(57)【要約】ここでは、ミクロ流体分析システムの構成要素を隔離する装置および方法が提供される。ハウジングを含む隔離マニホルドが、ミクロ流体分析システムの敏感な構成要素を環境ノイズおよび機械的振動などの干渉から隔離するのに用いられる。マニホルドのハウジングは、内側部分と、フローセンサなどの隔離しようとしている構成要素の少なくとも一部を受け入れるようになっている凹所とを有する。ハウジングは、構成要素を分析システムに接続するのに用いられた配管にハウジングを通して流体連絡できる開口を有する。ハウジング内の所定位置に構成要素を固着する助けとすると共に、構成要素への損傷の可能性を最小限に抑える助けとするためにポッティング剤を使用することができる。
2006519994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミクロ流体分析用途のための隔離マニホルドであって、少なくとも１つの入口端部と少なくとも１つの出口端部を有するハウジングを含み、入口端部、出口端部の各々がそれを貫いて流体連絡を可能にする開口を有し、このハウジングがまたその頂面に開口している内側部分を有し、この内側部分が外部の干渉から隔離するようにフローセンサを受け入れ、保持するようになっており、さらに、該ハウジングの端部の開口を配管と密封接続してミクロ流体システムの他の構成要素からの流体連絡を可能にする手段を含む隔離マニホルド。
【請求項２】
ハウジングが高分子材料を含む、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項３】
ハウジングがポリエーテルエーテルケトンを含む、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項４】
ハウジングがポリエーテルエーテルケトンを含む、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項５】
ハウジングの端部にある開口の各々の内径が約１５／１０００インチ以下である、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項６】
ハウジングの頂部がフローセンサ用のハウジングを着脱自在に保持するようになっているリップを含む、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項７】
入口端および出口端がハウジングの対向する端にある、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項８】
ハウジングの内側部分が、さらに、フローセンサの構成要素を受け入れるようになっている少なくとも１つの凹所を含む、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項９】
フローセンサの構成要素がマイクロ電気−機械装置である、請求項８に記載のマニホルド。
【請求項１０】
ハウジングの端部が、液体連絡を可能にするため各々、配管を受け入れるようになっている貫通する開口を有し、さらに、ねじ付きの外径部を有する突起部分を含む、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項１１】
ハウジングの開口を配管に密封接続する手段が、少なくとも該ハウジングの対応する開口の一部と嵌合するようになっている第１端部を有し、カプセルの対応する開口の第１端部内に嵌合するようになっている第２端部を有するフェルールを含み、各カプセルが、アダプタ・キャップの第１端部に嵌合するようになっている第２端部を有し、各アダプタ・キャップの第１端部が、該ハウジングの対応する突起部分のねじ付きの外径部と係合するようになっているねじ付きの内径部を含む、請求項１０に記載のマニホルド。
【請求項１２】
ミクロ流体分析用途のためのシステムの敏感な構成要素を環境干渉から隔離するための隔離マニホルドであって、第１、第２の端部を有し、頂面に開口している内側部分を有するハウジングを含み、第１、第２の端部が、配管を受け入れてそれを貫いて流体連絡を行えるようになっている開口を有し、該ハウジングの頂面が、分析用途のためのシステムの構成要素用のハウジングを着脱自在に保持するようになっている突出したリップを含み、該ハウジングの内側部分が、分析用途のための構成要素の少なくとも一部を受け入れるようになっている少なくとも１つの凹所を含み、さらに、分析用途のためのシステムに流体連絡できるように該ハウジングを配管に密封接続する手段を含む隔離マニホルド。
【請求項１３】
分析用途のための構成要素が、フローセンサ、カラム、脱ガス器、フローセル、サービスプラズマ共鳴チューブ、キュベット、圧力トランスジューサ、流量計、温度センサ、熱流センサ、変位量センサ、ロード・セル、歪み計、導電率センサ、選択的イオン・センサ、ｐＨセンサ、フロー分光光度計、および濁度センサからなる群から選ばれた１つを含む、請求項１２に記載のマニホルド。
【請求項１４】
ハウジングの内側部分の凹所がフローセンサ・メーターの少なくとも一部を受け入れるようになっている、請求項１２に記載のマニホルド。
【請求項１５】
ハウジングが、さらに、その頂面にある複数の突起タブを含み、これらの突起タブの各々が、プリント配線板の少なくとも一部を着脱自在に取り付けることができるようになっている、請求項１４に記載のマニホルド。
【請求項１６】
ハウジングの内側部分がさらに複数の凹所を含み、少なくとも１つの凹所が、貫通する開口を有するチューブの少なくとも一部を受け入れ、該ハウジングの端部のうちの少なくとも１つの端部の開口の少なくとも１つを通して少なくとも１つの他の凹所内に配置したフローセンサ・メーターに流体連絡できるようになっている、請求項１５に記載のマニホルド。
【請求項１７】
ミクロ流体分析用途のためのシステムの構成要素を環境干渉から隔離するための方法であって、流体を流す溶融シリカ製配管を受け入れるようになっている開口を有する少なくとも２つの端部を有し、頂面に開口する内側部分を有するハウジングであり、さらに、ミクロ流体分析用途のためのシステムの少なくとも１つの構成要素を受け入れるようになっている少なくとも１つの凹所を有し、該少なくとも１つの構成要素の一部が少なくとも１つの凹所に嵌合するようになっているハウジングを用意する工程と、ハウジングの少なくとも１つの凹所内に分析システムの少なくとも１つの構成要素の一部を位置決めする工程と、構成要素が配管内の流体の少なくとも１つの特性を検知できるように凹所内に位置した構成要素の少なくとも一部に隣接して配管の少なくとも一部を位置決めする工程と、ハウジングの少なくとも２つの端部を通して配管をシステムの一部に接続する工程とを含む方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの構成要素がフローセンサを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
フローセンサがさらにプリント配線板を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
さらに、プリント配線板の少なくとも一部をハウジングの少なくとも一部に固着する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
プリント配線板の一部をハウジングの少なくとも一部に固着する工程が、ハウジングの内側部分内にポッティング剤を入れる工程を含み、ポッティング剤が、中に設置されたフローセンサの部分が占有していない凹所の一部を少なくとも部分的に満たす、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ポッティング剤がシリコーンを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
さらに、ハウジングの内部の一部内にポッティング剤を配置する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
ミクロ流体分析用途のためのシステムが液体クロマトグラフィ・システムを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
環境干渉が電気的な干渉を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
環境干渉が機械的振動を含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本出願は、２００３年３月７日に出願された米国仮特許出願番号第６０／４５３,０７４号（参考資料として本明細書で援用する）の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、液体クロマトグラフィその他の分析法で役に立つ流体接続に関する。より詳しくは、本発明は、ミクロ流体クロマトグラフィその他の分析用途で役に立つ隔離マニホルド装置および使用方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
液体クロマトグラフィのような多くの分析用途においては、流体および／または気体の体積は小さい。このことは、液体クロマトグラフィまたは気体が調製法と対立する分析法として使用されているときに特に当てはまる。このような従来方法では、しばしば毛管カラムを使用しており、時にはこの方法を毛管クロマトグラフィと呼ぶことがある。毛管クロマトグラフィ（気体相、液体相両方）においては、サンプル流の流路内にあるありとあらゆる構成要素、たとえば、選択弁または注入弁、カラム、フィルタ、取付具、配管、逆止弁、圧力調整器、検出器、システム内の状態を特徴づけるのに用いることができる任意のセンサなどの内部体積を最小化することが望ましいことが多い。この体積管理の理由の１つは、比較的大きい内部容積を持つ構成要素は比較的大きい体積の流体または気体を受け入れることになるということにある。サンプルがこのような構成要素に導入されたとき、サンプルが希釈され、分析法の分解能および感度を低下させる可能性がある。質量分析法、毛管流電気泳動法などの他の在来分析用途と関連して同様の問題が存在する。
【０００４】
ミクロ流体分析用途でも小さいサンプル・サイズが必要である。ここで使用しているような、ミクロ流体技術を必要とすると考えられるサンプル体積とは、ほんの数ピコリットルほどの小さい体積から数ミリリットルほどの体積までを意味している。比較として挙げるならば、もっとありきたりのＬＣ技術では、歴史的に、しばしば、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必要としてきた。したがって、ここで述べるミクロ流体技術、用途では、歴史的なＬＣ技術よりも１桁またはそれ以上小さいサイズの体積を必要とするわけである。ミクロ流体技術とは、約０.５ミリリットル／分またはそれ以下の流量を必要としている技術であると表現することもできる。
【０００５】
ミクロ流体用途でしばしば遭遇する別の問題は、環境ノイズまたは環境干渉が機器やシステムに与える悪影響であり、これはおそらく分析および検査結果に影響を及ぼす。このようなノイズは種々の源から来る可能性があり、たとえば、周囲環境の電気／電子的または磁気的な放射線、機械的な振動、熱変化などから生じる可能性がある。分析しようとしているサンプル・サイズが小さくなれば、液体クロマトグラフィ・システム（または他の分析システム）の構成要素もそれ相応に小さくなり、感度が高くなり、よりデリケートとなり、システムおよびその構成要素、それらの性能に対する環境ノイズの潜在的な悪影響はかなり大きくなる。
【０００６】
ミクロ流体用途でしばしば遭遇するさらに別の問題は、在来の構成要素の脆弱性から生じる。たとえば、このような用途のために溶融シリカ製配管がしばしば用いられるが、これは極めて傷つきやすい。このような配管は、どこかにひっかかったり、衝撃を受けたりした場合に破断しやすい。このような配管および他の構成要素の脆弱性は、たとえばそれを分析システムに接続したり、そこから外したりするときに、作業者がこのような破断を避けるべくかなりの時間を割き、かなりの注意を払わなければならないことを意味する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、環境ノイズおよびそれに関連した影響から敏感なミクロ流体構成要素を保護するようにマニホルド内にシステムの選定した構成要素を隔離する装置を使用することによって、敏感なミクロ流体構成要素に関する、環境干渉またはノイズを原因とする潜在的な問題を解決する。この隔離マニホルドは、少なくとも２つの端部を有し、サンプルを導入できる配管を収容するためにこれらの端部に開口が設けてあるハウジングを含む。ハウジングは、また、環境ノイズおよびその影響から保護しようとしている構成要素を収容するようになっている少なくとも１つの内部着座領域を有する。ハウジングの開口は、そのそれぞれに配管を着脱自在に密封接続することによってＬＣシステムのような分析システムの流路に接続されるようになっている。マニホルド・ハウジングは、ミクロ流体分析システムの構成要素の少なくとも一部を収容し、保持するようになっている少なくとも１つの凹所を含む。ハウジングの内部着座領域には、さらに環境ノイズおよび干渉から構成要素を隔離するために或る材料を満たしてもよい。
【０００８】
本発明の目的は、分析システムの敏感な構成要素を環境干渉から隔離するための装置および方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、ミクロ流体分析システムの敏感な構成要素の性能に影響を及ぼす可能性のある環境干渉から保護するようにこの敏感な構成要素を隔離するための装置および方法を提供することにある。
【００１０】
分析システムに接続したり、そこから分離したりするのが容易にできる、環境ノイズからミクロ流体分析システムの敏感な構成要素を保護するための装置および方法を提供することが本発明のまた別の目的である。
【００１１】
マニホルド内で環境干渉から保護することによってミクロ流体分析システムの敏感な構成要素を環境干渉から隔離するための方法を提供することが本発明のまたさらに別の目的である。
【００１２】
本発明のこれらおよび他の目的は、当業者であれば、以下の詳細な説明から明らかであろう。
図１は、本発明によるマニホルドの一実施形態の展開図である。
図２は、本発明によるマニホルドのハウジング１の頂面図である。
図３は、本発明によるマニホルドのハウジング１の、Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
図４は、本発明によるマニホルドのハウジングの一端部の詳細断面図である。
図５は、本発明によるマニホルドのハウジングの一端部の側面図である。
図６は、本発明によるマニホルドのハウジングの側面図である。
図７は、本発明によるマニホルドのハウジングの、Ｃ−Ｃ線に沿った断面図である。
図８は、本発明によるマニホルドのハウジングの斜視図である。
図９は、本発明によるマニホルドのハウジングと共に使用するようになっているフェルールの側面図である。
図１０は、本発明によるマニホルドのハウジングと共に使用するようになっているフェルールの、図９のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図１１は、本発明によるマニホルドの代替実施形態を示す展開図である。
図１２は、本発明によるマニホルドの代替実施形態のハウジングの頂面図である。
図１３は、本発明によるマニホルドの代替実施形態のハウジングの側面図である。
図１４は、本発明によるマニホルドの代替実施形態のハウジングの底面図である。
図１５は、本発明の代替実施形態のハウジングの一端を示す端面図である。
図１６は、本発明によるマニホルドの代替実施形態のハウジングの、図１２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図１７は、本発明によるマニホルドの代替実施形態のハウジングの一端の詳細な断面図である。
図１８は、プリント配線板に接続した質量流量センサを有するマニホルドの別の代替実施形態のハウジングの使用法を示す展開図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図面および以下の説明は、本発明の隔離マニホルドの好ましい実施形態を詳しく扱っている。隔離マニホルドの好ましい実施形態についての説明では液体クロマトグラフィ（ＬＣ）システムにおいてミクロ流体質量流量センサと組み合わせて使用するようになっているが、当業者であれば、本発明がそれに限定されるものではなく、たとえば、他のミクロ流体分析システムの他の構成要素と共に使用するようになっている隔離マニホルドも含むことは明らかであろう。このようなシステムの他の敏感な構成要素としては、カラム、真空脱ガス器、圧力センサ、フローセル、サービス血漿共鳴チューブ、フローサイトメトリー用キュベットおよび毛管流電気泳動法用キュベットがある。以下の説明は液体クロマトグラフィ（ＬＣ）システムと関連しているが、当業者にとって、他の分析システムおよび分析用途、ガスクロマトグラフィ、質量分析法および毛管流電気泳動法を本発明でも使用できることは明らかであろう。
【００１４】
図１を参照して、ここには隔離マニホルド１０が展開図で示してある。図１に示すように、マニホルド１０は２つの対向した端部に開口を有するハウジング１を含む。マニホルド１０は、ハウジング１の開口に密封嵌合するようになっているフェルール２も含む。マニホルド１０は、２つの端部を有するカプセル３を含み、第１端部はフェルール２の一端を受け入れ、密封嵌合するようになっており、第２端部はアダプタ・キャップ４の第１端部に密封嵌合するようになっている。ここで、アダプタ・キャップ４は、それぞれ、第２フェルール５の第１端部を受け入れ、密封嵌合するようになっている第２端部を持つようになっている。最後に、キャップ６が、各々、アダプタ・キャップ４の第２端部と着脱自在に嵌合するようになっている端部を有する。図１に示すように、キャップ６は内ねじを有し、それによって、キャップ６をアダプタ・キャップ４の第２端部（外ねじを有する）に螺合させることができる。同様に、ハウジングの２つの対向する端は外ねじ部分を有し、これにより、アダプタ・キャップ４の第１端部（内ねじを有する）を所定部位に螺合させることができる。図１に示していないが、当業者であればわかるように、配管はキャップ６、フェルール５、アダプタ・キャップ４およびカプセル３それぞれの開口した中央部分内に配置して使用することができ、配管（図１には図示せず）およびハウジング１の開口を経て流体連絡を行うことができる。
【００１５】
次に図２を参照して、ここにはハウジング１の頂面図が示してある。（種々の図を通じて同じ構成要素には同じ参照符号を用いるが、別の実施形態に関して特に注意を喚起する場合は別である）。図２に示すように、ハウジング１は、２つのねじ付き端部２０５、２１０を有する。上述したように、端部２０５、２１０は、ハウジング１とアダプタ・キャップ４の取り外し可能な連結（図１に示す）を行うようになっている。図２に示すように、ハウジング１は、また、ハウジング１の頂面に開いた内側部分２１５も有する。内側部分２１５は環境干渉から隔離しようとしている構成要素を受け入れるようになっている。本発明の好ましい実施形態においては、ハウジング１の内側部分２１５は、Ｓｅｎｓｉｒｉｏｎ（スイス国チューリッヒ）から市販されているＳＬＧ液体流質量流量計に設けてあるようなフローセンサを収容するようになっている。本発明の好ましい実施形態においては、ハウジング１は、高分子材料、好ましくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で作る。さらに、本発明の好ましい実施形態では、フェルール２、カプセル３、アダプタ・キャップ４、フェルール５およびキャップ６もＰＥＥＫで作る。本発明者らは、ＰＥＥＫは熱伝導率が低く、電導性を欠いているという或る種の利点を持っていることを見いだした。本発明者らは、ＰＥＥＫは機械的振動その他の干渉を弱める助けともなると考えている。ＰＥＥＫは、生物学的検体（たとえば、血液）に対して不活性であるから、生体適合性が重要である用途で使用するのにも適している。当業者にとって、マニホルド１０の特殊な用途に応じて他の材料がもっと適切となり得るということは明らかであろう。
【００１６】
さらに図２を参照して、内側部分２１５は凹所２２２、２２４、２２６も含む。本発明の好ましい実施態様においては、凹所２２２、２２４は、それぞれ、ハウジング１の内部開口２３０、２３２と接続する配管（図２には図示せず）を着脱自在に受け入れるようになっている。（図１８に示し、以下に詳細に説明する実施形態では、配管１８３０は溶融シリカ製の毛管配管であって、ハウジング１１００の端部にある開口を貫通している。）凹所２２６は、上記のＳｅｎｓｉｒｉｏｎセンサのような液体流質量センサの一部を受け入れるようになっている。好ましい実施形態においては、一端に液体流質量センサを設けたプリント配線板をハウジング１に着脱自在に取り付けて、この液体流質量センサをハウジング１の凹所２２６内に位置させることができる。
【００１７】
次に図３を参照して、ここにはハウジング１の断面図が示してある。この図は図２のＡ−Ａ線に沿ったものである。図３には、内側部分２１５および凹所２２６が示してある。さらに、図３は、ハウジング１の端部が、各々、フェルール２の一端を受け入れるようになっていることを示している。さらに、ハウジング１の端部は、各々、ハウジング１の端部（図示せず）およびハウジング１の内部２１５に取り付けたときにフェルールの端と流体連絡できる開口部２０２を含む。図３に示すように、端部２０５は内側チャンバ２０２を含む。内側チャンバ２０２は、着座部２０２ａと開口２０２ｂとを含む。
図３に示すように、着座部２０２ａは、フェルール２（図３には図示せず）がハウジング１に取り付けられたときにシールを受け入れて密封するようになっている円錐形状を有する。開口２０２ｂはハウジングの内部２１５に流体連絡できる。
【００１８】
次に図４を参照して、ここには、ハウジング１の端部の１つが詳細な断面図で示してある。図４に示すように、端部２０５は第１の開口２０２を有し、ハウジング１をＬＣシステムに接続したときにフェルール２の端がこの第１の開口２０２内に位置できる。さらに、端部２０５の外面にはねじが切ってあり、アダプタ・キャップ４がハウジング１の端部２０５の少なくとも一部に螺合できるようになっている。アダプタ４をハウジング１の端部２０５の外面に螺合させたとき、圧縮力がフェルール２の一端を端部２０５の円錐形の着座部２０２ａに押し付け、したがって、ハウジング１の内部２１５とＬＣシステムとを流体連絡させる密封接続部が得られる。端部２０５は、ハウジングの内側部分２１５と端部２０５を越えたハウジングの外面との間にある開口２０２ｂを含む。開口２０２ｂは、約０.０２７インチの内径を有し、溶融シリカ製の毛管配管（図４には図示せず）を受け入れて貫通させるようになっており、したがって、ハウジング１の外側から端部２０５を通ってハウジング１の内側部分２１５までの流体連絡が可能となる。
【００１９】
次に図５を参照して、ここにはハウジング１の端面図が示してある。図５には、ハウジング１の端部２０５が示してある。図５でわかるように、ハウジング１の頂面には、リップ５１０を有する突起部分５００が設けてある。図５に示すように、リップは、ハウジング１の外側に向かって突出しているが、ハウジング１の外面の縁までは延びていない。リップ５１０は、フローセンサ（または環境ノイズから隔離しようとしている他の構成要素）を収容しているハウジング（図５には図示せず）をハウジング１の頂面に着脱自在に取り付けることができるようにしている。したがって、当業者にとって、マニホルド１０と共に使用しようとしているフローセンサその他の構成要素（図５には図示せず）のためのプラスチック製ハウジングをハウジング１の頂面の所定位置にスナップ嵌合させ、リップ５１０によって所定位置に保持させることになることは明らかであろう。
【００２０】
次に図６を参照して、ここにはハウジング１の側面図が示してある。図６において、ハウジング１のねじ付き端部と同様に、リップ５１０をハウジング１の頂面に示してもよい。
【００２１】
図７において、ここには、図６のＣ−Ｃ線に沿ったハウジング１の断面図が示してある。図７に示すように、内側部分２１５は、開口２０２ａを経てＬＣシステムと流体連絡するように開いている。さらに、ハウジング１の頂面にはリップ５１０が示してある。さらに、内側部分２１５の底部には凹所２２６が示してある。凹所２２６対凹所２２２、２２４の相対的なサイズも図７に示してある。
【００２２】
図８は、マニホルド１０のハウジング１の斜視図を示すと共に、上記のハウジング１の種々の外観図も示している。
【００２３】
図９、１０はフェルール２に関する付加的な詳細を示している。図９、１０に示すように、各フェルール２は２つの端部９００を有する。好ましい実施形態において、端部９００は、ハウジング１の端部２０５、２１０の着座部２０２ａ内に、そして、カプセル３（図示せず）の着座部３３にそれぞれ密封嵌合するようになっている。図１０に示すように、フェルール２は、それを貫通する開口を有し、フェルール２の端部間を流体連絡できるようになっている。当業者にとって、ハウジング１の端部２０５、２１０に着脱自在に接続しようとしているフェルール２を使用することで、配管（図９または図１０には図示せず）をハウジング１の端部２０５、２１０のところで着座部２０２ａに取り付ける必要性を避けることができることは明らかであろう。これにより、作業者は最初に配管（図９または図１０には図示せず）にマニホルド１０を着脱自在に接続し、次にこの配管（図９または図１０には図示せず）をＬＣシステムに接続できる。これにより、作業者は、また、ハウジング１の外部にある種々タイプの配管を使用してハウジング１内の構成要素（図示せず）をＬＣシステムに接続できる。たとえば、作業者は、たとえハウジング１内に位置する構成要素を溶融シリカ製毛管（図９または図１０には図示せず）によってハウジング１の開口２０２ｂに接続できるにしても、ＬＣシステムを端部２０５、２１０に接続するのにＰＥＥＫ配管（図示せず）を使用できる。これにより、ハウジング（図９または図１０には図示せず）内の溶融シリカ製毛管を破断する可能性が最小限になるので、作業者はより容易にマニホルド１０をＬＣシステムに接続したり、そこから外したりすることができる。
【００２４】
次に図１１を参照して、マニホルド１１Ａの別の実施形態が展開図で示してある。図１１に示すように、マニホルド１１Ａはハウジング１１００を含む。ハウジング１１００は突起部分１１０５、１１１０を含む。突起部分１１０５、１１１０は、プリント配線板（図１１の図示せず）をハウジング１１００に着脱自在に取り付けるためのねじその他の手段を受け入れるようになっている。これにより、フローセンサ（図１１には図示せず）を取り付けた配線板をハウジング１１００にしっかりと取り付けることが可能となる。
【００２５】
次に図１２を参照して、ここにはハウジング１１００の頂面図が示してある。図１２において、ハウジング１１００は以下により詳しく説明する端部１１２０、１１２５を含む。上記のハウジング１と同様に、ハウジング１１００はＰＥＥＫで作ってあると好ましい。ハウジング１１００は、その頂面に開いている内側部分１１１５を含む。
【００２６】
図１３において、ここにはハウジング１１００の側面図が示してある。この図には、突起１１０５、１１１０が明確に示してある。突起１１０５、１１１０は、各々、それを貫通する開口を含み、この開口は、或る構成要素または或る構成要素（図１３には図示せず）を含むプリント配線板をハウジング１１００に取り付ける際に使用する。本発明者らとしては、突起１１０５および１１１０にある開口に通してねじを使って、フローセンサ（図１３には図示せず）を取り付けたプリント配線板の一部をハウジング１１００に取り付けると好ましいと考えている。当業者にとって明らかなように、プリント配線板（図１３には図示せず）をハウジング１１００に取り付けるための他の手段を使用することができる。たとえば、プリント配線板を突起１１０５、１１１０に接着してもよい。
【００２７】
図１４はハウジング１１００の底面図である。
【００２８】
図１５はハウジング１１００の端部の１つを示す端面図である。図１５に示すように、ハウジング１１００の端部は、各々、以下により詳しく説明する端部１１２０、１１２５の１つを含む。さらに、突起１１０５、１１１０がハウジング１１００の頂面に示してあってもよい。
【００２９】
次に図１６を参照して、ここには図１２のＡ−Ａ線に沿ったハウジング１１００の断面図が示してある。図１６でわかるように、ハウジング１１００は内側部分１１１５を含む。この内側部分１１１５はハウジング１１００の頂面に開いている。端部１１２５の詳細図がさらに図１７に示してある。図１７に示すように、端部１１２５は、テーパー部分１１３０、ねじ付き外側部分１１３５および端部１１２５を貫通している開口１１４０を含む。テーパー部分１１３０は、図１１に示すカプセル３の第１端部に嵌合するようになっている。さらに、ねじ付き部分１１３５は、図１１に示すアダプタ４の第１端部を受け入れ、保持するようになっている。図１１のアダプタ４を端部１１３５へ螺合させたとき、圧縮力がテーパー部分１１３０と図１１のカプセル３の第１端部との間を密封する。図１６、１７に示すように、開口１１４０により、ハウジング１１００の外部と内側部分１１１５とが流体連絡できる。
【００３０】
次に図１８を参照して、ここには、ハウジング１１００、プリント配線板１８００およびカバー１８１０の展開図が示してある。図１８に示すように、ハウジング１１００は、その内側部分にプリント配線板１８００の一部を受け入れるようになっている。プリント配線板１８００の底部には質量流量センサ１８２０が配置してある。質量流量センサ１８２０は溶融シリカ製配管１８３０に接着してある。プリント配線板１８００は２つの開口１８０２を含み、これらの開口にねじを通して、突起１１０５、１１１０を介してプリント配線板１８００をハウジング１１００に螺合できる。実際には、配管１８３０は質量流量センサ１８２０に接着されている。次いで、配管１８３０と質量流量センサ１８２０の組み合わせをハウジング１１００の開いている頂面からハウジング１１００の内部１１１５に入れる。最良の結果を得るには、本発明者らとしては、直径の二倍の長さを有する配管がハウジング１１００の端部１１２５におけるテーパー部分１１３０の端を超えて突出するように配管１８３０を作成すると好ましいと考えている。配管１８３０はハウジング１１００を貫いて配置できる。その場合、ハウジング１１００の端から突出する配管１８３０の端を上記の所望長さまで切断するとよい。アダプタ４の第１端部をハウジング１１００のねじ付き外側部分１１３５へ螺合させたとき、配管１８３０の端は、配管１８３０およびテーパー部分１１３０を受け入れるようになっているカプセル３の第１端部内で所定位置に確実に密封保持される。本発明者らは、この方法が配管１８３０に対する流体接続に関して基本的に死空間をゼロにすることになることを見いだした。しかしながら、それは、また、ハウジング１１００内で配管１８３０の反りを生じさせる可能性もある。本発明者らは、ハウジング１１００内で配管１８３０まわりに（たとえば、上記したような凹所２２２、２２４、２２６内に）ポッティング剤（図示せず）を充填すれば、配管１８３０が破断するのを防ぐ助けとなることを見いだした。図１８にはカバー１８１０も示してある。カバー１８１０はプリント配線板１８００を覆って嵌合するようになっている。カバー１８１０の底部は、ハウジング１１００の頂部にあるリップ（図１８には示してないが、異なった実施形態として図５に５１０として示してある）を覆ってぴったりと嵌合ようになっているとよい。
【００３１】
さらに別の実施形態において、ハウジング１の内部２１５に接着剤またはプラスチック材料を満たして、フローセンサ（ハウジング１に関して所定位置に図示してない）を有するプリント配線板を固着している。こうすることで、ハウジング１に対するフローセンサの動きを最小限に抑える助けとなる。本発明者らとしては、ミシガン州ミッドランドのダウ・コーニングから市販されているポッティング剤、ＳＬＹＧＡＲＤ１８４を使用すると好ましいと考えている。このポッティング剤は、シリコーン・ベースであり、ハウジング１の内部２１５の所定位置にプリント配線板およびフローセンサを保持するのを助ける。このポッティング剤は、また、機械的な振動および他の環境干渉を弱める助けともなる。本発明者らとしては、このポッティング剤の使用で、フローセンサをハウジング１の開口２０２ｂに接続している溶融シリカ製配管が、作業者などが落としたり、どこかにぶつけたりすることから生じるかもしれない衝撃またはフローセンサをＬＣシステムに接続するときのシステムにおける急激な圧力降下またはサージから生じるかもしれない衝撃から損傷を受ける可能性を最小限に抑える助けとなるとも考えている。上述したように、アダプタ４をハウジング１１００の端へ螺合させたときに密封作用を行う接続法を使用することで、配管１８３０の反りが生じる可能性がある。この反りが配管１８３０をさらに損傷を受けやすくする可能性がある。実際には、本発明者らとしては、フローセンサの一部をハウジング１の凹所２２６内に設置してから溶融シリカ製配管をハウジング１の開口２０２ｂに接続すると好ましいと考えている。ひとたび開口２０２ｂおよびフローセンサに対する流体連絡を可能にする接続が行われたならば、ポッティング剤を凹所２２６ならびに凹所２２２、２２４に入れるとよい。ポッティング剤が硬化したならば、上記の利点を得ることができる。
【００３２】
当業者には明らかなように、ここに記載した配管および取付具（ハウジング１、１１００およびこれらと嵌合するようになっているフェルール２およびカプセル３を除く）は、ワシントン州オークハーバーのＵｐｃｈｕｒｃｈ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｉｎｃ.から入手可能な在来タイプのものであってもよい。当業者には明らかなように、ここに記載したマニホルド１０はミクロ流体用途のための実施形態となっているが、本発明は、他の種々の分析用途で使用することができ、また、分析用途のためのシステムの種々の敏感な構成要素を隔離、保護するのに用いることができる。
【００３３】
当業者には明らかなように、マニホルド１０についての前記の説明が或る好ましい実施形態および或る特殊な別の実施形態についてのものであり、それについての種々の変更、修正および他の変形例および適用例が、特許請求の範囲に記載しているような発明の範囲および精神から逸脱することなく行ったり得たりすることができる。特定の実施形態、寸法、材料などは単なる例示であり、特許請求の範囲に記載されているような発明の範囲を限定することは意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明によるマニホルドの一実施形態の展開図である。
【図２】本発明によるマニホルドのハウジング１の頂面図である。
【図３】本発明によるマニホルドのハウジング１の、Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】本発明によるマニホルドのハウジングの一端部の詳細断面図である。
【図５】本発明によるマニホルドのハウジングの一端部の側面図である。
【図６】本発明によるマニホルドのハウジングの側面図である。
【図７】本発明によるマニホルドのハウジングの、Ｃ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図８】本発明によるマニホルドのハウジングの斜視図である。
【図９】本発明によるマニホルドのハウジングと共に使用するようになっているフェルールの側面図である。
【図１０】本発明によるマニホルドのハウジングと共に使用するようになっているフェルールの、図９のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１１】本発明によるマニホルドの代替実施形態を示す展開図である。
【図１２】本発明によるマニホルドの代替実施形態のハウジングの頂面図である。
【図１３】本発明によるマニホルドの代替実施形態のハウジングの側面図である。
【図１４】本発明によるマニホルドの代替実施形態のハウジングの底面図である。
【図１５】本発明の代替実施形態のハウジングの一端を示す端面図である。
【図１６】本発明によるマニホルドの代替実施形態のハウジングの、図１２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１７】本発明によるマニホルドの代替実施形態のハウジングの一端の詳細な断面図である。
【図１８】プリント配線板に接続した質量流量センサを有するマニホルドの別の代替実施形態のハウジングの使用法を示す展開図である。
【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１２】
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【図１３】
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【図１１】
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【図１５】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年2月23日(2005.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非流体接触ミクロ流体分析用途のための隔離マニホルドであって、少なくとも１つの入口端部と少なくとも１つの出口端部を有するハウジングを含み、これら端部の各々が、それを貫いて流体連絡を可能にする開口を有し、該ハウジングがその頂面に開いている内側部分を有し、この内側部分が或る長さの内部配管を受け入れ、密封保持するようになっており、この内部配管を通して非流体接触フローセンサが情報を解釈し、また、内側部分が内部配管および非流体接触フローセンサを外部の干渉から隔離するようになっており、さらに、該ハウジングの端部の開口を配管と密封接続してミクロ流体システムの他の構成要素との流体連絡を可能にする手段を含む隔離マニホルド。
【請求項２】
ハウジングが高分子材料を含む、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項３】
ハウジングがポリエーテルエーテルケトンを含む、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項４】
ハウジングがポリエーテルエーテルケトンからなる、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項５】
ハウジングの端部にある開口の各々の内径が約１５／１０００インチ以下である、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項６】
ハウジングの頂部が、非流体接触フローセンサ用のカバー・ハウジングを着脱自在に保持するようになっているリップを含む、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項７】
入口端および出口端がハウジングの対向する端にある、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項８】
ハウジングの内側部分が、さらに、非流体接触フローセンサの構成要素を受け入れるようになっている少なくとも１つの凹所を含む、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項９】
非流体接触フローセンサの構成要素が、流体と直接接触することなく内部配管を通過している流体の流れを検知するマイクロ電気−機械装置である、請求項８に記載のマニホルド。
【請求項１０】
ハウジングの両端部が、各々、配管を受け入れ、それを貫いて液体連絡を可能にするようになっている開口を有し、さらに、ねじ付きの外径部を含む突起部分を有する、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項１１】
ハウジングの開口を配管に密封接続する手段がフェルールを含み、このフェルールが、少なくとも該ハウジングの対応する開口の少なくとも一部と嵌合するようになっている第１端部を有し、カプセルの対応する開口の第１端部内に嵌合するようになっている第２端部を有し、各カプセルが、アダプタ・キャップの第１端部に嵌合するようになっている第２端部を有し、各アダプタ・キャップの第１端部が、該ハウジングの対応する突起部分のねじ付きの外径部と係合するようになっているねじ付きの内径部を有する、請求項１０に記載のマニホルド。
【請求項１２】
ミクロ流体分析用途のためのシステムの敏感な構成要素を環境干渉から隔離するための隔離マニホルドであり、第１、第２の端部を有し、頂面に開口している内側部分を有するハウジングを含み、第１、第２の端部が、配管を受け入れ、それを貫いて流体連絡を可能にするようになっている開口を有し、該ハウジングの頂面が、分析用途のためのシステムの構成要素用のカバー・ハウジングを着脱自在に保持するようになっている突出リップを含み、該ハウジングの内側部分が、内部配管を受け入れ、密封保持するようになっている少なくとも１つの凹所を含み、この内部配管を通して非流体接触ミクロ流体分析構成要素が情報を解釈し、さらに、該ハウジングを配管に密封接続して分析用途のためのシステムに対する流体連絡を可能にする手段を含む隔離マニホルド。
【請求項１３】
非流体接触ミクロ流体分析構成要素が、フローセンサ、カラム、脱ガス器、フローセル、サービスプラズマ共振チューブ、キュベット、圧力トランスジューサ、流量計、温度センサ、熱流センサ、変位量センサ、ロード・セル、歪み計、導電率センサ、選択的イオン・センサ、ｐＨセンサ、流れ分光光度計、および濁度センサからなる群から選択した少なくとも１つを含む、請求項１２に記載のマニホルド。
【請求項１４】
ハウジングの内側部分の凹所が、非流体接触ミクロ流体分析構成要素の少なくとも一部を受け入れるようになっている、請求項１２に記載のマニホルド。
【請求項１５】
ハウジングが、さらに、その頂面に設けた複数の突起タブを含み、これらの突起タブの各々が、プリント配線板の少なくとも一部をこれらの突起タブに着脱自在に取り付けることができるようになっている、請求項１４に記載のマニホルド。
【請求項１６】
ハウジングの内側部分がさらに複数の凹所を含み、少なくとも１つの凹所が、貫通する開口を有する内部配管の少なくとも一部を受け入れ、該ハウジングの端部のうち少なくとも１つの端部にある開口のうちの少なくとも１つの開口を通して、少なくとも１つの他の凹所内に配置された非流体接触フローセンサに流体連絡できるようになっている、請求項１５に記載のマニホルド。
【請求項１７】
ミクロ流体分析用途のためのシステムの構成要素を環境干渉から隔離するための方法であって、
その中を通って流体が流れる溶融シリカ製配管を受け入れるようになっている開口を有する少なくとも２つの端部を有するハウジングを用意する工程、ここで、このハウジングがその頂面に開いている内側部分を有し、さらに、非流体接触ミクロ流体分析用途のためのシステムの少なくとも１つの構成要素を受け入れるようになっている少なくとも１つの凹所を有し、少なくとも１つの構成要素が少なくとも１つの凹所に嵌合するようになっている部分を有する、
非流体接触分析システムの少なくとも１つの構成要素の一部をハウジングの少なくとも１つの凹所の中に位置決めする工程、
溶融シリカ製配管の少なくとも一部を凹所内に設置した構成要素の少なくとも一部に隣接して位置決めし、構成要素が溶融シリカ製配管内に隔離された流体の少なくとも１つの特性を検知できるようにする工程、および
ハウジングの少なくとも２つの端部を通して溶融シリカ製配管をシステムの一部に接続する工程
とを含む上記方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの構成要素が非流体接触フローセンサを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
非流体接触フローセンサがさらにプリント配線板を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
さらに、プリント配線板の少なくとも一部をハウジングの少なくとも一部に固着する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
プリント配線板の一部をハウジングの少なくとも一部に固着する工程が、ハウジングの内側部分内にポッティング剤を入れる工程を含み、ポッティング剤が、中に設置された非流体接触フローセンサの部分が占有していない凹所の部分を少なくとも部分的に満たし、それによって、ハウジング内での溶融シリカ製配管の動きを制限する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ポッティング剤がシリコーンを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
さらに、ハウジングの内部の一部内にポッティング剤を配置する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
ミクロ流体分析用途のためのシステムが液体クロマトグラフィ・システムを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
環境干渉が電気的な干渉を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
環境干渉が機械的振動を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
内部配管の外径が１５／１０００インチ以下である、請求項１に記載のマニホルド。
【請求項２８】
環境干渉が熱変動を含む、請求項１７に記載の方法。
【国際調査報告】
2006519994.tif 000021