專利名稱：微量流體設(shè)備及微量液體稀釋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在基板內(nèi)形成有將微量流體混合的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)的微量流 體設(shè)備，更詳細(xì)地說，涉及對各種分析時(shí)的被檢測物(検體)或試劑等進(jìn)4亍混 合或稀釋所使用的微量流體設(shè)備。
背景技術(shù)：
以往，在對被檢測物進(jìn)行分析或使各種物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，多凄史情 況下需要將被檢測物或試劑稀釋。特別是，在對微量的液體進(jìn)行稀釋時(shí)，利用使用微量板(7一夕口7°1/—卜)及分注移液管的操作方法或4吏用自 動液體分注機(jī)械手(口求7卜)裝置的方法。在使用微量板及分注移液管的操 作方法中，操作繁雜且需要熟練的實(shí)驗(yàn)員。另外，在實(shí)驗(yàn)室外的戶外或臨 床檢查時(shí)的床邊等，難以便捷地混合被檢測物或試劑。另一方面，在使用自動液體分注機(jī)械手裝置的稀釋方法中，必將導(dǎo)致 裝置大型化，仍然不能在戶外或床邊等便捷地利用。近年來，作為對微量液體進(jìn)行操作分析的設(shè)備，微量流體設(shè)備越來越 受到關(guān)注。微量流體設(shè)備例如具有容易用手搬運(yùn)且大小易于操作的基板。 在該基板內(nèi)形成有用于輸送被檢測物、試劑、稀釋液等的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)。 在上述微細(xì)流路結(jié)構(gòu)中，可適當(dāng)設(shè)置試劑收納部、被檢測物供給部、稀釋 液收納部、反應(yīng)室及/或混合部等。成，基板的厚度為0.5-10mm左右。另外，上述微細(xì)流路結(jié)構(gòu)中的流路直 徑通常非常細(xì)，通常為5pm lmm左右。在此，當(dāng)流路平坦時(shí)，^t細(xì)流路 的直徑規(guī)定為平坦流路的截面較小一方的寬度。另外，輸送的微量流體多 利用空氣等輸送，且多數(shù)情況下為液滴狀。因此，在上述微量流體設(shè)備內(nèi)稀釋被檢測物或試劑時(shí)，因微量流體被 輸送到寬度非常細(xì)的微細(xì)流路中，故與輸送液體的通常流路不同，孩i量流 體的表面張力或微細(xì)流路的壁面潤濕性等會產(chǎn)生很大的影響。另外，難以 定量地稱取上述微量的微量流體，因此，存在必須采用復(fù)雜的流路結(jié)構(gòu)的 問題。在下述專利文獻(xiàn)1中，公開了使用微量流體設(shè)備在層流中生成蛋白質(zhì) 晶體的方法。另外，在下述非專利文獻(xiàn)1中，公開了嚴(yán)格地控制微量流體 設(shè)備內(nèi)的溫度，由此，由微量液體生成晶體的方法。但是，在專利文獻(xiàn)1及非專利文獻(xiàn)1記載的各方法中，反應(yīng)場所非常 小，可高精度地控制反應(yīng)，但在將蛋白質(zhì)溶液導(dǎo)入到結(jié)晶部位的方法中， 存在難以縮小死體積的問題。為了解決上述問題，在下述專利文獻(xiàn)2中公開了利用單純的結(jié)構(gòu)，通 過簡單的操作來稱取微量液體的微量液體稱取結(jié)構(gòu)。專利文獻(xiàn)2中記載的微量液體稱取結(jié)構(gòu)為使用被動閥(z 、7 、>7》《》:/)的微量液體稱取結(jié)構(gòu)。該微量液體稱取結(jié)構(gòu)具有分別沿規(guī)定方向延長的第 一微細(xì)流路及第二流路、 在第 一微細(xì)流路的流路壁上開口的第三流路、在第二流路的流路壁上開口 并連接第三流路的 一 端和第二流路且比第一 ~第三流路更細(xì)的第四流^各。 第四流路具有如下性質(zhì)，即與第二流路及第三流路相比難以潤濕或者相對 來說不易產(chǎn)生毛細(xì)管力的性質(zhì)。另外，導(dǎo)入到第一微細(xì)流路的液體，經(jīng)由 在第 一微細(xì)流路的流路壁上開口的第三流路的開口部被引入第三流^各內(nèi) 后，除去殘留在第一微細(xì)流路的上述液體，從而可稱取體積與第三流^各的 容積對應(yīng)的液體。專利文獻(xiàn)l:美國專利第6409832號說明書專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-163104號公報(bào)非專利文獻(xiàn)1:《分析化學(xué)(Analytical Chemistry)》(2002 ), 74, p3505 ~3512發(fā)明內(nèi)容但是，在具有專利文獻(xiàn)2記載的微量液體稱取結(jié)構(gòu)的微量流體設(shè)備中， 若混合比增大到10倍以上，則存在不能正確且再現(xiàn)性好地進(jìn)行混合的缺點(diǎn)。 并且，在進(jìn)行分析或反應(yīng)時(shí)，有時(shí)需要對被檢測物或藥劑進(jìn)行10倍、100 倍及1000倍那樣地累進(jìn)地高倍率稀釋。但是，以往，在這種微量流體設(shè)備中，不能采用將多個(gè)混合單元連接 而構(gòu)成的多級結(jié)構(gòu)式微細(xì)流路結(jié)構(gòu)來發(fā)揮作用。這是因?yàn)椋谶@種孩t量流
體設(shè)備中，為了在非常小的流路內(nèi)以類似液滴的形態(tài)運(yùn)送非常少量的樣支量 流體，并利用微量液體的表面張力或流路壁面的潤濕性及毛細(xì)管現(xiàn)象的影 響進(jìn)行稱取匯合，前提為被稱取的多個(gè)微量流體從稱取部擠入到匯合部的 時(shí)刻相同，但在多個(gè)混合單元的連接中，第二混合單元利用第一混合單元 的輸出，在存在上述制約的情況下，在第二混合單元內(nèi)稱取的多個(gè)孩i量流 體從稱取部擠入到匯合部的時(shí)刻難以相同，故即便將第一、第二混合單元 簡單地連接，第二混合單元也不能發(fā)揮作用。因此，在微量流體設(shè)備內(nèi)同 時(shí)形成包含多種稀釋倍率的混合溶液的稀釋倍率系列是非常困難的。實(shí)際 情況是，能夠滿足上述需求的微量流體設(shè)備到現(xiàn)階段為止還未開發(fā)出來。另外，作為以往的稀釋方法，包括向稀釋對象的溶液中一次添加較多 的緩沖溶液并進(jìn)行混合而調(diào)制稀釋溶液的方法、分成多次并依次對〉容液進(jìn) 行稀釋的多階段稀釋等方法。其中，為了制備均勻濃度的高稀釋倍率溶液 而使用多階段稀釋方法。在進(jìn)行這樣的稀釋操作時(shí)，可以使用通常的方法 定量地采集溶液并混合。與此相對，為了在微量流體設(shè)備內(nèi)制備高稀釋倍 率的均勻溶液，需要在微量流體設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)多階段稀釋方法。為了以準(zhǔn)確的濃度進(jìn)行多階段稀釋并最終得到高稀釋倍率的溶液，需要進(jìn)行如下才喿作 1)準(zhǔn)確地稱取稀釋對象的溶液和緩沖溶液，2)均勻地混合稀釋對象〉容液 和緩沖溶液。但是，在微量流體設(shè)備內(nèi)完成上述操作是非常困難的課題。本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀而作出的，其目的在于提供一種具有微 細(xì)流路結(jié)構(gòu)的微量流體設(shè)備，該微細(xì)流路結(jié)構(gòu)不僅能夠高精度地稱耳又多個(gè) 微量流體，而且可以混合該多個(gè)微量流體，容易且可靠地提供多種稀釋倍 率的微量流體。本發(fā)明的微量流體設(shè)備，具有基板和設(shè)于所述基板內(nèi)用于輸送《效量流 體的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)，所述微細(xì)流路結(jié)構(gòu)具有第一混合單元和連接在第一混 合單元下游側(cè)的第二混合單元。各混合單元具有第一稱取部，用于稱取 一定量的第一微量流體，其包括容積與該一定量的第一微量流體的體積相 等的微細(xì)流路；第二稱取部，用于稱取一定量的第二微量流體，其包括容 積與所述一定量的第二微量流體的體積相等的微細(xì)流路；匯合部，其將由 第一、第二稱取部稱取的第一、第二微量流體匯合；混合部，其與所述匯 合部的下游連接，將所述第一、第二微量流體混合；排出部，其排出通過 混合所述第一、第二微量流體而得到的混合微量流體；第一 第三入口端
及第一 第三出口端；第一微細(xì)流路，其將第一入口端和第一出口端連接； 第二微細(xì)流路，其將第二入口端和第二出口端連接，且具有所述匯合部、 所述混合部及所述排出部；第三微細(xì)流路，其將第三入口端和第三出口端 連接；其中，所述第一稱取部的一端與所述第一微細(xì)流路連接，另一端在 設(shè)于第二微細(xì)流路的所述匯合部開口 ，所述第二稱取部的一端與所述第三 微細(xì)流路連接，另一端在設(shè)于第二微細(xì)流路的所述匯合部開口，所述第二 出口端與所述排出部連接，所述第 一混合單元的第一 第三出口端中的任 一個(gè)出口端與所述第二混合單元的所述第一或第三入口端連接。在本發(fā)明的微量流體設(shè)備的某種具體實(shí)施方式
下，所述第一混合單元 的所述第二出口端與所述第二混合單元的所述第一或第三入口端連4婁，由 此，在第一混合單元被混合的微量流體在第二混合單元作為一定量的第一 或第二微量流體而使用。此時(shí)，由于第一混合單元和第二混合單元如上所 述地進(jìn)行連接，故可構(gòu)成倍率更高的稀釋倍率系列。另外，在本發(fā)明的微量流體設(shè)備的另一具體實(shí)施方式
下，所述第一混 合單元的所述第一出口端與所述第二混合單元的所述第一入口端連^t妄，所 述第一混合單元的所述第三出口端與所述第二混合單元的所述第三入口端 連接。此時(shí)，由于第一、第二混合單元并聯(lián)連接，故通過同樣地構(gòu)成第一、 第二混合單元的第一、第二稱取部，可容易地得到相同稀釋倍率的多個(gè)微 量流體。另外，若使第一混合單元和第二混合單元的稀釋倍率不同，也可 得到不同稀釋倍率的微量流體。在本發(fā)明的微量流體設(shè)備中，也可在第二混合單元的下游側(cè)，進(jìn)一步 連接至少一個(gè)第三混合單元，由此，可容易地得到稀釋倍率相同但數(shù)量更 多或者稀釋倍率種類更多的微量流體。在本發(fā)明的微量流體設(shè)備的另一特定的狀況下，在所述第一及/第二混 合單元中，第一稱取部的出口開口和所述第二稱取部的出口開口在所述匯 合部相對。也可為，在所述第一及/或第二混合單元，所述第一稱取部的出口開口 和所述第二稱取部的出口開口，配置在所述匯合部，并位于微量流體流向 上的不同位置。優(yōu)選為，所述第一稱取部的出口開口和所述第二稱取部的出口開口在 所述匯合部的微量流體流向上的距離如下選擇該距離使得從所述第一
稱取部向匯合部供給的第 一微量流體和從第二稱取部向匯合部供給的第二 微量流體之間不會形成氣泡，并且，以不同時(shí)刻從第一、第二稱取部向所 述匯合部輸出第一、第二微量流體時(shí)，第一、第二微量流體不會與第二稱 取部的出口開口或第一稱取部的出口開口接觸。此時(shí)，即便第一、第二微 量流體以不同時(shí)刻從第一、第二稱取部輸出到匯合部，也不易導(dǎo)致氣泡混 入，在匯合部可以切實(shí)地使第一、第二微量流體匯合。優(yōu)選為，所述匯合部中的第二微細(xì)流路的寬度比輸出的微量流體在所 述流路的寬度方向上的尺寸大，以使該輸出的微量流體在匯合部不會到達(dá) 與該稱取部出口開口相反側(cè)的壁面，該輸出的微量流體從所述第一、第二 稱取部中在匯合部內(nèi)的出口開口位于下游側(cè)的 一側(cè)的稱取部輸出。此時(shí)， 同樣地，氣泡不易擠入從第 一稱取部輸出的第 一微量流體和從第二稱取部 輸出到的匯合部的第二微量流體之間。本發(fā)明的微量流體設(shè)備優(yōu)選為，在所述混合部，流路寬度方向兩側(cè)的 壁面不對稱，并且/或者流路的基板高度方向兩側(cè)的壁面不對稱。此時(shí)，在 混合部，在流路的寬度方向兩側(cè)及基板厚度方向兩側(cè)的至少之一 非對稱的 情況下，在一側(cè)及另一側(cè)，微量流體的流動狀態(tài)不同，故微量流體中生成 渦流，第一、第二微量流體可以更加均勻地被混合。在本發(fā)明的微量流體設(shè)備的其他特定的狀況下，還具有第 一微型泵裝 置和第二、第三微型泵裝置，該第一微型泵裝置與所述第二入口端連接， 在該匯合部供給用于輸送第一、第二微量流體的氣體，第二、第三微型泵 裝置分別與所述第一、第三微細(xì)流路連接，用于在第一、第二稱取部稱取 一定量的微量流體且從第一、第二稱取部向所述匯合部輸出第一、第二微 量流體。通過驅(qū)動第一 第三微型泵裝置，可以在第一、第二稱取部稱取第一、 第二微量流體且將它們輸出到匯合部，并且可以將輸出后的第一、第二微 量流體輸送到混合部側(cè)。在本發(fā)明的微量流體設(shè)備的其他特定的狀況下，在至少一個(gè)微細(xì)流路 中，為了實(shí)現(xiàn)微量流體能夠流過各微細(xì)流路內(nèi)的狀態(tài)和停止微量流體的輸 送的狀態(tài)，還具有至少與 一個(gè)微細(xì)流路相關(guān)聯(lián)并設(shè)于基板內(nèi)的流路開閉裝 置，利用該流路開閉裝置使微細(xì)流路處于打開狀態(tài)時(shí)，微量流體在所述微 細(xì)流路內(nèi)移動，利用所述流路開閉裝置使微細(xì)流路處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，微量流體的移動停止。因此，通過驅(qū)動上述流路開閉裝置，可以將微量流體輸送到微細(xì)流路內(nèi)，或停止輸送。優(yōu)選為，所述流路開閉裝置具有可以在 所述打開狀態(tài)和所述關(guān)閉狀態(tài)之間移動的限制器；以及使該限制器在所述 打開狀態(tài)和所述關(guān)閉狀態(tài)之間移動的限制器驅(qū)動機(jī)構(gòu)。此時(shí)，通過驅(qū)動設(shè) 于基板內(nèi)的限制器驅(qū)動機(jī)構(gòu)，靠近稱取部的流路內(nèi)的氣壓上升，微量流體 /人稱耳又部向混合部4齊出。本發(fā)明的微量液體稀釋方法是使用按照本發(fā)明構(gòu)成的微量流體設(shè)備的 微量液體稀釋方法，具有如下步驟在所述第一混合單元的第一或第二稱 取部稱取作為被檢測物的第 一微量流體，在所述第二或第 一稱取部稱Jf又作為稀釋液的第二微量流體；在所述第一混合單元，混合作為所述被檢測物的第一微量流體和作為稀釋液的第二微量流體，制成混合微量流體，再將第一被檢測物稀釋液排出；在所述第二混合單元的第一或第二稱取部，稱 取從所述第一混合單元排出的第一混合微量流體的至少一部分，在所述第 二混合單元的第二或第 一稱取部，稱取作為第二或第 一微量流體的稀釋液； 在所述第二混合單元，將所述第一被檢測物稀釋液和所述稀釋液混合，得 到作為第二混合微量流體的第二被檢測物稀釋液，并將作為所述第二^:量 流體的所述第二被檢測物稀釋液從所迷第二混合單元的排出部排出；由此， 能夠得到濃度不同的第一、第二被檢測物稀釋液。在本發(fā)明的微量液體稀釋方法的其他特定的狀況下，在所述第一、第 二混合單元的后端至少連接一個(gè)第三混合單元，從而能夠得到濃度不同的 至少三種被^r測物稀釋液。在本發(fā)明的微量液體稀釋方法的其他特定的狀況下，在第一、第二混 合單元的后端連接n-2個(gè)(n為3以上的自然數(shù))混合單元，從各混合單元 的排出部分別排出作為被檢測物稀釋液的混合流體，由此，能夠得到濃度 不同的n種被檢測物稀釋液。發(fā)明效果在本發(fā)明的微量流體設(shè)備中，在基板內(nèi)形成有微細(xì)流路結(jié)構(gòu)，該微細(xì) 流路結(jié)構(gòu)具有第一混合單元和連接在第一混合單元下游側(cè)的第二混合單 元，在各混合單元，從第一、第二稱取部供給的第一、第二微量流體在匯 合部匯合，并且在混合部被混合，因此，在各混合單元，可取出從第一、 第二稱取部輸出的第一、第二微量流體混合后得到的混合微量流體。另外，
由于第一混合單元的第一 第三出口端中的任一個(gè)出口端與第二混合單元 的第一或第三入口端中的一個(gè)或兩個(gè)連接，故可得到從第一、第二混合單 元分別被混合而得到的微量流體，或者可以得到濃度不同的混合微量流體， 該混合微量流體為在各混合單元利用第 一或第二微量流體稀釋第二或第一 微量流體而得到的混合微量流體。因此，在使用單一的基板而構(gòu)成的微量 流體設(shè)備內(nèi)，可容易且迅速地準(zhǔn)備多個(gè)被稀釋的微量流體或多種濃度的被 稀釋的微量流體。特別是，在第一混合單元的第二出口端與第二混合單元的第一或第三 入口端連接時(shí)，在第 一 混合單元被混合的微量流體在第二混合單元可作為 一定量的第一或第二微量流體而使用，故在第二混合單元可得到以更高倍 率被稀釋的微量流體。以往，在這種微量流體設(shè)備中，未采用將多個(gè)混合單元連接而構(gòu)成的 多級結(jié)構(gòu)式微細(xì)流路結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)椋谶@種微量流體設(shè)備中，為了在非 常小的流路內(nèi)以類似液滴的形態(tài)輸送非常少量的微量流體，并利用微量液 體的表面張力或流路壁面的潤濕性及毛細(xì)管現(xiàn)象的影響進(jìn)行稱取匯合，其 前提為被稱取的多個(gè)微量流體從稱取部擠入到匯合部的時(shí)刻相同，但在多 個(gè)混合單元的連接中，第二混合單元利用第一混合單元的輸出，在存在上 述制約的情況下，在第二混合單元內(nèi)稱取的多個(gè)微量流體從稱取部擠入到 匯合部的時(shí)刻難以相同，故即便將第一、第二混合單元簡單地連接，第二 混合單元也不能發(fā)揮作用。與此相反，在本發(fā)明中，致力于如下研究即便將多個(gè)微量流體從稱 取部擠入到匯合部的時(shí)刻不相同，也可作為混合單元發(fā)揮作用，故在上述 連接第一、第二混合單元的結(jié)構(gòu)中，第二混合單元可以發(fā)揮作用。因此， 可進(jìn)行多個(gè)混合單元的多種組合，并且可迅速且準(zhǔn)確地輸送以各種組合進(jìn) 行混合的微量流體。因此，根據(jù)本發(fā)明，其適用于需要采用不同的混合比進(jìn)行多級混合/稀 釋的各種分析或化學(xué)反應(yīng)，通過在微量流體設(shè)備內(nèi)迅速地準(zhǔn)備各種濃度的 微量流體或多個(gè)微量流體，從而可以實(shí)現(xiàn)分析或反應(yīng)所需的操作的自動化 及操作時(shí)間的縮短。


圖1是示意地表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的微量流體設(shè)備的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)的平面圖；圖2是示意地表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的微量流體設(shè)備的局部的正 面剖面圖；圖3是用于說明圖1所示實(shí)施方式的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)中的第一混合單元 的平面示意圖；圖4(a)、 (b)是用于說明流路切換裝置的一例的各平面示意圖，(c) 是示出該流路切換裝置的變化例的平面示意圖；圖5是用于說明在圖1的實(shí)施方式中，在第一稱取部稱取一定量的第 一微量流體的工序的局部放大平面圖；圖6是用于說明在圖1的實(shí)施方式中，在第一稱取部稱取一定量的第 一微量流體的工序的局部放大平面圖；圖7是用于說明在圖1的實(shí)施方式中，在第一稱取部稱取一定量的第 一微量流體的工序的局部放大平面圖；圖8是表示在第一實(shí)施方式中，微量流體從第一、第二稱取部輸出到 第二微細(xì)流路中的狀態(tài)的局部平面示意圖；圖9是表示在第一實(shí)施方式中，微量流體通過混合部的狀態(tài)的局部平 面圖；圖IO是用于說明第一實(shí)施方式的變化例中的第一、第二稱取部的位置 關(guān)系的平面示意圖；圖11是表示為了使匯合部中的混合比例不同而設(shè)置多個(gè)第二稱取部的 變化例平面示意圖；圖12 (a)是表示第二微細(xì)流路的形狀改變，從而使匯合部中的混合比 例變化的其他變化例的平面示意圖，(b)是用于說明匯合部的形狀的變化 例的局部平面示意圖；圖13是概略地表示連接有第一、第二混合單元的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)的其他 變化例的平面圖；圖14是表示本發(fā)明的微量流體設(shè)備的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)的其他變化例的平 面示意圖；圖15是表示圖14所示的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)的變化例的平面示意圖；圖16表示本發(fā)明的微量流體設(shè)備的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)的其他變化例，是概 略地表示多個(gè)混合單元配置成矩陣狀的變化例的平面圖；圖17是表示本發(fā)明的微量流體設(shè)備的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)的其他變化例的平 面示意圖；圖18 (a)、 (b)是表示混合部的形狀的變化例的各平面圖。附圖標(biāo)記說明1微量流體設(shè)備2基板3底座4~6中間板4a車餘出孑L5a開口部6a 1|_孑匕7頂板8氣體生成室9光響應(yīng)性氣體生成部件10微細(xì)流路結(jié)構(gòu)11第一混合單元lla第一微細(xì)流路lib氣體供給孔llc微量流體供給孔lid第一稱取部lie連^妻孩i細(xì)流^各llf開口部12第二微細(xì)流路12a匯合部12b混合部12b!、 12b2壁面12c排出部12d氣體供給孔12e氣體排出口13a第三微細(xì)流路13b氣體供給孔13c液體供給孔13d第二稱取部13e連接微細(xì)流路13f開口部14a第一微量流體14b第二微量流體21第二混合單元31第三混合單元41粘彈性限制器42限制器驅(qū)動裝置43a ~ 43c圓形部62~66流;洛開閉裝置71收納腔91、 92混合單元93流路開閉裝置104a~ 104c收納腔111、 121混合單元llla孩i細(xì)流^各llld、 121d稱取部113a孩i細(xì)流^各113d、 123d稱取部112、 122孩i細(xì)流路131、 132收納腔
具體實(shí)施方式
以下，通過參照

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步明確本發(fā)明。 圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的微量流體設(shè)備的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)的平面示意圖，圖2是示意地表示本實(shí)施方式的微量流體設(shè)備的局部的正面剖面示意圖。如圖2所示，微量流體設(shè)備1具有基板2。基板2具有將透明底座(X 一77。^一卜)3、中間板4~6以及頂板7疊層而成的結(jié)構(gòu)。在底座3內(nèi)設(shè) 有氣體生成室8。氣體生成室8在底座3的上面開口 ，并且在氣體生成室8 內(nèi)收納有利用光的照射或加熱而生成氣體的響應(yīng)性氣體生成部件9。通過在 上述氣體生成室8內(nèi)收納響應(yīng)性氣體生成部件9，從而形成有作為驅(qū)動微量 流體的驅(qū)動源的微型泵裝置。作為響應(yīng)性氣體生成部件，從便于控制氣體 生成量的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用利用光的照射而生成氣體的光響應(yīng)性氣體生 成部件。由于底板3具有透明性，故通過從基板2的下側(cè)照射光，從而可從光 響應(yīng)性氣體生成部件9生成氣體。該氣體作為在后述的微細(xì)流路中驅(qū)動微 量流體的壓力源。上述光響應(yīng)性氣體生成部件9并沒有特別限定，可以使用在照射光時(shí) 使其生成氣體的適當(dāng)?shù)墓忭憫?yīng)性組合物。作為這樣的光敏性組合物，優(yōu)選 使用例如包含粘合劑樹脂和因照射光而分解并生成氣體的氣體發(fā)生劑的組 合物。作為這樣的氣體發(fā)生劑，例如可例舉疊氮化合物、偶氮化合物、聚 氧化烯烴樹脂、光產(chǎn)酸劑和碳酸氫鈉的混合物等。在中間板4上形成有用于輸出氣體的輸出孔4a。輸出孔4a從中間板4 的下面貫通到上面，其下方開口面對氣體生成室8。在中間板5上設(shè)有貫通中間板5的開口部5a。該開口部5a構(gòu)成孩i細(xì)流 路結(jié)構(gòu)的微細(xì)流路的一部分。另外，在中間板6上形成有在開口部5a處開 口的通孔6a。通孔6a的上方開口位于形成在頂板7下面的微細(xì)流路7a處。 該-徵細(xì)流路7a與前述的開口部5a及通孔6a —并形成樣么細(xì)流3各結(jié)構(gòu)。上述中間板4 ~ 6及頂板7由合適的合成樹脂板或合成樹脂制成。圖2概略地表示在上述微量流體設(shè)備1中形成了微型泵裝置的部分和 微細(xì)流路結(jié)構(gòu)的局部，所述微型泵裝置用于產(chǎn)生驅(qū)動微流體的氣壓。在前 述專利文獻(xiàn)3等中公開了微量流體設(shè)備的微細(xì)流路。一般地，如前所述，微量流體設(shè)備1使用如下較小的基板2構(gòu)成，該基板2具有便于用手?jǐn)y帶的大小，其平面面積為數(shù)百cn^以下，優(yōu)選為 100cm、乂下。另外，基板2的厚度設(shè)為0.5 10mm左右。在基板2內(nèi)，不 僅形成有用于輸送上述微量流體的驅(qū)動部分，而且形成有輸送作為被檢測 物或稀釋液的微量流體的各種微細(xì)流路。這樣的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)通常包含有 供給被檢測物或稀釋液的供給部、將它們混合的混合部、使它們反應(yīng)的反 應(yīng)部等。上述供給部、混合部及反應(yīng)部在基板2內(nèi)形成為具有某種程度體 積的空間，與較細(xì)的樣t細(xì)流路例如微細(xì)流;洛7a連接。本實(shí)施方式的微量流體設(shè)備1的特征在于，圖1的平面示意圖所示的 微細(xì)流路結(jié)構(gòu)10形成于基板2內(nèi)。微細(xì)流路結(jié)構(gòu)IO具有作為必需結(jié)構(gòu)的 第一混合單元11和第二混合單元21。在第一混合單元11的下游側(cè)連接有 第二混合單元21。另外，在本實(shí)施方式中，在第二混合單元21的下游還連 接有第三混合單元31。參照圖3的放大平面示意圖更詳細(xì)地說明第一混合單元11的結(jié)構(gòu)。第一混合單元11具有第一微細(xì)流路lla。在第一微細(xì)流路lla的一端 連接有氣體供給孔llb。另外，在第一微細(xì)流路lla的另一端連接有第一微 量流體供給孔llc。第一微量流體供給孔llc在基板1的外部開口 ，將第一 微量流體供給到基板1的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)。氣體供給孔lib與前述微型泵裝置等氣體生成驅(qū)動源連接，且構(gòu)成為 可適當(dāng)開閉的結(jié)構(gòu)。與第一微細(xì)流路lla平行地配置有第二微細(xì)流路12。在第二微細(xì)流路 12中，孩i量流體沿箭頭方向流動。在上游側(cè)設(shè)有匯合部12a,在下游側(cè)設(shè)有 混合部12b 。在混合部12b的下游側(cè)連接有排出部12c 。另外，隔著第二微細(xì)流路12，在第一微細(xì)流路lla的相反側(cè)，設(shè)有第 三微細(xì)流路13a。第三微細(xì)流路13a的一端與氣體供給孔13b連接，另一端 與液體供給孔13c連接。氣體供給孔13b及液體供給孔13c與氣體供給孔 llb及氣體供給孔llc具有同樣結(jié)構(gòu)。另外，設(shè)有由從第 一微細(xì)流路11 a分支出來的微細(xì)流路構(gòu)成的第 一稱取 部lld。第一稱取部lld的容積與需要稱取的微量流體的體積相等。同樣地，形成有從第三微細(xì)流路13a分支出來且具有一定量的容積的微 細(xì)流路，利用該孩i細(xì)流路形成了第二稱取部13d。第二稱取部13d的容積與在第二稱取部13d中需要稱取的微量流體的 容積相等。因此，第一、第二稱取部lld、 13d的一端分別與第一微細(xì)流路lla和 第三微細(xì)流路13a連接，另一端分別在設(shè)于第二微細(xì)流路12的匯合部12 處開口。另外，上述第一、第二稱取部lld、 13d的容積并沒有特別限定，通常 為皮升 微升數(shù)量級的非常小的容積。即，如前所述，在本發(fā)明的微量流 體設(shè)備中，在微細(xì)流路中輸送如上所述的容積非常小的微量流體。在第二微細(xì)流路12的上游側(cè)配置有氣體供給孔12d及氣體排出口 12e。 氣體供給孔12d及氣體排出口 12e與前述的氣體供給孔lib及液體供給孔 llc同樣地形成。參照圖5~圖7說明在第一稱取部lld稱取一定量的微量流體的結(jié)構(gòu)。從液體供給孔llc注入微量流體。此時(shí)，第一微細(xì)流路lla內(nèi)預(yù)先與大 氣連通。即，將氣體供給孔llb與大氣連通即可。在從液體供給孔llc注入 微量流體時(shí)，使用微注射器等從液體注入孔llc壓入即可。其結(jié)果如圖5 所示，微量流體14被輸送到第一微細(xì)流路lla內(nèi)，且充滿由分支微細(xì)流路 構(gòu)成的第一稱取部lld。在本實(shí)施方式中，在第一稱取部lld的前端側(cè)設(shè)有直徑比構(gòu)成第一稱 取部lld的微細(xì)流路的直徑小的連接微細(xì)流路lle。連接微細(xì)流路lie的直 徑非常小，因此，因表面張力而導(dǎo)致在該注入壓力程度下微量流體14不能 流過連接微細(xì)流路lle，而在連接微細(xì)流路的入口或出口停止。接著，從氣體供給孔lib向第一微細(xì)流路lla供給氣體。此時(shí)，液體供 給孔llc預(yù)先與大氣連通。其結(jié)果如圖6所示，在第一稱取部lld內(nèi)以一定 量的微量流體的形式殘留有第一微量流體14a。這樣，為了使微量流體14a 殘留于第一稱取部lld，在供給氣體時(shí)優(yōu)選預(yù)先關(guān)閉第二流路12側(cè)使其不 與大氣連通。連接微細(xì)流路lie非常細(xì)，在該連接微細(xì)流路lle，當(dāng)毛細(xì)管 反作用力發(fā)生作用時(shí)，也可密閉第二微細(xì)流路12側(cè)。接著，利用后述的流路開閉裝置的閥等關(guān)閉第 一微細(xì)流路11 a的液體供 給孔llc側(cè)的一部分，在該狀態(tài)下，從氣體供給孔lib向第一孩i細(xì)流路lla 供給氣體。其結(jié)果是，如圖7所示，在第一稱取部lld稱取的第一微量流
體14a輸出到第二微細(xì)流路12內(nèi)。由于在第 一稱取部1 ld稱取的第 一微量流體14a的體積與該第 一稱取部 lld的容積相等，故根據(jù)本實(shí)施方式，可以將一定量的第一微量流體14a切 實(shí)地輸出到第二微細(xì)流路12內(nèi)。作為上述流路開閉裝置，可以由能夠在微細(xì)流路的 一部分打開的狀態(tài) 和將其關(guān)閉的狀態(tài)之間適當(dāng)切換的閥形成。作為這樣的閥，可以使用在電 磁閥或壓電元件等驅(qū)動元件上連接限制器(7卜、;/八。一)而得到的機(jī)構(gòu)，該限 制器可以在流路變細(xì)的狀態(tài)和打開流路的狀態(tài)之間移動。另外，如圖4(a)所示，也可使用將粘彈性限制器41與采用氣體或液 體進(jìn)行驅(qū)動的限制器驅(qū)動源42組合而成的流路開閉裝置。在此，粘彈性限 制器41包括具有彈性且隨著流路內(nèi)壓力的增大而可移動的合適材料例如彈 性體或凝膠等。當(dāng)輸送的微量流體為水溶液時(shí)，優(yōu)選使用非水溶性粘彈性 體，當(dāng)輸送的微量流體為有機(jī)溶劑時(shí)優(yōu)選使用非有機(jī)溶劑溶解性粘彈性體。如圖4(a)所示，在可開閉的液體纟鼓細(xì)流路lla的一部分，形成有可 收納粘彈性限制器41的限制器流路部43。在本實(shí)施方式中，限制器流路部 43具有三個(gè)圓形部分重疊且在與樣i細(xì)流路lla的延伸方向垂直的方向上排 列的形狀。在該三個(gè)的圓形部43a 43c中， 一個(gè)圓形部43a設(shè)于所述第一 微細(xì)流路lla的中途，剩下的圓形部43b、 43c配置于第一微細(xì)流路lla的 側(cè)面。圖4 (a)中，粘彈性限制器41填充于第二、第三圓形部43b、 43c 內(nèi)，在該狀態(tài)下，樣B田流路1 la構(gòu)成打開狀態(tài)。如圖4(b)所示，從驅(qū)動源42生成氣體，利用其壓力，使粘彈性體限 制器41向側(cè)面移動。其結(jié)果是，粘彈性體限制器41移動到第一、第二圓 形部43a、 43b—側(cè)，與第一圓形部43a的內(nèi)面緊靠。因此，第一微細(xì)流路 lla成為關(guān)閉狀態(tài)。這樣，可以將第一微細(xì)流路lla從打開狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)。另外，為 了再次返回到打開狀態(tài)，例如預(yù)先將第二驅(qū)動源與第一圓形部43a連結(jié)，從 第二驅(qū)動源側(cè)再次供給氣體，從而將粘彈性限制器41移動到圖4 (a)的狀 態(tài)即可?；蛘?，也可如下返回到打開狀態(tài)，即，連接氣體抽吸源來代替氣體驅(qū) 動源42，利用抽吸使限制器41從圖4 (b)所示的狀態(tài)返回到圖4 (a)所 示的打開狀態(tài)。
回到圖3，通過將上述流路開閉裝置設(shè)于第一微細(xì)流路lla的中途，如 上所述，可以利用從氣體供給孔llb供給的氣體的壓力，在第一稱取部lld 稱取一定量的第一微量流體14a,并且如上所述，將其輸出到第二微細(xì)流路 12。同樣地，在第三微細(xì)流路13a，與上述同樣地，可以利用第二稱取部13d 稱取與第二稱取部13d的容積對應(yīng)的第二微量流體，并將其輸出到第二微 細(xì)流^各12。另外，第二稱取部13d具有與第二微量流體的體積對應(yīng)的容積，在本 實(shí)施方式中，如圖8的局部概略放大平面圖所示，第二稱取部13d在前端 還具有寬度比構(gòu)成第二稱取部13d的微細(xì)流路窄的連接微細(xì)流路13e。通過設(shè)置上述連接微細(xì)流路llc、 13e，在將第一、第二微量流體輸出 到第二微細(xì)流路12之前，可以切實(shí)地抑制微量流體向第二微細(xì)流路12側(cè) 的泄漏。當(dāng)微量流體為水溶液且連接微細(xì)流路的壁面為親水性時(shí)，微量流 體停滯于微細(xì)流路的出口 。另外，當(dāng)微量流體為水溶液且連接微細(xì)流路的 壁面為疏水性時(shí)，微量流體停滯于微細(xì)流路的入口。并且，當(dāng)微量流體為 油性溶液且連接微細(xì)流路的壁面為親水性時(shí)，微量流體停滯于微細(xì)流路的入口，另外，當(dāng)微量流體為油性溶液且連接微細(xì)流路的壁面為疏水性時(shí)， 微量流體停滯于微細(xì)流路的出口 。特別是，降低第一、第二稱取部lld、 13d在第二流路12上開口的部分 的壁面的潤濕性來替代上述連接微細(xì)流路lle、 13e，由此，也可抑制第一 微量流體14a或第二微量流體從向上述第二微細(xì)流路12開口的部分泄漏。 作為降低潤濕性的方法，可釆用已知的局部疏水處理方法。在本實(shí)施方式中，第二稱取部13d在第二微細(xì)流;洛12上開口的開口部 13f和第一稱取部11f在第二微細(xì)流路12上開口的開口部lie,在第二微細(xì) 流路12的微量流體的流向上，配置于不同位置。即，開口部13f和開口部 llf在圖8中相隔距離R。另外，距離R為開口部13f和開口部llf的中心 之間3巨離。第一稱取部lld的開口部llf和第二稱取部13d的開口部13f也可在第 二微細(xì)流路12上相對配置。但是，使兩者相對配置，并且在大致相同的時(shí) 機(jī)從第一、第二稱取部lld、 13d將第一、第二微量流體輸出到第二微細(xì)流 路12中是非常困難的。即便在相同的時(shí)機(jī)驅(qū)動流路開閉裝置等，實(shí)際上，
第一、第二微量流體的輸出時(shí)機(jī)也會稍有偏差。若第一、第二微量流體輸出的時(shí)機(jī)稍有偏差，會導(dǎo)致一邊的微量流體 附著在另 一邊稱取部開口部分，另 一邊稱取部稱取的微量流體發(fā)生泄漏， 從而難以以正確的體積比來混合第 一 、第二微量流體。與此相反，在本實(shí)施方式中，第一稱取部lld的開口部lle和第二稱取 部13d的開口部13d相隔上述距離R。因此，當(dāng)?shù)谝缓量流體14a從第一稱 取部lld輸出的時(shí)機(jī)和第二微量流體從第二稱取部13d輸出的時(shí)機(jī)存在差 異時(shí)，例如，第一微量流體14a先輸出到下游部時(shí)，第一微量流體14a不易 附著在第二稱取部13d的開口部13e。因此，在第二稱取部13d稱取的微量 流體不易泄漏。即，上述距離R優(yōu)選設(shè)置成防止輸出的微量流體與另一稱 取部的開口部接觸所需的足夠距離。特別是，若上述距離R過長，則如圖8(b)的概略圖所示，從第一稱 取部11d輸出的第一微量流體14a和從第二稱取部13d輸出的第二微量流體 13b的液滴相距甚遠(yuǎn)，在它們之間形成空氣層X。因此，空氣的氣泡擠入到 它們之間，可能難以充分混合微量流體14a和微量流體14b。因此，如圖8 (a)所示，距離R優(yōu)選為使得兩者靠近到第一微量流體 14a和第二微量流體14b之間不會巻入氣泡的程度。但是，即便上述距離R較大，通過充分增大第二微細(xì)流路12的匯合部 12a的寬度W，也可防止空氣擠入。即，如圖8 (c)所示，優(yōu)選為，位于 匯合部12a的第二微細(xì)流路12的寬度W比輸出的第一微量流體14a在上述 寬度W方向上的尺寸大，以使在第一微量流體14a的輸出結(jié)束的階段，第 一微量流體14a不會接觸開口部14e相反側(cè)的第二微細(xì)流路內(nèi)壁。此時(shí)，即 便在第一微量流體14a和第二微量流體14b之間形成空氣層，在輸送第二微 量流體14b時(shí)，空氣通過第一孩t量流體14a和相反側(cè)的流路內(nèi)壁之間而逸 出。因此，空氣不易擠入。回到圖3，通過從設(shè)于第二微細(xì)流路12上游側(cè)的氣體供給孔12d供給 氣體，上述第一、第二微量流體14a、 14b在匯合的狀態(tài)下流到下游側(cè)。接 著，如圖9所示，在混合部12b,由于微細(xì)流路的平面形狀采用上述第二微 細(xì)流路12b的寬度方向兩側(cè)的形狀不對稱的形狀，故混合微量流體14c被混 合。即，在混合微量流體14c內(nèi)因上述非對稱而生成渦流，混合微量流體 14c被攪拌而切實(shí)地被混合。在此，第二微細(xì)流路12 —側(cè)的內(nèi)壁12e面向
相反側(cè)的內(nèi)壁12f，越往下游側(cè)越靠近而形成錐形。因此，在上述混合微量 流體14內(nèi)生成渦流，利用攪拌作用，第一、第二微量流體被充分混合。因此，在本實(shí)施方式中，在混合單元11內(nèi)或混合單元11的下游側(cè)不需 要設(shè)置大的混合室。不需要混合室在實(shí)現(xiàn)微量流體設(shè)備的集成化、短時(shí)間 處理化、相互連接性方面是具有優(yōu)勢的。在本實(shí)施方式中，充分混合后的混合樣i量流體從設(shè)于混合部12b下游 側(cè)的排出部12c排出。另外，在本實(shí)施方式中，從第一混合單元ll的排出 部12c排出的混合微量流體14c從后述的第一入口端供給到第二混合單元 21的第一稱取部。即，第一混合單元11的混合結(jié)果被第二混合單元21利 用。在混合微量流體的第一混合單元11處直接連接第二混合單元21而構(gòu) 成多級結(jié)構(gòu)，由此，與單級結(jié)構(gòu)相比，可荻得較高稀釋倍率的微量流體。另外，在本實(shí)施方式中，與第一稱取部lld相比，容積大的第二稱取 部13d的開口部位于匯合部12a的上游側(cè)。與此相對，如圖10的變化例所 示，也可將第一稱取部lld配置成在第二稱取部13d的上游側(cè)的匯合部12a 處開口。在該變化例中，使上游側(cè)的第一稱取部lld的容積比下游側(cè)的第 二稱取部12d的容積大即可。與此相對，如圖11中的其他變化例所示，也可將多個(gè)第二稱取部13d、 13d與匯合部12a連接。此時(shí)，可提高第二微量流體的混合比例。另外，如圖12的變化例所示，也可在第二微量流路12中，使設(shè)置有 第一稱^l部lld開口的開口部llf的相反側(cè)的壁面向該開口部llf側(cè)突出， 由此，縮小輸出第一微量流體14a的部分的第二微細(xì)流路12的寬度。此時(shí)， 即使第 一稱取部的容積很小，第 一微量流體也會到達(dá)匯合部的相反側(cè)的壁 面，因此就算第一稱取部和第二稱取部的容積比率小，也可穩(wěn)定地進(jìn)行運(yùn) 行。例如，可以使第一、第二微量流體以一比一的比例在匯合部12a混合。并且，如圖12 (b)的變化例所示，第二微細(xì)流路12也可在微量流體 的流動方向的中途即匯合部12a設(shè)置寬度比其余部分要窄的窄部12f。在此， 匯合部12a在微量流體的流動方向的中央具有窄部12f。而且，第一稱取部 lld在窄部12f的上游側(cè)設(shè)置開口部llf,第二稱取部13d在窄部12f的下游 側(cè)設(shè)置開口部13f。在此同樣地，在窄部12f的下游側(cè)，如果將第二微細(xì)流路12的寬度設(shè) 為比從第二稱取部13d輸出的微量流體的液滴的直徑大，則可防止空氣的
擠入并且可以將第一、第二微量流體在匯合部12a匯合。即，利用來自氣體 供給孔12d的氣體壓力，使輸出到上游側(cè)的第一微量流體14a向下方移動 時(shí)，位于第一微量流體14a和第二微量流體14b之間的空氣從下游側(cè)逸出。 因此，第一、第二微量流體14a、 14b在不擠入氣泡的情況下被匯合。其中， 第一微量流體和第二微量流體在匯合后必須成為填滿第二微細(xì)流路12的寬 度的液滴。本發(fā)明的 一種微量流體設(shè)備至少具有連接了第 一 、第二混合單元的結(jié) 構(gòu)。此時(shí)，混合單元如上所述具有第一 第三微細(xì)流路，第二微細(xì)流路從 上游側(cè)開始具有匯合部、混合部及排出部。這樣的第一、第二混合單元能 以多種方式連接。參照圖13 ~圖17分別說明第二混合單元與這樣的第一混合單元連接的 連接方式的變化例。圖13是示意地表示與圖1所示的上述實(shí)施方式同樣地，第一、第二混 合單元利用第一混合單元中的混合結(jié)果而連接的結(jié)構(gòu)的平面圖。在此，與 上述實(shí)施方式同樣地，在第一混合單元11的后端連接有第二混合單元21。 在圖13以下的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)的附圖中，適當(dāng)?shù)貙⒒旌蠁卧傲髀烽_閉裝置 等以用虛線包圍的方框表示出來。圖13所示的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)61與上述實(shí)施方式同樣地，在第一混合單 元11的下游側(cè)連接有第二混合單元21。在此，可以表示第一混合單元11 具有第一 第三入口端A C和第一-第三出口端D F。即，在第一入口 端A和第一出口端D之間連接有第一孩"田流路lla。在第一孩i細(xì)流路lla 上連接有第一稱取部lld的一端，第一稱取部lla的另一端與第二微細(xì)流路 12連接。在第二入口端B和第二出口端E之間連接有第二微細(xì)流路12。在 第三入口端C和第三出口端F之間連接有第三微細(xì)流路13。第二出口端E 相當(dāng)于與排出部連接并將混合的微量流體排出到外部的部分。另外，第三 出口端F與流路開閉裝置62連接。第二混合單元21的第 一入口端A與第 一混合單元11的第 一 出口端D 連接，第二混合單元21的第二入口端B與氣體供給孔連接。第三入口端C 與上述第一混合單元11的第二出口端E連接。因此，從第二混合單元21 的第三入口端C供給在第一混合單元11被混合的混合#:量流體，并在第二 混合單元11的第二稱取部13d稱取該微量流體。 因此，在第二混合單元21中，利用在第一混合單元11混合后的結(jié)果。 因此，當(dāng)釆用從第一稱取部lld供給稀釋液的結(jié)構(gòu)時(shí)，通過如上所述連接 第一、第二混合單元ll、 21，可以更高倍率地進(jìn)行稀釋。另外，在上述第二混合單元21的第三出口端也連接有流路開閉裝置63。 同樣地，在第二混合單元21的第一出口端D也連接有流路開閉裝置64， 被高倍率地稀釋后的微量流體從第二出口端E輸出，并輸送到設(shè)于后端的 測量部或反應(yīng)部。圖14是示意地表示在上述第一、第二混合單元11、 21的下游側(cè)，進(jìn)一 步連接第三混合單元31的結(jié)構(gòu)的平面圖。這樣，也可在第一、第二混合單 元ll、 21的下游側(cè)進(jìn)一步連接一個(gè)以上的混合單元31。另外，在圖14所 示的結(jié)構(gòu)中，第一-第三混合單元11、 21、 31的各第三出口端F分別與流 路開閉裝置62、 63、 65連接，在該出口端F和流路開閉裝置之間形成有分 支流路，該分支流路與收納腔71連接。也可采用反應(yīng)池來代替收納腔71。因此，在與第一 ~第三混合單元的各第三出口端F連接的收納腔71 、 71、 71中，分別準(zhǔn)備有不同稀釋倍率的微量流體。并且，在與第三混合單 元31的排出部連接的第二出口端E,同樣地連接有流路開閉裝置66和收納 腔71，在該收納腔71中也準(zhǔn)備有不同稀釋倍率的微量流體。圖15是示意地表示圖14所示的微量流體結(jié)構(gòu)的變化例的平面圖。在 圖14中，上述收納腔71連接在第一-第三混合單元11、 21、 31的第三出 口端F和流路開閉裝置之間，在圖15中，在第一混合單元的第三入口端C 的前端連接有收納腔81,并且在第一 第三混合單元11、 21、 31的第二出 口端E的下游側(cè)分別連接有收納腔82 ~ 84。在該收納腔82 ~ 84中，測量各 階段的混合單元ll、 21、 31中的混合結(jié)果。利用具有圖14或圖15所示的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)的微量流路設(shè)備，可以實(shí) 施本發(fā)明的微量液體稀釋方法。例如，在圖14所示的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)中，在 第一混合單元11的第一稱取部lld，稱取作為第一微量流體的稀釋液。另 一方面，在第二稱取部13d，稱取作為第二微量流體的需要稀釋的被檢測物。 該被檢測物和稀釋液在第 一混合單元11 一皮混合，并經(jīng)由第二出口端E從第 一混合單元11的第二微細(xì)流路12的排出部排出。接著，在第二混合單元 21中，在第一稱耳又部lld，與第一混合單元11的情況相同，在第一稱取部 1 ld稱取作為第一微量流體的稀釋液。
另一方面，在第二稱取部13d，稱取作為第一混合單元11的混合結(jié)果 的上述被檢測物稀釋液即從出口端E排出的、作為第一混合微量流體的被 檢測物稀釋液。在圖14中，在第二混合單元21的第三出口端F配置有收 納腔71，在該收納腔71內(nèi)收納有上述第一混合微量流體即第一被檢測物稀 釋液。另外，在第二混合單元21中，第一被檢測物稀釋液和稀釋液混合， 將得到的作為第二混合微量流體的被檢測物稀釋液從第二混合單元21的出 口端E排出，并將其供給到通過第三混合單元31的出口端F連接的收納腔 71中。因此，濃度不同的第一、第二被檢測物稀釋液被供給至與第二混合 單元21及第三混合單元31的側(cè)面連接的各收納腔71、 71。在圖15所示的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)中，向連接在第一混合單元11和第二混合 單元21之間的收納腔82中供給第一被檢測物稀釋液，向連接在第二混合 單元21和第三混合單元31之間的收納腔83中供給第二被檢測物稀釋液。這樣，通過使用圖14及圖15所示的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)，可以實(shí)施本發(fā)明 的微量液體稀釋方式，并得到濃度不同的多種被檢測物稀釋液。另外，在 圖14及圖15中，如前所述，進(jìn)一步連接有第三混合單元31，故可提供濃 度不同的三種被檢測物稀釋液。另外，如后述實(shí)施方式所述，也可在第一、第二混合單元的后端連接 更多的混合單元，此時(shí)，在第一、第二混合單元的下游側(cè)連接n-2個(gè)(n為 自然數(shù))的混合單元時(shí)，可得到濃度不同的n種被檢測物稀釋液。另外，與圖14及圖15所示的情況相反，也可在第一稱取部稱取被檢 測物，在第二稱取部稱取稀釋液。并且，圖16是示意地表示更多的混合單元連接成矩陣狀的微細(xì)流路結(jié) 構(gòu)的平面圖。在此，第一-第三混合單元11、 21、 31與圖14所示的微細(xì) 流路結(jié)構(gòu)具有相同的結(jié)構(gòu)。特別是，在各混合單元ll、 21、 31的各第三出 口端F，不僅連接有流路開閉裝置和收納腔，而且在第三出口端還連接了由 第四、第五混合單元串聯(lián)連接而成的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)。即，將第一 第三混 合單元ll、 21、 31設(shè)為兩方向時(shí)，在由行和列構(gòu)成的矩陣的列方向上，第 四、第五混合單元91、 92與各混合單元11、 21、 31連接。第四、第五混 合單元的連接結(jié)構(gòu)與第一、第二混合單元相同。即，第四、第五混合單元91、 92與第一、第二混合單元ll、 21的連接 關(guān)系同樣地連接，以便在第五混合單元92利用第四混合單元91的混合結(jié)
果。另外，在第五混合單元的第二出口端E，連接有流路開閉裝置93及收 納腔。在第四、第五混合單元91、 92的各第三出口端F, F，同樣地連接有 流路開閉裝置93及收納腔。因此，在圖16所示的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)中，若從各混合單元中的第一稱取 部lld和第二稱取部13d輸出相同量的微量流體，則配置成矩陣狀的多個(gè) 收納腔中的稀釋倍率分別如下。稀釋倍率指的是，例如在第一混合單元11 的第二稱取部13d稱取原液并在以下各混合單元進(jìn)行稀釋時(shí)，混合微量流 體中原液的比例。例如，在收納腔101a中，由于具有最初的原液，故稀釋 倍率為1/1，在收納腔101b中，原液的稀釋倍率變?yōu)?/3。即，在位于與第 一混合單元11連接的第四、第五混合單元91、 92側(cè)面的收納腔101a~ 101c 中，稀釋倍率分別為1/1、 1/3、 1/32。在配置于與第二混合單元21連接的第 四、第五混合單元側(cè)面的收納腔102a~ 102c中的稀釋倍率分別為1/33、 1/34、 1/35。同樣地，在配置于與第三混合單元31下側(cè)連接的第四、第五混合單 元側(cè)面的收納腔103a~ 103c中，稀釋倍率分別為1/36、 1/37、 1/38。另外，在配置于與第三混合單元31的第二出口端連接的第四、第五混 合單元側(cè)面的收納腔104a~ 104c中，稀釋倍率分別為1/39、 1/310、 1/311。 因此，可制作下述微量流體設(shè)備，即如上所述，通過將收納腔101a-104c 配置成矩陣狀，可在短時(shí)間內(nèi)自動制作一系列的稀釋倍率系列。另外，不 言而喻，根據(jù)各混合單元的混合比的選擇方法不同，也可制作與上述不同 的稀釋倍率系列。例如，通過替換為可進(jìn)行圖13所示的一比一混合的混合 單元，也可構(gòu)成的1/2"的稀釋倍率系列。這樣，可容易地提供多種稀釋倍 率的微量流體。圖17是示意地表示本發(fā)明的微量流體設(shè)備中的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)的其他變 化例的平面圖。在上述實(shí)施方式及變化例中，第一、第二混合單元相連接 以便利用第一混合單元的混合結(jié)果，但如圖17所示，也可將第一混合單元 111和第二混合單元121并聯(lián)連接。在此，第一混合單元111的第一稱取部 llld和第二混合單元121的第一稱取部121d利用第一微細(xì)流路llla進(jìn)行 共同連接。同樣地，第一混合單元121的第二稱取部113d和第二混合單元121的 第二稱取部123d利用第三微細(xì)流路113a進(jìn)行共同連接。另外，在設(shè)于第一 、 第二混合單元lll、 121的各第二微細(xì)流路112、 122下游側(cè)的排出部，分別
連接有收納腔131、 132。因此，從與第一、第二混合單元lll、 121連接的 各收納腔131、 132,可得到相同稀釋倍率的微量流體。換言之，第一混合單元的第一、第三出口端D、 F分別與第二混合單元 121的第一、第三入口端A、 C連接，從各混合單元111、 121的第二出口 端E、 E輸出相同倍率的微量流體。另外，在本發(fā)明中，也可組合使用下述兩種連接形式圖17所示的得 到相同稀釋倍率的微量流體的并聯(lián)連接形式和上述實(shí)施方式及變化例所示 的連接形式。在上述實(shí)施方式中，在第二微細(xì)流路中，混合部位于寬度方向兩側(cè)的 壁面不對稱， 一側(cè)的壁面面向另 一側(cè)的壁面越往下游側(cè)越靠近而形成錐形。 混合部的形狀并不限于這種形狀。例如，如圖18 (a)所示，混合部12b也 可形成為一側(cè)的壁面12b!朝向下游側(cè)先擴(kuò)展，接著，呈直線狀地變化以靠 近相反側(cè)的壁面12b2，另一側(cè)的壁面12b2同樣地，在與壁面12b!不同的部 分向外側(cè)膨脹，之后逐漸靠近相反側(cè)的壁面121^。另外，如圖18(b)所示，兩壁面12b,、 12b2的平面形狀也可為類似相 位不同的正弦函^t的形狀，此時(shí)，孩t細(xì)流;洛的寬度方向兩側(cè)的壁面也配置 成不對稱。并且，也可將位于微細(xì)流路上面及下面的壁面配置成不對稱來替代寬 度方向兩側(cè)的壁面配置成不對稱的結(jié)構(gòu)，或者組合使用下述兩種結(jié)構(gòu)寬 度方向兩側(cè)的壁面配置成不對稱的結(jié)構(gòu)和位于上面及下面即基板厚度方向 兩側(cè)的壁面配置成不對稱的結(jié)構(gòu)。無論是哪種情況，由于微細(xì)流路在寬度方向兩側(cè)及基板厚度方向兩側(cè) 的至少一種情況下為不對稱，故在微量流體流動時(shí)，生成渦流，從而可以 充分混合微量流體。因此，不需要另外形成較大的混合室或盤管狀(小狀)的混合部，故可謀求微量流體設(shè)備的小型化。上述微量流體設(shè)備可用于例如物質(zhì)的分離/分析、生物化學(xué)、化學(xué)反應(yīng) 或蛋白質(zhì)結(jié)晶等，從用途方面來說，優(yōu)選用后即丟棄或僅在有限的使用次 數(shù)內(nèi)進(jìn)行交換，但也可長久地使用。此時(shí)，也可與分注機(jī)(分注機(jī))或測 定儀等器件一體地使用。以下論述本發(fā)明可使用的材料。上述微量流體設(shè)備的基板材料只要能夠?qū)崿F(xiàn)上述流路結(jié)構(gòu)，對其種類
不作限定，可以使用無機(jī)材料或有機(jī)材料。作為材料，可列舉聚二曱基硅 氧烷(PDMS)、玻璃、硅、石英、熱塑性樹脂、因光或熱而引起硬化的熱 固性樹脂或其他樹脂、金屬、陶瓷及它們的組合物等。樹脂組合物，只要是以熱塑性樹脂那樣的粘合樹脂為主體，利用光的照射而生成氣體的樹脂組合物即可，沒有特別的限定，優(yōu)選通過照射330nm~ 410nm的光而生成氣體的 一對脂組合物。作為上述樹脂組合物，也可為包含粘合樹脂和利用光的照射而生成氣 體的氣體生成劑的樹脂組合物。作為粘合劑樹脂,可選擇聚酯、聚(曱基)丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、 聚苯乙烯、聚醚、聚氨基曱酸乙酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺等熱塑 性樹脂、聚乙烯醇、丁縮醛等乙縮醛樹脂、具有刺激響應(yīng)氣體產(chǎn)生能的聚 氧烯烴樹脂等。作為光照射引發(fā)氣體產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生劑，上述氣體產(chǎn)生劑沒有特別的 限制，例如可以使用重氮化合物、疊氮化合物等、聚氧烯烴樹脂、光氧產(chǎn) 生劑和碳酸氫鈉的混合物等，優(yōu)選重氮化合物、疊氮化合物，因?yàn)槠錃怏w 產(chǎn)生效率高。作為上述偶氮化合物，可以舉例，2,2，-偶氮雙(N-丁基-2-曱基丙酰胺)、 2,2，-偶氮雙(2-曱基-N-[l,l-二(羥甲基)-2-羥乙基]丙酰胺}、 2，2，-偶氮雙{2-曱基-N-P- (l-羥丁基)]丙酰胺}、 2,2，-偶氮雙[2-曱基-^ (2-羥乙基)丙酰 胺]、2,2，-偶氮雙[N- (2畫丙烯基)-2-曱基丙酰胺]、2,2，-偶氮雙(N-丁基陽2隱 曱基丙酰胺)、2，2，-偶氮雙(N-環(huán)己基-2-曱基丙酰胺)、2，2，-偶氮雙[2-(5-曱 基_2_咪唑啉_2_基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2，-偶氮雙[2-(2_咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽 酸鹽、2，2，-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二碌u酸鹽二水合物 (disulfatedihydrate, ^廿小7工Y卜八< K 口 P —卜)、2,2，-偶氮雙 [2-(3,4，5,6-四氫嘧啶-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2，-偶氮雙{2-[1-(2-羥乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二鹽酸鹽、2,2，-偶氮雙[2- (2-咪唑啉-2-基)丙烷]、2，2，-偶氮雙(2-曱基丙酰脒)鹽酸鹽、2,2，-偶氮雙(2-氨基丙烷)二鹽酸鹽、2,2，-偶氮雙[N- (2-羧基酰基)-2-曱基-丙酰脒(pr叩ioneamidine， 7°口匕。才乂7 ;夕、V乂) ]、 2，2，-偶氮雙(2-[N-(2-羧基乙基)脒]丙烷}、 2,2，-偶氮雙(2-曱 基丙酰胺肟)、2，2，-偶氮雙(2-曱基丙酸曱酯)、2，2，-偶氮雙異丁酸曱酯、4,4，-
偶氮雙(4-氰基碳酸)(4，4，-7 、/匕、、7 (4-cyan carbonic acid, 4- 、>7 乂力求 二y夕":y K) )、 4,4，-偶氮雙(4-氰基戊酸)、2，2，-偶氮雙(2,4,4-三曱基 戊烷)等。其中優(yōu)選2,2，-偶氮雙(N-丁基-2-曱基丙酰胺)、2,2，-偶氮雙(N-丁基-2-曱基丙酰胺)、2，2，-偶氮雙(N-環(huán)己基-2-曱基丙酰胺)。這些偶氮化 合物通過光、熱等刺激而產(chǎn)生氮?dú)?。作為上述疊氮化合物，可以舉例，3-疊氮基曱基-3-曱基氧雜環(huán)丁烷、 對苯二曱酰疊氮、對叔丁基苯酰疊氮；將3-疊氮基曱基-3-曱基氧雜環(huán)丁烷 開環(huán)聚合得到的縮水甘油基疊氮聚合物等具有疊氮基的聚合物等。作為光產(chǎn)酸劑，可以使用雙(環(huán)己基磺?；?二偶氮曱烷、雙(叔丁 基磺?；?二偶氮曱烷、雙(對曱苯磺?；?二偶氮曱烷、三苯基锍三氟 曱磺酸鹽、二曱基-4-曱基苯基锍三氟曱磺酸鹽、二苯基-2,4,6-三甲基苯基锍 對曱苯磺酸鹽等二偶氮二砜類、三苯基锍類等偶氮二砜類、三苯基锍類等 光產(chǎn)酸劑等。此外，為了提高響應(yīng)性，上述光響應(yīng)產(chǎn)氣性樹脂組合物中也可含有公 知的增敏劑。作為增敏劑，可以舉例，苯乙酮類、二苯曱酮、米貴酮、苯偶酰、苯 偶因、苯偶因醚、千基二曱基酮縮醇、苯曱酰苯曱酯、a-酰肟酯(acyloxim ester，7、乂口年、>厶工7于/1<)、四曱基秋蘭姆單硫化物、噻噸酮、脂肪族胺、 含有芳香基的胺、哌啶等氮雜環(huán)類、烯丙基硫脲、鄰曱苯基硫脲、二硫代 磷酸二乙基鈉、芳香族亞磺酸的可溶性鹽、N,N-二取代對氨基千腈類化合 物、三正丁基膦、N-亞硝基羥基胺衍生物、魂唑烷化合物、四氫-1，3-魂。秦 化合物、曱醛或乙醛與二胺的縮合物、蒽(或其衍生物)、黃噪呤、N-苯基 甘氨酸、酞菁、萘菁、硫菁等菁染料類卟啉(或其衍生物)等。這些增敏 劑可單獨(dú)使用也可將兩種以上合用。向光學(xué)窗口照射光時(shí)，氣體生成室內(nèi)部的光響應(yīng)產(chǎn)氣性樹脂組合物生 成氣體，氣體的生成在被光照射的光響應(yīng)產(chǎn)氣性樹脂組合物的表面最劇烈。 因此，為了易于生成氣體且易于從微細(xì)流路排出生成的氣體，優(yōu)選在氣體 生成室內(nèi)在光響應(yīng)產(chǎn)氣性樹脂組合物和光學(xué)窗口之間形成空氣層。另外，若光響應(yīng)產(chǎn)氣性樹脂組合物的表面形成有凹凸，則表面積增大， 容易放出氣體，故是優(yōu)選的，并且，優(yōu)選為在氣體生成室內(nèi)，光響應(yīng)產(chǎn)氣 性樹脂組合物和光學(xué)窗口以多點(diǎn)形式接觸而形成多個(gè)接觸部和空氣層。
在微量流體設(shè)備中，因使用多種試樣、稀釋液、洗脫液等， 一個(gè)微量 流體設(shè)備需要多個(gè)微型泵，故優(yōu)選在基板上形成多個(gè)氣體生成室。另外， 由于需要對氣體生成室照射光，故優(yōu)選氣體生成室形成于基體的一個(gè)面。本發(fā)明的微量液體稱取結(jié)構(gòu)的制造方法可以是能夠?qū)崿F(xiàn)上述微量液體 稱取結(jié)構(gòu)的任意方法，例如，可列舉機(jī)械加工、以注射成形或壓縮成形為代表的轉(zhuǎn)印技術(shù)、納米印刷光刻法(于乂一 乂7。y 乂卜u 乂夕、'，7^—)、覺鑄成形、電鑄、干蝕刻(RIE、正、IBE、等離子體蝕刻、激光蝕刻、激光 燒蝕、噴射加工、電火花加工、LIGA、電子束蝕刻、FAB)、濕式蝕刻(化 學(xué)浸蝕)、光造型或陶瓷敷設(shè)等一體成形、將各種物質(zhì)涂敷、蒸鍍、'減射或 堆積成層狀并部分地去除而形成微細(xì)結(jié)構(gòu)物的表面微加工(Surface Micro-machining )、利用一張以上的片狀物質(zhì)(薄膜、膠帶等)形成開口部 分而形成槽的方法、利用噴墨器(ink jet)或分離器(disposition)滴下并注入流 路構(gòu)成材料而形成的方法等。為了制成微量流體設(shè)備，在上述方法中也可使用掩模。只要能夠最終 制成微量流體設(shè)備，掩模可以任意設(shè)計(jì)，也可設(shè)置多個(gè)。掩模通常設(shè)計(jì)成 將流路投影為平面得到的形狀，但在對貼合的流路構(gòu)成件的兩側(cè)進(jìn)行加工 時(shí)或使用多個(gè)部件形成流路時(shí)等情況下，可使用多個(gè)掩?；蚓植坎皇褂醚?模而直接進(jìn)行加工，故掩模的形狀并不限于最終流路形狀的投影。作為用 于光固化性樹脂等電磁波屏蔽用掩模，可例舉對水晶或玻璃涂敷鉻而形成 的掩模，或?qū)渲谋∧みM(jìn)行激光烘烤處理(焼含付^)而得到的掩模等。上述掩模也可如下制成例如使用計(jì)算機(jī)，并利用適當(dāng)?shù)能浖?，對?述流路結(jié)構(gòu)的至少局部進(jìn)行描繪，再印刷到透明的樹脂薄膜上而制成。為 了制作上述掩?；蚰钙?7 7夕 一于y 7°)而使用的計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介 質(zhì)(其中收納有利用上述軟件描繪的上述流路結(jié)構(gòu)的至少一部分的電子信 息)，或生成上述流路結(jié)構(gòu)圖案的程序代碼及其存儲介質(zhì)也包含在本發(fā)明中。 在此，作為適當(dāng)?shù)挠涗浗橘|(zhì)，例如可列舉軟盤、硬盤、磁帶等磁性介質(zhì)， CD-ROM、 MO、 CD-R、 CD-RW、 DVD等光盤，半導(dǎo)體存儲器等。另外，在制作微量流體設(shè)備時(shí)，也可利用上述方法制作直接片(直接于 、7 7°),也可將其作為模具進(jìn)行微量流體設(shè)備成形。當(dāng)然，還可將其制成模 型來成形微量流體設(shè)備。本發(fā)明的微量流體設(shè)備也可為將上部基板和下部基板貼合的兩層結(jié)
構(gòu)。作為貼合的方法，可例舉利用粘接劑進(jìn)行粘接、利用底涂料(7。，^ 7—)進(jìn)行樹脂接合、擴(kuò)散接合、陽極接合、共晶接合、熱熔接、超聲波 接合、激光熔融、采用溶劑/溶解溶劑進(jìn)行貼合、粘接膠帶、接合膠帶、壓 接、利用自吸附劑進(jìn)行接合、物理方式的保持、凹凸組合等。另外，也可 通過保持連接結(jié)構(gòu)并使多層基板重合來實(shí)現(xiàn)。另外，也可不需要進(jìn)行貼合處理而采用將上述流體分支部分和獨(dú)立流 路一體形成的方法。具體來說，可利用光造形法等一體成形法來形成包含 封閉空間的結(jié)構(gòu)。這樣制成的片的一邊的長度、形狀、厚度并沒有限定，例如可設(shè)定一邊為5mm~ 100mm的^壬意^f直。
權(quán)利要求
1. 一種微量流體設(shè)備，具有基板和設(shè)于所述基板內(nèi)用于輸送微量流體的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)，其中，所述微細(xì)流路結(jié)構(gòu)具有第一混合單元和連接在第一混合單元下游側(cè)的第二混合單元，各混合單元具有第一稱取部，用于稱取一定量的第一微量流體，其包括容積與該一定量的第一微量流體的體積相等的微細(xì)流路；第二稱取部，用于稱取一定量的第二微量流體，其包括容積與所述一定量的第二微量流體的體積相等的微細(xì)流路；匯合部，其將由第一、第二稱取部稱取的第一、第二微量流體匯合；混合部，其與所述匯合部的下游連接，將所述第一、第二微量流體混合；排出部，其排出通過混合所述第一、第二微量流體而得到的混合微量流體；第一～第三入口端及第一～第三出口端；第一微細(xì)流路，其將第一入口端和第一出口端連接；第二微細(xì)流路，其將第二入口端和第二出口端連接，且具有所述匯合部、所述混合部及所述排出部；第三微細(xì)流路，其將第三入口端和第三出口端連接；所述第一稱取部的一端與所述第一微細(xì)流路連接，另一端在設(shè)于第二微細(xì)流路的所述匯合部開口，所述第二稱取部的一端與所述第三微細(xì)流路連接，另一端在設(shè)于第二微細(xì)流路的所述匯合部設(shè)置開口，所述第二出口端與所述排出部連接，所述第一混合單元的第一～第三出口端中的任一個(gè)出口端與所述第二混合單元的所述第一或第三入口端連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的微量流體設(shè)備，其中，所述第一混合單元的所 述第二出口端與所述第二混合單元的所述第一或第三入口端連接，由此， 在第 一混合單元混合后的微量流體在第二混合單元作為-定量的第 一或第 二微量流體而使用。
3. 如權(quán)利要求1所述的微量流體設(shè)備，其中，所述第一混合單元的所述第一出口端與所述第二混合單元的所述第一入口端連接，所述第一';昆合 單元的所述第三出口端與所述第二混合單元的所述第三入口端連接。
4. 如權(quán)利要求1 ~3中任一項(xiàng)所述的微量流體設(shè)備，其中，還具有與所 述第二混合單元的下游側(cè)連接的至少 一 個(gè)第三混合單元。
5. 如權(quán)利要求1 ~4中任一項(xiàng)所述的微量流體設(shè)備，其中，在所述第一 及/或第二混合單元中，第一稱取部的出口開口和所述第二稱取部的出口開 口在所述匯合部相對。
6. 如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的微量流體設(shè)備，其中，在所述第一 及/或第二混合單元中，所述第一稱取部的出口開口和所述第二稱取部的出 口開口，配置在所述匯合部，并位于孩i量流體流動方向上的不同位置。
7. 如權(quán)利要求6中所述的微量流體設(shè)備，其中，在第一、第二稱取部 的出口之間，設(shè)置所述第一稱取部的出口開口和所述第二稱取部的出口開 口在所述匯合部的微量流體流動方向上的距離，以使從所述第 一稱耳又部向 匯合部供給的第 一微量流體和從第二稱取部向匯合部供給的第二微量流體 之間不形成氣泡，并且，以不同時(shí)機(jī)從第一、第二稱取部向所述匯合部輸 出第一、第二微量流體時(shí)，第一、第二微量流體與第二稱取部的出口開口 或第 一稱取部的出口開口不接觸。
8. 如權(quán)利要求1 ~7中任一項(xiàng)所述的微量流體設(shè)備，其中，所述匯合部 的寬度比輸出的微量流體的尺寸大，以使該輸出的微量流體在匯合部不會 到達(dá)與該稱取部的出口開口位于相反側(cè)的壁面，該輸出的微量流體從所述 第 一 、第二稱取部中在匯合部內(nèi)的出口開口位于下游側(cè)的 一側(cè)的稱取部輸出。
9. 如權(quán)利要求1 ~ 8中任一項(xiàng)所述的微量流體設(shè)備，其中，在所述混合 部，流路寬度方向兩側(cè)的壁面不對稱，并且/或者流路的基板高度方向兩側(cè) 的壁面不對稱。
10. 如權(quán)利要求1 ~9中任一項(xiàng)所述的微量流體設(shè)備，其中，還具有第 一微型泵裝置和第二、第三微型泵裝置，該第一微型泵裝置與所述匯合部 連接，在該匯合部供給用于輸送第一、第二微量流體的氣體，第二、第三 微型泵裝置分別與所述第一、第二稱取部連接，為了在第一、第二稱取部 稱取一定量的微量流體且從第一、第二稱取部向所述匯合部輸出第一、第二微量流體而與所述第一、第二稱取部連接。
11. 如權(quán)利要求1 ~ 10中任一項(xiàng)所述的微量流體設(shè)備，其中，在多個(gè)微 細(xì)流路中，為了實(shí)現(xiàn)微量流體能夠流過各微細(xì)流路內(nèi)的狀態(tài)和停止樣i量流 體的輸送的狀態(tài)，還具有設(shè)于各微細(xì)流路的流路開閉裝置，利用該流^各開 閉裝置使微細(xì)流路呈打開狀態(tài)時(shí)，微量流體在所述微細(xì)流路內(nèi)移動，利用 所述流路開閉裝置使微細(xì)流路呈關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，微量流體的移動停止。
12. 如權(quán)利要求11所述的微量流體設(shè)備，其中，所述流路開閉裝置具 有能夠在所述打開狀態(tài)和所述關(guān)閉狀態(tài)之間移動的限制器；使該限制器 在所述打開狀態(tài)和所述關(guān)閉狀態(tài)之間移動的限制器驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
13. —種微量液體稀釋方法，使用權(quán)利要求1 ~ 12中任一項(xiàng)所述的樣吏量 流體設(shè)備，其中，具有如下步驟在所述第 一 混合單元的第 一或第二稱取部稱取作為被檢測物的第 一微 量流體，在所述第二或第一稱取部稱取作為稀釋液的第二微量流體；在所述第 一混合單元，混合作為所述被檢測物的第 一微量流體和作為 稀釋液的第二微量流體，制成混合微量流體，再將第一被檢測物稀釋液排 出；在所述第二混合單元的第 一或第二稱取部，稱取從所述第 一混合單元 排出的第 一混合微量流體的至少 一部分，在所述第二混合單元的第二或第 一稱取部，稱取作為第二或第一微量流體的稀釋液；在所述第二混合單元，將所述第一被檢測物稀釋液和所述稀釋液混合， 得到作為第二混合微量流體的第二被檢測物稀釋液，并將作為所述第二微 量流體的所述第二被檢測物稀釋液從所述第二混合單元的排出部排出；由此，得到濃度不同的第一、第二被檢測物稀釋液。
14. 如權(quán)利要求13所述的微量液體稀釋方法，其中，在所述第一、第 二混合單元的后端至少連接 一 個(gè)第三混合單元，從而能夠得到濃度不同的 至少三種#皮4全測物稀釋液。
15. 權(quán)利要求13所述的微量液體稀釋方法，其中，在第一、第二混合 單元的后端連接n-2個(gè)(n為3以上的自然數(shù))混合單元，從各混合單元的 排出部分別排出作為被檢測物稀釋液的混合流體，由此，得到濃度不同的n 種^皮^r測物稀釋液。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有微細(xì)流路結(jié)構(gòu)的微量流體設(shè)備，該微細(xì)流路結(jié)構(gòu)在內(nèi)部可容易且切實(shí)地提供各種稀釋倍率的微量流體。設(shè)于基板(2)內(nèi)的微細(xì)流路結(jié)構(gòu)具有第一混合單元(11)和與該第一混合單元(11)的下游側(cè)連接的第二混合單元(21)。各混合單元(11、21)分別具有第一～第三微細(xì)流路。由容積與一定量的第一微量流體的體積相等的微細(xì)流路構(gòu)成的第一稱取部(11d)的一端與第一微細(xì)流路(11a)連接，另一端朝設(shè)于第二微細(xì)流路(12)的匯合部(12a)開口。由容積與一定量的第二微量流體的體積相等的微細(xì)流路構(gòu)成的第二稱取部(13d)的一端與第三微細(xì)流路(13)連接，另一端朝匯合部(12a)開口。第一混合單元的第一～第三出口端中的任一個(gè)與第二混合單元(21)的第一或第三入口端連接。
文檔編號G01N37/00GK101400432SQ20078000846
公開日2009年4月1日 申請日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者實(shí) 關(guān), 山本一喜, 福井弘司 申請人:積水化學(xué)工業(yè)株式會社