JP2020054983A - Liquid droplet generating method and liquid droplet generating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴生成方法および液滴生成装置に関する。 The present invention relates to a droplet generation method and a droplet generation device.
従来から、微小な液滴を生成するための種々の技術が提案されていた。例えば、特許文献1には、ノズルから射出された液柱に周期的な振動を付与することによって液柱を周期的に分裂させることで微小液柱を生成する技術が開示されている。
Conventionally, various techniques for generating minute droplets have been proposed. For example,
しかしながら、従来は、液滴を所望の位置に形成することについて有効な提案がなされていないのが実情であった。 However, in the past, there has been no effective proposal for forming droplets at desired positions.
そこで、本発明は、液滴を所望の位置に形成することができる液滴生成方法および液滴生成装置を提供することを目的とする。 Then, an object of the present invention is to provide a droplet generation method and a droplet generation device which can form a droplet at a desired position.
本発明の一態様に係る液滴生成方法は、
第1部材の第1端面と、第2部材の第2端面との間に液体を保持させ、
前記第1端面に接する前記液体の第1接触線で囲まれる第1領域の幾何中心と、前記第2端面に接する前記液体の第2接触線で囲まれる第2領域の幾何中心と、を結ぶ線分の中点に液滴が形成されるように、前記液体を破断させる。
A droplet generation method according to one embodiment of the present invention,
Holding a liquid between the first end surface of the first member and the second end surface of the second member;
A geometric center of a first region surrounded by a first contact line of the liquid contacting the first end surface is connected to a geometric center of a second region surrounded by a second contact line of the liquid contacting the second end surface. The liquid is broken so that a droplet is formed at the midpoint of the line segment.
前記液滴生成方法において、
前記第1領域と前記第2領域とは、同一形状であってもよい。
In the droplet generation method,
The first region and the second region may have the same shape.
前記液滴生成方法において、
前記第1端面と前記第2端面とは、同一形状であり、
前記第1領域は、前記第1端面の全領域であり、
前記第2領域は、前記第2端面の全領域であってもよい。
In the droplet generation method,
The first end face and the second end face have the same shape,
The first region is the entire region of the first end face,
The second region may be the entire region of the second end surface.
前記液滴生成方法において、
前記第1端面における他の領域よりも濡れ性がよい前記第1端面における第3領域と、前記第2端面における他の領域よりも濡れ性がよい前記第2端面における第4領域とは、同一形状であり、
前記第1領域は、前記第3領域と同じであり、
前記第2領域は、前記第4領域と同じであってもよい。
In the droplet generation method,
The third area on the first end face, which has better wettability than other areas on the first end face, and the fourth area on the second end face, which has better wettability than other areas on the second end face, are the same. Shape
The first region is the same as the third region,
The second area may be the same as the fourth area.
前記液滴生成方法において、
前記第1領域の幾何中心を通り前記第1端面に直交する前記第1領域の第1中心軸は、前記第2領域の幾何中心を通り前記第2端面に直交する前記第2領域の第2中心軸と一致していてもよい。
In the droplet generation method,
A first central axis of the first region passing through the geometric center of the first region and orthogonal to the first end surface is a second central axis of the second region passing through the geometric center of the second region and orthogonal to the second end surface. It may coincide with the central axis.
前記液滴生成方法において、
前記第1接触線が前記第1端面上で移動せず、かつ、前記第2接触線が前記第2端面上で移動しないように前記第1部材および/または前記第2部材を移動させることで、前記液体を破断させてもよい。
In the droplet generation method,
By moving the first member and / or the second member such that the first contact line does not move on the first end surface and the second contact line does not move on the second end surface. The liquid may be broken.
前記液滴生成方法において、
前記第1端面と前記第2端面とが離間するように前記第1部材および/または前記第2部材を移動させることで前記液体を破断させてもよい。
In the droplet generation method,
The liquid may be broken by moving the first member and / or the second member such that the first end surface and the second end surface are separated from each other.
前記液滴生成方法において、
前記中点が移動しないように前記第1部材と前記第2部材との双方を移動させてもよい。
In the droplet generation method,
Both the first member and the second member may be moved so that the midpoint does not move.
前記液滴生成方法において、
前記第1部材および前記第2部材は、同一形状の柱状体であってもよい。
In the droplet generation method,
The first member and the second member may be columnar bodies having the same shape.
前記液滴生成方法において、
前記中点を捕捉手段の捕捉位置に一致させた状態で前記液体を破断させてもよい。
In the droplet generation method,
The liquid may be broken in a state where the midpoint coincides with the capturing position of the capturing unit.
前記液滴生成方法において、
前記中点を、前記捕捉手段の捕捉位置としての、レーザ光の焦点、または超音波音場の音圧の節、または前記液体に電圧を印加する電極間に一致させた状態で前記液体を破断させてもよい。
In the droplet generation method,
Breaking the liquid in a state where the midpoint is coincident between the focal point of the laser beam, the node of the sound pressure of the ultrasonic sound field, or the electrode for applying a voltage to the liquid, as the capturing position of the capturing means. May be.
本発明の一態様に係る液滴生成装置は、
第1端面を有する第1部材と、
前記第1端面との間に液体を保持可能な第2端面を有する第2部材と、
前記第1端面に接する前記液体の第1接触線で囲まれる第1領域の幾何中心と、前記第2端面に接する前記液体の第2接触線で囲まれる第2領域の幾何中心と、を結ぶ線分の中点に液滴が形成されるように、前記第1端面と前記第2端面との間に保持された液体を破断させる破断部と、を備える。
A droplet generation device according to one embodiment of the present invention,
A first member having a first end face;
A second member having a second end face capable of holding liquid between the first end face;
A geometric center of a first region surrounded by a first contact line of the liquid contacting the first end surface is connected to a geometric center of a second region surrounded by a second contact line of the liquid contacting the second end surface. A breaking portion for breaking the liquid held between the first end face and the second end face so that a droplet is formed at the midpoint of the line segment.
本発明によれば、液滴を所望の位置に形成することができる。 According to the present invention, a droplet can be formed at a desired position.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図面の理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張している場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to this specification, the scale and the size ratio in the vertical and horizontal directions may be appropriately changed and exaggerated for convenience of understanding of the drawings.
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「直交」、「同一」等の用語については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。 Further, as used herein, for specifying shapes and geometric conditions and their degrees, for example, terms such as "orthogonal" and "identical" have similar functions without being bound by strict meanings. It should be interpreted to include the expected range.
また、本明細書において用いる、部材表面の濡れ性の程度を特定する、例えば「親水性」「疎水性」等の用語については、液体が「水」である場合を想定している。しかし、液体は水に限定されることはなく、油やその他の物質でもよい。液体に濡れやすいことを「親水性」、濡れにくいことを「疎水性」の用語で代表して表現する。 Further, as to the terms used in this specification for specifying the degree of wettability of the member surface, for example, terms such as “hydrophilic” and “hydrophobic”, it is assumed that the liquid is “water”. However, the liquid is not limited to water but may be oil or other substances. The term “hydrophilic” means that the liquid is easily wetted, and the term “hydrophobic” means that the liquid is hardly wetted.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態による液滴生成装置1を示す図である。液滴生成装置1は、第1部材2と、第2部材3と、破断部4とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a
第1部材2は、第1端面21を有する。図1の例において、第1部材2は、円柱形状の柱状体であり、第1端面21は、柱状体の一端に設けられた円形面である。第1端面21は、その全面が親水性を有する。第1端面21の全面が親水性を有するようにするため、例えば、第1部材2の全体をステンレス等の親水性材料で形成してもよく、または、第1端面21以外の第1部材2を疎水性材料で形成し、第1端面21のみに親水性材料をコーティング等で形成してもよい。
The
第2部材3は、第1端面21との間に架橋液体LIBを保持可能な第2端面31を有する。架橋液体LIBは、例えば、主成分として水を含有する。図1の例において、第2部材3は、円柱形状の柱状体であり、第2端面31は、第1端面21側の柱状体の一端に設けられた円形面である。すなわち、第2部材3は、第1部材2と同一形状の柱状体である。第2端面31は、その全面が親水性を有する。第2端面31の全面が親水性を有するようにするため、例えば、第2部材3の全体をステンレス等の親水性材料で形成してもよく、または、第2端面31以外の第2部材3を疎水性材料で形成し、第2端面31のみに親水性材料をコーティング等で形成してもよい。
The
破断部4は、第1端面21の第1領域A1の幾何中心C1と、第2端面31の第2領域A2の幾何中心C2と、を結ぶ線分Lの中点Pに液滴が形成されるように、第1端面21と第2端面31との間に保持された架橋液体LIBを破断させる。
In the
ここで、第1領域A1とは、第1端面21に接する架橋液体LIBの第1接触線CL1で囲まれる第1端面21上の領域である。第2領域A2とは、第2端面31に接する架橋液体LIBの第2接触線CL2で囲まれる第2端面31上の領域である。
Here, the first area A1 is an area on the
図1の例において、破断部4は、第1端面21と第2端面31とが離間するように第1部材2と第2部材3との双方を図1の矢印で示される互いに反対方向に移動させるアクチュエータである。
In the example of FIG. 1, the fractured
中点Pに液滴を形成するため、第1領域A1と第2領域A2とは同一形状である。より詳しくは、図1の例において、第1端面21と第2端面31とは同一形状であり、第1領域A1は、第1端面21の全領域であり、第2領域A2は、第2端面31の全領域である。なお、本実施形態では、第1端面21および第2端面31は円形であるが、その他の形状(例えば、楕円形や多角形など)であってもよい。
Since a droplet is formed at the midpoint P, the first area A1 and the second area A2 have the same shape. More specifically, in the example of FIG. 1, the
より高い位置精度で中点Pに液滴を形成するため、第1領域A1の幾何中心C1を通り第1端面21に直交する第1領域A1の第1中心軸は、第2領域A2の幾何中心C2を通り第2端面31に直交する第2領域A2の第2中心軸と一致している。図1の例において、第1中心軸および第2中心軸は、線分Lに一致している。
In order to form a droplet at the midpoint P with higher positional accuracy, the first central axis of the first area A1 that passes through the geometric center C1 of the first area A1 and is orthogonal to the
さらに、より高い位置精度で中点Pに液滴を形成するため、破断部4は、第1接触線CL1が第1端面21上で移動せず、かつ、第2接触線CL2が第2端面31上で移動しないように、第1部材2および第2部材3を移動させることで架橋液体LIBを破断させる。例えば、破断部4は、第1部材2および第2部材3を中心軸方向に沿って移動させることで、第1接触線CL1が第1端面21上で移動せず、かつ、第2接触線CL2が第2端面31上で移動しないようにする。
Further, in order to form a droplet at the midpoint P with higher positional accuracy, the
次に、図1の液滴生成装置1の動作例について説明する。図2は、第1の実施形態による液滴生成装置1の動作例において、液体LIの供給工程を示す図である。
Next, an operation example of the
先ず、図2に示すように、第1端面21と第2端面31との間に液体供給装置6によって液体LIを供給する。液体供給装置6は、例えば、マイクロピペットおよびマイクロピペットの駆動装置である。液体LIの供給は、例えば、破断部4によって第1部材2と第2部材3とを端面21、31の中心軸方向に離間させた状態で、第1端面21および第2端面31のいずれか一方に液体LIが付着するように行う。
First, as shown in FIG. 2, the liquid LI is supplied between the
図3は、第1の実施形態による液滴生成装置1の動作例において、架橋液体LIBの保持工程を示す図である。第1端面21と第2端面31との間に液体LIを供給した後、破断部4によって、第1端面21と第2端面31との中心軸を一致させた状態で、第1端面21と第2端面31とが近接するように第1部材2および第2部材3を移動させる。そして、第1端面21と第2端面31との双方に液体LIが接する位置まで第1部材2および第2部材3が移動すると、図3に示すように、第1端面21の全面および第2端面31の全面に液体LIが濡れ広がり、第1端面21と第2端面31との間に架橋液体LIBが保持される。すなわち、第1端面21と第2端面31との間に液体架橋が形成される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a holding process of the crosslinked liquid LIB in an operation example of the
このとき、第1端面21の全面に架橋液体LIBが濡れ広がっていることで、第1端面21に接する架橋液体LIBの第1接触線CL1は、第1端面21の外周端に一致している。すなわち、第1接触線CL1で囲まれた第1端面21の第1領域A1は、第1端面21の全領域に一致している。また、第2端面31の全面に架橋液体LIBが濡れ広がっていることで、第2端面31に接する架橋液体LIBの第2接触線CL2は、第2端面31の外周端に一致している。すなわち、第2接触線CL2で囲まれた第2端面31の第2領域A2は、第2端面31の全領域に一致している。
At this time, since the cross-linking liquid LIB wets and spreads over the entire surface of the
また、このとき、図3に示すように、端面21、31の中心軸方向に直交する架橋液体LIBの断面の面積は、第1端面21および第2端面31の位置において最大であり、中点Pの位置において最小である。
At this time, as shown in FIG. 3, the cross-sectional area of the cross-linked liquid LIB orthogonal to the central axis direction of the end faces 21 and 31 is the largest at the positions of the
図4は、第1の実施形態による液滴生成装置1の動作例において、第1部材2および第2部材3の移動工程を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a moving process of the
第1端面21と第2端面31との間に架橋液体LIBを保持した後、図4に示すように、破断部4によって第1端面21と第2端面31とが離間するように第1部材2および第2部材3を第1端面21および第2端面31の中心軸方向に沿って移動させる。このとき、破断部4は、例えば、第1部材2および第2部材3を、同一速度で移動させる。この場合、中点Pの位置は第1部材2および第2部材3の移動工程で変化せず、液滴Dの形成予定位置にあり続ける。
After holding the cross-linking liquid LIB between the
第1部材2および第2部材3の移動に伴って、第1端面21と第2端面31との間に保持された架橋液体LIBは、第1端面21および第2端面31の中心軸方向に引き伸ばされる。このとき、架橋液体LIBの第1接触線CL1は、第1端面21の外周端にピン止めされて移動せず、また、架橋液体LIBの第2接触線CL2は、第2端面31の外周端にピン止めされて移動しない。すなわち、端面21、31の中心軸方向に直交する架橋液体LIBの断面の面積は、第1端面21および第2端面31の位置において変化せず、それ以外の位置で縮小する。
As the
図5は、第1の実施形態による液滴生成装置1の動作例において、架橋液体LIBの破断工程を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a step of breaking the cross-linking liquid LIB in an operation example of the
第1部材2および第2部材3を反対方向に移動させることによって第1端面21と第2端面31との距離が所定の距離に達したとき、第1端面21と第2端面31との間に保持された架橋液体LIBの破断(架橋破断)が生じる。
When the distance between the
図5に示すように、架橋液体LIBが破断することで、中点Pに液滴Dが形成される。なお、図3〜図5の例では、第1端面21の中心軸と第2端面31の中心軸とを一致させた状態で第1部材2と第2部材3とを離間させていたが、第1端面21の中心軸と第2端面31の中心軸とをずらした状態で第1部材2と第2部材3とを離間させてもよい。
As shown in FIG. 5, when the cross-linking liquid LIB breaks, a droplet D is formed at the midpoint P. In addition, in the examples of FIGS. 3 to 5, the
上記のように、第1の実施形態によれば、予め意図された中点Pに液滴Dが形成されるように架橋液体LIBを破断させることで、液滴Dを所望の位置に形成することができる。 As described above, according to the first embodiment, the droplet D is formed at a desired position by breaking the cross-linking liquid LIB so that the droplet D is formed at the intended midpoint P. be able to.
また、第1の実施形態によれば、第1端面21の全領域と第1端面21と同一形状の第2端面31の全領域との間に架橋液体LIBを保持することで、簡易な手法で高い位置精度で液滴Dを中点Pに形成することができる。
Further, according to the first embodiment, a simple method is achieved by holding the bridging liquid LIB between the entire area of the
また、第1の実施形態によれば、第1端面21の第1中心軸と第2端面31の第2中心軸とを一致させることで、より高い位置精度で液滴Dを中点Pに形成することができる。
Further, according to the first embodiment, by making the first central axis of the
また、第1の実施形態によれば、第1接触線CL1および第2接触線CL2を移動させずに架橋液体LIBを破断させることで、より高い位置精度で液滴Dを中点Pに形成することができる。 According to the first embodiment, the droplet D is formed at the middle point P with higher positional accuracy by breaking the cross-linking liquid LIB without moving the first contact line CL1 and the second contact line CL2. can do.
また、第1の実施形態によれば、中点Pが移動しないように第1端面21と第2端面31とが離間する方向に第1部材2および第2部材3の双方を移動させることで、より高い位置精度で液滴Dを中点Pに形成することができる。また、液滴Dの体積を容易に制御することもできる。
Further, according to the first embodiment, both the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、移動工程において第1部材2および第2部材3の一方のみを移動させる点で第1の実施形態と異なる。図6は、第2の実施形態による液滴生成装置1の動作例において、第2部材3の移動工程を示す図である。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment is different from the first embodiment in that only one of the
第1の実施形態では、中点Pが移動しないように第1部材2および第2部材3の双方を移動させていた。これに対して、第2の実施形態において、破断部4は、第2部材3のみを移動させることで第1端面21と第2端面31との間に保持された架橋液体LIBを引き伸ばす。架橋液体LIBの引き伸ばしにともなって、中点Pは第2部材3の移動方向に移動する。
In the first embodiment, both the
そして、第1の実施形態と同様に、第1端面21と第2端面31との距離が所定の距離に達したとき、第1端面21と第2端面31との間に保持された架橋液体LIBが破断して、中点Pに液滴Dが形成される。
Then, similarly to the first embodiment, when the distance between the
第2の実施形態によれば、第2部材3のみを移動させることで、第1部材2と第2部材3との双方を移動させる場合に比べて破断部4(すなわち、アクチュエータ)の構造を簡略化することができる。
According to the second embodiment, by moving only the
(第3の実施形態)
次に、第1端面21の親水性領域と第2端面31の親水性領域との間に架橋液体LIBを保持する第3の実施形態について説明する。図7は、第3の実施形態による液滴生成装置1を示す図である。第1の実施形態においては、第1端面21の全面と第2端面31の全面との間に架橋液体LIBを保持していた。これに対して、第3の実施形態においては、第1端面21の親水性領域と第2端面31の親水性領域との間に架橋液体LIBを保持する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment in which the cross-linking liquid LIB is held between the hydrophilic region of the
具体的には、第1端面21は、親水性の第3領域A3を有する。図7の例において、第3領域A3は、第1端面21の中心側の所定範囲の円形領域である。第3領域A3の外側の第1端面21は、疎水性を有する。第3領域A3は、例えば、疎水性材料で形成された第1部材2の第1端面21を親水性材料で部分的にコーティングすることで形成することができる。
Specifically, the
また、第2端面31は、親水性の第4領域A4を有する。図7の例において、第4領域A4は、第2端面31の中心側の所定範囲の円形領域である。第4領域A4の外側の第2端面31は、疎水性を有する。第4領域A4は、例えば、疎水性材料で形成された第2部材3の第2端面31を親水性材料で部分的にコーティングすることで形成することができる。
The
そして、第3領域A3と第4領域A4とは、同一形状である。なお、本実施形態では、第3領域A3および第4領域A4は円形であるが、その他の形状(例えば、楕円形や多角形など)であってもよい。 The third area A3 and the fourth area A4 have the same shape. In the present embodiment, the third region A3 and the fourth region A4 are circular, but may have another shape (for example, an elliptical shape or a polygonal shape).
第3の実施形態においては、第3領域A3と第4領域A4との間に架橋液体LIBを保持した状態で第1端面21と第2端面31とが離間するように第1部材2および第2部材3を移動させることで、第1端面21と第2端面31との距離が所定の距離に達したときに、第3領域A3と第4領域A4との間に保持された架橋液体LIBが破断して中点Pに液滴Dが形成される。
In the third embodiment, the
第3の実施形態によれば、第1端面21上に親水性の第3領域A3を設け、第2端面31上に親水性の第4領域A4を設け、第3領域A3と第4領域A4との間に保持した架橋液体LIBを破断することで、第1端面21および第2端面31の形状および大きさの制約を緩和しつつ、所望の位置に液滴Dを高い位置精度で形成することができる。
According to the third embodiment, the hydrophilic third region A3 is provided on the
(第4の実施形態)
次に、中点Pをレーザ光の焦点に一致させた状態で架橋液体LIBを破断させる第4の実施形態について説明する。図8は、第4の実施形態による液滴生成装置1の動作例において、架橋液体LIBの保持工程を示す図である。図9は、第4の実施形態による液滴生成装置1の動作例において、第1部材2および第2部材3の移動工程を示す図である。図10は、第4の実施形態による液滴生成装置1の動作例において、架橋液体LIBの破断工程を示す図である。
(Fourth embodiment)
Next, a description will be given of a fourth embodiment in which the cross-linking liquid LIB is broken while the midpoint P is set to the focal point of the laser beam. FIG. 8 is a diagram illustrating a step of holding the crosslinked liquid LIB in an operation example of the
図8〜図10に示すように、第4の実施形態における液滴生成装置1は、第1の実施形態の構成に加えて、更に、レーザ光Laを照射するレーザ照射装置6を有する。
As illustrated in FIGS. 8 to 10, the
図8に示すように、破断部4は、レーザ照射装置6から照射されるレーザ光Laの焦点に中点Pを一致させた状態で、第1端面21と第2端面31との間に架橋液体LIBを保持する。
As shown in FIG. 8, the
次いで、図9に示すように、破断部4は、レーザ光Laの焦点に中点Pを一致させた状態で、第1端面21と第2端面31とが離間するように第1部材2および第2部材3を反対方向に移動させる。
Next, as shown in FIG. 9, the
そして、図10に示すように、第1端面21と第2端面31との距離が所定の距離に達したときに、レーザ光Laの焦点に中点Pが一致した状態で、架橋液体LIBが破断して中点Pに液滴Dが形成される。中点Pに形成された液滴Dはレーザ光Laに保持される。
Then, as shown in FIG. 10, when the distance between the
第4の実施形態によれば、レーザ光Laの焦点を中点Pに一致させることで、中点Pに形成した架橋液体LIBをレーザ光Laによって中点Pに安定的に保持することができる。 According to the fourth embodiment, by setting the focal point of the laser beam La to coincide with the midpoint P, the crosslinked liquid LIB formed at the midpoint P can be stably held at the midpoint P by the laser beam La. .
また、第4の実施形態によれば、従来の光ピンセット法、またはレーザ光の代わりに音場や静電気力を用いて液滴を捕捉する音響トラップ法や静電浮遊法による液滴の捕捉に比べて、液滴を高い精度で、効率的に捕捉することができる。 なお、第4の実施形態では、中点Pを、捕捉手段の捕捉位置としてのレーザ光Laの焦点に一致させた状態で架橋液体LIBを破断させることで液滴Dを保持している。本発明は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、音響トラップ法や静電浮遊法等の光ピンセット法以外の手法を用いて液滴Dを保持してもよい。音響トラップ法を用いる場合、中点Pを、捕捉手段の捕捉位置としての超音波音場の音圧の節に一致させた状態で架橋液体LIBを破断させることで液滴Dを保持する。静電浮遊法を用いる場合、中点Pを、捕捉手段の捕捉位置としての架橋液体LIBに電圧を印加する電極間に一致させた状態で架橋液体LIBを破断させることで液滴Dを保持する。静電浮遊法では、電極間に印加する電圧を制御することで、帯電した状態の液滴Dを電極間に浮遊させて保持することができる。 Further, according to the fourth embodiment, the conventional optical tweezer method, or the acoustic trap method of capturing a droplet using a sound field or an electrostatic force instead of a laser beam, or the capture of a droplet by an electrostatic floating method is used. In comparison, droplets can be efficiently captured with high accuracy. In the fourth embodiment, the droplet D is held by breaking the cross-linking liquid LIB in a state where the midpoint P is made coincident with the focal point of the laser beam La as the capturing position of the capturing unit. The present invention is not limited to such an embodiment. For example, the droplet D may be held using a method other than the optical tweezer method such as an acoustic trap method or an electrostatic floating method. When the acoustic trapping method is used, the droplet D is held by breaking the cross-linking liquid LIB in a state where the midpoint P matches the node of the sound pressure of the ultrasonic sound field as the capturing position of the capturing means. When the electrostatic floating method is used, the droplet D is held by breaking the cross-linking liquid LIB in a state where the midpoint P is set between the electrodes for applying a voltage to the cross-linking liquid LIB as the capturing position of the capturing unit. . In the electrostatic floating method, by controlling the voltage applied between the electrodes, the charged droplet D can be floated and held between the electrodes.
(第5の実施形態)
次に、第1部材2および第2部材3を板状体とする第5の実施形態について説明する。図11は、第5の実施形態による液滴生成装置1を示す図である。第1の実施形態では、第1部材2および第2部材3が柱状体であった。これに対して、第5の実施形態における第1部材2および第2部材3は、板状体である。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment in which the
図7と同様に、第1端面21上には、親水性の第3領域A3が設けられ、第2端面31上には、親水性の第4領域A4が設けられている。
Similarly to FIG. 7, a hydrophilic third region A3 is provided on the
第5の実施形態によれば、第1部材2および第2部材3の形状および大きさの制約を緩和しつつ、中点Pに液滴Dを適切に形成することができる。
According to the fifth embodiment, it is possible to appropriately form the droplet D at the midpoint P while relaxing the restrictions on the shape and size of the
なお、上述した実施形態では、破断部4として、第1部材2および第2部材3を移動させるアクチュエータを例示した。破断部4は、アクチュエータに限定されず、例えば、第1端面21および第2端面31を加熱するヒータであってもよい。または、破断部4は、第1端面21および第2端面31に振動を付与するバイブレータであってもよい。これらの場合でも、架橋液体LIBを蒸発または振動させて破断することで、中点Pに液滴Dを形成することが可能である。
In the above-described embodiment, the actuator that moves the
上述した実施形態は、あくまで一例であって、発明の範囲を限定するものではない。発明の要旨を逸脱しない限度において、上述した実施形態に対して種々の変更を行うことができる。変更された実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 The above-described embodiment is merely an example, and does not limit the scope of the invention. Various changes can be made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the invention. Modified embodiments are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 液滴生成装置
2 第1部材
21 第1端面
3 第2部材
31 第2端面
4 破断部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記第1端面に接する前記液体の第1接触線で囲まれる第1領域の幾何中心と、前記第2端面に接する前記液体の第2接触線で囲まれる第2領域の幾何中心と、を結ぶ線分の中点に液滴が形成されるように、前記液体を破断させる液滴生成方法。 Holding a liquid between the first end surface of the first member and the second end surface of the second member;
A geometric center of a first region surrounded by a first contact line of the liquid contacting the first end surface is connected to a geometric center of a second region surrounded by a second contact line of the liquid contacting the second end surface. A droplet generation method for breaking the liquid such that the droplet is formed at the midpoint of the line segment.
前記第1領域は、前記第1端面の全領域であり、
前記第2領域は、前記第2端面の全領域である、請求項2に記載の液滴生成方法。 The first end face and the second end face have the same shape,
The first region is the entire region of the first end face,
The method according to claim 2, wherein the second area is an entire area of the second end surface.
前記第1領域は、前記第3領域と同じであり、
前記第2領域は、前記第4領域と同じである、請求項2に記載の液滴生成方法。 The third area of the first end face having better wettability than other areas of the first end face is the same as the fourth area of the second end face having better wettability than other areas of the second end face. Shape
The first region is the same as the third region,
The method according to claim 2, wherein the second area is the same as the fourth area.
前記第1端面との間に液体を保持可能な第2端面を有する第2部材と、
前記第1端面に接する前記液体の第1接触線で囲まれる第1領域の幾何中心と、前記第2端面に接する前記液体の第2接触線で囲まれる第2領域の幾何中心と、を結ぶ線分の中点に液滴が形成されるように、前記第1端面と前記第2端面との間に保持された液体を破断させる破断部と、を備える液滴生成装置。 A first member having a first end face;
A second member having a second end face capable of holding liquid between the first end face;
A geometric center of a first region surrounded by a first contact line of the liquid contacting the first end surface is connected to a geometric center of a second region surrounded by a second contact line of the liquid contacting the second end surface. A droplet generation device comprising: a break portion that breaks a liquid held between the first end surface and the second end surface such that a droplet is formed at a midpoint of a line segment.
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