小型回転体及びマイクロ流路デバイス並びに小型回転体の制御システム
【課題】安価かつ小型にして微量の流体を攪拌・混合できるマイクロ流路デバイスと、これに適用可能な小型回転体と、小型回転体の移動制御及び回転制御に好適な制御システムとを提供する。
【解決手段】マイクロ流路デバイス１１のマイクロ流路１２内に、羽根部３が磁性体にて形成された小型回転体１を導入する。導入された小型回転体１の所定位置への設定をレーザーマニピュレーション装置２１にて行い、設定された小型回転体１の回転駆動を回転磁界装置４１にて行う。
【解決手段】マイクロ流路デバイス１１のマイクロ流路１２内に、羽根部３が磁性体にて形成された小型回転体１を導入する。導入された小型回転体１の所定位置への設定をレーザーマニピュレーション装置２１にて行い、設定された小型回転体１の回転駆動を回転磁界装置４１にて行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザマニピュレーション装置によって任意の位置に移動されかつ回転磁界装置によって回転駆動される小型回転体と、この小型回転体を撹拌子としてマイクロ流路内に備えたマイクロ流路デバイスと、前記小型回転体の移動制御及び回転制御を行う制御システムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
微量の流体を攪拌・混合する技術は、マイクロ化学分析技術を実現するために必要不可欠な技術である。
【０００３】
従来より、微量の流体を攪拌・混合するマイクロミキサーとしては、流路の壁面に多数の試薬吹出口を設け、これら試薬吹出口より流路内を流れる試料溶液中に所要の反応試薬を吹き出して試料溶液と反応試薬とを混合するもの（例えば、非特許文献１参照。）及びＡ液供給口、Ｂ液供給口及び吐出口を有する混合室内にモータで回転される斜板回転体を設け、Ａ液供給口より供給されるＡ液及びＢ液供給口より供給されるＢ液を斜板回転体にて攪拌・混合して吐出口より吐出するもの（例えば、特許文献１参照。）などが知られている。
【非特許文献１】ジャーナル・オブ・マイクロメカニクス・アンド・マイクロエンジニアリング、１９９３年、第３巻、第１６８頁−第１８２頁
【特許文献１】特開平６−２７７４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、前記非特許文献１に記載の技術は、流路内に回転体を備えないので、試料溶液と反応試薬とを十分に攪拌・混合することが困難で、特に、供給される試料溶液及び／又は反応試薬の流量が微量になるほど、かかる不都合が顕著になる。
【０００５】
一方、前記特許文献１に記載の技術は、混合室内に斜板回転体を設けたので、Ａ液及びＢ液を十分に攪拌・混合することができるが、斜板回転体をモータで回転駆動する構造であるのでデバイスのマイクロ化が困難であるばかりでなく、各デバイスごとにモータを備えなくてはならないのでデバイスが高コスト化するという不都合がある。また、必要に応じて回転体を移動することができないので流路内に後から回転体を導入したり、流路内の設定位置を後から変更したり、故障や攪拌する流体の種類などに応じて適宜回転体を交換することができないなどの不都合もある。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の不備を解決するためになされたものであり、その目的は、安価かつ小型にして微量の流体を十分に攪拌・混合することができ、しかも回転体の導入、移動及び交換を自在に行うことができる実用性の高いマイクロ流路デバイスと、これに適用可能な小型回転体と、前記マイクロ流路デバイス内に導入された小型回転体の移動制御及び回転制御に好適な制御システムとを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記の課題を解決するため、小型回転体に関しては、磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成され、レーザマニピュレーション装置で任意の位置への移動が可能で、かつ外部から印加した磁界を回転させることにより回転が可能であるという構成にした。
【０００８】
また、マイクロ流路デバイスに関しては、攪拌しようとする試料の導入口と攪拌された試料の排出口とが開口されたマイクロ流路を有し、前記マイクロ流路内に、磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成され、非接触で回転と任意の位置への移動が可能な小型回転体が導入されているという構成にした。
【０００９】
さらに、小型回転体の制御システムに関しては、磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成された小型回転体と、前記小型回転体を所要の位置に非接触で移動させるレーザーマニピュレーション装置と、前記羽根部に回転磁界を印加し、前記小型回転体を非接触で回転させる回転磁界装置とを備えるという構成にした。
【００１０】
小型回転体の羽根部を磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって形成すると、羽根部に回転磁界を印加することにより非接触で小型回転体を回転駆動することができるので、小型回転体の形状及び構成を簡略化することができ、小型回転体のマイクロ化が可能になる。また、この種の小型回転体をマイクロ流路内に導入すると、小型回転体を回転するためのモータを個々のマイクロ流路デバイスごとに備える必要がないのでマイクロ流路デバイスの小型化及び低コスト化を図れると共に、非接触で小型回転体の回転と移動とを行うことができることからマイクロ流路内への小型回転体の導入、マイクロ流路中での小型回転体の移動及びマイクロ流路デバイス内に備えられた小型回転体の交換を容易化できる。さらに、羽根部が磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって形成された小型回転体は羽根部に回転磁界を印加することによって回転駆動することができ、マイクロ化された小型回転体はレーザーマニピュレーション装置で任意の位置への移動を行うことができるので、小型回転体とレーザーマニピュレーション装置と回転磁界装置とから小型回転体の制御システムを構築すると、小型回転体の移動制御と回転制御とが可能になり、マイクロ流路内における微量の流体の攪拌・混合や、微小物質の移動操作等を高能率に行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の小型回転体は、羽根部を磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって形成したので、マイクロ化が可能になり、マイクロ流路内における微量の流体の攪拌・混合や、微小物質の移動操作部材として適用することができる。
【００１２】
本発明のマイクロ流路デバイスは、マイクロ流路内に羽根部が磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって形成された小型回転体を備えたので、個々のマイクロ流路デバイスごとに小型回転体を回転するためのモータを備える必要がなく、マイクロ流路デバイスの小型化及び低コスト化を図ることができる。また、小型回転体の導入、移動及び交換を適宜行うことができるので、マイクロ流路の構成やサイズそれに攪拌・混合される流体に最適な小型回転体を備えたマイクロ流路デバイスを適宜組み立てることができ、マイクロ流路デバイスの実用性、経済性及び汎用性を高めることができる。
【００１３】
本発明の小型回転体の制御システムは、磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成された小型回転体と、小型回転体を所要の位置に非接触で移動させるレーザーマニピュレーション装置と、羽根部に回転磁界を印加し、小型回転体を非接触で回転させる回転磁界装置とを備えたので、小型回転体の移動制御と回転制御とが可能になり、マイクロ流路内における微量の流体の攪拌・混合や、微小物質の移動操作等を高能率に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
まず、本発明に係る小型回転体の実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る小型回転体の平面図、図２は実施形態例に係る小型回転体の側面図、図３は実施形態例に係る小型回転体の他の例を示す平面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、実施形態例に係る小型回転体１は、中心部に配置された非磁性体からなる球状の回転保持部２と、当該回転保持部２と一体に形成された磁性体からなる板状の羽根部３とから形成されている。回転保持部２を構成する非磁性体としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２などを用いることができ、羽根部３を構成する磁性体としては、ＦｅＣｏ合金、ＦｅＮｉＣｏ合金又は磁性ステンレス合金などの合金、フェライトやガーネットなどの磁性酸化物、それにネオジウム鉄ボロン系合金などを用いることができる。
【００１６】
回転保持部１及び羽根部２の構成材料並びにサイズは、小型回転体１が適用される流路のサイズや流量それに小型回転体１を回転する回転磁界の強度などに応じて設計される。一例として、本願発明者らは、直径が１μｍのＳｉＯ２からなる球形の回転保持部２と、Ｆｅ５０Ｃｏ５０合金にて形成された平板状の羽根部３とからなる小型回転体１を作製した。羽根部３の全長は１０μｍ、羽根部３の幅及び厚さは０．５μｍとした。小型回転体１の作製は、回転保持部２と羽根部３とを別々に作製した後、羽根部３の中央部に形成された輪状部内に回転保持部２をはめ込むことにより行った。また、全体をＳｉＯ２でコーティングした。
【００１７】
なお、図１及び図２の例では、羽根部３を平板状に形成したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、流体の攪拌効率を高めたり微小物質の移動操作を高能率に行うため、図３（ａ）〜（ｃ）に例示するように、羽根部３の形状については任意に形成することができる。また、羽根部３は、その全体を磁性体にて形成する必要はなく、回転磁界による回転が可能であるように構成する材料の少なくとも一部に磁性体を用いて形成することができる。
【００１８】
小型回転体１は、レーザーマニピュレーション装置による任意の位置への移動を可能にするため、前記羽根部３の全長を１０μｍ以下とすることが特に好ましい。即ち、レーザマニピュレーション装置には、波長が６５０ｎｍ程度の可視光領域のレーザが光源として備えられている。このような光を開口数が１以下の対物レンズで集光する場合、スポット径が略１μｍ以下となるので、この集束光によって捕捉可能な物体の大きさも直径が１μｍ程度以下のものとなるが、本発明の小型回転体１のように突起物構造の羽根部３がある場合には、最大１０μｍまで位置制御を行うことができる。
【００１９】
本例の小型回転体１は、羽根部３を磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって形成したので、羽根部３に回転磁界を印加することによって非接触で回転駆動することができる。よって、モータなどを用いる場合に比べて小型回転体１の形状及び構成を簡略化することができて小型回転体のマイクロ化が可能になり、微量の流体を攪拌・混合するための撹拌子や、微小物体を移動操作するための手段として適用することができる。また、羽根部３の中心部に球状の回転保持部２を形成したので、小型回転体１の回転を円滑なものにすることができ、回転磁界の小型化を図ることができる。なお、小型回転体１を高速で回転しない場合などには、この回転保持部２を省略することもできる。
【００２０】
次に、前記小型回転体１の適用例として、微量流体の攪拌・混合に適用されるマイクロ流路デバイスの構成を図４に基づいて説明する。図４は実施形態例に係るマイクロ流路デバイスの透視斜視図である。
【００２１】
図４に示すように、本例のマイクロ流路デバイス１１は、所要のマイクロ流路１２が形成された下ハーフ１３と当該下ハーフ１３の上面に貼り合わされた上ハーフ１４とから構成されており、これら下ハーフ１３及び上ハーフ１４は、シリコン、ガラス、セラミクス又は樹脂若しくはそれらの組合せをもって形成されている。
【００２２】
本例のマイクロ流路デバイス１１においては、マイクロ流路１２が、２つの試料導入口１５，１６と１つの試料排出口１７とを有するＹ字形に形成されており、前記の各口に連通するマイクロ流路１２の合流部に小型回転体１を導入して試料の攪拌を行う攪拌スペース１８が設けられている。試料導入口１５，１６及び試料排出口１７のうちの少なくとも１つは、小型回転体１を導入可能な形状及びサイズに形成される。小型回転体１は、形状及びサイズが小型回転体１を導入可能に形成された試料導入口１５，１６又は試料排出口１７からマイクロ流路１２内に導入され、攪拌スペース１８内に設定される。
【００２３】
マイクロ流路１２は、溝幅が２０μｍ〜３０μｍ程度であり、フォトリソグラフィ技術によって所要の流路パターンが下ハーフ１３に転写される。また、転写された流路パターンの加工は、化学的なエッチングや物理的なエッチングによって行われる。その他、下ハーフ１３及び上ハーフ１４の加工には、フォトリソグラフィ、エッチング及びマイクロ加工などが適用される。なお、マイクロ流路１２の溝幅は、試料の混合効果及び混合効率とマイクロ流路１２内を流れる試料の流動抵抗とを考慮して、羽根部３の全長よりも大きく、かつ、羽根部３の全長の３倍よりも小さく形成される。一例として、本願発明者らは、厚さが１ｍｍの石英ガラスを下ハーフ１３として用い、これにフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を応用して幅が２０μｍで深さが２０μｍのＹ字状の流路１２を形成した後、当該下ハーフ１３の流路形成面に厚さが０．３ｍｍの石英ガラスからなる上ハーフ１４を接着して、マイクロ流路デバイス１１を作製した。
【００２４】
このマイクロ流路デバイス１１には、試料である流体の輸送を行うマイクロポンプやマイクロバルブ、試料の反応に使用されるマイクロリアクタ、混合された試料の解析に使用されるマイクロアナライザ等の図示しない各種の装置が必要に応じて接続される。
【００２５】
本例のマイクロ流路デバイス１１は、マイクロ流路１２内への小型回転体１の導入及びマイクロ流路１２内からの小型回転体１の排出を任意に行うことができるので、マイクロ流路１２の構成と小型回転体１を構成とが異なる各種のマイクロ流路デバイス１１を容易に構築することができ、多種多様な化学合成や化学分析に安価に対応することができる。即ち、試料導入口１５，１６や試料排出口１７の開口数やマイクロ流路１２の形状及びサイズ、それに薬液のフラックス量などが異なる各種のセル（小型回転体１を有しないマイクロ流路デバイス１１）と、羽根部３の構成材料やサイズが異なる各種の小型回転体１とを用意しておき、化学合成や分析の内容に応じて最適のセルと小型回転体１とを組み合わせることにより、用途に応じた最適のマイクロ流路デバイス１１を容易に構築することができるので、実験コストの低減とマイクロ流路デバイス１１を用いて行うことができる化学合成又は化学分析の多様化を図ることができる。
【００２６】
また、小型回転体１の性能が不十分であったり小型回転体１が故障した場合には、小型回転体１を交換するだけでマイクロ流路デバイス１１の性能アップや原状への復帰を行うことができるので、修理交換に要する費用及び修理交換に伴う作業の中断を最小限にすることができる。また、事後的に新規かつ高性能の小型回転体１が開発された場合には、直ちにそれを投入することができ、新規なセルの開発が不要であるので、この点からも大きなコストメリットを得ることができる。
【００２７】
次に、前記マイクロ流路デバイス１１内に導入された小型回転体１の移動制御と回転制御とを行う小型回転体制御システムの構成を図５乃至図７に基づいて説明する。図５は実施形態例に係る小型回転体制御システムの構成図、図６は小型回転体に対するレーザ光の照射状態及び回転磁界の印加状態を示す説明図、図７はレーザーマニピュレーション装置による小型回転体の移動制御手順を示すフロー図である。
【００２８】
図５に示すように、本例の小型回転体制御システムは、マイクロ流路１２内に小型回転体１が導入されたマイクロ流路デバイス１１と、小型回転体１をマイクロ流路１２内の所要の位置に非接触で移動させるレーザーマニピュレーション装置２１と、羽根部３に回転磁界を印加し、小型回転体１を非接触で回転させる回転磁界装置４１とからなる。
【００２９】
レーザーマニピュレーション装置２１は、図５に示すように、波長が６５０ｎｍの第１及び第２のレーザ光源２２，２３と、第１のレーザ光源２２より出射されたレーザ光Ｌ１をスキャンニングする電子制御ミラー２４と、第２のレーザ光源２３より出射されたレーザ光Ｌ２を反射する第１のダイクロイックミラー２５と、電子制御ミラー２４にてスキャンニングされたレーザ光Ｌ１と第１のダイクロイックミラー２５にて反射されたレーザ光Ｌ２とを合成する偏光ビームスプリッタ２６と、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２の合成レーザ光Ｌ３を反射する第２のダイクロイックミラー２７と、マイクロ流路デバイス１１が搭載されたＸＹステージ２８と、マイクロ流路デバイス１１中の小型回転体１に合成レーザ光Ｌ３を集光する対物レンズ２９と、小型回転体１からの反射レーザ光を対物レンズ２９、第２のダイクロイックミラー２７及び偏光ビームスプリッタ２６を介して受光する４分割フォトダイオード３０と、マイクロ流路デバイス１１に照明光Ｌ４を照射する照明用光源３１及び照明用レンズ３２と、マイクロ流路デバイス１１及びＸＹステージ２８を透過した照明光Ｌ４を対物レンズ２９、第２のダイクロイックミラー２７及び全反射ミラー３３を介して受光する撮像装置３４と、撮像装置３４にて撮像されたマイクロ流路デバイス１１の画像を表示するモニタ３５と、４分割フォトダイオード３０の出力信号及びモニタ３５の出力信号に基づいて電子制御ミラー２４の制御信号を算出する制御部（コンピュータ）３６とからなり、ＸＹステージ２８の周囲には、回転磁界装置４１が配置されている。
【００３０】
前記電子制御ミラー２４としては、ガルバノミラー、ピエゾ駆動ミラー、アクチュエータ駆動ミラーなどを適宜用いることができる。また、前記撮像装置３４としては、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどを用いることができる。
【００３１】
微小物体にレーザ光を照射すると、レーザ光の放射圧により微小物体を捕捉することができ、また、レーザ光の光軸を移動することにより捕捉された微小物体の移送を行うことができる。レーザーマニピュレーション装置２１は、小型回転体１の捕捉と移送とに適用されるものであって、図７の手順にて小型回転体１の捕捉と移送とを行う。即ち、撮像装置３４によって撮像された小型回転体１を含むマイクロ流路デバイス１１の画像を制御部３６にキャプチャし（手順Ｓ１）、キャプチャされた画像中に存在する小型回転体１の座標を求める（手順Ｓ２）。次いで、算出された小型回転体１の現在の座標から小型回転体１を設定する目的位置の座標までの最適行路を算出し（手順Ｓ３）。次いで、ＸＹステージ２８を操作して対物レンズ２９と小型回転体１との相対位置を変更し、予め設定された前記相対位置の移動量から次時間における小型回転体１の移動先となる移動先座標を算出する（手順Ｓ４）。さらに、次時間における移動座標へ小型回転体１を導くように電子制御ミラー２４のミラー角度の算出を行い（手順Ｓ５）、電子制御ミラー２４のミラー角度が算出されたミラー角度と一致するように電子制御ミラー２４に対して制御部から制御信号を出力する（手順Ｓ６）。前記手順Ｓ１〜手順Ｓ６を繰り返すことにより、小型回転体１を目標位置まで移送する。
【００３２】
レーザーマニピュレーション装置２１による小型回転体１の捕捉と移送に際しては、マイクロ流路デバイス１１に形成されたマイクロ流路１２内に小型回転体１を試料と共にポンプで注入し、しかる後にレーザーマニピュレーション装置２１を操作して、小型回転体１を所定の攪拌スペース１８に移動する。マイクロ流路デバイス１１上に照射されるレーザ光のスポット径を約１μｍ、マイクロ流路デバイス１１上におけるレーザ光の強度を約１００ｍＷとしたとき、前述した全長が１０μｍの小型回転体１を３０秒で１．５ｍｍ移動させることができた。
【００３３】
なお、レーザーマニピュレーション装置２１の光学系を工夫することにより、同時に複数個の小型回転体１の捕捉と移送とを行えるようにすることもできる。
【００３４】
回転磁界装置４１は、図６に示すように、多数の電磁石４１ａ〜４１ｎを小型回転体１の設定位置をおおよそ中心とする円周上に配置したものであって、各電磁石４１ａ〜４１ｎに供給されるコイル電流を図示しないスイッチで適宜切り替えることにより、５０〜２０００Ｏｅの回転磁界を小型回転体１に印加し、小型回転体１を６０〜１２００ｒｐｍで回転できるものが用いられる。この回転磁界装置４１は、小型回転体１に均一な磁界を印加できることが必要である。一例として、本願発明者らは、段落〔００２３〕に例示した図４のマイクロ流路デバイス１１の２つの試料導入口１５，１６より水とメタノールとをマイクロ流路１２内に注入し、マイクロ流路１２の合流部に導入された段落〔００１６〕に例示した小型回転体１に鉄芯を用いた電磁石により２００Ｏｅの回転磁界を印加して、小型回転体１を１８０ｒｐｍで回転した。そして、マイクロ流路デバイス１１の試料排出口１７より排出される混合体の混合度を測定したところ、試料が十分に混合されていることが分かった。
【００３５】
本例の小型回転体制御システムは、レーザーマニピュレーション装置２１にて小型回転体１の捕捉と移動とを行うので、マイクロ流路１２に対する小型回転体１の導入や排出を非接触で行うことができる。また、本例の小型回転体制御システムは、回転磁界装置４１にて小型回転体１の回転制御を行うので、マイクロ流路１２内での小型回転体１の回転制御を非接触で行うことができる。よって、マイクロ流路１２内における微量の流体の攪拌・混合を高能率に行うことができる。
【００３６】
なお、前記実施形態例においては、マイクロ流路デバイス１１内に導入された小型回転体１の移動制御と回転制御とを行うものを例にとって本発明の小型回転体制御システムを説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、レーザマニピュレーション装置の視野下で小型回転体１の移動制御と回転制御とを行う全ての制御システムに応用することができる。
【００３７】
例えば、図８に示すように、小型回転体１を微小物質Ｐの操作子として用い、レーザマニピュレーション装置の視野下で小型回転体１の移動制御と回転制御とを行って、微小物質Ｐを微小範囲で移動させる制御システムにも応用することができる。即ち、レーザマニピュレーション装置は、レーザの集束光にて対象物を捕捉するため、対象物が加熱されてしまうという欠点があり、細胞などの熱に弱い物質を直接移動操作することが難しい。これに対して、図８に示すように小型回転体１を介して微小物質Ｐを間接的に操作すると、微小物質Ｐの加熱を防止することができるので、細胞などの熱に弱い物質の取扱いを容易かつ確実に行うことができる。この場合、微小物質Ｐの大きさや形状それに操作の内容に応じて、図２及び図３に例示するような各種の小型回転子１の中から適宜の小型回転子１を選択して操作することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態例に係る小型回転体の平面図である。
【図２】実施形態例に係る小型回転体の側面図である。
【図３】実施形態例に係る小型回転体の他の例を示す平面図である。
【図４】実施形態例に係るマイクロ流路デバイスの透視斜視図である。
【図５】実施形態例に係る小型回転体制御システムの構成図である。
【図６】小型回転体に対するレーザ光の照射状態及び回転磁界の印加状態を示す説明図である。
【図７】レーザーマニピュレーション装置による小型回転体の移動制御手順を示すフロー図である。
【図８】実施形態例に係る小型回転体の他の使用方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 小型回転体
２ 回転保持部
３ 羽根部
１１ マイクロ流路デバイス
１２ マイクロ流路
１５，１６ 試料導入口
１７ 試料排出口
１８ 攪拌スペース
２１ レーザーマニピュレーション装置
４１ 回転磁界装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザマニピュレーション装置によって任意の位置に移動されかつ回転磁界装置によって回転駆動される小型回転体と、この小型回転体を撹拌子としてマイクロ流路内に備えたマイクロ流路デバイスと、前記小型回転体の移動制御及び回転制御を行う制御システムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
微量の流体を攪拌・混合する技術は、マイクロ化学分析技術を実現するために必要不可欠な技術である。
【０００３】
従来より、微量の流体を攪拌・混合するマイクロミキサーとしては、流路の壁面に多数の試薬吹出口を設け、これら試薬吹出口より流路内を流れる試料溶液中に所要の反応試薬を吹き出して試料溶液と反応試薬とを混合するもの（例えば、非特許文献１参照。）及びＡ液供給口、Ｂ液供給口及び吐出口を有する混合室内にモータで回転される斜板回転体を設け、Ａ液供給口より供給されるＡ液及びＢ液供給口より供給されるＢ液を斜板回転体にて攪拌・混合して吐出口より吐出するもの（例えば、特許文献１参照。）などが知られている。
【非特許文献１】ジャーナル・オブ・マイクロメカニクス・アンド・マイクロエンジニアリング、１９９３年、第３巻、第１６８頁−第１８２頁
【特許文献１】特開平６−２７７４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、前記非特許文献１に記載の技術は、流路内に回転体を備えないので、試料溶液と反応試薬とを十分に攪拌・混合することが困難で、特に、供給される試料溶液及び／又は反応試薬の流量が微量になるほど、かかる不都合が顕著になる。
【０００５】
一方、前記特許文献１に記載の技術は、混合室内に斜板回転体を設けたので、Ａ液及びＢ液を十分に攪拌・混合することができるが、斜板回転体をモータで回転駆動する構造であるのでデバイスのマイクロ化が困難であるばかりでなく、各デバイスごとにモータを備えなくてはならないのでデバイスが高コスト化するという不都合がある。また、必要に応じて回転体を移動することができないので流路内に後から回転体を導入したり、流路内の設定位置を後から変更したり、故障や攪拌する流体の種類などに応じて適宜回転体を交換することができないなどの不都合もある。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の不備を解決するためになされたものであり、その目的は、安価かつ小型にして微量の流体を十分に攪拌・混合することができ、しかも回転体の導入、移動及び交換を自在に行うことができる実用性の高いマイクロ流路デバイスと、これに適用可能な小型回転体と、前記マイクロ流路デバイス内に導入された小型回転体の移動制御及び回転制御に好適な制御システムとを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記の課題を解決するため、小型回転体に関しては、磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成され、レーザマニピュレーション装置で任意の位置への移動が可能で、かつ外部から印加した磁界を回転させることにより回転が可能であるという構成にした。
【０００８】
また、マイクロ流路デバイスに関しては、攪拌しようとする試料の導入口と攪拌された試料の排出口とが開口されたマイクロ流路を有し、前記マイクロ流路内に、磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成され、非接触で回転と任意の位置への移動が可能な小型回転体が導入されているという構成にした。
【０００９】
さらに、小型回転体の制御システムに関しては、磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成された小型回転体と、前記小型回転体を所要の位置に非接触で移動させるレーザーマニピュレーション装置と、前記羽根部に回転磁界を印加し、前記小型回転体を非接触で回転させる回転磁界装置とを備えるという構成にした。
【００１０】
小型回転体の羽根部を磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって形成すると、羽根部に回転磁界を印加することにより非接触で小型回転体を回転駆動することができるので、小型回転体の形状及び構成を簡略化することができ、小型回転体のマイクロ化が可能になる。また、この種の小型回転体をマイクロ流路内に導入すると、小型回転体を回転するためのモータを個々のマイクロ流路デバイスごとに備える必要がないのでマイクロ流路デバイスの小型化及び低コスト化を図れると共に、非接触で小型回転体の回転と移動とを行うことができることからマイクロ流路内への小型回転体の導入、マイクロ流路中での小型回転体の移動及びマイクロ流路デバイス内に備えられた小型回転体の交換を容易化できる。さらに、羽根部が磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって形成された小型回転体は羽根部に回転磁界を印加することによって回転駆動することができ、マイクロ化された小型回転体はレーザーマニピュレーション装置で任意の位置への移動を行うことができるので、小型回転体とレーザーマニピュレーション装置と回転磁界装置とから小型回転体の制御システムを構築すると、小型回転体の移動制御と回転制御とが可能になり、マイクロ流路内における微量の流体の攪拌・混合や、微小物質の移動操作等を高能率に行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の小型回転体は、羽根部を磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって形成したので、マイクロ化が可能になり、マイクロ流路内における微量の流体の攪拌・混合や、微小物質の移動操作部材として適用することができる。
【００１２】
本発明のマイクロ流路デバイスは、マイクロ流路内に羽根部が磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって形成された小型回転体を備えたので、個々のマイクロ流路デバイスごとに小型回転体を回転するためのモータを備える必要がなく、マイクロ流路デバイスの小型化及び低コスト化を図ることができる。また、小型回転体の導入、移動及び交換を適宜行うことができるので、マイクロ流路の構成やサイズそれに攪拌・混合される流体に最適な小型回転体を備えたマイクロ流路デバイスを適宜組み立てることができ、マイクロ流路デバイスの実用性、経済性及び汎用性を高めることができる。
【００１３】
本発明の小型回転体の制御システムは、磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成された小型回転体と、小型回転体を所要の位置に非接触で移動させるレーザーマニピュレーション装置と、羽根部に回転磁界を印加し、小型回転体を非接触で回転させる回転磁界装置とを備えたので、小型回転体の移動制御と回転制御とが可能になり、マイクロ流路内における微量の流体の攪拌・混合や、微小物質の移動操作等を高能率に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
まず、本発明に係る小型回転体の実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る小型回転体の平面図、図２は実施形態例に係る小型回転体の側面図、図３は実施形態例に係る小型回転体の他の例を示す平面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、実施形態例に係る小型回転体１は、中心部に配置された非磁性体からなる球状の回転保持部２と、当該回転保持部２と一体に形成された磁性体からなる板状の羽根部３とから形成されている。回転保持部２を構成する非磁性体としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２などを用いることができ、羽根部３を構成する磁性体としては、ＦｅＣｏ合金、ＦｅＮｉＣｏ合金又は磁性ステンレス合金などの合金、フェライトやガーネットなどの磁性酸化物、それにネオジウム鉄ボロン系合金などを用いることができる。
【００１６】
回転保持部１及び羽根部２の構成材料並びにサイズは、小型回転体１が適用される流路のサイズや流量それに小型回転体１を回転する回転磁界の強度などに応じて設計される。一例として、本願発明者らは、直径が１μｍのＳｉＯ２からなる球形の回転保持部２と、Ｆｅ５０Ｃｏ５０合金にて形成された平板状の羽根部３とからなる小型回転体１を作製した。羽根部３の全長は１０μｍ、羽根部３の幅及び厚さは０．５μｍとした。小型回転体１の作製は、回転保持部２と羽根部３とを別々に作製した後、羽根部３の中央部に形成された輪状部内に回転保持部２をはめ込むことにより行った。また、全体をＳｉＯ２でコーティングした。
【００１７】
なお、図１及び図２の例では、羽根部３を平板状に形成したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、流体の攪拌効率を高めたり微小物質の移動操作を高能率に行うため、図３（ａ）〜（ｃ）に例示するように、羽根部３の形状については任意に形成することができる。また、羽根部３は、その全体を磁性体にて形成する必要はなく、回転磁界による回転が可能であるように構成する材料の少なくとも一部に磁性体を用いて形成することができる。
【００１８】
小型回転体１は、レーザーマニピュレーション装置による任意の位置への移動を可能にするため、前記羽根部３の全長を１０μｍ以下とすることが特に好ましい。即ち、レーザマニピュレーション装置には、波長が６５０ｎｍ程度の可視光領域のレーザが光源として備えられている。このような光を開口数が１以下の対物レンズで集光する場合、スポット径が略１μｍ以下となるので、この集束光によって捕捉可能な物体の大きさも直径が１μｍ程度以下のものとなるが、本発明の小型回転体１のように突起物構造の羽根部３がある場合には、最大１０μｍまで位置制御を行うことができる。
【００１９】
本例の小型回転体１は、羽根部３を磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって形成したので、羽根部３に回転磁界を印加することによって非接触で回転駆動することができる。よって、モータなどを用いる場合に比べて小型回転体１の形状及び構成を簡略化することができて小型回転体のマイクロ化が可能になり、微量の流体を攪拌・混合するための撹拌子や、微小物体を移動操作するための手段として適用することができる。また、羽根部３の中心部に球状の回転保持部２を形成したので、小型回転体１の回転を円滑なものにすることができ、回転磁界の小型化を図ることができる。なお、小型回転体１を高速で回転しない場合などには、この回転保持部２を省略することもできる。
【００２０】
次に、前記小型回転体１の適用例として、微量流体の攪拌・混合に適用されるマイクロ流路デバイスの構成を図４に基づいて説明する。図４は実施形態例に係るマイクロ流路デバイスの透視斜視図である。
【００２１】
図４に示すように、本例のマイクロ流路デバイス１１は、所要のマイクロ流路１２が形成された下ハーフ１３と当該下ハーフ１３の上面に貼り合わされた上ハーフ１４とから構成されており、これら下ハーフ１３及び上ハーフ１４は、シリコン、ガラス、セラミクス又は樹脂若しくはそれらの組合せをもって形成されている。
【００２２】
本例のマイクロ流路デバイス１１においては、マイクロ流路１２が、２つの試料導入口１５，１６と１つの試料排出口１７とを有するＹ字形に形成されており、前記の各口に連通するマイクロ流路１２の合流部に小型回転体１を導入して試料の攪拌を行う攪拌スペース１８が設けられている。試料導入口１５，１６及び試料排出口１７のうちの少なくとも１つは、小型回転体１を導入可能な形状及びサイズに形成される。小型回転体１は、形状及びサイズが小型回転体１を導入可能に形成された試料導入口１５，１６又は試料排出口１７からマイクロ流路１２内に導入され、攪拌スペース１８内に設定される。
【００２３】
マイクロ流路１２は、溝幅が２０μｍ〜３０μｍ程度であり、フォトリソグラフィ技術によって所要の流路パターンが下ハーフ１３に転写される。また、転写された流路パターンの加工は、化学的なエッチングや物理的なエッチングによって行われる。その他、下ハーフ１３及び上ハーフ１４の加工には、フォトリソグラフィ、エッチング及びマイクロ加工などが適用される。なお、マイクロ流路１２の溝幅は、試料の混合効果及び混合効率とマイクロ流路１２内を流れる試料の流動抵抗とを考慮して、羽根部３の全長よりも大きく、かつ、羽根部３の全長の３倍よりも小さく形成される。一例として、本願発明者らは、厚さが１ｍｍの石英ガラスを下ハーフ１３として用い、これにフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を応用して幅が２０μｍで深さが２０μｍのＹ字状の流路１２を形成した後、当該下ハーフ１３の流路形成面に厚さが０．３ｍｍの石英ガラスからなる上ハーフ１４を接着して、マイクロ流路デバイス１１を作製した。
【００２４】
このマイクロ流路デバイス１１には、試料である流体の輸送を行うマイクロポンプやマイクロバルブ、試料の反応に使用されるマイクロリアクタ、混合された試料の解析に使用されるマイクロアナライザ等の図示しない各種の装置が必要に応じて接続される。
【００２５】
本例のマイクロ流路デバイス１１は、マイクロ流路１２内への小型回転体１の導入及びマイクロ流路１２内からの小型回転体１の排出を任意に行うことができるので、マイクロ流路１２の構成と小型回転体１を構成とが異なる各種のマイクロ流路デバイス１１を容易に構築することができ、多種多様な化学合成や化学分析に安価に対応することができる。即ち、試料導入口１５，１６や試料排出口１７の開口数やマイクロ流路１２の形状及びサイズ、それに薬液のフラックス量などが異なる各種のセル（小型回転体１を有しないマイクロ流路デバイス１１）と、羽根部３の構成材料やサイズが異なる各種の小型回転体１とを用意しておき、化学合成や分析の内容に応じて最適のセルと小型回転体１とを組み合わせることにより、用途に応じた最適のマイクロ流路デバイス１１を容易に構築することができるので、実験コストの低減とマイクロ流路デバイス１１を用いて行うことができる化学合成又は化学分析の多様化を図ることができる。
【００２６】
また、小型回転体１の性能が不十分であったり小型回転体１が故障した場合には、小型回転体１を交換するだけでマイクロ流路デバイス１１の性能アップや原状への復帰を行うことができるので、修理交換に要する費用及び修理交換に伴う作業の中断を最小限にすることができる。また、事後的に新規かつ高性能の小型回転体１が開発された場合には、直ちにそれを投入することができ、新規なセルの開発が不要であるので、この点からも大きなコストメリットを得ることができる。
【００２７】
次に、前記マイクロ流路デバイス１１内に導入された小型回転体１の移動制御と回転制御とを行う小型回転体制御システムの構成を図５乃至図７に基づいて説明する。図５は実施形態例に係る小型回転体制御システムの構成図、図６は小型回転体に対するレーザ光の照射状態及び回転磁界の印加状態を示す説明図、図７はレーザーマニピュレーション装置による小型回転体の移動制御手順を示すフロー図である。
【００２８】
図５に示すように、本例の小型回転体制御システムは、マイクロ流路１２内に小型回転体１が導入されたマイクロ流路デバイス１１と、小型回転体１をマイクロ流路１２内の所要の位置に非接触で移動させるレーザーマニピュレーション装置２１と、羽根部３に回転磁界を印加し、小型回転体１を非接触で回転させる回転磁界装置４１とからなる。
【００２９】
レーザーマニピュレーション装置２１は、図５に示すように、波長が６５０ｎｍの第１及び第２のレーザ光源２２，２３と、第１のレーザ光源２２より出射されたレーザ光Ｌ１をスキャンニングする電子制御ミラー２４と、第２のレーザ光源２３より出射されたレーザ光Ｌ２を反射する第１のダイクロイックミラー２５と、電子制御ミラー２４にてスキャンニングされたレーザ光Ｌ１と第１のダイクロイックミラー２５にて反射されたレーザ光Ｌ２とを合成する偏光ビームスプリッタ２６と、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２の合成レーザ光Ｌ３を反射する第２のダイクロイックミラー２７と、マイクロ流路デバイス１１が搭載されたＸＹステージ２８と、マイクロ流路デバイス１１中の小型回転体１に合成レーザ光Ｌ３を集光する対物レンズ２９と、小型回転体１からの反射レーザ光を対物レンズ２９、第２のダイクロイックミラー２７及び偏光ビームスプリッタ２６を介して受光する４分割フォトダイオード３０と、マイクロ流路デバイス１１に照明光Ｌ４を照射する照明用光源３１及び照明用レンズ３２と、マイクロ流路デバイス１１及びＸＹステージ２８を透過した照明光Ｌ４を対物レンズ２９、第２のダイクロイックミラー２７及び全反射ミラー３３を介して受光する撮像装置３４と、撮像装置３４にて撮像されたマイクロ流路デバイス１１の画像を表示するモニタ３５と、４分割フォトダイオード３０の出力信号及びモニタ３５の出力信号に基づいて電子制御ミラー２４の制御信号を算出する制御部（コンピュータ）３６とからなり、ＸＹステージ２８の周囲には、回転磁界装置４１が配置されている。
【００３０】
前記電子制御ミラー２４としては、ガルバノミラー、ピエゾ駆動ミラー、アクチュエータ駆動ミラーなどを適宜用いることができる。また、前記撮像装置３４としては、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどを用いることができる。
【００３１】
微小物体にレーザ光を照射すると、レーザ光の放射圧により微小物体を捕捉することができ、また、レーザ光の光軸を移動することにより捕捉された微小物体の移送を行うことができる。レーザーマニピュレーション装置２１は、小型回転体１の捕捉と移送とに適用されるものであって、図７の手順にて小型回転体１の捕捉と移送とを行う。即ち、撮像装置３４によって撮像された小型回転体１を含むマイクロ流路デバイス１１の画像を制御部３６にキャプチャし（手順Ｓ１）、キャプチャされた画像中に存在する小型回転体１の座標を求める（手順Ｓ２）。次いで、算出された小型回転体１の現在の座標から小型回転体１を設定する目的位置の座標までの最適行路を算出し（手順Ｓ３）。次いで、ＸＹステージ２８を操作して対物レンズ２９と小型回転体１との相対位置を変更し、予め設定された前記相対位置の移動量から次時間における小型回転体１の移動先となる移動先座標を算出する（手順Ｓ４）。さらに、次時間における移動座標へ小型回転体１を導くように電子制御ミラー２４のミラー角度の算出を行い（手順Ｓ５）、電子制御ミラー２４のミラー角度が算出されたミラー角度と一致するように電子制御ミラー２４に対して制御部から制御信号を出力する（手順Ｓ６）。前記手順Ｓ１〜手順Ｓ６を繰り返すことにより、小型回転体１を目標位置まで移送する。
【００３２】
レーザーマニピュレーション装置２１による小型回転体１の捕捉と移送に際しては、マイクロ流路デバイス１１に形成されたマイクロ流路１２内に小型回転体１を試料と共にポンプで注入し、しかる後にレーザーマニピュレーション装置２１を操作して、小型回転体１を所定の攪拌スペース１８に移動する。マイクロ流路デバイス１１上に照射されるレーザ光のスポット径を約１μｍ、マイクロ流路デバイス１１上におけるレーザ光の強度を約１００ｍＷとしたとき、前述した全長が１０μｍの小型回転体１を３０秒で１．５ｍｍ移動させることができた。
【００３３】
なお、レーザーマニピュレーション装置２１の光学系を工夫することにより、同時に複数個の小型回転体１の捕捉と移送とを行えるようにすることもできる。
【００３４】
回転磁界装置４１は、図６に示すように、多数の電磁石４１ａ〜４１ｎを小型回転体１の設定位置をおおよそ中心とする円周上に配置したものであって、各電磁石４１ａ〜４１ｎに供給されるコイル電流を図示しないスイッチで適宜切り替えることにより、５０〜２０００Ｏｅの回転磁界を小型回転体１に印加し、小型回転体１を６０〜１２００ｒｐｍで回転できるものが用いられる。この回転磁界装置４１は、小型回転体１に均一な磁界を印加できることが必要である。一例として、本願発明者らは、段落〔００２３〕に例示した図４のマイクロ流路デバイス１１の２つの試料導入口１５，１６より水とメタノールとをマイクロ流路１２内に注入し、マイクロ流路１２の合流部に導入された段落〔００１６〕に例示した小型回転体１に鉄芯を用いた電磁石により２００Ｏｅの回転磁界を印加して、小型回転体１を１８０ｒｐｍで回転した。そして、マイクロ流路デバイス１１の試料排出口１７より排出される混合体の混合度を測定したところ、試料が十分に混合されていることが分かった。
【００３５】
本例の小型回転体制御システムは、レーザーマニピュレーション装置２１にて小型回転体１の捕捉と移動とを行うので、マイクロ流路１２に対する小型回転体１の導入や排出を非接触で行うことができる。また、本例の小型回転体制御システムは、回転磁界装置４１にて小型回転体１の回転制御を行うので、マイクロ流路１２内での小型回転体１の回転制御を非接触で行うことができる。よって、マイクロ流路１２内における微量の流体の攪拌・混合を高能率に行うことができる。
【００３６】
なお、前記実施形態例においては、マイクロ流路デバイス１１内に導入された小型回転体１の移動制御と回転制御とを行うものを例にとって本発明の小型回転体制御システムを説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、レーザマニピュレーション装置の視野下で小型回転体１の移動制御と回転制御とを行う全ての制御システムに応用することができる。
【００３７】
例えば、図８に示すように、小型回転体１を微小物質Ｐの操作子として用い、レーザマニピュレーション装置の視野下で小型回転体１の移動制御と回転制御とを行って、微小物質Ｐを微小範囲で移動させる制御システムにも応用することができる。即ち、レーザマニピュレーション装置は、レーザの集束光にて対象物を捕捉するため、対象物が加熱されてしまうという欠点があり、細胞などの熱に弱い物質を直接移動操作することが難しい。これに対して、図８に示すように小型回転体１を介して微小物質Ｐを間接的に操作すると、微小物質Ｐの加熱を防止することができるので、細胞などの熱に弱い物質の取扱いを容易かつ確実に行うことができる。この場合、微小物質Ｐの大きさや形状それに操作の内容に応じて、図２及び図３に例示するような各種の小型回転子１の中から適宜の小型回転子１を選択して操作することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態例に係る小型回転体の平面図である。
【図２】実施形態例に係る小型回転体の側面図である。
【図３】実施形態例に係る小型回転体の他の例を示す平面図である。
【図４】実施形態例に係るマイクロ流路デバイスの透視斜視図である。
【図５】実施形態例に係る小型回転体制御システムの構成図である。
【図６】小型回転体に対するレーザ光の照射状態及び回転磁界の印加状態を示す説明図である。
【図７】レーザーマニピュレーション装置による小型回転体の移動制御手順を示すフロー図である。
【図８】実施形態例に係る小型回転体の他の使用方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 小型回転体
２ 回転保持部
３ 羽根部
１１ マイクロ流路デバイス
１２ マイクロ流路
１５，１６ 試料導入口
１７ 試料排出口
１８ 攪拌スペース
２１ レーザーマニピュレーション装置
４１ 回転磁界装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成され、レーザマニピュレーション装置で任意の位置への移動が可能で、かつ外部から印加した磁界を回転させることにより回転が可能であることを特徴とする小型回転体。
【請求項２】
前記羽根部の中心部に非磁性体からなる回転保持部を有することを特徴とする請求項１に記載の小型回転体。
【請求項３】
前記羽根部の全長が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の小型回転体。
【請求項４】
攪拌しようとする試料の導入口と攪拌された試料の排出口とが開口されたマイクロ流路を有し、前記マイクロ流路内に、磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成され、非接触で回転と任意の位置への移動が可能な小型回転体が導入されていることを特徴とするマイクロ流路デバイス。
【請求項５】
複数の前記導入口と１つの前記排出口とを有し、前記複数の導入口から前記１つの排出口に続く前記マイクロ流路の合流部に前記小型回転体が配置されていることを特徴とする請求項４に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項６】
前記マイクロ流路の溝幅が、前記小型回転体の全長よりも大きく、かつ、前記小型回転体の全長の３倍よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項４に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項７】
前記小型回転体は、前記導入口及び前記排出口の少なくともいずれか一方から前記マイクロ流路内に導入可能であることを特徴とする請求項４に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項８】
前記マイクロ流路を有するデバイス本体がシリコン、ガラス、セラミクス又は樹脂若しくはそれらの組合せをもって形成されていることを特徴とする請求項４に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項９】
磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成された小型回転体と、前記小型回転体を所要の位置に非接触で移動させるレーザーマニピュレーション装置と、前記羽根部に回転磁界を印加し、前記小型回転体を非接触で回転させる回転磁界装置とを備えたことを特徴とする小型回転体の制御システム。
【請求項１】
磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成され、レーザマニピュレーション装置で任意の位置への移動が可能で、かつ外部から印加した磁界を回転させることにより回転が可能であることを特徴とする小型回転体。
【請求項２】
前記羽根部の中心部に非磁性体からなる回転保持部を有することを特徴とする請求項１に記載の小型回転体。
【請求項３】
前記羽根部の全長が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の小型回転体。
【請求項４】
攪拌しようとする試料の導入口と攪拌された試料の排出口とが開口されたマイクロ流路を有し、前記マイクロ流路内に、磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成され、非接触で回転と任意の位置への移動が可能な小型回転体が導入されていることを特徴とするマイクロ流路デバイス。
【請求項５】
複数の前記導入口と１つの前記排出口とを有し、前記複数の導入口から前記１つの排出口に続く前記マイクロ流路の合流部に前記小型回転体が配置されていることを特徴とする請求項４に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項６】
前記マイクロ流路の溝幅が、前記小型回転体の全長よりも大きく、かつ、前記小型回転体の全長の３倍よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項４に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項７】
前記小型回転体は、前記導入口及び前記排出口の少なくともいずれか一方から前記マイクロ流路内に導入可能であることを特徴とする請求項４に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項８】
前記マイクロ流路を有するデバイス本体がシリコン、ガラス、セラミクス又は樹脂若しくはそれらの組合せをもって形成されていることを特徴とする請求項４に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項９】
磁性体又は少なくとも一部に磁性体を含む材料をもって羽根部が形成された小型回転体と、前記小型回転体を所要の位置に非接触で移動させるレーザーマニピュレーション装置と、前記羽根部に回転磁界を印加し、前記小型回転体を非接触で回転させる回転磁界装置とを備えたことを特徴とする小型回転体の制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−４３６０７（Ｐ２００６−４３６０７Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２９５１７（Ｐ２００４−２２９５１７）
【出願日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
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