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流体处理装置及包含该流体处理装置的流体处理系统的制作方法

2022-11-23 11:06:21 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及流体处理装置及包含该流体处理装置的流体处理系统。


背景技术:

2.近年来,为了高精度且高速地进行蛋白质、核酸等微量的物质的分析而使用了流体处理装置。流体处理装置有分析所需要的试剂及试样的量可为较少量的优点,可期待其在临床检查、食物检查或环境检查等各种各样的用途中的使用。在流体处理装置中,通常配置多个流路,要求选择性地使所希望的试剂、试样等向所希望的流路中流动。因此,一般而言,在多个流路之间配置可开闭的阀。
3.在此,作为在多个流路之间配置的阀,已知有隔膜阀(例如,专利文献1等)。以往的隔膜阀例如具有:配置于两个流路之间的隔壁(阀座);和以将该隔壁覆盖的方式且与隔壁空开间隙而配置的圆顶状的隔膜部(阀体)。在该隔膜阀的开状态下,流体能够在隔膜部与隔壁之间流动。另一方面,在该隔膜的闭状态下,隔膜部被按压在隔壁,流体被隔壁阻挡。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开2011-202681号公报。


技术实现要素:

7.发明要解决的问题
8.但是,在专利文献1记载的那样的隔膜阀中,必须将隔膜部(阀体)成型为圆顶状。另外,若对该隔膜部加热则会变形,因此,难以将形成有隔膜部的部件在高温下与其他部件贴合。另外,由于隔膜部向流体处理装置的外侧伸出,因此,装置容易大型化。
9.本发明的目的在于,提供能够更简便地制作且能够容易地进行流路的开闭而且能够实现小型化的流体处理装置及使用了该流体处理装置的流体处理系统。
10.解决问题的方案
11.本发明提供以下的流体处理装置。
12.一种流体处理装置,其具有第一流路、第二流路、和配置于所述第一流路与所述第二流路之间的阀,所述阀包括:配置于基板的槽状阀座;以及将所述槽状阀座覆盖的平板状的挠性层,所述阀在所述挠性层与所述槽状阀座的内壁分离时将所述第一流路和所述第二流路连通,在所述挠性层与所述槽状阀座的内壁接触时将所述第一流路和所述第二流路之间阻断。
13.本发明提供以下的流体处理系统。
14.一种流体处理系统,具有:上述的流体处理装置;以及能够将所述阀的挠性层按压的阀用滑动部件。
15.发明效果
16.本发明的流体处理装置能够简便地制作且能够使装置小型化。另外,根据该流体
处理装置,容易由阀进行流路的开闭。
附图说明
17.图1是实施方式的流体处理系统的立体图;
18.图2是表示使用状态的流体处理系统的一例的立体图;
19.图3a是流体处理装置的立体图;图3b是表示将流体处理装置与间隔件重叠的情形的立体图;图3c是表示将流体处理装置与间隔件的层叠体容纳于流体处理系统的片保持架的情形的立体图;
20.图4是表示流体处理系统的结构的剖面示意图;
21.图5是实施方式的流体处理装置的仰视图;
22.图6a是实施方式的流体处理装置的俯视图;图6b是仰视图;图6c是基板的仰视图;
23.图7a、图7b是实施方式的流体处理装置的阀的与槽状阀座的长度方向垂直的剖面的放大图;
24.图8是图6c的虚线部的局部放大立体图;
25.图9a是阀用滑动部件的俯视图;图9b是图9a的b-b线处的剖面图;
26.图10a是泵用滑动部件的俯视图,图10b是图10a的b-b线处的剖面图;
27.图11a、图11b是表示使用流体处理系统处理流体的情形的示意图;以及
28.图12a、图12b是表示使用流体处理系统处理流体的情形的示意图。
29.附图标记说明
30.200 流体处理装置
31.210 基板
32.220 挠性层
33.230 井
34.231 第一流路
35.231a 第一槽
36.232 通气流路
37.240 第二流路
38.240a 第二槽
39.241、242 分支流路
40.243 共同流路
41.250 阀
42.250a 槽状阀座
43.260 泵
44.260a 泵槽
45.300 流体处理系统
46.310 片保持架
47.312 间隔件
48.320 阀控制部
49.321 阀用滑动部件
50.322 凸部
51.324 第一驱动部
52.330 泵控制部
53.331 泵用滑动部件
54.332 凸部
55.334 第二驱动部
56.360 控制部
57.370 存储部
58.380 壳体
59.410 ac适配器
60.420 usb线缆
具体实施方式
61.下面,对本发明的一实施方式的流体处理装置及流体处理系统进行说明。图1是一实施方式的流体处理系统300的立体图。图2是表示使用状态的流体处理系统300的一例的立体图。流体处理系统300是用于控制在流路中流动的流体的装置。对于使其在流体处理系统300中流动的流体的种类,不特别地进行限制,可以设定为试剂或液体试样、清洗液、气体、粉体等各种流体。
62.本实施方式的流体处理系统300如图2所示,以经由ac适配器410与商用电源连接的状态被使用。在流体处理系统300具有内部电源的情况下,流体处理系统300即使在未与商用电源连接的状态也能够使用。
63.另外,流体处理系统300也可以经由usb线缆420等与对流体处理系统300的动作进行控制的动作设定系统(省略图示)连接。另一方面,流体处理系统300也可以具有:存储将动作顺序编码的程序的存储部370;以及控制部360(参照图4),该控制部360基于在存储部370所存储的程序,对阀控制部320(阀用滑动部件321和第一驱动部324)、和泵控制部330(泵用滑动部件331和第二驱动部334)等的动作进行控制,该阀控制部320对阀250进行控制,该泵控制部330对泵260进行控制。在该情况下,流体处理系统300即使在未与动作设定系统连接的状态下也能够单独地进行动作。另一方面,在流体处理系统300没有存储部370和控制部360的情况下,流体处理系统300按照来自经由usb线缆420等连接的动作设定系统(省略图示)的指示进行动作。
64.如图4所示,该流体处理系统300以在内部容纳了流体处理装置200的状态使用,该流体处理装置200具备流路231、240、井230、阀250、泵260等。另外,该流体处理装置200以可拆装的方式构成。此外,图4中省略了一部分的结构。下面,对流体处理装置200及流体处理系统300的结构进行详细说明。
65.(流体处理装置的结构)
66.图3a是本实施方式的流体处理装置200的立体图。该流体处理装置200具有基板210和挠性层220。在本实施方式中,流体处理装置200由透明材料构成,图3a中,用虚线还表示了流体处理装置200的内部结构和背面侧的结构。流体处理装置200以如图3b所示那样与间隔件312重叠的状态,如图3c、图4所示那样被容纳于流体处理系统300的片保持架310内。
在间隔件312中,在与流体处理装置200的多个井230对应的位置处形成有能够容纳井230的通孔。
67.流体处理装置200在后述的流体处理系统300的片保持架310内,以挠性层220被流体处理系统300的阀控制部320(阀用滑动部件321)和泵控制部330(泵用滑动部件331)按压的方式被固定。图4中,为了容易理解流体处理系统300的结构,分开而示出了流体处理装置200与阀用滑动部件321及泵用滑动部件331。
68.图5是本实施方式的流体处理装置200的仰视图。图5中,也用虚线示出了流体处理装置200的内部结构。图6a是流体处理装置200的俯视图。图6b是流体处理装置200的仰视图。图6c是基板210的仰视图(拆下了挠性层220的状态的基板210的仰视图)。
69.如图5所示,流体处理装置200具有:多个井230;各自与该井230连接的多个第一流路231;第二流路240;分别配置于第一流路231与第二流路240之间的多个阀250;以及与第二流路240连接的泵260。本实施方式中的流体处理装置200还具有将作为通气孔发挥功能的井230与泵260连接的通气流路232。
70.在此,如图6c所示,流体处理装置200的基板210具有:构成第一流路231的一部分的槽(以下也称为“第一槽”)231a;构成第二流路240的一部分的槽(以下也称为“第二槽”)240a;构成通气流路232的一部分的槽(以下也称为“通气槽”)232a;阀用的槽(以下也称为“槽状阀座”)250a;泵用的槽(以下也称为“泵槽”)260a;以及用于作为流体的导入口或者取出口(井230)的通孔230a、用于作为通气孔(井230)的通孔230a。具有第一槽231a、第二槽240a等的面为基板210的背面即与挠性层220贴合的面。
71.基板210所含的材料例如可以从公知的树脂及玻璃中适当选择。基板210所含的材料的例子包括:聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醚、聚乙烯、聚苯乙烯、环烯烃系树脂、有机硅树脂及弹性体。对于基板210的大小、厚度,可以配合流体处理装置200的用途、基板210所具有的槽的深度、宽度等适当选择。基板210的厚度例如为1mm以上且10mm以下。另外,也不特别地限定基板210所含的材料。
72.另一方面,挠性层220是平板状的部件。挠性层220例如是薄膜。本实施方式中,该挠性层220不只是作为将基板210的槽、通孔覆盖的部件而发挥功能,也作为阀250的阀的阀体、泵260的一部分而发挥功能。因此,该挠性层220的至少一部分由具有弹性的材料构成。图7a和图7b中示出本实施方式的阀250的与槽状阀座250a的长度方向垂直的剖面的放大图。图7a是阀250的开状态,图7b是阀250的闭状态。如图7a所示,挠性层220配置为,在未被后述的流体处理系统300的阀用滑动部件321、泵用滑动部件331(图7a中省略图示)按压时,与槽状阀座250a、泵槽260a(在图7a中槽状阀座250a)的内壁空开充分的间隙。另一方面,如图7b所示,该挠性层220在被后述的流体处理系统300的阀用滑动部件321、泵用滑动部件331(图7b中省略图示)按压时进行变形,与槽状阀座250a、泵槽260a(图7b中槽状阀座250a)的内壁无间隙地密接。本说明书中,槽状阀座250a、泵槽260a的内壁是指槽状阀座250a、泵槽260a的侧壁和底面。
73.这样的挠性层220可以由单层构成,也可以由多层构成。在挠性层220由单层构成的情况下,优选地,挠性层220整体由具有弹性的材料(例如,弹性体)构成。另一方面,考虑阀用滑动部件321、泵用滑动部件331的滑动性,优选地,挠性层220由多层构成。具体而言,优选地,在构成挠性层220的多个层中的与阀用滑动部件321、泵用滑动部件331接触的层
220a是阀用滑动部件321、泵用滑动部件331的滑动性良好的层,优选地,与槽状阀座250a、泵槽260a接触的层220b是具有弹性的层。
74.不特别地限制挠性层220所含的材料,可以从公知的树脂中适当选择。在挠性层220由多层构成的情况下,挠性层220的与阀用滑动部件321、泵用滑动部件331相对的层220a中例如包含:聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醚、聚乙烯、聚苯乙烯、环烯烃系树脂、有机硅树脂等。另一方面,挠性层220的与槽状阀座250a、泵槽260a接触的层220b中包含弹性体等。本实施方式中,挠性层220由两层构成,与阀用滑动部件321等接触的层220a包含环烯烃系树脂,与槽状阀座250a、泵槽260a接触的层220b包含弹性体。
75.在此,对于挠性层220整体的厚度,根据挠性层220的材料等适当选择,例如为30μm以上且600μm以下。此外,优选地,与槽状阀座250a、泵槽260a接触的层(具有弹性的层)220b的厚度比基板210的槽状阀座250a、泵槽260a的深度厚,例如为25μm以上且500μm以下。
76.该挠性层220以封闭基板210的槽、通孔的开口部的方式与基板210的背面接合。不特别地限制接合方法,可以适用热熔敷或激光熔敷、粘接剂等。另外,挠性层220可以具有可见光透射性,也可以不具有可见光透射性。关于挠性层220的可见光透射性,根据流体处理装置200的用途适当选择。进而,本实施方式中,以将基板210整体(第一槽231a、第二槽240a、通气槽232a、槽状阀座250a、泵槽260a等)覆盖的方式,配置有1张挠性层220,但是,也可以将该挠性层220分割为多个。
77.在此,本实施方式的流体处理装置200中,由上述基板210具有的各通孔230a与上述挠性层220围成的区域成为井230。各个井230是在正面侧具有开口的有底的凹部,该凹部作为用于向流体处理装置200的流路导入流体的导入部、用于取出流体处理装置200的流路内的流体的取出部、将流体混合或使流体反应的处理部、以及使流体在流体处理装置200的流路内移动时的通气孔等而发挥功能。另外,在使用液体作为流体时,井230能够容纳液体。
78.对于井230的形状和大小,只要能够发挥上述功能,则不特别地进行限定。井230的内部空间的形状例如是大致圆锥台状或大致圆柱状。本实施方式中,井230的内部空间的形状是圆锥台形状。本实施方式中,在流体处理装置200的正面侧,围绕井230的内部空间的外壁从基板210的表面突出。该突起作为井230的外壁而发挥功能。不特别地限定井230的数量,根据流体处理装置200的用途适当选择。
79.本实施方式中,多个井230中的10个井230(图6a中上列的左侧的5个井230和下列的左侧的5个井230)经由第一流路231与阀250连接,作为流体的导入部或取出部、处理部等而发挥功能。另外,多个井230中的1个井230(图6a中下列的从右第5个井230)经由通气流路232与泵260连接,作为通气孔而发挥功能。本实施方式的流体处理装置200中,其他井230不被使用。
80.另一方面,由挠性层220与第一槽231a围成的区域成为第一流路231,由挠性层220与第二槽240a围成的区域成为第二流路240,由挠性层220与通气槽232a围成的区域成为通气流路232。
81.第一流路231是将多个井230与阀250相连的流路。不特别地限定第一流路231的剖面的面积和剖面的形状。对于第一流路231的剖面形状,不特别地进行限定,例如是一边的长度(宽度和深度)为数十μm左右的大致矩形形状。本说明书中,“流路的剖面”是指与流体
流动的方向正交的流路的剖面。本实施方式中,第一流路231的宽度比槽状阀座250a和第二槽240a的宽度大。
82.第二流路240是配置于阀250与泵260之间的流路。不特别地限定第二流路240的剖面面积和剖面形状。不特别地限定第二流路240的剖面形状,例如是一边的长度(宽度和深度)为数十μm左右的大致矩形形状。在流体的流动方向上,第二流路240的剖面面积可以是固定的,也可以是不固定的。
83.不特别地限定第二流路240的数量和形状,根据流体处理装置200的用途适当选择。本实施方式中,如图5所示,流体处理装置200具有包含分支的一个第二流路240。即,第二流路240包括两个分支流路241和242以及一个共同流路243。两个分支流路241、242各自的一方的端部与共同流路243的一方的端部连接。两个分支流路241、242沿圆周方向延伸。在两个分支流路241、242与多个第一流路231之间,分别配置有阀250。共同流路243的另一方的端部与泵260连接。
84.通气流路232是将成为通气孔的井230与泵260相连的流路,是主要使气体流动的流路。不特别地限定通气流路232的剖面面积和剖面形状。不特别地限定通气流路232的剖面形状,例如是一边的长度(宽度和深度)为数十μm左右的大致矩形形状。
85.另一方面,由槽状阀座250a和挠性层220构成阀250。本实施方式的流体处理装置200具有多个阀(膜阀(membrane valve))250。这些阀250分别配置于多个井230(多个第一流路231)与第二流路240之间,对流体从第一流路231侧向第二流路240侧的流动、或流体从第二流路240侧向第一流路231侧的流动进行控制。在阀250的开状态下,阀250作为将第一流路231和第二流路240连通的流路。另一方面,在阀250的闭状态下,阀250将第一流路231与第二流路240之间阻断。
86.此外,对于该阀250,在后述的流体处理系统300的阀用滑动部件321的第一凸部322未将挠性层220充分地压入槽状阀座250a内而在挠性层220与槽状阀座250a之间存在间隙时,为阀250的开状态(参照图7a)。另一方面,在阀用滑动部件321的凸部将挠性层220压入槽状阀座250a内而挠性层220与槽状阀座250a的内壁(侧面和底面)接触时,为阀250的闭状态(参照图7b)。也就是说,该阀250中,槽状阀座250a作为阀座而发挥功能,挠性层220作为阀体而发挥功能。
87.在此,对于槽状阀座250a的形状,只要是在由阀用滑动部件321的第一凸部322将挠性层220按压到槽状阀座250a侧时槽状阀座250的内壁(底部和侧面)与挠性层220表面密接的形状,则不特别地进行限制。图8中示出图6c的虚线部的局部放大立体图。如图8所示,本实施方式中,将槽状阀座250a的宽度设计为比第一槽231a(第一流路231)的宽度、第二槽240a(第二流路240)的宽度窄。另外,将槽状阀座250a的深度设计为比第一流路231(第一槽231a)的深度、第二流路240(第二槽240a)的深度浅,且为t*(f/a)/e以下。在此,t为挠性层220的厚度,f为后述的流体处理系统300的阀用滑动部件321的第一凸部322的按压力,a为第一凸部322的按压面积(本实施方式中,第一凸部322的顶面的面积),e为挠性层220a的杨氏模量。该深度例如为5μm~100μm左右。进而,优选地,槽状阀座250a的与长度方向垂直的剖面是由圆弧或椭圆弧与其弦线围成的形状,例如是拱形。若槽状阀座250a的侧面和底面平滑地连续,则如图7b所示,在阀250的闭状态下,挠性层220(220b)与槽状阀座250a的内壁容易无间隙地密接。但是,并不限定于该形状。另外,也不特别地限制槽状阀座250a的长度,
只要是在由阀用滑动部件321的第一凸部322将挠性层220按压到槽状阀座250a侧时能够由与槽状阀座250a的内壁接触的挠性层220充分地阻挡流体的长度即可。该长度例如为50μm~500μm左右。
88.不特别地限定阀250的数量,根据流体处理装置200的用途适当选择。本实施方式中,流体处理装置200与第一流路231的数量相应地具有10个阀250。另外,本实施方式中,多个阀250配置于一个圆的圆周上。若将流体处理装置200容纳在片保持架310内,则该圆的中心位于作为阀用滑动部件321(旋转部件)的旋转轴的第一中心轴ca1上(参照图4和图5)。因此,多个阀250可以作为通过阀用滑动部件321的旋转被控制开闭的旋转阀而发挥功能。
89.另一方面,由泵槽260a和挠性层220构成泵(膜泵)260。泵260是用于对第一流路231、第二流路240内的流体的流动进行控制的部件,泵260的一方的端部与第二流路240连接。另一方的端部经由通气流路232与作为通气孔发挥功能的井230连接。泵260通过被泵控制部330按压而如蠕动泵那样进行驱动。不特别地限定泵260的俯视形状,但是,本实施方式中为大致圆弧状(“c”字形状)。
90.本实施方式的泵260中,若后述的泵用滑动部件331的第二凸部332在挠性层220上一边滑动一边按压,则挠性层220与泵槽260a的内壁的接触位置依次移动。由此,第一流路231、第二流路240内的流体流动。例如,在泵用滑动部件331的第二凸部332(后述)从泵260与第二流路240的连接部向通气流路232侧(图5中,逆时针地)在挠性层220上一边滑动一边按压时,第二流路240内的流体向泵260移动而第二流路240内成为负压。另一方面,泵260内的流体向通气流路232移动而通气流路232内成为正压。与此相对地,在第二凸部332从泵260与通气流路232的连接部向第二流路240侧(图5中,顺时针地)在挠性层220上一边滑动一边按压时,通气流路232内的流体向泵260移动而通气流路232内成为负压。另一方面,泵260内的流体向第二流路240移动而第二流路240内成为正压。这样,能够由该泵260使第一流路231内和/或第二流路240内的流体向所希望的方向流动。
91.在此,本实施方式中,如图6所示,将泵槽260a的宽度设计为比第二槽240a(第二流路240)的宽度窄。另外,将泵槽260a的深度设计为比第二槽240a(第二流路240)的深度浅。该深度例如为5μm~100μm左右。进而,本实施方式中,对于与上述圆周正交的泵槽260a的剖面形状只要是泵槽260a的内壁(底部和侧面)与挠性层220表面密接的形状,则不特别地限制,优选为由圆弧或椭圆弧与其弦线围成的形状,例如是拱形。若泵槽260a的侧面和底面平滑地连续,则在使泵260驱动时,挠性层220与泵槽260a的内壁容易无间隙地密接。但是,并不限定于该形状。
92.此外,本实施方式中,泵260(泵槽260a)配置于一个圆的圆周上。若将流体处理装置200容纳在片保持架310内,则该圆的中心位于作为泵用滑动部件331(旋转部件)的旋转轴的第二中心轴ca2上。因此,泵260可以作为通过泵用滑动部件331的旋转被控制动作的旋转泵而发挥功能。
93.(流体处理系统的结构)
94.流体处理系统300具有:用于保持上述流体处理装置(流路片)200的片保持架310;用于对片保持架310所保持的流体处理装置200的阀250的开闭进行控制的阀控制部320;以及对片保持架310所保持的流体处理装置200的泵260的动作进行控制的泵控制部330。另外,本实施方式的流体处理系统300还具有配置于片保持架310内的控制部360和存储部
370、以及壳体380。
95.片保持架310包括用于容纳流体处理装置200的容纳部311,并固定于流体处理系统300的主体。对于容纳部311的形状,只要能够将流体处理装置200适当地容纳并固定,则不特别地进行限定。本实施方式中,容纳部311是在流体处理系统300的背面侧(图1中,图面的上侧)、顶面侧和底面侧具有开口部的大致长方体形状的中空体。该容纳部311是从背面侧的开口部进行流体处理装置200的取放(参照图3c)。开口部的位置不限定于该位置。另外,对于开口部的形状,如果能够将流体处理装置200取放,也可以设为任意的形状。
96.另一方面,对于容纳部311的内部的结构,在将流体处理装置200推碰到阀用滑动部件321和泵用滑动部件331,或者使阀用滑动部件321或泵用滑动部件331旋转时,能够以流体处理装置200的位置不偏离的方式将流体处理装置200保持,则不特别地进行限制。本实施方式中,容纳部311的内部是大致长方体形状的空间,该空间具有与层叠了流体处理装置200和间隔件312的层叠体的高度、宽度和进深大致等同的高度、宽度和进深。如上所述,流体处理装置200中,从基板210的表面突出有围绕井230的壁。因此,本实施方式中,以将该壁的高度以上的厚度的间隔件312配置在流体处理装置200的不存在井230的区域之上的状态,将流体处理装置200和间隔件312容纳在容纳部311内。此外,也可以,在容纳部311的内部形成有用于将流体处理装置200固定于规定的位置的槽、用于固定流体处理装置200的止挡件等。另外,也可以是,在容纳部311的内部配置有用于在将流体处理装置200推碰到阀用滑动部件321和泵用滑动部件331时调整流体处理装置200的倾斜或抑制流体处理装置200的位置偏离的弹性部件(未图示)。
97.在容纳部311的底板形成有用于使容纳于容纳部311的流体处理装置200与阀用滑动部件321及泵用滑动部件331接触的通孔。对于该通孔的形状,只要是不妨碍流体处理装置200的阀250的挠性层220与阀用滑动部件321的第一凸部322的接触、以及泵260的挠性层220与泵用滑动部件331的第二凸部332的接触的形状,则不特别地进行限制。
98.另一方面,在容纳部311的顶板形成有:用于容易地进行流体处理装置200的容纳和取出的大致矩形形状的切口、用于将流体向流体处理装置200内导入或从流体处理装置200内取出流体的通孔、用于观察流体处理装置200内的流体的通孔、以及用于观察阀用滑动部件321和泵用滑动部件331的动作的通孔等。在将阀用滑动部件321和泵用滑动部件331推碰到流体处理装置200时,容纳部311的顶板对流体处理装置200进行支撑。因此,本实施方式中,容纳部311的顶板的厚度比底板的厚度大。
99.阀控制部320对被片保持架310保持的流体处理装置200的阀250的开闭进行控制。对于阀控制部320的结构,只要能够对多个阀250的开闭进行控制,则不特别地进行限定,例如可以是多个电磁管致动器(solenoid actuator)等。本实施方式中,阀控制部320包括:阀用滑动部件321(旋转部件);以及使阀用滑动部件321以第一中心轴ca1为中心旋转的第一驱动部324。
100.图9a是阀用滑动部件321的俯视图,图9b是图9a的b-b线处的剖面图。图9a中,为了容易看清楚,在第一凸部322的顶面带阴影线。
101.如图9a及图9b所示,阀用滑动部件321具有在圆柱形状的主体的顶面所配置的第一凸部322和第一凹部323。阀用滑动部件321能够以第一中心轴ca1为中心旋转。由第一驱动部324使阀用滑动部件321旋转。
102.第一凸部322按压槽状阀座250a上的挠性层220而将阀250关闭。第一凹部323不按压挠性层220而使阀250打开。第一凸部322和第一凹部323配置于以第一中心轴ca1为中心的圆的圆周上。本实施方式中,第一凸部322的俯视形状为与以第一中心轴ca1为中心的圆的一部分对应的圆弧状(“c”字形状)。在该圆周上,不存在第一凸部322的区域为第一凹部323。
103.此外,第一凸部322只要是相对于第一凹部323相对地突出,能够将所希望的位置的挠性层按压而使流体处理装置200的挠性层220与槽状阀座250a密接即可。另一方面,第一凹部323只要是相对于第一凸部322相对地凹陷而不将挠性层220向槽状阀座250a内压入的形状即可。即,第一凸部322能够作为按压部而发挥功能即可,第一凹部323能够作为非按压部而发挥功能即可。例如,在图9b所示的例中,第一凸部322从主体的顶面(基准面)突出,第一凹部323的底面是与主体的顶面(基准面)相同的高度的面。相反地,也可以是,第一凸部322的顶面是与主体的顶面(基准面)相同的高度的面。在该情况下,第一凹部323从主体的顶面(基准面)凹陷。
104.第一驱动部324按照控制部360的指示使阀用滑动部件321向任意的方向旋转任意的角度。对于第一驱动部324的结构,不特别地进行限定,例如是与阀用滑动部件321直接连接的、或经由齿轮等动力传递部连接的电机等。
105.泵控制部330对被片保持架310保持的流体处理装置200的泵260的动作进行控制。对于泵控制部330的结构,只要能够对泵260的动作进行控制,则不特别地进行限定,例如也可以是能够沿泵260(泵槽260a)的延伸方向移动的按压辊等。本实施方式中,泵控制部330包括:泵用滑动部件331(旋转部件);以及使泵用滑动部件331以第二中心轴ca2为中心旋转的第二驱动部334。
106.图10a是泵用滑动部件331的俯视图,图10b是图10a的b-b线处的剖面图。图10a中,为了容易看清楚,在第二凸部332的顶面带阴影线。
107.泵用滑动部件331具有在圆柱形状的主体的顶面所配置的第二凸部332和第二凹部333。泵用滑动部件331能够以第二中心轴ca2为中心旋转。由第二驱动部334使泵用滑动部件331旋转。
108.第二凸部332通过按压流体处理装置200的挠性层220而使挠性层220与泵槽260a的内壁密接。并且,通过第二凸部332在挠性层220上滑动,从而将泵260驱动。第二凹部333是第二凸部332以外的部分。第二凸部332配置于以第二中心轴ca2为中心的圆的圆周上。对于第二凸部332的数量和形状,只要能够使泵260适当地作动,则不特别地进行限定。本实施方式中,泵用滑动部件331具有三个第二凸部332,各个第二凸部332的俯视形状是从第二中心轴ca2向外侧延伸的大致长方形形状。
109.此外,第二凸部332只要是相对于第二凹部333相对地突出,能够将所希望的位置的挠性层220按压而使流体处理装置200的挠性层220与泵槽260a密接即可。另一方面,第二凹部333只要是相对于第二凸部332相对地凹陷而不将挠性层220向泵槽260a内压入那样的形状即可。即,第二凸部332能够作为按压部而发挥功能即可,第二凹部333能够作为非按压部而发挥功能即可。例如,在图10b所示的例中,第二凸部332从主体的顶面(基准面)突出,第二凹部333的底面是与主体的顶面(基准面)相同的高度的面。相反地,也可以是,第二凸部332的顶面是与主体的顶面(基准面)相同的高度的面。在该情况下,第二凹部333从主体
的顶面(基准面)凹陷。
110.第二驱动部334按照控制部360的指示使泵用滑动部件331向任意的方向旋转任意的角度。对于第二驱动部334的结构,不特别地进行限定,例如是与泵用滑动部件331直接连接的、或通过齿轮等动力传递部连接的电机等。
111.控制部360对阀控制部320(第一驱动部324)、泵控制部330(第二驱动部334)等进行控制。具体地,控制部360按照存储部370所存储的程序、或动作设定系统的指示,使阀控制部320(第一驱动部324)、泵控制部330(第二驱动部334)等动作。存储部370存储各种程序等。控制部360和存储部370例如是微机。
112.壳体380容纳流体处理系统300的片保持架310以外的构成要素,对片保持架310进行支撑。对于壳体380的结构,只要能够发挥上述功能,则不特别地进行限定。本实施方式中,壳体380的形状是大致长方体,但是,也可以是任意的形状。本实施方式中,壳体380由树脂构成,但是,也可以由金属构成。构成壳体380的树脂材料的例子,包括:聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醚、聚乙烯、聚苯乙烯、有机硅树脂及弹性体。另外,壳体380也可以由多个种类的材料构成。
113.本实施方式中,流体处理系统300也具有多个按钮、供插入ac适配器410的插头的插口、供插入usb线缆420的插头的插座等(参照图1和图2)。
114.此外,也可以是,流体处理系统300还具有内部电源、显示部等。
115.(变形例)
116.在上述的流体处理装置200、包含上述的流体处理装置200的流体处理系统300中,具备阀250和泵260两者,但是,也可以是,流体处理装置、包含流体处理装置的流体处理系统中只具有它们中的任意一者。
117.另外,上述的流体处理系统300也可以具有:用于检测流体的移动或观察流体的光源(省略图示)、用于检测来自光源的光的光检测部(省略图示)。例如,光源和光检测部以夹着第二流路240而相对的方式配置。在该情况下,光源向第二流路240照射光,由光检测部检测来自光源的光的强度,由此能够确定在第二流路240内是否存在流体等。优选地,光检测部与控制部360连接,控制部360也可以基于光检测部检测出的信号对阀控制部320、泵控制部330进行控制。此外,也可以将光源、光检测部配置多个,检测流体已到达规定的位置的情况等。不特别地限制光源的种类,例如可以设为红外线。
118.并且,在上述说明中,将阀250配置于一个圆的圆周上,由旋转阀(阀用滑动部)进行控制,但是,不限制于该结构。例如,也可以将阀250配置于同心圆状的两个以上的圆的圆周上,并适当地由阀用滑动部件321对其进行控制。
119.另外,在上述说明中,一个阀250具有的槽状阀座250a的数量为一个,但是,也可以是一个阀250具有的槽状阀座250a的数量为多个。
120.并且,在上述中,将泵260的泵槽260a只配置了一个,但是,也可以是,为了增多能够在泵260内流动的流体的体积而配置多个泵槽260a。例如,也可以沿同心圆状的圆配置多个泵槽260a。
121.(流体处理系统的动作)
122.下面,对使用流体处理系统100处理流体的方法的一例进行说明。在此,参照图11a~图12b的示意图,对使图中上列的左起第2个井230(以下也称为“导入井”)所容纳的液体
移动到图中的下列的左起第2个井230(以下也称为“取出井”)的例子进行说明。图11a~图12b中,示出从正面侧观察流体处理装置200的多个阀250的附近的区域的情形,省略了井230的外壁等。涂黑表示多个阀250中的被阀用滑动部件321的第一凸部322按压的关闭状态的阀250,涂白表示与阀用滑动部件321的第一凹部323相对的打开状态的阀250。
123.首先,在片保持架310的容纳部311容纳已重叠间隔件312后的流体处理装置200(参照图3b和图3c)。接下来,将容纳有流体处理装置200的片保持架310固定在壳体380上的规定的位置。容纳于片保持架310内的流体处理装置200被以规定的力推碰到阀用滑动部件321和泵用滑动部件331。
124.此外,也可以在设置片保持架310之前、设置中途、或已设置之后,使阀用滑动部件321和泵用滑动部件331旋转来调整阀用滑动部件321和泵用滑动部件331的旋转开始位置。另外,也可以是,在已固定片保持架310之后,根据需要使阀用滑动部件321和泵用滑动部件331进一步向流体处理装置200侧移动,来调整阀用滑动部件321及泵用滑动部件331与流体处理装置200之间的按压力(参照图4)。
125.接下来,将流体导入到流体处理装置200的规定的井230。在该例中,如图11a所示,向图中上列的左起第2个导入井230导入规定的液体。例如,用户使用吸管经由片保持架310的顶板的通孔和间隔件312的通孔向导入井230导入液体。
126.之后,以阀用滑动部件321的第一凸部322和泵用滑动部件331的第二凸部332充分地按压流体处理装置200的挠性层220的方式施加按压力的同时,使阀用滑动部件321和泵用滑动部件331旋转,进行阀250的开闭和泵260的驱动。若通过阀用滑动部件321的旋转,流体处理装置200的阀250的挠性层220被阀用滑动部件321的第一凸部322压入到槽状阀座250a内,则阀250成为闭状态。另一方面,若通过阀用滑动部件321的旋转,在槽状阀座250a上配置了第一凹部323,则向挠性层220的按压被解除,阀250成为开状态。另外,通过泵用滑动部件331的旋转,流体处理装置200的泵260的挠性层220被泵用滑动部件331的第二凸部332压入到泵槽260a内,若在该状态下第二凸部332移动,则流路内的流体移动。利用这样的阀250的开闭和流体的移动,能够进行所希望的流体的处理、混合等。
127.在该例中,首先,如图11b所示那样,控制部360使阀用滑动部件321旋转,使第一凹部323移动到与导入井230对应的阀250上。由此,导入井230与共同流路243连通。接下来,控制部360使泵用滑动部件331旋转,将导入井230内的液体吸引至共同流路243内。若液体到达共同流路243内的规定的位置,则控制部360使泵用滑动部件331的旋转而使向共同流路243内的吸引停止。
128.接下来,如图12a所示那样,控制部360使阀用滑动部件321旋转,而使第一凹部323移动到与图中下列的左起第2个取出井230对应的阀250上。由此,共同流路243与取出井230连通。接下来,控制部360使泵用滑动部件331旋转,而将共同流路243内的液体压出到取出井230内。若直到共同流路243内的液体能够全部移动到取出井230内为止泵用滑动部件331进行了旋转,则控制部360使泵用滑动部件331的旋转停止,而使向取出井230内的压出停止。
129.最后,如图12b所示那样,控制部360使阀用滑动部件321旋转,并再次使第一凹部323移动到与导入井230对应的阀250上。由此,共同流路243与导入井230再次连通。接下来,控制部360使泵用滑动部件331旋转,将残留在分支流路241内的液体压出到导入井230内。
若直到分支流路241内的液体能够全部移动到导入井230内为止泵用滑动部件331进行了旋转,则控制部360使泵用滑动部件331的旋转,而使向导入井230内的压出停止。
130.通过以上的顺序,能够从图中上列的左起第2个导入井230所容纳的液体中,称取规定量的液体,使其移动到图中的下列的左起第2个取出井230。
131.(效果)
132.如上所述,本实施方式的流体处理装置由基板和平板状的挠性层构成,具有简便的结构。另外,不需要成型挠性层,也不需要基板与挠性层的精细的对位。并且,由于不成型挠性层,因此,也能够在高温下将基板和挠性层粘接,能够作为可靠性高的流体处理装置、流体处理系统。另外,由于挠性层为平板状,因此,也能够实现流体处理装置、包含该流体处理装置的流体处理系统的小型化。
133.工业实用性
134.本实施方式的流体处理装置及使用流体处理装置的流体处理系统例如在临床检查、食物检查、或环境检查等各种各样的用途中是有用的。
再多了解一些

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