Pressure：2058 Pa
（Pressure equivalent to
height 200mm）
Pressure
〈C◎nt◎ur P了e〜S）
o18 誓：：1：
di Pressure：4018Pa
（Pressure equivalent to
height 400mm）
2813
241i Pressure：0
2009 ＿＿＿→一 （Atmospheric pressure）
1：：：P，essu，e：、。18．Pa ＼
804 （Pressure equivalent to
402 height 400mm）
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｛Pa】 ・ Z
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一一
（a）中央断面のみを表示した鳥職図 図3−55
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合流部分における流速ベクトルを表示した流体解析結果
一一
図3 56 合流位置における圧力分布を表示した流体解析結果（鳥敵図）
B．接続チューブの高低差による流体駆動と血球整列
3．2節で述べた三又構造マイクロ流路をもっマイクロ流体デバイスを用い，小径チューブ 内の試料に加わる重力を駆動源として液体の送液実験を行った．図3−52に示すように，三 又構造の中央の支流路とそれに繋がる小径チューブに生理食塩水で希釈した自己血を充填
し，両側の支流路とそれに繋がる小径チューブに生理食塩水を充填させた．小径チューブ およびリザーバをチップよりも上方に位置することによって，小径チューブやリザーバ内 の試料に加わる重力によって，流路内の液体を駆動することができた．さらに，血液を充 填したリザーバや小径チューブの高さよりも生理食塩水を充填したリザーバなどの高さを
L方にすることによって，図3−57に示す三又流路の合流位置における観察結果のように，
血液の流れ幅を絞ることができた、次に，血液を充填したリザーバをチップからの高さ 200mmに固定して，生理食塩水を充填したリザーバーの高さを変化させた場合の赤lilL球の 流速変化と，絞られた血液の流れ幅の変化を測定した結果を図3−58に示す．生理食塩水の 位置が高くなるほど，すなわち重力による駆動力が増加するほど，流速は早くなり流れ幅 が細くなっていくことがわかった．また，流路幅が0」5mmでは約16mm／secの流速になり，
液体に加わる重力を駆動源としても十分に送液できることが確認できた．
Physiological saline
Bl・・d■）
Physiological saline
図3−57 三又構造流路における重力駆動による送液実験結果 Height ofblood reservoirs：
200mm（Constant height）1﹂▲ l l l l l l
654321098
（。カZ∈︶怠︒2⇔﹀＝8で︒2ロコ
150 200 250 300 350 400 450 Height ofphysiological saline（㎜）
42086420 222111118
︵已弍︶§8蕩℃02巴oξ匂一≧図3−58 リザーバ高さに対する流速および血液の流れ幅との関係 96
3．6． 2 重力駆動部集積型マイクロ流体デバイスの作製
A．作製方法と実験方法
前節では三又構造の流路をもっマイクロ流体デバイスなどを作製し，チップに繋げられ た送液用の小径シリコーンチューブ内の液体に加わる重力を利用して液体を駆動する方法 を検討した．しかし，この場合はシリンジやシリンジポンプなどの駆動機器は必要ないが，
送液用チューブが必要であり，チップに比べて非常に長いという課題がある．これまでに 研究されているμTASでは，流路などを形成するチップは非常に小さいが，対照的にポ
ンプや接続チューブのように周辺装置は非常に大型であるという課題がある，そこで，送 液用チューブを使用せずに，チップ表面に加工された流路入口穴の部分に液溜め用リザー バを設け，液溜め用リザーバを上方にしてチップを垂直な状態にすることによって，流路 内の液体に加わる重力を利用して流体を駆動させる方法を提案し検討した．
レーザによる重力駆動用マイクロ流体デバイスの作製プロセスを図3−59に示す．はじめ にカバーガラスにポリイミドの熱硬化性ラミネートフィルムをラミネート接着し（図3−59
（1）），レーザ加工によって樹脂部分に微細溝と穴を形成する（図3−59（2））．多層化させる 場合は，樹脂フィルムをラミネート接着し，レーザ加工によって溝などを形成することに
より多層化させる．最後に樹脂フィルムをラミネート接着して覆い（図3−59（3）），液溜め 用のリザーバ部品を接着する（図3−59（4））．
送液実験では図3−60に示すように，マイクロ流路の入口に接着された液溜め用リザーバ に，血液や生理食塩水を注入した．実験で用いた血液は，抗凝固薬を混ぜ生理食塩水で希 釈した自己血である．流路は生理食塩水が充填されている状態である．液溜め部は大気開 放されている．さらに，図3−60に示すように，液溜め用リザーバを上方にしてチップを垂 直な状態にし，重力駆動による送液実験を行った，送液実験では血液と生理食塩水は出口 穴から外部へ流出させた．また，血液の流れや血球の状態は，光学顕微鏡に取り付けた高 速度ビデオカメラを用いて観察を行った．作製した重力駆動用マイクロ流体デバイスの外 観写真を図3−61に示す．
Grooves（Channel space） Adhesion
Glass
ｸ蒜 ㌦ 運｝
l t，
1
L。mination」→1、 r鰭［
1 s，＿一・ L
Lamination Laser ablation Lamination equipment equipment
Hole（Exit）
（1）Lamination process （2） Laser ablatien process （3）Lamination process （4）Connection process of
Peripheral equipment
図3−59 重力駆動用マイクロ流体デバイスの作製プロセスPhysiological
Fulling ofblood or saline
＼ A・hip・t・・d・fa・i・g
Syringe the reservoirs upwards・