JP2003106950A - Method for injecting microdroplets or microbubbles - Google Patents

Method for injecting microdroplets or microbubbles

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JP2003106950A JP2001297974A JP2001297974A JP2003106950A JP 2003106950 A JP2003106950 A JP 2003106950A JP 2001297974 A JP2001297974 A JP 2001297974A JP 2001297974 A JP2001297974 A JP 2001297974A JP 2003106950 A JP2003106950 A JP 2003106950A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小ノズルから射出された微小液滴や微小気
泡を円滑に微小容器中に注入するための方法を提供す
る。 【解決手段】 媒質中へノズルから射出された微小液滴
又は微小気泡を、レーザ光の焦点位置又は走査中心で捕
捉し、その焦点位置又は走査中心を移動するか、レーザ
光の走査軌道上又は走査空洞内に捕捉し、その走査軌道
又は走査空洞を移動することにより、微小容器内に誘導
して微小液滴又は微小気泡を注入する。
(57) [Problem] To provide a method for smoothly injecting minute droplets and minute bubbles ejected from a minute nozzle into a minute container. SOLUTION: A microdroplet or a microbubble ejected from a nozzle into a medium is captured at a focal position or a scanning center of a laser beam, and the focal position or the scanning center is moved, or on a scanning orbit of the laser beam or By capturing in the scanning cavity and moving the scanning trajectory or scanning cavity, it is guided into the microcontainer to inject microdroplets or microbubbles.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、微小ノズルから射
出されたフェムトリットルからピコリットル量の液体、
気体又はマイクロメートルサイズの微粒子を微小容器内
に注入するための方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a femtoliter to picoliter amount of liquid ejected from a minute nozzle,
The present invention relates to a method for injecting gas or micrometer-sized fine particles into a micro container.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、医療、化学分析、環境計測などの
各分野において、混合・反応系、検出系、電子回路、作
動ポンプなどの構成員子をマイクロ化して、システム全
体をIC化する技術、いわゆるμ−TASの開発が重要
な課題となってきており、その一つとして、検査試薬の
微量液滴をアレイ状に配置されたマイクロ容器内に微小
ノズルを利用して滴下することが行われているが、この
方法では同一アレイヘ複数の液状試薬を正確な量で注入
したり、固体又は気体状試薬を注入することが困難であ
った。
2. Description of the Related Art Recently, in the fields of medical treatment, chemical analysis, environmental measurement, etc., a technology for micronizing members of a mixing / reaction system, a detection system, an electronic circuit, an actuating pump, etc., and making the entire system IC The development of so-called μ-TAS has become an important issue. As one of them, it is possible to drop a small amount of a test reagent into a micro container arranged in an array by using a minute nozzle. However, with this method, it has been difficult to inject a plurality of liquid reagents into the same array in an accurate amount or to inject a solid or gaseous reagent.

【0003】他方、光ピンセットやレーザ走査マニピュ
レーションを用いてマイクロサイズの微粒子や液滴を操
作する方法が知られており、この方法を利用して化学分
野や生物工学分野における微小領域での反応の解析や分
析に際し、試薬や遺伝子を操作することが検討されてい
る。
On the other hand, there is known a method for manipulating micro-sized fine particles or liquid droplets by using optical tweezers or laser scanning manipulation, and using this method, it is possible to carry out reaction in a minute region in the fields of chemistry and biotechnology. Manipulation of reagents and genes during analysis and analysis is being considered.

【0004】しかしながら、この方法では、操作しよう
とする液滴や微粒子を大量に用意し、その一部を顕微鏡
下で観察しながら操作しなければならないため、大部分
の液滴や微粒子は利用されないまま残り、これがレーザ
光集光時の外乱や移動操作時の経路の障害を引き起こす
という問題があり、これらの解決が試薬の必要量のみ
を、所定の微小容器に円滑に注入する際の重要な課題と
なっていた。
However, in this method, a large amount of droplets and fine particles to be manipulated must be prepared, and some of them must be observed and observed under a microscope, so most of the droplets and fine particles are not used. However, there is a problem that this causes disturbances when collecting laser light and obstruction of the path during movement operation, and these solutions are important for smoothly injecting only the required amount of reagent into a predetermined micro container. It was a challenge.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、微小ノズル
から射出された微小液滴や微小気泡を円滑に微小容器中
に注入するための方法を提供することを目的としてなさ
れたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made for the purpose of providing a method for smoothly injecting fine droplets or fine bubbles ejected from a fine nozzle into a fine container.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の技
術によっては非常に困難とされていた微小ノズルから射
出された微小液滴又は微小気泡を微小容器内に注入する
方法について種々研究を重ねた結果、レーザマニピュレ
ーション技術を利用すれば、フェムトリットルからピコ
リットル量の液体又は気体を微小ノズルから射出して発
生させた微小液滴又は微小気泡を微小容器内に簡単に注
入しうることを見出し、この知見に基づいて本発明をな
すに至った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have made various studies on a method of injecting microdroplets or microbubbles ejected from a micronozzle into a microcontainer, which has been very difficult by the conventional techniques. As a result, by using laser manipulation technology, it is possible to easily inject microdroplets or microbubbles generated by ejecting a liquid or gas of femtoliter to picoliter from a micro nozzle into a micro container. The present invention has been completed based on this finding.

【0007】すなわち、本発明は、媒質中へノズルから
射出された微小液滴又は微小気泡をレーザ光の焦点位置
又は走査中心で捕捉し、その焦点位置又は走査中心を移
動することにより、微小容器内に誘導することを特徴と
する微小液滴又は微小気泡の注入方法、及び媒質中へノ
ズルから射出された微小液滴又は微小気泡をレーザ光の
走査軌道上又は走査空洞内に捕捉し、その走査軌道又は
走査空洞を移動することにより、微小容器内に誘導する
ことを特徴とする微小液滴又は微小気泡の注入方法を提
供するものである。
That is, the present invention captures minute droplets or minute bubbles ejected from a nozzle into a medium at the focal position or scanning center of laser light, and moves the focal position or scanning center to move the minute container. A method for injecting microdroplets or microbubbles, characterized in that they are guided inside, and trapping microdroplets or microbubbles ejected from a nozzle into a medium on a scanning trajectory of a laser beam or in a scanning cavity, The present invention provides a method for injecting microdroplets or microbubbles, which is characterized in that it is guided into a microcontainer by moving a scanning trajectory or a scanning cavity.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】次に、本発明方法を、添付図面に
従って説明する。図1は微小ノズル2、例えばマイクロ
ピペットから、媒質1例えば水の中へ射出された微小液
滴3例えば微小流動パラフィン滴をレーザ光の焦点位置
(+印)に捕捉して移動する状態を示す顕微鏡写真であ
る。この図においてマイクロピペット2から水1の中へ
インジェクション圧Pi、インジェクション時間Tiで
射出された極微量の流動パラフィンは、直径約3μmの
油滴3を形成し[図1(a)]、さらにPiをTi秒間
加えて、次の油滴3´が射出されると最初の油滴3が図
1(a)の十字位置にあるレーザ光の焦点位置に捕捉さ
れる[図1(b)]。そして、このように捕捉された油
滴3は左下位置へ移動され[図1(c)]、さらにPi
をTi秒間加えて油滴3″が射出されると、2本目のレ
ーザ光により油滴3´は油滴3の隣へ移動する[図1
(d)]。したがって、左下の位置に微小容器を配置し
ておけば油滴3,3´,3″…を順次この中へ注入する
ことができる。
The method of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a state in which a microdroplet 3 such as a microfluidic paraffin droplet ejected into a medium 1 such as water from a micronozzle 2 such as a micropipette is captured and moved at a focus position (+) of laser light. It is a micrograph. In this figure, a very small amount of liquid paraffin injected from the micropipette 2 into the water 1 at an injection pressure Pi and an injection time Ti forms an oil droplet 3 having a diameter of about 3 μm [FIG. 1 (a)], and Pi Is applied for Ti seconds and the next oil droplet 3'is ejected, the first oil droplet 3 is captured at the focal position of the laser beam at the cross position in FIG. 1 (a) [FIG. 1 (b)]. The oil droplet 3 thus captured is moved to the lower left position [Fig. 1 (c)], and Pi
Is added for Ti seconds to eject the oil droplet 3 ″, the oil droplet 3 ′ is moved to the side adjacent to the oil droplet 3 by the second laser beam [FIG.
(D)]. Therefore, by arranging the micro-container at the lower left position, the oil droplets 3, 3 ', 3 "... Can be sequentially injected into this.

【0009】次に図2は、2本の微小ノズル2,2´よ
り種類の異なった微小液滴3,3´を射出し、微小容器
7,7´内に注入する場合の説明図であって、微小ノズ
ル2より液滴3、微小ノズル2´より液滴3´が媒質1
で満たされた透明基盤6を加工することによって作製さ
れた微小容器7,7´上部へ射出され、それぞれレーザ
光A及びBに捕捉される。そして、ここで捕捉された液
滴3,3´は、レンズ8により集光された各レーザ光
A、Bの焦点位置をノズル近傍から微小容器底辺位置ま
で三次元的に移動させることによって、正確に微小容器
7,7´の中に注入することができる。
Next, FIG. 2 is an explanatory view in the case of ejecting minute droplets 3 and 3'of different kinds from two minute nozzles 2 and 2'and injecting them into minute containers 7 and 7 '. The droplet 3 from the minute nozzle 2 and the droplet 3'from the minute nozzle 2'are the medium 1
The transparent substrate 6 filled with the above is emitted to the upper portions of the micro-containers 7 and 7 ′ produced by processing, and captured by the laser beams A and B, respectively. The droplets 3 and 3 ′ captured here are three-dimensionally moved by moving the focal positions of the laser beams A and B condensed by the lens 8 from the vicinity of the nozzle to the bottom position of the minute container. Can be injected into the micro-containers 7, 7 '.

【0010】このような微小ノズルからの液滴の射出
は、射出する液滴の性質とノズル材質、形状の関係によ
り、射出後の液滴がノズル先端に付着して確実に行われ
ない場合が生じるが、そのような場合は、微小水槽壁面
4,4´に形成あるいは取り付けた圧電磁器薄膜などの
超音波発生素子5、5´により、微小ノズル先端近傍の
溶液に超音波を照射することで、液滴のノズルからの解
離と射出を行うことができる。また、射出する液滴の
径、個数は、射出圧、射出時間、維持圧を変更すること
により行われる。
The ejection of a droplet from such a minute nozzle may not be reliably performed because the droplet after ejection adheres to the tip of the nozzle due to the relationship between the nature of the ejected droplet and the nozzle material and shape. In such a case, in such a case, ultrasonic waves are radiated to the solution near the tip of the minute nozzle by the ultrasonic wave generating elements 5 and 5'formed or attached to the minute water tank wall surfaces 4 and 4 '. The droplet can be dissociated from the nozzle and ejected. Further, the diameter and the number of the ejected droplets are changed by changing the ejection pressure, the ejection time, and the sustaining pressure.

【0011】本発明方法においては、液滴の代りに微粒
子含有液滴を微小ノズル2,2´から射出させることも
できる。この場合、液滴の種類を媒質と同じにすること
により、液滴が微小ノズルから離れると同時に液滴部分
が消失し、含有されていた微粒子のみが媒質中に放出さ
れた状態になる。
In the method of the present invention, fine particle-containing droplets may be ejected from the fine nozzles 2 and 2'instead of the droplets. In this case, by making the type of the droplet the same as that of the medium, the droplet is separated from the minute nozzle, and at the same time, the droplet portion disappears, and only the contained fine particles are released into the medium.

【0012】また、注入する液滴の種類に応じて、微小
容器底面を親水性又は疎水性の処理をしておけば、注入
後の固定化も可能である。微粒子の場合の固定化は、紫
外線硬化性の液滴と微粒子を同じ微小容器内に注入後に
紫外線照射するなどの処理によって行うことができる。
Further, if the bottom surface of the micro-container is treated to be hydrophilic or hydrophobic depending on the type of the liquid droplets to be injected, it is possible to fix it after the injection. The immobilization in the case of fine particles can be performed by injecting ultraviolet curable droplets and fine particles into the same micro container and then irradiating with ultraviolet light.

【0013】なお、媒質1の屈折率より低屈折率の液滴
や微粒子を捕捉、注入する場合は、液滴の周りを走査す
るレーザ走査マニピュレーション法を使用する。
When capturing and injecting liquid droplets or fine particles having a refractive index lower than that of the medium 1, a laser scanning manipulation method of scanning around the liquid droplets is used.

【0014】次に、図3は、2本のレーザ光の焦点位置
を微小ノズル近傍から微小容器内まで三次元的に移動す
るためのシステム構成の1例を説明するためのシステム
図であり、この図において光源10からのレーザ光は、
ビームエクスパンダ11で径を変換され、半波長板12
を通り、第1偏光ビームスプリッタ13、13´により
分解され、それぞれ電磁シャッタ14、14´を介した
後に、顕微鏡下での焦点位置座標XYZが所望の位置に
なるように、コンピュータCpによって制御されるガル
バノミラー対及び焦点位置変更レンズで構成される焦点
位置移動機構15、15´により経路が制御されてい
る。
Next, FIG. 3 is a system diagram for explaining an example of a system configuration for three-dimensionally moving the focal positions of two laser beams from the vicinity of the minute nozzle to inside the minute container. In this figure, the laser light from the light source 10 is
The diameter is converted by the beam expander 11, and the half-wave plate 12
Through the first polarization beam splitters 13 and 13 ', and after passing through the electromagnetic shutters 14 and 14', respectively, the focus position coordinate XYZ under the microscope is controlled by the computer Cp so as to be a desired position. The path is controlled by the focus position moving mechanisms 15 and 15 ′ which are composed of a galvano mirror pair and a focus position changing lens.

【0015】上記の分解されたレーザ光は、再び第二偏
光ビームスプリッタ16、16´で同軸とされた後、リ
レーレンズ17により落射照明光の軸と一致させて顕微
鏡18内に導入し、各々を集光レンズ8により波長サイ
ズ程度、例えば1μm程度のスポットサイズに微小ノズ
ル近傍でなるように集光して照射することで、射出液滴
を捕捉する。その後、図2においてすでに述べたよう
に、焦点位置移動機構15、15´で、その焦点位置を
所望の微小容器7の位置まで三次元的に移動すること
で、正確に液滴を注入することができる。
The above-mentioned decomposed laser light is again made coaxial by the second polarization beam splitters 16 and 16 ', and then introduced into the microscope 18 by being made coincident with the axis of the epi-illumination light by the relay lens 17. Is collected by a condenser lens 8 to a spot size of about 1 μm, for example, so as to be in the vicinity of the minute nozzles, and is irradiated to capture the ejected droplets. After that, as already described in FIG. 2, the focus position moving mechanisms 15 and 15 ′ three-dimensionally move the focus position to the desired position of the micro-container 7 to accurately inject the droplets. You can

【0016】この際、2本のレーザ光は偏光方向が直交
するので干渉を起こすことはなく、したがって、2本の
ビームの相対位置により強度分布が変化することはない
ので、各々のレーザ光で安定した状態で目的とする液滴
を捕捉、注入できる。また、2本のレーザ光の焦点位置
の移動経路、移動速度、走査位置、走査速度、同期走査
位相差及び走査パターンは、液滴の射出の状態、レーザ
光による捕捉、運搬状態をCCDカメラ19で観測し、
その画像を画像処理装置20で処理することにより、そ
の目的に応じて自動的に変更することができる。
At this time, since the polarization directions of the two laser beams are orthogonal to each other, interference does not occur. Therefore, since the intensity distribution does not change depending on the relative position of the two beams, each laser beam is different. Target droplets can be captured and injected in a stable state. In addition, the movement path, movement speed, scanning position, scanning speed, synchronous scanning phase difference, and scanning pattern of the focal points of the two laser beams are the CCD camera 19 indicating the droplet ejection state, the laser beam capture state, and the transportation state. Observed at
By processing the image with the image processing apparatus 20, it is possible to automatically change the image according to the purpose.

【0017】このようにして、本発明方法においては、
図1に示したように、1個の微小ノズルから順々に射出
される微小液滴のみでなく、図2に示すように複数個の
微小ノズルから1個ずつ射出される微小液滴あるいは複
数個の微小ノズルからノズル1個当り複数の順々に射出
される微小液滴を正確に微小容器内に注入することがで
きる。
Thus, in the method of the present invention,
As shown in FIG. 1, not only the minute liquid droplets sequentially ejected from one minute nozzle, but also the minute liquid droplets ejected one by one from a plurality of minute nozzles as shown in FIG. It is possible to accurately inject a plurality of fine droplets sequentially ejected from each of the minute nozzles into the minute container.

【0018】そして、これらの注入に際しては、画像処
理により微小ノズルから射出される微小液滴の状態を観
測しながら、あるいは事前に測定したデータにより、射
出圧、射出時間及び維持圧の中から選ばれた少なくとも
1つのファクターを変えることにより、微小液滴の径及
び個数を制御することができる。
During these injections, the injection pressure, the injection time, and the maintenance pressure are selected while observing the state of the microdroplets ejected from the micronozzles by image processing or by the data measured in advance. The diameter and number of microdroplets can be controlled by changing at least one factor that is set.

【0019】以上、本発明方法について、液体媒質中に
微小液滴又は微粒子含有微小液滴を射出し、レーザ光の
焦点位置を用いた例で説明したが、微小ノズルから液体
媒質中に射出された微小気泡及び走査中心、走査軌道又
は走査空洞の移動を用いた場合も同様にして所定の微小
容器中に注入することができる。この場合は、容器の開
口部を下向きとし、底部を上向きにして、微小気泡を捕
集するのが有利である。
The method of the present invention has been described above with reference to an example in which minute droplets or minute droplets containing fine particles are ejected into the liquid medium and the focal position of the laser beam is used. However, they are ejected from the minute nozzles into the liquid medium. When using the movement of the micro bubbles and the scanning center, the scanning trajectory, or the scanning cavity, it is possible to inject into a predetermined micro container in the same manner. In this case, it is advantageous to collect the microbubbles with the opening of the container facing downward and the bottom facing upward.

【0020】[0020]

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail by way of examples.

【0021】実施例1 図2又は図3に示すシステムにおいて、液滴捕捉用のレ
ーザ光として、連続発振のNd:YAGレーザ(波長1
064nm、直線偏光)を用い、顕微鏡カバーガラスを
エッチング処理して作成した微小容器を底面に有する微
小水槽を蒸留水(屈折率1.33)で満たしたものに、
顕微鏡の油浸対物レンズ(倍率100倍)を通して下方
より2本のレーザ光を照射することで、ガラスキャピラ
リを加工して作成した微小ノズルより射出した微小液滴
(流動パラフィン、屈折率1.46)の捕捉と、微小容
器への注入を行った。すなわち、微小ノズルよりポンプ
で射出圧、射出時間、維持圧を制御して、大きさ3μm
の液滴を1個ずつ計2個射出し、各々を2本のレーザ光
による光ピンセット法で捕捉、移動して微小容器へ注入
を行う様子を顕微鏡で観察した結果を図1に示す。
Example 1 In the system shown in FIG. 2 or 3, continuous wave Nd: YAG laser (wavelength 1
064 nm, linearly polarized light) was used to fill a distilled water (refractive index 1.33) in a micro water tank having a micro container on the bottom, which was created by etching a microscope cover glass.
By irradiating two laser beams from below through an oil immersion objective lens (magnification of 100) of a microscope, minute liquid droplets (liquid paraffin, refractive index 1.46) ejected from a minute nozzle formed by processing a glass capillary. ) And injection into a micro container. That is, the injection pressure, the injection time, and the maintenance pressure are controlled by a pump from a minute nozzle, and the size is 3 μm.
FIG. 1 shows the result of observing with a microscope how two droplets of each of the above are ejected in total, each of which is captured by the optical tweezers method using two laser beams, moved, and injected into a micro container.

【0022】図1(a)は、微小ノズルに射出圧(30
00hPa)を設定射出時間(0.1秒間)加えた後の
状態であり、ノズル先端に大きさ3μmの液滴が1個形
成される。図中の白十字はノズル先端近傍に設定したレ
ーザ光の焦点位置を画像処理してリアルタイムで示した
ものである。図1(b)は、2回目の射出圧(3000
hPa)を0.1秒間加えた後の状態であり、ノズル先
端の液滴が射出され、白十字位置にあるレーザ光の焦点
位置に捕捉された状態を示している。この際、ノズル先
端には次の液滴が準備されている。図1(c)は、捕捉
された液滴を図3の焦点位置移動機構15のコンピュー
タ制御により、微小容器位置まで移動した状態を示して
いる。図1(d)は、さらに3回目の射出圧(3000
hPa)を0.1秒間加えて2個目の液滴を射出した
後、2本目のビームで液滴を捕捉し、図1(c)の液滴
の隣の位置へX方向に並べた状態を示している。
FIG. 1A shows the injection pressure (30
(00 hPa) is applied for a set ejection time (0.1 seconds), and one droplet having a size of 3 μm is formed at the tip of the nozzle. The white cross in the figure shows the focal position of the laser light set near the tip of the nozzle in real time after image processing. FIG. 1B shows the second injection pressure (3000
hPa) is added for 0.1 second, and a state in which the droplet at the nozzle tip is ejected and captured at the focus position of the laser beam at the white cross position is shown. At this time, the next droplet is prepared at the tip of the nozzle. FIG. 1C shows a state in which the captured droplet is moved to the position of the micro container by the computer control of the focus position moving mechanism 15 of FIG. FIG. 1D shows the third injection pressure (3000
hPa) is applied for 0.1 second to eject the second droplet, and then the droplet is captured by the second beam, and is aligned in the X direction at the position next to the droplet in FIG. 1C. Is shown.

【0023】実施例2 実施例1と同様のシステムを用い、射出圧、射出時間、
維持圧を変更することで、径の異なった液滴を1個ずつ
計2個射出し、各々をレーザ光による光ピンセット法で
捕捉、移動して微小容器へ注入を行った。図4は、射出
された大小2個の液滴を2本のビームで各々を捕捉した
後、微小容器上のY方向に並べた状態を示している。こ
れにより、射出圧、射出時間、維持圧を制御すること
で、大きさの異なる液滴を選択的に射出し、それらを精
密に移動、注入できることが分かる。
Example 2 Using the same system as in Example 1, injection pressure, injection time,
By changing the maintenance pressure, a total of two droplets having different diameters were ejected, and each droplet was captured and moved by an optical tweezer method using a laser beam to be injected into a micro container. FIG. 4 shows a state in which the ejected large and small droplets are captured by two beams and then arranged in the Y direction on the micro container. From this, it is understood that by controlling the ejection pressure, the ejection time, and the sustaining pressure, it is possible to selectively eject droplets of different sizes and move and inject them precisely.

【0024】本発明は、以上の実施例に限定されるもの
ではなく、レーザ光導入の光学系、微小ノズルと超音波
発生素子の位置、形状及び個数など、適宜設計変更でき
るものである。
The present invention is not limited to the above embodiments, and the design can be changed as appropriate, such as the optical system for introducing laser light, the positions, shapes and numbers of the minute nozzles and the ultrasonic wave generating elements.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、μ−TASを構築する
ための極微量の液体、気体及び粒子状試薬をミクロンサ
イズのアレイ状容器への自動的な注入、固定化が可能に
なるばかりでなく、過剰量の試薬による外乱場の発生や
汚染のない、感度のよいμ−TASやマイクロメートル
オーダーの化学反応場、微生物の成育場の構築が可能と
なり、それによってその反応や成長の制御を行うことも
可能となる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to automatically inject and immobilize a very small amount of liquid, gas and particulate reagents for constructing μ-TAS into a micron-sized array container. Not only that, it is possible to construct a sensitive μ-TAS or micrometer-order chemical reaction field and microbial growth field without the occurrence of disturbance fields and contamination due to excess reagents, thereby controlling the reaction and growth. It is also possible to do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明によって、微小ノズルより射出された
液滴が、運搬注入される過程を示す顕微鏡写真図。
FIG. 1 is a micrograph showing a process of carrying and injecting liquid droplets ejected from a minute nozzle according to the present invention.

【図2】 本発明の注入方法の1例を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of an injection method of the present invention.

【図3】 本発明の構成の1例を示すシステム図。FIG. 3 is a system diagram showing an example of the configuration of the present invention.

【図4】 径の異なる液滴が射出、移動注入された状態
を示す顕微鏡写真図。
FIG. 4 is a micrograph showing a state in which droplets having different diameters are ejected and moved and injected.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 媒質 2,2´微小ノズル 3,3´微小液滴 4,4´微小水槽壁面 5,5´超音波発生素子 6 透明基板材料 7,7´微小容器 8 集光レンズ 9 ポンプ 10 レーザ光源 11ビームエクスパンダ 12 半波長板 13,13´第1偏光ビームスプリッタ 14,14´電磁シャッタ 15,15´焦点位置移動機構 16,16´第2偏光ビームスプリッタ 17 リレーレンズ 18 顕微鏡 19 CCDカメラ 20 画像処理装置 1 medium 2,2 'micro nozzle 3,3 'microdroplets 4,4 'Micro water tank wall surface 5,5 'Ultrasonic generator 6 Transparent substrate material 7,7 'micro container 8 Condensing lens 9 pumps 10 Laser light source 11 beam expander 12 Half-wave plate 13,13 'first polarization beam splitter 14,14 'Electromagnetic shutter 15,15 'Focus position moving mechanism 16,16 'second polarization beam splitter 17 relay lens 18 microscope 19 CCD camera 20 Image processing device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木内 陽介 徳島県徳島市南矢三町3−3−14−2 (72)発明者 福岡 聰 香川県高松市林町2217番14 独立行政法人 産業技術総合研究所四国センター内 Fターム(参考) 2G052 AD26 AD42 AD46 CA04 CA07 CA18 DA09 2G058 AA03 AA09 EA11 EA14 ED11 5F072 JJ20 MM14 MM17 YY01 YY11   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yosuke Kiuchi             3-3-14-2 Minamiyasancho, Tokushima City, Tokushima Prefecture (72) Inventor Satoshi Fukuoka             2217-14 Hayashi-cho, Takamatsu-shi, Kagawa Independent administrative agency             AIST Shikoku Center F term (reference) 2G052 AD26 AD42 AD46 CA04 CA07                       CA18 DA09                 2G058 AA03 AA09 EA11 EA14 ED11                 5F072 JJ20 MM14 MM17 YY01 YY11

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 媒質中へノズルから射出された微小液滴
又は微小気泡をレーザ光の焦点位置又は走査中心で捕捉
し、その焦点位置又は走査中心を移動することにより、
微小容器内に誘導することを特徴とする微小液滴又は微
小気泡の注入方法。
1. A microdroplet or a microbubble ejected from a nozzle into a medium is captured at a focal position or scanning center of laser light, and the focal position or scanning center is moved,
A method of injecting microdroplets or microbubbles, characterized by inducing into a microcontainer.
【請求項2】 媒質中へノズルから射出された微小液滴
又は微小気泡をレーザ光の走査軌道上又は走査空洞内に
捕捉し、その走査軌道又は走査空洞を移動することによ
り、微小容器内に誘導することを特徴とする微小液滴又
は微小気泡の注入方法。
2. A microdroplet or a microbubble ejected from a nozzle into a medium is trapped on a scanning orbit of a laser beam or in a scanning cavity, and the scanning orbit or scanning cavity is moved so that the microcontainer is placed in a microcontainer. A method of injecting microdroplets or microbubbles, characterized by inducing.
【請求項3】 微小液滴又は微小気泡が複数個の微小ノ
ズルから1個ずつ射出された微小液滴又は微小気泡であ
る請求項1又は2記載の注入方法。
3. The injection method according to claim 1, wherein the fine droplets or the fine bubbles are fine droplets or fine bubbles ejected one by one from a plurality of fine nozzles.
【請求項4】 微小液滴又は微小気泡が1個の微小ノズ
ルから順々に射出された微小液滴又は微小気泡である請
求項1又は2記載の注入方法。
4. The injection method according to claim 1, wherein the fine droplets or the fine bubbles are fine droplets or fine bubbles sequentially ejected from one fine nozzle.
【請求項5】 微小液滴又は微小気泡が複数個の微小ノ
ズルからノズル1個当り複数の順々に射出される微小液
滴又は微小気泡である請求項1又は2記載の注入方法。
5. The injection method according to claim 1, wherein the fine droplets or the fine bubbles are a plurality of fine droplets or fine bubbles ejected in sequence from a plurality of fine nozzles per nozzle.
【請求項6】 画像処理により微小ノズルから射出され
る微小液滴又は微小気泡の状態を観測しながら、射出
圧、射出時間及び維持圧の中から選ばれた少なくとも1
つのファクターを変えることにより、微小液滴又は微小
気泡の径及び個数を制御する請求項1ないし5のいずれ
かに記載の注入方法。
6. At least one selected from an injection pressure, an injection time, and a sustaining pressure while observing the state of micro droplets or micro bubbles ejected from micro nozzles by image processing.
The injection method according to any one of claims 1 to 5, wherein the diameter and the number of microdroplets or microbubbles are controlled by changing two factors.
【請求項7】 微小ノズル先端付近に超音波を印加しな
がら行う請求項1ないし6記載の注入方法。
7. The injection method according to claim 1, wherein the injection is performed while applying an ultrasonic wave near the tip of the minute nozzle.
【請求項8】 微小液滴中に微粒子を含有させる請求項
1ないし7記載の注入方法。
8. The injection method according to claim 1, wherein fine particles are contained in the fine droplets.
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