(57)【要約】    【課題】  耐圧性を向上することができると共にデッドボリュームを低減することができる脱着容易なマイクロコネクタを提供する。    【解決手段】  マイクロ化学システム１００は、流路１１を有するマイクロ化学チップ１２と、流路１１に送液すべく流路１１の導入口１１ａに挿入された送液チューブ１３と、マイクロ化学チップ１２と送液チューブ１３とを接続すると共にマイクロ化学チップ１２を固定するマイクロコネクタ１０とを備える。マイクロコネクタ１０は、送液チューブ１３の外周面１３ａを保持すべくマイクロ化学チップ１２上に配置されたハウジング１４と、ハウジング１４からの圧力により変形して、マイクロ化学チップ１２の表面１２ａ及び送液チューブ１３の外周面１３ａを同時に押圧すべくハウジング１４及びマイクロ化学チップ１２間に配置された略円錐形のフェラル１５とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を有するマイクロ化学チップと前記流路に送液する送液チューブとを接続するマイクロコネクタにおいて、前記マイクロ化学チップ上に配置されたハウジングと、前記ハウジングからの圧力により変形して、前記マイクロ化学チップの表面及び前記送液チューブの外周面を同時に押圧すべく前記ハウジング及び前記マイクロ化学チップ間に配置されたフェラルとを備えることを特徴とするマイクロコネクタ。
【請求項２】
前記フェラルは前記送液チューブの外周面のうち少なくとも前記マイクロ化学チップの表面に最も近い部分を押圧することを特徴とする請求項１記載のマイクロコネクタ。
【請求項３】
前記送液チューブは前記流路の導入口に挿入されることを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロコネクタ。
【請求項４】
前記フェラルは略円錐形であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロコネクタ。
【請求項５】
前記ハウジングは前記フェラルを挿入するためのラッパ状開口部を有し、前記ラッパ状開口部における角度が前記フェラルにおける角度よりも小さいことを特徴とする請求項４記載のマイクロコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロコネクタに関し、特に、マイクロ化学チップと送液チューブとを接続するマイクロコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、化学反応の高速性や微少量での反応、オンサイト分析等の観点から、化学反応を微小空間で行うための集積化技術が注目されており、小さなガラス基板等に形成した微細な流路の中で液中試料の混合、反応、分離、抽出、検出等を行うことを目的としたマイクロ化学チップの開発が進められている。このようなマイクロ化学チップにおいて扱う液体試料の容量は非常に少ないので、マイクロ化学チップ用のマイクロコネクタは小容量の液体試料を扱う必要がある。このようなマイクロ化学システム用のマイクロコネクタとして、図８に示すように、マイクロ化学チップ８１と送液チューブ８２とを接続するマイクロコネクタ８０が実用化されている。このマイクロコネクタ８０は、ハウジング８３とＯリング８４とから成る。また、送液チューブ８２は接着剤８６によりハウジング８３に固定されている。
【０００３】
上述した従来のマイクロ化学システム８００においては、送液チューブ８２を接着剤８６によりハウジング８３に固定する必要があり、この送液チューブ８２とハウジング８３との接着に手間がかかる。また、送液チューブ８２とハウジング８３とを接着した後にネジ留めするため、送液チューブ８２が回転してねじれが生じる。また、耐薬品性を向上すべくハウジング８３の材料としてテフロン（登録商標）が使用されていると、接着剤８５，８６の接着力が低くなってしまう。また、Ｏリング８４を使用しているため、耐圧性が低く、液漏れが起こり易くデッドボリュームが大きくなる。
【０００４】
そこで、Ｏリングを使用しないマイクロ化学システム９００（図９）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−４３１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記マイクロ化学システム９００においては、送液チューブ９２を予め加工する必要があるため、使い易さやコストの面で問題がある。また、送液チューブ９２の先端がフィット９３を介してマイクロ化学チップ９１の表面９１ａと接触しているため、デッドボリュームが生じてしまう。
【０００６】
本発明の目的は、耐圧性を向上することができると共にデッドボリュームを低減することができる脱着容易なマイクロコネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載のマイクロコネクタは、流路を有するマイクロ化学チップと前記流路に送液する送液チューブとを接続するマイクロコネクタにおいて、前記マイクロ化学チップ上に配置されたハウジングと、前記ハウジングからの圧力により変形して、前記マイクロ化学チップの表面及び前記送液チューブの外周面を同時に押圧すべく前記ハウジング及び前記マイクロ化学チップ間に配置されたフェラルとを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載のマイクロコネクタは、請求項１記載のマイクロコネクタにおいて、前記フェラルは前記送液チューブの外周面のうち少なくとも前記マイクロ化学チップの表面に最も近い部分を押圧することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載のマイクロコネクタは、請求項１又は２記載のマイクロコネクタにおいて、前記送液チューブが前記流路の導入口に挿入されることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載のマイクロコネクタは、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロコネクタにおいて、前記フェラルは略円錐形であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載のマイクロコネクタは、請求項４記載のマイクロコネクタにおいて、前記ハウジングは前記フェラルを挿入するためのラッパ状開口部を有し、前記ラッパ状開口部における角度が前記フェラルにおける角度よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載のマイクロコネクタによれば、ハウジング及びマイクロ化学チップ間に配置されたフェラルがハウジングからの圧力により変形して、マイクロ化学チップの表面及び送液チューブの外周面を同時に押圧するので、耐圧性を向上することができると共にデッドボリュームを低減することができ、また、脱着も簡単である。
【００１３】
請求項２記載のマイクロコネクタによれば、フェラルがマイクロ化学チップの表面に最も近い部分を押圧するので、デッドボリュームを確実に低減することができる。
【００１４】
請求項３記載のマイクロコネクタによれば、送液チューブが流路の導入口に挿入されているので、デッドボリュームをさらに低減することができる。
【００１５】
請求項４記載のマイクロコネクタによれば、フェラルは略円錐形のテフロン（登録商標）から成るので、耐薬品性を向上することができる。
【００１６】
請求項５記載のマイクロコネクタによれば、フェラルを挿入するためのラッパ状開口部における角度がフェラルにおける角度よりも小さいので、フェラルが送液チューブを押さえつける部分をマイクロ化学チップ側に移行することができ、もって液漏れを防止しデッドボリュームをさらに低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、ハウジング及びマイクロ化学チップ間に配置されたフェラルがハウジングからの圧力により変形して、マイクロ化学チップの表面及び送液チューブの外周面を同時に押圧すると、耐圧性を向上することができると共にデッドボリュームを低減することができ、また、脱着も簡単であることを見出した。
【００１８】
本発明は、上記研究の結果に基づいてなされたものである。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係るマイクロコネクタを図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係るマイクロコネクタの構成を概略的に示す断面図である。
【００２１】
図１（ａ）において、マイクロ化学システム１００は、流路１１を有するマイクロ化学チップ１２と、流路１１に送液すべく流路１１の導入口１１ａに挿入された送液チューブ１３と、マイクロ化学チップ１２と送液チューブ１３とを接続すると共にマイクロ化学チップ１２を固定するマイクロコネクタ１０とを備える。ここで、送液チューブ１３には、耐薬品性等の観点から、ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン）が用いられる。
【００２２】
マイクロコネクタ１０は、送液チューブ１３の外周面１３ａを保持すべくマイクロ化学チップ１２上に配置されたハウジング１４と、ハウジング１４からの圧力により変形して、マイクロ化学チップ１２の表面１２ａ及び送液チューブ１３の外周面１３ａを同時に押圧すべくハウジング１４及びマイクロ化学チップ１２間に配置された略円錐形のフェラル１５とを備える。ハウジング１４には、耐食性及び剛性等の観点から、ＳＵＳ（鉄−ニッケル−クロム合金、又は鉄−クロム合金）が用いられ、フェラル１５には、耐薬品性及び弾性等の観点から、フッ素製樹脂、特にテフロン（登録商標）が用いられる。ここで、フェラル１５は、圧力により変形する物質であれば何であってもよく、弾性体のみならず塑性変形するもの、例えば、ＰＥＥＫ等のプラスチックであってもよい。
【００２３】
ハウジング１４及びマイクロ化学チップ１２間の距離を縮めることによって、フェラル１５がマイクロ化学チップ１２の表面１２ａを押圧してフェラル１５及びマイクロ化学チップ１２間がシールされる。さらに、ハウジング１４及びマイクロ化学チップ１２間の距離を縮めることによって、フェラル１５が変形して送液チューブ１３の外周面１３ａを押圧し、フェラル１５及び送液チューブ１３間がシールされる。即ち、フェラル１５は、ハウジング１４からの圧力により変形して、マイクロ化学チップ１２の表面１２ａ及び送液チューブ１３の外周面１３ａを同時に押圧する。
【００２４】
なお、フェラル１５は送液チューブ１３の外周面１３ａのうち少なくともマイクロ化学チップ１２の表面１２ａに最も近い部分１３ｂを押圧することを要する。
【００２５】
また、図１（ａ）では、マイクロコネクタ１０がマイクロ化学チップ１２の表面１２ａ上に装着されているが、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、マイクロコネクタ１０がマイクロ化学チップ１２の側面１２ｂ上にホルダ（不図示）を介して装着されていてもよい。
【００２６】
図２は、図１におけるマイクロコネクタ１０の構成を概略的に示す断面図である。
【００２７】
図２において、ハウジング１４はラッパ状開口部１４ａを有し、このラッパ状開口部１４ａに略円錐形のフェラル１５が挿入されてマイクロコネクタ１０が形成される。なお、ラッパ状開口部１４ａにおける角度ａは４５°であり、フェラル１５における角度ｂは５２°である。
【００２８】
図３は、図１のマイクロコネクタ１０の変形例の構成を概略的に示す図であり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は斜視図であり、（ｃ）はチップホルダに装着された場合の斜視図である。
【００２９】
図３において、ハウジング１４の外周部にはM４のネジ１４ｂが切ってあり、このネジ１４ｂをチップホルダ３１のネジ受け３２（図３（ｃ））にねじ込むことによって、ハウジング１４をマイクロ化学チップ１２側に押し込み、フェラル１５に圧力をかける構造になっている。
【００３０】
本実施の形態によれば、ハウジング１４及びマイクロ化学チップ１２間に配置されたフェラル１５がハウジング１４からの圧力により変形して、マイクロ化学チップ１２の表面１２ａ及び送液チューブ１３の外周面１３ａを同時に押圧するので、耐圧性を向上することができると共に液体試料が入る空間を小さくしてデッドボリュームを低減することができる。なお、耐圧性を向上することができるのは、フェラル１５が送液チューブ１３及びマイクロ化学チップ１２に対して、線ではなく面で接触しているからである。
【００３１】
本実施の形態に係るマイクロコネクタ１０における圧力（ＭＰａ）に対する累積不良率（％）の関係（図４における直線A）より、本実施の形態に係るマイクロコネクタ１０は、７．５MＰａ程度での累積不良率（％）が約１０％であり、耐圧性が高いことが分かる。
【００３２】
また、図５に示すように、マイクロ化学チップ５２の流路５１の両端に、本実施の形態に係るマイクロコネクタ１０（図１）又は従来のコネクタ８０（図８）を介してチューブ５３ａ，５３ｂを接続し、一方のチューブ５３ａにはシリンジポンプ５４を接続し、他方のチューブ５３ｂには圧力計５５を接続した。シリンジポンプ５４から流速１０μL／ｍｉｎで水を流し、マイクロコネクタ又は従来のコネクタから水が漏れた瞬間の圧力計５５の最大値を記録し、この記録した値、即ち耐圧値（ｋｇｆ／ｃｍ２）を表１に示す。なお、本実施の形態に係るマイクロコネクタ（図１）については測定を１５回行い、従来のコネクタ（図８）については測定を5回行い、１回の測定毎に部品（図５）は新しいものと交換した。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１より、本実施の形態に係るマイクロコネクタの平均耐圧値は９４．６ｋｇｆ／ｃｍ２であり、従来のマイクロコネクタの平均耐圧値は５２．５ｋｇｆ／ｃｍ２であり、本実施の形態に係るマイクロコネクタの平均耐圧値は従来のマイクロコネクタの平均耐圧値の約１．８倍であることが分かる。
【００３５】
また、図６に示す実験系を組み１μLの試料（Ｎｉ色素水溶液）を純水（５μL／分）にインジェクトしたときの熱レンズ信号変化について、本実施の形態に係るマイクロコネクタ１０（図７（ａ））と従来のマイクロコネクタ（図７（ｂ））とを比較することにより、本実施の形態に係るマイクロコネクタ１０はデッドボリュームが少ないことが分かる。
【００３６】
本実施の形態に係るマイクロコネクタ１０によれば、接着剤を使う必要をなくすことができ、もって使いやすい単純な構造にすることができると共にコストを安くすることができる。
【００３７】
本実施の形態に係るマイクロコネクタ１０によれば、液体試料と接触する接液部が、ガラス製のマイクロ化学チップ１２と、ＰＥＥＫ製の送液チューブ１３と、テフロン（登録商標）製のフェラル１５とから成るので、耐薬品性を向上することができる。
【００３８】
本実施の形態では、送液チューブ１３は流路１１の導入口１１ａに挿入されて突き差されているが、これに限定されるものではなく、送液チューブ１３の先端面１３ｂがマイクロ化学チップ１２の表面１２ａ（フェラル１５の底面１５ｂ）と同一面に位置していてもよい。但し、送液チューブ１３を流路１１の導入口１１ａに挿入して突き差した場合の方が、送液チューブ１３の先端面１３ｃがマイクロ化学チップ１２の表面１２ａ（フェラル１５の底面１５ｂ）と同一面に位置する場合よりも、デッドボリュームをより低減することができる。
【００３９】
本実施の形態では、ラッパ状開口部１４ａにおける角度ａは４５°であり、フェラル１５における角度ｂは５２°であるが、これに限定されるものではなく、角度ａを角度ｂよりも小さくすればよい。これにより、フェラル１５が送液チューブ１３を押さえつける部分をマイクロ化学チップ１２側に移行することができ、もってデッドボリュームをより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係るマイクロコネクタの構成を概略的に示す図であり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）はマイクロ化学チップの側面に装着された場合の断面図であり、（ｃ）はマイクロ化学チップの側面に装着された場合の平面図である。
【図２】図１におけるマイクロコネクタの構成を概略的に示す断面図である。
【図３】図１のマイクロコネクタの変形例の構成を概略的に示す図であり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は斜視図であり、（ｃ）はチップホルダに装着された場合の斜視図である。
【図４】図１のマイクロコネクタについての耐圧試験結果を示すグラフであり、縦軸が累積不良率（％）を示し、横軸が圧力（ＭＰａ）を示す。
【図５】耐圧評価実験系を示す図である。
【図６】デッドボリューム評価実験系を示す図である。
【図７】図６のデッドボリューム評価実験系の評価実験結果を示すグラフであり、（ａ）は本発明の実施の形態に係るのマイクロコネクタのデッドボリューム評価実験結果を示し、（ｂ）は従来のマイクロコネクタのデッドボリューム評価実験結果を示す。
【図８】従来のマイクロコネクタの構成を概略的に示す断面図である。
【図９】従来のマイクロコネクタの他の構成を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  マイクロコネクタ
１１  流路
１１ａ  導入口
１２  マイクロ化学チップ
１２ａ  表面
１３  送液チューブ
１３ａ  外周面
１４  ハウジング
１５  フェラル
１００  マイクロ化学システム
【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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