JP4942135B2 - Liquid feeding device - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、微量な流体を制御して送液する送液装置に関するものであり、特に、本発明は、高度に集積化した送液装置に関するものである。  The present invention relates to a liquid feeding apparatus that controls and feeds a small amount of fluid. In particular, the present invention relates to a highly integrated liquid feeding apparatus.

近年、微小化学分析システム（μＴＡＳ）あるいはＬａｂ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐの研究が活発に行われている。これは従来の分析システムあるいは化学実験室を手のひらに乗る程度まで微小化しようとするものである。  In recent years, research on microchemical analysis system (μTAS) or Lab-on-a-Chip has been actively conducted. This intends to miniaturize a conventional analysis system or chemical laboratory to the extent that it can be put on the palm of your hand.

システムを微小化すると、次のような効果が期待できる。
（１）サンプル、試薬量の微量化
（２）応答の高速化
（３）ハイスル−プット化If the system is miniaturized, the following effects can be expected.
(1) Miniaturization of sample and reagent amount (2) Fast response (3) High throughput

その用途はさまざまであるが、これらの微小システム上では、微量な流体を制御して送液することが必要となる。したがって、すべての要素が集積化された送液機構の実現が期待されている。  There are various uses, but it is necessary to control and feed a small amount of fluid on these microsystems. Therefore, realization of a liquid feeding mechanism in which all elements are integrated is expected.

ところで、従来、機械的なマイクロポンプ・バルブの研究は既に１９８０年代より進められているが、これらを集積化した高度な送液装置の構築はこれまでほとんど成功していない。これは、構造的に高度な集積化が難しいところに原因があるものと思われる。  By the way, research on mechanical micropumps and valves has already been conducted since the 1980s, but the construction of an advanced liquid feeding device integrating them has hardly been achieved so far. This seems to be due to the fact that it is difficult to achieve a high degree of structural integration.

このため、微小流路中に溶液を導入、送液したい場合には、市販のマイクロシリンジポンプを利用しているケースが多い。  For this reason, when it is desired to introduce and send a solution into the microchannel, there are many cases where a commercially available microsyringe pump is used.

また、比較的複雑な微小流路中を送液する手段としては、電気浸透流を利用するものがあり、ＤＮＡなどを対象としたキャピラリー電気泳動に用いられている。これは主に石英ガラス中に形成された微小流路末端の液溜めに電極を挿入し、数百Ｖから数千Ｖの高電圧を印加して微小流路中の溶液を移動させるものである。  In addition, as a means for feeding a liquid in a relatively complicated microchannel, there is one that uses an electroosmotic flow, which is used for capillary electrophoresis for DNA or the like. In this method, an electrode is inserted into a liquid reservoir at the end of a microchannel mainly formed in quartz glass, and a high voltage of several hundred volts to several thousand volts is applied to move the solution in the microchannel. .

電気浸透流に関連して、例えば下記の特許文献１には、電気泳動を抑え、電気浸透によりキャピラリーに試料を注入する電気泳動装置の試料注入装置が開示されている（特許文献１参照）。
特開平５−１４２９１８号公報In relation to the electroosmotic flow, for example,Patent Document 1 below discloses a sample injection device of an electrophoresis apparatus that suppresses electrophoresis and injects a sample into a capillary by electroosmosis (see Patent Document 1).
JP-A-5-142918

上記従来型のマイクロポンプ、マイクロバルブでは、前述のとおり、構造的に高度な集積化が難しいという問題があるが、さらに、駆動電圧も少ないものでも数十Ｖで、それに伴い消費電力も問題になっていた。また、機械的ポンプを用いる場合には、流路が微小化すればするほど抵抗が増大するため、特に機械的ポンプでは送液が困難になるという問題があった。  As described above, the conventional micropumps and microvalves have a problem that it is difficult to achieve a high degree of integration in structure. However, even with a low driving voltage, several tens of volts are required, and accordingly, power consumption becomes a problem. It was. In addition, when a mechanical pump is used, the resistance increases as the flow path becomes smaller, so that there is a problem that liquid feeding becomes difficult particularly with a mechanical pump.

そして、上記市販のマイクロシリンジポンプは、基礎研究等、目的によってはこれで十分な場合もあるであろうが、マイクロシリンジポンプを用いると携帯性が損なわれてしまう。また、マイクロシリンジポンプは非常に高価であり、最も安価なものでも１セット２０万円もする。  The commercially available microsyringe pump may be sufficient for some purposes such as basic research, but if the microsyringe pump is used, portability is impaired. The micro syringe pump is very expensive, and even the cheapest one costs 200,000 yen.

また、上記電気浸透流を利用するポンプは構造的には極めて単純で、複雑な流路ネットワーク中での送液も容易であるが、高電圧を必要とするところが問題となる。また、これに伴い、消費電力も無視できない。  In addition, the pump using the electroosmotic flow is very simple in structure and can be easily fed in a complicated flow channel network, but it requires a high voltage. Along with this, power consumption cannot be ignored.

本発明は、上記従来の課題を解決することを目的とするものであり、ポンプ、バルブの構造及び機能をできるかぎり単純化させることであり、電気化学的原理を用いて微量な流体を制御して送液する高度に集積化した送液装置を実現することを課題とする。  An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to simplify the structure and function of a pump and a valve as much as possible, and to control a minute amount of fluid using an electrochemical principle. It is an object of the present invention to realize a highly integrated liquid delivery apparatus that delivers liquids in the form of a liquid.

本発明は上記課題を解決するために、順次重ねられた、参照極・対極用基板、電解液蓄積板、作用極用基板、隔膜、及び流路用基板を備え、微少量の液体を送液する送液装置であって、前記参照極・対極用基板は、その表面に参照極と対極が形成されており、前記電解液蓄積板は、前記参照極と対極が内側に入る開口部を有し、該開口部と前記参照極・対極用基板で囲むスペース内に電解液が蓄積されており、前記作用極用基板は、該基板の板厚方向に貫通する貫通孔を有し、少なくとも該貫通孔の内面に作用極が形成されており、前記隔膜は、柔軟性のある材料で形成され、前記貫通孔に面する部分がダイアフラム状に膨張可能であり、前記流路用基板には、送液する液体の導入口及び排出口が形成されており、また前記隔膜側の内面に微小流路が形成されているとともに、該内面に前記貫通孔に対応し、前記隔膜が膨張して入り込める断面凹形のバルブ孔と断面凹形のポンプ孔が形成されており、前記微少流路は、ポンプ孔から前記排出口に向けて通じるように形成されている排出流路と、前記導入口から排出流路まで通じて接続されるように形成されている導入流路とから成り、前記バルブ孔は、導入流路の途中に形成されているとともに、排出流路の途中であって導入流路が排出流路に接続する部分より下流側にも形成されていることを特徴とする送液装置を提供する。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a reference electrode / counter electrode substrate, an electrolyte solution storage plate, a working electrode substrate, a diaphragm, and a flow channel substrate, which are sequentially stacked, and a minute amount of liquid is fed. The reference electrode / counter electrode substrate has a reference electrode and acounter electrode formed on a surface thereof, and the electrolyte storage plate has an opening into which the reference electrode and thecounter electrode enter. An electrolyte is accumulated in a space surrounded by the opening and the reference / counter electrode substrate, and the working electrode substrate has a through-hole penetrating in the thickness direction of the substrate, and at least the the working electrode on the inner surface of the through hole is formed, said diaphragm is formed of a flexible material, the portion facing the through hole is expandable to the diaphragm-like,the flow path substrate,inlet and outlet of liquid to feed is formed, also fine to the inner surface of the diaphragm-side With the flow path is formed, corresponding to the through hole in the inner surface,the valve hole and recessed section of the pump bore of Hairikomeruconcave sectional said diaphragm expandsis formed,the micro flow path The valve comprising: a discharge passage formed so as to communicate from the pump hole toward the discharge port; and an introduction passage formed so as to be connected from the introduction port to the discharge passage. The hole is formed in the middle of the introduction flow path, and is also formed in the middle of the discharge flow path and downstream of the portion where the introduction flow path is connected to the discharge flow path. Providing equipment.

前記作用極は、白金黒電極であることが好ましい。  The working electrode is preferably a platinum black electrode.

前記貫通孔は、隔膜方向に開いた形状であることが好ましい。  It is preferable that the said through-hole is a shape opened in the diaphragm direction.

前記作用極用基板に形成された貫通孔は、ポンプ孔に対して複数個形成されていることが好ましい。It is preferablethat a plurality of through holes formed in the working electrode substrate are formed with respect to the pump hole .

前記流路基板は、シリコーンゴムから形成されていることが好ましい。The flow path substrate is preferably formed from silicone rubber.

前記電解液蓄積板と作用極用基板との間に、親水性多孔質膜が設けられている構成としてもよい。  It is good also as a structure by which the hydrophilic porous membrane is provided between the said electrolyte solution storage plate and the board | substrate for working electrodes.

上記構成から成る本発明によれば、微量の液を送液するための流路、バルブ及びポンプが、単純な構造で、且つ高密度に集積することができ、しかも、電気化学的原理を用いて微量な流体を制御することができる。この結果、コンパクトで携帯性にすぐれ、操作性にすぐれた、各分野の研究等に有用な送液装置が得られる。According to the present invention having the above-described configuration, the flow path, the valve and the pump for feeding a small amount of liquid can be integrated with a simple structure and at a high density, and the electrochemical principle is used. Minute amount of fluid can be controlled. As a result, it is possible to obtain a liquid delivery apparatus that is compact and has excellent portability and operability, and is useful for research in various fields.

本発明に係る送液装置を実施するための最良の形態を実施例に基づいて図面を参照して説明する。  The best mode for carrying out the liquid delivery device according to the present invention will be described with reference to the drawings based on the embodiments.

（基本的な構成、作用）
本発明に係る送液装置では、ポンプ、バルブの駆動に電気化学的に生成、消滅させる気泡を用いる。気泡は過熱等の手段でも形成することができるが、電気化学的反応を利用すれば、より効率良く行うことができる。このような気泡は、導入するサンプル溶液を電気分解することでも生成、消滅することが可能であるが、これではサンプル溶液にダメージを与える。(Basic configuration and operation)
In the liquid delivery device according to the present invention, bubbles generated electrochemically and extinguished are used for driving the pump and the valve. Bubbles can be formed by means such as overheating, but can be performed more efficiently by utilizing an electrochemical reaction. Such bubbles can be generated and disappeared by electrolyzing the sample solution to be introduced, but this damages the sample solution.

そこで、本発明に係る送液装置では、柔軟性のある隔膜でサンプル溶液と電気分解を起こす電解液を分離することとした。また、微小流路中にバルブやポンプを多数形成する構造では、電気分解を起こす作用極とその他の必要な電極（参照極、対極）が同一基板上にあると、配線数の増加等、レイアウトが煩雑になる。そこで、本発明では、作用極とその他の必要な電極（参照極、対極）を、別々の基板上に設けた構成を特徴とする。  Therefore, in the liquid delivery device according to the present invention, the sample solution and the electrolytic solution causing electrolysis are separated by a flexible diaphragm. In addition, in a structure in which many valves and pumps are formed in a micro flow path, if the working electrode that causes electrolysis and other necessary electrodes (reference electrode, counter electrode) are on the same substrate, the number of wiring increases, etc. Becomes complicated. Therefore, the present invention is characterized in that the working electrode and other necessary electrodes (reference electrode, counter electrode) are provided on separate substrates.

図１〜３は、本発明に係る送液装置の実施例を説明する図である。図３は、この実施例の送液装置の全体構成を示す図であるが、まず、図１、２によって、本発明に係る送液装置の特徴とする基本的な構造を説明する。図１及び図２は、それぞれ送液装置の一部断面図であり、図１は、送液装置のバルブを構成する部分（バルブ部）の断面図であり、図２はポンプを構成する部分（ポンプ部）の断面図である。  1-3 is a figure explaining the Example of the liquid feeding apparatus which concerns on this invention. FIG. 3 is a diagram showing the overall configuration of the liquid delivery device of this embodiment. First, the basic structure that characterizes the liquid delivery device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 are partial cross-sectional views of the liquid delivery device, FIG. 1 is a cross-sectional view of a portion (valve portion) constituting the valve of the liquid delivery device, and FIG. 2 is a portion constituting the pump. It is sectional drawing of (pump part).

図１、２に示すように、送液装置は、その構成要素を大きく把握すると、駆動モジュールと、流路用基板とから成る。駆動モジュールは、順次、積み重ねられた、参照極・対極用基板１と、電解液蓄積板２と、作用極用基板３と、柔軟性のある隔膜４とを備えている。流路用基板５は、その内面に微少量の液を送液のための溝状の微小流路６が形成されている。  As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid delivery device includes a drive module and a flow path substrate when the components are largely grasped. The drive module includes a reference electrode /counter electrode substrate 1, an electrolytesolution storage plate 2, a workingelectrode substrate 3, and aflexible diaphragm 4 that are sequentially stacked. Thechannel substrate 5 has a groove-shaped microchannel 6 for feeding a small amount of liquid on the inner surface thereof.

バルブ部：
図１は、バルブ部７（送液装置のバルブを構成する部分）を示す図である。バルブ部７では、図１（ａ）に示すように、電解液蓄積板２に開口部８が形成され、この開口部８内に電解液９が蓄積（収容）されている。この開口部８内において、参照極・対極用基板１の上面に参照極１０と対極１１が形成されている。Valve part:
FIG. 1 is a view showing a valve portion 7 (portion constituting a valve of the liquid feeding device). In thevalve unit 7, as shown in FIG. 1A, anopening 8 is formed in theelectrolyte storage plate 2, and theelectrolyte 9 is stored (accommodated) in theopening 8. In theopening 8, areference electrode 10 and acounter electrode 11 are formed on the upper surface of the reference electrode /counter electrode substrate 1.

作用極用基板３には、流路用基板５に向けて拡開した逆ピラミッド形、逆円錐形等の貫通孔１２が形成されている。この貫通孔１２の内面には作用極１３が形成されている。この作用極１３と参照極１０には、これら両極の間に電圧が印加されて電位差が生じるが、電流は流れないようにする回路（図示しない。）が、接続されている。そして、作用極１３と対極１１には、これら両極の間に電圧が印加され、電流が流れるようにする回路（図示しない。）が接続されている。  The workingelectrode substrate 3 is formed with a through-hole 12 having an inverted pyramid shape, an inverted conical shape, or the like that expands toward theflow path substrate 5. A workingelectrode 13 is formed on the inner surface of the throughhole 12. The workingelectrode 13 and thereference electrode 10 are connected to a circuit (not shown) that prevents a current from flowing although a voltage is applied between the two electrodes to generate a potential difference. A circuit (not shown) is connected to the workingelectrode 13 and thecounter electrode 11 so that a voltage is applied between the two electrodes and a current flows.

隔膜４は、柔軟性のある材料、例えば、シリコーンゴム等の材料で形成され、ダイアフラムとしての機能を奏する。この隔膜４は、貫通孔１２に面する部分は、ダイアフラムの動作と同様に、膨張可能となるように、若干、緩みをもって形成されている。  Thediaphragm 4 is formed of a flexible material, for example, a material such as silicone rubber, and functions as a diaphragm. The part of thediaphragm 4 facing the through-hole 12 is formed with a slight slack so that it can expand as in the operation of the diaphragm.

流路用基板５は、その下面に微小流路６が形成されている。図１に示すように、貫通孔１２に対向する部分（バルブに対応する部分）は、膨張した隔膜４が入り込めるような寸法の円、矩形等の形状で断面凹形のバルブ孔１４が形成されている。  Thechannel substrate 5 has amicrochannel 6 formed on the lower surface thereof. As shown in FIG. 1, a portion facing the through hole 12 (a portion corresponding to the valve) is formed with avalve hole 14 having a concave cross section in a shape of a circle, a rectangle or the like that allows the expandeddiaphragm 4 to enter. ing.

以上の構成の送液装置のバルブ部７の作用は次のとおりである。作用極１３と参照極１０間、及び作用極１３と参照極１０間、に電圧を付与しない時には、図１（ａ）に示すように、隔膜４はほぼ平坦な状態である。このような状態では、バルブ部７は閉じることなく、微小流路６を流れる液がバルブ部７を通過する。  The operation of thevalve portion 7 of the liquid feeding device having the above configuration is as follows. When no voltage is applied between the workingelectrode 13 and thereference electrode 10 and between the workingelectrode 13 and thereference electrode 10, thediaphragm 4 is substantially flat as shown in FIG. In such a state, the liquid flowing through themicrochannel 6 passes through thevalve unit 7 without closing thevalve unit 7.

作用極１３と参照極１０間、及び作用極１３と対極１１間に電圧を加え、電位差を付与すると、作用極１３と対極１１間には電流が流れ、電解液９中に電気分解が生じ、図１（ｂ）に示すように、水素の気泡１５が発生し、貫通孔１２からバルブ孔１４内を上昇する。すると、隔膜４を膨張させてバルブ孔１４を閉塞し、バルブ部７を閉じる。  When a voltage is applied between the workingelectrode 13 and thereference electrode 10 and between the workingelectrode 13 and thecounter electrode 11 to apply a potential difference, a current flows between the workingelectrode 13 and thecounter electrode 11, and electrolysis occurs in theelectrolytic solution 9. As shown in FIG. 1B, hydrogen bubbles 15 are generated and rise from the throughhole 12 into thevalve hole 14. Then, thediaphragm 4 is expanded to close thevalve hole 14 and thevalve portion 7 is closed.

（変形例）
図１（ｃ）は、本発明の送液装置のバルブ部７の変形例を示す図である。この変形例は、図１（ａ）、（ｂ）に示す構成とほぼ同じであるが、電解液蓄積板２と作用極用基板３との間に微細孔を有する親水性多孔質膜１６（微細な透過孔を有するフィルター膜）を配置した構成を特徴とする。親水性多孔質膜１６としては、例えばニトロセルロース膜、アセチルセルロース膜などを用いることができる。親水性多孔質膜１６を設けることにより、より効果的に下部への気泡の流入を抑えることができる。(Modification)
FIG.1 (c) is a figure which shows the modification of the valve |bulb part 7 of the liquid feeding apparatus of this invention. This modification is substantially the same as the configuration shown in FIGS. 1A and 1B, but the hydrophilic porous membrane 16 (having micropores between theelectrolyte storage plate 2 and the working electrode substrate 3) ( It is characterized by a configuration in which a filter membrane having fine permeation holes is disposed. As the hydrophilicporous membrane 16, for example, a nitrocellulose membrane, an acetylcellulose membrane or the like can be used. By providing the hydrophilicporous membrane 16, it is possible to suppress the inflow of bubbles to the lower part more effectively.

ポンプ部：
図２は、送液装置のポンプ部１７（送液装置のポンプを構成する部分）を示す図である。図２（ａ）に示すように、バルブ部７と同様に電解液蓄積板２に開口部８が形成され、この開口部８内に電解液９が蓄積（収容）されている。この開口部８内において、参照極・対極用基板１の上面に参照極１０と対極１１が形成されている。Pump part:
FIG. 2 is a diagram illustrating thepump unit 17 of the liquid feeding device (portion constituting the pump of the liquid feeding device). As shown in FIG. 2A, anopening 8 is formed in the electrolytesolution storage plate 2 in the same manner as thevalve unit 7, and theelectrolyte 9 is stored (accommodated) in theopening 8. In theopening 8, areference electrode 10 and acounter electrode 11 are formed on the upper surface of the reference electrode /counter electrode substrate 1.

なお、図１、２では、説明の都合上、バルブ部７及びポンプ部１７にそれぞれ対応して、電解液蓄積板２に、開口部８、参照極１０及び対極１１を設けたが、実際、製造する場合は、構成を簡単とするために、図３に示すように、バルブ部７とポンプ部１７に共通して、開口部８、参照極１０及び対極１１を設ける。  In FIGS. 1 and 2, for convenience of explanation, theopening 8, thereference electrode 10, and thecounter electrode 11 are provided in theelectrolyte storage plate 2 corresponding to thevalve unit 7 and thepump unit 17, respectively. In the case of manufacturing, in order to simplify the configuration, anopening 8, areference electrode 10, and acounter electrode 11 are provided in common with thevalve unit 7 and thepump unit 17 as shown in FIG. 3.

ポンプ部１７では、作用極用基板３には、流路用基板５に向けて拡開した逆ピラミッド形、逆円錐形等の貫通孔１２が複数個、縦横にマトリクス状に形成されている。なお、ポンプ部１７において作用極用基板３に貫通孔１２が複数個、縦横にマトリクス状に形成されている構成は、図３に示す。ところで、図２では貫通孔１２の数は図３より少ないが、これは、構造を簡単にして説明するためであり、あくまでも説明の都合上である。  In thepump unit 17, the workingelectrode substrate 3 is formed with a plurality of through-holes 12 of a reverse pyramid shape, a reverse conical shape, or the like that are widened toward theflow path substrate 5 in a matrix form vertically and horizontally. A configuration in which a plurality of throughholes 12 are formed in the workingelectrode substrate 3 in thepump portion 17 in a matrix form vertically and horizontally is shown in FIG. By the way, although the number of the through-holes 12 is smaller in FIG. 2 than that in FIG. 3, this is for simplifying the structure and for the convenience of explanation only.

各貫通孔１２の内面には、バルブ部７と同様に、作用極１３が形成されている。この作用極１３と参照極１０には、これら両極間に電圧を印加し電位差を生じさせる回路（図示しない。）が接続されている。そして、作用極１３と対極１１には、これら両極の間に電圧が印加され電流が流すための回路が（図示しない。）が接続されている。  A workingelectrode 13 is formed on the inner surface of each through-hole 12 in the same manner as thevalve portion 7. The workingelectrode 13 and thereference electrode 10 are connected to a circuit (not shown) that generates a potential difference by applying a voltage between the two electrodes. The workingelectrode 13 and thecounter electrode 11 are connected to a circuit (not shown) for applying a voltage and causing a current to flow between these electrodes.

隔膜４は、後記するポンプ孔１８に面する部分、即ち、ポンプ孔１８に面する複数の貫通孔１２に面する部分が、一括してダイアフラムの動作と同様に、膨張可能となるように、若干、緩みをもって形成されている。なお、バルブ部７の場合と同様に、各貫通孔１２に対応して隔膜４を膨張するような構成としてもよい。  Thediaphragm 4 is such that the portion facing thepump hole 18 to be described later, that is, the portion facing the plurality of throughholes 12 facing thepump hole 18 can be expanded in the same manner as the operation of the diaphragm. It is formed with some slack. As in the case of thevalve unit 7, thediaphragm 4 may be configured to expand corresponding to each throughhole 12.

流路用基板５の下面には、図２（ａ）に示すように、ポンプ部１７の複数の貫通孔１２の全てを含めて対向するように、１つの大きなポンプ孔１８が形成されている。このポンプ孔１８は、ポンプ部１７に対応して膨張する隔膜４を受け入れることのできる寸法の円、矩形等の形状で断面凹形に形成されている。  As shown in FIG. 2A, onelarge pump hole 18 is formed on the lower surface of theflow path substrate 5 so as to face all of the plurality of throughholes 12 of thepump portion 17. . Thepump hole 18 is formed in a concave shape in the shape of a circle, a rectangle or the like having a size capable of receiving thediaphragm 4 that expands corresponding to thepump portion 17.

以上の構成の送液装置のポンプ部１７を構成する部分の作用は次のとおりである。作用極１３と参照極１０間、及び作用極１３と参照極１０間、に電圧を印加しない時には、図２（ａ）に示すように、隔膜４は、ほぼ平坦な状態である。このような状態では、ポンプ部１７は特に送液動作をしていない。  The operation of the portion constituting thepump unit 17 of the liquid feeding device having the above configuration is as follows. When no voltage is applied between the workingelectrode 13 and thereference electrode 10 and between the workingelectrode 13 and thereference electrode 10, thediaphragm 4 is in a substantially flat state as shown in FIG. In such a state, thepump unit 17 does not perform any liquid feeding operation.

作用極１３と参照極１０間に適当な負の電圧を加えると、作用極１３と対極１１間には電流が流れ、電解液９中に電気分解が生じ、図２（ｂ）に示すように、水素の気泡１５が発生し、貫通孔１２内を上昇する。すると、隔膜４を膨張させて、ポンプ孔１８内の液を微小流路６に送り出し、ポンプ部１７としての送液動作を行う。  When an appropriate negative voltage is applied between the workingelectrode 13 and thereference electrode 10, a current flows between the workingelectrode 13 and thecounter electrode 11, and electrolysis occurs in theelectrolytic solution 9, as shown in FIG. , Hydrogen bubbles 15 are generated and rise in the through holes 12. Then, thediaphragm 4 is expanded, the liquid in thepump hole 18 is sent out to themicro flow path 6, and the liquid feeding operation as thepump unit 17 is performed.

そして、作用極１３と参照極１０間に上記段落００４１の電位よりも十分に正の電位を加えると、泡が消えるので、隔膜４は図２（ａ）の状態に戻る。このような図２（ａ）と図２（ｂ）の状態を繰り返すと、隔膜４は上下に往復動作して、ポンプ部１７として送液動作を継続する。  When a sufficiently positive potential is applied between the workingelectrode 13 and thereference electrode 10 than the potential in the paragraph 0041, the bubbles disappear, and thediaphragm 4 returns to the state shown in FIG. When the state of FIG. 2A and FIG. 2B is repeated, thediaphragm 4 reciprocates up and down and continues the liquid feeding operation as thepump unit 17.

（変形例）
図２（ｃ）は、本発明の送液装置のポンプ部１７の変形例を示す図である。この変形例は、図２（ａ）、（ｂ）に示す構成とほぼ同じであるが、バルブ部７の変形例（図１（ｃ）参照）と対応した構成であり、電解液蓄積板２と作用極用基板３との間に微細孔を有する親水性多孔質膜１６（微細な透過孔を有するフィルター膜）を配置した構成を特徴とする。(Modification)
FIG.2 (c) is a figure which shows the modification of thepump part 17 of the liquid feeding apparatus of this invention. This modified example is substantially the same as the configuration shown in FIGS. 2A and 2B, but corresponds to the modified example of the valve portion 7 (see FIG. 1C), and theelectrolyte storage plate 2 And the workingelectrode substrate 3 is characterized in that a hydrophilic porous film 16 (filter film having fine permeation holes) having fine pores is disposed.

以下、さらに、本発明の送液装置の具体的な構造をより実施に則して説明する。図３は、本発明に係る送液装置２０の実施例の全体構成を説明する図であり、図３（ａ）は完成図であり、図３（ｂ）は分解図である。  Hereinafter, the specific structure of the liquid delivery device of the present invention will be further described in accordance with the implementation. FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the overall configuration of the embodiment of the liquid delivery device 20 according to the present invention, FIG. 3A is a completed view, and FIG. 3B is an exploded view.

この実施例の送液装置２０は、駆動モジュール１９と流路用基板５とから成る。駆動モジュール１９は、順次、積み重ねられた（積層された）、参照極・対極用基板１と、電解液蓄積板２と、作用極用基板３と、隔膜４とを備えている。この送液装置２０に形成されている、バルブ部７及びポンプ部１７は、上記基本的構造の説明のとおりである。  The liquid feeding device 20 of this embodiment includes adrive module 19 and aflow path substrate 5. Thedrive module 19 includes a reference electrode /counter electrode substrate 1, anelectrolyte storage plate 2, a workingelectrode substrate 3, and adiaphragm 4 that are sequentially stacked. Thevalve unit 7 and thepump unit 17 formed in the liquid feeding device 20 are as described in the basic structure.

この実施例では、参照極・対極用基板１はガラス基板とした。この参照極・対極用基板１（ガラス基板１）上に、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、参照極１０（銀／塩化銀）と対極１１（銀）をそれぞれ形成した。参照極１０と対極１１における銀層の膜厚は９８０ｎｍとした。ここで、参照極１０（銀／塩化銀）は、「参照極１０は銀／塩化銀から形成されている。」という意味、要するに銀と塩化銀から形成されている意味である。  In this embodiment, the reference /counter electrode substrate 1 is a glass substrate. On this reference electrode / counter electrode substrate 1 (glass substrate 1), as shown in FIGS. 3A and 3B, a reference electrode 10 (silver / silver chloride) and a counter electrode 11 (silver) were formed. The film thickness of the silver layer in thereference electrode 10 and thecounter electrode 11 was 980 nm. Here, the reference electrode 10 (silver / silver chloride) means that “thereference electrode 10 is formed of silver / silver chloride”, that is, thereference electrode 10 is formed of silver and silver chloride.

参照極１０（銀／塩化銀電極）は、銀層上に絶縁層としてポリイミド層が形成され、このポリイミド層には直径１００μｍのピンホール２１が２つ形成されている。塩化銀層は１Ｍ ＫＣｌ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ２．２）中にて定電流（０．１μＡ）で形成した。定電流は、ピンホール２１から絶縁層で被覆された銀に導通し、ピンホール２１に対応する銀層の部分から、銀層の一部（５％）が塩化銀に変化している。この構造によって、参照極１０としての耐久性が、従来のものよりも大幅に改善され、又、電圧印加の効果が大きいという知見を得ている。  In the reference electrode 10 (silver / silver chloride electrode), a polyimide layer is formed as an insulating layer on the silver layer, and twopin holes 21 having a diameter of 100 μm are formed in the polyimide layer. The silver chloride layer was formed in 1M KCl-HCl buffer (pH 2.2) at a constant current (0.1 μA). The constant current is conducted from thepinhole 21 to the silver covered with the insulating layer, and a part (5%) of the silver layer is changed to silver chloride from the portion of the silver layer corresponding to thepinhole 21. With this structure, it has been found that the durability of thereference electrode 10 is significantly improved as compared with the conventional one, and that the effect of voltage application is great.

電解液蓄積板２は、シリコーンゴムシート（１ｍｍ厚）を使用した。このシリコーンゴムシートに周枠２２を残して開口部８が形成されている。この開口部８は、バルブ部７及びポンプ部１７の全てを包含する領域に対応して形成されている。開口部８と参照極・対極用基板１で形成されるスペースに、ゲル状の電解液９が収容されている。  The electrolytesolution storage plate 2 was a silicone rubber sheet (1 mm thick). Anopening 8 is formed in the silicone rubber sheet leaving theperipheral frame 22. Theopening 8 is formed corresponding to a region including all of thevalve portion 7 and thepump portion 17. Agel electrolyte 9 is accommodated in a space formed by theopening 8 and the reference /counter electrode substrate 1.

作用極用基板３は、シリコン基板とした。この作用極用基板３（シリコン基板３）においてバルブ部７及びポンプ部１７を形成する箇所に、異方性エッチングにより、それぞれ貫通孔１２が形成されている。貫通孔１２の表面には、熱酸化によりＳｉＯ２層を形成した後、貫通密着層となるクロム層を介して白金層を付与し、ガスを生成・消滅させる作用極１３が形成されている。  The workingelectrode substrate 3 was a silicon substrate. In the working electrode substrate 3 (silicon substrate 3), throughholes 12 are respectively formed by anisotropic etching at locations where thevalve portion 7 and thepump portion 17 are formed. A workingelectrode 13 is formed on the surface of the through-hole 12 to form and extinguish a gas by forming a SiO2 layer by thermal oxidation and then applying a platinum layer through a chromium layer serving as a through-adhesion layer.

白金を作用極１３に用いたのは、水素過電圧を小さくし、水素ガスをスムーズに発生させるためである。また、作用極１３の白金電極表面に白金黒が形成している。白金黒が電極表面に微細に凹凸状に形成されると、表面積が増えて、電解液との接触面積が増えるから、さらに効果的に気泡を発生させることができる。  The reason why platinum is used for the workingelectrode 13 is to reduce hydrogen overvoltage and generate hydrogen gas smoothly. Further, platinum black is formed on the surface of the platinum electrode of the workingelectrode 13. If platinum black is finely formed on the electrode surface, the surface area increases and the contact area with the electrolytic solution increases, so that bubbles can be generated more effectively.

なお、ポンプ部１７用の貫通孔１２は、図３（ｂ）に示すように、円形や矩形で複数個、マトリクス状に形成するが、複数の貫通孔１２のそれぞれには、作用極１３の白金電極表面に白金黒を形成する。これにより、ポンプ部１７を構成する部分（ポンプ部１７）には、同じ構造の作用極１３が並列的（マトリクス状）に多数形成されることとなり、ポンプ部１７の吸引、送出できる容積を増すことができる。この実施例では、ポンプ部１７の全作用極１３面積は、３×３×πｍｍ^２とし、バルブ部７の作用極１３の面積は７５０×７５０×πμｍ^２とした。As shown in FIG. 3B, a plurality of circular or rectangular throughholes 12 for thepump unit 17 are formed in a matrix. Each of the plurality of throughholes 12 has a workingelectrode 13. Platinum black is formed on the surface of the platinum electrode. As a result, a large number of workingelectrodes 13 having the same structure are formed in parallel (matrix shape) in the portion (pump portion 17) constituting thepump portion 17, and the volume that can be sucked and delivered by thepump portion 17 is increased. be able to. In this example, thetotal working electrode 13 area of thepump unit 17 was 3 × 3 × π mm^2, and the workingelectrode 13 area of thevalve unit 7 was 750 × 750 × π μm² .

この実施例では、微小流路６、バルブ孔１４及びポンプ孔１８の形成される流路用基板５は、ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ（ＰＤＭＳ）基板で形成されている。具体的には、厚膜フォトレジスト（ＳＵ−８）によって形成した型に、ＰＤＭＳ（信越シリコーン製、ＫＥ−１３００Ｔ）を流し込むことで作製した。  In this embodiment, theflow path substrate 5 in which themicro flow path 6, thevalve hole 14, and thepump hole 18 are formed is formed of a polydimethylsiloxane (PDMS) substrate. Specifically, PDMS (manufactured by Shin-Etsu Silicone, KE-1300T) was poured into a mold formed of a thick film photoresist (SU-8).

この実施例の流路用基板５には、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、左右一対の流路系２３が形成されている。各流路系２３は、ポンプ孔１８、該ポンプ孔１８に接続された排出流路２４、排出流路２４の途中に設けたバルブ孔１４、サンプル導入口２５、サンプル導入口２５を排出流路のバルブ孔１４の上流側に接続する導入流路２６、及び導入流路２６の途中に設けたバルブ孔１４から成る。  As shown in FIGS. 3A and 3B, thechannel substrate 5 of this embodiment is formed with a pair of left andright channel systems 23. Eachflow path system 23 includes apump hole 18, adischarge flow path 24 connected to thepump hole 18, avalve hole 14 provided in the middle of thedischarge flow path 24, asample introduction port 25, and asample introduction port 25. Theinlet channel 26 is connected to the upstream side of thevalve hole 14, and thevalve hole 14 is provided in the middle of theinlet channel 26.

それぞれの排出用流路２４の下流端はＹ字路２７となって合流し、一つの排出口２８に向かう。流路用基板５に形成される微小流路６の幅は０．５ ｍｍとした。導入口２５から伸びる微小流路２６は上記のとおり排出流路２４に接続されるが、この接続部は、Ｔ字路で二つの方向へ分岐する。一方は、ポンプ孔１８へ、もう一方は排出流路２４の途中に設けられたバルブ孔１４、Ｙ字路２７を介して排出口２８へと延びている。  The downstream ends of therespective discharge channels 24 become Y-shapedpassages 27 and join to onedischarge port 28. The width of themicro flow path 6 formed on theflow path substrate 5 was 0.5 mm. Themicro flow path 26 extending from theintroduction port 25 is connected to thedischarge flow path 24 as described above, and this connection portion branches in two directions at the T-shaped path. One extends to thepump hole 18 and the other extends to thedischarge port 28 via thevalve hole 14 and the Y-shapedpath 27 provided in the middle of thedischarge flow path 24.

隔膜４として、シリコーンゴム膜が利用され、バルブ孔１４及びポンプ孔１８に面して若干緩みをもって形成されている。これにより、バルブ孔１４及びポンプ孔１８に面する部分はダイアフラム状に機能することができる。  A silicone rubber film is used as thediaphragm 4 and is formed with a slight looseness facing thevalve hole 14 and thepump hole 18. Thereby, the part which faces thevalve hole 14 and thepump hole 18 can function in a diaphragm shape.

送液装置２０の組み立てにあたっては、図１〜３に示すように、対極１１、参照極１０を形成し参照極・対極用基板１電解液蓄積板２（ガラス基板）の上に電解液蓄積板２を載置し、その開口部８内にゲル状の電解液９を収容する。この上にさらに、作用極１３を形成した作用極用基板３（シリコン基板）を載せる。  In assembling the liquid feeding device 20, as shown in FIGS. 1 to 3, acounter electrode 11 and areference electrode 10 are formed, and an electrolyte storage plate is formed on the reference electrode /counter electrode substrate 1 electrolyte storage plate 2 (glass substrate). 2 is placed, and thegel electrolyte 9 is accommodated in theopening 8 thereof. A working electrode substrate 3 (silicon substrate) on which the workingelectrode 13 is formed is further placed thereon.

作用極用基板３（シリコン基板）の上にはダイアフラムとしての機能を有する隔膜４（シリコーンゴム膜）が重ねられ、さらに、微小流路６、バルブ孔１４、ポンプ孔１８等が形成された流路用基板５（ＰＤＭＳ基板）が張り合わされ、外部からアクリル板のホルダー（図示しない。）によってクランプされて固定し完成する。なお、送液サンプルとしては、例えば、ＫＣｌ溶液等が送られる。  A diaphragm 4 (silicone rubber film) having a function as a diaphragm is overlaid on the working electrode substrate 3 (silicon substrate), and further, amicro flow channel 6, avalve hole 14, apump hole 18 and the like are formed. The road substrate 5 (PDMS substrate) is pasted and clamped from the outside by an acrylic plate holder (not shown) to be fixed. In addition, as a liquid feeding sample, a KCl solution etc. are sent, for example.

（作製工程）
以下、本発明に係る送液装置の具体的な作製工程を、図１〜３に加えて、図４〜６を参照し、順を追って説明する。以下の説明では、送液装置の１チップ分のしかも、例として、バルブ部の作製方法を説明するが、実際には１枚の基板上に多数の送液装置が一括して作製され、またポンプ部についても同様に作製される。(Production process)
Hereinafter, a specific manufacturing process of the liquid delivery device according to the present invention will be described in order with reference to FIGS. 4 to 6 in addition to FIGS. In the following description, the manufacturing method of the valve portion will be described as an example for one chip of the liquid feeding device, but in reality, a large number of liquid feeding devices are collectively produced on one substrate. The pump unit is similarly manufactured.

送液装置の作製工程は、大きく分けて次の４つの工程からなる。
１．作用極用基板３の作製
２．参照極・対極用基板１上に対極１１及び参照極１０の形成
３．流路用基板５の作製
４．送液装置の組み立てThe manufacturing process of the liquid feeding device is roughly divided into the following four processes.
1. 1. Production of workingelectrode substrate 3 2. Formation of thecounter electrode 11 and thereference electrode 10 on the reference electrode /counter electrode substrate 1 3. Production offlow path substrate 5 Assembling the liquid delivery device

１．作用極用基板の作製（図４及び図５参照）
この作製工程では、作用極用基板３としてシリコン基板（以下、「シリコン基板３」とする。）を利用する。
１．１ シリコン基板３の穴あけ加工
（１）基板の洗浄
（イ）シリコン基板３を沸騰させた、２９％ＮＨ４ＯＨ：３１％Ｈ２Ｏ２：純水＝１：１：４の溶液中で５分間洗浄する。
（ロ）純水中で２回１０分間ずつリンスする。
（ハ）自然乾燥させる。1. Production of working electrode substrate (see FIGS. 4 and 5)
In this manufacturing process, a silicon substrate (hereinafter referred to as “silicon substrate 3”) is used as the workingelectrode substrate 3.
1.1 Drilling of the silicon substrate 3 (1) Cleaning the substrate (a) Cleaning thesilicon substrate 3 for 5 minutes in a boiled solution of 29% NH 4 OH: 31% H 2 O 2: pure water = 1: 1: 4 .
(B) Rinse twice in pure water for 10 minutes each.
(C) Allow to dry naturally.

（２）シリコン基板３の熱酸化
シリコン基板３を１０５０℃で４００分ウェット熱酸化する。その結果、１．４ｍｍ厚のＳｉＯ２膜２９が形成される。(2) Thermal oxidation of thesilicon substrate 3 Thesilicon substrate 3 is wet thermal oxidized at 1050 ° C. for 400 minutes. As a result, a 1.4 mmthick SiO2 film 29 is formed.

（３）クロム層の形成
レジストパターンを形成したシリコン基板３の両面に、８０ｎｍ厚のクロム層３０をスパッタ装置（芝浦メカトロニクス製、ＣＦＳ−４ＥＳ−２３１）により形成（アルゴン雰囲気３×１０−１Ｐａ中にて、出力１００Ｗ、スパッタ時間は１０分間。）する。（（２）〜（３）は図４（ａ）参照）(3) Formation of chrome layerA chromium layer 30 having a thickness of 80 nm is formed on both sides of thesilicon substrate 3 on which a resist pattern is formed by a sputtering apparatus (manufactured by Shibaura Mechatronics, CFS-4ES-231) (inargon atmosphere 3 × 10 −1 Pa) The output is 100 W and the sputtering time is 10 minutes.) (Refer to Fig. 4 (a) for (2) to (3))

（４）レジストパターン３１の形成
（イ）ネガ型フォトレジストを片面（クロム層３０表面）にスピンコーティングする（５００ｒｐｍで５秒、続けて、２０００ｒｐｍで１０秒）。
（ロ）８０℃で５分間ベーキングする。
（ハ）裏面にも（イ）と同様にスピンコーティングする。
（ニ）８０℃で３０分プリベークを行う。(4) Formation of resist pattern 31 (a) A negative photoresist is spin-coated on one side (the surface of the chromium layer 30) (5 seconds at 500 rpm, then 10 seconds at 2000 rpm).
(B) Bake at 80 ° C. for 5 minutes.
(C) Spin coat the back side in the same way as (a).
(D) Pre-bake at 80 ° C. for 30 minutes.

（５）露光・現像
（イ）マスクアライナー（露光器）で、２０秒間露光する。
（ロ）露光後、現像液中にて現像し、リンス液によりリンスした。また、裏面にもレジストを塗布し、１５０℃で３０分ベーキングした。（図４（ｂ）参照）(5) Exposure / development (a) Exposure for 20 seconds with a mask aligner (exposure device).
(B) After exposure, the film was developed in a developer and rinsed with a rinse solution. A resist was also applied to the back surface and baked at 150 ° C. for 30 minutes. (See Fig. 4 (b))

（６）クロムのエッチング
（イ）ＮａＯＨ：Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６：Ｈ２Ｏ＝１：２：８ 溶液中で、レジストパターン３１で覆われていない部分のクロム３０’をエッチングする。
（ロ）その後、シリコン基板３を純水で十分に洗浄し、自然乾燥した。(6) Etching of chrome (a) NaOH: K3Fe (CN) 6: H2O = 1: 2: 8 In a solution, a portion ofchromium 30 ′ not covered with the resistpattern 31 is etched.
(B) Thereafter, thesilicon substrate 3 was sufficiently washed with pure water and naturally dried.

（７）熱酸化膜（ＳｉＯ２膜２９）のエッチング
（イ）５０％ＨＦ：４０％ＮＨ４Ｆ＝１：６ 溶液中で、レジストパターン３１で覆われていない部分のＳｉＯ２膜２９をエッチングする。
（ロ）その後、シリコン基板３を純水で十分に洗浄し、自然乾燥する。その結果、レジストで覆われていない部分にシリコンが露出した。（図４（ｃ）参照）(7) Etching of thermal oxide film (SiO 2 film 29) (a) 50% HF: 40% NH 4 F = 1: 6 In a solution, a portion of theSiO 2film 29 not covered with the resistpattern 31 is etched.
(B) Thereafter, thesilicon substrate 3 is sufficiently washed with pure water and naturally dried. As a result, silicon was exposed in a portion not covered with the resist. (See Fig. 4 (c))

（８）レジストパターン３１の剥離
（イ）レジストパターン３１を、９９％Ｈ２ＳＯ４：３０％Ｈ２Ｏ２＝２：１の溶液中で剥離する。
（ロ）その後、純水で洗浄し、自然乾燥させる。(8) Stripping of resist pattern 31 (a) The resistpattern 31 is stripped in a 99% H2SO4: 30% H2O2 = 2: 1 solution.
(B) Then, it is washed with pure water and allowed to dry naturally.

（９）シリコンの異方性エッチング
シリコン基板３を８０℃の３５％ＫＯＨ＋０．１％イソプロピルアルコール溶液中でエッチングする。（エッチング速度は、１．２ｍｍ／ｍｉｎである。）これにより、シリコン基板３上にバルブ孔１４が形成された。（図４（ｄ）参照）(9) Anisotropic etching of silicon Thesilicon substrate 3 is etched in a 35% KOH + 0.1% isopropyl alcohol solution at 80 ° C. (The etching rate is 1.2 mm / min.) Thereby, thevalve hole 14 was formed on thesilicon substrate 3. (See Fig. 4 (d))

（１０）クロム層３１の除去
ＮａＯＨ：Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６：Ｈ２Ｏ＝１：２：８ 溶液中でクロム層３０を除去した。その後、シリコン基板３を純水で十分に洗浄し、自然乾燥した。(10) Removal ofChromium Layer 31 Thechromium layer 30 was removed in the solution NaOH: K3Fe (CN) 6: H2O = 1: 2: 8. Thereafter, thesilicon substrate 3 was sufficiently washed with pure water and naturally dried.

（１１）ＳｉＯ２膜２９の除去
５０％ＨＦ：４０％ＮＨ４Ｆ＝１：６ 溶液中で、ＳｉＯ２膜２９除去した。その後、シリコン基板３を純水で十分に洗浄し、自然乾燥した。（図４（ｅ）参照）(11) Removal ofSiO2 film 29 TheSiO2 film 29 was removed in a 50% HF: 40% NH4F = 1: 6 solution. Thereafter, thesilicon substrate 3 was sufficiently washed with pure water and naturally dried. (See Fig. 4 (e))

（１２）シリコン基板３の洗浄
エッチングを施したシリコン基板３を、沸騰させた２９％ＮＨ４ＯＨ：３１％Ｈ２Ｏ２：純水＝１：１：４ 溶液中で５分間沸騰させ、さらに純水中で２回５分間ずつ沸騰させ、その後自然乾燥させた。(12) Cleaning ofSilicon Substrate 3 The etchedsilicon substrate 3 is boiled for 5 minutes in a boiled 29% NH 4 OH: 31% H 2 O 2: pure water = 1: 1: 4 solution, and further 2 in pure water. Boiled for 5 minutes, and then air dried.

（１３）シリコン基板３の熱酸化
シリコン基板３を１０５０℃で４００分ウェット熱酸化する。その結果、１．４ｍｍ厚のＳｉＯ２膜３２が形成された。（図４（ｆ）参照）(13) Thermal oxidation ofsilicon substrate 3 Thesilicon substrate 3 is wet-thermally oxidized at 1050 ° C. for 400 minutes. As a result, a 1.4 mmthick SiO 2film 32 was formed. (See Fig. 4 (f))

１．２ シリコン基板３の作用極パターンの形成
（１）リフトオフパターンの形成
（イ）貫通孔１４の内面等にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を塗布する。
（ロ）８０℃で１０分ベークする。
（ハ）ポジ型フォトレジスト３３（ＳＨＩＰＬＥＹ製、Ｓ１８１８）をスピンコーティングする。（５００ｒｐｍで５秒、続けて２０００ｒｐｍで２０秒。）（図５（ａ）参照）
（ニ）その後、８０℃で３０分プリベークを行う。次にマスクアライナー（ミカサ製、ＭＡ−１０型）で、６０秒間露光する
（ホ）露光後、３０℃で１分間トルエン処理する。
（ヘ）その後、８０℃で１５分間プリベ−クする。
（ト）プリベ−クされたシリコン基板３を現像液（ＳＨＩＰＬＥＹ製、ＭＦ−３１９）を使用し、現像する。その後、純水でリンスし、窒素ガスで乾燥させる。
（チ）純水中に浸し、ＰＶＡを溶解させる。
（リ）窒素ガスで乾燥させる。1.2 Formation of working electrode pattern of silicon substrate 3 (1) Formation of lift-off pattern
(A) PVA (polyvinyl alcohol) is applied to the inner surface of the through-hole 14 or the like.
(B) Bake at 80 ° C. for 10 minutes.
(C) A positive photoresist 33 (manufactured by SHIPLEY, S1818) is spin-coated. (5 seconds at 500 rpm, followed by 20 seconds at 2000 rpm) (see FIG. 5 (a))
(D) Thereafter, prebaking is performed at 80 ° C. for 30 minutes. Next, it is exposed for 60 seconds with a mask aligner (Mikasa, MA-10 type). (E) After exposure, it is treated with toluene at 30 ° C. for 1 minute.
(F) Then, pre-bake at 80 ° C. for 15 minutes.
(G) Thepre-baked silicon substrate 3 is developed using a developer (manufactured by SHIPLEY, MF-319). Thereafter, it is rinsed with pure water and dried with nitrogen gas.
(H) Immerse in pure water to dissolve PVA.
(Li) Dry with nitrogen gas.

（２）白金層３５の形成
レジストパターン３３を形成したシリコン基板３（図５（ｂ）参照）上に、約４０ｍｍ厚のクロム層３４、３００ｍｍ厚の白金層３５をスパッタ装置（芝浦メカトロニクス製、ＣＦＳ−４ＥＳ−２３１）により形成（アルゴン雰囲気３．０×１０−１Ｐａ中において装置の出力は１００Ｗ、時間はクロム：５分間、白金：３０分間。）する。（図５（ｃ）参照）(2) Formation ofplatinum layer 35 On the silicon substrate 3 (see FIG. 5B) on which the resistpattern 33 is formed, achromium layer 34 having a thickness of about 40 mm and aplatinum layer 35 having a thickness of 300 mm are formed by a sputtering apparatus (manufactured by Shibaura Mechatronics, CFS-4ES-231) (in an argon atmosphere of 3.0 × 10 −1 Pa, the output of the apparatus is 100 W, the time is chromium: 5 minutes, platinum: 30 minutes). (See Fig. 5 (c))

（３）リフトオフ
（イ）白金をスパッタしたシリコン基板３をアセトン中に浸漬して、レジストパターン３３を剥離させる。
その後、再びアセトンで濯ぐ。
（ロ）窒素を吹きつけて乾燥させる。(3) Lift-off (a) Thesilicon substrate 3 sputtered with platinum is immersed in acetone, and the resistpattern 33 is peeled off.
Then rinse again with acetone.
(B) Blow nitrogen to dry.

（４）シリコン基板３のダイシング
（イ）ダイシングにあたり、パターンの形成されている面にポジ型フォトレジストを保護膜として形成する。
（ロ）その後、作製したシリコン基板３をダイシングソー（東京精密製、Ａ−ＷＤ−１０Ａ）によりダイシング（１チップずつに切断）する。微小システムの１チップの大きさは２０ｍｍ×１８ｍｍである。１枚のシリコンウェハから８チップ得られた。
（ハ）アセトンで２回洗浄し、チップ上の汚れを十分洗い落とし、自然乾燥させる。(4) Dicing of the silicon substrate 3 (a) In dicing, a positive photoresist is formed as a protective film on the surface where the pattern is formed.
(B) Thereafter, the producedsilicon substrate 3 is diced (cut into chips one by one) with a dicing saw (Tokyo Seimitsu, A-WD-10A). The size of one chip of the micro system is 20 mm × 18 mm. Eight chips were obtained from one silicon wafer.
(C) Wash twice with acetone, thoroughly wash off dirt on the chip, and let it air dry.

１．３ 作用極１３の白金黒電極の形成
（イ）１０ ｍＭの塩酸にポリイミド基板作用極部を、白金対極（白金板）、市販の参照極１０（堀場製作所製＃２０８０Ａ−０６Ｔ、内部液：飽和ＫＣｌ）ととも１００ｍｌビーカーに入れ、ポテンショスタットを用い、定電位（−１．２Ｖ）で作用極の表面の清浄を行う。電位を印加する時間は、バルブ部の作用極については、３０秒間（ポンプ部の作用極については、１３分間）。
（ロ）約１ｇの塩化白金酸（Ｈ２ＰｔＣｌ６）を３０ｍｌの純水に溶かして電解液を調製する（Ｈ２ＰｔＣｌ６：８１．３ｍＭ）。また、鉛が共存すると良好な白金黒ができるため、この電解液に約１０ｍｇの酢酸鉛（（ＣＨ３ＣＯＯ）２Ｐｂ）を添加する（（ＣＨ３ＣＯＯ）２Ｐｂ：１．０２５ｍＭ）。
（ハ）この電解液に、作用極１３を、白金対極（白金板）とマクロ参照極（堀場製作所製＃２０８０Ａ、内部液：飽和ＫＣｌ）とともに１００ｍｌビーカーに入れ、ガルバノスタットを用い定電流でカソード分極し、白金の電析反応）を進行させる。印加電流とメッキ時間は、バルブ部については−０．１ｍＡで１分間（ポンプ部については−０．３ｍＡで２分間）。これによって、徐々に白金表面３５’が黒くなっていくのがみられた。（図５（ｄ）参照）
（ニ）このメッキ反応後、作用極１３を水洗する。
（ホ）さらに、０．１ＭのＨ２ＳＯ４水溶液中でガルバノスタットを用い定電流で作用極１３の硫酸処理を行う。バルブ部７については−０．１ｍＡで３０秒間電流を印加し、続けて０．１ｍＡで３０秒間、再び−０．１ｍＡで３０秒間電流を印加する。なお、ポンプ部１７については−０．１ｍＡで１分間電流を印加し、続けて０．１ ｍＡで１分間、再び−０．１ｍＡで１分間電流を印加する。この間スターラーによってよく液をかき混ぜ、発生した水素ガスが電極表面に留まらないようにする。1.3 Formation of a platinum black electrode of the working electrode 13 (a) A polyimide substrate working electrode in 10 mM hydrochloric acid, a platinum counter electrode (platinum plate), a commercially available reference electrode 10 (# 2080A-06T manufactured by Horiba, internal solution) : Saturated KCl) in a 100 ml beaker, and use a potentiostat to clean the surface of the working electrode at a constant potential (−1.2 V). The time for applying the potential is 30 seconds for the working electrode of the valve unit (13 minutes for the working electrode of the pump unit).
(B) About 1 g of chloroplatinic acid (H2PtCl6) is dissolved in 30 ml of pure water to prepare an electrolytic solution (H2PtCl6: 81.3 mM). In addition, since excellent platinum black is formed when lead coexists, about 10 mg of lead acetate ((CH 3 COO) 2 Pb) is added to this electrolyte ((CH 3 COO) 2 Pb: 1.025 mM).
(C) The workingelectrode 13 is placed in this electrolytic solution together with a platinum counter electrode (platinum plate) and a macro reference electrode (Horiba Seisakusho # 2080A, internal solution: saturated KCl) in a 100 ml beaker, and a cathode with a constant current using a galvanostat. Polarization and platinum electrodeposition reaction) proceed. The applied current and plating time are -0.1 mA for the valve part for 1 minute (-0.3 mA for the pump part for 2 minutes). As a result, theplatinum surface 35 ′ gradually became black. (See Fig. 5 (d))
(D) After this plating reaction, the workingelectrode 13 is washed with water.
(E) Further, the workingelectrode 13 is treated with sulfuric acid at a constant current using a galvanostat in a 0.1 M H2SO4 aqueous solution. As for thevalve unit 7, a current is applied at −0.1 mA for 30 seconds, and subsequently, a current is applied at 0.1 mA for 30 seconds and again at −0.1 mA for 30 seconds. In addition, about thepump part 17, an electric current is applied for 1 minute at -0.1mA, and an electric current is continuously applied for 1 minute at 0.1 mA again for 1 minute at -0.1 mA. During this time, the liquid is thoroughly mixed with a stirrer so that the generated hydrogen gas does not stay on the electrode surface.

１．４ 隔膜４の作製
この作製工程では、隔膜４としてシリコーンゴム膜（以下、「シリコーンゴム膜４」という。）を形成する。
（イ）ポジ型フォトレジスト３６を、貫通孔１２を埋設するかのように作用極１３の部分に塗布する。（図５（ｅ）参照）
（ロ）８０℃で３０分プリベークを行う
（ハ）シリコーンゴム４（信越シリコーン製 １液型ＲＴＶゴム）を５００ｒｐｍで１０秒、２０００ｒｐｍで３０秒スピンコーティングする。膜厚は７．０μｍである。
（ニ）自然乾燥する。
（ホ）アセトン中に浸し、ポジ型フォトレジスト３６を溶解させる。（図５（ｆ）参照）
（ヘ）自然乾燥する。
（ト）内部電解液９（０．１Ｍ ＫＣｌ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ ２．２））の入ったビーカー中に浸して真空ポンプ部１７で真空をひき、穴の内部まで完全に溶液が満たされるよう注入する。1.4 Production ofDiaphragm 4 In this production process, a silicone rubber film (hereinafter referred to as “silicone rubber film 4”) is formed as thediaphragm 4.
(A) Apositive photoresist 36 is applied to the workingelectrode 13 as if the through-hole 12 was buried. (See Fig. 5 (e))
(B) Pre-baking at 80 ° C. for 30 minutes (c) Silicone rubber 4 (Shin-Etsu Silicone 1-component RTV rubber) is spin-coated at 500 rpm for 10 seconds and 2000 rpm for 30 seconds. The film thickness is 7.0 μm.
(D) Dry naturally.
(E) Apositive photoresist 36 is dissolved by immersing in acetone. (See FIG. 5 (f))
(F) Dry naturally.
(G) Immerse it in a beaker containing the internal electrolyte 9 (0.1 M KCl-HCl buffer (pH 2.2)) and draw a vacuum with thevacuum pump unit 17 to completely fill the inside of the hole. Inject.

２．参照極・対極用基板上への対極１１及び参照極１０の形成（図６参照）
２．１ 対極１１及び参照極１０の電極パターンの形成
（１）参照極・対極用基板１の洗浄
参照極・対極用基板１としてガラス基板（複数のガラス基板１に切断する前の原材料のガラス基板を以下「ガラス基板１’」（ウェハ）という。）を利用する。このガラス基板１’を、２９％ＮＨ４ＯＨ：３１％Ｈ２Ｏ２：純水＝１：１：４の溶液中で３分間沸騰させ、さらに純水中で２回３分間ずつ沸騰させ、その後自然乾燥させる。2. Formation of thecounter electrode 11 and thereference electrode 10 on the reference / counter electrode substrate (see FIG. 6)
2.1 Formation of Electrode Patterns ofCounter Electrode 11 and Reference Electrode 10 (1) Cleaning of Reference Electrode /Counter Electrode Substrate 1Glass Substrate 1 as Reference Electrode / Counter Electrode Substrate 1 (Glass of Raw Material Before Cutting intoMultiple Glass Substrates 1 The substrate is hereinafter referred to as “glass substrate 1 ′” (wafer). Thisglass substrate 1 ′ is boiled for 3 minutes in a solution of 29% NH 4 OH: 31% H 2 O 2: pure water = 1: 1: 4, further boiled twice in pure water for 3 minutes, and then naturally dried.

（２）レジストパターン３７の形成
（イ）ポジ型フォトレジスト（ＳＨＩＰＬＥＹ製、Ｓ１８１８）を、ガラス基板１’上にスピンコーティングする。（５００ｒｐｍで５秒、続けて２０００ｒｐｍで２０秒。）
（ロ）その後、８０℃で３０分プリベークを行う。次にマスクアライナー（ミカサ製、ＭＡ−１０型）で、６０秒間露光する。
（ハ）露光後、３０℃で１分間トルエン処理する。
（ニ）その後、８０℃で１５分間ポストベークする。
（ホ）プリベ−クされたガラス基板１’を現像液（ＳＨＩＰＬＥＹ製、ＭＦ−３１９）を使用し、現像する。その後、純水でリンスし、窒素ガスで乾燥させ、レジストパターン３７が形成される。（図６（ａ）参照）(2) Formation of resistpattern 37
(A) A positive photoresist (manufactured by SHIPLEY, S1818) is spin-coated on theglass substrate 1 ′. (5 seconds at 500 rpm, followed by 20 seconds at 2000 rpm.)
(B) Thereafter, prebaking is performed at 80 ° C. for 30 minutes. Next, exposure is performed for 60 seconds using a mask aligner (Mikasa, MA-10 type).
(C) After exposure, it is treated with toluene at 30 ° C. for 1 minute.
(D) Thereafter, post-baking is performed at 80 ° C. for 15 minutes.
(E) Thepre-baked glass substrate 1 ′ is developed using a developer (manufactured by SHIPLEY, MF-319). Thereafter, the resistpattern 37 is formed by rinsing with pure water and drying with nitrogen gas. (See Fig. 6 (a))

（３）白金層３９の形成
レジストパターン３７を形成したガラス基板１’上に、約４０ｍｍ厚のクロム層３８、３００ｍｍ厚の白金層３９をスパッタ装置（芝浦メカトロニクス製、ＣＦＳ−４ＥＳ−２３１）により形成。（アルゴン雰囲気３．０×１０−１Ｐａ中において装置の出力は１００Ｗ、時間はクロム：５分間、白金：３０分間。）（図６（ｂ）参照）(3) Formation of theplatinum layer 39 On theglass substrate 1 ′ on which the resistpattern 37 is formed, achromium layer 38 having a thickness of about 40 mm and aplatinum layer 39 having a thickness of 300 mm are formed by a sputtering apparatus (manufactured by Shibaura Mechatronics, CFS-4ES-231). Formation. (In an argon atmosphere of 3.0 × 10 −1 Pa, the output of the apparatus is 100 W, the time is chromium: 5 minutes, platinum: 30 minutes.) (See FIG. 6B)

（４）レジストパターン３７の剥離
（イ）ガラス基板をアセトンで洗浄し、レジストパターン３７を剥離させる。
（ロ）その後、もう一度アセトンで洗浄し、自然乾燥する。(4) Stripping of resist pattern 37 (a) The glass substrate is washed with acetone, and the resistpattern 37 is stripped.
(B) Then, wash with acetone once more and air dry.

（５）リフトオフパターンの形成
（イ）ポジ型フォトレジスト４０をガラス基板１’上にスピンコーティングする。これも５００ｒｐｍを５秒、続けて２０００ｒｐｍで２０秒行う。（図６（ｃ）参照）
（ロ）８０℃で３０分間ベーキング。次に銀のマスクパターンをマスクアライナーで、６０秒間露光する。
（ハ）露光後、３０℃で１分間トルエン処理する。
（ニ）その後、８０℃で１５分間プリベークする。
（ホ）３０℃で９０秒間現像し、純水でリンスする。
（ヘ）窒素で乾燥させた。(5) Formation of lift-off pattern (a) Apositive photoresist 40 is spin-coated on theglass substrate 1 ′. This is also performed at 500 rpm for 5 seconds, followed by 2000 rpm for 20 seconds. (See FIG. 6 (c))
(B) Bake at 80 ° C. for 30 minutes. Next, the silver mask pattern is exposed with a mask aligner for 60 seconds.
(C) After exposure, it is treated with toluene at 30 ° C. for 1 minute.
(D) Then, pre-bake at 80 ° C. for 15 minutes.
(E) Develop for 90 seconds at 30 ° C. and rinse with pure water.
(F) Dry with nitrogen.

（６）参照極１０上に銀層４１の形成
スパッタ装置で参照極１０上に銀層４１を形成する。（アルゴン雰囲気３×１０−１Ｐａ中において装置の出力は１００Ｗ、時間は３０分間。）銀層４１の厚さは９８０ｎｍ。（図６（ｄ）参照）(6) Formation of thesilver layer 41 on thereference electrode 10 Thesilver layer 41 is formed on thereference electrode 10 by a sputtering apparatus. (The output of the apparatus is 100 W and the time is 30 minutes in an argon atmosphere of 3 × 10 −1 Pa.) The thickness of thesilver layer 41 is 980 nm. (See Fig. 6 (d))

（７）リフトオフ
（イ）銀をスパッタした基板をアセトン中に浸漬して、レジストを剥離させる。
その後、再びアセトンで濯ぐ。（図６（ｅ）参照）
（ロ）窒素を吹きつけて乾燥させる。(7) Lift-off (a) The silver-sputtered substrate is immersed in acetone to remove the resist.
Then rinse again with acetone. (See Fig. 6 (e))
(B) Blow nitrogen to dry.

（８）ポリイミド４２の塗布し参照極１０表面に絶縁膜を形成
（イ）ポリイミドプレポリマー（東レ製、セミコファインＳＰ−３４１）を７００ｒｐｍで１０秒、６０００ｒｐｍで３０秒スピンコーティングする。
（ロ）８０℃で３０分プリベークを行う。
（ハ）ポジ型フォトレジストを基板上にスピンコーティングする。これも５００ｒｐｍを５秒行ない、続けて２０００ｒｐｍで２０秒行う。
（ニ）８０℃で３０分ベークする。(8)Polyimide 42 is applied and an insulating film is formed on the surface of the reference electrode 10 (a) A polyimide prepolymer (Toray, Semicofine SP-341) is spin-coated at 700 rpm for 10 seconds and 6000 rpm for 30 seconds.
(B) Pre-bake at 80 ° C. for 30 minutes.
(C) A positive photoresist is spin-coated on the substrate. This is also performed at 500 rpm for 5 seconds and then at 2000 rpm for 20 seconds.
(D) Bake at 80 ° C. for 30 minutes.

（９）ポジ型フォトレジストの露光、現像、ポリイミド４２のエッチング
（イ）マスクアライナーで６０秒露光する。
（ロ）露光後したガラス基板１’を現像液（ＳＨＩＰＬＥＹ製、ＭＦ−３１９）を使用して６０秒間現像し、同時にポリイミド４２をエッチングする。すると、対極１１側のポリイミド４２が削除される（図６（ｆ）参照）。その後、純水でリンスする。
（ハ）乾燥後、エタノールに浸漬し、フォトレジストを溶解・除去する。(9) Exposure of positive type photoresist, development, etching of polyimide 42 (a) Exposure for 60 seconds with a mask aligner.
(B) The exposedglass substrate 1 ′ is developed for 60 seconds using a developer (manufactured by SHIPLEY, MF-319), and at the same time, thepolyimide 42 is etched. Then, thepolyimide 42 on thecounter electrode 11 side is deleted (see FIG. 6F). Then, rinse with pure water.
(C) After drying, immerse in ethanol to dissolve and remove the photoresist.

（１０）ポリイミド４２のキュア
ポリイミド４２を硬化させるために、１４０℃で３０分、２００℃で３０分、３００℃で６０分キュアをする。(10) Curing ofpolyimide 42 In order to cure thepolyimide 42, curing is performed at 140 ° C. for 30 minutes, 200 ° C. for 30 minutes, and 300 ° C. for 60 minutes.

（１１）参照極１０及び対極１１が形成されたガラス基板１’のダイシング
（イ）ダイシングにあたり、パターンの形成されている面にポジ型フォトレジストを保護膜として形成する。
（ロ）その後、作製したガラス基板１’をダイシングソー（東京精密製、Ａ−ＷＤ−１０Ａ）によりダイシング（１チップずつに切断）する。本発明の送液装置２０の１チップ（原材料であるガラス基板１’から切断した１つの送液装置分の「ガラス基板１」に相当する。）の大きさは２０ｍｍ×２２ｍｍである。３インチのガラス基板１’から６チップ（ガラス基板１）が得られた。
（ハ）アセトンで２回洗浄し、上の汚れを十分洗い落とし、自然乾燥させる。（チップ上にゴミがついていると、塩化銀の形成がうまくいかないことがある。）(11) Dicing of theglass substrate 1 ′ on which thereference electrode 10 and thecounter electrode 11 are formed. (A) In dicing, a positive photoresist is formed as a protective film on the surface where the pattern is formed.
(B) Thereafter, the producedglass substrate 1 ′ is diced (cut into chips) by a dicing saw (Tokyo Seimitsu, A-WD-10A). The size of one chip of the liquid feeding device 20 of the present invention (corresponding to “glass substrate 1” for one liquid feeding device cut from theglass substrate 1 ′ as a raw material) is 20 mm × 22 mm. Six chips (glass substrate 1) were obtained from the 3-inch glass substrate 1 ′.
(C) Wash twice with acetone, thoroughly wash away the dirt on the top, and let it air dry. (If there is dust on the chip, silver chloride formation may not be successful.)

２．２ 参照極１０の塩化銀層の形成
（イ）１Ｍ ＫＣｌ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ２．２）溶液中にチップ（ガラス基板１）の参照極１０を、白金対極１１（白金板）及び市販の参照極１０（堀場製作所製＃２０８０Ａ−０６Ｔ、内部液：飽和ＫＣｌ）とともに、１００ｍｌビーカーに入れる。
（ロ）ガルバノスタットを使い０．１ｍＡの定電流を流し、塩化銀層を形成する。形成時間は１０分間。
（ハ）その後、チップ（ガラス基板１）をビーカーから取り出し、蒸留水で十分洗浄し、乾燥させる。これにより、チップ上の銀層に塩化銀層が形成された。2.2 Formation of the silver chloride layer of the reference electrode 10 (a) Thereference electrode 10 of the chip (glass substrate 1), the platinum counter electrode 11 (platinum plate) and a commercially available 1M KCl-HCl buffer (pH 2.2) solution And a reference electrode 10 (Horiba Seisakusho # 2080A-06T, internal solution: saturated KCl).
(B) A constant current of 0.1 mA is applied using a galvanostat to form a silver chloride layer. The formation time is 10 minutes.
(C) Thereafter, the chip (glass substrate 1) is taken out of the beaker, sufficiently washed with distilled water, and dried. As a result, a silver chloride layer was formed on the silver layer on the chip.

２．３ ゲル状電解液９の作製（図１、２参照）
（１）電解液蓄積板２の作製
（イ）シリコーンゴムシート（厚さ１ｍｍ）を口の字型に切り出し、開口部８を形成する。
（ロ）参照極１０と対極１１を持ったガラス基板１（チップ）に、口の字型のシリコーンゴムを接着する。接着剤として、プライマーを用いた。2.3 Preparation of gel electrolyte 9 (see FIGS. 1 and 2)
(1) Manufacture of Electrolyte Storage Plate 2 (a) A silicone rubber sheet (thickness 1 mm) is cut into a square shape and anopening 8 is formed.
(B) A square-shaped silicone rubber is bonded to a glass substrate 1 (chip) having areference electrode 10 and acounter electrode 11. A primer was used as the adhesive.

（２）ゲルの作製
（イ）ＰＶＡ−ＳｂＱ（ ＳＰＰ−ＵＳ−１３０）と０．１Ｍ ＫＣｌ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ２．２）を３：７の割合で混ぜる。
（ロ）マスクアライナーで１５分露光し、光硬化させる。(2) Preparation of gel (a) PVA-SbQ (SPP-US-130) and 0.1M KCl-HCl buffer (pH 2.2) are mixed at a ratio of 3: 7.
(B) Exposure with a mask aligner for 15 minutes and photocuring.

３．流路用基板５（ＰＭＤＳ基板）の作製（図１〜３参照）
この作製工程では、流路用基板５としてＰＭＤＳ基板（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）を利用する。
（１）ＰＭＤＳ基板作製用の型の支持基板となるガラス板の洗浄
（イ）ガラス板を沸騰させた ２９％ＮＨ４ＯＨ：３１％Ｈ２Ｏ２：純水＝１：１：４の溶液中で３分間洗浄する。
（ロ）純水中で２回３分間ずつリンスする。
（ハ）自然乾燥させる。3. Fabrication of flow path substrate 5 (PMDS substrate) (see FIGS. 1 to 3)
In this manufacturing process, a PMDS substrate (polydimethylsiloxane) is used as theflow path substrate 5.
(1) Cleaning of a glass plate to be a support substrate for a mold for producing a PMDS substrate (a) Cleaning for 3 minutes in a boiled solution of 29% NH 4 OH: 31% H 2 O 2: pure water = 1: 1: 4 To do.
(B) Rinse twice in pure water for 3 minutes each.
(C) Allow to dry naturally.

（２）ポリイミドによる密着層の形成
厚膜フォトレジスト（ＳＵ−８）の密着性を高めるため、ガラス板上にポリイミドの密着層を形成する。
（イ）ポリイミドプレポリマー（東芝ケミカル製、ＣＴ−４７００）を５００ｒｐｍで３０秒、続けて６０００ｒｐｍを３０秒スピンコーティングする。
（ロ）オーブン８０℃で１５分間ベークする。
（ハ）マスクアライナーで９０秒間露光する。(2) Formation of adhesion layer with polyimide In order to improve the adhesion of the thick film photoresist (SU-8), an adhesion layer of polyimide is formed on the glass plate.
(A) A polyimide prepolymer (manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd., CT-4700) is spin-coated at 500 rpm for 30 seconds, followed by 6000 rpm for 30 seconds.
(B) Bake in an oven at 80 ° C. for 15 minutes.
(C) Exposure with a mask aligner for 90 seconds.

（３）ポリイミドのキュア
ポリイミドを硬化させるために、１５０℃で１５分、２００℃で１５分、３００℃で３０分キュアをする。(3) Curing of polyimide In order to cure polyimide, curing is performed at 150 ° C. for 15 minutes, 200 ° C. for 15 minutes, and 300 ° C. for 30 minutes.

（４）レジストパターンの形成
（イ）厚膜フォトレジスト（ＳＵ−８）を５００ｒｐｍで２０秒、８４０ｒｐｍで１５秒スピンコーティングする。
（ロ）微小容器用のマスクを用いマスクアライナーで３０分間露光する。
（ハ）露光後、専用の現像液（ＳＵ−８ ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ）で現像し、純水で濯いだ後、乾燥させる。
以上で、ＰＤＭＳ基板作製用の型がガラス板上に形成された。膜厚は７０〜７２μｍ。(4) Formation of resist pattern (a) A thick film photoresist (SU-8) is spin-coated at 500 rpm for 20 seconds and at 840 rpm for 15 seconds.
(B) Using a mask for a micro container, exposure is performed with a mask aligner for 30 minutes.
(C) After exposure, the film is developed with a dedicated developer (SU-8 developer), rinsed with pure water, and then dried.
Thus, a mold for producing a PDMS substrate was formed on the glass plate. The film thickness is 70 to 72 μm.

（５）微小流路６の形成されたＰＤＭＳ基板の作製
（イ）ＰＤＭＳを主成分とするシリコーンゴム（信越シリコーン製、ＫＥ−１３００Ｔ）を適量とり、専用の硬化剤（信越シリコーン製ＣＡＴ−１３００）とＫＥ−１３００Ｔ：ＣＡＴ−１３００＝１０：１の割合で混合する。
（ロ）真空中におき、溶剤の脱泡を行う。
（ハ）上記（１）〜（４）で形成した型に流し込み、再び真空脱泡する。
（ニ）その後、２４時間放置し、硬化させる。
（ホ）硬化後、ＰＤＭＳ基板をレジストパターンから剥がし、１チップごとに切り出す。吸引口２５はドリル等によって開口する。(5) Production of PDMS substrate with micro flow path 6 (a) An appropriate amount of silicone rubber (manufactured by Shin-Etsu Silicone, KE-1300T) containing PDMS as a main component, and a special curing agent (CAT-1300 made by Shin-Etsu Silicone) ) And KE-1300T: CAT-1300 = 10: 1.
(B) Place in vacuum and defoam the solvent.
(C) Pour into the mold formed in (1) to (4) above, and vacuum deaerate again.
(D) Then, it is allowed to stand for 24 hours to be cured.
(E) After curing, the PDMS substrate is peeled off from the resist pattern and cut out for each chip. Thesuction port 25 is opened by a drill or the like.

４．システムの組み立て（図１〜３参照）
ゲル状電解液９を開口部８に含む電解液蓄積板２（容器）を、対極１１、参照極１０の形成されたガラス基板１の上に載置する。そして、この電解液蓄積板２上に、シリコーンゴム膜４（ダイアフラムとして機能する膜）が上面に付与された作用極用基板（シリコン基板３）を載置する。最後に微小流路６の形成されたＰＤＭＳ基板（流路用基板５）をその上に張り合わせ、外部からアクリル板によって作製したホルダーを用いてクランプして固定する。以上で、本発明に係る送液装置２０が完成される。4). System assembly (see Figs. 1-3)
An electrolyte solution storage plate 2 (container) containing thegel electrolyte solution 9 in theopening 8 is placed on theglass substrate 1 on which thecounter electrode 11 and thereference electrode 10 are formed. Then, a working electrode substrate (silicon substrate 3) provided with a silicone rubber film 4 (film functioning as a diaphragm) on the upper surface is placed on the electrolyticsolution storage plate 2. Finally, a PDMS substrate (flow channel substrate 5) on which themicro flow channel 6 is formed is bonded onto the substrate, and clamped and fixed using a holder made of an acrylic plate from the outside. Thus, the liquid feeding device 20 according to the present invention is completed.

以上、本発明に係る送液装置を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内でいろいろな実施例があることは言うまでもない。  The best mode for carrying out the liquid delivery device according to the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to such embodiments, and is described in the claims. It goes without saying that there are various embodiments within the scope of technical matters.

本発明に係る送液装置は、ポンプ部、バルブ部等の送液に必要な要素を簡単な構造で高度に集積化し、電気化学的原理を用いて微量な流体を制御して送液できるような構成としているので、微少量の液体を送液が必要となる、化学、生物学、医学、物質工学、半導体工学、エレクトロニクス、微小化学分析、ナノテクノロジー等の研究分野及び工業分野等における微量な液体の送液装置に好適である。  The liquid feeding device according to the present invention is highly integrated with a simple structure of elements necessary for liquid feeding such as a pump part and a valve part, and can feed liquid by controlling a small amount of fluid using an electrochemical principle. Because of this structure, it is necessary to send a small amount of liquid. It is necessary to send a small amount of liquid in research fields such as chemistry, biology, medicine, material engineering, semiconductor engineering, electronics, microchemical analysis, nanotechnology, and industrial fields. It is suitable for a liquid feeding device.

送液装置のバルブ部の部分の基本構造及び実施例を説明する断面図を示す。Sectional drawing explaining the basic structure and Example of the valve | bulb part of a liquid feeding apparatus is shown.送液装置のポンプ部の部分の基本構造及び実施例を説明する断面図を示す。Sectional drawing explaining the basic structure and Example of the part of the pump part of a liquid feeding apparatus is shown.送液装置の分解図及び完成図の斜視図を示す。The exploded view of a liquid feeding apparatus and the perspective view of a completion figure are shown.送液装置を作製する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of producing a liquid feeding apparatus.送液装置を作製する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of producing a liquid feeding apparatus.送液装置を作製する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of producing a liquid feeding apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ 参照極・対極用基板
１’参照極・対極用基板の材料であるガラス基板
２ 電解液蓄積板
３ 作用極用基板
４ 隔膜
５ 流路用基板
６ 微小流路
７ バルブ部
８ 開口部
９ 電解液
１０ 参照極
１１ 対極
１２ 貫通孔
１３ 作用極
１４ バルブ孔
１５ 気泡
１６ 親水性多孔質膜
１７ ポンプ部
１８ ポンプ孔
１９ 駆動モジュール
２１ 参照極ピンホール
２２ 周枠
２３ 流路系
２４ 排出流路
２５ サンプル導入口
２６ 導入流路
２７ Ｙ字路
２８ 排出口
２９ ＳｉＯ_２膜
３０ クロム層
３１ レジストパターン
３２ ＳｉＯ_２膜
３３ フォトレジスト
３４ クロム層
３５ 白金層
３５’白金表面
３６ フォトレジスト
３７ レジストパターン
３８ クロム層
３９ 白金層
４０ ポジ型フォトレジスト
４１ 銀層1 Reference / counter electrode substrate
Glass substrate that is the material for the 1 'reference and counter electrodes
2 Electrolyte storage plate
3 Working electrode substrate
4 Diaphragm
5 Channel substrate
6 Microchannel
7 Valve part
8 opening
9 Electrolytic solution
10 Reference pole
11 Counter electrode
12 Through hole
13 Working electrode
14 Valve hole
15 bubbles
16 Hydrophilic porous membrane
17 Pump part
18 Pump hole
19 Drive module
21 Reference pole pinhole
22Perimeter frame 23 Channel system
24 Discharge flow path
25 Sample inlet
26 Introduction channel
27 Y-junction
28 Discharge port
29 SiO₂ film
30 Chrome layer
31 resist pattern
32 SiO₂ film
33 photoresist
34 Chrome layer
35 Platinum layer
35 'platinum surface
36 photoresist
37 resist pattern
38 Chrome layer
39 Platinum layer
40 positive photoresist
41 Silver layer

Claims (6)

Translated fromJapanese

順次重ねられた、参照極・対極用基板、電解液蓄積板、作用極用基板、隔膜、及び流路用基板を備え、微少量の液体を送液する送液装置であって、
前記参照極・対極用基板は、その表面に参照極と対極が形成されており、
前記電解液蓄積板は、前記参照極と対極が内側に入る開口部を有し、該開口部と前記参照極・対極用基板で囲むスペース内に電解液が蓄積されており、
前記作用極用基板は、該基板の板厚方向に貫通する貫通孔を有し、少なくとも該貫通孔の内面に作用極が形成されており、
前記隔膜は、柔軟性のある材料で形成され、前記貫通孔に面する部分がダイアフラム状に膨張可能であり、
前記流路用基板には、送液する液体の導入口及び排出口が形成されており、また前記隔膜側の内面に微小流路が形成されているとともに、該内面に前記貫通孔に対応し、前記隔膜が膨張して入り込める断面凹形のバルブ孔と断面凹形のポンプ孔が形成されており、
前記微少流路は、ポンプ孔から前記排出口に向けて通じるように形成されている排出流路と、前記導入口から排出流路まで通じて接続されるように形成されている導入流路とから成り、
前記バルブ孔は、導入流路の途中に形成されているとともに、排出流路の途中であって導入流路が排出流路に接続する部分より下流側にも形成されていることを特徴とする送液装置。A liquid feeding device comprising a reference electrode / counter electrode substrate, an electrolyte solution storage plate, a working electrode substrate, a diaphragm, and a flow channel substrate, which are sequentially stacked,
The reference electrode / counter electrode substrate has a reference electrode and acounter electrode formed on the surface thereof,
The electrolyte storage plate has an opening into which the reference electrode and thecounter electrode enter, and the electrolyte is stored in a space surrounded by the opening and the reference electrode / counter electrode substrate,
The working electrode substrate has a through-hole penetrating in the thickness direction of the substrate, and a working electrode is formed at least on the inner surface of the through-hole,
The diaphragm is formed of a flexible material, and a portion facing the through hole is expandable in a diaphragm shape,
The flow path substrate is formed with an inlet and a discharge port for liquid to be fed, and a micro flow path is formed on the inner surface on the diaphragm side, and the inner surface corresponds to the through hole. , A valve hole having a concave cross section into which the diaphragm expands and enters and a pump hole having a concave cross section are formed,
The micro flow path includes a discharge flow path formed so as to communicate from the pump hole toward the discharge port, and an introduction flow path formed so as to be connected from the introduction port to the discharge flow path. Consisting of
The valve hole is formed in the middle of the introduction flow path, and is also formed in the middle of the discharge flow path and downstream of the portion where the introduction flow path is connected to the discharge flow path. Liquid delivery device. 前記作用極は、白金黒電極であることを特徴とする請求項１記載の送液装置。  The liquid feeding device according to claim 1, wherein the working electrode is a platinum black electrode. 前記貫通孔は、隔膜方向に開いた形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の送液装置。  The liquid feeding device according to claim 1, wherein the through hole has a shape opened in a diaphragm direction. 前記作用極用基板に形成された貫通孔は、ポンプ孔に対して複数個形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の送液装置。  4. The liquid feeding device according to claim 1, wherein a plurality of through holes formed in the working electrode substrate are formed with respect to the pump holes. 前記流路基板は、シリコーンゴムから形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の送液装置。  The liquid flow feeding device according to claim 1, wherein the flow path substrate is made of silicone rubber. 前記電解液蓄積板と作用極用基板との間に、親水性多孔質膜が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の送液装置。  The liquid feeding device according to claim 1, wherein a hydrophilic porous film is provided between the electrolytic solution storage plate and the working electrode substrate.

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