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JP5902426B2 - Liquid feeding device and liquid feeding method - Google Patents

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JP5902426B2
JP5902426B2 JP2011207886A JP2011207886A JP5902426B2 JP 5902426 B2 JP5902426 B2 JP 5902426B2 JP 2011207886 A JP2011207886 A JP 2011207886A JP 2011207886 A JP2011207886 A JP 2011207886A JP 5902426 B2 JP5902426 B2 JP 5902426B2
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真央 山田
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俊明 北川
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Description

本発明は、液体の流れを制御することのできる送液装置及び送液方法に関し、更には微量化学分析を行うマイクロ分析チップ及び分析装置に関する。   The present invention relates to a liquid feeding apparatus and a liquid feeding method capable of controlling the flow of a liquid, and further relates to a micro analysis chip and an analysis apparatus for performing a trace chemical analysis.

医療分野、生化学分野などおいて、血液や尿などの検体中に存在する健康状態や疾患の指標となる様々な成分を測定するための免疫分析法は、重要な分析・計測方法として知られている。しかしながら、一般的な測定方法は、検体を測定できる状態にするための前処理や複数の装置を使用するなど、煩雑な作業が必要であり、また、測定にかかる各段階での反応にも時間を要するため分析に一日以上の時間を要する。
従って、この分析を簡単且つ短時間で実施できるようにするために、更には、病院のベッドサイドや家庭など患者に近いところで臨床検査(所謂POCT)の実施を推進するために、簡便な操作で迅速な分析を行うことのできる小型の分析装置が望まれている。
In the medical field, biochemical field, etc., immunoassay methods for measuring various components that are indicators of health conditions and diseases present in specimens such as blood and urine are known as important analysis and measurement methods. ing. However, a general measurement method requires complicated work such as pretreatment to make a sample ready for measurement and use of multiple devices, and the reaction at each stage of measurement requires time. Takes more than a day for analysis.
Therefore, in order to be able to carry out this analysis easily and in a short time, and in order to promote the implementation of clinical tests (so-called POCT) in the vicinity of patients such as hospital bedsides and homes, simple operations can be used. There is a demand for a small analyzer that can perform quick analysis.

このような背景から、最近、マイクロオーダーの流路を基板に形成し、この流路内で様々な反応を行うマイクロ分析チップが開発され、実用化されつつある。
マイクロ分析チップは、微量の検液を用いて簡単な操作で分析を行うことができ、必要試料の少量化、分析時間の短縮化や装置の小型化を図ることができるが、検出部において、洗浄や反応を行うために非常に微量な液体を順次送液する機能と検出時に液体を停止させる機能が必要であり、空気圧作用力を利用して流路内に供給された液体を移動させる、いわゆるマイクロポンプを組み込んでいる(例えば、特許文献1参照)。
このマイクロポンプを組み込んだマイクロ分析チップは、複数の液体を送液でき、任意のタイミングで停止することが可能であるが、その構成が複雑であるため、チップを制御するための周辺機器が大きくなる傾向がある。
このため、マイクロポンプを用いず、流路と流路にある液体との間に生じる毛細管現象や吸収体を利用して液送するマイクロ分析チップが開発されている(例えば、特許文献2参照)。
Against this background, recently, micro-analysis chips that form micro-order flow paths on a substrate and perform various reactions in the flow paths have been developed and put into practical use.
The microanalysis chip can perform analysis with a simple operation using a small amount of test solution, and can reduce the amount of necessary samples, shorten the analysis time, and reduce the size of the device. In order to perform washing and reaction, a function to sequentially feed a very small amount of liquid and a function to stop the liquid at the time of detection are required, and the liquid supplied to the flow path is moved using pneumatic action force. A so-called micropump is incorporated (see, for example, Patent Document 1).
A micro analysis chip incorporating this micro pump can deliver a plurality of liquids and can be stopped at any timing. However, since the configuration is complicated, there are large peripheral devices for controlling the chip. Tend to be.
For this reason, a micro-analysis chip has been developed that does not use a micropump, but transports liquid using a capillary phenomenon or an absorber that occurs between a flow path and a liquid in the flow path (for example, see Patent Document 2). .

特開2008−128906号公報JP 2008-128906 A 特開2001−88096号公報JP 2001-88096 A

上記毛細管力を利用したマイクロ分析チップは、一般に図10に示すマイクロ流路構造が基本となっている。
図10において、106は第1基板、105が第2基板、103が流路、101が液体等の導入部、102が液体等の排出部である。導入部101に液体を滴下すると、毛細管力によって液体が流路103を移動し、排出部102に移動する。よってポンプ等の外力を必要とせずに液体を導入部101側から排出部102側に移動させることができる。しかしながらこの方式は、流路体積より少ない量の液体を用いる場合、所定位置まで送液したり、特定場所で停止させたりすることが困難である。
The micro analysis chip using the capillary force is generally based on the micro flow channel structure shown in FIG.
In FIG. 10, reference numeral 106 denotes a first substrate, 105 denotes a second substrate, 103 denotes a flow path, 101 denotes a liquid introduction portion, and 102 denotes a liquid discharge portion. When the liquid is dropped onto the introduction part 101, the liquid moves through the flow path 103 by capillary force and moves to the discharge part 102 . Therefore, the liquid can be moved from the introduction unit 101 side to the discharge unit 102 side without requiring an external force such as a pump. However, in this method, when a liquid having an amount smaller than the flow path volume is used, it is difficult to feed the liquid to a predetermined position or to stop at a specific place.

このため、実用新案登録第3142126号公報に記載されているように、流路体積より少ない量の液体を手動で流路103に注入し、更にこれを所定場所まで送り込むためにオイルを追加注入することが試みられているが、毛細管現象を利用するため、精密な制御が出来ない。
さらに、複数の流路が接続されている場合、液体量が多いために他の流路へ液体が送液されると、他の液体と混合することによる希釈によって検出値の低下や他の液体に含まれる成分による反応阻害など、検出値への影響要因となる。
また、マイクロ分析チップは非常に微量な液体を用いるため、外部環境や時間経過による気化によって容量の変動や濃縮が起こるため、測定誤差が問題となる。
本発明は、このような不都合を除去した、構成が簡単で且つ手動による制御が可能である送液装置及び送液方法、更にはこの送液装置を用いたマイクロ分析チップ、このマイクロ分析チップを用いた分析装置を提供することを目的とする。
For this reason, as described in Utility Model Registration No. 3142126, an amount of liquid smaller than the volume of the flow path is manually injected into the flow path 103, and oil is additionally injected to feed the liquid to a predetermined location. However, since it uses capillary action, it cannot be precisely controlled.
Furthermore, when a plurality of flow paths are connected, the amount of liquid is so large that when the liquid is sent to another flow path, the detection value decreases or the other liquid decreases due to dilution by mixing with another liquid. This is a factor that affects the detected value, such as reaction inhibition by components contained in.
In addition, since the micro analysis chip uses a very small amount of liquid, capacity fluctuation and concentration occur due to evaporation due to the external environment and time, and measurement error becomes a problem.
The present invention eliminates such inconveniences, has a simple structure and can be manually controlled, a liquid feeding apparatus and a liquid feeding method, a microanalysis chip using the liquid feeding apparatus, and a microanalysis chip. It aims at providing the used analytical device.

上記目的を達成するために、本発明は流路内に界面張力により分離可能な、少なくとも、送液対象の対象液体である第1の液体、および駆動用液体である第2の液体からなる液体を界面張力の作用により移動させる送液装置において、前記流路内に位置する前記第1の液体と第2の液体の間に形成された界面に、前記液体の移動方向とは逆に界面張力を作用させる停止部を、前記流路内に設け、前記流路には、検出を行う検出部または反応を行う反応部が設けられており、前記検出部または反応部は、前記停止部より前記液体の移動方向前方に設けられている、送液装置を提供するものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid comprising at least a first liquid that is a target liquid to be fed and a second liquid that is a driving liquid that can be separated by interfacial tension in the flow path. in liquid delivery device for moving by the action of interfacial tension at the interface formed between the first liquid and the second liquid located in the flow path, the interfacial tension contrary to the moving direction of the liquid a stop exerting, provided in the flow path, the flow path has a reaction portion is provided to detect unit or reaction to detect, the detection unit or reaction portion, the more the stops The present invention provides a liquid feeding device provided in front of the liquid moving direction .

第1の局面による送液装置では、流路内を移動する液体の途中に形成された界面部分が当該流路内の停止部で停止されるので、当該流体を流路内の特定位置において停止させることが出来る。
また、第1の局面による送液装置では、界面張力により分離可能な少なくとも第1、第2の液体を流路内に入れると、第1、第2の液体の界面が停止部に位置する状態で当該第1、第2の液体を停止させることが出来る。
更に、流路内の液体を外力で移動させる場合でも、当該液体の途中に形成された界面が停止部に位置する状態で液体を停止させることも出来る。
In the liquid delivery device according to the first aspect, the interface portion formed in the middle of the liquid moving in the flow path is stopped at the stop portion in the flow path, so that the fluid is stopped at a specific position in the flow path. It can be made.
In the liquid delivery device according to the first aspect, when at least the first and second liquids separable by the interfacial tension are put into the flow path, the interface between the first and second liquids is located at the stop portion. Thus, the first and second liquids can be stopped.
Furthermore, even when the liquid in the flow path is moved by an external force, the liquid can be stopped in a state where the interface formed in the middle of the liquid is located at the stop portion.

又、本発明は流路内に検出部又は反応部が設けられた送液装置において、前記流路内の液体を界面張力の作用により移動させる送液方法であって、前記送液装置は、送液装置に液体を導入するための導入部と、停止部が設けられており、前記停止部は、前記導入部と前記検出部または反応部の間に設けられており、前記導入部に、送液対象の対象液体である第1の液体と駆動用液体である第2の液体をこの順に導入し、前記停止部は、前記第1の液体と第2の液体の間に形成された界面に、前記液体の移動方向とは逆に界面張力を作用させて、当該液体の移動を少なくとも一時的に停止させることで、前記第1の液体のみを前記検出部または反応部に到達させる送液方法を提供するものである。 Further, the present invention is a liquid feeding device in which a detection unit or a reaction unit is provided in a flow path, and the liquid feeding method moves the liquid in the flow path by the action of interfacial tension. An introduction part for introducing a liquid into the liquid delivery device, and a stop part are provided, and the stop part is provided between the introduction part and the detection part or the reaction part. A first liquid that is a target liquid to be fed and a second liquid that is a driving liquid are introduced in this order, and the stop portion is an interface formed between the first liquid and the second liquid. In addition, by supplying an interfacial tension opposite to the moving direction of the liquid and stopping the movement of the liquid at least temporarily, only the first liquid reaches the detection unit or the reaction unit. A method is provided.

第1の局面による送液方法では、流路内を移動する液体を停止部の位置において、液体の途中に形成された界面により停止させることが出来るので、当該液体を適切な量だけ送液できる。
また、第1の局面による送液方法では、界面張力により分離可能な少なくとも第1、第2の液体を流路内に入れると、停止部の位置で第1、第2の液体の界面により送液を停止させることが出来るので、第1の液体の量が流路の容積に比して少なくても、第2の液体により、所定の位置まで送ることができる。
更に、第1の局面による送液方法では、流路内の液体を外力で移動させる場合でも、第1、第2の液体の界面により、停止部の位置で液体を停止させることも出来る。
また、第1の局面による送液方法によれば、界面が形成されるので、第1の液体に第2の液体が混じることがない。
In the liquid feeding method according to the first aspect, since the liquid moving in the flow path can be stopped at the position of the stop portion by the interface formed in the middle of the liquid, the liquid can be fed by an appropriate amount. .
In the liquid feeding method according to the first aspect, when at least the first and second liquids separable by the interfacial tension are put into the flow path, the liquid is fed by the interface between the first and second liquids at the position of the stop portion. Since the liquid can be stopped, the second liquid can be sent to a predetermined position even if the amount of the first liquid is smaller than the volume of the flow path.
Furthermore, in the liquid feeding method according to the first aspect, even when the liquid in the flow path is moved by an external force, the liquid can be stopped at the position of the stop portion by the interface between the first and second liquids.
Moreover, according to the liquid feeding method according to the first aspect, since the interface is formed, the second liquid is not mixed with the first liquid.

更に、本発明は、前記送液装置を用いたマイクロ分析チップを提供する。
第1の局面によるマイクロ分析チップによれば、流路内の液体の移動、停止を制御するためのマイクロポンプや制御装置を用いることなく、液体の移動、停止を正確に出来るので、構成が簡単で、小型化が図れる。
Furthermore, the present invention provides a micro analysis chip using the liquid feeding device.
According to the micro- analysis chip according to the first aspect, the liquid can be accurately moved and stopped without using a micro pump or a control device for controlling the movement and stop of the liquid in the flow path, so that the configuration is simple. Thus, the size can be reduced.

更に、本発明はこのマイクロ分析チップを用いた分析装置を提供するものである。
このような分析装置は小型で、携帯性が良く、使い勝手が向上する。
Furthermore, the present invention provides an analyzer using the microanalysis chip.
Such analyzers are small, portability is good, it improves use freely.

流路中に停止部を設けることにより、一連の流路の中で、液体の先端を、流路の端部ではない特定の位置で停止させることができる。これにより、液体を停止させるのに端部が不要になる。また、液体と液体、または液体と気体の界面を停止部により停止して送液を停止することができるため、充填量を規定する必要がない。毛細管力により流路内を送液するために十分な液量を充填できる。さらに、オイル等の沸点の低い液体を、第1の液体に続く第2の液体として用いる場合、液体の気化等による容量、濃度変化を防止することができる。これにより、充填からの経過時間や外部環境の違いによる影響を抑えることができる。
本発明にかかる送液装置および送液方法は、簡素な構造であるのにも関わらず、高い信頼性を持った送液制御行うことができる。よって、それを用いたマイクロ分析チップ、分析装置の使い勝手性の向上とコンパクト化に顕著な効果を発揮する。
By providing the stop portion in the channel, the liquid tip can be stopped at a specific position other than the end of the channel in the series of channels. This eliminates the need for an end to stop the liquid. Further, since the interface between the liquid and the liquid or the liquid and the gas can be stopped by the stop portion and the liquid feeding can be stopped, it is not necessary to define the filling amount. A sufficient amount of liquid can be filled to feed the flow path through the capillary force. Furthermore, when a liquid having a low boiling point such as oil is used as the second liquid following the first liquid, it is possible to prevent a change in volume and concentration due to vaporization of the liquid. Thereby, the influence by the difference in the elapsed time from filling and an external environment can be suppressed.
Feeding apparatus and feeding method according to the present invention, despite a simple structure, it is possible to perform feed control with high reliability. Therefore, the micro-analysis chip and the analysis apparatus using the same are remarkably effective in improving usability and downsizing.

本発明の実施の形態1に係る送液装置を示す図であって、図1(a)は平面図、図1(b)は断面図である。It is a figure which shows the liquid feeding apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention, Comprising: Fig.1 (a) is a top view, FIG.1 (b) is sectional drawing. 本発明の実施の形態1に係る送液装置の液の流れを説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the flow of the liquid of the liquid feeding apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の停止部の一例を示すピラー構造図であって、図3(a)は流路内平面図、図3(b)は流路内斜視図である。FIG. 3A is a pillar structure diagram illustrating an example of a stop portion of the present invention, and FIG. 3A is a plan view in a flow path, and FIG. 3B is a perspective view in a flow path. 本発明の実施の形態2に係る送液装置を示す図であって、図4(a)は平面図、図4(b)は断面図である。It is a figure which shows the liquid feeding apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention, Comprising: Fig.4 (a) is a top view, FIG.4 (b) is sectional drawing. 本発明の実施の形態2に係る送液装置の液の流れを説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the flow of the liquid of the liquid feeding apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る送液装置を示す平面図である。It is a top view which shows the liquid feeding apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る送液装置のエレクトロウエッティングバルブによる液の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the liquid by the electrowetting valve | bulb of the liquid feeding apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る送液装置の液の流れを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of the liquid of the liquid feeding apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る分析装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the analyzer which concerns on Embodiment 4 of this invention. 従来技術に係る送液装置を示す図であって、図10(a)は平面図、図10(b)は断面図である。It is a figure which shows the liquid feeding apparatus which concerns on a prior art, Comprising: Fig.10 (a) is a top view, FIG.10 (b) is sectional drawing.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る送液装置を示す図であって、図1(a)は平面図、図1(b)は断面図である。図1(a)、(b)に示すように、実施の形態1に係る送液装置は、液体を移動させるための流路3と、流路3の上流側に設けられた、液体を流路に導入する例えば孔である導入部1と、流路3の下流側(導入部1とは反対側)に設けられた、流路3内の空気等を排出するための孔などの排出部2を有しており、流路3内には導入部1寄りに、液体の移動を制御する停止部4が設けられている。停止部4の詳細については、後述する。また、上記流路3内を移動する液体は、送液の対象となる対象液体およびこの対象液体を移動させるための駆動用液体である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
1A and 1B are diagrams showing a liquid feeding device according to Embodiment 1, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view. As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the liquid delivery device according to the first embodiment is configured to flow a liquid that is provided on the upstream side of the flow path 3 and the flow path 3 for moving the liquid. An introduction part 1 that is, for example, a hole to be introduced into the path, and a discharge part such as a hole provided on the downstream side (opposite to the introduction part 1) of the flow path 3 for discharging air or the like in the flow path 3 2, a stop portion 4 for controlling the movement of the liquid is provided in the flow path 3 near the introduction portion 1. Details of the stop unit 4 will be described later. The liquid that moves in the flow path 3 is a target liquid that is a target of liquid feeding and a driving liquid that moves the target liquid.

本実施の形態においては、流路3は第1基板5と第2基板6のはり合わせにより形成されており、第1基板5の裏面に凹設した溝を、平板上の第2基板6で蓋をした構造となっている。このため、当該第1の基板5は加工の出来るポリジメチルシロキサン材料(PDMS)で構成され、第2の基板6はガラス材料で構成されている。
第1基板5の厚みは0.1mm〜10mm程度であり、第2基板6の厚みは0.0
1mm〜10mm程度である。導入部1及び排出部2は第1基板5に形成された直径が10μm以上の貫通孔でよい。
In the present embodiment, the flow path 3 is formed by bonding the first substrate 5 and the second substrate 6, and the groove formed in the back surface of the first substrate 5 is formed by the second substrate 6 on the flat plate. It has a structure with a lid. Therefore, the first substrate 5 is made of a polydimethylsiloxane material (PDMS) that can be processed, and the second substrate 6 is made of a glass material.
The thickness of the first substrate 5 is about 0.1 mm to 10 mm, and the thickness of the second substrate 6 is 0.0.
It is about 1 mm to 10 mm. The introduction part 1 and the discharge part 2 may be through holes having a diameter of 10 μm or more formed in the first substrate 5.

第1基板5と第2基板6により形成されたこの流路3は、送液対象である液体を毛細管現象により送液することが出来るが、導入部1から外力Fを作用させて移動させることも可能である。この毛細管現象による送液は、流路表面の液体に対する接触角度が90度以下である場合に行うことができる。
ここで、毛細管力を利用したマイクロ流路における液体の流れについて説明する。毛細管力による液体を流す力は、流路壁面と液体との接触角に大きく影響される。流路壁面が均一の材料で構成され、流路の進行方向に垂直な断面形状が円である場合、液体に作用する圧力(毛細管現象による送液の圧力)Pは、気液界面の界面張力をσ、流路壁面の接触角をθ、流路の半径をrとするとき、次の式1で示される。
P=2σcosθ/r・・・(式1)
式1において、Pが正、つまりcosθが正である場合には、液体は流路内の空間を進むことができ、Pが0又は負、つまりcosθが0又は負である場合には、液体は流路内の空間を進むことができずに停止する。このように、毛細管力による液体の移動は、接触角θの値に関係する。
The flow path 3 formed by the first substrate 5 and the second substrate 6 can feed the liquid to be fed by capillary action, but is moved by applying the external force F from the introduction portion 1. Is also possible. Liquid feeding by this capillary phenomenon can be performed when the contact angle with respect to the liquid on the channel surface is 90 degrees or less.
Here, the flow of the liquid in the microchannel using the capillary force will be described. The force of flowing liquid due to the capillary force is greatly affected by the contact angle between the channel wall surface and the liquid. When the wall surface of the flow path is made of a uniform material and the cross-sectional shape perpendicular to the direction of travel of the flow path is a circle, the pressure acting on the liquid (pressure of liquid feeding due to capillary action) P is the interfacial tension at the gas-liquid interface. Where σ is the channel wall contact angle θ, and the channel radius is r.
P = 2σ cos θ / r (Formula 1)
In Equation 1, when P is positive, that is, cos θ is positive, the liquid can travel through the space in the flow path, and when P is 0 or negative, that is, when cos θ is 0 or negative, the liquid Stops without going through the space in the flow path. Thus, the movement of the liquid due to the capillary force is related to the value of the contact angle θ.

ここで、上記液体が水の場合、比抵抗が18MΩ・cmよりも大きい純水(25℃)を用いて、1気圧、25℃の条件で測定した接触角が90°未満である場合を親水性という。また、疎水性とは、前記純水の接触角が90°以上である場合をいう。ただし、接触角の送液方向への作用は、90°付近で大きく変動するので、この発明における親水性は、純水に対する接触角が85°以下であることが好ましく、接触角が60°以下であることがより好ましい。
また、この毛細管現象を決定する界面張力は、第1基板5及び第2基板6に親水化処理を施すことにより改善してもよい。例えば、親水処理剤処理やプラズマ処理、UV処理、親水性膜のコーティング、表面粗さの制御で親水化してもよい。つまり、第1基板5及び第2基板6の基板自体の特性(例えば、材質、表面形状)に起因する親水性でなくてもよい。
また、流路は、毛細管現象が生じる程度の大きさの流路を指し、例えば流路の幅又は高さが約0.1マイクロメートルから約10ミリメートルである流路がこれに含まれる。流路の幅又は高さは、10マイクロメートルから1ミリメートルであることが好ましい。
Here, when the liquid is water, the case where the contact angle measured under conditions of 1 atm and 25 ° C. using pure water (25 ° C.) having a specific resistance larger than 18 MΩ · cm is less than 90 ° is hydrophilic. It is called sex. Hydrophobic means that the contact angle of the pure water is 90 ° or more. However, since the action of the contact angle in the liquid feeding direction varies greatly in the vicinity of 90 °, the hydrophilicity in the present invention is preferably such that the contact angle with respect to pure water is 85 ° or less, and the contact angle is 60 ° or less. It is more preferable that
Further, the interfacial tension that determines the capillary phenomenon may be improved by subjecting the first substrate 5 and the second substrate 6 to a hydrophilic treatment. For example, it may be hydrophilized by hydrophilic treatment treatment, plasma treatment, UV treatment, hydrophilic film coating, or surface roughness control. That is, the first substrate 5 and the second substrate 6 may not be hydrophilic due to the characteristics of the substrates themselves (for example, material and surface shape).
The channel refers to a channel having such a size that capillary action occurs, and includes, for example, a channel whose width or height is about 0.1 micrometer to about 10 millimeters. The width or height of the flow path is preferably 10 micrometers to 1 millimeter.

また、第1基板5及び第2基板6には、PDMSやガラス以外の材料を用いてもよい。これらの基板の材料は、送液装置の目的や用途に応じて選択すればよく、特にPDMS等に限定されない。例えば、送液装置を液体の分析に用い、光学的検出をする場合には、送液装置における液体を光学的に検出するため、これらの基板に、透明または半透明の材料を用いてもよい。蛍光体による励起光による発光が少ない材料を選択してもよい。このような透明または半透明な材料として、ガラス、石英、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、フィルム等が挙げられる。ほか、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂が、透明性の観点のほか成型性の観点からも好ましい。また、蛍光体による励起光による発光が少ないプラスチック材料として、ポリメチルメタクリレートの水素原子をフッ素原子に置換したフッ化ポリメチルメタクリレート等のフッ素系のプラスチック材料や、触媒や安定剤等の添加剤に蛍光を発しない部材を用いたポリメチルメタクリレート等が挙げられる。   Further, materials other than PDMS and glass may be used for the first substrate 5 and the second substrate 6. The material of these substrates may be selected according to the purpose and application of the liquid delivery device, and is not particularly limited to PDMS or the like. For example, when the liquid delivery device is used for liquid analysis and optical detection is performed, in order to optically detect the liquid in the liquid delivery device, a transparent or translucent material may be used for these substrates. . You may select the material with little light emission by the excitation light by fluorescent substance. Examples of such a transparent or translucent material include glass, quartz, thermosetting resin, thermoplastic resin, and film. In addition, silicon resins, acrylic resins, and styrene resins are preferable from the viewpoint of moldability as well as transparency. In addition, as a plastic material that emits less light by excitation light from phosphors, it can be used as a fluorine-based plastic material such as fluorinated polymethyl methacrylate in which hydrogen atoms of polymethyl methacrylate are replaced with fluorine atoms, and as an additive for catalysts and stabilizers. Examples include polymethyl methacrylate using a member that does not emit fluorescence.

〈液体及び停止部4〉
上記停止部4は、液体との間に働く界面張力が流路内の他の部分とは異なる作用を行う部分で、駆動用の液体又は気液界面に対する圧力Pが0又は負になるように設けられる。例えば、流路3壁面を停止部4とするときは、その部分4に親水化処理を施し、それ以外の流路壁面との間に差を設けている。要するに、停止部の表面状態は流路内の他の部分の表面状態よりも液体との接触角度を低くしている。これにより、流路壁面に対する駆動用液体の接触角を高くすることができる。または、液体進行方向に対して垂直な流路断面積に対して狭窄部を設けることにより、流路に対する駆動用液体の界面張力を高くして停止部4とすることが出来る。
狭窄部の構造としては、ピラー構造、柱状、円形状、楕円形状、半円状、三角形状等が挙げられる。ピラー構造7は図3に示すように流路3内に複数(図3では3個)の四角柱を液体の流れを横切る方向に並べた構造であり、ピラー構造7により形成される流路の幅又は高さは、1マイクロメートルから1100マイクロメートルであることが好ましく、さらには30マイクロメートルから50マイクロメートルであることがより好ましい。
前記構成によれば、流路面に接触角の異なる部分が存在していてもよく、それぞれの界面張力の和により流路内に生じる毛細管現象が決定されるので、断面の特定の領域ごとの界面張力を求め、構成比率に応じて界面張力を積算して、液体1の場合は界面張力の和であるcosθが正となるようにすればよく、流路全体に働く圧力Pを求めることができる。
<Liquid and stop part 4>
The stopping portion 4 is a portion where the interface tension acting between the liquid and the other portion in the flow path acts differently, so that the pressure P against the driving liquid or gas-liquid interface becomes 0 or negative. Provided. For example, when the wall surface of the flow path 3 is used as the stop portion 4, the portion 4 is subjected to a hydrophilic treatment, and a difference is provided between the wall surface of the other flow paths. In short, the surface state of the stop portion has a lower contact angle with the liquid than the surface state of other portions in the flow path. Thereby, the contact angle of the driving liquid with respect to the channel wall surface can be increased. Alternatively, by providing a constricted portion with respect to the cross-sectional area of the flow channel perpendicular to the liquid traveling direction, the interface tension of the driving liquid with respect to the flow channel can be increased to form the stop portion 4.
Examples of the structure of the narrowed portion include a pillar structure, a columnar shape, a circular shape, an elliptical shape, a semicircular shape, and a triangular shape. As shown in FIG. 3, the pillar structure 7 is a structure in which a plurality of (three in FIG. 3) square pillars are arranged in the flow path 3 in a direction crossing the liquid flow. The width or height is preferably 1 micrometer to 1100 micrometers, and more preferably 30 micrometers to 50 micrometers.
According to the above configuration, portions having different contact angles may exist on the flow path surface, and the capillary phenomenon generated in the flow path is determined by the sum of the respective interfacial tensions. The tension is obtained, and the interfacial tension is integrated according to the composition ratio. In the case of the liquid 1, the cos θ that is the sum of the interfacial tensions may be positive, and the pressure P acting on the entire flow path can be obtained. .

図2に、図1に示す流路3内に2種類の液体8、9を送液し、停止させる場合の液体の流れを示す。送液対象である液体8と駆動用の液体9は、界面張力により界面が形成され混ざり合わない液体を選定する。液体を毛細管力で送液するためには、液体の進行方向に対して前方に位置する対象液体8に水性液体、駆動用液体9に油性液体を用いることが好ましい。油性液体として例えばオイルを用いることができ、植物オイル、鉱物オイル、シリコーンオイル等が挙げられる。前記構成によれば、対象液体8と駆動用液体9との間には液液界面が形成されており、界面張力により混ざらず分離することができる。さらに、駆動用液体9に油性液体を用いることで液体の気化を抑えることができる。これにより、対象液体8の液量を一定に保つことができるばかりでなく、対象液体8の濃縮を防ぐことができる。
また、界面張力に加えて、駆動用液体9の粘度を調節することにより、送液速度を抑え、送液停止することもできる。
前記の構成によれば、液体と気体の界面張力や気体は液体に比べて動粘度が高いため、停止部4において液体の送液を停止させることができる。
FIG. 2 shows the flow of liquid when two kinds of liquids 8 and 9 are fed into the flow path 3 shown in FIG. 1 and stopped. As the liquid 8 to be fed and the driving liquid 9, a liquid that is formed by an interface tension and does not mix is selected. In order to send the liquid by capillary force, it is preferable to use an aqueous liquid as the target liquid 8 positioned in front of the liquid traveling direction and an oily liquid as the driving liquid 9. For example, oil can be used as the oily liquid, and examples include vegetable oil, mineral oil, and silicone oil. According to the said structure, the liquid-liquid interface is formed between the object liquid 8 and the driving liquid 9, and it can isolate | separate without mixing by interface tension. Further, by using an oily liquid for the driving liquid 9, vaporization of the liquid can be suppressed. Thereby, not only the liquid amount of the target liquid 8 can be kept constant, but also the concentration of the target liquid 8 can be prevented.
Moreover, by adjusting the viscosity of the driving liquid 9 in addition to the interfacial tension, the liquid feeding speed can be suppressed and the liquid feeding can be stopped.
According to the above configuration, since the liquid-gas interfacial tension and the gas have a higher kinematic viscosity than the liquid, the stop portion 4 can stop the liquid feeding.

液体の界面張力は、流路壁に対する接触角を測定することで算出できる。また、粘度は、毛細管粘度計、落球粘度計、回転粘度計を用いて測定することができる。
したがって、これらの構造は、前記液体8、9の種類に対して流路表面状態と流路形状を組み合わせることにより送液停止できる構造を設計できる。
例えば、流路が液体の進行方向に対して流路断面が四角形ある場合、毛細管現象による送液速度vは、表面張力をγLV、粘性をη、流路の高さをh、流路の幅をw、流路壁面の接触角をθとするとき、次の式2で示される。


・・・(式2)
これより、流路3における液体8の毛細管現象による送液速度をv1、停止部における液体9の毛細管現象による送液速度をv2とした時、v1とv2がほぼ釣り合うように、液体の種類と停止部の構造を選択すればよい。なお、ピラー構造7は、第1の基板を作製する際に、他の流路と同時に設計できるため、作製し易さの面から好ましい。
The interfacial tension of the liquid can be calculated by measuring the contact angle with the flow path wall. The viscosity can be measured using a capillary viscometer, a falling ball viscometer, or a rotational viscometer.
Therefore, it is possible to design a structure capable of stopping liquid feeding by combining the flow channel surface state and the flow channel shape with respect to the types of the liquids 8 and 9.
For example, when the flow path has a quadrangular cross section with respect to the liquid traveling direction, the liquid feeding speed v due to capillary action is γ LV , viscosity η, flow path height h, When the width is w and the contact angle of the channel wall surface is θ, it is expressed by the following equation 2.


... (Formula 2)
From this, when the liquid feeding speed due to the capillary phenomenon of the liquid 8 in the flow path 3 is v1, and the liquid feeding speed due to the capillary phenomenon of the liquid 9 in the stop portion is v2, the type of liquid is such that v1 and v2 are substantially balanced. What is necessary is just to select the structure of a stop part. In addition, since the pillar structure 7 can be designed simultaneously with another flow path when producing the first substrate, it is preferable from the viewpoint of ease of production.

図2において、送液動作を説明する。まず導入部1から対象液体8が充填され、その後方に対象液体8と混ざらない駆動用液体9が充填される。つまり、界面張力により分離可能な液体8、9が接触しながら順次導入される。上記液体8,9は自重や界面張力の作用により排出部2に向かって流れ、上記対象液体8は、流路及び停止部の何れに対しても移動方向に正の圧力が働く液体であるので、その毛細管力により送液され、停止部4を通過する。これに対して、駆動用液体9は、流路に対しては移動方向に正の圧力が働くが、停止部4においては、その圧力が0又は負になる液体であるので、液体の界面が停止部4に到達すると送液が停止する。なお、正確に言えば、液体8,9が毛細管力F1により送液される方向を正方向とした場合に、対象液体8の前方界面が受ける界面張力P1は正方向であり、駆動用液体9の前方界面が受ける界面張力P2は負の方向であるので、F1とP1の合成力とP2とが釣り合うような停止部4を設ければ良い訳である。
したがって、試料としての対象液体8の必要量が少量であっても、これに見合う位置に停止部4を設けておけば、対象液体8はその後に駆動用液体9を、導入部1から停止部4までの流路体積B1よりも多め(量A1)に導入すれば、対象液体8は停止部4までの流路で停止することなく確実に排出部2に向かって移動する。
In FIG. 2, the liquid feeding operation will be described. First, the target liquid 8 is filled from the introduction unit 1, and a driving liquid 9 that is not mixed with the target liquid 8 is filled behind the target liquid 8. That is, the liquids 8 and 9 that can be separated by the interfacial tension are sequentially introduced while being in contact with each other. The liquids 8 and 9 flow toward the discharge part 2 due to the effects of their own weight and interfacial tension, and the target liquid 8 is a liquid in which a positive pressure acts in the moving direction on both the flow path and the stop part. The liquid is fed by the capillary force and passes through the stop portion 4. In contrast, the driving liquid 9 exerts a positive pressure in the movement direction on the flow path, but in the stop portion 4, the pressure is zero or negative, so the liquid interface is When the stop part 4 is reached, the liquid feeding stops. More precisely, when the direction in which the liquids 8 and 9 are fed by the capillary force F1 is a positive direction, the interface tension P1 received by the front interface of the target liquid 8 is the positive direction, and the driving liquid 9 Since the interfacial tension P2 received by the front interface is negative, it is only necessary to provide a stop 4 that balances the combined force of F1 and P1 with P2.
Therefore, even if the required amount of the target liquid 8 as a sample is small, if the stop unit 4 is provided at a position corresponding to the required amount, the target liquid 8 subsequently moves the driving liquid 9 from the introduction unit 1 to the stop unit. If it is introduced in a larger amount (amount A1) than the flow path volume B1 up to 4, the target liquid 8 moves reliably toward the discharge part 2 without stopping in the flow path up to the stop part 4.

これに対して、駆動用液体9は停止部4に達すると界面張力の作用で負の圧力が生じるので、停止部4よりも前に移動しなくなるので、対象液体8を所定位置まで移動させることが出来る。両液体8、9はもともと界面張力の差で分離可能であって、互いに混じらないものであるから、駆動用液体9により対象液体8の成分が汚染されることもない
なお、駆動用液体9の量はA1でなくても、流路3内の対象液体8が毛細管力により排出部2に向かって移動する力を与える量であれば良い。
また、上記のように液体8、9を接して導入する代わりに、対象液体8の後に気体、さらにこの気体の後方に駆動用液体9を導入する場合、液体が受ける毛細管力F2により送液される方向を前方(正の方向)とした場合に、対象液体8の前方界面が受ける界面張力P3は正の方向を向き、駆動用液体9の前方界面が受ける界面張力P4は負の方向を向いており、少なくとも界面張力P4と、外力F2と界面張力P3の和からなる合成力がほぼ釣り合うような停止部4を設ければ良い。
On the other hand, when the driving liquid 9 reaches the stop 4, a negative pressure is generated by the action of the interfacial tension, so that the drive liquid 9 does not move before the stop 4, so that the target liquid 8 is moved to a predetermined position. I can do it. Since the two liquids 8 and 9 are originally separable by the difference in interfacial tension and are not mixed with each other, the components of the target liquid 8 are not contaminated by the driving liquid 9.
The amount of the driving liquid 9 is not limited to A1, but may be an amount that gives the target liquid 8 in the flow path 3 a force that moves toward the discharge portion 2 by capillary force.
Further, instead of introducing the liquids 8 and 9 in contact with each other as described above, when the driving liquid 9 is introduced after the target liquid 8 and further behind the gas, the liquid is fed by the capillary force F2 received by the liquid. The interface tension P3 received by the front interface of the target liquid 8 faces in the positive direction, and the interface tension P4 received by the front interface of the driving liquid 9 faces in the negative direction. The stop portion 4 may be provided so that at least the combined force consisting of at least the interfacial tension P4 and the external force F2 and the interfacial tension P3 is substantially balanced.

本発明の内容を実施例により更に具体的に説明する。
(実施例1)
実施例1に係る送液装置の基本構造は、前記実施の形態1と同様である。図2を参照して実施例1の送液装置を更に具体的に説明する。
第1基板5への流路の溝の形成は、金型を用いた樹脂成型法により行った。金型は、シリコン基板にフォトリソ法でレジストパターンを形成後、ドライエッチングプロセス法によりエッチングを行って作製した。流路3の幅は600μm、流路3の高さは50μm、流路3の長さは15mmとし、導入部から下流に5mmの位置に、停止構造として幅30μmのピラー構造7を設けた。
The contents of the present invention will be described more specifically with reference to examples.
(Example 1)
The basic structure of the liquid delivery device according to Example 1 is the same as that of the first embodiment. With reference to FIG. 2, the liquid delivery apparatus of Example 1 will be described more specifically.
The formation of the channel groove on the first substrate 5 was performed by a resin molding method using a mold. The mold was manufactured by forming a resist pattern on a silicon substrate by a photolithography method and then performing an etching by a dry etching process method. The width of the flow path 3 was 600 μm, the height of the flow path 3 was 50 μm, the length of the flow path 3 was 15 mm, and a pillar structure 7 having a width of 30 μm was provided as a stop structure at a position 5 mm downstream from the introduction portion.

作製された金型に型枠を設け、シリコンゴム(ポリジメチルシロキサン、東レダウコーニング社製ジルポット184)を厚みが2mmになるまで流し込み、100℃、15分の加熱を行い、硬化させた。硬化後、金型と硬化したシリコンゴムを分離させた。
次いで、シリコンゴムを縦20mm、横10mm、厚み2mmに整形し、導入部、排出部として、直径1mmの貫通孔をポンチを用いて開け、第1基板5を作製した。作製した第1基板5の内側表面に対し、100W、酸素流量30sccm、60秒間の条件で酸素プラズマ処理を行い、第1基板5の内側表面の親水性を高めた。
The mold was provided with a mold, and silicon rubber (polydimethylsiloxane, Toray Dow Corning Zilpot 184) was poured until the thickness became 2 mm, and heated at 100 ° C. for 15 minutes to be cured. After curing, the mold and the cured silicone rubber were separated.
Next, the silicon rubber was shaped into a length of 20 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm, and a through-hole having a diameter of 1 mm was opened as a lead-in part and a discharge part by using a punch to produce the first substrate 5. The inner surface of the manufactured first substrate 5 was subjected to oxygen plasma treatment under the conditions of 100 W, an oxygen flow rate of 30 sccm, and 60 seconds to increase the hydrophilicity of the inner surface of the first substrate 5.

第2基板6は、厚み600μmのテンパックスガラス基板をダイシングソーで縦25mm、横15mmに切断して作製した。
作製した第1基板と第2基板とを重ね合わせて、実施例1にかかる送液装置を作製した。
前記実施例1に係る送液装置について、送液試験を行った。
導入部に0.2μlの グリシン緩衝液を滴下し、さらに導入部から油性液体であるシリコーンオイルKF-96-350cs(信越シリコーン製)を1μl滴下した。グリシン緩衝液は、毛細管力により流路3内を流れ、停止部4を通過し、シリコーンオイルが停止部4に到達すると送液が停止した。
The second substrate 6 was prepared by cutting a Tempax glass substrate having a thickness of 600 μm into a length of 25 mm and a width of 15 mm with a dicing saw.
The manufactured first substrate and the second substrate were superposed on each other to produce a liquid feeding device according to Example 1.
A liquid feeding test was performed on the liquid feeding apparatus according to Example 1.
0.2 μl of glycine buffer was dropped into the introduction part, and 1 μl of silicone oil KF-96-350cs (manufactured by Shin-Etsu Silicone), which is an oily liquid, was further dropped from the introduction part. The glycine buffer solution flowed through the flow path 3 by capillary force, passed through the stop portion 4, and liquid feeding stopped when the silicone oil reached the stop portion 4.

(比較例1)
比較例として、停止部を設けないこと以外は、上記実施例1と同様な送液装置を作製した。比較例にかかる送液装置について、液体を流す実験を、上記実施例1と同様の方法で行った。
比較例1では、導入部にグリシン緩衝液を滴下し、さらにシリコーンオイルを滴下すると、毛細管現象により送液装置内の流路にグリシン緩衝液が入り、流路途中で止まることなくグリシン緩衝液およびシリコーンオイルが排出部まで送液された。
以上より、実施例1では油性液体であるシリコーンオイルが停止部を通過できずに送液が停止したのに対し、比較例1ではグリシン緩衝液が排出部まで送液されたことが確認されたことから、実施例1の送液装置は、液体の送液を停止させることができることが確認された。
(Comparative Example 1)
As a comparative example, a liquid delivery apparatus similar to that of Example 1 was prepared except that no stop portion was provided. With respect to the liquid feeding device according to the comparative example, an experiment for flowing a liquid was performed in the same manner as in Example 1.
In Comparative Example 1, when a glycine buffer solution is dropped into the introduction portion and silicone oil is further dropped, the glycine buffer solution enters the flow channel in the liquid feeding device due to capillary action, and the glycine buffer solution does not stop in the middle of the flow channel. Silicone oil was delivered to the discharge section.
From the above, in Example 1, it was confirmed that the silicone oil, which is an oily liquid, could not pass through the stop portion and the liquid feed stopped, whereas in Comparative Example 1, the glycine buffer solution was fed to the discharge portion. From this, it was confirmed that the liquid feeding apparatus of Example 1 can stop liquid feeding.

(実施の形態2)
次に、本発明における送液装置の第2の実施の形態について説明する。図4は、実施の形態2に係る送液装置を示す図であって、図4(a)は平面図、図4(b)は断面図である。実施の形態2に係る送液装置は、液体と気体の界面張力により停止部4において送液を停止することを特徴とする。
〈気泡発生用電極>
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the liquid delivery device in the present invention will be described. 4A and 4B are diagrams showing a liquid feeding device according to Embodiment 2, in which FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a cross-sectional view. The liquid delivery apparatus according to Embodiment 2 is characterized in that the liquid delivery is stopped at the stop unit 4 by the interfacial tension between the liquid and the gas.
<Bubble generation electrode>

本実施の形態では、液体中に気泡を発生させるための気泡発生用電極10が導入部1から停止部4までの流路3内に設けられている。流路3や第1基板5、第2基板6の表面に電極を形成するため、基板材料は、電極を形成することが可能な材料であるとよい。このような電極を形成することが可能な材料は、生産性、再現性の観点からガラス、石英、シリコン等の材料を挙げることができる。第1基板5に流路を形成した場合、凹凸のある部分に電極を形成することは難しいので、流路が形成されていない第2基板6に電極を形成するとよい。電極の材料は一般的な電極材料でよく、例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミ、ITO(インジウム錫酸化物)、ニッケル、チタン、クロムなどを用いることができる。作用電極、対向電極の形状は、円形、角形状、線状等特に限定しないが、電流値に応じた大きさを確保するとよい。
〈液体>
In the present embodiment, a bubble generating electrode 10 for generating bubbles in the liquid is provided in the flow path 3 from the introduction portion 1 to the stop portion 4. In order to form electrodes on the surfaces of the flow path 3, the first substrate 5, and the second substrate 6, the substrate material may be a material capable of forming electrodes. Examples of materials capable of forming such an electrode include materials such as glass, quartz, and silicon from the viewpoints of productivity and reproducibility. When the flow path is formed on the first substrate 5, it is difficult to form the electrode on the uneven portion. Therefore, the electrode may be formed on the second substrate 6 where the flow path is not formed. The electrode material may be a general electrode material such as gold, platinum, silver, silver chloride, copper, iridium, aluminum, ITO (indium tin oxide), nickel, titanium, or chromium. The shape of the working electrode and the counter electrode is not particularly limited, such as a circular shape, a square shape, or a linear shape, but it is preferable to ensure a size corresponding to the current value.
<Liquid>

気体を発生させるための方法として、電極に電圧をかけることにより水の電気分解や加熱による溶存気体から気泡を発生させる方法が挙げられる。これより、低電圧での電気分解による気泡発生のためには、液体として電解質が含まれる水液体である必要がある。電解質としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどが挙げられる。本実施の形態の場合は、1種の液体のみで送液を停止させることができる。しかし、実施の形態1の様に液体の後方に油性液体を充填しても構わない。
その他の構成に関しては、実施の形態1と同様でよい。
Examples of a method for generating gas include a method of generating bubbles from dissolved gas by electrolysis or heating of water by applying a voltage to an electrode. Thus, in order to generate bubbles by electrolysis at a low voltage, the liquid needs to be an aqueous liquid containing an electrolyte. Examples of the electrolyte include sodium chloride and potassium chloride. In the case of the present embodiment, liquid feeding can be stopped with only one type of liquid. However, an oily liquid may be filled behind the liquid as in the first embodiment.
Other configurations may be the same as those in the first embodiment.

図5に液体の流れを示す。導入部1から液体8が導入され、毛細管力により送液される。液体8の送液中に気泡発生用電極10に電圧をかけることにより、気泡11を発生させる。この気泡11が停止部4に到達すると、界面張力により停止部4にかかる圧力が負になるので、気泡11より液体8の送液が停止する。
この実施形態2の場合、気泡11を発生させれば、予め決められた場所にある停止部4で液体を停止させることが出来るので、流路3内の移動の制御が行い易い。なお、従来技術には、気泡を大きく発生させて流路の端部における気液界面の界面張力を利用して、液体の移動を止めるものがあるが、流路の端部即ち、排出部2との接続部でなければ停止できない点において、本実施形態2とは異なる。本実施形態によれば、流路内の任意の位置で液体を停止することが出来る。
従って、試料としての液体8の必要量が少量であっても、その量よりも多量の液体8を導入部1から導入することにより、毛細管力を十分に作用させ、液体8が流路3内に留まらないようにした上で、送液の途中で気泡11を発生させて液体8を流路3内の所定位置まで送液することが出来る。
また、この流路3に液体8の後方に駆動用液体9を入れて送液した場合であっても、液体8の必要量を気泡発生電極10の発生する気泡で区切って、必要量のみを排出部2へ送液することも可能である。
(実施の形態3)
FIG. 5 shows the liquid flow. The liquid 8 is introduced from the introduction part 1 and fed by capillary force. Bubbles 11 are generated by applying a voltage to the bubble generating electrode 10 while the liquid 8 is being fed. When the bubble 11 reaches the stop portion 4, the pressure applied to the stop portion 4 becomes negative due to the interfacial tension, so that the liquid 8 is stopped from being sent from the bubble 11.
In the case of the second embodiment, if the bubbles 11 are generated, the liquid can be stopped by the stop portion 4 at a predetermined location, so that the movement in the flow path 3 can be easily controlled. In addition, in the prior art, there is an apparatus that generates a large amount of bubbles and stops the movement of the liquid by using the interface tension of the gas-liquid interface at the end of the flow path. The second embodiment is different from the second embodiment in that it can be stopped only by the connecting portion. According to this embodiment, the liquid can be stopped at an arbitrary position in the flow path.
Therefore, even if the required amount of the liquid 8 as a sample is small, by introducing a larger amount of the liquid 8 from the introduction unit 1, the capillary force is sufficiently applied, and the liquid 8 is in the flow path 3. In addition, the bubbles 8 can be generated in the middle of the liquid feeding to feed the liquid 8 to a predetermined position in the flow path 3.
Further, even when the driving liquid 9 is put into the flow path 3 behind the liquid 8 and sent, the necessary amount of the liquid 8 is divided by the bubbles generated by the bubble generating electrode 10 and only the necessary amount is obtained. It is also possible to send the liquid to the discharge unit 2.
(Embodiment 3)

次に、第3の実施の形態として、本発明における送液装置を用いたマイクロ分析チップ62について説明する。図6は、実施の形態3に係るマイクロ分析チップを示す。
本マイクロ分析チップ62は、内部に検出部34を備えるメイン流路33を具備し、このメイン流路33の一方に液体を導入するための開放孔21、他方に空気孔24をそれぞれ形成している。また、液体をチップ内に導入する開放孔22、23が導入流路27、28を介してそれぞれ備えメイン流路33に接続されている。このメイン流路33には更に開放口21の近傍で排出流路26を介して排出部25が設けられている。
上記第1及び第2の導入流路27、28と排出流路26にはそれぞれ、液の流れを開閉する第1〜第3のバルブ29、30、31が備えられている。また、排出部25には吸収体が封入されている。そして、開放孔22とバルブ29の間の導入流路27に上記停止部4と同様の停止部32が設けられている。
Next, as a third embodiment, a microanalysis chip 62 using the liquid feeding device according to the present invention will be described. FIG. 6 shows a microanalysis chip according to the third embodiment.
The micro analysis chip 62 includes a main flow path 33 including a detection unit 34 therein, and an open hole 21 for introducing liquid into one of the main flow paths 33 and an air hole 24 formed in the other. Yes. Also, open holes 22 and 23 for introducing liquid into the chip are provided through introduction channels 27 and 28, respectively, and connected to the main channel 33. The main channel 33 is further provided with a discharge part 25 via a discharge channel 26 in the vicinity of the opening 21.
The first and second introduction flow paths 27 and 28 and the discharge flow path 26 are provided with first to third valves 29, 30 and 31 for opening and closing the liquid flow, respectively. Moreover, an absorber is enclosed in the discharge part 25. A stop portion 32 similar to the stop portion 4 is provided in the introduction flow path 27 between the open hole 22 and the valve 29.

本実施の形態にかかるマイクロ分析チップは、実施の形態1と同様に流路となる溝が形成された第1基板と、第1基板の蓋をする第2基板と貼り合わせることにより構成されているが、実施の形態1及び実施の形態2の構成要素については説明を省略し、それ以外の部分について説明する。
〈検出部34〉
Microanalysis chip according to the present embodiment is formed by bonding a first substrate having a groove made in the same manner as in the flow path in the first embodiment is formed and a second substrate to the cover of the first substrate However, the description of the components of the first and second embodiments is omitted, and the other parts are described.
<Detector 34>

メイン流路33には、液体に含まれる特定物質の量を検出する検出部34を設けている。例えば検出部34が電気化学的な検出手段である場合には、検出部34に作用電極、参照電極、対向電極が設けられることになる。作用電極、参照電極、対向電極の材料としては、一般的な電極材料でよく、例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミニウム、ITO、ニッケル、チタン、クロムなどを用いることができる。
また、作用電極、参照電極、対向電極の形状は、円形、角形状、線状等とでき特に限定されない。その大きさは、検出電流値に応じた大きさを確保するのがよく、例えば円形である場合には外径10μmから10mm程度とし、好ましくは外0.5mmから5mm程度とする。円形以外の形状の場合も、円形の場合の面積と同程度の面積になるようにするのがよい。
The main channel 33 is provided with a detection unit 34 that detects the amount of a specific substance contained in the liquid. For example, when the detection unit 34 is an electrochemical detection means, the detection unit 34 is provided with a working electrode, a reference electrode, and a counter electrode. As a material for the working electrode, the reference electrode, and the counter electrode, common electrode materials may be used. For example, gold, platinum, silver, silver chloride, copper, iridium, aluminum, ITO, nickel, titanium, chromium, or the like may be used. it can.
In addition, the shape of the working electrode, the reference electrode, and the counter electrode can be circular, square, linear, or the like, and is not particularly limited. The size should be ensured in accordance with the detected current value. For example, in the case of a circular shape, the outer diameter is about 10 μm to 10 mm, and preferably the outer diameter is about 0.5 mm to 5 mm. Even in the case of a shape other than a circle, it is preferable that the area is approximately the same as the area in the case of a circle.

検出部34がインピーダンスの変化により検出する手段である場合は、例えば検出部にインピーダンス検出用の電極を設ける。インピーダンス検出用の電極の材料としては、一般的な電極材料でよく、例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミ、ITO、ニッケル、チタン、クロムなどを用いることができる。
検出部34が蛍光検出を行う手段の場合は、例えば流路の側面または底面に蛍光検出部を設ける。
〈反応部〉
When the detection unit 34 is a means for detecting by a change in impedance, for example, an electrode for impedance detection is provided in the detection unit. The electrode material for impedance detection may be a general electrode material such as gold, platinum, silver, silver chloride, copper, iridium, aluminum, ITO, nickel, titanium, chromium, etc.
In the case where the detection unit 34 is a means for performing fluorescence detection, for example, a fluorescence detection unit is provided on the side surface or bottom surface of the flow path.
<Reaction part>

検出部34に代えて、または検出部34と共に抗原抗体反応や酵素反応を行う反応部を設けることができる。酵素反応を行う場合は、例えば酵素反応に用いる酵素を流路側面または底面、または流路内に固定化しておく。また、酵素を含む液体を反応部にまで流す方法とすることもできる。
抗原抗体反応を行う場合は、前記と同様、抗原抗体反応に用いる抗体または抗原を流路内に固定化しておくことができる。また、抗体または抗原を含む液体を反応部に流すこともできる。
抗原抗体反応や酵素反応を行う反応部の形状については、特に限定されることはない。
〈バルブ〉
Instead of the detection unit 34, or together with the detection unit 34, a reaction unit that performs an antigen-antibody reaction or an enzyme reaction can be provided. In the case of performing an enzyme reaction, for example, an enzyme used for the enzyme reaction is immobilized on the side surface or bottom surface of the flow path or in the flow path. Moreover, it is also possible to use a method in which a liquid containing an enzyme flows to the reaction part.
When an antigen-antibody reaction is performed, the antibody or antigen used for the antigen-antibody reaction can be immobilized in the flow channel as described above. In addition, a liquid containing an antibody or an antigen can be flowed to the reaction part.
The shape of the reaction part that performs the antigen-antibody reaction or the enzyme reaction is not particularly limited.
<valve>

バルブ29,30,31は開放孔から充填される液体を導入流路内で停止させることが可能となる。これにより、複数の液体を充填した状態で順次または同時に送液することができる。
上記バルブ29,30,31としては、エレクトロウエッティングバルブ、光バルブが使用できる。また、流路壁面の一部に疎水性部分を設け、かつ流路の上流側に押圧可能部位を設け、外部より圧力を加えることよって流路内の液体を、疎水性部分を越えて送り出す構造とすることができる。また、流路壁面に設けられた疎水性部分と、これよりも上流側の流路内に液体を電気分解して泡を発生させる電極部を備え、電気分解による泡の圧力で液体を、疎水性部分を越えさせる構造とすることができる。
The valves 29, 30, and 31 can stop the liquid filled from the open hole in the introduction flow path. As a result, the liquid can be fed sequentially or simultaneously in a state of being filled with a plurality of liquids.
As the bulbs 29, 30, and 31, electrowetting bulbs and light bulbs can be used. In addition, a structure is provided in which a hydrophobic part is provided on a part of the wall surface of the flow path, a pressable part is provided on the upstream side of the flow path, and the liquid in the flow path is sent out beyond the hydrophobic part by applying pressure from the outside. It can be. In addition, a hydrophobic part provided on the wall surface of the flow path and an electrode part for electrolyzing the liquid in the flow path on the upstream side of this to generate bubbles are generated. The structure can be made to exceed the sex part.

図7に上記エレクトロウエッティングバルブによる液体の流れを示す。図7(a)は電圧印加OFFの状態、図7(b)は電圧印加ONの状態を示している。
図7に示すように、エレクトロウエッティングバルブは、液の停止・前進を切り替えるための作用電極45および参照電極44を備えており、これらの電極は、流路内壁面の1面を構成する親水性の第1基板42の流路部分を覆うように形成されており、作用電極45の表面は疎水性になるように処理されている。電圧印加がOFFの状態においては、作用電極45の表面は疎水性であるため、液体は作用電極45を通過することができない。他方、作用電極45と参照電極44との間に電圧が印加(0.8V〜2.0V程度)されると、作用電極45の電極表面が親水性側に変化するため、停止していた液体を前進させることができるようになる(図7(b)参照)。作用電極及び参照電極の材料は、特に限定されるものではなく、一般的な導電性の材料を用いることができる。例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミニウム、ITO、ニッケル、チタン、クロムなどが使用できる。
また、作用電極45の表面には、液の停止機能を確保するために、例えばテトラフルオロエチレン膜等の疎水性膜や、電極用金属の自然酸化膜等の親水性のきわめて低い膜を設けておく。
〈吸収体〉
FIG. 7 shows the flow of liquid by the electrowetting valve. FIG. 7A shows a state where the voltage application is OFF, and FIG. 7B shows a state where the voltage application is ON.
As shown in FIG. 7, the electrowetting valve includes a working electrode 45 and a reference electrode 44 for switching between stopping and advancing of the liquid, and these electrodes are hydrophilic substances constituting one surface of the inner wall surface of the flow path. The surface of the working electrode 45 is treated so as to be hydrophobic. When the voltage application is OFF, the surface of the working electrode 45 is hydrophobic, so that the liquid cannot pass through the working electrode 45. On the other hand, when a voltage is applied between the working electrode 45 and the reference electrode 44 (about 0.8 V to 2.0 V), the electrode surface of the working electrode 45 changes to the hydrophilic side, so that the liquid that has stopped Can be moved forward (see FIG. 7B). The materials for the working electrode and the reference electrode are not particularly limited, and general conductive materials can be used. For example, gold, platinum, silver, silver chloride, copper, iridium, aluminum, ITO, nickel, titanium, chromium, etc. can be used.
Further, in order to ensure the liquid stopping function, a hydrophobic film such as a tetrafluoroethylene film or a very low hydrophilic film such as a natural oxide film of an electrode metal is provided on the surface of the working electrode 45. deep.
<Absorber>

排出部25に封入される吸収体は、液体を吸収する構造物であって、繊維、多孔体、吸水性高分子、高分子ゲル等の材料及びそれらの材料で形成された構造物を含む。例えば、ポリアクリル酸ナトリウム微粒子、コットン、ガラス繊維、モレキュラーシーブス(ゼオライト)粉末、レジストによる微細構造物などが挙げられる。
吸収する液体の溶媒が水である場合は、親水性の材料を用いることが好ましい。材料自体の親水性が低い場合や無い場合には、材料に親水化の処理を行うとよい。例えば、親水処理剤処理やプラズマ処理、UV処理、親水性膜のコーティング、表面粗さの制御で親水化してもよい。
The absorber enclosed in the discharge part 25 is a structure that absorbs liquid, and includes materials such as fibers, porous bodies, water-absorbing polymers, polymer gels, and structures formed of these materials. Examples thereof include sodium polyacrylate fine particles, cotton, glass fibers, molecular sieves (zeolite) powder, and a fine structure formed of a resist.
When the liquid solvent to be absorbed is water, it is preferable to use a hydrophilic material. When the hydrophilicity of the material itself is low or absent, the material may be subjected to a hydrophilic treatment. For example, it may be hydrophilized by hydrophilic treatment treatment, plasma treatment, UV treatment, hydrophilic film coating, or surface roughness control.

本マイクロ分析チップは、複数の液の導入送液制御が可能であり、例えば、検出部34に抗体等を固定化し、抗原を含む液を流して抗原抗体反応させ、酵素標識抗体を含む液を流して抗原抗体反応させ、さらに基質溶液を流して酵素基質反応を行わせ、酵素基質反応により生じた電極活性物質の量を検出用電極で検出することにより、抗原の量を測定するという免疫分析法を利用した抗原の測定に利用することができる。
図8に示す送液手順を行うことにより、本マイクロ分析チップを用いて特定物質を測定することができる。
This micro-analysis chip can control the introduction and transfer of a plurality of liquids. For example, an antibody or the like is immobilized on the detection unit 34, and a liquid containing an antigen is allowed to flow by causing a liquid containing an antigen to flow, thereby causing a liquid containing an enzyme-labeled antibody to flow. Immunoassay in which the antigen-antibody reaction is performed by flowing, the substrate solution is further flown to cause the enzyme-substrate reaction, and the amount of the electrode active substance generated by the enzyme-substrate reaction is detected by the detection electrode, thereby measuring the amount of the antigen. It can be used for antigen measurement using the method.
By performing the liquid feeding procedure shown in FIG. 8, a specific substance can be measured using this microanalysis chip.

(1)検出部34を備えた検出用電極上に抗体を固定する。開放孔22に基質溶液52とオイル53を充填し、開放孔23に洗浄溶液54を充填する。このとき、第2のバルブ30および第3のバルブ31は閉じられているため、基質溶液52および洗浄溶液54は、第1の導入流路27および第2の導入流路28を毛細管力によって送液されたあと、バルブ30,31で停止している。 (1) The antibody is immobilized on the detection electrode provided with the detection unit 34. The opening hole 22 is filled with the substrate solution 52 and the oil 53, and the opening hole 23 is filled with the cleaning solution 54. At this time, since the second valve 30 and the third valve 31 are closed, the substrate solution 52 and the cleaning solution 54 send the first introduction channel 27 and the second introduction channel 28 by capillary force. After being liquefied, the valves 30 and 31 are stopped.

(2)開放孔21から、前処理(分離、希釈、分解)後の検体と酵素標識抗体の混合液であるサンプル液体51を、メイン流路33に導入する(図8−a)。サンプル液体51が空気孔24まで送液された後、サンプル液体に含まれる特定物質と検出用電極に固定化されている抗体を反応させるために、一定時間停止させる(図8−b)。その後、第1バルブ29を開放してサンプル液体51を吸収体が備えられた排出部25へ排出する(図8−c)。 (2) A sample liquid 51, which is a mixed solution of the specimen and the enzyme-labeled antibody after pretreatment (separation, dilution, decomposition), is introduced into the main channel 33 from the open hole 21 (FIG. 8-a). After the sample liquid 51 is sent to the air hole 24, the sample liquid 51 is stopped for a certain period of time in order to cause the specific substance contained in the sample liquid to react with the antibody immobilized on the detection electrode (FIG. 8-b). Thereafter, the first valve 29 is opened, and the sample liquid 51 is discharged to the discharge unit 25 provided with the absorber (FIG. 8-c).

(3)洗浄溶液54によりメイン流路33内を洗浄するために、第3バルブ31を開放し、導入流路28から、洗浄溶液54を、メイン流路33に導入し、そのまま排出部25へ排出する(図8−d、e)。 (3) In order to clean the inside of the main flow path 33 with the cleaning solution 54, the third valve 31 is opened, and the cleaning solution 54 is introduced from the introduction flow path 28 into the main flow path 33 and directly to the discharge section 25. Discharge (FIGS. 8-d, e).

(4)検出用電極上に残った酵素と反応させるための基質溶液をメイン流路33に送液するために、第2のバルブ30を開放して導入流路27から基質溶液52を導入する。基質溶液52とオイル53の界面を停止部32により停止させ、所要量のみをメイン流路33に送液する(図8−f)。その後、酵素と基質を一定時間反応させる。 (4) In order to send the substrate solution for reacting with the enzyme remaining on the detection electrode to the main channel 33, the second valve 30 is opened and the substrate solution 52 is introduced from the introduction channel 27. . The interface between the substrate solution 52 and the oil 53 is stopped by the stop portion 32, and only a required amount is sent to the main channel 33 (FIG. 8-f). Thereafter, the enzyme and the substrate are reacted for a certain time.

(5)検出電極34上に生成された反応物を検出電極34により電気化学検出し、サンプル液体51中の特定物質の量を測定する。
送液停止方法としては、本実施の形態のマイクロ分析チップにおいて開放孔22から停止部32に至る流路内に気泡発生電極を設けることにより、実施の形態2の方法を用いてもよい。
(実施の形態4)
(5) The reactant generated on the detection electrode 34 is electrochemically detected by the detection electrode 34 and the amount of the specific substance in the sample liquid 51 is measured.
As the liquid feeding stop method, the method of Embodiment 2 may be used by providing a bubble generating electrode in the flow path from the open hole 22 to the stop portion 32 in the microanalysis chip of the present embodiment.
(Embodiment 4)

実施の形態4は、携帯可能なハンディ型の分析装置に関する。実施の形態4の内容を図9に基づいて説明する。図9は、実施の形態4にかかる携帯可能なハンディ型の分析装置の概要を説明するための概念図である。
このハンディ型マイクロ分析装置は、マイクロ分析チップ62と、このマイクロ分析チップを駆動制御する制御用ハンディ機器61とで構成されている。マイクロ分析チップ62は、上記実施の形態3で説明したと同じマイクロ分析チップである。よって、ここではマイクロ分析チップの詳細な説明は省略する。
The fourth embodiment relates to a portable handy analyzer. The contents of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the outline of a portable handy analyzer according to the fourth embodiment.
This handheld microanalyzer is composed of a microanalytical chip 62 and a control handy device 61 that drives and controls the microanalytical chip. The micro analysis chip 62 is the same micro analysis chip as described in the third embodiment. Therefore, detailed description of the micro analysis chip is omitted here.

図9に示すように、制御用ハンディ機器61の下部には、マイクロ分析チップ62を挿入するチップ接続口63が設けられており、このチップ接続口63の奥には、マイクロ分析チップ62に形成された外部接続端子64と電気的に接続する外部入出力端子(図示せず)が設けられている。
外部接続端子64は、外部よりチップに駆動電源や駆動情報を入力し、また外部に検出結果等を出力するためのものである。この端子の形成に金薄膜を用いると、外部接続端子の形成をエレクトロウエッティングバルブや検出電極などと同様に行うことができるので生産効率がよい。なお、金に代えて、銅や鉄またはアルミニウムなどの他の導電性材料を用いてもよいことは勿論である。
As shown in FIG. 9, a chip connection port 63 into which the micro analysis chip 62 is inserted is provided in the lower part of the control handy device 61, and the micro analysis chip 62 is formed at the back of the chip connection port 63. An external input / output terminal (not shown) that is electrically connected to the external connection terminal 64 is provided.
The external connection terminal 64 is used to input drive power and drive information from the outside to the chip, and to output detection results and the like to the outside. When a gold thin film is used for the formation of the terminal, the external connection terminal can be formed in the same manner as the electrowetting valve and the detection electrode, so that the production efficiency is good. Of course, other conductive materials such as copper, iron or aluminum may be used instead of gold.

マイクロ分析チップ62の外部接続端子64をチップ接続口63に挿入すると、制御用ハンディ機器61内の外部入出力端子とマイクロ分析チップ62の外部接続端子64とが電気的に接続される。
制御用ハンディ機器61には、分析チップの測定結果(被検出物質の量など)を表示することができる表示部65、および、測定の開始、停止や、測定パラメータを特定するための様々なデータを入力することのできる入力部66が設けられている。入力部66としては、例えばタッチパネル構造が採用できる。
When the external connection terminal 64 of the micro analysis chip 62 is inserted into the chip connection port 63, the external input / output terminal in the control handy device 61 and the external connection terminal 64 of the micro analysis chip 62 are electrically connected.
The control handy device 61 has a display unit 65 that can display the measurement result of the analysis chip (amount of the substance to be detected, etc.), and various data for specifying measurement parameters. An input unit 66 is provided. As the input unit 66, for example, a touch panel structure can be adopted.

更に制御用ハンディ機器61には、図示しないが、データを処理することのできるCPUや入力情報および出力情報を処理するI/O論理回路などの情報処理システムが組み込まれている。
マイクロ分析チップ62を制御用ハンディ機器61に接続し、各種データを入力し、測定開始ボタンを押す。これにより、予めマイクロ分析チップに備えられ、且つ開閉バルブにより流路内への流入が停止されていた試薬液や試料液(被検液)などの液体が流路内内に順次進入する。これにより各流路内で所定の反応が行われて検出可能物質になり検出部に至り、ここで被検出物質の量に応じた電気信号が発せられる。この電気信号は外部接続端子64から外部に出力される。
Furthermore, although not shown, the control handy device 61 incorporates an information processing system such as a CPU that can process data and an I / O logic circuit that processes input information and output information.
The micro analysis chip 62 is connected to the control handy device 61, various data are input, and the measurement start button is pushed. As a result, liquids such as reagent liquids and sample liquids (test liquids) that have been previously provided in the microanalysis chip and that have stopped flowing into the flow path by the open / close valve sequentially enter the flow path. As a result, a predetermined reaction is performed in each flow path to become a detectable substance to reach the detection unit, where an electrical signal corresponding to the amount of the substance to be detected is generated. This electrical signal is output from the external connection terminal 64 to the outside.

外部接続端子64から出力された信号は、外部接続端子64と電気的に接続された制御用ハンディ機器61の外部入力端子が受け取り、この信号を制御用ハンディ機器61に予め格納されたソフト情報に基づいて分析する。これにより、被検出物質の量または種類などを特定することができる。   The signal output from the external connection terminal 64 is received by the external input terminal of the control handy device 61 electrically connected to the external connection terminal 64, and this signal is stored in software information stored in the control handy device 61 in advance. Analyze based. Thereby, the quantity or type of the substance to be detected can be specified.

以上に説明したように、本発明によると、簡単な構造でもって簡便な操作で液の停止・前進を切り替えることのできるコンパクトな送液装置を実現できる。このような送液装置は、チップ内で反応や検出を行うマイクロ分析チップとして利用可能であり、本発明の産業上の利用可能性は大きい。   As described above, according to the present invention, it is possible to realize a compact liquid feeding apparatus that can switch between stopping and advancing of liquid with a simple operation with a simple structure. Such a liquid feeding device can be used as a microanalysis chip that performs reaction and detection within the chip, and the industrial applicability of the present invention is great.

1 導入部
2 排出部
3 流路
4 停止部
5 第1基板
6 第2基板
7 ピラー構造
8 液体1(対象液体)
9 液体2(駆動用液体)
10 気泡発生用電極
11 気泡
21 開放孔1
22 開放孔2
23 開放孔3
24 空気孔
25 排出部
26 排出流路
27 第1の導入流路
28 第2の導入流路
29 第1のバルブ
30 第2のバルブ
31 第3のバルブ
32 停止部
33 メイン流路
34 検出部
35 基板
41 第1基板
42 第2基板
43 流路
44 作用電極
45 参照電極
51 サンプル液体
52 基質溶液
53 オイル
54 洗浄溶液
61 制御用機器
62 マイクロ分析チップ
63 チップ接続口
64 外部接続端子
65 表示部
66 入力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Introduction part 2 Discharge part 3 Flow path 4 Stop part 5 1st board | substrate 6 2nd board | substrate 7 Pillar structure 8 Liquid 1 (target liquid)
9 Liquid 2 (driving liquid)
10 Bubble generating electrode 11 Bubble 21 Open hole 1
22 Open hole 2
23 Opening hole 3
24 Air hole 25 Discharge unit 26 Discharge channel 27 First introduction channel 28 Second introduction channel 29 First valve 30 Second valve 31 Third valve 32 Stop unit 33 Main channel 34 Detection unit 35 Substrate 41 First substrate 42 Second substrate 43 Flow path 44 Working electrode 45 Reference electrode 51 Sample liquid 52 Substrate solution 53 Oil 54 Cleaning solution 61 Control device 62 Micro analysis chip 63 Chip connection port 64 External connection terminal 65 Display unit 66 Input Part

Claims (14)

流路内に界面張力により分離可能な、少なくとも、送液対象の対象液体である第1の液体、および駆動用液体である第2の液体からなる液体を界面張力の作用により移動させる送液装置において、
前記流路内に位置する前記第1の液体と第2の液体の間に形成された界面に、前記液体の移動方向とは逆に界面張力を作用させる停止部を、前記流路内に設け、前記流路には、検出を行う検出部または反応を行う反応部が設けられており、
前記検出部または反応部は、前記停止部より前記液体の移動方向前方に設けられている、
送液装置。
A liquid feeding device that moves at least a first liquid that is a target liquid to be fed and a second liquid that is a driving liquid that can be separated by interfacial tension in the flow path by the action of interfacial tension. In
The interface formed between the first liquid and the second liquid located in the flow path, a stop for exerting a surface tension opposite to the direction of movement of the liquid, provided in the flow path The flow path is provided with a detection unit for performing detection or a reaction unit for performing reaction,
The detection unit or reaction unit is provided in front of the liquid moving direction from the stop unit,
Liquid delivery device.
請求項1記載の送液装置において、
前記停止部が、前記流路内の他の部分とは異なる形状、表面状態、又は狭窄部から成る
ことを特徴とする送液装置。
The liquid feeding device according to claim 1,
Said stop portion, feeding device characterized by consisting of different shapes, surface condition, or stenosis from other portions of the flow channel.
請求項1または2記載の送液装置において、
前記流路壁面の前記液体に対する接触角度が90度以下であり、
前記停止部の前記液体に対する接触角度が、前記流路内の他の部分の接触角度以下であることを特徴とする送液装置。
In the liquid feeding device according to claim 1 or 2,
Contact angles with respect to the liquid of the wall surface of the flow path is not more than 90 degrees,
The contact angle with respect to the liquid stop portion, liquid delivery device wherein the flow path than the contact angle of the other part is in.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の送液装置において、
前記液体の進行方向に対して前記停止部より上流の前記流路内に電極を備えている
ことを特徴とする送液装置。
In the liquid feeding device according to any one of claims 1 to 3,
Feeding apparatus characterized by comprising an electrode upstream of the flow channel from the stop to the advancing direction of the liquid.
請求項4記載の送液装置において、
前記第1の液体は、電解質を含む水性液体であることを特徴とする送液装置。
The liquid feeding device according to claim 4, wherein
The liquid feeding device , wherein the first liquid is an aqueous liquid containing an electrolyte .
流路内に検出部又は反応部が設けられた送液装置において、前記流路内の液体を界面張力の作用により移動させる送液方法であって、
前記送液装置は、前記送液装置に液体を導入するための導入部と、停止部が設けられており、
前記停止部は、前記導入部と前記検出部または反応部の間に設けられており、
前記導入部に、送液対象の対象液体である第1の液体と駆動用液体である第2の液体をこの順に導入し、
前記停止部は、前記第1の液体と第2の液体の間に形成された界面に、前記液体の移動方向とは逆に界面張力を作用させて、当該液体の移動を少なくとも一時的に停止させることで、前記第1の液体のみを前記検出部または反応部に到達させる送液方法
In a liquid delivery apparatus provided with a detection part or a reaction part in a flow path, a liquid feed method for moving the liquid in the flow path by the action of interfacial tension,
The liquid feeding device is provided with an introduction portion for introducing a liquid into the liquid feeding device, and a stop portion,
The stop unit is provided between the introduction unit and the detection unit or reaction unit,
A first liquid that is a target liquid to be fed and a second liquid that is a driving liquid are introduced in this order into the introduction section;
The stopping unit applies an interfacial tension to the interface formed between the first liquid and the second liquid in the direction opposite to the moving direction of the liquid to stop the movement of the liquid at least temporarily. A liquid feeding method that causes only the first liquid to reach the detection unit or the reaction unit .
請求項6記載の送液方法において、
前記第1の液体として水性液体、前記第2の液体として油性液体を、前記流路内に導入することを特徴とする送液方法。
In the liquid feeding method according to claim 6,
An aqueous liquid as the first liquid and an oily liquid as the second liquid are introduced into the flow path .
請求項6または請求項7記載の送液方法において、
前記第2の液体として第1の液体より粘度の高い液体を、前記流路内に導入することを特徴とする送液方法。
In the liquid feeding method of Claim 6 or Claim 7,
A liquid feeding method , wherein a liquid having a higher viscosity than the first liquid is introduced into the flow path as the second liquid.
請求項6ないし8のいずれか1項に記載の送液方法において、
前記導入部に接続され下流側に液体を流す流路と、前記流路内の気体または液体を排出する前記流路の下流側に設けられた排出部を設け、
前記第1の液体の容量を、前記導入部から前記停止部までの流路体積よりも少なくし、前記第2の液体の容量を少なくとも前記流路体積以上とすることを特徴とする送液方法。
In the liquid feeding method according to any one of claims 6 to 8,
A flow path that is connected to the introduction section and allows a liquid to flow downstream; and a discharge section that is provided on the downstream side of the flow path that discharges gas or liquid in the flow path,
The liquid feeding method, wherein the volume of the first liquid is made smaller than the volume of the flow path from the introduction section to the stop section, and the volume of the second liquid is at least equal to or larger than the volume of the flow path. .
請求項1〜5のいずれか1項に記載の送液装置において、
前記流路内に、停止状態の液体を前進に切り替えることのできるバルブが設けられている、
ことを特徴とする送液装置
In the liquid feeding apparatus of any one of Claims 1-5 ,
In the flow path, a valve capable of switching the liquid in a stopped state to forward is provided.
A liquid feeding device characterized by that.
請求項10記載の送液装置において、
前記バルブが、エレクトロウエッティングバルブであることを特徴とする送液装置。
The liquid delivery device according to claim 10 , wherein
The liquid feeding device , wherein the valve is an electrowetting valve .
請求項1〜5、10、11のいずれか1項に記載の送液装置において、
液体の吸収体が設けられていることを特徴とする送液装置。
In the liquid feeding device according to any one of claims 1 to 5, 10, and 11,
A liquid feeding device, wherein a liquid absorber is provided .
請求項1〜5、11〜12のいずれか1項に記載の送液装置を備えたことを特徴とするマイクロ分析チップ。 Microanalysis chip comprising the liquid delivery device according to any one of claims 1~5,11~12. 請求項13記載のマイクロ分析チップを用いたことを特徴とする分析装置 An analysis apparatus using the micro analysis chip according to claim 13 .
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