マイクロポンプ、マイクロポンプシステム及びマイクロ流体デバイス
【課題】駆動直後における出力が高いマイクロポンプを提供する。
【解決手段】マイクロポンプ１１は、第１のマイクロ流路１２ａと、第１のガス発生材１３と、第１のガス発生材１３に光を照射する第１の光源１５と、第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂと、接続機構１６とを備えている。第１のガス発生材１３は、第１のマイクロ流路１２ａにガスを供給する。第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂは、第１の光源１５と第１のガス発生材１３との間に配されている。第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂは、互いに光学的に接続されていない。接続機構１６は、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとを光学的に接続している。第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとは、接続機構１６により光学的に接続されたときに、第１の光源１５からの光を第１のガス発生材１３に導くように配されている。
【解決手段】マイクロポンプ１１は、第１のマイクロ流路１２ａと、第１のガス発生材１３と、第１のガス発生材１３に光を照射する第１の光源１５と、第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂと、接続機構１６とを備えている。第１のガス発生材１３は、第１のマイクロ流路１２ａにガスを供給する。第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂは、第１の光源１５と第１のガス発生材１３との間に配されている。第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂは、互いに光学的に接続されていない。接続機構１６は、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとを光学的に接続している。第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとは、接続機構１６により光学的に接続されたときに、第１の光源１５からの光を第１のガス発生材１３に導くように配されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロポンプ、マイクロポンプシステム及びマイクロ流体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１などにおいて、マイクロポンプを備えるマイクロ流体デバイスが提案されている。特許文献１に記載のマイクロポンプは、一主面に開口するように形成されたマイクロ流路を有する基材と、マイクロ流路の開口を覆うように基材に貼付されたガス発生フィルムとを有する。ガス発生フィルムには、例えば光応答性ガス発生材が含まれている。ガス発生フィルムに、例えばＬＥＤなどの光源からの光が照射されることにより、ガス発生フィルムからガスがマイクロ流路に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８９２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のマイクロポンプでは、光照射によりポンプの駆動が開始される。しかしながら、光源から出射される光の光量は、光源への電力供給が開始されてから徐々に増大するため、光源から出射される光の光量が供給される電力に応じた光量に達するまでには、ある程度の時間を要する。このため、マイクロポンプの駆動直後における出力が低いという問題がある。
【０００５】
本発明は、駆動直後における出力が高いマイクロポンプを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るマイクロポンプは、第１のマイクロ流路と、第１のガス発生材と、第１の光源と、第１及び第２の光伝送経路と、接続機構とを備えている。第１のガス発生材は、光が照射された際にガスを発生させ、第１のマイクロ流路にガスを供給する。第１の光源は、第１のガス発生材に光を照射する。第１及び第２の光伝送経路は、第１の光源と第１のガス発生材との間に配されている。第１及び第２の光伝送経路は、互いに光学的に接続されていない。接続機構は、第１の光伝送経路と第２の光伝送経路とを光学的に接続している。第１の光伝送経路と第２の光伝送経路とは、接続機構により光学的に接続されたときに、第１の光源からの光を第１のガス発生材に導くように配されている。
【０００７】
接続機構は、第１の光伝送経路と第２の光伝送経路とを隔離する第２のマイクロ流路を有していてもよい。接続機構は、第２のマイクロ流路の第１の光伝送経路と第２の光伝送経路との間に位置する部分に、第１の光伝送経路と第２の光伝送経路とを光学的に接続する第１の液体を供給する機構であってもよい。
【０００８】
接続機構は、光が照射された際にガスを発生させ、第２のマイクロ流路にガスを供給する第２のガス発生材と、第２のガス発生材に光を照射する第２の光源とをさらに有していてもよい。
【０００９】
本発明に係るマイクロポンプは、第３のマイクロ流路と、光が照射された際にガスを発生させ、第３のマイクロ流路にガスを供給する第３のガス発生材と、第３のガス発生材に光を照射する第３の光源と、第３の光源と、第３のガス発生材との間に配されており、互いに光学的に接続されていない第３及び第４の光伝送経路と、第３の光伝送経路と第４の光伝送経路とを隔離しており、第１のマイクロ流路に接続された第４のマイクロ流路と、第４のマイクロ流路の第３の光伝送経路と第４の光伝送経路との間に位置する部分よりも第１のマイクロ流路側に配されており、第３の光伝送経路と第４の光伝送経路とを光学的に接続できる屈折率を有する第２の液体とをさらに備えていてもよい。
【００１０】
本発明に係るマイクロポンプシステムは、本発明に係るマイクロポンプと、マイクロポンプを制御する制御部とを備えている。制御部は、第１の光源を駆動した状態で接続機構に第１の光伝送経路と第２の光伝送経路とを光学的に接続させる。
【００１１】
本発明に係るマイクロ流体デバイスは、検出部と、検出器と、被検出物供給部と、検出用試薬供給部とを備えている。検出部には、被検出物及び検出用試薬が供給される。検出部において、被検出物と検出用試薬とが混合される。検出器は、検出部において検出用試薬と混合された被検出物を検出する。被検出物供給部は、検出部に被検出物を供給する。検出用試薬供給部は、検出部に検出用試薬を供給する。被検出物供給部と検出用試薬供給部との少なくとも一方が本発明に係るマイクロポンプを有する。
【００１２】
被検出物供給部と検出用試薬供給部とのうちの一方がマイクロポンプを有し、被検出物供給部と検出用試薬供給部とのうちの一方は、検出部に被検出物または検出用試薬を供給する際に、被検出物供給部と検出用試薬供給部とのうちの他方にガスを供給するように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、駆動直後における出力が高いマイクロポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態におけるマイクロポンプシステムの模式的断面図である。
【図２】第１の実施形態におけるマイクロポンプシステムの動作を説明するための模式的断面図である。
【図３】第２の実施形態におけるマイクロポンプシステムの模式的断面図である。
【図４】第３の実施形態におけるマイクロポンプシステムの模式的断面図である。
【図５】第４の実施形態におけるマイクロ流体デバイスの模式図である。
【図６】第４の実施形態における供給部の模式図である。
【図７】第５の実施形態におけるマイクロ流体デバイスの模式図である。
【図８】第５の実施形態における第１の被検出物供給部の模式図である。
【図９】第５の実施形態における第２の被検出物供給部の模式図である。
【図１０】第５の実施形態における検出用試薬供給部の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１６】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１７】
（第１の実施形態）
（マイクロポンプシステム１の構成）
図１は、第１の実施形態におけるマイクロポンプシステムの模式的断面図である。図１に示されるように、マイクロポンプシステム１は、制御部１０と、マイクロポンプ１１とを有する。マイクロポンプ１１は、制御部１０によって制御される。
【００１８】
マイクロポンプ１１は、基材１２を有する。基材１２は、例えば、樹脂、セラミックス、ガラス等により構成することができる。基材１２を構成する樹脂としては、例えば、有機シロキサン化合物、ポリメタクリレート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。有機シロキサン化合物の具体例としては、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメチル水素シロキサンなどが挙げられる。
【００１９】
基材１２には、第１のマイクロ流路１２ａが形成されている。なお、本発明において、「マイクロ流路」とは、マイクロ流路を流れる液体が、表面張力と毛細管現象との影響を強く受け、通常の寸法の流路を流れる液体とは異なる挙動を示す形状寸法に形成された流路をいう。すなわち、「マイクロ流路」とは、マイクロ流路を流れる液体に所謂マイクロ効果が発現する形状寸法を有する流路をいう。
【００２０】
基材１２には、第１のガス発生材１３が配されている。この第１のガス発生材１３により第１のマイクロ流路１２ａの一方側の開口部が覆われている。第１のガス発生材１３は、光が照射された際にガスを発生させる。第１のガス発生材１３において発生されたガスの少なくとも一部は、第１のマイクロ流路１２ａに供給される。
【００２１】
第１のガス発生材１３は、光応答性ガス発生剤を含む。光応答性ガス発生剤は、光が照射された際にガスを発生させる。光応答性ガス発生剤としては、例えば、アゾ化合物、アジド化合物等が挙げられる。
【００２２】
光応答性ガス発生剤として好ましく用いられるアゾ化合物の具体例としては、例えば、２，２’−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−メチルプロピル）−２−メチルプロピオンアミド］等が挙げられる。
【００２３】
光応答性ガス発生剤として好ましく用いられるアジド化合物としては、例えば、スルフォニルアジド基またはアジドメチル基を有する化合物が挙げられる。アジドメチル基を有する化合物の具体例としては、例えば、グリシジルアジドポリマー等が挙げられる。
【００２４】
第１のガス発生材１３は、バインダー樹脂、光増感剤等をさらに含んでいてもよい。好ましく用いられるバインダー樹脂の具体例としては、例えば、アクリル樹脂、グリシジルアジドポリマーなどが挙げられる。好ましく用いられる光増感剤の具体例としては、例えば、ベンゾフェノン、ジエチルチオキサントン、アントラキノン、ベンゾイン、アクリジン誘導体などが挙げられる。
【００２５】
基材１２の側方には、第１の光源１５が配されている。第１の光源１５は、第１のガス発生材１３に、第１のガス発生材１３がガスを発生させる波長域の光を照射するためのものである。第１の光源１５は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）により構成することができる。
【００２６】
基材１２には、第１の光伝送経路１４ａと、第２の光伝送経路１４ｂとが配されている。第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂは、第１の光源１５と第１のガス発生材１３との間に配されている。第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとは、光学的に接続されていない。
【００２７】
なお、第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂは、例えば、導波路によって構成することができる。また、第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂのそれぞれの一部を光ファイバにより構成し、残りの一部を導波路により構成してもよい。
【００２８】
マイクロポンプ１１には、接続機構１６が設けられている。接続機構１６は、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとを光学的に接続する機構である。第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂは、この接続機構１６により光学的に接続されたときに、第１の光源１５からの光を第１のガス発生材１３に導くように構成されている。
【００２９】
具体的には、接続機構１６は、第２のマイクロ流路１６ａを有する。第２のマイクロ流路１６ａは、基材１２に設けられている。第２のマイクロ流路１６ａの先端部は、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとの間に位置している。即ち、第２のマイクロ流路１６ａは、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとを隔離している。
【００３０】
第２のマイクロ流路１６ａ内には、第１の液体１６ｂが配されている。第１の液体１６ｂは、第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂと同等の屈折率を有するものである。このため、第１の液体１６ｂは、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとの間に位置した際に第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとを光学的に接続し得るものである。接続機構１６は、第２のマイクロ流路１６ａの第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとの間に位置する部分に、第１の液体１６ｂを供給する機構である。
【００３１】
接続機構１６は、第２のガス発生材１６ｃと、第２の光源１６ｄとを有する。第２のガス発生材１６ｃは、光が照射された際にガスを発生させ、そのガスを第２のマイクロ流路１６ａに供給する。第２のガス発生材１６ｃの詳細については、第１のガス発生材１３の記載を援用するものとする。
【００３２】
第２の光源１６ｄは、第２のガス発生材１６ｃに、第２のガス発生材１６ｃがガスを発生させる波長域の光を照射するためのものである。第２の光源１６ｄは、第１の光源１５と同様に、ＬＥＤ等により構成することができる。
【００３３】
（マイクロポンプシステム１の動作）
次に、図１及び図２を参照しながら、マイクロポンプシステム１の動作について説明する。まず、制御部１０は、第１の光源１５をオン状態（発光状態）とする。この状態では、第１の液体１６ｂは、第２のマイクロ流路１６ａの第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとの間に位置する部分には存在しない。このため、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとは光学的に接続されていない。よって、第１の光源１５の光は第１のガス発生材１３には実質的に到達しない。従って、第１のガス発生材１３からは実質的にガスが発生せず、マイクロポンプシステム１は作動しない。
【００３４】
次に、その状態で、第２の光源１６ｄをオン状態（発光状態）とする。これにより、第２の光源１６ｄからの光が第２のガス発生材１６ｃに照射され、第２のガス発生材１６ｃからのガスが第２のマイクロ流路１６ａに供給される。その結果、図２に示されるように、第１の液体１６ｂが第２のマイクロ流路１６ａの第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとの間に位置する部分に移送される。ここで、第１の液体１６ｂの屈折率は、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとを光学的に接続し得る範囲にある。従って、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとが光学的に接続される。その結果、第１の光源１５からの光が第１のガス発生材１３に供給されるようになる。これにより、第１のガス発生材１３からガスが発生し、第１のマイクロ流路１２ａに供給され、マイクロポンプシステム１が駆動される。
【００３５】
このように、マイクロポンプシステム１では、第１の光源１５と第１のガス発生材１３との間に第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂが配されており、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとは、接続機構１６によって光学的に接続される。このため、第１の光源１５を予めオン状態としておき、その後に第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとを光学的に接続して第１のガス発生材１３に第１の光源１５の光を供給することができる。よって、第１のガス発生材１３への光照射が開始された直後から高強度の光を第１のガス発生材１３に照射することができる。従って、駆動直後における出力を高くすることができる。
【００３６】
以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００３７】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態におけるマイクロポンプシステム１ａの模式的断面図である。
【００３８】
第１の実施形態では、第１及び第２のガス発生材１３，１６ｃをガス発生フィルムにより構成する例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。図３に示すように、第１のマイクロ流路１２ａに接続されたガス発生室を設け、そのガス発生室内に第１のガス発生材１３を配してもよい。同様に、第２のマイクロ流路１６ａに接続されたガス発生室を設け、そのガス発生室内に第２のガス発生材１６ｃを配してもよい。
【００３９】
（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態におけるマイクロポンプシステムの模式的断面図である。
【００４０】
図４に示す第３の実施形態におけるマイクロポンプシステム１ｂは、第１の実施形態におけるマイクロポンプシステム１を応用したものである。マイクロポンプシステム１ｂは、連動して作動する複数のポンプ機能を有するものである。
【００４１】
（マイクロポンプシステム１ｂの構成）
マイクロポンプシステム１ｂは、マイクロポンプシステム１の構成に加え、第３のマイクロ流路１２ｂと、第３のガス発生材１７と、第３の光源２０と、第３の光伝達経路１８ａと、第４の光伝達経路１８ｂと、第４のマイクロ流路１２ｃと、第２の液体１９とをさらに備えている。
【００４２】
第３のマイクロ流路１２ｂは、基材１２に設けられている。第３のマイクロ流路１２ｂの一方側の開口は、第３のガス発生材１７により覆われている。第３のガス発生材１７は、光が照射された際にガスを発生させる。第３のガス発生材１７において発生されたガスの少なくとも一部は、第３のマイクロ流路１２ｂに供給される。なお、第３のガス発生材１７については、第１のガス発生材１３の説明を援用するものとする。
【００４３】
第３の光源２０は、基材１２の側方に配されている。第３の光源２０は、第３のガス発生材１７に、第３のガス発生材１７がガスを発生させる波長域の光を照射するためのものである。第３の光源２０は、例えば、ＬＥＤにより構成することができる。
【００４４】
第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとは、基材１２に設けられている。第３及び第４の光伝達経路１８ａ、１８ｂは、第３の光源２０と第３のガス発生材１７との間に配されている。第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとは、光学的に接続されていない。
【００４５】
なお、第３及び第４の光伝達経路１８ａ、１８ｂは、例えば、導波路によって構成することができる。また、第３及び第４の光伝達経路１８ａ、１８ｂのそれぞれの一部を光ファイバにより構成し、残りの一部を導波路により構成してもよい。
【００４６】
第４のマイクロ流路１２ｃは、基材１２に設けられている。第４のマイクロ流路１２ｃの一方側端部は、第１のマイクロ流路１２ａに接続されており、他方側端部は、第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとの間に位置している。即ち、第４のマイクロ流路１２ｃは、第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとを隔離している。
【００４７】
第４のマイクロ流路１２ｃの第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとの間に位置する部分よりも第１のマイクロ流路１２ａ側の部分に、第２の液体１９が配されている。第２の液体１９は、第３及び第４の光伝達経路１８ａ、１８ｂと同等の屈折率を有するものである。このため、第２の液体１９は、第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとの間に位置した際に第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとを光学的に接続し得るものである。
【００４８】
（マイクロポンプシステム１ｂの動作）
次に、マイクロポンプシステム１ｂの動作について説明する。マイクロポンプシステム１ｂにおいても、マイクロポンプシステム１と同様に、まず、制御部１０により、第１の光源１５がオン状態とされる。同様に、第３の光源２０も制御部１０によりオン状態とされる。その状態で、第２の光源１６ｄがオン状態とされる。すると、第１の液体１６ｂが第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとの間に移送され、第１の光源１５からの光が第１のガス発生材１３に導かれる。その結果、第１のガス発生材１３からガスが発生し、第１のマイクロ流路１２ａを経由してガスがマイクロポンプシステム１ｂ外に押出される。これにより、第１のポンプ機構が作動する。
【００４９】
第１のポンプ機構が作動されると、第１のマイクロ流路１２ａに供給されたガスの一部が第４のマイクロ流路１２ｃにも供給される。これにより、第２の液体１９が第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとの間に移送される。その結果、第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとが第２の液体１９を介して光学的に接続される。このため、第３の光源２０からの光が第３のガス発生材１７に導かれるようになる。よって、第３のガス発生材１７からガスが発生する。発生したガスは、第３のマイクロ流路１２ｂを経由してマイクロポンプシステム１ｂ外に押出される。これにより、第２のポンプ機構が作動する。
【００５０】
このように、マイクロポンプシステム１ｂでは、第１のポンプ機構と第２のポンプ機構とが連動して作動する。また、第１のポンプ機構と第２のポンプ機構との作動タイミングは、第４のマイクロ流路１２ｃの長さと、第２の液体１９の配置位置により調整することができる。
【００５１】
なお、第２の実施形態では、第４のマイクロ流路１２ｃを第１のマイクロ流路１２ａと接続したが、第２のマイクロ流路１６ａと接続してもよい。そうした場合であっても、第１及び第２のポンプ機構を連動して作動させることができる。
【００５２】
（第４の実施形態）
図５は、第４の実施形態におけるマイクロ流体デバイスの模式図である。図５に示すマイクロ流体デバイス２は、マイクロポンプシステム１を利用したデバイスであり、例えば検査、測定などに使用することができるデバイスである。
【００５３】
図５に示すように、マイクロ流体デバイス２は、検出部２１と検出器２２とが設けられている。検出部２１には、第１及び第２の被検出物供給部２３，２４と、検出用試薬供給部２５とが接続されている。第１の被検出物供給部２３は、第１の被検出物を検出部２１に供給する。第２の被検出物供給部２４は、第２の被検出物を検出部２１に供給する。本実施形態では、第１の被検出物が検体であり、第２の被検出物が抗体である。被検出物が一種類である場合は、第１の被検出物供給部２３のみを設けるようにしてもよい。
【００５４】
検出用試薬供給部２５は、検出用試薬を検出部２１に供給する。検出用試薬の種類は、被検出物の種類等に応じて適宜選択することができる。
【００５５】
検出器２２は、検出用試薬と反応した被検出物を検出するものである。
【００５６】
第１及び第２の被検出物供給部２３，２４と、検出用試薬供給部２５との少なくともひとつは、マイクロポンプシステム１を備えている。具体的には、本実施形態では、第１及び第２の被検出物供給部２３，２４と、検出用試薬供給部２５とのすべてがマイクロポンプシステム１を備えている。
【００５７】
詳細には、図６に示されるように、第１及び第２の被検出物供給部２３，２４と、検出用試薬供給部２５とのそれぞれは、マイクロポンプシステム１と、マイクロポンプシステム１に接続された供給部２６とを有する。供給部２６は、第１及び第２の被検出物並びに検出用試薬のいずれかが供給される供給口２８が接続されたマイクロ流路２９を有する。マイクロ流路２９には、ポンプ２７が接続されている。供給口２８から第１及び第２の被検出物並びに検出用試薬のいずれかが供給された状態で、ポンプ２７が駆動されることにより、マイクロ流路２９に設けられた秤量部３０により所望の体積の被検出物または検出用試薬が秤量される。その後、マイクロポンプシステム１が駆動されることにより、マイクロ流路３１を経由してマイクロ流路２９にガスが供給され、その結果、秤量された被検出物または検出用試薬が検出部２１に供給される。そして、検出部２１においては、供給された第１及び第２の被検出物と検出用試薬とが混合され、検出器２２によって検出用試薬と混合された被検出物の検出が行われる。
【００５８】
このようにマイクロ流体デバイス２では、第１及び第２の被検出物供給部２３，２４と、検出用試薬供給部２５とのそれぞれがマイクロポンプシステム１を有するため、第１及び第２の被検出物と検出用試薬とを正確なタイミングで検出部２１に供給することができる。従って、被検出物の検出を正確且つ迅速に行うことができる。
【００５９】
（第５の実施形態）
図７は、第５の実施形態におけるマイクロ流体デバイスの模式図である。図８は、第５の実施形態における第１の被検出物供給部の模式図である。図９は、第５の実施形態における第２の被検出物供給部の模式図である。図１０は、第５の実施形態における検出用試薬供給部の模式図である。
【００６０】
第５の実施形態におけるマイクロ流体デバイス２ａは、第４の実施形態におけるマイクロ流体デバイス２と以下の点において異なる。
【００６１】
まず、図８に示されるように、第１の被検出物供給部２３のマイクロ流路２９にマイクロ流路３２が接続されている。このマイクロ流路３２は、図９に示されるように、第２の被検出物供給部２４のマイクロ流路３１に接続されている。また、第２の被検出物供給部２４のマイクロ流路２９には、マイクロ流路３３が接続されている。このマイクロ流路３３は、図１０に示されるように、検出用試薬供給部２５のマイクロ流路３１に接続されている。
【００６２】
このため、第１の被検出物供給部２３のマイクロポンプシステム１が駆動されると、まず、第１の被検出物供給部２３から第１の被検出物が検出部２１に供給される。それと共に、第１の被検出物供給部２３から、マイクロ流路３２を経由して、第２の被検出物供給部２４のマイクロ流路２９にガスが供給される。その結果、第２の被検出物供給部２４から第２の被検出物が検出部２１に供給される。それと共に、第２の被検出物供給部２４から、マイクロ流路３３を経由して、検出用試薬供給部２５のマイクロ流路２９にガスが供給される。その結果、検出用試薬供給部２５から検出用試薬が検出部２１に供給される。
【００６３】
このように、本実施形態のマイクロ流体デバイス２ａでは、マイクロポンプシステム１が駆動されると、第１の被検出物、第２の被検出物及び検出用試薬が、自動的に、且つこの順番で連続して検出部２１に供給される。従って、例えば、第１及び第２の被検出物供給部２３，２４と検出用試薬供給部２５を、個別に制御する場合とは異なり、容易に検出を行うことができる。
【符号の説明】
【００６４】
１，１ａ、１ｂ…マイクロポンプシステム
２，２ａ…マイクロ流体デバイス
１０…制御部
１１…マイクロポンプ
１２…基材
１２ａ…第１のマイクロ流路
１２ｂ…第３のマイクロ流路
１２ｃ…第４のマイクロ流路
１３…第１のガス発生材
１４ａ…第１の光伝送経路
１４ｂ…第２の光伝送経路
１５…第１の光源
１６…接続機構
１６ａ…第２のマイクロ流路
１６ｂ…第１の液体
１６ｃ…第２のガス発生材
１６ｄ…第２の光源
１７…第３のガス発生材
１８ａ…第３の光伝達経路
１８ｂ…第４の光伝達経路
１９…第２の液体
２０…第３の光源
２１…検出部
２２…検出器
２３…第１の被検出物供給部
２４…第２の被検出物供給部
２５…検出用試薬供給部
２６…供給部
２７…ポンプ
２８…供給口
２９，３１〜３３…マイクロ流路
３０…秤量部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロポンプ、マイクロポンプシステム及びマイクロ流体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１などにおいて、マイクロポンプを備えるマイクロ流体デバイスが提案されている。特許文献１に記載のマイクロポンプは、一主面に開口するように形成されたマイクロ流路を有する基材と、マイクロ流路の開口を覆うように基材に貼付されたガス発生フィルムとを有する。ガス発生フィルムには、例えば光応答性ガス発生材が含まれている。ガス発生フィルムに、例えばＬＥＤなどの光源からの光が照射されることにより、ガス発生フィルムからガスがマイクロ流路に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８９２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のマイクロポンプでは、光照射によりポンプの駆動が開始される。しかしながら、光源から出射される光の光量は、光源への電力供給が開始されてから徐々に増大するため、光源から出射される光の光量が供給される電力に応じた光量に達するまでには、ある程度の時間を要する。このため、マイクロポンプの駆動直後における出力が低いという問題がある。
【０００５】
本発明は、駆動直後における出力が高いマイクロポンプを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るマイクロポンプは、第１のマイクロ流路と、第１のガス発生材と、第１の光源と、第１及び第２の光伝送経路と、接続機構とを備えている。第１のガス発生材は、光が照射された際にガスを発生させ、第１のマイクロ流路にガスを供給する。第１の光源は、第１のガス発生材に光を照射する。第１及び第２の光伝送経路は、第１の光源と第１のガス発生材との間に配されている。第１及び第２の光伝送経路は、互いに光学的に接続されていない。接続機構は、第１の光伝送経路と第２の光伝送経路とを光学的に接続している。第１の光伝送経路と第２の光伝送経路とは、接続機構により光学的に接続されたときに、第１の光源からの光を第１のガス発生材に導くように配されている。
【０００７】
接続機構は、第１の光伝送経路と第２の光伝送経路とを隔離する第２のマイクロ流路を有していてもよい。接続機構は、第２のマイクロ流路の第１の光伝送経路と第２の光伝送経路との間に位置する部分に、第１の光伝送経路と第２の光伝送経路とを光学的に接続する第１の液体を供給する機構であってもよい。
【０００８】
接続機構は、光が照射された際にガスを発生させ、第２のマイクロ流路にガスを供給する第２のガス発生材と、第２のガス発生材に光を照射する第２の光源とをさらに有していてもよい。
【０００９】
本発明に係るマイクロポンプは、第３のマイクロ流路と、光が照射された際にガスを発生させ、第３のマイクロ流路にガスを供給する第３のガス発生材と、第３のガス発生材に光を照射する第３の光源と、第３の光源と、第３のガス発生材との間に配されており、互いに光学的に接続されていない第３及び第４の光伝送経路と、第３の光伝送経路と第４の光伝送経路とを隔離しており、第１のマイクロ流路に接続された第４のマイクロ流路と、第４のマイクロ流路の第３の光伝送経路と第４の光伝送経路との間に位置する部分よりも第１のマイクロ流路側に配されており、第３の光伝送経路と第４の光伝送経路とを光学的に接続できる屈折率を有する第２の液体とをさらに備えていてもよい。
【００１０】
本発明に係るマイクロポンプシステムは、本発明に係るマイクロポンプと、マイクロポンプを制御する制御部とを備えている。制御部は、第１の光源を駆動した状態で接続機構に第１の光伝送経路と第２の光伝送経路とを光学的に接続させる。
【００１１】
本発明に係るマイクロ流体デバイスは、検出部と、検出器と、被検出物供給部と、検出用試薬供給部とを備えている。検出部には、被検出物及び検出用試薬が供給される。検出部において、被検出物と検出用試薬とが混合される。検出器は、検出部において検出用試薬と混合された被検出物を検出する。被検出物供給部は、検出部に被検出物を供給する。検出用試薬供給部は、検出部に検出用試薬を供給する。被検出物供給部と検出用試薬供給部との少なくとも一方が本発明に係るマイクロポンプを有する。
【００１２】
被検出物供給部と検出用試薬供給部とのうちの一方がマイクロポンプを有し、被検出物供給部と検出用試薬供給部とのうちの一方は、検出部に被検出物または検出用試薬を供給する際に、被検出物供給部と検出用試薬供給部とのうちの他方にガスを供給するように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、駆動直後における出力が高いマイクロポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態におけるマイクロポンプシステムの模式的断面図である。
【図２】第１の実施形態におけるマイクロポンプシステムの動作を説明するための模式的断面図である。
【図３】第２の実施形態におけるマイクロポンプシステムの模式的断面図である。
【図４】第３の実施形態におけるマイクロポンプシステムの模式的断面図である。
【図５】第４の実施形態におけるマイクロ流体デバイスの模式図である。
【図６】第４の実施形態における供給部の模式図である。
【図７】第５の実施形態におけるマイクロ流体デバイスの模式図である。
【図８】第５の実施形態における第１の被検出物供給部の模式図である。
【図９】第５の実施形態における第２の被検出物供給部の模式図である。
【図１０】第５の実施形態における検出用試薬供給部の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１６】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１７】
（第１の実施形態）
（マイクロポンプシステム１の構成）
図１は、第１の実施形態におけるマイクロポンプシステムの模式的断面図である。図１に示されるように、マイクロポンプシステム１は、制御部１０と、マイクロポンプ１１とを有する。マイクロポンプ１１は、制御部１０によって制御される。
【００１８】
マイクロポンプ１１は、基材１２を有する。基材１２は、例えば、樹脂、セラミックス、ガラス等により構成することができる。基材１２を構成する樹脂としては、例えば、有機シロキサン化合物、ポリメタクリレート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。有機シロキサン化合物の具体例としては、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメチル水素シロキサンなどが挙げられる。
【００１９】
基材１２には、第１のマイクロ流路１２ａが形成されている。なお、本発明において、「マイクロ流路」とは、マイクロ流路を流れる液体が、表面張力と毛細管現象との影響を強く受け、通常の寸法の流路を流れる液体とは異なる挙動を示す形状寸法に形成された流路をいう。すなわち、「マイクロ流路」とは、マイクロ流路を流れる液体に所謂マイクロ効果が発現する形状寸法を有する流路をいう。
【００２０】
基材１２には、第１のガス発生材１３が配されている。この第１のガス発生材１３により第１のマイクロ流路１２ａの一方側の開口部が覆われている。第１のガス発生材１３は、光が照射された際にガスを発生させる。第１のガス発生材１３において発生されたガスの少なくとも一部は、第１のマイクロ流路１２ａに供給される。
【００２１】
第１のガス発生材１３は、光応答性ガス発生剤を含む。光応答性ガス発生剤は、光が照射された際にガスを発生させる。光応答性ガス発生剤としては、例えば、アゾ化合物、アジド化合物等が挙げられる。
【００２２】
光応答性ガス発生剤として好ましく用いられるアゾ化合物の具体例としては、例えば、２，２’−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−メチルプロピル）−２−メチルプロピオンアミド］等が挙げられる。
【００２３】
光応答性ガス発生剤として好ましく用いられるアジド化合物としては、例えば、スルフォニルアジド基またはアジドメチル基を有する化合物が挙げられる。アジドメチル基を有する化合物の具体例としては、例えば、グリシジルアジドポリマー等が挙げられる。
【００２４】
第１のガス発生材１３は、バインダー樹脂、光増感剤等をさらに含んでいてもよい。好ましく用いられるバインダー樹脂の具体例としては、例えば、アクリル樹脂、グリシジルアジドポリマーなどが挙げられる。好ましく用いられる光増感剤の具体例としては、例えば、ベンゾフェノン、ジエチルチオキサントン、アントラキノン、ベンゾイン、アクリジン誘導体などが挙げられる。
【００２５】
基材１２の側方には、第１の光源１５が配されている。第１の光源１５は、第１のガス発生材１３に、第１のガス発生材１３がガスを発生させる波長域の光を照射するためのものである。第１の光源１５は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）により構成することができる。
【００２６】
基材１２には、第１の光伝送経路１４ａと、第２の光伝送経路１４ｂとが配されている。第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂは、第１の光源１５と第１のガス発生材１３との間に配されている。第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとは、光学的に接続されていない。
【００２７】
なお、第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂは、例えば、導波路によって構成することができる。また、第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂのそれぞれの一部を光ファイバにより構成し、残りの一部を導波路により構成してもよい。
【００２８】
マイクロポンプ１１には、接続機構１６が設けられている。接続機構１６は、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとを光学的に接続する機構である。第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂは、この接続機構１６により光学的に接続されたときに、第１の光源１５からの光を第１のガス発生材１３に導くように構成されている。
【００２９】
具体的には、接続機構１６は、第２のマイクロ流路１６ａを有する。第２のマイクロ流路１６ａは、基材１２に設けられている。第２のマイクロ流路１６ａの先端部は、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとの間に位置している。即ち、第２のマイクロ流路１６ａは、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとを隔離している。
【００３０】
第２のマイクロ流路１６ａ内には、第１の液体１６ｂが配されている。第１の液体１６ｂは、第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂと同等の屈折率を有するものである。このため、第１の液体１６ｂは、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとの間に位置した際に第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとを光学的に接続し得るものである。接続機構１６は、第２のマイクロ流路１６ａの第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとの間に位置する部分に、第１の液体１６ｂを供給する機構である。
【００３１】
接続機構１６は、第２のガス発生材１６ｃと、第２の光源１６ｄとを有する。第２のガス発生材１６ｃは、光が照射された際にガスを発生させ、そのガスを第２のマイクロ流路１６ａに供給する。第２のガス発生材１６ｃの詳細については、第１のガス発生材１３の記載を援用するものとする。
【００３２】
第２の光源１６ｄは、第２のガス発生材１６ｃに、第２のガス発生材１６ｃがガスを発生させる波長域の光を照射するためのものである。第２の光源１６ｄは、第１の光源１５と同様に、ＬＥＤ等により構成することができる。
【００３３】
（マイクロポンプシステム１の動作）
次に、図１及び図２を参照しながら、マイクロポンプシステム１の動作について説明する。まず、制御部１０は、第１の光源１５をオン状態（発光状態）とする。この状態では、第１の液体１６ｂは、第２のマイクロ流路１６ａの第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとの間に位置する部分には存在しない。このため、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとは光学的に接続されていない。よって、第１の光源１５の光は第１のガス発生材１３には実質的に到達しない。従って、第１のガス発生材１３からは実質的にガスが発生せず、マイクロポンプシステム１は作動しない。
【００３４】
次に、その状態で、第２の光源１６ｄをオン状態（発光状態）とする。これにより、第２の光源１６ｄからの光が第２のガス発生材１６ｃに照射され、第２のガス発生材１６ｃからのガスが第２のマイクロ流路１６ａに供給される。その結果、図２に示されるように、第１の液体１６ｂが第２のマイクロ流路１６ａの第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとの間に位置する部分に移送される。ここで、第１の液体１６ｂの屈折率は、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとを光学的に接続し得る範囲にある。従って、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとが光学的に接続される。その結果、第１の光源１５からの光が第１のガス発生材１３に供給されるようになる。これにより、第１のガス発生材１３からガスが発生し、第１のマイクロ流路１２ａに供給され、マイクロポンプシステム１が駆動される。
【００３５】
このように、マイクロポンプシステム１では、第１の光源１５と第１のガス発生材１３との間に第１及び第２の光伝送経路１４ａ、１４ｂが配されており、第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとは、接続機構１６によって光学的に接続される。このため、第１の光源１５を予めオン状態としておき、その後に第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとを光学的に接続して第１のガス発生材１３に第１の光源１５の光を供給することができる。よって、第１のガス発生材１３への光照射が開始された直後から高強度の光を第１のガス発生材１３に照射することができる。従って、駆動直後における出力を高くすることができる。
【００３６】
以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００３７】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態におけるマイクロポンプシステム１ａの模式的断面図である。
【００３８】
第１の実施形態では、第１及び第２のガス発生材１３，１６ｃをガス発生フィルムにより構成する例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。図３に示すように、第１のマイクロ流路１２ａに接続されたガス発生室を設け、そのガス発生室内に第１のガス発生材１３を配してもよい。同様に、第２のマイクロ流路１６ａに接続されたガス発生室を設け、そのガス発生室内に第２のガス発生材１６ｃを配してもよい。
【００３９】
（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態におけるマイクロポンプシステムの模式的断面図である。
【００４０】
図４に示す第３の実施形態におけるマイクロポンプシステム１ｂは、第１の実施形態におけるマイクロポンプシステム１を応用したものである。マイクロポンプシステム１ｂは、連動して作動する複数のポンプ機能を有するものである。
【００４１】
（マイクロポンプシステム１ｂの構成）
マイクロポンプシステム１ｂは、マイクロポンプシステム１の構成に加え、第３のマイクロ流路１２ｂと、第３のガス発生材１７と、第３の光源２０と、第３の光伝達経路１８ａと、第４の光伝達経路１８ｂと、第４のマイクロ流路１２ｃと、第２の液体１９とをさらに備えている。
【００４２】
第３のマイクロ流路１２ｂは、基材１２に設けられている。第３のマイクロ流路１２ｂの一方側の開口は、第３のガス発生材１７により覆われている。第３のガス発生材１７は、光が照射された際にガスを発生させる。第３のガス発生材１７において発生されたガスの少なくとも一部は、第３のマイクロ流路１２ｂに供給される。なお、第３のガス発生材１７については、第１のガス発生材１３の説明を援用するものとする。
【００４３】
第３の光源２０は、基材１２の側方に配されている。第３の光源２０は、第３のガス発生材１７に、第３のガス発生材１７がガスを発生させる波長域の光を照射するためのものである。第３の光源２０は、例えば、ＬＥＤにより構成することができる。
【００４４】
第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとは、基材１２に設けられている。第３及び第４の光伝達経路１８ａ、１８ｂは、第３の光源２０と第３のガス発生材１７との間に配されている。第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとは、光学的に接続されていない。
【００４５】
なお、第３及び第４の光伝達経路１８ａ、１８ｂは、例えば、導波路によって構成することができる。また、第３及び第４の光伝達経路１８ａ、１８ｂのそれぞれの一部を光ファイバにより構成し、残りの一部を導波路により構成してもよい。
【００４６】
第４のマイクロ流路１２ｃは、基材１２に設けられている。第４のマイクロ流路１２ｃの一方側端部は、第１のマイクロ流路１２ａに接続されており、他方側端部は、第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとの間に位置している。即ち、第４のマイクロ流路１２ｃは、第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとを隔離している。
【００４７】
第４のマイクロ流路１２ｃの第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとの間に位置する部分よりも第１のマイクロ流路１２ａ側の部分に、第２の液体１９が配されている。第２の液体１９は、第３及び第４の光伝達経路１８ａ、１８ｂと同等の屈折率を有するものである。このため、第２の液体１９は、第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとの間に位置した際に第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとを光学的に接続し得るものである。
【００４８】
（マイクロポンプシステム１ｂの動作）
次に、マイクロポンプシステム１ｂの動作について説明する。マイクロポンプシステム１ｂにおいても、マイクロポンプシステム１と同様に、まず、制御部１０により、第１の光源１５がオン状態とされる。同様に、第３の光源２０も制御部１０によりオン状態とされる。その状態で、第２の光源１６ｄがオン状態とされる。すると、第１の液体１６ｂが第１の光伝送経路１４ａと第２の光伝送経路１４ｂとの間に移送され、第１の光源１５からの光が第１のガス発生材１３に導かれる。その結果、第１のガス発生材１３からガスが発生し、第１のマイクロ流路１２ａを経由してガスがマイクロポンプシステム１ｂ外に押出される。これにより、第１のポンプ機構が作動する。
【００４９】
第１のポンプ機構が作動されると、第１のマイクロ流路１２ａに供給されたガスの一部が第４のマイクロ流路１２ｃにも供給される。これにより、第２の液体１９が第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとの間に移送される。その結果、第３の光伝達経路１８ａと第４の光伝達経路１８ｂとが第２の液体１９を介して光学的に接続される。このため、第３の光源２０からの光が第３のガス発生材１７に導かれるようになる。よって、第３のガス発生材１７からガスが発生する。発生したガスは、第３のマイクロ流路１２ｂを経由してマイクロポンプシステム１ｂ外に押出される。これにより、第２のポンプ機構が作動する。
【００５０】
このように、マイクロポンプシステム１ｂでは、第１のポンプ機構と第２のポンプ機構とが連動して作動する。また、第１のポンプ機構と第２のポンプ機構との作動タイミングは、第４のマイクロ流路１２ｃの長さと、第２の液体１９の配置位置により調整することができる。
【００５１】
なお、第２の実施形態では、第４のマイクロ流路１２ｃを第１のマイクロ流路１２ａと接続したが、第２のマイクロ流路１６ａと接続してもよい。そうした場合であっても、第１及び第２のポンプ機構を連動して作動させることができる。
【００５２】
（第４の実施形態）
図５は、第４の実施形態におけるマイクロ流体デバイスの模式図である。図５に示すマイクロ流体デバイス２は、マイクロポンプシステム１を利用したデバイスであり、例えば検査、測定などに使用することができるデバイスである。
【００５３】
図５に示すように、マイクロ流体デバイス２は、検出部２１と検出器２２とが設けられている。検出部２１には、第１及び第２の被検出物供給部２３，２４と、検出用試薬供給部２５とが接続されている。第１の被検出物供給部２３は、第１の被検出物を検出部２１に供給する。第２の被検出物供給部２４は、第２の被検出物を検出部２１に供給する。本実施形態では、第１の被検出物が検体であり、第２の被検出物が抗体である。被検出物が一種類である場合は、第１の被検出物供給部２３のみを設けるようにしてもよい。
【００５４】
検出用試薬供給部２５は、検出用試薬を検出部２１に供給する。検出用試薬の種類は、被検出物の種類等に応じて適宜選択することができる。
【００５５】
検出器２２は、検出用試薬と反応した被検出物を検出するものである。
【００５６】
第１及び第２の被検出物供給部２３，２４と、検出用試薬供給部２５との少なくともひとつは、マイクロポンプシステム１を備えている。具体的には、本実施形態では、第１及び第２の被検出物供給部２３，２４と、検出用試薬供給部２５とのすべてがマイクロポンプシステム１を備えている。
【００５７】
詳細には、図６に示されるように、第１及び第２の被検出物供給部２３，２４と、検出用試薬供給部２５とのそれぞれは、マイクロポンプシステム１と、マイクロポンプシステム１に接続された供給部２６とを有する。供給部２６は、第１及び第２の被検出物並びに検出用試薬のいずれかが供給される供給口２８が接続されたマイクロ流路２９を有する。マイクロ流路２９には、ポンプ２７が接続されている。供給口２８から第１及び第２の被検出物並びに検出用試薬のいずれかが供給された状態で、ポンプ２７が駆動されることにより、マイクロ流路２９に設けられた秤量部３０により所望の体積の被検出物または検出用試薬が秤量される。その後、マイクロポンプシステム１が駆動されることにより、マイクロ流路３１を経由してマイクロ流路２９にガスが供給され、その結果、秤量された被検出物または検出用試薬が検出部２１に供給される。そして、検出部２１においては、供給された第１及び第２の被検出物と検出用試薬とが混合され、検出器２２によって検出用試薬と混合された被検出物の検出が行われる。
【００５８】
このようにマイクロ流体デバイス２では、第１及び第２の被検出物供給部２３，２４と、検出用試薬供給部２５とのそれぞれがマイクロポンプシステム１を有するため、第１及び第２の被検出物と検出用試薬とを正確なタイミングで検出部２１に供給することができる。従って、被検出物の検出を正確且つ迅速に行うことができる。
【００５９】
（第５の実施形態）
図７は、第５の実施形態におけるマイクロ流体デバイスの模式図である。図８は、第５の実施形態における第１の被検出物供給部の模式図である。図９は、第５の実施形態における第２の被検出物供給部の模式図である。図１０は、第５の実施形態における検出用試薬供給部の模式図である。
【００６０】
第５の実施形態におけるマイクロ流体デバイス２ａは、第４の実施形態におけるマイクロ流体デバイス２と以下の点において異なる。
【００６１】
まず、図８に示されるように、第１の被検出物供給部２３のマイクロ流路２９にマイクロ流路３２が接続されている。このマイクロ流路３２は、図９に示されるように、第２の被検出物供給部２４のマイクロ流路３１に接続されている。また、第２の被検出物供給部２４のマイクロ流路２９には、マイクロ流路３３が接続されている。このマイクロ流路３３は、図１０に示されるように、検出用試薬供給部２５のマイクロ流路３１に接続されている。
【００６２】
このため、第１の被検出物供給部２３のマイクロポンプシステム１が駆動されると、まず、第１の被検出物供給部２３から第１の被検出物が検出部２１に供給される。それと共に、第１の被検出物供給部２３から、マイクロ流路３２を経由して、第２の被検出物供給部２４のマイクロ流路２９にガスが供給される。その結果、第２の被検出物供給部２４から第２の被検出物が検出部２１に供給される。それと共に、第２の被検出物供給部２４から、マイクロ流路３３を経由して、検出用試薬供給部２５のマイクロ流路２９にガスが供給される。その結果、検出用試薬供給部２５から検出用試薬が検出部２１に供給される。
【００６３】
このように、本実施形態のマイクロ流体デバイス２ａでは、マイクロポンプシステム１が駆動されると、第１の被検出物、第２の被検出物及び検出用試薬が、自動的に、且つこの順番で連続して検出部２１に供給される。従って、例えば、第１及び第２の被検出物供給部２３，２４と検出用試薬供給部２５を、個別に制御する場合とは異なり、容易に検出を行うことができる。
【符号の説明】
【００６４】
１，１ａ、１ｂ…マイクロポンプシステム
２，２ａ…マイクロ流体デバイス
１０…制御部
１１…マイクロポンプ
１２…基材
１２ａ…第１のマイクロ流路
１２ｂ…第３のマイクロ流路
１２ｃ…第４のマイクロ流路
１３…第１のガス発生材
１４ａ…第１の光伝送経路
１４ｂ…第２の光伝送経路
１５…第１の光源
１６…接続機構
１６ａ…第２のマイクロ流路
１６ｂ…第１の液体
１６ｃ…第２のガス発生材
１６ｄ…第２の光源
１７…第３のガス発生材
１８ａ…第３の光伝達経路
１８ｂ…第４の光伝達経路
１９…第２の液体
２０…第３の光源
２１…検出部
２２…検出器
２３…第１の被検出物供給部
２４…第２の被検出物供給部
２５…検出用試薬供給部
２６…供給部
２７…ポンプ
２８…供給口
２９，３１〜３３…マイクロ流路
３０…秤量部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のマイクロ流路と、
光が照射された際にガスを発生させ、前記第１のマイクロ流路にガスを供給する第１のガス発生材と、
前記第１のガス発生材に光を照射する第１の光源と、
前記第１の光源と前記第１のガス発生材との間に配されており、互いに光学的に接続されていない第１及び第２の光伝送経路と、
前記第１の光伝送経路と前記第２の光伝送経路とを光学的に接続する接続機構と、
を備え、
前記第１の光伝送経路と前記第２の光伝送経路とは、前記接続機構により光学的に接続されたときに、前記第１の光源からの光を前記第１のガス発生材に導くように配されている、マイクロポンプ。
【請求項２】
前記接続機構は、前記第１の光伝送経路と前記第２の光伝送経路とを隔離する第２のマイクロ流路を有し、前記第２のマイクロ流路の前記第１の光伝送経路と前記第２の光伝送経路との間に位置する部分に、前記第１の光伝送経路と前記第２の光伝送経路とを光学的に接続する第１の液体を供給する機構である、請求項１に記載のマイクロポンプ。
【請求項３】
前記接続機構は、
光が照射された際にガスを発生させ、前記第２のマイクロ流路にガスを供給する第２のガス発生材と、
前記第２のガス発生材に光を照射する第２の光源と、
をさらに有する、請求項２に記載のマイクロポンプ。
【請求項４】
第３のマイクロ流路と、
光が照射された際にガスを発生させ、前記第３のマイクロ流路にガスを供給する第３のガス発生材と、
前記第３のガス発生材に光を照射する第３の光源と、
前記第３の光源と、前記第３のガス発生材との間に配されており、互いに光学的に接続されていない第３及び第４の光伝送経路と、
前記第３の光伝送経路と前記第４の光伝送経路とを隔離しており、前記第１のマイクロ流路に接続された第４のマイクロ流路と、
前記第４のマイクロ流路の前記第３の光伝送経路と前記第４の光伝送経路との間に位置する部分よりも前記第１のマイクロ流路側に配されており、前記第３の光伝送経路と前記第４の光伝送経路とを光学的に接続できる屈折率を有する第２の液体と、
をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロポンプ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロポンプと、
前記マイクロポンプを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１の光源を駆動した状態で前記接続機構に前記第１の光伝送経路と前記第２の光伝送経路とを光学的に接続させる、マイクロポンプシステム。
【請求項６】
被検出物及び検出用試薬が供給され、前記被検出物と前記検出用試薬とが混合される検出部と、
前記検出部において前記検出用試薬と混合された前記被検出物を検出する検出器と、
前記検出部に前記被検出物を供給する被検出物供給部と、
前記検出部に前記検出用試薬を供給する検出用試薬供給部と、
を備え、
前記被検出物供給部と前記検出用試薬供給部との少なくとも一方が請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロポンプを有する、マイクロ流体デバイス。
【請求項７】
前記被検出物供給部と前記検出用試薬供給部とのうちの一方が前記マイクロポンプを有し、
前記被検出物供給部と前記検出用試薬供給部とのうちの一方は、前記検出部に前記被検出物または前記検出用試薬を供給する際に、前記被検出物供給部と前記検出用試薬供給部とのうちの他方にガスを供給するように構成されている、請求項６に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１】
第１のマイクロ流路と、
光が照射された際にガスを発生させ、前記第１のマイクロ流路にガスを供給する第１のガス発生材と、
前記第１のガス発生材に光を照射する第１の光源と、
前記第１の光源と前記第１のガス発生材との間に配されており、互いに光学的に接続されていない第１及び第２の光伝送経路と、
前記第１の光伝送経路と前記第２の光伝送経路とを光学的に接続する接続機構と、
を備え、
前記第１の光伝送経路と前記第２の光伝送経路とは、前記接続機構により光学的に接続されたときに、前記第１の光源からの光を前記第１のガス発生材に導くように配されている、マイクロポンプ。
【請求項２】
前記接続機構は、前記第１の光伝送経路と前記第２の光伝送経路とを隔離する第２のマイクロ流路を有し、前記第２のマイクロ流路の前記第１の光伝送経路と前記第２の光伝送経路との間に位置する部分に、前記第１の光伝送経路と前記第２の光伝送経路とを光学的に接続する第１の液体を供給する機構である、請求項１に記載のマイクロポンプ。
【請求項３】
前記接続機構は、
光が照射された際にガスを発生させ、前記第２のマイクロ流路にガスを供給する第２のガス発生材と、
前記第２のガス発生材に光を照射する第２の光源と、
をさらに有する、請求項２に記載のマイクロポンプ。
【請求項４】
第３のマイクロ流路と、
光が照射された際にガスを発生させ、前記第３のマイクロ流路にガスを供給する第３のガス発生材と、
前記第３のガス発生材に光を照射する第３の光源と、
前記第３の光源と、前記第３のガス発生材との間に配されており、互いに光学的に接続されていない第３及び第４の光伝送経路と、
前記第３の光伝送経路と前記第４の光伝送経路とを隔離しており、前記第１のマイクロ流路に接続された第４のマイクロ流路と、
前記第４のマイクロ流路の前記第３の光伝送経路と前記第４の光伝送経路との間に位置する部分よりも前記第１のマイクロ流路側に配されており、前記第３の光伝送経路と前記第４の光伝送経路とを光学的に接続できる屈折率を有する第２の液体と、
をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロポンプ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロポンプと、
前記マイクロポンプを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１の光源を駆動した状態で前記接続機構に前記第１の光伝送経路と前記第２の光伝送経路とを光学的に接続させる、マイクロポンプシステム。
【請求項６】
被検出物及び検出用試薬が供給され、前記被検出物と前記検出用試薬とが混合される検出部と、
前記検出部において前記検出用試薬と混合された前記被検出物を検出する検出器と、
前記検出部に前記被検出物を供給する被検出物供給部と、
前記検出部に前記検出用試薬を供給する検出用試薬供給部と、
を備え、
前記被検出物供給部と前記検出用試薬供給部との少なくとも一方が請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロポンプを有する、マイクロ流体デバイス。
【請求項７】
前記被検出物供給部と前記検出用試薬供給部とのうちの一方が前記マイクロポンプを有し、
前記被検出物供給部と前記検出用試薬供給部とのうちの一方は、前記検出部に前記被検出物または前記検出用試薬を供給する際に、前記被検出物供給部と前記検出用試薬供給部とのうちの他方にガスを供給するように構成されている、請求項６に記載のマイクロ流体デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７１１９１（Ｐ２０１３−７１１９１Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１０４６５（Ｐ２０１１−２１０４６５）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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