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JPH07232056A - Trace reactor - Google Patents

Trace reactor

Info

Publication number
JPH07232056A
JPH07232056A JP6025070A JP2507094A JPH07232056A JP H07232056 A JPH07232056 A JP H07232056A JP 6025070 A JP6025070 A JP 6025070A JP 2507094 A JP2507094 A JP 2507094A JP H07232056 A JPH07232056 A JP H07232056A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow
sample
flow path
reaction reagent
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6025070A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Kamahori
政男 釜堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6025070A priority Critical patent/JPH07232056A/en
Publication of JPH07232056A publication Critical patent/JPH07232056A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微量サンプルを希釈しないように微小領域で
効率良く反応させる装置を提供すること。 【構成】 同一平面上に配置された流路内に高電圧を印
加する電源部1、2、電源部1、2の高電圧印加により
電気浸透流が発生する流路7a−f、反応試薬槽3、廃
液槽4、5、サンプル槽6、反応試薬とサンプルの導入
を切り替える流路切り替え装置9、10、11、12、
13、14、及び流路切り替え装置の働きを制御するコ
ントローラ部20から構成されている。
(57) [Summary] [Purpose] To provide an apparatus for efficiently reacting in a minute area so as not to dilute a minute amount of sample. [Structure] Power supply units 1 and 2 for applying a high voltage in a flow path arranged on the same plane, flow paths 7a-f in which electroosmotic flow is generated by high voltage application of the power supply units 1 and 2, a reaction reagent tank 3, waste liquid tanks 4, 5, sample tank 6, flow path switching devices 9, 10, 11, 12 for switching the introduction of reaction reagents and samples,
13 and 14, and a controller unit 20 that controls the operation of the flow path switching device.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】微量サンプルによる微量反応装置
に関する。
[Industrial application] The present invention relates to a microreactor using a microsample.

【0002】[0002]

【従来の技術】フロー式にサンプルと反応試薬を反応さ
せる方式としては、送液中にサンプル及び反応試薬を導
入し反応させて吸光度等の光学的検出法で濃度測定を行
なうフローインジェクション分析法が一般的である。ま
た、高速液体クロマトグラフィーにおいては、サンプル
を分離カラムで分離後、分離されたサンプルと反応試薬
を反応させるポストカラム法等の反応液クロが良く知ら
れており、特にアミノ酸分析装置が広く使用されてい
る。このいずれの方式でもサンプル及び反応試薬の送液
方法としては、溶液をポンプ内に吸引しプランジャを介
してシリンダーを押出し連続加圧して送液を行なう機械
駆動式送液ポンプを使用していた。なお、フローインジ
ェクション分析法については、例えば、ぶんせき 11
卷(1981年)第785頁から第791頁、またはぶ
んせき 7卷(1984年)第513頁から第522
頁、ポストカラム法の反応液クロについては、例えば、
高速液体クロマトグラフ分析、日本分析化学会関東支部
編、産業図書、(昭和60年)第230頁から第254
頁に記載されている。
2. Description of the Related Art As a method of reacting a sample and a reaction reagent in a flow system, there is a flow injection analysis method in which a sample and a reaction reagent are introduced into a solution and reacted to measure the concentration by an optical detection method such as absorbance. It is common. Further, in high performance liquid chromatography, a reaction liquid chromatography such as a post-column method in which a sample is separated with a separation column and then the separated sample is reacted with a reaction reagent is well known, and particularly an amino acid analyzer is widely used. ing. In any of these methods, as a method of feeding a sample and a reaction reagent, a mechanical drive type liquid feeding pump is used, in which a solution is sucked into a pump, a cylinder is extruded through a plunger, and continuously pressurized to feed the solution. The flow injection analysis method is described in, for example, Bunseki 11
Page (785) pages 785-791, or Banseki 7-box (1984) pages 513-522.
For the page and the reaction liquid chromatography of the post-column method, for example,
High Performance Liquid Chromatographic Analysis, Japan Society for Analytical Chemistry, Kanto Chapter, Industrial Books, pp. 230-254 (1985)
Page.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記フローインジェク
ション分析法やポストカラム法等の反応液クロに用いら
れる機械駆動式送液ポンプを使用した場合の流路内の流
れは、図2に示すようなフローパターン21を持つ層流
である。その際、両端では壁22、23の抵抗のため速
度は0になり、中心部では最大速度になような速度分布
をとる。そのため、流路内の流速の違いにより、注入さ
れたサンプルがそのままの形で流れていくことはなく、
前後の溶液と混合してしだいに広がりサンプルの濃度低
下及び体積の増大等を引き起こす問題があった。さら
に、フロー式の分析法は、バッチ法と異なり化学平衡に
達した反応ではなく、過渡的な反応を測定しているた
め、流速の厳密なコントロ−ルが必要であるが、機械駆
動式送液ポンプを用いて10μl/min以下の微量流
量域で定量性を向上させることは非常に困難であった。
FIG. 2 shows the flow in the flow path when the mechanical drive type liquid feed pump used for the reaction liquid chromatography such as the flow injection analysis method and the post column method is used. It is a laminar flow having a flow pattern 21. At that time, the velocity becomes 0 at both ends due to the resistance of the walls 22 and 23, and the velocity distribution becomes the maximum velocity at the central portion. Therefore, the injected sample does not flow as it is due to the difference in the flow velocity in the channel,
There was a problem that the mixture gradually spreads when mixed with the solution before and after, causing a decrease in the concentration of the sample and an increase in the volume. Furthermore, unlike the batch method, the flow-type analysis method measures a transient reaction rather than a reaction at which chemical equilibrium has been reached, so strict control of the flow rate is required, but a mechanically-driven transfer method is required. It was very difficult to improve the quantitativeness in a minute flow rate range of 10 μl / min or less using a liquid pump.

【0004】また、その際の圧力降下Δpはハーゲン・
ポアズイユの式として以下のように表される。
Further, the pressure drop Δp at that time is Hagen ·
It is expressed as Poiseuille's formula as follows.

【0005】Δp=8μlQ/πr ここで、μ;液体の粘度 l;流路の長さ Q;流量 r;流路の半径 すなわち、圧力降下は流路の半径の4乗に反比例して大
きくなる。そのため、ナノリッターレベルの極微量サン
プルを取り扱うために内径100μm以下の流路を使用
する場合には圧力降下が大きくなるため、装置内の耐圧
性の問題、すなわち流路材質の耐圧性や流路間の結合部
に耐圧性を持たせる特別な対策が必要になる問題があっ
た。また、従来の装置は装置構成が複雑で大型装置であ
った。
Δp = 8 μlQ / πrFour  Where: μ: viscosity of liquid: l: length of flow channel Q: flow rate r: radius of flow channel That is, the pressure drop is large in inverse proportion to the fourth power of the radius of the flow channel.
I hear Therefore, a nanoliter level trace amount of sample
Uses a channel with an inner diameter of 100 μm or less to handle the pull
Pressure drop in the equipment, the pressure
Problems, that is, the pressure resistance of the flow path material and the joint between the flow paths
There is a problem that requires special measures to have pressure resistance.
It was In addition, the conventional device has a complicated device configuration and is a large device.
It was.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明では、サンプル及び反応試薬の送液方法とし
て電気浸透流を用い、さらに、微細溝を有する平面基板
上で反応させるように流路を同一平面上に形成した。
In order to solve the above problems, in the present invention, an electroosmotic flow is used as a liquid feeding method of a sample and a reaction reagent, and further reaction is performed on a flat substrate having fine grooves. The channels were formed on the same plane.

【0007】[0007]

【作用】電気浸透流は、図3に示すようにキャピラリー
管の両端に電圧を印加することにより、管内表面に生じ
た電気二重層31、32が電場の向きと同じ方向に移動
することにより生じる。その際のフローパターン33は
図3に示すように栓流である。そのため、サンプルの拡
散は層流の場合に比べて数十分の一程度である。また、
電気浸透流の流速uosmは、以下の式で表される。
The electroosmotic flow is generated by applying a voltage to both ends of the capillary tube as shown in FIG. 3, whereby the electric double layers 31 and 32 generated on the inner surface of the tube move in the same direction as the direction of the electric field. . The flow pattern 33 at that time is a plug flow as shown in FIG. Therefore, the diffusion of the sample is about several tenths of that in the case of the laminar flow. Also,
The flow velocity u osm of the electroosmotic flow is expressed by the following equation.

【0008】uosm=keE/zη√c ここで、k;定数 e;キャピラリ−管の単位表面あたりの電荷量 E;印加電圧 z;電解質の電荷数 η;溶液の粘度 c;電解質の濃度 そのため、電気浸透流は、印加電圧、溶液中の電解質濃
度、キャピラリ−管の表面電荷の正負及びその量に依存
するため、送液量の制御は容易である。さらに、送液に
よる圧力降下はほとんどない。
U osm = keE / z η√c where k; constant e; amount of charge per unit surface of the capillary tube E; applied voltage z; number of charges of electrolyte η; viscosity of solution c; concentration of electrolyte Since the electroosmotic flow depends on the applied voltage, the concentration of the electrolyte in the solution, the positive / negative of the surface charge of the capillary tube, and the amount thereof, it is easy to control the liquid delivery amount. Further, there is almost no pressure drop due to the liquid transfer.

【0009】また、流路を同一平面上に形成しているた
め、流路と同一平面上に切り替えバルブ等を設置でき装
置を小型化できる。
Further, since the flow path is formed on the same plane, the switching valve and the like can be installed on the same plane as the flow path, and the device can be downsized.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例をブロック図で示す
図1により説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the block diagram of FIG.

【0011】本実施例による微量反応装置は、電源部
1、2、反応試薬槽3、廃液槽4、5、サンプル槽6、
流路7a−f、流路切り替え装置8、9、10、11、
12、13、14、測定部15、光源部16、検出部1
7、コントローラ部18から構成されている。電源部1
は、出力電圧0−30kVの高電圧電源を使用し、反応
試薬槽3と廃液槽4の間に高電圧を印加することができ
る。また、電源部2は、サンプル槽6と廃液槽5の間に
高電圧を印加することができる。反応試薬槽3内の反応
試薬液は、反応試薬槽3と廃液槽4の間に高電圧を印加
することにより発生する電気浸透流により、流路7a、
7b、7cの間を順次流れる。同様に、サンプル槽6内
のサンプルは、サンプル槽6と廃液槽5の間に高電圧を
印加することにより発生する電気浸透流により、流路7
d、7e、7b、7fの間を順次流れる。上記反応試薬
液及びサンプルの流れは、流路切り替え装置8、9、1
0、11を用いることにより制御することができる。な
お、流量は印加電圧を制御することにより容易に設定す
ることができる。
The microreactor according to this embodiment comprises a power source section 1 and 2, a reaction reagent tank 3, a waste liquid tank 4 and 5, a sample tank 6,
Flow paths 7a-f, flow path switching devices 8, 9, 10, 11,
12, 13, 14, measurement unit 15, light source unit 16, detection unit 1
7 and the controller unit 18. Power supply 1
Can use a high voltage power source with an output voltage of 0-30 kV and can apply a high voltage between the reaction reagent tank 3 and the waste liquid tank 4. Further, the power supply unit 2 can apply a high voltage between the sample tank 6 and the waste liquid tank 5. The reaction reagent solution in the reaction reagent tank 3 is flowed by the electroosmotic flow generated by applying a high voltage between the reaction reagent tank 3 and the waste liquid tank 4 to the flow path 7a,
It flows sequentially between 7b and 7c. Similarly, the sample in the sample tank 6 has a flow path 7 due to an electroosmotic flow generated by applying a high voltage between the sample tank 6 and the waste liquid tank 5.
Flows sequentially between d, 7e, 7b, and 7f. The flow of the reaction reagent solution and the sample is the flow path switching devices 8, 9, 1
It can be controlled by using 0 and 11. The flow rate can be easily set by controlling the applied voltage.

【0012】本実施例の微量反応装置を用いた反応は、
以下の順序で行なう。まず最初に、流路7a、7b、7
cへの反応試薬の導入を行なう。その際、流路切り替え
装置10、11を用いて流路を閉じサンプルの流れを止
める。次に、反応試薬槽3と廃液槽4の間に高電圧を印
加することにより発生する電気浸透流により、反応試薬
槽3中の反応試薬を流路7a、7b、7c間を順次導入
する。その後、流路切り替え装置8、9を用いて流路を
閉じ反応試薬の流れを止める。次に、サンプル計量部を
兼ねた流路7bへのサンプルの導入は、サンプル注入の
ための電源部2を用いて、サンプル槽6と廃液槽5の間
に高電圧を印加することにより行なう。まず最初に、流
路切り替え装置10、11を用いて流路を開く。その
後、サンプル槽6と廃液槽5の間に高電圧を印加するこ
とにより発生する電気浸透流により、サンプル槽6内の
サンプルは、流路7d、7e、7b、7f間を順次流れ
る。その際の導入されるサンプル量は、サンプル計量部
を兼ねた流路7bの容量により設定できる。導入された
サンプルと反応試薬は、流路切り替え装置10、11を
用いて流路を閉じることによりサンプルの流れを止め、
次に流路切り替え装置8、9を用いて反応試薬が流れる
流路を開き、反応試薬槽3と廃液槽4の間に高電圧を印
加することにより発生する電気浸透流により、流路7
b、7c中を流れながら反応する。すなわち、流路7b
に導入されたサンプルの前後には反応試薬があり、サン
プルが反応試薬にサンドイッチに挾まれている。
The reaction using the trace amount reactor of this example is as follows.
Perform in the following order. First of all, the channels 7a, 7b, 7
The reaction reagent is introduced into c. At that time, the flow path switching devices 10 and 11 are used to close the flow path and stop the flow of the sample. Next, the reaction reagent in the reaction reagent tank 3 is sequentially introduced between the flow paths 7a, 7b, 7c by an electroosmotic flow generated by applying a high voltage between the reaction reagent tank 3 and the waste liquid tank 4. After that, the flow passages are closed using the flow passage switching devices 8 and 9 to stop the flow of the reaction reagent. Next, the sample is introduced into the flow path 7b which also serves as the sample measuring section by applying a high voltage between the sample tank 6 and the waste liquid tank 5 by using the power source section 2 for sample injection. First, the flow passage is opened using the flow passage switching devices 10 and 11. After that, the sample in the sample tank 6 sequentially flows between the flow paths 7d, 7e, 7b, and 7f by the electroosmotic flow generated by applying a high voltage between the sample tank 6 and the waste liquid tank 5. The amount of sample introduced at that time can be set by the capacity of the flow path 7b which also serves as a sample measuring unit. The introduced sample and the reaction reagent stop the flow of the sample by closing the flow path by using the flow path switching devices 10 and 11.
Next, the flow path through which the reaction reagent flows is opened using the flow path switching devices 8 and 9, and the flow path 7 is generated by the electroosmotic flow generated by applying a high voltage between the reaction reagent tank 3 and the waste liquid tank 4.
It reacts while flowing in b and 7c. That is, the flow path 7b
There is a reaction reagent before and after the sample introduced into the, and the sample is sandwiched between the reaction reagents.

【0013】その後、電気浸透流を用いた送液により、
流れながらサンプルと反応試薬との反応が行なわれる。
その際、サンプルは反応試薬にサンドイッチに挾まれて
いるため、サンプルは前後の反応試薬と拡散により効率
良く混合され、反応は効率良く行なわれる。なお、反応
の至適反応温度が高い場合には、流路7b、7c中を任
意の温度に設定して反応を行なえば問題ない。その後、
測定部15において、反応したサンプルに光源部16か
ら光を入射する。反応したサンプルにより変化した光量
を検出器17で検出することによりサンプル量を計測す
る。
After that, by liquid transfer using an electroosmotic flow,
While flowing, the sample and the reaction reagent are reacted.
At that time, since the sample is sandwiched between the reaction reagents, the sample is efficiently mixed with the reaction reagents before and after the diffusion, and the reaction is efficiently performed. When the optimum reaction temperature of the reaction is high, there is no problem if the reaction is carried out by setting the flow paths 7b and 7c to arbitrary temperatures. afterwards,
In the measuring unit 15, light is incident on the reacted sample from the light source unit 16. The amount of sample is measured by detecting the amount of light changed by the reacted sample with the detector 17.

【0014】なお、光量変化は、吸光度、蛍光量等であ
る。そのため、測定部15は光透過性が良く、特に吸光
度変化を測定する場合には光路長を長くするために流路
表面に光反射層を有している。また、多数のサンプルを
計測するときは、上記した同様な手順で流路切り替え装
置11、12、13、14を順次用いることにより容易
に行なうことができる。
The change in the amount of light is the absorbance, the amount of fluorescence or the like. Therefore, the measuring unit 15 has a good light transmittance, and particularly has a light reflecting layer on the surface of the flow path in order to increase the optical path length when measuring the change in the absorbance. Moreover, when a large number of samples are measured, it can be easily performed by sequentially using the flow path switching devices 11, 12, 13, and 14 in the same procedure as described above.

【0015】以上の操作はコントローラ部18により制
御されており、印加電圧及び時間、流路切り替えタイミ
ング等をプログラム化することによりスイッチ一つで行
なうことができる。
The above operation is controlled by the controller unit 18, and can be performed by a single switch by programming the applied voltage and time, the flow passage switching timing and the like.

【0016】微量反応装置の流路構成を表わす他の実施
例を図4により説明する。
Another embodiment showing the flow path structure of the micro-reactor will be described with reference to FIG.

【0017】図4(a)は、微量反応装置の流路構成を
示している。微量反応装置の流路の作製は、先ず最初、
ガラスやシリコン等の平面基板に微細溝、及び貫通細穴
を形成し、その表面に別の平面基板を重ね合わせて融着
等で接合させる。その結果、微細溝及び貫通細穴は、そ
れぞれ流路41a−h及び反応試薬槽42、廃液槽4
3、44、サンプル槽45a−dに対応して形成され
る。なお、微細溝及び貫通細穴の作製は、ドリル等の機
械加工やエッチング等で行なうことができる。また、流
路切り替え装置46a−gは、流路切り替え用に形成し
た貫通細穴を開閉する方法や流路41a−h上の一部を
冷凍、解凍することに電気浸透流を開閉制御することが
できる。
FIG. 4 (a) shows the flow channel structure of the trace amount reactor. First of all, the flow path of the microreactor was manufactured.
Fine grooves and through holes are formed in a flat substrate such as glass or silicon, and another flat substrate is superposed on the surface and joined by fusion or the like. As a result, the fine grooves and the through holes are formed in the flow channels 41a-h, the reaction reagent tank 42, and the waste liquid tank 4, respectively.
3, 44 and the sample tanks 45a-d are formed. The fine grooves and the through holes can be produced by machining such as a drill or etching. Further, the flow path switching device 46a-g controls the opening / closing of the electroosmotic flow by a method of opening / closing a through hole formed for flow path switching or by freezing / thawing a part of the flow path 41a-h. You can

【0018】図4(b)は、図4(a)のA−Aの位置
で矢印方向に見た微量反応装置の流路の側面断面図を表
わしている。図において46a’、46c’は、流路切
り替え用の止め栓を示し、これは図示を省略した装置
(例えば電磁石とプランジャーの形の装置)で貫通細穴
を開閉する為に使用される。反応試薬槽42、廃液槽4
3、44、サンプル槽45a−dは、同一平面基板上に
形成されているため、従来のようにコネクタを介して反
応試薬槽、廃液槽、サンプル槽と流路を結合する必要が
無く、微少領域での結合や漏れの問題は無い。さらに、
外部の装置は高電圧電源及び光検出装置のみで装置全体
の小型化が容易である。また、反応試薬槽42、廃液槽
43、44、サンプル槽45a−dは、外部に面してい
るため反応試薬、サンプルの導入、交換洗浄や廃液処理
が容易に行なうことができる。その際の反応試薬及びサ
ンプルの使用量は、反応試薬槽及びサンプル槽の大きさ
に依存している。そのため、反応試薬槽及びサンプル槽
用の貫通細穴を500μm以下とすることにより、マイ
クロリットル以下の微量サンプルを損失無しに取り扱え
ることが可能になる。なお、測定部47は、光透過性の
良い石英ガラスからなる光透過部48、及び光反射層4
9からなっている。光反射層49は、光反射率の優れた
白金、ロジウム等であれば問題ない。
FIG. 4 (b) is a side sectional view of the flow path of the trace amount reaction device as seen in the direction of the arrow at the position AA in FIG. 4 (a). In the figure, 46a 'and 46c' show stoppers for switching the flow paths, which are used for opening and closing the through holes by a device (not shown) (for example, a device in the form of an electromagnet and a plunger). Reaction reagent tank 42, waste liquid tank 4
Since 3, 44 and the sample tanks 45a-d are formed on the same plane substrate, it is not necessary to connect the reaction reagent tank, the waste liquid tank, and the sample tank to the flow path through a connector as in the conventional case, and it is very small. There are no coupling or leakage problems in the area. further,
The external device is a high-voltage power supply and a photodetector, and it is easy to downsize the entire device. Further, since the reaction reagent tank 42, the waste liquid tanks 43 and 44, and the sample tanks 45a to 45d face the outside, the reaction reagent and the sample can be introduced, exchange cleaning and the waste liquid treatment can be easily performed. The amounts of the reaction reagent and sample used at that time depend on the sizes of the reaction reagent tank and the sample tank. Therefore, by setting the through thin holes for the reaction reagent tank and the sample tank to be 500 μm or less, it becomes possible to handle a trace amount sample of microliter or less without loss. The measuring section 47 includes a light transmitting section 48 made of quartz glass having a good light transmitting property, and the light reflecting layer 4.
It consists of 9. There is no problem if the light reflecting layer 49 is made of platinum, rhodium, or the like having excellent light reflectance.

【0019】流路切り替え装置の構成を表わす他の実施
例を図5により説明する。
Another embodiment showing the structure of the flow path switching device will be described with reference to FIG.

【0020】図5(a)は、サンプル用流路51a、5
1b、及び反応試薬液用流路52a−c、及び流路切り
替え装置53、54からなる流路切り替え装置の一部を
表わしている。なお、流路52bは、サンプル計量部を
兼ねている。サンプル計量及び反応は、流路切り替え装
置53、54を閉じることによりサンプルをサンプル計
量部を兼ねた流路52bに導入することにより行なうこ
とができる。図5(b)は、流路切り替え装置の一部の
側面断面を表わしている。流路切り替え装置は、流路5
5に面した平面基板56、57上に設置したペルテェ素
子58、59、60、61から構成されている。流路切
り替えは、ペルテェ素子58、59、60、61を−1
5℃以下に冷却することにより流路中の溶液を凍結させ
流路55を閉じることが行なう。本実施例では、冷凍、
解凍により流路を開閉するため、単純な構成で微少領域
での流路の切り替えを容易に行なうことができる。
FIG. 5A shows sample flow paths 51a, 5a.
1b, a reaction reagent liquid flow path 52a-c, and a part of a flow path switching device including flow path switching devices 53 and 54. The flow channel 52b also serves as a sample measuring unit. The sample weighing and reaction can be performed by introducing the sample into the channel 52b that also serves as the sample weighing unit by closing the channel switching devices 53 and 54. FIG. 5B shows a side cross-section of a part of the flow path switching device. The flow path switching device is the flow path 5
It is composed of Peltier elements 58, 59, 60, 61 installed on flat substrates 56, 57 facing the substrate 5. To change the flow path, set the Peltier elements 58, 59, 60, 61 to -1.
By cooling to below 5 ° C., the solution in the channel is frozen and the channel 55 is closed. In this example, frozen,
Since the channels are opened and closed by thawing, it is possible to easily switch the channels in a minute area with a simple configuration.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明では、サンプル及び反応試薬の送
液方法として電気浸透流を用いているため、サンプル及
び反応試薬の拡散は層流の場合に比べて数十分の一程度
と非常に小さい。さらに、送液による圧力降下はほとん
どなく、内径100μm以下の流路中で微量のサンプル
と反応試薬を効率良く反応させることができる。また、
流路を同一平面上に形成しているため、装置の小型化が
容易に行なえる。
According to the present invention, since the electroosmotic flow is used as a method for feeding the sample and the reaction reagent, the diffusion of the sample and the reaction reagent is about several tenths as compared with the laminar flow. small. Further, there is almost no pressure drop due to the liquid feeding, and it is possible to efficiently react a small amount of sample with a reaction reagent in a channel having an inner diameter of 100 μm or less. Also,
Since the flow paths are formed on the same plane, the device can be easily downsized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】微量反応装置の構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a trace amount reactor.

【図2】層流のフローパターンを示す図。FIG. 2 is a diagram showing a laminar flow pattern.

【図3】電気浸透流のフローパターンを示す図。FIG. 3 is a diagram showing a flow pattern of electroosmotic flow.

【図4】微量反応装置の流路構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a flow path configuration of a trace amount reaction device.

【図5】流路切り替え装置の構成を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a flow path switching device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2:電源部、3、42:反応試薬槽、4、5、4
3、44:廃液槽、6、45a−d:サンプル槽、7a
−f、41a−h、51a、b、52a−c、55:流
路、8、9、10、11、12、13、14、46a−
g、53、54:流路切り替え装置、15、47:測定
部、16:光源部、17:検出部、18:コントローラ
部、21:層流のフローパターン、22、23:壁、3
1、32:電気二重層、33:電気浸透流のフローパタ
ーン、48:光透過部、49:光反射層49、56、5
7:平面基板、58、59、60、61:ペルテェ素
子。
1, 2: Power supply section, 3, 42: Reaction reagent tanks, 4, 5, 4
3, 44: waste liquid tank, 6, 45a-d: sample tank, 7a
-F, 41a-h, 51a, b, 52a-c, 55: flow path, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 46a-
g, 53, 54: flow path switching device, 15, 47: measurement unit, 16: light source unit, 17: detection unit, 18: controller unit, 21: laminar flow pattern, 22, 23: wall, 3
1, 32: electric double layer, 33: flow pattern of electroosmotic flow, 48: light transmitting portion, 49: light reflecting layer 49, 56, 5
7: flat substrate, 58, 59, 60, 61: Peltier element.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】同一平面上に内径100μm以下の微細溝
を有し、サンプルと反応試薬を反応させる装置におい
て、送液手段として該微細溝の一部に電圧を印加するこ
とにより発生する電気浸透流を用いて、サンプルまたは
反応試薬を送液することを特徴とする微量反応装置。
1. An electroosmosis device, which has microgrooves having an inner diameter of 100 μm or less on the same plane and which reacts a sample with a reaction reagent, by applying a voltage to a part of the microgrooves as a liquid feeding means. A microreactor characterized in that a sample or a reaction reagent is sent using a flow.
【請求項2】少なくとも一方の表面に100μm以下の
微細溝を形成した平面基板と、この表面を覆う他の平面
基板とにより上記微細溝を形成することを特徴とする請
求項1記載の微量反応装置。
2. A microreaction according to claim 1, wherein the fine groove is formed by a flat substrate having a fine groove of 100 μm or less formed on at least one surface and another flat substrate covering the surface. apparatus.
【請求項3】少なくとも2本以上の上記微細溝、該微細
溝の一部に電圧を印加させる電源、該電源を切り替える
電源切り替えスイッチ、該微細溝の一部に電圧を印加さ
せることにより発生する電気浸透流の流路を切り替える
流路切り替え装置、及び、該流路切り替え装置を制御す
るコントローラからなることを特徴とする請求項1記載
の微量反応装置。
3. At least two fine grooves, a power source for applying a voltage to a part of the fine groove, a power source changeover switch for switching the power source, and a voltage applied to a part of the fine groove. The trace amount reaction device according to claim 1, comprising a flow path switching device that switches a flow path of the electroosmotic flow, and a controller that controls the flow path switching device.
【請求項4】上記流路切り替え装置が、上記微細溝の一
部または一方を冷凍、他方を解凍することにより電気浸
透流を開閉制御することを特徴とする請求項1記載の微
量反応装置。
4. The microreactor according to claim 1, wherein the flow path switching device controls opening / closing of the electroosmotic flow by freezing a part or one of the fine grooves and thawing the other.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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