JP5609648B2 - マイクロ流路デバイス - Google Patents
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Description
このようなシステムのマイクロ化の利点としては、(1)化学反応や抗原抗体反応で使用するサンプルや試薬の使用量、廃棄量を低減できる、(2)プロセスに必要な動力源の低減ができる、(3)体積に対する表面積の比率が向上することにより、熱移動・物質移動の高速化が実現でき、その結果、反応や分離の精密な制御、高速・高効率化、副反応の抑制が期待される、(4)同一基板上で多くのサンプルを同時に取り扱うことができる、(5)サンプリングから検出までを同一基板上で実施できる、等のことが挙げられ省スペースで持ち運び可能な安価なシステムの実現が考えられている。
また、同様に親水領域と疎水領域とで流路を形成して、該流路に沿って液体を送液する微細流路システムや液体輸送デバイス(特許文献2及び3参照)も考案されている。表面張力を利用した送液方法は、親水性領域と疎水性領域を微小に精度よく加工を実施する必要があり工業的には課題がある。重力を利用した落差法として、流路で接続された入口リザーバー、出口リザーバーの液面の重力方向に対する高さの差に起因する圧力を利用した方法(特許文献4及び5参照)が考案されている。しかし、表面張力の影響を受けるため安定した流速の制御が難しく、ポンプや吸引機等の外部ソースを使用せずとも安定的に流体をマイクロ流路に流すことができるマイクロ流路デバイスが課題であった。
(1)試料液体が送液されるマイクロ流路を備えるマイクロ流路デバイスにおいて、
前記マイクロ流路に導入するための試料液体を保持しておく入口リザーバーと、
前記マイクロ流路の試料を導入する側に設けられ、前記入口リザーバーと連通するインレットと、
前記マイクロ流路の試料を排出する側に設けられるアウトレットと、
前記アウトレットに連通して配設され、少なくとも一つの面の一部が、外部の大気中に対し開放されたオープン流路と、
を備え、
前記インレットが前記アウトレットに対して重力方向に高い位置に配設されることを特徴とするマイクロ流路デバイス。
(2)前記インレットと前記オープン流路との間に流体の流速を調整するための圧力損失調整流路を有する(1)に記載のマイクロ流路デバイス。
(3)複数のマイクロ流路が並列で設置されている(1)または(2)に記載のマイクロ流路デバイス。
(4)前記アウトレットと連通して配設され、前記アウトレットから排出される試料液体を保持する出口リザーバーをさらに設けることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(5)前記インレット、前記アウトレット、前記マイクロ流路、前記入口リザーバー、及び必要に応じて、前記出口リザーバー、および前記圧力損失調整流路を2つ以上有する(1)〜(4)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(6)前記マイクロ流路の断面形状の幅が1μm以上1mm以下で奥行きが1μm以上1mm以下である(1)〜(5)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(7)前記マイクロ流路の表面の水に対する接触角が60度以下である(1)〜(6)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(8)前記マイクロ流路の表面が、プラズマ処理、コロナ放電処理、又は親水性ポリマーを表面コート処理のいずれかの処理がされている(1)〜(7)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(9)前記マイクロ流路の表面が、ポリエチレングリコール(PEG)、エバール(EVOH)、ポバール(PVOH)、又はホスホリルコリン基を有するポリマーを成分とする親水性ポリマーのいずれかでコート処理されている(1)〜(8)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(10)前記オープン流路の終点が前記出口リザーバーの最下点まで達している(4)〜(9)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(11)マイクロ流路デバイスの母材がプラスチックから構成される(1)〜(10)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(12)前記インレット、前記アウトレット、前記マイクロ流路、前記入口リザーバー、及び必要に応じて、前記出口リザーバー、および前記圧力損失調整流路が、複数の母材により多層構造で形成されている(1)〜(11)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(13)前記マイクロ流路の一部に核酸、タンパク質、糖鎖、及び糖タンパクのうち少なくとも一つを含む生理活性物質を固定化もしくは封入した(1)〜(12)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(14)(1)〜(13)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイスを使用して、2種類以上の流体を接触させることにより反応、検出、抽出、分離、濃縮、又は選別を行うマイクロ流路デバイスの使用方法。
(15)(1)〜(13)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイスを水平方向に対して傾斜角を有するように傾けて設置し使用するマイクロ流路デバイスの使用方法。
図1に本発明のマイクロ流路デバイスの一例(第一の実施形態)の概要正面図、及びI−II方向の断面図を示す。図1に示すマイクロ流路デバイスは、第1の母材1及び第2の母材10により形成された試料を導入するための試料導入口2、試料を溜めておく入口リザーバー3、試料がマイクロ流路に導入されるインレット4、試料が流れるマイクロ流路5、試料がマイクロ流路より流れ出るアウトレット6、アウトレットから流れ出た試料が重力方向に導かれる流路側面が大気中に開放されたオープン流路7、および必要に応じて流路を通過した試料を溜めておく出口リザーバー8、ならびに出口リザーバーから試料を回収する試料回収口9から構成されている。
本願のこれら実施形態では、重力を利用した落差法による送液システムを採用しているため、簡便な構成であっても、各液流の速度は自ずからほぼ等しくなり、流路合流部11から流路分岐部12まで層流を形成することができる。また、この層流の界面にて、それぞれのインレット4から流れる試料同士が接触し、この試料間で各試料中の物質を移動させることができる。これにより、試料中の物質の反応、検出、抽出、分離、濃縮、選別を行うことが可能になる。
また、ここでは2種類の流体を接触させた例を示したが、3種類以上の流体を接触させる場合には、入口リザーバー3を流体の種類の数だけ設けて、それぞれにインレット4を設けて、さらにインレット4からの流路をマイクロ流路5に合流させることによって可能である。
また、これらのプラスチック材料に、顔料、染料、酸化防止剤、難燃剤等の添加物を適宜混合してもよい。
マイクロ流路の断面形状の幅および奥行きは、1μm以上1mm以下であることが好ましく、更に好ましくは5μm以上800μm以下である。マイクロ流路の幅および奥行きが下限値未満では、マイクロ流路を作製する際に技術を要し工業的に生産することが出来なくなり効率的ではなく、重力の推進力に対してマイクロ流路の圧力損失が大きくなるため流速が極端に遅くなるため実用的ではない。マイクロ流路の幅および奥行きが上限値を超えると、マイクロ流路内に気泡が残りやすくなったり、流体の流速が速くなり流速を制御することができなくなるため好ましくない。マイクロ流路の長さは、反応時間、拡散時間、流体の流速等から設計されマイクロ流路の長さが短すぎるとマイクロ流路の圧力損失が小さすぎて流速が速くなり反応時間や拡散時間が十分に取れなくなる、また、長すぎるとマイクロ流路の圧力損失が大きくなるため流速が遅くなり期待しない試料同士の拡散が発生したり、処理時間を要するため効率的ではない。
また、試料流体の速度を適切に調整することにより、マイクロ流路5の中で形成される層流を界面が乱れることがなく、かつ、界面の位置が変化しないように安定させることができる。
第1の母材1としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONOR 1060R)製のプラスチック基板(30mm幅×80mm高さ×3mm厚み)を用い、試料導入口2を幅27mm、高さ10mm、入口リザーバー3を幅27mm、高さ20mm、奥行き3mm、試料回収口9を幅27mm、高さ10mm、出口リザーバー8を幅27mm、高さ20mm、奥行き3mmとして切削加工で製作した。また、第2の母材10としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONOR 1060R)製のプラスチック基板(30mm幅×80mm高さ×1mm厚み)を用い、マイクロ流路5、及びオープン流路7を幅400μm、奥行き200μm、高さ50mmとして切削加工にて作製した。上記の切削基板を熱圧着により貼り合せて図1に示す流路デザインのマイクロ流路デバイスを作製した。表面処理として酸素プラズマ処理を実施したところ基板の水に対する接触角は60度であった。
上記マイクロ流路デバイスに試料導入口からPBS(日水製薬(株)製)を入口リザーバーに1ml導入したところ、約10分で流体は出口リザーバーに安定して流れた。
第1の母材1としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONEX 480)製のプラスチック基板(55mm幅×80mm高さ×6mm厚み)を用い、試料導入口2を幅25mm、高さ10mm、入口リザーバー3を幅25mm、高さ20mm、奥行き6mm、試料回収口9を幅25mm、高さ10mm、出口リザーバー8を幅25mm、高さ20mm、奥行き6mmとして切削加工で製作した。また、第2の母材10としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONEX 480)製のプラスチック基板(55mm幅×80mm高さ×1mm厚み)を用い、合流前、分岐後のマイクロ流路を幅200μm、奥行き400μm、長さ10mm、合流後のマイクロ流路5を幅400μm、奥行き400μm、長さ80mmとして切削加工にて作製した。第3の母材13としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONEX 480)製のプラスチック基板(55mm幅×80mm高さ×1mm厚み)を用いて、インレット4およびアウトレット6用の貫通穴およびオープン流路7として幅1mm、奥行き1mmの基板を貫通させた形で出口リザーバーの底面に到達する長さ(高さ)を切削加工にて作製した。上記の切削基板を熱圧着により貼り合せて図2に示す流路デザインのマイクロ流路デバイスを作製した。製作したマイクロ流路デバイスを図7に示す。
表面処理として酸素プラズマ処理を実施したところ基板の水に対する接触角は60度であった。
上記マイクロ流路デバイスの右側の試料導入口から純水に水性の黒インクを混ぜた試料を導入し、左側の試料導入口から純水を試料として導入し、入口リザーバーに各2ml導入した。約20分で流体は出口リザーバーに安定して流れ、マイクロ流路の分岐部12で流体を観察したところ黒インクを混ぜた純水試料と純水が層流状態となって流れて分岐されていることが観察された(観察結果を図8に示す)。また、左側の出口リザーバーには透明な液体が回収され黒インクは混じっていなかった。
第1の母材1としてアクリル基板(55mm幅×80mm高さ×8mm厚み)を用い、試料導入口2を幅25mm、高さ10mm、入口リザーバー3を幅25mm、高さ20mm、奥行き8mm、試料回収口9を幅25mm、高さ10mm、出口リザーバー8を幅25mm、高さ20mm、奥行き8mmとして切削加工で製作した。また、第2の母材10としてPMMA基板(55mm幅×80mm高さ×1mm厚み)を用い、合流前のマイクロ流路を幅300μm、奥行き200μm、長さ5mm、合流後のマイクロ流路5を幅600μm、奥行き200μm、長さ80mm、3つに分岐した後の各マイクロ流路を幅200μm、奥行き200μm、長さ5mmとして切削加工にて作製した。第3の母材13としてPMMA基板(55mm幅×80mm高さ×1mm厚み)を用いて、インレット4およびアウトレット6用の貫通穴およびオープン流路7として幅2mm、奥行き1mmの基板を貫通させた形で出口リザーバーの底面に到達する長さ(高さ)を切削加工にて作製した。上記の切削基板を熱圧着により貼り合せて図3に示す流路デザインのマイクロ流路デバイスを作製した。
上記マイクロ流路デバイスの右側の試料導入口から純水に水性の赤インクを混ぜた試料を導入し、左側の試料導入口から純水に青インクを混ぜた試料として導入し、入口リザーバーに各2ml導入した。約30分で流体は出口リザーバーに安定して流れた。マイクロ流路の分岐部12で流体を観察したところ右側マイクロ流路には赤インクを混ぜた試料が左側のマイクロ流路には青インクを混ぜた試料が中央のマイクロ流路には赤インクを混ぜた試料と青インクを混ぜた試料が層流状態となり流れていることが観察された。
第1の母材1としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONEX 480)製のプラスチック基板(55mm幅×80mm高さ×6mm厚み)を用い、試料導入口2を幅25mm、高さ10mm、入口リザーバー3を幅25mm、高さ20mm、奥行き6mm、試料回収口9を幅25mm、高さ10mm、出口リザーバー8を幅25mm、高さ20mm、奥行き6mmとして切削加工で製作した。また、第2の母材10としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONEX 480)製のプラスチック基板(55mm幅×80mm高さ×1mm厚み)を用い、合流前、分岐後のマイクロ流路を幅200μm、奥行き400μm、長さ10mm、合流後のマイクロ流路を幅400μm、奥行き400μm、長さ80mmとして切削加工にて作製した。
第3の母材13としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONEX 480)製のプラスチック基板(55mm幅×80mm高さ×1mm厚み)を用い、インレット4およびアウトレット6用の貫通穴およびオープン流路7として幅1mm、奥行き1mmの基板を貫通させた形で出口リザーバーの底面に到達する長さ(高さ)を切削加工にて作製した。
第4の母材14としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONEX 480)製のプラスチック基板(55mm幅×80mm高さ×1mm厚み)を用い、合流前、分岐後のマイクロ流路を幅200μm、奥行き400μm、長さ15mm、合流後のマイクロ流路を幅400μm、奥行き400μm、長さ80mmとして切削加工にて作製した。
第5の母材15としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONEX 480)製のプラスチック基板(55mm幅×80mm高さ×1mm厚み)を用い、合流前、分岐後のマイクロ流路を幅200μm、奥行き400μm、長さ20mm、合流後のマイクロ流路を幅400μm、奥行き400μm、長さ80mmとして切削加工にて作製した。上記の切削基板を熱圧着により貼り合せて図4に示す流路デザインのマイクロ流路デバイスを作製した。
表面処理として酸素プラズマ処理を実施したところ基板の水に対する接触角は60度であった。
上記マイクロ流路デバイスの右側の試料導入口から純水に水性の黒インクを混ぜた試料を導入し、左側の試料導入口から純水を試料として導入し、入口リザーバーに各2ml導入した。約8分で流体は出口リザーバーに安定して流れ、マイクロ流路の分岐部12で流体を観察したところ黒インクを混ぜた純水試料と純水が層流状態となって流れて分岐されていることが観察された。また、左側の出口リザーバーには透明な液体が回収され黒インクは混じっていなかった。
第1の母材1としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONEX 480)製のプラスチック基板(55mm幅×80mm高さ×6mm厚み)を用い、試料導入口2を幅25mm、高さ10mm、入口リザーバー3を幅25mm、高さ20mm、奥行き6mm、試料回収口9を幅25mm、高さ10mm、出口リザーバー8を幅25mm、高さ20mm、奥行き6mmとして切削加工で製作した。また、第2の母材10としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONEX 480)製のプラスチック基板(55mm幅×80mm高さ×1mm厚み)を用い、インレット4として1mmφの貫通穴を5つ、オープン流路として幅1mm、奥行き1mmの基板を貫通させた形で出口リザーバーの底面に到達する長さ(高さ)を8本、切削加工にて作製した。
第3の母材13としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONEX 480)製のプラスチック基板(55mm幅×80mm高さ×1mm厚み)を用い、分配流路17へ試料流体を導入するためのインレット4として1mmφの貫通穴を1つ、分配流路17からマイクロ流路5に分配するための貫通穴として0.5mmφの貫通穴を4つ、マイクロ流路5からバイパス流路へ試料流体を導入するための貫通穴として0.5mmφ貫通穴を4つ、バイパス流路18から圧力損失調整流路16へ試料流体を導入するための貫通穴として0.5mmφ貫通穴を4つ、マイクロ流路5として合流前のマイクロ流路を幅300μm、奥行き200μm、長さ4mm、分岐後のマイクロ流路を幅300μm、奥行き200μm、長さ1mm、合流後のマイクロ流路を幅600μm、奥行き200μm、長さ8mmとして4本、圧力損失調整流路16を幅0.1mm、奥行き0.2mm、長さ22.5mmとして8本、切削加工にて作製した。
第4の母材14としてサイクリックオレフィン(日本ゼオン製ZEONEX 480)製のプラスチック基板(55mm幅×80mm高さ×1mm厚み)を用い、分配流路17を幅500μm、奥行き500μm、長さ21.5mm、バイパス流路18を幅500μm、奥行き500μm、長さ23mmとして切削加工にて作製した。
上記の切削基板を熱圧着により貼り合せて図5に示す流路デザインのマイクロ流路デバイスを作製した。製作したマイクロ流路デバイスを図9に示す。
表面処理としてアルゴンプラズマ処理を実施したところ基板の水に対する接触角は55度であった。
上記マイクロ流路デバイスの右側の試料導入口から純水に水性の黒インクを混ぜた試料を導入し、左側の試料導入口から純水を試料として導入し、入口リザーバーに各2ml導入した。約30分で流体は出口リザーバーに安定して流れ、マイクロ流路の分岐部12で流体を観察したところ黒インクを混ぜた純水試料と純水が層流状態となって流れて分岐されていることが観察された。また、左側の出口リザーバーには透明な液体が回収され黒インクは混じっていなかった。
実施例5で作製したマイクロ流路デバイスを用いて、試料流体として5μmのポリスチレン粒子を混ぜた流体を流し、マイクロ流路デバイスを図10のように傾斜させてマイクロ流路5内のポリスチレンビーズをビデオ撮影し移動速度を計算した。傾斜の角度が10、30、60、90度に対してポリスチレンビーズの移動速度は各々、1、3、5、6mm/秒となりマイクロ流路デバイスを傾斜させることにより流体の流速が調整できた。
実施例2に記載のマイクロ流路デバイスと比較してオープン流路を設けないで貫通穴にした以外は変更しない形でマイクロ流路デバイスを作製した。
上記マイクロ流路デバイスの右側の試料導入口から純水に水性の黒インクを混ぜた試料を導入し、左側の試料導入口から純水を試料として導入し、入口リザーバーに各2ml導入した。アウトレットの貫通穴付近で流体が溜まりを形成し、ある大きさになると流れ落ちる現象が見られ、安定して流体は出口リザーバーに流れていなかった。また、マイクロ流路の分岐点で流体を観察したところ黒インクを混ぜた純水試料と純水が脈動しながら流れていることが観察され、左側の出口リザーバーには黒インクが混じった流体が混じっていることが観察された。
(1)互いに連通してなるインレット、アウトレット、マイクロ流路、入口リザーバー、及び出口リザーバーを具備し、前記インレットを前記アウトレットに対して重力方向に高い位置に配置して、重力による水頭圧差を推進力として流体を流す際に用いるマイクロ流路デバイスであって、前記アウトレットに連通して側面部の一部が外部の大気中に対し開放されたオープン流路を有することを特徴とするマイクロ流路デバイス。
(2)前記オープン流路の終点が前記出口リザーバーの最下点まで達している(1)記載のマイクロ流路デバイス。
(3)前記インレットと前記オープン流路の間に流体の流速を調整するための圧力損失調整流路を有する(1)又は(2)記載のマイクロ流路デバイス。
(4)前記マイクロ流路の表面の水に対する接触角が60度以下である(1)〜(3)いずれか記載のマイクロ流路デバイス。
(5)前記マイクロ流路の表面が、プラズマ処理、コロナ放電処理、又は親水性ポリマーを表面コート処理のいずれかの処理がされている(1)〜(4)いずれか記載のマイクロ流路デバイス。
(6)前記マイクロ流路の表面が、ポリエチレングリコール(PEG)、エバール(EVOH)、ポバール(PVOH)、又はホスホリルコリン基を有するポリマーを成分とする親水性ポリマーをコート処理されている(1)〜(5)いずれか記載のマイクロ流路デバイス。
(7)前記マイクロ流路の断面形状の幅が1μm以上1mm以下で深さが1μm以上1mm以下である(1)〜(6)いずれか記載のマイクロ流路デバイス。
(8)マイクロ流路デバイスの母材がプラスチックから構成される(1)〜(7)いずれか記載のマイクロ流路デバイス。
(9)複数のマイクロ流路が多層構造で設置されている(1)〜(8)いずれか記載のマイクロ流路デバイス。
(10)複数のマイクロ流路が並列で設置されている(1)〜(8)いずれか記載のマイクロ流路デバイス。
(11)前記インレット、前記アウトレット、前記マイクロ流路、前記入口リザーバー、及び前記出口リザーバーを2つ以上有する(1)〜(10)いずれか記載のマイクロ流路デバイス。
(12)前記マイクロ流路の一部に核酸、タンパク質、糖鎖、及び糖タンパクのうち少なくとも一つを含む生理活性物質を固定化もしくは封入した(1)〜(11)いずれか記載のマイクロ流路デバイス。
(13)(1)〜(12)いずれか記載のマイクロ流路デバイスを使用して、2種類以上の流体を接触させることにより反応、検出、抽出、分離、濃縮、又は選別を行うマイクロ流路デバイスの使用方法。
(14)(1)〜(12)いずれか記載のマイクロ流路デバイスを水平方向に対して傾斜角を有するように傾けて設置し使用するマイクロ流路デバイスの使用方法。
以下、さらに参考形態の例を付記する。
(15)試料液体が送液されるマイクロ流路を備えるマイクロ流路デバイスにおいて、
前記マイクロ流路に導入するための試料液体を保持しておく入口リザーバーと、
前記マイクロ流路の試料を導入する側に設けられ、前記入口リザーバーと連通するインレットと、
前記マイクロ流路の試料を排出する側に設けられるアウトレットと、
前記アウトレットに連通して配設され、少なくとも一つの面の一部が、外部の大気中に対し開放されたオープン流路と、
を備え、
前記インレットが前記アウトレットに対して重力方向に高い位置に配設されることを特徴とするマイクロ流路デバイス。
(16)前記インレットと前記オープン流路との間に流体の流速を調整するための圧力損失調整流路を有する(15)に記載のマイクロ流路デバイス。
(17)複数のマイクロ流路が並列で設置されている(15)または(16)に記載のマイクロ流路デバイス。
(18)前記アウトレットと連通して配設され、前記アウトレットから排出される試料液体を保持する出口リザーバーをさらに設けることを特徴とする(15)〜(17)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(19)前記インレット、前記アウトレット、前記マイクロ流路、前記入口リザーバー、及び必要に応じて、前記出口リザーバー、および前記圧力損失調整流路を2つ以上有する(15)〜(18)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(20)前記マイクロ流路の断面形状の幅が1μm以上1mm以下で奥行きが1μm以上1mm以下である(15)〜(19)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(21)前記マイクロ流路の表面の水に対する接触角が60度以下である(15)〜(20)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(22)前記マイクロ流路の表面が、プラズマ処理、コロナ放電処理、又は親水性ポリマーを表面コート処理のいずれかの処理がされている(15)〜(21)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(23)前記マイクロ流路の表面が、ポリエチレングリコール(PEG)、エバール(EVOH)、ポバール(PVOH)、又はホスホリルコリン基を有するポリマーを成分とする親水性ポリマーのいずれかでコート処理されている(15)〜(22)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(24)前記オープン流路の終点が前記出口リザーバーの最下点まで達している請求項(18)〜(23)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(25)マイクロ流路デバイスの母材がプラスチックから構成される(15)〜(24)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(26)前記インレット、前記アウトレット、前記マイクロ流路、前記入口リザーバー、及び必要に応じて、前記出口リザーバー、および前記圧力損失調整流路が、複数の母材により多層構造で形成されている(15)〜(25)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(27)前記マイクロ流路の一部に核酸、タンパク質、糖鎖、及び糖タンパクのうち少なくとも一つを含む生理活性物質を固定化もしくは封入した(15)〜(26)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
(28)(15)〜(27)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイスを使用して、2種類以上の流体を接触させることにより反応、検出、抽出、分離、濃縮、又は選別を行うマイクロ流路デバイスの使用方法。
(29)(15)〜(27)のいずれかに記載のマイクロ流路デバイスを水平方向に対して傾斜角を有するように傾けて設置し使用するマイクロ流路デバイスの使用方法。
2 試料導入口
3 入口リザーバー
4 インレット
5 マイクロ流路
6 アウトレット
7 流路側面が大気中に開放されたオープン流路
8 出口リザーバー
9 試料回収口
10 マイクロ流路デバイスの第2の母材
11 流路合流部
12 流路分岐部
13 マイクロ流路デバイスの第3の母材
14 マイクロ流路デバイスの第4の母材
15 マイクロ流路デバイスの第5の母材
16 圧力損失調整流路
17 分配流路
18 バイパス流路
Claims (14)
- 試料液体が送液されるマイクロ流路を備えるマイクロ流路デバイスにおいて、
前記マイクロ流路に導入するための試料液体を保持しておく入口リザーバーと、
前記マイクロ流路の試料を導入する側に設けられ、前記入口リザーバーと連通するインレットと、
前記マイクロ流路の試料を排出する側に設けられるアウトレットと、
前記アウトレットに連通して配設され、前記アウトレットから流れ出た前記試料液体を重力方向に導いて前記試料液体を前記アウトレットから取り去り、その側面が、外部の大気中に対し開放されたオープン流路と、
前記オープン流路に連通して配置され、前記オープン流路から排出された試料液体を保持する出口リザーバーと、
を備え、
前記アウトレットから排出された試料液体は、前記オープン流路を伝って前記出口リザーバーに溜められ、
前記インレットが前記アウトレットに対して重力方向に高い位置に配設されることを特徴とするマイクロ流路デバイス。 - 前記インレットと前記オープン流路との間に流体の流速を調整するための圧力損失調整流路を有する請求項1に記載のマイクロ流路デバイス。
- 前記マイクロ流路が複数設けられ、前記複数のマイクロ流路が並列で設置されている請求項1または2に記載のマイクロ流路デバイス。
- 前記マイクロ流路が複数設けられ、前記インレット、前記アウトレット、前記入口リザーバー、前記出口リザーバー、および前記圧力損失調整流路が、前記マイクロ流路の数に応じて複数設けられた請求項2に記載のマイクロ流路デバイス。
- 前記マイクロ流路の断面形状の幅が1μm以上1mm以下で奥行きが1μm以上1mm以下である請求項1〜4のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
- 前記マイクロ流路の表面の水に対する接触角が60度以下である請求項1〜5のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
- 前記マイクロ流路の表面が、プラズマ処理、コロナ放電処理、又は親水性ポリマーを表面コート処理のいずれかの処理がされている請求項1〜6のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
- 前記マイクロ流路の表面が、ポリエチレングリコール(PEG)、エバール(EVOH)、ポバール(PVOH)、又はホスホリルコリン基を有するポリマーを成分とする親水性ポリマーのいずれかでコート処理されている請求項1〜7のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
- 前記オープン流路の終点が前記出口リザーバーの最下点まで達している請求項1〜8のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
- マイクロ流路デバイスの母材がプラスチックから構成される請求項1〜9のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
- 前記インレット、前記アウトレット、前記マイクロ流路、前記入口リザーバー、前記出口リザーバー、および前記圧力損失調整流路が、複数の母材により多層構造で形成されている請求項2に記載のマイクロ流路デバイス。
- 前記マイクロ流路の一部に核酸、タンパク質、糖鎖、及び糖タンパクのうち少なくとも一つを含む生理活性物質を固定化もしくは封入した請求項1〜11のいずれかに記載のマイクロ流路デバイス。
- 請求項1〜12のいずれかに記載のマイクロ流路デバイスを使用して、2種類以上の流体を接触させることにより反応、検出、抽出、分離、濃縮、又は選別を行うマイクロ流路デバイスの使用方法であって、
前記マイクロ流路デバイスの前記入り口リザーバーおよび前記インレットを前記流体の種類の数設け、複数の前記インレットから導入した前記流体を前記マイクロ流路で合流させる工程を含む、使用方法。 - 請求項1〜12のいずれかに記載のマイクロ流路デバイスを水平方向に対して傾斜角を有するように傾けて設置し使用するマイクロ流路デバイスの使用方法。
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