JP2008107340A - 液滴混合方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液滴混合装置10は、マイクロ流路12の一部として形成され、混合するための複数の液滴を合一してマイクロ流路の内壁面に接触する大きさの液滴塊を形成する合一部14、及び合一部14の下流側に位置して、T字状に流路が形成されたT字流路部16を備えた装置本体18と、マイクロ流路12に液滴A、Bを注入する液滴注入手段20と、注入された液滴を合一部14を介してT字流路部16に移送する移送手段22と、T字流路部16において液滴塊Cを往復移動させる往復移動手段25と、で構成される。
【選択図】 図1
Description
する。
8の上面18Aに貫通しており、この2つの貫通孔14Aに、液滴注入手段20及び移送手段22が接続される。即ち、貫通孔14Aにそれぞれ注入管24、24が着脱自在に接続されると共に、注入管24の先端から注入管24内に注入器具26を使用して液滴A、Bをそれぞれ注入する。また、注入管24の途中には、気体配管28、28が連結され、気体配管28の先端にマイクロ容量の給気が可能な送気器具30、30が接続される。そして、注入器具26で注入管24の先端から液滴A、Bを注入し、注入された液滴A、Bを送気器具30からの気体圧力でマイクロ流路12に移送する。気体としては、通常エアを使用することができるが、液滴A、Bが酸素等を嫌うものである場合には、窒素ガス等の不活性ガスを使用するとよい。尚、図1では2つの送気器具30を設けたが、1つの送気器具30に接続した気体配管28を分岐させてそれぞれの注入管24に接続してもよい。
は、マイクロ流路12の内壁面に対する液滴A、Bの濡れ性が小さい方が、T字流路部16の往復移動での液滴塊Cの形状変化がダイナミックに生じ易く、混合が促進されるからである。
とした。また、T字流路部の縦流路の位置は、合一部から5mm下流にいった位置に形成した。また、実施例1及び2、比較例ともに、装置本体は透明なアクリル樹脂で制作し、マイクロ流路12内の液滴が目視で観察できるようにした。
、赤色の水性染料の液滴A(150nL)と、黄色の水性染料の液滴B(150nL)とを注入し、合一部14で液滴塊C(300nL)に合一した後、合一した液滴塊CをT字流路部16で往復移動させて混合した。往復移動させるための往復移動器具としてはシリンジポンプを使用した。
Claims (16)
- マイクロ流路において液滴同士を混合する液滴混合方法において、
混合する複数の液滴を合一して前記マイクロ流路の内壁に接触する大きさの液滴塊を形成する液滴塊形成工程と、
前記マイクロ流路のT字状に流路が形成されたT字流路部において前記液滴塊を移動方向を変えながら往復させることにより、非対称な流れを前記液滴塊内に起こすことで液滴同士を混合する混合工程と、
を備えたことを特徴とする液滴混合方法。 - 前記混合工程では、前記T字流路部に導入する液滴塊が楕円に近い形状を有し、前記T字流路部において前記液滴塊の移動方向が変わる際、液滴塊の内側は前記T字流路部の流路壁面と接するが、液滴塊の外側が流路壁面と接しないことで、液滴塊の両面が受ける摩擦の差を利用して、液滴塊内に非対称な流れを発生させて混合効果を発現することを特徴とする請求項1の液滴混合方法。
- 前記液滴塊を分裂させないように、前記液滴塊の往復移動回数及び/又は往復移動距離を設定することを特徴とする請求項1又は2の液滴混合方法。
- マイクロ流路において液滴と流路壁面上の固定物とを接触混合する液滴混合方法において、
前記固定物を前記マイクロ流路のT字状に流路が形成されたT字流路部に固定する固定工程と、
前記マイクロ流路の内壁面に接触する大きさの液滴を前記T字流路部で往復移動させることにより前記液滴と前記固定物とを接触混合する混合工程と、
を備えたことを特徴とする液滴混合方法。 - 前記固定物は抗体であり、前記液滴は血液であり、前記抗体と前記血液中の抗原とにより抗原抗体反応を行うことを特徴とする請求項4の液滴混合方法。
- 液滴の往復移動の繰り返し周波数を、0.1Hz以上5Hz以下で行うことを特徴とする請求項1〜5の何れか1の液滴混合方法。
- 前記往復移動を気体の圧力変化で行うと共に、送気する気体量及び吸引する気体量が0.1〜1000μL/分の範囲であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1の液滴混合方法。
- マイクロ流路において液滴同士を混合する液滴混合装置において、
前記マイクロ流路の一部として形成され、混合するための複数の液滴を合一して前記マイクロ流路の内壁面に接触する大きさの液滴塊を形成する合一部、及び前記合一部の下流側に位置して、T字状に流路が形成されたT字流路部を備えた装置本体と、
前記マイクロ流路に液滴を注入する液滴注入手段と、
前記注入された液滴を前記合一部を介して前記T字流路部に移送する移送手段と、
前記T字流路部において前記液滴塊を往復移動させる往復移動手段と、を備えたことを特徴とする液滴混合装置。 - 前記合一部の上流側が複数の分岐流路に分岐されると共に、該分岐流路から異なる種類の液滴を供給して合一部で合一させることにより、前記液滴塊を形成することを特徴とする請求項8の液滴混合装置。
- マイクロ流路において液滴と流路壁面上の固定物とを接触混合する液滴混合装置において、
前記マイクロ流路の一部として形成され、T字状に流路が形成されたT字流路部を備えた装置本体と、
前記固定物を前記マイクロ流路のT字状に流路が形成されたT字流路部に固定する固定手段と、
前記マイクロ流路に液滴を注入する液滴注入手段と、
前記注入された液滴を前記T字流路部に移送する移送手段と、
前記T字流路部において前記液滴を往復移動させる往復移動手段と、を備えたことを特徴とする液滴混合装置。 - 前記固定物は抗体であり、前記液滴は血液であり、前記抗体と前記血液中の抗原とにより抗原抗体反応を行うことを特徴とする請求項10の液滴混合装置。
- 前記T字流路部を構成する3方向の流路のうちの少なくとも1方向の流路に流路断面が狭くなる絞り部を有することを特徴とする請求項8〜11の何れか1の液滴混合装置。
- 前記T字流路部を構成する3方向の流路のうちの1方向の流路が、直線流路を形成する他の2本の流路に対して傾斜していることを特徴とする請求項8〜12の何れか1の液滴混合装置。
- 前記往復移動手段は、T字流路部内の圧力を変化させる手段であることを特徴とする請求項8〜13の何れか1の液滴混合装置。
- 前記マイクロ流路の流路断面は等価直径で50μm以上2mm以下であると共に、前記液滴の体積は0.1nL以上100μL以下であることを特徴とする請求項8〜14の何れか1の液滴混合装置。
- 前記液滴の前記マイクロ流路内壁面に対する接触角は、20°以上180未満であることを特徴とする請求項8〜15の何れか1の液滴混合装置。
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