(57)【要約】【課題】Ｗ／Ｏエマルジョン中のＷ粒子数の検知精度を高めることができるマイクロポンプ装置を提供する。【解決手段】本発明に係るマイクロポンプ装置は、親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを有し、かつ、特定の濡れ性の性質を有する基材により形成されているＷ／Ｏエマルジョン形成部と、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部の下流側に配置されており、Ｗ／Ｏエマルジョンの流路であるマイクロ流路部と、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部においてＷ／Ｏエマルジョンを形成し、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において形成されたＷ／Ｏエマルジョンを前記マイクロ流路部に導くためのポンプ部とを備え、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において、前記疎水性の液体Ｏが、前記親水性の液体Ｗに接しかつ前記親水性の液体Ｗを取り囲むように配置されており、マイクロポンプ装置内で、Ｗ／Ｏエマルジョンが形成される。【選択図】図１
2016070251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを有し、かつ、前記親水性の液体Ｗよりも前記疎水性の液体Ｏに対して濡れ性が高い性質を有する基材により形成されているＷ／Ｏエマルジョン形成部と、
前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部の下流側に配置されており、Ｗ／Ｏエマルジョンの流路であるマイクロ流路部と、
前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部においてＷ／Ｏエマルジョンを形成し、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において形成されたＷ／Ｏエマルジョンを前記マイクロ流路部に導くためのポンプ部とを備え、
前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において、前記疎水性の液体Ｏが、前記親水性の液体Ｗに接しかつ前記親水性の液体Ｗを取り囲むように配置されており、
マイクロポンプ装置内で、Ｗ／Ｏエマルジョンが形成される、マイクロポンプ装置。
【請求項２】
前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において、底面上に前記親水性の液体Ｗが配置されており、前記親水性の液体Ｗの前記底面に接していない領域の表面全体に接するように前記疎水性の液体Ｏが配置されている、請求項１に記載のマイクロポンプ装置。
【請求項３】
前記マイクロ流路部の下流側に配置されており、前記Ｗ／ＯエマルジョンのＷ粒子数をカウントする検出部を備える、請求項１又は２に記載のマイクロポンプ装置。
【請求項４】
前記ポンプ部が、外部刺激によりガスを発生するガス発生材を有し、外部刺激により前記ガス発生材から発生したガスの圧力によって、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部においてＷ／Ｏエマルジョンを形成し、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において形成されたＷ／Ｏエマルジョンを前記マイクロ流路部に導く、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロポンプ装置。
【請求項５】
親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを有し、かつ、前記疎水性の液体Ｏよりも前記親水性の液体Ｗに対して濡れ性が高い性質を有する基材により形成されているＯ／Ｗエマルジョン形成部と、
前記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部の下流側に配置されており、Ｏ／Ｗエマルジョンの流路であるマイクロ流路部と、
前記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部においてＯ／Ｗエマルジョンを形成し、前記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部において形成されたＯ／Ｗエマルジョンを前記マイクロ流路部に導くためのポンプ部とを備え、
前記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部において、前記親水性の液体Ｗが、前記疎水性の液体Ｏに接しかつ前記疎水性の液体Ｏを取り囲むように配置されており、
マイクロポンプ装置内で、Ｏ／Ｗエマルジョンが形成される、マイクロポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流路内を上流から下流に向かって液体を移動させることが可能であり、上記液体として、Ｗ／Ｏエマルジョン又はＯ／Ｗエマルジョンが適用されるマイクロポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型であり、かつ携帯性に優れる分析装置として、マイクロポンプ装置を用いた分析装置が用いられてきている。このマイクロポンプ装置を用いた分析装置では、マイクロ流路内でサンプルの送液、希釈、濃縮及び分析等を行うことができる。
【０００３】
上記マイクロポンプ装置において、サンプルの希釈及び分析等の様々な作業を行うためには、ある程度の長さのマイクロ流路が必要である。このため、従来、マイクロ流路内で液体を移動させることを可能にするために、マイクロポンプ部が設けられている。
【０００４】
また、上記マイクロポンプ装置は、手で携帯可能な大きさに設計することができる。携帯性に優れた上記マイクロポンプ装置の使用により、臨床検査などの現場において、簡便にかつ速やかに分析作業を行うことが可能である。
【０００５】
携帯可能なマイクロポンプ装置は、小さな基材を有する。この基材内に、例えば、流路長さが１０μｍ〜１０００μｍ程度のマイクロ流路が形成される。このマイクロ流路内を、１ｎＬ〜５０μＬの容量のマイクロ流体が上流から下流に向かって移動される。
【０００６】
上記マイクロポンプ装置の一例として、下記の特許文献１には、基板と、該基板上に重ね合わせて基板との間に流体通路を形成するガイド体と、流体通路に沿って基板側に設けた移動磁界発生手段と、流体通路面を覆ってその周縁を基板に封着した弾性膜と、弾性膜と基板との間に封入した磁性流体とを備えるマイクロポンプ装置が開示されている。このマイクロポンプ装置では、上記移動磁界発生手段により生成した移動磁界に沿って磁性流体を集合状態で移動させ、その磁性流体の移動に伴う弾性膜の蠕動運動で被搬送流体を搬送させる。
【０００７】
下記の特許文献２には、マイクロ流体が搬送されるマイクロ流路が形成されている基板と、外部刺激を受けることによりガスを発生し、かつ上記マイクロ流路の流路方向において複数の位置で上記マイクロ流路にそれぞれ接続されている複数のマイクロポンプとを備えるマイクロポンプ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２８７５７１号公報
【特許文献２】特開２０１０−７１２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のようなマイクロポンプ装置においては、小型であるにもかかわらず、分析を高精度に行うことができる。
【００１０】
ところで、親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを混合することにより形成されたＷ／Ｏエマルジョンにおいて、Ｗ粒子数をカウントすることで、親水性の液体Ｗ中に含まれていた任意の物質の濃度や分散状態を測定する方法がある。
【００１１】
従来、上記のようなマイクロポンプ装置は、Ｗ／ＯエマルジョンにおけるＷ粒子数をカウントするために用いられていない。
【００１２】
また、一般に、親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを混合してＷ／Ｏエマルジョンとする場合に、親水性の液体Ｗが流れる流路Ｗと、疎水性の液体Ｏが流れる流路とを別々に設け、この２つの流路を合流させて、２つの流路を流れる親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを混合させることが考えられる。しかしながら、この場合には、Ｗ／Ｏエマルジョンを均一に形成するためには、２つの流路における流速を高精度に制御しなければないが、２つの流路における流速を高精度に制御することは困難である。特に、ポンプを用いる場合には、２つのマイクロ流路における流速を高精度に制御することは極めて困難である。
【００１３】
本発明の目的は、簡略化された装置構成であるにもかかわらず、Ｗ／Ｏエマルジョンを均一に形成でき、Ｗ／Ｏエマルジョン中のＷ粒子数の検知精度を高めることができるマイクロポンプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の広い局面によれば、親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを有し、かつ、前記親水性の液体Ｗよりも前記疎水性の液体Ｏに対して濡れ性が高い性質を有する基材により形成されているＷ／Ｏエマルジョン形成部と、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部の下流側に配置されており、Ｗ／Ｏエマルジョンの流路であるマイクロ流路部と、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部においてＷ／Ｏエマルジョンを形成し、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において形成されたＷ／Ｏエマルジョンを前記マイクロ流路部に導くためのポンプ部とを備え、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において、前記疎水性の液体Ｏが、前記親水性の液体Ｗに接しかつ前記親水性の液体Ｗを取り囲むように配置されており、マイクロポンプ装置内で、Ｗ／Ｏエマルジョンが形成される、マイクロポンプ装置が提供される。
【００１５】
本発明に係るマイクロポンプ装置のある特定の局面では、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において、底面上に前記親水性の液体Ｗが配置されており、前記親水性の液体Ｗの前記底面に接していない領域の表面全体に接するように前記疎水性の液体Ｏが配置されている。
【００１６】
本発明に係るマイクロポンプ装置のある特定の局面では、前記マイクロポンプ装置は、前記マイクロ流路部の下流側に配置されており、前記Ｗ／ＯエマルジョンのＷ粒子数をカウントする検出部を備える。
【００１７】
本発明に係るマイクロポンプ装置のある特定の局面では、前記ポンプ部が、外部刺激によりガスを発生するガス発生材を有し、外部刺激により前記ガス発生材から発生したガスの圧力によって、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部においてＷ／Ｏエマルジョンを形成し、前記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において形成されたＷ／Ｏエマルジョンを前記マイクロ流路部に導く。
【００１８】
本発明の広い局面によれば、親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを有し、かつ、前記疎水性の液体Ｏよりも前記親水性の液体Ｗに対して濡れ性が高い性質を有する基材により形成されているＯ／Ｗエマルジョン形成部と、前記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部の下流側に配置されており、Ｏ／Ｗエマルジョンの流路であるマイクロ流路部と、前記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部においてＯ／Ｗエマルジョンを形成し、前記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部において形成されたＯ／Ｗエマルジョンを前記マイクロ流路部に導くためのポンプ部とを備え、前記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部において、前記親水性の液体Ｗが、前記疎水性の液体Ｏに接しかつ前記疎水性の液体Ｏを取り囲むように配置されており、マイクロポンプ装置内で、Ｏ／Ｗエマルジョンが形成される、マイクロポンプ装置が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るマイクロポンプ装置は、親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを有し、かつ、上記親水性の液体Ｗよりも上記疎水性の液体Ｏに対して濡れ性が高い性質を有する基材により形成されているＷ／Ｏエマルジョン形成部と、上記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部の下流側に配置されており、Ｗ／Ｏエマルジョンの流路であるマイクロ流路部と、上記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部においてＷ／Ｏエマルジョンを形成し、上記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において形成されたＷ／Ｏエマルジョンを上記マイクロ流路部に導くためのポンプ部とを備え、上記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において、上記疎水性の液体Ｏが、上記親水性の液体Ｗに接しかつ上記親水性の液体Ｗを取り囲むように配置されており、マイクロポンプ装置内で、Ｗ／Ｏエマルジョンが形成されるので、上記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において、Ｗ／Ｏエマルジョンを形成する圧力、かつ形成されたＷ／Ｏエマルジョンが流れる圧力を上記ポンプ部の作動により付与するだけで、簡略化された装置構成であるにもかかわらず、Ｗ／Ｏエマルジョンを均一に形成でき、結果としてＷ／Ｏエマルジョン中のＷ粒子数の検知精度を高めることができる。
【００２０】
本発明に係るマイクロポンプ装置は、親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを有し、かつ、上記疎水性の液体Ｏよりも上記親水性の液体Ｗに対して濡れ性が高い性質を有する基材により形成されているＯ／Ｗエマルジョン形成部と、上記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部の下流側に配置されており、Ｏ／Ｗエマルジョンの流路であるマイクロ流路部と、上記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部においてＯ／Ｗエマルジョンを形成し、上記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部において形成されたＯ／Ｗエマルジョンを上記マイクロ流路部に導くためのポンプ部とを備え、上記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部において、上記親水性の液体Ｗが、上記疎水性の液体Ｏに接しかつ上記疎水性の液体Ｏを取り囲むように配置されており、マイクロポンプ装置内で、Ｏ／Ｗエマルジョンが形成されるので、上記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において、Ｗ／Ｏエマルジョンを形成する圧力、かつ形成されたＷ／Ｏエマルジョンが流れる圧力を上記ポンプ部の作動により付与するだけで、簡略化された装置構成であるにもかかわらず、Ｗ／Ｏエマルジョンを均一に形成でき、結果としてＷ／Ｏエマルジョン中のＷ粒子数の検知精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロポンプ装置の概略構成図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿う概略構成図である。
【図３】図３は、図１に示すマイクロポンプ装置の作動時の状態を説明するための概略構成図である。
【図４】図４は、図１に示すマイクロポンプ装置の作動時の状態を説明するための概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００２３】
本発明に係るマイクロポンプ装置は、マイクロ流路内を上流から下流に向かって液体を移動させることが可能であるマイクロポンプ装置である。本発明に係るマイクロポンプ装置は、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部と、マイクロ流路部と、ポンプ部とを備える。
【００２４】
上記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部は、親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを有し、かつ、上記親水性の液体Ｗよりも上記疎水性の液体Ｏに対して濡れ性が高い性質を有する基材により形成されている。
【００２５】
上記マイクロ流路部は、上記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部の下流側に配置されている。上記マイクロ流路部は、Ｗ／Ｏエマルジョンの流路である。
【００２６】
上記ポンプ部は、上記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部においてＷ／Ｏエマルジョンを形成し、上記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において形成されたＷ／Ｏエマルジョンを上記マイクロ流路部に導くための部材である。
【００２７】
本発明に係るマイクロポンプ装置では、上記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において、上記疎水性の液体Ｏが、上記親水性の液体Ｗに接するようにかつ上記親水性の液体Ｗを取り囲むように配置されている。本発明では、マイクロポンプ装置内で、Ｗ／Ｏエマルジョンが形成される。
【００２８】
本発明では、上述した構成が備えられているので、上記Ｗ／Ｏエマルジョン形成部において、Ｗ／Ｏエマルジョンを形成する圧力、かつ形成されたＷ／Ｏエマルジョンが流れる圧力を上記ポンプ部の作動により付与するだけで、簡略化された装置構成であるにもかかわらず、Ｗ／Ｏエマルジョンを均一に形成でき、結果としてＷ／Ｏエマルジョン中のＷ粒子数の検知精度を高めることができる。また、ポンプの出力が変わることで、Ｗ／Ｏエマルジョンの流速が変わっても、均一な混合状態を維持することができる。
【００２９】
なお、親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを混合してＷ／Ｏエマルジョンとする場合に、親水性の液体Ｗが流れる流路Ｗと、疎水性の液体Ｏが流れる流路とを別々に設け、この２つの流路を合流させて、２つの流路を流れる親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを混合させる方法が考えられる。この場合には、２つの流路に接続された２つのポンプの出力が変わると、混合状態が悪くなるという問題がある。
【００３０】
本発明に係るマイクロポンプ装置は、Ｏ／Ｗエマルジョン形成部と、マイクロ流路部と、ポンプ部とを備えていてもよい。この場合に、上記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部は、親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとを有し、かつ、上記疎水性の液体Ｏよりも上記親水性の液体Ｗに対して濡れ性が高い性質を有する基材により形成されている。上記マイクロ流路部は、上記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部の下流側に配置されている。上記マイクロ流路部は、Ｏ／Ｗエマルジョンの流路である。上記ポンプ部は、上記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部においてＯ／Ｗエマルジョンを形成し、上記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部において形成されたＯ／Ｗエマルジョンを上記マイクロ流路部に導くための部材である。本発明に係るマイクロポンプ装置では、上記Ｏ／Ｗエマルジョン形成部において、上記親水性の液体Ｗが、上記疎水性の液体Ｏに接するようにかつ上記疎水性の液体Ｏを取り囲むように配置されている。本発明では、マイクロポンプ装置内で、Ｏ／Ｗエマルジョンが形成される。このような構成が備えられていても、簡略化された装置構成であるにもかかわらず、Ｏ／Ｗエマルジョンを均一に形成でき、結果としてＯ／Ｗエマルジョン中のＷ粒子数の検知精度を高めることができる。また、ポンプの出力が変わることで、Ｏ／Ｗエマルジョンの流速が変わっても、均一な混合状態を維持することができる。
【００３１】
以下の説明では、Ｗ／Ｏエマルジョンの場合について主に説明するが、Ｏ／Ｗエマルジョンの場合に適宜変更可能である。
【００３２】
本発明に係るマイクロポンプ装置は、上記マイクロ流路部の下流側に配置されており、上記Ｗ／ＯエマルジョンのＷ粒子数をカウントする検出部を備えることが好ましい。本発明に係るマイクロポンプ装置は、上記マイクロ流路部の下流側に配置されており、上記Ｏ／ＷエマルジョンのＯ粒子数をカウントする検出部を備えることが好ましい。
【００３３】
本発明では、マイクロポンプ装置が上記検出部を備えることで、マイクロポンプ装置内で、目的とするＷ粒子数又はＯ粒子数を計測することができる。
【００３４】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００３５】
また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されており、図面に描画された物体の寸法の比率等は、現実の物体の寸法の比率等とは異なる場合がある。具体的な物体の寸法の比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロポンプ装置の概略構成図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿う概略構成図である。
【００３７】
図１に示すマイクロポンプ装置１は、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１と、マイクロ流路部１２と、ポンプ部１３と、検出部１４と、排出部１５を備える。マイクロポンプ装置を小型にするために、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１と、マイクロ流路部１２と、ポンプ部１３と、検出部１４とは、基材２１内に形成されている。例えば、ポンプ部１３及び検出部１４はそれぞれ、基材２１外に形成されていてもよい。
【００３８】
Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１は、親水性の液体Ｗ（図ではＷ）と疎水性の液体Ｏ（図ではＯ）とを有する。Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１は、親水性の液体Ｗよりも疎水性の液体Ｏに対して濡れ性が高い性質を有する基材２１により形成されている。Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１において、疎水性の液体Ｏが、親水性の液体Ｗに接するようにかつ親水性の液体Ｗを取り囲むように配置されている。本実施形態では、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１における基材２１の底面上に親水性の液体Ｗが配置されており、親水性の液体Ｗの底面に接していない領域の表面全体に接するように疎水性の液体Ｏが配置されている。本実施形態では、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１の内部全体が、親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとて満たされている。
【００３９】
ポンプが作動する前には、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１において、親水性の液体Ｗと疎水性の液体Ｏとは混合されておらず、Ｗ／Ｏエマルジョンの状態ではない。ポンプが作動する前に、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１において、疎水性の液体Ｏが、親水性の液体Ｗに接するようにかつ親水性の液体Ｗを取り囲むように配置されている。
【００４０】
本実施形態では、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１の平面形状は矩形であるが、楕円形状、円形状などの他の形態であってもよい。流動性を考慮して、形状を適宜変更することができる。
【００４１】
ポンプ部１３は、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１においてＷ／Ｏエマルジョン（図では、Ｗ／Ｏ）を形成し、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１において形成されたＷ／Ｏエマルジョンをマイクロ流路部１２に導くための部材である。
【００４２】
マイクロポンプ装置１は、ポンプ部１３を１つのみ有する。１つのポンプ部１３が、１つのＷ／Ｏエマルジョン形成部１１に接続されており、１つのＷ／Ｏエマルジョン形成部１１が、１つのマイクロ流路１２に接続されている。ポンプ部１３は、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１の上流側に配置されている。ポンプ部１３は、外部刺激によりガスを発生するガス発生材を有する。外部刺激により上記ガス発生材から発生したガスの圧力によって、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１においてＷ／Ｏエマルジョンを形成し、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１において形成されたＷ／Ｏエマルジョンをマイクロ流路部１２に導くことができる。
【００４３】
マイクロ流路部１２は、Ｗ／Ｏエマルジョン形成部１１の下流側に配置されている。マイクロ流路部１２は、Ｗ／Ｏエマルジョンの流路である。
【００４４】
「マイクロ流路」とは、マイクロ流路部を流れる液体に所謂マイクロ効果が発現する形状寸法に形成されている流路をいう。具体的には、「マイクロ流路」とは、マイクロ流路部を流れる液体が、表面張力と毛細管現象との影響を強く受け、通常の寸法の流路を流れる液体とは異なる挙動を示す形状寸法に形成されている流路をいう。
【００４５】
検出部１４は、マイクロ流路部１２の下流側に配置されている。検出部１４では、マイクロ流路部１２を流れてきたＷ／ＯエマルジョンのＷ粒子数をカウントすることができる。
【００４６】
具体的には、検出部１４においてＣＣＤカメラ、フォトマルなどを用いることができる。
【００４７】
排出部１５は、検出部１４の下流側に配置されている。排出部１５は、不要な又は測定を終えたＷ／Ｏエマルジョンを外部に流出させる。また、作動初期段階での疎水性の液体Ｏが、排出部１５から排出されてもよい。
【００４８】
図３及び図４は、図１に示すマイクロポンプ装置の作動時の状態を説明するための概略構成図である。図３は、図１に対応する図であり、図４は、図２に対応する図である。
【００４９】
Ｗ／Ｏエマルジョンの場合を主として説明する。この場合、基材２１の表面は疎水性であることが好ましい。図３及び図４に示すように、ポンプ部１３が作動すると、基材２１との親和性の高い疎水性の液体Ｏの移動が開始し、疎水性の液体Ｏの移動に影響されて、疎水性の液体Ｏに接している親水性の液体Ｗの移動も開始する。基材２１とそれぞれの液体との親和性の違いにより、疎水性の液体Ｏの方が親水性の液体Ｗより流速が速い。まず、疎水性の液体Ｏが親水性の液体Ｗを囲むよう移動し、先にマイクロ流路部１２に到達し、遅れて親水性の液体Ｗがマイクロ流路部１２に移動する。そのため、マイクロ流路部１２では、主に疎水性の液体Ｏが流れている中に、親水性の液体Ｗが入り、次に疎水性の液体Ｏが流れ込むのでＷ／Ｏエマルジョンが作製される。また、Ｏ／Ｗエマルジョンの場合は、親水性の高い基材２１を用い、Ｏ／Ｗエマルジョン形成部の中央に、疎水性の液体Ｏを配置し、親水性の液体Ｗは、疎水性の液体Ｏに接するようにかつ疎水性の液体Ｏを囲むように配置される。
【００５０】
図３及び図４では、Ｗ／Ｏエマルジョンがマイクロ流路１２を流れ、検出部１３に至る直前の状態が示されている。ポンプ部１２を作動させて、初期に一定量の親水性の液体Ｗ及び初期に一定量の疎水性の液体Ｏが流れた後には、混合状態が均一な状態が続き、この均一な混合状態時に、Ｗ粒子数を計測することができる。
【００５１】
上記マイクロ流路部は、微小な流路である。上記マイクロ流路部の流路径は、好ましくは５０μｍ以上、好ましくは２ｍｍ以下である。上記マイクロ流路部の流路長さは、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、好ましくは１０００μｍ以下である。上記マイクロポンプ装置では、Ｗ／Ｏエマルジョンのマイクロ流路部内の移動距離は好ましくは１μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、好ましくは１０００μｍ以下である。上記マイクロ流路部の構造及び長さ等は適宜変更することができ、特に限定されない。
【００５２】
また、上記マイクロ流路部は、直線状であってもよく、蛇行した形状であってもよく、ギザギザの形状であってもよく、スパイラル状であってもよい。
【００５３】
上記マイクロ流路部を形成する基材２１は、Ｗ／Ｏエマルジョンの場合は、疎水性の液体Ｏの方が親水性の液体Ｗよりも基材２１との濡れ性が高く、Ｏ／Ｗエマルジョンの場合は、親水性の液体Ｗの方が疎水性の液体Ｏよりも基材２１との濡れ性が高ければよい。濡れ性は接触角を用いて調べることができる。つまり、接触角が大きい場合は濡れ性が低く、接触角が小さい、又は、拡張濡れを起こしたときの濡れ性が高い。
【００５４】
基材２１に関して、Ｗ／Ｏエマルジョンの場合は、水の接触角は好ましくは７０°以上、より好ましくは８０°以上、好ましくは１８０°以下、より好ましくは１３０°以下であり、ミネラルオイルの接触角は好ましくは０°以上、より好ましくは５°以上、好ましくは５０°以下、より好ましくは２０°以下である。
【００５５】
基材２１は、シクロオレフィンなどの疎水性の高い材料で作製されていてもよく、又は、基材２１の表面はフッ素処理等が行われていてもよい。
【００５６】
基材２１に関して、Ｏ／Ｗエマルジョンの場合は、ミネラルオイルの接触角は好ましくは７０°以上、より好ましくは８０°以上、好ましくは１８０°以下、より好ましくは１３０°以下であり、水の接触角は好ましくは０°以上、より好ましくは５°以上、好ましくは５０°以下、より好ましくは２０°以下である。基材２１の表面は、スパッタで酸化チタン、酸化シリコン等の処理がされていてもよく、コロナ処理やプラズマ処理が行われていてもよく、表面アルブミン水溶液を塗布乾燥させ、表面に親水化処理が行われていてもよい。
【００５７】
Ｗ／Ｏエマルジョンの場合、基材２１にシクロオレフィンフィルム（日本ゼオン社製「ＺＦ−１６」）を用いた場合、ミネラルオイルの接触角が、１１°、水の接触角が１０１°であった。Ｗ／Ｏエマルジョンの場合、基材２１にポリエチレンテレフタレートフィルム（ユニチカ社製「エンブレットＳ」）を用いて酸化シリコンをスパッタした場合、ミネラルオイルの接触角が、１０３°、水の接触角が５°であった。
【００５８】
上記マイクロ流路部を流れる液体（親水性の液体Ｗ及び疎水性の液体Ｏ）としては、例えば、親水性の液体としては、水、生化学的緩衝液、血液、リンパ液、尿、土壌抽出水及び水耕水等が挙げられる。疎水性の液体としては、鉱物油、ミネラルオイル、植物油、オリーブオイル、パラフィン油、ココナッツオイル、パーム油、菜種油、ごま油及び大豆油等が挙げられる。
【００５９】
上記ポンプとしては、外部刺激によりガスを発生するガス発生材を有するポンプ、並びに、タイヤフラム、マイクロブロア、ピエゾ又は圧電アクチュエータなどを用いたポンプが挙げられる。特に、上記ポンプ部は、外部刺激によりガスを発生するガス発生材を有することが好ましい。上記外部刺激によりガスを発生するガス発生材は、外部刺激によりガスを発生させることが可能であれば、特に限定されない。上記外部刺激は、光の照射又は加熱であることが好ましい。この場合に、上記外部刺激として、光の照射と加熱との双方を用いてもよい。ガスの発生量を高精度に制御する観点からは、上記外部刺激は光の照射であることが好ましく、上記ガス発生材は、光の照射によりガスを発生するガス発生材であることが好ましい。
【００６０】
上記ガス発生材は、光の照射によりガスを発生する化合物を含むことが好ましい。上記光の照射によりガスを発生する化合物としては、光の照射により分解して、ガスを発生する化合物等が挙げられる。上記光の照射によりガスを発生させる化合物としては、アゾ化合物、アジド化合物及びポリオキシアルキレン化合物等が挙げられる。これらの化合物では、光の照射により、光分解反応が進行する。上記光の照射によりガスを発生する化合物は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００６１】
上記アゾ化合物としては、アゾアミド化合物、アゾニトリル化合物、アゾアミジン化合物及びサイクリックアゾアミジン化合物等が挙げられる。上記アゾ化合物の具体例としては、２，２’−アゾビス−（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）等が挙げられる。
【００６２】
上記アジド化合物としては、４−ドデシルベンゼンスルホニルアジド、４−アセチルアミノベンゼンスルホニルアジド、ｐ−ｔ−ブチルベンズアジド、３−アジドメチル−３−メチルオキセタン及びグリシジルアジドポリマー等が挙げられる。
【００６３】
上記外部刺激によりガスを発生する化合物は、ガス発生材中で、相溶化状態で存在することが好ましい。この場合には、ガスの発生効率がより一層高くなり、ガス発生材の表面の平滑性がより一層高くなる。ガス発生材の表面の平滑性が高いと、基材に対するガス発生材の接着性がより一層高くなる。
【００６４】
上記「相溶化状態」とは、電子顕微鏡によりガス発生材を観察したときに、上記外部刺激によりガスを発生する化合物を確認することができない程度に微分散又は相溶している状態をいう。
【００６５】
また、上記ガス発生材として、光の照射により酸を発生する酸発生材と、酸と接触することによりガスを発生する酸刺激ガス発生材とを含むガス発生材を用いてもよい。
【００６６】
上記外部刺激によりガスを発生する化合物が相溶化状態で存在するようにするために、ガス発生材中の他の成分に溶解可能である、外部刺激によりガスを発生する化合物を選択することが好ましい。但し、上記外部刺激によりガスを発生する化合物は、ガス発生材中の他の成分に対する溶解性が低い化合物であってもよい。この場合には、例えば、分散機を用いたり、分散剤を用いたりすることで、上記外部刺激によりガスを発生する化合物を分散させることが好ましい。
【００６７】
上記ガス発生材は、バインダー樹脂を含んでいてもよい。上記バインダー樹脂は、上記外部刺激によりガスを発生する化合物を固定したり、上記ガス発生材に粘着性を持たせたり、上記ガス発生材に種々の機能を付加する役割を果たす。例えば、上記外部刺激によりガスを発生する化合物をバインダー樹脂に分散させたり、上記外部刺激によりガスを発生させる化合物を上記バインダー樹脂に相溶させたりして、上記ガス発生材を用いることができる。上記バインダー樹脂の使用により、上記ガス発生材を所望の形状に加工することが容易である。上記バインダー樹脂の使用により、例えば、フィルム状などの固形のガス発生材が容易に得られる。
【００６８】
上記バインダー樹脂の好ましい例としては、アクリル系樹脂及びエポキシ系樹脂等が挙げられる。但し、上記バインダー樹脂は、これらの樹脂に限定されない。上記バインダー樹脂自体が、光の照射によりガスを発生する性質を有していてもよい。上記バインダー樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００６９】
上記バインダー樹脂は、粘着性を付与するために、例えば、粘接着剤樹脂を含んでいてもよい。上記ガス発生材は、上記粘接着剤樹脂を含んでいてもよい。上記ガス発生材が粘接着剤樹脂を含むことにより、ガス発生材と基材との粘着性及び接着性がより一層高くなる。上記粘接着剤樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００７０】
なお、上記粘接着剤樹脂は、外部刺激により粘着性が低下しない性質を有することが好ましい。この場合には、ガス発生材に対して外部刺激の付与が開始された後でも、ガス発生材と基材との高い粘接着性を維持可能である。また、上記粘接着剤樹脂は、例えば、外部刺激により、架橋しない性質を有することが好ましく、外部刺激により硬化しない性質を有することが好ましい。この場合には、外部刺激が付与された後であっても、ガス発生材の粘着性及び接着性を高く維持可能である。
【００７１】
上記粘接着剤樹脂としては、例えば、ゴム系粘接着剤樹脂、（メタ）アクリル系粘接着剤樹脂、シリコーン系粘接着剤樹脂、ウレタン系粘接着剤樹脂、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体系粘接着剤樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体粘接着剤樹脂、エポキシ系粘接着剤樹脂及びイソシアネート系粘接着剤樹脂等が挙げられる。
【００７２】
上記（メタ）アクリル系粘接着剤樹脂は、常温（２３℃）で粘着性を有するポリマーであることが好ましい。上記（メタ）アクリル系粘接着剤樹脂は、一般の（メタ）アクリル系ポリマーの場合と同様に、例えば、主モノマーとしてアルキル基の炭素数が通常２〜１８の範囲内である（メタ）アクリル酸アルキルエステルと、官能基含有モノマーと、更に必要に応じて共重合可能な他の改質用モノマーとを常法により共重合させることにより得ることが可能である。上記（メタ）アクリル系粘接着剤樹脂の重量平均分子量は好ましくは２０万以上、好ましくは２００万以下である。
【００７３】
上記外部刺激によりガスを発生させる化合物１００重量部に対して、上記粘接着剤樹脂及び上記（メタ）アクリル系粘接着剤樹脂の使用量は好ましくは３０重量部以上、より好ましくは５０重量部以上、好ましくは２００重量部以下、より好ましくは１５０重量部以下である。上記粘接着剤樹脂及び上記（メタ）アクリル系粘着剤樹脂の使用量が上記下限以上であると、ガス発生材の粘着性及び接着性がより一層高くなる。上記粘接着剤樹脂及び上記（メタ）アクリル系粘着剤樹脂の使用量が上記上限以下であると、外部刺激によりガスを発生する化合物の使用量が相対的に多くなって、ガスの発生効率がより一層高くなる。
【００７４】
なお、ガス発生材における凝集力を調節する目的で、上記ガス発生材は架橋剤を含んでいてもよい。上記架橋剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。上記架橋剤としては、イソシアネート化合物、メラミン化合物及びエポキシ化合物等が挙げられる。
【００７５】
上記ガス発生材は、光増感剤を含んでいてもよい。上記光増感剤は、光の照射によりガスを発生する化合物にエネルギーを移動させて、光の照射によりガスを発生する化合物の分解を促進する。上記光増感剤は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００７６】
上記光増感剤としては、チオキサントン、ベンゾフェノン、アセトフェノン類、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾイルベンジエート、α−アシロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサルファイド、脂肪族アミン、芳香族基を含むアミン、ピペリジンのように窒素が環系の一部である化合物、アリルチオ尿素、ｏ−トリルチオ尿素、ナトリウムジエチルジチオホスフェート、芳香族スルフィン酸の可溶性塩、Ｎ，Ｎ−ジ置換−ｐ−アミノベンゾニトリル化合物、トリ−ｎ−ブチルフォスフィン、Ｎ−ニトロソヒドロキシルアミン誘導体、オキサゾリジン化合物、テトラヒドロ−１，３−オキサジン化合物、ホルムアルデヒド又はアセトアルデヒドとジアミンとの縮合物、アントラセン及びその誘導体、キサンチン、Ｎ−フェニルグリシン、フタロシアニン、ナフトシアニン、チオシアニン等のシアニン色素類ポルフィリン及びその誘導体等が挙げられる。
【００７７】
上記光の照射によりガスを発生する化合物１００重量部に対して、上記光増感剤の使用量は好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは１重量部以上、好ましくは５０重量部以下、より好ましくは１０重量部以下である。上記光増感剤の使用量が上記下限以上及び上記上限以下であると、増感作用が効果的に得られる。
【００７８】
上記ガス発生材は、上述した成分の他に、必要に応じて、種々の添加剤を更に含んでいてもよい。上記添加剤としては、カップリング剤、可塑剤、界面活性剤、粘着付与剤及び安定剤等が挙げられる。また、上記添加剤の他の例としては、多孔質体、フィラー、金属箔、マイクロカプセル、及びその他の粒子等が挙げられる。上記ガス発生材に、多孔質体、フィラー、金属箔、マイクロカプセル及びその他の粒子が分散されていると、ガスの拡散がより一層速くなる。
【００７９】
上記で挙げた光の照射によりガスを発生する化合物の多くは、光源の消灯と共に、速やかにガス発生反応が停止する。従って、上記で挙げたガス発生材は、応答性の良いガス発生材として好適に用いられる。
【００８０】
上記ガス発生材は、ガス発生フィルムであることが好ましい。なお、フィルムにはテープ及びシートが含まれる。上記ガス発生材の厚みは特に限定されない。上記ガス発生材の厚みは好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下である。
【００８１】
上記ガス発生材がガス発生フィルムであり、上記基材の表面に上記ガス発生フィルムが接合されていることが好ましい。上記ガス発生フィルムが上記ガス流路の上記マイクロポンプ部に向かって開口している端部を塞いでいることが好ましい。
【００８２】
上記ガス発生フィルムの表面に保護フィルムが積層されていてもよい。上記保護フィルムの材料としては、ポリオレフィン及びポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。
【符号の説明】
【００８３】
１…マイクロポンプ装置
１１…Ｗ／Ｏエマルジョン形成部（Ｏ／Ｗエマルジョン形成部であってもよい）
１２…マイクロ流路部
１３…ポンプ部
１４…検出部
１５…排出部
２１…基材
Ｗ…親水性の液体
Ｏ…疎水性の液体
Ｗ／Ｏ…Ｗ／Ｏエマルジョン
【図１】
2016070251.tif 000003
【図２】
2016070251.tif 000004
【図３】
2016070251.tif 000005
【図４】
2016070251.tif 000006