(57)【要約】【課題】流体の流動を遮断し、適時にチャンネルに沿って流体を流れるように開放するバルブユニット、これを備えた反応装置、及びチャンネルにバルブを形成する方法を提供する。【解決手段】流体の流路を形成し、第１高さＤ１の第１領域と第２高さＤ２の第２領域とを含む部分を備える流体チャンネル１６と、流体チャンネルの第１領域に充填されて形成され、相転移可能なバルブ物質からなるバルブ２７、２８とを備え、第１高さＤ１は第２高さＤ２よりも小さく、第２領域は、第１領域の一側に隣接して位置し、第１領域は、流体チャンネル方向に一定幅Ｇを有することを特徴とするバルブユニット、これを備えた反応装置、及びチャンネルにバルブを形成する方法である。【選択図】図１
2008045745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路を形成し、第１高さＤ１の第１領域と第２高さＤ２の第２領域とを含む部分を備える流体チャンネルと、前記流体チャンネルの第１領域に充填されて形成され、相転移可能なバルブ物質からなるバルブとを備え、
第１高さＤ１は第２高さＤ２より小さく、前記第２領域は、前記第１領域の一側に隣接して位置し、前記第１領域は、前記流体チャンネル方向に一定幅Ｇを有することを特徴とするバルブユニット。
【請求項２】
前記流体チャンネルの一部分は、第３高さＤ３の第３領域をさらに含み、第１高さＤ１は第３高さＤ３より小さく、前記第３領域は、前記第１領域の他側に隣接して位置することを特徴とする請求項１に記載のバルブユニット。
【請求項３】
前記相転移可能なバルブ物質は、相転移物質と複数の微細発熱粒子とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のバルブユニット。
【請求項４】
前記バルブに電磁波を照射する外部エネルギー源をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバルブユニット。
【請求項５】
前記外部エネルギー源は、レーザーを照射するレーザー光源を含むことを特徴とする請求項４に記載のバルブユニット。
【請求項６】
前記レーザー光源は、レーザーダイオードを備えることを特徴とする請求項５に記載のバルブユニット。
【請求項７】
前記レーザー光源から照射されるレーザーは、少なくとも１ｍＪ／ｐｕｌｓｅのエネルギーを有するパルス電磁波であることを特徴とする請求項５または６に記載のバルブユニット。
【請求項８】
前記レーザー光源から照射されるレーザーは、少なくとも１０ｍＷの出力を有する連続波の電磁波であることを特徴とする請求項５または６に記載のバルブユニット。
【請求項９】
前記レーザー光源から照射されるレーザーは、７５０〜１３００ｎｍの波長を有することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載のバルブユニット。
【請求項１０】
前記微細発熱粒子は、疏水性キャリアオイルに分散されていることを特徴とする請求項３に記載のバルブユニット。
【請求項１１】
前記微細発熱粒子は、重合体粒子、量子ドット、及び磁性ビーズからなる群から選択される少なくとも一つの粒子形態を有することを特徴とする請求項３に記載のバルブユニット。
【請求項１２】
前記磁性ビーズは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、及びこれらの酸化物からなる群から選択される少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１１に記載のバルブユニット。
【請求項１３】
前記相転移物質は、ワックス、ゲル、熱可塑性樹脂からなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項３に記載のバルブユニット。
【請求項１４】
前記ワックスは、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、合成ワックス、及び天然ワックスからなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項１３に記載のバルブユニット。
【請求項１５】
前記ゲルは、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、及びポリビニルアミドからなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項１３に記載のバルブユニット。
【請求項１６】
前記熱可塑性樹脂は、環状オレフィンコポリマー、ポリメチル（メタ）クリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアセタール、パーフルオロアルコキシル、ポリビニルクロライド、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリスルフォン、及びポリビニリデンジフルオライドからなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項１３に記載のバルブユニット。
【請求項１７】
前記幅Ｇは、前記第２高さＤ２及び第３高さＤ３より小さいことを特徴とする請求項２に記載のバルブユニット。
【請求項１８】
前記第１領域は、２００〜５００μｍの幅Ｇを有することを特徴とする請求項２に記載のバルブユニット。
【請求項１９】
前記流体チャンネルは、互いに接合された第１層及び第２層からなる基板に形成され、前記第１、第２、及び第３領域は、前記第１層に設けられた第１ホールと前記第２層に設けられた一対の第２ホールにより形成され、前記第２ホールの少なくとも一つは、前記第１領域を形成できるように、前記第１ホールから幅Ｇほど離隔されたことを特徴とする請求項２に記載のバルブユニット。
【請求項２０】
前記第２層の第２ホールが前記流体チャンネルを形成することを特徴とする請求項１９に記載のバルブユニット。
【請求項２１】
互いに接合された第１層及び第２層からなる基板と、前記基板に形成されて流体の流路を形成する流体チャンネルと、前記流体チャンネル上に形成されて流体を受容する流体チャンバと、前記チャンネルを開閉するバルブユニットとを備え、
前記バルブユニットは、第１高さＤ１の第１領域と第２高さＤ２の第２領域とを含む部分を備える流体チャンネルと、前記流体チャンネルの第１領域に充填されて形成され、相転移可能なバルブ物質からなるバルブとを備え、第１高さＤ１は第２高さＤ２より小さく、前記第２領域は、前記第１領域の一側に隣接して位置し、前記第１領域は、前記流体チャンネル方向に一定幅Ｇを有することを特徴とする反応装置。
【請求項２２】
前記流体チャンネルの一部分は、第３高さＤ３の第３領域をさらに含み、第１高さＤ１は第３高さＤ３より小さく、前記第３領域は、前記第１領域の他側に隣接して位置することを特徴とする請求項２１に記載の反応装置。
【請求項２３】
前記第１、第２、及び第３領域は、前記第１層に設けられた第１ホールと前記第２層に設けられた一対の第２ホールとにより形成され、前記第２ホールの少なくとも一つは、前記第１領域を形成できるように、前記第１ホールから幅Ｇほど離隔されたことを特徴とする請求項２２に記載の反応装置。
【請求項２４】
前記相転移可能なバルブ物質は、相転移物質と複数の微細発熱粒子とを備えたことを特徴とする請求項２１〜２３のいずれか１項に記載の反応装置。
【請求項２５】
前記バルブに電磁波を照射する外部エネルギー源をさらに備えることを特徴とする請求項２１〜２４のいずれか１項に記載の反応装置。
【請求項２６】
前記外部エネルギー源は、レーザーを照射するレーザー光源を含むことを特徴とする請求項２５に記載の反応装置。
【請求項２７】
前記レーザー光源は、レーザーダイオードを含むことを特徴とする請求項２６に記載の反応装置。
【請求項２８】
前記レーザー光源から照射されるレーザーは、少なくとも１ｍＪ／ｐｕｌｓｅのエネルギーを有するパルス電磁波であることを特徴とする請求項２６または２７に記載の反応装置。
【請求項２９】
前記レーザー光源から照射されるレーザーは、少なくとも１０ｍＷの出力を有する連続波の電磁波であることを特徴とする請求項２６または２７に記載の反応装置。
【請求項３０】
前記レーザー光源から照射されるレーザーは、７５０〜１３００ｎｍの波長を持つことを特徴とする請求項２６〜２９のいずれか１項に記載の反応装置。
【請求項３１】
前記微細発熱粒子は、疏水性キャリアオイルに分散されていることを特徴とする請求項２４に記載の反応装置。
【請求項３２】
前記微細発熱粒子は、重合体粒子、量子ドット、及び磁性ビーズからなる群から選択される少なくとも一つの粒子形態を有することを特徴とする請求項２４に記載の反応装置。
【請求項３３】
前記磁性ビーズは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、及びこれらの酸化物からなる群から選択される少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項３２に記載の反応装置。
【請求項３４】
前記相転移物質は、ワックス、ゲル、熱可塑性樹脂からなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項２４に記載の反応装置。
【請求項３５】
前記ワックスは、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、合成ワックス、及び天然ワックスからなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項３４に記載の反応装置。
【請求項３６】
前記ゲルは、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、及びポリビニルアミドからなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項３４に記載の反応装置。
【請求項３７】
前記熱可塑性樹脂は、環状オレフィンコポリマー、ポリメチル（メタ）クリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアセタール、パーフルオロアルコキシル、ポリビニルクロライド、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリスルフォン、及びポリビニリデンジフルオライドからなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項３４に記載の反応装置。
【請求項３８】
前記幅Ｇは、前記第２高さＤ２及び第３高さＤ３より小さいことを特徴とする請求項２２に記載の反応装置。
【請求項３９】
前記第１領域は、２００〜５００μｍの幅Ｇを有することを特徴とする請求項２２に記載の反応装置。
【請求項４０】
前記第２層に形成された前記第２ホールが、前記流体チャンネルを形成することを特徴とする請求項２２に記載の反応装置。
【請求項４１】
前記第１層に形成された第１ホールは、前記バルブユニットに前記バルブ物質を導入するために用いられることを特徴とする請求項２２に記載の反応装置。
【請求項４２】
前記基板を回転させる回転手段をさらに備え、前記基板の回転による遠心力によって、前記流体がポンピングされるように構成されたことを特徴とする請求項２１〜４２のいずれか１項に記載の反応装置。
【請求項４３】
流体の流路を形成し、第１高さＤ１の第１領域と、第２高さＤ２の第２領域とを含む部分を備え、第１高さＤ１は第２高さＤ２より小さく、前記第２領域は、前記第１領域の一側に隣接して位置し、前記第１領域は、前記流体チャンネル方向に一定幅Ｇを有する流体チャンネルを準備する段階と、
相転移可能なバルブ物質を前記第１領域に導入する段階と、を含むことを特徴とするチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項４４】
前記流体チャンネルの一部分は、第３高さＤ３の第３領域をさらに含み、前記第１高さＤ１は第３高さＤ３より小さく、前記第３領域は、前記第１領域の他側に隣接して位置することを特徴とする請求項４３に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項４５】
前記流体チャンネルは、互いに接合された第１層及び第２層からなる基板に形成され、前記第１、第２、及び第３領域は、前記第１層に設けられた第１ホールと前記第２層に設けられた一対の第２ホールとにより形成され、前記第２ホールの少なくとも一つは、前記第１領域を形成できるように、前記第１ホールから幅Ｇほど離隔されたことを特徴とする請求項４３または４４に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項４６】
前記第１領域に前記バルブ物質を導入する段階は、前記第１層に設けられた第１ホール内へ前記バルブ物質を注入することによって行われることを特徴とする請求項４５に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項４７】
前記相転移可能なバルブ物質は、相転移物質と複数の微細発熱粒子とを備えたことを特徴とする請求項４３〜４６のいずれか１項に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項４８】
前記微細発熱粒子は、疏水性キャリアオイルに分散されていることを特徴とする請求項４７に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項４９】
前記微細発熱粒子は、重合体粒子、量子ドット、及び磁性ビーズからなる群から選択される少なくとも一つの粒子形態を有することを特徴とする請求項４７に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項５０】
前記磁性ビーズは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、及びこれらの酸化物からなる群から選択される少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項４９に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項５１】
前記相転移物質は、ワックス、ゲル、熱可塑性樹脂からなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項４７に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項５２】
前記ワックスは、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、合成ワックス、及び天然ワックスからなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項５１に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項５３】
前記ゲルは、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、及びポリビニルアミドからなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項５１に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項５４】
前記熱可塑性樹脂は、環状オレフィンコポリマー、ポリメチル（メタ）クリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアセタール、パーフルオロアルコキシル、ポリビニルクロライド、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリスルフォン、及びポリビニリデンジフルオライドからなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項５１に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項５５】
前記第１領域は、２００〜５００μｍの幅Ｇを有することを特徴とする請求項４４に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項５６】
一面に第１溝を備え、前記第１溝内に第１ホールを備えた第１層を準備する段階と、
一面において前記第１層の第１溝と共に流体チャンネルを形成し、一対の第２ホールを備えた第２溝を備える第２層を準備する段階と、
前記一対の第２ホールの間の溝上にバルブ物質を導入する段階と、
前記第１層を第２層に接合して流体チャンネルを形成する段階と、を含み、
前記第１層の第１溝と前記第２層の第２溝とが流体チャンネルを形成し、前記第２ホールの少なくとも一つは、前記第１層の第１ホールから一定幅Ｇほど離隔されて位置し、前記流体チャンネルは、第１高さＤ１の第１領域と、第２高さＤ２の第２領域とを含む部分を備え、前記第２領域は、前記第１領域の一側に隣接して位置し、前記第１領域は、前記流体チャンネル方向に一定幅Ｇを有することを特徴とするチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項５７】
前記流体チャンネルの一部分は、第３高さＤ３の第３領域をさらに含み、前記第１高さＤ１は第３高さＤ３より小さく、前記第３領域は、前記第１領域の他側に隣接して位置することを特徴とする請求項５６に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【請求項５８】
前記第１層または第２層にエネルギーを供給する段階と、前記バルブ物質を前記第１領域に満たす段階とをさらに備えることを特徴とする請求項５７に記載のチャンネルにバルブを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流動を遮断し、適時にチャンネルに沿って流れるように開放するバルブユニットと、これを備えた反応装置と、流体の流動を開放可能に遮断するバルブをチャンネルに形成する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、Ｌｙｓｉｓ反応、ＰＣＲ反応（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  ｃｈａｉｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）のような生化学反応に使われる基板（換言すれば、ラボオンチップ（ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ））には、流体の流路を形成する微細チャンネルが形成されており、流体が流れないように前記微細チャンネルを遮断し、また、適時に前記微細チャンネルを開放して流体を流動させるバルブユニットが設けられる。
【０００３】
非特許文献１の１８２４〜１８３１ページに開示された生化学反応用基板と、同文献の３７４０〜３７４８ページに開示された生化学反応用の基板は、パラフィンワックスのみからなるバルブを備え、前記パラフィンワックスを溶融させるための加熱手段を備える。ところが、微細チャンネルを閉鎖するために、かなり多くのパラフィンワックスが必要であり、前記多量のパラフィンワックスを溶融させるために、大きい加熱手段を備える必要があるため、生化学反応用の基板を小型化及び集積化が困難であるという問題点がある。また、パラフィンワックスの溶融まで加熱時間が多くかかり、チャンネル開放時点の精密な制御が困難であるという問題点もある。
【非特許文献１】Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．Ｖｏｌ．７６  ２００４年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記問題点を解決するためのものであり、チャンネルを開放可能に閉鎖するバルブのサイズを従来より小型化できるバルブユニット、これを備えた反応装置、及びチャンネルにバルブを形成する方法を提供することを技術的課題とする。
【０００５】
また、本発明は、レーザーのような電磁波の照射により、閉鎖されたチャンネルが開放できるバルブユニット、これを備えた反応装置、及びチャンネルにバルブを形成する方法を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記技術的課題を達成するために本発明は、流体の流路を形成し、第１高さＤ１の第１領域と第２高さＤ２の第２領域とを含む部分を備える流体チャンネルと、前記流体チャンネルの第１領域に充填されて形成され、相転移可能なバルブ物質からなるバルブとを備え、第１高さＤ１は第２高さＤ２より小さく、前記第２領域は、前記第１領域の一側に隣接して位置し、前記第１領域は、前記流体チャンネル方向に一定幅Ｇを有することを特徴とするバルブユニット及びこれを備えた反応装置を提供する。
【０００７】
望ましくは、前記流体チャンネルの一部分は、第３高さＤ３の第３領域をさらに含み、第１高さＤ１は第３高さＤ３より小さく、前記第３領域は、前記第１領域の他側に隣接して位置することができる。
【０００８】
望ましくは、前記相転移可能なバルブ物質は、相転移物質と複数の微細発熱粒子とを備えうる。
【０００９】
望ましくは、前記バルブユニットは、前記バルブに電磁波を照射する外部エネルギー源をさらに含みうる。
【００１０】
望ましくは、前記外部エネルギー源は、レーザーを照射するレーザー光源を含みうる。
【００１１】
望ましくは、前記レーザー光源は、レーザーダイオードを含みうる。
【００１２】
望ましくは、前記レーザー光源から照射されるレーザーは、少なくとも１ｍＪ／ｐｕｌｓｅのエネルギーを有するパルス電磁波でありうる。
【００１３】
望ましくは、前記レーザー光源から照射されるレーザーは、少なくとも１０ｍＷの出力を有する連続波の電磁波でありうる。
【００１４】
望ましくは、前記レーザー光源から照射されるレーザーは、７５０〜１３００ｎｍの波長を有することができる。
【００１５】
望ましくは、前記微細発熱粒子は、疏水性キャリアオイルに分散されていてもよい。
【００１６】
望ましくは、前記微細発熱粒子は、重合体粒子、量子ドット、及び磁性ビーズからなる群から選択される少なくとも一つの粒子形態を有しうる。
【００１７】
望ましくは、前記磁性ビーズは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、及びこれらの酸化物からなる群から選択される少なくとも一つを含みうる。
【００１８】
望ましくは、前記相転移物質は、ワックス、ゲル、熱可塑性樹脂からなる群から選択される少なくとも一つでありうる。
【００１９】
望ましくは、前記ワックスは、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、合成ワックス、及び天然ワックスからなる群から選択される少なくとも一つでありうる。
【００２０】
望ましくは、前記ゲルは、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、及びポリビニルアミドからなる群から選択される少なくとも一つでありうる。
【００２１】
望ましくは、前記熱可塑性樹脂は、環状オレフィンコポリマー、ポリメチル（メタ）クリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアセタール、パーフルオロアルコキシル、ポリビニルクロライド、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリスルフォン、及びポリビニリデンジフルオライドからなる群から選択される少なくとも一つでありうる。
【００２２】
望ましくは、前記幅Ｇは、第２高さＤ２及び第３高さＤ３より小さくありうる。
【００２３】
望ましくは、前記第１領域は、２００〜５００μｍの幅Ｇを有しうる。
【００２４】
望ましくは、前記流体チャンネルは、互いに接合された第１層及び第２層からなる基板に形成され、前記第１、第２、及び第３領域は、前記第１層に設けられた第１ホールと前記第２層に設けられた一対の第２ホールとにより形成され、前記第２ホールの少なくとも一つは、前記第１領域を形成できるように、前記第１ホールから幅Ｇほど離隔されうる。
【００２５】
望ましくは、前記第２層の第２ホールが前記流体チャンネルを形成しうる。
【００２６】
望ましくは、前記反応装置は、前記基板を回転させる回転手段をさらに備え、前記基板の回転による遠心力によって、前記流体がポンピングされるように構成されうる。
【００２７】
また、本発明は、流体の流路を形成し、第１高さＤ１の第１領域と、第２高さＤ２の第２領域とを含む部分を備え、前記第１高さＤ１は第２高さＤ２より小さく、前記第２領域は、前記第１領域の一側に隣接して位置し、前記第１領域は、前記流体チャンネル方向に一定幅Ｇを有する流体チャンネルを準備する段階と、相転移可能なバルブ物質を前記第１領域に導入する段階とを含むことを特徴とするチャンネルにバルブを形成する方法を提供する。
【００２８】
望ましくは、前記流体チャンネルの一部分は、第３高さＤ３の第３領域をさらに含み、前記第１高さＤ１は第３高さＤ３より小さく、前記第３領域は、前記第１領域の他側に隣接して位置してもよい。
【００２９】
また、本発明は、一面に第１溝を備え、前記第１溝内に第１ホールを備えた第１層を準備する段階と、一面に前記第１層の第１溝と共に流体チャンネルを形成し、一対の第２ホールを備えた第２溝を備える第２層を準備する段階と、前記一対の第２ホールの間の溝上にバルブ物質を導入する段階と、前記第１層を第２層に接合して流体チャンネルを形成する段階とを含み、前記第１層の第１溝と前記第２層の第２溝とが流体チャンネルを形成し、前記第２ホールの少なくとも一つは、前記第１層の第１ホールから一定幅Ｇほど離隔されて位置し、前記流体チャンネルは、第１高さＤ１の第１領域と、第２高さＤ２の第２領域とを含む部分を備え、前記第２領域は、前記第１領域の一側に隣接して位置し、前記第１領域は、前記流体チャンネル方向に一定幅Ｇを有することを特徴とするチャンネルにバルブを形成する方法を提供する。
【００３０】
望ましくは、前記流体チャンネルの一部分は、第３高さＤ３の第３領域をさらに含み、前記第１高さＤ１は第３高さＤ３より小さく、前記第３領域は、前記第１領域の他側に隣接して位置してもよい。
【００３１】
望ましくは、前記チャンネルにバルブを形成する方法は、前記第１層または第２層にエネルギーを供給する段階と、前記バルブ物質を前記第１領域に満たす段階とをさらに含みうる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、エアポンプまたは加熱板などが基板に含まれていないので、生化学反応用基板の小型化及び集積化が容易である。
【００３３】
また、レーザーのような電磁波の照射によりチャンネル開放が引き起こされるので、迅速なチャンネル開放が可能であり、チャンネル開放時点の精密な制御が容易である。これにより、迅速な流体反応作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態によるバルブユニット、これを備えた反応装置、及びチャンネルにバルブを形成する方法を詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の第１実施形態によるバルブユニットを示す斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【００３６】
図１及び図２を参照すれば、本発明の第１実施形態によるバルブユニット２０は、流体の流路を形成する流体チャンネル１６とバルブ２７、２８とを備える。前記流体チャンネル１６は、第１高さＤ１の第１領域と第２高さＤ２の第２領域と、第３高さＤ３の第３領域とを含む部分を備える。前記バルブ２７、２８は、前記流体チャンネル１６の第１領域に充填されて形成され、相転移可能なバルブ物質からなる。前記相転移可能な物質は、複数の微細発熱粒子を含みうる。前記第１高さＤ１は、第２高さＤ２及び第３高さＤ３より小さい。前記第１領域は、前記第２領域と第３領域とを両側にそれぞれ配し、前記流体チャンネル１６の方向に一定幅Ｇ１（またはＧ２）を有している。
【００３７】
前記チャンネル１６は、第１層１２と第２層１１とを備える基板１０に形成される。前記第１層１２と第２層１１とは、互いに接合されて基板１０を形成する。前記第１層１２と第２層１１とは、陽極接合、超音波溶接、両面接着テープ（図示せず）を利用した接着などの方法によって接合されうる。前記第１層１２及び第２層１１のそれぞれは、前記第１層１２と第２層１１とが互いに接合されたときに、流体チャンネル１６を形成する溝を備えうる。
【００３８】
前記第１、第２、第３領域は、第１層１２に形成された第１ホール２５及び第２層１１に形成された一対の第２ホール２１、２３によって設けられる。前記第２ホール２１、２３のうち少なくとも一つは、第１領域が形成されるように、第１ホール２５から幅Ｇ（Ｇ１またはＧ２）ほど離隔されている。前記幅Ｇは、第２高さＤ２及び第３高さＤ３より小さく、２００〜５００μｍの範囲である。前記第２高さＤ２及び第３高さＤ３のそれぞれは、１〜３ｍｍの範囲である。前記幅Ｇは、バルブギャップといわれることもある。前記第２ホール２１、２３は、流体チャンネル１６を形成する。一対の第２ホール２１、２３の間に前記第１高さＤ１を持つ第１領域が形成される。
【００３９】
前記第１ホール２５は、バルブ２７、２８で形成されるバルブ物質を導入または注入するための貫通ホールである。バルブ物質が導入された後に、前記貫通ホールは、蓋層（図示せず）によって閉鎖されうる。前記バルブ物質は、温度によって相及び粘性が変化する。
【００４０】
図３Ａ及び図３Ｂは、図２のバルブユニットの製造方法を順次に示す断面図である。以下に、図３Ａ及び図３Ｂを参照して前記流体チャンネル１６にバルブを形成する方法を説明する。
【００４１】
図３Ａを参照すれば、まず、前記第１ホール２５（“バルブ物質注入ホール”ということもある）を介して流体チャンネル１６に溶融されたバルブ物質Ｖを注入する。前記バルブ物質Ｖの注入には、ピペット５のような道具が利用される。前記バルブ物質Ｖは、常温では硬化されて固体状態となり、約７０℃以上の高温では、溶融されて流動可能な状態で存在する。前記バルブ物質Ｖは、チャンネル１６に沿って拡散される。前記バルブ物質注入ホール２５の位置からチャンネル１６の上流側に拡散されたバルブ物質Ｖは、第１領域Ｇ１またはＧ２に残される。余分のバルブ物質は、第１領域の第１高さＤ１より大きい内部高さＤ２を有する第２ホール２１、２３に流れて拡散される。
【００４２】
図３Ｂを参照すれば、基板１０の内部に注入されて、第１領域の幅Ｇ１及びＧ２で硬化されたバルブ物質Ｖは、バルブ２７、２８となる。前記Ｇ１のバルブ２７とＧ２のバルブ２８とは、流体チャンネル１６を閉鎖する主バルブと補助バルブとなる。前記バルブ２７、２８がそれぞれ流体の圧力に耐え、漏出を防止できるように、前記バルブギャップＧ１、Ｇ２は、それぞれ２００〜５００μｍの長さを有する。前記第２高さＤ２の深さは、１０ｎｍ〜１００ｍｍでありうる。
【００４３】
一方、前記バルブ物質Ｖは、固体状態である相転移物質と、前記相転移物質に均一に分散された複数の微細発熱粒子Ｐとを含んでなる。前記相転移物質は、ワックスでありうる。前記ワックスは、加熱されれば溶融して液体状態に変わり、体積が膨脹する。前記ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、合成ワックス、または天然ワックスなどが採用されうる。
【００４４】
一方、前記相転移物質は、ゲルまたは熱可塑性樹脂であってもよい。前記ゲルとして、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、またはポリビニルアミドなどが採用されうる。また、前記熱可塑性樹脂としては、環状オレフィンコポリマー（ｃｙｃｌｉｃ  ｏｌｅｆｉｎ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ：ＣＯＣ）、ポリメチル（メタ）クリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ（ａｃｒｙｌｉｃ）：ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ：ＰＣ）、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ：ＰＳ）、ポリアセタール（ｐｏｌｙａｃｅｔａｌ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ：ＰＯＭ）、パーフルオロアルコキシル（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ：ＰＦＡ）、ポリビニルクロライド（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ：ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ：ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ：ＰＥＥＫ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ：ＰＡ）、ポリスルフォン（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ：ＰＳＵ）、またはポリビニリデンジフルオライド（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ：ＰＶＤＦ）などが採用されうる。
【００４５】
前記微細発熱粒子Ｐは、チャンネル１６を自由に通過できるように、数十〜数百ｎｍの直径を有する。前記微細発熱粒子Ｐは、例えばレーザーのような電磁波が照射されると、その輻射エネルギーによって温度が急激に上昇して発熱する性質を有し、ワックスに均一に分散される性質を有する。このような性質を有するために、前記微細発熱粒子は、金属成分を含むコアと疏水性表面構造とを有しうる。例えば、前記微細発熱粒子は、Ｆｅからなるコアと、前記Ｆｅに結合されてＦｅを包む複数の界面活性成分を備えた分子構造とを有することができる。
【００４６】
通常、前記微細発熱粒子は、キャリアオイルに分散された状態で保管される。疏水性表面構造を有する前記微細発熱粒子が均一に分散されるように、キャリアオイルも疏水性であることが望ましい。ワックスに前記微細発熱粒子が分散されたキャリアオイルを注いで混合することによって、バルブ物質Ｖを製造できる。前記微細発熱粒子の粒子形態は、例として挙げた重合体形態に限定されるものではなく、量子ドットまたは磁性ビーズの形態も可能である。前記磁性ビーズは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、またはこれらの酸化物のような強磁性物質を含みうる。
【００４７】
図４は、純粋パラフィンワックスと、レーザー照射により発熱する微細発熱粒子が含まれたパラフィンワックスとにレーザーを照射する際の融点到達時間を比較して示すグラフである。
【００４８】
図４を参照すれば、実線が、純粋（１００％）パラフィンワックスの温度グラフであり、点線が、平均径１０ｎｍの微細発熱粒子が分散されたキャリアオイルとパラフィンワックスとが１：１の割合で混合された５０％不純物（微細発熱粒子）パラフィンワックスの温度グラフであり、二点鎖線が、平均直径１０ｎｍの微細発熱粒子が分散されたキャリアオイルとパラフィンワックスとが１：４の割合で混合された２０％不純物（微細発熱粒子）パラフィンワックスの温度グラフである。実験には、８０８ｎｍの波長を持つレーザーが使用された。パラフィンワックスの融点は、おおよそ６８〜７４℃である。図４を参照すれば、純粋パラフィンワックスは、レーザー照射後２０秒以上が経過して初めて融点に到達する（図中の（ｉｉ）参照）。一方、５０％不純物（微細発熱粒子）パラフィンワックス及び２０％不純物（微細発熱粒子）パラフィンワックスは、レーザー照射後に急速に加熱されて約５秒で融点に到達することを確認できる（図中の（ｉ）参照）。
【００４９】
図１を再び参照すれば、前記バルブユニット２０は、バルブ２７、２８に電磁波を照射するための外部エネルギー源の一例であり、レーザー光源３０をさらに備えうる。前記レーザー光源３０は、レーザーダイオードを備えうる。パルスレーザーを照射する場合は、少なくとも１ｍＪ／ｐｕｌｓｅのエネルギーを有するパルスレーザーを、連続波動レーザーを照射する場合は、少なくとも１０ｍＷの出力を有する連続波動レーザーを照射できるレーザー光源であれば、レーザー光源３０として採用されうる。
【００５０】
基板１０上でレーザー光源３０から照射されたレーザーが、主バルブ２７と補助バルブ２８とに透射できるように、第１層１２の全部、または少なくとも第１ホール２５周辺部は、透明である必要がある。したがって、前記第１層１２は、ガラスまたは透明プラスチックからなることが望ましい。前記第２層１１は、第１層１２と同じ材質からなってもよく、熱伝逹能に優れたシリコン（Ｓｉ）などの材質からなってもよい。
【００５１】
図５Ａ及び図５Ｂは、図２のバルブユニットの作動を順次に示す断面図である。
【００５２】
図５Ａを参照すれば、チャンネル１６の上流側に流入された流体Ｆは、チャンネル１６を閉鎖する主バルブ２７にふさがれてチャンネル１６の下流側に流動ことができない。補助バルブ２８は、前記主バルブ２７で遮断されずに漏出されうる流体Ｆをさらに遮断する機能を果たす。前記レーザー光源３０からレーザーＬが主バルブ２７及び補助バルブ２８に照射されれば、前記バルブ２７、２８を構成する硬化されたバルブ物質Ｖが、微細発熱粒子Ｐの発熱により急速に溶融され、前記バルブ２７、２８は、破壊される。図５Ｂを参照すれば、前記チャンネル１６は、開放されて流体Ｆがチャンネル１６の下流側に流動する。
【００５３】
図６Ａないし図６Ｄは、本発明の第２実施形態によるバルブユニットの製造方法を順次に示す断面図である。
【００５４】
図６Ａを参照すれば、第１層１２及び第２層１１からなる基板１０が準備される。前記第１層１２は、相対的に広く大きい直径部２５ａと相対的に狭く小さい直径部２５ｂとを備える。前記第１ホール２５は、バルブ物質注入ホールとして用いられる。前記第２層１１は、一対の第２ホール２１、２３を備える。前記第１層１２及び第２層１１のそれぞれは、基板１０を形成するために接合されたときに、流体チャンネルを形成する溝を備えうる。前記第１層１２と第２層１１とは、前記第２ホール２１、２３のうち少なくとも一つが幅Ｇほど第１ホール２５から離隔されて互いに接合される。
【００５５】
図６Ｂを参照すれば、バルブ物質Ｖが第１ホール２５に導入され、図６Ｃのように、前記第１ホール２５を密封するために、第１層１２上にカバー層１４を付着させる。前記カバー層１４は、透明な物質でありうる。
【００５６】
図６Ｄを参照すれば、前記バルブ物質Ｖを溶融させるために、基板１０が加熱される。溶融されたバルブ物質Ｖは、流体チャンネルに流れて第１高さＤ１の第１領域にバルブ２７を形成する。前記第１領域は、第２高さＤ２の第２領域と第３高さＤ３の第３領域とを両側に配して隣接する。前記第１、第２、及び第３領域は、第１層１２の第１ホール２５と第２層１１の第２ホール２１、２３との配置によって形成される。前記バルブ物質Ｖは、第１領域で硬化されてバルブ２７が形成される。
【００５７】
図７Ａないし図７Ｃは、本発明の第３実施形態によるバルブユニットを示す断面図である。
【００５８】
図７Ａを参照すれば、本発明のバルブユニット２０は、流体の流路を形成する流体チャンネル１６とバルブ２７とを備える。前記流体チャンネル１６は、第１高さＤ１の第１領域と、第２高さＤ２の第２領域と、第３高さＤ３の第３領域とを含む部分を備える。前記バルブ２７は、前記流体チャンネルの第１領域に充填されて形成され、相転移可能なバルブ物質からなる。前記相転移可能な物質は、複数の微細発熱粒子を含みうる。前記第１高さＤ１は、第２高さＤ２及び第３高さＤ３より小さい。前記第１領域は、前記第２領域と第３領域とを両側にそれぞれ配し、前記流体チャンネル１６の方向に一定幅Ｇを有する。
【００５９】
前記チャンネル１６は、第１層１２と第２層１１とを備える基板１０に形成されうる。前記第１層１２と第２層１１とは、互いに接合されて基板１０を形成する。前記第１層１２及び第２層１１のそれぞれは、前記第１層１２及び第２層１１が互いに接合されたとき、流体チャンネル１６を形成する溝を備えうる。
【００６０】
前記第１、第２、第３領域は、第１層１２に形成された第１ホール２５及び第２層１１に形成された一対の第２ホール２１、２３によって設けられる。前記第２ホール２１、２３のうち少なくとも一つは、第１領域が形成されるように、第１ホール２５から幅Ｇほど離隔されている。前記幅Ｇは、第２高さＤ２及び第３高さＤ３より小さく、２００〜５００μｍの範囲である。前記第２ホール２１、２３は、流体チャンネル１６を形成する。
【００６１】
図７Ｂを参照すれば、本発明の他の実施形態によるバルブユニット２０は、第１ホール２５の両側に第１高さＤ１のバルブ２７、２８を一つずつ備えてもよい。
【００６２】
また、図７Ｃを参照すれば、本発明のさらに他の実施形態によるバルブユニット２０は、第１高さＤ１の第１領域と、第２高さＤ２の第２領域とを備え、前記第１領域に幅Ｇを有し、第１領域に相転移可能なバルブ物質からなるバルブ２７を備える。前記第２高さＤ２が第１高さＤ１より大きく、第１領域と第２領域とは隣接する。前記第１領域と第２領域とは、一対の第２ホール２１、２３によって形成される。前記一対の第２ホール２１、２３は、流体チャンネル１６を形成するものであり、基板１０の第２層１１に形成される。前記バルブユニット２０は、図７Ａに示すような第１層１２に形成される第１ホール２５は備えておらず、したがって第１ホール２５により形成される第３領域（図７Ａ参照）も備えていない。
【００６３】
図８Ａ及び図８Ｂは、図７Ａのバルブユニットの製造方法を順次に示す断面図である。図８Ａを参照すれば、上面に第２溝（図示せず）を有する第２層１１が準備される。前記第２層１１は、一対の第２ホール２１、２３を備える。代案としては、前記第２溝の一部分に突出部（図示せず）が形成されてもよい。一方、下面に第１溝（図示せず）を有する第１層１２が準備される。前記第１層１２は、前記第１溝に第１ホール２５を備える。バルブ物質Ｖが第２層１１の第２ホール２１、２３の間（または前記第２溝の突出部）に投入される。
【００６４】
図８Ｂを参照すれば、前記第２層１１の第２ホール２１、２３のうち少なくとも一つが、第１層１２の第１ホール２５から幅Ｇほど離隔されて、前記第１層１２が第２層１１に積層される。前記第１層１２と第２層１１とを接合して流体チャンネル１６を形成する。前記流体チャンネル１６は、第１高さＤ１の第１領域と、第２高さＤ２の第２領域と、第３高さＤ３の第３領域とを含む部分を備える。前記第１高さＤ１は、第２高さＤ２及び第３高さＤ３より小さい。前記第１領域は、前記第２領域と第３領域とを両側にそれぞれ配し、前記流体チャンネル１６の方向に一定幅Ｇを有する。その後、エネルギーを加えてバルブ物質Ｖを溶融させる。前記溶融されたバルブ物質が前記第１領域に充填されてバルブが形成される。
【００６５】
図９は、本発明の第４実施形態による反応装置を示す斜視図であり、図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図であり、図１１は、図９のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。
【００６６】
図９を参照すれば、本発明の望ましい実施形態による反応装置１００は、円盤形態の基板１１０と、前記基板１１０を回転させるためのスピンドルモータ１６０と、前記基板１１０に向けてレーザーを照射するレーザー光源１５０とを備える。前記基板１１０には、流体が流入される流体流入ホール１１７と、前記流体が受容されうるチャンバ１２１、１２３、１２５と、前記チャンバ１２１、１２３、１２５を連結するチャンネル１１６（図１０及び図１１参照）とを備えてなる複数個の反応ユニット１１５が作られる。図９に示す基板１１０には、一対の反応ユニット１１５が備えられているが、一つの反応ユニットや３個以上の反応ユニットが設けられた基板も本発明に含まれる。
【００６７】
具体的に、前記チャンバ１２１、１２３、１２５は、流体の成分を分離、濃縮、精製する反応、またはＰＣＲ反応やＬｙｓｉｓ反応などが行われて観察できる場所であって、基板１１０の中心部から外周部に向かって第１チャンバ１２１、第２チャンバ１２３、及び第３チャンバ１２５が一列に位置する。前記基板１１０は、互いに接合された下部プレート１１１と上部プレート１１２とを備え、前記チャンバ１２１、１２３、１２５は、前記下部プレート１１１に形成される。前記スピンドルモータ１６０は、基板１１０を回転させるための回転手段の一例であり、流体流入ホール１１７を介して基板１１０の内部に流入された流体は、基板１１０の回転による遠心力によって基板１１０の外周方向にポンピングされる。
【００６８】
前記反応装置１００は、第１チャンバ１２１と第２チャンバ１２３との間のチャンネル１１６を閉鎖し、また適時に開放するためのバルブユニット１２０Ａ（図１０参照）と、第２チャンバ１２３と第３チャンバ１２５との間のチャンネル１１６を閉鎖し、また適時に開放するためのバルブユニット１２０Ｂ（図１１参照）とを備える。
【００６９】
図１０を参照すれば、本発明の望ましい実施形態によるバルブユニット１２０Ａは、前記第１チャンバ１２１及び第２チャンバ１２３と、前記一対のチャンバ１２１、１２３の間のチャンネル１１６と通ずるように上部プレート１１２を貫通して形成された第１ホール１３１（第１バルブ物質注入ホールといわれることもある）と、溶融されたバルブ物質Ｖ（図３Ａ参照）がチャンネル１１６上で硬化されて成された一対のバルブ１４１、１４２と、前記一対のバルブ１４１、１４２にレーザーを照射するためのレーザー光源１５０とを備える。
【００７０】
前記第１バルブ物質注入ホール１３１は、前記第１チャンバ１２１及び第２チャンバ１２３と一部分も重ならないように位置する。前記第１チャンバ１２１は、前記第１バルブ物質注入ホール１３１と第１バルブギャップＧ１ほど離隔されて位置し、前記第２チャンバ１２３は、前記第１バルブ物質注入ホール１３１と第２バルブギャップＧ２ほど離隔されて位置する。前記第１バルブ物質注入ホール１３１を介して注入される溶融されたバルブ物質Ｖ（図３Ａ参照）は、前記第１バルブギャップＧ１と第２バルブギャップＧ２とに残って硬化されて、それぞれ主バルブ１４１と補助バルブ１４２とを形成する。前記第１チャンバ１２１及び第２チャンバ１２３は、反応対象である流体を受容するだけでなく、余分のバルブ物質を受容することもできる。
【００７１】
図１１を参照すれば、本発明の望ましい実施形態によるバルブユニット１２０Ｂは、前記第２チャンバ１２３及び第３チャンバ１２５と、前記一対のチャンバ１２３、１２５の間のチャンネル１１６と通ずるように上部プレート１１２を貫通して形成された第２バルブ物質注入ホール１３３と、溶融されたバルブ物質Ｖ（図３Ａ参照）がチャンネル１１６上で硬化されて形成されたバルブ１４３と、前記バルブ１４３にレーザーを照射するためのレーザー光源１５０とを備える。図９に仮想線で示したように、前記レーザー光源１５０は、必要に応じて第１バルブ物質注入ホール１３１上から第２バルブ物質注入ホール１３３上に移動させることができる。または、前記レーザー光源１５０を第１バルブ物質注入ホール１３１上に固定させ、例えば一つ以上のミラーを含む光路変更手段を利用して第２バルブ物質注入ホール１３３の周辺にレーザーを照射してもよい。
【００７２】
前記第２バルブ物質注入ホール１３３は、前記第２チャンバ１２３とは重なって位置するが、前記第３チャンバ１２５とは重ならないように位置する。前記第２バルブ物質注入ホール１３３の内周面の境界は、第３チャンバ１２５とバルブギャップＧほど離隔されている。前記第２バルブ物質注入ホール１３３を介して注入される溶融されたバルブ物質Ｖ（図３Ａ参照）は、前記バルブギャップＧに残って硬化されてチャンネル１１６を閉鎖するバルブ１４３を形成する。前記第２チャンバ１２３及び第３チャンバ１２５は、反応対象の流体を受容するだけでなく、余分のバルブ物質を受容することもできる。
【００７３】
本発明のバルブユニットの作動を確認するために試験を実施した。図１２Ａ及び図１２Ｂは、図１０のバルブユニットの作動試験結果を順次に示す平面図であり、図１３Ａ及び図１３Ｂは、図１１のバルブユニットの作動試験結果を順次に示す平面図である。
【００７４】
図１２Ａを参照すれば、第１バルブギャップＧ１に対応する主バルブ１４１の長さは、２３８μｍであり、第２バルブギャップＧ２に対応する補助バルブ１４２の長さは、３４２μｍである。前記バルブ１４１、１４２を形成するバルブ物質Ｖは、平均直径１０ｎｍの微細発熱粒子が分散されたキャリアオイルとパラフィンワックスとが１：１の割合で混合された５０％不純物（微細発熱粒子）パラフィンワックスである。前記バルブ１４１、１４２によって第１チャンバ１２１と第２チャンバ１２３との間のチャンネル１１６が閉鎖されて、３６００ｒｐｍの回転速度で６０秒間前記基板１１０を回転させたが、第１チャンバ１２１に収容された流体Ｆが第２チャンバ１２３に漏出されなかった。
【００７５】
図１２Ｂを参照すれば、前記第１バルブ物質注入ホール１３１の周辺にレーザーを１秒間照射し、３０００ｒｐｍの回転速度で５秒間前記基板１１０を回転させれば、バルブ１４１、１４２の溶融で前記第１チャンバ１２１と第２チャンバ１２３との間のチャンネル１１６が開放されて、流体Ｆが第１チャンバ１２１から第２チャンバ１２３に移動する。
【００７６】
図１３Ａを参照すれば、バルブギャップＧに対応するバルブ１４３の長さは、３７５μｍである。前記バルブ１４３を形成するバルブ物質Ｖは、平均直径１０ｎｍの微細発熱粒子が分散されたキャリアオイルとパラフィンワックスとが１：１の割合で混合された５０％不純物（微細発熱粒子）パラフィンワックスである。前記バルブ１４３により第２チャンバ１２３と第３チャンバ１２５との間のチャンネル１１６が閉鎖されて、３６００ｒｐｍの回転速度で６０秒間前記基板１１０を回転させたが、第２チャンバ１２３に収容された流体Ｆが第３チャンバ１２５に漏出されなかった。
【００７７】
図１３Ｂを参照すれば、前記第２バルブ物質注入ホール１３３の周辺にレーザーを１秒間照射し、３０００ｒｐｍの回転速度で５秒間前記基板１１０を回転させれば、バルブ１４３の溶融で前記第２チャンバ１２３と第３チャンバ１２５との間のチャンネル１１６が開放されて、流体Ｆが第２チャンバ１２３から第３チャンバ１２５に移動する。
【００７８】
一方、図示してはいなが、本発明のバルブユニットは、多数の微細磁性粒子が含まれた流体をチャンネルに沿って移動させる場合や、混合された流体を密度差により分離してチャンネルに沿って移動させる場合にも適用できることを試験を通じて確認できた。
【００７９】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、本発明の第５実施形態による反応装置を部分的に示す平面図及び断面図であり、図１５Ａ及び図１５Ｂは、本発明の第６実施形態による反応装置を部分的に示す平面図及び断面図である。
【００８０】
図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すれば、本発明の他の実施形態による反応装置２００もまた、図９の反応装置１００と同様に、互いに接合された上部プレート２０３及び下部プレート２０２からなる基板２０１を備える。また、前記反応装置２００は、流体を受容できる一対のチャンバ２０５、２０６と、前記チャンバ２０５、２０６の間の流路を形成する流体チャンネル２１０とを備える。前記流体チャンネル２１０には、流体の流れを順次に開放するための３個のバルブユニット２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃが設けられる。各バルブユニット２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃは、図６Ｄに示すバルブユニットと同等な構成を備える。具体的に、各バルブユニット２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃは、第１領域、前記第１領域の両側に設けられる第２領域、及び第３領域を備える。また、バルブ物質が注入される第１ホール２２２、２２３、２２４と、流体チャンネル２１０を構成する第２ホール２２６、２２７と、バルブ物質が注入された第１ホール２２２、２２３、２２４を閉鎖するためのカバー層２１１とを備える。各バルブユニット２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃのバルブ２３１、２３２、２３３は、前記第１領域に形成される。
【００８１】
図１５Ａ及び図１５Ｂを参照すれば、本発明のさらに他の実施形態による反応装置２５０もまた、図９の反応装置１００と同様に、互いに接合された上部プレート２５３及び下部プレート２３２からなる基板２５１を備える。また、前記反応装置２５０は、流体を受容できる一対のチャンバ２５５、２５６と、前記チャンバ２５５、２５６の間の流路を形成する流体チャンネル２６０とを備える。前記流体チャンネル２６０には、流体の流れを順次に開放するための３個のバルブユニット２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃが設けられる。各バルブユニット２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃは、図７Ｃに示すバルブユニットと同等な構成を備える。具体的に、各バルブユニット２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃは、第１領域と前記第１領域の両側に設けられる一対の第２領域とを備える。各バルブユニット２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃのバルブ２８１、２８２、２８３は、前記第１領域に形成され、前記流体チャンネル２１０は、前記下部プレート２５２に形成された第２ホール２７６、２７７により形成される。
【００８２】
本発明は、図示された実施形態を参考にして説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが理解できるであろう。例えば、本発明は三種類以上の異なる流体を混合することにも適用されうる。したがって、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決まらねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、生化学反応用基板関連の技術分野に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第１実施形態によるバルブユニットを示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３Ａ】図２のバルブユニットの製造方法を順次に示す断面図である。
【図３Ｂ】図２のバルブユニットの製造方法を順次に示す断面図である。
【図４】純粋パラフィンワックスと、レーザー照射により発熱する微細発熱粒子が含まれたパラフィンワックスとにレーザーを照射する際の、融点到達時間を比較して示すグラフである。
【図５Ａ】図２のバルブユニットの作動を順次に示す断面図である。
【図５Ｂ】図２のバルブユニットの作動を順次に示す断面図である。
【図６Ａ】本発明の第２実施形態によるバルブユニットの製造方法を順次に示す断面図である。
【図６Ｂ】本発明の第２実施形態によるバルブユニットの製造方法を順次に示す断面図である。
【図６Ｃ】本発明の第２実施形態によるバルブユニットの製造方法を順次に示す断面図である。
【図６Ｄ】本発明の第２実施形態によるバルブユニットの製造方法を順次に示す断面図である。
【図７Ａ】本発明の第３実施形態によるバルブユニットを示す断面図である。
【図７Ｂ】本発明の第３実施形態によるバルブユニットを示す断面図である。
【図７Ｃ】本発明の第３実施形態によるバルブユニットを示す断面図である。
【図８Ａ】図７Ａのバルブユニットの製造方法を順次に示す断面図である。
【図８Ｂ】図７Ａのバルブユニットの製造方法を順次に示す断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態による反応装置を示す斜視図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。
【図１２Ａ】図１０のバルブユニットの作動を順次に示す平面図である。
【図１２Ｂ】図１０のバルブユニットの作動を順次に示す平面図である。
【図１３Ａ】図１１のバルブユニットの作動を順次に示す平面図である。
【図１３Ｂ】図１１のバルブユニットの作動を順次に示す平面図である。
【図１４Ａ】本発明の第５実施形態による反応装置を部分的に示す平面図である。
【図１４Ｂ】本発明の第５実施形態による反応装置を部分的に示す断面図である。
【図１５Ａ】本発明の第６実施形態による反応装置を部分的に示す平面図である。
【図１５Ｂ】本発明の第６実施形態による反応装置を部分的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０    基板
１１    第２層
１２    第１層
１６    流体チャンネル
２０    バルブユニット
２１、２３    第２ホール
２５    第１ホール
２７、２８    バルブ
３０    レーザー光源
【図１】
2008045745.tif 000003
【図２】
2008045745.tif 000004
【図３Ａ】
2008045745.tif 000005
【図３Ｂ】
2008045745.tif 000006
【図４】
2008045745.tif 000007
【図５Ａ】
2008045745.tif 000008
【図５Ｂ】
2008045745.tif 000009
【図６Ａ】
2008045745.tif 000010
【図６Ｂ】
2008045745.tif 000011
【図６Ｃ】
2008045745.tif 000012
【図６Ｄ】
2008045745.tif 000013
【図７Ａ】
2008045745.tif 000014
【図７Ｂ】
2008045745.tif 000015
【図７Ｃ】
2008045745.tif 000016
【図８Ａ】
2008045745.tif 000017
【図８Ｂ】
2008045745.tif 000018
【図９】
2008045745.tif 000019
【図１０】
2008045745.tif 000020
【図１１】
2008045745.tif 000021
【図１２Ａ】
2008045745.tif 000022
【図１２Ｂ】
2008045745.tif 000023
【図１３Ａ】
2008045745.tif 000024
【図１３Ｂ】
2008045745.tif 000025
【図１４Ａ】
2008045745.tif 000026
【図１４Ｂ】
2008045745.tif 000027
【図１５Ａ】
2008045745.tif 000028
【図１５Ｂ】
2008045745.tif 000029