連続多段抽出デバイス及び連続抽出方法
【課題】多段抽出を、試料溶液と抽出液とを連続的に流すだけで実施でき、機構が単純で安価に製造でき、さらにマイクロ流体デバイスに組み込み可能な連続多段抽出デバイスの提供。
【解決手段】デバイスに、第１抽出液導入口から導入された第１抽出液を第１抽出液取出口に向けて流す第１流路と、第２抽出液導入口から導入された第２抽出液を第２抽出液取出口に向けて流す第２流路とが設けられ、これらの流路の途中に、前記第１抽出液と第２抽出液とが流路境界面を境として層状に液−液接触する抽出流路が液流れ方向に沿って多段に配置されていることを特徴とする連続多段抽出デバイス。
【解決手段】デバイスに、第１抽出液導入口から導入された第１抽出液を第１抽出液取出口に向けて流す第１流路と、第２抽出液導入口から導入された第２抽出液を第２抽出液取出口に向けて流す第２流路とが設けられ、これらの流路の途中に、前記第１抽出液と第２抽出液とが流路境界面を境として層状に液−液接触する抽出流路が液流れ方向に沿って多段に配置されていることを特徴とする連続多段抽出デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小な抽出流路内に、相互に混和しない２種類の液体を互いに層状に液−液接触させつつ、あるいは、抽出物質透過性の隔膜を介して液−液接触させつつ、抽出を行わせる連続多段抽出デバイスに関する。
【０００２】
本発明の連続多段抽出デバイスは、化学工業、製薬工業、食品工業などにおける液−液抽出用デバイス；合成化学、生化学などの分野における、液体−液体間の物質移動を伴う微小合成デバイス；集積型ＤＮＡ分析，微小電気泳動，微小クロマトグラフィーなどの微小分析デバイスと組み合わせる試料調製用デバイス；質量スペクトルや液体クロマトグラフィーなどの分析試料調製用デバイスなどとして使用できる。
【背景技術】
【０００３】
非特許文献１には、１本のマイクロチャンネル内での酢酸エチル／水（アルカリ性緩衝溶液）系における安息香酸と安息香酸メチルの液−液抽出分離について報告されている。
【０００４】
非特許文献２には、分液ロートを用いた向流多段抽出の原理が述べられている。
【０００５】
また、本発明者等による特許文献１には、毛細管状流路の内面が、低接触角部分と高接触角部分を有し、かつ、低接触角部分と高接触角部分がそれぞれ流路の上流端から下流端にわたって途切れずに連続している微小ケミカルデバイスが開示されている。
【０００６】
さらに、本発明者等による特許文献２には、流体に溶解している試料を濃縮したり、流体に溶解している２以上の物質を互いに分離するデバイスとして、抽出では無く、１種類の試料流体を流通させる分離用流路と、分離用流路の下流端に形成された第１流出口及び第２流出口と、分離用流路の第１流出口側の壁面の一部に設けられた、分離すべき物質を選択的に保持できる第１保持部とを有するデバイスと、このような分離用流路が、複数段にわたって接続されたデバイスが開示されている。
【非特許文献１】第５回化学とマイクロシステム研究会予稿集, 19 (2002).
【非特許文献２】井上博夫、上原 赫、南後 守共著「有機化合物分離法」、裳華房 (1990).
【特許文献１】特開２００１−１３７６１３号公報
【特許文献２】特開２００６−４３６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述した従来技術には、次のような問題があった。
非特許文献１に示されているように、抽出により分離しようとする２物質の各分配比の比が大きい場合には、１段の抽出により分離可能であろうが、分離しようとする物質の抽出率の比は、多くの場合それほど大きくなく、１回の抽出では十分に分離できないことが多い。
【０００８】
このような場合、非特許文献２に示されたような向流型多段抽出により分離能を向上させることができるが、該文献に記載されているような回分式抽出では、抽出操作を繰り返して多段抽出するのに多大な労力と時間を要していた。また、この向流多段抽出を連続装置化すると、多数のバルブやポンプや撹拌装置を使用する複雑で大がかりな装置となってしまう。また、マイクロリアクタで合成される微少量の生成物を抽出で分離精製する用途には、従来の抽出装置や方法は、取り扱う試料の量が微少すぎて使用できなかった。
【０００９】
また、特許文献１には、水と疎水性溶媒を互いに層状に接触させて安定して流すことのできる連続抽出デバイスが示されているが、多段抽出に関しては記載が無く、多段化する際の各抽出液に関する各抽出用流路間の接続や、抽出液の導入・排出に関するデバイス構造については何の示唆もされていない。
【００１０】
一方、特許文献２に開示されている多段式の分離デバイスは、吸着（及びそれに類似の親和性を利用する方式）による分離であり、デバイスに流す流体は試料溶液のみであり、抽出液の導入口も流出口も有しない。従って、試料溶液と抽出液をそれぞれ複数の分離用流路に流す方式や構造について何の記載もない。さらに、開示されている多段分離デバイスの構造は、５〜７層の積層構造を必要とするため、各層を正確に位置あわせして積層する必要があり、製造に多くの工程と精度を要する物であった。
【００１１】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、抽出率の差が小さい場合でも、１段抽出に比べて高い濃度比で分離可能な向流型多段抽出を、試料溶液と抽出液とを連続的に流すだけで実施でき、多数のバルブやポンプや撹拌装置を用いることなく、機構が単純で安価に製造でき、さらにマイクロ流体デバイスに組み込めるような微小な連続多段抽出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】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明は、デバイスに、第１抽出液導入口から導入された第１抽出液を第１抽出液取出口に向けて流す第１流路と、第２抽出液導入口から導入された第２抽出液を第２抽出液取出口に向けて流す第２流路とが設けられ、これらの流路の途中に、前記第１抽出液と第２抽出液とが流路境界面を境として層状に液−液接触する抽出流路が液流れ方向に沿って多段に配置されていることを特徴とする連続多段抽出デバイスを提供する。
【００１３】
また本発明は、本発明に係る前記連続多段抽出デバイスを使用し、前記最上流段の抽出流路に接続された第１抽出液導入口の一つを試料導入口とし、該試料導入口に第１抽出液を溶媒とする試料溶液を連続的に導入し、及び／又は、前記最上流段の抽出流路に接続された前記第２抽出液導入口の一つを試料導入口とし、該試料導入口に第２抽出液を溶媒とする試料溶液を連続的に導入し、その他の前記第１抽出液導入口に第１抽出液を導入するとともに、その他の前記第２抽出液導入口に第２抽出液を導入し、前記抽出流路において前記第１抽出液と前記第２抽出液に分配された前記試料を次段のそれぞれ異なる抽出流路に導入し、該第１抽出液は他の第２抽出液導入口に導入された、該第１抽出液より抽出回数の少ない第２抽出液と接触させ、該第２抽出液は他の第１抽出液導入口に導入された、該第２抽出液より抽出回数の少ない第１抽出液と接触させ、これを繰り返すことにより、前記最下流段の、前記試料の分配比に応じた番目の前記第１抽出液取出口及び／又は第２抽出液取出口から連続的に取り出すことを特徴とする向流型の連続抽出方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の連続多段抽出デバイスは、抽出率の差が小さい場合でも、１段抽出に比べて高い濃度比で分離可能な多段抽出を、試料溶液と抽出液とを連続的に流すだけで実施することができる。
また本発明の連続多段抽出デバイスは、多数のバルブやポンプや撹拌装置を用いることなく、機構が単純で安価に製造できる。
さらに本発明の連続多段抽出デバイスは、マイクロ流体デバイスに組み込めるような微小なサイズとすることができ、多くの分野における新規の抽出デバイスとして適用することができる。
【００１５】
本発明の連続抽出方法は、本発明に係る前記連続多段抽出デバイスを使用することによって、分配比の差が小さい場合でも、１段抽出に比べて高い濃度比で分離する抽出を簡単に行うことができ、分配比が互いに異なる３以上の物質を抽出分離することができる。
また本発明の連続抽出方法は、多数のバルブやポンプや撹拌装置を用いることなく、抽出にかかる設備コスト及びランニングコストを低減できる。
さらに本発明の連続抽出方法は、本発明に係る前記連続多段抽出デバイスを使用することによって、マイクロ流体デバイスに組み込めるような微小なサイズでの抽出にも適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の連続抽出デバイスの一実施形態を説明する。図６〜図８は、本発明の連続抽出デバイスの好ましい実施形態を示す図である。
【００１７】
［部材構造］
第１部材（１）、第２部材（２）は、いずれもアクリル系重合体で形成され、第１部材の表面には第１流路となる複数の溝、第２部材の表面には、第２流路となる複数の溝（これらの溝は図６，図７、及び図８中、塗りつぶし部分として示されている）を有する。
前記第１部材（１）の各溝（第１流路側ユニット）は、ジグザグの形状とされ、同じ構造の溝が複数本（図６の例では５本）平行に形成されている。該ジグザグの形状は、第１部材（１）の長さ方向に平行な５つの直線部分と、それに対して約４５度の角度を持った直線部分が交互に形成されており、前記第１部材（１）の長さ方向に平行な直線部分の一部は抽出流路となる溝部分（３ａ）とされ、前記第１部材（１）の長さ方向に平行な直線部分の残りと、前記約４５度の角度を持った直線部分は連絡流路となる溝部分（６ａ）とされている。
【００１８】
第２部材（２）の溝（第２流路側ユニット）の形状は前記第１部材（１）の溝と全く同じである。但し、これは、第１部材（１）の溝形成面と第２部材（２）の溝形成面を、それぞれ溝形成面側から見た場合であって、図１のように溝形成面同士を合わせるように積層し、第２部材（２）側から見た図６や図８では、第１部材（１）の溝の形状と第２部材（２）の溝の形状は対称（鏡像）となる。
【００１９】
第１部材（１）と第２部材（２）が積層されるとき、第１部材（１）の抽出流路となる溝部分（３ａ）（図７中、濃い塗りつぶし部分として示されている）は、第２部材（２）の抽出流路（３）となる溝部分（３ｂ）（図８中、濃い塗りつぶし部分として示されている）と一致する位置及び角度で合わされて抽出流路（３）（図６中、濃い塗りつぶし部分として示されている）が形成される。第１部材（１）と第２部材（２）が積層された状態では、それぞれの溝形成面側の表面が密着して流路境界面Ｓとなる。
【００２０】
また、第１部材（１）の連絡流路となる溝部分（６ａ）（図７中、薄い塗りつぶし部分として示されている）は、第２部材（２）の抽出流路となる溝部分（３ｂ）以外の第２部材（２）表面と合わされて第１部材側連絡流路（６ａ）（図６中、薄い塗りつぶし部分として示されている）が形成され、第２部材（２）の連絡流路となる溝部分（３ｂ）（図８中、中濃度の塗りつぶし部分として示されている）は、第１部材（１）の抽出流路となる溝部分（３ａ）以外の第１部材（１）表面と合わされて第２部材側連絡流路（６ｂ）（図６中、中濃度の塗りつぶし部分として示されている）が形成されている。
【００２１】
そして、前記各抽出流路（３）の上流端の第１部材（１）側の部分が第１部材側流入口（４ａ）とされ、該上流端の第２部材（２）側の部分が第２部材側流入口（４ｂ）とされている。また、前記各抽出流路（３）の下流端の第１部材（１）側の部分が第１部材側流出口（５ａ）とされ、該下流端の第２部材（２）側の部分が第２部材側流出口（５ｂ）とされている。
【００２２】
［多段接続構造］
図６の実施形態において、一般に本連続多段抽出デバイスがＺ段（但し、Ｚは２〜１００００の任意の整数。図６の実施形態はＺ＝５の場合である。）である場合について説明する。前記第１部材（１）の溝（第１流路側ユニット）、及び前記第２部材（２）の溝（第２流路側ユニット）は、それぞれＺ本が並列に設けられており、第１部材（１）の各溝には、それぞれ第１部材（１）の長さ方向に平行なＺ個の溝部分とそれに対して角度を持った溝部分が交互に設けられ、また、第２部材（２）の各溝には、それぞれ第２部材（２）の長さ方向に平行なＺ個の溝部分とそれに対して角度を持った溝部分が交互に設けられている。
【００２３】
第１部材（１）の溝に、第１部材（１）の溝形成面と第２部材（２）の溝形成面をそれぞれ溝形成面側から見た場合に、いずれも左から右方向に増える向きに１番からＺ番まで番号を付けると（但し、図６は、第２部材（２）を溝形成面の裏側から見た図となるため、第２部材（２）の溝の順番は、右から左方向に増える向きとなる）、第１部材（１）の端（図６中、左端）から１番目の溝は、第２部材（２）の端（図６中、右端）から１番目の溝と１箇所で重なって、該重なり部分が前記第１段１番の抽出流路（３）を形成し、前記第２部材（２）の端から２番目の溝と１箇所で重なって前記第２段１番の抽出流路（３）を形成し、前記第２部材（２）の端からｋ番目（但し、ｋは１〜Ｚの任意の整数）の溝と１箇所で重なって前記第ｋ段１番の抽出流路（３）を形成している。
【００２４】
そして、第１部材（１）の端（図６中、左端）から２番目の溝は、第２部材（２）の溝の端（図６中、右端）から１番目の溝と１箇所で重なって、該重なり部分が第２段２番の抽出流路（３）を形成し、第２部材（２）の端から２番目の溝と１箇所で重なって第３段２番の抽出流路（３）を形成し、第２部材（２）の端からｋ番目の溝と１箇所で重なって前記第（ｋ＋１）段２番の抽出流路（３）を形成する。但しこの第１部材（１）の端から２番目の溝は、前記第２部材（２）の端から前記Ｚ番目（図６中、左端）の溝とは重ならない。
【００２５】
さらに、第１部材（１）の端（図６中、左端）からｊ番目（但し、ｊは１〜Ｚの任意の整数）の溝は、第２部材（２）の端（図６中右端）から１番目の溝と１箇所で重なって、該重なり部分が第ｊ段ｊ番の抽出流路（３）を形成し、第２部材（２）の端から２番目の溝と１箇所で重なって第（ｊ＋１）段ｊ番の抽出流路（３）を形成し、第２部材（２）の端からｋ番目の溝と１箇所で重なって第（ｊ＋ｋ−１）段ｊ番の抽出流路（３）を形成する。但し、この第２部材（２）の端からｊ番目の溝は、第２部材（２）の端から（Ｚ−ｊ＋１）番〜Ｚ番の溝とは重ならない。
【００２６】
図６において各第１部材（１）の溝の上流端にはそれぞれ第１抽出液導入口（１５）が設けられ、第２部材（２）の溝の上流端にはそれぞれ第２抽出液導入口（１６）が設けられている。そして、第１部材（１）の端から１番の溝の第１抽出液導入口（１５）は試料導入口（１９）とされている。ここで、第１抽出液導入口（１５）と試料導入口（１９）は、第１部材（１）の溝形成面の裏側表面から該溝まで開けられた穴として形成され、第２抽出液導入口（１６）は、第２部材（２）の溝形成面の裏側表面から該溝まで開けられた穴として形成されている。
【００２７】
また、第１部材（１）の溝の下流端にはそれぞれ第１抽出液取出口（１７）が設けられ、第２部材（２）の各溝の下流端にはそれぞれ第２抽出液取出口（１８）が設けられている。ここで、第１抽出液取出口（１７）と第２抽出液取出口（１８）は、第１部材（１）の溝形成面の裏側表面から第２部材（２）の溝形成面の裏側表面まで貫通した孔として形成され、第１部材（１）側の開口部が第１抽出液取出口（１７）とされ、第２部材（２）側の開口部が第２抽出液取出口（１８）とされている。
【００２８】
前記の構造により、図６に見られるように、上流段から数えて第１段には１本、第２段には２本、第ｎ段〔但し、ｎは２以上（Ｚ−１）以下の任意の整数〕において前記抽出流路（３）が、１番からｎ番（但し、該ｎは前記第ｎ段のｎと同じ数値）までｎ本の抽出流路（３）が形成され、最終段である第Ｚ段には抽出流路（３）が１番からＺ番までＺ本形成されている。
【００２９】
そして、
〔１〕第１段と第２段の間の抽出流路（３）間の接続については、
〔１−１〕第１段第１番の抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により第２段第１番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続され、第１段第１番抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により第２段第２番の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）に接続され、
〔１−２〕第２段第１番抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）は、第２抽出液導入口（１６）に接続され、また、第２段第２番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）は、第１抽出液導入口（１５）に接続されており、
〔２〕上流側から数えて第ｎ段の抽出流路と第（ｎ＋１）段の抽出流路（３）間の接続は、
〔２−１〕第ｎ段第ｉ番（但しｉは１〜ｎの任意の整数）抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により第（ｎ＋１）段第ｉ番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続され、第ｎ段第ｉ番抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ａ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により第（ｎ＋１）段第（ｉ＋１）番の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）に接続され、
〔２−２〕第ｎ段第１番抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）は第２抽出液導入口（１６）とされ、また、第ｎ段第ｎ番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）は、第１抽出液導入口（１５）とされており、
〔３〕最終段である第Ｚ段の接続については、第Ｚ段第ｉ番（但しｉは１〜Ｚの任意の整数）抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）は第ｉ番の第１抽出液取出口（１７）に接続され、第２部材側流出口（５ｂ）は第ｉ番の第２抽出液取出口（１８）に接続されている。
【００３０】
［抽出方法］
本実施形態の連続多段抽出デバイスにおいて、第１抽出液導入口（１５）のうちの図６中左端のものを試料導入口（１９）とし、ここから第１抽出液を溶媒とする試料溶液（２３）を連続的に導入し、他の第１抽出液導入口（１５）に第１抽出液を連続的に導入し、第２抽出液導入口（１６）に第２抽出液を連続的に導入する。試料導入口（１９）に導入された試料溶液は、第１段第１番、第２段第１番、第３段第１番、第４段第１番、及び第５段第１番の各抽出流路（３）を流れて、図６中左端の第１抽出液取出口（１７）から流出する。
【００３１】
図６中左から２番目（第２番）の第１抽出液導入口（１５）から導入された第１抽出液は、第２段第２番、第３段第２番、第４段第２番、及び第５段第２番の各抽出流路（３）を流れて図６中左端から２番目の第１抽出液取出口（１７）から流出する。図６中左から３番目（第３番）の第１抽出液導入口（１５）から導入された第１抽出液は、第３段第３番、第４段第３番、及び第５段第３番の各抽出流路（３）を流れて図６中左端から３番目の第１抽出液取出口（１７）から流出する。図６中左から４番目（第４番）の第１抽出液導入口（１５）から導入された第１抽出液は、第４段第４番、及び第５段第４番の各抽出流路（３）を流れて図６中左端から４番目の第１抽出液取出口（１７）から流出する。そして、図６中左から５番目（第５番）の第１抽出液導入口（１５）から導入された第１抽出液は、第５段第５番の抽出流路（３）を流れて図６中左端から５番目の第１抽出液取出口（１７）から流出する。
【００３２】
第２抽出液についても、第２抽出液導入口（１６）に導入されること、第２抽出液取出口（１８）から取り出されること、左右が逆になること以外は、第１抽出液の場合と同様である。
【００３３】
試料の溶質は、第１抽出液と第２抽出液に対する分配比に応じた番目の第１抽出液取出口（１７）及び第２抽出液取出口（１８）から流出する。［分配比］＝［第１抽出液中の試料の平衡モル濃度］／［（第２抽出液中の試料の平衡モル濃度）］（但し、試料は第１抽出液の溶液として導入する場合で、かつ、第１抽出液の合計流量と第２抽出液の合計流量が等しい場合。）とすると、分配比が小さいほど（即ちゼロに近いほど）前記大きな番目（図６中右側）の第１抽出液取出口（１７）と前記小さな番目（図６中右側）の第２抽出液取出口（１８）から取り出され、かつ、各取出口（１７）（１８）において、一定時間に［第１抽出液取出口（１７）から取り出される溶液中の試料のモル数／第２抽出液取出口（１８）から取り出される溶液中の試料のモル数］は分配比に略等しくなる。
【００３４】
例えば、抽出比０．２の溶質は、前記４番の第１抽出液取出口（１７）（図６中、右から２つ目）と前記２番の第２抽出液取出口（１８）（図６中、右から２つ目）から流出する濃度がそれぞれ最も高くなり、かつ、該両取出口について、［第１抽出液中の試料のモル濃度］／［（第２抽出液中の試料のモル濃度）］≒０．２となる。
【００３５】
また、分配比が５（即ち、０．２の逆数）の溶質は、２番の第１抽出液取出口（１７）と４番目の第２抽出液取出口（１８）から流出する濃度がそれぞれ最も高くなり、かつ、該両取出口について、一定時間に［第１抽出液取出口（１７）から取り出される溶液中の試料のモル数／第２抽出液取出口（１８）から取り出される溶液中の試料のモル数］≒５となる。
【００３６】
従って、例えば分配比が０．２の物質と５の物質（即ち、分配比の比は２５）を分離することができる。
【００３７】
試料として、第２抽出液を溶媒とするものを用いる場合も同様であり、第２抽出液導入口（１６）のうちの図６中右端のものを試料導入口（１９）とすればよい。
【００３８】
以上、本発明の連続抽出デバイスを、図６〜図８に示した好ましい実施形態に即して説明したが、以下、一般の場合について述べる。
【００３９】
［部材構造］
本発明の連続多段抽出デバイスの外形は特に板状に限定する必要はなく、用途目的に応じた形状を採りうる。例えば、板状の他、シート状（フィルム、リボンなどを含む。以下同様。）、塗膜状、棒状、管状、塊状、その他複雑な形状の成型物などであり得るが、板状又はシート状であることが、製造や使用時の取り扱いが容易になり、好ましい。
【００４０】
第１部材（１）及び第２部材（２）の外形についても、溝形成面を液密に固定できれば、特に限定する必要はなく、用途目的に応じた形状を採りうる。例えば、板状の他、シート状（フィルム、リボンなどを含む。以下、同様。）、塗膜状、棒状、管状、塊状、その他複雑な形状の成型物などであり得るが、板状又はシート状であることが特に好ましい。第１部材（１）と第２部材（２）の接触面の形状は任意であり、平面や任意の曲面であり得るし、局所的に凹凸のある形状であり得る。局所的に凹凸のある形状の例としては、任意の抽出流路や連絡流路となる部分が凸部又は凹部とされた形状であって良い。但し、この際、部材Ａ（１）と部材Ｂ（２）が接触して抽出流路や連絡流路を形成するためには、部材Ａ（１）と部材Ｂ（２）の該凹部と凸部はアンダーカットで無い必要がある。これらの中で、製造の容易さから平面が好ましい。勿論、本連続多段抽出デバイスがフレキシブルなフィルム状などである場合には，平面状にして製造した後に曲面状にして使用してもよい。
【００４１】
本連続多段抽出デバイスは、前記第１部材（１）と第２部材（２）を必須構成要素とし、第１部材（１）と第２部材（２）が互いに液密に固定されている。「液密」とは、抽出液がリークしない状態に接触していることを言い、直接又は抽出物質透過性の隔膜を介した接触とされる。前記固定は、任意の方法による固定、例えばネジやクランプや枠による非固着の固定や、接着剤による接着、接着剤を用いない接着（固着）、粘着などの固着であってよいが、互いに固着されていることが好ましい。接着や粘着の場合は、第１部材（１）と第２部材（２）は接着剤や粘着剤を介しての接触とされる。
【００４２】
第１部材（１）と第２部材（２）の素材は任意であり、有機高分子重合体（以下、単に「重合体」と称する）、ガラス、石英などの結晶、セラミック、炭素、金属、シリコンなどの半導体等であってよいが、成形しやすさの面から、重合体であることが好ましい。第１部材（１）と第２部材（２）の素材は同じであっても良いし、互いに異なっていても良い。さらに、第１部材（１）、第２部材（２）はそれぞれ複数の素材で構成されていてもよく、例えば、互いに異なる素材で形成された、貫通溝状の欠損部を有する層状の部材が他の部材の表面に液密に固定されて形成されていても良い。この場合も、固定方法は前記と同様に任意である。
【００４３】
第１部材（１）や第２部材（２）の素材として用いられる重合体は、熱可塑性重合体であっても、熱硬化性重合体であっても良いが、成形性の良い点で熱可塑性重合体が好ましく、また、表面に溝を形成する場合に、溝の形成が容易で、硬化速度が高い、表面親水化が容易などの点で、エネルギー線硬化性の架橋重合体が好ましい。エネルギー線硬化性の架橋重合体は、製造の容易さの点で紫外線硬化性の架橋重合体が好ましい。本発明の連続多段抽出デバイスの素材は、ポリマーブレンドやポリマーアロイで構成されていても良いし、複合体や積層体であっても良い。
【００４４】
本発明の連続多段抽出デバイスは、次の各構成要素を備えていることが好ましい。
〔Ａ〕デバイスを前記抽出流路に前記各抽出液を流す状態に保持した際、図１〜図４のように、前記抽出流路の長手方向に対して直交する断面における水平方向をＸ方向とし、垂直方向をＹ方向とし、且つ前記抽出流路の長手方向をＺ方向としたとき、このデバイスのＹ方向両端間に設定された水平な面である流路境界面に対し、前記第１流路が前記流路境界面からＹ方向上側に設けられ、前記第２流路が前記流路境界面からＹ方向下側に設けられ、
〔Ｂ〕前記第１流路は、Ｚ方向に沿う所定長さを有する第１流路側抽出流路と、この第１流路側抽出流路の上流端及び下流端に連通し、Ｚ方向と交差するα方向に設けられた第１流路側連絡流路とが、上流側にある第１流路側抽出流路の下流端とその下流側にある第１流路側抽出流路の上流端とを連通させて多段に設けられた一連の第１流路側ユニットを複数並設した構造を有し、
〔Ｃ〕前記第２流路は、Ｚ方向に沿う所定長さを有する第２流路側抽出流路と、この第２流路側抽出流路の上流端及び下流端に連通し、Ｚ方向と交差し前記α方向と異なるβ方向に設けられた第２流路側連絡流路とが、上流側にある第２流路側抽出流路の下流端とその下流側にある第２流路側抽出流路の上流端とを連通させて多段に設けられた一連の第１流路側ユニットを複数並設した構造を有し、
〔Ｄ〕このデバイスの多段に配置された抽出流路は、前記第１流路側抽出流路と前記第２流路側抽出流路とがＸ方向及びＺ方向で重なり合い、且つ第１流路側連絡通路と第２流路側連絡通路とがＸ方向及びＹ方向で異なる位置となり、
〔Ｅ〕このデバイスにおける第ｎ段の第１流路側抽出流路の下流端は、前記第ｎ段の抽出流路より下流のα方向側にある第ｎ＋１段第ｐ番の抽出流路の第１流路側連絡流路に連通すると共に、第ｎ段の第２流路側抽出流路の下流端は、前記第ｎ段の抽出流路より下流のβ方向側にある第ｎ＋１段第ｐ＋１番の抽出流路の第２流路側連絡流路に連通してなること（ただし、ｎ及びｐは１以上の整数を表す）。
ここで、デバイスが曲面状である場合には、前記Ｘ、Ｙ、Ｚ方向はそれに応じた曲線とする。例えば、本連続多段抽出デバイスが円筒の一部である形状をなし、即ち、図１〜６のデバイスが円筒の表面に貼り付けられた形状をなし、図のＺ方向が該円筒の周方向である場合には、Ｚ方向は円周方向の曲線状に採られる。また、図のＸ方向が該円筒の周方向である場合には、Ｘ方向は周方向の曲線状に採られる。
また、上記角度α及びβは、抽出流路から見た連絡流路の全体としての方向であって、必ずしも抽出流路と連絡流路の接続部に於いて成す角度ではない。例えば連絡流路がＳ字型（逆Ｓ字型を含む）の場合には、抽出流路と連絡流路の接続部に於いて成す角度は双方共にゼロであっても良い。
【００４５】
さらに、本発明の連続多段抽出デバイスを２つの部材、第１部材（１）と第２部材（２）を用いて構成する場合、次の各構成要素を備えていることが好ましい。
〔１〕表面に流路となる溝を有する２つの部材、第１部材（１）と第２部材（２）が、該溝形成面を互いに液密に固定され、
〔２〕前記第１部材（１）の溝および前記第２部材（２）の各溝が、それぞれ長さ方向に交互に抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）と連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）を有し、
〔３〕前記第１部材（１）の抽出流路となる溝部分（３ａ）と、前記第２部材（２）の抽出流路となる溝部分（３ｂ）とが合わされて抽出流路（３）が形成され、
〔４〕前記第１部材（１）の連絡流路となる溝部分（６ａ）は、前記第２部材（２）の抽出流路となる溝部分（３ｂ）以外の表面と合わされて第１部材側連絡流路（６ａ）が形成され、前記第２部材（２）の連絡流路となる溝部分（６ｂ）は、前記第１部材（１）の抽出流路となる溝部分（３ａ）以外の表面と合わされて第２部材側連絡流路（６ｂ）が形成され、
〔５〕前記各抽出流路（３）の一方の端である上流端が、第１部材側流入口（４ａ）と第２部材側流入口（４ｂ）とされ、前記各抽出流路（３）の他端である下流端が、第１部材側流出口（５ａ）と第２部材側流出口（５ｂ）とされている。
【００４６】
第１部材（１）及び第２部材（２）の抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）の断面形状は任意であり、例えば、矩形（角が丸められた矩形を含む。角のある形状についても同様。）、台形、三角形、半円、半楕円、及びこれらの組み合わせなどであり得る。該抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）の深さは任意であるが、下限は１μｍ 以上であり、さらに好ましくは３μｍ以上であり、最も好ましくは５μｍ以上である。上限は、好ましくは５００μｍ以下であり、さらに好ましくは３００μｍ以下であり、最も好ましくは１５０μｍ以下である。この下限以上とすることにより、圧力損失の過剰な上昇が避けられ、処理量も多くなる。また、この上限以下とすることにより、抽出時間が迅速化されるとともに、抽出流路（３）毎の流量調節バルブやポンプを設けなくても、抽出液を均一に流すことができる。抽出流路（３）となる溝部分の深さは各抽出流路（３）毎に異なっていてもよいが、同じとすることで製造が容易となり好ましい。
【００４７】
該抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）〔及び抽出流路（３）〕の幅については制約は少なく、製造上の問題がない限り、広い範囲から任意に選択できる。例えば、好ましくは１μｍ〜５ｍｍ、さらに好ましくは３μｍ〜１ｍｍとし得る。
【００４８】
第１部材（１）及び第２部材（２）の連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）（及び連絡流路）の平面形状も任意であり、図６に示された直線の他、曲線でもジグザグなどでもよいが、直線又はＳ字型（逆Ｓ字型を含む）であることが製造上好ましい。
【００４９】
該連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）の断面形状、深さ、および幅についても、前記抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）と同様である。連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）の深さは各連絡流路（６ａ、６ｂ）毎に異なっていてもよいが、同じであることが、製造が容易となることから好ましい。抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）と連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）の深さは、異なっていてもよいが、同じとすれば、製造が容易となることから好ましい。
【００５０】
抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）〔及び抽出流路（３）〕の一つの長さは任意であるが、該溝部分の深さが深いほど長くすることが好ましく、例えば、該溝部分の深さの１０倍〜１００００倍であって、かつ、１００ｍｍ以下が好ましい。
【００５１】
連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）（及び連絡流路）の長さは任意であり、抽出流路（３）や各導入口（１５，１６）、各取出口（１７，１８）の配置に依存する。しかしながら、各抽出液を偏り無く流すために、前記第１部材（１）及び第２部材（２）の各溝を流れる圧力損失を等しくすることが好ましいため、連絡流路（６ａ、６ｂ）の長さと幅でもって該圧力損失を調節することが好ましい。この観点から、抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）及び連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）の幅が同じ場合には、前記第１部材（１）及び第２部材（２）の各溝の長さも同じにすることが好ましい。
【００５２】
第１部材（１）の構造は、例えば、前記説明のように通常の溝が掘られた形状の他、表裏を貫通する長穴状の欠損部を有する層状部材が、他の部材の表面に液密に固定されていて、第１部材（１）の溝が、前記層状部材の欠損部と他の部材の表面とで形成された構造であってもよい。第２部材（２）についても同様である。勿論、本構造を製造する手順は任意であり、例えば、（ｉ）第１部材側の前記他の部材の上に第１部材側の前記層状部材を積層固着して第１部材（１）を形成し、第２部材側の前記他の部材の上に第２部材側の前記層状部材を積層固着して第２部材（２）を形成し、該第１部材（１）と該第２部材（２）を液密に固定してもよいし、（ii）第１部材（１）側の前記他の部材の上に、第１部材側の前記層状部材、第２部材側の前記層状部材、第２部材側の前記他の部材を順次積層してもよいし、（iii）第１部材側の前記層状部材と第２部材側の前記層状部材を積層し、その両側から前記２つのその他の部材で挟んでもよい。
【００５３】
また、前記第１部材（１）と第２部材（２）の製造方法や固着の順序は任意である。例えば、前記第１部材（１）と第２部材（２）は別々に製造してから互いに固定してもよいし、前述のように、前記第１部材（１）の一部を先に第２部材（２）に固定してから、残りの部材を固定してもよい。或いは、光造形法のように、前記第１部材（１）と第２部材（２）を製造するのと実質的に同時に一体化することにより、その境界が明白でなくてもよい。
【００５４】
第１部材（１）及び第２部材（２）の溝の形成方法は任意であり、例えば、フォト（放射線）リソグラフィー（但し、光硬化性樹脂のパターン露光法や、光分解性樹脂のパターン露光法などの、エッチング工程を有しない物も含む）、光（エネルギー線）造形法、光（エネルギー線）アブレーション、射出成型、キャスト硬化法、熱エンボス法（溶融レプリカ法）、溶剤キャスト法（溶剤レプリカ法）、機械的切削、蒸着法、気相重合法、溝となるべき部分を切り抜いた層状部材と平滑な表面を有する部材との密着等とし得る。
【００５５】
第１部材（１）と第２部材（２）の固定方法は任意であり、例えば、クランプ、ネジ、リベットなどによる非固着の固定としてもよいが、固着することが好ましい。固着方法は任意であり、第１部材（１）第２部材（２）の少なくとも一方を半硬化状態で密着させ、その状態で硬化させて固着する方法、接着剤の使用、粘着剤の使用、第１部材（１）及び／又は第２部材（２）表面への溶剤塗布による接着、熱や超音波による融着、などの方法を使用しうるが、半硬化状態で密着固化させる方法、及び、無溶剤型の接着剤の使用が好ましい。無溶剤型接着剤としてエネルギー線硬化性樹脂を用い、エネルギー線照射により硬化させて接着する方法が好ましい。あるいは、光造形法のように、第１部材（１）と第２部材（２）を一体成形してもよい。
【００５６】
本発明のデバイスは、第１部材（１）の溝の、少なくとも抽出流路（３）となる溝部分の水との接触角と、第２部材（２）の溝の、少なくとも抽出流路（３）となる溝部分の水との接触角の差が、好ましくは３０度以上、さらに好ましくは４５度以上、最も好ましくは６０度以上である。上限は１８０度である。これに加え、第１部材（１）又は第２部材（２）の溝の該接触角の小さい方の溝の接触角は、３０°以下が好ましく、２０°以下がさらに好ましく、１０°以下が最も好ましい。下限は０度である。
【００５７】
接触角をこの範囲とすることにより、相互に混和しない第１抽出液と第２抽出液が層状に流れる流速条件や圧力条件の範囲が広くなり、第１抽出液が第２抽出液取出口から流出することなく流すことが容易になる。また、第１部材（１）の溝の水との接触角が低いほど、第２部材（２）の溝の水との接触角が比較的低くても前記の不都合が生じにくい。
【００５８】
第１部材（１）の溝のうち、連絡流路となる溝部分の表面の水との接触角は任意であるが、第１部材（１）に設けられた一本の溝の上流端から下流端の間の全体が同じ水との接触角を持つ構造は、製造が容易となることから好ましい。第２部材（２）の溝についても同様である。本発明の連続多段抽出デバイスが、抽出物質透過性の隔膜を有する場合には、前記のような第１部材（１）と第２部材（２）の溝の水との接触角の差を設ける必要はない。
【００５９】
なお、本発明で言う「水との接触角」とは、液滴法による静止角を言う。測定に先立って、試料を温度２４±１℃、湿度６５±５％の雰囲気に１時間以上静置し、温度２４±１℃、湿度６５±５％で測定する。測定は、置液後３分の安定化時間の後に行なう。なお、溝が細い場合には、溝内面の接触角の測定は困難であるため、同じ条件で作製したテストピースで測定することができる。
【００６０】
第１部材（１）の溝の親水化方法は任意であり、例えば前記特許文献１に記載の方法を使用できる。即ち、第１部材（１）を親水性の素材で形成することの他、プラズマ処理、プラズマ重合、コロナ放電処理、表面の化学修飾、表面への親水性化合物のグラフト重合等が挙げられる。
【００６１】
第２部材（２）の溝の疎水化方法は任意であり、例えば前記特許文献１に記載の方法を使用できる。即ち、第１部材（１）を疎水性の素材で形成することの他、例えば、フッ素処理、プラズマ処理、プラズマ重合、表面の化学修飾、表面への疎水性化合物のグラフト重合、などが挙げられる。
【００６２】
図６に示された実施形態では、第１部材（１）の溝の上流端に、第１部材（１）を貫通する孔として第１抽出液導入口（１５）が設けられ、第２部材（２）の溝の上流端に、第２部材（２）を貫通する孔として第２抽出液導入口（１６）が設けられている。しかし、第１抽出液導入口（１５）、第２抽出液導入口（１６）は任意の場所、任意の方向に設けることができる。例えば、全て第１部材（１）を貫通した孔を通って、第１部材（１）側の外表面に設けることもできるし、全て第２部材（２）を貫通した孔を通って、第２部材（２）側の外表面に設けることもできるし、本連続多段抽出デバイスの側面に設けることもできる。また、連絡流路を伸ばすことにより、本連続多段抽出デバイスの任意の位置に設けることができる。図６の各第１抽出液導入口（１５）は、試料導入口（１９）として使用するものを除いて、全て一つに纏めることもできる。各第２抽出液導入口（１６）についても同様である。
【００６３】
図６に示された実施形態では、最下流段の抽出流路（３）の下流端に、第１部材（１）と第２部材（２）を貫通する孔として第１抽出液取出口（１７）及び第２抽出液取出口（１８）が設けられているが、第１抽出液取出口（１７）及び第２抽出液取出口（１８）は、最下流段の抽出流路（３）の下流端に接続された連絡流路を伸ばすことにより、本連続多段抽出デバイスの任意の位置と方向に設けることができる。例えば、全て第１部材（１）側の外表面に設けることもできるし、全て第２部材（２）側の外表面に設けることもできるし、本連続多段抽出デバイスの側面に設けることもできる。
【００６４】
本発明の連続多段抽出デバイスにおいて、図９に示すように、前記第１部材（１）と前記第２部材（２）が抽出物質透過性の隔膜（１１）を介して液密に固定され、抽出流路（３）が、抽出流路となる第１部材の溝部分（３ａ）と抽出流路となる第２部材の溝部分（３ｂ）とが前記隔膜（１１）で隔てられた構造としても良い。該隔膜（１１）を装着することにより、該隔膜（１１）が第１抽出液を透過させない圧力範囲においては、第１抽出液の圧力を変化させても第１抽出液が第２部材側の溝に入り込むことはないし、該隔膜（１１）が第２抽出液を透過させない圧力範囲においては、第２抽出液の圧力を変化させても第２抽出液が第１部材側の溝に入り込むことはない。そのため、デバイスの製造に当たって、第１部材や第２部材の溝の設計の自由度が増すし、デバイスの使用に当たって、第１抽出液や第２抽出液の流量の自由度が増す。
【００６５】
該隔膜（１１）は、抽出流路（３）が形成される部分に設置すれればよいが、大きな面積の膜、例えば図９に示されたように、第１部材（１）の溝形成面や第２部材（２）の溝形成面と同じ寸法形状とすることが、製造が容易となることから好ましい。隔膜（１１）としてこのような大面積のものを使用すると、第１部材（１）の溝形成面と第２部材（２）の溝形成面を合わせた際に、第１部材側連絡流路（６ａ）となる溝部分（６ａ）は、第２部材（２）の表面ではなく隔膜（１１）と接触することになるが問題はない。第２部材側連絡流路（６ｂ）となる溝部分（６ｂ）についても同様である。但し、隔膜（１１）が面に平行な方向に第１抽出液又は第２抽出液を透過させ得る細孔を有する種類である場合には、該隔膜（１１）を通って、抽出液が他の流路の抽出液との間でコンタミネーションを起こしたり、デバイス外部に漏れ出る恐れがある。そのため、このような場合には、抽出流路（３）となる部分以外の隔膜（１１）の細孔を目止めすることが好ましい。目止めの方法としては、例えば特開２０００−２３７５５６号公報に開示されているように、エネルギー線硬化樹脂を用いて、パターン露光により必要部分のみを目止めする方法とすることができる。
【００６６】
隔膜（１１）は、抽出物質透過性であれば任意であり、非選択透過性であっても選択透過性であっても良い。非選択透過性の隔膜の例としては、精密濾過膜（ＭＦ膜）、限外濾過膜（ＵＦ膜）などの多孔質膜を例示でき、選択透過性膜については、透析膜、電気透析膜、逆浸透膜などを例示できる。これらの中で、抽出物質の透過速度の低下が少ないＭＦ膜が好ましく、ポリ四フッ化エチレン樹脂製のような強い疎水性を持つ精密濾過膜が特に好ましい。強い疎水性を持つ精密濾過膜は、孔径にもよるが、数百ｋＰａまでは水系抽出液を透過させない。
【００６７】
［多段配置］
〔任意の連続した２段の接続方法〕
本発明の好ましい実施形態において、連続多段抽出デバイスは、図３に示したように、前記連続多段抽出デバイスの流路配列が、
〔１〕抽出流路（３）が上流から下流にかけて２段〜１００００段、好ましくは３〜１０００段の複数段にわたって配置され、該複数段の抽出流路（３）のうちの任意の連続した２段において、
第１の抽出流路（３）（例えば前記図６の実施形態における第ｎ段第ｉ番の抽出流路（３）とすることができる）が上流段の抽出流路（３）とされ、第２の抽出流路（３）（前記図６の実施形態における第ｎ＋１段第ｉ番の抽出流路（３）に相当する）と第３の抽出流路（３）（前記図６の実施形態における第ｎ＋１段第ｉ＋１番の抽出流路（３）に相当する）が下流段の抽出流路（３）とされ、
〔１-１〕第１の抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により前記第２の抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続され、前記第１の抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により前記第３の抽出流路（３）の前記第２部材側流入口（４ｂ）に接続され、
〔１-２〕前記第２の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）は、第２部材側連絡流路（６ｂ）により、前記第１の抽出流路（３）以外の前記上流段の抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）に接続されるか、第２抽出液導入口（１６）に接続され、また、前記第３の抽出流路（３）の第１部材側流入口（１５）は、第１部材側連絡流路（６ａ）により前記第１の抽出流路（３）以外の前記上流段の抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）に接続されるか、第１抽出液導入口（１５）に接続された多段構成を有する。
〔２〕そして、前記複数段の最上流段の抽出流路（３）は、第１部材側流入口（４ａ）に前記第１抽出液導入口（１５）が接続されており、前記第２部材側流入口（４ｂ）に前記第２抽出液導入口（１６）が接続されている。また、
〔３〕最上流段の抽出流路（３）に接続された、第１抽出液導入口（１５）の少なくとも一つ、又は前記第２抽出液導入口（１６）の少なくとも一つが試料導入口とされている。さらに、
〔４〕複数段の最下流段の抽出流路（３）は、第１部材側流出口（５ａ）に第１抽出液取出口（１７）が接続され、第２部材側流出口（５ｂ）に第２抽出液取出口（１８）が接続されている。
【００６８】
〔任意の連続した３段の接続方法〕
図５に、本発明の連続多段抽出デバイスの上流から下流にかけて配置された３段の抽出流路（３）の接続を示す。
【００６９】
本発明の連続多段抽出デバイスは、好ましくは、上流から下流にかけて抽出流路（３）が３段以上の複数段にわたって配置されていて、
〔１〕前記複数段のうちの任意の連続した３段である第１段、第２段及び第３段において、第５の抽出流路（３）（前記図６の実施形態における第ｎ＋２段第ｉ番の抽出流路（３）に相当する）と第６の抽出流路（３）（前記図６の実施形態における第ｎ＋２段第ｉ＋１番の抽出流路（３）に相当する）と第７の抽出流路（３）（前記図６の実施形態における第ｎ＋２段第ｉ＋２番の抽出流路（３）に相当する）を有し、
〔２〕前記第２の抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により前記第４の抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続されるとともに、前記第２の抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により前記第５の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）に接続され、また、前記第３の抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により前記第５の抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続されるとともに、前記第３の抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により前記第６の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）に接続されている。
【００７０】
また、前記第４の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）は、第２部材側連絡流路（６ｂ）により、前記第２と第３以外の中流段の抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）に接続されるか、第２抽出液導入口（１６）が接続され、また、前記第６の前記抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）は、第１部材側連絡流路（６ａ）により前記第２と第３以外の中流段の抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）に接続されるか、第１抽出液導入口（１５）が接続されている。
【００７１】
〔全段の接続方法〕
図６に、本発明の連続多段抽出デバイスの複数の抽出流路（３）の接続を示す。本発明の連続多段抽出デバイスは、一般に、前記複数段がＺ段（但し、Ｚは２〜１００００の任意の整数）であり、
〔１〕最上流段である第１段には第１段第１番抽出流路（３）が設けられ、上流側から数えて第２段には、第２段第１番抽出流路（３）と第２段第２番抽出流路（３）が設けられており、
〔１−１〕第１段第１番抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により第２段第１番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続され、第１段第１番抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により第２段第２番抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）に接続され、
〔１−２〕第２段第１番抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）は、第２抽出液導入口（１６）に接続され、また、第２段第２番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）は、第１抽出液導入口（１５）に接続されており、
〔２〕上流側から数えて第ｎ段〔但し、ｎは２以上（Ｚ−１）以下の任意の整数〕において前記抽出流路（３）が、１番からｎ番（但し、該ｎは前記第ｎ段のｎと同じ数値）までｎ本配され、
〔２−１〕第ｎ段第ｉ番（但しｉは１〜ｎの任意の整数）抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により第（ｎ＋１）段第ｉ番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続され、第ｎ段第ｉ番抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により第（ｎ＋１）段第（ｉ＋１）番の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）に接続され、
〔２−２〕第ｎ段第１番抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）には第２抽出液導入口（１６）が接続され、また、第ｎ段第ｎ番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）には第１抽出液導入口（１５）が接続されており、
〔３〕前記第Ｚ段には前記抽出流路（３）が１番からＺ番までＺ本配され、第Ｚ段第ｉ番（但しｉは１〜Ｚの任意の整数）抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）には第ｉ番の第１抽出液取出口（１７）が接続され、第２部材側流出口（５ｂ）には第ｉ番の第２抽出液取出口が接続されている。
【００７２】
前記のような部材構造と多段接続構造により、本発明の多段連続抽出デバイスにおいて、第１部材（１）の各溝（流路）に流される第１抽出液は、該溝（流路）の一端から導入されてから流出するまで、他の並列な溝を流れる第１抽出液と接触することなく、独立に流れることができる。これにより、抽出流路（３）を流れた回数、即ち抽出回数の異なる第１抽出液間のコンタミネーションが生じず、分配比が互いに近い物質を効率よく分離することができる。
【００７３】
さらに、図６の実施形態では、第１部材（１）の各溝（流路）に流される第１抽出液は、該溝（流路）の一端から導入されてから流出するまで、流れる抽出流路（３）の数は異なっても、全て同じ形状の流路を流れることができる形状とされている。その結果、第１抽出液の圧力損失は、自ずと第１部材（１）の並列な各溝（流路）に関して等しくなり、該溝（流路）の一端をまとめて第１抽出液導入口に接続しても、全ての第１部材（１）の各溝（流路）に第１抽出液を等しい流量で流すことができる。このため、各溝（流路）の圧力損失を等しくする調節を行う必要もなく、また、溝（流路）毎に独立したポンプを使用する必要もない。第２部材（２）の各溝（流路）に流される第２抽出液についても同様である。
【００７４】
図６に示された連続多段抽出デバイスにおいて、第１部材（１）の溝の上流端に設けられた各第１抽出液導入口（１５）にはそれぞれ第１抽出液（２１）を導入し、第２部材（２）の溝の上流端に設けられた各第２抽出液導入口（１６）にはそれぞれ第２抽出液（２２）を導入すると、第１抽出液（２１）は第１部材（１）側の溝を通り、第２部材（２）側の溝を通ることなく、該第１部材（１）側の溝の他端の第１抽出液流出口（１７）から流出する。この間、第１抽出液（２１）は、各抽出流路（３）において第２抽出液と接触して流れ、抽出が行われる。第２部材（２）の溝についても、第１抽出液（２１）と第２抽出液（２２）を逆に置き換えて読むこと以外は、第１部材（１）側の溝と同様である。
【００７５】
第１抽出液（２１）が第２部材側の流路に入り込んだり、第２抽出液（２２）が第１部材側の流路に入り込むことを防ぐために、本連続多段抽出デバイスの使用に当たって、各段の抽出流路（３）の流出口（５ａ）と流出口（５ｂ）の圧力（大気圧基準）が略等しくなるようにすることが好ましい。そのため、第１抽出液と第２抽出液をそれぞれ特定の流量で流したい場合には、該圧力が等しくなるように溝の断面積を変えることが好ましい。溝の断面積を変える方法は任意であり、例えば第１部材（１）の溝の深さと第２部材（２）の溝の深さを異なる値にする方法を好ましく採用できる。他の方法としては、第１部材側連絡流路となる溝部分（６ａ）と第２部材側連絡流路となる溝部分（６ｂ）で、溝幅を変える方法が挙げられる。
【００７６】
但し、前記溝の断面積が例えば０．００１ｍｍ２以上或いは０．０１ｍｍ２以上のように大きな場合には、これらの溝の上流端から下流端までの全圧力損失が低くなり、各段の抽出流路の圧力差も小さくなるため、断面積を調節する必要はない。また、第１部材（１）側の溝（流路）と第２部材（２）側の溝（流路）の表面の親水性の差を大きくすることにより、前記第１部材側の溝と第２部材側の溝の断面積の設計の許容幅量を増すことができる。さらに、抽出流路（３）が、第１部材（１）側の溝と第２部材（２）側の溝との間に抽出物質透過性の隔膜を設けることにより、一定の圧力差までは、前記隔膜が、抽出液が反対側の部材の溝に入り込むことを防止するため、前記第１部材側の溝と第２部材側の溝の断面積の設計の許容幅を増すことができる。
【００７７】
［抽出方法］
本発明の連続抽出方法は、本発明の連続多段抽出デバイスの、試料導入口（１９）に試料溶液（２３）を連続的に導入し、第１抽出液導入口（１５）に第１抽出液（２１）を連続的に導入し、第２抽出液導入口（１６）に第２抽出液（２２）を連続的に導入する。そして、第１抽出液と第２抽出液に対する試料の分配比に応じた番目の第１抽出液取出口（１７）及び第２抽出液取出口（１８）から流出する溶液を連続的に採取する。各流路中の第１抽出液および第２抽出液流動状態は前述のとおりである。
本発明で言う「向流型抽出」とは、ある抽出流路で抽出された第１抽出液は、次段の抽出流路に於いて、該第１抽出液より抽出回数の少ない第２抽出液と接して抽出がなされ、また、ある抽出流路で抽出された第２抽出液は、次段の抽出流路に於いて、該第２抽出液より抽出回数の少ない第１抽出液と接して抽出がなされることをいい、個々の抽出流路に於いて第１抽出液と第２抽出液の接触方法が向流か並流か十字流かは問題ではない。
【００７８】
前記のように、［分配比］＝［第１抽出液中の試料の平衡モル濃度］／［（第２抽出液中の試料の平衡モル濃度）］（但し、試料は第１抽出液の溶液として導入し、第１抽出液の合計流量と第２抽出液の合計流量が等しい場合）とすると、分配比が小さな（即ちゼロに近い）試料ほど、前記大きな番目（図６中、左側）の取出口から取り出され、かつ、各取出口（１７、１８）において、一定時間に［第１抽出液取出口（１７）から取り出される溶液中の試料のモル数／第２抽出液取出口（１８）から取り出される溶液中の試料のモル数］は分配比に略等しくなる。
【００７９】
勿論、分離された試料は、前記試料の分配比に応じた番目に近い番目の取出口（１７、１８）からも、より低い濃度で流出するが、本発明の連続多段抽出デバイスの段数を多くするほど、流出の分布がシャープになり、分配比の比がより１に近い試料も分離可能となる。
【００８０】
第１抽出液（２１）の流量と第２抽出液（２２）の流量の関係は任意であるが、各段の抽出流路（３）の流出口（５ａ）と流出口（５ｂ）の圧力（大気圧基準）が等しくなるよう、第１抽出液（２１）の流量と第２抽出液（２２）の流量を設定することが好ましい。そのため、第１部材（１）の溝と第２部材（２）の溝の断面積や長さが同じ場合、第１抽出液と第２抽出液の流量比を、第１抽出液と第２抽出液の粘度の比の逆数に近い値とすることが好ましい。これにより、第１抽出液が第２部材（２）側の溝（流路）に入り込んだり、第２抽出液が第１部材（１）側の溝（流路）に入り込むことがない。
【００８１】
但し、流速が低く、これらの溝の上流端から下流端までの圧力損失が、例えば１０ｋＰａ以下であるように低い場合には、かならずしもその必要はない。また、第１部材（１）側の溝（流路）と第２部材（２）側の溝（流路）との表面の親水性の差を大きくすることにより、前記第１抽出液と第２抽出液流量の差の許容量を増すことができる。さらに、抽出流路（３）が、第１部材（１）側の溝と第２部材（２）側の溝との間に抽出物質透過性の隔膜を有する場合は、該隔膜が第１抽出液を透過させない圧力範囲においては、第１抽出液の流量と圧力は任意である。第２抽出液についても同様である。
【００８２】
なお、前述した実施形態及び後述する実施例の記載は、本発明の具体的な例示であり、本発明の範囲はこれらの例示にのみ限定されるものではなく、種々の修正や変更が可能である。
例えば、図示したデバイスでは、基板の長さ方向に沿う所定長さを有する抽出流路を備えた構造としているが、これに限らず、直線状又は曲線状の第１流路と第２流路とが交差した交差部を抽出流路とする構成であってもよい。即ち、表面に互いに平行な複数の直線状の溝を有する２つの部材を、該溝形成面同士を合わせたときに形成されるような、抽出流路と連絡流路を有するデバイスであってもよい。この場合、２つの溝の合わさった、平面視で矩形（菱形、正方形、平行四辺形、又は長方形）の部分が抽出流路とされ、一方の部材の溝と、他の部材の溝でない表面が合わさった部分が連絡流路とされる。従って、抽出流路のＺ方向は該矩形の対向する頂点を結ぶ方向であり、該矩形の各辺に連絡流路が接続された構造となっている。
【実施例】
【００８３】
以下、実施例を用いて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の範囲に限定されるものではない。なお、以下の実施例において、「部」は「質量部」を表わす。
【００８４】
以下に、実施例で使用する紫外線硬化性組成物の調製方法、紫外線照射方法、及び、親水性層形成材料の調製方法を示した。
【００８５】
［紫外線硬化性組成物［Ｘ１］の調製］
トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート（東亞合成株式会社製「アロニックスＭ−３１５」）４０部、ビス（アクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレート（東亞合成株式会社製「アロニックスＭ−２１５」）４０部、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（第一工業製薬株式会社製「ニューフロンティアＨＤＤＡ」）２０部、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイギー社製「イルガキュア１８４」）２部、及び重合遅延剤として２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテン（関東化学株式会社製）０．５部を均一に混合して組成物（Ｘ１）を調整した。
【００８６】
［紫外線硬化方法］
〔ランプ１〕
３０００Ｗメタルハライドランプ（アイグラフィックス株式会社製のＵＥ０３１−３５３ＣＨＣ型ＵＶ照射装置）により、３６５ｎｍにおける紫外線強度が４０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、室温、窒素気流下で照射した。
【００８７】
〔ランプ２〕
２５０Ｗ高圧水銀ランプ（ウシオ電機株式会社製のマルチライト２５０Ｗシリーズ露光装置用光源ユニット）により、３６５ｎｍにおける紫外線強度が５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を照射した。
【００８８】
［親水性層形成材料（Ｙ１）の調製］
Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（株式会社興人製の「ＤＭＡＡ」）１１部を蒸留水８９部に溶解させて親水性層形成材料（Ｙ１）を調製した。
【００８９】
［水との接触角の測定方法］
試料を温度２４±１℃、湿度６５±５％の雰囲気に６時間以上静置し、温度２４±１℃、湿度６５±５％で接触角を測定する。測定は、置液後３分の安定化時間の後に行なう。なお、溝が細い場合には、溝内面の接触角の測定は困難であるため、同じ条件で作製したテストピースで測定する。
【００９０】
［実施例１］
〔第１部材（１）の作製〕
７ｃｍ×９ｃｍ×１ｍｍのアクリル樹脂板（日東樹脂工業株式会社製の「クラレックス ＳＯ」）を第１部材（１）の基材１ｃとし、その上にスピンコーターを用いて組成物（Ｘ１）を塗工し、該塗膜にランプ２により紫外線を４０秒間照射して組成物（Ｘ１）を半硬化させ、溝の底となる第１樹脂層１ｄを形成した。
【００９１】
第１樹脂層（１ｄ）の上にスピンコーターを用いて組成物Ｘ１を塗工し、次いで、図７に示した形状の抽出流路（３）となる溝部分（６ａ）及び連絡流路となる溝部分（６ａ）とする部分をフォトマスキングし、ランプ２にて紫外線を１８０秒間照射した後、エタノールを用いて洗浄することにより、未重合の組成物（Ｘ１）を除去し、図３に示された形状の、基材（１ｃ）、第１樹脂層（１ｄ）、及び第２樹脂層（１ｅ）が積層され、第２樹脂層（１ｅ）の欠損部が溝とされた第１部材（１）を得た。該溝の深さは全体にわたって約１００μｍであり、抽出流路（３）となる溝部分（６ａ）及び連絡流路となる溝部分（６ａ）は全て約１５０μｍであった。また、各抽出流路（３）となる溝部分（６ａ）の長さは１ｃｍとした。
【００９２】
この第１部材（１）前記全溝の中に、親水性層形成材料（Ｙ１）を注入し、該溝部分に、ランプ２にて紫外線を６０秒照射後、蒸留水にて洗浄し、風乾することにより、第１部材の全溝の内面全体を親水化した。
【００９３】
〔第２部材（２）の作製〕
基材（１ｃ）の代わりに、一時的な支持体（１２）として、表面がコロナ処理された厚さ６０μｍの二軸延伸ポリプロピレン・シート（二村化学株式会社製）を用いたこと、スピンコーターを用いて塗工する代わりにバーコーターにて塗工したこと、及び、表面処理を行わないこと以外は、第１部材（１）の作製と同様にして、図８に示された形状の、一時的な支持体（１２）の上に第１樹脂層（２ｄ）と第２樹脂層（２ｅ）が積層され、第２樹脂層（２ｅ）の欠損部が溝とされた第２部材（２）を得た。該溝の寸法、形状は第１部材（１）と同じであった。
【００９４】
〔接着およびその他の工程〕
第１部材（１）の第２樹脂層１ｅ面と、第２部材（２）の第２樹脂層２ｅ面を、両部材の抽出流路（３）となる溝部分の位置を合わせて積層し、ランプ１にて紫外線を１００秒間照射して接着した後、前記一時的な支持体（１２）を第２部材（２）の第１樹脂層２ｄから剥離して、連続多段抽出デバイス前駆体を得た。
【００９５】
次いで該前駆体の各流路の上流端において、第１部材（１）の基材１ｃと第１部材（１）の第１樹脂層を貫通し、第１部材（１）の各流路に達する穴をドリルにより開けて、第１抽出液導入口（１５）を形成し、第２部材（２）の第１樹脂層２ｄに、第２部材（２）の各流路に達する穴をドリルにより開けて、第２抽出液導入口（１６）を形成した。また、最下流段の抽出流路（３）の下流端（該部分は、第１部材（１）の溝と第２部材（２）の溝の下流端となっている）において、第１部材（１）の基材１ｃ、第１部材（１）の第１樹脂層１ｄ、第１部材（１）の第２樹脂層１ｅ、第２部材（２）の第２樹脂層２ｅ、及び第２部材（２）の第２樹脂層２ｄの全てを貫通する孔をドリルにより開け、第１部材（１）側の開口部を第１抽出液取出口、第２部材（２）側の開口部を第２抽出液取出口として、図６に示された形状の連続多段抽出デバイス［Ｄ１］を作製した。
【００９６】
〔溝内面の水との接触角の推定〕
溝内面の水との接触角は、溝の毛細管現象により測定不能であった為、平板状のテストピースを作製し、これを用いてモデル試験を行った。
【００９７】
（第１部材の溝のモデルの作製と接触角試験）
前記アクリル樹脂板「クラレックス ＳＯ」の上にスピンコーターを用いて組成物（Ｘ１）を塗工し、該塗膜にランプ２により紫外線を４０秒間照射して組成物（Ｘ１）を半硬化させ、それを親水性層形成材料（Ｙ１）に浸漬した状態で、ランプ１により１８０秒間紫外線を照射し、蒸留水にて洗浄し、風乾することにより、第１部材の溝の内面と同じ操作で作製された平面形状のテストピースを作製した。
得られたテストピースの、水との接触角は９度であった。
【００９８】
（第２部材の溝のモデル）
前記アクリル樹脂板「クラレックス ＳＯ」の上にスピンコーターを用いて組成物（Ｘ１）を塗工し、該塗膜にランプ２により紫外線を４０秒間照射して組成物（Ｘ１）を半硬化させ、さらに窒素雰囲気でランプ１により１８０秒紫外線を照射し、蒸留水にて洗浄し、風乾することにより、第２部材の溝の内面と同じ操作で作製された平面形状のテストピースを作製した。
得られたテストピースの、水との接触角は、６８度であった。
【００９９】
〔流通試験〕
第１抽出液としてローダミン６Ｇで着色した蒸留水、第２抽出液としてｎ−ヘキサンを使用して、流通試験を行った。連続多段抽出デバイス［Ｄ１］を、第２部材（２）が上側になるように設置し、各第１抽出液導入口（１５）、第２抽出液導入口（１６）、第１抽出液取出口、及び第２抽出液取出口に、それぞれ長さ１ｍ、内径２５０μｍのフッ素樹脂チューブを接続し、第１抽出液導入口（１５）に接続されたフッ素樹脂チューブをまとめて、第１抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）に接続し、第２抽出液導入口（１６）に接続されたフッ素樹脂チューブをまとめて、第２抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）に接続し、第１抽出液取出口および第２抽出液取出口に接続されたフッ素樹脂チューブはそれぞれ試験管に配した。試料導入口１９は設けなかった。
【０１００】
第１抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）を５０μＬ／分の吐出速度で運転し、シリンジポンプにより第２抽出液を５０μＬ／分の吐出速度で運転したところ、各第１抽出液取出口からはほぼ等量の第１抽出液が流出し、各第２抽出液取出口からはほぼ等量の第２抽出液が流出した。光学顕微鏡にて、抽出流路（３）を観察したところ、第１抽出液と第２抽出液が層状に接触して流れていることが確認され、第１抽出液と第２抽出液がそれぞれ抽出流路（３）の断面全体を占めた状態で交互に流れるような様子は観察されなかった。
【０１０１】
次いで、第２抽出液の吐出速度はそのままで、第１抽出液の吐出速度を２５μＬ／分としたところ、各第１抽出液取出口からは約５μＬ／分で第１抽出液が流出し、各第２抽出液取出口からは１０μＬ／分で第２抽出液が流出した。光学顕微鏡にて、抽出流路（３）を観察したところ、第１抽出液と第２抽出液が層状に接触して流れていることが確認され、第１抽出液と第２抽出液が、それぞれ抽出流路（３）の断面全体を占めた状態で交互に流れるような様子は観察されなかった。
【０１０２】
〔抽出方法〕
第１抽出液として蒸留水、第２抽出液としてｎ−ヘキサンを使用して、連続多段抽出デバイス［Ｄ１］を用いた抽出方法の例を以下に示す。
一連の第１抽出液導入口（１５）のうちの図６中最も左の第１番の第１抽出液導入口（１５）を試料導入口（１９）とし、該試料導入口（１９）に試料溶液（試料の水溶液）の入ったシリンジポンプ（図示略）に接続し、他の第１抽出液導入口（１５）に第１抽出液として使用する蒸留水の入ったシリンジポンプ（図示略）を接続したこと以外は、前記流通試験と同様に配管接続する。
【０１０３】
試料溶液の入ったシリンジポンプ（図示略）を１０μＬ／分の吐出速度で運転し、第１抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）を４０μＬ／分の吐出速度で運転し、第２抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）を５０μＬ／分の吐出速度で運転すると、各第１抽出液取出口（１７）からは１０μＬ／分の流速で第１抽出液が流出し、各第２抽出液取出口（１８）からは１０μＬ／分の流速で第２抽出液が流出する。
【０１０４】
流出した各抽出液を採取し、分光光度計で溶質の濃度を測定する。試料のｎ−ヘキサン／蒸留水の分配比が０．２であると、各第１抽出液取出口（１７）の中で、第４番（図６中左から４番目）の第１抽出液取出口（１７）の濃度が最も高くなり、各第２抽出液取出口（１８）の中で、第２番（図６中左から４番目）の第２抽出液取出口（１８）の濃度が最も高くなり、一定時間に［｛第４番の第１抽出液取出口（１７）から取り出される溶液中の試料のモル数｝／｛第２番の第２抽出液取出口（１８）から取り出される溶液の試料のモル数｝］の比は０．２となる。
【０１０５】
［実施例２］
第１部材（１）側の溝及び第２部材（２）側の数がそれぞれ３０本であること、抽出流路（３）の段数が３０段であること、最下流段の抽出流路（３）が１番から３０番まであること、第１部材（１）側の溝及び第２部材（２）側の溝の深さが共に３０μｍであること、これらの溝（抽出流路（３）となる溝部分及び連絡流路となる溝部分とも）の幅が６０μｍであること、以外は、実施例１と同様の連続多段抽出デバイス［Ｄ２］を作製した。
【０１０６】
［実施例３］
孔径０．２μｍ（カタログ値）のポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）製精密濾過膜（アドバンテック製、厚さ約３０μｍ）を隔膜（１１）として用い、紫外線硬化性組成物［Ｘ１］とｎ-ヘキサンの１／１（質量比）混合溶液に浸漬した状態で真空脱泡し、引き上げて、ポリプロピレンフィルム上で６時間風乾して、ｎ-ヘキサンを蒸発させ、前記精密濾過膜の膜表面に付着している過剰の紫外線硬化性組成物［Ｘ１］をバーコーターで掻き取り、抽出流路（３）が形成される部分以外の部分に、ランプ２にて紫外線を４０秒間照射し、未照射部の、隔膜（１１）の細孔中の未硬化の紫外線硬化性組成物［Ｘ１］をｎ-ヘキサンで洗浄除去して、抽出流路（３）が形成される部分のみが透過性で、他の部分が目止めされた隔膜（１１）を作製した。
【０１０７】
第１部材（１）と第２部材（２）を積層する際に、該隔膜（１１）前駆体を挟持して固着したこと以外は、実施例１と同様にして、隔膜（１１）を持つ連続多段抽出デバイス［Ｄ３］を作製した。
【０１０８】
〔抽出方法〕
第１抽出液として蒸留水、第２抽出液としてｎ−ヘキサンを使用し、抽出方法の例を以下に示す。
連続多段抽出デバイス［Ｄ３］を、第２部材（２）が上側になるように設置し、実施例１と同様に配管接続する。まず、第２抽出液として使用するｎ−ヘキサンの入ったシリンジポンプ（図示略）を１５００μＬ／分の吐出速度で運転すると、ｎ−ヘキサンは隔膜（１１）を透過し、抽出流路の第１部材の溝部分（３ａ）および第２部材の溝部分（３ｂ）の全体に充満する。次いで、第２抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）の吐出速度を５０μＬ／分に下げ、第１抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）を４０μＬ／分の吐出速度で運転し、試料水溶液の入ったシリンジポンプ（図示略）を１０μＬ／分の吐出速度で運転すると、すべての抽出流路の第１部材の溝部分（３ａ）は第１抽出液又はその溶液で置換される。このとき、第２部材の溝部分（３ｂ）および隔膜（１１）の細孔内は第２抽出液で満たされた状態が維持される。
【０１０９】
そして、各第１抽出液取出口（１７）からは１０μＬ／分の流速で第１抽出液が流出し、各第２抽出液取出口（１８）からは１０μＬ／分の流速で第２抽出液が流出する。
流出した各抽出液を採取し、分光光度計で溶質の濃度を測定する。
【０１１０】
〔流通試験〕
試料溶液と第１抽出液の入ったシリンジポンプの吐出速度はそのままで、第２抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）を１５０μＬ／分の吐出速度で運転すると、各第２抽出液取出口（１８）からの第２抽出液の流出速度は３０μＬ／分となるが、第２抽出液各第１抽出液取出口（１７）からの第１抽出液が流出速度は１０μＬ／分で変化しない。
【０１１１】
逆に、第１抽出液の入ったシリンジポンプの吐出速度は４０μＬ／分のままで、第１抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）を２５０μＬ／分の吐出速度で運転し、試料溶液の入ったシリンジポンプ（図示略）を５０μＬ／分の吐出速度で運転すると、各第１抽出液取出口（１７）からの第１抽出液の流出速度は５０μＬ／分に増加するが、各第２抽出液取出口（１８）からの第２抽出液流出速度は１０μＬ／分で変化しない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の連続多段抽出デバイスのデバイス構造を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は要部断面図である。抽出流路は１本のみが描かれている。
【図２】本発明の連続多段抽出デバイスにおける抽出流路の一つを示す平面図である。
【図３】本発明の連続多段抽出デバイスにおける上流から下流方向に連続する２段部分の抽出流路の接続を示す平面図である。
【図４】本発明の連続多段抽出デバイスにおける上流から下流方向に連続する３段部分の抽出流路の接続を示す平面図である。
【図５】本発明の連続多段抽出デバイスにおける抽出流路の接続を示す平面図である。
【図６】本発明の連続多段抽出デバイスの一実施形態を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図７】図６に示された連続多段抽出デバイスの第１部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】図６に示された連続多段抽出デバイスの第２部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図９】本発明の連続多段抽出デバイスの別の実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１‥第１部材、１ｃ‥第１部材の基材、１ｄ‥第１部材の第１樹脂層、１ｅ‥第１部材の第２樹脂層、２‥第２部材、２ｄ‥第２部材の第１樹脂層、２ｅ‥第２部材の第２樹脂層、３（濃い塗りつぶし部）‥抽出流路、３ａ（濃い塗りつぶし部）‥第１部材の溝部分、３ｂ（濃い塗りつぶし部）‥第２部材の溝部分、４ａ‥第１部材側流入部、４ｂ‥第２部材側流入部、５ａ‥第１部材側流出部、５ｂ‥第２部材側流出部、６ａ（薄い塗りつぶし部）‥連絡流路、６ｂ（中濃度の塗りつぶし部）‥連絡流路、１１‥隔膜、１２‥一時的な支持体、１５‥第１抽出液導入口、１６‥第２抽出液導入口、１７‥第１抽出液取出口、１８‥第２抽出液取出口、１９‥試料導入口、２１‥第１抽出液、２２‥第２抽出液、２３‥試料。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小な抽出流路内に、相互に混和しない２種類の液体を互いに層状に液−液接触させつつ、あるいは、抽出物質透過性の隔膜を介して液−液接触させつつ、抽出を行わせる連続多段抽出デバイスに関する。
【０００２】
本発明の連続多段抽出デバイスは、化学工業、製薬工業、食品工業などにおける液−液抽出用デバイス；合成化学、生化学などの分野における、液体−液体間の物質移動を伴う微小合成デバイス；集積型ＤＮＡ分析，微小電気泳動，微小クロマトグラフィーなどの微小分析デバイスと組み合わせる試料調製用デバイス；質量スペクトルや液体クロマトグラフィーなどの分析試料調製用デバイスなどとして使用できる。
【背景技術】
【０００３】
非特許文献１には、１本のマイクロチャンネル内での酢酸エチル／水（アルカリ性緩衝溶液）系における安息香酸と安息香酸メチルの液−液抽出分離について報告されている。
【０００４】
非特許文献２には、分液ロートを用いた向流多段抽出の原理が述べられている。
【０００５】
また、本発明者等による特許文献１には、毛細管状流路の内面が、低接触角部分と高接触角部分を有し、かつ、低接触角部分と高接触角部分がそれぞれ流路の上流端から下流端にわたって途切れずに連続している微小ケミカルデバイスが開示されている。
【０００６】
さらに、本発明者等による特許文献２には、流体に溶解している試料を濃縮したり、流体に溶解している２以上の物質を互いに分離するデバイスとして、抽出では無く、１種類の試料流体を流通させる分離用流路と、分離用流路の下流端に形成された第１流出口及び第２流出口と、分離用流路の第１流出口側の壁面の一部に設けられた、分離すべき物質を選択的に保持できる第１保持部とを有するデバイスと、このような分離用流路が、複数段にわたって接続されたデバイスが開示されている。
【非特許文献１】第５回化学とマイクロシステム研究会予稿集, 19 (2002).
【非特許文献２】井上博夫、上原 赫、南後 守共著「有機化合物分離法」、裳華房 (1990).
【特許文献１】特開２００１−１３７６１３号公報
【特許文献２】特開２００６−４３６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述した従来技術には、次のような問題があった。
非特許文献１に示されているように、抽出により分離しようとする２物質の各分配比の比が大きい場合には、１段の抽出により分離可能であろうが、分離しようとする物質の抽出率の比は、多くの場合それほど大きくなく、１回の抽出では十分に分離できないことが多い。
【０００８】
このような場合、非特許文献２に示されたような向流型多段抽出により分離能を向上させることができるが、該文献に記載されているような回分式抽出では、抽出操作を繰り返して多段抽出するのに多大な労力と時間を要していた。また、この向流多段抽出を連続装置化すると、多数のバルブやポンプや撹拌装置を使用する複雑で大がかりな装置となってしまう。また、マイクロリアクタで合成される微少量の生成物を抽出で分離精製する用途には、従来の抽出装置や方法は、取り扱う試料の量が微少すぎて使用できなかった。
【０００９】
また、特許文献１には、水と疎水性溶媒を互いに層状に接触させて安定して流すことのできる連続抽出デバイスが示されているが、多段抽出に関しては記載が無く、多段化する際の各抽出液に関する各抽出用流路間の接続や、抽出液の導入・排出に関するデバイス構造については何の示唆もされていない。
【００１０】
一方、特許文献２に開示されている多段式の分離デバイスは、吸着（及びそれに類似の親和性を利用する方式）による分離であり、デバイスに流す流体は試料溶液のみであり、抽出液の導入口も流出口も有しない。従って、試料溶液と抽出液をそれぞれ複数の分離用流路に流す方式や構造について何の記載もない。さらに、開示されている多段分離デバイスの構造は、５〜７層の積層構造を必要とするため、各層を正確に位置あわせして積層する必要があり、製造に多くの工程と精度を要する物であった。
【００１１】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、抽出率の差が小さい場合でも、１段抽出に比べて高い濃度比で分離可能な向流型多段抽出を、試料溶液と抽出液とを連続的に流すだけで実施でき、多数のバルブやポンプや撹拌装置を用いることなく、機構が単純で安価に製造でき、さらにマイクロ流体デバイスに組み込めるような微小な連続多段抽出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】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明は、デバイスに、第１抽出液導入口から導入された第１抽出液を第１抽出液取出口に向けて流す第１流路と、第２抽出液導入口から導入された第２抽出液を第２抽出液取出口に向けて流す第２流路とが設けられ、これらの流路の途中に、前記第１抽出液と第２抽出液とが流路境界面を境として層状に液−液接触する抽出流路が液流れ方向に沿って多段に配置されていることを特徴とする連続多段抽出デバイスを提供する。
【００１３】
また本発明は、本発明に係る前記連続多段抽出デバイスを使用し、前記最上流段の抽出流路に接続された第１抽出液導入口の一つを試料導入口とし、該試料導入口に第１抽出液を溶媒とする試料溶液を連続的に導入し、及び／又は、前記最上流段の抽出流路に接続された前記第２抽出液導入口の一つを試料導入口とし、該試料導入口に第２抽出液を溶媒とする試料溶液を連続的に導入し、その他の前記第１抽出液導入口に第１抽出液を導入するとともに、その他の前記第２抽出液導入口に第２抽出液を導入し、前記抽出流路において前記第１抽出液と前記第２抽出液に分配された前記試料を次段のそれぞれ異なる抽出流路に導入し、該第１抽出液は他の第２抽出液導入口に導入された、該第１抽出液より抽出回数の少ない第２抽出液と接触させ、該第２抽出液は他の第１抽出液導入口に導入された、該第２抽出液より抽出回数の少ない第１抽出液と接触させ、これを繰り返すことにより、前記最下流段の、前記試料の分配比に応じた番目の前記第１抽出液取出口及び／又は第２抽出液取出口から連続的に取り出すことを特徴とする向流型の連続抽出方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の連続多段抽出デバイスは、抽出率の差が小さい場合でも、１段抽出に比べて高い濃度比で分離可能な多段抽出を、試料溶液と抽出液とを連続的に流すだけで実施することができる。
また本発明の連続多段抽出デバイスは、多数のバルブやポンプや撹拌装置を用いることなく、機構が単純で安価に製造できる。
さらに本発明の連続多段抽出デバイスは、マイクロ流体デバイスに組み込めるような微小なサイズとすることができ、多くの分野における新規の抽出デバイスとして適用することができる。
【００１５】
本発明の連続抽出方法は、本発明に係る前記連続多段抽出デバイスを使用することによって、分配比の差が小さい場合でも、１段抽出に比べて高い濃度比で分離する抽出を簡単に行うことができ、分配比が互いに異なる３以上の物質を抽出分離することができる。
また本発明の連続抽出方法は、多数のバルブやポンプや撹拌装置を用いることなく、抽出にかかる設備コスト及びランニングコストを低減できる。
さらに本発明の連続抽出方法は、本発明に係る前記連続多段抽出デバイスを使用することによって、マイクロ流体デバイスに組み込めるような微小なサイズでの抽出にも適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の連続抽出デバイスの一実施形態を説明する。図６〜図８は、本発明の連続抽出デバイスの好ましい実施形態を示す図である。
【００１７】
［部材構造］
第１部材（１）、第２部材（２）は、いずれもアクリル系重合体で形成され、第１部材の表面には第１流路となる複数の溝、第２部材の表面には、第２流路となる複数の溝（これらの溝は図６，図７、及び図８中、塗りつぶし部分として示されている）を有する。
前記第１部材（１）の各溝（第１流路側ユニット）は、ジグザグの形状とされ、同じ構造の溝が複数本（図６の例では５本）平行に形成されている。該ジグザグの形状は、第１部材（１）の長さ方向に平行な５つの直線部分と、それに対して約４５度の角度を持った直線部分が交互に形成されており、前記第１部材（１）の長さ方向に平行な直線部分の一部は抽出流路となる溝部分（３ａ）とされ、前記第１部材（１）の長さ方向に平行な直線部分の残りと、前記約４５度の角度を持った直線部分は連絡流路となる溝部分（６ａ）とされている。
【００１８】
第２部材（２）の溝（第２流路側ユニット）の形状は前記第１部材（１）の溝と全く同じである。但し、これは、第１部材（１）の溝形成面と第２部材（２）の溝形成面を、それぞれ溝形成面側から見た場合であって、図１のように溝形成面同士を合わせるように積層し、第２部材（２）側から見た図６や図８では、第１部材（１）の溝の形状と第２部材（２）の溝の形状は対称（鏡像）となる。
【００１９】
第１部材（１）と第２部材（２）が積層されるとき、第１部材（１）の抽出流路となる溝部分（３ａ）（図７中、濃い塗りつぶし部分として示されている）は、第２部材（２）の抽出流路（３）となる溝部分（３ｂ）（図８中、濃い塗りつぶし部分として示されている）と一致する位置及び角度で合わされて抽出流路（３）（図６中、濃い塗りつぶし部分として示されている）が形成される。第１部材（１）と第２部材（２）が積層された状態では、それぞれの溝形成面側の表面が密着して流路境界面Ｓとなる。
【００２０】
また、第１部材（１）の連絡流路となる溝部分（６ａ）（図７中、薄い塗りつぶし部分として示されている）は、第２部材（２）の抽出流路となる溝部分（３ｂ）以外の第２部材（２）表面と合わされて第１部材側連絡流路（６ａ）（図６中、薄い塗りつぶし部分として示されている）が形成され、第２部材（２）の連絡流路となる溝部分（３ｂ）（図８中、中濃度の塗りつぶし部分として示されている）は、第１部材（１）の抽出流路となる溝部分（３ａ）以外の第１部材（１）表面と合わされて第２部材側連絡流路（６ｂ）（図６中、中濃度の塗りつぶし部分として示されている）が形成されている。
【００２１】
そして、前記各抽出流路（３）の上流端の第１部材（１）側の部分が第１部材側流入口（４ａ）とされ、該上流端の第２部材（２）側の部分が第２部材側流入口（４ｂ）とされている。また、前記各抽出流路（３）の下流端の第１部材（１）側の部分が第１部材側流出口（５ａ）とされ、該下流端の第２部材（２）側の部分が第２部材側流出口（５ｂ）とされている。
【００２２】
［多段接続構造］
図６の実施形態において、一般に本連続多段抽出デバイスがＺ段（但し、Ｚは２〜１００００の任意の整数。図６の実施形態はＺ＝５の場合である。）である場合について説明する。前記第１部材（１）の溝（第１流路側ユニット）、及び前記第２部材（２）の溝（第２流路側ユニット）は、それぞれＺ本が並列に設けられており、第１部材（１）の各溝には、それぞれ第１部材（１）の長さ方向に平行なＺ個の溝部分とそれに対して角度を持った溝部分が交互に設けられ、また、第２部材（２）の各溝には、それぞれ第２部材（２）の長さ方向に平行なＺ個の溝部分とそれに対して角度を持った溝部分が交互に設けられている。
【００２３】
第１部材（１）の溝に、第１部材（１）の溝形成面と第２部材（２）の溝形成面をそれぞれ溝形成面側から見た場合に、いずれも左から右方向に増える向きに１番からＺ番まで番号を付けると（但し、図６は、第２部材（２）を溝形成面の裏側から見た図となるため、第２部材（２）の溝の順番は、右から左方向に増える向きとなる）、第１部材（１）の端（図６中、左端）から１番目の溝は、第２部材（２）の端（図６中、右端）から１番目の溝と１箇所で重なって、該重なり部分が前記第１段１番の抽出流路（３）を形成し、前記第２部材（２）の端から２番目の溝と１箇所で重なって前記第２段１番の抽出流路（３）を形成し、前記第２部材（２）の端からｋ番目（但し、ｋは１〜Ｚの任意の整数）の溝と１箇所で重なって前記第ｋ段１番の抽出流路（３）を形成している。
【００２４】
そして、第１部材（１）の端（図６中、左端）から２番目の溝は、第２部材（２）の溝の端（図６中、右端）から１番目の溝と１箇所で重なって、該重なり部分が第２段２番の抽出流路（３）を形成し、第２部材（２）の端から２番目の溝と１箇所で重なって第３段２番の抽出流路（３）を形成し、第２部材（２）の端からｋ番目の溝と１箇所で重なって前記第（ｋ＋１）段２番の抽出流路（３）を形成する。但しこの第１部材（１）の端から２番目の溝は、前記第２部材（２）の端から前記Ｚ番目（図６中、左端）の溝とは重ならない。
【００２５】
さらに、第１部材（１）の端（図６中、左端）からｊ番目（但し、ｊは１〜Ｚの任意の整数）の溝は、第２部材（２）の端（図６中右端）から１番目の溝と１箇所で重なって、該重なり部分が第ｊ段ｊ番の抽出流路（３）を形成し、第２部材（２）の端から２番目の溝と１箇所で重なって第（ｊ＋１）段ｊ番の抽出流路（３）を形成し、第２部材（２）の端からｋ番目の溝と１箇所で重なって第（ｊ＋ｋ−１）段ｊ番の抽出流路（３）を形成する。但し、この第２部材（２）の端からｊ番目の溝は、第２部材（２）の端から（Ｚ−ｊ＋１）番〜Ｚ番の溝とは重ならない。
【００２６】
図６において各第１部材（１）の溝の上流端にはそれぞれ第１抽出液導入口（１５）が設けられ、第２部材（２）の溝の上流端にはそれぞれ第２抽出液導入口（１６）が設けられている。そして、第１部材（１）の端から１番の溝の第１抽出液導入口（１５）は試料導入口（１９）とされている。ここで、第１抽出液導入口（１５）と試料導入口（１９）は、第１部材（１）の溝形成面の裏側表面から該溝まで開けられた穴として形成され、第２抽出液導入口（１６）は、第２部材（２）の溝形成面の裏側表面から該溝まで開けられた穴として形成されている。
【００２７】
また、第１部材（１）の溝の下流端にはそれぞれ第１抽出液取出口（１７）が設けられ、第２部材（２）の各溝の下流端にはそれぞれ第２抽出液取出口（１８）が設けられている。ここで、第１抽出液取出口（１７）と第２抽出液取出口（１８）は、第１部材（１）の溝形成面の裏側表面から第２部材（２）の溝形成面の裏側表面まで貫通した孔として形成され、第１部材（１）側の開口部が第１抽出液取出口（１７）とされ、第２部材（２）側の開口部が第２抽出液取出口（１８）とされている。
【００２８】
前記の構造により、図６に見られるように、上流段から数えて第１段には１本、第２段には２本、第ｎ段〔但し、ｎは２以上（Ｚ−１）以下の任意の整数〕において前記抽出流路（３）が、１番からｎ番（但し、該ｎは前記第ｎ段のｎと同じ数値）までｎ本の抽出流路（３）が形成され、最終段である第Ｚ段には抽出流路（３）が１番からＺ番までＺ本形成されている。
【００２９】
そして、
〔１〕第１段と第２段の間の抽出流路（３）間の接続については、
〔１−１〕第１段第１番の抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により第２段第１番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続され、第１段第１番抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により第２段第２番の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）に接続され、
〔１−２〕第２段第１番抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）は、第２抽出液導入口（１６）に接続され、また、第２段第２番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）は、第１抽出液導入口（１５）に接続されており、
〔２〕上流側から数えて第ｎ段の抽出流路と第（ｎ＋１）段の抽出流路（３）間の接続は、
〔２−１〕第ｎ段第ｉ番（但しｉは１〜ｎの任意の整数）抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により第（ｎ＋１）段第ｉ番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続され、第ｎ段第ｉ番抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ａ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により第（ｎ＋１）段第（ｉ＋１）番の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）に接続され、
〔２−２〕第ｎ段第１番抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）は第２抽出液導入口（１６）とされ、また、第ｎ段第ｎ番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）は、第１抽出液導入口（１５）とされており、
〔３〕最終段である第Ｚ段の接続については、第Ｚ段第ｉ番（但しｉは１〜Ｚの任意の整数）抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）は第ｉ番の第１抽出液取出口（１７）に接続され、第２部材側流出口（５ｂ）は第ｉ番の第２抽出液取出口（１８）に接続されている。
【００３０】
［抽出方法］
本実施形態の連続多段抽出デバイスにおいて、第１抽出液導入口（１５）のうちの図６中左端のものを試料導入口（１９）とし、ここから第１抽出液を溶媒とする試料溶液（２３）を連続的に導入し、他の第１抽出液導入口（１５）に第１抽出液を連続的に導入し、第２抽出液導入口（１６）に第２抽出液を連続的に導入する。試料導入口（１９）に導入された試料溶液は、第１段第１番、第２段第１番、第３段第１番、第４段第１番、及び第５段第１番の各抽出流路（３）を流れて、図６中左端の第１抽出液取出口（１７）から流出する。
【００３１】
図６中左から２番目（第２番）の第１抽出液導入口（１５）から導入された第１抽出液は、第２段第２番、第３段第２番、第４段第２番、及び第５段第２番の各抽出流路（３）を流れて図６中左端から２番目の第１抽出液取出口（１７）から流出する。図６中左から３番目（第３番）の第１抽出液導入口（１５）から導入された第１抽出液は、第３段第３番、第４段第３番、及び第５段第３番の各抽出流路（３）を流れて図６中左端から３番目の第１抽出液取出口（１７）から流出する。図６中左から４番目（第４番）の第１抽出液導入口（１５）から導入された第１抽出液は、第４段第４番、及び第５段第４番の各抽出流路（３）を流れて図６中左端から４番目の第１抽出液取出口（１７）から流出する。そして、図６中左から５番目（第５番）の第１抽出液導入口（１５）から導入された第１抽出液は、第５段第５番の抽出流路（３）を流れて図６中左端から５番目の第１抽出液取出口（１７）から流出する。
【００３２】
第２抽出液についても、第２抽出液導入口（１６）に導入されること、第２抽出液取出口（１８）から取り出されること、左右が逆になること以外は、第１抽出液の場合と同様である。
【００３３】
試料の溶質は、第１抽出液と第２抽出液に対する分配比に応じた番目の第１抽出液取出口（１７）及び第２抽出液取出口（１８）から流出する。［分配比］＝［第１抽出液中の試料の平衡モル濃度］／［（第２抽出液中の試料の平衡モル濃度）］（但し、試料は第１抽出液の溶液として導入する場合で、かつ、第１抽出液の合計流量と第２抽出液の合計流量が等しい場合。）とすると、分配比が小さいほど（即ちゼロに近いほど）前記大きな番目（図６中右側）の第１抽出液取出口（１７）と前記小さな番目（図６中右側）の第２抽出液取出口（１８）から取り出され、かつ、各取出口（１７）（１８）において、一定時間に［第１抽出液取出口（１７）から取り出される溶液中の試料のモル数／第２抽出液取出口（１８）から取り出される溶液中の試料のモル数］は分配比に略等しくなる。
【００３４】
例えば、抽出比０．２の溶質は、前記４番の第１抽出液取出口（１７）（図６中、右から２つ目）と前記２番の第２抽出液取出口（１８）（図６中、右から２つ目）から流出する濃度がそれぞれ最も高くなり、かつ、該両取出口について、［第１抽出液中の試料のモル濃度］／［（第２抽出液中の試料のモル濃度）］≒０．２となる。
【００３５】
また、分配比が５（即ち、０．２の逆数）の溶質は、２番の第１抽出液取出口（１７）と４番目の第２抽出液取出口（１８）から流出する濃度がそれぞれ最も高くなり、かつ、該両取出口について、一定時間に［第１抽出液取出口（１７）から取り出される溶液中の試料のモル数／第２抽出液取出口（１８）から取り出される溶液中の試料のモル数］≒５となる。
【００３６】
従って、例えば分配比が０．２の物質と５の物質（即ち、分配比の比は２５）を分離することができる。
【００３７】
試料として、第２抽出液を溶媒とするものを用いる場合も同様であり、第２抽出液導入口（１６）のうちの図６中右端のものを試料導入口（１９）とすればよい。
【００３８】
以上、本発明の連続抽出デバイスを、図６〜図８に示した好ましい実施形態に即して説明したが、以下、一般の場合について述べる。
【００３９】
［部材構造］
本発明の連続多段抽出デバイスの外形は特に板状に限定する必要はなく、用途目的に応じた形状を採りうる。例えば、板状の他、シート状（フィルム、リボンなどを含む。以下同様。）、塗膜状、棒状、管状、塊状、その他複雑な形状の成型物などであり得るが、板状又はシート状であることが、製造や使用時の取り扱いが容易になり、好ましい。
【００４０】
第１部材（１）及び第２部材（２）の外形についても、溝形成面を液密に固定できれば、特に限定する必要はなく、用途目的に応じた形状を採りうる。例えば、板状の他、シート状（フィルム、リボンなどを含む。以下、同様。）、塗膜状、棒状、管状、塊状、その他複雑な形状の成型物などであり得るが、板状又はシート状であることが特に好ましい。第１部材（１）と第２部材（２）の接触面の形状は任意であり、平面や任意の曲面であり得るし、局所的に凹凸のある形状であり得る。局所的に凹凸のある形状の例としては、任意の抽出流路や連絡流路となる部分が凸部又は凹部とされた形状であって良い。但し、この際、部材Ａ（１）と部材Ｂ（２）が接触して抽出流路や連絡流路を形成するためには、部材Ａ（１）と部材Ｂ（２）の該凹部と凸部はアンダーカットで無い必要がある。これらの中で、製造の容易さから平面が好ましい。勿論、本連続多段抽出デバイスがフレキシブルなフィルム状などである場合には，平面状にして製造した後に曲面状にして使用してもよい。
【００４１】
本連続多段抽出デバイスは、前記第１部材（１）と第２部材（２）を必須構成要素とし、第１部材（１）と第２部材（２）が互いに液密に固定されている。「液密」とは、抽出液がリークしない状態に接触していることを言い、直接又は抽出物質透過性の隔膜を介した接触とされる。前記固定は、任意の方法による固定、例えばネジやクランプや枠による非固着の固定や、接着剤による接着、接着剤を用いない接着（固着）、粘着などの固着であってよいが、互いに固着されていることが好ましい。接着や粘着の場合は、第１部材（１）と第２部材（２）は接着剤や粘着剤を介しての接触とされる。
【００４２】
第１部材（１）と第２部材（２）の素材は任意であり、有機高分子重合体（以下、単に「重合体」と称する）、ガラス、石英などの結晶、セラミック、炭素、金属、シリコンなどの半導体等であってよいが、成形しやすさの面から、重合体であることが好ましい。第１部材（１）と第２部材（２）の素材は同じであっても良いし、互いに異なっていても良い。さらに、第１部材（１）、第２部材（２）はそれぞれ複数の素材で構成されていてもよく、例えば、互いに異なる素材で形成された、貫通溝状の欠損部を有する層状の部材が他の部材の表面に液密に固定されて形成されていても良い。この場合も、固定方法は前記と同様に任意である。
【００４３】
第１部材（１）や第２部材（２）の素材として用いられる重合体は、熱可塑性重合体であっても、熱硬化性重合体であっても良いが、成形性の良い点で熱可塑性重合体が好ましく、また、表面に溝を形成する場合に、溝の形成が容易で、硬化速度が高い、表面親水化が容易などの点で、エネルギー線硬化性の架橋重合体が好ましい。エネルギー線硬化性の架橋重合体は、製造の容易さの点で紫外線硬化性の架橋重合体が好ましい。本発明の連続多段抽出デバイスの素材は、ポリマーブレンドやポリマーアロイで構成されていても良いし、複合体や積層体であっても良い。
【００４４】
本発明の連続多段抽出デバイスは、次の各構成要素を備えていることが好ましい。
〔Ａ〕デバイスを前記抽出流路に前記各抽出液を流す状態に保持した際、図１〜図４のように、前記抽出流路の長手方向に対して直交する断面における水平方向をＸ方向とし、垂直方向をＹ方向とし、且つ前記抽出流路の長手方向をＺ方向としたとき、このデバイスのＹ方向両端間に設定された水平な面である流路境界面に対し、前記第１流路が前記流路境界面からＹ方向上側に設けられ、前記第２流路が前記流路境界面からＹ方向下側に設けられ、
〔Ｂ〕前記第１流路は、Ｚ方向に沿う所定長さを有する第１流路側抽出流路と、この第１流路側抽出流路の上流端及び下流端に連通し、Ｚ方向と交差するα方向に設けられた第１流路側連絡流路とが、上流側にある第１流路側抽出流路の下流端とその下流側にある第１流路側抽出流路の上流端とを連通させて多段に設けられた一連の第１流路側ユニットを複数並設した構造を有し、
〔Ｃ〕前記第２流路は、Ｚ方向に沿う所定長さを有する第２流路側抽出流路と、この第２流路側抽出流路の上流端及び下流端に連通し、Ｚ方向と交差し前記α方向と異なるβ方向に設けられた第２流路側連絡流路とが、上流側にある第２流路側抽出流路の下流端とその下流側にある第２流路側抽出流路の上流端とを連通させて多段に設けられた一連の第１流路側ユニットを複数並設した構造を有し、
〔Ｄ〕このデバイスの多段に配置された抽出流路は、前記第１流路側抽出流路と前記第２流路側抽出流路とがＸ方向及びＺ方向で重なり合い、且つ第１流路側連絡通路と第２流路側連絡通路とがＸ方向及びＹ方向で異なる位置となり、
〔Ｅ〕このデバイスにおける第ｎ段の第１流路側抽出流路の下流端は、前記第ｎ段の抽出流路より下流のα方向側にある第ｎ＋１段第ｐ番の抽出流路の第１流路側連絡流路に連通すると共に、第ｎ段の第２流路側抽出流路の下流端は、前記第ｎ段の抽出流路より下流のβ方向側にある第ｎ＋１段第ｐ＋１番の抽出流路の第２流路側連絡流路に連通してなること（ただし、ｎ及びｐは１以上の整数を表す）。
ここで、デバイスが曲面状である場合には、前記Ｘ、Ｙ、Ｚ方向はそれに応じた曲線とする。例えば、本連続多段抽出デバイスが円筒の一部である形状をなし、即ち、図１〜６のデバイスが円筒の表面に貼り付けられた形状をなし、図のＺ方向が該円筒の周方向である場合には、Ｚ方向は円周方向の曲線状に採られる。また、図のＸ方向が該円筒の周方向である場合には、Ｘ方向は周方向の曲線状に採られる。
また、上記角度α及びβは、抽出流路から見た連絡流路の全体としての方向であって、必ずしも抽出流路と連絡流路の接続部に於いて成す角度ではない。例えば連絡流路がＳ字型（逆Ｓ字型を含む）の場合には、抽出流路と連絡流路の接続部に於いて成す角度は双方共にゼロであっても良い。
【００４５】
さらに、本発明の連続多段抽出デバイスを２つの部材、第１部材（１）と第２部材（２）を用いて構成する場合、次の各構成要素を備えていることが好ましい。
〔１〕表面に流路となる溝を有する２つの部材、第１部材（１）と第２部材（２）が、該溝形成面を互いに液密に固定され、
〔２〕前記第１部材（１）の溝および前記第２部材（２）の各溝が、それぞれ長さ方向に交互に抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）と連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）を有し、
〔３〕前記第１部材（１）の抽出流路となる溝部分（３ａ）と、前記第２部材（２）の抽出流路となる溝部分（３ｂ）とが合わされて抽出流路（３）が形成され、
〔４〕前記第１部材（１）の連絡流路となる溝部分（６ａ）は、前記第２部材（２）の抽出流路となる溝部分（３ｂ）以外の表面と合わされて第１部材側連絡流路（６ａ）が形成され、前記第２部材（２）の連絡流路となる溝部分（６ｂ）は、前記第１部材（１）の抽出流路となる溝部分（３ａ）以外の表面と合わされて第２部材側連絡流路（６ｂ）が形成され、
〔５〕前記各抽出流路（３）の一方の端である上流端が、第１部材側流入口（４ａ）と第２部材側流入口（４ｂ）とされ、前記各抽出流路（３）の他端である下流端が、第１部材側流出口（５ａ）と第２部材側流出口（５ｂ）とされている。
【００４６】
第１部材（１）及び第２部材（２）の抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）の断面形状は任意であり、例えば、矩形（角が丸められた矩形を含む。角のある形状についても同様。）、台形、三角形、半円、半楕円、及びこれらの組み合わせなどであり得る。該抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）の深さは任意であるが、下限は１μｍ 以上であり、さらに好ましくは３μｍ以上であり、最も好ましくは５μｍ以上である。上限は、好ましくは５００μｍ以下であり、さらに好ましくは３００μｍ以下であり、最も好ましくは１５０μｍ以下である。この下限以上とすることにより、圧力損失の過剰な上昇が避けられ、処理量も多くなる。また、この上限以下とすることにより、抽出時間が迅速化されるとともに、抽出流路（３）毎の流量調節バルブやポンプを設けなくても、抽出液を均一に流すことができる。抽出流路（３）となる溝部分の深さは各抽出流路（３）毎に異なっていてもよいが、同じとすることで製造が容易となり好ましい。
【００４７】
該抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）〔及び抽出流路（３）〕の幅については制約は少なく、製造上の問題がない限り、広い範囲から任意に選択できる。例えば、好ましくは１μｍ〜５ｍｍ、さらに好ましくは３μｍ〜１ｍｍとし得る。
【００４８】
第１部材（１）及び第２部材（２）の連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）（及び連絡流路）の平面形状も任意であり、図６に示された直線の他、曲線でもジグザグなどでもよいが、直線又はＳ字型（逆Ｓ字型を含む）であることが製造上好ましい。
【００４９】
該連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）の断面形状、深さ、および幅についても、前記抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）と同様である。連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）の深さは各連絡流路（６ａ、６ｂ）毎に異なっていてもよいが、同じであることが、製造が容易となることから好ましい。抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）と連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）の深さは、異なっていてもよいが、同じとすれば、製造が容易となることから好ましい。
【００５０】
抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）〔及び抽出流路（３）〕の一つの長さは任意であるが、該溝部分の深さが深いほど長くすることが好ましく、例えば、該溝部分の深さの１０倍〜１００００倍であって、かつ、１００ｍｍ以下が好ましい。
【００５１】
連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）（及び連絡流路）の長さは任意であり、抽出流路（３）や各導入口（１５，１６）、各取出口（１７，１８）の配置に依存する。しかしながら、各抽出液を偏り無く流すために、前記第１部材（１）及び第２部材（２）の各溝を流れる圧力損失を等しくすることが好ましいため、連絡流路（６ａ、６ｂ）の長さと幅でもって該圧力損失を調節することが好ましい。この観点から、抽出流路となる溝部分（３ａ、３ｂ）及び連絡流路となる溝部分（６ａ、６ｂ）の幅が同じ場合には、前記第１部材（１）及び第２部材（２）の各溝の長さも同じにすることが好ましい。
【００５２】
第１部材（１）の構造は、例えば、前記説明のように通常の溝が掘られた形状の他、表裏を貫通する長穴状の欠損部を有する層状部材が、他の部材の表面に液密に固定されていて、第１部材（１）の溝が、前記層状部材の欠損部と他の部材の表面とで形成された構造であってもよい。第２部材（２）についても同様である。勿論、本構造を製造する手順は任意であり、例えば、（ｉ）第１部材側の前記他の部材の上に第１部材側の前記層状部材を積層固着して第１部材（１）を形成し、第２部材側の前記他の部材の上に第２部材側の前記層状部材を積層固着して第２部材（２）を形成し、該第１部材（１）と該第２部材（２）を液密に固定してもよいし、（ii）第１部材（１）側の前記他の部材の上に、第１部材側の前記層状部材、第２部材側の前記層状部材、第２部材側の前記他の部材を順次積層してもよいし、（iii）第１部材側の前記層状部材と第２部材側の前記層状部材を積層し、その両側から前記２つのその他の部材で挟んでもよい。
【００５３】
また、前記第１部材（１）と第２部材（２）の製造方法や固着の順序は任意である。例えば、前記第１部材（１）と第２部材（２）は別々に製造してから互いに固定してもよいし、前述のように、前記第１部材（１）の一部を先に第２部材（２）に固定してから、残りの部材を固定してもよい。或いは、光造形法のように、前記第１部材（１）と第２部材（２）を製造するのと実質的に同時に一体化することにより、その境界が明白でなくてもよい。
【００５４】
第１部材（１）及び第２部材（２）の溝の形成方法は任意であり、例えば、フォト（放射線）リソグラフィー（但し、光硬化性樹脂のパターン露光法や、光分解性樹脂のパターン露光法などの、エッチング工程を有しない物も含む）、光（エネルギー線）造形法、光（エネルギー線）アブレーション、射出成型、キャスト硬化法、熱エンボス法（溶融レプリカ法）、溶剤キャスト法（溶剤レプリカ法）、機械的切削、蒸着法、気相重合法、溝となるべき部分を切り抜いた層状部材と平滑な表面を有する部材との密着等とし得る。
【００５５】
第１部材（１）と第２部材（２）の固定方法は任意であり、例えば、クランプ、ネジ、リベットなどによる非固着の固定としてもよいが、固着することが好ましい。固着方法は任意であり、第１部材（１）第２部材（２）の少なくとも一方を半硬化状態で密着させ、その状態で硬化させて固着する方法、接着剤の使用、粘着剤の使用、第１部材（１）及び／又は第２部材（２）表面への溶剤塗布による接着、熱や超音波による融着、などの方法を使用しうるが、半硬化状態で密着固化させる方法、及び、無溶剤型の接着剤の使用が好ましい。無溶剤型接着剤としてエネルギー線硬化性樹脂を用い、エネルギー線照射により硬化させて接着する方法が好ましい。あるいは、光造形法のように、第１部材（１）と第２部材（２）を一体成形してもよい。
【００５６】
本発明のデバイスは、第１部材（１）の溝の、少なくとも抽出流路（３）となる溝部分の水との接触角と、第２部材（２）の溝の、少なくとも抽出流路（３）となる溝部分の水との接触角の差が、好ましくは３０度以上、さらに好ましくは４５度以上、最も好ましくは６０度以上である。上限は１８０度である。これに加え、第１部材（１）又は第２部材（２）の溝の該接触角の小さい方の溝の接触角は、３０°以下が好ましく、２０°以下がさらに好ましく、１０°以下が最も好ましい。下限は０度である。
【００５７】
接触角をこの範囲とすることにより、相互に混和しない第１抽出液と第２抽出液が層状に流れる流速条件や圧力条件の範囲が広くなり、第１抽出液が第２抽出液取出口から流出することなく流すことが容易になる。また、第１部材（１）の溝の水との接触角が低いほど、第２部材（２）の溝の水との接触角が比較的低くても前記の不都合が生じにくい。
【００５８】
第１部材（１）の溝のうち、連絡流路となる溝部分の表面の水との接触角は任意であるが、第１部材（１）に設けられた一本の溝の上流端から下流端の間の全体が同じ水との接触角を持つ構造は、製造が容易となることから好ましい。第２部材（２）の溝についても同様である。本発明の連続多段抽出デバイスが、抽出物質透過性の隔膜を有する場合には、前記のような第１部材（１）と第２部材（２）の溝の水との接触角の差を設ける必要はない。
【００５９】
なお、本発明で言う「水との接触角」とは、液滴法による静止角を言う。測定に先立って、試料を温度２４±１℃、湿度６５±５％の雰囲気に１時間以上静置し、温度２４±１℃、湿度６５±５％で測定する。測定は、置液後３分の安定化時間の後に行なう。なお、溝が細い場合には、溝内面の接触角の測定は困難であるため、同じ条件で作製したテストピースで測定することができる。
【００６０】
第１部材（１）の溝の親水化方法は任意であり、例えば前記特許文献１に記載の方法を使用できる。即ち、第１部材（１）を親水性の素材で形成することの他、プラズマ処理、プラズマ重合、コロナ放電処理、表面の化学修飾、表面への親水性化合物のグラフト重合等が挙げられる。
【００６１】
第２部材（２）の溝の疎水化方法は任意であり、例えば前記特許文献１に記載の方法を使用できる。即ち、第１部材（１）を疎水性の素材で形成することの他、例えば、フッ素処理、プラズマ処理、プラズマ重合、表面の化学修飾、表面への疎水性化合物のグラフト重合、などが挙げられる。
【００６２】
図６に示された実施形態では、第１部材（１）の溝の上流端に、第１部材（１）を貫通する孔として第１抽出液導入口（１５）が設けられ、第２部材（２）の溝の上流端に、第２部材（２）を貫通する孔として第２抽出液導入口（１６）が設けられている。しかし、第１抽出液導入口（１５）、第２抽出液導入口（１６）は任意の場所、任意の方向に設けることができる。例えば、全て第１部材（１）を貫通した孔を通って、第１部材（１）側の外表面に設けることもできるし、全て第２部材（２）を貫通した孔を通って、第２部材（２）側の外表面に設けることもできるし、本連続多段抽出デバイスの側面に設けることもできる。また、連絡流路を伸ばすことにより、本連続多段抽出デバイスの任意の位置に設けることができる。図６の各第１抽出液導入口（１５）は、試料導入口（１９）として使用するものを除いて、全て一つに纏めることもできる。各第２抽出液導入口（１６）についても同様である。
【００６３】
図６に示された実施形態では、最下流段の抽出流路（３）の下流端に、第１部材（１）と第２部材（２）を貫通する孔として第１抽出液取出口（１７）及び第２抽出液取出口（１８）が設けられているが、第１抽出液取出口（１７）及び第２抽出液取出口（１８）は、最下流段の抽出流路（３）の下流端に接続された連絡流路を伸ばすことにより、本連続多段抽出デバイスの任意の位置と方向に設けることができる。例えば、全て第１部材（１）側の外表面に設けることもできるし、全て第２部材（２）側の外表面に設けることもできるし、本連続多段抽出デバイスの側面に設けることもできる。
【００６４】
本発明の連続多段抽出デバイスにおいて、図９に示すように、前記第１部材（１）と前記第２部材（２）が抽出物質透過性の隔膜（１１）を介して液密に固定され、抽出流路（３）が、抽出流路となる第１部材の溝部分（３ａ）と抽出流路となる第２部材の溝部分（３ｂ）とが前記隔膜（１１）で隔てられた構造としても良い。該隔膜（１１）を装着することにより、該隔膜（１１）が第１抽出液を透過させない圧力範囲においては、第１抽出液の圧力を変化させても第１抽出液が第２部材側の溝に入り込むことはないし、該隔膜（１１）が第２抽出液を透過させない圧力範囲においては、第２抽出液の圧力を変化させても第２抽出液が第１部材側の溝に入り込むことはない。そのため、デバイスの製造に当たって、第１部材や第２部材の溝の設計の自由度が増すし、デバイスの使用に当たって、第１抽出液や第２抽出液の流量の自由度が増す。
【００６５】
該隔膜（１１）は、抽出流路（３）が形成される部分に設置すれればよいが、大きな面積の膜、例えば図９に示されたように、第１部材（１）の溝形成面や第２部材（２）の溝形成面と同じ寸法形状とすることが、製造が容易となることから好ましい。隔膜（１１）としてこのような大面積のものを使用すると、第１部材（１）の溝形成面と第２部材（２）の溝形成面を合わせた際に、第１部材側連絡流路（６ａ）となる溝部分（６ａ）は、第２部材（２）の表面ではなく隔膜（１１）と接触することになるが問題はない。第２部材側連絡流路（６ｂ）となる溝部分（６ｂ）についても同様である。但し、隔膜（１１）が面に平行な方向に第１抽出液又は第２抽出液を透過させ得る細孔を有する種類である場合には、該隔膜（１１）を通って、抽出液が他の流路の抽出液との間でコンタミネーションを起こしたり、デバイス外部に漏れ出る恐れがある。そのため、このような場合には、抽出流路（３）となる部分以外の隔膜（１１）の細孔を目止めすることが好ましい。目止めの方法としては、例えば特開２０００−２３７５５６号公報に開示されているように、エネルギー線硬化樹脂を用いて、パターン露光により必要部分のみを目止めする方法とすることができる。
【００６６】
隔膜（１１）は、抽出物質透過性であれば任意であり、非選択透過性であっても選択透過性であっても良い。非選択透過性の隔膜の例としては、精密濾過膜（ＭＦ膜）、限外濾過膜（ＵＦ膜）などの多孔質膜を例示でき、選択透過性膜については、透析膜、電気透析膜、逆浸透膜などを例示できる。これらの中で、抽出物質の透過速度の低下が少ないＭＦ膜が好ましく、ポリ四フッ化エチレン樹脂製のような強い疎水性を持つ精密濾過膜が特に好ましい。強い疎水性を持つ精密濾過膜は、孔径にもよるが、数百ｋＰａまでは水系抽出液を透過させない。
【００６７】
［多段配置］
〔任意の連続した２段の接続方法〕
本発明の好ましい実施形態において、連続多段抽出デバイスは、図３に示したように、前記連続多段抽出デバイスの流路配列が、
〔１〕抽出流路（３）が上流から下流にかけて２段〜１００００段、好ましくは３〜１０００段の複数段にわたって配置され、該複数段の抽出流路（３）のうちの任意の連続した２段において、
第１の抽出流路（３）（例えば前記図６の実施形態における第ｎ段第ｉ番の抽出流路（３）とすることができる）が上流段の抽出流路（３）とされ、第２の抽出流路（３）（前記図６の実施形態における第ｎ＋１段第ｉ番の抽出流路（３）に相当する）と第３の抽出流路（３）（前記図６の実施形態における第ｎ＋１段第ｉ＋１番の抽出流路（３）に相当する）が下流段の抽出流路（３）とされ、
〔１-１〕第１の抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により前記第２の抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続され、前記第１の抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により前記第３の抽出流路（３）の前記第２部材側流入口（４ｂ）に接続され、
〔１-２〕前記第２の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）は、第２部材側連絡流路（６ｂ）により、前記第１の抽出流路（３）以外の前記上流段の抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）に接続されるか、第２抽出液導入口（１６）に接続され、また、前記第３の抽出流路（３）の第１部材側流入口（１５）は、第１部材側連絡流路（６ａ）により前記第１の抽出流路（３）以外の前記上流段の抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）に接続されるか、第１抽出液導入口（１５）に接続された多段構成を有する。
〔２〕そして、前記複数段の最上流段の抽出流路（３）は、第１部材側流入口（４ａ）に前記第１抽出液導入口（１５）が接続されており、前記第２部材側流入口（４ｂ）に前記第２抽出液導入口（１６）が接続されている。また、
〔３〕最上流段の抽出流路（３）に接続された、第１抽出液導入口（１５）の少なくとも一つ、又は前記第２抽出液導入口（１６）の少なくとも一つが試料導入口とされている。さらに、
〔４〕複数段の最下流段の抽出流路（３）は、第１部材側流出口（５ａ）に第１抽出液取出口（１７）が接続され、第２部材側流出口（５ｂ）に第２抽出液取出口（１８）が接続されている。
【００６８】
〔任意の連続した３段の接続方法〕
図５に、本発明の連続多段抽出デバイスの上流から下流にかけて配置された３段の抽出流路（３）の接続を示す。
【００６９】
本発明の連続多段抽出デバイスは、好ましくは、上流から下流にかけて抽出流路（３）が３段以上の複数段にわたって配置されていて、
〔１〕前記複数段のうちの任意の連続した３段である第１段、第２段及び第３段において、第５の抽出流路（３）（前記図６の実施形態における第ｎ＋２段第ｉ番の抽出流路（３）に相当する）と第６の抽出流路（３）（前記図６の実施形態における第ｎ＋２段第ｉ＋１番の抽出流路（３）に相当する）と第７の抽出流路（３）（前記図６の実施形態における第ｎ＋２段第ｉ＋２番の抽出流路（３）に相当する）を有し、
〔２〕前記第２の抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により前記第４の抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続されるとともに、前記第２の抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により前記第５の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）に接続され、また、前記第３の抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により前記第５の抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続されるとともに、前記第３の抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により前記第６の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）に接続されている。
【００７０】
また、前記第４の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）は、第２部材側連絡流路（６ｂ）により、前記第２と第３以外の中流段の抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）に接続されるか、第２抽出液導入口（１６）が接続され、また、前記第６の前記抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）は、第１部材側連絡流路（６ａ）により前記第２と第３以外の中流段の抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）に接続されるか、第１抽出液導入口（１５）が接続されている。
【００７１】
〔全段の接続方法〕
図６に、本発明の連続多段抽出デバイスの複数の抽出流路（３）の接続を示す。本発明の連続多段抽出デバイスは、一般に、前記複数段がＺ段（但し、Ｚは２〜１００００の任意の整数）であり、
〔１〕最上流段である第１段には第１段第１番抽出流路（３）が設けられ、上流側から数えて第２段には、第２段第１番抽出流路（３）と第２段第２番抽出流路（３）が設けられており、
〔１−１〕第１段第１番抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により第２段第１番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続され、第１段第１番抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により第２段第２番抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）に接続され、
〔１−２〕第２段第１番抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）は、第２抽出液導入口（１６）に接続され、また、第２段第２番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）は、第１抽出液導入口（１５）に接続されており、
〔２〕上流側から数えて第ｎ段〔但し、ｎは２以上（Ｚ−１）以下の任意の整数〕において前記抽出流路（３）が、１番からｎ番（但し、該ｎは前記第ｎ段のｎと同じ数値）までｎ本配され、
〔２−１〕第ｎ段第ｉ番（但しｉは１〜ｎの任意の整数）抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）が、第１部材側連絡流路（６ａ）により第（ｎ＋１）段第ｉ番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）に接続され、第ｎ段第ｉ番抽出流路（３）の第２部材側流出口（５ｂ）が、第２部材側連絡流路（６ｂ）により第（ｎ＋１）段第（ｉ＋１）番の抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）に接続され、
〔２−２〕第ｎ段第１番抽出流路（３）の第２部材側流入口（４ｂ）には第２抽出液導入口（１６）が接続され、また、第ｎ段第ｎ番抽出流路（３）の第１部材側流入口（４ａ）には第１抽出液導入口（１５）が接続されており、
〔３〕前記第Ｚ段には前記抽出流路（３）が１番からＺ番までＺ本配され、第Ｚ段第ｉ番（但しｉは１〜Ｚの任意の整数）抽出流路（３）の第１部材側流出口（５ａ）には第ｉ番の第１抽出液取出口（１７）が接続され、第２部材側流出口（５ｂ）には第ｉ番の第２抽出液取出口が接続されている。
【００７２】
前記のような部材構造と多段接続構造により、本発明の多段連続抽出デバイスにおいて、第１部材（１）の各溝（流路）に流される第１抽出液は、該溝（流路）の一端から導入されてから流出するまで、他の並列な溝を流れる第１抽出液と接触することなく、独立に流れることができる。これにより、抽出流路（３）を流れた回数、即ち抽出回数の異なる第１抽出液間のコンタミネーションが生じず、分配比が互いに近い物質を効率よく分離することができる。
【００７３】
さらに、図６の実施形態では、第１部材（１）の各溝（流路）に流される第１抽出液は、該溝（流路）の一端から導入されてから流出するまで、流れる抽出流路（３）の数は異なっても、全て同じ形状の流路を流れることができる形状とされている。その結果、第１抽出液の圧力損失は、自ずと第１部材（１）の並列な各溝（流路）に関して等しくなり、該溝（流路）の一端をまとめて第１抽出液導入口に接続しても、全ての第１部材（１）の各溝（流路）に第１抽出液を等しい流量で流すことができる。このため、各溝（流路）の圧力損失を等しくする調節を行う必要もなく、また、溝（流路）毎に独立したポンプを使用する必要もない。第２部材（２）の各溝（流路）に流される第２抽出液についても同様である。
【００７４】
図６に示された連続多段抽出デバイスにおいて、第１部材（１）の溝の上流端に設けられた各第１抽出液導入口（１５）にはそれぞれ第１抽出液（２１）を導入し、第２部材（２）の溝の上流端に設けられた各第２抽出液導入口（１６）にはそれぞれ第２抽出液（２２）を導入すると、第１抽出液（２１）は第１部材（１）側の溝を通り、第２部材（２）側の溝を通ることなく、該第１部材（１）側の溝の他端の第１抽出液流出口（１７）から流出する。この間、第１抽出液（２１）は、各抽出流路（３）において第２抽出液と接触して流れ、抽出が行われる。第２部材（２）の溝についても、第１抽出液（２１）と第２抽出液（２２）を逆に置き換えて読むこと以外は、第１部材（１）側の溝と同様である。
【００７５】
第１抽出液（２１）が第２部材側の流路に入り込んだり、第２抽出液（２２）が第１部材側の流路に入り込むことを防ぐために、本連続多段抽出デバイスの使用に当たって、各段の抽出流路（３）の流出口（５ａ）と流出口（５ｂ）の圧力（大気圧基準）が略等しくなるようにすることが好ましい。そのため、第１抽出液と第２抽出液をそれぞれ特定の流量で流したい場合には、該圧力が等しくなるように溝の断面積を変えることが好ましい。溝の断面積を変える方法は任意であり、例えば第１部材（１）の溝の深さと第２部材（２）の溝の深さを異なる値にする方法を好ましく採用できる。他の方法としては、第１部材側連絡流路となる溝部分（６ａ）と第２部材側連絡流路となる溝部分（６ｂ）で、溝幅を変える方法が挙げられる。
【００７６】
但し、前記溝の断面積が例えば０．００１ｍｍ２以上或いは０．０１ｍｍ２以上のように大きな場合には、これらの溝の上流端から下流端までの全圧力損失が低くなり、各段の抽出流路の圧力差も小さくなるため、断面積を調節する必要はない。また、第１部材（１）側の溝（流路）と第２部材（２）側の溝（流路）の表面の親水性の差を大きくすることにより、前記第１部材側の溝と第２部材側の溝の断面積の設計の許容幅量を増すことができる。さらに、抽出流路（３）が、第１部材（１）側の溝と第２部材（２）側の溝との間に抽出物質透過性の隔膜を設けることにより、一定の圧力差までは、前記隔膜が、抽出液が反対側の部材の溝に入り込むことを防止するため、前記第１部材側の溝と第２部材側の溝の断面積の設計の許容幅を増すことができる。
【００７７】
［抽出方法］
本発明の連続抽出方法は、本発明の連続多段抽出デバイスの、試料導入口（１９）に試料溶液（２３）を連続的に導入し、第１抽出液導入口（１５）に第１抽出液（２１）を連続的に導入し、第２抽出液導入口（１６）に第２抽出液（２２）を連続的に導入する。そして、第１抽出液と第２抽出液に対する試料の分配比に応じた番目の第１抽出液取出口（１７）及び第２抽出液取出口（１８）から流出する溶液を連続的に採取する。各流路中の第１抽出液および第２抽出液流動状態は前述のとおりである。
本発明で言う「向流型抽出」とは、ある抽出流路で抽出された第１抽出液は、次段の抽出流路に於いて、該第１抽出液より抽出回数の少ない第２抽出液と接して抽出がなされ、また、ある抽出流路で抽出された第２抽出液は、次段の抽出流路に於いて、該第２抽出液より抽出回数の少ない第１抽出液と接して抽出がなされることをいい、個々の抽出流路に於いて第１抽出液と第２抽出液の接触方法が向流か並流か十字流かは問題ではない。
【００７８】
前記のように、［分配比］＝［第１抽出液中の試料の平衡モル濃度］／［（第２抽出液中の試料の平衡モル濃度）］（但し、試料は第１抽出液の溶液として導入し、第１抽出液の合計流量と第２抽出液の合計流量が等しい場合）とすると、分配比が小さな（即ちゼロに近い）試料ほど、前記大きな番目（図６中、左側）の取出口から取り出され、かつ、各取出口（１７、１８）において、一定時間に［第１抽出液取出口（１７）から取り出される溶液中の試料のモル数／第２抽出液取出口（１８）から取り出される溶液中の試料のモル数］は分配比に略等しくなる。
【００７９】
勿論、分離された試料は、前記試料の分配比に応じた番目に近い番目の取出口（１７、１８）からも、より低い濃度で流出するが、本発明の連続多段抽出デバイスの段数を多くするほど、流出の分布がシャープになり、分配比の比がより１に近い試料も分離可能となる。
【００８０】
第１抽出液（２１）の流量と第２抽出液（２２）の流量の関係は任意であるが、各段の抽出流路（３）の流出口（５ａ）と流出口（５ｂ）の圧力（大気圧基準）が等しくなるよう、第１抽出液（２１）の流量と第２抽出液（２２）の流量を設定することが好ましい。そのため、第１部材（１）の溝と第２部材（２）の溝の断面積や長さが同じ場合、第１抽出液と第２抽出液の流量比を、第１抽出液と第２抽出液の粘度の比の逆数に近い値とすることが好ましい。これにより、第１抽出液が第２部材（２）側の溝（流路）に入り込んだり、第２抽出液が第１部材（１）側の溝（流路）に入り込むことがない。
【００８１】
但し、流速が低く、これらの溝の上流端から下流端までの圧力損失が、例えば１０ｋＰａ以下であるように低い場合には、かならずしもその必要はない。また、第１部材（１）側の溝（流路）と第２部材（２）側の溝（流路）との表面の親水性の差を大きくすることにより、前記第１抽出液と第２抽出液流量の差の許容量を増すことができる。さらに、抽出流路（３）が、第１部材（１）側の溝と第２部材（２）側の溝との間に抽出物質透過性の隔膜を有する場合は、該隔膜が第１抽出液を透過させない圧力範囲においては、第１抽出液の流量と圧力は任意である。第２抽出液についても同様である。
【００８２】
なお、前述した実施形態及び後述する実施例の記載は、本発明の具体的な例示であり、本発明の範囲はこれらの例示にのみ限定されるものではなく、種々の修正や変更が可能である。
例えば、図示したデバイスでは、基板の長さ方向に沿う所定長さを有する抽出流路を備えた構造としているが、これに限らず、直線状又は曲線状の第１流路と第２流路とが交差した交差部を抽出流路とする構成であってもよい。即ち、表面に互いに平行な複数の直線状の溝を有する２つの部材を、該溝形成面同士を合わせたときに形成されるような、抽出流路と連絡流路を有するデバイスであってもよい。この場合、２つの溝の合わさった、平面視で矩形（菱形、正方形、平行四辺形、又は長方形）の部分が抽出流路とされ、一方の部材の溝と、他の部材の溝でない表面が合わさった部分が連絡流路とされる。従って、抽出流路のＺ方向は該矩形の対向する頂点を結ぶ方向であり、該矩形の各辺に連絡流路が接続された構造となっている。
【実施例】
【００８３】
以下、実施例を用いて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の範囲に限定されるものではない。なお、以下の実施例において、「部」は「質量部」を表わす。
【００８４】
以下に、実施例で使用する紫外線硬化性組成物の調製方法、紫外線照射方法、及び、親水性層形成材料の調製方法を示した。
【００８５】
［紫外線硬化性組成物［Ｘ１］の調製］
トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート（東亞合成株式会社製「アロニックスＭ−３１５」）４０部、ビス（アクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレート（東亞合成株式会社製「アロニックスＭ−２１５」）４０部、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（第一工業製薬株式会社製「ニューフロンティアＨＤＤＡ」）２０部、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイギー社製「イルガキュア１８４」）２部、及び重合遅延剤として２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテン（関東化学株式会社製）０．５部を均一に混合して組成物（Ｘ１）を調整した。
【００８６】
［紫外線硬化方法］
〔ランプ１〕
３０００Ｗメタルハライドランプ（アイグラフィックス株式会社製のＵＥ０３１−３５３ＣＨＣ型ＵＶ照射装置）により、３６５ｎｍにおける紫外線強度が４０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、室温、窒素気流下で照射した。
【００８７】
〔ランプ２〕
２５０Ｗ高圧水銀ランプ（ウシオ電機株式会社製のマルチライト２５０Ｗシリーズ露光装置用光源ユニット）により、３６５ｎｍにおける紫外線強度が５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を照射した。
【００８８】
［親水性層形成材料（Ｙ１）の調製］
Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（株式会社興人製の「ＤＭＡＡ」）１１部を蒸留水８９部に溶解させて親水性層形成材料（Ｙ１）を調製した。
【００８９】
［水との接触角の測定方法］
試料を温度２４±１℃、湿度６５±５％の雰囲気に６時間以上静置し、温度２４±１℃、湿度６５±５％で接触角を測定する。測定は、置液後３分の安定化時間の後に行なう。なお、溝が細い場合には、溝内面の接触角の測定は困難であるため、同じ条件で作製したテストピースで測定する。
【００９０】
［実施例１］
〔第１部材（１）の作製〕
７ｃｍ×９ｃｍ×１ｍｍのアクリル樹脂板（日東樹脂工業株式会社製の「クラレックス ＳＯ」）を第１部材（１）の基材１ｃとし、その上にスピンコーターを用いて組成物（Ｘ１）を塗工し、該塗膜にランプ２により紫外線を４０秒間照射して組成物（Ｘ１）を半硬化させ、溝の底となる第１樹脂層１ｄを形成した。
【００９１】
第１樹脂層（１ｄ）の上にスピンコーターを用いて組成物Ｘ１を塗工し、次いで、図７に示した形状の抽出流路（３）となる溝部分（６ａ）及び連絡流路となる溝部分（６ａ）とする部分をフォトマスキングし、ランプ２にて紫外線を１８０秒間照射した後、エタノールを用いて洗浄することにより、未重合の組成物（Ｘ１）を除去し、図３に示された形状の、基材（１ｃ）、第１樹脂層（１ｄ）、及び第２樹脂層（１ｅ）が積層され、第２樹脂層（１ｅ）の欠損部が溝とされた第１部材（１）を得た。該溝の深さは全体にわたって約１００μｍであり、抽出流路（３）となる溝部分（６ａ）及び連絡流路となる溝部分（６ａ）は全て約１５０μｍであった。また、各抽出流路（３）となる溝部分（６ａ）の長さは１ｃｍとした。
【００９２】
この第１部材（１）前記全溝の中に、親水性層形成材料（Ｙ１）を注入し、該溝部分に、ランプ２にて紫外線を６０秒照射後、蒸留水にて洗浄し、風乾することにより、第１部材の全溝の内面全体を親水化した。
【００９３】
〔第２部材（２）の作製〕
基材（１ｃ）の代わりに、一時的な支持体（１２）として、表面がコロナ処理された厚さ６０μｍの二軸延伸ポリプロピレン・シート（二村化学株式会社製）を用いたこと、スピンコーターを用いて塗工する代わりにバーコーターにて塗工したこと、及び、表面処理を行わないこと以外は、第１部材（１）の作製と同様にして、図８に示された形状の、一時的な支持体（１２）の上に第１樹脂層（２ｄ）と第２樹脂層（２ｅ）が積層され、第２樹脂層（２ｅ）の欠損部が溝とされた第２部材（２）を得た。該溝の寸法、形状は第１部材（１）と同じであった。
【００９４】
〔接着およびその他の工程〕
第１部材（１）の第２樹脂層１ｅ面と、第２部材（２）の第２樹脂層２ｅ面を、両部材の抽出流路（３）となる溝部分の位置を合わせて積層し、ランプ１にて紫外線を１００秒間照射して接着した後、前記一時的な支持体（１２）を第２部材（２）の第１樹脂層２ｄから剥離して、連続多段抽出デバイス前駆体を得た。
【００９５】
次いで該前駆体の各流路の上流端において、第１部材（１）の基材１ｃと第１部材（１）の第１樹脂層を貫通し、第１部材（１）の各流路に達する穴をドリルにより開けて、第１抽出液導入口（１５）を形成し、第２部材（２）の第１樹脂層２ｄに、第２部材（２）の各流路に達する穴をドリルにより開けて、第２抽出液導入口（１６）を形成した。また、最下流段の抽出流路（３）の下流端（該部分は、第１部材（１）の溝と第２部材（２）の溝の下流端となっている）において、第１部材（１）の基材１ｃ、第１部材（１）の第１樹脂層１ｄ、第１部材（１）の第２樹脂層１ｅ、第２部材（２）の第２樹脂層２ｅ、及び第２部材（２）の第２樹脂層２ｄの全てを貫通する孔をドリルにより開け、第１部材（１）側の開口部を第１抽出液取出口、第２部材（２）側の開口部を第２抽出液取出口として、図６に示された形状の連続多段抽出デバイス［Ｄ１］を作製した。
【００９６】
〔溝内面の水との接触角の推定〕
溝内面の水との接触角は、溝の毛細管現象により測定不能であった為、平板状のテストピースを作製し、これを用いてモデル試験を行った。
【００９７】
（第１部材の溝のモデルの作製と接触角試験）
前記アクリル樹脂板「クラレックス ＳＯ」の上にスピンコーターを用いて組成物（Ｘ１）を塗工し、該塗膜にランプ２により紫外線を４０秒間照射して組成物（Ｘ１）を半硬化させ、それを親水性層形成材料（Ｙ１）に浸漬した状態で、ランプ１により１８０秒間紫外線を照射し、蒸留水にて洗浄し、風乾することにより、第１部材の溝の内面と同じ操作で作製された平面形状のテストピースを作製した。
得られたテストピースの、水との接触角は９度であった。
【００９８】
（第２部材の溝のモデル）
前記アクリル樹脂板「クラレックス ＳＯ」の上にスピンコーターを用いて組成物（Ｘ１）を塗工し、該塗膜にランプ２により紫外線を４０秒間照射して組成物（Ｘ１）を半硬化させ、さらに窒素雰囲気でランプ１により１８０秒紫外線を照射し、蒸留水にて洗浄し、風乾することにより、第２部材の溝の内面と同じ操作で作製された平面形状のテストピースを作製した。
得られたテストピースの、水との接触角は、６８度であった。
【００９９】
〔流通試験〕
第１抽出液としてローダミン６Ｇで着色した蒸留水、第２抽出液としてｎ−ヘキサンを使用して、流通試験を行った。連続多段抽出デバイス［Ｄ１］を、第２部材（２）が上側になるように設置し、各第１抽出液導入口（１５）、第２抽出液導入口（１６）、第１抽出液取出口、及び第２抽出液取出口に、それぞれ長さ１ｍ、内径２５０μｍのフッ素樹脂チューブを接続し、第１抽出液導入口（１５）に接続されたフッ素樹脂チューブをまとめて、第１抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）に接続し、第２抽出液導入口（１６）に接続されたフッ素樹脂チューブをまとめて、第２抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）に接続し、第１抽出液取出口および第２抽出液取出口に接続されたフッ素樹脂チューブはそれぞれ試験管に配した。試料導入口１９は設けなかった。
【０１００】
第１抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）を５０μＬ／分の吐出速度で運転し、シリンジポンプにより第２抽出液を５０μＬ／分の吐出速度で運転したところ、各第１抽出液取出口からはほぼ等量の第１抽出液が流出し、各第２抽出液取出口からはほぼ等量の第２抽出液が流出した。光学顕微鏡にて、抽出流路（３）を観察したところ、第１抽出液と第２抽出液が層状に接触して流れていることが確認され、第１抽出液と第２抽出液がそれぞれ抽出流路（３）の断面全体を占めた状態で交互に流れるような様子は観察されなかった。
【０１０１】
次いで、第２抽出液の吐出速度はそのままで、第１抽出液の吐出速度を２５μＬ／分としたところ、各第１抽出液取出口からは約５μＬ／分で第１抽出液が流出し、各第２抽出液取出口からは１０μＬ／分で第２抽出液が流出した。光学顕微鏡にて、抽出流路（３）を観察したところ、第１抽出液と第２抽出液が層状に接触して流れていることが確認され、第１抽出液と第２抽出液が、それぞれ抽出流路（３）の断面全体を占めた状態で交互に流れるような様子は観察されなかった。
【０１０２】
〔抽出方法〕
第１抽出液として蒸留水、第２抽出液としてｎ−ヘキサンを使用して、連続多段抽出デバイス［Ｄ１］を用いた抽出方法の例を以下に示す。
一連の第１抽出液導入口（１５）のうちの図６中最も左の第１番の第１抽出液導入口（１５）を試料導入口（１９）とし、該試料導入口（１９）に試料溶液（試料の水溶液）の入ったシリンジポンプ（図示略）に接続し、他の第１抽出液導入口（１５）に第１抽出液として使用する蒸留水の入ったシリンジポンプ（図示略）を接続したこと以外は、前記流通試験と同様に配管接続する。
【０１０３】
試料溶液の入ったシリンジポンプ（図示略）を１０μＬ／分の吐出速度で運転し、第１抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）を４０μＬ／分の吐出速度で運転し、第２抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）を５０μＬ／分の吐出速度で運転すると、各第１抽出液取出口（１７）からは１０μＬ／分の流速で第１抽出液が流出し、各第２抽出液取出口（１８）からは１０μＬ／分の流速で第２抽出液が流出する。
【０１０４】
流出した各抽出液を採取し、分光光度計で溶質の濃度を測定する。試料のｎ−ヘキサン／蒸留水の分配比が０．２であると、各第１抽出液取出口（１７）の中で、第４番（図６中左から４番目）の第１抽出液取出口（１７）の濃度が最も高くなり、各第２抽出液取出口（１８）の中で、第２番（図６中左から４番目）の第２抽出液取出口（１８）の濃度が最も高くなり、一定時間に［｛第４番の第１抽出液取出口（１７）から取り出される溶液中の試料のモル数｝／｛第２番の第２抽出液取出口（１８）から取り出される溶液の試料のモル数｝］の比は０．２となる。
【０１０５】
［実施例２］
第１部材（１）側の溝及び第２部材（２）側の数がそれぞれ３０本であること、抽出流路（３）の段数が３０段であること、最下流段の抽出流路（３）が１番から３０番まであること、第１部材（１）側の溝及び第２部材（２）側の溝の深さが共に３０μｍであること、これらの溝（抽出流路（３）となる溝部分及び連絡流路となる溝部分とも）の幅が６０μｍであること、以外は、実施例１と同様の連続多段抽出デバイス［Ｄ２］を作製した。
【０１０６】
［実施例３］
孔径０．２μｍ（カタログ値）のポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）製精密濾過膜（アドバンテック製、厚さ約３０μｍ）を隔膜（１１）として用い、紫外線硬化性組成物［Ｘ１］とｎ-ヘキサンの１／１（質量比）混合溶液に浸漬した状態で真空脱泡し、引き上げて、ポリプロピレンフィルム上で６時間風乾して、ｎ-ヘキサンを蒸発させ、前記精密濾過膜の膜表面に付着している過剰の紫外線硬化性組成物［Ｘ１］をバーコーターで掻き取り、抽出流路（３）が形成される部分以外の部分に、ランプ２にて紫外線を４０秒間照射し、未照射部の、隔膜（１１）の細孔中の未硬化の紫外線硬化性組成物［Ｘ１］をｎ-ヘキサンで洗浄除去して、抽出流路（３）が形成される部分のみが透過性で、他の部分が目止めされた隔膜（１１）を作製した。
【０１０７】
第１部材（１）と第２部材（２）を積層する際に、該隔膜（１１）前駆体を挟持して固着したこと以外は、実施例１と同様にして、隔膜（１１）を持つ連続多段抽出デバイス［Ｄ３］を作製した。
【０１０８】
〔抽出方法〕
第１抽出液として蒸留水、第２抽出液としてｎ−ヘキサンを使用し、抽出方法の例を以下に示す。
連続多段抽出デバイス［Ｄ３］を、第２部材（２）が上側になるように設置し、実施例１と同様に配管接続する。まず、第２抽出液として使用するｎ−ヘキサンの入ったシリンジポンプ（図示略）を１５００μＬ／分の吐出速度で運転すると、ｎ−ヘキサンは隔膜（１１）を透過し、抽出流路の第１部材の溝部分（３ａ）および第２部材の溝部分（３ｂ）の全体に充満する。次いで、第２抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）の吐出速度を５０μＬ／分に下げ、第１抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）を４０μＬ／分の吐出速度で運転し、試料水溶液の入ったシリンジポンプ（図示略）を１０μＬ／分の吐出速度で運転すると、すべての抽出流路の第１部材の溝部分（３ａ）は第１抽出液又はその溶液で置換される。このとき、第２部材の溝部分（３ｂ）および隔膜（１１）の細孔内は第２抽出液で満たされた状態が維持される。
【０１０９】
そして、各第１抽出液取出口（１７）からは１０μＬ／分の流速で第１抽出液が流出し、各第２抽出液取出口（１８）からは１０μＬ／分の流速で第２抽出液が流出する。
流出した各抽出液を採取し、分光光度計で溶質の濃度を測定する。
【０１１０】
〔流通試験〕
試料溶液と第１抽出液の入ったシリンジポンプの吐出速度はそのままで、第２抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）を１５０μＬ／分の吐出速度で運転すると、各第２抽出液取出口（１８）からの第２抽出液の流出速度は３０μＬ／分となるが、第２抽出液各第１抽出液取出口（１７）からの第１抽出液が流出速度は１０μＬ／分で変化しない。
【０１１１】
逆に、第１抽出液の入ったシリンジポンプの吐出速度は４０μＬ／分のままで、第１抽出液の入ったシリンジポンプ（図示略）を２５０μＬ／分の吐出速度で運転し、試料溶液の入ったシリンジポンプ（図示略）を５０μＬ／分の吐出速度で運転すると、各第１抽出液取出口（１７）からの第１抽出液の流出速度は５０μＬ／分に増加するが、各第２抽出液取出口（１８）からの第２抽出液流出速度は１０μＬ／分で変化しない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の連続多段抽出デバイスのデバイス構造を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は要部断面図である。抽出流路は１本のみが描かれている。
【図２】本発明の連続多段抽出デバイスにおける抽出流路の一つを示す平面図である。
【図３】本発明の連続多段抽出デバイスにおける上流から下流方向に連続する２段部分の抽出流路の接続を示す平面図である。
【図４】本発明の連続多段抽出デバイスにおける上流から下流方向に連続する３段部分の抽出流路の接続を示す平面図である。
【図５】本発明の連続多段抽出デバイスにおける抽出流路の接続を示す平面図である。
【図６】本発明の連続多段抽出デバイスの一実施形態を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図７】図６に示された連続多段抽出デバイスの第１部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】図６に示された連続多段抽出デバイスの第２部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図９】本発明の連続多段抽出デバイスの別の実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１‥第１部材、１ｃ‥第１部材の基材、１ｄ‥第１部材の第１樹脂層、１ｅ‥第１部材の第２樹脂層、２‥第２部材、２ｄ‥第２部材の第１樹脂層、２ｅ‥第２部材の第２樹脂層、３（濃い塗りつぶし部）‥抽出流路、３ａ（濃い塗りつぶし部）‥第１部材の溝部分、３ｂ（濃い塗りつぶし部）‥第２部材の溝部分、４ａ‥第１部材側流入部、４ｂ‥第２部材側流入部、５ａ‥第１部材側流出部、５ｂ‥第２部材側流出部、６ａ（薄い塗りつぶし部）‥連絡流路、６ｂ（中濃度の塗りつぶし部）‥連絡流路、１１‥隔膜、１２‥一時的な支持体、１５‥第１抽出液導入口、１６‥第２抽出液導入口、１７‥第１抽出液取出口、１８‥第２抽出液取出口、１９‥試料導入口、２１‥第１抽出液、２２‥第２抽出液、２３‥試料。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスに、第１抽出液導入口から導入された第１抽出液を第１抽出液取出口に向けて流す第１流路と、第２抽出液導入口から導入された第２抽出液を第２抽出液取出口に向けて流す第２流路とが設けられ、これらの流路の途中に、前記第１抽出液と第２抽出液とが流路境界面を境として層状に液−液接触する抽出流路が液流れ方向に沿って多段に配置されていることを特徴とする連続多段抽出デバイス。
【請求項２】
前記デバイスを前記抽出流路に前記各抽出液を流す状態に保持した際、前記抽出流路の長手方向に対して直交する断面における水平方向をＸ方向とし、垂直方向をＹ方向とし、且つ前記抽出流路の長手方向をＺ方向としたとき、
このデバイスのＹ方向両端間に設定された水平な面である流路境界面に対し、前記第１流路が前記流路境界面からＹ方向上側に設けられ、前記第２流路が前記流路境界面からＹ方向下側に設けられ、
前記第１流路は、Ｚ方向に沿う所定長さを有する第１流路側抽出流路と、この第１流路側抽出流路の上流端及び下流端に連通し、Ｚ方向と交差するα方向に設けられた第１流路側連絡流路とが、上流側にある第１流路側抽出流路の下流端とその下流側にある第１流路側抽出流路の上流端とを連通させて多段に設けられた一連の第１流路側ユニットを複数並設した構造を有し、
前記第２流路は、Ｚ方向に沿う所定長さを有する第２流路側抽出流路と、この第２流路側抽出流路の上流端及び下流端に連通し、Ｚ方向と交差し前記α方向と異なるβ方向に設けられた第２流路側連絡流路とが、上流側にある第２流路側抽出流路の下流端とその下流側にある第２流路側抽出流路の上流端とを連通させて多段に設けられた一連の第１流路側ユニットを複数並設した構造を有し、
このデバイスの多段に配置された抽出流路は、前記第１流路側抽出流路と前記第２流路側抽出流路とがＸ方向及びＺ方向で重なり合い、且つ第１流路側連絡通路と第２流路側連絡通路とがＸ方向及びＹ方向で異なる位置となり、
このデバイスにおける第ｎ段の第１流路側抽出流路の下流端は、前記第ｎ段の抽出流路より下流のα方向側にある第ｎ＋１段第ｐ番の抽出流路の第１流路側連絡流路に連通すると共に、第ｎ段の第２流路側抽出流路の下流端は、前記第ｎ段の抽出流路より下流のβ方向側にある第ｎ＋１段第ｐ＋１番の抽出流路の第２流路側連絡流路に連通してなる（ただし、ｎ及びｐは１以上の整数を表す）請求項１に記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項３】
前記第１流路と前記第２流路との境界に抽出物質透過性の隔膜が設けられた請求項１又は２に記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項４】
前記第１流路となる溝が形成された第１部材と、前記第２流路となる溝が形成された第２部材とをそれぞれの溝形成面同士を接合してなる請求項１〜３のいずれかに記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項５】
前記第１部材が、部材本体の表面に、表裏を貫通する長穴状の欠損部を有する層状部材が積層されてなり、前記第１部材の溝が、前記部材本体の表面と前記層状部材の前記欠損部で形成され、及び／又は、前記第２部材が、部材本体の表面に、表裏を貫通する長穴状の欠損部を有する層状部材が積層されてなり、前記第２部材の溝が、前記部材本体の表面と前記層状部材の前記欠損部で形成されたものである請求項４に記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項６】
前記第１流路の抽出流路の内面の少なくとも一部に、水との接触角が３０゜以下の低接触角部分が設けられ、前記第２流路の抽出流路の内面の少なくとも一部に、水との接触角が前記低接触角部分のそれより３０゜以上高い高接触角部分が設けられた請求項１〜５のいずれかに記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項７】
前記デバイスが有機高分子重合体からなるものである請求項１〜６のいずれかに記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項８】
前記抽出流路のＹ方向長さが１μｍ以上１ｍｍ以下である請求項１〜７のいずれかに記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項９】
前記デバイスが光造形法によって一体的に形成されてなる請求項１又は２に記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の連続多段抽出デバイスを使用し、
前記最上流段の抽出流路に接続された第１抽出液導入口の一つを試料導入口とし、該試料導入口に第１抽出液を溶媒とする試料溶液を連続的に導入し、及び／又は、前記最上流段の抽出流路に接続された前記第２抽出液導入口の一つを試料導入口とし、該試料導入口に第２抽出液を溶媒とする試料溶液を連続的に導入し、その他の前記第１抽出液導入口に第１抽出液を導入するとともに、その他の前記第２抽出液導入口に第２抽出液を導入し、前記抽出流路において前記第１抽出液と前記第２抽出液に分配された前記試料を、前記最下流段の、前記試料の分配比に応じた番目の前記第１抽出液取出口及び／又は第２抽出液取出口から連続的に取り出すことを特徴とする連続抽出方法。
【請求項１】
デバイスに、第１抽出液導入口から導入された第１抽出液を第１抽出液取出口に向けて流す第１流路と、第２抽出液導入口から導入された第２抽出液を第２抽出液取出口に向けて流す第２流路とが設けられ、これらの流路の途中に、前記第１抽出液と第２抽出液とが流路境界面を境として層状に液−液接触する抽出流路が液流れ方向に沿って多段に配置されていることを特徴とする連続多段抽出デバイス。
【請求項２】
前記デバイスを前記抽出流路に前記各抽出液を流す状態に保持した際、前記抽出流路の長手方向に対して直交する断面における水平方向をＸ方向とし、垂直方向をＹ方向とし、且つ前記抽出流路の長手方向をＺ方向としたとき、
このデバイスのＹ方向両端間に設定された水平な面である流路境界面に対し、前記第１流路が前記流路境界面からＹ方向上側に設けられ、前記第２流路が前記流路境界面からＹ方向下側に設けられ、
前記第１流路は、Ｚ方向に沿う所定長さを有する第１流路側抽出流路と、この第１流路側抽出流路の上流端及び下流端に連通し、Ｚ方向と交差するα方向に設けられた第１流路側連絡流路とが、上流側にある第１流路側抽出流路の下流端とその下流側にある第１流路側抽出流路の上流端とを連通させて多段に設けられた一連の第１流路側ユニットを複数並設した構造を有し、
前記第２流路は、Ｚ方向に沿う所定長さを有する第２流路側抽出流路と、この第２流路側抽出流路の上流端及び下流端に連通し、Ｚ方向と交差し前記α方向と異なるβ方向に設けられた第２流路側連絡流路とが、上流側にある第２流路側抽出流路の下流端とその下流側にある第２流路側抽出流路の上流端とを連通させて多段に設けられた一連の第１流路側ユニットを複数並設した構造を有し、
このデバイスの多段に配置された抽出流路は、前記第１流路側抽出流路と前記第２流路側抽出流路とがＸ方向及びＺ方向で重なり合い、且つ第１流路側連絡通路と第２流路側連絡通路とがＸ方向及びＹ方向で異なる位置となり、
このデバイスにおける第ｎ段の第１流路側抽出流路の下流端は、前記第ｎ段の抽出流路より下流のα方向側にある第ｎ＋１段第ｐ番の抽出流路の第１流路側連絡流路に連通すると共に、第ｎ段の第２流路側抽出流路の下流端は、前記第ｎ段の抽出流路より下流のβ方向側にある第ｎ＋１段第ｐ＋１番の抽出流路の第２流路側連絡流路に連通してなる（ただし、ｎ及びｐは１以上の整数を表す）請求項１に記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項３】
前記第１流路と前記第２流路との境界に抽出物質透過性の隔膜が設けられた請求項１又は２に記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項４】
前記第１流路となる溝が形成された第１部材と、前記第２流路となる溝が形成された第２部材とをそれぞれの溝形成面同士を接合してなる請求項１〜３のいずれかに記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項５】
前記第１部材が、部材本体の表面に、表裏を貫通する長穴状の欠損部を有する層状部材が積層されてなり、前記第１部材の溝が、前記部材本体の表面と前記層状部材の前記欠損部で形成され、及び／又は、前記第２部材が、部材本体の表面に、表裏を貫通する長穴状の欠損部を有する層状部材が積層されてなり、前記第２部材の溝が、前記部材本体の表面と前記層状部材の前記欠損部で形成されたものである請求項４に記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項６】
前記第１流路の抽出流路の内面の少なくとも一部に、水との接触角が３０゜以下の低接触角部分が設けられ、前記第２流路の抽出流路の内面の少なくとも一部に、水との接触角が前記低接触角部分のそれより３０゜以上高い高接触角部分が設けられた請求項１〜５のいずれかに記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項７】
前記デバイスが有機高分子重合体からなるものである請求項１〜６のいずれかに記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項８】
前記抽出流路のＹ方向長さが１μｍ以上１ｍｍ以下である請求項１〜７のいずれかに記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項９】
前記デバイスが光造形法によって一体的に形成されてなる請求項１又は２に記載の連続多段抽出デバイス。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の連続多段抽出デバイスを使用し、
前記最上流段の抽出流路に接続された第１抽出液導入口の一つを試料導入口とし、該試料導入口に第１抽出液を溶媒とする試料溶液を連続的に導入し、及び／又は、前記最上流段の抽出流路に接続された前記第２抽出液導入口の一つを試料導入口とし、該試料導入口に第２抽出液を溶媒とする試料溶液を連続的に導入し、その他の前記第１抽出液導入口に第１抽出液を導入するとともに、その他の前記第２抽出液導入口に第２抽出液を導入し、前記抽出流路において前記第１抽出液と前記第２抽出液に分配された前記試料を、前記最下流段の、前記試料の分配比に応じた番目の前記第１抽出液取出口及び／又は第２抽出液取出口から連続的に取り出すことを特徴とする連続抽出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１００１４９（Ｐ２００８−１００１４９Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８４０２９（Ｐ２００６−２８４０２９）
【出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（０００１７３７５１）財団法人川村理化学研究所 (206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（０００１７３７５１）財団法人川村理化学研究所 (206)
【Ｆターム（参考）】
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