專(zhuān)利名稱(chēng)：化學(xué)反應(yīng)用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠自動(dòng)進(jìn)行溶液的混合、合成、溶解、分離等化 學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)用裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，在溶液的合成或溶解、檢驗(yàn)、分離等處理中，通常利用試管或燒杯、移液管等。例如將物質(zhì)A和物質(zhì)B釆集至試管或燒杯 等中，將其注入其他的試管或燒杯等容器中，進(jìn)行混合、攪拌等操作 后生成物質(zhì)C。對(duì)于由上述方式合成的物質(zhì)C，進(jìn)行例如發(fā)光、發(fā)熱、 著色、色度等觀察?；蛘邔?duì)混合后的物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾或離心等操作，分 離抽取目標(biāo)物質(zhì)。另外，在溶解處理、例如使用有機(jī)溶劑進(jìn)行溶解等處理中，也 -使用試管或燒杯等玻璃器具，在進(jìn)行檢驗(yàn)處理的情況下也相同地，將 被實(shí)驗(yàn)物質(zhì)和試劑放入容器中，觀察其反應(yīng)結(jié)果。作為這種化學(xué)反應(yīng)盒，例如在彈性體的內(nèi)表面上形成能夠向外 表面?zhèn)扰蛎浀亩鄠€(gè)反應(yīng)室、和連接上述多個(gè)反應(yīng)室的流路，在彈性體 的內(nèi)表面上以使反應(yīng)室及流路密閉的方式設(shè)置基板(例如，參照專(zhuān)利 文獻(xiàn)l)。在該化學(xué)反應(yīng)盒內(nèi)，預(yù)先向反應(yīng)室內(nèi)注入溶液，通過(guò)從彈 性體的表面?zhèn)劝磯簼L柱，局部地封堵流路或反應(yīng)室或這兩者，使位于 該流路或反應(yīng)室內(nèi)的溶液移動(dòng)，由此溶液進(jìn)行反應(yīng)。專(zhuān)利文獻(xiàn)l:特開(kāi)2005 —037368號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容在上述的專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，提出了通過(guò)從彈性體的表面?zhèn)扔蓾L柱 施加壓力而輸送容器內(nèi)的溶液的方法，但另一方面，嘗試送液的自動(dòng) 化，要求在該情況下使溶液可靠地從溶液室或流路移動(dòng)，防止空送或
送液錯(cuò)誤。特別在測(cè)定檢查貴重樣品或稀缺樣品的情況下，不容許由 于送液錯(cuò)誤導(dǎo)致的失敗。因此，要求一種防止送液錯(cuò)誤或空送、高可 靠性的送液驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。另外，為了施加外力，通過(guò)由滾柱按壓反應(yīng)盒 進(jìn)行加壓，但如果錯(cuò)位進(jìn)行加壓，則由于反應(yīng)盒表面的凹凸或反應(yīng)盒 厚度不勻而使外力產(chǎn)生變化。其結(jié)果，出現(xiàn)產(chǎn)生送液錯(cuò)誤或空送的問(wèn) 題。本發(fā)明就是為了解決上述問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供一 種化學(xué)反應(yīng)用裝置，能夠可靠地防止送液錯(cuò)誤或空送，可以實(shí)現(xiàn)高可 靠性的送液及送液自動(dòng)化。為了解決上述課題，技術(shù)方案1的發(fā)明是一種化學(xué)反應(yīng)用裝置， 其通過(guò)輸送溶液而進(jìn)行溶液的化學(xué)反應(yīng)，其特征在于，具有移動(dòng)單元，其相對(duì)于反應(yīng)盒相互獨(dú)立地自由移動(dòng)，該反應(yīng)盒的容器的至少一部分由彈性體形成，并且該反應(yīng)盒具有收容上述液體的 多個(gè)室及連結(jié)多個(gè)室的流路，該移動(dòng)單元通過(guò)一邊與上述彈性體的表 面接觸一邊移動(dòng)，向上述彈性體施加外力而使位于上述流路或室內(nèi)的 溶液封止或移動(dòng)；以及檢測(cè)單元，其檢測(cè)位于上述流路或室內(nèi)的溶液積存的狀態(tài)。技術(shù)方案2的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1記述的化學(xué)反應(yīng) 用裝置中，具有控制單元，其通過(guò)由上述檢測(cè)單元檢測(cè)溶液積存的狀 態(tài)，驅(qū)動(dòng)上述移動(dòng)單元，以利用上述移動(dòng)單元在檢測(cè)出上述溶液積存 的上述彈性體的表面再次移動(dòng)，進(jìn)行送液。技術(shù)方案3的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案2記述的化學(xué)反應(yīng) 用裝置中，上述檢測(cè)單元具有光照射單元，其向上述多個(gè)室或流路 內(nèi)的溶液照射光；以及感光單元，其接收由于被光照射而由上述溶液 反射的反射光、透射光或熒光。技術(shù)方案4的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案2記述的化學(xué)反應(yīng) 用裝置中，上述檢測(cè)單元具有光照射單元，其向上述多個(gè)室或流路 內(nèi)的溶液照射光；以及圖像檢測(cè)單元，其檢測(cè)由于被光照射而形成的 上述溶液的圖像，作為圖像信號(hào)。技術(shù)方案5的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案4記述的化學(xué)反應(yīng)
用裝置中，在上述反應(yīng)盒中形成與上述多個(gè)室或流路連通的光導(dǎo)波 路，由上述光照射單元照射的光經(jīng)由上述光導(dǎo)波路，導(dǎo)向上述多個(gè) 室或流路內(nèi)后，由上述圖像檢測(cè)單元檢測(cè)。技術(shù)方案6的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案2記述的化學(xué)反應(yīng) 用裝置中，上述檢測(cè)單元具有超聲波振蕩單元，其向上述多個(gè)室或 流路內(nèi)的溶液振蕩產(chǎn)生超聲波；以及超聲波接收單元，其接收由于超 聲波振蕩而由上述溶液振蕩產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。技術(shù)方案7的發(fā)明是一種化學(xué)反應(yīng)用裝置，其通過(guò)輸送溶液而進(jìn)行溶液的化學(xué)反應(yīng)，其特征在于，具有外力施加單元，其相對(duì)于使容器的至少一部分由彈性體形 成并具有收容上述液體的多個(gè)室及連結(jié)多個(gè)室的流路的反應(yīng)盒，通過(guò)一邊與上述彈性體的外表面接觸一邊移動(dòng)，向上述彈性體施加外力而 使位于流路或室內(nèi)的溶液移動(dòng)，上述外力附加單元，其向上述反應(yīng)盒施加外力方向的彈性模量， 小于對(duì)應(yīng)的反應(yīng)盒側(cè)的彈性模量。技術(shù)方案8的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案7記述的化學(xué)反應(yīng) 用裝置中，上述反應(yīng)盒的彈性模量大于或等于外力施加單元的1.1倍。技術(shù)方案9的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案7或8記述的化學(xué) 反應(yīng)用裝置中，上述外力施加單元是彈簧、橡膠、彈性體、磁力、氣 壓或壓電元件中的任一個(gè)，該外力施加單元插入移動(dòng)單元和裝置主體 之間而用于確保彈性模量，該移動(dòng)單元一邊與上述彈性體的外表面接 觸一邊移動(dòng)，該裝置主體可自由移動(dòng)地支撐上述移動(dòng)單元。，技術(shù)方案IO的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案9記述的化學(xué)反應(yīng) 用裝置中，由壓力傳感器測(cè)量加壓力，使施加于上述壓電元件的電壓 變化。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)由檢測(cè)單元檢測(cè)出溶液積存的狀態(tài)，在檢測(cè) 出溶液積存狀態(tài)的位置利用移動(dòng)單元進(jìn)行再次送液，可以可靠地防止
送液錯(cuò)誤或空送，能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的送液及送液自動(dòng)化。另外，在施加外力而進(jìn)行送液驅(qū)動(dòng)時(shí)，為了解決由于反應(yīng)盒表面的凹凸或反應(yīng) 盒的厚度不均而外力變化的問(wèn)題，在移動(dòng)單元和裝置主體之間具有懸掛(suspension)機(jī)構(gòu)。


圖1(a)是反應(yīng)盒3的斜視圖，(b)是反應(yīng)盒3的俯視圖，(c) 是沿剖斷線I一I剖開(kāi)時(shí)的向視剖視圖。圖2表示化學(xué)反應(yīng)用裝置100，反應(yīng)盒3的部分是示意地表示其 送液狀態(tài)的剖視圖。圖3 U)是在使用螺旋彈簧61的情況下的第一刮塊41的外觀 斜視圖，(b)是在使用板簧64的情況下的第一刮塊41的外觀斜視 圖。圖4是檢測(cè)單元的變形例，(a)是表示反應(yīng)盒3和刮塊41、 42 的俯視圖，(b)是沿剖斷線IV —IV剖開(kāi)時(shí)的向視剖視圖。圖5 (a) (c)是表示第一至第三刮塊41 43的動(dòng)作的圖， 反應(yīng)盒3的部分是示意地表示其送液狀態(tài)的剖視圖。圖6 (a) (c)是表示第一至第三刮塊41 43的動(dòng)作的俯視圖。圖7是表示在產(chǎn)生溶液積存的情況下的第一至第三刮塊41 43 的動(dòng)作的側(cè)剖視圖。圖8是表示第一至第三刮塊41A 43A進(jìn)行動(dòng)作之前的狀態(tài)的 側(cè)剖視圖。圖9 (a) (c)是表示第一至第三滾柱141 143的動(dòng)作的圖， 反應(yīng)盒13的部分是示意地表示其送液狀態(tài)的剖視圖。圖10 (a)是在使用螺旋彈簧146的情況下的第一滾柱141的外 觀斜視圖，(b)是在使用板簧149的情況下的第一滾柱141的外觀 斜視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)圖1 (a)是反應(yīng)盒3的斜視圖，(b)是反應(yīng)盒3的俯視圖，(c) 是沿剖斷線I一I剖開(kāi)時(shí)的向視剖視圖，圖2表示化學(xué)反應(yīng)用裝置100， 反應(yīng)盒3的部分是示意地表示其送液狀態(tài)的剖視圖。
化學(xué)反應(yīng)用裝置100具有反應(yīng)盒3，其使彈性體2重疊設(shè)置在 基板l上而構(gòu)成容器，在基板1和彈性體2之間，形成收容溶液X、 Y(參照?qǐng)D4)的多個(gè)室21 25、以及連結(jié)這些室21~25的流路26a、 26b、 27a、 27b;多個(gè)刮塊(下面稱(chēng)為第一刮塊41、第二刮塊42、第 三刮塊43)(移動(dòng)單元)，其通過(guò)一邊與彈性體2的上表面接觸一 邊進(jìn)行移動(dòng)，向彈性體2施加外力而局部地封堵流路26a、 26b、 27a、 27b或室21 25、或者這兩者，使位于被封堵的流路26a、 26b、 27a、 27b或室21 25中的溶液X、 Y移動(dòng)；以及檢測(cè)傳感器(檢測(cè)單元) 71、 72，其檢測(cè)位于流路26a、 26b、 27a、 27b或室21 25中的溶液 X、 Y、 Z的溶液積存的狀態(tài)。此外，還具有控制部(控制單元)， 其在由檢測(cè)傳感器71、 72檢測(cè)出溶液積存的狀態(tài)的情況下，驅(qū)動(dòng)第 一至第三刮塊41 43，使它們?cè)诋a(chǎn)生溶液積存的地方的彈性體2的 外表面上再次移動(dòng)而進(jìn)行送液。
基板1為了具有對(duì)來(lái)自彈性體2的外力的抵抗力，由硬質(zhì)的材 料構(gòu)成，為了收容用于實(shí)現(xiàn)反應(yīng)規(guī)程的室21 25及流路26a、 26b、 27a、 27b，形成用于定位及維持形狀的長(zhǎng)方形的平板狀。彈性體2由氣密狀且具有彈性的PDMS (聚二甲基硅氧烷)等 硅氧橡膠或高分子材料構(gòu)成，形成與基板1相同尺寸的長(zhǎng)方形平板 狀。彈性體2除了橡膠之外，也可以使用粘彈性體或塑性體。在彈性 體2的與基板1的接觸面即下表面上，形成溶液用的多個(gè)凹部，其能 夠分別以向上表面?zhèn)劝枷莸姆绞脚蛎?，這多個(gè)凹部成為用于注入溶 液的注入用的注入室21、 22;使注入室21、 22內(nèi)的溶液反應(yīng)的反應(yīng) 部用的反應(yīng)室23;以及將在反應(yīng)室23中反應(yīng)的溶液分 其使注入室21、 22與反應(yīng)室23分別相連；以及流路27a、 27b，其 使反應(yīng)室23與分注室24、 25分別相連。注入室21、 22和分注室24、 25在俯視時(shí)呈圓形，反應(yīng)室在俯視時(shí)呈橢圓形。并且，在彈性體2 的下表面上，除了注入室21、 22、反應(yīng)室23及分注室24、 25、流路 26a、 26b、 27a、 27b之外的粘結(jié)區(qū)域，與基板1的上表面粘結(jié)。由 此，注入室21、 22、反應(yīng)室23、分注室24、 25及流路26a、 26b、 27a、 27b被彈性體2和基板l密閉，成為防止后述的溶液X、 Y、 Z 向外部泄漏的構(gòu)造。圖3 (a)是第一刮塊41的外觀斜視圖。第一至第三刮塊41 43是上表面尺寸大于下表面尺寸的、形成側(cè)面觀察為梯形的棱柱體， 沿反應(yīng)盒3的寬度方向延伸。此外，這些刮塊41 43還可以具有用 于減少與彈性體2接觸阻力的倒圓角后的R部。第一至第三刮塊41 43在反應(yīng)盒3的長(zhǎng)度方向上設(shè)置多列(參照?qǐng)D2)，使這些第一至第 三刮塊41 43 —邊與彈性體2的上表面接觸一邊獨(dú)立地移動(dòng)。在第 一至第三刮塊41 43的上方，設(shè)置在彈性體2的上表面上可分別自 由移動(dòng)地支撐各刮塊41 43的第一至第三平臺(tái)51 53。這些第一至 第三平臺(tái)51 53安裝在裝置主體(未圖示)上。第一至第三平臺(tái)51 53沿各刮塊41 43延伸。為了使得即使 反應(yīng)盒3上產(chǎn)生凹凸或厚度不均，也能夠向反應(yīng)盒3穩(wěn)定地施加恰當(dāng) 的外力，第一至第三刮塊41 43和第一至第三平臺(tái)51 53之間通過(guò) 可自由地上下伸縮的彈簧(外力施加單元)61 63而分別連結(jié)。彈 簧61 63，其上端部分別固定在各平臺(tái)51 53的下表面兩端部上， 彈簧61 63的下端部固定在各刮塊41 43的上表面兩端部上。由此， 成為能夠利用彈簧61 63使第一至第三刮塊41 43—邊施加規(guī)定壓 力與彈性體2的上表面接觸一邊移動(dòng)的構(gòu)造。優(yōu)選彈簧61 63的向 反應(yīng)盒3施加外力方向的彈性模量小于反應(yīng)盒3側(cè)的彈性模量，更優(yōu) 選反應(yīng)盒3的彈性模量大于或等于彈簧61 63的彈性模量的1.1倍。 由此，能夠吸收彈性體2的凹凸而恰當(dāng)?shù)厥┘訅毫?。另外，彈?1 63除螺旋狀彈簧之外，也可以使用如圖3(b) 所示的沿刮塊41的長(zhǎng)度方向延伸的板簧64。
檢測(cè)傳感器71、 72配置在流路26a、 26b、 27a、 27b或多個(gè)室 21 25之中、例如進(jìn)行重要反應(yīng)的部位或該部位的上游部分或下游 部分上，檢測(cè)溶液積存的狀態(tài)，在本實(shí)施方式中，如圖2所示，設(shè)置 在第一刮塊41和第二刮塊42之間及第二刮塊42和第三刮塊43之間。作為檢測(cè)傳感器71、 72，例如可以舉出由光源(光照射單元)711、 721和光電二極管(感光單元)712、 722構(gòu)成的傳感器，該光 源711、 721包括LED (發(fā)光二極管)或LD (半導(dǎo)體激光)等，向 流路26a、 26b、 27a、 27b或多個(gè)室21 25照射光，該光電二極管712、 722對(duì)由于被光照射而由流路26a、 26b、 27a、 27b或室21 25 內(nèi)的溶液產(chǎn)生的反射光進(jìn)行感光。這樣，通過(guò)檢測(cè)該反射光量的變化， 檢測(cè)溶液的殘留狀態(tài)。另外，雖然未圖示，但也可以使用由光源(光照射單元)、和 CCD陣列傳感器或CMOS陣列傳感器(圖像檢測(cè)單元)構(gòu)成的傳感 器，該光源利用LED或LD照射光，該CCD陣列傳感器或CMOS 陣列傳感器檢測(cè)由于被光照射而由流路或室內(nèi)的溶液形成的圖像圖 案。該情況下，根據(jù)該圖像圖案的變化檢測(cè)溶液的殘留狀態(tài)。此外， 光源使用的光可以是可視光，在使用相對(duì)于可視光范圍為不透明材料 的彈性體2或基板1的情況下，也可以使用在近紅外線區(qū)域或紅外線 區(qū)域中發(fā)光的光。另外，還可以由壓電元件等向流路或室內(nèi)的溶液發(fā)射超聲波的 超聲波振蕩元件(超聲波振蕩單元)、和檢測(cè)來(lái)自溶液的反射信號(hào)的 超聲波接收元件(超聲波接收單元)構(gòu)成，該情況下，可以根據(jù)該反 射信號(hào)的變化檢測(cè)溶液的殘留狀態(tài)。圖4是其他的檢測(cè)單元的一個(gè)例子，(a)是表示反應(yīng)盒3和刮 塊41、 42的平面圖，(b)是沿剖斷線IV — IV剖開(kāi)時(shí)的向視剖視圖。 如圖3所示，其構(gòu)成為使彈性體2或基板1由透明材料構(gòu)成，使彈 性體2或基板1的一部分由折射率不同的材料形成光導(dǎo)波路73，在 光導(dǎo)波路73的光的入射側(cè)設(shè)置光源(例如LED或LD等)74，在光 導(dǎo)波路73的出射側(cè)設(shè)置光檢測(cè)器(例如CCD陣列或PD等感光元件) 75，使來(lái)自光源74的光向光導(dǎo)波路73入射，由光檢測(cè)器75檢測(cè)通 過(guò)光導(dǎo)波路73的光的光量變化。該情況下，由于在光導(dǎo)波路73間存 在溶液積存的情況下，透過(guò)該溶液的光量會(huì)變化，所以能夠根據(jù)該光量變化檢測(cè)溶液積存的狀態(tài)。在圖4的情況下，使光導(dǎo)波路73以與 反應(yīng)室23連通的方式沿反應(yīng)盒3的寬度方向形成，形成光導(dǎo)波路73 的部位并不限于反應(yīng)室23，也可以以與流路26a、 26b或流路27a、 27b連通的方式沿反應(yīng)盒3的寬度方向形成。另外，在難以形成光導(dǎo)波路73的情況下，雖然未圖示，但也可 以構(gòu)成為將光纖埋入彈性體2或基板1內(nèi)，與上述相同地檢測(cè)光量變 化?？刂撇靠刂苹瘜W(xué)反應(yīng)用裝置100的整體，具體地說(shuō)，開(kāi)始第一 至第三的平臺(tái)51 53的驅(qū)動(dòng)，通過(guò)第一至第三的平臺(tái)51 53的移動(dòng) 而使第一至第三的刮塊41 43移動(dòng)，進(jìn)行送液，在送液結(jié)束的情況 下，停止驅(qū)動(dòng)第一至第三的平臺(tái)51 53。在送液中，隨時(shí)根據(jù)由檢 測(cè)傳感器71、 72產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)，檢測(cè)是否由于送液錯(cuò)誤而產(chǎn)生溶 液積存，在產(chǎn)生溶液積存的情況下，使第一至第三平臺(tái)51 52停止 移動(dòng)而停止送液。并且，在使位于產(chǎn)生溶液積存的位置的平臺(tái)移動(dòng)至 初始位置后，再次使其向送液方向移動(dòng)而利用刮塊進(jìn)行再次送液。此 時(shí)，控制刮塊的驅(qū)動(dòng)，以使其他刮塊按壓彈性體2的上表面。下面，說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)用裝置100中的送液動(dòng)作。圖5、圖6是表示本發(fā)明所涉及的化學(xué)反應(yīng)盒的一個(gè)實(shí)施例的結(jié) 構(gòu)圖。說(shuō)明多個(gè)刮塊按規(guī)定間隔配置，同步地按順序移動(dòng)而進(jìn)行送液 的部分動(dòng)作。圖5 (a) (c)是表示第一至第三刮塊41 43的動(dòng) 作的圖，反應(yīng)盒3的部分是示意地表示其送液狀態(tài)的剖視圖。圖6 (a) (c)是表示第一至第三刮塊41 43的動(dòng)作的俯視圖。圖5 及圖6因圖面的原因，省略檢測(cè)傳感器71、 72的圖示。首先，在反應(yīng)盒3中形成的圖1 (b)的注入室21、 22中預(yù)先分 別注入溶液X和溶液Y。注入如圖1 (c)所示，例如直接通過(guò)向彈 性體2中刺入注射器32而由注射器32向注入室21、 22內(nèi)注入。由 于彈性體2由彈性材料形成，所以在拔出注射器32后，針孔自然地 閉合。另外，為了完全密封，也可以在溶液注入后使用粘合劑等填補(bǔ)
針孔，或通過(guò)加熱溶解進(jìn)行封堵。圖5 (a)、圖6 (a)是溶液X、 Y注入后、送液前的狀態(tài)，第 一刮塊41位于彈性體2的上表面左端部，第一刮塊41的下表面施加 規(guī)定壓力與彈性體2的上表面接觸而擠壓彈性體2。通過(guò)從該狀態(tài)開(kāi) 始使第一平臺(tái)51從左側(cè)向右側(cè)移動(dòng)，使第一刮塊41 一同地沿彈性體 2的上表面向右側(cè)移動(dòng)。此時(shí)，在通過(guò)彈簧61的作用而處于規(guī)定加 壓的狀態(tài)下，由刮塊41的下表面一邊擠壓彈性體2的上表面， 一邊 將收容在注入室21、 22中的溶液X、 Y向右方推出，經(jīng)過(guò)流路26a、 26b而移動(dòng)至反應(yīng)室23。如圖5 (b)、圖6 (b)所示，第一平臺(tái)51移動(dòng)規(guī)定距離，直 至到達(dá)第二平臺(tái)52的位置處，同時(shí)第二平臺(tái)52向右側(cè)移動(dòng)至第三平 臺(tái)53的位置，由此，第二刮塊42也同樣地沿彈性體2的上表面移動(dòng)。 并且，輸送至反應(yīng)室23內(nèi)的溶液X、 Y混合而進(jìn)行反應(yīng)。這里所說(shuō) 的反應(yīng)，是指例如混合、合成、溶解、分離等。另外，通過(guò)這樣利用 反應(yīng)盒3，能夠檢驗(yàn)例如二嗯英或DNA等。另外，此時(shí)第一刮塊41 在彈性體2的上表面進(jìn)行按壓，由此能夠防止被輸送的溶液逆流。如圖5 (c)、圖6 (c)所示，如果第一平臺(tái)51移動(dòng)規(guī)定距離， 直至到達(dá)第三平臺(tái)的位置處，則在反應(yīng)室23中反應(yīng)后的溶液Z沿流 路27a、 27b分別分離后移動(dòng)。然后，驅(qū)動(dòng)第三平臺(tái)53而向右側(cè)移動(dòng)， 同時(shí)第三刮塊43沿彈性體2的上表面移動(dòng)，使反應(yīng)后的溶液Z從流 路27a、 27b向分注室24、 25移動(dòng)。此時(shí)，第一刮塊41按壓彈性體 2的上表面，由此防止被送液的溶液的逆流。另一方面，在進(jìn)行上述的一系列的送液動(dòng)作時(shí)，利用檢測(cè)傳感 器71、 72隨時(shí)檢測(cè)是否產(chǎn)生溶液積存，在產(chǎn)生溶液積存的情況下， 停止第一至第三平臺(tái)51 53的移動(dòng)。然后，位于產(chǎn)生溶液積存位置 的刮塊離開(kāi)反應(yīng)盒3，與平臺(tái)一起移動(dòng)至初始位置后，再次通過(guò)向送 液方向移動(dòng)而利用刮塊進(jìn)行再次送液。此時(shí)，兩側(cè)的刮塊壓入彈性體 2的上表面，防止液體向?qū)ο髤^(qū)域外流出。具體地說(shuō)，如圖7所示，例如在第二刮塊42的位置上產(chǎn)生溶液 積存的情況下，位于第二刮塊42兩側(cè)的第一刮塊41和第三刮塊43
按壓彈性體2的上表面，在按壓使得溶液X、 Y無(wú)法逆流或向前輸送狀態(tài)下，第二刮塊42在彈性體2的上表面移動(dòng)而進(jìn)行再次送液。第 一刮塊41和第三刮塊43作為止回閥起作用。如上所示，由于具有一邊與彈性體2的上表面接觸一邊相互獨(dú) 立地自由移動(dòng)的多個(gè)刮塊41 43及多個(gè)平臺(tái)51 53、和檢測(cè)在流路 26a、 26b、 27a、 27b或室21 25內(nèi)產(chǎn)生的溶液積存的狀態(tài)的檢測(cè)傳 感器71、 72，在產(chǎn)生溶液積存的情況下，利用檢測(cè)傳感器71、 72自 動(dòng)地進(jìn)行檢測(cè)，使刮塊42移動(dòng)至檢測(cè)出溶液積存的位置的彈性體2 的上表面上，進(jìn)行再次送液，所以能夠防止送液錯(cuò)誤或空送，能夠可 靠地進(jìn)行送液，使溶液反應(yīng)。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的送液。另 外，由于溶液積存的檢測(cè)和再次送液不是手動(dòng)進(jìn)行而是自動(dòng)進(jìn)行，所 以效率高。此外，由于在第一至第三刮塊41 43和第一至第三平臺(tái)51 53 之間分別設(shè)置彈簧61 63，所以即使由于彈性體2的撓曲或凹凸、 厚度不均而形成按壓表面的力的程度不均的情況下，也能夠利用彈簧 61 63吸收彈性體2的撓曲或凹凸，以恰當(dāng)?shù)膲毫⒏鞴螇K41 43 按壓在彈性體2的上表面上進(jìn)行移動(dòng)。由此，通過(guò)這一點(diǎn)也能夠進(jìn)行 高可靠性的送液。(實(shí)施方式2)圖8是表示第一至第三的刮塊41A 43A進(jìn)行動(dòng)作之前的狀態(tài) 的概略側(cè)剖視圖。本實(shí)施方式的化學(xué)反應(yīng)用裝置IOOA，與上述實(shí)施方式1的化學(xué) 反應(yīng)用裝置100不同，其結(jié)構(gòu)為，將反應(yīng)盒3A面朝下安裝，使第一 至第三刮塊41A 43A在反應(yīng)盒3A的下表面移動(dòng)。此外，由于反應(yīng) 盒3A、第一至第三刮塊41A 43A、第一至第三平臺(tái)51A 53A與實(shí) 施方式1的反應(yīng)盒3、第一至第三刮塊41 43、第一至第三平臺(tái)51 53相同，所以對(duì)相同的構(gòu)成部分在相同的數(shù)字后面添加英文字母A， 省略其說(shuō)明。如圖8所示，頂板81A和底板82A相互對(duì)置，利用在頂板81A
及底板82A的左右兩端部上分別豎直設(shè)置的側(cè)板83A、 83A，支撐頂 板81A及底板82A。在頂板81A的下表面安裝反應(yīng)盒3A，在底板 82A的上表面，設(shè)置獨(dú)立地左右自由移動(dòng)的第一至第三平臺(tái)51A 53A。第一至第三刮塊41A 43A和第一至第三平臺(tái)51A 53A，利 用3個(gè)彈簧61A 63A分別連結(jié)。成為能夠使第一至第三刮塊41A 43A —邊利用彈簧61A 63A施加規(guī)定壓力與彈性體2A的下表面接 觸一邊移動(dòng)的構(gòu)造。另外，優(yōu)選彈簧61A 63A的向反應(yīng)盒3A施加 外力方向的彈性模量小于反應(yīng)盒3A側(cè)的彈性模量，更優(yōu)選反應(yīng)盒3A 的彈性模量大于或等于彈簧61A 63A的彈性模量的1.1倍。由此， 能夠吸收彈性體2A的凹凸而恰當(dāng)?shù)厥┘訅毫?。另外，與實(shí)施方式1的檢測(cè)傳感器71、 72相同地，在規(guī)定位置 設(shè)置檢測(cè)傳感器71A、 72A。此外，還具有控制部，其控制第一至第三平臺(tái)51A 53A的驅(qū) 動(dòng)的開(kāi)始及停止，或者在送液中由檢測(cè)傳感器71A、 72A的檢測(cè)結(jié)果 檢測(cè)是否產(chǎn)生溶液積存，并在產(chǎn)生溶液積存的情況下，控制由第一至 第三刮塊41A 43A進(jìn)行的再次送液。并且，以與實(shí)施方式1相同的步驟進(jìn)行送液。此外，表示第一 至第三刮塊41A 43A的動(dòng)作的俯視圖因圖面的原因而省略，基本上 與圖6相同。通過(guò)第一平臺(tái)51A向右側(cè)移動(dòng)，使位于彈性體2A的下表面左 端部的第一刮塊41A與彈性體2A的下表面接觸而向右側(cè)移動(dòng)。此時(shí)， 在通過(guò)彈簧61A的作用而處于規(guī)定加壓的狀態(tài)下，由第一刮塊41A 的上表面一邊擠壓彈性體2A的下表面， 一邊將收容在注入室的溶液 X、 Y向右方推出。如果第一平臺(tái)51A移動(dòng)規(guī)定距離而移動(dòng)至第二平臺(tái)52A的位 置，則同時(shí)第二平臺(tái)52A進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而向右側(cè)移動(dòng)。同時(shí)，第一刮塊 41A沿彈性體2A的下表面移動(dòng)。該情況下，也同樣在通過(guò)彈簧61A 的作用而處于規(guī)定加壓的狀態(tài)下，由第一刮塊41A的上表面一邊擠 壓彈性體2A的下表面， 一邊將收容在注入室的溶液X、 Y向右方推 出，同時(shí)使溶液X、 Y進(jìn)行反應(yīng)。此外，如果同樣地第一平臺(tái)51A
移動(dòng)規(guī)定距離至第三平臺(tái)53A的位置處，則第一刮塊41A沿彈性體 2A的下表面移動(dòng)，將溶液向右方推出。另一方面，在進(jìn)行上述的一連串的送液動(dòng)作時(shí)，利用檢測(cè)傳感 器71A、72A檢測(cè)是否產(chǎn)生了溶液積存，在產(chǎn)生了溶液積存的情況下， 停止第一至第三平臺(tái)51A 53A的移動(dòng)。然后，通過(guò)未圖示的單元使 位于產(chǎn)生溶液積存位置的刮塊從反應(yīng)盒3離開(kāi)并移動(dòng)至初始位置后， 再次通過(guò)向送液方向移動(dòng)而利用刮塊進(jìn)行再次送液。此時(shí)，其他刮塊 按壓彈性體2A的下表面。如上所示，由于具有一邊與彈性體2A的上表面接觸一邊相互獨(dú) 立地自由移動(dòng)的多個(gè)刮塊41A 43A及多個(gè)平臺(tái)51A 53A、和檢測(cè) 在流路或室內(nèi)產(chǎn)生的溶液積存的狀態(tài)的檢測(cè)傳感器71A、 72A，在產(chǎn) 生溶液積存的情況下，利用檢測(cè)傳感器71A、 72A自動(dòng)地檢測(cè)，使刮 塊42A在檢測(cè)出溶液積存的位置的彈性體2A的下表面上移動(dòng)，進(jìn)行 再次送液，所以能夠防止送液錯(cuò)誤或空送，能夠可靠地進(jìn)行送液，使 溶液反應(yīng)。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的送液。另外，溶液積存的檢 測(cè)和再次送液由于不是手動(dòng)進(jìn)行而是自動(dòng)進(jìn)行，所以效率高。此外，由于在第一至第三刮塊41A 43A和第一至第三平臺(tái) 51A 53A之間分別設(shè)置彈簧61A 63A，所以即使在由于彈性體2A 的撓曲或凹凸、厚度不均而導(dǎo)致按壓表面的力的程度不均的情況下， 也能夠利用彈簧61A 63A吸收彈性體2A的撓曲或凹凸，以恰當(dāng)?shù)?壓力使各刮塊41A 43A按壓彈性體2A的下表面而進(jìn)行移動(dòng)。由此， 通過(guò)這一點(diǎn)也能夠進(jìn)行高可靠性的送液。另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，可以在不脫離其主旨 的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)變更。例如，在上述第一及第二實(shí)施方式中，作為進(jìn)行送液的單元， 使用刮塊41 43、 41A 43A，但也可以在刮塊之外，使用如圖9所 示的側(cè)面觀察為圓形的滾柱141 143。此外，圖9 (a) (c)是表 示第一至第三滾柱141 143的動(dòng)作的側(cè)剖視圖，圖10 (a)是第一 滾柱141的外觀斜視圖。在圖中，反應(yīng)盒13與實(shí)施方式1的反應(yīng)盒 3相同，彈簧146 148安裝在滾柱軸的兩端部上。此外，作為彈簧146 148，除了螺旋狀的彈簧之外，也可以使用如圖10 (b)所示的 沿滾柱141的長(zhǎng)度方向延伸的板簧149。另外，作為將刮塊41 43、 41A 43A或滾柱141 143以規(guī)定 的壓力按壓在彈性體2、2A的表面上的單元，除了彈簧61 63、61A 63A、 146 148之外，也可以是具有彈性的橡膠或彈性體，還可以構(gòu) 成為，由具有氣壓、磁力或壓力傳感器的壓電元件等進(jìn)行控制，以使其能夠最佳且自動(dòng)地以規(guī)定壓力進(jìn)行按壓。另外，也可以由壓力傳感 器測(cè)定加壓力，使上述氣壓或磁力、施加在壓電元件上的電壓變化。 另外，將彈簧或彈性體設(shè)置在刮塊41 43、 41A 43A或滾柱141 143等按壓部件上，但例如也可以在如81A這樣的支撐反應(yīng)盒3A的 頂板上設(shè)置彈簧或彈性體。此外，只要刮塊41 43、 41A 43A或滾柱141 143的個(gè)數(shù)是 多個(gè)，則可以進(jìn)行恰當(dāng)?shù)淖兏?，隨之平臺(tái)51 53、 51A 53A的個(gè)數(shù) 也可以變更。另外，在上述實(shí)施方式1中構(gòu)成為，對(duì)于第一刮塊41 設(shè)置第一平臺(tái)51，對(duì)于第二刮塊42設(shè)置第二平臺(tái)52，對(duì)于第三刮塊 43設(shè)置第三平臺(tái)53，對(duì)于一個(gè)刮塊設(shè)置一個(gè)平臺(tái)，使每一個(gè)刮塊可 以獨(dú)立地移動(dòng)，但只要是多個(gè)刮塊可以獨(dú)立地移動(dòng)的結(jié)構(gòu)即可，例如 也可以是在3個(gè)刮塊中，使驅(qū)動(dòng)2個(gè)刮塊的平臺(tái)共用一個(gè)平臺(tái)，剩余 的1個(gè)刮塊能夠由獨(dú)立的平臺(tái)驅(qū)動(dòng)?；蛘?，也可以是僅有彈簧的結(jié)構(gòu)， 也可以只有一個(gè)刮塊。另外，在反應(yīng)盒3、 3A中形成的多個(gè)室21 25、流路26a、 26b、 27a、 27b的形狀和個(gè)數(shù)等都不限定于上述內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)反應(yīng)用裝置，其通過(guò)輸送溶液而進(jìn)行溶液的化學(xué)反應(yīng)，其特征在于，具有移動(dòng)單元，其相對(duì)于反應(yīng)盒相互獨(dú)立地自由移動(dòng)，該反應(yīng)盒的容器的至少一部分由彈性體形成，并且該反應(yīng)盒具有收容上述液體的多個(gè)室及連結(jié)多個(gè)室的流路，該移動(dòng)單元通過(guò)一邊與上述彈性體的表面接觸一邊移動(dòng)，向上述彈性體施加外力而使位于上述流路或室內(nèi)的溶液封止或移動(dòng)；以及檢測(cè)單元，其檢測(cè)位于上述流路或室內(nèi)的溶液積存的狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)反應(yīng)用裝置，其特征在于， 具有控制單元，其通過(guò)由上述檢測(cè)單元檢測(cè)溶液積存的狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)上述移動(dòng)單元，以利用上述移動(dòng)單元在檢測(cè)出上述溶液積存的上 述彈性體的表面再次移動(dòng)，進(jìn)行送液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)反應(yīng)用裝置，其特征在于， 上述檢測(cè)單元具有光照射單元，其向上述多個(gè)室或流路內(nèi)的溶液照射光；以及感光單元，其接收由于被光照射而由上述溶液反射 的反射光、透射光或熒光。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)反應(yīng)用裝置，其特征在于， 上述檢測(cè)單元具有光照射單元，其向上述多個(gè)室或流路內(nèi)的溶液照射光；以及圖像檢測(cè)單元，其檢測(cè)由于被光照射而形成的上述 溶液的圖像，作為圖像信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的化學(xué)反應(yīng)用裝置，其特征在于， 在上述反應(yīng)盒中形成與上述多個(gè)室或流路連通的光導(dǎo)波路， 由上述光照射單元照射的光經(jīng)由上述光導(dǎo)波路，導(dǎo)向上述多個(gè)室或流路內(nèi)后，由上述圖像檢測(cè)單元檢測(cè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)反應(yīng)用裝置，其特征在于， 上述檢測(cè)單元具有超聲波振蕩單元，其向上述多個(gè)室或流路內(nèi)的溶液振蕩產(chǎn)生超聲波；以及超聲波接收單元，其接收由于超聲波振蕩而由上述溶液振蕩產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。
7. —種化學(xué)反應(yīng)用裝置，其通過(guò)輸送溶液而進(jìn)行溶液的化學(xué)反應(yīng)，其特征在于，具有外力施加單元，其相對(duì)于使容器的至少一部分由彈性體形 成并具有收容上述液體的多個(gè)室及連結(jié)多個(gè)室的流路的反應(yīng)盒，通過(guò)一邊與上述彈性體的外表面接觸一邊移動(dòng)，向上述彈性體施加外力而 使位于流路或室內(nèi)的溶液移動(dòng)，上述外力附加單元，其向上述反應(yīng)盒施加外力方向的彈性模量， 小于對(duì)應(yīng)的反應(yīng)盒側(cè)的彈性模量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的化學(xué)反應(yīng)用裝置，其特征在于， 上述反應(yīng)盒的彈性模量大于或等于外力施加單元的1.1倍。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的化學(xué)反應(yīng)用裝置，其特征在于， 上述外力施加單元是彈簧、橡膠、彈性體、磁力、氣壓或壓電元件中的任一個(gè)，該外力施加單元插入移動(dòng)單元和裝置主體之間而用 于確保彈性模量，該移動(dòng)單元一邊與上述彈性體的外表面接觸一邊移 動(dòng)，該裝置主體可自由移動(dòng)地支撐上述移動(dòng)單元。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的化學(xué)反應(yīng)用裝置，其特征在于， 由壓力傳感器測(cè)量加壓力，使施加于上述壓電元件的電壓變化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠可靠地防止送液錯(cuò)誤或空送，能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的送液及送液自動(dòng)化的化學(xué)反應(yīng)用裝置。通過(guò)輸送溶液X、Y而進(jìn)行溶液X、Y的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)用裝置(100)具有反應(yīng)盒(3)，其在基板(1)和重疊設(shè)置于基板上的彈性體(2)之間，具有收容溶液X、Y的多個(gè)室(21～25)、及連結(jié)多個(gè)室(21～25)的流路(26a、26b、27a、27b)；多個(gè)滑塊(41～43)，其相對(duì)于反應(yīng)盒相互獨(dú)立地自由移動(dòng)，通過(guò)一邊與彈性體的表面接觸一邊移動(dòng)，向彈性體施加外力，使位于流路或室內(nèi)的溶液X、Y封止或移動(dòng)；以及檢測(cè)傳感器(71、72)，其檢測(cè)位于流路或室內(nèi)的溶液積存的狀態(tài)。
文檔編號(hào)B01J19/00GK101131393SQ20071014335
公開(kāi)日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月22日
發(fā)明者蘭宗樹(shù), 田名綱健雄, 角龍信之, 野口正勝 申請(qǐng)人:橫河電機(jī)株式會(huì)社