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機能性材料、機能性材料の製造方法および機能性液体 NEW

国内特許コード P170014086
整理番号 (S2014-0727-N0)
掲載日 2017年5月9日
出願番号 特願2016-511956
出願日 平成27年3月31日(2015.3.31)
国際出願番号 JP2015060241
国際公開番号 WO2015152287
国際出願日 平成27年3月31日(2015.3.31)
国際公開日 平成27年10月8日(2015.10.8)
優先権データ
  • 特願2014-071205 (2014.3.31) JP
発明者
  • 内村 浩美
出願人
  • 国立大学法人愛媛大学
発明の名称 機能性材料、機能性材料の製造方法および機能性液体 NEW
発明の概要 【課題】少ない試料量でも試料中に存在する所定の物質等を高い精度で検出する機能を備えた機能性材料およびかかる機能性材料の製造方法を提供する。
【解決手段】液体を通す流路部10を備えており、流路部10は、不透水性材料12を含有する透水性材料11によって形成されている。透水性材料11間に不透水性材料12を配置しているので、不透水性材料12と透水性材料11の両者間に空隙10hを形成することができる。つまり、流路部10内に網目状の空隙10hを形成することができる。流路部10に液体試料を供給すれば、かかる空隙10h内に浸透させながら液体試料を移動させることができる。しかも、液体試料を移動させる間に液体試料中に存在する混合物から目的外成分を分離除去することができる。したがって、流路部10につまり、吸水機能とフィルター機能を付与することができるのである。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、血液や尿などの体液から多数の病気の診断が可能となってきている。しかし、診断に使用可能な体液(以下、試料という)の量には限界がある。このため、少ない試料からできるだけ多くの情報(例えば、病気の進行状況や病気の早期発見等)を得ることができる装置の開発が重要となっている。



そこで、樹脂製の基板上に複数のマイクロチャンネル(微細流路)を形成したマイクロ流体チップを用いた装置が提案されている。この装置の基板上に設けられた各微細流路の先端部には、それぞれの病気の原因となる抗原に反応する抗体等を備えた検出部が設けられている。このため、かかる装置を用いれば、1回の分析で複数の病気の診断が可能となる。しかし、かかる装置では、流路内に試料を送液するのにポンプ等の駆動手段が必要であり、試料量もある程度必要となる上、装置も大型化するといった問題がある。



近年、ポンプを必要としないマイクロ流体チップが提案されており、その代表例が、微細流路を紙で形成した紙製マイクロ流体チップである。かかる紙製マイクロ流体チップは、紙が有する吸水性、つまり毛細管現象を利用した技術である。具体的には、紙製マイクロ流体チップの流路基端部に液体試料を供給すれば、自動的に試料が流路基端部から流路先端部の検出部まで移動する。このため、試料を送液するためのポンプを使わずに1回の分析で複数の病気の診断が可能となる。しかも、紙製マイクロ流体チップだけで病気の診断が可能になるという利点がある。



上記のごとき紙製の微細流路を形成する方法としては、ワックスプリンティング法を用いた方法や、フォトリソグラフィー法を用いた方法が提案されている。



ワックスプリンティング法は、疎水性のワックスを紙面上の流路の側端に沿って含浸させる。すると、図6(A)および図6(B)に示すように、疎水性のワックスによって形成された流路の流路壁によって紙製の微細流路が形成される。



フォトリソグラフィー法は、紙をフォトレジスト(感光性樹脂)中に浸漬した後、所望の流路パターンが形成されるようにマスクした後、UV等を用いて露光する。そして、露光されていないフォトレジストを除去する処理を行う。すると、図6(C)および図6(D)に示すように、硬化した樹脂(硬化部)によって流路壁が形成された紙製の微細流路が形成される。



しかし、上述した方法によって形成された紙製の微細流路の場合、全ての流路を移動する試料は、多数の成分が含有したものとなる。このため、試料中の成分のうち目的成分以外の成分の影響により検出部での目的成分の測定精度が低下する可能性が生じる。



一方、フォトリソグラフィー法を用いて3次元の流路を形成したマイクロ流体チップが提案されている(例えば、特許文献1)。



図7(A)および図7(B)に示すように、特許文献1の3次元マイクロ流体チップは、フォトリソグラフィー法を用いて処理した上層、中層、下層の各紙片を連結した多層構造を有するチップである。中層の紙片には、表裏を連通する穴が上層の所定の流路と下層の所定の流路だけを連結するように形成されている。また、特許文献1には、かかる中層に形成された穴には、フィルターが設けられている旨の記載がある。



このため、図7(C)に示すように、特許文献1の3次元マイクロ流体チップでは、両試料を交じり合うことなく立体的に交差させながら、それぞれの流路の試料供給部から先端部へ向かって移動させることができる。したがって、特許文献1の3次元マイクロ流体チップを使用すれば、同じ大きさのチップに2次元の流路を形成した場合と比較して、より多くの試料の分析が可能となり、フィルター機能により検査精度を向上させることが可能となる。

産業上の利用分野


本発明は、機能性材料、機能性材料の製造方法および機能性液体に関する。さらに詳しくは、医学や、生化学、薬学、化学、環境などの分野における分析に広く利用される機能性材料、機能性材料の製造方法および機能性液体に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基材と、該基材の表面上に設けられる液体を通す流路部と、を備えており、
前記基材は、
表面が不透水性であり、
前記流路部は、
不透水性材料を含有する透水性材料によって形成されている
ことを特徴とする機能性材料。

【請求項2】
液体を通す流路部を備えており、
該流路部は、
不透水性材料を含有する透水性材料によって形成されている
ことを特徴とする機能性材料。

【請求項3】
基材を備えており、
該基材の表面上に前記流路部が形成されている
ことを特徴とする請求項2記載の機能性材料。

【請求項4】
前記透水性材料が、繊維から形成されている
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の機能性材料。

【請求項5】
基材と、該基材の表面上に設けられる液体を通す流路部と、を備えており、
前記基材は、
表面が不透水性であり、
前記流路部は、
ナノファイバーからなるナノファイバー層と、該ナノファイバー層間に混入した不透水性材料と、からなる
ことを特徴とする機能性材料。

【請求項6】
前記不透水性材料が繊維状の材料であって、
繊維径および/または繊維長の異なる材料を含んでいる
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の機能性材料。

【請求項7】
前記流路部が表面上に形成された基材を備えており、
前記透水性材料は、
親水性の官能基を有しており、
前記基材は、
前記流路部を配設する配設面が、親水性の官能基を有する不透水性膜によって覆われている
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の機能性材料。
(機能性材料の製造方法)

【請求項8】
基材の配設面上に液体を通す流路部を形成する方法であって、
該流路部を、
不透水性材料と、透水性材料と、両者を分散させる液体と、を含む混合流体を塗布して形成する
ことを特徴とする機能性材料の製造方法。

【請求項9】
基材の配設面上に液体を通す流路部を形成する方法であって、
該流路部を、
不透水性材料と、ナノファイバーと、両者を分散させる液体と、を含む混合流体を塗布して形成する
ことを特徴とする機能性材料の製造方法。

【請求項10】
前記流路部を、
スクリーン印刷技術を用いて前記基材の配設面上に前記混合流体を塗布して形成する
ことを特徴とする請求項8または9記載の機能性材料の製造方法。

【請求項11】
前記流路部を、
前記基材の配設面上に前記混合流体をスプレーで吹き付けて形成する
ことを特徴とする請求項8または9記載の機能性材料の製造方法。

【請求項12】
前記流路部を、
前記混合流体を原料として、凹印刷技術を用いて前記基材の配設面上に形成する
ことを特徴とする請求項8または9記載の機能性材料の製造方法。

【請求項13】
前記流路部を、
前記混合流体を原料として、フレキソ印刷技術を用いて前記基材の配設面上に形成する
ことを特徴とする請求項8または9記載の機能性材料の製造方法。

【請求項14】
印刷に使用される液体であって、
該液体が、
透水性材料と不透水性材料を液体中に分散したものである
ことを特徴とする機能性液体。

【請求項15】
前記透水性材料が繊維である
ことを特徴とする請求項14記載の機能性液体。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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