(57)【要約】  本発明は、試料等の逆流を防止するマイクロチップを提供する。マイクロチップは、積層された複数の弾性シートを備える。複数の弾性シートにより形成される中間層であって第１の中間層を形成する、弾性シートのそれぞれは、第１の中間層に第１の流路を形成するための非接着箇所を有する。複数の弾性シートにより形成される中間層であって第２の中間層を形成する、弾性シートのそれぞれは、第２の中間層に第２の流路を形成するための非接着箇所を有する。第１及び第２の中間層に挟まれた弾性シートは、第１の流路と第２の流路を接続する接続部を有する。第１の流路の接続部における流路幅は、第２の流路の接続部における流路幅よりも狭い。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の弾性シートを備え、
前記複数の弾性シートにより形成される中間層であって第１の中間層を形成する、弾性シートのそれぞれは、前記第１の中間層に第１の流路を形成するための非接着箇所を有し、
前記複数の弾性シートにより形成される中間層であって第２の中間層を形成する、弾性シートのそれぞれは、前記第２の中間層に第２の流路を形成するための非接着箇所を有し、
前記第１及び第２の中間層に挟まれた弾性シートは、前記第１の流路と前記第２の流路を接続する接続部を有し、
前記第１の流路の前記接続部における流路幅は、前記第２の流路の前記接続部における流路幅よりも狭い、マイクロチップ。
【請求項２】
前記第２の流路は、前記接続部を起点として２つの流路に分岐し、前記分岐した一方の流路は行き止まり流路であり、且つ、平面視において前記行き止まり流路の一部が前記第１の流路と重複している、請求項１のマイクロチップ。
【請求項３】
前記第１の流路は、前記接続部との接続とは異なる一端にて、前記複数のシートの一部を貫通して形成された液体注入層と接続され、
前記第２の流路における前記分岐した他の一方の流路は、前記複数の弾性シートにより形成される中間層であって第３の中間層に形成される液体層に接続される請求項２のマイクロチップ。
【請求項４】
前記第１の中間層と前記第２の中間層が隣接しており、前記接続部は、前記第１及び第２の中間層に挟まれた１枚の弾性シートに形成される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のマイクロチップ。
【請求項５】
積層された複数の弾性シートを備え、
前記複数の弾性シートの間には複数の中間層が形成されると共に、第１の中間層に第１の流路が、第２の中間層に第２の流路がそれぞれ形成され、
前記第１及び第２の流路は、前記第１及び第２の中間層に挟まれた弾性シートを貫通する接続部により接続され、
前記接続部を経由して前記第１の流路から第２の流路への液体移送を可能とし、前記接続部を経由して前記第２の流路から前記第１の流路への液体移送を不可能とする逆流防止構造を有する、マイクロチップ。
【請求項６】
前記逆流防止構造は、前記第１の流路の前記接続部における第１の流路幅と、前記第２の流路の前記接続部における流路幅であって、前記第１の流路幅とは異なる第２の流路幅と、からなる請求項５のマイクロチップ。
【請求項７】
前記逆流防止構造は、平面視において、前記第１及び第２の流路が重複する領域からなる請求項５又は６のマイクロチップ。
【請求項８】
積層された複数の弾性シートを備え、
前記複数の弾性シートの間には複数の中間層が形成されると共に、第１の中間層に第１の流路が、第２の中間層に第２の流路がそれぞれ形成され、
前記第１及び第２の流路は、前記第１及び第２の中間層に挟まれた弾性シートを貫通する接続部により接続されるマイクロチップにおいて、
前記接続部を経由して前記第１の流路から第２の流路への液体移送を行う工程と、
前記第２の流路から前記第１の流路への液体移送を遮断する工程と、
を含む液体移送方法。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のマイクチップにおいて、
前記第１の流路と接続された第１の液体層から、前記第２の流路と接続された第２の液体層への液体移送を制御するマイクロチップ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願についての記載）
本発明は、日本国特許出願：特願２０１４−２５２７７１号（２０１４年１２月１５日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、マイクロチップ、液体移送方法及びマイクロチップ制御装置に関する。特に、複数の弾性シートを積層してなるマイクロチップ、液体移送方法及びマイクロチップ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＮＡ（Deoxyribo Nucleic Acid）分析等に必要な生化学反応をマイクロチップ上にて実行する技術が開発されている。例えば、特許文献１には、弾性部材を含むシート（プレート）を積層してなるマイクロチップが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００９／１１９６９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
なお、上記先行技術文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明者らによってなされたものである。【０００５】
例えば、図４を参照すると、ＤＮＡ分析等に使用されるマイクロチップは、溶液注入槽３０１及び３０２、溶液注入槽に接続される溶液反応槽３０３を有する。溶液注入槽３０１及び３０２は、ＤＮＡ分析に必要な試料等が注入される。【０００６】
試料が注入された溶液注入槽３０１をその上方から加圧すると、溶液注入槽３０１に充填された試料がシート間に形成される流路３１１に押し出される。押し出された試料は、他の試料と混合又は反応を行う溶液反応槽３０３に移動する。同様に、溶液注入槽３０２を加圧することで、溶液注入槽３０２に注入された試料が溶液反応槽３０３に移動する。マイクロチップ上では、上記のような試料（液体）の移送を繰り返すことで、ＤＮＡ分析等に必要な生化学反応が進行する。【０００７】
ＤＮＡ分析等に用いる試料が漏洩することは望ましくないので、逆流防止弁が使用される。具体的には、逆流防止弁は、溶液注入槽３０１及び３０２に加圧媒体を送るためのチューブや、マイクロチップの表面と接触する蓋に装着される。例えば、図４において、溶液注入槽３０１に加圧媒体を印加するためのチューブ（図示せず）に逆流防止弁を装着することで、溶液注入槽３０２や溶液反応槽３０３を加圧した場合に試料が逆流し、ＤＮＡ分析装置から試料が漏洩することを防止する。【０００８】
しかし、上述の構成では、逆流防止弁まで試料が逆流することがある。その結果、マイクロチップを交換する際に、逆流防止弁の手前まで逆流した試料が漏洩する可能性がある。【０００９】
本発明は、試料等の逆流を防止することに寄与するマイクロチップ、液体移送方法及びマイクロチップ制御装置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】
【００１０】
本発明の第１の視点によれば、積層された複数の弾性シートを備え、前記複数の弾性シートにより形成される中間層であって第１の中間層を形成する、弾性シートのそれぞれは、前記第１の中間層に第１の流路を形成するための非接着箇所を有し、前記複数の弾性シートにより形成される中間層であって第２の中間層を形成する、弾性シートのそれぞれは、前記第２の中間層に第２の流路を形成するための非接着箇所を有し、前記第１及び第２の中間層に挟まれた弾性シートは、前記第１の流路と前記第２の流路を接続する接続部を有し、前記第１の流路の前記接続部における流路幅は、前記第２の流路の前記接続部における流路幅よりも狭い、マイクロチップが提供される。【００１１】
本発明の第２の視点によれば、積層された複数の弾性シートを備え、前記複数の弾性シートの間には複数の中間層が形成されると共に、第１の中間層に第１の流路が、第２の中間層に第２の流路がそれぞれ形成され、前記第１及び第２の流路は、前記第１及び第２の中間層に挟まれた弾性シートを貫通する接続部により接続され、前記接続部を経由して前記第１の流路から第２の流路への液体移送を可能とし、前記接続部を経由して前記第２の流路から前記第１の流路への液体移送を不可能とする逆流防止構造を有する、マイクロチップが提供される。【００１２】
本発明の第３の視点によれば、積層された複数の弾性シートを備え、前記複数の弾性シートの間には複数の中間層が形成されると共に、第１の中間層に第１の流路が、第２の中間層に第２の流路がそれぞれ形成され、前記第１及び第２の流路は、前記第１及び第２の中間層に挟まれた弾性シートを貫通する接続部により接続されるマイクロチップにおいて、前記接続部を経由して前記第１の流路から第２の流路への液体移送を行う工程と、前記第２の流路から前記第１の流路への液体移送を遮断する工程と、を含む液体移送方法が提供される。【００１３】
本発明の第４の視点によれば、上記マイクロチップにおいて、前記第１の流路と接続された第１の液体層から、前記第２の流路と接続された第２の液体層への液体移送を制御するマイクロチップ制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の各視点によれば、試料等の逆流を防止することに寄与するマイクロチップ、液体移送方法及びマイクロチップ制御装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態の概要を説明するための図であって、（ａ）マイクロチップの概略の一例を示す断面図、（ｂ）マイクロチップに形成された２つの流路を平面視した場合の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るマイクロチップ及びマイクロチップ制御装置の外観の一例を示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係るマイクロチップの概略の一例を示す斜視図である。
【図４】マイクロチップに形成された液体層と流路の概念を示す図である。
【図５】第２の中間層と第３の中間層の一例示す平面図である。
【図６】図３及び図５に示すＸ１−Ｘ１間の断面模式図の一例を示す図である。
【図７】図３及び図５に示すＸ１−Ｘ１間の断面模式図の一例を示す図である。
【図８】逆流防止弁構造を説明するための図である。
【図９】２つの流路の接続形態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
初めに、一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。
【００１７】
上述のように、試料等の逆流を防止するマイクロチップが望まれる。
【００１８】
そこで、一例として図１（ａ）に示すマイクロチップ１００を提供する。マイクロチップ１００は、積層された複数の弾性シート１０１〜１０３を備える。複数の弾性シートにより形成される中間層であって第１の中間層を形成する、弾性シート１０１、１０２のそれぞれは、第１の中間層に第１の流路１０４を形成するための非接着箇所を有する。複数の弾性シートにより形成される中間層であって第２の中間層を形成する、弾性シート１０２、１０３のそれぞれは、第２の中間層に第２の流路１０５を形成するための非接着箇所を有する。第１及び第２の中間層に挟まれた弾性シート１０２は、第１の流路１０４と第２の流路１０５を接続する接続部１０６を有する。第１の流路１０４の接続部１０６における流路幅は、第２の流路１０５の接続部１０６における流路幅よりも狭い（図１（ｂ）参照）。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、第１の流路１０４の接続部１０６における流路幅は、第２の流路１０５の接続部１０６における流路幅よりも狭い。詳細については後述するが、接続部１０６における流路幅が狭いと、当該流路に液体を流し込むために強い力が必要となる。逆に、流路幅が広いと、弱い力にて当該流路に液体を流し込むことできる。そのため、第１の流路１０４が形成可能な力が液体に加わった場合には、第２の流路１０５に液体を流し込むことができる。一方、第２の流路１０５に液体を流し込む力が液体に加わったとしても、その力が第１の流路１０４に液体を流し込む力よりも強いとは限らない。そのため、当該力が第１の流路１０４に液体を流し込む力よりも弱い場合には、液体が第１の流路１０４に流れ込むことはない。即ち、２つの中間層に形成した流路の幅がそれぞれ異なる（流路の幅が非対称）ことに起因し、マイクロチップ１００の内部に逆流防止構造が形成できる。
【００２０】
以下に具体的な実施の形態について、図面を参照してさらに詳しく説明する。なお、各図面において同一構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２１】
［第１の実施形態］
第１の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。
【００２２】
図２は、第１の実施形態に係るマイクロチップ１０及びマイクロチップ制御装置２０の外観の一例を示す斜視図である。図２に示すように、マイクロチップ制御装置２０は、テーブル２１が配置された台座２２と、蓋２３と、を有する。例えば、マイクロチップ１０上にてＤＮＡ分析を行う場合には、テーブル２１にサンプル溶液を加熱するためのユニット（図示せず）や、電気泳動を行うためのユニット（図示せず）が配置される。台座２２と蓋２３は、ヒンジを介して接続されており、蓋２３の開閉が可能である。
【００２３】
マイクロチップ１０は、テーブル２１に設けられたピンを、マイクロチップ１０に設けられたピン穴に嵌合させることで、テーブル２１上の所定の位置に載置される。マイクロチップ１０をテーブル２１に載置した状態で、蓋２３を閉じると、マイクロチップ１０の所定箇所がテーブル２１上に設けられた各ユニットと接触する。
【００２４】
蓋２３には、複数の加圧穴２４が設けられる。これらの加圧穴２４に対応する蓋２３の領域は貫通しており、加圧穴２４はチューブ２５を介して電磁弁２６に接続される。また、蓋２３を閉じることで、加圧穴２４とマイクロチップ１０上の各種制御孔が接続する。なお、加圧穴２４と制御孔とはＯ−リングなどの密封機構を介在させて密着することが好ましい。
【００２５】
蓄圧器２７には圧縮空気等の加圧媒体が封入されており、コントローラ２８が電磁弁２６を制御することで、加圧穴２４を介してマイクロチップ１０上の制御孔へ加圧媒体を出し入れする。なお、蓄圧器２７の内部圧力は、図示しない圧力センサ及びポンプ等により、所定の圧力を維持するように制御される。
【００２６】
図３は、マイクロチップ１０の概略の一例を示す斜視図である。図３を参照すると、マイクロチップ１０は、弾性シート２０１〜２０４と、樹脂プレート２１１と、を積層してなる。具体的には、マイクロチップ１０は、弾性シート２０１上に弾性シート２０２、弾性シート２０２上に弾性シート２０３、弾性シート２０３上に弾性シート２０４、弾性シート２０４上に樹脂プレート２１１をそれぞれ積層してなる。なお、図３に示すマイクロチップ１０の構成は一例であって、マイクロチップ１０をなす弾性シートの枚数を限定する趣旨ではない。弾性シートの枚数は、４枚よりも多くても少なくてもよい。
【００２７】
弾性シート２０１〜２０４は、シリコンゴム等の伸縮性を持つ材料を主材料とするのが望ましい。また、弾性シート２０１〜２０４は、耐熱性、耐酸・アルカリ性を有することが望ましい。樹脂プレート２１１は、弾性シート２０１〜２０４の伸張を制御可能な程度に硬質であることが望ましい。
【００２８】
マイクロチップ１０をなす弾性シート２０１〜２０４の一部は非接着である。各弾性シート間の一部を非接着とすることで、当該非接着箇所が液体層や流路として利用される。つまり、４枚の弾性シート２０１〜２０４の一部を非接着とすることで、液体層や流路として機能する３層の中間層が、マイクロチップ１０には形成可能である。
【００２９】
なお、以降の説明において、弾性シート２０１と弾性シート２０２の間に形成される中間層を第１の中間層２２１と称し、弾性シート２０２と弾性シート２０３の間に形成される中間層を第２の中間層２２２と称し、弾性シート２０３と弾性シート２０４の間に形成される中間層を第３の中間層２２３と称する。但し、マイクロチップ１０に形成される中間層の数を限定する趣旨ではない。４枚の弾性シートにより、２層の中間層が形成されてもよい。
【００３０】
また、図３以降の図面において、弾性シート間が接着されている場合には両者の境界を実線で表記し、弾性シート間が非接着の場合には両者の境界を破線で表記する。
【００３１】
図４は、マイクロチップ１０に形成された液体層と流路の概念を示す図である。例えば、マイクロチップ１０には、溶液注入槽３０１及び３０２と、溶液反応槽３０３と、が形成される。溶液注入槽３０１及び３０２は、樹脂プレート２１１等を貫通する貫通孔として形成され、液体をマイクロチップ１０の内部に注入する液体層として機能する。オペレータは、マイクロチップ１０をマイクロチップ制御装置２０に設置した後、溶液注入槽３０１及び３０２に必要な溶液を注入する。
【００３２】
溶液注入槽３０１は流路３１１を介して溶液反応槽３０３と接続され、溶液注入槽３０２は流路３１２を介して溶液反応槽３０３と接続される。溶液反応槽３０３は、溶液注入槽３０１及び３０２から移送されてきた液体を混合又は反応させる液体層として機能する。溶液反応槽３０３は、他の反応槽に混合液等を移送するための流路３１３と接続される。
【００３３】
溶液注入槽３０１及び３０２から溶液反応槽３０３に液体を移送する場合や、溶液反応槽３０３から他の反応槽に液体を移送する場合に、マイクロチップ１０の表面から加圧媒体が印加される。例えば、図３を参照すると、溶液注入槽３０１に蓄えられた液体は、溶液注入槽３０１の上方から加圧媒体を印加することで溶液反応槽３０３に移送される。同様に、溶液注入槽３０２の上方から圧力を加えることで、溶液注入槽３０２に蓄えられた液体は、溶液反応槽３０３に移送される。
【００３４】
溶液反応槽３０３内部の液体を移送する場合には、マイクロチップ１０の表面に設けられた制御孔３２１に加圧媒体を印加する。詳細は後述するが、マイクロチップ１０は、液体槽の間を接続する各流路に逆流防止構造を有するため、制御孔３２１に加圧媒体が印加されたとしても、溶液反応槽３０３内部の液体が溶液注入槽３０１や３０２に逆流することはない。
【００３５】
次に、溶液注入槽３０１、流路３１１及び溶液反応槽３０３の間の構造及び液体移送に関して説明する。
【００３６】
図５（ａ）は第２の中間層２２２の平面図の一例を示し、図５（ｂ）は第３の中間層２２３の平面図の一例を示す。
【００３７】
溶液注入槽３０１は、樹脂プレート２１１、弾性シート２０３及び弾性シート２０４を貫通することで形成される。弾性シート２０２の表面が溶液注入槽３０１の底部となる。溶液反応槽３０３は、弾性シート２０３と弾性シート２０４の間の非接着箇所（第３の中間層２２３）に形成される。
【００３８】
溶液注入槽３０１と溶液反応槽３０３は、流路３１１により接続される。流路３１１は、２つの中間層に跨がって形成される。具体的には、流路３１１の一部は、第２の中間層２２２に流路３１１ａとして形成される。また、流路３１１の他の一部は、第３の中間層２２３に流路３１１ｂとして形成される。流路３１１ａと流路３１１ｂは、弾性シート２０３を貫通する接続孔３３１により接続される。
【００３９】
ここで、流路３１１ａと３１１ｂの流路幅（流路をなす非接着箇所の幅）は、互いに異なる。具体的には、流路３１１ａの接続孔３３１における流路幅Ａは、流路３１１ｂの接続孔３３１における流路幅Ｂよりも狭くなるように、弾性シート間の非接着箇所が設けられる。
【００４０】
また、第３の中間層２２３に形成される流路３１１ｂは、接続孔３３１を基点として２つの流路に分岐する。分岐した一方の流路は、溶液反応槽３０３と接続される。分岐した他方の流路は、接続先のない行き止まり流路である。さらに、流路３１１ｂの行き止まり流路は、平面視において、流路３１１ａの一部を覆うように形成される。図５（ｃ）を参照すると、流路３１１ａの流路幅Ａと行き止まり流路の長さＣからなる長方形が、上下の流路の重複部３４１となる。
【００４１】
図６は、図３及び図５に示すＸ１−Ｘ１間の断面模式図の一例を示す図である。図６（ａ）は、溶液注入槽３０１を加圧する前の状態を示す。図６（ｂ）は、溶液注入槽３０１を加圧している状態を示す。図６（ｃ）は、溶液注入槽３０１の加圧が終了した状態を示す。
【００４２】
図６（ａ）を参照すると、流路３１１ａは第２の中間層２２２に形成されるので、流路３１１ａは弾性シート２０２と弾性シート２０３の非接着箇所に形成される。同様に、流路３１１ｂは第３の中間層２２３に形成されるので、流路３１１ｂは弾性シート２０３と弾性シート２０４の非接着箇所に形成される。また、溶液反応槽３０３は、弾性シート２０３と弾性シート２０４の非接着箇所に形成される。
【００４３】
図６（ａ）に示す状態から、溶液注入槽３０１に加圧媒体が印加されると、溶液注入槽３０１に蓄えられた液体は、流路３１１に流れ込む（図６（ｂ）参照）。具体的には、加圧された液体は、流路３１１ａをなす弾性シート２０２を下方に押し広げつつ、接続孔３３１に向かって移動する。
【００４４】
その後、加圧された液体は、接続孔３３１を介して流路３１１ｂに流れ込む。その際、加圧された液体は、流路３１１ｂをなす弾性シート２０３を下方に押し広げつつ、溶液反応槽３０３に向かって移動する。その後、加圧された液体が、弾性シート２０３及び２０４の非接着箇所に充填されると、溶液反応槽３０３が形成される（図６（ｃ）参照）。
【００４５】
次に、溶液反応槽３０３に蓄えた液体を他の液体槽に移送する等の目的で、溶液反応槽３０３が、制御孔３２１を介して加圧された場合について説明する。溶液反応槽３０３が加圧されると、流路３１１ｂと溶液反応槽３０３は接続されているため、流路３１１ｂに液体が流れ出すことがある。
【００４６】
図７（ａ）を参照すると、溶液反応槽３０３から押し出された液体（加圧された液体）は、流路３１１ｂを充填する。その際、加圧された液体は、接続孔３３１にも到達する。
【００４７】
ここで、流路３１１ａと流路３１１ｂは、それぞれの流路幅が異なっている（図５参照）。そのため、流路３１１ａに液体を流し込むために必要な力Ｆ１と、流路３１１ｂに液体を流し込むために必要な力Ｆ２と、の間には、Ｆ１＞Ｆ２の関係が成り立つ。このことは、流路幅Ａの流路３１１ａを長さＬ拡げる場合と、流路幅Ｂの流路３１１ｂを長さＬ拡げる場合を考えれば理解できる。
【００４８】
この場合、流路３１１ａの単位長さあたりの変動量は、Ｌ／Ａである。一方、流路３１１ｂの単位長さあたりの変動量は、Ｌ／Ｂである。流路幅Ｂ＞流路幅Ａであるので、単位長さあたりの変動量は流路３１１ｂよりも流路３１１ａの方が大きい。そのため、流路３１１ａ及び３１１ｂのそれぞれを、同じ長さＬ拡げようとすれば、その際の反発力は流路３１１ａの方が大きい。即ち、流路幅の広い流路３１１ｂの方が、流路幅の狭い流路３１１ａよりも容易に拡がる。
【００４９】
換言するならば、流路３１１ａを形成する弾性シート２０２と２０３の間に液体を流し込むのに必要な圧力が溶液注入槽３０１に加われば、弾性シート２０３と２０４の間にも液体は流れ込む。一方、弾性シート２０３と２０４の間に液体を流し込むことができたとしても（流路３１１ｂを形成できたとしても）、その際の圧力では弾性シート２０２と２０３の間に液体を流し込むことができない場合がある（流路３１１ａが形成できない場合がある）。
【００５０】
図７（ａ）に示す状態が、このような状態に相当する。即ち、流路３１１ａと流路３１１ｂそれぞれの流路幅が異なるという非対称性が、それぞれの流路を形成するために必要な力の相違（降伏圧力の差）を生じさせ、加圧された液体が逆流することを防止する。即ち、液体を通過させる際の上流側の流路幅（例えば、流路３１１ａの流路幅Ａ）を狭くし、下流側の流路幅（例えば、流路３１１ｂの流路幅Ｂ）を広くすることで、マイクロチップ１０の内部に逆流防止構造を形成できる。
【００５１】
このように、第１の実施形態に係るマイクロチップでは、２つの流路における流路幅の非対称性により液体の逆流を防止する。従って、溶液反応槽３０３に印加される圧力が、流路３１１ａを形成するために必要な力よりも小さい場合には、流路３１１ａと流路３１１ｂの重複部３４１が存在しなくとも加圧された液体の逆流を防止できる。つまり、流路３１１ａの流路幅Ａを非常に狭く、流路３１１ｂの流路幅Ｂを非常に広く設定することで、加圧された液体の逆流を防止できる。
【００５２】
図７（ａ）に示す状態よりも強い圧力が溶液反応槽３０３に印加されると、加圧された液体は、流路３１１ｂの行き止まり流路にも充填される。その結果、流路３１１ａと流路３１１ｂの重複部３４１に対応する弾性シート２０３の領域は下方に押し下げられる（図７（ｂ）参照）。重複部３４１部分の弾性シート２０３が下方に押し下がることに応じて、対応する流路３１１ａも下方に押しつけられる。
【００５３】
このように、弾性シート２０３の一部が下方に押し下げられ、この押し下げられた弾性シート２０３が逆流防止弁として機能する。その結果、加圧された液体が溶液注入槽３０１に逆流することはない。なお、溶液反応槽３０３に加わる圧力が増加すれば、弾性シート２０２と弾性シート２０３の間に液体を流し込む力が増加する。しかし、溶液反応槽３０３に加わる圧力が増加すれば、弾性シート２０３を下方に押し下げる力もまた増加するため、液体が溶液注入槽３０１に逆流することはない。即ち、加圧された液体が流路３１１ｂの行き止まり流路に充填し、弾性シート２０３を下方に押し下げる。この弾性シート２０３を下方に押し下げる力が、流路３１１ａと流路３１１ｂの流路幅が異なることに起因する降伏圧力の差をさらに拡げることになり、より強固な逆流防止現構造が形成される。
【００５４】
なお、上記の逆流防止弁構造は、径の異なる管を連結し、連結部分に弁を有する構成と類似する。例えば、図８（ａ）に示すように、径の異なる管４０１と管４０２を連結し、その接続部に弁４１１を有する構造を考える。図８（ａ）において、管４０２から管４０１に向けて液体を流す場合には、弁４１１が開き液体は流れる。対して、管４０１から管４０２に液体を流す場合には、弁４１１が閉じて液体は流れない。図８（ｂ）は、図８（ａ）の円形の領域４２０の拡大図である。図８（ｂ）を参照すると、管４０１から管４０２に向けて液体を流すと、弁４１１には力Ｆ３が加わる。同時に、弁４１１と管４０２の間隙にも力Ｆ４が加わる。その際、力Ｆ３は力Ｆ４よりも強いので、液体は管４０２に流れない。また、管４０１に充填した液体をさらに加圧すると、力Ｆ３及び力Ｆ４が共に大きくなるため、管４０２に液体が流れることはない。つまり、弁４１１を開く目的で、管４０１に充填した液体に高い圧力を加えると、弁４１１を開くための力Ｆ４が大きくなるが、同時に、弁４１１を閉じる力Ｆ３も大きくなるため、液体が管４０２に流れることはない。
【００５５】
以上のように、第１の実施形態に係るマイクロチップ１０は、異なる中間層に形成された２つの流路の幅が異なるという非対称性を有する。このような流路幅の相違が、液体が逆流することを防止する第１の逆流防止構造を構成する。さらに、マイクロチップ１０は、流路幅の狭い流路の上方に流路幅の広い流路を形成し、２つの流路が重複する重複部を有する。流路幅の広い流路を流れてきた液体は、重複部を充填し、弾性シート２０３を下方に押し下げる。逆流してきた液体により押し下げられた弾性シート２０３が、液体の逆流を防止する第２の逆流防止構造を構成する。
【００５６】
第１の実施形態に係るマイクロチップ制御装置２０は、第１及び第２の逆流防止構造を有するマイクロチップ１０を利用することで、接続孔３３１を経由して流路３１１ａ（第１の流路）から流路３１１ｂ（第２の流路）へ液体を移送する工程と、流路３１１ｂから流路３１１ａへの液体移送を遮断する工程（液体の逆流を防止する工程）と、を実行できる。
【００５７】
なお、第１の実施形態にて説明したマイクロチップ１０の構造は例示であって、種々の変形が考えられる。例えば、上下の流路３１１ａと３１１ｂを接続する接続部は、接続孔３３１のような円筒形状でなくともよい。例えば、接続部は、流路３１１ａと流路３１１ｂに挟まれた弾性シート２０３に切り込みをいれたスリット状であってもよい。
【００５８】
第１の実施形態に係るマイクロチップ１０は、４枚の弾性シート２０１〜２０４の上にさらに樹脂プレート２１１が積層される構造を有する。しかし、マイクロチップ１０は、４枚の弾性シート２０１〜２０４が、２枚の樹脂プレートにより挟まれる構造であってもよい。この場合には、流路をなす弾性シートの非接着箇所の上方又は下方に空間部を設け、マイクロチップ１０の内部に流路を形成するための空間部を確保する。
【００５９】
また、第１の実施形態では、流路３１１ａが形成される中間層（第２の中間層２２２）と流路３１１ｂが形成される中間層（第３の中間層２２３）が上下方向で隣接している場合について説明した。しかし、２つの流路が形成される中間層が隣接していなくともよい。例えば、一方の流路が第１の中間層２２１に形成され、他方の流路が第３の中間層２２３に形成されていてもよい。さらにまた、流路３１１ｂの接続先となる溶液反応槽３０３は、流路３１１ｂと同じ中間層（第３の中間層２２３）に形成されていなくともよい。
【００６０】
第１の実施形態では、上流の流路３１１ａが下層の中間層（第２の中間層２２２）に形成され、下流の流路３１１ｂが上層の中間層（第３の中間層２２３）に形成される場合について説明した。しかし、上流の流路３１１ａが上層の中間層に形成され、下流の流路３１１ｂが下層の中間層に形成されてもよい。
【００６１】
また、第１の実施形態では、流路３１１ａ及び３１１ｂが、平面視において直線上に形成されている場合について説明したが、２つの流路が延伸する方向はどのようなものでもよい。例えば、図９（ａ）に示すように、２つの流路が斜めに交錯していてもよい。さらに、流路自身が直線である必要もない（図９（ｂ）参照）。さらにまた、流路３１１ａ及び３１１ｂの流路幅は一定である必要はなく、図９（ｃ）に示すように、流路の途中で幅が異なっていてもよい。さらにまた、重複部３４１と接続孔３３１は隣接していなくともよい。例えば、図９（ｄ）に示すように、接続孔３３１から離れた場所にておいて、接続孔３３１から分岐した行き止まり流路（流路３１１ｂの一部）と流路３１１ａが重複していてもよい。
【００６２】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の形態のようにも記載され得るが、以下には限られない。
【００６３】
［形態１］
積層された複数の弾性シートを備え、
前記複数の弾性シートにより形成される中間層であって第１の中間層を形成する、弾性シートのそれぞれは、前記第１の中間層に第１の流路を形成するための非接着箇所を有し、
前記複数の弾性シートにより形成される中間層であって第２の中間層を形成する、弾性シートのそれぞれは、前記第２の中間層に第２の流路を形成するための非接着箇所を有し、
前記第１及び第２の中間層に挟まれた弾性シートは、前記第１の流路と前記第２の流路を接続する接続部を有し、
前記第１の流路の前記接続部における流路幅は、前記第２の流路の前記接続部における流路幅よりも狭い、マイクロチップ。
［形態２］
前記第２の流路は、前記接続部を起点として２つの流路に分岐し、前記分岐した一方の流路は行き止まり流路であり、且つ、平面視において前記行き止まり流路の一部が前記第１の流路と重複している、形態１のマイクロチップ。
［形態３］
前記第１の流路は、前記接続部との接続とは異なる一端にて、前記複数のシートの一部を貫通して形成された液体注入層と接続され、
前記第２の流路における前記分岐した他の一方の流路は、前記複数の弾性シートにより形成される中間層であって第３の中間層に形成される液体層に接続される形態２のマイクロチップ。
［形態４］
前記第１の中間層と前記第２の中間層が隣接しており、前記接続部は、前記第１及び第２の中間層に挟まれた１枚の弾性シートに形成される、形態１乃至３のいずれか一に記載のマイクロチップ。
［形態５］
積層された複数の弾性シートを備え、
前記複数の弾性シートの間には複数の中間層が形成されると共に、第１の中間層に第１の流路が、第２の中間層に第２の流路がそれぞれ形成され、
前記第１及び第２の流路は、前記第１及び第２の中間層に挟まれた弾性シートを貫通する接続部により接続され、
前記接続部を経由して前記第１の流路から第２の流路への液体移送を可能とし、前記接続部を経由して前記第２の流路から前記第１の流路への液体移送を不可能とする逆流防止構造を有する、マイクロチップ。
［形態６］
前記逆流防止構造は、前記第１の流路の前記接続部における第１の流路幅と、前記第２の流路の前記接続部における流路幅であって、前記第１の流路幅とは異なる第２の流路幅と、からなる形態５のマイクロチップ。
［形態７］
前記逆流防止構造は、平面視において、前記第１及び第２の流路が重複する領域からなる形態５又は６のマイクロチップ。
［形態８］
積層された複数の弾性シートを備え、
前記複数の弾性シートの間には複数の中間層が形成されると共に、第１の中間層に第１の流路が、第２の中間層に第２の流路がそれぞれ形成され、
前記第１及び第２の流路は、前記第１及び第２の中間層に挟まれた弾性シートを貫通する接続部により接続されるマイクロチップにおいて、
前記接続部を経由して前記第１の流路から第２の流路への液体移送を行う工程と、
前記第２の流路から前記第１の流路への液体移送を遮断する工程と、
を含む液体移送方法。
［形態９］
形態１乃至７のいずれか一に記載のマイクチップにおいて、
前記第１の流路と接続された第１の液体層から、前記第２の流路と接続された第２の液体層への液体移送を制御するマイクロチップ制御装置。  
【００６４】
なお、引用した上記の特許文献の開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００６５】
１０、１００  マイクロチップ
２０  マイクロチップ制御装置
２１  テーブル
２２  台座
２３  蓋
２４  加圧穴
２５  チューブ
２６  電磁弁
２７  蓄圧器
２８  コントローラ
１０１  第１の弾性シート
１０２  第２の弾性シート
１０３  第４の弾性シート
１０４  第１の流路
１０５  第２の流路
１０６  接続部
２０１〜２０４  弾性シート
２１１  樹脂プレート
２２１〜２２３  中間層
３０１、３０２  溶液注入槽
３０３  溶液反応槽
３１１、３１１ａ、３１１ｂ、３１２、３１３  流路
３２１  制御孔
３３１  接続孔
３４１  重複部
４０１、４０２  管
４１１  弁
４２０  領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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