流路プレート及びそれを備えたカラムユニット
【課題】流路と流路との間にごく微量の漏れも生じないようにした流路プレートの提供。
【解決手段】 上面に溝３１ａ、３１ｂが形成された第一基板３１と、第一基板３１の上面に接合された第二基板３２とを備え、第二基板３２の下面で溝３１ａ、３１ｂの上方を密封することにより中空の流路３１ａ、３１ｂが形成された流路プレート３０であって、流路３１ａ、３１ｂは、両端が外部に開放された第一流路３１ａと、両端が外部に開放された第二流路３１ｂとを有し、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとは並行して走らせるようにする。
【解決手段】 上面に溝３１ａ、３１ｂが形成された第一基板３１と、第一基板３１の上面に接合された第二基板３２とを備え、第二基板３２の下面で溝３１ａ、３１ｂの上方を密封することにより中空の流路３１ａ、３１ｂが形成された流路プレート３０であって、流路３１ａ、３１ｂは、両端が外部に開放された第一流路３１ａと、両端が外部に開放された第二流路３１ｂとを有し、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとは並行して走らせるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路プレート及びそれを備えたカラムユニットに関し、さらに詳しくは、ガスクロマトグラフ装置にカラムユニットとして用いられる流路プレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
クロマトグラフ装置では、分離カラムを用いて混合物中に存在する様々な化合物と、分離カラム内に存在する固定相（保持相）との吸着の度合いによって、混合物を個々の化合物に分離する。例えば、ヘリウムガス等の不活性ガス（移動相）を定常的に分離カラム内に流し、分析したい混合ガス（混合物）を分離カラム内に導入する。分離カラム内には、化合物を吸着する性質を持つ吸着剤（固定相）が存在する。このため、分離カラム内を混合ガスが通過する際、混合ガス中に存在する様々な化合物はそれぞれの性質により、吸着剤（固定相）と不活性ガス（移動相）との間で吸脱着が繰り返される。このとき、固有の化合物における吸脱着のしやすさにより、分離カラム内を混合ガスが移動する際、吸着性のよい化合物は移動速度が遅く、吸着性のよくない化合物は移動速度が速くなり、固有の化合物における速度差が生じる。その結果、分離カラム出口において、吸着性の悪い化合物から順に排出されていくので、混合ガスをそれぞれ固有の化合物に分離することができる。
【０００３】
このような分離カラムには、大別すると管内に吸着剤を詰めて使用する充填カラムと、管の内壁に吸着剤を塗布して使用するキャピラリカラムとがある。近年、クロマトグラフ装置においてキャピラリカラムがよく使用されている。キャピラリカラム構造にすると、流路抵抗が小さく、分離カラム内を通り抜ける時間が短くて済むので、高速なクロマトグラフ分析が可能になる。また、キャピラリカラムの製造方法としては、中空の管状の流路を作製した後、流路内に有機溶媒に溶かした固定相材質を通して、流路の内壁に塗布することが行われている。
【０００４】
さらに、近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）やマイクロＴＡＳ（Total Analysis Systems）と呼ばれる半導体微細加工技術を用いて、微細な加工を施した微細構造体が作製されている。特に、このような半導体微細加工技術は半導体技術を発端としていることから、材料としてシリコンが用いられることが多い。シリコンは、アルカリ溶液を用いたウェットエッチングやプラズマエッチング等により溝構造を基板表面に形成することが容易であり、さらに陽極接合によりガラス基板と接合することで、溝構造の上方を密封した流路構造を容易に形成することができる。
【０００５】
また、樹脂材料を用いた微細構造体についても多くの研究がなされており、樹脂材料は、射出成形等により溝構造を基板表面に形成することが可能であり、さらに熱融着等により他部材と貼り合わせを行うことで、流路構造を形成することができる。また、金属も、ウェットエッチング等により溝構造を基板表面に形成することが可能であり、さらに拡散接合により他部材と貼り合わせを行うことで、流路構造を形成することができる（例えば、特許文献１参照）。このように様々な材料において、微細な溝形成の技術や貼り合わせの技術が開発され、微細な流路構造を形成することが可能になっている。
【０００６】
一方、クロマトグラフの分離分析は、一般的に流路長さが長い方がより確実に成分分離が可能になる。また、電気泳動等の分析は、複数の試薬を混合し反応を行う際には、流路長さが長い方がより確実に反応を進めることができる。つまり、分離カラム等には、より長い流路を形成することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２４１５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、一の基板の表面に溝を形成し、一の基板の表面と他の基板の表面との貼り合わせを行うことで、流路を形成する場合を考えると、長い流路をとるには、一の基板の表面において溝と溝との間隔を狭くする必要がある。しかし、溝と溝との間隔を狭くして流路を形成すると、クロマトグラフの分離分析を実行する際に、隣り合う流路と流路との間で流体（混合ガス等）の漏れのリスクを高めることになる。
【０００９】
よって、微細な長い流路を形成した場合は、一度検査として流路内に流体を流し、流体の流量と印加圧力との関係を調べることにより、漏れ量を測定する測定方法が実行されている。しかしながら、流路と流路との間にごく微量の漏れが生じている場合、この測定方法では漏れを検出することは難しかった。
またガラスの様な透明な材料を用いた場合は、顕微鏡等により貼り合わせ不具合部分を確認することが可能であるが、金属等の不透明な材料を用いる場合は非破壊検査を行う必要がある。平板状の微小なボイドを検出する非破壊検査としては超音波顕微鏡が代表的な手法である。
図６に超音波顕微鏡での観察像、図３に同一サンプルの断面顕微鏡観察像を示す。図６の結果からは貼り合わせ不良の様子が確認できないが、図３からは基板貼り合わせ界面に数μｍ以下のわずかな貼り合わせ不良がみられる。このことから超音波顕微鏡のような非破壊検査ではわずかな貼り合わせ不良を確認することが難しいといえる。
そこで、本発明は、流路と流路との間でのごく微量の漏れを検出することができ、その結果、流路と流路との間にごく微量の漏れも生じない流路プレートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた本発明の流路プレートは、上面に溝が形成された第一基板と、前記第一基板の上面に接合された第二基板とを備え、前記第二基板の下面で溝の上方を密封することにより中空の流路が形成された流路プレートであって、前記流路は、両端が外部に開放された第一流路と、両端が外部に開放された第二流路とを有し、前記第一流路と前記第二流路とは並行して走っているようにしている。
【００１１】
本発明の流路プレートによれば、第一基板の上面には、第一溝と第二溝とが並行して走っている。そして、第一基板の上面に第二基板の下面が接合されている。よって、第二基板の下面で第一溝の上方が密封されることにより形成された中空の第一流路と、第二基板の下面で第二溝の上方が密封されることにより形成された中空の第二流路とが独立に並行して走ることになる。そして、例えば、第一流路の一方の末端を封止し、第一流路のもう一方の末端から第一流路内にヘリウムガスを導入する。また、第二流路の一方の末端にヘリウムリークディテクタを接続する。これにより、第一基板の上面と第二基板の下面との接合が不充分である箇所があれば、第一流路から第二流路へ一部のヘリウムガスが移動し、その結果、ヘリウムリークディテクタでヘリウムガスが検出される。一方、第一流路と第二流路との間に漏れが生じなければ、第二流路内にはヘリウムガスが全く流れないので、ヘリウムリークディテクタでヘリウムガスが検出されない。すなわち、第一基板の上面と第二基板の下面との接合が充分であることがわかる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の流路プレートによれば、第一流路と第二流路との間でのごく微量の漏れを検出することができる。その結果、第一流路と第二流路との間にごく微量の漏れも生じない流路プレートを作製することができる。
【００１３】
（他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明の流路プレートにおいて、前記第一基板と前記第二基板とは、同じ種類の金属製のものであり、前記第一基板と前記第二基板とは、拡散接合されているようにしてよい。
また、本発明の流路プレートにおいて、前記第一流路の一端部と前記第二流路の一端部とを流通可能となるように連結する管状の連結部材を備えるようにしてもよい。
本発明の流路プレートによれば、漏れの確認を行った後、第一流路の一端部と第二流路の一端部とを流体が流通可能となるように連結することで、１本の流路構造とすることができる。
【００１４】
そして、本発明の流路プレートにおいて、上面に溝が形成された第三基板を備え、前記第一基板の下面で溝の上方を密封することにより中空の流路が形成され、前記流路は、両端が外部に開放された第三流路と、両端が外部に開放された第四流路とを有し、前記第三流路と前記第四流路とは並行して走っており、前記第一流路の一端部と前記第三流路の一端部とを流通可能となるように連結されるとともに、前記第二流路の一端部と前記第四流路の一端部とを流通可能となるように連結されるようにしてもよい。
本発明の流路プレートによれば、両端が外部に側面で開放された第一流路及び第三流路と、両端が外部に側面で開放された第二流路及び第四流路とを形成することができる。よって、例えば、流路プレートにカラムヒータを容易に接続することができるとともに、第一流路と第二流路と第三流路と第四流路との温度を容易に制御することができる。
【００１５】
そして、本発明のカラムユニットは、上述したような流路プレートを備えるカラムユニットであって、前記流路内には、保持相が形成されているようにしてもよい。
さらに、本発明のカラムユニットは、前記流路プレートの温度を制御するカラムヒータと、前記流路プレート及び前記カラムヒータの周囲に形成された断熱材とを備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一実施形態に係るカラムユニットの一例の概略構成図。
【図２】図１における流路プレートの概略構成図。
【図３】流路プレートの断面の一例の顕微鏡写真。
【図４】第二実施形態に係る流路プレートの平面図。
【図５】第三実施形態に係る流路プレートの斜視図。
【図６】超音波顕微鏡での観察像。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００１８】
＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態に係るカラムユニットの一例の概略構成図である。また、図２は、図１における流路プレートの概略構成図である。図２において、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図であり、（ｃ）は斜視図である。なお、図２（ａ）では、第二基板を除去したものを示す。
カラムユニット１は、内部空間が形成される直方体形状の器壁を有する筐体１０と、２本の不活性化処理済キャピラリ管２０とを有する。
【００１９】
筐体１０の内部には、流路プレート３０と、流路プレート３０の温度を制御するカラムヒータ４１と、流路プレート３０及びカラムヒータ４１の周囲に形成された断熱材４２とを備える。
流路プレート３０は、第一基板３１と、第二基板３２と、不活性化処理済キャピラリ管（連結部材）３３とを備える。
【００２０】
第一基板３１は、例えば、厚さ０．３ｍｍ、前後１００ｍｍ、左右１００ｍｍの平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。第一基板３１の上面には、第一溝３１ａと第二溝３１ｂとが形成されている。
第一溝３１ａは、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで一直線に伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで一直線に伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで一直線に伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで一直線に伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。
【００２１】
第二溝３１ｂも、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで一直線に伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで一直線に伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで一直線に伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで一直線に伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。
第一溝３１ａと第二溝３１ｂとは、並行して走っており、第一溝３１ａと第一溝３１ａとの間に第二溝３１ｂが形成されており、第二溝３１ｂと第二溝３１ｂとの間に第一溝３１ａが形成されている。つまり、前方側面から後方側面に向かって、第一溝３１ａと第二溝３１ｂとが交互に２００μｍ間隔で形成されている。また、右側面から左側面に向かって、第一溝３１ａと第二溝３１ｂとが交互に２００μｍ間隔で形成されている。
【００２２】
第二基板３２は、例えば、第一基板３１と同じ形状の平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。そして、第二基板３２の下面は、第一基板３１の上面に接合されている。これにより、第二基板３２の下面で第一溝３１ａの上方を密封することにより中空の第一流路３１ａが形成されるとともに、第二基板３２の下面で第二溝３１ｂの上方を密封することにより中空の第二流路３１ｂが形成されている。
また、第二基板３２には、上面の中央部と下面の中央部を連結するように２個の貫通孔３２ａ、３２ｂが形成されている。これにより、第一溝３１ａの末端部（中央部側）と１個の貫通孔３２ａとが連結されるとともに、第二溝３１ｂの末端部（中央部側）と１個の貫通孔３２ｂとが連結されている。つまり、第一溝３１ａの末端部が貫通孔３２ａを介して外部に上面で開放されるとともに、第二溝３１ｂの末端部が貫通孔３２ｂを介して外部に上面で開放されている。
【００２３】
不活性化処理済キャピラリ管３３は、管状であり、貫通孔３２ａと貫通孔３２ｂとの間に流体が流通可能となるように接続されている。つまり、第一流路３１ａと第二流路３１ｂと不活性化処理済キャピラリ管３３とで、１本の流路構造となっている。
第一流路３１ａと第二流路３１ｂと不活性化処理済キャピラリ管３３との内壁には、保持相が塗布されており、混合ガス（混合物）が第一流路３１ａと第二流路３１ｂと不活性化処理済キャピラリ管３３との内部を通過する際には、各化合物の分配係数若しくは溶解度に応じた速度で各化合物が移動していき、化合物が出口端から順次排出されるようになっている。
【００２４】
また、筐体１０には、２本の不活性化処理済キャピラリ管２０を貫通させる開口部が形成されている。これにより、１本の不活性化処理済キャピラリ管２０が筐体１０の内部の第一流路３１ａの一端部（前方側面側）と耐熱性接着剤等を用いて接続されるとともに、別の１本の不活性化処理済キャピラリ管２０が、筐体３１ａの内部の第二流路３１ｂの一端部（前方側面側）と、耐熱性接着剤等を用いて接続されている。
【００２５】
上記第一基板及び上記第二基板の材質としては、金属、ガラス等が挙げられ、特に塩化第二鉄でエッチング可能な金属やアルカリエッチング可能な金属であれば好ましく、例えば、鉄系合金、純鉄、ステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ等）、インバー合金、コバール、チタン、アルミニウム等が挙げられる。
上記第一流路、第二流路及び不活性化処理済キャピラリ管の内壁には、保持相が塗布される前に、例えば、耐食性を付加するために、耐食性皮膜としてポリシラザンを焼成してなるＳｉＯ２を主成分とするものが形成されていることが好ましい。
【００２６】
ここで、流路プレート３０を作製する作製方法について説明する。流路プレート３０を作製する作製方法は、第一基板３１の上面に第一溝３１ａと第二溝３１ｂとを形成する溝形成工程（Ａ）と、第二基板３２を第一基板３１の上面に接合する接合工程（Ｂ）と、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとの間に漏れがあるか否かを検出する確認工程（Ｃ）と、第一流路３１ａと第二流路３１ｂと連結する連結工程（Ｄ）と、第一流路３１ａと第二流路３１ｂと不活性化処理済キャピラリ管３３との内部に保持相を塗布する塗布工程（Ｅ）とを含む。
【００２７】
（Ａ）溝形成工程
第一基板３１の上面に第一溝３１ａと第二溝３１ｂとを形成する。例えば、ウェットエッチングやめっき等の化学的加工、プレスや切削やブラスト等の機械加工、放電加工等により溝構造を第一基板３１の上面に形成する。このとき、第一溝３１ａと第二溝３１ｂとは、並行して走るように形成する。
また、第二基板３２の上面の中央部と下面の中央部を連結するように２個の貫通孔３２ａ、３２ｂを形成する。例えば、プレスや切削やブラスト等の機械加工等により２個の貫通孔３２ａ、３２ｂを第二基板３２に形成する。
【００２８】
（Ｂ）接合工程
第一基板３１の上面と第二基板３２の下面とを貼り合わせを行うことで、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとを形成する。例えば、拡散接合、陽極接合、熱融着等により第一基板３１の上面と第二基板３２の下面とを貼り合わせる。
【００２９】
（Ｃ）確認工程
第一流路３１ａの一方の末端（前方側面側若しくは中央部側）を封止し、第一流路３１ａのもう一方の末端から第一流路３１ａ内にガスを例えば２００ｋＰａで導入する。また、第二流路３１ｂの一方の末端（前方側面側若しくは中央部側）にガス検出器を接続する。これにより、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとの間に漏れが生じれば、ガス検出器でガスが検出される。すなわち、第一基板３１の上面と第二基板３２の下面との接合が不充分である箇所があることがわかる。一方、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとの間に漏れが生じなければ、第二流路３１ｂ内にはガスが全く流れないので、ガス検出器でガスが検出されない。すなわち、第一基板３１の上面と第二基板３２の下面との接合が充分であることがわかる。
上記ガスとしては、ヘリウムガス等が挙げられ、ガス検出器として、最小検出感度が１．０×１０−５ａｔｍ／ｓｅｃ以上であるヘリウムリークディテクタ等が挙げられる。
【００３０】
（Ｄ）連結工程
第一流路３１ａの一方の末端（前方側面側若しくは中央部側）と第二流路３１ｂの一方の末端（前方側面側若しくは中央部側）とを不活性化処理済キャピラリ管３３で耐熱性接着剤等を用いて連結する。
（Ｅ）塗布工程
第一流路３１ａと第二流路３１ｂと不活性化処理済キャピラリ管３３との内壁に有機溶媒に溶かした固定相材質を通して、第一流路３１ａと第二流路３１ｂと不活性化処理済キャピラリ管３３との内壁に塗布する。
【００３１】
以上のように、本発明のカラムユニット１によれば、流路プレート３０を作製する際に、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとの間にごく微量の漏れを検出することができる。その結果、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとの間にごく微量の漏れも生じないカラムユニット１を作製することができる。
【００３２】
＜第二実施形態＞
図４は、第二実施形態に係る流路プレートの平面図である。なお、第二基板を除去した状態のものを示す。
流路プレート１３０は、第一基板１３１と、第二基板とを備える。
【００３３】
第一基板１３１は、例えば、厚さ０．３ｍｍ、前後１００ｍｍ、左右１００ｍｍの平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。第一基板１３１の上面には、第一溝１３１ａと第二溝１３１ｂとが形成されている。
第一溝１３１ａは、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。その後、第一溝１３１ａは、中央部でＳ字形状を描いてＵターンすることにより、先ほどの溝と並行して２００μｍ間隔で走るようにして前方側面の左部に戻る。つまり、第一溝１３１ａの両端が外部に前方側面で開放されている。
【００３４】
第二溝１３１ｂは、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の右部から後方側面に向かって少し伸びた後、左側面に向かって第一溝１３１ａの手前まで伸びて、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで伸びて、右側面に向かって右側面の手前まで伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。その後、第二溝１３１ｂは、中央部でＳ字形状を描いてＵターンすることにより、先ほどの溝と並行して２００μｍ間隔で走るようにして前方側面の右部に戻る。つまり、第二溝１３１ｂの両端が外部に前方側面で開放されている。
第一溝１３１ａと第二溝１３１ｂとは、並行して走っており、前方側面から後方側面に向かって、第一溝１３１ａと第一溝１３１ａと第二溝１３１ｂと第二溝１３１ｂとがこの順番を繰り返すように形成されている。また、右側面から左側面に向かって、第一溝１３１ａと第一溝１３１ａと第二溝１３１ｂと第二溝１３１ｂとがこの順番を繰り返すように形成されている。
【００３５】
第二基板は、例えば、第一基板１３１と同じ形状の平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。そして、第二基板の下面は、第一基板１３１の上面に接合されている。これにより、第二基板の下面で第一溝１３１ａの上方を密封することにより中空の第一流路１３１ａが形成されるとともに、第二基板１３２の下面で第二溝１３１ｂの上方を密封することにより中空の第二流路１３１ｂが形成される。
【００３６】
以上のように、本発明の流路プレート１３０によれば、流路プレート１３０を作製する際に第一実施形態と同様な確認工程を実行すれば、第一流路１３１ａと第二流路１３１ｂとの間でのごく微量の漏れを検出することができる。その結果、第一流路１３１ａと第二流路１３１ｂとの間にごく微量の漏れも生じない流路プレート１３０を作製することができる。また、両端が外部に側面で開放された第一流路１３１ａと第二流路１３１ｂとを形成しているので、流路プレート１３０にカラムヒータを容易に接続することができるとともに、第一流路１３１ａと第二流路１３１ｂとの温度を容易に制御することができる。
【００３７】
＜第三実施形態＞
図５は、第三実施形態に係る流路プレートの斜視図である。
流路プレート２３０は、第一基板２３１と、第二基板２３２と、第三基板２３３とを備える。
【００３８】
第一基板２３１は、例えば、厚さ０．３ｍｍ、前後１００ｍｍ、左右１００ｍｍの平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。第一基板２３１の上面には、第一溝２３１ａと第二溝２３１ｂとが形成されている。
第一溝２３１ａは、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。
また、第一基板２３１の中央部には、第一溝２３１ａが下面に突き抜けるように貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００３９】
第二溝２３１ｂも、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。
また、第一基板２３１の中央部には、第二溝２３１ｂが下面に突き抜けるように貫通孔（図示せず）が形成されている。
第一溝２３１ａと第二溝２３１ｂとは、並行して走っており、第一溝２３１ａと第一溝２３１ａとの間に第二溝２３１ｂが形成されており、第二溝２３１ｂと第二溝２３１ｂとの間に第一溝２３１ａが形成されている。つまり、前方側面から後方側面に向かって、第一溝２３１ａと第二溝２３１ｂとが交互に２００μｍ間隔で形成されている。また、右側面から左側面に向かって、第一溝２３１ａと第二溝２３１ｂとが交互に２００μｍ間隔で形成されている。
【００４０】
第二基板２３２は、例えば、第一基板２３１と同じ形状の平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。そして、第二基板２３２の下面は、第一基板２３１の上面に接合されている。これにより、第二基板２３２の下面で第一溝２３１ａの上方を密封することにより中空の第一流路２３１ａが形成されるとともに、第二基板２３２の下面で第二溝２３１ｂの上方を密封することにより中空の第二流路２３１ｂが形成されている。
【００４１】
第三基板２３３は、例えば、厚さ０．３ｍｍ、前後１００ｍｍ、左右１００ｍｍの平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。第三基板２３３の上面には、第三溝２３３ａと第四溝２３３ｂとが形成されている。
第三溝２３３ａは、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。
【００４２】
第四溝２３３ｂも、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。
第三溝２３３ａと第四溝２３３ｂとは、並行して走っており、第三溝２３３ａと第三溝２３３ａとの間に第四溝２３３ｂが形成されており、第四溝２３３ｂと第四溝２３３ｂとの間に第三溝２３３ａが形成されている。つまり、前方側面から後方側面に向かって、第三溝２３３ａと第四溝２３３ｂとが交互に２００μｍ間隔で形成されている。また、右側面から左側面に向かって、第三溝２３３ａと第四溝２３３ｂとが交互に２００μｍ間隔で形成されている。
【００４３】
そして、第三基板２３３の上面は、第一基板２３１の下面に接合されている。これにより、第一基板２３１下面で第三溝２３３ａの上方を密封することにより中空の第三流路２３３ａが形成されるとともに、第一基板２３１下面で第四溝２３３ｂの上方を密封することにより中空の第四流路２３３ｂが形成されている。
このとき、第一溝２３１ａの末端部（中央部側）と第三溝２３３ａの末端部（中央部側）とが貫通孔（図示せず）を介して連結されるとともに、第二溝２３１ｂの末端部（中央部側）と第四溝２３３ｂの末端部（中央部側）とが貫通孔（図示せず）を介して連結されている。そして、第一溝２３１ａの末端部（前方側面側）と第三溝２３３ａの末端部（前方側面側）とが外部に前方側面で開放されるとともに、第二溝２３１ｂの末端部（前方側面側）と第四溝２３３ｂの末端部（前方側面側）とが外部に前方側面で開放されている。
【００４４】
以上のように、本発明の流路プレート２３０によれば、流路プレート２３０を作製する際に第一実施形態と同様な確認工程を実行すれば、第一流路２３１ａと第二流路２３１ｂとの間でのごく微量の漏れを検出することができる。また、第三流路２３３ａと第四流路２３３ｂとの間でのごく微量の漏れを検出することができる。その結果、第一流路２３１ａと第二流路２３１ｂとの間や第三流路２３３ａと第四流路２３３ｂとの間にごく微量の漏れも生じない流路プレート２３０を作製することができる。また、両端が外部に側面で開放された流路２３１ａ、２３１ｂ、２３３ａ、２３３ｂを形成しているので、流路プレート２３０にカラムヒータを容易に接続することができるとともに、流路２３１ａ〜２３３ｂの温度を容易に制御することができる。
＜他の実施形態＞
上述したような第一実施形態では、第一流路３１ａの中央部側末端と第二流路３１ｂの中央部側末端とを連結するために、不活性化処理済キャピラリ管３３を用いる構成としたが、第一流路３１ａの中央部側末端と第二流路３１ｂの中央部側末端に相当する位置に両端を持つ溝が形成された第三基板を貼り合わせるような構成としてもよい。これにより、平板構造で１本の流路を形成できる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、ガスクロマトグラフ装置のカラムユニット等に利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
３０ 流路プレート
３１ 第一基板
３１ａ 第一溝（第一流路）
３１ｂ 第二溝（第二流路）
３２ 第二基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路プレート及びそれを備えたカラムユニットに関し、さらに詳しくは、ガスクロマトグラフ装置にカラムユニットとして用いられる流路プレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
クロマトグラフ装置では、分離カラムを用いて混合物中に存在する様々な化合物と、分離カラム内に存在する固定相（保持相）との吸着の度合いによって、混合物を個々の化合物に分離する。例えば、ヘリウムガス等の不活性ガス（移動相）を定常的に分離カラム内に流し、分析したい混合ガス（混合物）を分離カラム内に導入する。分離カラム内には、化合物を吸着する性質を持つ吸着剤（固定相）が存在する。このため、分離カラム内を混合ガスが通過する際、混合ガス中に存在する様々な化合物はそれぞれの性質により、吸着剤（固定相）と不活性ガス（移動相）との間で吸脱着が繰り返される。このとき、固有の化合物における吸脱着のしやすさにより、分離カラム内を混合ガスが移動する際、吸着性のよい化合物は移動速度が遅く、吸着性のよくない化合物は移動速度が速くなり、固有の化合物における速度差が生じる。その結果、分離カラム出口において、吸着性の悪い化合物から順に排出されていくので、混合ガスをそれぞれ固有の化合物に分離することができる。
【０００３】
このような分離カラムには、大別すると管内に吸着剤を詰めて使用する充填カラムと、管の内壁に吸着剤を塗布して使用するキャピラリカラムとがある。近年、クロマトグラフ装置においてキャピラリカラムがよく使用されている。キャピラリカラム構造にすると、流路抵抗が小さく、分離カラム内を通り抜ける時間が短くて済むので、高速なクロマトグラフ分析が可能になる。また、キャピラリカラムの製造方法としては、中空の管状の流路を作製した後、流路内に有機溶媒に溶かした固定相材質を通して、流路の内壁に塗布することが行われている。
【０００４】
さらに、近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）やマイクロＴＡＳ（Total Analysis Systems）と呼ばれる半導体微細加工技術を用いて、微細な加工を施した微細構造体が作製されている。特に、このような半導体微細加工技術は半導体技術を発端としていることから、材料としてシリコンが用いられることが多い。シリコンは、アルカリ溶液を用いたウェットエッチングやプラズマエッチング等により溝構造を基板表面に形成することが容易であり、さらに陽極接合によりガラス基板と接合することで、溝構造の上方を密封した流路構造を容易に形成することができる。
【０００５】
また、樹脂材料を用いた微細構造体についても多くの研究がなされており、樹脂材料は、射出成形等により溝構造を基板表面に形成することが可能であり、さらに熱融着等により他部材と貼り合わせを行うことで、流路構造を形成することができる。また、金属も、ウェットエッチング等により溝構造を基板表面に形成することが可能であり、さらに拡散接合により他部材と貼り合わせを行うことで、流路構造を形成することができる（例えば、特許文献１参照）。このように様々な材料において、微細な溝形成の技術や貼り合わせの技術が開発され、微細な流路構造を形成することが可能になっている。
【０００６】
一方、クロマトグラフの分離分析は、一般的に流路長さが長い方がより確実に成分分離が可能になる。また、電気泳動等の分析は、複数の試薬を混合し反応を行う際には、流路長さが長い方がより確実に反応を進めることができる。つまり、分離カラム等には、より長い流路を形成することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２４１５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、一の基板の表面に溝を形成し、一の基板の表面と他の基板の表面との貼り合わせを行うことで、流路を形成する場合を考えると、長い流路をとるには、一の基板の表面において溝と溝との間隔を狭くする必要がある。しかし、溝と溝との間隔を狭くして流路を形成すると、クロマトグラフの分離分析を実行する際に、隣り合う流路と流路との間で流体（混合ガス等）の漏れのリスクを高めることになる。
【０００９】
よって、微細な長い流路を形成した場合は、一度検査として流路内に流体を流し、流体の流量と印加圧力との関係を調べることにより、漏れ量を測定する測定方法が実行されている。しかしながら、流路と流路との間にごく微量の漏れが生じている場合、この測定方法では漏れを検出することは難しかった。
またガラスの様な透明な材料を用いた場合は、顕微鏡等により貼り合わせ不具合部分を確認することが可能であるが、金属等の不透明な材料を用いる場合は非破壊検査を行う必要がある。平板状の微小なボイドを検出する非破壊検査としては超音波顕微鏡が代表的な手法である。
図６に超音波顕微鏡での観察像、図３に同一サンプルの断面顕微鏡観察像を示す。図６の結果からは貼り合わせ不良の様子が確認できないが、図３からは基板貼り合わせ界面に数μｍ以下のわずかな貼り合わせ不良がみられる。このことから超音波顕微鏡のような非破壊検査ではわずかな貼り合わせ不良を確認することが難しいといえる。
そこで、本発明は、流路と流路との間でのごく微量の漏れを検出することができ、その結果、流路と流路との間にごく微量の漏れも生じない流路プレートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた本発明の流路プレートは、上面に溝が形成された第一基板と、前記第一基板の上面に接合された第二基板とを備え、前記第二基板の下面で溝の上方を密封することにより中空の流路が形成された流路プレートであって、前記流路は、両端が外部に開放された第一流路と、両端が外部に開放された第二流路とを有し、前記第一流路と前記第二流路とは並行して走っているようにしている。
【００１１】
本発明の流路プレートによれば、第一基板の上面には、第一溝と第二溝とが並行して走っている。そして、第一基板の上面に第二基板の下面が接合されている。よって、第二基板の下面で第一溝の上方が密封されることにより形成された中空の第一流路と、第二基板の下面で第二溝の上方が密封されることにより形成された中空の第二流路とが独立に並行して走ることになる。そして、例えば、第一流路の一方の末端を封止し、第一流路のもう一方の末端から第一流路内にヘリウムガスを導入する。また、第二流路の一方の末端にヘリウムリークディテクタを接続する。これにより、第一基板の上面と第二基板の下面との接合が不充分である箇所があれば、第一流路から第二流路へ一部のヘリウムガスが移動し、その結果、ヘリウムリークディテクタでヘリウムガスが検出される。一方、第一流路と第二流路との間に漏れが生じなければ、第二流路内にはヘリウムガスが全く流れないので、ヘリウムリークディテクタでヘリウムガスが検出されない。すなわち、第一基板の上面と第二基板の下面との接合が充分であることがわかる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の流路プレートによれば、第一流路と第二流路との間でのごく微量の漏れを検出することができる。その結果、第一流路と第二流路との間にごく微量の漏れも生じない流路プレートを作製することができる。
【００１３】
（他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明の流路プレートにおいて、前記第一基板と前記第二基板とは、同じ種類の金属製のものであり、前記第一基板と前記第二基板とは、拡散接合されているようにしてよい。
また、本発明の流路プレートにおいて、前記第一流路の一端部と前記第二流路の一端部とを流通可能となるように連結する管状の連結部材を備えるようにしてもよい。
本発明の流路プレートによれば、漏れの確認を行った後、第一流路の一端部と第二流路の一端部とを流体が流通可能となるように連結することで、１本の流路構造とすることができる。
【００１４】
そして、本発明の流路プレートにおいて、上面に溝が形成された第三基板を備え、前記第一基板の下面で溝の上方を密封することにより中空の流路が形成され、前記流路は、両端が外部に開放された第三流路と、両端が外部に開放された第四流路とを有し、前記第三流路と前記第四流路とは並行して走っており、前記第一流路の一端部と前記第三流路の一端部とを流通可能となるように連結されるとともに、前記第二流路の一端部と前記第四流路の一端部とを流通可能となるように連結されるようにしてもよい。
本発明の流路プレートによれば、両端が外部に側面で開放された第一流路及び第三流路と、両端が外部に側面で開放された第二流路及び第四流路とを形成することができる。よって、例えば、流路プレートにカラムヒータを容易に接続することができるとともに、第一流路と第二流路と第三流路と第四流路との温度を容易に制御することができる。
【００１５】
そして、本発明のカラムユニットは、上述したような流路プレートを備えるカラムユニットであって、前記流路内には、保持相が形成されているようにしてもよい。
さらに、本発明のカラムユニットは、前記流路プレートの温度を制御するカラムヒータと、前記流路プレート及び前記カラムヒータの周囲に形成された断熱材とを備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一実施形態に係るカラムユニットの一例の概略構成図。
【図２】図１における流路プレートの概略構成図。
【図３】流路プレートの断面の一例の顕微鏡写真。
【図４】第二実施形態に係る流路プレートの平面図。
【図５】第三実施形態に係る流路プレートの斜視図。
【図６】超音波顕微鏡での観察像。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００１８】
＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態に係るカラムユニットの一例の概略構成図である。また、図２は、図１における流路プレートの概略構成図である。図２において、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図であり、（ｃ）は斜視図である。なお、図２（ａ）では、第二基板を除去したものを示す。
カラムユニット１は、内部空間が形成される直方体形状の器壁を有する筐体１０と、２本の不活性化処理済キャピラリ管２０とを有する。
【００１９】
筐体１０の内部には、流路プレート３０と、流路プレート３０の温度を制御するカラムヒータ４１と、流路プレート３０及びカラムヒータ４１の周囲に形成された断熱材４２とを備える。
流路プレート３０は、第一基板３１と、第二基板３２と、不活性化処理済キャピラリ管（連結部材）３３とを備える。
【００２０】
第一基板３１は、例えば、厚さ０．３ｍｍ、前後１００ｍｍ、左右１００ｍｍの平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。第一基板３１の上面には、第一溝３１ａと第二溝３１ｂとが形成されている。
第一溝３１ａは、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで一直線に伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで一直線に伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで一直線に伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで一直線に伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。
【００２１】
第二溝３１ｂも、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで一直線に伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで一直線に伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで一直線に伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで一直線に伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。
第一溝３１ａと第二溝３１ｂとは、並行して走っており、第一溝３１ａと第一溝３１ａとの間に第二溝３１ｂが形成されており、第二溝３１ｂと第二溝３１ｂとの間に第一溝３１ａが形成されている。つまり、前方側面から後方側面に向かって、第一溝３１ａと第二溝３１ｂとが交互に２００μｍ間隔で形成されている。また、右側面から左側面に向かって、第一溝３１ａと第二溝３１ｂとが交互に２００μｍ間隔で形成されている。
【００２２】
第二基板３２は、例えば、第一基板３１と同じ形状の平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。そして、第二基板３２の下面は、第一基板３１の上面に接合されている。これにより、第二基板３２の下面で第一溝３１ａの上方を密封することにより中空の第一流路３１ａが形成されるとともに、第二基板３２の下面で第二溝３１ｂの上方を密封することにより中空の第二流路３１ｂが形成されている。
また、第二基板３２には、上面の中央部と下面の中央部を連結するように２個の貫通孔３２ａ、３２ｂが形成されている。これにより、第一溝３１ａの末端部（中央部側）と１個の貫通孔３２ａとが連結されるとともに、第二溝３１ｂの末端部（中央部側）と１個の貫通孔３２ｂとが連結されている。つまり、第一溝３１ａの末端部が貫通孔３２ａを介して外部に上面で開放されるとともに、第二溝３１ｂの末端部が貫通孔３２ｂを介して外部に上面で開放されている。
【００２３】
不活性化処理済キャピラリ管３３は、管状であり、貫通孔３２ａと貫通孔３２ｂとの間に流体が流通可能となるように接続されている。つまり、第一流路３１ａと第二流路３１ｂと不活性化処理済キャピラリ管３３とで、１本の流路構造となっている。
第一流路３１ａと第二流路３１ｂと不活性化処理済キャピラリ管３３との内壁には、保持相が塗布されており、混合ガス（混合物）が第一流路３１ａと第二流路３１ｂと不活性化処理済キャピラリ管３３との内部を通過する際には、各化合物の分配係数若しくは溶解度に応じた速度で各化合物が移動していき、化合物が出口端から順次排出されるようになっている。
【００２４】
また、筐体１０には、２本の不活性化処理済キャピラリ管２０を貫通させる開口部が形成されている。これにより、１本の不活性化処理済キャピラリ管２０が筐体１０の内部の第一流路３１ａの一端部（前方側面側）と耐熱性接着剤等を用いて接続されるとともに、別の１本の不活性化処理済キャピラリ管２０が、筐体３１ａの内部の第二流路３１ｂの一端部（前方側面側）と、耐熱性接着剤等を用いて接続されている。
【００２５】
上記第一基板及び上記第二基板の材質としては、金属、ガラス等が挙げられ、特に塩化第二鉄でエッチング可能な金属やアルカリエッチング可能な金属であれば好ましく、例えば、鉄系合金、純鉄、ステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ等）、インバー合金、コバール、チタン、アルミニウム等が挙げられる。
上記第一流路、第二流路及び不活性化処理済キャピラリ管の内壁には、保持相が塗布される前に、例えば、耐食性を付加するために、耐食性皮膜としてポリシラザンを焼成してなるＳｉＯ２を主成分とするものが形成されていることが好ましい。
【００２６】
ここで、流路プレート３０を作製する作製方法について説明する。流路プレート３０を作製する作製方法は、第一基板３１の上面に第一溝３１ａと第二溝３１ｂとを形成する溝形成工程（Ａ）と、第二基板３２を第一基板３１の上面に接合する接合工程（Ｂ）と、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとの間に漏れがあるか否かを検出する確認工程（Ｃ）と、第一流路３１ａと第二流路３１ｂと連結する連結工程（Ｄ）と、第一流路３１ａと第二流路３１ｂと不活性化処理済キャピラリ管３３との内部に保持相を塗布する塗布工程（Ｅ）とを含む。
【００２７】
（Ａ）溝形成工程
第一基板３１の上面に第一溝３１ａと第二溝３１ｂとを形成する。例えば、ウェットエッチングやめっき等の化学的加工、プレスや切削やブラスト等の機械加工、放電加工等により溝構造を第一基板３１の上面に形成する。このとき、第一溝３１ａと第二溝３１ｂとは、並行して走るように形成する。
また、第二基板３２の上面の中央部と下面の中央部を連結するように２個の貫通孔３２ａ、３２ｂを形成する。例えば、プレスや切削やブラスト等の機械加工等により２個の貫通孔３２ａ、３２ｂを第二基板３２に形成する。
【００２８】
（Ｂ）接合工程
第一基板３１の上面と第二基板３２の下面とを貼り合わせを行うことで、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとを形成する。例えば、拡散接合、陽極接合、熱融着等により第一基板３１の上面と第二基板３２の下面とを貼り合わせる。
【００２９】
（Ｃ）確認工程
第一流路３１ａの一方の末端（前方側面側若しくは中央部側）を封止し、第一流路３１ａのもう一方の末端から第一流路３１ａ内にガスを例えば２００ｋＰａで導入する。また、第二流路３１ｂの一方の末端（前方側面側若しくは中央部側）にガス検出器を接続する。これにより、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとの間に漏れが生じれば、ガス検出器でガスが検出される。すなわち、第一基板３１の上面と第二基板３２の下面との接合が不充分である箇所があることがわかる。一方、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとの間に漏れが生じなければ、第二流路３１ｂ内にはガスが全く流れないので、ガス検出器でガスが検出されない。すなわち、第一基板３１の上面と第二基板３２の下面との接合が充分であることがわかる。
上記ガスとしては、ヘリウムガス等が挙げられ、ガス検出器として、最小検出感度が１．０×１０−５ａｔｍ／ｓｅｃ以上であるヘリウムリークディテクタ等が挙げられる。
【００３０】
（Ｄ）連結工程
第一流路３１ａの一方の末端（前方側面側若しくは中央部側）と第二流路３１ｂの一方の末端（前方側面側若しくは中央部側）とを不活性化処理済キャピラリ管３３で耐熱性接着剤等を用いて連結する。
（Ｅ）塗布工程
第一流路３１ａと第二流路３１ｂと不活性化処理済キャピラリ管３３との内壁に有機溶媒に溶かした固定相材質を通して、第一流路３１ａと第二流路３１ｂと不活性化処理済キャピラリ管３３との内壁に塗布する。
【００３１】
以上のように、本発明のカラムユニット１によれば、流路プレート３０を作製する際に、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとの間にごく微量の漏れを検出することができる。その結果、第一流路３１ａと第二流路３１ｂとの間にごく微量の漏れも生じないカラムユニット１を作製することができる。
【００３２】
＜第二実施形態＞
図４は、第二実施形態に係る流路プレートの平面図である。なお、第二基板を除去した状態のものを示す。
流路プレート１３０は、第一基板１３１と、第二基板とを備える。
【００３３】
第一基板１３１は、例えば、厚さ０．３ｍｍ、前後１００ｍｍ、左右１００ｍｍの平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。第一基板１３１の上面には、第一溝１３１ａと第二溝１３１ｂとが形成されている。
第一溝１３１ａは、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。その後、第一溝１３１ａは、中央部でＳ字形状を描いてＵターンすることにより、先ほどの溝と並行して２００μｍ間隔で走るようにして前方側面の左部に戻る。つまり、第一溝１３１ａの両端が外部に前方側面で開放されている。
【００３４】
第二溝１３１ｂは、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の右部から後方側面に向かって少し伸びた後、左側面に向かって第一溝１３１ａの手前まで伸びて、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで伸びて、右側面に向かって右側面の手前まで伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。その後、第二溝１３１ｂは、中央部でＳ字形状を描いてＵターンすることにより、先ほどの溝と並行して２００μｍ間隔で走るようにして前方側面の右部に戻る。つまり、第二溝１３１ｂの両端が外部に前方側面で開放されている。
第一溝１３１ａと第二溝１３１ｂとは、並行して走っており、前方側面から後方側面に向かって、第一溝１３１ａと第一溝１３１ａと第二溝１３１ｂと第二溝１３１ｂとがこの順番を繰り返すように形成されている。また、右側面から左側面に向かって、第一溝１３１ａと第一溝１３１ａと第二溝１３１ｂと第二溝１３１ｂとがこの順番を繰り返すように形成されている。
【００３５】
第二基板は、例えば、第一基板１３１と同じ形状の平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。そして、第二基板の下面は、第一基板１３１の上面に接合されている。これにより、第二基板の下面で第一溝１３１ａの上方を密封することにより中空の第一流路１３１ａが形成されるとともに、第二基板１３２の下面で第二溝１３１ｂの上方を密封することにより中空の第二流路１３１ｂが形成される。
【００３６】
以上のように、本発明の流路プレート１３０によれば、流路プレート１３０を作製する際に第一実施形態と同様な確認工程を実行すれば、第一流路１３１ａと第二流路１３１ｂとの間でのごく微量の漏れを検出することができる。その結果、第一流路１３１ａと第二流路１３１ｂとの間にごく微量の漏れも生じない流路プレート１３０を作製することができる。また、両端が外部に側面で開放された第一流路１３１ａと第二流路１３１ｂとを形成しているので、流路プレート１３０にカラムヒータを容易に接続することができるとともに、第一流路１３１ａと第二流路１３１ｂとの温度を容易に制御することができる。
【００３７】
＜第三実施形態＞
図５は、第三実施形態に係る流路プレートの斜視図である。
流路プレート２３０は、第一基板２３１と、第二基板２３２と、第三基板２３３とを備える。
【００３８】
第一基板２３１は、例えば、厚さ０．３ｍｍ、前後１００ｍｍ、左右１００ｍｍの平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。第一基板２３１の上面には、第一溝２３１ａと第二溝２３１ｂとが形成されている。
第一溝２３１ａは、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。
また、第一基板２３１の中央部には、第一溝２３１ａが下面に突き抜けるように貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００３９】
第二溝２３１ｂも、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。
また、第一基板２３１の中央部には、第二溝２３１ｂが下面に突き抜けるように貫通孔（図示せず）が形成されている。
第一溝２３１ａと第二溝２３１ｂとは、並行して走っており、第一溝２３１ａと第一溝２３１ａとの間に第二溝２３１ｂが形成されており、第二溝２３１ｂと第二溝２３１ｂとの間に第一溝２３１ａが形成されている。つまり、前方側面から後方側面に向かって、第一溝２３１ａと第二溝２３１ｂとが交互に２００μｍ間隔で形成されている。また、右側面から左側面に向かって、第一溝２３１ａと第二溝２３１ｂとが交互に２００μｍ間隔で形成されている。
【００４０】
第二基板２３２は、例えば、第一基板２３１と同じ形状の平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。そして、第二基板２３２の下面は、第一基板２３１の上面に接合されている。これにより、第二基板２３２の下面で第一溝２３１ａの上方を密封することにより中空の第一流路２３１ａが形成されるとともに、第二基板２３２の下面で第二溝２３１ｂの上方を密封することにより中空の第二流路２３１ｂが形成されている。
【００４１】
第三基板２３３は、例えば、厚さ０．３ｍｍ、前後１００ｍｍ、左右１００ｍｍの平板形状であり、上面と下面と左側面と右側面と前方側面と後方側面とを有する。第三基板２３３の上面には、第三溝２３３ａと第四溝２３３ｂとが形成されている。
第三溝２３３ａは、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。
【００４２】
第四溝２３３ｂも、例えば、幅２００μｍ、深さ１００μｍの溝であり、前方側面の左部から後方側面に向かって後方側面の手前まで伸びた後、右側面に向かって右側面の手前まで伸びて、さらに前方側面に向かって前方側面の手前まで伸びて、そして左側面に向かって先ほどの溝の手前まで伸びるようにして、中央部に向かう渦巻状に形成されている。
第三溝２３３ａと第四溝２３３ｂとは、並行して走っており、第三溝２３３ａと第三溝２３３ａとの間に第四溝２３３ｂが形成されており、第四溝２３３ｂと第四溝２３３ｂとの間に第三溝２３３ａが形成されている。つまり、前方側面から後方側面に向かって、第三溝２３３ａと第四溝２３３ｂとが交互に２００μｍ間隔で形成されている。また、右側面から左側面に向かって、第三溝２３３ａと第四溝２３３ｂとが交互に２００μｍ間隔で形成されている。
【００４３】
そして、第三基板２３３の上面は、第一基板２３１の下面に接合されている。これにより、第一基板２３１下面で第三溝２３３ａの上方を密封することにより中空の第三流路２３３ａが形成されるとともに、第一基板２３１下面で第四溝２３３ｂの上方を密封することにより中空の第四流路２３３ｂが形成されている。
このとき、第一溝２３１ａの末端部（中央部側）と第三溝２３３ａの末端部（中央部側）とが貫通孔（図示せず）を介して連結されるとともに、第二溝２３１ｂの末端部（中央部側）と第四溝２３３ｂの末端部（中央部側）とが貫通孔（図示せず）を介して連結されている。そして、第一溝２３１ａの末端部（前方側面側）と第三溝２３３ａの末端部（前方側面側）とが外部に前方側面で開放されるとともに、第二溝２３１ｂの末端部（前方側面側）と第四溝２３３ｂの末端部（前方側面側）とが外部に前方側面で開放されている。
【００４４】
以上のように、本発明の流路プレート２３０によれば、流路プレート２３０を作製する際に第一実施形態と同様な確認工程を実行すれば、第一流路２３１ａと第二流路２３１ｂとの間でのごく微量の漏れを検出することができる。また、第三流路２３３ａと第四流路２３３ｂとの間でのごく微量の漏れを検出することができる。その結果、第一流路２３１ａと第二流路２３１ｂとの間や第三流路２３３ａと第四流路２３３ｂとの間にごく微量の漏れも生じない流路プレート２３０を作製することができる。また、両端が外部に側面で開放された流路２３１ａ、２３１ｂ、２３３ａ、２３３ｂを形成しているので、流路プレート２３０にカラムヒータを容易に接続することができるとともに、流路２３１ａ〜２３３ｂの温度を容易に制御することができる。
＜他の実施形態＞
上述したような第一実施形態では、第一流路３１ａの中央部側末端と第二流路３１ｂの中央部側末端とを連結するために、不活性化処理済キャピラリ管３３を用いる構成としたが、第一流路３１ａの中央部側末端と第二流路３１ｂの中央部側末端に相当する位置に両端を持つ溝が形成された第三基板を貼り合わせるような構成としてもよい。これにより、平板構造で１本の流路を形成できる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、ガスクロマトグラフ装置のカラムユニット等に利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
３０ 流路プレート
３１ 第一基板
３１ａ 第一溝（第一流路）
３１ｂ 第二溝（第二流路）
３２ 第二基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に溝が形成された第一基板と、
前記第一基板の上面に接合された第二基板とを備え、
前記第二基板の下面で溝の上方を密封することにより中空の流路が形成された流路プレートであって、
前記流路は、両端が外部に開放された第一流路と、両端が外部に開放された第二流路とを有し、
前記第一流路と前記第二流路とは並行して走っていることを特徴とする流路プレート。
【請求項２】
前記第一基板と前記第二基板とは、同じ種類の金属製のものであり、
前記第一基板と前記第二基板とは、拡散接合されていることを特徴とする請求項１に記載の流路プレート。
【請求項３】
前記第一流路の一端部と前記第二流路の一端部とを流通可能となるように連結する管状の連結部材を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流路プレート。
【請求項４】
上面に溝が形成された第三基板を備え、
前記第一基板の下面で溝の上方を密封することにより中空の流路が形成され、
前記流路は、両端が外部に開放された第三流路と、両端が外部に開放された第四流路とを有し、
前記第三流路と前記第四流路とは並行して走っており、
前記第一流路の一端部と前記第三流路の一端部とを流通可能となるように連結されるとともに、前記第二流路の一端部と前記第四流路の一端部とを流通可能となるように連結されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の流路プレート。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の流路プレートを備えるカラムユニットであって、
前記流路内には、保持相が形成されていることを特徴とするカラムユニット。
【請求項６】
前記流路プレートの温度を制御するカラムヒータと、
前記流路プレート及び前記カラムヒータの周囲に形成された断熱材とを備えることを特徴とする請求項５に記載のカラムユニット。
【請求項１】
上面に溝が形成された第一基板と、
前記第一基板の上面に接合された第二基板とを備え、
前記第二基板の下面で溝の上方を密封することにより中空の流路が形成された流路プレートであって、
前記流路は、両端が外部に開放された第一流路と、両端が外部に開放された第二流路とを有し、
前記第一流路と前記第二流路とは並行して走っていることを特徴とする流路プレート。
【請求項２】
前記第一基板と前記第二基板とは、同じ種類の金属製のものであり、
前記第一基板と前記第二基板とは、拡散接合されていることを特徴とする請求項１に記載の流路プレート。
【請求項３】
前記第一流路の一端部と前記第二流路の一端部とを流通可能となるように連結する管状の連結部材を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流路プレート。
【請求項４】
上面に溝が形成された第三基板を備え、
前記第一基板の下面で溝の上方を密封することにより中空の流路が形成され、
前記流路は、両端が外部に開放された第三流路と、両端が外部に開放された第四流路とを有し、
前記第三流路と前記第四流路とは並行して走っており、
前記第一流路の一端部と前記第三流路の一端部とを流通可能となるように連結されるとともに、前記第二流路の一端部と前記第四流路の一端部とを流通可能となるように連結されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の流路プレート。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の流路プレートを備えるカラムユニットであって、
前記流路内には、保持相が形成されていることを特徴とするカラムユニット。
【請求項６】
前記流路プレートの温度を制御するカラムヒータと、
前記流路プレート及び前記カラムヒータの周囲に形成された断熱材とを備えることを特徴とする請求項５に記載のカラムユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８８１８２（Ｐ２０１３−８８１８２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２６９８７（Ｐ２０１１−２２６９８７）
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、独立行政法人科学技術振興機構、研究成果展開事業 先端計測分析技術・機器開発プログラムに係る委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、独立行政法人科学技術振興機構、研究成果展開事業 先端計測分析技術・機器開発プログラムに係る委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
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