JP5027070B2 - マイクロチャンバ - Google Patents
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Description
本発明は、チャンバを備えるミクロ流体工学的(microfluidic)デバイス、および液体を混合するためにかかるデバイスを用いる方法に関する。
化学的または生化学的プロセスの開始および活性化は、試薬間の混合を必要とするため、ミクロ流体工学的システムは、提供されるものがたくさんあるが、有用な微細加工されたシステムは、液体をマイクロチャネル内に駆動し、誘導するための有効で簡便な手段だけでなく、これらを混合するための効率的で迅速な手段も提供することができなければならない。
〔1〕 −基材(11)、
−カバー(12)、
−基材(11)とカバー(12)の間に形成された少なくとも1つのチャンバ(20)であって、該チャンバ(20)は、2つの対向する表面を備え、1つは基材(11)上、1つはカバー(12)上にそれぞれあり、各表面は、親水性領域(70)および疎水性領域(60)を備える、チャンバ、
−少なくとも1つのチャンバ(20)に液体(90、100)を誘導する側方親水性領域(70)
を備える、液体(90、100)を混合するためのミクロ流体工学的デバイスであって、少なくとも2つの液体(90、100)が薄層として、少なくとも1つのチャンバ(20)に入り、各々は、チャンバのそれぞれの1つの表面を濡らし、各々の表面上の層が増えるにつれて、該液体が互いに触れ、一体化する、デバイス、
〔2〕 前記側方親水性領域および側方疎水性領域がマイクロチャネルに含まれることを特徴とする、〔1〕記載のデバイス、
〔3〕 前記マイクロチャネルが、基材もしくはカバーのいずれかに、または基材およびカバーの両方に、または基材とカバーの間の少なくとも1つのスペーサー層に形成される、〔2〕記載のデバイス、
〔4〕 前記側方親水性領域が、基材もしくはカバーのいずれかに、または基材およびカバーの両方にあることを特徴とする、〔1〕〜〔3〕いずれか記載のデバイス、
〔5〕 少なくとも1つの親水性領域が疎水性領域内に閉じ込められていることを特徴とする、〔1〕〜〔4〕いずれか記載のデバイス、
〔6〕 チャンバの容積が、チャンバの2つの対向する表面上の親水性領域の間の容積によって定められることを特徴とする、〔5〕記載のデバイス、
〔7〕 マイクロチャンバ内部の疎水性領域がデバイスの外部と連絡し、その結果、デバイスの内部は、全ての側面から通気されることを特徴とする、〔1〕〜〔6〕いずれか記載のデバイス、
〔8〕 デバイスが、マイクロチャンバのアレイおよび側方親水性領域のアレイを備え、少なくとも2つの側方親水性領域が液体を同じチャンバに導くことを特徴とする、〔1〕〜〔7〕いずれか記載のデバイス、
〔9〕 デバイスが使い捨てであり、ポリマー材料からなることを特徴とする、〔1〕〜〔8〕いずれか記載のデバイス、
〔10〕 材料が透明であることを特徴とする、〔9〕記載のデバイス、
〔11〕 液体が毛管力によって側方親水性領域に沿って、該領域内に閉じ込められてチャンバに誘導されることを特徴とする、〔1〕〜〔10〕いずれか記載のデバイス、
〔12〕 少なくとも2つの液体が連続様式でチャンバに入ること、即ち、各々がその同じ面に沿って進行し続けること、または該少なくとも2つの液体が不連続様式でチャンバに入ること、即ち、チャンバの異なる深さのために段をたどることを特徴とする、〔1〕〜〔11〕いずれか記載のデバイスを使用することによる少なくとも2つの液体を混合する方法、
〔13〕 検出が各チャンバの透明な本体を通ってインサイチュで実施されることを特徴とする、〔12〕記載の方法、
〔14〕 少なくとも2つの液体が混合されるかまたは反応された後、非混和性有機液体がチャンバに導入され、別個の液滴またはプラグとしてチャンバの外に反応した水性試料を輸送する機能を有することを特徴とする、〔12〕記載の方法、
〔15〕 2つの液体が一体化する時間が、反応速度論的研究のためのパルス化された十分に定められた開始時間として同定されることを特徴とする、〔12〕または〔13〕記載の方法、
〔16〕 親水性領域および疎水性領域がガス化学およびプラズマ重合を使用して生成されることを特徴とする、〔1〕〜〔11〕いずれか記載のデバイスを製造する方法であって、ここで疎水性プラズマ重合工程は、まず、使用されるポリマー材料の天然の疎水性より疎水性である表面を生成するために親水性にパターン形成されるように表面上で一様に実施され、その後、疎水性表面の上面にマスキングおよび親水性パターン形成を実行する、方法、
〔17〕 インビトロ診断(IVD)応用、または反応速度論的研究、または薬物−および生体−相互作用スクリーニング、またはさらなる加工処理前の試料調製のための、〔1〕〜〔11〕いずれか記載のデバイスの使用
に関する。
本発明は、基材、カバー、該基材と該カバー間に形成される少なくとも1つのチャンバを備え、前記チャンバが、それぞれ該基材上に1つ、該カバー上に1つの2つの対向する表面を備え、各表面が親水性領域および疎水性領域を備えるミクロ流体工学的デバイスであって、前記チャンバの該2つの対向する表面の各々の上の各親水性領域は、少なくとも1種類の液体によって独立して濡らされ得ることを特徴とするミクロ流体工学的デバイスに関する。
Claims (10)
- −基材(11)、
−カバー(12)、および
−基材(11)とカバー(12)の間に形成された少なくとも1つのチャンバ(20)であって、該チャンバ(20)は、2つの対向する表面を備え、1つは基材(11)上、1つはカバー(12)上にそれぞれあり、各表面は、親水性領域(70)および疎水性領域(60)を備え、基材(11)上の親水性領域は第1の液体によって濡らされるためのものであり、カバー(12)上の親水性領域は第2の液体によって濡らされるためのものである、チャンバ
を備える、液体(90、100)を混合するためのミクロ流体工学的デバイス(10)であって、
前記チャンバが、チャンバ(20)を通気するため、ならびに第1および第2の液体を閉じ込めるための、該デバイスの外部と連絡する疎水性領域(60)をさらに備えること、ならびに
独立して対向する表面上の親水性領域(70)を濡らして、対向する液体と一体化することにより互いに混合される別の液体が提供されるまで、対向する表面と接触することなく、液体がチャンバ(20)の1つの表面上の親水性領域(70)を濡らすことが可能なように、チャンバ(20)が設計され、前記親水性領域(70)および疎水性領域(60)に通じる表面エネルギーが、前記のことが可能なものであること
を特徴とする、デバイス。 - 液体を少なくとも1つのチャンバに導く側方親水性領域、および側方疎水性領域をさらに備える、請求項1記載のデバイス。
- 前記側方親水性領域が、基材もしくはカバーのいずれかに、または基材およびカバーの両方にあることを特徴とする、請求項2記載のデバイス。
- チャンバの容積が、チャンバの2つの対向する表面上の親水性領域の間の容積によって定められることを特徴とする、請求項1〜3いずれか記載のデバイス。
- デバイスが、マイクロチャンバのアレイおよび側方親水性領域のアレイを備え、少なくとも2つの側方親水性領域が液体を同じチャンバに導くことを特徴とする、請求項1〜4いずれか記載のデバイス。
- a) −基材、
−カバー、および
−基材とカバーの間に形成された少なくとも1つのチャンバであって、該チャンバは、2つの対向する表面を備え、1つは基材上、1つはカバー上にそれぞれあり、各表面は、親水性領域および疎水性領域を備える、チャンバ
を備えるミクロ流体工学的デバイスを提供する工程を含む、少なくとも2つの液体を混合する方法であって、
b)カバー上の対向する表面に接触することなく基材上の親水性領域を濡らす第1の液体を提供する工程、
c)カバー上の親水性領域を濡らす第2の液体を提供する工程、
それにより第1の液体および第2の液体を一体化して互いに混合する工程をさらに含むことを特徴とする、方法。 - 毛管力によって液体を少なくとも1つのチャンバに導く工程を含む、請求項6記載の方法。
- 少なくとも2つの液体が混合されるかまたは反応された後、非混和性有機液体をチャンバに導入し、それにより別個の液滴またはプラグとしてチャンバの外に反応した試料を輸送する工程を含む、請求項6または7記載の方法。
- 2つの液体が一体化する時間が、反応速度論的研究のために、パルス化され、かつ十分に定められた開始時間として同定されることを特徴とする、請求項6〜8いずれか記載の方法。
- 親水性領域および疎水性領域がガス化学およびプラズマ重合を使用して生成されることを特徴とする、請求項1〜5いずれか記載のデバイスを製造する方法であって、ここで疎水性プラズマ重合工程は、まず、使用されるポリマー材料の天然の疎水性より疎水性である表面を生成するために、親水性にパターン形成されるように表面上で一様に実施され、その後、疎水性表面の上面にマスキングおよび親水性パターン形成を実行する、方法。
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