 parts by weight of an isocyanate compound (trade name Coronate L45, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.), dimethyl-2,2′-azobis (2 -Methylpropionate) (V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 3.5 parts by weight of diethylthioxanthone (Ciba Specialty Chemicals, DETX-S) were mixed to produce a gas generating agent. Obtained.

次に、ガス発生剤をアンカー処理が施された厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上にキャストにより塗布し、乾燥させることにより、PETフィルムと、ガス発生層12とからなるガス発生フィルムを作製した。なお、乾燥後のガス発生層の厚みは約100μmであった。また、この実施例では、PETフィルムがガスバリア層13を構成している。   Next, a gas generating film composed of the PET film and the gas generating layer 12 is formed by applying a gas generating agent on a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 50 μm to which an anchor treatment has been applied, and drying. Produced. The thickness of the gas generation layer after drying was about 100 μm. In this embodiment, the PET film constitutes the gas barrier layer 13.

次に、図3に示すように、ガス発生フィルム17は粘着能を有しているため、両主面10a、10bのそれぞれに開口しているマイクロ流路11が形成されている基材10の表面10aの上に貼り付けることにより、マイクロポンプを作製した。   Next, as shown in FIG. 3, since the gas generating film 17 has adhesiveness, the base material 10 in which the microchannels 11 that are open on both the main surfaces 10 a and 10 b are formed. A micropump was fabricated by pasting on the surface 10a.

なお、本実施例においては、基材10は、アクリル板から形成した。マイクロ流路11の断面形状は、0.5mm角の矩形状とした。マイクロ流路11の長さは、800mmとした。マイクロ流路11の先端は大気に開放した状態とした。   In the present embodiment, the base material 10 was formed from an acrylic plate. The cross-sectional shape of the microchannel 11 was a 0.5 mm square shape. The length of the microchannel 11 was 800 mm. The tip of the microchannel 11 was opened to the atmosphere.

(実施例2)
ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)の配合量を、400重量部とした以外は、上記実施例1と同様にしてガス発生フィルムを作製し、マイクロポンプを作製した。
(Example 2)
A gas generating film was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) was 400 parts by weight, and a micropump was produced.

(実施例3)
ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)の配合量を、800重量部とした以外は、上記実施例1と同様にしてガス発生フィルムを作製し、マイクロポンプを作製した。
(Example 3)
A gas generating film was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) was 800 parts by weight, and a micropump was produced.

(実施例4)
ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)の配合量を、2000重量部とした以外は、上記実施例1と同様にしてガス発生フィルムを作製し、マイクロポンプを作製した。
Example 4
A gas generating film was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) was 2000 parts by weight, and a micropump was produced.

(比較例1)
ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)400重量部に替えて、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)40重量部を用いた以外は、上記実施例1と同様にしてガス発生フィルムを作製し、マイクロポンプを作製した。
(Comparative Example 1)
The above except that 40 parts by weight of 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide) was used instead of 400 parts by weight of dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate). A gas generating film was produced in the same manner as in Example 1 to produce a micropump.

(比較例2)
2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)100重量部を、実施例1と同様にして作製したアクリル系共重合体100重量部と、酢酸エチル200重量部と、イソシアネート系化合物(日本ポリウレタン社製、商品名コロネートL45)3重量部と、ジエチルチオキサントン(チバスペシャルティケミカルズ社製、DETX−S)3.5重量部とを混合しようとした。しかしながら、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)は、アクリル系共重合体に溶解せず、ガス発生フィルムを得ることができなかった。
(Comparative Example 2)
100 parts by weight of 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide), 100 parts by weight of an acrylic copolymer prepared in the same manner as in Example 1, 200 parts by weight of ethyl acetate, and isocyanate type An attempt was made to mix 3 parts by weight of a compound (manufactured by Nippon Polyurethane, trade name Coronate L45) and 3.5 parts by weight of diethylthioxanthone (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, DETX-S). However, 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide) was not dissolved in the acrylic copolymer, and a gas generating film could not be obtained.

(マイクロポンプの出力特性評価)
上記実施例1及び比較例1において作製したマイクロポンプの出力特性を以下の要領で評価した。まず、開口11bから1μlの水をマイクロ流路11内に注入し、その後、開口11bを、厚さ30μmのアクリル系粘着剤層と厚さ30μmのポリエチレンテレフタレート基材とからなる片面テープ16により封鎖した。その状態で、LEDを用いて波長380nmの紫外線を照射し、水滴15の移動時間と移動距離を10秒ごとに測定した。その結果から、水滴15の移動速度を算出した。また、移動速度の最大値の90%を維持できる移動時間を安定時間、60%を維持できる移動時間を持続時間として算出した。結果を下記の表1に示す。
(Evaluation of micro pump output characteristics)
The output characteristics of the micropumps produced in Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated in the following manner. First, 1 μl of water is injected into the microchannel 11 from the opening 11b, and then the opening 11b is sealed with a single-sided tape 16 comprising a 30 μm thick acrylic adhesive layer and a 30 μm thick polyethylene terephthalate substrate. did. In this state, UV light having a wavelength of 380 nm was irradiated using an LED, and the moving time and moving distance of the water droplet 15 were measured every 10 seconds. From the result, the moving speed of the water droplet 15 was calculated. Moreover, the movement time which can maintain 90% of the maximum value of movement speed was calculated as a stable time, and the movement time which can maintain 60% was calculated as duration. The results are shown in Table 1 below.

Figure 0005588281
Figure 0005588281

上記表1に示す結果から、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)をガス発生成分として使用することにより、ガス発生量を多くでき、かつマイクロポンプの駆動時間を長くすることができることが分かる。マイクロポンプの駆動時間をより長くする観点からは、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)をバインダー樹脂100重量部に対して400重量部以上含有させることが好ましく、800重量部以上含有させることがより好ましいことが分かる。   From the results shown in Table 1 above, by using dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) as a gas generating component, the amount of gas generated can be increased and the driving time of the micropump can be extended. I can see that From the viewpoint of extending the driving time of the micropump, it is preferable to contain 400 parts by weight or more of dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) with respect to 100 parts by weight of the binder resin, and 800 weights. It turns out that it is more preferable to make it contain more than part.

1,2…マイクロポンプ
10…基材
10a、10b…基材の主面
11…マイクロ流路
11a、11b…開口
12…ガス発生層
12a…ガス発生材タブレット
13…ガスバリア層
14…ガス発生室
15…水滴
16…シール
17…ガス発生フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Micro pump 10 ... Base material 10a, 10b ... Main surface 11 of base material ... Micro flow path 11a, 11b ... Opening 12 ... Gas generating layer 12a ... Gas generating material tablet 13 ... Gas barrier layer 14 ... Gas generating chamber 15 ... water droplet 16 ... seal 17 ... gas generating film

Claims (6)

マイクロ流体デバイスのマイクロ流路にガスを供給するためのマイクロポンプに使用されるガス発生剤であって、
ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)とバインダー樹脂とを含有する、マイクロポンプ用ガス発生剤。
A gas generating agent used in a micropump for supplying gas to a microchannel of a microfluidic device,
A gas generator for a micropump containing dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate) and a binder resin.
前記ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)は、前記バインダー樹脂100重量部に対して、100重量部〜2000重量部の範囲で含有されている、請求項1に記載のマイクロポンプ用ガス発生剤。   The dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate) is contained in a range of 100 parts by weight to 2000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Gas generator for micro pumps. 前記バインダー樹脂は、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂及びポリイミド樹脂からなる群から選ばれた一種以上の樹脂である、請求項1または2に記載のマイクロポンプ用ガス発生剤。   The binder resin is one or more resins selected from the group consisting of acrylic resins, polyurethane resins, polyester resins, polyethylene resins, polypropylene resins, polystyrene resins, polyether resins, polycarbonate resins, polyamide resins, and polyimide resins. Item 3. A gas generator for a micropump according to Item 1 or 2. マイクロ流路が形成されている基材と、
前記マイクロ流路にガスを供給するガス発生材と、
を備え、
前記ガス発生材は、ジメチル―2,2’―アゾビス(2−メチルプロピオネート)とバインダー樹脂とを含有するガス発生剤を含む、マイクロポンプ。
A substrate on which a microchannel is formed;
A gas generating material for supplying gas to the microchannel;
With
The gas generating material is a micropump including a gas generating agent containing dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) and a binder resin.
前記マイクロ流路は、前記基材の表面に開口しており、
前記ガス発生材は、前記マイクロ流路の開口を覆うように、前記基材の表面の上に設けられている、請求項4に記載のマイクロポンプ。
The microchannel is open on the surface of the substrate,
The micropump according to claim 4, wherein the gas generating material is provided on a surface of the base material so as to cover an opening of the microchannel.
前記基材には、前記マイクロ流路が開口しているガス発生室がさらに形成されており、
前記ガス発生材は、前記ガス発生室内に配置されている、請求項4に記載のマイクロポンプ。
The base is further formed with a gas generation chamber in which the microchannel is open,
The micro pump according to claim 4, wherein the gas generating material is disposed in the gas generating chamber.
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