(57)【要約】【課題】  微細化したときの大きさを均一に近づけた粒子を製造できると共に、連続的に大量の微細化粒子を製造することができる微細化装置を提供する。【解決手段】  マイクロ流路に有機物を含む懸濁液を流動させて、有機物にレーザ光を照射する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発する光源を含み、前記レーザ光を有機物に照射する微細化装置であって、
前記有機物を含む懸濁液が流動可能な少なくとも１つのマイクロ流路と、
前記マイクロ流路で前記懸濁液を連続的又は間歇的に流動させる流動手段と、を含み、
前記マイクロ流路に存在する前記有機物に前記レーザ光を、所定の時間内に少なくとも１回照射することを特徴とする微細化装置。
【請求項２】
前記流動手段は、前記懸濁液を連続的に流動させ、かつ、
前記レーザ光は、パルスレーザ光であり、
前記パルスレーザ光を前記有機物に少なくとも１回照射する請求項１に記載の微細化装置。
【請求項３】
前記有機物が、平均径１〜５００マイクロメートルの粒子状難溶性有機薬物であり、
前記懸濁液は、水溶液または有機溶媒または油状液体に前記粒子状難溶性有機薬物を懸濁させたものである請求項１に記載の微細化装置。
【請求項４】
微細化された有機物の平均直径が、略１０ないし５００ナノメートルである請求項１に記載の微細化装置。
【請求項５】
前記マイクロ流路は、前記レーザ光が照射される箇所が平坦である請求項１に記載の微細化装置。
【請求項６】
前記パルスレーザ光の励起光強度が、１ないし１０００ｍＪ／ｃｍ２である請求項１に記載の微細化装置。
【請求項７】
前記パルスレーザ光のパルス幅が、１０フェムト秒ないし１マイクロ秒である請求項１に記載の微細化装置。
【請求項８】
前記懸濁液として、不活性又は準不活性液体を用いた請求項１に記載の微細化装置。
【請求項９】
前記マイクロ流路の断面の大きさは、前記有機物の直径の１．１倍〜２００倍である請求項１に記載の微細化装置。
【請求項１０】
前記マイクロ流路における前記有機物の流速ＶＬは、ＶＬ＜Ｋ×ｄＬ/ｔＬであり、
ｄＬは、前記レーザ光が照射されるときの前記レーザ光の照射領域の直径であり、
ｔＬは、照射時間であり、
Ｋは、所定の定数である請求項１に記載の微細化装置。
【請求項１１】
前記マイクロ流路に連通して、前記マイクロ流路に前記懸濁液を導くマイクロ流路導入部を含み、
前記マイクロ流路導入部の断面積が、前記マイクロ流路の断面積より大きい請求項１に記載の微細化装置。
【請求項１２】
前記マイクロ流路と前記マイクロ流路導入部との間に配置された遷移部を含み、
前記遷移部は、前記マイクロ流路とマイクロ流路導入部との双方に連通し、前記マイクロ流路導入部から前記マイクロ流路へ前記懸濁液を導き、
前記マイクロ流路導入部から前記マイクロ流路までの長さが、前記マイクロ流路の断面の水力直径の１０倍以下である請求項１に記載の微細化装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのマイクロ流路が、複数あり、
複数のマイクロ流路が並置されている請求項１ないし１２のいずれかに記載の微細化装置。
【請求項１４】
前記レーザ光が照射された有機物の再凝集を防止する再凝集防止装置を含む請求項１に記載の微細化装置。
【請求項１５】
前記レーザ光が照射された有機物を、微細化された有機物と、未微細化された有機物とに分離するサイクロンセパレータを含む請求項１に記載の微細化装置。
【請求項１６】
前記マイクロ流路は、前記懸濁液の温度を調節するための温度調節手段を含む請求項１に記載の微細化装置。
【請求項１７】
前記マイクロ流路の流入端部は、疎水性又は親水性の開口を有し、前記懸濁液に混入した気泡が、前記マイクロ流路に流入することを防止し、
前記流入端部は、前記気泡を排出する排出流路を有する請求項１に記載の微細化装置。
【請求項１８】
前記マイクロ流路の壁面に、前記懸濁液の流速を増加させる流速増加手段が設けられた請求項１に記載の微細化装置。
【請求項１９】
前記マイクロ流路は、少なくとも一部が円弧状の形状を有し、かつ前記懸濁液を円弧状に沿って流動可能な円弧部を含み、
前記マイクロ流路の前記円弧部に沿って前記レーザ光を照射させるレーザ光照射可動手段を含む請求項１に記載の微細化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
薬物にレーザ光を照射して、微細化する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
抗がん剤等の一部の医薬用有機化合物は、難水溶性のため細胞に吸収されにくい。難水溶性医薬品の細胞取り込み効率を向上させるためには、患部の細胞膜を通過し易いサイズまで薬物を極微粒子化する必要があった。細胞膜を通過できるサイズは、およそ５０ナノメートル以上、２００ナノメートル以下とされており、従来から、各種の極微粒子製造装置が提案されていた。例えば、ウェットボールミルと称せられる粉砕装置があった。この装置は、金属、セラミックス、プラスチックス製の多数のボールを、鍔状リングを有するローターとともに円筒容器内に収納した装置で、薬物をボールとローターの回転摩擦で粉砕するものであった。
【０００３】
しかしながら、上述した従来の装置によって微粒化できる限界は、およそ２００ナノメートル以上とされており、十分に微細化できるものではなかった。また、ボールやローター材料が、薬物に混入したり、摩擦熱によって温度が上昇し薬物が変質したり、極微粒子紛に再凝集が生じて所望する程度に小さくできなかったり、極微粒子紛の大きさに非均質が生じたりしていた。
【０００４】
また、有機化合物の極微粒子製造法としてナノ秒あるいはフェムト秒短パルスレーザビームを用いるものもある（例えば、特許文献１参照。）。これは、透明容器中に水中懸濁された薬物に外部からパルスレーザを照射して薬物を水中粉砕するものであった。
【特許文献１】特開２００５−２３８３４２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、上述した従来の装置によって微粒化できる限界は、およそ２００ナノメートル以上とされており、十分に微細化できるものではなかった。また、ボールやローター材料が、薬物に混入したり、摩擦熱によって温度が上昇し薬物が変質したり、極微粒子紛に再凝集が生じて所望する程度に小さくできなかったり、極微粒子紛の大きさに非均質が生じたりしていた。
【０００６】
また、パルスレーザを薬物に照射するものは、容器ごとに処理をするもの、いわゆるバッチ式で行うものであったため、薬物が容器内の水溶液中で懸濁、攪拌されている状態でレーザビーム照射を行うので、照射条件の制御が困難で均一かつ変質のない極微粒子の薬物を工業レベルで生産するには適さなかった。また、連続的に大量の極微粒子を生産するのにも適するものではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、微細化したときの大きさを均一に近づけた粒子を製造できると共に、連続的に大量の微細化粒子を製造することができる微細化装置を提供することにある。
【０００８】
以上のような目的を達成するために、本発明においては、マイクロ流路に有機物を含む懸濁液を流動させて、有機物にレーザ光を照射する。
【０００９】
具体的には、本発明に係る微細化装置は、
レーザ光を発する光源を含み、前記レーザ光を有機物に照射する微細化装置であって、
前記有機物を含む懸濁液が流動可能な少なくとも１つのマイクロ流路と、
前記マイクロ流路で前記懸濁液を連続的又は間歇的に流動させる流動手段と、を含み、
前記マイクロ流路に存在する前記有機物に前記レーザ光を、所定の時間内に少なくとも１回照射することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る微細化装置は、レーザ光源と、少なくとも１つのマイクロ流路と、流動手段とを含む。
【００１１】
レーザ光源は、一定強度以上のパルスレーザ光を発する。
【００１２】
マイクロ流路は、少なくとも１つあればよい。マイクロ流路には、有機物を含む懸濁液が流動できる。懸濁液は、マイクロ流路で実際に流動していなくても、流動できるようにされていればよい。
【００１３】
流動手段は、マイクロ流路で懸濁液を流動させることができる。流動の態様は、連続的なものと、間歇的なものとがある。連続的な流動の態様は、流動手段によって、懸濁液が常に流動するように制御されている態様である。なお、流動手段によって、このような制御がされていれば、実際に懸濁液が流動していなくても、連続的な流動の態様に含まれる。また、間歇的な流動の態様は、流動手段によって、懸濁液が、停止した状態と流動している状態とが繰り返すように制御されている態様である。なお、流動手段によって、このような制御がされていれば、実際に懸濁液が停止していなくても、間歇的な流動の態様に含まれる。
【００１４】
マイクロ流路に存在する有機物には、光源から発せられたレーザ光が照射される。レーザ光は、所定の時間内に少なくとも１回有機物に照射されればよい。連続的なレーザ光を用いたときには、レーザ光をシャッター等によって、照射される状態と照射されない状態とを作り出すようにして、照射される状態が、所定時間内に少なくとも１回あればよい。また、間歇的にレーザ光を発するものは、レーザの点灯状態の消灯状態とがあり、この点灯状態が、所定時間内に少なくとも１回あればよい。
【００１５】
このようにすることで、有機物を微細化するのに必要なだけレーザを照射するように制御できるので、微細化した有機物の大きさを均一に近づけることができる。また、有機物は、流動できるようにされているので、レーザを有機物に順次照射することができ、微細化の処理の効率を高めることができ、連続的に大量の微細化した有機物を製造することができる。
【００１６】
本発明に係る微細化装置は、
前記流動手段が、前記懸濁液を連続的に流動させ、かつ、
前記レーザ光が、パルスレーザ光であり、
前記パルスレーザ光を前記有機物に少なくとも１回照射するものが好ましい。
【００１７】
レーザ光として、パルスレーザ光を用いるので、有機物にレーザ光を照射する回数の制御を容易にすることができる。また、懸濁液を連続的に流動させるので、微細化の処理の効率を高めることができ、連続的に大量の微細化した有機物を製造することができる。
【００１８】
本発明に係る微細化装置は、
前記有機物が、平均径１〜５００マイクロメートルの粒子状難溶性有機薬物であり、
前記懸濁液が、水溶液または有機溶媒または油状液体に前記粒子状難溶性有機薬物を懸濁させたものであるものが好ましい。
【００１９】
本発明に係る微細化装置は、
微細化された有機物の平均直径が、略１０ないし５００ナノメートルであるものが好ましい。
【００２０】
本発明に係る微細化装置は、
前記マイクロ流路が、前記レーザ光が照射される箇所が平坦であるものが好ましい。
【００２１】
レーザ光が照射される箇所を平坦にしたので、レーザ光を的確に有機物に照射することができ、微細化を効率よく行うことができる。
【００２２】
本発明に係る微細化装置は、
前記パルスレーザ光の励起光強度が、１ないし１０００ｍＪ／ｃｍ２であるものが好ましい。
【００２３】
本発明に係る微細化装置は、
前記パルスレーザ光のパルス幅が、１０フェムト秒ないし１マイクロ秒であるものが好ましい。
【００２４】
本発明に係る微細化装置は、
前記懸濁液として、不活性又は準不活性液体を用いたものが好ましい。
【００２５】
不活性又は準不活性液体を用いることで、有機物を微細化した後、直ちに蒸発させることができので、微細化した有機物の回収を容易にすることができ、また、レーザ光を照射したときの温度上昇を抑えることができ、温度上昇による有機物の変質も防止することができる。
【００２６】
本発明に係る微細化装置は、
前記マイクロ流路の断面の大きさが、前記有機物の直径の１．１倍〜２００倍であるものが好ましい。
【００２７】
このようにすることで、マイクロ流路における有機物の流れを円滑にすることができ、有機物によって、マイクロ流路が閉塞されることを防止して、有機物へのレーザ光の照射を的確に行うことができる。
【００２８】
本発明に係る微細化装置は、
前記マイクロ流路における前記有機物の流速ＶＬが、ＶＬ＜Ｋ×ｄＬ/ｔＬであり、
ｄＬが、前記レーザ光が照射されるときの前記レーザ光の照射領域の直径であり、
ｔＬが、照射時間であり、
Ｋが、所定の定数であるものが好ましい。
【００２９】
有機物の流速を、この範囲にすることで、レーザ光を有機物に過不足なく照射することができ、所望する大きさに微細化することができる。例えば、レーザ光を間歇的に有機物に照射する場合には、適切な回数だけ、レーザ光を有機物に照射することができる。
【００３０】
本発明に係る微細化装置は、
前記マイクロ流路に連通して、前記マイクロ流路に前記懸濁液を導くマイクロ流路導入部を含み、
前記マイクロ流路導入部の断面積が、前記マイクロ流路の断面積より大きいものが好ましい。
【００３１】
マイクロ流路を流れる有機物の流速は、マイクロ流路の壁面近傍が最も遅く、マイクロ流路の中心近傍が最も速くなるような速度分布が生ずる傾向があるが、マイクロ流路導入部の断面積を、マイクロ流路の断面積より大きくすることで、速度分布を一様に近づけることができ、マイクロ流路を流れる有機物の場所に拘らず、レーザ光を有機物に均等に照射することができる。
【００３２】
本発明に係る微細化装置は、
前記マイクロ流路と前記マイクロ流路導入部との間に配置された遷移部を含み、
前記遷移部が、前記マイクロ流路とマイクロ流路導入部との双方に連通し、前記マイクロ流路導入部から前記マイクロ流路へ前記懸濁液を導き、
前記マイクロ流路導入部から前記マイクロ流路までの長さが、前記マイクロ流路の断面の水力直径の１０倍以下であるものが好ましい。
【００３３】
遷移部を設けたことによって、マイクロ流路の有機物の流速分布をさらに一様に近づけるすることができる。
【００３４】
本発明に係る微細化装置は、
前記少なくとも１つのマイクロ流路が、複数あり、
複数のマイクロ流路が並置されているものが好ましい。
【００３５】
マイクロ流路を複数にすることで、レーザ光を照射できるマイクロ流路の数を増やすことができるので、微細化する有機物の量を増やすことができる。
【００３６】
本発明に係る微細化装置は、
前記レーザ光が照射された有機物の再凝集を防止する再凝集防止装置を含むものが好ましい。
【００３７】
微細化された有機物の再凝集を防止することができるので、微細化された有機物を的確に回収することができる。なお、再凝集防止装置は、懸濁液に超音波を発して再凝集を防止するものや、羽根車によって、懸濁液を攪拌するものなどが好ましい。
【００３８】
本発明に係る微細化装置は、
前記レーザ光が照射された有機物を、微細化された有機物と、未微細化された有機物とに分離するサイクロンセパレータを含むものが好ましい。
【００３９】
サイクロンセパレータを用いることで、レーザ光が照射されたにも拘らず、微細化できなかった有機物を分離できるので、均一に近い大きさのものを回収することができる。
【００４０】
本発明に係る微細化装置は、
前記マイクロ流路が、前記懸濁液の温度を調節するための温度調節手段を含むものが好ましい。
【００４１】
レーザ光の照射によって、有機物の温度が上昇して、有機物を変質させることを防止することができる。
【００４２】
本発明に係る微細化装置は、
前記マイクロ流路の流入端部が、疎水性又は親水性の開口を有し、前記懸濁液に混入した気泡が、前記マイクロ流路に流入することを防止し、
前記流入端部が、前記気泡を排出する排出流路を有するものが好ましい。
【００４３】
懸濁液に混入した気泡が、マイクロ流路に流入することを防止することができるので、有機物に対して的確にレーザ光を照射することができ、微細化の効率を高めることができる。
【００４４】
本発明に係る微細化装置は、
前記マイクロ流路の壁面に、前記懸濁液の流速を増加させる流速増加手段が設けられたものが好ましい。
【００４５】
マイクロ流路の壁面に、懸濁液の流速を増加させる流速増加手段を設けたので、マイクロ流路の壁面の近傍を流動している有機物の流速を増やすことができ、マイクロ流路を流動する有機物の流速分布を一様に近づけて、レーザ光を照射することができるので、微細化された後の有機物の大きさに不均一化が生ずることを防止することができる。
【００４６】
本発明に係る微細化装置は、
前記マイクロ流路が、少なくとも一部が円弧状の形状を有し、かつ前記懸濁液を円弧状に沿って流動可能な円弧部を含み、
前記マイクロ流路の前記円弧部に沿って前記レーザ光を照射させるレーザ光照射可動手段を含むものが好ましい。
【００４７】
レーザ光が照射される位置を順次変更することができるので、処理の効率を高めることができ、有機物を大量に微細化することができる。
【発明の効果】
【００４８】
微細化したときの大きさを均一に近づけた粒子を製造できると共に、連続的に大量の微細化粒子を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下に、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
＜＜＜第１の実施の形態＞＞＞
図１は、本発明に係る微細化装置１００の概略を示す図である。微細化装置１００は、光源系と流路系とを含む。光源系は、光源１０を含む。流路系は、供給部２０と、ポンプ４０と、マイクロ流路導入部５０と、マイクロ流路６０と、回収部７０とを含む。
【００５０】
＜＜光学系＞＞
＜光源１０＞
光源１０からはレーザ光が発せられる。光源１０から発せられたレーザ光が、後述するマイクロ流路６０に向かって発せられるように、光源１０は、ベース（図示せず）に載置されている。
【００５１】
光源１０から発せられたレーザ光を、溶媒中に混入した有機物に照射することにより、有機物の内部に急激な温度差を生じさせ、この温度差によって有機物に生じた内部応力で有機物を破砕して有機物を微細化することができる。なお、この微細化のメカニズムの詳細は、後述する。
【００５２】
光源１０から発するレーザ光の波長は、微細化する有機物の吸収波長に合わせて選択しても、多光子吸収の波長に合わせて選択してもよい。例えば、紫外レーザ光や、可視レーザ光や、近赤外レーザ光や赤外レーザ光がある。
【００５３】
紫外光レーザ光を用いる場合には、エキシマーレーザ（１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、３０８ｎｍ、３５１ｎｍ）や窒素レーザ（３３７ｎｍ）、ＹＡＧレーザの３倍波及び４倍波（３５５ｎｍ、２６６ｎｍ）などがある。また、可視光レーザ光を用いる場合には、ＹＡＧレーザの２倍波（５３２ｎｍ）、Ａｒイオンレーザ（４８８ｎｍ又は５１４ｎｍ）、その他色素レーザなどがある。さらに、近赤外レーザ光を用いる場合には、種々の半導体レーザ、チタンサファイヤレーザ、ＹＡＧレーザ、ガラスレーザなどがある。さらに、これらのレーザ光と光パラメトリック発振器を用いて、紫外から赤外領域の任意の波長の光を発振させて用いてもよい。
【００５４】
＜レーザ光のパルス幅及び強度＞
光源１０から発せられるレーザ光は、パルスレーザ光であるものが好ましい。図２は、光源１０から発せられるレーザ光のパルス幅と強度とを示すグラフである。図２に示したグラフは、横軸は、時間を示し、縦軸は、光源１０から発せられるレーザ光の励起光強度を示す。
【００５５】
図２に示すように、光源１０から発せられるレーザ光は、パルスレーザ光である。すなわち、光源１０は、レーザ光が発せられる点灯状態と、レーザ光が発せられない消灯状態とを交互に繰り返すもので、間歇的にレーザ光を発する。特に、レーザ光の強度がパルス状に変化するものが好ましい。以下では、１つのパルスのレーザ光をパルス光と称する。パルスレーザ光を用いたときには、１つのパルス光によって１回の照射が行われる。
【００５６】
光源１０から発せられるレーザ光の励起光強度Ｐは、１ないし１０００ｍＪ／ｃｍ２が好ましい。また、パルス光とパルス光との間のパルス周期Ｔは、０．１ないし１０００Ｈｚが好ましい。ここで、パルス周期とは、ある一のパルス光の立ち上がりの時点から、一のパルス光と隣り合うパルス光の立ち上がりの時点までの時間、又はパルス光の立ち下がりの時点から、隣り合うパルス光の立ち下がりの時点までの時間をいう。さらに、パルス光の各々のパルス幅ｓが、１０フェムト秒ないし１マイクロ秒であるものが好ましい。なお、パルス幅とは、ある一のパルス光の立ち上がりの時点から、立ち下がりの時点までの時間をいう。
【００５７】
パルスレーザ光を用いたときには、１つのパルス光によって有機物への１回の照射が行われる。本明細書では、ある対象となる有機物に対してレーザ光を照射することができる時間を照射時間ｔＬとする。照射時間ｔＬを長くした場合には、図２に示すように、パルスレーザ光の点灯状態と消灯状態との双方が含まれ得る。消灯状態では、レーザ光は発せられていないが、点灯状態となったときには、レーザ光が発せられて、ある対象となる有機物へレーザ光が照射される。このように、ある時間内に消灯状態が含まれていても、ある対象となる有機物に対してレーザ光を照射できる点灯状態が含まれていれば、その時間は、照射時間ｔＬとなる。
【００５８】
より具体的には、ある対象となる有機物が漸次流動し、有機物が流動するに従って、レーザ光の照射領域に入り、その後、レーザ光の照射領域から出るようにした場合に、その有機物がレーザ光の照射領域に存在している時間が長いときには、その有機物にパルス光が複数回照射されることになる。このように、有機物を漸次流動させる場合には、上述した照射時間ｔＬは、ある対象となる有機物が、レーザ光の照射領域に存在している時間とすることができる。上述したように、有機物にレーザ光を照射することで、有機物を微細化することができる。この微細化したときの大きさが所望するものとなるように、パルス光を有機物に照射する回数を定めることができる。パルス光を照射する回数は、上述したパルス周期Ｔや、有機物の流動速度等を調節することによって変更することができる。このようにすることで、レーザ光の照射領域では、少なくとも１回パルス光がその有機物に照射されることになる。なお、レーザ光の照射領域とは、レーザ光が点灯状態であるときに、レーザ光が照射される範囲をいう。また、上述した照射時間ｔＬが「所定の時間」に対応する。
【００５９】
また、上述したように、レーザ光の照射時間は、１０フェムト秒ないし１マイクロ秒程度の短時間のパルス光を複数回照射することが好ましい。また、上述したパルス幅ｓの長さを変更することによって、有機物を微細化したときの粒径を制御することもできる。
【００６０】
＜＜流路系＞＞
＜供給部２０＞
図１に示すように、供給部２０は、溶媒中に有機物を混入させた有機物含有懸濁液を収容するための槽からなる。
【００６１】
有機物を混入させる溶媒は、例えば、水、アルコール等の水溶液、有機溶媒又は油状液体を用いることができる。この溶媒は、微細化しようとする有機物が、溶解せずかつ懸濁させることができるものを用いればよい。また、溶媒は、液体ヘリウムや液体窒素等の不活性液体又は準不活性液体を用いてもよい。このように不活性液体又は準不活性液体を用いた場合には、有機物を微細化した後、直ちに溶媒を蒸発させることができ、微細化した有機物の回収を容易にすることができ、また、レーザ光を照射したときの温度上昇を抑えることができ、温度上昇による有機物の変質も防止することができる。
【００６２】
有機物は、粒子状のもので、難溶性有機薬物が好ましい。また、有機物含有懸濁液とする前に、有機物の大きさを予め１ないし１００マイクロメートルにしておくのが好ましい。このようにすることで、微細化したときの有機物の大きさを均一に近づけやすくすることができる。
【００６３】
供給部２０は、所定の容積を有する。容積は、１回の処理をする所望の大きさにすればよい。また、供給部２０は、注入された有機物含有懸濁液の濃度が変化しないように、密閉できるものが好ましい。
【００６４】
供給部２０の下部には、配管３０が接続されて、供給部２０が、配管３０と連通するようにされている。供給部２０に注入された有機物含有懸濁液を配管３０に排出することができる。
【００６５】
なお、供給部２０に、有機物含有懸濁液の原料となる有機物と溶媒との双方を供給できる原料供給槽（図示せず）を接続するようにしてもよい。供給部２０に収容されている有機物含有懸濁液の量が、所定以下となったときには、有機物と溶媒との双方を自動的に供給できるようにすることで、長時間にわたる連続的な処理を行うことができる。
【００６６】
＜ポンプ４０＞
図１に示すように、配管３０には、ポンプ４０が設けられている。ポンプ４０は、後述するマイクロ流路６０へ有機物含有懸濁液を供給するためのものである。ポンプ４０は、マイクロ流路６０を流れる有機物含有懸濁液の流速が所望する速度になるように制御できる。特に、マイクロ流路６０で有機物含有懸濁液を連続的に流す場合には、マイクロ流路６０における流速が一定になるように制御できるものが好ましい。また、マイクロ流路６０で有機物含有懸濁液を間歇的に流す場合には、所望のタイミングで、マイクロ流路６０において、有機物含有懸濁液を停止させたり流動させたり制御できるものが好ましい。マイクロ流路６０において、有機物含有懸濁液を停止させた場合には、光源１０から発せられたレーザ光を的確に有機物に照射することができる。
【００６７】
＜マイクロ流路導入部５０＞
図１に示すように、配管３０には、マイクロ流路導入部５０が接続されて、配管３０が、マイクロ流路導入部５０と連通するようにされている。ポンプ４０を駆動することで、供給部２０に注入された有機物含有懸濁液を、配管３０を介して、マイクロ流路導入部５０に供給することができる。
【００６８】
マイクロ流路導入部５０は、略直方体の形状を有する。マイクロ流路導入部５０は、供給部２０から供給された有機物含有懸濁液を、一時的に貯留することによって、後述するマイクロ流路６０を流れる有機物含有懸濁液の流速を均一化するためのものである。このマイクロ流路導入部５０の容積は、処理する有機物含有懸濁液や、ポンプ４０によって生成される流速等に応じて適宜定めればよい。
【００６９】
なお、上述した例では、マイクロ流路導入部５０の形状を、略直方体としたが、後述するマイクロ流路６０を流れる有機物含有懸濁液の流速を均一に近づけることができるものであればよく、略円筒形状等の曲面で形成されたものでもよい。マイクロ流路導入部５０の形状は、マイクロ流路６０を流れる有機物含有懸濁液の流速や有機物含有懸濁液の種類や大きさによって適宜定めればよい。
【００７０】
＜マイクロ流路６０＞
図１に示すように、マイクロ流路導入部５０には、マイクロ流路６０が接続されて、マイクロ流路導入部５０が、マイクロ流路６０と連通するようにされている。図３に示すように、マイクロ流路導入部５０は、排出面５２を有する。この排出面５２の略中央には、開口５４が形成されている。この開口５４にマイクロ流路６０が接続されている。このようにすることで、開口５４を介して、マイクロ流路導入部５０からマイクロ流路６０へ有機物含有懸濁液を供給することができる。このように、マイクロ流路導入部５０の排出面５２の略中央から有機物含有懸濁液を排出するようにすることで、有機物含有懸濁液の流速を均一に近づけて、マイクロ流路６０へ有機物含有懸濁液を供給することができる。
【００７１】
［微細化のメカニズム］
光源１０から発せられたレーザ光を、マイクロ流路６０を流れる有機物含有懸濁液に照射することによって、有機物を微細化することができる。この微細化のメカニズムは、以下のように捉えることができる。有機物が吸収する波長のレーザ光を照射することで、有機物は光を吸収し、光を吸収した箇所で急激に局所的な温度上昇が起こる。この温度上昇は、レーザ光が照射された後に瞬間的に起こるため、光を吸収した箇所と光を吸収しなかった箇所の間で急峻な温度差が生じる。この温度差によって、光を吸収した箇所と光を吸収しなかった箇所の間に著しい内部応力が生じ、有機物にクラックが発生して、破砕が生ずる。有機物が、レーザ光の照射波長に強い吸収を有する場合には、レーザ光の吸収は主として有機物の表面で起こり、この場合にも、表面と内部に温度差が生じ、有機物に内部歪みによって破砕が進行する。破砕が進み、有機物が小さくなってレーザ光が有機物の全体でほぼ均一に吸収される場合でも、有機物の表面が、周囲の溶媒によって冷却されるため、内部との間に温度分布が生じて応力が発生し、破砕が達成される。
【００７２】
［マイクロ流路６０の形状］
マイクロ流路６０は、長尺な直方体の形状を有し、マイクロ流路６０の長手方向に対して垂直な面に沿った断面は略正方形である。この正方形の一辺の長さＭＬ（図３参照）を、有機物の直径の１．１倍〜２００倍とするのが好ましい。このようにすることで、マイクロ流路６０における有機物の流れを円滑にすることができ、有機物によって、マイクロ流路６０が閉塞されることを防止して、有機物へのレーザ光の照射を的確に行うことができる。
【００７３】
なお、マイクロ流路６０の形状は、直方体には限られず、光源１０から発せられたレーザ光が照射される箇所（後述する照射領域ＬＲに位置する箇所）が平坦であればよい。
また、上述した例では、マイクロ流路６０の長手方向に対して垂直な面に沿った断面の形状を略正方形としたが、レーザ光を有機物に的確に照射することができればよく、断面の形状は矩形等の形状にしてもよい。
【００７４】
［マイクロ流路６０の材質］
マイクロ流路６０は、光源１０から発せられたレーザ光を透過させることができるように透明な材料、例えば石英ガラスによって構成されている。さらに、マイクロ流路６０の全体を一体的に整形するのではなく、分解可能に構成してもよい。このようにすることで、マイクロ流路６０を内側を洗浄することができ、汚染を防止することができる。また、分解可能に構成することによって、その一部のみを交換する等により再利用を図ることもできる。このように、分解可能に構成する場合には、接合面をラッピング加工することによって、平坦に仕上げるのが好ましい。このようにすることで、マイクロ流路６０として組み立てたときに、接合面からの懸濁液の漏出を的確に防止することができる。
【００７５】
さらに、マイクロ流路６０は、光源１０から発せられたレーザ光を透過させることができるものであればよく、透明なプラスチックによって構成されるものでもよい。このようにすることで、金型成型等で、マイクロ流路６０を作ることができ、微細化装置を安価にすることができるとともに、マイクロ流路６０が汚染されたときには、直ちに廃棄、いわゆる使い捨てタイプにすることができ、常に清浄な状態で、微細化することができる。
【００７６】
なお、マイクロ流路６０の全体を透明にする必要はなく、レーザ光を照射する箇所（後述する照射領域ＬＲに位置する箇所）が、レーザ光を透過させることができるものであればよい。
【００７７】
［照射領域ＬＲ］
図３に示すように、光源１０から発せられたレーザ光ＬＡは、マイクロ流路６０の上面６２の一部に照射される。レーザ光ＬＡの照射領域ＬＲ（図３で斜線を付した領域）は、略円形であり、その直径ｄＬが、上面６２の短手方向の長さＭＬよりも長くなるようにすることで、レーザ光をマイクロ流路６０に十分に照射することができる。
【００７８】
［照射領域ＬＲと照射時間ｔＬ］
上述したポンプ４０を駆動することによって、有機物含有懸濁液が、マイクロ流路導入部５０からマイクロ流路６０へ流入し、有機物はマイクロ流路６０内を流動する。ある所定の有機物に着目した場合に、マイクロ流路６０内の有機物含有懸濁液の流れに従って、レーザ光ＬＡの照射領域ＬＲに至り、しばらくの間、照射領域ＬＲに存在した後、照射領域ＬＲから出る。
【００７９】
パルスレーザ光を用いたときに、有機物が照射領域ＬＲに存在している時間が長い場合に、その有機物には、パルス光が複数回照射されることになる。有機物をマイクロ流路６０内で流動させる場合には、上述したように、照射時間ｔＬは、ある対象となる有機物が、照射領域ＬＲに存在している時間とすることができる。
【００８０】
上述したように、有機物にレーザ光を照射することで、有機物を微細化することができる。この微細化したときの大きさが所望するものとなるように、パルス光を有機物に照射する回数を定めることができる。パルス光を照射する回数は、上述したパルス周期Ｔや、有機物の流動速度等を調節することによって変更することができる。このようにすることで、レーザ光の照射領域ＬＲでは、少なくとも１回パルス光がその有機物に照射されることになる。
【００８１】
［マイクロ流路６０の断面の大きさ］
マイクロ流路導入部５０の断面の大きさＳＡ（図３参照）が、マイクロ流路６０の長手方向に対して垂直な面に沿った断面の大きさＳＢ（図３参照）の２倍以上とするのが好ましい。一般的に、マイクロ流路６０を流れる有機物の流速ＶＬは、マイクロ流路６０の壁面近傍が最も遅く、マイクロ流路６０の中心近傍が最も速くなるような速度の分布（以下、速度分布と称する。）が生ずる傾向がある（図４（ｂ）参照）。このような速度分布が生じた場合には、マイクロ流路６０の壁面近傍を流れる有機物は、流速が遅いので、照射領域ＬＲに存在している時間が長くなり、マイクロ流路６０の中心近傍を流れる有機物は、流速が速いので、照射領域ＬＲに存在している時間が短くなる。このため、パルスレーザ光を照射したときには、マイクロ流路６０の壁面近傍を流れる有機物にパルス光が照射される回数は、多くなり、マイクロ流路６０の中心近傍を流れる有機物にパルス光が照射される回数は、少なくなる。このため、有機物が流れる場所によって、微細化の程度が異なり、微細化された後の有機物の大きさに不均一が生ずる可能性がある。このため、上述したように、マイクロ流路導入部５０の断面の大きさＳＡを、マイクロ流路６０の断面の大きさＳＢの２倍以上とすることによって、マイクロ流路６０へ流入させた有機物の流速分布を一様に近づけて、微細化された後の有機物の大きさに不均一化が生ずることを防止することができる。
【００８２】
［マイクロ流路６０における有機物の流速ＶＬ］
上述したように、ポンプ４０を駆動することによって、有機物含有懸濁液が、マイクロ流路導入部５０からマイクロ流路６０へ流入する。このマイクロ流路６０における有機物の流速ＶＬ（図４（ａ）参照）は、ＶＬ＜Ｋ×ｄＬ/ｔＬとするのが好ましい。なお、ここで、流速ＶＬは、上述した速度分布がない状態、又は速度分布を十分に無視できる状態での有機物の流速である。この流速ＶＬを、この範囲にすることで、レーザ光を有機物に過不足なく照射することができ、所望する大きさに微細化することができる。例えば、パルス光を有機物に照射する場合には、適切な回数だけ、パルス光を有機物に照射することができる。
【００８３】
ここで、ｄＬは、レーザ光が照射されるときのレーザ光の直径であり（図３参照）、ｔＬは、上述した照射時間であり（図２参照）、Ｋは、１〜０．１の範囲の定数であり、有機物の種類に応じて定められる定数である。なお、Ｋは、上述した範囲に限定されるものではなく、有機物が、照射領域ＬＲを通過するときに、有機物に照射されるパルス光の回数が、有機物を微細化するのに十分なものとなるように、Ｋの値を定めるのが好ましい。  このようにして、微細化された有機物の大きさは、１０ないし５００ナノメートルとするのが好ましい。
【００８４】
［レーザ光の照射位置］
図４（ａ）は、マイクロ流路導入部５０とマイクロ流路６０との断面を示す断面図である。マイクロ流路６０において、レーザ光ＬＡを照射する箇所は、マイクロ流路導入部５０の排出面５２から、レーザ光ＬＡの照射領域ＬＲの中心ＬＣまでの距離が、１０×Ｄｍ以下となるようにするのが好ましい（図４（ａ）参照）。ここで、Ｄｍは、マイクロ流路６０における水力直径であり、Ｄｍ＝４×（マイクロ流路６０の断面の大きさＳＢ）／（マイクロ流路６０の断面の全周）である。例えば、マイクロ流路６０の断面が、長さＭＬの正方形であるときには、Ｄｍ＝４×ＭＬ２／４ＭＬ＝ＭＬとなる。上述したマイクロ流路６０の有機物の流速分布は、マイクロ流路導入部５０の排出面５２から離れるに従って大きくなる傾向があり、レーザ光ＬＡを照射する箇所をこのような範囲にすることで、マイクロ流路６０内を流れる有機物の流速分布が大きくなる前に、レーザ光ＬＡを有機物に照射することができ、的確に有機物を微細化することができ、微細化された後の有機物の大きさを均一に近づけることができる。
【００８５】
＜遷移部６４＞
上述した例では、マイクロ流路導入部５０に形成された開口５４に、直ちにマイクロ流路６０が接続されている場合を示したが、図４（ｃ）に示すように、マイクロ流路導入部５０とマイクロ流路６０との間に、遷移部６４を形成してもよい。遷移部６４は、マイクロ流路導入部５０に形成された開口５４から離れるに従って、断面が徐々に小さくなるように形成されている。このようにすることで、遷移部６４は助走区間として機能し、マイクロ流路６０に流れ込む有機物の速度分布をより一様に近づけることができる。この遷移部６４の形状は、排出面５２と遷移部６４との接続部や、マイクロ流路６０と遷移部６４との接続部で、有機物含有懸濁液の流れに乱れが生じないように、有機物含有懸濁液の流速や粘性、密度、及び遷移部６４の壁面の界面効果等に応じて適宜定めればよい。
【００８６】
＜回収部７０＞
図１に示すように、マイクロ流路６０には、回収部７０が接続されて、マイクロ流路６０が、回収部７０と連通するようにされている。回収部７０は、マイクロ流路６０でレーザ光が照射された有機物を含む懸濁液を収容できる槽からなる。
【００８７】
回収部７０に、再凝集防止装置７２を設けるのが好ましい。この再凝集防止装置７２は、超音波振動子を含み、回収部７０に収容された懸濁液に超音波を発する。この超音波が、懸濁液に伝播されることによって、微細化された有機物が、再凝集することを防止することができる。再凝集防止装置７２から発する超音波の強度や波長は、微細化された有機物の大きさや種類等に応じて適宜定めればよい。また、上述した例では、再凝集防止装置７２として超音波を発するものを示したが、微細化された有機物の再凝集を防止することができるものであれば他のものでもよい。
【００８８】
回収部７０の槽内には、磁気駆動回転羽根車７４を設けるようにしてもよい。この磁気駆動回転羽根車７４は、回収部７０の外側から磁場を印加することで回転させることができるもので、磁気駆動回転羽根車７４を回転させることによって、回収部７０に収容された懸濁液を攪拌することができ、微細化された有機物の再凝集を防止することができる。この磁気駆動回転羽根車７４の大きさや回転数は、微細化された有機物の大きさや種類等に応じて適宜定めればよい。
【００８９】
さらに、回収部７０にサイクロンセパレータ（図示せず）を設けてもよい。サイクロンセパレータは、有機物の密度の差や、有機物の大きさによる粒子移動抵抗の差によって分離するもので、微細化された有機物と、十分に微細化されなかった有機物とを分離することができる。回収部７０から懸濁液を流出させて、サイクロンセパレータで処理をすることで、微細化された有機物と、十分に微細化されなかった有機物とを分離することができる。十分に微細化されなかった有機物は、改めて供給部２０に投入することで、再び微細化させることができる。
【００９０】
＜＜＜第２の実施の形態＞＞＞
上述した第１の実施の形態では、マイクロ流路導入部５０に１つのマイクロ流路６０が接続されたものを示したが、複数のマイクロ流路を接続してもよい。なお、この第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、光源１０（図示せず）として、パルスレーザ光を発するもの、すなわち間歇的にレーザ光を発するものを用いる。
【００９１】
図５に示すように、マイクロ流路導入部１５０には、６本のマイクロ流路１６０が接続されて、マイクロ流路導入部１５０が、マイクロ流路１６０と連通するようにされている。なお、図５に示した６本のマイクロ流路１６０の各々は、第１の実施の形態のマイクロ流路６０と同様の大きさ及び形状を有する。
【００９２】
また、第１の実施の形態と同様に、マイクロ流路導入部１５０には、供給部２０（図示せず）が接続され、ポンプ４０（図示せず）によって、供給部２０に収容された有機物含有懸濁液がマイクロ流路導入部１５０に供給される。さらに、６本のマイクロ流路１６０の各々には、第１の実施の形態と同様に、回収部７０（図示せず）が接続されており、６本のマイクロ流路１６０で、レーザ光が照射された有機物は、回収部７０に排出される。
【００９３】
マイクロ流路導入部１５０は、略直方体の形状を有する。マイクロ流路導入部１５０は、マイクロ流路導入部５０と同様に、供給部２０から供給された有機物含有懸濁液を、一時的に貯留して、ポンプ４０によって生成された有機物含有懸濁液の流速を均一化できるものであればよい。なお、第２の実施の形態では、マイクロ流路導入部１５０には、６本のマイクロ流路１６０が接続されており、処理する量を増やすことができるので、マイクロ流路導入部１５０の容積も処理する量に応じて適宜大きくするのが好ましい。
【００９４】
マイクロ流路導入部１５０は、排出面１５２を有する。この排出面１５２には、６個の開口１５４が、排出面１５２の略中心を通る水平な線（図示せず）に沿うように形成されている。この６個の開口１５４の各々に、これらに対応する６本のマイクロ流路１６０が接続され、６本のマイクロ流路１６０は、水平方向に沿って並設されている。このようにすることで、マイクロ流路導入部１５０に貯留された有機物含有懸濁液を、６本のマイクロ流路１６０の全てに流入させることができる。
【００９５】
図５に示すように、光源１０（図示せず）から発せられたレーザ光ＬＡは、６本のマイクロ流路１６０の上面１６２の一部に照射される。レーザ光ＬＡの照射領域ＬＲ（図５で破線で囲まれた領域）は、略長円であり、その長径ｄＬが、６本のマイクロ流路１６０の全てにわたるように長くすることで、レーザ光を６本のマイクロ流路１６０の全てに十分に照射することができる。レーザ光ＬＡの照射領域ＬＲの形状を略長円にするのは、光源１０から６本のマイクロ流路１６０に至るまでの光路において、レンズ等の光学素子を用いて適宜変更すればよい。
【００９６】
このようにマイクロ流路を複数にすることで、レーザ光を照射できるマイクロ流路の数を増やすことができるので、微細化する有機物の量を増やすことができる。なお、図５は、マイクロ流路導入部１５０に６本のマイクロ流路１６０を接続した例を示したが、マイクロ流路の本数は、この数に限られず、微細化する有機物の量や、レーザ光の照射領域ＬＲの大きさ等に応じて適宜定めることができる。
【００９７】
＜＜＜第３の実施の形態＞＞＞
上述した第２の実施の形態では、光源１０から発せられたレーザ光を複数のマイクロ流路に直接照射する場合を示したが、レンズを介して照射してもよい。なお、この第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、光源１０（図示せず）として、パルスレーザ光を発するもの、すなわち間歇的にレーザ光を発するものを用いる。
【００９８】
図６は、６本のマイクロ流路１６０の直上にシリンドリカルレンズ１７０を配置した態様の概略を示す断面図である。図６に示した６本のマイクロ流路１６０は、第２の実施の形態のものと同様のものであり、同一の符号を付した。すなわち、マイクロ流路導入部１５０（図示せず）に、６本のマイクロ流路１６０が接続されて、マイクロ流路導入部１５０が、マイクロ流路１６０と連通するようにされている。なお、図６に示した６本のマイクロ流路１６０の各々は、第１の実施の形態のマイクロ流路６０と同様の大きさ及び形状を有する。
【００９９】
また、第１の実施の形態と同様に、マイクロ流路導入部１５０には、供給部２０（図示せず）が接続され、ポンプ４０（図示せず）によって、供給部２０に収容された有機物含有懸濁液がマイクロ流路導入部１５０に供給される。さらに、６本のマイクロ流路１６０の各々には、第１の実施の形態と同様に、回収部７０（図示せず）が接続されており、６本のマイクロ流路１６０で、レーザ光が照射された有機物は、回収部７０に排出される。
【０１００】
図６に示すように、６本のマイクロ流路１６０の各々の上方には、対応する６つのシリンドリカルレンズ１７０が配置されている。シリンドリカルレンズ１７０の各々は、円筒状の屈折面を有し、全体として長尺な形状を有する。シリンドリカルレンズ１７０は、その長手方向が、マイクロ流路１６０の上面１６２の長手方向に沿うように配置されている。このようにしたことにより、光源１０から発せられたレーザ光ＬＡが照射される領域を６本のマイクロ流路１６０の各々の幅ＭＬ（図３参照）に適合させることができ、レーザ光ＬＡをマイクロ流路１６０の各々の上面１６２に集光させることができ、６本のマイクロ流路１６０内を流動する有機物に、レーザ光ＬＡを効率よく照射することができる。
【０１０１】
＜＜＜第４の実施の形態＞＞＞
上述した第３の実施の形態では、６個のシリンドリカルレンズを用いた場合を示したが、ガルバノミラーと１つのｆθレンズとを用いてもよい。なお、この第４の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、光源１０（図示せず）として、パルスレーザ光を発するもの、すなわち間歇的にレーザ光を発するものを用いる。
【０１０２】
図７は、６本のマイクロ流路１６０の上方に１つのｆθレンズ１８０を配置し、ｆθレンズ１８０の上方にガルバノミラー１９０を配置した態様の概略を示す断面図である。図７に示した６本のマイクロ流路１６０も、第２の実施の形態のものと同様のものであり、同一の符号を付した。すなわち、マイクロ流路導入部１５０（図示せず）に、６本のマイクロ流路１６０が接続されて、マイクロ流路導入部１５０が、マイクロ流路１６０と連通するようにされている。なお、図７に示した６本のマイクロ流路１６０の各々は、第１の実施の形態のマイクロ流路６０と同様の大きさ及び形状を有する。また、この第５の実施の形態では、図７に示すように、６本のマイクロ流路１６０の各々に対して、マイクロ流路１６０ａ〜１６０ｆと符号を付す。
【０１０３】
また、第１の実施の形態と同様に、マイクロ流路導入部１５０には、供給部２０（図示せず）が接続され、ポンプ４０（図示せず）によって、供給部２０に収容された有機物含有懸濁液がマイクロ流路導入部１５０に供給される。さらに、６本のマイクロ流路１６０の各々には、第１の実施の形態と同様に、回収部７０（図示せず）が接続されており、６本のマイクロ流路１６０で、レーザ光が照射された有機物は、回収部７０に排出される。
【０１０４】
図７に示したガルバノミラー１９０は、ある１つの軸（図７の紙面に対して垂直な軸）の周りに回転可能に設けられた反射鏡１９２と、この反射鏡１９２を軸の周りに回転駆動するための電動モータ（図示せず）とを有する。この電動モータに所定の制御信号を供給することによって、制御信号に応じた角度だけ反射鏡１９２を回転させることができ、反射鏡１９２に入射した光を所望する方向へ反射させることができる。
【０１０５】
図７に示すように、光源１０から発せられたレーザ光は、図の左側からガルバノミラー１９０の反射鏡１９２に入射する。反射鏡１９２は、時計回り又は反時計回り（図７に示した矢印ＲＡ）に回転することができ、反射鏡１９２に入射したレーザ光を、後述するｆθレンズ１８０を介して、マイクロ流路１６０ａ〜１６０ｆに向うように反射させる。
【０１０６】
図７に示した例では、ガルバノミラー１９０の反射鏡１９２の回転角度が、第１の角度〜第６の角度となるように、電動モータを制御できるものとする。なお、第１の角度〜第６の角度と、電動モータを制御するための制御信号との関係は、電動モータを制御する制御手段（図示せず）に予め記憶されているものとする。ガルバノミラー１９０の反射鏡１９２の回転角度が、第１の角度となるように、電動モータを制御したときには、反射鏡１９２によって反射されたレーザ光は、後述するｆθレンズ１８０を介して、マイクロ流路１６０ａに向かう。同様に、反射鏡１９２が第２の角度〜第６の角度のいずれかの角度となったときには、レーザ光は、ｆθレンズ１８０を介して、その角度に対応したマイクロ流路１６０ｂ〜１６０ｆに向う。このようにすることで、光源１０から発せられたレーザ光の全てを、６個のマイクロ流路１６０ａ〜１６０ｆのうちのいずれか１つに照射させることができ、光源１０から発せられたレーザ光を、その強度を低下させることなく、マイクロ流路１６０に照射することができる。
【０１０７】
ｆθレンズ１８０は、６本のマイクロ流路１６０の全体を覆うことができる程度の大きさを有し、６本のマイクロ流路１６０の上方に配置されている。ｆθレンズ１８０を用いることによって、ｆθレンズ１８０から射出されるレーザ光の位置を、レーザ光がｆθレンズ１８０に入射したときの入射角に比例するようにできる。ｆθレンズ１８０から射出されるレーザ光の位置は、ｆθレンズ１８０の光軸を原点としたときの位置である。このｆθレンズ１８０を用いることによって、ｆθレンズ１８０の光軸から離れた位置に配置されたマイクロ流路１６０に対しても、強度を低下させることなく、レーザ光ＬＡを照射することができる。このようにすることで、マイクロ流路１６０が複数本ある場合であっても、いずれのマイクロ流路１６０に対しても、強度を均一に近づけて、レーザ光を照射することができる。
【０１０８】
上述したように、この第４の実施の形態においても、光源１０として、パルスレーザ光を発するもの、すなわち、間歇的にレーザ光を発するものを用いる。このため、上述したガルバノミラー１９０の反射鏡１９２を回転させる制御は、光源１０からパルスレーザ光が発せられていないときに行う必要がある。
【０１０９】
上述した反射鏡１９２の回転制御のために、光源１０が有するＱスイッチを利用する。Ｑスイッチは、光源１０においてレーザ光の発生を止めるシャッターとして機能するもので、このＱスイッチを制御することによって、レーザ光の点灯状態又は消灯状態を定めることができ、光源１０からパルスレーザ光を発することができる。上述したガルバノミラー１９０の電動モータを制御する制御手段は、このＱスイッチを制御する信号を得ることで、光源１０からパルス光が発せられているか否かを判断することができる。パルス光が発せられていないと判別したときに、反射鏡１９２の電動モータを駆動することで、反射鏡１９２を所望する角度に変更することができる。
【０１１０】
また、光源１０のＱスイッチを利用しない場合には、光源１０からマイクロ流路１６０へ至るまでの光路に、光源１０から発せられたパルスレーザ光の強度を検出する検出手段、例えば、フォトダイオード等を設けることによって、光源１０からパルスレーザ光が発せられているか否かを判断することができる。この場合には、ガルバノミラー１９０の電動モータを制御する制御手段は、パルスレーザ光の強度を検出する検出手段から検出信号を得ることで、パルスレーザ光が発せられているか否かを判断できる。
【０１１１】
＜＜＜第５の実施の形態＞＞＞
図８は、６本のマイクロ流路１６０の直上にシリンドリカルレンズ１７０を配置し、シリンドリカルレンズ１７０の上方にガルバノミラー１９０を配置した態様の概略を示す断面図である。なお、この第５の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、光源１０（図示せず）として、パルスレーザ光を発するもの、すなわち間歇的にレーザ光を発するものを用いる。
【０１１２】
図８に示した６本のマイクロ流路１６０は、第２の実施の形態のものと同様のものであり、同一の符号を付した。すなわち、マイクロ流路導入部１５０（図示せず）に、６本のマイクロ流路１６０が接続されて、マイクロ流路導入部１５０が、マイクロ流路１６０と連通するようにされている。なお、図６に示した６本のマイクロ流路１６０の各々は、第１の実施の形態のマイクロ流路６０と同様の大きさ及び形状を有する。
【０１１３】
また、第１の実施の形態と同様に、マイクロ流路導入部１５０には、供給部２０（図示せず）が接続され、ポンプ４０（図示せず）によって、供給部２０に収容された有機物含有懸濁液がマイクロ流路導入部１５０に供給される。さらに、６本のマイクロ流路１６０の各々には、第１の実施の形態と同様に、回収部７０（図示せず）が接続されており、６本のマイクロ流路１６０で、レーザ光が照射された有機物は、回収部７０に排出される。
【０１１４】
さらに、６つのシリンドリカルレンズ１７０は、第３の実施の形態と同様のものであり、同一の符号を付した。さらに、ガルバノミラー１９０は、第４の実施の形態と同様のものであり、同一の符号を付した。
【０１１５】
ガルバノミラー１９０の制御は、第４の実施の形態と同様に行う。このように、ガルバノミラー１９０によって、６本のマイクロ流路１６０のうちの選択された１つのマイクロ流路１６０に対して、光源１０から発せられたレーザ光を照射するので、レーザ光の強度を低下させることなく、マイクロ流路１６０にレーザ光を照射することができる。
【０１１６】
また、シリンドリカルレンズ１７０を用いたので、６本のマイクロ流路１６０の各々の上面１６２の長手方向に沿うように、光源１０から発せられたレーザ光ＬＡを集光させて、光源１０から発せられたレーザ光ＬＡを、効率よく有機物に照射することができる。
【０１１７】
＜＜＜第６の実施の形態＞＞＞
図９は、マイクロ流路導入部５０の開口５４に接続されたマイクロ流路２６０を、マイクロ流路２６２とマイクロ流路２６４との２つに分岐した態様の概略を示す平面図である。マイクロ流路導入部５０に、マイクロ流路２６０が接続されて、マイクロ流路導入部５０が、マイクロ流路２６０と連通するようにされている。なお、この第６の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、光源１０（図示せず）として、パルスレーザ光を発するもの、すなわち間歇的にレーザ光を発するものを用いる。
【０１１８】
図９に示すように、マイクロ流路２６２の流入端２６６には、８本の細孔２６８が形成されている。マイクロ流路２６２とマイクロ流路２６４とは、８本の細孔２６８が形成されている箇所やその近傍を除いて、第１の実施の形態のマイクロ流路６０と同様の形状を有する。
【０１１９】
また、第１の実施の形態と同様に、マイクロ流路導入部５０には、供給部２０（図示せず）が接続され、ポンプ４０（図示せず）によって、供給部２０に収容された有機物含有懸濁液がマイクロ流路導入部５０に供給される。
【０１２０】
上述したマイクロ流路２６２の細孔２６８の各々の表面は、疎水性又は親水性のうちのいずれか一方の材料が塗布されている。他方のマイクロ流路２６４は、マイクロ流路２６２の流入端２６６に隣接するように形成されている。
【０１２１】
マイクロ流路２６２の細孔２６８の各々の表面に親水性の材料を塗布した場合には、有機物含有懸濁液内で生じた気泡が、マイクロ流路２６２に流入することを防止することができる。このようにしたことにより、マイクロ流路２６２には、有機物含有懸濁液のみを流入させることができ、マイクロ流路２６４に気泡を導くことができる。この場合には、図９の破線の円で示した領域ＬＲ１をレーザ光の照射領域とする。このようにすることで、気泡に妨げられることなく、レーザ光を有機物に的確に照射することができる。この場合には、マイクロ流路２６２に、第１の実施の形態と同様の回収部７０（図示せず）が接続されており、マイクロ流路２６２で、レーザ光が照射された有機物は、回収部７０に排出される。
【０１２２】
一方、マイクロ流路２６２の細孔２６８の各々の表面に疎水性の材料を塗布した場合には、有機物含有懸濁液内で生じた気泡をマイクロ流路２６２の細孔２６８に引き寄せることができる。このようにしたことにより、マイクロ流路２６２に気泡を導くことができ、マイクロ流路２６４に有機物含有懸濁液のみを流入させることができる。この場合には、図９の破線の円で示した領域ＬＲ２をレーザ光の照射領域とする。この場合にも、気泡に妨げられることなく、レーザ光を有機物に的確に照射することができる。この場合には、マイクロ流路２６４に、第１の実施の形態と同様の回収部７０（図示せず）が接続されており、マイクロ流路２６４で、レーザ光が照射された有機物は、回収部７０に排出される。
【０１２３】
なお、マイクロ流路２６２の隣り合う細孔２６４同士の間隔は、細孔２６４の間に、有機物含有懸濁液を通過させるか、または気泡を通過させるかに応じて定めればよい。また、図９に示した例では、マイクロ流路２６２とマイクロ流路２６４とのなす角が略直角になる場合を示したが、この角度に限られず、気泡の大きさや、有機物の種類や大きさや、有機物の流速等に応じて角度を定めればよい。
【０１２４】
＜＜＜第７の実施の形態＞＞＞
図１０は、マイクロ流路６０にペルチェ素子３１０を設けた態様の概略を示す側面図である。なお、この第７の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、光源１０（図示せず）として、パルスレーザ光を発するもの、すなわち間歇的にレーザ光を発するものを用いる。
【０１２５】
図１０に示したマイクロ流路６０は、第１の実施の形態のマイクロ流路６０と同様の大きさ及び形状を有する。マイクロ流路導入部５０に、マイクロ流路６０が接続されて、マイクロ流路導入部５０が、マイクロ流路６０と連通するようにされている。
【０１２６】
また、第１の実施の形態と同様に、マイクロ流路導入部５０には、供給部２０（図示せず）が接続され、ポンプ４０（図示せず）によって、供給部２０に収容された有機物含有懸濁液がマイクロ流路導入部５０に供給される。さらに、マイクロ流路６０には、第１の実施の形態と同様に、回収部７０（図示せず）が接続されており、マイクロ流路６０で、レーザ光が照射された有機物は、回収部７０に排出される。
【０１２７】
ペルチェ素子３１０は、マイクロ流路６０の外側から、マイクロ流路６０を流動する有機物含有懸濁液を冷却するためのものである。マイクロ流路６０では、照射領域ＬＲで、レーザ光が有機物に照射されるため、この照射によって、有機物の温度が上昇し、有機物を変質させる可能性がある。このため、ペルチェ素子３１０によって、流動する有機物含有懸濁液を冷却することで、有機物が変質することを防止することができる。
【０１２８】
また、ペルチェ素子３１０は、２種類の金属の接合部に電流を流すことによって、一方の金属から他方の金属へ熱を移動させて冷却するものであるので、可動部を要しない。このため、ペルチェ素子３１０をマイクロ流路６０に取り付けてもマイクロ流路６０を振動させたり変形させたりすることがないので、レーザ光の照射領域が移動したり変動したりすることがなく、レーザ光をマイクロ流路６０に的確に照射することができる。また、ペルチェ素子３１０は、可動部を要しないので、マイクロ流路６０に直接取り付けることができるので、冷却効果を高めることができる。
【０１２９】
なお、図１０に示した例では、冷却手段として、ペルチェ素子を用いる例を示したが、他の冷却手段を用いてもよい。所望する温度や、冷却能力等に応じて適宜選択することができる。
【０１３０】
＜＜＜第８の実施の形態＞＞＞
図１１は、マイクロ流路４６０の壁面にポンプ４７０を設けた態様の概略を示す平面図である。なお、この第８の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、光源１０（図示せず）として、パルスレーザ光を発するもの、すなわち間歇的にレーザ光を発するものを用いる。
【０１３１】
図１１に示すように、マイクロ流路４６０の壁面には、流出口４７２と流入口４７４とからなる開口４７６が形成されている。流出口４７２と流入口４７４との間には、流路４７８が設けられ、流出口４７２と流入口４７４とが連通するようにされている。図１１に示したマイクロ流路４６０は、開口４７６が形成されている箇所を除いて、第１の実施の形態のマイクロ流路６０と同様の大きさ及び形状を有する。マイクロ流路導入部５０に、マイクロ流路４６０が接続されて、マイクロ流路導入部５０が、マイクロ流路４６０と連通するようにされている。
【０１３２】
マイクロ流路４６０の開口４７６に接続されている流路４７８には、ポンプ４７０が設けられている。ポンプ４７０を駆動することによって、マイクロ流路４６０を流動している有機物含有懸濁液を、流入口４７４に流入させることができる。流入口４７４から流入された有機物含有懸濁液は、流路４７８内を移動し、流出口４７２から排出されて、再びマイクロ流路４６０に戻る。このとき、流出口４７２から排出される有機物含有懸濁液の流速が、マイクロ流路４６０の壁面の近傍を流動していた有機物含有懸濁液の流速よりも大きくなるように、ポンプ４７０を駆動する。このようにすることで、マイクロ流路４６０の壁面の近傍を流動している有機物含有懸濁液の流速を増やすことができる。
【０１３３】
上述したように、マイクロ流路４６０を流れる有機物の流速は、マイクロ流路４６０の壁面近傍が最も遅く、マイクロ流路４６０の中心近傍が最も速くなるような速度分布が生ずる傾向がある（図４（ｂ）参照）。このような速度分布が生じた場合であっても、ポンプ４７０を駆動することによって、マイクロ流路４６０の壁面の近傍を流動している有機物の流速を増やすことができ、マイクロ流路４６０へ流入させた有機物の流速分布を一様に近づけた後に、照射領域ＬＲでレーザ光を照射することで、微細化された後の有機物の大きさに不均一化が生ずることを防止することができる。
【０１３４】
なお、上述した例では、マイクロ流路４６０の壁面に１つの開口４７６を形成したものを示したが、有機物含有懸濁液の種類や大きさや流速、レーザ光を照射する位置等に応じて、複数の開口を設けてもよい。
【０１３５】
＜＜＜第９の実施の形態＞＞＞
図１２は、有機物含有懸濁液を円弧状のマイクロ流路５６０に沿って流動させ、レーザ光をマイクロ流路５６０に沿うように照射する態様を示す斜視図である。この第９の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、光源１０（図示せず）として、パルスレーザ光を発するもの、すなわち間歇的にレーザ光を発するものを用いる。
【０１３６】
マイクロ流路５６０は、円弧状の形状を有する。マイクロ流路５６０の円弧の接線に対して垂直な面に沿った断面の形状は、マイクロ流路６０と同様に略正方形である。この正方形の一辺の長さＭＬも、有機物の直径の１．１倍〜２００倍とするのが好ましい。このようにすることで、マイクロ流路６０における有機物の流れを円滑にすることができ、有機物によって、マイクロ流路６０が閉塞されることを防止して、有機物へのレーザ光の照射を的確に行うことができる。なお、図１２では、簡略化して示すために、マイクロ流路５６０は、１本の実線で示した。
【０１３７】
マイクロ流路５６０は、基台５７０に固定されている。マイクロ流路５６０の一部には、流入流路５７２と流出流路５７４とが接続されている。流入流路５７２には流入口５７６が形成され、流出流路５７４には流出口５７８が形成されている。
【０１３８】
流入口５７６には、図１に示したマイクロ流路導入部５０（図示せず）が接続されており、流出口５７８には、図１に示した回収部７０（図示せず）が接続されている。このようにすることで、流入口５７６から流入した有機物含有懸濁液は、円弧状のマイクロ流路５６０内を流動し、流出口５７８から排出される。
【０１３９】
マイクロ流路５６０の上方には、導光部５８０と光源１０とが配置されている。上述したように、光源１０は、第１の実施の形態と同様のもので、パルスレーザ光、すなわち間歇的にレーザ光を発する。
【０１４０】
導光部５８０は、回転可能に支持台（図示せず）に設けられている。導光部５８０の回転中心と、マイクロ流路５６０の円弧の中心とが、一致するように、導光部５８０は、支持台に配置されている。導光部５８０には、導光部５８０を回転させるための電動モータ（図示せず）が設けられている。電動モータを駆動することで、時計回り又は反時計回り（図１２に示した矢印ＲＢ）に、所定の回転速度で回転することができる。
【０１４１】
導光部５８０の上面には、２つのプリズム５８２と５８４とが向かい合うように設けられている。プリズム５８２は、導光部５８０の回転中心を含むように配置されている。プリズム５８４の下部には、開口（図示せず）が形成されており、この開口を介してレーザ光を通過させることができる。プリズム５８４の開口の下方に、マイクロ流路５６０が位置するように、プリズム５８４は、導光部５８０に配置されている。
【０１４２】
導光部５８０の上方には、光源１０が配置されている。光源１０は、光源１０から発せられたレーザ光が、導光部５８０の回転中心に向かうように、支持台（図示せず）に設けられている。
【０１４３】
光源１０から発せられたレーザ光は、下方の導光部５８０の回転中心に向かって進行し、プリズム５８２の上面に入射する。プリズム５８２の上面に入射したレーザ光は、プリズム５８２の斜面によって反射されて、プリズム５８２の側面から射出される。プリズム５８２の側面から射出されたレーザ光は、プリズム５８４の側面に入射し、プリズム５８４の斜面によって反射されて、プリズム５８４の下面から射出される。プリズム５８４の下面から射出されたレーザ光は、下方に向かって進行し、プリズム５８４の下方に位置するマイクロ流路５６０に照射される。
【０１４４】
このようにすることで、レーザ光によってマイクロ流路５６０が照射される位置は、マイクロ流路５６０の円弧に沿って移動することになり、マイクロ流路５６０内を流動している有機物を所定の時間だけ照射することができる。
【０１４５】
マイクロ流路５６０を流動する有機物の流速や、導光部５８０の回転速度や回転方向は、有機物の種類や大きさや、微細化したときの有機物の大きさ等に応じて、適宜定めればよい。
【０１４６】
また、上述した例では、２つのプリズムを用いて、光源１０から発せられたレーザ光をマイクロ流路５６０に導くものを示したが、ミラー等の他の光学素子を用いて、マイクロ流路５６０にレーザ光を導くようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明に係る微細化装置１００の概略を示す図である。
【図２】光源１０から発するレーザ光のパルス幅と強度とを示すグラフである。
【図３】マイクロ流路導入部５０とマイクロ流路６０との概略を示す拡大斜視図である。
【図４】マイクロ流路導入部５０とマイクロ流路６０との断面を示す断面図（ａ）と、マイクロ流路導入部５０とマイクロ流路６０との間に遷移部６４を設けたときの断面を示す断面図（ｂ）とである。
【図５】マイクロ流路導入部１５０に６本のマイクロ流路１６０を接続した場合の拡大斜視図である。
【図６】６本のマイクロ流路１６０の直上にシリンドリカルレンズ１７０を配置した態様を示す断面図である。
【図７】６本のマイクロ流路１６０の直上に１つのｆθレンズ１８０を配置し、ｆθレンズ１８０の上方にガルバノミラー１９０を配置した態様を示す断面図である。
【図８】６本のマイクロ流路１６０の直上にシリンドリカルレンズ１７０を配置し、シリンドリカルレンズ１７０の上方にガルバノミラー１９０を配置した態様を示す断面図である。
【図９】マイクロ流路導入部５０の開口５４に接続されたマイクロ流路２６０を、マイクロ流路２６２とマイクロ流路２６４との２つに分岐した態様を示す平面図である。
【図１０】マイクロ流路２６０にペルチェ素子を設けた態様を示す側面図である。
【図１１】マイクロ流路４６０の壁面にポンプ４７０を設けた態様を示す平面図である。
【図１２】有機物含有懸濁液を円弧状のマイクロ流路５６０に沿って流動させ、レーザ光をマイクロ流路５６０に沿うように照射する態様を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１０  光源
４０  ポンプ（流動手段）
５０、１５０  マイクロ流路導入部
６０、１６０、２６０、４６０、５６０  マイクロ流路
６４  遷移部
１００  微細化装置
【図１】
2007301534.tif 000003
【図２】
2007301534.tif 000004
【図３】
2007301534.tif 000005
【図４】
2007301534.tif 000006
【図５】
2007301534.tif 000007
【図６】
2007301534.tif 000008
【図７】
2007301534.tif 000009
【図８】
2007301534.tif 000010
【図９】
2007301534.tif 000011
【図１０】
2007301534.tif 000012
【図１１】
2007301534.tif 000013
【図１２】
2007301534.tif 000014