(57)【要約】      （修正有）【課題】リークの虞を排除したうえで、回転数の切り替えや外部からバルブの開閉をせずに、能動的に逐次的な流体の制御が安定してなされるマイクロデバイスを提供する。【解決手段】少なくとも二つ以上のチャネルと、第１のサブデバイスとを備え、第１のサブデバイスは第１の容器１３を備え、チャネルの各々は、第２の容器１２ａと、第２のサブデバイスとを備え、第２のサブデバイスは一端が前記第２の容器の出力口に繋がれた第１の流路１１ａを具備し、チャネルの各々は第１の流路の他端を経由し独立して第１の容器のチャネルごとに設けられた入力口にそれぞれ接続され、第１の流路の各々は、長さ・太さ・形状の少なくとも１つが互いに異なり、第２の容器、第２のサブデバイス、第１のサブデバイスの順に、流路の上流側位置の基準点から離れるように構成されたマイクロデバイス１８。【選択図】図１
2017075807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つ以上のチャネル（ａ，ｂ）と、
第１のサブデバイスと
を備え、
前記第１のサブデバイスは第１の容器（１３）を備え、
前記チャネルの各々は、
第２の容器（１２ａ）と、
第２のサブデバイスと
を備え、
前記第２のサブデバイスは
一端が前記第２の容器の出力口に繋がれた第１の流路（１１ａ）を
具備し、
前記チャネルの各々は前記第１の流路の他端を経由し独立して前記第１の容器の前記チャネルごとに設けられた入力口にそれぞれ接続され、
前記第１の流路の各々は、長さ・太さ・形状の少なくとも１つが互いに異なり、
前記第２の容器、前記第２のサブデバイス、前記第１のサブデバイスの順に、流路の上流側位置の基準点から離れるように構成されたマイクロデバイス。
【請求項２】
前記第２のサブデバイスは、さらに
第３の容器（１４ａ）と
一端（１５ａｓ）が前記第３の容器の出力口に繋がれた第２の流路（１５ａ）とを
備え、
前記第１の流路（１１ａ）の他端（１１ａｅ）が前記第３の容器の入力口に繋がれ、
前記チャネルの第２の流路の他端（１５ａｅ）が前記チャネルごとに設けられた前記第１の容器の入力口にそれぞれ接続され、
前記第２の流路の各々は、第１のサイフォン構造部を備え、
前記第１のサイフォン構造部は、
第１の方向に向かって流路を形成した第１の流路部と、
第２の方向に向かって流路を形成した第２の流路部と
を具備し、
前記第１のサイフォン構造部に流れる液体の入力側から前記第１の流路部、前記第２の流路部の順につながるよう構成され、
前記第１の方向は前記液体に印加される外力に逆らう方向であり
前記第２の方向が前記外力に従う方向である
請求項１に記載のマイクロデバイス。
【請求項３】
前記第１のサブデバイスは、さらに
第４の容器（５８）と
一端（５５ｚｓ）が前記第３の容器の出力口に繋がれた第３の流路（５５ｚ）とを
備え、
前記第３の流路（５５ｚ）の他端（５５ｚｅ）が前記第４の容器の入力口に繋がれ、
前記第３の流路は、第２のサイフォン構造部を備え、
前記第２のサイフォン構造部は、
第３の方向に向かって流路を形成した第３の流路部と、
第４の方向に向かって流路を形成した第４の流路部と
を具備し、
前記第２のサイフォン構造部に流れる液体の入力側から前記第３の流路部、前記第４の流路部の順につながるよう構成され、
前記第３の方向は前記液体に印加される外力に逆らう方向であり
前記第４の方向が前記外力に従う方向である
請求項２に記載のマイクロデバイス。
【請求項４】
前記第３の容器（１１４ａ）の出力口と前記第２の流路（１１５ａ）とがつながる第１のポイントと前記基準点との距離と、前記第１の容器（１１３）の入力口と前記第２の流路（１１５ａ）とがつながる第２のポイントと前記基準点との距離との距離が等しく、
前記第１のポイントが、前記第３の容器（１１４ａ）の出力口から前記第２の流路（１１５ａ）に流れ込む液体の水頭圧と前記第３の容器（１１４ａ）の出力口側の前記第２の流路の毛管力とが同じになるポイントである請求項２乃至３のいずれか一項に記載のマイクロデバイス。
【請求項５】
前記第１の流路部と前記第２の流路部とは、第１の屈曲点を介して互いに接続され、
前記第１の屈曲点と前記基準点との距離が、前記第３の容器のもっとも前記基準点に近いポイントと前記基準点との距離よりも短い請求項２乃至４のいずれか一項に記載のマイクロデバイス。
【請求項６】
前記屈曲点での流路を形成する細管の断面積が、前記サイフォン構造部の流路の前記屈曲点以外のポイントでの細管の断面積よりも大きい請求項２乃至５のいずれか一項に記載のマイクロデバイス。
【請求項７】
前記マイクロデバイスが、ディスク上に形成され、前記基準点が前記ディスクの中心である請求項２乃至６のいずれか一項に記載のマイクロデバイス。
【請求項８】
前記ディスクが、ＰＭＤＳ（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）層を備え、前記ＰＭＤＳ層に、前記マイクロデバイスの流路を形成した請求項２乃至７のいずれか一項に記載のマイクロデバイス。
【請求項９】
前記外力は、前記ディスクを前記基準点を中心に回転させることにより生じさせた遠心力である請求項２乃至８のいずれか一項に記載のマイクロデバイス。
【請求項１０】
前記第１の容器（１１３）の出力口と前記第３の流路（１１５ｚ）とがつながる第３のポイントと前記基準点との距離に比べ、前記第４の容器（１１８）の入力口と前記第３の流路（１１５ｚ）とがつながる第４のポイントと前記基準点との距離を大きくとり、
前記第１の容器（１１３）の出力口から前記第３の流路（１１５ｚ）に流れ込む液体の前記第３のポイントでの水頭圧が前記第１の容器（１１３）の出力口側の前記第３の流路の毛管力に比べ大きくした、請求項３に記載のマイクロデバイス。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のマイクロデバイスを前記ディスク上に、１つまたは複数形成した計測ユニット。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のマイクロデバイスを備えたことを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体物質の分析や化学反応などに使用されるマイクロデバイス（マイクロ流体デバイス）に関し、流体制御機構を備えたマイクロデバイス（マイクロ流体デバイス）ならびにそれを備えた検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細加工技術の発展に伴い、微細な流路構造やバルブ構造を集積したマイクロ統合分析システム（Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ：μＴＡＳ）が注目を集めている。当該分野の研究開発の発展の中、最も有望な応用分野は個人レベルでの血中マーカー分析に基づくヘルスケアである。しかしながら、現在実現しているμＴＡＳのシステムはシリンジポンプや、バルブ集積システムやプロセッサーからなる外部制御システムが大型で複雑であり、チップデバイスの構造も複雑で製造コストが高く、個人向け製品としては採算性の観点で課題が多い。
【０００３】
このため、液体や流路内壁の物性の影響をほとんど受けず、安価且つ簡便な制御機構で動作可能な微細流路のバルブ構造、これを備えるマイクロデバイス等を本願発明者は特許文献１に開示している。
【０００４】
特許文献１には、下流側容器に気体排出口を設けると共に、上流側容器のうち気体導入口を設けたものを第１上流側容器、気体導入口を設けないものを第２上流側容器とし、第１上流側容器と下流側容器を繋ぐ流路を第１流路、第１上流側容器と第２上流側容器又は前記第１流路と第２上流側容器とを繋ぐ流路を第２流路とし、第１上流側容器から前記第１流路を介して下流側容器への送液を開始した時点では、当該第１上流側容器内の液体によって第２流路の一部が封鎖されており、送液中の所定の時点又は送液が終了した時点で当該封鎖が解除されることで、第２上流側容器からの送液が自動的に開始されるように構成したバルブ構造およびこれを備えたマイクロデバイスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３-０８８２１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示されたバルブ構造はさまざまな利点を有するが、それでも、気体導入口を設けない第２上流側容器側に、第１上流側容器側の液体のリークの虞が存在する。このようなリークを生ずるとマイクロデバイスで使用する液体に不純物が混在する虞がある。生体検査や化学分析でのマイクロデバイスの実際の使用を考えた場合、マイクロデバイスは安定でかつ簡易なものが求められる。したがって、上述の虞を排除したうえで、回転数の切り替えや外部からバルブの開閉をせずに、能動的に逐次的な流体の制御がなされるマイクロデバイスが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のマイクロデバイスは、少なくとも二つ以上のチャネル（ａ，ｂ）と、第１のサブデバイスとを備え、前記第１のサブデバイスは第１の容器（１３）を備え、前記チャネルの各々は、第２の容器（１２ａ）と、第２のサブデバイスとを備え、前記第２のサブデバイスは一端が前記第２の容器の出力口に繋がれた第１の流路（１１ａ）を具備し、前記チャネルの各々は前記第１の流路の他端を経由し独立して前記第１の容器の前記チャネルごとに設けられた入力口にそれぞれ接続され、前記第１の流路の各々は、長さ・太さ・形状の少なくとも１つが互いに異なり、前記第２の容器、前記第２のサブデバイス、前記第１のサブデバイスの順に、流路の上流側位置の基準点（７）から離れるように構成される。
【０００８】
また、本発明のマイクロデバイスの前記第２のサブデバイスは、さらに第３の容器（１４ａ）と一端（１５ａｓ）が前記第３の容器の出力口に繋がれた第２の流路（１５ａ）とを備え、前記第１の流路（１１ａ）の他端（１１ａｅ）が前記第３の容器の入力口に繋がれ、前記チャネルの第２の流路の他端（１５ａｅ）が前記チャネルごとに設けられた前記第１の容器の入力口にそれぞれ接続され、前記第２の流路の各々は、第１のサイフォン構造部を備え、前記第１のサイフォン構造部は、第１の方向に向かって流路を形成した第１の流路部と、第２の方向に向かって流路を形成した第２の流路部とを具備し、前記第１のサイフォン構造部に流れる液体の入力側から前記第１の流路部、前記第２の流路部の順につながるよう構成され、前記第１の方向は前記液体に印加される外力に逆らう方向であり前記第２の方向が前記外力に従う方向であるようにされている。
【発明の効果】
【０００９】
従来技術のリークの虞を排除したうえで、回転数の切り替えや外部からバルブの開閉をせずに、能動的に逐次的な流体の制御が安定してなされるマイクロデバイスを実現することができる。また、その１つの有効な実現構造を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１のマイクロデバイスを示す図
【図２】本発明のマイクロデバイスが搭載されたディスクを示す図
【図３】図２に示すディスクの断面図
【図４】本発明のマイクロデバイスの動作を説明する図
【図５】本発明のマイクロデバイスの動作を説明する図
【図６】本発明のマイクロデバイスの動作を説明する図
【図７】本発明のマイクロデバイスの動作を説明する図
【図８】実施例２のマイクロデバイスを示す図
【図９】酵素免疫測定法（一例）を説明する図
【図１０】実施例２のマイクロデバイスの動作検証のためのマイクロデバイスの図
【図１１】図１０のマイクロデバイスの各チャネルの液体がチャンバーに流れ込むまでの時間の測定結果を示す図
【図１２】実施例３のマイクロデバイスを示す図
【図１３】実施例４のマイクロデバイスを示す図
【図１４】実施例５のマイクロデバイスを示す図
【図１５】実施例６のマイクロデバイスを示す図
【図１６】実施例６のマイクロデバイスの一部を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のマイクロデバイスで用いる液体としては、生体物質の検査や分析では、たとえば血液・蛋白・遺伝子などを含む溶液、微生物・動植物細胞などの固体成分を含む溶液があげられる。また、化学分析では、各種化学物質を含む環境水、土壌抽出水などがあげられる。さらに、それらの検査や分析に対しては、分析時に使用する各種の試薬、バッファ液、洗浄水などがあげられる。本明細書中ではこれらマイクロデバイスで用いる各種液体をまとめて単に「液体」と記載する。また、この「液体」がマイクロデバイスに搭載された状態あるいはマイクロデバイスの流路を流れる状態にあるとき「流体」と称する。
【００１２】
本明細書においては、本発明のマイクロデバイスの使用時に、当初液体を収容するほうを「上流」と称し、収容された液体が移動していくほうを「下流」と称する。また本発明のマイクロデバイスの各構成物の配置の関係において、後述する基準点に近い側を「上」「上部」「上側」、遠い側を「下」「下部」「下側」と称する。
【実施例１】
【００１３】
図１に、本発明のマイクロデバイス（マイクロ流体デバイス：以下単にマイクロデバイスと称する）の第１の実施例（実施例１）を示す。図１に示すように、本実施例のマイクロデバイス１８は、２つのチャネル（ａ，ｂ）と、両チャネルがともに接続されたチャンバー（ｃｈａｍｂｅｒ）（反応器）１３とを備えている。以降本明細書では、「チャネル」はチャンバーに繋がるまでの経路および／あるいはその構成物を総称して使用する。各チャネルａ，ｂのそれぞれは、プライマリリザーバー（Ｐｒｉｍａｒｙ  ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）（あるいは初段容器）１２ａ、１２ｂと、セカンダリリザーバー（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）（あるいは次段容器）１４ａ、１４ｂとを備える。流路１１ａ、１１ｂは、プライマリリザーバー１２ａ、１２ｂの最下部に設けられた出力口（１１ａｓ、１１ｂｓ）からセカンダリリザーバー１４ａ、１４ｂの最上部に設けられた入力口（１１ａｅ、１１ｂｅ）とに接続されている。流路１５ａ、１５ｂは、セカンダリリザーバー１４ａ、１４ｂの最下部に設けられた出力口（１５ａｓ、１５ｂｓ）からチャンバー最上部に設けられた入力口（１５ａｅ、１５ｂｅ）とに接続されており、チャンバー１３で両チャネル（ａ、ｂ）は合流する。このようにチャネルａおよびチャネルｂは、互いに独立して構成され、各々の流路はチャンバー１３に独立して接続されている。各流路（１１ａ、１１ｂ、１５ａ、１５ｂ）は細管で構成される。
【００１４】
マイクロデバイス１８は、回転軸位置７（基準点）に対してプライマリリザーバー１２ａ、１２ｂ、セカンダリリザーバー１４ａ、１４ｂ、チャンバー１３の順に近い位置に配置されるように構成されている。つまり当初液体を収容するリザーバー（容器）側を上部に、液体が流れていく側にあるチャンバーを下部にそれぞれ配置する。なお、回転軸位置７については後述するが、マイクロデバイス１８はその動作時には回転軸位置７からチャンバー１３の方向に外力が与えられるように構成される。図１においては、回転軸位置７から図１の下の方向に外力が与えられるように、言い換えるとマイクロデバイスの上部から下部に外力が与えられるように、構成される。回転軸位置７はマイクロデバイスの上流側を定義づける基準点でもある。
【００１５】
チャネルａを構成するプライマリリザーバー１２ａとセカンダリリザーバー１４ａとを結ぶ流路１１ａと、チャネルｂを構成するプライマリリザーバー１２ｂとセカンダリリザーバー１４ｂとを結ぶ流路１１ｂとは、互いに長さが異なるように構成される。ここでは流路１１ｂが流路１１ａよりも長く構成されているものとする。なお、本実施例では、互いに長さが異なる構成を示したが、プライマリリザーバーからセカンダリリザーバーまでそれぞれのチャネルに流す液体が通過するために必要な時間差を生じせしめるため、流路（１１ａ、１１ｂ）の太さ・形状が互いに異なるように構成されてもよい。あるいは、上述の時間差を生じせしめるため流路（１１ａ、１１ｂ）の長さ・太さ・形状の少なくとも１つが互いに異なるように構成されていてもよい。流路１１ａおよび１１ｂは細管で構成されているため液体が通過するためにそれぞれ所定の時間を有し、抵抗流路として機能する。
【００１６】
セカンダリリザーバー１４ａ、１４ｂそれぞれとチャンバー１３とを結ぶ流路１５ａ、１５ｂには、各々サイフォン構造部（１６ａ、１６ｂ）が形成される。このサイフォン構造部は、回転軸位置７に向かう方向（第１の方向）に流路を形成した第１の流路部（１６ａ１）と、それとは逆に外力が働く方向（第２の方向）に流路を形成した第２の流路部（１６ａ２）とを備えている。また、第１の流路部は第２の流路部よりもセカンダリリザーバー側に（上流側に）形成されている。ここで、第１の方向に向くベクトルの外力方向に対するベクトル成分が、外力の方向に対し正反対の方向であり、第２の方向に向くベクトルの外力方向に対するベクトル成分が、外力の方向に対し同一の方向であるように構成されていればよい。したがって第１の方向は外力に逆らう方向、第２の方向は外力に従う方向である。また、必要に応じ外力方向とは角度のずれを備えるように構成されていてもよいし、この条件を満たす範囲で蛇行していてもよい。図１に示す第１の実施例では、サイフォン構造部の第１の流路部１６ａ１と第２の流路部１６ａ２とは屈曲点１６ａｍでつながった構成である。ここで、屈曲点１６ａｍは回転軸位置（基準点）７から見てセカンダリリザーバー１４ａの入力口（１１ａｅ）と出力口（１５ａｓ）の間に位置している。つまり、回転軸位置７と屈曲点（１６ａｍ）との間隔は、回転軸位置７とセカンダリリザーバー１４ａの最上部（１１ａｅ）との間隔と、最下部（１５ａｓ）との間隔の間（中間）の値である。なお、実際の設計時には、屈曲点（１６ａｍ）は、当初プライマリーリザーバーに注入した液体の全てをセカンダリーリザーバーに移したときのセカンダリーリザーバーの水位(上部液面)の位置以下に設置する。
【００１７】
なお、図示していないがプライマリリザーバー１２ａ、１２ｂ、セカンダリリザーバー１４ａ、１４ｂ、チャンバー１３には、それぞれベント（Ｖｅｎｔ）を有する。少なくとも各ベントはマイクロデバイス使用時には必要に応じて開放されている。
【００１８】
このように構成されたマイクロデバイス１８は、図２に示すようにディスク８０上の区画（８１、８２・・・）に１つずつ配置され、ディスク８０上に１つまたは複数個備えられ、計測ユニット８８を構成する。区画８１にはマイクロデバイス１８−１が、区画８２にはマイクロデバイス１８−２が配置され、必要に応じて同様にマイクロデバイス１８が備えられる。なお、広義の意味では測定ユニット８８自身もマイクロデバイスである。また、ディスク８０は、例えばＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）と同等の基板であればよい。ディスク８０の中心にはディスク８０を回転させるディスク駆動装置の回転軸を受ける穴を有する。この穴の中心が前述の回転軸位置７に相当する。このようにして作成された測定ユニット８８は、ディスクの駆動装置などとともに装置として組み込まれ生体検査装置や化学分析装置などの検査装置を構成する。
【００１９】
図３は、ディスク８０上に形成されたマイクロデバイス１８−１に示すラインＬ１６の部分の断面構造を示したものである。ライン１６は、図１に示すマイクロデバイス１８のセカンダリリザーバー１４ａと流路１５ａに形成されたサイフォン部１６ｂの断面構造である。９４はディスク８０の基材部であり、そのうえにポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）シート（ＰＤＭＳシート）９３を備える。さらにこのＰＤＭＳシート上に形成したＰＤＭＳ層９２に、リソグラフィー手法を用いてセカンダリリザーバー部９５と、サイフォン部の細管９６とが形成されている。ＰＤＭＳ層の上部はテーピング９１されている。リソグラフィー手法でマイクロデバイスの流路（場合によっては容器部分も）を形成できることは、精密でかつ形状にばらつきの少ないコピーを安価にかつ大量に生産できる。このことは、半導体プロセスの実績からも明らかである。
【００２０】
上述のように構成された本発明のマイクロデバイスの流体制御機構について流体制御の原理とともに説明する。図４から図７は本発明のマイクロデバイスの動作を説明する図である。図４から図７では実施例１のマイクロデバイス１８を例として示している。なお、ここでは、説明のためチャンバー１３をそれぞれチャネルごとに分けてチャンバー１３ａ、１３ｂとして示している。所望のマイクロデバイスの流体制御において、２つのチャネルａ、ｂに流す液体をチャンバーにて混合させる場合には１つのチャンバー１３として構成すればよいが、その動作は同様である。
【００２１】
上述のように構成されたマイクロデバイス１８の液体制御機構は２段階のシーケンスを目的としている。この実施例での構成では、セカンダリリザーバー１４ａ、１４ｂからチャンバー１３へ液体（ｆｌａ、ｆｌｂ）が注入される順序を制御できるものである。
【００２２】
まず、マイクロデバイス１８が構成されたディスクをテーピング９１が上となるように水平に配置する。そして、図４に示すように、まず初めにプライマリリザーバー１２ａ、１２ｂにそれぞれ所望の液体を収容する。本実施例においては、プライマリリザーバー１２ａ、１２ｂ上のテーピング９１に穴を設けることによりそこに注入することが可能である。
【００２３】
次にマイクロデバイス１８が搭載されたディスク８０上の計測ユニット８８を回転軸位置７を中心に回転させる（たとえば図２のＲ１の方向）。この時ディスク８０の回転数は所望の回転数であってよく、回転数の設定値を一定としていてよい。この結果、チャネルａのプライマリリザーバー１２ａおよびチャネルｂのプライマリリザーバー１２ｂに注入された液体に遠心力が印加される。本実施例ではこの遠心力が上述の外力（Ｆ１０）に相当する。したがって所望通り外力が回転軸位置７からマイクロデバイス１８のチャンバー１３の方向に印加される。液体（ｆｌａ、ｆｌｂ）はそれぞれ抵抗流路（１１ａ、１１ｂ）に注入され、その後セカンダリリザーバー（１４ａ、１４ｂ）に流れ込む。セカンダリリザーバーの先にはサイフォン構造部（１６ａ、１６ｂ）があるため、液体（ｆｌａ、ｆｌｂ）はいったんセカンダリリザーバーに蓄積される。チャネルａ、ｂの液体（ｆｌａ、ｆｌｂ）それぞれに同じ体積力(遠心力)が働いているので抵抗流路の短いチャネルａほうがチャネルｂよりもより速くセカンダリリザーバーに液体を蓄積する（図５）。
【００２４】
そして一定の量の液体がセカンダリリザーバーに蓄積された後、液体はサイフォン構造部を乗り越えチャンバー１３に流れ込み、チャンバー１３へ液体が注入される。チャネルａほうがチャネルｂよりもより速くセカンダリリザーバーに液体を蓄積されるため、チャンバー１３ａへの液体の注入はチャネルａが先となる（図５、図６）。
【００２５】
チャネルｂは、流路１１ｂが長いため、その抵抗が大きく、液体ｆｌｂのセカンダリリザーバー１４ｂへの蓄積が遅くなるため、チャネルａより遅れてチャンバー１３ｂへ液体ｆｌｂが注入される（図７）。
【００２６】
おおよそセカンダリリザーバーに蓄積された液体の上部液面が、サイフォン構造部の屈曲点より上のレベルまで達するとサイフォン構造部を液体が流れ始める。したがって図５のチャネルａに示すように屈曲点１６ａｍの位置までセカンダリリザーバーに蓄積された液体の上部液面のレベルがレベルｌｂ１からレベルｌａ１の間に達してからチャンバー１３への液体の流入が始まる。この屈曲点１６ａｍの位置を変えることによってもチャネルａを通過する液体の時間制御が行える。
【００２７】
以上説明したことから、本実施例にあっては回転数の切り替えや、外部からバルブの開閉をせずに能動的に逐次的な流体の制御を実現できる。また、デバイス上に複雑なバルブ機構を搭載することなく、定常回転に於いても能動的に逐次的な液体の制御を実現できる。しかも２つの液体はチャネルを独立して構成しているため、チャンバー１３ではじめて混合させることができ流路途中での液体の混在等を避けることができる。単一の回転数によって生じさせた遠心力を外力として特段の外部トリガを与えることなく、流路への空気のリークなどによる２つの液体の意図しないタイミングでの混在を起こさずに、２以上の液体を時間差をつけてチャンバーに供給することができる。分析結果にばらつきが生じる原因の１つとなりうるチャンバーでの液体の混在タイミングがずれることを防ぐ。また、チャンバー以外での液体の混在は分析結果にばらつきが生じる原因の１つとなりうるので、チャンバー以外での液体の混在を生じせしめないことは重要である。
【００２８】
また、図２、図３を用いて本発明の測定ユニットや検査装置の例を説明した。しかしながら測定ユニット（広義としてのマイクロデバイス）の実施の形態は、上述のようなディスクに限られない。たとえば、スティック状の遠心管あるいはアダプターにマイクロデバイスを形成し遠心機で外力をかけるような構成をとることも可能である。近年は、３Ｄプリンターによりこのようなスティック状の遠心管あるいはアダプターが作成可能である。
【００２９】
図３では、ＰＤＭＳ層の上にテーピング９１による封しを施す構成とした。テーピング９１に代えてチャンバーや細管をＰＤＭＳ層９２に中空構造で構成することも可能である。
【実施例２】
【００３０】
図８に本発明の第２の実施例を示す。また、図９に酵素免疫測定法（Ｅｎｚｙｍｅ−Ｌｉｎｋｅｄ  Ｉｍｍｕｎｏ−ｓｏｒｂｅｎｔ  ａｓｓａｙ：ＥＬＩＳＡ）の一例を説明する図を示す。図８はマイクロデバイスによる酵素免疫測定法による検査の実現することを念頭に構成した実施例であり、実施例１で示した構成にさらに２つのチャネルを加え４チャネル構成としたものである。したがってチャネル数が増えたこと以外に実質的に実施例１と同様である。
【００３１】
本実施例２のマイクロデバイス６８は、４つのチャネル（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）と、全チャネルがともに接続されたチャンバー（ｃｈａｍｂｅｒ）５３とを備えている。各チャネルａ、ｂ、ｃ、ｄのそれぞれは、プライマリリザーバー（Ｐｒｉｍａｒｙ  ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）５２ａ〜５２ｄと、セカンダリリザーバー（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）５４ａ〜５４ｄと、プライマリリザーバー（５２ａ〜５２ｄ）とセカンダリリザーバー（５４ａ〜５４ｂ）とをそれぞれ接続する流路（５１ａ〜５１ｄ）が備えられている。さらにチャネルａ〜チャネルｄはセカンダリリザーバー（５２ａ〜５２ｄ）とチャンバー５３と接続する流路５５ａ〜５５ｄを各々独立して備える。
【００３２】
マイクロデバイス６８も、マイクロデバイス１８と同様に、回転軸位置(基準点)７に対してプライマリリザーバー５２ａ〜５２ｄ、セカンダリリザーバー５４ａ〜５４ｄ、チャンバー５３の順に近い位置に配置されるように構成されている。
【００３３】
また各チャネルの流路５１ａ〜５１ｄは、その流路の長さが５１ａ＜５１ｂ＜５１ｃ＜５１ｄとなるように、また互いに異なるように構成される。長さに代えて、太さや形状を変えて、細管で構成された流路５１ａ〜５１ｄそれぞれを液体が通過するための所定の時間が５１ａ＜５１ｂ＜５１ｃ＜５１ｄとなるように（つまりプライマリリザーバー５２ａから５２ｄに格納された流体（液体）は、チャネルａ、チャネルｂ、チャネルｃ、チャネルｄの順にチャンバー５３に到達するように）抵抗流路を構成している。
【００３４】
流路５５ａ〜５５ｄには、各々サイフォン構造部（５６ａ〜５６ｄ）が形成され、その構造は実施例１と同様である。なお、プライマリリザーバー５２ａ〜５２ｄ、セカンダリリザーバー５４ａ〜５４ｂ、チャンバー５３には、それぞれベント（Ｖｅｎｔ）を有する。図８においては、セカンダリリザーバー５４ａ〜５４ｂ、チャンバー５３のそれぞれに対応するベント５７ａ〜５７ｄ、５７ｚを示す。各ベントはマイクロデバイス使用時には必要に応じて開放しておく。また、チャンバー５３からの排液はサイフォン構造部５６ｚ(第２のサイフォン構造部）を備えた流路を介して排液槽５８へなされるよう構成される。サイフォン構造部５６ｚも、サイフォン構造部（５６ａ〜５６ｄ）や実施例１でのサイフォン構造部（１６ａ、１６ｂ）と同様に、回転軸位置７に向かう方向（第３の方向）に流路を形成した流路部（第３の流路部）と、それとは逆に外力が働く方向（第４の方向）に流路を形成した流路部（第４の流路部）とを備えている。つまり第３の方向は外力に逆らう方向であり、第４の方向は外力に従う方向である。
【００３５】
マイクロデバイス６８も、マイクロデバイス１８と同様に図２に示すようにディスク８０上に構成され、その構造は同じである。
【００３６】
図９に示す酵素免疫測定法の一例は次のとおりである。
【００３７】
ステップ１（Ｓ１０１）：事前準備として、ピペット（１０６）等で血液（１０２）を試験管１０１等に適量とり、遠心分離により血液の上澄み（血漿）１０３を取り出す。この血漿に被検物質（１０７）が含まれる。その一方、あらかじめ補足用抗体１０４と検出用標識抗体１０３とをチャンバー内に塗布した反応器（チャンバー）１０５を準備する。ここで検出用標識抗体１０３は抗体に酵素や蛍光色素が標識されているものであり、ＨＲＰ（Ｈｏｒｓｅ  Ｒａｄｉｓｈ  Ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ）がもっとも良く用いられる。
【００３８】
ステップ２（Ｓ１０２）：血漿を準備したチャンバー１０５へ投入（Ｓ１０２−１）し血漿中の被検物質１０７としばらく反応させた（Ｓ１０２−２）のち、血漿を除去する（Ｓ１０２−３）。この時点でチャンバー１０５の内壁には被検物質１０７に補足用抗体１０４と検出用標識抗体１０３との反応物が付着している（１０７ｂ）。１０７ａは一方だけ付着したもの。
【００３９】
ステップ３（Ｓ１０３）：余分な血漿を洗い流すため、リン酸緩衝生理食塩水（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  Ｂｕｆｆｅｒｅｄ  Ｓａｌｉｎｅ：ＰＢＳ）１０８を用いてチャンバー１０５の内壁を洗浄する。なおＰＢＳに界面活性剤を添加したものを用いる事が多い。なお、この洗浄は複数回行われることが多い。
【００４０】
ステップ４（Ｓ１０４）：洗浄後の発色試薬（基質）１０９の注入を行いチャンバー１０５の内壁に付着している被検物質１０７に補足用抗体１０４と検出用標識抗体１０３との反応物の発色を促す（Ｓ１０４−１）。発色試薬としてはテトラメチルベンジジン（ＴＭＢＺ）などが使われる。所定の時間が経過したのち、発色反応を停止させるためにさらに１Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）の硫酸Ｈ２ＳＯ４を投入する（Ｓ１０４−２）。チャンバー１０５にはＴＭＢＺ（１０９）に硫酸の加わった溶液１１０ができる。
【００４１】
ステップ５（Ｓ１０５）：ステップ４にて発色を停止させた状態で被検物質１０７の発色度合を吸光度法などを用いて計測し、被検物質１０７の量を測定する。
【００４２】
このような酵素免疫測定の本発明のマイクロデバイス６２での実施は次のようにして実現できる。すなわちマイクロデバイス６２のチャンバー５３の内壁にあらかじめステップ１（Ｓ１０１）に示す補足用抗体１０４と検出用標識抗体１０３とを塗布したものを準備する。次にチャネルａのプライマリリザーバー５２ａに血液の上澄み（血漿）を、チャネルｂのプライマリリザーバー５２ｂに洗浄液（たとえばＰＢＳ）を、チャネルｃのプライマリリザーバー５２ｃに基質（ＴＭＢＺ）を、チャネルｄのプライマリリザーバー５２ｄに停止薬（１Ｍ−Ｈ２ＳＯ４）をそれぞれ準備する。この後、マイクロデバイス６２を搭載したディスク８０を一定の回転数で回転させ外力とし遠心力を印加する。マイクロデバイス６８は上述のとおり構成され所定の回転数で印加される遠心力によりシーケンシャルに分析を実行する。プライマリリザーバー５２ａから５２ｄに格納された流体（液体）は、チャネルａ、チャネルｂ、チャネルｃ、チャネルｄの順にチャンバー５３に到達するように構成されている。なお、ここでは各チャネルの流体が完全にチャンバー５３に注入された後、十分な時間で所望の時間間隔をもって次の流体がチャンバー５３に入るように流路５１ａ〜５１ｄの長さ（あるいは太さ・形状、それらの混合）を備えるものとする。したがって、補足用抗体１０４と検出用標識抗体１０３が内壁に塗布されたチャンバー５３に血液の上澄み（血漿）を注入し、十分血漿中の被検物質（１０７）と反応させ、続いて洗浄液によるチャンバー５３の洗浄、基質注入による発色、停止薬による発色反応の停止を続けて実願することが可能である。
【００４３】
また、各チャネルａ〜チャネルｄに備えたサイフォン構造部により、セカンダリリザーバー５４ａ〜５４ｄには所望の量の流体（液体）が溜まるまで液体は溜めおかれ、所定の量が蓄積された後、一気にチャンバー５３に注入することができるため、より実際の分析方法と同じ状態を実現できることとなる。これも実施例１と同様である。
【００４４】
所定の時間基質を反応させた後に反応を停止する停止薬がチャンバー５３に到達するようにし、かつ、基質溶液と停止薬の混合液がサイフォン構造部５６ｚに到達しないようにして排液槽５８に流れでないようにすれば、チャンバー５３内の混合液を比色法等の方法により分析結果を得る事が出来る。
【００４５】
なお、本応用例は一例にしかすぎず、さまざまな生体検査・化学分析に適用が可能である。
【００４６】
図１０は、実施例２のマイクロデバイスの動作検証のために構成したマイクロデバイスである。これは図９の分析手法を図８のマイクロデバイスで実現できるかの動作検証のために作成したものである。
【００４７】
図１０のマイクロデバイス６８’は、チャンバー５３を各チャネルごとに分けて構成（５３ａ〜５３ｄ）し、排液槽５８およびチャンバーから排液槽５８への流路５６ｚとを省略した構成である。マイクロデバイス６８’ならびにそれを備えたディスク８０等は実施例１と同じつくりである。ベント５７ｚａ〜５７ｚｄはチャンバー５３に相当する各チャネルごとに分けて記した容器（５３ａ〜５３ｄ）にそれぞれ対応して作成している。これらベント５７ｚａ〜５７ｚｄはチャンバーを１つにまとめた場合は、１つのベント５７ｚとして構成される。ベントホールはテープ表面に穴をあけることにより作成している。
【００４８】
図２、図３に示すマイクロデバイスと同じように作成したマイクロデバイス６８’を用いた実験では一定の回転数（１７００ｒｍｐ）で回転させた。この時のマイクロデバイスは、図３に示すＰＤＭＳ層の膜圧が３ｍｍであるように構成した。実験では、マイクロデバイスに流す液体としては青色に着色した水を用いて可視化し、デバイスの回転開始からチャンバーへの液体の注入が開始されるまでの時間を測定した。観察方法には、サーボモータとストロボスコープからなる撮影システムを利用し、ストロボのフラッシュをデバイスの回転に同期させて撮影する方法を採用した。この結果、１）マイクロデバイス６８’の素材であるＰＤＭＳ(上述)は疎水性のため液体をプライマリリザーバーに注入しただけでは流路には流れ込まずマイクロデバイス６８を回転させ遠心力がかかると流れ始めること、２）セカンダリリザーバーの流体の蓄積は最も抵抗流路の短いチャネルａが最も速く最初に流体がサイフォン構造部を乗り越えチャンバー５３ａへの注入を開始し続いてチャネルｂ、ｃ、ｄの順に蓄積を開始し全チャネルの液体がそれぞれのチャンバー５３ａ〜５３ｄに移動することがそれぞれ確認できた。
【００４９】
図１１は図１０のマイクロデバイス６８’の各チャネルの液体がチャンバーに流れ込むまでの時間の測定結果を示したものである。これは、同様の実験を３度行い、マイクロデバイスの回転の開始（すなわち各チャネルのプライマリリザーバーに収容された液体が同時に外力を受けた時点）からチャンバー５３ａ〜５３ｄへの液体の注入が開始されるまでにかかる時間を測定し、その測定結果の平均と標準偏差を示している。いずれの実験でもシーケンスの順序が入れ替わることはなく高い再現性が確認できている。図１１に示すように、本実験では、回転を止めることなく定常回転下で５分間以上の流体制御を実現している。
【００５０】
さらにデバイスの回転速度や、流路の長さや径を調整することで、さらに自由度の高い設計を実現できる。これにより、上述の酵素免疫測定法（ＥＬＩＳＡ）等の化学分析プロセスの自動化にも対応可能なマイクロデバイスが作成できることがわかる。
【実施例３】
【００５１】
本発明の第３の実施例（実施例３）を図１２に示す。これは図１の実施例からセカンダリリザーバーと、セカンダリリザーバーとチャンバーとを結ぶ流路とを取り除いた一番シンプルな構成であり、その他は実施例１と同様である。
【００５２】
各チャネル（ａ、ｂ）はプライマリリザーバー（１ａ、２ｂ）と流路（１ａ、１ｂ）とをそれぞれ備え、チャネルａの流路１ａは、プライマリリザーバー２ａとチャンバー３に、チャネルｂの流路１ｂは、プライマリリザーバー２ｂとチャンバー３に、それぞれ独立して接続されるように構成されている。流路１と流路２とは、実施例１と同様、流路の長さ・太さ・形状の少なくとも１つが互いに異なるように構成され、チャネルａ、ｂからの液体の注入開始が逐次的に異なるように構成されている。
【００５３】
これは、実施例１でサイフォン構造部を備えなくとも分析のシーケンスの対応が可能である場合には、さらにマイクロデバイスの構成が簡素化できるので有用である。
【実施例４】
【００５４】
本発明の第４の実施例（実施例４）を図１３に示す。これは図１の実施例におけるマイクロデバイス１８のサイフォン構造部１６ａを変更したものであり、その他の構成は実施例１と同様である。
【００５５】
第４の実施例におけるマイクロデバイス７８のサイフォン部１６ａ’は、屈曲点１６ａｍを、セカンダリリザーバー１４ａの最上部（１１ａｅ）よりもさらに上部になるように構成したものである。ここではチャネルａについて述べるがチャネルｂについても同様にしている。
【００５６】
上述の通り、おおよそセカンダリリザーバーに蓄積された液体の上部液面が、サイフォン構造部の屈曲点より上のレベルまで達するとサイフォン構造部を液体が流れ始める。したがって図１３のチャネルａに示すように屈曲点１６ａｍの位置まで液体が満たされるためには、流入側の上部液面は図１３に示すレベルｌｂ２からレベルｌａ２に達する必要がある。すなわち、本実施例においては、セカンダリリザーバー１４ａが液体で満杯に満たされた後、チャンバー１３への液体の流入が始まる。実際の動作にあたっては、マイクロデバイスの構造や溶液の性質、使用時の環境条件等により、サイフォン構造部を流れ出す液面のレベルは変動する。実施例１においては、サイフォン構造部を流れ出す液面レベルがｌａ１，ｌｂ１のあたりにあるため、その変動の影響を強く受ける。一方、本実施例ではセカンダリリザーバー１４ａが満杯になった時点で液体がセカンダリリザーバー１４ａと流路１１ａに満たされるように変化するので、この時点で一気にサイフォン構造部を流れ出すように制御できる。したがって、サイフォン構造部を流れ出す時間の変動を抑えることができる。
【実施例５】
【００５７】
本実施例の第５の実施例（実施例５）を図１４に示す。図１４も図１に示すマイクロデバイス１８のサイフォン構造部１６ａの変更を行ったものである。簡略化のため図１４はサイフォン構造部１６ａ’’のみ記している。本実施例のサイフォン構造部１６ａ’’は、屈曲点１６ａｍにおいて流路１５ａの細管の太さを第１の流路部１６ａ１、第２の流路部１６ａ２と比較し太く構成されている。ここでは第１の流路部１６ａ１、第２の流路部１６ａ２の細管の断面積Ｓ２が屈曲点での細管の断面積Ｓ１よりも小さく構成している。つまり屈曲点１６ａｍでの断面積Ｓ２が他より大きいように交際される。
【００５８】
このようにすることに、サイフォン構造部の屈曲点を通過する時点で、流路に流れる液体と細管との表面張力を緩和することが可能となる。この結果、液体にかける外力が小さくても容易に屈曲点を液体が通過することが可能となり、分析時に回転数を下げることができ、その結果各チャネルを液体が通過するために要する時間を長くすることができる。このことは、本マイクロデバイスを用いた分析にかけられる時間を長くすることに繋がり、実施例２で示した生体検査のような分析のための反応に時間を要する場面で大きな効果を表すこととなる。これについては他の生体検査や化学分析も同様である。
【実施例６】
【００５９】
図１５は第６の実施例（実施例６）のマイクロデバイスの全体図を示す。図１５に示すマイクロデバイス２０８のチャネルａは、プライマリリザーバー１１１ａ（第２の容器）、流路１１２ａ（第１の流路）、セカンドリザーバー１１４ａ（第３の容器）、流路１１５ａ（第２の流路）から構成される。またマイクロデバイス２０８はチャンバー１１３（第１の容器）は、チャネルａと、さらに２つのチャネルとがそれぞれ独立して接続される。チャンバー１１３から排液槽１１８（第４の容器）に繋がる流路１１５ｚ（第３の流路）を備える。流路１１５ａはサイフォン構造部１１６ａ（第１のサイフォン構造部）を備え、流路１１５ｚはサイフォン構造部１１６ｚ（第２のサイフォン構造部）を備える。サイフォン構造部１１５ａは、実施例２のサイフォン構造部（５６ａ〜５６ｄ）や実施例１でのサイフォン構造部（１６ａ、１６ｂ）と同様に、回転軸位置７に向かう方向（第１の方向）に流路を形成した第１の流路部と、それとは逆に外力が働く方向（第２の方向）に流路を形成した第２の流路部とを備えている。サイフォン構造部１１６ｚも、実施例２のサイフォン構造部５６ｚと同様に、回転軸位置７に向かう方向（第３の方向）に流路を形成した流路部（第３の流路部）と、それとは逆に外力が働く方向（第４の方向）に流路を形成した流路部（第４の流路部）とを備えている。
【００６０】
図１６はマイクロデバイス２０８の一部を簡易化して表した図であり、チャンルａのセカンドリザーバー１１４ａ、流路１１５ａと、チャンバー１１３、流路１１５ｚ、排液槽１１８のみを抜き出したものである。また、図１６ではチャンバー１１３には接続されるチャネルａのみを示し、接続された他のチャネルは簡易化のため図示していない。
【００６１】
生体検査や化学分析においては、検査や分析の手順にあわせて、チャンバーには試料や試薬、洗浄液が所定の順番で所定の量、注入されることが要求される。たとえば図９に示すような酵素免疫測定法を使った生体検査をする場合、試料（血漿）や発色試薬（基質）などは所定の量が着実にチャンバー１１３に入らなければならない。また試料（血漿）はあらかじめチャンバー１１３内に塗布された補足用抗体１０４と検出用標識抗体１０３とに反応させるため所定の時間チャンバー１１３内に留め置く必要がある。したがって所定の量の試料を途切れることなくチャンバー１１３に注入される必要がある。
【００６２】
試料（血漿）をチャンバー１１３に注入するためのチャネルａは、プライマリリザーバー１１１ａに収容した試料がセカンダリリザーバー１１４ａにほぼすべてが移動した時点でサイフォン構造部１１６ａの屈曲点１１６ａｍを液体が超え、一気に試料がチャンバー１１３に流れ込むように設計される。しかしながら、実際にはマイクロデバイスの製造ばらつきや検査時の環境条件（環境温度・気圧・気圧など）の変化がある。このため、プライマリリザーバー１１１ａや流路１１２ａにまだ試料が残っているにも関わらず、セカンダリリザーバー１１４ａに溜まった試料が屈曲点１１６ａｍを超えて先にチャンバー１１３に注入される場合が想定される。続けてセカンダリリザーバー１１４ａに流入する試料は、流路１１５ａを試料が満たしているならば続けて流れるが、上段の流路１１２ａからの試料の流入が少なければ気泡が入ってしまう。そうなると後続の試料は再びセカンダリチャンバー１１３に溜まることとなる。その結果、当初設計した量の試料がチャンバー１１３に流入せず検査が不正確になる。
【００６３】
これを防ぐために、セカンダリリザーバー１１４ａの出力口１１５ａｓとチャンバー１１３の入力口１１５ａｅ（第２のポイント）は回転軸位置（基準点）７を中心とする円の円周（Ｌ４ａ）上にのるように構成する。つまりチャンバー１１４ａの出力口１１５ａｓとチャンバー１１３の入力口１１５ａｅそれぞれの回転軸位置（基準点）７からの距離が等しくなるように構成する。こうすることによって、試料がすべてセカンダリリザーバー１１４ａに移る前に溜まった試料が流路１１５ａに流れ出しても、セカンダリリザーバー１１４ａの液面が出力口１１５ａｓより下がらす液体をとどめておくことができる。したがって後続して流入する液体も逐次チャンバー１１３に流し込むことが可能となる。
【００６４】
セカンダリリザーバー１１４ａの出力口から流路１１５ａへ液体が流入するには、流路１１５ａの毛管力よりも出力口の液体の水頭圧が大きくなることにより流入が始まる。実施例６のより効果的な構成を実現するためには、セカンダリリザーバー１１４ａの出力口がこの毛管力と水頭圧とが等しくなるポイント（第１のポイント）とすればよい。そしてそのポイントとチャンバーの入力口のポイントとを基準点７からの距離が同じとなるように構成すればよい。
【００６５】
一方、試料の液体をチャンバー１１３から送出し、チャンバーを洗浄して反応を止める場面では、チャンバー１１３に溜まった液体を完全に流し切ることが望まれる。したがってチャンバー１１３の出力口（１１５ｚｓ）は、排液槽１１８の入力口よりも基準点側に寄せた構造とすることが望ましい。回転軸位置（基準点）７を中心とした円の円周Ｌ４ｂよりも外側、つまり下流側に排液槽の入力口（１１５ｚｅ）を構成する。詳細には、チャンバー（１１３）の出力口と流路（１１５ｚ）とがつながる位置（第３のポイント）と基準点７との距離に比べ、排液槽（１１８）の入力口と流路（１１５ｚ）とがつながる位置（第４のポイント）と基準点との距離を大きくとり、チャンバー（１１３）の出力口から流路（１１５ｚ）に流れ込む液体の第５のポイントでの水頭圧がチャンバー（１１３）の出力口側の流路（１１５ｚ）の毛管力に比べ大きくする。
【００６６】
以上説明した本発明のマイクロデバイスは、生体検査や化学検査などで使用する液体のリークや混在の虞を解決して、さらにその検査ステップをシーケンシャルに実行可能とする。このため、１．最初に液体を収容するプライマリリザーバー（第２の容器）と、２．収容された液体に時間差をつけて移送する第１のサブデバイスと、３．移送された液体を順次反応させる（場合によっては反応物を排出させる）チャンバー（第１の容器）を備える第２のサブデバイスとから構成される。
【００６７】
実施例１では、プライマリリザーバー（第２の容器）は、図１の１２ａや１２ｂがこれに相当する。第２のサブデバイスは、流路１１ａ、１１ｂ（第１の流路）、セカンダリリザーバー１４ａ、１４ｂ（第３の容器）、流路１５ａ、１５ｂ（第２の流路）よりなる。サイフォン構造部（１６ａ、１６ｂ）も第２のサブデバイスの構成要素である。第１のサブデバイスは、チャンバー１３（第１の容器）がこれに相当する。
【００６８】
実施例２では、プライマリリザーバー（第２の容器）は、図８の５２ａ〜５２ｄがこれに相当する。第２のサブデバイスは、流路５１ａ〜５１ｄ（第１の流路）、セカンダリリザーバー５４ａ〜５４ｄ（第３の容器）、流路５５ａ〜５５ｄ（第２の流路）よりなる。サイフォン構造部（５６ａ〜５６ｂ）も第２のサブデバイスの構成要素である。第１のサブデバイスは、チャンバー５３、流路５５ｚ（第３の流路）、排液槽５８（第４の容器）がこれに相当する。サイフォン構造部（５６ｚ）も第２のサブデバイスの構成要素である。なお、動作説明を行った図１０のように、図８のマイクロデバイス６８から流路５５ｚ（第３の流路）、排液槽５８（第４の容器）を削った構成のマイクロデバイス６８’では、実施例１とチャネル数が異なったもので、他は実施例１と同じ構成であり、第１のサブデバイスはチャンバー５３がこれに相当する。
【００６９】
実施例３では、プライマリリザーバー（第２の容器）は、図１２の２ａや２ｂがこれに相当する。第２のサブデバイスは、流路１ａ、１ｂ（第１の流路）がこれに相当する。第１のサブデバイスは、チャンバー１３（第１の容器）がこれに相当する。
【００７０】
実施例４のマイクロデバイス７８は図１３のようにサイフォン構造部（１６ａ’）が置き換わっただけのものであり実施例１や実施例２と同様に第１、第２のサブデバイスは定義づけられる。なおサイフォン構造部（１６ａ’）も第２のサブデバイスの構成要素である。
【００７１】
実施例５も図１４のようにサイフォン構造部１６ａ’’にサイフォン構成部を変えただけであり、実施例１や実施例２、実施例４と同様に第１、第２のサブデバイスは定義づけられる。
【００７２】
実施例６のプライマリリザーバー（第２の容器）は、図１５の１１１ａがこれに相当する。第２のサブデバイスは、流路１１２ａ（第１の流路）、セカンダリリザーバー１１４ａ（第３の容器）、流路１１５ａ（第２の流路）よりなる。サイフォン構造部１１６ａも第２のサブデバイスの構成要素である。第１のサブデバイスは、チャンバー１１３（第１の容器）、流路１１５ｚ（第３の流路）、排液槽１１８（第４の容器）がこれに相当する。サイフォン構造部１１６ｚ（第２のサイフォン構造部）も第１のサブデバイスの構成要素である。実施例６ではプライマリリザーバー１１１ａの図１５の図面左側のリザーバーから流路を経由してチャンバー１１３に繋がるチャネルも備えられているが、ここではそれらを特にカテゴライズしない。したがって実施例６（図１５）も実施例２の一変形例である。
【００７３】
なお、本明細書において、外力はディスクの回転によって生じせしめた遠心力を使った例を示しているが、原理的には重力を利用することも可能である。
【００７４】
以上説明したように本発明は、１つの外力を遠心力を利用して与えるのみで実現できる。また外部からバルブの開閉を必要としない。液体の流れる時間に差をつけた流路や、サイフォン構造部の構成で、従来例のようなリークの虞も排除した能動的に逐次的な流体の制御がなされるマイクロデバイスを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
たとえば、生体検査・化学分析に利用が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
ａ〜ｄ  チャネル
１ａ〜１ｂ、１１ａ〜１１ｂ、５１ａ〜５１ｄ、１１１ａ  プライマリリザーバー
２ａ〜２ｂ、１２ａ〜１２ｂ、５２ａ〜５２ｄ、１１２ａ  流路
３、１３、５３、１１３  チャンバー
１４ａ〜１４ｂ、１４ａ〜１４ｄ、１１４ａ  セカンダリリザーバー
１５ａ〜１５ｂ、５５ａ〜５５ｄ、１１５ａ、１１５ｚ  流路
１５ａ’〜１５ｂ’  流路
１６ａ〜１６ｂ、５６ａ〜５６ｄ、１１６ａ、１１６ｚ  サイフォン構成部
１６ａｍ、５６ａｍ、１１６ａｍ、１１６ｚｍ  屈曲点
１６ａ’、１６ａ’’  サイフォン構成部
１ａｓ〜１ｂｓ、１１ａｓ〜１１ｂｓ  プライマリリザーバー出力口
１ａｅ〜１ｂｅ、１１ａｅ〜１１ｂｅ  セカンダリリザーバー入力口
１５ａｓ〜１５ｂｓ、１１５ａｓ  セカンダリリザーバー出力口
１５ａｅ〜１５ｂｅ、１１５ａｅ  チャンバー入力口
１１５ｚｓ  チャンバー出力口
１１８  排液槽
１１５ｚｅ  排液槽入力口
５７ａ〜５７ｄ、５７ｚａ〜５７ｚｄ、５７ｚ  ベント
７  回転軸位置（基準点）
８、１８、１８−１、１８−２、７８、２０８  マイクロデバイス
８０  ディスク
８１、８２  区画
９１  テーピング
９２  ＰＤＭＳ層
９３  ＰＤＭＳシート
９４  基材部
９５  セカンダリリザーバー部
９６  細管
ｆｌａ、ｆｌｂ  液体
Ｆ１０  外力
【図１】
2017075807.tif 000003
【図２】
2017075807.tif 000004
【図３】
2017075807.tif 000005
【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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