JP2008261880A - 混合器及び液体分析装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、2液を微小な量で接触させることで、2種の液を広範囲な流量で混合比を変
化させて混合させる混合装置、あるいは、短時間で混合が可能な混合装置を提供すること
である。
【解決手段】
本混合装置は、混合反応を行うための非常に薄い混合室とその上下面に高密度に設けら
れたマイクロノズルから構成される。本混合装置は、マイクロノズルを向かい合わせにし
、混合室内の壁に設け、ノズルから2液を噴射して、拡散の現象を利用して混合させる混
合装置である。2液がマイクロノズルから微小な量で向かい合わせに吐出されることで、2
液が微少な量で接触し合い、短時間で拡散混合が行える混合装置である。
【選択図】図4
Description
前記第一の第一の液供給部と前記第二の液供給部との間に形成された第一の混合部と、前記第二の第一の液供給部と前記第二の液供給部との間に形成された第二の混合部と、を有する。
単位拡散領域とは、図2、3で示すように、ノズルを中心とし、拡散距離を半径とする半球モデルから得られる領域のなかで、ノズルを隣接したときのノズル1個あたりの拡散領域である。
(1)拡散距離の算出
ノズルから拡散する距離をd(mm)とし、水に対するメタノールの拡散係数をD(mm2/sec)=8.4×10-4とし、拡散到達時間をt(s)=0.1,1,3,10,100とし、Fickの法則により、一
般に拡散距離は次の式で見積もることができる。拡散距離d=√(2Dt)
(2)ノズルピッチの算出
単位拡散領域(ノズルを隣接したときのノズル1個あたりの拡散領域:斜線部)の容積はθ=45°で最大となり、そのときの各拡散時間における隣接するノズルピッチP(mm)を次式で求める。ノズルピッチP(mm)=2dcosθ=√2d(θ=45°のとき)
(3)単位拡散領域の容積の算出
単位拡散領域の容積V(nl)を次式で求める。
単位拡散領域:V=4d3 sin2cosθ=√2d3(θ=45°のとき)
(4)ノズル数の算出
混合室に流入する流量をQとすると、ノズル総数N(個)をミキサの流量:Q=0.1〜200μl/min)、拡散到達時間t(s)=0.1,1, 3,10,100として次式で求める。
ノズル総数N(個)=Q・t÷V
(5)ミキサの一辺の長さの算出
ノズルをマトリックス状に配置したとして、ミキサの一辺の長さLは、次式で求める。
ミキサの一辺L(mm)=P(mm)×√N(個)
(6)ミキサの平均流速
ミキサの流量Q(μl/s)((200μl/min)のとき)のときの平均流速v(mm/s)を次式より求める。
混ざりきる拡散領域断面S(mm2)=ノズルピッチP(mm)×ミキサの一辺L(mm)平均流速v=Q/(S/2)
(7)拡散領域の移動距離
拡散領域の移動距離:L'(mm) を次式より求める。
移動距離:L'(mm)=v・t
(8)チップ長さ(mm):L''(mm) を次式より求める。チップ長さとは、2液が混合室から排出されるまでに混合に要する距離である。
チップ長さL''((mm)=正方形の一辺L(mm)+移動距離L'(mm)
このため、製造容易性や迅速な混合を図る観点では100より小さい方が好ましい。もちろん製造性等の前述した観点でなく他の観点を重視するのであればこれに限らない。
シリコンの上面基板1に形成された上面(第一)の複数のノズル3から第一の液を供給し、シリコンの下面基板2の下面(第二)の複数のノズル4から第二の液を供給する。上面基板1の上面ノズルにはポンプ11から溶媒Aが供給され、下面基板2の下面ノズルにはポンプ11から溶媒Bが供給される。混合室5で混合された溶媒は導出流路8から導出される。ここでは、混合室5がインジェクタ13やカラム14へ連絡する流路が上面基板1と下面基板2の間から連絡されるように形成されている。
Claims (3)
- 第一の液の供給部と、第二の液の供給部と、第一の基板に形成され、前記第一の液の供給部に連絡し、複数の前記第一の液の噴出部を備えた第一のノズルと、第二の基板に形成され、前記第二の液の供給部に連絡し、複数の前記第二の液の噴出部を備えた第二のノズルと、前記第一のノズルから噴出された第一の液と前記第二のノズルから噴出された第二の液とが混合される混合部と、を有する混合器を混合室として複数重ねた混合器であって、
各混合室中の第一の液の供給部と第二の液の供給部との間には、第一の混合部が形成されており、
互いに隣接する混合室のうち、一方の混合室の第一の液の供給部と他方の混合室の第二の液の供給部との間には、第二の混合部が形成されていることを特徴とする混合器。 - 請求項1において、前記第一の混合部或は第二の混合部は、前記第一の液を噴出する噴出口が複数形成された第一の基板と、前記第二の液を噴出する噴出口が複数形成された第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板との間に形成される第一の液と第二の液の混合部とを有することを特徴とする混合器。
- 請求項1または2に記載の混合器を備えた液体分析装置。
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