マイクロポンプによる送液方法および送液システム
【課題】差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合を利用した双方向送液が可能なマイクロポンプにおいて、例えばマイクロリアクタの流路内において反応に用いる液を下流へ送液する場合のような主方向への送液時における送液速度を早めることができると同時に、いずれの方向に送液する場合であってもポンプ室内における気泡の発生を十分に防止可能な送液方法および送液システムを提供する。
【解決手段】第１流路および、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路が連通する加圧室に接続された振動アクチュエータに対して、第１流路から第２流路に向かう方向へ液体を送液するための第１の駆動電圧波形における電圧の立ち上り時間Ｔ１を、第２流路から第１流路に向かう方向へ液体を送液するための第２の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間Ｔ７よりも短くした。
【解決手段】第１流路および、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路が連通する加圧室に接続された振動アクチュエータに対して、第１流路から第２流路に向かう方向へ液体を送液するための第１の駆動電圧波形における電圧の立ち上り時間Ｔ１を、第２流路から第１流路に向かう方向へ液体を送液するための第２の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間Ｔ７よりも短くした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロポンプによる送液方法および送液システムに関し、さらに詳しくは、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が互いに異なる流路が接続された加圧室の内部圧力を変化させ、加圧室に接続されたアクチュエータへ印加する電圧波形によって液体を双方向へ送液するマイクロポンプの送液方法および送液システムに関する。特に、マイクロリアクタの流路内において、マイクロポンプからの駆動液によって反応に用いる液体を送液する技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロマシン技術および超微細加工技術を駆使することにより、従来の試料調製、化学分析、化学合成などを行うための装置、手段(例えばポンプ、バルブ、流路、セ
ンサーなど)を微細化して１チップ上に集積化したシステムが開発されている。これは、
μ−ＴＡＳ（Micro total Analysis System）、バイオリアクタ、ラブ・オン・チップ（Lab-on-chips）、バイオチップとも呼ばれ、医療検査・診断分野、環境測定分野、農産製
造分野でその応用が期待されている。現状の遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、自動化、高速化および簡便化されたミクロ化分析システムは、コスト、必要試料量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とする点でその恩恵は多大と言える。
【０００３】
また、各種の分析、検査ではこれらの分析用チップにおける分析の定量性、解析の精度、経済性などが重要視される。そのためにはシンプルな構成で、高い信頼性の送液システムを確立することが課題であり、精度が高く信頼性に優れるマイクロ流体制御素子が求められているが、このようなマイクロポンプシステムの一つとして、特許文献１に開示されているものがある。
【０００４】
このマイクロポンプは、アクチュエータに印加する電圧波形によって双方向への送液が可能であり、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が互いに異なる流路を加圧室に接続した構造を備えている。加圧室の壁面にはダイヤフラムが形成されており、その外面にピエゾ素子等からなるアクチュエータが接続されている。加圧室には、流路抵抗が差圧に応じて変化する第１流路と、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路とが連通している。
【０００５】
アクチュエータに対して図５（ａ）に示す波形の電圧を印加すると、急峻に電圧が立ち上がる期間Ｔ１において、加圧室の内部へ向かう方向へ素早くダイヤフラムが変位して、第１流路および第２流路に大きい差圧が与えられながら加圧室の体積が減少する。
【０００６】
次いで、期間Ｔ２において電圧は一定値ｅ１に維持され、その後、緩やかに電圧が立ち下がる期間Ｔ３において、加圧室からその外側に向かう方向へゆっくりダイヤフラムが変位して、第１流路および第２流路に小さい差圧が与えられながら加圧室の体積が増加する。
【０００７】
期間Ｔ４の間隔をおいて繰り返し上記台形状の電圧波形を印加することによって、液体は一方の方向へ送液される。
そして、液体を反対方向へ送液する場合には、電圧制御の利便性等から図５（ａ）の波形を反転させた形状をもつ図５（ｂ）の電圧波形が用いられている。アクチュエータに対して図５（ｂ）に示す波形の電圧を印加すると、緩やかに電圧が立ち上がる期間Ｔ５において、加圧室の内部へ向かう方向へゆっくりダイヤフラムが変位して、第１流路および第
２流路に小さい差圧が与えられながら加圧室の体積が減少する。
【０００８】
次いで、期間Ｔ６において電圧は一定値ｅ１に維持され、その後、急峻に電圧が立ち下がる期間Ｔ７において、加圧室からその外側に向かう方向へ素早くダイヤフラムが変位して、第１流路および第２流路に大きい差圧が与えられながら加圧室の体積が増加する。
【０００９】
期間Ｔ８の間隔をおいて繰り返し上記台形状の電圧波形を印加することによって、液体は上記反対方向へ送液される。
このマイクロポンプをマイクロリアクタの流路上流側に連通させ、マイクロリアクタの流路へ駆動液を送出することによって、マイクロリアクタの流路内にある反応に用いる液体を押して送液することができる。
【００１０】
また、例えばマイクロリアクタ内の反応部で試薬等を前後に揺らしながら反応を進行させる場合には、マイクロポンプのアクチュエータに図５（ａ）の電圧波形と図５（ｂ）の電圧波形とを交互に印加することによって、駆動液と一連に繋がっている反応液の送液方向を正逆方向へ複数回切り換えながら当該操作を行うことができる。
【特許文献１】特開２００１−３２２０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このマイクロポンプによる送液速度をより早める必要がある場合、図５（ａ）の電圧波形における立ち上がり期間Ｔ１を短くすることで速度を上げることができる。図５（ｂ）の電圧波形における立ち下がり期間Ｔ７を短くする場合も同様である。
【００１２】
ところが、このようにして送液速度を早めると、次の問題が生じるようになる。すなわち、図５（ａ）の波形で第１流路から第２流路に向かう方向へ送液した場合と比べて、図５（ｂ）の波形で第２流路から第１流路に向かう方向へ送液した場合では、アクチュエータの振動に伴ってマイクロポンプの加圧室内部に発生する負圧が大きくなる。
【００１３】
そのため、ポンプ室内部にキャビテーションによる気泡が発生し易くなり、正常な送液が阻害される要因となる。
本発明は、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合を利用した双方向送液が可能なマイクロポンプにおいて、例えばマイクロリアクタの流路内において反応に用いる液を下流へ送液する場合のような主方向への送液時における送液速度を早めることができると同時に、いずれの方向に送液する場合であってもポンプ室内における気泡の発生を十分に防止可能な送液方法および送液システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のマイクロポンプによる送液方法は、流路抵抗が差圧に応じて変化する第１流路と、
差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路と、
第１流路および第２流路に接続された加圧室と、
該加圧室の内部圧力を変化させるアクチュエータと、
を備えたマイクロポンプを用いて液体を双方向へ送液する方法であって、
略台形状の電圧波形が繰り返される第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ液体を送液するとともに、
略台形状の電圧波形が繰り返される第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ液体を送液し、
第１の駆動電圧波形における電圧の立ち上り時間を、第２の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間よりも短くすることを特徴とする。
【００１５】
上記の発明において、マイクロポンプの第２流路側に、板状チップ内の流路において反応に用いる液体が送液されるマイクロリアクタの流路上流に設けられた駆動液注入部を連通させ、
前記第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ駆動液を送液し、前記駆動液注入部からマイクロリアクタの流路内に注入された駆動液によって前記反応に用いる液体を下流へ押して送液することが好ましい。
【００１６】
上記の発明において、前記第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ駆動液を送液し、駆動液と一連に繋がっている前記反応に用いる液体を、下流とは逆方向の前記駆動液注入部側へ送液することが好ましい。
【００１７】
本発明のマイクロポンプによる送液システムは、
（ｉ）流路抵抗が差圧に応じて変化する第１流路と、
差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路と、
第１流路および第２流路に接続された加圧室と、
該加圧室の内部圧力を変化させるアクチュエータと、
を備えた液体を双方向へ送液可能なマイクロポンプと、
（ii）アクチュエータを駆動するための、略台形状の電圧波形が繰り返される第１の駆動電圧波形および第２の駆動電圧波形を生成する手段と、
を備え、
第１の駆動電圧波形における電圧の立ち上り時間は、第２の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間よりも短く、
第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ液体を送液し、
第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ液体を送液することを特徴とする。
【００１８】
上記の発明において、送液システムは、板状チップ内の流路に反応に用いる液体が予め収容され当該流路内において試薬を用いた反応が行われるマイクロリアクタを備え、
マイクロリアクタの流路上流には、前記反応に用いる液体を送液するための駆動液が注入される駆動液注入部が設けられ、
前記マイクロポンプの第２流路側に、マイクロリアクタの駆動液注入部が連通され、
前記第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ駆動液を送液し、駆動液注入部からマイクロリアクタの流路内に注入された駆動液によって前記反応に用いる液体を下流へ押して送液することが好ましい。
【００１９】
上記の発明において、前記第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ駆動液を送液し、駆動液と一連に繋がっている前記反応に用いる液体を、下流とは逆方向の前記駆動液注入部側へ送液することが好ましい。
【００２０】
以上の発明によれば、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路の下流側へ、駆動液による送液対象の液体がある流路、例えばマイクロリアクタの流路を連通させて、第１流路から第２流路に向かう方向を送液の主方向とし、この方向へ送液するための第１の駆動電圧波形と、その反対側へ送液するための第２の駆動電圧波形とを非対称な形状としている。具体的には、第１の駆動電圧波形における電圧の立ち上がり時間を、第２の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間よりも短くしている。
【００２１】
そのため、一方向への送液時と他方向への送液時における電圧値が同一としても、主方向への送液速度を早めることができると同時に、キャビテーションによりポンプ室内に気
泡が発生し易い第２流路から第１流路への送液時にも気泡の発生が抑制される。主方向とは反対側の第２流路から第１流路への送液速度は、主方向への送液速度よりも遅くなるが、逆方向送液の用途および使用頻度の点から実用上の影響は小さい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、主方向への送液時における送液速度を早めることができると同時に、いずれの方向に送液する場合であってもポンプ室内における気泡の発生が十分に防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例において使用されるマイクロポンプユニットの断面図、図２は、その斜視図、図３（ａ）および図３（ｂ）は、マイクロポンプによる主方向（Ａ方向）および逆方向（Ｂ方向）への送液時における駆動電圧波形および液の送出量を示したグラフである。図４は、このマイクロポンプユニットを用いて送液を行うマイクロリアクタを示した図である。
【００２４】
なお、本実施例で用いられるマイクロリアクタは、マイクロリアクタの流路に予め収容された試薬と、分析時にマイクロリアクタの流路内に注入される検体との遺伝子増幅反応およびその検出を行うものである。
【００２５】
図１および図２に示すマイクロポンプユニット１は、シリコン製の基板７と、その上のガラス製の基板８と、その上のガラス製の基板９との３つの基板から構成されている。基板７と基板８、および基板８と基板９はそれぞれ、陽極接合によって接合されている。
【００２６】
シリコン製の基板７と、その上に陽極接合によって貼り合わされたガラス製の基板８との間の内部空間によってマイクロポンプ２が構成されている。
基板７は、シリコンウエハをフォトリソグラフィ技術により所定の形状に加工したものである。例えば、シリコン基板面への酸化膜の形成、レジスト塗布、レジストの露光および現像、酸化膜のエッチング、ＩＣＰ（高周波誘導結合型プラズマ、Inductively Coupled Plasma）などによるシリコンのエッチング等を含む微細加工によって、加圧室１２、第１流路１３、第１液室１５、第２流路１４、および第２液室１６が形成されている。
【００２７】
加圧室１２の位置では、シリコン基板がダイヤフラムに加工され、その外側表面には、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）セラミックスなどからなるピエゾアクチュエータ１１が貼着されている。
【００２８】
このマイクロポンプ２は、ピエゾアクチュエータ１１へ印加する電圧によって次のように駆動される。所定波形の電圧を印加することによりピエゾアクチュエータ１１が振動すると、それと共に、加圧室１２の位置におけるシリコンダイヤフラムが振動し、これによって加圧室１２の体積が増減する。第１流路１３と第２流路１４とは、幅および深さが同じで、長さが第１流路１３よりも第２流路１４の方が長くなっている。
【００２９】
第１流路１３では、差圧が大きくなると、流路内で乱流が発生し、流路抵抗が増加する。一方、第２流路１４では、流路幅が長いので差圧が大きくなっても層流になり易く、第１流路１３に比べて差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が小さくなる。
【００３０】
なお、第１流路１３と第２流路１４における、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合の相違は、必ずしも流路の長さの違いによる必要はなく、他の形状的な相違に基づくものであってもよい。
【００３１】
ピエゾアクチュエータ１１に対して図３（ａ）に示す波形の電圧を印加すると、急峻に電圧が立ち上がる期間Ｔ１において、加圧室１２の内部へ向かう方向へ素早くダイヤフラムが変位して、第１流路１３および第２流路１４に大きい差圧が与えられながら加圧室１２の体積が減少する。
【００３２】
次いで、期間Ｔ２において電圧は一定値ｅ１に維持され、その後、緩やかに電圧が立ち下がる期間Ｔ３において、加圧室１２からその外側に向かう方向へゆっくりダイヤフラムが変位して、第１流路１３および第２流路１４に小さい差圧が与えられながら加圧室１２の体積が増加する。
【００３３】
期間Ｔ４の間隔をおいて繰り返し上記台形状の電圧波形を印加することによって、液体は図１においてＡ方向へ送液される。
一方、ピエゾアクチュエータ１１に対して図３（ｂ）に示す波形の電圧を印加すると、緩やかに電圧が立ち上がる期間Ｔ５において、加圧室１２の内部へ向かう方向へゆっくりダイヤフラムが変位して、第１流路１３および第２流路１４に小さい差圧が与えられながら加圧室１２の体積が減少する。
【００３４】
次いで、期間Ｔ６において電圧は一定値ｅ１に維持され、その後、急峻に電圧が立ち下がる期間Ｔ７において、加圧室１２からその外側に向かう方向へ素早くダイヤフラムが変位して、第１流路１３および第２流路１４に大きい差圧が与えられながら加圧室１２の体積が増加する。
【００３５】
期間Ｔ８の間隔をおいて繰り返し上記台形状の電圧波形を印加することによって、液体は図１においてＢ方向へ送液される。
本実施例では、Ｂ方向へ送液する際の図３（ｂ）の台形電圧波形として、Ａ方向へ送液する際の図３（ａ）の台形電圧波形を反転させたものを用いるのではなく、図３（ａ）の台形電圧波形と図３（ｂ）の台形電圧波形とは互いに非対称な形状になっている。
【００３６】
すなわち、Ａ方向へ送液する際の駆動電圧波形における電圧の立ち上り時間Ｔ１を、Ｂ方向へ送液する際の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間Ｔ７よりも短くしている。
したがって、図３（ａ）の台形電圧波形における短い立ち上り時間Ｔ１によって、送液の主方向であるＡ方向への送液速度を早めることができると共に、図３（ｂ）の台形電圧波形における立ち下り時間Ｔ７は、Ｂ方向への送液速度に実用上の支障がない程度に、図３（ａ）の台形電圧波形の立ち上り時間Ｔ１よりも長くなっているので、キャビテーションによりポンプ室内に気泡が発生し易いＢ方向への送液時にも気泡の発生が抑制される。
【００３７】
基板９には、流路１０がパターニングされており、流路１０の下流側には、図４のマイクロリアクタの開口３２ａ〜３２ｋに位置合わせすることによりマイクロポンプ２を検査チップの微細流路に連通させるための開口５が設けられている。
【００３８】
流路１０の上流側は、基板８の貫通孔６ｂを介して、基板７に設けられた流路を通りマイクロポンプ２に連通されている。また、マイクロポンプ２の上流側は、基板７に設けられた流路から基板８の貫通孔６ａを介して、ガラス製の基板９に設けられた開口４に連通されている。この開口４は不図示の駆動液タンクに接続されている。開口４は、例えば、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）のパッキンを介して駆動液タンクに接続される。
【００３９】
開口５ａ，５ｂ，５ｃはそれぞれ、図４のマイクロリアクタの開口３２ｃ，３２ｄ，３２ｅと連通される（なお、図２ではマイクロポンプユニット全体のうち一部分のみ示している）。マイクロポンプ２によって、流路１０、開口５ａ、開口３２ｃを通じて駆動液を送液して試薬収容部３３ａに収容された試薬を下流へ押し出し、流路１０、開口５ｂ、開
口３２ｄを通じて駆動液を送液して試薬収容部３３ｂに収容された試薬を下流へ押し出し、流路１０、開口５ｃ、開口３２ｅを通じて駆動液を送液して試薬収容部３３ｃに収容された試薬を下流へ押し出す。
【００４０】
試薬収容部３３ａ〜３３ｃに収容された試薬は、開口３２ｃ〜３２ｅに連通するそれぞれ別途のマイクロポンプによって、試薬収容部３３ａ〜３３ｃの下流側端部に設けられた撥水バルブ（図示せず）を通過して合流部４１へ流れ込み、その先に続く流路である試薬混合流路３５で３種類の各試薬が混合される。
【００４１】
試薬混合流路３５で混合され混合試薬送出流路３６に送り出された混合試薬は、流路状の試料受容部３７に収容された試料と合流部３８で合流する。なお、混合試薬は開口３２ｂに連通したマイクロポンプ２によって駆動液で下流へ押し出され、試料は開口３２ａに連通したマイクロポンプ２によって駆動液で下流へ押し出される。混合試薬と試料との混合液は、反応部３９へ送出され、加熱によって遺伝子増幅反応が開始される。
【００４２】
反応後の液は、検出部４０へ送出され、例えば光学的な検出方法などによって標的物質が検出される。なお、開口３２ｆ〜３２ｊに連通するそれぞれ別途のマイクロポンプ２によって、これらの開口から先の流路に予め収容された各試薬（例えば混合試薬と試料との反応を停止させる液、検出対象の物質に対して標識などの必要な処理を行うための液、洗浄液など）を所定のタイミングで下流へ押し出して送液するようにしている。
【００４３】
図２のマイクロポンプ２におけるＡ方向の送液は、試薬同士の合流、反応部３９への試薬および試料の送液など、マイクロリアクタ３０の流路内にある反応、検出に用いる液体を下流へ押して送液する際に用いられる。
【００４４】
一方、Ｂ方向の送液は、反応部３９などで試薬を前後に揺らしたり、下流へ進め過ぎた液体を少し戻したりする場合等に用いられるが、Ａ方向への送液と比べれば使用頻度は低いので、多少送液速度が遅くても実用上の問題は起こりにくい。
【００４５】
本実施例の電圧波形によってマイクロポンプ２を制御すれば、マイクロリアクタ３０内の流路においてＡ方向への素早い送液が実行でき、さらに、Ｂ方向への送液時にもマイクロポンプ２のポンプ室には気泡が発生しにくい。
【００４６】
以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明はこの実施例に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変形、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、本発明の一実施例において使用されるマイクロポンプユニットの断面図である。
【図２】図２は、図１のマイクロポンプユニットの斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、主方向（Ａ方向）への送液時における駆動電圧波形および液の送出量を示したグラフ、図３（ｂ）は、逆方向（Ｂ方向）への送液時における駆動電圧波形および液の送出量を示したグラフである。
【図４】図４は、図１のマイクロポンプユニットを用いて送液を行うマイクロリアクタを示した図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は、マイクロポンプの送液時における従来の駆動電圧波形および液の送出量を示し、図５（ａ）は、マイクロポンプによる第１流路から第２流路に向かう方向への送液時における駆動電圧波形および液の送出量を示したグラフ、図５（ｂ）は、第２流路から第１流路に向かう方向への送液時における駆動電圧波形および液の送出量を示したグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１ マイクロポンプユニット
２ マイクロポンプ
３ チップ接続部
４ 開口
５ａ〜５ｃ 開口
６ａ，６ｂ 貫通孔
７ 基板
８ 基板
９ 基板
１０ 流路
１１ ピエゾアクチュエータ
１２ 加圧室
１３ 第１流路
１４ 第２流路
１５ 第１液室
１６ 第２液室
３０ マイクロリアクタ
３２ａ〜３２ｋ 開口
３３ａ〜３３ｃ 試薬収容部
３５ 試薬混合流路
３６ 混合試薬送出流路
３７ 試料受容部
３８ 合流部
３９ 反応部
４０ 検出部
４１ 合流部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロポンプによる送液方法および送液システムに関し、さらに詳しくは、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が互いに異なる流路が接続された加圧室の内部圧力を変化させ、加圧室に接続されたアクチュエータへ印加する電圧波形によって液体を双方向へ送液するマイクロポンプの送液方法および送液システムに関する。特に、マイクロリアクタの流路内において、マイクロポンプからの駆動液によって反応に用いる液体を送液する技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロマシン技術および超微細加工技術を駆使することにより、従来の試料調製、化学分析、化学合成などを行うための装置、手段(例えばポンプ、バルブ、流路、セ
ンサーなど)を微細化して１チップ上に集積化したシステムが開発されている。これは、
μ−ＴＡＳ（Micro total Analysis System）、バイオリアクタ、ラブ・オン・チップ（Lab-on-chips）、バイオチップとも呼ばれ、医療検査・診断分野、環境測定分野、農産製
造分野でその応用が期待されている。現状の遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、自動化、高速化および簡便化されたミクロ化分析システムは、コスト、必要試料量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とする点でその恩恵は多大と言える。
【０００３】
また、各種の分析、検査ではこれらの分析用チップにおける分析の定量性、解析の精度、経済性などが重要視される。そのためにはシンプルな構成で、高い信頼性の送液システムを確立することが課題であり、精度が高く信頼性に優れるマイクロ流体制御素子が求められているが、このようなマイクロポンプシステムの一つとして、特許文献１に開示されているものがある。
【０００４】
このマイクロポンプは、アクチュエータに印加する電圧波形によって双方向への送液が可能であり、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が互いに異なる流路を加圧室に接続した構造を備えている。加圧室の壁面にはダイヤフラムが形成されており、その外面にピエゾ素子等からなるアクチュエータが接続されている。加圧室には、流路抵抗が差圧に応じて変化する第１流路と、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路とが連通している。
【０００５】
アクチュエータに対して図５（ａ）に示す波形の電圧を印加すると、急峻に電圧が立ち上がる期間Ｔ１において、加圧室の内部へ向かう方向へ素早くダイヤフラムが変位して、第１流路および第２流路に大きい差圧が与えられながら加圧室の体積が減少する。
【０００６】
次いで、期間Ｔ２において電圧は一定値ｅ１に維持され、その後、緩やかに電圧が立ち下がる期間Ｔ３において、加圧室からその外側に向かう方向へゆっくりダイヤフラムが変位して、第１流路および第２流路に小さい差圧が与えられながら加圧室の体積が増加する。
【０００７】
期間Ｔ４の間隔をおいて繰り返し上記台形状の電圧波形を印加することによって、液体は一方の方向へ送液される。
そして、液体を反対方向へ送液する場合には、電圧制御の利便性等から図５（ａ）の波形を反転させた形状をもつ図５（ｂ）の電圧波形が用いられている。アクチュエータに対して図５（ｂ）に示す波形の電圧を印加すると、緩やかに電圧が立ち上がる期間Ｔ５において、加圧室の内部へ向かう方向へゆっくりダイヤフラムが変位して、第１流路および第
２流路に小さい差圧が与えられながら加圧室の体積が減少する。
【０００８】
次いで、期間Ｔ６において電圧は一定値ｅ１に維持され、その後、急峻に電圧が立ち下がる期間Ｔ７において、加圧室からその外側に向かう方向へ素早くダイヤフラムが変位して、第１流路および第２流路に大きい差圧が与えられながら加圧室の体積が増加する。
【０００９】
期間Ｔ８の間隔をおいて繰り返し上記台形状の電圧波形を印加することによって、液体は上記反対方向へ送液される。
このマイクロポンプをマイクロリアクタの流路上流側に連通させ、マイクロリアクタの流路へ駆動液を送出することによって、マイクロリアクタの流路内にある反応に用いる液体を押して送液することができる。
【００１０】
また、例えばマイクロリアクタ内の反応部で試薬等を前後に揺らしながら反応を進行させる場合には、マイクロポンプのアクチュエータに図５（ａ）の電圧波形と図５（ｂ）の電圧波形とを交互に印加することによって、駆動液と一連に繋がっている反応液の送液方向を正逆方向へ複数回切り換えながら当該操作を行うことができる。
【特許文献１】特開２００１−３２２０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このマイクロポンプによる送液速度をより早める必要がある場合、図５（ａ）の電圧波形における立ち上がり期間Ｔ１を短くすることで速度を上げることができる。図５（ｂ）の電圧波形における立ち下がり期間Ｔ７を短くする場合も同様である。
【００１２】
ところが、このようにして送液速度を早めると、次の問題が生じるようになる。すなわち、図５（ａ）の波形で第１流路から第２流路に向かう方向へ送液した場合と比べて、図５（ｂ）の波形で第２流路から第１流路に向かう方向へ送液した場合では、アクチュエータの振動に伴ってマイクロポンプの加圧室内部に発生する負圧が大きくなる。
【００１３】
そのため、ポンプ室内部にキャビテーションによる気泡が発生し易くなり、正常な送液が阻害される要因となる。
本発明は、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合を利用した双方向送液が可能なマイクロポンプにおいて、例えばマイクロリアクタの流路内において反応に用いる液を下流へ送液する場合のような主方向への送液時における送液速度を早めることができると同時に、いずれの方向に送液する場合であってもポンプ室内における気泡の発生を十分に防止可能な送液方法および送液システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のマイクロポンプによる送液方法は、流路抵抗が差圧に応じて変化する第１流路と、
差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路と、
第１流路および第２流路に接続された加圧室と、
該加圧室の内部圧力を変化させるアクチュエータと、
を備えたマイクロポンプを用いて液体を双方向へ送液する方法であって、
略台形状の電圧波形が繰り返される第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ液体を送液するとともに、
略台形状の電圧波形が繰り返される第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ液体を送液し、
第１の駆動電圧波形における電圧の立ち上り時間を、第２の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間よりも短くすることを特徴とする。
【００１５】
上記の発明において、マイクロポンプの第２流路側に、板状チップ内の流路において反応に用いる液体が送液されるマイクロリアクタの流路上流に設けられた駆動液注入部を連通させ、
前記第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ駆動液を送液し、前記駆動液注入部からマイクロリアクタの流路内に注入された駆動液によって前記反応に用いる液体を下流へ押して送液することが好ましい。
【００１６】
上記の発明において、前記第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ駆動液を送液し、駆動液と一連に繋がっている前記反応に用いる液体を、下流とは逆方向の前記駆動液注入部側へ送液することが好ましい。
【００１７】
本発明のマイクロポンプによる送液システムは、
（ｉ）流路抵抗が差圧に応じて変化する第１流路と、
差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路と、
第１流路および第２流路に接続された加圧室と、
該加圧室の内部圧力を変化させるアクチュエータと、
を備えた液体を双方向へ送液可能なマイクロポンプと、
（ii）アクチュエータを駆動するための、略台形状の電圧波形が繰り返される第１の駆動電圧波形および第２の駆動電圧波形を生成する手段と、
を備え、
第１の駆動電圧波形における電圧の立ち上り時間は、第２の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間よりも短く、
第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ液体を送液し、
第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ液体を送液することを特徴とする。
【００１８】
上記の発明において、送液システムは、板状チップ内の流路に反応に用いる液体が予め収容され当該流路内において試薬を用いた反応が行われるマイクロリアクタを備え、
マイクロリアクタの流路上流には、前記反応に用いる液体を送液するための駆動液が注入される駆動液注入部が設けられ、
前記マイクロポンプの第２流路側に、マイクロリアクタの駆動液注入部が連通され、
前記第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ駆動液を送液し、駆動液注入部からマイクロリアクタの流路内に注入された駆動液によって前記反応に用いる液体を下流へ押して送液することが好ましい。
【００１９】
上記の発明において、前記第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ駆動液を送液し、駆動液と一連に繋がっている前記反応に用いる液体を、下流とは逆方向の前記駆動液注入部側へ送液することが好ましい。
【００２０】
以上の発明によれば、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路の下流側へ、駆動液による送液対象の液体がある流路、例えばマイクロリアクタの流路を連通させて、第１流路から第２流路に向かう方向を送液の主方向とし、この方向へ送液するための第１の駆動電圧波形と、その反対側へ送液するための第２の駆動電圧波形とを非対称な形状としている。具体的には、第１の駆動電圧波形における電圧の立ち上がり時間を、第２の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間よりも短くしている。
【００２１】
そのため、一方向への送液時と他方向への送液時における電圧値が同一としても、主方向への送液速度を早めることができると同時に、キャビテーションによりポンプ室内に気
泡が発生し易い第２流路から第１流路への送液時にも気泡の発生が抑制される。主方向とは反対側の第２流路から第１流路への送液速度は、主方向への送液速度よりも遅くなるが、逆方向送液の用途および使用頻度の点から実用上の影響は小さい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、主方向への送液時における送液速度を早めることができると同時に、いずれの方向に送液する場合であってもポンプ室内における気泡の発生が十分に防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例において使用されるマイクロポンプユニットの断面図、図２は、その斜視図、図３（ａ）および図３（ｂ）は、マイクロポンプによる主方向（Ａ方向）および逆方向（Ｂ方向）への送液時における駆動電圧波形および液の送出量を示したグラフである。図４は、このマイクロポンプユニットを用いて送液を行うマイクロリアクタを示した図である。
【００２４】
なお、本実施例で用いられるマイクロリアクタは、マイクロリアクタの流路に予め収容された試薬と、分析時にマイクロリアクタの流路内に注入される検体との遺伝子増幅反応およびその検出を行うものである。
【００２５】
図１および図２に示すマイクロポンプユニット１は、シリコン製の基板７と、その上のガラス製の基板８と、その上のガラス製の基板９との３つの基板から構成されている。基板７と基板８、および基板８と基板９はそれぞれ、陽極接合によって接合されている。
【００２６】
シリコン製の基板７と、その上に陽極接合によって貼り合わされたガラス製の基板８との間の内部空間によってマイクロポンプ２が構成されている。
基板７は、シリコンウエハをフォトリソグラフィ技術により所定の形状に加工したものである。例えば、シリコン基板面への酸化膜の形成、レジスト塗布、レジストの露光および現像、酸化膜のエッチング、ＩＣＰ（高周波誘導結合型プラズマ、Inductively Coupled Plasma）などによるシリコンのエッチング等を含む微細加工によって、加圧室１２、第１流路１３、第１液室１５、第２流路１４、および第２液室１６が形成されている。
【００２７】
加圧室１２の位置では、シリコン基板がダイヤフラムに加工され、その外側表面には、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）セラミックスなどからなるピエゾアクチュエータ１１が貼着されている。
【００２８】
このマイクロポンプ２は、ピエゾアクチュエータ１１へ印加する電圧によって次のように駆動される。所定波形の電圧を印加することによりピエゾアクチュエータ１１が振動すると、それと共に、加圧室１２の位置におけるシリコンダイヤフラムが振動し、これによって加圧室１２の体積が増減する。第１流路１３と第２流路１４とは、幅および深さが同じで、長さが第１流路１３よりも第２流路１４の方が長くなっている。
【００２９】
第１流路１３では、差圧が大きくなると、流路内で乱流が発生し、流路抵抗が増加する。一方、第２流路１４では、流路幅が長いので差圧が大きくなっても層流になり易く、第１流路１３に比べて差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が小さくなる。
【００３０】
なお、第１流路１３と第２流路１４における、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合の相違は、必ずしも流路の長さの違いによる必要はなく、他の形状的な相違に基づくものであってもよい。
【００３１】
ピエゾアクチュエータ１１に対して図３（ａ）に示す波形の電圧を印加すると、急峻に電圧が立ち上がる期間Ｔ１において、加圧室１２の内部へ向かう方向へ素早くダイヤフラムが変位して、第１流路１３および第２流路１４に大きい差圧が与えられながら加圧室１２の体積が減少する。
【００３２】
次いで、期間Ｔ２において電圧は一定値ｅ１に維持され、その後、緩やかに電圧が立ち下がる期間Ｔ３において、加圧室１２からその外側に向かう方向へゆっくりダイヤフラムが変位して、第１流路１３および第２流路１４に小さい差圧が与えられながら加圧室１２の体積が増加する。
【００３３】
期間Ｔ４の間隔をおいて繰り返し上記台形状の電圧波形を印加することによって、液体は図１においてＡ方向へ送液される。
一方、ピエゾアクチュエータ１１に対して図３（ｂ）に示す波形の電圧を印加すると、緩やかに電圧が立ち上がる期間Ｔ５において、加圧室１２の内部へ向かう方向へゆっくりダイヤフラムが変位して、第１流路１３および第２流路１４に小さい差圧が与えられながら加圧室１２の体積が減少する。
【００３４】
次いで、期間Ｔ６において電圧は一定値ｅ１に維持され、その後、急峻に電圧が立ち下がる期間Ｔ７において、加圧室１２からその外側に向かう方向へ素早くダイヤフラムが変位して、第１流路１３および第２流路１４に大きい差圧が与えられながら加圧室１２の体積が増加する。
【００３５】
期間Ｔ８の間隔をおいて繰り返し上記台形状の電圧波形を印加することによって、液体は図１においてＢ方向へ送液される。
本実施例では、Ｂ方向へ送液する際の図３（ｂ）の台形電圧波形として、Ａ方向へ送液する際の図３（ａ）の台形電圧波形を反転させたものを用いるのではなく、図３（ａ）の台形電圧波形と図３（ｂ）の台形電圧波形とは互いに非対称な形状になっている。
【００３６】
すなわち、Ａ方向へ送液する際の駆動電圧波形における電圧の立ち上り時間Ｔ１を、Ｂ方向へ送液する際の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間Ｔ７よりも短くしている。
したがって、図３（ａ）の台形電圧波形における短い立ち上り時間Ｔ１によって、送液の主方向であるＡ方向への送液速度を早めることができると共に、図３（ｂ）の台形電圧波形における立ち下り時間Ｔ７は、Ｂ方向への送液速度に実用上の支障がない程度に、図３（ａ）の台形電圧波形の立ち上り時間Ｔ１よりも長くなっているので、キャビテーションによりポンプ室内に気泡が発生し易いＢ方向への送液時にも気泡の発生が抑制される。
【００３７】
基板９には、流路１０がパターニングされており、流路１０の下流側には、図４のマイクロリアクタの開口３２ａ〜３２ｋに位置合わせすることによりマイクロポンプ２を検査チップの微細流路に連通させるための開口５が設けられている。
【００３８】
流路１０の上流側は、基板８の貫通孔６ｂを介して、基板７に設けられた流路を通りマイクロポンプ２に連通されている。また、マイクロポンプ２の上流側は、基板７に設けられた流路から基板８の貫通孔６ａを介して、ガラス製の基板９に設けられた開口４に連通されている。この開口４は不図示の駆動液タンクに接続されている。開口４は、例えば、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）のパッキンを介して駆動液タンクに接続される。
【００３９】
開口５ａ，５ｂ，５ｃはそれぞれ、図４のマイクロリアクタの開口３２ｃ，３２ｄ，３２ｅと連通される（なお、図２ではマイクロポンプユニット全体のうち一部分のみ示している）。マイクロポンプ２によって、流路１０、開口５ａ、開口３２ｃを通じて駆動液を送液して試薬収容部３３ａに収容された試薬を下流へ押し出し、流路１０、開口５ｂ、開
口３２ｄを通じて駆動液を送液して試薬収容部３３ｂに収容された試薬を下流へ押し出し、流路１０、開口５ｃ、開口３２ｅを通じて駆動液を送液して試薬収容部３３ｃに収容された試薬を下流へ押し出す。
【００４０】
試薬収容部３３ａ〜３３ｃに収容された試薬は、開口３２ｃ〜３２ｅに連通するそれぞれ別途のマイクロポンプによって、試薬収容部３３ａ〜３３ｃの下流側端部に設けられた撥水バルブ（図示せず）を通過して合流部４１へ流れ込み、その先に続く流路である試薬混合流路３５で３種類の各試薬が混合される。
【００４１】
試薬混合流路３５で混合され混合試薬送出流路３６に送り出された混合試薬は、流路状の試料受容部３７に収容された試料と合流部３８で合流する。なお、混合試薬は開口３２ｂに連通したマイクロポンプ２によって駆動液で下流へ押し出され、試料は開口３２ａに連通したマイクロポンプ２によって駆動液で下流へ押し出される。混合試薬と試料との混合液は、反応部３９へ送出され、加熱によって遺伝子増幅反応が開始される。
【００４２】
反応後の液は、検出部４０へ送出され、例えば光学的な検出方法などによって標的物質が検出される。なお、開口３２ｆ〜３２ｊに連通するそれぞれ別途のマイクロポンプ２によって、これらの開口から先の流路に予め収容された各試薬（例えば混合試薬と試料との反応を停止させる液、検出対象の物質に対して標識などの必要な処理を行うための液、洗浄液など）を所定のタイミングで下流へ押し出して送液するようにしている。
【００４３】
図２のマイクロポンプ２におけるＡ方向の送液は、試薬同士の合流、反応部３９への試薬および試料の送液など、マイクロリアクタ３０の流路内にある反応、検出に用いる液体を下流へ押して送液する際に用いられる。
【００４４】
一方、Ｂ方向の送液は、反応部３９などで試薬を前後に揺らしたり、下流へ進め過ぎた液体を少し戻したりする場合等に用いられるが、Ａ方向への送液と比べれば使用頻度は低いので、多少送液速度が遅くても実用上の問題は起こりにくい。
【００４５】
本実施例の電圧波形によってマイクロポンプ２を制御すれば、マイクロリアクタ３０内の流路においてＡ方向への素早い送液が実行でき、さらに、Ｂ方向への送液時にもマイクロポンプ２のポンプ室には気泡が発生しにくい。
【００４６】
以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明はこの実施例に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変形、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、本発明の一実施例において使用されるマイクロポンプユニットの断面図である。
【図２】図２は、図１のマイクロポンプユニットの斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、主方向（Ａ方向）への送液時における駆動電圧波形および液の送出量を示したグラフ、図３（ｂ）は、逆方向（Ｂ方向）への送液時における駆動電圧波形および液の送出量を示したグラフである。
【図４】図４は、図１のマイクロポンプユニットを用いて送液を行うマイクロリアクタを示した図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は、マイクロポンプの送液時における従来の駆動電圧波形および液の送出量を示し、図５（ａ）は、マイクロポンプによる第１流路から第２流路に向かう方向への送液時における駆動電圧波形および液の送出量を示したグラフ、図５（ｂ）は、第２流路から第１流路に向かう方向への送液時における駆動電圧波形および液の送出量を示したグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１ マイクロポンプユニット
２ マイクロポンプ
３ チップ接続部
４ 開口
５ａ〜５ｃ 開口
６ａ，６ｂ 貫通孔
７ 基板
８ 基板
９ 基板
１０ 流路
１１ ピエゾアクチュエータ
１２ 加圧室
１３ 第１流路
１４ 第２流路
１５ 第１液室
１６ 第２液室
３０ マイクロリアクタ
３２ａ〜３２ｋ 開口
３３ａ〜３３ｃ 試薬収容部
３５ 試薬混合流路
３６ 混合試薬送出流路
３７ 試料受容部
３８ 合流部
３９ 反応部
４０ 検出部
４１ 合流部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路抵抗が差圧に応じて変化する第１流路と、
差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路と、
第１流路および第２流路に接続された加圧室と、
該加圧室の内部圧力を変化させるアクチュエータと、
を備えたマイクロポンプを用いて液体を双方向へ送液する方法であって、
略台形状の電圧波形が繰り返される第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ液体を送液するとともに、
略台形状の電圧波形が繰り返される第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ液体を送液し、
第１の駆動電圧波形における電圧の立ち上り時間を、第２の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間よりも短くすることを特徴とするマイクロポンプによる送液方法。
【請求項２】
マイクロポンプの第２流路側に、板状チップ内の流路において反応に用いる液体が送液されるマイクロリアクタの流路上流に設けられた駆動液注入部を連通させ、
前記第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ駆動液を送液し、前記駆動液注入部からマイクロリアクタの流路内に注入された駆動液によって前記反応に用いる液体を下流へ押して送液することを特徴とする請求項１に記載のマイクロポンプによる送液方法。
【請求項３】
前記第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ駆動液を送液し、駆動液と一連に繋がっている前記反応に用いる液体を、下流とは逆方向の前記駆動液注入部側へ送液することを特徴とする請求項２に記載のマイクロポンプによる送液方法。
【請求項４】
（ｉ）流路抵抗が差圧に応じて変化する第１流路と、
差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路と、
第１流路および第２流路に接続された加圧室と、
該加圧室の内部圧力を変化させるアクチュエータと、
を備えた液体を双方向へ送液可能なマイクロポンプと、
（ii）アクチュエータを駆動するための、略台形状の電圧波形が繰り返される第１の駆動電圧波形および第２の駆動電圧波形を生成する手段と、
を備え、
第１の駆動電圧波形における電圧の立ち上り時間は、第２の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間よりも短く、
第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ液体を送液し、
第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ液体を送液することを特徴とするマイクロポンプによる送液システム。
【請求項５】
板状チップ内の流路に、反応に用いる液体が予め収容され、当該流路内において試薬を用いた反応が行われるマイクロリアクタを備え、
マイクロリアクタの流路上流には、前記反応に用いる液体を送液するための駆動液が注入される駆動液注入部が設けられ、
前記マイクロポンプの第２流路側に、マイクロリアクタの駆動液注入部が連通され、
前記第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ駆動液を送液し、駆動液注入部からマイクロリアクタの流路内に注入された駆動液によって前記反応に用いる液体を下流へ押して送液することを特徴とする請求項４に記載のマイクロポンプによる送液システム。
【請求項６】
前記第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ駆動液を送液し、駆動液と一連に繋がっている前記反応に用いる液体を、下流とは逆方向の前記駆動液注入部側へ送液することを特徴とする請求項５に記載のマイクロポンプによる送液システム。
【請求項１】
流路抵抗が差圧に応じて変化する第１流路と、
差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路と、
第１流路および第２流路に接続された加圧室と、
該加圧室の内部圧力を変化させるアクチュエータと、
を備えたマイクロポンプを用いて液体を双方向へ送液する方法であって、
略台形状の電圧波形が繰り返される第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ液体を送液するとともに、
略台形状の電圧波形が繰り返される第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ液体を送液し、
第１の駆動電圧波形における電圧の立ち上り時間を、第２の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間よりも短くすることを特徴とするマイクロポンプによる送液方法。
【請求項２】
マイクロポンプの第２流路側に、板状チップ内の流路において反応に用いる液体が送液されるマイクロリアクタの流路上流に設けられた駆動液注入部を連通させ、
前記第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ駆動液を送液し、前記駆動液注入部からマイクロリアクタの流路内に注入された駆動液によって前記反応に用いる液体を下流へ押して送液することを特徴とする請求項１に記載のマイクロポンプによる送液方法。
【請求項３】
前記第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ駆動液を送液し、駆動液と一連に繋がっている前記反応に用いる液体を、下流とは逆方向の前記駆動液注入部側へ送液することを特徴とする請求項２に記載のマイクロポンプによる送液方法。
【請求項４】
（ｉ）流路抵抗が差圧に応じて変化する第１流路と、
差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第１流路よりも小さい第２流路と、
第１流路および第２流路に接続された加圧室と、
該加圧室の内部圧力を変化させるアクチュエータと、
を備えた液体を双方向へ送液可能なマイクロポンプと、
（ii）アクチュエータを駆動するための、略台形状の電圧波形が繰り返される第１の駆動電圧波形および第２の駆動電圧波形を生成する手段と、
を備え、
第１の駆動電圧波形における電圧の立ち上り時間は、第２の駆動電圧波形における電圧の立ち下り時間よりも短く、
第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ液体を送液し、
第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ液体を送液することを特徴とするマイクロポンプによる送液システム。
【請求項５】
板状チップ内の流路に、反応に用いる液体が予め収容され、当該流路内において試薬を用いた反応が行われるマイクロリアクタを備え、
マイクロリアクタの流路上流には、前記反応に用いる液体を送液するための駆動液が注入される駆動液注入部が設けられ、
前記マイクロポンプの第２流路側に、マイクロリアクタの駆動液注入部が連通され、
前記第１の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第１流路から第２流路に向かう方向へ駆動液を送液し、駆動液注入部からマイクロリアクタの流路内に注入された駆動液によって前記反応に用いる液体を下流へ押して送液することを特徴とする請求項４に記載のマイクロポンプによる送液システム。
【請求項６】
前記第２の駆動電圧波形によってアクチュエータを駆動して第２流路から第１流路に向かう方向へ駆動液を送液し、駆動液と一連に繋がっている前記反応に用いる液体を、下流とは逆方向の前記駆動液注入部側へ送液することを特徴とする請求項５に記載のマイクロポンプによる送液システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２２４８４４（Ｐ２００７−２２４８４４Ａ）
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４８５４５（Ｐ２００６−４８５４５）
【出願日】平成１８年２月２４日（２００６．２．２４）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２４日（２００６．２．２４）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
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