(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１のキャビティ（１０）と、少なくとも１つの第２のキャビティ（２０，２０′）と、前記第１のキャビティ（１０）と前記第２のキャビティ（２０，２０′）との流体結合を可能にする手段（４０，５０ａ，５０ｂ）を有し、前記第１のキャビティ（１０）は、前記第２のキャビティ（２０，２０′）を洗浄するための第２の液体（Ｆ２）で満たされている、マイクロフルイディックコンポーネント（１，１′）であって、
前記マイクロフルイディックコンポーネント（１，１′）は、前記第２のキャビティ（２０，２０′）を洗浄する方法であって、前記第２のキャビティ（２０，２０′）内には第１の液体（Ｆ１）が入っており、前記第２のキャビティ（２０，２０′）には洗浄のための少なくとも１つの第２の液体（Ｆ２）が供給され、前記第２の液体（Ｆ２）を導入する前に、気泡の形態で気体（Ｌ）が前記第２のキャビティ（２０，２０′）に供給され、前記第２の液体（Ｆ２）が前記気泡を前記第２の液体（Ｆ２）の前に押し進めて前記第２のキャビティ（２０，２０′）中に押し込む、方法を実施するように構成されたマイクロフルイディックコンポーネント（１，１′）において、
前記第２の液体（Ｆ２）を含む前記第１のキャビティ（１０）に圧力を作用させることが可能であり、前記マイクロフルイディックコンポーネント（１，１′）は少なくとも１つの別のキャビティ（３０）を有し、前記少なくとも１つの別のキャビティ（３０）は前記気体（Ｌ）で満たされており、前記第２の液体（Ｆ２）の流れ方向（Ｓ）で見て、前記少なくとも１つの別のキャビティ（３０）が前記第１のキャビティ（１０）と前記第２のキャビティ（２０，２０′）との間に配置されており、前記第２の液体（Ｆ２）を含む前記第１のキャビティ（１０）に圧力を作用させると、前記第２の液体（Ｆ２）が、前記気体（Ｌ）を含む前記少なくとも１つの別のキャビティ（３０）の方向に流れ、前記気体（Ｌ）を気泡の形態で前記液体の前に押し進めて前記第２のキャビティ（２０，２０′）中に押し込む、マイクロフルイディックコンポーネント（１，１′）。
【請求項２】
気体（Ｌ）で満たされた前記少なくとも１つの別のキャビティ（３０）は、洗浄されるべき前記少なくとも１つの第２のキャビティ（２０，２０′）の容積よりも小さい容積を有する、請求項１記載のマイクロフルイディックコンポーネント（１，１′）。
【請求項３】
前記第２の液体（Ｆ２）の前記流れ方向（Ｓ）で見て、少なくとも１つの弁（５０ａ）が気体（Ｌ）で満たされた前記別のキャビティ（３０）の前に連結され、少なくとも１つの弁（５０ｂ）が気体（Ｌ）で満たされた前記別のキャビティ（３０）の後ろに連結されている、請求項１又は２記載のマイクロフルイディックコンポーネント（１，１′）。
【請求項４】
前記弁（５０ａ，５０ｂ）は、作動可能である、請求項３記載のマイクロフルイディックコンポーネント（１，１′）。
【請求項５】
洗浄されるべき前記第２のキャビティ（２０′）は、前記流れ方向（Ｓ）において、前記第２のキャビティ（２０′）の断面が連続的に拡大した第１の区分（２３）及び前記第２のキャビティ（２０′）の断面が連続的にテーパした第２の区分（２５）を有する、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のマイクロフルイディックコンポーネント（１，１′）。
【請求項６】
一定断面の区分（２４）が漸変断面の前記区分（２３，２５）相互間に配置されている、請求項５記載のマイクロフルイディックコンポーネント（１，１′）。
【請求項７】
気体（Ｌ）で満たされた前記別のキャビティ（３０）は、少なくとも１つの別の気体リザーバに流体結合可能である、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のマイクロフルイディックコンポーネント（１，１′）。
【請求項８】
前記流体結合は、作動可能な弁（７０）によって可能にされる、請求項７記載のマイクロフルイディックコンポーネント（１，１′）。
【請求項９】
前記気体（Ｌ）は、空気である、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のマイクロフルイディックコンポーネント（１，１′）。
【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ックコンポーネントに設けられたキャビティを洗浄する方法に関する。本発明は又、かかる方法を実施するために用いられるマイクロフルイディックコンポーネントに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において、バイオテクノロジー及び遺伝子技術（遺伝子工学）の重要性が大幅に増している。この技術の基本的な役割は、生物学的分子、例えばＤＮＡ（デオキシリボ核酸）又はＲＮＡ（リボ核酸）、タンパク、ポリペプチド等の分析である。多くの医学的用途に関し、遺伝情報がコード化されている分子は、特に関心のあるものである。例えば患者の血液サンプル（検体）中のこれら分子を検出することによって、とりわけ、病原体を検出することが可能であり、かくして医師が診断を行いやすくする。
【０００３】
バイオテクノロジー及び遺伝子技術において、マイクロフルイディックコンポーネント及び／又はマイクロフルイディックカートリッジの使用がますます増大している。
【０００４】
マイクロフルイディックカートリッジは、一般にいわゆる側方流動（ラテラルフロー）カートリッジを用いてワンタイムテスト（１回限り試験）の形態で普及しており、マイクロフルイディックカートリッジのコンポーネントは、数ミリメートルから数センチメートルまでの長さ寸法及び幅寸法を備えている。
【０００５】
試験は、分析のための液体（例えば、血液、尿又は唾液）をバイオセンサを備えたカートリッジに供給することによって実施される。カートリッジへのサンプルの追加は、カートリッジを分析器中に挿入する前又は後で行われる。分析物をカートリッジに設けられた開口部を通って追加する一方で、液体をマイクロチャネルから対応のサンプル調製チャンバ及びサンプル検査チャンバ中に導入する。
【０００６】
「マイクロ」という用語は、チャネル及び／又はキャビティ（チャンバ）が少なくとも１つの幾何学的な広がり方向においてミクロンスケールの寸法を有することを意味するようになっており、即ち、少なくとも１つの寸法方向における測定値は、１ミリメートル未満である。
【０００７】
「マイクロフルイディック」という用語は、液体の圧力誘起及び／又は毛管流は、マイクロチャネル及び／又はマイクロキャビティを通って且つこの中で生じることを意味している。
【０００８】
「マイクロフルイディックコンポーネント」という用語は、液体又は流体及び気体を貯蔵したり輸送したりするためのこの種のマイクロチャネル又はマイクロキャビティを少なくとも備えたコンポーネントであることを意味している。
【０００９】
「マイクロフルイディックカートリッジ」という用語は、液体の分析のための器具（オプションとして、複数のマイクロフルイディックコンポーネントから成る）を意味している。
【００１０】
生物学的サンプル中の低濃度の生物学的物質及び無機物を検出することは、困難である場合が多い。マイクロフルイディックカートリッジにおけるこの種の検出のための試験（検定）では、一般に、多数のプロセスステップが実施され、かかるプロセスステップとしては、一次抗体の結合ステップ、多くの洗浄ステップ、二次抗体の結合ステップ、次の洗浄ステップ及び場合によっては追加の酵素学的及び洗浄手段（検出システムの形式に応じる）が挙げられる。
【００１１】
所望の特定の信号を得るためにこの種のマイクロフルイディックカートリッジを用いた場合に通常必要とされる数のステップは、時間がかかり且つ手数がかかる。しかしながら、最新式のマイクロフルイディックカートリッジでは、サンプル液体の追加と最終的な測定値の出現との間の測定時間を短くする必要性がある。この時間は、必要とされる頻繁な洗浄ステップによって延ばされるが、これらは、感度を高めると共にバックグラウンド値を減少させるためには一般に望ましく且つ必要である。
【００１２】
チャンバに関する洗浄ステップにおいて、通常、チャンバに先に導入された液体（例えば、反応液）がチャンバ中に直接後で導入される洗浄液によって洗い出される。具体的に説明すると、所与の量の洗浄液をチャンバ中に通し、次いで、チャンバから洗い出されるべき液体を洗浄液と混合し（拡散）、そして洗浄液と共にチャンバから出す。
【００１３】
マイクロフルイディックシステムにおける洗浄プロセスは、一般に、それほど乱流成分のない層流の形態で実施されるので、洗浄液は、特にチャンバの隅領域では洗い流されるべき液体に十分に接近することができない。その結果、残留物が後でチャンバ内に残る。このために、通常、洗浄ステップの多数回の繰り返しが必要であるが、これは、考えられる限り最も短い測定時間を達成する観点において逆効果である。加うるに、これにより、必要とされる洗浄液の量が増加し、それ故にリザーバ及び廃棄物によって占められる空間が増大し、これは、最小容積マイクロフルイディックシステムにおいては望ましくない。
【００１４】
例えば、欧州特許翻訳ＤＥ６９７３７８５７（Ｔ２）から、複数回の洗浄ステップの必要性が先行技術から知られていて、時間がかかり且つ手数のかかるものと考えられることは明らかである。
【００１５】
また、欧州特許翻訳ＤＥ６０１３１６６２（Ｔ２）から推測できることとして、洗浄ステップは、確かに必要である場合が多いが、かかる洗浄ステップは、マイクロフルイディックカートリッジに関して測定時間を増加させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】欧州特許翻訳ＤＥ６９７３７８５７（Ｔ２）
【特許文献２】欧州特許翻訳ＤＥ６０１３１６６２（Ｔ２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明が解決しようとする課題は、マイクロフルイディックコンポーネントのキャビティを洗浄する一般形式の方法であって、洗浄効率を高めた方法を提供することにある。本発明は又、本発明の方法を実施するために用いられるマイクロフルイディックコンポーネントを提供するという課題に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
したがって、本発明は、マイクロフルイディックコンポーネントに設けられた少なくとも１つのキャビティを洗浄する方法であって、第１の液体がキャビティ内に入っていて、洗浄のための少なくとも１つの第２の液体がキャビティ中に導入される方法から出発している。
【００１９】
本発明によれば、洗浄液の導入前に気体をキャビティに供給することを提案する。この「予備洗浄」により、洗い出されるべきキャビティ内の液体の残留濃度の所望の減少を生じさせるために必要な後で追加されるべき洗浄液の必要性を大幅に減少させることができる。かくして、洗浄液の所要量を減少させることができ、場合によっては、洗浄時間又は洗浄ステップを減少させることが可能である。
【００２０】
気泡の形態をしていて、即ち、規定された体積の気体をキャビティ中に通すことが極めて好都合である。これにより、外部気体連結手段なしであってもこの方法をマイクロフルイディックコンポーネント又はマイクロフルイディックカートリッジで実施することが可能であり、従って、例えば、規定された体積の気泡をマイクロフルイディックコンポーネントそれ自体のキャビティ内に提供することができる。
【００２１】
必要な空間及び材料を減少させるという必要性に関し、気泡がキャビティの容積よりも小さい体積を有すると、極めて好都合である。しかしながら、体積は、効果的な洗浄を保証するのに十分大きいことは明らかである。
【００２２】
したがって、好都合には、気泡の体積は、洗浄されるべきキャビティの容積の約４０％〜６０％、好ましくは約５０％であるように選択される。これにより、貯蔵されなければならない気体の量が実質的に減少するが、このことは、所望の機能又は効果を達成する上で完全に十分である。
【００２３】
事実、気泡は、洗浄されるべきキャビティ中に導入されると、過剰圧力の結果として連続的に膨張し、そして、すぐに非常に広がるようになるので、気泡は、キャビティの側壁に当たる。かくして、キャビティ内に入っていて、洗い出されることが必要な液体の大部分をキャビティに設けられる出口開口部を通って押し退けることができる。続いて洗浄液が、次に気泡を又出口開口部に向かって押し退ける。かくして、気泡は、洗い出されるべき第１の液体と次の洗浄液との間に位置する事実上のバリヤ層として働く。最終的に、気泡は、洗浄液によってキャビティから完全に追い出される。
【００２４】
洗い出されるべき液体の極めて高い割合が気泡によってキャビティから既に押し退けられているということにより、洗浄液は、拡散によって、洗い出されるべき液体の残りの僅かな残留量を容易に吸収し、そしてこれが前進することによりこれら残りの残留量の液体をキャビティから運び出すことができる。場合によっては、所望の残留濃度を達成するのに単一の洗浄ステップで十分である。
【００２５】
多くの気体（例えば、窒素又は貴ガス）を使用できることが明らかであるが、導入されるべき気体として空気を用いることが極めて好都合であり、その理由は、空気が安価であり且つ提供するのに技術的に容易だからである。
【００２６】
場合によっては、気体又は空気の導入及び次の洗浄のための液体の導入を数回繰り返すと、好都合な場合がある。
【００２７】
上述したように、本発明は又、本発明の方法を実施するために用いられるマイクロフルイディックコンポーネントを提供する。
【００２８】
本発明は、少なくとも１つの第１のキャビティを有し、少なくとも１つの第１のキャビティは、少なくとも１つの第２のキャビティを洗浄するための液体で満たされており、少なくとも１つの第１のキャビティと少なくとも１つの第２のキャビティとの流体結合を可能にする手段を更に有する形式のマイクロフルイディックコンポーネントから出発している。
【００２９】
本発明によれば、液体の流れ方向で見て、少なくとも１つの別のキャビティが第１のキャビティと第２のキャビティとの間に配置されており、このキャビティは、気体で満たされている。
【００３０】
次に、洗浄液の入っているキャビティに圧力を作用させた場合、オプションとして、対応の流体結合が解除され又は開かれた後にのみ（例えば、対応の弁によって）、洗浄液は、気体の入っているキャビティの方向に流れ、そして気泡を洗浄液の前に押し進めて洗浄されるべきキャビティ中に押し込む。
【００３１】
設けられるキャビティによって占められる空間を減少させ又は必要な気体の量を減少させるため、少なくとも１つの追加の気体で満たされたキャビティが洗浄されるべき少なくとも１つの第２のキャビティの容積よりも小さい容積を有すると、極めて好都合である。事実、洗浄されるべきキャビティの容積よりも著しく小さい体積の気体であっても所望の効果を達成する上で十分であることが判明した。
【００３２】
液体の流れ方向で見て、少なくとも１つの弁が気体で満たされたキャビティの前に連結され、少なくとも１つの弁がその後ろに連結されると、極めて有利であることが判明した。このようにすると、望ましくない気体又は液体の流れを阻止することが可能である。弁が作動可能であると、極めて有利である。このようにすると、液体又は気体の流れを更に良好に制御することができ、それにより、とりわけ、望ましくない泡又は発泡現象の恐れも又低下する。作動は、好ましくは、電気信号又はパルスによって実施されるのが良い。作動可能な弁とは対照的に、特定のしきい圧力を超えた場合にのみ開く非作動式弁を設けることも又可能である。
【００３３】
また、洗浄効率を高めるため、変形例として又は本発明の別の実施形態として、洗浄されるべきキャビティを流れ方向で見て、断面が連続的に広がる第１の区分及びキャビティ断面が連続的にテーパする第２の区分を有するようかかるキャビティを構成することが可能である。この場合、一定断面の区分が好都合には、これら漸変断面の区分相互間に配置される。好都合には、第１の区分は、流れ方向で見て、入口開口部の付近に配置され、第２の区分は、出口開口部の付近に配置される。
【００３４】
気体で満たされたキャビティを少なくとも１つの他の気体リザーバに流体結合できるということが有利な用途が存在する場合がある。この場合も又、作動可能な弁が好都合には、流体結合を開き又は遮断するために設けられるのがよい。
【００３５】
このようにすると、必要ならば、マイクロフルイディックコンポーネント又はマイクロフルイディックカートリッジを用いて上述のステップ（洗浄されるべきキャビティ中への気泡の導入、次の洗浄液による気泡の排出）を数回繰り返し実施することが可能である。
【００３６】
この場合も又空気が気体として好都合に用いられ、他方、周囲空気は、別の気体リザーバとしての役目を果たすことができる。
【００３７】
本発明の別の利点及び別の特徴は、例示として添付の図面に示されている幾つかの実施形態から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態としてのマイクロフルイディックコンポーネントの一部の概略平面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態としてのマイクロフルイディックコンポーネントの一部の概略平面図である。
【図３ａ】第１の実施形態において洗浄中のキャビティの略図である。
【図３ｂ】第２の実施形態において洗浄液による洗浄中のキャビティの略図である。
【図４ａ】一例として図３ｂのキャビティを採用した本発明の方法の略図である。
【図４ｂ】一例として図３ｂのキャビティを採用した本発明の方法の略図である。
【図４ｃ】一例として図３ｂのキャビティを採用した本発明の方法の略図である。
【図４ｄ】一例として図３ｂのキャビティを採用した本発明の方法の略図である。
【図４ｅ】一例として図３ｂのキャビティを採用した本発明の方法の略図である。
【図４ｆ】一例として図３ｂのキャビティを採用した本発明の方法の略図である。
【図４ｇ】一例として図３ｂのキャビティを採用した本発明の方法の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、マイクロフルイディックコンポーネント１の細部を示している。具体的に説明すると、複数のマイクロフルイディック機能要素が見え、これらマイクロフルイディック機能要素は、説明の便宜上、マイクロフルイディック機能群９０（破線の輪郭内に示されている）と関連している。マイクロフルイディック機能群９０は、洗浄液Ｆ２で満たされた第１の好ましくは円形のチャンバ１０を有する。また、液体Ｆ１で満たされた第２の実質的に長方形のチャンバ２０が示されている。
【００４０】
液体Ｆ１は、チャンバ２０内の特定の検出反応をトリガしている。Ｆ１中に含まれている生体分子のうちの何割かは、チャンバ２０内に制限されている。今や、Ｆ１の残りは、洗浄液Ｆ２によりチャンバ２０から洗い出されようとしている。チャンバ２０は、例えば、ＰＣＲチャンバ（ＰＣＲ＝ポリメラーゼ連鎖反応）であるのが良い。しかしながら、液体Ｆ１によりチャンバ２０内で開始される検出反応の性状は、本発明の理解にとって重要ではなく、従って、これ以上の説明は不要である。
【００４１】
チャンバ１０とチャンバ２０との間には、別のチャンバ３０が設けられており、この別のチャンバ３０は、図示の実施形態では空気Ｌで満たされている。空気に代えて、当然のことながら他の気体、例えば窒素等を用いることができる。チャンバ１０，２０，３０は、マイクロチャネル４０によって互いに流体結合されており、他方、チャンバ１０，３０又はチャンバ３０，２０相互間には、それぞれ、好ましくは電気作動式弁５０ａ又は５０ｂが設けられており、これら弁により流体結合を開き又は遮断することができる。
【００４２】
また、より大規模なマイクロチャネル８０が設けられており、かかるマイクロチャネル８０によりチャンバ２０をここでは図示していない他のマイクロフルイディック機能要素、例えば廃棄物領域に流体結合することができる。
【００４３】
また、図１から明らかなように、空気で満たされたチャンバ３０は、マイクロチャネル６０に結合されている。マイクロチャネル６０は、チャンバ３０から別の気体リザーバへの流体結合を可能にしている。この場合も又、流体結合は、好ましくは電気作動式弁７０によって遮断され又は開かれるのが良い。上述の気体リザーバはそれ自体、１つ又は２つ以上の他のキャビティ又はチャンバ（図示せず）によって形成されるのが良い。
【００４４】
空気がチャンバ３０内で用いられる場合、好都合な手法は、マイクロチャネル６０を介して接近可能な気体リザーバを空気で満たし又はマイクロチャネル６０を介して周囲空気又は空気ポンプ（図示せず）への１つしかない接近を可能にすることである。
【００４５】
上述のチャンバ及びチャネルを覆い又は封止するために接着によって好ましくはコンポーネント１に取り付けられたフィルムが詳細には示されておらず又は参照符号で示されてはいない。コンポーネント１それ自体は、好ましくは射出成形によって作られたプラスチックプレートである。
【００４６】
洗浄プロセスを開始するため、図示の実施形態においてチャンバ１０に今や約０．４ｂａｒ〜０．８ｂａｒの圧力を作用させる。これは、好ましくは、コンポーネント１が収納されたマイクロフルイディックカートリッジ（図示せず）の適当なアクチュエータによって行われる。
【００４７】
圧力を加えるのと同時に、弁５０ａ，５０ｂを作動させ、かくしてチャンバ１０，２０，３０相互間の流体結合を開く。すると、圧力の増大の結果として、洗浄液Ｆ２は、流れ方向Ｓでチャンバ３０内に流入し、そしてチャンバ３０内に入っている空気Ｌを洗浄液の前でこの場合も又流れ方向Ｓにおいて、即ちチャンバ２０の方向に押す。かくして、洗浄液Ｆ２の前に、まず最初に、規定された気泡の形態をした空気Ｌがチャンバ２０に押し込まれる。これにより、チャンバ２０の極めて効率的な「予備洗浄」が行われる。具体的に言えば、チャンバ２０内に存在する液体Ｆ１の大部分は、空気Ｌによって既に押し退けられており、その結果、気泡Ｌに続く洗浄液Ｆ２は、チャンバ２０から液体Ｆ１の残留分を出す必要があるに過ぎない。
【００４８】
少なくともこのようにして、準備を整えた状態に保たれなければならず、そしてチャンバ２０内に残るべき液体Ｆ１の所要の最大残留量を消費させるのに必要な洗浄液Ｆ２の量を著しく減少させることができる。
【００４９】
１回の洗浄作業が十分ではない場合、洗浄プロセスを所望の回数について記載されたように繰り返し実施することが可能である。このために、弁５０を再び閉じる。次に、弁７０を開き、上述したチャンバ３０と空気リザーバとの流体結合を開く。
【００５０】
このようにすると、チャンバ３０を例えばポンプによって空気Ｌで再び満たすことができる。弁７０が閉じた後、弁５０ａを再び開き、すると、上述したようにチャンバ１０のところに圧力の増大が生じる。チャンバ１０は、オプションとして、必要に応じてその寸法形状が様々であって良い。また、複数のチャンバ１０を設けることが可能であり、これらチャンバの各々は、洗浄ステップと関連する。
【００５１】
チャンバ２０内における洗浄プロセスを図４と関連して以下に詳細に説明する。
【００５２】
図２は、本発明のマイクロフルイディックコンポーネントの別の実施形態１′を概略的に示している。図１の実施形態とは異なり、マイクロフルイディックコンポーネント１′は、複数のマイクロフルイディック機能群９０（図１に記載されている）を有する。したがって、複数のより大規模なマイクロチャネル８０も又設けられる。これらマイクロチャネルは、例えば、共通の廃棄物領域に結合されるのが良い。
【００５３】
この実施形態１′では、例えば、機能群９０に関して実施されるべき反応及び洗浄ステップを互いに組み合わせて段階的に実施しても良く又は多数の検定が同時に行われるようにしても良い。
【００５４】
図３は、この場合、洗浄されるべきチャンバ２０の２つの考えられる幾何学的形態を示している。ただし、当然のことながら、他の幾何学的形態が採用可能である。図３ｂのチャンバの幾何学的形状は、洗浄効率という点で図３ａの幾何学的形状の改良例となっており、かかるチャンバ幾何学的形状は、有用には、本発明の方法と組み合わされるのが良い。
【００５５】
図３ａは、チャンバ２０が図１に示されているように構成されている状態を示している。かくして、平面図では、チャンバ２０は、実質的に長方形の輪郭を有し、入口（マイクロチャネル４０）と出口（マイクロチャネル８０）の両方が目に見える。この場合、洗浄液Ｆ２は、矢印Ｓの方向にチャンバ２０を既に通過している。
【００５６】
流れ方向Ｓにおける入口及び出口（４０，８０）の斜め配置状態は、確かに、洗浄効率を向上させることができるが、液体Ｆ１の相当な量の残留分が入口又は出口と関連していない隅の領域において不可避である。というのは、この斜めの洗浄方式では、逆の隅が省かれるからである。
【００５７】
チャンバの幾何学的形状を再構成するだけで得られる洗浄効率の向上が図３ｂに示されている。
【００５８】
これは、流れ方向Ｓにおいて入口開口部２１及び出口開口部２２を備えたチャンバ２０′を示している。入口開口部２１に隣接して、チャンバ２０′の連続して拡大する断面を備えた第１の区分２３が設けられている。具体的に説明すると、この区分２３では、チャンバ２０′の対向した壁は、平面図で見て、Ｖの形をして互いに広がっている。区分２３に隣接して、チャンバ２０′の一定断面の区分２４が設けられている。かくして、この場合、チャンバ２０′の対向した壁は、実質的に平行に延びている。区分２４に隣接して、チャンバ２０′の断面が連続的に小さくなっている区分２５が設けられている。チャンバ２０′の対向した壁は、出口開口部２２の方向にＶの形をなして互いに細まっている。
【００５９】
かくして、チャンバ幾何学的形状は、洗浄液Ｆ２のフローパターンに関して最適化されている。しかしながら、この場合であっても、隅領域において洗い流されることが必要な液体Ｆ１の或る程度の残留分が存在することが避けられない。
【００６０】
次に図４は、本発明の方法により洗浄効率の著しい向上が得られる仕方を詳細に示している。
【００６１】
かくして、チャンバ２０′は、まず最初に、洗い流されるべき液体Ｆ１で満たされる（図４ａ）。洗浄プロセスを開始させた後（上述したように）、洗浄液Ｆ２により前方に推進される気泡Ｌは、最初に、チャンバ２０′内に押し込まれ、具体的に言えば、入口開口部２１の付近に押し込まれ（図４ｂ）、ついには、気泡Ｌ全体がチャンバ２０′内に押し込まれる（図４ｃ）。気泡Ｌは、チャンバ２０′の側壁に向かって外方に極めて迅速に広がり、そしてこれら側壁との接触領域２６を形成する。
【００６２】
洗浄プロセスが続いているとき、気泡Ｌに続く洗浄液Ｆ２は、チャンバ２０′内に入り込む（図４ｄ）。気泡Ｌ及び接触領域２６の結果として、一方において、出口開口部２２に向かう液体Ｆ１の極めて良好な押し退けが生じ、他方において、液体Ｆ１とそれに続く液体Ｆ２との間に極めて良好な分離が得られる。
【００６３】
かくして、液体Ｆ１とこれに続く液体Ｆ２との間には拡散が本質的に生じず、但し、液体Ｆ１の幾分かの（極めて僅かな）残留量が流れ方向Ｓで見て接触領域２６の後ろに残る。
【００６４】
特に図４ｄ及び図４ｅから理解できるように、気泡Ｌのサイズは、チャンバ２０′の容積に一致する必要は全くない。必要なことは、チャンバ３０内の空気Ｌの規定された量が、チャンバ２０′との上述の接触領域２６を形成し、かくして液体Ｆ１とこれに続く液体Ｆ２との間に存在する事実上のバリヤ層として働くのに足るほど大きな気泡Ｌを生じさせることができるほど多いようにすることだけである。
【００６５】
図４ｅは、続く液体Ｆ２により出口開口部２２の方向に押しやられた気泡Ｌが液体Ｆ１のうちの極めて高い割合をチャンバ２０′から押し退けた状態を示している。
【００６６】
図４ｆ及び図４ｇから理解できるように、気泡Ｌは、続く液体Ｆ２によって出口開口部２２中に押し込められ、最終的に、液体Ｆ２だけがチャンバ２０′内に存在している。次に、洗い落とされるべきであるが、依然としてチャンバ２０′内に残っているほんの極めて僅かな残留分が洗浄液Ｆ２で拡散する必要があるに過ぎない。この結果、チャンバ２０′内に液体Ｆ１の所望の残留濃度を達成するのに必要な洗浄液Ｆ２の量を著しく減少させることができる。かくして、達成可能な液体Ｆ１の低い残留濃度を洗浄液Ｆ２の流入によって短時間で洗い落とすことができる。
【００６７】
この実施形態では、チャンバ２０′について面積は約３２ｍｍ2のチャンバ幾何学的形状と約４μｌ／秒の体積流量で数百μｍの高さと組み合わせた場合に良好な結果が達成された。２μｌ／秒から約１０μｌ／秒の体積流量が達成可能であった。約０．４ｂａｒの圧力が洗浄プロセスを開始させる初期圧力として極めて満足のいくものであることが判明したが、最高約０．８ｂａｒまでの著しく高い圧力も又使用された。
【符号の説明】
【００６８】
１，１′  マイクロフルイディックコンポーネント
１０  洗浄液を受け入れる第１のチャンバ
２０，２０′  洗い流されるべき液体を収容した第２のチャンバ
２１  入口開口部
２２  出口開口部
２３  チャンバの拡大断面の第１の区分
２４  チャンバの一定断面の区分
２５  チャンバの減少断面の第２の区分
２６  第２のチャンバの壁との気泡の側方接触領域
３０  空気を保持する別のチャンバ
４０  マイクロチャネル
５０ａ，５０ｂ  作動可能な弁
６０  マイクロチャネル
７０  作動可能な弁
８０  マイクロチャネル
９０  マイクロフルイディック機能群
Ｆ１  洗い流されるべき液体
Ｆ２  洗浄液
Ｌ  空気又は気泡
Ｓ  流れ方向
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
0006015659.tif 000006
【図４ｂ】
0006015659.tif 000007
【図４ｃ】
0006015659.tif 000008
【図４ｄ】
0006015659.tif 000009
【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図４ｇ】
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