(57)【要約】  光反応マイクロリアクタ（１０１）は、ハウジング上部（１０２）と、光を透過する材質からなるフタプレート（１０３）と、光の反射を抑制し、かつ熱伝導性の高い材質からなる流路プレート（１０４）と、ハウジング下部（１０５）とを備える。ハウジング上部（１０２）の窓部及びフタプレート（１０３）を介して光が流路プレート（１０４）の流路（１０９）に光が照射される。光を透過する材質からなるフタプレート（１０３）と、光の反射を抑制し、かつ熱伝導性の高い材質からなる流路プレート（１０４）とは、溶着され互いに一体となっている。
2012157052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被反応物の光反応を進行させるための光反応マイクロリアクタ（１０１）において、
上記被反応物を通過させるための流路（１０９）が形成され、熱伝導率が高く、かつ、光の反射を抑制する材質からなる流路プレート（１０４）を備えることを特徴とする光反応マイクロリアクタ。
【請求項２】
請求項１に記載の光反応マイクロリアクタにおいて、
上記流路プレート（１０４）の光反射率は、光の波長が２４０〜２６００ｎｍのとき、５．１％〜１５．３％であることを特徴とする光反応マイクロリアクタ。
【請求項３】
請求項２に記載の光反応マイクロリアクタにおいて、
上記流路プレート（１０４）の熱伝導率は、３１．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることを特徴とする光反応マイクロリアクタ。
【請求項４】
請求項３に記載の光反応マイクロリアクタにおいて、
上記流路プレート（１０４）と固着される光透過部材からなるフタプレート（１０３）を備え、このフタプレート（１０３）には、上記流路プレート（１０４）に形成された流路の流体入口と流体出口とのそれぞれ対応する位置に、流体入口（１０８）と流体出口（１０８）とが形成されていることを特徴とする光反応マイクロリアクタ。
【請求項５】
請求項４に記載の光反応マイクロリアクタにおいて、
上記フタプレート（１０３）及び上記流路プレート（１０４）を間に挟み込み固定するハウジング上部（１０２）及びハウジング下部（１０５）を備え、上記ハウジング上部（１０２）には、上記フタプレート（１０３）の上記流体入口と流体出口とそれぞれ対応する位置に、流体入口（１０７）と流体出口（１０７）とが形成されていることを特徴とする光反応マイクロリアクタ。
【請求項６】
請求項５に記載の光反応マイクロリアクタと、
上記光反応マイクロリアクタに光を照射する光源を有する光源モジュール（２０１）と、
循環液循環部（２１１）と、上記光反応マイクロリアクタの上記ハウジング上部（１０２）に形成された流体入口（１０７）に流体を導入する流体導入口（２０８）と、上記ハウジング上部（１０２）に形成された流体出口（１０７）から流体を導出する流体導出口（２０８）とを有し、上記光反応マイクロリアクタを収容する温調モジュール（２０２）と、
を有する光反応マイクロリアクタユニットを備えることを特徴とする光反応マイクロリアクタ装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光反応マイクロリアクタ装置において、
２つの上記光反応マイクロリアクタユニットを互い直列に接続し、一方の光反応マイクロリアクタユニットの流体導入口（２０８）から導入され、流体導出口（２０８）から導出された流体が、他方の光反応マイクロリアクタユニットの流体導入口（２０８）から導入され、流体導出口（２０８）から導出されることを特徴とする光反応マイクロリアクタ装置。
【請求項８】
請求項３に記載の光反応マイクロリアクタにおいて、
熱伝導率が高く、かつ、光の反射を抑制する材質からなる窓枠部（７０３）と、光を透過する材質からなる光透過部（７０４）とを有し、上記流路プレート（１０４）と固着されるフタプレート（７０２）を備え、このフタプレート（７０２）には、上記流路プレート（１０４）に形成された流路（１０９）の流体入口と流体出口とのそれぞれ対応する位置に、流体入口（１０８）と流体出口（１０８）とが形成されていることを特徴とする光反応マイクロリアクタ。
【請求項９】
請求項８に記載の光反応マイクロリアクタにおいて、
上記フタプレート（７０２）及び上記流路プレート（１０４）を間に挟み込み固定するハウジング上部（１０２）及びハウジング下部（１０５）を備え、上記ハウジング上部（１０２）には、上記フタプレート（７０２）の上記流体入口（１０８）と流体出口（１０８）とそれぞれ対応する位置に、流体入口（１０７）と流体出口（１０７）とが形成されていることを特徴とする光反応マイクロリアクタ。
【請求項１０】
請求項９に記載の光反応マイクロリアクタと、
上記光反応マイクロリアクタに光を照射する光源を有する光源モジュール（２０１）と、
循環液循環部（２１１）と、上記光反応マイクロリアクタの上記ハウジング上部（１０２）に形成された流体入口（１０７）に流体を導入する流体導入口（２０８）と、上記ハウジング上部（１０２）に形成された流体出口（１０７）から流体を導出する流体導出口（２０８）とを有し、上記光反応マイクロリアクタを収容する温調モジュールと、
を有する光反応マイクロリアクタユニットを備えることを特徴とする光反応マイクロリアクタ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光反応マイクロリアクタ装置において、
２つの上記光反応マイクロリアクタユニットを互い直列に接続し、一方の光反応マイクロリアクタユニットの流体導入口（２０８）から導入され、流体導出口（２０８）から導出された流体が、他方の光反応マイクロリアクタユニットの流体導入口（２０８）から導入され、流体導出口（２０８）から導出されることを特徴とする光反応マイクロリアクタ装置。
【請求項１２】
被反応物の光反応を進行させるための光反応マイクロリアクタ（６０１）において、
上記被反応物を通過させるための流路（６０３）が形成され、光を透過させる材質からなる貫通流路プレート（６０２）と、
上記貫通流路プレート（６０２）に固着され、熱伝導率が高く、かつ、光の反射を抑制する材質からなる底面プレート（６０４）と、
を備え、上記流路（６０３）は、上記貫通流路プレート（６０２）を貫通して形成されていることを特徴とする光反応マイクロリアクタ。
【請求項１３】
請求項１２記載の光反応マイクロリアクタにおいて、
上記底面プレート（６０４）の光反射率は、光の波長が２４０〜２６００ｎｍのとき、５．１％〜１５．３％であることを特徴とする光反応マイクロリアクタ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光反応マイクロリアクタにおいて、
上記底面プレート（６０４）の熱伝導率は、３１．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることを特徴とする光反応マイクロリアクタ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の光反応マイクロリアクタにおいて、
上記貫通流路プレート（６０２）と固着される光透過部材からなるフタプレート（１０３）を備え、このフタプレート（１０３）には、上記貫通流路プレート（６０２）に形成された流路の流体入口と流体出口とのそれぞれ対応する位置に、流体入口（１０８）と流体出口（１０８）とが形成されていることを特徴とする光反応マイクロリアクタ。
【請求項１６】
請求項１５に記載の光反応マイクロリアクタにおいて、
上記フタプレート（１０３）、上記貫通流路プレート（６０２）、及び上記底面プレート（６０４）を間に挟み込み固定するハウジング上部（１０２）及びハウジング下部（１０５）を備え、上記ハウジング上部（１０２）には、上記フタプレート（１０３）の上記流体入口（１０８）と流体出口（１０８）とのそれぞれ対応する位置に、流体入口（１０７）と流体出口（１０７）とが形成されていることを特徴とする光反応マイクロリアクタ。
【請求項１７】
請求項１６に記載の光反応マイクロリアクタと、
上記光反応マイクロリアクタに光を照射する光源を有する光源モジュール（２０１）と、
循環液循環部（２１１）と、上記光反応マイクロリアクタの上記ハウジング上部（１０２）に形成された流体入口（１０７）に流体を導入する流体導入口（２０８）と、上記ハウジング上部（１０２）に形成された流体出口（１０７）から流体を導出する流体導出口（２０８）とを有し、上記光反応マイクロリアクタを収容する温調モジュール（２０２）と、
を有する光反応マイクロリアクタユニットを備えることを特徴とする光反応マイクロリアクタ装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光反応マイクロリアクタ装置において、
２つの上記光反応マイクロリアクタユニットを互い直列に接続し、一方の光反応マイクロリアクタユニットの流体導入口（２０８）から導入され、流体導出口（２０８）から導出された流体が、他方の光反応マイクロリアクタユニットの流体導入口（２０８）から導入され、流体導出口（２０８）から導出されることを特徴とする光反応マイクロリアクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光によるエネルギーを利用して反応を進行させるための光反応マイクロリアクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロ加工技術などにより作製された、微細な流路内で流体を混合させる装置、いわゆるマイクロリアクタを、バイオ、医療分野、あるいは化学反応の分野に応用しようとする取り組みが盛んに行われている。化学反応の一つとして、光によるエネルギーを利用して反応を進行させる、光反応（光化学反応）が知られている。【０００３】
マイクロリアクタにおける光反応の特徴として、反応場のサイズの低下に伴い、光源からの光が流体の最下部まで到達しやすくなり、均質な光照射が可能となるため、光反応の効率が極めて向上することが知られている。【０００４】
従って、通常のバッチ法では光反応の効率が低下していた反応でも、マイクロリアクタでは容易に効率よく行うことができる可能性があると期待されている。【０００５】
光反応を進行させるマイクロリアクタに関しては、これまでいろいろな開発および検討が行われている。【０００６】
第１には、チューブ状の光透過性流路により形成される反応部と、光反応を起こさせる光源を備える光源部を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００７】
また、第２には、ステンレス鋼であるＳＵＳ３１６製もしくはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製の平面基板上に溝を設け、石英ガラス製のカバーにより流路を形成した光反応マイクロリアクタが知られている（例えば、非特許文献１参照）。【０００８】
そして、第３には、検出値の高感度化を目的として、流路構造を工夫して光を何度も反射させる方法が知られている（例えば、特許文献２、３参照）。【０００９】
一方、第４として、ＤＮＡマイクロアレイの合成の正確さや分離度の改善を目的として、流体と同様の屈折率をもつ材質を用いたり、反射防止膜を設けたりする方法（例えば、特許文献４参照）や、検出値の高感度化を目的として、反射防止膜を用いたり、照射／検出部に対向してスプレー塗料を塗布した光吸収層を設ける方法が知られている（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−７５６８２号公報
【特許文献２】特開２００５−９１０９３号公報
【特許文献３】特開２００５−９１１６９号公報
【特許文献４】特許第４４８５２０６号公報
【特許文献５】特開２００７−７１６０８号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】「マイクロリアクタ光反応装置」、［ｏｎｌｉｎｅ］、株式会社ワイエムシティマイクロリアクタ営業課、［平成２３年２月１６日検索］、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｅｙｂｏａｒｄｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．ｃｏｍ／ｐｄｆ／ｌｕｍｉｎｏ０９９２８１＿６６．ｐｄｆ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載された技術のように、チューブ状の光透過性流路を用いる場合には、光が放射状に照射されるため、安全のために周りにカバーを設置する必要がある。そのカバーの材質によっては、反射光を利用していることになる。【００１３】
また、非特許文献１に記載された技術のように、平面基板上のマイクロリアクタを用い、ＳＵＳ３１６製の基板を用いた場合には反射光を利用していることになる。ＰＴＦＥ製の基板を用いた場合には反射光は抑制されるが、熱伝導性が低いため、温度制御が難しくなるという問題がある。【００１４】
ここで、非特許文献１、特許文献２、３に記載の技術のように反射光を利用した場合の問題点について、以下に説明する。【００１５】
反射光を利用した場合、反射光の波長は、反射面の材質や形状等の表面状態に依存する。流路構造を工夫することにより、特異的にある波長の光を反射させる場合には、加工誤差も波長に影響する。【００１６】
従って、光源から出た光の波長と反射光の波長とは同一にはならず、副反応を起こす波長の光が増幅されてしまった場合には、収率が低下するという結果になる。また、洗浄方法等で時間経過に伴い流路表面が変化してしまった場合は、結果の再現性が得られなくなる。【００１７】
さらに、反射光が光源に到達する場合は、反射光により光源が加熱されてしまう。光源は、その温度により、発する光の強度や光の波長範囲が変わってしまうことが知られている。【００１８】
反射光により光源が加熱された結果、反応に使われる光の波長が一定にならなくなる。このため、特に長時間で実験を行った場合に再現性が得られなくなり、収率の低下につながる。【００１９】
一方、特許文献４、５に記載の技術のように、反射防止膜等により反射光を抑制した場合、反射せずに吸収した光のエネルギーは熱に変換されてしまう。反射防止膜の熱伝導性は低いため、生じた熱が反射防止膜上に蓄積し、系の温度が変化してしまう。【００２０】
また、反射防止膜と基板との間に空気の層がある場合にも、空気の熱伝導性が低いため、放熱がうまくいかず、系の温度が上昇してしまい、副反応の反応速度の温度依存性が高い場合には、収率が低下するという問題がある。【００２１】
本発明の目的は、反射防止膜を用いることなく反射光を抑制でき、かつ、熱伝導率が高く、得られる生成物の再現性の向上が可能な光反応マイクロリアクタを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成される。【００２３】
被反応物の光反応を進行させるための光反応マイクロリアクタにおいて、被反応物を通過させるための流路が形成され、熱伝導率が高く、かつ、光の反射を抑制する材質からなる流路プレートを備える。【００２４】
また、被反応物を通過させるための流路が形成され、光を透過させる材質からなる貫通流路プレートと、この貫通流路プレートに固着され、熱伝導率が高く、かつ、光の反射を抑制する材質からなる底面プレートとを備える。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、反射防止膜を用いることなく反射光を抑制でき、かつ、熱伝導率が高く、得られる生成物の再現性の向上が可能な光反応マイクロリアクタを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１による、光反応マイクロリアクタの外観と分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例１による、光反応マイクロリアクタ、光源モジュールおよび温調モジュールを組み合わせた光反応マイクロリアクタユニットを備えた光反応マイクロリアクタ装置の分解図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による、光反応マイクロリアクタ装置の透過図である。
【図４】図２の光反応マイクロリアクタ、光源モジュールおよび温調モジュールを用いた光反応マイクロリアクタ装置の説明図である。
【図５】図２に示した光反応マイクロリアクタユニットを２個用いる場合の光反応マイクロリアクタ装置を示した図である。
【図６】本発明の実施例２による光反応マイクロリアクタの外観と分解斜視図である。
【図７】本発明の実施例３による光反応マイクロリアクタの外観と分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の実施例１による光反応マイクロリアクタの外観と分解斜視図である。【００２９】
図１において、光反応マイクロリアクタ１０１は、ハウジング上部１０２と、光を透過する材質からなるフタプレート１０３と、光の反射を抑制し、かつ熱伝導性の高い材質からなる流路プレート１０４と、ハウジング下部１０５とを備えている。ハウジング上部１０２には、その中央部に窓部が形成され、窓枠形状となっている。この窓部及び光透過部材であるフタプレート１０３を介して光が流路プレート１０４の流路１０９に光が照射される。【００３０】
ハウジング上部１０２、フタプレート１０３、流路プレート１０４、ハウジング下部１０５の寸法の一例を以下に示す。ただし、以下に示す寸法は、使用の利便性等を考慮して適宜、変更を行うことが可能である。【００３１】
ハウジング上部１０２の全体寸法は、縦８０ｍｍ×横５０ｍｍ×高さ５ｍｍであり、窓部は、縦４０ｍｍ×横２２ｍｍである。フタプレート１０３の全体寸法は、縦７０ｍｍ×横２８ｍｍ×高さ１ｍｍである。流路プレート１０４の全体寸法は、縦７０ｍｍ×横２８ｍｍ×高さ１．４ｍｍ、流路深さ０．２ｍｍである。また、ハウジング下部１０５の全体寸法は、縦８０ｍｍ×横５０ｍｍ×高さ５ｍｍである。【００３２】
フタプレート１０３には、このプレート１０３の上下を貫通している流体出入口１０８が２箇所形成されている。また、流路プレート１０４には流路１０９が設けられている。流路１０９の両端部は、流体入口部と、流体出口部となっている。フタプレート１０３と流路プレート１０４とは、互いに固着され（好ましくは溶着され）、一体のプレートを形成することにより、２つの流体出入口１０８と流路１０９の両端がそれぞれ一致し、流体が流通するようになっている。【００３３】
フタプレート１０３の一方の流体出入口１０８から導入された被反応物である流体は、流路１０９を経て、もう一方の流体出入口１０８から排出される。フタプレート１０３は光を透過する材質からなる。このため、フタプレート１０３の上面から光を照射し、流路１０９内を流れる流体に光を透過させることにより、被反応物である流体が流路１０９を通過している間に、流体内で光反応が進行する。【００３４】
また、フタプレート１０３と流路プレート１０４とは、ハウジング上部１０２とハウジング下部１０５とにより挟まれ、ハウジング上部１０２に形成されたネジ穴１０６と、ハウジング下部１０５に形成されたネジ穴１１０とを通して、ネジ（図示せず）により固定される。【００３５】
また、ハウジング上部１０２には、チューブ接続部（流体入口、流体出口）１０７として、フィッティング用のネジ穴が形成されており、フラットボトムフィッティング（図示せず）を用いることにより、フタプレート１０３の流体出入口１０８に、直接チューブ（図４に示すような接続用チューブ４０５）を接続することができる。【００３６】
ここで、光を透過する材質からなるフタプレート１０３と、光の反射を抑制し、かつ熱伝導性の高い材質からなる流路プレート１０４とは、溶着され互いに一体となっているが、この構成に限らず、他の構成も適用可能である。例えば、互いに対向するプレートの片方にパッキン溝を形成し、パッキンを用いて、ハウジング上部１０２と、ハウジング下部１０５とで、フタプレート１０３及び流路プレート１０４を挟むことにより、フタプレート１０３と流路プレート１０４とを密着させ、流路を形成することもできる。【００３７】
また、フタプレート１０３と流路プレート１０４とにネジ穴を設け、かつ対向するプレート１０３、１０４のうちの片方にパッキン溝を形成し、パッキンを用いることにより、ハウジング上部１０２およびハウジング下部１０５を用いなくても、フタプレート１０３と流路プレート１０４だけで流路を形成することが可能である。【００３８】
ハウジング上部１０２およびハウジング下部１０５の材質は、反応液に直接触れることがない材質であれば、適宜変更することができる。例えば、ステンレス、シリコン、ハステロイ、シリコン樹脂、フッ素系樹脂、エンジニアリングプラスチックなどをハウジング上部１０２およびハウジング下部１０５の材質として用いることができる。【００３９】
しかしながら、特に、ハウジング下部１０５の材質は、熱伝導性の観点から金属とするのが望ましく、強度を確保する観点からは、ハウジング上部１０２の材質およびハウジング下部１０５の材質の両方とも、金属とするのが望ましい。【００４０】
光反応マイクロリアクタによる効果を得るためには、流路プレート１０４に形成された流路１０９の流路深さは、数ｍｍ以下が望ましく、さらに好ましくは数十μｍ〜１ｍｍの範囲である。このようにすることにより、光を透過する材質からなるフタプレート１０３を透過した光は、流路１０９の最下部の底面まで到達することができる。一方、流路１０９の流路幅は、太いほど望ましい。このようにすることにより、光照射面積を確保することができるとともに、光による反応時間も確保することができるからである。【００４１】
また、流路１０９は、１種類の流体が導入される流路となっているが、２種類以上の流体が導入され、例えば、Ｙ字型やＴ字型などの２種類以上の流体が混合するような流路形状を備えていてもよい。【００４２】
しかしながら、２種類以上の流体を導入した場合、混合が不十分なうちに光を当てると、副反応が生じる可能性があるため、予め混合して１種類の流体にしてから光反応マイクロリアクタに導入するのが望ましい。なお、２種類以上の流体を予め混合する場合の装置構成については、図４を用いて後述する。【００４３】
光を透過する材質からなるフタプレート１０３の材質は、光を透過し反応に悪い影響を与えないものであれば、反応の種類に応じて適宜変更することができる。例えば、ガラス、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、および透明セラミックスなどを用いることができる。【００４４】
また、光の反射を抑制し、かつ熱伝導性の高い材質からなる流路プレート１０４の材質は、光の反射を抑制し、かつ熱伝導性の高いものであれば、反応の種類に応じて適宜変更することができ、例えば黒色アルミナ（反射率：波長が２４０〜２６００ｎｍにおいて、５．１〜１５．３％、熱伝導率：３１．２Ｗ／（ｍ・Ｋ））などを用いることができる。【００４５】
フタプレート１０３及び流路プレート１０４の材質に、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス等のガラスを用いた場合は、熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度と小さいため、反応により発生した反応熱がうまく放熱されない。【００４６】
また、光を透過する過程で、光を吸収し、光のエネルギーが熱に変換された場合にも、その熱はうまく放熱されない。【００４７】
したがって、熱の除去という観点から、フタプレート１０３及び反応プレート１０４の材質は、金属程度、つまり、おおよそ１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率をもつものが望まれる。【００４８】
一方、透明セラミックス（透明サファイア）の熱伝導率は、４１Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。また、黒色アルミナの熱伝導率は１２〜３１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが知られており、従来の石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス等のガラスに比べて除熱の効果が期待できる。【００４９】
なお、透明サファイア製のフタプレート１０３及び黒色アルミナ製の流路プレート１０４は、粉体（原料）を金型に入れて、高温での熱処理（焼結）により成形することにより作製される。【００５０】
しかしながら、セラミックスの種類によっては適切な作製方法は異なることが知られており、上記方法のほかにも、粉体（原料）を金型に入れて加圧し、成形する加圧成形法に代表される乾式成形法、塑性成形法、鋳込み成形法、テープ成形法等を使用することもできる。【００５１】
図２は、図１の光反応マイクロリアクタ１０１、光源モジュール２０１、および温調モジュール２０２を組み合わせた光反応マイクロリアクタユニットを備えた光反応マイクロリアクタ装置の分解図であり、図３は図２に示した光反応マイクロリアクタ装置の透過図である。【００５２】
図２及び図３において、光源モジュール２０１は、光反応マイクロリアクタに光を照射するための光源２０７および電源供給部２０４が取り付けられた基板２０６と、基板２０６が入る断熱材からなるケース２０３と、基板２０６が直接ケース２０３に接触するのを防ぐためのピン２０５とを備えている。【００５３】
温調モジュール２０２は、熱伝達プレート２１０と、循環液循環部２１１と、これらが入る断熱材からなるケース２０９とを備える。このケース２０９には、熱伝達プレート２１０の上に、光反応マイクロリアクタ１０１を収納することができる。【００５４】
また、ケース２０９にはチューブ取り出し口（流体導入口、流体導出口）２０８が形成されており、光反応マイクロリアクタ１０１のハウジング上部１０２のチューブ接続部１０７に接続されたチューブをチューブ取り出し口２０８から取り出すことができる。そして、原料（被反応物）である流体３０１がチューブ取り出し口２０８に接続されたチューブを経て光反応マイクロリアクタ１０１に導入され、光によって反応が進行し、生成物３０２となってチューブ取り出し口２０８に接続されたチューブを経て排出される。【００５５】
また、ケース２０９には、循環液出入口２１２が形成されており、循環恒温槽等の外部から排出された循環液（熱媒体）２１３が、一方の循環液出入口２１２から導入され、循環液循環部２１１を経由して、もう一方の循環液出入口２１２から排出される。【００５６】
循環液（熱媒体）２１３により、循環液循環部２１１は所定の温度に保たれ、熱伝達プレート２１０を介して、光反応マイクロリアクタ１０１に対して熱の授受を行い、光反応マイクロリアクタ１０１の温度調節を行うことができる。【００５７】
ここで、光源モジュール２０１には、光源２０７を安定化させるために、冷却ファンなどの冷却装置を装着してもよい。また、使用する反応温度が常温に近い場合には、必ずしも基板２０６を囲むケース２０３の材質として断熱材を用いなくてもよい。しかしながら、温調モジュール２０２を光源モジュール２０１に組み合わせた場合には、ケース２０３の材質に断熱材を用いることにより、効果的に光反応マイクロリアクタ１０１の温度調節を行うことができる。【００５８】
さらに、万が一、基板２０６や電源供給部２０４がケース２０３に触れた場合に発生する可能性があるショートや感電等を防ぐために、ケース２０３には非電導性の材質を用いるのが好ましい。【００５９】
光源２０７の種類は、光反応マイクロリアクタ１０１内の流体反応を進行させるのに必要な光の波長や強度に応じて適宜変更することができる。例えば、ＬＥＤランプ、水銀ランプ、白熱電球、赤外線電球、遠赤外線ランプなどを用いることができる。【００６０】
循環液（熱媒体）２１３の種類は、設定したい反応温度に応じて適宜変更することができる。例えば、水、水−エタノール混合溶媒、エチレングリコールなどを用いることができる。また、反応温度が室温である場合には、流路プレート１０４に熱伝導性の高い材質を用いていることから、光の吸収による熱と反応熱によっては、必ずしも循環液２１３は必要にならないこともある。【００６１】
さらに、熱伝達プレート２１０を介して、光反応マイクロリアクタと循環液循環部２１１との間で熱の授受を行うため、流路プレート１０４における光の吸収により生じた熱は、循環液（熱媒体）２１３により加熱が必要な場合には加熱用の熱源として効率的に利用され得る。【００６２】
熱伝達プレート２１０の材質は、熱伝導性と循環液（熱媒体）２１３の物性に応じて適宜変更することができる。例えば、アルミニウム、ステンレス、シリコン、ハステロイなどを用いることができるが、本来の熱伝達プレートの役割を果たすには熱伝導性が高いほうが好ましい。【００６３】
図４は、図２の光反応マイクロリアクタ、光源モジュールおよび温調モジュールを用いた光反応マイクロリアクタ装置であり、２種類の原料（被反応物）を事前に混合させる場合に適用される例を示す図である。【００６４】
図４において、光反応マイクロリアクタ装置４０１は、混合マイクロリアクタ４０４と、光源モジュール２０１と、温調モジュール２０２と、光源モジュール２０１及び温調モジュール２０２の間に配置された光反応マイクロリアクタ１０１と、混合マイクロリアクタ４０４と光反応マイクロリアクタ１０１を接続する接続用チューブ４０５とを備える。【００６５】
混合マイクロリアクタ４０４は、２つの原料流入口を有し、これら２つの原料（被反応物）流入口から流入させた原料を混合し、流出口から流出させる構成となっている。【００６６】
第１の原料（被反応物）４０２および第２の原料（被反応物）４０３は、混合マイクロリアクタ４０４に導入され、混合マイクロリアクタ４０４内部の流路により混合される。そして、混合マイクロリアクタ４０４にて混合された原料は、接続用チューブ４０５を経由して、光反応マイクロリアクタ１０１に導入される。光反応マイクロリアクタ１０１の内部では、光が照射されることにより原料が流路を通過している間に光反応が進行し、生成物４０６が生成される。【００６７】
ここで、第１の原料（被反応物）４０２、第２の原料（被反応物）４０３および循環液（熱媒体）２１３は、何らかの送液手段により温調モジュール２０２に導入されるが、この送液手段は、例えばシリンジポンプ、手動によるシリンジ、プランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ、スクリューポンプなどを用いることができる。また、水頭差を用いる送液手段でもよい。【００６８】
接続用チューブ４０５の材質は、溶液の反応に悪い影響を与えないものであれば、チューブ４０５内を流れる溶液の温度や物性に応じて適宜変更することができる。例えば、ステンレス、シリコン、ガラス、ハステロイ、シリコン樹脂、およびフッ素系樹脂などを用いることができる。また、グラスライニング、ステンレスやシリコンなどの表面にニッケルや金などのコーティングをしたものや、シリコンの表面を酸化させたものなど、耐食性を向上させたものを用いることもできる。【００６９】
また、混合マイクロリアクタ４０１では２種類の原料（被反応物）を混合させているが、３種類以上の原料を混合させてもよい。３種類の原料を事前に混合させる場合には、混合マイクロリアクタ４０４の代わりに、３種類の原料を混合させる流路を有する混合マイクロリアクタを設けることもできるし、２種類の原料を混合させる混合マイクロリアクタ４０４を、直列に複数個接続させることにより、順番に原料を混合させて、所望の種類（数）の原料を混合させることもできる。【００７０】
また、第１の原料（被反応物）４０２、もしくは第２の原料（被反応物）４０３、あるいはその両方に、光反応マイクロリアクタ１０１を経由して得られた生成物を用いることもできる。さらに、原料どうしは、均一に混ざり合っても、混ざり合わなくて不均一になっても（いわゆる乳化状態になっても）よい。【００７１】
図５は、図２に示した光反応マイクロリアクタユニットを２個用いる場合の光反応マイクロリアクタ装置を示した図である。光マイクロリアクタ１０１は、図２及び図３に示すように、光源モジュール２０１と温調モジュール２０２との間に配置されている。循環液（熱媒体）２１３は、一つの温調モジュール２０２に流入して、流出した後に、他の一つの温調モジュール２０２に流入して、流出する。【００７２】
図５に示した例のように、２つの光反応マイクロリアクタユニットを直列に接続し、１つめの光反応マイクロリアクタ１０１で得られた生成物５０１を、２つめの光反応マイクロリアクタ１０１に導入することにより、光による反応時間を長くすることが可能である。【００７３】
以上説明したように、本発明の実施例１によれば、流路プレート１０４に光反射を抑制でき、かつ、熱伝導性の高い材質を用いているため、反射光を抑制して、温度制御性を向上でき、得られる生成物の再現性を向上させることができる。【００７４】
さらに、光源モジュール２０１と温調モジュール２０２と、光反応マイクロリアクタ１０１とを組み合わせることにより、反射光による光源の加熱や、系の加熱を抑制することができるため、副反応を抑制し、収率を向上させることができる。
【実施例２】
【００７５】
次に、本発明の実施例２による光反応マイクロリアクタについて説明する。【００７６】
図６は、本発明の実施例２による光反応マイクロリアクタの外観と分解斜視図である。【００７７】
図６において、光反応マイクロリアクタ６０１は、ハウジング上部１０２と、光を透過する材質からなるフタプレート１０３と、貫通流路プレート６０２と
、光の反射を抑制し、かつ熱伝導性の高い材質からなる底面プレート６０４と、ハウジング下部１０５とを備えている。【００７８】
図１に示した実施例１と、図６に示した実施例２との相違点は、実施例１における流路プレート１０４に代えて、実施例２においては、貫通流路プレート６０２と、底面プレート６０４とが配置されている点である。他の構成は、実施例１と実施例２とは同等となっている。【００７９】
貫通流路プレート６０２には、このプレート６０２の上面から底面まで貫通している貫通流路６０３が形成されており、フタプレート１０３と、貫通流路プレート６０２と、底面プレート６０４とが互いに溶着（固着）される。これにより、フタプレート１０３と、貫通流路プレート６０２と、底面プレート６０４とが一体のプレートを形成し、２つの流体出入口１０８と貫通流路６０３の両端とが、それぞれ一致し、流体が流通するようになっている。貫通流路６０３の両端部は、流体入口部、流体出口部となっている。【００８０】
フタプレート１０３の一方の流体出入口１０８から導入された流体は、貫通流路６０３および底面プレート６０４で形成される流路を経て、もう一方の流体出入口１０８から排出される。【００８１】
なお、貫通流路プレート６０２と底面プレート６０４とを組み合わせた寸法は、実施例１における流路プレート１０４と同等とすることができる。また、材質については、底面プレート６０４の材質は、流路プレート１０４と同等の材質であり、光の反射を抑制し、かつ熱伝導性の高い材質である。【００８２】
本発明の実施例２においても、実施例１と同様な効果を得ることができる。つまり、本発明の実施例２によれば、底面プレート６０４に光の反射を抑制する材質を用いているため、反射光を抑制することができ、得られる生成物の再現性を向上させることができる。また、底面プレート６０４に熱伝導性の高い材質を用いているため、温度制御性を向上させることができる。【００８３】
なお、本発明の実施例２においても、実施例１の図２、図３に示した例と同様に、光反応マイクロリアクタ６０１を、光源モジュール２０１及び温調モジュール２０２と組み合わせ光反応マイクロリアクタ装置とすることが可能である。また、実施例２においても、図５に示した例のように、光反応マイクロリアクタ６０１を、光源モジュール２０１及び温調モジュール２０２と組み合わせたものを直列に配置することもできる。
【実施例３】
【００８４】
次に、本発明の実施例３による光反応マイクロリアクタについて説明する。【００８５】
図７は、本発明の実施例３による光反応マイクロリアクタの外観と分解斜視図である。【００８６】
図７において、光反応マイクロリアクタ７０１は、ハウジング上部１０２と、フタプレート７０２と、光の反射を抑制し、かつ熱伝導性の高い材質からなる流路プレート１０４と、ハウジング下部１０５とを備えている。【００８７】
図１に示した実施例１と、図７に示した実施例３との相違点は、実施例１におけるフタプレート１０３に代えて、実施例２においては、光の反射を抑制し、かつ熱伝導性の高い材質からなる窓枠部７０３と、光を透過する材質からなる光透過部７０４が形成されている。他の構成は、実施例１と実施例３とは同等となっている。【００８８】
フタプレート７０２と流路プレート１０４とは互いに溶着され、一体のプレートを形成することにより、２つの流体出入口１０８と流路１０９の両端が、それぞれ一致し、流体が流通するようになっている。一方の流体出入口１０８から導入された流体は、流路１０９を経て、もう一方の流体出入口１０８から排出される。【００８９】
本発明の実施例３においても、実施例１と同様な効果を得ることができる。つまり、本発明の実施例３によれば、フタプレート７０２を、光の反射を抑制し、かつ熱伝導性の高い材質からなる窓枠部分７０３と、光を透過する材質からなる光透過部７０４とを有するように構成したので、流路プレート１０４の流路１０９の部分にのみ光を照射し、それ以外の部分への光は、フタプレート７０２上の光の反射を抑制し、かつ熱伝導性の高い材質からなる窓枠部７０３にて吸収してしまう。【００９０】
それにより、光の吸収による温度の上昇をフタプレート７０２と流路プレート１０４で分散させることができ、より温度制御性を向上させることができる。【００９１】
なお、本発明の実施例３においても、実施例１と同様に、光反応マイクロリアクタ６０１を、光源モジュール２０１及び温調モジュール２０２と組み合わせ光反応マイクロリアクタ装置とすることが可能である。また、実施例３においても、図５に示した例のように、光反応マイクロリアクタ６０１を、光源モジュール２０１及び温調モジュール２０２と組み合わせたものを直列に配置することもできる。【００９２】
さらに、窓枠部７０３の材質は流路プレート１０４の材質と同等とすることができる。【００９３】
以上説明したように、本実施形態によっても、流路プレート１０４に光の反射を抑制する材質を用いているため、反射光を抑制することができ、得られる生成物の再現性を向上させることができる。また、流路プレート１０４に熱伝導性の高い材質を用いているため、温度制御性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００９４】
１０１・・・光反応マイクロリアクタ、１０２・・・ハウジング上部、１０３・・・フタプレート、１０４・・・流路プレート、１０５・・・ハウジング下部、１０６・・・ネジ穴、１０７・・・チューブ接続部（流体入口、流体出口）、１０８・・・流体出入口、１０９・・・流路、１１０・・・ネジ穴、２０１・・・光源モジュール、２０２・・・温調モジュール、２０３・・・断熱材ケース、２０４・・・電源供給部、２０５・・・ピン、２０６・・・基板、２０７・・・光源、２０８・・・チューブ取り出し口（流体入口、流体出口）、２０９・・・断熱材ケース、２１０・・・熱伝達プレート、２１１・・・循環液循環部、２１２・・・循環液出入口、２１３・・・循環液（熱媒体）、３０１・・・原料（被反応物）、３０２・・・生成物、４０１・・・光反応マイクロリアクタシステム、４０２・・・第１の原料（被反応物）、４０３・・・第２の原料（被反応物）、４０４・・・混合マイクロリアクタ、４０５・・・接続用チューブ、４０６・・・生成物、５０１・・・生成物、６０１・・・光反応マイクロリアクタ、６０２・・・貫通流路プレート、６０３・・・貫通流路、６０４・・・底面プレート、７０１・・・光反応マイクロリアクタ、７０２・・・フタプレート、７０３・・・窓枠部、７０４・・・光透過部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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