(57)【要約】【課題】所定の環境下での耐性を有する流路デバイスの製造方法及びその流路デバイスを提供すること。【解決手段】流路デバイスの製造方法は、ポートを有する１つ以上のポリイミドフィルムと、チャネルを有する１つ以上のポリイミドフィルムとを含み、かつ、１つ以上の熱可塑性ポリイミドフィルムを、前記各ポリイミドフィルムのうち少なくとも１つとして含む複数のポリイミドフィルムを積層することを含む。前記積層された複数のポリイミドフィルムを加熱しながら、前記ポートと前記チャネルとが連通するようにそれらが接合される。【選択図】図１
2014205115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポートを有する１つ以上のポリイミドフィルムと、チャネルを有する１つ以上のポリイミドフィルムとを含み、かつ、１つ以上の熱可塑性ポリイミドフィルムを前記各ポリイミドフィルムのうち少なくとも１つとして含む複数のポリイミドフィルムを積層し、
前記積層された複数のポリイミドフィルムを加熱しながら、前記ポートと前記チャネルとが連通するようにそれらを接合する
流路デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の流路デバイスの製造方法であって、
前記複数のポリイミドフィルムのうち、１つ以上の非熱可塑性ポリイミドフィルムを、前記各ポリイミドフィルムのうち少なくとも１つとしてさらに用いる
流路デバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の流路デバイスの製造方法であって、
前記積層の工程では、前記熱可塑性ポリイミドフィルム及び前記非熱可塑性ポリイミドフィルムとが交互に積層される
流路デバイスの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の流路デバイスの製造方法であって、
前記接合の工程は、前記積層された複数のポリイミドフィルムを加圧する工程をさらに含む
流路デバイスの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の流路デバイスの製造方法であって、
前記加圧の工程では、２つの平行に配置された板材で前記積層された複数のポリイミドフィルムを挟むようにしてそれらを加圧する
流路デバイスの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の流路デバイスの製造方法であって、
前記接合の工程では、ポリイミドのガラス転移点付近の温度で、前記積層されたポリイミドフィルムを加熱する
流路デバイスの製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の流路デバイスの製造方法であって、
前記複数のポリイミドフィルムのうち少なくとも１つのポリイミドフィルムは、そのポリイミドフィルムの表面に設けられた金属層を有する
前記積層の工程前に、さらに、前記金属層を加工することにより任意形状の金属パターンを形成する
流路デバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の流路デバイスの製造方法であって、
さらに、前記積層された複数のポリイミドフィルムを、気密を維持可能なチャンバ内に収容し、
前記接合の工程では、前記チャンバ内を減圧した状態で、前記積層された複数のポリイミドフィルムを接合する
流路デバイスの製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載の流路デバイスの製造方法であって、
前記流路デバイスは、生体試料を含む流体を流通させるデバイスとして用いられる
流路デバイスの製造方法。
【請求項１０】
１つ以上の熱可塑性ポリイミドフィルムと、１つ以上の非熱可塑性ポリイミドフィルムとを含む複数のポリイミドフィルムが積層されて接合された本体と、
前記複数のポリイミドフィルムのうち、１つ以上のポリイミドフィルムに設けられたポートと、
前記複数のポリイミドフィルムのうち、前記ポートと連通して流路を形成するように、１つ以上のポリイミドフィルムに設けられたチャネルと
を具備する流路デバイス。
【請求項１１】
請求項１０に記載の流路デバイスであって、
前記流路デバイスは、生体試料を含む流体を流通させるデバイスとして用いられる
流路デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、流体を流路内で流通させる流路デバイスの製造方法及びその流路デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な材料や製造方法で製造された各種の用途の流路デバイスが提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、ポートやチャネルが形成された複数の基板が積層されることにより、それらポートやチャネルが互いに連通するように構成された多層マイクロ流路デバイスが開示されている。特に、この特許文献１に記載された多層マイクロ流路デバイスは、各基板の間で分岐するチャネルを有している（例えば、特許文献１のカラム６，７及び１２を参照）。
【０００４】
特許文献２には、固体高分子形の燃料電池が開示されている。この燃料電池は、ステンレス鋼、チタン、またはアルミニウム等でなる基体と、単数または複数のプラスチックフィルム製の成形体とが積層されて構成される。これら基体及び成形体には、燃料ガス及び冷媒を流路内に流通させるための貫通孔、また、その流路を形成するための溝等を有している。（例えば、特許文献２の明細書段落［００２７］、［００４３］等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６３２１７９１号公報
【特許文献２】特開２００８−７８１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ユーザは、様々な環境下で流路デバイスを用いる。したがって、所定の環境下での耐性を持つ流路デバイスの実現が望まれる。
【０００７】
本技術の目的は、所定の環境下での耐性を有する流路デバイスの製造方法及びその流路デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本技術に係る流路デバイスの製造方法は、ポートを有する１つ以上のポリイミドフィルムと、チャネルを有する１つ以上のポリイミドフィルムとを含み、かつ、１つ以上の熱可塑性ポリイミドフィルムを、前記各ポリイミドフィルムのうち少なくとも１つとして含む複数のポリイミドフィルムを積層することを含む。
前記積層された複数のポリイミドフィルムを加熱しながら、前記ポートと前記チャネルとが連通するようにそれらが接合される。
【０００９】
１以上の熱可塑性ポリイミドフィルムを含む複数のポリイミドフィルムを積層して加熱接合することにより、複数のポリイミドフィルム間の密着性を高めることができる。これにより、ポート及びチャネルにより形成される流路を流れる流体圧が高い環境下でも使用可能な流路デバイスを実現することができる。
【００１０】
前記複数のポリイミドフィルムのうち、１つ以上の非熱可塑性ポリイミドフィルムが、前記各ポリイミドフィルムのうち少なくとも１つとしてさらに用いられてもよい。加熱によっても変形が抑えられた非熱可塑性ポリイミドフィルムとを用いることにより、流路を高精度に形成することができる。
【００１１】
前記積層の工程では、前記熱可塑性ポリイミドフィルム及び前記非熱可塑性ポリイミドフィルムとが交互に積層されてもよい。これにより、上述した密着性が向上するという作用、または、流路が高精度に形成されるという作用が促進される。
【００１２】
前記接合の工程は、前記積層された複数のポリイミドフィルムを加圧する工程をさらに含んでもよい。これにより、各ポリイミドフィルムの密着性がさらに向上する。
【００１３】
前記加圧の工程では、２つの平行に配置された板材で前記積層された複数のポリイミドフィルムを挟むようにしてそれらが加圧されてもよい。これにより、各ポリイミドフィルムの表面に一様な加圧力を加えることができ、微細で高精度な流路を形成することができる。
【００１４】
前記接合の工程では、ポリイミドのガラス転移点付近の温度で、前記積層されたポリイミドフィルムが加熱されてもよい。
【００１５】
前記複数のポリイミドフィルムのうち少なくとも１つのポリイミドフィルムは、そのポリイミドフィルムの表面に設けられた金属層を有してもよい。そして、前記積層の工程前に、さらに、前記金属層を加工することにより任意形状の金属パターンが形成されてもよい。これにより、金属パターンを有する流路デバイスを実現できるので、電気的または機械的な機能を流路デバイスに与えることができる。
【００１６】
この製造方法は、さらに、前記積層された複数のポリイミドフィルムを、気密を維持可能なチャンバ内に収容する工程を含んでもよい。前記接合の工程では、前記チャンバ内を減圧した状態で、前記積層された複数のポリイミドフィルムが接合されてもよい。これにより、流路内にボイドが残存することを抑制することができる。
【００１７】
前記流路デバイスは、生体試料を含む流体を流通させるデバイスとして用いられてもよい。
【００１８】
本技術に係る流路デバイスは、本体と、ポートと、チャネルとを具備する。
前記本体は、１つ以上の熱可塑性ポリイミドフィルムと、１つ以上の非熱可塑性ポリイミドフィルムとを含む複数のポリイミドフィルムが積層されて接合されることにより構成される。
前記ポートは、前記複数のポリイミドフィルムのうち、１つ以上のポリイミドフィルムに設けらる。
前記チャネルは、前記複数のポリイミドフィルムのうち、前記ポートと連通して流路を形成するように、１つ以上のポリイミドフィルムに設けられる。
【００１９】
１以上の熱可塑性ポリイミドフィルムと、１以上の非熱可塑性ポリイミドフィルムとを含む複数のポリイミドフィルムが積層されて接合された本体が設けられることにより、複数のポリイミドフィルム間の密着性を高めることができる。これにより、流路を流れる流体圧が高い環境下でも使用可能な、つまり、高い耐流体圧性能を持つ流路デバイスを実現することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上、本技術によれば、所定の環境下での耐性を有する流路デバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本技術の一実施形態に係る流路デバイスの分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す流路デバイスを模式的に示す平面図である。
【図３】図３は、この流路デバイスの製造工程を示すフローチャートである
【図４】図４Ａ〜Ｄは、非熱可塑性ポリイミドフィルムの層の製造方法を順に示す図である。
【図５】図５Ａ〜Ｄは、非熱可塑性ポリイミドフィルムの層の製造方法を順に示す図である。
【図６】図６Ａ及びＢは、ポリイミドフィルムの積層工程及び接合工程を示す。
【図７】図７は、流路デバイスの使用例について説明するための図である。
【図８】図８は、本技術の第２の実施形態に係る流路デバイスの分解斜視図である。
【図９】図９は、図８に示す流路デバイスの断面図である。
【図１０】図１０は、流路デバイスを人体に装着する例を示す。
【図１１】図１１は、流路デバイスを機器間に接続される、流路及び電気回路を含むデバイスとして使用する例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本技術の実施形態を説明する。
【００２３】
１．第１の実施形態
（１）流路デバイスの構成
図１は、本技術の一実施形態に係る流路デバイスの分解斜視図である。本実施形態に係る流路デバイスは、後述するように、生体試料として例えば細胞等の粒子を含む流体を流路に流通させることにより、細胞を分析するデバイスとして用いられる。
【００２４】
流路デバイス５０は、複数、例えば５枚のポリイミドフィルムＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４及びＰ５を備える。これらのポリイミドフィルムＰ１〜Ｐ５が積層されて構成されることにより、流路デバイス５０の本体が形成されている。各ポリイミドフィルムＰ１〜Ｐ５は、実質的に同じサイズ及び外形を有する。図１中、上から第１、３及び５層のポリイミドフィルムＰ１、Ｐ３及びＰ５は、非熱可塑性ポリイミドフィルムであり、上から第２及び４層のポリイミドフィルムＰ２及びＰ４は、熱可塑性ポリイミドフィルムである。すなわち、非熱可塑性ポリイミドフィルムＰ１、Ｐ３及びＰ５と熱可塑性ポリイミドフィルムＰ２及びＰ４とが交互に積層される。
【００２５】
以降では、各ポリイミドフィルム（Ｐ１〜Ｐ５）を単に「フィルム（Ｐ１〜Ｐ５）」といい、必要に応じて、「ポリイミドフィルム」、「熱可塑性ポリイミドフィルム」、「非熱可塑性ポリイミドフィルム」の記載を用いる。
【００２６】
フィルムＰ１〜Ｐ５のうち、任意のフィルムの任意の位置に、孔であるポートＡ１、Ａ２、、、が形成されている。また、フィルムＰ１〜Ｐ５のうち、任意のフィルムの任意の位置に、任意の形状で、スリットであるチャネルＢ１及びＢ２が形成されている。これらポート及びチャネルは、フィルムの表面（上面）から裏面（下面）を貫通している。したがって、これらのチャネルがポートを介して連通し、また、これらのポートがチャネルを介して連通することで、多層にわたり３次元的に任意の形状の流路が形成される。フィルムＰ１は、ポート及びチャネルを有しておらず、カバーの役割を果たす。
【００２７】
なお、図を理解しやすくするために、図１及び２では、ポート及びチャネルの幅は意図的に太く表されているが、実際には数μm〜数百μm程度の微細な幅である。
【００２８】
図２は、図１に示す流路デバイス５０を模式的に示す平面図であり、主に流路の構成を説明するための図である。
【００２９】
フィルムＰ２及びＰ４に設けられたチャネルＢ１及びＢ２の一部同士が、図２に示すように平面で見て重なるように、これらフィルムＰ２〜Ｐ４が積層されている。これらチャネルＢ１及びＢ２は、フィルムＰ３に後述の狭窄孔として設けられたポートＡ８を介して連通している。
【００３０】
例えば、フィルムＰ５に設けられたポートＡ１が外部からの流体の入口を構成する。この入口であるポートＡ１は、フィルムＰ４及びＰ３に設けられたポートＡ２及びＡ３を介して、フィルムＰ２に設けられたチャネルＢ１の上流端と連通する。フィルムＰ５に設けられたポートＡ６及びＡ７は、例えば、外部への流体の出口を構成する。チャネルＢ１は、その途中でポートＡ８を介してチャネルＢ２に連通する。チャネルＢ１の下流端は、フィルムＰ３及びＰ４にそれぞれ設けられたポートＡ４及びＡ５を介して、出口であるポートＡ６に連通する。また、チャネルＢ２の下流端は、出口であるポートＡ６に連通する。
【００３１】
フィルムＰ１〜Ｐ５の厚さは、例えば５〜３００μmであり、より好ましくは、１０〜１００μm、２０〜８０μm、４０〜６０μm、あるいは５０μmである。非熱可塑性ポリイミドフィルムＰ１、Ｐ３及びＰ５の厚さと、熱可塑性ポリイミドフィルムＰ２及びＰ４の厚さとは、異なっていてもよい。本実施形態では、非熱可塑性ポリイミドフィルムＰ１、Ｐ３及びＰ５より、熱可塑性ポリイミドフィルムＰ２及びＰ４の方が厚くなっている。
【００３２】
（２）流路デバイスの製造方法
図３は、この流路デバイス５０の製造工程を示すフローチャートである。図４Ａ〜Ｄ及び図５Ａ〜Ｄは、電極を有する層として、上記非熱可塑性ポリイミドフィルムＰ３の層の製造方法を順に示す図である。
【００３３】
（ａ）電極を有する層の製造方法
図４Ａに示すように、基材として非熱可塑性ポリイミドフィルム１１が用いられ、その基材の両表面（表面及び裏面）に金属層１２が設けられたフィルムが用意される（ステップ１０１）。金属層１２は、メッキ法、キャスト法、接着法等により形成される。金属層１２と非熱可塑性ポリイミドフィルム１１との密着性を高めるための工夫がなされる場合もある。金属層１２が設けられたポリイミドフィルムとして、例えば銅張積層板等、市販されているものも用いることができる。金属層１２の材料としては、典型的には銅が用いられるが、アルミニウム等の他の金属が用いられてもよい。
【００３４】
図４Ｂに示すように、金属層１２の表面に、感光性のレジストが塗布されるか、または、感光性のドライフィルムが貼り付けられる（ステップ１０２）。図４Ｃに示すように、予めチャネルや孔の形状のパターンを有する露光マスクを用いた露光及びその現像により、レジストまたはドライフィルムのパターン１３’が形成される（ステップ１０３）。露光マスクとしては、例えばクロムマスクが用いられる。
【００３５】
図４Ｄに示すように、エッチングによって金属層の不要部分が除去される（ステップ１０４）。これにより、金属層のパターン１２’が形成される。エッチングとして、ウェットエッチング法が用いられ、例えば塩化第二鉄、水酸化カリウム等のエッチング液が用いられる。
【００３６】
図５Ａに示すように、レジストまたはドライフィルムが除去される（ステップ１０５）。図５Ｂに示すように、金属層のパターン１２’をマスクとして、強アルカリ液中に対象物を浸漬することにより、基材である非熱可塑性ポリイミドフィルムの一部がエッチングされる（ステップ１０６）。これにより、基材に孔が形成された非熱可塑性ポリイミドフィルム１１’が形成される。エッチングの代わりに、例えばＵＶレーザまたはエキシマレーザを用いたレーザ加工により、基材の一部が除去されてもよい。エッチングとしてハーフエッチングが用いられることにより、基材に凹状の溝が形成されてもよい。
【００３７】
図５Ｃ及びＤに示すように、上記のパターニング処理（ステップ１０２〜１０６）を繰り返すことによって、任意形状の金属パターン、つまり任意の電極１４のパターンを持つ非熱可塑性ポリイミドフィルム１１’を形成することができる（ステップ１０７）。なお、この製造方法では、基材１１の表面及び裏面の両面に、電極１４が形成される。
【００３８】
図５Ｄに示すように、電極１４にメッキ処理によりメッキ層１５が形成されてもよい。メッキ層１５としては、例えば金、プラチナ、パラジウム、ニッケル、またはクロム等が用いられる。これにより、電極１４の耐薬品性、耐腐食性が向上する。
【００３９】
（ｂ）電極層を持たない層の製造方法
以上は、金属層１２を有するフィルムＰ３の製造方法を説明したが、フィルムＰ１、Ｐ２、Ｐ４及びＰ５は、金属層を有しないポリイミドフィルムの基材に、ポートである孔及び／またはチャネルであるスリットが、上記したパターニング処理と同様の手法によって形成される。その場合、基材のエッチングの時には、ドライフィルムをマスクとして用いることができる。
【００４０】
各フィルムＰ１〜Ｐ５の４角に共通して設けられた孔５１は、積層及び接合時の位置決め用のピン２２が挿通される孔である。これらの孔は、上記したパターニング処理により形成されてもよいし、パターニング処理以外の別の機械的加工によって形成されてもよい。
【００４１】
なお、ポート及びチャネルが形成されたフィルムには、デスミア処理が行われてもよい。これにより、流路内の流体の流動性を向上させることができる。
【００４２】
（ｃ）積層及び接合工程
図６Ａに示すように、以上のように形成された各フィルムＰ１〜Ｐ５がアライメントされる。例えば、ベース板２１及びこのベース板２１から立設した４つのピン２２を備える治具２０が用意される。各フィルムＰ１〜Ｐ５の各孔５１にピン２２がそれぞれ挿通される。また、アライメントマーク等の図示しない基準マークが各フィルムＰ１〜Ｐ５に設けられ、その基準マークが撮影されて得られる画像の画像処理により、アライメントの合否が判定されてもよい。これにより、高精度にアライメントが可能となる。このようにして、各フィルムＰ１〜Ｐ５が積層される（ステップ１０８）。
【００４３】
図６Ｂに示すように、治具２０は、ベース板２１に平行に配置される押さえ板２３を備える。この押さえ板２３とベース板２１との間に、フィルムＰ１〜Ｐ５が挟み込まれ、加圧及び加熱される（ステップ１０９）。この時の加熱温度は、熱可塑性ポリイミドのガラス転移点（２５０℃程度）付近の温度、例えば、２５０℃±５０℃である。この加熱により、熱可塑性ポリイミドフィルムＰ２及びＰ４が軟化、膨張し、これにより、非熱可塑性ポリイミドフィルムＰ１、Ｐ３及びＰ５と接合される。その後、接合されたフィルムＰ１〜Ｐ５が冷却される。
【００４４】
ステップ１０９での加圧力は、熱可塑性ポリイミドフィルムＰ２及びＰ４の膨張量が、流路デバイス５０の機能上問題ない程度、具体的には、流路を構成するスペースが残存する程度の加圧力である。加熱温度及び加圧力を適切に選定することにより、熱可塑性ポリイミドフィルムの膨張量を数μm程度に抑えることができる。加熱温度及び加圧力は、流路デバイス５０の形状、用途、機能等に応じて、適宜選定されればよい。
【００４５】
ステップ１０９では、積層されたフィルムＰ１〜Ｐ５が、気密を維持可能なチャンバ内に収容され、そのチャンバ内を減圧した状態で、それらフィルムＰ１〜Ｐ５が接合されることがより望ましい。これにより、減圧処理によって流路を構成するスペース内のボイドが除去されるので、ボイドが流路内に残存することを防止できる。
【００４６】
ステップ１０８及び１０９において、流路幅（縦及び横の幅）が数十μmという微細な流路を高精度に形成するために、ベース板２１及び押さえ板２３の平面度や平行度をできるだけ高く設定することが望ましい。
【００４７】
（３）本技術に係る流路デバイスのメリット
本実施形態に係る流路デバイス５０は、熱可塑性ポリイミドフィルムＰ２及びＰ４を含む。したがって、その熱可塑性ポリイミドフィルムＰ２及びＰ４と、非熱可塑性ポリイミドフィルムＰ１、Ｐ３及びＰ５との密着性を高めることができる。その結果、流路を流れる流体圧が高い環境下でも使用可能な、つまり、流路の高い耐流体圧性能（以下、これを耐圧性能という。）を持つ流路デバイス５０を実現することができる。
【００４８】
特に、この流路デバイス５０は、非熱可塑性ポリイミドフィルムＰ１、Ｐ３及びＰ５と、熱可塑性ポリイミドフィルムＰ２及びＰ４とを含む。これにより、上記加熱時に、熱可塑性ポリイミドフィルムＰ２及びＰ４の変形を非熱可塑性ポリイミドフィルムＰ１、Ｐ３及びＰ５が押さえるように作用するので、流路を高精度に形成することができる。微細な流路、例えば１００μmより小さい幅や高さを有する微細な流路は、加熱時の熱可塑性ポリイミドフィルムの膨張によって、所期の形状を保てない場合がある。しかし、熱可塑性ポリイミドフィルムと非熱可塑性ポリイミドフィルムとが接合されることにより、微細な流路であってもその形状を維持することができる。
【００４９】
また、特に非熱可塑性ポリイミドフィルム及び熱可塑性ポリイミドフィルムとが交互に積層される。これにより、上述の密着性が向上するという作用、及び、上述の流路が高精度に形成されるという作用が促進される。
【００５０】
各フィルムＰ１〜Ｐ５の密着性が向上することから、流路の耐圧性能が向上するので、流体の流量を高めることができる。流体の流量を高めることができれば、流動性が低い試料でも高圧で流路内を輸送することができる。微細な流路ほど流路抵抗が大きいため、このような高流量及び高圧という流体条件の重要度は増す。
【００５１】
ここで、本発明者は、入口のポートの１つ（例えばポートＡ１）を介して、生理食塩水を加圧して流路内に送出し、出口のポート（例えばポートＡ６及びＡ７）を閉じて圧力を増大させていく実験を行った。本技術に係る流路デバイスに対する比較例として、接着層としてエポキシフィルムを用いて適切な接合を行った図示しない流路デバイスが用いられた。流路内の圧力の上昇を時間軸で逐次測定した曲線を描いた場合、流路が破壊されるタイミングで曲線が下降し始めるので、本発明者は、この変化点における圧力を耐圧と定義して、耐圧性能を評価した。
【００５２】
その結果、比較例に係る流路デバイスの耐圧は概ね１００kPa程度以下であった。一方、本技術のように、接着剤を用いず、熱可塑性ポリイミドを用いた場合、準備した圧力測定器の上限である１MPaにおいても破壊されなかったため、耐圧は１MPa以上と認められた。
【００５３】
また、本技術ではフィルム同士を接着するための接着剤を用いる必要がないことから、生体試料を含む流体が流路デバイスの流路内を流れたとしても、接着剤に起因するダメージを生体試料に与えることがない。さらに、耐薬品性が高いので、流体として生理食塩水に限られず、アルコール類、有機溶媒、酸等を用いることもできる。
【００５４】
接着剤を用いる必要がなく、また、ポリイミドフィルムが用いられるので、耐薬品性及び耐熱性が高くなる。耐熱性が高くなることから、例えば、個々の流路デバイスごとに高圧蒸気滅菌が可能となる。あるいは、耐熱性が高くなることから、反応も含む化学合成、燃料電池等に、本技術に係る流路デバイスを適用することができる。
【００５５】
接着剤を用いる必要がないので、接着層を形成する工程を省略することができ、製造工程を簡略化でき、製造コストを抑えることができる。
【００５６】
本実施形態では、電極を備えた流路デバイスを、安価で大量に製造することができるので、検査コストの低減、反応コスト等の低減につながる。
【００５７】
さらに、本実施形態に係る流路デバイス５０は、ポリイミドフィルムの積層により構成されるので、フレキシブルな流路デバイスを実現することができる。
【００５８】
（４）流路デバイスの使用例
図１及び２等で示した流路デバイス５０の使用例について説明する。図７は、その使用例を説明するための図である。
【００５９】
流路デバイス５０のフィルムＰ５の表面側のポートＡ１に、Ｏリング等のシール材Ｒを介して図示しないポンプが接続される。また、フィルムＰ５のポートＡ７には、流路内から排出された流体を溜める図示しない容器等がシール材Ｒを介して接続される。シール材Ｒは、シリコーンゴム等の柔軟な材料でなるフィルムを予め流路デバイス５０に貼り付けることにより形成されてもよい。
【００６０】
なお、チャネルＢ１につながるポートＡ４は閉鎖しておいてもよいし、別の用途で用いられてもよい。別の用途とは、例えばチャネルＢ１とチャネルＢ２とがそれぞれ別の入口を持つ場合に、それらチャネルＢ１及びＢ２にそれぞれ異なる流量で流体を流すケースである。
【００６１】
例えば、生理食塩水を流体として、この流体に生体試料として血球等の細胞Ｃを含ませたものが用いられる。ポンプの駆動力によって、生理食塩水が流路デバイス５０のポートＡ１を介して流路内に流入され、ポートＡ２及びＡ３を介して、チャネルＢ１へ流入する。チャネルＢ１へ流入した細胞Ｃを含む流体は、狭窄孔であるポートＡ８を介してチャネルＢ２へ流入し、出口となるポートＡ７から排出される。
【００６２】
狭窄孔であるポートＡ８の周囲には、この狭窄孔を間に挟むように対向して配置された上述の電極１４が設けられている。例えば、電極１４は、フィルムＰ３の基材の表面及び裏面側にそれぞれ配置されている。これら電極１４でなる電極対には、交流電圧信号を印加する信号発生器、また、その電極対により測定される信号を解析する解析装置等、図示しない機器が電気的に接続される。当該解析装置は、細胞Ｃが狭窄孔を通過する時の、細胞の電気量を測定し、その細胞Ｃの種類を特定したり、またそれにより細胞Ｃを計数したりすることができる。
【００６３】
２．第２の実施形態
【００６４】
図８は、本技術の第２の実施形態に係る流路デバイスの分解斜視図であり、図９は、その断面図である。これ以降の説明では、図１等に示した実施形態に係る流路デバイス５０が含む部材や機能等について同様のものは説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００６５】
この流路デバイス６０は、複数の層、例えば５層のポリイミドフィルムＰ６〜Ｐ１０を備える。この場合も、非熱可塑性ポリイミドフィルムＰ６、Ｐ８及びＰ１０と、熱可塑性ポリイミドフィルムＰ７及びＰ９とが交互に積層さえている。フィルムＰ９は、フィルムＰ７のチャネルの下流端に連通するＹ字状の、分岐チャネルＢ３ａを有するチャネルＢ３を有する。フィルムＰ１０は、そのフィルムＰ９の分岐されたチャネルＢ３ａの下流端にそれぞれ連通する、流体の出口となる２つのポートＡ６’及びＡ７’を有する。
【００６６】
図９に示すように、フィルムＰ８には、ポートＡ８である狭窄孔を挟む電極対（電極１４）の他、その電極対が配置される位置より、流路の下流側に複数の電極１５でなる作用電極部１６が設けられている。この作用電極部１６の下流側に、上述のように分岐されたチャネルＢ３ａが配置されている。図示しないコンピュータ等の機器が、ポートＡ８である狭窄孔を細胞Ｃが通る時に検出された電気量に基づき、その細胞を特定した後、作用電極部１６に作用電圧を印加する等することにより、その細胞Ｃに電気泳動力あるいは誘電泳動力が与えられる。作用電圧での電圧印加の有無による泳動力の発生の有無によって、細胞Ｃは、分岐された２つの流路のうち一方の流路へ選択的に導かれる。
【００６７】
このように、本技術によれば、セルソータような流路デバイスを実現することができる。
【００６８】
３．他の実施形態に係る流路デバイス及びその使用例
【００６９】
以上のように製造された流路デバイスは高いフレキシブル性を有するため、その屈曲性、可撓性を生かして、曲率や段差を持つ面に、流路デバイスを自由に配置することができる。
【００７０】
例えば、図１０は、流路デバイスを人体に装着する例を示す。上述したように、流路デバイス１００はフレキシブルであるため、例えばテーピング３０等の手段により、流路デバイス１００を人の腕に装着可能である。これにより、人体の汗の成分等、生体試料の継続的な取得が可能となる。流路デバイス１００に設けられた流路は、液体に毛細管力を発生させることができるので、流路デバイス１００は汗を流路内に取り込み、汗の成分を解析することができる。あるいは、流路デバイス１００は、薬物の生体内への徐放にも適用可能である。
【００７１】
図１１は、流路デバイスを複数の機器間に接続される、流路及び電気回路を含むデバイスとして使用する例を示す。他の例として、例えば図１１に示すように、複数の機器間にフレキシブルな流路デバイス１１０が接続されてもよい。ここでは、流体を送出する流体送出装置４１と、計測、反応またはその他の作業を行う計測部／反応部４２とが、フレキシブルな流路デバイス１１０によって接続されている。流路デバイス１１０は、複数の平行した流路、あるいは、分離または合流する複雑な流路を持つことができる。例えば流路デバイス１１０は、流路及び電気回路を含み、これら複数の機器間で流体及び電気信号のやりとりを行う。
【００７２】
このようにフレキシブル性を生かし、複雑な装置内の複数の機器間を結ぶ配管を、本技術による流路デバイス１１０によって実現することができるので、装置のコンパクト化、低コスト化等を達成することができる。
【００７３】
さらに別の他の例として、プリンタ内のインクタンクに接続されたインクチューブ及び吐出ヘッドを、本技術に係る流路デバイス１１０に置き換えることもできる。
【００７４】
４．その他の実施形態
【００７５】
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【００７６】
上記実施形態では、非熱可塑性ポリイミドフィルムと熱可塑性ポリイミドフィルムとが交互に積層されて流路デバイス５０が構成された。しかし、流路デバイス５０は、少なくとも１枚の熱可塑性ポリイミドフィルムを含んでいればよい。例えば積層されたすべてのポリイミドフィルムが複数連続して積層されていてもよい。すべての層が熱可塑性ポリイミドフィルムであってもよい。
【００７７】
上記実施形態に係る金属層は電極や電磁シールド等、電気的な機能を持つ部材として形成されたが、補強材等、機械的な機能を持つ部材として形成されてもよい。
【００７８】
上記実施形態では、フィルムに形成されたチャネルは、フィルムを貫通して形成されたスリットであったが、フィルムを貫通していない凹状の溝であってもよい。
【００７９】
以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。
【００８０】
本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）  ポートを有する１つ以上のポリイミドフィルムと、チャネルを有する１つ以上のポリイミドフィルムとを含み、かつ、１つ以上の熱可塑性ポリイミドフィルムを前記各ポリイミドフィルムのうち少なくとも１つとして含む複数のポリイミドフィルムを積層し、
前記積層された複数のポリイミドフィルムを加熱しながら、前記ポートと前記チャネルとが連通するようにそれらを接合する
流路デバイスの製造方法。
（２）  （１）に記載の流路デバイスの製造方法であって、
前記複数のポリイミドフィルムのうち、１つ以上の非熱可塑性ポリイミドフィルムを、前記各ポリイミドフィルムのうち少なくとも１つとしてさらに用いる
流路デバイスの製造方法。
（３）路デバイスの製造方法であって、
前記積層の工程では、前記熱可塑性ポリイミドフィルム及び前記非熱可塑性ポリイミドフィルムとが交互に積層される
流路デバイスの製造方法。
（４）  （１）から（３）のうちいずれか１つに記載の流路デバイスの製造方法であって、
前記接合の工程は、前記積層された複数のポリイミドフィルムを加圧する工程をさらに含む
流路デバイスの製造方法。
（５）  （４）に記載の流路デバイスの製造方法であって、
前記加圧の工程では、２つの平行に配置された板材で前記積層された複数のポリイミドフィルムを挟むようにしてそれらを加圧する
流路デバイスの製造方法。
（６）  （１）から（５）のうちいずれか１つに記載の流路デバイスの製造方法であって、
前記接合の工程では、ポリイミドのガラス転移点付近の温度で、前記積層されたポリイミドフィルムを加熱する
流路デバイスの製造方法。
（７）  （１）から（６）のうちいずれか１つに記載の流路デバイスの製造方法であって、
前記複数のポリイミドフィルムのうち少なくとも１つのポリイミドフィルムは、そのポリイミドフィルムの表面に設けられた金属層を有し、
前記積層の工程前に、さらに、前記金属層を加工することにより任意形状の金属パターンを形成する
流路デバイスの製造方法。
（８）  （１）から（７）のうちいずれか１つに記載の流路デバイスの製造方法であって、
さらに、前記積層された複数のポリイミドフィルムを、気密を維持可能なチャンバ内に収容し、
前記接合の工程では、前記チャンバ内を減圧した状態で、前記積層された複数のポリイミドフィルムを接合する
流路デバイスの製造方法。
（９）  （１）から（８）のうちいずれか１つに記載の流路デバイスの製造方法であって、
前記流路デバイスは、生体試料を含む流体を流通させるデバイスとして用いられる
流路デバイスの製造方法。
（１０）  １つ以上の熱可塑性ポリイミドフィルムと、１つ以上の非熱可塑性ポリイミドフィルムとを含む複数のポリイミドフィルムが積層されて接合された本体と、
前記複数のポリイミドフィルムのうち、１つ以上のポリイミドフィルムに設けられたポートと、
前記複数のポリイミドフィルムのうち、前記ポートと連通して流路を形成するように、１つ以上のポリイミドフィルムに設けられたチャネルと
を具備する流路デバイス。
（１１）  （１０）に記載の流路デバイスであって、
前記流路デバイスは、生体試料を含む流体を流通させるデバイスとして用いられる
流路デバイス。
【符号の説明】
【００８１】
Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ８、Ｐ１０…非熱可塑性ポリイミドフィルム（ポリイミドフィルム）
Ｐ２、Ｐ４、Ｐ７、Ｐ９…熱可塑性ポリイミドフィルム（ポリイミドフィルム）
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ６’、Ａ７’
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…チャネル
５０、６０、１００、１１０…流路デバイス
１１…非熱可塑性ポリイミドフィルム
１２…金属層
１４、１５…電極
２０…治具
２１…ベース板
２３…押さえ板
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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