(57)【要約】【課題】液体の前進および停止を任意のタイミングで制御することが可能な、コンパクトな流路チップ１００を提供する。【解決手段】流路チップ１００は、第１開放路１１２、第２開放路１１３、第１導入路１０２、第１合流路１０３、及び、第１交差位置と第２交差位置との間、あるいは、第２交差位置に配設され、第１導入路１０２および第１合流路１０３から流路１１４へ導入される液体の流れを制御するバルブ１４１を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が注入される主流路を基板中に有する流路チップであって、
大気開放され、かつ、上記主流路の一端側に連通する、上記基板中に形成された第１開放路と、
大気開放され、かつ、上記主流路の他端側に連通する、上記基板中に形成された第２開放路と、
上記主流路に連通し、上記主流路に液体を導入することが可能な第１導入路と、
上記第１導入路と上記第１開放路との間で上記主流路に連通し、上記主流路に液体を導入することが可能な第２導入路と、
上記主流路内であって、上記主流路と上記第１導入路とが交差する第１交差位置と上記主流路と上記第２導入路とが交差する第２交差位置との間、および、上記第２交差位置の少なくともいずれかに配設され、上記第１導入路および上記第２導入路から上記主流路へ導入される液体の流れを制御する第１液体制御部と、
を備えることを特徴とする流路チップ。
【請求項２】
上記第１液体制御部は、エレクトロウェッティングバルブであることを特徴とする請求項１に記載の流路チップ。
【請求項３】
上記第１液体制御部は、液体の流れを光の照射によって制御する光バルブであることを特徴とする請求項１に記載の流路チップ。
【請求項４】
上記第２開放路の内部または近傍に、上記主流路内を流れる液体を吸収する吸収体を有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の流路チップ。
【請求項５】
上記第１導入路から上記主流路への液体の流れを遮断する第１遮断部を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の流路チップ。
【請求項６】
上記第１遮断部は、気泡を発生させる第１気泡発生部と、発生した気泡の上記主流路への流入を防止する第１流入防止部と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の流路チップ。
【請求項７】
上記第１流入防止部は、発生した気泡の上記主流路への流入を防止する、複数の柱状ピラーであることを特徴とする請求項６に記載の流路チップ。
【請求項８】
上記第１流入防止部は、発生した気泡の上記主流路への流入を、流路面積の狭窄、あるいは、流路面積の拡大により防止することを特徴とする請求項６に記載の流路チップ。
【請求項９】
上記第１流入防止部は、発生した気泡の上記主流路への流入を、流路の接触角度変化、あるいは、流路の表面粗さ変化により防止することを特徴とする請求項６に記載の流路チップ。
【請求項１０】
上記第１遮断部は、電気、熱、光、磁力、および外力の少なくとも何れかによって上記主流路を変形させることを特徴とする請求項５に記載の流路チップ。
【請求項１１】
上記第１導入路および上記第２導入路は、上記主流路に液体を導入する共通の第１液体導入口を有することを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の流路チップ。
【請求項１２】
上記第１開放路と上記第２導入路との間に、さらに、
上記主流路に連通し、上記主流路に液体を導入することが可能な第３導入路と、
上記第３導入路と上記第１開放路との間で上記主流路に連通し、上記主流路に液体を導入することが可能な第４導入路と、
上記主流路内であって、上記主流路と上記第３導入路とが交差する第３交差位置と上記主流路と上記第４導入路とが交差する第４交差位置との間、および、上記第４交差位置の少なくともいずれかに配設され、上記主流路における液体の流れを制御する第２液体制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１から１１の何れか１項に記載の流路チップ。
【請求項１３】
上記第２液体制御部は、エレクトロウェッティングバルブであることを特徴とする請求項１２に記載の流路チップ。
【請求項１４】
上記第２液体制御部は、液体の流れを光の照射によって制御する光バルブであることを特徴とする請求項１２に記載の流路チップ。
【請求項１５】
上記第３導入路から上記主流路への液体の流れを遮断する第２遮断部を備えることを特徴とする請求項１２から１４の何れか１項に記載の流路チップ。
【請求項１６】
上記第２遮断部は、気泡を発生させる第２気泡発生部と、発生した気泡の上記主流路への流入を防止する第２流入防止部と、を含むことを特徴とする請求項１５に記載の流路チップ。
【請求項１７】
上記第２流入防止部は、発生した気泡の上記主流路への流入を防止する、複数の柱状ピラーであることを特徴とする請求項１６に記載の流路チップ。
【請求項１８】
上記第２流入防止部は、発生した気泡の上記主流路への流入を、流路面積の狭窄、あるいは、流路面積の拡大により防止することを特徴とする請求項１６に記載の流路チップ。
【請求項１９】
上記第２流入防止部は、発生した気泡の上記主流路への流入を、流路の接触角度変化、あるいは、流路の表面粗さ変化により防止することを特徴とする請求項１６に記載の流路チップ。
【請求項２０】
上記第２遮断部は、電気、熱、光、磁力、および外力の少なくとも何れかを用いることを特徴とする請求項１５に記載の流路チップ。
【請求項２１】
上記第３導入路および上記第４導入路は、上記主流路に液体を導入する共通の第２液体導入口を有することを特徴とする請求項１２から２０の何れか１項に記載の流路チップ。
【請求項２２】
上記主流路に液体が存在するかどうかを検知する少なくとも１つの検知手段を備えることを特徴とする請求項１から２１の何れか１項に記載の流路チップ。
【請求項２３】
上記検知手段は、２つの以上の電極を有しており、その電極間に電圧を印加したときの、当該電極間で変化する電流値変化、あるいは、インピーダンス変化を検知することによって、上記主流路内に液体が存在するかどうかを検知することを特徴とする請求項２２に記載の流路チップ。
【請求項２４】
上記主流路内に、上記主流路を流れる液体中に含まれる特定物質の含有量を検出する検出手段を備えることを特徴とする請求項１から２３に記載の流路チップ。
【請求項２５】
上記主流路を流れる液体中に含まれる特定の物質に対して所定の反応を生じさせるための反応手段を備えることを特徴とする請求項１から２４に記載の流路チップ。
【請求項２６】
請求項５から１０に記載の流路チップに送液する送液装置であって、
上記流路チップが、上記主流路に液体が存在するかどうかを検知する少なくとも１つの検知手段を備えるときに、
上記検知手段が検知した信号に基づいて、上記第１遮断部の動作を制御する第１遮断動作制御手段を備えることを特徴とする送液装置。
【請求項２７】
請求項１５から２０に記載の流路チップに送液する送液装置であって、
上記流路チップが、上記主流路に液体が存在するかどうかを検知する少なくとも１つの検知手段を備えるときに、
上記検知手段が検知した信号に基づいて、上記第２遮断部の動作を制御する第２遮断動作制御手段を備えることを特徴とする送液装置。
【請求項２８】
請求項５から１０の何れか１項に記載の流路チップと、請求項２６に記載の送液装置とを含むことを特徴とする送液システム。
【請求項２９】
請求項１５から２０の何れか１項に記載の流路チップと、請求項２７に記載の送液装置とを含むことを特徴とする送液システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の前進および停止を任意のタイミングで制御することが可能な、コンパクトな流路チップ、送液装置、及び送液システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、病院のベッドサイドや家庭内などの患者に近いところで実施される臨床検査ＰＯＣＴ（Point Of Care Testing）に対する関心が高まっている。ＰＯＣＴであれば、検査結果を迅速に患者の治療に活かすことができるとともに、質の高い治療を患者に提供することができる。そのため、ＰＯＣＴを実施するためには、簡便な操作によって迅速な分析を行うことが可能な小型の分析装置が必要となる。
【０００３】
ここで、医療分野、生化学分野、アレルゲンなどの測定を行う必要がある分野等において広く使用される分析方法として免疫分析法がある。従来の免疫分析法は、実施に際して大型の機器を必要とする。また、免疫分析法は、操作が煩雑であるため、分析に１日以上の時間を必要とする。このため、従来の免疫分析法をＰＯＣＴに適用することはできない。
【０００４】
この問題を解決するために、近年、基板中に横断面の小さな流路（例えば、マイクロメートルオーダー）を形成するとともに、当該流路内に抗体等を固定化したチップ（例えば、マイクロ分析チップ）が開発され、実用化されつつある。
【０００５】
上記チップは、検体等を含む液体をチップ内の反応部や検出部へ導くとともに、当該液体を反応部や検出部の下流側へ送液するための送液手段を備えている必要がある。
【０００６】
このようなチップに使用可能な送液手段としては、マイクロポンプを利用する送液手段を挙げることができる。例えば、特許文献１は、微細加工技術を用いて、装置内にマイクロポンプを組み込む技術を開示している。マイクロポンプを用いれば、確実な送液が行える。
【０００７】
一方、多数のポンプを設けずに、流路と液体との間に生じる毛細管現象（界面張力）を利用し、できるだけ簡素な構造で実現できる送液手段も用いられている。これらの方式は、ポンプを必要としないため、特許文献１に記載の技術と比較して、チップのコンパクト化を図り易いという利点がある。
【０００８】
例えば、特許文献２は、流路の下流側に設置された吸収体（例えば、多孔質体など）の液体吸収能力を利用して、チップに対して送液を行う技術を開示している。また、特許文献３は、流路を２つに分岐させ、一方の流路で液体を停止させ、もう一方の流路から流れてきた液体と合流させることで送液を再開させる技術を開示している。また、特許文献４は、毛細管現象によって送液する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１２８９０６号公報（２００８年６月５日公開）
【特許文献２】特開２００１−８８０９６号公報（２００１年４月３日公開）
【特許文献３】特開２００４−２２５９１２号公報（２００４年８月１２日公開）
【特許文献４】特開２００６−２２０６０６号公報（２００６年８月２４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、チップを用いて分析を行うには、流路内で所定の反応などを行わせる必要がある。そのためには、サンプル液、反応用溶液、洗浄用溶液および検出用溶液などの複数種類の液体を、各溶液に応じた様式にて流路内を移動させることが必要である。
【００１１】
例えば、サンプル液および反応用溶液に関しては、反応を十分に進行させるために、反応を生じさせる領域で流れを一時的に停止または減速させることが好ましい。洗浄用溶液に関しては、洗浄効果を高めるため、または他の液を希釈させないために、反応を生じさせる領域や検出を行う領域の外へ流し出すことが好ましい。
【００１２】
この点、特許文献１に記載の技術は、マイクロポンプを用いて確実な送液制御を行う技術を開示しているものの、チップ内へマイクロポンプを組み込むために高度で複雑な加工技術を必要とするという問題点を有する。また、特許文献１に記載の技術は、チップ内にマイクロポンプを収容するためのスペースが必要であるとともに、チップ内にマイクロポンプを駆動するための様々な構成を収容するためのスペースが必要である。そのため、特許文献１に記載の技術は、チップのコンパクト化を図り難いという問題点を有する。
【００１３】
また、特許文献２に記載の吸収体を用いる流路チップでは、液体の前進および停止を制御することができない。吸収体を用いた従来の送液技術は、分析操作者の意図に関わりなく、流路から液体が流去してしまったり、流路内に液体が溜まったりする。そのため、特許文献２の流路チップは、反応や測定を安定に行い難いという問題点を有する。
【００１４】
また、特許文献３に記載の技術は、二つに分かれた流路での液体の移動に時間差を設けることで、液体を一定時間停止させている。しかしながら、特許文献３に記載の技術は、液体が停止する時間が設計した流路形状に依存しており、任意の時間の間、液体を停止することができない。また、停止時間が送液に必要な時間と比較して長い場合は、流路の設計が困難である。
【００１５】
特許文献４に記載の技術は、エレクトロウエッティングバルブを用いるため、液体の流れの停止および前進の制御を一回しか行うことができず、停止から前進へ制御した後に再び液体の流れを停止させるといった複雑な制御ができない。従って、特許文献４に記載された装置を用いて液体の流れの停止および前進の制御を複数回行う場合は、装置またはエレクトロウエッティングバルブを複数個用いる必要があり、やはり、コンパクト化を図り難いという問題点は解決されない。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、液体の前進および停止を任意のタイミングで制御することが可能な、コンパクトな流路チップ等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る流路チップは、上記の課題を解決するために、液体が注入される主流路を基板中に有する流路チップであって、大気開放され、かつ、上記主流路の一端側に連通する、上記基板中に形成された第１開放路と、大気開放され、かつ、上記主流路の他端側に連通する、上記基板中に形成された第２開放路と、上記主流路に連通し、上記主流路に液体を導入することが可能な第１導入路と、上記第１導入路と上記第１開放路との間で上記主流路に連通し、上記主流路に液体を導入することが可能な第２導入路と、上記主流路内であって、上記主流路と上記第１導入路とが交差する第１交差位置と上記主流路と上記第２導入路とが交差する第２交差位置との間、あるいは、上記第２交差位置に配設され、上記第１導入路および上記第２導入路から上記主流路へ導入される液体の流れを制御する第１液体制御部と、を備えることを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、たとえば第１導入路および第２導入路に液体が充填されると、第２導入路に充填された液体を第１液体制御部により停止させ、第１導入路に進入した液体を主流路に進入させることができる。このとき、主流路に進入した液体は、外気に開放された第１開放路および第２開放路に分かれて進み、第１開放路側へ進んだ液体は第１液体制御部により停止する。一方、第２開放路側へ進んだ液体を、水頭圧の低下と流路内の抵抗により設定した位置で停止させることができる。
【００１９】
この状態において、任意のタイミングで第１液体制御部を動作させると、第２導入路からの液体と第１導入路からの液体とが合流する。そして、第１導入路から導入された液体は第２導入路からの液体の自重および水頭圧により、再び主流路を進む。
【００２０】
このように、上述した制御を一例として、第１液体制御部の動作によって、移動を停止していた液体を再び任意のタイミングで移動させることができ、液体の前進および停止を複雑に制御することができる。
【００２１】
さらに、本発明に係る流路チップは、主流路内であって、上記主流路と上記第１導入路とが交差する第１交差位置と上記主流路と上記第２導入路とが交差する第２交差位置との間、あるいは、上記第２交差位置に配設され、上記第１導入路および上記第２導入路から上記主流路へ導入される液体の流れを制御する第１液体制御部を備える構成である。
【００２２】
したがって、流露チップに第１液体制御部を組み込むために高度で複雑な加工技術を必要とせず、コンパクトな流路チップ等を実現することができる。
【００２３】
このように、本発明に係る流路チップは、液体の前進および停止を任意のタイミングで制御することが可能な、コンパクトな流路チップを提供することができる。
【００２４】
また、本発明に係る流路チップでは、上記第１液体制御部は、エレクトロウェッティングバルブであってよい。
【００２５】
上記構成によれば、エレクトロウェッティングバルブによって、つまり、外部からの電気信号によって、上記主流路内の液体の流れが制御される。
【００２６】
それゆえ、第１液体制御部を簡易な構成で実現することができる。
【００２７】
また、本発明に係る流路チップでは、上記第１液体制御部は、液体の流れを光の照射によって制御する光バルブである構成であってよい。
【００２８】
上記構成によれば、上記第１液体制御部は、光バルブによって実現できる。したがって、外部からの光の照射によって親疎水性が変化する領域を光バルブとし、その光バルブを光の照射で作動させることができる。
【００２９】
それゆえ、第１液体制御部を簡易な構成で実現することができる。
【００３０】
また、本発明に係る流路チップは、上記第２開放路の内部または近傍に、上記主流路内を流れる液体を吸収する吸収体を有する構成であってよい。
【００３１】
上記構成によれば、本発明に係る流路チップは、主流路内の液体を吸収体に吸収させ、主流路内の液を排出（吸収）することができる。
【００３２】
これにより、本発明に係る流路チップは、極めてコンパクトに、液体の排出を含む液体の前進および停止を任意のタイミングで制御することができる。
【００３３】
また、本発明に係る流路チップは、上記第１導入路から上記主流路への液体の流れを遮断する第１遮断部を備える構成であってよい。
【００３４】
上記構成によれば、主流路内に導入する液体を予め第１導入路および第２導入路に導入（注入）したうえで、２つ以上の液体の前進および停止を、任意のタイミングで、かつ、より多様なバリエーションで制御することができる。
【００３５】
また、本発明に係る流路チップでは、上記第１遮断部は、気泡を発生させる第１気泡発生部と、発生した気泡の上記主流路への流入を防止する第１流入防止部と、を含む構成であってよい。
【００３６】
上記構成によれば、第１気泡発生部が気泡を発生させることで液体を分断でき、さらに、その気泡を、第１流入防止部によって停止させることができる。
【００３７】
それゆえ、本発明に係る流路チップは、主流路内への気泡の進入を防止しつつ、主流路への液体の流入を停止させることができる。
【００３８】
また、本発明に係る流路チップでは、上記第１流入防止部は、発生した気泡の上記主流路への流入を防止する、複数の柱状ピラーである構成であってよい。
【００３９】
また、本発明に係る流路チップは、上記第１流入防止部は、発生した気泡の上記主流路への流入を、流路面積の狭窄、あるいは、流路面積の拡大により防止する構成であってよい。
【００４０】
また、本発明に係る流路チップは、上記第１流入防止部は、発生した気泡の上記主流路への流入を、流路の接触角度変化、あるいは、流路の表面粗さ変化により防止する構成であってよい。
【００４１】
上記各構成によれば、第１気泡発生部が発生させた気泡により生じる気体と液体との界面張力が、第１流入防止部において、他の部分よりも効果的に働かせることができる。つまり、上記各構成によって、主流路内への気泡の進入を防止しつつ、主流路への液体の流入を停止させることができる。
【００４２】
また、本発明に係る流路チップは、上記第１遮断部は、電気、熱、光、磁力、および外力の少なくとも何れかによって上記主流路を変形させる構成であってよい。
【００４３】
上記構成によれば、電気、熱、光、磁力、および外力の少なくとも何れかによって主流路自体を単純に変形させて主流路内の液を封鎖できるため、上記第１導入路から上記主流路への液体の流れを容易に遮断することができる。
【００４４】
上記第１導入路および上記第２導入路は、上記主流路に液体を導入する共通の第１液体導入口を有する構成であってよい。
【００４５】
上記構成によれば、上記第１導入路および上記第２導入路に導入される液体を共通化することができる。
【００４６】
また、本発明に係る流路チップは、上記第１開放路と上記第２導入路との間に、さらに、上記主流路に連通し、上記主流路に液体を導入することが可能な第３導入路と、上記第３導入路と上記第１開放路との間で上記主流路に連通し、上記主流路に液体を導入することが可能な第４導入路と、上記主流路内であって、上記主流路と上記第３導入路とが交差する第３交差位置と上記主流路と上記第４導入路とが交差する第４交差位置との間、あるいは、上記第４交差位置に配設され、上記主流路における液体の流れを制御する第２液体制御部と、を備える構成であってよい。
【００４７】
上記構成によれば、例えば次のような液体の流れの制御が可能となる。
【００４８】
まず、第２合流路に導入された液体を第１液体制御部により停止させ、第４導入路に導入された液体を第２液体制御部により停止させることができる。その一方で、第１導入路に導入された液体を、液体の自重や表面張力の作用により主流路に進入させる。
【００４９】
このとき、主流路に進入した液体は、外気に開放された第１開放路および第２開放路に分かれて進み、第１開放路側へ進んだ液体は、第１液体制御部により停止する。一方、第２開放路側へ進んだ液体を、設定した位置で停止させる。
【００５０】
その後、任意のタイミングで第１液体制御部を動作させると、第２合流路の液体と主流路内の液体とが合流する。そして、主流路内の液体は、第２合流路からの液体の自重および水頭圧により、再び主流路内を進む。
【００５１】
次に、主流路内を進んだ液体が吸収体に達すると、吸収体が液体を吸収し主流路内の液が排出される。
【００５２】
そして、任意のタイミングで第３導入路に液体を導入すると、液体は主流路に進入する。その液体は、外気に開放された第１開放路側および第２開放路側に分かれて進み、第１開放路側へ進んだ液体は第２液体制御部により停止する。そして、第２開放路側へ進む液体は、設定した位置で停止しうる。
【００５３】
続いて、任意のタイミングで第２液体制御部を動作させると、第４導入路の液体と主流路の液体が合流する。次に、主流路の液体は、第４導入路からの液体の自重および水頭圧により、再び主流路内を進む。そして、主流路内を進む液体が吸収体に達すると、吸収体が液体を吸収し、主流路内の液体が排出される。
【００５４】
このように、流路チップは、上述した制御を一例として、移動を停止していた２つ以上の液体を再び任意のタイミングで移動させ、移動後の液体を排出させることができる。
【００５５】
ここで、第２液体制御部は、第１液体制御部と同一のプロセスで作製できるものであり、外部からの電気信号によって第２液体制御部を作動させることもできるため、簡易な構成により本発明に係る流路チップを実現することができる。
【００５６】
また、本発明に係る流路チップは、上記第２液体制御部は、エレクトロウェッティングバルブである構成であってよい。
【００５７】
上記構成によれば、エレクトロウェッティングバルブによって、つまり、外部からの電気信号によって、上記主流路内の液体の流れが制御される。
【００５８】
それゆえ、第１液体制御部を簡易な構成で実現することができる。
【００５９】
また、本発明に係る流路チップは、上記第２液体制御部は、液体の流れを光の照射によって制御する光バルブである構成であってよい。
【００６０】
上記構成によれば、上記第１液体制御部は、光バルブによって実現できる。したがって、外部からの光の照射によって親疎水性が変化する領域を光バルブとし、その光バルブを光の照射で作動させることができる。
【００６１】
それゆえ、第１液体制御部を簡易な構成で実現することができる。
【００６２】
また、本発明に係る流路チップは、上記第３導入路から上記主流路への液体の流れを遮断する第２遮断部を備える構成であってよい。
【００６３】
上記構成によれば、主流路内に導入する液体を予め第３導入路および第４導入路に導入（注入）したうえで、第１動作制御部との協働により、２つ以上の液体の前進および停止を、任意のタイミングで、かつ、より多様なバリエーションで制御することができる。
【００６４】
また、本発明に係る流路チップは、上記第２遮断部は、気泡を発生させる第２気泡発生部と、発生した気泡の上記主流路への流入を防止する第２流入防止部と、を含む構成であってよい。
【００６５】
上記構成によれば、第２気泡発生部が気泡を発生させることで液体を分断でき、さらに、その気泡を、第２流入防止部によって停止させることができる。
【００６６】
それゆえ、本発明に係る流路チップは、主流路内への気泡の進入を防止しつつ、主流路への液体の流入を停止させることができる。
【００６７】
また、本発明に係る流路チップは、上記第２流入防止部は、発生した気泡の上記主流路への流入を防止する、複数の柱状ピラーである構成であってよい。
【００６８】
また、本発明に係る流路チップは、上記第２流入防止部は、発生した気泡の上記主流路への流入を、流路面積の狭窄、あるいは、流路面積の拡大により防止する構成であってよい。
【００６９】
また、本発明に係る流路チップは、上記第２流入防止部は、発生した気泡の上記主流路への流入を、流路の接触角度変化、あるいは、流路の表面粗さ変化により防止する構成であってよい。
【００７０】
上記各構成によれば、第２気泡発生部が発生させた気泡により生じる気体と液体との界面張力が、第２流入防止部において、他の部分よりも効果的に働かせることができる。つまり、上記各構成によって、主流路内への気泡の進入を防止しつつ、主流路への液体の流入を停止させることができる。
【００７１】
また、本発明に係る流路チップは、上記第２遮断部は、電気、熱、光、磁力、および外力の少なくとも何れかを用いる構成であってよい。
【００７２】
上記構成によれば、電気、熱、光、磁力、および外力の少なくとも何れかによって主流路自体を単純に変形させて主流路内の液を封鎖できるため、上記第１導入路から上記主流路への液体の流れを容易に遮断することができる。
【００７３】
また、本発明に係る流路チップは、上記第３導入路および上記第４導入路は、上記主流路に液体を導入する共通の第２液体導入口を有する構成であってよい。
【００７４】
また、本発明に係る流路チップは、上記主流路に液体が存在するかどうかを検知する少なくとも１つの検知手段を備える構成であってよい。
【００７５】
上記構成によれば、検知手段によって主流路内への液の有無を検知することができ、液体の位置を把握することができる。さらに、検知手段が複数存在すれば、より正確に液体の位置を把握することができる。
【００７６】
また、本発明に係る流路チップは、上記検知手段は、２つの以上の電極を有しており、その電極間に電圧を印加したときの、当該電極間で変化する電流値変化、あるいは、インピーダンス変化を検知することによって、上記主流路内に液体が存在するかどうかを検知する構成であってよい。
【００７７】
上記構成によれば、主流路内への液の有無を電気的な信号として検知することができ、より簡易かつ正確に検知手段を提供することができる。
【００７８】
また、本発明に係る流路チップは、上記主流路内に、上記主流路を流れる液体中に含まれる特定物質の含有量を検出する検出手段を備える構成であってよい。
【００７９】
上記構成によれば、上記主流路内で液体中に含まれる特定物質の含有量を検出することができ、外部での検出の手間を省くことができる。
【００８０】
また、本発明に係る流路チップは、上記主流路を流れる液体中に含まれる特定の物質に対して所定の反応を生じさせるための反応手段を備える構成であってよい。
【００８１】
上記構成によれば、上記主流路内で所定の反応を生じさせることができ、外部での反応工程を省略することができる。
【００８２】
また、本発明に係る送液装置は、上記何れかの流路チップに送液する送液装置であって、
上記流路チップが、上記主流路に液体が存在するかどうかを検知する少なくとも１つの検知手段を備えるときに、
上記検知手段が検知した信号に基づいて、上記第１遮断部の動作を制御する第１遮断動作制御手段を備える構成であってよい。
【００８３】
また、本発明に係る送液装置は、上記何れかに記載の流路チップに送液する送液装置であって、上記流路チップが、上記主流路に液体が存在するかどうかを検知する少なくとも１つの検知手段を備えるときに、上記検知手段が検知した信号に基づいて、上記第２遮断部の動作を制御する第２遮断動作制御手段を備える構成であってよい。
【００８４】
上記構成によれば、本発明に係る送液装置は、第１および第２遮断動作制御手段流路チップの検知手段と協働して、流路チップの第１（第２）遮断部を動作させることができ、より的確な流路チップの制御を実現することができる。
【００８５】
また、本発明に係る送液システムは、上記何れかに記載の流路チップと、上記送液装置とを含む構成であってよい。
【００８６】
上記構成によれば、本発明に係る送液システムは、上記流路チップおよび上記送液装置を含むため、液体の前進および停止を任意のタイミングで制御することが可能な、コンパクトな流路チップを有するシステムを実現することができる。
【発明の効果】
【００８７】
本発明に係る流路チップは、以上のように、大気開放され、かつ、上記主流路の一端側に連通する、上記基板中に形成された第１開放路と、上記第１開放路とは異なる通液路であって、大気開放され、かつ、上記主流路の他端側に連通する、上記基板中に形成された第２開放路と、上記主流路に連通し、上記主流路に液体を導入することが可能な第１導入路と、上記第１導入路と上記第１開放路との間で上記主流路に連通し、上記主流路に液体を導入することが可能な第２導入路と、上記主流路と上記第２導入路とが交差する位置に配置され、上記主流路における、上記第１導入路および上記第２導入路から上記主流路へ導入される液体の流れを制御する第１液体制御部と、を備える構成である。
【００８８】
それゆえ、液体の前進および停止を任意のタイミングで制御することが可能な、コンパクトな流路チップ等を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本実施の形態に係る流路チップの平面図である。
【図２】本実施の形態に係る流路チップの概略断面図である。
【図３】本実施の形態に係る送液システムの概略ブロック図を示す。
【図４】本実施の形態に係る流路チップでの液体の流れを説明するための図である。
【図５】他の実施の形態に係る流路チップの平面図である。
【図６】他の実施の形態に係る流路チップの断面図である。
【図７】他の実施の形態に係る流路チップでの液体の流れを説明するための図である。
【図８】さらに他の実施の形態に係る流路チップの平面図である。
【図９】さらに他の実施の形態に係る流路チップでの液体の流れを説明するための図である。
【図１０】さらに他の実施の形態に係る流路チップでの液体の流れを説明するための図である。
【図１１】さらに他の実施の形態に係る流路チップの平面図である。
【図１２】さらに他の実施の形態に係る流路チップでの液体の流れを説明するための図である。
【図１３】さらに他の実施の形態に係る流路チップでの液体の流れを説明するための図である。
【図１４】さらに他の実施の形態に係る流路チップの平面図である。
【図１５】トラップ部としての柱状のピラーを示す図である。
【図１６】トラップ部としての第１導入路内の狭窄部を示す図である。
【図１７】トラップ部としての表面粗さの異なる領域の例を示す図である。
【図１８】トラップ部としてのピラーおよび狭窄部の例を示す図である。
【図１９】さらに他の実施の形態に係る流路チップでの液体の流れを説明するための図である。
【図２０】さらに他の実施の形態に係る流路チップの平面図である。
【図２１】さらに他の実施の形態に係る流路チップの平面図である。
【図２２】さらに他の実施の形態に係る流路チップの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００９０】
以下、図面を参照しつつ、本実施の形態に係る送液システム、流路チップ、及び送液装置について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。また、後述する各実施の形態によって得られる効果も、同一の効果については説明を繰り返さない。
【００９１】
まず、本願発明に係る送液システム１を図３により説明する。図３は、送液システム１の概略ブロック図を示す。図示するように、送液システム１は、少なくとも、流路チップ１００、及び送液装置２００を備える。なお、送液システム１は、流路チップ１００の代わりに、後述する流路チップ１３０等の流路チップを備えていてもよい。
流路チップ１００等は、環境中の微粒子量、血液、唾液、尿中に含まれている特定の成分（例えば抗原、抗体、酵素、基質、サイトカイン等）に関連する物理量を計測することが可能なチップである。送液装置２００は、流路チップ１００が各種計測に必要とする検液等を、流路チップ１００に供給するものである。
【００９２】
なお、流路チップ１００と送液装置２００とは、互いに通信可能に有線および／または無線で接続されていてよい。
【００９３】
〔流路チップについて〕
〔実施の形態１〕
次に、本実施の形態に係る流路チップを図１等を用いて説明する。図１は、流路チップ１００の平面図である。
【００９４】
図示するように、流路チップ１００は、第１開放路１１２と、第２開放路１１３と、流路（主流路）１１４と、第１導入路１０２と、第１液体導入口１２１と、第１合流路（第２導入路）１０３と、第２液体導入口１２２と、バルブ（第１液体制御部）１４１とを備える。以下、各部詳細について説明する。
【００９５】
〔流路１１４〕
流路１１４を図２により説明する。図２は、流路チップ１００の概略断面図である。
【００９６】
図２に示すように、本実施の形態では、溝が設けられている第２基板１１１と第１基板１１０とを重ね合わせることによって流路１１４が形成されている（第１基板１１０および第２基板１１１については後述）。
【００９７】
流路１１４の形成方法は特に限定されず、流路１１４は、互いに対向して配置される基板の間に形成された空洞によって形成されてもよいし、または、基板の内部を掘削した空洞によって形成されてもよいし、基板の内部に管を配置することによって形成されてもよい。
【００９８】
なお、本実施の形態および後述する種々の実施の形態では、第１開放路１１２と第２開放路１１３とを接続する流路１１４を主流路と称することもある。また、流路が分岐している場合や流路が複数存在する場合などには、液体が導入された後に、その液体の流路１１４への進行・停止が制御されることとなる流路を導入流路と称することもある。また、導入流路から導入された液体と合流（混合）するための液体が導入される経路を合流路と称することもある。
【００９９】
主流路、導入流路、合流路等は、流路チップに設けられる流路の一部分であって、排出部および液体受け部の形態に応じてその形状を変化させうる。また、流路１１４は、送液対象である液体を毛細管現象によって送液できるものが好ましい。
【０１００】
（毛細管現象について）
ここで、毛細管現象による送液について説明する。
【０１０１】
一般に、流路の横断面形状（流路における液体の流れ方向に垂直な断面形状）が円形状であって、この流路の壁面（液体が接する表面）が均一（例えば、同一の材料で構成されている）である場合、液体に作用する圧力（毛細管現象による送液の圧力）Ｐは、気体−液体界面の界面張力をσ、流路の壁面の接触角をθ、流路の半径をｒとするとき、次の式１によって示される。
【０１０２】
Ｐ＝２σｃｏｓθ／ｒ・・・（式１）
式１において、Ｐの値が正である場合には、液体は流路内の空間を進むことができ、Ｐの値が０または負である場合には、液体は流路内の空間を進むことができない。ここで、σおよびｒはともに正の値であるため、毛細管現象によって送液する（Ｐの値を正とする）ためには、流路の表面においてｃｏｓθが正である必要がある。つまり、水を溶媒とする液体の場合には、流路面（流路の表面）が親水性であるときに、毛細管現象によって液体を流すことができる。
【０１０３】
なお、流路面に疎水性部分が存在していてもよい。親水性、疎水性の両方の特性が並存する場合には、それぞれの界面張力の和によって、流路内に生じる毛細管現象が決定されるため、界面張力の和が親水性（ｃｏｓθが正）となるようにすればよい。
【０１０４】
ここで、親水性とは、比抵抗が１８ｍΩ・ｃｍよりも大きい純水（２５℃）を用いて、１気圧、２５℃の条件で測定した接触角が９０°未満である場合を表す。疎水性とは、上記純水の接触角が９０°以上である場合を表す。ただし、接触角の送液方向に作用する成分である余弦（コサイン）は、９０°付近で大きく変動するため、送液機能を安定して確保するという観点から、純水に対する接触角が８５°以下であることがより好ましく、接触角が７５°以下であることがさらに好ましく、接触角が６０°以下であることが最も好ましい。
【０１０５】
また、流路１１４は、毛細管現象が生じる程度の大きさであればよい。例えば、流路１１４の横断面の幅および高さは、０．１μｍ〜１０ｍｍであることが好ましく、１０μｍ〜１ｍｍであることがより好ましい。
【０１０６】
〔第１基板１１０および第２基板１１１〕
第１基板１１０および第２基板１１１に用いる材料は、流路チップの目的や用途等に応じて選択すればよく、特に限定されない。例えば、光学的な検出を行う場合には光学的な特性・特徴を考慮し、電気的な検出を行う場合には電気絶縁性を考慮し、溝等の微細加工を必要とする場合には加工し易さを考慮して、それぞれの用途に適した材料を選択すればよい。
【０１０７】
後述する吸収体に吸収させる液体が水である場合には、第１基板１１０および第２基板１１１の少なくとも一方に、親水性の材料を用いるか、又は親水化処理を行うことが好ましい。親水化処理方法としては、例えば、親水処理剤処理、プラズマ処理、ＵＶ処理、親水性膜のコーティング、表面粗さの制御等が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１０８】
また、光学的な操作（検出、バルブ等）を行う場合には、第１基板１１０および第２基板１１１の少なくとも一方に透明または半透明の材料を用いることが好ましい。このような透明または半透明な材料としては、ガラス、石英、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、フィルム等が挙げられる。具体的には、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂またはスチレン系樹脂が、透明性や成型性の観点から好ましい。また、光による励起発光が特に少ないプラスチック材料として、ポリメチルメタクリレートの水素原子をフッ素原子に置換したフッ化ポリメチルメタクリレート等のフッ素系のプラスチック材料や、触媒や安定剤等の添加剤に非蛍光材料を用いたポリメチルメタクリレート等が挙げられ、これらを、第１基板１１０および第２基板１１１の少なくとも一方に用いることが可能である。
【０１０９】
電気的な操作（検出、バルブ等）を行う場合には、流路１１４や第１基板１１０、第２基板１１１の表面に電極を形成する必要があるため、第１基板１１０および第２基板１１１の材料は、電極を形成することが可能な材料を用いることが好ましい。電極の形成が可能な材料としては、ガラス、石英、シリコン等が挙げられ、これらは、生産性および再現性の観点から好ましい材料である。なお、凹凸面に電極を形成することは難しいため、流路用の溝等の凹凸が形成されていない基板（本実施の形態では第２基板１１１）に電極を形成するのが好ましい。
【０１１０】
第１基板１１０、第２基板１１１の厚さは特に限定されない。例えば、０．１〜１０ｍｍでありうる。更に具体的には、第１基板１１０の厚さを０．５ｍｍ、第２基板１１１の厚さを２ｍｍとしてもよい。
【０１１１】
また、本実施の形態では、第１基板１１０の厚さが０．５ｍｍであって、第１基板１１０に形成される溝の深さ（流路１１４の横断面の長さに相当）は、５０μｍの深さであってもよい。当該溝の深さは、毛細管現象によって送液できる程度の深さであればよく、例えば、５μｍ〜５００μｍ程度の深さで形成することが好ましい。なお、当該溝は、第１基板をエッチング、切削等の機械的な加工、ホットエンボス法、金型成形法等で形成することができる。
【０１１２】
流路１１４を形成する溝は、その断面形状（液体を送液する方向に対して垂直な面における断面形状）が矩形となるように形成されうる。当該断面形状は、毛細管現象を生じ得る形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、円形状、楕円形状、半円状、逆三角形状等であってもよい。
【０１１３】
〔第１開放路１１２、第２開放路１１３〕
第１開放路１１２は、一端が大気開放され、他端が流路１１４の一端側に連通し、第２基板１１１中に形成されている。第２開放路１１３は、第１開放路１１２とは異なる通液路であって、一端が大気開放され、他端が流路１１４の一端側に連通し、第２基板１１１中に形成されている。第１開放路１１２および第２開放路１１３を形成する孔の形状は特に限定されず、例えば直径０．５ｍｍ〜１０ｍｍの円筒形とすることができる。
【０１１４】
〔第１導入路１０２、第１合流路１０３〕
第１導入路１０２は、一端が大気開放され、他端が流路１１４に連通し、第２基板１１１中に形成されている。第１導入路１０２から流路１１４へ液体を注入するには、第１液体導入口１２１から液体を注入すればよい。第１合流路１０３は、一端が大気開放され、他端が流路１１４に連通し、第２基板１１１中に形成されている。第１合流路１０３から流路１１４へ液体を注入するには、第２液体導入口１２２から液体を注入すればよい。第１開放路１１２および第２開放路１１３を形成する孔の形状は特に限定されない。
【０１１５】
また、図１においては、第１開放路１１２、第１合流路１０３、第１導入路１０２、第２開放路１１３の順序で流路１１４に連通しているが、必ずしもこの順序に限られない。
【０１１６】
〔バルブ１４１〕
図１に示すように、バルブ１４１は、流路１１４内であって、流路１１４と第１導入路１０２とが交差する位置（第１交差位置）と流路１１４と第１合流路１０３とが交差する位置（第２交差位置）との間、あるいは、第２交差位置に配設され、第１導入路１０２および第１合流路１０３から流路１１４へ導入される液体の流れを制御する。より具体的に、バルブ１４１は、第１導入路１０２から第１開放路１１２への液体の流れ、および、第１合流路１０３から流路１１４への液体の流れを停止し、また、停止状態の液体を前進に切り替える、といった役割を有する。
【０１１７】
つまり、バルブ１４１は、流路１１４、および第１合流路１０３における液体の流れを停止させることができる。流路１１４内に設けられたバルブ１４１は、流路１１４内の第１開放路１１２方向への液体の流れを停止させ、第１合流路１０３内に設けられたバルブ１４１は、第１合流路１０３内の流路１１４方向への液体の流れを停止させる。２つの方向からの流れを停止させる効果を有したバルブ１４１は共通のバルブでも良いし、あるいは、共通でなく個別に設けてもよい。バルブ１４１は、液体を停止している状態から液体が流れる状態に切り替えることができ、液体が流れる状態に切り替えることで、２つの方向からの液体を合流させることができる。
【０１１８】
バルブ１４１としては特に限定されないが、例えば、エレクトロウエッティングバルブ、あるいは、光バルブを使用することが可能である。
【０１１９】
また、バルブ１４１は、流路１１４の壁面に疎水性領域を設け、かつ、当該疎水性領域よりも流路１１４の上流側に押圧部を設け、当該押圧部に対して外部から圧力を加えることよって流路１１４内の液体を、疎水性領域を越えて送り出す構成とすることができる。
【０１２０】
また、バルブ１４１としては、流路１１４の壁面に疎水性領域を設け、上記疎水性領域よりも流路の上流側の流路１１４内に、液体を電気分解して泡を発生させる電極部を設け、当該電極部における電気分解によって生じる泡の圧力によって、疎水性領域を越えて液体を送り出す構成とすることも可能である。
【０１２１】
エレクトロウエッティングバルブは、電圧を印加しない状態では疎水性であり、電圧を印加することによって電極表面の接触角が親水側に変化し、当該変化によって、停止していた液体を前進させるバルブである。
【０１２２】
このようなエレクトロウエッティングバルブは、液体の停止状態と前進状態とを切り替える作用電極と、参照電極とを備える構成であればよい。作用電極および参照電極の材料は特に限定されるものではなく、一般的な導電性の材料を用いることができる。例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミニウム、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ニッケル、チタンまたはクロムなどを使用することが可能である。
【０１２３】
エレクトロウエッティングバルブに液体の停止機能を付与するために、作用電極の表面には、例えば、テトラフルオロエチレン膜等の疎水性膜、または、親水性のきわめて低い膜（例えば、電極用金属の自然酸化膜など）が設けられていることが好ましい。
【０１２４】
このように、エレクトロウエッティングバルブは、金属電極あるいは金属電極上に誘電体膜を形成された作用電極であって、さらに、電圧を印加するための参照電極を備え、作用電極と参照電極間に電圧を印加することで、作用電極上の濡れ性が変化することにより作動する。上記構成によれば、合流バルブ部に電極を設け、外部からの電気信号によって合流バルブを作動させるため、簡易な構成を実現できる。
【０１２５】
光バルブとしては、光触媒（例えば、酸化チタンなど）と、光触媒によって分解される疎水性有機物とを、バルブとなる領域に形成した構成を挙げることが可能である。このような光バルブでは、光触媒に対して紫外線などの光を照射することにより、光触媒によって疎水性有機物が分解されて接触角が低下する結果、停止していた液体を前進状態に切り替えることができる。
【０１２６】
光触媒としては、様々な光触媒膜を用いることが可能である。当該光触媒膜は、スパッタリング法またはリフトオフ法などにより、例えば、第２基板１１１に対して酸化チタン膜をパターニングすることによって形成できる。また、チタン膜を同様に成膜して、その後に熱処理や化学処理等を行い、チタン膜を酸化させて酸化チタン膜とする方法を用いてもよい。酸化チタンの初期状態の疎水性を向上させるためには、有機単分子膜等を酸化チタン表面に形成することが好ましく、オクタデシルトリクロロシランなどを用いることができる。また。第１基板１１０には光触媒と反応する光が透過する材料を用いる。
【０１２７】
上記構成によれば、外部からの光の照射によって親疎水性が変化する領域を光バルブとし、光バルブに光を照射することでバルブを作動させるため、簡易な構成を実現できる。
【０１２８】
また、エレクトロウエッティングバルブおよび光バルブの停止機能を付与させる目的で、後述する柱状のピラー、流路の内の他の部分とは異なる形状、又は狭窄部からなる部分を設けることもできる。
【０１２９】
上述したバルブ１４１の構成は、流路チップ１００内に設けられる、あらゆるバルブとして採用し得る。このとき、上述した流路は、各バルブが設けられる流路に置き換えて考えればよい。また、本発明では、あらゆる流路にバルブを設けることが可能である。
【０１３０】
〔流路チップ１００での液体の流れ〕
次に、流路チップ１００での液体の流れを図４に説明する。図４は、流路チップ１００での液体の流れを説明するための図である。
【０１３１】
まず、第１導入路１０２および第１合流路１０３に液体が充填されると、第１合流路１０３に充填された液体はバルブ１４１により停止し、第１導入路１０２に進入した液体は流路１１４に進入する（図４（ａ））。
【０１３２】
次に、流路１１４に進入した液体は、外気に開放された第１開放路１１２および第２開放路１１３に分かれて進み、第１開放路１１２側へ進んだ液体はバルブ１４１により停止する（図４（ｂ））。
【０１３３】
一方、第２開放路１１３側へ進んだ液体は、水頭圧の低下と流路内の抵抗により設定した位置で停止する（図４（ｃ））。
【０１３４】
そして、任意のタイミングでバルブ１４１を動作させると、第１合流路１０３からの液体と第１導入路１０２からの液体とが合流する（図４（ｄ））。
【０１３５】
その後、第１導入路１０２から導入された液体は第１合流路１０３からの液体の自重および水頭圧により、再び流路１１４を進む（図４（ｅ））。
【０１３６】
このように、バルブ１４１の動作によって、つまり、バルブ１４１の濡れ性が変化することによって、毛細管力による移動を停止していた液体を再び任意のタイミングで移動させることができ、液体の前進および停止を複雑に制御することができる。
【０１３７】
また、上記構成によれば、第１導入路１０２に導入された液体が流路１１４に移動するに従って水頭圧が低下するため、導入される液体の量、流路１１４および第１導入路１０２の長さ等を設計することで停止させる動作を実現することができる。
【０１３８】
〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２を図５等により説明する。
【０１３９】
図５は、流路チップ１３０の平面図である。図６は、流路チップ１３０の概略断面図である。流路チップ１３０は、第２開放路１１３内に吸収体１３１が設けられている点に特徴があり、これ以外の構成は、実施の形態１と同様である。以下、各構成について説明する。
【０１４０】
〔吸収体〕
流路チップ１３０では、第２開放路１１３の内部に吸収体１３１が設けられる。この吸収体１３１は、その一部あるいは全てが、流路１１４内に配置されうる。吸収体１３１は、毛細管現象によって液体を吸収することが可能な構造物である。このような構造物としては、繊維、多孔質の材料、および、それらの材料の少なくとも一方を含んだ構造物等を挙げることが可能である。
【０１４１】
さらに、具体的には、繊維材料（例えば、コットン等の植物繊維、羊毛等の動物繊維、ガラス繊維、化学繊維など）または多孔質材料（例えば、モレキュラーシーブス（ゼオライト）、炭酸カルシウム、多孔質樹脂、レジストなど）が挙げられる。吸収体１３１の材料自体の親水性が低い場合には、材料に対して親水化処理を行うことによって、吸収体１３１の親水性を増加させることが可能である。親水化処理としては、例えば、親水処理剤処理、プラズマ処理、ＵＶ処理、親水性膜のコーティング、表面粗さの制御等を挙げることができるが、これらに限定されない。
【０１４２】
〔流路１１４と吸収体１３１との配置〕
吸収体１３１は、第２開放路１１３内に、あるいは、流路１１４内に、もしくは、その組み合わせによって配置されてよい。
【０１４３】
〔流路チップ１３０での液体の流れ〕
次に、流路チップ１３０での液体の流れを図７に説明する。図７は、流路チップ１３０での液体の流れを説明するための図である。
【０１４４】
第１導入路１０２および第１合流路１０３に液体が充填されると、第１合流路１０３に進入した液体はバルブ１４１により停止し、第１導入路１０２に進入した液体は流路１１４に進入する（図７（ａ））。
【０１４５】
次に、流路１１４に進入した液体は、外気に開放された第１開放路１１２および第２開放路１１３に分かれて進み、第１開放路１１２側へ進んだ液体はバルブ１４１により停止する（図７（ｂ））。
【０１４６】
一方、第２開放路１１３側へ進む液体は、水頭圧の低下と流路内の抵抗により設定した位置で停止する（図７（ｃ））。
【０１４７】
そして、任意のタイミングでのバルブ１４１を動作させると、第１合流路１０３からの液体と第１導入路１０２からの液体とが合流する（図７（ｄ））。
【０１４８】
その後、第１導入路１０２から導入された液体は、第１合流路１０３からの液体の自重および水頭圧により、再び流路１１４を進む（図７（ｅ））。
【０１４９】
そして、流路１１４内を進む液体が吸収体１３１に達すると、吸収体１３１が液体を吸収し、流路１１４内の液を排出（吸収）する（図７（ｆ））。
【０１５０】
このように、流路チップ１３０は、毛細管力による移動を停止していた液体を再び任意のタイミングで移動させ、移動後の液体を排出させることができる。
【０１５１】
〔実施の形態３〕
次に、実施の形態３を図８等により説明する。
【０１５２】
図８は、流路チップ１５０の平面図である。流路チップ１５０と流路チップ１００とでは、以下の点に構成上の相違がある。つまり、流路チップ１５０は、流路チップ１００の第２開放路１１３内に吸収体１３１を備える。また、流路チップ１５０は、第１合流路１０３と第１開放路１１２との間に、第２導入路１０４、第３液体導入口１２３、第２合流路（第４導入路）１０５、第４液体導入口１２４、およびバルブ（第２液体制御部）１４２を備える。
【０１５３】
バルブ１４２は、流路１１４内であって、流路１１４と第２導入路１０４とが交差する位置（第３交差位置）と流路１１４と第２合流路１０５とが交差する位置（第４交差位置）との間、あるいは、第４交差位置に配設され、流路１１４における液体の流れを制御する。
【０１５４】
なお、吸収体１３１は、実施の形態２の吸収体１３１と同様の形態である。また、第２導入路１０４は第１導入路１０２と、第２合流路１０５は第１合流路１０３と、第２のバルブ１４２はバルブ１４１と同様の形態であってよい。
【０１５５】
〔流路チップ１５０での液体の流れ〕
次に、流路チップ１５０での液体の流れを図９、図１０に説明する。図９は、流路チップ１５０での液体の流れを説明するための図である。また、図１０は、流路チップ１５０での液体の流れを説明するための図である。
【０１５６】
まず、第１合流路１０３に導入された液体はバルブ１４１により停止し、第２合流路１０５に導入された液体はバルブ１４２により停止する。一方、第１導入路１０２に導入された液体は、液体の自重や表面張力の作用により流路１１４に進入する（図９（ａ））。
【０１５７】
次に、流路１１４に進入した液体は、外気に開放された第１開放路１１２および第２開放路１１３に分かれて進み、第１開放路１１２側へ進んだ液体は、バルブ１４１により停止する（図９（ｂ））。一方、第２開放路１１３側へ進んだ液体は、設定した位置で停止する（図９（ｃ））。
【０１５８】
その後、任意のタイミングでバルブ１４１を動作させると、第１合流路１０３の液体と流路１１４内の液体とが合流する（図９（ｄ））。
【０１５９】
そして、流路１１４内の液体は、第１合流路１０３からの液体の自重および水頭圧により、再び流路１１４内を進む（図９（ｅ））。
【０１６０】
次に、流路１１４内を進んだ液体が吸収体１３１に達すると、吸収体１３１が液体を吸収し流路１１４内の液を排出する（図９（ｆ））。
【０１６１】
そして、任意のタイミングで第２導入路１０４に液体を導入すると、液体は流路１１４に進入する。その液体は、外気に開放された第１開放路１１２側および第２開放路１１３側に分かれて進み、第１開放路１１２側へ進んだ液体はバルブ１４２により停止する（図９（ｇ））。
【０１６２】
そして、第２開放路１１３側へ進む液体は、設定した位置で停止する（図９（ｈ））。
【０１６３】
続いて、任意のタイミングでバルブ１４２を動作させると、第２合流路１０５の液体と流路１１４の液体が合流する（図１０（ａ））。
【０１６４】
次に、流路１１４の液体は、第２合流路１０５からの液体の自重および水頭圧により、再び流路１１４内を進む（図１０（ｂ））。
【０１６５】
そして、流路１１４内を進む液体が吸収体１３１に達すると、吸収体１３１が液体を吸収し、流路１１４内の液を排出する（図１０（ｃ））。
【０１６６】
つまり、流路チップ１５０は、毛細管力による移動を停止していた２つ以上の液体を再び任意のタイミングで移動させ、移動後の液体を排出させることができる。
【０１６７】
ここで、バルブ１４２は、バルブ１４１と同一のプロセスで作製できるものであり、外部からの電気信号によってバルブ１４２を作動させることもできるため、簡易な構成により流路チップ１５０を実現することができる。
【０１６８】
〔実施の形態４〕
次に、実施の形態４を図１１等により説明する。
【０１６９】
図１１は、流路チップ１５５の平面図である。流路チップ１５５と実施の形態３に係る流路チップ１５０とは、以下の点に構成上の相違がある。つまり、流路チップ１５５は、流路チップ１５０の第２導入路１０４から流路１１４に向かう液体を停止する第３のバルブ１５６を備えたことに特徴があり、これ以外の構成は、流路チップ１５０と同様である。
【０１７０】
〔流路チップ１５５での液体の流れ〕
次に、流路チップ１５５での液体の流れを図１２、図１３に説明する。図１２は、流路チップ１５５での液体の流れを説明するための図である。また、図１３は、流路チップ１５５での液体の流れを説明するための図である。
【０１７１】
まず、第１合流路１０３に導入された液体はバルブ１４１により停止し、第２合流路１０５に導入された液体はバルブ１４２により停止する。また、第２導入路１０４に導入された液体はバルブ１５６により停止し、第１導入路１０２に導入された液体は、液体の自重や表面張力の作用により、流路１１４に進入する（図１２（ａ））。
【０１７２】
次に、流路１１４に進入した液体は、外気に開放された第１開放路１１２および第２開放路１１３に分かれて進み、第１開放路１１２側へ進んだ液体はバルブ１４１により停止する（図１２（ｂ））。
【０１７３】
続いて、第２開放路１１３側へ進む液体は、設定した位置で停止する（図１２（ｃ））。
【０１７４】
そして、任意のタイミングでバルブ１４１を動作させると、第１合流路１０３の液体と流路１１４内の液体とが合流する（図１２（ｄ））。
【０１７５】
その後、流路１１４内の液体は、第１合流路１０３からの液体の自重および水頭圧により、再び流路１１４内を進む（図１２（ｅ））。
【０１７６】
そして、流路１１４内を進む液体が吸収体１３１に達すると、吸収体１３１が液体を吸収し流路１１４内の液を排出する（図１２（ｆ））。
【０１７７】
次に、任意のタイミングでバルブ１５６を動作させると、液体は流路１１４に進入する。その進入した液体は、外気に開放された第１開放路１１２側および第２開放路１１３側に分かれて進み、第１開放路１１２側へ進んだ液体はバルブ１４２により停止する（図１２（ｇ））。一方、第２開放路１１３側へ進んだ液体は、設定した位置で停止する（図１２（ｈ））。
【０１７８】
そして、任意のタイミングでバルブ１４２を動作させると、第２合流路１０５の液体と流路１１４の液体とが合流する（図１３（ａ））。
【０１７９】
続いて、流路１１４の液体は、第２合流路１０５からの液体の自重および水頭圧により、再び流路１１４内を進む。（図１３（ｂ））。
【０１８０】
そして、流路１１４内を進む液体が吸収体１３１に達すると、吸収体１３１が液体を吸収し流路１１４内の液を排出する（図１３（ｃ））。
【０１８１】
つまり、流路チップ１５５は、毛細管力による移動を停止していた２つ以上の液体を再び任意のタイミングで移動させ、移動後の液体を排出させることができる。
【０１８２】
〔実施の形態５〕
次に、実施の形態１の変形例である実施の形態５を図１４等により説明する。
【０１８３】
図１４は、流路チップ１６０の平面図である。流路チップ１６０と流路チップ１００とは、以下の点で構成上の相違がある。つまり、流路チップ１６０は、第１導入路１０２の内部または流路１１４と交差する位置に、液体を遮断する第１遮断部１６１を設けていることに特徴があり、これ以外の構成は、流路チップ１００と同様である。
【０１８４】
〔第１遮断部１６１〕
流路チップ１６０は、第１導入路１０２内に、液体を遮断する第１遮断部１６１を設けている。その第１遮断部１６１は、液体を分断する界面または壁を形成することにより、液体を分断または遮断する。つまり、第１遮断部１６１は、液体の流れを制御するバルブとして機能する。
【０１８５】
第１遮断部１６１の形成には、液体内に気泡を発生させ、液体を分断する方法を使用することが可能である。気泡としては、液体を電気分解して泡を発生させる電極部（気泡発生部）を設け、当該電極部における電気分解によって生じる泡を利用することができる。電極の材料は特に限定されるものではなく、一般的な導電性の材料を用いることができる。例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミニウム、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ニッケル、チタンまたはクロムなどを使用することが可能である。また、電気分解に利用する電極は、エレクトロウエッティングバルブで利用する電極を用いることもできる。
【０１８６】
電気分解以外の方法としては、熱による方法、外部から気体を注入する方法等があるが、液体内に気体との界面を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。
【０１８７】
気泡発生を利用した第１遮断部１６１には、発生した気泡を流路１１４側への進入を防止するトラップ部（流入防止部）１６２を設けてよい。そのトラップ部１６２は、図１５から図１８に記載する種々の態様で実現することができる。
【０１８８】
図１５は、トラップ部としての柱状のピラー１６２ａを示す図である。図示する構成によれば、気泡の発生により生じる気体と液体の界面張力が、ピラー１６２ａにおいて他の部分よりも効果的に働かせることができるため、簡易な構成で液体の進行を停止させることができる。
【０１８９】
図１６は、トラップ部としての第１導入路１０２内の狭窄部１６２ｂを示す図である。図示する構成によれば、気泡の発生により生じる気体と液体の界面張力が、狭窄部１６２ｂにおいて他の部分よりも効果的に働かせることができるため、簡易な構成で液体の進行を停止させることができる。
【０１９０】
図１７は、トラップ部としての表面粗さの異なる領域１６２ｃの例を示す図である。図示する構成によれば、気泡の発生により生じる気体と液体の界面張力が、表面粗さまたは接触角度の異なる領域１６２ｃにおいて他の部分よりも効果的に働かせることができるため、簡易な構成で液体の進行を停止させることができる。
【０１９１】
図１８は、トラップ部としてのピラーおよび狭窄部１６２ｄの例を示す図である。なお、図１８に示すトラップ部は、エレクトロウエッティングバルブおよび光バルブの停止機能を付与させる目的で、ピラー状の形状、流路１１４の内の他の部分とは異なる形状、又は狭窄部からなる部分を設けるものである。また、図１８では、トラップ部としてのピラーおよび狭窄部１６２ｄは第１合流路１０３に設けられている点で、図１５等のトラップ部とは異なる。本実施の形態では、このように、トラップ部１６２は、第１導入路１０２および第１合流路１０３の何れにも配設されうる。
【０１９２】
これら各図に示すように、導入流路内の他の部分とは異なる形状、表面状態、又は狭窄部にすることができる。つまり、急拡大や急縮小などの形状の変化する領域、接触角度の異なる領域や表面粗さの異なる領域、他の流路よりも狭い流路の組み合わせやピラーなどの柱状の構造物を配置した流路などを設けることで、液体中の気体をトラップ部１６２で停止させることができる。なお、これらのトラップ構造は、液体を分断させる遮断部の構成としては必ずしも必要ではない。
【０１９３】
第１遮断部１６１の形成には、第１遮断部１６１に対して外部から圧力を加えることよって流路内の壁等を変形させ、液を遮断する方法を利用することが可能である。
【０１９４】
外部からの圧力を加える方法以外の方法としては、熱により変形または溶解する方法、熱または光により液体の一部または全部を固体化して固める方法がある、これらの構成によれば、流路１１４自体を単純に変形させて流路１１４内の液を封鎖して遮断することができる。ただし、液体の流れを物理的に遮断する方法であれば特に限定されるものではない。
【０１９５】
本発明では、あらゆる形態の流路チップの流路に第１遮断部１６１を設けてよく、実施の形態３の第２導入路１０４内に第１遮断部１６１を設けてもよい。
【０１９６】
このように、流路チップ１６０は、気泡の発生により液体を分断することができ、さらに気泡をトラップ部１６２で停止させることができるため、流路１１４内に気泡が進入することを防ぐことができ、かつ、流路１１４への液体の浸入を停止させることができる。
【０１９７】
〔流路チップ１６０での液体の流れ〕
次に、流路チップ１６０での液体の流れを図１９に説明する。図１９は、流路チップ１６０での液体の流れを説明するための図である。
【０１９８】
まず、第１合流路１０３に導入された液体はバルブ１４１により進行が停止し、第１導入路に導入された液体は、液体の自重や表面張力の作用により、流路１１４に進入する（図１９（ａ））。
【０１９９】
次に、流路１１４に進入した液体は、外気に開放された第１開放路１１２および第２開放路１１３に分かれて進み、第１開放路１１２側へ進んだ液体はバルブ１４１により停止する（図１９（ｂ））。
【０２００】
そして、任意のタイミングで第１遮断部１６１を作動させると、第１導入路１０２内で液体が分断または遮断され、第２開放路１１３側へ進む液体は停止する（図１９（ｃ））。
【０２０１】
〔実施の形態６〕
次に、実施の形態１の変形例である実施の形態６を図２０により説明する。
【０２０２】
図２０は、流路チップ１６５の平面図である。流路チップ１６５は、流路１１４内に液体の有無を検知する検知部（検知手段）１６６を備えている点に特徴があり、それ以外は流路チップ１００と同様の構成を有する。以下、検知部１６６について説明する。
【０２０３】
〔検知部１６６〕
流路１１４には、液体の有無（換言すれば、液体の位置）を検知するための検知部１６６が設けられる。
【０２０４】
例えば、検知部１６６が電気的な検知手段である場合には、流路１１４内に作用電極が設けられる。作用電極と対になる参照電極は液体を介して作用電極と繋がる位置に配置されればよく、流路１１４内でもよいし、あるいは他の位置であってもよい。作用電極は、検知する場所に応じて複数配置してもいい。作用電極および参照電極の材料としては、一般的な電極材料を用いることが可能であって、例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミニウム、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ニッケル、チタンまたはクロムなどを用いることができる。
【０２０５】
作用電極および参照電極の形状は特に限定されず、例えば、円形、多角形（例えば、三角形、四角形など）または線状であり得る。
【０２０６】
作用電極、参照電極および対向電極の大きさは特に限定されず、検出電流値に応じた大きさであってよい。例えば、円形である場合には、外径１０μｍ〜１０ｍｍ程度とし、好ましくは外形０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度とする。円形以外の形状の場合も、円形の場合の面積と同程度の面積になるように大きさを決定することが好ましい。
【０２０７】
光学的に液を感知する場合は、検知部１６６の位置の底面または天井面に光学的な検出素子を設ければよい。検出素子は検知する場所に応じて複数配置してもいい。光学的な検出素子の具体的な構成としては特に限定されず、公知の構成を用いることが可能である。
【０２０８】
そして、流路チップ１６５は、検知部１６６で得られた信号を外部の回路または装置（たとえば、送液装置２００）に送信し、流路チップに設けたバルブ１４１、第１遮断部１６１等を動作させる契機（トリガ）とすることもできる。
【０２０９】
〔実施の形態７〕
次に、実施の形態１の変形例である実施の形態７を図２１により説明する。
【０２１０】
図２１は、流路チップ１７０の平面図である。流路チップ１７０は、流路チップ１００の流路１１４内に、液体に含まれる特定の物質の量を検出するための検出部（検出手段）１７１、および／または、液体中の物質に対して所望の反応を生じさせるための反応部（反応手段）１７２を設けていることに特徴があり、これ以外の構成は流路チップ１００と同様である。
【０２１１】
〔検出部１７１〕
流路１１４には、液体に含まれる特定の物質の量を検出するための検出部１７１を設けてよく、これにより流路１１４内で液体に含まれる特定の物質の量を検出することができる。
【０２１２】
例えば、検出部１７１が電気化学的な検出手段である場合には、第１開放路１１２に、作用電極、参照電極および対向電極が設ける。作用電極、参照電極および対向電極の材料としては、一般的な電極材料を用いることが可能であって、例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミニウム、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ニッケル、チタンまたはクロムなどを用いることができる。
【０２１３】
作用電極、参照電極および対向電極の形状は特に限定されず、例えば、円形、多角形（例えば、三角形、四角形など）または線状でありうる。
【０２１４】
作用電極、参照電極および対向電極の大きさは特に限定されず、検出電流値に応じた大きさでありうる。例えば、円形である場合には、外径１０μｍ〜１０ｍｍ程度とし、好ましくは外形０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度とする。円形以外の形状の場合も、円形の場合の面積と同程度の面積になるように大きさを決定することが好ましい。
【０２１５】
検出部１７１が、インピーダンスの変化によって液体に含まれる特定の物質の量を検出する場合には、例えば、流路１１４の底面にインピーダンス検出用の電極を設ける。この構成によれば、流路１１４内への液の有無を電気的な信号として検知することができる。
【０２１６】
インピーダンス検出用の電極の材料としては、一般的な電極材料を用いることが可能であって、例えば、金、白金、銀、塩化銀、銅、イリジウム、アルミ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ニッケル、チタンまたはクロムなどを用いることが可能である。
【０２１７】
検出部１７１が、蛍光によって液体に含まれる特定の物質の量を検出する場合には、例えば、流路１１４の側面または底面に蛍光検出部を設けることが可能である。検出部１７１は、流路１１４内に設けられうる。蛍光検出部の具体的な構成としては特に限定されず、公知の構成を用いることが可能である。
【０２１８】
〔反応部１７２〕
流路チップには、検出部１７１に代えて、または検出部１７１と共に、液体中の物質に対して所望の反応を生じさせるための反応部１７２を設けてよい。反応部１７２の具体的な構成としては特に限定されないが、例えば、抗原抗体反応および／または酵素反応を行う反応部を設けることができる。
【０２１９】
酵素反応を行う場合には、例えば、酵素反応に用いる酵素を流路１１４の側面若しくは底面、または、流路１１４内に固定化すればよい。また、酵素を含む液体を、反応部１７２へ向かって流すことも可能である。
【０２２０】
抗原抗体反応を行う場合には、上記と同様に、抗原抗体反応に用いる抗体または抗原を流路１１４の側面若しくは底面、または、流路１１４内に固定化すればよい。また、抗体または抗原を含む液体を、反応部１７２へ向かって流すことも可能である。
【０２２１】
抗原抗体反応や酵素反応を行う反応部１７２の形状については、特に限定されることはなく、適宜、所望の形状をとることができる。
【０２２２】
〔実施の形態８〕
次に、実施の形態５の変形例である実施の形態８を図２２により説明する。
【０２２３】
図２２は、流路チップ１７５の平面図である。流路チップ１７５は、第１導入路１０２および第１合流路１０３が、流路１１４に液体を導入するための共通の液体導入口１２６を有する点に特徴があり、それ以外は流路チップ１００と同様の構成を有する。
【０２２４】
この構成によれば、第１導入路１０２と第１合流路１０３に導入される液体を共通化することができる。
【０２２５】
〔実施の形態９〕
本実施の形態は、実施の形態５の変形例である。
【０２２６】
本実施の形態では、実施の形態３の流路チップ１５０の第２導入路１０４内に第２遮断部１６３を設け、かつ、第２導入路１０４および第２合流路１０５が、流路１１４に液体を導入するための共通の液体導入口（第１液体導入口）１２６を設けていることに特徴があり、これ以外の構成は、実施の形態３と同様である。同様の構成として、図８の流路チップ１５０において、第２導入路１０４と第２合流路１０５が、流路１１４に液体を導入するための共通の液体導入口（第２液体導入口）を設けることも可能である。
【０２２７】
以上、本発明に係る流路チップを複数の実施の形態とともに説明した。次に、本発明に係る流路チップを、実施例を用いてさらに説明する。
〔実施例〕
本実施例１に係る流路チップの基本構造は、実施の形態２と同様とし、図１および図２を参照して実施例１の流路チップをさらに具体的に説明する。
【０２２８】
実施例１では、金型を用いた樹脂成型法によって、流路１１４として機能する溝を第２基板１１１に形成した。金型は、シリコン基板にフォトリソ法でレジストパターンを形成した後、ドライエッチングプロセス法によってエッチングを行うことによって作製した。流路１１４の幅は６００μｍ、流路１１４の高さは５０μｍ、流路１１４の長さは１５ｍｍとした。
【０２２９】
第１導入路１０２は、幅３００μｍ、高さ５０μｍ、長さ１ｍｍとした。第１合流路１０３は、幅３００μｍ、高さ５０μｍ、長さ１ｍｍとした。
【０２３０】
そして、作製した金型に型枠を設け、当該型枠内へ、厚さが２ｍｍになるまでシリコンゴム（ポリジメチルシロキサン、東レダウコーニング社製  ジルポット１８４）を流し込み、１００℃にて１５分間の加熱を行って、シリコンゴムを硬化させた。硬化させた後、金型と硬化したシリコンゴムとを分離させた。
【０２３１】
次いで、シリコンゴムを縦２０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ２ｍｍに成形した。当該シリコンゴムに対して、流路に繋がる穴としてポンチを用いて直径２ｍｍの貫通孔を開けて、第１基板１１０を作製した。第２基板１１１は、厚さ６００μｍのテンパックスガラス基板をダイシングソーで縦２５ｍｍ、横１５ｍｍに切断することによって作製した。
【０２３２】
第２基板１１１上には、フォトプロセスとスパッタリングによりエレクトロウエッティングバルブに利用する電極を作成し、バルブ１４１とした。電極サイズは２ｍｍ×１ｍｍの作用電極をバルブ１４１とし、対になる参照電極のサイズは３ｍｍ×１ｍｍとした。参照電極は穴１２１と穴１２２内で液体と接触する位置に配置した。
【０２３３】
吸収体１３１としては、不織布（旭化成繊維製ＢＥＭＣＯＴ（登録商標））を直径２ｍｍにカットしたものを用いた。
【０２３４】
作製した第１基板１１０と第２基板１１１とを重ね合わせ、実施例１の流路チップを作製した。
【０２３５】
実施例１の流路チップについて、液体を流す試験を行った。液体としてはリン酸緩衝液（ＰＢＳ溶液）を用い、リン酸緩衝液（ＰＢＳ溶液）を第１導入路１０２に繋がる第１液体導入口１２１に１μＬ、第１合流路１０３に繋がる第２液体導入口１２２に０．３μＬ滴下した。
【０２３６】
このとき、第１合流路１０３に注入された液体はバルブ１４１により停止した。第１導入路１０２に注入された液体は、流路１１４に進入し、第１開放路１１２側および第２開放路１１３側へ別れて進んだ。第１開放路１１２側へ進んだ液体はバルブ１４１で停止し、第２開放路１１３側へ進んだ液は、流路１１４内の途中で停止した。規定時間（３分）放置した後、バルブ１４１に電圧を印加し、エレクトロウエッティングバルブを動作させると、バルブ１４１で停止していた２方向からの液体が合流し、流路１１４内の途中で停止していた液体が再び第２開放路１１３側へ進み始めた。第２開放路１１３へ進んだ液体が吸収体１３１と接触すると、液が吸収され、流路１１４内の液が排出された。
【０２３７】
〔比較例１〕
バルブ１４１を有しない点、および、第１合流路１０３を有しない点を除き、実施例１と同じ流路チップを作製した。比較例の流路チップについて、液体を流す実験を、実施例１と同様の方法で行った。
【０２３８】
リン酸緩衝液（ＰＢＳ溶液）を第１導入路１０２に繋がる第１液体導入口１２１に０．３μＬ滴下した。第１導入路１０２に注入された液体は、流路１１４に進入し、第１開放路１１２側および第２開放路１１３側へ別れて進んだ。第１開放路１１２側へ進んだ液体は第１開放路１１２の手前で停止し、第２開放路１１３側へ進んだ液は流路１１４内の途中で停止した。規定時間（３分）放置した後も流路１１４内の液体はその場に留まった。
【０２３９】
実施例１では停止している液体を合流させることにより、再度液の移動を可能とし、さらに吸収体まで液を移動させることで液体の排出を可能とすることが確認された。これに対し、比較例１に係る流路チップでは、一旦停止した液体を再度移動させることはできなかった。この結果、本実施例１に係る流路チップは、液体の前進および停止を任意のタイミングで制御することが可能であることを確認、実証することができた。
【０２４０】
〔送液システム１および送液装置２００〕
次に、図３を参照して送液装置２００を説明する。
【０２４１】
上述したように、流路チップ１００等（以下、代表的に流路チップ１００とする）は、環境中の微粒子量、血液、唾液、尿中に含まれている特定の成分（例えば抗原、抗体、酵素、基質、サイトカイン等）に関連する物理量を計測する。そのとき、送液装置２００は、流路チップ１００が上記物理量を測定するために必要な所定の液体を流路チップ１００に対して送液する。
【０２４２】
図３に記載するように、送液装置２００は、少なくとも、制御部２１０と、送液部２２０とを備える。
【０２４３】
制御部２１０は、送液装置２００の制御を行うものであり、特に、送液装置２００から流路チップ１００への適切な送液制御を行う。一例として、制御部２１０は、第１遮断動作制御部（第１遮断動作制御手段）２１２と、第２遮断動作制御部（第１遮断動作制御手段）２１４とを備える。
【０２４４】
第１遮断動作制御部２１２は、第１遮断部１６１を制御することにより、第１導入路１０２内への液体の通液または遮断を制御することができる。同様に、第２遮断動作制御部２１４は、第２遮断部１６３を制御することにより、第２導入路１０４内への液体の通液または遮断を制御することができる。
【０２４５】
なお、図３には図示していないが、送液装置２００は格納部を有していてよい。格納部は、制御部２００が実行する（１）各部の制御プログラム、（２）ＯＳプログラム、（３）アプリケーションプログラム、および、（４）これらプログラムを実行するときに読み出す各種データを記録するものである。格納部は、ハードディスク、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置によって構成される。
【０２４６】
また、図３に図示していないが、流路チップ１００および送液装置２００は、互いに通信可能に有線および／または無線で接続されていてよい。
【０２４７】
〔その他〕
本発明に係る流路チップは、以下の構成によって実現することもできる。
【０２４８】
本発明に係る流路チップは、外気に開放された第１の穴と、第１の穴に接合されたメイン流路と、メイン流路に接合された第２の穴と、メイン流路に接合された導入流路と、を備えた流路チップにおいて、導入流路よりも第１の穴側のメイン流路に接合された合流流路と、メイン流路内に配置され、合流流路に接する位置に配置された合流バルブと、を備え、前記合流バルブは、導入流路からメイン流路に導入され、メイン流路内で停止状態にある液体Ａは第１の穴側において、合流バルブに接して停止しており、合流流路からメイン流路に向かう液体Ｂは合流バルブに接して停止しており、停止状態の液体Ａ、Ｂが合流バルブの濡れ性が変化することにより合流し、第２の穴側に進む合流バルブであってよい。
【０２４９】
また、本発明に係る流路チップは、合流バルブが金属電極あるいは金属電極上に誘電体膜を形成された作用電極であって、さらに、電圧を印加するための参照電極を備え、作用電極と参照電極間に電圧を印加することで、作用電極上の濡れ性が変化することにより作動する、エレクトロウエッティングバルブであってよい。
【０２５０】
また、本発明に係る流路チップは、合流バルブが光に反応し濡れ性が変化することにより作動する光バルブであってよい。
【０２５１】
また、本発明に係る流路チップは、第２の穴の内部または接する位置に、合流した液体を吸収する吸収体が備えられていてよい。
【０２５２】
また、本発明に係る流路チップは、前記合流流路よりも第１の穴側のメイン流路に接合された第２の導入流路と、第２の導入流路よりも第１の穴側のメイン流路に接合された第２の合流流路と、メイン流路内に配置され、第２の合流流路に接する位置に配置された第２の合流バルブと、を備え、第２の合流バルブにおいて、第２の導入流路からメイン流路に導入されるメイン流路内で停止状態にある液体Ｃは、第１の穴側において第２の合流バルブで停止しており、第２の合流流路からメイン流路に向かう液体Ｄは第２の合流バルブで停止しており、停止状態の液体Ｃ、Ｄが合流バルブの濡れ性が変化することにより合流し、第２の穴側に進む構成であってよい。
【０２５３】
また、本発明に係る流路チップは、第２の導入流路からメイン流路に向かう液体が停止し、その停止状態が解除されることで、前記液体がメイン流路へと流入する第２の導入バルブを備えた構成であってよい。
【０２５４】
また、本発明に係る流路チップは、第２の導入バルブが金属電極あるいは金属電極上に誘電体膜を形成された作用電極であって、さらに、電圧を印加するための参照電極を備え、作用電極と参照電極間に電圧を印加することで、作用電極上の濡れ性が変化することにより作動する、エレクトロウエッティングバルブである構成であってよい。
【０２５５】
また、本発明に係る流路チップは、第２の導入バルブが光に反応し濡れ性が変化する作用により作動する光バルブである構成であってよい。
【０２５６】
また、本発明に係る流路チップは、導入流路内の液体がメイン流路に流入することに伴い、液体にかかる水頭圧が低下することにより、メイン流路内で液体を停止させる構成であってよい。
【０２５７】
また、本発明に係る流路チップは、導入流路内および第２の導入流路内の液体がメイン流路に流入することに伴い、液体にかかる水頭圧が低下することにより、メイン流路内で液体を停止させる構成であってよい。
【０２５８】
また、本発明に係る流路チップは、導入流路内に導入流路内の液体を分断または遮断することによりメイン流路内で液体の流れを停止させる停止部を備える構成であってよい。
【０２５９】
また、本発明に係る流路チップは、導入流路内およびまたは第２の導入流路内の液体を分断または遮断することによりメイン流路内で液体の流れを停止させる停止部を備える構成であってよい。
【０２６０】
また、本発明に係る流路チップは、停止部が、気泡を発生させる気泡発生部と発生した気泡をトラップするトラップ部からなる構成であってよい。
【０２６１】
また、本発明に係る流路チップは、トラップ部が、導入流路内の停止部に複数の柱状のピラーを配置したピラートラップである構成であってよい。
【０２６２】
また、本発明に係る流路チップは、トラップ部が、導入流路内の停止部の流路が狭窄部あるいは急拡大部などの流路断面積変化部である構成であってよい。
【０２６３】
また、本発明に係る流路チップは、トラップ部が、導入流路の他の表面の接触角度と異なる表面状態である構成であってよい。
【０２６４】
また、本発明に係る流路チップは、停止部が、電気、熱、光、磁力、外力により、流路自体の変形する部位からなる構成であってよい。
【０２６５】
また、本発明に係る流路チップは、導入流路と合流流路に繋がる共通の共通流路または共通穴を備えている構成であってよい。
【０２６６】
また、本発明に係る流路チップは、第２の導入流路と第２の合流流路に繋がる共通の第２の共通流路または第２の共通穴を備えた構成であってよい。
【０２６７】
また、本発明に係る流路チップは、メイン流路内に液体を検知する検知部を備える構成であってよい。
【０２６８】
また、本発明に係る流路チップは、検知部が、２つ以上の電極で構成され、電極間に電圧を印加し、電極間で変化する電流値変化を検知またはインピーダンスの変化を検知する検知部である構成であってよい。
【０２６９】
また、本発明に係る流路チップは、導入流路よりも第２の穴側のメイン流路内に、液体に含まれる特定の物質の量を検出するための検出部を備えた構成であってよい。
【０２７０】
また、本発明に係る装置は、上述の流路チップの送液を制御し、液体を検知した信号に基づき、停止部を作動させるための制御部を備えた構成であってよい。
【０２７１】
なお本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２７２】
本発明は、液体の前進および停止を任意のタイミングで制御することが可能な、コンパクトな流路チップ等を提供することができ、特に、流路チップ内で反応および／または検出を行う分析チップ（例えば、マイクロ分析チップ）に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【０２７３】
１  送液システム
１００、１３０、１５０、１５５、１６０、１７０、１７５  流路チップ
１０２  第１導入路
１０３  第１合流路（第２導入路）
１０４  第２導入路
１０５  第２合流路（第２導入路）
１１０  第１基板
１１１  第２基板
１１２  第１開放路
１１３  第２開放路
１１４  流路（主流路）
１２１  第１液体導入口
１２２  第２液体導入口
１２３  第３液体導入口
１２４  第４液体導入口
１２６  液体導入口
１３１  吸収体
１４１、１４２、１５６  バルブ（液体制御部）
１６１  第１遮断部
１６２  トラップ部（流入防止部）
１６２ａ  ピラー
１６２ｃ  領域
１６２ｄ  狭窄部
１６３  第２遮断部
１６６  検知部（検知手段）
１７１  検出部（検出手段）
１７２  反応部（反応手段）
２００  制御部
２００  送液装置
２１０  制御部
２１２  第１遮断動作制御部（第１遮断動作制御手段）
２１４  第２遮断動作制御部（第１遮断動作制御手段）
２２０  送液部
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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