マイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法
【課題】反応や分析のステップ数や量を制限しない、且つ、製造が容易であるマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも、（イ）第一の支持体に少なくとも一つの中空フィラメントを任意の形状に固定する工程、（ロ）中空フィラメント内の全部または一部にモノリス前駆体を充填する工程、（ハ）モノリス前駆体の全部または一部を反応させ、モノリス構造体を作製する工程、を備えることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法である。
【解決手段】少なくとも、（イ）第一の支持体に少なくとも一つの中空フィラメントを任意の形状に固定する工程、（ロ）中空フィラメント内の全部または一部にモノリス前駆体を充填する工程、（ハ）モノリス前駆体の全部または一部を反応させ、モノリス構造体を作製する工程、を備えることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体システム用支持ユニットに関するものであり、特には支持体に固定し、流路として機能する中空フィラメント内に、モノリス構造体を有するマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学や生化学の分野ではＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を応用した反応系や分析装置の小型化に関する研究が進められている。従来の研究開発では、構成要素の一つとなるマイクロポンプ、マイクロバルブといった単一機能を有する機械要素(マイクロマシン)がある(例えば非特許文献１、２参照)。
【０００３】
目的の化学反応や化学分析を行うためには、マイクロマシンなどの各種部品を複数組み合わせてシステム化する必要がある。一般にそれらのシステムの完成形は、マイクロリアクター（Micro Reactor System）、マイクロ化学分析システム（Micro Total Analysis System：μＴＡＳ）などと呼称されている。通常、マイクロマシンは半導体製造プロセスを適用してシリコンチップ上に形成する。複数の要素を一つのチップに形成(集積)し、システム化することは、原理的には可能であり、その取り組みも実際行われている(例えば、非特許文献３参照)。しかし、その作製プロセスは複雑であり、量産レベルでこれを製造することは困難と予想されている。複数のマイクロマシンなどを接続して流体回路（システム）を形成する方法として、シリコン基板の所定の位置にエッチング等で溝を形成し、流路とするチップ型基板（ナノリアクター）が提案されている。これは上記の集積化する方法より、製造ははるかに容易というメリットがある。しかし、流路断面積が小さく流体と溝側面との界面抵抗が大きく、その流路長は最大でｍｍ単位といったところが現状であり、流路層の多層化が難しく、実際に行われる合成反応や化学分析では反応や分析の種類、ステップ数や量が制限されてしまうという点が克服されていなかった。
【０００４】
さらに、複数のマイクロマシンなどを接続する流路内で、流体へ必要な処理を施すことが出来れば、流体回路（システム）がより高効率化、小型化できることから、流路内に所望の機能が備わっていることが望まれている。特にこの機能が流路の単位長さ当り、より大きな表面積を持つことで、流体との接触確立が高まり更なる効率化が可能となると期待されていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】庄子，「化学工業」，２００１年４月，第５２巻，第４号，ｐ．４５−５５
【非特許文献２】前田，「エレクトロニクス実装学会誌」，２００２年１月，第５巻，第１号，ｐ．２５−２６
【非特許文献３】伊永，「日本学術会議５０周年記念環境工学連合講演論文集」，１９９９年，第１４号，ｐ．２５−３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。即ち、本発明の目的は反応や分析のステップ数や量を制限しない、且つ、製造が容易であるマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、複雑な流体回路を高密度に実装できるマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、少なくとも以下の(イ)から(ハ)の工程を備えることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。
【０００８】
（イ）第一の支持体に少なくとも一つの中空フィラメントを任意の形状に固定する工程、
（ロ）中空フィラメント内の全部または一部にモノリス前駆体を充填する工程、
（ハ）モノリス前駆体の全部または一部を反応させ、モノリス構造体を作製する工程、
本発明の第１の特徴においては、（イ）中空フィラメントを第一の支持体に任意の形状に固定する工程と、（ロ）中空フィラメント内の全部または一部にモノリス前駆体を充填する工程と、（ハ）モノリス前駆体の全部または一部を反応させ、モノリス構造体を作製する工程とを備えているために、モノリス構造体が備わった中空フィラメントを第一の支持体上に任意の形状に固定したマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。これにより、中空フィラメントが嵩張らず、取扱い性に優れた多機能のマイクロ流体システムを提供することができる。
【０００９】
又、本発明の第２の特徴は、上記の工程が少なくとも（イ）、（ロ）、（ハ）の順序であることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。この発明によれば、予め大量に中空フィラメントを任意の形状にパターニングしておき、必要に応じて所望のモノリス構造体を中空フィラメント内に作りこむことが出来る為に、在庫の低減が出来、同一の中空フィラメントパターンでも、所望の機能を発現するモノリス構造体を自在に選択し、提供できる。
【００１０】
又、本発明の第３の特徴によれば、上記の工程が少なくとも（ロ）、（ハ）、（イ）順序であることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。この発明によれば、中空フィラメント内にモノリス構造体を作り、モノリス構造体の構造、性能などの品質を検査し良品のみ任意の形状に固定することが出来る為に、製造上の不良率を低減できる製造方法である。更に、本発明の第３の特徴によれば、同一のモノリス構造体を作りこんだ中空フィラメントを多量に作製しておき、所望の形状に該中空フィラメントを固定することができるため、製造が容易なマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法を提供できる。
【００１１】
又、本発明の第４の特徴によれば、上記（ハ）の工程の後、（ニ）モノリス前駆体由来の残渣を該中空フィラメント内から除去する工程を更に備えることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。本発明の第４の特徴によれば、モノリス構造体として不要な材料を除去することができるため、出来上がったマイクロ流体システム用支持ユニットは、中空フィラメント内の洗浄が必要なく、直ぐに使用できるマイクロ流体システム用支持ユニットを提供できる。又、本発明の第４の特徴によれば、モノリス前駆体を除去することで、モノリス構造体を形成する反応を終了させることができ、所望のモノリス構造体を得ることが出来る。
【００１２】
又、本発明の第５の特徴によれば、上記（ハ）の工程の後、（ホ）該モノリス構造体に表面修飾を施す工程を備えることを特長としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。本発明の第５の特徴によれば、モノリス構造体の表面を修飾することができるので、モノリス構造体を流体の諸特性（ｐＨ、粘度、極性）や所望する機能に適応させやすい。更に、本発明の第５の特徴によれば、同一のモノリス構造体（材質、ポア径、空隙率）でも、任意に機能性を発揮させることが出来るものが得られる。
【００１３】
又、本発明の第６の特徴によれば、上記モノリス前駆体が有機ポリマーモノリス前駆体であり、上記モノリス構造体が有機ポリマーモノリス構造体であることを特長としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とし、また、モノリス前駆体がシリカモノリス前駆体あるいはチタニアモノリス前駆体であり、モノリス構造体がシリカモノリス構造体あるいはチタニアモノリス構造体であることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。これにより、モノリス構造体の材料の選択の幅が広がり、多機能なマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法を提供できる。なお、有機ポリマーモノリス前駆体としては、エポキシ化合物、アミン化合物及びポロゲンを含むもの、あるいは、モノマー混合物、希釈剤及び重合開始剤を含有し、必要に応じて非架橋性ポリマーを含有するものであることが好ましく、これらの化合物には、水酸基および／またはアミド基などの官能基を含むことができる。なお、これらのモノリス前駆体は、ラジカル、熱、または光により反応させることによりモノリス構造体を得ることができる。
【００１４】
又、本発明の第７の特徴によれば、上記工程（イ）の後に、（ヘ）該第一の支持体の該中空フィラメントが敷設された側に第二の支持体を設ける工程を備えることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。本発明の第７の特徴においては、モノリス構造体が形成された中空フィラメントまたは形成される前の中空フィラメントが、第一の支持体と第二の支持体で挟まれた形状になるために、中空フィラメントの精度が良く、製造が容易で、且つ反応や分析のステップ数や量を制限しない、更に多機能のマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。更に、本発明の第７の特徴においては、中空フィラメントが破損しにくく、取り扱い性に優れた小型のマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。
【００１５】
又、本発明の第８の特徴によれば、上記工程（イ）の後に、（ト）上記第一の支持体、第二の支持体、又は、第一の支持体および第二の支持体の、全部もしくは一部を除去することを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。これにより、所望の外形のマイクロ流体システム用支持ユニットを得られる。更に本発明の第８の特徴によれば、中空フィラメントの端部を余長として露出することができるために、送液機器や分析機器など外部の装置や系と簡便に接続できるマイクロ流体システム用支持ユニットを提供できる。
【００１６】
又、本発明の第９の特徴によれば、上記工程（イ）の中空フィラメントを任意の形状に敷設する際に、該中空フィラメントが該中空フィラメント自身と、他の少なくとも一つの中空フィラメントと、又は、該中空フィラメント自身および他の少なくとも一つの中空フィラメントと、それぞれの中空フィラメントに対して少なくとも一回あるいは二回以上交差させることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。中空フィラメントを交差させて固定できるために、単位面積当りの実装密度を高くすることが出来る。コンパクトで多機能なマイクロ流体システム用支持ユニットを提供できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、中空フィラメントを配列し流体の流路としたマイクロ流体システム用支持ユニットと、そのようなマイクロ流体システム用支持ユニットを精度良くかつ製造ばらつきが少なく製造が容易な製造方法が提供される。
【００１８】
本発明の製造方法によれば、モノリス構造体を有した中空フィラメントを流路とし、反応や分析の工程数や量を制限しないｃｍ単位の長い距離のマイクロ流体システム用支持ユニットが提供され、得られるマイクロ流体システム用支持ユニットは、立体的に複数の中空フィラメントからなる第一の中空フィラメント群とこれに交差する複数の中空フィラメントからなる第二の中空フィラメント群を敷設できることから複雑な流体回路であっても小型のマイクロ流体システムを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るモノリス構造体を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットの構成を示す図であって、図１（ｂ）は平面図であり、図１（ａ）は、（ｂ）に示すＡ−Ａ線矢印方向から見た断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の実施の形態に係る中空フィラメントの露出窓を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットの鳥瞰図で、図２（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットが備える中空フィラメントの露出形態及び端部形態を示した鳥瞰図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態に係るモノリス構造体を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットの構成を示す図であって、図３（ｃ）は平面図であり、図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図３（ｃ）に示すＡ−Ａ線矢印およびＢ−Ｂ線矢印方向から見た断面図である。
【図４】図４（ａ）および（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係るモノリス構造体を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットの構成を示す平面図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示すＡ−Ａ線矢印方向から見た断面図である。
【図５】実施例１により作製されたＧＤＭＡポリマーモノリス構造体（直線部分）の断面ＳＥＭ写真である。
【図６】実施例１により作製されたＧＤＭＡポリマーモノリス構造体（曲げた部分）の断面ＳＥＭ写真である。
【図７】実施例２により作製されたＴＥＰＩＣポリマーモノリス構造体（直線部分）の断面ＳＥＭ写真である。
【図８】実施例２により作製されたＴＥＰＩＣポリマーモノリス構造体（曲げた部分）の断面ＳＥＭ写真である。
【図９】図９は、本発明の他の実施形態に係るモノリス構造体を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットの構成を説明するための図であって、図９（ｂ）は、平面図であり、図９（ａ）は、図９（ｂ）に示すＡ−Ａ線矢印方向から見た断面図である。
【図１０】実施例７により作製されたＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラム（内径１００μｍ）のＨ−νプロットである。
【図１１】図１１は、ＨＰＬＣ測定において用い、評価の対象となるパラメータについて、説明するために、クロマトグラムのピークを模式的に示した図である。
【図１２】実施例８により作製されたＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラム（内径２００μｍ）のＨ−νプロットである。
【図１３】実施例９により作製されたＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムのＨ−νプロットである。
【図１４】実施例１０により作製されたＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラム（溶質：ウラシル）のＨ−νプロットである。
【図１５】実施例１０により作製されたＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラム（溶質：ベンゼン）のＨ−νプロットである。
【図１６】実施例１１により作製されたシリカモノリスキャピラリーカラムのＨ−νプロットである。
【図１７】実施例１２により作製されたＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを用いたアルキルベンゼンのクロマトグラフである。
【図１８】実施例１２により作製されたシート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを用いたアルキルベンゼンのクロマトグラフである。
【図１９】実施例１３により作製されたシート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを用いたヌクレオシド及び核酸塩基のクロマトグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。ただし、図面は模式的なものであり、数や長さ、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。又、これらは所望する機能や用途によって異なり、適宜判断するべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１に本発明のマイクロ流体システム用支持ユニットの平面図（ｂ）および断面図（ａ）を示した。図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットは、第一の支持体１と、この第一の支持体１に任意の形状に敷設された中空フィラメント５０１〜５０８及び５１１〜５１８と、所定箇所にモノリス構造体３０１〜３０８、３１１〜３１８とを備える。中空フィラメント５０１〜５０８及び５１１〜５１８は、本発明の第１の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットの薬液の流路層を構成している。
【００２２】
中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８の内径及び外径は目的に応じて選択すれば良いが、単位時間当たりの流量がミリリットル（ｍＬ）〜マイクロリットル（μＬ）単位となる場合が多いと考えられるので、内径は、φ０．０１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度のものが好ましい。この様な径の中空フィラメント５０１〜５０８及び５１１〜５１８を作製する場合は、ガラス、石英、石英ガラスなどの無機材料や、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）などの有機材料が特に適している。φ０．０１ｍｍ以下の内径にすると、中空フィラメント５０１〜５０８及び５１１〜５１８の内壁面と流体との界面抵抗の影響が無視できなくなり、詰まりなどの不具合を生じやすい。一方、φ２．０ｍｍより大きい内径では流体を連続的に流すためには高圧が必要となり他の部品への負担が増え、又流体中への気泡の混入などが生じてしまう。中空フィラメント５０１〜５０８及び５１１〜５１８に流している流体に化学反応を生じさせる場合は、中空フィラメント５０１〜５０８及び５１１〜５１８は耐薬品性を備えるものが良い。
【００２３】
所定箇所に付与するモノリス構造体３０１〜３０８、３１１〜３１８は、本発明の第１の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットの機能体を構成している。坦持する機能としては、吸・脱着、イオン交換、分離、除去、分配、酸化・還元、触媒からなる群から選ばれる一種または二種以上の機能を有している。本発明で述べるモノリス構造体とは、骨格と空隙（スルーポア）が立体的に絡み合った連続的、且つ周期的な三次元網目状構造のことを指す。骨格の形状は、球体凝集状または柱状、またはこれらが共存した形状を有している。また、立体的な骨格によって形成される空隙（スルーポア）の孔径は０．０５μｍから５０μｍが好ましい。特に、平均孔径は、０．５μｍから５０μｍがより好ましい。中空フィラメントがｃｍ単位の長さを要する場合は、平均孔径が０．５μｍ以下では流体の背圧が高い。また、平均孔径が５０μｍ以上の場合、モノリス構造体の強度が低下する。
【００２４】
更に、骨格の表面に、ナノメートル(ｎｍ)オーダーの細孔（メソポア）を有していることが好ましく、１ｎｍから５００ｎｍが好ましい。特に、１０ｎｍから５０ｎｍであると細孔を制御して作製しやすくより好ましい。骨格の表面に細孔（メソポア）を有していることで、比表面積をより大きくできる。これにより、所望の機能を効率的に流体へ作用させることができる。このようなモノリス構造体を所定箇所に有した中空フィラメントが、任意の形状に基材に固定されているので、精度が良く、且つ反応や分析のステップ数や量を制限しない多機能のマイクロ流体システムを提供することができる。
【００２５】
また、モノリス構造体は、溶液又は懸濁液(ゾル)を相変換して得るために、本発明の流路として機能する中空フィラメントの内径φ０．０１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の微小領域にでも、自在に機能体を成形できる特徴がある。その結果、製造が容易で、多機能のマイクロ流体システムを提供することができる。
【００２６】
本発明のモノリス構造体は、上記の形態を有するものであれば、既知の材質や既知の製造方法を適応できる。
【００２７】
モノリス構造体は、有機材料または無機材料など各種の材料が適応でき、有機材料からなる有機ポリマーモノリス構造体や無機材料からなるシリカモノリス構造体、チタニアモノリス構造体などがある。これらモノリス構造体の材料は、所望する機能、流体の特性に合わせて適宜選択するべきである。例えば、曲げ、振動、衝撃などの外力が印加される場合は、骨格がより柔軟である有機ポリマーモノリス構造体が好ましい。また、流体がｐＨ８以上のアルカリ性の場合、有機ポリマーモノリス構造体やシリカモノリス構造体、チタニアモノリス構造体が使用でき、繰り返し連続使用する場合は有機ポリマーモノリス構造体がより好ましい。更に、ｐＨ１０以上の場合は、アルカリによる性能劣化が少ない有機ポリマーモノリス構造体が好ましい。
【００２８】
酸化・還元、触媒などの機能を発揮させるには、骨格材料自体が触媒作用を持つチタニアモノリス構造体が好ましい。また、下記に示す様に、触媒作用を持つ貴金属や金属酸化物を骨格に取り込んだハイブリットな有機ポリマーモノリス構造体、シリカモノリス構造体なども挙げられる。このように、骨格に取り込むことによって骨格材質の選択の幅が広がること、触媒の選択幅が広いことの特徴があり、自在に組み合わせが可能な点が特長である。
【００２９】
モノリス構造体は、空隙（スルーポア）と細孔（メソポア）のサイズはそれぞれ、目的にあわせて選択可能であり、互いのサイズは任意に選択可能で、組み合わせは自在に選択出来る。空隙（スルーポア）と細孔（メソポア）のサイズを独立して制御する場合は、シリカモノリス構造体がより好ましく、例えば、アンモニア処理により細孔（メソポア）の調製ができる。
【００３０】
有機ポリマーモノリス構造体の材質や作製方法などは、機能や流体の諸特性に合わせて適宜選択することが望ましく、特に限定されるものではない。例えば、以下に示すような既知の材料や方法を用いることが可能である。
【００３１】
例えば、有機ポリマーモノリス構造体としては、０．０５μｍから０．５μｍの架橋ポリマー微小球状態が相互に連結されて形成する特開平２−１７４７号公報、ラジカル重合を用いて作製する特許第３１６８００６号公報、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート又はトリメチロールプロパントリメタクリレートの共重合を超臨界二酸化炭素を用いて作製する特表２００２−５３６４７８号公報、エポキシのような無溶剤型熱硬化性樹脂とそれと相溶するポリアルキレンオキシド、ポリアルキレングリコールなどを混合して重合する特許第３５５６５５１号公報、特開２００４−２４４６０７号公報に記載の方法及び作製方法で得られる有機ポリマーモノリス構造体が挙げられる。これらは、骨格が粒子凝集型の形状がえられやすい。
【００３２】
更に、骨格が柱状であると、骨格に対する空隙の割合がより大きくなり、背圧が低くなるため好ましい。例えば、エチレン性二重結合を分子内に２個以上もち、水酸基及び／またはアミド基を有するアクリル又はスチレンを特定の条件で重合する特開２００６−１５３３３号公報、エポキシを重合する国際公開番号ＷＯ２００６／０７３１７３号公報に記載の構造及び作製方法で得られる有機ポリマーモノリス構造体が特に好ましい。
【００３３】
エチレン性二重結合を分子内に２個以上もち、水酸基及び／またはアミド基を有するアクリル又はスチレンを特定の条件で重合する特開２００６−１５３３３号公報によると、モノマー混合物（架橋剤、水酸基及び／またはアミド基を有するモノマー）、希釈剤、重合開始剤、及び必要に応じて非架橋性ポリマーを混合した懸濁液を容器（中空フィラメント）に充填し重合を行う。架橋剤としては、エチレン性二重結合を分子内に２個以上もつ（メタ）アクリレート系架橋剤、（メタ）アクリルアミド系架橋剤が挙げられ、具体的には、グリセリンジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビス−アクリルアミド、ジビニルベンゼン、トリアリルイソシアヌレート、またはそれらのうち２種以上の混合物がより好ましい。特に好ましいものとしては、ジビニルベンゼンなどが挙げられている。
【００３４】
また、水酸基及び／またはアミド基を有するアクリル又はスチレンとしては、グリセリンジメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビス−アクリルアミド、Ｎ−アルキルアクリルアミド、Ｎ−ビニルアルキルアミド、４−（ヒドロキシメチル）スチレン、４−（アセトアミドメチル）スチレンなどが好ましい。前記モノマーが架橋剤としての役割も兼ねれば生成するポリマーの膨潤収縮の抑制にも寄与できることを考えると、グリセリンジメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビス−アクリルアミドがより好ましく、前記モノマーが水酸基を有していれば有機ポリマーモノリスを修飾を施しやすいという利点があることを考えると、グリセリンジメタクリレート、Ｎ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビス−アクリルアミドがさらに好ましい。これらは単独で用いてもよいし、複数組み合わせて用いてもよい。
【００３５】
有機ポリマーモノリス構造体にエポキシ樹脂を用いると耐熱性が高まり好ましい。柱状の骨格を持つエポキシ樹脂の有機ポリマーモノリス構造体（国際公開番号ＷＯ２００６／０７３１７３号公報）としては、芳香族エポキシ樹脂と非芳香族の硬化剤（脂環式アミン）の組み合わせ、非芳香族（脂環式）エポキシ樹脂と芳香族の硬化剤（アミン）の組み合わせが挙げられており、これらエポキシ樹脂及び硬化剤をポロゲン中に溶かし、重合を行うことによって有機ポリマーモノリス構造体を得る。ポロゲンとは、エポキシ樹脂及び硬化剤及び／又は硬化促進剤を溶かすことが可能で、且つ重合した後に、反応誘起相分離が起こりうる溶媒のことを指す。さらに、硬化促進剤を添加することで、目的の有機ポリマーモノリス構造体がより得られやすい場合がある。
【００３６】
芳香族エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、テトラキス（ヒドロキシフェニル）エタンベースなどのポリフェニルベースエポキシ樹脂、フルオレン含有エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、トリアジン環含有エポキシ樹脂などが挙げられる。また、非芳香族の硬化剤（脂環式アミン）としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イミノビスプロピルアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、１,３,６−トリスアミノメチルヘキサン、ポリエチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ポリエーテルジアミン等の脂肪族アミン、ビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタンなどの脂環族ポリアミン類などが挙げられる。
【００３７】
更に、非芳香族（脂肪族または脂環式）エポキシ樹脂としては、脂肪族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂肪族グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエステル型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、芳香族の硬化剤（アミン）としては、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族アミン、無水フタル酸等の芳香族酸無水物などが挙げられる。
【００３８】
背圧を低くすることは、ポンプやバルブなどの部材への負担を低減でき、システム全体のコストが低減できる。更には、例えば同じ背圧を印加する場合、有機ポリマーモノリス構造体をより長く中空フィラメント内に作り込むことができるため、機能を流体へより長く作用させることができる。このように、長さでモノリス構造体と流体の接触割合を稼ぐ場合、中空フィラメントが数十センチメートルから数メートルの長さになり、嵩張り、更に扱い難いものとなる。本発明のマイクロ流体システム用支持ユニットは、中空フィラメントを支持体に任意の形状に固定することができるので、中空フィラメントを渦巻きなどの曲げ部分や交差させることにより、コンパクトで扱い性に優れた多機能なマイクロ流体システムを得られる。
【００３９】
無機材料からなる無機モノリス構造体は代表的なものとしてシリカモノリスや、チタニアモノリスがあり、シリカまたはチタニアを主成分とする反応溶液を、相分離を伴うゾル・ゲル転移を起こさせることにより得られる。例えば、シリカモノリス構造体としては、国際公開番号ＷＯ９５／０３２５６号公報や国際公開番号ＷＯ９８／２９３５０号公報、チタニアモノリス構造体としては、特開平６−１０７４６１などに挙げる方法及び作製方法がある。ゲル形成を起こす骨格成分の前駆体としては、金属アルコキシド、錯体、金属塩、有機修飾金属アルコキシド、有機架橋金属アルコキシド、およびこれらの部分加水分解生成物、部分重合生成物である多量体を用いることができる。具体的には、チタンアルコキシドには、チタン（IV）エトキシド、チタン（IV）ｎ−プロポキシド、チタン（IV）ｉ−プロポキシド、チタン（IV）ｎ−ブトキシド、チタン（IV）ｓｅｃ−ブトキシド、チタン（IV）ｔ−ブトキシドなどである。他の適当なアルコキシドには、例えばチタン（IV）イソアミロキシド、チタン（IV）ｎ−カプリロキシドなどが包含される。
【００４０】
また、珪素アルコキシドには、テトラエチルオルトシリケート、テトラプロピルオルトシリケート、テトラブチルオルトシリケートなどが包含される。他の好適な珪素アルコキシドには、例えばテトラメチルオルトシリケート、メチルトリエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシリケート、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリエトキシシランなどが包含される。これらのものは、全て市販されている。他にも、文献〔「オルガノシリコン化合物」、ブイ・バザント、ブイ・シャバロブスキイおよびジェイ・ラトブスキイ、アカデミック・プレス、ニューヨーク、１９６５年〕に記載されているような方法で調製すればよい。エトキシ化合物がより好ましい。この化合物は、対応するメトキシ化合物よりも毒性がより少なく、また対応するプロポキシ、ブトキシおよびそれ以上の同族化合物よりもより急速に反応する。テトラエチルオルトシケケートが最も好ましい。
【００４１】
更には、水ガラスほかケイ酸塩水溶液のｐＨを変化させることによるゾル・ゲル転移によって得ることができる。
【００４２】
また、無機材料や貴金属などを含有した有機ポリマーモノリス構造体やシリカモノリス構造体も有用である。例えば、「Annual Report of The Murata Science Foundation No.19 (2005) 81-83」、特開２００３−３２６１６６号公報、特開２００２−６６３１９号公報などが挙げられる。
【００４３】
本発明が示すモノリス構造体の作製には、熱、光、放射線などを用いて作製される。
【００４４】
本発明が示す、モノリス構造体の表面修飾によって、表面に所定のＤＮＡプローブ、抗体、イオン交換基を導入することで、生体関連反応や分析に使用用途が広がるので好ましい。さらには金属や触媒などを担持させると有毒ガスの分解、高効率反応など環境や合成化学の反応システムとして活用出来る。それらの方法としては、コーティング、めっき、グラフト重合、放射線グラフト重合、表面改質が挙げられる。具体的には、モノリス構造体の表面との相互作用（吸着）によるコーティングや、化学還元及び／又は電気還元によって金属又はプラスチックや無機物などを取り込んだ複合体金属を析出させるめっき、モノリス構造体の表面に残存する二重結合や各種反応基を利用して所望の分子を導入するグラフト重合、電子線を利用しモノリス構造体に反応点を作製した上で分子を導入する放射線グラフト重合法、更には、モノリス構造体表面の分子鎖を薬品や光などを用いて分子構造を変化させ、性質を変更する改質などが挙げられる。特に電子線グラフト重合法は、中空フィラメントの所定箇所に電子線やガンマ線といった高エネルギーの放射線を照射し、ラジカルを生成させ、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）モノマーを中空フィラメントに流しグラフト重合側鎖を生成させる。この側鎖に目的とする機能基を導入するものである。任意形状の中空フィラメントの所定箇所に機能基を導入することが、様々な機能を付与することが出来るので好ましい。更に、表面修飾方法としてめっきを用いると、直接的にモノリス構造体としては作製不可能な材料（金属など）の表面を有するモノリス構造体を得られる。例えば、得られる材料としては、ニッケルや金、銀、銅、パラジウムなどの金属であり、特にニッケルはリンやホウ素などが共析しためっき皮膜や、フッ素樹脂などを含有しためっき皮膜を得られる。
【００４５】
特に、改質する方法としては、粒子充填型の分離／分析カラムに利用されてきたような、粒子表面修飾方法などが挙げられる。
【００４６】
これらの修飾方法は、中空フィラメント内にモノリス構造体を作製した後に、各種薬品を接触させるなどして修飾を行う方法や予め作製したモノリス構造体に修飾を行ってから、中空フィラメント内に入れる方法などが挙げられる。有機ポリマーモノリス構造体の場合、骨格材料として前述の材料が使用でき、特には反応性官能基を分子鎖に含有するモノマー由来の有機ポリマーモノリス構造体を用いると、後の表面修飾がし易い為に好ましい。反応性官能基としては、エポキシ基、スルホン基、水酸基、アミノ基、アミド基などが挙げられる。
【００４７】
モノリス構造体の破損を防ぐ為には、中空フィラメント内にモノリス構造体を作製した後に修飾する方法が好ましい。前述のように、中空フィラメント内にモノリス構造体を作製した後に修飾する方法が好ましい場合としては、中空フィラメントの内径（モノリス構造体の外径）が１．０ｍｍ以下の場合が好ましい。更に、モノリス構造体を有する中空フィラメントが直線状でなく、湾曲部分や交差部分などを有する場合は、より好ましい。更に、モノリス構造体の長さが２ｃｍ以上の場合が好ましく、５ｃｍ以上である場合はより好ましい。これらの表面修飾やその方法は、所望する機能を適宜判断し選択することは言うまでもない。
【００４８】
本発明が示す、モノリス構造体は、吸・脱着、イオン交換、分離、除去、分配、酸化、還元、触媒からなる群から選ばれる少なくとも一つの機能体であることを特徴としている。これらの機能は中空フィラメント内に形成された一片のモノリス構造体に上記の機能を１つのみ有していてもよく、２つ以上を兼ね備えていてもよい。一片のモノリス構造体に２つ以上の機能を兼ね備えていると、流体を一度接触又は透過させるだけで流体に二つの機能を作用させることができ好ましい。例えば、骨格表面が疎水性、且つ空隙（スルーポア）が５〜８μｍの場合、平均直径１０μｍ以上の固形分を含む混合液を流した場合に、空隙（スルーポア）サイズによる固形分の分離と疎水性相互作用の分配による溶解成分の分離が同時に行える。このような複数の機能は、モノリス構造体の骨格サイズと組成で発揮する機能であると、製造工程が短く好ましい。また、機能はモノリス構造体の骨格組成物の性質によって発揮されることは言うまでもない。例えば、有機ポリマーモノリスの場合は、主鎖分子構造や官能基の性質を利用できる。例えば、骨格がアルキル基などの疎水性基が支配的な場合は、モノリス構造体は疎水性を示すため、逆層クロマトグラフの分離媒体として好ましい。逆に、親水性基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、ケトン基、スルホン基などが挙げられる。
【００４９】
また、モノリス構造体を作製した後に、表面修飾などで更に機能を付与する方法を用いると、モノリス構造体の骨格サイズと組成だけでは発揮出来ない機能を付与できることや、所望の機能を自在に組み合わせることが出来る為より好ましい。
【００５０】
本発明によると、モノリス構造体は中空フィラメントの内側の所定箇所に有することができ、中空フィラメントの内側の全部に備えることができるため、モノリス構造体の所望の機能を流体により長く作用させることができ、好ましいものが得られる。更に、一つの中空フィラメントの中に２つ以上のモノリス構造体を兼ね備えることが出来るため、薬液を一度中空フィラメント内に通液するだけで、２つ以上の機能を薬液に作用させることができ、より多機能なマイクロ流体システム用支持ユニットを提供できる。一つの中空フィラメント内に２つ以上のモノリス構造体がある場合、骨格サイズと組成が同一のモノリス構造体である場合や、骨格サイズが同一で組成が異なるモノリス構造体異である場合や、骨格サイズが異なり組成が同一のモノリス構造体である場合や、骨格サイズと組成が異なるモノリス構造体である場合や、あるいはこれらを組み合わせて用いることができるため、中空フィラメント内で複数の機能を作用させることが出来る為より好ましいものとなる。これらの２つ以上のモノリス構造体は、表面処理を施すことができ、前述同様一片のモノリス構造体に２つ以上の機能を備えることも可能である。この場合、中空フィラメント内のモノリス構造体の数以上の機能を持つことが出来る為に、一つの中空フィラメント内でより高機能で効率的な流体への機能作用を実現できる。例えば、一つの中空フィラメントの長さ方向に３種類(ａ、ｂ、ｃ)のモノリス構造体を有している場合、ａはエポキシ樹脂からなりポア径サイズが３０〜５０μｍ、ｂはａと同一のエポキシ樹脂からなりポア径サイズが５〜１０μｍ、ｃはアクリル樹脂系からなりポア径サイズが２０〜５０μｍの粒子凝集型モノリス構造体を備えるなどが挙げられる。その結果、反応や分析のステップ数や量を制限しない、多機能なマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。また、これらの２つ以上のモノリス構造体は、同時、又は随時的に作製されることはいうまでもない。更に、作製方法は所望のモノリス構造体に合わせて選択すべきである。
【００５１】
本発明が示す、モノリス構造体の機能は、所望の目的に合わせて自在に組み合わせることが出来る。また、モノリス構造体によって発現する機能は、骨格サイズや材質、表面状態だけでなく、周囲の温度、流体の温度、ｐＨ、極性、粘度、などの条件によって、異なった機能を発現する。発現させたい機能に合わせて、モノリス構造体の組成や骨格サイズを選択でき、表面修飾方法を適宜選択して所望の表面を得て機能を発揮させることが出来る。
【００５２】
更に、イオン交換の機能を有する官能基としては、陽イオン交換基としてはスルホプロピル、スルホエチル、スルホネート、ホスフェート、カルボキシメチル等があり、陰イオン交換基としてはクオータナリーアミノエチル、クオータナリーアミノ、ジエチルアミノエチル等が挙げられる。これらは単独、あるいは複数組み合わせて導入することができ、複数の官能基を導入することが多機能性という点で好ましい。
【００５３】
これらの官能基を含有した材料を予め選択し、モノリス構造体を形成すると製造が容易で好ましい。更に、前述の表面修飾を用いることは、例えばモノリス構造体を作りこんだ中空フィラメントを予め多数作製しておき、顧客からの注文など必要に合わせて、モノリス構造体にそれぞれ要望に合致した機能を付与することが出来る為、製造が容易であるマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。
【００５４】
中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８に流している流体に光を照射し、光化学反応を生じさせたり、分光分析をする場合は、中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８に光透過性があると良い。光透過率は目的に応じた値で良いが、目的波長において８０％以上であることが好ましく、更に、９０％以上あれば最適である。所定箇所の第一の支持体１、及び／又は、第二の支持体２が透明であること、又は図２に示すように、中空フィラメント５８が露出させる必要がある。なお、図２は上述のような中空フィラメントの露出窓を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットの概略を示したものであり、図中、参照符号３はモノリス構造体、８は接着剤層、９は露出窓、５９は金属膜で覆われた中空フィラメントを示している。
【００５５】
中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８を第一の支持体１に固定することは、中空フィラメント単体の場合と比較して、周囲の温度・電場・磁場など様々な環境を制御し易いという優れたメリットがある。このことは、化学反応や化学分析を行う際に有利であり、特にマイクロ化された反応系及び分析系においては不可欠である。又、部品とのアライメントが容易で接続し易く、且つ多数の中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８をコンパクトに収容できるという利点もある。
【００５６】
化学分析を行う場合、複数の中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８を有していることが作業効率を高める点で好ましい。この場合、第一の中空フィラメント群を構成する複数の中空フィラメント５０１〜５０８は、反応時間、泳動距離、エネルギー印可量等の条件を等しくしたいという観点から、互いに等長であることが好ましい。同様に、第二の中空フィラメント群を構成する複数の中空フィラメント５１１〜５１８も等長であることが求められる。つまり、試料の流入部から流出部まで外部から受けるエネルギー量が均一であり、更に他の中空フィラメントが受けるエネルギー量ともほとんど差がないことが重要である。この様な観点から、中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８に伝わる熱の分布が均一になるように中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８が２枚以上の支持体間に挟まれていることが好ましい。又、第一の中空フィラメント群を構成する複数の中空フィラメント５０１〜５０８及び第二の中空フィラメント群を構成する複数の中空フィラメント５１１〜５１８の管の厚みは均一である方が良い。
【００５７】
上記のような場合において、互いに等長な第一の中空フィラメント群の長さと、互いに等長な第二の中空フィラメント群の長さは異なっていることが出来、そうすることで、第一の中空フィラメント群と、第二の中空フィラメント群にそれぞれ発揮させたい機能を備えることが出来る。更には、図示はしないが、第三の中空フィラメント群を設けることが出来る。第三の中空フィラメントは、一つでもよいし、複数でもよく、複数の場合は互いに等長であることで先述のような利点を更に加えることが出来る。例えば、第三の中空フィラメント群は４つの中空フィラメントからなり、そのうち３つが互いに等長であり、且つ第一の中空フィラメント群や第二の中空フィラメント群とは長さが異なるなどの組み合わせが可能である。これらの場合、長さが同じ中空フィラメント同士でも、中空フィラメントの固定パターンや、内径、外径が異なることも可能である。但し、この場合は先述したように同じ背圧を印加した場合に、４本同時に流体が流れ落ちることはない。
【００５８】
中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８は、市販の各種材質のチューブを使用することが出来、目的に応じて任意の材質のものを選択する。例えば、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＡ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、スチレン・アクリロニトリル・ブタジエン共重合体（ＡＢＳ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリ４−メチルペンテン（ＴＰＸ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ＰＥＥＫ、ＰＩ、ＰＥＩ、ＰＰＳ、酢酸セルロース、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化・六フッ化プロピレン樹脂（ＦＥＰ）、ＰＦＡ、四フッ化エチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリアミド樹脂（ナイロン）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンテレフタレート（ＰＰＯ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリウレタン樹脂、ポリエステルエラストマ、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの有機材質や、ガラス、石英、カーボンなどの無機材質がある。
【００５９】
第一の支持体１、第二の支持体２の材質、形状、サイズなどは目的に応じて選定すれば良い。板厚、フィルム厚の適正な範囲は目的や求められる機能によって異なる。例えば、電気絶縁性を求める場合は、プリント配線板などに用いられているエポキシ樹脂板やポリイミド樹脂板や、フレキシブル配線板に用いられているデュポン社製のカプトンフィルムに代表されるようなポリイミドフィルムや東レ社製のルミラーフィルムに代表されるようなＰＥＴフィルムを選定する。第一の支持体１の板厚（フィルム厚）は厚い方が好ましく、特には０．０５ｍｍ以上であることが望ましい。又、第一の支持体１に放熱性を求める場合は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ステンレス、チタン（Ｔｉ）など金属製の箔や板を選定する。この場合、第一の支持体１の板厚は更に厚い方が好ましく、特には０．５ｍｍ以上であることが望ましい。また、第一の支持体１に光透過性を求める場合は、ガラス、石英板など透明無機材料の板や、ポリカーボネートやアクリルなど透明有機材料の板やフィルムを選定する。第一の支持体１の板厚（フィルム厚）は薄い方が好ましく、特には０．５ｍｍ以下であることが望ましい。更に、第一の支持体１の表面に銅等の金属パターンをエッチングやめっきで形成したいわゆるフレキシブル回路基板やプリント回路基板を用いても良い。このことで、マイクロマシン、発熱素子、圧電素子、温度・圧力・歪み・振動・電圧・磁界など各種のセンサーや抵抗・コンデンサ・コイル・トランジスタやＩＣなどの電子部品、更に半導体レーザー（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、及びフォトダイオード（ＰＤ）などの光部品など、様々な部品や素子を実装する端子や回路を形成でき、システム化が容易になる。
【００６０】
中空フィラメントの固定を容易にする目的で、第一の支持体１、及び／または、第二の支持体２の表面に接着剤層８を設けると、中空フィラメントの固定がより確実で容易になるため好ましい。例えば、高分子量合成ゴムやシリコーン樹脂系の接着剤が適する。高分子量合成ゴムの接着剤としては、例えば、トーネックス社製のビスタネックスＭＭＬ−１２０の様なポリイソブチレンや、日本ゼオン社製のニポールＮ１４３２等のアクリロニトリルブタジエンゴムや、デュポン社製のハイパロン２０の様なクロルスルホン化ポリエチレン等を用いることが出来る。更に、必要に応じてこれら材料に架橋剤を配合することも出来る。又、日東電工社製Ｎｏ．５００やスリーエム社製のＡ−１０、Ａ−２０、Ａ−３０等のアクリル樹脂系の粘着テープ等も使用できる。シリコーン樹脂系の接着剤としては、高分子量のポリジメチルシロキサン又はポリメチルフェニルシロキサンからなり末端にシラノール基を有したシリコーンゴムと、メチルシリコーンレジン又はメチルフェニルシリコーンといったシリコーンレジンとを主成分としたシリコーン接着剤が適している。凝集力を制御するため各種の架橋を行っても良い。例えば、シランの付加反応、アルコキシ縮合反応、アセトキシ縮合反応、過酸化物などによるラジカル反応などにより架橋を行うことが出来る。この様な接着剤として市販のものでは、ＹＲ３２８６（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、商品名）やＴＳＲ１５２１（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、商品名）、ＤＫＱ９−９００９（ダウコーニング社製、商品名）などがある。
【００６１】
また感光性の接着剤を用いても良い。例えば、プリント基板のエッチングレジストとして使用されているドライフィルムレジストやソルダーレジストインクやプリント基板の感光性ビルドアップ材等が適用できる。具体的には、日立化成工業（株）製のＨ−Ｋ４４０やチバガイギー社製のプロビマー等がある。特に、ビルドアップ配線板用途として提供されているフォトビア材料は、プリント配線板の製造工程やはんだによる部品実装工程にも耐えることが出来る。この様な材料としては、光によって架橋可能な官能基を有した共重合体或いは単量体を含んだ組成物及び／又は光の他に熱で架橋可能な官能基と熱重合開始剤を混合した組成物であれば何れも使用可能である。たとえば、エポキシ樹脂、ブロム化エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、ゴム分散エポキシ樹脂等の脂環式エポキシ樹脂又はビスフェノールＡ系エポキシ樹脂及びこれらエポキシ樹脂の酸変性物などが挙げられる。特に光照射を行って光硬化を行う場合にはこれらエポキシ樹脂と不飽和酸との変性物が好ましい。不飽和酸としては無水マレイン酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、イタコン酸無水物、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。これらはエポキシ樹脂のエポキシ基に対し当量若しくは当量以下の配合比率で不飽和カルボン酸を反応させることによって得られる。このほかにもメラミン樹脂、シアネートエステル樹脂のような熱硬化性材料、或いはこのものとフェノール樹脂との組み合わせ等も好ましい適用例の一つである。他には可とう性付与材の使用も好適な組み合わせであり、その例としてはブタジエンアクリロニトリルゴム、天然ゴム、アクリルゴム、ＳＢＲ、カルボン酸変性ブタジエンアクリロニトリルゴム、カルボン酸変性アクリルゴム、架橋ＮＢＲ粒子、カルボン酸変性架橋ＮＢＲ粒子等が挙げられる。この様な種々の樹脂成分を加えることで光硬化性、熱硬化性という基本性能を保持したまま硬化物に色々な性質を付与することが可能になる。例えばエポキシ樹脂やフェノール樹脂との組み合わせによって硬化物に良好な電気絶縁性を付与することが可能になる。ゴム成分を配合した時には硬化物に強靭な性質を与えると共に、酸化性薬液による表面処理によって硬化物表面の粗化を簡単に行うことが可能になり、積層が容易となる。
【００６２】
又、通常使用される添加剤（重合安定剤、レベリング剤、顔料、染料等）を添加しても良い。又フィラーを配合することもなんら差し支えない。フィラーとしてはシリカ、溶融シリカ、タルク、アルミナ、水和アルミナ、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、エーロジル、炭酸カルシウム等の無機微粒子、粉末状エポキシ樹脂、粉末状ポリイミド粒子等の有機微粒子、粉末状ポリテトラフロロエチレン粒子等が挙げられる。これらのフィラーには予めカップリング処理を施してあっても良い。これらの分散はニーダー、ボールミル、ビーズミル等既知の混練方法によって達成される。この様な感光性樹脂の形成方法は、液状の樹脂をロールコート、カーテンコート、ディプコート等の方法で塗布する方式や、絶縁樹脂をキャリアフィルム上でフィルム化してラミネートで張合わせる方式を用いることが出来る。具体的には、日立化成工業（株）製のフォトビアフィルムＢＦ−８０００等がある。
【００６３】
以上のような接着剤を支持体状の塗布あるいは積層することにより接着剤層を設け、その上に中空フィラメントあるいはモノリス構造体を内部に形成した中空フィラメントを敷設し、固定することにより流路層を形成する。
【００６４】
中空フィラメントを敷設する方法としては、公知の敷設方法が使用でき、例えば、上述の接着剤層の上に敷設する方法（この場合、接着剤層に中空フィラメントが埋め込まれた構造となってもよい）の他、支持体に中空フィラメントを融着させる方法（中空フィラメントや支持体の少なくとも一部を溶融し、固定化する方法であり、この場合、支持体に中空フィラメントの一部が埋め込まれた構造となってもよい）や、支持体上に接着剤を用いながら敷設する方法、または、支持体または接着剤層の中空フィラメントを敷設する箇所にエッチングなどにより凹状のパターンを形成し、そこに中空フィラメントを敷設する方法などがあげられる。
【００６５】
具体的な敷設方法としては、ＮＣ配線装置等の市販の装置を適用することができ、例えば、導線（中空フィラメント）に荷重と超音波を印加しながら敷設する装置、導線（中空フィラメント）に荷重の印加とレーザー光を照射しながら敷設する装置、導線（中空フィラメント）に荷重を印加し、接着剤層に配線する装置などを用いることができる。
【００６６】
ＮＣ配線装置は、数値制御され超音波振動と荷重の出力制御が可能であり、このＮＣ配線装置を用いることにより、中空フィラメントの敷設パターンを精密に制御でき、ＮＣ配線装置を支持体に対して水平に移動させながら、中空フィラメントに荷重および超音波による振動を加えながら支持体（接着剤層を介して）上および敷設した中空フィラメント上に所望のパターンで中空フィラメントを敷設することができる。
【００６７】
なお、敷設する中空フィラメントは、モノリス構造体を形成する前の中空フィラメントでも、中空フィラメント内にモノリス構造体を形成した後の中空フィラメントでもよく、したがって、流路層の形成は、第一の支持体に中空フィラメントを敷設した後に、モノリス構造体を中空フィラメント内に形成することも、逆に、モノリス構造体を形成した後の中空フィラメントを第一の支持体に敷設ことによっても本発明のマイクロ流体システム用支持ユニットを作製することができる。また、中空フィラメント内にモノリス構造体を形成した後には、モノリス前駆体由来の残渣を中空フィラメント内から除去したり、あるいは、モノリス構造体に表面修飾を施すこともできる。
【００６８】
また、中空フィラメントに流体を外部から注入、及び／または、外部へ排出するためのポートの構造や形状は任意で良い。たとえば、中空フィラメントの内径或は外径と同程度或はそれ以下の径の穴をレーザー加工や切削加工などで形成しシリコーンゴムなどで蓋をする方法や、やはり同径程度の径を有するニードルをチューブに突き刺し、該ニードルを固定する方法などがある。穴やニードルの大きさは基本的に任意で良いが、倍以上の大きさになると無駄な容量が増加しマイクロ化のメリットが減少してしまったり、気泡などの混入を引き起こす原因となるので、注意が必要である。
【００６９】
（第２の実施の形態）
図３に本発明の第２の実施の形態であるマイクロ流体システム用支持ユニットの平面図（ｃ）および断面図（ａ、ｂ）を示した。図３は、モノリス構造体を所定箇所に有した任意形状の中空フィラメントからなるマイクロ流体システム用支持ユニットの模式図である。所定箇所に付与したモノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４、３０３１、３０７１、３０８１は、本発明の第２の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットの機能体を構成している。
【００７０】
本発明によると、モノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４、３０３１、３０７１、３０８１を有した中空フィラメント５０１、５０３、５０７、５０８の他にモノリス構造体を有さない中空フィラメント５０２、５０４、５０５、５０６を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットが得られる。このようなマイクロ流体システム用支持ユニットは、モノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４、３０３１、３０７１、３０８１において合成反応や分離などの機能を発揮する一方、リファレンスを送液する中空フィラメントを備えることが出来る。例えば、中空フィラメント５０７内に形成されたモノリス構造体３０７１がＵＶによるオンカラム検出が可能な分離カラム機能を持つ場合、中空フィラメント５０７と５０６に同時に検体を流し、中空フィラメント５０６をリファレンスとすることが出来る。これは、マイクロリアクターやμ−ＴＡＳなどのシステムを設計する場合に有益であり、製造が容易で、且つ反応や分析のステップ数や量を制限しない多機能のマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。
【００７１】
本発明によると、モノリス構造体は中空フィラメントの内側の所定箇所に有することができ、中空フィラメントの内側の全部に備えることができる。例えば、モノリス構造体３０３１のように中空フィラメント５０３の内側全部に備えることが出来る。このような場合は、中空フィラメント５０３の流路長さを全て使用できるために、モノリス構造体の機能を流体により長く、より多く作用させることができるため好ましい。更に、モノリス構造体３０７１のように中空フィラメント５０７の一部に備えることが出来る。特に、モノリス構造体３０７１のように支持体平面内にのみ有している場合は、外部から熱や光を加える場合に、モノリス構造体３０７１の周囲の支持体などの構成材が同一であることから、例えば電磁波、熱、光などのエネルギーを印加する場合にモノリス構造体３０７１周辺のエネルギー環境が均一になりやすく、モノリス構造体３０７１の機能が長さ方向で均一になり、好ましい。
【００７２】
図３の中空フィラメント５０１の内側の所定箇所に有するモノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４のように、一つの中空フィラメント５０１の中に２つ以上のモノリス構造体を兼ね備えることが出来る。薬液を中空フィラメント５０１に一度通液させるだけで、複数の機能を薬液に作用させることができるため、好ましい。すなわち、反応や分析のステップ数や量を制限しない多機能のマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。
【００７３】
更に、図３のモノリス構造体３０７１、３０８１が同一長さ、同一構造、同一組成である場合、例えば中空フィラメント５０７、５０８に同時に且つ同流速で検体を送液すると、ほぼ同時に分析結果が得られやすく好ましい。中空フィラメント５０７、５０８が等長であると、双方に掛かる背圧がほぼ同じになるため、一つの送液ポンプでも同時に結果が得られるため、好ましい。
【００７４】
図３に示す本発明、第二の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットの機能体を構成するモノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４、３０３１、３０７１、３０８１は、骨格サイズと組成が同一のモノリス構造体である場合や、骨格サイズが同一で組成がそれぞれ異なるモノリス構造体である場合や、骨格サイズが異なり組成が同一のモノリス構造体である場合や、骨格サイズと組成が異なるモノリス構造体である場合などがあり、さらにこれらを組み合わせて構成することができるため、多機能なマイクロ流体システム用支持ユニットを得られる。中空フィラメント５０１の内側に形成されたモノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４についても、その骨格、組成、機能が様々な組み合わせが可能であり、一度の送液で複数の機能を作用させることが可能であり、好ましい。図３のモノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４、３０３１、３０７１、３０８１には、表面修飾処理を施すことができ、前述同様一片のモノリス構造体に２つ以上の機能を備えることも可能である。この場合、中空フィラメント内のモノリス構造体の数以上の機能を持つことが出来る為に、一つの中空フィラメント内でより高機能で効率的な流体への機能作用を実施できる。図３において、中空フィラメント５０１〜５０８は、ほぼ同じ長さ、同一形状（直線）に記載されているが、これらは実際の形態、特に長さと直線形状に限定するものではない。それぞれ、所望の長さ、形状に固定するべきことは言うまでもない。
【００７５】
（第３の実施の形態）
図４に本発明の第３の実施の形態であるマイクロ流体システム用支持ユニットの平面図（ａ、ｂ）および断面図（ｃ）を示した。図４は、モノリス構造体３１、３２、３３からなる機能体を有するマイクロ流体システム用支持ユニットを示す。本発明によれば、内側の所定箇所にモノリス構造体３１が形成された中空フィラメント５１が、自身の中空フィラメント５１と交差していることにより、より高密度に中空フィラメント５１が固定可能である。更に、図４の中空フィラメント５１は、自身と２回以上の複数回交差をすることで、よりセンチメートルからメートルオーダーの長さを持つ中空フィラメントでも、コンパクトで小型マイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来るため、好ましいものとなる。
【００７６】
図４（ｂ）は、本発明の第三の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットの模式図である。モノリス構造体３１を備えた中空フィラメント５１は、モノリス構造体３２、３３を備えた中空フィラメント５３と交差している。更には、中空フィラメント５１は、モノリス構造体を有しない中空フィラメント５２とも交差をすることが可能である。交差回数には制限はなく、自身の中空フィラメント及び他の中空フィラメントと複数回の交差とすることができるため、複雑な流体回路であっても場所を要しない小型マイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。
【００７７】
（その他の実施の形態）
その他の実施の形態としては、図２（ａ）に示すように、マイクロ流体システム用支持ユニットの一部に貫通孔９を設け、例えば、カム付きモータなどで中空フィラメント５８の一部に時間周期的な力を加えこの箇所の中空フィラメントを変形させ、この箇所にある流体を移動させて、脈動流を生じさせるマイクロポンプ、若しくはマイクロバルブのような使い方をする場合は、中空フィラメント５８に弾性があると良い。特に、中空フィラメント５８は、ヤング率で１０３ＭＰａ以下であることが好ましい。
【００７８】
又、図２（ｂ）に示す、露出した中空フィラメント５８の一部に金属膜５９を形成し、電圧などを印加するための端子を形成することが出来る。この場合、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、等を単層、或いは多層化してめっきや蒸着などで形成すると良い。
【００７９】
更に、第一の中空フィラメント群と第二の中空フィラメント群は必ずしも９０度に直交している必要はなく、交差していれば良い。図４（ｂ）にあるように、自身の中空フィラメント５１と任意の角度で交差している場合や、他の中空フィラメント５２、５３と任意の角度で交差している場合などが可能なため、中空フィラメント群の固定する制限が緩くなり、より複雑マイクロ流体システム用支持ユニットを得られる。
【００８０】
また、例えば、前述のように第一及び第二の中空フィラメント群だけでなく、更に第三の中空フィラメント群を敷設することも可能である。
【００８１】
一方、中空フィラメントは必ずしも交差させる必要はなく、図３に示すように、一方向に走行する複数の中空フィラメント５０１〜５０８からなる第一の中空フィラメント群のみから構成しても良い。又、図４に示すように、湾曲を描く複数の中空フィラメント５１〜５３を敷設しても良い。また、湾曲部は固有の曲率半径で描ける円弧に限定されない。例えば、複数の曲率半径の円弧が組み合わさった形状も可能である。そうすることで、必要以上に精度を有しなくてもよい用途では、専用のＮＣ制御配線装置を用いなくてもすむ為に、コストを低減できるため好ましい。
【００８２】
尚、中空フィラメントは、必ずしも複数敷設されていなくても良く、即ち中空フィラメントは単数であっても良い。
【実施例】
【００８３】
（作製例１）
[前処理]
ジーエルサイエンス社製のフューズドシリカキャピラリー（内径１００μｍ、外径３７５μｍ、長さ６００ｍｍ）に１Ｎ ＮａＯＨ水溶液を通液し、６０℃の湯浴に１時間浸し、キャピラリー内壁のシラノール基を活性化した。このキャピラリーを水で洗浄し、１Ｎ ＨＣｌで満たした後、６０℃の湯浴に３０分浸した。このキャピラリーを過剰量の水で水洗した後、乾燥させた。
【００８４】
[ビニル修飾]
ピリジンとビニルトリメトキシシランを体積比１：１で混合し、前記前処理を行ったキャピラリーに充填し、８０℃のオーブンで２４時間反応させた。反応後はメタノールで洗浄し、乾燥させた。
【００８５】
[モノリス形成]
ポリスチレン（１５ｍｇ、ＭＷ＝３８４００００）を溶解させたクロロベンゼン（０．７５ｍｌ）に、グリセリンジメタクリレート（ＧＤＭＡ）（０．２５ｍｌ）と、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル（ＡＤＶＮ）（２．６６ｍｇ）を加え、スターラーで撹拌した後、アルゴンガスで１０分間バブリングした。この混合液を、前処理済みのキャピラリーに充填し、６０℃、２４時間重合を行った。重合後のキャピラリーをトルエンで洗浄し、アセトンで置換した。
【００８６】
[観察]
キャピラリーの一部を切断し、断面を出した。この断面にイオンスパッタにより金を蒸着し表面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ：ＨＩＴＡＣＨＩ Ｓ−５１０）で観察したところ、厚み約１．０〜５．０μｍの連続した骨格と骨格間の距離が１.０〜３.０μｍのよく繋がったスルーポアとが、互いに連続的に絡み合った粒子凝集型の網目構造が確認された。ＳＥＭ写真を図５に示す。キャピラリー内にＧＤＭＡポリマーモノリス構造体が形成された。
【００８７】
次に、このキャピラリーを曲率半径が約１０ｍｍとなるように手で曲げて輪を作った。曲げた部分を切断し、上記と同様にＳＥＭ観察を行った。手で曲げた部分のモノリス構造体には、破壊は見られず、キャピラリー内壁との剥れ、欠損なども見られず、曲げを行わなかった前者のＳＥＭ写真と比べても外観的な変化は観測されなかった。ＳＥＭ写真を図６に示す。
【００８８】
（作製例２）
[前処理]
ジーエルサイエンス社製のフューズドシリカキャピラリー（内径１００μｍ、外径３７５μｍ、長さ６００ｍｍ）に１Ｎ ＮａＯＨ水溶液を通液し、６０℃の湯浴に１時間浸し、キャピラリー内壁のシラノール基を活性化した。このキャピラリーを水で洗浄し、１Ｎ ＨＣｌで満たした後、６０℃の湯浴に３０分浸した。このキャピラリーを過剰量の水で水洗したのち、乾燥させた。
【００８９】
[アミノプロピル修飾]
ＴＨＦと３−アミノプロピルトリエトキシシランを体積比１：１で混合し、前記前処理を行ったキャピラリーに充填し、８０℃のオーブンで２４時間反応させた。反応後はエタノールで洗浄し、乾燥させた。
【００９０】
[モノリス形成]
トリス−（２，３−エポキシプロピル）―イソシアヌレート (ＴＥＰＩＣ)（１．６ｇ、日産化学社製 商品名ＴＥＰＩＣ）と４−［（４−アミノシクロヘキシル）メチル］シクロヘキシルアミン(ＢＡＣＭ)（０．３７ｇ）をＰＥＧ２００（７.０ｇ）に溶解した。この混合液を、前処理済みのキャピラリーに充填し、キャピラリーの両端を上記混合液が満たされたバイアル内に差し込み、８０℃、１２時間加熱した。重合後のキャピラリーを水で洗浄した。
【００９１】
[観察]
キャピラリーの一部を切断し、断面を出した。この断面にイオンスパッタにより金を蒸着し表面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ：ＨＩＴＡＣＨＩ Ｓ−５１０）で観察したところ、厚み０．５〜１．０μｍの連続した柱状の骨格と、骨格間の距離が１.０〜５.０μｍのよく繋がったスルーポアとが、互いに連続的に絡み合った網目構造が確認され、ＴＥＰＩＣポリマーモノリス構造体を得た。作製例１と比較して、骨格が細くより細かい網目構造体が確認できた。ＳＥＭ写真を図７に示す。
【００９２】
次に、キャピラリーを曲率半径が約１０ｍｍとなるように手で曲げて輪を作った。この曲げた部分を切断し、上記と同様にＳＥＭ観察を行った。ＳＥＭ写真を図８に示す。手で曲げた部分のモノリス構造体には、破壊は見られず、キャピラリー内壁との剥れ、欠損なども見られず、曲げを行わなかった前者のＳＥＭ写真と比べても外観的な変化は観測されなかった。
【００９３】
（作製例３）
[前処理]
ジーエルサイエンス社製のフューズドシリカキャピラリー（内径１００μｍ、外径３７５μｍ、長さ６００ｍｍ）に１Ｎ ＮａＯＨ水溶液を通液し、６０℃の湯浴に２時間浸し、キャピラリー内壁のシラノール基を活性化した。このキャピラリーを水で洗浄し、１Ｎ ＨＣｌで満たした後、６０℃の湯浴に３０分浸した。このキャピラリーを過剰量の水で水洗したのち、乾燥させた。
【００９４】
[モノリス形成]
尿素（２．０ｇ）とＰＥＧ（０．９ｇ）に０．０１Ｎ酢酸２０ｍｌを加えて溶解した。その後、氷冷下で、シラン溶液（９．０ｍｌ）を加えて３０分撹拌した。これを４０℃、１０分撹拌し、フィルターでろ過した。この溶液を、前処理済みのキャピラリーに充填し、４０℃、２４時間重合を行った。次に、キャピラリーの両端を尿素水（０．０６ｇ／ｍｌ）に浸した状態で８０℃、１０時間加熱し、その後、１２０℃で熱処理を行った。その後、キャピラリーをメタノールで約１時間洗浄し３３０℃で２４時間熱処理を行い、シリカモノリスキャピラリーカラムを得た。
【００９５】
（作製例４）
第一の支持体１に、接着剤層として厚さ２５０μｍで室温で粘着性であるスリーエム社製ＶＨＢ(Ｆ−９４７３ＰＣ)を有したフィルム（厚さ７５μｍ、デュポン社製、商品名：カプトン３００Ｈ）を用いた。この接着剤層を有する第一の支持体1の接着剤層の表面に、図９に示すように中空フィラメントの端部となる位置に、スリット４（４ａ〜４ｄ）を設け、離形層６（６ａ〜６ｄ）を配置した。この離形層は市販の離形剤を塗布したり、離形フィルムを貼り付けることによってあらかじめ形成することができる。次いで、この第一の支持体１の接着剤層表面および離形層の所望の位置に、超音波振動と荷重の出力制御が可能であって、ＮＣ制御でＸ−Ｙテーブルを可動できるＮＣ配線装置を用い、仁礼工業株式会社の高機能エンプラチューブ（材質：ＰＥＥＫ、内径０．５ｍｍ、外形１．０ｍｍ）からなる中空フィラメント５０１〜５０８を、次いで５１１〜５１８を敷設する。敷設する中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８には、荷重３００ｇと周波数４０ｋＨｚの超音波による振動をかけ、半径２５ｍｍの円弧状の部分（図示省略）と、交差する部分も設けた。また、複数の中空フィラメント５１１〜５１８からなる第二の中空フィラメント群を敷設する際には、第一の中空フィラメント群５０１〜５０８と交差する部分では荷重と超音波振動を止めるようにし、中空フィラメントの破損を防ぐようにした。第二の中空フィラメント群５１１〜５１８を敷設した後、第二の支持体２として、接着剤層付きのデュポン社製カプトン３００Ｈを用いて、中空フィラメントが敷設された第一の支持体１（支持ユニット）とラミネートした。その後、プリント基板用の小径穴あけ用途のレーザー穴あけ機を用い、パルス幅５ｍｓ、ショット数４ショットでφ０．２ｍｍの穴を０．１ｍｍ間隔で移動させて、図９（ｂ）に示す所望の切断線に沿って、外形加工する。その後、中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８の端部付近の第一の支持体１の所定部分を除去し、８本の全長２０ｃｍの中空フィラメント５０１〜５０８からなる第一の中空フィラメント群、及び８本の全長１５ｃｍの中空フィラメント５１１〜５１８からなる第二の中空フィラメント群を、それぞれの端部の１０ｍｍの長さを露出させた形状である図１に示す、マイクロ流体システム用支持ユニットを作製した。敷設部分全般、特に交差する部分で中空フィラメントの破損はなかった。
【００９６】
この結果、複数の中空フィラメント５０１〜５０８からなる第一の中空フィラメント群、及び複数の中空フィラメント５１１〜５１８からなる第二の中空フィラメント群で形成した流路の位置ばらつきは、設計図面に対し、±１０μｍ以内に収まる。マイクロ流体システム用支持ユニットを温度調節器内に入れ、６０℃に保ち、液状の着色インクを一方の端から流入し、流出までの時間をストップウォッチ等の計測機器で計測した場合、複数の中空フィラメント５０１〜５０８からなる第一の中空フィラメント群は、８本ともほぼ同じタイミング（±１秒以下）で他端から流出した。同様の試験を第二の中空フィラメントについても行ったところ、複数の中空フィラメント５１１〜５１８からなる第二の中空フィラメント群も８本ともほぼ同じタイミング（±１秒以下）で他端から流出した。
【００９７】
（作製例５）
第一の支持体１に、厚さ２００μｍの非粘着型感圧接着剤ダウコーニングアジア社製のＳ９００９を有した厚さ０．５ｍｍのアルミ板を用いた。これに、超音波振動と荷重の出力制御が可能でＮＣ制御でＸ−Ｙテーブルを可動できるＮＣ配線装置を用い、日星電気株式会社製のＰＦＡチューブ（内径１．０ｍｍ 外径１．５ｍｍ）を敷設する。敷設する中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８には、荷重５００ｇと周波数４０ｋＨｚの超音波による振動をかけた。中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８の敷設は、半径３０ｍｍの円弧状に行い、交差する部分も設けた。その交差する部分の近傍では、荷重と超音波振動を止めることとする。第二の支持体２には、厚さ２００μｍの非粘着型感圧接着剤ダウコーニングアジア社製のＳ９００９を有した、三井化学社製ＴＰＸフィルム（厚さ５０μｍ）を用い、真空ラミネート（圧力と熱を印加）を用いて中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８を施設した支持ユニット上にラミネートする。その際、流入部、流出部、及び交差部の中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８近傍に温度測定用の熱電対を埋め込む。その後の外形加工では、プリント基板用の外形加工機を用いて所望の形に切断する。所定部分の支持体を除去し、１２本の全長４０ｃｍの中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８を５０ｍｍの長さを露出させた形状のマイクロ流体システム用支持ユニットを作製できる。中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８で形成した流路の位置ばらつきは設計図面に対し、±２０μｍ以内に収まる。敷設部分全般、特に交差配線部分で中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８の破損はない。更に、シート全体にボイドは無く、特にキャピラリー近傍や交差部分にも空気の抱きこみやボイド（気泡）は確認されなかった。
【００９８】
共立電子産業製のフィルムヒートＦＴＨ−４０をアルミ板裏面の全面に貼り付け８０℃に設定する。約２０℃の水を一方の端から流入し、他端から流出した水の温度を測定したところ、７８±１℃である。又、流入部、流出部、及び交差部の各温度は７９±０．５℃であり、精度良い温度制御が可能である。
【００９９】
（作製例６）
第一の支持体１に、接着剤層として厚さ２５０μｍで室温で粘着性であるスリーエム社製ＶＨＢ(Ｆ−９４７３ＰＣ)を有した厚さ０．０６ｍｍのポリフェニレンサルファイドフィルム（東レ社製、商品名トレリナ）を用いた。この第一の支持体１の所望の位置に、超音波振動と荷重の出力制御が可能でＮＣ制御でＸ−Ｙテーブルを可動できるＮＣ配線装置を用い、ポリマイクロ社製のフューズドシリカキャピラリー（内径１００μｍ、外径３６０μｍ、長さ６００ｍｍ）を敷設した。キャピラリーは、直線部分と渦巻状の部分を設けて敷設した。渦巻状の部分ではキャピラリー同士のピッチが０．５ｍｍとなるように敷設し、キャピラリーの両端部は渦巻状の部分の円接線方向に、平行且つ同一方向に敷設した。渦巻状の最大曲率半径が１０ｍｍ（最小曲率半径８．５ｍｍ、周回数４周）、１５ｍｍ（最小曲率半径１４ｍｍ、周回数２周）、２０ｍｍ（最小曲率半径１９．５ｍｍ、周回数１周）の三種類を作製した。渦巻状の部分で自身のキャピラリーと交差する部分の近傍では、荷重と超音波振動を止めて敷設した。第二の支持体２には、第一の支持体１と同様の接着剤付きポリフェニレンサルファイドフィルムを用い、真空ラミネートにてキャピラリーを敷設した支持ユニット上にラミネートした。その後、ぞれぞれのキャピラリーの両端部が余長として１５０ｍｍづつ露出するようプリント基板用の外形加工機を用いて図４（ａ）に示す縦５５ｍｍ、横９０ｍｍの形に切断しマイクロ流体システム用支持ユニットを作製した。キャピラリーを顕微鏡で観察したところ、敷設部分全般、特に交差配線部分でキャピラリーの破損はなかった。このようにして、長さ６００ｍｍのキャピラリーを名刺サイズのシート状（シート内有効長３００ｍｍ）にコンパクトに収めることが出来た。
【０１００】
（作製例７）
ポリマイクロ社製のフューズドシリカキャピラリー（内径１００μｍ、外径３６０μｍ、長さ６００ｍｍ）を用意し、作製例６の方法に従い、最大曲率半径１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍの渦巻きパターンを有した三種類のマイクロ流体システム用支持ユニット（全長６００ｍｍ、シート内有効長３００ｍｍ、各余長１５０ｍｍ）をそれぞれ２つずつ、合計６つ用意した。これらのキャピラリー内に、作製例１の方法を用いてＧＤＭＡポリマーモノリス構造体を作製した。キャピラリーの一端を、以下に示すＨＰＬＣ装置にＵｐｃｈｕｒｃｈ社製のキャピラリーコネクタを用いて接続し、Ｈ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作製した。比較対象として、作製例１で作製したシート状になっていないＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーを８本準備し、上記同様にしてＨ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１０に示す。
【０１０１】
[ＨＰＬＣ装置の構成]
送液ポンプ：ＫＹＡ ＤｉＮａ Ｓ
インジェクタ:Ｖａｌｃｏ Ｖ２ ＣＩＡＧ Ｉｎｔｅｒ Ｎａｔｉｏｎ
検出器：ＣＥ−２０７５ＵＶ（Ｊａｓｃｏ社製）（オフカラム検出）
オフカラム：フューズドシリカキャピラリー（内径５０μｍ）
オフカラム長：９０ｍｍ
[条件]
移動相：アセトニトリル／水＝６０／４０（ｖ／ｖ）
試料：ウラシル（１ｍｇ／ｍｌ）
注入量:１０ｎＬ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１０２】
次に、ＨＰＬＣ測定において用い、評価の対象となるパラメータについて、図１１に示すクロマトグラムのピークを例に、振られた符号に基づいて説明する。
【０１０３】
[パラメータの説明]
（１）線速度：ν
線速度νは次式で表される。
【０１０４】
（数１）
ν ＝ Ｌ ／ ｔ０ （１−１）
Ｌ : カラム長、 ｔ０ : 保持のない溶質の溶出時間
（２）理論段高さ：Ｈ
理論段高さは１理論段に相当するカラム長であり、次式で表される。
【０１０５】
（数２）
Ｈ ＝ σ２ ／ Ｌ ＝ Ｌ ／ Ｎ （１−２）
σ：ピークの広がり(正規分布の標準偏差)，Ｌ：カラム長、Ｎ：理論段数
（３）理論段数：Ｎ
理論段数Ｎは次式で表される。
【０１０６】
（数３）
Ｎ ＝ (Ｌ ／ σ) ２ （１−３）
もしくは、
Ｎ ＝ (ｔＲ ／ σ) ２ （１−４）
ｔＲ：溶質の溶出時間
またピーク幅Ｗは４σ法で求めると、
Ｗ ＝ ４σ （１−５）
理論段数Ｎは式（１−６）、（１−７）で表される。
【０１０７】
Ｎ ＝ １６ × (ｔＲ ／ Ｗ) ２ （１−６）
また(Ｗ１ / ２ )２ = ８σ ２ｌｎ２ より
Ｎ ＝ ５．５４ × （ｔＲ ／ Ｗ１ / ２ ）２ （１−７）
Ｗ：ピーク幅、Ｗ１ / ２ ：ピークの半値幅
【０１０８】
図１０より、ＧＤＭＡポリマーモノリスを直線状のキャピラリー内に作製した場合も、渦巻き（湾曲部）形状に固定したキャピラリー内に作製したキャピラリーも、両方とも分離能を有していることがわかった。よって、ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムが得られたことがわかる。特に、最大曲率半径が１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍの渦巻き状にキャピラリーが固定されたマイクロ流体システム用支持ユニットは、キャピラリー内にＧＤＭＡポリマーモノリスを有しており、シート状ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムである。
【０１０９】
更に図１０から、最大曲率半径の違う三種類のシート状ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムは、最大曲率半径が１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍと異なることによる理論段高さの有意な変化は認められず、分離カラム性能に対する曲げ方の影響はないことがわかる。
【０１１０】
次に、渦巻き（湾曲部）の最大曲率半径の分離性能に対する影響は無いとして、渦巻き（湾曲部）を有するキャピラリー内に作製した前述の６つのシート状ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムと、直線状で且つシート化されていない８本のキャピラリーカラムとを比較した。線速度１ｍｍ/ｓの時の平均理論段高を比較し、表１に性能評価結果としてまとめた。
【表１】
【０１１１】
表１から、直線状で作製したＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムの理論段高さに対し、曲げ部分を有するシート状ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムの理論段高さは９５％であった。このことから、予めキャピラリーを渦巻き（湾曲部）のような曲げの部分を有する任意な形状に固定した後に、このキャピラリー内に有機ポリマーモノリス構造体を作製した場合でも、分離カラム性能を有するＧＤＭＡポリマーモノリスが作製可能であり、更に、分離カラム性能に対する曲げの影響は小さいことがわかった。
【０１１２】
（作製例８）
作製例７との比較のために、内径２００μｍのジーエルサイエンス社製フューズドシリカキャピラリー（外径３５０μｍ、長さ６００ｍｍ）を使用し、同様の実験を行った。
【０１１３】
第一の支持体１に、接着剤層として厚さ２５０μｍのスリーエム社製ＶＨＢ(Ｆ−９４７３ＰＣ)を有した厚さ０．０５ｍｍのＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム社製、商品名テトロン(登録商標)）を用いた。作製例６で作製した最大曲率半径１０ｍｍと１５ｍｍの二つのサンプルの写真を撮り、実物大サイズに印刷したものを、テーブルに両面テープで固定した。この上に、第一の支持体１を載せテーブルにしっかりと固定した。第一の支持体１は半透明で下の印刷が透けて見えることを利用し、作製例６と同様のパターンに、内径２００μｍのキャピラリーを固定した。第一の支持体１と同様の材料を第二の支持体２として、ロールラミネータでキャピラリーを固定した支持ユニット上にラミネートした。カッターを用いて余分な部分を取り除いた。キャピラリーがある部分はカッタ刃がキャピラリーに当たらないよう慎重にカットし、第一の支持体１と第二の支持体２を除去した。このようにして、キャピラリー内径が２００μｍであることと、第一の支持体１にＰＥＴフィルムを用いたこと以外は、作製例６と外観が同様なマイクロ流体システム用支持ユニット（縦５５ｍｍ、横９０ｍｍ）を作製した。このマイクロ流体システム用支持ユニットは可撓性を有しており、曲げることができる。手で１０回、２０回と曲げを繰り返しても、キャピラリーの位置が変わることはなかった。
【０１１４】
次に、上記マイクロ流体システム用支持ユニットのキャピラリー内に作製例１に従い、ＧＤＭＡポリマーモノリスを作製した。更に、内径２００μｍの直線状のキャピラリー３本に、作製例１に従いＧＤＭＡポリマーモノリスを作製し、作製例７と同様の条件でＨ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１２に示す。
【０１１５】
図１２の結果から、内径２００μｍのキャピラリーを用いても、直線状で有機ポリマーモノリス構造体を作製したキャピラリーカラムと、曲げの部分を有するキャピラリー内に有機ポリマーモノリス構造体を作製したキャピラリーカラムの、理論段高さの有意差は認められなかった。
【０１１６】
（作製例９）
内径１００μｍ×外径３７５μｍ、内径２００μｍ×外径３５０μｍのフューズドシリカキャピラリー（ジーエルサイエンス社製）を用意した。作製例１に従い、キャピラリー内部にＧＤＭＡポリマーモノリスを作製し、ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムを得た。これを作製例７同様の装置、条件（以下記載）で通液実験を行い、Ｈ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１３に示す。
【０１１７】
第一の支持体１として、厚さ２００μｍの非粘着型感圧接着剤ダウコーニングアジア社製のＳ９００９を有した、厚さ０．０５ｍｍのＴＰＸフィルム（三井化学社製）を用いた。第一の支持体１のＳ９００９の表面に、超音波振動と荷重の出力制御が可能でＮＣ制御でＸ−Ｙテーブルを可動できるＮＣ配線装置を用い、先に作製した内径の異なる二種類のＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムを最大曲率半径１０ｍｍの円弧部分を有するパターンに敷設した。この時、ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムには、荷重２５０ｇと周波数４０ｋＨｚの超音波による振動をかけた。第二の支持体２には、第一の支持体１と同様のＳ９００９を有するＴＰＸフィルムを用い、真空ラミネート（圧力と熱を印加）にてＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムを敷設した支持ユニット上にラミネートし、マイクロ流体システム用支持ユニット（シート状ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラム）を得た。敷設部分全般、特に交差配線部分でキャピラリーの破損はなかった。更に、シート全体にボイドは無く、特にキャピラリー近傍や交差部分にも空気の抱きこみやボイド（気泡）は確認されなかった。
【０１１８】
カッターを用いて余分な部分を取り除いき、キャピラリーの両端部を各５０ｍｍを露出させ、余長とした。ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムがある部分はカッター刃がキャピラリーに当たらないよう慎重にカットした。露出したキャピラリーの一端をＨＰＬＣ装置に接続し、通液実験を行いＨ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１３に示す。
【０１１９】
[ＨＰＬＣ装置の構成]
送液ポンプ：ＫＹＡ ＤｉＮａ Ｓ
インジェクタ：Ｖａｌｃｏ Ｖ２ ＣＩＡＧ Ｉｎｔｅｒ Ｎａｔｉｏｎ
検出器：ＣＥ−２０７５ＵＶ（Ｊａｓｃｏ社製）（オフカラム検出）
オフカラム：フューズドシリカキャピラリー（内径５０μｍ）
オフカラム長：９０ｍｍ
[条件]
移動相：アセトニトリル／水＝６０／４０（ｖ／ｖ）
試料：ウラシル（１ｍｇ／ｍｌ）
注入量：１０ｎＬ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１２０】
図１３から、内径１００μｍのＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムが、直線状から曲率半径１０ｍｍに曲げることによって変化した理論段高の差は１％であり、内径２００μｍの場合は３％であった。このことから、キャピラリー内にＧＤＭＡポリマーモノリスを作製し、支持体上に曲率半径１０ｍｍの湾曲部のような曲げの部分を有する任意な形状に固定した場合でも、カラム性能は低下しないことが明らかとなった。よって、内径１００μｍと２００μｍのＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムは、カラム性能に対する曲げの影響は小さいことがわかった。
【０１２１】
また、図１３の結果から、上記ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムを第一の支持体１上に固定する際に印加した超音波と荷重、及び真空ラミネートの際に印加した圧力と熱とが、ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムのカラム性能を低下させないことが明らかになった。
【０１２２】
更に、Ｈ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作製に使用した上記シート状ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムの一部を切断し、ＳＥＭによる観察を行ったところ、ＧＤＭＡポリマーモノリスの構造的な破壊、キャピラリー内壁との剥れ、欠損などは確認されなかった。よって、ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムを第一の支持体１上に固定する際に印加した超音波と荷重、及び真空ラミネートの際に印加した圧力と熱とは、ＧＤＭＡポリマーモノリスの構造に影響を及ぼさないことが明らかとなった。
【０１２３】
（作製例１０）
内径１００μｍ×外径３６０μｍのフューズドシリカキャピラリー（ポリマイクロ社製）に作製例２に従い、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを調製した。このカラムを用いて作製例９と同様に直線状での通液実験を行った後、作製例９と同様の方法で曲率半径１０ｍｍのパターンを有するマイクロ流体システム用支持ユニット（シート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラム）を得て、再度通液実験を行いＨ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１４に示す。
【０１２４】
[条件]
移動相：アセトニトリル／２０ｍＭリン酸緩衝水溶液：ｐＨ７＝６０/４０（ｖ／ｖ）
試料：ウラシル（０．１ｍｇ／ｍｌ）
注入量：１０ｎＬ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１２５】
更に、保持のある溶質として、ベンゼンを用いてＨ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１５示す。
【０１２６】
[条件]
移動相：アセトニトリル／２０ｍＭリン酸緩衝水溶液：ｐＨ７＝６０／４０（ｖ／ｖ）
試料：ベンゼン（１ｍｇ／ｍｌ）
注入量：１０ｎＬ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１２７】
図１４と図１５とから、溶質にウラシル（保持無し）を用いた場合の、直線状のキャピラリー内に作製した後に、曲率半径１０ｍｍに曲げることによって変化した理論段高さの差は５％であり、ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムの１０倍以上高性能（線速度１ｍｍ／ｓ、溶質：ウラシル）なＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムにおいても、曲げによるカラム性能のへの影響は極めて小さいことがわかった。また、溶質にベンゼンを用いた場合の理論段高さの差は５％であり、保持のある溶質においても曲げによるカラム性能のへの影響は極めて小さいことがわかった。
【０１２８】
更に、上記ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムにおいても、第一の支持体１上に固定する際に印加した超音波と荷重、及び真空ラミネートの際に印加した圧力と熱とが、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムのカラム性能を低下させないことが明らかになった。
【０１２９】
更に、Ｈ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作製に使用した上記シート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムの一部を切断し、ＳＥＭによる観察を行ったところ、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスの構造的な破壊、キャピラリー内壁との剥れ、欠損などは確認されなかった。よって、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムにおいても第一の支持体１上に固定する際に印加した超音波と荷重、及び真空ラミネートの際に印加した圧力と熱とは、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスの構造に影響を及ぼさないことが明らかとなった。
【０１３０】
（実施例１１）
内径１００μｍ×外径３６０μｍのフューズドシリカキャピラリー（ポリマイクロ社製）に作製例３に従いキャピラリー内部にシリカモノリス構造体を作製し、シリカモノリスキャピラリーカラムを得た。作製例９と同様に、直線状での通液実験を行った。結果を図１６に示す。
【０１３１】
次に、第一の支持体１として、厚さ２５０μｍのスリーエム社製ＶＨＢ(Ｆ−９４７３ＰＣ)を有した、厚さ０．１ｍｍのガラスエポキシ樹脂板を用意し、縦８０ｍｍ、横１００ｍｍに切断した。この第一の支持体上に、先のシリカモノリスキャピラリーカラムを、手によって曲率半径１０ｍｍの円弧部分を有するパターンに固定した。両端部は、第一の支持体上から各５０ｍｍ露出させた。第二の支持体として、ＰＥＴフィルム（厚さ０．０２５ｍｍ、東レ製）をシリカモノリスキャピラリーカラム側からゴムローラを用いてラミネートし、マイクロ流体システム用支持ユニット（シート状シリカモノリスキャピラリーカラム）を得た。実施例９と同様に、直線状での通液実験と曲率半径１０ｍｍのパターンを有するマイクロ流体システム用支持ユニットでの通液実験からＨ-ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１６に示す。
【０１３２】
[条件]
移動相：アセトニトリル／２０ｍＭリン酸緩衝水溶液：ｐＨ７＝６０／４０（ｖ／ｖ）
試料：ウラシル（１ｍｇ／ｍｌ）
注入量：１０ｎＬ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１３３】
図１６から、このシリカモノリスキャピラリーカラムは、十分な分離性能を有していることがわかった。すなわち、シート状シリカモノリスキャピラリーカラムが得られた。
【０１３４】
直線状から曲率半径１０ｍｍに曲げることによって変化した理論段高の差は３％であり、シリカモノリスキャピラリーカラムにおいても曲げによるカラム性能のへの影響は極めて小さいことがわかった。
【０１３５】
（作製例１２）
長さ１０００ｍｍ、内径１００μｍ×外径３６０μｍのフューズドシリカキャピラリー（ポリマイクロ社製）に作製例２に従いキャピラリー内部に有機ポリマーモノリス構造体を作製し、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを得た。両端部を２５ｍｍづつ切り落とし、きれいな端面を出した。このＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムについて、以下の条件でアルキルベンゼンの分離性能評価を行った。得られたクロマトグラフを図１７に示す。
【０１３６】
[ＨＰＬＣ装置の構成]
システムコントローラー：ＣＢＭ−２０Ａ（Ｓｈｉｍａｄｚｕ社製）
送液ポンプ：ＬＣ−１０ＡＤＶＰ（Ｓｈｉｍａｄｚｕ社製）
インジェクタ：ＲＨＥＯＤＹＮＥ７７２５（ＲＨＥＯＤＹＮＥ社製）
検出器：ＣＥ−２０７５ＵＶ（Ｊａｓｃｏ社製）
オフカラム：フューズドシリカキャピラリー（内径５０μｍ）
オフカラム長：９０ｍｍ
[条件]
移動相：アセトニトリル／２０ｍＭリン酸緩衝水溶液：ｐＨ７＝６０／４０（ｖ／ｖ）
線速度：０．５８ｍｍ／ｓ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１３７】
次に、接着剤層としてスリーエム社製ＶＨＢ(厚さ２５０μｍ、Ｆ−９４７３ＰＣ)を有した、厚さ０．０７５ｍｍのポリイミドフィルム（デュポン社製、商品名：カプトン３００Ｈ）で構成された第一の支持体１を用意し、超音波振動と荷重の出力制御が可能でＮＣ制御でＸ−Ｙテーブルを可動できるＮＣ配線装置を用い、先の評価に用いたＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラム（長さ９５０ｍｍ）を第一の支持体１の接着剤層面に超音波４０Ｖ、荷重２５０ｇを印加して敷設した。ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムの敷設形状は、キャピラリー同士のピッチが０．５ｍｍである渦巻状の部分を有しており、最大曲率半径は２０ｍｍ（最小曲率半径＝１７．５ｍｍ、周回数６周）とした。キャピラリーの両端部は、互いに平行且つ同一方向に向くように直線状に敷設した。渦巻状の部分で自身のキャピラリーと交差する部分の近傍では、荷重と超音波振動を止めた。第二の支持体２には、第一の支持体１と同様の接着剤付きポリイミドフィルムを用い、真空ラミネート（圧力と熱を印加）にてキャピラリーを敷設した支持ユニット上にラミネートした。その後、ぞれぞれのキャピラリーの両端部が余長として７０〜８０ｍｍづつ露出するように、カッターを用いて外形加工を行い図４（ａ）に示す縦５５ｍｍ、横９０ｍｍの形に切断しキャピラリー内にＴＥＰＩＣ樹脂製モノリス構造体が形成されたマイクロ流体システム用支持ユニットを作製し、シート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを得た。キャピラリーを顕微鏡で観察したところ、敷設部分全般、特に交差配線部分でキャピラリーの破損はない。このシート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムは、キャピラリーがむき出しの状態よりも、コンパクトであり取扱い性に優れている。更に、キャピラリーがフィルムと接着剤に保護されているために、外力や衝撃で損傷・破損する可能性が低い。このことは、一般的に分離・分析用カラムは高価であることや、分離・分析用カラムは個体差があることのために、可能な限り同一個体（カラム）で分析を行えることが望ましいといった利用者の希望に沿えるという特徴を有するものである。
【０１３８】
このようにして得られたシート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを、先と同様にＨＰＬＣ装置に接続し、アルキルベンゼンの分離性能評価をおこなった。得られたクロマトグラフを図１８に示す。
【０１３９】
[条件]
移動相：アセトニトリル／２０ｍＭリン酸緩衝水溶液：ｐＨ７＝６０／４０（ｖ／ｖ）
線速度：１．５３ｍｍ／ｓ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１４０】
図１７と図１８とから、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを湾曲部（曲げ）を有した形状に敷設しコンパクトにシート化しても、高い理論段数を維持することが明らかとなった。
【０１４１】
この時の背圧は６．１ＭＰａであり、背圧２０ＭＰａ以上が必要な一般的な粒子充填型のカラム（内径４．６ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）よりも、低背圧で高分離能を有していることがわかった。すなわち、低背圧で高分離能を有し、取扱い性に優れたマイクロ流体システム用支持ユニット（シート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスカラム）が得られた。
【０１４２】
（作製例１３）
長さ１０００ｍｍ、内径１００μｍ×外径３６０μｍのフューズドシリカキャピラリー（ポリマイクロ社製）に作製例２に従いキャピラリー内部に有機ポリマーモノリス構造体を作製し、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを得た。両端部を５０ｍｍづつ切り落とし、きれいな端面を出した（有効長９００ｍｍ）。次に、接着剤層としてスリーエム社製ＶＨＢ(厚さ２５０μｍ、Ｆ−９４７３ＰＣ)を有した、厚さ０．０７５ｍｍのポリイミドフィルム（デュポン社製、商品名：カプトン３００Ｈ）で構成された第一の支持体１を用意し、超音波振動と荷重の出力制御が可能でＮＣ制御でＸ−Ｙテーブルを可動できるＮＣ配線装置を用い、先のＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラム（長さ９００ｍｍ）を第一の支持体１の接着剤層面に超音波４０ｋＨｚ、荷重２５０ｇを印加して敷設した。ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムの敷設形状は、半円の円弧部と直線部を組み合わせた運動場トラック形状で、キャピラリー同士のピッチが０．５ｍｍであり、半円の最大曲率半径は２０ｍｍ（最小曲率半径＝１７．５ｍｍ）、直線部は４０ｍｍ（周回数４周）とした。キャピラリーの両端部は、互いに平行且つ同一方向に向くように直線状に敷設した。半円の円弧部分で自身のキャピラリーと交差する部分の近傍では、荷重と超音波振動を止めた。第二の支持体２には、接着剤層としてスリーエム社製ＶＨＢ(厚さ２５０μｍ、Ｆ−９４７３ＰＣ)を有した、厚さ０．０５ｍｍのＰＥＴフィルム（ユニチカ社製）を用い、真空ラミネート（圧力と熱を印加）にてキャピラリーを敷設した支持ユニット上にラミネートした。その後、ぞれぞれのキャピラリーの両端部が余長として５０ｍｍづつ露出するように、カッターを用いて外形加工を行い図４（ａ）に示す縦５５ｍｍ、横９０ｍｍの形に切断しキャピラリー内にＴＥＰＩＣ樹脂製モノリス構造体が形成されたマイクロ流体システム用支持ユニットを作製し、シート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを得た。下記の装置及び条件でヌクレオシド及び核酸塩基の分離を行った。結果を図１９に示す。
【０１４３】
[ＨＰＬＣ装置の構成]
システムコントローラー：ＣＢＭ−２０Ａ（Ｓｈｉｍａｄｚｕ社製）
送液ポンプ：ＬＣ−１０ＡＤＶＰ（Ｓｈｉｍａｄｚｕ社製）
インジェクタ：ＲＨＥＯＤＹＮＥ７７２５（ＲＨＥＯＤＹＮＥ社製）
検出器：ＣＥ−２０７５ＵＶ（Ｊａｓｃｏ社製）
オフカラム：フューズドシリカキャピラリー（内径５０μｍ）
オフカラム長：９０ｍｍ
[条件]
移動相：アセトニトリル／２０ｍＭリン酸緩衝水溶液：ｐＨ７＝６０／４０（ｖ／ｖ）
線速度：１．５３ｍｍ/ｓ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
背圧：８．６ＭＰａ
【０１４４】
図１９より、一部分離が出来ないものが見られたが、核酸塩基やヌクレオシドについても良好な分離が可能なシート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムが得られた。
【０１４５】
本発明は上記の形態によって記載したが、この開示の一部をなす部分及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【符号の説明】
【０１４６】
１…第一の支持体
２…第二の支持体
３、３１〜３３、３０１〜３０８、３１１〜３１８…モノリス構造体が形成された所定箇所
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ…スリット
５１〜５３、５８、５０１〜５０８、５１１〜５１８…中空フィラメント
５９…金属膜
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ…離型層
７…切断線
８…接着剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体システム用支持ユニットに関するものであり、特には支持体に固定し、流路として機能する中空フィラメント内に、モノリス構造体を有するマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学や生化学の分野ではＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を応用した反応系や分析装置の小型化に関する研究が進められている。従来の研究開発では、構成要素の一つとなるマイクロポンプ、マイクロバルブといった単一機能を有する機械要素(マイクロマシン)がある(例えば非特許文献１、２参照)。
【０００３】
目的の化学反応や化学分析を行うためには、マイクロマシンなどの各種部品を複数組み合わせてシステム化する必要がある。一般にそれらのシステムの完成形は、マイクロリアクター（Micro Reactor System）、マイクロ化学分析システム（Micro Total Analysis System：μＴＡＳ）などと呼称されている。通常、マイクロマシンは半導体製造プロセスを適用してシリコンチップ上に形成する。複数の要素を一つのチップに形成(集積)し、システム化することは、原理的には可能であり、その取り組みも実際行われている(例えば、非特許文献３参照)。しかし、その作製プロセスは複雑であり、量産レベルでこれを製造することは困難と予想されている。複数のマイクロマシンなどを接続して流体回路（システム）を形成する方法として、シリコン基板の所定の位置にエッチング等で溝を形成し、流路とするチップ型基板（ナノリアクター）が提案されている。これは上記の集積化する方法より、製造ははるかに容易というメリットがある。しかし、流路断面積が小さく流体と溝側面との界面抵抗が大きく、その流路長は最大でｍｍ単位といったところが現状であり、流路層の多層化が難しく、実際に行われる合成反応や化学分析では反応や分析の種類、ステップ数や量が制限されてしまうという点が克服されていなかった。
【０００４】
さらに、複数のマイクロマシンなどを接続する流路内で、流体へ必要な処理を施すことが出来れば、流体回路（システム）がより高効率化、小型化できることから、流路内に所望の機能が備わっていることが望まれている。特にこの機能が流路の単位長さ当り、より大きな表面積を持つことで、流体との接触確立が高まり更なる効率化が可能となると期待されていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】庄子，「化学工業」，２００１年４月，第５２巻，第４号，ｐ．４５−５５
【非特許文献２】前田，「エレクトロニクス実装学会誌」，２００２年１月，第５巻，第１号，ｐ．２５−２６
【非特許文献３】伊永，「日本学術会議５０周年記念環境工学連合講演論文集」，１９９９年，第１４号，ｐ．２５−３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。即ち、本発明の目的は反応や分析のステップ数や量を制限しない、且つ、製造が容易であるマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、複雑な流体回路を高密度に実装できるマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、少なくとも以下の(イ)から(ハ)の工程を備えることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。
【０００８】
（イ）第一の支持体に少なくとも一つの中空フィラメントを任意の形状に固定する工程、
（ロ）中空フィラメント内の全部または一部にモノリス前駆体を充填する工程、
（ハ）モノリス前駆体の全部または一部を反応させ、モノリス構造体を作製する工程、
本発明の第１の特徴においては、（イ）中空フィラメントを第一の支持体に任意の形状に固定する工程と、（ロ）中空フィラメント内の全部または一部にモノリス前駆体を充填する工程と、（ハ）モノリス前駆体の全部または一部を反応させ、モノリス構造体を作製する工程とを備えているために、モノリス構造体が備わった中空フィラメントを第一の支持体上に任意の形状に固定したマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。これにより、中空フィラメントが嵩張らず、取扱い性に優れた多機能のマイクロ流体システムを提供することができる。
【０００９】
又、本発明の第２の特徴は、上記の工程が少なくとも（イ）、（ロ）、（ハ）の順序であることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。この発明によれば、予め大量に中空フィラメントを任意の形状にパターニングしておき、必要に応じて所望のモノリス構造体を中空フィラメント内に作りこむことが出来る為に、在庫の低減が出来、同一の中空フィラメントパターンでも、所望の機能を発現するモノリス構造体を自在に選択し、提供できる。
【００１０】
又、本発明の第３の特徴によれば、上記の工程が少なくとも（ロ）、（ハ）、（イ）順序であることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。この発明によれば、中空フィラメント内にモノリス構造体を作り、モノリス構造体の構造、性能などの品質を検査し良品のみ任意の形状に固定することが出来る為に、製造上の不良率を低減できる製造方法である。更に、本発明の第３の特徴によれば、同一のモノリス構造体を作りこんだ中空フィラメントを多量に作製しておき、所望の形状に該中空フィラメントを固定することができるため、製造が容易なマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法を提供できる。
【００１１】
又、本発明の第４の特徴によれば、上記（ハ）の工程の後、（ニ）モノリス前駆体由来の残渣を該中空フィラメント内から除去する工程を更に備えることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。本発明の第４の特徴によれば、モノリス構造体として不要な材料を除去することができるため、出来上がったマイクロ流体システム用支持ユニットは、中空フィラメント内の洗浄が必要なく、直ぐに使用できるマイクロ流体システム用支持ユニットを提供できる。又、本発明の第４の特徴によれば、モノリス前駆体を除去することで、モノリス構造体を形成する反応を終了させることができ、所望のモノリス構造体を得ることが出来る。
【００１２】
又、本発明の第５の特徴によれば、上記（ハ）の工程の後、（ホ）該モノリス構造体に表面修飾を施す工程を備えることを特長としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。本発明の第５の特徴によれば、モノリス構造体の表面を修飾することができるので、モノリス構造体を流体の諸特性（ｐＨ、粘度、極性）や所望する機能に適応させやすい。更に、本発明の第５の特徴によれば、同一のモノリス構造体（材質、ポア径、空隙率）でも、任意に機能性を発揮させることが出来るものが得られる。
【００１３】
又、本発明の第６の特徴によれば、上記モノリス前駆体が有機ポリマーモノリス前駆体であり、上記モノリス構造体が有機ポリマーモノリス構造体であることを特長としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とし、また、モノリス前駆体がシリカモノリス前駆体あるいはチタニアモノリス前駆体であり、モノリス構造体がシリカモノリス構造体あるいはチタニアモノリス構造体であることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。これにより、モノリス構造体の材料の選択の幅が広がり、多機能なマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法を提供できる。なお、有機ポリマーモノリス前駆体としては、エポキシ化合物、アミン化合物及びポロゲンを含むもの、あるいは、モノマー混合物、希釈剤及び重合開始剤を含有し、必要に応じて非架橋性ポリマーを含有するものであることが好ましく、これらの化合物には、水酸基および／またはアミド基などの官能基を含むことができる。なお、これらのモノリス前駆体は、ラジカル、熱、または光により反応させることによりモノリス構造体を得ることができる。
【００１４】
又、本発明の第７の特徴によれば、上記工程（イ）の後に、（ヘ）該第一の支持体の該中空フィラメントが敷設された側に第二の支持体を設ける工程を備えることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。本発明の第７の特徴においては、モノリス構造体が形成された中空フィラメントまたは形成される前の中空フィラメントが、第一の支持体と第二の支持体で挟まれた形状になるために、中空フィラメントの精度が良く、製造が容易で、且つ反応や分析のステップ数や量を制限しない、更に多機能のマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。更に、本発明の第７の特徴においては、中空フィラメントが破損しにくく、取り扱い性に優れた小型のマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。
【００１５】
又、本発明の第８の特徴によれば、上記工程（イ）の後に、（ト）上記第一の支持体、第二の支持体、又は、第一の支持体および第二の支持体の、全部もしくは一部を除去することを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。これにより、所望の外形のマイクロ流体システム用支持ユニットを得られる。更に本発明の第８の特徴によれば、中空フィラメントの端部を余長として露出することができるために、送液機器や分析機器など外部の装置や系と簡便に接続できるマイクロ流体システム用支持ユニットを提供できる。
【００１６】
又、本発明の第９の特徴によれば、上記工程（イ）の中空フィラメントを任意の形状に敷設する際に、該中空フィラメントが該中空フィラメント自身と、他の少なくとも一つの中空フィラメントと、又は、該中空フィラメント自身および他の少なくとも一つの中空フィラメントと、それぞれの中空フィラメントに対して少なくとも一回あるいは二回以上交差させることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法であることを要旨とする。中空フィラメントを交差させて固定できるために、単位面積当りの実装密度を高くすることが出来る。コンパクトで多機能なマイクロ流体システム用支持ユニットを提供できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、中空フィラメントを配列し流体の流路としたマイクロ流体システム用支持ユニットと、そのようなマイクロ流体システム用支持ユニットを精度良くかつ製造ばらつきが少なく製造が容易な製造方法が提供される。
【００１８】
本発明の製造方法によれば、モノリス構造体を有した中空フィラメントを流路とし、反応や分析の工程数や量を制限しないｃｍ単位の長い距離のマイクロ流体システム用支持ユニットが提供され、得られるマイクロ流体システム用支持ユニットは、立体的に複数の中空フィラメントからなる第一の中空フィラメント群とこれに交差する複数の中空フィラメントからなる第二の中空フィラメント群を敷設できることから複雑な流体回路であっても小型のマイクロ流体システムを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るモノリス構造体を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットの構成を示す図であって、図１（ｂ）は平面図であり、図１（ａ）は、（ｂ）に示すＡ−Ａ線矢印方向から見た断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の実施の形態に係る中空フィラメントの露出窓を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットの鳥瞰図で、図２（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットが備える中空フィラメントの露出形態及び端部形態を示した鳥瞰図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態に係るモノリス構造体を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットの構成を示す図であって、図３（ｃ）は平面図であり、図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図３（ｃ）に示すＡ−Ａ線矢印およびＢ−Ｂ線矢印方向から見た断面図である。
【図４】図４（ａ）および（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係るモノリス構造体を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットの構成を示す平面図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示すＡ−Ａ線矢印方向から見た断面図である。
【図５】実施例１により作製されたＧＤＭＡポリマーモノリス構造体（直線部分）の断面ＳＥＭ写真である。
【図６】実施例１により作製されたＧＤＭＡポリマーモノリス構造体（曲げた部分）の断面ＳＥＭ写真である。
【図７】実施例２により作製されたＴＥＰＩＣポリマーモノリス構造体（直線部分）の断面ＳＥＭ写真である。
【図８】実施例２により作製されたＴＥＰＩＣポリマーモノリス構造体（曲げた部分）の断面ＳＥＭ写真である。
【図９】図９は、本発明の他の実施形態に係るモノリス構造体を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットの構成を説明するための図であって、図９（ｂ）は、平面図であり、図９（ａ）は、図９（ｂ）に示すＡ−Ａ線矢印方向から見た断面図である。
【図１０】実施例７により作製されたＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラム（内径１００μｍ）のＨ−νプロットである。
【図１１】図１１は、ＨＰＬＣ測定において用い、評価の対象となるパラメータについて、説明するために、クロマトグラムのピークを模式的に示した図である。
【図１２】実施例８により作製されたＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラム（内径２００μｍ）のＨ−νプロットである。
【図１３】実施例９により作製されたＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムのＨ−νプロットである。
【図１４】実施例１０により作製されたＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラム（溶質：ウラシル）のＨ−νプロットである。
【図１５】実施例１０により作製されたＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラム（溶質：ベンゼン）のＨ−νプロットである。
【図１６】実施例１１により作製されたシリカモノリスキャピラリーカラムのＨ−νプロットである。
【図１７】実施例１２により作製されたＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを用いたアルキルベンゼンのクロマトグラフである。
【図１８】実施例１２により作製されたシート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを用いたアルキルベンゼンのクロマトグラフである。
【図１９】実施例１３により作製されたシート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを用いたヌクレオシド及び核酸塩基のクロマトグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。ただし、図面は模式的なものであり、数や長さ、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。又、これらは所望する機能や用途によって異なり、適宜判断するべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１に本発明のマイクロ流体システム用支持ユニットの平面図（ｂ）および断面図（ａ）を示した。図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットは、第一の支持体１と、この第一の支持体１に任意の形状に敷設された中空フィラメント５０１〜５０８及び５１１〜５１８と、所定箇所にモノリス構造体３０１〜３０８、３１１〜３１８とを備える。中空フィラメント５０１〜５０８及び５１１〜５１８は、本発明の第１の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットの薬液の流路層を構成している。
【００２２】
中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８の内径及び外径は目的に応じて選択すれば良いが、単位時間当たりの流量がミリリットル（ｍＬ）〜マイクロリットル（μＬ）単位となる場合が多いと考えられるので、内径は、φ０．０１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度のものが好ましい。この様な径の中空フィラメント５０１〜５０８及び５１１〜５１８を作製する場合は、ガラス、石英、石英ガラスなどの無機材料や、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）などの有機材料が特に適している。φ０．０１ｍｍ以下の内径にすると、中空フィラメント５０１〜５０８及び５１１〜５１８の内壁面と流体との界面抵抗の影響が無視できなくなり、詰まりなどの不具合を生じやすい。一方、φ２．０ｍｍより大きい内径では流体を連続的に流すためには高圧が必要となり他の部品への負担が増え、又流体中への気泡の混入などが生じてしまう。中空フィラメント５０１〜５０８及び５１１〜５１８に流している流体に化学反応を生じさせる場合は、中空フィラメント５０１〜５０８及び５１１〜５１８は耐薬品性を備えるものが良い。
【００２３】
所定箇所に付与するモノリス構造体３０１〜３０８、３１１〜３１８は、本発明の第１の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットの機能体を構成している。坦持する機能としては、吸・脱着、イオン交換、分離、除去、分配、酸化・還元、触媒からなる群から選ばれる一種または二種以上の機能を有している。本発明で述べるモノリス構造体とは、骨格と空隙（スルーポア）が立体的に絡み合った連続的、且つ周期的な三次元網目状構造のことを指す。骨格の形状は、球体凝集状または柱状、またはこれらが共存した形状を有している。また、立体的な骨格によって形成される空隙（スルーポア）の孔径は０．０５μｍから５０μｍが好ましい。特に、平均孔径は、０．５μｍから５０μｍがより好ましい。中空フィラメントがｃｍ単位の長さを要する場合は、平均孔径が０．５μｍ以下では流体の背圧が高い。また、平均孔径が５０μｍ以上の場合、モノリス構造体の強度が低下する。
【００２４】
更に、骨格の表面に、ナノメートル(ｎｍ)オーダーの細孔（メソポア）を有していることが好ましく、１ｎｍから５００ｎｍが好ましい。特に、１０ｎｍから５０ｎｍであると細孔を制御して作製しやすくより好ましい。骨格の表面に細孔（メソポア）を有していることで、比表面積をより大きくできる。これにより、所望の機能を効率的に流体へ作用させることができる。このようなモノリス構造体を所定箇所に有した中空フィラメントが、任意の形状に基材に固定されているので、精度が良く、且つ反応や分析のステップ数や量を制限しない多機能のマイクロ流体システムを提供することができる。
【００２５】
また、モノリス構造体は、溶液又は懸濁液(ゾル)を相変換して得るために、本発明の流路として機能する中空フィラメントの内径φ０．０１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の微小領域にでも、自在に機能体を成形できる特徴がある。その結果、製造が容易で、多機能のマイクロ流体システムを提供することができる。
【００２６】
本発明のモノリス構造体は、上記の形態を有するものであれば、既知の材質や既知の製造方法を適応できる。
【００２７】
モノリス構造体は、有機材料または無機材料など各種の材料が適応でき、有機材料からなる有機ポリマーモノリス構造体や無機材料からなるシリカモノリス構造体、チタニアモノリス構造体などがある。これらモノリス構造体の材料は、所望する機能、流体の特性に合わせて適宜選択するべきである。例えば、曲げ、振動、衝撃などの外力が印加される場合は、骨格がより柔軟である有機ポリマーモノリス構造体が好ましい。また、流体がｐＨ８以上のアルカリ性の場合、有機ポリマーモノリス構造体やシリカモノリス構造体、チタニアモノリス構造体が使用でき、繰り返し連続使用する場合は有機ポリマーモノリス構造体がより好ましい。更に、ｐＨ１０以上の場合は、アルカリによる性能劣化が少ない有機ポリマーモノリス構造体が好ましい。
【００２８】
酸化・還元、触媒などの機能を発揮させるには、骨格材料自体が触媒作用を持つチタニアモノリス構造体が好ましい。また、下記に示す様に、触媒作用を持つ貴金属や金属酸化物を骨格に取り込んだハイブリットな有機ポリマーモノリス構造体、シリカモノリス構造体なども挙げられる。このように、骨格に取り込むことによって骨格材質の選択の幅が広がること、触媒の選択幅が広いことの特徴があり、自在に組み合わせが可能な点が特長である。
【００２９】
モノリス構造体は、空隙（スルーポア）と細孔（メソポア）のサイズはそれぞれ、目的にあわせて選択可能であり、互いのサイズは任意に選択可能で、組み合わせは自在に選択出来る。空隙（スルーポア）と細孔（メソポア）のサイズを独立して制御する場合は、シリカモノリス構造体がより好ましく、例えば、アンモニア処理により細孔（メソポア）の調製ができる。
【００３０】
有機ポリマーモノリス構造体の材質や作製方法などは、機能や流体の諸特性に合わせて適宜選択することが望ましく、特に限定されるものではない。例えば、以下に示すような既知の材料や方法を用いることが可能である。
【００３１】
例えば、有機ポリマーモノリス構造体としては、０．０５μｍから０．５μｍの架橋ポリマー微小球状態が相互に連結されて形成する特開平２−１７４７号公報、ラジカル重合を用いて作製する特許第３１６８００６号公報、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート又はトリメチロールプロパントリメタクリレートの共重合を超臨界二酸化炭素を用いて作製する特表２００２−５３６４７８号公報、エポキシのような無溶剤型熱硬化性樹脂とそれと相溶するポリアルキレンオキシド、ポリアルキレングリコールなどを混合して重合する特許第３５５６５５１号公報、特開２００４−２４４６０７号公報に記載の方法及び作製方法で得られる有機ポリマーモノリス構造体が挙げられる。これらは、骨格が粒子凝集型の形状がえられやすい。
【００３２】
更に、骨格が柱状であると、骨格に対する空隙の割合がより大きくなり、背圧が低くなるため好ましい。例えば、エチレン性二重結合を分子内に２個以上もち、水酸基及び／またはアミド基を有するアクリル又はスチレンを特定の条件で重合する特開２００６−１５３３３号公報、エポキシを重合する国際公開番号ＷＯ２００６／０７３１７３号公報に記載の構造及び作製方法で得られる有機ポリマーモノリス構造体が特に好ましい。
【００３３】
エチレン性二重結合を分子内に２個以上もち、水酸基及び／またはアミド基を有するアクリル又はスチレンを特定の条件で重合する特開２００６−１５３３３号公報によると、モノマー混合物（架橋剤、水酸基及び／またはアミド基を有するモノマー）、希釈剤、重合開始剤、及び必要に応じて非架橋性ポリマーを混合した懸濁液を容器（中空フィラメント）に充填し重合を行う。架橋剤としては、エチレン性二重結合を分子内に２個以上もつ（メタ）アクリレート系架橋剤、（メタ）アクリルアミド系架橋剤が挙げられ、具体的には、グリセリンジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビス−アクリルアミド、ジビニルベンゼン、トリアリルイソシアヌレート、またはそれらのうち２種以上の混合物がより好ましい。特に好ましいものとしては、ジビニルベンゼンなどが挙げられている。
【００３４】
また、水酸基及び／またはアミド基を有するアクリル又はスチレンとしては、グリセリンジメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビス−アクリルアミド、Ｎ−アルキルアクリルアミド、Ｎ−ビニルアルキルアミド、４−（ヒドロキシメチル）スチレン、４−（アセトアミドメチル）スチレンなどが好ましい。前記モノマーが架橋剤としての役割も兼ねれば生成するポリマーの膨潤収縮の抑制にも寄与できることを考えると、グリセリンジメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビス−アクリルアミドがより好ましく、前記モノマーが水酸基を有していれば有機ポリマーモノリスを修飾を施しやすいという利点があることを考えると、グリセリンジメタクリレート、Ｎ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビス−アクリルアミドがさらに好ましい。これらは単独で用いてもよいし、複数組み合わせて用いてもよい。
【００３５】
有機ポリマーモノリス構造体にエポキシ樹脂を用いると耐熱性が高まり好ましい。柱状の骨格を持つエポキシ樹脂の有機ポリマーモノリス構造体（国際公開番号ＷＯ２００６／０７３１７３号公報）としては、芳香族エポキシ樹脂と非芳香族の硬化剤（脂環式アミン）の組み合わせ、非芳香族（脂環式）エポキシ樹脂と芳香族の硬化剤（アミン）の組み合わせが挙げられており、これらエポキシ樹脂及び硬化剤をポロゲン中に溶かし、重合を行うことによって有機ポリマーモノリス構造体を得る。ポロゲンとは、エポキシ樹脂及び硬化剤及び／又は硬化促進剤を溶かすことが可能で、且つ重合した後に、反応誘起相分離が起こりうる溶媒のことを指す。さらに、硬化促進剤を添加することで、目的の有機ポリマーモノリス構造体がより得られやすい場合がある。
【００３６】
芳香族エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、テトラキス（ヒドロキシフェニル）エタンベースなどのポリフェニルベースエポキシ樹脂、フルオレン含有エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、トリアジン環含有エポキシ樹脂などが挙げられる。また、非芳香族の硬化剤（脂環式アミン）としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イミノビスプロピルアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、１,３,６−トリスアミノメチルヘキサン、ポリエチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ポリエーテルジアミン等の脂肪族アミン、ビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタンなどの脂環族ポリアミン類などが挙げられる。
【００３７】
更に、非芳香族（脂肪族または脂環式）エポキシ樹脂としては、脂肪族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂肪族グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエステル型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、芳香族の硬化剤（アミン）としては、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族アミン、無水フタル酸等の芳香族酸無水物などが挙げられる。
【００３８】
背圧を低くすることは、ポンプやバルブなどの部材への負担を低減でき、システム全体のコストが低減できる。更には、例えば同じ背圧を印加する場合、有機ポリマーモノリス構造体をより長く中空フィラメント内に作り込むことができるため、機能を流体へより長く作用させることができる。このように、長さでモノリス構造体と流体の接触割合を稼ぐ場合、中空フィラメントが数十センチメートルから数メートルの長さになり、嵩張り、更に扱い難いものとなる。本発明のマイクロ流体システム用支持ユニットは、中空フィラメントを支持体に任意の形状に固定することができるので、中空フィラメントを渦巻きなどの曲げ部分や交差させることにより、コンパクトで扱い性に優れた多機能なマイクロ流体システムを得られる。
【００３９】
無機材料からなる無機モノリス構造体は代表的なものとしてシリカモノリスや、チタニアモノリスがあり、シリカまたはチタニアを主成分とする反応溶液を、相分離を伴うゾル・ゲル転移を起こさせることにより得られる。例えば、シリカモノリス構造体としては、国際公開番号ＷＯ９５／０３２５６号公報や国際公開番号ＷＯ９８／２９３５０号公報、チタニアモノリス構造体としては、特開平６−１０７４６１などに挙げる方法及び作製方法がある。ゲル形成を起こす骨格成分の前駆体としては、金属アルコキシド、錯体、金属塩、有機修飾金属アルコキシド、有機架橋金属アルコキシド、およびこれらの部分加水分解生成物、部分重合生成物である多量体を用いることができる。具体的には、チタンアルコキシドには、チタン（IV）エトキシド、チタン（IV）ｎ−プロポキシド、チタン（IV）ｉ−プロポキシド、チタン（IV）ｎ−ブトキシド、チタン（IV）ｓｅｃ−ブトキシド、チタン（IV）ｔ−ブトキシドなどである。他の適当なアルコキシドには、例えばチタン（IV）イソアミロキシド、チタン（IV）ｎ−カプリロキシドなどが包含される。
【００４０】
また、珪素アルコキシドには、テトラエチルオルトシリケート、テトラプロピルオルトシリケート、テトラブチルオルトシリケートなどが包含される。他の好適な珪素アルコキシドには、例えばテトラメチルオルトシリケート、メチルトリエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシリケート、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリエトキシシランなどが包含される。これらのものは、全て市販されている。他にも、文献〔「オルガノシリコン化合物」、ブイ・バザント、ブイ・シャバロブスキイおよびジェイ・ラトブスキイ、アカデミック・プレス、ニューヨーク、１９６５年〕に記載されているような方法で調製すればよい。エトキシ化合物がより好ましい。この化合物は、対応するメトキシ化合物よりも毒性がより少なく、また対応するプロポキシ、ブトキシおよびそれ以上の同族化合物よりもより急速に反応する。テトラエチルオルトシケケートが最も好ましい。
【００４１】
更には、水ガラスほかケイ酸塩水溶液のｐＨを変化させることによるゾル・ゲル転移によって得ることができる。
【００４２】
また、無機材料や貴金属などを含有した有機ポリマーモノリス構造体やシリカモノリス構造体も有用である。例えば、「Annual Report of The Murata Science Foundation No.19 (2005) 81-83」、特開２００３−３２６１６６号公報、特開２００２−６６３１９号公報などが挙げられる。
【００４３】
本発明が示すモノリス構造体の作製には、熱、光、放射線などを用いて作製される。
【００４４】
本発明が示す、モノリス構造体の表面修飾によって、表面に所定のＤＮＡプローブ、抗体、イオン交換基を導入することで、生体関連反応や分析に使用用途が広がるので好ましい。さらには金属や触媒などを担持させると有毒ガスの分解、高効率反応など環境や合成化学の反応システムとして活用出来る。それらの方法としては、コーティング、めっき、グラフト重合、放射線グラフト重合、表面改質が挙げられる。具体的には、モノリス構造体の表面との相互作用（吸着）によるコーティングや、化学還元及び／又は電気還元によって金属又はプラスチックや無機物などを取り込んだ複合体金属を析出させるめっき、モノリス構造体の表面に残存する二重結合や各種反応基を利用して所望の分子を導入するグラフト重合、電子線を利用しモノリス構造体に反応点を作製した上で分子を導入する放射線グラフト重合法、更には、モノリス構造体表面の分子鎖を薬品や光などを用いて分子構造を変化させ、性質を変更する改質などが挙げられる。特に電子線グラフト重合法は、中空フィラメントの所定箇所に電子線やガンマ線といった高エネルギーの放射線を照射し、ラジカルを生成させ、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）モノマーを中空フィラメントに流しグラフト重合側鎖を生成させる。この側鎖に目的とする機能基を導入するものである。任意形状の中空フィラメントの所定箇所に機能基を導入することが、様々な機能を付与することが出来るので好ましい。更に、表面修飾方法としてめっきを用いると、直接的にモノリス構造体としては作製不可能な材料（金属など）の表面を有するモノリス構造体を得られる。例えば、得られる材料としては、ニッケルや金、銀、銅、パラジウムなどの金属であり、特にニッケルはリンやホウ素などが共析しためっき皮膜や、フッ素樹脂などを含有しためっき皮膜を得られる。
【００４５】
特に、改質する方法としては、粒子充填型の分離／分析カラムに利用されてきたような、粒子表面修飾方法などが挙げられる。
【００４６】
これらの修飾方法は、中空フィラメント内にモノリス構造体を作製した後に、各種薬品を接触させるなどして修飾を行う方法や予め作製したモノリス構造体に修飾を行ってから、中空フィラメント内に入れる方法などが挙げられる。有機ポリマーモノリス構造体の場合、骨格材料として前述の材料が使用でき、特には反応性官能基を分子鎖に含有するモノマー由来の有機ポリマーモノリス構造体を用いると、後の表面修飾がし易い為に好ましい。反応性官能基としては、エポキシ基、スルホン基、水酸基、アミノ基、アミド基などが挙げられる。
【００４７】
モノリス構造体の破損を防ぐ為には、中空フィラメント内にモノリス構造体を作製した後に修飾する方法が好ましい。前述のように、中空フィラメント内にモノリス構造体を作製した後に修飾する方法が好ましい場合としては、中空フィラメントの内径（モノリス構造体の外径）が１．０ｍｍ以下の場合が好ましい。更に、モノリス構造体を有する中空フィラメントが直線状でなく、湾曲部分や交差部分などを有する場合は、より好ましい。更に、モノリス構造体の長さが２ｃｍ以上の場合が好ましく、５ｃｍ以上である場合はより好ましい。これらの表面修飾やその方法は、所望する機能を適宜判断し選択することは言うまでもない。
【００４８】
本発明が示す、モノリス構造体は、吸・脱着、イオン交換、分離、除去、分配、酸化、還元、触媒からなる群から選ばれる少なくとも一つの機能体であることを特徴としている。これらの機能は中空フィラメント内に形成された一片のモノリス構造体に上記の機能を１つのみ有していてもよく、２つ以上を兼ね備えていてもよい。一片のモノリス構造体に２つ以上の機能を兼ね備えていると、流体を一度接触又は透過させるだけで流体に二つの機能を作用させることができ好ましい。例えば、骨格表面が疎水性、且つ空隙（スルーポア）が５〜８μｍの場合、平均直径１０μｍ以上の固形分を含む混合液を流した場合に、空隙（スルーポア）サイズによる固形分の分離と疎水性相互作用の分配による溶解成分の分離が同時に行える。このような複数の機能は、モノリス構造体の骨格サイズと組成で発揮する機能であると、製造工程が短く好ましい。また、機能はモノリス構造体の骨格組成物の性質によって発揮されることは言うまでもない。例えば、有機ポリマーモノリスの場合は、主鎖分子構造や官能基の性質を利用できる。例えば、骨格がアルキル基などの疎水性基が支配的な場合は、モノリス構造体は疎水性を示すため、逆層クロマトグラフの分離媒体として好ましい。逆に、親水性基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、ケトン基、スルホン基などが挙げられる。
【００４９】
また、モノリス構造体を作製した後に、表面修飾などで更に機能を付与する方法を用いると、モノリス構造体の骨格サイズと組成だけでは発揮出来ない機能を付与できることや、所望の機能を自在に組み合わせることが出来る為より好ましい。
【００５０】
本発明によると、モノリス構造体は中空フィラメントの内側の所定箇所に有することができ、中空フィラメントの内側の全部に備えることができるため、モノリス構造体の所望の機能を流体により長く作用させることができ、好ましいものが得られる。更に、一つの中空フィラメントの中に２つ以上のモノリス構造体を兼ね備えることが出来るため、薬液を一度中空フィラメント内に通液するだけで、２つ以上の機能を薬液に作用させることができ、より多機能なマイクロ流体システム用支持ユニットを提供できる。一つの中空フィラメント内に２つ以上のモノリス構造体がある場合、骨格サイズと組成が同一のモノリス構造体である場合や、骨格サイズが同一で組成が異なるモノリス構造体異である場合や、骨格サイズが異なり組成が同一のモノリス構造体である場合や、骨格サイズと組成が異なるモノリス構造体である場合や、あるいはこれらを組み合わせて用いることができるため、中空フィラメント内で複数の機能を作用させることが出来る為より好ましいものとなる。これらの２つ以上のモノリス構造体は、表面処理を施すことができ、前述同様一片のモノリス構造体に２つ以上の機能を備えることも可能である。この場合、中空フィラメント内のモノリス構造体の数以上の機能を持つことが出来る為に、一つの中空フィラメント内でより高機能で効率的な流体への機能作用を実現できる。例えば、一つの中空フィラメントの長さ方向に３種類(ａ、ｂ、ｃ)のモノリス構造体を有している場合、ａはエポキシ樹脂からなりポア径サイズが３０〜５０μｍ、ｂはａと同一のエポキシ樹脂からなりポア径サイズが５〜１０μｍ、ｃはアクリル樹脂系からなりポア径サイズが２０〜５０μｍの粒子凝集型モノリス構造体を備えるなどが挙げられる。その結果、反応や分析のステップ数や量を制限しない、多機能なマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。また、これらの２つ以上のモノリス構造体は、同時、又は随時的に作製されることはいうまでもない。更に、作製方法は所望のモノリス構造体に合わせて選択すべきである。
【００５１】
本発明が示す、モノリス構造体の機能は、所望の目的に合わせて自在に組み合わせることが出来る。また、モノリス構造体によって発現する機能は、骨格サイズや材質、表面状態だけでなく、周囲の温度、流体の温度、ｐＨ、極性、粘度、などの条件によって、異なった機能を発現する。発現させたい機能に合わせて、モノリス構造体の組成や骨格サイズを選択でき、表面修飾方法を適宜選択して所望の表面を得て機能を発揮させることが出来る。
【００５２】
更に、イオン交換の機能を有する官能基としては、陽イオン交換基としてはスルホプロピル、スルホエチル、スルホネート、ホスフェート、カルボキシメチル等があり、陰イオン交換基としてはクオータナリーアミノエチル、クオータナリーアミノ、ジエチルアミノエチル等が挙げられる。これらは単独、あるいは複数組み合わせて導入することができ、複数の官能基を導入することが多機能性という点で好ましい。
【００５３】
これらの官能基を含有した材料を予め選択し、モノリス構造体を形成すると製造が容易で好ましい。更に、前述の表面修飾を用いることは、例えばモノリス構造体を作りこんだ中空フィラメントを予め多数作製しておき、顧客からの注文など必要に合わせて、モノリス構造体にそれぞれ要望に合致した機能を付与することが出来る為、製造が容易であるマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。
【００５４】
中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８に流している流体に光を照射し、光化学反応を生じさせたり、分光分析をする場合は、中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８に光透過性があると良い。光透過率は目的に応じた値で良いが、目的波長において８０％以上であることが好ましく、更に、９０％以上あれば最適である。所定箇所の第一の支持体１、及び／又は、第二の支持体２が透明であること、又は図２に示すように、中空フィラメント５８が露出させる必要がある。なお、図２は上述のような中空フィラメントの露出窓を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットの概略を示したものであり、図中、参照符号３はモノリス構造体、８は接着剤層、９は露出窓、５９は金属膜で覆われた中空フィラメントを示している。
【００５５】
中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８を第一の支持体１に固定することは、中空フィラメント単体の場合と比較して、周囲の温度・電場・磁場など様々な環境を制御し易いという優れたメリットがある。このことは、化学反応や化学分析を行う際に有利であり、特にマイクロ化された反応系及び分析系においては不可欠である。又、部品とのアライメントが容易で接続し易く、且つ多数の中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８をコンパクトに収容できるという利点もある。
【００５６】
化学分析を行う場合、複数の中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８を有していることが作業効率を高める点で好ましい。この場合、第一の中空フィラメント群を構成する複数の中空フィラメント５０１〜５０８は、反応時間、泳動距離、エネルギー印可量等の条件を等しくしたいという観点から、互いに等長であることが好ましい。同様に、第二の中空フィラメント群を構成する複数の中空フィラメント５１１〜５１８も等長であることが求められる。つまり、試料の流入部から流出部まで外部から受けるエネルギー量が均一であり、更に他の中空フィラメントが受けるエネルギー量ともほとんど差がないことが重要である。この様な観点から、中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８に伝わる熱の分布が均一になるように中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８が２枚以上の支持体間に挟まれていることが好ましい。又、第一の中空フィラメント群を構成する複数の中空フィラメント５０１〜５０８及び第二の中空フィラメント群を構成する複数の中空フィラメント５１１〜５１８の管の厚みは均一である方が良い。
【００５７】
上記のような場合において、互いに等長な第一の中空フィラメント群の長さと、互いに等長な第二の中空フィラメント群の長さは異なっていることが出来、そうすることで、第一の中空フィラメント群と、第二の中空フィラメント群にそれぞれ発揮させたい機能を備えることが出来る。更には、図示はしないが、第三の中空フィラメント群を設けることが出来る。第三の中空フィラメントは、一つでもよいし、複数でもよく、複数の場合は互いに等長であることで先述のような利点を更に加えることが出来る。例えば、第三の中空フィラメント群は４つの中空フィラメントからなり、そのうち３つが互いに等長であり、且つ第一の中空フィラメント群や第二の中空フィラメント群とは長さが異なるなどの組み合わせが可能である。これらの場合、長さが同じ中空フィラメント同士でも、中空フィラメントの固定パターンや、内径、外径が異なることも可能である。但し、この場合は先述したように同じ背圧を印加した場合に、４本同時に流体が流れ落ちることはない。
【００５８】
中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８は、市販の各種材質のチューブを使用することが出来、目的に応じて任意の材質のものを選択する。例えば、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＡ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、スチレン・アクリロニトリル・ブタジエン共重合体（ＡＢＳ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリ４−メチルペンテン（ＴＰＸ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ＰＥＥＫ、ＰＩ、ＰＥＩ、ＰＰＳ、酢酸セルロース、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化・六フッ化プロピレン樹脂（ＦＥＰ）、ＰＦＡ、四フッ化エチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリアミド樹脂（ナイロン）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンテレフタレート（ＰＰＯ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリウレタン樹脂、ポリエステルエラストマ、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの有機材質や、ガラス、石英、カーボンなどの無機材質がある。
【００５９】
第一の支持体１、第二の支持体２の材質、形状、サイズなどは目的に応じて選定すれば良い。板厚、フィルム厚の適正な範囲は目的や求められる機能によって異なる。例えば、電気絶縁性を求める場合は、プリント配線板などに用いられているエポキシ樹脂板やポリイミド樹脂板や、フレキシブル配線板に用いられているデュポン社製のカプトンフィルムに代表されるようなポリイミドフィルムや東レ社製のルミラーフィルムに代表されるようなＰＥＴフィルムを選定する。第一の支持体１の板厚（フィルム厚）は厚い方が好ましく、特には０．０５ｍｍ以上であることが望ましい。又、第一の支持体１に放熱性を求める場合は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ステンレス、チタン（Ｔｉ）など金属製の箔や板を選定する。この場合、第一の支持体１の板厚は更に厚い方が好ましく、特には０．５ｍｍ以上であることが望ましい。また、第一の支持体１に光透過性を求める場合は、ガラス、石英板など透明無機材料の板や、ポリカーボネートやアクリルなど透明有機材料の板やフィルムを選定する。第一の支持体１の板厚（フィルム厚）は薄い方が好ましく、特には０．５ｍｍ以下であることが望ましい。更に、第一の支持体１の表面に銅等の金属パターンをエッチングやめっきで形成したいわゆるフレキシブル回路基板やプリント回路基板を用いても良い。このことで、マイクロマシン、発熱素子、圧電素子、温度・圧力・歪み・振動・電圧・磁界など各種のセンサーや抵抗・コンデンサ・コイル・トランジスタやＩＣなどの電子部品、更に半導体レーザー（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、及びフォトダイオード（ＰＤ）などの光部品など、様々な部品や素子を実装する端子や回路を形成でき、システム化が容易になる。
【００６０】
中空フィラメントの固定を容易にする目的で、第一の支持体１、及び／または、第二の支持体２の表面に接着剤層８を設けると、中空フィラメントの固定がより確実で容易になるため好ましい。例えば、高分子量合成ゴムやシリコーン樹脂系の接着剤が適する。高分子量合成ゴムの接着剤としては、例えば、トーネックス社製のビスタネックスＭＭＬ−１２０の様なポリイソブチレンや、日本ゼオン社製のニポールＮ１４３２等のアクリロニトリルブタジエンゴムや、デュポン社製のハイパロン２０の様なクロルスルホン化ポリエチレン等を用いることが出来る。更に、必要に応じてこれら材料に架橋剤を配合することも出来る。又、日東電工社製Ｎｏ．５００やスリーエム社製のＡ−１０、Ａ−２０、Ａ−３０等のアクリル樹脂系の粘着テープ等も使用できる。シリコーン樹脂系の接着剤としては、高分子量のポリジメチルシロキサン又はポリメチルフェニルシロキサンからなり末端にシラノール基を有したシリコーンゴムと、メチルシリコーンレジン又はメチルフェニルシリコーンといったシリコーンレジンとを主成分としたシリコーン接着剤が適している。凝集力を制御するため各種の架橋を行っても良い。例えば、シランの付加反応、アルコキシ縮合反応、アセトキシ縮合反応、過酸化物などによるラジカル反応などにより架橋を行うことが出来る。この様な接着剤として市販のものでは、ＹＲ３２８６（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、商品名）やＴＳＲ１５２１（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、商品名）、ＤＫＱ９−９００９（ダウコーニング社製、商品名）などがある。
【００６１】
また感光性の接着剤を用いても良い。例えば、プリント基板のエッチングレジストとして使用されているドライフィルムレジストやソルダーレジストインクやプリント基板の感光性ビルドアップ材等が適用できる。具体的には、日立化成工業（株）製のＨ−Ｋ４４０やチバガイギー社製のプロビマー等がある。特に、ビルドアップ配線板用途として提供されているフォトビア材料は、プリント配線板の製造工程やはんだによる部品実装工程にも耐えることが出来る。この様な材料としては、光によって架橋可能な官能基を有した共重合体或いは単量体を含んだ組成物及び／又は光の他に熱で架橋可能な官能基と熱重合開始剤を混合した組成物であれば何れも使用可能である。たとえば、エポキシ樹脂、ブロム化エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、ゴム分散エポキシ樹脂等の脂環式エポキシ樹脂又はビスフェノールＡ系エポキシ樹脂及びこれらエポキシ樹脂の酸変性物などが挙げられる。特に光照射を行って光硬化を行う場合にはこれらエポキシ樹脂と不飽和酸との変性物が好ましい。不飽和酸としては無水マレイン酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、イタコン酸無水物、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。これらはエポキシ樹脂のエポキシ基に対し当量若しくは当量以下の配合比率で不飽和カルボン酸を反応させることによって得られる。このほかにもメラミン樹脂、シアネートエステル樹脂のような熱硬化性材料、或いはこのものとフェノール樹脂との組み合わせ等も好ましい適用例の一つである。他には可とう性付与材の使用も好適な組み合わせであり、その例としてはブタジエンアクリロニトリルゴム、天然ゴム、アクリルゴム、ＳＢＲ、カルボン酸変性ブタジエンアクリロニトリルゴム、カルボン酸変性アクリルゴム、架橋ＮＢＲ粒子、カルボン酸変性架橋ＮＢＲ粒子等が挙げられる。この様な種々の樹脂成分を加えることで光硬化性、熱硬化性という基本性能を保持したまま硬化物に色々な性質を付与することが可能になる。例えばエポキシ樹脂やフェノール樹脂との組み合わせによって硬化物に良好な電気絶縁性を付与することが可能になる。ゴム成分を配合した時には硬化物に強靭な性質を与えると共に、酸化性薬液による表面処理によって硬化物表面の粗化を簡単に行うことが可能になり、積層が容易となる。
【００６２】
又、通常使用される添加剤（重合安定剤、レベリング剤、顔料、染料等）を添加しても良い。又フィラーを配合することもなんら差し支えない。フィラーとしてはシリカ、溶融シリカ、タルク、アルミナ、水和アルミナ、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、エーロジル、炭酸カルシウム等の無機微粒子、粉末状エポキシ樹脂、粉末状ポリイミド粒子等の有機微粒子、粉末状ポリテトラフロロエチレン粒子等が挙げられる。これらのフィラーには予めカップリング処理を施してあっても良い。これらの分散はニーダー、ボールミル、ビーズミル等既知の混練方法によって達成される。この様な感光性樹脂の形成方法は、液状の樹脂をロールコート、カーテンコート、ディプコート等の方法で塗布する方式や、絶縁樹脂をキャリアフィルム上でフィルム化してラミネートで張合わせる方式を用いることが出来る。具体的には、日立化成工業（株）製のフォトビアフィルムＢＦ−８０００等がある。
【００６３】
以上のような接着剤を支持体状の塗布あるいは積層することにより接着剤層を設け、その上に中空フィラメントあるいはモノリス構造体を内部に形成した中空フィラメントを敷設し、固定することにより流路層を形成する。
【００６４】
中空フィラメントを敷設する方法としては、公知の敷設方法が使用でき、例えば、上述の接着剤層の上に敷設する方法（この場合、接着剤層に中空フィラメントが埋め込まれた構造となってもよい）の他、支持体に中空フィラメントを融着させる方法（中空フィラメントや支持体の少なくとも一部を溶融し、固定化する方法であり、この場合、支持体に中空フィラメントの一部が埋め込まれた構造となってもよい）や、支持体上に接着剤を用いながら敷設する方法、または、支持体または接着剤層の中空フィラメントを敷設する箇所にエッチングなどにより凹状のパターンを形成し、そこに中空フィラメントを敷設する方法などがあげられる。
【００６５】
具体的な敷設方法としては、ＮＣ配線装置等の市販の装置を適用することができ、例えば、導線（中空フィラメント）に荷重と超音波を印加しながら敷設する装置、導線（中空フィラメント）に荷重の印加とレーザー光を照射しながら敷設する装置、導線（中空フィラメント）に荷重を印加し、接着剤層に配線する装置などを用いることができる。
【００６６】
ＮＣ配線装置は、数値制御され超音波振動と荷重の出力制御が可能であり、このＮＣ配線装置を用いることにより、中空フィラメントの敷設パターンを精密に制御でき、ＮＣ配線装置を支持体に対して水平に移動させながら、中空フィラメントに荷重および超音波による振動を加えながら支持体（接着剤層を介して）上および敷設した中空フィラメント上に所望のパターンで中空フィラメントを敷設することができる。
【００６７】
なお、敷設する中空フィラメントは、モノリス構造体を形成する前の中空フィラメントでも、中空フィラメント内にモノリス構造体を形成した後の中空フィラメントでもよく、したがって、流路層の形成は、第一の支持体に中空フィラメントを敷設した後に、モノリス構造体を中空フィラメント内に形成することも、逆に、モノリス構造体を形成した後の中空フィラメントを第一の支持体に敷設ことによっても本発明のマイクロ流体システム用支持ユニットを作製することができる。また、中空フィラメント内にモノリス構造体を形成した後には、モノリス前駆体由来の残渣を中空フィラメント内から除去したり、あるいは、モノリス構造体に表面修飾を施すこともできる。
【００６８】
また、中空フィラメントに流体を外部から注入、及び／または、外部へ排出するためのポートの構造や形状は任意で良い。たとえば、中空フィラメントの内径或は外径と同程度或はそれ以下の径の穴をレーザー加工や切削加工などで形成しシリコーンゴムなどで蓋をする方法や、やはり同径程度の径を有するニードルをチューブに突き刺し、該ニードルを固定する方法などがある。穴やニードルの大きさは基本的に任意で良いが、倍以上の大きさになると無駄な容量が増加しマイクロ化のメリットが減少してしまったり、気泡などの混入を引き起こす原因となるので、注意が必要である。
【００６９】
（第２の実施の形態）
図３に本発明の第２の実施の形態であるマイクロ流体システム用支持ユニットの平面図（ｃ）および断面図（ａ、ｂ）を示した。図３は、モノリス構造体を所定箇所に有した任意形状の中空フィラメントからなるマイクロ流体システム用支持ユニットの模式図である。所定箇所に付与したモノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４、３０３１、３０７１、３０８１は、本発明の第２の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットの機能体を構成している。
【００７０】
本発明によると、モノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４、３０３１、３０７１、３０８１を有した中空フィラメント５０１、５０３、５０７、５０８の他にモノリス構造体を有さない中空フィラメント５０２、５０４、５０５、５０６を備えるマイクロ流体システム用支持ユニットが得られる。このようなマイクロ流体システム用支持ユニットは、モノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４、３０３１、３０７１、３０８１において合成反応や分離などの機能を発揮する一方、リファレンスを送液する中空フィラメントを備えることが出来る。例えば、中空フィラメント５０７内に形成されたモノリス構造体３０７１がＵＶによるオンカラム検出が可能な分離カラム機能を持つ場合、中空フィラメント５０７と５０６に同時に検体を流し、中空フィラメント５０６をリファレンスとすることが出来る。これは、マイクロリアクターやμ−ＴＡＳなどのシステムを設計する場合に有益であり、製造が容易で、且つ反応や分析のステップ数や量を制限しない多機能のマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。
【００７１】
本発明によると、モノリス構造体は中空フィラメントの内側の所定箇所に有することができ、中空フィラメントの内側の全部に備えることができる。例えば、モノリス構造体３０３１のように中空フィラメント５０３の内側全部に備えることが出来る。このような場合は、中空フィラメント５０３の流路長さを全て使用できるために、モノリス構造体の機能を流体により長く、より多く作用させることができるため好ましい。更に、モノリス構造体３０７１のように中空フィラメント５０７の一部に備えることが出来る。特に、モノリス構造体３０７１のように支持体平面内にのみ有している場合は、外部から熱や光を加える場合に、モノリス構造体３０７１の周囲の支持体などの構成材が同一であることから、例えば電磁波、熱、光などのエネルギーを印加する場合にモノリス構造体３０７１周辺のエネルギー環境が均一になりやすく、モノリス構造体３０７１の機能が長さ方向で均一になり、好ましい。
【００７２】
図３の中空フィラメント５０１の内側の所定箇所に有するモノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４のように、一つの中空フィラメント５０１の中に２つ以上のモノリス構造体を兼ね備えることが出来る。薬液を中空フィラメント５０１に一度通液させるだけで、複数の機能を薬液に作用させることができるため、好ましい。すなわち、反応や分析のステップ数や量を制限しない多機能のマイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。
【００７３】
更に、図３のモノリス構造体３０７１、３０８１が同一長さ、同一構造、同一組成である場合、例えば中空フィラメント５０７、５０８に同時に且つ同流速で検体を送液すると、ほぼ同時に分析結果が得られやすく好ましい。中空フィラメント５０７、５０８が等長であると、双方に掛かる背圧がほぼ同じになるため、一つの送液ポンプでも同時に結果が得られるため、好ましい。
【００７４】
図３に示す本発明、第二の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットの機能体を構成するモノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４、３０３１、３０７１、３０８１は、骨格サイズと組成が同一のモノリス構造体である場合や、骨格サイズが同一で組成がそれぞれ異なるモノリス構造体である場合や、骨格サイズが異なり組成が同一のモノリス構造体である場合や、骨格サイズと組成が異なるモノリス構造体である場合などがあり、さらにこれらを組み合わせて構成することができるため、多機能なマイクロ流体システム用支持ユニットを得られる。中空フィラメント５０１の内側に形成されたモノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４についても、その骨格、組成、機能が様々な組み合わせが可能であり、一度の送液で複数の機能を作用させることが可能であり、好ましい。図３のモノリス構造体３０１１、３０１２、３０１３、３０１４、３０３１、３０７１、３０８１には、表面修飾処理を施すことができ、前述同様一片のモノリス構造体に２つ以上の機能を備えることも可能である。この場合、中空フィラメント内のモノリス構造体の数以上の機能を持つことが出来る為に、一つの中空フィラメント内でより高機能で効率的な流体への機能作用を実施できる。図３において、中空フィラメント５０１〜５０８は、ほぼ同じ長さ、同一形状（直線）に記載されているが、これらは実際の形態、特に長さと直線形状に限定するものではない。それぞれ、所望の長さ、形状に固定するべきことは言うまでもない。
【００７５】
（第３の実施の形態）
図４に本発明の第３の実施の形態であるマイクロ流体システム用支持ユニットの平面図（ａ、ｂ）および断面図（ｃ）を示した。図４は、モノリス構造体３１、３２、３３からなる機能体を有するマイクロ流体システム用支持ユニットを示す。本発明によれば、内側の所定箇所にモノリス構造体３１が形成された中空フィラメント５１が、自身の中空フィラメント５１と交差していることにより、より高密度に中空フィラメント５１が固定可能である。更に、図４の中空フィラメント５１は、自身と２回以上の複数回交差をすることで、よりセンチメートルからメートルオーダーの長さを持つ中空フィラメントでも、コンパクトで小型マイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来るため、好ましいものとなる。
【００７６】
図４（ｂ）は、本発明の第三の実施の形態に係るマイクロ流体システム用支持ユニットの模式図である。モノリス構造体３１を備えた中空フィラメント５１は、モノリス構造体３２、３３を備えた中空フィラメント５３と交差している。更には、中空フィラメント５１は、モノリス構造体を有しない中空フィラメント５２とも交差をすることが可能である。交差回数には制限はなく、自身の中空フィラメント及び他の中空フィラメントと複数回の交差とすることができるため、複雑な流体回路であっても場所を要しない小型マイクロ流体システム用支持ユニットを提供することが出来る。
【００７７】
（その他の実施の形態）
その他の実施の形態としては、図２（ａ）に示すように、マイクロ流体システム用支持ユニットの一部に貫通孔９を設け、例えば、カム付きモータなどで中空フィラメント５８の一部に時間周期的な力を加えこの箇所の中空フィラメントを変形させ、この箇所にある流体を移動させて、脈動流を生じさせるマイクロポンプ、若しくはマイクロバルブのような使い方をする場合は、中空フィラメント５８に弾性があると良い。特に、中空フィラメント５８は、ヤング率で１０３ＭＰａ以下であることが好ましい。
【００７８】
又、図２（ｂ）に示す、露出した中空フィラメント５８の一部に金属膜５９を形成し、電圧などを印加するための端子を形成することが出来る。この場合、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、等を単層、或いは多層化してめっきや蒸着などで形成すると良い。
【００７９】
更に、第一の中空フィラメント群と第二の中空フィラメント群は必ずしも９０度に直交している必要はなく、交差していれば良い。図４（ｂ）にあるように、自身の中空フィラメント５１と任意の角度で交差している場合や、他の中空フィラメント５２、５３と任意の角度で交差している場合などが可能なため、中空フィラメント群の固定する制限が緩くなり、より複雑マイクロ流体システム用支持ユニットを得られる。
【００８０】
また、例えば、前述のように第一及び第二の中空フィラメント群だけでなく、更に第三の中空フィラメント群を敷設することも可能である。
【００８１】
一方、中空フィラメントは必ずしも交差させる必要はなく、図３に示すように、一方向に走行する複数の中空フィラメント５０１〜５０８からなる第一の中空フィラメント群のみから構成しても良い。又、図４に示すように、湾曲を描く複数の中空フィラメント５１〜５３を敷設しても良い。また、湾曲部は固有の曲率半径で描ける円弧に限定されない。例えば、複数の曲率半径の円弧が組み合わさった形状も可能である。そうすることで、必要以上に精度を有しなくてもよい用途では、専用のＮＣ制御配線装置を用いなくてもすむ為に、コストを低減できるため好ましい。
【００８２】
尚、中空フィラメントは、必ずしも複数敷設されていなくても良く、即ち中空フィラメントは単数であっても良い。
【実施例】
【００８３】
（作製例１）
[前処理]
ジーエルサイエンス社製のフューズドシリカキャピラリー（内径１００μｍ、外径３７５μｍ、長さ６００ｍｍ）に１Ｎ ＮａＯＨ水溶液を通液し、６０℃の湯浴に１時間浸し、キャピラリー内壁のシラノール基を活性化した。このキャピラリーを水で洗浄し、１Ｎ ＨＣｌで満たした後、６０℃の湯浴に３０分浸した。このキャピラリーを過剰量の水で水洗した後、乾燥させた。
【００８４】
[ビニル修飾]
ピリジンとビニルトリメトキシシランを体積比１：１で混合し、前記前処理を行ったキャピラリーに充填し、８０℃のオーブンで２４時間反応させた。反応後はメタノールで洗浄し、乾燥させた。
【００８５】
[モノリス形成]
ポリスチレン（１５ｍｇ、ＭＷ＝３８４００００）を溶解させたクロロベンゼン（０．７５ｍｌ）に、グリセリンジメタクリレート（ＧＤＭＡ）（０．２５ｍｌ）と、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル（ＡＤＶＮ）（２．６６ｍｇ）を加え、スターラーで撹拌した後、アルゴンガスで１０分間バブリングした。この混合液を、前処理済みのキャピラリーに充填し、６０℃、２４時間重合を行った。重合後のキャピラリーをトルエンで洗浄し、アセトンで置換した。
【００８６】
[観察]
キャピラリーの一部を切断し、断面を出した。この断面にイオンスパッタにより金を蒸着し表面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ：ＨＩＴＡＣＨＩ Ｓ−５１０）で観察したところ、厚み約１．０〜５．０μｍの連続した骨格と骨格間の距離が１.０〜３.０μｍのよく繋がったスルーポアとが、互いに連続的に絡み合った粒子凝集型の網目構造が確認された。ＳＥＭ写真を図５に示す。キャピラリー内にＧＤＭＡポリマーモノリス構造体が形成された。
【００８７】
次に、このキャピラリーを曲率半径が約１０ｍｍとなるように手で曲げて輪を作った。曲げた部分を切断し、上記と同様にＳＥＭ観察を行った。手で曲げた部分のモノリス構造体には、破壊は見られず、キャピラリー内壁との剥れ、欠損なども見られず、曲げを行わなかった前者のＳＥＭ写真と比べても外観的な変化は観測されなかった。ＳＥＭ写真を図６に示す。
【００８８】
（作製例２）
[前処理]
ジーエルサイエンス社製のフューズドシリカキャピラリー（内径１００μｍ、外径３７５μｍ、長さ６００ｍｍ）に１Ｎ ＮａＯＨ水溶液を通液し、６０℃の湯浴に１時間浸し、キャピラリー内壁のシラノール基を活性化した。このキャピラリーを水で洗浄し、１Ｎ ＨＣｌで満たした後、６０℃の湯浴に３０分浸した。このキャピラリーを過剰量の水で水洗したのち、乾燥させた。
【００８９】
[アミノプロピル修飾]
ＴＨＦと３−アミノプロピルトリエトキシシランを体積比１：１で混合し、前記前処理を行ったキャピラリーに充填し、８０℃のオーブンで２４時間反応させた。反応後はエタノールで洗浄し、乾燥させた。
【００９０】
[モノリス形成]
トリス−（２，３−エポキシプロピル）―イソシアヌレート (ＴＥＰＩＣ)（１．６ｇ、日産化学社製 商品名ＴＥＰＩＣ）と４−［（４−アミノシクロヘキシル）メチル］シクロヘキシルアミン(ＢＡＣＭ)（０．３７ｇ）をＰＥＧ２００（７.０ｇ）に溶解した。この混合液を、前処理済みのキャピラリーに充填し、キャピラリーの両端を上記混合液が満たされたバイアル内に差し込み、８０℃、１２時間加熱した。重合後のキャピラリーを水で洗浄した。
【００９１】
[観察]
キャピラリーの一部を切断し、断面を出した。この断面にイオンスパッタにより金を蒸着し表面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ：ＨＩＴＡＣＨＩ Ｓ−５１０）で観察したところ、厚み０．５〜１．０μｍの連続した柱状の骨格と、骨格間の距離が１.０〜５.０μｍのよく繋がったスルーポアとが、互いに連続的に絡み合った網目構造が確認され、ＴＥＰＩＣポリマーモノリス構造体を得た。作製例１と比較して、骨格が細くより細かい網目構造体が確認できた。ＳＥＭ写真を図７に示す。
【００９２】
次に、キャピラリーを曲率半径が約１０ｍｍとなるように手で曲げて輪を作った。この曲げた部分を切断し、上記と同様にＳＥＭ観察を行った。ＳＥＭ写真を図８に示す。手で曲げた部分のモノリス構造体には、破壊は見られず、キャピラリー内壁との剥れ、欠損なども見られず、曲げを行わなかった前者のＳＥＭ写真と比べても外観的な変化は観測されなかった。
【００９３】
（作製例３）
[前処理]
ジーエルサイエンス社製のフューズドシリカキャピラリー（内径１００μｍ、外径３７５μｍ、長さ６００ｍｍ）に１Ｎ ＮａＯＨ水溶液を通液し、６０℃の湯浴に２時間浸し、キャピラリー内壁のシラノール基を活性化した。このキャピラリーを水で洗浄し、１Ｎ ＨＣｌで満たした後、６０℃の湯浴に３０分浸した。このキャピラリーを過剰量の水で水洗したのち、乾燥させた。
【００９４】
[モノリス形成]
尿素（２．０ｇ）とＰＥＧ（０．９ｇ）に０．０１Ｎ酢酸２０ｍｌを加えて溶解した。その後、氷冷下で、シラン溶液（９．０ｍｌ）を加えて３０分撹拌した。これを４０℃、１０分撹拌し、フィルターでろ過した。この溶液を、前処理済みのキャピラリーに充填し、４０℃、２４時間重合を行った。次に、キャピラリーの両端を尿素水（０．０６ｇ／ｍｌ）に浸した状態で８０℃、１０時間加熱し、その後、１２０℃で熱処理を行った。その後、キャピラリーをメタノールで約１時間洗浄し３３０℃で２４時間熱処理を行い、シリカモノリスキャピラリーカラムを得た。
【００９５】
（作製例４）
第一の支持体１に、接着剤層として厚さ２５０μｍで室温で粘着性であるスリーエム社製ＶＨＢ(Ｆ−９４７３ＰＣ)を有したフィルム（厚さ７５μｍ、デュポン社製、商品名：カプトン３００Ｈ）を用いた。この接着剤層を有する第一の支持体1の接着剤層の表面に、図９に示すように中空フィラメントの端部となる位置に、スリット４（４ａ〜４ｄ）を設け、離形層６（６ａ〜６ｄ）を配置した。この離形層は市販の離形剤を塗布したり、離形フィルムを貼り付けることによってあらかじめ形成することができる。次いで、この第一の支持体１の接着剤層表面および離形層の所望の位置に、超音波振動と荷重の出力制御が可能であって、ＮＣ制御でＸ−Ｙテーブルを可動できるＮＣ配線装置を用い、仁礼工業株式会社の高機能エンプラチューブ（材質：ＰＥＥＫ、内径０．５ｍｍ、外形１．０ｍｍ）からなる中空フィラメント５０１〜５０８を、次いで５１１〜５１８を敷設する。敷設する中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８には、荷重３００ｇと周波数４０ｋＨｚの超音波による振動をかけ、半径２５ｍｍの円弧状の部分（図示省略）と、交差する部分も設けた。また、複数の中空フィラメント５１１〜５１８からなる第二の中空フィラメント群を敷設する際には、第一の中空フィラメント群５０１〜５０８と交差する部分では荷重と超音波振動を止めるようにし、中空フィラメントの破損を防ぐようにした。第二の中空フィラメント群５１１〜５１８を敷設した後、第二の支持体２として、接着剤層付きのデュポン社製カプトン３００Ｈを用いて、中空フィラメントが敷設された第一の支持体１（支持ユニット）とラミネートした。その後、プリント基板用の小径穴あけ用途のレーザー穴あけ機を用い、パルス幅５ｍｓ、ショット数４ショットでφ０．２ｍｍの穴を０．１ｍｍ間隔で移動させて、図９（ｂ）に示す所望の切断線に沿って、外形加工する。その後、中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８の端部付近の第一の支持体１の所定部分を除去し、８本の全長２０ｃｍの中空フィラメント５０１〜５０８からなる第一の中空フィラメント群、及び８本の全長１５ｃｍの中空フィラメント５１１〜５１８からなる第二の中空フィラメント群を、それぞれの端部の１０ｍｍの長さを露出させた形状である図１に示す、マイクロ流体システム用支持ユニットを作製した。敷設部分全般、特に交差する部分で中空フィラメントの破損はなかった。
【００９６】
この結果、複数の中空フィラメント５０１〜５０８からなる第一の中空フィラメント群、及び複数の中空フィラメント５１１〜５１８からなる第二の中空フィラメント群で形成した流路の位置ばらつきは、設計図面に対し、±１０μｍ以内に収まる。マイクロ流体システム用支持ユニットを温度調節器内に入れ、６０℃に保ち、液状の着色インクを一方の端から流入し、流出までの時間をストップウォッチ等の計測機器で計測した場合、複数の中空フィラメント５０１〜５０８からなる第一の中空フィラメント群は、８本ともほぼ同じタイミング（±１秒以下）で他端から流出した。同様の試験を第二の中空フィラメントについても行ったところ、複数の中空フィラメント５１１〜５１８からなる第二の中空フィラメント群も８本ともほぼ同じタイミング（±１秒以下）で他端から流出した。
【００９７】
（作製例５）
第一の支持体１に、厚さ２００μｍの非粘着型感圧接着剤ダウコーニングアジア社製のＳ９００９を有した厚さ０．５ｍｍのアルミ板を用いた。これに、超音波振動と荷重の出力制御が可能でＮＣ制御でＸ−Ｙテーブルを可動できるＮＣ配線装置を用い、日星電気株式会社製のＰＦＡチューブ（内径１．０ｍｍ 外径１．５ｍｍ）を敷設する。敷設する中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８には、荷重５００ｇと周波数４０ｋＨｚの超音波による振動をかけた。中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８の敷設は、半径３０ｍｍの円弧状に行い、交差する部分も設けた。その交差する部分の近傍では、荷重と超音波振動を止めることとする。第二の支持体２には、厚さ２００μｍの非粘着型感圧接着剤ダウコーニングアジア社製のＳ９００９を有した、三井化学社製ＴＰＸフィルム（厚さ５０μｍ）を用い、真空ラミネート（圧力と熱を印加）を用いて中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８を施設した支持ユニット上にラミネートする。その際、流入部、流出部、及び交差部の中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８近傍に温度測定用の熱電対を埋め込む。その後の外形加工では、プリント基板用の外形加工機を用いて所望の形に切断する。所定部分の支持体を除去し、１２本の全長４０ｃｍの中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８を５０ｍｍの長さを露出させた形状のマイクロ流体システム用支持ユニットを作製できる。中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８で形成した流路の位置ばらつきは設計図面に対し、±２０μｍ以内に収まる。敷設部分全般、特に交差配線部分で中空フィラメント５０１〜５０８、５１１〜５１８の破損はない。更に、シート全体にボイドは無く、特にキャピラリー近傍や交差部分にも空気の抱きこみやボイド（気泡）は確認されなかった。
【００９８】
共立電子産業製のフィルムヒートＦＴＨ−４０をアルミ板裏面の全面に貼り付け８０℃に設定する。約２０℃の水を一方の端から流入し、他端から流出した水の温度を測定したところ、７８±１℃である。又、流入部、流出部、及び交差部の各温度は７９±０．５℃であり、精度良い温度制御が可能である。
【００９９】
（作製例６）
第一の支持体１に、接着剤層として厚さ２５０μｍで室温で粘着性であるスリーエム社製ＶＨＢ(Ｆ−９４７３ＰＣ)を有した厚さ０．０６ｍｍのポリフェニレンサルファイドフィルム（東レ社製、商品名トレリナ）を用いた。この第一の支持体１の所望の位置に、超音波振動と荷重の出力制御が可能でＮＣ制御でＸ−Ｙテーブルを可動できるＮＣ配線装置を用い、ポリマイクロ社製のフューズドシリカキャピラリー（内径１００μｍ、外径３６０μｍ、長さ６００ｍｍ）を敷設した。キャピラリーは、直線部分と渦巻状の部分を設けて敷設した。渦巻状の部分ではキャピラリー同士のピッチが０．５ｍｍとなるように敷設し、キャピラリーの両端部は渦巻状の部分の円接線方向に、平行且つ同一方向に敷設した。渦巻状の最大曲率半径が１０ｍｍ（最小曲率半径８．５ｍｍ、周回数４周）、１５ｍｍ（最小曲率半径１４ｍｍ、周回数２周）、２０ｍｍ（最小曲率半径１９．５ｍｍ、周回数１周）の三種類を作製した。渦巻状の部分で自身のキャピラリーと交差する部分の近傍では、荷重と超音波振動を止めて敷設した。第二の支持体２には、第一の支持体１と同様の接着剤付きポリフェニレンサルファイドフィルムを用い、真空ラミネートにてキャピラリーを敷設した支持ユニット上にラミネートした。その後、ぞれぞれのキャピラリーの両端部が余長として１５０ｍｍづつ露出するようプリント基板用の外形加工機を用いて図４（ａ）に示す縦５５ｍｍ、横９０ｍｍの形に切断しマイクロ流体システム用支持ユニットを作製した。キャピラリーを顕微鏡で観察したところ、敷設部分全般、特に交差配線部分でキャピラリーの破損はなかった。このようにして、長さ６００ｍｍのキャピラリーを名刺サイズのシート状（シート内有効長３００ｍｍ）にコンパクトに収めることが出来た。
【０１００】
（作製例７）
ポリマイクロ社製のフューズドシリカキャピラリー（内径１００μｍ、外径３６０μｍ、長さ６００ｍｍ）を用意し、作製例６の方法に従い、最大曲率半径１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍの渦巻きパターンを有した三種類のマイクロ流体システム用支持ユニット（全長６００ｍｍ、シート内有効長３００ｍｍ、各余長１５０ｍｍ）をそれぞれ２つずつ、合計６つ用意した。これらのキャピラリー内に、作製例１の方法を用いてＧＤＭＡポリマーモノリス構造体を作製した。キャピラリーの一端を、以下に示すＨＰＬＣ装置にＵｐｃｈｕｒｃｈ社製のキャピラリーコネクタを用いて接続し、Ｈ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作製した。比較対象として、作製例１で作製したシート状になっていないＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーを８本準備し、上記同様にしてＨ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１０に示す。
【０１０１】
[ＨＰＬＣ装置の構成]
送液ポンプ：ＫＹＡ ＤｉＮａ Ｓ
インジェクタ:Ｖａｌｃｏ Ｖ２ ＣＩＡＧ Ｉｎｔｅｒ Ｎａｔｉｏｎ
検出器：ＣＥ−２０７５ＵＶ（Ｊａｓｃｏ社製）（オフカラム検出）
オフカラム：フューズドシリカキャピラリー（内径５０μｍ）
オフカラム長：９０ｍｍ
[条件]
移動相：アセトニトリル／水＝６０／４０（ｖ／ｖ）
試料：ウラシル（１ｍｇ／ｍｌ）
注入量:１０ｎＬ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１０２】
次に、ＨＰＬＣ測定において用い、評価の対象となるパラメータについて、図１１に示すクロマトグラムのピークを例に、振られた符号に基づいて説明する。
【０１０３】
[パラメータの説明]
（１）線速度：ν
線速度νは次式で表される。
【０１０４】
（数１）
ν ＝ Ｌ ／ ｔ０ （１−１）
Ｌ : カラム長、 ｔ０ : 保持のない溶質の溶出時間
（２）理論段高さ：Ｈ
理論段高さは１理論段に相当するカラム長であり、次式で表される。
【０１０５】
（数２）
Ｈ ＝ σ２ ／ Ｌ ＝ Ｌ ／ Ｎ （１−２）
σ：ピークの広がり(正規分布の標準偏差)，Ｌ：カラム長、Ｎ：理論段数
（３）理論段数：Ｎ
理論段数Ｎは次式で表される。
【０１０６】
（数３）
Ｎ ＝ (Ｌ ／ σ) ２ （１−３）
もしくは、
Ｎ ＝ (ｔＲ ／ σ) ２ （１−４）
ｔＲ：溶質の溶出時間
またピーク幅Ｗは４σ法で求めると、
Ｗ ＝ ４σ （１−５）
理論段数Ｎは式（１−６）、（１−７）で表される。
【０１０７】
Ｎ ＝ １６ × (ｔＲ ／ Ｗ) ２ （１−６）
また(Ｗ１ / ２ )２ = ８σ ２ｌｎ２ より
Ｎ ＝ ５．５４ × （ｔＲ ／ Ｗ１ / ２ ）２ （１−７）
Ｗ：ピーク幅、Ｗ１ / ２ ：ピークの半値幅
【０１０８】
図１０より、ＧＤＭＡポリマーモノリスを直線状のキャピラリー内に作製した場合も、渦巻き（湾曲部）形状に固定したキャピラリー内に作製したキャピラリーも、両方とも分離能を有していることがわかった。よって、ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムが得られたことがわかる。特に、最大曲率半径が１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍの渦巻き状にキャピラリーが固定されたマイクロ流体システム用支持ユニットは、キャピラリー内にＧＤＭＡポリマーモノリスを有しており、シート状ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムである。
【０１０９】
更に図１０から、最大曲率半径の違う三種類のシート状ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムは、最大曲率半径が１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍと異なることによる理論段高さの有意な変化は認められず、分離カラム性能に対する曲げ方の影響はないことがわかる。
【０１１０】
次に、渦巻き（湾曲部）の最大曲率半径の分離性能に対する影響は無いとして、渦巻き（湾曲部）を有するキャピラリー内に作製した前述の６つのシート状ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムと、直線状で且つシート化されていない８本のキャピラリーカラムとを比較した。線速度１ｍｍ/ｓの時の平均理論段高を比較し、表１に性能評価結果としてまとめた。
【表１】
【０１１１】
表１から、直線状で作製したＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムの理論段高さに対し、曲げ部分を有するシート状ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムの理論段高さは９５％であった。このことから、予めキャピラリーを渦巻き（湾曲部）のような曲げの部分を有する任意な形状に固定した後に、このキャピラリー内に有機ポリマーモノリス構造体を作製した場合でも、分離カラム性能を有するＧＤＭＡポリマーモノリスが作製可能であり、更に、分離カラム性能に対する曲げの影響は小さいことがわかった。
【０１１２】
（作製例８）
作製例７との比較のために、内径２００μｍのジーエルサイエンス社製フューズドシリカキャピラリー（外径３５０μｍ、長さ６００ｍｍ）を使用し、同様の実験を行った。
【０１１３】
第一の支持体１に、接着剤層として厚さ２５０μｍのスリーエム社製ＶＨＢ(Ｆ−９４７３ＰＣ)を有した厚さ０．０５ｍｍのＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム社製、商品名テトロン(登録商標)）を用いた。作製例６で作製した最大曲率半径１０ｍｍと１５ｍｍの二つのサンプルの写真を撮り、実物大サイズに印刷したものを、テーブルに両面テープで固定した。この上に、第一の支持体１を載せテーブルにしっかりと固定した。第一の支持体１は半透明で下の印刷が透けて見えることを利用し、作製例６と同様のパターンに、内径２００μｍのキャピラリーを固定した。第一の支持体１と同様の材料を第二の支持体２として、ロールラミネータでキャピラリーを固定した支持ユニット上にラミネートした。カッターを用いて余分な部分を取り除いた。キャピラリーがある部分はカッタ刃がキャピラリーに当たらないよう慎重にカットし、第一の支持体１と第二の支持体２を除去した。このようにして、キャピラリー内径が２００μｍであることと、第一の支持体１にＰＥＴフィルムを用いたこと以外は、作製例６と外観が同様なマイクロ流体システム用支持ユニット（縦５５ｍｍ、横９０ｍｍ）を作製した。このマイクロ流体システム用支持ユニットは可撓性を有しており、曲げることができる。手で１０回、２０回と曲げを繰り返しても、キャピラリーの位置が変わることはなかった。
【０１１４】
次に、上記マイクロ流体システム用支持ユニットのキャピラリー内に作製例１に従い、ＧＤＭＡポリマーモノリスを作製した。更に、内径２００μｍの直線状のキャピラリー３本に、作製例１に従いＧＤＭＡポリマーモノリスを作製し、作製例７と同様の条件でＨ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１２に示す。
【０１１５】
図１２の結果から、内径２００μｍのキャピラリーを用いても、直線状で有機ポリマーモノリス構造体を作製したキャピラリーカラムと、曲げの部分を有するキャピラリー内に有機ポリマーモノリス構造体を作製したキャピラリーカラムの、理論段高さの有意差は認められなかった。
【０１１６】
（作製例９）
内径１００μｍ×外径３７５μｍ、内径２００μｍ×外径３５０μｍのフューズドシリカキャピラリー（ジーエルサイエンス社製）を用意した。作製例１に従い、キャピラリー内部にＧＤＭＡポリマーモノリスを作製し、ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムを得た。これを作製例７同様の装置、条件（以下記載）で通液実験を行い、Ｈ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１３に示す。
【０１１７】
第一の支持体１として、厚さ２００μｍの非粘着型感圧接着剤ダウコーニングアジア社製のＳ９００９を有した、厚さ０．０５ｍｍのＴＰＸフィルム（三井化学社製）を用いた。第一の支持体１のＳ９００９の表面に、超音波振動と荷重の出力制御が可能でＮＣ制御でＸ−Ｙテーブルを可動できるＮＣ配線装置を用い、先に作製した内径の異なる二種類のＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムを最大曲率半径１０ｍｍの円弧部分を有するパターンに敷設した。この時、ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムには、荷重２５０ｇと周波数４０ｋＨｚの超音波による振動をかけた。第二の支持体２には、第一の支持体１と同様のＳ９００９を有するＴＰＸフィルムを用い、真空ラミネート（圧力と熱を印加）にてＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムを敷設した支持ユニット上にラミネートし、マイクロ流体システム用支持ユニット（シート状ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラム）を得た。敷設部分全般、特に交差配線部分でキャピラリーの破損はなかった。更に、シート全体にボイドは無く、特にキャピラリー近傍や交差部分にも空気の抱きこみやボイド（気泡）は確認されなかった。
【０１１８】
カッターを用いて余分な部分を取り除いき、キャピラリーの両端部を各５０ｍｍを露出させ、余長とした。ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムがある部分はカッター刃がキャピラリーに当たらないよう慎重にカットした。露出したキャピラリーの一端をＨＰＬＣ装置に接続し、通液実験を行いＨ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１３に示す。
【０１１９】
[ＨＰＬＣ装置の構成]
送液ポンプ：ＫＹＡ ＤｉＮａ Ｓ
インジェクタ：Ｖａｌｃｏ Ｖ２ ＣＩＡＧ Ｉｎｔｅｒ Ｎａｔｉｏｎ
検出器：ＣＥ−２０７５ＵＶ（Ｊａｓｃｏ社製）（オフカラム検出）
オフカラム：フューズドシリカキャピラリー（内径５０μｍ）
オフカラム長：９０ｍｍ
[条件]
移動相：アセトニトリル／水＝６０／４０（ｖ／ｖ）
試料：ウラシル（１ｍｇ／ｍｌ）
注入量：１０ｎＬ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１２０】
図１３から、内径１００μｍのＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムが、直線状から曲率半径１０ｍｍに曲げることによって変化した理論段高の差は１％であり、内径２００μｍの場合は３％であった。このことから、キャピラリー内にＧＤＭＡポリマーモノリスを作製し、支持体上に曲率半径１０ｍｍの湾曲部のような曲げの部分を有する任意な形状に固定した場合でも、カラム性能は低下しないことが明らかとなった。よって、内径１００μｍと２００μｍのＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムは、カラム性能に対する曲げの影響は小さいことがわかった。
【０１２１】
また、図１３の結果から、上記ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムを第一の支持体１上に固定する際に印加した超音波と荷重、及び真空ラミネートの際に印加した圧力と熱とが、ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムのカラム性能を低下させないことが明らかになった。
【０１２２】
更に、Ｈ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作製に使用した上記シート状ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムの一部を切断し、ＳＥＭによる観察を行ったところ、ＧＤＭＡポリマーモノリスの構造的な破壊、キャピラリー内壁との剥れ、欠損などは確認されなかった。よって、ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムを第一の支持体１上に固定する際に印加した超音波と荷重、及び真空ラミネートの際に印加した圧力と熱とは、ＧＤＭＡポリマーモノリスの構造に影響を及ぼさないことが明らかとなった。
【０１２３】
（作製例１０）
内径１００μｍ×外径３６０μｍのフューズドシリカキャピラリー（ポリマイクロ社製）に作製例２に従い、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを調製した。このカラムを用いて作製例９と同様に直線状での通液実験を行った後、作製例９と同様の方法で曲率半径１０ｍｍのパターンを有するマイクロ流体システム用支持ユニット（シート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラム）を得て、再度通液実験を行いＨ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１４に示す。
【０１２４】
[条件]
移動相：アセトニトリル／２０ｍＭリン酸緩衝水溶液：ｐＨ７＝６０/４０（ｖ／ｖ）
試料：ウラシル（０．１ｍｇ／ｍｌ）
注入量：１０ｎＬ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１２５】
更に、保持のある溶質として、ベンゼンを用いてＨ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１５示す。
【０１２６】
[条件]
移動相：アセトニトリル／２０ｍＭリン酸緩衝水溶液：ｐＨ７＝６０／４０（ｖ／ｖ）
試料：ベンゼン（１ｍｇ／ｍｌ）
注入量：１０ｎＬ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１２７】
図１４と図１５とから、溶質にウラシル（保持無し）を用いた場合の、直線状のキャピラリー内に作製した後に、曲率半径１０ｍｍに曲げることによって変化した理論段高さの差は５％であり、ＧＤＭＡポリマーモノリスキャピラリーカラムの１０倍以上高性能（線速度１ｍｍ／ｓ、溶質：ウラシル）なＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムにおいても、曲げによるカラム性能のへの影響は極めて小さいことがわかった。また、溶質にベンゼンを用いた場合の理論段高さの差は５％であり、保持のある溶質においても曲げによるカラム性能のへの影響は極めて小さいことがわかった。
【０１２８】
更に、上記ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムにおいても、第一の支持体１上に固定する際に印加した超音波と荷重、及び真空ラミネートの際に印加した圧力と熱とが、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムのカラム性能を低下させないことが明らかになった。
【０１２９】
更に、Ｈ−ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作製に使用した上記シート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムの一部を切断し、ＳＥＭによる観察を行ったところ、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスの構造的な破壊、キャピラリー内壁との剥れ、欠損などは確認されなかった。よって、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムにおいても第一の支持体１上に固定する際に印加した超音波と荷重、及び真空ラミネートの際に印加した圧力と熱とは、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスの構造に影響を及ぼさないことが明らかとなった。
【０１３０】
（実施例１１）
内径１００μｍ×外径３６０μｍのフューズドシリカキャピラリー（ポリマイクロ社製）に作製例３に従いキャピラリー内部にシリカモノリス構造体を作製し、シリカモノリスキャピラリーカラムを得た。作製例９と同様に、直線状での通液実験を行った。結果を図１６に示す。
【０１３１】
次に、第一の支持体１として、厚さ２５０μｍのスリーエム社製ＶＨＢ(Ｆ−９４７３ＰＣ)を有した、厚さ０．１ｍｍのガラスエポキシ樹脂板を用意し、縦８０ｍｍ、横１００ｍｍに切断した。この第一の支持体上に、先のシリカモノリスキャピラリーカラムを、手によって曲率半径１０ｍｍの円弧部分を有するパターンに固定した。両端部は、第一の支持体上から各５０ｍｍ露出させた。第二の支持体として、ＰＥＴフィルム（厚さ０．０２５ｍｍ、東レ製）をシリカモノリスキャピラリーカラム側からゴムローラを用いてラミネートし、マイクロ流体システム用支持ユニット（シート状シリカモノリスキャピラリーカラム）を得た。実施例９と同様に、直線状での通液実験と曲率半径１０ｍｍのパターンを有するマイクロ流体システム用支持ユニットでの通液実験からＨ-ν（Ｈ：理論段高さ、ν：線速度）プロットを作成した。結果を図１６に示す。
【０１３２】
[条件]
移動相：アセトニトリル／２０ｍＭリン酸緩衝水溶液：ｐＨ７＝６０／４０（ｖ／ｖ）
試料：ウラシル（１ｍｇ／ｍｌ）
注入量：１０ｎＬ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１３３】
図１６から、このシリカモノリスキャピラリーカラムは、十分な分離性能を有していることがわかった。すなわち、シート状シリカモノリスキャピラリーカラムが得られた。
【０１３４】
直線状から曲率半径１０ｍｍに曲げることによって変化した理論段高の差は３％であり、シリカモノリスキャピラリーカラムにおいても曲げによるカラム性能のへの影響は極めて小さいことがわかった。
【０１３５】
（作製例１２）
長さ１０００ｍｍ、内径１００μｍ×外径３６０μｍのフューズドシリカキャピラリー（ポリマイクロ社製）に作製例２に従いキャピラリー内部に有機ポリマーモノリス構造体を作製し、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを得た。両端部を２５ｍｍづつ切り落とし、きれいな端面を出した。このＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムについて、以下の条件でアルキルベンゼンの分離性能評価を行った。得られたクロマトグラフを図１７に示す。
【０１３６】
[ＨＰＬＣ装置の構成]
システムコントローラー：ＣＢＭ−２０Ａ（Ｓｈｉｍａｄｚｕ社製）
送液ポンプ：ＬＣ−１０ＡＤＶＰ（Ｓｈｉｍａｄｚｕ社製）
インジェクタ：ＲＨＥＯＤＹＮＥ７７２５（ＲＨＥＯＤＹＮＥ社製）
検出器：ＣＥ−２０７５ＵＶ（Ｊａｓｃｏ社製）
オフカラム：フューズドシリカキャピラリー（内径５０μｍ）
オフカラム長：９０ｍｍ
[条件]
移動相：アセトニトリル／２０ｍＭリン酸緩衝水溶液：ｐＨ７＝６０／４０（ｖ／ｖ）
線速度：０．５８ｍｍ／ｓ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１３７】
次に、接着剤層としてスリーエム社製ＶＨＢ(厚さ２５０μｍ、Ｆ−９４７３ＰＣ)を有した、厚さ０．０７５ｍｍのポリイミドフィルム（デュポン社製、商品名：カプトン３００Ｈ）で構成された第一の支持体１を用意し、超音波振動と荷重の出力制御が可能でＮＣ制御でＸ−Ｙテーブルを可動できるＮＣ配線装置を用い、先の評価に用いたＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラム（長さ９５０ｍｍ）を第一の支持体１の接着剤層面に超音波４０Ｖ、荷重２５０ｇを印加して敷設した。ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムの敷設形状は、キャピラリー同士のピッチが０．５ｍｍである渦巻状の部分を有しており、最大曲率半径は２０ｍｍ（最小曲率半径＝１７．５ｍｍ、周回数６周）とした。キャピラリーの両端部は、互いに平行且つ同一方向に向くように直線状に敷設した。渦巻状の部分で自身のキャピラリーと交差する部分の近傍では、荷重と超音波振動を止めた。第二の支持体２には、第一の支持体１と同様の接着剤付きポリイミドフィルムを用い、真空ラミネート（圧力と熱を印加）にてキャピラリーを敷設した支持ユニット上にラミネートした。その後、ぞれぞれのキャピラリーの両端部が余長として７０〜８０ｍｍづつ露出するように、カッターを用いて外形加工を行い図４（ａ）に示す縦５５ｍｍ、横９０ｍｍの形に切断しキャピラリー内にＴＥＰＩＣ樹脂製モノリス構造体が形成されたマイクロ流体システム用支持ユニットを作製し、シート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを得た。キャピラリーを顕微鏡で観察したところ、敷設部分全般、特に交差配線部分でキャピラリーの破損はない。このシート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムは、キャピラリーがむき出しの状態よりも、コンパクトであり取扱い性に優れている。更に、キャピラリーがフィルムと接着剤に保護されているために、外力や衝撃で損傷・破損する可能性が低い。このことは、一般的に分離・分析用カラムは高価であることや、分離・分析用カラムは個体差があることのために、可能な限り同一個体（カラム）で分析を行えることが望ましいといった利用者の希望に沿えるという特徴を有するものである。
【０１３８】
このようにして得られたシート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを、先と同様にＨＰＬＣ装置に接続し、アルキルベンゼンの分離性能評価をおこなった。得られたクロマトグラフを図１８に示す。
【０１３９】
[条件]
移動相：アセトニトリル／２０ｍＭリン酸緩衝水溶液：ｐＨ７＝６０／４０（ｖ／ｖ）
線速度：１．５３ｍｍ／ｓ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
【０１４０】
図１７と図１８とから、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを湾曲部（曲げ）を有した形状に敷設しコンパクトにシート化しても、高い理論段数を維持することが明らかとなった。
【０１４１】
この時の背圧は６．１ＭＰａであり、背圧２０ＭＰａ以上が必要な一般的な粒子充填型のカラム（内径４．６ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）よりも、低背圧で高分離能を有していることがわかった。すなわち、低背圧で高分離能を有し、取扱い性に優れたマイクロ流体システム用支持ユニット（シート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスカラム）が得られた。
【０１４２】
（作製例１３）
長さ１０００ｍｍ、内径１００μｍ×外径３６０μｍのフューズドシリカキャピラリー（ポリマイクロ社製）に作製例２に従いキャピラリー内部に有機ポリマーモノリス構造体を作製し、ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを得た。両端部を５０ｍｍづつ切り落とし、きれいな端面を出した（有効長９００ｍｍ）。次に、接着剤層としてスリーエム社製ＶＨＢ(厚さ２５０μｍ、Ｆ−９４７３ＰＣ)を有した、厚さ０．０７５ｍｍのポリイミドフィルム（デュポン社製、商品名：カプトン３００Ｈ）で構成された第一の支持体１を用意し、超音波振動と荷重の出力制御が可能でＮＣ制御でＸ−Ｙテーブルを可動できるＮＣ配線装置を用い、先のＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラム（長さ９００ｍｍ）を第一の支持体１の接着剤層面に超音波４０ｋＨｚ、荷重２５０ｇを印加して敷設した。ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムの敷設形状は、半円の円弧部と直線部を組み合わせた運動場トラック形状で、キャピラリー同士のピッチが０．５ｍｍであり、半円の最大曲率半径は２０ｍｍ（最小曲率半径＝１７．５ｍｍ）、直線部は４０ｍｍ（周回数４周）とした。キャピラリーの両端部は、互いに平行且つ同一方向に向くように直線状に敷設した。半円の円弧部分で自身のキャピラリーと交差する部分の近傍では、荷重と超音波振動を止めた。第二の支持体２には、接着剤層としてスリーエム社製ＶＨＢ(厚さ２５０μｍ、Ｆ−９４７３ＰＣ)を有した、厚さ０．０５ｍｍのＰＥＴフィルム（ユニチカ社製）を用い、真空ラミネート（圧力と熱を印加）にてキャピラリーを敷設した支持ユニット上にラミネートした。その後、ぞれぞれのキャピラリーの両端部が余長として５０ｍｍづつ露出するように、カッターを用いて外形加工を行い図４（ａ）に示す縦５５ｍｍ、横９０ｍｍの形に切断しキャピラリー内にＴＥＰＩＣ樹脂製モノリス構造体が形成されたマイクロ流体システム用支持ユニットを作製し、シート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムを得た。下記の装置及び条件でヌクレオシド及び核酸塩基の分離を行った。結果を図１９に示す。
【０１４３】
[ＨＰＬＣ装置の構成]
システムコントローラー：ＣＢＭ−２０Ａ（Ｓｈｉｍａｄｚｕ社製）
送液ポンプ：ＬＣ−１０ＡＤＶＰ（Ｓｈｉｍａｄｚｕ社製）
インジェクタ：ＲＨＥＯＤＹＮＥ７７２５（ＲＨＥＯＤＹＮＥ社製）
検出器：ＣＥ−２０７５ＵＶ（Ｊａｓｃｏ社製）
オフカラム：フューズドシリカキャピラリー（内径５０μｍ）
オフカラム長：９０ｍｍ
[条件]
移動相：アセトニトリル／２０ｍＭリン酸緩衝水溶液：ｐＨ７＝６０／４０（ｖ／ｖ）
線速度：１．５３ｍｍ/ｓ
温度：２０℃
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
背圧：８．６ＭＰａ
【０１４４】
図１９より、一部分離が出来ないものが見られたが、核酸塩基やヌクレオシドについても良好な分離が可能なシート状ＴＥＰＩＣポリマーモノリスキャピラリーカラムが得られた。
【０１４５】
本発明は上記の形態によって記載したが、この開示の一部をなす部分及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【符号の説明】
【０１４６】
１…第一の支持体
２…第二の支持体
３、３１〜３３、３０１〜３０８、３１１〜３１８…モノリス構造体が形成された所定箇所
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ…スリット
５１〜５３、５８、５０１〜５０８、５１１〜５１８…中空フィラメント
５９…金属膜
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ…離型層
７…切断線
８…接着剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも以下の(イ)から(ハ)の工程を備えることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
（イ）第一の支持体に少なくとも一つの中空フィラメントを任意の形状に固定する工程
（ロ）中空フィラメント内の全部または一部にモノリス前駆体を充填する工程
（ハ）モノリス前駆体の全部または一部を反応させ、モノリス構造体を作成する工程
【請求項２】
工程が少なくとも（イ）、（ロ）、（ハ）の順序であることを特徴とした請求項１に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項３】
工程が少なくとも（ロ）、（ハ）、（イ）の順序であることを特徴とした請求項１に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項４】
上記（ハ）の工程の後、（ニ）モノリス前駆体由来の残渣を該中空フィラメント内から除去する工程を更に備えることを特徴とした請求項１から３のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項５】
上記（ハ）の工程の後、（ホ）該モノリス構造体に表面修飾を施す工程を備えることを特長とした請求項１から４のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項６】
上記モノリス前駆体が有機ポリマーモノリス前駆体であり、上記モノリス構造体が有機ポリマーモノリス構造体であることを特長とした請求項１から５のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項７】
上記有機ポリマーモノリス前駆体が少なくともエポキシ化合物、アミン化合物及びポロゲンを含むことを特長とした請求項６に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項８】
上記有機ポリマーモノリス前駆体が少なくともモノマー混合物、希釈剤及び重合開始剤を含有することを特長とした請求項６に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項９】
更に、上記有機ポリマーモノリス前駆体が非架橋性ポリマーを含有することを特長とした請求項８に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１０】
上記有機ポリマーモノリス前駆体に含まれる化合物が、水酸基、アミド基、又は、水酸基およびアミド基、を有していることを特長とした請求項６から９のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１１】
上記モノリス前駆体がシリカモノリス前駆体又はチタニアモノリス前駆体であり、上記モノリス構造体がシリカモノリス構造体あるいはチタニアモノリス構造体であることを特長とした請求項１から５のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１２】
ラジカル、熱、又は光により該モノリス前駆体を反応させることを特長とした請求項１から１１のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１３】
上記工程（イ）の後に、（ヘ）該第一の支持体の該中空フィラメントが敷設された側に第二の支持体を設ける工程を備えることを特徴とした請求項１から１２のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１４】
上記工程（イ）の後に、（ト）上記第一の支持体、第二の支持体、又は、第一の支持体および第二の支持体、の全部もしくは一部を除去することを特徴とした請求項１から１３のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１５】
上記工程（ト）の除去する工程によって中空フィラメントの一部を露出させることを特徴とした請求項１４に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１６】
上記工程（イ）の中空フィラメントを任意の形状に敷設する際に、該中空フィラメントの一部を第一の支持体から外に出すことを特徴とした請求項１から１５のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１７】
上記工程（イ）の中空フィラメントを任意の形状に敷設する際に、該中空フィラメントが該中空フィラメント自身と、他の少なくとも一つの中空フィラメントと、又は、該中空フィラメント自身および他の少なくとも一つの中空フィラメントと、それぞれの中空フィラメントに対して少なくとも一回あるいは二回以上交差することを特徴とした請求項１から１６のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１】
少なくとも以下の(イ)から(ハ)の工程を備えることを特徴としたマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
（イ）第一の支持体に少なくとも一つの中空フィラメントを任意の形状に固定する工程
（ロ）中空フィラメント内の全部または一部にモノリス前駆体を充填する工程
（ハ）モノリス前駆体の全部または一部を反応させ、モノリス構造体を作成する工程
【請求項２】
工程が少なくとも（イ）、（ロ）、（ハ）の順序であることを特徴とした請求項１に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項３】
工程が少なくとも（ロ）、（ハ）、（イ）の順序であることを特徴とした請求項１に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項４】
上記（ハ）の工程の後、（ニ）モノリス前駆体由来の残渣を該中空フィラメント内から除去する工程を更に備えることを特徴とした請求項１から３のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項５】
上記（ハ）の工程の後、（ホ）該モノリス構造体に表面修飾を施す工程を備えることを特長とした請求項１から４のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項６】
上記モノリス前駆体が有機ポリマーモノリス前駆体であり、上記モノリス構造体が有機ポリマーモノリス構造体であることを特長とした請求項１から５のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項７】
上記有機ポリマーモノリス前駆体が少なくともエポキシ化合物、アミン化合物及びポロゲンを含むことを特長とした請求項６に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項８】
上記有機ポリマーモノリス前駆体が少なくともモノマー混合物、希釈剤及び重合開始剤を含有することを特長とした請求項６に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項９】
更に、上記有機ポリマーモノリス前駆体が非架橋性ポリマーを含有することを特長とした請求項８に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１０】
上記有機ポリマーモノリス前駆体に含まれる化合物が、水酸基、アミド基、又は、水酸基およびアミド基、を有していることを特長とした請求項６から９のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１１】
上記モノリス前駆体がシリカモノリス前駆体又はチタニアモノリス前駆体であり、上記モノリス構造体がシリカモノリス構造体あるいはチタニアモノリス構造体であることを特長とした請求項１から５のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１２】
ラジカル、熱、又は光により該モノリス前駆体を反応させることを特長とした請求項１から１１のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１３】
上記工程（イ）の後に、（ヘ）該第一の支持体の該中空フィラメントが敷設された側に第二の支持体を設ける工程を備えることを特徴とした請求項１から１２のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１４】
上記工程（イ）の後に、（ト）上記第一の支持体、第二の支持体、又は、第一の支持体および第二の支持体、の全部もしくは一部を除去することを特徴とした請求項１から１３のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１５】
上記工程（ト）の除去する工程によって中空フィラメントの一部を露出させることを特徴とした請求項１４に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１６】
上記工程（イ）の中空フィラメントを任意の形状に敷設する際に、該中空フィラメントの一部を第一の支持体から外に出すことを特徴とした請求項１から１５のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【請求項１７】
上記工程（イ）の中空フィラメントを任意の形状に敷設する際に、該中空フィラメントが該中空フィラメント自身と、他の少なくとも一つの中空フィラメントと、又は、該中空フィラメント自身および他の少なくとも一つの中空フィラメントと、それぞれの中空フィラメントに対して少なくとも一回あるいは二回以上交差することを特徴とした請求項１から１６のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１４５５８１（Ｐ２０１２−１４５５８１Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６１４６（Ｐ２０１２−６１４６）
【出願日】平成２４年１月１６日（２０１２．１．１６）
【分割の表示】特願２００７−１２３８７９（Ｐ２００７−１２３８７９）の分割
【原出願日】平成１９年５月８日（２００７．５．８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年５月１日 クロマトグラフィー科学会発行の「ＣＨＲＯＭＡＴＯＧＲＡＰＨＹ Ｖｏｌ．２８ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ １ ２００７」に発表
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月１６日（２０１２．１．１６）
【分割の表示】特願２００７−１２３８７９（Ｐ２００７−１２３８７９）の分割
【原出願日】平成１９年５月８日（２００７．５．８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年５月１日 クロマトグラフィー科学会発行の「ＣＨＲＯＭＡＴＯＧＲＡＰＨＹ Ｖｏｌ．２８ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ １ ２００７」に発表
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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