FR2960798A1

FR2960798A1 - Microfluidic device for nebulization of liquid of interest i.e. aerosol, inhaled by patient in medical field, has liquid transporting unit conveying liquid of interest to liquid supplying orifice via lateral channel

Info

Publication number: FR2960798A1
Application number: FR1054441A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Sarrut; Frederic Chartier; Valerie Geertsen
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2011-12-09

Abstract

The device has a lateral channel (30) for sending liquid of interest. The lateral channel includes a liquid supplying orifice (31) located in downstream a gas ejection orifice (11) for ejecting gas along gas flow direction and extension of a gas supplying central channel (10). A liquid transporting unit conveys the liquid of interest to the liquid supplying orifice via the lateral channel, where fluidic interaction between the liquid of interest and the ejected gas at the level of gas/liquid interface causes nebulization of the liquid of interest. Independent claims are also included for the following: (1) an elements analyzing system comprising an analyzing unit for analyzing aerosol (2) a method for nebulization of liquid.

Description

DISPOSITIF MICROFLUIDIQUE ET PROCÉDÉ DE NÉBULISATION D'UN LIQUIDE D'INTÉRÊT. DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine général 10 de la nébulisation de liquide, et porte sur un dispositif microfluidique et un procédé de nébulisation d'un liquide d'intérêt. Le dispositif microfluidique de nébulisation trouve une application notamment dans les systèmes 15 d'analyse élémentaire et/ou isotopique d'analytes éventuellement présents dans un liquide, telle que la spectrométrie de masse à source plasma à couplage inductif (ICP-MS, pour « Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry » en anglais) ou la spectrométrie 20 d'émission atomique à source plasma à couplage inductif (ICP-AES pour « Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry » en anglais). ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE 25 Dans de nombreux domaines industriels, on cherche à transformer un liquide d'intérêt initialement en phase continue en un aérosol et à éjecter celui-ci dans un milieu donné. C'est le cas notamment dans le domaine 30 pharmaceutique et médical où l'on peut chercher à5 produire et projeter sous forme d'aérosol un liquide médicamenteux destiné à être inhalé par un patient, ou dans le domaine cherche à atomiser de combustion. C'est également l'analyse élémentaire éventuellement présentsmoteurs à combustion où l'on liquide dans la chambre MICROFLUIDIC DEVICE AND METHOD FOR NEBULIZING A LIQUID OF INTEREST TECHNICAL FIELD The present invention relates to the general field of liquid nebulization, and relates to a microfluidic device and a method of nebulizing a liquid of interest. The microfluidic nebulizing device finds application particularly in the systems of elemental and / or isotopic analysis of analytes possibly present in a liquid, such as inductively coupled plasma source mass spectrometry (ICP-MS, for "Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry "or Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES). STATE OF THE PRIOR ART In many industrial fields, it is sought to transform a liquid of interest initially in the continuous phase into an aerosol and to eject it in a given medium. This is particularly the case in the pharmaceutical and medical field where it can be sought to produce and spray in aerosol form a medicinal liquid intended to be inhaled by a patient, or in the field seeks to atomize combustion. It is also the elementary analysis possibly present combustion engines where it is liquid in the room

le cas dans le domaine de et/ou isotopique d'analytes dans un liquide, telle que la des un carburant spectrométrie de 10 inductif (ICP-MS, Mass Spectrometry masse à source plasma à couplage « Inductively Coupled Plasma anglais) ou la spectrométrie pour » en d'émission atomique à source plasma à couplage inductif (ICP-AES pour « Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry » en anglais). 15 Ces deux techniques consistent à nébuliser sous forme d'aérosol un échantillon liquide à analyser. L'aérosol est projeté dans un plasma d'argon généré par couplage inductif dans une torche à plasma. Le plasma vaporise les gouttelettes de l'aérosol puis réalise 20 l'atomisation des analytes à détecter, c'est-à-dire la libération des atomes les composant, puis l'excitation et l'ionisation des atomes libérés. Par l'analyse des ions formés (spectrométrie de masse) ou des photons émis (spectrométrie d'émission atomique), on identifie 25 et quantifie les analytes présents dans l'échantillon liquide. L'analyse des ions formés permet également de déterminer la composition isotopique d'un élément. Ces techniques présentent cependant une sensibilité importante vis-à-vis des caractéristiques 30 de l'aérosol généré par le nébuliseur, en particulier la taille moyenne des gouttelettes, l'homogénéité de la distribution en taille de gouttelette, et la directivité de l'aérosol projeté. Les nébuliseurs habituellement utilisés sont de type pneumatique, c'est-à-dire que l'aérosol est formé à partir de l'interaction fluidique entre un jet de gaz de nébulisation et l'échantillon liquide à analyser. Le liquide d'intérêt est éjecté d'un canal central d'alimentation en liquide et cisaillé par un jet de gaz de nébulisation. the case in the field of and / or isotopic analytes in a liquid, such as an inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS, Mass Spectrometry Coupled Coupled Plasma Plasma) or spectrometry for Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES). Both of these techniques consist in nebulizing in the form of an aerosol a liquid sample to be analyzed. The aerosol is projected into an argon plasma generated by inductive coupling in a plasma torch. The plasma vaporizes the droplets of the aerosol and then atomizes the analytes to be detected, that is to say the release of the atoms composing them, then the excitation and ionization of the released atoms. By analyzing formed ions (mass spectrometry) or emitted photons (atomic emission spectrometry), the analytes present in the liquid sample are identified and quantified. The analysis of the ions formed also makes it possible to determine the isotopic composition of an element. These techniques, however, have a significant sensitivity to the characteristics of the aerosol generated by the nebulizer, in particular the average size of the droplets, the homogeneity of the droplet size distribution, and the directivity of the aerosol projected. The nebulizers usually used are of pneumatic type, that is to say that the aerosol is formed from the fluidic interaction between a jet of nebulizing gas and the liquid sample to be analyzed. The liquid of interest is ejected from a central liquid supply channel and sheared by a jet of nebulizing gas.

Le débit de liquide d'intérêt est généralement de l'ordre du millilitre par minute, voire de quelques dizaines de microlitres par minute, ce qui génère un aérosol dont la taille moyenne des gouttelettes est de l'ordre de plusieurs dizaines de microns. Or, seules les gouttelettes dont la taille est sensiblement inférieure à 10pm environ sont vaporisées dans la torche à plasma. Il est alors nécessaire de placer, entre le nébuliseur et la torche à plasma, une chambre de nébulisation dont le rôle est de filtrer les gouttelettes en fonction de leur taille, pour ne transmettre que les plus petites gouttelettes. Le nébuliseur, la chambre à nébulisation et la torche à plasma sont habituellement disposés suivant l'axe principal d'éjection de l'aérosol. Cependant, l'utilisation de la chambre à nébulisation se traduit par une réduction importante de la quantité de liquide d'intérêt introduite dans la torche à plasma. On estime que seuls 2% à 20% de la quantité de liquide éjecté sous forme d'aérosol par nébuliseur sont effectivement vaporisés dans la torche à plasma. Cela s'explique notamment par le fait que, d'une part, les gouttelettes de grandes tailles sont retenues dans la chambre de nébulisation, et d'autre part, seules les gouttelettes dont l'axe de déplacement coïncide sensiblement avec l'axe principal d'éjection sont transmises dans la torche à plasma. Un aérosol faiblement focalisé, c'est-à-dire dont le sens de déplacement des gouttelettes est compris dans un angle solide important, présente un nombre important de gouttelettes retenues par la chambre de nébulisation. La demande internationale WO 2006/131626 décrit un exemple de micronébuliseur pouvant être utilisé dans un spectromètre de masse ICP-MS, représenté sur les figures 1A et 1B. Ce dispositif peut délivrer du liquide d'intérêt à des débits faibles, inférieurs au microlitre par minute. Comme le montre la figure 1A, le micronébuliseur 20 Al présente une symétrie de révolution suivant un axe AP principal d'éjection de l'aérosol. Il comprend un canal central A2 d'alimentation en liquide d'intérêt, sous forme d'une aiguille de nébulisation, qui s'étend suivant l'axe AP principal 25 d'éjection. Le canal central A2 de liquide traverse une chambre A3 d'admission de gaz de nébulisation, qui s'étend de manière concentrique vis-à-vis du canal central A2 de liquide, et débouche par le biais d'un 30 canal concentrique A4 d'éjection de gaz. The flow rate of the liquid of interest is generally of the order of one milliliter per minute, or even a few tens of microliters per minute, which generates an aerosol whose average size of the droplets is of the order of several tens of microns. However, only the droplets whose size is substantially less than 10pm are vaporized in the plasma torch. It is then necessary to place, between the nebulizer and the plasma torch, a nebulization chamber whose role is to filter the droplets according to their size, to transmit only the smallest droplets. The nebulizer, the nebulizing chamber and the plasma torch are usually arranged along the main axis of ejection of the aerosol. However, the use of the nebulization chamber results in a significant reduction in the amount of liquid of interest introduced into the plasma torch. It is estimated that only 2% to 20% of the amount of liquid ejected as a nebulizer aerosol is actually vaporized in the plasma torch. This is explained by the fact that, on the one hand, the large droplets are retained in the nebulization chamber, and on the other hand, only the droplets whose axis of displacement coincides substantially with the main axis ejection are transmitted in the plasma torch. A weakly focused aerosol, that is to say whose direction of displacement of the droplets is included in a large solid angle, has a large number of droplets retained by the nebulizing chamber. International application WO 2006/131626 discloses an example of a microsebulizer that can be used in an ICP-MS mass spectrometer, shown in FIGS. 1A and 1B. This device can deliver liquid of interest at low flow rates, less than one microliter per minute. As shown in FIG. 1A, the microsebulator Al has a symmetry of revolution along a main axis AP of ejection of the aerosol. It comprises a central liquid supply channel A2 of interest, in the form of a nebulizing needle, which extends along the main axis AP ejection. The central liquid channel A2 passes through an atomizing gas inlet chamber A3, which extends concentrically with respect to the central liquid channel A2, and opens via a concentric channel A4 of gas ejection.

Comme le montre la figure 1B, le canal central A2 de liquide et le canal concentrique A4 d'éjection de gaz présentent respectivement un orifice A5 d'expulsion de liquide et un orifice A6 d'expulsion de gaz, le premier étant disposé en aval du second suivant la direction d'écoulement du gaz. Ce micronébuliseur selon l'art antérieur présente cependant un certain nombre d'inconvénients. Ainsi, il est composé d'une pluralité d'éléments structurels sensiblement concentriques dont la qualité d'assemblage présente une influence directe sur les caractéristiques physiques de la nébulisation. En effet, tout défaut d'alignement d'un élément vis-à-vis d'un autre entraîne une modification du positionnement relatif du canal central A2 de liquide vis-à-vis du canal concentrique A4 d'éjection de gaz. L'aérosol généré peut alors présenter des caractéristiques dégradées, notamment en ce qui concerne la taille moyenne des gouttelettes, la distribution en taille de goutte et la focalisation de l'aérosol. Par ailleurs, du fait que le liquide est éjecté du canal central A2 d'alimentation suivant l'axe principal AP d'éjection du dispositif, l'interface liquide/gaz n'est pas cisaillée uniformément par le jet latéral de gaz. En effet, seule la partie latérale de l'interface liquide/gaz, c'est-à-dire la partie de l'interface qui s'étend de manière sensiblement parallèle à l'axe d'éjection AP, est cisaillée par le jet de gaz. La partie aval de l'interface suivant le sens de déplacement du liquide n'est que faiblement cisaillée. As shown in FIG. 1B, the central liquid channel A2 and the gas ejection concentric channel A4 respectively have a liquid expulsion port A5 and a gas expulsion port A6, the first one being disposed downstream of the second in the direction of gas flow. This microsebulator according to the prior art, however, has a number of disadvantages. Thus, it is composed of a plurality of substantially concentric structural elements whose quality of assembly has a direct influence on the physical characteristics of the nebulization. Indeed, any misalignment of one element vis-à-vis another causes a change in the relative positioning of the central channel A2 of liquid vis-à-vis the concentric channel A4 gas ejection. The aerosol generated may then have degraded characteristics, particularly with regard to the average size of the droplets, the droplet size distribution and the focusing of the aerosol. Moreover, because the liquid is ejected from the central supply channel A2 along the main axis AP of ejection of the device, the liquid / gas interface is not sheared uniformly by the side jet of gas. Indeed, only the lateral part of the liquid / gas interface, that is to say the part of the interface which extends substantially parallel to the axis of ejection AP, is sheared by the jet gas. The downstream part of the interface along the direction of displacement of the liquid is only slightly sheared.

Cette différence de taux de cisaillement local le long de l'interface liquide/gaz se traduit par une dispersion de la taille moyenne des gouttelettes formées. En effet, la taille moyenne des gouttelettes est directement corrélée au taux de cisaillement local de l'interface liquide/gaz. Aussi, l'utilisation d'une chambre de nébulisation, disposée entre le nébuliseur et la torche à plasma, reste nécessaire, ce qui peut entraîner une réduction importante de la quantité de liquide d'intérêt effectivement introduite dans la torche à plasma. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a pour but de présenter un dispositif microfluidique de nébulisation d'un liquide d'intérêt remédiant au moins en partie aux inconvénients mentionnés ci-dessus relatifs à la réalisation de l'art antérieur. This difference in local shear rate along the liquid / gas interface results in a dispersion of the average size of the formed droplets. Indeed, the average size of the droplets is directly correlated to the local shear rate of the liquid / gas interface. Also, the use of a nebulization chamber, disposed between the nebulizer and the plasma torch, remains necessary, which can lead to a significant reduction in the amount of liquid of interest actually introduced into the plasma torch. DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is to present a microfluidic device for nebulizing a liquid of interest remedying at least in part the disadvantages mentioned above relating to the production of the prior art.

Pour ce faire, l'invention a pour objet un dispositif microfluidique de nébulisation d'un liquide d'intérêt, destiné à éjecter ledit liquide d'intérêt sous forme d'aérosol dans un milieu extérieur suivant un axe principal d'éjection. To do this, the subject of the invention is a microfluidic device for nebulizing a liquid of interest, intended to eject said liquid of interest in the form of an aerosol in an external medium along a main axis of ejection.

Selon l'invention, le dispositif comporte : un canal central d'alimentation en gaz de nébulisation, comportant un orifice d'éjection, ledit canal central étant orienté suivant un axe d'éjection de gaz coïncidant sensiblement avec l'axe principal d'éjection ; au moins un canal latéral d'amenée en liquide d'intérêt, comportant un orifice d'amenée de liquide, ledit orifice d'amenée étant situé en aval dudit orifice d'éjection de gaz suivant la direction d'écoulement du gaz et dans le prolongement du canal central d'alimentation en gaz ; et - des moyens d'amenée du liquide aptes à amener le liquide jusqu'à l'orifice d'amenée via le canal latéral d'amenée en liquide, de sorte que le liquide présente une interface liquide/gaz située au niveau dudit orifice d'amenée de liquide, l'interaction fluidique entre le liquide à nébuliser et le gaz de nébulisation éjecté, au niveau de ladite interface liquide/gaz, entraînant la nébulisation dudit liquide. According to the invention, the device comprises: a central nebulization gas supply channel, comprising an ejection orifice, said central channel being oriented along a gas ejection axis coinciding substantially with the main ejection axis ; at least one fluid supply side channel of interest, having a liquid supply port, said supply port being located downstream of said gas ejection port in the direction of gas flow and in the extension of the central gas supply channel; and liquid supply means capable of bringing the liquid up to the supply orifice via the liquid supply side channel, so that the liquid has a liquid / gas interface situated at said orifice supply of liquid, the fluidic interaction between the liquid to be sprayed and the ejected nebulizing gas, at said liquid / gas interface, causing nebulization of said liquid.

Par nébulisation, on entend la transformation et la projection d'un liquide initialement en phase continue sous forme d'aérosol. Par aérosol, on entend une suspension, ou nuage, 20 de fines gouttelettes de liquide. Ainsi, selon l'invention, les moyens d'amenée de liquide permettent d'amener ledit liquide dans le canal latéral d'amenée de liquide jusqu'à l'orifice d'amenée de liquide. Le liquide présente alors, au niveau de cet 25 orifice d'amenée, une interface liquide/gaz qui s'étend sensiblement sur toute l'ouverture dudit orifice. Du fait de la localisation et de l'orientation de l'orifice d'amenée vis-à-vis de l'orifice d'éjection de gaz et de l'axe d'éjection de gaz, l'interface 30 liquide/gaz se trouve dans le prolongement et en aval du canal central d'alimentation en gaz. Elle s'étend ainsi le long de la zone d'écoulement du gaz de nébulisation éjecté. Par orifice d'amenée situé dans le prolongement du canal central d'alimentation en gaz, on entend un orifice situé sensiblement dans le prolongement, ou dans la continuité, suivant le sens d'écoulement du gaz, de l'une des parois latérales délimitant le canal central d'alimentation en gaz. Aussi, lorsque le gaz de nébulisation est éjecté du canal central d'alimentation par l'orifice d'éjection du gaz, il vient naturellement s'écouler le long de l'interface liquide/gaz. De part la différence de quantité de mouvement entre le liquide et le gaz au niveau de ladite interface, l'interface liquide/gaz est fortement cisaillée sur toute sa longueur et se déstabilise. Elle se fragmente alors en une multitude de gouttelettes entraînées dans le flux de gaz, formant ainsi un aérosol qui est expulsé dans le milieu extérieur. Nebulization means the transformation and the projection of a liquid initially in continuous phase in aerosol form. Aerosol means a suspension, or cloud, of fine droplets of liquid. Thus, according to the invention, the liquid supply means used to bring said liquid into the side channel for supplying liquid to the liquid supply port. The liquid then has, at this feed orifice, a liquid / gas interface which extends substantially over the entire opening of said orifice. Due to the location and orientation of the supply port with respect to the gas ejection port and the gas ejection axis, the liquid / gas interface located in the extension and downstream of the central gas supply channel. It thus extends along the flow zone of the ejected atomizing gas. By supply port located in the extension of the central gas supply channel, is meant an orifice located substantially in the extension, or in the continuity, in the direction of flow of the gas, of one of the side walls delimiting the central gas supply channel. Also, when the nebulizing gas is ejected from the central supply channel through the gas ejection port, it naturally flows along the liquid / gas interface. Due to the difference in the amount of movement between the liquid and the gas at said interface, the liquid / gas interface is strongly sheared over its entire length and is destabilized. It then breaks up into a multitude of droplets entrained in the gas stream, thus forming an aerosol which is expelled into the external environment.

Le dispositif microfluidique de nébulisation selon l'invention, ou micronébuliseur, est donc du type pneumatique, dans la mesure où l'aérosol est formé de l'interaction fluidique entre le liquide d'intérêt et le jet de gaz de nébulisation. The microfluidic nebulization device according to the invention, or microsebuliser, is therefore of the pneumatic type, insofar as the aerosol is formed by the fluidic interaction between the liquid of interest and the jet of nebulizing gas.

A mesure que le liquide est nébulisé, les moyens d'amenée de liquide continuent d'amener ledit liquide dans le canal latéral de liquide, de sorte que l'interface liquide/gaz reste sensiblement au niveau de l'orifice d'amenée. As the liquid is nebulized, the liquid supply means continue to bring said liquid into the lateral channel of liquid, so that the liquid / gas interface remains substantially at the level of the supply port.

L'interface est donc sensiblement au repos, dans la mesure où elle reste sensiblement localisée au niveau de l'orifice d'amenée. Ainsi, à la différence de l'art antérieur, la nébulisation n'est pas obtenue à partir d'un jet de liquide axial cisaillé par un jet de gaz latéral, mais à partir d'un jet de gaz axial venant cisailler une interface de liquide latérale sensiblement au repos. L'interface est cisaillée de manière sensiblement uniforme sur toute sa longueur par le jet de gaz axial. L'aérosol alors obtenu par le dispositif selon l'invention présente une taille moyenne des gouttelettes inférieure à 10pm, et de l'ordre de quelques microns. The interface is therefore substantially at rest, insofar as it remains substantially localized at the supply port. Thus, unlike the prior art, the nebulization is not obtained from an axial liquid jet sheared by a lateral gas jet, but from an axial gas jet coming from a shear interface. lateral liquid substantially at rest. The interface is sheared substantially uniformly over its entire length by the jet of axial gas. The aerosol then obtained by the device according to the invention has an average size of the droplets of less than 10 μm, and of the order of a few microns.

De plus, la distribution en taille des gouttelettes de l'aérosol est particulièrement homogène, à la fois dans la direction radiale et dans la direction axiale par rapport à l'axe principal d'éjection. In addition, the size distribution of the droplets of the aerosol is particularly homogeneous, both in the radial direction and in the axial direction relative to the main axis of ejection.

Par ailleurs, dans la mesure où l'aérosol présente un axe d'éjection qui coïncide avec l'axe d'éjection du gaz de nébulisation, il présente une focalisation importante. En d'autres termes, l'aérosol éjecté présente la forme d'un jet à faible divergence radiale. Chaque canal latéral d'amenée en liquide présente, au niveau de l'orifice d'amenée respectif, un axe central d'amenée. L'axe central d'amenée du canal latéral de liquide, au niveau dudit orifice d'amenée, est, de préférence, sensiblement orthogonal à la direction suivant laquelle s'étend ledit orifice d'amenée. Avantageusement, l'axe central d'amenée de chaque canal latéral d'amenée en liquide est sécant de l'axe d'éjection de gaz, ce dernier coïncidant sensiblement avec l'axe principal d'éjection. Autrement dit, chaque canal latéral d'amenée en liquide comporte une extrémité formant un orifice d'amenée au niveau duquel, l'axe central d'amenée de chaque canal latéral est sécant de l'axe d'éjection de gaz. Avantageusement, le canal central d'alimentation en gaz et ledit au moins un canal latéral d'amenée de liquide sont réalisés dans un même substrat monolithique. Ainsi, le dispositif ne comprend pas d'éléments fluidiques assemblés les uns aux autres, où tout désalignement ou erreur de positionnement relatif induirait une dégradation des performances du dispositif. Le dispositif selon l'invention ne présente donc pas de risque de désalignement et ne nécessite pas de réglage préalable du positionnement des canaux fluidiques. La nébulisation est donc effectuée de manière particulièrement reproductible. Par ailleurs, lors du fonctionnement du dispositif selon l'invention, le canal central d'alimentation en gaz ne présente pas de vibrations ou de mouvements relatifs par rapport ledit au moins un canal latéral d'amenée de liquide. Ainsi, le dispositif selon l'invention génère un aérosol présentant une stabilité importante. Moreover, insofar as the aerosol has an ejection axis which coincides with the axis of ejection of the nebulizing gas, it has a significant focus. In other words, the ejected aerosol has the shape of a jet with low radial divergence. Each lateral liquid supply channel has, at the level of the respective supply orifice, a central supply axis. The central axis for supplying the lateral channel of liquid, at said supply orifice, is preferably substantially orthogonal to the direction along which said supply orifice extends. Advantageously, the central supply axis of each liquid supply side channel is secant of the gas ejection axis, the latter coinciding substantially with the main axis of ejection. In other words, each side liquid supply channel has an end forming a supply port at which the central supply axis of each side channel is intersecting the gas ejection axis. Advantageously, the central gas supply channel and said at least one lateral liquid supply channel are made in the same monolithic substrate. Thus, the device does not include fluid elements assembled to each other, where any misalignment or relative positioning error would lead to a degradation of the performance of the device. The device according to the invention therefore has no risk of misalignment and does not require prior adjustment of the positioning of the fluidic channels. The nebulization is therefore performed in a particularly reproducible manner. Furthermore, during operation of the device according to the invention, the central gas supply channel does not present vibrations or relative movements with respect to said at least one lateral channel for supplying liquid. Thus, the device according to the invention generates an aerosol having a high stability.

De préférence, le canal central d'alimentation en gaz et ledit au moins un canal latéral d'amenée de liquide s'étendent suivant un même plan. Ledit orifice d'amenée de liquide peut présenter une largeur comprise entre 1pm et quelques millimètres, par exemple 10, 5, 2 ou 1mm, et de préférence entre 10pm et 500pm. Par largeur de l'orifice, on entend la dimension de l'orifice transversalement au canal considéré et mesurée dans le plan médian suivant lequel le canal s'étend. Avantageusement, ledit orifice d'amenée de liquide s'étend de manière sensiblement parallèle ou inclinée par rapport à l'axe d'éjection du gaz. Dans le cas où l'orifice d'amenée de liquide s'étend de manière inclinée vis-à-vis de l'axe d'éjection du gaz, il peut présenter un angle compris entre -45° et d'inclinaison et 30°, et de préférence entre Par convention, négatif lorsque 45°, ou entre -30° préférence entre -20° et 20°, de -10° et 10°, voire entre -5° et 5°. l'angle d'inclinaison est positif ou l'orifice d'amenée s'éloigne ou se rapproche, respectivement, de l'axe d'éjection du gaz suivant la direction d'écoulement du gaz. En d'autres termes, l'axe central d'amenée du canal latéral d'amenée présente un angle d'inclinaison par rapport à l'axe d'éjection du gaz, au niveau dudit orifice d'amenée, compris entre -60° et 60°, de préférence entre -80° et 80°, voire entre -85° et 85°. Selon un mode de réalisation préféré de 30 l'invention, le dispositif microfluidique comporte deux canaux latéraux d'amenée de liquide, débouchant chacun par un orifice d'amenée de liquide, lesdits orifices étant disposés de manière sensiblement symétrique vis-à-vis de l'axe d'éjection de gaz. Ainsi, le gaz de nébulisation éjecté vient s'écouler dans le même temps le long de deux interfaces liquide/gaz, chacune s'étendant au niveau de l'orifice d'amenée de liquide correspondant. Le débit de liquide dans ledit canal latéral d'amenée de liquide peut être compris entre 1nL/min et 1000pL/min. Dans le cas d'une utilisation du dispositif à fort débit, le débit de liquide peut être compris entre 10pL/min et 1000pL/min, de préférence entre 50pL/min et 500pL/min, et être de l'ordre de 100pL/min. Preferably, the central gas supply channel and said at least one lateral liquid supply channel extend in the same plane. Said liquid supply port may have a width between 1pm and a few millimeters, for example 10, 5, 2 or 1mm, and preferably between 10pm and 500pm. By width of the orifice means the dimension of the orifice transversely to the channel considered and measured in the median plane along which the channel extends. Advantageously, said liquid supply orifice extends substantially parallel or inclined with respect to the axis of ejection of the gas. In the case where the liquid supply orifice extends inclined with respect to the axis of ejection of the gas, it may have an angle of between -45 ° and inclination and 30 ° and preferably between conventionally, negative when 45 °, or -30 ° preferably between -20 ° and 20 °, -10 ° and 10 °, or even -5 ° to 5 °. the angle of inclination is positive or the supply orifice moves away from or approaches respectively the gas ejection axis in the direction of flow of the gas. In other words, the central supply axis of the lateral supply channel has an angle of inclination with respect to the gas ejection axis, at said supply orifice, between -60 ° and 60 °, preferably between -80 ° and 80 °, or even between -85 ° and 85 °. According to a preferred embodiment of the invention, the microfluidic device comprises two lateral fluid supply channels, each opening through a liquid supply orifice, said orifices being arranged substantially symmetrically with respect to the axis of gas ejection. Thus, the ejected nebulizing gas flows at the same time along two liquid / gas interfaces, each extending at the corresponding liquid supply port. The flow rate of liquid in said lateral liquid supply channel may be between 1 nL / min and 1000 μL / min. In the case of a use of the device with a high flow rate, the liquid flow rate can be between 10 μl / min and 1000 μl / min, preferably between 50 μl / min and 500 μl / min, and be of the order of 100 μl / min. .

Dans le cas d'une utilisation du dispositif à faible débit, le débit de liquide peut être compris entre 1nL/min et 10pL/min, de préférence entre 1nL/min et 1uL/min. De préférence, le dispositif microfluidique comporte un orifice principal d'éjection dudit aérosol disposé de manière coaxiale vis-à-vis de l'orifice d'éjection de gaz et en aval de l'orifice d'amenée de liquide suivant la direction d'écoulement du gaz. L'aérosol formé à partir de l'interaction entre le gaz éjecté et l'interface liquide/gaz est ensuite éjecté du dispositif dans le milieu extérieur au-travers de l'orifice principal d'éjection. Ledit orifice principal d'éjection peut présenter une largeur comprise entre 0,2 et 5 fois celle dudit orifice d'éjection de gaz, et de préférence être sensiblement égale à celle de l'orifice d'éjection de gaz. Avantageusement, ledit orifice d'amenée de liquide s'étend sensiblement de l'orifice d'éjection de gaz à l'orifice principal d'éjection. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comporte au moins deux canaux latéraux d'alimentation en gaz de focalisation, lesdits canaux latéraux débouchant chacun par un orifice d'éjection de gaz de focalisation, lesdits orifices étant disposés de manière sensiblement symétrique vis-à-vis de l'orifice principal d'éjection. Ainsi, l'aérosol éjecté du dispositif dans le milieu extérieur est focalisé par l'intermédiaire de gaz de focalisation. Avantageusement, ledit gaz de focalisation est identique au gaz de nébulisation. In the case of using the device at low flow rate, the liquid flow rate may be between 1nL / min and 10pL / min, preferably between 1nL / min and 1uL / min. Preferably, the microfluidic device comprises a main ejection orifice of said aerosol coaxially disposed vis-à-vis the gas ejection orifice and downstream of the liquid supply orifice in the direction of flow of gas. The aerosol formed from the interaction between the ejected gas and the liquid / gas interface is then ejected from the device into the external environment through the main ejection port. Said main ejection orifice may have a width between 0.2 and 5 times that of said gas ejection orifice, and preferably be substantially equal to that of the gas ejection orifice. Advantageously, said liquid supply orifice extends substantially from the gas ejection orifice to the main ejection orifice. According to one embodiment of the invention, the device comprises at least two lateral channels for supplying focussing gas, said lateral channels each opening with a focusing gas ejection orifice, said orifices being arranged substantially symmetrically. vis-à-vis the main ejection port. Thus, the aerosol ejected from the device into the external medium is focused via focusing gas. Advantageously, said focusing gas is identical to the nebulizing gas.

L'invention porte également sur un système d'analyse d'éléments éventuellement présents dans un liquide d'intérêt par spectrométrie de masse à couplage inductif ou par spectrométrie d'émission atomique à couplage inductif. Selon l'invention, le système d'analyse comprend : un dispositif microfluidique de nébulisation selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes, pour éjecter un liquide d'intérêt sous forme d'aérosol, une torche à plasma à couplage inductif reliée fluidiquement audit dispositif de nébulisation, pour recevoir et vaporiser ledit aérosol éjecté, et des moyens d'analyse par spectrométrie de masse ou par spectrométrie d'émission atomique, pour analyser ledit aérosol vaporisé dans la torche à plasma. The invention also relates to a system for analyzing elements possibly present in a liquid of interest by inductively coupled mass spectrometry or by inductively coupled atomic emission spectrometry. According to the invention, the analysis system comprises: a microfluidic nebulization device according to any one of the preceding characteristics, for ejecting a liquid of interest in the form of an aerosol, an inductively coupled plasma torch fluidly connected to said device nebulizer, for receiving and vaporizing said ejected aerosol, and mass spectrometry analysis means or atomic emission spectrometry, for analyzing said vaporized aerosol in the plasma torch.

La torche à plasma assure, outre la vaporisation de l'aérosol, l'atomisation et l'ionisation de ce dernier. The plasma torch ensures, in addition to the vaporization of the aerosol, the atomization and ionization of the latter.

L'invention porte également sur un procédé de nébulisation d'un liquide d'intérêt sous forme d'aérosol suivant un axe principal d'éjection. Selon l'invention, on effectue les étapes suivantes . on éjecte un gaz de nébulisation à partir d'un orifice d'éjection d'un canal central d'alimentation en gaz, celui-ci étant orienté suivant un axe d'éjection de gaz coïncidant sensiblement avec l'axe principal d'éjection ; et on amène le liquide d'intérêt jusqu'à un orifice d'amenée d'au moins un canal latéral d'amenée de liquide, ledit orifice d'amenée étant situé en aval dudit orifice d'éjection de gaz suivant la direction d'écoulement du gaz et dans le prolongement du canal central d'alimentation en gaz, de manière à ce que le liquide présente une interface liquide/gaz située au niveau dudit orifice d'amenée de liquide, l'interaction fluidique entre le liquide à nébuliser et le gaz de nébulisation éjecté, au niveau de ladite interface liquide/gaz, entraînant la nébulisation dudit liquide. The invention also relates to a method for nebulizing a liquid of interest in aerosol form along a main axis of ejection. According to the invention, the following steps are carried out. a nebulizing gas is ejected from an ejection orifice of a central gas supply channel, the latter being oriented along a gas ejection axis coinciding substantially with the main ejection axis; and supplying the liquid of interest to a supply port of at least one side liquid supply channel, said supply port being located downstream of said gas ejection port in the direction of flow of gas and in the extension of the central gas supply channel, so that the liquid has a liquid / gas interface located at said liquid supply port, the fluid interaction between the liquid to be sprayed and the nebulizing gas ejected at said liquid / gas interface, causing the nebulization of said liquid.

Avantageusement, l'amenée de liquide est effectuée jusqu'à deux orifices d'amenée correspondant chacun à un canal latéral d'amenée de liquide, lesdits orifices étant disposés de manière sensiblement symétrique vis-à-vis de l'axe d'éjection de gaz. Avantageusement, le débit de liquide dans ledit au moins un canal latéral d'amenée de liquide est compris entre 1nL/min et 1000pL/min, et avantageusement entre 1nL/min et 1uL/min. Avantageusement, ledit aérosol peut être éjecté d'un orifice principal d'éjection disposé de manière coaxiale vis-à-vis de l'orifice d'éjection de gaz et en aval de l'orifice d'amenée de liquide suivant la direction d'écoulement du gaz. On éjecte, en outre, un gaz de focalisation à partir d'au moins deux orifices d'éjection de canaux latéraux d'alimentation en gaz de focalisation, lesdits orifices d'éjection de gaz de focalisation étant disposés de manière sensiblement symétrique vis-à-vis de l'orifice principal d'éjection. Advantageously, the liquid supply is effected up to two supply orifices each corresponding to a lateral liquid supply channel, said orifices being arranged substantially symmetrically with respect to the ejection axis of the liquid. gas. Advantageously, the liquid flow rate in said at least one liquid supply side channel is between 1 nL / min and 1000 μL / min, and advantageously between 1 nL / min and 1 μL / min. Advantageously, said aerosol can be ejected from a main ejection orifice coaxially disposed vis-à-vis the gas ejection orifice and downstream of the liquid supply orifice in the direction of flow of gas. Further, a focusing gas is ejected from at least two focus gas supply side channel ejection orifices, said focus gas ejection orifices being substantially symmetrically disposed vis-a-vis -vis the main ejection hole.

L'invention porte enfin sur un procédé d'analyse d'éléments éventuellement présents dans un liquide d'intérêt par spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif ou par spectrométrie d'émission atomique à plasma à couplage inductif. Selon l'invention, on réalise les étapes suivantes : - on éjecte ledit liquide d'intérêt sous forme d'aérosol dans une torche à plasma par la mise en oeuvre du procédé de nébulisation selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes ; on vaporise l'aérosol dans la torche à plasma à couplage inductif ; et on analyse ledit aérosol vaporisé dans la torche à plasma à couplage inductif par spectrométrie de masse ou par spectrométrie d'émission. La torche à plasma assure, outre la vaporisation de l'aérosol, l'atomisation et l'ionisation de ce dernier. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. The invention finally relates to a method of analysis of elements possibly present in a liquid of interest by inductively coupled plasma mass spectrometry or by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. According to the invention, the following steps are carried out: said liquid of interest in the form of an aerosol is ejected into a plasma torch by the implementation of the nebulization method according to any one of the preceding characteristics; the aerosol is vaporized in the inductively coupled plasma torch; and said vaporized aerosol is analyzed in the inductively coupled plasma torch by mass spectrometry or emission spectrometry. The plasma torch ensures, in addition to the vaporization of the aerosol, the atomization and ionization of the latter. Other advantages and features of the invention will become apparent in the detailed non-limiting description below.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, des modes de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : Les figures 1A et 1B, déjà décrites, sont des vues schématiques en coupe longitudinale d'un dispositif microfluidique pneumatique et concentrique de nébulisation selon un exemple de l'art antérieur, la figure 1B étant une vue en détail des orifices de sortie de gaz et de liquide du dispositif ; La figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif microfluidique de nébulisation selon le mode de réalisation préféré de l'invention ; La figure 3 est une vue schématique en coupe transversale selon le plan AA' du dispositif représenté sur la figure 2 ; La figure 4 est une vue en détail d'une partie du dispositif représenté sur la figure 2, présentant plus particulièrement les orifices des canaux d'alimentation en gaz et d'amenée de liquide ; La figure 5 est une vue en détail d'une partie du dispositif représenté sur la figure 2, présentant plus particulièrement les canaux d'alimentation en gaz et d'amenée de liquide, au niveau de l'orifice principal d'éjection du dispositif ; La figure 6 est une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif représenté sur la figure 2 sur laquelle sont indiquées quelques dimensions de longueur ; et La figure 7 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une partie d'un dispositif microfluidique selon un autre mode de réalisation de l'invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Embodiments of the invention will now be described by way of nonlimiting examples, with reference to the accompanying drawings, in which: FIGS. 1A and 1B, already described, are schematic views of longitudinal section of a pneumatic and concentric nebulizing microfluidic device according to an example of the prior art, FIG. 1B being a detailed view of the gas and liquid outlet orifices of the device; Figure 2 is a schematic longitudinal sectional view of a microfluidic nebulization device according to the preferred embodiment of the invention; Figure 3 is a schematic cross-sectional view along the plane AA 'of the device shown in Figure 2; Figure 4 is a detailed view of a portion of the device shown in Figure 2, more particularly showing the orifices of the gas supply channels and liquid supply; Figure 5 is a detailed view of a portion of the device shown in Figure 2, more particularly showing the gas supply channels and liquid supply, at the main ejection orifice of the device; Figure 6 is a schematic longitudinal sectional view of the device shown in Figure 2 on which are indicated some length dimensions; and Figure 7 is a schematic longitudinal sectional view of a portion of a microfluidic device according to another embodiment of the invention.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ D'UN MODE DE RÉALISATION PRÉFÉRÉ Sur les figures 2 et 3 est représenté un dispositif 1 microfluidique de nébulisation d'un liquide d'intérêt, ou micronébuliseur, selon le mode de réalisation préféré de l'invention. DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT FIGS. 2 and 3 show a microfluidic device 1 for nebulizing a liquid of interest, or microsebulizer, according to the preferred embodiment of the invention.

La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif et la figure 3 est une vue en coupe transversale suivant le plan AA' du dispositif représenté sur la figure 2. Il est à noter que les échelles ne sont pas respectées, pour privilégier la clarté du dessin. Dans toute la description qui va suivre, par convention, on utilise un repère orthonormé direct en coordonnées cartésiennes (X,Y,Z) présenté sur la figure 1. Le plan (X,Y) est parallèle au plan médian du dispositif suivant lequel sont définies sa longueur et sa largeur, et la direction Z est orientée suivant la hauteur ou l'épaisseur du dispositif. Les termes « inférieur » et « supérieur » sont ici à comprendre en termes d'orientation suivant la direction Z dudit repère. Le dispositif 1 comporte un substrat inférieur 2 et un substrat supérieur 3, lesdits substrats étant assemblés l'un à l'autre (figure 3). Les deux substrats 2, 3 s'étendent chacun en longueur et en largeur dans le plan (X,Y), et présentent une épaisseur définie suivant la direction Z. Comme le montre la figure 2, le substrat inférieur 2 comprend un canal central 10 d'alimentation en gaz de nébulisation. Le canal central 10 de gaz comporte un orifice 11 d'éjection de gaz et un orifice 12 d'entrée de gaz. Il s'étend de manière sensiblement rectiligne suivant un axe AG dit axe d'éjection de gaz. Le canal central 10 de gaz débouche, au niveau de son orifice 11 d'éjection, dans un espace de nébulisation 20 qui communique avec le milieu extérieur par un orifice 21 principal d'éjection, par lequel est éjecté l'aérosol généré lors de l'utilisation du dispositif. Figure 2 is a longitudinal sectional view of the device and Figure 3 is a cross-sectional view along the plane AA 'of the device shown in Figure 2. It should be noted that the scales are not respected, to emphasize clarity drawing. Throughout the following description, by convention, a direct orthonormal coordinate system in Cartesian coordinates (X, Y, Z) shown in FIG. 1 is used. The plane (X, Y) is parallel to the median plane of the device according to which defined its length and width, and the Z direction is oriented according to the height or thickness of the device. The terms "lower" and "upper" are here to be understood in terms of orientation along the Z direction of said mark. The device 1 comprises a lower substrate 2 and an upper substrate 3, said substrates being assembled to one another (FIG. 3). The two substrates 2, 3 each extend in length and in width in the (X, Y) plane, and have a thickness defined in the Z direction. As shown in FIG. 2, the lower substrate 2 comprises a central channel 10 supply of nebulizing gas. The central gas channel 10 has a gas ejection port 11 and a gas inlet port 12. It extends substantially rectilinear along an axis AG said gas ejection axis. The central gas channel 10 opens, at its ejection orifice 11, into a nebulization space 20 which communicates with the external medium via a main ejection orifice 21, through which the aerosol generated during the ejection is ejected. use of the device.

Comme le montre en détail la figure 4, l'espace de nébulisation 20 s'étend dans le prolongement du canal central 10 de gaz suivant un axe coïncidant avec l'axe AG d'éjection de gaz. Le substrat inférieur 2 comprend également au moins un canal latéral 30 d'amenée en liquide d'intérêt. As shown in detail in Figure 4, the nebulization space 20 extends in the extension of the central channel 10 of gas along an axis coinciding with the axis AG gas ejection. The lower substrate 2 also comprises at least one side channel 30 for supplying the liquid of interest.

Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 2, deux canaux latéraux 30 de liquide sont prévus, qui s'étendent à partir d'un même orifice 32 d'entrée de liquide et débouchent chacun par un orifice 31 d'amenée de liquide dans l'espace de nébulisation 20. Chaque orifice d'amenée 31 est situé en aval de l'orifice 11 d'éjection de gaz suivant la direction d'écoulement du gaz et dans le prolongement du canal central 10 d'alimentation en gaz. Ils sont situés en vis-à-vis l'un de l'autre, de manière symétrique par rapport à l'axe AG d'éjection de gaz. Les orifices 31 d'amenée de liquide s'étendent de la bordure de l'orifice 11 d'éjection de gaz à la bordure de l'orifice 21 principal d'éjection. Chaque canal latéral 30 de liquide présente, au niveau de l'orifice d'amenée 31 respectif, un axe AL central d'amenée. L'axe AL central d'amenée de chaque canal latéral 30 définit ainsi le sens d'écoulement du liquide dans le canal latéral 30, au niveau dudit orifice d'amenée 31. Avantageusement, l'axe AL central d'amenée de chaque canal latéral 30 de liquide est sécant de l'axe AG d'éjection de gaz, ce dernier coïncidant sensiblement avec l'axe AP principal d'éjection. L'axe AL central d'amenée de chaque canal latéral 30 d'amenée, au niveau dudit orifice d'amenée 31, est sensiblement orthogonal à la direction suivant laquelle s'étend ledit orifice d'amenée 31. According to the embodiment shown in FIG. 2, two lateral fluid channels 30 are provided, which extend from the same liquid inlet port 32 and each open through a liquid supply port 31 the nebulizing space 20. Each supply port 31 is located downstream of the gas ejection orifice 11 in the gas flow direction and in the extension of the central gas supply channel. They are located vis-à-vis one another, symmetrically with respect to the gas ejection axis AG. The liquid supply orifices 31 extend from the edge of the gas ejection orifice 11 to the edge of the main ejection orifice 21. Each side channel 30 of liquid has, at the respective supply port 31, a central supply axis AL. The central supply axis AL of each lateral channel 30 thus defines the flow direction of the liquid in the lateral channel 30, at the level of said supply orifice 31. Advantageously, the central supply axis AL of each channel lateral liquid 30 is intersecting the gas ejection axis AG, the latter substantially coinciding with the main axis AP ejection. The central supply axis AL of each lateral supply channel 30 at said supply port 31 is substantially orthogonal to the direction along which said supply port 31 extends.

Ainsi, l'espace de nébulisation 20 est sensiblement défini par l'orifice 11 d'éjection de gaz, les deux orifices 31 d'amenée de liquide, puis l'orifice 21 principal d'éjection. L'orifice 11 d'éjection de gaz et l'orifice 21 principal d'éjection présentent ici une largeur sensiblement égale et les orifices 31 d'amenée s'étendent de manière sensiblement parallèle à l'axe AG d'éjection de gaz. Le dispositif 1 comprend en outre des moyens (non représentés) d'alimentation en gaz de nébulisation connectés au canal central 10 de gaz. Ces moyens peuvent comprendre une pompe connectée par des tubes capillaires à une source de gaz de nébulisation et à l'orifice 12 d'entrée du canal central 10 de gaz. Thus, the nebulizing space 20 is substantially defined by the gas ejection orifice 11, the two liquid supply orifices 31, and then the main ejection orifice 21. The gas discharge orifice 11 and the main ejection orifice 21 here have a substantially equal width and the supply orifices 31 extend substantially parallel to the gas ejection axis AG. The device 1 further comprises means (not shown) for supplying nebulization gas connected to the central gas channel 10. These means may comprise a pump connected by capillary tubes to a source of nebulizing gas and to the inlet port 12 of the central gas channel 10.

Ils sont adaptés à alimenter le canal central 10 en gaz de nébulisation selon un débit suffisant pour nébuliser le liquide d'intérêt. Le dispositif comprend également des moyens (non représentés) d'alimentation en liquide d'intérêt connectés aux canaux latéraux 30 d'amenée de liquide. Ces moyens peuvent comprendre une pompe connectée par des tubes capillaires à une source de liquide d'intérêt et à l'orifice 31 d'entrée commun aux deux canaux latéraux 30 d'amenée de liquide. They are adapted to supply the central channel 10 with nebulizing gas at a rate sufficient to nebulise the liquid of interest. The device also comprises means (not shown) for supplying liquid of interest connected to the side channels 30 for supplying liquid. These means may comprise a pump connected by capillary tubes to a source of liquid of interest and to the inlet port 31 common to the two lateral liquid supply channels 30.

Comme le montre la figure 5, les moyens d'amenée de liquide permettent d'amener le liquide jusqu'à l'orifice 31 d'amenée, de sorte que le liquide présente une interface liquide/gaz IL/G située au niveau dudit orifice 31 d'amenée de liquide. As shown in FIG. 5, the liquid supply means make it possible to bring the liquid up to the supply orifice 31, so that the liquid has a liquid / gas interface IL / G located at said orifice 31 of liquid supply.

Chaque interface liquide/gaz IL/G, située au niveau des deux orifices 31 d'amenée de liquide, délimite ainsi latéralement l'espace de nébulisation 20. Le micronébuliseur 1 comprend en outre deux canaux latéraux 40 d'alimentation en gaz de focalisation (figures 2). Le gaz de focalisation est avantageusement identique au gaz de nébulisation. Les canaux latéraux 40 d'alimentation en gaz de focalisation comprennent chacun un même orifice 42 d'entrée de gaz et un orifice 41 distinct d'éjection de gaz de focalisation. Les orifices 41 d'éjection de gaz de focalisation sont disposés de manière symétrique vis-à-vis de l'orifice 21 principal d'éjection. Each liquid / gas interface IL / G, located at the two liquid supply orifices 31, thus laterally delimits the nebulization space 20. The microsebulator 1 further comprises two lateral channels 40 for supplying focusing gas ( Figures 2). The focusing gas is advantageously identical to the nebulizing gas. The lateral channels 40 for focusing gas supply each comprise a same gas inlet port 42 and a separate orifice 41 for focusing gas ejection. The focussing gas ejection ports 41 are symmetrically disposed with respect to the main ejection port 21.

Les canaux latéraux 40 de focalisation débouchent ainsi sur le milieu extérieur, suivant un axe de focalisation incliné d'un angle de focalisation vis-à-vis de l'axe AP principal d'éjection, de manière à éjecter un gaz de focalisation en direction de l'aérosol projeté dans le milieu extérieur. Cet angle de focalisation peut être inférieur à 30°, voire à 20°, voire à 10°. The lateral focusing channels 40 thus open onto the external medium, along a focussing axis inclined at a focusing angle with respect to the main ejection axis AP, so as to eject a focusing gas in the direction aerosol sprayed in the external environment. This focusing angle may be less than 30 °, or even 20 °, or even 10 °.

Le micronébuliseur 1 selon le mode de réalisation 25 préféré de l'invention peut être réalisé de la manière suivante. Les substrats inférieur 2 et supérieur 3 sont monolithiques et peuvent être en silicium ou en verre. Le canal central 10 d'alimentation en gaz de 30 nébulisation, les canaux latéraux 30 d'amenée de liquide et les canaux latéraux 40 d'alimentation en gaz de focalisation peuvent être réalisés par les techniques classiques de microtechnologies (par exemple photolithographie suivie d'une gravure). Dans le cas d'un substrat inférieur 2 en silicium, le réseau fluidique peut être réalisé par gravure sélective de type DRIE (« Direct Reactive Ion Etching » en anglais) ou par ablation laser dans le cas d'un substrat en verre. Il est à noter qu'un grand nombre de dispositifs 1 peut être réalisé simultanément à partir de deux plaques formant chacune, respectivement, un substrat inférieur 2 et un substrat supérieur 3. L'assemblage des deux plaques peut être réalisé par des techniques classiques de scellement moléculaire dans le cas silicium/silicium ou de scellement anodique dans le cas silicium/verre. Il peut aussi se faire par sérigraphie de colle. La découpe des dispositifs a lieu en fin de procédé, après l'assemblage des deux substrats l'un à l'autre. Les substrats 2, 3 du dispositif microfluidique 1 peuvent présenter une largeur de 10mm et une longueur de 30mm, et présenter une structure sensiblement plane. Par structure plane, on entend une structure dont la dimension d'épaisseur (ici mesurée suivant la direction Z) est très faible par rapport à ses dimensions de longueur (ici suivant la direction Y) et de largeur (ici suivant la direction X). Les différents canaux 10, 30, 40 de gaz et de liquide peuvent présenter une longueur de l'ordre de quelques millimètres à quelques dizaines de millimètres, par exemple de lmm à 10mm, et une largeur et une hauteur de l'ordre de quelques microns à quelques centaines de microns, voire quelques millimètres, par exemple 1pm à 100pm. La hauteur est avantageusement comprise entre 10pm et quelques centaines de microns, par exemple 500, 200 ou 100pm. A titre illustratif, le canal central 10 d'alimentation en gaz peut présenter un orifice 12 d'entrée de gaz de 300pm de diamètre, et un orifice 11 d'éjection de gaz de largeur 10pm. Il peut présenter une forme de conduit convergent et présenter ainsi une portion dont la largeur diminue progressivement de 1000pm à 10pm, jusqu'à l'orifice 11 d'éjection de gaz. The microsebulator 1 according to the preferred embodiment of the invention can be made in the following manner. The lower 2 and upper 3 substrates are monolithic and can be made of silicon or glass. The central nebulizing gas supply channel 10, the liquid supply side channels 30 and the focusing gas supply side channels 40 can be made by standard microtechnology techniques (for example photolithography followed by an engraving). In the case of a lower silicon substrate 2, the fluidic network can be made by selective etching of the Direct Reactive Ion Etching (DRIE) type or by laser ablation in the case of a glass substrate. It should be noted that a large number of devices 1 can be produced simultaneously from two plates each forming, respectively, a lower substrate 2 and an upper substrate 3. The assembly of the two plates can be achieved by conventional techniques of molecular sealing in the silicon / silicon case or anodic sealing in the silicon / glass case. It can also be done by screen printing glue. The cutting of the devices takes place at the end of the process, after the two substrates have been assembled together. The substrates 2, 3 of the microfluidic device 1 may have a width of 10 mm and a length of 30 mm, and have a substantially flat structure. By plane structure is meant a structure whose thickness dimension (here measured in the Z direction) is very small compared to its length (here in the Y direction) and width (here in the X direction) dimensions. The different channels 10, 30, 40 of gas and liquid may have a length of the order of a few millimeters to a few tens of millimeters, for example from 1 mm to 10 mm, and a width and height of the order of a few microns. to a few hundred microns, even a few millimeters, for example 1pm to 100pm. The height is advantageously between 10 μm and a few hundred microns, for example 500, 200 or 100 μm. As an illustration, the central gas supply channel 10 may have a gas inlet port 12 of 300 μm in diameter, and a gas ejection orifice 11 with a width of 10 μm. It may have a convergent duct shape and thus have a portion whose width decreases gradually from 1000pm to 10pm, to the orifice 11 of gas ejection.

Il débouche dans l'espace de nébulisation 20 qui s'étend sur une longueur de 100pm jusqu'à l'orifice 21 principal d'éjection d'une largeur de 10pm. L'orifice 21 principal d'éjection présente ici une largeur égale à celle de l'orifice d'éjection de gaz mais peut présenter une largeur inférieure ou supérieure à celle-ci, par exemple 5pm ou 20pm dans le cas d'un orifice d'éjection de gaz de 10pm de largeur. L'espace de nébulisation 20 présente alors une forme de conduit convergent, divergent ou rectiligne. It opens into the nebulization space 20 which extends over a length of 100pm to the main ejection orifice 21 with a width of 10pm. The main orifice 21 for ejection here has a width equal to that of the gas ejection orifice but may have a width less than or greater than the latter, for example 5pm or 20pm in the case of an orifice d gas ejection of 10pm width. The nebulization space 20 then has a convergent, divergent or rectilinear duct shape.

Les canaux latéraux 30 d'amenée de liquide présentent une largeur de 100pm. L'orifice 32 commun d'entrée de liquide présente 300pm de diamètre et les orifices 31 d'amenée de liquide 100pm de largeur. Les orifices 31 d'amenée de liquide délimitent latéralement l'espace de nébulisation 20. The side channels 30 for supplying liquid have a width of 100 μm. The common liquid inlet port 32 has a 300 μm diameter and the liquid supply ports 31 100 μm wide. The liquid supply orifices 31 delimit laterally the nebulization space 20.

Les canaux latéraux 40 d'alimentation en gaz de focalisation présentent une largeur qui diminue progressivement de 8000pm à 20pm ou 40pm au niveau des orifices 41 d'éjection de gaz de focalisation. Ils présentent ainsi une forme de conduit convergent. Ils débouchent dans le milieu extérieur suivant un axe d'éjection incliné de 20° par rapport à l'axe AP principal d'éjection. Cet angle peut alternativement être de l'ordre de 40°, de 30°, voire de 10°. The lateral channels 40 of focusing gas supply have a width which gradually decreases from 8000pm to 20pm or 40pm at the focus gas ejection ports 41. They thus have a form of convergent duct. They open into the external environment along an ejection axis inclined by 20 ° with respect to the main axis AP ejection. This angle may alternatively be of the order of 40 °, 30 ° or even 10 °.

Les différents canaux sont reliés aux pompes respectives par des capillaires, par exemple en silice fondue gainés de polyimide ou en polytétrafluoroéthylène (PTFE), dont le diamètre intérieur dépend des débits de gaz ou de liquide prévus. Ces capillaires communiquent avec les canaux par l'intermédiaire des orifices d'entrée. Ces orifices traversent l'un des substrats inférieur et supérieur. Ainsi, un capillaire de 250pm de diamètre intérieur peut être utilisé pour l'alimentation en gaz du canal central et des canaux latéraux de gaz de focalisation, pour un débit généralement compris entre 0,1 et 1 litre par minute, typiquement de l'ordre de quelques centaines de millilitres par minute, par exemple 500mL/min. Le dispositif peut être utilisé pour des faibles débits de liquide d'intérêt, par exemple de l'ordre de 10nL/min à 1pL/min. Un capillaire de 20pm de diamètre intérieur peut alors être prévu pour alimenter en liquide les canaux latéraux 30 d'amenée de liquide. The different channels are connected to the respective pumps by capillaries, for example fused silica coated with polyimide or polytetrafluoroethylene (PTFE), whose inner diameter depends on the flow rates of gas or liquid provided. These capillaries communicate with the channels via the inlet ports. These orifices pass through one of the lower and upper substrates. Thus, a capillary of 250 μm internal diameter can be used for the gas supply of the central channel and the lateral channels of focusing gas, for a flow rate generally between 0.1 and 1 liter per minute, typically of the order a few hundred milliliters per minute, for example 500mL / min. The device can be used for low liquid flow rates of interest, for example of the order of 10nL / min to 1pL / min. A capillary of 20 μm internal diameter can then be provided for supplying fluid to the side channels 30 for supplying liquid.

Le dispositif peut également être utilisé pour des forts débits de liquide, par exemple compris entre 10pL/min et 1000pL/min, et préférentiellement de l'ordre de 100pL/min, un capillaire de 250pm de diamètre intérieur peut être prévu pour alimenter en liquide les canaux latéraux 30 d'amenée de liquide. Cependant, d'une manière générale, les capillaires sont choisis en fonction de la viscosité des fluides et des débits imposés, de sorte que les pressions ne soient pas trop importantes dans les capillaires et les canaux du dispositif. Le raccord de ces capillaires avec les orifices d'entrée du dispositif peut être réalisé par des connecteurs NanoPortTM Assemblies de marque Upchurch Scientific collés ou bridés sur le substrat du dispositif et dans lesquels s'insèrent les capillaires dont l'une des extrémités peut s'insérer dans l'orifice d'entrée réalisé dans le substrat. Le connecteur joue le rôle de maintien étanche entre le capillaire et le substrat. The device can also be used for high liquid flow rates, for example between 10 μl / min and 1000 μl / min, and preferably of the order of 100 μl / min, a capillary of 250 μm internal diameter can be provided for supplying liquid the lateral channels 30 for supplying liquid. However, in general, the capillaries are chosen according to the viscosity of the fluids and imposed flow rates, so that the pressures are not too great in the capillaries and the channels of the device. The connection of these capillaries with the inlet ports of the device can be achieved by NanoPortTM Connectors Upchurch Scientific branded connectors glued or clamped on the substrate of the device and in which are inserted the capillaries which one of the ends can s' insert into the inlet orifice made in the substrate. The connector acts as a watertight hold between the capillary and the substrate.

Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant, en référence aux figures 4 et 5. On génère un écoulement de gaz de nébulisation dans le canal central 10 d'alimentation en gaz, de sorte que le gaz est éjecté au travers de l'orifice 11 d'éjection du canal central. Le gaz traverse alors l'espace de nébulisation 20 et est ensuite éjecté dans le milieu extérieur par 30 l'orifice 21 principal d'éjection. The operation of the device according to the invention is as follows, with reference to FIGS. 4 and 5. A flow of nebulising gas is generated in the central gas supply channel, so that the gas is ejected through the gas supply. 11 orifice ejection of the central channel. The gas then passes through the nebulizing space 20 and is then ejected into the external environment via the main ejection port 21.

Il est à noter que l'axe AG d'éjection du gaz du canal central 10 coïncide avec l'axe AP principal d'éjection dans le milieu extérieur. Dans le même temps, on génère un écoulement de liquide d'intérêt dans les canaux latéraux 30 d'amenée de liquide jusqu'aux orifices 31 d'amenée respectifs, de sorte que le liquide présente une interface liquide/gaz IL/G située au niveau de chaque orifice 31 d'amenée de liquide. It should be noted that the gas ejection axis AG of the central channel 10 coincides with the main axis AP ejection in the external environment. At the same time, a liquid flow of interest is generated in the lateral liquid supply channels 30 up to the respective supply orifices 31, so that the liquid has a liquid / gas interface IL / G located at level of each orifice 31 for supplying liquid.

Les interfaces liquide/gaz IL/G limitent alors latéralement l'espace de nébulisation 20. Elles sont situées en aval de l'orifice 11 d'éjection de gaz du canal central 10 et dans le prolongement de celui-ci. Ainsi, le gaz de nébulisation éjecté du canal central 10 traverse l'espace de nébulisation 20 en venant naturellement au contact des interfaces liquide/gaz IL/G et provoquant un fort cisaillement de celles-ci. L'interaction fluidique entre le liquide à nébuliser et le gaz de nébulisation éjecté du canal central 10, au niveau des interfaces liquide/gaz IL/G, entraîne alors la nébulisation dudit liquide. La nébulisation se traduit par la formation d'un aérosol qui est éjecté du dispositif au-travers de l'orifice 21 principal d'éjection. A mesure que le liquide est nébulisé à partir des interfaces liquide/gaz IL/G, la pompe d'alimentation en liquide génère l'écoulement de liquide dans les canaux latéraux 30 de liquide, de sorte que les interfaces liquide/gaz IL/G restent sensiblement au niveau des orifices 31 d'amenée respectifs. The liquid / gas IL / G interfaces then limit the nebulization space 20 laterally. They are located downstream of the gas ejection orifice 11 of the central channel 10 and in the extension thereof. Thus, the nebulization gas ejected from the central channel 10 passes through the nebulizing space 20 coming naturally into contact with the liquid / gas IL / G and causing high shear thereof. The fluid interaction between the liquid to be nebulized and the nebulization gas ejected from the central channel 10, at the liquid / gas IL / G interfaces, then causes the nebulization of said liquid. The nebulization results in the formation of an aerosol which is ejected from the device through the main orifice 21 ejection. As the liquid is nebulized from the liquid / gas IL / G interfaces, the liquid supply pump generates the liquid flow into the liquid side channels 30, so that the liquid / gas IL / G interfaces remain substantially at the respective feed orifices 31.

Ainsi, la nébulisation du liquide est obtenue à partir d'interface liquide/gaz IL/G sensiblement au repos cisaillée par un jet de gaz, et non pas à partir d'un jet de liquide dont l'interface serait cisaillée par un jet de gaz. De plus, les interfaces IL/G sont uniformément cisaillées par le flux de gaz. L'aérosol généré présente une taille moyenne de gouttelettes inférieure à 10pm et une distribution homogène en taille de goutte, à la fois suivant les directions radiale et axiale de l'aérosol. Par ailleurs, on génère un écoulement de gaz de focalisation dans les canaux latéraux 40 de focalisation, de sorte que le gaz est éjecté en direction de l'aérosol au-travers des orifices 41 d'éjection de gaz de focalisation. L'aérosol éjecté présente alors une plus grande focalisation suivant l'axe principal d'éjection. Thus, the nebulization of the liquid is obtained from IL / G liquid / gas interface substantially at rest sheared by a jet of gas, and not from a jet of liquid whose interface would be sheared by a jet of gas. In addition, the IL / G interfaces are uniformly sheared by the gas flow. The aerosol generated has an average droplet size of less than 10 μm and a homogeneous distribution in drop size, both in the radial and axial directions of the aerosol. Furthermore, a focusing gas flow is generated in the lateral focusing channels 40, so that the gas is ejected towards the aerosol through the focusing gas ejection ports 41. The ejected aerosol then has a greater focus along the main axis of ejection.

En variante du mode de réalisation préféré décrit précédemment, le dispositif microfluidique peut comporter davantage de canaux latéraux d'amenée de liquide (non représentés). Les canaux supplémentaires peuvent alors déboucher par des orifices d'amenée de liquide disposés de manière adjacente aux orifices déjà décrits, au niveau de l'espace de nébulisation et dans le prolongement du canal central suivant le sens d'écoulement du gaz de nébulisation. Ainsi, une plus grande surface de liquide peut être cisaillée par le gaz de nébulisation. As an alternative to the preferred embodiment described above, the microfluidic device may comprise more lateral channels for supplying liquid (not shown). The additional channels can then lead to liquid supply orifices disposed adjacent the orifices already described, at the level of the nebulization space and in the extension of the central channel in the direction of flow of the nebulizing gas. Thus, a larger area of liquid can be sheared by the nebulizing gas.

Selon une autre variante non représentée, les canaux latéraux d'amenée de liquide ne sont pas tous raccordés au même orifice d'entrée. Chaque canal latéral peut ainsi être raccordé à un orifice indépendant des autres canaux. Cette variante permet l'utilisation simultanée de liquides différents. Ainsi, dans le cas de deux canaux latéraux d'amenée de liquide, un premier canal latéral d'amenée peut être raccordé à un premier orifice d'entrée et un second canal latéral d'amenée peut être raccordé à un second orifice d'entrée différent du premier. Le liquide d'intérêt, comprenant les analytes, circule dans le premier canal latéral d'amenée, tandis qu'un liquide complémentaire circule dans le second canal latéral d'amenée. Par liquide complémentaire, on entend un liquide destiné à être ajouté ou mélangé au liquide d'intérêt afin d'obtenir un effet technique complémentaire. Ainsi, l'ajout du liquide complémentaire ou le mélange des deux liquides s'effectue lors de la nébulisation. Lorsque les deux liquides à mélanger sont de natures différentes, le mélange peut entraîner une réaction de précipitation. Il est alors avantageux que l'étape de mélange soit réalisée sensiblement dans le même temps que l'étape de nébulisation. Le liquide complémentaire peut comprendre une solution permettant une dilution du liquide d'intérêt. Le facteur de dilution peut alors être contrôlé en ajustant le débit du liquide complémentaire. According to another variant not shown, not all liquid supply side channels are connected to the same inlet port. Each side channel can thus be connected to an orifice independent of the other channels. This variant allows the simultaneous use of different liquids. Thus, in the case of two lateral liquid supply channels, a first lateral supply channel can be connected to a first inlet port and a second lateral supply channel can be connected to a second inlet port different from the first. The liquid of interest, including the analytes, circulates in the first lateral supply channel, while a complementary liquid flows in the second lateral supply channel. Complementary liquid means a liquid intended to be added or mixed with the liquid of interest in order to obtain a complementary technical effect. Thus, the addition of the additional liquid or the mixture of the two liquids is effected during nebulization. When the two liquids to be mixed are of different natures, the mixture can cause a precipitation reaction. It is then advantageous for the mixing step to be carried out substantially at the same time as the nebulization step. The additional liquid may comprise a solution allowing a dilution of the liquid of interest. The dilution factor can then be controlled by adjusting the flow of the additional liquid.

Le liquide complémentaire peut également être une solution permettant d'acidifier le liquide d'intérêt. Il pourra par exemple s'agir d'acide nitrique généralement peu concentré (par exemple 0.1 M). The additional liquid may also be a solution for acidifying the liquid of interest. It may for example be nitric acid generally low concentration (for example 0.1 M).

Il peut être une solution comprenant un étalon interne, de composition connue, afin de contrôler d'éventuelles dérives de la réponse de l'analyseur placé en aval du nébulisateur, et cela notamment lorsque l'analyseur est un spectromètre de masse. It may be a solution comprising an internal standard, of known composition, to control any drift in the response of the analyzer placed downstream of the nebulizer, and this especially when the analyzer is a mass spectrometer.

Alternativement, le micronébuliseur peut comprendre un unique canal latéral 30 d'amenée de liquide, comme l'illustre la figure 6. Le canal central 10 débouche dans l'espace de nébulisation 20. Celui-ci est alors délimité latéralement par l'orifice 31 d'amenée du canal latéral 30 et par une paroi latérale 5 opposée. Selon une variante, un canal latéral d'amenée de liquide peut comprendre un moyen de polarisation du liquide, généralement sous la forme d'une électrode placée au contact du liquide. Cette électrode sera par exemple portée à un potentiel de quelques milliers de volts à quelques dizaines de milliers de volts, l'intensité du courant étant très faible, de l'ordre de quelques micro-ampères à quelques dizaines de micro- ampères. Cette électrode permet d'ioniser le liquide destiné à être nébulisé, les ions étant alors transporté vers le lieu de nébulisation. Cela permet d'éviter de placer une électrode à proximité du nez de nébuliseur, ce qui peut s'avérer délicat. Alternatively, the microsebulizer may comprise a single lateral liquid supply channel 30, as shown in FIG. 6. The central channel 10 opens into the nebulization space 20. The latter is then delimited laterally by the orifice 31 supplying the lateral channel 30 and an opposite side wall 5. Alternatively, a liquid supply side channel may comprise a liquid biasing means, generally in the form of an electrode placed in contact with the liquid. This electrode will for example be raised to a potential of a few thousand volts to a few tens of thousands of volts, the intensity of the current being very low, of the order of a few microamperes to a few tens of microamperes. This electrode makes it possible to ionize the liquid intended to be nebulized, the ions then being transported to the nebulization place. This avoids placing an electrode near the nebulizer nose, which can be tricky.

D'une manière générale, l'écoulement du liquide d'intérêt dans chaque canal latéral d'amenée de liquide peut alternativement être réalisé par électrocapillarité, et non plus à l'aide d'une pompe, par exemple par des techniques électrophorétiques du type diélectrophorèse dans le cas d'un liquide d'intérêt diélectrique, ou du type électro-osmose dans le cas d'un liquide d'intérêt électriquement conducteur. Ainsi, le déplacement du liquide peut être réalisé par diélectrophorèse. Au moins une électrode peut être placée le long du canal latéral 30 d'amenée de liquide, jusqu'à l'orifice 31 d'amenée. L'électrode peut être en contact avec le liquide, ou isolée de celui-ci par une couche diélectrique, et être disposée au niveau du substrat inférieur 2 ou du substrat supérieur 3. L'électrode est connectée à une source de tension alternative permettant de générer un champ électrique au niveau de l'électrode. La tension imposée présente une fréquence suffisante pour considérer le liquide comme électriquement isolant. A l'application de cette tension, le liquide est déplacé le long du canal latéral 30 d'amenée jusqu'à l'orifice 31 d'amenée correspondant. In general, the flow of the liquid of interest in each lateral liquid supply channel may alternatively be effected by electrocapillarity, and no longer by means of a pump, for example by electrophoretic techniques of the type dielectrophoresis in the case of a liquid of dielectric interest, or of the electro-osmosis type in the case of a liquid of electrically conductive interest. Thus, the displacement of the liquid can be achieved by dielectrophoresis. At least one electrode may be placed along the side channel 30 for supplying liquid, to the orifice 31 for supplying. The electrode may be in contact with the liquid, or isolated from it by a dielectric layer, and be disposed at the level of the lower substrate 2 or the upper substrate 3. The electrode is connected to an AC voltage source allowing generate an electric field at the electrode. The imposed voltage has a frequency sufficient to consider the liquid as electrically insulating. At the application of this voltage, the liquid is moved along the lateral supply channel 30 to the corresponding supply port 31.

Le micronébuliseur 1 selon l'un des modes de réalisation décrits précédemment peut être utilisé dans un spectromètre de masse ICP-MS, ou un spectromètre d'émission atomique ICP-AES. Le micronébuliseur est relié fluidiquement à une torche à plasma du spectromètre à source plasma à couplage inductif utilisé. The microsebulator 1 according to one of the embodiments described above can be used in an ICP-MS mass spectrometer, or an ICP-AES atomic emission spectrometer. The microsebulator is fluidly connected to a plasma torch of the inductively coupled plasma source spectrometer used.

Une chambre de nébulisation n'est avantageusement pas disposée entre le nébuliseur et la torche à plasma, ce qui permet d'optimiser la quantité de liquide introduite sous forme de gouttelettes dans la torche à plasma. On réalise la nébulisation du liquide d'intérêt à l'aide du micronébuliseur. L'aérosol éjecté est directement introduit dans la torche à plasma. On vaporise les gouttelettes de l'aérosol dans la torche à plasma, par la génération du plasma. Les analytes éventuellement présents dans le liquide sont atomisés, et les atomes libérés sont excités et ionisés par l'énergie du plasma. Selon le dispositif d'analyse choisi, on détecte et quantifie les ions obtenus par l'ionisation des atomes (spectromètre de masse) ou on détecte et quantifie les photons émis lors de la désexcitation des atomes (spectromètre d'émission atomique). Alternativement, une chambre d'expansion de l'aérosol peut être disposée entre le nébuliseur et la torche à plasma. Cette chambre d'expansion, dont le volume peut être inférieur à 20mL, permet l'expansion de l'aérosol émis par le micronébuliseur sans opérer de filtrage des gouttelettes. A nebulizing chamber is advantageously not arranged between the nebulizer and the plasma torch, which makes it possible to optimize the quantity of liquid introduced in the form of droplets into the plasma torch. The nebulization of the liquid of interest is carried out using the microsebulator. The ejected aerosol is directly introduced into the plasma torch. The droplets of the aerosol are vaporized in the plasma torch by the generation of the plasma. The analytes that may be present in the liquid are atomized, and the released atoms are excited and ionized by the energy of the plasma. According to the analysis device chosen, the ions obtained by the ionization of the atoms (mass spectrometer) are detected and quantified or the photons emitted during the de-excitation of the atoms (atomic emission spectrometer) are detected and quantified. Alternatively, an aerosol expansion chamber may be disposed between the nebulizer and the plasma torch. This expansion chamber, the volume of which can be less than 20 ml, allows the aerosol emitted by the microsebulator to expand without filtering the droplets.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.30 Of course, various modifications may be made by those skilled in the art to the invention which has just been described, solely as non-limiting examples.

Claims

REVENDICATIONS1. A microfluidic device for nebulizing a liquid of interest, for ejecting said liquid of interest in the form of an aerosol in an external medium along a main axis (AG) of ejection, characterized in that it comprises: a channel central (10) supplying nebulizing gas, having an orifice (11) ejection, said central channel (10) being oriented along a gas ejection axis (AG) coinciding substantially with the axis (AP) main ejection; at least one liquid supply side channel (30) of interest, comprising a liquid supply orifice (31), said supply orifice (31) being situated downstream from said ejection orifice (11); of gas in the gas flow direction and in the extension of the central gas supply channel (10); and liquid supply means capable of bringing the liquid up to the supply orifice via the liquid supply side channel (30), so that the liquid has a liquid / gas interface (IL / G) located at said liquid supply orifice (31), the fluidic interaction between the liquid to be atomized and the ejected nebulization gas, at the level of said liquid / gas interface (IL / G), resulting in nebulizing said liquid.

2. microfluidic nebulization device according to claim 1, characterized in that the central channel (10) for supplying gas and said at least one side channel (30) for supplying liquid are made in the same substrate (2) monolithic .

3. microfluidic nebulization device according to claim 1 or 2, characterized in that the central channel (10) for supplying gas and said at least one lateral channel (30) for supplying liquid extend in the same plane .

4. microfluidic nebulizing device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said orifice (31) for supplying liquid has a width between 1pm and Imm.

5. microfluidic nebulizing device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said orifice (31) for supplying liquid extends substantially parallel or inclined with respect to the axis (AG) of ejection of the gas.

6. Microfluidic nebulization device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises two lateral channels (30) for supplying liquid, each opening through a liquid supply orifice (31), said orifices (31) being arranged substantially symmetrically with respect to the gas ejection axis (AG).

7. microfluidic nebulization device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the liquid flow rate in said lateral channel (30) of liquid supply is between 1 nL / min and 1000 pL / min.

8. microfluidic nebulization device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises a main orifice (21) ejection of said aerosol arranged coaxially vis-à-vis the orifice (11). ) gas ejection and downstream of the orifice (31) for supplying liquid in the direction of flow of the gas.

9. microfluidic nebulization device according to claim 8, characterized in that said orifice (21) main ejection has a width between 0.2 and 5 times that of said orifice (11) gas ejection.

10. microfluidic nebulization device according to claim 8 or 9, characterized in that said orifice (31) for supplying liquid extends substantially from the orifice (11) of gas ejection to the orifice (21). main ejection.

11. microfluidic nebulization device according to any one of claims 8 to 10, characterized in that it comprises at least two lateral channels (40) for supplying focusing gas, said lateral channels (40) each opening with a orifice (41) for focusing gas ejection, said orifices (41) being arranged in a substantially symmetrical manner with respect to the main ejection orifice (21).

12. microfluidic nebulization device according to claim 11, characterized in that said focusing gas is identical to the nebulizing gas.

13. System for analyzing elements possibly present in a liquid of interest by inductively coupled mass spectrometry or by inductively coupled atomic emission spectrometry, characterized in that it comprises: a device (1) microfluidic of Nebulization according to any one of the preceding claims, for ejecting a liquid of interest in the form of an aerosol, - an inductively coupled plasma torch fluidly connected to said nebulizing device, for receiving and vaporizing said ejected aerosol, and means for mass spectrometry or atomic emission spectrometry analysis for analyzing said vaporized aerosol in the plasma torch.

14. A method of nebulizing a liquid of interest in aerosol form along a main axis of ejection, characterized in that: a nebulizing gas is ejected from an orifice (11) ejection a central gas supply channel (11), which is oriented along a gas ejection axis (AP) coinciding substantially with the main ejection axis (AG); and - the liquid of interest is brought to an orifice (31) for supplying at least one lateral liquid supply channel (30), said supply orifice (31) being located downstream of said orifice (11) gas ejection in the direction of gas flow and in the extension of the central gas supply channel (10), so that the liquid has a liquid / gas interface (ILG) located at said level; orifice (31) for supplying liquid, the fluidic interaction between the liquid to be atomized and the ejected nebulization gas, at the level of said liquid / gas interface (IL / G), causing the nebulization of said liquid.

15. Nebulizing process according to claim 14, characterized in that the supply of liquid is carried out up to two orifices (31) of supply each corresponding to a lateral channel (30) for supplying liquid, said orifices ( 31) being substantially symmetrically disposed with respect to the gas ejection axis (AG).

16. A method of nebulization according to any one of claims 14 or 15, characterized in that the liquid flow rate in said at least one side channel (30) of liquid supply is between 1 nL / min and 1000 pL / min.

17. Nebulizing method according to any one of claims 14 to 16, characterized in that said aerosol is ejected from a main outlet orifice (21) disposed coaxially vis-à-vis the orifice (11). gas ejection and downstream of the liquid supply port (31) in the direction of flow of the gas, and in that a focusing gas is additionally ejected from minus two orifices (41) for ejecting lateral channels (40) for supplying focusing gas, said orifices (41) for focusing gas ejection being arranged substantially symmetrically with respect to the orifice (21) main ejection.

18. A method for the analysis of elements possibly present in a liquid of interest by inductively coupled plasma mass spectrometry or inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, characterized in that: said liquid of said liquid is ejected; aerosolized interest in a plasma torch by carrying out the nebulization method according to any one of claims 14 to 17; the aerosol is vaporized in the inductively coupled plasma torch; said vaporized aerosol is analyzed in the inductively coupled plasma torch by mass spectrometry or emission spectrometry.