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JP2006116479A - Microchip, sensor-integrated microchip, and microchip system - Google Patents

Microchip, sensor-integrated microchip, and microchip system Download PDF

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JP2006116479A
JP2006116479A JP2004308947A JP2004308947A JP2006116479A JP 2006116479 A JP2006116479 A JP 2006116479A JP 2004308947 A JP2004308947 A JP 2004308947A JP 2004308947 A JP2004308947 A JP 2004308947A JP 2006116479 A JP2006116479 A JP 2006116479A
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microchip
sensor
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fluid
groove
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Yukimitsu Sekimori
幸満 関森
Takehiko Kitamori
武彦 北森
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Kanagawa Academy of Science and Technology
Nagano Keiki Co Ltd
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Kanagawa Academy of Science and Technology
Nagano Keiki Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microchip which enables the arrangement of a sensor without affecting the flow of a fluid in a passage inside, and further, is easy to manufacture. <P>SOLUTION: The microchip 1 with a groove 14 formed is provided with a plurality of substrates 11, 12 which can be stacked mutually, wherein a concave passage FA is constituted by a plate surface of one substrate 12 of the substrates 11, 12 and a groove formed on a plate surface of the other substrate 11. The substrate 12 has a hole 20 which passes through toward an opening of the groove 14 in order to arrange a sensor 80 for detecting the condition of the fluid RG in the fluid RG, and has a larger size than that of the groove 14 in a width direction of the passage FA from a horizontal view. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、マイクロチップ、センサ一体型マイクロチップ、およびマイクロチップシステムに関する。   The present invention relates to a microchip, a sensor-integrated microchip, and a microchip system.

近年、マイクロチップを用いた微小空間での高効率反応に関する研究が進められており、これに基いて、化学分析や環境分析などの多くの応用研究や開発も行われている。
これらマイクロチップを用いた研究では、マイクロチップ内において流体の状態を制御するために、流体圧力等の状態量を計測することが必要とされている。ここで、流体の状態量の計測は、通常、マイクロチップに導入される前段階で、マイクロチップ外部の流体を対象として行われているが、マイクロチップの内部では複雑な圧力損失などに起因して流体の状態が変動しているため、マイクロチップ外部における流体の状態量を計測しただけでは、マイクロチップ内部の流体制御は困難である。
In recent years, research on high-efficiency reaction in a micro space using a microchip has been advanced, and based on this, many applied researches and developments such as chemical analysis and environmental analysis have been conducted.
In research using these microchips, in order to control the state of fluid in the microchip, it is necessary to measure state quantities such as fluid pressure. Here, the measurement of the state quantity of the fluid is usually performed on the fluid outside the microchip in a stage before being introduced into the microchip, but it is caused by a complicated pressure loss inside the microchip. Therefore, it is difficult to control the fluid inside the microchip simply by measuring the state quantity of the fluid outside the microchip.

そこで、マイクロチップの内部における流体の状態量を計測するための方法として、図18に示すように、マイクロチップの基板BD上にセンサSNを配設し、このセンサSNの位置からマイクロチップ内の流路FAに向かって基板BDを貫通する孔HLを形成し、この孔HLを介して試料RGの状態量を計測する方法が研究されている。
これ以外に、マイクロチップ自体にセンサを作り込むことによっても、マイクロチップの内部における流体の状態量を計測することができる(特許文献1および非特許文献1参照)。具体的に、特許文献1のマイクロチップは、ガラス基板と、このガラス基板と接合されるPDMS(ポリジメチルシロキサン)チップとを備え、PDMSチップの接合面に光学式の圧力検知部(回路格子)と、この圧力検知部と連通する流路とが一体に配設されている。そして、PDMSチップの流路には、PDMSチップに取り付けられたパイプ材から流体が導入されている。
非特許文献1のマイクロチップは、流路が形成されたPDMSチップと、このPDMSチップと接合されるセンサ配列チップ(pressure sensor array chip)とを備え、センサ配列チップの接合面には、複数の圧力センサが配設されている。ここで、PDMSチップには、中央を横切る一本の流路(流体の反応場)からセンサ配列チップの接合面に沿って複数のバイパスが形成され、各圧力センサは、このバイパスを通じて流体にアクセスしている。
Therefore, as a method for measuring the state quantity of the fluid inside the microchip, as shown in FIG. 18, a sensor SN is disposed on the substrate BD of the microchip, and the position in the microchip is determined from the position of the sensor SN. A method of forming a hole HL penetrating the substrate BD toward the flow path FA and measuring the state quantity of the sample RG through the hole HL has been studied.
In addition, the state quantity of the fluid inside the microchip can also be measured by making a sensor in the microchip itself (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). Specifically, the microchip of Patent Document 1 includes a glass substrate and a PDMS (polydimethylsiloxane) chip bonded to the glass substrate, and an optical pressure detection unit (circuit lattice) on the bonding surface of the PDMS chip. And a flow path communicating with the pressure detection unit are integrally provided. A fluid is introduced into the flow path of the PDMS chip from a pipe material attached to the PDMS chip.
The microchip of Non-Patent Document 1 includes a PDMS chip in which a flow path is formed and a sensor array chip (pressure sensor array chip) that is bonded to the PDMS chip. A pressure sensor is provided. Here, in the PDMS chip, a plurality of bypasses are formed along the joint surface of the sensor array chip from a single flow path (fluid reaction field) crossing the center, and each pressure sensor accesses the fluid through the bypass. is doing.

特開2002−174558号公報([0006]、[0010]、[0011]、図2)JP 2002-174558 A ([0006], [0010], [0011], FIG. 2) Hsin-Hsiung Wang,Po-Chiang Yabg and Lung-Jieh Yang "Pressure-Sensor array Using as an Experiment Platform for Microfluidics",International Conference on Electrical Engineering 2004,vol.1(Figure1,2,4〜9)Hsin-Hsiung Wang, Po-Chiang Yabg and Lung-Jieh Yang "Pressure-Sensor array Using as an Experiment Platform for Microfluidics", International Conference on Electrical Engineering 2004, vol.1 (Figures 1, 2, 4-9)

しかしながら、図18に示したような構成では、センサSNと流路FAとを結ぶ孔HLの内部で、流路FAを構成する溝とセンサSNとの間で巻き上げる乱流が生じやすく、さらに、孔HLの内周面での抵抗によって流体の圧力損失が生じてしまう。すなわち、センサSNを配設することによって、マイクロチップ内部の流体の流れに影響が及ぶことが問題となる。また、この孔HLの部分は、流路内の流体をセンサに導くためだけのデッドボリュームとなってしまう。
一方、特許文献1および非特許文献1における構成では、マイクロチップ自体に流路および流路に臨むセンサの双方を作り込んでいるが、このように流路およびセンサが作り込まれたマイクロチップには汎用性がない。また、流路から流体を接合面に沿って導くバイパス部分で圧力損失が生じるという問題がある。さらに、これらの流路およびセンサの微細な作り込みが極めて難しいという問題もある。
However, in the configuration as shown in FIG. 18, turbulent flow is easily generated between the groove forming the flow path FA and the sensor SN inside the hole HL connecting the sensor SN and the flow path FA. The pressure loss of the fluid occurs due to the resistance on the inner peripheral surface of the hole HL. That is, there is a problem that the flow of the fluid inside the microchip is affected by the arrangement of the sensor SN. Further, the hole HL becomes a dead volume only for guiding the fluid in the flow path to the sensor.
On the other hand, in the configurations in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, both the flow path and the sensor facing the flow path are built in the microchip itself. However, in the microchip in which the flow path and the sensor are built in this way. Is not versatile. In addition, there is a problem that pressure loss occurs in a bypass portion that guides fluid from the flow path along the joint surface. Furthermore, there is a problem that it is extremely difficult to make these flow paths and sensors minute.

本発明の目的は、内部の流路における流体の流れに影響を及ぼすことなくセンサを配設可能であって、そのうえ製造が容易なマイクロチップ、およびセンサが一体型されたマイクロチップを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a microchip that can be disposed without affecting the flow of fluid in an internal flow path, and that is easy to manufacture, and a microchip in which the sensor is integrated. It is in.

本発明のマイクロチップは、互いに重ねられる複数の基板を備え、これらの基板のうち互いに重ねられる一方の基板の板面と他方の基板の板面から窪んで形成される溝とから流路が構成されたマイクロチップであって、前記一方の基板には、前記流路における流体の状態を検出するセンサを配設するために、前記溝の開口に向かって貫通し、かつ、平面的に見た際に前記流路の幅方向における前記溝の寸法よりも大きい孔が形成されていることを特徴とする。   The microchip of the present invention includes a plurality of substrates that are stacked on each other, and the flow path is configured by a plate surface of one of the substrates stacked on each other and a groove that is recessed from the plate surface of the other substrate. In the microchip, the one substrate penetrates toward the opening of the groove and is seen in a plan view in order to dispose a sensor for detecting a fluid state in the flow path. In this case, a hole larger than the size of the groove in the width direction of the flow path is formed.

この構成によれば、溝を形成した基板と孔を形成した他の基板とを重ね合わせる簡略な構成により、溝の内周面とこの溝と向き合う板面との内側に流体の流路が形成され、基板が互いに重ねられる面に沿った位置でセンサを流体に接触させることが可能なセンサ配設用の孔が形成される。
ここで、孔のサイズが溝の幅寸法よりも大きいので、孔の内部に配設されたセンサの端部が溝の開口側端部に当接して溝の内部側への移動が規制されるため、センサが溝の内部に突出するようなことがない。これにより、マイクロチップ内部における流体の流れに影響を及ぼすことなくセンサを配設可能となる。また、孔の内部に配設されるセンサがセンサから流路へのアクセス用の孔などを介さずに流体に直接的に接触するぶん、流体の圧力損失が低減されるとともに、デッドボリュームが殆ど生じない。
このように、センサ配設に関して流体の流れへの影響がない状態でマイクロチップ内部の流体圧力を計測可能となるので、微小容量の流体の高効率反応に関して、本発明のマイクロチップを分析、合成の分野で利用できる。また、マイクロチップを用いた装置の実用化が図られる。
According to this configuration, a fluid flow path is formed on the inner side of the inner peripheral surface of the groove and the plate surface facing the groove by a simple configuration in which the substrate in which the groove is formed and the other substrate in which the hole is formed are overlapped. The sensor mounting hole is formed so that the sensor can be brought into contact with the fluid at a position along the surface where the substrates are overlapped with each other.
Here, since the size of the hole is larger than the width dimension of the groove, the end portion of the sensor disposed inside the hole is brought into contact with the end portion on the opening side of the groove, and movement to the inner side of the groove is restricted. Therefore, the sensor does not protrude into the groove. As a result, the sensor can be disposed without affecting the flow of the fluid inside the microchip. In addition, the sensor disposed inside the hole directly contacts the fluid without going through the hole for accessing the flow path from the sensor, so that the pressure loss of the fluid is reduced and the dead volume is almost Does not occur.
In this way, the fluid pressure inside the microchip can be measured without affecting the fluid flow with respect to the sensor arrangement, so the microchip of the present invention is analyzed and synthesized for highly efficient reaction of a small volume of fluid. Available in the field. In addition, a device using a microchip can be put into practical use.

加えて、マイクロチップの製造とセンサの製造とを別途行えばよいので、微細な流路やセンサの作り込みに関する問題が生じず、製造が容易である。マイクロチップに形成された孔に各種のセンサを挿入して簡単に組み込むことができ、より多くのセンサをマイクロチップの所定範囲に組み込むことも可能となるから、マイクロチップ規格化の動向にも対応することができる。   In addition, since the manufacture of the microchip and the manufacture of the sensor may be performed separately, there are no problems associated with the formation of fine flow paths and sensors, and the manufacture is easy. Various sensors can be easily inserted into the holes formed in the microchip, and more sensors can be incorporated within the specified range of the microchip. can do.

ここで、基板に孔を形成する方法としては、サンドブラスト、放電加工、超音波加工、ドリル加工、レーザー加工、エッチング、プレス、射出成形などを採用できる。
なお、この孔の位置は、任意に選択可能であって、孔の位置に応じて、流路における任意の箇所が制御可能となる。例えば、流体の導入時および排出時は流体の状態量の変動が大きいと考えられるため、導入口や排出口の近傍に孔を形成してもよい。
また、基板同士を接合する場合は、その接合方法として、熱融着、陽極接合、レーザー接合、ろう付け、表面活性化接合などを採用できる。なお、基板同士を接合する代わりに、基板と基板とを互いに挟みつけて固定することもできる。
そして、マイクロチップに配設されるセンサとしては、温度センサ、化学センサ、電気化学センサ、圧力センサ、流量センサなどを例示できる。
なお、マイクロチップに形成された孔には、センサのほかに、バルブ、ポンプ、マイクロチップの認識用IDタグなどのマイクロ流体デバイスを組み込むことも可能である。
Here, sandblasting, electric discharge machining, ultrasonic machining, drilling, laser machining, etching, pressing, injection molding, and the like can be employed as a method for forming holes in the substrate.
Note that the position of the hole can be arbitrarily selected, and an arbitrary position in the flow path can be controlled according to the position of the hole. For example, when the fluid is introduced and discharged, it is considered that the variation in the state quantity of the fluid is large. Therefore, a hole may be formed in the vicinity of the inlet and the outlet.
When the substrates are bonded to each other, thermal bonding, anodic bonding, laser bonding, brazing, surface activated bonding, or the like can be employed as the bonding method. Note that, instead of joining the substrates, the substrates may be sandwiched and fixed.
And as a sensor arrange | positioned at a microchip, a temperature sensor, a chemical sensor, an electrochemical sensor, a pressure sensor, a flow sensor etc. can be illustrated.
In addition to the sensor, a microfluidic device such as a valve, a pump, or a microchip identification ID tag can be incorporated in the hole formed in the microchip.

本発明のマイクロチップでは、前記孔が形成される基板の厚さは、前記孔に配設された状態の前記センサの高さよりも大きいことが好ましい。
この構成によれば、センサが孔の内部に納まり、基板表面から突出していないので、装置の挿入口(スロット)などに差し込んで使用することも容易となる。
In the microchip of the present invention, the thickness of the substrate on which the hole is formed is preferably larger than the height of the sensor disposed in the hole.
According to this configuration, since the sensor is accommodated in the hole and does not protrude from the surface of the substrate, it can be easily inserted into an insertion slot (slot) of the apparatus.

本発明のマイクロチップでは、前記基板には、前記流体を前記流路に導入する複数の導入口と、前記流路から前記流体を排出する排出口とが前記溝と連通するようにそれぞれ形成され、前記流路は、前記複数の導入口から前記流体が複数の経路に沿ってそれぞれ流入する合流部を有し、前記孔は、前記流路において前記導入口と前記合流部との間に設けられていることが好ましい。   In the microchip of the present invention, the substrate is formed with a plurality of inlets for introducing the fluid into the flow path and a discharge port for discharging the fluid from the flow path so as to communicate with the groove. The flow path has a merging portion through which the fluid flows from the plurality of introduction ports along a plurality of paths, and the hole is provided between the introduction port and the merging portion in the flow path. It is preferable that

この構成によれば、導入口から合流部の間における流体の状態量の計測値に基いて、流路における流体の状態を制御可能となる。例えば、複数経路のうちいずれかの経路における流体の状態量の計測値に基いて、複数経路における流体のそれぞれの状態量を制御することが考えられる。また、複数経路における流体のそれぞれの状態量を計測したり、いずれかの経路における流体の状態量を制御したりしてもよい。
このような流体制御により、合流部において相流となる各流体の相流状態を安定化させることができる。
なお、相流とは、例えば、流体が相分離した状態で流れるものをいう。
また、合流部では圧力変動や圧力損失などの流体の状態量の変動による影響が大きいと考えられるため、この合流部の近傍にセンサ配設用の孔を形成することにより、流体制御をより適切に行うことができる。
According to this configuration, the state of the fluid in the flow path can be controlled based on the measured value of the state quantity of the fluid between the inlet and the junction. For example, it is conceivable to control each state quantity of the fluid in the plurality of paths based on the measured value of the state quantity of the fluid in any one of the plurality of paths. Moreover, each state quantity of the fluid in a plurality of paths may be measured, or the state quantity of the fluid in any of the paths may be controlled.
Such fluid control can stabilize the phase flow state of each fluid that forms a phase flow at the junction.
The phase flow means, for example, a fluid that flows in a phase-separated state.
In addition, since it is considered that the influence of fluid state quantities such as pressure fluctuation and pressure loss is large at the junction, it is more appropriate to control the fluid by forming a hole for installing the sensor near the junction. Can be done.

本発明のマイクロチップでは、前記基板には、前記流体を前記流路に導入する導入口と、前記流路から前記流体を排出する複数の排出口とが前記溝と連通するようにそれぞれ形成され、前記流路は、前記流体が前記複数の排出口へと複数の経路に分かれて流れる分岐部を有し、前記孔は、前記流路において前記分岐部と前記排出口との間に設けられている
ことが好ましい。
In the microchip of the present invention, the substrate is formed with an inlet for introducing the fluid into the channel and a plurality of outlets for discharging the fluid from the channel so as to communicate with the groove. The flow path has a branch portion in which the fluid flows in a plurality of paths to the plurality of discharge ports, and the hole is provided between the branch portion and the discharge port in the flow path. It is preferable.

この構成によれば、分岐部から排出口の間における流体の状態量の計測値に基いて、流路における流体の状態を制御可能となる。例えば、複数経路のうちいずれかの経路における流体の状態量を計測して、この計測値に基いて複数経路における流体の状態量を制御することが考えられる。あるいは、複数経路における流体のそれぞれの状態量を計測したり、いずれかの経路における流体の状態量を制御したりしてもよい。
このような流体制御により、相分離した相流を複数経路に分けるなどの分岐操作を目論見通りに行うことができる。
また、分岐部では圧力変動や圧力損失などの流体の状態量の変動による影響が大きいと考えられるため、この分岐部の近傍にセンサ配設用の孔を形成することにより、流体制御をより適切に行うことができる。
According to this configuration, the state of the fluid in the flow path can be controlled based on the measured value of the state quantity of the fluid between the branch portion and the discharge port. For example, it is conceivable to measure the fluid state quantity in any one of the plurality of paths and control the fluid state quantity in the plurality of paths based on the measured value. Or you may measure each state quantity of the fluid in a several path | route, or may control the state quantity of the fluid in any path | route.
By such fluid control, a branching operation such as dividing a phase-separated phase flow into a plurality of paths can be performed as intended.
In addition, since it is considered that the influence of fluctuations in the state of the fluid such as pressure fluctuation and pressure loss is large at the bifurcation, fluid control can be performed more appropriately by forming a hole for installing the sensor near the bifurcation. Can be done.

本発明のマイクロチップでは、前記センサは、前記流体の圧力を検出する圧力センサであることが好ましい。
この構成によれば、圧力センサによる計測結果により、マイクロチップ内の流路における流体の圧力変動や圧力バランスの制御が可能となり、本発明のマイクロチップを分析、合成の分野で利用できる。
ここで、本発明の圧力センサとしては、流体圧力の感応部に歪ゲージを備えるものや、感応部の変位を静電容量の変化として検出するものなど、その種類を問わない。なお、使用する圧力センサは、ゲージ圧力センサ、絶対圧力センサ、あるいは差圧センサのいずれでもよい。
In the microchip of the present invention, the sensor is preferably a pressure sensor that detects the pressure of the fluid.
According to this configuration, the pressure fluctuation and pressure balance of the fluid in the flow path in the microchip can be controlled based on the measurement result by the pressure sensor, and the microchip of the present invention can be used in the field of analysis and synthesis.
Here, the pressure sensor of the present invention may be of any type, such as one having a strain gauge in the fluid pressure sensitive part or one detecting a displacement of the sensitive part as a change in capacitance. The pressure sensor used may be a gauge pressure sensor, an absolute pressure sensor, or a differential pressure sensor.

本発明のマイクロチップでは、前記圧力センサは、前記流路における複数の経路にそれぞれ流れる流体の圧力差を検出していることが好ましい。
この構成によれば、合流部の前段や分岐部の後段などの複数の経路をそれぞれ流れる流体の圧力差(差圧)が圧力センサにより検出されるので、センサの検出精度に個体差があったとしても、複数の経路における流体の圧力変動や分圧状態を適切に制御できる。
In the microchip of the present invention, it is preferable that the pressure sensor detects a pressure difference between fluids flowing through a plurality of paths in the flow path.
According to this configuration, since the pressure difference (differential pressure) of the fluid flowing through a plurality of paths such as the front stage of the junction part and the rear stage of the branch part is detected by the pressure sensor, there is an individual difference in the detection accuracy of the sensor. However, it is possible to appropriately control fluid pressure fluctuations and partial pressure states in a plurality of paths.

本発明のセンサ一体型マイクロチップは、前述のマイクロチップを備え、前記孔に前記センサが組み込まれたことが好ましい。
この構成によれば、前述のマイクロチップを備えるので、前述と同様の作用および効果を得ることができる。
すなわち、内部の流路における流体の流れに影響を及ぼすことなく、また、マイクロチップの用途や流路形状に制約されることもなく、任意の箇所にセンサが組み込まれ、そのうえ製造も容易なセンサ一体型マイクロチップを提供することができる。また、複数のセンサをマイクロチップに埋め込むことにより、必要なときに必要な箇所に埋め込まれているセンサに接続して計測することができ、汎用性にも優れる。
The sensor-integrated microchip of the present invention preferably includes the above-described microchip, and the sensor is incorporated in the hole.
According to this configuration, since the above-described microchip is provided, the same operations and effects as described above can be obtained.
That is, a sensor can be incorporated in any location without affecting the flow of fluid in the internal flow path, and without being restricted by the use of the microchip and the flow path shape. An integrated microchip can be provided. In addition, by embedding a plurality of sensors in the microchip, it is possible to connect to the sensors embedded in the necessary portions when necessary and perform measurement, and the versatility is excellent.

本発明のマイクロチップは、互いに重ねられる複数の基板を備え、これらの基板のうち互いに重ねられる一方の基板の板面と他方の基板の板面から窪んで形成される溝とから流路が構成されたマイクロチップであって、前記互いに重ねられた複数の基板を貫通した貫通孔に、前記溝と連結して前記流路を構成する流路ピースが配設され、前記流路ピースは、前記連結溝に設けられたセンサ部と、このセンサ部の前記連結溝が形成された側に重ねられる板部材とを有し、前記センサ部には、前記連結溝の内部に配置され流体の状態を検出するセンサ部本体が設けられていることを特徴とする。   The microchip of the present invention includes a plurality of substrates that are stacked on each other, and the flow path is configured by a plate surface of one of the substrates stacked on each other and a groove that is recessed from the plate surface of the other substrate. In the microchip, a flow path piece that is connected to the groove and constitutes the flow path is disposed in a through hole that penetrates the plurality of substrates stacked on each other. A sensor part provided in the connection groove, and a plate member that is stacked on the side of the sensor part on which the connection groove is formed, and the sensor part is disposed inside the connection groove and has a fluid state. A sensor main body for detection is provided.

この構成によれば、基板と他の基板とを重ね合わせる簡略な構成により、基板間に流体の流路が形成されるとともに、マイクロチップ内の流路の一部が流路ピースとして装着可能であって、この流路ピース内に形成された連結溝がマイクロチップの溝と連結される。これにより、マイクロチップの内部の流体の流れに影響を及ぼすことなく、また、マイクロチップの用途や流路形状に制約されることもなく、マイクロチップの任意の箇所に流路ピースを組み込んで一体化することができる。
また、連結溝内に設けられたセンサ部が流路へのアクセス用の孔などを介さずに流体に直接的に接触するぶん、流体の圧力損失が低減されるとともに、デッドボリュームが殆ど生じない。
According to this configuration, the fluid channel is formed between the substrates by a simple configuration in which the substrate and another substrate are overlapped, and a part of the channel in the microchip can be mounted as a channel piece. Thus, the connecting groove formed in the flow path piece is connected to the groove of the microchip. As a result, the flow piece is integrated into any part of the microchip without affecting the fluid flow inside the microchip and without being restricted by the microchip application and flow path shape. Can be
In addition, the pressure loss of the fluid is reduced and the dead volume hardly occurs as the sensor part provided in the connecting groove directly contacts the fluid without going through the hole for accessing the flow path. .

このように、流体の流れへの影響がない状態でマイクロチップ内部の流体圧力を計測可能となるので、微小容量の流体の高効率反応に関して、本発明のマイクロチップを分析、合成の分野で利用できる。また、マイクロチップを用いた装置の実用化が図られる。
加えて、マイクロチップの製造と、流路ピースの製造とを別途行えばよいので、微細な流路やセンサ部の作り込みに関する問題が生じず、製造が容易である。マイクロチップに形成された孔に各種形状の連結溝が形成された流路ピースを挿入して簡単に組み込むことができ、汎用性に優れるとともに、マイクロチップ規格化の動向にも対応できる。
As described above, since the fluid pressure inside the microchip can be measured without affecting the flow of the fluid, the microchip of the present invention is used in the field of analysis and synthesis for high-efficiency reaction of a small volume of fluid. it can. In addition, a device using a microchip can be put into practical use.
In addition, since the manufacture of the microchip and the manufacture of the flow path piece may be performed separately, there are no problems regarding the fabrication of fine flow paths and sensor parts, and the manufacture is easy. It is possible to easily insert a flow channel piece having various shapes of connecting grooves into a hole formed in the microchip, and it is excellent in versatility and can cope with the trend of standardization of microchip.

本発明のマイクロチップでは、前記流路は、前記流体がそれぞれ流入する合流部、および/または、前記流体が分かれて流れる分岐部を有し、前記合流部および/または前記分岐部は、前記センサの前記連結溝により構成されていることが好ましい。   In the microchip of the present invention, the flow path has a merging portion into which the fluid flows and / or a branching portion through which the fluid flows separately, and the merging portion and / or the branching portion includes the sensor. It is preferable that it is comprised by the said connection groove | channel.

この構成によれば、合流部や分岐部が流路ピース内部に連結溝として構成されていることにより、基板に形成された合流部あるいは分岐部の近傍にセンサを配設する場合よりも、合流部や分岐部が占める寸法を小さくできる。これにより、大きさに制約がある規格化されたマイクロチップを使用する場合でも、微細かつ複雑な流路を実現できる。   According to this configuration, the merging portion or the branching portion is configured as a connection groove inside the flow path piece, so that the merging portion is more than the case where the sensor is disposed near the merging portion or the branching portion formed on the substrate. The dimension which a part and a branch part occupy can be made small. As a result, even when a standardized microchip having a size restriction is used, a fine and complicated flow path can be realized.

本発明のマイクロチップでは、前記流路センサ部には、前記連結溝により構成される複数の経路が並んで延びており、前記センサ部は、前記流体の圧力差を検出する検出部を有し、この検出部は、前記複数の経路同士の境界部分に、かつこの境界部分両側の流体のいずれにも接触するように設けられていることが好ましい。   In the microchip according to the aspect of the invention, the flow path sensor unit includes a plurality of paths formed by the connection grooves, and the sensor unit includes a detection unit that detects a pressure difference of the fluid. The detection unit is preferably provided at a boundary portion between the plurality of paths so as to come into contact with any of fluids on both sides of the boundary portion.

この構成によれば、複数の経路の境界部分に、これらの経路を互いに仕切るように検出部が設けられているので、複数の経路の圧力差を検出する場合の経路間のバイパス形成を不要にできる。なお、流路センサ部には、並んで延びる複数の経路に通じる合流部または分岐部が形成されていてもよい。
ここで、検出部としては、連結溝の底部や連結溝と対向するセンサ本体に一端側が取り付けられ複数の経路における各流体の圧力に応じてこれらの経路の境界部分で回動する可動部材であって、歪ゲージ、ピエゾ素子、振動子などが設けられたものを例示できる。
According to this configuration, since the detection unit is provided at the boundary portion of the plurality of paths so as to partition these paths from each other, it is unnecessary to form a bypass between the paths when detecting a pressure difference between the plurality of paths. it can. In addition, the flow path sensor part may be formed with a merging part or a branch part that leads to a plurality of paths extending side by side.
Here, the detection unit is a movable member that has one end attached to the bottom of the coupling groove or the sensor main body facing the coupling groove and rotates at the boundary portion of these paths according to the pressure of each fluid in the plurality of paths. For example, a device provided with a strain gauge, a piezoelectric element, a vibrator and the like can be exemplified.

本発明のマイクロチップでは、前記流路センサ部には、前記連結溝により構成される前記複数の経路が互いに異なる方向から延びて合流しており、前記センサ部は、前記流体の圧力差を検出する検出部を有し、この検出部は、前記複数の経路の流体が合わさる部分に、かつこれらの流体のいずれにも接触するように設けられていることが好ましい。   In the microchip of the present invention, the plurality of paths configured by the connection grooves extend from different directions and merge with the flow path sensor unit, and the sensor unit detects a pressure difference of the fluid. It is preferable that the detection unit is provided at a portion where the fluids of the plurality of paths are combined and in contact with any of these fluids.

この構成によれば、複数の経路の流体が合わさる部分でこれらの流体の圧力差を直接検出できるので、合流部分の前段や後段で各流体の圧力を検出する場合と比べて、合流の状態をより適切に制御可能となる。
検出部としては、合流手前側が軸支され複数の経路における各流体の圧力に応じてこれらの経路の合流部分で回動する可動部材であって、歪ゲージ、ピエゾ素子、振動子などが設けられたものを例示できる。
According to this configuration, since the pressure difference between these fluids can be directly detected at the portion where the fluids of the plurality of paths are combined, the state of the merging is compared with the case where the pressure of each fluid is detected at the upstream or downstream of the merging portion. It becomes possible to control more appropriately.
The detection unit is a movable member that is pivotally supported on the front side of the merging and rotates at the merging portion of these paths according to the pressure of each fluid in a plurality of paths, and includes a strain gauge, a piezoelectric element, a vibrator, and the like. Can be exemplified.

本発明のセンサ一体型マイクロチップは、互いに重ねられる複数の基板を備え、これらの基板のうち互いに重ねられる一方の基板の板面と他方の基板の板面から窪んで形成される溝とから流路が構成されたマイクロチップに前記流路における流体の状態を検出するセンサが組み込まれたセンサ一体型マイクロチップであって、前記互いに重ねられた複数の基板を貫通するとともに前記溝と連通する貫通孔が前記センサを配設するために形成され、前記センサは、本体と流路部とを一体に有し、前記流路部には、前記センサが前記貫通孔に配設される際に前記溝と連結して前記流路を構成する連結溝が形成されていることを特徴とする。   The sensor-integrated microchip of the present invention includes a plurality of substrates that are overlaid on each other, and flows from a plate surface of one of the substrates and a groove that is recessed from the plate surface of the other substrate. A sensor-integrated microchip in which a sensor for detecting a fluid state in the flow path is incorporated in a microchip having a path, which penetrates the plurality of stacked substrates and communicates with the groove A hole is formed to dispose the sensor, and the sensor integrally includes a main body and a flow path portion, and the flow path portion includes the sensor when the sensor is disposed in the through hole. A connecting groove that is connected to the groove to form the flow path is formed.

この構成によれば、マイクロチップにおいて、溝および孔を形成した基板と孔を形成した他の基板とを重ね合わせる簡略な構成により、基板間に流体の流路が形成されるとともに、流路を構成する溝と連通する位置でセンサを流体に接触させることが可能なセンサ配設用の貫通孔が形成される。これにより、マイクロチップの内部の流体の流れに影響を及ぼすことなく、マイクロチップにセンサを組み込んで一体化することができる。
また、孔の内部に配設されるセンサがセンサから流路へのアクセス用の孔などを介さずに流体に直接的に接触するぶん、流体の圧力損失が低減されるとともに、デッドボリュームが殆ど生じない。
このように、センサ配設に関して流体の流れへの影響がない状態でマイクロチップ内部の流体圧力を計測可能となるので、微小容量の流体の高効率反応に関して、微小容量の流体の高効率反応に関して、
加えて、マイクロチップの製造とセンサの製造とを別途行えばよいので、微細な流路やセンサの作り込みに関する問題が生じず、製造が容易である。マイクロチップに形成された孔に各種のセンサを挿入して簡単に組み込むことができ、より多くのセンサをマイクロチップの所定範囲に組み込むことも可能となるから、マイクロチップ規格化の動向にも対応できる。
According to this configuration, in the microchip, a fluid flow path is formed between the substrates by a simple configuration in which the substrate in which the grooves and holes are formed and the other substrate in which the holes are formed are overlapped. A through hole for arranging the sensor is formed, which allows the sensor to contact the fluid at a position communicating with the groove to be formed. Thereby, a sensor can be integrated and integrated in a microchip, without affecting the flow of the fluid inside a microchip.
In addition, the sensor disposed inside the hole directly contacts the fluid without going through the hole for accessing the flow path from the sensor, so that the pressure loss of the fluid is reduced and the dead volume is almost Does not occur.
As described above, the fluid pressure inside the microchip can be measured without affecting the flow of the fluid with respect to the sensor arrangement. ,
In addition, since the manufacture of the microchip and the manufacture of the sensor may be performed separately, there are no problems associated with the formation of fine flow paths and sensors, and the manufacture is easy. Various sensors can be easily inserted into the holes formed in the microchip, and more sensors can be incorporated within the specified range of the microchip. it can.

また、センサの本体と流路部とが一体化されていることにより、センサ単体において、センサ部分と流路との位置関係を保証できる。これにより、マイクロチップへのセンサ組み込み時に、センサとこのセンサが接触する流体の流路との位置関係についての外乱が排除され、歩留まりを向上させることができる。   In addition, since the sensor main body and the flow path portion are integrated, the positional relationship between the sensor portion and the flow path can be guaranteed in the sensor alone. Thereby, when the sensor is incorporated in the microchip, disturbances regarding the positional relationship between the sensor and the fluid flow path in contact with the sensor are eliminated, and the yield can be improved.

本発明のマイクロチップシステムは、前述のセンサ一体型マイクロチップまたは前述の流路ピースを配設可能なマイクロチップと、前記センサにより検出された流体の状態量についてフィードバック制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、センサないし連結溝内に設けられたセンサ部により計測されたマイクロチップ内部の流体の状態量に基いて、この流体に付与する流速または流圧、温度などの条件が変更されるので、マイクロチップ内部の流体の状態を所定の状態量とほぼ同じ状態とすることができる。これにより、マイクロチップ内部の流体制御を容易にかつ確実に行うことができる。
特に、合流部の前段や分岐部の後段で複数経路をそれぞれ流れる流体において、これらの流体の圧力やこれらの差圧を圧力発生源やバルブなどにフィードバックすることにより、各流体の圧力変動をより適切に制御することができる。
The microchip system of the present invention includes the above-described sensor-integrated microchip or the microchip on which the above-described flow path piece can be disposed, and a control device that performs feedback control on the state quantity of the fluid detected by the sensor. It is characterized by that.
According to this configuration, based on the state quantity of the fluid inside the microchip measured by the sensor or the sensor unit provided in the connecting groove, conditions such as the flow velocity or flow pressure applied to this fluid, temperature, etc. are changed. Therefore, the state of the fluid inside the microchip can be made almost the same as the predetermined state quantity. Thereby, the fluid control inside the microchip can be easily and reliably performed.
In particular, in fluids that flow through multiple paths before the merge part and after the branch part, the pressure fluctuations of these fluids and their differential pressures are fed back to pressure sources and valves, etc. It can be controlled appropriately.

<第1実施形態>
〔1.マイクロチップの構成〕
以下、本発明の第1実施形態を図1〜図3を参照して説明する。
図1は、本実施形態のマイクロチップ1の分解斜視図である。また、図2は、マイクロチップ1の平面図、図3は、マイクロチップ1の断面図である。
マイクロチップ1は、内部に形成された流路FAにおいて、試料RGの分析を行うために使用され、2枚の基板11,12による積層構造となっている。本実施形態では、このマイクロチップ1に3つの圧力センサ80が組み込まれ、これらの圧力センサ80により、流路FAにおける試料RGの圧力がそれぞれ計測されている。
<First Embodiment>
[1. Microchip configuration)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an exploded perspective view of the microchip 1 of the present embodiment. FIG. 2 is a plan view of the microchip 1 and FIG. 3 is a cross-sectional view of the microchip 1.
The microchip 1 is used for analyzing the sample RG in the flow path FA formed therein, and has a laminated structure of two substrates 11 and 12. In the present embodiment, three pressure sensors 80 are incorporated in the microchip 1, and the pressures of the sample RG in the flow path FA are measured by these pressure sensors 80.

マイクロチップ1の基板11,12は、短辺が30mm程度であって長辺が70mm程度、かつ厚さが例えば0.7mm程度の平板矩形状であり、ガラス、サファイア、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化珪素、プラスチック樹脂、シリコン、ステンレスなどにより形成されている。本実施形態では、基板11,12は2枚ともガラス材料により形成されているが、これらの基板11,12は線膨張係数などの特性が近似する別材料によって形成されていてもよい。   The substrates 11 and 12 of the microchip 1 have a flat rectangular shape with a short side of about 30 mm, a long side of about 70 mm, and a thickness of about 0.7 mm, for example, glass, sapphire, aluminum oxide, aluminum nitride, It is made of silicon carbide, plastic resin, silicon, stainless steel or the like. In the present embodiment, both the substrates 11 and 12 are formed of a glass material. However, the substrates 11 and 12 may be formed of another material whose characteristics such as a linear expansion coefficient are approximated.

基板11,12は互いに重ね合わされ、これらの基板11,12が重ねられる面には、試料RGの流路FAが形成されている。この流路FAは、図2に示すように、基板11,12の長手方向にほぼ沿って延びる平面視Y字状となっていて、そのY字形状における二股部分は、合流部JCTとなっている。すなわち、流路FAにおいて、合流部JCTよりも上流側には、試料RGの導入口121,122から合流部JCTにかけて、複数方向に流れる経路FA1,FA2があり、合流部JCTよりも下流側は、1本の経路FA3となっている。経路FA3は、試料FA1,FA2の反応が行われる反応場であり、マイクロチップ1は、特に、この経路FA3において試料RG1、RG2を混合するのに用いられる。   The substrates 11 and 12 are overlapped with each other, and a flow path FA for the sample RG is formed on the surface on which the substrates 11 and 12 are overlapped. As shown in FIG. 2, the flow path FA has a Y-shape in plan view that extends substantially along the longitudinal direction of the substrates 11 and 12, and a bifurcated portion in the Y-shape serves as a junction portion JCT. Yes. That is, in the flow path FA, upstream of the junction JCT, there are paths FA1 and FA2 that flow in a plurality of directions from the inlets 121 and 122 of the sample RG to the junction JCT, and downstream of the junction JCT. This is one route FA3. The path FA3 is a reaction field where the reactions of the samples FA1 and FA2 are performed, and the microchip 1 is particularly used for mixing the samples RG1 and RG2 in the path FA3.

このような流路FAは、図1および図3に示すように、一方の基板11の板平面に窪むように形成された断面半円形状の溝14の内周面と、この溝14と向き合う基板12の板面との内側に構成されている。
なお、本実施形態では、経路FA1,FA2、FA3において溝14は同径となっているが、例えば、経路FA3における溝14の径を経路FA1,FA2における溝14の径よりも大径にするなど、溝14の径寸法は適宜設定できる。
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, such a flow path FA includes an inner peripheral surface of a groove 14 having a semicircular cross section formed so as to be recessed in the plate plane of one substrate 11 and a substrate facing the groove 14. It is comprised inside 12 plate surfaces.
In this embodiment, the groove 14 has the same diameter in the paths FA1, FA2, and FA3. For example, the diameter of the groove 14 in the path FA3 is larger than the diameter of the groove 14 in the paths FA1 and FA2. For example, the diameter of the groove 14 can be set as appropriate.

他方、基板12は、図1に示すように、基板11と重ねられた際に流路FAのY字形状における3つの端部の位置で溝14と連通するように穿孔されており、これらの孔は、Y字の拡開側の両端部に形成されたものがそれぞれ、試料RGの導入口121,122とされ、そして、Y字の拡開側と反対側の端部に形成されたものが、試料RGの排出口125とされている。   On the other hand, as shown in FIG. 1, the substrate 12 is perforated so as to communicate with the groove 14 at the positions of the three end portions in the Y-shape of the flow path FA when overlapped with the substrate 11. The holes formed at both ends of the Y-shaped expansion side are the inlets 121 and 122 of the sample RG, respectively, and are formed at the end opposite to the Y-shaped expansion side. Is the outlet 125 of the sample RG.

試料RGは、気体、液体、コロイド溶液など、その態様は任意である。ここで、本実施形態のRGとしては、例えば、水と水、油と油など、成分が混ざり合う試料RG1と試料RG2とが用いられている。そして、一方の導入口121には試料RG1が導入され、他方の導入口122には試料RG2が導入されている。   The sample RG may have any form such as gas, liquid, colloidal solution, and the like. Here, as the RG of the present embodiment, for example, a sample RG1 and a sample RG2 in which components such as water and water and oil and oil are mixed are used. The sample RG1 is introduced into one introduction port 121, and the sample RG2 is introduced into the other introduction port 122.

また、基板12には、基板11と重ねられた際に溝14の開口に向かって基板12を貫通する平面視正方形状の孔20が、経路FA1、経路FA2、そして合流部JCTの下流側である経路FA3に相当する位置にそれぞれ形成されており、各孔20の内部に圧力センサ80がそれぞれ配設されている。   Further, the substrate 12 has square holes 20 in plan view that pass through the substrate 12 toward the opening of the groove 14 when the substrate 11 is overlaid on the downstream side of the path FA1, the path FA2, and the junction portion JCT. The pressure sensors 80 are respectively formed in positions corresponding to a certain path FA <b> 3, and the pressure sensors 80 are respectively disposed in the holes 20.

孔20は、図2に示すように、平面的に見た際に基板11の溝14と重なる位置に設けられている、ここで、平面的に見た際の孔20の寸法が溝14の幅よりも大きいので、図2および図3(A)に示すように、溝14の開口側の両端部分が孔20の内側にそれぞれ露出している。この露出部分は、圧力センサ80の配設時に圧力センサ80が配置される被載置部141となっている。   As shown in FIG. 2, the hole 20 is provided at a position overlapping the groove 14 of the substrate 11 when viewed in plan. Here, the dimension of the hole 20 when viewed in plan is the dimension of the groove 14. Since it is larger than the width, both end portions on the opening side of the groove 14 are exposed inside the hole 20 as shown in FIGS. 2 and 3A. This exposed portion serves as a placement portion 141 where the pressure sensor 80 is disposed when the pressure sensor 80 is disposed.

図3(A)は、流路FAの幅方向における断面図である。また、図3(B)は、図3(A)をマイクロチップ1の平面方向で90°回転させて流路FAに沿った方向における断面図である。
圧力センサ80は、基板11の孔20に挿入される立方体形状のものであって、孔20に挿入された状態で被載置部141に配置され、流路FAを流れる試料RGと接触している。
この圧力センサ80には、詳しい図示を省略したが、溝14に対向する側に設けられるシリコン製のダイアフラム81と、このダイアフラム81を保持する保持体82とを備えている。保持体82は、2枚のガラス製基板が基板11,12が重ねられる方向と交差する方向に重ねられた積層体であり、基板間には、複数本の導電性パターンが形成されている。これにより、導電性パターン間の間隙で大気開放が図られるとともに、ダイアフラム81と反対側の取出電極とが導電性パターンを介して導通されている。そして、圧力センサ80の検出回路において、保持体82に設けられた電極とダイアフラム81との間の静電容量の変化により、試料RGの圧力が計測されるものとなっている。
FIG. 3A is a cross-sectional view in the width direction of the flow path FA. FIG. 3B is a cross-sectional view in the direction along the flow path FA by rotating FIG. 3A by 90 ° in the planar direction of the microchip 1.
The pressure sensor 80 has a cubic shape that is inserted into the hole 20 of the substrate 11. The pressure sensor 80 is disposed in the mounting portion 141 in a state of being inserted into the hole 20 and is in contact with the sample RG flowing through the flow path FA. Yes.
Although not shown in detail, the pressure sensor 80 includes a silicon diaphragm 81 provided on the side facing the groove 14 and a holding body 82 that holds the diaphragm 81. The holding body 82 is a stacked body in which two glass substrates are stacked in a direction crossing the direction in which the substrates 11 and 12 are stacked, and a plurality of conductive patterns are formed between the substrates. As a result, the atmosphere is opened in the gap between the conductive patterns, and the diaphragm 81 and the extraction electrode on the opposite side are conducted through the conductive pattern. In the detection circuit of the pressure sensor 80, the pressure of the sample RG is measured by a change in capacitance between the electrode provided on the holding body 82 and the diaphragm 81.

〔2.マイクロチップの製造手順〕
以上のような構成のマイクロチップ1の製造手順を簡単に説明する。
まず、基板11にはサンドブラスト、エッチング、機械加工などにより溝14を形成する。また、基板12には、導入口121,122、排出口125、および孔20をサンドブラスト、放電加工、超音波加工、ドリル加工、レーザー加工、エッチング、プレス、射出成形などにより形成する。
[2. Microchip manufacturing procedure)
A manufacturing procedure of the microchip 1 having the above configuration will be briefly described.
First, the grooves 14 are formed in the substrate 11 by sandblasting, etching, machining, or the like. In addition, the inlets 121 and 122, the discharge port 125, and the hole 20 are formed in the substrate 12 by sandblasting, electric discharge machining, ultrasonic machining, drilling, laser machining, etching, pressing, injection molding, or the like.

次に、これらの基板11,12を溝14のY字形状と導入口121,122および排出口125との位置が合うように互いに重ね合わせ、熱融着を実施する。
なお、この熱融着のほか、陽極接合、レーザー接合、ろう付け、表面活性化接合によって基板11,12を接合してもよく、あるいは接合しないで、基板11,12を互いに重ねた状態で挟みつけてもよい。
これにより、圧力センサ80を配設するためのマイクロチップ1が完成する。
Next, these substrates 11 and 12 are overlapped with each other so that the Y-shape of the groove 14 is aligned with the positions of the inlets 121 and 122 and the outlet 125, and heat fusion is performed.
In addition to this heat fusion, the substrates 11 and 12 may be bonded by anodic bonding, laser bonding, brazing, and surface activation bonding, or the substrates 11 and 12 may be sandwiched between each other without bonding. May be attached.
Thereby, the microchip 1 for disposing the pressure sensor 80 is completed.

続いて、マイクロチップ1の各孔20に圧力センサ80をそれぞれ挿入して被載置部141に配置する。そして、各圧力センサ80を孔20の内周面にそれぞれ接合することにより、各圧力センサ80がマイクロチップ1に組み込まれ、圧力センサ80を備えたセンサ一体型マイクロチップが完成する。   Subsequently, the pressure sensor 80 is inserted into each hole 20 of the microchip 1 and placed on the placement portion 141. Then, each pressure sensor 80 is joined to the inner peripheral surface of the hole 20, whereby each pressure sensor 80 is incorporated into the microchip 1, and a sensor integrated microchip including the pressure sensor 80 is completed.

〔3.マイクロチップの作用〕
このようなマイクロチップ1を使用する際は、導入口121から試料RG1を、そして、導入口122からは試料RG2を、図示しないポンプやバルブにより所定の圧力でそれぞれ導入する。これにより、試料RG1,RG2は経路FA1,FA2をそれぞれ流れて、合流部JCTに向かう。そして、これらの試料RG1,RG2は、合流部JCTに達すると、混合流を形成し、そのまま経路FA3を流れて排出口125から排出される。
[3. Action of microchip)
When such a microchip 1 is used, the sample RG1 is introduced from the introduction port 121 and the sample RG2 is introduced from the introduction port 122 by a pump or a valve (not shown) at a predetermined pressure. As a result, the samples RG1 and RG2 flow along the paths FA1 and FA2, respectively, and travel toward the junction JCT. When these samples RG1, RG2 reach the junction JCT, a mixed flow is formed, and the sample RG1, RG2 flows through the path FA3 as it is and is discharged from the discharge port 125.

ここで、試料RG1,RG2はマイクロチップ1に所定の流量または所定の圧力で導入されているが、マイクロチップ1内では、導入口121,122に導入される際の導入口121,122における圧力抵抗や、流路FAの内周面となる溝14や基板11の板面の圧力抵抗などによって試料RGには複雑な圧力損失が生じている。その圧力損失量は、導入口121,122や溝14の形状、および、導入口121,122や溝14、基板12の表面粗さなどの加工精度などによって定まるものではなく、流路FAの内周面の表面状態(コーティングの態様など)や、試料RG1,RG2の反応による温度変化によっても変動する。
本実施形態では、マイクロチップ1内の流路FAにおいて、合流部JCT前段の経路FA1,FA2での試料RG1,RG2の各圧力と、合流部JCT後段の試料RG1,RG2の反応場であるFA3での圧力とを、圧力センサ80によってそれぞれ計測できる。
なお、試料RG1,RG2の混合に際しては、あえて乱流を生じさせて混合の効率を高めることも考えられる。
Here, the samples RG1 and RG2 are introduced into the microchip 1 at a predetermined flow rate or a predetermined pressure. In the microchip 1, the pressures at the inlets 121 and 122 when being introduced into the inlets 121 and 122 are obtained. A complicated pressure loss occurs in the sample RG due to the resistance and the pressure resistance of the groove 14 serving as the inner peripheral surface of the flow path FA and the plate surface of the substrate 11. The amount of pressure loss is not determined by the shape of the inlets 121 and 122 and the grooves 14 and the processing accuracy such as the surface roughness of the inlets 121 and 122, the grooves 14, and the substrate 12, and the like. It also fluctuates depending on the surface condition of the peripheral surface (coating mode and the like) and temperature change due to the reaction of the samples RG1 and RG2.
In the present embodiment, in the flow path FA in the microchip 1, each pressure of the samples RG1 and RG2 in the paths FA1 and FA2 before the junction JCT, and FA3 which is a reaction field of the samples RG1 and RG2 after the junction JCT. Can be measured by the pressure sensor 80.
In mixing the samples RG1 and RG2, it is conceivable that a turbulent flow is generated to increase the mixing efficiency.

〔4.第1実施形態による効果〕
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
(1)溝14を形成した基板11と孔20を形成した他の基板12とを重ね合わせるだけで、溝14の内周面とこの溝14と向き合う基板12の板面との内側に流路FAが形成されるとともに、圧力センサ80配設用の孔20を容易に形成できる。
[4. Effects according to the first embodiment]
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) By simply overlapping the substrate 11 on which the groove 14 is formed and the other substrate 12 on which the hole 20 is formed, the flow path is formed inside the inner peripheral surface of the groove 14 and the plate surface of the substrate 12 facing the groove 14. While the FA is formed, the hole 20 for disposing the pressure sensor 80 can be easily formed.

(2)ここで、孔20のサイズが溝14の幅寸法よりも大きいことから、孔20の内部に圧力センサ80を配設しても、その圧力センサ80が溝14内に突出しない。これにより、マイクロチップ1内部における試料RGの流れに影響を及ぼすことなく圧力センサ80を配設可能となる。 (2) Here, since the size of the hole 20 is larger than the width dimension of the groove 14, even if the pressure sensor 80 is disposed inside the hole 20, the pressure sensor 80 does not protrude into the groove 14. Thereby, the pressure sensor 80 can be disposed without affecting the flow of the sample RG inside the microchip 1.

(3)また、孔20の内部に配設される圧力センサ80は、圧力センサ80から流路FAへのアクセス用の孔などを介さずに試料RGに直接的に接触するため、試料RGの圧力損失が低減されるとともに、デッドボリュームが殆ど生じない。 (3) Further, since the pressure sensor 80 disposed inside the hole 20 directly contacts the sample RG without passing through the hole for accessing the flow path FA from the pressure sensor 80, the sample RG Pressure loss is reduced and almost no dead volume occurs.

(4)このように、圧力センサ80配設に関して試料RGの流れへの影響や圧力損失がない状態でマイクロチップ1内部の試料RG圧力を計測可能となるので、微小容量の試料RGの高効率反応に関して、マイクロチップ1を分析、合成の分野で利用できる。また、マイクロチップ1を用いた装置の実用化が図られる。 (4) As described above, the sample RG pressure inside the microchip 1 can be measured in a state where there is no influence on the flow of the sample RG and no pressure loss with respect to the arrangement of the pressure sensor 80. Regarding the reaction, the microchip 1 can be used in the field of analysis and synthesis. In addition, a device using the microchip 1 can be put into practical use.

(5)加えて、マイクロチップ1の製造と圧力センサ80の製造とを別途行えばよいので、微細な流路FAや圧力センサ80の作り込みに関する問題が生じず、製造が容易である。マイクロチップ1に形成された孔20には圧力センサ80を挿入して簡単に組み込むことができ、マイクロチップ1の所定範囲により多くの圧力センサ80を組み込むことも可能となるので、マイクロチップ規格化の動向にも対応することができる。
なお、マイクロチップ1には、圧力センサ80のほかに、温度センサ、化学センサ、電気化学センサ、加速度センサなど、試料RGの状態量を計測する各種のセンサを配設することができる。また、バルブ、ポンプ、マイクロチップの認識用IDタグなどのマイクロ流体デバイスをマイクロチップ1に組み込むことも可能である。
(5) In addition, since the manufacture of the microchip 1 and the manufacture of the pressure sensor 80 only have to be performed separately, there are no problems related to the fabrication of the fine flow path FA and the pressure sensor 80, and the manufacture is easy. Since the pressure sensor 80 can be easily inserted into the hole 20 formed in the microchip 1 and can be incorporated in a predetermined range of the microchip 1, it is possible to standardize the microchip. It is possible to respond to the trend of.
In addition to the pressure sensor 80, the microchip 1 can be provided with various sensors that measure the state quantity of the sample RG, such as a temperature sensor, a chemical sensor, an electrochemical sensor, and an acceleration sensor. It is also possible to incorporate a microfluidic device such as a valve, a pump, or a microchip identification ID tag into the microchip 1.

(6)基板11の溝14の両側が被載置部141となっていることから、圧力センサ80を孔20に挿入する際に、被載置部141が圧力センサ80の度当たり(ストッパー)として機能し、基板11,12同士が重ねられる面の位置に圧力センサ80が保持されるので、圧力センサ80を流路FA内の試料RGに接触する位置に容易に配設できる。 (6) Since both sides of the groove 14 of the substrate 11 are the placement portions 141, when the pressure sensor 80 is inserted into the hole 20, the placement portion 141 comes into contact with the pressure sensor 80 (stopper). Since the pressure sensor 80 is held at a position on the surface where the substrates 11 and 12 are overlapped, the pressure sensor 80 can be easily disposed at a position in contact with the sample RG in the flow path FA.

(7)マイクロチップ1の流路FAでは、複雑な圧力損失や圧力変動が生じているところ、マイクロチップ1に圧力センサ80を組み込み、マイクロチップ1内部の試料RGの圧力を計測可能としたので、マイクロチップ1内の反応場での試料RGの圧力変動の計測に基づく制御が可能となり、試料RGの合成を適切に実施できる。 (7) In the flow path FA of the microchip 1, where a complicated pressure loss or pressure fluctuation occurs, the pressure sensor 80 is incorporated in the microchip 1 so that the pressure of the sample RG inside the microchip 1 can be measured. The control based on the measurement of the pressure fluctuation of the sample RG in the reaction field in the microchip 1 becomes possible, and the sample RG can be appropriately synthesized.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について図4および図5を参照して説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略化する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the following description, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the embodiment described above, and the description is omitted or simplified.

上述の第1実施形態では、圧力センサ配設用として、一方の基板12に孔20が形成されていた。
これに対して、本実施形態では、マイクロチップを構成する2枚の基板を貫通する孔が形成されている点が第1実施形態とは相違する。これにより、マイクロチップに組み込まれる圧力センサも第1実施形態におけるものとは相違している。以下、具体的に説明する。
In the first embodiment described above, the hole 20 is formed in one of the substrates 12 for disposing the pressure sensor.
On the other hand, this embodiment is different from the first embodiment in that a hole penetrating two substrates constituting the microchip is formed. Thereby, the pressure sensor incorporated in the microchip is also different from that in the first embodiment. This will be specifically described below.

図4は、本実施形態のマイクロチップ2を示している。また、図5は、このマイクロチップ2に組み込まれる圧力センサ90を示す図である。
マイクロチップ2は、第1実施形態と同様の基板12と、この基板12と重ねられる基板21とを備えている。
基板21には、第1実施形態の基板11と同様の溝14が形成されているとともに、基板12に形成されている孔20と同じ位置および形状の孔20が溝14と連通するように形成されている。
ここで、基板12,21が互いに重ねられた状態では、基板12に形成された孔20と基板21に形成された孔20とが連続することにより、基板12,21を貫通するとともに溝14と連通する一つの貫通孔25が形成されている。本実施形態では、この貫通孔25に圧力センサ90が配設されている。
FIG. 4 shows the microchip 2 of the present embodiment. FIG. 5 is a view showing a pressure sensor 90 incorporated in the microchip 2.
The microchip 2 includes a substrate 12 similar to that of the first embodiment, and a substrate 21 that is superposed on the substrate 12.
In the substrate 21, the same groove 14 as the substrate 11 of the first embodiment is formed, and the hole 20 having the same position and shape as the hole 20 formed in the substrate 12 is formed so as to communicate with the groove 14. Has been.
Here, in a state where the substrates 12 and 21 are overlapped with each other, the hole 20 formed in the substrate 12 and the hole 20 formed in the substrate 21 are continuous, thereby penetrating the substrates 12 and 21 and the groove 14. One through hole 25 that communicates is formed. In the present embodiment, a pressure sensor 90 is disposed in the through hole 25.

圧力センサ90は、図5に示すように、マイクロチップ2の貫通孔25に挿入される六面体状のものであって、本体としてのセンサ部92および流路部91による積層体となっている。
センサ部92は、詳しい図示を省略したが、第1実施形態で述べた圧力センサ80と同様に構成されている。
流路部91は、マイクロチップ2の基板21と同じ厚さで平面正方形状のガラス製基板であり、この流路部91の板面には、連結溝94が形成されている。
この連結溝94は、マイクロチップ2の溝14と同様の断面形状、および同様の寸法であって、流路部91の一辺に沿ってその板面を二分するように延びている。
As shown in FIG. 5, the pressure sensor 90 has a hexahedral shape that is inserted into the through hole 25 of the microchip 2, and is a laminated body including a sensor unit 92 and a flow channel unit 91 as a main body.
Although detailed illustration is omitted, the sensor unit 92 is configured in the same manner as the pressure sensor 80 described in the first embodiment.
The channel portion 91 is a flat square glass substrate having the same thickness as the substrate 21 of the microchip 2, and a connecting groove 94 is formed on the plate surface of the channel portion 91.
The connecting groove 94 has the same cross-sectional shape and the same size as the groove 14 of the microchip 2, and extends so as to bisect the plate surface along one side of the flow path portion 91.

これらのセンサ部92および流路部91は、センサ部92の図示しないダイアフラムが連結溝94に臨むように互いに重ねられ、この重ねられた面がレーザー溶接、表面活性化接合、共晶接合、拡散接合、ろう付け接合などにより接合されている。これにより、流路一体型の圧力センサ90が構成されている。
そして、圧力センサ90がマイクロチップ2の貫通孔25に挿入されると、連結溝94が基板21の溝14と連結して、これらの溝14および連結溝94により、一つの連続した流路FAを構成する。
The sensor portion 92 and the flow path portion 91 are overlapped with each other so that a diaphragm (not shown) of the sensor portion 92 faces the connecting groove 94, and the overlapped surfaces are laser welded, surface activated bonding, eutectic bonding, diffusion. Bonded by brazing or brazing. Thereby, the flow path integrated pressure sensor 90 is configured.
When the pressure sensor 90 is inserted into the through hole 25 of the microchip 2, the connecting groove 94 is connected to the groove 14 of the substrate 21, and the groove 14 and the connecting groove 94 allow one continuous flow path FA. Configure.

本実施形態のマイクロチップ2の製造手順は、第1実施形態とほぼ同様であって、マイクロチップ2と圧力センサ90とは別途製造される。なお、基板12,21に孔20をそれぞれ開けてから基板12,21を重ね合わせてもよいが、基板12,21を互いに接合した後に、基板12,21を貫通する貫通孔25の穿孔を行うことにより、基板12の孔20の位置と基板21の孔20の位置とがずれにくい。
そして、マイクロチップ2に形成された貫通孔25に圧力センサ90を挿入した状態で貫通孔25の内周面に接合することにより、センサ一体型のマイクロチップ2が完成する。
The manufacturing procedure of the microchip 2 of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, and the microchip 2 and the pressure sensor 90 are manufactured separately. The substrates 12 and 21 may be overlapped after the holes 20 are formed in the substrates 12 and 21, respectively. However, after the substrates 12 and 21 are joined to each other, the through holes 25 penetrating the substrates 12 and 21 are drilled. As a result, the position of the hole 20 in the substrate 12 and the position of the hole 20 in the substrate 21 are difficult to shift.
The sensor-integrated microchip 2 is completed by joining the through hole 25 formed in the microchip 2 to the inner peripheral surface of the through hole 25 with the pressure sensor 90 inserted.

このような第2実施形態によれば、前述した(3)、(4)、(5)、および(7)と略同様の効果を奏するほか、次のような効果を奏する。
(8)溝14を形成した基板21と基板12とを重ね合わせるだけで、基板12,21間に試料RGの流路が形成される。また、基板12,21にそれぞれ形成した孔20同士が連続することにより、圧力センサ90を試料RGに接触させることが可能な圧力センサ90配設用の貫通孔25が形成される。
これにより、マイクロチップ2内部における試料RGの流れに影響を及ぼすことなく圧力センサ90を配設可能となる。
According to such 2nd Embodiment, there exist the following effects besides having the effect substantially the same as (3), (4), (5), and (7) mentioned above.
(8) The flow path of the sample RG is formed between the substrates 12 and 21 simply by superimposing the substrate 21 on which the grooves 14 are formed and the substrate 12. Further, the holes 20 formed in the substrates 12 and 21 are continuous with each other, so that the through hole 25 for disposing the pressure sensor 90 that allows the pressure sensor 90 to contact the sample RG is formed.
Thereby, the pressure sensor 90 can be disposed without affecting the flow of the sample RG inside the microchip 2.

(9)圧力センサ90のセンサ部92と流路部91とが一体化され、センサ部92の流路FAへの接触部分が圧力センサ90内部に設けられていることから、圧力センサ90単体において、センサ部92の流路部91への接触部分と流路部91との位置関係を保証できる。これにより、マイクロチップ2への圧力センサ90配設時に、圧力センサ90と流路FAとの位置関係についての外乱が排除され、歩留まりを向上させることができる。 (9) Since the sensor part 92 of the pressure sensor 90 and the flow path part 91 are integrated and the contact part of the sensor part 92 to the flow path FA is provided inside the pressure sensor 90, the pressure sensor 90 alone In addition, the positional relationship between the contact portion of the sensor unit 92 with the flow channel portion 91 and the flow channel portion 91 can be guaranteed. Thereby, when the pressure sensor 90 is disposed on the microchip 2, disturbances regarding the positional relationship between the pressure sensor 90 and the flow path FA are eliminated, and the yield can be improved.

(10)また、圧力センサ90がセンサ部92と流路部91との積層構造とされ、これらのセンサ部92と流路部91との間に連結溝94による流路FAが構成されているので、センサ部92が直接的に試料RGに接触する。これにより、試料RGの圧力損失が低減されるとともに、デッドボリュームをも抑えることができる。 (10) Further, the pressure sensor 90 has a laminated structure of the sensor part 92 and the flow path part 91, and a flow path FA by the connecting groove 94 is formed between the sensor part 92 and the flow path part 91. Therefore, the sensor unit 92 directly contacts the sample RG. Thereby, the pressure loss of the sample RG can be reduced and the dead volume can be suppressed.

(11)また、流路部91の基板厚さがマイクロチップ2の基板21と同様の厚さ寸法となっているので、基板21の基板12とは反対側の板面(図4における下面)をガイド面として、流路部91のセンサ部92とは反対側の板面(図4における下面)を面一に合わせ込むことにより、マイクロチップ2の溝14の位置と圧力センサ90の連結溝94の位置とを正確に合わせることができる。これにより、流路FAにおける試料RGの流れに支障が出ることがない。 (11) Further, since the substrate thickness of the flow path portion 91 is the same as that of the substrate 21 of the microchip 2, the plate surface of the substrate 21 opposite to the substrate 12 (lower surface in FIG. 4). 4 is used as a guide surface, and the plate surface (the lower surface in FIG. 4) opposite to the sensor portion 92 of the flow passage portion 91 is aligned so that the position of the groove 14 of the microchip 2 and the connecting groove of the pressure sensor 90 The position 94 can be accurately aligned. Thereby, there is no problem in the flow of the sample RG in the flow path FA.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について図6および図7を参照して説明する。
前記各実施形態では、平面的な流路が形成されていたが、本実施形態では、立体的な流路が形成されている。
図6は、本実施形態におけるマイクロチップ3の分解斜視図である。
本実施形態のマイクロチップ3は、3枚の基板31,32,33が互いに重ねられた構造となっている。
中央の基板32の板面両面には、溝321,322が形成され、これらの溝321,322は、基板32を厚さ方向に貫通する孔323によって互いに連通している。
具体的に、基板32の一方の面には、長手方向に沿って延びる溝321が形成され、他方の面には、溝321の途中まで溝321に沿って延びる溝322が形成され、この溝322の端部は孔323を介して溝321の途中に連通されている。
図7は、溝321,322に沿った方向における断面図である。
本実施形態では、溝321,322および孔323により流路FAが構成され、孔323の部分が合流部JCTとなっている。この流路FAにおいても、前記実施形態と同様に、導入口121から合流部JCTまでが経路FA1であり、導入口122から合流部JCTまでが経路FA2であり、合流部JCTから排出口125までが経路FA3である。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In each of the above embodiments, a planar flow path is formed, but in this embodiment, a three-dimensional flow path is formed.
FIG. 6 is an exploded perspective view of the microchip 3 in the present embodiment.
The microchip 3 of the present embodiment has a structure in which three substrates 31, 32, and 33 are stacked on each other.
Grooves 321 and 322 are formed on both plate surfaces of the central substrate 32, and these grooves 321 and 322 communicate with each other by a hole 323 that penetrates the substrate 32 in the thickness direction.
Specifically, a groove 321 extending along the longitudinal direction is formed on one surface of the substrate 32, and a groove 322 extending along the groove 321 is formed on the other surface halfway through the groove 321. The end of 322 is communicated with the middle of the groove 321 through the hole 323.
FIG. 7 is a cross-sectional view in the direction along the grooves 321 and 322.
In the present embodiment, the flow path FA is configured by the grooves 321, 322 and the hole 323, and the hole 323 is a joining portion JCT. Also in this flow path FA, the path FA1 is from the inlet 121 to the junction JCT, the path FA2 is from the inlet 122 to the junction JCT, and the path J2 is from the junction JCT to the outlet 125, as in the above embodiment. Is the route FA3.

基板31には、溝321の両端に相当する位置がそれぞれ穿孔されることにより、試料RG1の導入口121、および試料RG1,RG2の排出口125が形成されている。また、基板31には、溝321の開口に向かって貫通する孔20が合流部JCT近傍の上流側に形成され、この孔20には、第1実施形態と同様の圧力センサ80が配設されている。
基板33には、溝322の合流部JCTとは反対側の端部に相当する位置が穿孔されることにより、試料RG2の導入口122が形成されている。また、基板33においても、基板31の孔20と同様、溝322の開口に向かって貫通する孔20が合流部JCT近傍上流側に形成され、この孔20に圧力センサ80が配設されている。
なお、これらの基板31,33の厚さは、圧力センサ80が基板31,33の孔20にそれぞれ配設された際に、圧力センサ80が孔20に納まる寸法となっている。
In the substrate 31, positions corresponding to both ends of the groove 321 are respectively drilled, thereby forming an inlet 121 for the sample RG 1 and an outlet 125 for the samples RG 1 and RG 2. Further, a hole 20 penetrating toward the opening of the groove 321 is formed in the substrate 31 on the upstream side in the vicinity of the junction portion JCT, and the pressure sensor 80 similar to that of the first embodiment is disposed in the hole 20. ing.
The substrate 33 is formed with an introduction port 122 for the sample RG2 by drilling a position corresponding to the end of the groove 322 opposite to the joining portion JCT. Also in the substrate 33, similarly to the hole 20 of the substrate 31, a hole 20 penetrating toward the opening of the groove 322 is formed on the upstream side in the vicinity of the junction portion JCT, and the pressure sensor 80 is disposed in the hole 20. .
The thicknesses of these substrates 31 and 33 are such that when the pressure sensor 80 is disposed in the hole 20 of the substrates 31 and 33, the pressure sensor 80 is accommodated in the hole 20.

そして、基板31,33で基板32を挟むように、基板31,32,33を互いに重ね合わせることにより、基板31,32の対向面と、基板32,33の対向面とにおいて、連続する一つの流路FAが構成される。導入口121,122からそれぞれ導入された試料RG1,RG2は、第1実施形態とほぼ同様に、合流部JCTに向かって流れ、合流部JCTからは混合流となって経路FA3を流れ、排出口125から排出される。   Then, the substrates 31, 32, 33 are overlapped with each other so that the substrate 32 is sandwiched between the substrates 31, 33, so that one continuous surface is formed between the opposing surface of the substrates 31, 32 and the opposing surface of the substrates 32, 33. A flow path FA is configured. Samples RG1 and RG2 respectively introduced from the inlets 121 and 122 flow toward the merging portion JCT and flow from the merging portion JCT as a mixed flow through the path FA3 in substantially the same manner as in the first embodiment. It is discharged from 125.

このような第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の作用効果に加えて、次の効果を得ることができる。
(12)圧力センサ80が孔20の内部に納まって基板31,33表面から突出していないので、吸着冶具などを用いてマイクロチップ3をハンドリングする際に支障がない。
According to such 3rd Embodiment, in addition to the effect similar to 1st Embodiment, the following effect can be acquired.
(12) Since the pressure sensor 80 is accommodated in the hole 20 and does not protrude from the surfaces of the substrates 31 and 33, there is no problem when the microchip 3 is handled using an adsorption jig or the like.

(13)また、圧力センサ80が導入口121,122と合流部JCTとの間であって合流部JCT近傍にそれぞれ設けられているので、圧力センサ80により、合流部JCT直前の試料RG1,RG2の圧力がそれぞれ計測される。これにより、試料RG1,RG2の圧力や圧力バランスをより適切に制御でき、試料RG1,RG2による相流の安定化が図られる。 (13) Since the pressure sensor 80 is provided between the inlets 121 and 122 and the junction JCT and in the vicinity of the junction JCT, the samples RG1 and RG2 immediately before the junction JCT are provided by the pressure sensor 80. Each pressure is measured. Thereby, the pressure and pressure balance of the samples RG1 and RG2 can be controlled more appropriately, and the phase flow by the samples RG1 and RG2 can be stabilized.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態について図8〜図10を参照して説明する。
本実施形態のマイクロチップ4は、内部に形成された流路の形状が前記各実施形態における流路とは異なり、このため、圧力センサが組み込まれている位置も前記各実施形態とは異なっている。本実施形態では、特に試料を相流状態とした後分岐する操作について説明する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The microchip 4 of the present embodiment is different in the shape of the flow path formed inside from the flow path in each of the above embodiments, and therefore, the position where the pressure sensor is incorporated is also different from that in each of the above embodiments. Yes. In this embodiment, an operation of branching after the sample is brought into a phase flow state will be described.

図8は、本実施形態のマイクロチップ4の平面図である。
マイクロチップ4は、基板41,42が重ねられた構造であり、基本的に第1実施形態における基板11,12が重ねられた構造と同様であるが、マイクロチップ4内部の流路FAMの形状が第1実施形態のものとは相違し、基板41には、この流路FAMの形状に応じた溝44が形成されている。
流路FAMは、基板41の長手方向に沿って1往復半するように蛇行し、始端および終端に設けられた二股部分は、それぞれ試料RGの合流部JCTと分岐部BFRとなっている。すなわち、流路FAMは、合流部JCTにそれぞれ流れる経路FA1,FA2と、蛇行部分のFA3と、分岐部BFRから別れる経路FA4,FA5とを含んで構成されている。
FIG. 8 is a plan view of the microchip 4 of the present embodiment.
The microchip 4 has a structure in which the substrates 41 and 42 are overlaid, and is basically the same as the structure in which the substrates 11 and 12 in the first embodiment are overlaid. However, the shape of the flow path FAM in the microchip 4 is the same. However, unlike the first embodiment, a groove 44 corresponding to the shape of the flow path FAM is formed in the substrate 41.
The flow path FAM meanders so as to make one reciprocal half along the longitudinal direction of the substrate 41, and the bifurcated portions provided at the start end and the end are the junction portion JCT and the branch portion BFR of the sample RG, respectively. That is, the flow path FAM is configured to include paths FA1 and FA2 that respectively flow to the merging portion JCT, a meandering portion FA3, and routes FA4 and FA5 that are separated from the branching portion BFR.

基板41には、経路FA1,FA2に試料RGを導入する導入口121,122と、経路FA4,FA5から試料RGを排出する排出口125,126とがそれぞれ形成されている。
また、基板41には、経路FA1,FA2に1つずつ、経路FA3に2つ、経路FA4,FA5に1つずつ、圧力センサ80配設用の孔20が計6つ形成されている。
さらに、これらの孔20にそれぞれ配設される圧力センサ80を外部に接続するための結線用パターンCP1,CP2,CP3,CP4,CP5,CP6が半導体プロセスやスクリーン印刷技術により、基板41の表面に形成されている。この結線用パターンCP1〜CP6は、基板41の長手方向に沿った一方の辺に沿って等ピッチで並んでおり、並んだ箇所から各孔20の隣接位置までそれぞれ延びている。具体的に、結線用パターンCP1が経路FA1における孔20に向かって、結線用パターンCP2が経路FA2における孔20に向かって、結線用パターンCP3は経路FA3における合流部JCT寄りの孔20に向かってそれぞれ延びている。また、結線用パターンCP4は経路FA3における略中間地点の孔20に向かって延び、そして、結線用パターンCP5からピッチ一つ分おいて配置されている結線用パターンCP6が経路FA4における孔20に向かって延び、結線用パターンCP6は経路FA5における孔20に向かってそれぞれ延びている。
In the substrate 41, inlets 121 and 122 for introducing the sample RG into the paths FA1 and FA2 and outlets 125 and 126 for discharging the sample RG from the paths FA4 and FA5 are formed, respectively.
Further, the substrate 41 is formed with a total of six holes 20 for disposing the pressure sensor 80, one for each of the paths FA1 and FA2, two for the path FA3, and one for each of the paths FA4 and FA5.
Further, connection patterns CP1, CP2, CP3, CP4, CP5, and CP6 for connecting the pressure sensors 80 respectively disposed in the holes 20 to the outside are formed on the surface of the substrate 41 by a semiconductor process or screen printing technology. Is formed. The connection patterns CP <b> 1 to CP <b> 6 are arranged at an equal pitch along one side along the longitudinal direction of the substrate 41, and extend from the arranged position to an adjacent position of each hole 20. Specifically, the connection pattern CP1 is directed toward the hole 20 in the path FA1, the connection pattern CP2 is directed toward the hole 20 in the path FA2, and the connection pattern CP3 is directed toward the hole 20 near the joining portion JCT in the path FA3. Each extends. Further, the connection pattern CP4 extends toward the hole 20 at a substantially middle point in the path FA3, and the connection pattern CP6 arranged with a pitch from the connection pattern CP5 toward the hole 20 in the path FA4. The connection pattern CP6 extends toward the hole 20 in the path FA5.

そして、各孔20には、圧力センサ80がそれぞれ配設されている。この圧力センサ80には、図示を省略するが、ダイアフラムが設けられた側とは反対側の面に、ダイアフラムの変位を示す電位の取出電極が設けられていて、この取出電極に上述の結線用パターンCP1〜CP6がそれぞれ接続されている。
なお、本実施形態は、特に、マイクロチップにおけるセンサの配設位置について説明するためのものであり、第2実施形態における圧力センサ90、およびこの圧力センサ90が配設される貫通孔が形成されたマイクロチップを採用した場合でも、以下に説明する作用効果と同様の作用効果を奏する。
A pressure sensor 80 is disposed in each hole 20. Although not shown, the pressure sensor 80 is provided with an extraction electrode having a potential indicating the displacement of the diaphragm on the surface opposite to the side on which the diaphragm is provided. Patterns CP1 to CP6 are connected to each other.
The present embodiment is particularly for explaining the position of the sensor on the microchip. The pressure sensor 90 in the second embodiment and the through hole in which the pressure sensor 90 is disposed are formed. Even when the microchip is employed, the same effects as those described below can be obtained.

本実施形態のマイクロチップ4を製造する際には、第1実施形態と同様の手順により、基板41,42を互いに重ねて接合する。そして、圧力センサ80を各孔20に配設し、圧力センサ80の取り出し電極を結線用パターンCP1〜CP6にハンダ或いはハンダペースト、ワイヤボンディング、プロービングなどにより、それぞれ接続する。この際、結線用パターンCP1〜CP6は等ピッチで配置されれていることにより、結線作業が容易である。こうして、センサ一体型マイクロチップ4が完成し、このマイクロチップ4に組み込まれた圧力センサ90が接続パターンCP1〜CP6によって外部のセンサ検出回路や電源、計測機器などに接続可能となる。本実施形態では、接続パターンCP1〜CP6により、圧力センサ90はプロービングやワイヤボンディングなどによりセンサ検出回路200(図10)へと接続されている。   When manufacturing the microchip 4 of the present embodiment, the substrates 41 and 42 are overlapped and bonded to each other by the same procedure as in the first embodiment. The pressure sensor 80 is disposed in each hole 20, and the take-out electrode of the pressure sensor 80 is connected to the connection patterns CP1 to CP6 by solder, solder paste, wire bonding, probing, or the like. At this time, since the connection patterns CP1 to CP6 are arranged at an equal pitch, the connection work is easy. Thus, the sensor-integrated microchip 4 is completed, and the pressure sensor 90 incorporated in the microchip 4 can be connected to an external sensor detection circuit, a power source, a measuring instrument, and the like by the connection patterns CP1 to CP6. In the present embodiment, the pressure sensor 90 is connected to the sensor detection circuit 200 (FIG. 10) by probing, wire bonding, or the like by the connection patterns CP1 to CP6.

ここで、図9は、試料RGの流れについて説明するための図である。
本実施形態の試料RGとしては、例えば、気体と液体、油と水など、成分が互いに異なる試料RG1と試料RG2とが用いられている。
図9(A)に示すように、試料RG1と試料RG2とが導入口121,122からそれぞれ導入され、これらの試料RG1,RG2は、経路FA1,FA2を合流部JCTに向かってそれぞれ流れ、合流部JCTで相分離した相流となって経路FA3を流れる。そして、分岐部BFRにおいて再び、試料RG1と試料RG2のそれぞれの流れに分かれて、排出口125,126からそれぞれ排出される。
Here, FIG. 9 is a diagram for explaining the flow of the sample RG.
As the sample RG of the present embodiment, for example, a sample RG1 and a sample RG2 having different components such as gas and liquid and oil and water are used.
As shown in FIG. 9A, a sample RG1 and a sample RG2 are introduced from the inlets 121 and 122, respectively, and these samples RG1 and RG2 flow along paths FA1 and FA2 toward the junction JCT, respectively. It flows through the path FA3 as a phase flow separated by the part JCT. Then, the flow is again divided into the respective flows of the sample RG1 and the sample RG2 at the branch portion BFR and discharged from the discharge ports 125 and 126, respectively.

前述のように、マイクロチップ4においては、溝44の内周面や基板41の板面の圧力抵抗、および試料RGの反応による温度変化などに起因して、複雑な圧力損失が生じやすい。この圧力損失により、試料RG1,RG2の所定の分圧バランスが崩れると、図9(B)に示したように、試料RG1,RG2は、合流部JCTにおいて所望の相流を形成できず、乱流をも伴う。このままでは、分岐部BFRにおいて試料RG1、RG2の流れを良好な状態で分けることはできない。   As described above, in the microchip 4, complicated pressure loss is likely to occur due to the pressure resistance of the inner peripheral surface of the groove 44 and the plate surface of the substrate 41, the temperature change due to the reaction of the sample RG, and the like. If the predetermined partial pressure balance between the samples RG1 and RG2 is lost due to this pressure loss, the samples RG1 and RG2 cannot form a desired phase flow at the junction JCT as shown in FIG. There is also a flow. In this state, the flow of the samples RG1 and RG2 cannot be separated in a good state at the branch portion BFR.

ここで、マイクロチップ4に組み込まれた6つの圧力センサ80では、試料RG1,RG2の圧力が所定の駆動周波数において繰り返し計測され、これらの計測値は、結線用パターンCP1〜CP6を介して検出回路200(図10)に送出されている。この検出回路200において、マイクロチップ4内の試料RGの圧力状態についてフィードバック処理が実施される。   Here, in the six pressure sensors 80 incorporated in the microchip 4, the pressures of the samples RG1 and RG2 are repeatedly measured at a predetermined driving frequency, and these measured values are detected by the detection circuits via the connection patterns CP1 to CP6. 200 (FIG. 10). In the detection circuit 200, feedback processing is performed on the pressure state of the sample RG in the microchip 4.

制御装置としての検出回路200は、図10に示すように、バルブVLに開閉信号を送信するバルブ指示部210と、圧力値などの比較演算を行う演算部220と、これらのバルブ指示部210および演算部220に対して命令を発する制御部230とを備えて構成されている。
この検出回路200は、マイクロチップ4に試料RG1,RG2が導入される際には、バルブVLに信号を送り、試料RG1,RG2に所定の圧力を付与する。そして、各圧力センサ90から試料RG1あるいは試料RG2の圧力を受け取るたびに、演算部220にこの圧力値と所定の圧力値とを比較演算させ、この演算結果に応じて試料RG1,RG2の各圧力を増減する信号をバルブ指示部210に送信する。これにより、図9(A)に示すように、試料RG1,RG2を流路FA3において所定の分圧により相分離した相流状態に保ち、分岐部BFRにおいても、試料RG1,RG2を目論見どおりに分岐させることができる。
As shown in FIG. 10, the detection circuit 200 as a control device includes a valve instruction unit 210 that transmits an open / close signal to the valve VL, a calculation unit 220 that performs a comparison operation such as a pressure value, and the valve instruction unit 210 and The control unit 230 is configured to issue a command to the arithmetic unit 220.
When the samples RG1 and RG2 are introduced into the microchip 4, the detection circuit 200 sends a signal to the valve VL to apply a predetermined pressure to the samples RG1 and RG2. Each time the pressure of the sample RG1 or RG2 is received from each pressure sensor 90, the calculation unit 220 compares this pressure value with a predetermined pressure value, and the respective pressures of the samples RG1 and RG2 according to the calculation result. A signal to increase or decrease is transmitted to the valve instruction unit 210. As a result, as shown in FIG. 9A, the samples RG1 and RG2 are kept in a phase flow state in which the phases are separated by a predetermined partial pressure in the flow path FA3, and the samples RG1 and RG2 are also as expected in the branch BFR. Can be branched.

本実施形態によれば、前記各実施形態と略同様の作用効果を奏するとともに、次の作用効果を相する。
(14)上述のように、合流部JCTおよび分岐部BFRを有する流路FAMにおいて、6つの圧力センサ80を設けたことにより、各圧力センサ80の計測値に基づいて試料RG1、RG2における圧力変動や分圧状態が適切に制御される。これにより、各試料RG1,RG2による相流を相分離した状態に安定化させることができ、また、この相流を容易に分岐させることができる。
According to the present embodiment, the same operational effects as the above-described embodiments and the following operational effects are combined.
(14) As described above, in the flow path FAM having the junction portion JCT and the branch portion BFR, by providing the six pressure sensors 80, the pressure fluctuations in the samples RG1 and RG2 based on the measurement values of the pressure sensors 80. And the partial pressure state is appropriately controlled. Thereby, the phase flow by each sample RG1, RG2 can be stabilized in the phase-separated state, and this phase flow can be easily branched.

(15)各経路FA1,FA2,FA3,FA4における試料RG1,RG2の圧力がフィードバック制御されることにより、各試料RG1,RG2の圧力制御がより確実に行われるので、試料RG1,RG2による相流状態が一層安定化するとともに、RG1,RG2による相流を再び分ける分岐操作を目論見どおりに実施できる。 (15) Since the pressures of the samples RG1 and RG2 in the paths FA1, FA2, FA3, and FA4 are feedback-controlled, the pressure control of the samples RG1 and RG2 is more reliably performed, so the phase flow by the samples RG1 and RG2 The state is further stabilized, and the branching operation for re-dividing the phase flow by RG1 and RG2 can be performed as intended.

(16)マイクロチップ4に圧力センサ80用の結線用パターンCP1〜CP6が設けられていることにより、従来のようにセンサ検出回路をマイクロチップ4の基板42に接着したり、孔20に配設された圧力センサ80から長い配線を取り回すことを不要にできる。これにより、マイクロチップ4に圧力センサ80を簡単に電気的に取り付けることができる。
また、圧力センサ80の配設時にセンサ検出回路を含めて取り付ける必要がないことから、マイクロチップ4が規格化されたものであって大きさに制約がある場合でも、多数のセンサやその他のマイクロ流体デバイスをマイクロチップに搭載できる。
さらに、圧力センサ80配設のために長い配線を取り回すことも不要となるので、マイクロチップ4の可搬性が向上し、マイクロチップの交換も容易に行える。
(16) Since the connection patterns CP1 to CP6 for the pressure sensor 80 are provided on the microchip 4, the sensor detection circuit is adhered to the substrate 42 of the microchip 4 or disposed in the hole 20 as in the past. It is not necessary to run long wires from the pressure sensor 80. Thereby, the pressure sensor 80 can be easily electrically attached to the microchip 4.
In addition, since it is not necessary to include the sensor detection circuit when the pressure sensor 80 is disposed, even if the microchip 4 is standardized and has a limited size, a large number of sensors and other microchips can be used. Fluidic devices can be mounted on a microchip.
Furthermore, since it is not necessary to run a long wiring for the pressure sensor 80, the portability of the microchip 4 is improved and the microchip can be easily replaced.

<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態について説明する。
本実施形態は、複数の経路における試料の圧力差を用いて流体制御を実施する点が第4実施形態とは相違する。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
The present embodiment is different from the fourth embodiment in that fluid control is performed using the pressure difference of the sample in a plurality of paths.

図11は、本実施形態におけるマイクロチップ5の平面図である。
マイクロチップ5の内部に形成された流路FAMMは、第4実施形態における流路FAMと同様に、長手方向に沿って一往復半するように蛇行し、流路FAMMの両端はそれぞれ二股に分かれていて、これらはそれぞれ試料RGの合流部JCTと分岐部BFRとなっている。なお、本実施形態では、合流部JCTおよび分岐部BFRの二股部分が流路FAMMの端部に向かってそれぞれ平行に延びている形状となっている。
また、本実施形態の流路FAMMは、蛇行する途中に合流部JCTSを有している。このような流路FAMMは、合流部JCTにそれぞれ流れる経路FA1とFA2と、蛇行部分のFA3と、分岐部BFRからそれぞれ流れる経路FA4,FA5と、もう一つの合流部JCTSに向かって流れる経路FA6を含んで構成されている。
FIG. 11 is a plan view of the microchip 5 in the present embodiment.
Like the flow path FAM in the fourth embodiment, the flow path FAMM formed inside the microchip 5 meanders so as to make one reciprocal half along the longitudinal direction, and both ends of the flow path FAMM are divided into two branches. These are the junction part JCT and the branch part BFR of the sample RG, respectively. In the present embodiment, the bifurcated portions of the junction portion JCT and the branch portion BFR extend in parallel toward the end portion of the flow path FAMM.
Further, the flow path FAMM of the present embodiment has a junction portion JCTS in the meandering manner. Such a flow path FAMM includes paths FA1 and FA2 that flow to the junction portion JCT, FA3 of the meander portion, routes FA4 and FA5 that flow from the branch portion BFR, respectively, and a route FA6 that flows toward the other junction portion JCTS. It is comprised including.

マイクロチップ5は、基板51,52が互いに重ねられた積層構造であり、基板51には、流路FAMMの形状に応じた溝54が形成されている。
また、基板51には、経路FA1,FA2に試料RGを導入する導入口121,122と、経路FA4,FA5から試料RGを排出する排出口125,126と、経路FA6に試料RGを導入する導入口128とが形成されている。
一方、基板52には、センサ配設用の平面視矩形状の孔30が3つ形成されている。具体的に、導入口121,122と合流部JCTとの間に、孔30が経路FA1とFA2とに跨るように形成されている。また、合流部JCTSと重なる位置で、かつ経路FA3と経路FA6とに跨るように別の孔30が形成され、さらに、分岐部BFRと排出口125,126との間には、経路FA3とFA4とに跨るようにもう一つの孔30が形成されている。
The microchip 5 has a laminated structure in which the substrates 51 and 52 are stacked on each other, and the substrate 51 has a groove 54 corresponding to the shape of the flow path FAMM.
Also, the substrate 51 has inlets 121 and 122 for introducing the sample RG into the paths FA1 and FA2, discharge ports 125 and 126 for discharging the sample RG from the paths FA4 and FA5, and an introduction for introducing the sample RG into the path FA6. A mouth 128 is formed.
On the other hand, the substrate 52 has three holes 30 that are rectangular in plan view for sensor placement. Specifically, the hole 30 is formed between the introduction ports 121 and 122 and the junction portion JCT so as to straddle the paths FA1 and FA2. Further, another hole 30 is formed at a position overlapping the junction portion JCTS and straddling the route FA3 and the route FA6, and between the branch portion BFR and the discharge ports 125 and 126, the routes FA3 and FA4. Another hole 30 is formed so as to straddle.

これらの孔30には、それぞれ平面視矩形状の圧力センサ100が配設され、これらの圧力センサ100では、複数経路における圧力差が計測される構成となっている。具体的に、各圧力センサ100の計測値は、それぞれ、経路FA1および経路FA2の圧力差、経路FA3および経路FA6の圧力差、経路FA4および経路FA5の圧力差、のようになる。
なお、図示を省略したが、これらの孔30の近傍には、第4実施形態の結線用パターンCP1〜CP6などと同様のパターンが配置されており、孔30に配設された圧力センサ100の計測値は検出回路に取り出されている。
Each of these holes 30 is provided with a pressure sensor 100 having a rectangular shape in plan view, and these pressure sensors 100 are configured to measure pressure differences in a plurality of paths. Specifically, the measured values of the pressure sensors 100 are respectively the pressure difference between the path FA1 and the path FA2, the pressure difference between the path FA3 and the path FA6, and the pressure difference between the path FA4 and the path FA5.
Although not shown, in the vicinity of these holes 30, the same patterns as the connection patterns CP <b> 1 to CP <b> 6 of the fourth embodiment are arranged, and the pressure sensor 100 disposed in the holes 30 has the same pattern. The measured value is taken out to the detection circuit.

このようなマイクロチップ5では、導入口121,122から試料RG1,RG2が導入されるとともに、導入口128からは試料RG3が導入される。導入口121,122から導入された試料RG1,RG2は、合流部JCTにおいて相分離した相流となり、この試料RG1,RG2による相流が合流部JCTSに達する。この合流部JCTSにおいて、試料RG1,RG2による相流が導入口128から導入された試料RGと合流すると、試料RG2と試料RG3とが混合され、これらの試料RG2,RG3による混合流は、試料RG1との相流となって分岐部BFRへと流れる。そして、分岐部BFRにおいて、試料RG1の流れと、試料RG2および試料RG3との混合流とは二手に分かれて、排出口125,126からそれぞれ排出される。   In such a microchip 5, the samples RG 1 and RG 2 are introduced from the introduction ports 121 and 122, and the sample RG 3 is introduced from the introduction port 128. The samples RG1 and RG2 introduced from the inlets 121 and 122 become phase flows separated in the junction JCT, and the phase flows generated by the samples RG1 and RG2 reach the junction JCTS. In this merging section JCTS, when the phase flow of the samples RG1 and RG2 merges with the sample RG introduced from the inlet 128, the sample RG2 and the sample RG3 are mixed, and the mixed flow of these samples RG2 and RG3 is the sample RG1. Flow into the branch part BFR. In the branch portion BFR, the flow of the sample RG1 and the mixed flow of the sample RG2 and the sample RG3 are divided into two and discharged from the discharge ports 125 and 126, respectively.

前述のように、マイクロチップ5の流路FAMM内では、溝54の内周面や基板52の板面による圧力抵抗や試料RGの反応による温度変化に起因して、複雑な圧力損失が生じやすく、試料RG1,RG2,RG3を所定の圧力状態および圧力バランスに保つ必要がある。
本実施形態では、第4実施形態と同様の検出回路によってフィードバック処理を実施しているが、このフィードバック処理では、圧力センサ100により得られる複数経路における圧力差が用いられている。
具体的には、検出回路の演算部では、各圧力センサ100から受け取った圧力差が所定の圧力差と比較演算され、この演算結果に基いて試料RG1,RG2,RG3の各圧力を増減する信号がバルブ指示部に送信される。これにより、試料RG1,RG2による相流、あるいは試料RG2,RG3による混合流の安定化が図られる。試料RG2,RG3による混合流においては、試料RG2,RG3の混合比率が一定となるので、試料RG1と試料RG2,RG3との相流状態も安定化し、分岐部BFRにおいて、試料RG1と試料RG2,RG3とを目論見どおりに分岐させることができる。
As described above, in the flow path FAMM of the microchip 5, complicated pressure loss is likely to occur due to the pressure resistance due to the inner peripheral surface of the groove 54 and the plate surface of the substrate 52 and the temperature change due to the reaction of the sample RG. The samples RG1, RG2, and RG3 must be maintained in a predetermined pressure state and pressure balance.
In this embodiment, feedback processing is performed by the same detection circuit as that in the fourth embodiment. In this feedback processing, pressure differences in a plurality of paths obtained by the pressure sensor 100 are used.
Specifically, in the calculation unit of the detection circuit, the pressure difference received from each pressure sensor 100 is compared with a predetermined pressure difference, and a signal for increasing or decreasing each pressure of the samples RG1, RG2, RG3 based on the calculation result. Is transmitted to the valve indicating unit. Thereby, stabilization of the phase flow by sample RG1, RG2 or the mixed flow by sample RG2, RG3 is achieved. In the mixed flow of the samples RG2 and RG3, the mixing ratio of the samples RG2 and RG3 is constant, so that the phase flow state between the sample RG1 and the samples RG2 and RG3 is also stabilized, and the sample RG1 and the sample RG2, in the branch BFR. RG3 can be branched as intended.

本実施形態によれば、前述の作用効果に加えて、次の作用効果を奏する。
(17)合流部JCTの前段や分岐部BFRの後段で複数経路を流れる試料RG1、RG2,RG3相互の差圧が用いられるので、圧力センサ100に個体差などがあっても、各試料RGの圧力バランスが正確に測定され、これに基いて流路FAMM内の圧力変動や分圧状態を適切に制御できる。
According to the present embodiment, in addition to the above-described operational effects, the following operational effects are achieved.
(17) Since the differential pressures between the samples RG1, RG2, and RG3 flowing through a plurality of paths are used before the junction portion JCT and after the branch portion BFR, even if there is an individual difference in the pressure sensor 100, each sample RG The pressure balance is accurately measured, and based on this, the pressure fluctuation and the partial pressure state in the flow path FAMM can be appropriately controlled.

<第6実施形態>
次に、本発明の第6実施形態について図12〜図15を参照して説明する。
本実施形態は、第5実施形態と略同様のマイクロチップに第2実施形態における流路一体型の圧力センサと同タイプのセンサを組み込んでセンサ一体型のマイクロチップとし、
さらにセンサの構成を第5実施形態と同様に複数経路における試料の圧力差を計測するものとした。
<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, a sensor-integrated microchip is obtained by incorporating the same type of sensor as the flow-integrated pressure sensor in the second embodiment into a microchip that is substantially the same as the fifth embodiment.
Further, the sensor configuration is such that the pressure difference of the sample in a plurality of paths is measured as in the fifth embodiment.

図12は、本実施形態におけるマイクロチップ6の平面図である。マイクロチップ6は、基板51,52による積層構造であり、これらの基板51,52のいずれをも貫通するとともに基板51に形成された溝54と連通する3つの貫通孔35が形成されているほかは、第5実施形態のマイクロチップ5と同様の構成となっている。そして、マイクロチップ6に形成された貫通孔35には、図14に示す圧力センサ110が1つ、および図15に示す圧力センサ130が2つ、計3つがそれぞれ配設されている。   FIG. 12 is a plan view of the microchip 6 in the present embodiment. The microchip 6 has a laminated structure of substrates 51 and 52, and includes three through holes 35 that pass through both of the substrates 51 and 52 and communicate with a groove 54 formed in the substrate 51. Has the same configuration as the microchip 5 of the fifth embodiment. A total of three pressure sensors 110 shown in FIG. 14 and two pressure sensors 130 shown in FIG. 15 are arranged in the through holes 35 formed in the microchip 6.

図13に示した圧力センサ110は、マイクロチップ6内部の流路FAMMにおける合流部JCTSに重なるように配置されるものである。図14は、この圧力センサ110の図13におけるXIII−XIII線矢視図である。
この圧力センサ110は、板部材であるガラス製のブロック112およびセンサ部111による積層体となっている。
センサ部111には、平面視略Y字状の連結溝114が形成されている。この連結溝114は、圧力センサ110がマイクロチップ6に配設されるとマイクロチップ6側の溝54と連結するので、連結溝114の二股部分は、流路FAにおける経路FA3,FA6をそれぞれ構成することになる。
The pressure sensor 110 shown in FIG. 13 is disposed so as to overlap the junction portion JCTS in the flow path FAMM inside the microchip 6. FIG. 14 is a view of the pressure sensor 110 taken along line XIII-XIII in FIG.
The pressure sensor 110 is a laminated body composed of a glass block 112 which is a plate member and a sensor unit 111.
The sensor portion 111 is formed with a connecting groove 114 having a substantially Y shape in plan view. When the pressure sensor 110 is disposed on the microchip 6, the connection groove 114 is connected to the groove 54 on the microchip 6 side, so that the bifurcated portion of the connection groove 114 constitutes the paths FA3 and FA6 in the flow path FA. Will do.

このような連結溝114の二股部分が並んでいる間に、試料RGの圧力を検知する検出部115が設けられている。
検出部115は、矩形平板状の可動部材であって、連結溝114の二股部分の間で長辺端面側の基端部のみが連結溝114の底部に取り付けられ、一方の板面が二股部分の経路FA3における試料RG1,RG2に接触し、他方の板面が経路FA6における試料RG3に接触するように設けられている。
この検出部115の基端部には、歪ゲージ、ピエゾ素子、振動子などの検出素子115Aが設けられている。
While such a bifurcated portion of the connecting groove 114 is arranged, a detection unit 115 that detects the pressure of the sample RG is provided.
The detection unit 115 is a rectangular flat plate-shaped movable member, and only the base end portion on the long side end surface side is attached to the bottom of the connection groove 114 between the two fork portions of the connection groove 114, and one plate surface is the fork portion. In contact with the sample RG1, RG2 in the path FA3, and the other plate surface is in contact with the sample RG3 in the path FA6.
A detection element 115 </ b> A such as a strain gauge, a piezoelectric element, or a vibrator is provided at the base end of the detection unit 115.

マイクロチップ6の合流部JCTの近傍上流側、および分岐部BFR近傍下流側には、図15に示す圧力センサ130がそれぞれ配置されている。この圧力センサ130は、内部に形成される連結溝134の構成以外は、圧力センサ110とほぼ同様のものである。
圧力センサ130では、流路部131に2本の連結溝134が略平行に並んでおり、これらの連結溝134の間に検出部135が形成されている。
A pressure sensor 130 shown in FIG. 15 is arranged on the upstream side in the vicinity of the junction JCT of the microchip 6 and on the downstream side in the vicinity of the branch part BFR. The pressure sensor 130 is substantially the same as the pressure sensor 110 except for the configuration of the connecting groove 134 formed inside.
In the pressure sensor 130, two connection grooves 134 are arranged in parallel in the flow path portion 131, and a detection unit 135 is formed between the connection grooves 134.

ここで、圧力センサ110の検出部115は、経路FA3,FA6における試料RG1,RG2または試料RG3の圧力に応じて経路FA3,FA6の境界部分で回動する。この検出部115の回動により、検出素子115Aの抵抗値や電圧、周波数などが変化し、この検出素子115Aの信号に基いて経路FA3および経路FA6における試料RGの圧力差を得ることができる。この検出素子115Aの信号は検出回路に所定の駆動周波数において繰り返し送出されている。
また、圧力センサ130においても同様に、経路FA1,FA2間、あるいは経路FA4,FA5間における各試料RGの圧力に応じて検出部135が各経路の境界部分で回動し、検出素子135Aの信号が検出回路で検出されている。
Here, the detection unit 115 of the pressure sensor 110 rotates at the boundary between the paths FA3 and FA6 according to the pressure of the samples RG1 and RG2 or the sample RG3 in the paths FA3 and FA6. By the rotation of the detection unit 115, the resistance value, voltage, frequency, and the like of the detection element 115A change, and the pressure difference between the sample RG in the path FA3 and the path FA6 can be obtained based on the signal of the detection element 115A. The signal from the detection element 115A is repeatedly sent to the detection circuit at a predetermined drive frequency.
Similarly, in the pressure sensor 130, the detection unit 135 rotates at the boundary portion of each path according to the pressure of each sample RG between the paths FA1 and FA2 or between the paths FA4 and FA5, and the signal of the detection element 135A is detected. Is detected by the detection circuit.

本実施形態では、圧力センサ110,130によって得られた試料RGの差圧に基いて、マイクロチップ6内の流体制御が行われる。この際、圧力センサ110によって得られた経路FA3,FA6間の差圧に基いて、合流部JCTSにおける試料RG1,RG2および試料RG3の圧力が適切に制御されるので、合流部JCTSから先の試料RG1と試料RG2,RG3による相流形成が上手くいく。
また、圧力センサ130によって得られる経路FA1,FA2間あるいは経路FA4,FA5間の差圧に基いて、合流部JCTSにおける合流、あるいは分岐部BFRにおける分岐が所望の状態に制御される。
In the present embodiment, fluid control in the microchip 6 is performed based on the differential pressure of the sample RG obtained by the pressure sensors 110 and 130. At this time, the pressures of the samples RG1, RG2 and RG3 in the junction JCTS are appropriately controlled based on the differential pressure between the paths FA3 and FA6 obtained by the pressure sensor 110. Phase flow formation by RG1 and samples RG2 and RG3 works well.
Further, based on the differential pressure between the paths FA1 and FA2 or between the paths FA4 and FA5 obtained by the pressure sensor 130, the merging at the merging portion JCTS or the branching at the branching portion BFR is controlled to a desired state.

このような本実施形態によれば、前記各実施形態と略同様の作用効果に加えて、次のような作用効果を奏する。
(18)試料RGの合流部JCTSが圧力センサ110内部に形成され、また合流部JCTや分岐部BFR近傍の複数経路が圧力センサ130内部に形成されていることにより、基板に形成した合流部あるいは分岐部近傍にセンサを配設する場合よりも、合流部JCT,JCTSや分岐部BFRが占める寸法を小さくできる。これにより、面積に制約がある規格化されたマイクロチップを使用する場合でも、複雑かつ微細な流路FAMMを実現できる。
According to the present embodiment as described above, the following operational effects are obtained in addition to the operational effects substantially similar to those of the respective embodiments.
(18) The confluence portion JCTS of the sample RG is formed in the pressure sensor 110, and a plurality of paths in the vicinity of the confluence portion JCT and the branch portion BFR are formed in the pressure sensor 130. The dimensions occupied by the junctions JCT, JCTS and the branch part BFR can be made smaller than in the case where a sensor is provided in the vicinity of the branch part. Thereby, even when a standardized microchip having a limited area is used, a complicated and fine flow path FAMM can be realized.

(19)経路FA3,経路FA6間、経路FA1,FA2間、あるいは経路FA4,FA5間の境界部分に、これらの経路を互いに仕切るように検出部115,135が設けられているので、複数の経路における圧力差を検出する場合の経路間のバイパス形成を不要にできる。 (19) Since the detection units 115 and 135 are provided at the boundary portion between the route FA3 and the route FA6, between the routes FA1 and FA2, or between the routes FA4 and FA5 so as to partition these routes from each other, a plurality of routes It is possible to eliminate the formation of a bypass between the paths when detecting the pressure difference at.

<第7実施形態>
次に、本発明の第7実施形態について説明する。
本実施形態は、複数経路における流体の圧力差を得るための構成として、第6実施形態における圧力センサ110と置換可能な他の構成の圧力センサを示すものである。
<Seventh embodiment>
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.
The present embodiment shows a pressure sensor having another configuration that can replace the pressure sensor 110 in the sixth embodiment as a configuration for obtaining a pressure difference between fluids in a plurality of paths.

図16は、本実施形態の圧力センサ140を示している。
圧力センサ140は、流路FAにおける合流部JCTSに配置され、流路部141における連結溝144、および検出部145以外は第6実施形態における圧力センサ110の構成と略同様である。
圧力センサ140の流路部141には、平面視Y字状の連結溝144が形成されている。この連結溝144の二股部分である経路FA3,FA6が合わさる二股の根元部分、すなわち連結溝144の内側側面には、矩形平板状の検出部145の短辺端面側が取り付けられている。そして、検出部145の一方の板面が経路FA3における試料RG1,RG2に接触し、他方の板面が経路FA6における試料RG3に接触するように設けられている。連結溝144に取り付けられている検出部145の基端部には、歪ゲージ、ピエゾ素子、振動子などの検出素子145Aが設けられている。
FIG. 16 shows the pressure sensor 140 of this embodiment.
The pressure sensor 140 is disposed in the junction portion JCTS in the flow path FA, and is substantially the same as the configuration of the pressure sensor 110 in the sixth embodiment except for the connection groove 144 and the detection portion 145 in the flow path portion 141.
A connecting groove 144 having a Y-shape in plan view is formed in the flow path portion 141 of the pressure sensor 140. The short side end face side of the rectangular flat plate-like detection unit 145 is attached to a bifurcated root portion where the paths FA3 and FA6 that are the bifurcated portions of the connecting groove 144 are combined, that is, the inner side surface of the connecting groove 144. One plate surface of the detection unit 145 is provided so as to contact the samples RG1 and RG2 in the path FA3, and the other plate surface is contacted to the sample RG3 in the path FA6. A detection element 145A such as a strain gauge, a piezo element, a vibrator, or the like is provided at the base end of the detection unit 145 attached to the connection groove 144.

この検出部145は、経路FA3,FA6における試料RG1,RG2または試料RG3の圧力に応じて先端部が回動する。この検出部145の回動により生じた検出素子145Aの抵抗や電圧、周波数などの変化が検出回路で検出されている。   The detection unit 145 rotates at the tip according to the pressure of the samples RG1, RG2 or RG3 in the paths FA3, FA6. Changes in the resistance, voltage, frequency, etc. of the detection element 145A caused by the rotation of the detection unit 145 are detected by the detection circuit.

本実施形態によれば、前述の実施形態による作用効果に加えて、次の効果を奏する。
(20)複数の経路FA3,FA6の試料RG1,2および試料RG3が合わさる合流部JCTSでこれらの試料RG1,RG2,RG3の圧力差を直接検出できるので、合流部JCTSの前段や後段で各試料RGの圧力を検出する場合と比べて、合流操作をより適切に実施できる。
According to this embodiment, in addition to the effect by embodiment mentioned above, there exist the following effects.
(20) Since the pressure difference between these samples RG1, RG2, and RG3 can be directly detected by the junction JCTS where the samples RG1 and RG3 and the samples RG3 of the plurality of paths FA3 and FA6 are combined, each sample is detected before and after the junction JCTS. Compared with the case of detecting the RG pressure, the merging operation can be performed more appropriately.

<本発明の変形例>
本発明は、前述の各実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形や改良をも含むものである。
<Modification of the present invention>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications and improvements as described below.

前述の第4実施形態において、圧力センサ80を検出回路に接続するために、結線用パターンCP1〜CP6が基板42に直接形成されていたが、これに限らず、図17に示すようなコネクタCN1〜CN3をマイクロチップの基板上に接着し、圧力センサ80をこれらのコネクタCN1〜CN3に着脱可能に結線することも可能である。このようなコネクタを使用することで、マイクロチップの交換や回路に接続したいセンサの選択が容易となる。
また、これらの結線用パターンを別途形成したシートを貼り付けてもよい。
In the fourth embodiment described above, the connection patterns CP1 to CP6 are directly formed on the substrate 42 in order to connect the pressure sensor 80 to the detection circuit. However, the present invention is not limited to this, and the connector CN1 as shown in FIG. It is also possible to bond ~ CN3 on the substrate of the microchip and connect the pressure sensor 80 to these connectors CN1 to CN3 in a detachable manner. By using such a connector, it is easy to replace the microchip and select a sensor to be connected to the circuit.
Moreover, you may affix the sheet | seat in which these connection patterns were formed separately.

前記実施形態では、導入口および排出口は、流路が形成された基板の板平面方向と交差する方向に開口していたが、これに限らず、例えば、流路が形成された板面にほぼ沿う方向で基板の端面側に開口していてもよい。   In the embodiment, the introduction port and the discharge port are opened in a direction intersecting the plate plane direction of the substrate on which the flow path is formed. However, the present invention is not limited to this, for example, on the plate surface on which the flow path is formed. You may open to the end surface side of a board | substrate in the direction along substantially.

さらに、複数の基板を貫通するとともに溝に連通するセンサ配設用の孔を形成する場合、前述の実施形態では、この孔に流路が一体化されたセンサを配設していたが、これに限らず、マイクロチップの基板に形成された溝の側面に連通するように孔を形成した場合は、この孔に第1実施形態における圧力センサ80と同様のものをダイアフラムが溝に対向する向きで配設することも考えられる。   Further, in the case of forming a sensor placement hole that penetrates a plurality of substrates and communicates with a groove, in the above-described embodiment, a sensor in which a flow path is integrated in the hole is provided. Not only, but when a hole is formed so as to communicate with the side surface of the groove formed in the substrate of the microchip, the same hole as the pressure sensor 80 in the first embodiment is formed in this hole in the direction in which the diaphragm faces the groove. It is also conceivable to dispose them.

流路の形状も前記各実施形態には限られず、例えば、三股状に合流または分岐するもの、あるいは、4つ以上の支分流によって合流、分岐するものでも構わない。すなわち、前記各実施形態における流体の混合流や相流の状態はあくまで例示であって、2種類以上の試料を混合したり、3層以上の相流とするものでもよい。また、相流ではない単一の流れを有する流体を分岐部において分岐させても構わない。   The shape of the flow path is not limited to the above-described embodiments. For example, the flow path may be merged or branched in a trifurcated shape, or may be merged or branched by four or more branch flows. That is, the state of the mixed flow and the phase flow of the fluid in each of the above embodiments is merely an example, and two or more types of samples may be mixed or a three-layer or more phase flow may be used. Moreover, you may branch the fluid which has a single flow which is not a phase flow in a branch part.

また、溝の断面形状は前記各実施形態のような半円形状に限らず、矩形状やV字形状、U字形状、台形状であってもよい。
そして、第1実施形態などでは孔20の形状は平面視正方形であったが、この正方形の四隅部分に連結する小孔をそれぞれ穿孔して、正方形四隅のアールを排除することにより、立方体形状の圧力センサ80を容易かつ確実に配設できる。なお、センサが配設される孔の形状は、このような平面視正方形状に限らず、円形状やその他の形状であっても勿論よい。
Further, the cross-sectional shape of the groove is not limited to the semicircular shape as in each of the above embodiments, but may be a rectangular shape, a V shape, a U shape, or a trapezoidal shape.
In the first embodiment and the like, the shape of the hole 20 is a square in plan view, but each of the small holes connected to the four corners of the square is perforated to eliminate the rounded corners of the square. The pressure sensor 80 can be easily and reliably disposed. Note that the shape of the hole in which the sensor is disposed is not limited to the square shape in plan view, and may be a circular shape or other shapes.

またさらに、前述の実施形態では、ダイアフラム81はシリコンにより形成されていたが、ダイアフラム81の構成はこれに限定されない。ダイアフラムの材料には、シリコンなどの金属材料のほか、水晶やSiO、SiNなどの絶縁材料を使用できる。検出方法には、歪ゲージやピエゾ素子の抵抗や電圧変化を検出する、または振動子の周波数変化を検出することもできる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the diaphragm 81 is formed of silicon, but the configuration of the diaphragm 81 is not limited to this. As a material for the diaphragm, in addition to a metal material such as silicon, an insulating material such as quartz, SiO 2 , or SiN can be used. As a detection method, it is possible to detect a change in resistance or voltage of a strain gauge or a piezoelectric element, or a change in frequency of a vibrator.

本発明は、マイクロチップ内部の微小空間における流体の高効率反応に関する分析、合成の分野で利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the field of analysis and synthesis related to high-efficiency reaction of fluid in a micro space inside a microchip.

本発明の第1実施形態におけるマイクロチップの分解斜視図。The disassembled perspective view of the microchip in 1st Embodiment of this invention. 前記実施形態におけるマイクロチップの平面図。The top view of the microchip in the said embodiment. 前記実施形態におけるマイクロチップの断面図。Sectional drawing of the microchip in the said embodiment. 本発明の第2実施形態におけるマイクロチップの斜視図。The perspective view of the microchip in 2nd Embodiment of this invention. 前記実施形態におけるセンサの斜視図。The perspective view of the sensor in the said embodiment. 本発明の第3実施形態におけるマイクロチップの分解斜視図。The disassembled perspective view of the microchip in 3rd Embodiment of this invention. 前記実施形態におけるマイクロチップの断面図。Sectional drawing of the microchip in the said embodiment. 本発明の第4実施形態におけるマイクロチップの平面図。The top view of the microchip in 4th Embodiment of this invention. 前記実施形態における流路における試料の流れを説明する図。The figure explaining the flow of the sample in the flow path in the said embodiment. 前記実施形態における制御装置のブロック図。The block diagram of the control apparatus in the said embodiment. 本発明の第5実施形態におけるマイクロチップの平面図。The top view of the microchip in 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態におけるマイクロチップの平面図。The top view of the microchip in 6th Embodiment of this invention. 前記実施形態におけるセンサの分解斜視図。The disassembled perspective view of the sensor in the said embodiment. 図13のXIV−XIV線矢視図。The XIV-XIV line arrow figure of FIG. 前記実施形態におけるセンサの部分平面図。The partial top view of the sensor in the said embodiment. 本発明の第7実施形態におけるセンサの部分平面図。The partial top view of the sensor in 7th Embodiment of this invention. 本発明の変形例におけるマイクロチップの平面図。The top view of the microchip in the modification of this invention. 従来例における模式図。The schematic diagram in a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1,2,3,4,5,6・・・ マイクロチップ
11,12,21,31,32,33,41,42,51,52・・・基板
14,44,54,321,322・・・ 溝
20,30・・・ 孔
25,35・・・ 貫通孔
80,90,100,110,130・・・ 圧力センサ
91,131・・・ 流路部
92・・・ センサ部(本体)
94,114,124,134・・・ 連結溝
111・・・ センサ部
112・・・ ブロック(蓋部)
115,125,135・・・ 検出部
121,122,128・・・ 導入口
125,126・・・ 排出口
135・・・ 検出部(センサ部本体を構成する)
200・・・ 検出回路(制御装置)
BFR・・・ 分岐部
FA,FAM,FAMM・・・ 流路
FA1,FA2,FA3,FA4,FA5,FA6・・・経路
JCT,JCTS・・・ 合流部
RG,RG1,RG2,RG3・・・ 試料(流体)
1, 2, 3, 4, 5, 6... Microchip 11, 12, 21, 31, 32, 33, 41, 42, 51, 52... Substrate 14, 44, 54, 321, 322. · Grooves 20, 30 ... holes 25, 35 ... through holes 80, 90, 100, 110, 130 ... pressure sensors 91, 131 ... flow path parts 92 ... sensor parts (main body)
94, 114, 124, 134 ... connecting groove 111 ... sensor part 112 ... block (lid part)
115, 125, 135... Detection unit 121, 122, 128... Introduction port 125, 126... Discharge port 135.
200: Detection circuit (control device)
BFR ... Branch part FA, FAM, FAMM ... Flow path FA1, FA2, FA3, FA4, FA5, FA6 ... Path JCT, JCTS ... Junction part RG, RG1, RG2, RG3 ... Sample (fluid)

Claims (13)

互いに重ねられる複数の基板を備え、これらの基板のうち互いに重ねられる一方の基板の板面と他方の基板の板面から窪んで形成される溝とから流路が構成されたマイクロチップであって、
前記一方の基板には、前記流路における流体の状態を検出するセンサを配設するために、前記溝の開口に向かって貫通し、かつ、平面的に見た際に前記流路の幅方向における前記溝の寸法よりも大きい孔が形成されている
ことを特徴とするマイクロチップ。
A microchip comprising a plurality of substrates stacked on each other, wherein a flow path is constituted by a plate surface of one of the substrates stacked on top of each other and a groove formed by depression from the plate surface of the other substrate. ,
The one substrate is provided with a sensor for detecting the state of fluid in the flow path, and penetrates toward the opening of the groove, and when viewed in plan, the width direction of the flow path A microchip, wherein a hole larger than the dimension of the groove is formed.
請求項1に記載のマイクロチップにおいて、
前記孔が形成される基板の厚さは、前記孔に配設された状態の前記センサの高さよりも大きい
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to claim 1, wherein
The microchip according to claim 1, wherein a thickness of the substrate on which the hole is formed is larger than a height of the sensor disposed in the hole.
請求項1または請求項2に記載のマイクロチップにおいて、
前記基板には、前記流体を前記流路に導入する複数の導入口と、前記流路から前記流体を排出する排出口とが前記溝と連通するようにそれぞれ形成され、
前記流路は、前記複数の導入口から前記流体が複数の経路に沿ってそれぞれ流入する合流部を有し、
前記孔は、前記流路において前記導入口と前記合流部との間に設けられている
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to claim 1 or 2,
A plurality of inlets for introducing the fluid into the channel and an outlet for discharging the fluid from the channel are respectively formed in the substrate so as to communicate with the groove.
The flow path has a merging portion through which the fluid flows from the plurality of inlets along a plurality of paths,
The microchip according to claim 1, wherein the hole is provided between the introduction port and the junction in the flow path.
請求項1から請求項3のいずれかに記載のマイクロチップにおいて、
前記基板には、前記流体を前記流路に導入する導入口と、前記流路から前記流体を排出する複数の排出口とが前記溝と連通するようにそれぞれ形成され、
前記流路は、前記流体が前記複数の排出口へと複数の経路に分かれて流れる分岐部を有し、
前記孔は、前記流路において前記分岐部と前記排出口との間に設けられている
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to any one of claims 1 to 3,
The substrate is formed so that an introduction port for introducing the fluid into the flow path and a plurality of discharge ports for discharging the fluid from the flow path communicate with the groove, respectively.
The flow path has a branch portion in which the fluid flows in a plurality of paths to the plurality of discharge ports,
The microchip according to claim 1, wherein the hole is provided between the branch portion and the discharge port in the flow path.
請求項1から請求項4のいずれかに記載のマイクロチップにおいて、
前記センサは、前記流体の圧力を検出する圧力センサである
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to any one of claims 1 to 4, wherein
The microchip according to claim 1, wherein the sensor is a pressure sensor that detects a pressure of the fluid.
請求項5に記載のマイクロチップにおいて、
前記圧力センサは、前記流路における複数の経路にそれぞれ流れる流体の圧力差を検出している
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to claim 5, wherein
The microchip according to claim 1, wherein the pressure sensor detects a pressure difference between fluids flowing through a plurality of paths in the flow path.
請求項1から請求項6のいずれかに記載のマイクロチップを備え、
前記孔に前記センサが組み込まれた
ことを特徴とするセンサ一体型マイクロチップ。
A microchip according to any one of claims 1 to 6, comprising:
A sensor integrated microchip, wherein the sensor is incorporated in the hole.
互いに重ねられる複数の基板を備え、これらの基板のうち互いに重ねられる一方の基板の板面と他方の基板の板面から窪んで形成される溝とから流路が構成されたマイクロチップであって、
前記互いに重ねられた複数の基板を貫通した貫通孔に、前記溝と連結して前記流路を構成する流路ピースが配設され、
前記流路ピースは、前記連結溝に設けられたセンサ部と、このセンサ部の前記連結溝が形成された側に重ねられる板部材とを有し、
前記センサ部には、前記連結溝の内部に配置され流体の状態を検出するセンサ部本体が設けられている
ことを特徴とするマイクロチップ。
A microchip comprising a plurality of substrates stacked on each other, wherein a flow path is constituted by a plate surface of one of the substrates stacked on top of each other and a groove formed by depression from the plate surface of the other substrate. ,
A flow passage piece that is connected to the groove and constitutes the flow passage is disposed in a through hole that penetrates the plurality of stacked substrates.
The flow path piece includes a sensor portion provided in the connection groove, and a plate member that is stacked on the side of the sensor portion where the connection groove is formed,
The microchip according to claim 1, wherein the sensor unit is provided with a sensor unit body that is disposed inside the connection groove and detects a fluid state.
請求項8に記載のマイクロチップにおいて、
前記流路は、前記流体がそれぞれ流入する合流部、および/または、前記流体が分かれて流れる分岐部を有し、
前記合流部および/または前記分岐部は、前記連結溝により構成され、
前記センサ部本体は、前記合流部近傍および/または前記分岐部近傍に配置されている
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to claim 8, wherein
The flow path has a merging portion into which the fluid flows, and / or a branch portion in which the fluid flows separately,
The merging portion and / or the branch portion is constituted by the connecting groove,
The microchip according to claim 1, wherein the sensor unit body is disposed in the vicinity of the merging unit and / or in the vicinity of the branching unit.
請求項8または請求項9に記載のマイクロチップにおいて、
前記流路センサ部には、前記連結溝により構成される複数の経路が並んで延びており、
前記センサ部本体は、前記流体の圧力差を検出する検出部を有し、
この検出部は、前記複数の経路同士の境界部分に、かつこの境界部分両側の流体のいずれにも接触するように設けられている
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to claim 8 or 9, wherein
In the flow path sensor part, a plurality of paths constituted by the connection grooves extend side by side,
The sensor unit body has a detection unit that detects a pressure difference of the fluid,
The detection unit is provided at a boundary portion between the plurality of paths so as to come into contact with any of fluids on both sides of the boundary portion.
請求項8から請求項10のいずれかに記載のマイクロチップにおいて、
前記流路センサ部本体には、前記連結溝により構成される前記複数の経路が互いに異なる方向から延びて合流しており、
前記センサ部は、前記流体の圧力差を検出する検出部を有し、
この検出部は、前記複数の経路の流体が合わさる部分に、かつこれらの流体のいずれにも接触するように設けられている
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to any one of claims 8 to 10,
In the flow path sensor unit body, the plurality of paths constituted by the connecting grooves extend from different directions and merge.
The sensor unit includes a detection unit that detects a pressure difference of the fluid,
The microchip is characterized in that the detection unit is provided at a portion where the fluids of the plurality of paths are combined and in contact with any of these fluids.
互いに重ねられる複数の基板を備え、これらの基板のうち互いに重ねられる一方の基板の板面と他方の基板の板面から窪んで形成される溝とから流路が構成されたマイクロチップに前記流路における流体の状態を検出するセンサが組み込まれたセンサ一体型マイクロチップであって、
前記互いに重ねられた複数の基板を貫通するとともに前記溝と連通する貫通孔が前記センサを配設するために形成され、
前記センサは、本体と流路部とを一体に有し、
前記流路部には、前記センサが前記貫通孔に配設される際に前記溝と連結して前記流路を構成する連結溝が形成されている
ことを特徴とするセンサ一体型マイクロチップ。
A plurality of substrates that are stacked on each other, and the flow of the flow into the microchip in which the flow path is constituted by a plate surface of one of the substrates stacked on each other and a groove that is recessed from the plate surface of the other substrate. A sensor-integrated microchip in which a sensor for detecting a fluid state in a channel is incorporated,
A through-hole penetrating the plurality of stacked substrates and communicating with the groove is formed for disposing the sensor,
The sensor integrally includes a main body and a flow path portion,
The sensor-integrated microchip, wherein the flow path portion is formed with a connection groove that is connected to the groove when the sensor is disposed in the through-hole and forms the flow path.
請求項7または請求項12に記載のセンサ一体型マイクロチップ、
または、請求項8から請求項11のいずれかに記載のマイクロチップと、
前記センサにより検出された流体の状態量についてフィードバック制御する制御装置とを備えた
ことを特徴とするマイクロチップシステム。
The sensor-integrated microchip according to claim 7 or 12,
Or the microchip according to any one of claims 8 to 11, and
A microchip system comprising: a control device that performs feedback control on the state quantity of the fluid detected by the sensor.
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