(57)【要約】  流路に設けられた収容部に形状記憶性を有する物質が収容され、前記形状記憶性を有する物質が変形することにより前記流路中の流体の流れを調節するバルブは、簡便にかつ低コストで製造することができ、流体デバイスの設計の自由度も高いため有用である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路に設けられた収容部に形状記憶性を有する物質が収容され、前記形状記憶性を有する物質が変形することにより前記流路中の流体の流れを調節するバルブ。
【請求項２】
前記収容部は前記流路に形成された孔部である請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
前記収容部は前記流路に開口部を有する凹型形状である請求項１又は２に記載のバルブ。
【請求項４】
前記形状記憶性を有する物質は形状記憶ポリマーである請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項５】
前記形状記憶性を有する物質の少なくとも一部が前記流路の少なくとも一部を形成する請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項６】
温度変化によって、前記流路中を前記流体が流れる状態とする開状態、又は前記流体の流れを堰き止めた状態とする閉状態、に変形可能である請求項１〜５のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項７】
加熱されることにより、前記流路中を前記流体が流れる状態とする開状態から、前記流体の流れを堰き止めた状態とする閉状態へと変形するノーマリーオープン・バルブである請求項６に記載のバルブ。
【請求項８】
前記バルブは、流体を堰き止める堰を有し、前記形状記憶性を有する物質は、流体が前記堰を迂回するためのバイパス路となる凹部を有し、前記加熱により前記凹部が消失する請求項７に記載のバルブ。
【請求項９】
前記形状記憶性を有する物質は、流体が通過する貫通孔を有し、前記加熱により前記貫通孔が消失する請求項７に記載のバルブ。
【請求項１０】
加熱されることにより、前記流路中の前記流体の流れを堰き止めた状態とする閉状態から、前記流体が流れる状態とする開状態へと変形するノーマリークローズ・バルブである請求項６に記載のバルブ。
【請求項１１】
流路に設けられ、
形状記憶性を有する物質で構成された平板部と、前記平板部の第１面から突出した突出部とを備え、
前記平板部が変形することにより、前記流路中の流体の流れを調節するバルブ。
【請求項１２】
前記平板部と前記突出部とは互いに同じ形状記憶性を有する物質で構成されている、請求項１１に記載のバルブ。
【請求項１３】
前記形状記憶性を有する物質は形状記憶ポリマーである請求項１１又は１２に記載のバルブ。
【請求項１４】
前記突出部は、前記平板部の厚さ方向に延びている請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項１５】
前記突出部は、前記平板部の厚さ方向と交差する方向に延びている請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項１６】
前記突出部は、前記平板部に設けられた第１突出部と、前記第１突出部とは前記平板部の中心を挟んだ逆側に設けられた第２突出部とを備える請求項１１〜１５のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項１７】
前記突出部は断面が円又は多角形の非直線形状である請求項１１〜１６のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項１８】
前記平板部の前記第１面の反対側の第２面が前記流路の少なくとも一部を形成しており、
前記第１面の表面積は、前記第２面の表面積よりも大きい請求項１１〜１７のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項１９】
前記平板部は、円柱状、円錐台状、多角柱状又は多角錐台状である請求項１１〜１８のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項２０】
温度変化部を更に備え、前記平板部の前記第１面は、直接的又は間接的に前記温度変化部に接する請求項１１〜１９のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれか一項に記載のバルブを備える流体デバイス。
【請求項２２】
前記バルブを複数備える請求項２１に記載の流体デバイス。
【請求項２３】
１つの前記流路に互いに間隔をあけて２つの前記バルブを備える請求項２２に記載の流体デバイス。
【請求項２４】
直列的に配設された、請求項７〜９のいずれか一項に記載のバルブ及び請求項１０に記載のバルブを備える請求項２２又は２３に記載の流体デバイス。
【請求項２５】
請求項６〜２０のいずれか一項に記載のバルブ、及び前記形状記憶性を有する物質の少なくとも一部の温度を変化させる温度変化部を備える請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の流体デバイス。
【請求項２６】
前記温度変化部は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する電熱変換部を備える請求項２５に記載の流体デバイス。
【請求項２７】
前記温度変化部は、光エネルギーを熱エネルギーに変換する光熱変換部を備える請求項２５に記載の流体デバイス。
【請求項２８】
流路を有する流路基板と、
前記流路基板と第１面で接合される基板と、を備え、
前記基板は、前記流路と対向する位置に設けられたバルブを備え、前記バルブは、形状記憶性を有する物質が収容された収容部を備え、前記形状記憶性を有する物質が変形することにより、前記流路中の流体の流れを調節する流体デバイス。
【請求項２９】
前記収容部は前記基板に形成された凹部の側面及び底面により囲まれた空間である請求項２８に記載の流体デバイス。
【請求項３０】
前記形状記憶性を有する物質は形状記憶ポリマーである請求項２８又は２９に記載の流体デバイス。
【請求項３１】
前記流路は前記流路基板に形成された溝を含み、
前記流路基板に形成された溝と前記基板の第１面とが流体に接する第一流路部と、前記流路基板に形成された溝と前記形状記憶性を有する物質とが流体に接する第二流路部と、を含む、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の流体デバイス。
【請求項３２】
前記基板の第１面と、前記形状記憶性を有する物質の前記流体に接する面とが面一である請求項３１に記載の流体デバイス。
【請求項３３】
前記収容部は底部を有し、
前記基板は前記第１面の反対側の第２面と前記底部とを貫通する貫通孔を有する請求項２８〜３２のいずれか一項に記載の流体デバイス。
【請求項３４】
前記基板は前記第１面を含み前記流路基板と接合される第１基板と、前記第１基板と前記第１面の反対側の面で接合される第２基板とを備え、
前記収容部は、前記第１基板を貫通する貫通孔を含み、
前記第２基板は、先端に前記形状記憶性を有する物質を支持する支持部が設けられ前記貫通孔に挿入される凸部を備える請求項２８〜３３のいずれか一項に記載の流体デバイス。
【請求項３５】
前記第２基板は、前記凸部が設けられた面の反対側の面と前記支持部とを貫通し前記形状記憶性を有する物質の注入口となる供給部を有する請求項３４に記載の流体デバイス。
【請求項３６】
前記支持部に前記温度変化部が設けられた請求項３４又は３５に記載の流体デバイス。
【請求項３７】
前記凸部の側面は、前記第２基板の表面に向かうにしたがって拡径する傾斜面である請求項３４〜３６のいずれか一項に記載の流体デバイス。
【請求項３８】
前記流路が３次元的に配置されている請求項２１〜３７のいずれか一項に記載の流体デバイス。
【請求項３９】
複数の前記流路が３次元的に配置されている請求項３８に記載の流体デバイス。
【請求項４０】
流路を有する流路基板と、前記流路基板と第１面で接合される基板とを備える流体デバイスの製造方法であって、
流路を有する流路基板と、前記流路基板と第１面で接合される基板であって、前記第１面における前記流路と対向する位置に局所的に収容部が形成された基板を用意する工程（ａ）と、
前記収容部に形状記憶性を有する物質を収容する工程（ｂ）と、
を備える流体デバイスの製造方法。
【請求項４１】
前記形状記憶性を有する物質は形状記憶ポリマーである請求項４０に記載の流体デバイスの製造方法。
【請求項４２】
前記工程（ｂ）において、硬化前の前記形状記憶ポリマー組成物を前記収容部に注入し、前記収容部内で硬化する請求項４１に記載の流体デバイスの製造方法。
【請求項４３】
前記基板は前記第１面の反対側の第２面と前記収容部の底部とを貫通し前記形状記憶ポリマーの注入口となる供給部を備え、
前記工程（ｂ）において、前記供給部から前記収容部に硬化前の形状記憶ポリマー組成物を注入する請求項４２に記載の流体デバイスの製造方法。
【請求項４４】
前記形状記憶ポリマーの形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、前記収容部に収容された形状記憶ポリマーに外力を加えて変形させ、加熱により元の形状に戻る構造体を形成する、工程（ｃ）を更に備える請求項４１〜４３のいずれか一項に記載の流体デバイスの製造方法。
【請求項４５】
工程（ｂ）の前に前記基板の前記第１面に前記収容部を閉塞する蓋体基板を接合する工程を更に備える請求項４０〜４４のいずれか一項に記載の流体デバイスの製造方法。
【請求項４６】
前記蓋体基板は、前記収容部と対向する位置に、前記形状記憶性を有する物質に転写される転写面を有する請求項４５に記載の流体デバイスの製造方法。
【請求項４７】
前記蓋体基板は、前記収容部に収容した前記形状記憶性を有する物質の収縮量に応じた深さの窪みを有する請求項４５又は４６に記載の流体デバイスの製造方法。
【請求項４８】
前記工程（ｃ）は、
前記形状記憶ポリマーの形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、前記形状記憶ポリマーに外力を加えて、第１の凹部を設け、前記形状記憶ポリマー上に、第１のノーマリーオープン・バルブを成形する工程、
前記形状記憶ポリマーの形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、前記形状記憶ポリマーに外力を加えて、第１の貫通孔を設け、前記形状記憶ポリマーに、第２のノーマリーオープン・バルブを成形する工程、
前記形状記憶ポリマーの融点未満の温度下で成形加工若しくは機械加工により、前記形状記憶ポリマーに第２の凹部を形成し、前記形状記憶ポリマーの形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、前記第２の凹部に外力を加えて前記第２の凹部を平坦にし、前記形状記憶ポリマー上に、第１のノーマリークローズ・バルブを成形する工程、及び、
前記形状記憶ポリマーの融点未満の温度下で成形加工若しくは機械加工により、前記形状記憶ポリマーに第２の貫通孔を形成し、前記形状記憶ポリマーの形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、前記第２の貫通孔に外力を加えて前記第２の貫通孔を平坦にし、前記形状記憶ポリマーに、第２のノーマリークローズ・バルブを成形する工程からなる群から選ばれる少なくとも一工程であり、
前記基板の前記第１面に流路を有する流路基板を接合する工程（ｄ）を更に備える請求項４１〜４７のいずれか一項に記載の流体デバイスの製造方法。
【請求項４９】
前記基板は、前記第１面を含み前記流路基板と接合される第１基板と、前記第１基板と前記第１面の反対側の面で接合される第２基板とを備え、
前記工程（ａ）が、前記第１基板に、形状記憶ポリマーが収容される収容部となる貫通孔を形成する工程（ａ１’）と、
前記第２基板に、先端に前記形状記憶ポリマーを支持する支持部が設けられ前記貫通孔に挿入される凸部と、前記凸部が設けられた面の反対側の面と前記支持部とを貫通し前記形状記憶ポリマーの注入口となる供給部と、前記形状記憶ポリマーの少なくとも一部の温度を変化させる温度変化部とを形成する工程（ａ２’）と、
前記第１基板と前記第２基板とを、前記貫通孔に前記凸部を挿入して接合し、前記貫通孔及び前記支持部を含む収容部を形成する工程（ａ３）と、を備え、
前記工程（ｂ）が、前記供給部から前記収容部に硬化前の形状記憶ポリマー組成物を注入し、当該組成物を硬化させる工程（ｂ１’）を備える請求項４８に記載の流体デバイスの製造方法。
【請求項５０】
前記工程（ａ２’）が、前記第２基板に、先端に前記形状記憶ポリマーを支持する支持部が設けられ前記貫通孔に挿入される凸部と、前記凸部が設けられた面の反対側の面と前記支持部とを貫通し前記形状記憶ポリマーの注入口となる供給部と、前記凸部が設けられた面の反対側の面と前記支持部とを貫通し前記形状記憶ポリマーを注入するときのエア抜きとなる排出部と、前記形状記憶ポリマーの少なくとも一部の温度を変化させる温度変化部とを形成する工程である請求項４９に記載の流体デバイスの製造方法。
【請求項５１】
前記温度変化部は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する電熱変換部を備える請求項４９又は５０に記載の流体デバイスの製造方法。
【請求項５２】
前記温度変化部は、光エネルギーを熱エネルギーに変換する光熱変換部を備える請求項４９又は５０に記載の流体デバイスの製造方法。
【請求項５３】
前記工程（ｂ）の前に前記基板の前記第１面に前記収容部を閉塞する蓋体基板を接合する工程を備え、前記工程（ｃ）の前に前記蓋体基板を剥離する工程を更に備える請求項４０〜５２のいずれか一項に記載の流体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブ、流体デバイスおよび流体デバイスの製造方法に関する。本願は、２０１５年２月２５日に、日本に出願された特願２０１５−０３５９２０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、体外診断分野における試験の高速化、高効率化、および集積化、又は、検査機器の超小型化を目指したμ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）の開発などが注目を浴びており、世界的に活発な研究が進められている。【０００３】
μ−ＴＡＳは、少量の試料で測定、分析が可能なこと、持ち運びが可能となること、低コストで使い捨てが可能なこと等、従来の検査機器に比べて優れている。更に、高価な試薬を使用する場合や少量多検体を検査する場合において、有用性が高い方法として注目されている。【０００４】
μ−ＴＡＳにおいて、マイクロバルブは、チップ中の流路における生体試料等を含む流体の流れを制御するために不可欠な要素である。従来提案されているマイクロバルブは、アクチュエーター等の可動部材を用いるものが一般的であったが、近年では、流路の天井にガス圧をかけて流路を塞ぐマイクロバルブが提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００３−５１６１２９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Unger M. A., et al., Monolithic microfabricated valves and pumps by multilayer soft lithography, Science, 288, 113-116, 2000.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び非特許文献１に記載のマイクロバルブでは、流体の流れる流路の上部に、ガス流路のネットワークを形成する必要があり、簡便にかつ低コストでマイクロバルブを製造するという点においては改良の余地がある。また、このようなマイクロバルブを用いることにより、流体デバイスの設計の自由度が奪われている。【０００８】
本発明は、簡便にかつ低コストで製造することができ、流体デバイスの設計自由度の高いバルブを提供する。本発明はまた、上記バルブを備える流路デバイス及び流路デバイスの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は以下の態様を含む。
（１）本発明の一実施態様におけるバルブは、流路に設けられた収容部に形状記憶性を有する物質が収容され、前記形状記憶性を有する物質が変形することにより前記流路中の流体の流れを調節することを特徴とする。
（２）本発明の一実施態様におけるバルブは、流路に設けられ、形状記憶性を有する物質で構成された平板部と、前記平板部の第１面から突出した突出部とを備え、前記平板部が変形することにより、前記流路中の流体の流れを調節することを特徴とする。
（３）本発明の一実施態様における流体デバイスは、上記のバルブを備えることを特徴とする。
（４）本発明の一実施態様における流体デバイスは、流路を有する流路基板と、前記流路基板と第１面で接合される基板と、を備え、前記基板は、前記流路と対向する位置に設けられ、形状記憶性を有する物質が収容された収容部を備え、前記形状記憶性を有する物質が変形することにより、前記流路中の流体の流れを調節するバルブを備えることを特徴とする。
（５）本発明の一実施態様における流体デバイスの製造方法は、流路を有する流路基板と、前記流路基板と第１面で接合される基板とを備える流体デバイスの製造方法であって、流路を有する流路基板と、前記流路基板と第１面で接合される基板であって、前記第１面における前記流路と対向する位置に局所的に収容部が形成された基板を用意する工程（ａ）と、前記収容部に形状記憶性を有する物質を収容する工程（ｂ）と、を備えることを特徴とする。
（６）本発明の一実施態様におけるバルブは、流体が流れる流路に局所的に設けられ、形状記憶ポリマーが収容された収容部を備え、前記形状記憶ポリマーが変形することにより、前記流路中の流体の流れを調節することを特徴とする。
（７）本発明の一実施態様におけるバルブは、流体が流れる流路に局所的に設けられ、平板部と前記平板部の第１面から突出した突出部とを有する形状記憶ポリマーを含み、前記平板部と前記突出部とは互いに同じ形状記憶ポリマーで構成されており、前記平板部の前記第１面の反対側の第２面が前記流路の少なくとも一部を形成しており、前記平板部が変形することにより、前記流路中の流体の流れを調節することを特徴とする。
（８）本発明の一実施態様における流体デバイスは、上記のバルブを備えることを特徴とする。
（９）本発明の一実施態様における流体デバイスは、流路を有する流路基板と、前記流路基板と第１面で接合される基板と、を備え、前記基板は、前記流路と対向する位置に局所的に設けられ、形状記憶ポリマーが収容された収容部を備え、前記形状記憶ポリマーが変形することにより、前記流路中の流体の流れを調節するバルブを備えることを特徴とする。
（１０）本発明の一実施態様における流体デバイスの製造方法は、流路を有する流路基板と、前記流路基板と第１面で接合される基板とを備える流体デバイスの製造方法であって、流路を有する流路基板と、前記流路基板と第１面で接合される基板であって、前記第１面における前記流路と対向する位置に局所的に収容部が形成された基板を用意する工程（ａ）と、前記収容部に形状記憶ポリマーを収容する工程（ｂ）と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】形状記憶ポリマーの特性を説明する図である。
【図２】ノーマリーオープン・バルブの１実施形態を示す概略断面図である。
【図３】ノーマリーオープン・バルブの１実施形態を示す概略断面図である。
【図４】ノーマリークローズ・バルブの１実施形態を示す概略断面図である。
【図５】ノーマリークローズ・バルブの１実施形態を示す概略断面図である。
【図６】直列バルブの１実施形態を示す概略断面図である。
【図７】流体デバイスの１実施形態を示す模式図である。
【図８】温度変化部を説明する図である。
【図９】流体デバイスの１実施形態を示す模式図である。
【図１０】流体デバイスの第１実施形態を示す概略断面図である。
【図１１Ａ】流体デバイスの第２実施形態を示す概略断面図である。
【図１１Ｂ】流体デバイスの第２実施形態を示す概略断面図である。
【図１２Ａ】流体デバイスの第３実施形態を示す概略断面図である。
【図１２Ｂ】流体デバイスの第３実施形態を示す概略断面図である。
【図１２Ｃ】流体デバイスの第３実施形態を示す概略断面図である。
【図１３Ａ】流体デバイスの第４実施形態を示す概略断面図である。
【図１３Ｂ】流体デバイスの第４実施形態を示す概略断面図である。
【図１３Ｃ】流体デバイスの第４実施形態を示す概略断面図である。
【図１４】流体デバイスの製造方法の第３実施形態を説明する概略断面図である。
【図１５Ａ】流体デバイスの製造方法の第４実施形態を説明する概略断面図である。
【図１５Ｂ】流体デバイスの製造方法の第４実施形態を説明する概略断面図である。
【図１５Ｃ】流体デバイスの製造方法の第４実施形態を説明する概略断面図である。
【図１６Ａ】実施例１の流体デバイスの製造工程を示す写真である。ＭＳ基板の表面に形成されたヒーターのパターンを示す写真である。
【図１６Ｂ】実施例１の流体デバイスの製造工程を示す写真である。頂上部にヒーターのパターンが形成された凸部を有する基板を示す写真である。
【図１７Ａ】実施例１の流体デバイスの製造工程を示す写真である。配線形成後の第２基板を示す写真である。
【図１７Ｂ】実施例１の流体デバイスの製造工程を示す写真である。第１基板及び第２基板が接合された様子を示す写真である。
【図１７Ｃ】実施例１の流体デバイスの製造工程を示す写真である。実施例１の流体デバイスを示す写真である。
【図１８Ａ】印加電圧及び測定された蛍光強度と時間との関係を示すグラフである。
【図１８Ｂ】バルブが開状態の時の流路及びバルブが閉状態の時の流路の蛍光顕微鏡写真である。
【図１８Ｃ】バルブの応答時間及び消費電力の関係を示すグラフである。
【図１９Ａ】実施例２における、頂上部にヒーターのパターンが形成された凸部を有する第２基板を示す写真である。
【図１９Ｂ】実施例２における、配線形成後の第２基板を示す写真である。
【図１９Ｃ】実施例２において、第１基板及び第２基板が接合された様子を示す写真である。
【図１９Ｄ】完成した実施例２の流体デバイスを示す写真である。
【図２０】流体デバイスの第５実施形態を説明する概略断面図である。
【図２１】流体デバイスの第６実施形態を説明する概略断面図である。
【図２２Ａ】流体デバイスの第７実施形態を説明する概略断面図である。
【図２２Ｂ】流体デバイスの第７実施形態を説明する概略断面図である。
【図２２Ｃ】流体デバイスの第７実施形態を説明する概略断面図である。
【図２２Ｄ】流体デバイスの第７実施形態を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一又は対応する符号を付し、重複する説明は省略する。なお、各図における寸法比は、説明のため誇張している部分があり、必ずしも実際の寸法比とは一致しない。
【００１２】
また、以下の実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために一例として説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１３】
＜バルブ＞
一実施態様において、本発明は、流路に設けられた収容部に形状記憶性を有する物質が収容され、前記形状記憶性を有する物質が変形することにより前記流路中の流体の流れを調節するバルブを提供する。前記形状記憶性を有する物質は、ある温度以下で変形しても、その温度以上に加熱すると元の形状に回復する性質（形状記憶効果）をもった物質である。例えば、形状記憶合金であってもよく、形状記憶ポリマーであってもよい。
【００１４】
上記のバルブは、流体が流れる流路に局所的に設けられ、形状記憶ポリマーが収容された収容部を備え、前記形状記憶ポリマーが変形することにより、前記流路中の流体の流れを調節する、バルブであってもよい。本明細書において、流体が流れるとは、流体が移動することを意味する。
【００１５】
本バルブにおいて流路中の流体の流れを調節するとは、例えば、流体の流れを堰き止めたり、止まっていた流体を流れさせることである。また、加熱条件の制御により前記形状記憶性を有する物質の変形量を制御し、流量や流速を定量的に調節してもよい。加熱条件の例として、加熱時間や熱量が挙げられる。
【００１６】
本実施態様のバルブは、簡便にかつ低コストで製造することができ、流体の流れを簡便かつ自在に制御することができる。また、２枚の基板の間に形状記憶ポリマーのシートを挟んだサンドイッチ構造のデバイスではなく、流路に局所的に設けられ、形状記憶性を有する物質が収容された収容部により構成されている。このため、形状記憶ポリマーのシートにより上下の基板が隔てられることがなく、流体デバイス設計の自由度が高い。
【００１７】
［収容部］
本実施態様のバルブは、流路に局所的に設けられ、形状記憶性を有する物質が収容された収容部を含む。収容部について図２を参照しながら説明する。図２は、本実施態様のバルブの１実施形態を示す概略断面図である。
【００１８】
図２に示すバルブ２００は、流体が流れる流路２１０に局所的に設けられ、形状記憶性を有する物質２２０が収容された収容部２３０を備え、形状記憶性を有する物質２２０が変形することにより、流路２１０中の流体の流れを調節するものである。流路２１０は、流路（たとえば溝部）を有する流路基板２４０と、流路基板２４０と第１面２５１で接合される基板２５０とにより構成されている。
【００１９】
収容部２３０は、流路２１０に局所的に設けられている。換言すると、収容部２３０は、基板２５０における流路２１０の一部と対向する位置に局所的に設けられている。「流路２１０に局所的に設けられる」とは、流路２１０を構成する第１面２５１の全面ではなく、第１面２５１の限られた領域に収容部２３０が形成されていることを意味する。流路２１０の一部は形状記憶性を有する物質２２０と対向し、かつ、形状記憶性を有する物質２２０と対向しない流路２１０の少なくとも一部は第１面２５１と対向する。また、流路２１０を流れる流体は、一部では基板２５０の第１面２５１と接し、バルブ部において、形状記憶性を有する物質２２０の表面と接する。
【００２０】
収容部２３０は、例えば第１面２５１に開口部を有する凹型形状や孔であり、内部に形状記憶性を有する物質２２０が収容される部分である。ここで、形状記憶性を有する物質２２０は、その少なくとも一部が収容部２３０の内部に収容されていればよく、形状記憶性を有する物質２２０の全てが収容されていなくてもよい。収容部２３０は、基板２５０に形成された凹部を構成する表面、すなわち、当該凹部の側面及び底面により囲まれた空間であるということもできる。
【００２１】
なお、後述する複数のバルブを有する流体デバイスにおいて、複数のバルブにおいて収容部は共通であってもよい。例えば、複数のバルブが隣接している場合には、共通の収容部に収容された形状記憶性を有する物質によって複数のバルブが形成されていてもよい。また、複数のバルブがそれぞれ異なる収容部に収容された形状記憶性を有する物質によって形成されていてもよい。
【００２２】
［形状記憶性を有する物質］
前記形状記憶性を有する物質は、形状記憶合金であってもよく、形状記憶ポリマーであってもよい。形状記憶合金としては、チタンとニッケルの合金、鉄−マンガン−ケイ素合金等が挙げられる。
【００２３】
形状記憶ポリマーとは、成形加工後に外力を加えて変形しても、ある温度以上に加熱すると元の形状に回復するポリマーであり、ある温度（以下、形状回復温度）以上で流動性を帯びる可逆相と、可逆相が変形する温度では変形を生じない物理的又は化学的結合部位（架橋点）からなる固定相から構成されている。
【００２４】
図１は、形状記憶ポリマーの特性を説明する図である。図１に示すように、形状記憶ポリマーは、成形加工又は機械加工により形成した形状を樹脂中の固定相により記憶し、形状回復温度以上融点未満の温度範囲内の温度下において、記憶した形状を自由な形状に変形させることができる。そして、この変形させた状態を維持したまま形状回復温度未満の温度に冷却することで、この変形を固定することができる。この形状回復温度未満の温度に冷却して加えた変形を固定させたものを、形状回復温度以上で融点未満の温度に加熱することにより、成形加工又は機械加工により形成した形状が復元される。
【００２５】
形状記憶ポリマー材料としては、特に限定されず、例えば、形状記憶性を有するエラストマー等の高分子材料を挙げることができる。形状記憶性を有するエラストマーの具体例としては、ポリウレタン、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリノルボルネン、スチレン−ブタジエン共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、メラニン樹脂、ポリカプロラクトン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド等のポリマーを、例えば有機過酸化物、過酸化ベンゾイル等の過酸化物を使用した熱等による化学的架橋手法によって架橋されたものが挙げられる。
【００２６】
本実施態様においては、成形加工又は機械加工により、形状記憶性を有する物質からバルブを成形する。バルブは、流路中を流体が流れる状態とする開状態、又は流体の流れを堰き止めた状態とする閉状態に成形される。
【００２７】
更に、該形状記憶性を有する物質の形状回復温度以上融点未満の温度範囲内の温度で、このバルブに変形を加えた後、形状回復温度未満の温度に冷却して変形を固定させる。この変形は、開状態のバルブを閉状態とする変形か、閉状態のバルブを開状態とする変形である。このように変形の加えられたバルブを流路に配設する。変形の加えられたバルブの形状が、開状態である場合には、バルブ配設後、流路中を流体が自由に流れる。変形の加えられたバルブの形状が、閉状態である場合には、バルブ配設後、流路中の流体の流れは堰き止められている。
【００２８】
次いで、該バルブを形状記憶性を有する物質の形状回復温度以上融点未満の温度範囲内の温度で加熱することにより、バルブ成形時の形状が復元する。開状態となるように変形の加えられたバルブは、加熱されることにより閉状態となり、流路中の流体の流れは堰き止められる。閉状態となるように変形の加えられたバルブは、加熱されることにより開状態となり、流路中を流体が自由に流れるようになる。
【００２９】
このように、本実施態様のバルブを流路に配設することにより、流路中の流体の流れを自在に制御することができる。また、本実施態様のバルブは、形状記憶性を有する物質の少なくとも一部分が流路の少なくとも一部を形成している。流路を流れる流体は、形状記憶性を有する物質の少なくとも一部分と接する。そのため、簡便に低コストで製造でき、簡便かつ自在に開状態や閉状態を制御することができる。また、本実施態様のバルブは、加熱などの温度変化によって、流路中を流体が流れる状態とする開状態、又は流体の流れを堰き止めた状態とする閉状態、に変形可能である。
【００３０】
ここで、形状記憶性を有する物質の少なくとも一部分が流路の少なくとも一部を形成している状態について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施態様のバルブの１実施形態を示す概略断面図である。
【００３１】
図２に示すバルブ２００は、流体が流れる流路２１０上に局所的に設けられ、形状記憶性を有する物質２２０が収容された収容部２３０を備え、形状記憶性を有する物質２２０が変形することにより、流路２１０中の流体の流れを調節するものである。流路２１０は、流路を有する流路基板２４０と、流路基板２４０と第１面２５１で接合される基板２５０と、形状記憶性を有する物質２２０の一部とにより構成されている。
【００３２】
図２において、形状記憶性を有する物質２２０の一部分、すなわち、形状記憶性を有する物質２２０の、流路２１０に接している部分２２０ａは、流路２１０の一部を形成しているといえる。換言すると、形状記憶性を有する物質２２０が流路２１０の一部と対向する第一領域と、形状記憶性を有する物質２２０とは異なる物質（基板２５０）が流路２１０の一部と対向する第二領域とが存在している。
【００３３】
本実施態様のバルブは、流体デバイスに好適に用いられるバルブである。バルブとしては、ノーマリーオープン・バルブ及びノーマリークローズ・バルブが挙げられる。以下、各バルブの詳細について説明する。
【００３４】
［ノーマリーオープン・バルブ］
図２は、ノーマリーオープン・バルブの１実施形態を示す概略断面図である。本実施形態のバルブは、加熱されることにより、流路２１０中を流体が流れる状態とする開状態から、前記流体の流れを堰き止めた状態とする閉状態へと変形するノーマリーオープン・バルブである。
【００３５】
ノーマリーオープン・バルブ２００は、流路２１０と、形状記憶性を有する物質２２０が収容された収容部２３０とを備え、形状記憶性を有する物質２２０が変形することにより流路２１０中の流体の流れを調節する。
【００３６】
（凹型形状）
図２に示すように、流路２１０は、流路を有する流路基板２４０と、流路基板２４０と第１面２５１で接合される基板２５０とが積層されることにより形成される。なお、図２においては、基板２５０の上に流路基板２４０が積層され流路２１０が形成されているが、これらの位置関係は問わず、例えば、流路基板２４０の上に基板２５０が積層され、この積層により流路２１０が形成されていてもよい。
【００３７】
流路基板２４０は、堰２４５を有しており、堰２４５によって流路２１０中の流体の流れが堰き止められる。
【００３８】
これに対し、ノーマリーオープン・バルブ２００は、定常状態においては、堰２４５によって堰き止められた流体を迂回させるためのバイパスとしての流路（バイパス路）として機能する。
【００３９】
形状記憶性を有する物質２２０は、その形成時に、平坦の形状を記憶している。図２において、ノーマリーオープン・バルブ２００は、形状記憶性を有する物質２２０の形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、外力を加えることにより、凹型形状に成形されている。
【００４０】
ノーマリーオープン・バルブ２００は、加熱前は、流体の流れが堰き止められた閉状態をバイパスするための形状を有し、流路２１０を流体が流れる状態とする開状態にある。ここで、図２において、ノーマリーオープン・バルブ２００の開状態とは、閉状態をバイパスするための凹型形状を有する状態である。すなわち、ノーマリーオープン・バルブ２００は、定常状態では、凹型形状の開状態にある。
【００４１】
そして、加熱後は、形状記憶性を有する物質２２０が平坦形状に復元することにより、流体の流れを堰き止めた状態とする閉状態へと変形する。
【００４２】
（貫通型形状）
図３は、ノーマリーオープン・バルブの１実施形態を示す概略断面図である。本実施形態のバルブは、加熱されることにより、流路３１０中を流体が流れる状態とする開状態から、前記流体の流れを堰き止めた状態とする閉状態へと変形するノーマリーオープン・バルブである。
【００４３】
ノーマリーオープン・バルブ３００は、流路３１０と、形状記憶性を有する物質３２０が収容された収容部３３０とを備え、形状記憶性を有する物質３２０が変形することにより流路３１０中の流体の流れを調節する。
【００４４】
流路３１０は、流路を有する流路基板３４０と、流路基板３４０と第１面３５１で接合される基板３５０とが積層されることにより形成される。なお、図３においては、基板３５０の上に流路基板３４０が積層され流路３１０が形成されているが、これらの位置関係は問わず、例えば、流路基板３４０の上に基板３５０が積層され、この積層により流路３１０が形成されていてもよい。
【００４５】
ノーマリーオープン・バルブ３００において、開状態とは、閉状態をバイパスするための貫通型形状（貫通孔を有する形状）を有する状態である。図３において、ノーマリーオープン・バルブ３００は、形状記憶性を有する物質３２０の形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、外力を加えることにより、貫通型形状に成形されている。すなわち、ノーマリーオープン・バルブ３００は、定常状態では、貫通型形状の開状態にある。
【００４６】
そして、加熱後は、形状記憶性を有する物質３２０が平坦形状に復元することにより、ノーマリーオープン・バルブ３００は、流体の流れを堰き止めた状態とする閉状態へと変形する。
【００４７】
［ノーマリークローズ・バルブ］
図４は、ノーマリークローズ・バルブの１実施形態を示す概略断面図である。本実施形態のバルブは、加熱されることにより、流路４１０中の流体の流れを堰き止めた状態とする閉状態から、前記流体が流れる状態とする開状態へと変形するノーマリークローズ・バルブである。
【００４８】
ノーマリークローズ・バルブ４００は、流路４１０と、形状記憶性を有する物質４２０が収容された収容部４３０とを備え、形状記憶性を有する物質４２０が変形することにより流路４１０中の流体の流れを調節する。
【００４９】
（凹型形状）
図４に示すように、流路４１０は、流路を有する流路基板４４０と、流路基板４４０と第１面４５１で接合される基板４５０とが積層されることにより形成される。なお、図４においては、基板４５０の上に流路基板４４０が積層され流路４１０が形成されているが、これらの位置関係は問わず、例えば、流路基板４４０の上に基板４５０が積層され、この積層により流路４１０が形成されていてもよい。
【００５０】
流路基板４４０は、堰４４５を有しており、堰４４５によって流路４１０中の流体の流れが堰き止められる。
【００５１】
これに対し、ノーマリークローズ・バルブ４００は、定常状態においては、平坦の形状を有しており、流体の流れが堰き止められた状態となっている。
【００５２】
形状記憶性を有する物質４２０は、その形成時に、凹型形状を記憶している。図４において、ノーマリークローズ・バルブ４００は、形状記憶性を有する物質４２０の形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、外力を加えることにより、平坦の形状に成形されている。
【００５３】
ノーマリークローズ・バルブ４００は、加熱後は、流体の流れが堰き止められた閉状態をバイパスするための形状を有し、流路４１０を流体が流れる状態とする開状態にある。ここで、図４において、ノーマリークローズ・バルブ４００の開状態とは、閉状態をバイパスするための凹型形状を有する状態である。
【００５４】
よって、加熱後は、形状記憶性を有する物質４２０が凹型形状に復元することにより、ノーマリークローズ・バルブ４００は、流路中を流体が流れる状態とする開状態へと変形する。
【００５５】
（貫通型形状）
図５は、ノーマリークローズ・バルブの１実施形態を示す概略断面図である。本実施形態のバルブは、加熱されることにより、流路５１０中を流体が流れる状態とする開状態から、前記流体の流れを堰き止めた状態とする閉状態へと変形するノーマリークローズ・バルブである。
【００５６】
ノーマリークローズ・バルブ５００は、流路５１０と、形状記憶性を有する物質５２０が収容された収容部５３０とを備え、形状記憶性を有する物質５２０が変形することにより流路５１０中の流体の流れを調節する。
【００５７】
流路５１０は、流路を有する流路基板５４０と、流路基板５４０と第１面５５１で接合される基板５５０とが積層されることにより形成される。なお、図５においては、基板５５０の上に流路基板５４０が積層され流路５１０が形成されているが、これらの位置関係は問わず、例えば、流路基板５４０の上に基板５５０が積層され、この積層により流路５１０が形成されていてもよい。
【００５８】
ノーマリークローズ・バルブ５００において、開状態とは、閉状態をバイパスするための貫通型形状（貫通孔を有する形状）を有する状態である。図５において、ノーマリークローズ・バルブ５００は、形状記憶性を有する物質５２０の形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、外力を加えることにより、平坦の形状に成形されている。すなわち、ノーマリークローズ・バルブ５００は、定常状態では、平坦の形状の閉状態にある。
【００５９】
そして、加熱後は、形状記憶性を有する物質５２０が貫通型形状に復元することにより、ノーマリークローズ・バルブ５００は、流体が流れる状態とする開状態へと変形する。
【００６０】
ノーマリークローズ・バルブを構成する形状記憶性を有する物質材料としては、ノーマリーオープン・バルブを構成する形状記憶性を有する物質と同様のものを挙げることができる。
【００６１】
＜流体デバイス＞
一実施態様において、本発明は、上述したバルブを備える流体デバイスを提供する。本実施態様の流体デバイスは、簡便にかつ低コストで製造することができ、また、設計の自由度が高い。また、本発明の実施形態において、形状記憶性を有する物質は流体デバイスのバルブ部に局所的に配置されているため、流体に対してのみ光照射が必要な領域を備えた流体デバイスに使用しやすい。たとえば、観察領域においては形状記憶性を有する物質が存在しないように作りこむことで、形状記憶性を有する物質の屈折率を考慮した精密な光学設計を行うことなく容易に観察することが可能になる。
【００６２】
本実施態様において、流体デバイスのサイズは流路や構造物がミリメートル（ｍｍ）サイズであるミリ流体デバイスであってもよく、流路や構造物がマイクロメートル（μｍ）サイズであるマイクロ流体デバイスであってもよい。
【００６３】
［直列バルブ］
本実施態様の流体デバイスは、上述したバルブを複数備えていてもよい。例えば、直列的に配設されたノーマリーオープン・バルブ及びノーマリークローズ・バルブを備えていてもよい。以下、直列的に配設されたノーマリーオープン・バルブ及びノーマリークローズ・バルブを「直列バルブ」という場合がある。
【００６４】
図６は、直列バルブの１実施形態を示す概略断面図である。本実施形態の流体デバイス６００では、１つの流路に互いに間隔をあけてノーマリークローズ・バルブ６６０及びノーマリーオープン・バルブ６７０の２つのバルブが、流路６１０の上流からこの順に配設されており、直列バルブ６８０を形成している。ノーマリークローズ・バルブ６６０及びノーマリーオープン・バルブ６７０の配置はこれに限定されず、流路６１０の上流からノーマリーオープン・バルブ６７０及びノーマリークローズ・バルブ６６０がこの順に配設されていてもよい。
【００６５】
本実施形態においては、ノーマリークローズ・バルブ６６０及びノーマリーオープン・バルブ６７０の開状態が、ともに凹型形状である場合について説明するが、ともに貫通型形状であってもよく、または、凹型形状及び貫通型形状の組合せであってもよい。
【００６６】
図６に示すように、流路６１０は、流路を有する流路基板６４０と、流路基板６４０と第１面６５１で接合される基板６５０とが積層されることにより形成される。なお、図６においては、基板６５０の上に流路基板６４０が積層され流路６１０が形成されているが、これらの位置関係は問わず、例えば、流路基板６４０の上に基板６５０が積層され、この積層により流路６１０が形成されていてもよい。
【００６７】
流路基板６４０は、堰６４５ａ及び堰６４５ｂを上流側からこの順に有しており、それぞれの堰に対応するバルブとして、ノーマリークローズ・バルブ６６０及びノーマリーオープン・バルブ６７０がそれぞれ堰６４５ａ及び堰６４５ｂの直下に設けられている。
【００６８】
流体の流れは、先ず、流路６１０の上流側に位置する堰６４５ａによって、堰き止められている。ノーマリークローズ・バルブ６６０は、定常状態においては、平坦の形状を有しており、流体の流れが堰き止められたままとなっている。したがって、直列バルブ６８０は全体として閉状態にある。
【００６９】
次いで、形状記憶性を有する物質６２０ａを加熱することにより、ノーマリークローズ・バルブ６６０は、流体が流れる状態とする開状態へと変形する。堰６４５ａを迂回した流体は、ノーマリーオープン・バルブ６７０が開状態であることにより、下流側に位置する堰６４５ｂを更に迂回することができる。したがって、直列バルブ６８０は全体として開状態にある。
【００７０】
次いで、形状記憶性を有する物質６２０ｂを加熱することにより、ノーマリーオープン・バルブ６７０は、流体の流れを堰き止めた状態とする閉状態へと変形する。これにより、堰６４５ａを迂回した流体の流れは、ノーマリーオープン・バルブ６７０が閉状態に変化することにより、堰６４５ｂによって堰き止められる。したがって、直列バルブ６８０は全体として閉状態にある。
【００７１】
形状記憶性を有する物質の性質上、形状記憶性を有する物質からなるバルブは、開閉状態の変化が不可逆的であるものと一般的に考えられているが、本実施形態の流体デバイスによれば、閉状態から開状態へ、更に開状態から閉状態へと変形し、流体の流れを柔軟に制御することができる。
【００７２】
［流体デバイスの構成例］
（第１実施形態）
図７は、１実施形態に係る流体デバイス７００の基本構成を示す模式図である。図７に示すように、流体デバイス７００は、駆動源７１０、分岐流路７２１、ノーマリーオープン・バルブ７３０、ノーマリークローズ・バルブ７４０及び直列バルブ７５０を備えている。分岐流路７２１は、分岐点７２２よりも上流側の流路である上流流路７２０と、分岐点７２２よりも下流側の流路である下流流路７２３、７２４、７２５とからなる。
【００７３】
駆動源７１０は、上流流路７２０に接続されており、所定の押出力で流体を下流側に送るものである。駆動源７１０としては、シリンジポンプ等が挙げられる。
【００７４】
ノーマリーオープン・バルブ７３０、ノーマリークローズ・バルブ７４０及び直列バルブ７５０は、それぞれ下流流路７２３、７２４、７２５中に設けられ、各流路中の流体の流れを選択的に（局所的に）調節できる位置に配列されている。
【００７５】
また、ノーマリーオープン・バルブ７３０、ノーマリークローズ・バルブ７４０及び直列バルブ７５０には、温度変化部７３０ａ、７４０ａ及び７５０ａがそれぞれ備え付けられている。
【００７６】
本実施形態の流体デバイス７００は、例えば血液等の検体から核酸等の生体分子を精製する場合の精製試料回収部に用いることができる。
【００７７】
駆動源７１０によって、緩衝液等の駆動液に押し流された検体の溶解液は、上流流路７２０に存在する図示略のカラム等の精製装置を通り、分岐点７２２を通過する。検体の溶解液中、最初に分岐点７２２を通過するものは不要物質であるため、開状態であるノーマリーオープン・バルブ７３０が設けられている下流流路７２３を通り排出される。
【００７８】
次いで、温度変化部７３０ａによる加熱によって、ノーマリーオープン・バルブ７３０は閉状態となる。次いで、温度変化部７５０ａによる加熱によって、直列バルブ７５０は開状態となる。検体の溶解液中２番目に分岐点７２２を通過するものは、下流流路７２５を通り、第１分画物質として採取される。
【００７９】
次いで、温度変化部７５０ａによる加熱によって、直列バルブ７５０は閉状態となり、温度変化部７４０ａによる加熱によって、ノーマリークローズ・バルブ７４０は開状態となる。検体の溶解液中３番目に分岐点７２２を通過するものは、下流流路７２４を通り、第２分画物質として採取される。
【００８０】
このように本実施形態の流体デバイス７００によれば、精製試料回収部において検体溶解液の分画を効率よく行うことができる。
【００８１】
本実施形態において、ノーマリーオープン・バルブ７３０、ノーマリークローズ・バルブ７４０及び直列バルブ７５０に備え付けられた温度変化部７３０ａ、７４０ａ、７５０ａは、例えばヒーター等の電気エネルギーを熱エネルギーに変換する電熱変換部であってもよく、例えばレーザー光等の光エネルギーを熱エネルギーに変換する光熱変換部であってもよい。電熱変換部としては、電極や電導線が挙げられる。加熱手段として電極を備える場合には、加熱条件を制御することにより、形状記憶性を有する物質の変化量をより制御できる。一例として電極は、流路の上流から下流に向けて電気抵抗値が減少する構成を有する。
【００８２】
図８は、ノーマリーオープン・バルブ８００を例に温度変化部を説明する図である。温度変化部がレーザー光照射による加熱を利用するものである場合には、図８に示されるように、形状記憶性を有する物質８２０を収容する収容部８３０の底部に光熱変換層８３０ａが設けられていてもよい。
【００８３】
光熱変換層８３０ａは光吸収剤を含むものである。レーザー光により光熱変換層８３０ａに照射された放射エネルギーは、光吸収剤によって吸収され、熱エネルギーに変換される。発生した熱エネルギーによって、形状記憶性を有する物質８２０は加熱されて変形する。すなわち、本実施形態の流体デバイスは、光吸収剤を用いた温度変化部を備えていてもよい。なお、レーザー光照射による加熱は、マスク等を用いて選択的に（局所的に）行ってもよい。
【００８４】
光吸収剤としては、使用する波長の放射エネルギーを吸収するものを利用することができる。放射エネルギーの波長は、例えば３００〜２０００ｎｍであり、例えば３００〜１５００ｎｍである。
【００８５】
光吸収剤としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト粉、鉄、アルミニウム、銅、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、亜鉛、テルル等の微粒子金属粉末；黒色酸化チタンなどの金属酸化物粉末；芳香族ジアミノ系金属錯体、脂肪族ジアミン系金属錯体、芳香族ジチオール系金属錯体、メルカプトフェノール系金属錯体、スクアリリウム系化合物、シアニン系色素、メチン系色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系色素等の染料又は顔料等が挙げられる。
【００８６】
光熱変換層８３０ａは、これらの染料又は顔料を含有する樹脂により形成されていてもよい。光熱変換層８３０ａに用いられる樹脂としては、特に限定されず、例えば、形状記憶性を有する物質と同じものであってもよい。また、光熱変換層８３０ａは、これらの光吸収剤を、金属蒸着膜を含む膜状の形態としたものであってもよい。
【００８７】
図８では、形状記憶性を有する物質８２０と光熱変換層８３０ａとが独立したものとして示されているが、形状記憶性を有する物質８２０自体が上述した光吸収剤を含有していてもよい。本発明の実施形態において、光吸収材を含有する形状記憶性を有する物質がバルブ部分にのみ局所的に導入される。そのため、流路を形成する透明材料やポリマーの屈折率を考慮した精密な光学設計を行わずに標的のバルブを含む広い範囲に励起光を照射した場合であっても、所望のバルブ部分のみを変形させることができる。このように、流路において局所的に形状記憶性を有する物質が備えられたバルブ構造によって、流体デバイス設計において光学的な制約が抑えられ、設計自由度が高くなる。
【００８８】
光熱変換層８３０ａ中の光吸収剤の濃度は、光吸収剤の種類、粒子形態、分散度等によっても異なるが、例えば５〜７０体積％である。光吸収剤の濃度が５体積％以上である場合、光熱変換層８３０ａの発熱により、形状記憶性を有する物質８２０が効率よく変形する傾向にある。光吸収剤の濃度が７０体積％以下である場合、光熱変換層の成膜性がよく、形状記憶性を有する物質８２０との接着性もよい傾向にある。
【００８９】
光熱変換層８３０ａの厚さとしては、例えば０．１〜５μｍが挙げられる。光熱変換層８３０ａの厚さが、０．１μｍ以上であれば、十分な光吸収が可能であるため、要求される光吸収剤の濃度が高くなりすぎず、光熱変換層の成膜性がよく、形状記憶性を有する物質８２０との接着性もよくなる傾向にある。また、光熱変換層の厚さが、５μｍ以下であれば、光熱変換層８３０ａ中の光透過率がよく、発熱効率もよくなる傾向にある。
【００９０】
また、ここで、基板８５０の材質として、レーザー光に対する透過性を有するものを使用し、基板８５０側から光熱変換層８３０ａにレーザー光を照射することにより、流路中の物質に対するレーザー光照射による悪影響を抑制することができる。
【００９１】
（第２実施形態）
図９は、１実施形態に係る流体デバイス９００の基本構成を示す模式図である。流体デバイス９００は、例えば血液等の検体から核酸等の生体分子を精製する場合の精製装置導入部に用いることができる。
【００９２】
図９に示すように、流体デバイス９００は、駆動源９１０の下流に、４つの液溜部９２１、９２２、９２３、９２４を有しており、各液溜部には、それぞれ、溶出液、溶解液、洗浄液、液状の検体が溜められている。そして、駆動源９１０の上流に位置する液溜部９２５には、駆動液が溜められている。更に、液溜部９２１、９２２、９２３、９２４の上流の流路には、それぞれ、ノーマリークローズ・バルブ９３０、ノーマリーオープン・バルブ９４０、直列バルブ９５０が設けられている。
【００９３】
駆動源９１０から押出された駆動液が、これらのバルブの開閉により、各バルブの下流に位置する液溜部に溜められている液体を選択的に押出すことにより、各液体が、液溜部９２１、９２２、９２３、９２４の下流に位置する精製装置９６０へと選択的に押出される。
【００９４】
まず、駆動源９１０によって、液溜部９２４に溜められている液状の検体、及び開状態であるノーマリーオープン・バルブ９４０の下流に設けられている液溜部９２２に溜められている溶解液が押出され、カラム等で構成される精製装置９６０を通り、検体中の生体分子が溶解され、精製装置９６０に捕捉される。次いで、ノーマリーオープン・バルブ９４０に備え付けられた温度変化部９４０ａによる加熱によって、ノーマリーオープン・バルブ９４０は閉状態となり、精製装置９６０への溶解液の流入が止められる。
【００９５】
次いで、直列バルブ９５０に備え付けられた温度変化部９５０ａによる加熱によって、直列バルブ９５０は開状態となり、液溜部９２３に溜められている洗浄液が精製装置９６０へ流入し、精製装置９６０から不要物が排出される。
【００９６】
次いで、温度変化部９５０ａによる加熱によって、直列バルブ９５０は閉状態となり、精製装置９６０への洗浄液の流入が止められる。次いで、ノーマリークローズ・バルブ９３０に備え付けられた温度変化部９３０ａによる加熱によって、ノーマリークローズ・バルブ９３０は開状態となり、液溜部９２１に溜められている溶出液が精製装置９６０へ流入し、精製試料が精製装置９６０から溶出される。
【００９７】
このように本実施形態の流体デバイス９００によれば、生体分子の精製を効率よく行うことができる。なお、バルブが複数個配列された流体デバイスにおいて、バルブを加熱により変形させて流路内の微小流体の送液ポンプとして使用してもよい。
【００９８】
［流路基板］
本実施態様に係る流体デバイスを構成する流路基板について説明する。流路基板は、形状記憶性を有する物質、形状記憶性を有する物質の収容部を構成する凹部が設けられ、流路基板と第１面で接合される基板とともに流体デバイスを構成するものである。
【００９９】
流路基板としては特に限定されないが、簡便に流体デバイスを製造できる観点から、流路付き樹脂基板であってもよい。
【０１００】
流路基板の材質としては、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリクロロプレン、ポリイソブチレン、ポリ（スチレン−ブタジエン−スチレン）、ポリウレタン、シリコーンポリマー、ポリ（ビス（フルオロアルコキシ）ホスファゼン）（ＰＮＦ、Ｅｙｐｅｌ−Ｆ）、ポリ（カルボラン−シロキサン）（デキシル（Ｄｅｘｓｉｌ））、ポリ（アクリロニトリル−ブタジエン）（ニトリルゴム）、ポリ（１−ブテン）、ポリ（クロロトリフルオロエチレン−ビニリデンフルオリド）コポリマー（Ｋｅｌ−Ｆ）、ポリ（エチルビニルエーテル）、ポリ（ビニリデンフルオリド）、ポリ（ビニリデンフルオリド−ヘキサフルオロプロピレン）コポリマー（バイトン（Ｖｉｔｏｎ））、ポリビニルクロリド（ＰＶＣ）のエラストマー組成物、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリテトラフルオロエチレン、クロロシラン、メチルシラン、エチルシラン、フェニルシラン、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、メタクリルスチレン等のスチレン系ポリマー等が挙げられる。
【０１０１】
これらの材質からなる流路基板に形成される流路の寸法としては、上述したバルブによって、流体の流れを制御し得るものであれば特に限定されないが、例えば以下の寸法であってもよい。
【０１０２】
幅対深さの比は、例えば０．１：１〜１００：１であり、例えば１：１〜５０：１であり、例えば２：１〜２０：１であり、例えば３：１〜１５：１である。
【０１０３】
流路の幅は、例えば０．０１〜１０００μｍであり、例えば０．０５〜１０００μｍであり、例えば０．２〜５００μｍであり、例えば１〜２５０μｍであり、例えば１０〜２００μｍである。また、更に一例として、流路の幅は、０．０１〜１００ｍｍ、０．０５〜１００ｍｍ、０．２〜５０ｍｍ、１〜２５ｍｍ、１．５〜１５ｍｍが挙げられる。
【０１０４】
流路の深さは、例えば０．０１〜１０００μｍであり、例えば０．０５〜５００μｍであり、例えば０．２〜２５０μｍであり、例えば１〜１００μｍであり、例えば２〜２０μｍである。また、更に一例として、流路の深さとしては、０．０１〜１００ｍｍ、０．０５〜１００ｍｍ、０．２〜５０ｍｍ、１〜２５ｍｍ、１．５〜１５ｍｍが挙げられる。
【０１０５】
［流体デバイスの構造］
以下、流体デバイスの構造に関する複数の実施形態について説明する。
【０１０６】
（第１実施形態）
図１０は、本実施形態の流体デバイス１０００の構造を示す概略断面図である。流体デバイス１０００のバルブはノーマリーオープン・バルブであるが、ノーマリークローズ・バルブであってもよい。
【０１０７】
流体デバイス１０００は、流路１０１０を有する流路基板１０４０と、流路基板１０４０と第１面１０５１で接合される基板１０５０とを備える。基板１０５０の第１面１０５１には、流路１０１０と対向する位置に局所的にバルブが設けられている。当該バルブは、形状記憶性を有する物質１０２０が収容された収容部１０３０を備え、形状記憶性を有する物質１０２０が変形することにより、流路１０１０中の流体の流れを調節するものである。
【０１０８】
また、流体デバイス１０００は、流路１０１０は流路基板１０４０に形成された溝を含み、流路基板１０４０に形成された溝と基板１０５０の第１面１０５１とが流体に接する第一流路部１０１０ａと、流路基板１０４０に形成された溝と形状記憶性を有する物質１０２０とが流体に接する第二流路部１０１０ｂとを含む。本実施形態の流体デバイスに第一流路部１０１０ａ及び第二流路部１０１０ｂが存在するのは、バルブが局所的に設けられているためである。
【０１０９】
本実施形態の流体デバイスにおいて、収容部１０３０は、凹型形状を有していてもよく、以下「凹部」と表現する場合がある。
【０１１０】
流体デバイス１０００では、収容部１０３０が局所的に設けられていることにより、流路基板１０４０と基板１０５０の間（全面）に形状記憶ポリマーのシートを挟む必要がなく、流路に局所的に設けられた収容部において形状記憶性を有する物質が存在する。そのため、形状記憶ポリマーと基板との貼り合わせが不要であり、簡便に製造することができる。また、必要以上に形状記憶性を有する物質を使用することが無く、低コストでの製造が可能となる。また、形状記憶ポリマーのシートにより上下の基板が隔てられることがないため、流路の三次元配置が可能となり、設計の自由度が高い。
【０１１１】
基板１０５０の材質としては、上述した流路基板の材質と同様のものを使用することができる。流路基板と基板１０５０とは、異なる材質であっても同じ材質であってもよい。同じ材質を用いた場合、基板同士の貼り合わせが容易となる。
【０１１２】
（第２実施形態）
図１１Ａは、本実施形態の流体デバイス１１００の構造を示す概略断面図である。流体デバイス１１００のバルブはノーマリーオープン・バルブであるが、ノーマリークローズ・バルブであってもよい。
【０１１３】
流体デバイス１１００は、流路１１１０を有する流路基板１１４０と、流路基板１１４０と第１面１１５１で接合される基板１１５０とを備える。基板１１５０の第１面には、凹部１１３０が局所的に設けられており、凹部１１３０は、形状記憶性を有する物質１１２０を収容する収容部１１３０を構成する。本実施形態においては、形状記憶性を有する物質は形状記憶ポリマーであってもよい。
【０１１４】
また、収容部１１３０は底部１１３１を有しており、基板１１５０は、第１面１１５１の反対側の第２面１１５２と底部１１３１とを貫通する貫通孔１１６０を有する。貫通孔１１６０は、形状記憶性を有する物質１１２０の注入口となる供給部を構成する。また、基板１１５０は、第２面１１５２と底部１１３１とを貫通し形状記憶性を有する物質１１２０を注入するときのエア抜きとなる排出部１１７０を更に有していてもよい。
【０１１５】
流体デバイスの製造方法については後述するが、流体デバイス１１００の製造においては、形状記憶性を有する物質１１２０を供給部１１６０から注入することができる。また、排出部１１７０があれば、収容部１１３０のエア抜きが容易となり、形状記憶性を有する物質１１２０を収容部１１３０により確実に注入することができる。排出部１１７０は大気解放されていてもよく、また、排出部１１７０から吸引してもよい。
【０１１６】
図１１Ｂは、流体デバイス１１００における形状記憶性を有する物質１１２０の構造を説明する図である。流体デバイス１１００の製造において、形状記憶性を有する物質１１２０を供給部１１６０から注入した場合、供給部１１６０にも形状記憶性を有する物質の一部が残存する場合がある。この場合、収容部１１３０の内部の形状記憶性を有する物質１１２０は平板部１１２０ａ（プレート、薄膜部）を形成し、供給部１１６０に残存した形状記憶性を有する物質は平板部１１２０ａの第１面１１２１（収容部１１３０の底部１１３１に対応する。）から突出した脚部（突出部）１１２０ｂを形成することになる。そして、平板部１１２０ａの第１面１１２１（非流路側の主面）の反対側の第２面１１２２（流路側の主面）が流路１１１０の少なくとも１部を形成することになる。流体デバイス１１００においては、平板部１１２０ａ（形状記憶性を有する物質１１２０）が変形することにより、流路１１１０中の流体の流れが調節される。
【０１１７】
また、流体デバイス１１００の製造において、形状記憶性を有する物質１１２０を供給部１１６０から注入した場合、排出部１１７０にも形状記憶性を有する物質の一部が残存する場合がある。この場合、排出部１１７０に残存した形状記憶性を有する物質は脚部１１２０ｃを形成することになる。突出部１１２０ｂは、流路に面した第２面１１２２の方向に突起している。よって、突出部を突起部、隆起部と呼んでもよい。突出部１１２０ｂは、例えば柱状、棒状であり、基板に形成されたフック状であってもよい。このとき、突出部１１２０ｂの断面は平板部の第１面および第２面より小さい。また、突出部１１２０ｂの厚さは平板部１１２０ａよりも厚い。なお、突起部は平板部１１２０ａに対して複数設けられていてもよい。
【０１１８】
第１脚部１１２０ｂは平板部１１２０ａに設けられ、第２脚部１１２０ｃは、第１脚部１１２０ｂとは平板部１１２０ａの中心を挟んだ逆側に設けられてもよい。第１脚部１１２０ｂと第２脚部１１２０ｃとが平板部１１２０ａの中心を挟んだ逆側に設けられた構造は、供給部１１６０と排出部１１７０とが収容部の中心を挟んだ逆側に設けられている場合に作製される。この場合、供給部１１６０から形状記憶性を有する物質を注入した際に収容部に気泡が残存しにくく、気泡混入の無い形状記憶性を有する物質による平板部１１２０ａの形成が容易となる。また、第１脚部１１２０ｂおよび第２脚部１１２０ｃは平板部の外縁部に設けられていてもよい。第１脚部１１２０ｂおよび第２脚部１１２０ｃは平板部の外縁部に設けられた構造は、供給部１１６０および排出部１１７０を収容部の外縁に設けることで作製される。この場合、供給部１１６０から形状記憶性を有する物質を注入した際に収容部の縁に気泡が残存しにくく、気泡混入の無い形状記憶性を有する物質による平板部１１２０ａの形成が実現できる。
【０１１９】
脚部１１２０ｂ又は脚部１１２０ｃは、平板部１１２０ａの厚さ方向に延びていてもよい。
【０１２０】
あるいは、脚部１１２０ｂ又は脚部１１２０ｃは、平板部１１２０ａの厚さ方向と交差する方向に延びていてもよい。これにより、例えば、流体デバイス１１００の製造中に、形状記憶性を有する物質１１２０に外力が加わった場合においても、脚部１１２０ｂ又は脚部１１２０ｃが基板１１５０から抜けにくくなり、形状記憶性を有する物質１１２０が収容部１１３０から剥がれにくくなる。
【０１２１】
脚部１１２０ｂ又は脚部１１２０ｃは、断面が円又は多角形の非直線形状であってもよい。すなわち、曲がっていてもよい。本明細書において、円は楕円を含む。また、多角形を構成する辺の数は特に制限されず、例えば３角形であってもよく、４角形であってもよく、８角形であってもよい。
【０１２２】
平板部１１２０ａの第１面１１２１の表面積は、第２面１１２２の表面積よりも大きくてもよい。また、平板部１１２０ａの形状及び収容部１１３０の形状は、特に制限されず、円柱状、円錐台状、多角柱状又は多角錐台状であってもよい。
【０１２３】
また、平板部１１２０ａの第１面１１２１は、直接的又は間接的に、後述する温度変化部に接するように配置される。これにより、形状記憶性を有する物質１１２０に熱を伝達し、形状記憶性を有する物質１１２０を変形することができる。平板部１１２０ａは、温度変化部から伝達された熱により形状記憶性を有する物質１１２０を変形させられる程度に薄い薄膜状であってもよい。
【０１２４】
流体デバイスにおいては、流路１１１０を構成する第１面１１５１を極力平坦に形成されていることが好ましい。すなわち、基板１１５０の第１面１１５１と、形状記憶性を有する物質１１２０の流体に接する面１１２２とが面一であることが好ましい。ここで、面一であるとは、段差を有しない平坦面であることを意味し、基板１１５０と形状記憶性を有する物質１１２０とが第１面１１５１（又は面１１２２）上で接する界面（接続部）において、段差が存在しないか、存在してもバルブの動作に悪影響を生じない程度に平坦であることを意味する。例えば上記段差は１０μｍ以下、例えば５μｍ以下、例えば１μｍ以下、例えば０．５μｍ以下である。
【０１２５】
後述するように、流体デバイス１１００においては、供給部１１６０を利用することにより、流路１１１０を構成する第１面１１５１及び形状記憶性を有する物質１１２０の面１１２２を極力平坦に形成することができる。例えば、基板１１５０の面１１５１に、平坦な蓋体基板を配置して、あるいは、再剥離可能に接着して、収容部１１３０の開口部を覆い、供給部１１６０から形状記憶性を有する物質を注入することにより、流路１１１０を構成する第１面１１５１及び形状記憶性を有する物質１１２０の面１１２２を極力平坦に形成することができる。
【０１２６】
（第３実施形態）
図１２Ａ〜Ｃは、本実施形態の流体デバイス１２００の構造を示す概略断面図である。流体デバイス１２００のバルブはノーマリーオープン・バルブであるが、ノーマリークローズ・バルブであってもよい。
【０１２７】
図１２Ａに示すように、流体デバイス１２００は、流路１２１０を有する流路基板１２４０と、流路基板１２４０と第１面１２５１で接合される基板１２５０とを備える。基板１２５０の第１面１２５１には、凹部１２３０が局所的に設けられており、凹部１２３０は、形状記憶性を有する物質１２２０を収容する収容部１２３０を構成する。
【０１２８】
基板１２５０は、第１面１２５１を含み流路基板１２４０と接合される第１基板１２５０ａと、第１基板１２５０ａと第１面１２５１の反対側の面１２５３で接合される第２基板１２５０ｂとを備え、収容部１２３０は、第１基板１２５０ａを貫通する貫通孔１２６０ａを含み、第２基板１２５０ｂは、先端に形状記憶性を有する物質１２２０を支持する支持部１２５４が設けられ貫通孔１２６０ａに挿入される凸部１２５５を備える。第２基板１２５０ｂの凸部１２５５は、バルブが設置される位置に対応して、基板１２５０ｂ上に局所的に配置される。
【０１２９】
また、基板１２５０ｂは、基板１２５０ｂの面１２５２と底部１２３１とを貫通し形状記憶性を有する物質１２２０の注入口となる供給部１２６０を有していてもよい。また、基板１２５０ｂは、第２面１２５２と底部１２３１とを貫通し形状記憶性を有する物質１２２０を注入するときのエア抜きとなる排出部１２７０を更に有していてもよい。
【０１３０】
流体デバイスの製造方法については後述するが、流体デバイス１２００の製造においては、形状記憶性を有する物質１２２０を供給部１２６０から注入することができる。また、排出部１２７０があれば、収容部１２３０のエア抜きが容易となり、形状記憶性を有する物質１２２０を収容部１２３０により確実に注入することができる。
【０１３１】
図１２Ｂは第１基板１２５０ａの構造を示す概略断面図であり、図１２Ｃは、第２基板１２５０ｂの構造を示す概略断面図である。
【０１３２】
流体デバイス１２００は、基板１２５０が第１基板１２５０ａと第２基板１２５０ｂとから構成されていることにより、例えば支持部１２５４の表面に温度変化部を形成することができる。温度変化部としては、例えば配線から形成されるヒーター等の電熱変換部、レーザー光等の照射により加熱を行う光熱変換層等の光熱変換部等が挙げられる。
【０１３３】
流体デバイスにおいては、流路１２１０を構成する第１面１２５１を極力平坦に形成することが好ましい。流体デバイス１２００では、基板１２５０が第１基板１２５０ａと第２基板１２５０ｂとから構成されていることにより、基板１２５０の内部（例えば支持部１２５４の表面）に温度変化部を形成することが可能となる。その第１面１２５１に温度変化部を配置する必要が無く、第一面１２５１を極力平坦に形成することができ、流路１２１０の加工精度に影響を与えない。
【０１３４】
また、形状記憶性を有する物質１２２０の形状を効率よく制御するためには、温度変化部は形状記憶性を有する物質１２２０の極近傍に形成することが好ましく、また、熱を効率よく伝導する観点から、形状記憶性を有する物質１２２０の厚さは薄い方が好ましい。
【０１３５】
流体デバイス１２００においては、基板１２５０が第１基板１２５０ａと第２基板１２５０ｂとから構成されていることにより、温度変化部を形状記憶性を有する物質１２２０の極近傍に形成することができ、また、形状記憶性を有する物質１２２０を薄くすることができる。
【０１３６】
（第４実施形態）
図１３Ａ〜Ｃは、本実施形態の流体デバイス１３００の構造を示す概略断面図である。流体デバイス１３００のバルブはノーマリーオープン・バルブであるが、ノーマリークローズ・バルブであってもよい。
【０１３７】
図１３Ａに示すように、流体デバイス１３００は、流路１３１０を有する流路基板１３４０と、流路基板１３４０と第１面１３５１で接合される基板１３５０とを備える。基板１３５０の第１面１３５１には、凹部１３３０が局所的に設けられており、凹部１３３０は、形状記憶性を有する物質１３２０を収容する収容部１３３０を構成する。
【０１３８】
基板１３５０は、第１面１３５１を含み流路基板１３４０と接合される第１基板１３５０ａと、第１基板１３５０ａと第１面１３５１の反対側の面１３５３で接合される第２基板１３５０ｂとを備え、収容部１３３０は、第１基板１３５０ａを貫通する貫通孔１３６０ａを含み、第２基板１３５０ｂは、先端に形状記憶性を有する物質１３２０を支持する支持部１３５４が設けられ貫通孔１３６０ａに挿入される凸部１３５５を備える。
【０１３９】
また、基板１３５０ｂは、基板１３５０ｂの面１３５２と底部１３３１とを貫通し形状記憶性を有する物質１３２０の注入口となる供給部１３６０を有していてもよい。また、基板１３５０ｂは、第２面１３５２と底部１３３１とを貫通し形状記憶性を有する物質１２２０を注入するときのエア抜きとなる排出部１３７０を更に有していてもよい。排出部１３７０が奏する効果は、上述した第３実施形態の流体デバイス１２００における排出部１２７０が奏する効果と同様である。
【０１４０】
流体デバイス１３００において、凸部１３５５の側面１３５６は、第２基板１３５０ｂの表面１３５７に向かうにしたがって拡径する傾斜面である。底部１３３１に設けられた温度変化部が電熱変換部である場合、側面１３５６が傾斜面であることにより、容易に配線できる。例えば側面１３５６に、例えばスパッタリング及びフォトリソグラフィー、スクリーン印刷等により、断線することなく配線することができる。
【０１４１】
図１３Ｂは第１基板１３５０ａの構造を示す概略断面図であり、図１３Ｃは、第２基板１３５０ｂの構造を示す概略断面図である。
【０１４２】
流体デバイス１３００において、基板１３５０が第１基板１３５０ａと第２基板１３５０ｂとから構成されていることにより奏される効果は、上述した第３実施形態の流体デバイス１２００の基板１２５０が、第１基板１２５０ａと第２基板１２５０ｂとから構成されていることにより奏される効果と同様である。
【０１４３】
（第５実施形態）
図２０は、本実施形態の流体デバイス２０００の構造を示す概略断面図である。流体デバイス２０００は、流路２０１０と、バルブ２０２０及び２０３０とを備える。バルブ２０２０及び２０３０は、ノーマリーオープン・バルブであってもノーマリークローズ・バルブであってもよい。
【０１４４】
流体デバイス２０００のように、流路２０１０は３次元的に（立体的に）配置されていてもよい。流体デバイス２０００において、形状記憶性を有する物質はバルブ２０２０及びバルブ２０３０に局所的に設けられており、流路２０１０には形状記憶性を有する物質と接しない部分が存在する。バルブは、流路２０１０を基板に成形したのちに、形状記憶性を有する物質を局所的に設けることで作製してもよい。また、流路の一部を作製したのち、流路形状記憶性を有する物質を局所的に設けてバルブを作製し、更に残りの流路を形成してもよい。また、図２０では流路を１つしか示していないが、複数の流路が３次元的に配置されていてもよい。
【０１４５】
上述したバルブは、局所的に配置することが可能であるため、このように設計自由度の高い流体デバイスを構成することができる。
【０１４６】
（第６実施形態）
流体デバイス中において、ノーマリークローズ・バルブとノーマリーオープン・バルブとが互いに対向して配設されていてもよい。
【０１４７】
図２１は、本実施形態の流体デバイス２４１の基本構成を示す模式図である。図２１に示すように、本実施形態の流体デバイス２４１は、第一面に配置されたノーマリーオープン・バルブ２４２と、第一面と対向した第二面に配置されたノーマリークローズ・バルブ２４３と、を備えている。そして、本実施形態の流体デバイス２４１において、ノーマリーオープン・バルブ２４２とノーマリークローズ・バルブ２４３とが互いに対向して配置されている。
【０１４８】
定常状態において、流体は、流路２４０の下部に形成されたノーマリーオープン・バルブ２４２を介して、堰として機能しているノーマリークローズ・バルブ２４３を迂回している。
【０１４９】
次いで、ノーマリーオープン・バルブ２４２の下部に備え付けられた加熱手段２４２ａによって、ノーマリーオープン・バルブ２４２は閉状態となり、流体の流れは、ノーマリークローズ・バルブ２４３によって堰き止められる。
【０１５０】
次いで、ノーマリークローズ・バルブ２４３の上部に備え付けられた加熱手段２４３ａによって、ノーマリークローズ・バルブ２４３は開状態となり、堰き止められていた流体は再び流れ出す。
【０１５１】
本実施形態の流体デバイス２４１によれば、全体として開状態から閉状態へ、さらに閉状態から開状態へと変形するバルブを有するため、流体の流れを柔軟に制御することができる。また、本実施形態の流体デバイス２４１において、形状記憶性を有する物質が流路中に局所的に設けられたバルブ構造であるため、簡便にかつ低コストでノーマリーオープン・バルブとノーマリークローズ・バルブとが対向した構造を製造することができる。
【０１５２】
（第７実施形態）
ノーマリーオープン・バルブ及びノーマリークローズ・バルブにおいて、形状記憶性を有する物質の変形量を調整することで、加熱により流路のサイズを変更することも可能である。例えば、図２２Ａに示すように、バルブを種々「半開き」の状態にすることにより、流路の幅及び深さを制限し、流体の流れを自在に選択的に制御することができる。一例として流路デバイスを構成する流路の幅をミリメートルサイズにすることにより、加熱条件の変化に応じた形状記憶性を有する物質の変化量が厳密に制御されたものとなる。
【０１５３】
本実施形態のバルブによれば、流体デバイス中に別途ゲルろ過カラム装置等を設けずとも、図２２Ｂに示すように、流体中の所望の大きさの分子を選別することができる。例えば、本実施形態の構造体によれば、血液中の赤血球とＣｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ  ｔｕｍｏｒ  ｃｅｌｌ（ＣＴＣ；血中循環がん細胞）を大きさで選別することができる。また、図２２Ｃに示すように、複数の構造体を流路に配設した場合に、構造体（マイクロ構造体）間の距離をあらかじめ調整することによって、液体中の所望の大きさの分子の選別をすることができる。
【０１５４】
また、本実施形態のバルブによれば、工程に応じて構造体の変形量を制御することで、流体の流れを自在に選択的に制御することができる。一例として、図２２Ｄに示すように、構造体によって流体中の所望の大きさの分子を選別して一時的にせき止め、その後構造体を加熱などによって完全に開状態にすることで、せき止めていた分子を流すことができる。例えば、サイズの小さい粒子は通過し、大きい粒子はせき止められるようなマイクロ構造体を流体デバイス中に設ける。この場合、構造体はサイズの大きい粒子にとってのみノーマリークローズ・バルブとして機能している。その後、構造体を変形させてサイズの大きい粒子も通過するようにバルブを開状態にすることで、サイズの大きい粒子のみ選別が可能である。
【０１５５】
このように、本実施形態におけるバルブは、その構造体の変形量を選択的に制御することによって、流路中におけるフィルターとして機能させることが可能である。なお、本実施形態の流体デバイスは複数の構造体を備えていてもよく、複数の構造体はそれぞれ独立した収容部に収容された形状記憶性を有する物質によって成ってもよい。また、複数の構造体の変形量は同じであっても異なってもよい。構造体の変形量は、加熱時間によって制御してもよく、また、異なる変形量を持つ構造体を作ってもよい。本実施形態の流体デバイスにおいて、複数の構造体がそれぞれ独立した形状記憶性を有する物質によって成る場合、それぞれ異なる変形量をもつ複数の構造体を簡便かつ低コストで作成することが可能である。
【０１５６】
＜流体デバイスの製造方法＞
一実施態様において、本発明は、流路を有する流路基板と、前記流路基板と第１面で接合される基板とを備える流体デバイスの製造方法であって、流路を有する流路基板と、前記第１面における前記流路と対向する位置に局所的に収容部が形成された基板とを用意する工程（ａ）と、前記収容部に形状記憶性を有する物質を収容する工程（ｂ）と、を備える、流体デバイスの製造方法を提供する。
【０１５７】
本実施態様の製造方法によれば、上述した流体デバイスを製造することができる。以下、流体デバイスの製造方法の複数の実施形態について説明する。
【０１５８】
［第１実施形態］
図１０を参照しながら、流体デバイスの製造方法の第１実施形態を説明する。図１０は、流路１０１０を有する流路基板１０４０と、流路基板１０４０と第１面１０５１で接合される基板１０５０とを備える流体デバイスを示す概略断面図である。
【０１５９】
まず、工程（ａ）において、基板１０５０の第１面１０５１における流路１０１０と対向する位置に局所的に収容部（凹部）１０３０を形成する。凹部１０３０の形成方法は特に制限されず、例えば射出成形、機械加工、ホットエンボス、エッチング等が挙げられる。
【０１６０】
続いて、工程（ｂ）において、形状記憶性を有する物質１０２０を収容する。形状記憶性を有する物質１０２０の収容は、例えば収容部１０３０の開放部から、硬化前の形状記憶ポリマー組成物を注入し、収容部１０３０内で当該組成物を硬化させること等により行うことができる。
【０１６１】
［第２実施形態］
図１１Ａ及びＢを参照しながら、流体デバイスの製造方法の第２実施形態を説明する。図１１Ａは、流路１１１０を有する流路基板１１４０と、流路基板１１４０と第１面１１５１で接合される基板１１５０とを備える流体デバイスを示す概略断面図である。基板１１５０の第１面には、収容部（凹部）１１３０が局所的に設けられている。また、基板１１５０は、第１面１１５１の反対側の第２面１１５２と収容部１１３０の底部１１３１とを貫通し形状記憶性を有する物質１１２０の注入口となる供給部１１６０を備えている。
【０１６２】
本実施形態の流体デバイスの製造方法において、工程（ａ）は、上述した第１実施形態と同様に実施すればよい。続いて、工程（ｂ）において、供給部１１６０から収容部１１３０に硬化前の形状記憶ポリマー組成物を注入し、収容部１０３０内で当該組成物を硬化させることにより、図１１Ｂに示す形状記憶性を有する物質１１２０を収容部１１３０に収容する。
【０１６３】
［第３実施形態］
図１４は、流体デバイスの製造方法の第３実施形態を説明する概略断面図である。まず、工程（ａ）において、基板１４５０の第１面１４５１に局所的に凹部１４３０を形成し、収容部１４３０を形成する。
【０１６４】
本実施形態においては、基板１４５０の第２面１４５２と、凹部１４３０の底部１４３１とを貫通し、形状記憶性を有する物質１４２０の注入口となる供給部１４６０を形成してもよい。また、基板１４５０の第２面１４５２と、凹部１４３０の底部１４３１とを貫通し、形状記憶性を有する物質１４２０を注入する時のエア抜きとなる排出部１４７０を更に形成してもよい。
【０１６５】
凹部１４３０、供給部１４６０及び排出部１４７０の形成方法は特に制限されず、例えばエッチング等が挙げられる。
【０１６６】
続いて、基板１４５０の第１面１４５１に、収容部１４３０を閉塞する蓋体基板１４８０を接合する。また、蓋体基板１４８０は基板１４５０の第１面１４５１に対して、後述する形状記憶ポリマー組成物が漏れないように接触してもよい。蓋体基板１４８０の材質としては特に限定されず、例えばガラス、金属、半導体、プラスチック、ゴム等が挙げられる。蓋体基板１４８０が基板１４５０の第１面１４５１には極力平坦であることが好ましい。
【０１６７】
蓋体基板１４８０が存在することにより、収容部１４３０に形状記憶性を有する物質１４２０を収容した場合に、第１面１４５１を極力平坦に形成することができる。すなわち、蓋体基板１４８０は、収容部１４３０と対向する位置に、形状記憶性を有する物質１４２０に転写される転写面１４８１を有する。
【０１６８】
その後、工程（ｂ）において、形状記憶性を有する物質１４２０を収容する。形状記憶性を有する物質１４２０の収容は、供給部１４６０からシリンジ等を用いて硬化前の形状記憶ポリマー組成物を注入し、当該組成物を硬化させること等により行うことができる。形状記憶ポリマー組成物の硬化は、熱硬化、光硬化等により行うことができる。
【０１６９】
なお、形状記憶ポリマー組成物は、硬化すると収縮する場合がある。そこで、蓋体基板１４８０は、収容部１４３０に収容した形状記憶ポリマー１４２０の収縮量に応じた深さの窪みを有していてもよい。これにより、第１面１４５１を更に平坦に形成することができる。
【０１７０】
上記した第１〜第３実施形態の流体デバイスの製造方法は、形状記憶性を有する物質を収容部に収容した後、形状記憶性を有する物質の形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、前記収容部に収容された形状記憶性を有する物質に外力を加えて変形させ、加熱により元の形状に戻る構造体を形成する、工程（ｃ）を更に備えていてもよい。工程（ｃ）については後述する。
【０１７１】
［第４実施形態］
図１５Ａ〜Ｃは、流体デバイスの製造方法の第４実施形態を説明する概略断面図である。まず、図１５Ａに示すように、工程（ａ１）において、基板１５５０の第１面１５５１に底部１５３１を有する凹部１５３０を局所的に形成し、形状記憶性を有する物質１５２０が収容される収容部１５３０を形成する。
【０１７２】
続いて、工程（ａ２）において、基板１５５０の第２面１５５２と、凹部１５３０の底部１５３１とを貫通し、形状記憶性を有する物質１５２０の注入口となる供給部１５６０を形成する。また、基板１５５０の第２面１５５２と、凹部１５３０の底部１５３１とを貫通し、形状記憶性を有する物質１５２０を注入する時のエア抜きとなる排出部１５７０を更に形成してもよい。
【０１７３】
工程（ａ１）と工程（ａ２）の順序には特に制限はなく、いずれを先に実施してもよく、同時に実施してもよい。
【０１７４】
凹部１５３０、供給部１５６０及び排出部１５７０の形成方法は特に制限されず、例えばエッチング等が挙げられる。
【０１７５】
その後、工程（ｂ１）において、供給部１５６０からシリンジ等を用いて硬化前の形状記憶ポリマー組成物を注入し、当該組成物を硬化させることにより形状記憶性を有する物質１５２０を収容する。形状記憶ポリマー組成物の硬化は、熱硬化、光硬化等により行うことができる。
【０１７６】
続いて、工程（ｃ）において、次の少なくとも１つを実施することにより、ノーマリーオープン・バルブ、ノーマリークローズ・バルブ、直列バルブ等を成形する。直列バルブの成形においては、ノーマリーオープン・バルブの成形工程、ノーマリークローズ・バルブの成形工程を組み合わせて実施する。一例として、図１５Ｂに、成形された第１のノーマリーオープン・バルブの構造を示す。
【０１７７】
（第１のノーマリーオープン・バルブの成形）
形状記憶ポリマー１５２０の形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、形状記憶ポリマー１５２０に外力を加えて第１の凹部を設け、形状記憶ポリマー１５２０上に第１のノーマリーオープン・バルブを成形する。
【０１７８】
（第２のノーマリーオープン・バルブの成形）
形状記憶ポリマー１５２０の形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、形状記憶ポリマー１５２０に外力を加えて第１の貫通孔を設け、形状記憶ポリマー１５２０に第２のノーマリーオープン・バルブを成形する。
【０１７９】
（第１のノーマリークローズ・バルブの成形）
形状記憶ポリマー１５２０の融点未満の温度下で成形加工若しくは機械加工により、形状記憶ポリマー１５２０に第２の凹部を形成し、形状記憶ポリマー１５２０の形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、第２の凹部に外力を加えて第２の凹部を平坦にし、形状記憶ポリマー１５２０上に第１のノーマリークローズ・バルブを成形する。
【０１８０】
（第２のノーマリークローズ・バルブの成形）
形状記憶ポリマー１５２０の融点未満の温度下で成形加工若しくは機械加工により、形状記憶ポリマー１５２０に第２の貫通孔を形成し、形状記憶ポリマー１５２０の形状回復温度以上融点未満の温度範囲の温度下で、第２の貫通孔に外力を加えて第２の貫通孔を平坦にし、形状記憶ポリマー１５２０に、第２のノーマリークローズ・バルブを成形する。
【０１８１】
続いて、工程（ｄ）において、基板１５５０の第１面１５５１に流路を有する流路基板１５４０を接合する。図１５Ｃに、本実施形態の製造方法により製造された流体デバイス１５００の概略断面図を示す。
【０１８２】
［第５実施形態］
図１３Ａ〜Ｃを参照しながら、流体デバイスの製造方法の第５実施形態を説明する。図１３Ａに示すように、本実施形態の製造方法により製造される流体デバイス１３００の基板１３５０は、第１面１３５１を含み流路基板１３４０と接合される第１基板１３５０ａと、第１基板１３５０ａと第１面１３５１の反対側の面１３５３で接合される第２基板１３５０ｂとを備える。
【０１８３】
まず、図１３Ｂに示すように、工程（ａ１’）において、第１基板１３５０ａに、形状記憶性を有する物質１３２０が収容される収容部１３３０となる貫通孔１３６０ａを形成する。
【０１８４】
次に、図１３Ｃに示すように、工程（ａ２’）において、第２基板１３５０ｂに、先端に前記形状記憶性を有する物質１３２０を支持する支持部１３５４が設けられ貫通孔１３６０ａに挿入される凸部１３５５と、凸部１３５５が設けられた面の反対側の面１３５２と支持部１３５４とを貫通し形状記憶性を有する物質１３２０の注入口となる供給部１３６０と、形状記憶性を有する物質１３２０の少なくとも一部の温度を変化させる温度変化部（図示略）とを形成する。
【０１８５】
また、凸部１３５５が設けられた面の反対側の面１３５２と支持部１３５４とを貫通し形状記憶性を有する物質１３２０を注入する時のエア抜きとなる排出部１３７０を更に形成してもよい。
【０１８６】
温度変化部は、支持部１３５４の表面に形成するとよい。温度変化部は、例えばヒーター等の電気エネルギーを熱エネルギーに変換する電熱変換部であってもよく、例えばレーザー光等の光エネルギーを熱エネルギーに変換する光熱変換部であってもよい。例えば、温度変化部として配線からなるヒーターを形成する場合、Ｃｒ／Ａｕ薄膜のスパッタリング及びフォトリソグラフィー、スクリーン印刷等により形成することができる。
【０１８７】
工程（ａ１’）と工程（ａ２’）の順序には特に制限はなく、いずれを先に実施してもよく、同時に実施してもよい。
【０１８８】
続いて、工程（ａ３）において、第１基板１３５０ａと第２基板１３５０ｂとを、貫通孔１３６０ａに凸部１３５５を挿入して接合し、貫通孔１３６０ａ及び支持部１３５４を含む収容部１３３０を形成する。
【０１８９】
その後、工程（ｂ１’）において、供給部１３６０からシリンジ等を用いて硬化前の形状記憶ポリマー組成物を注入し、当該組成物を硬化させることにより形状記憶性を有する物質１３２０を収容する。形状記憶ポリマー組成物の硬化は、熱硬化、光硬化等により行うことができる。
【０１９０】
また、工程（ｂ１’）の前に基板１３５０ａの第１面１３５１に収容部１３３０を閉塞する蓋体基板を接合する工程を備えていてもよい。この場合、工程（ｃ）の前に蓋体基板を剥離するとよい。蓋体基板の材質及び蓋体基板を用いることにより奏される効果は、上述した第２実施形態の流体デバイスの製造方法におけるものと同様である。
【０１９１】
続いて、工程（ｃ）において、上述した第３実施形態の工程（ｃ）と同様にして、ノーマリーオープン・バルブ、ノーマリークローズ・バルブ、直列バルブ等を成形する。
【０１９２】
続いて、工程（ｄ）において、基板１３５０の第１面１３５１に流路を有する流路基板１３４０を接合する。以上の工程により、流体デバイス１３００を製造することができる。
【実施例】
【０１９３】
次に実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【０１９４】
＜実施例１＞
図１３Ａに示す流路デバイスを作製した。以下、図１３Ａ、図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１７Ａ〜Ｃを参照しながら、実施例１の流路デバイスの製造について説明する。【０１９５】
［第１基板の作製］
アクリル系プラスチック基板（以下「ＭＳ基板」という。）に貫通孔１３６０ａを形成し、第１基板１３５０ａを作製した。【０１９６】
［第２基板の作製］
（ヒーターの形成）
スパッタリングにより、ＭＳ基板１３５０ｂの表面にＣｒ／Ａｕ薄膜を形成した。続いて、フォトリソグラフィーにより、ジグザグ状のヒーターのパターン（温度変化部）を形成した。ＭＳ基板は耐薬品性が高いため、ＣｒやＡｕのウェットエッチングを問題なく行うことができる。図１６Ａは、ＭＳ基板の表面に形成されたヒーターのパターンを示す写真である。【０１９７】
（凸部の形成）
続いて、上記ＭＳ基板１３５０ｂの表面を切削し、山形の凸部１３５５を形成した。凸部１３５５の頂上（支持部）１３５４に上記のヒーターのパターンが形成されている。図１６Ｂは、頂上部にヒーターのパターンが形成された凸部を有する基板１３５０ｂを示す写真である。支持部１３５４の直径は２ｍｍであり、凸部１３５５の底面の直径は４ｍｍであった。【０１９８】
（配線の形成）
続いて、マスクをかぶせて再度スパッタリングを行い、Ｃｒ／Ａｕ薄膜からなる配線を形成した。この配線は、ヒーターに電力を供給するものである。図１７Ａは、配線形成後の第２基板１３５０ｂを示す写真である。【０１９９】
［第１基板と第２基板の接合］
続いて、上記の第１基板１３５０ａと第２基板１３５０ｂとを接合した。具体的には、まず、ヒーター配線が形成されていない第１基板１３５０ａにトルエン蒸気を３０分間暴露した。続いて、３分間真空引きを行って第１基板１３５０ａ表面のトルエン分子を蒸発させた。【０２００】
続いて、第２基板１３５０ｂの凸部１３５５を第１基板１３５０ａの貫通孔１３６０ａに挿入し、６ＭＰａの圧力で３０分間圧着することにより、第１基板１３５０ａ及び第２基板１３５０ｂを接合した。【０２０１】
これにより、凸部の頂上（支持部）１３５４、貫通孔１３６０ａの側面を含む収容部１３３０が形成された。収容部１３３０の高さは２００μｍであった。図１７Ｂは、第１基板１３５０ａ及び第２基板１３５０ｂが接合された様子を示す写真である。【０２０２】
［形状記憶ポリマーの充填］
ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）マクロモノマー、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン（商品名「ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４」、ＢＡＳＦジャパン社製）及びビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド（商品名「ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９」、ＢＡＳＦジャパン社製）を１００：１０：１の質量比で混合し、７０℃に加熱溶融させた組成物を作製した。【０２０３】
ガラス基板の表面にフッ素樹脂（商品名「サイトップ（ＣＴＬ−８０９Ｍ）」、旭硝子社製）を塗布したものを蓋体基板として用い、上記の基板１３５０の第１面１３５１に密着させた。【０２０４】
続いて、シリンジを用いて供給部１３６０から収容部１３３０に上記の組成物を充填した。続いて、蓋体基板の上部から収容部１３３０に向かって照度７．８ｍＷ／ｃｍ２、波長３６５ｎｍの紫外光を４分間照射して組成物中のＰＣＬを架橋させて硬化させ、形状記憶ポリマーを得た。【０２０５】
続いて、常温まで冷却し蓋体基板を取り除いた。なお、常温まで冷却すると形状記憶ポリマーが収縮し、一部に隙間ができる。そこで、蓋体基板として、収縮を見越して表面をドライエッチングし数μｍ削ったガラス基板を使用した。【０２０６】
［ホットエンボス加工］
続いて、高さ約５０μｍ、直径約４００μｍのドーム状の突起物を有するガラスモールドを、上記の形状記憶ポリマーの面１３５１に、温度６０℃、圧力１ＭＰａで押し当て、３分間保持した。【０２０７】
続いて、温度を常温まで戻し、圧力は印加したまま２時間保持した。これにより、形状記憶ポリマー表面に、ノーマリーオープン・バルブとなる凹部を形成した。その後、圧力印加をやめ、ガラスモールドを外した。【０２０８】
［流路基板の接合］
続いて、ＭＳ基板により形成された、流路を有する流路基板１３４０を、基板１３５０と接合した。具体的には、流路基板１３４０にトルエン蒸気を３０分間暴露した。続いて、３分間真空引きを行って流路基板１３４０表面のトルエン分子を蒸発させた。【０２０９】
続いて、流路基板１３４０と基板１３５０の第１面１３５１とを積層し、６ＭＰａの圧力で３０分間圧着することにより、流路基板１３４０及び基板１３５０を接合した。【０２１０】
以上の工程により、実施例１の流体デバイスが得られた。図１７Ｃは、完成した実施例１の流体デバイスを示す写真である。【０２１１】
＜実験例１＞
（バルブの駆動）
実施例１の流体デバイスのバルブを駆動させた。まず、導電性銀ペーストを使用して導線を流体デバイスに接続した。次に、流体デバイスの流路に蛍光色素を含む液体を送液した。【０２１２】
続いて、流体デバイスのバルブ部分の蛍光強度を測定しながら、バルブのヒーターに１０００ミリ秒間のパルス電圧を印加してバルブを駆動させた。図１８Ａは、印加電圧及び測定された蛍光強度と時間との関係を示すグラフである。図１８Ｂは、バルブが開状態の時の流路及びバルブが閉状態の時の流路の蛍光顕微鏡写真である。図１８Ｃは、バルブの応答時間及び消費電力の関係を示すグラフである。【０２１３】
その結果、１．５×１０２ｍＷの電力で４６３±３５ミリ秒（ｎ＝３）の応答時間が得られた。また、電力を変化させてバルブを駆動させたところ、従来のシート型の形状記憶ポリマーバルブよりも低電力で駆動可能であることが示された。これは、おそらく、無溶媒でＰＣＬを架橋したことにより、ＰＣＬの融点（相転移点）が低下したことによると考えられた。【０２１４】
＜実施例２＞
（バルブを集積した流体デバイスの作製）
実施例１と同様の手順により、バルブを９個集積した、実施例２の流体デバイスを作製した。図１９Ａは、頂上部にヒーターのパターンが形成された凸部を有する第２基板を示す写真である。図１９Ｂは、配線形成後の第２基板を示す写真である。図１９Ｃは、第１基板及び第２基板が接合された様子を示す写真である。図１９Ｄは、完成した実施例２の流体デバイスを示す写真である。
【産業上の利用可能性】
【０２１５】
本発明により、簡便にかつ低コストで製造することができ、流体デバイスの設計の自由度も高いバルブを提供することができる。また、上記バルブを備える流路デバイス及び流路デバイスの製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【０２１６】
２００，２４２，３００，６７０，７３０，８００，９４０…ノーマリーオープン・バルブ、２１０，２４０，３１０，４１０，５１０，６１０，１０１０，１１１０，１２１０，１３１０，２０１０…流路、２０２０，２０３０…バルブ、２２０，２２０ａ，３２０，４２０，５２０，６２０ａ，６２０ｂ，８２０，１０２０，１１２０，１２２０，１３２０，１４２０，１５２０…形状記憶ポリマー（形状記憶性を有する物質）、２３０，３３０，４３０，５３０，８３０，１０３０，１１３０，１２３０，１３３０，１４３０，１５３０…収容部（凹部）、２４０，３４０，４４０，５４０，６４０，１０４０，１１４０，１２４０，１３４０，１５４０…流路基板、２４２ａ，２４３ａ…加熱手段、２４５，４４５，６４５ａ，６４５ｂ…堰、２５０，３５０，４５０，５５０，６５０，１０５０，１１５０，１２５０，１３５０，１４５０，１５５０…基板、２５１，３５１，４５１，５５１，６５１，１０５１，１１５１，１２５１，１３５１，１４５１，１５５１…第１面、２４３，４００，５００，６６０，７４０，９３０…ノーマリークローズ・バルブ、２４１，６００，７００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００，１５００，２０００…流体デバイス、６８０，７５０，９５０…直列バルブ、７１０，９１０…駆動源、７２０…上流流路、７２１…分岐流路、７２２…分岐点、７２３，７２４，７２５…下流流路、７３０ａ，７４０ａ，７５０ａ，９３０ａ，９４０ａ，９５０ａ…温度変化部、８３０ａ…光熱変換層、９２１，９２２，９２３，９２４，９２５…液溜部、９６０…精製装置、１０１０ａ…第一流路部、１０１０ｂ…第二流路部、１１３１，１２３１，１３３１，１４３１，１５３１…底部、１１５２，１２５２，１３５２，１４５２，１５５２…第２面、１１６０，１２６０，１３６０，１４６０，１５６０…供給部、１１７０，１２７０，１３７０，１４７０，１５７０…排出部、１２５０ａ，１３５０ａ…第１基板、１２５０ｂ，１３５０ｂ…第２基板、１１２０ａ…平板部、１１２０ｂ，１１２０ｃ…脚部（突出部）、１１２１，１１２２，１２５３，１３５３…面、１２５４，１３５４…支持部、１２５５，１３５５…凸部、１２６０ａ，１２６０ａ，１３６０ａ…貫通孔、１３５６…側面、１３５７…表面、１４８０…蓋体基板、１４８１…転写面。
【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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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
2016136551.tif 000017
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
2016136551.tif 000020
【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
2016136551.tif 000027
【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
2016136551.tif 000029
【図１８Ａ】
2016136551.tif 000030
【図１８Ｂ】
2016136551.tif 000031
【図１８Ｃ】
2016136551.tif 000032
【図１９Ａ】
2016136551.tif 000033
【図１９Ｂ】
2016136551.tif 000034
【図１９Ｃ】
2016136551.tif 000035
【図１９Ｄ】
2016136551.tif 000036
【図２０】
2016136551.tif 000037
【図２１】
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【図２２Ａ】
2016136551.tif 000039
【図２２Ｂ】
2016136551.tif 000040
【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【国際調査報告】
2016136551.tif 000043
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