(57)【要約】【課題】  弁体とケーシングとの間を確実にシールでき、性能、信頼性等を高められるようにしたマイクロ切替えバルブを提供する。【解決手段】  マイクロ切替えバルブ１は、弁体１１と、弁体１１が内嵌されるケーシング１４と、弁体１１の外周面１１ａに形成された溝１３とケーシング１４に形成された複数のポートを備えており、第１の状態では、溝１３が一の組み合わせのポート１７同士を繋ぐと共に、第１の状態から弁体１１を回転させた第２の状態では、溝１３が他の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐようになっている。そして、弁体１１には凸条２０を一体形成して弁体１１とケーシング１４との間をシールし、弁体１１とケーシング１４との間から試薬が漏洩するのを阻止する。【選択図】      図１
2006138347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心とする外周面を有する弁体と、
前記弁体が前記回転軸周りに回転可能なように前記外周面と摺り合せられて内嵌されるケーシングと、
前記弁体の外周面に形成された溝と、
前記ケーシングに形成された複数のポートとを備えるマイクロ切替えバルブであって、
第１の状態では、前記溝が一の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐと共に、前記第１の状態から前記弁体を回転させた第２の状態では、前記溝が他の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐように形成されており、
前記弁体の外周面には、前記弁体と前記ケーシングとの間をシールする凸条を全周に亘って設けたことを特徴とするマイクロ切替えバルブ。
【請求項２】
前記弁体が内嵌されるケーシングの内周面には、前記凸条が嵌合するリング状のシール溝を凹設したことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ切替えバルブ。
【請求項３】
回転軸を中心とする外周面を有する弁体と、
前記弁体が前記回転軸周りに回転可能なように前記外周面と摺り合せられて内嵌されるケーシングと、
前記弁体の外周面に形成された溝と、
前記ケーシングに形成された複数のポートとを備えるマイクロ切替えバルブであって、
第１の状態では、前記溝が一の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐと共に、前記第１の状態から前記弁体を回転させた第２の状態では、前記溝が他の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐように形成されており、
前記弁体の外周面は、その一端から他端に向かうに従って斜めに傾斜する円錐状のテーパ面として形成され、前記ケーシングの内周面は、前記弁体のテーパ面と対応した形状を有する円錐状のテーパ面として形成されたことを特徴とするマイクロ切替えバルブ。
【請求項４】
回転軸を中心とする外周面を有する弁体と、
前記弁体が前記回転軸周りに回転可能なように前記外周面と摺り合せられて内嵌されるケーシングと、
前記弁体の外周面に形成された溝と、
前記ケーシングに形成された複数のポートとを備えるマイクロ切替えバルブであって、
第１の状態では、前記溝が一の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐと共に、前記第１の状態から前記弁体を回転させた第２の状態では、前記溝が他の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐように形成されており、
前記弁体の外周面と前記弁体が内嵌される前記ケーシングの内周面との間には、前記弁体と前記ケーシングとの間をシールするＯリングを設けたことを特徴とするマイクロ切替えバルブ。
【請求項５】
回転軸を中心とする外周面を有する弁体と、
前記弁体が前記回転軸周りに回転可能なように前記外周面と摺り合せられて内嵌されるケーシングと、
前記弁体の外周面に形成された溝と、
前記ケーシングに形成された複数のポートとを備えるマイクロ切替えバルブであって、
第１の状態では、前記溝が一の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐと共に、前記第１の状態から前記弁体を回転させた第２の状態では、前記溝が他の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐように形成されており、
前記ケーシングの前記弁体が嵌入される側の開口端には、シール部材を設けたことを特徴とするマイクロ切替えバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロリアクタに使用されるマイクロ切替えバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生化学反応解析システムには、マイクロリアクタが使用されている。マイクロリアクタは、周知のとおり、μｍ（マイクロメータ）オーダの径の流路を有する微小反応器
である。このマイクロリアクタによれば、流路が微細に形成されているので生化学的反応に使用される高価な試薬の量が低減されると共に、マイクロリアクタに供給された物質間の反応効率が高められる。
【０００３】
このようなマイクロリアクタには、その流路への試薬の供給や供給の停止を行うためのバルブが配置されている。このバルブは、マイクロリアクタの流路の径に応じて小型化が図られており、マイクロバルブと称されている。このようなマイクロバルブとしては、従来、圧電素子を使用したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このマイクロバルブでは、可撓性を有する板状の弁体が圧電素子によって流路を開閉することによって、流路への試薬の供給や供給の停止が行われるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−３６７２８号公報（段落００７１〜段落００８２、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような特許文献１に記載のマイクロバルブは、圧電素子等の電子部品が必要となるため、マイクロバルブの全体構造が複雑化する上に部品点数が増加してしまい、コストが高くつくという不具合が生じる。
【０００６】
そこで、このような問題を解消するため、以下のように構成したマイクロバルブが考えられる。このマイクロバルブは、例えば、円筒状のケーシングと、このケーシング内に内嵌される円柱状の弁体と、この弁体の外周面に形成された溝と、前記ケーシングに突出形成された複数のポートとを有し、第１の状態では、前記溝が一の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐと共に、前記第１の状態から前記弁体を回転させた第２の状態では、前記溝が他の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐように構成することができる。このように構成されるマイクロバルブは、複数のポートを有するケーシングと溝が形成された弁体とによって構成することができ、全体の構造を簡略化できると共に部品点数を削減できるという利点がある。
【０００７】
その一方で、このようなケーシング、弁体、溝およびポートを組み合わせて構成したマイクロバルブをマイクロリアクタに用いた場合には、ポートと溝を経由してマイクロバルブ内に流入した試薬が弁体とケーシングとの間の加工誤差等に起因した僅かな隙間を介して外部に漏洩することがあり、マイクロバルブの性能、信頼性を必ずしも十分に高めることができないという新たな問題が生じる。
【０００８】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、弁体とケーシングとの間を良好にシールでき、性能、信頼性等を高められるようにしたマイクロ切替えバルブ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】
【０００９】
前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、回転軸を中心とする外周面を有する弁体と、前記弁体が前記回転軸周りに回転可能なように前記外周面と摺り合せられて内嵌されるケーシングと、前記弁体の外周面に形成された溝と、前記ケーシングに形成された複数のポートとを備えるマイクロ切替えバルブであって、第１の状態では、前記溝が一の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐと共に、前記第１の状態から前記弁体を回転させた第２の状態では、前記溝が他の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐように形成されており、前記弁体の外周面には、前記弁体と前記ケーシングとの間をシールする凸条を全周に亘って設けたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成により、弁体をケーシングに内嵌するときには、弁体の外周面に設けた凸条をケーシングの内周面に締代をもって摺接させることができる。従って、この凸条により弁体とケーシングとの間を確実にシールすることができ、弁体とケーシングとの間から例えば試薬等の液体が漏洩するのを阻止することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、弁体が内嵌されるケーシングの内周面には、凸条が嵌合するリング状のシール溝を凹設したことを特徴とする。
【００１２】
このような構成により、ケーシングの内周面には弁体の凸条が嵌合するシール溝を設けたので、弁体をケーシングに内嵌するときには、凸条がシール溝内に締代をもって嵌合することにより、凸条とシール溝との間を良好にシールでき、弁体とケーシングとの間から試薬等の液体が漏洩するのを阻止することができる。また、凸条をシール溝に嵌合させる構成としたので、弁体をケーシングに対して容易に位置決めして取り付けることができ、弁体の組付性を高めることができる。また、凸条をシール溝に嵌合させることにより、ケーシングに対する弁体の抜け防止を図ることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、回転軸を中心とする外周面を有する弁体と、前記弁体が前記回転軸周りに回転可能なように前記外周面と摺り合せられて内嵌されるケーシングと、前記弁体の外周面に形成された溝と、前記ケーシングに形成された複数のポートとを備えるマイクロ切替えバルブであって、第１の状態では、前記溝が一の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐと共に、前記第１の状態から前記弁体を回転させた第２の状態では、前記溝が他の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐように形成されており、前記弁体の外周面は、その一端から他端に向かうに従って斜めに傾斜する円錐状のテーパ面として形成され、前記ケーシングの内周面は、前記弁体のテーパ面と対応した形状を有する円錐状のテーパ面として形成されたことを特徴とする。
【００１４】
このような構成により、ケーシングの内周面と弁体の外周面を円錐状に形成したので、ケーシングの内径をケーシングの全長に亘って同一に設定すると共に、弁体の外径を弁体の全長に亘って同一に設定した場合と比較して、弁体をケーシングに内嵌したときの弁体とケーシングとの接触面積を増やすことができ、弁体とケーシングとの間を良好にシールでき、弁体とケーシングとの間から試薬等の液体が漏洩するのを阻止することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、回転軸を中心とする外周面を有する弁体と、弁体が回転軸周りに回転可能なように前記外周面と摺り合せられて内嵌されるケーシングと、前記弁体の外周面に形成された溝と、前記ケーシングに形成された複数のポートとを備えるマイクロ切替えバルブであって、第１の状態では、前記溝が一の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐと共に、前記第１の状態から前記弁体を回転させた第２の状態では、前記溝が他の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐように形成されており、前記弁体の外周面と前記弁体が内嵌される前記ケーシングの内周面との間には、前記弁体と前記ケーシングとの間をシールするＯリングを設けたことを特徴とする。
【００１６】
このような構成により、弁体をケーシング内に内嵌したときには、Ｏリングがケーシングまたは弁体に締代をもって摺接させることができ、弁体の外周面とケーシングの内周面との間をＯリングにより良好にシールでき、弁体とケーシングとの間から試薬等の液体が漏洩するのを阻止することができる。Ｏリングを弁体またはケーシングとは別体に形成できるから、Ｏリングの耐久性が低下して寿命が生じたときには、Ｏリングだけを交換することにより、この新品のＯリングを用いて弁体とケーシングとの間を良好にシールすることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、回転軸を中心とする外周面を有する弁体と、前記弁体が前記回転軸周りに回転可能なように前記外周面と摺り合せられて内嵌されるケーシングと、前記弁体の外周面に形成された溝と、前記ケーシングに形成された複数のポートとを備えるマイクロ切替えバルブであって、第１の状態では、前記溝が一の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐと共に、前記第１の状態から前記弁体を回転させた第２の状態では、前記溝が他の組み合わせの前記ポート同士を繋ぐように形成されており、前記ケーシングの前記弁体が嵌入される側の開口端にシール部材を設けたことを特徴とする。
【００１８】
このような構成により、ケーシングの弁体が嵌入される側の開口端をシール部材を用いてシールできるから、この開口端から試薬等の液体が漏洩するのを確実に遮断することができ、シール性能をさらに向上することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、弁体とケーシングとの間またはケーシングの弁体が嵌入される側の開口端を確実にシールでき、性能、信頼性等を高められるようにしたマイクロ切替えバルブを提供することができる。また、簡素な構造で少なくとも２系統の流路を相互に切り替えることができるマイクロ切替えバルブを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１（ａ）は、本実施形態に係るマイクロ切替えバルブが組み込まれた遺伝子発現解析システムを示す模式図、図１（ｂ）は、試薬導入経路を設定したマイクロ切替えバルブの状態を示す模式図、図１（ｃ）は、試薬循環経路を設定したマイクロ切替えバルブの状態を示す模式図、図２は、本実施形態に係るマイクロ切替えバルブの分解斜視図、図３（ａ）は、弁体の平面図、図３（ｂ）は弁体の正面図、図３（ｃ）は弁体の右側面図、図４（ａ）は図２中のＡ−Ａ線における断面図、図４（ｂ）は、図２中のＢ−Ｂ線における断面図、図４（ｃ）は、図２中のＣ−Ｃ線における断面図である。図５は、本実施形態に係るマイクロ切替えバルブの動作の説明図であり、図５（ａ）は、マイクロ切替えバルブの第１の状態を示す断面図、図５（ｂ）は、マイクロ切替えバルブの第２の状態を示す断面図であり、図６は、図５（ａ）中のａ部分を拡大して示す要部拡大断面図である。
【００２１】
まず、本実施形態に係るマイクロ切替えバルブの説明に先立って、このマイクロ切替えバルブが組み込まれた遺伝子発現解析システムについて説明する。
【００２２】
（遺伝子発現解析システム）
図１（ａ）に示すように、遺伝子発現解析システムＳは、試薬供給部３と、試薬回収部４と、マイクロリアクタユニット２とを備えている。そして、試薬供給部３は、マイクロリアクタユニット２と第３流路Ｌ３で繋げられており、試薬回収部４は、マイクロリアクタユニット２と第４流路Ｌ４で繋げられている。なお、本実施形態では、第３流路Ｌ３および第４流路Ｌ４の径が、数μｍないし数百μｍ程度に設定されている。
【００２３】
試薬供給部３は、後記するように試料配置部５に配置されるＤＮＡ（試料）と反応させる複数種類の試薬Ｖ1〜Ｖn（ｎは２以上の整数）を所定の順番で１種類ずつマイクロリアクタユニット２に供給するものである。なお、試薬Ｖ1〜Ｖnは、ＤＮＡ（試料）のハイブリダイゼーションに使用される公知の試薬およびハイブリダイゼーション後のＤＮＡ（試料）の発光に使用される公知の試薬で主に構成され、バイブリダイゼーションの種類等に応じて前記ｎで表す数は決定される。
【００２４】
試薬回収部４は、マイクロリアクタユニット２に供給された試薬Ｖ1〜Ｖnをその種類別に回収するものである。
【００２５】
マイクロリアクタユニット２は、試料配置部５と、ポンプ６と、マイクロ切替えバルブ１とで主に構成されている。このマイクロリアクタユニット２では、マイクロ切替えバルブ１と試料配置部５とが第１流路Ｌ１で繋げられており、試料配置部５とマイクロ切替え
バルブ１とが第２流路Ｌ２で繋げられている。そして、ポンプ６は、第１流路Ｌ１の途中に配置されている。なお、本実施形態では第１流路Ｌ１および第２流路Ｌ２の径が、数μｍないし数百μｍ程度に設定されている。
【００２６】
試料配置部５は、解析の対象となるＤＮＡ（試料）を配置するものであり、本実施形態では、３００μｍ程度の径の穴が複数形成されたステンレス板にナイロンメンブレンが埋め込まれたものが使用されている。そして、各穴には、解析の対象となるＤＮＡ（試料）がスポットされるようになっている。
【００２７】
ポンプ６は、次に説明するマイクロ切替えバルブ１から第１流路Ｌ１に流入する各試薬Ｖ1〜Ｖnを、試料配置部５および第２流路Ｌ２を介して再びマイクロ切替えバルブ１に戻すように輸送するものである。なお、本実施形態でのポンプ６には、送液量が３０ｍＬ／分程度のマイクロポンプが使用されている。
【００２８】
マイクロ切替えバルブ１は、図１（ｂ）に示すように、第１流路Ｌ１と第３流路Ｌ３とを繋ぐと共に、第２流路Ｌ２と第４流路Ｌ４とを繋ぐことによって、図１（ａ）に示すように、各試薬Ｖ1〜Ｖnが第３流路Ｌ３、第１流路Ｌ１、第２流路Ｌ２および第４流路Ｌ４をこの順番で通流する経路（以下、この経路を「試薬導入経路」という）を設定するようになっている。また、このマイクロ切替えバルブ１は、図１（ｃ）に示すように、第１流路Ｌ１と第２流路Ｌ２とを繋ぐことによって、図１（ａ）に示すように、各試薬Ｖ1〜Ｖnが第１流路Ｌ１および第２流路Ｌ２をこの順番で通流する経路（以下、この経路を「試薬循環経路という）を設定するようになっている。
【００２９】
このような遺伝子発現解析システムＳでは、まず、解析の対象となるＤＮＡ（試料）が試料配置部５に配置される。そして、ポンプ６が起動すると共に試薬供給部３から試薬Ｖ1がマイクロリアクタユニット２に供給される。このときマイクロ切替えバルブ１は、試薬Ｖ1が前記した試薬導入経路を通流するように設定される。その結果、試薬Ｖ1は、第１流路Ｌ１内および第２流路Ｌ２内に満たされる。
【００３０】
次に、マイクロ切替えバルブ１は、試薬Ｖ1が前記した試薬循環経路を通流するように切り替えられる。その結果、試薬Ｖ1は、マイクロ切替えバルブ１、第１流路Ｌ１および第２流路Ｌ２をこの順番で循環する。そして、このように試薬Ｖ1が試薬循環経路を循環する際に、試料配置部５に配置されたＤＮＡ（試料）は、試薬Ｖ1と反応する。
【００３１】
次に、ＤＮＡ（試料）と試薬Ｖ１との反応が完結すると、マイクロ切替えバルブ１は、再び試薬導入経路が設定されるように切り替えられる。つまり、第３流路Ｌ３と第１流路Ｌ１とが繋がれると共に、第４流路Ｌ４と第２流路Ｌ２とが繋がれる。そして、図示しない洗浄液貯留部から第３流路Ｌ３に洗浄液が供給される。その結果、第３流路Ｌ３、第１流路Ｌ１および第２流路Ｌ２に残存する試薬Ｖ1は、洗浄液に押し出されるようにして第４流路Ｌ４を介して試薬回収部４に回収される。そして、このような工程が、この試薬Ｖ１に続いて供給される試薬Ｖnまでのまでの（ｎ−１）種類の試薬のそれぞれについても同様に行われる。その結果、ＤＮＡ（試料）が試薬Ｖ１〜Ｖｎと順番に反応してＤＮＡ（試料）は発光する。そして、ＤＮＡ（試料）からの光が図示しないＣＣＤ等の光学的検出器で検出されることによってＤＮＡ（試料）が解析される。
【００３２】
このような遺伝子発現解析システムＳによれば、ＤＮＡ（試料）と各試薬Ｖ1〜Ｖnとを反応させる際に、各試薬Ｖ1〜Ｖnが試薬循環経路を循環するので、各試薬Ｖ1〜Ｖnが循環しない場合、例えば、各試薬Ｖ1〜Ｖnが試薬供給部３から試薬回収部４に向けて一方向に通流することによってＤＮＡ（試料）と反応する場合と比較して、ＤＮＡ（試料）と各試薬Ｖ1〜Ｖnとの反応が完結するまでにマイクロリアクタユニット２に供給される各試薬Ｖ1〜Ｖnの絶対量が低減される。
【００３３】
（マイクロ切替えバルブ）
次に本実施形態に係るマイクロ切替えバルブ１について説明する。
マイクロ切替えバルブ１は、図２に示すように、弁体１１とケーシング１４とで構成されている。
【００３４】
弁体１１は、円柱形状を呈しており、後記するようにケーシング１４に内嵌された際に、その円柱の中心軸周りに回転するものであり、この中心軸で規定される回転軸１８を中心とする外周面１１ａを有している。そして、弁体１１の一端には、図示しない回転ハンドルを取り付けるためのスリット１９が形成されている。
【００３５】
弁体１１の外周面１１ａには、図４（ａ）を併せて参照すると明らかなように、溝１３が形成されており、この溝１３は、回転軸１８に沿った方向に直線状に延びる第１溝１３ａと、回転軸１８と直交する方向に沿った方向に円弧状に延びる第２溝１３ｂ（図２参照）および第３溝１３ｃとで構成されている。また、なお、本実施形態での第１溝１３ａ、第２溝１３ｂおよび第３溝１３ｃの合計の容積は２．２μＬ以下になるように設定されている。また、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、弁体１１のスリット１９側寄りとなる一端側には半球面状をなす位置決め突起４１が突設されている。
【００３６】
ケーシング１４は、図２に示すように、円筒形状の胴部１５と接続プラグ１６とを備えている。胴部１５の内側には、弁体１１の外周面１１ａと摺り合わせられる内周面１５ａが形成されており、弁体１１が、この胴部１５の内側に弁体１１の回転軸１８周りに回転可能なように内嵌されることとなる。そして、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、この胴部１５には、次に説明する接続プラグ１６の中空部１７ｂと共にケーシング１４のポート１７を構成する貫通孔１７ａが形成されている。また、図２に示すように、弁体１１が嵌入されるケーシング１４の開口端側には、径方向で対向して一対の位置決め溝４２，４２が形成されている。そして、この位置決め溝４２には、後記するように弁体１１を回転する際に、位置決め突起４１（図３（ｂ）参照）が係合するようになっている。
【００３７】
接続プラグ１６は、図２に示すように、胴部１５の外周面に接続された管状部材であり、第１接続プラグ１６ａ、第２接続プラグ１６ｂ、第３接続プラグ１６ｃおよび第４接続プラグ１６ｄで構成されている。そして、図４（ｂ）に示すように、第１接続プラグ１６ａの中空部１７ｂおよび第３接続プラグ１６ｃの中空部１７ｂは、胴部１５の貫通孔１７ａを介して胴部１５の内側と連通することによって、マイクロ切替えバルブ１のポート１７を構成している。また、図４（ｃ）に示すように、第２接続プラグ１６ｂの中空部１７ｂおよび第４接続プラグ１６ｄの中空部１７ｂは、胴部１５の貫通孔１７ａを介して胴部１５の内側と連通することによって、マイクロ切替えバルブ１のポート１７を構成している。
【００３８】
そして、図２に示すケーシング１４に弁体１１を組み付けて、位置決め突起４１が一方の位置決め溝４２に係合した際には、図４（ｂ）に示すように、第２溝１３ｂ（図中、仮想線（二点鎖線）で示す）が第１接続プラグ１６ａ側のポート１７と第３接続プラグ１６ｃ側のポート１７とを繋げるようになっている。また、図４（ｃ）に示すように、第３溝１３ｃ（図中、仮想線（二点鎖線）で示す）が、第２接続プラグ１６ｂ側のポート１７と第４接続プラグ１６ｄ側のポート１７とを繋げるようになっている。なお、このようにポート１７同士が第２溝１３ｂおよび第３溝１３ｃで繋げられる状態は、特許請求の範囲にいう「第１の状態」に相当する。
【００３９】
そして、このような第１の状態から弁体１１を１８０度回転させて、位置決め突起４１が他方の位置決め溝４２に係合した際には、図２に示す弁体１１の第１溝１３ａは、図２に示す第１接続プラグ１６ａのポート１７と第２接続プラグ１６ｂのポート１７とを接続するようになっている。なお、このようにポート１７同士が第１溝１３ａで繋げられる状態は、特許請求の範囲にいう「第２の状態」に相当する。
【００４０】
このようなマイクロ切替えバルブ１の材質としては、例えば、プラスチック、ガラス等が挙げられる。また、弁体１１の材質は、ケーシング１４の材質と異なっていてもよく、例えばシリコーンゴム等のエラストマーであってもよい。
【００４１】
ここで、図２および図３に示すように、弁体１１の外周面には、スリット１９側寄りに位置して凸条２０が全周に亘って一体形成されている。この凸条２０は横断面が略円弧状をなしている。そして、凸条２０は弁体１１をケーシング１４に内嵌したときに、図６に示すように、ケーシング１４の内周面１５ａに弾性変形して強く押し付けられ、弁体１１とケーシング１４との間をシールするものである。
【００４２】
次に、本実施形態に係るマイクロ切替えバルブの動作について適宜図面を参照しながら説明する。なお、参照する図面において、図５は、マイクロ切替えバルブの動作の説明図であり、図５（ａ）は、マイクロ切替えバルブの第１の状態を示す断面図、図５（ｂ）は、マイクロ切替えバルブの第２の状態を示す断面図である。
【００４３】
本実施形態に係るマイクロ切替えバルブ１は、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、第１接続プラグ１６ａ側のポート１７に第１流路Ｌ１（図１（ａ）参照）が繋げられ、第２接続プラグ１６ｂ側のポート１７に第２流路Ｌ２（図１（ａ）参照）が繋げられ、第３接続プラグ１６ｃ側のポート１７に第３流路Ｌ３（図１（ａ）参照）が繋げられ、第４接続プラグ１６ｄ側のポート１７に第４流路Ｌ４（図１（ａ）参照）が繋げられるようにして、遺伝子発現解析システムＳ（図１（ａ）参照）に組み込まれる。
【００４４】
そして、図１（ａ）に示すように、試薬供給部３から試薬Ｖ1〜Ｖnがマイクロリアクタユニット２に供給される際、および試薬Ｖ1〜Ｖnが試薬回収部４に回収される際には、マイクロ切替えバルブ１が前記した第１の状態に設定される。つまり、図５（ａ）に示すように、ケーシング１４の第１接続プラグ１６ａ側のポート１７と第３接続プラグ１６ｃ側のポート１７とが、弁体１１の第２溝１３ｂで繋げられると共に、第２接続プラグ１６ｂ側のポート１７と第４接続プラグ１６ｄ側のポート１７とが、弁体１１の第３溝１３ｃで繋げられる。その結果、このマイクロ切替えバルブ１は、各試薬Ｖ1〜Ｖn（図１（ａ）参照）が第２流路Ｌ２から第４流路Ｌ４に輸送される経路、つまり試薬導入経路を遺伝子発現解析システムＳ（図１（ａ）参照）に設定する。
【００４５】
そして、図１（ａ）に示すように、各試薬Ｖ1〜Ｖnをマイクロリアクタユニット２内で循環させて試料配置部５のＤＮＡ（試料）と反応させる際には、マイクロ切替えバルブ１が第１の状態から前記した第２の状態に設定されるように、弁体１１（図２参照）が回転軸１８（図２参照）周りに回転させられる。つまり、図５（ｂ）に示すように、ケーシング１４の第３接続プラグ１６ｃ側のポート１７と第４接続プラグ１６ｄ側のポート１７とが、弁体１１で塞がれると共に、第１接続プラグ１６ａ側のポート１７と第２接続プラグ１６ｂ側のポート１７とが、弁体１１の第１溝１３ａで繋げられる。その結果、このマイクロ切替えバルブ１は、各試薬Ｖ1〜Ｖn（図１（ａ）参照）が第２流路Ｌ２から第１流路Ｌ１に輸送される経路、つまり試薬循環経路を遺伝子発現解析システムＳ（図１（ａ）参照）に設定する。
【００４６】
このようなマイクロ切替えバルブ１によれば、弁体１１を回転させることによって２系統の流路、つまり、試薬導入経路および試薬循環経路を相互に切り替えることができる。そして、試薬導入経路および試薬循環経路の切り替えは、弁体１１を一方向に回転させることによって交互に行われる。したがって、このマイクロ切替えバルブ１では、例えば、ステッピングモータ等を組み込んだ回転駆動機構を使用して弁体１１を所定の角度で回転させることによって、試薬導入経路および試薬循環経路の交互の切り替えを自動的に行うことができる。
【００４７】
しかも、弁体１１の外周面１１ａには、スリット１９側寄りに位置して当該外周面１１ａを全周に亘って取り囲む凸条２０を一体形成する構成としたので、弁体１１をケーシング１４に内嵌したときに図６に示すように凸条２０をケーシング１４の内周面に強く押し付けることができ、弁体１１とケーシング１４との間を良好にシールすることができる。したがって、弁体１１とケーシング１４との間に加工誤差等に起因して隙間が生じたとしても、凸条２０により弁体１１とケーシング１４との間のシール性能を高めることができ、弁体１１とケーシング１４との間から試薬Ｖ1〜Ｖnが外部に漏洩する事態を解消でき、マイクロ切替えバルブ１の性能、信頼性等を高めることができる。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図７は、本実施形態に係るマイクロ切替えバルブの分解斜視図、図８は、本実施形態に係るマイクロ切替えバルブの凸条およびシール取付溝を示す要部拡大図である。なお、本実施形態では第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４９】
図７において、符号「２０′」は弁体１１のスリット１９側寄りに位置して弁体１１の外周面１１ａに設けられた凸条を示している。この凸条２０′は、弁体１１の外周面１１ａを全周に亘って取り囲み、横断面が円弧状をなした環状突起として形成されている。
【００５０】
また、ケーシング１４の内周面１５ａにはケーシング１４の開口端寄りに位置してリング状のシール溝２１が凹設されている。このシール溝２１は横断面が略コ字状に形成され、内部には凸条２０′が嵌合して取り付けられることとなる。ここで、凸条２０′の突出高さは、シール溝２１の溝深さよりも僅かに大きく形成されている。このため、凸条２０′をシール溝２１内に嵌合するときは、凸条２０′は締代をもってケーシング１４の内周面１５ａ（シール溝２１）に強く押し付けられ、これにより弁体１１とケーシング１４との間がシールされる。
【００５１】
このように構成される本実施形態では、凸条２０′をシール溝２１内に締代をもって嵌合させることができるため、弁体１１とケーシング１４との間のシール性能を高めることができ、弁体１１とケーシング１４との間から試薬が漏洩するのを防止することができる。また、マイクロ切替えバルブ１の組立時には、弁体１１の凸条２０′をケーシング１４のシール溝２１内に嵌合することにより、弁体１１を凸条に対して容易に位置決めして取り付けることができ、弁体１１の組付性を高めることができる。
【００５２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図９は、本実施形態に係るマイクロ切替えバルブの平面図、図１０は、弁体を単体で示す正面図、図１１は、図９中のＤ−Ｄ線における断面図である。なお、本実施形態では第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５３】
図９ないし図１１において、弁体２３の外周面２３ａは、図中右側となる一端側から図中左側となる他端側に向けて徐々に縮径する円錐面（テーパ面）として形成されている。また、ケーシング２４の内周面２４ａについても図中右側となる一端側から図中左側となる他端側に向けて徐々に縮径する円錐面（テーパ面）として形成されている。
【００５４】
また、弁体２３の外周面２３ａには、ケーシング２４の開口端側寄りに位置して凸条２３ｂ（図１０参照）が一体形成されている。
【００５５】
このように構成される本実施形態でも、弁体２３の外周面２３ａとケーシング２４の内周面２４ａを円錐面として形成したので、内周面２４ａに対する外周面２３ａの接触面積を増やすことができ、弁体２３とケーシング２４との間のシール性能を高めることができる。また、弁体２３をケーシング２４に内嵌するときには、凸条２３ｂがケーシング２４の内周面２４ａに弾性変形して強く押し付けられるため、弁体２３とケーシング２４との間のシール性能を一層高めることができる。また、弁体２３とケーシング２４との間に凸条２３ｂが介在しているため、ケーシング２４に対する弁体２３の抜け止めを行うこともできる。
【００５６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１２は、本実施形態に係るマイクロ切替えバルブを図１１と同一方向からみた断面図である。なお、本実施形態では第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５７】
図１２において、ケーシング２５の内周面２５ａには、ケーシング２５の開口端側に位置して環状のシール取付溝２５ｂが凹設されている。そして、このシール取付溝２５ｂにはＯリング２６が装着され、このＯリング２６により弁体２７の外周面２７ａとケーシング２５の内周面２５ａとの間をシールしている。
【００５８】
このように構成される本実施形態でも、Ｏリング２６により弁体２７とケーシング２５との間を良好にシールすることができる。また、Ｏリング２６を弁体２７またはケーシング２５とは別体に形成できるから、Ｏリング２６の耐久性が低下して寿命が生じたときには、Ｏリング２６だけを新品のものと交換することにより、弁体２７とケーシング２５との間を良好にシールすることができる。
【００５９】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１３は、本実施形態に係るマイクロ切替えバルブを図１１と同一方向からみた断面図である。なお、本実施形態では第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６０】
図１３において、符号「２８」は本実施形態に用いる弁体で、この弁体２８はケーシング２９に内嵌されている。また、ケーシング２９の開口端側（ケーシング２９の弁体２８が嵌入される側の開口端側）には、環状のフランジ２９ａが一体形成されている。さらに符号「３０」はケーシング２９の前記開口端側をシールするためのシール部材で、このシール部材３０は、内周端側が弁体２８の外周面２８ａに締代をもって当接（摺接）した第１の環状板部３０ａと、第１の環状板部３０ａの外周端側に一体形成されてフランジ２９ａを外周側から覆う筒部３０ｂと、筒部３０ｂから径方向内側に延びた第２の環状板部３０ｃとを備えている。
【００６１】
このように構成される本実施形態でも、シール部材３０の第１の環状板部３０ａを、弁体２８の外周面２８ａに締代をもって当接させることによりケーシング２９の開口端側を良好にシールすることができ、第１実施形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１４は、本実施形態に係るマイクロ切替えバルブを図１１と同一方向からみた断面図である。なお、本実施形態では第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６３】
図１４において、符号「３１」は本実施形態に用いる弁体で、この弁体３１はケーシング３２の内周面３２ａに内嵌されている。また、ケーシング３２の開口端側には、環状のフランジ３２ｂが一体形成されている。そして、このケーシング３２のフランジ３２ｂには、断面略三角形状をなすシール取付溝３２ｃが形成されている。また、弁体３１には筒状のシール部材３３が外嵌されており、このシール部材３３の内周側が弁体３１の外周面３１ａに締代をもって当接（摺接）することにより、ケーシング３２の開口端側をシールしている。さらに、シール部材３３の軸方向一端側には断面略三角形状をなす筒状のシール突起３３ａが突設され、このシール突起３３ａをシール取付溝３２ｃに嵌合することにより、シール部材３３はケーシング３２のフランジ３２ｂに固定されている。
【００６４】
このように構成される本実施形態でも、シール部材３３により弁体３１とケーシング３２との間を良好にシールすることができ、第１実施形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００６５】
なお、第１実施形態では、凸条２０を弁体１１に一体形成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば凸条２０を弁体１１とは別個に形成し、この凸条２０を弁体１１に形成したリング溝（図示せず）に嵌合させて固着する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１（ａ）は、第１実施形態に係るマイクロ切替えバルブが組み込まれた遺伝子発現解析システムを示す模式図、図１（ｂ）は、試薬導入経路を設定したマイクロ切替えバルブの状態を示す模式図、図１（ｃ）は、試薬循環経路を設定したマイクロ切替えバルブの状態を示す模式図である。
【図２】第１実施形態に係るマイクロ切替えバルブの分解斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、弁体の平面図、図３（ｂ）は弁体の正面図、図３（ｃ）は弁体の右側面図である。
【図４】図４（ａ）は、図２中のＡ−Ａ線における断面図、図４（ｂ）は、図２中のＢ−Ｂ線における断面図、図４（ｃ）は、図２中のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図５】第１実施形態に係るマイクロ切替えバルブの動作の説明図であり、図５（ａ）は、マイクロ切替えバルブの第１の状態を示す断面図、図５（ｂ）は、マイクロ切替えバルブの第２の状態を示す断面図である。
【図６】図５（ａ）中のａ部分を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図７】第２実施形態に係るマイクロ切替えバルブの分解斜視図である。
【図８】図７中の弁体、ケーシングおよび凸条等を図６と同様位置からみた要部拡大断面図である。
【図９】第３実施形態に係るマイクロ切替えバルブの平面図である。
【図１０】図９中の弁体を単体で示す正面図である。
【図１１】図９中のＤ−Ｄ線における断面図である。
【図１２】第４実施形態に係るマイクロ切替えバルブを図１１と同様位置からみた断面図である。
【図１３】第５実施形態に係るマイクロ切替えバルブを図１１と同様位置からみた断面図である。
【図１４】第６実施形態に係るマイクロ切替えバルブを図１１と同様位置からみた断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１      マイクロ切替えバルブ
２      マイクロリアクタユニット
３      開口部
１１，２３，２７，２８，３１  弁体
１４，２４，２５，２９，３２  ケーシング
２０，２０′，２３ｂ  凸条
２１  シール溝
１１ａ，２３ａ，２７ａ，２８ａ，３１ａ  外周面
１５ａ，２４ａ，２５ａ，３２ａ  内周面
２６  Ｏリング
３０，３３  シール部材
【図１】
2006138347.tif 000003
【図２】
2006138347.tif 000004
【図３】
2006138347.tif 000005
【図４】
2006138347.tif 000006
【図５】
2006138347.tif 000007
【図６】
2006138347.tif 000008
【図７】
2006138347.tif 000009
【図８】
2006138347.tif 000010
【図９】
2006138347.tif 000011
【図１０】
2006138347.tif 000012
【図１１】
2006138347.tif 000013
【図１２】
2006138347.tif 000014
【図１３】
2006138347.tif 000015
【図１４】
2006138347.tif 000016