JP2002514300A - 改良されたミクロ流体システム - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.ボディ構造と、 該ボディ構造に配置される複数の集積されたミクロ規模のチャネルと、を含み 、 該複数の集積されたミクロ規模のチャネルが、 少なくとも第1の電極と電気通信する少なくとも第1の横方向のチャネルと 、 該横方向のチャネルの第1の側面に配置される少なくとも第1および第2の 側部チャネルと、を含み、該第1および第2の側部チャネルの各々が、第1およ び第2の端部を有し、該第1の端部が、該横方向のチャネルと交差し、該第2の 端部が、少なくとも第2の電極と電気通信し、 該第1の側部チャネルを介する該少なくとも第1の電極と該第2の電極との間 の電流路が、該第2の側部チャネルを介する該第1の電極と該第2の電極との間 の抵抗に実質的に等しい抵抗を提供する、ミクロ流体装置。 2.前記横方向のチャネルの第2の側面に配置される少なくとも第3および第4 の側部チャネルをさらに含み、該第3および第4の側部チャネルの各々が、第1 および第2の端部を有し、 前記第1の横方向のチャネルが、該第3および第4の側部チャネルを介して前 記第1の電極と電気通信し、該第3および第4の側部チャネルの該第1の端部が 、該第1の横方向のチャネルと交差し、該第3および第4の側部チャネルの該第 2の端部が、該少なくとも第1の電極と電気通信する、請求項1に記載のミクロ 流体装置。 3.前記少なくとも第1および第2の側部チャネルが、第1のチャネルヘッダを 介して前記第1の電極と電気通信し、該第1のチャネルヘッダおよび該第1の側 部チャネルを介する該第1の電極と前記横方向のチャネルとの間の電気抵抗が、 該第1のチャネルヘッダおよび該第2の側部チャネルを介する該第1の電極と該 横方向のチャネルとの間の電気抵抗に実質的に等しい、請求項1に記載の装置。 4.前記第1のチャネルヘッダが、該チャネルヘッダが前記第1の電極から延び て離れるに従ってテーパ状になる幅を有する、請求項3に記載の装置。 5.前記第1のチャネルヘッダが、その長さに沿って実質的に抵抗を提供しない のに十分な幅を有する、請求項3に記載の装置。 6.第3の電極をさらに含み、前記第1の電極および該第3の電極が、前記第1 のチャネルヘッダの異なる端部と電気通信する、請求項3に記載の装置。 7.前記第1のチャネルヘッダが、放物線状の幾何学的形状を含み、前記第1お よび第2の側部チャネルが、該第1のチャネルヘッダに沿った点で該第1のチャ ネルヘッダと交差し、それにより、該第1のチャネルヘッダおよび該第1の側部 チャネルを介する前記第1の電極と前記横方向のチャネルとの間の電流路が、該 第1のチャネルヘッダおよび該第2の側部チャネルを介する前記第3の電極と該 横方向のチャネルとの間の電流路に実質的に等しい抵抗を含む、請求項6に記載 の装置。 8.前記第1のチャネルヘッダおよび前記第1の側部チャネルを介する前記第1 の電極と前記横方向のチャネルとの間の前記電流路が、該第1のチャネルヘッダ および前記第2の側部チャネルを介する前記第3の電極と該横方向のチャネルと の間の前記電流路と実質的に同じチャネル長を含む、請求項7に記載の装置。 9.前記少なくとも第3および第4の側部チャネルが、第2のチャネルヘッダを 介して前記第2の電極と電気通信し、該第2のチャネルヘッダおよび該第3の側 部チャネルを介する該第2の電極と前記横方向のチャネルとの間の電気抵抗が、 該第2のチャネルヘッダおよび該第4の側部チャネルを介する該第2の電極と該 横方向のチャネルとの間の電気抵抗に実質的に等しい、請求項1に記載の装置。 10.前記第2のチャネルヘッダが、該チャネルヘッダが前記第2の電極から延 びて離れるに従ってテーパ状になる幅を有する、請求項9に記載の装置。 11.前記第2のチャネルヘッダが、その長さに沿って実質的に抵抗を提供しな いのに十分な幅を有する、請求項9に記載の装置。 12.第4の電極をさらに含み、前記第2の電極および該第4の電極が、前記第 2のチャネルヘッダの異なる端部と電気通信する、請求項9に記載の装置。 13.前記第2のチャネルヘッダが、放物線状の幾何学的形状を含み、前記第3 および第4の側部チャネルが、該第2のチャネルヘッダに沿った点で該第2のチ ャネルヘッダと交差し、それにより、該第2のチャネルヘッダおよび該第3の側 部チャネルを介する前記第2の電極と前記横方向のチャネルとの間のチャネル長 が、該第2のチャネルヘッダおよび該第4の側部チャネルを介する前記第4の電 極と該横方向のチャネルとの間のチャネル長に実質的に等しい、請求項12に記 載の装置。 14.第5および第6の電極をさらに含み、該第5および第6の電極が、前記第 1の横方向のチャネルの異なる端部と電気通信する、請求項1に記載の装置。 15.前記第1および第2の側部チャネルが、その第1の端部に浅い領域を含み 、該浅い領域が、前記横方向のチャネルの深さの50%未満の深さを有する、請 求項1に記載の装置。 16.前記第1および第2の側部チャネルが、その第1の端部に浅い領域を含み 、該浅い領域が、前記横方向のチャネルの深さの20%未満の深さを有する、請 求項1に記載の装置。 17.前記第1および第2の側部チャネルが、その第1の端部に浅い領域を含み 、該浅い領域が、前記横方向のチャネルの深さの10%未満の深さを有する、請 求 項1に記載の装置。 18.複数の交差するミクロ規模のチャネルの間で材料を制御可能に輸送するた めのミクロ流体装置であって、 ボディ構造と、 該ボディ構造に配置されるチャネル網と、を含み、該チャネル網が、複数の交 差するミクロ規模のチャネルを含み、該複数の交差するミクロ規模のチャネルが 、n個のチャネル交差部と、x個の交差していないチャネル末端とを含み、ここ で、nは、xよりも大きいかまたはそれに等しく、xは少なくとも2であり且つ nは少なくとも3であるとし、 該交差していないチャネル末端の各々に電気的に結合された電源をさらに含み 、該電源が、該複数のミクロ規模のチャネルの該交差していない末端のうちの少 なくとも3つに同時に別々の電位を供給し、該交差していないチャネル末端に供 給された電位が、n個の該交差部での材料輸送を制御する、ミクロ流体装置。 19.nが少なくとも4である、請求項18に記載のミクロ流体装置。 20.nが少なくとも5である、請求項18に記載のミクロ流体装置。 21.nが少なくとも10である、請求項18に記載のミクロ流体装置。 22.nが少なくとも20である、請求項18に記載のミクロ流体装置。 23.xが少なくとも4である、請求項18に記載のミクロ流体装置。 24.xが少なくとも4である、請求項19に記載のミクロ流体装置。 25.xが少なくとも5である、請求項18に記載のミクロ流体装置。 26.xが少なくとも10である、請求項18に記載のミクロ流体装置。 27.xが少なくとも20である、請求項18に記載のミクロ流体装置。 28.前記電源が、前記複数のミクロ規模のチャネルの前記交差していない末端 のうちの少なくとも3つに同時に別々の電位を供給する、請求項18に記載のミ クロ流体装置。 29.前記交差していないチャネル末端の各々が、前記ボディ構造に配置される ポートと流体連通し、該ポートの各々が、該ポートに関連する電極を有し、該電 極の各々が、該電源に別々に且つ動作可能に結合される、請求項18に記載のミ クロ流体装置。 30.前記複数の交差するミクロ規模のチャネルが、 第1および第2の交差していない末端を有する第1の横方向のチャネルと、 第1および第2の交差していない末端を有する第2の横方向のチャネルと、 少なくとも第1および第2の接続チャネルと、を含み、該第1および第2の接 続チャネルの各々が、第1および第2の端部を有し、該第1および第2の接続チ ャネルの該第1の端部が、第1および第2の交差部で前記第1の横方向のチャネ ルにおいて終端し且つ該第1の横方向のチャネルと流体連通し、該第1および第 2の接続チャネルの該第2の端部が、第3および第4の交差部で前記第2の横方 向のチャネルにおいて終端し且つ該第2の横方向のチャネルと流体連通する、請 求項18に記載のミクロ流体装置。 31.前記ボディ構造が、 実質的に平坦な上面を有する第1の基板と、 実質的に平坦な下面を有する少なくとも第2の基板と、を含み、 前記複数の交差するミクロ規模のチャネルが、少なくとも1つの該第1の基板 の該上面または該第2の基板の該下面への複数の相互接続された溝として作られ 、 該第1の基板の該上面および該第2の基板の該下面が合わされると、該複数の相 互接続された溝が、該複数の交差するミクロ規模のチャネルを形成する、請求項 18に記載のミクロ流体装置。 32.基板を含み、該基板が、該基板に配置される相互接続されたミクロ規模の チャネル網を有し、該チャネル網が、 第1の横方向のチャネルと、 少なくとも第1および第2の側部チャネルと、を含み、該第1および第2の 側部チャネルの各々が、第1および第2の端部を有し、該第1および第2の側部 チャネルが、該第1および第2の側部チャネルの該第1の端部で該第1の横方向 のチャネルと交差し、該チャネル網が、 第1および第2の端部を有する少なくとも第3の側部チャネルであって、該 第3の側部チャネルの該第1の端部で該第1の横方向のチャネルに交差する少な くとも第3のチャネルと、 該第1および第2の側部チャネルの該第2の端部と電気通信する第1の電圧 源と、 該第3の側部チャネルの該第2の端部と電気通信する第2の電圧源と、をさ らに含み、 該第3のチャネルを介する該第1の電圧源と該第2の電圧源との間の電流路 の、該第1の側部チャネルを介する電気抵抗が、該第2の側部チャネルを介する 電気抵抗と実質的に同じである、ミクロ流体装置。 33.ミクロ流体装置を含み、該ミクロ流体装置が、 ボディ構造と、 該ボディ構造に配置される複数の集積されたチャネルと、を含み、該複数の集 積されたチャネルが、 少なくとも第1の横方向のチャネルと、 該横方向のチャネルの第1の側面に配置される少なくとも第1および第2の 側部チャネルと、を含み、該第1および第2の側部チャネルの各々が、第1およ び第2の端部を有し、該第1の端部が、該横方向のチャネルと交差し、該第2の 端部が、第1の材料の少なくとも第1のソースと流体連通し、該複数の集積され たチャネルが、 該横方向のチャネルの第2の側面に配置される少なくとも第3および第4の 側部チャネルをさらに含み、該第3および第4のチャネルの各々が、第1および 第2の端部を有し、該第1の端部が、該横方向のチャネルと流体連通し、該第2 の端部が、廃棄物リザーバと流体連通し、該ミクロ流体装置が、該第1の材料の 流れを、該第1のソースから、該第1および第2のチャネルを介して、該横方向 のチャネルに向けることにより、第2の材料を該横方向のチャネルに輸送するた め、および、該第2の材料の部分を該第3および第4のチャネルに輸送するため の材料輸送システムをさらに含む、ミクロ流体システム。 34.ミクロ規模のチャネルにシリアルに導入された1つ以上の材料を、該ミク ロ規模のチャネルに流体接続された複数のパラレルなチャネルに向ける方法であ って、 少なくとも第1のミクロ規模の横方向のチャネルと、該横方向のチャネルの第 1の側面に交差する少なくとも第1および第2のミクロ規模の側部チャネルと、 該横方向のチャネルの第2の側面に交差する少なくとも第3および第4のミクロ 規模の側部チャネルとを有するミクロ流体装置を提供する工程と、 該1つ以上の材料を、該第1の横方向のチャネルにシリアルに導入する工程と 、材料を該第1および第2のチャネルから該横方向のチャネルに向けることによ り、該1つ以上の材料の少なくとも一部分を、該少なくとも第3および第4のチ ャネルに向ける工程と、を包含する、方法。 35.ミクロ流体装置にシリアルに導入された1つ以上の材料を、複数の別個の パラレルなチャネルに変える方法であって、 ミクロ流体装置を提供する工程を包含し、該ミクロ流体装置が、 基板であって、該基板に配置される相互接続されたミクロ規模のチャネル網 を有し、該チャネル網が、 第1の横方向のチャネルと、 少なくとも第1および第2の側部チャネルと、を含み、該第1および第2の 側部チャネルの各々が、第1および第2の端部を有し、該第1および第2の側部 チャネルが、該第1および第2の側部チャネルの該第1の端部で該第1の横方向 のチャネルと交差し、該チャネル網が、 第1および第2の端部を有する少なくとも第3の側部チャネルであって、該 第3のチャネルの該第1の端部で該第1の横方向のチャネルに交差する少なくと も第3の側部チャネルと、 該第1および第2の側部チャネルの該第2の端部と電気通信する第1の電圧 源と、 該第3の側部チャネルの該第2の端部と電気通信する第2の電圧源と、をさ らに含み、 該第3のチャネルを介する該第1の電圧源と該第2の電圧源との間の電流路 の、該第1の側部チャネルを介する電気抵抗が、該第2の側部チャネルを介する 電気抵抗と実質的に同じであり、該方法が、 該1つ以上の材料を、シリアルな向きで該第1の横方向のチャネルに導入する 工程と、 該第1の電圧源と該第2の電圧源との間に電流を付与して、第1の材料の少な くとも一部分を、該第1および第2のチャネルの各々に動電学的に輸送する工程 と、をさらに包含する、方法。 36.前記導入工程において、前記第1および第2の電圧源の各々から前記第1 の横方向のチャネルに別個の電流が付与され、前記第1、第2および第3の側部 チャネルの各々から該第1の横方向のチャネルへの電流の制限流(pinching flo w)を提供する、請求項35に記載の方法。 37.複数の相互接続されたミクロ規模のチャネルの間で材料を制御可能に輸送 する方法であって、 ボディ構造を有し、該ボディ構造が、該ボディ構造に配置されるチャネル網を 有する、ミクロ流体装置を提供する工程を包含し、該チャネル網が、複数の交差 するミクロ規模のチャネルを含み、該複数のミクロ規模のチャネルが、n個のチ ャネルと、x個の交差していないチャネル末端とを含み、ここで、xは、nより も小さいかまたはそれに等しく、xは少なくとも2であり且つnは少なくとも3 であるとし、 x個のリザーバのうちの少なくとも3つに同時に別個の選択された電位を付与 し、それにより、材料が、n個の交差部で制御可能に移動される工程をさらに包 含する、方法。
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