送液装置
【課題】液体の前進および停止を制御することができる送液装置を提供する。
【解決手段】第１液体が導入される第１導入口１１５と、第１導入口１１５と第１流路によって連結されているとともに、第１流路内の空気を外へ排出する第１排出口１１３と、第１流路内に設けられているとともに、第１流路内の液体を毛細管現象によって吸収する第１吸収体１３１と、第１液体中に溶解して第１液体の粘度を上昇させる第１増粘剤１３２と、を備える。
【解決手段】第１液体が導入される第１導入口１１５と、第１導入口１１５と第１流路によって連結されているとともに、第１流路内の空気を外へ排出する第１排出口１１３と、第１流路内に設けられているとともに、第１流路内の液体を毛細管現象によって吸収する第１吸収体１３１と、第１液体中に溶解して第１液体の粘度を上昇させる第１増粘剤１３２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を輸送するための送液装置に関し、より具体的には、液体を吸収する吸収体を備える送液装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＣＴ（Point Of Care Testing）とは、病院のベッドサイドや家庭内などの、患者に近いところで実施される臨床検査を意図する。ＰＯＣＴであれば、検査結果を迅速に患者の治療に活かすことができるとともに、質の高い治療を患者に提供することができるので、近年、ＰＯＣＴに対する関心が高まっている。
【０００３】
ＰＯＣＴを実施するためには、簡便な操作によって迅速な分析を行うことが可能な小型の分析装置が必要である。
【０００４】
免疫分析法は、医療分野、生化学分野、アレルゲンなどの測定を行う必要がある分野等において広く使用されている。しかしながら、従来の免疫分析法を実施するためには、大型の機器を必要とする。また、免疫分析法は操作が煩雑であるので、分析に１日以上の時間を必要とする。このため、従来の免疫分析法をＰＯＣＴに適用することはできない。
【０００５】
この問題を解決するために、近年、基板中に横断面の小さな流路（例えば、マイクロメートルオーダー）を形成するとともに、当該流路内に抗体等を固定化したチップ（例えば、マイクロ分析チップ）が開発され、実用化されつつある。
【０００６】
上記チップは、検体等を含む液体をチップ内の反応部や検出部へ導くとともに、当該液体を反応部や検出部の下流側へ送液するための送液手段を備えている必要がある。
【０００７】
このようなチップに使用可能な送液手段としては、マイクロポンプを利用する送液手段、および、流路と液体との間に生じる毛細管現象（界面張力）を利用する送液手段を挙げることができる。
【０００８】
例えば、特許文献１は、微細加工技術を用いて、装置内にマイクロポンプを組み込む技術を開示している。マイクロポンプを用いれば、確実な送液が行える。また、特許文献２は、毛細管現象によって送液する技術を開示している。この方式は、ポンプを必要としないので、上記特許文献１に記載の技術と比較して、チップのコンパクト化を図り易いという利点がある。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１および２に記載の技術は、様々な問題点も有している。例えば、特許文献１に記載の技術は、チップ内へマイクロポンプを組み込むために高度で複雑な加工技術を必要とするという問題点を有している。また、特許文献１に記載の技術は、チップ内にマイクロポンプを収容するためのスペースが必要であるとともに、チップ内にマイクロポンプを駆動するための様々な構成を収容するためのスペースが必要であるので、チップのコンパクト化を図り難いという問題点を有している。また、特許文献２に記載の技術は、流路幅の大小が毛細管現象に対して大きく影響するので、流路幅を自由に設定し難いという問題点を有している。例えば、流路の途中に流路幅の異なる部分を設けると、液体の流れが停止したり、流速が不安定になったりするという問題を生じる。
【００１０】
そこで、上述した問題点を解消するために、従来から、流路の下流側に設置された吸収体を利用する送液手段が用いられてきた。当該送液手段について、以下に更に詳細に説明する。
【００１１】
特許文献３は、吸収体（例えば、多孔質体など）の液体吸収能力を利用して、チップに対して送液を行う技術を開示している。当該技術は、流路の下流側に吸収体を配置し、当該吸収体の液体吸収能力を利用して送液を行うので特許文献２のような問題がない。特許文献３に開示されている技術を、図４、１３を用いて更に詳細に説明する。
【００１２】
図１３は、従来の送液装置を示す図であって、図１３の（ａ）は、送液装置の平面図であり、図１３の（ｂ）は、送液装置の断面図である。
【００１３】
図４は、図１３に示す送液装置内を流れる液体を示す図であり、図４の（ａ）から図４の（ｆ）へ向かって順に、チップ内を流れる液体の状態の変化を示している。図４の（ａ）〜（ｆ）では、液体が存在する部分に着色しており、且つ、液体の流れを判りやすくするために、流路５１４を折れ曲がった形状にしている。
【００１４】
図１３の（ａ）および（ｂ）に示すように、チップは、流路５１４と、流路５１４の上流に接続された受容部５１２と、流路５１４の下流に接続された収容部５１３と、収容部５１３内に設けられた吸収体５３０と、を備えている。送液装置は、流路５１４用の溝、受容部５１２用の貫通孔および収容部５１３用の貫通孔が設けられている第１基板５１０と、第１基板５１０に蓋をする第２基板５１１と、を重ね合わせることによって形成されている。
【００１５】
受容部５１２内へ液体が注入されると（図４の（ａ）参照）、毛細管現象によって液体が流路５１４内を移動して、吸収体５３０に達する。液体が吸収体５３０に達すると（図４の（ｂ）参照）、液体が吸収体５３０に吸収され、流路５１４内を液体が継続的に流れて移送される（図４の（ｃ）参照）。吸収体５３０が完全に液体を吸いきることによって、液体の移送が完了する（図４の（ｄ）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００８−１２８９０６号公報（２００８年６月 ５日公開）
【特許文献２】特開２００６−２２０６０６号公報（２００６年８月２４日公開）
【特許文献３】特開２００１− ８８０９６号公報（２００１年４月 ３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、従来の吸収体を用いる送液装置は、液体の前進および停止を制御することできないという問題点を有している。
【００１８】
チップを用いて分析を行うためには、流路内で所定の反応などを行わせる必要があり、このために、サンプル液、反応用溶液、洗浄用溶液および検出用溶液などの複数種類の液体を、各溶液に応じた様式にて流路内を移動させることが必要である。
【００１９】
例えば、サンプル液および反応用溶液に関しては、反応を十分に進行させるために、反応を生じさせる領域で流れを一時的に停止または減速させることが好ましい。洗浄用溶液に関しては、洗浄効果を高めるため、または他の液を希釈させないために、反応を生じさせる領域や検出を行う領域の外へ流し出すことが好ましい。しかしながら、特許文献３に記載のチップでは、このような制御が不可能である。このことを、図４を用いて説明する。
【００２０】
図４の（ａ）〜（ｄ）にて、吸収体５３０の吸収可能液体容量の方が、受容部５１２から流路内へ導入される液体（第１液体）の容量よりも大きい場合、受容部５１２から注入されて流路５１４内に入った第１液体は、吸収体５３０によって完全に吸収され、液体の移動が停止する。このとき、吸収体５３０には液体を吸収していない領域が存在し、吸収体５３０の内部や、吸収体５３０と収容部５１３の壁面との間に空隙が生じる（図４の（ｄ）参照）。この空隙が、流路５１４からチップの外へ空気を排出する経路として機能し得るため、受容部５１２から更に別の液体を注入した場合、当該別の液体は、流路５１４内の空気を追い出しながら下流側（収容部５１３側）へ移動する（図４の（ｅ）および（ｆ）参照）。
【００２１】
上記別の液体の移動終了状態は、第１液体を完全に吸収した後の吸収体５３０に残存している吸収力、すなわち、「〔吸収体５３０の吸収可能液体容量〕−〔第１液体の容量〕」で示される残存吸収可能液体容量によって決まる。
【００２２】
残存吸収可能液体容量が、注入された別の液体の容量よりも大きい場合には、流路５１４内に液体が存在しない状態になる（図４の（ｄ）と同様の状態）。一方、注入された別の液体の容量が残存吸収可能液体容量よりも大きい場合には、流路５１４内に液体が存在した状態となる（図４の（ｆ）参照）。また、別の液体の容量が残存吸収可能液体容量よりも極めて大きい場合には、当該別の液体は、殆ど動かない状態となる（図４（ｅ）と同様の状態）。
【００２３】
また、図３の（ａ）および（ｂ）において、吸収体５３０の吸収可能液体容量の方が、受容部５１２から流路５１４内へ導入される液体（第１液体）の容量よりも少ない場合、受容部５１２から注入されて流路５１４内に入った第１液体は、吸収体５３０に吸収され、吸収体の吸収可能液体容量が無くなった時点で、第１液体の流れが停止する。
【００２４】
このように、吸収体を用いた従来の送液技術は、分析操作者の意図に関わりなく、流路から液体が流去してしまったり、流路内に液体が溜まったりするため、反応や測定を安定に行い難いという問題点を有している。
【００２５】
当該課題を解消する方法としては、流路内に、マイクロバルブ、エレクトロウエッティングバルブまたは光バルブなどの開閉バルブを設けることも考えられる。しかしながら、マイクロバルブは、特許文献１のマイクロポンプと同様に、組み込みに高度な加工技術を必要とするほか、駆動に必要な様々な構成のためのスペースを必要とするので、装置のコンパクト化を図り難いという問題点を有している。エレクトロウエッティングバルブおよび光バルブは、装置のコンパクト化への支障が少ないものの、液体の流れの停止および前進の制御を一回しか行うことができず、停止から前進へ制御した後に再び液体の流れを停止させるというような、複雑な制御ができない。以上のように、エレクトロウエッティングバルブおよび光バルブは、複数種類の液体を選択的に用いて、各々の液体の送液を制御することができないという問題点を有している。
【００２６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、液体の前進および停止を制御することができる送液装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の送液装置は、上記課題を解決するために、第１液体が導入される第１導入口と、上記第１導入口と第１流路によって連結されているとともに、上記第１流路内の空気を外へ排出する第１排出口と、上記第１流路内に設けられているとともに、上記第１流路内の液体を毛細管現象によって吸収する第１吸収体と、上記第１液体中に溶解して上記第１液体の粘度を上昇させる第１増粘剤と、を備えることを特徴としている。
【００２８】
上記構成によれば、液体の前進および停止を、複雑に制御することができる。
【００２９】
上記構成の作用を、図１および図２を例に用いて、更に詳細に説明する。
【００３０】
図１の（ａ）は、送液装置の平面図であり、図１の（ｂ）は、送液装置の断面図である。図２の（ａ）〜（ｅ）は、送液装置内での液体の流れを示している。
【００３１】
導入口１１５へ液体が注入されると（図２の（ａ）参照）、液体の自重や表面張力の作用により、液体は、送液装置の内部へ進入した後に開放された排出口側へ流れ、増粘剤を溶解した後に、吸収体１３１に吸収される（図２の（ｂ）参照）。
【００３２】
この時、液体の粘性が増粘剤によって増加し、粘性の増加した液体が吸収体１３１内、装置内、または、排出口１１３内などに留まることになる。粘性が増加した液体が留まることにより、毛細管力による送液を減速または停止させることができる。つまり、図２の（ｂ）の状態で液体を停止させる、または、図２の（ｂ）の状態から、図２の（ｃ）の状態へ変化する速度を遅くさせることができる。
【００３３】
上記構成によれば、吸収体の吸収可能容量が導入された液体の容量よりも十分に多い場合にであっても、装置内で液体の流れを一時的に停止または減速させることができる。
【００３４】
吸収体の吸収可能容量が導入された液体の容量よりも少ない場合には、吸収体の残存する吸収可能液体容量が減少するのに伴って、吸収体自体の吸収力が低下し、装置内で液体の流れを一時的に停止または減速させることができる。加えて、液体の粘性が増加することによって、液体を停止させる効果、減速させる効果が増加するとともに、液体の蒸発を低下させることができるため、停止した場合の液体の停止状態（図２（ｂ）の状態）を保持することができる。
【００３５】
本発明の送液装置では、上記第１増粘剤は、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カゼイン、アルブミン、寒天、澱粉、糖類、アルギン酸、ポリエステル系化合物、ポリアミド系化合物、ポリエーテル系化合物、ポリグリコール系化合物、ポリビニルアルコール系化合物、ポリアルキレンオキサイド系化合物、ポリアクリル酸系化合物、ビニル系化合物およびビニリデン系化合からなる群から選択される少なくとも１つを含んでいることが好ましい。
【００３６】
上記構成によれば、送液される液体に応じて、第１増粘剤を選択することができる。これによって、第１液体に対して高い溶解性を示す第１増粘剤を用いることが可能になるとともに、第１液体の粘度をより高くすることができる。その結果、第１流路内で第１液体の流れを一時的に停止または減速させることができる。
【００３７】
本発明の送液装置では、上記第１増粘剤が、上記第１吸収体の内部、または、上記第１流路内であって上記第１吸収体よりも上記第１導入口側に配置されていることが好ましい。
【００３８】
上記構成によれば、液体の前進および停止を、複雑に制御することができる。
【００３９】
上記構成の作用を、図１および図２を例に用いて、更に詳細に説明する。
【００４０】
上記構成によれば、増粘剤１３２が吸収体１３１の内部または吸収体１３１よりも導入口１１５側に配置されていることにより、増粘剤１３２が溶解した液体を確実に吸収体１３１内に移動させることができる。
【００４１】
吸収体１３１内に移動した液体は、吸収体１３１の毛細管力を弱める。また吸収体１３１内の毛細管力が強く働く空間は、吸収体１３１外の毛細管力の低い空間に比べて一般的に狭い空間であるため、粘性が高い液体が流路の壁面に作用する力に対する抵抗を効果的に増加させることができ、より効果的に送液を減速または停止させることができる。上記構成によれば、吸収体１３１の吸収可能容量が導入された液体の容量よりも十分に大きい場合であっても、装置内で液体の流れを一時的に停止または減速させることができる。
【００４２】
吸収体１３１の吸収可能容量が導入された液体の容量よりも少ない場合には、吸収体自体の吸収力が低下または無くなるので、装置内で液体の流れを一時的に停止または減速させることができる。加えて、増粘剤１３２が溶解することによって液体の粘性が増加し、これによって液体の蒸発を低下させることができるので、停止した液体の状態を保持することができる。
【００４３】
本発明の送液装置では、上記第１流路は、上記第１導入口から導入される上記第１液体を受容する受容部と、上記受容部に連結される第１接続流路と、上記第１接続流路に連結されるとともに、上記第１吸収体を収容する第１収容部と、を備え、上記受容部の容積および上記第１接続流路の容積の合計をＱ０とし、上記第１吸収体の吸収可能液容量をＱ１としたときに、Ｑ０≦Ｑ１であることが好ましい。
【００４４】
上記構成によれば、受容部内の第１液体を、完全に第１排出口側へ送ることができる。
【００４５】
上記構成の作用を、図１および図２を例に用いて、更に詳細に説明する。
【００４６】
たとえば、Ｑ１以下の容量の第１液体を受容部１１２へ導入すると、第１液体は、流路１１４内を前進して、増粘剤１３２を溶解する。増粘剤１３２を溶解した第１液体は、吸収体１３１に吸収されるので、流路１１４内の液体が完全に流路外へ移動し、送液動作が停止する。（図２の（ａ）〜（ｃ）参照）。
【００４７】
このとき、増粘剤１３２を溶解した第１液体は、吸収体１３１内の隙間、および、吸収体１３１の外表面と、流路１１４および／または収容部１１６との隙間に移動する。
【００４８】
増粘剤１３２が溶解した第１液体は、元々の液体と比較して粘性が高くなり、吸収体１３１の吸収力を低下させる。この状態で、徐々に液体が排出口１１３側へ進み、流路１１４内の液体が完全に流路外へと移動して、送液動作が停止する（図２の（ｃ）参照）。
【００４９】
このとき、内部の液体と外部から繋がる空気との間に形成される液体−気体界面は、毛細管力の働く微細な空間内に充填された液体の液面と空気との境界によって形成されている。このような液体−気体界面では、界面張力および粘性の影響が強く作用するために、滞在する液体の流れに対する抵抗が強くなり、空気が、吸収体の内部、または、吸収体の外側に形成される隙間を通過することができなくなる。よって、受容部１１２に新たな液体１５２を注入した場合に、流路１１４内の空気が下流側へ流れることができないため、液体１５２は、受容部１１２内で停止する。すなわち、上記構成によれば、複雑な機構を用いることなく、液体１５２を受容部１１２内で停止させることができる（図２の（ｅ）参照）。
【００５０】
なお、受容部１１２には、液体と空気とを置換できる十分な空間があり、導入口から外部へ空気を逃がすことができる。それ故に、新たな液体（液体１５２）を導入することができる。
【００５１】
本発明の送液装置では、上記第１吸収体の少なくとも一部と、上記第１流路の少なくとも一部とが接触しており、上記第１吸収体と接触している上記第１流路の接触面の少なくとも一部が、親水性であることが好ましい。
【００５２】
上記構成によれば、第１吸収体と接する第１流路の表面の少なくとも一部が親水性であるので、第１液体が容易に第１吸収体と接している親水性の表面に移動するとともに、接している第１吸収体へ、容易に第１液体を吸収させることができる。
【００５３】
本発明の送液装置では、上記受容部に、上記第１液体中の物質を反応させるための第１反応部、または、上記第１液体中の物質を検出するための第１検出部が設けられていることが好ましい。
【００５４】
上記構成によれば、送液装置内において、液体の移動を制御できる。例えば、第１反応部または第１検出部に、長時間、液体を存在させることができる。それ故に、上記構成によれば、第１液体中の物質を十分に反応させたり、第１液体中の物質を高感度にて検出することができる。
【００５５】
本発明の送液装置では、上記第１流路に、上記第１流路内の液体の移動を調節するための第１バルブが設けられていることが好ましい。
【００５６】
上記構成によれば、液体の前進および停止を、複雑に制御することができる。
【００５７】
本発明の送液装置では、上記第１流路へ連結されているメイン流路であって、上記第１流路へ連結される側と反対側の端部には、メイン流路の内外に貫通する孔が設けられているメイン流路と、上記メイン流路へ連結されている第２流路であって、上記メイン流路へ連結される側と反対側の端部には、第２液体が導入される第２導入口が設けられている第２流路と、を備え、上記第２流路には、上記第２流路内の液体の移動を調節するための第２バルブが設けられていることが好ましい。
【００５８】
上記構成によれば、液体の前進および停止を、複雑に制御することができる。
【００５９】
上記構成の作用を、図８および図９を例に用いて、更に詳細に説明する。
【００６０】
図８は、送液装置の平面図であり、図９は、送液装置での液体の流れを示す平面図である。当該送液装置では、バルブ２６０ｂを備えていることが好ましく、バルブ２６０ａおよび２６０ｃは備えていても、備えていなくてもよい。
【００６１】
上記構成では、第１導入口２１２ａから液体が注入されると、当該液体は第１導入流路２５２を通ってメイン流路２５１へ移動するとともに孔２５０側に移動する。メイン流路２５１内の液体は、メイン流路２５１から排出流路２７１へ移動して、排出口２１３内および／または排出流路２７１内に設けられた増粘剤（図示せず）を溶解し、吸収体２１３が当該液体を吸収する。
【００６２】
第２導入流路２５３には、バルブ２６０ｂが設けられているので、バルブ２６０ｂを停止状態としておけば、メイン流路２５１から第２導入流路２５３側への液体の移動が起こらない。なお、上記説明においては、バルブ２６０ａおよびバルブ２６０ｃは開放状態（前進状態）にしてあるものとする。
【００６３】
ここで、受容部、第１導入流路２５２および排出流路２７１との合計容積ｑ０が、吸収体の吸収可能液体容量ｑ１以下に設定されている。ｑ１以下の第１液体を送液装置内に導入でき、この範囲内の第１液体を送液装置内に導入すると、メイン流路２５１及び排出流路２７１内の液体が第１吸収体に完全に吸収されて、送液が停止する（図９の（ｂ）〜（ｄ）参照）。
【００６４】
このとき、第１液体によって増粘剤が溶解し、吸収体１３１内の隙間、および、吸収体１３１の外部と、排出流路２７１および／または収容部との隙間に増粘剤が溶解した液体が移動する。
【００６５】
増粘剤が溶解した液体は、元々の第１液体と比較して粘性が高くなり、吸収体の吸収力を低下させる。この状態で、徐々に液体が排出口２１３側へ進み、流路内の液体が完全に流路外へと移動して、送液動作が停止する（図２の（ｃ）参照）。
【００６６】
このとき、内部の液体と外部から繋がる空気との間に形成される液体−気体界面は、毛細管力の働く微細な空間内に充填された液体の液面と空気との境界によって形成されている。
【００６７】
このような液体−気体界面では、界面張力および粘性の影響が強く作用するために、滞在する液体の流れに対する抵抗が強くなり、空気が、吸収体の内部、または、吸収体の外側に形成される隙間を通過することができなくなる。よって、第２導入口２１２ｂから第２液体を注入しても、当該液体はメイン流路２５１から排出流路２７１へ向かうことができない。また、孔２５０からの空気の流入によって、第１導入流路２５２内に液体が残り、この液体が空気の移動を妨げるので、第２液体はメイン流路２５１から第１導入流路２５２へ入ることができない（図９の（ｅ）参照）。つまり、上記構成によれば、複雑な機構を用いることなく、第２液体をメイン流路２７１内で停止させることができる（図９の（ｆ）参照）。
【００６８】
本発明の送液装置では、上記メイン流路へ連結されている第３流路であって、上記メイン流路へ連結される側と反対側の端部には、第３液体が導入される第３導入口が設けられている第３流路と、上記メイン流路へ連結されているとともに、上記メイン流路を挟んで上記第２流路に対向するように配置されている排出流路であって、上記排出流路内の空気を外へ排出する第２排出口が設けられている排出流路と、上記排出流路内に設けられるとともに、上記排出流路内の液体を毛細管現象によって吸収する第２吸収体と、上記排出流路内の液体中に溶解して上記排出流路内の液体の粘度を上昇させる第２増粘剤と、上記第３流路に設けられた、上記第３流路内の液体の移動を調節するための第３バルブと、上記排出流路に設けられた、上記排出流路内の液体の移動を調節するための第４バルブと、を備え、上記排出流路は、上記第２吸収体を収容する第２収容部と、上記第２収容部と上記メイン流路とを連結する第２接続流路とを備えており、上記受容部の容積、上記メイン流路の容積、上記第２流路の容積および上記第２接続流路の容積の合計をＱ２とし、上記第２吸収体の吸収可能液容量をＱ３としたときに、Ｑ２≦Ｑ３であることが好ましい。
液体の前進および停止を、複雑に制御することができる。
【００６９】
本発明の送液装置では、上記メイン流路内の上記第２流路よりも上記孔に近い領域に、上記メイン流路内の液体中の物質を反応させるための第２反応部、または、上記メイン流路内の液体中の物質を検出するための第２検出部が設けられていることが好ましい。
【００７０】
上記構成によれば、送液装置内において、液体の移動を制御できる。例えば、第２反応部または第２検出部に、長時間、複数の液体を存在させることができる。それ故に、上記構成によれば、液体中の物質を十分に反応させたり、液体中の物質を高感度にて検出することができる。
【００７１】
本発明の送液装置では、上記第２吸収体の少なくとも一部と、上記排出流路の少なくとも一部とが接触しており、上記第２吸収体と接触している上記排出流路の接触面の少なくとも一部が、親水性であることが好ましい。
【００７２】
上記構成によれば、第２吸収体と接する排出流路の表面の少なくとも一部が親水性であるので、排出流路内の液体が容易に第２吸収体と接している親水性の表面に移動するとともに、接している第２吸収体へ、容易に排出流路内の液体を吸収させることができる。
【００７３】
本発明の送液装置では、上記第２バルブは、エレクトロウエッティングバルブ、または、光バルブであることが好ましい。
【００７４】
上記構成によれば、簡易な構成によって、液体の移動を確実に制御することができる。
【００７５】
本発明の送液装置では、上記第２バルブは、上記第２流路の壁面に設けられている疎水性領域と、上記疎水性領域よりも上記第２流路の上流側に設けられている押圧部と、を備え、上記第２バルブは、上記押圧部に圧力を加えることよって、上記第２流路内の液体を上記疎水性領域を越えて送り出すものであることが好ましい。
【００７６】
上記構成によれば、簡易な構成によって、液体の移動を確実に制御することができるバルブを実現することができる。
【００７７】
本発明の送液装置では、上記第２バルブは、上記第２流路の壁面に設けられている疎水性領域と、上記疎水性領域よりも上記第２流路の上流側に設けられている電極部と、を備え、上記第２バルブは、上記電極部における電気分解によって生じる泡に起因する圧力によって、上記第２流路内の液体を上記疎水性領域を越えて送り出すものであることが好ましい。
【００７８】
上記構成によれば、簡易な構成によって、液体の移動を確実に制御することができるバルブを実現することができる。
【発明の効果】
【００７９】
本発明によれば、排出口からの液体の蒸発を低下（保湿）させるという効果を奏する。
【００８０】
本発明によれば、流路内（例えば、所望の物質の検出または反応を行う領域内）で、所望の液体の移動（例えば、前進または停止）を正確に制御することができるという効果を奏する。
【００８１】
本発明によれば、コンパクトな送液装置を実現することができるという効果を奏する。
【００８２】
本発明によれば、使用し易い送液装置を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施の形態１の送液装置を示す図であって、（ａ）は送液装置の平面図であり、（ｂ）は、送液装置の断面図である。
【図２】実施の形態１の送液装置での液体の流れを示す平面図である。
【図３】従来のマイクロ分析チップ内での液体の流れを示す平面図である。
【図４】従来のマイクロ分析チップ内での液体の流れを示す平面図である。
【図５】実施の形態２の送液装置を示す図であって、（ａ）は、送液装置の平面図であり、（ｂ）は、送液装置の断面図である。
【図６】実施の形態２の送液装置での液体の流れを示す平面図である。
【図７】実施の形態３の送液装置を示す図であって、（ａ）は送液装置の平面図であり、（ｂ）は、送液装置の断面図である。
【図８】実施の形態４の送液装置を示す平面図である。
【図９】実施の形態４の送液装置での液体の流れを示す平面図である。
【図１０】実施の形態５の送液装置を示す平面図である。
【図１１】実施の形態５の送液装置での液体の流れを示す平面図である。
【図１２】実施の形態５の送液装置での液体の流れを示す平面図である。
【図１３】従来のマイクロ分析チップを示す図であって、（ａ）は、当該マイクロ分析チップの平面図、（ｂ）は、当該マイクロ分析チップの断面図である。
【図１４】界面張力を説明するための模式図である。
【図１５】吸収体の吸収可能液体容量および吸収力の測定に用いる装置を示す図であって、（ａ）は、当該装置の平面図であり、（ｂ）は、当該装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００８４】
本発明の一実施形態について説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されない。
【００８５】
〔実施の形態１〕
図１は、本実施の形態の送液装置を示す図であって、具体的には、（ａ）は、送液装置の平面図であり、（ｂ）は、送液装置の断面図である。
【００８６】
図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施の形態の送液装置は、流路１１４（第１接続流路）と、流路１１４の上流側に配置された、液体を流路１１４へ導入するための導入口１１５（第１導入口）を備えた受容部１１２（受容部）と、流路１１４の下流側（受容部１１２とは反対側）に接続され、流路１１４内の空気を排出するための排出口１１３（第１排出口）を備えた収容部１１６（第１収容部）と、を備えている。そして、収容部１１６内には吸収体１３１（第１吸収体）が設けられ、流路１１４内には増粘剤１３２（第１増粘剤）が配置されている。
【００８７】
以下に、各構成について詳細に説明する。
【００８８】
＜流路＞
図１の（ｂ）に示すように、本実施の形態では、溝が設けられている第１基板１１０と、第２基板１１１とを重ね合わせることによって、流路１１４が形成されている。
【００８９】
流路１１４の形成方法は特に限定されず、流路１１４は、互いに対向して配置される基板の間に形成された空洞によって形成されてもよいし、または、基板の内部を掘削した空洞によって形成されてもよいし、基板の内部に管を配置することによって形成されてもよい。
【００９０】
流路１１４は、受容部１１２と収容部１１６とを接続している。換言すれば、流路１１４は、排出口１１３と導入口１１５とを接続している。
【００９１】
本明細書では、流路が分岐している場合や流路が複数存在する場合には、排出口に接続された流路を排出流路と称し、導入口に接続された受容部に相当する部分を導入流路とも称する場合がある。また、排出流路および導入流路に接続された流路をメイン流路とも称する。
【００９２】
排出流路、導入流路、メイン流路等は、送液装置に設けられる流路の一部分であって、排出部および液体受け部の形態に応じてその形状を変化させ得る。また、流路１１４は、好ましくは送液対象である液体を毛細管現象によって送液できるものとする。
【００９３】
次に、毛細管現象による送液について説明する。
【００９４】
一般的に、流路の横断面形状（流路における液体の流れ方向に垂直な断面形状）が円形状であって、この流路の壁面（液体が接する表面）が均一（例えば、同一の材料で構成されている）である場合、液体に作用する圧力（毛細管現象による送液の圧力）Ｐは、気体−液体界面の界面張力をσ、流路の壁面の接触角をθ、流路の半径をｒとするとき、次の式１によって示される。
【００９５】
Ｐ＝２σｃｏｓθ／ｒ・・・（式１）
式１において、Ｐの値が正である場合には、液体は流路内の空間を進むことができ、Ｐの値が０または負である場合には、液体は流路内の空間を進むことができない。ここで、σおよびｒはともに正の値であるため、毛細管現象によって送液する（Ｐの値を正とする）ためには、流路の表面においてｃｏｓθが正である必要がある。つまり、水を溶媒とする液体の場合には、流路面（流路の表面）が親水性であるときに、毛細管現象によって液体を流すことができる。
【００９６】
ただし、流路面に疎水性部分が存在していてもよい。親水性、疎水性の両方の特性が並存する場合には、それぞれの界面張力の和によって、流路内に生じる毛細管現象が決定されるので、界面張力の和が親水性（ｃｏｓθが正）となるようにすればよい。
【００９７】
ここで、親水性とは、比抵抗が１８ｍΩ・ｃｍよりも大きい純水（２５℃）を用いて、１気圧、２５℃の条件で測定した接触角が９０°未満である場合を意図する（図１４参照）。疎水性とは、上記純水の接触角が９０°以上である場合を意図する。ただし、接触角の送液方向に作用する成分である余弦（コサイン）は、９０°付近で大きく変動するので、送液機能を安定して確保するという観点から、純水に対する接触角が８５°以下であることがより好ましく、接触角が７５°以下であることがさらに好ましく、接触角が６０°以下であることが最も好ましい。
【００９８】
また、流路は、毛細管現象が生じる程度の大きさの流路であればよい。例えば、流路の横断面の幅および高さは、０．１μｍ〜１０ｍｍであることが好ましく、１０μｍ〜１ｍｍであることがより好ましい。
【００９９】
＜基板＞
基板に用いる材料は、送液装置の目的や用途等に応じて選択すればよく、特に限定されない。例えば、光学的な検出を行う場合には光学的な面を考慮し、電気的な検出を行う場合には電気絶縁性を考慮し、溝等の微細加工を必要とする場合には加工し易さを考慮して、それぞれの用途に適した材料を選択すればよい。
【０１００】
吸収体に吸収させる液体が水である場合には、第１基板および第２基板の少なくとも一方に、親水性の材料を用いるか、又は親水化処理を行うことが好ましい。親水化処理方法としては、例えば、親水処理剤処理、プラズマ処理、ＵＶ処理、親水性膜のコーティング、表面粗さの制御等が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１０１】
また、光学的な操作（検出、バルブ等）を行う場合には、第１基板および第２基板の少なくとも一方に透明または半透明の材料を用いることが好ましく、このような透明または半透明な材料としては、ガラス、石英、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、フィルム等が挙げられる。具体的には、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂またはスチレン系樹脂が、透明性や成型性の観点から好ましい。また、光による励起発光が特に少ないプラスチック材料として、ポリメチルメタクリレートの水素原子をフッ素原子に置換したフッ化ポリメチルメタクリレート等のフッ素系のプラスチック材料や、触媒や安定剤等の添加剤に非蛍光材料を用いたポリメチルメタクリレート等が挙げられ、これらを、第１基板および第２基板の少なくとも一方に用いることが可能である。
【０１０２】
電気的な操作（検出、バルブ等）を行う場合には、流路や第１基板、第２基板の表面に電極を形成する必要があるので、第１基板および第２基板の材料は、電極を形成することが可能な材料を用いることが好ましい。電極の形成が可能な材料としては、ガラス、石英、シリコン等が挙げられ、これらは、生産性および再現性の観点から好ましい材料である。なお、凹凸面に電極を形成することは難しいので、流路用の溝等の凹凸が形成されていない基板（本実施の形態では第２基板１１１）に電極を形成するのが好ましい。
【０１０３】
第１基板１１０、第２基板１１１の厚さは特に限定されない。例えば、０．１〜１０ｍｍであり得る。更に具体的には、第１基板１１０の厚さを０．５ｍｍ、第２基板１１１の厚さを２ｍｍとしてもよい。
【０１０４】
また、本実施の形態では、第１基板１１０の厚さが０．５ｍｍであって、当該第１基板１１０に形成される溝の深さ（流路の横断面の長さに相当）は、５０μｍの深さであってもよい。当該溝の深さは、毛細管現象によって送液できる程度の深さであればよく、例えば、５μｍ〜５００μｍ程度の深さで形成することが好ましい。なお、当該溝は、第１基板をエッチング、切削等の機械的な加工、ホットエンボス法、金型成形法等で形成することができる。
【０１０５】
流路１１４を形成する溝は、その断面形状（液体を送液する方向に対して垂直な面における断面形状）が矩形となるように形成され得る。当該断面形状は、毛細管現象を生じ得る形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、円形状、楕円形状、半円状、逆三角形状等であってもよい。
【０１０６】
＜受容部および収容部＞
受容部１１２は、外気に開放された導入口１１５を備え、収容部１１６は、外気に開放された排出口１１３を備えている。受容部１１２および収容部１１６は、流路１１４によって接続されている。
【０１０７】
受容部１１２および収容部１１６は、第１基板１１０に貫通孔を設けることによって形成できる。受容部１１２および収容部１１６の形状は特に限定されないが、例えば直径０．５ｍｍ〜１０ｍｍの円筒形であり得る。
【０１０８】
＜吸収体および増粘剤＞
収容部１１６の内部には、吸収体１３１が配置され得る。収容部１１６の内部には、吸収体１３１および増粘剤１３２の両方が配置されていてもよい。
【０１０９】
このとき、増粘剤１３２の少なくとも一部が、吸収体１３１よりも上流側（導入口１１５側）に配置され得る。なお、増粘剤１３２の少なくとも一部が、吸収体１３１の内部に配置されていてもよいし、そうでなくてもよい。増粘剤１３２の一部が、流路１１４内に配置されていてもよいし、そうでなくてもよい。
【０１１０】
吸収体１３１は、毛細管現象によって液体を吸収することが可能な構造物である。このような構造物としては、繊維、多孔質の材料、および、それらの材料の少なくとも一方を含んだ構造物等を挙げることが可能である。更に具体的には、繊維材料（例えば、コットン等の植物繊維、羊毛等の動物繊維、ガラス繊維、化学繊維など）または多孔質材料（例えば、モレキュラーシーブス（ゼオライト）、炭酸カルシウム、多孔質樹脂、レジストなど）が挙げられる。
【０１１１】
増粘剤１３２は、液体によって溶解する構造物である。このような物質としては、天然の増粘剤、合成樹脂を成分とする増粘剤、およびそれらの材料の少なくとも一方を含んだ構造物を挙げることが可能である。更に具体的には、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロースナトリウム）、カゼイン、アルブミン、寒天、澱粉、糖類、アルギン酸、ポリエステル系化合物、ポリアミド系化合物、ポリエーテル系化合物、ポリグリコール系化合物、ポリビニルアルコール系化合物、ポリアルキレンオキサイド系化合物、ポリアクリル酸系化合物、ビニル系化合物、およびビニリデン系化合物等が挙げることが可能である。
【０１１２】
吸収体１３１が吸収する液体の媒体が水である場合には、吸収体１３１として親水性材料を用いることが好ましく、増粘剤１３２として水溶性材料を用いることが好ましい。吸収体１３１の材料自体の親水性が低い場合には、材料に対して親水化処理を行うことによって、吸収体１３１の親水性を増加させることが可能である。親水化処理としては、例えば、親水処理剤処理、プラズマ処理、ＵＶ処理、親水性膜のコーティング、表面粗さの制御等を挙げることができるが、これらに限定されない。
【０１１３】
水以外の液体（例えば、エタノール、アセトン、トルエン、シンナー等の有機溶剤または酢酸、ギ酸等の酸を含む溶媒）の場合には、吸収体１３１の材料として、当該溶媒に対して親和性を有する材料を用い、増粘剤１３２の材料として、当該溶媒に対し溶解性を有する材料を用いることが可能である。
【０１１４】
＜吸収体と流路の壁面との関係（１）＞
関係（１）は、吸収体１３１の外周部の少なくとも一部が、収容部１１６および／または流路１１４の壁面と接している場合である。この構造では、液体は、以下のように移動する。
【０１１５】
受容部１１２に備えられた導入口１１５から導入された液体は、流路１１４の壁面を伝わり、次いで、増粘剤１３２へと伝わる。そして、これによって、増粘剤１３２が液体中に溶解する。増粘剤１３２が溶解した液体は、収容部１１６および／または流路１１４の壁面と、吸収体１３１との界面に沿って移動しながら、排出口１１３側へ移動する。
【０１１６】
この構成では、流路１１４または収容部１１６の壁面で働く界面張力による毛細管力と、増粘剤１３２の外周部で働く界面張力による毛細管力とによって、壁面に沿って液体が移動し易くなり、液体の伝達が容易に行われる。
【０１１７】
＜吸収体と流路の壁面との関係（２）＞
関係（２）は、吸収体１３１の外周部と、収容部１１６および／または流路１１４の壁面との間に空隙を有し、収容部１１６または流路１１４の壁面のうち、上記空隙を形成する壁面の少なくとも一部が親水性である場合である。
【０１１８】
この構造では、吸収体１３１に吸収された液体が蒸発等によって減少した場合に、吸収体１３１内または吸収体１３１の外周部に空気の通り道ができ、これにより流路内の空気が流路外に流出する恐れが生じる。しかしながら、空隙を形成する壁面の少なくとも一部が親水性であれば、吸収体１３１と壁面との間に形成される空隙に強い毛細管力が働くので、当該空隙が、増粘剤が溶解した液体によって満たされることになる。この結果、吸収体１３１と壁面とで形成される空隙および吸収体１３１の内部の空間に満たされた液体によって、流路内の空気が流路外に抜け出ることが防止される。
【０１１９】
＜流路と吸収体との配置＞
吸収体１３１が流路内に存在すれば、液体を吸収した後の吸収体１３１から液体が蒸発することを防止することができる。よって、増粘剤１３１の一部または全部が流路１１４内に配置されていることが好ましい。
【０１２０】
吸収体１３１は、受容部１１２内に配置されてもよく、流路１１４内に配置されてもよく、収容部１１６内に配置されてもよく、これらの構成の複数内に配置されてもよい。
【０１２１】
＜吸収体と増粘剤との配置関係＞
吸収体１３１と増粘剤１３２とは、接触していてもよく、接触していなくてもよい。また、増粘剤１３２は、吸収体１３１内、または、吸収体１３１よりも上流側（流路の上流側）に設けられていてもよい。
【０１２２】
＜検出部＞
受容部１１２には、その他の構成として、液体に含まれる特定の物質の量を検出するための検出部１４１（第１検出部）を設けることができる。
【０１２３】
例えば、検出部１４１が電気化学的な検出手段である場合には、受容部１１２に、作用電極、参照電極および対向電極が設けられ得る。作用電極、参照電極および対向電極の材料としては、一般的な電極材料を用いることが可能であって、例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミニウム、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ニッケル、チタンまたはクロムなどを用いることができる。
【０１２４】
作用電極、参照電極および対向電極の形は特に限定されず、例えば、円形、多角形（例えば、三角形、四角形など）または線状であり得る。
【０１２５】
作用電極、参照電極および対向電極の大きさは特に限定されず、検出電流値に応じた大きさであり得る。例えば、円形である場合には、外径１０μｍ〜１０ｍｍ程度とし、好ましくは外形０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度とする。円形以外の形状の場合も、円形の場合の面積と同程度の面積になるように大きさを決定することが好ましい。
【０１２６】
検出部１４１が、インピーダンスの変化によって検出する手段である場合には、例えば、受容部１１２の底面にインピーダンス検出用の電極を設け得る。
【０１２７】
インピーダンス検出用の電極の材料としては、一般的な電極材料を用いることが可能であって、例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ニッケル、チタンまたはクロムなどを用いることが可能である。
【０１２８】
検出部１４１が、蛍光によって検出する手段である場合は、例えば、受容部１１２の側面または底面に蛍光検出部を設けることが可能である。検出部１４１は、受容部１１２内に設けることができる。蛍光検出部の具体的な構成としては特に限定されず、公知の構成を用いることが可能である。
【０１２９】
＜反応部＞
送液装置には、検出部１４１に代えて、または検出部１４１と共に、液体中の物質に対して所望の反応を生じさせるための反応部（第１反応部）を設けることが可能である。当該反応部の具体的な構成としては特に限定されないが、例えば、抗原抗体反応および／または酵素反応を行う反応部を設けることができる。
【０１３０】
酵素反応を行う場合には、例えば、酵素反応に用いる酵素を受容部１１２の側面若しくは底面、または、流路内に固定化すればよい。また、酵素を含む液体を、反応部へ向かって流すことも可能である。
【０１３１】
抗原抗体反応を行う場合には、上記と同様に、抗原抗体反応に用いる抗体または抗原を受容部１１２の側面若しくは底面、または、流路内に固定化すればよい。また、抗体または抗原を含む液体を、反応部へ向かって流すことも可能である。
【０１３２】
抗原抗体反応や酵素反応を行う反応部の形状については、特に限定されることはなく、適宜、所望の形状をとることができる。
【０１３３】
＜装置の使用方法＞
本実施の形態の送液装置の使用方法を、図１および図２を用いて説明する。
【０１３４】
図２は、本実施の形態の送液装置内での液体の流れを示す平面図である。本実施の形態の送液装置では、受容部１１２へ液体が注入されると（図２の（ａ）参照）、液体は流路１１４を通って増粘剤に達し、そして増粘剤が溶解し、溶解した増粘剤を含む液体が、流路１１４内を進む（図２の（ｂ）参照）。
【０１３５】
ここで、吸収体１３１の吸収可能液体容量Ｑ１よりも少ない液体が受容部１１２に設けられている導入口へ導入されれば、増粘剤が液体中に溶解すると共に、当該液体が吸収体１３１に吸収され、この段階で送液が停止する（図２の（ｃ）参照）。
【０１３６】
送液が停止した時には、吸収体１３１は、増粘剤が溶解した液体を吸収した状態になる。吸収体１３１が、増粘剤が溶解した液体を吸収した状態では、流路１１４内の空気が粘性の高い液体を越えて下流側へ移動することができないため、次の液体を受容部１１２に設けられている導入口から導入した場合（図２（ｄ）参照）、液体が下流側（排出口側）に流れない。
【０１３７】
他方、受容部１１２では、導入口が外に対して開放されており、受容部１１２には、液体と空気とを置換できる余裕空間が設けられている。それ故に、次の液体を受容部１１２内に注入でき、かつ注入された液体にはそれ以上の送液力が働かない（吸収体１３１によって流路の一端が閉じられている）ので、次の液体は、受容部１１２内に停止することになる（図２の（ｅ）参照）。
【０１３８】
受容部１１２内に検出部や反応部を設ければ、検出部や反応部に液体を留め置けるので、信頼性の高い検出や反応を行うことができる。
【０１３９】
なお、上述した操作を確実に行うためには、受容部１１２の容積および流路１１４の容積の合計をＱ０とし、吸収体１３１の吸収可能液容量をＱ１としたときに、Ｑ０≦Ｑ１であることが好ましい。
【０１４０】
＜吸収可能液体容量の測定方法＞
図１５を用いて、吸収可能液体容量の測定方法を説明する。
【０１４１】
図１５は、吸収可能液体容量の測定に用いる装置を示している。図１５の（ａ）および（ｂ）に示すように、当該装置は、導入口を有する受容部６１２と、排出口を有する収容部６１３と、受容部６１２と収容部６１３とを繋ぐ流路６１４と、を備えている。
【０１４２】
収容部６１３内には、収容部６１３と略同一のサイズ（体積も略同一）の吸収体６４０が配置されている。
【０１４３】
収容部６１３は、例えば、直径３ｍｍ、高さ５ｍｍの円筒形とする。また、第１基板６１０、第２基板６１１の少なくとも一方は、流路６１４内部の可視化のために、透明性のある材料を用いることが可能である。
【０１４４】
吸収体６４０が、粉体や粒体からなる場合には、吸収体６４０を密度測定用の容器に充填し、工業会規格ＴＭＩＡＳ０１０１５のタップ密度試験法でみかけ密度を測定し、収容部６１３の容積から吸収体６４０の質量を算出する。算出された質量の吸収体を収容部６１３の高さと同じ高さまで、タッピングを行いながら充填する。充填された吸収体６４０により「吸収可能液体容量」の測定を行う。
【０１４５】
測定は、次のようにして行う。
【０１４６】
導入ロから液体を導入し、吸収体６４０が液体を十分に吸収した状態（飽和状態）にする。この際、導入口から導入される液体の容量を、吸収体６４０が吸収可能な容量よりも多くする。導入された液体の移動が完全に停止した段階で、吸収体よりも上流側に残存している液体長を測り、当該液体長に流路の断面積を掛けることにより、残存液体容量を算出する。導入液体容量と残存液体容量との差から、吸収体６４０の吸収可能液体容量を算出する。
【０１４７】
ここで、吸収体６４０が繊維などの場合には、液体を吸収することによって、吸収体６４０の体積が膨張する。よって、吸液体６４０として体積が膨張する素材を用いる場合には、収容部６１３の上方に膨張した体積を収納するためのスペースを設けておけばよい。
【０１４８】
膨張した体積を吸収するスペースとしては、吸収体６４０の体積の０．５倍以下または１倍以下のスペースを用いればよい。
【０１４９】
〔実施の形態２〕
本実施の形態は、上述した実施の形態１の変形例である。
【０１５０】
本実施の形態の送液装置について、図５および６を参照して説明する。図５の（ａ）は、本実施の形態の送液装置を示す平面図であり、図５の（ｂ）は、本実施の形態の送液装置を示す断面図である。図６は、本実施の形態の送液装置内での液体の流れを説明するための平面図である。
【０１５１】
本実施の形態では、実施の形態１の流路１１４内に、液体の停止状態を前進に切り替えることができるバルブ１６０（第１バルブ）が設けられていることに特徴があり、これ以外の構成は、実施の形態１と同様である。
【０１５２】
例えば、バルブ１６０が設けられていれば、第１の液体を流路（例えば、メイン流路）内などで停止させることが可能となる。例えば、目的物質と、当該目的物質と競合的に反応する、標識が付されている物質とを含む液体を流路（例えば、メイン流路）内へ流し込み、当該流路に設けられている反応部（または、検出部）にて液体を停止させた状態で反応させる。その後、流路（例えば、メイン流路）内へ洗浄液体である別の液体を流し込んで反応部（または、検出部）を洗浄し、当該反応部（または、検出部）に残存している標識が付されている物質の量を検出することによって、目的物質の量を測定することができる。つまり、本実施の形態の送液装置は、上述したような測定装置または検出装置として利用することが可能である。
【０１５３】
上記バルブ１６０としては特に限定されないが、例えば、エレクトロウエッティングバルブ、または、光バルブを使用することが可能である。
【０１５４】
また、上記バルブ１６０としては、流路の壁面に疎水性領域を設け、かつ、当該疎水性領域よりも流路の上流側に押圧部を設け、当該押圧部に対して外部から圧力を加えることよって流路内の液体を、疎水性領域を越えて送り出す構成とすることができる。
【０１５５】
また、上記バルブ１６０としては、流路の壁面に疎水性領域を設け、上記疎水性領域よりも流路の上流側の流路内に、液体を電気分解して泡を発生させる電極部を設け、当該電極部における電気分解によって生じる泡の圧力によって、疎水性領域を越えて液体を送り出す構成とすることが可能である。
【０１５６】
エレクトロウエッティングバルブは、電圧を印加しない状態では疎水性であり、電圧を印加することによって電極表面の接触角が親水側に変化し、当該変化によって、停止していた液体を前進させるバルブである。
【０１５７】
このような、エレクトロウエッティングバルブは、液体の停止状態と前進状態とを切り替える作用電極と、参照電極と、を備える構成であればよい。作用電極および参照電極の材料は特に限定されるものではなく、一般的な導電性の材料を用いることができる。例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミニウム、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ニッケル、チタンまたはクロムなどを使用することが可能である。
【０１５８】
エレクトロウエッティングバルブに液体の停止機能を付与するために、作用電極の表面には、例えば、テトラフルオロエチレン膜等の疎水性膜、または、親水性のきわめて低い膜（例えば、電極用金属の自然酸化膜など）が設けられていることが好ましい。
【０１５９】
光バルブとしては、光触媒（例えば、酸化チタンなど）と、光触媒によって分解される疎水性有機物とを、バルブとなる領域に形成した構成を挙げることが可能である。このような光バルブでは、光触媒に対して紫外線などの光を照射することにより、光触媒によって疎水性有機物が分解されて接触角が低下する結果、停止していた液体を前進状態に切り替えることができる。
【０１６０】
上記光触媒としては、様々な光触媒膜を用いることが可能である。当該光触媒膜は、スパッタリング法またはリフトオフ法などにより、例えば、第２基板１１１に対して酸化チタン膜をパターニングすることによって形成できる。また、チタン膜を同様に成膜し、その後に熱処理や化学処理等を行い、チタン膜を酸化させて酸化チタン膜とする方法を用いてもよい。酸化チタンの初期状態の疎水性を向上させるためには、有機単分子膜等を酸化チタン表面に形成することが好ましく、オクタデシルトリクロロシランなどを用いることができる。また。第１基板１１０には光触媒と反応する光が透過する材料を用いる。
【０１６１】
本実施の形態によっても、上記実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、本実施の形態では、バルブ１６０によって流路１１４内で液体を停止させることができるので、第１液体についても液体の流れを停止させ反応や検出を行うことが可能になる。
【０１６２】
上述したバルブ１６０の構成は、本発明の送液装置内に設けられる、あらゆるバルブとして採用し得る。このとき、上述した流路は、各バルブが設けられる流路に置き換えて考えればよい。また、本発明では、あらゆる流路にバルブを設けることが可能である。
【０１６３】
〔実施の形態３〕
本実施の形態は、実施の形態１の更なる変形例である。本実施の形態の送液装置について、図７を参照して説明する。図７の（ａ）および（ｂ）は、各々、本実施の形態の送液装置を示す平面図および断面図である。
【０１６４】
本実施の形態では、吸収体１３１が収容部１１６内に封入されているとともに、吸収体１３１の一部が流路内にも封入されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【０１６５】
吸収体１３１が接している流路１１４の内壁１８０は親水化処理により親水性になっている。親水化処理の方法は、実施の形態１に記載した方法を用いることができる。
【０１６６】
図７において、吸収体１３１に吸収された液体が蒸発等で減少した場合には、吸収体１３１の外周部に空気の通り道ができる恐れがある。吸収体１３１が接している流路１１４の内壁１８０が親水化処理されて親水性になっていれば、液体が流路１１４から排出される際に、吸収体１３１と壁面とで形成される空隙で強い毛細管力が働き、当該空隙内に液体が留まり易くなる。それ故に、吸収体１３１と壁面とで形成される隙間が液体で埋まり、空気の通り道が遮断される。
【０１６７】
本実施の形態であれば、増粘剤が溶解して液体の粘性を増加させることと、毛細管力によって空隙内に液体をとどめようとすることとが相乗効果を奏することによって、液体を前進させた後で、次の液体を停止させる動作を確実に行うことが可能である。
【０１６８】
〔実施の形態４〕
本実施の形態の送液装置について、図８〜図９を参照して説明する。図８は、本実施の形態の送液装置を示す平面図であり、図９は、本実施の形態の送液装置内での液体の流れを説明するための平面図である。
【０１６９】
本実施の形態の送液装置は、メイン流路２５１と、メイン流路２５１の一方端側に設けられた孔２５０と、メイン流路２５１に接続され、メイン流路２５１に液体を導入する第１導入口２１２ａを有する第１導入流路２５２と、第１導入流路２５２よりも孔２５０側でメイン流路２５１に接続され、メイン流路２５１に液体（第２液体）を導入する第２導入口２１２ｂを有する第２導入流路２５３（第２流路）と、メイン流路２５１を挟んで第１導入流路２５２と対向配置された、メイン流路２５１内の空気を排出する排出口２１３を有する排出流路２７１と、を備えている。
【０１７０】
なお、第１導入口２１２ａと第１導入流路２５２との間、および、第２導入口２１２ｂと第２導入流路２５３との間には、各導入口へ導入された各液体を受容するための受容部が設けられ得る。また、排出口２１３と排出流路２７１との間には、吸収体を収容するための収容部が設けられ得る。
【０１７１】
第１導入流路２５２とメイン流路２５１との境界、第２導入流路２５３とメイン流路２５１との境界、排出流路２７１とメイン流路２５１との境界には、それぞれ停止状態の液体の停止状態と前進状態とを切り替えることができるバルブ２６０ａ・２６０ｂ（第２バルブ）・２６０ｃが設けられ得る。なお、これらのバルブの具体的な構成としては、上述したバルブ１６０と同じ構成を用いることができる。
【０１７２】
排出口２１３と排出流路２７１との間に設けられる収容部内、および／または、排出流路２７１内には、吸収体（図示せず）と、当該吸収体よりもメイン流路２５１側に設けられた増粘剤（図示せず）と、が配置され得る。当該増粘剤は、流路に導入される液体に対して溶解するものである。
【０１７３】
メイン流路２５１には、検出部２４１（第２検出部）が設けられ得る。また、第１導入流路２５２から第１導入口２１２ａまでの合計容積が、吸収体の吸収可能液体容量よりも小さく構成されていてもよい。
【０１７４】
第１導入流路２５２、第２導入流路２５３、メイン流路２５１、排出流路２７１は、実施の形態１の流路１１４と同様な材質、形状とすることができる。また、第１導入流路２５２と排出流路２７１とは１つの流路として形成されていてもよい。
【０１７５】
孔２５０は、実施の形態１における排出口１１３と同じ構成であり得、バルブ２６０ａ〜２６０ｃは、上記実施の形態２と同じ構成であり得る。
【０１７６】
基板の材質、吸収体、吸収体と壁面との関係、排出流路と吸収体の配置、検出部、反応部などの条件は、上記実施の形態１〜３と同様であり得る。
【０１７７】
本実施の形態の送液装置内における液体の流れを図８、図９に基づいて説明する。
【０１７８】
第１液体を第１導入口２１２ａへ、第２液体を第２導入口２１２ｂへ導入すると、第１導入流路２５２内および第２導入流路２５３内へ液体が進入するが、バルブ２６０ａ、２６０ｂが閉じられているために、これらのバルブの位置で各液体が停止する（図９の（ａ）参照）。
【０１７９】
バルブ２６０ａを開けると、液体はメイン流路２５１内へ進み、孔２５０側へ移動してメイン流路２５１内が第１液体によって満たされる（図９の（ｂ）参照）。このとき、バルブ２６０ｂおよび２６０ｃを閉じておく。これによって、第１液体が、第２導入流路２５３内や排出流路２７１内へ移動することを防ぐことができる。
【０１８０】
次に、バルブ２６０ｃを開けると、第１液体が排出流路２７１内へ進み、増粘剤（第１増粘剤）が溶解し、その後、吸収体によって液体が吸収されることによって、第１導入流路２５２内およびメイン流路２５１内の液体が排出される（図９の（ｃ）および（ｄ）参照）。このとき、第１導入流路２５２内の液体は、孔２５０から進入した空気によって分断されるため、第１導入流路２５２に液体の一部が残る（図９の（ｅ）参照）。
【０１８１】
次に、バルブ２６０ｂを開けると、第２液体がメイン流路２５１内へ進むとともに、孔２５０側へ第２液体が進む（図９の（ｆ）参照）。このとき、吸収体が空気を通過させない状態であるので、実施の形態１と同様の作用により、排出流路２７１側に液体が移動できない。また、第１導入流路２５２に残存した液体により、第２液体は第１導入流路２５２側へも移動できない。その結果、第２液体をメイン流路２５１内で停止させることができる。
【０１８２】
メイン流路２５１内に検出部２４１（または、反応部）を設ければ、当該検出部２４１（または、反応部）に対して複数の液体を送液することができる検出装置を実現することができる。
【０１８３】
なお、上記検出部２４１に代えて、又は検出部２４１とともに、反応を行う反応部を設けることができる。
【０１８４】
〔実施の形態５〕
本実施の形態の送液装置について、図１０〜図１２を参照して説明する。図１０は、本実施の形態の送液装置を示す平面図であり、図１１および図１２は、本実施の形態の送液装置における液体の流れを説明するための平面図である。
【０１８５】
本実施の形態の送液装置は、メイン流路２５１と、メイン流路２５１の一方の端に設けられた孔２５０と、メイン流路２５１に接続され、メイン流路に液体を導入する第１導入口２１２ａを有する第１導入流路２５２と、第１導入流路２５２よりも孔２５０側でメイン流路２５１に接続され、メイン流路２５１に液体を導入する第２導入口２１２ｂを有する第２導入流路２５３と、第２導入流路２５３よりも孔２５０側でメイン流路２５１に接続され、メイン流路２５１に液体（第３液体）を導入する第３導入口２１２ｃを有する第３導入流路２５４（第３流路）と、メイン流路２５１を挟んで第１導入流路２５２と対向するように配置された、メイン流路２５１内の空気を排出する第１排出口２１３ａを有する排出流路２７１と、メイン流路２５１を挟んで第２導入流路２５３と対向するように配置された、メイン流路２５１内の空気を排出する第２排出口２１３ｂを有する第２排出流路２７２と、を備えている。
【０１８６】
第１導入流路２５２とメイン流路２５１との境界、第２導入流路２５３とメイン流路２５１との境界、第３導入流路２５４とメイン流路２５１との境界、排出流路２７１とメイン流路２５１との境界、第２排出流路２７２とメイン流路２５１との境界には、それぞれ停止状態の液体を前進に切り替えることのできるバルブ２６０ａ〜２６０ｅが設けられ得る。
【０１８７】
なお、第１導入口２１２ａと第１導入流路２５２との間、第２導入口２１２ｂと第２導入流路２５３との間、および、第３導入口２１２ｃと第３導入流路２５４との間には、各導入口へ導入された各液体を受容するための受容部が設けられ得る。また、第１排出口２１３ａと排出流路２７１との間、および、第２排出口２１３ｂと第２排出流路２７２との間には、吸収体を収容するための収容部が設けられ得る。
【０１８８】
第１排出口２１３ａと排出流路２７１との間に設けられた収容部内、および／または、排出流路２７１内には、第１吸収体（図示せず）と、当該吸収体よりもメイン流路２５１側に設けられた第１増粘剤（図示せず）と、が設けられ得る。
【０１８９】
第２排出口２１３ｂと第２排出流路２７２との間に設けられた収容部内、および／または、第２排出流路２７２内には、第２吸収体（図示せず）と、当該第２吸収体よりもメイン流路２５１側に設けられた第２増粘剤（図示せず）と、が設けられ得る。なお、第１増粘剤および第２増粘剤は、流路に導入される液体に溶解するものであって、同じ構成を用いることも可能であり、異なる構成を用いることも可能である。
【０１９０】
また、メイン流路２５１には、検出部２４１（第２検出部）が設けられ得る。当該検出部２４１の代わり、または、当該検出部２４１に加えて、反応部（第２反応部）を設けることも可能である。
【０１９１】
また、第１導入口２１２ａから第１吸収体へ至るまでの流路の合計容積は、第１吸収体の吸収可能液体容量よりも小さく構成され、且つ、第２導入口２１２ｂから第２吸収体へ至るまでに流路の合計容積が、第２吸収体の吸収可能液体容量よりも小さく構成され得る。
【０１９２】
また、第１導入流路２５２の容積、メイン流路２５１の容積、第２導入流路２５３の容積、および、第２排出流路２７２の容積の合計をＱ２とし、第２吸収体の吸収可能液体容量をＱ３としたときに、Ｑ２≦Ｑ３とすることができる。なお、当該構成は、第１導入口２１２ａと第１導入流路２５２との間に受容部が設けられていない場合、または、上記受容部の容積が第１導入流路２５２の容積よりも小さい場合に好ましい構成であるといえる。
【０１９３】
また、第１導入口２１２ａと第１導入流路２５２との間に受容部が設けられている場合には、当該受容部の容積、メイン流路２５１の容積、第２導入流路２５３の容積、および、第２排出流路２７２の容積の合計をＱ２とし、第２吸収体の吸収可能液体容量をＱ３としたときに、Ｑ２≦Ｑ３とすることができる。なお、当該構成は、上記受容部の容積が、第１導入流路２５２の容積よりも大きい場合に好ましい構成であるといえる。
【０１９４】
第１導入流路２５２、第２導入流路２５３、第３導入流路２５４、メイン流路２５１、排出流路２７１、第２排出流路２７２は、実施の形態１の流路１１４と同様の構成を用いることが可能である。
【０１９５】
孔２５０は、実施の形態１の排出部と同様に形成することができる。また、バルブ２６０ａ〜２６０ｅは、実施の形態２と同様の構成を用いることが可能である。
【０１９６】
基板材料、吸収体、吸収体と壁面との関係、第１排出流路と吸収体との配置、吸収体と第１増粘剤との配置関係、検出部、反応部は、実施の形態１と同様の構成を用いることが可能である。
【０１９７】
また、第２吸収体と第２増粘剤との配置関係、第２排出流路と第２吸収体との配置関係は、第１吸収体と第１増粘剤の配置関係、第１排出流路と第１吸収体との配置関係と、それぞれ同様の構成を用いることが可能である。
【０１９８】
本実施の形態の送液装置における液体の流れを説明する。
【０１９９】
第１導入口２１２ａに第１液体、第２導入口２１２ｂに第２液体、第３導入口２１２ｃに第３液体を各々導入すると、第１導入流路２５２、第２導入流路２５３、第３導入流路２５４に各々の液体が進入し、各々の液体は、バルブ２６０ａ・２６０ｂ・２６０ｃで停止する（図１１の（ａ）参照）。
【０２００】
次に、バルブ２６０ａを開けると、第１液体はメイン流路２５１内へ進み、メイン流路２５１が液体で満たされる（図１１の（ｂ）参照）。このとき、バルブ２１２ｂ〜２１２ｅは閉じられているので、第２導入流路２５３、第３導入流路２５４、排出流路２７１、第２排出流路２７２側に液体が移動することはない。
【０２０１】
次に、バルブ２６０ｄを開けると、液体が排出流路２７１内へ進み、第１増粘剤（図示せず）が液体中に溶解した後に、当該液体が第１吸収体（図示せず）によって吸収され、第１導入流路２５２およびメイン流路２５１内の液体が排出される（図１１の（ｃ）および（ｄ）参照）。
【０２０２】
第１導入流路２５２内の液体は、孔２５０から流路内へ進入した空気によって分断されるため、第１導入流路２５２内に液体の一部が残る（図１２の（ａ）参照）。
【０２０３】
次に、バルブ２６０ｂを開けると、第２液体が、メイン流路２５１内へ進むとともに、第２液体が、孔２５０側へ進む（図１２の（ｂ）参照）。このとき、バルブ２６０ｃおよびバルブ２６０ｅは閉じられているので、第３導入流路２５４内、および、第２排出流路２７２内に液体が移動することはない。そして実施の形態４と同様の作用により、第２液体は、排出流路２７１内および第１導入流路２５２内に移動できないので、第２液体をメイン流路２５１内で停止させることができる。
【０２０４】
次に、バルブ２６０ｅを開けると、第２液体が第２排出流路２７２内へ進み（図１２の（ｃ）参照）、第２排出口２１３ｂ内に設けられた第２増粘剤（図示せず）が第２液体中に溶解した後に、当該第２液体が第２吸収体（図示せず）によって吸収され、その結果、第２導入流路２５３内およびメイン流路２５１内の液体が排出される（図１２の（ｄ）参照）。
【０２０５】
第２導入流路２５３内の液体は、孔２５０から進入した空気により分断されるため、第２導入流路２５３内に液体の一部が残る（図１２の（ｅ）参照）。
【０２０６】
次に、バルブ２６０ｃを開けると、第３液体が、メイン流路２５１内へ進むとともに、第３液体が、孔２５０側へ進む（図１２の（ｆ）参照）。このとき、第１排出口および第２排出口につながる流路内を空気が通過できない状態であり、かつ、第１導入流路２５２内および第２導入流路２５３内には液体が残存しているので、第３液体は、第１導入流路２５２、第２導入流路２５３、排出流路２７１、第２排出流路２７２内へ移動できない。したがって、第３液体をメイン流路２５１内で停止させることができる。
【０２０７】
以上説明したように、実施の形態５であれば、メイン流路２５１内に設けた検出部２４１に対して、複数の液体を順次送液することができる検出装置を実現できる。
【０２０８】
なお、検出部２４１に代えて、または検出部２４１とともに、反応を行う反応部を設けることができる。例えば、メイン流路２５１に抗体を固定した反応部と検出部２４１とが設けられている場合、第１導入流路２５２から測定対象となる抗原と酵素標識抗原を含む液体、第２導入流路２５３から洗浄液体、第３導入流路２５４から基質を含む液体を流すと、液体が停止されることにより安定した抗原抗体反応と酵素基質反応とを行うことができ、酵素基質反応による生成物を検出部で検出することができる。
【実施例】
【０２０９】
〔実施例１〕
本発明を、実施例を用いてさらに説明する。実施例１に係る送液装置の基本構造は、上記実施の形態１と同様である。図１を参照して実施例１の送液装置を更に具体的に説明する。
【０２１０】
金型を用いた樹脂成型法によって、流路として機能する溝を第１基板１１０に形成した。
【０２１１】
金型は、シリコン基板にフォトリソ法でレジストパターンを形成した後、ドライエッチングプロセス法によってエッチングを行うことによって作製した。流路１１４の幅は６００μｍ、流路１１４の高さは５０μｍ、流路１１４の長さは１５ｍｍとした。
【０２１２】
作製した金型に型枠を設け、当該型枠内へ、厚さが２ｍｍになるまでシリコンゴム（ポリジメチルシロキサン、東レダウコーニング社製 ジルポット１８４）を流し込み、１００℃にて１５分間の加熱を行って、シリコンゴムを硬化させた。硬化させた後、金型と硬化したシリコンゴムとを分離させた。
【０２１３】
次いで、シリコンゴムを縦２０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ２ｍｍに整形した。当該シリコンゴムに対して、受容部１１２となる孔、収容部１１６となる孔として、ポンチを用いて直径２ｍｍの貫通孔を開けて、第１基板１１０を作製した。作製した第１基板１１０の表面に、ＴＷＥＥＮ２０（登録商標）（ＧＥヘルスケアジャパン製）を塗布し、当該第１基板１１０を、１００℃にて５分間乾燥させた。
【０２１４】
第２基板１１１は、厚さ６００μｍのテンパックスガラス基板をダイシングソーで縦２５ｍｍ、横１５ｍｍに切断することによって作製した。
【０２１５】
吸収体１３１としては、不織布（旭化成せんい製ＢＥＭＣＯＴ（登録商標））を直径２ｍｍにカットしたものを用い、増粘剤１３２としては、固形のポリアクリル酸ナトリウム（和光純薬製）を粉砕したものを用いた。
【０２１６】
作製した第１基板１１０と第２基板１１とを重ね合わせ、収容部１１６内に増粘剤１３２および吸収体１３１を充填して、実施例１の送液装置を作製した。
【０２１７】
実施例１の送液装置について、液体を流す試験を行った。液体としてはリン酸緩衝液を用い、リン酸緩衝液を受容部１１２内に滴下した。
【０２１８】
リン酸緩衝液は毛細管現象によって送液装置内の流路１１４内に入った。路１１４内の液体は、増粘剤１３２を溶解した後に、吸収体１３１に吸収された。
【０２１９】
受容部１１２の導入口から空気が進入して、流路１１４内のリン酸緩衝液が流路１１４内から完全に排出された。
【０２２０】
次いで、別の液体としてリン酸緩衝液を受容部１１２の導入口内へ滴下したところ、当該液体は流路１１４に進入することなく受容部１１２内に停止した。
【０２２１】
〔比較例１〕
（１）増粘剤を用いないこと、（２）吸収体の吸収可能液体容量が、第１液体と更に加える別の液体の体積の合計以上であること、（３）吸収体の吸収可能液体容量が、受容部１１２と流路１１４との合計容積以上であること以外は、実施例１と同じ送液装置を作製した。
【０２２２】
比較例の送液装置について、液体を流す実験を、実施例１と同様の方法で行った。
【０２２３】
比較例１では、リン酸緩衝液を受容部１１２内へ滴下すると、当該リン酸緩衝液は、毛細管現象によって送液装置内の流路１１４内へ入った。流路１１４内の液体は、吸収体１３１に吸収された。そして、受容部１１２から流路１１４内へ空気が進入し、流路１１４内の液体が完全に吸収体１３１に吸収されて、流路１１４から液体が排出された。このときの排出時間は、実施例１の第１液の排出時間よりも短時間で行われた。
【０２２４】
次いで、別の液体としてリン酸緩衝液を受容部１１２内へ滴下すると、当該液体は、流路１１４内へ進入し、吸収体１３１によって完全に吸収されて、流路１１４内の液体が完全に排出された。
【０２２５】
実施例１では、別の液体としてのリン酸緩衝液が受容部１１２内に留まってそれ以上移動しなかったのに対し、比較例１では、第１液体の排出力を優位に低下させることはできず、それ故に、別の液体としてのリン酸緩衝液が完全に排出されるのが確認された。すなわち、実施例１の送液装置は、吸収体の吸収力を低下させることによって、別の液体としてのリン酸緩衝液の流れを停止させて、当該リン酸緩衝液を受容部１１２内に留めておくことができることが確認された。
【０２２６】
なお本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２２７】
本発明によれば、簡単な構造でもって簡便な操作で液体の停止・前進を切り替えることのできるコンパクトな送液装置を実現できる。このような送液装置は、チップ内で反応および／または検出を行う分析チップ（例えば、マイクロ分析チップ）として利用可能である。
【符号の説明】
【０２２８】
１１０ 第１基板
１１１ 第２基板
１１２ 受容部
１１３ 排出口（第１排出口）
１１４ 流路（第１接続流路）
１１５ 導入口（第１導入口）
１１６ 収容部（第１収容部）
１３１ 吸収体（第１吸収体）
１３２ 増粘剤（第１増粘剤）
１４１ 検出部（第１検出部）
１６０ バルブ（第１バルブ）
２１２ａ 第１導入口
２１２ｂ 第２導入口
２１２ｃ 第３導入口
２１３ 排出口
２１３ａ 第１排出口
２１３ｂ 第２排出口
２４１ 検出部
２５０ 孔
２５１ メイン流路
２５２ 第１導入流路
２５３ 第２導入流路（第２流路）
２５４ 第３導入流路（第３流路）
２６０ａ・２６０ｂ・２６０ｃ・２６０ｄ・２６０ｅ バルブ
２７１ 排出流路
２７２ 第２排出流路
５１０ 第１基板
５１１ 第２基板
５１２ 受容部
５１３ 収容部
５１４ 流路
５３０ 吸収体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を輸送するための送液装置に関し、より具体的には、液体を吸収する吸収体を備える送液装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＣＴ（Point Of Care Testing）とは、病院のベッドサイドや家庭内などの、患者に近いところで実施される臨床検査を意図する。ＰＯＣＴであれば、検査結果を迅速に患者の治療に活かすことができるとともに、質の高い治療を患者に提供することができるので、近年、ＰＯＣＴに対する関心が高まっている。
【０００３】
ＰＯＣＴを実施するためには、簡便な操作によって迅速な分析を行うことが可能な小型の分析装置が必要である。
【０００４】
免疫分析法は、医療分野、生化学分野、アレルゲンなどの測定を行う必要がある分野等において広く使用されている。しかしながら、従来の免疫分析法を実施するためには、大型の機器を必要とする。また、免疫分析法は操作が煩雑であるので、分析に１日以上の時間を必要とする。このため、従来の免疫分析法をＰＯＣＴに適用することはできない。
【０００５】
この問題を解決するために、近年、基板中に横断面の小さな流路（例えば、マイクロメートルオーダー）を形成するとともに、当該流路内に抗体等を固定化したチップ（例えば、マイクロ分析チップ）が開発され、実用化されつつある。
【０００６】
上記チップは、検体等を含む液体をチップ内の反応部や検出部へ導くとともに、当該液体を反応部や検出部の下流側へ送液するための送液手段を備えている必要がある。
【０００７】
このようなチップに使用可能な送液手段としては、マイクロポンプを利用する送液手段、および、流路と液体との間に生じる毛細管現象（界面張力）を利用する送液手段を挙げることができる。
【０００８】
例えば、特許文献１は、微細加工技術を用いて、装置内にマイクロポンプを組み込む技術を開示している。マイクロポンプを用いれば、確実な送液が行える。また、特許文献２は、毛細管現象によって送液する技術を開示している。この方式は、ポンプを必要としないので、上記特許文献１に記載の技術と比較して、チップのコンパクト化を図り易いという利点がある。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１および２に記載の技術は、様々な問題点も有している。例えば、特許文献１に記載の技術は、チップ内へマイクロポンプを組み込むために高度で複雑な加工技術を必要とするという問題点を有している。また、特許文献１に記載の技術は、チップ内にマイクロポンプを収容するためのスペースが必要であるとともに、チップ内にマイクロポンプを駆動するための様々な構成を収容するためのスペースが必要であるので、チップのコンパクト化を図り難いという問題点を有している。また、特許文献２に記載の技術は、流路幅の大小が毛細管現象に対して大きく影響するので、流路幅を自由に設定し難いという問題点を有している。例えば、流路の途中に流路幅の異なる部分を設けると、液体の流れが停止したり、流速が不安定になったりするという問題を生じる。
【００１０】
そこで、上述した問題点を解消するために、従来から、流路の下流側に設置された吸収体を利用する送液手段が用いられてきた。当該送液手段について、以下に更に詳細に説明する。
【００１１】
特許文献３は、吸収体（例えば、多孔質体など）の液体吸収能力を利用して、チップに対して送液を行う技術を開示している。当該技術は、流路の下流側に吸収体を配置し、当該吸収体の液体吸収能力を利用して送液を行うので特許文献２のような問題がない。特許文献３に開示されている技術を、図４、１３を用いて更に詳細に説明する。
【００１２】
図１３は、従来の送液装置を示す図であって、図１３の（ａ）は、送液装置の平面図であり、図１３の（ｂ）は、送液装置の断面図である。
【００１３】
図４は、図１３に示す送液装置内を流れる液体を示す図であり、図４の（ａ）から図４の（ｆ）へ向かって順に、チップ内を流れる液体の状態の変化を示している。図４の（ａ）〜（ｆ）では、液体が存在する部分に着色しており、且つ、液体の流れを判りやすくするために、流路５１４を折れ曲がった形状にしている。
【００１４】
図１３の（ａ）および（ｂ）に示すように、チップは、流路５１４と、流路５１４の上流に接続された受容部５１２と、流路５１４の下流に接続された収容部５１３と、収容部５１３内に設けられた吸収体５３０と、を備えている。送液装置は、流路５１４用の溝、受容部５１２用の貫通孔および収容部５１３用の貫通孔が設けられている第１基板５１０と、第１基板５１０に蓋をする第２基板５１１と、を重ね合わせることによって形成されている。
【００１５】
受容部５１２内へ液体が注入されると（図４の（ａ）参照）、毛細管現象によって液体が流路５１４内を移動して、吸収体５３０に達する。液体が吸収体５３０に達すると（図４の（ｂ）参照）、液体が吸収体５３０に吸収され、流路５１４内を液体が継続的に流れて移送される（図４の（ｃ）参照）。吸収体５３０が完全に液体を吸いきることによって、液体の移送が完了する（図４の（ｄ）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００８−１２８９０６号公報（２００８年６月 ５日公開）
【特許文献２】特開２００６−２２０６０６号公報（２００６年８月２４日公開）
【特許文献３】特開２００１− ８８０９６号公報（２００１年４月 ３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、従来の吸収体を用いる送液装置は、液体の前進および停止を制御することできないという問題点を有している。
【００１８】
チップを用いて分析を行うためには、流路内で所定の反応などを行わせる必要があり、このために、サンプル液、反応用溶液、洗浄用溶液および検出用溶液などの複数種類の液体を、各溶液に応じた様式にて流路内を移動させることが必要である。
【００１９】
例えば、サンプル液および反応用溶液に関しては、反応を十分に進行させるために、反応を生じさせる領域で流れを一時的に停止または減速させることが好ましい。洗浄用溶液に関しては、洗浄効果を高めるため、または他の液を希釈させないために、反応を生じさせる領域や検出を行う領域の外へ流し出すことが好ましい。しかしながら、特許文献３に記載のチップでは、このような制御が不可能である。このことを、図４を用いて説明する。
【００２０】
図４の（ａ）〜（ｄ）にて、吸収体５３０の吸収可能液体容量の方が、受容部５１２から流路内へ導入される液体（第１液体）の容量よりも大きい場合、受容部５１２から注入されて流路５１４内に入った第１液体は、吸収体５３０によって完全に吸収され、液体の移動が停止する。このとき、吸収体５３０には液体を吸収していない領域が存在し、吸収体５３０の内部や、吸収体５３０と収容部５１３の壁面との間に空隙が生じる（図４の（ｄ）参照）。この空隙が、流路５１４からチップの外へ空気を排出する経路として機能し得るため、受容部５１２から更に別の液体を注入した場合、当該別の液体は、流路５１４内の空気を追い出しながら下流側（収容部５１３側）へ移動する（図４の（ｅ）および（ｆ）参照）。
【００２１】
上記別の液体の移動終了状態は、第１液体を完全に吸収した後の吸収体５３０に残存している吸収力、すなわち、「〔吸収体５３０の吸収可能液体容量〕−〔第１液体の容量〕」で示される残存吸収可能液体容量によって決まる。
【００２２】
残存吸収可能液体容量が、注入された別の液体の容量よりも大きい場合には、流路５１４内に液体が存在しない状態になる（図４の（ｄ）と同様の状態）。一方、注入された別の液体の容量が残存吸収可能液体容量よりも大きい場合には、流路５１４内に液体が存在した状態となる（図４の（ｆ）参照）。また、別の液体の容量が残存吸収可能液体容量よりも極めて大きい場合には、当該別の液体は、殆ど動かない状態となる（図４（ｅ）と同様の状態）。
【００２３】
また、図３の（ａ）および（ｂ）において、吸収体５３０の吸収可能液体容量の方が、受容部５１２から流路５１４内へ導入される液体（第１液体）の容量よりも少ない場合、受容部５１２から注入されて流路５１４内に入った第１液体は、吸収体５３０に吸収され、吸収体の吸収可能液体容量が無くなった時点で、第１液体の流れが停止する。
【００２４】
このように、吸収体を用いた従来の送液技術は、分析操作者の意図に関わりなく、流路から液体が流去してしまったり、流路内に液体が溜まったりするため、反応や測定を安定に行い難いという問題点を有している。
【００２５】
当該課題を解消する方法としては、流路内に、マイクロバルブ、エレクトロウエッティングバルブまたは光バルブなどの開閉バルブを設けることも考えられる。しかしながら、マイクロバルブは、特許文献１のマイクロポンプと同様に、組み込みに高度な加工技術を必要とするほか、駆動に必要な様々な構成のためのスペースを必要とするので、装置のコンパクト化を図り難いという問題点を有している。エレクトロウエッティングバルブおよび光バルブは、装置のコンパクト化への支障が少ないものの、液体の流れの停止および前進の制御を一回しか行うことができず、停止から前進へ制御した後に再び液体の流れを停止させるというような、複雑な制御ができない。以上のように、エレクトロウエッティングバルブおよび光バルブは、複数種類の液体を選択的に用いて、各々の液体の送液を制御することができないという問題点を有している。
【００２６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、液体の前進および停止を制御することができる送液装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の送液装置は、上記課題を解決するために、第１液体が導入される第１導入口と、上記第１導入口と第１流路によって連結されているとともに、上記第１流路内の空気を外へ排出する第１排出口と、上記第１流路内に設けられているとともに、上記第１流路内の液体を毛細管現象によって吸収する第１吸収体と、上記第１液体中に溶解して上記第１液体の粘度を上昇させる第１増粘剤と、を備えることを特徴としている。
【００２８】
上記構成によれば、液体の前進および停止を、複雑に制御することができる。
【００２９】
上記構成の作用を、図１および図２を例に用いて、更に詳細に説明する。
【００３０】
図１の（ａ）は、送液装置の平面図であり、図１の（ｂ）は、送液装置の断面図である。図２の（ａ）〜（ｅ）は、送液装置内での液体の流れを示している。
【００３１】
導入口１１５へ液体が注入されると（図２の（ａ）参照）、液体の自重や表面張力の作用により、液体は、送液装置の内部へ進入した後に開放された排出口側へ流れ、増粘剤を溶解した後に、吸収体１３１に吸収される（図２の（ｂ）参照）。
【００３２】
この時、液体の粘性が増粘剤によって増加し、粘性の増加した液体が吸収体１３１内、装置内、または、排出口１１３内などに留まることになる。粘性が増加した液体が留まることにより、毛細管力による送液を減速または停止させることができる。つまり、図２の（ｂ）の状態で液体を停止させる、または、図２の（ｂ）の状態から、図２の（ｃ）の状態へ変化する速度を遅くさせることができる。
【００３３】
上記構成によれば、吸収体の吸収可能容量が導入された液体の容量よりも十分に多い場合にであっても、装置内で液体の流れを一時的に停止または減速させることができる。
【００３４】
吸収体の吸収可能容量が導入された液体の容量よりも少ない場合には、吸収体の残存する吸収可能液体容量が減少するのに伴って、吸収体自体の吸収力が低下し、装置内で液体の流れを一時的に停止または減速させることができる。加えて、液体の粘性が増加することによって、液体を停止させる効果、減速させる効果が増加するとともに、液体の蒸発を低下させることができるため、停止した場合の液体の停止状態（図２（ｂ）の状態）を保持することができる。
【００３５】
本発明の送液装置では、上記第１増粘剤は、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カゼイン、アルブミン、寒天、澱粉、糖類、アルギン酸、ポリエステル系化合物、ポリアミド系化合物、ポリエーテル系化合物、ポリグリコール系化合物、ポリビニルアルコール系化合物、ポリアルキレンオキサイド系化合物、ポリアクリル酸系化合物、ビニル系化合物およびビニリデン系化合からなる群から選択される少なくとも１つを含んでいることが好ましい。
【００３６】
上記構成によれば、送液される液体に応じて、第１増粘剤を選択することができる。これによって、第１液体に対して高い溶解性を示す第１増粘剤を用いることが可能になるとともに、第１液体の粘度をより高くすることができる。その結果、第１流路内で第１液体の流れを一時的に停止または減速させることができる。
【００３７】
本発明の送液装置では、上記第１増粘剤が、上記第１吸収体の内部、または、上記第１流路内であって上記第１吸収体よりも上記第１導入口側に配置されていることが好ましい。
【００３８】
上記構成によれば、液体の前進および停止を、複雑に制御することができる。
【００３９】
上記構成の作用を、図１および図２を例に用いて、更に詳細に説明する。
【００４０】
上記構成によれば、増粘剤１３２が吸収体１３１の内部または吸収体１３１よりも導入口１１５側に配置されていることにより、増粘剤１３２が溶解した液体を確実に吸収体１３１内に移動させることができる。
【００４１】
吸収体１３１内に移動した液体は、吸収体１３１の毛細管力を弱める。また吸収体１３１内の毛細管力が強く働く空間は、吸収体１３１外の毛細管力の低い空間に比べて一般的に狭い空間であるため、粘性が高い液体が流路の壁面に作用する力に対する抵抗を効果的に増加させることができ、より効果的に送液を減速または停止させることができる。上記構成によれば、吸収体１３１の吸収可能容量が導入された液体の容量よりも十分に大きい場合であっても、装置内で液体の流れを一時的に停止または減速させることができる。
【００４２】
吸収体１３１の吸収可能容量が導入された液体の容量よりも少ない場合には、吸収体自体の吸収力が低下または無くなるので、装置内で液体の流れを一時的に停止または減速させることができる。加えて、増粘剤１３２が溶解することによって液体の粘性が増加し、これによって液体の蒸発を低下させることができるので、停止した液体の状態を保持することができる。
【００４３】
本発明の送液装置では、上記第１流路は、上記第１導入口から導入される上記第１液体を受容する受容部と、上記受容部に連結される第１接続流路と、上記第１接続流路に連結されるとともに、上記第１吸収体を収容する第１収容部と、を備え、上記受容部の容積および上記第１接続流路の容積の合計をＱ０とし、上記第１吸収体の吸収可能液容量をＱ１としたときに、Ｑ０≦Ｑ１であることが好ましい。
【００４４】
上記構成によれば、受容部内の第１液体を、完全に第１排出口側へ送ることができる。
【００４５】
上記構成の作用を、図１および図２を例に用いて、更に詳細に説明する。
【００４６】
たとえば、Ｑ１以下の容量の第１液体を受容部１１２へ導入すると、第１液体は、流路１１４内を前進して、増粘剤１３２を溶解する。増粘剤１３２を溶解した第１液体は、吸収体１３１に吸収されるので、流路１１４内の液体が完全に流路外へ移動し、送液動作が停止する。（図２の（ａ）〜（ｃ）参照）。
【００４７】
このとき、増粘剤１３２を溶解した第１液体は、吸収体１３１内の隙間、および、吸収体１３１の外表面と、流路１１４および／または収容部１１６との隙間に移動する。
【００４８】
増粘剤１３２が溶解した第１液体は、元々の液体と比較して粘性が高くなり、吸収体１３１の吸収力を低下させる。この状態で、徐々に液体が排出口１１３側へ進み、流路１１４内の液体が完全に流路外へと移動して、送液動作が停止する（図２の（ｃ）参照）。
【００４９】
このとき、内部の液体と外部から繋がる空気との間に形成される液体−気体界面は、毛細管力の働く微細な空間内に充填された液体の液面と空気との境界によって形成されている。このような液体−気体界面では、界面張力および粘性の影響が強く作用するために、滞在する液体の流れに対する抵抗が強くなり、空気が、吸収体の内部、または、吸収体の外側に形成される隙間を通過することができなくなる。よって、受容部１１２に新たな液体１５２を注入した場合に、流路１１４内の空気が下流側へ流れることができないため、液体１５２は、受容部１１２内で停止する。すなわち、上記構成によれば、複雑な機構を用いることなく、液体１５２を受容部１１２内で停止させることができる（図２の（ｅ）参照）。
【００５０】
なお、受容部１１２には、液体と空気とを置換できる十分な空間があり、導入口から外部へ空気を逃がすことができる。それ故に、新たな液体（液体１５２）を導入することができる。
【００５１】
本発明の送液装置では、上記第１吸収体の少なくとも一部と、上記第１流路の少なくとも一部とが接触しており、上記第１吸収体と接触している上記第１流路の接触面の少なくとも一部が、親水性であることが好ましい。
【００５２】
上記構成によれば、第１吸収体と接する第１流路の表面の少なくとも一部が親水性であるので、第１液体が容易に第１吸収体と接している親水性の表面に移動するとともに、接している第１吸収体へ、容易に第１液体を吸収させることができる。
【００５３】
本発明の送液装置では、上記受容部に、上記第１液体中の物質を反応させるための第１反応部、または、上記第１液体中の物質を検出するための第１検出部が設けられていることが好ましい。
【００５４】
上記構成によれば、送液装置内において、液体の移動を制御できる。例えば、第１反応部または第１検出部に、長時間、液体を存在させることができる。それ故に、上記構成によれば、第１液体中の物質を十分に反応させたり、第１液体中の物質を高感度にて検出することができる。
【００５５】
本発明の送液装置では、上記第１流路に、上記第１流路内の液体の移動を調節するための第１バルブが設けられていることが好ましい。
【００５６】
上記構成によれば、液体の前進および停止を、複雑に制御することができる。
【００５７】
本発明の送液装置では、上記第１流路へ連結されているメイン流路であって、上記第１流路へ連結される側と反対側の端部には、メイン流路の内外に貫通する孔が設けられているメイン流路と、上記メイン流路へ連結されている第２流路であって、上記メイン流路へ連結される側と反対側の端部には、第２液体が導入される第２導入口が設けられている第２流路と、を備え、上記第２流路には、上記第２流路内の液体の移動を調節するための第２バルブが設けられていることが好ましい。
【００５８】
上記構成によれば、液体の前進および停止を、複雑に制御することができる。
【００５９】
上記構成の作用を、図８および図９を例に用いて、更に詳細に説明する。
【００６０】
図８は、送液装置の平面図であり、図９は、送液装置での液体の流れを示す平面図である。当該送液装置では、バルブ２６０ｂを備えていることが好ましく、バルブ２６０ａおよび２６０ｃは備えていても、備えていなくてもよい。
【００６１】
上記構成では、第１導入口２１２ａから液体が注入されると、当該液体は第１導入流路２５２を通ってメイン流路２５１へ移動するとともに孔２５０側に移動する。メイン流路２５１内の液体は、メイン流路２５１から排出流路２７１へ移動して、排出口２１３内および／または排出流路２７１内に設けられた増粘剤（図示せず）を溶解し、吸収体２１３が当該液体を吸収する。
【００６２】
第２導入流路２５３には、バルブ２６０ｂが設けられているので、バルブ２６０ｂを停止状態としておけば、メイン流路２５１から第２導入流路２５３側への液体の移動が起こらない。なお、上記説明においては、バルブ２６０ａおよびバルブ２６０ｃは開放状態（前進状態）にしてあるものとする。
【００６３】
ここで、受容部、第１導入流路２５２および排出流路２７１との合計容積ｑ０が、吸収体の吸収可能液体容量ｑ１以下に設定されている。ｑ１以下の第１液体を送液装置内に導入でき、この範囲内の第１液体を送液装置内に導入すると、メイン流路２５１及び排出流路２７１内の液体が第１吸収体に完全に吸収されて、送液が停止する（図９の（ｂ）〜（ｄ）参照）。
【００６４】
このとき、第１液体によって増粘剤が溶解し、吸収体１３１内の隙間、および、吸収体１３１の外部と、排出流路２７１および／または収容部との隙間に増粘剤が溶解した液体が移動する。
【００６５】
増粘剤が溶解した液体は、元々の第１液体と比較して粘性が高くなり、吸収体の吸収力を低下させる。この状態で、徐々に液体が排出口２１３側へ進み、流路内の液体が完全に流路外へと移動して、送液動作が停止する（図２の（ｃ）参照）。
【００６６】
このとき、内部の液体と外部から繋がる空気との間に形成される液体−気体界面は、毛細管力の働く微細な空間内に充填された液体の液面と空気との境界によって形成されている。
【００６７】
このような液体−気体界面では、界面張力および粘性の影響が強く作用するために、滞在する液体の流れに対する抵抗が強くなり、空気が、吸収体の内部、または、吸収体の外側に形成される隙間を通過することができなくなる。よって、第２導入口２１２ｂから第２液体を注入しても、当該液体はメイン流路２５１から排出流路２７１へ向かうことができない。また、孔２５０からの空気の流入によって、第１導入流路２５２内に液体が残り、この液体が空気の移動を妨げるので、第２液体はメイン流路２５１から第１導入流路２５２へ入ることができない（図９の（ｅ）参照）。つまり、上記構成によれば、複雑な機構を用いることなく、第２液体をメイン流路２７１内で停止させることができる（図９の（ｆ）参照）。
【００６８】
本発明の送液装置では、上記メイン流路へ連結されている第３流路であって、上記メイン流路へ連結される側と反対側の端部には、第３液体が導入される第３導入口が設けられている第３流路と、上記メイン流路へ連結されているとともに、上記メイン流路を挟んで上記第２流路に対向するように配置されている排出流路であって、上記排出流路内の空気を外へ排出する第２排出口が設けられている排出流路と、上記排出流路内に設けられるとともに、上記排出流路内の液体を毛細管現象によって吸収する第２吸収体と、上記排出流路内の液体中に溶解して上記排出流路内の液体の粘度を上昇させる第２増粘剤と、上記第３流路に設けられた、上記第３流路内の液体の移動を調節するための第３バルブと、上記排出流路に設けられた、上記排出流路内の液体の移動を調節するための第４バルブと、を備え、上記排出流路は、上記第２吸収体を収容する第２収容部と、上記第２収容部と上記メイン流路とを連結する第２接続流路とを備えており、上記受容部の容積、上記メイン流路の容積、上記第２流路の容積および上記第２接続流路の容積の合計をＱ２とし、上記第２吸収体の吸収可能液容量をＱ３としたときに、Ｑ２≦Ｑ３であることが好ましい。
液体の前進および停止を、複雑に制御することができる。
【００６９】
本発明の送液装置では、上記メイン流路内の上記第２流路よりも上記孔に近い領域に、上記メイン流路内の液体中の物質を反応させるための第２反応部、または、上記メイン流路内の液体中の物質を検出するための第２検出部が設けられていることが好ましい。
【００７０】
上記構成によれば、送液装置内において、液体の移動を制御できる。例えば、第２反応部または第２検出部に、長時間、複数の液体を存在させることができる。それ故に、上記構成によれば、液体中の物質を十分に反応させたり、液体中の物質を高感度にて検出することができる。
【００７１】
本発明の送液装置では、上記第２吸収体の少なくとも一部と、上記排出流路の少なくとも一部とが接触しており、上記第２吸収体と接触している上記排出流路の接触面の少なくとも一部が、親水性であることが好ましい。
【００７２】
上記構成によれば、第２吸収体と接する排出流路の表面の少なくとも一部が親水性であるので、排出流路内の液体が容易に第２吸収体と接している親水性の表面に移動するとともに、接している第２吸収体へ、容易に排出流路内の液体を吸収させることができる。
【００７３】
本発明の送液装置では、上記第２バルブは、エレクトロウエッティングバルブ、または、光バルブであることが好ましい。
【００７４】
上記構成によれば、簡易な構成によって、液体の移動を確実に制御することができる。
【００７５】
本発明の送液装置では、上記第２バルブは、上記第２流路の壁面に設けられている疎水性領域と、上記疎水性領域よりも上記第２流路の上流側に設けられている押圧部と、を備え、上記第２バルブは、上記押圧部に圧力を加えることよって、上記第２流路内の液体を上記疎水性領域を越えて送り出すものであることが好ましい。
【００７６】
上記構成によれば、簡易な構成によって、液体の移動を確実に制御することができるバルブを実現することができる。
【００７７】
本発明の送液装置では、上記第２バルブは、上記第２流路の壁面に設けられている疎水性領域と、上記疎水性領域よりも上記第２流路の上流側に設けられている電極部と、を備え、上記第２バルブは、上記電極部における電気分解によって生じる泡に起因する圧力によって、上記第２流路内の液体を上記疎水性領域を越えて送り出すものであることが好ましい。
【００７８】
上記構成によれば、簡易な構成によって、液体の移動を確実に制御することができるバルブを実現することができる。
【発明の効果】
【００７９】
本発明によれば、排出口からの液体の蒸発を低下（保湿）させるという効果を奏する。
【００８０】
本発明によれば、流路内（例えば、所望の物質の検出または反応を行う領域内）で、所望の液体の移動（例えば、前進または停止）を正確に制御することができるという効果を奏する。
【００８１】
本発明によれば、コンパクトな送液装置を実現することができるという効果を奏する。
【００８２】
本発明によれば、使用し易い送液装置を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施の形態１の送液装置を示す図であって、（ａ）は送液装置の平面図であり、（ｂ）は、送液装置の断面図である。
【図２】実施の形態１の送液装置での液体の流れを示す平面図である。
【図３】従来のマイクロ分析チップ内での液体の流れを示す平面図である。
【図４】従来のマイクロ分析チップ内での液体の流れを示す平面図である。
【図５】実施の形態２の送液装置を示す図であって、（ａ）は、送液装置の平面図であり、（ｂ）は、送液装置の断面図である。
【図６】実施の形態２の送液装置での液体の流れを示す平面図である。
【図７】実施の形態３の送液装置を示す図であって、（ａ）は送液装置の平面図であり、（ｂ）は、送液装置の断面図である。
【図８】実施の形態４の送液装置を示す平面図である。
【図９】実施の形態４の送液装置での液体の流れを示す平面図である。
【図１０】実施の形態５の送液装置を示す平面図である。
【図１１】実施の形態５の送液装置での液体の流れを示す平面図である。
【図１２】実施の形態５の送液装置での液体の流れを示す平面図である。
【図１３】従来のマイクロ分析チップを示す図であって、（ａ）は、当該マイクロ分析チップの平面図、（ｂ）は、当該マイクロ分析チップの断面図である。
【図１４】界面張力を説明するための模式図である。
【図１５】吸収体の吸収可能液体容量および吸収力の測定に用いる装置を示す図であって、（ａ）は、当該装置の平面図であり、（ｂ）は、当該装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００８４】
本発明の一実施形態について説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されない。
【００８５】
〔実施の形態１〕
図１は、本実施の形態の送液装置を示す図であって、具体的には、（ａ）は、送液装置の平面図であり、（ｂ）は、送液装置の断面図である。
【００８６】
図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施の形態の送液装置は、流路１１４（第１接続流路）と、流路１１４の上流側に配置された、液体を流路１１４へ導入するための導入口１１５（第１導入口）を備えた受容部１１２（受容部）と、流路１１４の下流側（受容部１１２とは反対側）に接続され、流路１１４内の空気を排出するための排出口１１３（第１排出口）を備えた収容部１１６（第１収容部）と、を備えている。そして、収容部１１６内には吸収体１３１（第１吸収体）が設けられ、流路１１４内には増粘剤１３２（第１増粘剤）が配置されている。
【００８７】
以下に、各構成について詳細に説明する。
【００８８】
＜流路＞
図１の（ｂ）に示すように、本実施の形態では、溝が設けられている第１基板１１０と、第２基板１１１とを重ね合わせることによって、流路１１４が形成されている。
【００８９】
流路１１４の形成方法は特に限定されず、流路１１４は、互いに対向して配置される基板の間に形成された空洞によって形成されてもよいし、または、基板の内部を掘削した空洞によって形成されてもよいし、基板の内部に管を配置することによって形成されてもよい。
【００９０】
流路１１４は、受容部１１２と収容部１１６とを接続している。換言すれば、流路１１４は、排出口１１３と導入口１１５とを接続している。
【００９１】
本明細書では、流路が分岐している場合や流路が複数存在する場合には、排出口に接続された流路を排出流路と称し、導入口に接続された受容部に相当する部分を導入流路とも称する場合がある。また、排出流路および導入流路に接続された流路をメイン流路とも称する。
【００９２】
排出流路、導入流路、メイン流路等は、送液装置に設けられる流路の一部分であって、排出部および液体受け部の形態に応じてその形状を変化させ得る。また、流路１１４は、好ましくは送液対象である液体を毛細管現象によって送液できるものとする。
【００９３】
次に、毛細管現象による送液について説明する。
【００９４】
一般的に、流路の横断面形状（流路における液体の流れ方向に垂直な断面形状）が円形状であって、この流路の壁面（液体が接する表面）が均一（例えば、同一の材料で構成されている）である場合、液体に作用する圧力（毛細管現象による送液の圧力）Ｐは、気体−液体界面の界面張力をσ、流路の壁面の接触角をθ、流路の半径をｒとするとき、次の式１によって示される。
【００９５】
Ｐ＝２σｃｏｓθ／ｒ・・・（式１）
式１において、Ｐの値が正である場合には、液体は流路内の空間を進むことができ、Ｐの値が０または負である場合には、液体は流路内の空間を進むことができない。ここで、σおよびｒはともに正の値であるため、毛細管現象によって送液する（Ｐの値を正とする）ためには、流路の表面においてｃｏｓθが正である必要がある。つまり、水を溶媒とする液体の場合には、流路面（流路の表面）が親水性であるときに、毛細管現象によって液体を流すことができる。
【００９６】
ただし、流路面に疎水性部分が存在していてもよい。親水性、疎水性の両方の特性が並存する場合には、それぞれの界面張力の和によって、流路内に生じる毛細管現象が決定されるので、界面張力の和が親水性（ｃｏｓθが正）となるようにすればよい。
【００９７】
ここで、親水性とは、比抵抗が１８ｍΩ・ｃｍよりも大きい純水（２５℃）を用いて、１気圧、２５℃の条件で測定した接触角が９０°未満である場合を意図する（図１４参照）。疎水性とは、上記純水の接触角が９０°以上である場合を意図する。ただし、接触角の送液方向に作用する成分である余弦（コサイン）は、９０°付近で大きく変動するので、送液機能を安定して確保するという観点から、純水に対する接触角が８５°以下であることがより好ましく、接触角が７５°以下であることがさらに好ましく、接触角が６０°以下であることが最も好ましい。
【００９８】
また、流路は、毛細管現象が生じる程度の大きさの流路であればよい。例えば、流路の横断面の幅および高さは、０．１μｍ〜１０ｍｍであることが好ましく、１０μｍ〜１ｍｍであることがより好ましい。
【００９９】
＜基板＞
基板に用いる材料は、送液装置の目的や用途等に応じて選択すればよく、特に限定されない。例えば、光学的な検出を行う場合には光学的な面を考慮し、電気的な検出を行う場合には電気絶縁性を考慮し、溝等の微細加工を必要とする場合には加工し易さを考慮して、それぞれの用途に適した材料を選択すればよい。
【０１００】
吸収体に吸収させる液体が水である場合には、第１基板および第２基板の少なくとも一方に、親水性の材料を用いるか、又は親水化処理を行うことが好ましい。親水化処理方法としては、例えば、親水処理剤処理、プラズマ処理、ＵＶ処理、親水性膜のコーティング、表面粗さの制御等が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１０１】
また、光学的な操作（検出、バルブ等）を行う場合には、第１基板および第２基板の少なくとも一方に透明または半透明の材料を用いることが好ましく、このような透明または半透明な材料としては、ガラス、石英、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、フィルム等が挙げられる。具体的には、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂またはスチレン系樹脂が、透明性や成型性の観点から好ましい。また、光による励起発光が特に少ないプラスチック材料として、ポリメチルメタクリレートの水素原子をフッ素原子に置換したフッ化ポリメチルメタクリレート等のフッ素系のプラスチック材料や、触媒や安定剤等の添加剤に非蛍光材料を用いたポリメチルメタクリレート等が挙げられ、これらを、第１基板および第２基板の少なくとも一方に用いることが可能である。
【０１０２】
電気的な操作（検出、バルブ等）を行う場合には、流路や第１基板、第２基板の表面に電極を形成する必要があるので、第１基板および第２基板の材料は、電極を形成することが可能な材料を用いることが好ましい。電極の形成が可能な材料としては、ガラス、石英、シリコン等が挙げられ、これらは、生産性および再現性の観点から好ましい材料である。なお、凹凸面に電極を形成することは難しいので、流路用の溝等の凹凸が形成されていない基板（本実施の形態では第２基板１１１）に電極を形成するのが好ましい。
【０１０３】
第１基板１１０、第２基板１１１の厚さは特に限定されない。例えば、０．１〜１０ｍｍであり得る。更に具体的には、第１基板１１０の厚さを０．５ｍｍ、第２基板１１１の厚さを２ｍｍとしてもよい。
【０１０４】
また、本実施の形態では、第１基板１１０の厚さが０．５ｍｍであって、当該第１基板１１０に形成される溝の深さ（流路の横断面の長さに相当）は、５０μｍの深さであってもよい。当該溝の深さは、毛細管現象によって送液できる程度の深さであればよく、例えば、５μｍ〜５００μｍ程度の深さで形成することが好ましい。なお、当該溝は、第１基板をエッチング、切削等の機械的な加工、ホットエンボス法、金型成形法等で形成することができる。
【０１０５】
流路１１４を形成する溝は、その断面形状（液体を送液する方向に対して垂直な面における断面形状）が矩形となるように形成され得る。当該断面形状は、毛細管現象を生じ得る形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、円形状、楕円形状、半円状、逆三角形状等であってもよい。
【０１０６】
＜受容部および収容部＞
受容部１１２は、外気に開放された導入口１１５を備え、収容部１１６は、外気に開放された排出口１１３を備えている。受容部１１２および収容部１１６は、流路１１４によって接続されている。
【０１０７】
受容部１１２および収容部１１６は、第１基板１１０に貫通孔を設けることによって形成できる。受容部１１２および収容部１１６の形状は特に限定されないが、例えば直径０．５ｍｍ〜１０ｍｍの円筒形であり得る。
【０１０８】
＜吸収体および増粘剤＞
収容部１１６の内部には、吸収体１３１が配置され得る。収容部１１６の内部には、吸収体１３１および増粘剤１３２の両方が配置されていてもよい。
【０１０９】
このとき、増粘剤１３２の少なくとも一部が、吸収体１３１よりも上流側（導入口１１５側）に配置され得る。なお、増粘剤１３２の少なくとも一部が、吸収体１３１の内部に配置されていてもよいし、そうでなくてもよい。増粘剤１３２の一部が、流路１１４内に配置されていてもよいし、そうでなくてもよい。
【０１１０】
吸収体１３１は、毛細管現象によって液体を吸収することが可能な構造物である。このような構造物としては、繊維、多孔質の材料、および、それらの材料の少なくとも一方を含んだ構造物等を挙げることが可能である。更に具体的には、繊維材料（例えば、コットン等の植物繊維、羊毛等の動物繊維、ガラス繊維、化学繊維など）または多孔質材料（例えば、モレキュラーシーブス（ゼオライト）、炭酸カルシウム、多孔質樹脂、レジストなど）が挙げられる。
【０１１１】
増粘剤１３２は、液体によって溶解する構造物である。このような物質としては、天然の増粘剤、合成樹脂を成分とする増粘剤、およびそれらの材料の少なくとも一方を含んだ構造物を挙げることが可能である。更に具体的には、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロースナトリウム）、カゼイン、アルブミン、寒天、澱粉、糖類、アルギン酸、ポリエステル系化合物、ポリアミド系化合物、ポリエーテル系化合物、ポリグリコール系化合物、ポリビニルアルコール系化合物、ポリアルキレンオキサイド系化合物、ポリアクリル酸系化合物、ビニル系化合物、およびビニリデン系化合物等が挙げることが可能である。
【０１１２】
吸収体１３１が吸収する液体の媒体が水である場合には、吸収体１３１として親水性材料を用いることが好ましく、増粘剤１３２として水溶性材料を用いることが好ましい。吸収体１３１の材料自体の親水性が低い場合には、材料に対して親水化処理を行うことによって、吸収体１３１の親水性を増加させることが可能である。親水化処理としては、例えば、親水処理剤処理、プラズマ処理、ＵＶ処理、親水性膜のコーティング、表面粗さの制御等を挙げることができるが、これらに限定されない。
【０１１３】
水以外の液体（例えば、エタノール、アセトン、トルエン、シンナー等の有機溶剤または酢酸、ギ酸等の酸を含む溶媒）の場合には、吸収体１３１の材料として、当該溶媒に対して親和性を有する材料を用い、増粘剤１３２の材料として、当該溶媒に対し溶解性を有する材料を用いることが可能である。
【０１１４】
＜吸収体と流路の壁面との関係（１）＞
関係（１）は、吸収体１３１の外周部の少なくとも一部が、収容部１１６および／または流路１１４の壁面と接している場合である。この構造では、液体は、以下のように移動する。
【０１１５】
受容部１１２に備えられた導入口１１５から導入された液体は、流路１１４の壁面を伝わり、次いで、増粘剤１３２へと伝わる。そして、これによって、増粘剤１３２が液体中に溶解する。増粘剤１３２が溶解した液体は、収容部１１６および／または流路１１４の壁面と、吸収体１３１との界面に沿って移動しながら、排出口１１３側へ移動する。
【０１１６】
この構成では、流路１１４または収容部１１６の壁面で働く界面張力による毛細管力と、増粘剤１３２の外周部で働く界面張力による毛細管力とによって、壁面に沿って液体が移動し易くなり、液体の伝達が容易に行われる。
【０１１７】
＜吸収体と流路の壁面との関係（２）＞
関係（２）は、吸収体１３１の外周部と、収容部１１６および／または流路１１４の壁面との間に空隙を有し、収容部１１６または流路１１４の壁面のうち、上記空隙を形成する壁面の少なくとも一部が親水性である場合である。
【０１１８】
この構造では、吸収体１３１に吸収された液体が蒸発等によって減少した場合に、吸収体１３１内または吸収体１３１の外周部に空気の通り道ができ、これにより流路内の空気が流路外に流出する恐れが生じる。しかしながら、空隙を形成する壁面の少なくとも一部が親水性であれば、吸収体１３１と壁面との間に形成される空隙に強い毛細管力が働くので、当該空隙が、増粘剤が溶解した液体によって満たされることになる。この結果、吸収体１３１と壁面とで形成される空隙および吸収体１３１の内部の空間に満たされた液体によって、流路内の空気が流路外に抜け出ることが防止される。
【０１１９】
＜流路と吸収体との配置＞
吸収体１３１が流路内に存在すれば、液体を吸収した後の吸収体１３１から液体が蒸発することを防止することができる。よって、増粘剤１３１の一部または全部が流路１１４内に配置されていることが好ましい。
【０１２０】
吸収体１３１は、受容部１１２内に配置されてもよく、流路１１４内に配置されてもよく、収容部１１６内に配置されてもよく、これらの構成の複数内に配置されてもよい。
【０１２１】
＜吸収体と増粘剤との配置関係＞
吸収体１３１と増粘剤１３２とは、接触していてもよく、接触していなくてもよい。また、増粘剤１３２は、吸収体１３１内、または、吸収体１３１よりも上流側（流路の上流側）に設けられていてもよい。
【０１２２】
＜検出部＞
受容部１１２には、その他の構成として、液体に含まれる特定の物質の量を検出するための検出部１４１（第１検出部）を設けることができる。
【０１２３】
例えば、検出部１４１が電気化学的な検出手段である場合には、受容部１１２に、作用電極、参照電極および対向電極が設けられ得る。作用電極、参照電極および対向電極の材料としては、一般的な電極材料を用いることが可能であって、例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミニウム、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ニッケル、チタンまたはクロムなどを用いることができる。
【０１２４】
作用電極、参照電極および対向電極の形は特に限定されず、例えば、円形、多角形（例えば、三角形、四角形など）または線状であり得る。
【０１２５】
作用電極、参照電極および対向電極の大きさは特に限定されず、検出電流値に応じた大きさであり得る。例えば、円形である場合には、外径１０μｍ〜１０ｍｍ程度とし、好ましくは外形０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度とする。円形以外の形状の場合も、円形の場合の面積と同程度の面積になるように大きさを決定することが好ましい。
【０１２６】
検出部１４１が、インピーダンスの変化によって検出する手段である場合には、例えば、受容部１１２の底面にインピーダンス検出用の電極を設け得る。
【０１２７】
インピーダンス検出用の電極の材料としては、一般的な電極材料を用いることが可能であって、例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ニッケル、チタンまたはクロムなどを用いることが可能である。
【０１２８】
検出部１４１が、蛍光によって検出する手段である場合は、例えば、受容部１１２の側面または底面に蛍光検出部を設けることが可能である。検出部１４１は、受容部１１２内に設けることができる。蛍光検出部の具体的な構成としては特に限定されず、公知の構成を用いることが可能である。
【０１２９】
＜反応部＞
送液装置には、検出部１４１に代えて、または検出部１４１と共に、液体中の物質に対して所望の反応を生じさせるための反応部（第１反応部）を設けることが可能である。当該反応部の具体的な構成としては特に限定されないが、例えば、抗原抗体反応および／または酵素反応を行う反応部を設けることができる。
【０１３０】
酵素反応を行う場合には、例えば、酵素反応に用いる酵素を受容部１１２の側面若しくは底面、または、流路内に固定化すればよい。また、酵素を含む液体を、反応部へ向かって流すことも可能である。
【０１３１】
抗原抗体反応を行う場合には、上記と同様に、抗原抗体反応に用いる抗体または抗原を受容部１１２の側面若しくは底面、または、流路内に固定化すればよい。また、抗体または抗原を含む液体を、反応部へ向かって流すことも可能である。
【０１３２】
抗原抗体反応や酵素反応を行う反応部の形状については、特に限定されることはなく、適宜、所望の形状をとることができる。
【０１３３】
＜装置の使用方法＞
本実施の形態の送液装置の使用方法を、図１および図２を用いて説明する。
【０１３４】
図２は、本実施の形態の送液装置内での液体の流れを示す平面図である。本実施の形態の送液装置では、受容部１１２へ液体が注入されると（図２の（ａ）参照）、液体は流路１１４を通って増粘剤に達し、そして増粘剤が溶解し、溶解した増粘剤を含む液体が、流路１１４内を進む（図２の（ｂ）参照）。
【０１３５】
ここで、吸収体１３１の吸収可能液体容量Ｑ１よりも少ない液体が受容部１１２に設けられている導入口へ導入されれば、増粘剤が液体中に溶解すると共に、当該液体が吸収体１３１に吸収され、この段階で送液が停止する（図２の（ｃ）参照）。
【０１３６】
送液が停止した時には、吸収体１３１は、増粘剤が溶解した液体を吸収した状態になる。吸収体１３１が、増粘剤が溶解した液体を吸収した状態では、流路１１４内の空気が粘性の高い液体を越えて下流側へ移動することができないため、次の液体を受容部１１２に設けられている導入口から導入した場合（図２（ｄ）参照）、液体が下流側（排出口側）に流れない。
【０１３７】
他方、受容部１１２では、導入口が外に対して開放されており、受容部１１２には、液体と空気とを置換できる余裕空間が設けられている。それ故に、次の液体を受容部１１２内に注入でき、かつ注入された液体にはそれ以上の送液力が働かない（吸収体１３１によって流路の一端が閉じられている）ので、次の液体は、受容部１１２内に停止することになる（図２の（ｅ）参照）。
【０１３８】
受容部１１２内に検出部や反応部を設ければ、検出部や反応部に液体を留め置けるので、信頼性の高い検出や反応を行うことができる。
【０１３９】
なお、上述した操作を確実に行うためには、受容部１１２の容積および流路１１４の容積の合計をＱ０とし、吸収体１３１の吸収可能液容量をＱ１としたときに、Ｑ０≦Ｑ１であることが好ましい。
【０１４０】
＜吸収可能液体容量の測定方法＞
図１５を用いて、吸収可能液体容量の測定方法を説明する。
【０１４１】
図１５は、吸収可能液体容量の測定に用いる装置を示している。図１５の（ａ）および（ｂ）に示すように、当該装置は、導入口を有する受容部６１２と、排出口を有する収容部６１３と、受容部６１２と収容部６１３とを繋ぐ流路６１４と、を備えている。
【０１４２】
収容部６１３内には、収容部６１３と略同一のサイズ（体積も略同一）の吸収体６４０が配置されている。
【０１４３】
収容部６１３は、例えば、直径３ｍｍ、高さ５ｍｍの円筒形とする。また、第１基板６１０、第２基板６１１の少なくとも一方は、流路６１４内部の可視化のために、透明性のある材料を用いることが可能である。
【０１４４】
吸収体６４０が、粉体や粒体からなる場合には、吸収体６４０を密度測定用の容器に充填し、工業会規格ＴＭＩＡＳ０１０１５のタップ密度試験法でみかけ密度を測定し、収容部６１３の容積から吸収体６４０の質量を算出する。算出された質量の吸収体を収容部６１３の高さと同じ高さまで、タッピングを行いながら充填する。充填された吸収体６４０により「吸収可能液体容量」の測定を行う。
【０１４５】
測定は、次のようにして行う。
【０１４６】
導入ロから液体を導入し、吸収体６４０が液体を十分に吸収した状態（飽和状態）にする。この際、導入口から導入される液体の容量を、吸収体６４０が吸収可能な容量よりも多くする。導入された液体の移動が完全に停止した段階で、吸収体よりも上流側に残存している液体長を測り、当該液体長に流路の断面積を掛けることにより、残存液体容量を算出する。導入液体容量と残存液体容量との差から、吸収体６４０の吸収可能液体容量を算出する。
【０１４７】
ここで、吸収体６４０が繊維などの場合には、液体を吸収することによって、吸収体６４０の体積が膨張する。よって、吸液体６４０として体積が膨張する素材を用いる場合には、収容部６１３の上方に膨張した体積を収納するためのスペースを設けておけばよい。
【０１４８】
膨張した体積を吸収するスペースとしては、吸収体６４０の体積の０．５倍以下または１倍以下のスペースを用いればよい。
【０１４９】
〔実施の形態２〕
本実施の形態は、上述した実施の形態１の変形例である。
【０１５０】
本実施の形態の送液装置について、図５および６を参照して説明する。図５の（ａ）は、本実施の形態の送液装置を示す平面図であり、図５の（ｂ）は、本実施の形態の送液装置を示す断面図である。図６は、本実施の形態の送液装置内での液体の流れを説明するための平面図である。
【０１５１】
本実施の形態では、実施の形態１の流路１１４内に、液体の停止状態を前進に切り替えることができるバルブ１６０（第１バルブ）が設けられていることに特徴があり、これ以外の構成は、実施の形態１と同様である。
【０１５２】
例えば、バルブ１６０が設けられていれば、第１の液体を流路（例えば、メイン流路）内などで停止させることが可能となる。例えば、目的物質と、当該目的物質と競合的に反応する、標識が付されている物質とを含む液体を流路（例えば、メイン流路）内へ流し込み、当該流路に設けられている反応部（または、検出部）にて液体を停止させた状態で反応させる。その後、流路（例えば、メイン流路）内へ洗浄液体である別の液体を流し込んで反応部（または、検出部）を洗浄し、当該反応部（または、検出部）に残存している標識が付されている物質の量を検出することによって、目的物質の量を測定することができる。つまり、本実施の形態の送液装置は、上述したような測定装置または検出装置として利用することが可能である。
【０１５３】
上記バルブ１６０としては特に限定されないが、例えば、エレクトロウエッティングバルブ、または、光バルブを使用することが可能である。
【０１５４】
また、上記バルブ１６０としては、流路の壁面に疎水性領域を設け、かつ、当該疎水性領域よりも流路の上流側に押圧部を設け、当該押圧部に対して外部から圧力を加えることよって流路内の液体を、疎水性領域を越えて送り出す構成とすることができる。
【０１５５】
また、上記バルブ１６０としては、流路の壁面に疎水性領域を設け、上記疎水性領域よりも流路の上流側の流路内に、液体を電気分解して泡を発生させる電極部を設け、当該電極部における電気分解によって生じる泡の圧力によって、疎水性領域を越えて液体を送り出す構成とすることが可能である。
【０１５６】
エレクトロウエッティングバルブは、電圧を印加しない状態では疎水性であり、電圧を印加することによって電極表面の接触角が親水側に変化し、当該変化によって、停止していた液体を前進させるバルブである。
【０１５７】
このような、エレクトロウエッティングバルブは、液体の停止状態と前進状態とを切り替える作用電極と、参照電極と、を備える構成であればよい。作用電極および参照電極の材料は特に限定されるものではなく、一般的な導電性の材料を用いることができる。例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミニウム、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ニッケル、チタンまたはクロムなどを使用することが可能である。
【０１５８】
エレクトロウエッティングバルブに液体の停止機能を付与するために、作用電極の表面には、例えば、テトラフルオロエチレン膜等の疎水性膜、または、親水性のきわめて低い膜（例えば、電極用金属の自然酸化膜など）が設けられていることが好ましい。
【０１５９】
光バルブとしては、光触媒（例えば、酸化チタンなど）と、光触媒によって分解される疎水性有機物とを、バルブとなる領域に形成した構成を挙げることが可能である。このような光バルブでは、光触媒に対して紫外線などの光を照射することにより、光触媒によって疎水性有機物が分解されて接触角が低下する結果、停止していた液体を前進状態に切り替えることができる。
【０１６０】
上記光触媒としては、様々な光触媒膜を用いることが可能である。当該光触媒膜は、スパッタリング法またはリフトオフ法などにより、例えば、第２基板１１１に対して酸化チタン膜をパターニングすることによって形成できる。また、チタン膜を同様に成膜し、その後に熱処理や化学処理等を行い、チタン膜を酸化させて酸化チタン膜とする方法を用いてもよい。酸化チタンの初期状態の疎水性を向上させるためには、有機単分子膜等を酸化チタン表面に形成することが好ましく、オクタデシルトリクロロシランなどを用いることができる。また。第１基板１１０には光触媒と反応する光が透過する材料を用いる。
【０１６１】
本実施の形態によっても、上記実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、本実施の形態では、バルブ１６０によって流路１１４内で液体を停止させることができるので、第１液体についても液体の流れを停止させ反応や検出を行うことが可能になる。
【０１６２】
上述したバルブ１６０の構成は、本発明の送液装置内に設けられる、あらゆるバルブとして採用し得る。このとき、上述した流路は、各バルブが設けられる流路に置き換えて考えればよい。また、本発明では、あらゆる流路にバルブを設けることが可能である。
【０１６３】
〔実施の形態３〕
本実施の形態は、実施の形態１の更なる変形例である。本実施の形態の送液装置について、図７を参照して説明する。図７の（ａ）および（ｂ）は、各々、本実施の形態の送液装置を示す平面図および断面図である。
【０１６４】
本実施の形態では、吸収体１３１が収容部１１６内に封入されているとともに、吸収体１３１の一部が流路内にも封入されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【０１６５】
吸収体１３１が接している流路１１４の内壁１８０は親水化処理により親水性になっている。親水化処理の方法は、実施の形態１に記載した方法を用いることができる。
【０１６６】
図７において、吸収体１３１に吸収された液体が蒸発等で減少した場合には、吸収体１３１の外周部に空気の通り道ができる恐れがある。吸収体１３１が接している流路１１４の内壁１８０が親水化処理されて親水性になっていれば、液体が流路１１４から排出される際に、吸収体１３１と壁面とで形成される空隙で強い毛細管力が働き、当該空隙内に液体が留まり易くなる。それ故に、吸収体１３１と壁面とで形成される隙間が液体で埋まり、空気の通り道が遮断される。
【０１６７】
本実施の形態であれば、増粘剤が溶解して液体の粘性を増加させることと、毛細管力によって空隙内に液体をとどめようとすることとが相乗効果を奏することによって、液体を前進させた後で、次の液体を停止させる動作を確実に行うことが可能である。
【０１６８】
〔実施の形態４〕
本実施の形態の送液装置について、図８〜図９を参照して説明する。図８は、本実施の形態の送液装置を示す平面図であり、図９は、本実施の形態の送液装置内での液体の流れを説明するための平面図である。
【０１６９】
本実施の形態の送液装置は、メイン流路２５１と、メイン流路２５１の一方端側に設けられた孔２５０と、メイン流路２５１に接続され、メイン流路２５１に液体を導入する第１導入口２１２ａを有する第１導入流路２５２と、第１導入流路２５２よりも孔２５０側でメイン流路２５１に接続され、メイン流路２５１に液体（第２液体）を導入する第２導入口２１２ｂを有する第２導入流路２５３（第２流路）と、メイン流路２５１を挟んで第１導入流路２５２と対向配置された、メイン流路２５１内の空気を排出する排出口２１３を有する排出流路２７１と、を備えている。
【０１７０】
なお、第１導入口２１２ａと第１導入流路２５２との間、および、第２導入口２１２ｂと第２導入流路２５３との間には、各導入口へ導入された各液体を受容するための受容部が設けられ得る。また、排出口２１３と排出流路２７１との間には、吸収体を収容するための収容部が設けられ得る。
【０１７１】
第１導入流路２５２とメイン流路２５１との境界、第２導入流路２５３とメイン流路２５１との境界、排出流路２７１とメイン流路２５１との境界には、それぞれ停止状態の液体の停止状態と前進状態とを切り替えることができるバルブ２６０ａ・２６０ｂ（第２バルブ）・２６０ｃが設けられ得る。なお、これらのバルブの具体的な構成としては、上述したバルブ１６０と同じ構成を用いることができる。
【０１７２】
排出口２１３と排出流路２７１との間に設けられる収容部内、および／または、排出流路２７１内には、吸収体（図示せず）と、当該吸収体よりもメイン流路２５１側に設けられた増粘剤（図示せず）と、が配置され得る。当該増粘剤は、流路に導入される液体に対して溶解するものである。
【０１７３】
メイン流路２５１には、検出部２４１（第２検出部）が設けられ得る。また、第１導入流路２５２から第１導入口２１２ａまでの合計容積が、吸収体の吸収可能液体容量よりも小さく構成されていてもよい。
【０１７４】
第１導入流路２５２、第２導入流路２５３、メイン流路２５１、排出流路２７１は、実施の形態１の流路１１４と同様な材質、形状とすることができる。また、第１導入流路２５２と排出流路２７１とは１つの流路として形成されていてもよい。
【０１７５】
孔２５０は、実施の形態１における排出口１１３と同じ構成であり得、バルブ２６０ａ〜２６０ｃは、上記実施の形態２と同じ構成であり得る。
【０１７６】
基板の材質、吸収体、吸収体と壁面との関係、排出流路と吸収体の配置、検出部、反応部などの条件は、上記実施の形態１〜３と同様であり得る。
【０１７７】
本実施の形態の送液装置内における液体の流れを図８、図９に基づいて説明する。
【０１７８】
第１液体を第１導入口２１２ａへ、第２液体を第２導入口２１２ｂへ導入すると、第１導入流路２５２内および第２導入流路２５３内へ液体が進入するが、バルブ２６０ａ、２６０ｂが閉じられているために、これらのバルブの位置で各液体が停止する（図９の（ａ）参照）。
【０１７９】
バルブ２６０ａを開けると、液体はメイン流路２５１内へ進み、孔２５０側へ移動してメイン流路２５１内が第１液体によって満たされる（図９の（ｂ）参照）。このとき、バルブ２６０ｂおよび２６０ｃを閉じておく。これによって、第１液体が、第２導入流路２５３内や排出流路２７１内へ移動することを防ぐことができる。
【０１８０】
次に、バルブ２６０ｃを開けると、第１液体が排出流路２７１内へ進み、増粘剤（第１増粘剤）が溶解し、その後、吸収体によって液体が吸収されることによって、第１導入流路２５２内およびメイン流路２５１内の液体が排出される（図９の（ｃ）および（ｄ）参照）。このとき、第１導入流路２５２内の液体は、孔２５０から進入した空気によって分断されるため、第１導入流路２５２に液体の一部が残る（図９の（ｅ）参照）。
【０１８１】
次に、バルブ２６０ｂを開けると、第２液体がメイン流路２５１内へ進むとともに、孔２５０側へ第２液体が進む（図９の（ｆ）参照）。このとき、吸収体が空気を通過させない状態であるので、実施の形態１と同様の作用により、排出流路２７１側に液体が移動できない。また、第１導入流路２５２に残存した液体により、第２液体は第１導入流路２５２側へも移動できない。その結果、第２液体をメイン流路２５１内で停止させることができる。
【０１８２】
メイン流路２５１内に検出部２４１（または、反応部）を設ければ、当該検出部２４１（または、反応部）に対して複数の液体を送液することができる検出装置を実現することができる。
【０１８３】
なお、上記検出部２４１に代えて、又は検出部２４１とともに、反応を行う反応部を設けることができる。
【０１８４】
〔実施の形態５〕
本実施の形態の送液装置について、図１０〜図１２を参照して説明する。図１０は、本実施の形態の送液装置を示す平面図であり、図１１および図１２は、本実施の形態の送液装置における液体の流れを説明するための平面図である。
【０１８５】
本実施の形態の送液装置は、メイン流路２５１と、メイン流路２５１の一方の端に設けられた孔２５０と、メイン流路２５１に接続され、メイン流路に液体を導入する第１導入口２１２ａを有する第１導入流路２５２と、第１導入流路２５２よりも孔２５０側でメイン流路２５１に接続され、メイン流路２５１に液体を導入する第２導入口２１２ｂを有する第２導入流路２５３と、第２導入流路２５３よりも孔２５０側でメイン流路２５１に接続され、メイン流路２５１に液体（第３液体）を導入する第３導入口２１２ｃを有する第３導入流路２５４（第３流路）と、メイン流路２５１を挟んで第１導入流路２５２と対向するように配置された、メイン流路２５１内の空気を排出する第１排出口２１３ａを有する排出流路２７１と、メイン流路２５１を挟んで第２導入流路２５３と対向するように配置された、メイン流路２５１内の空気を排出する第２排出口２１３ｂを有する第２排出流路２７２と、を備えている。
【０１８６】
第１導入流路２５２とメイン流路２５１との境界、第２導入流路２５３とメイン流路２５１との境界、第３導入流路２５４とメイン流路２５１との境界、排出流路２７１とメイン流路２５１との境界、第２排出流路２７２とメイン流路２５１との境界には、それぞれ停止状態の液体を前進に切り替えることのできるバルブ２６０ａ〜２６０ｅが設けられ得る。
【０１８７】
なお、第１導入口２１２ａと第１導入流路２５２との間、第２導入口２１２ｂと第２導入流路２５３との間、および、第３導入口２１２ｃと第３導入流路２５４との間には、各導入口へ導入された各液体を受容するための受容部が設けられ得る。また、第１排出口２１３ａと排出流路２７１との間、および、第２排出口２１３ｂと第２排出流路２７２との間には、吸収体を収容するための収容部が設けられ得る。
【０１８８】
第１排出口２１３ａと排出流路２７１との間に設けられた収容部内、および／または、排出流路２７１内には、第１吸収体（図示せず）と、当該吸収体よりもメイン流路２５１側に設けられた第１増粘剤（図示せず）と、が設けられ得る。
【０１８９】
第２排出口２１３ｂと第２排出流路２７２との間に設けられた収容部内、および／または、第２排出流路２７２内には、第２吸収体（図示せず）と、当該第２吸収体よりもメイン流路２５１側に設けられた第２増粘剤（図示せず）と、が設けられ得る。なお、第１増粘剤および第２増粘剤は、流路に導入される液体に溶解するものであって、同じ構成を用いることも可能であり、異なる構成を用いることも可能である。
【０１９０】
また、メイン流路２５１には、検出部２４１（第２検出部）が設けられ得る。当該検出部２４１の代わり、または、当該検出部２４１に加えて、反応部（第２反応部）を設けることも可能である。
【０１９１】
また、第１導入口２１２ａから第１吸収体へ至るまでの流路の合計容積は、第１吸収体の吸収可能液体容量よりも小さく構成され、且つ、第２導入口２１２ｂから第２吸収体へ至るまでに流路の合計容積が、第２吸収体の吸収可能液体容量よりも小さく構成され得る。
【０１９２】
また、第１導入流路２５２の容積、メイン流路２５１の容積、第２導入流路２５３の容積、および、第２排出流路２７２の容積の合計をＱ２とし、第２吸収体の吸収可能液体容量をＱ３としたときに、Ｑ２≦Ｑ３とすることができる。なお、当該構成は、第１導入口２１２ａと第１導入流路２５２との間に受容部が設けられていない場合、または、上記受容部の容積が第１導入流路２５２の容積よりも小さい場合に好ましい構成であるといえる。
【０１９３】
また、第１導入口２１２ａと第１導入流路２５２との間に受容部が設けられている場合には、当該受容部の容積、メイン流路２５１の容積、第２導入流路２５３の容積、および、第２排出流路２７２の容積の合計をＱ２とし、第２吸収体の吸収可能液体容量をＱ３としたときに、Ｑ２≦Ｑ３とすることができる。なお、当該構成は、上記受容部の容積が、第１導入流路２５２の容積よりも大きい場合に好ましい構成であるといえる。
【０１９４】
第１導入流路２５２、第２導入流路２５３、第３導入流路２５４、メイン流路２５１、排出流路２７１、第２排出流路２７２は、実施の形態１の流路１１４と同様の構成を用いることが可能である。
【０１９５】
孔２５０は、実施の形態１の排出部と同様に形成することができる。また、バルブ２６０ａ〜２６０ｅは、実施の形態２と同様の構成を用いることが可能である。
【０１９６】
基板材料、吸収体、吸収体と壁面との関係、第１排出流路と吸収体との配置、吸収体と第１増粘剤との配置関係、検出部、反応部は、実施の形態１と同様の構成を用いることが可能である。
【０１９７】
また、第２吸収体と第２増粘剤との配置関係、第２排出流路と第２吸収体との配置関係は、第１吸収体と第１増粘剤の配置関係、第１排出流路と第１吸収体との配置関係と、それぞれ同様の構成を用いることが可能である。
【０１９８】
本実施の形態の送液装置における液体の流れを説明する。
【０１９９】
第１導入口２１２ａに第１液体、第２導入口２１２ｂに第２液体、第３導入口２１２ｃに第３液体を各々導入すると、第１導入流路２５２、第２導入流路２５３、第３導入流路２５４に各々の液体が進入し、各々の液体は、バルブ２６０ａ・２６０ｂ・２６０ｃで停止する（図１１の（ａ）参照）。
【０２００】
次に、バルブ２６０ａを開けると、第１液体はメイン流路２５１内へ進み、メイン流路２５１が液体で満たされる（図１１の（ｂ）参照）。このとき、バルブ２１２ｂ〜２１２ｅは閉じられているので、第２導入流路２５３、第３導入流路２５４、排出流路２７１、第２排出流路２７２側に液体が移動することはない。
【０２０１】
次に、バルブ２６０ｄを開けると、液体が排出流路２７１内へ進み、第１増粘剤（図示せず）が液体中に溶解した後に、当該液体が第１吸収体（図示せず）によって吸収され、第１導入流路２５２およびメイン流路２５１内の液体が排出される（図１１の（ｃ）および（ｄ）参照）。
【０２０２】
第１導入流路２５２内の液体は、孔２５０から流路内へ進入した空気によって分断されるため、第１導入流路２５２内に液体の一部が残る（図１２の（ａ）参照）。
【０２０３】
次に、バルブ２６０ｂを開けると、第２液体が、メイン流路２５１内へ進むとともに、第２液体が、孔２５０側へ進む（図１２の（ｂ）参照）。このとき、バルブ２６０ｃおよびバルブ２６０ｅは閉じられているので、第３導入流路２５４内、および、第２排出流路２７２内に液体が移動することはない。そして実施の形態４と同様の作用により、第２液体は、排出流路２７１内および第１導入流路２５２内に移動できないので、第２液体をメイン流路２５１内で停止させることができる。
【０２０４】
次に、バルブ２６０ｅを開けると、第２液体が第２排出流路２７２内へ進み（図１２の（ｃ）参照）、第２排出口２１３ｂ内に設けられた第２増粘剤（図示せず）が第２液体中に溶解した後に、当該第２液体が第２吸収体（図示せず）によって吸収され、その結果、第２導入流路２５３内およびメイン流路２５１内の液体が排出される（図１２の（ｄ）参照）。
【０２０５】
第２導入流路２５３内の液体は、孔２５０から進入した空気により分断されるため、第２導入流路２５３内に液体の一部が残る（図１２の（ｅ）参照）。
【０２０６】
次に、バルブ２６０ｃを開けると、第３液体が、メイン流路２５１内へ進むとともに、第３液体が、孔２５０側へ進む（図１２の（ｆ）参照）。このとき、第１排出口および第２排出口につながる流路内を空気が通過できない状態であり、かつ、第１導入流路２５２内および第２導入流路２５３内には液体が残存しているので、第３液体は、第１導入流路２５２、第２導入流路２５３、排出流路２７１、第２排出流路２７２内へ移動できない。したがって、第３液体をメイン流路２５１内で停止させることができる。
【０２０７】
以上説明したように、実施の形態５であれば、メイン流路２５１内に設けた検出部２４１に対して、複数の液体を順次送液することができる検出装置を実現できる。
【０２０８】
なお、検出部２４１に代えて、または検出部２４１とともに、反応を行う反応部を設けることができる。例えば、メイン流路２５１に抗体を固定した反応部と検出部２４１とが設けられている場合、第１導入流路２５２から測定対象となる抗原と酵素標識抗原を含む液体、第２導入流路２５３から洗浄液体、第３導入流路２５４から基質を含む液体を流すと、液体が停止されることにより安定した抗原抗体反応と酵素基質反応とを行うことができ、酵素基質反応による生成物を検出部で検出することができる。
【実施例】
【０２０９】
〔実施例１〕
本発明を、実施例を用いてさらに説明する。実施例１に係る送液装置の基本構造は、上記実施の形態１と同様である。図１を参照して実施例１の送液装置を更に具体的に説明する。
【０２１０】
金型を用いた樹脂成型法によって、流路として機能する溝を第１基板１１０に形成した。
【０２１１】
金型は、シリコン基板にフォトリソ法でレジストパターンを形成した後、ドライエッチングプロセス法によってエッチングを行うことによって作製した。流路１１４の幅は６００μｍ、流路１１４の高さは５０μｍ、流路１１４の長さは１５ｍｍとした。
【０２１２】
作製した金型に型枠を設け、当該型枠内へ、厚さが２ｍｍになるまでシリコンゴム（ポリジメチルシロキサン、東レダウコーニング社製 ジルポット１８４）を流し込み、１００℃にて１５分間の加熱を行って、シリコンゴムを硬化させた。硬化させた後、金型と硬化したシリコンゴムとを分離させた。
【０２１３】
次いで、シリコンゴムを縦２０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ２ｍｍに整形した。当該シリコンゴムに対して、受容部１１２となる孔、収容部１１６となる孔として、ポンチを用いて直径２ｍｍの貫通孔を開けて、第１基板１１０を作製した。作製した第１基板１１０の表面に、ＴＷＥＥＮ２０（登録商標）（ＧＥヘルスケアジャパン製）を塗布し、当該第１基板１１０を、１００℃にて５分間乾燥させた。
【０２１４】
第２基板１１１は、厚さ６００μｍのテンパックスガラス基板をダイシングソーで縦２５ｍｍ、横１５ｍｍに切断することによって作製した。
【０２１５】
吸収体１３１としては、不織布（旭化成せんい製ＢＥＭＣＯＴ（登録商標））を直径２ｍｍにカットしたものを用い、増粘剤１３２としては、固形のポリアクリル酸ナトリウム（和光純薬製）を粉砕したものを用いた。
【０２１６】
作製した第１基板１１０と第２基板１１とを重ね合わせ、収容部１１６内に増粘剤１３２および吸収体１３１を充填して、実施例１の送液装置を作製した。
【０２１７】
実施例１の送液装置について、液体を流す試験を行った。液体としてはリン酸緩衝液を用い、リン酸緩衝液を受容部１１２内に滴下した。
【０２１８】
リン酸緩衝液は毛細管現象によって送液装置内の流路１１４内に入った。路１１４内の液体は、増粘剤１３２を溶解した後に、吸収体１３１に吸収された。
【０２１９】
受容部１１２の導入口から空気が進入して、流路１１４内のリン酸緩衝液が流路１１４内から完全に排出された。
【０２２０】
次いで、別の液体としてリン酸緩衝液を受容部１１２の導入口内へ滴下したところ、当該液体は流路１１４に進入することなく受容部１１２内に停止した。
【０２２１】
〔比較例１〕
（１）増粘剤を用いないこと、（２）吸収体の吸収可能液体容量が、第１液体と更に加える別の液体の体積の合計以上であること、（３）吸収体の吸収可能液体容量が、受容部１１２と流路１１４との合計容積以上であること以外は、実施例１と同じ送液装置を作製した。
【０２２２】
比較例の送液装置について、液体を流す実験を、実施例１と同様の方法で行った。
【０２２３】
比較例１では、リン酸緩衝液を受容部１１２内へ滴下すると、当該リン酸緩衝液は、毛細管現象によって送液装置内の流路１１４内へ入った。流路１１４内の液体は、吸収体１３１に吸収された。そして、受容部１１２から流路１１４内へ空気が進入し、流路１１４内の液体が完全に吸収体１３１に吸収されて、流路１１４から液体が排出された。このときの排出時間は、実施例１の第１液の排出時間よりも短時間で行われた。
【０２２４】
次いで、別の液体としてリン酸緩衝液を受容部１１２内へ滴下すると、当該液体は、流路１１４内へ進入し、吸収体１３１によって完全に吸収されて、流路１１４内の液体が完全に排出された。
【０２２５】
実施例１では、別の液体としてのリン酸緩衝液が受容部１１２内に留まってそれ以上移動しなかったのに対し、比較例１では、第１液体の排出力を優位に低下させることはできず、それ故に、別の液体としてのリン酸緩衝液が完全に排出されるのが確認された。すなわち、実施例１の送液装置は、吸収体の吸収力を低下させることによって、別の液体としてのリン酸緩衝液の流れを停止させて、当該リン酸緩衝液を受容部１１２内に留めておくことができることが確認された。
【０２２６】
なお本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２２７】
本発明によれば、簡単な構造でもって簡便な操作で液体の停止・前進を切り替えることのできるコンパクトな送液装置を実現できる。このような送液装置は、チップ内で反応および／または検出を行う分析チップ（例えば、マイクロ分析チップ）として利用可能である。
【符号の説明】
【０２２８】
１１０ 第１基板
１１１ 第２基板
１１２ 受容部
１１３ 排出口（第１排出口）
１１４ 流路（第１接続流路）
１１５ 導入口（第１導入口）
１１６ 収容部（第１収容部）
１３１ 吸収体（第１吸収体）
１３２ 増粘剤（第１増粘剤）
１４１ 検出部（第１検出部）
１６０ バルブ（第１バルブ）
２１２ａ 第１導入口
２１２ｂ 第２導入口
２１２ｃ 第３導入口
２１３ 排出口
２１３ａ 第１排出口
２１３ｂ 第２排出口
２４１ 検出部
２５０ 孔
２５１ メイン流路
２５２ 第１導入流路
２５３ 第２導入流路（第２流路）
２５４ 第３導入流路（第３流路）
２６０ａ・２６０ｂ・２６０ｃ・２６０ｄ・２６０ｅ バルブ
２７１ 排出流路
２７２ 第２排出流路
５１０ 第１基板
５１１ 第２基板
５１２ 受容部
５１３ 収容部
５１４ 流路
５３０ 吸収体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１液体が導入される第１導入口と、
上記第１導入口と第１流路によって連結されているとともに、上記第１流路内の空気を外へ排出する第１排出口と、
上記第１流路内に設けられているとともに、上記第１流路内の液体を毛細管現象によって吸収する第１吸収体と、
上記第１液体中に溶解して上記第１液体の粘度を上昇させる第１増粘剤と、を備えることを特徴とする送液装置。
【請求項２】
上記第１増粘剤は、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カゼイン、アルブミン、寒天、澱粉、糖類、アルギン酸、ポリエステル系化合物、ポリアミド系化合物、ポリエーテル系化合物、ポリグリコール系化合物、ポリビニルアルコール系化合物、ポリアルキレンオキサイド系化合物、ポリアクリル酸系化合物、ビニル系化合物およびビニリデン系化合からなる群から選択される少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の送液装置。
【請求項３】
上記第１増粘剤が、上記第１吸収体の内部、または、上記第１流路内であって上記第１吸収体よりも上記第１導入口側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の送液装置。
【請求項４】
上記第１流路は、
上記第１導入口から導入される上記第１液体を受容する受容部と、
上記受容部に連結される第１接続流路と、
上記第１接続流路に連結されるとともに、上記第１吸収体を収容する第１収容部と、を備え、
上記受容部の容積および上記第１接続流路の容積の合計をＱ０とし、上記第１吸収体の吸収可能液容量をＱ１としたときに、Ｑ０≦Ｑ１であることを特徴とする請求項１〜３の何れか1項に記載の送液装置。
【請求項５】
上記第１吸収体の少なくとも一部と、上記第１流路の少なくとも一部とが接触しており、
上記第１吸収体と接触している上記第１流路の接触面の少なくとも一部が、親水性であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の送液装置。
【請求項６】
上記受容部に、上記第１液体中の物質を反応させるための第１反応部、または、上記第１液体中の物質を検出するための第１検出部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の送液装置。
【請求項７】
上記第１流路に、上記第１流路内の液体の移動を調節するための第１バルブが設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の送液装置。
【請求項８】
上記第１流路へ連結されているメイン流路であって、上記第１流路へ連結される側と反対側の端部には、メイン流路の内外に貫通する孔が設けられているメイン流路と、
上記メイン流路へ連結されている第２流路であって、上記メイン流路へ連結される側と反対側の端部には、第２液体が導入される第２導入口が設けられている第２流路と、を備え、
上記第２流路には、上記第２流路内の液体の移動を調節するための第２バルブが設けられていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の送液装置。
【請求項９】
上記メイン流路へ連結されている第３流路であって、上記メイン流路へ連結される側と反対側の端部には、第３液体が導入される第３導入口が設けられている第３流路と、
上記メイン流路へ連結されているとともに、上記メイン流路を挟んで上記第２流路に対向するように配置されている排出流路であって、上記排出流路内の空気を外へ排出する第２排出口が設けられている排出流路と、
上記排出流路内に設けられるとともに、上記排出流路内の液体を毛細管現象によって吸収する第２吸収体と、
上記排出流路内の液体中に溶解して上記排出流路内の液体の粘度を上昇させる第２増粘剤と、
上記第３流路に設けられた、上記第３流路内の液体の移動を調節するための第３バルブと、
上記排出流路に設けられた、上記排出流路内の液体の移動を調節するための第４バルブと、を備え、
上記排出流路は、上記第２吸収体を収容する第２収容部と、上記第２収容部と上記メイン流路とを連結する第２接続流路とを備えており、
上記受容部の容積、上記メイン流路の容積、上記第２流路の容積および上記第２接続流路の容積の合計をＱ２とし、上記第２吸収体の吸収可能液容量をＱ３としたときに、Ｑ２≦Ｑ３であることを特徴とする請求項８に記載の送液装置。
【請求項１０】
上記メイン流路内の上記第２流路よりも上記孔に近い領域に、上記メイン流路内の液体中の物質を反応させるための第２反応部、または、上記メイン流路内の液体中の物質を検出するための第２検出部が設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の送液装置。
【請求項１１】
上記第２吸収体の少なくとも一部と、上記排出流路の少なくとも一部とが接触しており、
上記第２吸収体と接触している上記排出流路の接触面の少なくとも一部が、親水性であることを特徴とする請求項９に記載の送液装置。
【請求項１２】
上記第２バルブは、エレクトロウエッティングバルブ、または、光バルブであることを特徴とする請求項８に記載の送液装置。
【請求項１３】
上記第２バルブは、上記第２流路の壁面に設けられている疎水性領域と、上記疎水性領域よりも上記第２流路の上流側に設けられている押圧部と、を備え、
上記第２バルブは、上記押圧部に圧力を加えることよって、上記第２流路内の液体を上記疎水性領域を越えて送り出すものであることを特徴とする請求項８に記載の送液装置。
【請求項１４】
上記第２バルブは、上記第２流路の壁面に設けられている疎水性領域と、上記疎水性領域よりも上記第２流路の上流側に設けられている電極部と、を備え、
上記第２バルブは、上記電極部における電気分解によって生じる泡に起因する圧力によって、上記第２流路内の液体を上記疎水性領域を越えて送り出すものであることを特徴とする請求項８に記載の送液装置。
【請求項１】
第１液体が導入される第１導入口と、
上記第１導入口と第１流路によって連結されているとともに、上記第１流路内の空気を外へ排出する第１排出口と、
上記第１流路内に設けられているとともに、上記第１流路内の液体を毛細管現象によって吸収する第１吸収体と、
上記第１液体中に溶解して上記第１液体の粘度を上昇させる第１増粘剤と、を備えることを特徴とする送液装置。
【請求項２】
上記第１増粘剤は、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カゼイン、アルブミン、寒天、澱粉、糖類、アルギン酸、ポリエステル系化合物、ポリアミド系化合物、ポリエーテル系化合物、ポリグリコール系化合物、ポリビニルアルコール系化合物、ポリアルキレンオキサイド系化合物、ポリアクリル酸系化合物、ビニル系化合物およびビニリデン系化合からなる群から選択される少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の送液装置。
【請求項３】
上記第１増粘剤が、上記第１吸収体の内部、または、上記第１流路内であって上記第１吸収体よりも上記第１導入口側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の送液装置。
【請求項４】
上記第１流路は、
上記第１導入口から導入される上記第１液体を受容する受容部と、
上記受容部に連結される第１接続流路と、
上記第１接続流路に連結されるとともに、上記第１吸収体を収容する第１収容部と、を備え、
上記受容部の容積および上記第１接続流路の容積の合計をＱ０とし、上記第１吸収体の吸収可能液容量をＱ１としたときに、Ｑ０≦Ｑ１であることを特徴とする請求項１〜３の何れか1項に記載の送液装置。
【請求項５】
上記第１吸収体の少なくとも一部と、上記第１流路の少なくとも一部とが接触しており、
上記第１吸収体と接触している上記第１流路の接触面の少なくとも一部が、親水性であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の送液装置。
【請求項６】
上記受容部に、上記第１液体中の物質を反応させるための第１反応部、または、上記第１液体中の物質を検出するための第１検出部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の送液装置。
【請求項７】
上記第１流路に、上記第１流路内の液体の移動を調節するための第１バルブが設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の送液装置。
【請求項８】
上記第１流路へ連結されているメイン流路であって、上記第１流路へ連結される側と反対側の端部には、メイン流路の内外に貫通する孔が設けられているメイン流路と、
上記メイン流路へ連結されている第２流路であって、上記メイン流路へ連結される側と反対側の端部には、第２液体が導入される第２導入口が設けられている第２流路と、を備え、
上記第２流路には、上記第２流路内の液体の移動を調節するための第２バルブが設けられていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の送液装置。
【請求項９】
上記メイン流路へ連結されている第３流路であって、上記メイン流路へ連結される側と反対側の端部には、第３液体が導入される第３導入口が設けられている第３流路と、
上記メイン流路へ連結されているとともに、上記メイン流路を挟んで上記第２流路に対向するように配置されている排出流路であって、上記排出流路内の空気を外へ排出する第２排出口が設けられている排出流路と、
上記排出流路内に設けられるとともに、上記排出流路内の液体を毛細管現象によって吸収する第２吸収体と、
上記排出流路内の液体中に溶解して上記排出流路内の液体の粘度を上昇させる第２増粘剤と、
上記第３流路に設けられた、上記第３流路内の液体の移動を調節するための第３バルブと、
上記排出流路に設けられた、上記排出流路内の液体の移動を調節するための第４バルブと、を備え、
上記排出流路は、上記第２吸収体を収容する第２収容部と、上記第２収容部と上記メイン流路とを連結する第２接続流路とを備えており、
上記受容部の容積、上記メイン流路の容積、上記第２流路の容積および上記第２接続流路の容積の合計をＱ２とし、上記第２吸収体の吸収可能液容量をＱ３としたときに、Ｑ２≦Ｑ３であることを特徴とする請求項８に記載の送液装置。
【請求項１０】
上記メイン流路内の上記第２流路よりも上記孔に近い領域に、上記メイン流路内の液体中の物質を反応させるための第２反応部、または、上記メイン流路内の液体中の物質を検出するための第２検出部が設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の送液装置。
【請求項１１】
上記第２吸収体の少なくとも一部と、上記排出流路の少なくとも一部とが接触しており、
上記第２吸収体と接触している上記排出流路の接触面の少なくとも一部が、親水性であることを特徴とする請求項９に記載の送液装置。
【請求項１２】
上記第２バルブは、エレクトロウエッティングバルブ、または、光バルブであることを特徴とする請求項８に記載の送液装置。
【請求項１３】
上記第２バルブは、上記第２流路の壁面に設けられている疎水性領域と、上記疎水性領域よりも上記第２流路の上流側に設けられている押圧部と、を備え、
上記第２バルブは、上記押圧部に圧力を加えることよって、上記第２流路内の液体を上記疎水性領域を越えて送り出すものであることを特徴とする請求項８に記載の送液装置。
【請求項１４】
上記第２バルブは、上記第２流路の壁面に設けられている疎水性領域と、上記疎水性領域よりも上記第２流路の上流側に設けられている電極部と、を備え、
上記第２バルブは、上記電極部における電気分解によって生じる泡に起因する圧力によって、上記第２流路内の液体を上記疎水性領域を越えて送り出すものであることを特徴とする請求項８に記載の送液装置。
【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】
【公開番号】特開２０１３−２８１３（Ｐ２０１３−２８１３Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０６０８（Ｐ２０１１−１３０６０８）
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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