マイクロバルブを有する微細流路

【課題】構成が簡単で製造が容易であり、かつ従来のマイクロバルブと同程度に機能し得るマイクロバルブを有する微細流路を提供する。
【解決手段】微細流路１ａのマイクロチャンネル３が備える第１の反応流体Ａの流路６および第２の反応流体Ｂの流路７の所定位置に、マイクロバルブ１０，１１をそれぞれ備える。マイクロバルブ１０，１１は、微粒子状磁性体の滞留領域１２，１４と、これに対応して磁界の作用をおよぼし得る位置にそれぞれ付設した磁石機構１３，１５とをそれぞれ有する。これにより、磁石機構１３，１５による磁界の作用時には、凝集した微粒子状磁性体が滞留領域１２，１４に密着して流路を閉塞する。また、磁界の非作用時には、凝集した微粒子状磁性体が、滞留領域１２，１４内で移動するか第１の反応流体Ａおよび第２の反応流体Ｂ中にそれぞれ分散して流路６，７を開放する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロバルブを有する微細流路の技術に関し、特に磁性体を用いたマイクロバルブに適用して有効な技術である。
【背景技術】
【０００２】
近年、化学、生物化学等の分野において微細なキャピラリーやマイクロチャンネルを利用して微量合成、微量分析、微量培養、微量電気泳動などが行われており、これらの操作を効率的に行うための微細流路およびその周辺技術が多方面において提案されている。
【０００３】
微細流路においては、石英、シリカ、ガラス、金属酸化物、プラスチックス等からなる基板の表面に形成された微細な流路に微量の反応流体のサンプルを導入して合成、分離・分析等の操作が行われる。サンプルの流路は、一般的にはその幅が１００μｍ〜３ｍｍ程度であり、流路に導入される反応流体としてのサンプル量も微量なので、混合、抽出などが速やかに生じてプロセスタイムが短縮される。また、反応サンプルの体積に対する流路の表面積（または界面積）の比が極めて大きく、反応の効率が増大すると共に制御性が向上して生成物の収率、純度を高めることができる。
【０００４】
このような微細流路を利用すると、例えば実験段階から実際の製造段階への規模の拡大の際に、スケールアップにともなう種々の変更を要せず、同一条件に設定された微細流路の並設個数を増加させるだけで生産量の規模を増大させることができる等の利点がある。
【０００５】
微細流路には使用目的に応じて、例えばリザーバセル、混合セル、反応セル、分離セル、回収セルなどを組合わせてマイクロチャンネルが形成され、微細流路が単一または複数の流路として形成されている。また、これらの流路は、途中で分岐されたり互いに結合されることもある。
【０００６】
このようなマイクロチャンネルの端部、分岐部、合流点等には、目的とする反応の形態に応じて、それらの部分に反応流体サンプルの流路を開閉するための、いわゆるマイクロバルブが設けられる。マイクロバルブは、微細なマイクロチャンネルに設置されるため、それらの構造、素材等については、使用目的に特化した開発が行われている。
【０００７】
マイクロバルブとしては、駆動素子によって変形して流体開口部を開閉するいわゆる能動形ダイアフラムを用いるものと、主として流体の流れによって流体開口部を開閉するいわゆる受動形の梁構造（片持／両持ち）のものとがある。また、駆動素子の方式としては、電磁力、圧電作用、静電気力、熱駆動を利用した方式が知られている。
【０００８】
しかし、これら従来のマイクロバルブは、いずれもマイクロチャンネルに弁体を組み込んで弁座を開閉する構造に基く。このため、微細なマイクロチャンネルに組み込むためのバルブ構造体の製作や加工が複雑で、特別な機器や高度な技術を必要として製造コストが増大する。
【０００９】
ここで、特許文献１には、マイクロチャンネル内での被輸送流体（血液等の反応流体サンプル）の移動の制御に磁性流体をそのピストンとして用いた液体の輸送方法およびマイクロリアクタが提案されている。（特許文献１）。この特許文献１の提案では、特に図１に示すように、送液路に磁性流体および被輸送液体を導入し、送液路に付設した電磁石あるいは永久磁石を用いて磁界を相対的に移動させて磁性流体を送液路中で移動させ、それによって被輸送液体を磁性流体の移動に追随させて送液路中で移動させる。
【００１０】
また、マイクロリアクタにおける反応流体の化学反応、混合、抽出、取扱等の操作に磁気作用を利用する技術として、特許文献２には、液体通路を帯状強磁性体による磁気障壁によって形成することが提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１４７７２号公報
【特許文献２】特開２００４−８２１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の提案では、送液路(マイクロチャンネル)中の被輸送液体（反応流体サンプル）を外部磁界による磁性流体の移動によって制御しているが、この磁性流体は被輸送液体の一方向のみへの移動を制御するピストンとして用いている。つまり、磁性流体をバルブとして、マイクロチャンネルの所定の流路位置で開閉して反応流体の流れをＯＮ−ＯＦＦするための具体的な構造および動作は開示されていない。
【００１２】
また、特許文献２に記載の提案でも、微細流路における流路を開閉するためのマイクロバルブに関する技術は開示されていない。
【００１３】
本発明の目的は、構成が簡単で製造が容易であり、かつ従来のマイクロバルブと同程度に機能し得るマイクロバルブを有する微細流路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１５】
すなわち、反応流体の微細流路開閉用のマイクロバルブをマイクロチャンネルの所定位置に有する微細流路であって、前記微細流路開閉用のマイクロバルブは、前記マイクロチャンネルの所定位置に形成された微粒子状磁性体の滞留領域と、この滞留領域に対応して磁界の作用をおよぼし得る位置に設けられた磁石機構とを有する。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１７】
すなわち、微細流路が有する微細流路開閉用のマイクロバルブは、マイクロチャンネルの所定位置に形成された微粒子状磁性体の滞留領域と、滞留領域に対応して磁界の作用をおよぼし得る位置に設けられた磁石機構とを有する。
【００１８】
これにより、微粒子状磁性体を磁界の制御下におき、磁界の作用時には、凝集した微粒子状磁性体が弁体として顕在化して、弁座として機能する滞留領域に密着して流路を閉塞する。また、磁界の非作用時には、凝集した微粒子状磁性体が、弁座としての滞留領域内で移動するか反応流体中に分散して流路を開放する。
【００１９】
つまり、磁界の作用により、微粒子状磁性体の位置または密度を制御することで、従来のマイクロバルブと同様に流路の開閉機構として機能する。また、マイクロバルブに用いられていた弁体などの弁構造の可動部が不要となり、マイクロバルブの構成が簡単で製造が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づきながら詳細に説明する。なお、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは原則として同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略するようにしている。
【００２１】
図１は本発明のマイクロバルブを有する微細流路の一例の流路開放状態を示す概略平面図、図２は図１の微細流路の磁石機構に永久磁石を用いた場合の流路閉塞状態を示す概略平面図、図３は図１の微細流路の磁石機構に電磁磁石を用いた場合の流路閉塞状態を示す概略平面図である。
【００２２】
図１に示すように、微細流路１ａは、基板２の上面に、微細ガラス粉ペーストを印刷によって所定のパターンに形成された後、焼成されたマイクロチャンネル３が作成されている。
【００２３】
マイクロチャンネル３は、第１の反応流体Ａ（以下、単に「反応流体Ａ」という。）の導入部４と、第２の反応流体Ｂ（以下、単に「反応流体Ｂ」という。）の導入部５と、反応流体Ａの流路６と、反応流体Ｂの流路７と、反応流体Ａおよび反応流体Ｂ双方の流路８と、反応流体Ａと反応流体Ｂとによる反応生成物の排出部９とを備えている。
【００２４】
なお、反応流体Ａと反応流体Ｂとは、実際には異なる色調としておく等により区別するが、図面の制約上、線の種類で区別している。また、反応流体Ａおよび反応流体Ｂは、実際には滞留領域全体に拡がっている（以下同じく）。
【００２５】
反応流体Ａの流路６の所定位置、図示の例では導入部４から直線状に延びる部分の中央域には、微細流路開閉用のマイクロバルブ１０を備えている。また、反応流体Ｂの流路７の所定位置には、同様のマイクロバルブ１１を備えている。なお、流路６，７のマイクロバルブ１０，１１を備える位置は、上述の導入部４から延びる部分の中央域以外であっても、反応流体Ａおよび反応流体Ｂのそれぞれの流れを制御可能な位置であれば、他の位置であってもよい。
【００２６】
マイクロバルブ１０は、微粒子状磁性体（図示せず）の滞留領域１２と、磁石機構１３とを備えている。滞留領域１２は、上述の流路６の所定位置である、導入部４から延びる部分の中央域に形成されている。磁石機構１３は、滞留領域１２に対応して、滞留領域１２の出口１２ａ以外の磁界の作用をおよぼし得る任意の位置、図示の例では滞留領域１２の縁部の中央に載置され、滞留領域１２に添うようにして移動自在に設けられている（付設されている）。
【００２７】
マイクロバルブ１１も、マイクロバルブ１０と同様な構成の滞留領域１４と磁石機構１５とを備えている。
【００２８】
図１に示す微細流路１ａを用いて二種類の反応流体Ａ、Ｂを流入させて目的の反応生成物を得るには、マイクロチャンネル３において、反応流体Ａの導入部４から反応流体Ａを、反応流体Ｂの導入部５から反応流体Ｂを、それぞれ所定の流量で導入する。導入部４に導入した反応流体Ａは流路６に、導入部５に導入した反応流体Ｂは流路７に、それぞれ流す。次いで、反応流体Ａと反応流体Ｂとは、平行にあるいは交互に流路８を通過し、目的の反応生成物が排出部９から取り出される。
【００２９】
反応流体Ａおよび反応流体Ｂの流路８への流れは、磁石機構１３，１５の微粒子状磁性体に対する作用により制御される。磁石機構１３，１５は、反応流体Ａまたは反応流体Ｂの一方の流れのみを制御したいのであれば、滞留領域１２，１４のうち、流れを制御したい側のみに設けて、他方の滞留領域には設けなくてもよい。この場合には、微粒子状磁性体も制御したい側の反応流体にのみ含ませればよい。
【００３０】
磁石機構１３，１５としては、永久磁石を用いてもよいし、電磁磁石を用いてもよい。
【００３１】
磁石機構１３，１５として永久磁石を用いた場合には、予め微粒子状磁性体を、滞留領域１２，１４の磁石機構１３，１５がそれぞれ設けられている位置に凝集させておくと、図１に示すように、反応流体Ａおよび反応流体Ｂは、滞留領域１２，１４をそれぞれ通過して流路８に流れる(流路開放状態)。
【００３２】
所定の流量の反応流体Ａおよび反応流体Ｂが導入されて、目的とする所定量の反応生成物が得られた後に、例えば反応流体Ａの流路８への流れを止めるには、図２に示すように、磁石機構１３を滞留領域１２の出口１２ａに移動させる。これに伴い、凝集させていた微粒子状磁性体も滞留領域１２の出口１２ａに移動して流路６を閉塞する（流路閉塞状態）。その結果、反応流体Ａは、流路６の滞留領域１２の出口１２ａより下流の部分および流路８には流れなくなる。
【００３３】
同様にして、反応流体Ｂの流路８への流れを止めるには、磁石機構１５を滞留領域１４の出口１４ａに移動させることで流路７を閉塞する。
【００３４】
微粒子状磁性体は、滞留領域１２または滞留領域１４のみに予め凝集させてもよい。また、微粒子状磁性体として相対的に大きいものを用いた場合には、磁石機構１３，１５を除去して、反応流体Ａまたは反応流体Ｂにより、微粒子状磁性体を滞留領域１２，１４の出口１２ａ，１４ａにそれぞれ流して流路６，７を閉塞させることもできる。
【００３５】
磁石機構１３，１５として電磁磁石を用いた場合には、図３に示すように、磁石機構１３，１５は予め、滞留領域１２，１４の出口１２ａ，１４ａにそれぞれ載置して設けておく。反応流体Ａおよび反応流体Ｂの流路８への流入中は、磁石機構１３，１５が非励磁（消磁）状態にあり、反応流体Ａおよび反応流体Ｂは微粒子状磁性体を分散して含む状態で滞留領域１２，１４をそれぞれ通過して流路８に流れる(流路開放状態)。
【００３６】
所定の流量の反応流体Ａおよび反応流体Ｂが導入されて目的とする所定量の反応生成物が得られた後に、例えば反応流体Ａの流路８への流れを止めるには、反応生成物が得られたことに対応するタイミングで磁石機構１３を励磁させ、滞留領域１２に磁界を作用させて磁化（着磁）する。着磁によって流路６の滞留領域１２には、反応流体Ａ中に分散されていた微粒子状磁性体が吸着され、滞留領域１２の出口１２ａに微粒子状磁性体が凝集し、流路６を閉塞する（流路閉塞状態）。その結果、反応流体Ａは、流路６の滞留領域１２の出口１２ａより下流部分および流路８には流れなくなる。
【００３７】
同様にして、反応流体Ｂの流路８への流れを止めるには、反応生成物が得られたことに対応するタイミングで磁石機構１５を励磁させ、滞留領域１４の出口１４ａに微粒子状磁性体を凝集させることで流路７を閉塞する。
【００３８】
すなわち、微細流路１ａでは、予め滞留領域１２，１４の磁石機構１３、１５が設けられた位置に磁化によって凝集させるか、反応流体Ａおよび反応流体Ｂ中に分散させていた微粒子状磁性体が、磁石機構１３，１５の磁界による制御で凝集されて、流路６，７を開閉する。
【００３９】
つまり、磁石機構１３，１５の磁界の作用時には、微粒子状磁性体の凝集体が弁体として顕在化して、弁座として機能する滞留領域１２，１４に密着して流路６，７を閉鎖する。また、磁石機構１３，１５の磁界の非作用時には、微粒子状磁性体の凝集体が弁座としての滞留領域１２，１４内で移動するか、反応流体Ａおよび反応流体Ｂ中に分散し、弁の開放状態となり、流路６，７を開放する。
【００４０】
これにより、微細流路１ａのマイクロバルブ１０，１１は単に、予め滞留領域１２，１４の磁石機構１３、１５が設けられた位置に磁化によって凝集させた微粒子状磁性体を移動させるだけで、従来のマイクロバルブに相当する機能が得られ、マイクロバルブの構造上の問題点であった弁体部の製作の困難やそれによるコストの増大などを解決することができる。
【００４１】
また、単に、反応流体Ａおよび反応流体Ｂに分散させた微粒子状磁性体が磁石機構１３，１５の磁界作用により凝集させるだけで、同様に従来のマイクロバルブに相当する機能が得られ、かつ上述した構造上の問題点を解決できる。
【００４２】
マイクロチャンネル３の溝幅は約１００μｍ〜３ｍｍ、溝の深さは約１００μｍ〜１ｍｍであり、通常の微細流路の場合と同様に、マイクロマシンニング、レーザ加工、フォトエッチング、蒸着等によっても得られる。
【００４３】
微粒子磁性体としては、反応流体中に安定に分散され、磁化状態では滞留領域に吸着および凝集される任意の金属、合金およびそれらの化合物を用いることができるが、酸性およびアルカリ性のいずれの反応流体に対しても制約なく使用できることから、金属内包ナノカーボンを用いることが好ましい。
【００４４】
金属内包ナノカーボンとしては、金属を内包したフラーレンと金属を内包したカーボンナノチューブとが挙げられる。
【００４５】
フラーレンは、炭素フラーレンとも呼ばれ、炭素が６０〜８２個からなり、炭素層が球形のかご形状を形成した物質である。カーボンナノチューブは、炭素層が円筒のかご形状を形成した物質である。
【００４６】
金属内包ナノカーボンは、これらのフラーレンまたはカーボンナノチューブが多層に形成された多層フラーレンまたは多層カーボンナノチューブの内部に金属原子を取り込んだ物質である。
【００４７】
多層フラーレンや多層カーボンナノチューブには、鉄、マンガンなどの磁性金属を内包させると、磁石に対して反応するナノカーボンとなる。
【００４８】
金属内包ナノカーボンのうち、フラーレンは直径５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度の球形状であり、カーボンナノチューブは直径１ｎｍ〜１０ｎｍ程度、長さ５０ｎｍ〜１μｍ程度の円筒状である。このため、１０μｍ程度の狭い送液路でも十分に通過することができる。なお、カーボンナノチューブは、長さが１μｍを超えるものを用いてもよいが、送液路の１０分の１以下であることが好ましい。
【００４９】
金属内包ナノカーボンは、金属の外周が安定な炭素原子で覆われているので、酸やアルカリに対して安定であり、微細流路で反応流体を反応させた後も磁性を持ったまま残る。このため、反応生成物中に予め混合した金属内包ナノカーボンを、磁気により除去することができる。
【００５０】
金属内包ナノカーボンは、例えば特開２００６−３３５５９２号公報に記載された「金属内包カーボンナノカプセルの製造方法」によって得ることができる。
【００５１】
図４は本発明のマイクロバルブを有する微細流路の他の一例の流路開放状態を示す概略平面図、図５は図４の微細流路の流路閉塞状態を示す概略平面図である。図４に示すように、微細流路１ｂは、マイクロバルブ１０，１１に加えて、反応流体Ａおよび反応流体Ｂの流路８の所定位置である中央域にも、マイクロバルブ１６を備えている。なお、マイクロバルブ１６は、マイクロバルブ１０，１１と同様な構成の滞留領域１７と磁石機構１８とを備えている。
【００５２】
微細流路１ｂでは、磁石機構１８として永久磁石を用いた場合には、予め滞留領域１７の磁石機構１８が設けられている位置に微粒子状磁性体を凝集させておき、図５に示すように、磁石機構１８を滞留領域１７の出口１７ａに移動させると、凝集させていた微粒子状磁性体も滞留領域１７の出口１７ａに移動して流路８を閉塞する（流路閉塞状態）。なお、この際に微粒子状磁性体として相対的に大きいものを用いた場合には、微細流路１ａと同様に磁石機構１８を除去するだけで流路８を閉塞させることもできる。
【００５３】
磁石機構１８として電磁磁石を用いた場合には、例えば図５に示すように、磁石機構１８は予め、滞留領域１７の出口１７ａに載置して設けておく。磁石機構１８を上述した磁石機構１３，１５と同様にして励磁させると、この部分に対応して形成された滞留領域１２が磁化（着磁）される。着磁により、単独または並行して流路８を通過する反応流体Ａおよび反応流体Ｂの中に分散されていた微粒子状磁性体が、滞留領域１７に吸着され、吸着された部分の表面に微粒子状磁性体が凝集して流路８を閉塞する（流路閉塞状態）。
【００５４】
このように、微細流路１ｂでは、流路８を閉塞するため、反応流体Ａおよび反応流体Ｂは、微粒子状磁性体に阻止されて排出部９には流入せず、排出部９に回収された目的の反応生成物中に反応流体Ａおよび反応流体Ｂが混入して純度を低下させることがない。
【００５５】
すなわち、微細流路１ｂでは、微粒子状磁性体として上述した金属内包ナノカーボンを使用して、反応流体Ａおよび反応流体Ｂに混合すると、微粒子状磁性体は酸やアルカリに対して不活性であり、反応流体Ａおよび反応流体Ｂを反応させた後も磁性を持ったまま残る。
【００５６】
このため、反応生成物中に予め混合した微粒子状磁性体を、磁気により除去することができる。また、未使用の反応流体からも同様に、微粒子状磁性体を磁気により除去することができる。なお、反応生成物の中に微粒子状磁性体が入っていてもよい場合には、微粒子状磁性体を分離せずに用いてよいことは言うまでもない。
【００５７】
図６は、本発明のマイクロバルブを有する微細流路の更に他の一例を示す概略平面図である。微細流路１ｃは、第３の反応流体Ｃの導入部１９と、流路２０とを更に備えており、この流路２０にも流路６，７と同様にマイクロバルブ２１を備えている。なお、マイクロバルブ２１も、マイクロバルブ１０等と同様な構成の滞留領域２２と磁石機構２３とを備えている。
【００５８】
このように、微細流路１ｃでは、三種類の反応流体Ａ〜Ｃを流せるようにしたので、例えば一種の反応流体Ａの流れを止めて他の反応流体Ｂおよび反応流体Ｃは流す等することで、より複雑な反応を効率的に行うことができる。また、更に流路を増やしてより多数の反応流体の流れを制御できるようにしてもよいし、混合後の反応流体の流路を増やして同様に制御できるようにしてもよい。
【実施例】
【００５９】
以下、実施例によって、本発明をさらに説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
【００６０】
（実施例１）
上述の実施の形態で説明した本発明の微細流路におけるマイクロバルブの作用を実際に確認するために、図１〜図３に示した微細流路１ａのように、マイクロバルブ１０，１１有するマイクロチャンネル３を基板２上に形成した。そして、図１に示すように、滞留領域１２，１４に対応して磁石機構１３，１５をそれぞれ付設し、二種の反応流体Ａおよび反応流体Ｂを導入してその反応状態等を観察した。
【００６１】
基板２としては、透明のガラス板を用いた。これに、溝幅４００μｍ、深さ１００μｍの流路６〜８を、流体微細ガラス粉ペーストを印刷して所定のパターンに形成し、焼成した。
【００６２】
磁石機構１３，１５としては永久磁石を用いた。微粒子状磁性体としては、金属内包ナノカーボンを用い、フラーレンとカーボンナノチューブとを併用した。
【００６３】
反応流体Ａとして青インクを、反応流体Ｂとして赤インクを用いた。目的とするバルブ機構の作動状態の確認を行うため、青インクを導入部４に、赤インクを導入部５に導入して流路６，７の閉鎖および開放をそれぞれ繰り返し、青インクおよび赤インクの流路８への流入状態を確認し、排出部９で回収した。
【００６４】
滞留領域１２，１４の出口１２ａ，１４ａ以外に磁石機構１３，１５をそれぞれ載置して設け、この位置に金属内包ナノカーボンを凝集すると、滞留領域１２，１４の出口１２ａ，１４ａは開放された状態にあり、青インクおよび赤インクは、いずれも流路８に流入した。このときの実際の状態を図７および図８の写真に示す。なお、図７および図８ならびに後述する図９〜図１１では、磁石機構は、反応流体Ａとしての青インクの流路に形成した滞留領域のみに設けてある。
【００６５】
図２に示すように、磁石機構１３を滞留領域１２の出口１２ａに移動させると、凝集した金属内包ナノカーボンも滞留領域１２の出口１２ａに移動し、流路６が閉塞された青インクは、滞留領域１２の出口１２ａより下流の流路６および流路８には流れなくなった。一方、流路７は開放されたままで、赤インクのみ流路８へ流入した。このときの実際の状態を図９および図１０の写真に示す。
【００６６】
逆に、滞留領域１７の出口１７ａを磁石機構１５により閉鎖し、滞留領域１２の出口１２ａを開放すると、流路８へは青インクのみ流入した。
【００６７】
また、微粒子状磁性体として、金属内包ナノカーボンの代わりに鉄粉を用い、流路６，７を閉塞する際には磁石機構１３，１５を除去した場合にも、金属内包ナノカーボンを用いた場合と同様に、流路６，７の開閉制御を行うことができた。このときの流路閉塞状態の実際の状態を図１１の写真に示す。
【００６８】
以上のことから、金属内包ナノカーボン等の微粒子磁性体を磁石機構１３，１５でそれぞれ凝集させて滞留領域１２，１７の出口１２ａ，１７ａを交互に閉鎖することによって、流路８への任意の反応流体のみの流入を制御するバルブ機構（マイクロバルブ）として有効であることが確認された。
【００６９】
また、図７および図８に示すように、反応流体Ａおよび反応流体Ｂ、ならびに反応生成物の流れの状態は、反応流体Ａと反応流体Ｂとを予め異なった色調としておくことにより、ガラス基板の表面側から明確に視認された。
【００７０】
以上、本発明者によってなされた発明を、実施の形態及び実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００７１】
例えば、導入部４，５や排出部９には、必要に応じてマイクロポンプ、マイクロフィルタ等を設けてもよい。また、微細流路は水平方向にのみならず、傾斜を設けたり、垂直方向に形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、マイクロバルブを有する微細流路の分野で有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のマイクロバルブを有する微細流路の一例の流路開放状態を示す概略平面図である。
【図２】図１の微細流路の磁石機構に永久磁石を用いた場合の流路閉塞状態を示す概略平面図である。
【図３】図１の微細流路の磁石機構に電磁磁石を用いた場合の流路閉塞状態を示す概略平面図である。
【図４】本発明のマイクロバルブを有する微細流路の他の一例の流路開放状態を示す概略平面図である。
【図５】図４の微細流路の流路閉塞状態を示す概略平面図である。
【図６】本発明のマイクロバルブを有する微細流路の更に他の一例を示す概略平面図である。
【図７】本発明のマイクロバルブを有する微細流路の金属内包カーボンを用いた際の流路開放状態を示す写真である。
【図８】図７の流路交差部付近の要部拡大写真である。
【図９】本発明のマイクロバルブを有する微細流路の金属内包カーボンを用いた際の流路閉塞状態を示す写真である。
【図１０】図９の流路交差部付近の要部拡大写真である。
【図１１】本発明のマイクロバルブを有する微細流路の鉄粉を用いた際の流路閉塞状態を示す写真である。
【符号の説明】
【００７４】
１ａ微細流路
１ｂ微細流路
１ｃ微細流路
２基板
３マイクロチャンネル
４第１の反応流体の導入部
５第２の反応流体の導入部
６第１の反応流体の流路
７第２の反応流体の流路
８第１の反応流体および第２の反応流体双方の流路
９反応生成物の排出部
１０マイクロバルブ
１１マイクロバルブ
１２微粒子状磁性体の滞留領域
１２ａ滞留領域の出口
１３磁石機構
１４微粒子状磁性体の滞留領域
１４ａ滞留領域の出口
１５磁石機構
１６マイクロバルブ
１７微粒子状磁性体の滞留領域
１７ａ滞留領域の出口
１８磁石機構
１９第３の反応流体の導入部
２０第３の反応流体の流路
２１マイクロバルブ
２２微粒子状磁性体の滞留領域
２３磁石機構
Ａ第１の反応流体
Ｂ第２の反応流体
Ｃ第３の反応流体

【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応流体の微細流路開閉用のマイクロバルブをマイクロチャンネルの所定位置に有する微細流路であって、前記微細流路開閉用のマイクロバルブは、前記マイクロチャンネルの所定位置に形成された微粒子状磁性体の滞留領域と、この滞留領域に対応して磁界の作用をおよぼし得る位置に設けられた磁石機構とを有することを特徴とするマイクロバルブを有する微細流路。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロバルブを有する微細流路において、
前記磁石機構が、永久磁石により凝集した前記微粒子状磁性体の移動、または電磁磁石の着磁による前記微粒子状磁性体の凝集と前記電磁磁石の消磁による前記微粒子状磁性体の分散とで流路を開閉することを特徴とするマイクロバルブを有する微細流路。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマイクロバルブを有する微細流路において、
前記微粒子状磁性体が、金属を内包したフラーレンおよび金属を内包したカーボンナノチューブの少なくともいずれかであることを特徴とするマイクロバルブを有する微細流路。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロバルブを有する微細流路において、
前記反応流体の少なくとも１種類に前記微粒子状磁性体を分散して含有させたことを特徴とするマイクロバルブを有する微細流路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロバルブを有する微細流路において、
前記反応流体に混合した前記微粒子状磁性体を、前記反応流体の反応後に得られた反応生成物から、磁気を用いて分離することを特徴とするマイクロバルブを有する微細流路。

【図１】