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具有固液分離功能的裝置、μ-TAS設(shè)備及固液分離方法

文檔序號(hào):5085367閱讀:299來源:國知局
專利名稱:具有固液分離功能的裝置、μ-TAS設(shè)備及固液分離方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及ー種具有固液分離功能的裝置,尤其涉及ー種具有從液體與固體的混合物中過濾一定大小以上的固體的功能--例如從血液中分離血球的功能的過濾功能(固液分離功能)的裝置,且涉及ー種具有 過濾功能的U-TAS (微全分析系統(tǒng))設(shè)備及固液分離方法。
背景技術(shù)
最近,正在研究開發(fā)應(yīng)用微型機(jī)械技術(shù)對(duì)化學(xué)分析或合成等的機(jī)器、手法進(jìn)行微觀化的被稱為y -TAS( Ii -TotalAnalysisSystems、微全分析系統(tǒng))的微型化學(xué)設(shè)備。ii -TAS具有試料量少、反應(yīng)時(shí)間短、最適于分析等優(yōu)點(diǎn),期待將其利用于血液分析等的醫(yī)療用。在此情況下,要想進(jìn)行血液分析,則作為前處理需要進(jìn)行血液中的血球分離。但是,在微米級(jí)的流路內(nèi)簡易地設(shè)置過濾器是比較困難的。例如,要在流路內(nèi)不發(fā)生液體泄漏的情況下將無紡布等安裝在過濾器上,則由于小而比較困難,另外也存在成本提高的問題。而且,也存在血球在過濾部的開頭部分堵塞而過濾效果變差的問題。為了解決上述問題,在專利文獻(xiàn)I中提出了ー種具有固液分離功能的裝置,其中形成有向平板狀的本體中通入流體的槽部,在所述槽部的一個(gè)端部形成有流體的入ロ,在另ー個(gè)端部形成有出ロ,其特征為,入ロ為導(dǎo)入固液混合物的導(dǎo)入ロ,在槽中形成有通過捕捉一定大小以上的固體來分離固液的分離部,通過入口與出口的壓カ差,從入口側(cè)朝著出ロ側(cè)固液混合物從上游朝著下游通過分離部,在所述分離部設(shè)置有多個(gè)固體捕捉部,所述固體捕捉部由槽部的底部與不讓一定大小以上的固體通過的隔墻構(gòu)成,且具備入口部,一定大小以上的固體可以通過;收容部,收容從所述入口部進(jìn)入的I個(gè)以上的固體;及開ロ部,設(shè)置在所述收容部的下游側(cè)且小于所述固體。在專利文獻(xiàn)I的裝置中,分離部的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的上游側(cè)至下游側(cè)呈相同寬度。即,在專利文獻(xiàn)I的圖I中,雖然分離部5的下游部分逐漸變窄,但這是與分離部的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域相比更處于下游的部分,分離部的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的上游側(cè)至下游側(cè)呈相同寬度。另外,在專利文獻(xiàn)I的圖7中,分離部的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域即主體部54的上游側(cè)至下游側(cè)也呈相同寬度。而且,在專利文獻(xiàn)I的圖8中也是同樣的。雖然專利文獻(xiàn)I的裝置解決了所述血球堵塞等問題,但是為了用少量的樣本進(jìn)行正確的分析,需要對(duì)從固液混合物中分離的液體的收集效率高的具有固液分離功能的裝置。專利文獻(xiàn)I :日本國特開2009-109232號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而進(jìn)行的,其目的在于提供ー種具有過濾功能(固液分離功能)的容易制造且價(jià)廉的小型裝置,僅僅使固液混合物流入路徑中,固體就通過該被加力的液體流而被搬運(yùn),在途中只高效地捕捉、分離一定大小以上的固體,尤其提供一種對(duì)被分離的液體的收集效率高的高效的裝置、具有過濾功能的U-TAS (微全分析系統(tǒng))設(shè)備及固液分離方法。技術(shù)方案I所述的發(fā)明是ー種具有固液分離功能的裝置,其中設(shè)置有通過捕捉一定大小以上的固體來分離固液的分離部,其特征為,從入口側(cè)朝著出口側(cè)固液混合物從上游朝著下游通過分離部,在所述分離部,在被一個(gè)面和與其相對(duì)的另一個(gè)面夾住的間隙中設(shè)置有多個(gè)固體捕捉部,所述固體捕捉部由從所述一個(gè)面朝著所述另ー個(gè)面延伸的隔墻形成,且具備入口部;收容部,收容從所述入口部進(jìn)入的I個(gè)以上的固體;及開ロ部,設(shè)置在所述收容部的下游側(cè),不讓所述一定大小以上的固體通過,所述分離部的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度。技術(shù)方案2所述的發(fā)明為,根據(jù)技術(shù)方案I所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為,所述隔墻由柱體列或墻體構(gòu)成。技術(shù)方案3所述的發(fā)明為,根據(jù)技術(shù)方案I或2所述的具有固液分離功能的裝置, 其特征為,在所述ー個(gè)面上形成有所述隔墻,構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料由與構(gòu)成所述隔墻的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。技術(shù)方案4所述的發(fā)明為,根據(jù)技術(shù)方案I或2所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為,在所述ー個(gè)面上形成有所述隔墻,構(gòu)成所述隔墻的材料由與構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。技術(shù)方案5所述的發(fā)明為,根據(jù)技術(shù)方案I或2所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為,在所述ー個(gè)面上形成有所述隔墻,在所述隔墻與所述另ー個(gè)面之間,配設(shè)有緩沖層,其由與構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料、構(gòu)成所述隔墻的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。技術(shù)方案6所述的發(fā)明為,根據(jù)技術(shù)方案3至5中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為,所述柔軟的材料由杜羅回跳式硬度計(jì)硬度為10 100的樹脂構(gòu)成。技術(shù)方案7所述的發(fā)明為,根據(jù)技術(shù)方案I至6中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為,在所述分離部,設(shè)置有多個(gè)從上游朝向下游的流路,設(shè)置有多個(gè)沿著所述流路朝著流路開ロ的所述固體捕捉部,所述ー個(gè)流路與其他流路被擋墻或具有不讓所述一定大小以上的固體通過的開ロ部的擋墻所劃分。技術(shù)方案8所述的發(fā)明為,根據(jù)技術(shù)方案I至7中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為,在ー個(gè)平面上具有多個(gè)設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度的分離部,使來自所述多個(gè)分離部的液體合流。技術(shù)方案9所述的發(fā)明為,根據(jù)技術(shù)方案I至8中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為,設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度的分離部集中多個(gè)而呈圓狀或圓弧狀,在圓或圓弧的中心部設(shè)置有來自所述多個(gè)分離部的液體的合流液的排出ロ。技術(shù)方案10所述的發(fā)明為,根據(jù)技術(shù)方案I至9中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為,分離部的最下游部能夠不讓所述一定大小以上的固體通過。技術(shù)方案11所述的發(fā)明為,根據(jù)技術(shù)方案I至10中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為,被所述ー個(gè)面和與其相対的另ー個(gè)面夾住的間隙為2 6i!m。技術(shù)方案12所述的發(fā)明是ー種U -TAS (微全分析系統(tǒng))設(shè)備,其特征為,作為一部分而具有技術(shù)方案I至11中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置。技術(shù)方案13所述的發(fā)明是ー種固液分離方法,其使用技術(shù)方案I至11中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置來分離固液,其特征為,準(zhǔn)備設(shè)置有分離部的具有固液分離功能的裝置,同時(shí)使用具有該固液分離功能的裝置來分離固液,所述分離部具有與要進(jìn)行固液分離的固液分離物所含的固體的總體積相比更大的容積。下面,詳細(xì)說明本發(fā)明。技術(shù)方案I所述的本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置為,其中設(shè)置有通過捕捉一定大小以上的固體來分離固液的分離部,其特征為,從入口側(cè)朝著出口側(cè)固液混合物從上游朝著下游通過分離部,在所述分離部,在被一個(gè)面和與其相對(duì)的另一個(gè)面夾住的間隙中設(shè)置有多個(gè)固體捕捉部,所述固體捕捉部由從所述一個(gè)面朝著所述另ー個(gè)面延伸的隔墻形成,且具備入口部;收容部,收容從所述入口部進(jìn)入的I個(gè)以上的固體;及開ロ部,設(shè)置在 所述收容部的下游側(cè),不讓所述一定大小以上的固體通過,所述分離部的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度。作為在本發(fā)明中所指的固液混合物,雖然并不特別進(jìn)行限定,但是例如可舉出含有血漿與血球的血液。參照?qǐng)D紙對(duì)上述發(fā)明進(jìn)行說明。圖I (a)是表示本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置A的一例的局部剖視立體圖,圖I (b)是表示圖I (a)的X-X線斷面要部的圖,圖I (c)是表示圖I (a)的Y-Y線斷面要部的圖。即,本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置A由本體I與蓋100構(gòu)成。蓋100是覆蓋本體I整個(gè)面的蓋,但是在圖I (a)中描繪了切除一部分的蓋100。圖I (a)的Y-Y線斷面是對(duì)具有固液分離功能的裝置A的寬度方向進(jìn)行2等分的斷面,在圖I (a)中描繪了切除一部分的蓋100,因此看上去好像未成為蓋100的斷面,但其是在本體I被蓋100覆蓋的狀態(tài)下對(duì)寬度方向進(jìn)行2等分的斷面。本體I為,形成有向平板狀的本體I通入流體的槽部2,在所述槽部2的一個(gè)端部形成有流體的入ロ 3,在另一端部形成有出ロ 4。入口 3是導(dǎo)入固液混合物的導(dǎo)入ロ,在槽部2中形成有通過捕捉一定大小以上的固體來分離固液的分離部5,從入口側(cè)朝著出口側(cè)固液混合物從上游朝著下游通過分離部5。所述分離部5形成在槽部底面與蓋下面的間隙中,在槽部底面上,設(shè)置有多個(gè)固體捕捉部6、6、6 ,其由在垂直于底面的方向上延伸且其頂端接觸蓋100下面的墻體構(gòu)成。用符號(hào)10、11表示的構(gòu)件為流體流動(dòng)的通道。而且,所述分離部5的設(shè)置有固體捕捉部6的區(qū)域(在該圖的情況下,該區(qū)域與分離部5的區(qū)域相同)的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度。蓋100上形成有用于向平板狀的板上導(dǎo)入固液混合物的蓋入口 101與用于取出分離后的液體的蓋出口 102,所述入口 101位于本體I的入口 3正上方,所述出口 102位于本體I的出口 4正上方,分別連通。能夠通過縮短分離時(shí)間來提高分離效率,但是由于在ー個(gè)面與另ー個(gè)面對(duì)于液體的濕潤性接近時(shí)有利于提高分離效率,因此優(yōu)選使蓋的下面表面處于接近底面表面的濕潤性的狀態(tài)。圖2是在放大表示分離部5的一部分的同時(shí)說明固液分離狀況的俯視圖,是模式表示拆下蓋體的狀態(tài)的圖。在分離部5,在被作為ー個(gè)面的槽部2的底面部和與此相對(duì)的作為另ー個(gè)面的蓋100的下面夾住的間隙中設(shè)置有多個(gè)固體捕捉部6、6、6…。固體捕捉部6如下,由槽部2底面部與從該底面大致垂直于底面而豎立的隔墻61、61形成,乍ー看呈U字形的形狀。固體捕捉部6由所述隔墻61形成,且具備入口部62、收容從所述入口部62進(jìn)入的I個(gè)以上的固體7的收容部63、設(shè)置在所述收容部63的下游側(cè)且不讓所述固體7以上大小的固體通過的開ロ部64。在進(jìn)行固液分離時(shí),固液混合物如箭頭所示的那樣移動(dòng),一定大小以上的固體7留在收容部63,液體從開ロ部64向下游流動(dòng)。換言之,固液混合物從上游方向流過被相對(duì)的面夾住的間隙,一定大小以上的固體粒子被該間隙中的固體捕捉部(由于開ロ部64小于固體7而流不到下游)捕捉,只有液體在間隙中流向下游。另外,由于用ー個(gè)固體捕捉部所能夠捕捉的固體粒子的容積有局限,因此設(shè)置有很多固體捕捉部。而且,在圖I (b)中,雖然描繪了 6個(gè)固體捕捉部6,但是省略了理應(yīng)在每個(gè)固體捕捉部6的中央部觀察到的開ロ部64的描繪。另外,關(guān)于固體捕捉部6,只描繪了可在斷面的最前列觀察到的固體捕捉部6,并未描繪該列以后的固體捕捉部6。但是,用虛線表示了 蓋100的出口 102與本體的出口 4的位置。而且,在圖I (c)中,雖然描繪了 7個(gè)固體捕捉部6,但是只描繪了可在斷面的最前列觀察到的固體捕捉部6,并未描繪該列以后的固體捕捉部6。正確描繪了蓋100的入口 101、出口 102與本體的入口 3、出口 4的位置。下面,關(guān)于為了說明本發(fā)明而在圖紙中使用的符號(hào),只要不易混淆,原則上便對(duì)具有相同功能的構(gòu)件使用了相同的符號(hào)。上述固體捕捉部6的形狀不局限于U字形,可以是Y字形等各種形狀。固體捕捉部6的隔墻61可以是在墻體上開有開ロ部64的構(gòu)件,也可以是柱體以列狀排列的柱體列等各種形狀。另外,被捕捉的一定大小以上的固體7如果堵塞開ロ部64,則流動(dòng)被中斷,一定大小以上的固體7會(huì)再次浮游,因此如圖3 (a)所示,優(yōu)選設(shè)置有多個(gè)開ロ部64的構(gòu)件,如圖3 (b)所示,優(yōu)選在隔墻61內(nèi)側(cè)設(shè)置突起65的構(gòu)件,以便不堵塞開ロ部。在圖3中,箭頭表示流體的移動(dòng)方向。另外,圖3 (C)與圖3 (d)所示的構(gòu)件是由柱體列狀排列的柱體列構(gòu)成的固體捕捉部6的例子。在圖3 (c)與圖3 (d)中,符號(hào)66為柱體,該柱體66之間的間隙成為開ロ部64。圖3 (c)是柱體列呈U字形排列的例子,圖3 (d)是柱體列呈矩形排列的例子。在由柱體列構(gòu)成的固體捕捉部中,由于存在很多開ロ部64,因此開ロ部被一定大小以上的固體完全堵塞的可能較小。作為上述裝置的大小,如果舉出作為從血液中分離血球而得到血漿的裝置來使用的情況的ー個(gè)例子,則分離部5的主體部為縱0. I 10mm、橫0. I 10mm,分離部中的固體捕捉部6的高度為4 IOOiim左右。在使用該裝置A吋,固液混合物中的液體實(shí)際上必須以固體不會(huì)因再次浮游而從捕捉部流出的程度在入口與出口之間持續(xù)流動(dòng)。作為該移動(dòng)的推進(jìn)力,可以是來自入口的壓カ輸入或者來自出口的吸引。在從血液中分離血球時(shí),優(yōu)選使移動(dòng)速度為一定的速度,以便血球不發(fā)生變形。另外,在該裝置A中,使流體在相対的面之間的封閉的間隙內(nèi)流動(dòng)的理由是因?yàn)橐后w對(duì)于各個(gè)面的濕潤性所產(chǎn)生的表面張カ有助于應(yīng)進(jìn)行分離的固液混合物前進(jìn)的推進(jìn)力;而且,即使在通過來自入口的壓カ輸入或者來自出口的吸引來使固液混合物移動(dòng)時(shí),也需要是封閉的空間;另外,在將血液作為固液混合物來進(jìn)行處理時(shí),在安全衛(wèi)生上也優(yōu)選被密封。
這樣,在本發(fā)明的裝置中,在固液混合物的移動(dòng)路徑中存在分離部5。浮游的固體7由于液體的流動(dòng)而進(jìn)行移動(dòng),固液從設(shè)置在分離部5中的固體捕捉部6的入口部62流入,在收容I個(gè)以上從所述入口部62進(jìn)入的固體的收容部63中捕捉一定大小以上的固體7。而且,與固體7 —起進(jìn)入收容部63的液體通過開ロ部64流向下游側(cè),開ロ部64設(shè)置在所述收容部63的下游側(cè)且不讓所述一定大小以上的固體通過。由此,在收容部63中只捕捉一定大小以上的固體7。收容部63為,為了不便一旦捕捉到的一定大小以上的固體再次浮游,需要液體持續(xù)流動(dòng),因此,為了不使開ロ部64被捕捉到的固體堵塞,優(yōu)選收容部63的下游側(cè)的隔墻61的曲率不同于被捕捉的固體的曲率;在隔墻61上設(shè)置多個(gè)開ロ部64 '及在隔墻61內(nèi)側(cè)設(shè)置突起65等。在上述收容部63中收容I個(gè)或多個(gè)一定大小以上的固體。如果成為裝滿狀態(tài),則裝滿的收容部的流體阻カ變大,固液不進(jìn)入該收容部而通過其他收容部,在此處捕捉一定大小以上的固體7。此時(shí),需要盡可能使流路阻カ變小、分離效率良好、一定大小以上的固體7在到達(dá)分離部的終端之前被完全捕捉完。因此,分離部中的固體捕捉部6的配置變得
重要。·在本發(fā)明中,所述分離部5的設(shè)置有固體捕捉部6的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度。通過采用這樣的結(jié)構(gòu),能夠在上游部的寬度較寬的部位捕捉較多的固體,在下游分離固體進(jìn)ー步變少的固液混合物,因此,即使分離部的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的寬度在下游側(cè)變窄,也能夠收集較多的液體。另ー方面,在設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域從上游側(cè)至下游側(cè)呈相同寬度的現(xiàn)有裝置中,如果在與本發(fā)明相比寬度更窄的上游部捕捉到固體,則接下來流過來的固液混合物容易堵塞,流向下游的液體也減少。因而,在本發(fā)明的裝置中,與現(xiàn)有的裝置相比,能夠以高面積效率分離固液混合物,同時(shí)液體的收集效率也高。另外,現(xiàn)有的相同寬度的裝置要將分離后的液體集中在I個(gè)出口,則需要例如像專利文獻(xiàn)I的圖7的會(huì)聚部56那樣的構(gòu)件,但是在本發(fā)明中,由于分離部的固體捕捉部的區(qū)域自身的下游側(cè)變窄,所以具有上述的液體會(huì)聚功能,因此不需要設(shè)置會(huì)聚部。因而,由于成為更小的裝置,因此分離后附著且殘留在裝置中的液體的浪費(fèi)量更加變少,液體的收集效率良好。對(duì)于將該裝置A的使用方法用于從血液中得到血漿時(shí)的一個(gè)例子的情況進(jìn)行說明,將注射器的頂端安裝于蓋入口 101,用活塞注入注射器中的血液。血液從蓋入口 101注入到本體入口 3。注入血液量也會(huì)根據(jù)裝置的大小而發(fā)生變化,但是在使用注射器時(shí),一般在0. I I微升左右即可。另外,也可以是在蓋入口 101滴落I滴血液,使其一部分經(jīng)由本體入口 3通過通道10而到達(dá)分離部5。在此時(shí),滴落的血液量一般在I 15微升左右。在分離部5除去被注入的血液中的血球,只有血漿集中在出ロ 4。也可以是從試劑導(dǎo)入口向該血漿中注入試劑并在混合部進(jìn)行混合(未圖示試劑導(dǎo)入口與混合部)??梢詮难b置中取出血漿來測(cè)定血糖值、PH等,也可以向出ロ 4中插入電極等來進(jìn)行測(cè)定,也可以在出口 4處預(yù)先設(shè)置電極來進(jìn)行檢測(cè)。而且如果將覆蓋分離部的蓋及/或本體做成透明的,則也能夠根據(jù)來自分離部的透過光、反射光將血球的捕捉狀況作為光學(xué)特征來測(cè)定血細(xì)胞比容值的相當(dāng)值。技術(shù)方案2所述的本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置為,在技術(shù)方案I所述的具有固液分離功能的裝置中,其特征為,所述隔墻由柱體列或墻體構(gòu)成。關(guān)于上述的柱體列或墻體,如同技術(shù)方案I的說明中敘述的內(nèi)容。尤其在隔墻為柱體列的情況下,由于在固體捕捉部存在很多開ロ部,所以開ロ部完全被一定大小以上的固體堵塞的可能性變小,因此固液混合物的分離變得更加容易。技術(shù)方案3所述的本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置為,在技術(shù)方案I或2所述的具有固液分離功能的裝置中,其特征為,在所述ー個(gè)面上形成有所述隔墻,構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料由與構(gòu)成所述隔墻的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。技術(shù)方案4所述的本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置為,在技術(shù)方案I或2所述的具有固液分離功能的裝置中,其特征為,在所述ー個(gè)面上形成有所述隔墻,構(gòu)成所述隔墻的材料由與構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。 技術(shù)方案5所述的本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置為,在技術(shù)方案I或2所述的具有固液分離功能的裝置中,其特征為,在所述ー個(gè)面上形成有所述隔墻,在所述隔墻與所述另ー個(gè)面之間,配設(shè)有緩沖層,其由與構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料、構(gòu)成所述隔墻的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。技術(shù)方案6所述的本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置為,在技術(shù)方案3至5中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置中,其特征為,所述柔軟的材料由杜羅回跳式硬度計(jì)硬度為10 100的樹脂構(gòu)成。對(duì)上述技術(shù)方案3 技術(shù)方案6所述的發(fā)明進(jìn)行說明。在本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置中,構(gòu)成隔墻的例如柱體列或墻體的頂端頂部和與此接觸的相對(duì)面的間隔,必須制作成防止所應(yīng)分離的固體粒子通過。例如,如果所應(yīng)分離的固體粒子為球體,則其間隔必須在固體粒子的直徑以下,如果是像扁平的圓板那樣的固體粒子,則其間隔必須在該圓板的厚度以下??墒?,在本裝置的制造上,由于帶有構(gòu)成隔墻的例如柱體列或墻體的物體、柱體列或墻體的頂端所接觸的對(duì)方物體通常是分開制造的,因此在制造裝置時(shí),優(yōu)選在物體間確保適當(dāng)?shù)拈g隔進(jìn)行組裝,以便使頂端接觸。在應(yīng)分別捕捉微小的固體的情況下,頂端所應(yīng)接觸的物體的表面精度即平面性、表面粗糙度尤其成為問題。因而,優(yōu)選將柱體列或墻體的頂端所接觸的對(duì)方物體做成能夠吸收因成形上的收縮等而產(chǎn)生的尺寸誤差的構(gòu)造。因此,優(yōu)選構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料由與構(gòu)成所述隔墻的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。而且,在本發(fā)明中,既可以是構(gòu)成隔墻的材料由與構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成,也可以是在所述隔墻與所述另ー個(gè)面之間配設(shè)有緩沖層,其由與構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料、構(gòu)成所述隔墻的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。構(gòu)成隔墻的例如柱體列或墻體的頂端不應(yīng)在組裝時(shí)碰到對(duì)方物體的面而折斷,另外間隙不應(yīng)開得過大。由于構(gòu)成隔墻的例如柱體列或墻體一般是在構(gòu)成底面等的物體上延伸而構(gòu)筑的,因此,優(yōu)選構(gòu)成隔墻的例如柱體列或墻體或者具有這些的物體是具有柔軟性的材料。例如,在使用具有硬化性的樹脂時(shí),優(yōu)選即使在硬化后硬度也較低的樹脂。作為具有這樣的硬化性的樹脂的例子,可舉出ニ甲基硅樹脂。另ー方面,在材料的選定上,在用硬度較高的樹脂制造構(gòu)成隔墻的例如柱體列或墻體以及構(gòu)成隔墻的例如柱體列或墻體或者具有這些的物體時(shí),構(gòu)成隔墻的例如柱體列或墻體的頂端所接觸的物體面理應(yīng)優(yōu)選由與構(gòu)成所述隔墻的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。為了降低構(gòu)成隔墻的例如柱體列或墻體的頂端碰到相対的物體面而折斷的可能性,同時(shí)更容易緊貼相対的面,與構(gòu)成隔墻的物體相対的面的構(gòu)成材料由杜羅回跳式硬度計(jì)硬度為10 100的樹脂構(gòu)成,優(yōu)選10 60的樹脂,更優(yōu)選20 50的樹脂。另外,用硬度較高的樹脂制造構(gòu)成隔墻的物體時(shí),優(yōu)選在構(gòu)成隔墻的物體頂端所接觸的物體面上,或者形成由與形成隔墻的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成的被覆涂膜,或者夾住膜厚為數(shù)Pm 數(shù)百U m的薄膜,優(yōu)選m 數(shù)十ym厚度的薄膜。另外,優(yōu)選隔墻頂端所接觸的物體具有粘結(jié)性或微粘著性。但是,優(yōu)選對(duì)于要分離的固體(例如血球)呈現(xiàn)出非粘結(jié)性。技術(shù)方案7所述的本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置為,在技術(shù)方案I至6中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置中,其特征為,在所述分離部,設(shè)置有多個(gè)從上游朝向下游的流路,設(shè)置有多個(gè)沿著所述流路朝著流路開ロ的所述固體捕捉部,所述ー個(gè)流路與其他流路被擋墻或具有不讓所述一定大小以上的固體通過的開ロ部的擋墻所劃分。參照?qǐng)D紙對(duì)上述技術(shù)方案7所述的本發(fā)明進(jìn)行說明。圖4是模式表示本發(fā)明中使用的I個(gè)流路9的一例的俯視圖。在本發(fā)明中,在分離部設(shè)置有多個(gè)這樣的流路9。在圖4中,流路9被其他流路與擋墻91所劃分。擋墻91可以不具有開ロ部,或者也可以具有不讓所述一定大小以上的固體通過的開ロ部。擋墻91如下,只要不讓一定大小以上的固體通過·即可,優(yōu)選用墻體或柱體列當(dāng)中的任意ー個(gè)制作。圖4是用由柱體66構(gòu)成的柱體列來制作擋墻91的例子(而且,在圖4中,為了表示擋墻91是用由柱體66構(gòu)成的柱體列來制作的,以將來自多個(gè)(4根)柱體66的引出線連接到I個(gè)符號(hào)91的方式進(jìn)行了描繪)。在擋墻91不具有開ロ部的情況下,雖然在I個(gè)流路與鄰接的其他流路之間不產(chǎn)生固液混合物中的液體移動(dòng),但是在擋墻91具有不讓所述一定大小以上的固體通過的開ロ部的情況下,在與鄰接的其他流路之間產(chǎn)生固液混合物中的液體移動(dòng)??傊贗個(gè)流路與鄰接的其他流路之間,大于所述開ロ部的固體不產(chǎn)生移動(dòng)。列舉用柱體列制作上述擋墻91,并將該裝置作為從血液中分離紅血球而得到血漿的裝置來使用時(shí)的ー個(gè)例子,由于紅血球呈厚度約2. 5iim、直徑約8iim的圓板狀,因此優(yōu)選柱體間的間隔(內(nèi)側(cè)間隔)為0. 8 2iim,柱體的高度為IOiim左右。而且,設(shè)置有多個(gè)沿著所述流路9朝著流路9開ロ的所述固體捕捉部6。在此情況下,沿著流路9設(shè)置的固體捕捉部6如下,因?yàn)橛糜诓蹲焦腆w的開ロ朝著流路9的上游或接近上游的方向則固體捕捉效率提高,因此優(yōu)選。在圖4中,固體捕捉部6是用由柱體66構(gòu)成的柱體列來制作其隔墻的例子,但是也可以用如圖2、圖3 (a)或圖3 (b)所示的墻體來制作。接下來,說明向該流路9中放入固液混合物來進(jìn)行固液分離的過程。固液混合物從流路入口 92進(jìn)入,雖然液體流向圖右下方,但是固體受到阻礙而沿著用a所示的路徑呈鋸齒形前迸。而且,在前進(jìn)方向正面上存在固體捕捉部6的開ロ的地方,固體的一部分向圖中所示的b方向或c方向前進(jìn),從而進(jìn)入固體捕捉部6,在該收容部捕捉一定大小以上的固體7,與固體一起進(jìn)入收容部的液體通過設(shè)置在所述收容部下游側(cè)的不讓所述一定大小以上的固體通過的開ロ部而流向下游側(cè)。由此,在收容部中只捕捉到一定大小以上的固體。為了不使一旦捕捉到的一定大小以上的固體再次浮游,需要液體在收容部持續(xù)流動(dòng)。在固液混合物的一部分已進(jìn)入固體捕捉部吋,如果收容部被固體裝滿,則裝滿的收容部的流體阻カ變大,固液不進(jìn)入該收容部或者難以進(jìn)入,從而沿著流路呈鋸齒形前進(jìn),在更下游的下游側(cè),在前進(jìn)方向正面上存在固體捕捉部6的開ロ的地方,固液混合物的一部分向b方向或c方向前進(jìn),從而進(jìn)入固體捕捉部6,在該收容部捕捉固體7,與固體一起進(jìn)入收容部的液體通過設(shè)置在所述收容部下游側(cè)的不讓所述一定大小以上的固體通過的開ロ部而流向下游側(cè)。通過重復(fù)這樣的過程,從而固體被分離,在流路9的流路出ロ 93只是液體(如果在要進(jìn)行分離的固液混合物中存在小于上述收容部的下游側(cè)開ロ部的固體則也包括)在流動(dòng)。從固體捕捉部6的收容部下游側(cè)開ロ部流出的液體與從其他部分流過來的液體合流,流向出ロ方向。雖然未限定固體捕捉部6的配置,但是為了提高面積效率,優(yōu)選在流路兩側(cè)有規(guī)則地配置,而且優(yōu)選固體捕捉部6彼此鄰接。在本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置中,在分離部設(shè)置有多個(gè)這樣的流路9。而且,所述分離部的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度。圖5是具有這樣的固液分離功能的裝置的本體側(cè)裝置B的俯視圖(而且,真實(shí)的具有固液分離功能的裝置由所述本體側(cè)裝置B與例如圖I所示的蓋構(gòu)成)。在該裝置B上形成有向平板狀的本體I中通入流體的槽部2,所述槽部2由流體的入口 3、分離部5、出口 4與通道10、11構(gòu)成。雖 然分離部5由內(nèi)部設(shè)置有很多由柱體66列構(gòu)成的固體捕捉部的主體部54(而且,設(shè)置在主體部54中的柱體66列是模式描繪的構(gòu)件,未表不真實(shí)的柱體66列。因而,通過圖5也不能了解由該柱體66列構(gòu)成的固體捕捉部。在后述的圖6中圖示真實(shí)的柱體66列)構(gòu)成,但是除此之外還優(yōu)選設(shè)置有固液混合物擴(kuò)散部51,用于擴(kuò)散來自通道10的固液混合物 '及完全捕捉部55,用于不讓萬一在主體部54未捕捉完而到達(dá)的一定大小以上的固體通過。上述固液混合物擴(kuò)散部51是水平斷面為三角形的空間部,其中設(shè)置有水平斷面為菱形的很多柱狀妨礙體52。上述主體部54是水平斷面為三角形的空間部,圖6是放大表示圖5的主體部與完全捕捉部所處位置的部分的圖,像從圖6中觀察到的那樣,在該空間部中設(shè)置有由柱體66、66、66…構(gòu)成的很多固體捕捉部6、6、6 。上述完全捕捉部55是水平斷面為梯形的空間部,像從圖6中觀察到的那樣,在該完全捕捉部55中設(shè)置有柱體間的間隔小于要捕捉的固體的柱體列,以便不讓要捕捉的固體通過。在圖6中,要分離的固液混合物向箭頭方向流動(dòng)。而且,在圖6中,本發(fā)明中所說的分離部的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域是指主體部54。另外,雖然在圖5中無法知道,但是入口 3、分離部5內(nèi)的固液混合物擴(kuò)散部51、出ロ 4和通道10、11的深度與分離部5內(nèi)的主體部54和完全捕捉部55的深度相比更深。而且,如上所述,在改變深度的構(gòu)件當(dāng)中,尤其使連接入口 3與分離部5的通道10與分離部5內(nèi)的固液混合物擴(kuò)散部51較深,且使分離部5內(nèi)的主體部54較淺的理由如下。使包含固體的粘性液體流動(dòng)時(shí),為了得到流暢的流動(dòng)且不増加流路阻力,通道10需要有適當(dāng)?shù)耐ǖ罃嗝娣e,因此可做成例如通道寬度為100 ii m、通道深度為30 ii m。與此相對(duì),由于分離部5內(nèi)的主體部54的主要目的是分離固體(例如紅血球),因此使深度較淺,例如做成10 u m,根據(jù)使用目的而擴(kuò)大主體部寬度。因此,能夠采用如下構(gòu)造,在分離部的主體部跟前之前使流路深,來降低流路阻カ,在主體部使深度較淺。而且,優(yōu)選在技術(shù)方案7所述的本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置中,也具有與技術(shù)方案I所述的本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置相同的特征。S卩,優(yōu)選所述固體捕捉部與擋墻由柱體列構(gòu)成。關(guān)于由柱體列構(gòu)成的固體捕捉部與擋墻,如同在上述技術(shù)方案7的說明中所述的那樣,由于由柱體列構(gòu)成的固體捕捉部與擋墻上存在很多開ロ部,因此開ロ部被一定大小以上的固體完全堵塞的可能性降低,固液混合物的分離變得更加容易。另外,優(yōu)選在所述ー個(gè)面上形成有所述固體捕捉部與擋墻,構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料由與構(gòu)成所述固體捕捉部與擋墻的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。另外,優(yōu)選構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料由杜羅回跳式硬度計(jì)硬度為10 100的樹脂構(gòu)成。對(duì)上述特征進(jìn)行說明。在本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置中,構(gòu)成固體捕捉部和擋墻的例如柱體列或墻體的頂端頂部和與此接觸的相對(duì)面的間隔,必須制作成防止所應(yīng)分離的固體粒子通過。 可是,在本裝置的制造上,由于帶有構(gòu)成固體捕捉部與擋墻的例如柱體列或墻體的物體、柱體列或墻體的頂端所接觸的對(duì)方物體通常是分開制造的,因此在制造裝置時(shí),優(yōu)選在物體間確保適當(dāng)?shù)拈g隔來進(jìn)行組裝,以便使頂端接觸。在應(yīng)分別捕捉微小的固體的情況下,頂端 所應(yīng)接觸的物體的表面精度即平面性、表面粗糙度尤其成為問題。因而,優(yōu)選將柱體列或墻體的頂端所接觸的對(duì)方物體做成能夠吸收因成形上的收縮等而產(chǎn)生的尺寸誤差的構(gòu)造。因此,優(yōu)選構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料由與構(gòu)成所述固體捕捉部與擋墻的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。構(gòu)成固體捕捉部與擋墻的例如柱體列或墻體頂端不應(yīng)在組裝時(shí)碰到對(duì)方物體的面而折斷,另外間隙不應(yīng)開得過大。由于構(gòu)成固體捕捉部與擋墻的例如柱體列或墻體一般是在構(gòu)成底面等的物體上延伸而構(gòu)筑的,因此優(yōu)選構(gòu)成固體捕捉部與擋墻的例如柱體列或墻體或者具有這些的物體是具有柔軟性的材料。例如,在使用具有硬化性的樹脂時(shí),優(yōu)選即使在硬化后硬度也較低的樹脂。作為具有這樣的硬化性的樹脂的例子,可舉出聚ニ甲基硅氧烷(PDMS)。另ー方面,在材料的選定上,在用硬度高的樹脂制造構(gòu)成固體捕捉部與擋墻的例如柱體列、墻體以及構(gòu)成固體捕捉部與擋墻的例如柱體列或墻體或者具有這些的物體吋,構(gòu)成固體捕捉部與擋墻的例如柱體列或墻體的頂端所接觸的物體面理應(yīng)優(yōu)選由與構(gòu)成所述柱體列或墻體的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。為了降低構(gòu)成固體捕捉部與擋墻的例如柱體列或墻體的頂端碰到相対的物體面而折斷的可能性,同時(shí)更容易緊貼相対的面,與構(gòu)成固體捕捉部、擋墻的物體相対的面的構(gòu)成材料由杜羅回跳式硬度計(jì)硬度為10 100的樹脂構(gòu)成,優(yōu)選10 60的樹脂,更優(yōu)選20 50的樹脂。另外,在用硬度較高的樹脂制造構(gòu)成固體捕捉部與擋墻的柱體列或墻體或者具有這些的物體時(shí),優(yōu)選在柱體列或墻體的頂端所接觸的物體面上,或者形成由與形成柱體列或墻體的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成的被覆涂膜,或者夾住膜厚為數(shù)U m 數(shù)百U m的薄膜,優(yōu)選m 數(shù)十ym厚度的薄膜。另外,優(yōu)選構(gòu)成固體捕捉部與擋墻的例如柱體列或墻體的頂端所接觸的物體具有粘結(jié)性或微粘著性。但是,優(yōu)選對(duì)于要分離的固體(例如血球)呈現(xiàn)出非粘結(jié)性。并不限定本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置的制造方法,例如可舉出像專利文獻(xiàn)I所述的將光刻(photolithography)エ藝應(yīng)用于制造エ序的一部分中的方法。例如,以制造圖5與6所示的具有固液分離功能的裝置的本體側(cè)裝置B的情況為例,參照?qǐng)D7說明用光刻エ藝進(jìn)行的制造。圖7中央部的1、2、3、4、5的說明記述了制造該裝置時(shí)的エ序。將表示上述各エ序中的通道10與其附近狀態(tài)的模式剖視圖(圖5中示出的E-E線剖視圖)在圖內(nèi)的右側(cè)示出,將表示分離部5的主體部54與其附近狀態(tài)的模式剖視圖(圖5中示出的F-F線剖視圖)在圖內(nèi)的左側(cè)示出。而且,在表示通道10與其附近狀態(tài)的模式剖視圖中,雖然未記載有各層的名稱,但是該各層的名稱分別與所對(duì)應(yīng)的表示分離部5的主體部54與其附近狀態(tài)的模式剖視圖中記載的名稱相同。エ序I是保護(hù)層(resist)涂敷エ序,是在玻璃基板上涂敷光刻膠(Photo Resist)第I層的エ序。由此,如果觀察圖7,則在包括通道10、分離部5的主體部54的玻璃基板上的整體上,層疊有光刻膠第I層。エ序2是曝光エ序I。該エ序是對(duì)入口 3、分離部5內(nèi)的固液混合物擴(kuò)散部51的菱形柱狀妨礙體52以外的部分、出口 4及通道10、11進(jìn)行掩蔽后進(jìn)行曝光的エ序。在將使光線只照不到上述部分那樣的光掩膜放置在上述光刻膠第I層上的狀態(tài)下照射UV光。由此,上述部分以外的部分感光。如果觀察圖7,則通道10由于在UV光被掩蔽的狀態(tài)下曝光,因此不感光,通道10外側(cè)的本體部分感光。另外,分離部5的主體部54由于在UV光不被掩蔽的狀態(tài)下曝光,因此感光。 エ序3是在光刻膠第I層上涂敷光刻膠第2層的エ序。由此,如果觀察圖7,則在包括通道10、分離部5的主體部54的層疊有光刻膠第I層的整體層上層疊有光刻膠第2層。エ序4是曝光エ序2。該エ序是對(duì)入口 3、分離部5內(nèi)的固液混合物擴(kuò)散部51的柱狀妨礙體52以外的部分、分離部5內(nèi)的主體部54的柱體列以外的部分、分離部5內(nèi)的完全捕捉部55的柱體列以外的部分、出口 4及通道10、11進(jìn)行掩蔽后進(jìn)行曝光的エ序。在將使光線只照不到上述部分那樣的光掩膜放置在上述光刻膠第2層上的狀態(tài)下照射UV光。由此,上述部分以外的部分感光。如果觀察圖7,則通道10由于在UV光被掩蔽的狀態(tài)下曝光,因此不感光,通道10外側(cè)的本體部分感光。在分離部5的主體部54,在柱體列以外的部分,在UV光被掩蔽的狀態(tài)下曝光,由此,上述的UV光被掩蔽的部分以外即柱體列部分感光。エ序5是顯影エ序。上述的UV光被掩蔽的部分的光刻膠層由于顯影而溶解。由此,得到圖5所示的具有固液分離功能的裝置的本體側(cè)裝置B。如果觀察圖7,則在由層疊有光刻膠第I層與光刻膠第2層的硬化物構(gòu)成的本體部之間,形成有以玻璃基板為內(nèi)底面的通道10。在分離部5的主體部54,在光刻膠第I層的硬化物上,形成有由光刻膠第2層的硬化物構(gòu)成的柱體列,在主體部54外側(cè),形成有由層疊有光刻膠第I層與光刻膠第2層的硬化物構(gòu)成的本體部。而且,作為其他的制造方法,也可以如下制造本體,即通過光刻形成本體的形狀,以此為模,或者通過進(jìn)行利用鎳磷等的非電解鍍層來作為模,在模中注入液狀的未硬化的単體、低聚物、樹脂等,通過利用熱、放射線等進(jìn)行硬化來制造。另外,也能夠通過熱塑性樹脂的射出成形來制造。另外,另ー方面,也可以通過以下方法制造本體,即采用在金屬材料上直接用光刻法進(jìn)行電鑄的LIGA (Lithographie Galvanoformung Abformung)法(根據(jù)該方法,在厚度為IOOym以上的保護(hù)膜(感光性有機(jī)材料)上,使用從同步輻射(SR)光裝置產(chǎn)生的直線傳播性良好的X射線,通過X射線掩膜進(jìn)行圖形(pattern)復(fù)制,從而能夠制造出100 u m以上深度(高度)的在橫向上具有任意形狀的超精密部件),例如直接制造用于形成柱列中的柱子的具有縱橫尺寸比較高的深孔的模,在模中注入未硬化的単體、低聚物、樹脂等,利用熱、放射線等進(jìn)行硬化后取出。另外,也能夠通過熱塑性樹脂的射出成形來制造。如果這樣,由于能夠量產(chǎn)性良好地進(jìn)行生產(chǎn),因此比較適合。而且,能夠通過熱塑性樹脂的射出成形等來制造蓋。技術(shù)方案8所述的發(fā)明為,在技術(shù)方案I至7中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置中,其特征為,在ー個(gè)平面上具有多個(gè)設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度的分離部,使來自所述多個(gè)分離部的液體合流。另外,技術(shù)方案9所述的發(fā)明為,在技術(shù)方案I至8中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置中,其特征為,設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度的分離部集中多個(gè)而呈圓狀或圓弧狀,在圓或圓弧的中心部設(shè)置有來自所述多個(gè)分離部的液體的合流液的排出ロ。
圖8是用于說明在技術(shù)方案8或9所述的發(fā)明中的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度的多個(gè)分離部5、5 、多個(gè)分離部之間的隔開部56、56 、來自多個(gè)分離部的液體進(jìn)行合流的合流部57的例子的俯視圖。而且,在圖8的各圖中,雖然實(shí)際在分離部5中可以觀察到很多固體捕捉部,但是省略了其描繪。用隔開部56、56區(qū)分各個(gè)分離部5、5…。在隔開相鄰的分離部5、5…的隔開部56、56…之間,既可以像圖8 (a)所示的那樣存在什么也沒有的空間,也可以像圖8 (b)、圖8 (C)、圖8 (d)與圖8 (e)所示的那樣,相鄰的分離部5、5…被共同的隔開部56、56…所區(qū)分。如圖8 (a)所示,如果在相鄰的分離部之間存在什么也沒有的空間,則強(qiáng)度有可能降低,因此既可以填補(bǔ)該空間部來提高強(qiáng)度,也可以使該填補(bǔ)的部分具有分離以外的功能,例如存在像儲(chǔ)液箱這樣的其他功能件。在被共同的隔開部56、56 區(qū)分的情況下,存在裝置變得更加緊湊的優(yōu)點(diǎn)。換言之,在分離部鄰接的情況下,分離時(shí)的面積效率高,從強(qiáng)度方面考慮也優(yōu)選。作為由各個(gè)分離部5、5…與隔開部56、56…構(gòu)成的整體的俯視圖的形狀,雖然沒有特別限定,但是可舉出例如圓形、圓弧形、多角形等。優(yōu)選固液混合物流過分離部而被分離的液體到達(dá)合流部的時(shí)間在每個(gè)分離部都相同。因此,作為多角形的構(gòu)件,優(yōu)選正多角形。另外邊的數(shù)量并不受局限。因而,并不都是例如圖8 (c)所示的正8角形的構(gòu)件,也可舉出正4角形、正5角形、正6角形、正7角形…等構(gòu)件。作為上述圓形的例子,可舉出如圖8 (b)所示的構(gòu)件,作為上述圓弧形的構(gòu)件,可舉出如圖8 (d)所示的橢圓形構(gòu)件、如圖8 (e)所示的近似于田徑運(yùn)動(dòng)場的形狀的構(gòu)件等。圓形、圓弧形的構(gòu)件除了具有流過分離部而到達(dá)合流部的時(shí)間在每個(gè)分離部大致相同的優(yōu)點(diǎn)以外,在制造、流通、插入U(xiǎn)-TAS中或取出時(shí)等雖然承受動(dòng)態(tài)外力,但是此時(shí)應(yīng)カ難以集中于局部,因此不易損壞,而且容易做成在插入U(xiǎn)-TAS中時(shí)液體難以泄漏的構(gòu)造,所以尤其優(yōu)選。雖然不特別限定來自多個(gè)分離部的液體進(jìn)行合流的合流部57的形狀,但是可舉出例如圓形、多角形等。來自多個(gè)分離部的液體合流時(shí),在各分離部的分離狀況類似時(shí),所得到的液體更容易變得均勻。因此,優(yōu)選各分離部為類似的構(gòu)造。設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度的分離部集中多個(gè)而呈圓狀或圓弧狀,如果在圓或圓弧的中心部設(shè)置有來自所述多個(gè)分離部的液體的合流液的排出ロ,則裝置可變得更加緊湊,因此尤其優(yōu)選。根據(jù)技術(shù)方案I所述的發(fā)明,僅僅使固液混合物流入路徑,固體就通過該被加力的液體流而被搬運(yùn),在途中只捕捉一定大小以上的固體,液體與小于規(guī)定大小的固體則到達(dá)出口,而且相對(duì)于流入的固液混合物所能得到的液體的比例較高。這樣,由于不需要電場,因此不需要電極、電壓裝置,可進(jìn)行小型化,制造變得容易且價(jià)格低。另外,分離也快。而且,由于分離部的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度,因此能夠在上游部的寬度較寬的部位捕捉較多的固體,在下游分離固體變得更少的固液混合物,因此即使 分離部的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度,也能夠收集較多的液體。另ー方面,在設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域從上游側(cè)到下游側(cè)呈相同寬度的現(xiàn)有的裝置中,如果采用寬度比本發(fā)明窄的上游部來捕捉固體,則接下來流過來的固液混合物容易堵塞,流向下游的液體流也減少。因此,根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件,與現(xiàn)有的構(gòu)件相比,能夠以高面積效率分離固液混合物,同時(shí)液體的收集效率良好。另外,現(xiàn)有的寬度相同的構(gòu)件要在I處出口中集中分離后的液體,則例如需要像專利文獻(xiàn)I的圖7的會(huì)聚部56那樣的構(gòu)件,但是在本發(fā)明中,由于分離部的固體捕捉部區(qū)域的寬度自身在下游側(cè)變窄,所以具有上述的液體會(huì)聚功能,因此不需要設(shè)置會(huì)聚部。從而,由于成為更小的裝置,因此分離后附著且殘留在裝置中的液體的浪費(fèi)量進(jìn)ー步變少,液體的收集效率良好。根據(jù)技術(shù)方案2所述的發(fā)明,雖然具有與上述技術(shù)方案I相同的效果,但是尤其在隔墻為柱體列的情況下,由于在固體捕捉部存在很多開ロ部,所以開ロ部被一定大小以上的固體完全堵塞的可能性變小,因此固液混合物的分離變得更加容易。根據(jù)技術(shù)方案3 6所述的發(fā)明,在組裝中或組裝后,即使由于尺寸的誤差而與規(guī)定的間隔相比變窄,構(gòu)成隔墻的例如柱體列或墻體的頂端碰到相対的物體面而折斷的可能性也會(huì)降低,同時(shí)具有更容易緊貼相対的面的效果。根據(jù)技術(shù)方案4所述的發(fā)明,在采用沖壓成形(stamping)法制造隔墻構(gòu)造時(shí),還具有能夠順暢且以高成品率進(jìn)行將隔墻構(gòu)造從模中拔出的作業(yè)的效果。根據(jù)技術(shù)方案7所述的發(fā)明,雖然具有與上述技術(shù)方案I 6中任意I項(xiàng)的發(fā)明相同的效果,但是,尤其在流路由柱體列構(gòu)成的情況下,由于在流路中存在很多開ロ部,所以開ロ部被一定大小以上的固體完全堵塞的可能性變小,因此固液混合物的分離變得更加容易。根據(jù)技術(shù)方案8所述的發(fā)明,具有與上述技術(shù)方案I 7中任意I項(xiàng)的發(fā)明相同的效果,同時(shí)由于來自多個(gè)分離部的液體進(jìn)行合流,所以一次就能夠得到更多的液體,因此所得到的液體的分析等處理變得更加方便。根據(jù)技術(shù)方案9所述的發(fā)明,具有與上述技術(shù)方案I 8中任意I項(xiàng)的發(fā)明相同的效果,同時(shí)由于設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度的分離部集中多個(gè)而呈圓狀或圓弧狀,在圓或圓弧的中心部設(shè)置有來自所述多個(gè)分離部的液體的合流液的排出口,因此分離時(shí)的裝置的面積效率進(jìn)ー步提高,能夠進(jìn)一歩實(shí)現(xiàn)緊湊化且小型化。而且,能夠進(jìn)一歩有效地收集液體。另外,如果在合流液的排出ロ連接用于分析所得到的液體的裝置,則能夠更加高效地進(jìn)行分析。根據(jù)技術(shù)方案10所述的發(fā)明,具有與上述技術(shù)方案I 9中任意I項(xiàng)的發(fā)明相同的效果,同時(shí)在分離部中的分離還趨于完整。根據(jù)技術(shù)方案11所述的發(fā)明,由于具有形狀各向異性的固體(例如紅血球)在沿著間隙的方向上難以采取朝向長度方向的姿勢(shì),因此從隔墻的開ロ部或柱狀體的間隙中擠過去的情況消失,在分離部中的分離進(jìn)一歩趨于完整。根據(jù)技術(shù)方案12所述的發(fā)明,能夠得到ー種U -TAS,其具有能夠更多地得到更高效地分離固體后的液體的過濾功 能。根據(jù)技術(shù)方案13所述的發(fā)明,能夠極カ防止從固液混合物中分離后的固體在分離部堵塞這樣的事態(tài)發(fā)生。


圖I (a)是表示本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置A的一例的局部剖視立體圖,圖I (b)是表示圖I (a)的X-X線斷面要部的圖,圖I (c)是表示圖I (a)的Y-Y線斷面要部的圖。圖2是在放大表示分離部的一部分的同時(shí)說明固液分離狀態(tài)的俯視圖,是模式表示拆下蓋體的狀態(tài)的圖。圖3是表示固體捕捉部的例子的俯視圖。圖4是模式表示本發(fā)明中使用的I個(gè)流路的一例的俯視圖。圖5是表示本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置的本體側(cè)裝置的一例的俯視圖。圖6是放大表示圖5的主體部與完全捕捉部所處位置部分的圖。圖7是用于說明具有固液分離功能的裝置的制造方法的一例的剖視圖。圖8是用于說明設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度的多個(gè)分離部、多個(gè)分離部之間的隔開部、來自多個(gè)分離部的液體進(jìn)行合流的合流部的例子的俯視圖。圖9 (a)是具有固液分離功能的裝置C所插入的U -TAS設(shè)備本體的俯視圖,圖9(b)是其G-G線剖視圖。圖10 (a)是濾清兀件的俯視圖,圖10 (b)是其主視圖,圖10 (C)是其仰視圖,圖
10(d)是圖10 (a)的H-H線剖視圖。圖11 (a)是蓋體的俯視圖,圖11 (b)是其主視圖,圖11 (C)是其仰視圖,圖11Cd)是圖11 Ca)的I-I線剖視圖。圖12 Ca)是插入有具有固液分離功能的裝置C的ii -TAS設(shè)備本體的俯視圖,圖
12(b)是放大表示的其J-J線剖視圖。圖13 (a)是其他蓋體的俯視圖,圖13 (b)是其主視圖,圖13 (C)是其仰視圖,圖
13(d)是圖13 (a)的K-K線剖視圖。圖14 (a)、圖14 (b)、圖14 (C)分別是在其他蓋體上的相當(dāng)于圖12 (b)中的J-J線剖視圖的剖視圖。在各自的圖中,省略了濾清元件的過濾器部分的描繪。圖15 (a)是放大表示從玻璃基板的下面用UV光進(jìn)行曝光而形成血液過濾器本體的狀態(tài)的包括過濾器部分的斷面要部的模式剖視圖。圖15 (b)是血液過濾器本體的俯視圖。圖15 (c)是沿著d-d線在長度方向上將圖15 (b)的血液過濾器本體切成兩半而得到的血液過濾器本體一半的俯視圖。圖15 (d)是圖15 (b)的d-d線剖視圖。
圖16 (a)是表示如下狀態(tài)的俯視圖,在長度方向上切成兩半得到的血液過濾器本體的一半的上面,在從血液過濾器本體的形成有過濾器部分的一方的端部向里側(cè)進(jìn)入100 u m的位置,以PDMS薄膜的端部重疊的方式放置PDMS薄膜。圖16 (b)是圖16 Ca)的主視圖,圖16 (c)是表示圖16 (b)的c-c線斷面要部的剖視圖。圖17是對(duì)實(shí)驗(yàn)試料進(jìn)行顯微鏡觀察得到的顯微鏡相片。圖18是表示用圖6所示的具有固液分離功能的裝置從血液中分離紅血球成分與血漿成分的情形的顯微鏡相片。圖19是放大表示圖18局部的顯微鏡相片。 符號(hào)說明I-本體;2-槽部;3-入口 ;4_出口 ;5_分離部;51-固液混合物擴(kuò)散部;52-柱狀妨礙體;54_主體部;55_完全捕捉部;56_隔開部;57_合流部;6_固體捕捉部;61_隔墻;62-入口部;63_收容部;64_開ロ部;65_突起;66_柱體;7_固體;91_擋墻;92_流路入ロ ;93_流路出口 ; 10、11-通道;100-蓋;101-蓋入口 ; 102-蓋出口 ; 21-ii-TAS設(shè)備本體;22-凹坑;23_排出槽;24_濾清元件;25_濾清元件基體;26_過濾器部;251_圓板;252_側(cè)面加強(qiáng)筋;27_隔板;271-隔板;28_空間;29_蓋體;30_孔;31_槽;32_通道;33_出ロ ;34-蓋體;35_柱狀加強(qiáng)筋;351_扇形加強(qiáng)筋;36、37、38_蓋體;381_孔;382_孔;200_血液過濾器本體;201-玻璃基板;202_過濾器部分;203_柱體;204-由金蒸鍍膜構(gòu)成的掩膜;205-本體部;206-PDMS薄膜;A、C_具有固液分離功能的裝置;B_具有固液分離功能的裝置的本體側(cè)裝置。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖紙說明本發(fā)明的實(shí)施方式的ー個(gè)例子。在該例中,如圖12所示,將具有固液分離功能的裝置C插入y-TAS (微全分析系統(tǒng))設(shè)備的裝置本體21來使用。關(guān)于該裝置C,與其制造方法的一個(gè)例子一起進(jìn)行說明。圖9 Ca)是具有固液分離功能的裝置C所插入的U -TAS設(shè)備本體21的俯視圖,圖9 (b)是其G-G線剖視圖。在U-TAS設(shè)備本體21上挖有圓筒狀的凹坑22。該凹坑22的內(nèi)徑為M,深度為N。在凹坑22的內(nèi)底面上至少形成有I個(gè)從中央部到圓周部連續(xù)的排出槽23。如后所述,被分離的液體流過該排出槽23而排出。具有固液分離功能的裝置C是如下組裝的,在U -TAS設(shè)備本體21的圓筒狀凹坑22中,如后所述,首先嵌入濾清元件,接著在濾清元件上嵌入蓋體。圖10 Ca)是濾清兀件24的俯視圖,圖10 (b)是其主視圖,圖10 (C)是其仰視圖,圖10 Cd)是圖10 Ca)的H-H線剖視圖。濾清元件24由濾清元件基體25、及從其下面朝著下方垂直設(shè)置的很多柱體66形成的過濾器部26構(gòu)成(而且,在圖10 (b)及圖10 Cd)中,模式表不了各個(gè)柱體66 )。濾清元件基體25由圓板251與在其周圍的12處以30度間隔設(shè)置的側(cè)面加強(qiáng)筋252、252…構(gòu)成。側(cè)面加強(qiáng)筋252是為了實(shí)現(xiàn)以下安裝而設(shè)置的,即在y-TAS設(shè)備本體21的圓筒狀凹坑22中嵌入濾清元件24吋,濾清元件24緊貼圓筒狀的凹坑22而不活動(dòng),圓板251與側(cè)面加強(qiáng)筋252的合計(jì)直徑為,或者是與上述凹坑22的內(nèi)徑M相等,或者是略微大,以便在安裝時(shí)通過壓入而稍微變形,從而能夠固定。
從圖10 (c)可以看出,在過濾器部26設(shè)置有隔著45度間隔的合計(jì)5個(gè)隔板27、27…;及I個(gè)相當(dāng)于約四分之一圓的較寬的隔板271。而且,在被相鄰的隔板27、27所劃分的約八分之一圓的部分上,設(shè)有如圖6所示的分離部5的主體部54與由柱體列構(gòu)成的完全捕捉部55,分離部5的主體部54通過設(shè)置很多由很多柱體66、66、66…構(gòu)成的固體捕捉部6、6、6…來構(gòu)成(在圖10 (c)中,為了方便起見,各個(gè)柱體66是用點(diǎn)來模式表不的,完全捕捉部55的點(diǎn)的分布密度高于主體部54)。但是,在該過濾器當(dāng)中,在濾清元件24被嵌入U(xiǎn) -TAS設(shè)備本體21的圓筒狀凹坑22中時(shí),在位于設(shè)置在凹坑22內(nèi)底面的排出槽23上部的過濾器部,不設(shè)置上述的分離部。上述隔板27的高度或者與柱體66的長度相同,或者與其相比略微低。另外,從圖10 (d)可知,過濾器部26的中央部被做成圓筒狀的空間28。而且,在為了從血液中分離血球來得到血漿而使用本裝置C時(shí),如果表示構(gòu)成分離部5的主體部54與完全捕捉部55的柱體66列的尺寸的一例,則為以下內(nèi)容。
分離部5內(nèi)的主體部54的柱體66列為由3. 4 y mX 3. 4 y mX 10 y m高度的四角柱形成的柱體66構(gòu)成的列。分離部5內(nèi)的擋墻為由柱體66列構(gòu)成,流路的寬度為7 iim。上述擋墻的相鄰的柱體66間的間隔為0.86i!m。形成分離部5內(nèi)的固體捕捉部隔墻的相鄰的柱體間的間隔為0.86i!m。分離部5內(nèi)的固體捕捉部的形狀為矩形,入口部的柱體間的間隔為寬度為12iim、進(jìn)深尺寸為12 ym。分離部5內(nèi)的完全捕捉部55的柱體列為由3.4iimX3.4iimX10iim高度的四角柱形成的柱體構(gòu)成的列,相鄰的柱體間的間隔為0. 86 u mD雖然并不限定濾清元件24的制造方法,但是例如能夠通過包括光刻エ藝的方法或如下方法等進(jìn)行制作,即通過光刻形成本體的形狀,以此為模,或者通過進(jìn)行利用鎳磷等的非電解鍍層來作為模,在模中注入液狀的未硬化的単體、低聚物、樹脂等,利用熱、放射線等進(jìn)行硬化。另外,也可以通過熱塑性樹脂的射出成形來制造。在本實(shí)施方式的情況下,在以下的光刻法エ序中制作濾清元件24。I)光刻膠保護(hù)層第I層涂敷エ序在通過規(guī)定方法進(jìn)行清洗的1_厚度的玻璃基板上涂敷光刻膠第I層。作為保護(hù)層,使用丙烯酸類厚膜保護(hù)層即SU-8(商品名,日本化藥株式會(huì)社制),用自旋式涂敷機(jī)(Spin Coater,日本三笠株式會(huì)社制,型號(hào)MS-A100)涂敷為約10 ii m厚度。2)前烘干(prebake):在加熱板上以65°C加熱4分鐘、以95°C加熱7分鐘,從而進(jìn)行了前烘干。由此,使包含在光刻膠中的溶劑蒸發(fā)。3)曝光エ序I :在5 lOmj/cm2的照射條件下進(jìn)行了 UV光照射。由此,使光刻膠第I層感光,制作了濾清元件基體25。4)光刻膠保護(hù)層第2層涂敷エ序在光刻膠第I層上涂敷了光刻膠第2層。作為保護(hù)層,使用與光刻膠第I層相同的SU-8 (商品名,日本化藥株式會(huì)社制),用自旋式涂敷機(jī)(日本三笠株式會(huì)社制,型號(hào)MS-AlOO)涂敷為約10 ii m厚度。5)前烘干在加熱板上以65°C加熱4分鐘、以95°C加熱7分鐘,從而進(jìn)行了前烘
干。由此,使包含在光刻膠中的溶劑蒸發(fā)。6)曝光エ序2 :在將光掩膜放置在上述光刻膠第2層上的狀態(tài)下,使用掩膜對(duì)準(zhǔn)機(jī)(日本三笠株式會(huì)社制,型號(hào)MA-20)在3 8mj/cm2的照射條件下進(jìn)行了 UV光照射。由此,光刻膠第2層的分離部5的主體部54的柱體66列以外的部分與完全捕捉部55的柱體列以外的部分不感光,分離部5的主體部54的柱體66列、分離部5的完全捕捉部55的柱體列、隔板27與隔板271感光7)堅(jiān)膜(Post Bake):在加熱板上以65°C加熱I分鐘、以95°C加熱3分鐘,從而進(jìn)行了堅(jiān)膜處理。由此,促進(jìn)被曝光(感光)的光刻膠的交聯(lián),同時(shí)提高了玻璃基板與光刻膠的粘結(jié)強(qiáng)度。8)顯影エ序在玻璃器皿(schale)內(nèi)的顯影液(日本化藥株式會(huì)社制,SU_8Developer)中進(jìn)行顯影處理與清洗,溶解上述被掩蔽的部分(未感光的部分)的光刻膠層。接下來,使用氣體噴射器進(jìn)行干燥。由此,在玻璃基板上形成了濾清元件24,濾清元件24上形成有濾清元件基體25,在其上形成有分離部5的主體部54的柱體66列、分離部5的完全捕捉部55的柱體列、隔板27與隔板271。所得到的濾清元件的各部分尺寸大致與設(shè)計(jì)尺寸相同,但是柱體如下,在其最上部附近,水平斷面小于3. 4iimX3. 4iim,在其最下部附近,水平斷面接近3. 4 y mX 3. 4 y m。因此,在得到的具有固液分離功能的裝置中,固液捕捉部的相鄰的柱體間的間隔為,在下部(根部)接近I. 7 ym,但是在頂端部附近大于I. 7pm。而且,不拆卸在上述內(nèi)容中使用的玻璃基板,將該玻璃基板作為濾清元件24的濾清元件基體25的一部分來直接使用。圖11 (a)是蓋體29的俯視圖,圖11 (b)是其主視圖,圖11 (C)是其仰視圖,圖
11(d)是圖11 (a)的I-I線剖視圖。蓋體29呈圓板狀,圓形孔30穿過其中央部。在蓋體29的下面以45度間隔設(shè)置有槽31、31…。但是,在y -TAS設(shè)備本體21的凹坑22中嵌入有蓋體29時(shí),在位于排出槽23上側(cè)的部分上未設(shè)置有槽。蓋體的直徑為,或者是與U-TAS設(shè)備本體21的凹坑22的直徑M相等,或者是略微大,以便通過壓入而稍微變形,從而能夠固定。接下來,說明具有固液分離功能的裝置C的組裝方法。首先,在U -TAS設(shè)備本體21中嵌入上述的濾清元件24。此時(shí),使濾清元件24的隔板27確實(shí)緊貼y -TAS設(shè)備本體21的內(nèi)底面。接下來,使上述的蓋體29的下面確實(shí)緊貼濾清元件基體25的上面,從而嵌入u -TAS設(shè)備本體21的凹坑22中。而且,在將蓋體29嵌入y -TAS設(shè)備本體21的凹坑22中時(shí),需要使蓋體29的槽31、31…的位置、濾清元件基體25的側(cè)面加強(qiáng)筋252、252…的位置與過濾器部26的隔板27、27…的位置不重疊,在此情況下,由于以45度間隔設(shè)置有隔板27、27…,因此以蓋體29的槽31、31…的位置與過濾器部26的隔板27、27…的位置之間的角度呈約22. 5度的方式進(jìn)行嵌入。另外,如果這樣,槽31、31的位置也不會(huì)與濾清元件基體25的側(cè)面加強(qiáng)筋252、252…的位置重疊。優(yōu)選ー個(gè)面與另ー個(gè)面對(duì)于固液混合物中的液體的濕潤性為同等程度,在因構(gòu)成各個(gè)面的材質(zhì)、加工等而在濕潤性上存在差距時(shí),優(yōu)選使用例如表面等離子處理等各種常法,使兩個(gè)面的濕潤性處于接近的狀態(tài)。因而,優(yōu)選使濾清元件24的下面與U -TAS設(shè)備本體21的內(nèi)底面處于濕潤性接近的狀態(tài)。圖12 (a)表示插入有如此得到的具有固液分離功能的裝置C的ii -TAS設(shè)備本體21的俯視圖,圖12 (b)表示放大表示的其J-J線剖視圖。而且,從裝置小型化的觀點(diǎn)出發(fā),作為U -TAS設(shè)備本體21的圓筒狀凹坑22,優(yōu)選直徑在20mm以下、深度在8mm以下,更優(yōu)選直徑在4mm以下、厚度在2mm以下。參照?qǐng)D12 (b),說明使用該具有固液分離功能的裝置C的固液混合物的分離。例如,將像血液這樣的固液混合物從蓋體29中央部的圓形孔30放入。該固液混合物通過蓋體29下面的槽31、31…進(jìn)入ii-TAS設(shè)備本體21的圓筒狀凹坑22與濾清元件基體的圓板251之間的空間,而且到達(dá)上述凹坑22與過濾器部26之間的空間,從該處進(jìn)入分離部5的主體部54,從而分離規(guī)定大小以上的固形物。所得到的液體通過完全捕捉部55,在除去萬一殘留的規(guī)定大小以上的固形物之后,到達(dá)過濾器部26中央部的圓筒狀空間28中,并從該處到達(dá)y -TAS設(shè)備本體21的排出槽23。來自被分割的全部分離部5、5…的液體在上述空間28與排出槽23中合流。 進(jìn)入排出槽23的固液分離后的液體如下,向在圖12 (b)中圖紙的背面?zhèn)确较蛄魅?,被引?dǎo)到在圖12 (a)中用符號(hào)32表示的液體通道中。而且,也可以設(shè)計(jì)成在通過該通道32時(shí)測(cè)定液體的各種特性。用符號(hào)33表示的部位是測(cè)定后的液體的出ロ。在上述的具有固液分離功能的裝置C中,在蓋體29下面設(shè)置有槽31、31…,但是也可以不設(shè)置槽31、31…,而是像圖13所示的蓋體34那樣,在蓋體34的下面以45度間隔設(shè)置柱狀加強(qiáng)筋35,同時(shí)設(shè)置I個(gè)扇形加強(qiáng)筋351。圖13 (a)是蓋體34的俯視圖,圖13 (b)是其主視圖,圖13 (c)是其仰視圖,圖13 (d)是圖13 (a)的K-K線剖圖。在此情況下,開始使用時(shí)流到分離部5的固液混合物的量變多。另外,在上述的具有固液分離功能的裝置C中,如果蓋體29的側(cè)面與U -TAS設(shè)備本體21的凹坑22側(cè)面的緊貼性變松,則在使用時(shí)固液混合物有可能從該部分滲出。為了避免這種情況發(fā)生,優(yōu)選使蓋體29上部的直徑大于U -TAS設(shè)備本體21的凹坑22直徑。作為這樣的蓋體的例子,也可以像圖14 (a)所示的蓋體36那樣,其直徑大于y-TAS設(shè)備本體21的凹坑22,也可以像圖14 (b)所示的蓋體37那樣,采用使濾清元件基體25的一部分從y -TAS設(shè)備本體21的凹坑22向上部露出且直徑大于U -TAS設(shè)備本體21的凹坑22的蓋體,進(jìn)ー步蓋住濾清元件基體25的一部分。也可以像圖14 (c)所示的蓋體38那樣,將圖14 (b)所示的蓋體上部做成階梯構(gòu)造,將手指放在直徑更大的上方的孔381中并固定手指,使刺破的手指尖按在直徑小的孔382上,將血液作為固液混合物試料來使用。關(guān)于具有固液分離功能的裝置C,根據(jù)相同的發(fā)明思維,還可以想到各種形態(tài)。例如,在將濾清元件24嵌入ii-TAS設(shè)備本體21的圓筒狀的凹坑22中時(shí),為了使濾清元件24緊貼圓筒狀的凹坑22而不活動(dòng),設(shè)置了濾清元件基體25的側(cè)面加強(qiáng)筋252、252…,但是也可以是在U -TAS設(shè)備本體21的凹坑22內(nèi)壁面上設(shè)置加強(qiáng)筋來替代該側(cè)面加強(qiáng)筋252、252…。另外,也可以是設(shè)置該側(cè)面加強(qiáng)筋252、252 與凹坑22內(nèi)壁面雙方的加強(qiáng)筋。如果在濾清元件24與-TAS設(shè)備本體21的圓板狀凹坑22底面之間產(chǎn)生間隙,則有可能固液混合物未被分離而進(jìn)入排出槽23,因此為了避免這種情況發(fā)生,也可以在濾清元件24與y -TAS設(shè)備本體21的圓筒狀凹坑22底面之間設(shè)置平坦的膜狀體,使其具有密封作用。而且,在此情況下,在該膜狀體上,在其中央部設(shè)有通孔,使被分離的液體可流入U(xiǎn) -TAS設(shè)備本體21的排出槽23。另外,雖然是在蓋體下面設(shè)置有槽31、31…,固液混合物從該槽31、31…流到分離部5,但是也可以不是在蓋體下面設(shè)置槽,而是設(shè)置在濾清元件基體25的上面。而且,也可以替代設(shè)置在所述圖13所示的蓋體34下面的加強(qiáng)筋35,在濾清元件基體25的上面設(shè)置加強(qiáng)筋。另外,雖然濾清元件24是由濾清元件基體25、及從其下面朝著下方垂直設(shè)置的很多柱體66形成的過濾器部26構(gòu)成的,但是也可以由濾清元件基體、及從其上面朝著上方垂直設(shè)置的很多柱體形成的過濾器部構(gòu)成。而且,在具有上述固液分離功能的裝置C中,在被作為ー個(gè)面的濾清元件基體25下面與作為相對(duì)的另ー個(gè)面的U-TAS設(shè)備本體21的凹坑22底面所夾住的間隙中,設(shè)置有多個(gè)固體捕捉部,固體捕捉部由從所述一個(gè)面朝著所述另ー個(gè)面在垂直方向上延伸的柱體66列形成,且具有入口部、收容從所述入口部進(jìn)入的I個(gè)以上的固體的收容部、設(shè)置在所述收容部的下游側(cè)且不讓所述一定大小以上的固體通過的開ロ部。另外,在作為所述一個(gè)面的濾清元件基體25下面上形成有所述固體捕捉部與擋墻,優(yōu)選構(gòu)成作為所述另ー個(gè)面的U -TAS設(shè)備本體21的凹坑22底面部的材料由與構(gòu)成所述固體捕捉部和擋墻的柱體列的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。接下來,由于進(jìn)行了表示構(gòu)成固體捕捉部、擋墻的柱體頂端和與此相對(duì)的面接觸的狀態(tài)的實(shí)驗(yàn),因此在下面敘述該實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)說明I.制作PDMS薄膜將日本信越化學(xué)エ業(yè)株式會(huì)社制KE_17(膜用硅膠樹脂、硬化后杜羅回跳式硬度計(jì)硬度為約50)與硬化劑CAT-RN混合之后滴落在鋁板上,在以直徑約30mm、高度約I. 2mm厚度隆起而變平坦的狀態(tài)下,在常溫下硬化一晝夜。硬化后的聚ニ甲基硅氧烷(PDMS)層的厚度為約I. 2mm。接下來,將硬化而成的PDMS薄膜切成約30mmX約IOmm的帶狀。所得到的薄膜柔軟且具有微粘著性。2.制造血液過濾器本體I)在玻璃基板(30mmX50mmX Imm厚度)上面蒸鍍金而形成掩膜。2)在其上形成了丙烯酸類的厚膜保護(hù)層即由SU_8(商品名,日本化藥株式會(huì)社制)構(gòu)成的樹脂層。3)從玻璃基板的下面進(jìn)行曝光而形成了血液過濾器本體。該血液過濾器本體的形狀為如圖5所示的如下形狀,在平板狀的本體上形成有流體通過的槽部,所述槽部由流體的入口、分離部、出口與通道構(gòu)成,分離部是具有設(shè)置有很多固體捕捉部的主體部的構(gòu)件,固體捕捉部由柱體列構(gòu)成。上述主體部是由如圖6所示的柱體列構(gòu)成的構(gòu)件,分離部的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度。下面,使用圖來說明該血液過濾器本體。圖15 (a)是放大表示從玻璃基板201下面用UV光進(jìn)行曝光而形成血液過濾器本體200的狀態(tài)的包括過濾器部分202的斷面要部的模式剖視圖。過濾器部分202由很多柱體203、203…與掩膜204構(gòu)成,掩膜204由金蒸鍍膜構(gòu)成。而且,柱體203、203…是模式表示的。205為本體部。另外,將柱體203做成3. 4 iimX 3. 4 iimX IOiim高度的四角柱。3.制作實(shí)驗(yàn)試料I)圖15(b)是如上所述地得到的寬度30mm、長度50mm的血液過濾器本體200的俯視圖。接下來,在血液過濾器本體200的中央部,以長度成為25mm的方式用玻璃刀(DiamondCutter)劃切玻璃基板201的背面,沿著圖15 (b)所示的d_d線在長度方向上切割成兩半。圖15 (c)是在長度方向上切割成兩半而得到的血液過濾器本體200 —半的俯視圖。另外,圖15 Cd)表示所得到的d-d線剖視圖。2)接下來,如圖16 (a)所示,在上述I)中得到的在長度方向上切割成兩半而得到的血液過濾器本體200 —半的上面,在從形成有血液過濾器本體200的過濾器部分202的一方的端部向里側(cè)進(jìn)入100 u m的位置,以PDMS薄膜206的端部重疊的方式放置在前述的
I.制作PDMS薄膜中得到的PDMS薄膜206并輕輕按壓。如此制作了實(shí)驗(yàn)試料。圖16 (b)是圖16 Ca)的主視圖,圖16 (c)是表示圖16 (b)的c_c線斷面要部的剖視圖。4.觀察方法與觀察結(jié)果如在圖16 (c)中用箭頭表示觀察方向的那樣,從斜上方觀察了在上述3.中得到的實(shí)驗(yàn)試料。圖17表示該相片。在圖17中,左側(cè)相片為整體影像,是使用實(shí)體顯微鏡觀察的相片。
下部為玻璃基板(厚度lmm)201,上部為PDMS薄膜(厚度約I. 2mm)206。如前所述,PDMS薄膜206被放置在與玻璃基板201的端面相比更向里側(cè)進(jìn)入約100 u m的位置。相片中央部的用圓圈圍住的部位為過濾器部分202。圖17中右上方的相片是使用激光掃描共焦顯微鏡如在圖16 (C)中用箭頭表示的觀察方向那樣從斜上方觀察的顯微鏡相片。而且,上述顯微鏡為利用白色光的一般光學(xué)顯微鏡,不進(jìn)行掃描而使用。拍攝條件如下,使用激光掃描共焦顯微鏡在一般的光學(xué)顯微鏡模式(物鏡X20)下進(jìn)行了拍攝。在斜向上對(duì)斷面進(jìn)行了拍攝,在該相片中,在寫著“硅膠樹脂端部”并標(biāo)注有箭頭的部位,可觀察到從箭頭頂端朝著右側(cè)延伸到右端的橫線。該橫線是表示玻璃基板上的過濾器部分與PDMS薄膜邊界的邊界線。隔著該邊界線,可觀察到上下過濾器部分的由柱體列構(gòu)成的迷路構(gòu)造。另外,在該相片的右下方表示有標(biāo)尺,該標(biāo)尺表示的全長為80 u m。圖17中右下方的相片是用物鏡X50拍攝與右上方的相片相同部位的相片。與上述的右上方的相片相同,在寫著“硅膠樹脂端部”并標(biāo)注有箭頭的部位,有橫線從箭頭頂端朝著右側(cè)延伸到右端,該橫線是表示玻璃基板上的過濾器部分與PDMS薄膜邊界的邊界線。換言之,邊界線也可稱之為PDMS薄膜的端部。另外,在該相片的右下方表示有標(biāo)尺,該標(biāo)尺表示的全長為30i!m。該邊界線的下方部分為過濾器部分的由柱體列構(gòu)成的微觀構(gòu)造,看上去放出白光。另ー方面,由于邊界線的上方部分的PDMS薄膜是透明的,因此可透過PDMS薄膜觀察到在PDMS薄膜下面的過濾器部分的由柱體列構(gòu)成的微觀構(gòu)造。如果觀察在該相片中隔著邊界線可在上下方觀察到的PDMS薄膜存在部(相片的上方)與PDMS薄膜非存在部(相片的下方)的過濾器部分的由柱體列構(gòu)成的微觀構(gòu)造,當(dāng)注視微觀構(gòu)造的頂端部(即柱體的上端部)時(shí),可知道處于PDMS薄膜存在部(相片的上方)的下方部分的頂端部與PDMS薄膜非存在部(相片的下方)的頂端部相比顯得發(fā)黒。之所以這樣,可以認(rèn)為是因?yàn)槿缦略颍捎谔幱赑DMS薄膜存在部的下方的微觀構(gòu)造的頂端部接觸PDMS薄膜,從而反射光減少,被觀察成發(fā)黑。即,確認(rèn)了如下情況,PDMS薄膜與位于其下面的過濾器部分的由柱體列構(gòu)成的微觀構(gòu)造的柱體頂端部接觸。接下來,由于用圖6所示的具有固液分離功能的裝置進(jìn)行了從血液中分離紅血球成分與血漿成分的實(shí)驗(yàn),因此說明其結(jié)果。圖18是表示用圖6所示的具有固液分離功能的裝置從血液中分離紅血球成分與血漿成分的情形的顯微鏡相片。圖19是放大表示圖18局部的顯微鏡相片。而且,在圖18
(b) 圖18 (e)中,位于分離部5左側(cè)的發(fā)黑的部分是存在紅血球成分的部分,位于存在紅血球成分的部分的右側(cè)的發(fā)白的部分是存在血漿成分的部分,位于存在血漿成分的部分的右側(cè)的發(fā)黑的部分是血液成分未到達(dá)的部分。另外,在圖18 (a)中,處于血液成分(紅血球成分與血漿部分)還未到達(dá)分離部5的狀態(tài)。另外,在圖18 (f)中,處于如下狀態(tài),存在紅血球成分的部分分布在分離部5整體上,大部分血漿部分已通過了分離部5。如圖18 (a) 圖18 (f )所示,知道了如下內(nèi)容,通過使用圖6所示的具有固液分離功能的裝置,能夠良好地從血液中分離紅血球成分與血漿成分。另外,如圖19所示,確認(rèn)到此時(shí)數(shù)個(gè) 十多個(gè)紅血球已捕捉在I個(gè)固體捕捉部6中。由于本發(fā)明的具有固液分離功能的裝置具有從液體與固體的混合物中過濾一定大小以上的固體的功能,因此例如能夠作為具有從血液中分離血球而得到血漿的功能的具有固液分離功能的裝置來利用于臨床檢查領(lǐng)域等。另外,能夠作為從發(fā)酵食品(例如日本酒)中回收酵母的裝置等來利用于食品制造領(lǐng)域中。而且,能夠作為從含有有用的微觀粒子的溶液中回收微觀粒子的裝置等來利用于各種エ業(yè)領(lǐng)域中?!?br> 權(quán)利要求
1.ー種具有固液分離功能的裝置,其中設(shè)置有通過捕捉一定大小以上的固體來分離固液的分離部,其特征為, 從入口側(cè)朝著出口側(cè)固液混合物從上游朝著下游通過分離部, 在所述分離部,在被一個(gè)面和與其相対的另ー個(gè)面夾住的間隙中設(shè)置有多個(gè)固體捕捉部, 所述固體捕捉部由從所述一個(gè)面朝著所述另ー個(gè)面延伸的隔墻形成,且具備入口部;收容部,收容從所述入口部進(jìn)入的I個(gè)以上的固體;及開ロ部,設(shè)置在所述收容部的下游偵牝不讓所述一定大小以上的固體通過, 所述分離部的設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度?!?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為, 所述隔墻由柱體列或墻體構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為, 在所述ー個(gè)面上形成有所述隔墻, 構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料由與構(gòu)成所述隔墻的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為, 在所述ー個(gè)面上形成有所述隔墻, 構(gòu)成所述隔墻的材料由與構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為, 在所述ー個(gè)面上形成有所述隔墻, 在所述隔墻與所述另ー個(gè)面之間,配設(shè)有緩沖層,其由與構(gòu)成所述另ー個(gè)面的材料、構(gòu)成所述隔墻的材料相比更柔軟的材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為, 所述柔軟的材料由杜羅回跳式硬度計(jì)硬度為10 100的樹脂構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為, 在所述分離部,設(shè)置有多個(gè)從上游朝向下游的流路,設(shè)置有多個(gè)沿著所述流路朝著流路開ロ的所述固體捕捉部,所述ー個(gè)流路與其他流路被擋墻或具有不讓所述一定大小以上的固體通過的開ロ部的擋墻所劃分。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為, 在ー個(gè)平面上具有多個(gè)設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度的分離部,使來自所述多個(gè)分離部的液體合流。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為, 設(shè)置有固體捕捉部的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度的分離部集中多個(gè)而呈圓狀或圓弧狀,在圓或圓弧的中心部設(shè)置有來自所述多個(gè)分離部的液體的合流液的排出ロ。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為, 分離部的最下游部能夠不讓所述一定大小以上的固體通過。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置,其特征為, 被所述ー個(gè)面和與其相對(duì)的另一個(gè)面夾住的間隙為2 6 ii m。
12.—種ii-TAS (微全分析系統(tǒng))設(shè)備,其特征為, 作為一部分而具有權(quán)利要求I至11中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置。
13.ー種固液分離方法,其使用權(quán)利要求I至11中任意I項(xiàng)所述的具有固液分離功能的裝置來分離固液,其特征為,準(zhǔn)備設(shè)置有分離部的具有固液分離功能的裝置,同時(shí)使用具有該固液分離功能的裝置來分離固液,所述分離部具有與要進(jìn)行固液分離的固液分離物所含的固體的總體積相比更大的容積。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有固液分離功能的裝置、μ-TAS設(shè)備及固液分離方法,所述具有固液分離功能的裝置如下,具有從固液混合物中只捕捉、分離一定大小以上的固體的過濾功能(固液分離功能),容易制造且價(jià)廉,對(duì)被分離的液體的收集效率高。其為具有固液分離功能的裝置(A),其特征為,經(jīng)由蓋(100)的蓋入(101)從入口(3)導(dǎo)入固液混合物,在槽部(2)中形成有通過捕捉一定大小以上的固體來分離固液的分離部(5),在分離部(5)設(shè)置有多個(gè)固體捕捉部(6),所述固體捕捉部(6)具備由隔墻(61)形成的入口部、收容部、開口部,收容部收容從所述入口部進(jìn)入的1個(gè)以上的固體的收容部、開口部設(shè)置在所述收容部的下游側(cè)且不讓所述一定大小以上的固體通過,所述分離部(5)的設(shè)置有固體捕捉部(6)的區(qū)域的下游側(cè)寬度窄于上游側(cè)寬度。
文檔編號(hào)B03B5/00GK102665847SQ201080059169
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者筒井博司 申請(qǐng)人:學(xué)校法人常翔學(xué)園
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