(57)【要約】【課題】微小な流路における被制御流体の流路を、容易かつ確実に切り替えることができる方法および装置を提供する。【解決手段】被制御流体が流れる毛細管状流路４、５、６を、磁性流体を用いて切り替える方法であって、流路４、５、６に対する磁性流体の位置を、磁性流体に作用する磁界の変化により調整することによって、被制御流体が流れる流路を切り替える。【選択図】　　図１
2004077258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被制御流体が流れる毛細管状流路を、該流路内に導入可能な磁性流体を用いて切り替える方法であって、
毛細管状流路に対する磁性流体の位置を、該磁性流体に作用する磁界の変化により調整することによって、被制御流体が流れる流路を切り替えることを特徴とする流路切替方法。
【請求項２】
集合部で集合する３以上の毛細管状流路のうち、被制御流体が流通可能な２以上の流路を除いた１以上の流路に充填された磁性流体を、前記被制御流体が流通可能な流路のうち少なくとも１つに移動することによりこの流路を閉塞することによって、被制御流体が流れる流路を切り替えることを特徴とする請求項１記載の流路切替方法。
【請求項３】
毛細管状流路の断面積が５×１０−１２ｍ２〜５×１０−６ｍ２であることを特徴とする請求項１記載の流路切替方法。
【請求項４】
毛細管状流路が、マイクロ流体デバイス内に形成されていることを特徴とする請求項１記載の流路切替方法。
【請求項５】
磁界が永久磁石により与えられるものであることを特徴とする請求項１記載の流路切替方法。
【請求項６】
磁界の変化が、永久磁石と毛細管状流路との相対位置の変化によるものであることを特徴とする請求項５記載の流路切替方法。
【請求項７】
被制御流体が流れる毛細管状流路を有し、該流路内に磁性流体が導入可能とされたマイクロ流体デバイスにおける被制御流体の流路を切り替える装置であって、マイクロ流体デバイスを保持する保持手段と、
該保持手段に保持されたマイクロ流体デバイスの磁性流体に作用する磁界を発生する磁界発生手段と、
該磁界を変化させることによって、毛細管状流路に対する磁性流体の位置を調整可能とされた磁界制御手段とを有することを特徴とするマイクロ流体デバイスの流路切替装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、毛細管状流路中を流れる被制御流体の流路を切り替える方法、例えばマイクロ流体デバイスにおいて流路を切り替える方法に関する。
本発明はまた、本発明の流体制御方法によってマイクロ流体デバイス中の流路を切り替えることのできる流路切替装置に関する。
【０００２】
本発明は、例えば微小ケミカルデバイス、即ち、微小な流路、反応槽などの構造が形成された、化学・生化学反応用微小デバイス（マイクロ・リアクター）；膜濾過デバイス、透析デバイス、脱気・吸気デバイス、抽出デバイスなどの化学的・物理化学的処理デバイス；ＤＮＡ分析デバイス、免疫分析デバイス、電気泳動デバイス、クロマトグラフィー、ガス分析デバイス、水質分析デバイスなどの微小分析デバイスに使用できる。本発明は又、例えばＤＮＡチップなどのマイクロアレイ製造用のノズルやそれを組み込んだ装置に利用できる。
【０００３】
【従来の技術】
一般に、流体が流れる流路を切り替えるには、流路にバルブを設け、このバルブを操作する方法がとられている。
従来、毛細管状の流路を有するマイクロ流体デバイスにおいては、構造が複雑な流路切り替えバルブ（多方活栓）を、流体の漏洩無くマイクロ流体デバイス内に形成することが困難であるため、流体の流路を切り替えるには、各流路にそれぞれ開閉バルブを設け、これら開閉バルブの開閉操作によって、流体の流れる流路を切り替える方法をとるしかなかった。
しかしながら、この方法では、デバイス内に存在する流路の数と同等またはそれ以上のバルブを設置する必要があった。
そのため、バルブを駆動するための配管や配線を接続するための構造が必要となり、マイクロ流体デバイスの構造が複雑化する問題があった。
また、この配管や配線のため、デバイスの強度を高める必要があることから、デバイスのサイズを小さくすることが困難になるという不都合があった。このため、多数並列処理が難しくなる問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、微小な流路における被制御流体の流路を、容易かつ確実に切り替えることができる方法および装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、毛細管状流路内に導入可能な磁性流体を用い、この磁性流体を配置する流路を選択することによって、被制御流体を所望の流路に流すことが可能であることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明は、被制御流体が流れる毛細管状流路を、該流路内に導入可能な磁性流体を用いて切り替える方法であって、毛細管状流路に対する磁性流体の位置を、該磁性流体に作用する磁界の変化により調整することによって、被制御流体が流れる流路を切り替えることを特徴とする流路切替方法を提供する。
本発明の流路切替方法は、流路に対する磁性流体の位置を磁界の変化により調整することによって、被制御流体が流れる流路を切り替えるので、微小な流路を有するマイクロ流体デバイスにおいて、簡単な操作で確実な流路切り替えを実現できる。このため、多数並列処理が容易となる。
また、従来の流路切替方法に比べ、バルブやこれを駆動するための配管などの複雑な機構が不要となるため、サイズの小さいマイクロ流体デバイスや、強度に劣るマイクロ流体デバイスにも適用可能である。
このため、デバイスの小型化が可能である。また強度を高める必要がないため、デバイスの構造を簡略化し、製造コスト低減を図ることができる。
【０００７】
本発明は、被制御流体が流れる毛細管状流路を有し、該流路内に磁性流体が導入可能とされたマイクロ流体デバイスにおける被制御流体の流路を切り替える装置であって、マイクロ流体デバイスを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたマイクロ流体デバイスの磁性流体に作用する磁界を発生する磁界発生手段と、該磁界を変化させることによって、毛細管状流路に対する磁性流体の位置を調整可能とされた磁界制御手段とを有することを特徴とするマイクロ流体デバイスの流路切替装置を提供する。
本発明の流路切替装置は、マイクロ流体デバイス内の磁性流体の位置を簡単な操作で正確に調整することができる。
従って、微小な流路を有するマイクロ流体デバイスにおいて、容易かつ確実な流路切り替えを実現できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の流路切替方法は、被制御流体が流れる毛細管状流路（以下、「毛細管状流路」を、単に「流路」と称する場合がある）を、該流路内に導入可能な磁性流体を用いて切り替える方法であって、流路に対する磁性流体の位置を、磁性流体に作用する磁界の変化により調整することによって、被制御流体が流れる流路を切り替える。
【０００９】
本発明において、流路の外形は任意であり、例えばチューブ状の毛細管であって良い。
流路はまた、塊状成形物の内部に形成されたものであってよく、いわゆるマイクロ流体デバイス内に形成された毛細管状の流路であって良い。
マイクロ流体デバイスは、マイクロ・フルイディック・デバイス、マイクロ・ファブリケイテッド・デバイス、ラブ・オン・チップ、又はマイクロ・トータル・アナリティカル・システム（μ−ＴＡＳ）とも呼ばれるものであり、流体を流入し流出するまでの経路内で、流体が温度変化をうける機構、濃度調整される機構、化学反応をうける機構、流動の流速、流動の分岐、混合若しくは分離などの制御をうける機構、又は電気的、光学的な測定をうける機構等を設けた毛細管状の流路を有するデバイスである。
本発明において、流路は、その中を或いはそれを経て流体を移動させる空洞をいい、単なる移送用の流路の他、反応流路、検出用流路、抽出その他の処理流路、バルブやポンプ部の空洞等であり得る。
【００１０】
流路の断面形状は任意であり、矩形（角の丸められた矩形を含む）、台形、円形、半円形、スリット状、その他の複雑な形状であり得る。
流路の断面寸法は、幅と高さがそれぞれ好ましくは３μｍ〜３ｍｍ、更に好ましくは１０μｍ〜１ｍｍである。
流路の断面積は、好ましくは５×１０−１２ｍ２〜５×１０−６ｍ２、更に好ましくは１×１０−１０ｍ２〜１×１０−６ｍ２であり、最も好ましくは１×１０−１０ｍ２〜１×１０−７ｍ２である。
【００１１】
断面寸法または断面積が上記範囲未満では流量の制御が難しくなる。また、断面寸法または断面積が上記範囲を超えると制御がしにくくなるか、または制御不能となる。
なお、上記断面形状、断面寸法、断面積は、磁性流体が導入される部分についてのものであり、その他の部分、例えば被制御流体が流れる部分については任意であるが、磁性流体導入部分と同様であることが好ましい。
【００１２】
本発明の対象となる流路は、凹部を有する部材とその表面に密着されたカバーによって形成されたもの、あるいは少なくとも２つの部材に挟まれた層の欠損部で形成されたものであることが好ましい。
【００１３】
本発明の対象となる流路は、例えばＴ字型、Ｙ字型、Ｆ字型などの形態で３本の流路が集合した構成とすることができる。
本発明の流路切替方法は、十字型に集合した４本の流路にも適用することができる。
集合する流路は、すべてが同一平面上にある必要はなく、流路は立体的に集合していてもよい。
また、流路は必ずしも１点に集合する必要はなく、例えば、４本の流路が集合する場合には、Ｔ字型やＹ字型の２つの集合部を有する構成もあり得る。
流路の数は任意であり、５本以上とすることもできる。
【００１４】
本発明の方法では、対象となる被制御流体は任意であり、液体、気体、超臨界流体であり得る。勿論、被制御流体は溶液や分散流体（分散質を分散媒中に分散させた流体）であり得る。
【００１５】
本発明に用いる磁性流体は、強磁性を示す液状物であり、好ましい具体例としては、例えば鉄、コバルト、ニッケルなどの金属や合金；酸化鉄などの金属酸化物などの強磁性固体の粉末を安定的に液体中に分散した液状物を挙げることができる。
強磁性固体や分散媒は任意であり、流路が形成されたマイクロ流体デバイスの素材や、被制御流体に応じて選択できる。
例えば強磁性固体は、流路を閉塞しない粒径のものを選択して使用できる。
分散媒は被制御流体と相溶しないものや、マイクロ流体デバイスに影響を与えない種類のものを選択して使用できる。
【００１６】
磁性流体の粘度は、流路内における移動しやすさに応じて好適な値を選択できる。例えば磁界を変化させてから磁性流体が所望の位置に変位するまでの時間に応じて、磁性流体の粘度を選択することができる。
磁性流体は、粘度が１００〜１００００ｍＰａ／ｓであるものを用いるのが好ましい。
流路断面積が小さい場合には低粘度のものが好ましく、流路断面積が大きい場合には高粘度のものが好ましい。
【００１７】
本発明の方法は、流路が形成されたマイクロ流体デバイスを流れる流体を対象とするのが好ましい。
マイクロ流体デバイスは、流路を有し、流路内に磁性流体を導入可能とされ、流路に対する磁性流体の位置に応じて、被制御流体の流路を切り替えることができるように構成されたものが使用できる。
【００１８】
本発明で使用するマイクロ流体デバイスの形状は任意であり、用途、目的に応じた形状とすることができる。例えば、塊状、板状、シート状（フィルム状、リボン状、ベルト状を含む）、繊維状（中空繊維状）等であり得るし、これらの複合構造、例えば、流路の一部が中空糸状であり、磁性流体が導入される流路が形成された部分が板状である構造などであり得る。
マイクロ流体デバイスが微小ケミカルデバイスである場合には、板状又はシート状であることが好ましい。
本発明では、マイクロ流体デバイス内の磁性流体に磁界を作用させてその位置を調整するため、少なくとも磁性流体が配置される部分のマイクロ流体デバイスは、磁化率の小さい素材、例えば常磁性体、反磁性体、または比透磁率が１０００以下の強磁性体で形成されていることが好ましく、特に、常磁性体または反磁性体である材料で形成されていることがさらに好ましい。
なお、本発明では、デバイス内の流路は分岐していなくてもよい。
【００１９】
本発明の流路切替方法は、集合部で集合する３以上の流路のうち、被制御流体が流通可能な２以上の流路を除いた１以上の流路に磁性流体が充填されたものを対象とすることができる。
例えば、集合している流路数が３であり、１本の流路が磁性流体によって閉塞され、被制御流体が残りの２本の流路を流通する例を挙げることができる。
また、集合している流路数が４であり、１本または２本の流路が磁性流体によって閉塞され、閉塞されていない２本または３本の流路を、被制御流体が流通する例を挙げることができる。
【００２０】
磁性流体によって流路を閉塞するには、磁性流体の全量がこの流路に収容されていてもよいし、一部がこの流路に収容され、他部が集合部に存在しても良い。磁性流体は、強い磁界を作用させることによって流路内の所定位置に固定することもできるし、磁界を作用させず、重力や毛管現象を利用して所定位置から動かないようにすることもできるが、被制御流体の圧力によって磁性流体が所定位置から移動してしまうのを防ぐため、常時、磁界を作用させるのが好ましい。
【００２１】
本発明では、上記流路に充填された磁性流体を、被制御流体が流通可能な流路のうち少なくとも１つに移動することによりこの流路を閉塞することによって、被制御流体が流れる流路を切り替えることができる。
例えば、集合部（分岐部）で集合（分岐）する第１〜第３流路のうち、第２流路が磁性流体によって閉塞されると、被制御流体は第１流路から第３流路に向けて流れる。
磁性流体を第２流路から第３流路に移動し、この第３流路を閉塞すると、被制御流体は第１流路から第２流路に向けて流れるようになる。
このように、磁性流体を用いて、所定の流路を閉塞することによって、被制御流体が流れる流路を切り替えることができる。
【００２２】
本発明において、磁性流体の位置を調整するには、磁性流体に作用する磁界を変化させる。
磁界を発生する磁界発生手段としては、特に限定されないが、例えば永久磁石、電磁石などの磁石を使用できる。特に、永久磁石の使用が好ましい。
【００２３】
磁界を変化させるには、磁界の方向および／または強さを調整すればよい。
例えば、流路内の磁性流体と磁石との距離を変化させる方法；磁石を、磁性流体との距離をほぼ一定に保ったまま流路に沿って移動させる方法（逆に、流路を磁石に対し移動させる方法を含む）；磁石と磁性流体との間に磁力線遮蔽構造や磁力線ショートパス構造を設け、この磁力線遮蔽構造や磁力線ショートパス構造を移動させる方法；電磁石に供給する電流を変化させる方法；電磁石の電流供給位置を変化させるなどの方法によって、連続的または離散的に磁界の方向および／または強さを調整する方法をとることができる。
これらの中でも特に、永久磁石と流路との相対位置を変化させることによって、磁界を変化させる方法は、磁界強度の調節が最も容易であるため好ましい。
なお、磁性流体に作用させる磁界を変化させるとは、変化の前または後の磁界がゼロである場合も含む。
【００２４】
磁界の方向および／または強さを調整するには、１つの磁性流体に対し、複数の磁石を使用しても良い。また、一本の流路を塞ぐのに、複数の磁性流体の集団を使用しても構わない。
【００２５】
本発明のマイクロ流体デバイスの流路切替装置は、被制御流体が流れる流路を有し、流路内に磁性流体が導入可能とされたマイクロ流体デバイスにおける被制御流体の流路を切り替える装置であって、（１）マイクロ流体デバイスを保持する保持手段、（２）保持手段に保持されたマイクロ流体デバイスの磁性流体に作用する磁界を発生する磁界発生手段、（３）磁界を変化させることによって、流路に対する磁性流体の位置を調整可能とされた磁界制御手段とを有する。
【００２６】
保持手段は、磁界発生手段（磁石）により発生する磁界によって、マイクロ流体デバイス内の磁性流体を所定の位置まで移動することができるように、マイクロ流体デバイスを保持するものであれば任意である。
保持手段は、磁界発生手段（磁石）に対するマイクロ流体デバイスの位置を、再現性良く定めることができるものであることが好ましい。
保持手段は、マイクロ流体デバイスを、この保持手段における特定の位置に固定するものであってもよいし、マイクロ流体デバイスの位置を調整できるものであってもよい。
保持手段は、デバイスを固定する固定機構と、デバイスの位置を調整する位置決め機構とを備えたものとし、１回の操作でマイクロ流体素子を保持できるように構成するのが好ましい。
【００２７】
磁界発生手段としては、磁性流体に対し磁界を作用させることができるものであればよく、永久磁石、電磁石などの磁石を使用できる。特に、永久磁石の使用が好ましい。
磁石の種類、形状、寸法、位置などは、これにより発生する磁界によってマイクロ流体デバイス内の磁性流体の位置調整ができるものであれば任意である。磁石の、マイクロ流体デバイスに対向する部分の面積は１×１０−１１ｍ２〜１×１０−３ｍ２であることが好ましく、１×１０−６ｍ２〜１×１０−４ｍ２であることがさらに好ましい。
磁界発生手段としては、例えばモーター用の永久磁石や電磁石のように、磁界によりマイクロ流体デバイス内の磁性流体を移動させることができないものは好ましくない。
磁界発生手段として用いられる磁石は単数であっても複数であっても良い。磁石が複数である場合には、複数の磁石が、異なる磁性流体をそれぞれ位置調整（固定または移動）するものであってもよいし、１つの磁性流体を位置調整（固定または移動）するものであってもよい。
２つの磁石を、マイクロ流体デバイスの表側および裏側に配置し、これら２つの磁石によってマイクロ流体デバイス内の１つの磁性流体を位置調整（固定または移動）することもできる。
【００２８】
磁界制御手段は、磁界の方向および／または強さを調整することができるものが好ましい。
例えば、磁石の移動機構；マイクロ流体デバイスの移動機構；磁石とマイクロ流体デバイスとの間の磁力線の遮蔽状態を変化させる機構；磁石とマイクロ流体デバイスとの間の磁力線のショートパス機構の駆動機構であり得る。
磁石が電磁石の場合には、複数の電磁石のうち所定のものに選択的に電流を供給する機構；複数の電磁石のうち所定のものに供給する電流を変化させる機構などであり得る。
これらの中でも特に、永久磁石を移動させる機構；複数の電磁石のうち所定のものに選択的に電流を供給する機構；複数の電磁石のうち所定のものに供給する電流を変化させる機構が好ましい。
複数の電磁石のうち所定のものに選択的に電流を供給する機構、または複数の電磁石のうち所定のものに供給する電流を変化させる機構は、電磁石や保持手段から分離され、筐体に納められたものであっても良い。
【００２９】
磁界制御手段は、コンピューター制御等により、シーケンス制御やフィードバック制御によって磁界を調節できるものであって良い。
【００３０】
本発明の流路切替装置は、マイクロ流体デバイスの使用目的に応じて、その他の機構、例えば、温度調節機構、光学的その他の検出機構、試料注入機構、バルブ機構、洗浄機構、等を有していても良い。
【００３１】
本発明の流路切替装置は、例えば、マイクロリアクター、ピー・シー・アール（ＰＣＲ；ポリメラーゼ連鎖反応）装置などの反応装置；膜濾過装置、透析装置、電気透析装置、気体分離装置、気体溶解装置、抽出装置などの、化学分析の前処理装置；遺伝子分析装置、免疫分析装置、ガス分析装置、水質分析装置などの化学または生化学分析装置；ＤＮＡチップや免疫チップなどのマイクロアレイ製造用スポッタ等に好ましく用いることができる。
【００３２】
図４は、本発明の流路切替装置の一例を示すものである。
ここに示す流路切替装置は、マイクロ流体デバイス２０を保持する保持手段２１と、デバイス２０内の磁性流体に作用する磁界を発生する永久磁石２２（磁界発生手段）と、磁界の変化によって磁性流体の位置を調整する磁界制御手段２３とを備えている。
保持手段２１は、デバイス２０を固定する固定機構２５と、デバイス２０の高さ位置を調整する位置決め機構２６とを備えている。
固定機構２５は、デバイス２０を載置する載置台２７と、デバイス２０を載置台２７に対し押さえつけるバネである押付機構２８とを備えている。
位置決め機構２６は、固定機構２５を昇降させることができるようになっている。
【００３３】
磁界制御手段２３は、永久磁石２２を昇降させる昇降機構２９と、永久磁石２２を、図４（ｂ）における左右方向に移動させる第１移動機構３０と、永久磁石２２を、図４（ｂ）における紙面手前側および奥側に移動させる第２移動機構３１とを備えている。
磁界制御手段２３は、昇降機構２９、移動機構３０、３１によって永久磁石２２を所定の位置に配置することによって、デバイス２０内の磁性流体に作用する磁界の方向および／または強さを調整し、磁性流体の位置を調整することができるようになっている。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、以下の実施例の範囲に限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例における「部」は「重量部」である。
【００３５】
［エネルギー線照射装置］
２５０Ｗの超高圧水銀ランプが組み込まれたウシオ電機株式会社製のマルチライト２５０型露光装置用光源ユニットを用いた。紫外線強度は、記載の無い限り５０ｍＷ／ｃｍ２である。
【００３６】
［粘度測定方法］
山一電機（株）製のＶＭ−１００Ａ型振動式粘度計を用い、室温（２４±２℃）にて測定した。
【００３７】
［製造例１］
〔エネルギー線硬化性組成物（ｉ）の調製〕
活性エネルギー線架橋重合性化合物として、平均分子量約２０００の３官能ウレタンアクリレートオリゴマー（大日本インキ化学工業株式会社製の「ユニディックＶ−４２６３」）を６０部、及び１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（第一工業製薬株式会社製の「ニューフロンティアＨＤＤＡ」）を２０部、ノニルフェノキシポリエチレングリコール（ｎ＝１７）アクリレート（第一工業製薬株式会社製の「Ｎ−１７７Ｅ」；両親媒性の単量体）を２０部、及び光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイギー社製の「イルガキュア１８４」）５部を均一に混合して組成物（ｉ）を調製した。
【００３８】
〔エネルギー線硬化性組成物（ｉｉ）の調製〕
活性エネルギー線架橋重合性化合物として、平均分子量約２０００の３官能ウレタンアクリレートオリゴマー（大日本インキ化学工業株式会社製の「ユニディックＶ−４２６３」）を６０部、及び１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（第一工業製薬株式会社製の「ニューフロンティアＨＤＤＡ」）を２０部、ノニルフェノキシポリエチレングリコール（ｎ＝１７）アクリレート（第一工業製薬株式会社製の「Ｎ−１７７Ｅ」；両親媒性の単量体）を２０部、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイギー社製の「イルガキュア１８４」）を５部、及び重合遅延剤として２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテン（和光純薬工業株式会社製）０．５部を均一に混合して組成物（ｉｉ）を調製した。
【００３９】
〔マイクロ流体デバイスの作製〕
基材１としてポリアクリレート（三菱レイヨン社製の「アクリライトＬ　０００番」）製の板材を用い、これにバーコーターを用いて組成物（ｉ）を塗布し（厚さ１２７μｍ）、５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を窒素雰囲気中で３秒間照射して、組成物（ｉ）を半硬化させて塗膜２（樹脂層２）を得た。
【００４０】
この半硬化状態の塗膜２の上に、バーコーターを用いて組成物（ｉｉ）を塗布し（厚さ１２７μｍ）、フォトマスクを使用して、図１に示された集合部１３（分岐部）から分岐して延びる３本の流路４、５、６となる部分以外の部分に、５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を窒素雰囲気で３秒間照射して、照射部分の塗膜３（樹脂層３）を半硬化させた。
次いで、エタノールにて塗膜３の未照射部分の未硬化の組成物（ｉｉ）を洗浄除去し、図１に示す流路４、５、６となる溝状の樹脂欠損部（幅２００μｍ、深さ１４０μｍ）が形成された塗膜３を形成し、部材Ａを得た。
【００４１】
一時的な支持体（図示せず）として５ｃｍ×５ｃｍ×３０μｍのポリプロピレン製のフィルム（二村化学工業社製の「二軸延伸ポリプロピレンフィルム「太閤」ＦＯＲ　３０番」）を使用し、この上にバーコーターを用いて組成物（ｉ）を塗布して塗膜７（樹脂層７）を形成し（厚さ１２７μｍ）、５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を窒素雰囲気中にてフォトマスク無しで３秒間照射し、塗膜７を半硬化させ、部材Ｂとした。
次いで、半硬化状態の塗膜７を部材Ａの塗膜３と密着させて、紫外線を更に３０秒間照射することによって、塗膜３の上に塗膜７及び一時的な支持体を接着し、塗膜３の欠損部を毛細管状の第１〜第３流路４、５、６とした。
流路５、６は、連続的な直線をなすように形成され、これらの集合部１３には、流路５、６に対し垂直な流路４が接続されている。
すなわち、これら流路４、５、６は、集合部１３において集合している。
【００４２】
〔接続口の形成〕
接着後の部材Ｂの塗膜７から支持体を剥離し、それにより露出する塗膜７上に組成物（ｉ）を塗布して塗膜８（樹脂層８）を形成し、さらにその上に前述の基材１と同じポリアクリレート製（三菱レイヨン社製の「アクリライトＬ　０００番」の５ｃｍ×５ｃｍ×１ｍｍの板材９を重ね合わせ、５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を窒素雰囲気中にてフォトマスク無しで４０秒間照射することによって、アクリレート製の板材９と塗膜８から成る部材Ｃを塗膜７上に積層形成した。
次いで、流路４、５、６の端部に相当する位置の塗膜７、８、９に、直径３ｍｍのドリルを用いて、導入口１０、第１流出口１１、第２流出口１２を形成し、これらに内径３ｍｍ、高さ５ｍｍのポリ塩化ビニル管を接着して、マイクロ流体デバイス１４を得た。
【００４３】
［実施例１］
製造例１で得られたマイクロ流体デバイス１４の第１流出口１１から約５μｌ（５×１０−９ｍ３）の磁性流体Ｍ（リティルマネジメント社、粘度４００ｍＰａ・ｓ）を流路５に導入した。
図１（ｂ）に示すように、先端部が直径３ｍｍの円形とされた円錐台状のポールピースを装着した直径６ｍｍ、長さ３０ｍｍの永久磁石１５（アルニコ磁石）をデバイス１４下面に近接させた。
図２に示すように、永久磁石１５を集合部１３に近い位置に配置することによって、磁性流体Ｍを、先端部が集合部１３に至るまで移動させた。
この状態では、流路５は磁性流体Ｍによって閉塞している。
次いで、メチレンブルーで着色した２０μｌ（２×１０−８ｍ３）の蒸留水（着色水）を導入口１０から約５ｋＰａの圧力で流路４に導入すると、着色水は流路４から集合部１３を経て流路６に流れ、第２流出口１２から流出した。
【００４４】
図３に示すように、永久磁石１５を流路６に相当する位置に移動させると、永久磁石１５の動きに伴って磁性流体Ｍも流路５を出て流路６内に移動し、流路６を閉塞した。
このため、着色水は流路４から集合部１３を経て流路５に流れ、第１流出口１１から流出した。この際、磁性流体Ｍと着色水は混合しなかった。
【００４５】
［実施例２］
製造例１で得られたマイクロ流体デバイス１４の流路５に相当する位置と、流路６に相当する位置に、それぞれ実施例１で用いた永久磁石１５のボールピースと同じ形状のボールピースを有する電磁石を設置した。
第１流出口１１から約５μｌ（５×１０−９ｍ３）の磁性流体Ｍ（リティルマネジメント社、粘度４００ｍＰａ・ｓ）を流路５に導入し、実施例１と同様にしてその先端部が集合部１３に至るまで移動させた。
【００４６】
図２に示すように、流路５に相当する位置に配置した第１電磁石に電流を流し、磁性流体Ｍを流路５内に固定した状態で、着色水を導入口１０から流路４に導入した。着色水は、流路４から集合部１３を経て流路６に流れ、第２流出口１２から流出した。
次いで、流路５に相当する位置の第１電磁石において電流を停止し、流路６に相当する位置の第２電磁石に電流を流し、磁界を発生させた。
図３に示すように、磁性流体Ｍは流路５を出て流路６内に移動し、流路６を閉塞した。
このため、着色水は流路４から集合部１３を経て流路５に流れ、第１流出口１１から流出した。この際、磁性流体Ｍと着色水は混合しなかった。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の流路切替方法は、流路に対する磁性流体の位置を磁界の変化により調整することによって、被制御流体が流れる流路を切り替えるので、微小な流路を有するマイクロ流体デバイスにおいて、簡単な操作で確実な流路切り替えを実現できる。このため、多数並列処理が容易となる。
また、従来の流路切替方法に比べ、バルブやこれを駆動するための配管などの複雑な機構が不要となるため、サイズの小さいマイクロ流体デバイスや、強度に劣るマイクロ流体デバイスにも適用可能である。
このため、デバイスの小型化が可能である。また強度を高める必要がないため、デバイスの構造を簡略化し、製造コスト低減を図ることができる。
【００４８】
本発明の流路切替装置は、マイクロ流体デバイスを保持する保持手段と、磁性流体に作用する磁界を発生する磁界発生手段と、磁界の変化によって磁性流体の位置を調整する磁界制御手段とを有するので、マイクロ流体デバイス内の磁性流体の位置を、簡単な操作で正確に調整することができる。
従って、微小な流路を有するマイクロ流体デバイスにおいて、容易かつ確実な流路切り替えを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流路切替方法を適用可能なマイクロ流体デバイスの一例を示すものであり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１に示すマイクロ流体デバイスにおいて、流路切り替えを行う方法を説明する説明図である。
【図３】図１に示すマイクロ流体デバイスにおいて、流路切り替えを行う方法を説明する説明図である。
【図４】本発明の流路切替装置の一例を示すものであり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
４、５、６・・・流路、１３・・・集合部、１４、２０・・・マイクロ流体デバイス、２１・・・保持手段、２２・・・永久磁石（磁界発生手段）、２３・・・磁界制御手段、Ｍ・・・磁性流体
【図１】
2004077258.tif 000003
【図２】
2004077258.tif 000004
【図３】
2004077258.tif 000005
【図４】
2004077258.tif 000006