JP2020054248A - Droplets generator - Google Patents

Droplets generator Download PDF

Info

Publication number
JP2020054248A
JP2020054248A JP2018185423A JP2018185423A JP2020054248A JP 2020054248 A JP2020054248 A JP 2020054248A JP 2018185423 A JP2018185423 A JP 2018185423A JP 2018185423 A JP2018185423 A JP 2018185423A JP 2020054248 A JP2020054248 A JP 2020054248A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
space
diameter
droplet
generation device
side wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018185423A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
久子 元木
Hisako Motoki
久子 元木
尚史 海老澤
Hisafumi Ebisawa
尚史 海老澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2018185423A priority Critical patent/JP2020054248A/en
Publication of JP2020054248A publication Critical patent/JP2020054248A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

To provide a compact droplets generator capable of reducing a dispersion phase which is residual without transmitting a porous film.SOLUTION: A droplets generator disclosed in this specification is a cylindrical droplets generator comprising: a first space which is surrounded by a sidewall and has a first diameter; a second space which is surrounded by a sidewall and has a second diameter smaller than the first diameter; a third space whose diameter is reduced from the first space toward the second space and which is surrounded by a sidewall; and a generating part which is provided so as to contact the sidewall forming the second space and generates the droplets. The second diameter is equal to or shorter than the diameter forming the third space.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書の開示は、液滴生成装置に関する。   The disclosure herein relates to a droplet generation device.

多孔質膜を介し液体を一定の圧力で押し出すことにより、連続相中に分散相を生成する直接膜乳化法が知られている。この製法により生成されるエマルジョンを用いて内部に含まれる対象物の濃度分析を行う場合には、定量分析における信頼性の観点からエマルジョンは多く生成されることが望ましい。   There is known a direct membrane emulsification method in which a liquid is extruded at a constant pressure through a porous membrane to generate a dispersed phase in a continuous phase. When analyzing the concentration of an object contained therein using the emulsion produced by this production method, it is desirable that a large number of emulsions be produced from the viewpoint of reliability in quantitative analysis.

特許第3242776号Patent No. 3242776

しかしながら、一度に生成できるエマルジョンの量は多孔質膜を大きくすることにより増加させることができる一方で、多孔質膜を大きくすると膜を透過せずに残存する分散相も増えてしまうという課題があった。   However, while the amount of emulsion that can be produced at one time can be increased by increasing the size of the porous membrane, there is a problem that increasing the size of the porous membrane increases the amount of the dispersed phase that does not pass through the membrane and remains. Was.

さらに、液体の量を変えずに多孔質膜を小さくしようとすると、容器の形状が高さ方向に大型化してしまうため好ましくなかった。   Further, if the size of the porous membrane is reduced without changing the amount of the liquid, the shape of the container is undesirably increased in the height direction.

本明細書の開示は、上記課題に鑑み、小型且つ多孔質膜を透過せずに残存する分散相を低減することが可能な液滴生成装置の提供を目的の一つとする。   In view of the above problems, it is an object of the disclosure of the present specification to provide a droplet generation apparatus that is small and capable of reducing the remaining dispersed phase without passing through a porous membrane.

なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本明細書の開示の他の目的の一つとして位置付けることができる。   The present invention is not limited to the above-described object, and it is an operation effect derived from each configuration shown in the embodiment for carrying out the invention described later, and also has an operation effect that cannot be obtained by the conventional technology. It can be positioned as one of the other purposes.

本明細書に開示の液滴生成装置は、筒状の液滴生成装置であって、側壁で囲まれた第1の径を有する第1の空間と、側壁で囲まれた前記第1の径よりも小さい第2の径を有する第2の空間と、前記第1の空間から前記第2の空間に向かって縮径している側壁で囲まれた第3の空間と、前記第2の空間を形成する側壁に接するように設けられた、前記液滴を生成する生成部と、を備え、前記第2の径は前記第3の空間を形成する径以下の長さであることを特徴とする。   The droplet generation device disclosed in the present specification is a cylindrical droplet generation device, wherein a first space having a first diameter surrounded by a side wall, and the first diameter surrounded by a side wall. A second space having a smaller second diameter, a third space surrounded by a side wall decreasing in diameter from the first space toward the second space, and the second space. And a generation unit that generates the droplet, which is provided so as to be in contact with the side wall that forms the third space, wherein the second diameter is equal to or less than the diameter that forms the third space. I do.

本明細書の開示によれば、小型且つ多孔質膜を透過せずに残存する分散相を低減することが可能な液滴生成装置を提供することができる。   According to the disclosure of the present specification, it is possible to provide a droplet generation apparatus that is small and capable of reducing the remaining dispersed phase without permeating the porous membrane.

本実施形態に係る液滴生成装置の外観の一例を示す図The figure which shows an example of the external appearance of the droplet generation apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態における液滴生成を行う手順の一例を示す図FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a procedure for performing droplet generation in the present embodiment. 本実施形態に係る液滴生成装置および容器の一体化した一例を示す図The figure which shows an example in which the droplet generation apparatus and container which concern on this embodiment were integrated 本実施形態に係る液滴生成装置の生成部の大きさと残存する水相の関係の一例を示す図The figure which shows an example of the relationship between the magnitude | size of the production | generation part of the droplet generation apparatus which concerns on this embodiment, and the remaining aqueous phase. 本実施形態に係る液滴生成装置内部の空間の構成の一例を示す図The figure which shows an example of the structure of the space inside the droplet generation apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る液滴生成装置を傾けた場合の一例を示す図The figure which shows an example at the time of inclining the droplet generation apparatus which concerns on this embodiment.

以下に、図面を参照しながら、本明細書の開示に係る画像処理装置の実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment of an image processing apparatus according to the present disclosure will be described with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated example.

<実施形態1>
本実施形態に係る液滴生成装置は、エマルジョンの生成に用いられる液滴生成装置である。具体的には、例えば、油中水型エマルジョンを反応場としてサンプル中に含まれる化合物や粒子といった分析対象物を分析する核酸試料デジタルPCR(dPCR:digital Polymerase Chain Reaction)法で用いることができる。デジタルPCR法では、分析の対象とする核酸を含む試料を、核酸を増幅するための増幅試薬、核酸を検出するための蛍光試薬などと混合して希釈し、物理的に独立した多数の反応場に分割する。エマルジョンに含まれるそれぞれの液滴はデジタルPCR法において反応場として用いられることがある。そして、多数の反応場(液滴)のそれぞれにおいて独立にPCRが行われ、核酸が増幅される。増幅後に蛍光試薬により核酸を検出し、当該蛍光試薬のシグナルが検出された反応場の数(陽性反応場数)と、増幅後にシグナルが検出されなかった反応場の数(陰性反応場数)とに基づいて、試料中の核酸の濃度を推定することができる。
<First embodiment>
The droplet generation device according to the present embodiment is a droplet generation device used for generating an emulsion. Specifically, for example, it can be used in a nucleic acid sample digital PCR (dPCR: digital Polymerase Chain Reaction) method in which a water-in-oil emulsion is used as a reaction field to analyze an analyte such as a compound or a particle contained in a sample. In the digital PCR method, a sample containing a nucleic acid to be analyzed is mixed and diluted with an amplification reagent for amplifying the nucleic acid, a fluorescent reagent for detecting the nucleic acid, and the like. Divided into Each droplet contained in the emulsion may be used as a reaction field in a digital PCR method. Then, PCR is independently performed in each of a large number of reaction fields (droplets), and the nucleic acid is amplified. Nucleic acid is detected by a fluorescent reagent after amplification, and the number of reaction fields where a signal of the fluorescent reagent is detected (the number of positive reaction fields) and the number of reaction fields where no signal is detected after the amplification (number of negative reaction fields) are determined. Thus, the concentration of the nucleic acid in the sample can be estimated.

以下に示す実施形態は、いずれも液滴生成装置を用いたエマルジョンの生成方法を説明するための一例にすぎず、本明細書の開示は実施形態に限定されるものではない。   Each of the embodiments described below is merely an example for describing a method of generating an emulsion using a droplet generation device, and the disclosure in this specification is not limited to the embodiments.

図1は、本実施形態に係る液滴生成装置100の構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a droplet generation device 100 according to the present embodiment.

図1(a)は、液滴生成装置100の平面図である。図1(b)は、液滴生成装置100のA−A断面を示す断面図である。なお、図1(a)において側壁の厚みは省略して図示する。   FIG. 1A is a plan view of the droplet generation device 100. FIG. FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating an A-A cross section of the droplet generation device 100. In FIG. 1A, the thickness of the side wall is omitted.

以下、図1(b)を用いて液滴生成装置100の構成を説明する。   Hereinafter, the configuration of the droplet generation device 100 will be described with reference to FIG.

液滴生成装置100は、液滴に含まれる対象物の定量分析に用いられる液滴を生成する。液滴生成装置100は、試料の状態が確認できる透明な材料であるガラス、ポリカーボネート樹脂(PC)、シクロオレフィンポリマー樹脂(COP)、アクリル樹脂(PMMA)、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリジメチルシロキサン樹脂(PDMA)などが好ましい。また、本実施形態において液滴生成装置100は円筒状の装置として説明を行うが、形状に関しても上記に限定されず例えば角筒状でもよい。なお、本実施形態において液滴生成装置100は、x方向(水平方向)に開口を有するように用いることを想定する。しかし、y方向(鉛直方向)に90°傾けた状態で用いてもよい。この場合、液滴生成装置100はy方向(鉛直方向)に開口を有していると考える。   The droplet generation device 100 generates a droplet used for quantitative analysis of an object included in the droplet. The droplet generation device 100 is made of a transparent material such as glass, polycarbonate resin (PC), cycloolefin polymer resin (COP), acrylic resin (PMMA), polyvinyl chloride resin (PVC), and polyethylene terephthalate, which can be used to check the state of the sample. Resin (PET), polydimethylsiloxane resin (PDMA) and the like are preferable. Further, in the present embodiment, the droplet generation device 100 will be described as a cylindrical device, but the shape is not limited to the above, and may be, for example, a rectangular tube. In the present embodiment, it is assumed that the droplet generation device 100 is used so as to have an opening in the x direction (horizontal direction). However, it may be used in a state where it is inclined by 90 ° in the y direction (vertical direction). In this case, it is considered that the droplet generation device 100 has an opening in the y-direction (vertical direction).

第1の空間101は、液滴生成装置100の内部の空間のうち、液滴を生成するための液体が注入可能な第1の径110を有する開口部に面した空間である。なお、液滴生成装置100が、角筒状だった場合は、長辺を第1の径110としてもよい。   The first space 101 is a space facing an opening having a first diameter 110 into which a liquid for generating a droplet can be injected, of the space inside the droplet generation device 100. In addition, when the droplet generation device 100 has a rectangular cylindrical shape, the long side may be the first diameter 110.

第2の空間102は、第1の径110よりも小さい第2の径120を有する開口部に面した空間である。なお、液滴生成装置100が、角筒状だった場合は、長辺を第2の径120としてもよい。   The second space 102 is a space facing an opening having a second diameter 120 smaller than the first diameter 110. When the droplet generation device 100 has a rectangular cylindrical shape, the long side may be the second diameter 120.

第3の空間103は、第1の空間101と第2の空間102の間の空間であり、第1の径110以下かつ第2の径120以上の径で、第1の空間から第2の空間に向かって縮径した側壁で囲まれた空間である。なお、第3の空間を形成する側壁は必ずしも連続的に縮径していなくてもよく、段差状に断続的に縮径するような形状でもよい。   The third space 103 is a space between the first space 101 and the second space 102, and has a diameter equal to or smaller than the first diameter 110 and equal to or larger than the second diameter 120, and is a second space from the first space. It is a space surrounded by side walls whose diameter is reduced toward the space. Note that the side wall forming the third space does not necessarily have to be continuously reduced in diameter, and may have a shape in which the diameter is reduced intermittently in a stepped manner.

生成部104は、第2の空間102を形成する側壁に接するように設けられている。生成部104は、複数の孔を有しており、第1の径110を有する開口部から注入された液体が複数の孔を透過することでエマルジョン、すなわち液滴が生成される。以下、エマルジョンを液滴と記載する。生成部104は、膜状の部材に孔が複数2次元的に配置された部材であり、連続気泡の多孔質体や、繊維を縦横に配置したメッシュ、単一部材に貫通孔を配置したマイクロチャンネルなどが使用される。なお、本実施形態における生成部104は、乳化膜であることが望ましい。さらに、油中水型エマルジョンを安定的に生成するためには、表面状態は撥水性のものが好ましい。また、生成部104として使用される物質の孔の直径は、およそ20[μm]であると望ましいが上記に限定されない。   The generation unit 104 is provided so as to be in contact with a side wall forming the second space 102. The generation unit 104 has a plurality of holes, and the liquid injected from the opening having the first diameter 110 passes through the plurality of holes to generate an emulsion, that is, a droplet. Hereinafter, the emulsion is referred to as a droplet. The generation unit 104 is a member in which a plurality of holes are two-dimensionally arranged in a film-like member, a porous body of open cells, a mesh in which fibers are arranged vertically and horizontally, and a microstructure in which a through-hole is arranged in a single member. Channels and the like are used. Note that the generation unit 104 in the present embodiment is desirably an emulsified film. Further, in order to stably produce a water-in-oil emulsion, the surface state is preferably water-repellent. The diameter of the hole of the substance used as the generation unit 104 is preferably about 20 [μm], but is not limited thereto.

角度105は、第3の空間を形成する側壁がx平面に対して成す角を示している。   The angle 105 indicates an angle formed by the side wall forming the third space with respect to the x plane.

次に図2を用いて本実施形態における液滴生成方法の全体の処理を説明する。   Next, the overall processing of the droplet generation method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図2(a)の工程では、水相注入手段201を用いて液滴生成装置100に分散相となる水相を充填する。本実施形態の工程で生成される液滴が、例えば液滴内に含まれる対象物の濃度分析に用いられる場合、水相は例えば反応液で構成される。反応液は水と試料と増幅試薬と蛍光試薬とを含有する。ここでいう試料とは、検体そのものであってもよいし、検体に対して精製や濃縮、分析対象物の化学修飾や断片化など、分析のための前処理や調整を施したものであってもよい。分析対象物は、例えば、核酸、ペプチド、タンパク質、酵素などが挙げられ、これらが共存していてもよい。分析対象物は、核酸、ペプチド、タンパク質、酵素の少なくともいずれかが共有結合等で結合または付着した分子、マイクロ粒子、ナノ粒子、さらにはウイルス、細菌、細胞などであってもよい。なお、反応液の構成は上記に限定されず、水相は反応液でなくてもよい。水相注入手段201には、シリンジ等の所定の容量の液体を吐出する手段や、流路内の空気を加圧または減圧するポンプやポンプとバルブの組み合わせなどを用いることができる。すなわち、水相注入手段201は、液滴生成装置100内に水相を注入できる機能を有する任意の手段により実現される。   In the step of FIG. 2A, the aqueous phase serving as the dispersed phase is filled in the droplet generation device 100 using the aqueous phase injection means 201. When the droplet generated in the process of the present embodiment is used, for example, for analyzing the concentration of an object contained in the droplet, the aqueous phase is composed of, for example, a reaction liquid. The reaction solution contains water, a sample, an amplification reagent, and a fluorescent reagent. The sample referred to here may be the sample itself or a sample that has been subjected to pretreatment or adjustment for analysis, such as purification or concentration, chemical modification or fragmentation of the analyte, and the like. Is also good. The analytes include, for example, nucleic acids, peptides, proteins, enzymes and the like, which may be present together. The analyte may be a molecule, a microparticle, a nanoparticle, or a virus, a bacterium, a cell, or the like, in which at least one of a nucleic acid, a peptide, a protein, and an enzyme is bound or attached by a covalent bond or the like. The configuration of the reaction solution is not limited to the above, and the aqueous phase may not be the reaction solution. As the aqueous phase injecting means 201, a means such as a syringe for discharging a predetermined volume of liquid, a pump for pressurizing or depressurizing the air in the flow path, or a combination of a pump and a valve can be used. That is, the aqueous phase injecting means 201 is realized by any means having a function of injecting an aqueous phase into the droplet generation device 100.

また、本工程において注入される水相は極力分裂していないことが望ましいため、水相注入手段201により液滴生成装置100に近い位置から水相を注入することが望ましい。   In addition, since the water phase injected in this step is preferably not split as much as possible, it is preferable that the water phase is injected from the position close to the droplet generation device 100 by the aqueous phase injection means 201.

次に、不図示の油相注入手段を用いて容器202に連続相となる油相を充填する。油相は、油と界面活性剤とを含む。油相は水相と相溶せず分離する溶剤から成り、典型的には脂肪族炭化水素やシリコーンオイル等のオイルから成る。油相注入手段には、シリンジ等の所定の容量の液体を吐出する手段や、流路内の空気を加圧または減圧するポンプやポンプとバルブの組み合わせなどを用いることができる。すなわち、油相注入手段は、液滴生成装置100内に油を注入できる機能を有する任意の手段により実現される。   Next, the container 202 is filled with an oil phase to be a continuous phase using an oil phase injection means (not shown). The oil phase contains an oil and a surfactant. The oil phase comprises a solvent which is incompatible with and separates from the aqueous phase, and typically comprises an oil such as an aliphatic hydrocarbon or silicone oil. As the oil phase injecting means, a means such as a syringe for discharging a predetermined volume of liquid, a pump for pressurizing or depressurizing the air in the flow path, a combination of a pump and a valve, and the like can be used. That is, the oil phase injection means is realized by any means having a function of injecting oil into the droplet generation device 100.

なお、液滴生成装置100に水相を注入する工程と、容器202に油相を注入する工程の順序はいずれが先でもよい。具体的には例えば、容器202に油相を注入した後にそこに液滴生成装置100を浸し、その後水相を注入してもよいし、液滴生成装置100に水相をあらかじめ注入した後で油相が入った容器202に浸してもよい。   The order of the step of injecting the aqueous phase into the droplet generation device 100 and the step of injecting the oil phase into the container 202 may be any order. Specifically, for example, after injecting the oil phase into the container 202, the droplet generation device 100 may be immersed therein, and then the aqueous phase may be injected, or after the aqueous phase is previously injected into the droplet generation device 100, It may be immersed in the container 202 containing the oil phase.

なお、この工程において、油相は少なくとも生成部104が油相に浸かる程度の量が注入されることが望ましい。しかし、油相が注入される量は上記に限定されない。   In this step, it is desirable that the oil phase be injected at least in such an amount that the generating section 104 is immersed in the oil phase. However, the amount of the oil phase injected is not limited to the above.

また、液滴を生成する液滴生成装置100と、生成した液滴を保持する容器202は別体としたが、図3のように保持部が一体となったカートリッジ形状でもよい。   Further, although the droplet generation device 100 that generates droplets and the container 202 that holds the generated droplets are separate bodies, a cartridge shape in which the holding unit is integrated as shown in FIG. 3 may be used.

図2(b)の工程では、駆動手段205が開口部から液滴生成装置100内を加圧することにより、液滴生成装置100内に充填された水相を駆動させる。すると、生成部104上面に充填された水相が生成部104を透過し液滴が生成される。   In the step of FIG. 2B, the driving unit 205 pressurizes the inside of the droplet generation device 100 from the opening to drive the aqueous phase filled in the droplet generation device 100. Then, the aqueous phase filled on the upper surface of the generator 104 passes through the generator 104 to generate droplets.

なお、駆動手段205は油相注入手段(不図示)もしくは水相注入手段201を用いてもよいし、これらとは異なる手段を新たに用いてもよい。すなわち、駆動手段は圧力を加えることで液体の駆動が可能な手段であれば種々の手段を用いることができる。   The driving means 205 may use an oil phase injecting means (not shown) or an aqueous phase injecting means 201, or may use another means different from these. That is, various means can be used as the driving means as long as the liquid can be driven by applying pressure.

また、駆動手段205には耐圧栓をつけることで圧力の抜け漏れを防ぐことができるが、耐圧栓は必ずしも必要ではない。   Further, by attaching a pressure-resistant plug to the driving means 205, it is possible to prevent the pressure from leaking out, but the pressure-resistant plug is not always necessary.

この工程において、図4に示すように生成部104の面積が大きいとそれに伴って生成部104を透過せずに残存する水相の量が多くなってしまうため生成部104は小さい方が望ましい。しかし、定量分析の観点から生成部104上に保持される水相の量を減少させることは好ましくないため、生成部104を小さくすることにより狭まったx方向の長さ分をy方向に長くする必要がある。一方で、y方向にのみ長くすると液滴生成装置100が一方向に大型化してしまう。そのため図1(b)に示すように生成部104に面する第2の空間102上にx方向とy方向の2軸で第2の空間102よりも大きい第1の空間101を有するような形状の構成とする。すなわち、x方向において第1の径110は第2の径120に比べて長く、y方向において第1の空間101の高さは第2の空間102の高さに比べて高い。また、生成部104と第2の空間102を形成する側壁との成す角は90°であることが望ましい。そして、第1の空間101と第2の空間102の間には第1の径110と第2の径120の間の長さで連続して縮径する側壁で形成された第3の空間103を設ける。すなわち、第1の径110は第3の空間103を形成する径以上の長さであり、第2の径120は第3の空間103を形成する径以下の長さである。上記によれば、第1の径110と第2の径120とでx方向の長さに差があったとしても第3の空間103を形成する側壁がテーパーとなるため液滴が残存する可能性を低減することができる。具体的には、図5(a)のように第3の空間103を設けた場合には、側壁に水相が付着してしまった場合でも生成部104上に落下させることができる。しかし、図5(b)のように第1の空間101と第2の空間102との間に第3の空間103を設けなかった場合には、水相を生成部104上に落下させることができないため残存する可能性がある。   In this step, as shown in FIG. 4, if the area of the generating unit 104 is large, the amount of the aqueous phase that does not pass through the generating unit 104 and remains therewith increases. However, from the viewpoint of quantitative analysis, it is not preferable to reduce the amount of the aqueous phase held on the generating unit 104, and thus, by reducing the size of the generating unit 104, the length of the narrowed x direction is increased in the y direction. There is a need. On the other hand, if the length is increased only in the y direction, the size of the droplet generation device 100 increases in one direction. Therefore, as shown in FIG. 1B, a shape having a first space 101 larger than the second space 102 in two axes in the x direction and the y direction on the second space 102 facing the generation unit 104, as shown in FIG. Configuration. That is, the first diameter 110 is longer than the second diameter 120 in the x direction, and the height of the first space 101 is higher than the height of the second space 102 in the y direction. Further, it is desirable that the angle formed between the generation unit 104 and the side wall forming the second space 102 is 90 °. A third space 103 formed between the first space 101 and the second space 102 by a side wall continuously reduced in length between the first diameter 110 and the second diameter 120. Is provided. That is, the first diameter 110 is longer than the diameter forming the third space 103, and the second diameter 120 is shorter than the diameter forming the third space 103. According to the above, even if there is a difference in the length in the x direction between the first diameter 110 and the second diameter 120, the droplets can remain because the side wall forming the third space 103 is tapered. Performance can be reduced. Specifically, when the third space 103 is provided as shown in FIG. 5A, even when the aqueous phase has adhered to the side wall, it can be dropped on the generation unit 104. However, when the third space 103 is not provided between the first space 101 and the second space 102 as shown in FIG. 5B, the aqueous phase may drop onto the generation unit 104. It may not be possible to remain.

したがって、上記の観点から本明細書に開示の液滴生成装置100内部の連通する一つの空間は少なくとも3つの空間から構成されることが望ましい。また、第3の空間103を形成する側壁がx平面(水平面)に対して成す角105は5°以上であることが望ましい。なお、液滴生成装置100内部の連通する一つの空間の形状は上記に限定されず、残存する水相を低減しつつ所望の方向に液滴生成装置100を小型化できる構成であればよい。例えば、液滴生成装置200をより薄型化したい場合には、第1の空間101のx方向の長さをより長くし、y方向の長さを短くする。   Therefore, from the above viewpoint, it is desirable that one communicating space inside the droplet generating apparatus 100 disclosed in the present specification is constituted by at least three spaces. Further, it is desirable that the angle 105 formed by the side wall forming the third space 103 with respect to the x plane (horizontal plane) is 5 ° or more. The shape of one communicating space inside the droplet generation device 100 is not limited to the above, and any configuration may be used as long as the size of the droplet generation device 100 can be reduced in a desired direction while reducing the remaining aqueous phase. For example, when it is desired to make the droplet generation device 200 thinner, the length of the first space 101 in the x direction is made longer and the length of the first space 101 in the y direction is made shorter.

上記によれば、生成部104の面積を小さくし、且つ連通する一つの空間をテーパーを含む少なくとも3つの空間で構成することにより、残存する液体を低減しつつ液滴生成装置100を低減することができる。また、図6に示すように第2の径120および生成部104の面積を小さくすることにより液滴生成装置100が傾いた場合でも、油相が流れるパスができにくいため効率的に液滴を生成することができる。   According to the above, by reducing the area of the generation unit 104 and configuring one communicating space with at least three spaces including a taper, it is possible to reduce the droplet generation apparatus 100 while reducing the remaining liquid. Can be. Also, as shown in FIG. 6, even when the droplet generation device 100 is inclined by reducing the area of the second diameter 120 and the generation unit 104, it is difficult to form a path through which the oil phase flows, so that the droplets can be efficiently discharged. Can be generated.

100 液滴生成装置
101 第1の空間
102 第2の空間
103 第3の空間
104 生成部
110 第1の径
120 第2の径
REFERENCE SIGNS LIST 100 droplet generation device 101 first space 102 second space 103 third space 104 generation unit 110 first diameter 120 second diameter

Claims (12)

筒状の液滴生成装置であって、
側壁で囲まれた第1の径を有する第1の空間と、
側壁で囲まれた前記第1の径よりも小さい第2の径を有する第2の空間と、
前記第1の空間から前記第2の空間に向かって縮径している側壁で囲まれた第3の空間と、
前記第2の空間を形成する側壁に接するように設けられた、前記液滴を生成する生成部と、
を備え、
前記第2の径は前記第3の空間を形成する径以下の長さであることを特徴とする液滴生成装置。
A cylindrical droplet generating device,
A first space having a first diameter surrounded by a side wall;
A second space surrounded by a side wall and having a second diameter smaller than the first diameter;
A third space surrounded by a side wall that is reduced in diameter from the first space toward the second space;
A generator configured to generate the droplet, provided to be in contact with a side wall forming the second space;
With
The droplet generating apparatus according to claim 1, wherein the second diameter is equal to or less than a diameter forming the third space.
前記第3の空間は、連続して縮径している側壁で囲まれた空間であることを特徴とする請求項1に記載の液滴生成装置。   The apparatus according to claim 1, wherein the third space is a space surrounded by side walls that are continuously reduced in diameter. 前記第3の空間は、断続的に縮径している側壁で囲まれた空間であることを特徴とする請求項1に記載の液滴生成装置。   The apparatus according to claim 1, wherein the third space is a space surrounded by side walls whose diameter is reduced intermittently. 前記第1の空間は、前記液滴となる液体を注入可能な開口に面していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液滴生成装置。   4. The droplet generation device according to claim 1, wherein the first space faces an opening into which the liquid serving as the droplet can be injected. 5. 前記連通する一つの空間は前記3つの空間で形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液滴生成装置。   5. The droplet generation device according to claim 1, wherein the one communicating space is formed by the three spaces. 6. 前記生成部と、前記第2の空間を形成する側壁との成す角は90°であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の液滴生成装置。   The droplet generation device according to any one of claims 1 to 5, wherein an angle formed by the generation unit and a side wall forming the second space is 90 °. 前記液滴生成装置は、前記液滴に含まれる対象物の分析に用いられることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の液滴生成装置。   The droplet generation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the droplet generation device is used for analyzing an object included in the droplet. 前記液滴生成装置は、デジタルPCR(Polymerase Chain Reaction)法で用いられることを特徴とする請求項7に記載の液滴生成装置。   The droplet generation device according to claim 7, wherein the droplet generation device is used in a digital PCR (Polymerase Chain Reaction) method. 鉛直方向において前記第1の空間の高さは前記第2の空間の高さに比べて高いことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の液滴生成装置。   9. The droplet generation device according to claim 1, wherein a height of the first space in the vertical direction is higher than a height of the second space. 10. 前記生成部は、多孔質膜を含むことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の液滴生成装置。   10. The droplet generation device according to claim 1, wherein the generation unit includes a porous film. 前記第3の空間を形成する側壁が水平面に対して成す角は5°以上であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の液滴生成装置。   The droplet generation device according to claim 1, wherein an angle formed by a side wall forming the third space with respect to a horizontal plane is 5 ° or more. 液滴を生成する生成部が設けられた筒状の部材と、前記液滴を保持する保持部とを備えた液滴生成装置であって、
前記部材は、側壁で囲まれた第1の径を有する第1の空間と、側壁で囲まれた前記第1の径よりも小さい第2の径を有し、かつ前記生成部が側壁に接するように設けられた第2の空間と、前記第1の空間から前記第2の空間に向かって縮径している側壁で囲まれた第3の空間とを少なくとも内部に有し、前記第2の径は前記第3の空間を形成する径以下の長さであることを特徴とする液滴生成装置。
A droplet generating apparatus including a cylindrical member provided with a generation unit that generates a droplet, and a holding unit that holds the droplet,
The member has a first space surrounded by a side wall and having a first diameter, and a second diameter smaller than the first diameter surrounded by the side wall, and the generation unit contacts the side wall. And a third space surrounded by a side wall whose diameter is reduced from the first space toward the second space, at least inside the second space. Wherein the diameter of the droplet is less than or equal to the diameter forming the third space.
JP2018185423A 2018-09-28 2018-09-28 Droplets generator Pending JP2020054248A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018185423A JP2020054248A (en) 2018-09-28 2018-09-28 Droplets generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018185423A JP2020054248A (en) 2018-09-28 2018-09-28 Droplets generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020054248A true JP2020054248A (en) 2020-04-09

Family

ID=70105392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018185423A Pending JP2020054248A (en) 2018-09-28 2018-09-28 Droplets generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020054248A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mashaghi et al. Droplet microfluidics: A tool for biology, chemistry and nanotechnology
US10780413B2 (en) High-speed on demand microfluidic droplet generation and manipulation
JP6316369B2 (en) Microfluidic device
Liu et al. Microfluidic systems for biosensing
JP5903067B2 (en) In vitro evolution within microfluidic systems
JP4953044B2 (en) Method and apparatus for forming lipid bilayer membrane
US10576471B2 (en) Fluidics cartridge for use in the vertical or substantially vertical position
Li et al. Using a multijunction microfluidic device to inject substrate into an array of preformed plugs without cross-contamination: comparing theory and experiments
US20090209039A1 (en) Method and apparatus for microfluidic injection
GB2464300A (en) Microfluidic multiplexed cellular and molecular analysis device and method
JP2009128206A (en) Planar lipid-bilayer membrane array using microfluid and analysis method with use of the planar lipid-bilayer membrane
JP6668336B2 (en) Method and apparatus for separating immiscible liquids and effectively isolating at least one liquid
US20180196059A1 (en) Method for detecting biological substance
Shiomi et al. Liposome-based liquid handling platform featuring addition, mixing, and aliquoting of femtoliter volumes
Ho et al. Mechanically activated artificial cell by using microfluidics
Pompano et al. Control of initiation, rate, and routing of spontaneous capillary-driven flow of liquid droplets through microfluidic channels on SlipChip
Ota et al. Generation of femtoliter reactor arrays within a microfluidic channel for biochemical analysis
Arrabito et al. Oil-in-water fl droplets by interfacial spontaneous fragmentation and their electrical characterization
Desmarais et al. Microfabricated devices for biomolecule encapsulation
EP3570979A1 (en) Microfluidic system and method with tightly controlled incubation time and conditions
JP2020054248A (en) Droplets generator
Kim et al. Deterministic bead-in-droplet ejection utilizing an integrated plug-in bead dispenser for single bead–based applications
JP7187240B2 (en) Droplet generating device, droplet generating method and program
Zhang et al. Microdroplet operations in polymeric microtubes
JP2019211254A (en) cartridge