(57)【要約】【課題】液体を送るときに、安定した液量の供給ができるマイクロ素子を提供する。【解決手段】液体５が導入される液体入口７ａと、液体が排出される液体出口７ｂとを有して、液体が液体入口から液体出口に向かって流れる溝３を有するマイクロ素子本体であるベース１と、ベースの溝を覆うカバー２と、溝に対向してカバーの内面２ａに固定される液体流れ制御膜部４ａとを備える。液体流れ制御膜部は、液体の流れる方向と交差する方向に延在しかつ溝の液体出口の中心に対応するカバー中心対応位置２ｃを中心とした半径を持つ円弧形状の湾曲した帯状であり、溝で露出し、かつ溝内で液体の流れる方向においてカバーの内面の露出面の後に配置されかつカバーの内面の露出面の接触角θ１よりも小さな接触角θ２を有する。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口、出口、液体が前記入口から前記出口に向かって流れる溝を具備する板状のベース、および
前記板状のベースに対向して配置されたカバー、
を具備し、
前記カバーは内側面および外側面を有し、
前記カバーの前記内側面は前記板状のベースに対向しており、
前記カバーの前記内側面には、前記内側面から前記溝の底面に向けて突出するように前記板状のベースの厚み方向に平行な厚みを有する第１の帯が設けられており、
前記第１の帯は、劣弧の形状を有しており、
前記第１の帯の劣弧の中心は、前記出口に位置しており、かつ
前記第１の帯は、前記第１の帯が設けられていない部分の前記カバーの内側面よりも小さい接触角を有する、
マイクロチップ。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロチップであって、
前記カバーの前記内側面には、第２の帯をさらに具備し、
前記第２の帯は、劣弧の形状を有しており、
前記第２の帯の劣弧の中心は、前記出口に位置しており、
前記第２の帯は、前記第１の帯および第２の帯の両者が設けられていない部分の前記カバーの内側面の接触角度よりも小さい接触角を有し、かつ
前記第２の帯の劣弧は、前記第１の帯の劣弧よりも大きな半径を有している、マイクロチップ。
【請求項３】
請求項１に記載のマイクロチップであって、
前記第１の帯の接触角および前記帯が設けられていない部分の前記カバーの内側面の接触角の差は２０度以上である、マイクロチップ。
【請求項４】
請求項１に記載のマイクロチップであって、
前記第１の帯は、５ナノメートル以上１４マイクロメートル以下の厚みを有する、マイクロチップ。
【請求項５】
請求項１に記載のマイクロチップであって、
前記第１の帯は、スリットを有し、かつ
前記スリットの長手方向は、前記溝の長手方向に平行である、マイクロチップ。
【請求項６】
請求項１に記載のマイクロチップであって、
前記溝の前記出口側の一端には、後端壁が位置しており、かつ
前記第１の帯の劣弧の半径は、前記出口および前記後端壁の間の距離よりも大きい、マイクロチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、毎秒数μＬ（リットル）から数百μＬの液を扱うマイクロデバイス又はマイクロチップなどのマイクロ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
毎秒数μＬから数百μＬまでの液体を扱うマイクロデバイス又はマイクロチップなどのマイクロ素子は、送液量に見合った装置の小型化と低コスト化とが望まれている。従来、マイクロデバイス又はマイクロチップの液体を流す流路又は液体を溜めるチャンバーは、扱う液体が外に液が漏れ出ない様に、２つ以上の部品を貼り合わせて構成され、液体の出入り口を除き、密閉された構造からなる。
【０００３】
マイクロデバイス又はマイクロチップのチャンバーは、単数又は複数個持ち、そのチャンバーを単数又は複数の流路で連結して、マイクロデバイス又はマイクロチップが構成される（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００１／０６６９４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マイクロデバイス又はマイクロチップのチャンバーに、ポンプなどを用い、穴などの入口から液体を注入する際、チャンバー内の形状又は突起又は毛細管現象などにより、チャンバー内で満たそうとする液体の進入経路が、チャンバー内の場所によって違ってくる。その場合、チャンバー内に液体が全て満たされる前に液体が出口に到達すると、液体は、チャンバー内に液体が満たされないうちに、出口から排出される。この場合、チャンバー内が液体で満たされなかった所は気泡となり、そのまま残ってしまう。たとえ、残った液体を排出しようと、入口から液体を追加注入したとしても、液体は、出口から排出し続け、気泡は残る場合が多い。この気泡が、チャンバー内に残留すると、チャンバー内の液量が一定とならず、安定した液量の供給が出来ない課題が生じる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、液体を送るときに、安定した液量の供給ができるマイクロ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、液体が導入される液体入口と、前記液体が排出される液体出口とを有して、前記液体が前記液体入口から前記液体出口に向かって流れる溝を有するマイクロ素子本体であるベースと、
前記ベースの前記溝を覆うカバーと、
前記溝に対向して前記カバーの内面に固定される膜とを備え、
前記膜は、前記ベースの膜厚方向から見たとき、前記液体の流れる方向と交差する方向における前記溝と同じ幅を有する液体流れ制御膜部を有し、
前記液体流れ制御膜部は、前記溝で露出されて配置され、
前記液体流れ制御膜部は、前記溝の前記液体出口の中心に対応する前記カバーの中心対応位置を中心とした半径を持つ円弧形状の湾曲した帯状であり、
前記液体流れ制御膜部は、前記溝内で前記液体の流れる方向において、前記カバーの前記内面における露出面の後に位置し、
前記液体流れ制御膜部は、前記カバーの前記内面における前記露出面の接触角よりも小さな接触角を有する、マイクロ素子を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の前記態様によれば、液体入口から溝内に満たされる液体の幅方向の両側の先走り液が、最初は、液体出口に向かって、本流液体よりも先に進行した状況下でも、膜部で抑制力が働いて液体の先端形状を整列させることができて、液体の進行及び充填場所の制御が可能となり、溝内の気泡の残りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態におけるマイクロチップのチャンバーの断面側面図。
【図１Ｂ】本発明の第１実施形態におけるマイクロチップのチャンバーの上から見た平面図。
【図１Ｃ】図１Ｂの１Ｃ−１Ｃ線の切断端面図。
【図１Ｄ】図１Ｂの１Ｄ−１Ｄ線の切断端面図。
【図１Ｅ】マイクロチップのチャンバーを覆うカバーの断面側面図。
【図１Ｆ】マイクロチップの膜の平面図。
【図２Ａ】固体の表面での液体に作用する表面張力などの説明図。
【図２Ｂ】接触角の違う材料上を液体が通過する場合における、液体固体の表面での液体に作用する表面張力などの説明図。
【図３Ａ】従来例のマイクロチップの断面側面図。
【図３Ｂ】従来例のマイクロチップにおいてカバーを取除いた状態での平面図。
【図４Ａ】従来例のマイクロチップにおいて、毛細管現象により、液体が本流より先に流れる様子のカバーを取除いた状態での平面図。
【図４Ｂ】従来例のマイクロチップにおいて、毛細管現象により、液体が本流より先に流れる様子のカバーを取除いた状態での平面図。
【図４Ｃ】従来例のマイクロチップにおいて、毛細管現象により、液体が本流より先に流れる様子のカバーを取除いた状態での平面図。
【図４Ｄ】従来例のマイクロチップにおいて、毛細管現象により、液体が本流より先に流れる様子のカバーを取除いた状態での平面図。
【図５Ａ】第１実施形態におけるマイクロチップにおいて、液体が流れる様子のカバーを取除いた状態での平面図。
【図５Ｂ】第１実施形態におけるマイクロチップにおいて、液体が流れる様子のカバーを取除いた状態での平面図。
【図５Ｃ】第１実施形態におけるマイクロチップにおいて、液体が流れる様子のカバーを取除いた状態での平面図。
【図５Ｄ】第１実施形態におけるマイクロチップにおいて、液体が流れる様子のカバーを取除いた状態での平面図。
【図５Ｅ】第１実施形態におけるマイクロチップにおいて、液体が流れる様子のカバーを取除いた状態での平面図。
【図５Ｆ】第１実施形態におけるマイクロチップにおいて、液体が流れる様子のカバーを取除いた状態での平面図。
【図６Ａ】従来例の比較例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときのマイクロチップの溝の形状を示す平面図。
【図６Ｂ】従来例の比較例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときの液体の流れる様子の説明図。
【図６Ｃ】従来例の比較例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときの液体の流れる様子の説明図。
【図６Ｄ】従来例の比較例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときの液体の流れる様子の説明図。
【図６Ｅ】従来例の比較例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときの液体の流れる様子の説明図。
【図６Ｆ】従来例の比較例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときの液体の流れる様子の説明図。
【図６Ｇ】従来例の比較例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときの液体の流れる様子の説明図。
【図７Ａ】第１実施例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときのマイクロチップの溝の形状を示す平面図。
【図７Ｂ】第１実施例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときの液体の流れる様子の説明図。
【図７Ｃ】第１実施例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときの液体の流れる様子の説明図。
【図７Ｄ】第１実施例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときの液体の流れる様子の説明図。
【図７Ｅ】第１実施例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときの液体の流れる様子の説明図。
【図７Ｆ】第１実施例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときの液体の流れる様子の説明図。
【図７Ｇ】第１実施例にかかるマイクロチップを使用してシミュレーション実験を行なったときの液体の流れる様子の説明図。
【図８Ａ】本発明の第２実施形態におけるマイクロチップのチャンバーの断面側面図。
【図８Ｂ】本発明の第２実施形態におけるマイクロチップのカバーを取除いた状態での平面図。
【図８Ｃ】本発明の第２実施形態におけるマイクロチップのカバーの断面側面図。
【図８Ｄ】本発明の第２実施形態におけるマイクロチップのカバーの透視平面図。
【図９】本発明の実施形態の変形例におけるマイクロチップのカバーを取除いた状態での平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、本発明の種々の態様について説明する。
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、液体が導入される液体入口と、前記液体が排出される液体出口とを有して、前記液体が前記液体入口から前記液体出口に向かって流れる溝を有するマイクロ素子本体であるベースと、
前記ベースの前記溝を覆うカバーと、
前記溝に対向して前記カバーの内面に固定される膜とを備え、
前記膜は、前記ベースの膜厚方向から見たとき、前記液体の流れる方向と交差する方向における前記溝と同じ幅を有する液体流れ制御膜部を有し、
前記液体流れ制御膜部は、前記溝で露出されて配置され、
前記液体流れ制御膜部は、前記溝の前記液体出口の中心に対応する前記カバーの中心対応位置を中心とした半径を持つ円弧形状の湾曲した帯状であり、
前記液体流れ制御膜部は、前記溝内で前記液体の流れる方向において、前記カバーの前記内面における露出面の後に位置し、
前記液体流れ制御膜部は、前記カバーの前記内面における前記露出面の接触角よりも小さな接触角を有する、マイクロ素子を提供する。
【００１４】
前記態様によれば、液体入口から溝内に満たされる液体の幅方向の両側の先走り液が、最初は、液体出口に向かって、本流液体よりも先に進行した状況下でも、膜部で抑制力が働いて液体の先端形状を整列させることができて、液体の進行及び充填場所の制御が可能となり、溝内の気泡の残りを抑制することができる。
【００１５】
本発明の第２の態様によれば、前記液体流れ制御膜部の前記接触角と前記カバーの前記内面の前記露出面の前記接触角との差は、少なくとも２０度である、第１の態様に記載のマイクロ素子を提供する。
【００１６】
前記態様によれば、液体流れ制御膜部の前記接触角と前記カバーの前記内面の前記露出面の前記接触角との差が少なくとも２０度あれば、接触角の差異に基づいて異なる材料の境界で液体の流れ方向に対して接触角が大きくなることにより発生する先走り遅れ力（引戻し力）を液体に確実に作用させることができて、毛細管現象により先行する液体の進行を遅らせる事が出来る。
【００１７】
本発明の第３の態様によれば、前記液体流れ制御膜部は、５ｎｍ以上１４μｍ以下の厚さを有する、第１又は２の態様に記載のマイクロ素子を提供する。
【００１８】
前記態様によれば、液体流れ制御膜部の厚さが５ｎｍ以上であれば、均一な膜として製造することができる。液体流れ制御膜部の厚さが１４μｍ以下であれば、カバーの内面に液体が接触しなくなることがなく、接触角の差による抑制制御機能を発揮することができる。
【００１９】
本発明の第４の態様によれば、前記液体流れ制御膜部は、前記液体出口に近い円弧帯状の膜部であり、
前記液体出口と前記円弧帯状の膜部との最短距離は、前記液体出口の近傍の前記溝の湾曲した後端壁との最短距離よりも大きい、第１〜３のいずれか１つの態様に記載のマイクロ素子を提供する。
【００２０】
前記態様によれば、液体の先端形状が、液体出口に近い円弧帯状の膜部で確実に揃えられたのち、液体が液体出口に向かって、溝の湾曲した後端壁に確実に回り込んで、溝内の気泡を全て排出することができる。
【００２１】
本発明の第５の態様によれば、前記液体流れ制御膜部は、前記液体の流れる方向にスリットを有する、第１〜４のいずれか１つの態様に記載のマイクロ素子を提供する。
【００２２】
前記態様によれば、スリットの部分で、前記液体流れ制御膜部と同様の効果を出す事が出来る。
【００２３】
以下、本発明をその実施形態を用いて、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１実施形態におけるマイクロチップのチャンバーの断面側面図と、カバーを取除いた状態で上から見た平面図を示す。図１Ｃは、図１Ｂの１Ｃ−１Ｃ線の切断端面図である。図１Ｄは、図１Ｂの１Ｄ−１Ｄ線の切断端面図である。
【００２５】
図１Ｅ及び図１Ｆは、本発明の第１実施形態におけるマイクロチップのチャンバーを覆うカバーの断面側面図と膜の平面図を示す。
【００２６】
図１Ａ〜図１Ｆに示す様に、マイクロチップ６は、ベース１と、カバー２と、膜部（言い換えれば、液体流れ制御膜部）４ａ−１、４ａ−２、４ａ−３、４ａ−４とを備えて構成されている。
【００２７】
液体流れ制御膜部は、帯とも呼ばれ得る。より具体的には、図１Ａ〜図１Ｆにおいて示されている膜部４ａ−１、膜部４ａ−２、膜部４ａ−３、および膜部４ａ−４は、それぞれ、第１の帯、第２の帯、第３の帯、および第４の帯とも呼ばれ得る。
【００２８】
ベース１は、例えばシリコンなどで構成されている。例えば、長方形板状のベース１の上面には、チャンバー又は流路として機能する溝３を長手方向沿いに形成している。溝３の一例は、図１Ｂに示すように、中央部に延在した長方形状の凹部である。溝３は、この形状に限られるものではなく、任意の形状でもよい。溝３の一方の湾曲端部近傍（例えば図１Ａ及び図１Ｂの左端近傍）には液体入口７ａが貫通している。以下、液体入口７ａは単に「入口７ａ」と呼ばれ得る。溝３の他方の湾曲端部近傍（例えば図１Ａ及び図１Ｂの右端近傍）には液体出口７ｂが貫通している。以下、液体出口７ｂは単に「出口７ｂ」と呼ばれ得る。一例として、溝３の深さは一定である。液体出口７ｂの幅は、溝３の幅に比べて小さいため、液体５が液体出口７ｂの近傍で回り込むと、気泡８が残りやすい傾向がある。これを解消するのが、本明細書に記載の実施形態などである。
【００２９】
溝３の両端部、すなわち、液体入口７ａの近傍の前端壁（例えば、図１Ｂでは円弧状の左端壁）３ａは湾曲しており、液体出口７ｂの近傍の後端壁（例えば、図１Ｂでは円弧状の右端壁）３ｂも湾曲している。
【００３０】
ベース１上にカバー２が重ねて貼り合わされて固定され、溝３を含むベース１の上面の全面がカバー２で覆われている。カバー２は、例えば、長方形板状のガラスで構成されている。このように、カバー２は、板状のベース１に対向して配置されている。よって、このマイクロチップ６では、液体５は、溝３とカバー２の下面である内面２ａとの間で形成された空間内を液体入口７ａから液体出口７ｂに向けて流れる以外には、液体５がマイクロチップ外部に流れ出ないような密閉された構造となっている。言い換えれば、カバー１は内側面２ａおよび外側面を有している。内側面２ａは、板状のベース１（すなわち、溝３の底面）に対向している。
【００３１】
膜４は、溝３に対向するように、カバー２の内面２ａに固定されて、複数の膜部４ａを有している。膜４は、カバー２の内面２ａを構成する材料とは異なる材料で構成されている。膜の材料として、窒化物、酸化物、又は、有機物でもよい。窒化物として、例えば、a-ＳｉＮ : Ｈ、Ｓｉ３Ｎ４、又は、ＳｉＯＮがあり、酸化物は、例えば、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ２ＴｉＯ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、又は、ＷＯ３があり、有機膜として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）、ポリプロピレン（PP）、ポリエチレン（PE）、又は、ポリスルフォン（PS）がある。膜４には、一例として、図１Ｂ及び図１Ｆに示すように、溝３に対応する大略楕円形状の貫通穴４ｂに対して、溝幅方向に延在する円弧帯状の薄い膜部４ａ、すなわち、４ａ−１、４ａ−２、４ａ−３、４ａ−４が形成されている。各膜部４ａ−１、４ａ−２、４ａ−３、４ａ−４の曲率中心は、液体出口７ｂの中心となっている。膜部４ａ−１、４ａ−２、４ａ−３、４ａ−４で形成される貫通穴４ｂ、すなわち、４ｂ−１、４ｂ−２、４ｂ−３、４ｂ−４、４ｂ−５では、カバー２の内面２ａが露出面として露出するようにしている。よって、液体流れ制御膜部４ａは、液体の流れる方向において、カバー２の内面２ａにおける露出面の後に位置している。各貫通穴４ｂ及び各膜部４ａのそれぞれの湾曲した部分での接線方向は、それぞれ、液体５が流れる方向に対して、交差する方向となっている。この図１Ｃでは、図１Ｂの例えば膜部４ａ−４を通る湾曲した切断線１Ｃ−１Ｃで縦方向に切断しており、膜部４ａ−４が溝３内に突出して、溝３内で液体５が膜部４ａ−４に接触可能な状態を示している。これに対して、図１Ｄは、図１Ｂの１Ｄ−１Ｄ線の切断端面図である。この図１Ｄでは、膜部４ａはなく、貫通穴４ｂを通る切断線１Ｄ−１Ｄで縦方向に切断しており、膜部４ａが溝３内に無く、溝３内で液体５がカバー２の内面２ａの露出面に接触可能な状態を示している。
【００３２】
このように、各帯４ａは、内側面２ａから突出するように内側面２ａに設けられている。各帯４ａは、板状のベース１の厚み方向に平行な厚みを有している。各帯４ａは、劣弧の形状を有している。劣弧とは、１８０度未満の中心角を有する円弧を意味する。
【００３３】
膜部４ａ及び貫通穴４ｂの長さ（図１Ｂの上下方向の寸法）は、下記する接触角θの差による抑制制御機能が低下しないようにするため、溝３の幅（図１Ｂの上下方向の寸法）は同じである。より具体的には、各膜部４ａは、ベース１の膜厚方向から見て、液体５の流れる方向と交差する方向における溝３と同じ幅を有する。
【００３４】
また、膜部４ａは、５ｎｍ以上１４μｍ以下の厚さを有している。５ｎｍ未満の厚みを有する膜４は、均一な膜として製造されるのが困難である。１４μｍより大きい厚みを有する膜４は、カバー２の内面２ａの露出面に液体５が接触しなくなり、下記する接触角θの差による抑制制御機能が低下する。
【００３５】
また、液体出口７ｂと、液体出口７ｂに最も近い円弧帯状の膜部４ａ−２との最短距離Ｄ１は、液体出口７ｂの近傍の溝３の湾曲した後端壁３ｂとの最短距離Ｄ２よりも大きくしている。このように、溝３の出口７ｂ側の一端には、後端壁３ｂが位置している。第１の帯４ａの円弧の半径４−１Ｒ（すなわち、距離Ｄ２）は、出口７および後端壁３の間の距離Ｄ１よりも大きい。このように構成することにより、液体５が、円弧帯状の膜部４ａ−２に到達して液体５の先端形状が揃えられる前に、液体５が液体出口７ｂに入り込み始めるのを避けることができる。言い換えれば、このように構成すれば、液体５の先端形状が、液体出口７ｂに最も近い円弧帯状の膜部４ａ−２で確実に揃えられたのち、液体５が液体出口７ｂに向かって、溝３の湾曲した後端壁３ｂに確実に回り込んで、溝３内の気泡８を全て排出することができる。
【００３６】
また、膜部４ａの幅は、溝３の深さより大きく、液体入口７ａと、液体出口７ｂの間の２分の１以下の幅とする。具体例としては、膜部４ａの幅は１〜５ｍｍとする。その理由は、表面張力によって、液体が溝３より斜めに遅れてカバー６に接するため、深さ方向より厚くして余裕を持った幅にするために最低１ｍｍとする。一方、数個の円弧をパターニングするため、ある程度の幅で抑える必要から、最大幅５ｍｍとする。
【００３７】
カバー２の内面２ａに膜部４ａを配置する方法としては、一例として、以下のような方法が採用できる。まず、カバー２の内面２ａの全面に、カバー２の内面２ａの露出面とは接触角の違う膜４を例えば１５μｍの厚さで製膜する。その後、膜４は、リソグラフィ工程などによってパターニングを行い、円弧帯状、言い換えれば、円環状又は円弧帯状の薄い膜部４ａを残すようにしている。このパターニング形状は、図１Ｂに示すように、液体出口７ｂの中心７ｃに対応するカバー２の中心対応位置２ｃを中心とした円環状又は円弧帯状で形成されている。
【００３８】
図１Ｂ及び図１Ｆでは、中心対応位置２ｃから一番小さい半径の円環状の膜部は４ａ−１で示し、その半径は４−１Ｒで示す。液体出口７ｂに最も近い円環状の膜部４ａ−１の半径又は曲率半径は、他の膜部４ａ−２〜４ａ−４の半径又は曲率半径よりも小さくなっている。更に、中心対応位置２ｃから更に大きい半径の円弧状の膜部は、４ａ−２で示し、その半径は４−２Ｒで示す。図１Ｂ及び図１Ｆでは、さらに、膜部４ａ−３、膜部４ａ−４と順番に半径が、４−３Ｒ、４−４Ｒと大きくなる様にパターニングされていることを示している。ここで、ベース１とカバー２との位置関係において、ベース１側を下方向、カバー２側を上方向としている。また、実際の実験では、各膜部４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の円環状又は円弧帯状の幅（半径方向の寸法）は例えば１ｍｍで作成する。また、図１Ｆでは、溝３以外の、ベース１と接触する部分４ｃの膜は残している。
【００３９】
このように、各帯４ａは、劣弧の形状を有し、それらの劣弧の中心は、出口７ｂに位置している。言い換えれば、平面視において、劣弧の中心は、出口７ｂ（厳密には、出口７ｂの中心）に一致している。従って、第１の帯４ａ−１、第２の帯４ａ−２、第３の帯４ａ−３、および第４の帯４ａ−４は、同心状である。劣弧の形状を有する第１の帯４ａ−１の半径４−１Ｒは、第２の帯４ａ−２の半径４−２Ｒよりも小さい。同様に、第２の帯４ａ−１の半径４−２Ｒは、第３の帯４ａ−３の半径４−３Ｒよりも小さい。第３の帯４ａ−３の半径４−３Ｒは、第４の帯４ａ−４の半径４−４Ｒよりも小さい。
【００４０】
溝３の形状は、円形に限らず、楕円、三角、又は、四角と用途により様々な形となるが、パターニングされた膜部４ａは、液体出口７ｂの中心７ｃに対し、徐々に半径が大きくなる様に円形を有するのが理想である。しかし、円形の半径が大きくなり過ぎると、溝３内に収まらずに、溝３より膜部４ａの円環形状が大きくなる場合がある。この場合、円環形状ではなく、円弧帯状でパターニングされる。円弧帯状とする理由は、液体出口７ｂの中心７ｃに対して等しい距離で膜部４ａのそれぞれの位置が配置されることになり、液体出口７ｂに対して、液体５の先端の形状に等しく抑制力が働き、円弧形状に揃えることができるためである。このように、液体５の先端の形状が円弧形状に揃えられると、液体５が液体出口７ｂの近傍に至ると、液体出口７ｂの背後の湾曲した後端壁３ｂに両側から液体５が回り込むことができて、溝３内の気泡８を液体５で抱き込んで、円滑に液体出口７ｂから排出することができるためである。膜４は、溝３に対向する膜部４ａ間の貫通穴４ｂ以外は残され、ベース１とカバー２とは、膜４を挟みこむ形で接着してマイクロチップ６が構成される。
【００４１】
よって、溝３内を流れる液体５は、液体入口７ａから、貫通穴４ｂ−５のカバー２の内面２ａの露出面、膜部４ａ−４、貫通穴４ｂ−４のカバー２の内面２ａの露出面、膜部４ａ−３、貫通穴４ｂ−３のカバー２の内面２ａの露出面、膜部４ａ−２、貫通穴４ｂ−２のカバー２の内面２ａの露出面、膜部４ａ−１、貫通穴４ｂ−１のカバー２の内面２ａの露出面の順に、液体出口７ｂに向けて、異なる材料に接触しながら流れることになる。
【００４２】
なお、カバー２の内面２ａの露出面を露出させるための貫通穴４ｂと、膜部４ａとは、接触角の異なる膜部４ａと接触する回数が減るだけであるので、少なくとも一個ずつ配置すればよい。膜部４ａとしては、少なくとも、円環状の膜部４ａ−１のみとしてもよいし、代わりに、円弧帯状の膜部４ａ−２のみとしてもよい。後端壁３ｂからの液体５の跳ね返りによる不確定要素があっても最終的に泡残りが押さえられるので、１つにする場合には、円弧帯状の膜部４ａ−２のみにする場合より、円環状の膜部４ａ−１のみにする場合の方が効果が高い。
【００４３】
カバー２の内面２ａと膜４とは材料が異なっているため、膜４の膜部４ａの接触角θ１よりも、カバー２の内面２ａにおける露出面が大きな接触角θ２を有するように構成している。ここで、このように接触角θ１，θ２の異なる材料で構成する理由について、以下に詳述する。
【００４４】
まず、接触角θとは、図２Ａに示すように、液体２１の滴２１ａと固体表面２２とで形成される角度θである。ヤング（Young）の式によれば、
固体Ｓの表面張力γSV＝固体Ｓと液体Ｌの表面張力γSL＋（液体Ｌの表面張力γLV×ｃｏｓθ）
が成立する。
【００４５】
そこで、図２Ｂに示すように、接触角θの違う材料上を液体Ｌが通過する場合、液体Ｌが、接触角θａが小さい材料の第１の固体Ｓａから、接触角θｂが大きい材料の第２の固体Ｓｂに移る際、液体Ｌの受ける表面張力は、接触角θｂが大きい材料２５で働く表面張力のみを受けることになる。すなわち、以下のように考えられる。
【００４６】
まず、第１の固体Ｓａでは、
第１の固体Ｓａと周囲の気体との界面に働く表面張力γSV(a)＝第１の固体Ｓａと液体Ｌとの界面に働く表面張力γSL(a)＋（第１の固体Ｓａにおいて液体Ｌと周囲の気体との界面に働く表面張力γLV(a)×ｃｏｓθ）
が成立する（図２Ｂの右端図参照）。
【００４７】
次に、第２の固体Ｓｂでは、
第２の固体Ｓｂと周囲の気体との界面に働く表面張力γSV(b)＝第２の固体Ｓｂと液体Ｌの界面に働く表面張力γSL(b)＋（第２の固体Ｓｂにおいて液体Ｌと周囲の気体との界面に働く表面張力γLV(b)×ｃｏｓθ）
が成立する（図２Ｂの左端図参照）。
【００４８】
一方、第１の固体Ｓａと第２の固体Ｓｂとの境では、
境の部分の第１の固体Ｓａと周囲の気体との界面に働く表面張力γSV(a)＝第１の固体Ｓａと液体Ｌとの界面に働く表面張力γSL(b)＋（第２の固体Ｓｂにおいて液体Ｌと周囲の気体との界面に働く表面張力γLV(a)×ｃｏｓθ）
が成立する（図２Ｂの中央図参照）。
【００４９】
すなわち、接触角θａ，θｂが違う材料の第１及び第２の固体Ｓａ，Ｓｂ上を液体Ｌが通過する場合、接触角θａが小さい材料の第１の固体Ｓａから、接触角θｂが大きい材料の第２の固体Ｓｂに移る際、液体Ｌの受ける表面張力は、接触角θａが小さい材料の第１の固体Ｓａでの表面張力γLV(a)は受けずに、接触角θｂが大きい材料の第２の固体Ｓｂでの表面張力γLV(ｂ)のみを受けることになる。すると、接触角θａ，θｂの違う材料の第１及び第２の固体Ｓａ，Ｓｂの境目では、液体Ｌの流れ方向とは逆方向の力（γLV(ｂ)）として、それまで通過していた材料である第１の固体Ｓａでの、液体Ｌの流れ方向とは逆方向の力（γLV(a)）よりも大きい、第２の固体Ｓｂでの表面張力γLV(ｂ)を液体Ｌが受けることになり、先走り遅れ力（Ｆｄ）、言い換えれば、抑制力が液体Ｌに発生することになる。ここで、先走り遅れ力（Ｆｄ）は、
Ｆd＝（γSL(b)+γLV(a)×ｃｏｓθ）−γSV(a)
である。
【００５０】
この先走り遅れ力（Ｆｄ）が、接触角θａ，θｂの差による抑制制御機能として、液体Ｌに働く結果、液体Ｌの先走りが抑制されることになる。
【００５１】
具体的には、まず、図１Ａ及び図１Ｆの左端近傍の液体入口７ａから溝３内に導入される液体５は、最初に、貫通穴４ｂ−５のカバー２の内面２ａの露出面に接触する。
【００５２】
次いで、液体５が、カバー２の内面２ａの露出面に接触しつつ溝３内で液体出口７ｂに向けて流れ始めると、液体５は、図１Ａ及び図１Ｆの中央付近で、貫通穴４ｂ−５に隣接する膜部４ａ−４と接触することになる。
【００５３】
次いで、液体５が溝３内でさらに流れると、液体５は、膜部４ａ−４に隣接する貫通穴４ｂ−４のカバー２の内面２ａの露出面と接触することになる。
【００５４】
ここで、カバー２の内面２ａの露出面の接触角θｂは、膜部４ａの接触角θａよりも大きいため、膜部４ａに接触して流れていた液体５が、カバー２の内面２ａの露出面に接触するようになると、膜部４ａとカバー２の内面２ａの露出面との境目で、前記したように、先走り遅れ力（Ｆｄ）が抑制力として作用する。すなわち、接触角θａ，θｂの差による抑制制御機能が、液体５に働くことになる。その結果、液体５の先走りが抑制され、本流液体５ｂの先端と先走り液５ａの先端との距離が（後述する従来例よりも）小さい状態で、液体５が流れることになる。
【００５５】
このように、膜４の膜部４ａとカバー２の内面２ａの露出面とに交互に接触しながら、液体５が液体入口７ａから液体出口７ｂに向けて溝３内を流れるとき、液体５と接触する材料が異なる度に、先走り遅れ力（Ｆｄ）が、接触角θａ，θｂの差による抑制制御機能として液体５に働き、液体５の先走りが効果的に抑制されることになる。この結果、詳細理由は後述するが、液体５を送るときに、安定した液量の供給ができる。
【００５６】
上記の通り、各帯４ａの接触角θａは、帯４ａが設けられていない部分の内側面２ａの接触角θｂよりも小さい。
【００５７】
なお、接触角の差は、膜部表面の汚れを考慮すると、少なくとも２０度あれば、液体５に対して抑制力を発生させることができる。
【００５８】
（比較例）
図３Ａ及び図３Ｂには、比較例として、膜４が配置されていない従来例のマイクロチップ１１６において、毛細管現象の問題が発生する情況を説明する断面側面図、及び、カバー１０２を取除いた状態での平面図を示す。
【００５９】
この比較例のマイクロチップ１１６では、ポンプなどを用いて液体１０５を溝１０３に入り口１０７ａから注入した場合、図４Ａ〜図４Ｄに示すように、カバー１０２と、溝１０３を有するベース１０１との間で微小な隙間が有るため、毛細管現象が発生し、液体１０５の先走り液１０５ａが発生する。なお、液体１０５については、これ以降の図において、黒色で示して、明りょうにわかるようにしている。具体的には、図４Ａ〜図４Ｂに示すように、溝１０３の幅方向の両側の隅部でかつベース１０１とカバー１０２と貼り合わされた部分に形成された微小な隙間において、毛細管現象により、溝１０３の隅部沿いの液体流れ方向に、液体１０５の一部である一対の細い先走り液１０５ａが、本流液体１０５ｂよりも先に流れることになる。さらに、図４Ｃに示すように、この液体１０５の一対の先走り液１０５ａのうちのいずれか一方の先走り液１０５ａのみが、本流液体１０５ｂよりも先に、液体出口７ｂの後方の湾曲した溝端壁１０３ｂに片側から到達して、液体出口７ｂの周囲に回り込むとともに、一方の先走り液１０５ａとともに本流液体１０５ｂが、液体出口７ｂに一方（例えば図４Ｃでは上側）から近づいて液体出口７ｂ内に入り込むことになる。このため、図４Ｄに示すように、液体出口７ｂの近傍の気泡１０８が液体出口７ｂの他方側（例えば図４Ｃでは下側）に押しやられて、本流液体１０５ｂが液体出口７ｂに到達しても、全ての気泡１０８が液体出口７ｂに入り込むことがなく、押しやられた一部の気泡１０８が、液体出口７ｂの近傍に残ったままとなる。この結果、気泡１０８の残留のため、液体１０５を送るときに、安定した液量の供給ができないことになる。
【００６０】
このような先走り液１０５ａを第１実施形態にかかるマイクロチップ６では、以下に説明するように、抑制力を作用させて、抑制して気泡の残留を解消することができるものである。
【００６１】
（第１実施形態の第１実施例）
第１実施形態の第１実施例として実際に作成したマイクロチップ６Ｂは、液体入口７ａと液体出口７ｂが溝３の壁面にそれぞれ接近配置されるとともに膜部４ａ−１を省略したこと以外は、図１Ａ〜図１Ｆに示す構造と同じものである。
【００６２】
このような構造によれば、図５Ａ〜図５Ｂに示すように、溝３の幅方向の両側の隅部でかつベース１とカバー２と貼り合わされた部分に形成された微小な隙間において、毛細管現象により、溝３の隅部沿いの液体流れ方向に、液体５の一部である細い先走り液５ａが、本流液体５ｂよりも先に流れようとする。
【００６３】
しかしながら、図５Ｃに示すように、この液体５の先走り液５ａは、円弧帯状の膜部４ａ−４、膜部４ａ−３、膜部４ａ−２により、先に説明したように抑制力が作用して、先走り液５ａがほとんどなくなり、本流液体５ｂの先端形状が、液体出口７ｂの中心７ｃ回りの同心円の円弧状となりながら、液体出口７ｂに流れることになる。
【００６４】
この結果、図５Ｄ〜図５Ｆに示すように、本流液体５ｂの両側が、液体出口７ｂの後方の湾曲した溝端壁３ｂに同時的に到達して、液体出口７ｂの周囲で、湾曲した溝端壁３ｂに沿って両側から回り込むことになる。すると、液体出口７ｂを中心にして、残りの溝３内の空気８を液体５で抱き込むようになり、空気８を、液体出口７ｂ内に円滑に送り込むことができるようになる。このようにすれば、溝３内に気泡８が残ることなく、溝３内の空気などの気泡８の全てを、液体５で液体出口７ｂの周囲に集めたのち、液体出口７ｂ内に送り込むことができる。この結果、溝３内に気泡８が無くなるため、液体５を送るときに、安定した液量の供給を行うことができる。
【００６５】
＜第１実施例の効果検証実験＞
第１実施例の効果確認のため、膜４が形成されていない比較例と、第１実施例を、粒子法に基づいた熱流体解析ソフトウェア「Ｐａｒｔｉｃｌｅｗｏｒｋｓ」（プロメテック・ソフトウェア株式会社の流体解析ソフトウェアの製品名）で作成し、シミュレーション実験を行なった。
【００６６】
シミュレーション実験の比較例及び第１実施例でそれぞれ用いた構造は、図３Ａ及び図３Ｂと図１Ａ〜図１Ｆと同じ構造で確認を行った。
【００６７】
ベース１に掘られた溝１０３，３は、幅５ｍｍ、溝内で最大部分の幅は１５ｍｍ、深さ０．２８ｍｍで、溝３内の最小寸法である幅５ｍｍの辺（すなわち、図３Ｂの溝３の両端の湾曲した辺）には、半径２．５ｍｍのＲが付けられており、液体１０５，５が出入りする液体入口と液体出口１０７ａ、１０７ｂ，７ａ、７ｂの各穴の大きさは、半径０．１ｍｍの穴とし、液体入口と液体出口１０７ａ、１０７ｂ，７ａ、７ｂの中心間隔は１３ｍｍである。また、カバー１０２，２で、ベース１０１，１に掘られた溝１０３，３を覆うように設置されている。
【００６８】
従来の方法では、カバー１０２には、表面に何も製膜されていない。一方、第１実施例では、カバー２にカバー２の内面２ａの露出面に接触角の違う膜４が５μｍ製膜及び複数の４ａを有するようにパターニングされている。この比較例と第１実施例との２種類の構造で比較実験を行なった。
【００６９】
第１実施例の構造には、カバー２と接触角の違う膜４の膜部４ａが、パターニングされて形成されており、各膜部４ａは、中心対応位置２ｃを中心とした、円環状又は円弧帯状を描く形で形成されており、その円環状及び円弧帯状の膜部４ａの幅（半径方向の寸法）は１．０ｍｍ、膜厚は１５μｍで作成し、溝３以外の、ベース１と接する部分４ｃの膜４は残してある。
【００７０】
液体入口１０７ａ，７ａから流入する液体１０５，５は、流量１１．９（μＬ／ｓｅｃ）で注入し、実際に使う材料であるポリカーボネート樹脂を想定し、ベース１に掘られた溝３の接触角は７５度、カバー２の接触角も７５度、製膜された膜４の接触角は、アモルファスシリコン等の膜を製膜したと仮定して接触角２７度にて構成し、シミュレーション実験を行なった。
【００７１】
＜効果検証実験の結果＞
図６Ａ〜図６Ｇに、従来構造であるマイクロチップ１１６の溝１０３に、液体１０５が入るシミュレーション結果を示す。
【００７２】
溝１０３に液体入口１０７ａから液体１０５を注入する前の状態を図６Ａで示す。液体１０５が液体入口１０７ａから注入されて、経過時間と共に液体１０５が溝１０３を満たす様子を、図６Ｂから図６Ｇの順で示した。図６Ｂから図６Ｇには、溝１０３を上から見た平面図（ａ）と、横から見た断面側面図（ｂ）をそれぞれ示している。図６Ｂ〜図６Ｄに示す様に、液体１０５の両側の先頭部分である一対の先走り液１０５ａのうち一方の先走り液１０５ａが、他方の先走り液１０５ａよりも早く流れ、進入速度が不均一に注入された。さらに、図６Ｅに示すように、溝１０３の後側壁１０３ｂでは、毛細管現象により、液体出口１０７ｂの周囲に回り込むように進む、液体１０５の先走り液１０５ａが確認された。図６Ｆでは、液体１０５の一方の（例えば、図６Ｆでは上側の）先走り液１０５ａが、他方の（例えば、図６Ｆでは下側の）先走り液１０５ａよりも液体出口１０７ｂに先に接近するように進行している様子が伺えた。この状態が進むと、図６Ｇのように、気泡１０８を液体出口１０７ｂの片側（例えば、図６Ｆでは下側）に残したまま、液体１０５の本流液体１０５ｂが液体出口１０７ｂに到達してしまい、その気泡１０８が溝１０３内に残ったままとなってしまった。
【００７３】
一方、図７Ａ〜図７Ｇに、第１実施例であるマイクロチップ６の溝３に、液体５が入るシミュレーション結果を示す。
【００７４】
溝３に液体入口１０７ａから液体５を注入する前の状態を図７Ａ示す。液体５が液体入口１０７ａから注入されて、経過時間と共に液体５が溝３を満たす様子を、図７Ｂから図７Ｇの順で示した。図７Ｂから図７Ｇには、溝３を上から見た平面図（ａ）と、横から見た断面側面図（ｂ）をそれぞれ示している。
【００７５】
図７Ｂに示す様に、毛細管現象により、液体５の両側の先頭部分である一対の先走り液５ａのうち一方の先走り液５ａが、他方の先走り液５ａよりも早く流れて、不均一に進行し始めた。
【００７６】
しかし、図７Ｃに示す様に、先走り液５ａが、接触角の違う膜４の一番大きい円弧帯状の膜部４ａ−４に接触すると、速度が抑制されて、本流液体５ｂの先端が、一旦、円弧帯状の膜部４ａ−４のパターニングされた円弧形状に整列するようになった。
【００７７】
さらに、液体５を注入しつづけると、図７Ｄで示す様に、本流液体５ｂの先端が、接触角の違う膜４の二番目に大きな円弧帯状の膜部４ａ−３で、更に、一旦整列するようになった。
【００７８】
その後、図７Ｅで示す様に、本流液体５ｂの先端が、接触角の違う膜４の三番目に大きな円弧帯状の膜部４ａ−２で、また一旦整列するようになった。
【００７９】
このように図７Ｂ〜図７Ｅに示す様に、接触角の違う膜４の複数の膜部４ａがカバー２にパターニングされている事により、進行する液体５の先走り液５ａの進行を制御する事が出る結果が得られた。
【００８０】
その後、図７Ｆに示すように、両側の先走り液５ａが先行することなく、本流液体５ｂの先端が、揃った状態で液体出口７ｂに向かって進んだ。
【００８１】
最後に、図７Ｇに示すように、本流液体５ｂの両側が、液体出口７ｂの後方の湾曲した溝端壁３ｂに同時的に到達して、液体出口７ｂの周囲で、湾曲した溝端壁３ｂに沿って両側から回り込んだ。この結果、液体出口７ｂを中心にして、残りの溝３内の空気８を液体５で抱き込むようになり、空気８を、液体出口７ｂ内に円滑に送り込んだ。よって、溝３内に気泡８が残ることなく、溝３内の空気などの気泡８の全てを、液体５で液体出口７ｂの周囲に集めたのち、液体出口７ｂ内に送り込んだ。
【００８２】
実験の結果より、第１実施例によれば、溝３内に気泡８が無くなるため、溝３に液体５を満たすときに、安定した液量の供給を行うことが確認出来た。すなわち、カバー２に接触角の違う膜４を製膜後、円弧帯状の膜部４ａを形成する事により、液体出口７ｂまで液体５を効率良く排出でき、溝３の中に気泡８が残らないことが確認できた。
【００８３】
前記第１実施形態によれば、溝３の液体出口７ｂの中心を中心とした半径を持つ円弧形状の湾曲した帯状の膜部４ａとカバー内面２とを交互に配置するとともに、互いに接触角を異ならせることにより、液体５を送るときに、先走り液５ａに対して抑制力を働かせることにより、液体出口７ｂの周囲を囲みつつ溝３内の気泡８を液体出口７ｂから排出することができる。この結果、安定した液量の供給を行うことができる。
【００８４】
よって、例え、液体入口７ａから溝３内に満たされる液体５の幅方向の両側の先走り液５ａが、最初は、液体出口７ｂに向かって、本流液体５ａよりも先に進行した状況下でも、膜部４ａで抑制力が働いて液体５の先端形状を整列させることができ、液体５の先端から液体出口７ｂまでの距離をほぼ均一に保ちながら、溝３内を満たすことが出来る。液体５の液体出口７ｂ付近まで膜部４ａが配置されることで、液体５の進行及び充填場所の制御が可能となり、溝３内の気泡８の残りを抑制することができる。
【００８５】
（第２実施形態）
図８Ａ〜図８Ｄは、本発明の第２実施形態におけるマイクロチップ６Ｂの断面側面図と、上から見た平面図、カバーの断面側面図と、カバーを上から見た平面図とを示す。
【００８６】
図８Ａ〜図８Ｄに示す様に、マイクロチップ６Ｂが、第１実施形態のマイクロチップ６と異なる点は、複数の膜部が膜として形成されるのではなく、複数の膜部がそれぞれ単独でカバー２の内面２ａに固定されていることである。
【００８７】
具体的には、カバー２の内面２ａに、カバー２の内面２ａの露出面と接触角の違う膜４を製膜し、その後、膜４はリソグラフィ工程などによってパターニングを行い、円弧帯状、言い換えれば、円環状又は円弧帯状の薄い膜部４ａのみを残すようにしている。このパターニング形状は、図８Ｂ及び図８Ｄに示すように、液体出口７ｂの中心に対応するカバー２の中心対応位置２ｃを中心とした円環状又は円弧帯状に形成されている。
【００８８】
図８Ｂ及び図８Ｄでは、中心対応位置２ｃから一番小さい半径の円環状の膜部は４ａ−１１で示し、その半径は４−１１Ｒで示す。更に、中心対応位置２ｃから更に大きい半径で、円弧帯状を描いてパターニングされた膜部は４ａ−１２で示し、その半径は４−１２Ｒで示す。図８Ｂ及び図８Ｄでは、さらに、膜部４ａ−１３、膜部４ａ−１４と順番に半径が、４−１３Ｒ、４−１４Ｒと大きくなる様にパターニングされていることを示している。ここでベース１とカバー２との位置関係において、ベース１側を下方向、カバー２側を上方向としている。また、実際の実験では、各膜部４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の円弧の幅（半径方向の寸法）は１．０ｍｍで作成した。カバー２に製膜された膜４は、溝３に対応する部分の膜部４ａ以外はパターニングによる除去され、ベース１とカバー２とが直接接着されて、マイクロチップ６Ｂが構成された。カバー２にパターニングされた膜部は、ベース１と接触することがないため、段差が付かずにベース１とカバー２とが直接接着され、溝３に導入された液体５が漏れ出る事を防ぐ効果が得られる。
【００８９】
ただし、実際には、実験で使用されたカバーよりも、図１Ｆに示されるような同心円状の円弧の膜部４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４を複数個備えるカバー２の方が製造しやすい。
【００９０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
【００９１】
本明細書及び請求の範囲において、膜部４ａの円弧形状とは、膜部４ａの液体が流れる方向の端縁の各位置のうち、少なくとも、中央、両端部との合計３点が、液体出口７ｂの中心７ｃから等距離であり、かつ、当該３点を通る曲線又は多角形の辺状の屈曲直線のことを意味する。
【００９２】
例えば、図９に示すように、各膜部は、連続的に延在するものに限らず、液体５の流れ方向沿いのスリットで分割されていてもよい。すなわち、先走り液５ａが接触しにくい中央部分などに、膜部４ａの厚み程度の幅のスリット４ｇを形成していてもよい。このような構成によれば、溝３の形状によって、局所的に流れの遅い部分にスリット４ｇを形成することにより、局所的に流れの速い部分を形成して、局所的に流れの遅い部分での不具合を解消することができる効果を持つ。図９に示されるように、スリット４ｇの長手方向は、溝３の長手方向（すなわち、液体の流れ方向）に平行であり得る。
【００９３】
なお、カバー内面２ａの露出面と膜部４ａとの接触角の差が小さい場合には、膜部４ａの個数を増やすことにより、抑制効果を大きくするようにしてもよい。
【００９４】
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明にかかるマイクロ素子は、液体入口から溝内に満たされる液体の幅方向の両側の先走り液が、最初は、液体出口に向かって、本流液体よりも先に進行した状況下でも、膜部で抑制力が働いて液体の先端形状を整列させることができて、液体の進行及び充填場所の制御が可能となり、溝内の気泡の残りを抑制することができ、毎秒数μＬ（リットル）から数百μＬの液を扱うマイクロデバイス又はマイクロチップなどのマイクロ素子等として有用である。
【００９６】
上記の開示から導出される発明が、以下、列挙される。
（項目１）
入口、出口、液体が前記入口から前記出口に向かって流れる溝を具備する板状のベース、および
前記板状のベースに対向して配置されたカバー、
を具備し、
前記カバーは内側面および外側面を有し、
前記カバーの前記内側面は前記板状のベースに対向しており、
前記カバーの前記内側面には、前記内側面から前記溝の底面に向けて突出するように前記板状のベースの厚み方向に平行な厚みを有する第１の帯が設けられており、
前記第１の帯は、劣弧の形状を有しており、
前記第１の帯の劣弧の中心は、前記出口に位置しており、かつ
前記第１の帯は、前記第１の帯が設けられていない部分の前記カバーの内側面よりも小さい接触角を有する、
マイクロチップ。
（項目２）
項目１に記載のマイクロチップであって、
前記カバーの前記内側面には、第２の帯をさらに具備し、
前記第２の帯は、劣弧の形状を有しており、
前記第２の帯の劣弧の中心は、前記出口に位置しており、
前記第２の帯は、前記第１の帯および第２の帯の両者が設けられていない部分の前記カバーの内側面の接触角度よりも小さい接触角を有し、かつ
前記第２の帯の劣弧は、前記第１の帯の劣弧よりも大きな半径を有している。
（項目３）
項目１に記載のマイクロチップであって、
前記第１の帯の接触角および前記帯が設けられていない部分の前記カバーの内側面の接触角の差は２０度以上である。
（項目４）
項目１に記載のマイクロチップであって、
前記第１の帯は、５ナノメートル以上１４マイクロメートル以下の厚みを有する。
（項目５）
項目１に記載のマイクロチップであって、
前記第１の帯は、スリットを有し、かつ
前記スリットの長手方向は、前記溝の長手方向に平行である。
（項目６）
項目１に記載のマイクロチップであって、
前記溝の前記出口側の一端には、後端壁が位置しており、かつ
前記第１の帯の劣弧の半径は、前記出口および前記後端壁の間の距離よりも大きい。
【符号の説明】
【００９７】
１  ベース
２  カバー
２ａ  カバーの内面
２ｃ  カバー中心対応位置
３  溝
３ｂ  御側壁
４  膜
４ａ，４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４  膜部
４ｂ，４ｂ−１，４ｂ−２，４ｂ−３，４ｂ−４，４ｂ−５  貫通穴
４ｃ  溝以外の、ベースと接触する部分
４ｇ  スリット
５，１０５  液体
６，６Ｂ  マイクロチップ
７ａ  液体入口
７ｂ  液体出口
７ｃ  液体出口の中心
８  気泡
１０５ａ  先走り液
１０５ｂ  本流液体
１０５ｃ  外側の先走り液
１０５ｄ  内側の先走り液
【図１Ａ】
2017051944.tif 000003
【図１Ｂ】
2017051944.tif 000004
【図１Ｃ】
2017051944.tif 000005
【図１Ｄ】
2017051944.tif 000006
【図１Ｅ】
2017051944.tif 000007
【図１Ｆ】
2017051944.tif 000008
【図２Ａ】
2017051944.tif 000009
【図２Ｂ】
2017051944.tif 000010
【図３Ａ】
2017051944.tif 000011
【図３Ｂ】
2017051944.tif 000012
【図４Ａ】
2017051944.tif 000013
【図４Ｂ】
2017051944.tif 000014
【図４Ｃ】
2017051944.tif 000015
【図４Ｄ】
2017051944.tif 000016
【図５Ａ】
2017051944.tif 000017
【図５Ｂ】
2017051944.tif 000018
【図５Ｃ】
2017051944.tif 000019
【図５Ｄ】
2017051944.tif 000020
【図５Ｅ】
2017051944.tif 000021
【図５Ｆ】
2017051944.tif 000022
【図６Ａ】
2017051944.tif 000023
【図６Ｂ】
2017051944.tif 000024
【図６Ｃ】
2017051944.tif 000025
【図６Ｄ】
2017051944.tif 000026
【図６Ｅ】
2017051944.tif 000027
【図６Ｆ】
2017051944.tif 000028
【図６Ｇ】
2017051944.tif 000029
【図７Ａ】
2017051944.tif 000030
【図７Ｂ】
2017051944.tif 000031
【図７Ｃ】
2017051944.tif 000032
【図７Ｄ】
2017051944.tif 000033
【図７Ｅ】
2017051944.tif 000034
【図７Ｆ】
2017051944.tif 000035
【図７Ｇ】
2017051944.tif 000036
【図８Ａ】
2017051944.tif 000037
【図８Ｂ】
2017051944.tif 000038
【図８Ｃ】
2017051944.tif 000039
【図８Ｄ】
2017051944.tif 000040
【図９】
2017051944.tif 000041