液体混合デバイス、液体混合方法及び微量検体測定方法
【課題】本発明は、安価な液体混合デバイスの提供を目的とする。
【解決手段】２種の液体を混合するためのデバイスであって、前記デバイスは、交差ユニットを具備するものであり、前記交差ユニットは、２度流路が屈折する第１の屈折流路と、２度流路が屈折し、１度目の屈折後の流路下面は、前記第１の屈折流路の１度目の屈折後の流路天面と連通した構造の第２の屈折流路を備えた液体混合デバイスを提供する。前記デバイスは、好ましくは、前記交差ユニットを複数具備する。さらに好ましくは、前記複数の交差ユニットから流出する液体を１つに収集する収集流路を具備するものである。特に好ましくは、前記収集流路に接続し、中心に向かって渦巻き状に収束してなる第１の渦巻流路と、前記第１の渦巻流路の端部に接続され、外方に向かって渦巻き状に発散してなる第２の渦巻流路を具備するものである。
【解決手段】２種の液体を混合するためのデバイスであって、前記デバイスは、交差ユニットを具備するものであり、前記交差ユニットは、２度流路が屈折する第１の屈折流路と、２度流路が屈折し、１度目の屈折後の流路下面は、前記第１の屈折流路の１度目の屈折後の流路天面と連通した構造の第２の屈折流路を備えた液体混合デバイスを提供する。前記デバイスは、好ましくは、前記交差ユニットを複数具備する。さらに好ましくは、前記複数の交差ユニットから流出する液体を１つに収集する収集流路を具備するものである。特に好ましくは、前記収集流路に接続し、中心に向かって渦巻き状に収束してなる第１の渦巻流路と、前記第１の渦巻流路の端部に接続され、外方に向かって渦巻き状に発散してなる第２の渦巻流路を具備するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体混合デバイス、液体混合方法及び微量検体測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学分析分野又は医療分野における分析において、分析に用いる試料が微量しか得られない場合、又は、混合する試薬が高価な場合、混合する試料及び試薬の量を微量にしてコストの低減を計るために、できるだけ小型な分析デバイスが要求される。本技術に用いられる液体混合デバイスは、いわゆるマイクロＴＡＳ(Micro Total Analysis System)というデバイスである。
【０００３】
しかしながら、この小型なデバイスに形成された微細流路（マイクロ流路ともいう。）では、流路壁との粘着力及び／又は界面張力の影響により、小型デバイスの微細流路において２種の液体を混合することは困難である。この結果、平行多層流という現象が起こる。
【０００４】
例えば、Ｔ字型またはＹ字型からなるマイクロ流路の場合、２つの端を液体の入口、残りの１つを液体の出口とし、２種の液体は合流点で混合して出口へと導かれる。しかし、マイクロメートルオーダーの流路内では、通常のポンプ等で得られる流速では、レイノルズ数が極めて小さく、液体の流れは層流になり液体の混合の程度は拡散に依存する。すなわち、合流点直後では２種の液体はほとんど混合されず分離状態で流路内を流れる。
【０００５】
係る課題を解決するべく、例えば、特許文献１は、外部から供給した複数種類の微量な液体を混合して取り出すマイクロミキサであり、セル内に各液体の導入流路、混合流路および混合液体の流出流路を形成するとともに、混合流路はその流路幅を導入流路、流出流路よりも拡大した偏平状流路となし、且つその流路に沿って局部的に流路断面を狭める複数の絞り部を直列に並べて形成したことを特徴とするマイクロミキサを開示する。
【０００６】
また、特許文献２は、複数の入口流路が結合して、１本の出口流路に連通するマイクロミキシングデバイスにおいて、上記出口流路内に突起を設け、この突起の上流及び下流のいずれか一方の出口流路の流路空間にて周期的に体積変化を生じる構造を有することを特徴とするマイクロミキシングデバイスを開示する。
【０００７】
さらに、特許文献３は、複数の入口流路が結合して、１本の出口流路に連通するマイクロミキシングデバイスにおいて、上記出口流路内に分流と乱流を生じさせる微細粒子を充填したことを特徴とするマイクロミキシングデバイスを開示する。
【０００８】
しかしながら、分析デバイスの小型化はコストの低減を目的としているのにも関わらず、いずれのデバイスも構造が複雑であるため製造のコストが高くなってしまい、本来の目的と矛盾している。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３４６３５５号公報
【特許文献２】特開２００５−１１８６３４号公報
【特許文献３】特開２００５−１２７８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、安価な液体混合デバイスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、敢えて平行多層流（以下、単に層流ともいう）を複数生じさせることにより、混合に必要な溶液内分子の拡散の時間短縮できることに着目し、本発明の完成に至った。
【００１２】
つまり、本発明は以下よりなる。
１．少なくとも２種の液体を混合するためのデバイスであって、
前記デバイスは、複数の交差ユニット、及び収集流路を具備するものであり、
前記交差ユニットは、２度流路が屈折する第１の屈折流路と、２度流路が屈折する第２の屈折流路を備え、
前記第２の屈折流路における１度目の屈折後の流路下面が、前記第１の屈折流路の１度目の屈折後の流路天面と連通した構造を備え、
前記収集流路は、前記複数の交差ユニットから流出する液体を１つに収集する構造であることを特徴とする液体混合デバイス。
２．前記屈折流路における屈折が、略垂直である前項１に記載の液体混合デバイス。
３．さらに、前記収集流路に接続した検出部位を備える前項１又は２に記載の液体混合デバイス。
４．前記検出部位が、
中心に向かって渦巻き状に収束してなる第１の渦巻流路と、
前記第１の渦巻流路の端部に接続され、外方に向かって渦巻き状に発散してなる第２の渦巻流路からなる、
前項３に記載の液体混合デバイス。
５．前項１〜４のいずれか１項に記載の液体混合デバイスを用いることによる少なくとも２種の液体を混合する液体混合方法。
６．前記液体混合デバイスにおいて、複数の交差ユニットにて複数の層流を形成した後、前記収集流路にて前記複数の層流を収集し、少なくとも２種の液体を混合する前項５に記載の液体混合方法。
７．微量検体を測定する方法であって、
前項３又は４に記載の液体混合デバイスを用いることを特徴とし、
前記液体混合デバイスにおいて、複数の交差ユニットにて複数の層流を形成した後、前記収集流路にて前記複数の層流を収集し、少なくとも２種の液体を混合した後、
検出部位にて前記微量検体を測定する微量検体測定方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の液体混合デバイスは、構造が比較的単純であるため、製造コストは安価にできる。また、容易に液体を混合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の液体混合デバイスは、液体の導入流路、混合流路並びに混合液体の流出流路を含む液体混合デバイスであり、交差ユニット及び収集流路を具備する。
以下に本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応する部分を示すものとする。また、本発明は図面の内容に限定されるものでないことは明らかである。
【００１５】
図１において、本発明の液体混合デバイスの交差ユニットＡを示す。交差ユニットＡは、層流を形成させる構造を有するものをいう。交差ユニットＡは、２度流路が屈折する第１の屈折流路１と、２度流路が屈折する第２の屈折流路２を備える。そして、第２の屈折流路２の１度目の屈折後の流路２２下面は、第１の屈折流路１の１度目の屈折後の流路１２天面と連通した構造を備える。
【００１６】
本発明の液体混合デバイスは、複数の交差ユニットＡにより複数の層流を形成させた後、当該複数の層流間における分子拡散により、少なくとも２種の液体を混合するものである。混合する液体は、目的・用途に応じて適宜選択することができる。例えば、分析化学分野及び医療分野において用いる場合、少なくとも２種の液体のうちの１種の液体は、測定対象の微量検体を含む試料液が挙げられる。この場合、他方の少なくとも１種の液体は、当該微量検体を測定するための少なくとも１種の試薬液とすることができる。また、例えば、微量な２種類の医薬品の混合にも使用することができる。
【００１７】
微量検体とは、目的とする測定対象であって、試料液中における存在濃度が希薄であるものをいう。このような微量検体の例としては、環境ホルモン、エンドトキシン、疾病マーカータンパク質、農薬（残留農薬）、微生物、食品内毒素、食品内病原菌、重金属及びレア金属などの物質が挙げられる。また、試料液とは、微量検体を含むと考えられる液体であれば特に限定されるものではないが、例えば、唾液、涙、血液、尿及び骨髄液などの生体液、水道水、下水、川及び海などの水系が挙げられる。
【００１８】
さらに、他方の少なくとも１種の液体は、当該微量検体を測定するための測定系に応じてその数は適宜設定できるため、特に限定されるものではない。例えば、微量検体がエンドトキシンの場合、測定系としては抗エンドトキシン抗体−アルカリホスファターゼ修飾ＩｇＧ抗体による二次抗体系が挙げられる。この場合は、抗エンドトキシン抗体を含む第１の溶液と、アルカリホスファターゼ修飾ＩｇＧ抗体を含む第２の溶液と、当該アルカリホスファターゼの基質を含む第３の溶液の３種類の溶液を用いることができる。また、例えば、エンドトキシンの測定系として米国特許公報第６，６４５，７２４号に開示されている遺伝子組み換えファクターＣによる測定系が挙げられる。この場合は、遺伝子組み換えファクターＣを含む第１の溶液と、遺伝子組換えファクターＣによる加水分解により蛍光物質が遊離する蛍光物質修飾オリゴペプチド（Ｂｏｃ−Ｖａｌ−Ｐｒｏ−Ａｒｇ−ＭＣＡ、Ｂｏｃ：ブトキシカルボニル基、Ｖａｌ：バリン、Ｐｒｏ：プロリン、Ａｒｇ：アルギニン、ＭＣＡ：７−アミド−メチルクマリン）を含む第２の溶液の２種の液体を用いることができる。
【００１９】
上述したエンドトキシンの測定系においては、アルカリホスファターゼ又は遺伝子組換えファクターＣにより遊離した蛍光物質を測定することによりエンドトキシンの濃度を測定することができる。
【００２０】
したがって、微量検体の測定を実現するためには、試薬を構成する溶媒は、マーカーを溶解することができるものであり、且つ試料液と混合できるものでなければならない。例えば、試料液が、水道、下水、川及び海などの水である場合は、試薬を構成する溶媒は、水系のものであればよい。市販されている試薬のほとんどは、溶媒として緩衝液が用いられている。
【００２１】
本発明の液体混合デバイスにおいて、交差ユニットＡを構成する材料は、流路の形状を維持する程度の強度を有するものであれば特に限定されるものではない。但し、検出の際に、蛍光量や発光量の測定を可能とするためには、流路の材料は、透明であることが好ましい。上述したように、微量検体に用いる試薬を構成する溶媒は緩衝液を含む水系のものがほとんどである観点から、ポリアクリル系樹脂又はポリジメチルシロキサンが挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。これらの材料は、安価で、大量生産が可能であり、破損しても作業者が怪我をするおそれがなく、使い捨て用として使用できる観点からも好ましい。
【００２２】
さらに、上述した全ての流路の大きさは、いわゆる微細流路を意図するものであり、シリンジポンプなどの送液手段及び／又は毛細管現象により、液体が当該流路を流れることができる程度の大きさであれば、特に限定されるものではない。例えば、高さ約１〜１，０００μｍ、好ましくは約１００〜５００μｍであり、幅は約１〜１，０００μｍ、好ましくは約１００〜５００μｍである。
【００２３】
本発明においては、いくつもの液流方向が存在する。本発明の液体混合デバイスにおける、交差ユニットＡの理解をより明確にするために、それぞれの液流方向についてベクトル表示を用いて説明することとする。表１及び図２において、それぞれの液流方向に対するベクトル表示を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
本発明の交差ユニットＡは、具体的には、１度目の屈折前の流路１１，２１と、１度目の屈折後であって２度目の屈折前の流路１２，２２と、２度目の屈折後の流路１３，２３を具備する（図１参照）。第１の屈折流路１及び第２の屈折流路２はそれぞれ１度目の屈折における流路及び２度目の屈折における流路をいう。各屈折流路における上記３種類の流路は、後述する製造が容易となる観点から、同一水平面上で配置することが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。図２は、本発明の屈折流路１，２をベクトル的に表示した概念図である。屈折の角度は、表１における、ベクトルＸ１とベクトルＸ２、ベクトルＸ２とベクトルＸ３、ベクトルＹ１とベクトルＹ２、並びに、ベクトルＹ２とベクトルＹ３のそれぞれのなす角をいう。屈折の角度は、効率よく層流を形成させる観点から、その角度は約４５〜１３５度が好ましく、図２に示すように略垂直であることが特に好ましい。
【００２６】
さらに、流路が複雑な構造とならないようにするためには、図１及び２に示すように第１の屈折流路１において、１度目の屈折前の流路１１と、２度目の屈折後の流路１３が平行であることが好ましい。さらに、第１の屈折流路１において、１度目の屈折前の流路１１における液流方向（ベクトルＸ１）と、２度目の屈折後の流路１３の液流方向（ベクトルＸ３）が同一方向であることが好ましい。これは、第２の屈折流路２に関しても同様である。
【００２７】
そして、第２の屈折流路２の１度目の屈折後の流路２２下面は、第１の屈折流路１の１度目の屈折後の流路１２天面と連通する構造を備える。以下、この連通した部分を、連通箇所と称す。つまり、第１の屈折流路１及び第２の屈折流路２におけるそれぞれの屈折が、同一水平面上である場合、第１の流路１を上段とし、第２の流路２を下段とした２階層の流路が形成される。そして、この連通箇所で層流が発生する。その後、第１の屈折流路１の２度目の屈折後の流路１３及び第２の屈折流路２の２度目の屈折後の流路２３は、２種の液体による層流が流れ出る。連通は、第２の屈折流路２の１度目の屈折後の流路２２下面が、第１の屈折流路１の１度目の屈折後の流路１２天面と連通すればよい。言い換えれば、図１に示すように第２の屈折流路２の１度目の屈折後の流路２２下面全体と、第１の屈折流路１の１度目の屈折後の流路１２天面全体が連通し、一体となった構造である。
【００２８】
また、第１の屈折流路１の１度目の屈折後から２度目の屈折前までの流路における液流方向（ベクトルＸ２）を固定した場合に対する、第２の屈折流路２の１度目の屈折後から２度目の屈折前までの流路における液流方向（ベクトルＹ２）は、第２の屈折流路２における液体の流入方向により２通り存在する。しかし、図２に示すように交差ユニットＡにおけるベクトルＸ２の方向は、ベクトルＹ２の方向と同じにする。これにより、交差ユニットＡにおいて層流が発生する。
【００２９】
本発明の液体混合デバイスは、以上に説明した交差ユニットＡを複数備えることを特徴とする。交差ユニットＡを複数備えることにより、収集流路４以下の流路内における層流の数を増加させることができる。増加された複数の層流は、当該複数の層流間の分子拡散の時間が短縮し、その結果、迅速に二液を混合することができる。ここにおいて複数とは、２つ以上をいうが、液体混合デバイスにおける流路が占める面積割合より、２、３個程度とすれば十分な作用とする。
【００３０】
また、交差ユニットＡの配置は、当業者により適宜設計することができる。図３は、本発明の液体混合デバイスの好ましい態様を示す。図３に示す液体混合デバイスは、交差ユニットＡ１〜Ａ３により効率的に複数の層流を発生させることができる。この際、それぞれの交差ユニットＡの第１の屈折流路１及び第２の屈折流路２のそれぞれに接続される送液流路３１，３２を適宜備えればよい。
【００３１】
そして、全ての交差ユニットＡから流出する液体を１つに収集する収集流路４を具備することにより、並列に配列した交差ユニットＡ１〜Ａ３にて発生した層流を収集することができる。収集流路４に収集された複数の層流は、短時間で溶液内分子の拡散を完了し、２種の液体は混合される。たとえ液圧が均等にかからず、交差ユニットＡ１〜Ａ３のいずれか１で十分に層流が発生しなかったとしても、他の交差ユニットにより２種の液体が交差しているため、当該収集流路４において補完的に２種の液体を混合することができる。この際、交差ユニットＡが上述した上下２段の形態である場合は、いずれか一方の平面上の流路に液体が収集されてもよい。
【００３２】
以上により収集した液体は、検出部位５において蛍光測定を可能とする装置により測定される。測定装置は、特に限定されるものではないが、感度が向上する観点から、光電子増倍管を備える装置であることが好ましい。
【００３３】
検出部位５の流路は、励起光スポットが照射される領域内で液流又は液溜するような構造であれば特に限定されるものではなく、例えば、ジグザグ型の流路、渦巻型の流路及び正方形や円形などの形状を有する貯留部などが挙げられる。特に、上述の複数の層流が分子的に拡散し、混合するのに十分な時間を与える観点から、渦巻型の流路が好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３４】
渦巻型の流路とは、中心に向かって渦巻き状に収束してなる第１の渦巻流路５１と、第１の渦巻流路５１の端部に接続され、外方に向かって渦巻き状に発散してなる第２の渦巻流路５２を備える。渦巻きの形状は、螺旋状に収束する形状、及び、複数の屈折により収束する形状が挙げられる。特に、複数の屈折により収束する形状であれば、流路壁面に液体が衝突するため、さらに均質な混合液体となる。そして、これら渦巻流路５１，５２に流れている間は微量検体の測定を積算して行うこともできる。
【００３５】
以上に説明した交差ユニットＡを流れるそれぞれの液体の流速は、流路サイズ、及び、反応系におけるインキュベーション時間などによって当業者が適宜設定できるものであり、特に限定されるものではないが、約０．１〜１０μｌ／ｍｉｎが好ましい。
【００３６】
以上に説明した液体混合デバイスの流路は、第１の屈折流路１及び第２の屈折流路２をそれぞれ独立に製造し、第２の屈折流路２の１度目の屈折後の流路２２下面が、第１の屈折流路１の１度目の屈折後の流路１２天面と連通するように製造すればよい。
【００３７】
好ましい製造例としては、例えば、図４に示すように２枚に板を貼り合わせる方法が挙げられる。この製造例によれば、少なくとも２種の液体を混合するための交差ユニットＡの形成が非常に容易となる。第１の基板６は、第１の屈折流路１となる凹溝が形成される。当該凹溝は、第１の屈折流路１の天面及び両側面となる。第２の基板７は、第２の屈折流路２となる凹溝が形成される。当該凹溝は、第２の屈折流路２の底面及び両側面となる。そして、第２の基板７の凹溝が形成されない平面は、第１の基板６と貼り合わせることにより、第１の屈折流路１の底面となる。一方で、第１の基板６の凹溝が形成されない平面は、第２の基板７と貼り合わせることにより、第２の屈折流路２の天面となる。つまり、第２の屈折流路２の１度目の屈折後の流路２２下面と、第１の屈折流路１の１度目の屈折後の流路天面１２が連通する箇所は、第１の基板６及び第２の基板７のそれぞれの凹溝が重なる箇所である。
【００３８】
上述の基板への凹溝の形成は、本発明の流路が微細流路であることから、図５に示すようなフォトマスクを用いてフォトリソグラフィー法により作製した鋳型により成形する方法が主に挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、エッチング法でも作製することができる。
【００３９】
また、第１の基板６と第２の基板７の貼り合わせる方法は、例えば、プラズマ処理などによる表面処理後に貼り合わせる方法、又は、接着剤による貼り合わせる方法が挙げられる。特に、凹溝、つまり、流路が親水化し、液体が当該流路を流れやすくなるという作用も奏する観点から、プラズマ処理を施した後に接合する方法が好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４０】
また、それぞれの基板に目印を付しておくと２枚の基板を貼り合わせが容易となり好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００４１】
以下に参考例、実施例及び実験例を示して本発明を説明するが、本実施例は発明の内容をより理解するためのものであって、本発明は本実施例に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００４２】
参考例１：フォトリソグラフィー法による鋳型の作製
図３に示す液体混合デバイスを製造することを目的に、まず流路を形成するための鋳型を作製した。洗浄したガラス基板にエポキシ系ネガティブフォトレジスト（ＭｉｃｒｏＣｈｅｍ社製、ＳＵ−８ＴＭ ２１００）をスピンコート法により、厚さ約２５０μｍのスピンコート膜を作製した。約９５℃、約１．５時間でベークして、溶剤を揮発させ、スピンコート膜を硬化させた。そして、あらかじめ作製しておいた図４に示すフォトマスクをスピンコート膜の上に載置し，マスクアライナ（ミカサ株式会社製、ＭＡ−２０型）を用いて紫外光を約９０秒間露光した。約９５℃、約２０分間で再度ベークした後、現像することにより図５のフォトマスクの露光部分（図面の白部分）が凸となった２種類のスピンコート膜を作製した。そして、このスピンコート膜を、３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロへキシルトリクロロシランを気相化させた環境中に約２時間静置することによりシラン化処理を施した。
【００４３】
実施例１：液体混合デバイスの製造
参考例１で作製した２種類のそれぞれの鋳型を、凸部が上面となるように容器の底においた。次に、２剤混合式のポリジメチルシロキサン合成キット（東レ・ダウコーニング株式会社製、シルポット １８４Ｗ／Ｃ）を用いてポリジメチルシロキサン基板６，７を製造した。具体的には、製品添付のジメチルシロキサンと重合開始剤を、重量比１０：１で混合した混合物を容器に流し込んだ。容器内にて、約７０℃で約１時間重合反応を行い、ポリジメチルシロキサンを合成することにより、硬化した２種類のポリジメチルシロキサン基板８，９を製造した。その後、外界と接続するための３箇所に穴をあけた。それぞれの穴は、図３における第１の液体の導入口ａ１、第２の液体の導入口ａ２及び混合した液体の導出口ｂである。次にそれぞれの基板６，７の接着面に酸素プラズマ処理（１００Ｗ、３０秒）施し、２枚の基板を貼り合わせた（図４）。そして、約２日間重しをかけることにより、本発明の液体混合デバイスを製造した。
【００４４】
実験例１：液体混合デバイスを用いた２種の液体の混合実験
実施例１で製造した液体混合デバイスを用いて２種の液体の混合実験を行った。具体的には、実施例１で製造した液体混合デバイスの第１の液体の導入口ａ１に赤色に染色した水を、第２の液体の導入口ａ２に青色に染色した水をそれぞれシリンジポンプにて注入し、２種の液体の混合の様子を観察した。この時の流速は、約２μｌ／ｍｉｎとした。
【００４５】
その結果を図６に示す。実施例１における貼り合わせの作業でズレが生じたためか、一部の交差ユニットＡ３で均質に混合できない箇所がみられたが、収集流路４により補完的に２種の液体が混合したことを確認した。さらに第１の渦巻流路５１にて均質に混合され、第２の渦巻流路５２では完全に混合されたことを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の液体混合デバイスは、構造が比較的単純であるため、製造コストは安価である。また、容易に液体を混合することができる。したがって、分析化学分野及び医療分野における微量検体の分析、又は、医療分野における微量薬剤の混合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の液体混合デバイスの交差ユニットＡの斜視図である。
【図２】本発明の液体混合デバイスの交差ユニットＡのベクトル表示による概念図である。
【図３】本発明の液体混合デバイスの一実施態様を示す図である。
【図４】図３の液体混合デバイスの一製造例を示す図である。
【図５】図４の第１の基板６及び第２の基板７を製造するための鋳型の写真図である。
【図６】実験例１の結果を示す写真図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 第１の屈折流路
１１ 第１の屈折流路における１度目の屈折前の流路
１２ 第１の屈折流路における１度目の屈折後から２度目の屈折前までの流路
１３ 第１の屈折流路における２度目の屈折後の流路
２ 第２の屈折流路
２１ 第２の屈折流路における１度目の屈折前の流路
２２ 第２の屈折流路における１度目の屈折後から２度目の屈折前までの流路
２３ 第２の屈折流路における２度目の屈折後の流路
３１，３２ 送液流路
４ 収集流路
５１ 第１の渦巻流路
５２ 第２の渦巻流路
６ 第１の基板
７ 第２の基板
Ａ 交差ユニット
ａ１ 第１の液体の導入口
ａ２ 第２の液体の導入口
ｂ 液体の導出口
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体混合デバイス、液体混合方法及び微量検体測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学分析分野又は医療分野における分析において、分析に用いる試料が微量しか得られない場合、又は、混合する試薬が高価な場合、混合する試料及び試薬の量を微量にしてコストの低減を計るために、できるだけ小型な分析デバイスが要求される。本技術に用いられる液体混合デバイスは、いわゆるマイクロＴＡＳ(Micro Total Analysis System)というデバイスである。
【０００３】
しかしながら、この小型なデバイスに形成された微細流路（マイクロ流路ともいう。）では、流路壁との粘着力及び／又は界面張力の影響により、小型デバイスの微細流路において２種の液体を混合することは困難である。この結果、平行多層流という現象が起こる。
【０００４】
例えば、Ｔ字型またはＹ字型からなるマイクロ流路の場合、２つの端を液体の入口、残りの１つを液体の出口とし、２種の液体は合流点で混合して出口へと導かれる。しかし、マイクロメートルオーダーの流路内では、通常のポンプ等で得られる流速では、レイノルズ数が極めて小さく、液体の流れは層流になり液体の混合の程度は拡散に依存する。すなわち、合流点直後では２種の液体はほとんど混合されず分離状態で流路内を流れる。
【０００５】
係る課題を解決するべく、例えば、特許文献１は、外部から供給した複数種類の微量な液体を混合して取り出すマイクロミキサであり、セル内に各液体の導入流路、混合流路および混合液体の流出流路を形成するとともに、混合流路はその流路幅を導入流路、流出流路よりも拡大した偏平状流路となし、且つその流路に沿って局部的に流路断面を狭める複数の絞り部を直列に並べて形成したことを特徴とするマイクロミキサを開示する。
【０００６】
また、特許文献２は、複数の入口流路が結合して、１本の出口流路に連通するマイクロミキシングデバイスにおいて、上記出口流路内に突起を設け、この突起の上流及び下流のいずれか一方の出口流路の流路空間にて周期的に体積変化を生じる構造を有することを特徴とするマイクロミキシングデバイスを開示する。
【０００７】
さらに、特許文献３は、複数の入口流路が結合して、１本の出口流路に連通するマイクロミキシングデバイスにおいて、上記出口流路内に分流と乱流を生じさせる微細粒子を充填したことを特徴とするマイクロミキシングデバイスを開示する。
【０００８】
しかしながら、分析デバイスの小型化はコストの低減を目的としているのにも関わらず、いずれのデバイスも構造が複雑であるため製造のコストが高くなってしまい、本来の目的と矛盾している。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３４６３５５号公報
【特許文献２】特開２００５−１１８６３４号公報
【特許文献３】特開２００５−１２７８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、安価な液体混合デバイスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、敢えて平行多層流（以下、単に層流ともいう）を複数生じさせることにより、混合に必要な溶液内分子の拡散の時間短縮できることに着目し、本発明の完成に至った。
【００１２】
つまり、本発明は以下よりなる。
１．少なくとも２種の液体を混合するためのデバイスであって、
前記デバイスは、複数の交差ユニット、及び収集流路を具備するものであり、
前記交差ユニットは、２度流路が屈折する第１の屈折流路と、２度流路が屈折する第２の屈折流路を備え、
前記第２の屈折流路における１度目の屈折後の流路下面が、前記第１の屈折流路の１度目の屈折後の流路天面と連通した構造を備え、
前記収集流路は、前記複数の交差ユニットから流出する液体を１つに収集する構造であることを特徴とする液体混合デバイス。
２．前記屈折流路における屈折が、略垂直である前項１に記載の液体混合デバイス。
３．さらに、前記収集流路に接続した検出部位を備える前項１又は２に記載の液体混合デバイス。
４．前記検出部位が、
中心に向かって渦巻き状に収束してなる第１の渦巻流路と、
前記第１の渦巻流路の端部に接続され、外方に向かって渦巻き状に発散してなる第２の渦巻流路からなる、
前項３に記載の液体混合デバイス。
５．前項１〜４のいずれか１項に記載の液体混合デバイスを用いることによる少なくとも２種の液体を混合する液体混合方法。
６．前記液体混合デバイスにおいて、複数の交差ユニットにて複数の層流を形成した後、前記収集流路にて前記複数の層流を収集し、少なくとも２種の液体を混合する前項５に記載の液体混合方法。
７．微量検体を測定する方法であって、
前項３又は４に記載の液体混合デバイスを用いることを特徴とし、
前記液体混合デバイスにおいて、複数の交差ユニットにて複数の層流を形成した後、前記収集流路にて前記複数の層流を収集し、少なくとも２種の液体を混合した後、
検出部位にて前記微量検体を測定する微量検体測定方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の液体混合デバイスは、構造が比較的単純であるため、製造コストは安価にできる。また、容易に液体を混合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の液体混合デバイスは、液体の導入流路、混合流路並びに混合液体の流出流路を含む液体混合デバイスであり、交差ユニット及び収集流路を具備する。
以下に本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応する部分を示すものとする。また、本発明は図面の内容に限定されるものでないことは明らかである。
【００１５】
図１において、本発明の液体混合デバイスの交差ユニットＡを示す。交差ユニットＡは、層流を形成させる構造を有するものをいう。交差ユニットＡは、２度流路が屈折する第１の屈折流路１と、２度流路が屈折する第２の屈折流路２を備える。そして、第２の屈折流路２の１度目の屈折後の流路２２下面は、第１の屈折流路１の１度目の屈折後の流路１２天面と連通した構造を備える。
【００１６】
本発明の液体混合デバイスは、複数の交差ユニットＡにより複数の層流を形成させた後、当該複数の層流間における分子拡散により、少なくとも２種の液体を混合するものである。混合する液体は、目的・用途に応じて適宜選択することができる。例えば、分析化学分野及び医療分野において用いる場合、少なくとも２種の液体のうちの１種の液体は、測定対象の微量検体を含む試料液が挙げられる。この場合、他方の少なくとも１種の液体は、当該微量検体を測定するための少なくとも１種の試薬液とすることができる。また、例えば、微量な２種類の医薬品の混合にも使用することができる。
【００１７】
微量検体とは、目的とする測定対象であって、試料液中における存在濃度が希薄であるものをいう。このような微量検体の例としては、環境ホルモン、エンドトキシン、疾病マーカータンパク質、農薬（残留農薬）、微生物、食品内毒素、食品内病原菌、重金属及びレア金属などの物質が挙げられる。また、試料液とは、微量検体を含むと考えられる液体であれば特に限定されるものではないが、例えば、唾液、涙、血液、尿及び骨髄液などの生体液、水道水、下水、川及び海などの水系が挙げられる。
【００１８】
さらに、他方の少なくとも１種の液体は、当該微量検体を測定するための測定系に応じてその数は適宜設定できるため、特に限定されるものではない。例えば、微量検体がエンドトキシンの場合、測定系としては抗エンドトキシン抗体−アルカリホスファターゼ修飾ＩｇＧ抗体による二次抗体系が挙げられる。この場合は、抗エンドトキシン抗体を含む第１の溶液と、アルカリホスファターゼ修飾ＩｇＧ抗体を含む第２の溶液と、当該アルカリホスファターゼの基質を含む第３の溶液の３種類の溶液を用いることができる。また、例えば、エンドトキシンの測定系として米国特許公報第６，６４５，７２４号に開示されている遺伝子組み換えファクターＣによる測定系が挙げられる。この場合は、遺伝子組み換えファクターＣを含む第１の溶液と、遺伝子組換えファクターＣによる加水分解により蛍光物質が遊離する蛍光物質修飾オリゴペプチド（Ｂｏｃ−Ｖａｌ−Ｐｒｏ−Ａｒｇ−ＭＣＡ、Ｂｏｃ：ブトキシカルボニル基、Ｖａｌ：バリン、Ｐｒｏ：プロリン、Ａｒｇ：アルギニン、ＭＣＡ：７−アミド−メチルクマリン）を含む第２の溶液の２種の液体を用いることができる。
【００１９】
上述したエンドトキシンの測定系においては、アルカリホスファターゼ又は遺伝子組換えファクターＣにより遊離した蛍光物質を測定することによりエンドトキシンの濃度を測定することができる。
【００２０】
したがって、微量検体の測定を実現するためには、試薬を構成する溶媒は、マーカーを溶解することができるものであり、且つ試料液と混合できるものでなければならない。例えば、試料液が、水道、下水、川及び海などの水である場合は、試薬を構成する溶媒は、水系のものであればよい。市販されている試薬のほとんどは、溶媒として緩衝液が用いられている。
【００２１】
本発明の液体混合デバイスにおいて、交差ユニットＡを構成する材料は、流路の形状を維持する程度の強度を有するものであれば特に限定されるものではない。但し、検出の際に、蛍光量や発光量の測定を可能とするためには、流路の材料は、透明であることが好ましい。上述したように、微量検体に用いる試薬を構成する溶媒は緩衝液を含む水系のものがほとんどである観点から、ポリアクリル系樹脂又はポリジメチルシロキサンが挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。これらの材料は、安価で、大量生産が可能であり、破損しても作業者が怪我をするおそれがなく、使い捨て用として使用できる観点からも好ましい。
【００２２】
さらに、上述した全ての流路の大きさは、いわゆる微細流路を意図するものであり、シリンジポンプなどの送液手段及び／又は毛細管現象により、液体が当該流路を流れることができる程度の大きさであれば、特に限定されるものではない。例えば、高さ約１〜１，０００μｍ、好ましくは約１００〜５００μｍであり、幅は約１〜１，０００μｍ、好ましくは約１００〜５００μｍである。
【００２３】
本発明においては、いくつもの液流方向が存在する。本発明の液体混合デバイスにおける、交差ユニットＡの理解をより明確にするために、それぞれの液流方向についてベクトル表示を用いて説明することとする。表１及び図２において、それぞれの液流方向に対するベクトル表示を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
本発明の交差ユニットＡは、具体的には、１度目の屈折前の流路１１，２１と、１度目の屈折後であって２度目の屈折前の流路１２，２２と、２度目の屈折後の流路１３，２３を具備する（図１参照）。第１の屈折流路１及び第２の屈折流路２はそれぞれ１度目の屈折における流路及び２度目の屈折における流路をいう。各屈折流路における上記３種類の流路は、後述する製造が容易となる観点から、同一水平面上で配置することが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。図２は、本発明の屈折流路１，２をベクトル的に表示した概念図である。屈折の角度は、表１における、ベクトルＸ１とベクトルＸ２、ベクトルＸ２とベクトルＸ３、ベクトルＹ１とベクトルＹ２、並びに、ベクトルＹ２とベクトルＹ３のそれぞれのなす角をいう。屈折の角度は、効率よく層流を形成させる観点から、その角度は約４５〜１３５度が好ましく、図２に示すように略垂直であることが特に好ましい。
【００２６】
さらに、流路が複雑な構造とならないようにするためには、図１及び２に示すように第１の屈折流路１において、１度目の屈折前の流路１１と、２度目の屈折後の流路１３が平行であることが好ましい。さらに、第１の屈折流路１において、１度目の屈折前の流路１１における液流方向（ベクトルＸ１）と、２度目の屈折後の流路１３の液流方向（ベクトルＸ３）が同一方向であることが好ましい。これは、第２の屈折流路２に関しても同様である。
【００２７】
そして、第２の屈折流路２の１度目の屈折後の流路２２下面は、第１の屈折流路１の１度目の屈折後の流路１２天面と連通する構造を備える。以下、この連通した部分を、連通箇所と称す。つまり、第１の屈折流路１及び第２の屈折流路２におけるそれぞれの屈折が、同一水平面上である場合、第１の流路１を上段とし、第２の流路２を下段とした２階層の流路が形成される。そして、この連通箇所で層流が発生する。その後、第１の屈折流路１の２度目の屈折後の流路１３及び第２の屈折流路２の２度目の屈折後の流路２３は、２種の液体による層流が流れ出る。連通は、第２の屈折流路２の１度目の屈折後の流路２２下面が、第１の屈折流路１の１度目の屈折後の流路１２天面と連通すればよい。言い換えれば、図１に示すように第２の屈折流路２の１度目の屈折後の流路２２下面全体と、第１の屈折流路１の１度目の屈折後の流路１２天面全体が連通し、一体となった構造である。
【００２８】
また、第１の屈折流路１の１度目の屈折後から２度目の屈折前までの流路における液流方向（ベクトルＸ２）を固定した場合に対する、第２の屈折流路２の１度目の屈折後から２度目の屈折前までの流路における液流方向（ベクトルＹ２）は、第２の屈折流路２における液体の流入方向により２通り存在する。しかし、図２に示すように交差ユニットＡにおけるベクトルＸ２の方向は、ベクトルＹ２の方向と同じにする。これにより、交差ユニットＡにおいて層流が発生する。
【００２９】
本発明の液体混合デバイスは、以上に説明した交差ユニットＡを複数備えることを特徴とする。交差ユニットＡを複数備えることにより、収集流路４以下の流路内における層流の数を増加させることができる。増加された複数の層流は、当該複数の層流間の分子拡散の時間が短縮し、その結果、迅速に二液を混合することができる。ここにおいて複数とは、２つ以上をいうが、液体混合デバイスにおける流路が占める面積割合より、２、３個程度とすれば十分な作用とする。
【００３０】
また、交差ユニットＡの配置は、当業者により適宜設計することができる。図３は、本発明の液体混合デバイスの好ましい態様を示す。図３に示す液体混合デバイスは、交差ユニットＡ１〜Ａ３により効率的に複数の層流を発生させることができる。この際、それぞれの交差ユニットＡの第１の屈折流路１及び第２の屈折流路２のそれぞれに接続される送液流路３１，３２を適宜備えればよい。
【００３１】
そして、全ての交差ユニットＡから流出する液体を１つに収集する収集流路４を具備することにより、並列に配列した交差ユニットＡ１〜Ａ３にて発生した層流を収集することができる。収集流路４に収集された複数の層流は、短時間で溶液内分子の拡散を完了し、２種の液体は混合される。たとえ液圧が均等にかからず、交差ユニットＡ１〜Ａ３のいずれか１で十分に層流が発生しなかったとしても、他の交差ユニットにより２種の液体が交差しているため、当該収集流路４において補完的に２種の液体を混合することができる。この際、交差ユニットＡが上述した上下２段の形態である場合は、いずれか一方の平面上の流路に液体が収集されてもよい。
【００３２】
以上により収集した液体は、検出部位５において蛍光測定を可能とする装置により測定される。測定装置は、特に限定されるものではないが、感度が向上する観点から、光電子増倍管を備える装置であることが好ましい。
【００３３】
検出部位５の流路は、励起光スポットが照射される領域内で液流又は液溜するような構造であれば特に限定されるものではなく、例えば、ジグザグ型の流路、渦巻型の流路及び正方形や円形などの形状を有する貯留部などが挙げられる。特に、上述の複数の層流が分子的に拡散し、混合するのに十分な時間を与える観点から、渦巻型の流路が好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３４】
渦巻型の流路とは、中心に向かって渦巻き状に収束してなる第１の渦巻流路５１と、第１の渦巻流路５１の端部に接続され、外方に向かって渦巻き状に発散してなる第２の渦巻流路５２を備える。渦巻きの形状は、螺旋状に収束する形状、及び、複数の屈折により収束する形状が挙げられる。特に、複数の屈折により収束する形状であれば、流路壁面に液体が衝突するため、さらに均質な混合液体となる。そして、これら渦巻流路５１，５２に流れている間は微量検体の測定を積算して行うこともできる。
【００３５】
以上に説明した交差ユニットＡを流れるそれぞれの液体の流速は、流路サイズ、及び、反応系におけるインキュベーション時間などによって当業者が適宜設定できるものであり、特に限定されるものではないが、約０．１〜１０μｌ／ｍｉｎが好ましい。
【００３６】
以上に説明した液体混合デバイスの流路は、第１の屈折流路１及び第２の屈折流路２をそれぞれ独立に製造し、第２の屈折流路２の１度目の屈折後の流路２２下面が、第１の屈折流路１の１度目の屈折後の流路１２天面と連通するように製造すればよい。
【００３７】
好ましい製造例としては、例えば、図４に示すように２枚に板を貼り合わせる方法が挙げられる。この製造例によれば、少なくとも２種の液体を混合するための交差ユニットＡの形成が非常に容易となる。第１の基板６は、第１の屈折流路１となる凹溝が形成される。当該凹溝は、第１の屈折流路１の天面及び両側面となる。第２の基板７は、第２の屈折流路２となる凹溝が形成される。当該凹溝は、第２の屈折流路２の底面及び両側面となる。そして、第２の基板７の凹溝が形成されない平面は、第１の基板６と貼り合わせることにより、第１の屈折流路１の底面となる。一方で、第１の基板６の凹溝が形成されない平面は、第２の基板７と貼り合わせることにより、第２の屈折流路２の天面となる。つまり、第２の屈折流路２の１度目の屈折後の流路２２下面と、第１の屈折流路１の１度目の屈折後の流路天面１２が連通する箇所は、第１の基板６及び第２の基板７のそれぞれの凹溝が重なる箇所である。
【００３８】
上述の基板への凹溝の形成は、本発明の流路が微細流路であることから、図５に示すようなフォトマスクを用いてフォトリソグラフィー法により作製した鋳型により成形する方法が主に挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、エッチング法でも作製することができる。
【００３９】
また、第１の基板６と第２の基板７の貼り合わせる方法は、例えば、プラズマ処理などによる表面処理後に貼り合わせる方法、又は、接着剤による貼り合わせる方法が挙げられる。特に、凹溝、つまり、流路が親水化し、液体が当該流路を流れやすくなるという作用も奏する観点から、プラズマ処理を施した後に接合する方法が好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４０】
また、それぞれの基板に目印を付しておくと２枚の基板を貼り合わせが容易となり好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００４１】
以下に参考例、実施例及び実験例を示して本発明を説明するが、本実施例は発明の内容をより理解するためのものであって、本発明は本実施例に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００４２】
参考例１：フォトリソグラフィー法による鋳型の作製
図３に示す液体混合デバイスを製造することを目的に、まず流路を形成するための鋳型を作製した。洗浄したガラス基板にエポキシ系ネガティブフォトレジスト（ＭｉｃｒｏＣｈｅｍ社製、ＳＵ−８ＴＭ ２１００）をスピンコート法により、厚さ約２５０μｍのスピンコート膜を作製した。約９５℃、約１．５時間でベークして、溶剤を揮発させ、スピンコート膜を硬化させた。そして、あらかじめ作製しておいた図４に示すフォトマスクをスピンコート膜の上に載置し，マスクアライナ（ミカサ株式会社製、ＭＡ−２０型）を用いて紫外光を約９０秒間露光した。約９５℃、約２０分間で再度ベークした後、現像することにより図５のフォトマスクの露光部分（図面の白部分）が凸となった２種類のスピンコート膜を作製した。そして、このスピンコート膜を、３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロへキシルトリクロロシランを気相化させた環境中に約２時間静置することによりシラン化処理を施した。
【００４３】
実施例１：液体混合デバイスの製造
参考例１で作製した２種類のそれぞれの鋳型を、凸部が上面となるように容器の底においた。次に、２剤混合式のポリジメチルシロキサン合成キット（東レ・ダウコーニング株式会社製、シルポット １８４Ｗ／Ｃ）を用いてポリジメチルシロキサン基板６，７を製造した。具体的には、製品添付のジメチルシロキサンと重合開始剤を、重量比１０：１で混合した混合物を容器に流し込んだ。容器内にて、約７０℃で約１時間重合反応を行い、ポリジメチルシロキサンを合成することにより、硬化した２種類のポリジメチルシロキサン基板８，９を製造した。その後、外界と接続するための３箇所に穴をあけた。それぞれの穴は、図３における第１の液体の導入口ａ１、第２の液体の導入口ａ２及び混合した液体の導出口ｂである。次にそれぞれの基板６，７の接着面に酸素プラズマ処理（１００Ｗ、３０秒）施し、２枚の基板を貼り合わせた（図４）。そして、約２日間重しをかけることにより、本発明の液体混合デバイスを製造した。
【００４４】
実験例１：液体混合デバイスを用いた２種の液体の混合実験
実施例１で製造した液体混合デバイスを用いて２種の液体の混合実験を行った。具体的には、実施例１で製造した液体混合デバイスの第１の液体の導入口ａ１に赤色に染色した水を、第２の液体の導入口ａ２に青色に染色した水をそれぞれシリンジポンプにて注入し、２種の液体の混合の様子を観察した。この時の流速は、約２μｌ／ｍｉｎとした。
【００４５】
その結果を図６に示す。実施例１における貼り合わせの作業でズレが生じたためか、一部の交差ユニットＡ３で均質に混合できない箇所がみられたが、収集流路４により補完的に２種の液体が混合したことを確認した。さらに第１の渦巻流路５１にて均質に混合され、第２の渦巻流路５２では完全に混合されたことを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の液体混合デバイスは、構造が比較的単純であるため、製造コストは安価である。また、容易に液体を混合することができる。したがって、分析化学分野及び医療分野における微量検体の分析、又は、医療分野における微量薬剤の混合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の液体混合デバイスの交差ユニットＡの斜視図である。
【図２】本発明の液体混合デバイスの交差ユニットＡのベクトル表示による概念図である。
【図３】本発明の液体混合デバイスの一実施態様を示す図である。
【図４】図３の液体混合デバイスの一製造例を示す図である。
【図５】図４の第１の基板６及び第２の基板７を製造するための鋳型の写真図である。
【図６】実験例１の結果を示す写真図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 第１の屈折流路
１１ 第１の屈折流路における１度目の屈折前の流路
１２ 第１の屈折流路における１度目の屈折後から２度目の屈折前までの流路
１３ 第１の屈折流路における２度目の屈折後の流路
２ 第２の屈折流路
２１ 第２の屈折流路における１度目の屈折前の流路
２２ 第２の屈折流路における１度目の屈折後から２度目の屈折前までの流路
２３ 第２の屈折流路における２度目の屈折後の流路
３１，３２ 送液流路
４ 収集流路
５１ 第１の渦巻流路
５２ 第２の渦巻流路
６ 第１の基板
７ 第２の基板
Ａ 交差ユニット
ａ１ 第１の液体の導入口
ａ２ 第２の液体の導入口
ｂ 液体の導出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種の液体を混合するためのデバイスであって、
前記デバイスは、複数の交差ユニット、及び収集流路を具備するものであり、
前記交差ユニットは、２度流路が屈折する第１の屈折流路と、２度流路が屈折する第２の屈折流路を備え、
前記第２の屈折流路における１度目の屈折後の流路下面が、前記第１の屈折流路の１度目の屈折後の流路天面と連通した構造を備え、
前記収集流路は、前記複数の交差ユニットから流出する液体を１つに収集する構造であることを特徴とする液体混合デバイス。
【請求項２】
前記屈折流路における屈折が、略垂直である請求項１に記載の液体混合デバイス。
【請求項３】
さらに、前記収集流路に接続した検出部位を備える請求項１又は２に記載の液体混合デバイス。
【請求項４】
前記検出部位が、
中心に向かって渦巻き状に収束してなる第１の渦巻流路と、
前記第１の渦巻流路の端部に接続され、外方に向かって渦巻き状に発散してなる第２の渦巻流路からなる、
請求項３に記載の液体混合デバイス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体混合デバイスを用いることによる少なくとも２種の液体を混合する液体混合方法。
【請求項６】
前記液体混合デバイスにおいて、複数の交差ユニットにて複数の層流を形成した後、前記収集流路にて前記複数の層流を収集し、少なくとも２種の液体を混合する請求項５に記載の液体混合方法。
【請求項７】
微量検体を測定する方法であって、
請求項３又は４に記載の液体混合デバイスを用いることを特徴とし、
前記液体混合デバイスにおいて、複数の交差ユニットにて複数の層流を形成した後、前記収集流路にて前記複数の層流を収集し、少なくとも２種の液体を混合した後、
検出部位にて前記微量検体を測定する微量検体測定方法。
【請求項１】
少なくとも２種の液体を混合するためのデバイスであって、
前記デバイスは、複数の交差ユニット、及び収集流路を具備するものであり、
前記交差ユニットは、２度流路が屈折する第１の屈折流路と、２度流路が屈折する第２の屈折流路を備え、
前記第２の屈折流路における１度目の屈折後の流路下面が、前記第１の屈折流路の１度目の屈折後の流路天面と連通した構造を備え、
前記収集流路は、前記複数の交差ユニットから流出する液体を１つに収集する構造であることを特徴とする液体混合デバイス。
【請求項２】
前記屈折流路における屈折が、略垂直である請求項１に記載の液体混合デバイス。
【請求項３】
さらに、前記収集流路に接続した検出部位を備える請求項１又は２に記載の液体混合デバイス。
【請求項４】
前記検出部位が、
中心に向かって渦巻き状に収束してなる第１の渦巻流路と、
前記第１の渦巻流路の端部に接続され、外方に向かって渦巻き状に発散してなる第２の渦巻流路からなる、
請求項３に記載の液体混合デバイス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体混合デバイスを用いることによる少なくとも２種の液体を混合する液体混合方法。
【請求項６】
前記液体混合デバイスにおいて、複数の交差ユニットにて複数の層流を形成した後、前記収集流路にて前記複数の層流を収集し、少なくとも２種の液体を混合する請求項５に記載の液体混合方法。
【請求項７】
微量検体を測定する方法であって、
請求項３又は４に記載の液体混合デバイスを用いることを特徴とし、
前記液体混合デバイスにおいて、複数の交差ユニットにて複数の層流を形成した後、前記収集流路にて前記複数の層流を収集し、少なくとも２種の液体を混合した後、
検出部位にて前記微量検体を測定する微量検体測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１４７９１（Ｐ２００８−１４７９１Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８６１０９（Ｐ２００６−１８６１０９）
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【出願人】（０００１３５０３６）ニプロ株式会社 (583)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【出願人】（０００１３５０３６）ニプロ株式会社 (583)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
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