(57)【要約】【課題】システム全体を小型化してモバイル性を向上させる電気浸透流ポンプシステム及び電気浸透流ポンプを提供する。【解決手段】マイクロ流体チップ１２の連通孔３６に対向して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄのポンプ本体２４には突起３５が突出形成されている。突起３５と連通孔３６とが嵌合すると、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの第１流路２２と、マイクロ流体チップ１２の第２流路１８とが連通すると共に、マイクロ流体チップ１２に対して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄが固定され、且つ第１流路２２と第２流路１８との間がシールされて、外部への液体３８、４０及び気体４２等の流体の漏洩が阻止される。【選択図】図２
2006022807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流路内に設けられた電気浸透材と、前記電気浸透材の上流側に配置された第１電極と、前記電気浸透材の下流側に配置された第２電極とを有し、前記第２電極の下流側に排出口が形成された電気浸透流ポンプと、
第２流路が形成されたマイクロ流体チップと、
を備え、
前記電気浸透流ポンプの外周面には、前記マイクロ流体チップに前記電気浸透流ポンプを取付する取付部が設けられ、
前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップに取付されたときに、前記第１流路は、前記排出口を介して前記第２流路と連通すると共に、前記第１流路と前記第２流路との間の流体の漏洩が阻止される
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。
【請求項２】
請求項１記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記取付部は、前記マイクロ流体チップに向かい突出形成され且つ前記第２流路に嵌合可能な突起、又は前記マイクロ流体チップに対向して形成され且つ前記マイクロ流体チップに嵌合可能な凹部を有し、
該突起内又は前記凹部内には、前記排出口が形成されている
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記取付部は、前記第１電極と電気的に接続される第１端子と、前記第２電極と電気的に接続される第２端子とをさらに有し、
前記マイクロ流体チップ表面には、前記第１端子に対向する第３端子と、前記第２端子に対向する第４端子とが各々形成され、
前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップに取付されたときに、前記第１端子と前記第３端子とが接続され、且つ前記第２端子と前記第４端子とが接続される
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。
【請求項４】
第１流路内に設けられた電気浸透材と、前記電気浸透材の上流側に配置された第１電極と、前記電気浸透材の下流側に配置された第２電極とを有し、前記第２電極の下流側に排出口が形成された電気浸透流ポンプと、
第２流路が形成されたマイクロ流体チップと、
該マイクロ流体チップ及び前記電気浸透流ポンプを保持する保持部材と、
を備え、
前記電気浸透流ポンプの外周面には、少なくとも前記保持部材に前記電気浸透流ポンプを取付する取付部が設けられ、
前記マイクロ流体チップが前記保持部材に取付され且つ前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付されたときに、前記第１流路は、前記排出口を介して前記第２流路と連通すると共に、前記第１流路と前記第２流路との間の流体の漏洩が阻止される
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。
【請求項５】
請求項４記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記取付部は、前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、
前記マイクロ流体チップ表面には、前記第１端子と接続可能な第３端子と、前記第２端子と接続可能な第４端子とが各々形成され、
前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付された場合に、前記第１端子と前記第３端子とが接続され、且つ前記第２端子と前記第４端子とが接続される
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。
【請求項６】
請求項４記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対向して配置され且つ前記排出口を囲曉するシール部材と、前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、
前記電気浸透流ポンプは、前記第１端子に接続可能な第３端子と前記第２端子に接続可能な第４端子とを有する電気接続部材を介して前記保持部材に保持され、
前記電気接続部材が前記保持部材に固定されたときに、前記電気接続部材は、前記電気浸透流ポンプを介して前記マイクロ流体チップを押圧し、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間をシールする
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。
【請求項７】
請求項４記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対向して配置され且つ前記排出口を囲曉するシール部材と、前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、
前記保持部材には、前記マイクロ流体チップを収容する凹部と、該凹部に連通し且つ前記電気浸透流ポンプを収容する孔部と、該孔部に前記電気浸透流ポンプを収容したときに前記第１端子と電気的に接続される第３端子及び前記第２端子と電気的に接続される第４端子とが各々形成され、
前記孔部に前記電気浸透流ポンプを収容し且つ前記凹部に前記マイクロ流体チップを収容したときに、前記マイクロ流体チップは、前記保持部材と押さえ部材とによって狭持され、
前記押さえ部材が前記マイクロ流体チップを介して前記電気浸透流ポンプを押圧することにより、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間をシールする
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。
【請求項８】
請求項４記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記取付部は、前記保持部材に対向して配置され且つ前記排出口を囲曉するシール部材と、前記保持部材に対向し且つ前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記保持部材に対向し且つ前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、
前記保持部材には、前記マイクロ流体チップを収容する凹部と、前記電気浸透流ポンプの前記排出口側を収容し且つ前記凹部に接続される連通路と、前記第１端子と嵌合可能な第３端子と、前記第２端子と嵌合可能な第４端子とが各々形成され、
前記電気浸透流ポンプの前記排出口側が前記連通路に収容され且つ前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付されたときに、前記第１端子と前記第３端子とが接続され、且つ前記第２端子と前記第４端子とが接続されると共に、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記保持部材との間をシールする
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記第１流路には、外部から供給された液体を充填する液溜めが設けられている
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。
【請求項１０】
請求項９記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記液溜めは、その開口部分を介して前記液体が充填され、
前記開口部分は、蓋体で被覆される
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電気浸透流ポンプシステムにおいて、
前記排出口から前記第２流路までの空間の容積ｖが１０［ｎｌ］＜ｖ＜１０［μｌ］であるか、あるいは、前記排出口から前記第２流路までの距離が５［μｍ］以上で且つ５０［ｍｍ］以下である
ことを特徴とする電気浸透流ポンプシステム。
【請求項１２】
第１流路内に設けられた電気浸透材と、前記電気浸透材の上流側に配置された第１電極と、前記電気浸透材の下流側に配置された第２電極とを有し、前記第２電極の下流側に排出口が形成された電気浸透流ポンプであって、
前記電気浸透流ポンプの外周面には、マイクロ流体チップに対して該電気浸透流ポンプを取付するか、あるいは、前記マイクロ流体チップを保持する保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを取付するための取付部が設けられ、
前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップ又は前記保持部材に取付されたときに、前記第１流路は、前記排出口を介して前記マイクロ流体チップ内に形成された第２流路と連通し、前記取付部は、前記第１流路と前記第２流路との間の流体の漏洩を阻止する
ことを特徴とする電気浸透流ポンプ。
【請求項１３】
請求項１２記載の電気浸透流ポンプにおいて、
前記第１流路には、外部から供給された液体を充填する液溜めが設けられている
ことを特徴とする電気浸透流ポンプ。
【請求項１４】
請求項１３記載の電気浸透流ポンプにおいて、
前記液溜めは、その開口部分を介して前記液体が充填され、
前記開口部分は、蓋体で被覆される
ことを特徴とする電気浸透流ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体チップに対して流体を供給し、又は前記マイクロ流体チップから流体を吸入することにより、前記マイクロ流体チップ内の流体に対する制御、例えば、液体の流量、圧力及び液位の制御に好適な電気浸透流ポンプシステム及び電気浸透流ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ流体チップは、プラスチックやガラスからなる小さなチップ上に微細流路や各種の流体制御機器を形成し、形成された前記流体機器内で化学反応や生化学反応等を行わせる装置であり、該マイクロ流体チップを採用することにより、化学反応や生化学反応を実施するシステムの小型化や、上記した化学反応で必要とされるサンプルや試薬の量を大幅に低減することができ、この結果、前記システムにおける測定時間の短縮や消費電力の低減を実現することが可能である。
【０００３】
この場合、前記システムでは、マイクロ流体チップ内の液体を駆動させるためのポンプが必要である。また、前記システムでは、マイクロ流体チップを実用的なものとするために、該マイクロ流体チップの開発ばかりでなく、前記マイクロ流体チップに対するサンプルの導入方法や、液体駆動用のポンプ、電源、計測系等も含めたシステム全体としての最適化、すなわち、システム全体の小型化や低コスト化に対する検討も必要である。
【０００４】
次に、マイクロ流体チップの内部に液体を供給して、供給された前記液体を駆動させるための２つの方法について説明する。
【０００５】
第１の方法は、図２７に示すように、ポンプシステム２００のポンプ電源２０２からシリンジポンプ駆動装置２０４を通電してシリンジポンプ２０６を駆動し、該シリンジポンプ２０６より細径のチューブ２０８ａを介してマイクロ流体チップ２１０に液体を供給するという方法である。この場合、図２７及び図２８に示すように、接着剤２１４を用いてチューブ２０８ａをマイクロ流体チップ２１０に固定することにより、該マイクロ流体チップ２１０とチューブ２０８ａとの間をシールする。
【０００６】
なお、マイクロ流体チップ２１０は、底面側のガラス基板２１６と上面側のガラス基板２１８とを貼付することにより形成され、該ガラス基板２１６に溝を形成することにより、該溝が流路２２０として構成される。また、マイクロ流体チップ２１０における使用済みの液体は、チューブ２０８ｂを介して廃液溜めに排出される。この場合、ポンプ電源２０２、シリンジポンプ駆動装置２０４及びシリンジポンプ２０６と同様の装置を用いてマイクロ流体チップ２１０からチューブ２０８ｂを介して前記液体を排出する構成も可能である。
【０００７】
マイクロ流体チップ２１０をより実用的なものとするためには、ＩＣチップと同様にマイクロ流体チップ２１０に対するパッケージングを行って、マイクロ流体チップ２１０を物理的に固定することにより、塵埃、熱、湿気及び化学的汚染から該マイクロ流体チップ２１０を防護し、さらに、電力供給や信号の入出力や流体に対するインターフェイスについても考慮する必要がある。
【０００８】
そこで、ホルダーやソケットを用いてマイクロ流体チップ２１０を固定すると共に、前記ホルダーや前記ソケットを介して該マイクロ流体チップ２１０に対する流体の供給、電力供給及び信号の入出力のインターフェースを考慮したパッケージングを行う従来技術が開示されている（非特許文献１参照）。
【０００９】
図２９及び図３０は、マイクロ流体チップ２１０に対するパッケージングの従来例を示している。
【００１０】
ここで、マイクロ流体チップ２１０は、アルミニウム製の治具２３２、２３４で狭持され、且つねじ２３６を介して各治具２３２、２３４を連結することにより固定保持される。チューブ２０８ａは、該チューブ２０８ａが挿通可能なねじ２３８を介してマイクロ流体チップ２１０に接続されている。すなわち、ねじ２３８と治具２３２とが螺合することにより、ねじ２３８側のＯリング２４０がマイクロ流体チップ２１０の上面（ガラス基板２１８の上面）を押圧し、この結果、チューブ２０８ａとマイクロ流体チップ２１０との間がシールされる。なお、図２９では、複数のチューブ２０８ａ〜２０８ｄが複数のねじ２３８を介してマイクロ流体チップ２１０に接続されている。
【００１１】
上記したポンプシステム２００では、ポンプ電源２０２、シリンジポンプ駆動装置２０４及びシリンジポンプ２０６の全体のサイズが数十［ｃｍ］程度の大きさで、且つチューブ２０８ａ〜２０８ｄの全長が数十［ｃｍ］程度であるので、流体に関するインターフェース部分を改善しても、システム全体を小型化することはできない。
【００１２】
第２の方法は、微細加工技術を使用してダイアフラムポンプや電気浸透流ポンプ等の微流量ポンプをマイクロ流体チップ２１０に直接形成するものであり、図３１は、マイクロ流体チップ２１０の内部に形成された流路を利用して電気浸透流ポンプを構築した従来技術に係る電気浸透流ポンプシステム２５０である。
【００１３】
電気浸透流ポンプシステム２５０では、ガラス基板２１６の上面に対して、液溜め（以下、リザーバともいう。）の底面となる溝２５６、２５８と、該溝２５６、２５８を連結した流路となり且つ幅が数［μｍ］〜数十［μｍ］程度の溝２６０とが各々形成され、一方で、ガラス基板２１８には、溝２５６、２５８と共働してリザーバとなり且つ直径が１［ｍｍ］〜２［ｍｍ］程度の貫通孔２５２、２５４が各々形成されている。ここで、ガラス基板２１６の上面とガラス基板２１８の底面とを接合して、貫通孔２５２及び溝２５６からなるリザーバに対して電極２６２を挿入し、貫通孔２５４及び溝２５８からなるリザーバに対して電極２６４を挿入することにより、マイクロ流体チップ２１０内に電気浸透流ポンプが形成される。
【００１４】
しかしながら、電気浸透流ポンプシステム２５０では、前記電気浸透流ポンプの流量や圧力特性等の面で制約がある上に、マイクロ流体チップ２１０側の加工が複雑であり、結局、製品のコストが高騰するという問題がある。
【００１５】
図３２は、微細加工技術を用いてダイアフラム式のポンプ２７４をマイクロ流体チップ２１０上に構成した従来技術に係るポンプシステム２７０である（非特許文献２参照）。
【００１６】
すなわち、ポンプシステム２７０では、モジュール化されたダイヤフラム式のポンプ２７４や流量計２７６がマイクロ流体チップ２１０上に形成され、これらの装置間は、該マイクロ流体チップ２１０内に形成された流路３００を介して連結されている。この場合、マイクロ流体チップ２１０における装置間の内部接続が簡便化されるが、微細加工によるポンプシステム２７０の製造コストが高騰する。また、ポンプ２７４は、マイクロ流体チップ２１０内部の流体を駆動するポンプであり、該マイクロ流体チップ２１０に対して流体を供給し、あるいは吸入するためには、他のポンプが別途必要になる。従って、このポンプシステム２７０においても、外部に対する流体のインターフェイスを考慮する必要がある。
【００１７】
【非特許文献１】Zhen Yang and Ryutaro Maeda、A world-to-chip socket for microfluidic prototype development、Electrophoresis 2002、23、3474-3478
【非特許文献２】Michael Koch, Alan Evans and Arthur Brunnschweiler、Microfluidic Technology and Applications、 Research Studies Press Inc.、2000
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記のマイクロ流体チップ２１０（図２７〜図３２参照）を用いることによるメリットとしては、（１）システム全体が小型化される、（２）使用するサンプル量が低減される、の２点である。この場合、マイクロ流体チップ２１０と比較して十分に小さなポンプを用いれば、電源やコントローラも含めて小型化できる。しかしながら、このような小型化されたポンプであって、マイクロ流体チップ２１０の液体制御に使えるだけの十分な性能を有し且つ安価なポンプは存在しない。すなわち、マイクロ流体チップ２１０を小型することはできても、該マイクロ流体チップ２１０の本来のメリットを生かしたシステム構成を行うことはできない。
【００１９】
さらに、これらの機械式のポンプの価格も決して安価とは言えず、また、後述する液体制御の観点からのデメリットもある。
【００２０】
すなわち、上記した第１の方法では、市販のポンプ、例えば、シリンジポンプ２０６や蠕動式ポンプを用いても、ポンプサイズがマイクロ流体チップ２１０に比べて大きく、該マイクロ流体チップ２１０を小型化することが可能であっても、システム全体をモバイル型とするまでに小型化することが困難である。
【００２１】
この場合、駆動用のポンプやマイクロ流体チップ２１０のサイズを１０［ｃｍ］程度の大きさに収めることができれば、システム全体のモバイル性を著しく向上することが可能となる。すなわち、マイクロ流体チップ２１０を用いたシステムを様々なアプリケーションに適用するためには、マイクロ流体チップが有するマイクロ化という本来の特徴を生かして小型化を図り、モバイル性を高めることが望ましい。
【００２２】
前述したように、マイクロ流体チップ２１０のマイクロ化により、使用するサンプル量を低減することが可能になるというメリットがあるが、ポンプとマイクロ流体チップ２１０との間のチューブ２０８ａ〜２０８ｄの存在は、デメリットの要因である。
【００２３】
すなわち、マイクロ流体チップ２１０内の流路２２０（図２８及び図３０参照）の幅は、一般に数［μｍ］〜数百［μｍ］程度のサイズである。この場合、流路２２０内の液体のインベントリーは、数［μｌ］程度以下になることが多い。一方、マイクロ流体チップ２１０の外部に設置されるポンプには、シリンジポンプ２０６や蠕動式ポンプが頻繁に用いられるが、これらのポンプのサイズは、数十［ｃｍ］程度の大きさであり、この結果、マイクロ流体チップ２１０との接続には数十［ｃｍ］以上のチューブ２０８ａ〜２０８ｄが必要となる。因みに、チューブ２０８ａ〜２０８ｄの内径が０．５［ｍｍ］、その長さが２０［ｃｍ］の場合には、該チューブ２０８ａ〜２０８ｄ内部の液体のインベントリーは３９．２５［μｌ］となる。
【００２４】
このため、本来必要なサンプル量が１［μｌ／ｍｉｎ］であっても、上記したポンプシステム２００の構成では、サンプルをマイクロ流体チップ２１０の内部に送り込むために、チューブ２０８ａやシリンジポンプ２０６の内部にサンプルを予め充填する必要があるので、システム全体で４０［μｌ／ｍｉｎ］以上のサンプルが必要となり、これらのサンプルは、マイクロ流体チップ２１０内における各種化学反応に用いられることのない無駄な液体となる。
【００２５】
従って、第１の方法では、マイクロ流体チップ２１０内で使用するサンプルや薬液の量を微量にすることはできても、チューブ２０８ａで無駄になる液体の量が大きいので、結果として使用薬液量の低減というマイクロ流体チップ２１０の本来の効果を奏することができない。
【００２６】
前述したように、マイクロ流体チップ２１０から離れた場所にシリンジポンプ２０６が配置され、該シリンジポンプ２０６の排出口と、流路２２０における流体導入部分とはチューブ２０８ａを介して接続され、該チューブ２０８ａは、接着剤２１４によりガラス基板２１８に取付されている。この構造では、流路２２０の容積と比較して、シリンジポンプ２０６から前記流体導入部分までの空間、すなわち、チューブ２０８ａの内部空間及び前記流体導入部分の空間の容積が大きい。
【００２７】
ここで、シリンジポンプ２０６よりサンプル用液体をマイクロ流体チップ２１０に送液して、流路２２０内で該サンプル用液体を移動させる場合について説明する。この場合、基本的な操作は、前記サンプル用液体の送液の停止であるが、シリンジポンプ２０６で前記サンプル用液体の圧力を制御する際には、該シリンジポンプ２０６を停止しても、流路２２０内の前記サンプル用液体が即座に停止することができない。
【００２８】
このような不都合の第１の原因は、ポンプ自体の問題であり、例えば、シリンジポンプ２０６や蠕動ポンプのような機械的ポンプを使用する場合には、ポンプの駆動部分に力学的な慣性が存在するために、ポンプが停止しても瞬時に駆動圧力が０になることはないためである。
【００２９】
さらに大きな問題として、駆動に必要な圧力を前記サンプル用液体に加えると、該サンプル用液体の体積変化やチューブ２０８ａの変形等が発生し、これらの体積変化は、ポンプを停止させて前記サンプル用液体の移動が停止することにより解消されるが、その変化分が停止後も該サンプル用液体の移動を引き起こす原因となる。
【００３０】
例えば、サンプル用液体が水である場合、前記サンプル用液体の存在する空間の容積が１００［μｌ］であり、その圧縮率κが２０℃においてκ＝０．４５［ＧＰａ-1］であれば、０．１［ＭＰａ］の圧力変化により、前記サンプル用液体では、４．５［ｎｌ］の体積変化が生じる。流路２２０の断面寸法を１００［μｍ］×５０［μｍ］とした場合、この体積変化は、１［ｍｍ］のチャンネル長さに対応する。
【００３１】
また、前記サンプル用液体が停止した後でも、温度変化によって該サンプル用液体の体積変化が発生するので、この結果、マイクロ流体チップ２１０内部における前記サンプル用液体に対する圧力変動や、液体位置の変動が引き起こされる。この場合、１００［μｌ］のサンプル用液体に生じる体積変化は、その体膨張率（２０［℃］において０．２１×１０-3［Ｋ-1］）より、５０［℃］の温度変化に対して１［μｌ］となる。さらに、シリンジポンプ２０６で駆動用液体を駆動し、該駆動用液体から気体を介して流路２２０内のサンプル用液体を移動させる場合には、上記した各種の影響が顕著となることは勿論である。
【００３２】
以上のように、微細な流路２２０において、微量のサンプル用液体や駆動用液体を取り扱う場合には、圧力源としてのポンプ（シリンジポンプ２０６）からマイクロ流体チップ２１０の流路２２０までの空間（デッドスペース）が大きくなると、流路２２０における前記各液体の制御性に大きな影響が及ぼされる。
【００３３】
また、第２の方法では、前述したように、マイクロ流体チップ２１０上にダイヤフラム式のポンプ２７４や電気浸透流ポンプが形成されるが、ポンプ２７４は、構造が複雑であるので、微細加工技術で形成すると製造コストが高騰するという問題がある。また、ポンプ２７４は、動的な機器であるので、故障が発生しやすい上に、脈流が発生しやすいという問題もある。
【００３４】
一方、従来、マイクロ流体チップ２１０内部で用いられてきた電気浸透流ポンプは、構造が簡単で且つ微細加工技術によって該マイクロ流体チップ２１０内部に比較的容易に形成することが可能である。しかしながら、前記電気浸透流ポンプの性能が各流路のチャンネル寸法（幅及び深さ）に強く依存するため、前記各流路の流量が制約されたり、印加電圧が［ｋＶ］オーダの高電圧になる等の問題がある。
【００３５】
また、前述したように、マイクロ流体チップ２１０内部に液体を導入するポンプ手段が別途必要となる。この場合、外部に設けたリザーバからチューブ２０８ａを介してマイクロ流体チップ２１０内部に液体を送り込むが、前記リザーバがマイクロ流体チップ２１０から離れた場所に設けられると、前記第１の方法と同様に、サンプルや薬液を微量化することができない。
【００３６】
さらに、マイクロ流体チップ２１０内部のポンプに自己充填性が無い場合には、外部のポンプにより初期充填を行う必要がある。
【００３７】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、システム全体を小型化してモバイル性を向上させると共に、液体の使用量を減少してマイクロ流体チップ内の微小量の流体に対する位置制御を高精度に行うことができ、且つ低コストで実用的な電気浸透流ポンプシステム及び電気浸透流ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
本発明に係る電気浸透流ポンプシステムは、第１流路内に設けられた電気浸透材と、前記電気浸透材の上流側に配置された第１電極と、前記電気浸透材の下流側に配置された第２電極とを有し、前記第２電極の下流側に排出口が形成された電気浸透流ポンプと、第２流路が形成されたマイクロ流体チップとを備え、前記電気浸透流ポンプの外周面には、前記マイクロ流体チップに前記電気浸透流ポンプを取付する取付部が設けられ、前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップに取付されたときに、前記第１流路は、前記排出口を介して前記第２流路と連通すると共に、前記第１流路と前記第２流路との間の流体の漏洩が阻止されることを特徴とする。
【００３９】
上記した構成によれば、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとがそれぞれ別体であり、前記電気浸透流ポンプは、前記取付部を介して前記マイクロ流体チップに直付される。すなわち、システム全体の小型化という観点から前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとを一体化させるものであり、前記電気浸透流ポンプや前記マイクロ流体チップが汎用品であれば、低コストでシステム全体を構築することができる。換言すれば、従来技術と比較して、小型の前記電気浸透流ポンプを前記マイクロ流体チップの近傍に配置する構成となり、この結果、システム全体を小型化して、モバイル性を格段に向上させることができる。また、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプが着脱自在となるので、汎用性が向上してシステム全体が低コスト化される。
【００４０】
また、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプを直付することにより、従来技術で用いられていたチューブが不要となる。この結果、試料の無駄がなくなると共に、前記第２流路内にある微少量の流体を高精度に制御することが可能となり、従って、本発明は、従来技術と比較して、低コストで実用的な流体制御を実現することができる。
【００４１】
さらに、前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプを固定するためのインターフェースと、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースとしての機能を兼ね備えているので、システムの全体構成を簡素化することができる。
【００４２】
ここで、前記取付部は、前記マイクロ流体チップに向かい突出形成され且つ前記第２流路に嵌合可能な突起、又は前記マイクロ流体チップに対向して形成され且つ前記マイクロ流体チップに嵌合可能な凹部を有し、該突起内又は前記凹部内には、前記排出口が形成されていることが好ましい。
【００４３】
これにより、前記突起又は前記凹部と前記第２流路とが嵌合すると、前記第１流路は、前記排出口を介して前記第２流路と連通し、且つ前記電気浸透流ポンプは、前記マイクロ流体チップに直付される。従って、前記突起又は前記凹部と前記第２流路とを嵌合するだけで、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間を簡便にシールすることができ、前記電気浸透流ポンプから前記マイクロ流体チップに対する流体の供給、あるいは流体の吸入を確実に行うことが可能となる。
【００４４】
また、前記取付部は、前記第１電極と電気的に接続される第１端子と、前記第２電極と電気的に接続される第２端子とをさらに有し、前記マイクロ流体チップ表面には、前記第１端子に対向する第３端子と、前記第２端子に対向する第４端子とが各々形成され、前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップに取付されたときに、前記第１端子と前記第３端子とが接続され、且つ前記第２端子と前記第４端子とが接続されることが好ましい。
【００４５】
この場合、前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップに直付されたときに、前記第３端子は、前記第１端子を介して前記第１電極と電気的に接続され、一方で、前記第４端子は、前記第２端子を介して前記第２電極と電気的に接続される。これにより、前記第３端子と前記第４端子とが外部の電源と電気的に各々接続されていれば、前記電源から前記第３端子及び前記第１端子を介して前記第１電極に一方の極性の電圧を印加し、前記電源から前記第４端子及び前記第２端子を介して前記第２電極に他方の極性の電圧を印加して、前記電気浸透流ポンプを駆動することが可能となる。従って、前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプを固定するためのインターフェースと、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースと、電力供給に係るインターフェースとの機能を兼ね備えることになり、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。
【００４６】
また、本発明に係る電気浸透流ポンプシステムは、第１流路内に設けられた電気浸透材と、前記電気浸透材の上流側に配置された第１電極と、前記電気浸透材の下流側に配置された第２電極とを有し、前記第２電極の下流側に排出口が形成された電気浸透流ポンプと、第２流路が形成されたマイクロ流体チップと、該マイクロ流体チップ及び前記電気浸透流ポンプを保持する保持部材とを備え、前記電気浸透流ポンプの外周面には、少なくとも前記保持部材に前記電気浸透流ポンプを取付する取付部が設けられ、前記マイクロ流体チップが前記保持部材に取付され且つ前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付されたときに、前記第１流路は、前記排出口を介して前記第２流路と連通すると共に、前記第１流路と前記第２流路との間の流体の漏洩が阻止されることを特徴とする。
【００４７】
上記した構成によれば、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップと前記保持部材とがそれぞれ別体であり、前記電気浸透流ポンプは、前記取付部を介して前記保持部材に取付され、一方で、前記マイクロ流体チップは、前記保持部材に保持される。
【００４８】
すなわち、システム全体の小型化という観点から前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップと前記保持部材とを一体化させるものであり、前記電気浸透流ポンプや前記マイクロ流体チップや前記保持部材が汎用品であれば、低コストでシステム全体を構築することができる。換言すれば、従来技術と比較して、小型の前記電気浸透流ポンプを前記保持部材を介して前記マイクロ流体チップの近傍に配置する構成となり、この結果、システム全体を小型化して、モバイル性を格段に向上させることができる。また、前記保持部材に対して前記マイクロ流体チップ及び前記電気浸透流ポンプが着脱自在となるので、汎用性が向上してシステム全体が低コスト化される。
【００４９】
また、前記マイクロ流体チップを保持する前記保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを取付することにより、従来技術と比較して、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの距離が短くなり、この結果、試料の無駄が低減されると共に、前記第２流路内にある微少量の流体を高精度に制御することが可能となり、従って、本発明は、従来技術と比較して、低コストで実用的な流体制御を実現することができる。
【００５０】
さらに、前記取付部は、前記保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを固定するためのインターフェースと、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースとしての機能を兼ね備えているので、システムの全体構成を簡素化することができる。
【００５１】
そして、上記した電気浸透流ポンプシステムは、前記保持部材に対する前記電気浸透流ポンプの取り付け方により、下記の４つの構成のいずれかを有する。
【００５２】
第１の構成は、前記取付部が前記電気浸透流ポンプと前記保持部材との間の電気的な接続と機械的な接続とを行うものである。
【００５３】
すなわち、前記取付部は、前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、前記マイクロ流体チップ表面には、前記第１端子と接続可能な第３端子と、前記第２端子と接続可能な第４端子とが各々形成され、前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付された場合に、前記第１端子と前記第３端子とが接続され、且つ前記第２端子と前記第４端子とが接続される。
【００５４】
この場合、前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付されたときに、前記第３端子は、前記第１端子を介して前記第１電極と電気的に接続され、一方で、前記第４端子は、前記第２端子を介して前記第２電極と電気的に接続される。これにより、前記第３端子と前記第４端子とが外部の電源と電気的に各々接続されていれば、前記電源から前記第３端子及び前記第１端子を介して前記第１電極に一方の極性の電圧を印加し、前記電源から前記第４端子及び前記第２端子を介して前記第２電極に他方の極性の電圧を印加して、前記電気浸透流ポンプを駆動することが可能となる。従って、前記取付部は、前記保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを固定するためのインターフェースと、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースと、電力供給に係るインターフェースとの機能を兼ね備えることになり、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。
【００５５】
第２の構成は、前記取付部が電気接続部材を介して前記保持部材に接続されるものである。
【００５６】
すなわち、前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対向して配置され且つ前記排出口を囲曉するシール部材と、前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、前記電気浸透流ポンプは、前記第１端子に接続可能な第３端子と前記第２端子に接続可能な第４端子とを有する電気接続部材を介して前記保持部材に保持され、前記電気接続部材が前記保持部材に固定されたときに、前記電気接続部材は、前記電気浸透流ポンプを介して前記マイクロ流体チップを押圧し、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間をシールする。
【００５７】
この場合、前記電気接続部材と前記電気浸透流ポンプとが前記第１〜第４端子を介して嵌合し、前記電気接続部材を前記保持部材に固定したときに、前記電気浸透流ポンプが前記マイクロ流体チップを押圧して前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間がシールされる。従って、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースであり、前記第１端子及び前記第２端子は、前記電気接続部材を介して前記電気浸透流ポンプを前記保持部材に固定するためのインターフェースと、前記第３端子及び前記第４端子を介して外部の電源と電気的に接続される電力供給のインターフェースとを兼ね備えているので、前記取付部によりシステム全体をさらに簡素化することが可能となる。
【００５８】
第３の構成は、前記電気浸透流ポンプを前記保持部材内に収容する構成である。
【００５９】
すなわち、前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対向して配置され且つ前記排出口を囲曉するシール部材と、前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、前記保持部材には、前記マイクロ流体チップを収容する凹部と、該凹部に連通し且つ前記電気浸透流ポンプを収容する孔部と、該孔部に前記電気浸透流ポンプを収容したときに前記第１端子と電気的に接続される第３端子及び前記第２端子と電気的に接続される第４端子とが各々形成され、前記孔部に前記電気浸透流ポンプを収容し且つ前記凹部に前記マイクロ流体チップを収容したときに、前記マイクロ流体チップは、前記保持部材と押さえ部材とによって狭持され、前記押さえ部材が前記マイクロ流体チップを介して前記電気浸透流ポンプを押圧することにより、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間をシールする。
【００６０】
この場合も、前記押さえ部材を用いて前記マイクロ流体チップ及び前記電気浸透流ポンプを押圧することにより、前記取付部が上記した各インターフェースを兼ね備えることができるので、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。
【００６１】
第４の構成は、前記保持部材に前記電気浸透流ポンプの一部を挿入し、該保持部材内に形成された連通路を介して前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとを連通させるという構成である。
【００６２】
すなわち、前記取付部は、前記保持部材に対向して配置され且つ前記排出口を囲曉するシール部材と、前記保持部材に対向し且つ前記第１電極と電気的に接続された第１端子と、前記保持部材に対向し且つ前記第２電極と電気的に接続された第２端子とを有し、前記保持部材には、前記マイクロ流体チップを収容する凹部と、前記電気浸透流ポンプの前記排出口側を収容し且つ前記凹部に接続される連通路と、前記第１端子と嵌合可能な第３端子と、前記第２端子と嵌合可能な第４端子とが各々形成され、前記電気浸透流ポンプの前記排出口側が前記連通路に収容され且つ前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記保持部材に取付されたときに、前記第１端子と前記第３端子とが接続され、且つ前記第２端子と前記第４端子とが接続されると共に、前記シール部材は、前記電気浸透流ポンプと前記保持部材との間をシールする。
【００６３】
この場合も、前記電気浸透流ポンプの前記排出口側が前記連通路に収容されることにより、前記取付部が上記した各インターフェースを兼ね備えることができるので、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。
【００６４】
そして、上記した各電気浸透流ポンプシステム及び電気浸透流ポンプにおいて、前記第１流路には、外部から供給された液体を充填する液溜めが設けられていることが好ましい。
【００６５】
この場合、例えば、前記液溜めが前記第１流路の上流側に配置されていれば、該液溜めに供給された前記液体は、該液体の自重又は毛細管現象により前記電気浸透材の上流側の端部に到達し、到達した前記液体は、前記第１電極及び前記第２電極に電圧を印加しなくても、毛細管現象により前記電気浸透材内を通過して、該電気浸透材の下流側の端部に到達する。従って、前記液溜めに前記液体を予め充填することにより、外部から前記電気浸透流ポンプへの液体供給ラインが不要となり、システム全体のモバイル性をさらに向上させることができる。
【００６６】
この場合、前記開口部分を蓋体で被覆すると、前記液体を充填した後に前記液溜めからの前記液体の蒸発や、該液体への塵埃の混入を阻止することができる。
【００６７】
さらに、前記排出口から前記第２流路までの空間の容積ｖが１０［ｎｌ］＜ｖ＜１０［μｌ］であるか、あるいは、前記排出口から前記第２流路までの距離が５［μｍ］以上で且つ５０［ｍｍ］以下であることが好ましい。この程度の数値範囲であれば、前記マイクロ流体チップ内部の流体インベントリーと比べて、前記流体のインターフェース部分におけるデッドスペースが小さくなるので、該流体の制御性を改善する上で効果的である。
【００６８】
また、本発明に係る電気浸透流ポンプは、第１流路内に設けられた電気浸透材と、前記電気浸透材の上流側に配置された第１電極と、前記電気浸透材の下流側に配置された第２電極とを有し、前記第２電極の下流側に排出口が形成された電気浸透流ポンプであって、前記電気浸透流ポンプの外周面には、マイクロ流体チップに対して該電気浸透流ポンプを取付するか、あるいは、前記マイクロ流体チップを保持する保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを取付するための取付部が設けられ、前記電気浸透流ポンプが前記取付部を介して前記マイクロ流体チップ又は前記保持部材に取付されたときに、前記第１流路は、前記排出口を介して前記マイクロ流体チップ内に形成された第２流路と連通し、前記取付部は、前記第１流路と前記第２流路との間の流体の漏洩を阻止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００６９】
本発明によれば、電気浸透流ポンプとマイクロ流体チップとがそれぞれ別体であり、前記電気浸透流ポンプは、取付部を介して前記マイクロ流体チップに直付される。すなわち、システム全体の小型化という観点から前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとを一体化させるものであり、前記電気浸透流ポンプや前記マイクロ流体チップが汎用品であれば、低コストでシステム全体を構築することができる。換言すれば、従来技術と比較して、小型の前記電気浸透流ポンプを前記マイクロ流体チップの近傍に配置する構成となり、この結果、システム全体を小型化して、モバイル性を格段に向上させることができる。また、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプが着脱自在となるので、汎用性が向上してシステム全体が低コスト化される。
【００７０】
また、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプを直付することにより、従来技術で用いられていたチューブが不要となる。この結果、試料の無駄がなくなると共に、第２流路内にある微少量の流体を高精度に制御することが可能となり、従って、本発明は、従来技術と比較して、低コストで実用的な流体制御を実現することができる。
【００７１】
さらに、前記取付部は、前記マイクロ流体チップに対して前記電気浸透流ポンプを固定するためのインターフェースと、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースとしての機能を兼ね備えているので、システムの全体構成を簡素化することができる。
【００７２】
また、本発明によれば、電気浸透流ポンプとマイクロ流体チップと保持部材とがそれぞれ別体であり、前記電気浸透流ポンプは、取付部を介して前記保持部材に取付され、一方で、前記マイクロ流体チップは、前記保持部材に保持される。
【００７３】
すなわち、システム全体の小型化という観点から前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップと前記保持部材とを一体化させるものであり、前記電気浸透流ポンプや前記マイクロ流体チップや前記保持部材が汎用品であれば、低コストでシステム全体を構築することができる。換言すれば、従来技術と比較して、小型の前記電気浸透流ポンプを前記保持部材を介して前記マイクロ流体チップの近傍に配置する構成となり、この結果、システム全体を小型化して、モバイル性を格段に向上させることができる。また、前記保持部材に対して前記マイクロ流体チップ及び前記電気浸透流ポンプが着脱自在となるので、汎用性が向上してシステム全体が低コスト化される。
【００７４】
また、前記マイクロ流体チップを保持する前記保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを取付することにより、従来技術と比較して、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの距離が短くなり、この結果、試料の無駄が低減されると共に、第２流路内にある微少量の流体を高精度に制御することが可能となり、従って、本発明は、従来技術と比較して、低コストで実用的な流体制御を実現することができる。
【００７５】
さらに、前記取付部は、前記保持部材に対して前記電気浸透流ポンプを固定するためのインターフェースと、前記電気浸透流ポンプと前記マイクロ流体チップとの間の流体の供給又は吸入に係るインターフェースとしての機能を兼ね備えているので、システムの全体構成を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７６】
本発明に係る電気浸透流ポンプシステム及び該システムを構成する電気浸透流ポンプについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００７７】
第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａは、図１及び図２に示すように、マイクロ流体チップ１２の上面に４つの電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄが直付されたものである。
【００７８】
マイクロ流体チップ１２は、１０［ｃｍ］×５［ｃｍ］×２［ｍｍ］程度のサイズであり、ガラス基板１６ａの上面と、ガラス基板１６ｂの底面とを接着又は熱融着することにより形成される。この場合、ガラス基板１６ａの上面には所定形状の溝が形成され、ガラス基板１６ｂには、前記溝の両端部に対向する孔が形成されており、ガラス基板１６ａとガラス基板１６ｂとを接合することにより、前記溝とガラス基板１６ｂの底面と前記孔とによって第２流路１８が構成され、該孔は、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄに対する第２流路１８の連通孔３６となる。なお、図１に示すように、マイクロ流体チップ１２内の中心部には、前記溝の一部であり且つ各第２流路１８に連結された反応器２０が形成されている。
【００７９】
なお、本実施形態では、ガラス基板１６ａ、１６ｂでマイクロ流体チップ１２を構成しているが、これに代えて、プラスチック製の基板やシリコン製の基板から構成してもよい。
【００８０】
電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、１０［ｍｍ］程度以下のサイズであり、図１及び図２に示すように、中空円筒状のポンプ本体２４の内側が、第２流路１８に対して駆動用の液体３８を供給し、あるいは吸入する第１流路２２とされ、この第１流路２２には、複数の孔３１が形成された第１電極３０と、電気浸透材２８と、複数の孔３３が形成された第２電極３２とが、第１流路２２の軸方向に沿って上記した順序で設けられている。
【００８１】
この場合、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄでは、電気浸透材２８に対して第１電極３０側を上流側とし、第２電極３２側を下流側としている。
【００８２】
また、第１流路２２における第１電極３０の上流側は、外部より液体３８が充填される液溜め（リザーバ）２６とされ、一方で、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄにおける下流側の外周面には、マイクロ流体チップ１２に向かって突出形成され且つ連通孔３６と嵌合可能な突起３５が形成され、該突起３５には、第１流路２２の軸方向に沿って液体３８の排出口３４が開口されている。
【００８３】
ポンプ本体２４は、第１流路２２内を通過する電解質溶液等の液体３８に対して耐液性を有するプラスチック材料、あるいは、セラミックス、ガラス、表面が電気絶縁処理された金属材料からなる。
【００８４】
電気浸透材２８は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、ＴｉＯ2等の酸化物や、高分子材料からなり、その形状は、セラミック焼結体や高分子材料からなる多孔質体形状や、ファイバー又は上記した材料の粉末を充填して固めた形状とされている。電気浸透材２８の形状が多孔質形状あるいは充填構造である場合、その孔径は、数十［ｎｍ］〜数［μｍ］である。
【００８５】
第１及び第２電極３０、３２は、白金、銀、カーボン、ステンレススチール等の導電性材料からなり、その形状は、図２に示す多孔質形状、ワイヤ形状、メッシュ形状、シート形状あるいは電気浸透材２８の上流側及び下流側に導電性材料を蒸着した形状を用いることができる。そして、第１及び第２電極３０、３２は、図示しない電源と電気的に接続されている。
【００８６】
ここで、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄのサイズの一例について説明する。
【００８７】
電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの全長は１３［ｍｍ］であり、このうちポンプ本体２４の全長は１１［ｍｍ］であり、突起３５の全長は２［ｍｍ］である。また、ポンプ本体２４の外径は６［ｍｍ］であり、突起３５の外径は２［ｍｍ］である。さらに、液溜め２６の内径は４［ｍｍ］であり、排出口３４の直径は０．５［ｍｍ］である。
【００８８】
上記した電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄにおいて、電気浸透材２８の全長は３［ｍｍ］であり、その外径は３［ｍｍ］であり、電気浸透材２８が多孔質からなる場合、該電気浸透材２８の孔径は、数十［ｎｍ］〜数［μｍ］である。
【００８９】
前述したように、上記したサイズは一例であり、電気浸透流ポンプシステム１０Ａの仕様に合わせてサイズを適宜変更可能である。
【００９０】
第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａは、以上のように構成されるものであり、次に、電気浸透流ポンプシステム１０Ａの作用について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００９１】
ここでは、マイクロ流体チップ１２に対して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを直付した状態で、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを駆動させて第２流路１８内の液体４０の位置を制御することについて説明する。
【００９２】
ここでは、予め、第２流路１８内に液体４０が供給され、この液体４０を電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを用いて駆動する場合を想定し、その動作について以下において説明する。
【００９３】
先ず、マイクロ流体チップ１２の各連通孔３６と電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの突起３５とを各々嵌合させる。これにより、第１流路２２は、排出口３４を介して第２流路１８に連通すると共に、マイクロ流体チップ１２と電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとの間がシールされ、第１流路２２と第２流路１８との間から外部への流体の漏洩が阻止される。なお、前記流体とは、液体３８、４０や、第２流路１８内に存在する気体４２や、液体３８、４０内に存在するガスを含んだものである。
【００９４】
次いで、各電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの液溜め２６に外部より液体３８を供給して、該液体３８を液溜め２６に充填する。この場合、液溜め２６に供給された液体３８は、該液体３８の自重又は毛細管現象により電気浸透材２８の上流側（第１電極３０側）に到達し、到達した液体３８は、第１電極３０及び前記第２電極３２に電圧を印加しなくても、電気浸透材２８内部における毛細管現象により該電気浸透材２８内を浸透して、電気浸透材２８の下流側（第２電極３２側）に到達する。
【００９５】
すなわち、電気浸透材２８は、前述したように、複数の微細な孔を有する多孔質体や、ファイバや、細粒を充填した構造体から構成されているので、該電気浸透材２８の第１電極３０側の表面が液体３８で濡れると、該液体３８を自動的に吸い込み、該電気浸透材２８の内部に浸透させて第２電極３２側の表面を濡らす。つまり、液体溜め２６に液体３８が充填されていれば、電気浸透材２８は、毛細管現象による自己充填作用に基づいて該液体３８を自動的に吸い込むので、第１電極３０及び第２電極３２に電圧Ｖを印加したときに液体３８を電気浸透現象により駆動することができる。
【００９６】
次いで、図示しない電源より第１電極３０と第２電極３２とに対して電圧を印加すると、電気浸透現象に基づいて電気浸透材２８内に浸透した液体３８や液溜め２６内の液体３８が下流側に向かって移動し、排出口３４を介して第２流路１８内に供給される。これにより、マイクロ流体チップ１２の第２流路１８内に液体３８を導入することができる。この場合、液体３８が第２電極３２より第２流路１８に向かって移動すると、第２流路１８内の気体４２は、液体３８による押圧力に基づいて液体４０を押圧し、この結果、該液体４０を所望の位置にまで移動させることが可能となる。
【００９７】
上記した説明は、図２において、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄから第２流路１８に供給された液体３８を、該第２流路１８の右側に移動させて液体４０の位置制御を行う場合であった。これに対して、液体３８を第２流路１８の左側に移動させて、該液体３８を第２流路１８から電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄに吸入する場合には、第１電極３０及び第２電極３２に対して上記した説明とは逆極性の電圧を印加すればよい。
【００９８】
また、上記した説明では、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とを組み付けた状態で液溜め２６に液体３８を供給しているが、液溜め２６に液体３８を充填した後に電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄをマイクロ流体チップ１２に直付してもよい。
【００９９】
さらに、上記した説明では、マイクロ流体チップ１２に電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを直付する前に液体４０を第２流路１８に充填しているが、該液体４０が電気浸透現象を発揮する液体であれば、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄのうち１つのポンプに液体４０を充填して、充填した液体４０を電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄより第２流路１８に供給してもよい。
【０１００】
さらにまた、上記した説明では、液溜め２６の上部が外部に対して開放されているが、図３に示すように、液体３８を充填した後に液溜め２６に対して蓋体４４を被せると、液溜め２６からの液体３８の蒸発や、該液体３８への塵埃の混入を阻止することができる。この場合、蓋体４４には、液溜め２６に対するエア抜き孔４５が形成されている。
【０１０１】
さらにまた、上記した説明では、突起３５と連通孔３６とを嵌合させて電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間をシールしているが、例えば、（１）ねじや釘等を用いて電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とを強制的に固定する方法、（２）接着剤あるいは粘着剤を用いて電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とを接合する方法、（３）突起３５と連通孔３６の近傍とを磁性体で構成し、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とを磁力によって吸引固定する方法、（４）ポンプ本体２４をホルダーに挿入して該ホルダーを介してマイクロ流体チップ１２と接続する方法を用いて、あるいは併用して、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間のシールを行うことも好ましい。
【０１０２】
なお、突起３５と連通孔３６との嵌合構造に前記（１）〜（４）の方法を併用すれば、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間のシールをより確実に行うことができることは勿論である。
【０１０３】
さらにまた、上記した説明では、液体溜め２６は、ポンプ本体２４と一体化された構造となっているが、液体溜め２６を別体として図示しないチューブで接続してもよい。また、液体溜め２６から毛細管現象を用いて液体３８をポンプ本体２４内に供給する場合、液体溜め２６の液面位置は電気浸透材２８より上方である必要はないので、電気浸透材２８の下流側（第２電極３２と排出口３４との間）に設けても構わない。
【０１０４】
図４は、電気浸透材２８内における液体３８の動作を説明する拡大断面図であり、ここでは、多孔質形状の電気浸透材２８の１つの孔４６において、液体３８が第１電極３０から第２電極３２の方向に向かって通過する場合について説明する。なお、図４では、液体３８の動作説明を容易にするために、孔４６の上流側に直線状の第１電極３０が配置され、該孔４６の下流側に直線状の第２電極３２が配置されている場合について説明する。
【０１０５】
電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、液体３８と固体である電気浸透材２８とを接触させたときの化学反応によって、接触面近傍に発生するイオンを電界によって駆動させる。
【０１０６】
例えば、電気浸透材２８が溶融石英の細管からなる多孔質体であり、且つ液体３８が水である場合、前記細管内方の前記溶融石英と前記水との接触面において、前記溶融石英の表面では、シラノール基（ＳｉＯＨ）５０が生成され、大きなｐＨの領域では電離してマイナスに帯電する。一方、前記水の中では、プラスイオンであるプロトン（Ｈ+）５２が生成される。
【０１０７】
この状態において、直流電源４８から第１電極３０に対して正極性の電圧を印加し、該直流電源４８から第２電極３２に対して負極性の電圧を印加すると、第１電極３０から第２電極３２に向かう電界Ｅが発生する。この場合、シラノール基５０には、第１電極３０に向かう力が作用するが、該シラノール基５０は、前記溶融石英内のイオンであるため、第１電極３０に移動することができない。
【０１０８】
これに対して、液体３８のプラスイオンであるプロトン５２には、第２電極３２に向かう力が作用し、この結果、該プロトン５２は、前記力に基づいて第２電極３２の方向に移動する。この場合、液体３８が１［ｍＭ］程度のイオン強度の電解質であれば、プロトン５２の存在する領域は、前記溶融石英との接触面から略１０［ｎｍ］程度の非常に薄い領域であり、従って、電界Ｅにより第２電極３２の方向に発生する力が作用する箇所は、前記溶融石英と液体３８との接触面に沿った非常に薄い領域に限定される。
【０１０９】
しかしながら、電界Ｅによる力が作用しない領域に存在する液体３８も、該液体３８の粘性によって電界Ｅの方向に沿って移動する。これにより、前記細管内の液体３８を駆動することができ、この結果、電気浸透材２８内に浸透した液体３８や液溜め２６（図２参照）内に充填された液体３８を第２電極３２より排出口３４を介して第２流路１８に供給することが可能となる。
【０１１０】
次に、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｂの性能について、図１〜図５Ｂを参照しながら説明する。
【０１１１】
電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを製造する際には、駆動用の液体３８に対して大きなゼータ電位ζが得られる電気浸透材料を電気浸透材２８に採用し、電気浸透材２８の内部で細径の複数の流路が構成されていることが好ましい。
【０１１２】
ここでは、電気浸透材２８の構造を簡略化して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの流量Ｆや圧力Ｐを算出することにより、数［ｍｍ］程度の大きさの電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄで所望のポンプ性能が実現できることについて説明する。
【０１１３】
先ず、電気浸透材２８は、第１電極３０から第２電極３２の方向に向かって複数の孔４６が並設された多孔質体であると仮定する。液溜め２６から電気浸透材２８に液体３８が浸透して孔４６内が該液体３８で充填されると、該孔４６の壁面が帯電してゼータ電位ζが発生する。この場合、液体３８の誘電率ε及び粘性μと、第１電極３０と第２電極３２との間に印加される電圧Ｖと、第１電極３０と第２電極３２との間の距離Ｌと、電気浸透材２８における各孔４６の断面積の総和Ａ（以下、実効流路面積Ａという。）とから、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの流量Ｆは、下記の（１）式で表わされる。
【０１１４】
Ｆ＝ＡεζＶ／（μＬ）                                      （１）
なお、流量Ｆは、後背圧力が略０のときの流量である。
【０１１５】
また、孔４６に後背圧力が存在する場合には、液体３８の圧力勾配による逆流と電気浸透現象による液体３８の流れとの重ね合わせにより流量Ｆが決定され、これらの２つの流れのバランスによって正味の流量Ｆが略０となるときの圧力が電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの圧力Ｐとなる。
【０１１６】
ここで、電気浸透材２８の各孔４６の直径（以下、実効流路径という。）をａとすれば、圧力Ｐは、下記の（２）式で表される。
【０１１７】
Ｐ＝８εζＶ／ａ2                                          （２）
上記の（１）式及び（２）式より、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを設計する際に、液体３８の物理的・化学的性質が予め分かっていれば、電気浸透材２８を構成する電気浸透材料の種類及びその形状（実効流路径ａ）と電圧Ｖとから電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの圧力Ｐが決まり、実効流路面積Ａと電界強度Ｖ／Ｌとから流量Ｆが決定される。
【０１１８】
図５Ａは、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄにおいて、電圧Ｖと流量Ｆとの関係を示すグラフであり、図５Ｂは、最大圧力Ｐと流量Ｆとの関係を示すグラフである。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、黒丸（●印）は実測値であり、直線は最小2乗法に基づく各実測値に対する回帰曲線である。
【０１１９】
なお、図５Ａ及び図５Ｂのグラフは、液体３８がホウ酸塩標準緩衝溶液（１０％希釈溶液）である場合であり、図５Ｂは、Ｖ＝１５［Ｖ］において得られたグラフである。また、電気浸透材２８には、粒径が１［μｍ］程度の球状シリカ粒子を７５［％］〜８０［％］の充填率で焼結することにより得られた直径３［ｍｍ］及び全長３［ｍｍ］の焼結体を用いた。
【０１２０】
図５Ａ及び図５Ｂの結果より、圧力特性として６［ｋＰａ／Ｖ］、流量特性（単位電界及び単位断面積当たりの流量）として０．２［μｌ／（ｍｉｎ・Ｖ・ｍｍ）］の値が得られた。これらの数値より、電圧Ｖを１００［Ｖ］程度までの値とし、流量Ｆの範囲を数［ｎｌ／ｍｉｎ］〜数百［μｌ／ｍｉｎ］とし、且つ最大圧力Ｐの範囲を数十［ｋＰａ］〜数百［ｋＰａ］とする電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを１０［ｍｍ］以内の寸法で実現できることは明らかである。
【０１２１】
以上が電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄのポンプ性能に関する説明である。
【０１２２】
前述したように、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄをマイクロ流体チップ１２に取付し、且つ突起３５と連通孔３６とが嵌合すると、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間がシール且つ固定され、この結果、液体３８を第２流路１８に供給できる状態となる（図２参照）。
【０１２３】
この場合、図２７〜図３０の従来技術と比較して、第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ（図１〜図４及び図６参照）では、図２７〜図３０における流路２０８分のデッドスペースが存在しなくなる。従来技術では、デッドスペースによる問題点について指摘したが、図１〜図４及び図６に示す本実施形態では、デッドスペースをマイクロ流体チップ１２における液体３８の流体導入部分（第２流路１８における連通孔３６の空間）にのみ限定している。
【０１２４】
ここでは、マイクロ流体チップ１２の第２流路１８内において、空気等の気体４２を介在させた圧力伝達により液体４０を移動させるときのデッドスペースの影響について、定量的な説明を行う。
【０１２５】
図２において、第２流路１８に存在する液体４０の位置を電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄにより制御する場合、該電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、液体３８を駆動して前記流体導入部分に送液すると気体４２の圧力が上昇し、該圧力に基づいて液体４０が移動する。
【０１２６】
液体４０を移動させるには、最初の動きを生じさせるためのいわゆる閾値圧力が存在し、気体４２を介して液体４０に加えられた圧力が前記閾値圧力を越えると、該液体４０が第２流路１８内で移動を開始する。液体４０が一旦動き出した場合、その後の液体４０の移動に必要な圧力は、この閾値圧力よりも低い。そのため、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄによる加圧を停止しても、液体４０は、圧力状態から開放されず、移動を続けることになる。
【０１２７】
駆動用の液体３８と液体４０との間の気体４２の容積をｖ、第２流路１８の断面積をＳ、初期の気体圧力をＰ０、液体４０が動き出すのに必要な圧力をＰ１、液体４０が停止するときの圧力をＰ２（Ｐ２＜Ｐ１）、前記加圧を停止した後の液体４０の移動距離（位置精度）をΔｘ、前記位置精度Δｘに対応する気体４２の容積をΔｖとすれば、位置精度Δｘは、下記の（３）式で表される。
【０１２８】
Δｘ＝Δｖ／Ｓ＝（ｖ／Ｓ）（Ｐ１−Ｐ２）／Ｐ０              （３）
例えば、ｖ＝１［μｌ］、Ｐ０＝１００［ｋＰａ］、（Ｐ１−Ｐ２）＝１００［Ｐａ］、Ｓ＝１００［μｍ］×５０［μｍ］とすれば、Δｖ＝１［ｎｌ］、Δｘ＝０．２［ｍｍ］となり、第２流路１８内部の液体４０を１［ｎｌ］程度の精度で取り扱うことが可能となる。位置精度Δｘや容積Δｖの大きさは、前記したデッドスペースの大きさに関係しており、該デッドスペースを小さくすることにより、液体４０に対する制御性を向上させることができる。
【０１２９】
より詳細には、排出口３４から第２流路１８までの空間（気体４２）の容積ｖが１０［ｎｌ］＜ｖ＜１０［μｌ］であるか、あるいは、該排出口３４から第２流路１８までの距離が５［μｍ］以上で且つ５０［ｍｍ］以下であれば、前記デッドスペースがマイクロ流体チップ１２内部の流体インベントリーと比べて小さな数値となるので、液体４０に対する制御性を改善する上でより効果的である。
【０１３０】
このように、第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａでは、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とがそれぞれ別体であり、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、突起３５を介してマイクロ流体チップ１２に直接取付される。すなわち、システム全体の小型化という観点から電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とを一体化させるものであり、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄやマイクロ流体チップ１２が汎用品であれば、低コストでシステム全体を構築することができる。換言すれば、従来技術と比較して、小型の電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄをマイクロ流体チップ１２の近傍に配置する構成となり、この結果、システム全体を小型化して、モバイル性を格段に向上させることができる。また、マイクロ流体チップ１２に対して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄが着脱自在となるので、汎用性が向上してシステム全体が低コスト化される。
【０１３１】
また、マイクロ流体チップ１２に対して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを直付することにより、従来技術で用いられていたチューブが不要となる。この結果、試料の無駄がなくなると共に、第２流路１８内にある微少量の気体４２や液体４０を高精度に制御することが可能となり、従って、本実施形態では、従来技術と比較して、低コストで実用的な流体制御を実現することができる。
【０１３２】
さらに、突起３５は、マイクロ流体チップ１２に対して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを固定するためのインターフェースと、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間の液体３８等の流体の供給や吸入のインターフェースとして機能するので、システムの全体構成を簡素化することができる。
【０１３３】
また、突起３５と第２流路１８の連通孔３６とが嵌合すると、第１流路２２は、排出口３４を介して第２流路１８と連通し、且つ電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、マイクロ流体チップ１２に直付される。従って、突起３５と第２流路１８とを嵌合するだけで、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間を効率よくシールすることができ、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄからマイクロ流体チップ１２に対する流体の供給、あるいは流体の吸入を確実に行うことが可能となる。
【０１３４】
さらに、液溜め２６に供給された液体３８は、該液体３８の自重又は毛細管現象により電気浸透材２８の第１電極３０側の端部に到達し、到達した液体３８は、第１電極３０及び第２電極３２に電圧Ｖを印加しなくても、毛細管現象により電気浸透材２８内を浸透して、該電気浸透材２８の第２電極３２側の端部に到達する。従って、液溜め２６に液体３８を予め充填することにより、外部から電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄへの液体供給ラインが不要となり、システム全体のモバイル性をさらに向上させることができる。
【０１３５】
さらにまた、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを用いることにより、従来技術と比較して、例えば、直流電源より１０［Ｖ］〜３０［Ｖ］で液体３８を駆動することが可能となる。従って、液体３８の駆動電圧を低電圧化することが可能となり、この結果、前記直流電源として電池を採用することができる。
【０１３６】
さらにまた、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを用いることにより、液体３８を無脈動の流れとすることができるので、液体４０の位置精度Δｘをより一層小さくすることが可能となる。
【０１３７】
なお、上記した説明では、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの外周面に突起３５が形成され、この突起３５と連通孔３６とが嵌合しているが、このような構成に代えて、図６に示すように、ガラス基板１６ｂの上面に突起１７を形成して、この突起１７に連通孔３６を形成し、一方で、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄにおいて、前述した突起３５（図２参照）の代わりに排出口３４の口径を突起１７の外径と略一致させてもよい。この場合も、排出口３４と突起１７とを嵌合すれば、第１流路２２が排出口３４を介して第２流路１８に連通すると共に、マイクロ流体チップ１２と電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとの間がシールされ、第１流路２２と第２流路１８との間から外部への流体の漏洩が阻止される。
【０１３８】
次に、第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｂについて、図７を参照しながら説明する。なお、図１〜図６に示した第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａの各構成要素と同じ構成要素については、同一の符号を付けて説明し、以下同様とする。
【０１３９】
第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｂは、図７に示すように、ポンプ本体２４における突起３５側の外周面に第１電極３０と電気的に接続された第１端子５４ａと、第２電極３２と電気的に接続された第２端子５４ｂとが各々形成され、マイクロ流体チップ１２におけるガラス基板１６ｂの上面に第１端子５４ａ及び第２端子５４ｂと対向して第３端子５６ａ及び第４端子５６ｂが形成されている点で、第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ（図１〜図６参照）とは異なる。
【０１４０】
ここで、マイクロ流体チップ１２の各連通孔３６と電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの突起３５とを各々嵌合させると、第１流路２２は、排出口３４を介して第２流路１８に連通すると共に、マイクロ流体チップ１２と電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとの間がシールされ、第１流路２２と第２流路１８との間から外部への流体の漏洩が阻止される。
【０１４１】
この場合、ポンプ本体２４における突起３５側の外周面は、ガラス基板１６ｂの上面に接触するので、第１端子５４ａと第３端子５６ａとが電気的に接続され、一方で、第２端子５４ｂと第４端子５６ｂとが電気的に接続されている。第３端子５６ａと第４端子５６ｂとは、図示しない電源と電気的に各々接続されているので、前記電源より第３端子５６ａ及び第１端子５４ａを介して第１電極３０に一方の極性の電圧を印加し、前記電源より第４端子５６ｂ及び第２端子５４ｂを介して第２電極３２に他方の極性の電圧を印加することが可能となる。
【０１４２】
図８は、第１端子５８ａ及び第２端子５８ｂを渦巻きばねとした場合であり、突起３５と連通孔３６とを嵌合させ且つポンプ本体２４における突起３５側の外周面をガラス基板１６ｂの上面に接触させると、第１端子５８ａが第３端子５６ａを押圧し、第２端子５８ｂが第４端子５６ｂを押圧して、電気的な接続を確実に行うことが可能となる。
【０１４３】
図９は、第１端子６０ａ及び第２端子６０ｂを板ばねとした場合であり、突起３５と連通孔３６とを嵌合させ且つポンプ本体２４における突起３５側の外周面をガラス基板１６ｂの上面に接触させると、第１端子６０ａが第３端子５６ａを押圧し、第２端子６０ｂが第４端子５６ｂを押圧して、電気的な接続を確実に行うことが可能となる。
【０１４４】
図１０は、第１端子６２ａ及び第４端子６４ｂをソケットとし、第２端子６２ｂ及び第３端子６４ａをプラグとした場合であり、突起３５と連通孔３６とを嵌合させ且つポンプ本体２４における突起３５側の外周面をガラス基板１６ｂの上面に接触させると、第１端子６２ａと第３端子６４ａとが嵌合し、第２端子６２ｂと第４端子６４ｂとが嵌合して、電気的な接続を確実に行うことが可能となると共に、突起３５及び連通孔３６との嵌合と共働して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄをマイクロ流体チップ１２に確実に固定することができる。
【０１４５】
また、図１０の構造では、第１端子６２ａ及び第４端子６４ｂをソケットとし、第２端子６２ｂ及び第３端子６４ａをプラグとしているので、電極の極性を間違えて第１端子６２ａと第４端子６４ｂとを電気的に接続し且つ第２端子６２ｂと第３端子６４ａとを電気的に接続することを防止することが可能となる。すなわち、ソケットとプラグとを互い違いに配置することにより、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２とを接続する際に、前記極性の間違いを防止することができる。なお、前記した極性の間違いが問題とならない場合には、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄ側にプラグ（あるいはソケット）を設け、マイクロ流体チップ１２側にソケット（あるいはプラグ）を設けてもよいことは勿論である。
【０１４６】
このように、第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｂでは、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄが突起３５を介してマイクロ流体チップ１２に直付されたときに、第３端子５６ａ、６４ａは、第１端子５４ａ、５８ａ〜６２ａを介して第１電極３０と電気的に接続され、一方で、第４端子５６ｂ、６４ｂは、第２端子５４ｂ、５８ｂ〜６２ｂを介して第２電極３２と電気的に接続される。これにより、第３端子５６ａ、６４ａと第４端子５６ｂ、６４ｂとが外部の電源と電気的に各々接続されていれば、前記電源から第３端子５６ａ、６４ａ及び第１端子５４ａ、５８ａ〜６２ａを介して第１電極３０に一方の極性の電圧を印加し、前記電源から第４端子５６ｂ、６４ｂ及び第２端子５４ｂ、５８ｂ〜６２ｂを介して第２電極３２に他方の極性の電圧を印加して、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを駆動することが可能となる。従って、突起３５は、マイクロ流体チップ１２に対して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを固定するためのインターフェースと、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとマイクロ流体チップ１２との間の流体の供給及び吸入のインターフェースとの機能を兼ね備えている。また、第１端子５４ａ〜６０ａ及び第２端子５４ｂ〜６０ｂは、電力供給に係るインターフェースとの機能を備えている。さらに、第１端子６２ａ及び第２端子６２ｂは、電力供給に係るインターフェースと、マイクロ流体チップ１２に対して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを固定するためのインターフェースとの機能を兼ね備えている。この結果、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。
【０１４７】
なお、第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｂでは、第１端子５４ａ、５８ａ、６０ａ、６２ａと第３端子５６ａ、６４ａとの接続や、第２端子５４ｂ、５８ｂ、６０ｂ、６２ｂと第４端子５６ｂ、６４ｂとの接続を、上記した構成から、例えば、（１）磁石を用いて各端子を接続する、あるいは、（２）半田付けによって各端子を接合するという構成に適宜変更することも可能である。
【０１４８】
次に、第３実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｃについて、図１１及び図１２を参照しながら説明する。
【０１４９】
第３実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｃは、図１１及び図１２に示すように、マイクロ流体チップ１２が保持部材６３によって保持され、電気浸透流ポンプ１４が支持部材６７、第１端子６５ａ及び第２端子６５ｂを介して保持部材６３に固定保持されている点で、第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ（図１〜図６参照）及び第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｂ（図７〜図１０参照）とは異なる。
【０１５０】
保持部材６３は、略矩形状のブロックの中央部に凹部７５が形成され、該凹部７５にマイクロ流体チップ１２を収容可能な部材である。すなわち、保持部材６３は、マイクロ流体チップ１２を実装する際に用いられるパッケージング用の部材であり、該マイクロ流体チップ１２を固定及び保護すると共に、電気浸透流ポンプ１４とマイクロ流体チップ１２との間の流体の供給及び吸入のインターフェース、電力供給のインターフェース及び信号のインターフェースとして機能する。なお、前記信号とは、例えば、マイクロ流体チップ１２に図示しないセンサを組み込んだ場合における該センサの出力信号である。
【０１５１】
また、保持部材６３の上面には、複数の孔が形成され、これらの孔には、ソケット形状の第３端子６６ａ及び第４端子６６ｂが各々設けられている。
【０１５２】
一方、電気浸透流ポンプ１４は、支持部材６１を介して支持部材６７上に配置され、該支持部材６７の底部には、第３端子６６ａ及び第４端子６６ｂに対向してプラグ形状の第１端子６５ａ及び第２端子６５ｂが各々設けられている。この場合、電気浸透流ポンプ１４は、基本的には、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄ（図２、図３及び図６参照）と同じ構成であるが、支持部材６７上において、ポンプ本体２４及び突起３５がマイクロ流体チップ１２の上面に対して平行に配置され、液溜め２６がポンプ本体２４の軸方向と直交する方向に設けられている点で異なる。
【０１５３】
ここで、第１端子６５ａと第３端子６６ａとを嵌合し、第２端子６５ｂと第４端子６６ｂとを嵌合して、支持部材６７の底面と保持部材６３の上面とを接触させると、支持部材６７及び第１〜第４端子６５ａ〜６６ｂを介して電気浸透流ポンプ１４が保持部材６３に固定保持されると共に、第１端子６５ａと第３端子６６ａとが電気的に接続され、一方で、第２端子６５ｂと第４端子６６ｂとが電気的に接続される。
【０１５４】
図１１の構造では、プラグである第１端子６５ａ及び第２端子６５ｂが異なる大きさとされ、ソケットである第３端子６６ａ及び第４端子６６ｂが、第１端子６５ａ及び第２端子６５ｂに対応して異なる大きさとされているので、電極の極性を間違えて第１端子６５ａと第４端子６６ｂとを電気的に接続し且つ第２端子６５ｂと第３端子６６ａとを電気的に接続することを防止することが可能となる。すなわち、前記各ソケットと前記各プラグとを互いに異なる大きさとすることにより、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄと保持部材６３とを接続する際に、前記極性の間違いを防止することができる。
【０１５５】
また、第１端子６５ａと第２端子６５ｂとが互いに異なる大きさであり、且つ第３端子６６ａ及び第４端子６６ｂも互いに異なる大きさであるので、電気浸透流ポンプ１４を支持部材６７及び第１〜第４端子６５ａ〜６６ｂを介して保持部材６３に固定した際に、排出口３４の向きを常時マイクロ流体チップ１２の方向に合わせることが可能である。
【０１５６】
なお、前記した極性の間違いが問題とならない場合には、前記各プラグを略同一の大きさとし、一方で、前記各ソケットを略同一の大きさとしてもよいことは勿論である。
【０１５７】
また、凹部７５の底部に配置されたマイクロ流体チップ１２は、押さえ部材７０を介して保持部材６３に固定保持される。押さえ部材７０は、ガラス基板１６ｂの上面を押圧可能な略矩形状の部材であり、その中央部から凹部７５及び保持部材６３の上面に沿って略Ｌ字状の突起７２が延在している。
【０１５８】
この場合、凹部７５内に配置されたマイクロ流体チップ１２の上面に２つの押さえ部材７０を配置し、各突起７２を挿通したねじ７４を保持部材６３に形成された孔７６に螺合すると、押さえ部材７０がマイクロ流体チップ１２の上面を押圧し、この結果、マイクロ流体チップ１２が保持部材６３に固定保持される。
【０１５９】
マイクロ流体チップ１２には複数のチューブ６８が接続されており、該チューブ６８と電気浸透流ポンプ１４の排出口３４とを連結することにより、マイクロ流体チップ１２と電気浸透流ポンプ１４とを連通することが可能となる。
【０１６０】
このように、第３実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｃでは、電気浸透流ポンプ１４とマイクロ流体チップ１２と保持部材６３とがそれぞれ別体であり、電気浸透流ポンプ１４は、支持部材６１、６７及び第１〜第４端子６５ａ〜６６ｂを介して保持部材６３に取付され、一方で、マイクロ流体チップ１２は、押さえ部材７０及びねじ７４を介して保持部材６３に固定保持される。
【０１６１】
すなわち、システム全体の小型化という観点から電気浸透流ポンプ１４とマイクロ流体チップ１２と保持部材６３とを一体化させるものであり、電気浸透流ポンプ１４やマイクロ流体チップ１２や保持部材６３が汎用品であれば、低コストでシステム全体を構築することができる。換言すれば、従来技術と比較して、小型の電気浸透流ポンプ１４を保持部材６３を介してマイクロ流体チップ１２の近傍に配置する構成となり、この結果、システム全体を小型化して、モバイル性を格段に向上させることができる。また、保持部材６３に対してマイクロ流体チップ１２及び電気浸透流ポンプ１４が着脱自在となるので、汎用性が向上してシステム全体が低コスト化される。
【０１６２】
また、マイクロ流体チップ１２を保持する保持部材６３に対して電気浸透流ポンプ１４を取付することにより、従来技術と比較して、電気浸透流ポンプ１４とマイクロ流体チップ１２との距離が短くなり、この結果、マイクロ流体チップ１２内における試料の無駄が低減されると共に、第２流路１８内にある微少量の流体を高精度に制御することが可能となり、従って、本実施形態は、従来技術と比較して、低コストで実用的な流体制御を実現することができる。
【０１６３】
さらに、支持部材６１、６７及び第１〜第４端子６５ａ〜６６ｂは、保持部材６３に対して電気浸透流ポンプ１４を固定するためのインターフェースとして機能し、第１〜第４端子６５ａ〜６６ｂは、図示しない電源から電気浸透流ポンプ１４に対して電圧を印加するための電力供給のインターフェースとして機能し、排出口３４及びチューブ６８は、電気浸透流ポンプ１４とマイクロ流体チップ１２との間の流体の供給及び吸入のインターフェースとして機能する。これにより、システムの全体構成を簡素化することができる。
【０１６４】
また、前述したように、第１端子６５ａと第３端子６６ａとが電気的に接続され、第２端子６５ｂと第４端子６６ｂとが電気的に接続されるので、前記電源から第３端子６６ａ及び第１端子６５ａを介して第１電極３０に一方の極性の電圧を印加し、前記電源から第４端子６６ｂ及び第２端子６５ｂを介して第２電極３２に他方の極性の電圧を印加して、電気浸透流ポンプ１４を駆動することが可能となる。
【０１６５】
次に、第４実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｄについて、図１３〜図１７を参照しながら説明する。
【０１６６】
第４実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｄは、図１３〜図１７に示すように、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂがマイクロ流体チップ１２に対して直付されていると共に、コネクタ部材（電気接続部材）８０を介して保持部材６３に対して固定保持されている点で、第１〜第３実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ〜１０Ｃ（図１〜図１２参照）とは異なる。
【０１６７】
先ず、この実施形態における電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂの形状は、第１及び第２実施形態における電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂ（図２、図３及び図７参照）と略同様の構成であるが、マイクロ流体チップ１２側の外周面に突起３５が形成されていない代わりに、排出口３４を囲繞するＯリング１００が該排出口３４から離間して配置され、さらに、該電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂの上部には、ソケット形状の第１端子１０２ａ及び第２端子１０２ｂが配置されている点で異なる。
【０１６８】
また、コネクタ部材８０は、図１３〜図１６に示すように、板状部材の両端部が略Ｌ字状の突起８２ａ、８２ｂとして形成され、これらの突起８２ａ、８２ｂを挿通するねじ８６が保持部材６３に形成された孔８８と螺合することにより保持部材６３に固定される。この場合、コネクタ部材８０における板状部分が電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂの上部を保持している。
【０１６９】
具体的には、コネクタ部材８０の板状部分からポンプ本体２４に沿って突起１０１ａ、１０１ｂが延在し、突起１０１ａには、第１端子１０２ａと嵌合可能なプラグ形状の第３端子１０４ａが配置され、一方で、突起１０１ｂには、第２端子１０２ｂと嵌合可能なプラグ形状の第４端子１０４ｂが配置されている。
【０１７０】
第３端子１０４ａ及び第４端子１０４ｂは、コネクタ部材８０と嵌合するコネクタ９０に連結されたケーブル９２と電気的に各々接続され、該各ケーブル９２は、図示しない電源と電気的に接続されている。この場合、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂの液溜め２６側の端部（図１５の上部）は、テーパ形状とされている。
【０１７１】
ここで、コネクタ部材８０の板状部分と突起１０１ａ、１０１ｂとによって構成される凹部に電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂを挿入して、前記テーパ部分が第３端子１０４ａ及び第４端子１０４ｂよりも前記板状部分側に進行すれば、第１端子１０２ａと第３端子１０４ａとが嵌合し、一方で、第２端子１０２ｂと第４端子１０４ｂとが嵌合する。この結果、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂは、コネクタ部材８０に固定保持されると共に、第１端子１０２ａと第３端子１０４ａとが電気的に接続され、且つ第２端子１０２ｂと第４端子１０４ｂとが電気的に接続される。
【０１７２】
電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂがコネクタ部材８０に固定保持された場合、該電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂの排出口３４側の外周面は、突起８２ａ、８２ｂの保持部材６３側の外周面よりもマイクロ流体チップ１２側に突出している（図１４参照）。従って、コネクタ部材８０が保持部材６３に固定保持されると、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂは、ガラス基板１６ｂの上面を押圧し、この結果、排出口３４及び連通孔３６を介して第１流路２２と第２流路１８とが連通すると共に、Ｏリング１００がガラス基板１６ｂの上面の方向に押圧されて、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂとガラス基板１６ｂとの間をシールする。
【０１７３】
なお、コネクタ部材８０の前記板状部分の中心部を突起１０１ａ、１０１ｂがポンプ本体２４に対して進退自在な図示しないヒンジ構造とすれば、ヒンジを開いて突起１０１ａ、１０１ｂ、第３端子１０４ａ及び第４端子１０４ｂをポンプ本体２４から離間させると、コネクタ部材８０から電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを容易に取り外すことが可能となる。
【０１７４】
また、マイクロ流体チップ１２内の反応器２０や第２流路１８を外部より光学的に観測する場合には、図１５に示すように、保持部材６３の中央部分を孔９４とし、その内壁から突起９６ａ、９６ｂを突出形成させてマイクロ流体チップ１２の底部を保持させると好適である。
【０１７５】
このように、第４実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｄでは、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂが第１〜第４端子１０２ａ〜１０４ｂを介してコネクタ部材８０に固定され、コネクタ部材８０を保持部材６３に固定したときに、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂがマイクロ流体チップ１２を押圧して電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂとマイクロ流体チップ１２との間がＯリング１００によりシールされる。従って、Ｏリング１００は、電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂとマイクロ流体チップ１２との間の流体の供給及び吸入のインターフェースであり、第１端子１０２ａ及び第２端子１０２ｂは、コネクタ部材８０を介して電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂを保持部材６３に固定するためのインターフェースと、第３端子１０４ａ及び第４端子１０４ｂを介して外部の電源と電気的に接続される電力供給のインターフェースとを兼ね備えているので、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。
【０１７６】
また、上記した説明では、コネクタ部材８０に対してコネクタ９０を電気的に直接接続しているが、図１７に示すように、コネクタ部材８０から延在するケーブル９３ａ、９３ｂの先端部にプラグ９５ａ、９５ｂを設け、各プラグ９５ａ、９５ｂと、保持部材６３上面に設けられたソケット９７ａ、９７ｂとを電気的に接続してもよい。この場合、コネクタ９０は、保持部材６３に接続可能であり、ケーブル９２は、ソケット９７ａ、９７ｂと電気的に各々接続されている。
【０１７７】
次に、第５実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｅについて、図１８及び図１９を参照しながら説明する。
【０１７８】
第５実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｅは、図１８及び図１９に示すように、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを保持部材６３内に収容し、該保持部材６３の底面側に形成された凹部１１８にマイクロ流体チップ１２を収容し、保持部材６３と押さえ部材１０６とでマイクロ流体チップ１２を狭持することにより該マイクロ流体チップ１２を固定保持する点で、第１〜第４実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ〜１０Ｄ（図１〜図１７参照）とは異なる。
【０１７９】
この実施形態における電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの形状は、第４実施形態における電気浸透流ポンプ１４ａ、１４ｂ（図１６参照）と略同様の構成であるが、マイクロ流体チップ１２側の外周面にポンプ本体２４の半径方向に突起１２６が突出形成され、且つ該突起１２６に第１端子１２２ａ及び第２端子１２２ｂが形成されている点で異なる。
【０１８０】
また、保持部材６３には、凹部１１８に連通する孔９４が形成され、該孔９４と凹部１１８とにより形成される段差部分に、各電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを収容可能な複数の孔１１４が各々形成されている。この場合、該孔１１４は、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの形状に対応した段差形状とされ、第１端子１２２ａ及び第２端子１２２ｂに対応して第３端子１２４ａ及び第４端子１２４ｂが各々形成されている。
【０１８１】
ここで、保持部材６３の底面側より孔１１４に電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを挿入すると、各電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄが各孔１１４内に収容され、各電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄにおける液溜め２６側の部分は、保持部材６３から上方に突出する。
【０１８２】
次いで、保持部材６３の底面側より凹部１１８にマイクロ流体チップ１２を挿入し、さらに、押さえ部材１０６によりマイクロ流体チップ１２の底面の一部と保持部材６３の底面とを被覆する。この場合、押さえ部材１０６の中央部分には、マイクロ流体チップ１２の底面よりも小さな孔１１６が形成されているので、押さえ部材１０６をマイクロ流体チップ１２の底面に押し当てても、該マイクロ流体チップ１２が落下することはない。なお、この孔１１６は、マイクロ流体チップ１２における第２流路１８及び反応器２０内の流体を外部より光学的に観測するための窓として利用される。
【０１８３】
次いで、ねじ１０８を押さえ部材１０６の孔１１０に貫通させ、該ねじ１０８と保持部材６３の孔１１２とを螺合すると、押さえ部材１０６は、マイクロ流体チップ１２を上方に押圧し、該マイクロ流体チップ１２は、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの突起１２６側を押圧する。これにより、突起１２６とガラス基板１６ｂとの間がＯリング１２０によってシールされると共に、第１端子１２２ａと第３端子１２４ａとが電気的に接続され、且つ第２端子１２２ｂと第４端子１２４ｂとが電気的に接続される。
【０１８４】
このように、第５実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｅでは、押さえ部材１０６を用いてマイクロ流体チップ１２及び電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｂを押圧することにより、第３及び第４実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｃ、１０Ｄ（図１１〜図１７参照）と同様に、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｂ及びマイクロ流体チップ１２を固定するインターフェースと、電力供給に係るインターフェースと、マイクロ流体チップ１２に対する流体の供給及び吸入に係るインターフェースとを保持部材６３によって実現することができるので、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。
【０１８５】
次に、第６実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｆについて、図２０〜図２２を参照しながら説明する。
【０１８６】
第６実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｆは、図２０〜図２２に示すように、保持部材６３の上面側に形成された凹部７５をマイクロ流体チップ１２を収容する点で、第５実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｅ（図１８及び図１９参照）とは異なる。
【０１８７】
この場合、孔１１４は、保持部材６３の上面側（凹部７５側）で該凹部７５と連通するように形成され、凹部７５の深さは、マイクロ流体チップ１２を収容した際に該マイクロ流体チップ１２の上面と保持部材６３の上面とが面一となるように設定されている。
【０１８８】
なお、図２１に示すように、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、排出口３４が上方となるように孔１１４内に収容されるので、液溜め２６は、保持部材６３の底面側に位置することになる。
【０１８９】
この場合、液溜め２６内の液体３８は、表面張力によって孔１１４に漏洩することはないが、該液体３８の蒸発や汚染を防止するために、液溜め２６の開口部分を蓋体４４で被覆し、さらに、孔１１４の底部側には、エア抜き孔４５に連通するエア抜き孔１２７が形成されている。また、排出口３４が上向きとなるので、マイクロ流体チップ１２は、ガラス基板１６ｂが保持部材６３の底面側となるように凹部７５内に収容される。
【０１９０】
さらに、上記したエア抜き孔１２７の代わりに、図２２に示すように、保持部材６３を薄肉化して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの蓋体４４側を該保持部材６３の底面より下方に突出させても好ましい。
【０１９１】
ここで、図２０及び図２１に示すように、各孔１１４に電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを各々収容し、且つマイクロ流体チップ１２を凹部７５に収容した後に、押さえ部材１０６を保持部材６３の上面及びマイクロ流体チップ１２におけるガラス基板１６ａ側の上面の一部を覆い、さらに、ねじ１０８を押さえ部材１０６の孔１１０に貫通させ、該ねじ１０８と保持部材６３の孔１１２とを螺合すると、押さえ部材１０６は、マイクロ流体チップ１２を押圧し、該マイクロ流体チップ１２は、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの突起１２６側を押圧する。これにより、突起１２６とガラス基板１６ｂとの間がＯリング１２０によってシールされると共に、第１端子１２２ａと第３端子１２４ａとが電気的に接続され、且つ第２端子１２２ｂと第４端子１２４ｂとが電気的に接続される。
【０１９２】
このように、第６実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｆにおいても、前述した第５実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｅ（図１８及び図１９参照）と同様の作用効果を奏することが可能となる。
【０１９３】
次に、第７実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｇについて、図２３及び図２４を参照しながら説明する。
【０１９４】
第７実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｇは、保持部材６３の側部に電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの一部を挿入し、保持部材６３内に形成された連通路１３０を介して電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの第１流路２２とマイクロ流体チップ１２の第２流路１８とを連通させる点で、第３〜第６実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｃ〜１０Ｆ（図１１〜図２２参照）とは異なる。
【０１９５】
この場合、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、第３実施形態に係る電気浸透流ポンプ１４（図１１及び図１２参照）と略同様の構成を有しているが、突起３５は存在せず、ポンプ本体２４の排出口３４寄りの外周面に突起１３２ａ、１３２ｂが半径方向に突出形成され、該突起１３２ａ、１３２ｂから保持部材６３の側部に向かってプラグ形状の第１端子１３４ａ及び第２端子１３４ｂが各々設けられている。
【０１９６】
一方、保持部材６３内には、凹部７５の底部と該保持部材６３の側部とを連通させる連通路１３０が形成され、該連通路１３０のうち前記側部は、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄの排出口３４側が挿入可能となる大径部分とされている。
【０１９７】
そして、前記大径部分近傍には、第１端子１３４ａ及び第２端子１３４ｂに対向してソケット形状の第３端子１３６ａ及び第４端子１３６ｂが設けられている。
【０１９８】
ここで、連通路１３０の前記大径部分に電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄを挿入すると、各電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄのうち排出口３４から突起１３２ａ、１３２ｂまでの部分が前記大径部分に収容され、排出口３４と連通路１３０とが連通する。また、第１端子１３４ａと第３端子１３６ａとが嵌合し、且つ第２端子１３４ｂと第４端子１３６ｂとが嵌合する。これにより、電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、保持部材６３の側部に固定保持される。
【０１９９】
一方、凹部７５にガラス基板１６ｂが底面側となるようにマイクロ流体チップ１２を収容すると、連通孔３６と連通路１３０とが連通し、この結果、第１流路２２は、連通路１３０を介して第２流路１８と連通する。
【０２００】
このように、第７実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｇでは、保持部材６３にマイクロ流体チップ１２と電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄとを各々収容し、保持部材６３内に形成された連通路１３０を介して第１流路２２と第２流路１８とを連通させるので、該電気浸透流ポンプ１４ａ〜１４ｄは、上記した第３〜第６実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｃ〜１０Ｇ（図１１〜図２２）の電気浸透流ポンプ１４、１４ａ〜１４ｄと同様の各インターフェースを具備することになり、システム全体をさらに簡素化することが可能となる。
【０２０１】
次に、第８実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｈについて、図２５及び図２６を参照しながら説明する。
【０２０２】
第８実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｈは、横置型の電気浸透流ポンプ１４をマイクロ流体チップ１２に直付した点で、第１及び第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ、１０Ｂ（図１〜図１０参照）とは異なる。
【０２０３】
この場合、電気浸透流ポンプ１４は、第３及び第７実施形態に係る電気浸透流ポンプ１４、１４ａ〜１４ｄ（図１１、図１２、図２３及び図２４参照）と略同様の構成を有しているが、突起３５、１３２ａ、１３２ｂは存在せず、排出口３４と連通孔３６とをチューブ１４２で連結している。
【０２０４】
すなわち、図２５において、電気浸透流ポンプ１４の底部には、該電気浸透流ポンプ１４をガラス基板１６ｂに固定するための突起１４０ａ、１４０ｂが形成され、チューブ１４２のガラス基板１６ｂ側はシール部材１４４でシールされている。
【０２０５】
一方、図２６では、電気浸透流ポンプ１４の底部にプラグ形状の第１端子１５０ａ及び第２端子１５０ｂが形成され、ガラス基板１６ｂには第１端子１５０ａ及び第２端子１５０ｂに対向してソケット形状の第３端子１５２ａ及び第４端子１５２ｂが形成されている。この場合、第１端子１５０ａと第３端子１５２ａとが嵌合し、第２端子１５０ｂと第４端子１５２ｂとが嵌合すれば、電気浸透流ポンプ１４をマイクロ流体チップ１２に対して確実に固定することができると共に、図示しない電源から第１端子１５０ａ及び第３端子１５２ａを介して第１電極３０に一方の極性の電圧を印加し、前記電源から第２端子１５０ｂ及び第４端子１５２ｂを介して第２電極３２に他方の極性の電圧を印加することが可能となる。
【０２０６】
このように、第８実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ｈでは、横置き型の電気浸透流ポンプ１４をマイクロ流体チップ１２に直付することにより、上記した第１及び第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステム１０Ａ、１０Ｂ（図１〜図１０参照）における各インターフェースを実現することができ、この結果、システムの全体構成をさらに簡素化することができる。
【０２０７】
なお、本発明に係る電気浸透流ポンプシステム及び電気浸透流ポンプは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０２０８】
【図１】第１実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】電気浸透材内における電気浸透現象を説明するための断面図である。
【図５】図５Ａは、図１の電気浸透流ポンプにおける駆動電圧と流量との関係を示すグラフであり、図５Ａは、図１の電気浸透流ポンプにおける圧力と流量との関係を示すグラフである。
【図６】マイクロ流体チップに突起を形成し、該突起と電気浸透流ポンプの排出口とを嵌合させた状態を示す断面図である。
【図７】第２実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの断面図である。
【図８】図７の第１端子及び第２端子を渦巻きばねに変更したことを示す斜視図である。
【図９】図７の第１端子及び第２端子を板ばねに変更したことを示す斜視図である。
【図１０】図７の第１〜第４端子をプラグとソケットとの嵌合構造に変更したことを示す斜視図である。
【図１１】第３実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの分解斜視図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った要部断面図である。
【図１３】第４実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの分解斜視図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。
【図１５】図１４の保持部材の中央部分に孔を形成した場合を示す断面図である。
【図１６】図１３のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図である。
【図１７】コネクタ部材から延在するケーブルのプラグと保持部材のソケットとを電気的に接続することを示す斜視図である。
【図１８】第５実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの分解斜視図である。
【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った断面図である。
【図２０】第６実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの分解斜視図である。
【図２１】図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿った断面図である。
【図２２】電気浸透流ポンプの蓋体側を保持部材の底面から突出させた場合を示す断面図である。
【図２３】第８実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの斜視図である。
【図２４】図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿った断面図である。
【図２５】第８実施形態に係る電気浸透流ポンプシステムの断面図である。
【図２６】図２５の突起部分を変更した断面図である。
【図２７】従来技術に係る第１の方法を利用したポンプシステムの要部斜視図である。
【図２８】図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図２９】パッケージングされたマイクロ流体チップの斜視図である。
【図３０】図２９のＸＸＸ−ＸＸＸ線に沿った断面図である。
【図３１】従来技術に係る電気浸透流ポンプシステムの分解斜視図である。
【図３２】ダイヤフラム式のポンプを用いた従来技術に係るポンプシステムの断面図である。
【符号の説明】
【０２０９】
１０Ａ〜１０Ｈ…電気浸透流ポンプシステム
１２…マイクロ流体チップ          １４、１４ａ〜１４ｄ…電気浸透流ポンプ
１６ａ、１６ｂ…ガラス基板        １８…第２流路
２０…反応器                      ２２…第１流路
２４…ポンプ本体                  ２６…液溜め
２８…電気浸透材                  ３０…第１電極
３２…第２電極                    ３４…排出口
１７、３５、８２ａ、８２ｂ、１２６、１３２ａ、１３２ｂ、１４０ａ、１４０ｂ…突起
３６…連通孔                      ３８、４０…液体
４２…気体                        ４４…蓋体
５４ａ、５８ａ、６０ａ、６２ａ、６５ａ、１０２ａ、１２２ａ、１３４ａ、１５０ａ…第１端子
５４ｂ、５８ｂ、６０ｂ、６２ｂ、６５ｂ、１０２ｂ、１２２ｂ、１３４ｂ、１５０ｂ…第２端子
５６ａ、６４ａ、６６ａ、１０４ａ、１２４ａ、１３６ａ、１５２ａ…第３端子
５６ｂ、６４ｂ、６６ｂ、１０４ｂ、１２４ｂ、１３６ｂ、１５２ｂ…第４端子
６３…保持部材                    ６８、１４２…チューブ
７０、１０６…押さえ部材          ７５、１１８…凹部
８０…コネクタ部材                １００、１２０…Ｏリング
１１４…孔                        １３０…連通路
【図１】
2006022807.tif 000003
【図２】
2006022807.tif 000004
【図３】
2006022807.tif 000005
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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