(57)【要約】【課題】  試料流体の処理流量の増大化と化学操作の効率向上とを可能にする新たなフローセルを提供する。【解決手段】  基部２に流路３を有するフローセル１の流路３を、試料流体を流路３内に導入する少なくとも２つの導入流路部６と、導入流路部６の下流に設けられ導入流路部６それぞれを流通した試料流体が合流する合流流路部８と、合流流路部８の下流に設けられ合流流路部８を流通した試料流体を流路３の外部に送出する送出流路部９とで構成し、合流流路部８の拡散方向への大きさに対する合流流路部８の幅方向への大きさＷの比を１０以上にする。【選択図】        図１
2007014860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、該基部に設けられた流路とを備え、該流路内において少なくとも２種の試料流体を接触させるフローセルであって、
該流路が、
上記の各試料流体を該流路内に導入する少なくとも２つの導入流路部と、
該導入流路部の下流に設けられ、該導入流路部それぞれを流通した試料流体が合流する合流流路部と、
該合流流路部の下流に設けられ、該合流流路部を流通した試料流体を該流路の外部に送出する送出流路部とを備え、
該合流流路部の拡散方向への大きさに対する、該合流流路部の幅方向への大きさの比が１０以上である
ことを特徴とする、フローセル。
【請求項２】
該合流流路部の拡散方向への大きさが５００μｍ以下である
ことを特徴とする、請求項１記載のフローセル。
【請求項３】
該合流流路部の上流端部に、該合流流路部を拡散方向に仕切る仕切部を備えると共に、
該導入流路部のうちの一部が該合流流路部の該仕切部より一方に接続され、該導入流路部のうちの残りが該合流流路部の該仕切部より他方に接続された
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のフローセル。
【請求項４】
該導入流路部の下流端部に、該合流流路部の幅方向に延在して形成された流速均一化流路部を備える
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフローセル。
【請求項５】
該基部が、該基部に対して着脱可能に形成された装着部材を備えると共に、
該装着部材を取り外した場合に、該流路の少なくとも一部が外部に露出する
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフローセル。
【請求項６】
該流路内の温度を制御する温度制御部を備える
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフローセル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のフローセルの流路に少なくとも２種の試料流体を流通させ、上記合流流路部で上記試料流体を接触させる
ことを特徴とする、フローセルを用いた化学操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に流路を有するフローセル及びそれを用いた化学操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロリアクターをはじめとするマイクロ化学デバイスが、化学産業の物質生産システムを担う、新しい化学装置として注目されている。マイクロ化学デバイスは、マイクロチャンネル（流路）等のマイクロスケール空間のサイズ効果を利用して化学反応や分離精製などの化学操作の高効率化を実現するデバイスである（特許文献１，２、非特許文献１）。例えば、上記マイクロスケール空間に試料流体を流通させ、マイクロスケール内において化学操作を行なうことができる。
【０００３】
これらの化学操作をマイクロ化学デバイスによって実用化する際に重要になる技術として、化学操作時の試料流体の処理流量を増大させるスケールアップ技術がある。従来は、スケールアップを行なう場合に、マイクロサイズを有するマイクロ化学デバイスを所望の数だけ並列化することにより行なわれている例が多かった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２５４７７号公報
【特許文献２】特開２００４−６６１６９号公報
【非特許文献１】化学工学、６６、第７５〜７７頁（２００２年）
【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、従来のようなスケールアップ技術では、多数のマイクロ化学デバイスについて保守管理を行なわなければならず、マイクロ化学デバイスの管理が非常に煩雑であった。
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、従来には無かった新たな態様で、試料流体の処理流量の増大化と、化学操作の効率向上とを可能にする、フローセル及びそれを用いた化学操作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、内部の流路内において異なる試料流体を接触させる化学操作用フローセルにおいて、流路の拡散方向の間隙（大きさ）を小さくすると共に、上記試料流体の接触界面を大きくすることにより、試料流体の処理流量の増大化と、化学操作の効率向上とが可能になることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
即ち、本発明の要旨は、基部と、該基部に設けられた流路とを備え、該流路内において少なくとも２種の試料流体を接触させるフローセルであって、該流路が、上記の各試料流体を該流路内に導入する少なくとも２つの導入流路部と、該導入流路部の下流に設けられ、該導入流路部それぞれを流通した試料流体が合流する合流流路部と、該合流流路部の下流に設けられ、該合流流路部を流通した試料流体を該流路の外部に送出する送出流路部とを備え、該合流流路部の拡散方向への大きさに対する、該合流流路部の幅方向への大きさの比が１０以上であることを特徴とする、フローセルに存する（請求項１）。これにより、サイズ効果を損なうことなく、試料流体の処理流量の増大化と、化学操作の効率向上とを可能にすることができる。
【０００８】
このとき、該合流流路部の拡散方向への大きさは、５００μｍ以下であることが好ましい（請求項２）。これにより、合流流路部内においては拡散による試料流体の混合を速やかに行なうことができる。
【０００９】
また、上記のフローセルは、該合流流路部の上流端部に、該合流流路部を拡散方向に仕切る仕切部を備えると共に、該導入流路部のうちの一部が該合流流路部の該仕切部より一方に接続され、該導入流路部のうちの残りが該合流流路部の該仕切部より他方に接続されることが好ましい（請求項３）。これにより、試料流体の流れを緩衝化することができるため、試料流体間に形成される接触界面を安定に存在させることが可能となり、上記の拡散の効率化を確実に実現し、試料流体の処理流量の増大化や化学操作の効率向上などの利点をより確実に得ることができる。
【００１０】
さらに、上記のフローセルは、該導入流路部の下流端部には、該合流流路部の幅方向に延在して形成された流速均一化流路部を備えることが好ましい（請求項４）。これにより、合流流路部において試料流体が合流する際に、試料流体の流速を幅方向で均一化することができるため、上記の拡散の効率化を確実に実現し、試料流体の処理流量の増大化や化学操作の効率向上などの利点をより確実に得ることができる。
【００１１】
また、該基部は、該基部に対して着脱可能に形成された装着部材を備えると共に、該装着部材を取り外した場合に、該流路の少なくとも一部が外部に露出することが好ましい（請求項５）。これにより、基部の分解が容易になり、流路の洗浄を簡単に行なうことが可能となる。
【００１２】
さらに、上記のフローセルは、該流路内の温度を制御する温度制御部を備えることが好ましい（請求項６）。これにより、さまざまな温度条件において化学操作を行なうことが可能となる。
【００１３】
本発明の別の要旨は、上記のフローセルの流路に少なくとも２種の試料流体を流通させ、上記合流流路部で上記試料流体を接触させることを特徴とする、フローセルを用いた化学操作方法に存する（請求項７）。これによっても、サイズ効果を損なうことなく、試料流体の処理流量の増大化と、化学操作の効率向上とを可能にすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のフローセル及びそれを用いた化学操作方法によれば、スケールアップ技術によらずに、試料流体の処理流量の増大化が可能となり、化学操作の効率向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を示して本発明について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
【００１６】
［Ｉ．構成］
図１〜図３は本発明の一実施形態を示すもので、図１はフローセルの模式的な横断面図、図２はフローセルの模式的な縦断面図、図３はフローセルの模式的な分解斜視図である。なお、図１〜図３において、仕切部及び仕切膜の厚みを描画していないが、これらは厚みが非常に小さいために描画しなかったものであり、実際には厚み（或いは深さ）を有する３次元的な構造を有している。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本実施形態のフローセル１は、基部２と、基部２に設けられた流路３と、温度制御部４，５とを備える。また、本実施形態において、フローセル１は、その内部に形成された流路３内において、試料流体を接触させ、所定の化学反応を進行させる反応用フローセルであるものとして説明を行なう。
【００１８】
［１．基部］
基部２は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意の素材で形成することができる。例えば、ガラス等の無機材料や、合成樹脂等の有機材料で形成することができる。
また、基部２の形状も本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常は、平板形状に形成される。
【００１９】
さらに、基部２の寸法についても制限は無く、目的に応じて任意に設定することができる。ただし、基部２内の流路３を流れる試料流体の温度を精密に制御する観点、及び、流路３内で生じうる混合熱、溶解熱等の発熱を除熱する観点からは、基部２は上記温度制御及び除熱を適切に行なえる程度に薄い寸法で形成されることが好ましい。具体例を挙げると、基部２を平板形状に形成する場合には、その寸法は、縦５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚み１０ｍｍ程度の寸法に形成することができる。
【００２０】
また、基部２に流路３を形成する手法に制限は無く、公知の任意の方法により形成することができる。例えば一体に形成した基部２内に流路３を形成することも可能であるが、その一部を、基部２に対して着脱可能に形成した部材（以下適宜、「装着部材」という）として構成し、その装着部材を基部２から取り外した場合に、流路３の少なくとも一部が基部２の外部に露出するように構成することが望ましい。従来、マイクロ化学デバイスでは流路３内で閉塞が生じた場合にその分解や洗浄が困難であったが、上記装着部材を用いることにより、内部の流路３の洗浄を容易に行なうことができ、メンテナンスに要する手間を減らすことができる。
【００２１】
本実施形態においては、基部２は、図３に示すように、平板状に形成された金属製のセル本体２１，２２と、平板状に形成されたテフロン（登録商標）製のガスケット２３，２４と、シート状に形成されたテフロン（登録商標）製の仕切膜２５とを備えているものとする。そして、これらがセル本体２１、ガスケット２３、仕切膜２５、ガスケット２４、セル本体２２の順に積み重ねられることにより基部２が構成されているものとする。また、上記セル本体２１，２２、ガスケット２３，２４及び仕切膜２５はねじ止めによりそれぞれ着脱可能に保持されていて、洗浄時や分解時には、ねじ止めを外すことにより、これらを容易に分解し、流路３内の洗浄を行なうことが可能となっている。したがって、上記セル本体２１，２２、ガスケット２３，２４及び仕切膜２５はそれぞれ、基部２に対して着脱可能に形成された装着部材として取り扱うことができる。
さらに、セル本体２１，２２、ガスケット２３，２４及び仕切膜２５には、流路３の各流路部がそれぞれ形成されているものとする。なお、これらと流路３との対応は、流路３の説明と共に後述する。
【００２２】
［２．流路］
本実施形態のフローセル１において、流路３は、導入流路部６，７と、合流流路部８と、送出流路部９とを備えている。
［２−１．導入流路部］
導入流路部６，７は、互いに接触させて反応を生じさせるための少なくとも２種の試料流体を流路３内に導入する導入用の流路部である。詳しくは、外部からチューブやコネクタなどを介して、導入流路部６，７を通じて合流流路部８に上記の試料流体が導入されるようになっている（図４、図５参照）。
【００２３】
導入流路部６，７の具体的な構成に制限は無く、合流流路部８に試料流体を導入できる限り任意の構成とすることができる。
また、導入流路部６，７は少なくとも２本だけ形成されていれば良いが、流路３に導入するものの種類、組成、目的などに応じて、３本以上形成するようにしても良い。通常、各導入流路部６，７からは、異なる種類の試料流体が流通するようになっている。
【００２４】
さらに、導入流路部６，７の下流端部には、合流流路部８に試料流体が流入する際に、合流流路部８へ流入する試料流体の合流流路部８の幅方向に対する流速分布を均一化させるための流速均一化流路部６１，７１を設けることが望ましい。導入流路部６，７の下流に形成される合流流路部８は通常は幅広に形成されるため、合流流路部８に流入する際に試料流体の幅方向への流速分布に偏りがあると、合流流路部８内において試料流体間の接触界面を安定して形成させることができず試料流体間の接触面積が小さくなる虞があるためである。
【００２５】
流速均一化流路部６１，７１の構成は上記流速分布を均一化できる限り任意であるが、例えば、合流流路部８の幅方向に延在する流路部として形成することができる。このとき、流速均一化流路部６１，７１は、その延在する全長において合流流路部８と連通させるようにする。これにより、試料流体は、合流流路部８の幅方向に延在する流速均一化流路部６１，７１から合流流路部８に流入することになるため、合流流路部８へ流入する際の試料流体の流速は幅方向に均一化し、合流流路部８内において、試料流体間の接触界面を安定して広く形成させることが可能となる。
【００２６】
流速均一化流路部６１，７１は、合流流路部８の幅方向に延在していればその長さは任意であるが、通常は、合流流路部８の幅方向全体に延在するように形成することが好ましい。これにより、より確実に試料流体の流速を合流流路部８の幅方向に対して均一化することが可能となる。
【００２７】
また、流速均一化流路部６１，７１は、合流流路部８よりも試料流体が流れやすくすることが好ましい。例えば、その流路断面を合流流路部８よりも大きくしたり、粗面化処理、親水化処理、疎水化処理などの表面処理を施したりすることが好ましい。これにより、試料流体に、合流流路部８へ流入する前に確実に流速均一化流路部６１，７１を流通させることができるため、上記の流速の均一化を確実に行なうことが可能となる。
【００２８】
導入流路部６，７の寸法に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。具体的な寸法としては、例えば、導入流路部６，７の幅は、通常１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下とすることが望ましい。上記範囲を上回るとデッドボリュームの増大の虞がある。
【００２９】
さらに、導入流路部６，７の深さは、通常１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下とすることが望ましい。上記範囲を上回るとデッドボリュームの増大の虞がある。
【００３０】
なかでも、流速均一化流路部６１，７１の寸法も、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。流速均一化流路部６１，７１の幅は上述のとおり合流流路部８に応じて設定することが好ましい。
【００３１】
また、流速均一化流路部６１，７１の深さ（通常は、拡散方向の大きさ）は、通常０．５μｍ以上とすることが望ましい。上記範囲を下回ると試料流体の流速が合流流路部８の幅方向に対して不均一となる虞がある。
【００３２】
本実施形態では、導入流路部６，７は、セル本体２１，２２内に、その側面から延在して２本が形成されていて、その外側端部にコネクタ６Ａ，７Ａをそれぞれ装着されることにより、試料流体を導入されるようになっているものとする。
また、本実施形態では、導入流路部６，７の下流端部には、それぞれ流速均一化流路部６１，７１が形成されている。この流速均一化流路部６１，７１は、合流流路部８の幅方向全体に延在して形成されたもので、セル本体２１，２２の内側（即ち、ガスケット２３，２４に面する側）に開口を有して延在する凹部として形成されている。そして、コネクタ６Ａ，７Ａを介して導入流路部６，７に供給された試料流体は、流速均一化流路部６１，７１を流通してから、流速均一下流路部６１，７１から均一に、合流流路部８に流入するようになっている。
【００３３】
さらに、２本の導入流路部（流速均一化流路部６１，７１を含む）６，７の形状、寸法、配置などは、フローセル１を組み立てた際に、試料流体間の接触界面に対して面対称になるようになっている。なお、本実施形態では、仕切膜２５は厚みを有する３次元的な構造体であるが、その厚みが非常に薄いため、ここでは上記接触界面の代わりに仕切膜２５を対称面として取り扱うものとする。
【００３４】
［２−２．合流流路部］
合流流路部８は、導入流路部６，７の下流に設けられ、導入流路部６，７をそれぞれ流通した試料流体が合流する流路部である。この合流流路部８で合流することにより、各導入流路部６，７を介して導入された試料流体は接触し、それにより反応を生じるようになっている。
【００３５】
本実施形態において、合流流路部８は、閉断面構造を有し、その拡散方向（ここでは、厚み方向）への大きさ〔ｔ〕に対する、その幅方向への大きさ〔Ｗ〕の比〔Ｗ／ｔ〕が、通常１０以上、好ましくは１００以上である。これにより、拡散方向への大きさが小さくなるため拡散により試料流体が混合し終わるまでに要する時間を短縮させることができると共に、試料流体間の接触界面の面積を増大させて拡散を効率よく行なわせることが可能となるため、試料流体の処理流量の増大化と、化学操作の効率向上とを実現することが可能となる。
ここで、合流流路部８の拡散方向とは、合流流路部８内において試料流体が主として拡散する方向であり、通常、各導入流路部６，７を介して導入された試料流体間に形成される接触界面に直交する方向である。
【００３６】
なお、上記の大きさの比〔Ｗ／ｔ〕は、合流流路部８の全体が上記の範囲内に収まることが望ましいが、拡散方向への大きさ〔ｔ〕や幅方向への大きさ〔Ｗ〕が合流流路部８内において均一でない場合には、少なくとも、各導入流路部６，７を介して導入された試料流体が接触する部位から下流側へ所定の区間だけ、上記の比〔Ｗ／ｔ〕が上記範囲内に収まっていればよい。さらに、ここでいう所定の区間とは、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、長ければ長いほど好ましい。
【００３７】
また、合流流路部８の具体的な寸法に制限はなく、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、その拡散方向への大きさ〔ｔ〕は、通常５００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下である。この範囲を上回るとマイクロスケール空間のサイズ効果が低下する虞がある。
【００３８】
さらに、合流流路部８の幅方向への大きさ〔Ｗ〕も任意である。
【００３９】
また、合流流路部８の流れ方向への大きさ（即ち、流路長）〔Ｌ〕も任意である。
【００４０】
また、合流流路部８の形状に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常は、直方体形状となることが好ましい。合流流路部８の形成が容易であるためである。
【００４１】
さらに、合流流路部８には、その上流端部に、合流流路部８を拡散方向に仕切る仕切部８１を設けるとともに、上記の複数の導入流路部６，７のうちの一部（導入流路部６，７が２本のみである場合は、導入流路部６，７のうちの一方）が仕切部８１より一方に接続し、導入流路部６，７のうちの残り（導入流路部６，７が２本のみである場合は、導入流路部６，７のうちの他方）を仕切部８１より他方に接続することが好ましい。合流流路部８に流入してきた直後には、試料流体の流れが安定せず、このため、試料流体間に形成される接触界面が不安定となる場合がある。上記接触界面が不安定となると、試料流体間の接触面積が小さくなり、試料流体同士が拡散する速度が低下して、化学反応等の化学操作の効率が低下する虞がある。しかし、仕切部８１を設けることによって、試料流体が合流するよりも上流において試料流体の流れを緩衝化させることができるため、試料流体間の接触界面を安定させることができる。
【００４２】
仕切部８１が合流流路部８をどの位置で仕切るかについて制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない範囲で任意であるが、通常は、合流流路部８の拡散方向中央において仕切ることが好ましい。試料流体間に形成される接触界面を確実に安定化させるためである。
【００４３】
また、仕切部８１は、合流流路部８を、その幅方向全体にわたって仕切ることが好ましい。したがって、仕切部８１の幅は、合流流路部８と同様に形成することが好ましい。試料流体間に形成される接触界面を確実に安定化させるためである。
【００４４】
さらに、合流流路部８の流れ方向への仕切部８１の大きさは、本発明の効果を著しく損なわない範囲で任意であるが、通常１０ｍｍ以上が望ましい。この範囲を下回ると試料流体間に形成される接触界面が不安定となる虞がある。
【００４５】
また、仕切部８１の厚み（拡散方向への大きさ）も、本発明の効果を著しく損なわない範囲で任意であるが、通常５０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下が望ましい。この範囲を上回ると試料流体間に形成される接触界面が不安定となる虞がある。
【００４６】
本実施形態においては、合流流路部８は、ガスケット２３，２４及び仕切膜２５に形成された孔により形成されている。
詳しくは、図３に示すように、ガスケット２３，２４には、それぞれ、合流流路部８の形状に合わせて形成された表裏を貫通する孔２３ａ，２４ａが形成されている。また、仕切膜２５にも、合流流路部８の形状に合わせて形成された表裏を貫通する孔２５ａが形成されている。ただし、仕切膜２５は、合流流路部８の上流端部に形成される仕切部８１に相当する部分２５ｂだけ孔２５ａの大きさを小さく形成されている。そして、このガスケット２３，２４及び仕切膜２５をセル本体２１，２２の間に介装することにより、上記の孔２３ａ〜２５ａにより合流流路部８が直方体形状に形成され、仕切膜２５の部分２５ｂが合流流路部８の上流に張り出すことにより仕切部８１が形成されている。さらに、上記の構成により、合流流路部８に対して、導入流路部６は仕切部８１よりも図中下側（一方）に接続され、導入流路部７は仕切部８１よりも図中上側（他方）に接続されている。なお、図３において、部分２５ｂは一点鎖線で囲んだ部分を示す。
【００４７】
したがって、本実施形態においては、合流流路部８の拡散方向への大きさ〔ｔ〕はガスケット２３，２４の厚さ及び仕切膜２５の厚さの合計に等しくなり、合流流路部８の幅方向への大きさ〔Ｗ〕は孔２３ａ〜２５ａそれぞれの幅と等しくなり、合流流路部８の流れ方向への大きさ〔Ｌ〕は孔２３ａ，２４ａそれぞれの長さと等しくなるようになっている。また、本実施形態においては、合流流路部８の各部の寸法が上記範囲内となり、さらに、上記の拡散方向への大きさ〔ｔ〕に対する幅方向への大きさ〔Ｗ〕の比〔Ｗ／ｔ〕も上述した範囲内となるようになっている。
なお、フローセル１を縦置き、横置きなどのように設置の向きを変更した場合でも、その設置の向きによらず、流路３内の方向の呼び方は上記の呼び方とする。
【００４８】
［２−３．送出流路部］
送出流路部９は、合流流路部８の下流に設けられた流路部であり、合流流路部８を流通した試料流体を流路３の外部に送出するためのものである。
【００４９】
送出流路部９は少なくとも１本形成するようにすればよいが、２本以上形成するようにすると、流路３内の圧力損失を低下させることが可能となり、フローセル１の破損や、送出流路部９よりも上流においてコネクタ６Ａ，７Ａなどから試料流体が漏れることなどを防止することができるため、好ましい。
また、送出流路部９の寸法は任意であるが、例えば、導入流路部６，７と同様に設定することができる。
【００５０】
本実施形態では、送出流路部９は、セル本体２１内に、その側面から延在して１本が形成されていて、その外側端部にコネクタ９Ａを装着されることにより、試料流体を送出できるようになっているものとする。
また、本実施形態では、送出流路部９の上流端部には、液溜流路部９１が形成されている。この液溜流路部９１は、合流流路部８の幅よりも大きく形成され、セル本体２１のガスケット２３側に開口する凹部として形成された流路部で、その深さ（拡散方向の大きさ）は、送出流路部９の他の部位よりも大きく形成されている。これにより、合流流路部８を流通した試料流体は、一度液溜流路部９１に溜められてからコネクタ９Ａを介して外部に送出されるようになっているため、合流流路部８の下流端部に淀みが生じて試料流体の一部が外部に送出されなくなることを防止できるようになっている。
【００５１】
［３．温度制御部］
温度制御部４，５は、流路３内の温度を制御できるものであれば他に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない範囲において任意のものを用いることができる。例えば、シリコンラバーヒーター、ペルチェ素子などの温度制御素子を用いることができる。
本実施形態においては、セル本体２１，２２の外側に温度制御素子を温度制御部４，５として設け、温度制御部４，５でセル本体２１，２２を挟み込むようになっているものとする。
【００５２】
［ＩＩ．使用方法］
本実施形態のフローセル１を使用する場合には、流路３に少なくとも２種の試料流体を流通させ、合流流路部８内において、上記の試料流体を接触させるようにする。
図４は、本実施形態のフローセル１を使用し、液体状態の試料流体同士を接触させて反応を進行させるための反応装置１００の一例について示すもので、その反応装置の要部構成を模式的に示す図である。ただし、本実施形態のフローセル１を用いて反応を行なうための装置としては、図４に示す反応装置１００に限定されず、フローセルを用いた公知の各構成の装置を用いることができる。
【００５３】
反応装置１００は、フローセル１と、試料流体供給器１０１，１０２と、反応後の流体を溜めておくサンプル瓶１０３と、温度コントローラ１０４と、これらを接続する接続チューブ１０５〜１０７とを備えている。
【００５４】
反応装置１００に設けられるフローセル１は、上述したフローセル１と同様のものである。
また、試料流体供給器１０１，１０２は、それぞれ導入流路６，７に対応する試料流体を供給するためのものである。本実施形態では、試料流体供給器１０１，１０２として、シリンジポンプ１０１Ａ，１０２Ａとマイクロシリンジ１０１Ｂ，１０２Ｂとを組み合わせたものを用いるものとする。また、試料流体供給器１０１，１０２では、シリンジポンプ１０１Ａ，１０１Ｂにそれぞれ所望の値を入力することにより、供給する試料流体の量を調整できるようになっている。
【００５５】
ただし、試料流体供給器１０１，１０２の構成は上記のものに限定されず、これ以外の公知の機器を任意に用いるようにしても良い。例えば、試料流体として気体を用いる場合、図５に示すような、ガスボンベ１０２Ｃとフローコントローラ１０２Ｄとをチューブ１０２Ｅで接続して構成した試料流体供給器１０２′を用いることができる。なお、図５において、図４と同様の符号で示す部位は、図４において説明したものと同様のものを表わす。
【００５６】
さらに、試料流体供給器１０１は接続チューブ１０５によってコネクタ６Ａに接続されており、また、試料流体供給器１０２は接続チューブ１０６によってコネクタ７Ａに接続されている。これにより、試料流体供給器１０１，１０２から供給される試料流体を、それぞれ、接続チューブ１０５，１０６及びコネクタ６Ａ，７Ａを介して導入流路部６，７に試料流体を供給できるようになっている。
【００５７】
また、サンプル瓶１０３は、フローセル１の流路３から送出された試料流体を回収し、貯蔵しておくための容器である。このサンプル瓶１０３は、接続チューブ１０７によってコネクタ９Ａに接続されていて、これにより、送出流路部９から送出された試料流体を、コネクタ９Ａ及び接続チューブ１０７を介してサンプル瓶１０３に回収することができるようになっている。
【００５８】
さらに、温度コントローラ１０４は、フローセル１内の流路３の温度を調整して、流路３内で生じる試料流体間の反応の反応温度を制御したり、上記反応等により生じる発熱を除熱したりするためのものである。具体的には、温度コントローラ１０４は、温度制御部４，５に対して制御を行ない、流路３内の温度を調整できるようになっている。
【００５９】
このような反応装置１００を用いて試料流体同士を接触させて反応を行なわせる際には、まず、温度コントローラ１０４で流路３内の温度を反応に適した温度に制御しながら、試料流体供給器１０１，１０２からフローセル１の導入流路部６，７に向けて試料流体を供給する。
【００６０】
この際、各導入流路部６，７に供給する試料流体の供給速度は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、合流流路部８で試料流体が合流してから合流流路部８を流れ終わるまでの間に、目的とする反応を十分に進行させることができる程度に設定することが好ましい。
【００６１】
例えば試料流体として液体のものを供給する場合、その具体的な供給速度は反応や試料流体の種類、反応条件などに応じて適切に設定すれば良い。
【００６２】
さらに、例えば試料流体として気体のものを供給する場合、その具体的な供給速度は反応や試料流体の種類、反応条件などに応じて適切に設定すれば良い。
【００６３】
さて、試料流体供給器１０１，１０２から供給された試料流体は、それぞれ接続チューブ１０５，１０６及びコネクタ６Ａ，７Ａを介して導入流路部６，７に流入する。
導入流路部６，７に流入した試料流体は、導入流路部６，７を流通し、その下流端部に形成された流速均一化流路部６１，７１に流入する。流速均一化流路部６１，７１では、試料流体は、合流流路部８に流入する前に流速均一化流路部６１，７１に蓄えられ、流速均一化流路部６１，７１を満すように幅方向に拡大してから、合流流路部８に流入する。このため、試料流体は、流速均一化流路部６１，７１から幅方向に対して均一な流速分布で合流流路部８に流入する。
【００６４】
合流流路部８に流入した試料流体は、まず、合流流路部８の上流端部を流通する。合流流路部８の上流端部では、仕切部８１が形成されているため、試料流体同士は接触することなく、仕切部８１に沿って下流に向けて流れることになる。また、この合流流路部８の上流端部では、合流流路部８が仕切部８１によって仕切られることにより合流流路部８の他の部位よりも拡散方向の大きさが小さくなっているため、試料流体の流れは緩衝化され、試料流体の流速が遅くなる。
【００６５】
その後、下流へと流れた試料流体は、仕切部８１の下流縁部において合流する。この際、接触する試料流体の間には接触界面が形成され、この接触界面を介して試料流体が互いに拡散することにより、試料流体が混合され、化学反応が進行する。そして、試料流体は、合流流路部８を流れ終わるまでに上記の化学反応を十分に進行させる。
【００６６】
合流流路部８を流通した試料流体は、送出流路部９から、コネクタ９Ａ及び接続チューブ１０７を介してサンプル瓶１０３に送られる。この際、送出流路部９の上流端部に液溜流路部９１が形成されているため、合流流路部８の下流端部に淀みが生じて試料流体の一部が外部に送出されなくなるようなことは無い。
【００６７】
以上のようにして、フローセル１の流路３内で目的とする反応を効率よく行なわせ、サンプル瓶１０３内に目的とする生成流体を得ることができる。
また、本実施形態においては、合流流路部８を、拡散方向への大きさ〔ｔ〕に対する幅方向への大きさ〔Ｗ〕の比〔Ｗ／ｔ〕が上記範囲に収まるようにしてあるため、フローセル１の大きさを大きくしたり、フローセル１の数を増やしたりすること無く、マイクロスケール空間のサイズ効果を維持しながら、試料流体の処理流量の増大化と、化学操作の効率向上とを共に達成することができる。
【００６８】
ここで、マイクロスケール空間のサイズ効果とは、例えば、比表面積の増大、熱拡散や物質拡散の短時間化などを挙げることができる。上記フローセル１を用いた場合、これらのうちの少なくとも１つ、好ましくは全てを維持しつつ、試料流体の処理流量の増大化と、化学操作の効率向上とを共に達成することができるのである。
【００６９】
さらに、本実施形態のフローセル１では、上記のように合流流路部８が幅広に形成されているため、合流流路部８において、接触界面の面積を増大させて拡散を効率よく行なうことができる。
また、合流流路部８は、拡散方向へ小さく形成されているため、合流流路部８内においては拡散による試料流体の混合を速やかに行なうことができる。
【００７０】
さらに、合流流路部８において試料流体が合流する際に、流速均一化流路部６１，７１によって試料流体の流速を幅方向で均一化することができるため、上記の拡散の効率化を確実に実現し、試料流体の処理流量の増大化や化学操作の効率向上などの利点をより確実に得ることができる。
【００７１】
また、合流流路部８の上流端部で仕切部８１により試料流体の流れを緩衝化したため、試料流体間に形成される接触界面を安定に存在させることができ、これによっても、上記の拡散の効率化を確実に実現し、試料流体の処理流量の増大化や化学操作の効率向上などの利点をより確実に得ることができる。
【００７２】
また、本実施形態のフローセル１内に形成された流路３は、非常に微細なものであるため、温度コントローラ１０４による精密な温度の制御が容易となる。さらに、フローセル１自体の寸法も十分に小さく形成されているため、反応熱、混合熱、溶解熱などの発熱により流路３内において温度上昇が生じる反応においても除熱が容易であり、精密に温度制御を行なうことが可能となる。
【００７３】
また、有毒なガスが発生するような反応を行なう際には、従来のように大容量の容器を用いてバッチ操作で反応を行なっていた場合には連続的に試料流体を反応容器に供給することができなかった。しかし、上記のような有毒ガスの発生を伴う反応の際においては、本実施形態のフローセル１によれば、非常に微細な流路３を用いて反応を行なうので有毒なガスが急激に発生することを抑制することができ、また、連続的な流れの中で反応を行なうので連続的に試料流体の供給を行なうことも可能となる。
【００７４】
さらに、本実施形態のフローセル１を用いれば、反応を行なわせる際に従来のように攪拌等をする必要が無く、したがって、反応装置の小型化を図ることができ、また、フローセル１内の流路３に試料流体を流通させるだけで目的とする反応を行なわせることが可能であるため、操作を簡単に行なうことができるようになる。
【００７５】
［ＩＩＩ．反応］
本実施形態のフローセル１による反応に用いる試料流体に制限は無く、公知の任意の流体を用いることができる。また、目的とする反応は、試料流体同士を接触させて生じうる反応であれば、任意の方向を行なうことができる。
【００７６】
好適な反応の例を挙げると、本実施形態のフローセル１は、下記反応式で表される制癌剤ラニムスチンの合成反応の少なくとも一反応工程に用いることが好ましい。
【化１】
2007014860.tif 000003
【００７７】
即ち、上記の制癌剤ラニムスチンの合成反応では、α−メチルグルコシド｛以下適宜、「化合物（０）」という｝をｐ−トルエンスルホニルクロリド（以下適宜、「ＴｓＣｌ」という）と反応させることによりトシル化してα−メチルグルコシドのトシル体｛以下適宜、「化合物（１）」という。また、「Ｔｓ」はトシル基を表わす｝を合成し、この化合物（１）をアンモニアと反応させることでアミノ化してα−メチルグルコシドの１位アミノ体｛以下適宜、「化合物（２）」という｝を生成させる。一方、ｏ−ニトロフェノール｛以下適宜、「化合物（３）」という｝に２−エチルクロロイソシアネートを反応させてｏ−ニトロフェノールのカルバメート体｛以下適宜、「化合物（４）」という｝を合成し、この化合物（４）に亜硝酸ナトリウムを反応させることでニトロソ化してｏ−ニトロフェノールのニトロソカルバメート体｛以下適宜、「化合物（５）」という｝を生成させる。最後に、化合物（２）と化合物（５）とを反応させ、目的化合物（６）、即ち、制癌剤ラニムスチンを合成する。
【００７８】
上記の合成反応における反応工程のうちの少なくとも一つの反応工程を、上記フローセル１を用いて行なうようにすることが好ましい。以下、反応工程毎に説明する。
【００７９】
［１．化合物（０）からの化合物（１）の合成］
化合物（０）から化合物（１）を合成する反応工程を上記フローセル１を用いて行なう場合においては、通常、試料流体として、化合物（０）の溶液とＴｓＣｌの溶液とを用い、これらを流路３内で接触させ、反応を行なわせる。
【００８０】
化合物（０）を溶解させる溶媒に制限は無く、上記反応を進行させることができる限り任意の溶媒を用いることができるが、例えば、ピリジンなどを用いることができる。なお、溶媒は１種を単独で用いても良く、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【００８１】
また、溶液中における化合物（０）の濃度も上記反応を進行させることができる限り任意である。
【００８２】
一方、ＴｓＣｌを溶解させる溶媒にも制限は無く、上記反応を進行させることができる限り任意の溶媒を用いることができる。具体例としては、化合物（０）の溶媒として例示したものと同様のものが挙げられる。なお、溶媒は１種を単独で用いても良く、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【００８３】
また、溶液中におけるＴｓＣｌの濃度も上記反応を進行させることができる限り任意である。
【００８４】
さらに、この反応を行なう場合の条件も上記反応を進行させることができる限り任意であるが、例えば温度条件については、通常０℃以下が望ましい。上記範囲を上回ると副生物が増加し、反応成績が不良となる虞がある。
【００８５】
化合物（０）からの化合物（１）の合成においては、通常、大きな混合溶解熱が生じる。このため、従来は、混合溶解熱の除熱が律速要因となり、反応を連続的に行なうことは困難であった。しかし、本実施形態のフローセル１を用いて上記反応を行なうようにすれば、流路３が非常に細いために発生する熱量が小さく、また、フローセル１の厚みが小さいために除熱が容易であるため、反応を連続的に行なうことが可能となる。
【００８６】
また、合流流路部８内で拡散を効率的に行なわせることができるため、反応も効率よく進行させることが可能である。
【００８７】
［２．化合物（１）からの化合物（２）の合成］
化合物（１）から化合物（２）を合成する反応工程を上記フローセル１を用いて行なう場合においては、通常、試料流体として、化合物（１）の溶液と気体状のアンモニアとを用い、これらを流路３内で接触させ、反応を行なわせる。
【００８８】
化合物（１）を溶解させる溶媒に制限は無く、上記反応を進行させることができる限り任意の溶媒を用いることができるが、例えば、メチルアルコールなどを用いることができる。なお、溶媒は１種を単独で用いても良く、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【００８９】
また、溶液中における化合物（１）の濃度も上記反応を進行させることができる限り任意である。
【００９０】
さらに、この反応工程においては試料流体としてアンモニアを供給することになるが、アンモニアに他の気体を併用し、他の気体との混合気体として試料流体を供給するようにしてもよい。
併用する気体に特に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。なお、併用する気体は１種を単独で用いても良く、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【００９１】
また、他の気体を併用する場合、試料流体としての気体全体に占めるアンモニアの濃度も本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。
【００９２】
さらに、この反応を行なう場合の条件も上記反応を進行させることができる限り任意であるが、例えば温度条件については、通常８０℃以上が望ましい。上記範囲を下回ると反応性が低下する虞がある。
【００９３】
ただし、化合物（１）からの化合物（２）の合成においては、原料である化合物（１）が分解発熱物質であるので、精密な温度制御が要求される。従来、大容量の容器を用いて反応していたことに比べ、本実施形態のフローセル１を用いて上記反応を行なうようにすれば温度制御が容易であるため、反応を安定して容易に行なうことが可能となる。
【００９４】
また、合流流路部８内で拡散を効率的に行なわせることができるため、本実施形態のフローセル１を用いてこの反応を行なう場合、反応も効率よく進行させることが可能である。
【００９５】
なお、他の反応工程とは異なり、本反応工程では試料流体として液体と気体とを用いることになる。したがって、試料流体の供給源としては、図５に示すような試料流体供給器１０２′を用いるようにするとよい。マイクロシリンジ１０２Ｂは液体の供給には適しているが、気体の供給には必ずしも適していないためである。
【００９６】
［３．化合物（３）からの化合物（４）の合成］
化合物（３）から化合物（４）を合成する反応工程を上記フローセル１を用いて行なう場合においては、通常、試料流体として、化合物（３）の溶液と２−エチルクロロイソシアネートの溶液とを用い、これらを流路３内で接触させ、反応を行なわせる。
【００９７】
化合物（３）を溶解させる溶媒に制限は無く、上記反応を進行させることができる限り任意の溶媒を用いることができるが、例えば、トルエンなどを用いることができる。なお、溶媒は１種を単独で用いても良く、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【００９８】
また、溶液中における化合物（３）の濃度も上記反応を進行させることができる限り任意である。
【００９９】
一方、２−エチルクロロイソシアネートを溶解させる溶媒にも制限は無く、上記反応を進行させることができる限り任意の溶媒を用いることができる。具体例としては、化合物（３）の溶媒として例示したものと同様のものが挙げられる。なお、溶媒は１種を単独で用いても良く、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【０１００】
また、溶液中における２−エチルクロロイソシアネートの濃度も上記反応を進行させることができる限り任意である。
【０１０１】
さらに、この反応を行なう場合の条件も上記反応を進行させることができる限り任意であるが、例えば温度条件については、通常１０℃以下が望ましい。上記範囲を上回ると副生物が増加し、反応成績が不良となる虞がある。
【０１０２】
化合物（３）からの化合物（４）の合成においては、通常、急激な反応熱が生じる。このため、従来は、反応熱の除熱が律速要因となり、反応を連続的に行なうことは困難であった。しかし、本実施形態のフローセル１を用いて上記反応を行なうようにすれば、流路３が非常に細いために発生する熱量が小さく、また、フローセル１の厚みが小さいために除熱が容易であるため、反応を連続的に行なうことが可能となる。
【０１０３】
また、合流流路部８内で拡散を効率的に行なわせることができるため、本実施形態のフローセル１を用いてこの反応を行なう場合、反応も効率よく進行させることが可能である。
【０１０４】
［４．化合物（４）からの化合物（５）の合成］
化合物（４）から化合物（５）を合成する反応工程を上記フローセル１を用いて行なう場合においては、通常、試料流体として、化合物（４）の溶液と亜硝酸ナトリウムの溶液とを用い、これらを流路３内で接触させ、反応を行なわせる。
【０１０５】
化合物（４）を溶解させる溶媒に制限は無く、上記反応を進行させることができる限り任意の溶媒を用いることができるが、例えば、濃硝酸などを用いることができる。なお、溶媒は１種を単独で用いても良く、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【０１０６】
また、溶液中における化合物（４）の濃度も上記反応を進行させることができる限り任意である。
【０１０７】
一方、亜硝酸ナトリウムを溶解させる溶媒にも制限は無く、上記反応を進行させることができる限り任意の溶媒を用いることができる。具体例としては、化合物（４）の溶媒として例示したものと同様のものが挙げられる。なお、溶媒は１種を単独で用いても良く、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【０１０８】
また、溶液中における亜硝酸ナトリウムの濃度も上記反応を進行させることができる限り任意である。
【０１０９】
さらに、この反応を行なう場合の条件も上記反応を進行させることができる限り任意であるが、例えば温度条件については、通常２０℃以下が望ましい。上記範囲を上回ると反応成績が不良となる虞がある。
【０１１０】
化合物（４）からの化合物（５）の合成においては、通常、有毒なガスが発生することが多い。このため、従来のように大容量の容器を用いて反応を行なっていた場合には連続的に試料流体等の試薬を反応容器に供給することができなかった。しかし、本実施形態のフローセル１によれば、非常に微細な流路を用いて反応を行なうので有毒なガスが急激に発生することを抑制することができ、また、連続的な流れの中で反応を行なうので連続的に試薬の供給を行なうことも可能となる。
【０１１１】
また、合流流路部８内で拡散を効率的に行なわせることができるため、本実施形態のフローセル１を用いてこの反応を行なう場合、反応も効率よく進行させることが可能である。
【０１１２】
［５．化合物（２）及び化合物（５）からの化合物（６）の合成］
化合物（２）及び化合物（５）から化合物（６）を合成する反応工程を上記フローセル１を用いて行なう場合においては、通常、試料流体として、化合物（２）の溶液と化合物（５）の溶液とを用い、これらを流路３内で接触させ、反応を行なわせる。
【０１１３】
化合物（２）を溶解させる溶媒に制限は無く、上記反応を進行させることができる限り任意の溶媒を用いることができるが、例えば、テトラヒドロフランなどを用いることができる。なお、溶媒は１種を単独で用いても良く、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【０１１４】
また、溶液中における化合物（２）の濃度も上記反応を進行させることができる限り任意である。
【０１１５】
一方、化合物（５）を溶解させる溶媒にも制限は無く、上記反応を進行させることができる限り任意の溶媒を用いることができる。具体例としては、メチルアルコール等を用いることができる。なお、溶媒は１種を単独で用いても良く、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【０１１６】
また、溶液中における化合物（５）の濃度も上記反応を進行させることができる限り任意である。
【０１１７】
さらに、この反応を行なう場合の条件も上記反応を進行させることができる限り任意であるが、例えば温度条件については、通常５℃以下が望ましい。上記範囲を上回ると反応成績が不良となる虞がある。
【０１１８】
また、合流流路部８内で拡散を効率的に行なわせることができるため、本実施形態のフローセル１を用いてこの反応を行なう場合、反応も効率よく進行させることが可能である。
【０１１９】
［ＩＶ．その他］
以上、本発明について一実施形態を示して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。
【０１２０】
例えば、流路３は、上記実施形態のものに限定されず、変形して形成することもできる。例えば、フローセル１には、本発明の効果を著しく損なわない限り、上記の導入流路部６，７、合流流路部８及び送出流路部９以外の流路部を設けてもよい。
また、例えば、１つのフローセル１に２本以上の流路３を設けるようにしてもよい。
【０１２１】
さらに、上記のフローセル１を用いて行なう化学操作は反応に限定されるものではなく、分離精製などの他の化学操作を行なうようにしても良い。
また、上記反応装置１００の各構成要素は任意に組み合わせて実施することができる。さらに、上記の分離装置に別の機器を更に組み合わせて実施することも可能である。
【０１２２】
また、反応後の試料流体はサンプル瓶１０３に溜めず、そのままフローで次の工程に供しても良い。
さらに、使用する試料流体の種類は３以上であってもよく、また、試料流体導入流路部６，７や試料流体供給器１０１，１０２の数もそれに応じて３個以上設けるようにしても良い。
【実施例】
【０１２３】
以下、本発明について実施例を示して詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
【０１２４】
［１．液体同士を接触させる反応］
［実施例１］
図１〜図３に示したような、上記実施形態で説明したのと同様のフローセルを用意した。このフローセルにおいて、合流流路部の寸法は、拡散方向の大きさ〔ｔ〕が１００μｍ、幅方向の大きさ〔Ｗ〕が２０ｍｍ、流路長〔Ｌ〕が１００ｍｍであった。
また、導入流路部の流路均一化流路部の寸法は、幅１ｍｍ、深さ１ｍｍであった。
さらに、送出流路部の液溜流路部の寸法は、幅１０ｍｍ、深さ５ｍｍであった。
また、仕切部の寸法は、厚さ５０μｍ、流れ方向への長さ１０ｍｍであった。
【０１２５】
このフローセルを用い、図４に示したのと同様の反応装置を構成し、以下のようにして試料流体をフローセル内の流路で接触させ、反応を行なわせた。
温度コントローラを操作して流路内の温度を０℃に設定し、流路内温度をその温度に保ちながら、２つの試料流体供給器からそれぞれ試料流体を供給した。
【０１２６】
試料流体としては、α−メチルグルコシドの３．２重量％ピリジン溶液（以下適宜、「試料流体α」という）と、ｐ−トルエンスルホニルクロリドの２．６重量％ピリジン溶液（以下適宜、「試料流体β」という）とを用いた。
また、試料流体の供給速度は、試料流体α及び試料流体βのいずれも、３．３μＬ／分とした。
【０１２７】
供給された試料流体α，βは、フローセル内の流路を流通して、その後、サンプル瓶に回収された。
サンプル瓶に回収された試料流体中に含まれるα−メチルグルコシドのトシル体の量を核磁気共鳴装置により測定し、収率を計算したところ、７７％であった。これにより、フローセル内の流路中では、上記の試料流体αと試料流体βとが接触し、α−メチルグルコシドとｐ−トルエンスルホニルクロリドとが反応して、α−メチルグルコシドのトシル体が生成していること、及び、その収率が十分に高いことが確認された。
【０１２８】
［比較例１］
マイクロ化学の分野においてよく実施されている方法として、内径１００μｍのガラスチューブに上記の試料流体α及び試料流体βを０℃にて流し、実施例１と同様の反応を行なわせた。この際、実施例１で得られた収率と同様の収率で生成物（α−メチルグルコシドのトシル体）を得ることができるように、試料流体α，βの供給速度を調整したところ、当該供給速度は、試料流体α，βのいずれも０．１μＬ／分であった。
【０１２９】
［まとめ］
実施例１と比較例１とを比べると、同様の収率で目的物質を得ようとする場合には、実施例１のほうが比較例１に対して３３倍の試料流体を流通させることができる。このことから、本発明のフローセルを用いれば、試料流体の処理流量の増大化と、化学操作の効率向上とを両立させることができることが確認された。
【０１３０】
［２．液体と気体とを接触させる反応］
［実施例２］
図１〜図３に示したような、上記実施形態で説明したのと同様のフローセルを用意した。このフローセルにおいて、合流流路部の寸法は、拡散方向の大きさ〔ｔ〕が２００μｍ、幅方向の大きさ〔Ｗ〕が２０ｍｍ、流路長〔Ｌ〕が１２５ｍｍであった。
また、導入流路部の流路均一化流路部の寸法は、幅１ｍｍ、深さ１ｍｍであった。
さらに、送出流路部の液溜流路部の寸法は、幅１０ｍｍ、深さ５ｍｍであった。
また、仕切部の寸法は、厚さ５０μｍ、流れ方向への長さ１０ｍｍであった。
【０１３１】
このフローセルを用い、図５に示したのと同様の反応装置を構成し、以下のようにして試料流体をフローセル内の流路で接触させ、反応を行なわせた。
温度コントローラを操作して流路内の温度を１００℃に設定し、流路内温度をその温度に保ちながら、ガスボンベとマスフローコントローラから構成された試料流体供給器から気体の試料流体（以下適宜、「試料流体γ」という）を供給し、シリンジポンプとマイクロシリンジとから構成された試料流体供給器から液体の試料流体（以下適宜、「試料流体δ」という）を供給した。
【０１３２】
気体の試料流体γとしては、純度９９．９９９％のアンモニアガスを流量０．５ｓｃｃｍで供給した。なお、ここで「ｓｃｃｍ」とは、温度０℃を基準としたときの気体流量を表わし、「ｍＬ／ｍｉｎ  ａｔ  ０℃」のことを表わす。
また、液体の試料流体δとしては、α−メチルグルコシドのトシル体の５重量％メチルアルコール溶液を流量４μＬ／分で供給した。
【０１３３】
供給された試料流体γ，δは、フローセル内の流路を流通して、その後、サンプル瓶に回収された。
サンプル瓶に回収された試料流体中に含まれるα−メチルグルコシドのアミノ体の量を核磁気共鳴装置により測定し、収率を計算したところ、８７％であった。これにより、フローセル内の流路中では、上記の試料流体γと試料流体δとが接触し、アンモニアとα−メチルグルコシドのトシル体とが反応して、α−メチルグルコシドのアミノ体が生成していること、及び、その収率が十分に高いことが確認された。
【０１３４】
［比較例２］
マイクロ化学の分野においてよく実施されている方法として、内径２００μｍのガラスチューブに上記の試料流体γ及び試料流体δを１００℃にて流し、実施例２と同様の反応を行なわせた。この際、実施例２で得られた収率と同様の収率で生成物（α−メチルグルコシドのアミノ体）を得ることができるように、試料流体δ，γの供給速度を調整したところ、当該供給速度は、試料流体γは０．５ｓｃｃｍ、試料流体δは０．１μＬ／分であった。
【０１３５】
［まとめ］
実施例２と比較例２とを比べると、同様の収率で目的物質を得ようとする場合には、実施例２のほうが比較例２に対して４０倍の試料流体を流通させることができる。このことから、本発明のフローセルを用いれば、試料流体の処理流量の増大化と、化学操作の効率向上とを両立させることができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、流体を用いた化学操作に任意に用いることができ、特に、制癌剤であるラニムスチンの合成反応に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の一実施形態としてのフローセルの模式的な横断面図である。
【図２】本発明の一実施形態としてのフローセルの模式的な縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態としてのフローセルの模式的な分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態としてのフローセルを使用し、試料流体同士を接触させて反応を進行させるための反応装置の一例について、その要部構成を模式的に示す図である。
【図５】本発明の一実施形態としてのフローセルを使用し、試料流体同士を接触させて反応を進行させるための反応装置の一例について、その要部構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１  フローセル
２  基部
３  流路
４，５  温度制御部
６，７  導入流路部
６Ａ，７Ａ，９Ａ  コネクタ
８  合流流路部
９  送出流路部
２１，２２  セル本体
２３，２４  ガスケット
２３ａ，２４ａ，２５ａ  孔
２５  仕切膜
６１，７１  流速均一化流路部
８１  仕切部
９１  液溜流路部
１００  反応装置
１０１，１０２  流体供給器
１０１Ａ，１０２Ａ  シリンジポンプ
１０１Ｂ，１０２Ｂ  マイクロシリンジ
１０２Ｃ  ガスボンベ
１０２Ｄ  マスフローコントローラ
１０２Ｅ，１０５，１０６，１０７  接続チューブ
１０３  サンプル瓶
１０４  温度コントローラ
【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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