JP2005538287A - マイクロ液体処理装置とその使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションと第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板と、
光ビームを放射するように適合化された光源と、
上記光ビームと上記基板との間に相対移動を引き起こすための移動手段とを備え、
上記移動のための手段は、上記光ビームが上記第1の表面部分を照射する少なくとも1つの第1の位置と上記光ビームが上記第2の表面部分を照射する第2の位置との間を移動するように適合化され、これにより、上記マイクロチャネルの各々の表面部分の照射に応答して上記マイクロチャネルの上記第1及び第2のセクションの各々における液体に作用する少なくとも1つの蒸気泡が形成される。
少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する少なくとも1つの基板を供給する工程と、
少なくとも1つの光源から少なくとも1つの光ビームを放射する工程と、
上記少なくとも第1の光ビームが第1の位置において第1の表面部分を照射し、第2の位置において第2の表面部分を照射するように、上記少なくとも1つの光ビームと上記少なくとも1つの基板との間に相対移動を誘発させる工程と、
上記第1の表面部分の照射に応じて少なくとも第1のセクションに少なくとも第1の蒸気泡を形成する工程と、
上記第2の表面部分の照射に応じて少なくとも第2のセクションに少なくとも1つの第2の蒸気泡を形成する工程と、を含み、
上記少なくとも第1及び第2の蒸気泡は、各々上記マイクロチャネルの上記第1及び第2のセクション内の液体に作用して上記マイクロチャネル内に流れを発生させる。
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションと第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板と、
光ビームを放射するように適合された光源と、
上記光ビームを上記基板に関連して移動させるための手段とを備え、
上記移動させるための手段は、上記光ビームが上記第1の表面部分を照射する少なくとも1つの第1の位置と上記光ビームが上記第2の表面部分を照射する第2の位置との間を移動するように適合され、これにより、上記マイクロチャネルの各々の表面部分の照射に応答して上記マイクロチャネルの上記第1のセクションにおける液体に作用する少なくとも1つの第1の蒸気泡が形成されるとともに、第2のセクションにおける液体に作用する少なくとも1つの第2の蒸気泡が各々形成され、上記少なくとも第2の蒸気泡は上記少なくとも第1の蒸気泡が崩壊する前に形成され、よってポンピング作用が供給されて液体は上記第1のセクションから上記第2のセクションの方向へ移動される。
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションと第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションとを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板を供給するステップと、
光源から光ビームを放射するステップと、
上記光ビームが第1の位置において第1の表面部分を照射しかつ第2の位置において第2の表面部分を照射するように、上記光ビームと上記基板との間に相対移動を誘導するステップと、
上記第1の表面部分の照射に応じて少なくとも第1のセクションに少なくとも1つの第1の蒸気泡を形成するステップと、
上記第2の表面部分の照射に応じて少なくとも第2のセクションに少なくとも1つの第2の蒸気泡を形成するステップと、を含み、
上記少なくとも第2の蒸気泡は上記少なくとも第1の蒸気泡が崩壊する前に形成されてポンピング作用が供給される。
で定義される。但し、Vはマイクロチャネル内の液体の平均線速度であり、Dはマイクロチャネルの直径または平均断面サイズであり、νは動作温度における液体の動粘性係数である。
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板と、
光ビームを放射するように適合化された光源と、
上記光ビームのパラメータを制御するための光ビーム制御手段とを備えることが可能であり、
上記光ビーム制御手段は、マイクロチャネル内に液体加熱を供給すべく上記光ビームのパラメータを制御するように適合化される。
少なくとも1つの第1のセクションを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板を供給することと、
光源から上記少なくとも第1のセクションへ向けて光ビームを放射することと、
上記光ビームのパラメータを制御すること、を含み、よって上記マイクロチャネル内の液体が加熱される。
a)マイクロポンプシステムを供給するステップと、
b)マイクロチャネルの1セクションにNA増幅混合物を供給するステップとを含み、上記NA増幅混合物はプライマと、核酸と、モノリン酸ヌクレオチドと、ポリメラーゼ活性を有する酵素とを含み、
c)光源を使用して上記NA増幅混合物を加熱し、二重鎖DNAの溶融を達成するステップと、
d)NA増幅混合物を冷却し、核酸のプライマのアニーリングを達成するステップと、
e)ポリメラーゼ活性を有する酵素にプライマを伸長させるステップとを含む。
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクション及び第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板と、
光ビームを放射するように適合化された光源と、
上記光ビームを上記基板に対して移動させるための手段とを備え、
上記移動させるための手段は、上記光ビームが上記第1の表面部分を照射する少なくとも第1の位置と上記光ビームが上記第2の表面部分を照射する第2の位置との間を移動するように適合され、これにより、上記マイクロチャネルのそれぞれの表面部分の照射に応答して、上記マイクロチャネルの上記第1のセクションにおける液体内に少なくとも1つの第1の蒸気泡が形成されるとともに、第2のセクションにおける液体内に少なくとも1つの第2の蒸気泡が形成され、上記第1及び第2の蒸気泡は、2つの蒸気泡の形成または崩壊を変動または交互にすることによりチャネル内に流れ制限を持続するように適合される。マイクロバルブの作用は、実質上チャネル内の液体の転位を引き起こさないことが好ましい。
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションと第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションとを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板を供給することと、
光源から光ビームを放射することと、
上記光ビームと上記基板との間に相対運動を誘発させ、上記光ビームが第1の位置において第1の表面部分を照射するとともに第2の位置において第2の表面部分を照射することと、
上記第1の表面部分の照射に応じて少なくとも第1のセクションに少なくとも1つの第1の蒸気泡を形成することと、
上記第2の表面部分の照射に応じて少なくとも第2のセクションに少なくとも1つの第2の蒸気泡を形成すること、を含み、
上記少なくとも第1及び第2の蒸気泡は、蒸気泡の形成または崩壊を変動または交互にしてバルブを閉じることにより、チャネル内に流れ制限を持続するように適合される。
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションと第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションとを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板と、
光ビームを放射するように適合された光源と、
上記光ビームを上記基板に対して移動させるための手段とを備え、
上記移動させるための手段は、上記光ビームが上記第1の表面部分を照射する少なくとも1つの第1の位置と上記光ビームが上記第2の表面部分を照射する第2の位置との間を移動するように適合され、これにより、上記マイクロチャネルのそれぞれの表面部分の照射に応答して、上記マイクロチャネルの上記第1のセクションにおける第1の液体内に少なくとも1つの第1の蒸気泡が形成されるとともに、上記第2のセクションにおける第2の液体内に少なくとも1つの第2の蒸気泡が形成され、これにより、上記第1及び第2の液体間の境界面面積が増大し、よって拡散による混合が増大する。
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションと第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションとを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板を供給することと、
光源から光ビームを放射することと、
上記光ビームと上記基板との間に相対運動を誘発させ、上記光ビームが第1の位置において第1の表面部分を照射し、第2の位置において第2の表面部分を照射することと、
上記第1の表面部分の照射に応じて上記第1のセクションにおける少なくとも1つの第1の液体内に少なくとも1つの第1の蒸気泡を形成することと、
上記第2の表面部分の照射に応じて上記第2のセクションにおける少なくとも1つの第2の液体内に少なくとも1つの第2の蒸気泡を形成すること、を含み、
これにより、上記第1及び第2の液体間の境界面の面積が増大され、上記少なくとも第1及び第2の液体の例えば拡散による混合が達成される。
光駆動式マイクロポンプの請求の範囲に記載した機能性を検証するために、下記のような本発明の実施形態を構築した。
Claims (139)
- 液体を保持する少なくとも1つのマイクロチャネル内に液体の流れを発生させるためのマイクロポンプシステムであって、
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションと、第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションとを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板と、
光ビームを放射するように適合された光源と、
上記光ビームと上記基板との間に相対移動を引き起こすための移動手段とを備え、
上記移動手段は、上記光ビームが上記第1の表面部分を照射する少なくとも1つの第1の位置と上記光ビームが上記第2の表面部分を照射する第2の位置との間を移動するように適合され、これにより、上記マイクロチャネルの各々の表面部分の照射に応答して上記マイクロチャネルの上記第1及び第2のセクションの各々における液体に作用する少なくとも1つの蒸気泡が形成されることを特徴とするマイクロポンプシステム。 - 上記光ビームは、上記第1の位置から上記第2の位置へ移動する際に上記マイクロチャネルを連続照射し、上記第1のセクションから上記第2のセクションへ進む少なくとも1つの蒸気泡を生成する請求項1記載のマイクロポンプシステム。
- 上記第1の表面部分を照射する光ビームに応答して少なくとも1つの第1の蒸気泡が形成され、上記第2の表面部分を照射する光ビームに応答して少なくとも1つの第2の蒸気泡が形成される請求項1記載のマイクロポンプシステム。
- 上記少なくとも第2の蒸気泡は上記少なくとも第1の蒸気泡が崩壊する前に形成される請求項3記載のマイクロポンプシステム。
- 上記マイクロチャネルは、上記光ビームによって順次照射される1つまたは複数の領域を有し、各領域は上記光ビームによって順次または連続して照射される複数のセクションを備える先行する請求項1〜4のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 領域は上記光ビームによって複数回照射される請求項5記載のマイクロポンプシステム。
- 上記領域は順次または連続して複数回、何れの方向にも照射される請求項6記載のマイクロポンプシステム。
- 上記システムは双方向的に作動する請求項6記載のマイクロポンプシステム。
- 上記マイクロチャネルの少なくとも1つの表面部分は光エネルギーを吸収するための吸光物質を備える先行する請求項1〜8のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記光エネルギーは照射セクションにおいて液体に直接吸収される請求項1乃至9のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記蒸気泡は液体内に形成される先行する請求項1〜10のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記蒸気泡は、光ビーム照射に応答して液体の少なくとも一部を膜沸騰することにより形成される請求項11記載のマイクロポンプシステム。
- 上記蒸気泡は緩衝液内に形成される請求項1乃至7のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記蒸気泡は、光照射に応答して上記緩衝液の一部を膜沸騰することにより形成される請求項13記載のマイクロポンプシステム。
- 上記蒸気泡は、光ビーム照射に応答して核生成により形成される請求項13または14記載のマイクロポンプシステム。
- 上記緩衝液は上記マイクロチャネルに関連づけられるキャビティ内に保持され、上記マイクロチャネルの表面部分は上記キャビティの一表面部分である請求項13乃至15のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記キャビティは上記マイクロチャネルへ向かって開口を有する請求項16記載のマイクロポンプシステム。
- 上記開口は上記マイクロチャネル内の液体によって運ばれる細胞より小さい請求項17記載のマイクロポンプシステム。
- 上記発生される流れは層状である請求項13乃至18のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記緩衝液と上記液体とは上記マイクロチャネル内の層流液体である請求項19記載のマイクロポンプシステム。
- 上記マイクロチャネルの少なくとも1つのセクションは上記緩衝液を含む請求項13乃至20のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記マイクロチャネルの一方の端セクションは上記緩衝液を含む請求項21記載のマイクロポンプシステム。
- 上記光ビームのパラメータを制御するための光ビーム制御手段をさらに備える先行する請求項1〜22のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記光ビーム制御手段は、上記マイクロチャネル内に液体の加熱を供給するように上記光ビームのパラメータを制御すべく適合される請求項23記載のマイクロポンプシステム。
- 上記光ビームは、上記液体の少なくとも一部を上記液体の沸点を下廻る温度まで加熱するに足るエネルギー密度を有する請求項24記載のマイクロポンプシステム。
- 上記相当量の液体を加熱するためのエネルギー密度は泡の形成を誘導するためのエネルギー密度より低い請求項24または25の何れかに記載されたマイクロポンプシステム。
- 液温を検出するためのサーモパイル素子をさらに備える請求項24乃至26のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記サーモパイル素子は赤外線検出器を備える請求項27記載のマイクロポンプシステム。
- 上記光ビームと上記基板との間に相対運動を引き起こす手段を制御するための制御手段をさらに備える先行する請求項1〜28のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記制御手段は上記光ビーム制御手段を備える請求項23及び29記載のマイクロポンプシステム。
- 上記光ビームを上記基板に関して移動させるための手段は上記基板を移動させる手段を備える先行する請求項1〜30のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記光ビームを上記基板に関して移動させるための手段は上記光源を移動させる手段を備える請求項1乃至31のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記光ビームを上記基板に関して移動させるための手段は上記光ビームを移動させる手段を備える請求項1乃至32のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記光ビームを移動させるための手段は上記光ビームを偏向または回折させるための手段を備える請求項33記載のマイクロポンプシステム。
- 上記移動させるための手段はモータを備える請求項31乃至33のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記移動させるための手段は圧電素子を備える請求項31乃至35のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記光ビームを選択されたロケーションへ集束するためのフォーカス手段をさらに備える先行する請求項1〜36のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記選択されたロケーションは上記マイクロチャネルの一表面部分である請求項37記載のマイクロポンプシステム。
- 上記選択されたロケーションは上記マイクロチャネル内の一ロケーションである請求項37記載のマイクロポンプシステム。
- 上記フォーカス手段はフォーカス制御手段によって制御される請求項37乃至39のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記制御手段は上記フォーカス制御手段を備える請求項29または40記載のマイクロポンプシステム。
- 上記液体の速度は上記動作させるための手段の速度を制御することによって制御される先行する請求項1〜41のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記液体の速度は上記光源のエネルギー密度を制御することによって制御される先行する請求項1〜42のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記蒸気泡の大きさは、上記光源のエネルギー密度及び/または選択されたセクションの照射時間を制御することによって制御される先行する請求項1〜43のいずれか一項に記載マイクロポンプシステム。
- 上記光源のエネルギー密度及び/または照射時間は、マイクロチャネルの大きさに対応する大きさを有する蒸気泡を形成するように選択される請求項44記載のマイクロポンプシステム。
- 揺動する2つの蒸気泡は上記マイクロチャネルの隣接する2セクションにおいて形成され、上記揺動は上記チャネル内に少なくとも1つの蒸気泡制限を持続させるように制御される請求項45記載のマイクロポンプシステム。
- 上記蒸気泡は、上記蒸気泡の第1及び第2の端部分の加熱と、上記マイクロチャネルの対応する表面部分の照射とを交互させることによって持続される請求項45記載のマイクロポンプシステム。
- 少なくとも1つの光源は上記動作させるための手段により幾つかのマイクロチャネル内に流れを発生させるように制御される先行する請求項1〜47のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記動作手段は、幾つかのマイクロチャネルの幾つかの表面部分を照射して上記幾つかのマイクロチャネル内に液体の流れを発生させるように制御される先行する請求項1〜48のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記光源はレーザである先行する請求項1〜49のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記少なくとも1つのマイクロチャネル内に注入されるマーキング液を保持するための少なくとも1つのリザーバと、上記少なくとも1つのリザーバを上記少なくとも1つのマイクロチャネルの少なくとも1つのセクションに連結する接続穴とをさらに備える先行する請求項1〜50のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 上記マイクロチャネルは混合される少なくとも1つの第1の液体と第2の液体とを含み、少なくとも第1の蒸気泡は少なくとも1つの第1のセクションの第1の表面部分の照射に応答して上記少なくとも第1の液体内に形成され、上記蒸気泡は上記第2の液体へと伸長するように適合化され、これにより上記第1及び第2の液体間の境界面の面積が増大される先行する請求項1〜51のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- 少なくとも第2の泡は少なくとも第2のセクションの第2の表面部分の照射に応答して上記少なくとも第2の液体内に形成され、上記蒸気泡は上記少なくとも第1の液体へと伸長するように適合化され、これにより上記第1及び第2の液体間の境界面の面積が増大される請求項52記載のマイクロポンプシステム。
- 駆動静水圧は、上記マイクロチャネルの上記少なくとも第1及び第2のセクション間の距離を制御することにより制御される先行する請求項1〜53のいずれか一項に記載のマイクロポンプシステム。
- マイクロチャネル内の液体をポンピングするためのマイクロポンプシステムであって、
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションと、第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションとを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板と、
光ビームを放射するように適合された光源と、
上記光ビームを上記基板に対して移動させるための手段とを備え、
上記移動させるための手段は、上記光ビームが上記第1の表面部分を照射する少なくとも1つの第1の位置と上記光ビームが上記第2の表面部分を照射する第2の位置との間を移動するように適合され、これにより、上記マイクロチャネルの各々の表面部分の照射に応答して、上記マイクロチャネルの上記第1のセクションにおける液体に作用する少なくとも1つの第1の蒸気泡が形成されるとともに、上記第2のセクションにおける液体に作用する少なくとも1つの第2の蒸気泡が各々形成され、上記少なくとも第2の蒸気泡は上記少なくとも第1の蒸気泡が崩壊する前に形成され、よってポンピング作用が供給され、液体は上記第1のセクションから上記第2のセクションの方向へ移動されることを特徴とするマイクロポンプシステム。 - 第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションと、第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションとを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板と、
光ビームを放射するように適合された光源と、
上記光ビームを上記基板に対して移動させるための手段とを備え、
上記移動させるための手段は、上記光ビームが上記第1の表面部分を照射する少なくとも1つの第1の位置と上記光ビームが上記第2の表面部分を照射する第2の位置との間を移動するように適合され、これにより、上記マイクロチャネルの各々の表面部分の照射に応答して、上記マイクロチャネルの上記第1のセクションにおける液体内に少なくとも1つの第1の蒸気泡が形成されるとともに、上記第2のセクションにおける液体内に少なくとも1つの第2の蒸気泡が形成され、上記第1及び第2の蒸気泡は、上記少なくとも2つの蒸気泡の形成または崩壊を変動することにより、上記チャネル内に流れ制限を持続するように適合されたことを特徴とするマイクロバルブシステム。 - 上記蒸気泡の大きさは、上記光源のエネルギー密度及び/または選択されたセクションの照射時間を制御することによって制御される請求項56記載のマイクロバルブシステム。
- 上記光源のエネルギー密度及び/または照射時間は、マイクロチャネルの大きさに対応する大きさを有する少なくとも1つの蒸気泡を形成するように選択される請求項57記載のマイクロバルブシステム。
- 上記第1及び第2の蒸気泡は、上記蒸気泡の第1及び第2の端部分の加熱と上記マイクロチャネルの対応する表面部分の照射とを交互させることによって持続される同じ蒸気泡である請求項56乃至58のいずれか一項に記載のマイクロバルブシステム。
- マイクロチャネルにおける複数の液体を混合するためのマイクロミキシングシステムであって、
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションと、第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションとを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板と、
光ビームを放射するように適合された光源と、
上記光ビームを上記基板に対して移動させるための手段とを備え、
上記移動させるための手段は、上記光ビームが上記第1の表面部分を照射する少なくとも1つの第1の位置と上記光ビームが上記第2の表面部分を照射する第2の位置との間を移動するように適合され、これにより、上記マイクロチャネルの各々の表面部分の照射に応答して、上記マイクロチャネルの上記第1のセクションにおける第1の液体内に少なくとも1つの第1の蒸気泡が形成され、上記第2のセクションにおける第2の液体内に少なくとも1つの第2の蒸気泡が形成され、これにより、上記第1及び第2の液体間の境界面の面積が増大されることを特徴とするマイクロミキシングシステム。 - マイクロチャネル内の液体を加熱するためのサーマルリアクタシステムであって、
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板と、
光ビームを放射するように適合された光源と、
上記光ビームのパラメータを制御するための光ビーム制御手段とを備え、
上記光ビーム制御手段は、上記マイクロチャネル内に液体の加熱を行うように上記光ビームのパラメータを制御するように適合されたことを特徴とするサーマルリアクタシステム。 - 液温検出のためのサーモパイル素子をさらに備える請求項61記載のシステム。
- 上記サーモパイル素子は赤外線検出器を備える請求項62記載のシステム。
- 上記液体は、プライマ、核酸、モノリン酸ヌクレオチド及びポリメラーゼ活性を有する酵素を含む核酸(NA)増幅混合物を含む請求項61乃至63のいずれか一項に記載のシステム。
- 請求項1乃至64記載の1つまたは複数のマイクロシステムを備えるマイクロシステム。
- 少なくとも1つのマイクロチャネル内に液体の流れを発生させる方法であって、
少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する少なくとも1つの基板を供給する工程と、
少なくとも1つの光源から少なくとも1つの光ビームを放射する工程と、
上記少なくとも第1の光ビームが第1の位置において第1の表面部分を照射するとともに、第2の位置において第2の表面部分を照射するように、上記少なくとも1つの光ビームと上記少なくとも1つの基板との間に相対移動を誘発させる工程と、
上記第1の表面部分の照射に応答して少なくとも第1のセクションに少なくとも第1の蒸気泡を形成する工程と、
上記第2の表面部分の照射に応答して少なくとも第2のセクションに少なくとも第2の蒸気泡を形成する工程と、を含み、
上記少なくとも第1及び第2の蒸気泡は各々上記マイクロチャネルの上記第1及び第2のセクション内の液体に作用して上記マイクロチャネル内に流れを発生させることを特徴とする方法。 - 上記第1の位置から上記第2の位置への移動に際して上記マイクロチャネルを連続照射し、上記第1のセクションから上記第2のセクションへ進む少なくとも1つの蒸気泡を生成するステップを含む請求項66記載の方法。
- 上記第1の表面部分を照射する光ビームに応答して少なくとも1つの第1の蒸気泡が形成され、上記第2の表面部分を照射する光ビームに応答して少なくとも1つの第2の蒸気泡が形成される請求項67記載の方法。
- 上記少なくとも第2の蒸気泡は上記少なくとも第1の蒸気泡が崩壊する前に形成される請求項68記載の方法。
- 上記マイクロチャネルは上記光ビームによって順次照射される1つまたは複数の領域を有し、各領域は上記光ビームによって順次または連続して照射される複数のセクションを備える請求項66乃至69のいずれか一項に記載の方法。
- 領域は上記光ビームによって複数回照射される請求項70記載の方法。
- 上記領域は順次または連続して複数回、何れの方向にも照射される請求項71記載の方法。
- 上記システムは双方向的に作動する請求項71記載の方法。
- 上記マイクロチャネルの少なくとも1つの表面部分は光エネルギーを吸収するための吸光物質を備える請求項71乃至73のいずれか一項に記載の方法。
- 上記光エネルギーは照射セクションにおいて液体に直接吸収される請求項71乃至74のいずれか一項に記載の方法。
- 上記蒸気泡は液体内に形成される請求項71乃至75のいずれか一項に記載の方法。
- 上記蒸気泡は、光ビーム照射に応答して液体の少なくとも一部を膜沸騰することにより形成される請求項76記載の方法。
- 上記蒸気泡は上記マイクロチャネル内の液体に関連づけられる緩衝液内に形成される請求項71乃至77のいずれか一項に記載の方法。
- 上記蒸気泡は、光照射に応答して上記緩衝液の一部を膜沸騰することにより形成される請求項78記載の方法。
- 上記蒸気泡は、光ビーム照射に応答して核生成により形成される請求項72または78記載の方法。
- 上記緩衝液は上記マイクロチャネルに関連づけられるキャビティ内に保持され、上記マイクロチャネルの表面部分は上記キャビティの一表面部分である請求項78乃至80のいずれか一項に記載の方法。
- 上記キャビティは上記マイクロチャネルへ向かって開口を有する請求項81記載の方法。
- 上記開口は上記マイクロチャネル内の液体によって運ばれる細胞より小さい請求項82記載の方法。
- 上記発生される流れは層状である請求項71乃至83のいずれか一項に記載の方法。
- 上記緩衝液と上記液体とは上記マイクロチャネル内の層流液体である請求項78乃至84記載の方法。
- 上記マイクロチャネルの少なくとも1つのセクションは上記緩衝液を含む請求項78乃至85のいずれか一項に記載の方法。
- 上記マイクロチャネルの一方の端セクションは上記緩衝液を含む請求項86記載の方法。
- 光ビーム制御手段によって上記光ビームのパラメータを制御することをさらに含む請求項66乃至87のいずれか一項に記載の方法。
- 上記光ビーム制御手段は、上記マイクロチャネル内に液体の加熱を供給するように上記光ビームのパラメータを制御すべく適合化される請求項88記載の方法。
- 上記光ビームは、上記液体の少なくとも一部を上記液体の沸点を下廻る温度まで加熱するに足るエネルギー密度を有する請求項89記載の方法。
- 上記相当量の液体を加熱するためのエネルギー密度は泡の形成を誘導するためのエネルギー密度より低い請求項89記載の方法。
- サーモパイル素子による液温の検出をさらに含む請求項89または90記載の方法。
- 上記サーモパイル素子は赤外線検出器を備える請求項92記載の方法。
- 核酸(NA)増幅プロセスを実行する方法であって、
a)請求項1乃至56における任意の請求項に記載されたマイクロポンプシステムを供給するステップと、
b)マイクロチャネルのセクションにNA増幅混合物を供給するステップとを含み、上記NA増幅混合物はプライマと、核酸と、モノリン酸ヌクレオチドと、ポリメラーゼ活性を有する酵素とを含み、
c)光源を使用して上記NA増幅混合物を加熱し、二重鎖DNAの溶融を達成するステップと、
d)上記NA増幅混合物を冷却し、核酸へのプライマのアニーリングを達成するステップと、
e)上記ポリメラーゼ活性を有する酵素にプライマを伸長させるステップとを含むことを特徴とする方法。 - ステップc)乃至e)を反復することをさらに含む請求項94記載の方法。
- 制御手段により、上記光ビームを上記基板に関連して動作させるための手段を制御することをさらに含む請求項66乃至93のいずれか一項に記載の方法。
- 上記制御手段は上記光ビーム制御手段を備える請求項66または96記載の方法。
- 上記光ビームを上記基板に関連して動作させるための手段は上記基板を動作させるための手段を備える請求項66乃至97のいずれか一項に記載の方法。
- 上記光ビームを上記基板に関連して動作させるための手段は上記光源を動作させるための手段を備える請求項66乃至93のいずれか一項に記載の方法。
- 上記光ビームを上記基板に関連して動作させるための手段は上記光ビームを動作させるための手段を備える請求項66乃至93のいずれか一項に記載の方法。
- 上記光ビームを動作させるための手段は上記光ビームを偏向または回折させるための手段を備える請求項100記載の方法。
- 上記動作させるための手段はモータを備える請求項98乃至101のいずれか一項に記載の方法。
- 上記動作させるための手段は圧電素子を備える請求項98乃至102のいずれか一項に記載の方法。
- フォーカス手段を調節することにより上記光ビームを選択されたロケーションへ集束することをさらに含む請求項66乃至103のいずれか一項に記載の方法。
- 上記選択されたロケーションは上記マイクロチャネルの一表面部分である請求項104記載の方法。
- 上記選択されたロケーションは上記マイクロチャネル内の一ロケーションである請求項104記載の方法。
- 上記フォーカス手段をフォーカス制御手段によって制御することをさらに含む請求項104乃至106記載の方法。
- 上記制御手段は上記フォーカス制御手段を備える請求項97または107記載の方法。
- 上記動作させるための手段の速度を制御することによって上記液体の速度を制御することをさらに含む請求項66乃至108のいずれか一項に記載の方法。
- 上記液体の速度は上記光源のエネルギー密度を制御することによって制御される請求項66乃至109のいずれか一項に記載の方法。
- 上記光源のエネルギー密度及び/または選択されたセクションの照射時間を制御することによって上記蒸気泡の大きさを制御することをさらに含む請求項66乃至110のいずれか一項に記載の方法。
- 上記光源のエネルギー密度及び/または照射時間は、マイクロチャネルの大きさに対応する大きさを有する少なくとも1つの蒸気泡を形成するように選択される請求項111記載の方法。
- 上記マイクロチャネルの隣接する2セクション内に揺動する2つの蒸気泡を形成することをさらに含み、上記揺動は上記チャネル内に少なくとも1つの蒸気泡制限を持続させるように制御される請求項112記載の方法。
- 上記蒸気泡は、上記蒸気泡の第1及び第2の端部分の加熱と、上記マイクロチャネルの対応する表面部分の照射とを交互させることによって持続される請求項113記載の方法。
- 少なくとも1つの光源から放射された少なくとも1つの光ビームは幾つかのマイクロチャネル内に流れを発生させるように上記動作手段によって制御される請求項66乃至114のいずれか一項に記載の方法。
- 上記動作手段は、幾つかのマイクロチャネルの幾つかの表面部分を照射して上記幾つかのマイクロチャネル内に液流を発生させるように上記少なくとも1つの光ビームを制御している請求項66乃至115のいずれか一項に記載の方法。
- 上記光源はレーザである請求項66乃至116のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つのリザーバからマーキング液を注入することによって少なくとも1つのマイクロチャネル内の少なくとも1つの位置をマーキングし、上記少なくとも1つのリザーバと上記少なくとも1つのマイクロチャネルの上記少なくとも1つの位置とを連結する接続穴を介して上記マーキング液を上記少なくとも1つのマイクロチャネルへと保持することをさらに含む請求項66乃至117のいずれか一項に記載の方法。
- 上記マイクロチャネルは混合される少なくとも1つの第1の液体と第2の液体とを含み、上記第1及び第2の液体は上記少なくとも第1及び第2の液体間の境界面の面積を増大することによって混合され、この場合、少なくとも1つの第1の蒸気泡は上記少なくとも1つの第1のセクションの第1の表面部分の照射に応答して上記少なくとも第1の液体内に形成され、少なくとも1つの第2の蒸気泡は上記少なくとも第2のセクションの第2の表面部分の照射に応答して上記少なくとも第2の液体内に形成される請求項66乃至118のいずれか一項に記載の方法。
- 複数の蒸気泡は、各々上記マイクロチャネルの予め決められた混合長さのセクションに沿って上記第1及び第2の液体内で順次形成される請求項119記載の方法。
- 液体チャネルの上記少なくとも第1及び第2のセクション間の距離を制御することによって上記駆動静水圧を制御することをさらに含む先行する請求項1〜55記載のマイクロポンプシステム。
- マイクロチャネル内の液体をポンピングする方法であって、
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションと、第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションとを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板を供給するステップと、
光源から光ビームを放射するステップと、
上記光ビームが第1の位置において上記第1の表面部分を照射するとともに、第2の位置において上記第2の表面部分を照射するように、上記光ビームと上記基板との間に相対移動を誘発させるステップと、
上記第1の表面部分の照射に応答して上記少なくとも第1のセクションに少なくとも1つの第1の蒸気泡を形成するステップと、
上記第2の表面部分の照射に応答して上記少なくとも第2のセクションに少なくとも1つの第2の蒸気泡を形成するステップと、を含み、
上記少なくとも第2の蒸気泡は、上記少なくとも第1の蒸気泡が崩壊する前に形成されてポンピング動作が供給されることを特徴とする方法。 - 上記相対動作は上記基板、上記光源及び/または上記光ビームを動作させることによって達成される請求項122記載の方法。
- マイクロシステム内のマイクロバルブを閉じる方法であって、
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションと、第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションとを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板を供給し、
光源から光ビームを放射し、
上記光ビームが第1の位置において上記第1の表面部分を照射するとともに、第2の位置において上記第2の表面部分を照射するように、上記光ビームと上記基板との間に相対運動を誘発させ、
上記第1の表面部分の照射に応じて少なくとも第1のセクションに少なくとも1つの第1の蒸気泡を形成し、
上記第2の表面部分の照射に応じて少なくとも第2のセクションに少なくとも1つの第2の蒸気泡を形成すること、を含み、
上記少なくとも第1及び第2の蒸気泡は、上記蒸気泡の形成または崩壊をそれぞれ変動させてバルブを閉じることにより、チャネル内に流れ制限を持続するように適合されたことを特徴とする方法。 - 上記蒸気泡の大きさは、上記光源のエネルギー密度及び/または選択されたセクションの照射時間を制御することによって制御される請求項124記載の方法。
- 上記光源のエネルギー密度及び/または照射時間は、マイクロチャネルの大きさに対応する大きさを有する少なくとも1つの蒸気泡を形成するように選択される請求項125記載の方法。
- 上記第1及び第2の蒸気泡は、上記蒸気泡の第1及び第2の端部分の加熱と上記マイクロチャネルの対応する表面部分の照射とを交互させることによって持続される同じ蒸気泡である請求項123乃至126のいずれか一項に記載の方法。
- 上記持続される蒸気泡を崩壊させることによって上記バルブを開放するステップをさらに含む請求項123乃至127のいずれか一項に記載の方法。
- マイクロチャネルにおける少なくとも1つの第1及び第2の液体を混合する方法であって、
第1の表面部分を有する少なくとも1つの第1のセクションと第2の表面部分を有する少なくとも1つの第2のセクションとを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板を供給し、
光源から光ビームを放射し、
上記光ビームが第1の位置において上記第1の表面部分を照射し、第2の位置において上記第2の表面部分を照射するように、上記光ビームと上記基板との間に相対運動を誘発させ、
上記第1の表面部分の照射に応じて上記第1のセクションにおける少なくとも1つの第1の液体内に少なくとも1つの第1の蒸気泡を形成し、
上記第2の表面部分の照射に応じて上記第2のセクションにおける少なくとも1つの第2の液体内に少なくとも1つの第2の蒸気泡を形成すること、を含み、
これにより、上記第1及び第2の液体間の境界面の面積を増大させ、上記少なくとも第1及び第2の液体の混合が達成されることを特徴とする方法。 - 上記マイクロチャネルに沿った複数のセクションにおいて第1及び第2の蒸気泡を形成するステップを反復するステップをさらに含む請求項129記載の混合方法。
- マイクロチャネル内の液体を加熱する方法であって、
少なくとも1つの第1のセクションを有する少なくとも1つのマイクロチャネルを保持する基板を供給し、
光源から上記少なくとも第1のセクションへ向けて光ビームを放射し、
上記光ビームのパラメータを制御すること、を含み、
これにより上記マイクロチャネル内の液体が加熱されることを特徴とする方法。 - 上記光ビームを選択されたロケーションに集束するステップをさらに含む請求項131記載の方法。
- 上記選択されたロケーションは上記マイクロチャネルの一表面部分である請求項132記載の方法。
- 上記選択されたロケーションは上記マイクロチャネル内の一ロケーションである請求項132記載の方法。
- 上記フォーカス手段を制御するためのフォーカス制御手段をさらに含む請求項131乃至134のいずれか一項に記載の方法。
- 液温を検出するステップをさらに含む請求項131乃至135のいずれか一項に記載の方法。
- 上記液温は上記マイクロチャネルに関連づけられるサーモパイル素子によって決定される請求項136記載の方法。
- 上記サーモパイル素子は赤外線検出器を備える請求項137記載の方法。
- 請求項66乃至138に記載された1つまたは複数の方法を含む、マイクロポンプシステム内の液体を処理する方法。
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