(57)【要約】ガラス製、セラミック製、またはガラスセラミック製のマイクロ流体モジュール（２０）を、少なくとも２つ含むマイクロ流体デバイス（１０）であって、このマイクロ流体モジュール（２０）が、流体的に相互接続されかつ概して４つの相対的に薄いエッジ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）と２つの対向する相対的に大きい面（２２、２４）とを画成する実質的に板状のものであり、各マイクロ流体モジュール（２０）が、少なくとも一部分においてマイクロチャンバ（３２）を画成する少なくとも１つのマイクロ流体チャネル（３０）と、少なくとも１つの流体注入口（５０）および少なくとも１つの流体排出口（６０）とを含み、さらに前記マイクロ流体モジュールが、クランピング構造すなわちクランピング手段（９５、９７）を少なくとも１つ有する少なくとも１つの密着保持コネクタ（９０）を通る、流体導管（１２０）と、密着して相互接続されており、さらに、少なくとも１つのクランピング手段（９５、９７）が、球形状部材（１６０）とカップ状部材（１７０）とを備えた接合部（１５０）を含むことを特徴とする。
2013507240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス製、セラミック製、またはガラスセラミック製のマイクロ流体モジュール（２０）を、少なくとも１つ含むマイクロ流体デバイス（１０）であって、前記マイクロ流体モジュール（２０）が、概して４つの相対的に薄いエッジ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）と２つの対向する相対的に大きい面（２２、２４）とを画成する実質的に板状のものであり、前記各マイクロ流体モジュール（２０）が、少なくとも一部分においてマイクロチャンバ（３２）を画成する少なくとも１つのマイクロ流体チャネル（３０）と、少なくとも１つのマイクロ流体注入口（５０）および少なくとも１つのマイクロ流体排出口（６０）とを含み、さらに前記マイクロ流体モジュールの前記各マイクロ流体注入口（５０）および各マイクロ流体排出口（６０）が、クランピング構造すなわちクランピング手段（９５、９７）を少なくとも１つ有する密着保持コネクタ（９０）を通る、流体導管（１２０）と、密着して相互接続されており、
前記少なくとも１つのクランピング構造すなわちクランピング手段（９５、９７）が、球形状部材（１６０）とカップ状部材（１７０）とを備えた接合部（１５０）を含むものであることを特徴とするマイクロ流体デバイス。
【請求項２】
前記少なくとも１つのクランピング手段（９５、９７）が、放射状抗変形構造すなわち放射状抗変形手段（１８０）を備えていることを特徴とする請求項１記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３】
前記放射状抗変形手段（１８０）が少なくとも１つの金属リング（１８２）を含むものであることを特徴とする請求項２記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項４】
前記球形状部材（１６０）が、前記放射状抗変形手段（１８０）を受けかつ支持するよう適合されていることを特徴とする請求項２または３記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項５】
２つの連続した前記マイクロ流体モジュールからなる組を少なくとも１組画成する、少なくとも２つの前記マイクロ流体モジュールを積層させた積層体を含み、該モジュールが、Ｃクランプを備えた少なくとも１つの保持コネクタ（９０）を通る、流体導管（１２０）とともに、密着して相互接続され、前記Ｃクランプが、第１クランピング手段（９５）を有する第１側部アーム（９４）と第２クランピング手段（９７）を有する第２側部アーム（９６）と主接続部分（９２）とを画成するものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項６】
前記第１および第２の側部アーム（９４、９６）のうち少なくとも一方が、前記主接続部分（９２）に対して並進方向に運動可能であることを特徴とする請求項５記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項７】
２つの連続した前記マイクロ流体モジュール（２０）間に、貫通開口（７１、７２、７３）を備えた中間密閉接続板（７０）をさらに含み、前記貫通開口（７１、７２、７３）が、隣接する流体注入口（５０）および隣接する流体排出口（６０）に合致するよう適合されたものであり、かつ該接続板が、前記貫通開口（７１、７２、７３）に密閉手段（８０）をさらに備えていることを特徴とする請求項５または６記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項８】
積層体の適切な位置で少なくとも１つの流体を注入または抽出するための、流体ポートすなわちポート手段（８２）が、例えば、少なくとも１つのさらなる反応流体（Ｒ）を連通させて注入するために中間密閉接続板（７０）の少なくとも１つの側部エッジ上に含まれていることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項９】
前記注入口（５０）および排出口（６０）が対向しかつ位置ずれしている接続パターンを有し、これにより前記中間密閉接続板（７０）が、同様に対応して位置ずれし対向している注入口（７１ａ）および排出口（７１ｂ）を有していることを特徴とする請求項１から８いずれか１項記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１０】
前記中間接続板（７０）が、そのエッジ（７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ）のうち少なくとも１つに第１位置合わせ手段（７４）を備え、該第１位置合わせ手段（７４）が、前記保持コネクタ（９０）の対応するエッジ（９２ａ）上に設けられた第２位置合わせ手段（９３）と連携するよう適合されたものであり、これにより前記マイクロ流体モジュールの容易で適切な位置合わせが確実になることを特徴とする請求項７、８、または９記載のマイクロ流体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、２００９年１０月９日に出願された仏国特許出願第２００９００５７０７９号の優先権の利益を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示はマイクロ流体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス製、ガラスセラミック製、およびセラミック製のマイクロ流体デバイスを含めたマイクロ流体デバイスの、マウントおよび接続あるいはその相互接続に用いられる、種々の方法および構造がこれまでに提案されている。既存の方法として、複数のマイクロ流体モジュール間にシールまたはカプラを設けて互いに対して直接積層するもの、金属またはポリマーの流体カプラを接着剤や類似のものを用いてデバイスに固定するもの、そして複数のポートコネクタを複数の圧縮シールとともにモジュールに対して押圧してマイクロ流体デバイスを形成するものなどが挙げられる。
【０００４】
こういったマイクロ流体デバイスは、化学反応、試料処理、試料分析、そして試料採取に使用することができる。化学反応に関連する場合、マイクロ流体デバイスはマイクロリアクタと呼ばれる。特許文献１は従来技術の一例の参考文献である。この文献では、２つの反応物質を混合することが可能な１つの反応層と、この反応層を挟み込んでいる、優れた熱管理を確保する目的のみのために設けられた２つの熱交換層とからなる、多層設計の高性能マイクロリアクタについて説明している。
【０００５】
ガラス製マイクロ流体モジュールの前面および背面には、穴を設けて反応物質の注入口および生成物の排出口を確保し、そしてさらにマイクロリアクタの熱制御を確実にするために使用される熱流体用の注入口および排出口も設け、熱流体を熱交換層内に循環させる。
【０００６】
特許文献２では、ガラス製の流体モジュール間の相互接続を確実にするために使用され、さらにエンドユーザのシステムとともに使用される、具体的な接続システムについて説明している。
【０００７】
特許文献３は、高スループットの試料処理、試料分析、および試料採取のための、デバイスおよびその使用方法について開示している。
【０００８】
さらに特許文献４は、マイクロコンポーネント、特にマイクロリアクタを接続するための、好適には板状に構成されかつ好適にはシリコンで作製されたデバイスを開示したものである。密閉板が、マイクロコンポーネント間に配置され、かつマイクロコンポーネントの開口に対応する開口を備えている。
【０００９】
本出願者の以前の特許出願である特許文献５には、マイクロ流体デバイスおよびその製造方法についてさらに開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１，６７９，１１５号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１，８５４，５４３（Ａ１）号明細書
【特許文献３】米国特許第６，４５０，０４７（Ｂ２）号明細書
【特許文献４】国際公開第０２／０６４２４７号パンフレット、欧州特許出願公開第１，３６０，０００号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００３／０，１９２，５８７（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
コストを削減すると同時に、実質的に板状のマイクロ流体モジュール用ガラス、セラミック、またはガラスセラミック要素の平坦さに関する制約を低減させるような、製造方法が使用可能になることが望ましいであろう。数個のガラス製マイクロ流体モジュールを積層させるとともに、積層されたモジュール間に信頼できる密着性を与えることを可能にさせることにより、容積の拡張性、処理容積の増加、処理回路内での圧力降下の低減を可能にすることもまた望ましいであろう。
【００１２】
一緒に使用される数個のガラス製マイクロ流体モジュールをさらに小型化すること、また潜在的に漏れを生じる可能性のある地点を限定するために接続部および継手の数を減少させることもまた望ましいであろう。
【００１３】
これらの利点を実現する解決策は、単純で、信頼性があり、従来技術のプロセスのコストを超えることなく、あるいは製造コストを削減さえするものであり、それにより産業規模での生産を可能にするようなものであることがさらに望ましいであろう。
【００１４】
最後に、化学反応、試料抽出、分析などを行う、マイクロ流体デバイス内で成し得ると考えられるいかなる種類の処理をも可能とする解決策を提供することがさらに望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本開示の第１の態様によれば、マイクロ流体デバイスは、ガラス製、セラミック製、またはガラスセラミック製のマイクロ流体モジュールを少なくとも１つ含むマイクロ流体デバイスであって、このマイクロ流体モジュールは、概して４つの相対的に薄いエッジと２つの対向する相対的に大きい面とを画成する実質的に板状のものであり、各マイクロ流体モジュールは、少なくとも一部分においてマイクロチャンバを画成する少なくとも１つのマイクロ流体チャネルと、少なくとも１つのマイクロ流体注入口および少なくとも１つのマイクロ流体排出口とを含み、さらに前記マイクロ流体モジュールの各マイクロ流体注入口および各マイクロ流体排出口は、クランピング構造すなわちクランピング手段を少なくとも１つ具体的には少なくとも１組の対で有する密着保持コネクタを通る、流体導管とともに、密着して相互接続されており、前記少なくとも１つのクランピング手段は、球形状部材とカップ状部材とを備えた接合部を含むものであることを特徴とする。言い換えれば、この接合部は「ボールソケット」接合部の類のものである。
【００１６】
第２の実施形態によれば、マイクロ流体デバイスは、前記少なくとも１つのクランピング手段が、放射状を維持する構造すなわち放射状抗変形手段を備えていることをさらに特徴とする。
【００１７】
特定の特徴によれば、放射状抗変形手段は少なくとも１つの金属リングを含む。
【００１８】
別の特定の特徴によれば、球形状部材は、前記放射状抗変形手段を受けかつ支持するよう適合されている。
【００１９】
第３の実施形態によれば、マイクロ流体デバイスは、２つの連続したマイクロ流体モジュールからなる組を少なくとも１組画成する、少なくとも２つのマイクロ流体モジュールを積層させた積層体を含み、このモジュールは、Ｃクランプを備えた少なくとも１つの保持コネクタを通る、流体導管とともに、密着して相互接続され、Ｃクランプは、第１クランピング手段を有する第１側部アームと第２クランピング手段を有する第２側部アームと主接続部分とを画成するものである。
【００２０】
マイクロ流体モジュールは、金属または合金で製造されることもあり得る。
【００２１】
特定の特徴によれば、第１および第２の側部アームのうち少なくとも一方は、前記主接続部分に対して並進方向に運動可能である。
【００２２】
さらに別の特徴によれば、前記マイクロ流体デバイスは、２つの連続したマイクロ流体モジュール間に、貫通開口を備えた中間密閉接続板をさらに含み、この貫通開口は、隣接する流体注入口および隣接する流体排出口に合致するよう適合されたものであり、かつ前記接続板は、前記貫通開口に密閉構造すなわち密閉手段をさらに備えている。
【００２３】
別の特定の特徴によれば、積層体の適切な位置で少なくとも１つの流体を注入または抽出するための、少なくとも１つの流体ポートすなわちポート手段が、少なくとも１つのさらなる反応流体（Ｒ）を処理マイクロチャンバに連通させて注入するためにあるいは流体の一部を抽出するために、例えば中間密閉接続板の少なくとも１つの側部エッジ上に設けられる。
【００２４】
さらなる特定の特徴によれば、マイクロ流体モジュールは、位置合わせされかつ対向している注入口および排出口を有する。
【００２５】
別の特定の特徴によれば、マイクロ流体モジュールは、注入口および排出口が対向しかつ位置ずれしている接続パターンを有し、これにより中間密閉接続板は、同様に対応して位置ずれし対向している注入口および排出口を有している。
【００２６】
特定の実施形態によれば、マイクロ流体モジュールは、処理層の各対向する一方の面上で他方の面から熱交換するための、特定の層を含み、該特定の層はその間に処理層を挟み込んだものであり、各マイクロ流体モジュールは、２つの対向する熱流体注入口と２つの対向する熱流体排出口とを備え、一方処理層は、少なくとも１つの流体供給注入口と少なくとも１つの流体供給排出口とを備えている。
【００２７】
それ自体が特許性のある別の特定の実施形態によれば、前記中間接続板が、そのエッジのうち少なくとも１つに第１位置合わせ構造すなわち第１位置合わせ手段を備え、この第１位置合わせ手段が、前記保持コネクタの対応するエッジ上に設けられた第２位置合わせ構造すなわち第２位置合わせ手段と連携するよう適合されたものであり、これにより前記マイクロ流体モジュールの容易で適切な位置合わせを確実にする。
【００２８】
別の特定の特徴によれば、「ボールソケット」接合部を含む接続部分の他、中間密閉接続板は、耐化学性材料で作製され得、この耐化学性材料は、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、またはＰＥＥＫ材料から典型的には選択され得るプラスチック材料や、あるいは、チタン、タンタル、または、ハステロイのような合金で作製された部品、チタン合金、またはタンタル合金などから典型的には選択され得る金属または合金の中から選んでもよい。
【００２９】
本開示はさらに、化学反応、試料抽出、分析などを実行するためのマイクロ流体デバイスの使用に関する。より一般に、本開示は、流体や、流体の多相混合物を含めた流体混合物、さらに固体を含有した流体や、固体を含有した流体の多相混合物を含めた流体混合物の、微細構造内における、混合、分離、抽出、結晶化、沈殿、またはこれら以外の処理を含む、いかなるプロセスをも実行するマイクロ流体デバイスの使用に関する。この処理としては、物理的プロセス、結果的に有機種、無機種、または有機種および無機種両方の相互変換をもたらすプロセスを画成する化学反応、生化学的プロセス、または任意の他の処理形態が挙げられるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ガラス製、セラミック製、またはガラスセラミック製のマイクロ流体モジュールを、数個、ここでは４個積層させた積層体を含んでいる、マイクロ流体デバイスの立体図であって、この例では図１および２の左部分にある熱流体の２つの注入口および２つの排出口専用の２つの保持コネクタ９０と、図１および２の右部分にある反応物質の注入口および排出口専用の１つの保持コネクタ９０とを備えていることを示す図
【図２】マイクロ流体デバイスの断面図であって、数個のガラス製マイクロ流体モジュールの積層を可能とするコネクタシステムをより明瞭に示している図
【図３】Ｃクランプ構造を有している保持コネクタ９０の拡大図
【図４】保持コネクタを示した別の図であって、マイクロ流体モジュールのない状態でＣクランプ構造をより明瞭に示した図
【図５】保持コネクタを示している別の図であって、Ｃクランプのクランピング手段を、その構造をよりよく理解するために断面で示している、縦軸に沿った断面図
【図６】位置合わせ手段をさらに備えている、本開示の１つの特徴による中間密閉接続板を示す立体図
【図７】２つの連続したマイクロ流体モジュール間に中間密閉接続板を配置して備えている、数個のガラス製マイクロ流体モジュールの積層体を示す図
【図８】供給注入口および供給排出口が位置合わせされている個々のマイクロ流体モジュールを、マイクロ流体チャンバを画成しているマイクロ流体チャネルを概略的に示して図示した断面図
【図９】図８のマイクロ流体モジュールを積層させた積層体を、よりよく理解するために分解図で示した図８に類似の断面図であって、２つの連続した個々のマイクロ流体モジュール間に中間密閉接続板が置かれ、かつ供給注入口および供給排出口が位置合わせされていることを示す図
【図１０】マイクロ流体モジュールの供給注入口および供給排出口が位置ずれしている、別の実施形態を、図８に類似の断面で示した図
【図１１】図１０の位置ずれした注入口および排出口を有しているマイクロ流体モジュールの積層体を示す図であって、その中間密閉接続板が同様に位置ずれしている注入口および排出口を有していることを示す図
【図１２】熱流体チャネルを有する２つの熱流体層が処理チャネルを有する処理層を挟み込んでいる状態を、注入口および排出口の詳細を図示せずに示した、マイクロ流体モジュールの構造の概念を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１〜９、１１および１２を参照すると、本開示の第１の実施形態が図示されている。
【００３２】
第１の態様によれば、本開示はマイクロ流体デバイス（１０）に関し、このマイクロ流体デバイス（１０）は、概して４つの相対的に薄いエッジ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）と２つの対向する相対的に大きい面（２２、２４）とを画成する実質的に板状のガラス製、セラミック製、またはガラスセラミック製のマイクロ流体モジュール（２０）を、少なくとも１つ含み、この例では４つ含んでいる。このマイクロ流体モジュールは、例えば下で記述するような金属または合金で製造することも可能であろう。
【００３３】
マイクロ流体モジュール（２０）は枠部材（１２）にマウントされ、ここではさらに枠部材（１４、１６、１８）を備えている。
【００３４】
各マイクロ流体モジュール（２０）は、少なくとも一部分においてマイクロチャンバ（３２）を画成している少なくとも１つのマイクロ流体チャネル（３０）を備えた、少なくとも１つの処理層（３８）と、少なくとも１つのマイクロ流体注入口（５０）および少なくとも１つのマイクロ流体排出口（６０）とを含む。より詳細には、理解を容易にするために簡略化して表現した図８から１２を参照されたい。
【００３５】
このマイクロ流体モジュールの各マイクロ流体注入口（５０）および各マイクロ流体排出口（６０）は、流体導管（１２０）とともに密着して相互接続されており、流体導管（１２０）は、クランピング構造すなわちクランピング手段（９５、９７）を少なくとも１つ、具体的には少なくとも１組の対で備えている、密着保持するための保持コネクタ（９０）に通されている。
【００３６】
本開示の一態様によると、マイクロ流体デバイスは、この少なくとも１つのクランピング手段（９５、９７）が球形状部材（１６０）とカップ状部材（１７０）とを含む接合部（１５０）を備えていることを特徴とする。これは一種の「ボールソケット」接合部を構成する。
【００３７】
特に有用な実施形態によれば、マイクロ流体デバイスは少なくとも２つのマイクロ流体モジュールを積層させて含んだものであり、この例では４つのモジュールが積層されて含まれている。このマイクロ流体モジュールの積層体は、２つの連続したマイクロ流体モジュールを少なくとも１組画成し、すなわちこの例では２組画成し、モジュール間はＣクランプを備えた少なくとも１つの保持コネクタ（９０）を通る流体導管（１２０）と、密着して相互接続されている。Ｃクランプは、第１クランピング手段（９５）を有する第１側部アーム（９４）と第２クランピング手段（９７）を有する第２側部アーム（９６）と主接続部分（９２）とを画成する。これは非常に単純な積層構造を呈している。
【００３８】
さらなる実施形態によれば、第１側部アーム（９４）および第２側部アーム（９６）の少なくとも一方は、図１から５で示されているが、その主接続部分に対して並進方向に運動可能である。
【００３９】
図１２に示すように、各マイクロ流体モジュールは、マイクロチャンバ（３２）内の温度制御を有効に行うために、熱調整流体（ＨＦ）を用いて熱交換を行う特定の層（３６）、（４０）を、処理層（３８）の各面上に「挟み込む」ようにして備えている。
【００４０】
図示の実施形態において、各マイクロ流体モジュール（２０）には、熱流体チャネル（３７、４１）と連通している少なくとも２つの対向する熱流体注入口（４２）が設けられており、熱流体チャネル（３７、４１）はそれ自体、２つの対向する熱流体排出口（４４）と連通している。当業者には十分理解可能であるように、特定の経路（４３、４５）は当然のことながら、熱流体ＨＦが処理層（３８）を通過する際の通路中にあるものと想定されている。
【００４１】
処理層（３８）には、処理チャンバ（３２）を画成する処理マイクロチャネル（３０）と連通している、少なくとも１つの反応流体（Ａ）用の少なくとも１つの処理流体供給注入口（５０）がさらに設けられ、この処理チャンバ（３２）自体は、図１２に示すように処理生成物（Ｐ）の出口用の少なくとも１つの処理流体供給排出口（６０）と連通している。当業者には十分理解可能であるように、特定の経路（４７）は当然のことながら、反応流体Ａが熱交換層（４０）を通過する際の通路中にあるものであり、かつ、類似の特定の経路（４９）は、生成流体（Ｐ）が熱交換層（３６）を通過する際のものであると想定されている。
【００４２】
本開示の別の特徴によれば、当業者には十分理解可能であろうが、図１２に点線で示したように少なくとも１つのさらなる反応流体（Ｒ）を処理マイクロチャネル（３０）に連通させて注入するために、積層体の適切な位置で少なくとも１つの流体を注入または抽出するための流体ポートすなわちポート手段（８２）を、例えば中間密閉接続板（７０）の少なくとも１つの側部エッジ上に想定することもさらに可能である。
【００４３】
マイクロ流体モジュール（２０）の製造については、マイクロ流体モジュール（２０）における適切なマイクロ流体チャネル（３０）の生成や、熱交換層（３６、４０）における熱流体チャネル（３７、４１）の生成を含めて、当業者には周知である。本出願の導入部において記載した従来技術では、このようなマイクロ流体チャネルを製造するための様々な手法について説明している。これについては、両方ともコーニング社の、仏国特許第２，８３０，２０６（Ｂ１）号明細書または米国特許出願公開第２００３／０１９２５８７（Ａ１）号明細書の全記述を特に参照することができる。
【００４４】
第１の発明の特徴によれば、マイクロ流体デバイス（１０）は第１および第２クランピング手段（９５、９７）のうちの少なくとも１つを有し、この第１および第２クランピング手段（９５、９７）のうちの少なくとも１つは、それ自体が球形状部材（１６０）およびカップ状部材（１７０）を含み、一種のボールソケット接合部を構成する、接合部（１５０）を備えている。これについては後に詳細に説明する。
【００４５】
別の実施形態によれば、マイクロ流体デバイス（１０）は、第１および第２クランピング手段（９５、９７）の少なくとも１つに、放射状を維持する構造すなわち放射状抗変形手段（１８０）を備えていることをさらに特徴とするものである。
【００４６】
特定の特徴によれば、放射状抗変形手段（１８０）は少なくとも１つの金属リング（１８２）を含む。
【００４７】
別の特定の特徴によれば、球形状部材（１６０）は、この放射状抗変形手段（１８０）を受けかつ支持するよう適合されている。特定の実施形態において、この球形状部材（１６０）を、リング状を有し得るこの放射状抗変形手段（１８０）と一体化させて、単一の要素を形成してもよい。
【００４８】
さらなる実施形態によれば、マイクロ流体デバイスは、２つの連続したマイクロ流体モジュール（２０）間にさらに中間密閉接続板（７０）を含む。図６および７を参照すると、中間密閉接続板（７０）には、隣接する流体注入口（５０）と隣接する流体排出口（６０）とに合致するよう適合された貫通開口（７１、７２、７３）が設けられ、この接続板は、図８から１１の断面図上に明瞭に図示したように、貫通開口（７１）に密閉構造すなわち密閉手段（８０）をさらに備えている。
【００４９】
この中間密閉板は本開示の重要な代替態様を構成するものであり、以下でさらに説明する。
【００５０】
特定の特徴によれば、この中間接続板（７０）は、エッジ（７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ）のうちの少なくとも１つ（７０ａ）に、第１位置合わせ構造すなわち第１位置合わせ手段（７４）を含む。図６および７を参照されたい。第１位置合わせ手段（７４）は、図４および５に示したような、保持コネクタ（９０）の対応するエッジ（９２ａ）上に設けられた第２位置合わせ構造すなわち第２位置合わせ手段（９３）と連携するように適合されたものであり、マイクロ流体モジュールの容易で適切な位置合わせが確実になる。この例示の実施形態においては、第１位置合わせ手段（７４）が外側突出ピンを含み、溝（９８）を備えた第２位置合わせ手段（９３）がこの外側突出ピンと連携することで、中間接続板（７０）を含むモジュール（２０）の組がコネクタ（９０）のアーム間に位置付けられる際に適切な位置合わせが可能になる。
【００５１】
接続板は特に、例えば２つの貫通孔（７７、７８）を備えた突出部分（７６）をその上側部中央に含んでもよい。この貫通孔（７７、７８）が、モジュール（２０）とその中間接続板（７０）との組合せにより画成されるマイクロ流体デバイスを、組み合わせた状態で維持することを可能にする。すなわち、各モジュール（２０）の上側部エッジ（２０ａ）と接触するよう設計された肩部（２９ａ）が設けられた保持プレート（２９）を備え、棒部材（２７）およびねじ部材（２８）を挿入させることで、マイクロ流体デバイスを組み合わせた状態で維持することができる。変形形態においては、モジュール（２０）がその上側部中央に、対応する突出部分を含むこともあり得る。
【００５２】
図８から１２に示すように、マイクロ流体モジュール（２０）は、少なくとも一部分においてマイクロチャンバ（３２）を画成するマイクロ流体チャネル（３０）を、少なくとも一部分に含む。
【００５３】
マイクロチャンバ（３２）内で処理される図９および１２に示した流体すなわち供給物Ａは、当業者には十分理解可能であるように、当然のことながら、供給注入口（５０）からマイクロ流体チャネル（３０）を通過してマイクロ流体排出口（６０）へと流れ、かつこのとき１つのマイクロ流体モジュール（２０）から続くモジュールへと各マイクロ流体モジュール（２０）を通って流れる。
【００５４】
本開示の特定の特徴は、中間密閉接続板（７０）を提供するということである。接続板（７０）は、隣接する流体注入口（５０）と隣接する流体排出口（６０）とに合致するよう適合された、貫通開口（７１、７２、７３）を備えている。例えば、貫通開口（７１）を反応物質の注入口および排出口専用のものとし、一方で貫通開口（７２、７３）を熱流体の注入口および排出口専用のものとすることができる。
【００５５】
さらに、特定の特徴によれば、接続板（７０）は貫通開口（７１、７２、７３）に密閉手段（８０）をさらに含む。この密閉手段（８０）を、図９および１１に示すように特別に設計された溝（７１ａ、７１ｂ）内に位置付けて、マイクロ流体モジュール（２０）間を密着させることができる。
【００５６】
中間密閉接続板（７０）は、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、またはＰＥＥＫ材料から典型的には選択され得るプラスチック材料で作製してもよいし、あるいは以下でさらに説明するような金属または合金で作製してもよい。
【００５７】
図８および９に示した好適な実施形態によれば、マイクロ流体モジュール（２０）は、位置合わせされかつ対向している注入口（５０）および排出口（６０）を有し、これがより通常の積層構造である。
【００５８】
図１０および１１に示した別の実施形態によれば、注入口（５０）および排出口（６０）が対向しかつ位置ずれしている接続パターンを提供することが可能であり、このとき中間密閉接続板（７０）は、図１０および１１に示したように、同様に対応して位置ずれしている注入口（７１ａ）および排出口（７１ｂ）を有している。
【００５９】
位置ずれした構造が望ましいときには、中間密閉接続板（７０）を使用することで、この位置ずれした構造を容易に補償し得ることは理解可能であろう。
【００６０】
この場合、図１１に明瞭に図示されているが、中間密閉接続板（７０）は図９のものと比べてより厚いものであり、さらに、注入口開口部（７１ａ）および排出口開口部（７１ｂ）は対向しかつ位置ずれし、その間の開口（７１）は傾斜し、さらに各注入口（７１ａ）および排出口（７１ｂ）は通常Ｏリングシールの密閉手段（８０）を備えている。
【００６１】
図９に示した実施形態において、例えばさらなる反応物質またはさらなる生成物を導入したりあるいは抜き出したりするために、例えば積層体の中心など積層体の適切な位置で流体すなわち供給物Ｂを注入するまたは抜き出すことが必要となる場合、少なくとも１つの特定の供給物Ｂの注入口すなわちポート手段（８２）を、図９の右部分に示したようなより厚い中間密閉接続板（７０）の少なくとも１つの側部エッジに想定することができる。
【００６２】
したがって、通常の当業者には十分理解可能であるように、多くの産業用途に適合し得る複雑なマイクロ流体デバイス（１０）の製造に対し、中間密閉接続板（７０）は非常に優れた多用途性を提供し、かつ単純でコスト効率の高い構造を有している。
【００６３】
溝の専用のくぼみ内に位置付けられるＯリングシールに使用される材料が、内部圧力を保持できるものであることは通常の当業者には理解可能であろう。
【００６４】
さらにＯリングシールは、Ｋａｌｒｅｚ（登録商標）、Ｃｈｅｍｒａｚ（登録商標）、またはＰｅｒｌａｓｔ（登録商標）などのパーフロロエラストマー（perfluoro-elastomer）材料のような、高い耐化学性を提供するよう適合されたポリマーで作製されたものでもよい。
【００６５】
ここで、球形状部材（１６０）とカップ状部材（１７０）とを備えた接合部（１５０）の具体的な構造、およびその側部アーム（９４）および（９６）へのマウントについて、図４および５に関連付けてより具体的に説明する。
【００６６】
図４および５を参照すると、第１側部アーム（９４）は貫通開口（１５８）を含み、この貫通開口（１５８）はその終端となるアーム（９４）内側部分に、接合部（１５０）のカップ状部材（１７０）を構成する傾斜拡大部を有している。同様に他方のアーム（９６）は、この最良の実施形態において、貫通開口（１５８）と、カップ状部材（１７０）を構成するとここで想定されている傾斜部とを備えた、同じ構造を有している。
【００６７】
接合部（１５０）の球形状部材（１６０）の構造は以下のようなものである。
【００６８】
球形状部材（１６０）は流体導管（１２０）の排出口肩部分（１２２）に連結され、この流体導管（１２０）は、拡大された出入口を有する端部オリフィス（１２５）を終端とする中央貫通孔（１２４）を含む。端部オリフィス（１２５）には、Ｏリングシール（１２８）を受けるよう設計された環状のくぼみ（１２６）がさらに設けられている。各アーム（９４、９６）に対する全ての供給導管（１２０）が同一のものであることから、この例の実施形態では全ての供給導管（１２０）に同じ構造が適用される。
【００６９】
前記球形状部材（１６０）は、ここで放射状抗変形手段（１８０）を構成するよう想定されている外部要素（１８２）の、その下方部分によって提供される。この外部要素（１８２）は概して円筒構造であり、その底部にはボール（１０２）を構成する、内側に向かった突出部を有している。この外部要素（１８２）は具体的には、当業者には理解可能であろうが、以下に記すような金属または合金で作製してもよい。
【００７０】
より一般に、ボールソケット接合部（１５０）を備えた接続部分や中間密閉接続板（７０）は、耐化学性材料で作製され得、この耐化学性材料は、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、またはＰＥＥＫ材料から典型的には選択され得るプラスチック材料や、あるいは、チタン、タンタル、または、ハステロイのような合金で作製された部品、チタン合金、またはタンタル合金から典型的には選択され得る金属または合金の中から選んでもよい。
【００７１】
流体導管（１２０）の排出口肩部分（１２２）と放射状抗変形手段（１８０）との間に、マイクロ流体モジュールのガラス、セラミック、またはガラスセラミック材料と適切に接触することが可能な、中間円筒リング（１８４）を挟むように設けてもよい。この中間リング（１８４）は、ＰＥＥＫのような堅いプラスチック材料で作製してもよい。
【００７２】
図示の構造によれば、流体導管（１２０）の排出口肩部分（１２２）は特定の水平環状リング（１９０）上で支持してもよい。この水平環状リング（１９０）は球形状部材（１６０）の上部内表面上に置かれ、そして同時に中間リング（１８４）のための支持表面を提供する。
【００７３】
本開示のマイクロ流体デバイスの特定の実施形態によれば、側部アーム（９４）、（９６）のうちの一方で、ここでは側部アーム（９４）が、主接続部分（９２）に対して並進方向に運動可能である。これはごく簡単な手法で成し得る。例えば、側部アーム（９４）が２つの貫通開口（１３０、１４０）を備え、１つの貫通開口（１３０）を、主接続部分（９２）から拡張した誘導用狭部分（１３２）を受け入れるように適合させることで、側部アーム（９４）を主接続部分（９２）に関して並進方向に移動させるのを誘導することができる。
【００７４】
第２貫通開口（１４０）はねじ手段（１４２）を受け入れるように適合され、ねじ手段（１４２）は、主接続部分（９２）に想定されている対応するオリフィスにねじで取り付けることができる。これについては当業者には明らかであるため図示していない。
【００７５】
接合部（１５０）のこの球形状部材（１６０）およびカップ状部材（１７０）により、マイクロ流体モジュール（２０）の表面が完全に平坦でない可能性があってもマイクロ流体モジュール（２０）を密着させて接続することが可能であり、このためガラス製、セラミック製、またはガラスセラミック製の要素の製造の際の制約が低減され得ることは十分理解可能であろう。
【００７６】
図１から１１を参照して上述した構造によれば、独立した流体モジュールと各注入口および排出口に対して単一のポートコネクタとを備えた標準的な組立てと比較すると、その積層を非常に優れたものとすることができ、その結果、より小型化が可能になる。図１、２、３、および７に示したような４つのマイクロ流体モジュールの積層体の設置面積は、ある単一の流体モジュールと同等である。
【００７７】
本開示またはその態様によれば、さらに、簡素化が実現され、かつ接続数を減少させることが可能になる。
【００７８】
特に、熱流体用のものとして、４つのマイクロ流体モジュールでは注入口と排出口が典型的には８つ必要とされるが、４つ組み合わせて積層されたマイクロ流体モジュールでは、主に２つの注入口と２つの排出口のみが設けられているという事実から、接続部およびパイプの数が削減される。
【００７９】
マイクロ流体モジュールの積層体に基づいたマイクロ流体デバイスは、機構、すなわち枠、コネクタ、継手、管などを減少させることで、あるいはマイクロ流体モジュール間に位置付けられるため組立後に見えなくなるＯリングシールのような部品で密着ゾーンを作ることで、簡素化されたものとなる。機械的要素手段が減少すると、さらにコストの削減が可能となり、かつ潜在的な漏れゾーンを反映して信頼性が向上する。
【００８０】
本開示またはその特定の態様が提供する内部容積では全て熱制御が行なわれているが、これとは対照的に、従来技術において示されているような典型的な単一ポートの供給導管はＰＴＦＥアダプタやＳＷＡＧＥＬＯＫ（登録商標）のＰＦＡ継手を用いて作製され得、この場合、熱運動化されていない内部容積が少なくとも０．５ｍｌ含まれる。
【００８１】
接続部およびパイプ内における制御されていない反応によるいかなるリスクをも回避するために、いかなる熱制御をも行われないこういった内部容積を制限することは重要である。本開示で示したように、マイクロ流体モジュール間に１つのＯリングシールのみを有する典型的な積層接続によれば、熱制御が行われない容積を含まないようにすることができる。
【００８２】
本開示またはその特定の態様によれば、セルフアライメント原理によって組立てを容易にすることもできる。コストの削減のため、リアクタの組立時間の短縮もまた重要である。さらに組立時間以上に、最初のマウント時に密着させて組み立てることが非常に重要である。リアクタ内へのどのような漏れの発見も、長く困難な時間となり得ることは十分理解可能であろう。
【００８３】
本開示の１以上の態様による提案された積層接続システムでは、典型的には３つのマウント時間と機械的設計に分割することができるが、同時に別の最良の実施形態において、密着した組立てを確実に得ることができるセルフアライメント機能を提供することができる。
【００８４】
上述したように、本開示の特に重要な代替の実施形態または特徴は、第１位置合わせ手段（７４）を備えている特定の中間密閉接続板（７０）を用いて提供され、第１位置合わせ手段（７４）は、保持コネクタ（９０）の主接続部分（９２）の対応するエッジ（９２ａ）上に設けられた対応する第２位置合わせ手段（９３）と連携するよう設計されたものであり、これによりマイクロ流体モジュールの容易で適切な位置合わせが確実になる。
【００８５】
本書において開示した使用方法および／またはデバイスは、流体や、流体の多相混合物を含めた流体混合物―および固体を含有する流体や、固体を含有する流体の多相混合物を含めた固体含有流体の混合物―の、微細構造内における、混合、分離、抽出、結晶化、沈殿、またはこれら以外の処理を含む、いかなるプロセスの実行にも一般に有用である。この処理としては、物理的プロセス、結果的に有機種、無機種、または有機種および無機種両方の相互変換をもたらすプロセスを画成する化学反応、生化学的プロセス、または任意の他の処理形態が挙げられる。限定するものではないが、以下に記載する反応、すなわち、酸化；還元；置換；脱離；付加；配位子交換；金属交換；およびイオン交換を、本開示の方法および／またはデバイスで実行することができる。より具体的には、限定するものではないが、以下に記載する反応のうちの任意のものを本開示の方法および／またはデバイスで実行し得る。すなわち、重合；アルキル化；脱アルキル化；ニトロ化；過酸化；スルホキシド化；エポキシ化；アンモ酸化；水素化；脱水素化；有機金属反応；貴金属化学／均一触媒反応；カルボニル化；チオカルボニル化；アルコキシル化；ハロゲン化；脱ハロゲン化水素；脱ハロゲン化；ヒドロホルミル化；カルボキシル化；脱カルボキシル化；アミノ化；アリール化；ペプチド結合；アルドール縮合；リング状縮合；脱水素リング化；エステル化；アミド化；複素リング合成；脱水；アルコール分解；加水分解；アンモノリシス；エーテル化；酵素合成；ケタール化；鹸化；異性化；四級化；ホルミル化；相間移動反応；シリル化；ニトリル合成；リン酸化；オゾン分解；アジド化学；メタセシス；ヒドロシリル化；カップリング反応；および酵素反応。
【００８６】
図１から１２に示した実施形態は、単に例として解釈されるものである。以下の請求項により画成される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形、設計、または配置は種々変更することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１０    マイクロ流体デバイス
２０    マイクロ流体モジュール
３０    マイクロ流体チャネル
３２    マイクロ流体チャンバ
５０    流体注入口
６０    流体排出口
７０    中間密閉接続板
８０    密閉手段
９０    コネクタ
９５、９７    クランピング手段
１２０    流体導管
１５０    接合部
１６０    球形状部材
１７０    カップ状部材
１８０    放射状抗変形手段
【図１】
2013507240.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2013507240.tif 000007
【図６】
2013507240.tif 000008
【図７】
2013507240.tif 000009
【図８】
2013507240.tif 000010
【図９】
2013507240.tif 000011
【図１０】
2013507240.tif 000012
【図１１】
2013507240.tif 000013
【図１２】
2013507240.tif 000014
【国際調査報告】
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2013507240.tif 000016
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