(57)【要約】      （修正有）【課題】プログラム制御が可能であり、かつ再構成可能な方法で、半円形断面のマイクロ流体チャンネルを効率よく製造する方法を提供する。【解決手段】半円形断面の少なくとも１つのチャネルを備えるマイクロ流体アレイを形成する方法であって、基板上に配置された少なくとも一対の実質的に平行で同一平面上にある電極３ａ，３ｂを備えるマイクロ流体チップ１の電極のアレイに、第１の液体を接触させるステップと、液体誘電泳動（ＬＤＥＰ）により、前記第１の液体を作動させて、少なくとも１つの流体フィンガを備える流体構造体を形成するように、前記電極のアレイを駆動するステップと、前記流体構造体をモールドとして用い、マイクロ流体チップ上に堆積した第２の液体（１１）の固化又は硬化によって前記流体構造体の形状に密接に適合させて前記マイクロ流体アレイを形成するステップと、を含む。【選択図】図１Ｆ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半円形断面の少なくとも１つのチャネルを備えるマイクロ流体アレイを形成する方法であって、前記方法は、
基板（４）上に配置された少なくとも一対の実質的に平行で同一平面上にある電極（３ａ，３ｂ）を備えるマイクロ流体チップ（１）の電極のアレイ（３）に、第１の液体（７）を接触させるステップと、
液体誘電泳動（ＬＤＥＰ）により、前記第１の液体を作動させて、少なくとも１つの流体フィンガ（９ａ）を備える流体構造体（９）を形成するように、前記電極のアレイを駆動するステップと、
前記流体構造体をモールドとして用い、前記マイクロ流体チップ上に付着した第２の液体（１１）の固化又は硬化によって前記流体構造体の形状に密接に適合させて前記マイクロ流体アレイを形成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の液体（７）は硬化の特性を有し、前記方法は、
前記流体構造体（９）を凝固させるために、前記硬化のステップ中に、電極のアレイ（３）を駆動状態に維持しながら、前記流体構造体を実体化する前記第１の液体を硬化させるステップと、
第２の液体（１１）を、前記凝固させた流体構造体上に流すステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の液体（７）は、エポキシ、シリコン若しくは樹脂ベースの接着剤、ＵＶ接着剤、ゲル、架橋ポリマー、パラフィン、アガロース、ゼラチン、蜜蝋、又はワックスから選択される液−固相変化材料であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の液体（７）はＵＶ接着剤であり、前記第１の液体の硬化は、前記ＵＶ接着剤の架橋波長に適合された波長でのＵＶ放射に曝されることによって実行されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記流体構造体を再構成するために、前記第１の液体の硬化した又は固化した材料を融解するステップを含むことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記第２の液体（１１）は、２つの液体間の界面が、前記電極のアレイの駆動の影響下で、前記流体構造体（９）の形状を取るように、第１の液体（７）に対して不混和であり、第１の液体は、第２の液体によって覆われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の液体（７）は、脱イオン水（ＤＩＷ）、水、有機液体、溶媒、又は水溶液であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の液体（１１）は、架橋ポリマー、パラフィン、アガロース、ゼラチン、蜜蝋、ワックス、エポキシ、シリコン若しくは樹脂ベースの接着剤、ＵＶ接着剤、又はゲルから選択される液−固相変化材料であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記マイクロ流体アレイの幾何学形状は、独立した方法での前記電極の駆動によってプログラム制御可能であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記マイクロ流体アレイの前記少なくとも１つの流体フィンガ（９ａ）の形状及び／又は寸法は、前記電極の形状及び／又は幅及び／又は数により、再構成可能であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
液体誘電泳動による同じ作動の過程で、前記少なくとも１つの流体フィンガは、可変寸法で形成されることができることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記マイクロ流体アレイは、他のマイクロ流体アレイを形成するためのモデルプレートとして用いられることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
半円形断面の少なくとも１つのチャネルを備えるマイクロ流体アレイを形成する方法であって、前記方法は、
硬化の特性を有する第１の液体（７）の母液滴を、マイクロ流体チップの基板上に配置された少なくとも一対の実質的に平行で同一平面上にある電極を備える電極のアレイ（３）の初期位置に配置するステップと、
液体誘電泳動（ＬＤＥＰ）により、前記第１の液体を作動させて少なくとも１つの流体フィンガを備える流体構造体（９）を形成するように、前記電極のアレイを駆動するステップと、
前記流体構造体を凝固させるために、前記電極のアレイを駆動状態に維持しながら、前記流体構造体を実体化する前記第１の液体を硬化させるステップと、
第２の液体（１１）を前記マイクロ流体チップ上に流して、前記凝固させた流体構造体を覆うステップと、
前記第２の液体を硬化させて前記マイクロ流体アレイを形成するステップと、
前記マイクロ流体アレイを前記モールドから取り外すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
半円形断面の少なくとも１つのチャネルを備えるマイクロ流体アレイを形成する方法であって、前記方法は、
少なくとも一対の実質的に平行で同一平面上にある電極を有する電極のアレイ（３）を備えるマイクロ流体チップの自由表面に、不混和性の第１の液体（７）及び硬化の特性を有する第２の液体（１１）を配置するステップと、
液体誘電泳動（ＬＤＥＰ）により、前記第１の液体を作動させて、少なくとも１つの流体フィンガ（９ａ）を備える流体構造体を形成するように、前記電極のアレイを駆動し、前記第１の液体と前記第２の液体との間の界面が、前記流体構造体の形をとるステップと、
前記流体構造体の型が硬化させた前記第２の液体で複製されるように、前記電極のアレイを駆動状態に維持しながら、前記流体構造体を覆う前記第２の液体を硬化させて、それによって、前記マイクロ流体アレイを形成するステップと、
前記マイクロ流体アレイを前記マイクロ流体チップから分離するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載の方法によって形成された前記マイクロ流体アレイを用いて、マイクロ流体素子を形成する方法であって、前記方法は、
マイクロ流体アレイ（１３）を支持体（２３）に組み付けて、マイクロ流体素子（２５）を形成するステップと、
前記アセンブリに少なくとも１つの穴（２６ａ）を形成して流体流入部を作るステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロフルイディクス（microfluidics）の全般的な分野に関し、より具体的には、半円形断面のチャネルを備えるマイクロ流体アレイ（microfluidic arrays）の形成（formation）に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの分野において、少量の液体サンプルを処理して分析することが、最も妨げなく、且つ可能な限りシンプルなものとなるように、試みられている。これは、例えば、化学分析、生物学的なまたは医療的な診断のための、或いはそれよりも遺伝子工学または食品加工の分野において、溶液間の生物相互作用及び／又は化学的相互作用を確立するケースである。
【０００３】
それらの分野においては、一般的に、液体の流れ（flow）は、マイクロ流体素子（microfluidic component）の外部の、ポンプ、圧力制御装置又はシリンジドライバータイプのアクチュエータを用いて、チャネル及びチャンバを備えるマイクロ流体素子内で操作される。
【０００４】
この種の素子は、一般に、ＭＥＭＳタイプの技術を実施する。チャネルは、２つのプレートのアセンブリによって形成され、それら２つのうちの少なくとも一方は、例えば、フォトリソグラフィによって所望の溝を形成するようにエッチングされて構成されている。
【０００５】
別の技術によると、かなり低い分解能（resolution）のために関連性は低く、チャネルは、ＰＭＭＡタイプのプラスチックカード上にマイクロマシニングにより形成されてカバーで覆われる。
【０００６】
また、チャネルは、上述した方法によって予め機械加工されたモールド(mould)に、ＰＤＭＳタイプの架橋（cross-linking）材料を注ぎ入れることによって形成される。
【０００７】
これらの全ての公知の装置においては、流体アレイの形状は、構想時に決められる。また、それらの製造には、重要な手段（means）を備える無菌室タイプの設備と製造時間が必要となる。従って、素子の新たな形状のためには、構想と形成の新たな長期にわたり且つコストのかかるサイクルを実行する必要がある。
【０００８】
本出願人の国際公開第２００９／１３０２７４号において、ＥＷＯＤ（ＥｌｅｃｔｒｏＷｅｔｔｉｎｇ  Ｏｎ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）変位（displacement）技術を用いるか、又は、ＬＤＥＰ（Ｌｉｑｕｉｄ  ＤｉＥｌｅｃｔｒｏＰｈｏｒｅｓｉｓ）による、プログラム制御可能なおよび再構成可能な方法でマイクロ流体チャネルを製造する方法を提案することによって、この問題を解決している。より具体的には、一方は固化させることのできる２つの不混和（non-miscible）流体が、電極が備わっている２つのプレート間に導入される。流体の一方は、ＥＷＯＤまたはＬＤＥＰ技術に従って変位され、所望のチャネルが形成されると、硬化の現象が作用して、それらの流体チャネルの構造が凝固される。この方法によって作られたチャネルの断面は矩形状である。
【０００９】
それでも、丸みを帯びた又は半円形の断面を備えたチャネルは、例えば、Ｕｎｇｅｒ等の論文“Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  ｖａｌｖｅｓ  ａｎｄ  ｐｕｍｐｓ  ｂｙ  ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  ｓｏｆｔ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”（Ｓｃｉｅｎｃｅ  ｖｏｌ．２８８：１１３−１１６（２０００））に記載されているようなマイクロ流体ポンプの製造にとって特に有用である。
【００１０】
しかし、半球状の構造体を形成するための、制御され且つ再現可能な方法を実施することは難しい。丸みを帯びた断面のチャネルを形成するために、例えば、Ｕｎｇｅｒ等による“Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  Ｖａｌｖｅｓ  ａｎｄ  Ｐｕｍｐｓ  ｂｙ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  Ｓｏｆｔ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”（Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２８８：１１３−１１６（２０００））というタイトルの文書に記載されている方法がある。この方法は、樹脂基板上に溝をエッチング加工するためのフォトリソグラフィ法を最初に用いることにある。次に、一層丸みを帯びたチャネルを得るように、樹脂を軟化させて、所望のチャネルの縁部のレベルに樹脂を変形させるために、「樹脂クリープ(resin creep)」として知られている追加のステップが用いられる。
【００１１】
それでもやはり、樹脂クリープは、制御することが難しいステップであり、長く、且つ樹脂の各厚みに対して且つ樹脂の各タイプに対して最適化する必要がある。このステップは、この用途のため及びこれらの規模のためのベースとして開発されてはいないマイクロ・マニュファクチャリングステップであるため、樹脂の厚みは、しばしば数十μｍ（多くの場合、１０μｍ）に限定される。また、この技術によって形成されたチャネルの高さを正確に制御することは困難であり、同じ基板上でチャネルの高さを意図的に変化させることは更に一層困難である。チャネルの所望の寸法（高さと幅）もまた、この技術によって非常に限定されている。従って、クリープ技術は、制御するのが難しく、および所望のチャネルの寸法を完全に再現することができない。さらに、樹脂は粘性があるため、チャネルの形状は、半円形断面よりもよりパタトイド（ｐａｔａｔｏｉｄ）である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、プログラム制御が可能であり、且つ再構成可能な方法で、半円形断面のマイクロ流体チャネルの製造のためのシンプルで精密な方法を提案することにより、上述した欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の主題は、半円形断面の少なくとも１つのチャネルを備えるマイクロ流体アレイを形成する方法であって、
・基板上に配置された少なくとも一組の実質的に平行で同一平面上にある電極を備えるマイクロ流体チップの電極のアレイに、第１の液体を接触させるステップと、
・液体誘電泳動（ＬＤＥＰ）により、前記第１の液体を作動させて、少なくとも１つの流体フィンガを備える流体構造体を形成するように、前記電極のアレイを駆動するステップと、
・前記流体構造体をモールドとして用いて、マイクロ流体チップ上に堆積した第２の液体の固化又は硬化によって前記マイクロ流体アレイを形成し且つ前記流体構造体の形状に密接に適合させるステップと、
を含む方法である。
【００１４】
そのために、本方法は、半円形断面の流体フィンガを速やかに生成するためのオープンな構成において、液体誘電泳動（ＬＤＥＰ）の技術を用いる。実際には、電界が第１の液体を強制的に、２つの電極を隔てているギャップに向かわせるため、流体フィンガの断面は、本質的に半円形である。また、それらの流体フィンガの寸法（高さと幅）は、数百ナノメータから数百マイクロメータに及ぶ広範囲で変化する可能性がある。その結果、流体フィンガは、シンプルで、再現可能で、プログラム制御可能で再構成可能な方法で、半球状断面のチャネルを備えるマイクロ流体アレイを成形することによって形成することに用いられる。
【００１５】
第１の実施形態によれば、前記第１の液体は、硬化の特性を有し、前記方法は、
・前記流体構造体を凝固させるために、硬化のステップ中に電極のアレイを駆動状態に維持しながら、前記流体構造体を実体化する前記第１の液体を硬化させるステップと、
・第２の液体を前記凝固させた流体構造体上に流すステップと、
を含む。
【００１６】
この第１の実施形態によれば、流体構造体は、第２の液体の導入前に凝固され、それによって、２つの液体間のいかなる相互作用も回避し、高精度の構造体のモールドを形成し、例えば、第１の液体の作動のプロセスの再開を要することなく、単純な方法で、複数の同一のマイクロ流体アレイを形成することを可能にしている。
【００１７】
有利には、第１の液体は、次の材料、即ち、エポキシ、シリコン若しくは樹脂ベースの接着剤、ＵＶ接着剤、ゲル、架橋ポリマー、パラフィン、アガロース、ゼラチン、蜜蝋、又はワックスから選択された液−固相変化材料である。
【００１８】
従って、第１の液体は、例えば、０℃以上１５０℃以下の温度で、相変化材料の幅広い選択肢から選択することができる。
【００１９】
有利には、第１の液体は、ＵＶ接着剤であり、前記第１の液体の硬化は、前記ＵＶ接着剤の架橋波長に適合された波長でのＵＶ放射に曝されることによって実行される。
【００２０】
従って、流体構造体は、熱源に頼ることなく、単純で迅速な方法で、ある距離を置いて凝固させることができる。
【００２１】
有利には、方法は、流体構造体を再構成するために、前記第１の液体の硬化した、又は固化した材料を融解するステップを含む。
【００２２】
従って、硬化プロセスを逆にすることにより、マイクロ流体チップを再び用いて、異なる形状を有する流体構造体を形成することによって、本方法を再開することができる。
【００２３】
第２の実施形態によれば、第２の液体は、２つの液体間の界面が、前記電極のアレイの駆動の影響下で、前記流体構造体の形を取るように、第１の液体に対して不混和であり、第１の液体は、第２の液体によって覆われる。
【００２４】
この第２の実施形態によれば、２つの不混和液体間の界面は、第２の液体の硬化によって実体化される型として有利に用いられ、それによって、単純な方法でマイクロ流体アレイを形成する。
【００２５】
有利には、第１の液体は、脱イオン水、水、有機液体、溶媒又は水溶液である。
【００２６】
従って、ＬＤＥＰ技術による作動が、高周波での作動を必要とせず、第２の液体の硬化の後に、容易に取り除くことができる液体が用いられる。
【００２７】
有利には、第２の液体は、次の材料、即ち、架橋ポリマー、パラフィン、アガロース、ゼラチン、蜜蝋、ワックス、エポキシ、シリコン若しくは樹脂ベースの接着剤、ＵＶ接着剤、又はゲルから選択された液−固相変化材料である。
【００２８】
従って、第２の液体は、高品質のマイクロ流体アレイを形成するために、幅広い相変化材料の選択肢から選択することができる。
【００２９】
有利には、マイクロ流体アレイの形状は、独立した方法での電極の駆動によってプログラム制御可能である。従って、単一のマイクロ流体チップから、異なる形状を有する複数の流体アレイを形成することが可能である。
【００３０】
有利には、マイクロ流体アレイの前記少なくとも１つの流体フィンガの形状及び／又は寸法は、電極の形状及び／又は幅及び／又は数により、再構成可能である。従って、あらゆる形状、幅又は高さの流体チャネルが形成することができる。
【００３１】
有利には、液体誘電泳動による同じ作動の過程で、前記少なくとも１つの流体フィンガに、可変寸法を設けてもよい。従って、同じＬＤＥＰ作動によって、異なる長さ及び／又は深さ及び／又は幅を有する異なるゾーンを備える流体チャネルを形成することが可能である。
【００３２】
有利には、前記マイクロ流体アレイは、他のマイクロ流体アレイを形成するためのモデルプレートとして用いられる。
【００３３】
従って、マイクロ流体アレイは、単純な方法で複数の同一のマイクロ流体アレイを形成するためのモールドの製造に使用されることができる。
【００３４】
本発明は、半円形断面の少なくとも１つのチャネルを備えるマイクロ流体アレイを形成する方法であって、前記方法は、
・硬化の特性を有する第１の液体の母液滴を、マイクロ流体チップの基板上に配置された少なくとも一対の実質的に平行で同一平面上にある電極を備える電極のアレイ上の初期位置に配置するステップと、
・液体誘電泳動（ＬＤＥＰ）により、前記第１の液体を作動させて、少なくとも１つの流体フィンガを備える流体構造体を形成するように、前記電極のアレイを駆動するステップと、
・前記流体構造体を凝固させるために、電極のアレイを駆動状態に維持しながら、前記流体構造体を実体化する前記第１の液体を硬化させるステップと、
・第２の液体をマイクロ流体チップ上に流して、前記凝固させた流体構造体を覆うステップと、
・前記第２の液体を硬化させて、マイクロ流体アレイを形成するステップと、
・マイクロ流体アレイをモールドから取り外すステップと、
を含む方法を目的とする。
【００３５】
また、本発明は、半円形断面の少なくとも１つのチャネルを備えるマイクロ流体アレイを形成する方法であって、前記方法は、
・少なくとも一対の実質的に平行で同一平面上にある電極を有する電極のアレイを備えるマイクロ流体チップの自由表面に、不混和性の第１及び第２の液体を配置するステップであって、第２の液体が、硬化の特性を有しているステップと、
・液体誘電泳動（ＬＤＥＰ）により、前記第１の液体を作動させて、少なくとも１つの流体フィンガを備える流体構造体を形成するように、前記電極のアレイを駆動するステップであって、第１及び第２の液体間の界面が、前記流体構造体の形を取るステップと、
・流体構造体の型が、硬化させた第２の液体に見つけられる（found）ように、電極のアレイを駆動状態に維持しながら、前記流体構造体を覆う前記第２の液体を硬化させて、それによって、マイクロ流体アレイを形成するステップと、
・マイクロ流体アレイをマイクロ流体チップから分離するステップと、
を含む方法に関する。
【００３６】
有利には、方法は、
・マイクロ流体アレイを支持体に組付けて、マイクロ流体素子を形成するステップと、
・前記アセンブリ内に、少なくとも１つの穴を形成して、流体入力部を作るステップと、
を備える。
【００３７】
また、本発明は、先行の特徴の内のいずれかに従って形成されたマイクロ流体アレイを備えるマイクロ流体装置に関する。
【００３８】
本発明の他の利点及び特徴は、以下に示す非限定的な詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、本発明による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、本発明による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図１Ｇ】図１Ｇは、本発明による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明による、ディジタル化された電極のアレイ上への流体構造体の形成を概略的に示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明による、ディジタル化された電極のアレイ上への流体構造体の形成を概略的に示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明による、ディジタル化された電極のアレイ上への流体構造体の形成を概略的に示す図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明による、ディジタル化された電極のアレイ上への流体構造体の形成を概略的に示す図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、本発明による、ディジタル化された電極のアレイ上への流体構造体の形成を概略的に示す図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、本発明による、ディジタル化された電極のアレイ上への流体構造体の形成を概略的に示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明による、連続的形状構成における電極のアレイ上への流体構造体の形成を概略的に示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明による、連続的形状構成における電極のアレイ上への流体構造体の形成を概略的に示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明による、連続的形状構成における電極のアレイ上への流体構造体の形成を概略的に示す図である。
【図４】図４は、本発明による、マイクロ流体アレイの形成のためのマイクロ流体チップの例を概略的に示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図４のマイクロ流体チップの長手方向断面を参照しながら、本発明の第１の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図４のマイクロ流体チップの長手方向断面を参照しながら、本発明の第１の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図４のマイクロ流体チップの長手方向断面を参照しながら、本発明の第１の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図４のマイクロ流体チップの長手方向断面を参照しながら、本発明の第１の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、図４のマイクロ流体チップの長手方向断面を参照しながら、本発明の第１の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、図４のマイクロ流体チップの長手方向断面を参照しながら、本発明の第１の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、図４のマイクロ流体チップの長手方向断面を参照しながら、本発明の第１の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図５Ｈ】図５Ｈは、図４のマイクロ流体チップの長手方向断面を参照しながら、本発明の第１の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図５Ｉ】図５Ｉは、図４のマイクロ流体チップの長手方向断面を参照しながら、本発明の第１の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図５Ｊ】図５Ｊは、図４のマイクロ流体チップの長手方向断面を参照しながら、本発明の第１の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図４のマイクロ流体チップの横方向断面を参照しながら、本発明の第２の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図４のマイクロ流体チップの横方向断面を参照しながら、本発明の第２の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図４のマイクロ流体チップの横方向断面を参照しながら、本発明の第２の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、図４のマイクロ流体チップの横方向断面を参照しながら、本発明の第２の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図４のマイクロ流体チップの横方向断面を参照しながら、本発明の第２の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら、非限定的な例によって説明する。
【００４１】
本発明の原理は、誘電泳動（ＬＤＥＰ）により、オープンな構成（open configuration）における液体の作動（actuation）を利用して、半円形断面のチャネルを備えるマイクロ流体アレイを成形（mould）することである。
【００４２】
図１Ａ乃至図１Ｇは、本発明による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示している。
【００４３】
より具体的には、図１Ａは、基板４上に配置された電極のアレイ３を備えるマイクロ流体チップ１の断面を示している。電極のアレイ３は、少なくとも一対の実質的に平行で同一平面上にある変位電極（displacement electrodes）３ａ，３ｂを備えている。図１Ｂは、図１Ａのスケールよりも小さいスケールに従って、マイクロ流体チップの平面図を示している。
【００４４】
電極の対（pair）は、所定の経路に沿って延出している一対の連続的な電極（図３Ａ〜図３Ｃを参照）か、又は複数の隣接する基本電極（図２Ａ〜図２Ｅを参照）のいずれかを意味すると解釈され得る。この後者の場合、各電極は、電極の幅の１０分の１から電極の幅の２倍を含む小さな間隔だけ、その隣接するものから離間されている。
【００４５】
電極のアレイ３は、更に、電極３ａ，３ｂ間に電位差を印加することを可能にする電気的インタフェース５に接続されている。それにより、電極のアレイ３は、電気的活性化（electrical activation）の影響下で、液体誘電泳動（ＬＤＥＰ）によって、駆動（activate）された電極に沿って少なくとも１つの流体フィンガ（fluidic finger）を形成するように構成されている。
【００４６】
液体誘電泳動（ＬＤＥＰ）は、不均一な振動電界（oscillating non uniform electric field）によって生成された電気力の液体への印加を意味すると解釈され得る。液体誘電泳動による流体フィンガの形成は、特に、Ｊｏｎｅｓの“Ｌｉｑｕｉｄ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｍｉｃｒｏｓｃａｌｅ”というタイトルの論文（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔ，５１−５２（２００１），２９０−２９９）に記載されている。液体が電界中に位置している場合、液体の分子は、非ゼロ双極子（non-zero dipole）を得て分極される。電界が不均一である限り、クーロン力が生じて、液体の分子の変位を、即ち、全ての液体の変位を、最大電界（field maximum）に誘導（induce）する。その結果、液体は、電界により、半円形断面を有するように必然的に制約される。
【００４７】
図１Ｃは、第１の液体７を電極のアレイ３にほぼ電気絶縁的に接触させることを示す平面図である。より具体的には、第１の液体７は、流体の経路の上流に位置する重要な容積（important volume）の母液滴（mother drop）に相当する。第１の液体７が電気的に絶縁されていない場合、電気分解の何らかの現象を防止するために、電極を被覆するパッシベーション誘電体層（図４を参照）を基板上に加えることが有利であることに留意する。好ましくは、電極は、ＳｉＯＣ，Ｔｅｆｌｏｎ又はパリレン等の疎水性材料の層で被覆され、層の厚みは、例えば、１００ｎｍ以上１μｍ以下である。この疎水性層は、ＬＤＥＰによって操作される液体と接触させることが意図され、半球形状の液滴を得ることを可能にしている。液滴は絶縁されている。疎水性層は、絶縁性を有し、および電極を被覆する他の絶縁層（図４を参照）、例えば、ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４、フォトリソグラフィ樹脂、例えば、ＳＵ８の上に堆積させることができる。この他の絶縁層の厚みは、１００ｎｍ以上１μｍ以下であり、疎水性層内の絶縁破壊（breakdown）を防ぐことが意図されている。
【００４８】
図１Ｄは、断面図であり、図１Ｅは、ＡＣ電圧の印加による、電極のアレイ３の駆動を示す平面図である。電圧の周波数は、例えば、数ヘルツ（最小導電性液体の場合）〜数メガヘルツ、例えば、１０ｋＨｚ以上１０ＭＨｚ（最大導電性液体の場合）以下であり、好適な電圧は、数ＲＭＳボルト以上数百ＲＭＳボルト以下である。通常、印加される周波数は、数百ｋＨｚを超えない。液体７が、例えば、１０−９Ｓ．ｍ−１未満の伝導率で高絶縁性である場合、作動限界周波数（actuation threshold frequency）は、１Ｈｚ程度である。電圧は、高絶縁性液体の場合には、ＤＣであってもよい。
【００４９】
従って、電界の影響下で、第１の液体７は、液体誘電泳動によって伸ばされ（stretched）て、少なくとも１つの流体フィンガ９ａ（図２Ｂ〜図３Ｃも参照）を備え、且つ駆動された電極３ａ，３ｂによって画定された経路に沿った半円形断面の流体構造体９を形成する。
【００５０】
図１Ｆは、流体構造体９が、マイクロ流体チップ１上に付着され、流体構造体９の形状に密接に適合（hug）する第２の液体１１からマイクロ流体アレイを形成するためのモールドとして用いられることを示している。第２の液体１１は、ＰＤＭＳタイプの架橋ポリマー、ＣｎＨ２ｎ＋２タイプのパラフィン、アガロース、ゼラチン、ゲル、蜜蝋、エポキシ、シリコン若しくは樹脂ベースの接着剤、又はＵＶ接着剤であってもよく、液−固相変化材料（liquid-solid phase change material）の化合物である。
【００５１】
従って、流体構造体９を取り囲む囲い（surrounding enclosure）を形成する第２の液体１１の凝固（または、硬化）は、３次元の立体構造体を生成し、その形状は、流体フィンガに密接に適合する。換言すれば、流体フィンガは、硬化した第２の液体の形状を画定する型（impression）またはモールドを構成する。この段階で、電気的活性化が停止され、それにより、液体フィンガ（liquid finger）の除去がもたらされ、一方では、第２の液体の凝固した構造体が一体化して残る。その結果、後者は、図１Ｇに示すように、実質的に半円形の断面の少なくとも１つの流体チャネル１３ａを備えるマイクロ流体アレイ１３を形成する。このアレイは、連続的なマイクロ流体の適用に用いられ得る（即ち、流れを推し進める電極の駆動を必ずしも必要としない）。
【００５２】
マイクロ流体アレイ１３は、他のマイクロ流体アレイを形成するためのモデルプレートとして用いることも可能であることに留意する。
【００５３】
図２Ａ〜図２Ｆは、本発明による、ディジタル化された（digitalised）電極アレイ上の流体構造体（fluidic structure）の形成を概略的に示している。
【００５４】
図２Ａは、液体７の液滴（drop）が付着されるマイクロ流体チップ１を示す平面図である。この例によれば、マイクロ流体チップ１は、マトリクス状に配置されたピクセルの形態の、複数の不連続な又はディジタル化された電極３ａ，３ｂ，…，３ｉ，…，３ｎを備える電極のアレイ３を備え、電極のこのマトリクスの各ピクセル３ｉは、他のピクセルとは独立してアドレス可能（addressable）である。従って、電極の、特にマトリクスタイプの同じ２次元アレイ３から、多様な形状を備えた幅広い種類のマイクロ流体アレイを形成することが可能である。電極のマトリクスはその密度が高くなればなるほど、チャネルの幾何学的な分解能はより大きくなり、且つ流体アレイの複雑性が大きくなる。
【００５５】
図２Ｂ〜図２Ｆは、図２Ａに示されているものと同じマイクロ流体チップ上に形成することのできる流体アレイの形状の例を示している。
【００５６】
図２Ｂの例は、直角な経路３１を形成するピクセル３ｉのサブセット（sub-set）の駆動を示している。経路３１の縁部に位置するピクセル３ｉは、接地（ground）Ｍに接続され、それに対して、その他の縁部に位置しているピクセルは、不均一な電圧Ｖによって妨害（traverse）されている。一般的にいえば、流体の経路は、同一平面上にあるピクセルの対（couple）に沿って延び、各対は、電極と対電極とで構成され、それらの間で電位が変化する。
【００５７】
図２Ｃは、母液滴から生じた流体フィンガ９ａが、駆動されたピクセル３ｉのサブセットによって画定された経路３１に沿って延出していることを示している。有利には、毛管効果（capillary effects）により、駆動されたピクセル３ｉによって画定された経路の角ばった形状（angular shapes）は、流体フィンガ９ａの丸みを帯びた又は湾曲した形状をもたらそうとしていることを意味することに留意する必要がある。従って、場合によっては、マイクロフルイディクスにおいて好ましくない角ばった形状を回避しながら、流体アレイ１３を形成することができる。
【００５８】
更に、図２Ｄは、流体フィンガの断面が本質的に半円形であることを示す、図２Ｃの面（plane）ＡＡ’に沿った断面を示す図である。
【００５９】
図２Ｅの例は、ピクセル３ｉの別のサブセットの駆動によって決まる別の経路による流体フィンガ９ａの形成を示す。従って、流体構造体９の幾何学形状（形状と寸法）は、独立した方法で電極を駆動させることによって、容易にプログラム制御可能であり、それによって、多種多様な幾何学形状のマイクロ流体アレイを形成することを可能にする。
【００６０】
その結果、本発明は、同じマイクロ流体チップ１を再利用して、異なる幾何学的形状の流体構造体９によって実体化される（materialised）モールドを作り出すことを可能にする。
【００６１】
また、駆動電極３ｉの数を変えることにより、同じマイクロ流体チップ１上で流体フィンガ９ａの高さを制御することも可能である。実際には、図２Ｆの例は、流体フィンガ９ａのゾーン９１上の円形断面の半径Ｒが、このゾーン９１上の追加的なピクセル３ｉを駆動させることによって増加されることができることを示している。
【００６２】
従って、流体フィンガ９ａの幾何学的形状及び／又は寸法は、駆動された電極３ｉの形状及び／又は数及び／又は電極３ａ，３ｂの幅の関数として再構成可能である（図３Ｂも参照）。
【００６３】
更に、図３Ａ〜図３Ｃは、本発明による、連続的構成（continuous configuration）における電極のアレイ上での流体構造体の形成を概略的に示している。
【００６４】
図３Ａには、特定の幾何学形状を有する電極のアレイ３を備えるマイクロ流体チップ１が図示されている。
【００６５】
連続的構成における電極のアレイ３は、例えば、コイル状の電極３３と、直角に曲がった部分を有する又は十字状の電極３５と、可変幅（variable width）の電極３７とを備える複雑な形状を有することができる。
【００６６】
母液滴から生じた流体フィンガは、駆動された電極の対によって決まる異なる経路に沿って延出する。そのため、単純な方法で且つ単一の動作で、実質的に全てのマイクロ流体用途のための異なる寸法及び異なる形状のチャネルを形成することが可能である。例えば、ステージ及び／又はチャンバ及び／又は先細（convergent）部分及び／又は末広（divergent）部分及び／又は狭窄部（constriction）及び／又はコイル状チャネルを備えたチャネルを備えるマイクロ流体アレイを形成することが可能である。
【００６７】
図３Ｂの例は、可変幅を有する一対の直線的で同一平面上にある電極３ａ，３ｂを示している。より具体的には、この一対の電極３ａ，３ｂは、各電極３ａ，３ｂの外側へ向かって延出する平坦な突出部３ａ１，３ｂ１で形成された幅広ゾーン３４を有している。突出部３ａ１，３ｂ１は、互いに対称的に配置され、各突出部は、異なる電極に対応している。一対の電極上に伸びている流体フィンガ９ａの半円形断面の半径は、電極３ａ，３ｂの外縁部間の距離に等しいことに留意する。そのため、流体フィンガ９ａは、図３Ｃに示すように、突出部３ａ１，３ｂ１のレベルにおいて、より大きな半径を有している。
【００６８】
次に、電極３ｉ，３ａ，３ｂの数及び幾何学形状を変化させることにより、異なる形状および寸法の流体フィンガ９ａを構想することが可能である。特に、可変幅の電極３ａ，３ｂ（図３Ｂ〜図３Ｃ）を駆動させることにより又は駆動された電極３ｉ（図２Ｅ）の数を変えることにより、同じＬＤＥＰ作動（LDEP actuation）の過程で、流体フィンガ９ａの寸法（長さ、高さ、幅）を変えることが可能である。その結果、同じモールド上のチャネルの寸法を制御することができる。
【００６９】
従来技術においては、チャネルの高さは、方法及びそれに関連するエッチング時間によって決まることが知られているだろう。従って、チャネルの高さを変えるための唯一の手段は、幾つかのマスクを必要とするフォトリソグラフィの幾つかの工程を経て、その後に幾つかのエッチング工程を続けて行うことであった。換言すれば、Ｎ個の異なる高さのチャネルは、多くのエッチング工程と同じ数のＮ個のフォトリソグラフィマスク及びＮ個のフォトリソグラフィ工程を要していた。
【００７０】
図４には、本発明による、マイクロ流体アレイの形成のためのマイクロ流体チップのより詳細な例が図示されている。
【００７１】
マイクロ流体チップ１は、自由表面（free surface）４ａを有する基板４を備えている。基板４の材料は、次の材料、即ち、シリコン、単結晶シリコン、多結晶シリコン、窒化ケイ素、酸化ケイ素、ガラス、パイレックス（Ｐｙｒｅｘ）（登録商標）、ポリカーボネート又はＰＥＥＫ等の有機材料、プラスチック、紙、ニッケル、タングステン、プラチナ等から選択することができる。基板４の厚みは、例えば、数十ミクロン以上数ミリメータ以下の任意の厚さであってもよい。
【００７２】
基板４は、液体誘電泳動により基板の自由表面４ａに形成されるように適合された電極のアレイ３の画定のための金属レベル（metal level）を有している。これらの電極３ａ，３ｂは、堆積後の半導体の薄層の又はアルミ、銅、金、プラチナ、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）から選択することができる金属のエッチングによって得られる型である。電極３ａ，３ｂの厚さは、数十ｎｍから数百ｎｍであり、例えば、２００ｎｍ程度である。
【００７３】
電極のアレイ３は、基板４の自由表面４ａのレベルに配置された、互いに平行で同一平面上にある少なくとも一対の変位電極３ａ，３ｂを備える。電極の構造体は、そこで誘電泳動力が作用しようとしているゾーンを画定することが可能である。図４の例は、例えば、１ｍｍ以上２ｍｍ以下の長さの単一対の電極３ａ，３ｂを示している。
【００７４】
一対の電極の内縁部は、ある距離、例えば、４μｍ〜１０μｍ程度、離間されている。各電極は、８μｍ〜２０μｍ程度の幅ｗを有し、その結果、電極３ａ，３ｂの外縁部を隔てている距離２Ｒとするとき、Ｒ＝ｗ＋ｇ／２で与えられる、流体フィンガの半円形断面の半径Ｒは、１０μｍ〜２５μｍ程度になる。実際には、電極の幅ｗが、それらの間隔ｇの大きさと同程度である場合、経路の全ての箇所の流体フィンガも、電極の２つの横方向の縁部の間に刻み込まれたゾーンをカバーする。従って、流体フィンガによって形成されたチャネルの寸法は、幅及び深さに関して、１０μｍ〜２５μｍ程度である。また、その寸法（幅、深さ）は、１μｍ（又は、１マイクロメータ（micrometre）よりもさらに小さい）以上数百マイクロメータ以下であり、例えば、５００μｍで構成されるチャネルを想定することも可能である。
【００７５】
更に、流体フィンガの長さ、及びその結果としてのチャネルの長さは、全く必然的であり得る。実際には、ＬＤＥＰにより流体フィンガを、数十ミリメートル以上の長さに形成することが可能である。更に、母液滴の液体の流入量が一定に保たれる限りにおいて、数十センチメートルの流体フィンガ（及びその結果としてのチャネル）を形成することも想定することが可能である。
【００７６】
流体フィンガの形成は、０．１〜１０ｃｍ／ｓ程度の液体の変位速度によって非常に迅速であり、即ち、５ｍｍの流体フィンガを形成するのに、僅か５０〜５００ｍｓで十分であることに留意すべきである。
【００７７】
電極のアレイ３を構成した後、第１の液体が電気伝導性である場合、第１の液体の電気分解のリスクを避けるために、基板４は、有利には、少なくとも１つのパッシベーション誘電体層１７で被覆することができる。
【００７８】
パッシベーション層１７は、絶縁層、例えば、酸化物ＳｉＯ２、窒化物（ＳｉＮ，Ｓｉ３Ｎ４）、樹脂、ドライフィルム、ＳｉＯＣ、Ｔｅｆｌｏｎ（ｔｅｔｒａ−ｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）（登録商標）タイプの疎水性ポリマー又は他のフッ素重合体、ポリパラキシレン（ｐｏｌｙ−ｐ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）のポリマー（パリレン）、ＡＬＤとして知られている方法によって堆積された高誘電率酸化物（ＨｆＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２，ＳｒＴｉＯ３，ＢａＴｉＯ３，Ｂａ（１−ｘ）ＳｒｘＴｉＯ３（ＢＳＴ）…）であることができ、且つ数ｎｍ（例えば、１０ｎｍ又は２５ｎｍ）〜数ミクロン（例えば、５μｍ）の厚みを有している。高誘電率酸化物は、高い誘電体誘電率を有し、それにより、変換の効率を高めることを可能にしている。酸化物は、液体が電極のアレイ３に直接接触している場合の液体の電気分解を避けることを可能にする。
【００７９】
好ましくは、基板４は、基板４の自由表面４ａを形成するその疎水特性のために、二重パッシベーション層、即ち、第１の誘電体層１７ａ、例えば、窒化ケイ素ＳｉＮ（１００ｎｍ〜１μｍ）と、第２の層１７ｂ、例えば、（１００ｎｍ〜１μｍの）ＳｉＯＣ又はＴｅｆｌｏｎとで被覆される。疎水性層は、液体が、特に９０°よりも大きい高接触角を有することを可能にすることが知られているだろう。
【００８０】
更に、電極のアレイ３は、所望の構成に応じて、電極アレイ３を駆動させるためのスイッチング手段５ａおよび電圧発生手段５ｂを備える電気的インタフェース５に接続されている。
【００８１】
図５Ａ〜図５Ｊは、図４のマイクロ流体チップの長手方向の断面を参照しながら、本発明の第１の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示している。
【００８２】
この第１の実施形態によれば、第１の液体７は、電極３ａ，３ｂの駆動中に、流体構造体９を凝固させることを可能とする硬化の特性を有する。
【００８３】
例として、第１の液体７は、次の材料、即ち、エポキシ、シリコン又は樹脂ベースの接着剤、ＵＶ接着剤、ゲル（特に、アルギン酸塩またはアガロース）、例えば、ＰＤＭＳタイプの架橋ポリマー、ＣｎＨ２ｎ＋２タイプのパラフィン、ゼラチン、蜜蝋、ワックスから選択される液−固相変化材料からなる。
【００８４】
第１のステップ（図５Ａ）に従って、第１の液体７、例えば、ＵＶ接着剤の約１μＬの母液滴７ａが、電極のアレイ３のレベルで、基板４の自由表面４ａに配置される。より具体的には、母液滴７ａは、例えば、１．５ｍｍ長の一対の電極３ａ，３ｂの起点に相当する初期位置（initial position）上に配置される。硬化の前、ＵＶ接着剤は十分に流動的であり、例えば、ＬＤＥＰによるその作動を容易にするために、１センチポアズ以上数百センチポアズ以下の流動性を有していることに留意する。
【００８５】
次に、第１の液体７をＬＤＥＰによって作動させるために、不均一な振動電界を生成するように適合された電圧を電極のアレイ３に印加することにより、電極のアレイが駆動される。その結果、半円形断面の少なくとも１つの流体フィンガ９ａを備える流体構造体９（図５Ｂ）が、電極のアレイ３上に形成される。
【００８６】
実際には、図５Ｂの例は、振幅５００Ｖで周波数５０ｋＨｚの正弦波電圧が、電極３ａ，３ｂ間に印加された場合、半円形断面の（ＵＶ接着剤の）流体フィンガ９ａは、一対の電極３ａ，３ｂに沿って（一秒程度の）非常に短い時間に延出することを示している。流体フィンガ９ａは、電極３ａ，３ｂの一対をその全長にわたって実質的に覆うと共に、既に定義され且つ２つの電極３ａ，３ｂの外縁部を隔てている距離に相当する距離２Ｒに実質的に等しい接触幅（contact width）を有している。
【００８７】
次いで、流体構造体９の形成後、流体構造体９を凝固させるために、電極のアレイ３を駆動状態に維持しながら、流体構造体９を実体化する、第１の液体７の硬化又は固化のプロセスが実行される。第１の液体７の硬化又は固化のプロセスは、温度の変化によって、又は第１の液体７に用いられている材料に依存する特定の放射領域（radiation area）への曝露（exposure）によって実行することができる。
【００８８】
実際には、図５Ｃの例は、（ＵＶ接着剤の）流体フィンガの変位の後、流体フィンガは、少なくとも１分間、ＵＶ接着剤の架橋波長に適合された波長で、ＵＶランプ（図示せず）の放射１９に曝されることを示している。第１の液体７の硬化後、ＵＶランプは切られ、および電極３への電力供給が遮断される。流体フィンガ９ａは、この時点で完全に固体であり、以降、流体チャネルを作るためのモールドの役割を果たす。
【００８９】
実際には、流体構造９が形成されて硬化されると直ぐに、第２の液体１１、例えば、ＰＤＭＳがマイクロ流体チップ１上に注がれて、凝固した（congealed）流体構造体９を覆う（図５Ｄ）。
【００９０】
次に、マイクロ流体アレイを形成するために、（使用する材料により）温度、乾燥、又は放射の変化によって、第２の液体１１の硬化または固化のプロセスが実行される。
【００９１】
図５Ｅの例は、第２の液体のＰＤＭＳ材料を複製するために、マイクロ流体チップ１と、凝固した流体構造体９を覆っている第２の液体１１とのアセンブリが、例えば、８０℃で１時間、オーブン(oven)２１内に配置されることを示している。変形例においては、アセンブリは、２４時間、外気に曝してもよい。その結果、凝固したＵＶ接着剤で形成された構造体９の型が、架橋されたＰＤＭＳで複製される。
【００９２】
図５Ｆの例は、モールドから取り外した後、又はマイクロ流体チップ１から剥離した後の、架橋されたＰＤＭＳで形成されたマイクロ流体アレイ１３を示す。
【００９３】
図５Ｇは、架橋されたＰＤＭＳで形成されたマイクロ流体アレイ１３が、他の支持体２３、例えば、マイクロ流体素子２５を形成するための滑らかな面を備えた他の架橋されたＰＤＭＳ支持体に組み付けられていることを示している。アセンブリは、例えば、Ｏ２プラズマを用いて形成された後、６０℃で２時間、オーブン内に配置される。
【００９４】
図５Ｈは、流体流入部２６ａを形成するための、例えば、母液滴の初期位置のレベルでのマイクロ流体素子のアセンブリにおける穴（hole）の形成を示す。毛細管（capillary）２６ｂがこの穴に挿入され、次に、毛細管２６は、シリンジポンプ、圧力制御装置、バルブ又は他の何らかの流体装置（図示せず）に接続することができる。
【００９５】
図５Ｉの例は、流体流入部（input）２６ａを介した対象の液体２７による流体チャネル１３ａの充填を示す。
【００９６】
有利には、モールドは、流体の作動を実行できる限り、換言すれば、電極のアレイ３と設けられる可能性があるパッシベーション層１７とが損傷されない限りにおいて、無制限に再構成することができる。実際には、硬化（例えば、ＵＶ接着剤の場合）又は固化（例えば、パラフィンの場合）の現象は可逆的である。例えば、パラフィンは、加熱によって液化することが可能であり、また、ＵＶ接着剤は、剥離溶液（例えば、アセトン又はピラニア）で溶解し、それによってマイクロ流体アレイ１３を再構成して、最初のものとは異なる新たなアレイを形成することができる。
【００９７】
図５Ｊの例は、チャネルの同じ構成において、又はチャネルの異なる構成において、上述されていることに従って他のモールドを形成するために予め構成されて硬化されたＵＶ接着剤（即ち、凝固した流体構造体９）で形成されたモールドの、アセトンを用いた剥離又は洗浄２８を示す。
【００９８】
図６Ａ〜図６Ｅは、図４のマイクロ流体チップの横断面を参照しながら、本発明の第２の実施形態による、マイクロ流体アレイを形成する方法を概略的に示す。
【００９９】
この第２の実施形態によれば、第２の液体１１は、ＬＤＥＰによる第１の液体の作動中に、２つの液体間の界面が、流体構造体９の形を取るように、第１の液体７に対して不混和性である。
【０１００】
例として、第１の液体７は、水、脱イオン水ＤＩＷ、有機液体（例えば、オイル）、水溶液、又はエタノール、アセトン又はグリセロールタイプの溶剤である。第２の液体１１は、硬化または固化の性質を有する材料で作られ、好ましくは、第２の液体は、ＬＤＥＰによる第１の液体７の作動が最適になるように、第１の液体の誘電体誘電率とは全く異なる誘電体誘電率を有するように選択される。
【０１０１】
第１のステップに従って、第１及び第２の不混和液体７，１１が、基板４の自由表面４ａに配置される。例として、まず、第２の液体１１（例えば、パラフィン）の溶液の溶液槽（bath）が、マイクロ流体チップ１上に形成され（図６Ａ）、その後、第１の液体７（例えば、水）が、前記溶液槽内に配置または注入される。
【０１０２】
次に、第１の液体７をＬＤＥＰによって作動させるように、振動する不均一な電界を生成するように適合された電圧を電極のアレイに印加することによって、電極のアレイ３が駆動される。より具体的には、２つの液体間の界面は、駆動された電極３ａ，３ｂによって画定された経路上での第１の液体７の変位を作動させる液体誘電泳動力によって成形される。このように、第１及び第２の液体７，１１間の界面は、第１の液体７によって形成された流体構造体９の形を取る。
【０１０３】
所望の流体構造体９の幾何学形状が形成されていた場合、流体構造体９を覆う第２の液体１１は、電極のアレイ３を駆動状態に維持しながら、硬化、固化又は相変化のプロセスによって凝固される。この結果、第２の液体１１の材料は、流体構造体９の形状を記憶しようとし、又は、換言すれば、流体構造体９の型が、硬化した第２の液体１１の材料内で複製されようとし、それによって、流体アレイ１３を形成する（図６Ｃ）。
【０１０４】
そして、固化した、又は硬化したマイクロ流体アレイ１３は、マイクロ流体チップ１から剥離される（図６Ｄ）。
【０１０５】
図６Ｅは、マイクロ流体アレイ１３が他の支持体２３に組み付けられて、マイクロ流体素子２５を形成していることを示している。その後、１つ以上の流体流入部を備えたマイクロ流体装置を作り出すために、１つ以上の穴を、マイクロ流体素子のアセンブリに形成することができる。
【０１０６】
このようにして、本発明による方法は、マイクロフルイディクスを利用する全ての用途のためのマイクロ流体装置を製造することを可能にする。半円形断面を有するチャネルは、この種の用途に対処するのに実質的に必須であるため、それらの用途の中では、特に、「震動する」蠕動（peristaltic）ポンプ又はバルブの製造を挙げることができる。
【０１０７】
さらに、本発明は、例えば、全ての生物学的及び化学的用途に対処するための、ＰＤＭＳで形成されたマイクロ流体チップを用いたラピッドプロトタイピングを実施するのに用いることができる。
【０１０８】
当業者は、明らかに、非限定的な例によって独自に、記載されている本発明に関して様々な変更を実行することができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【外国語明細書】
2014144529000001.pdf