(57)【要約】微小流体相互接続システムおよびその組立方法が、説明される。微小流体相互接続は、ポート（４００）と、シール（５００）とを有し、ポートは、逆テーパを有する。ポートは、第１のポート端（４１０）と、第２のポート端（４２０）と、テーパ状部分を伴う内側ポート表面（４３０）とを有する。各ポート端は、ある直径を伴う開口部を有し、ある実施形態では、第１のポート端の直径（４１７）は、第２のポート端の直径（４２７）より小さい。シールは、第１の端部（５１０）と、第２の端部（５２０）とを有し、各シール端は、辺縁と、ある内径および外径を伴う開口部とを有する。シールはまた、内側表面（５３０）と、外側表面（５４０）とを有し、ある実施形態では、各表面は、テーパ状部分を有する。ある実施形態では、管（６００）が、シールの内側表面に摺動可能に連結され、管は、第２のシール端の内径以上である外径（６１８）を有する。
2015535608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析器具システムと併用するための微小流体相互接続であって、前記微小流体相互接続は、
ａ）第１のポート端と、第２のポート端と、テーパ状部分を伴う内側ポート表面とを有するポートであって、各ポート端は、ある直径を伴う開口部を有し、さらに、前記第１のポート端の直径は、前記第２のポート端の直径より小さい、ポートと、
ｂ）前記内側ポート表面に摺動可能に連結された外側シール表面と、第１のシール端と、第２のシール端と、内側シール表面とを有するシールであって、
ｉ）各シール表面は、テーパ状部分を有し、
ｉｉ）各シール端は、辺縁と、ある内径および外径を伴う開口部とを有し、
ｉｉｉ）さらに、前記第１のシール端の内径は、前記第２のシール端の内径以上であり、前記第１のシール端の外径は、前記第２のシール端の外径以下であり、前記第２のシール端の外径は、各ポート端の外径より大きい、シールと
を備える、微小流体相互接続。
【請求項２】
前記内側シール表面に摺動可能に連結された外側表面と、前記第２のシール端の内径以上である外径とを有する管をさらに備える、請求項１に記載の微小流体相互接続。
【請求項３】
前記管は、ＰＥＥＫ、ＰＥＥＫｓｉｌ、ステンレス鋼、または溶融石英を備える、請求項２に記載の微小流体相互接続。
【請求項４】
前記シールを前記管に連結するための熱硬化性ポリマーをさらに備える、請求項２に記載の微小流体相互接続。
【請求項５】
前記シールを前記ポートに連結するための熱硬化性ポリマーをさらに備える、請求項２に記載の微小流体相互接続。
【請求項６】
Ｏリングをさらに備える、請求項２に記載の微小流体相互接続。
【請求項７】
前記Ｏリングは、略長方形形状の断面を有する、請求項６に記載の微小流体相互接続。
【請求項８】
前記シールと前記管との間の摩擦力は、前記管の押出力を上回る、請求項２に記載の微小流体相互接続。
【請求項９】
前記管およびシールは、水、メチルエチルケトン、脂肪族炭化水素、および芳香族炭化水素のそれぞれに対して化学的に適合性がある、請求項２に記載の微小流体相互接続。
【請求項１０】
前記シールの中への前記管の挿入は、約４％〜約３５％の範囲内の前記第２のシール端内径の伸長を生じさせる、請求項２に記載の微小流体相互接続。
【請求項１１】
前記分析器具システムは、液体クロマトグラフィシステムを備える、請求項１に記載の微小流体相互接続。
【請求項１２】
各ポート開口部の直径は、１インチ未満である、請求項１に記載の微小流体相互接続。
【請求項１３】
前記シールは、フルオロエラストマーを備える、請求項１に記載の微小流体相互接続。
【請求項１４】
前記シールおよび前記ポートはそれぞれ、略円錐台形状である、請求項１に記載の微小流体相互接続。
【請求項１５】
前記内側シール表面のテーパ状部分は、前記第２のシール端に対して約９１度〜約１００度の範囲内の角度にある、請求項１に記載の微小流体相互接続。
【請求項１６】
前記ポートの内側表面のテーパ状部分は、前記第２のシール端に対して約８０度〜約８９度の範囲内の角度にある、請求項１に記載の微小流体相互接続。
【請求項１７】
前記外側シール表面のテーパ状部分は、前記第２のシール端に対して約９５度〜約１１０度の範囲内の角度にある、請求項１に記載の微小流体相互接続。
【請求項１８】
前記ポートの中への前記シールの挿入は、約１％〜約１０％の範囲内の前記第２のシール端の外径の圧縮を生じさせる、請求項１に記載の微小流体相互接続。
【請求項１９】
前記内側シール表面は、テーパ状部分および非テーパ状部分の両方を有する、請求項１に記載の微小流体相互接続。
【請求項２０】
前記テーパ状部分の表面積は、前記非テーパ状部分の表面積未満である、請求項１６に記載の微小流体相互接続。
【請求項２１】
前記テーパ状部分の表面積は、前記非テーパ状部分の表面積を上回る、請求項１６に記載の微小流体相互接続。
【請求項２２】
前記外側シール表面は、テーパ状部分および非テーパ状部分の両方を有する、請求項１に記載の微小流体相互接続。
【請求項２３】
前記第１のシール端と、前記第２のシール端と、前記内側シール表面と、前記外側シール表面とによって境界されたシールの部分は、実質的に、中空である、請求項１に記載の微小流体相互接続。
【請求項２４】
分析器具システムと併用するための微小流体相互接続を組み立てる方法であって、前記方法は、
ａ）第１のポート端と、第２のポート端と、テーパ状部分を伴う内側ポート表面とを有するポートを受容することであって、各ポート端は、ある直径を伴う開口部を有し、さらに、前記第１のポート端の直径は、前記第２のポート端の直径より小さい、ことと、
ｂ）外側シール表面と、第１のシール端と、第２のシール端と、内側シール表面とを有するシールを受容することであって、
ｉ）各シール表面は、テーパ状部分を有し、
ｉｉ）各シール端は、辺縁と、ある内径および外径を伴う開口部とを有し、
ｉｉｉ）さらに、前記第１のシール端の内径は、前記第２のシール端の内径以上であり、前記第１のシール端の外径は、前記第２のシール端の外径以下であり、前記第２のシール端の外径は、各ポート端の外径より大きい、ことと、
ｃ）前記シールの外側表面を前記ポートの内側表面に摺動可能に連結することと
を含む、方法。
【請求項２５】
管の外側表面を前記シールの内側表面に摺動可能に連結することをさらに含み、前記管は、前記第２のシール端の内径以上である外径を有する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記管は、ＰＥＥＫ、ＰＥＥＫｓｉｌ、ステンレス鋼、または溶融石英を備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記シールを前記管に連結するための熱硬化性ポリマーをさらに備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記シールを前記ポートに連結するための熱硬化性ポリマーをさらに備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
Ｏリングをさらに備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記Ｏリングは、略長方形形状の断面を有する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記管を前記シールに摺動可能に連結するための潤滑剤としてアルコールを使用することをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記シールと前記管との間の摩擦力は、前記管の押出力を上回る、請求項２５に記載の方法。
【請求項３３】
前記シールの中への前記管の挿入は、約４％〜約３５％の範囲内の前記第２のシール端の内径の伸長を生じさせる、請求項２５に記載の方法。
【請求項３４】
前記管およびシールは、水、メチルエチルケトン、脂肪族炭化水素、および芳香族炭化水素のそれぞれに対して化学的に適合性がある、請求項２５に記載の方法。
【請求項３５】
前記シールは、フルオロエラストマーを備える、請求項２４に記載の方法。
【請求項３６】
各ポート開口部の直径は、１インチ未満である、請求項２４に記載の方法。
【請求項３７】
前記内側シール表面のテーパ状部分は、前記第２のシール端に対して約９１度〜約１００度の範囲内の角度にある、請求項２４に記載の方法。
【請求項３８】
前記ポートの内側表面のテーパ状部分は、前記第２のシール端に対して約８０度〜約８９度の範囲内の角度にある、請求項２４に記載の方法。
【請求項３９】
前記外側シール表面のテーパ状部分は、前記第２のシール端に対して約９５度〜約１１０度の範囲内の角度にある、請求項２４に記載の方法。
【請求項４０】
前記ポートの中への前記シールの挿入は、約１％〜約１０％の範囲内の前記第２のシール端外径の圧縮を生じさせる、請求項２４に記載の方法。
【請求項４１】
前記分析器具システムは、液体クロマトグラフィシステムを備える、請求項２４に記載の方法。
【請求項４２】
前記シールおよび前記ポートはそれぞれ、略円錐台形状である、請求項２４に記載の方法。
【請求項４３】
前記内側シール表面は、テーパ状部分および非テーパ状部分の両方を有する、請求項２４に記載の方法。
【請求項４４】
前記テーパ状部分の表面積は、前記非テーパ状部分の表面積未満である、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記テーパ状部分の表面積は、前記非テーパ状部分の表面積を上回る、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記外側シール表面は、テーパ状部分および非テーパ状部分の両方を有する、請求項２４に記載の方法。
【請求項４７】
前記第１のシール端と、前記第２のシール端と、前記内側シール表面と、前記外側シール表面とによって境界されたシールの部分は、実質的に、中空である、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、概して、微小流体システムと併用するための改良された相互接続に関し、より具体的には、逆テーパを伴うポートを有する相互接続に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の説明）
ＭＥＭＳ（微小電子機械システム）デバイスの使用は、成長を続けている。多くの企業が、ＭＥＭＳデバイスを使用する製品を開発している。これらのデバイスは、多くの異なる形態をとり、多くの異なる技術を利用することができる。開放流体ＭＥＭＳデバイスは、典型的には、ＭＥＭＳデバイスを液体クロマトグラフィ（ＬＣ）システム内の構成要素等の周辺デバイスに接続するために１つ以上の相互接続を要求する。ＬＣおよび関連技術ならびに関連付けられた管類および継手は、米国特許出願第１３／０３８，１１０号、第１３／２０６，８７３号、および第１３／２９２，６６７号に論じられており、それぞれ、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【０００３】
液体クロマトグラフィ（ＬＣ）、イオンクロマトグラフィ（ＩＣ）、およびガスクロマトグラフィ（ＧＣ）は、所与のサンプル内の組成要素を分離するための周知の技法である。従来のＬＣシステムでは、液体溶媒（「移動相」と称される）は、リザーバから導入され、ＬＣシステムを通して送出される。移動相は、圧力下、ポンプから流出する。移動相は、次いで、管類を介して、サンプル注入弁に進行する。その名が示唆するように、サンプル注入弁は、オペレータが、サンプルをＬＣシステムの中に注入することを可能にし、そこで、サンプルは、移動相とともに搬送されるであろう。
【０００４】
従来のＬＣシステムでは、サンプルおよび移動相は、カラムに入る前に、１つ以上のフィルタと、多くの場合、ガードカラムとを通して通過する。典型的カラムは、通常、「填材」材料で充詰された管類の部片から成る。「填材」は、カラムの内側に「充詰された」粒子状材料から成る。通常、多くの場合、化学機能性で化学的に結合される、シリカまたはポリマー系粒子から成る。サンプルが、カラム（移動相とともに）を通して搬送されると、サンプル中の種々の成分が、異なる率でカラム内の填材を通して移動する（すなわち、溶質の差分移動が存在する）。言い換えると、サンプル中の種々の成分は、異なる率でカラムを通して移動する。異なる移動率のため、成分は、カラムを通して移動するにつれて、徐々に分離する。差分移動は、移動相の組成物、定常相の組成物（すなわち、カラムが「充詰される」材料）、および分離が生じる温度等の要因によって影響される。したがって、そのような要因は、サンプルの種々の成分の分離に影響を及ぼすであろう。
【０００５】
いったんサンプル（その成分は、現時点では、分離されている）がカラムから流出すると、移動相とともに、ＭＥＭＳ技術を使用して構築され得る、検出器を越えて流動する。検出器は、具体的分子または化合物の存在を検出する。２つの一般的タイプの検出器が、ＬＣ用途では、典型的には、使用される。１つのタイプは、移動相およびサンプルのいくつかの全体的物理的特性（その屈折率等）の変化を測定する。他のタイプは、サンプルのいくつかの特性（紫外線放射の吸収等）のみ測定する。本質的に、ＬＣシステムにおける典型的検出器は、サンプルの成分の体積単位あたりの質量（１ミリリットルあたりのグラム等）または時間単位あたりの質量（１秒あたりのグラム等）の観点から、出力を測定および提供することができる。そのような出力信号から、「クロマトグラム」が、提供されることができる。クロマトグラムは、次いで、オペレータによって、サンプル中に存在する化学成分を判定するために使用されることができる。加えて、ＬＣシステムは、前述の従来の検出器に加え、またはその代替としてのいずれかにおいて、サンプルの同定および定量化のための質量分析検出を利用してもよい。イオンクロマトグラフィは、溶液中のイオンの検出に依拠しており、したがって、流路内のほとんどの金属材料は、背景イオンを生成するため、検出方式に干渉をもたらし得る。
【０００６】
前述の構成要素に加え、ＬＣシステムは、多くの場合、サンプルの汚染またはＬＣシステムへの損傷を防止するために、フィルタ、逆止弁、ガードカラム、または同等物を含むであろう。例えば、入口溶媒フィルタが、ポンプに到達する前に、溶媒（または、移動相）から粒子を濾過するために使用されてもよい。ガードカラムは、多くの場合、分析または調製カラム、すなわち、一次カラムの前に設置される。そのようなガードカラムの目的は、そうでなければ、分析または調製カラムに不可逆的に結合する場合がある、望ましくないサンプル成分を吸着することによって、一次カラムを「保護」することである。
【０００７】
実際は、ＬＣシステムにおける種々の構成要素は、オペレータによって、所与のタスクを行なうために接続されてもよい。例えば、オペレータは、適切な移動相およびカラムを選択し、次いで、動作前に、選択された移動相の供給源および選択されたカラムをＬＣシステムに接続するであろう。高性能液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）用途のために好適となるために、各接続は、ＬＣシステムの典型的動作圧力に耐えることが可能でなければならない。接続が弱すぎる場合、漏出し得る。時として移動相として使用される溶媒のタイプは、多くの場合、毒性であるため、かつ多くの場合、使用のための多くのサンプルを取得および調製するには高価であるため、いかなるそのような接続不良も、深刻な懸念となる。高圧力継手は、米国特許出願第１３／０３８，１１０号（米国特許公報第ＵＳ２０１２／０２２３５２２Ａ１号として公開）にさらに論じられており、その内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【０００８】
ほとんどの従来のＨＰＬＣシステムは、最大約５，０００ｐｓｉ〜６，０００ｐｓｉ程度の比較的に高圧力を発生し得る、ポンプを含む。多くの状況では、オペレータは、わずか数ｐｓｉ〜最大１，０００ｐｓｉ程度のいずれかの「低」圧力でＬＣシステムを動作させることによって、正常結果を取得することができる。しかしながら、しばしば、オペレータは、１，０００ｐｓｉを上回る比較的に「より高い」圧力でＬＣシステムを動作させることが望ましいことを見出すであろう。
【０００９】
別の比較的により新しい液体クロマトグラフィ形態は、システム圧力が、１４００バールまたは２０，０００ｐｓｉまで上昇する、超高性能液体クロマトグラフィ（ＵＨＰＬＣ）である。ＨＰＬＣおよびＵＨＰＬＣは両方とも、高圧における流体移送を利用する、分析器具類の実施例である。例えば、２００７年１２月１３日に公開され、「Ｓａｍｐｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ」と題された米国特許公報第ＵＳ２００７／０２８３７４６Ａ１号では、２０，０００ｐｓｉ〜１２０，０００ｐｓｉの範囲内の圧力を伴うと言われる、ＵＨＰＬＣ用途と併用するための注入システムが、説明されている。Ｇｅｒｈａｒｄｔ，  ｅｔ  ａｌ．の２００７年１２月２５日に発行され、「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  Ｐｕｍｐ  ｉｎ  Ｕｌｔｒａｈｉｇｈ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ」と題された米国特許第７，３１１，５０２号では、２５，０００ｐｓｉを超える圧力を伴うＵＨＰＬＣシステムと併用するための油圧増幅器の使用が、説明されている。２００５年１２月８日に公開され、「Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｓｔｏｒａｇｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」と題された米国特許公報第ＵＳ２００５／０２６９２６４Ａ１号では、ＵＨＰＬＣを行なうためのシステムが、開示されており、ＵＨＰＬＣは、５，０００ｐｓｉを上回る圧力（最大６０，０００ｐｓｉ）を伴うとして説明されている。本出願人は、本明細書に全体として記載される場合と同様に、米国特許第７，３１１，５０２号および米国特許公報第ＵＳ２００７／０２８３７４６Ａ１号および第ＵＳ２００５／０２６９２６４Ａ１号を参照することによって本明細書に組み込む。
【００１０】
漏れのない接続の必要性の所望を前提として、従来の接続は、ステンレス鋼管類およびステンレス鋼端部継手を用いて行なわれている。しかしながら、より最近では、ＬＣシステムにおけるステンレス鋼構成要素の使用は、生物学的サンプルを伴う状況では、潜在的短所を有する可能性があり、イオンクロマトグラフィのために日常的に使用されることができないことが認識されている。例えば、サンプル中の成分は、それ自体が、ステンレス鋼管類の壁に付着し得る。これは、所与のサンプルの検出器の測定（したがって、クロマトグラム）が、サンプルの成分またはイオンの一部が、管類の中に留まり、検出器を通過しない場合、サンプルを正確に反映し得ないため、問題を呈する可能性がある。しかしながら、おそらく、より大きな懸念は、ステンレス鋼管類からのイオンが、管類から離れ、検出器を越えて流動し、したがって、潜在的に、誤った結果につながり得るという事実である。故に、イオンが、管類によって解放されず、したがって、サンプルを汚染しないように、そのような生物学的サンプルおよびそのようなサンプルと併用される移動相に対して化学的に不活性である材料の使用を通して、生体適合性または無金属接続の必要性がある。そのような接続および管類は、米国特許出願第１３／２０６，８７３号にさらに説明されており、その内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【００１１】
選択器／注入器弁を使用して、流体流動を指向させる、多くの用途では、特に、液体クロマトグラフィでは、流体の体積は、小さい。これは、特に、液体クロマトグラフィが、調製方法とは対照的に、分析方法として使用されるときに該当する。そのような方法は、多くの場合、毛管カラムを使用し、概して、毛管クロマトグラフィと称される。毛管クロマトグラフィでは、多くの場合、選択器または注入器弁の内部体積を最小限にすることが望ましい。これに関する理由の１つは、大きい体積を有する弁が、比較的に大きい液体の体積を含有し、サンプルが弁の中に注入されるとき、サンプルが希釈され、分析方法の分解能および感度を低下させるであろうことである。
【００１２】
微小流体分析プロセスもまた、小サンプルサイズを伴う。本明細書で使用されるように、微小流体技法を伴うと見なされるサンプル体積は、わずか数ピコリットル程度の小体積〜最大数ミリリットル程度の体積範囲であり得る一方、より従来のＬＣ技法、例えば、歴史的には、多くの場合、約１マイクロリットル〜約１００ミリリットルの体積のサンプルを伴っていた。したがって、本明細書に説明される微小流体技法は、従来のＬＣ技法より１桁以上サイズが小さい体積を伴う。微小流体技法は、典型的には、約０．５ｍｌ／分以下の流体流量率を伴うものとして表され得る。
【００１３】
記載のように、液体クロマトグラフィ（ならびに他の分析器具）システムは、典型的には、いくつかの構成要素を含む。例えば、そのようなシステムとして、検体を注入するためのポンプ、注入弁、または自動サンプラ、カラムを詰まらせ得る検体溶液中の粒子状物質を除去するためのカラム前フィルタ、不可逆的に吸着された化学物質を留保するための充詰層、ＬＣカラム本体、およびカラムから流出するにつれて搬送流体を分析する検出器が挙げられ得る。イオンクロマトグラフィはまた、サプレッサカラムを利用して、検出動作範囲を促進してもよい。これらの種々の構成要素は、典型的には、通常、内径０．００３〜０．０４０インチを有する金属またはポリマー管類（イオンクロマトグラフィ用）等の小型流体導管または管類によって接続されてもよい。
【００１４】
種々のＬＣシステム構成要素を接続するための継手および管類の長さは、以前の特許、例えば、米国特許第５，５２５，３０３号、第５，７３０，９４３号、および第６，０９５，５７２号に開示されており、その開示は全て、本明細書に全体として記載される場合と同様に、参照することによって本明細書に組み込まれる。ねじ山付き流体継手の信頼性および性能は、継手を緊締（または、弛緩）させるために印加されるトルクの量に依存する。継手に印加されるトルクを制御するための方法およびシステムは、米国仮特許出願第６１／６０９，７９５号および第６１／７２３，１６３号に説明されており、その内容は、参照することによって、本明細書に組み込まれる。
【００１５】
本明細書で使用されるように、用語「ＬＣシステム」は、液体クロマトグラフィシステム（限定ではないが、ＨＰＬＣまたはＵＨＰＬＣを含む）と併用されるシステム内の全装置および構成要素を含むものとして、その広義の意味において意図され、ＬＣシステムに関連する構成要素の議論は、例示的であり、本発明は、ＬＣシステム以外にも、ガスおよびイオンクロマトグラフィだけではなく、インビトロ診断（ＩＶＤ）または環境分析、ならびに他の分析器具（ＡＩ）およびシステムにも適用されてもよく、わずか数個の単純構成要素から作製される、またはコンピュータ制御される多数の高度な構成要素または同等物から作製されてもよいことが、当業者によって理解されるであろう。当業者はまた、ＬＣシステムが、ＡＩシステムの１つのタイプであることを理解するであろう。例えば、ガスクロマトグラフィは、多くの点において、液体クロマトグラフィに類似するが、明らかなこととして、分析されるべきガスサンプルを伴う。以下の議論は、液体クロマトグラフィに焦点をあてるが、当業者は、ＬＣシステムに関して言及されるその多くがまた、ガスクロマトグラフィ、イオンクロマトグラフィ、ならびに他のタイプのＡＩシステムおよび方法にも用途を有することを理解するであろう。他のそのようなＡＩシステムおよび方法として、例えば、ラボオンチップ、印刷、センサ、マイクロクロマトグラフィ、生化学的検出、質量分析、生物学的感知、薬物発見、薬物送達、分子分離、プロテオミクス、燃料電池、光学および流体光学、ならびに研究ツールが挙げられ得る。
【００１６】
Ｕｐｃｈｕｒｃｈ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃは、さらにＬＣまたは他のＡＩシステムとともに、あるいはその中で使用されることができる、ＭＥＭＳデバイスと併用するための「ナノポート継手」を市販している。これらの継手は、典型的には、チップと継手との間の密着表面界面を糊着し、次いで、エポキシが硬化する間、継手をチップに圧着させることによって、ＭＥＭＳの流体チップに固着される。糊着および圧着プロセスは、煩雑であり、かつ継手が大きすぎ、整合が困難であり、再使用不能であるという不利点に悩まされ得る。フェルール、ロックリング、およびシールリングを使用するもの等の標準的継手設計は、使用されるチップ材料、特徴サイズの小型化、およびそのような小部品に及ぼす公差の影響のため、ＭＥＭＳデバイスのための相互接続に組み込むことが困難であり得る。
【００１７】
別の課題は、いくつかのＭＥＭＳチップが、チップの片側のみにアクセス可能であるということである。これは、例えば、電子機器、見通し距離、または反対綿上の絶縁材料のためであり得る。これらのチップは、概して、反対側における構造支持の欠如のため、最小管挿入力を要求する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０２２３５２２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０２８３７４６号明細書
【特許文献３】米国特許第７，３１１，５０２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００５／０２６９２６４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１９】
（発明の要約）
本開示は、分析器具（ＡＩ）システム（液体クロマトグラフィ等）の構成要素であり得る、またはＡＩシステム内で他の構成要素を相互に接続するために使用され得る、微小流体相互接続を提供することによって、先行技術の１つ以上の欠点を克服する。微小流体相互接続は、逆テーパポートと、シールとを備える。一実施形態では、ポートは、第１のポート端と、第２のポート端と、テーパ状部分を伴う内側ポート表面とを有する。ある実施形態では、ポート表面全体が、テーパ状である一方、他の実施形態では、ポート表面は、テーパ状部分および非テーパ状部分の両方を含む。ある実施形態では、ポートの内側表面のテーパ状部分は、第２のシール端に対して約８０度〜約８９度の範囲内の角度にある。各ポート端は、ある直径を伴う開口部を有し、ある実施形態では、第１のポート端の直径は、第２のポート端の直径より小さい。ある実施形態では、各ポート直径は、１インチ未満である。
【００２０】
一実施形態では、シールは、第１の端部と、第２の端部とを有し、各シール端は、辺縁と、ある内径および外径を伴う開口部とを有する。シールはまた、内側表面と、外側表面とを有し、ある実施形態では、各表面は、テーパ状部分を有する。ある実施形態では、シール内側表面全体が、テーパ状である一方、他の実施形態では、シール内側表面は、テーパ状および非テーパ状部分の両方を含む。ある実施形態では、シール外側表面全体が、テーパ状である一方、他の実施形態では、シール外側表面は、テーパ状および非テーパ状部分の両方を含む。ある実施形態では、内側シール表面のテーパ状部分は、第２のシール端に対して約９１度〜約１００度の範囲内の角度にある。ある実施形態では、外側シール表面のテーパ状部分は、第２のシール端に対して約９５度〜約１１０度の範囲内の角度にある。
【００２１】
ある実施形態では、第１のシール端の内径は、第２のシール端の内径以上であり、第１のシール端の外径は、第２のシール端の外径以下であり、第２のシール端の外径は、各ポート端の外径より大きい。ある実施形態では、ポートの中へのシールの挿入は、約２％〜約２０％の範囲内の第２のシール端の外径の圧縮を生じさせる。
【００２２】
ある実施形態では、シールの第１の端部、シールの第２の端部、シール内側表面、およびシール外側表面によって境界されるシールの部分は、実質的に、中空である。他の実施形態では、シールは、辺縁および開口部を伴う第１の端部と、２つの開口部および２つの辺縁を伴う第２の端部と、第１の内側表面と、第１の外側表面と、第２の内側表面と、第２の外側表面とを有する。
【００２３】
ある実施形態では、管は、シールの内側表面に摺動可能に連結され、管は、第２のシール端の内径以上である外径を有する。ある実施形態では、シールは、フルオロエラストマーを備える。ある実施形態では、管は、ＰＥＥＫ、ＰＥＥＫｓｉｌ、ステンレス鋼、または溶融石英を備える。管およびシールは、水、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、脂肪族炭化水素、および芳香族炭化水素に対して化学的に適合することができる。ある実施形態では、シールの中への管の挿入は、約２％〜約２０％の範囲内の第２のシール端の内径の伸長を生じさせる。ある実施形態では、シールと管との間の摩擦力は、管の押出力を上回る。ある実施形態では、エポキシ等の熱硬化性ポリマーが、シールを管に連結するために使用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、例示的チップの分解斜視図である。
【図２】図２は、図１の例示的チップの断面斜視図である。
【図３】図３は、例示的ポートの断面側面図である。
【図４】図４は、例示的シールの斜視図である。
【図５】図５は、図４の例示的シールの断面側面図である。
【図６】図６は、例示的微小流体相互接続、チップ、および管の分解断面側面図である。
【図７】図７は、図６の例示的微小流体相互接続、チップ、および管の斜視図である。
【図８】図８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、シールの別の実施形態の斜視図および断面側面図である。
【図９】図９は、別の例示的微小流体相互接続、チップ、および管の断面側面図である。
【図１０】図１０は、図９の例示的微小流体相互接続、チップ、および管の斜視図である。
【図１１】図１１Ａ、１１Ｂは、シールの別の実施形態の斜視図および断面側面図である。
【図１２】図１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、シールの別の実施形態の斜視図および断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（詳細な説明）
図１および図２を参照する。図１は、例示的チップの分解斜視図を示し、図２は、図１の例示的チップの断面斜視図を示す。好ましい実施形態では、チップ１００は、２つのプレート、すなわち、上部プレート２００と、底部プレート３００とを備える。上部プレート２００は、上部面２１０と、底部面２２０とを有し、底部プレート３００は、上部面３１０と、底部面３２０とを有する。上部プレート２００および底部プレート３００は、個別の長さ２３０および３３０と、個別の幅２４０および３４０と、個別の厚さ２５０および３５０とを有する。好ましい実施形態では、上部プレートおよび底部プレートは、実質的に、同一の寸法を有するが、当業者は、異なる寸法を伴う上部プレート２００および底部プレート３００を選定してもよいことを理解するであろう。プレート２００および３００はそれぞれ、好ましくは、ホウケイ酸ガラス（Ｐｙｒｅｘ（登録商標））等の硬質材料から作製されるが、また、プラスチック等のより軟質の材料から作製されることもできる。ホウケイ酸ガラスチップの標準的厚さは、例えば、１．１ｍｍ（０．０４３インチ）、０．５５ｍｍ（０．０２２インチ）、および０．５０ｍｍ（０．０２０インチ）である。当業者は、処理選択肢および能力が軟質チップに対してより広範であるため、硬質チップのための解決策がまた、より軟質のチップにも当てはまるであろうことを理解するであろう。
【００２６】
図３は、例示的ポートの断面側面図を示す。図２および３から分かるように、ポート４００は、第１のポート端４１０と、第２のポート端４２０とを有する。好ましい実施形態では、２つのポート端は、実質的に、相互に平行であり、相互から遠位に位置し、ぞれぞれ、略円形断面を伴う。第１のポート端は、開口部４１５を有し、第２のポート端は、開口部４２５を有し（図に標識せず）、２つの開口部は、ポート４００を通して通路を画定する。ポートは、好ましい実施形態では、上部プレートの厚さ２５０に略等しい、高さ４５０を有する。第１のポート端における開口部は、直径４１７（また、図１にも示される）を有し、第２のポート端における開口部は、直径４２７を有し、直径４１７は、好ましくは、直径４２７より小さい。好ましい実施形態では、上部プレートは、同一の一般的形状および寸法を伴う２つのポートを有するが、当業者は、異なる形状および寸法を伴うポート４００を選定してもよいことを理解するであろう。
【００２７】
図２および３を参照すると、ポート４００は、内側表面４３０を有する。ポートの内側表面は、テーパ状部分４３５を有する。好ましい実施形態では、ポート全体が、テーパ状であるが、当業者は、ポートの全体未満がテーパ状であるポートを選定してもよいことを理解するであろう。ポートは、好ましくは、円錐台形状であるが、当業者は、代替として、長方形等のポートのための異なる形状を選定し得ることを理解するであろう。ポートテーパ角度４３７は、ポートのテーパ状部分４３５と第２のポート端４２０との間に図示される。便宜上、ポートテーパ角度４３７は、９０°以下である。
【００２８】
図１および２に示されるように、ポートは、流体チャネル３２５を介して、相互に流動的に連結されることができる。チップ１００を加工する際、底部プレートは、流体チャネル３２５を有し、上部プレート２００は、２つのポートを有する（図１および２に示されるように）。しかしながら、上部プレート２００はまた、３つ以上のポートまたは２つ未満のポートを含むことができ、ポートはまた、底部プレート内にも含まれることができる。ポートおよび流体通路が加工された後、チップ１００は、面２２０を面３１０に固着することによって、上部プレート２００および底部プレート３００から組み立てられる。好ましい実施形態では、２つのプレートは、比較的に高温、例えば、約１２００°Ｆ（６５０℃）程度等、相互に熱的に結合される。当業者は、他の方法を使用して、プレート２００および３００をともに固着してもよいことを理解するであろう。
【００２９】
超音波ミリングは、ポート４００および流体チャネル３２５を生成するための好ましい方法である。これらの幾何学形状は、典型的には、３つの運動軸を伴うツールを使用して生成される。それぞれ、当業者に周知である、レーザアブレーションおよび化学エッチング等の他の加工ツールも、使用されることができる。流体相互接続は、概して、噛合部品の表面仕上げに依存する。７０硬度範囲（ｓｈｏｒｅ  Ａ）内の弾性シールについては、０．２０〜０．８１μｍ（７．９〜３２マイクロインチ）の表面仕上げが、典型的には、要求される。ガラスの超音波ミリングは、平均して、表面仕上げ２〜３μｍ（７９〜１１８マイクロインチ）をもたらす。本プロセスの最適化は、０．５〜１．５μｍ（２０〜６０マイクロインチ）範囲内の表面仕上げをもたらすことができる。表面仕上げはまた、フッ化水素酸溶液を使用してエッチングされることができる。これは、使用されるフッ化水素酸濃度、エッチング持続時間、および溶液の体積あたりで実施される部品の数に応じて、８〜２０オングストローム（０．０００８〜０．００２０μｍ）範囲まで表面仕上げを生成することができる。他のプロセスもまた、要求される表面仕上げ（例えば、レーザアブレーション、粉末ブラスト等）をもたらすために利用されることができる。硬質チップ上に適切な表面仕上げを生成することは、十分に現在のプロセス能力内であり、当業者に公知である。
【００３０】
標準的超音波ミリング実践を使用して生成される最小孔直径は、典型的には、1/2ｍｍ（０．０２インチ）であるが、1/4ｍｍ（０．０１インチ）直径範囲内の孔を加工することも当業者に公知である。孔公差±５０μｍ（０．００２インチ）は、従来的であるが、孔公差±２５μｍ（．００１インチ）も、十分に現在のプロセス能力内であり、当業者に公知である。
【００３１】
ここで、図４および図５を参照する。図４は、例示的シールの斜視図を示し、図５は、シールの断面側面図を示す。好ましい実施形態では、シール５００は、円錐台形状である。シール５００は、第１のシール端５１０と、第２のシール端５２０とを有する。好ましい実施形態では、２つのシール端は、実質的に、相互に平行であり、相互から遠位に位置し、それぞれ、略円形断面を伴う。シール５００は、高さ５５０を有する。第１のシール端５１０は、辺縁５１２と、開口部５１５（図には標識せず）とを有し、第２のシール端５２０は、辺縁５２２と、開口部５２５（図には標識せず）とを有する。シール５００は、内側シール表面５３０と、外側シール表面５４０とを有する。
【００３２】
第１のシール端５１０およびその対応する開口部５１５は、公称状態において（すなわち、シールがポートの中に挿入されるのに先立って、かつ管がシールの中に挿入されるのに先立って）、第１の端部開口部５１５の最大幅を表す、内径５１７を有する。第１のシール端５１０およびその対応する辺縁５１２はまた、第１のシール端５１０の最大公称幅を表す、外径５１８を有する。第２のシール端５２０およびその対応する開口部５２５は、第２の端部開口部５２５の最大公称幅を表す、内径５２７を有する。第２のシール端５２０およびその対応する辺縁５２２は、第２のシール端５２０の最大公称幅を表す、外径５２８を有する。内径５１７は、好ましくは、内径５２７以上であり、外径５１８は、外径５２８以下である。好ましい実施形態では、シールの第２の端部５２０は、シールの第２の端部内径５２７より約３倍（３ｘ）大きい公称値を伴う、外径５２８を有する。好ましくは、シールの第２の端部外径５２８は、ポート開口部直径４１７およびポート開口部直径４２７のそれぞれより大きい。
【００３３】
図４および５に示されるように、シール内側表面５３０は、テーパ状部分５３５を有し、シール外側表面５４０は、テーパ状部分５４５を有する。好ましい実施形態では、内側表面５３０およびシール外側表面５４０全体が、テーパ状であるが、当業者は、シール内側表面および／またはシール外側表面に非テーパ状部分を含むように選定されてもよいことを理解するであろう。シール内側表面テーパ角度５３７は、シール内側表面５３５のテーパ状部分とシールの第２の端部５２０との間に図示される。シール外側表面テーパ角度５４７は、シール外側表面５４５のテーパ状部分とシールの第２の端部５２０との間に図示される。便宜上、シール内側表面テーパ角度５３７およびシール外側表面テーパ角度５４７はそれぞれ、９０°以上である。
【００３４】
シール５００は、好ましくは、パーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）またはテトラフルオロエチレン／プロピレンゴム（ＦＥＰＭ）等のフルオロエラストマー材料から成形される。ＦＦＫＭおよびパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰ）は、良好な化学適合性特性を有し、比較的に低圧縮ひずみを有する。また、より軟質（７０〜９０硬度範囲（ｓｈｏｒｅ  Ａ））であり、したがって、より優れたシール能力を有する。ＦＦＫＭ（商標名Ｋａｌｒｅｚ（登録商標）、Ｓｉｍｒａｚ、Ｉｓｏｌａｔｅ（登録商標）、Ｐｅｒｌａｓｔ（登録商標）、Ｃｈｅｍｒａｚ（登録商標）等）は、ＰＦＰより一般に使用される材料であるが、ＦＦＫＭは、典型的には、ＰＦＰより高価である。シールのための他の材料として、典型的には、ＦＦＫＭより手頃である、Ｐａｒｋｅｒ  Ｈａｎｎｉｆｉｎ  Ｃｏｒｐ．から利用可能なＨＦ３５５等のＦＫＭまたはＨｉＦｌｕｏｒＴＭが挙げられ得る。
【００３５】
図６は、例示的微小流体相互接続、チップ、および管の分解断面側面図を示す。管６００は、第１の管端部６１０と、第２の管端部６２０と、管長さ６５０とを有するように示される。管の第１の端部６１０は、辺縁６１２と、開口部６１５とを有し、管の第２の端部６２０は、辺縁６２２と、開口部６２５（図６には標識せず）とを有する。管６００は、内側管表面６３０と、外側管表面６４０とを有する。管６００およびその対応する開口部６１５および６２５は、開口部の最大公称幅を表す、内径６１７（図６には標識せず）を有する。管６００は、管の最大公称幅を表す、外径６１８を有する。好ましい実施形態では、管外径６１８は、第２のシール端５２７の内径以上である。
【００３６】
好ましい実施形態では、管６００は、ＰＥＥＫまたはＰＥＥＫｓｉｌから製造されるが、管６００はまた、溶融石英またはステンレス鋼または任意の他のプラスチック等の他の材料から製造されることができる。ＰＥＥＫ管は、典型的には、外径１／１６インチおよび公差±０．００１インチ、１／３２インチおよび公差±０．００５インチ、５１０μｍおよび公差±０．００１インチ、または３６８μｍおよび公差±０．０００４インチを伴って製造される。ＰＥＥＫｓｉｌ管は、典型的には、外径１／１６インチおよび公差±３０μｍ、１／３２インチおよび公差±２０μｍ、または３６０μｍおよび公差±１０μｍを伴って製造される。溶融石英管類は、典型的には、外径３６３μｍおよび公差±１０μｍを伴って製造される。
【００３７】
好ましい実施形態では、管内側表面６３０は、流体チャネル３２５を通して伝導されるように定められる流体と流体接触するように設計される。当業者は、管６００を異なる材料から加工してもよいことを理解するであろう。例えば、外側管表面６４０は、ステンレス鋼から加工されてもよい一方、内側管表面６３０は、ＰＥＥＫ等の無金属材料から加工されてもよい。そのような実施形態は、管壁へのサンプル成分の付着を最小限にし得る。同様に、そのような実施形態は、管類からのイオンの剥離を最小限にし、それによって、サンプル汚染を防止し得る。そのような接続および管類は、米国特許出願第１３／２０６，８７３号（第ＵＳ２０１２／００２４４１１Ａ１号として公開）にさらに説明され、その内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【００３８】
図７は、例示的微小流体相互接続、チップ、および管の斜視図を示す。図３−７を参照すると、シール５００は、ポート４００に摺動可能に連結される。シール外側表面５４０は、少なくとも、第２のシール端５２８の外径が、概して、シール５００がポート４００の中に挿入されるにつれて圧縮されるように、テーパ状角度５４７を伴うテーパ状部分５４５を有する。管６００は、シール５００に摺動可能に連結される。内側シール表面５３０は、少なくとも、第２のシール端５２７の内径が、概して、管６００がシール５００の中に挿入されるにつれて伸長するように、テーパ状角度５３７を伴うテーパ状部分５３５を有する。
【００３９】
表１に示されるのは、１／３２インチ外径（ＯＤ）ＰＥＥＫ管類のために定寸される、図５のシール実施形態と併用される公称寸法である。好ましい実施形態では、ホウケイ酸ガラスプレートが、ペルフルオロエラストマーシールと併用された。
【表１−１】
2015535608.tif 000003
【表１−２】
2015535608.tif 000004
【００４０】
ポート４００の逆テーパ角度は、ポート４００が加圧されると、シール５００が、定位置に楔着されることを可能にする。本作用は、良好な流体シールを生成し、圧力によるシール押出力に対抗するのに役立つ。第２のシール端５２０上のカップ構成は、ポート−シール界面を改善し得る。シール５００と管６００との間の摩擦は、加圧の間、管押出に対抗するのに役立つ。最大動作圧力では、シール５００にかかる管摩擦力は、管６００の押出力を上回り得る。
【００４１】
管挿入の間のＦＦＫＭ材料の剪断もまた、危険である。挿入の間の管６００の潤滑剤および捻転運動としての役割を果たすためのポート内のアルコールまたは他の化学物質の使用は、シール５００に及ぼす本剪断作用を逓減させ得る。代替として、管挿入を促進するために、管６００は、管の端部６２０上に若干の半径または面取り部を含むことができる。これは、エポキシひずみ動作が必要ないことが見出される場合、「迅速交換」継手として使用するために検討され得る。ポート４００の中へのＯリングの挿入は、Ｏリングが管６００専用に定寸され得る、別の選択肢であり得る。摩擦力が、不適正であると見出される場合、またはＯリングが陥凹内に転動しないように防止するために、ユーザは、熱硬化性ポリマー（エポキシ等）をポート／シール／管界面に適用してもよい。エポキシは、シール５００とポート４００との間の空隙ならびに管６００の中に流動し、硬化されると、構成要素を定位置に係止し得る。
【００４２】
本明細書に開示される微小流体相互接続は、有利には、低コストであり、わずかな専有面積を有し、漏出および死体積を最小限にする。同様に、高圧力（例えば、５００ｐｓｉｇ）および高温（例えば、１３０°Ｆ）を含む、広範なプロセス条件および化学物質と適合可能である。例えば、当業者は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アルコール、酸、水、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ならびに極性および非極性溶媒と適合可能な材料から微小流体相互接続を構築してもよいことを理解するであろう。代替として、当業者は、具体的化学基のために使用されるべき具体的シールを選択してもよく、シールは、化学基が変更されるとき、交換され得ることを理解するであろう。
【００４３】
本明細書に開示される微小流体相互接続は、有利には、限定ではないが、ホウケイ酸ガラス（例えば、Ｐｙｒｅｘ（登録商標））、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、シリコン、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリカーボネート、およびアクリルを含む、様々なチップ材料と適合可能である。加えて、具体的シールは、具体的チップ材料のために使用されることができ、シールは、チップ材料が変更されると、交換されることができる。
【００４４】
本明細書に開示される微小流体相互接続は、有利には、継手が独立型チップまたはＰＣＢ搭載チップ上で使用され得るように、チップの両側へのアクセスを要求しない。相互接続は、好ましくは、適切なポートが加工され得ることを前提として、チップの端部または面上で使用可能である。同様に、相互接続は、好ましくは、不具合を生じさせるであろう、過剰な荷重を管にかけないであろう。
【００４５】
当業者は、ポート直径、ポートテーパ角度、ポート高さ、シール高さ、シール外径、およびシール外側表面テーパ角度を調節し、圧力下、適切なシールのための適切なポート−シール構成を考慮してもよいことを理解するであろう。例えば、ポート内側表面４３０の全体が、台形断面を伴う、テーパ状部分４３５を備える場合、ポートの第１の端部開口部直径４１７とポートの第２の端部開口部直径４２７との間の差異は、２＊［ポート高さ４５０］／［接線（ポートテーパ角度４３７）］として計算されることができる。
【００４６】
別の実施例として、シール外側表面５４０の全体が、台形断面を伴うテーパ状部分５４５を備える場合、シールの第１の端部外径５１８とシールの第２の端部外径５２８との間の差異は、２＊［シール高さ５５０］／［接線（１８０o−（シール外側表面テーパ角度５４７））］として計算されることができる。
【００４７】
さらなる実施例として、シール内側表面５３０の全体が、台形断面を伴うテーパ状部分５３５を備える場合、シールの第１の端部内径５１７とシールの第２の端部内径５２７との間の差異は、２＊［シール高さ５５０］／［接線（１８０o−（シール内側表面テーパ角度５３７））］として計算されることができる。
【００４８】
シール５００が、ポート４００の中に挿入されると、シールの第２の端部外径５２８は、典型的には、圧縮される。％圧縮は、（ｉ）ポートの中への挿入前および後のシールの第２の端部外径の差異を判定し、次いで、（ｉｉ）ポートの中への挿入前に、シールの第２の端部外径によってその差異を除算することによって、計算されることができる。ポート材料（例えば、ホウケイ酸ガラス、ＢＳＧ）が、概して、シール材料（例えば、ＦＦＫＭ）と比較して非圧縮性であると仮定すると、前述の計算は、ｉ）ポートの第２の端部開口部直径４２７をシールの第２の端部外径５２８から減算し、次いで、（ｉｉ）シールの第２の端部外径５２８によって、その差異を除算することに直される。ＢＳＧポートおよびＦＦＫＭシールについての表１に提供される寸法を使用すると、ポートの中へのシールの挿入は、シールの第２の端部外径の約７．４％の圧縮を生じさせる。当業者は、付加的圧縮（または、より少ない圧縮）が、ポートおよびシールの寸法を調節することによって達成されることができることを理解するであろう。
【００４９】
当業者は、シール高さ、シール内径、シール内側テーパ角度、および管外径を調節し、圧力下、適切なシールのための適切なシール−管構成を考慮することができることを理解および認識するであろう。管６００が、シール５００中に挿入されると、シールの第２の端部内径５２７は、典型的には、伸長される。本伸長は、（ｉ）管挿入前後のシールの第２の端部内径の差異を判定し、次いで、（ｉｉ）管挿入前のシールの第２の端部内径によって、その差異を除算することによって、計算されることができる。管材料（例えば、ステンレス鋼またはＰＥＥＫ）が、概して、シール材料（例えば、ＦＦＫＭ）と比較して、非圧縮性であると仮定すると、前述の計算は、ｉ）シールの第２の端部内径５２７を管外径６１８から減算し、次いで、（ｉｉ）シールの第２の端部内径５２７によって、その差異を除算することに直される。１／３２インチＯＤステンレス鋼管およびＦＦＫＭシールについての表１に提供される寸法を使用すると、シールの中への管の挿入は、シールの第２の端部内径の約１５．７％の伸長を生じさせる。当業者は、付加的伸長（または、より少ない伸長）が、シールの寸法を調節し、および／または異なるサイズ管を使用することによって達成されることができることを理解するであろう。
【００５０】
ここで、図８Ａ、８Ｂ、および８Ｃを参照する。図８Ａおよび図８Ｂは、別の例示的シールの斜視図を示し、図８Ｃは、断面側面図を示す。シール７００は、第１のシール端７１０と、第２のシール端７２０とを有する。シール７００は、高さ７５０（図には標識せず）を有する。第１のシール端７１０は、辺縁７１２と、開口部７１５（図には標識せず）とを有し、第２のシール端７２０は、辺縁７２２と、開口部７２５（図には標識せず）とを有する。シール７００は、内側シール表面７３０と、外側シール表面７４０とを有する。第１のシール端７１０およびその対応する開口部７１５は、第１の端部開口部７１５の最大公称幅を表す、内径７１７を有する。第１のシール端７１０およびその対応する辺縁７１２はまた、第１のシール端７１０の最大公称幅を表す、外径７１８を有する。第２のシール端７２０およびその対応する開口部７２５は、第２の端部開口部７２５の最大公称幅を表す、内径７２７を有する。第２のシール端７２０およびその対応する辺縁７２２は、第２のシール端７２０の最大公称幅を表す、外径７２８を有する。内径７１７は、好ましくは、内径７２７以上であり、外径７１８は、外径７２８以下である。好ましくは、シールの第２の端部外径７２８は、ポート開口部直径４１７およびポート開口部直径４２７のそれぞれより大きい。
【００５１】
依然として、図８Ａ、８Ｂ、および８Ｃを参照すると、シール７００は、内部と、外部テーパとを有する。シール内側表面７３０は、テーパ状部分７３５と、非テーパ状部分７３３とを有し、外側シール表面７４０は、テーパ状部分７４５と、非テーパ状部分７４３とを有する。シール内側表面テーパ角度７３７は、シール内側表面７３５のテーパ状部分とシールの第２の端部７２０との間に図示される。シール外側表面テーパ角度７４７は、シール外側表面７４５のテーパ状部分とシールの第２の端部７２０との間に図示される。便宜上、シール内側表面テーパ角度７３７およびシール外側表面テーパ角度７４７はそれぞれ、９０°以上である。
【００５２】
図９および１０に示されるのは、それぞれ、例示的微小流体相互接続、チップ、および管の断面側面図および斜視図である。図８−１０を参照すると、ポート４００の中へのシール７００の挿入に応じて、シールの第２の端部開口部外径７２８は、圧縮され、締まり嵌めを提供する。図９では、ポート、シール、および管は、シール圧縮（ポートから）およびシール伸長（管から）が見られ得るように、非圧縮状態に図示される。シール７００の中への管６００の挿入に応じて、シールの第２の端部開口部内径７２７は、伸長される。非テーパ状部分７３３は、スリーブとして作用し、管６００を保定し、管押出力に対抗するのに役立つ。スリーブ部分７３３は、微小流体相互接続、チップ、および管６００が、スリーブを伴わない実施形態と比較して、高圧で動作することを可能にし得る。図８−１０の実施形態は、有利には、管とシールとの間の接触における表面積増加を提供し、それによって、使用される糊着、機械的圧着、または他の保定機構の増加が、付加的抵抗を管押出力に対して提供することを可能にする。スリーブは、管屈曲および捻転を最小限にする付加的利点を有する。
【００５３】
図１１Ａおよび１１Ｂに示されるのは、それぞれ、別の例示的シールの斜視図および断面側面図である。シール８００は、概して、シール５００（図４および５に示される）と同様に成形されるが、シールの第１の端部８１０、シールの第２の端部８２０、シール内側表面８３０、およびシール外側表面８４０によって境界されるシールの部分は、実質的に、中空である。実質的非中空実施形態と比較して、シール８００の実施形態は、概して、より圧縮性であり、したがって、概して、管を挿入するためにほとんど力を要求しない。同様に、シール８００は、概して、ポート内へ据付がより容易である
【００５４】
図１２Ａ、１２Ｂ、および１２Ｃに示されるのは、それぞれ、別の例示的シールの斜視図および断面側面図である。シール９００は、第１の端部９１０と、第２の端部９２０と、第１の内側表面９３０と、第１の外側表面９３１と、第２の内側表面９４１と、第２の外側表面９４０とを有する。シールの第１の端部９１０は、第１の端部辺縁９１２と、第１の端部開口部９１５とを有する。シールの第２の端部９２０は、第１の辺縁９２２および第１の開口部９２５と、第２の辺縁９２３および第２の開口部９２６とを有する。シール９００は、高さ９５０（図には標識せず）を有する。シールの第１の端部９１０およびその対応する開口部９１５は、第１の開口部９１５の最大公称幅を表す、内径９１７を有する。第１のシール端９１０およびその対応する辺縁９１２はまた、第１のシール端９１０の最大公称幅を表す、外径９１８を有する。シールの第２の端部９２０およびその対応する第１の開口部９２５は、第２の開口部９２５の最大公称幅を表す、内径９２７を有する。第２のシール端９２０およびその対応する辺縁９２３は、第２のシール端９２０の最大公称幅を表す、外径９２８を有する。内径９１７は、好ましくは、内径９２７以上であり、外径９１８は、外径９２８以下である。好ましくは、シールの第２の端部外径９２８は、ポート開口部直径４１７およびポート開口部直径４２７のそれぞれより大きい。シール９００は、内部と、外部テーパとを含む。第１の内側シール表面９３０は、テーパ状部分９３５を有し、第２の外側シール表面９４０は、テーパ状部分９４５を有する。シール内側表面テーパ角度９３７は、テーパ状部分９３５とシールの第２の端部９２０との間に提供される。シール外側表面テーパ角度９４７は、テーパ状部分９４５とシールの第２の端部９２０との間に提供される。便宜上、シール内側表面テーパ角度９３７および外側表面テーパ角度９４７は、９０°以上である。実質的非中空実施形態と比較して、シール９００の実施形態は、概して、より圧縮性であり、したがって、概して、管を挿入するためにほとんど力を要求しない。同様に、シール９００は、概して、ポート内への据付がより容易である。シール９００は、好ましくは、ＥＴＦＥ（Ｔｅｆｚｅｌ（登録商標））、ＰＣＴＦＥ（Ｋｅｌ−ｆ（登録商標））、またはＰＥＥＫ等の熱可塑性材料から作製される。
【００５５】
図面は、シールおよびポートが、好ましくは、円錐台形状であり、管が、好ましくは、円筒形形状であるように図示されるが、当業者は、他の形状を選定してもよいことを理解するであろう。例えば、ポートおよびシールの開口部は、楕円形、長方形（正方形を含む）、および他の形状であることができる。同様に、管は、円筒形である必要はない。したがって、本開示において使用されるような用語「直径」は、厳密な円形直径に限定されず、また、楕円形の主軸または長方形の対角線長等、他の最大特性寸法を含むことができる。
【００５６】
本開示は、種々の実施形態を図示および説明したが、当業者は、図面および前述の議論から、種々の変更、修正、および変形例が、請求項に記載される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、行なわれてもよいことを理解するであろう。故に、図面および前述の議論に図示および説明される実施形態は、単に、例証であり、本明細書の請求項に定義される本発明の範囲を限定するものではない。実施形態ならびに具体的形態、材料、および同等物は、単に、例証であり、本発明の範囲または本明細書の請求項を限定するものではない。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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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】
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【国際調査報告】
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