以下、発明の実施形態を説明する。本実� ��形態においては、マイクロチップの気相の� ��路の底面に形成した溝に毛管力を利用して� ��相を分散させ、溝に液相を溜めて蒸発操作� ��行うことを基本操作としている。この蒸発� ��作は、マイクロチップの気相の流路(マイク ロチャンネル)という微小な限定空間内での� �発操作となり、マイクロチップ内に液相を� �散させることにより、比界面積が大きく、� �発速度が速いという原理的な特徴を有して� �る。

 図1は、本発明の一実施形態のマイクロチ ップ10の概念図である。たとえば、ガラス、� ��ラミックス、シリコン、あるいは樹脂製の� ��板11の上面には、プール部として、微細加� �によって複数の微細加工溝12が形成されてい る。この微細加工溝12は、例えばドリルによ� ��加工、レーザ加工、エッチング加工などに� ��って形成される。微細加工溝12は一定の間� �で並列に配列される。この微細加工溝12に、 毛管力によって液相が導入される。そして、 マイクロチップ10内の空間の液相の上には、� ��相が導入される。

 微細加工溝12の大きさや長さについては� �に限定はないが、マイクロチップ10上のマイ クロ化学システムを構成し、毛管作用を発揮 する適宜な設定とする。例えば微細加工溝12� ��流れ方向に直交する断面についてみると、� ��の幅は、500μm以下、深さは700μm以下程度を� ��際的な目安とすることができる。

 マイクロチップ10は、内部に気相の流路13 を有する。微細加工溝12が形成されている基� ��11上には、側壁である中板14が設けられる。 中板14の上面には、蓋であるカバー上板15が� �けられる。これら基板11、中板14、カバー上� ��15によって気相の流路13が形成される。カバ ー上板15は、気相が導入される流路13の上に� �置されて、気相及び液相が散逸されないよ� �にしている。

 液相は毛管作用により微細加工溝12にと� �まり、マイクロチップ10内に分散される。こ のため、排出路に気体透過膜を設置しなくて も、液相が気相の排出路から排出されること はない。微細加工溝12において液相の少なく� ��も一部が蒸発し、気相の排出路より排出さ� ��るが、気体透過膜が設置されている場合で� ��、液相により気体透過膜を塞ぐことがない� ��め、効率的な蒸発操作が達成される。

 図2は、本発明の一実施形態のマイクロチ ップデバイスの概念図である。気相の導入路 と液相の導入路18、並びに気相の排出路と液� ��の排出路19がマイクロチップ10上に配置され ている。気相と液相の導入路、排出路が同じ 場合や、液相の導入路と排出路が同じである 場合などもある。

 蒸発操作は、少なくともマイクロチップ1 0の一部を加熱して行う。このような加熱の� �めの機構としては、各種のものが考慮され� �が、デバイス構成及び加熱操作性の観点か� �は、微細加工溝12を設けた基板11の背面部(す なわち基板11の底面)あるいはカバー上板15の� ��面部などに加熱機構であるヒータ20を設け� �ことが好適である。

 蒸発操作には、マイクロチップ10の流路13 に気相を流しながら行うこと、あるいは、マ イクロチップ10の流路13を真空ポンプ等の真� �吸引機構21によって減圧して行うことなどが 考えられる。

 気相や液相の導入は、シリンジポンプや� ��ス圧ポンプなどの流体制御機構22を用いて� �う。気相には、例えばHeを用いる。流体制御 機構22は、マイクロチップ10の流路13に流すHe� ��量を調整する。液相の導入量は、効率的な� ��発操作の達成のためには、微細加工溝12の� �量以下とすることが好ましいが、微細加工� �12の容量より大きくしても液相が排出路より 排出されることがなく、蒸発操作を行うこと が可能である。あるいは、液相の導入速度を 調整することによって、常に微細加工溝12の� ��量内に液相が収まるようにしながら、連続� ��に蒸発操作を行うことも可能である。

 マイクロチップ10の流路13に気相を流しな がら行う蒸発操作は、例えば以下のように行 われる。まず、流体制御機構22は液相の導入� ��18からマイクロチップ10の流路13に液相を供� ��する。流路13に供給された液相は、毛管現� �によって流路13の底面の微細加工溝12を流れ� ��流路13の底部に分散する。微細加工溝12に液 相が溜まったならば、流体制御機構22は、液� ��の供給を停止し、液相の上部の空間に気相� ��流す。気相を流すと、液相が蒸発する。液� ��の蒸発分は、気相と共に気相の排出路19か� �排出される。蒸発が進行すると、液相中の� �質が乾固し、微細加工溝12の表面をコーティ ングする。溶媒交換したいときには、新たな 溶媒を流路13に導入し、乾固した溶質を溶媒� ��溶解させればよい。溶媒交換後の液相を取� ��出すためには、流路13の全体を液相で満た� �。

 以上のように、マイクロチップ10上での� �効率での蒸発操作が実現されるため、溶媒� �換あるいは蒸留操作などの蒸発操作を伴う� �程の集積化が可能となる。

 本実施形態のマイクロチップ10は、マイ� �ロ化学システムの蒸発操作に用いることが� �きるが、特に、PETに用いられるFDG(18F-fluorodeo xy glucose)などの放射性化学物質溶液の合成に 好適に用いることができる。放射性化学物質 溶液の合成は通常多段階で実施される。放射 性前駆体が液体の場合、水溶液の形で供給さ れるが、有機反応(特に標識反応)は水をきら� ��無水反応であることが多く、有機反応を行� ��せるためには、水溶液を有機溶媒溶液に交� ��しなければならない。また、人体などに投� ��する薬剤は最終的に水溶液であるので、再� ��、有機溶媒溶液から水溶液に交換する必要� ��ある。これらの溶媒交換は、微細加工溝12� �おける蒸発操作による溶媒除去の後、交換� �たい溶液を微細加工溝12に導入して行われる 。溶媒交換後に加熱すれば、放射性化学物質 溶液の溶質と反応させることができる。本実 施形態のマイクロチップ10を用いれば、放射� ��化学物質溶液の合成のための溶媒交換がマ� ��クロチップ10上で可能になる。

 また、微細加工溝12における放射性化学� �質溶液の蒸留操作の後、蒸留した気体を溶� �又は溶液に回収して放射性化学物質溶液を� �てもよい。

 図3は、微細加工溝12の断面形状の他の例� ��示す。微細加工溝12の断面形状は、図3(a)に� ��されるように円形状でもよいし、図3(b)に示 されるように四角形状でもよいし、図3(c)に� �されるように三角形状でもよい。ただし、� �管現象によって液相を分散させることがで� �る寸法である必要がある。

 なお、液相に極性溶媒を用いる場合、気� ��の流路13に疎水処理をし、プール部である� �細加工溝12に親水処理をし、液相が気相の流 路13に行かないようにしてもよい。また、液� ��に無極性溶媒を用いる場合、気相の流路13� �親水処理をし、プール部である微細加工溝12 に疎水処理をし、液相が気相の流路13に行か� ��いようにしてもよい。親水処理には、サン� ��ブラスト処理、酸素プラズマ処理、酸化チ� ��ン粒子による超親水処理などを挙げること� ��でき、疎水処理には、フッ素コート、ODS(Oct aDecylSilyl)等のシランカップリング剤による表 面処理などを挙げることができる。