JP5323933B2 - 増幅動電流体のポンプ供給切り換えおよび脱塩 - Google Patents
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Description
・i.基板と、
ii帯電種を包含する液体が第1側から第2側へ通される少なくとも一つの試料液マイクロ流路(チャネル)と、
iii.緩衝液(バッファ)を包含する少なくとも一つの緩衝液マイクロ流路または槽と、
iv試料液マイクロ流路と緩衝液マイクロ流路または槽とに連結された少なくとも一つの導管と、
v.導管、試料液マイクロ流路、緩衝液マイクロ流路または槽、又はそれらの組合せ、に電界を誘起する少なくとも一つのユニットと、
を包含するマイクロ流体装置へ、帯電種を包含する液体を供給源から導入するステップと、
・試料液マイクロ流路に第1電界を誘起することで試料液マイクロ流路に電気浸透流が誘起され、電気浸透流がさらに装置に液体を導入して、第1電界の強度により電気浸透流が制御されるステップと、
・導管に第2電界を誘起することで導管に近接した領域において試料液マイクロ流路にイオン欠乏が発生し、イオン欠乏が試料液マイクロ流路での流れを加速するステップと
を包含する。
・i.基板と、
ii塩イオンを包含する液体が通される少なくとも一つの試料液マイクロ流路と、
iii.緩衝液を包含する少なくとも一つの緩衝液マイクロ流路と、
iv.少なくとも一つの導管と、
v.導管、試料液マイクロ流路、緩衝液マイクロ流路、又はそれらの組合せに電界を誘起するユニットと、
vi動電学的なまたは圧力駆動の流れを試料液マイクロ流路に誘起するユニットと、
を包含するマイクロ流体装置へ、塩イオンを包含する液体を供給源から導入するステップと、
・試料液マイクロ流路に電界を誘起することで電気浸透流が試料液マイクロ流路に誘起され、電気浸透流がさらに装置に液体を導入して、電界の強度により電気浸透流が制御されるステップと、
・導管に電界を誘起することで、イオン種に対するエネルギー障壁となる空間電荷層が試料液マイクロ流路に形成され、導管に近接する領域において試料液マイクロ流路にイオン欠乏が発生して、導管から離間した試料液マイクロ流路内の領域に塩イオンが集中するステップと、
を包含する。
・液体流方向が試料液マイクロ流路の第1側から第2側となるように、
i.基板と、
ii.帯電種を包含する液体が第1側から第2側へ通されることで第1流を発生させる少なくとも一つの試料液マイクロ流路と、
iii.緩衝液を包含する少なくとも一つの緩衝液マイクロ流路または槽と、
iv.試料液マイクロ流路と緩衝液マイクロ流路または槽とに連結された少なくとも一つの導管と、
v.導管、試料液マイクロ流路、緩衝液マイクロ流路または容器、又はそれらの組合せにおいて電界を誘起する少なくとも一つのユニットと、
を包含するマイクロ流体装置へ、帯電種を包含する液体を供給源から導入するステップと、
・試料液マイクロ流路に第1電界を、導管に第2電界を誘起することで、導管に近接した領域において試料液マイクロ流路にイオン欠乏が発生して、試料液マイクロ流路に第2動電流が誘起され、第2流方向がマイクロ流路の第2側から第1側であって、第1および第2電界の強度によって第2電気浸透流が制御され、マイクロ流路の第2側から第1側へ誘起される第2流が、第1側から第2側への第1流と反対であり、第2側から第1側へ誘起される第2流が、第1流を停止させるかその方向を逆転させるステップと、
を包含する。
・i.基板と、
ii.帯電種を包含する液体が第1側から第2側へ通される少なくとも一つの試料液マイクロ流路と、
iii.緩衝液を包含する少なくとも一つの緩衝液マイクロ流路または槽と、
iv.試料液マイクロ流路と緩衝液マイクロ流路または槽とに連結された少なくとも一つの導管と、
v.導管、試料液マイクロ流路、緩衝液マイクロ流路または槽、又はそれらの組合せに電界を誘起する少なくとも一つのユニットと、
を包含するマイクロ流体装置へ、帯電種を包含する液体を供給源から導入するステップと、
・試料液マイクロ流体に第1電界を誘起することで試料液マイクロ流路に電気浸透流が誘起され、電気浸透流がさらに液体を装置へ導入して、第1電界の強度によって浸透流が制御されるステップと、
・導管に第2電界を誘起することで、導管に近接した領域において試料液マイクロ流路にイオン欠乏が発生し、イオン欠乏が試料液マイクロ流路の流れを加速するステップと、
を包含する。
・i.基板と、
ii.塩イオンを包含する液体が通される少なくとも一つの試料液マイクロ流路と、
iii.緩衝液を包含する少なくとも一つの緩衝液マイクロ流路と、
iv.少なくとも一つの導管と、
v.導管、試料液マイクロ流路、緩衝液マイクロ流路、あるいは以上の組合せに電界を誘起するユニットと、
vi.動電学的または圧力駆動流を試料液マイクロ流路に誘起するユニットと、
を包含するマイクロ流体装置に、塩イオンを包含する液体を供給源から導入するステップと、
・試料液マイクロ流路に電界を誘起することで試料液マイクロ流路に電気浸透流が誘起され、電気浸透流がさらに液体を装置へ導入し、電界の強度によって電気浸透流が制御されるステップと、
・導管に電界を誘起することで、試料液マイクロ流路に空間電荷層が形成されてイオン種に対するエネルギー障壁となり、導管に近接した領域において試料液マイクロ流路にイオン欠乏が発生し、導管から離間した試料液マイクロ流路内の領域に塩イオンが集中するステップと、
を包含する。
・液体流方向が試料液マイクロ流路の第1側から第2側であるように、
i.基板と、
ii.帯電種を包含する液体が第1側から第2側へ通されて第1流を発生させる少なくとも一つの試料液マイクロ流路と、
iii.緩衝液を包含する少なくとも一つの緩衝液マイクロ流路または槽と、
iv.試料液マイクロ流路および緩衝液マイクロ流路または槽に連結された少なくとも一つの導管と、
v.導管、試料液マイクロ流路、緩衝液マイクロ流路または容器、あるいは以上の組合せに電界を誘起する少なくとも一つのユニットと、
を包含するマイクロ流体装置に、帯電種を包含する液体を供給源から導入するステップと、
・試料液マイクロ流路に第1電界を、導管に第2電界を誘起することで、導管に近接した領域において試料液マイクロ流路にイオン欠乏が発生し、試料液マイクロ流路に第2動電流が誘起され、第2流方向がマイクロ流路の第2側から第1側であり、第1および第2電界の強度によって第2電気浸透流が制御され、
マイクロ流路の第2側から第1側へ誘起された第2流が、第1側から第2側への第1流と反対であり、第2側から第1側へ誘起された第2流が、第1流を停止させるか第1流の方向を逆転させるステップと、
を包含する。
一実施形態において、液体流の加速は、流量を増加または増強することを意味する。一実施形態において、液体流の加速は、より速くつまりより高速で液体が流れることを意味する。一実施形態において、液体流の加速は、流体の速度が上昇することを意味する。一実施形態において、速度または速さは連続的に上昇する。一実施形態において、流れの速さまたは速度の連続的上昇は、時間および/または印加される電圧に対して線形である。一実施形態では連続的上昇は線形でない。一実施形態において、加速は段階的に実施される。一実施形態では、低い一定値から高い一定値へ流量が増加する。一実施形態では、加速ステップはほとんど実施されない。一実施形態において、各ステップでは流量が増加する。一実施形態では、試料液マイクロ流路の液体に誘起される電界によって段階的加速が支配される。
一実施形態において、cpは濃度の単位である。一実施形態においてcpはセンチポイズを意味する。一実施形態において、1p=1g/(cm秒)および1000cp=1p。
一実施形態において、本発明の装置は、複数のマイクロ流路、複数の導管、あるいは以上の組合せを含む複数の流路を包含する。一実施形態において、「複数の流路」の語句は2本以上の流路、別の実施形態では5本以上、あるいは他の実施形態では10、96、100、384、1,000、1,536、10,000、100,000、1,000,000本の流路を指す。
一実施形態において、本発明の実施形態に使用される装置は、図1に図示されたように構築される。試料液マイクロ流路1−10は、帯電種を包含する試料液が通される流路である。試料液マイクロ流路は、図1に示された試料液マイクロ流路の左側である第1側を有する。試料液マイクロ流路は、図1に示された試料液マイクロ流路の右側である第2側を有する。試料液マイクロ流路の第1側(左)は、少なくとも一つの試料液槽に接続される。一実施形態において、マイクロ流路の寸法を有するか異なる寸法を有する導管によって試料液槽が試料液マイクロ流路に接続される。一実施形態において、試料液槽は、対象の種、つまり帯電種を包含する流体または液体を第1側から試料液マイクロ流路へ放出する。一実施形態において、マイクロ流路へ流入する流体または液体は、図1に示されたマイクロ流路の左から右側への初期流方向を有する。
・i.基板と、
ii.塩イオンを包含する液体が第1側から第2側へ通される少なくとも一つの試料液マイクロ流路と、
iii.緩衝液を包含する少なくとも一つの緩衝液マイクロ流路または槽と、
iv.試料液マイクロ流路と緩衝液マイクロ流路または槽に連結された少なくとも一つの導管と、
v.導管、試料液マイクロ流路、緩衝液マイクロ流路、緩衝液槽、あるいは以上の組合せに電界を誘起する少なくとも一つのユニットと、
を包含するマイクロ流体装置へ、塩イオンを包含する液体を供給源から導入するステップと、
・試料液マイクロ流路へ重力によって液体流を導入することで、液体流が、試料液マイクロ流路を通って装置へ液体を導入するステップと、
・導管に電界を誘起することで、導管に近接した領域において試料液マイクロ流路に塩イオン欠乏が発生して、導管から離間した試料液マイクロ流路内の領域に塩イオンが集中するステップと、
を包含する。
・i.基板と、
ii.塩イオンを包含する液体が第1側から第2側へ通される少なくとも一つの試料液マイクロ流路と、
iii.緩衝液を包含する少なくとも一つの緩衝液マイクロ流路または緩衝液槽と、
iv.試料液マイクロ流路と緩衝液マイクロ流路または槽に連結された少なくとも一つの導管と、
v.導管、試料液マイクロ流路、緩衝液マイクロ流路、緩衝液槽、あるいは以上の組合せに電界を誘起する少なくとも一つのユニットであって、光電池/太陽電池によって作動するユニットと、
を包含するマイクロ流体装置へ、塩イオンを包含する液体を供給源から導入するステップと、
・試料液マイクロ流路に液体流を誘起することで、液体流が試料液マイクロ流路を通って装置へ液体を導入するステップと、
・導管に電界を誘起することで、導管に近接した領域において試料液マイクロ流路に塩イオン欠乏が発生して、導管から離間した試料液マイクロ流路内の領域に塩イオンが集中するステップと、
を包含する。
・i.基板と、
ii.塩イオンを包含する液体が第1側から第2側へ通される少なくとも一つの試料液流体流路と、
iii.緩衝液を包含する少なくとも一つの緩衝液流体流路または緩衝液槽と、
iv.試料液流体流路と緩衝液流体流路または槽に連結された少なくとも一つの選択透過性の導管と、
v.導管、試料液マイクロ流路、緩衝液マイクロ流路、緩衝液槽、あるいは以上の組合せに電界を誘起する少なくとも一つのユニットと、
を包含する流体流路へ、塩イオンを包含する液体を供給源から導入するステップと、
・導管に電界を誘起することで、導管に近接した領域において試料液マイクロ流路に塩イオン欠乏が発生して、導管から離間した試料液マイクロ流路内の領域に塩イオンが集中するステップと、
を包含する。
一実施形態において、本方法は生体分子の分析に適している。一実施形態において、マイクロ流体装置において生体分子が存在する溶液の塩濃度が本発明の方法により低下する。一実施形態において、装置の別の部分に設けられた対象の生体分子または物質を含有する溶液と混合される前に、マイクロ流体装置の一部分で塩または帯電種の濃度を低下させる。一実施形態において、生体粒子溶液が脱塩溶液と混合される時に、化学反応が開始される。一実施形態において、混合は生体分子の保存を助ける。一実施形態において、分子溶液と脱塩溶液との混合は生体分子の安定性を高める。一実施形態において、生体分子溶液と脱塩溶液とを混合すると、生体分子溶液の保存期間が長くなる。一実施形態において、生体分子溶液と脱塩溶液との混合は、マイクロ分子に結合した蛍光マーカを活性化する。一実施形態において、このような混合は生体分子溶液のpHを変化させる。一実施形態において、混合は溶液の色を変化させる。この面により一実施形態では、混合は溶液の分光応答を変化させる。一実施形態において、変化した分光応答はIR領域におけるものである。一実施形態において、分光応答はUV/VIS領域におけるものである。一実施形態において、混合は、生体分子溶液に存在する一つ以上の物質の沈殿を起こす。一実施形態において、脱塩溶液と生体分子含有溶液との混合は、生体分子溶液との接触状態で存在する固形物質の溶解を起こす。一実施形態において、脱塩溶液との混合は溶液を希釈する。一実施形態において、分析、診断、合成のため、または被検者への注入のため、または他の医療用途に、希釈溶液が必要とされる。一実施形態において、混合は分析のため生体分子を準備する。一実施形態において、混合では分析のため生体分子を準備する。一実施形態において、脱塩溶液は純水のレベルまで希釈される。一実施形態において、溶液の希釈により、脱イオン水、導電性の非常に低い水、18Mオーム以上の電気抵抗を持つ水、1000μMより低い塩濃度を持つ水が得られる。一実施形態において、上述した性質を持つ精製水が、対象の溶液または分子を希釈するのに使用される。一実施形態において、固形物質を溶解するのに精製水が使用される。一実施形態において、マイクロ流体装置の部品をリンスまたはクリーニングするためと、装置内の材料または溶液をリンスおよびクリーニングするのに、精製水が使用される。一実施形態において、このような精製水は、マイクロ流体装置内で行われる抽出手順に使用される。一実施形態において抽出とは、2種類の別々の非混合性の液体、通常は水と有機溶剤における相対的溶解度に基づいて化合物を分離する方法である。一実施形態において、物質は一つの液相から別の液相へ抽出される。
材料および方法:
装置の製造:
製造方法は、記載されたようなものである(J.Han,H.G.Craighead,J.Vac.Sci.Technol.,A17,2142−2147(1999年)、J.Han,H.G.Craighead,Science 288,1026−1029(2000年))。2種類の反応性イオンエッチングが使用された。標準的なリソグラフィツールにより5〜20μm幅の導管をパターン形成した後に、40nmの導管をエッチングするため第1反応性イオンエッチング(RIE)エッチングが約10秒実施され、第2エッチングでは、平行な2本の1.5μmマイクロ流体流路がナノフィルタに形成された。緩衝液濃度および流路深さの影響を実証するため、30と70nmの間の深さを持つナノフィルタが製造された。RIEエッチングを完了した後、装着穴にエッチングするためKOHエッチングが使用された。窒化物剥離に続いて熱酸化が実施されて、適切な電気絶縁が設けられた。標準的な陽極接合技術を用いて、装置の底部がパイレックス(登録商標)ウェハに接合された。
細菌の成長を防止するため10μMのEDTAが追加されたpH9.1の10mMリン酸塩緩衝液(リン酸水素二ナトリウム)が主に使用された。pH4.6の10mMリン酸塩緩衝液の条件でも、予備濃縮の成功が実証された。pH3.5の酢酸塩緩衝液10mMと、1X TBE緩衝液(〜80mM)には、顕著な予備濃縮作用は見られなかった。
蛍光励起光源が装着された倒立顕微鏡(IX−71)において、すべての実験が実施された。熱電冷却CCDカメラ(Cooke Co, Auburn Hill,MI)が、蛍光撮像に使用された。IPLab3.6(Scanalytics,Fairfax,VA)によって連続画像が分析された。異なる電位を槽に分配するため、家庭用分圧器が使用された。内蔵の100W水銀灯が光源として使用され、光線強度を低下させて検出のダイナミックレンジを増大するため、減光フィルタが使用された。
流路内の分子濃度の流量化が図Xに図示されている。検出に使用されるCCDアレイを飽和させる試料液プラグを装置が発生させるので、励起光線強度を低下させるため、70%NA孔(50%透過)を備える、少なくとも12%の透過が可能な減光フィルタ(Olympus(32ND12))が使用された。光線強度を0.6%まで低下させることにより、検出器のダイナミックレンジが増大し、光脱色速度が低下した。
コーティング流路における予備濃縮
多様な緩衝液条件による予備濃縮
淡水化の実証
ユニット装置規模でのマイクロ/ナノ流体装置の淡水化操作が、実験的に検査された。図11(a)は、自然海水(Crane beach,Ipswich,MAから採取、pH=8.4〜8.5)により行われた淡水化実験を示す。塩水溶液に顕著な沈殿を起こすことが知られているCa2+イオンを沈殿させるため、自然海水にNaOHが1mMの最終濃度で追加された。しかし、この追加によって海水の塩分濃度は大きく低下しなかった。続いて、沈殿物と、泥、砂、海草などの(流路寸法より大きい)大きなゴミを除去するため、海水試料液が物理的に前置フィルタで処理された。次に、FITC(分子マーカとしての蛍光色素、1μg/mL、Invitrogen)、ポリスチレンナノ粒子、r−フィコエリトリン(r−PE,1ng/mL、Invitrogen)、Hoechstにより蛍光染色された白血球(WBC)を有する人間の全血と、海水試料液が意図的に混合された。次に、外部の圧力ポンプを用いて、規定の流量(使用される流路の寸法に応じて0.1〜10μL/分)で、混合物(pH=9.1〜9.2)が装置の槽へ投入された。
脱塩ストリームの導電率測定
イオン欠乏ゾーンから塩が排除されるため、脱塩ストリームでの海水のイオン濃度は最初の濃度よりも著しく低い。脱塩ストリームの濃度を数量化するため、埋込みマイクロ電極(図10(a)に示されている)を用いて、脱塩ストリームの導電率測定がその場で行われた。マイクロ電極の間の電位低下(△V)がKeithley 6514電位計によって測定され、「脱塩」ストリームでの電流(i)がKeithley 6487ピコ電流計で求められた。導電率σは、関係式σ=i/|E|A(iはマイクロ電極を通った電流、Aはマイクロ流路の断面積、)により簡単に計算できる。電位低下をマイクロ電極間の間隙で割ることで、Eが推定される。校正のため、希釈の異なる海水の導電率が卓上導電率計(VWR sympHony導電率計)を用いて測定され、その値は、1×、5×、50×、500×、5000×、50000×の希釈についてそれぞれ、45mS/cm、9.91mS/cm、1292μS/cm、127.8μS/cm、12.4μS/cm、1.8μS/cmであった。測定された導電率を脱塩ストリームの塩濃度に変換するのに、この数字が使用された。
電力消費量
当方のユニットに必要とされる定常状態電流は、1μA(マイクロ流路の断面積が100μm×15μmの装置において0.25μL/分での海水淡水化出力)、または〜30μA(断面積が500μm×100μmの装置において10μL/分)であることが分かった。ゆえに、電力消費量はユニット装置あたりおよそ75μW〜2250μWであった。そのため、この脱塩機構のエネルギー効率は5Wh/L(75μW/0.25μL/分)〜3.75Wh/L(2250μW/10μL/分)である。これに加えて、マイクロ流路における流体送出のエネルギーも必要とされ、0.041mWh/L〜1.55mWh/Lである。100μm×15μmの装置におけるQ=0.25μL/分の流量の場合には、マイクロ流路を通るポンプ供給に必要な電力は、圧力と流量(p×Q)の積によって計算される。マイクロ流路全体での圧力低下は12μQL/(wd3)で求められ、μは海水の粘度、そしてL,w,dはそれぞれマイクロ流路の長さ、幅、深さである。μ=1.88cp、L=2cm、w=100μm、d=15μmを代入すると、電力消費量は23.2nWであった。ゆえに電力効率(W/Q)は1.55mWh/Lであった。同様にして、断面積が500μm×100μmの装置では、Q=10μL/分の時に効率は0.041mWh/Lであった。そのため、主としてRO膜と比較して開放マイクロ流路の流体抵抗は低いため、一般的な流体送出に必要な電力はわずかである。
25%、50%、75%という上に挙げた淡水の回収率についての百分率に関して、この百分率は入力された海水と比較した淡水の相対量を意味する。75%回収率は、入力された海水の75%が淡水として出てきて、残りの25%は高含塩の塩水として出てきたことを意味する。別の実施形態では、回収率はプロセスの結果としての塩分濃度の低下を示し、例えば75%回収率は、処理後に溶液の濃度が1/4(25%)になった、つまり淡水化プロセスの結果、100mMが25mMになったことを意味する。
ユニット装置の並列化
重要な塩除去ステップはマイクロ流路内の比較的短い距離で発生するため、ユニットマイクロ流体装置に必要な横方向空間(エリア)はおよそ1mm×1mmであると推定された。6〜8インチウェハスケール(17600〜32400mm2、1.5×104〜3×104までの拡張が可能)におけるユニット装置の大規模並列化により、小規模システムにおいて150mL/分〜300mL/分の処理量が可能であり、これは可搬式の海水淡水化用途には理想的である。このようなシステムにおいて、図15に示されているように病原体と塩の両方を除去するため、流体は、大きな粒子/ゴミを除去するための前置フィルタスタックと大規模並列ICP脱塩アレイスタックとを、(家庭用濾過システムと同様に)重力によって通過する。
特定配向の流路による空間電荷領域の安定性向上
図6は、製造された本発明の装置の実施形態を示している。流路の開口状態に基づいて、装置は一重ゲート装置(SG、図6A)または二重ゲート装置(DG、図6B)に分類された。試料液マイクロ流路は、SG装置の一つの側壁で、またDG装置の両方の側壁で導管に接続されている。寸法は、マイクロ流路が幅50μm×深さ2μmで、深さ40nm×幅2μm×高さ10μmである。
低電力による飲用のための海水の淡水化
マイクロ流体装置は、例1で説明したマイクロ流路/導管アセンブリのアレイから構築される。アレイは三次元である。装置は手持ち式である。マイクロ流路装置は海水槽に接続される。海水は最初に、ミクロンサイズおよびこれより大きな粒子を除去するために濾過される。海水は複数のマイクロ流路へ入る。次に、導管に電界を印加することにより海水が淡水化される。各流路の出口では、淡水化ストリームが一つの容器で、含塩ストリームを別の容器で収集される。淡水化された水が収集される容器すべての内容物が、飲用の出口容器へ誘導される。装置は低電力で作動し、バッテリまたは他の一時的電源装置で機能する。膨大な数のマイクロ流路が構築されて一つの装置内で並列に機能するため、装置は大量の水を淡水化できる。流体流を増強すると、装置の効率が高まる。いったんある程度まで淡水化された水が、淡水化ストリームを再循環させることにより、または第2組の淡水化マイクロ流路に淡水化ストリームを誘導することにより、さらに淡水化されてもよい。淡水化溶液の塩濃度を評価するため、装置はコンダクタンスメータまたは他の帯電種濃度計に接続される。
合成のためのマイクロ流体装置
マイクロ流体装置は、例1で説明した多数のマイクロ流路/導管から構築される。一部のマイクロ流路の出口は、室または槽に接続される。第1タイプの反応混合物が装置に投入されて、1本のマイクロ流路を通して室へ送られる。第2タイプの反応混合物が同じか追加のマイクロ流路を通して装置へ投入されて、同じ室または槽へ送られる。室に二種類の反応混合物が存在することで反応が生じる。装置の少なくとも一部分は透明なので、反応物および反応生成物の有無および位置をマーカが示すように、撮像技術が使用される。いくつかの実施形態では、室から、収集容器に通じるマイクロ流路へ、生成物が放出される。反応の効率を高めるためにすべてが協働する反応容器アレイを、装置が含むとよい。流体流を増強し、流体の方向を切り換えて、そこから帯電種を除去することにより溶液の一部を精製できるので、合成は効率的かつ高速で、生成物の純度および生成物の収率の点で高レベルの制御が得られる。
薬物放出および診断の制御のための埋込みマイクロ流体装置
本発明の装置は、被制御薬物放出システムの一部として被検者に移植されるか、被検者の皮膚に装着される。本発明の導管への電圧の被制御印加は、装置のマイクロ流路に流体流を誘起する。増強された流体流も誘起する。このような作用は、薬物を含有する流体を、測定量および指定の時間間隔で被検者へ送る。被検者からの流体試料液が、分析のため被検者から取り出される。わずかな流体試料液が診断のため装置のマイクロ流路へポンプ供給される。ポンプ供給は、導管およびマイクロ流路への電圧の印加によって達成される。試料液が分析され、被検者へ戻される。あるいは、試料液が使い捨てであってもよい。
<補遺>
上記実施形態の説明において提示した方法及び装置は、次の各項目が示す技術的思想として捉えることができる。
(1)
マイクロ流体装置において液体流を加速するための方法であって、
i.第1基板と、
ii.帯電種を包含する前記液体が第1側から第2側へ通される少なくとも一つの試料液マイクロ流路と、
iii.緩衝液を包含する少なくとも一つの緩衝液マイクロ流路または槽と、
iv.前記試料液マイクロ流路と前記緩衝液マイクロ流路または槽とに連結された少なくとも一つの導管と、
v.前記導管、前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路または槽、あるいは以上の組合せに電界を誘起する少なくとも一つのユニットと、
を包含するマイクロ流体装置へ、帯電種を包含する液体を供給源から導入するステップと、
前記試料液マイクロ流路に第1電界を誘起することで前記試料液マイクロ流路に電気浸透流が誘起され、前記電気浸透流がさらに前記試料液マイクロ流路を通して前記装置へ前記液体を導入し、前記第1電界の強度により前記電気浸透流が制御されるステップと、
前記導管に第2電界を誘起するステップであって、前記導管に隣接する領域において前記試料液マイクロ流路にイオン欠乏が発生して、該イオン欠乏が前記試料液マイクロ流路の流れを加速するステップと、
を包含する方法。
(2)
供給源から前記マイクロ流体装置への前記液体導入が、圧力誘起ユニット、電気浸透流誘起ユニット、あるいは以上の組合せの使用を包含する、(1)の方法。
(3)
前記マイクロ流体装置がさらに、前記第1基板または該第1基板の一部分に隣接配置されるか接着される第2基板を包含する、(1)の方法。
(4)
前記試料液マイクロ流路の前記第1側に高電圧を、前記試料液マイクロ流路の前記第2側に低電圧を印加することにより、前記試料液マイクロ流路に前記第1電界が発生する、(1)の方法。
(5)
前記高電圧、前記低電圧、あるいは以上の組合せが正電圧である、(4)の方法。
(6)
前記正電圧が50mVと500Vとの間である、(5)の方法。
(7)
前記高電圧が正であり、前記試料液マイクロ流路の前記第2側を電気接地することにより前記低電圧が達成される、(4)の方法。
(8)
前記導管の、前記試料液マイクロ流路に連結された側に高電圧を、前記導管の、前記緩衝液マイクロ流路に連結された側に低電圧を印加することにより、前記導管に前記第2電界が発生する、(1)の方法。
(9)
前記高電圧が正であり、前記導管に連結された前記緩衝液マイクロ流路または槽を電気接地することにより前記低電圧が印加される、(8)の方法。
(10)
前記高電圧が、前記試料液マイクロ流路の前記第1側と前記第2側に2種類の電圧が印加された結果である、(8)の方法。
(11)
前記試料液マイクロ流路の前記第1側および前記第2側に印加される前記2種類の電圧の値の間に位置する中間値を前記高電圧が有する、(8)の方法。
(12)
前記試料液マイクロ流路の前記第1側に60Vの電圧を印加することにより、また前記試料液マイクロ流路の前記第2側に40Vの電圧を印加することにより、前記第1および第2電界が誘起され、前記緩衝液マイクロ流路または槽が電気接地される、(1)の方法。
(13)
帯電種を包含する溶液の前記試料液マイクロ流路への導入と、前記導管での前記電界および前記試料液マイクロ流路での前記電界の非依存的誘起の際に、前記導管から離間した前記試料液マイクロ流路内の領域に前記帯電種が集中する、(1)の方法。
(14)
前記試料液マイクロ流路がさらに、低塩濃度溶液のための第1出口と、高塩濃度溶液のための第2出口とを包含する、(1)の方法。
(15)
前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路、あるいは以上の組合せの幅が1〜100μmである、(1)の方法。
(16)
前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路、あるいは以上の組合せの深さが0.5〜50μmである、(1)の方法。
(17)
前記導管の幅が100〜4000ナノメートルの間である、(1)の方法。
(18)
前記導管の幅が1〜100マイクロメートルである、(1)の装置。
(19)
前記導管の深さが20〜100ナノメートルである、(1)の方法。
(20)
前記導管の深さが1〜100マイクロメートルである、(1)の装置。
(21)
前記導管がナノ流路である、(1)の方法。
(22)
前記導管がポリマー系選択透過性材料を包含する、(1)の方法。
(23)
前記ポリマー系選択透過性材料がナフィオンを包含する、(22)の方法。
(24)
前記ポリマー系選択透過性材料が、陽イオン選択性または陰イオン選択性の材料を包含する、(22)の方法。
(25)
正イオンまたは負イオン伝導性であることが好ましい電気接合部を前記導管が包含する、(1)の方法。
(26)
前記試料液マイクロ流路の表面が、対象の種の前記表面への吸着を減少させる機能を有している、(1)の方法。
(27)
前記導管および/または前記第1または緩衝液マイクロ流路の表面が、前記装置の動作効率を向上させる機能を有している、(1)の方法。
(28)
前記装置の動作効率を向上させるため、前記装置の前記基板に外部ゲート電圧が印加される、(1)の方法。
(29)
前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路、前記導管、あるいは以上の組合せが、リソグラフィおよびエッチングのプロセスにより形成される、(1)の方法。
(30)
前記装置が透明材料で構成される、(1)の方法。
(31)
前記透明材料が、パイレックス(登録商標)、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、石英、SU−8である、(30)の方法。
(32)
自家蛍光性の低い材料で前記装置がコーティングされる、(1)の方法。
(33)
前記装置がポンプに結合される、(1)の方法。
(34)
センサ、分離システム、検出システム、分析システム、あるいは以上の組合せに前記装置が結合される、(1)の方法。
(35)
照明源、カメラ、コンピュータ、ルミノメータ、分光光度計、あるいは以上の組合せを前記検出システムが包含する、(34)の方法。
(36)
前記試料液マイクロ流路における液体流速が100μm/秒と10mm/秒の間である、(1)の方法。
(37)
多数の試料液マイクロ流路、多数の緩衝液マイクロ流路、多数の導管、あるいは以上の組合せを前記装置が包含する、(1)の方法。
(38)
前記多数のマイクロ流路、導管、あるいは以上の組合せが、特定の幾何学形状またはアレイで配設される、(37)の方法。
(39)
少なくとも1000本の試料液マイクロ流路、少なくとも1000本の緩衝液マイクロ流路、そして少なくとも1000本の導管を前記アレイが包含する、(38)の方法。
(40)
前記装置の長さ、幅、高さ、あるいは以上の組合せが10cmから30cmの間の範囲である、(37)の方法。
(41)
前記幾何学形状または前記アレイが、前記導管に対する前記マイクロ流路の垂直配向を包含する、(38)の方法。
(42)
液体体積流量が少なくとも1L/分である、(37)の方法。
(43)
液体体積流量が60〜100L/分の範囲である、(37)の方法。
(44)
帯電種を包含する前記液体が海水である、(1)の方法。
(45)
装置の動作に必要とされる電力が10wから100wの間の範囲である、(1)の方法。
(46)
前記試料液マイクロ流路での流れが連続的である、(1)の方法。
(47)
前記装置が機器の一部である、(1)の方法。
(48)
前記機器が手持ち式/可搬式である、(47)の機器。
(49)
前記機器が卓上機器である、(47)の機器。
(50)
溶液の塩濃度を低下させる、つまり溶液を脱塩する方法であって、
i.第1基板と、
ii.塩イオンを包含する前記液体が第1側から第2側へ通される少なくとも一つの試料液マイクロ流路と、
iii.緩衝液を包含する少なくとも一つの緩衝液マイクロ流路または緩衝液槽と、
iv.前記試料液マイクロ流路と前記緩衝液マイクロ流路または槽とに連結された少なくとも一つの導管と、
v.前記導管、前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路または緩衝液槽、あるいは以上の組合せに電界を誘起する少なくとも一つのユニットと、
を包含するマイクロ流体装置へ、塩イオンを包含する液体を供給源から導入するステップと、
前記試料液マイクロ流路に第1電界を誘起することで前記試料液マイクロ流路に電気浸透流が誘起され、前記電気浸透流がさらに前記試料液マイクロ流路を通って前記装置へ前記液体を導入し、前記第1電界の強度により前記電気浸透流が制御されるステップと、
前記導管に第2電界を誘起することで、前記導管に隣接する領域において前記試料液マイクロ流路に塩イオン欠乏が発生して、前記導管から離間した前記試料液マイクロ流路内の領域に前記塩イオンが集中するステップと、
を包含する方法。
(51)
供給源から前記マイクロ流体装置への前記液体の導入が、圧力誘起ユニット、電気浸透流誘起ユニット、あるいは以上の組合せを包含する、(50)の方法。
(52)
前記マイクロ流体装置がさらに、前記第1基板または該第1基板の一部分に近接配置されるか接着される第2基板を包含する、(50)の方法。
(53)
塩を包含する前記液体が海水である、(50)の方法。
(54)
飲用のため海水を脱塩するのに前記方法が使用される、(50)の方法。
(55)
前記試料液マイクロ流路がさらに、低塩濃度溶液のための第1出口と、高塩濃度溶液のための第2出口とを包含する、(50)の方法。
(56)
前記低塩濃度溶液のための前記第1出口が、前記試料液マイクロ流路の前記イオン欠乏ゾーンに連結され、前記高塩濃度溶液のための前記第2出口が、塩イオンが集中している前記導管から離間した前記領域に連結される、(55)の方法。
(57)
前記試料液マイクロ流路の前記第1側へ高電圧を、前記試料液マイクロ流路の前記第2側へ低電圧を印加することにより、前記試料液マイクロ流路の前記第1電界が発生する、(50)の方法。
(58)
前記高電圧、前記低電圧、あるいは以上の組合せが正電圧である、(57)の方法。
(59)
前記正電圧が50mVと500Vの間である、(58)の方法。
(60)
前記高電圧が正であり、前記試料液マイクロ流路の前記第2側を電気接地することにより前記低電圧が達成される、(57)の方法。
(61)
前記導管の、前記試料液マイクロ流路に連結された側に高電圧を、前記導管の、前記緩衝液マイクロ流路に連結された側に低電圧を印加することにより、前記導管に前記第2電界が発生する、(50)の方法。
(62)
前記高電圧が正であり、前記導管に連結された前記緩衝液マイクロ流路または槽を電気接地することにより前記低電圧が印加される、(61)の方法。
(63)
前記高電圧が、前記試料液マイクロ流路の前記第1側および前記第2側に2種類の電圧が印加された結果である、(61)の方法。
(64)
前記試料液マイクロ流路の前記第1側および前記第2側に印加される前記2種類の電圧の値の間に位置する中間値を前記高電圧が有する、(61)の方法。
(65)
前記試料液マイクロ流路の前記第1側に60Vの電圧を印加することにより、また前記試料液マイクロ流路の前記第2側に40Vの電圧を印加することにより、前記第1および第2電界が誘起され、前記緩衝液マイクロ流路または槽が電気接地される、(50)の方法。
(66)
前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路、あるいは以上の組合せの幅が1〜100μmである、(50)の方法。
(67)
前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路、あるいは以上の組合せの深さが0.5〜50μmである、(50)の方法。
(68)
前記導管の幅が100〜4000ナノメートルの間である、(50)の方法。
(69)
前記導管の幅が1〜100マイクロメートルの間である、(50)の方法。
(70)
前記導管の深さが20〜100ナノメートルの間である、(50)の方法。
(71)
前記導管の深さが1〜100マイクロメートルの間である、(50)の方法。
(72)
前記導管がナノ流路である、(50)の方法。
(73)
前記導管がポリマー系選択透過性材料を包含する、(50)の方法。
(74)
前記ポリマー系選択透過性材料がナフィオンを包含する、(73)の方法。
(75)
前記ポリマー系選択透過性材料が陽イオン選択性または陰イオン選択性の材料を包含する、(73)の方法。
(76)
正イオンまたは負イオン伝導性であることが好ましい電気接合部を前記導管が包含する、(50)の方法。
(77)
前記試料液マイクロ流路の前記表面が、対象の種の前記表面への吸着を減少させる機能を有している、(50)の方法。
(78)
前記導管および/または前記第1または緩衝液マイクロ流路の表面が、前記装置の動作効率を向上させる機能を有している、(50)の方法。
(79)
前記装置の動作効率を向上させるため、前記装置の基板に外部ゲート電圧が印加される、(50)の方法。
(80)
前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路、前記導管、あるいは以上の組合せが、リソグラフィおよびエッチングのプロセスにより形成される、(50)の方法。
(81)
前記装置が透明材料で構成される、(50)の方法。
(82)
前記透明材料がパイレックス(登録商標)、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、石英、またはSU−8である、(50)の方法。
(83)
自家蛍光性の低い材料で前記装置がコーティングされる、(50)の方法。
(84)
前記装置がポンプに結合される、(50)の方法。
(85)
センサ、分離システム、検出システム、分析システム、あるいは以上の組合せに前記装置が結合される、(50)の方法。
(86)
照明源、カメラ、コンピュータ、ルミノメータ、分光光度計、あるいは以上の組合せを前記検出システムが包含する、(85)の方法。
(87)
前記試料液マイクロ流路の液体流速が100μm/秒と10mm/秒の間である、(50)の方法。
(88)
多数の試料液マイクロ流路、多数の緩衝液マイクロ流路、多数の導管、あるいは以上の組合せを前記装置が包含する、(50)の方法。
(89)
前記多数のマイクロ流路、導管、あるいは以上の組合せが、特定の幾何学形状またはアレイで配設される、(88)の方法。
(90)
少なくとも1000本の試料液マイクロ流路、少なくとも1000本の緩衝液マイクロ流路、そして少なくとも1000本の導管を前記アレイが包含する、(89)の方法。
(91)
前記装置の長さ、幅、高さ、あるいは以上の組合せが10cmと30cmの間の範囲である、(88)の方法。
(92)
前記幾何学形状またはアレイが、前記導管に対する前記マイクロ流路の垂直配向を包含する、(89)の方法。
(93)
液体の体積流量が少なくとも1L/分である、(50)の方法。
(94)
液体の体積流量が60〜100L/分の間の範囲である、(50)の方法。
(95)
装置の動作に必要とされる電力が10wから100wの間の範囲である、(50)の方法。
(96)
前記試料液マイクロ流路での流れが連続的である、(50)の方法。
(97)
合成、検出分析、精製、あるいは以上の組合せのため溶液を濾過するのに前記方法が使用される、(50)の方法。
(98)
水から不純物を除去するのに前記方法が使用される、(50)の方法。
(99)
液体流を停止させるか液体流の方向を切り換える方法であって、
前記液体の流方向が試料液マイクロ流路の第2側から第1側であるように、
i.基板と、
ii.帯電種を包含する前記液体が通される少なくとも一つの試料液マイクロ流路であって、第1側と第2側とを包含する試料液マイクロ流路と、
iii.緩衝液を包含する少なくとも一つの緩衝液マイクロ流路または槽と、
iv.前記試料液マイクロ流路と前記緩衝液マイクロ流路または槽とに連結された少なくとも一つの導管と、
v.前記導管、前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路または槽、あるいは以上の組合せに電界を誘起する少なくとも一つのユニットと、
を包含するマイクロ流体装置へ、帯電種を包含する液体を供給源から導入するステップと、
前記試料液マイクロ流路に第1電界を誘起するステップと、
前記導管に第2電界を誘起することで、前記導管に隣接する領域において前記試料液マイクロ流路に塩イオン欠乏が発生して、前記導管から離間した前記試料液マイクロ流路内の領域に前記塩イオンが集中して、前記試料液マイクロ流路において前記第1側から前記第2側へ第2液体流が誘起され、前記第1および第2電界の強度により前記第2流が制御されるステップと、
を包含し、
前記マイクロ流路の前記第1側から前記第2側へ誘起される第2流が、前記第2側から前記第1側への前記第1流と反対であり、前記第1側から前記第2側へ誘起される第2流が、前記第1流を停止させるか、前記第1流の方向を逆転させるか切り換える、
方法。
(100)
供給源から前記マイクロ流体装置への前記液体導入が、圧力誘起ユニット、電気浸透流誘起ユニット、あるいは以上の組合せを包含する、(99)の方法。
(101)
前記マイクロ流体装置がさらに、前記第1基板または該第1基板の一部分に近接配置されるか接着される第2基板を包含する、(99)の方法。
(102)
前記試料液マイクロ流路の前記第1側へ高電圧を、前記試料液マイクロ流路の前記第2側へ低電圧を印加することにより、前記試料液マイクロ流路に前記第1電界が発生する、(99)の方法。
(103)
前記高電圧、前記低電圧、あるいは以上の組合せが正電圧である、(102)の方法。
(104)
前記正電圧が50mVと500Vの間である、(103)の方法。
(105)
前記高電圧が正であり、前記試料液マイクロ流路の前記第2側を電気接地することによって前記低電圧が達成される、(102)の方法。
(106)
前記導管の、前記試料液マイクロ流路に連結された側に高電圧を、前記導管の、前記緩衝液マイクロ流路に連結された側に低電圧を印加することにより、前記導管の前記第2電界が発生する、(99)の方法。
(107)
前記高電圧が正であり、前記導管に連結された前記緩衝液マイクロ流路または槽を電気接地することによって前記低電圧が印加される、(106)の方法。
(108)
前記高電圧が、前記試料液マイクロ流路の前記第1側および第2側に2種類の電圧が印加された結果である、(106)の方法。
(109)
前記試料液マイクロ流路の前記第1側および前記第2側に印加される前記2種類の電圧の値の間に位置する中間値を前記高電圧が有する、(106)の方法。
(110)
前記試料液マイクロ流路の前記第1側に60Vの電圧を印加することにより、また前記試料液マイクロ流路の前記第2側に40Vの電圧を印加することにより、前記第1および第2電界が誘起され、前記緩衝液マイクロ流路または槽が電気接地される、(99)の方法。
(111)
前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路、あるいは以上の組合せの幅が1〜100μmの間である、(99)の方法。
(112)
前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路、あるいは以上の組合せの深さが0.5〜50μmの間である、(99)の方法。
(113)
前記導管の幅が100〜4000ナノメートルの間である、(99)の方法。
(114)
前記導管の幅が1〜100マイクロメートルの間である、(99)の方法。
(115)
前記導管の深さが20〜100ナノメートルの間である、(99)の方法。
(116)
前記導管の深さが1〜100マイクロメートルの間である、(99)の方法。
(117)
前記導管がナノ流路である、(99)の方法。
(118)
前記導管がポリマー系選択透過性材料を包含する、(99)の方法。
(119)
前記ポリマー系選択透過性材料がナフィオンを包含する、(118)の方法。
(120)
前記ポリマー系選択透過性材料が陽イオン選択性または陰イオン選択性の材料を包含する、(118)の方法。
(121)
正イオンまたは負イオン伝導性であることが好ましい電気接合部を前記導管が包含する、(99)の方法。
(122)
前記試料液マイクロ流路の表面が、対象の種の前記表面に対する吸着を減少させる機能を有している、(99)の方法。
(123)
前記導管および/または前記第1または緩衝液マイクロ流路の表面が、前記装置の動作効率を向上させる機能を有している、(99)の方法。
(124)
前記装置の動作効率を向上させるため、前記装置の前記基板に外部ゲート電圧が印加される、(99)の方法。
(125)
前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路、前記導管、あるいは以上の組合せが、リソグラフィおよびエッチングのプロセスにより形成される、(99)の方法。
(126)
前記装置が透明材料で構成される、(99)の方法。
(127)
前記透明材料がパイレックス(登録商標)、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、石英、またはSU−8である、(99)の方法。
(128)
自己蛍光性の低い材料で前記装置がコーティングされる、(99)の方法。
(129)
前記装置がポンプに結合される、(99)の方法。
(130)
センサ、分離システム、検出システム、分析システム、あるいは以上の組合せに前記装置が結合される、(99)の方法。
(131)
照明源、カメラ、コンピュータ、ルミノメータ、分光光度計、あるいは以上の組合せを前記検出システムが包含する、(130)の方法。
(132)
前記試料液マイクロ流路での液体流速が100μm/秒と10mm/秒の間である、(99)の方法。
(133)
多数の試料液マイクロ流路、多数の緩衝液マイクロ流路、多数の導管、あるいは以上の組合せを前記装置が包含する、(99)の方法。
(134)
前記多数のマイクロ流路、導管、あるいは以上の組合せが特定の幾何学形状またはアレイで配設される、(133)の方法。
(135)
少なくとも1000本の試料液マイクロ流路、少なくとも1000本の緩衝液マイクロ流路、そして少なくとも100本の導管を前記アレイが包含する、(134)の方法。
(136)
前記装置の長さ、幅、高さ、あるいは以上の組合せが10cmと30cmの間の範囲である、(133)の方法。
(137)
前記幾何学形状またはアレイが、前記導管に対する前記マイクロ流路の垂直配向を包含する、(134)の方法。
(138)
液体の体積流量が少なくとも1L/分である、(99)の方法。
(139)
液体の体積流量が60〜100L/分の間の範囲である、(99)の方法。
(140)
装置の動作に必要とされる電力が10wと100wの間の範囲である、(99)の方法。
(141)
前記試料液マイクロ流路での流れが連続的である、(99)の方法。
Claims (44)
- マイクロ流体装置において液体流を加速するための方法であって、
i.第1基板と、
ii.帯電種を包含する前記液体が第1側から第2側へ通される少なくとも一つの試料液マイクロ流路と、
iii.緩衝液を包含する少なくとも一つの緩衝液マイクロ流路または槽と、
iv.前記試料液マイクロ流路と前記緩衝液マイクロ流路または槽とに連結された少なくとも一つの導管と、
v.前記導管、前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路または槽、あるいは以上の組合せに電界を誘起する少なくとも一つのユニットと、
を包含するマイクロ流体装置へ、帯電種を包含する液体を供給源から導入するステップと、
前記試料液マイクロ流路に第1電界を誘起することで前記試料液マイクロ流路に電気浸透流が誘起され、前記電気浸透流がさらに前記試料液マイクロ流路を通して前記装置へ前記液体を導入し、前記第1電界の強度により前記電気浸透流が制御されるステップと、
前記導管に第2電界を誘起するステップであって、前記導管に隣接する領域において前記試料液マイクロ流路に帯電種の欠乏が発生して、該帯電種の欠乏が前記試料液マイクロ流路の流れを加速するステップと、
を包含し、
前記試料液マイクロ流路が、帯電種の濃度が低い液体のための第1出口と、帯電種の濃度が高い液体のための第2出口とを包含し、前記帯電種の濃度が低い液体のための前記第1出口が、前記試料液マイクロ流路内の前記導管に近い側の領域に連結され、前記帯電種の濃度が高い液体のための前記第2出口が、前記帯電種が集中している前記導管から離間した領域に連結されており、
前記第1電界および前記第2電界により、前記試料液マイクロ流路内に前記帯電種の濃度が低い液体と前記帯電種の濃度が高い液体を含む流れを生起するバーストモード動作を用いることにより、前記試料液マイクロ流路の流れの帯電種の流れを維持する、
ことを特徴とする方法。 - 前記バーストモード動作では、前記第1電界と前記第2電界との作用により、前記試料液マイクロ流路内の前記導管に近い側の領域に、前記帯電種の濃度が相対的に低い帯電種欠乏ゾーンを形成し、前記試料液マイクロ流路内の前記導管に離間した側の領域に、前記帯電種の濃度が相対的に高い帯電種富化ゾーンを形成し、
前記試料液マイクロ流路の前記第1出口は前記帯電種欠乏ゾーンに連結され、前記試料液マイクロ流路の前記第2出口は、前記帯電種富化ゾーンに連結されている、請求項1の方法。 - 帯電種を包含する前記液体が海水である、請求項1又は2の方法。
- 前記装置が機器の一部である、請求項1又は2の方法。
- 前記機器が手持ち式/可搬式である、請求項4の方法。
- 前記機器が卓上機器である、請求項4の方法。
- 供給源から前記マイクロ流体装置への前記液体の導入が、圧力誘起ユニット、電気浸透流誘起ユニット、あるいは以上の組合せを包含する、請求項1又は2の方法。
- 前記マイクロ流体装置がさらに、前記第1基板または該第1基板の一部分に近接配置されるか接着される第2基板を包含する、請求項1又は2の方法。
- 飲用のため海水を脱塩するのに前記方法が使用される、請求項1又は2の方法。
- 前記試料液マイクロ流路の前記第1側へ高電圧を、前記試料液マイクロ流路の前記第2側へ低電圧を印加することにより、前記試料液マイクロ流路の前記第1電界が発生する、請求項1又は2の方法。
- 前記高電圧、前記低電圧、あるいは以上の組合せが正電圧である、請求項10の方法。
- 前記正電圧が50mVと500Vの間である、請求項11の方法。
- 前記高電圧が正であり、前記試料液マイクロ流路の前記第2側を電気接地することにより前記低電圧が達成される、請求項10の方法。
- 前記導管の、前記試料液マイクロ流路に連結された側に高電圧を、前記導管の、前記緩衝液マイクロ流路に連結された側に低電圧を印加することにより、前記導管に前記第2電界が発生する、請求項1又は2の方法。
- 前記高電圧が正であり、前記導管に連結された前記緩衝液マイクロ流路または槽を電気接地することにより前記低電圧が印加される、請求項14の方法。
- 前記高電圧が、前記試料液マイクロ流路の前記第1側および前記第2側に2種類の電圧が印加された結果である、請求項14の方法。
- 前記試料液マイクロ流路の前記第1側および前記第2側に印加される前記2種類の電圧の値の間に位置する中間値を前記高電圧が有する、請求項14の方法。
- 前記第1および第2電界は、前記試料液マイクロ流路の前記第1側に75V/cm、および前記試料液マイクロ流路の前記第2側に40V/cmであり、前記緩衝液マイクロ流路または槽が電気接地される、請求項1又は2の方法。
- 前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路、あるいは以上の組合せの幅が1〜100μmである、請求項1又は2の方法。
- 前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路、あるいは以上の組合せの深さが0.5〜50μmである、請求項1又は2の方法。
- 前記導管の幅が100ナノメートルから100マイクロメートルの間である、請求項1又は2の方法。
- 前記導管の深さが20ナノメートルから100マイクロメートルの間である、請求項1又は2の方法。
- 前記導管がナノ流路である、請求項1又は2の方法。
- 前記導管がポリマー系選択透過性材料を包含する、請求項1又は2の方法。
- 前記試料液マイクロ流路の前記表面が、対象の種の前記表面への吸着を減少させる機能を有している、請求項1又は2の方法。
- 前記装置の動作効率を向上させるため、前記装置の基板に外部ゲート電圧が印加される、請求項1又は2の方法。
- 前記試料液マイクロ流路、前記緩衝液マイクロ流路、前記導管、あるいは以上の組合せが、リソグラフィおよびエッチングのプロセスにより形成される、請求項1又は2の方法。
- 前記装置が透明材料で構成される、請求項1又は2の方法。
- 前記透明材料がパイレックス(登録商標)、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、石英、またはSU−8である、請求項28の方法。
- 前記装置がポンプに結合される、請求項1又は2の方法。
- センサ、分離システム、検出システム、分析システム、あるいは以上の組合せに前記装置が結合される、請求項1又は2の方法。
- 照明源、カメラ、コンピュータ、ルミノメータ、分光光度計、あるいは以上の組合せを前記検出システムが包含する、請求項31の方法。
- 前記試料液マイクロ流路の液体流速が100μm/秒と10mm/秒の間である、請求項1又は2の方法。
- 多数の試料液マイクロ流路、多数の緩衝液マイクロ流路、多数の導管、あるいは以上の組合せを前記装置が包含する、請求項1又は2の方法。
- 前記多数のマイクロ流路、導管、あるいは以上の組合せが、特定の幾何学形状またはアレイで配設される、請求項34の方法。
- 少なくとも1000本の試料液マイクロ流路、少なくとも1000本の緩衝液マイクロ流路、そして少なくとも1000本の導管を前記アレイが包含する、請求項35の方法。
- 前記装置の長さ、幅、高さ、あるいは以上の組合せが10cmと30cmの間の範囲である、請求項34の方法。
- 前記幾何学形状またはアレイが、前記導管に対する前記マイクロ流路の垂直配向を包含する、請求項35の方法。
- 液体の体積流量が少なくとも1mL/分である、請求項1又は2の方法。
- 液体の体積流量が60〜100L/時の間の範囲である、請求項1又は2の方法。
- 装置の動作に必要とされる電力が10wから100wの間の範囲である、請求項1又は2の方法。
- 前記試料液マイクロ流路での流れが連続的である、請求項1又は2の方法。
- 合成、検出分析、精製、殺菌あるいは以上の組合せのため溶液を濾過するのに前記方法が使用される、請求項1又は2の方法。
- 水から不純物を除去するのに前記方法が使用される、請求項1又は2の方法。
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