固液分離機能を有する装置及びその製造方法
【課題】固液混合物を経路に流入させるだけで、その賦勢された液体の流れにより固体が運ばれ、途中で一定の大きさ以上の固体のみ捕捉されて分離するフィルタ機能（固液分離機能）を有する製造容易で安価な小型の装置及びその製造方法、並びにフィルタ機能を有するμ−ＴＡＳ（マイクロ トータル アナリシス システムズ）デバイスを提供する。
【解決手段】入口３が固液混合物を導入する導入口であり、溝２中に、一定の大きさ以上の固体を捕捉することにより固液を分離する分離部５が形成されており、分離部５には固体捕捉部６が複数個設けられており、固体捕捉部６は、溝部の底部と一定の大きさ以上の固体を通さない隔壁とにより構成されており、一定の大きさ以上の固体の通り得る入り口部と、前記入り口部から入った固体を１個以上収容する収容部と、前記収容部の下流側に設けられた前記固体よりも小さい開口部とを備えている固液分離機能を有する装置Ａ。
【解決手段】入口３が固液混合物を導入する導入口であり、溝２中に、一定の大きさ以上の固体を捕捉することにより固液を分離する分離部５が形成されており、分離部５には固体捕捉部６が複数個設けられており、固体捕捉部６は、溝部の底部と一定の大きさ以上の固体を通さない隔壁とにより構成されており、一定の大きさ以上の固体の通り得る入り口部と、前記入り口部から入った固体を１個以上収容する収容部と、前記収容部の下流側に設けられた前記固体よりも小さい開口部とを備えている固液分離機能を有する装置Ａ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固液分離機能を有する装置、特に液体と固体の混合物から一定の大きさ以上の固体をろ過する機能、例えば、血液から血球を分離する機能を有するフィルタ機能（固液分離機能）を有する装置及びその製造方法、並びにフィルタ機能を有するμ−ＴＡＳ（マイクロ トータル アナリシス システムズ）デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、マイクロマシン技術を応用して、化学分析や合成などの機器・手法を微細化して行うμ−ＴＡＳ（μ−Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ、 マイクロ トータル アナリシス システムズ）と呼ばれるマイクロ化学デバイスが研究開発されている。μ−ＴＡＳは、試料の量が少ない、反応時間が短い、分析に好適であるなどのメリットがあり、これを血液分析等の医療用に利用することが期待される。この場合、血液分析を行うには、前処理として血液中の血球分離を行う必要がある。しかし、マイクロオーダーの流路内にフィルタを製造簡易に設置するのは困難であった。例えば、フィルタに不織布等を流路内に液漏れなく取り付けるのは小さいために難しく、また、コストアップにもなるという問題がある。また、濾過部の最初の部分で血球が詰まりろ過効率が悪くなるという問題もあった。
【０００３】
血液から赤血球を分離し、使用血液量に対して血漿を、より高率に分離し得る方法が特許文献１に記載されている。特許文献１には、懸濁液中の微細構造体を分画する場発生手段と拘束手段とを有する分画装置（請求項１）が記載され、微細構造体が装置を通って移動するとき経路内に位置し、微細構造体の動作の一部を妨害する妨害体配列（請求項２）が記載され、この妨害体がＵ字型、Ｖ字型などの形状をしていることが記載されている（請求項３）。この分画装置に血液のような固液混合物を流すと、赤血球のような固体（微細構造体）が、Ｕ字型、Ｖ字型妨害体の内側の窪みに捉えられるようにされている。
【０００４】
特許文献１には、微細構造体を移動させる推進力として、電場を用いる静電力の他に水圧、重力なども挙げられている。しかし、水圧や重力の場合は、固液混合体を流動させることにより赤血球のような固体粒子を、一旦Ｕ字型、Ｖ字型妨害体の内側の窪みに捉えさせることができたとしても、窪みに固体粒子が入ることにより妨害体の内側窪みに向けての流れが止まりあるいは弱まるため、固体粒子を窪みに留めておくことはできず再度浮遊し、窪みから出てしまう。
【０００５】
したがって、固液混合体全体を流動させるのではなく、血液のような粘性物から赤血球のような固体粒子のみを移動させて、Ｕ字型、Ｖ字型妨害体の内側の窪みに入れるには、固体粒子を電場を用い静電力で移動させることが必要となるが、このためには電極の装備と電場コントロールが必要となる。ただし電場を用いて固体粒子を移動させる系では、液が停滞しており固体のみが電場により移動して分離されるが、赤血球程度の大きな粒子になると粘性抵抗が大きいため電気泳動には時間がかかり分離の速度が遅いという問題がある。
【０００６】
ところで、簡易安価にμ―ＴＡＳを製造するために、樹脂製にし、微細型にて凹凸形成をして本体を作り、それに蓋をする構造が製造が簡易、低コストのために望ましいと考えられるが、樹脂製の場合樹脂は電気絶縁体であるので、電気力線はＵ字型妨害体、Ｙ字型妨害体の内側にはいることなく外側を走る。したがって、電気力線に沿って移動する微細構造体はＵ字型妨害体、Ｙ字型妨害体の窪みに捕捉されにくい、という問題が生じる。
【０００７】
更に分離器を小型にするには、分離部における固体捕捉の面積効率（面積当りの固体捕捉数）が高いことが必要である。
【特許文献１】特表平９−５０４３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題点に鑑み、本発明は、固液混合物を経路に流入させるだけで、その賦勢された液体の流れにより固体が運ばれ、途中で一定の大きさ以上の固体のみ捕捉されて分離するフィルタ機能（固液分離機能）を有する製造容易で安価な小型の装置及びその製造方法、並びにフィルタ機能を有するμ−ＴＡＳ（マイクロ トータル アナリシス システムズ）デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
請求項１記載の本発明の固液分離機能を有する装置は、平板状の本体に流体を通す溝部が形成されており、前記溝部の一の端部に流体の入口が形成されており、他の端部に出口が形成されている固液分離機能を有する装置であって、入口が固液混合物を導入する導入口であり、溝中に、一定の大きさ以上の固体を捕捉することにより固液を分離する分離部が形成されており、入口と出口の圧力差により、入口側から出口側に向けて固液混合物が分離部を上流から下流に向けて通過するようにされており、前記分離部には固体捕捉部が複数個設けられており、前記固体捕捉部は、溝部の底部と一定の大きさ以上の固体を通さない隔壁とにより構成されており、一定の大きさ以上の固体の通り得る入り口部と、前記入り口部から入った固体を１個以上収容する収容部と、前記収容部の下流側に設けられた前記固体よりも小さい開口部とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明でいう固液混合物としては、特に限定されるわけではないが、例えば、血漿と血球を含有する血液が挙げられる。
【００１１】
上記発明を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の固液分離機能を有する装置Ａの一例を示す斜視図である。すなわち、平板状の本体１に流体を通す溝部２が形成されており、前記溝部２の一の端部に流体の入口３が形成されており、他の端部に出口４が形成されている。入口３は固液混合物を導入する導入口であり、溝２中に、一定の大きさ以上の固体を捕捉することにより固液を分離する分離部５が形成されており、入口３と出口４との圧力差により、入口側から出口側に向けて固液混合物が分離部５を上流から下流に向けて通過するようにされている。前記分離部５には固体捕捉部６、６、６、・・・が複数個設けられている。符号１０、１１、１２で表されるものは、流体の流れる通路であり、通路１０は、入口３と分離部５とを結ぶ通路であり、通路１１は分離部５と後述の液溜め部８とを結ぶ通路であり、通路１２は、液溜め部８と出口４とを結ぶ通路である。
【００１２】
なお、図１において、入口３は、溝部２の一の端部に通路１０とは別に形成されているが、通路１０の端部を入口３として用いても良い。また、出口４も溝部２の他の端部に出口側の通路とは別に形成されているが、出口側の通路の端部を出口４として用いてもよい。
【００１３】
図２は、分離部５の一部を拡大して示すと共に、固液分離の状況を説明する平面図である。分離部５には固体捕捉部６が複数個設けられている。固体捕捉部６は、溝部２の底部と一定の大きさ以上の固体を通さない隔壁６１、６１とにより構成されており、Ｕ字型の形状をしている。固体捕捉部６は、一定の大きさ以上の固体７の通り得る入り口部６２と、前記入り口部６２から入った固体７を１個以上収容する収容部６３と、前記収容部６３の下流側に設けられた前記固体７よりも小さい開口部６４とを備えている。固液分離に際し、固液混合物は矢印で示したように移動し、一定の大きさ以上の固体７は、収容部６３に留まり液体は開口部６４から下流に流れるようにされている。
【００１４】
以下、本発明を説明するための図面中で用いられる符号については、同じ機能を有するものには、紛らわしくならない限りは、原則として同じ符号を用いることにする。
【００１５】
上記固体捕捉部６の形状はＵ字型に限らず、Ｙ字型など種々の形状が可能である。固体捕捉部６の隔壁６１は、壁体に開口部６４が開口したもの、柱体が列状に並んだ柱体列など種々な形状が可能である。また、捕捉された一定の大きさ以上の固体７が開口部６４を塞ぐと流れが途絶え一定の大きさ以上の固体７が再浮遊するため、図３（ａ）に示すように、開口部６４が複数設けられたもの、図３（ｂ）に示すように、隔壁６１の内側に突起６５が設けられ開口部を塞がないようにしたものなどが好ましい。図３において、矢印は流体の移動方向を示す。
【００１６】
また、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すものは、柱体が列状に並んだ柱体列からなる固体捕捉部６の例である。図３（ｃ）及び図３（ｄ）において、符号６６は柱体であり、この柱体６６間の隙間が開口部６４となる。図３（ｃ）は、柱体列がＵ字型に並んだ例であり、図３（ｄ）は、柱体列が矩形状に並んだ例である。柱体列からなる固体捕捉部においては、開口部６４が多数存在するので、一定の大きさ以上の固体によって開口部が全て塞がれる恐れは少ない。
【００１７】
上記装置の大きさとしては、血液から血球を分離して血漿を得る装置として使用する場合の１例を挙げると、分離部５の胴部は縦０．１〜１０ｍｍ、横０．１〜１０ｍｍ、分離部中の固体捕捉部６の高さは４〜１００μｍ程度とされる。
【００１８】
図１及び図２で示される本発明の固液分離機能を有する装置Ａにおいて、固液混合物は入口３から入り通路１０を通り、分離部５で一定の大きさ以上の固体が分離され、液体が通路１１を通り液体溜め８に溜まるようにされている。なお、上記の液体溜め８を減圧にすることにより出口４の機能をもたせるようにしても良い。
【００１９】
固液混合物が通路１０を通り、分離部５に入り固体捕捉部６で一定の大きさ以上の固体を分離するに際し、分離部５に入った固液混合物が各固体捕捉部に均等に配分されて流れるように、図４に示すように、分離部５内の上流側に固液混合物の拡散部５１を設けることが好ましい。前記拡散部５１には、例えば、水平断面が菱形の柱状妨害体５２、５２、５２、・・・を多数設けるなどして、固液混合物の通り道５３、５３、５３、・・・を多数確保するのが好ましい。なお、図４においては、固体捕捉部６の図示は省略してある。
【００２０】
この装置Ａの使用に際して、固液混合物中の液体は入口と出口の間を固体が再浮遊して捕捉部から流出しない程度に実質上続けて流れることが必須である。この移動の推進力としては、入口からの圧力注入、又は、出口からの吸引でもよい。移動速度は、血液から血球を分離する場合は、血球が変形しないように一定の速度にすることが好ましい。
【００２１】
このように、本発明の装置においては、液体の移動経路中に分離部５がある。液体の流れにより浮遊する固体７が移動し、分離部５中に設けられた固体捕捉部６の一定の大きさ以上の固体７の通り得る入り口部６２から固液が流入し、前記入り口部６２から入った固体を１個以上収容する収容部６３に一定の大きさ以上の固体７が捕捉される。そして、収容部６３に固体７と一緒に入った液体は、前記収容部６３の下流側に設けられた前記固体７よりも小さい開口部６４を通って下流側に流れる。これにより収容部６３には一定の大きさ以上の固体７のみが捕捉される。一旦捕捉された一定の大きさ以上の固体が再浮遊しないように収容部６３は液体が流れ続けることが必要であり、このため開口部６４を捕捉された固体が塞がぬよう、収容部６３の下流側の隔壁６１の曲率を捕捉される固体の曲率と異なるものにすること、隔壁６１に開口部６４を複数設けること、隔壁６１の内側に突起６５を設けること等がなされていることが好ましい。
【００２２】
上記収容部６３には、１個または複数の一定の大きさ以上の固体を収容する。満杯になっておれば、満杯の収容部は流体抵抗が大きくなり、固液はその収容部に入らず他の収容部を通過し、そこで一定の大きさ以上の固体７が捕捉される。この際、できるだけ、流路抵抗を小さく、分離効率良く、分離部の終端までに完全に一定の大きさ以上の固体７が捕捉されつくすことが必要である。よって分離部における固体捕捉部６の配置が重要になる。
【００２３】
この装置Ａの使用方法の一例を、血液から血漿を得る際に用いる場合について説明すると、入口３にシリンジの先端を装着し、ピストンによりシリンジ中の血液を注入する。注入血液量としては、装置の大きさによっても変わるが、シリンジを使用する場合は、通常、０．１〜１マイクロリットル程度でよい。また、入口３に血液を１滴落とし、その一部が通路１０を通って分離部５に到達させるようにしても良い。この場合は、落とす血液量は、通常１〜１５マイクロリットル程度である。注入された血液は分離部５で血球が除去され、血漿のみが液体溜め（血漿溜め）８に集まる。この血漿に試薬導入口から試薬が注入され混合部で混合されるようにされてもよい（試薬導入口、及び混合部は図示せず）。血漿を装置から取り出し、血糖値、ＰＨ等を測定してもよいし、液体溜め（血漿溜め）８に電極等を突き刺し測定してもよいし、予め、液体溜め（血漿溜め）８に電極を設けておいて検出してもよい。更に分離部を覆う蓋及びまたは本体を透明にしておけば分離部の透過光、反射光から血球の捕捉状況を光学特性としてヘマトクリット値相当値を測定することもできる。
【００２４】
請求項３記載の本発明は、請求項１又は２に記載の固液分離機能を有する装置において、前記分離部には、上流から下流へと向かう流路が複数設けられ、前記流路に沿って流路に向けて開口した請求項１記載の固体捕捉部が複数設けられており、前記一の流路と他の流路とが障壁または前記固体よりも小さい開口部を有する障壁により画されていることを特徴とする。
【００２５】
上記請求項３記載の本発明を図面を参照しつつ説明する。図５は本発明で用いられる一つの流路９の一例を模式的に示す平面図である。本発明においては、このような流路９が分離部に複数設けられている。図５において、流路９は他の流路と障壁９１によって画されている。障壁９１は開口部を有さなくて良いし、または前記固体よりも小さい開口部を有していても良い。障壁９１は、一定の大きさ以上の固体を通さなければよく、壁体又は柱体列のいずれかで作製されていることが好ましい。図５は、障壁９１が柱体６６からなる柱体列によって作製されている例である（なお、図５においては、障壁９１が柱体６６からなる柱体列によって作製されていることを示すために、複数（４本）の柱体６６からの引出線を１つの符号９１に結び付けるように描いてある）。障壁９１が開口部を有さない場合は、一つの流路と隣接する他の流路との間で固液混合物中の液体の移動は起こらないが、障壁９１が前記固体よりも小さい開口部を有している場合は、隣接する他の流路との間で固液混合物中の液体の移動が起こる。いずれにせよ、一つの流路と隣接する他の流路との間で上記開口部よりも大きい固体の移動は起こらない。
【００２６】
上記障壁９１を柱体列で作製し、この装置を血液から血球を分離して血漿を得る装置として使用する場合の１例を挙げると、赤血球が厚み約２．５μｍ、直径約８μｍの円板状であるので、柱体間の間隔（内法）は１．７〜２μｍ、柱体の高さは１０μｍ程度とされる。
【００２７】
さらに、前記流路９に沿って流路９に向けて開口した請求項１記載の固体捕捉部６が複数設けられている。この場合、流路９に沿って設けられる固体捕捉部６は、固体を捕捉するための固体よりも大きい開口は、流路９の上流又は上流に近い方向に向いていることが固体捕捉の効率が高まるため好ましい。図５においては、固体捕捉部６はその隔壁が柱体６６からなる柱体列によって作製されている例であるが、図２、図３（ａ）又は図３（ｂ）に示したような壁体によって作製されてもよい。
【００２８】
次に、この流路９に固液混合物を入れて固液分離する過程を説明する。固液混合物は流路入口９２から入り、液体は図の右下方向に流れるが、固体は障害を受けてａで示す経路に沿ってジグザグ状に進行する。そして、進行方向正面に固体捕捉部６の開口があるところで、固体の一部が図中に示したｂ方向、又はｃ方向に進んで固体捕捉部６に入り、その収容部に一定の大きさ以上の固体７が捕捉され、収容部に固体と一緒に入った液体は、前記収容部の下流側に設けられた前記固体よりも小さい開口部を通って下流側に流れる。これにより収容部には一定の大きさ以上の固体のみが捕捉される。
【００２９】
一旦捕捉された一定の大きさ以上の固体が再浮遊しないように収容部には液体が流れ続けることが必要である。固液混合物の一部が固体捕捉部に入った際に、収容部が固体で満杯になっておれば、満杯の収容部は流体抵抗が大きくなり、固液はその収容部に入らず又は入りにくくなり流路に沿ってジグザグに進行し、より下流側で、進行方向正面に固体捕捉部６の開口があるところで、固液混合物の一部がｂ方向、又はｃ方向に進んで固体捕捉部６に入り、その収容部に固体７が捕捉され、収容部に固体と一緒に入った液体は、前記収容部の下流側に設けられた前記固体よりも小さい開口部を通って下流側に流れる。
【００３０】
このような、過程を繰り返すことにより、固体が分離され流路９の流路出口９３においては液体（及び、分離しようとする固液混合物中に上記収容部の下流側の開口部よりも小さい固体があれば、そのものも含まれる）のみが流れることになる。固体捕捉部６の収容部の下流側開口部からでた液体は、他の部分から流れてくる液体と合流し出口方向に流れる。固体捕捉部６の配置は限定されないが、面積効率を上げるためには、流路の両側に規則的に配置されていることが好ましく、又固体捕捉部６同士も隣接していることが好ましい。
【００３１】
上記流路の幅は、上流の方が下流よりも大きいか同等であることが好ましい。流れる途中で固体が捕捉されてゆくため、上流程液体中の固体の密度が高く、下流程密度が低いためである。したがって流路の幅は、上流の方が下流よりも大きいか同等であることが面積効率を上げるために好ましい。尚、上流と下流の流路幅が異なる場合には面積効率を上げるには流路幅の大きい上流部は短く、流路幅の小さい下流部は長い方が好ましい。
【００３２】
図６は、このような流路を持つ装置の例を示す模式的な平面図である。図６において、Ｒ１〜Ｒ１３は１つの流路を表すものとし、Ｍ１〜Ｍ３は固液混合物通路を表すものとする。最上流側の流路Ｒ１〜Ｒ３を含むゾーンをＺ１と名付け、次の上流側の流路Ｒ４〜Ｒ７を含むゾーンをＺ２と名付け、下流側の流路Ｒ８〜Ｒ１３を含むゾーンをＺ３と名付ける。それぞれのゾーン内において、そのゾーンを構成する流路の幅は等しく構成した。そして、流路Ｒ１の幅＞流路Ｒ４の幅＞流路Ｒ８の幅となるようにした。具体的には、Ｒ１〜Ｒ３のそれぞれの流路の幅は例えば２０μｍとし、Ｒ４〜Ｒ７のそれぞれの流路の幅は１５μｍとし、Ｒ８〜Ｒ１３のそれぞれの流路の幅は１０μｍとした。ゾーンＺ１において、その１つの流路と固体捕捉部との合計の幅をａ１、ゾーンＺ１の長さをｂ１と名付ける。ゾーンＺ２において、その１つの流路と固体捕捉部との合計の幅をａ２、ゾーンＺ２の長さをｂ２と名付ける。ゾーンＺ３において、その１つの流路と固体捕捉部との合計の幅をａ３、ゾーンＺ３の長さをｂ３と名付ける。そして、ａ１＞ａ２＞ａ３、ｂ１＜ｂ２＜ｂ３となるように構成した。
【００３３】
この装置を用いて固液混合物を分離する過程を説明する。固液混合物通路Ｍ１から固液混合物を流路Ｒ１〜Ｒ３に流す。これにより一定の大きさ以上の固体の一部が分離され、まだ分離不十分の固液混合物が、固液混合物通路Ｍ２に溜まる。固液混合物通路Ｍ２に溜まった固液混合物が合流した後、次いで固液混合物通路Ｍ２から固液混合物を流路Ｒ４〜Ｒ７に流す。これにより一定の大きさ以上の固体の一部が更に分離され、まだ分離不十分の固液混合物が、固液混合物通路Ｍ３に溜まる。固液混合物通路Ｍ３に溜まった固液混合物が合流した後、次いで固液混合物通路Ｍ３から固液混合物を流路Ｒ８〜Ｒ１３に流す。これにより一定の大きさ以上の固体が更に分離され、流路Ｒ８〜Ｒ１３の出口からは液体（及び、分離しようとする固液混合物中に固体捕捉部の収容部の下流側の開口部よりも小さい固体があれば、そのものも含まれる）が出て来る。
【００３４】
請求項５記載の本発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の固液分離機能を有する装置において、上方に開口を有する溝部を形成した本体と、本体の上に位置し少なくとも溝部を覆う蓋体とからなり、前記隔壁が本体又は蓋体から他に対し略垂直に形成された柱体列又は壁体であることを特徴とする。このように、本体と蓋体が分かれていると、製造し易くなる。
【００３５】
請求項６記載の本発明は、請求項３又は４に記載の固液分離機能を有する装置において、上方に開口を有する溝部を形成した本体と、本体の上に位置し少なくとも溝部を覆う蓋体とからなり、前記障壁が本体又は蓋体から他に対し略垂直に形成された柱体列又は壁体であることを特徴とする。このように、本体と蓋体が分かれていると、製造し易くなる。
【００３６】
請求項７記載の本発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の固液分離機能を有する装置において、分離部の最下流部が前記一定の大きさ以上の固体は通過できないようにされていることを特徴とする。このように構成すると分離部での固体の分離が完全となる。
【００３７】
請求項８記載の本発明は、固体捕捉部の底部が前記一定の大きさ以上の固体粒子が複数個捕捉されるよう深くなっていることを特徴とする。このように構成すると、より効率よく一定の大きさ以上の固体を分離した液体を得ることができると共に、装置をより小型化でき得る。
【００３８】
請求項９記載の本発明は、請求項１〜８のいずれかの固液分離機能を有する装置を一部分として有することを特徴とするμ−ＴＡＳ（マイクロ トータル アナリシス システムズ）デバイスである。
【００３９】
本発明の固液分離機能を有する装置を製造する方法は、限定されるわけではないが、例えば、フォトリソグラフィープロセスを製造工程の一部に用いる方法が挙げられる。フォトリソグラフィープロセスは例えば以下の工程で行われる。
【００４０】
１）基板洗浄工程
基板としては、特に限定されず、例えば、ガラス、プラスチックが挙げられる。洗浄に使用される液体としては、有機溶剤および純水などが挙げられ、洗浄方法としては超音波洗浄が挙げられる。洗浄後、基板の表面の水滴等の液体を完全に蒸発させる。
２）レジストの塗布工程
レジストとしては、特に限定されないが、ＵＶか可視光で感光する樹脂が好ましい。樹脂種としては特に限定されず、例えばアクリル系のものが挙げられる。塗布方法は、基板上にフォトレジストが均一に塗布できる方法であれば、特に限定されないが、例えば、スピンコーターを使用し、遠心力を利用して基板上に塗布する方法が挙げられる。
３）プリベーク工程
プリベークは、塗布後のフォトレジスト中の溶剤を蒸発させ、フォトレジストの密度を高めるために行う。プリベーク条件はフォトレジストの種類により異なる。
【００４１】
４）露光工程
塗布したフォトレジストのパターニングはマスクアライナーと金属マスクを用いて行う。具体的には、マスクアライナーを使用し、マスクのパターンを通過した紫外線によりレジストを感光させる。フォトマスクとしては、例えば、ガラス基板上に金属蒸着（Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ）したものが挙げられ、この場合は、金属蒸着していない部分を紫外線が通過し、フォトレジストに光をあてその部分を硬化させる。
【００４２】
５）ポストベーク工程
レジストの感光した部分を反応硬化させる。露光されたフォトレジストの架橋を促進するために行う。基板とフォトレジストの接着強度を高める効果もある。硬化条件は、フォトレジストの種類により異なる。
６）現像工程
感光した部分を残して、感光していない部分を溶かすために、現像液中で現像処理および洗浄を行い、エアスプレイなどを用いて乾燥させる。
【００４３】
本発明の固液分離機能を有する装置は、このようにフォトリソグラフィープロセスを用いて基本的に上記の工程により本体を作製し、蓋体を貼り付けることによって製造され得るが、製造しようとする装置の形状に応じて最適の工程は適宜選択され得る。
【００４４】
例えば、図７に示した固液分離機能を有する装置Ｂを製造する場合を例に、本発明の固液分離機能を有する装置とその製造方法を詳しく説明する。図７は、この装置Ｂの平面図である。この装置Ｂは、平板状の本体１に流体を通す溝部２が形成されており、前記溝部２は、流体の入口３、分離部５、液溜め部８、出口４及び通路１０、１１、１２から構成されている。通路１０は、入口３と分離部５とを結ぶ通路であり、通路１１は分離部５と液溜め部８とを結ぶ通路であり、通路１２は、液溜め部８と出口４とを結ぶ通路である。
【００４５】
分離部５は、通路１０からの固液混合物を拡散するための固液混合物拡散部５１、内部に柱体６６列からなる固体捕捉部が多数設けられた胴部５４（なお、胴部５４中に設けられた柱体６６列は、模式的に描いたものであり、真の柱体６６列を表したものではない。したがって、この柱体６６列からなる固体捕捉部も図７からは分からない。真の柱体６６列は、後述の図８に図示する）、胴部５４で万一捕捉しきれずにたどりついた一定の大きさの以上の固体を通さないための完全捕捉部５５、及び、完全捕捉部５５から出た液体を収束させて通路１１に送るための収束部５６から構成されている。これらは、上流側から下流側にかけて、固液混合物拡散部５１、胴部５４、完全捕捉部５５、収束部５６の順に並んでいる。
【００４６】
上記固液混合物拡散部５１は、水平断面が三角形状の空間部であり、その中に水平断面が菱形の柱状妨害体５２が多数設けられている。
【００４７】
上記の胴部５４は、水平断面が四角形状の空間部であり、図７の主として胴部と完全捕捉部が位置している部分を拡大して示した図８に見られるように、その中に柱体から構成された固体捕捉部が多数設けられている。上記完全捕捉部５５は、水平断面が四角形状の空間部であり、図８に見られるように、その中に柱体間の間隔が捕捉しようとする固体より小さくされた柱体列が設けられている。
【００４８】
また、収束部５６は、水平断面が三角形状の空間部であり、その中に水平断面が菱形のスペーサ５７が多数設けられている。上記スペーサ５６は、本体１にフィルムからなる蓋体が被せられたときに、フィルムの当該部分が陥没（凹む）するのを防止するために設けられたものである。
【００４９】
また、この図７からは分からないが、入口３、分離部５内の固液混合物拡散部５１、液溜め部８、出口４及び通路１０、１１、１２の内底面はガラス基板の表面とされ、分離部５内の胴部５４、完全捕捉部５５及び収束部５６の内底面は上記ガラス基板上に作製されたフォトレジスト硬化層の表面とされている。すなわち、入口３、分離部５内の固液混合物拡散部５１、液溜め部８、出口４及び通路１０、１１、１２の深さは、分離部５内の胴部５４、完全捕捉部５５及び収束部５６の深さよりも深くされている。
【００５０】
なお、上記のように、深さを変えたもののうち、特に、入口３と分離部５とを結ぶ通路１０と分離部５内の固液混合物拡散部５１とを深くし、分離部５内の胴部５４の深さを浅くした理由は以下のようである。通路１０は固体を含む粘性液体を流すにあたり、スムーズな流れを得、かつ流路抵抗を増加させないためには、適度の通路断面積を必要とするため、例えば、通路幅１００μｍ、通路深さ３０μｍを採用した。これに対し分離部５内の胴部５４は固体（例えば、赤血球）の分離を主目的とするために深さを例えば、１０μｍと浅くし、胴部幅を使用目的に合わせて拡大した。このために、分離部の胴部直前までは流路を深くして流路抵抗を下げ、胴部において深さを浅くする構造を採用した。
【００５１】
以下、この装置の製造方法を図９を参照しながら説明する。図９の中央部の１、２、３、４および５の説明は、この装置を製造する際の工程を記したものである。上記の各工程における通路１０とその近辺の状態を示す模式的な断面図（図７に示したイ−イ線断面図）を図内の右側に示し、分離部５の胴部５４とその近辺の状態を示す模式的な断面図（図７に示したロ−ロ線断面図）を図内の左側に示した。なお、通路１０とその近辺の状態を示す模式的な断面図においては、各層の名称が記載されていないが、その各層の名称は、対応する、分離部５の胴部５４とその近辺の状態を示す模式的な断面図に記載された名称とそれぞれ同じである。
【００５２】
工程１は、レジスト塗布工程であり、ガラス基板上にフォトレジスト第１層を塗布する工程である。これにより、図９でみると、通路１０、分離部５の胴部５４を含む、ガラス基板上の全てにフォトレジスト第１層が積層されている。
【００５３】
工程２は、露光工程１である。この工程は、入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の菱形の柱状妨害体５２以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２をマスクして露光する工程である。上記の部分のみに光が当たらないようなフォトマスクを、上記のフォトレジスト第１層に載せた状態でＵＶ光を照射する。これにより、上記部分以外が感光される。図９でみると、通路１０はＵＶ光がマスクされた状態で露光されるので感光されず、通路１０の外側の本体部分が感光される。また、分離部５の胴部５４はＵＶ光がマスクされない状態で露光されるので感光される。
【００５４】
工程３は、フォトレジスト第１層の上にフォトレジスト第２層を塗布する工程である。これにより、図９でみると、通路１０、分離部５の胴部５４を含む、フォトレジスト第１層が積層された層の全てにフォトレジスト第２層が積層されている。
【００５５】
工程４は、露光工程２である。この工程は、入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の柱状妨害体５２以外の部分；分離部５内の胴部５４の柱体列以外の部分；分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列以外の部分；分離部５内の収束部５６のスペーサ５６以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２をマスクして露光する工程である。上記の部分のみに光が当たらないようなフォトマスクを、上記のフォトレジスト第２層に載せた状態でＵＶ光を照射する。これにより、上記部分以外が感光される。図９でみると、通路１０はＵＶ光がマスクされた状態で露光されるので感光されず、通路１０の外側の本体部分が感光される。分離部５の胴部５４では柱体列以外の部分ではＵＶ光がマスクされた状態で露光され、これにより、上記のＵＶ光がマスクされた部分以外、すなわち、柱体列部分が感光される。
【００５６】
工程５は、現像工程である。現像により上記のＵＶ光がマスクされた部分のフォトレジスト層が溶解される。これにより、図７に示した固液分離機能を有する装置Ｂが得られる。図９でみると、フォトレジスト第１層とフォトレジスト第２層が積層された硬化物からなる本体部の間に、ガラス基板を内底面とする通路１０が形成されている。分離部５の胴部５４では、フォトレジスト第１層の硬化物の上に、フォトレジスト第２層の硬化物からなる柱体列が形成されており、胴部５４の外側には、フォトレジスト第１層とフォトレジスト第２層が積層された硬化物からなる本体部が形成されている。
【００５７】
尚、他の製造方法としてフォトリソグラフィーにより本体の形状を形成し、これを型とし、あるいはニッケル燐等による無電解メッキを行うことによって型とし、型中に液状の未硬化のモノマー、オリゴマー、樹脂等を注入し、熱、放射線等により硬化させることによって本体を作製することもできる。
【００５８】
また、一方、金属型材料に直接リソグラフィー法により電鋳するＬＩＧＡ（ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ）法（この方法によると、厚さ１００ μｍ以上のレジスト（感光性有機材料）に直進性の良いシンクロトロン放射（ＳＲ）光装置から発生するＸ線を用い、Ｘ線マスクを介してパターンを転写することにより、１００μｍ以上の深さ（高さ）で横方向に任意の形状を持った超精密部品の製造が可能である）にて、例えば柱列の柱を形成するためのアスペクト比の高い深孔を有する型を直接製造し、型に未硬化のモノマー、オリゴマー、樹脂等を注入し、熱、放射線等により硬化させ取り出すことにより本体を作製することもできる。このようにすれば量産性よく生産することができるため好適である。
【００５９】
蓋は、上記本体と同様に作製し、本体と接着してもよく、一方、フィルム、シート等を用い本体に接着剤等で張り合わせてもよい。この場合、入口、出口は予め蓋に空けておいてもよく、本体と接着後に開けてもよく、使用時にノズルなどを突き刺して破って入口、出口に相当する穴を形成してもよい。
【発明の効果】
【００６０】
請求項１又は２記載の発明によれば、固液混合物を経路に流入させるだけで、その賦勢された液体の流れにより固体が運ばれ、途中で一定の大きさ以上の固体のみ捕捉され液体及び所定の大きさ以下の固体が出口に到達し、且つ流入固液混合物に対し得られる液体の割合が高い。このように、電場が不要のため、電極、電圧装置が不要となり、小型化でき得、製造容易となり低価格となる。また、分離も早い。
【００６１】
請求項３又は４記載の発明によれば、上記請求項１の発明と同様な効果を奏すると共に、更に、分離時の装置の面積効率が高まりより一層小型化できる。また、液が短時間でスムーズに流れ分離がより早くなる。
【００６２】
請求項５又は６記載の発明によれば、本体と蓋体が分かれているので装置を製造し易くなる。
【００６３】
請求項７記載の発明によれば、分離部での分離が完全となる。
【００６４】
請求項８記載の発明によれば、より効率よく固体を分離した液体を得ることができると共に、装置をより一層小型化でき得る。
【００６５】
請求項９記載の発明によれば、より効率よく固体を分離した液体を得ることができるフィルター機能を有するμ―ＴＡＳを得ることができる。
【００６６】
請求項１０記載の発明によれば、本発明の固液分離機能を有する装置をより容易に製造し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
以下、本発明の具体的な実施例を挙げる。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００６８】
図７に示した固液分離機能を有する装置を、図９に記載した工程に従って製造した。
【００６９】
製造しようとする固液分離機能を有する装置の設計図
設計図は、上記のように、図７及び図８で示したものと同様である。各構成部分の寸法は、以下の通りである。
「入口３と分離部５とを結ぶ通路１０」：幅１００μｍ×長さ１０ｍｍ。
「分離部５と液溜め部８とを結ぶ通路１１」：幅１００μｍ。
「液溜め部８と出口４とを結ぶ通路１２」：幅１００μｍ×長さ１０ｍｍ。
【００７０】
「入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の柱状妨害体５２以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２」：内底面をガラス基板とし、深さは３０μｍ。
「分離部５内の胴部５４の柱体６６列以外の部分；分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列以外の部分及び分離部５内の収束部５６のスペーサ５６以外の部分」：ガラス基板上に設けられた厚さ２０μｍのフォトレジスト硬化層を内底面とし、深さは１０μｍ。
「柱状妨害体５２」：ガラス基板上に設けられ、高さは３０μｍ。
「分離部５内の胴部５４の柱体６６列」：ガラス基板上に設けられた厚さ２０μｍのフォトレジスト硬化層上に設けられ、高さは１０μｍ。
「分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列」：ガラス基板上に設けられた厚さ２０μｍのフォトレジスト硬化層上に設けられ、高さは１０μｍ。
「分離部５内の収束部５６のスペーサ」：ガラス基板上に設けられた厚さ２０μｍのフォトレジスト硬化層上に設けられ、高さは１０μｍ。
【００７１】
分離部５内の胴部５４の柱体６６列：３．４μｍ×３．４μｍ×高さ１０μｍの４角柱からなる柱体６６からなる列とした。
分離部５内の障壁が柱体６６列からなる流路の幅：７μｍ。
上記障壁の隣り合う柱体６６間の間隔：１．７μｍ。
分離部５内の固体捕捉部の隔壁を形成する隣り合う柱体間の間隔：１．７μｍ。
分離部５内の固体捕捉部：形状は矩形とし、入り口部の柱体間の間隔は７μｍ、幅は１２μｍ、奥行き１２μｍ。
分離部５の胴部５４の大きさ：通路に平行な方向に５００μｍ、通路に垂直な方向に６００μｍ。
【００７２】
分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列：３．４μｍ×３．４μｍ×高さ１０μｍの４角柱からなる柱体からなる列とし、隣り合う柱体間の間隔を１．７μｍとした。
完全捕捉部５５の大きさ：通路に平行な方向に１００μｍ、通路に垂直な方向に６００μｍ。
【００７３】
フォトマスクの作成
まず、ガラス基板上にフォトレジストを塗布し、光造形装置レーザーソリューション社製ＡＣＣＵＬＡＳ ＳＩ−Ｃ１０００（Ｓｏｌｉｄ Ｉｍａｇｅ Ｃｒｅａｔｏｒ）を用いて必要とするマスクパターンを露光し、現像後真空蒸着装置を用いてＣｒ、Ａｕを蒸着し、リフトオフ工程を経て、ガラス基板上に金属薄膜のフォトマスクを定法に則り作製した。
【００７４】
作製したフォトマスクは以下の２枚である。
フォトマスク１：本体全体の面積以上の大きさのフォトマスクであって、「入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の菱形の柱状妨害体５２以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２」をマスクする（上記の部分のみに光が当たらないようにする）フォトマスクである。
フォトマスク２：本体全体の面積以上の大きさのフォトマスクであって、「入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の柱状妨害体５２以外の部分；分離部５内の胴部５４の柱体６６列以外の部分；分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列以外の部分；分離部５内の収束部５６のスペーサ５６以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２」をマスクする（上記の部分のみに光が当たらないようにする）フォトマスクである。
【００７５】
上記の固液分離機能を有する装置を以下のフォトリソグラフィ工程にて作製した。
１）フォトレジストレジスト第１層塗布工程
定法により洗浄した厚み１ｍｍのガラス基板上にフォトレジスト第１層を塗布する。
レジストとしては、アクリル系の厚膜レジストである商品名ＳＵ−８（化薬マイクロケム株式会社製）を使用し、スピンコーター（ミカサ株式会社製、型式ＭＳ−Ａ１００）にて、約２０μｍの厚さに塗布した。
【００７６】
２）プリベーク
ホットプレート上で、６５℃で４分、９５℃で７分間加熱することによりプリベークした。これにより、フォトレジスト中に含まれる溶剤を蒸発させた。
【００７７】
３）露光工程１
マスクアライナー（ミカサ株式会社製、型式ＭＡ−２０）を用いて、前記フォトマスク１を上記のフォトレジスト第１層に載せた状態で、ＵＶ光を照射条件５〜１０ｍｊ／ｃｍ２で照射した。これにより、フォトレジスト第１層の、「入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の菱形の柱状妨害体５２以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２」の部分が感光されず、本体上の溝部２以外の部分、分離部５内の固液混合物拡散部５１の菱形の柱状妨害体部分、分離部５の胴部５４、分離部５の完全捕捉部、及び分離部５の収束部５４が感光された。
【００７８】
４）フォトレジストレジスト第２層塗布工程
フォトレジスト第１層の上にフォトレジスト第２層を塗布した。レジストとしては、フォトレジスト第１層と同様の商品名ＳＵ−８（化薬マイクロケム株式会社製）を使用し、スピンコーター（ミカサ株式会社製、型式ＭＳ−Ａ１００）にて、約１０μｍの厚さに塗布した。
【００７９】
５）プリベーク
ホットプレート上で、６５℃で４分、９５℃で７分間加熱することによりプリベークした。これにより、フォトレジスト中に含まれる溶剤を蒸発させた。
【００８０】
６）露光工程２
マスクアライナー（ミカサ株式会社製、型式ＭＡ−２０）を用いて、前述のフォトマスク２を上記のフォトレジスト第２層に載せた状態で、ＵＶ光を照射条件３〜８ｍｊ／ｃｍ２で照射した。これにより、フォトレジスト第２層の、「入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の柱状妨害体５２以外の部分；分離部５内の胴部５４の柱体６６列以外の部分；分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列以外の部分；分離部５内の収束部５６のスペーサ５６以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２」が感光されず、本体上の溝部２以外の部分、分離部５内の固液混合物拡散部５１の菱形の柱状妨害体５２、分離部５の胴部５４の柱体６６列、分離部５の完全捕捉部５５の柱体列、及び分離部５内の収束部５４のスペーサ５６が感光された。
【００８１】
７）ポストベーク
ホットプレート上で、６５℃で１分、９５℃で３分間加熱することによりポストベークした。これにより、露光（感光）されたフォトレジストの架橋を促進すると共に、ガラス基板とフォトレジストとの接着強度を高めた。
【００８２】
８）現像工程
シャーレ内の現像液（化薬マイクロケム社製、ＳＵ−８ Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ）中で現像処理および洗浄を行い、上記のマスクされた部分（感光されなかった部分）のフォトレジスト層を溶解した。次いで、エアスプレイを用いて乾燥させた。これにより、ガラス基板上に、入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の柱状妨害体５２以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２が形成された。また、ガラス基板上に、フォトレジスト第１層の硬化物が積層されてなる、「分離部５内の胴部５４の柱体列以外の部分；分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列以外の部分及び分離部５内の収束部５６のスペーサ５６以外の部分」が形成された。更にまた、ガラス基板上に、フォトレジスト第１層の硬化物が積層され、更に、そのフォトレジスト第１層の硬化物の上にフォトレジスト第２層の硬化物が積層されてなる、「柱状妨害体５２；分離部５内の胴部５４の柱体６６列；分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列及び分離部５内の収束部５６のスペーサ」が形成された。
【００８３】
以上のようにして、固液分離機能を有する装置が得られた。得られた固液分離機能を有する装置の各部分の寸法は、ほぼ設計値通りであったが、柱体はその最上部付近では、水平断面が３．４μｍ×３．４μｍよりも小さく、その最下部付近では、水平断面が３．４μｍ×３．４μｍに近かった。そのため、得られた固液分離機能を有する装置において、固体捕捉部の隣り合う柱体間の間隔は下部（基部）では、１．７μｍに近いが、先端部付近では、１．７μｍよりも大きくなっていた。
【００８４】
また、分離部５内の固液混合物拡散部５１内に設けられた水平断面が菱形の柱状妨害体５２の存在により、入口３に続く流路１０からの固液混合物が、分離部５の胴部５４へ到達する時間が中心部分も端部分も同時にすることが可能となった。
【００８５】
得られた固液分離機能を有する装置の分離部の胴部の一部を、共焦点顕微鏡（オリンパス株式会社製、ＯＬＳ３０００ＭＳ）を用いて得られた像を画像処理して作製した３Ｄ表示画像を図１０に示した。なお、図１０において、左上の写真は装置の分離部の胴部の一部を上方から見た写真である。
【００８６】
また、得られた装置の分離部の、胴部の一部と完全捕捉部の一部を上方から見た拡大写真を図１１に示した。図１１において、左側が胴部５４の一部であり、右側が完全捕捉部５５の一部である。
【００８７】
９）蓋付きの固液分離機能を有する装置の製作
次いで、入口と出口に対応する部分に予め開けておいた貫通孔を有する透明フィルム（２００ミクロン厚ＰＥＴ（ポリエステル）フィルム）の裏面に、光硬化樹脂ＳＵ−８（化薬マイクロケム株式会社製）をスピンコートで塗布したものを、蓋体として、上記で得られた固液分離機能を有する装置の本体の上方に貼り付け、露光させて硬化させることにより、蓋付きの固液分離機能を有する装置を作製した。
【００８８】
（血液からの血球のろ過）
上記で得られた固液分離機能を有する装置を用いて、ランセットを用いて指先から得られた血液１滴（約１０マイクロリットル）を入口３に落とした。血液は、入口３に溜まり、その一部が毛管現象により通路１０を通過し、分離部５を通過した。通路１０内を通過する血液は鮮血色であるが、分離部５を通過し、液溜まり８に溜まった液体は薄黄色透明であった。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の固液分離機能を有する装置は、液体と固体の混合物から一定の大きさ以上の固体をろ過する機能を有するので、例えば、血液から血球を分離する機能を有する固液分離機能を有する装置などとして、臨床検査分野などに利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の固液分離機能を有する装置の一例を示す斜視図である。
【図２】分離部の一部を拡大して示すと共に、固液分離の状況を説明するための平面図である。
【図３】固体捕捉部の例を示す平面図である。
【図４】分離部内の上流側に固液混合物の拡散部が設けられた例を示す平面図である。
【図５】本発明で用いられる一つの流路の一例を模式的に示す平面図である。
【図６】流路を持つ分離部の一例を示す模式的な平面図である。
【図７】本発明の固液分離機能を有する装置の一例を示す平面図である。
【図８】図７の主として胴部と完全捕捉部が位置している部分を拡大して示した図である。
【図９】本発明の固液分離機能を有する装置の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図１０】実施例で得られた固液分離機能を有する装置の分離部の胴部の一部を、共焦点顕微鏡を用いて得た画像を画像処理して作製した３Ｄ表示画像である。図１０において、左上の写真は装置の分離部の胴部の一部を上方から見た写真である。
【図１１】実施例で得られた固液分離機能を有する装置の分離部の、胴部の一部と完全捕捉部の一部を、上方から見た拡大写真である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 本体
２ 溝部
３ 入口
４ 出口
５ 分離部
５１ 固液混合物拡散部
５２ 柱状妨害体
５３ 通り道
５４ 胴部
５５ 完全捕捉部
５６ 収束部
５７ スペーサ
６ 固体捕捉部
６１ 隔壁
６２ 入り口部
６３ 収容部
６４ 開口部
６５ 突起
６６ 柱体
７ 固体
８ 液体溜め
９ 流路
９１ 障壁
９２ 流路入口
９３ 流路出口
１０、１１、１２ 通路
Ａ、Ｂ 固液分離機能を有する装置
Ｒ１〜Ｒ１３ 流路
Ｍ１〜Ｍ３ 固液混合物通路
Ｚ１ 流路Ｒ１〜Ｒ３を含むゾーン
Ｚ２ 流路Ｒ４〜Ｒ７を含むゾーン
Ｚ３ 流路Ｒ８〜Ｒ１３を含むゾーン
ａ１、ａ２、ａ３ １つの流路と固体捕捉部との合計の幅
ｂ１ ゾーンＺ１の長さ
ｂ２ ゾーンＺ２の長さ
ｂ３ ゾーンＺ３の長さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固液分離機能を有する装置、特に液体と固体の混合物から一定の大きさ以上の固体をろ過する機能、例えば、血液から血球を分離する機能を有するフィルタ機能（固液分離機能）を有する装置及びその製造方法、並びにフィルタ機能を有するμ−ＴＡＳ（マイクロ トータル アナリシス システムズ）デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、マイクロマシン技術を応用して、化学分析や合成などの機器・手法を微細化して行うμ−ＴＡＳ（μ−Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ、 マイクロ トータル アナリシス システムズ）と呼ばれるマイクロ化学デバイスが研究開発されている。μ−ＴＡＳは、試料の量が少ない、反応時間が短い、分析に好適であるなどのメリットがあり、これを血液分析等の医療用に利用することが期待される。この場合、血液分析を行うには、前処理として血液中の血球分離を行う必要がある。しかし、マイクロオーダーの流路内にフィルタを製造簡易に設置するのは困難であった。例えば、フィルタに不織布等を流路内に液漏れなく取り付けるのは小さいために難しく、また、コストアップにもなるという問題がある。また、濾過部の最初の部分で血球が詰まりろ過効率が悪くなるという問題もあった。
【０００３】
血液から赤血球を分離し、使用血液量に対して血漿を、より高率に分離し得る方法が特許文献１に記載されている。特許文献１には、懸濁液中の微細構造体を分画する場発生手段と拘束手段とを有する分画装置（請求項１）が記載され、微細構造体が装置を通って移動するとき経路内に位置し、微細構造体の動作の一部を妨害する妨害体配列（請求項２）が記載され、この妨害体がＵ字型、Ｖ字型などの形状をしていることが記載されている（請求項３）。この分画装置に血液のような固液混合物を流すと、赤血球のような固体（微細構造体）が、Ｕ字型、Ｖ字型妨害体の内側の窪みに捉えられるようにされている。
【０００４】
特許文献１には、微細構造体を移動させる推進力として、電場を用いる静電力の他に水圧、重力なども挙げられている。しかし、水圧や重力の場合は、固液混合体を流動させることにより赤血球のような固体粒子を、一旦Ｕ字型、Ｖ字型妨害体の内側の窪みに捉えさせることができたとしても、窪みに固体粒子が入ることにより妨害体の内側窪みに向けての流れが止まりあるいは弱まるため、固体粒子を窪みに留めておくことはできず再度浮遊し、窪みから出てしまう。
【０００５】
したがって、固液混合体全体を流動させるのではなく、血液のような粘性物から赤血球のような固体粒子のみを移動させて、Ｕ字型、Ｖ字型妨害体の内側の窪みに入れるには、固体粒子を電場を用い静電力で移動させることが必要となるが、このためには電極の装備と電場コントロールが必要となる。ただし電場を用いて固体粒子を移動させる系では、液が停滞しており固体のみが電場により移動して分離されるが、赤血球程度の大きな粒子になると粘性抵抗が大きいため電気泳動には時間がかかり分離の速度が遅いという問題がある。
【０００６】
ところで、簡易安価にμ―ＴＡＳを製造するために、樹脂製にし、微細型にて凹凸形成をして本体を作り、それに蓋をする構造が製造が簡易、低コストのために望ましいと考えられるが、樹脂製の場合樹脂は電気絶縁体であるので、電気力線はＵ字型妨害体、Ｙ字型妨害体の内側にはいることなく外側を走る。したがって、電気力線に沿って移動する微細構造体はＵ字型妨害体、Ｙ字型妨害体の窪みに捕捉されにくい、という問題が生じる。
【０００７】
更に分離器を小型にするには、分離部における固体捕捉の面積効率（面積当りの固体捕捉数）が高いことが必要である。
【特許文献１】特表平９−５０４３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題点に鑑み、本発明は、固液混合物を経路に流入させるだけで、その賦勢された液体の流れにより固体が運ばれ、途中で一定の大きさ以上の固体のみ捕捉されて分離するフィルタ機能（固液分離機能）を有する製造容易で安価な小型の装置及びその製造方法、並びにフィルタ機能を有するμ−ＴＡＳ（マイクロ トータル アナリシス システムズ）デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
請求項１記載の本発明の固液分離機能を有する装置は、平板状の本体に流体を通す溝部が形成されており、前記溝部の一の端部に流体の入口が形成されており、他の端部に出口が形成されている固液分離機能を有する装置であって、入口が固液混合物を導入する導入口であり、溝中に、一定の大きさ以上の固体を捕捉することにより固液を分離する分離部が形成されており、入口と出口の圧力差により、入口側から出口側に向けて固液混合物が分離部を上流から下流に向けて通過するようにされており、前記分離部には固体捕捉部が複数個設けられており、前記固体捕捉部は、溝部の底部と一定の大きさ以上の固体を通さない隔壁とにより構成されており、一定の大きさ以上の固体の通り得る入り口部と、前記入り口部から入った固体を１個以上収容する収容部と、前記収容部の下流側に設けられた前記固体よりも小さい開口部とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明でいう固液混合物としては、特に限定されるわけではないが、例えば、血漿と血球を含有する血液が挙げられる。
【００１１】
上記発明を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の固液分離機能を有する装置Ａの一例を示す斜視図である。すなわち、平板状の本体１に流体を通す溝部２が形成されており、前記溝部２の一の端部に流体の入口３が形成されており、他の端部に出口４が形成されている。入口３は固液混合物を導入する導入口であり、溝２中に、一定の大きさ以上の固体を捕捉することにより固液を分離する分離部５が形成されており、入口３と出口４との圧力差により、入口側から出口側に向けて固液混合物が分離部５を上流から下流に向けて通過するようにされている。前記分離部５には固体捕捉部６、６、６、・・・が複数個設けられている。符号１０、１１、１２で表されるものは、流体の流れる通路であり、通路１０は、入口３と分離部５とを結ぶ通路であり、通路１１は分離部５と後述の液溜め部８とを結ぶ通路であり、通路１２は、液溜め部８と出口４とを結ぶ通路である。
【００１２】
なお、図１において、入口３は、溝部２の一の端部に通路１０とは別に形成されているが、通路１０の端部を入口３として用いても良い。また、出口４も溝部２の他の端部に出口側の通路とは別に形成されているが、出口側の通路の端部を出口４として用いてもよい。
【００１３】
図２は、分離部５の一部を拡大して示すと共に、固液分離の状況を説明する平面図である。分離部５には固体捕捉部６が複数個設けられている。固体捕捉部６は、溝部２の底部と一定の大きさ以上の固体を通さない隔壁６１、６１とにより構成されており、Ｕ字型の形状をしている。固体捕捉部６は、一定の大きさ以上の固体７の通り得る入り口部６２と、前記入り口部６２から入った固体７を１個以上収容する収容部６３と、前記収容部６３の下流側に設けられた前記固体７よりも小さい開口部６４とを備えている。固液分離に際し、固液混合物は矢印で示したように移動し、一定の大きさ以上の固体７は、収容部６３に留まり液体は開口部６４から下流に流れるようにされている。
【００１４】
以下、本発明を説明するための図面中で用いられる符号については、同じ機能を有するものには、紛らわしくならない限りは、原則として同じ符号を用いることにする。
【００１５】
上記固体捕捉部６の形状はＵ字型に限らず、Ｙ字型など種々の形状が可能である。固体捕捉部６の隔壁６１は、壁体に開口部６４が開口したもの、柱体が列状に並んだ柱体列など種々な形状が可能である。また、捕捉された一定の大きさ以上の固体７が開口部６４を塞ぐと流れが途絶え一定の大きさ以上の固体７が再浮遊するため、図３（ａ）に示すように、開口部６４が複数設けられたもの、図３（ｂ）に示すように、隔壁６１の内側に突起６５が設けられ開口部を塞がないようにしたものなどが好ましい。図３において、矢印は流体の移動方向を示す。
【００１６】
また、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すものは、柱体が列状に並んだ柱体列からなる固体捕捉部６の例である。図３（ｃ）及び図３（ｄ）において、符号６６は柱体であり、この柱体６６間の隙間が開口部６４となる。図３（ｃ）は、柱体列がＵ字型に並んだ例であり、図３（ｄ）は、柱体列が矩形状に並んだ例である。柱体列からなる固体捕捉部においては、開口部６４が多数存在するので、一定の大きさ以上の固体によって開口部が全て塞がれる恐れは少ない。
【００１７】
上記装置の大きさとしては、血液から血球を分離して血漿を得る装置として使用する場合の１例を挙げると、分離部５の胴部は縦０．１〜１０ｍｍ、横０．１〜１０ｍｍ、分離部中の固体捕捉部６の高さは４〜１００μｍ程度とされる。
【００１８】
図１及び図２で示される本発明の固液分離機能を有する装置Ａにおいて、固液混合物は入口３から入り通路１０を通り、分離部５で一定の大きさ以上の固体が分離され、液体が通路１１を通り液体溜め８に溜まるようにされている。なお、上記の液体溜め８を減圧にすることにより出口４の機能をもたせるようにしても良い。
【００１９】
固液混合物が通路１０を通り、分離部５に入り固体捕捉部６で一定の大きさ以上の固体を分離するに際し、分離部５に入った固液混合物が各固体捕捉部に均等に配分されて流れるように、図４に示すように、分離部５内の上流側に固液混合物の拡散部５１を設けることが好ましい。前記拡散部５１には、例えば、水平断面が菱形の柱状妨害体５２、５２、５２、・・・を多数設けるなどして、固液混合物の通り道５３、５３、５３、・・・を多数確保するのが好ましい。なお、図４においては、固体捕捉部６の図示は省略してある。
【００２０】
この装置Ａの使用に際して、固液混合物中の液体は入口と出口の間を固体が再浮遊して捕捉部から流出しない程度に実質上続けて流れることが必須である。この移動の推進力としては、入口からの圧力注入、又は、出口からの吸引でもよい。移動速度は、血液から血球を分離する場合は、血球が変形しないように一定の速度にすることが好ましい。
【００２１】
このように、本発明の装置においては、液体の移動経路中に分離部５がある。液体の流れにより浮遊する固体７が移動し、分離部５中に設けられた固体捕捉部６の一定の大きさ以上の固体７の通り得る入り口部６２から固液が流入し、前記入り口部６２から入った固体を１個以上収容する収容部６３に一定の大きさ以上の固体７が捕捉される。そして、収容部６３に固体７と一緒に入った液体は、前記収容部６３の下流側に設けられた前記固体７よりも小さい開口部６４を通って下流側に流れる。これにより収容部６３には一定の大きさ以上の固体７のみが捕捉される。一旦捕捉された一定の大きさ以上の固体が再浮遊しないように収容部６３は液体が流れ続けることが必要であり、このため開口部６４を捕捉された固体が塞がぬよう、収容部６３の下流側の隔壁６１の曲率を捕捉される固体の曲率と異なるものにすること、隔壁６１に開口部６４を複数設けること、隔壁６１の内側に突起６５を設けること等がなされていることが好ましい。
【００２２】
上記収容部６３には、１個または複数の一定の大きさ以上の固体を収容する。満杯になっておれば、満杯の収容部は流体抵抗が大きくなり、固液はその収容部に入らず他の収容部を通過し、そこで一定の大きさ以上の固体７が捕捉される。この際、できるだけ、流路抵抗を小さく、分離効率良く、分離部の終端までに完全に一定の大きさ以上の固体７が捕捉されつくすことが必要である。よって分離部における固体捕捉部６の配置が重要になる。
【００２３】
この装置Ａの使用方法の一例を、血液から血漿を得る際に用いる場合について説明すると、入口３にシリンジの先端を装着し、ピストンによりシリンジ中の血液を注入する。注入血液量としては、装置の大きさによっても変わるが、シリンジを使用する場合は、通常、０．１〜１マイクロリットル程度でよい。また、入口３に血液を１滴落とし、その一部が通路１０を通って分離部５に到達させるようにしても良い。この場合は、落とす血液量は、通常１〜１５マイクロリットル程度である。注入された血液は分離部５で血球が除去され、血漿のみが液体溜め（血漿溜め）８に集まる。この血漿に試薬導入口から試薬が注入され混合部で混合されるようにされてもよい（試薬導入口、及び混合部は図示せず）。血漿を装置から取り出し、血糖値、ＰＨ等を測定してもよいし、液体溜め（血漿溜め）８に電極等を突き刺し測定してもよいし、予め、液体溜め（血漿溜め）８に電極を設けておいて検出してもよい。更に分離部を覆う蓋及びまたは本体を透明にしておけば分離部の透過光、反射光から血球の捕捉状況を光学特性としてヘマトクリット値相当値を測定することもできる。
【００２４】
請求項３記載の本発明は、請求項１又は２に記載の固液分離機能を有する装置において、前記分離部には、上流から下流へと向かう流路が複数設けられ、前記流路に沿って流路に向けて開口した請求項１記載の固体捕捉部が複数設けられており、前記一の流路と他の流路とが障壁または前記固体よりも小さい開口部を有する障壁により画されていることを特徴とする。
【００２５】
上記請求項３記載の本発明を図面を参照しつつ説明する。図５は本発明で用いられる一つの流路９の一例を模式的に示す平面図である。本発明においては、このような流路９が分離部に複数設けられている。図５において、流路９は他の流路と障壁９１によって画されている。障壁９１は開口部を有さなくて良いし、または前記固体よりも小さい開口部を有していても良い。障壁９１は、一定の大きさ以上の固体を通さなければよく、壁体又は柱体列のいずれかで作製されていることが好ましい。図５は、障壁９１が柱体６６からなる柱体列によって作製されている例である（なお、図５においては、障壁９１が柱体６６からなる柱体列によって作製されていることを示すために、複数（４本）の柱体６６からの引出線を１つの符号９１に結び付けるように描いてある）。障壁９１が開口部を有さない場合は、一つの流路と隣接する他の流路との間で固液混合物中の液体の移動は起こらないが、障壁９１が前記固体よりも小さい開口部を有している場合は、隣接する他の流路との間で固液混合物中の液体の移動が起こる。いずれにせよ、一つの流路と隣接する他の流路との間で上記開口部よりも大きい固体の移動は起こらない。
【００２６】
上記障壁９１を柱体列で作製し、この装置を血液から血球を分離して血漿を得る装置として使用する場合の１例を挙げると、赤血球が厚み約２．５μｍ、直径約８μｍの円板状であるので、柱体間の間隔（内法）は１．７〜２μｍ、柱体の高さは１０μｍ程度とされる。
【００２７】
さらに、前記流路９に沿って流路９に向けて開口した請求項１記載の固体捕捉部６が複数設けられている。この場合、流路９に沿って設けられる固体捕捉部６は、固体を捕捉するための固体よりも大きい開口は、流路９の上流又は上流に近い方向に向いていることが固体捕捉の効率が高まるため好ましい。図５においては、固体捕捉部６はその隔壁が柱体６６からなる柱体列によって作製されている例であるが、図２、図３（ａ）又は図３（ｂ）に示したような壁体によって作製されてもよい。
【００２８】
次に、この流路９に固液混合物を入れて固液分離する過程を説明する。固液混合物は流路入口９２から入り、液体は図の右下方向に流れるが、固体は障害を受けてａで示す経路に沿ってジグザグ状に進行する。そして、進行方向正面に固体捕捉部６の開口があるところで、固体の一部が図中に示したｂ方向、又はｃ方向に進んで固体捕捉部６に入り、その収容部に一定の大きさ以上の固体７が捕捉され、収容部に固体と一緒に入った液体は、前記収容部の下流側に設けられた前記固体よりも小さい開口部を通って下流側に流れる。これにより収容部には一定の大きさ以上の固体のみが捕捉される。
【００２９】
一旦捕捉された一定の大きさ以上の固体が再浮遊しないように収容部には液体が流れ続けることが必要である。固液混合物の一部が固体捕捉部に入った際に、収容部が固体で満杯になっておれば、満杯の収容部は流体抵抗が大きくなり、固液はその収容部に入らず又は入りにくくなり流路に沿ってジグザグに進行し、より下流側で、進行方向正面に固体捕捉部６の開口があるところで、固液混合物の一部がｂ方向、又はｃ方向に進んで固体捕捉部６に入り、その収容部に固体７が捕捉され、収容部に固体と一緒に入った液体は、前記収容部の下流側に設けられた前記固体よりも小さい開口部を通って下流側に流れる。
【００３０】
このような、過程を繰り返すことにより、固体が分離され流路９の流路出口９３においては液体（及び、分離しようとする固液混合物中に上記収容部の下流側の開口部よりも小さい固体があれば、そのものも含まれる）のみが流れることになる。固体捕捉部６の収容部の下流側開口部からでた液体は、他の部分から流れてくる液体と合流し出口方向に流れる。固体捕捉部６の配置は限定されないが、面積効率を上げるためには、流路の両側に規則的に配置されていることが好ましく、又固体捕捉部６同士も隣接していることが好ましい。
【００３１】
上記流路の幅は、上流の方が下流よりも大きいか同等であることが好ましい。流れる途中で固体が捕捉されてゆくため、上流程液体中の固体の密度が高く、下流程密度が低いためである。したがって流路の幅は、上流の方が下流よりも大きいか同等であることが面積効率を上げるために好ましい。尚、上流と下流の流路幅が異なる場合には面積効率を上げるには流路幅の大きい上流部は短く、流路幅の小さい下流部は長い方が好ましい。
【００３２】
図６は、このような流路を持つ装置の例を示す模式的な平面図である。図６において、Ｒ１〜Ｒ１３は１つの流路を表すものとし、Ｍ１〜Ｍ３は固液混合物通路を表すものとする。最上流側の流路Ｒ１〜Ｒ３を含むゾーンをＺ１と名付け、次の上流側の流路Ｒ４〜Ｒ７を含むゾーンをＺ２と名付け、下流側の流路Ｒ８〜Ｒ１３を含むゾーンをＺ３と名付ける。それぞれのゾーン内において、そのゾーンを構成する流路の幅は等しく構成した。そして、流路Ｒ１の幅＞流路Ｒ４の幅＞流路Ｒ８の幅となるようにした。具体的には、Ｒ１〜Ｒ３のそれぞれの流路の幅は例えば２０μｍとし、Ｒ４〜Ｒ７のそれぞれの流路の幅は１５μｍとし、Ｒ８〜Ｒ１３のそれぞれの流路の幅は１０μｍとした。ゾーンＺ１において、その１つの流路と固体捕捉部との合計の幅をａ１、ゾーンＺ１の長さをｂ１と名付ける。ゾーンＺ２において、その１つの流路と固体捕捉部との合計の幅をａ２、ゾーンＺ２の長さをｂ２と名付ける。ゾーンＺ３において、その１つの流路と固体捕捉部との合計の幅をａ３、ゾーンＺ３の長さをｂ３と名付ける。そして、ａ１＞ａ２＞ａ３、ｂ１＜ｂ２＜ｂ３となるように構成した。
【００３３】
この装置を用いて固液混合物を分離する過程を説明する。固液混合物通路Ｍ１から固液混合物を流路Ｒ１〜Ｒ３に流す。これにより一定の大きさ以上の固体の一部が分離され、まだ分離不十分の固液混合物が、固液混合物通路Ｍ２に溜まる。固液混合物通路Ｍ２に溜まった固液混合物が合流した後、次いで固液混合物通路Ｍ２から固液混合物を流路Ｒ４〜Ｒ７に流す。これにより一定の大きさ以上の固体の一部が更に分離され、まだ分離不十分の固液混合物が、固液混合物通路Ｍ３に溜まる。固液混合物通路Ｍ３に溜まった固液混合物が合流した後、次いで固液混合物通路Ｍ３から固液混合物を流路Ｒ８〜Ｒ１３に流す。これにより一定の大きさ以上の固体が更に分離され、流路Ｒ８〜Ｒ１３の出口からは液体（及び、分離しようとする固液混合物中に固体捕捉部の収容部の下流側の開口部よりも小さい固体があれば、そのものも含まれる）が出て来る。
【００３４】
請求項５記載の本発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の固液分離機能を有する装置において、上方に開口を有する溝部を形成した本体と、本体の上に位置し少なくとも溝部を覆う蓋体とからなり、前記隔壁が本体又は蓋体から他に対し略垂直に形成された柱体列又は壁体であることを特徴とする。このように、本体と蓋体が分かれていると、製造し易くなる。
【００３５】
請求項６記載の本発明は、請求項３又は４に記載の固液分離機能を有する装置において、上方に開口を有する溝部を形成した本体と、本体の上に位置し少なくとも溝部を覆う蓋体とからなり、前記障壁が本体又は蓋体から他に対し略垂直に形成された柱体列又は壁体であることを特徴とする。このように、本体と蓋体が分かれていると、製造し易くなる。
【００３６】
請求項７記載の本発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の固液分離機能を有する装置において、分離部の最下流部が前記一定の大きさ以上の固体は通過できないようにされていることを特徴とする。このように構成すると分離部での固体の分離が完全となる。
【００３７】
請求項８記載の本発明は、固体捕捉部の底部が前記一定の大きさ以上の固体粒子が複数個捕捉されるよう深くなっていることを特徴とする。このように構成すると、より効率よく一定の大きさ以上の固体を分離した液体を得ることができると共に、装置をより小型化でき得る。
【００３８】
請求項９記載の本発明は、請求項１〜８のいずれかの固液分離機能を有する装置を一部分として有することを特徴とするμ−ＴＡＳ（マイクロ トータル アナリシス システムズ）デバイスである。
【００３９】
本発明の固液分離機能を有する装置を製造する方法は、限定されるわけではないが、例えば、フォトリソグラフィープロセスを製造工程の一部に用いる方法が挙げられる。フォトリソグラフィープロセスは例えば以下の工程で行われる。
【００４０】
１）基板洗浄工程
基板としては、特に限定されず、例えば、ガラス、プラスチックが挙げられる。洗浄に使用される液体としては、有機溶剤および純水などが挙げられ、洗浄方法としては超音波洗浄が挙げられる。洗浄後、基板の表面の水滴等の液体を完全に蒸発させる。
２）レジストの塗布工程
レジストとしては、特に限定されないが、ＵＶか可視光で感光する樹脂が好ましい。樹脂種としては特に限定されず、例えばアクリル系のものが挙げられる。塗布方法は、基板上にフォトレジストが均一に塗布できる方法であれば、特に限定されないが、例えば、スピンコーターを使用し、遠心力を利用して基板上に塗布する方法が挙げられる。
３）プリベーク工程
プリベークは、塗布後のフォトレジスト中の溶剤を蒸発させ、フォトレジストの密度を高めるために行う。プリベーク条件はフォトレジストの種類により異なる。
【００４１】
４）露光工程
塗布したフォトレジストのパターニングはマスクアライナーと金属マスクを用いて行う。具体的には、マスクアライナーを使用し、マスクのパターンを通過した紫外線によりレジストを感光させる。フォトマスクとしては、例えば、ガラス基板上に金属蒸着（Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ）したものが挙げられ、この場合は、金属蒸着していない部分を紫外線が通過し、フォトレジストに光をあてその部分を硬化させる。
【００４２】
５）ポストベーク工程
レジストの感光した部分を反応硬化させる。露光されたフォトレジストの架橋を促進するために行う。基板とフォトレジストの接着強度を高める効果もある。硬化条件は、フォトレジストの種類により異なる。
６）現像工程
感光した部分を残して、感光していない部分を溶かすために、現像液中で現像処理および洗浄を行い、エアスプレイなどを用いて乾燥させる。
【００４３】
本発明の固液分離機能を有する装置は、このようにフォトリソグラフィープロセスを用いて基本的に上記の工程により本体を作製し、蓋体を貼り付けることによって製造され得るが、製造しようとする装置の形状に応じて最適の工程は適宜選択され得る。
【００４４】
例えば、図７に示した固液分離機能を有する装置Ｂを製造する場合を例に、本発明の固液分離機能を有する装置とその製造方法を詳しく説明する。図７は、この装置Ｂの平面図である。この装置Ｂは、平板状の本体１に流体を通す溝部２が形成されており、前記溝部２は、流体の入口３、分離部５、液溜め部８、出口４及び通路１０、１１、１２から構成されている。通路１０は、入口３と分離部５とを結ぶ通路であり、通路１１は分離部５と液溜め部８とを結ぶ通路であり、通路１２は、液溜め部８と出口４とを結ぶ通路である。
【００４５】
分離部５は、通路１０からの固液混合物を拡散するための固液混合物拡散部５１、内部に柱体６６列からなる固体捕捉部が多数設けられた胴部５４（なお、胴部５４中に設けられた柱体６６列は、模式的に描いたものであり、真の柱体６６列を表したものではない。したがって、この柱体６６列からなる固体捕捉部も図７からは分からない。真の柱体６６列は、後述の図８に図示する）、胴部５４で万一捕捉しきれずにたどりついた一定の大きさの以上の固体を通さないための完全捕捉部５５、及び、完全捕捉部５５から出た液体を収束させて通路１１に送るための収束部５６から構成されている。これらは、上流側から下流側にかけて、固液混合物拡散部５１、胴部５４、完全捕捉部５５、収束部５６の順に並んでいる。
【００４６】
上記固液混合物拡散部５１は、水平断面が三角形状の空間部であり、その中に水平断面が菱形の柱状妨害体５２が多数設けられている。
【００４７】
上記の胴部５４は、水平断面が四角形状の空間部であり、図７の主として胴部と完全捕捉部が位置している部分を拡大して示した図８に見られるように、その中に柱体から構成された固体捕捉部が多数設けられている。上記完全捕捉部５５は、水平断面が四角形状の空間部であり、図８に見られるように、その中に柱体間の間隔が捕捉しようとする固体より小さくされた柱体列が設けられている。
【００４８】
また、収束部５６は、水平断面が三角形状の空間部であり、その中に水平断面が菱形のスペーサ５７が多数設けられている。上記スペーサ５６は、本体１にフィルムからなる蓋体が被せられたときに、フィルムの当該部分が陥没（凹む）するのを防止するために設けられたものである。
【００４９】
また、この図７からは分からないが、入口３、分離部５内の固液混合物拡散部５１、液溜め部８、出口４及び通路１０、１１、１２の内底面はガラス基板の表面とされ、分離部５内の胴部５４、完全捕捉部５５及び収束部５６の内底面は上記ガラス基板上に作製されたフォトレジスト硬化層の表面とされている。すなわち、入口３、分離部５内の固液混合物拡散部５１、液溜め部８、出口４及び通路１０、１１、１２の深さは、分離部５内の胴部５４、完全捕捉部５５及び収束部５６の深さよりも深くされている。
【００５０】
なお、上記のように、深さを変えたもののうち、特に、入口３と分離部５とを結ぶ通路１０と分離部５内の固液混合物拡散部５１とを深くし、分離部５内の胴部５４の深さを浅くした理由は以下のようである。通路１０は固体を含む粘性液体を流すにあたり、スムーズな流れを得、かつ流路抵抗を増加させないためには、適度の通路断面積を必要とするため、例えば、通路幅１００μｍ、通路深さ３０μｍを採用した。これに対し分離部５内の胴部５４は固体（例えば、赤血球）の分離を主目的とするために深さを例えば、１０μｍと浅くし、胴部幅を使用目的に合わせて拡大した。このために、分離部の胴部直前までは流路を深くして流路抵抗を下げ、胴部において深さを浅くする構造を採用した。
【００５１】
以下、この装置の製造方法を図９を参照しながら説明する。図９の中央部の１、２、３、４および５の説明は、この装置を製造する際の工程を記したものである。上記の各工程における通路１０とその近辺の状態を示す模式的な断面図（図７に示したイ−イ線断面図）を図内の右側に示し、分離部５の胴部５４とその近辺の状態を示す模式的な断面図（図７に示したロ−ロ線断面図）を図内の左側に示した。なお、通路１０とその近辺の状態を示す模式的な断面図においては、各層の名称が記載されていないが、その各層の名称は、対応する、分離部５の胴部５４とその近辺の状態を示す模式的な断面図に記載された名称とそれぞれ同じである。
【００５２】
工程１は、レジスト塗布工程であり、ガラス基板上にフォトレジスト第１層を塗布する工程である。これにより、図９でみると、通路１０、分離部５の胴部５４を含む、ガラス基板上の全てにフォトレジスト第１層が積層されている。
【００５３】
工程２は、露光工程１である。この工程は、入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の菱形の柱状妨害体５２以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２をマスクして露光する工程である。上記の部分のみに光が当たらないようなフォトマスクを、上記のフォトレジスト第１層に載せた状態でＵＶ光を照射する。これにより、上記部分以外が感光される。図９でみると、通路１０はＵＶ光がマスクされた状態で露光されるので感光されず、通路１０の外側の本体部分が感光される。また、分離部５の胴部５４はＵＶ光がマスクされない状態で露光されるので感光される。
【００５４】
工程３は、フォトレジスト第１層の上にフォトレジスト第２層を塗布する工程である。これにより、図９でみると、通路１０、分離部５の胴部５４を含む、フォトレジスト第１層が積層された層の全てにフォトレジスト第２層が積層されている。
【００５５】
工程４は、露光工程２である。この工程は、入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の柱状妨害体５２以外の部分；分離部５内の胴部５４の柱体列以外の部分；分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列以外の部分；分離部５内の収束部５６のスペーサ５６以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２をマスクして露光する工程である。上記の部分のみに光が当たらないようなフォトマスクを、上記のフォトレジスト第２層に載せた状態でＵＶ光を照射する。これにより、上記部分以外が感光される。図９でみると、通路１０はＵＶ光がマスクされた状態で露光されるので感光されず、通路１０の外側の本体部分が感光される。分離部５の胴部５４では柱体列以外の部分ではＵＶ光がマスクされた状態で露光され、これにより、上記のＵＶ光がマスクされた部分以外、すなわち、柱体列部分が感光される。
【００５６】
工程５は、現像工程である。現像により上記のＵＶ光がマスクされた部分のフォトレジスト層が溶解される。これにより、図７に示した固液分離機能を有する装置Ｂが得られる。図９でみると、フォトレジスト第１層とフォトレジスト第２層が積層された硬化物からなる本体部の間に、ガラス基板を内底面とする通路１０が形成されている。分離部５の胴部５４では、フォトレジスト第１層の硬化物の上に、フォトレジスト第２層の硬化物からなる柱体列が形成されており、胴部５４の外側には、フォトレジスト第１層とフォトレジスト第２層が積層された硬化物からなる本体部が形成されている。
【００５７】
尚、他の製造方法としてフォトリソグラフィーにより本体の形状を形成し、これを型とし、あるいはニッケル燐等による無電解メッキを行うことによって型とし、型中に液状の未硬化のモノマー、オリゴマー、樹脂等を注入し、熱、放射線等により硬化させることによって本体を作製することもできる。
【００５８】
また、一方、金属型材料に直接リソグラフィー法により電鋳するＬＩＧＡ（ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ）法（この方法によると、厚さ１００ μｍ以上のレジスト（感光性有機材料）に直進性の良いシンクロトロン放射（ＳＲ）光装置から発生するＸ線を用い、Ｘ線マスクを介してパターンを転写することにより、１００μｍ以上の深さ（高さ）で横方向に任意の形状を持った超精密部品の製造が可能である）にて、例えば柱列の柱を形成するためのアスペクト比の高い深孔を有する型を直接製造し、型に未硬化のモノマー、オリゴマー、樹脂等を注入し、熱、放射線等により硬化させ取り出すことにより本体を作製することもできる。このようにすれば量産性よく生産することができるため好適である。
【００５９】
蓋は、上記本体と同様に作製し、本体と接着してもよく、一方、フィルム、シート等を用い本体に接着剤等で張り合わせてもよい。この場合、入口、出口は予め蓋に空けておいてもよく、本体と接着後に開けてもよく、使用時にノズルなどを突き刺して破って入口、出口に相当する穴を形成してもよい。
【発明の効果】
【００６０】
請求項１又は２記載の発明によれば、固液混合物を経路に流入させるだけで、その賦勢された液体の流れにより固体が運ばれ、途中で一定の大きさ以上の固体のみ捕捉され液体及び所定の大きさ以下の固体が出口に到達し、且つ流入固液混合物に対し得られる液体の割合が高い。このように、電場が不要のため、電極、電圧装置が不要となり、小型化でき得、製造容易となり低価格となる。また、分離も早い。
【００６１】
請求項３又は４記載の発明によれば、上記請求項１の発明と同様な効果を奏すると共に、更に、分離時の装置の面積効率が高まりより一層小型化できる。また、液が短時間でスムーズに流れ分離がより早くなる。
【００６２】
請求項５又は６記載の発明によれば、本体と蓋体が分かれているので装置を製造し易くなる。
【００６３】
請求項７記載の発明によれば、分離部での分離が完全となる。
【００６４】
請求項８記載の発明によれば、より効率よく固体を分離した液体を得ることができると共に、装置をより一層小型化でき得る。
【００６５】
請求項９記載の発明によれば、より効率よく固体を分離した液体を得ることができるフィルター機能を有するμ―ＴＡＳを得ることができる。
【００６６】
請求項１０記載の発明によれば、本発明の固液分離機能を有する装置をより容易に製造し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
以下、本発明の具体的な実施例を挙げる。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００６８】
図７に示した固液分離機能を有する装置を、図９に記載した工程に従って製造した。
【００６９】
製造しようとする固液分離機能を有する装置の設計図
設計図は、上記のように、図７及び図８で示したものと同様である。各構成部分の寸法は、以下の通りである。
「入口３と分離部５とを結ぶ通路１０」：幅１００μｍ×長さ１０ｍｍ。
「分離部５と液溜め部８とを結ぶ通路１１」：幅１００μｍ。
「液溜め部８と出口４とを結ぶ通路１２」：幅１００μｍ×長さ１０ｍｍ。
【００７０】
「入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の柱状妨害体５２以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２」：内底面をガラス基板とし、深さは３０μｍ。
「分離部５内の胴部５４の柱体６６列以外の部分；分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列以外の部分及び分離部５内の収束部５６のスペーサ５６以外の部分」：ガラス基板上に設けられた厚さ２０μｍのフォトレジスト硬化層を内底面とし、深さは１０μｍ。
「柱状妨害体５２」：ガラス基板上に設けられ、高さは３０μｍ。
「分離部５内の胴部５４の柱体６６列」：ガラス基板上に設けられた厚さ２０μｍのフォトレジスト硬化層上に設けられ、高さは１０μｍ。
「分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列」：ガラス基板上に設けられた厚さ２０μｍのフォトレジスト硬化層上に設けられ、高さは１０μｍ。
「分離部５内の収束部５６のスペーサ」：ガラス基板上に設けられた厚さ２０μｍのフォトレジスト硬化層上に設けられ、高さは１０μｍ。
【００７１】
分離部５内の胴部５４の柱体６６列：３．４μｍ×３．４μｍ×高さ１０μｍの４角柱からなる柱体６６からなる列とした。
分離部５内の障壁が柱体６６列からなる流路の幅：７μｍ。
上記障壁の隣り合う柱体６６間の間隔：１．７μｍ。
分離部５内の固体捕捉部の隔壁を形成する隣り合う柱体間の間隔：１．７μｍ。
分離部５内の固体捕捉部：形状は矩形とし、入り口部の柱体間の間隔は７μｍ、幅は１２μｍ、奥行き１２μｍ。
分離部５の胴部５４の大きさ：通路に平行な方向に５００μｍ、通路に垂直な方向に６００μｍ。
【００７２】
分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列：３．４μｍ×３．４μｍ×高さ１０μｍの４角柱からなる柱体からなる列とし、隣り合う柱体間の間隔を１．７μｍとした。
完全捕捉部５５の大きさ：通路に平行な方向に１００μｍ、通路に垂直な方向に６００μｍ。
【００７３】
フォトマスクの作成
まず、ガラス基板上にフォトレジストを塗布し、光造形装置レーザーソリューション社製ＡＣＣＵＬＡＳ ＳＩ−Ｃ１０００（Ｓｏｌｉｄ Ｉｍａｇｅ Ｃｒｅａｔｏｒ）を用いて必要とするマスクパターンを露光し、現像後真空蒸着装置を用いてＣｒ、Ａｕを蒸着し、リフトオフ工程を経て、ガラス基板上に金属薄膜のフォトマスクを定法に則り作製した。
【００７４】
作製したフォトマスクは以下の２枚である。
フォトマスク１：本体全体の面積以上の大きさのフォトマスクであって、「入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の菱形の柱状妨害体５２以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２」をマスクする（上記の部分のみに光が当たらないようにする）フォトマスクである。
フォトマスク２：本体全体の面積以上の大きさのフォトマスクであって、「入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の柱状妨害体５２以外の部分；分離部５内の胴部５４の柱体６６列以外の部分；分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列以外の部分；分離部５内の収束部５６のスペーサ５６以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２」をマスクする（上記の部分のみに光が当たらないようにする）フォトマスクである。
【００７５】
上記の固液分離機能を有する装置を以下のフォトリソグラフィ工程にて作製した。
１）フォトレジストレジスト第１層塗布工程
定法により洗浄した厚み１ｍｍのガラス基板上にフォトレジスト第１層を塗布する。
レジストとしては、アクリル系の厚膜レジストである商品名ＳＵ−８（化薬マイクロケム株式会社製）を使用し、スピンコーター（ミカサ株式会社製、型式ＭＳ−Ａ１００）にて、約２０μｍの厚さに塗布した。
【００７６】
２）プリベーク
ホットプレート上で、６５℃で４分、９５℃で７分間加熱することによりプリベークした。これにより、フォトレジスト中に含まれる溶剤を蒸発させた。
【００７７】
３）露光工程１
マスクアライナー（ミカサ株式会社製、型式ＭＡ−２０）を用いて、前記フォトマスク１を上記のフォトレジスト第１層に載せた状態で、ＵＶ光を照射条件５〜１０ｍｊ／ｃｍ２で照射した。これにより、フォトレジスト第１層の、「入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の菱形の柱状妨害体５２以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２」の部分が感光されず、本体上の溝部２以外の部分、分離部５内の固液混合物拡散部５１の菱形の柱状妨害体部分、分離部５の胴部５４、分離部５の完全捕捉部、及び分離部５の収束部５４が感光された。
【００７８】
４）フォトレジストレジスト第２層塗布工程
フォトレジスト第１層の上にフォトレジスト第２層を塗布した。レジストとしては、フォトレジスト第１層と同様の商品名ＳＵ−８（化薬マイクロケム株式会社製）を使用し、スピンコーター（ミカサ株式会社製、型式ＭＳ−Ａ１００）にて、約１０μｍの厚さに塗布した。
【００７９】
５）プリベーク
ホットプレート上で、６５℃で４分、９５℃で７分間加熱することによりプリベークした。これにより、フォトレジスト中に含まれる溶剤を蒸発させた。
【００８０】
６）露光工程２
マスクアライナー（ミカサ株式会社製、型式ＭＡ−２０）を用いて、前述のフォトマスク２を上記のフォトレジスト第２層に載せた状態で、ＵＶ光を照射条件３〜８ｍｊ／ｃｍ２で照射した。これにより、フォトレジスト第２層の、「入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の柱状妨害体５２以外の部分；分離部５内の胴部５４の柱体６６列以外の部分；分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列以外の部分；分離部５内の収束部５６のスペーサ５６以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２」が感光されず、本体上の溝部２以外の部分、分離部５内の固液混合物拡散部５１の菱形の柱状妨害体５２、分離部５の胴部５４の柱体６６列、分離部５の完全捕捉部５５の柱体列、及び分離部５内の収束部５４のスペーサ５６が感光された。
【００８１】
７）ポストベーク
ホットプレート上で、６５℃で１分、９５℃で３分間加熱することによりポストベークした。これにより、露光（感光）されたフォトレジストの架橋を促進すると共に、ガラス基板とフォトレジストとの接着強度を高めた。
【００８２】
８）現像工程
シャーレ内の現像液（化薬マイクロケム社製、ＳＵ−８ Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ）中で現像処理および洗浄を行い、上記のマスクされた部分（感光されなかった部分）のフォトレジスト層を溶解した。次いで、エアスプレイを用いて乾燥させた。これにより、ガラス基板上に、入口３；分離部５内の固液混合物拡散部５１の柱状妨害体５２以外の部分；液溜め部８；出口４及び通路１０、１１、１２が形成された。また、ガラス基板上に、フォトレジスト第１層の硬化物が積層されてなる、「分離部５内の胴部５４の柱体列以外の部分；分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列以外の部分及び分離部５内の収束部５６のスペーサ５６以外の部分」が形成された。更にまた、ガラス基板上に、フォトレジスト第１層の硬化物が積層され、更に、そのフォトレジスト第１層の硬化物の上にフォトレジスト第２層の硬化物が積層されてなる、「柱状妨害体５２；分離部５内の胴部５４の柱体６６列；分離部５内の完全捕捉部５５の柱体列及び分離部５内の収束部５６のスペーサ」が形成された。
【００８３】
以上のようにして、固液分離機能を有する装置が得られた。得られた固液分離機能を有する装置の各部分の寸法は、ほぼ設計値通りであったが、柱体はその最上部付近では、水平断面が３．４μｍ×３．４μｍよりも小さく、その最下部付近では、水平断面が３．４μｍ×３．４μｍに近かった。そのため、得られた固液分離機能を有する装置において、固体捕捉部の隣り合う柱体間の間隔は下部（基部）では、１．７μｍに近いが、先端部付近では、１．７μｍよりも大きくなっていた。
【００８４】
また、分離部５内の固液混合物拡散部５１内に設けられた水平断面が菱形の柱状妨害体５２の存在により、入口３に続く流路１０からの固液混合物が、分離部５の胴部５４へ到達する時間が中心部分も端部分も同時にすることが可能となった。
【００８５】
得られた固液分離機能を有する装置の分離部の胴部の一部を、共焦点顕微鏡（オリンパス株式会社製、ＯＬＳ３０００ＭＳ）を用いて得られた像を画像処理して作製した３Ｄ表示画像を図１０に示した。なお、図１０において、左上の写真は装置の分離部の胴部の一部を上方から見た写真である。
【００８６】
また、得られた装置の分離部の、胴部の一部と完全捕捉部の一部を上方から見た拡大写真を図１１に示した。図１１において、左側が胴部５４の一部であり、右側が完全捕捉部５５の一部である。
【００８７】
９）蓋付きの固液分離機能を有する装置の製作
次いで、入口と出口に対応する部分に予め開けておいた貫通孔を有する透明フィルム（２００ミクロン厚ＰＥＴ（ポリエステル）フィルム）の裏面に、光硬化樹脂ＳＵ−８（化薬マイクロケム株式会社製）をスピンコートで塗布したものを、蓋体として、上記で得られた固液分離機能を有する装置の本体の上方に貼り付け、露光させて硬化させることにより、蓋付きの固液分離機能を有する装置を作製した。
【００８８】
（血液からの血球のろ過）
上記で得られた固液分離機能を有する装置を用いて、ランセットを用いて指先から得られた血液１滴（約１０マイクロリットル）を入口３に落とした。血液は、入口３に溜まり、その一部が毛管現象により通路１０を通過し、分離部５を通過した。通路１０内を通過する血液は鮮血色であるが、分離部５を通過し、液溜まり８に溜まった液体は薄黄色透明であった。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の固液分離機能を有する装置は、液体と固体の混合物から一定の大きさ以上の固体をろ過する機能を有するので、例えば、血液から血球を分離する機能を有する固液分離機能を有する装置などとして、臨床検査分野などに利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の固液分離機能を有する装置の一例を示す斜視図である。
【図２】分離部の一部を拡大して示すと共に、固液分離の状況を説明するための平面図である。
【図３】固体捕捉部の例を示す平面図である。
【図４】分離部内の上流側に固液混合物の拡散部が設けられた例を示す平面図である。
【図５】本発明で用いられる一つの流路の一例を模式的に示す平面図である。
【図６】流路を持つ分離部の一例を示す模式的な平面図である。
【図７】本発明の固液分離機能を有する装置の一例を示す平面図である。
【図８】図７の主として胴部と完全捕捉部が位置している部分を拡大して示した図である。
【図９】本発明の固液分離機能を有する装置の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図１０】実施例で得られた固液分離機能を有する装置の分離部の胴部の一部を、共焦点顕微鏡を用いて得た画像を画像処理して作製した３Ｄ表示画像である。図１０において、左上の写真は装置の分離部の胴部の一部を上方から見た写真である。
【図１１】実施例で得られた固液分離機能を有する装置の分離部の、胴部の一部と完全捕捉部の一部を、上方から見た拡大写真である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 本体
２ 溝部
３ 入口
４ 出口
５ 分離部
５１ 固液混合物拡散部
５２ 柱状妨害体
５３ 通り道
５４ 胴部
５５ 完全捕捉部
５６ 収束部
５７ スペーサ
６ 固体捕捉部
６１ 隔壁
６２ 入り口部
６３ 収容部
６４ 開口部
６５ 突起
６６ 柱体
７ 固体
８ 液体溜め
９ 流路
９１ 障壁
９２ 流路入口
９３ 流路出口
１０、１１、１２ 通路
Ａ、Ｂ 固液分離機能を有する装置
Ｒ１〜Ｒ１３ 流路
Ｍ１〜Ｍ３ 固液混合物通路
Ｚ１ 流路Ｒ１〜Ｒ３を含むゾーン
Ｚ２ 流路Ｒ４〜Ｒ７を含むゾーン
Ｚ３ 流路Ｒ８〜Ｒ１３を含むゾーン
ａ１、ａ２、ａ３ １つの流路と固体捕捉部との合計の幅
ｂ１ ゾーンＺ１の長さ
ｂ２ ゾーンＺ２の長さ
ｂ３ ゾーンＺ３の長さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の本体に流体を通す溝部が形成されており、前記溝部の一の端部に流体の入口が形成されており、他の端部に出口が形成されている固液分離機能を有する装置であって、入口が固液混合物を導入する導入口であり、溝中に、一定の大きさ以上の固体を捕捉することにより固液を分離する分離部が形成されており、入口と出口の圧力差により、入口側から出口側に向けて固液混合物が分離部を上流から下流に向けて通過するようにされており、
前記分離部には固体捕捉部が複数個設けられており、
前記固体捕捉部は、溝部の底部と一定の大きさ以上の固体を通さない隔壁とにより構成されており、一定の大きさ以上の固体の通り得る入り口部と、前記入り口部から入った固体を１個以上収容する収容部と、前記収容部の下流側に設けられた前記固体よりも小さい開口部とを備えていることを特徴とする固液分離機能を有する装置。
【請求項２】
前記隔壁が柱体列又は壁体からなることを特徴とする請求項１記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項３】
前記分離部には、上流から下流へと向かう流路が複数設けられ、前記流路に沿って流路に向けて開口した請求項１記載の固体捕捉部が複数設けられており、前記一の流路と他の流路とが障壁または前記固体よりも小さい開口部を有する障壁により画されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項４】
流路の幅が、上流の方が下流よりも大きいか同等であることを特徴とする請求項３記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項５】
流体の通路となる、上方に開口を有する溝部を形成した本体と、本体の上に位置し少なくとも溝部を覆う蓋体とからなり、前記隔壁が本体又は蓋体から他に対し略垂直に形成された柱体列又は壁体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項６】
流体の通路となる、上方に開口を有する溝部を形成した本体と、本体の上に位置し少なくとも溝部を覆う蓋体とからなり、前記障壁が本体又は蓋体から他に対し略垂直に形成された柱体列又は壁体であることを特徴とする請求項３又は４に記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項７】
分離部の最下流部が前記一定の大きさ以上の固体は通過できないようにされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項８】
固体捕捉部の底部が前記一定の大きさ以上の固体粒子が複数個捕捉されるよう深くなっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの固液分離機能を有する装置を一部分として有することを特徴とするμ−ＴＡＳ（マイクロ トータル アナリシス システムズ）デバイス。
【請求項１０】
フォトリソグラフィープロセスを製造工程の一部に用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の固液分離機能を有する装置の製造方法。
【請求項１】
平板状の本体に流体を通す溝部が形成されており、前記溝部の一の端部に流体の入口が形成されており、他の端部に出口が形成されている固液分離機能を有する装置であって、入口が固液混合物を導入する導入口であり、溝中に、一定の大きさ以上の固体を捕捉することにより固液を分離する分離部が形成されており、入口と出口の圧力差により、入口側から出口側に向けて固液混合物が分離部を上流から下流に向けて通過するようにされており、
前記分離部には固体捕捉部が複数個設けられており、
前記固体捕捉部は、溝部の底部と一定の大きさ以上の固体を通さない隔壁とにより構成されており、一定の大きさ以上の固体の通り得る入り口部と、前記入り口部から入った固体を１個以上収容する収容部と、前記収容部の下流側に設けられた前記固体よりも小さい開口部とを備えていることを特徴とする固液分離機能を有する装置。
【請求項２】
前記隔壁が柱体列又は壁体からなることを特徴とする請求項１記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項３】
前記分離部には、上流から下流へと向かう流路が複数設けられ、前記流路に沿って流路に向けて開口した請求項１記載の固体捕捉部が複数設けられており、前記一の流路と他の流路とが障壁または前記固体よりも小さい開口部を有する障壁により画されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項４】
流路の幅が、上流の方が下流よりも大きいか同等であることを特徴とする請求項３記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項５】
流体の通路となる、上方に開口を有する溝部を形成した本体と、本体の上に位置し少なくとも溝部を覆う蓋体とからなり、前記隔壁が本体又は蓋体から他に対し略垂直に形成された柱体列又は壁体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項６】
流体の通路となる、上方に開口を有する溝部を形成した本体と、本体の上に位置し少なくとも溝部を覆う蓋体とからなり、前記障壁が本体又は蓋体から他に対し略垂直に形成された柱体列又は壁体であることを特徴とする請求項３又は４に記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項７】
分離部の最下流部が前記一定の大きさ以上の固体は通過できないようにされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項８】
固体捕捉部の底部が前記一定の大きさ以上の固体粒子が複数個捕捉されるよう深くなっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の固液分離機能を有する装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの固液分離機能を有する装置を一部分として有することを特徴とするμ−ＴＡＳ（マイクロ トータル アナリシス システムズ）デバイス。
【請求項１０】
フォトリソグラフィープロセスを製造工程の一部に用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の固液分離機能を有する装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１０９２３２（Ｐ２００９−１０９２３２Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７９２１１（Ｐ２００７−２７９２１１）
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（５０３４２０８３３）学校法人常翔学園 (62)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（５０３４２０８３３）学校法人常翔学園 (62)
【Ｆターム（参考）】
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