JP2000510046A - 液体分配システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも三つのプレート、すなわち、貫流プレート（３００）、分配基板（３１０）および反応セル・プレート（３２０）から形成される液体分配システム。上記貫流プレート（３００）は、通常、上記分配基板（３１０）に接着している。上記反応セル・プレート（３２０）は、通常、上記分配基板（３１０）の下面、または上記分配基板（３１０）と上記反応セル・プレート（３２０）との間に設置された中間プレートの下面に、取り外すことができるように設置される。毛細管バリヤ（３７０）および第二の開口部（３６２）または第三の開口部により形成された水門は、弁とポンプの結合体としての働きをする。上記毛細管バリヤ（３７０）は、上記第一のポンプ（３６０）および上記第二のポンプ（３６１）が、上記毛細管バリヤ（３７０）に打ち勝つのに必要な、余分な圧力を供給するまで、上記反応セルへの流れを防止し、上記流れは上記毛細管バリヤにより助長される。上記水門を狭くすることにより、流れを助長する毛細管の力を増大することができ、それにより、上記毛細管バリヤ（３７０）に打ち勝つのに必要な追加圧力の量を少なくする。上記毛細管バリヤ（３７０）を使用することにより、通常、コントローラにより制御される、上記第一のポンプ（３６０）または第二のポンプ（３６１）により流れを制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 液体分配システム 本出願は、種々の合成、診断および薬剤スクリーニング反応の実行を含む多数 の目的に役に立つ流体を操作するための方法およびシステムに関し、特に、試薬 である液体の汚染または相互汚染を防止しながら、上記液体を分配するための積 層アレイを内蔵するシステムおよび方法に関する。 最近、多数の学術論文が、微小規模での化学反応の実行に関連する問題に焦点 を当てている。この文献は、微小チャネルを形成するために、エッチングされた ウエハ・サイズの固体支持体上での上記反応を管理する可能性について論じる。 この規模の反応装置システムを使用すれば、少量の試薬を使用し、それにより、 供給および廃棄コストを低減する移動可能な装置で、複数の診断または薬剤スク リーニング検査を行うことができる。 自然界に存在しない新しい薬剤を開発するための一つ機構は、「合理的な」薬 剤設計と呼ばれてきた。このプロセスは、結晶学により決定される生物学的マク ロ分子の構造、および上記マクロ分子と相互委に作用することが分かっている薬 理学上の薬剤の構造に注目する。コンピュータ・ワークステーションの使用によ り、マクロ分子と強力に相互作用を行うための適当な位置を占める機能性を持つ 新しい薬理学的薬剤を設計することができるのではないかとの希望がもたれた。 このアプローチの一つの困難は、結晶学上の構造の決定を行うのに適当な結晶を 成長させるのは、退屈な作業であり、経験に頼らなければならないことである。 多くの場合、（例えば、しょう膜ゴナドトロピンまたは他の糖タンパク質のよう な糖タンパク質ホルモンに対する）適当な結晶を成長させるかどうかはっきり分 からないことである。もう一つの困難は、化学によっては、「設計」という言葉 が呼び起こす柔軟な構造ツールを作ることができないことである。その代わり、 化学的建築用ブロックは、限られた数の結合角度および長さを与えるだけである 。例えば、マクロ分子内の薬剤結合ポケットの特定の一部で発見できるかも知れ ない塩素グループによる構造上のルートは、多いかも知れないが、一方、このグ ル ープの位置を特定するのに必要な補助的構造の利点および欠点を「合理的に」評 価するのは困難である。 組み合わせ化学は、必要な薬理学的活性を持つ化合物を選択する、それ自身の 「進化する」プロセスを生成しようとしている。このプロセスを進化させる鍵は 、「変位体」の大きなグループ、この場合は、ある程度の化学的関連性は持って いるが、明らかに異なる化合物のグループを発生することである。合理的設計の コンセプトは、上記化合物のグループを選択する際に、組み合わせ方法により探 求が行われるという利点を利用する。 組み合わせ化学は、潜在的薬理学的活性を持つ化合物を分類するための、新し い手がかりを得ようとしている。従来、そのような手がかりは、薬理学的活性を 見いだすために、種々の植物または動物の抽出物をスクリーニングすることによ り発見されてきた。上記抽出物は、取り出すのが難しく、潜在的に有用な化合物 の濃度が非常に薄く、せいぜい治療しようとしている疾患には何の効果もないか もしれない進化による圧力により選択されたいくつかの化合物を含んでいるに過 ぎない。一つの抽出物が識別された後で、このプロセスにより、その活性成分の 識別についての情報が得られる。 組み合わせ化学は、比較的限定された建材ブロック化学薬品の組を組み合わせ ることにより、化合物の大きな種々のグループを生成しようとしている。好適に は、この組み合わせ方法は、一つまたはそれ以上の合成化合物を含む識別可能な プールを生成することが好ましい。上記プールは、成分化合物の化学的構造によ り識別できなくてもよいが、その化合物を生成した化学的プロトコルにより識別 できなければならない。上記プールは、その後、薬理学的活性と相関関係を持つ と思われる検査中にスクリーニングされる。成分化合物を識別し、成分化合物の どれがそのような結果をもたらしたのかを識別するために、有望な結果を生じる このようなプールの検査が行われる。 組み合わせプール中の上記活性化合物を識別するために使用する追跡プロトコ ルは、また組み合わせ方法を含むこともできる。例えば、有望なプールは、最初 、相互間では反応を起こさない化合物Ａ、ＢおよびＣの混合物を、相互間では反 応を起こさないが、化合物Ａ、ＢおよびＣとは反応する化合物Ｄ、ＥおよびＦと 反 応させることにより得ることができる。次に、結果として得られた化合物と、化 合物Ｇ、ＨおよびＩとの間で反応が行われる。プール内の活性化合物の可能な識 別を絞るために、組み合わせ化学により生成物、Ａ−Ｄ、Ａ−Ｅ、Ａ−Ｆ、Ｂ− Ｄ、Ｂ−Ｅ、Ｂ−Ｆ、Ｃ−Ｄ、Ｃ−ＥおよびＣ−Ｆを、別々に生成することがで き、Ｇ、ＨおよびＩの混合物との間で別々に反応が行われる。このステップを行 った後、スクリーニング検査の際に活性を持っていたサブプールは、通常、化合 物により限定されるグループを含む。 組み合わせ化学により有望な分子が識別されると、その識別された分子は、他 の組み合わせ実験の設計を助ける情報を提供する。組み合わせ化学により識別さ れた有望な化合物の完全なアレイは、従来の薬理学化学の努力の向かう方向を示 す貴重な情報を提供する。 組み合わせ化学の新しい分野で広く使用されるツールは、ポリペプチドを合成 するための周知のメリーフィールド法で使用される支持体のような、通常は、ガ ラスまたは重合支持体である固体支持体に第一の化学建材ブロックを取り付ける ことである。このようにブロックを取り付けることにより、反応物および関連不 純物を単に洗い流し、生成物を上記支持体から分離することにより、生成物を迅 速に分離するための機構ができあがる。ある場合には、支持体に結合している生 成物の薬理学的活性を試験することができる。 組み合わせ化学の場合には、小型化が有効に使用される。何故なら、（ｉ）通 常、研究者は、低い濃度薬理学的活性を持つ化合物を捜しているからであり、（ ｉｉ）候補者である分子の膨大な「進化する」分類を生成している間に、技術の 再現性を確立するために、多数の文献に記載されている多数の反応を持つことが 好ましく、またできれば少数の研究者の指導の下で上記反応を行うことが好まし いからであり、（ｉｉｉ）候補者である化合物の十分異なるグループを生成する ために、膨大な従来規模の合成化学複合体を生成するのは高いコストが掛かるか らであり、（ｉｖ）もっと標準的な反応規模において、組み合わせ化学の生成物 の検査を将来行わなければならないことについての、実質的な関心が高まってき ているからである。小型化することにより、ロボットによる制御を安いコストで 行うことができ、それにより、再現性が改善される。 上記のウエハ・サイズの装置は、組み合わせ化学にとって理想的なものであり 、実質的に、少量の試薬だけを使用するコンピュータ制御の下で、多数の合成化 学反応を行うことができる。しかし、上記の微小規模の装置を擁護する学術文献 は、この規模での組み合わせ化学を行う際の基本的問題を適切に解決していない 。例えば、複合微小規模の装置を通して試薬を往復させるにはどうしたらよいの か、また上記装置の、（例えば、１００〜１，０００の）非常に多数の微小規模 の反応容器内で、異なる合成物の複雑な分類をどのようにして行ったらよいのか 。「液体分配システム」という名称の、同時係属米国特許出願０８／５５６，０ ３６は、小型化の夢を実現する装置について記載している。しかし、上記出願に 記載されている上記装置は改善の余地がある。上記液体分配システムの基本的属 性および他の特徴について以下に説明する。上記他の特徴は、可動部分を持たな い電極をベースとするポンプを使用する流体のポンピングの再現性を改善し、前 の試薬による新しい試薬の汚染を最も少なくしながら、タンクから一組の反応セ ルまでの流体送り経路を新しい試薬で再充填するための手段を提供し、上記反応 セルから流体を流出させるための手段を提供し、上記システムまたは上記システ ムの有意なサブ部分の上記すべてのセルへのデプロテクション化学で使用した洗 浄試薬、また酸または塩基溶液のような液体を非選択的に送るための手段を提供 する。さらに、本発明のシステムは、改良型のシール形成方法により製造したガ スケット・シールを持ち、上記ガスケット・シールを通して、他の面を密封して いる面の複数の領域を、液体または気体が通らないように確実に密封する。 発明の概要 本発明は、選択的な液体分配システムに適用することができる多数のシステム に関する。第一の実施形態の場合には、上記液体分配システムは、（ａ）液体源 および（ｂ）上記液体源からアドレスすることができ、毛細管バリヤを持つチャ ネルを備える。この場合、上記液体分配システムは、チャネル・プレートおよび バリヤ・プレートを備える二つまたはそれ以上の結合プレートを備え、上記チャ ネルは、上記チャネル・プレートのチャネル面に形成されていて、上記チャネル 面は、上記バリヤ面の表面に接続していて、上記毛細管バリヤは、上記バリヤ面 を貫通して形成されているバリヤ開口部により形成されていて、上記開口部は、 上記チャネルと交差している。好適には、上記バリヤ開口部との流体接続には、 反応セルに接続している垂直送りチャネルが設置されている。 第二の実施形態の場合には、液体分配システムは、（ａ）液体源および（ｂ） 上記液体源からアドレスすることができ、毛細管バリヤを持つチャネル、（ｃ） 静水圧を、毛細管バリヤを破ろのに必要な圧力以下の圧力から、少なくとも毛細 管バリヤを破るのに必要な圧力まで変化させることができ、また毛細管バリヤを 通して液体を流れをスタートさせるように、液体源の静水圧を調整するための圧 力レギュレータを備える。 第三の実施形態の場合には、上記液体分配システムは、（ａ）液体源および（ ｂ）上記液体源からアドレスすることができ、毛細管バリヤを持つチャネルを備 える。この場合、毛細管バリヤは、反応セルに接続している垂直送りチャネルか らの廃液を受ける室に向かって開いている。好適には、液体分配システムは、さ らに、上記室への出口を持つ、気体圧力分配システムを備えていることが好まし い。好適には、液体源内の液体は、１平方センチ当たり０ダインから１平方セン チ当たり約５×１０³ダインの静水圧で操作することが好ましい。 第四の実施形態の場合には、液体分配システムは、（ａ）液体源および（ｂ） 上記液体源からアドレスすることができ、毛細管バリヤを持つチャネルを備える 。この場合、上記液体分配システムは、上記チャネルから上記液体を吸引するた めに、上記液体源または上記チャネルのどちらかに取り付けることができる負の 圧力源を含む。 第５の実施形態の場合には、液体分配システムは、（ａ）静水圧を維持するた めに動作することができる液体源、（ｂ）反応セル、（ｃ）上記液体源によりア ドレスすることができ、上記反応セルに接続しているチャネル、（ｄ）上記チャ ネルの液体の流れを制御するための界面動電ポンプを備える。好適には、液体源 に気体圧を加えることにより、静水圧を維持することが好ましい。 第６の実施形態の場合には、本発明は、（ａ）表面のある領域からの液体の流 入および流出を、防止するために使用することがができるガスケット・パターン を形成するために、基板の面上に、硬化性の重合材のスクリーン印刷するステッ プと、（ｂ）上記の印刷されたガスケット・パターンの頂面へプラテンを設置す るステップと、（ｃ）ガスケットを製造するために、上記の印刷した重合材を硬 化させるステップとを含むガスケット形成方法を提供する。好適には、ある種の 実施形態の場合には、上記プラテンが機械的なストップに当たるまで、このプラ テンを印刷済みのガスケット・パターンに押し付けることが好ましい。好適には 、上記方法は、さらに、ステップ（ａ）の後であって、ステップ（ｂ）の前に、 （ｄ）最初に、上記印刷済みのガスケット・パターンの重合材を硬化するステッ プと、（ｅ）次に印刷済みガスケット・パターンの重合材の量を増大するために 、印刷済みのガスケット・パターン上に硬化性の重合材の第二のスクリーン印刷 を重ねることにより、上記印刷済みのガスケット・パターンに追加を行うステッ プとを含むことが好ましい。好適には、ステップ（ｅ）の後でプラテンを設置す るステップ中に、二回印刷したガスケット・パターンに均一の重さが加わるよう に、プラテンを設置することが好ましい。この場合、上記の均一に加える重さは 、１平方インチ当たり約０．５ポンドから約６ポンド（１平方センチ当たり約０ ．０３５１ｋｇから約０．４２１３ｋｇ）である。 第７の実施形態の場合には、本発明は、（ａ）二つまたはそれ以上の液体源と 、（ｂ）上記液体源からアドレスすることができ、毛細管バリヤを持つチャネル と、（ｃ）上記チャネルの出口に接続しているマニホールドと；（ｄ）上記マニ ホールドからの液体が流入する反応セルを備える液体分配システムを提供する。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の分配プレートである。 図２は、図１の分配システムの一部の分解図である。 図３は、第一の分配チャネルとバッファ・チャネルとの間の毛細管バリヤを示 す。 図４は、本発明の貫流プレート、分配プレートおよび反応セル・プレートの三 次元の種々の断面図である。 図５Ａは、分配チャネルを通るＥＷ軸に沿った断面図である。 図５Ｂは、第一のタンクを通るＥＷ軸に沿った断面図である。 図６は、分配プレートの一部の頂面図である。 図７は、本発明の液体分配システムで役に立つ、電極をベースとするポンプに 電力を供給するために使用する電圧パルス・パターンを示す。 図８は、静水圧分配システムによる液体分配システム設計を示す。 図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄおよび９Ｅは、修正毛細管ブレークおよび気体駆動 リセット・システムを含む液体分配システムを示す。 図１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃは、液体分配システムの反応セルに、流体を非 選択的に分配するための第二の流体分配ネットワークを示す。 図１１は、液体分配システムの外部接続方法を図示する。 図１２は、試薬を供給するための交換可能なカートリッジと、液体分配システ ムの動作を容易にするための気体源および真空源の使用方法を示す。 図１３は、反応セルに非ダイバーシティ流体を送るための他の方法を図示する 。 図１４Ａおよび図１４Ｂは、ガスケット印刷パターンの一部を図示する。 図１５は、マニホールドを通して、反応セルに液体を別々に送る６本のチャネ ルの経路を示す。 ＜定義＞ 下記の用語は、以下に説明する意味を持つものとする。 ・アドレス可能 タンクまたは他のチャネルからの液体を上記反応セルまたはチャネルに送るこ とができる場合には、タンクまたは他のチャネルにより、反応セルまたはチャネ ルに「アドレス可能」であるという。 ・毛細管寸法 「毛細管寸法」とは、液体の毛細管現象による流れを助長する寸法である。通 常、毛細管寸法のチャネルは、約１．５ミリより太くない。好適には、チャネル は約５００ミリより細いことが好ましく、より好適には、約２５０ミリより細い ことが好ましく、さらに好適には、約１５０ミリより細いことが好ましい。 ・毛細管バリヤ 「毛細管バリヤ」は、開口部のところのメニスカスのような液面を最小にする エネルギーの、上記チャネルにエネルギーによる形成を助長するように設計され た、広き空間内へのチャネルの開口部を含むチャネル内の液体の流れに対するバ リヤである。 ・接続している その間に流体が入ることができるルートがあり、そのルートがリンクの一部と して反応セルを使用しない場合に、本発明の上記チャネル、タンクおよび反応セ ルは、「接続している」という。 ・直接接続している タンクおよび水平チャネルが接続していて、（１）その間に他のチャネルが存 在しないか、（２）その間に一本の垂直チャネルが存在している場合に、上記タ ンクおよび水平チャネルは、「直接接続している」という。 ・孔部直径 小さな孔部を形成するための技術は、多くの場合、（例えば、約５０ミクロン 大きいというように）一方の端部よりもの他方の端部の方が大きい孔部を形成す るので、本明細書に記載する直径の数値は、最も小さな直径を示す。 ・独立している 接続していないチャネル、タンクまたは反応セルは、「独立している」という 。 ・オフセット 二組のチャネルがあって、第一の組のチャネルのどれもが、第二の組のチャネ ルのどれかと隣接している場合、上記二組のチャネルは「オフセット」している という。 詳細な説明 分配システムは、好適には、分配基板上に設置されている貫流プレートに接続 しているか、または貫流プレートを含む、分配基板を持ち、分配基板へ液体が通 ることができる電気リード線用のチャネルまたはコンジットを供給する。取り外 すことができる反応セル・プレートは、好適には、分配基板の下に接続していて 、一つまたはそれ以上の、より好適には、二つまたはそれ以上の分配プレートを 含む。反応セル・プレートは、好適には、１００またはそれ以上の反応セルを含 み、各反応セルは、少なくとも二つのタンクによりアドレスすることができる。 より好適には、反応セル・プレートは、約１，０００またはそれ以上の反応セル を含むことが好ましい。各反応セルには少なくとも二つの単組み合わせるにより アドレスすることができる。さらにより好適には、反応セル・プレートは、約１ ０， ０００またはそれ以上の反応セルを含むことが好ましい。反応セルには少なくと も二つのタンクによりアドレスすることができる。 Ａ．基本的液体分配システム 本発明は、複数の流体タンク２００により、多数の反応セル３５０にアドレス する方法に関する（図１参照）。図１においては、タンク２００Ａ−２００Ｄは 、タンク延長チャネル２１２Ａ−２１２Ｄに接続している（図６参照）。第一、 第二、第三および第四の送りチャネル２１６Ａ−２１６Ｄの第一、第二、第三、 第四のおよび第５の組Ａ１−Ｅ１が、延長チャネル２１２Ａ−２１２Ｄが接続し ている。これら送りチャネルの天井は、延長チャネル２１２Ａ−２１２Ｄの床の 下の水平面に位置している。これらの延長チャネルを通して、四つの第一の流体 タンク２００Ａ−２００Ｄからの流体を、それぞれ以下に説明するように、その 内部にポンプまたは弁の制御の下で、流体を移動することができる１００の反応 セル３５０の内のどれかに、隣接する位置に運ぶことができる。反応セル３５０ は、第一、第二、第三および第四の送りチャネル２１６Ａ−２１６Ｄより低い、 水辺面に位置していることに留意されたい。個々の流体タンクにより多数の反応 セルにアドレスすることができる、他の幾何学的形状については以下に説明する 。 本出願に記載する他の分配システムの特徴は、それらが記載されている小見出 しがどれであろうと、この実施形態に適用することができる。本発明の実施形態 を、直交角で接続しているチャネルを参照しながら説明しているが、通常の当業 者であれば、他の角度も使用することができることを理解することができるだろ う。本発明の好適な実施形態の場合には、（例えば、第一の流体タンク２００の ような）所定のタンクから、所定の反応セル３５０への、動作流速（すなわち、 適当な流れ誘導機構が作動している場合の流速）は、約０．０１μｌ／分から約 １０μｌ／分、より好適には、約０．１μｌ／分から約０．３μｌ／分である。 Ｂ．水文学液体分配システム ｉ．分配、貫流および反応セル・プレート 通常、本発明の液体分配システムは、少なくとも三つのプレート、すなわち、 貫流プレート３００、分配基板３１０、および反応セル・プレート３２０から形 成される。上記貫流プレート３００は、通常、以下に説明する方法の一つにより 、 分配基板３１０に接着されている。反応セル・プレート３２０は、通常、取り外 すことができる分配基板３１０の下面、または分配基板３１０と反応セル・プレ ート３２０との間に設置された中間プレート３３０（図示せず）に設置されてい る。 図１は、本発明の分配基板３１０のレイアウトである。図２は、図１の縮尺で ははっきり見えないいくつかの特徴をもっとはっきり示す、分配基板３１０の一 部の拡大図である。通常、実線で示す構造体は、分配基板３１０の一番上の層に 形成される。一方、点線で示す構造体は、分配基板３１０の底部層に形成される 。例外は、これら構造体が下部面に位置していても、図１の場合には、反応セル ３５０が実線のボックス内に示されていることである。適当と思われる場合には 、垂直チャネルが、底部にそれらを持つ分配基板３１０の頂部の構造体に接続し ている。便宜上、図の頂部から底部へ延びる軸をんＳ軸と呼び、一方、左右に延 びる軸をＥＷと呼ぶ。 図１の頂部には、それぞれが指定の充填レベルを持つ、四つの第一の流体タン ク、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃおよび２００Ｄが位置している。これら第一 の各流体タンク、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃおよび２００Ｄは、分配基板３ １０のＥＷ軸をほぼ全長にわたって延びる二つのタンク延長部２１２を持つ。上 記第一のタンクの延長部２１２の天井は、好適には、上記第一の充填レベルとほ ぼ同じ高さにあることが好ましい。上記第一のタンク延長部２１２の上記ＥＷ軸 に沿った、五つの千鳥状の位置、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１およびＥ１のところに は、上記第一のタンク延長部２１２を、分配基板３１０の底部層に形成されてい る、四つの第一の水平送りチャネル・セグメント２１６に接続している四つの第 一の垂直チャネル２１４（図４および図５Ｂ参照）が位置している。各千鳥状の 位置、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１またはＥ１のところには、個々の第一のタンク延 長部２１２に接続している四つの隣接する第一の水平送りチャネル・セグメント ２１６が、ＮＳ軸に沿って、１０の点、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２、Ｆ２、 Ｇ２、Ｈ２、Ｉ２およびＪ２に延びる。四つの隣接する第一の水平送りチャネル ・セグメント２１６の上記各組のコースにＤ沿った、各位置、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２ 、Ｄ２、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２、Ｉ２およびＪ２のところには、上記第一の水 平 送りチャネル・セグメント２１６が、一組の反応セル３５０（図５Ａおよび図６ Ｂ参照）の間を延びる。上記点、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、 Ｈ２、Ｉ２またはＪ２のところには、四つの隣接する第一の水平送りチャネル・ セグメント２１６が、個々の第二の垂直チャネル２２５（図３、図４および図５ Ａ参照）を通して、分配基板３１０の頂部層に形成された、四つの垂直な第一の 各分配チャネル２２２に個々に接続している。第一の分配チャネル２２２の天井 は、通常、第一の充填レベルとほぼ同じ高さの第二の充填レベルを形成する。そ れらが上記チャネルの深さの約１０％以下の垂直方向のオフセットである場合に は、分配チャネルの上記充填レベル（例えば、第二の充填レベル）は、接続して いるタンクの充填レベル（例えば、第一の充填レベル）と「ほぼ」同じ充填レベ ルになる。上記充填レベルが、さらに垂直方向にオフセットした場合でも、その 充填レベルまでそのタンクを充填した結果、接続している分配チャネル充填され 、（例えば、図３参照しながら、以下にさらに詳細に説明する毛細管バリヤによ り保持されているように）接続している分配チャネル内に流体が保持されること になる。第二の垂直チャネル２２５に接続している水平送りチャネル・セグメン ト２１６に接続している、第一の垂直チャネル２１４の組み合わせが、第一の送 りチャネル２１７（図示せず）を形成する。 第一の流体タンク２２２内に液体が指定の第一のレベルに維持されている場合 には、第一の送りチャネル２１７を通して、上記第一の流体タンク２００に接続 している第一の分配チャネル２２２には、ほぼ同じレベルが維持される。このレ ベルの維持は、二つの接続している液体本体は、チャネルのサイズが許す場合に は、毛細管流れにより、同じレベルになろうとする傾向があるという原理による ものである。液体は、第一のタンク内の指定のレベルに維持される。図示の実施 形態の場合には、液体は貫流プレート３００内を、貫通チャネルを通して、流体 タンク２００内に送られ、流体タンクを指定のレベルまで充填する必要のない上 記液体は、排水管３８０を通って流出する。第一の開口部（図示せず）は、第一 の流体タンク２００と排水管３８０との間に、液体接続または水門を形成するた めに、貫通プレート３００の底部層に形成される。通常は、ワトソン−マーロ社 が市販している、型番号２０５Ｕの多重チャネル・カセット・ポンプのような、 外部ポンプ（図示せず）を使用することによって、液体が、第一の流体タンク２ ００（および第二の流体タンク２１０および第三の流体タンク２２０）内に維持 される。以下に説明する他の実施形態の場合には、タンク内の流体は、静水圧に より維持される。別の方法としては、第一の流体タンク２００（または、第二の 流体タンク２１０および第三の流体タンク２２０）内の液体のレベルを監視し、 指定のレベルを維持する必要があるときだけ、所定の流体タンクに液体を送り込 むポンプを作動することだけによって、指定のレベルを維持することができる。 四つの隣接する第一の分配チャネル２２２の各組は、上記ＥＷ軸に沿って、第 一の分配チャネル２２２の各側面上に位置する二つのバッファ・チャネル２１８ に隣接している。第一の分配チャネル２２２の第一のポンプ３６０（図２では、 あるタイプのポンプの電極を示す二つの充填された点で示す）を作動させること により、液体を、第一の分配チャネル２２２から隣接するバッファ・チャネルへ くみ出すことができる。このポンプによるくみ出しは、第一の分配チャネル２２ ２と上記バッファ・チャネル２１８とを分離している、毛細管バリヤ３７０上に 液体を移動させる追加の圧力を発生する（図３および図４参照）。第一の各分配 チャネル２２２、第二の各分配チャネル２２４または第三の各分配チャネル２２ ６と、隣接するバッファ・チャネル２１８との間、各バッファ・チャネル２１８ と、その隣接する第三の垂直チャネル３９０（以下に説明する）との間には、ポ ンプが作動していない場合、液体の流れを禁止する上記毛細管バリヤ３７０が設 置されている。第二の開口部３６２（図３参照）が、第一の分配チャネル２２２ とハバッファ・チャネル２１８の間に液体接続または水門を形成するために、貫 流プレート３００の底部層２２２に形成される。バッファ・チャネル２１８から 、第二のポンプ３６１（図２では、あるタイプのポンプの電極を示す二つの充填 された点で示す）を使用することにより、反応セル・プレート３２０内の反応セ ルと接続している第三の垂直チャネル３９０へくみ出すことができる。貫流プレ ート３００または分配基板３１０の底部層の第三の開口部（図示せず）は、バッ ファ・チャネル２１８と第三の垂直チャネル３９０との間で、液体接続または水 門を形成す働きをする。 図３は、液体１１を含む第一の分配チャネル２２２と、バッファ・チャネル２ １８または第三のバッファ・チャネル３９０との間の、接合部のところにメニス カス３７１が形成される毛細管バリヤ３７０である。バッファ・チャネル２１８ への、第一の分配チャネル２２２の出口のところに形成された、上記メニスカス ３７１は、毛細管の力による浸透のような、第一の分配チャネル２２２からの浸 透を防止する働きをする。ある種の実施形態の場合には、バッファ・チャネル２ １８、または第三の垂直チャネル３９０の頂部のところの、貫流プレート３００ を通って延びる、排気孔（図示せず）が設置されている。 図３は、ＮＳの方向を向いている、水平送りチャネル・セグメント２１６の、 小さな断面だけを示すことに留意されたい。通常、これらチャネルは、図示の断 面から内側および外側に向かって延び、他の反応３５０に液体を分配するために 位置している追加の第一の分配チャネル２２２に接続している。 分配基板３１０の右側に沿って、１０個の第二の流体タンク２１０が設置され ていて、各流体タンクは、ＥＷ軸に沿って延びる第二のタンク延長部２４０を持 つ。第二の分配チャネル２２４は、第二のタンク延長部２４０から離れた場所に 、Ｌ字形の延長部を形成し、各第二のタンク延長部２４０から延びる、１０本の 第二の分配チャネル２２４が形成されるように、それぞれが、個々のバッファ・ チャネル２１８に隣接している。第二の各分配チャネル２２４は、液体を第二の 分配チャネル２２４から、隣接するバッファ・チャネル２１８に移動させること ができるポンプ３６０を持つ。貫流プレート３００の底部の第二の開口部３６２ (図示せず)は、第二の分配チャネル２２４およびバッファ・チャネル２１８との 間に、水門または液体接続のルートを形成する働きをする。液体は、上記のよう に、バッファ・チャネル２１８から、反応セルに移動する。すでに説明したよう に、指定の第三の充填レベルを維持する働きをする、排水管３８０（図示せず） が、第二の各タンク２１０に隣接している。 毛細管バリヤ３７０、および第二の開口部３６２、または第三の開口部３６３ （図示せず）により形成された水門は、弁とポンプの両方の働きをする。毛細管 バリヤ３７０は、反応セルへの流れを防止する。上記流れは、第一のポンプ３６ ０または第二のポンプ３６１が、毛細管バリヤ３７０に打ち勝つのに必要な余分 の圧力を供給するまでは、毛細管力により促進される。水門を狭くすると、流れ を促進する毛細管力を増大することができ、それにより、毛細管バリヤ３７０に 打ち勝つのに必要な追加圧力を低くする。毛細管バリヤ３７０を使用することに より、第一のポンプ３６０または第二のポンプ３６１により、流れを制御するこ とができる。上記ポンプは、通常コントローラ１０により制御される。 １０個の第三の液体流体タンク２２０が、図１の分配基板の底の縁部に沿って 位置する。水平送りチャネル・セグメント２３０は、第四の垂直チャネル２２７ を通して、第三の流体タンク２２０および第三の分配チャネル２２６に接続して いる（図４参照）。第三の分配チャネル２２６は、第一のポンプ３６０に接続し ていて、このポンプは、貫流プレート３００の開口部３６２（図示せず）を通し て、液体を隣接するバッファ・チャネル２１８に送ることができる。すでに説明 したように、指定の第四の充填レベルを維持する働きをする、排水管３８０（図 示せず）が、第三の各流体タンク２２０に隣接している。第三の流体タンク２２ ０および接続している第三の分配チャネル２２６は、第一の流体タンク２００お よび第一の分配チャネル２２２と同じ方法で動作する。通常の当業者であれば、 多数の個々の第一の流体タンク２２０が、バッファ・チャネル２１８に隣接して 位置する多数の個々の第一の分配チャネル２２６を通して、所定のバッファ・チ ャネル２１８と相互に作用することができる、別の幾何学的配置を容易に思い付 くことができるだろう。すでに説明したように、第三の充填レベルを維持する働 きをする、排水管３８０（図示せず）が、第三の各タンク２２０に隣接している 。 図４は、貫流プレート３００、分配基板３１０および反応セル・プレート３２ ０の一部の斜視図である。 図５Ａは、第一の分配チャネル２２２を通るＥＷ軸に沿った垂直断面図である 。第一の分配チャネル２２２の下には、四つの水平送りチャネル・セグメント２ １６が設置されているが、その中の一つのセグメントだけが、図示の第二の垂直 チャネル２２５を通して、第一の分配チャネルに接続している。この図は、第一 のポンプ３６０および第二のポンプ３６１の電極も示す。第三の垂直チャネル３ ９０は、バッファ・チャネル２１８を、排水管３５５を持つ反応セル３５０に接 続している。 図５Ｂは、第三の流体タンク２００を通るＥＷ軸に沿った垂直断面図である。 第一の流体延長部２１２から、それぞれが個々の水平送りチャネル・セグメント ２１６に接続している二つの垂直チャネル２１４を見ることができる。第一の流 体タンク２００の排水管３８０を点線で示す。図示の分配システムにおいては、 第一の流体タンク２００は、第四の開口部３０２を通して、貫流プレート３００ の頂部に接続している。 図６参照しながら、液体分配システムの動作を説明する。第一、第二または第 三の流体タンク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ、２１０Ａまたは２２ ０Ａのどれからでも、第三の垂直チャネル３９０Ａに接続している第一の反応セ ル３５０ＡＡ（図示せず）に液体を分配することができる。「液体Ａ」が、流体 タンク２００Ａ内の第一の流体レベルに維持される場合には、液体Ａは、接続し ている垂直チャネル２１４を通して、接続している水平送りチャネル・セグメン ト２１６Ａ、２１６Ａ２、２１６Ａ３、２１６Ａ４および２１６Ａ５、並びに接 続している分配チャネル２２２Ａ１、２２２Ａ２等に流れる。第一の分配チャネ ル２２２Ａ１から、コントローラ１０（図示せず）の制御の下で、ポンプ３６０ Ａを使用して、液体Ａが、第一のバッファ・チャネル２１８ＡＡにくみ出される 。第一のバッファ・チャネル２１８ＡＡから、コントローラ１０の制御の下で、 ポンプ３６１Ａを使用し、液体Ａが、第三の垂直チャネル３９０Ａを通して第一 の反応セル３５０ＡＡにくみ出される。 本発明の分配基板３１０が、バッファ・チャネル２１８を使用し、上記バッフ ァ・チャネル２１８が、外気に対する排気孔を持たない場合には、液体をバッフ ァ・チャネル２１８にくみ出す第一のポンプ３６０のくみ出し速度、およびバッ ファ・チャネル２１８から、反応セル３５０へ液体をくみ出す、第二のポンプ３ ６１のくみ出し速度は、都合よく操作することができる。第一のポンプ３６０が 、液体を、例えば、分配チャネル２２２Ａ１（図６）から、から送っている場合 には、バッファ・チャネル２１８の圧力が増大し、それにより、分配チャネル２ ２２Ｂ１、２２２Ｃ１、２２２Ｄ１、２２４ＡＡおよび２２６ＡＡに対する毛細 管バリヤを通過する流れが禁止される。第二のポンプ３６１の対応する作動が遅 れるので、相互汚染を防止する圧力が維持される。バッファ・チャネル２１８は 、さらに、隣接する反応セル３５０に対するものでない試薬を含む、分配チャネ ル からのすべての偶発的な溢れを希釈する働きをする。この希釈により、通常、反 応性試薬の濃度が、隣接する反応セル３５０に対する、反応プロセスに有効な濃 度以下に低下する。 この希釈効果は、いくつかのソースから流体が注入されるマニホールドにより 実行することができる。この場合、上記マニホールドは、反応セル３５０に直接 接続していて、間のポンプ３６０を設置する必要はない。それ故、本発明は、こ のタイプのマニホールドに関連する。このようなマニホールドは、特に液体分配 システムの、チャネルが密にアレイ状に配置されているレベル、および反応セル ３５０のそのレベルから垂直方向にズレているレベルに設置された場合には、チ ャネルの配置が容易になり、その結果、より多数のタンク２００からの液体を、 所定の反応セル３５０に送ることができる。図１５は、六つのソースから反応セ ル３５０への、液体の流れを容易にするためにマニホールド使用される実施形態 を示す。分配チャネル２２２には、水平送りチャネル・セグメント２１６からの 液体が送り込まれる。電極をベースとするポンプ３６０（界面動電ポンプ）は、 液体を分配チャネル２２２からマニホールド３９５に送る。毛細管バリヤ機能は 、マニホールド３９５内への分配チャネル２２２の出口のところで発生する。上 記マニホールド３９５は、反応セル３５０内に排水する。図１５の矢印は液体の 流れる経路を示す。 図示の実施形態の場合には、六つの各溶液または各溶媒を、第一、第二、およ び第三の流体タンク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ、２１０および２ ２０から、１００の各反応セル３５０に分配することができることに留意された い。１０の第二の各流体タンク２１０、または１０の第三の各流体タンク２２０ は、上記流体タンクによりアドレスすることができる、１０の管関連反応セルで 使用することができる、個々の溶液または溶媒を含むことができる。四つの第一 の流体タンク、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃおよび２００Ｄそれぞれが、１０ ０の反応セルのどれかにアドレスすることができる。さらに、プロトコル中の適 当な時に、所定の流体タンクを、新しい溶液または溶媒で洗い流すことにより、 柔軟性を与えることもできる。 バッファ・チャネル２１８は使用しても、使用しなくてもよいことに留意され たい。バッファ・チャネル２１８は、（好適には、毛細管バリヤ３７０であるこ とが好ましい）分配チャネルの出口から、適当な反応セル３５０に直通コンジッ トを設けることにより、使用しないですむようになることに留意されたい。 流体タンク（例えば、第一、第二および第三の流体タンク２００、２１０およ び２２０）は、通常、取り付けた延長チャネルの単なる拡張（すなわち、より幅 の広い）部分である。好適には、流体タンクの液体は、上記流体タンクの床とそ の充填レベルとの間の距離の±１０％以内に維持することが好ましい。上記タン ク内の液体の補充は、連続的に行うこともできるし、指定のスケジュール、また はコントローラ１０に送られるセンサのデータに基づいて段階的におこなうこと もできる。排水管３８０は、外部ポンプ１５を使用することにより、上記タンク に追加されたすべての過度の流体を、除去するように設計される。各充填レベル まで充填された流体タンクは、好適には、約１μｌから約５μｌ、より好適には 、約０．２５μｌの容積を持つことが好ましい。それ故、より好適な実施形態の 場合には、流体タンクの容積は、好適には、２．５μｌ±０．２５μｌであるこ とが好ましい。ワトソン・マーロ社が市販している、型式番号２０５Ｕの多重チ ャネル・カセット・ポンプのような、適当なぜん動性ポンプは、毎秒１μｌの速 度で液体を送ることができる。このようなポンプは、流体タンクを適当に再充填 するために、１秒何分の一の間作動させるためのものである。 上記説明に場合には、分配システムは、貫流プレート３００、分配プレート３ １０および反応セル・プレート３２０で形成されている。しかし、必要に応じて 、分配システムに追加のプレートを内蔵させることができることはいうまでもな い。例えば、好適な実施形態の場合、中間プレート３３０を分配チャネル３１０ の下に永久に接着し、分配基板３１０と反応セル・プレート３２０との間に設置 することができる。中間プレート３３０を使用すると、分配システムを形成する チャネルの設計をはるかに柔軟に行うことができる。 ｉｉ．ポンプ 適当な寸法の任意のくみ出し装置を、本発明の液体分配システムの内部第一の ポンプ３６０または第二のポンプ３６１として使用することができる。上記ポン プは、１９８９年発行の「日本におけるエレクトロニクスおよび通信」２部、７ ０、５２〜５９ページ掲載の「内蔵化学分析システム用のポンプの製造」でショ ウジ他が報告しているような微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）、または１９８ ９年発行のセンサおよびアクチュエータ２０、１６３〜１６９ページ掲載の、エ サシ他の「シリコン・ウエハ上に形成される、通常は閉じている微小弁およびポ ンプ」、または、１９９１年発行のＰｒｏｃ．ＭＥＭＳ、９１、２７７〜２８ペ ージ掲載の、モロニ他の「超音波により誘導されたマイクロトランスポート」記 載の圧電ポンプを含むことができる。しかし、好適には、上記第一のポンプ３６ ０および第二のポンプ３６１は、可動部分を持たないことが好ましい。上記第一 のポンプ３６０または第二のポンプ３６１は、電極をベースとするポンプを備え ることができる。少なくとも二つのタイプの上記電極をベースとするくみ出しは 、今まで通常、「電気流体力学くみ出し」（ＥＨＤ）および「電気浸透（ＥＯ） とゆう名称で呼ばれてきた。ＥＨＤくみ出しについては、バート他が、１９９０ 年の、センサおよびアクチュエータのＡ２１−Ａ２３、１９３〜１９７ページ掲 載の「微小電気流体力学ポンプ」に記載しているし、また、リヒタ他が、1991年 のセンサおよびアクチュエータのＡ２９、１５９〜１６８７ページ掲載の「マイ クロ機械工作による、電気流体力学ポンプ」に記載している。ＥＯポンプについ ては、１９９４年にＤａｓｇｕｐｔａ他が、Ａｎｌ．Ｃｈｅｍ．６６、１７９２ 〜１７９８ページ掲載の「電気浸透：流れ注入分析用の信頼性の高い流体推進シ ステム」に記載している。 １９９５年１１月９日付のＰＣＴ出願ＷＯ９５／１４５９０が、ＥＯおよびＥ ＨＤくみ出しのような、液体分配システムでの電極により、流体を移動させるポ ンプの動作の実際的な考察を行っている。上記ＰＣＴ出願ＷＯ９５／１４５９０ は、適当な電極、上記電極の形成方法について記載していて、このようなポンプ の作動方法についてのより踏み込んだ指針となると思われる理論的な考察を行っ ている。 電極をベースとする内部ポンピング・システムは、電極に脈動電圧を加えるこ とによりポンプの動作が行われる場合には、比較的簡単なエレクトロニクスによ り、複数のポンプ位置で流量制御を行うことにより、本発明の液体分配システム に最もよい方法で内蔵させることができる。図７は、電圧のパルス幅がｔ₁、パ ルス間隔がｔ₂である場合の、パルス・プロトコルの一例である。通常、ｔ₁は約 １ミリ秒から約１ミリ秒の間であり、好適には、約０．１ミリ秒から約１ミリ秒 の間であることが好ましい。通常、ｔ₂は、約０．１ミリ秒から約１０ミリ秒の 間であり、好適には、約１ミリ秒から約１０ミリ秒の間であることが好ましい。 脈動電圧プロトコルにより、（ウエハの大きさの装置上に数十万のポンプの埋設 を可能にする）高密度エレクトロニクスに容易に内蔵できること、電極のところ で起こる電解の量が少なくなること、電極付近の熱の対流が少なくなること、よ り簡単な装置を使用することができることを含む、他の利点が得られるものと考 えられる。パルス・プロトコルは、また、図７のブロック・パターンよりもっと 複雑な幾何学的形状のパターン波形を使用することができる。 液体のポンピング・パラメータは、電極をベースとするポンプを持ち、上向き の毛細管内に配置されている、液体のプラグを使用することにより校正すること ができる。光学的装置が、上記プラグの位置を監視するための毛細管に関連して いる場合には、ポンプされた流れの上り勾配の速度、および重力により駆動され た下り勾配の速度を測定することができる。上記速度と毛細管の角度を使用して 、液体に加わる圧力を計算することができる。（流体抵抗、Ｒ＝（８・μ／）／ πｒ⁴、この場合、μは、速度を定義し、および／＝は、流体プラグの長さであ り、圧力、Ｐ＝ＲＡ（Ｖ_up−Ｖ_downである。この場合、Ａ＝横断面の面積である 。）ポンプの効率も、計算することができる。（η＝ｑ・ｐ・Ｑ・Ｎ_A）／ｍ・ ｌである。この場合、ｑ＝ｅ^-の電荷であり、ｐ＝液体の密度であり、Ｑ＝流量 ＝Ｖ_up・Ａであり、ｍ＝液体の質量であり、Ｉ＝電流である。）上記速度は、固 定ＬＥＤおよび光学的検出装置を使用して、プラグの前または後ろの界面の位置 の複数の単一点を観察するか、またはカリフォルニア州、ホーソン所在のＵＤＴ センサーズ社が市販している、ＳＬ１５またはＳＣＩＯのような光およびシリコ ンホトダイオード位置センサを使用して、連続モードで測定することができる。 後者の方法を使用する場合、上記位置センサに接続している異なるアンプのとこ ろで発生する信号の間の校正は、実験に使用する前に行わなければならない。 上記１ミリの毛細管内で、多数の溶媒に対するポンピング・パラメータを測定 した。下記表に測定結果を示す。 ポンピングのもう一つの面は、合理的なフィールド強度において、ポンピング に抵抗する流体を、適当な流れを促進する添加物を加えることによって、電極を ベースとするポンピングの影響をより受け易くすることができるという観察であ る。好適には、上記流れ促進添加物は、抵抗性流体と混合することができるもの で、高圧Ｐ、速い流量Ｑ，および高い電気的効率η（すなわち、電流の電子当た りのポンピングされた分子）において、ポンピングすることができるものである ことが好ましい。通常、流れ促進添加物は、抵抗性流体の約０．０５％ｗ／ｗお よび約１０％ｗ／ｗの間、好適には、約０．１％ｗ／ｗおよび約５％ｗ／ｗの間 、より好適には、約０．１％ｗ／ｗおよび約１％ｗ／ｗの間であることが好まし い。四塩化炭素およびシクロヘキサンは、２，０００ボルト以上で、上記毛細管 内に位置する電極ポンプを使用してもポンピングしない。流れ促進添加物として 、０．５％ｗ／ｗアセトンまたはメタノールを添加することにより、これら流体 両方を、１，０００ボルトの電圧でポンピングすることができる。場合によって は、それを必要な方向に強力にポンピングする、流れ促進添加物と混合すること により、液体の好適な流れの方向を逆にすることが望ましい場合がある。すべて の場合、添加物は、そのポンピング特性、および液体分配システムで達成しよう とする、化学または他のプロセスとの互換性に基づいて選択される。 本発明の電極をベースとするポンプは、不必要な流れに逆らうようにポンプを 動作させることにより、ある方向の流れに抵抗する弁として動作するように稼働 させることができる。電極をベースとするポンプに電力を供給するために、例え ば、シフト・レジスタ、ラッチ、ゲートおよびＤＭＯＳトランジスタのような切 り替え装置からなる、一つまたはそれ以上のデジタルドライバにより、エレクト ロニクスを簡単なものにすることができ、それにより、各チャネル内の流体の流 れを、個々に制御することができる。好適には、各デジタル・ドライバは、それ ぞれを、個々の電極をベースとするポンプの、ポンピング速度を制御するのに使 用することができる、複数の切り替え装置に接続していることが好ましい。 本明細書に記載する他の分配システムの特徴は、その特徴がどの小見出しのと ころに記載されていようとも、この実施形態に適用することができる。 Ｃ．コントローラ コントローラ１０は、通常、電子プロセッサである。しかし、上記コントロー ラは、タイマ、スイッチ、ソレノイド等からなるもっと簡単な装置であってもよ い。コントローラ１０の重要な特徴は、第一のポンプ３６０および第二のポンプ ３６１、そして、そうしたい場合には、外部ポンプ１７１の活動を制御すること である。薄膜トランジスタ（図示せず）の回路は、リード線および電極を通して 、井戸に電力を供給するため、またアレイを通して液体を移動させるために、そ れらをコントローラ１０のような駆動手段に接続するために、液体分配システム 上に形成することができる。ピンは、例えば、コントローラ１０に接続している 論理回路によりアドレスすることができる、基板上に形成することができる。 Ｄ．反応セルおよび反応セル・プレート 反応セル３５０は、通常、反応セル・プレート３２０の上部層に形成された凹 部である。排水管３５５は、反応セル３５０の底部のところで開くようにするこ とができる。その場合、排水は、動力により、または接続しているチャネルから の負の圧力により制御することができる。別の方法としては、排水管３５５は、 反応セル３５０に隣接して設置することができ、反応セル３５０の床の高さより 高いところに開口部を設けることができる。その場合、反応セルの容積に対する 実質的な容積であるが、絶対容積においてはメニスカスである、洗浄液体の容積 は、反応セル３５０に前に流れ込んだすべての所定の反応物を除去するために、 反応セル３５０を通って流れる。 反応セル３５０を制御できるような方法で洗浄するもう一つの方法は、第二の 好適な実施形態のところで説明した溝つけ棒の一つのような、溝つけ棒を持つ出 口チャネル持つ底部排水管３５５を使用する方法である。 排水管は使用しても、使用しなくてもよい。何故なら、ある場合には、反応セ ル３５０に移動する液体の量は、反応セルの容積より少ないからである。しかし 、排水管を使用しない場合には、排気孔が必要になる。反応セル３５０用の排気 孔は、他の点で適当なものである。 反応セル・プレートは、例えば、二つの面が確実に平滑に機械工作し、また二 つのプレートを相互に確実に押し付けることにより、隣接する面に反対方向に向 けることができるように接着することができる。または、例えば、シリコーン・ ゴムのような、変形可能なガスケットを使用することができる。テフロン（ポリ パーフルオロエチレン）、ポリエチレンまたは（天然ゴム、ＡＢＳゴム、または ポリウレタン・エラストマ・フィルムのような）弾性フィルムが、プレートの間 に設置されている。ガスケットに対してプレートを接着する力を維持するための 一つの方法は、底部プレートをガスケットに多数の真空孔部を貫通して設け、こ れら孔部を通して真空を供給するという方法である。一般的にいって、真空を作 り出すために使用するポンプが、真空を最初に生じた後で、閉鎖することができ るように、シールが十分なものでなければならない。上記ガスケットの厚さは、 好適には、約０．０５ミル（０．００１２７ｍｍ）から約２ミル（０．０５０８ ｍｍ）、より好適には、約０．０５ミル（０．００１２７ｍｍ）から約１ミル（ ０．０２５４ｍｍ）、さらにより好適には、約０．１ミル（０．００２５４ｍｍ ）から約０．３ミル（０．００７６２ｍｍ）であることが好ましい。ガスケット の厚さを選択する場合、ガスケットが形成する開放容積を最少なくするために、 薄いガスケットが好ましいことが分かるだろう。しかし、ガスケット形成方法、 所定の方法により製造した場合、ガスケットの頂面の平坦さ、ガスケット材の硬 度、およびガスケットにより密封される基板に加えることができる固定圧力のよ うな、他の要因も、ガスケットの厚さの選択に影響を与える。 プレートと一緒に機能する道具に、プレートを反対方向を向けることができる ように、密封するのに使用するガスケットは、上記プレートに取り付けることが でき、必要に応じて、セルおよび他の構造物用の開口部を残す。ガスケットを取 り付けるための一つの方法は、スクリーン印刷である。印刷したガスケットは、 シリコーンまたは他の化学抵抗弾性材で作ることができる。好適には、（ａ）ミ シガン州、ミッドランド所在のダウ・コーニング社が、シルガード１８４^TM、ま たは同じくダウ・コーニング社がＭＤＸ４−４２１０^TMの商標名で市販している シリコーン・ゴム形成材、（ｂ）（マサチューセッツ州、ボストン所在の）Ｍ− ５級カブ−オ−シルの商標名で市販している無定型の混合物から作ることが好ま しい。シルガード１８４およびＭＤＸ４−４２１０は、二つの化合物の成分で市 販されている。一方の成分は、シリコーン・ゴムおよび重合触媒の粒子を含むエ マルジョンであり、他方の成分は、架橋を行いそれによりシリコーン・ゴムを硬 化させる、二価のモノマーの製剤である。ＭＤＸ４−４２１０の一方の成分、す なわち、「エラストマ成分」は、ヂメチルシロキサン・ポリマー、補強シリカ、 およびプラチナ触媒からなる。ＭＤＸ４−４２１０の他の成分、すなわち、「硬 化剤」も、重合禁止剤およびシロキサン架橋剤の他にヂメチルシロクサン・ポリ マーを含む。これら成分は、通常、メーカの勧告に従って混合される。例えば、 ＭＤＸ４−４２１０の場合には、１０重量部のエマルジョン、すなわち、エラス トマが、１部のモノマー溶液、すなわち、硬化剤と混合される。 不活性フィラーの使用例としては、約７．５重量％のＭ−５級カブ−オーシル を、シルガード１８４に添加することができ、または約２〜３重量％のＭ−５級 カブ−オーシルを、ＭＤＸ４−４２１０に添加することができる。フィラーは、 そのスクリーン印刷特性を改善するために、前重合化組成物を濃縮する働きをす る。ガスケット材は、通常、室温で硬化させることができ、または硬化は、例え ば、熱で加速することができる。硬化を行う前は、ガスケット形成材は流動する ことができるが、通常、その流動は層流であるが、スクリーン印刷プロセスを容 易にするには十分なものである。ガスケット形成材は、また、それが張り付けら れるプレート、またはガスケット材の下の第一の層に接着するのに十分な粘着性 を持つ。 スクリーン印刷プロセスの一つの方法は、ガスケット剤の第一の層をプレート 上に印刷し、硬化させる方法である。この最初の印刷を行った後で、ガスケット 材の第二の層が第一の層の上に被覆され、適切な形（通常は、非常に平らな）の 平滑なプラテンが印刷済みのガスケット材の上を被覆し、その結果、（以下に詳 細に説明するように、プラテン材へのガスケット材の接着が剥がれるのを防止す るように注意しながら）印刷済みのガスケット材のに均一な圧力が加わり、ガス ケット材が硬化される。ガスケット形成材を二回印刷することにより、二回目の 印刷の後で行われる平滑プレートを行う前のガスケット材の基礎の形成が楽にな り、ガスケットの密封面の必要な平滑化および均一な厚さが楽に達成される。こ の必要な平滑化および均一の厚さを達成するのためには、最後の硬化プロセス中 に、ガスケットに十分均一な圧力を加えることが重要である。特別のガスケット 適用プロセスの場合には、上記圧力を、硬化プロセス中必要な均一性を実現する ために十分に高く、しかし、圧力を解放したときに、ガスケット材の硬化した部 分が再度延びて、シールの厚さが不均一になるほど、ガスケットの上記部分を、 過度に圧縮しないような数値に選択する必要がある。一回印刷プロセスも使用す ることができる、通常、このような一回の印刷プロセスが好ましい。何故なら、 より簡単で、生産プロセスにより容易に適用することができるからである。以下 に説明する一回の印刷プロセスの場合には、プラテンは、ガスケット材の一回目 （そして唯一の）印刷を行った直後に設置され、機械的な停止のために、過度の 沈んだり、過度に凹凸にならないようにする。 好適には、スクリーン上の各印刷模様の幅は、均一であることが好ましい。何 故なら、幅が不均一であると、プロセスの終わりに厚さが不均一になる可能性が 高くなるからである。図１４Ｂは、例示としての印刷スクリーン・パターンを示 す。この場合、ガスケット材は、間隔の狭い（この場合、例えば、６ミル（０． １５２４ｍｍ））ラインの間に入れられる。印刷および処理を行った後で、入れ られたガスケット・パターンが広げられる。例えば、二つの印刷プロセスを使用 して、印刷スクリーン上に６ミル（０．１５２４ｍｍ）幅のパターンを使用する 場合には、１８ミル（０．４５７２ｍｍ）幅のパターンが形成される。図１４Ａ の場合には、黒いラインに概略描かれた５０の像、８のパターンは、図に示す像 の８のパターンの二つの開口部内に位置する、個々の井戸（図示せず）と共に、 反応セル・プレート上の約１００の周囲の反応井戸の周囲のガスケットを表す。 図１４Ｂは、図８のパターンの一つを形成するために使用する印刷スクリーン・ パターンである。他の実施形態の場合には、個々の各反応井戸は、その周囲にＯ 形のガスケット・パターンを持つ。この後者の実施形態は、図１４Ａおよび図１ ４Ｂのパターンの、二つの反応井戸が共有するガスケット境界を持たない。上記 共有境界は、上記パターンの他の境界より不均一になりやすくなる恐れがある。 例示としての二つの印刷プロトコル。この場合は、２×２インチ（５．０８× ５．０８ｃｍ）のガラス板である、上記プレートは、クラス１０，０００、また は、好適には、もっとクリーンなクリーンルーム環境で清掃される。糸クズや堆 積物がついているかどうかを確認するために、上記プレートは顕微鏡で検査され る。上記糸クズ等が付着している場合には、ピンセットおよびプロパノールまた は他の溶媒で取り除く。プレートは糸クズを含まない布で拭かれ、エタノールの 蒸気で清掃される。乾燥が終わった後で、プレートは容器内に保管することがで きる。材料（例えば、ＭＤＸ４−４２１０^TM）を、真空中でガス抜きして、ガス ケット形成材の準備をする。注意深くプレートと印刷スクリーンとを整合させる 。プレートは、図１４Ａのプレートの縁部にノッチを持つ３ピン登録により整合 することができる。ガスケット・パターンが、その後、プレート上の印刷され、 クリーンな容器中に隔離され、ガスケットは、上記容器内で４時間の間７０℃で 硬化される。その後、同じガスケット・パターンが、最初のガスケット・パター ンの上の印刷される。（例えば、３％ｗｔ／ｖ水性ラウリル硫酸ナトリウムのよ うな）離型剤でコーティングされた、薄く、好適には、透明なプラスチック・フ ィルム（例えば、３ミル（０．０７６２ｍｍ）の厚さのポリエステル・フィルム ）が、印刷済みガスケット・パターン上に層状に塗布される。その後、例えば、 ２−１／２ポンド（１．１３３ｋｇ）程度の重量を、印刷済みガスケット・パタ ーンの上に、平均に加えるために、平らで、平滑なプレートが、離型フィルム上 に置かれる。別の方法としては、フィルムを使用する代わりに、確実にプレート がガスケット材に付着しないように、界面活性剤のような離型剤を、プラテンに 直接塗布することができる。その後、重量を平均に掛けながら、ガスケットの硬 化が行われる。試験を行うために、離型フィルムが注意深く除去され、欠陥がな いかどうかを調べるために、顕微鏡でガスケットの検査が行われる。クリーンで 、 平滑なプレートを、ガスケットの頂部に置くことができ、図１４Ａのガスケット ・パターン上に、例えば、２０ポンド（９．０６ｋｇ）程度の固定圧力が加えら れる。印刷が成功した場合には、各シール・セグメントに対する接触インターフ ェースを、目で見ることができなければならない。ガスケットは、離型フィルム と接触している状態で保管しなければならない。 例示としての一回印刷プロトコル。上記のようにプレートを準備し、印刷スク リーンにより、ガスケット形成材が均等に設置されるように特別な注意を払いな がら、上記のようにプレート上にガスケットを印刷する。この一回印刷を行った 直後に、離型剤でコーティングされた、透明なプラスチック・フィルムの層が、 印刷したパターン上に形成され、平滑で、平らなプラテンが、フィルムおよびそ の下の印刷したパターンの上に置かれる。上記プラテンが、プレート上の均一の 高さのところにプラテンを保持する、機械的ストップに当たるまで、このプラテ ンをパターン上に押し付ける。その後、プラテンが正しい位置に設置されている 間に、ガスケットが硬化される。ガスケットは上記の方法で検査し、記憶するこ とができる。 印刷に使用するスクリーンは、例えば、従来の写真製版手段を使用して形成す ることができる。それ故、上記スクリーンは、プリント回路基板を製造する際に 使用するスクリーンと、同じタイプのものを使用することができる。スクリーン は、例えば、０．９ミル（０．０２２８６ｍｍ）のステンレス鋼ワイヤで織るこ とができる。ウィーブ・パターンは、好適には、印刷（スキージ）方向から約４ ５度の方向を向いていることが好ましい。その上にパターンが形成される写真製 版エマルジョンの厚さは、例えば、２．５ミル（０．０６３５ｍｍ）とすること ができる。図１４Ｂの６ミル（０．１５２４ｍｍ）幅のスクリーン・パターン、 および深さ２．５ミル（０．０６３５ｍｍ）のスクリーン・パターンを使用する 場合には、硬化後のガスケットの幅は、通常１８ミル（０．４５７２ｍｍ）にな り、シールの通常の厚さは、通常、１．３ミル（０．０３３０２ｍｍ）である。 ＭＤＸ４−４２１０を使用する印刷では、、通常の製品ガスケットの硬度は、約 ６５ジュロメータとなる。 ガスケットの幅および厚さは、例えば、スクリーン・パターンの寸法を変化す ることにより、またガスケット形成材の重合化合物の、エマルジョン粒子の大き さを変化させることにより、また硬化プロセス中に加える重量を変化させること により、また不活性フィラーのようなガスケット形成材に添加剤を加えることに より、変えることができる。 好適には、液体分配システムの好適な実施形態のところで考察した平らなプレ ートに加えながらの、ガスケット形成プロセスは、ガスケットにより、それに対 して相補面を密封することができる、任意の他の面にも適用することができるこ とに留意されたい。一般的にいって、上記他の面は、相補面へのガスケット印刷 および密封が容易にできるように、十分平滑なものである。 別の方法としては、写真製版を使用する多段圧縮成型プロセスを使用すること ができる。最初に、その上に、通常、セルおよび他の構造体が、すでに設置され ているプレートの頂面に、ホトレジストがコーティングされる。好適には、ホト レジスト層の厚さは、約１ミル（０．０２５４ｍｍ）であることが好ましい。上 記ホトレジスト層は、ガスケット材が望ましい、セルの開口部から離れた、上記 領域（「ガスケット領域」）から、ホトレジストを除去するために、標準写真製 版技術により処理される。硬化することにより、弾性を持つエラストマ状の固体 とすることができる、流動性を持つガスケット材の層が塗布される。例えば、研 磨ガラス面のような、研磨面を持つプラテンが、ガスケット材の上に置かれ、ガ スケット領域内にガスケット材を押し込み、ホトレジストによりコーティングさ れた領域から、ガスケット材を実質的に除去するために、圧力が加えられる。ガ スケット材の硬化が行われる。ホトレジストは、その後、溶解され、プレート上 にパターン化されたガスケットが残る。下のホトレジストを溶解することができ るほどガスケット材が除去された場合には、ガスケット材は十分除去されたこと になる。 このプロセスの場合、ガスケット材としては、上記の圧縮成型技術で使用する のに適している、任意のエラストマ材を使用することができる。すなわち、硬化 した場合、その上にガスケットが形成されるプレート内で、実際に行われる化学 的変化に対して互換性を持つ材料、すなわち、硬化した場合、ホトレジストを除 去するために使用される溶媒に対して、耐性を持つ材料を使用することができる 。 ガスケット材は、好適には、（例えば、ミシガン州、ミッドランド所在のダウ・ コーニング社が市販している、シラスチックまたはシルガード１８４のような） ＲＴＶタイプのシリコーン・ゴムのような、シリコーンであることが好ましい。 好適には、シルガード１８４のような粘性の低い混合物が好ましい。ホトレジス トは、通常、プレート上の構造体が、圧縮成型プロセス中充填されないような、 フィルム・タイプのホトレジストでもよいし、上記構造体が圧縮成型プロセス中 に一時的に充填され、上記プロセス終了時にエッチングにより除去されるような 、液体タイプのホトレジストであってもよい。場合によっては、このガスケット 形成方法の場合、または他のガスケット形成方法の場合、ホトレジストを塗布す る前に、プレートを、ミシガン州、ミドランド所在のダウ・コーニング社が市販 している、１２００ＲＴＶプライム・コートのようなガスケット材の接着を促進 するためのプライマで処理することが望ましい。このガスケット形成方法または 他のガスケット形成方法の場合、プレートへのガスケット材の接着を促進するた めに、プレート面を凸凹にすることもできる。例えば、ラッピングにより、５ミ クロンの凹凸を形成することができる。プラテンは、好適には、離型促進剤で処 理するか、離型促進剤を、シラスチックＪシリコーン・ゴムのような、ガスケッ ト材に内蔵させることが好ましい。圧縮成型プロセスは、不必要な場所にガスケ ット材のカスが残る場合がある。このようなカスは、その場所からレーザにより 除去されるか、場合によっては、必要な場所のガスケット材の、より厚い層には ほとんど影響を与えないで、露出したガスケット材の薄いフィルムを溶かす溶媒 に、ある時間の間浸すことにより除去される。 反応セル・プレート３２０の底部から流出する流体は、例えば、単に、収集パ ン内に収集することもできるし、または焼結ガラス、ガラス・ウールまたは繊維 材料のような多孔質の基板に拡散させることもできる。別の方法としては、５番 目のプレート３４０を、反応セルの下面に取り付け、そこから流体を標本化する ことができる、個々の収集タンクに、反応セル３５０の出口を接続するチャネル を設ける方法がある。例えば、上記５番目のプレート３４０は、反応セル・プレ ート３２０より幅が広く、収集タンクは、反応セル・プレート３２０で覆われて いない領域内の、上記５番目のプレート３４０の頂面のところに設置される。 好適には、液体分配システムの反応セル３５０内で行われる合成プロセスは、 通常、メリフィールドが固相ペプチド合成技術を導入した時に、彼が使用したス チレン−ヂビニールベンゼン共重合のような、「ビード」と呼ばれる、不溶解性 支持体上で行われる。１９６３年出版の、メリフィールド、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ ．Ｓｏｃ．８５、２１４９ページ参照。また、固相合成内の革新および展望：ペ プチド、ポリペプチド、およびオリゴヌクレオチドの「固相合成における最近の 進歩」、英国、カンタベリで、１９９１年８月発行の第二回国際シンポジウム２ ７−３１のロジャ・エプトン編集の論文集の２９ページも参照されたい。これら 支持物は、それに対して、予想生成物の最初の合成ブロック、反対方向を向ける ことができるように取り付けることができる、「手がかり」を供給するために、 通常、デリバタイズされる。ペプチド合成領域の場合には、適当な支持物として は、ペンシルバニア州、キング・オブ・プラッシャ所在の、バケム・バイオサイ エンス社が市販している、ｐ−アルコイキシベンジル・アルコール樹脂（「ワン グ」またはＰＡＭ樹脂）、ケンタッキイ州、ルイスビル所在のアドバンスド・ケ ムテク社が市販している、置換２−クロロトリチル樹脂、およびマサツセッチュ 州、フラミングハム所在の、パーセプチブ・バイオシステム社が市販している、 ポリエチレン・グリコール接合ポリスチレン樹脂（ＰＥＧ−ＰＳ樹脂）またはド イツのラップ・ポリマー社が、商標名テンタゲルで市販されている樹脂等がある 。ポリスチレン・ビードのような類似の固相支持体も、ホストトリエステル・ア プローチにより、（１９９４年、ニュージャージー州のＳ．アルガワル．エド． フマナ・プレス社発行の、「オリゴヌクレオチド共役のためのプロトコル」の、 デリストドウロウの「オリゴヌクレオチド合成：ホスホトリエステル・アプロー チ参照）、またホスホラミディテアプローチにより（１９９４年、ニュージャー ジー州のＳ．アルガワル．エド・フマナ・プレス社発行の、「オリゴヌクレオチ ド共役のためのプロトコル」の、ビューケージの「オリゴデオキシヌクレオチド 合成：ホスホラミディチ・アプローチ参照）、またＨ−ホスホネート・アプロー チにより（１９９４年、ニュージャージー州、Ｓ．アルガワル．エド・フマナ・ プレス社発行の、「オリゴヌクレオチド共役のためのプロトコル」の、フロエラ の「オリゴデオキシヌクレオチド合成：Ｈ−ホスポネート・アプローチ参照）、 またシ リル−ホスホラアミディテ法により(１９９４年、ニュージャージー州、Ｓ．ア ルガワル．エド・フマナ・プレス社発行の、「オリゴヌクレオチド共役のための プロトコル」の、ダムハおよびオギルビの「オリゴデオキシヌクレオチド合成： シリル−ホスホラミディテ法参照)オリゴヌクレオチドの合成の際に使用される 。オリゴヌクレオチド合成のための適当な支持体としては、孔部サイズが制御さ れたガラス（ｃｐｇ）、およびカリフォルニア州、フォスタ市所在のアプライド ・バイオシステム社が市販している、ポリスチレン支持体等がある。固体支持体 も、１９９４年出版の、Ｊ．Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｃｈｅｍ．３７、１３８５〜 １４０１ページ掲載の、ゴードン他が、有機重合体のダイバーシティに対するオ リゴカーバメート合成に記載しているように、他の小さな分子および重合体有機 合成で使用される。 好適には、反応セル３５０は長方形で、横の長さが約４００ミクロンから約１ 、２００ミクロン、より好適には、約５００ミクロンから約１，０００ミクロン 、さらにより好適には、約１，０００ミクロン、縦の長さが約２００ミクロンか ら約４００ミクロンであることが好ましい。反応セル３５０内でビードを使用す る場合には、上記反応セル３５０の深さは、好適には、上記ビードの膨潤した直 径より、少なくとも約５０ミクロン大きいことが好ましい。固相合成で通常使用 する支持ビードは、通常、約５０ミクロンから約２００ミクロンの間の直径を持 ち、約０．１ミリモル／ｇから約１．６ミリモル／ｇの反応領域能力を持つ。一 つの反応セル３５０に、約１ナノモルから約１０ナノモルの必要な能力を与える ために、通常、上記ビードは約１個から約１０個反応セル３５０に充填される。 最近、ビードを膨潤させるための使用する溶媒、および個々のビードの間のサイ ズのバラツキによって、約２００ミクロンから約４００ミクロンの間の直径を持 つビードが入手できるようになり、一つのビード当たりの反応領域能力が、約５ ナノモルから約２０ナノモルのビードが入手できるようになった。これらの大型 のビードとしては、マサチューセッツ州、アムハースト所在の、ポリマー・ラボ ラトリ社が市販しているビード等がある。望ましい反応領域機能グループとして は、ハロゲン、アルコール、アミンおよびカルボン酸グループ等がある。これら 大型のビードを使用する場合には、各反応セル３５０にビードを一個だけ充填す るのが 好ましい。 固体支持体を形成する他の選択肢としては、合成しようとする化合物の建築ブ ロックに、反対方向に向きを変えて、結合することができるように、反応セル３ ５０の底部を直接デリバタイズするという方法がある。これを行うために使用す る化学的方法としては、孔部が制御されたガラス（ｃｐｇ）ビードおよびポリマ ー・ビードを、デリバタイズするために使用する方法と、同じまたは類似の方法 を使用することができる。通常、このプロセスの第一のステップは、（水酸基が 支持体内に存在しない場合には）支持体上に水酸基またはアミノ基を形成するこ とである。水酸基が存在するか、形成されている場合には、これら基は、通常、 例えば、これら基を、ガンマ−アミノプロピル・トリエソキシ・シランと反応さ せることにより、アミノ基に変換される。無水環式酸、重合化した酸化アルキレ ンとの反応、または当業者なら周知の他の方法により、柔軟なツナギをアミノ基 に追加するすることができる。１９９１年に、ユタ州、ソート・レーク市所在の Ｗ．Ｈ．フリーマン社が発行した、フィールズ他の「合成ペプチド：ユーザ用ガ イド」に、上記方法のいくつかの例が記載されている。 例えば、反応セルのところに反応性の領域を形成方法としては、上記ＰＣＴ出 願ＷＯ９５／１４５９０が記載しているいくつかの方法等がある。 Ｅ．プレート、チャネル、タンクおよび反応セルの製造 本発明の液体分配システムは、この装置で行う化学的プロセスで使用しようと する、化学薬品に耐性を持つ支持材料から組み立てることもできるし、または製 造することもできる。上記すべての実施形態の場合には、好適な支持材は、それ 自身がガラス、溶融シリカ、石英、シリコン・ウエハまたは適当なプラスチック のような、約５０ミクロンから約２５０ミクロンの間の断面積を持つ、チャネル を形成することができる微小製造が可能な材料である。ガラス、石英、シリコン およびプラスチック支持材料は、好適には、タンパク質または核酸のような生物 学的分子に結合する、反応性領域を含む上記材料上の反応性領域を最小にする、 シリコン化剤のような、適当な処理試薬で表面処理することが好ましい。比較的 密集している電気装置を必要とする実施形態の場合には、好適には、適当なガラ スのような非導電性の支持材料を使用することが好ましい。好適なガラスとして は、コーニング・ホウ珪酸塩ガラス、特にニューヨーク州、コーニング所在のコ ーニング・ガラス社が市販している、コーニング７７４０ホウ珪酸塩等がある。 本発明の液体分配システムは、その上にチャネル、タンクおよび反応セルが形 成される材料で作られた、個々のプレートから組み立てるのが好ましく、これら プレートは、液体分配システムを形成するために後で接合される。本発明のこの 面については、水文学液体分配システムのところで幾分詳細に説明する。好適に は、例えば、反応セル・プレート３２０のような反応セル・プレートは、底部プ レートであり、反対方向を向けることができるように、スタックで次のプレート に接合される。好適には、三枚のプレートを備えることが好ましい、上記分配シ ステムを形成する他のプレートは、好適には、永久に接合することが好ましい。 この結合は、例えば、接着剤またはガラス−ガラス熱接着のような技術により行 うことができる。接合方法としては、好適なフィールド補助熱結合プロセスを含 む、ＷＯ９５／１４５９０記載の接合方法等がある。 上記液体分配システムのタンク、反応セル、水平チャネルおよび他の構造体は 、下記の手順で作ることができる。例えば、貫流プレート３００、分配基板３１ ０、反応セル・プレート３２０または中間プレート３３０の一つからできている プレートは、後で使用されるエッチング剤からプレートを保護するために、最初 、厚さ約５００の薄いクローム層、次に厚さ約２，０００の金の薄膜により、蒸 着またはスパッタリングにような周知の方法で、両面を順次コーティングされる 。ニュージャージー州、ブリッジウォータ所在のヘキスト−セラニーズ社のダイ ナケムＥＰＡのような、２ミクロンの厚さのホトレジスト層が、スパッタリング によりその上に形成され、マスクを使用するか、または正方形または長方形の画 像を使用するか、できれば、マサチューセッツ州、アクトン所在のＭＲＳテクノ ロジー社が市販している、ＭＲＳ４５００パネルを使用して、ホトレジストの露 出が行われる。上記ホトレジスト層に開口部を形成するために現像を行い、溶媒 を除去するために、ホトレジストをベーキングした後で、上記開口部の金の層が 、２５ｍｌの水の中に、４グラムのヨウ化カリウム、および１グラムのヨウ素（ Ｉ₂）を溶かした、標準エッチング剤を使用して、エッチングにより除去される 。下のクローム層は、その後、カリフォルニア州、サニーベイル所在のＫＴＩケ ミ カル社の、ＫＴＩクローム・エッチング剤のような、酸クローム・エッチング剤 を使用して、別々にエッチングされる。プレートは、その後、容量比１４：２０ ：６６のＨＦ−ＨＮＯ₃−Ｈ₂Ｏの超音波槽内でエッチングされる。超音波槽内で このエッチング剤を使用することにより、種々の構造体に対して垂直な側壁がで きる。エッチングが必要な深さになるまで、継続してエッチングが行われる。垂 直なチャネルは、通常、レーザ除去により形成される。 好適なレーザ除去技術は、ｘ−ｙ操作テーブルを持つ、エクシマ・レーザ微小 機械ステーションを使用する。厚さ５００ミクロンのガラスの場合には、一つの 丸い孔を形成するための適当なパラメータは、２００Ｈｚで２００ｍｌである。 ガラスのような硬い材料の場合には、レーザ・ビームの入口および出口の周辺の 縁部に、微小な割れ目が発生する場合がある。入口の場合には、５ミクロンの表 面仕上げになるように、ガラス・プレートを処理することにより、この損傷を少 なくすることができる。この処理は、表面ラッピング装置上で行われる。チャネ ルの出口の場合には、計画した出口領域のところで、出口点のおける、チャネル の横断面ではなく、すべての側面上を、約２５ミクロンだけ、化学的にパターン を大きくエッチングして、ガラス・プレートを処理することにより、（ブレーク アウトと呼ばれる）この損傷を制御することができる。この処理は、ブレークア ウトの伝播を食い止める働きをする。 分配システムの実施形態の種々の水平チャネルは、通常、約５０ミクロンから 約２５０ミクロン、好適には、約５０ミクロンから約１００ミクロンの深さを持 つ。上記水平チャネルの幅および垂直チャネルの直径は、通常、約５０ミクロン から約３００ミクロン、好適には、２５０ミクロンであることが好ましい。 Ｆ．電極をベースとするポンプの製造 多くの実施形態の場合、本発明の液体分配システムは、それ自身を通して流体 をポンピングするために、多くの電極の形成を必要とする。これら電極は、通常 、液体分配システムの頂部ガラス・プレート内に形成される。通常、電極の各組 は（例えば、５０〜２５０または５００ミクロンの間隔を置いて）接近して配置 されている。上記電極の直径は、好適には、約２５ミクロンから約１５０ミクロ ン、より好適には、約５０ミクロンから約７５ミクロンを持つことが好ましい。 好適 な実施形態の場合には、液体分配システムは、１０，０００の反応セル３５０を 持ち、各反応セル３５０は、６〜１０の関連する電極をベースとするポンプを持 つ。それ故、液体分配システムは、約２００，０００から約３００，０００の電 極を必要とする場合がある。大量生産技術を使用して上記構造体を作るには、縦 一列にではなく、平行に電極を形成する必要があり、ＰＣＴ出願ＷＯ９５／１４ ５９０が、そのような形成を行う方法を開示している。 Ｇ．リセット機能を含む毛細管バリヤ 図３を参照しながら、毛細管バリヤについてすでに説明した。場合によっては 、上記説明よりもっと複雑な設計上の考慮が、毛細管バリヤの設計に影響を与え る場合がある。場合によっては、関連する第一のポンプ３６０または第二のポン プ３６１が作動した場合であって、適当な流量で、適当に到着する場合、流れに 対するインピーダンス（すなわち、流れに対する摩擦抵抗）を増大するために、 第二の開口部３６２または（図示していない、上記の）第三の開口部３６３によ り形成された、水門を狭くすることが望ましい。この設計変更の問題は、そのよ り狭いチャネルが、毛細管力を増大させる恐れがあり、それにより、チャネル・ ブレークの有効性が制限される恐れがあるという結果をもたらす場合がある。 それ故、ある好適な実施形態の場合には、チャネル・ブレークが、さらに、一 つまたはそれ以上の、上向きの鋭角な縁部３６９（図示せず）を含む。より好適 には、チャネル・ブレークは、二つまたはそれ以上の、上向きの鋭角な縁部３６ ９を含むことが好ましい。 毛細管バリヤを含む装置を製造する場合には、種々の小型の部品が確実に整合 するように注意しなければならない。従って、整合がもっとズレても大丈夫なよ うな、毛細管バリヤを設計しようという努力が行われた。図９Ａには、そのよう な設計が反映されている。図９Ａは、上の頂部層１００Ａおよび下の頂部層１０ ０Ｂ、上の中央部層１１０Ａ、下の中央部層１１０Ｂ、および底部層１２０を備 える、好適には、ガラスで作られた五つのプレート層を持つ液体分配を示す。下 の中央部層１１０Ｂと底部層１２０の間には、シール１０１が設置されている。 液体は、アルファ垂直チャネル１２５、および分配チャネル１２２を通って、送 りチャネル１１６から、凹部１６２に開く開口部１６４により形成され、下の頂 部プレート１００Ｂで形成された、毛細管ブレーク１７０に流れる。ポンプ１６ ０が作動すると、ベータ垂直チャネル１１８およびその後で反応セル１５０内に 落下を始めるまで、毛細管ブレーックを通して押される。上記の説明から、ベー タ垂直チャネル１１８に接続している、数個の毛細管ブレーク１７０を形成する 数個の開口部１６４を、設置することができることを理解することができるだろ う。 ポンピングの再現性は、意図する領域で確実に毛細管ブレークを発生させるこ とにより、改善することが分かっている。それを実行する一つの方法は、不必要 な機能毛細管ブレークを形成する、任意の液体からガスを除去するために、ベー タ垂直チャネル１１８および開口部１６２を通して、ガスを吹き込むために、ガ ス源チャネル１０２からガス圧を注入することによって、毛細管ブレークを「リ セット」するという方法である。例えば、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄおよび 図１０Ｅは、適当なガス入口を示す。このガス圧は、例えば、損傷を起こさない で、分配チャネル１２２内の液体をバックアップすることができる。しかし、ガ スの流れの有力な経路は、反応セル１５０および出口排水管１５５を通るベータ 垂直チャネル１１８であると考えられる。 図９Ａに示す、この実施形態の毛細管ブレークを持つ、液体分配システムの組 み立ては、通常、上記方法により行われるが、その場合、上の頂部層１００Ａお よび下の頂部層１００Ｂに関していくらかの改善が行われる。例えば、図９Ｂに おいては、凹部１６２および開口部１６４は、例えば、約８ミル（０．２０３２ ｍｍ）から約２０ミル（０．５０８ｍｍ）の厚さの、最も下の頂部プレート１０ ０Ｂより比較的厚いプレートに形成される。このプレートは、薄くなって、下の 頂部プレート１００Ｂになる。ガス源チャネル１０２は、上の頂部層１００Ａに 形成される。二つのプレート１００Ａおよび１００Ｂが、上記方法で結合された 後で、二つのプレートの厚さの合計がラッピングにより薄くなる。最後に、その 内部にポンプ１６０の電極が形成される孔部が、上の頂部プレート１００Ａおよ び下の頂部プレート１００Ｂの接合した部分を通してドリルで孔あけされる。図 ９Ｃ、図９Ｄおよび図９Ｅは、他の実施形態を示す。図９Ｅの装置の場合には、 層１００Ｂが、製造ステップ中に自らを支持できるだけ十分厚い場合には、電極 用の孔部をドリルで開ける前に二つのプレートを予め接合する必要はない。 ある実施形態の場合には、ガスを分配するチャネル・システムは、二次液体分 配システム用の断面ｊの下に概略示すように設計される。このような設計は、各 凹部１６２に送られるガス圧が、確実に必要な許容範囲になることを助長する。 Ｈ．二次液体分配システム 本発明の、電極をベースとするポンピング・システムによる実際の経験により 、適当に設計された液体分配システムを使用する、電極をベースとするポンピン グは、以前のものと比較すると、種々の液体に遥かに広く適用することができる 。しかし、多数の流体は、期待するほど高い効率でポンピングすることはできな い。例えば、ポリペプチドを合成する場合、生成物の組み合わせライブラリを作 るために、反応室間で都合よく変化する反応物が、通常、直接またはポンピング 添加物を使用することにより容易にポンピングすることができることが分かった 。これら化学薬品は、「ダイバーシティ」化学薬品と呼ばれてきた。上記の通常 ポンピングすることができるダイバーシティ化学薬品としては、置換アミン、カ ルボン酸およびエステル類等がある。多数の液体は、ある反応セル対他の反応セ ルに対して、選択的にチャネルを通して送る必要はないが、その代わりに、すべ ての反応セルに通常同時にポンピングされる。これらの液体は、「非ダイバーシ ティ」液体である。上記非ダイバーシティ液体としては、例えば、ジメチルフォ ルムアミド（「ＤＭＦ」）、テトラハイドロフラン（「ＴＨＥ」）、ジメチルス ルホキシド（「ＤＭＳＯ」）、アセトン、メチルアルコール、Ｎ−メチル−ピロ リヂノン（「ＮＭＰ」）、塩化メチレンおよびクロロフォルムのような有機洗浄 用溶媒等がある。上記非ダイバーシティ液体としては、さらに、例えば、ＤＭＦ の２０％ピペリジン、ＴＨＦおよびトリフルオロ酢酸の４−ベンジルピペリジン のような特定の合成化学作用で使用される保護基を除去するのに有効な、保護剥 奪試薬等がある。それが発生した場合、多数のこれら非ダイバーシティ液体は、 動電学的にポンピングするのが特に難しい。より詳しく説明すると、ポンピング するのが最も困難な液体は、比較的高い電気伝導度を持つ液体である。しかし、 これら非ダイバーシティ液体は、選択的で、通常プロセッサ制御分配を必要とし ないので、これらの液体は、一次システムと比較すると、遥かに簡単なものとす ることがで きる、二次分配システムを使用して、非選択的に分配することができる。 図１０Ａは、上記分配を行うための一つの二次液体分配システム４００を示す 。この図は、上の頂部層４００Ａ、下の頂部層４００Ｂ、上の中央部層４１０Ａ 、下の中央部層４１０Ｂ，二次分配層４３０、および底部層４２０からなる二次 液体分配システムを示す。上の頂部層４００Ａ、下の頂部層４００Ｃ、上の中央 部層４１０Ｂ、および下の中央部層４１０Ｂは、例えば、上記チャネルおよびポ ンプの配置を使用して、反応セル４５０に液体を選択的に分配するためのチャネ ルおよびポンプを形成する。選択可能な液体分配ネットワークを、反応セル４５ ０に接続しているベータ垂直チャネル４１８は図示していない。一つまたはそれ 以上の入口４４１は、二次分配層４３０に形成されたチャネル４４２のネットワ ークに圧力を加える。チャネル４４２の出口４４３は、チャネル４４２から流体 を反応セル４５０に送る。 図１０Ｂは、上記目的を達成するための、他の二次液体分配システム５００で ある。この図は、上の頂部層５００Ａ、下の頂部層５００Ｂ、上の中央部層５１ ０Ａ、下の中央部層５１０Ｂ、反応セル層５２０、および二次分配層４３０から な二次液体分配システムを示す。上の頂部層５００Ａ、下の頂部層５００Ｂ、上 の中央部層５１０Ａ、および下の中央部層５１０Ｂは、例えば、上記チャネルお よびポンプの配置を使用して、反応セル５５０に液体を選択的に分配するための 、チャネルおよびポンプを形成する。選択可能な液体分配ネットワークを反応セ ル５５０に接続しているベータ垂直チャネル５１８は図示していない。一つまた はそれ以上の入口５４１は、二次分配層５３０に形成されたチャネル５４２のネ ットワークに圧力を加える。チャネル５４２の出口５４３は、チャネル５４２か ら流体を反応セル５５０に送る。二次元内の三次元装置を示す拘束により、チャ ネル５４２および排水管５５５が交差するという、図１０Ｂに示す結果となる。 一方、実際には、これらの構造体は、上記重畳を避けるために、上記装置の異な る深さのところに形成される。 図１０Ｃは、水平面内でのチャネル４４２の配置方法を示す。入口４４１（図 示の面との交差点のところにだけ示す）は、第一のチャネル４４２Ａに接続して いて、この第一のチャネルは、複数の第二のチャネル４４２Ｂと接続するために 分岐している。第二のチャネル４４２Ｂは、複数の出口４４３と接続していて、 上記出口４４３は、それぞれ、反応セル４５０に接続している。 各出口５４３または出口４４３を通って流れる液体の量は、流体の粘性および 種々の流体コンジットの直径のような特性により異なる。好適には、出口４４３ または出口５４３の流量が、任意の出口４４３または出口５４３にところで観察 される流体の流れの約２０％以下、より好適には、約４０％以下、さらにより好 適には、約６０％以下にならないことが好ましい。好適には、第二のチャネル４ ４２Ａは、約３００×１３０ミクロン、と約１５０×７５ミクロンの間の、より 好適には、約２００×１００ミクロンの断面積を持つことが好ましく、出口４４ ３が、約５０ミクロンと約１５０ミクロンとの間の、より好適には、約１００ミ クロンの直径を持つことが好ましい。他の実施形態の場合には、出口４４３は、 最も近い第一のチャネル４４２Ａからの距離が長くなれば長くなるほど、次第に 太くなる直径を持つ。例えば、第一のチャネル４４２Ａとの交点に最も近い出口 のところで、出口４４３の直径が、約50ミクロンから、約１００ミクロンの間で ある場合には、例えば、直径は最初の数値の約３００％増大する。他の別の実施 形態の場合には、第二のチャネル４４２Ｂの断面積は、最も近い第一のチャネル ４４２Ａからの距離が、長くなれば長くなるほど小さくなる。例えば、第一のチ ャネル４４２Ａとの交点において、第二のチャネル４４２Ｂの断面積が、約２０ ０ミクロンから約３５０ミクロンの間である場合には、上記断面積は、最小の数 値の約５０％から約２５％小さくなる。このような直径および断面積の変化は、 各出口４４３のところの流れの量をより一定にするのを助ける。さらに、それと 同じ方法で、第一のチャネル４４２の直径を、最も近い入口４４１からの距離が 長くなれば長くなるほど、小さくすることができる。非選択的に分配しようとす る流体の特性が分かると、各出口４４３のところの流体の流れの変化を大きくす るために、周知の流体ダイナミックス原理により、チャネルの幾何学的形状を調 整することができることを理解することができるだろう。チャネル４４２Ａおよ び４４２Ｂの局部断面積を狭くするというような他の方法も、システムの圧力の バランスをとるのに使用することができる。 液体を選択的に送るシステムと、液体を非選択的に送るシステムの両方を内蔵 する液体分配システムは、（ａ）第一の反応セルおよび第二の反応セルを含む、 二つまたはそれ以上の反応セルと、（ｂ）第一の選択可能な液体源と、第二の選 択可能な液体源とを含む、二つまたはそれ以上の選択可能な液体源と、（ｃ）( １)第一の選択可能な液体源から第一の反応セルまたは第二の反応セルまたは両 方への液体、または（２）第二の選択可能な液体源から第一の反応セルまたは第 二の反応セルまたは両方への液体を、選択的にポンピングすることができるポン プの制御の下で動作する、選択可能な液体分配ネットワークと、（ｄ）選択不可 能な流体源と、（ｅ）流体を、選択不可能な流体源から上記第一の反応セルおよ び上記第二の反応セルに送る、選択不可能な液体分配ネットワークとを備えるシ ステムであるということができる。好適には、上記選択不可能な液体分配ネット ワークは、（ｉ）上記選択不可能な流体源からの流体に圧力を加えるためのポン プ、または（ｉｉ）選択不可能な流体源からの流体に圧力を加えるための、選択 不可能な流体源に接続することができるガス圧力源の、少なくとも一つを備える 。好適には、上記分配システムは、少なくとも約１００の反応セルを備え、選択 不可能なシステムは、その反応セルも、システムを通して、他の任意の反応セル が受け取った、選択不可能な流体の流れの量の約２０％以下を受け取らないよう に動作することが好ましい。 非ダイバーシティ流体は、また動電ポンプを除去した状態で、または動電ポン プをオフにした状態で、上記マトリックスと・チャネルを使用して分配すること ができる。上記流体は、同じ毛細管バリヤ・アプローチにより制御される。図１ ３は、簡単にして反応セルを一つだけ示す上記システムの略図である。ダイバー シティ試薬および非ダイバーシティ試薬は、個々のタンク４２および４３をそれ ぞれ持つ（上記タンクとしては、試薬カートリッジを使用することができる）。 ガス源４１は、各ソースに制御可能な上部圧力を加える。上記上部圧力は、コン ピュータにより、実験条件に合うように調整することができる。例えば、上部圧 力は、試薬の特性および／またはオン／オフ状態のポンプの数の比に対して、最 適化することができる。非ダイバーシティ試薬には圧力が掛けられ、毛細管バリ ヤ４６Ａにより捕捉されるまで、非ダイバーシティ・チャネル４５、圧力バラン ス絞り４８を通って流れる。上記絞りは、通常、上記チャネル４５が狭くなって いる点である。外部上部圧力が増大すると、試薬は毛細管バリヤに打ち勝ち、セ ル４９内に流れる。ダイバーシティ試薬にも、同様に、圧力が掛けられ、この試 薬は、ダイバーシティ・チャネル４４を通って、毛細管バリヤ４６Ｂに流れる。 毛細管バリヤに打ち勝つために増大された圧力は、動電ポンプ４７の外部で発生 し、それにより、ダイバーシティ試薬は、動電ポンプ４７のサブセットを選択的 に動作させることにより、セル内に選択的に送ることができる。圧力を加えたガ スも、すでに説明したように、パージ・チャネル５０を通して、毛細管バリヤを リセットするためのガス源である。 図１３の略図について引続き説明すると、種々のチャネル内の流体を交換しな ければならない場合には、真空ポンプが発生する圧力のような、大気圧より低い 圧力を、システムをパージするために使用することができる。この実施形態の場 合には、真空ポンプ５５は、流体を、試薬ポンプ４２または試薬タンク４３から 、除去するための吸引力を供給する。このシステムは、また、例えば、パージ・ チャネル５３および５４を通して、ダイバーシティ・チャネル４４および非ダイ バーシティ・チャネル４５から、不用な試薬および溶媒を除去するのにも使用さ れる。パージ・チャネル５４および５３内の不用な流れは、それぞれ、毛細管バ リヤ５７Ａおよび５７Ｂにより制御することができる。パージにより流出した流 体を収集するために、トラップ５６が使用される。このシステムは、また合成プ ロセッサ中に、上記井戸からの排出液を制御し、除去するために使用することが できる。図１３は、さらに、弁および圧力レギュレータ用の周知の記号を使用し て、上記弁およびレギュレータを切り替えるオフ／オン弁を示す。 Ｉ．動電ポンピングの圧力増強 図１１は、液体分配システムへのインターフェース・サービスを示す一実施形 態である。流体とエレクトロニクスとの間の接続は、液体分配システムと接触す るために、垂直に並進することができるサービス・ヘッド２により行われる。排 出液制御および真空パージ用の接続は、ワークステーション・ベース３により行 われる。この構成の場合には、液体分配システム１は、１，０００から１０，０ ００のような非常に多数の反応セルからなる。１０，０００セルの場合には、レ イアウトは、１００ずつの１００のセル・アレイ４に分割して行われる。電子制 御により、これらのアレイは、１００のセルからなるシステム、または１０，０ ００のセルからなる集積システムとして、または他の任意の組み合わせのシステ ムとして動作させることができる。１００のセルからなるアレイの周囲の狭い空 間は、頂部から流体および気体を導入するために、また底部から流体を排出する ために使用される。流体および気体の１００のセルからなるサブセットへの外部 への導入は、分配チャネル内の流体摩擦により低くなった、流体圧力を回復する ための手段提供する。頂部側には、ダイバーシティおよび非ダイバーシティ動作 の両方の要求を満たすために、流体および気体を、二つの縁部から各アレイに導 入するためだけに必要なので、上記構造体上の入口孔部５のパターンは、中間空 間内の四つのアレイ・クーポンを取り巻いている。上記アレイ内の流れは、アレ イの入口側から対向方向へ向かうので、パージは、対向側面から、またパージを 簡単にするために底部から行われる。それにより、パージ用の（ベース３の係合 真空孔部１０で示す）出口孔部は、また各アレイの二つの側面と境界を接してい るが、この場合には、十字の形をしている。 この構成のサービス・ヘッド２は、流体送りモジュール６、およびエレクトロ ニクス接点モジュール８からなる。上記流体送りモジュールは、流体供給タンク または試薬カートリッジ（図示せず）を、流体パイプ７により液体分配システム １にインターフェースするために使用される。これらは、四つの各アレイ・クー ポン用の、一列のダイバーシティおよび非ダイバーシティ送りモジュール、およ び一つの縦列／マトリックス・ダイバーシティおよび非ダイバーシティ送りモジ ュールからなる。各電気接点モジュール８は、分配システム１と、制御エレクト ロニクス（図示せず）への配線９との間の電気的インターフェースである。この モジュールは、例えば、カリフォルニア州、ニューベリ・パーク所在のＣＫテク ノロジー社から特注により入手することができる柔軟な導体の組立体からなる。 上記組立体は、分配システム１の頂面上の、導電性パターン（図示せず）と接触 する。各接点モジュール８は、サービス・ヘッド２が垂直に下に向かって移動す ると、導電性パターンを通して、各電極と接触する。上記導電性パターンは、例 えば、標準写真製版技術により、分配システム１のガラス頂部面に設置された、 硬質の金の上記導電性パターンである。各接点モジュール８は、四つのアレイ・ クーポンの働きをする。 液体分配システム１を支持し、位置づけているワークステーション・ベース３ は、また、パージおよび排出液制御を行うために液体分配システム１の底部への 真空インターフェースとしての働きをする。外部真空源は、真空結合金具１１を 通して供給される。 図１２は、複数のセルのための、図１３に示す上記の機能の略図である。図１ ２は、これら液体源および流体源が、液体試薬を含むカートリッジに接続するこ とができることを示す。この図においては、四つの第一の液体源１に接続してい る第一のカートリッジ１１、四つの第二の液体源２に接続している第二のカート リッジ１２、四つの第三の液体源３に接続している第三のカートリッジ１３、お よび四つの液体源４に接続している第四のカートリッジ14を示す。リセット・ガ ス圧源５は、すでに説明したように、ガス源チャネル１０２にガスを送る。第一 のカートリッジ１１は、アルファ第一液体源１Ａに接続しているアルファ第一容 器３１Ａ、ベータ第一液体源１Ｂに接続しているベータ第一容器３１Ｂ、ガンマ 第一液体源１Ｃに接続しているガンマ第一容器３１Ｃ、およびデルタ第一液体源 １Ｄに接続しているデルタ第一容器３１Ｄを含む。第二のカートリッジ１２、第 三のカートリッジ１３および第四のカートリッジ１４は、図面に示すように、同 様に、個々に識別された容器を含む。各カートリッジおよびリセット・ガス源５ の流体容器は、第一の弁２１、第二の弁２２、第三の弁２３、第四の弁２４、第 五の弁２５、第六の弁２６および第七の弁２７を通して、（ａ）好適には、窒素 ヘリウムまたはアルゴンにような不活性ガスを含んでいることが好ましいガス・ タンク６、および（ｂ）減圧源７に接続している。液体源または流体源と同じ数 のカートリッジを使用することができることを理解することができるだろう。カ ートリッジは、例えば、それに組み込まれた液体の動電ポンピング特性について の情報により、バーコードにより表示することができる。カートリッジは、好適 には、交換することができ、取り外すことができるものであることが好ましい。 この実施形態の場合には、液体分配装置へ液体を送る圧力は、カートリッジ内 の液体上にガス圧のブランケットを掛けるための、ガス・タンク６を使用するこ とにより、比較的一定に維持される。このガスの圧力は、天然ガス調整用に使用 される手段のような、周知の手段により調整することができる。微小なポンプの 助けを借りて、毛細管ブレークを通して、再現性を持つ供給を助ける圧力頭によ り、液体を、液体分配装置に有利に送る。好適には、約０から約３インチ（７． ６２ｃｍ）、より好適には、約０から約２インチ（５．０８ｃｍ）、さらにより 好適な約０から約１インチ（２．５４ｃｍ）の静水頭を達成するために、液体源 に圧力を加えることができる。 減圧源７としては、例えば、真空ポンプを使用することができる。ポンプが試 薬により汚染するのを防止し、または液体分配システムが、ポンプ・オイルで汚 染されないように、予め対策を立てる必要がある。減圧は、それがすでに流入し ている一次分配ネットワークのチャネルからを含めて、液体分配システムから試 薬を取り出すのに使用される。 液体分配システムの他の特徴は、下記文献に記載されている。（１）「液体分 配システム」という名称のＰＣＴ出願、ＷＯ９５／１４５９０；（２）「臨床診 断および化学分析用の区分マイクロエレクトロニクスおよび流体装置アレイ」と いう名称のＰＣＴ出願、ＷＯ９５／１４５８９；（３）「マイクロ・チャネルの 流体の流れを制御するための装置および方法」という名称の米国特許第５，６３ ２，８７６号；（４）「組み合わせ化学装置の流体の相互汚染を防止するための 方法およびシステム」という名称の米国特許第５，６０３，３５１号；（５）「 動電ポンピング」という名称のＰＣＴ出願、ＷＯ９５／１４５８６；（６）「マ イクロ電気コンジットの製造方法」という名称のＰＣＴ出願、ＷＯ９５／１４５ ８７；および（７）「反応システム用のプレート」という名称のＰＣＴ出願、Ｗ Ｏ９７／０５８４１。 ＜例＞ 例１−毛細管バリヤを通しての電極をベースとするポンピング 図８は、水文学液体分配システムに従って製造した、原型液体分配システムで ある。この液体分配システムは、ニューヨーク州、コーニング所在のコーニング ・ガラス社の、三枚のコーニング７７４０ガラス・プレートにより組み立てられ た。上記ガラス・プレートは、頂部プレート９１０、中間プレート９２０、およ び底部プレート９３０として使用された。中間プレート９２０の頂部は、すでに 説明 したように、シリコンによりコーティングされた。頂部ポンプ９１０中には、レ ーザ・ドリル作業により、第一の孔部９０１Ａ、第二の孔部９０１Ｂ、第三の孔 部９０２Ａ、第四の孔部９０２Ｂ、第五の孔部９０３Ａ、第六の孔部９０３Ｂ、 第七の孔部９０４Ａ、および第八の孔部９０４Ｂが形成され、上記孔部は、それ ぞれ、７５ミリの直径を持つ。第一のおよび第二の孔部９０１Ａおよび９０１Ｂ は、電極をベースとする第一のモデルポンプ９６１を作るために使用された。第 三および第四の孔部９０２Ａおよび９０２Ｂは、電極をベースとする原型ポンプ ９６２を作るために使用された。第五および第六の孔部９０３Ａおよび９０３Ｂ は、電極をベースとする原型ポンプ９６３を作るために使用された。第七および 第八の孔部９０４Ａおよび９０４Ｂは、電極をベースとする原型ポンプ９６４を 作るために使用された。第一から第四の電極をベースとするポンプ９６１−９６ ４の電極は、相互に２００ミリの間隔を持つ。エッチングにより、アルファ開口 部９０５、ベータ開口部９０６、およびガンマ開口部９０７が、頂部プレート９ １０の下面上に形成された。レーザ・ドリル作業により、それぞれ１５０ミリの 直径を持つ第九および第十の孔部９０８および９０９が、上部プレート９１０を 貫通して形成された。 中間プレート９２０内には、第一の原型チャネル９１１（セグメント９１１Ａ −９１１Ｄからなる）、および第二の原型チャネル９１２（セグメント９１２Ａ −９１２Ｄからなる）が形成された。第一および第二の原型チャネル９１１およ び９１２は、８０ミリの深さを持ち、１５０ミリの幅を持つ。これら二つの原型 チャネル９１１および９１２への入口は、それぞれ、第九の孔部９０８および第 十の孔部９０９である。それぞれ、１５０ミリの直径を持つ、第一の反応セルの アクセス孔部９１３、および第二の反応セルのアクセス孔部９１４は、中間プレ ート９２０を貫通してレーザ・ドリル作業により設けられた。中間プレート９２ ０の下面には、デルタ開口部９１５が形成された。このデルタ開口部９１５は、 反応セル９５０を、第一および第二の原型排水孔部９２１および９２２に接続し た。 底部プレート９３０には、反応セル９５０が、エッチングにより形成された。 第一の原型排水孔部９２Ｌ１、および第二の原型排水孔部９２２が、底部プレー ト ９２０を貫通して、レーザ・ドリル作業により設けられた。頂部プレート９１０ および中間プレート９２０を、フィールド補助熱接着により接合した。 第一の原型チャネル９１１へメタノールが導入された場合には、このメタノー ルは、アルファ開口部９０５のところの、構造体により形成された毛細管バリヤ により、反応セルアクセス孔部９１３内への流入が阻止される。同時に、ベータ 開口部９０６のところの、構造体により形成された毛細管バリヤが、メタノール が反応セルアクセス孔部９１４に流入するのを阻止した。どちらかのルートによ る、反応セルアクセス孔部９１３または９１４への流入は、適当なポンプを作動 することにより、スタートさせることができる。例えば、第一の原型チャネル９ １１を通してメタノールをポンピングするためには、２００ボルトのバイアスを 、第一の電極をベースとする原型ポンプ９０１、および第二の電極ベースとする 原型ポンプ９０２に掛けた。第一の原型チャネル９１１を通る流れを観察した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 クノードラー，クリスチナ，マリー アメリカ合衆国18940 ペンシルバニア州 ニュータウン，ノース パーク ロード 118 (72)発明者 アマンティ，ロバート アメリカ合衆国07726 ニュージャージー 州マナラパン，オーチャド ヒル ドライ ブ ２ (72)発明者 モロニイ，リチャード アメリカ合衆国08536 ニュージャージー 州プレインスボロ，ハンターズ グレン ドライブ ２―04 (72)発明者 チェルクリイ，サチャム，ショウダリイ アメリカ合衆国08512 ニュージャージー 州クランベリー，クランベリー ネック ロード 90 (72)発明者 オマラ，ケリー アメリカ合衆国08530 ニュージャージー 州ランバートビル，リンブルック ドライ ブ ７ (72)発明者 チアング，ウイリアム アメリカ合衆国08852 ニュージャージー 州モンマウス ジャンクション，ツイン オークス コート 4106 【要約の続き】 量を少なくする。上記毛細管バリヤ（３７０）を使用す ることにより、通常、コントローラにより制御される、 上記第一のポンプ（３６０）または第二のポンプ（３６ １）により流れを制御することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液体分配システムであって、 （ａ）液体源と、 （ｂ）前記液体源によりアドレスすることができ、前記毛細管バリヤを持つチ ャネルとを備え、 液体分配システムが、チャネル・プレートとバリヤ・プレートを備える二つま たはそれ以上の結合プレートを備え、前記チャネルが、前記チャネル・プレート のチャネル表面に形成され、前記チャネル表面が前記バリヤ・プレートの一方の 表面に接合し、毛細管バリヤが、前記バリヤ・プレートを貫通して形成される前 記チャネルと交差するバリヤ・開口部により形成される液体分配システム。 ２．請求項１に記載の液体分配システムにおいて、チャネルが、液体を前記毛 細管バリヤを通して、垂直送りチャネルに移動させるために動作指せることがで きる、動電ポンプを備えるシステム。 ３．液体分配システムであって、 （ａ）液体源と、 （ｂ）前記液体源によりアドレスすることができ、毛細管バリヤを持つチャネ ルと、 （ｃ）静水圧を、前記毛細管バリヤを破るのに必要な圧力より低い圧力から、 少なくとも、前記毛細管バリヤを破り、前記毛細管バリヤを通る液体の流れをス タートさせるのに必要な圧力まで変化させることができるように、前記液体源の 静水圧を調整するための圧力レギュレータとを備える液体分配システム。 ４．請求項３に記載の液体分配システムにおいて、前記静水圧がガス圧により 発生する液体分配システム。 ５．液体分配システムであって、 （ａ）液体源と、 （ｂ）前記液体源によりアドレスすることができ、毛細管バリヤを持つチャネ ルとを備え、 前記毛細管バリヤが、反応セルに接続している垂直送りチャネルにより排水さ れる室に開いている液体分配システム。 ６．請求項５に記載の液体分配システムにおいて、前記液体分配システムが、 さらに、前記室内への出口を持つガス圧分配システムを備えるシステム。 ７．液体分配システムであって、 （ａ）液体源と、 （ｂ）前記液体源によりアドレスすることができ、毛細管バリヤを持つチャネ ルとを備え、 前記液体分配システムが、前記チャネルから前記液体を吸い込むために、前記 液体源または前記チャネルに取り付けることができる負の圧力源を備える液体分 配システム。 ８．液体分配システムであって、 （ａ）静水圧を維持するために動作することができる液体源と、（ｂ）反応セ ルと、（ｃ）前記液体源によりアドレスすることができ、前記反応セルに接続し ているチャネルと、（ｄ）前記チャネル内の流れを制御する動電ポンプとを備え る液体分配システム。 ９．請求項８に記載の液体分配システムにおいて、前記液体源にガス圧を加え ることにより、静水圧が維持されるシステム。 １０．ガスケット形成方法であって、 （ａ）表面のある領域からの流体の流入および流出を、防止するために使用す ることができるガスケット・パターンえを形成するために、基板の表面上に、硬 化することができる重合材をスクリーン印刷するステップと、 （ｂ）印刷済みのガスケット・パターンの頂面にプラテンを設置するステップ と、 （ｃ）ガスケットを入手するために、前記診察済み重合材を硬化させるステッ プとを含む方法。 １１．請求項１０に記載の方法において、さらに、ステップ（ａ）の後、しか し、ステップ（ｂ）の前に、 （ｄ）最初に、前記印刷済みのガスケット・パターンの重合材を硬化するステ ップと、 （ｅ）次に、印刷済みのガスケット・パターンの重合材の量を増やすために、 印刷済みのガスケット・パターン上に、硬化することができる重合材の第二のス クリーン印刷を重ねることによって、前記印刷済みのガスケット・パターンへ追 加を行うステップとを含む方法。 １２．液体分配システムであって、 （ａ）二つまたはそれ以上の液体源と、 （ｂ）前記各液体源用の、前記液体源によりアドレスすることができ、前記毛細 管バリヤを持つチャネルと、 （ｃ）前記チャネルの出口に接続しているマニホールドと、 （ｄ）前記マニホールドからの液体が排水される反応セルとを備える液体分配シ ステム。