KR101410129B1 - Droplet merging device - Google Patents

Droplet merging device Download PDF

Info

Publication number
KR101410129B1
KR101410129B1 KR1020120143408A KR20120143408A KR101410129B1 KR 101410129 B1 KR101410129 B1 KR 101410129B1 KR 1020120143408 A KR1020120143408 A KR 1020120143408A KR 20120143408 A KR20120143408 A KR 20120143408A KR 101410129 B1 KR101410129 B1 KR 101410129B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
droplet
merging
chamber
droplet merging
width
Prior art date
Application number
KR1020120143408A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140075238A (en
Inventor
손기헌
이우림
이재원
Original Assignee
서강대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서강대학교산학협력단 filed Critical 서강대학교산학협력단
Priority to KR1020120143408A priority Critical patent/KR101410129B1/en
Publication of KR20140075238A publication Critical patent/KR20140075238A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101410129B1 publication Critical patent/KR101410129B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/026—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
    • B01L2200/027—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details for microfluidic devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N2035/00099—Characterised by type of test elements
    • G01N2035/00158—Elements containing microarrays, i.e. "biochip"

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 단일 채널 내에서 액적을 병합하여 구조를 단순화하고, 공간 효율성을 극대화하며, 액적 병합 과정이 간단하게 수행될 수 있는 액적 병합장치에 관한 것이다.The present invention relates to a droplet merging apparatus that can merge droplets within a single channel to simplify the structure, maximize space efficiency, and simplify the droplet merging process.

Description

액적 병합장치{DROPLET MERGING DEVICE}[0001] DROPLET MERGING DEVICE [0002]

본 발명은 액적 병합장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 단일 채널 내에서 액적을 병합하여 구조를 단순화하고, 공간 효율성을 극대화하며, 액적 병합 과정이 간단하게 수행될 수 있는 액적 병합장치에 관한 것이다.The present invention relates to a droplet merging apparatus. More particularly, the present invention relates to a droplet merging apparatus that can merge droplets in a single channel to simplify the structure, maximize space efficiency, and simplify the droplet merging process.

랩온어칩(lab on a chip)이란 플라스틱·유리·규소(실리콘) 등의 소재를 사용해 미세 채널을 만들고, 이를 통해 극미량의 샘플이나 시료만으로 기존의 실험실에서 할 수 있는 실험이나 연구 과정을 신속하게 대체할 수 있는 실험용 미세유체칩을 의미한다. 랩온어칩은 마이크로플루이딕 칩(microfluidics chip)이라고도 한다. 특히, 질병 진단, 축산 또는 환경 등에서 적용이 확대되고 있다. The lab on a chip is made of materials such as plastic, glass, silicon (silicon), etc., to make microchannels so that experiments or research processes that can be done in conventional laboratories with only a trace amount of samples or samples Means an experimental microfluidic chip that can be replaced. The lab-on-a-chip is also known as a microfluidics chip. Particularly, applications are being expanded in diagnosing disease, livestock farming or environment.

그에 따라, 랩온어칩 등에서 액적을 이용하여 샘플 및 시약을 조작하는 기술에 대한 관심이 증가하면서, 액적을 필요에 따라 분리 또는 병합하는 기술이 필수적이며 이를 위한 다양한 방법이 제시되고 있다.Accordingly, there is a growing interest in techniques for manipulating samples and reagents using liquid droplets in a lab-on-a-chip or the like, and techniques for separating or merging liquid droplets as necessary are indispensable, and various methods are proposed for them.

특히, 2개의 딸액적을 하나의 모액적으로 병합하는 방법으로, Y자형 또는 T자형 채널이 사용되는 방법이 소개된 바 있다.In particular, a method has been introduced in which a Y-shaped or T-shaped channel is used as a method of merging two daughter solutions in one mother liquor.

2개의 병합대상 딸액적이 Y자형 또는 T자형 채널의 합류점에서 합류하는 과정에서 하나로 병합되도록 할 수 있으나, 필수적으로 채널이 분지되는 구조를 요하므로 구조가 복잡하고 그 부피가 증가되는 단점이 있다.The two merging target dairies can be merged into one at the confluence point of the Y-shaped or T-shaped channel, but the structure is complicated because the channel is necessarily branched, and the volume is increased.

또한, 액적의 유로를 크게 확장시키는 방법으로 유동하는 선행 액적의 속도를 저하시켜 액적을 분리하는 방법도 소개되었으나, 상대적으로 큰 액적 병합공간을 필요하고, 병합된 액적 간의 재병합을 막는 방법으로 계면 활성재 등을 사용해야 하므로, 병합방법이 복잡해질 수 있다.Also, a method of separating liquid droplets by lowering the speed of the preceding liquid droplet by a method of greatly expanding the liquid droplet flow path has been introduced. However, a relatively large liquid droplet merging space is required, and as a method of preventing re- An active material or the like must be used, so that the merging method can be complicated.

본 발명은 단일 채널 내에서 액적을 병합하여 구조를 단순화하고, 공간 효율성을 극대화하며, 액적 병합 과정이 간단하게 수행될 수 있는 액적 병합장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.Disclosed herein is a droplet merging apparatus capable of simplifying a structure by merging droplets in a single channel, maximizing space efficiency, and simply performing a droplet merging process.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 미리 결정된 방향으로 유동하는 연속상 내에서 순차적으로 분산상 형태의 병합대상 딸액적이 공급되는 액적 공급채널, 상기 액적 공급채널의 출구와 연결되고, 상기 액적 공급채널보다 큰 폭을 갖으며, 상기 액적 공급채널에서 공급된 2개의 연속된 딸액적이 병합되는 액적 병합챔버 및, 상기 액적 공급채널을 통해 연속해서 공급되는 2개의 딸액적을 하나의 모액적으로 병합하기 위하여, 2개의 딸액적이 병합 과정, 분리 과정 및 재병합 과정이 순차적으로 수행하도록 상기 액적 병합챔버 내에서 경사진 상태로 배치되는 판형 구조물 형태의 액적 병합부재;를 포함하는 액적 병합장치.를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a droplet supplying apparatus including a droplet supplying channel in which a target to be combined in a dispersed phase is sequentially supplied in a continuous phase flowing in a predetermined direction, A droplet merging chamber having a large width and merging two successive droplets supplied from the droplet supply channel and a droplet merging chamber for merging two successive droplets supplied through the droplet supply channel into one droplet, The droplet merging device includes a droplet merging member in the form of a plate-like structure, which is disposed in an inclined state in the droplet merging chamber so that the merging process, the separating process, and the re-merging process are sequentially performed.

또한, 상기 액적 공급채널의 폭(Wo)은 20 μm 내지 200 μm의 크기일 수 있다.Also, the width Wo of the droplet supplying channel may be 20 to 200 mu m.

이 경우, 상기 액적 공급채널 내에서 연속상의 유동속도는 0.1 m/s 내지 1.0 m/s일 수 있다.In this case, the flow rate of the continuous phase in the droplet supply channel may be from 0.1 m / s to 1.0 m / s.

여기서, 상기 연속상은 물이며, 상기 분산상은 헥사데케인(hexadecane)일 수 있다.Here, the continuous phase is water, and the dispersed phase may be hexadecane.

그리고, 상기 액적 공급채널과 상기 액적 병합챔버는 사각형 단면을 가질 수 있다.The droplet supplying channel and the droplet merging chamber may have a rectangular cross section.

또한, 상기 액적 공급채널과 상기 액적 병합챔버는 연속하여 배치되며, 상기 액적 공급채널과 상기 액적 병합챔버는 일체형으로 구성될 수 있다.In addition, the droplet supplying channel and the droplet merging chamber may be continuously arranged, and the droplet supplying channel and the droplet merging chamber may be integrally formed.

또한, 상기 액적 병합부재는 상기 액적 병합챔버에서 대각선 방향으로 배치될 수 있다.In addition, the droplet merging member may be arranged diagonally in the droplet merging chamber.

이 경우, 상기 액적 병합챔버의 폭은 상기 액적 공급채널의 폭(Wo)의 1.6배 내지 2.4배의 크기일 수 있다.In this case, the width of the droplet merging chamber may be 1.6 to 2.4 times the width Wo of the droplet supply channel.

여기서, 상기 액적 병합챔버의 길이는 상기 액적 공급채널의 폭(Wo)의 9배 내지 13배의 크기일 수 있다.Here, the length of the droplet merging chamber may be 9 to 13 times the width Wo of the droplet supplying channel.

그리고, 상기 액적 병합부재의 두께(t)는 상기 액적 공급채널의 폭(Wo)의 0.2배 내지 0.3배의 크기로 전영역에서 일정할 수 있다.The thickness t of the droplet merging member may be 0.2 to 0.3 times the width Wo of the droplet supplying channel, and may be constant in the entire region.

또한, 상기 액적 병합부재의 길이(L)는 상기 액적 공급채널의 폭(Wo)보다 길 수 있다.The length L of the droplet merging member may be longer than the width Wo of the droplet supplying channel.

또한, 상기 액적 병합부재의 길이(L)는 상기 액적 공급채널의 폭(Wo)의 2.2배 내지 3.3배의 크기일 수 있다.The length L of the droplet merging member may be 2.2 to 3.3 times the width Wo of the droplet supplying channel.

이 경우, 상기 액적 병합부재는 상기 액적 병합챔버 내에서 5도 내지 15도 경사지게 배치될 수 있다.In this case, the droplet merging member may be disposed at an angle of 5 to 15 degrees in the droplet merging chamber.

여기서, 상기 액적 병합챔버 내에 구비된 액적 병합부재의 입구단에서 상기 액적 병합챔버의 제1 내측면까지의 거리는 상기 액적 병합챔버의 제2 내측면까지의 거리의 1.6배 내지 6.4배의 크기일 수 있다.Here, the distance from the inlet end of the droplet merging member provided in the droplet merging chamber to the first inner surface of the droplet merging chamber may be 1.6 times to 6.4 times the distance to the second inner surface of the droplet merging chamber have.

그리고, 상기 액적 병합챔버에서 병합된 모액적이 반출되며, 상기 액적 병합챔버의 폭보다 작은 폭을 갖는 액적 반출채널을 더 구비할 수 있다.The droplet ejection channel may further include a droplet ejection channel having a width smaller than the width of the droplet merging chamber, the merged droplet ejected from the droplet merging chamber being taken out.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 유동하는 연속상 내에 병합될 2개의 분산상 딸액적이 순차적으로 공급되는 액적 공급부 및, 상기 액적 공급부에서 공급된 2개의 딸액적이 병합 과정, 분리 과정 및 재병합 과정이 순차적으로 수행되는 액적 병합부;를 포함하는 액적 병합장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a droplet supplying apparatus comprising: a droplet supplying unit sequentially supplying two droplets of dispersed dye solution to be merged into a flowing continuous phase; and a droplet supplying unit, And a droplet merging unit for sequentially performing the droplet merging process.

또한, 상기 액적 병합부는 상기 액적 공급부보다 폭이 확장되며, 내부에 경사지게 배치된 액적 병합부재를 구비할 수 있다.The droplet merging unit may include a droplet merging member that is wider than the droplet supplying unit and is disposed in an inclined manner inside the droplet supplying unit.

또한, 상기 액적 병합부는 내부에 2개의 액적 병합유로를 구비하며, 2개의 상기 액적 병합유로는 상기 액적 병합부재에 의하여 구획될 수 있다.The droplet merging unit may include two droplet merging flow paths, and the two droplet merging flow paths may be partitioned by the droplet merging member.

이 경우, 상기 액적 병합부에서 2개의 딸액적의 병합 과정, 분리 과정 및 재병합 과정은 상기 액적 병합부로 진입한 2개의 딸액적이 병합되고, 상기 액적 병합부재의 입구단에 의하여 분리된 후 각각의 액적 병합유로를 빠져 나오면서 재결합되는 방법으로 수행될 수 있다.In this case, the two droplet merging processes, the separation process and the re-merging process in the droplet merging unit merges the two droplet droplets that have entered the droplet merging unit, separated by the inlet end of the droplet merging member, Can be performed in such a manner that they recombine while escaping from the merging flow path.

본 발명에 따른 액적 병합장치에 의하면, 미세한 하나의 유체 채널(액적 공급채널 내에 구비된 액적 병합부재를 이용해서 2개의 액적을 하나의 액적으로 병합하므로, 공간의 효율성을 극대화할 수 있다.According to the droplet merging apparatus of the present invention, the efficiency of the space can be maximized by merging two droplets into one droplet using a single fine fluid channel (a droplet merging member provided in the droplet supply channel.

또한, 본 발명에 따른 액적 병합장치에 의하면, 액적 병합부재를 미세한 하나의 유체 채널의 폭이 확장되는 확장부 내에 배치하면 액적을 병합할 수 있으므로, 액적 병합을 위한 구성을 최소화할 수 있다.In addition, according to the droplet merging apparatus according to the present invention, the droplet merging member can be merged by arranging the droplet merging member in the expanding portion where the width of one fine fluid channel is expanded, so that the configuration for merging the droplet can be minimized.

도 1은 본 발명에 따른 액적 병합장치의 평면도 및 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 액적 병합장치에 의한 액적의 병합 과정을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 액적 병합장치의 다른 실시예를 도시한다.1 shows a top view and a perspective view of a droplet merging apparatus according to the present invention.
2 shows a merging process of droplets by the droplet merging apparatus according to the present invention.
Fig. 3 shows another embodiment of the droplet merging apparatus according to the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설 명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

두 종류의 액체 상(相)이 공존하고 있고 한 상이 다른 상 속에 분산되어 있을 때, 전자의 상은 분산하고 있으므로 이를 분산상(dispersed phase, 分散相)이라 하고, 후자의 상은 연속하고 있으므로 이를 연속상(continuous phase, 連續相)이라 한다. 예를 들면, 물속에 기름 방울이 분산되어 있는 경우, 기름 방울은 분산상이며 물은 연속상이라 할 수 있다.When two kinds of liquid phases coexist and one phase is dispersed in another phase, the former phase is called a dispersed phase. Since the latter phase is continuous, continuous phase, continuous phase). For example, when oil droplets are dispersed in water, oil droplets are dispersed and water is a continuous phase.

본 발명은 2개의 분산상 또는 분산상 액적(설명의 편의를 위하여, 이하 '딸액적(daughter droplet)'이라 함)을 하나의 분산상 또는 분산상 액적(설명의 편의를 위하여, 이하 '모액적(mother droplet)'이라 함)으로 병합하는 액적 병합장치(100)에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal display device having two dispersed phase or dispersed phase droplets (hereinafter referred to as daughter droplet for convenience of description) as a single dispersed phase or dispersed phase droplet (hereinafter referred to as mother droplet) (Hereinafter referred to as a " droplet merging apparatus ").

도 1은 본 발명에 따른 액적 병합장치(100)의 평면도 및 사시도를 도시한다. 구체적으로, 도 1(a)은 본 발명에 따른 액적 병합장치(100)의 평면도를 도시하며, 도 1(b)는 본 발명에 따른 액적 병합장치(100)의 사시도를 도시한다.FIG. 1 shows a top view and a perspective view of a droplet blending apparatus 100 according to the present invention. More specifically, FIG. 1 (a) shows a plan view of a droplet merging apparatus 100 according to the present invention, and FIG. 1 (b) shows a perspective view of a droplet merging apparatus 100 according to the present invention.

본 발명에 따른 액적 병합장치(100)는 미리 결정된 방향으로 유동하는 연속상 내에서 순차적으로 병합대상 딸액적(dl1, dl2)이 공급되는 액적 공급채널(10), 상기 액적 우동채널의 출구와 연결되며, 상기 액적 공급채널(10)보다 큰 폭을 갖으며, 상기 액적 공급채널(10)에서 공급된 2개의 연속된 딸액적(dl1, dl2)이 병합되는 액적 병합챔버(70) 및, 상기 액적 공급채널(10)을 통해 연속해서 공급되는 2개의 딸액적(dl1, dl2)을 하나의 모액적으로 병합하기 위하여 상기 액적 병합챔버(70) 내에서 경사진 상태로 배치되는 판형 구조물 형태의 액적 병합부재(60)를 포함할 수 있다.The droplet merging apparatus (100) according to the present invention includes a droplet supply channel (10) to which droplets (dl1, dl2) to be merged are sequentially supplied in a continuous phase flowing in a predetermined direction, A droplet merging chamber 70 having a width greater than that of the droplet supply channel 10 and merging two successive daughter droplets dl1 and dl2 supplied from the droplet supply channel 10, A droplet merging in the form of a plate-like structure arranged in an inclined state in the droplet merging chamber 70 for merging two daughter droplets dl1 and dl2 continuously supplied through the supply channel 10 into one mother liquor Member 60 as shown in FIG.

예를 들면, 2개의 작은 딸액적(dl)을 하나로 병합하기 위해서는 Y자형 또는 T자형 형태의 채널에서 2개의 액적이 합류점에서 합류하는 과정에서 2개의 딸액적(dl1, dl2)이 병합되도록 할 수 있으나, 구조가 복잡하고 그 부피가 증가되는 단점이 있다.For example, in order to merge two small daughter droplets (dl) into one, two daughter droplets (dl1, dl2) may be merged in the process of joining two droplets at a junction at a Y- or T- However, it is disadvantageous in that the structure is complicated and the volume thereof is increased.

본 발명에 따른 액적 병합장치(100)는 병합대상 딸액적(dl)들이 하나의 유동채널을 통해 공급될 수 있다. 상기 액적 공급채널(10)을 통해 미리 결정된 방향으로 유동하는 연속상 내에서 병합대상 2개의 딸액적(dl1, dl2)이 순차적으로 공급될 수 있다.The droplet merging apparatus 100 according to the present invention can supply the droplets d1 to be merged via one flow channel. The two daughter droplets dl1 and dl2 to be merged can be sequentially supplied in the continuous phase flowing in the predetermined direction through the droplet supplying channel 10. [

상기 액적 공급채널(10)의 폭(Wo)은 20 μm 내지 200 μm의 크기일 수 있으며, 상기 액적 공급채널(10) 내에서 연속상의 유동속도는 0.1 m/s 내지 1.0 m/s일 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 액적 병합장치(100)에 의하여 병합될 수 있는 분산상 액적은 연속상인 물속에 존재하는 헥사데케인(hexadecane) 등의 물질일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The width Wo of the droplet supply channel 10 may be between 20 and 200 m and the flow rate of the continuous phase within the droplet supply channel 10 may be between 0.1 m / . The dispersed phase droplets that can be combined by the droplet merging apparatus 100 according to the present invention may be substances such as hexadecane present in the continuous phase water, but are not limited thereto.

본 발명에 따른 액적 병합장치(100)는 하나의 액적 공급채널(10)을 통해 순차적으로 공급되는 2개의 딸액적(dl1, dl2)을 병합하기 위한 판형 구조물 형태의 액적 병합부재(60)를 채용한다.The droplet merging apparatus 100 according to the present invention employs a droplet merging member 60 in the form of a plate-like structure for merging two daughter droplets dl1 and dl2 sequentially supplied through one droplet supply channel 10 do.

상기 액적 병합부재(60)는 상기 액적 공급채널(10)을 통해 공급되는 병합대상 2개의 딸액적(dl1, dl2) 중 상기 액적 병합부재(60)에 먼저 도달되는 제1 딸액적(dl1)의 유동 속도를 저하시켜, 제1 딸액적(dl1)와 제1 딸액적(dl1)을 뒤따르는 제2 딸액적(dl2)을 1차 병합 과정을 위하여 구비된다. 1차 병합 과정과 관련된 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.The droplet merging member 60 includes a first droplet droplet dl1 which first reaches the droplet merging member 60 among the two daughter droplets dl1 and dl2 to be merged supplied through the droplet supply channel 10 And is provided for the first merging process of the second daughter droplets dl2 following the first daughter droplets dl1 and the first daughter droplets dl1. The description related to the first merging process will be described later with reference to FIG.

그리고, 상기 액적 병합부재(60)는 상기 액적 우동채널의 출구와 연결되며, 상기 액적 공급채널(10)에서 공급된 2개의 딸액적(dl1, dl2)이 병합되는 병합공간을 제공하며 상기 액적 공급채널(10)보다 큰 폭을 갖는 액적 병합챔버(70) 내에 설치될 수 있다.The droplet merging member 60 is connected to the outlet of the droplet nosing channel and provides a merging space in which the two daughter droplets dl1 and dl2 supplied from the droplet supplying channel 10 are merged, May be installed in the droplet merging chamber (70) having a width greater than the channel (10).

도 1(a)에 도시된 바와 같이, 상기 액적 공급채널(10)의 출구에 상기 액적 병합챔버(70)가 구비되며, 상기 액적 병합챔버(70) 내에 상기 액적 병합부재(60)가 구비될 수 있다.As shown in Fig. 1 (a), the droplet merging chamber 70 is provided at the outlet of the droplet supplying channel 10, and the droplet merging member 60 is provided in the droplet merging chamber 70 .

상기 액적 병합부재(60)는 판형 구조물 형태로 상기 액적 병합챔버(70) 내에서 경사진 상태로 배치될 수 있다.The droplet merging member 60 may be disposed in an inclined state in the droplet merging chamber 70 in the form of a plate-like structure.

도 1(a) 및 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 상기 액적 공급채널(10)과 상기 액적 병합챔버(70)는 사각형 단면을 갖을 수 있으며, 상기 액적 공급채널(10)과 상기 액적 병합챔버(70)는 연속하여 배치되며, 미세한 크기를 갖는 상기 액적 공급채널(10)과 상기 액적 병합챔버(70)는 일체형으로 구성될 수도 있다. 1 (a) and 1 (b), the droplet supply channel 10 and the droplet merging chamber 70 may have a rectangular cross-section, and the droplet supply channel 10 and the droplet The merge chambers 70 are continuously disposed, and the droplet supply channel 10 and the droplet merge chamber 70 having a minute size may be integrally formed.

도 1(a) 및 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 상기 액적 병합부재(60)는 상기 액적 병합챔버(70) 내에서 대략 대각선 방향으로 배치될 수 있다.As shown in Figs. 1 (a) and 1 (b), the droplet merging member 60 may be arranged in the substantially diagonal direction in the droplet merging chamber 70. [

상기 액적 병합부재(60)는 상기 액적 병합챔버(70) 내에 경사진 상태로 배치될 수 있으며, 상기 액적 병합부재(60)는 상기 액적 병합챔버(70) 내에서 5도 내지 15도 경사지게 배치되어야 함이 실험적으로 확인되었다.The droplet merging member 60 may be disposed in an inclined manner in the droplet merging chamber 70 and the droplet merging member 60 should be disposed at an inclination of 5 to 15 degrees in the droplet merging chamber 70 Was experimentally confirmed.

상기 액적 병합챔버(70)는 상기 액적 우동채널의 출구와 연결되며, 상기 액적 공급채널(10)보다 큰 폭을 갖으며, 실험적으로 상기 액적 병합챔버(70)의 폭은 상기 액적 공급채널(10)의 폭(Wo)의 약 1.6배 내지 2.4배의 크기를 갖는 것이 액적의 병합 과정을 수행하기 적당함이 확인되었다.The droplet merging chamber 70 is connected to the outlet of the droplet nosing channel and has a greater width than the droplet supplying channel 10. Experimentally, the width of the droplet merging chamber 70 is larger than the width of the droplet supplying channel 10 ) Was about 1.6 to 2.4 times larger than the width Wo of the droplet.

또한, 상기 액적 병합챔버(70)의 액적 유동방향 길이(A)는 상기 액적 공급채널(10)의 폭(Wo)의 약 9배 내지 13배의 크기를 갖는 것이 바람직하다.The length A of the droplet merging chamber 70 in the droplet flow direction is preferably about 9 to 13 times the width Wo of the droplet supply channel 10.

상기 액적 병합챔버(70) 내에 경사진 상태로 구비되는 상기 액적 병합부재(60)는 그 두께가 상기 액적 공급채널(10)의 폭(Wo)의 0.2배 내지 0.3배의 크기를 갖는 것이 실험적으로 바람직함이 확인되었으며, 상기 액적 병합부재(60)는 전영역에서 두께가 일정한 판재 형태를 가질 수 있다. It is experimentally found that the droplet merging member 60 provided in an inclined state in the droplet merging chamber 70 has a thickness of 0.2 to 0.3 times the width Wo of the droplet supplying channel 10 And the droplet merging member 60 may have a plate shape having a uniform thickness throughout the entire area.

또한, 상기 액적 병합부재(60)의 길이는 적어도 상기 액적 공급채널(10)의 폭(Wo)보다 길고, 바람직하게는 상기 액적 병합부재(60)의 길이(L)는 상기 액적 공급채널(10)의 폭(Wo)의 2.2배 내지 3.3배의 크기를 갖는 것이 액적 병합 과정에 유리함이 실험적으로 확인되었다.The length of the droplet merging member 60 is at least longer than the width Wo of the droplet supplying channel 10 and preferably the length L of the droplet merging member 60 is longer than the width Wo of the droplet supplying channel 10 ) Is 2.2 times to 3.3 times larger than the width W0 of the droplet.

그리고, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 상기 액적 병합챔버(70)의 높이는 상기 액적 공급채널(10)의 높이(ho)와 일치되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 1 (b), the height of the droplet merging chamber 70 is preferably coincident with the height ho of the droplet supplying channel 10.

또한, 상기 액적 병합부재(60)의 높이는 액적 병합부재(60)의 전영역에서 상기 액적 병합챔버(70)의 높이와 일치되는 크기를 갖는 것이 바람직하다. 액적 병합부재(60)와 상기 액적 병합챔버(70) 사이에 유격이 존재하면, 액적의 병합 과정에서 모액적 이외의 미세 액적 등이 생성되거나, 병합 과정의 예측되지 못했던 문제점들이 발생될 수 있기 때문이다.It is preferable that the height of the droplet merging member 60 be equal to the height of the droplet merging chamber 70 in the entire region of the droplet merging member 60. If a clearance exists between the droplet merging member 60 and the droplet merging chamber 70, micro droplets other than the droplet may be generated in the merging process of the droplet, or unexpected problems may occur in the merging process to be.

도 2는 본 발명에 따른 액적 병합장치(100)에 의한 액적의 병합 과정을 도시한다.2 shows a merging process of droplets by the droplet merging apparatus 100 according to the present invention.

본 발명은 액적의 병합이 수행되는 과정의 측면에서, 본 발명은 유동하는 연속상 내에 병합될 2개의 딸액적(dl1, dl2)이 순차적으로 공급되는 액적 공급부(20) 및, 상기 액적 공급부(20)에서 공급된 2개의 딸액적(dl1, dl2)이 병합 과정, 분리 과정 및 재병합 과정이 순차적으로 수행되는 액적 병합부(50)를 포함하는 액적 병합장치(100)를 제공할 수 있다.In the aspect of the process in which the merging of droplets is performed, the present invention is characterized in that the droplet supply unit 20 in which two daughter droplets dl1 and dl2 to be merged are successively supplied into the flowing continuous phase, The droplet merging apparatus 100 may include a droplet merging unit 50 in which the two daughter droplets dl1 and dl2 supplied from the droplet merging unit 50 are sequentially subjected to a merging process, a separation process, and a re-merging process.

상기 액적 공급부(20)는 상기 액적 공급채널(10) 내에 병합대상 딸액적(dl)들이 공급되는 유로를 포함하는 공간을 의미하며, 상기 액적 병합부(50)는 액적 병합챔버(70) 내부에서 딸액적(dl)이 병합되는 과정이 수행되는 공간을 의미할 수 있다.The droplet supplying unit 20 is a space including a flow path through which the droplets d1 to be combined are supplied into the droplet supplying channel 10. The droplet combining unit 50 is disposed inside the droplet merging chamber 70, And may be a space in which the process of merging the daughter droplets dl is performed.

따라서, 상기 액적 병합챔버(70) 내측의 상기 액적 병합부(50)는 상기 액적 공급채널(10) 내측의 액적 공급부(20)보다 폭이 확장되며, 내부에 경사지게 배치된 액적 병합부재(60)를 구비하는 것으로 이해될 수 있다.The liquid droplet merging unit 50 inside the droplet merging chamber 70 is wider than the droplet supplying unit 20 inside the droplet supply channel 10 and the droplet merging member 60 inclined inside, As shown in Fig.

또한, 상기 액적 병합부(50)는 내부에 2개의 액적 병합유로를 구비하며, 2개의 상기 액적 병합유로(30(1), 30(2))는 상기 액적 병합부재(60)에 액적 병합부(50)가 구획되는 방법으로 형성될 수 있음은 전술한 바와 같다.The two droplet merging passages 30 (1) and 30 (2) are provided in the liquid droplet merging member 60 in the liquid droplet merging member 60, (50) is partitioned as described above.

그리고, 후술하는 바와 같이, 상기 액적 병합부(50)에서 2개의 딸액적(dl1, dl2)의 병합 과정, 분리 과정 및 재병합 과정은 상기 액적 병합부(50)로 진입한 2개의 딸액적(dl1, dl2)이 병합되고, 상기 액적 병합부재(60)의 입구단(60e1)에 의하여 분리된 후 각각의 액적 병합유로를 빠져 나오면서 재결합되는 방법으로 수행될 수 있다.As described later, the merging process, the separation process, and the re-merging process of the two daughter droplets dl1 and dl2 in the droplet merging unit 50 are performed by the two daughter droplets dl1 and dl2 are merged and separated by the inlet end 60e1 of the droplet merging member 60 and then recombined while exiting the respective droplet merging channels.

이하, 도 2를 참조하여 2개의 딸액적(dl1, dl2)이 병합되는 과정을 자세하게 설명한다.Hereinafter, the process of merging the two daughter droplets dl1 and dl2 will be described in detail with reference to Fig.

도 2에 도시된 액적 병합장치(100)는 폭(Wo)이 36㎛인 액적 공급채널(10)과 폭이 72㎛이며, 길이가 400㎛인 액적 병합챔버(70)가 사용되었다. The droplet merging apparatus 100 shown in Fig. 2 has a droplet supply channel 10 having a width Wo of 36 mu m, a droplet merging chamber 70 having a width of 72 mu m and a length of 400 mu m.

상기 액적 공급채널(10)은 연속상인 물이 0.2m/s의 속도로 유입되며, 직경이 44㎛인 헥사데케인(hexadecane) 딸액적(dl)이 동일한 속도로 이격된 상태로 공급되어 하나의 모액적(ml)으로 병합될 수 있다.The droplet supply channel 10 is supplied with water of a continuous phase at a rate of 0.2 m / s, and a droplet (dl) of hexadecane having a diameter of 44 μm is supplied at the same speed, May be incorporated into the mother liquor (ml).

상기 액적 공급채널(10) 사이에 있는 액적 병합챔버(70) 내부에 경사지게 배치된 판형 구조물 형태의 액적 병합부재(60) 두께가 8㎛이며, 길이는 100㎛이다. The thickness of the droplet merging member 60 in the form of a plate-like structure inclined in the droplet merging chamber 70 between the droplet supplying channels 10 is 8 占 퐉 and the length is 100 占 퐉.

또한, 상기 액적 병합챔버(70) 내에 경사지게 배치된 액적 병합부재(60)는 챔버 내부를 각각 2개의 액적 병합유로로 구획하게 된다.In addition, the droplet merging member 60 disposed obliquely in the droplet merging chamber 70 divides the interior of the chamber into two droplet merging flow paths.

상기 액적 병합부재(60)에 의하여 구획되는 2개의 제1 액적 병합유로(30(1)) 및 제2 액적 병합유로(30(2))는 각각 유로의 폭이 감소 및 증가될 수 있다.The widths of the flow paths of the two first droplet merging flow paths 30 (1) and the second droplet merging flow paths 30 (2) partitioned by the above described droplet merging member 60 can be reduced and increased, respectively.

즉, 상기 액적 병합부재(60)가 좌측이 아래로 배치되고 우측이 위로 배치되는 방식으로 경사진 상태로 배치되므로, 상기 제1 액적 병합유로(30(1))는 액적의 유동방향으로 폭이 줄어들고, 상기 제2 액적 병합유로(30(2))는 액적의 유동방향으로 폭이 증가되는 형태를 갖을 수 있다.That is, since the droplet merging member 60 is disposed in an inclined state in such a manner that the left side is disposed downward and the right side is disposed upward, the first droplet merging passage 30 (1) And the second droplet merging passage 30 (2) may have a shape in which the width of the second droplet merging passage 30 (2) increases in the flow direction of the droplet.

그리고, 실험적으로 액적 병합챔버(70)와 액적 병합부재(60)를 채용하여 액적을 병합하기 위해서는 각각의 액적 병합유로의 입구의 폭을 결정하는 상기 액적 병합챔버(70) 내에 구비된 액적 병합부재(60)의 입구단(60e1)에서 상기 액적 병합챔버(70)의 제1 내측면까지의 거리(제1 액적 병합유로(30(1))의 입구의 폭)와 상기 액적 병합챔버(70)의 제2 내측면까지의 거리(제2 액적 병합유로(30(2))의 입구의 폭)의 1.6배 내지 6.4배를 만족해야 함이 확인되었다. 즉, 상기 제1 액적 병합유로(30(1))의 입구의 폭이 상기 제2 액적 병합유로(30(2))의 입구의 폭의 1.6배 내지 6.4배의 크기를 갖도록 더 크게 형성되야 함을 의미한다.In order to merge the droplets by employing the droplet merging chamber 70 and the droplet merging member 60 experimentally, the droplet merging member 70 provided in the droplet merging chamber 70, which determines the width of the inlet of each droplet merging flow path, (The width of the inlet of the first droplet merging flow path 30 (1)) from the inlet end 60e1 of the droplet merging chamber 70 to the first inside surface of the droplet merging chamber 70, (The width of the inlet of the second droplet merging passage 30 (2)) to the second inner surface of the second droplet merging passage 30 (2). That is, the width of the inlet of the first droplet merging flow path 30 (1) should be larger than the width of the inlet of the second droplet merging flow path 30 (2) to be 1.6 to 6.4 times larger .

그러나, 입구의 크기의 비율이 상기 범위에 있더라도 상기 액적 병합부재(60)가 액적의 유동방향과 평행하게 배치되어서는 안되고, 미리 결정된 범위, 약 5도 내지 15도 정도로 경사지게 배치되어야 한다.However, even if the ratio of the size of the inlet is in the above range, the droplet merging member 60 should not be arranged in parallel with the flow direction of the droplet, but should be arranged at an inclination of about 5 to 15 degrees.

도 2에 도시된 액적 병합장치(100)의 액적 병합부재(60)에 의한 제1 액적 병합유로(30(1))의 입구의 폭은 51㎛이며, 제1 액적 병합유로(30(1))의 출구의 폭은 13㎛이 되도록 상기 액적 병합부재(60)를 배치한 상태로 액적 병합 과정을 도시한다.The width of the inlet of the first droplet merging passage 30 (1) by the droplet merging member 60 of the droplet merging apparatus 100 shown in FIG. 2 is 51 占 퐉 and the width of the first droplet merging passage 30 (1) And the width of the outlet of the droplet merging member 60 is 13 占 퐉.

도 2(a)는 상기 액적 공급채널(10)을 통해 병합대상 제1 딸액적(dl1) 및 제2 딸액적(dl2)이 공급되는 과정을 도시한다.FIG. 2 (a) shows a process in which the first daughter droplet dl1 and the second daughter droplet dl2 to be combined are supplied through the droplet supplying channel 10.

도 2(a)에 도시된 바와 같이, 상기 액적 공급채널(10)을 통해 공급되는 딸액적(dl)들은 유동 방향 길이가 폭보다 큰 형태를 가질 수 있으므로, 상기 액적 공급채널(10)을 형성하는 내측면에 의하여 어느 정도 눌린 상태로 유동되어도 상관없다.2 (a), the daughter droplets d1 supplied through the droplet supplying channel 10 may have a shape in which the length in the flow direction is larger than the width, so that the droplet supplying channels 10 are formed It may be allowed to flow to some extent in a pressed state by the inner side surface.

도 2(b)는 상기 액적 공급채널(10)을 통해 공급된 병합대상 제1 딸액적(dl1)은 액적 병합챔버(70) 내에 구비된 액적 병합부재(60)에 도달한 후 액적 병합챔버(70) 내에 구비된 액적 병합부재(60)에 의하여 형성된 제1 액적 병합유로(30(1)) 내부로 일부 진입하는 상태를 도시하고, 제2 딸액적(dl2)은 상기 액적 병합챔버(70)로 진입을 시작하는 상태를 도시한다.2B shows a state in which the first daughter droplet dl1 to be merged supplied through the droplet supplying channel 10 reaches the droplet merging member 60 provided in the droplet merging chamber 70, And the second daughter droplet dl2 partially enters into the first droplet merging channel 30 (1) formed by the droplet merging member 60 provided in the second droplet merging chamber 70, As shown in FIG.

상기 액적 병합챔버(70)의 폭이 상기 액적 공급채널(10)의 폭보다 크므로, 상기 액적 병합챔버(70) 내로 먼저 진입한 상기 제1 딸액적(dl1)은 유동속도가 저하되며, 상기 액적 병합부재(60)에 의하여 구획되는 병합유로 중 입구의 폭이 큰 병합유로 측으로 일부 진입할 수 있다.Since the width of the droplet merging chamber 70 is larger than the width of the droplet supplying channel 10, the flow velocity of the first daughter droplet dl1, which first enters the droplet merging chamber 70, A part of the merging flow path defined by the droplet merging member 60 can partially enter the merging flow path side where the width of the inlet is large.

도 2(c)는 병합대상 제1 딸액적(dl1)은 액적 병합챔버(70) 내에 구비된 액적 병합부재(60)에 의하여 형성된 제1 액적 병합유로(30(1))를 따라 진입후 유동 속도가 저하되는 상태에서, 제2 딸액적(dl2)은 상기 액적 병합챔버(70)로 진입의 마무리 단계를 도시한다.2 (c) shows that the first daughter droplet dl1 to be merged flows along the first droplet merging flow path 30 (1) formed by the droplet merging member 60 provided in the droplet merging chamber 70, In a state in which the speed is lowered, the second daughter droplet dl 2 shows a finishing step of entering the droplet merging chamber 70.

상기 제1 딸액적(dl1)은 상기 액적 병합부재(60)가 경사진 상태로 배치되어 제1 액적 병합유로(30(1))의 폭은 유동방향으로 감소되므로, 유로 감소에 따른 유동 저항에 의하여 제1 액적 병합유로(30(1)) 내부 방향으로 상기 제1 딸액적(dl1)의 진입속도 또는 진입량이 둔화되는 상태에서, 상기 제2 딸액적(dl2)은 상기 액적 병합챔버(70) 내부로 진입이 완료될 수 있다.Since the width of the first droplet merging passage 30 (1) is reduced in the flow direction, the first daughter droplet dl1 is arranged in a state where the droplet merging member 60 is inclined, The second daughter droplet dl2 is supplied to the droplet merging chamber 70 while the entry velocity or the inflow amount of the first daughter droplet dl1 is reduced toward the inside of the first droplet merging passage 30 The entry into the inside can be completed.

도 2(d)는 상기 액적 병합챔버(70) 내에서 병합대상 상기 제1 딸액적(dl1)과 제2 딸액적(dl2)이 1차 병합된 상태를 도시한다.2 (d) shows a state in which the first daughter droplet dl1 and the second daughter droplet dl2 to be merged are first merged in the droplet merging chamber 70. In Fig.

상기 제1 딸액적(dl1)이 상기 제1 액적 병합유로(30(1)) 내에서의 유동 속도가 저하된 상태에서 상기 액적 병합챔버(70)로 진입한 제2 딸액적(dl2)은 상기 제1 딸액적(dl1)의 후방에 접촉되어 액적이 1차 병합된다.The second daughter droplets dl2 entering the droplet merging chamber 70 in a state in which the first daughter droplet dl1 has lowered the flow rate in the first droplet merging passage 30 (1) And comes into contact with the rear of the first daughter droplet (d11) to combine the droplets for the first time.

그러나, 상기 제1 액적 병합유로(30(1))는 유로의 폭이 좁아지므로, 1차 병합된 액적은 상기 제1 액적 병합유로(30(1))를 따라 함께 유동하지 못하고, 1차 병합된 액적의 일부는 제2 액적 병합유로(30(2)) 측으로 유동을 시작하게 된다.However, since the width of the flow path of the first droplet merging flow path 30 (1) becomes narrow, the first merged droplet can not flow together along the first droplet merging flow path 30 (1) A part of the droplet which has reached the second droplet merging passage 30 (2) starts to flow toward the second droplet merging passage 30 (2).

도 2(e)는 상기 액적 병합챔버(70) 내에서 병합대상 상기 제1 딸액적(dl1)과 제2 딸액적(dl2)이 1차 병합되어 하나의 일시적 합액적(ml')을 형성한 후 상기 액적 병합부재(60)에 의하여 합액적(ml')이 일시적으로 분리되어 상기 액적 병합챔버(70)에 경사진 상태로 배치된 액적 병합부재(60)에 의하여 구획되는 제1 및 제2 액적 병합유로(30(1), 30(2))를 따라 유동하는 상태를 도시한다.FIG. 2 (e) is a cross-sectional view illustrating a state in which the first daughter droplet dl1 and the second daughter droplet dl2 to be merged are firstly merged in the droplet merging chamber 70 to form one temporary combined droplet ml ' The droplet merging member 60 is temporarily separated from the droplet merging member 60 by the droplet merging member 60 and is inclined to the droplet merging chamber 70, And flows along the droplet merging flow paths 30 (1) and 30 (2).

상기 제1 및 제2 액적 병합유로(30(1), 30(2))를 구획하는 액적 분리부재의 입구단(60e1)에 충돌하는 과정에서 2개의 액적(dl1', dl2')으로 일시적으로 분리된다. 일시적으로 분리된 2개의 액적(dl1', dl2')은 상기 제1 및 제2 액적 병합유로(30(1), 30(2))를 따라 유동하게 된다.Dl2 'in the process of colliding with the entrance end 60e1 of the droplet separating member for partitioning the first and second droplet merging passages 30 (1) and 30 (2) Separated. The two temporarily separated droplets dl1 'and dl2' flow along the first and second droplet merging passages 30 (1) and 30 (2).

도 2(f)는 상기 액적 공급채널(10)을 통해 일시적으로 분리된 2개의 액적(dl1', dl2')이 제1 및 제2 액적 병합유로(30(1), 30(2))를 빠져나와 액적 병합부재의 출구단(60e2)을 지나면서 재병합되어 하나의 모액적(ml)으로 병합이 완료된 상태를 도시한다.2 (f), two droplets dl1 'and dl2' temporarily separated through the droplet supplying channel 10 are connected to the first and second droplet merging passages 30 (1) and 30 (2) Merged with the exit end (60e2) of the droplet merging member, and merged into a single mother liquor (ml) is completed.

일시적으로 분리된 2개의 액적(dl1', dl2')은 상기 유로의 폭이 감소되는 제1 액적 병합유로(30(1))와 유로의 폭이 증가되는 제2 액적 병합유로를 따라 유동하게 되며, 상기 제1 및 제2 액적 병합유로(30(1), 30(2))의 각각의 출구에서 재병합되어 하나의 병합된 모액적(ml)을 형성할 수 있다.The temporarily separated two droplets dl1 'and dl2' flow along the first droplet merging flow path 30 (1) in which the width of the flow path is reduced and the second droplet merging flow path in which the width of the flow path is increased And merged at the respective outlets of the first and second droplet merging passages 30 (1) and 30 (2) to form a single merged mother liquid droplet (ml).

일시적으로 분리된 2개의 액적(dl1', dl2')이 상기 제1 및 제2 액적 병합유로(30(1), 30(2))의 각각의 출구에서 재병합될 수 있는 이유는 상기 제1 액적 병합유로(30(1))는 유로의 폭이 감소되어 상기 제1 액적 병합유로(30(1))를 일시적으로 분리된 액적이 모두 빠져 나오려면 시간이 오래 걸리는 반면, 상기 제2 액적 병합유로로 진입된 일시적으로 분리된 액적은 유로의 폭이 증가되어 제1 액적 병합유로(30(1))를 따라 유동하는 액적보다 빠른 속도로 제2 액적 병합유로(30(2))의 출구에 도달할 수 있다.The reason why the temporarily separated two droplets dl1 'and dl2' can be merged at the respective outlets of the first and second droplet merging passages 30 (1) and 30 (2) The width of the flow path of the droplet merging flow path 30 (1) is reduced and it takes a long time to completely discharge the separated droplets of the first droplet merging flow path 30 (1) The width of the temporarily separated liquid droplet that has entered the flow path is increased and the flow rate of the liquid droplet is increased at the outlet of the second droplet merging flow path 30 (2) at a faster rate than the droplet flowing along the first droplet merging flow path 30 Can reach.

따라서, 액적 병합부재(60)를 액적 병합챔버(70) 내에 경사진 상태로 배치되면, 일시적으로 분리된 액적(dl1', dl2')의 부피가 균일하지 않더라도, 각각 일시적으로 분리된 액적(dl1', dl2')이 각각의 액적 병합유로의 출구에 도달하는 시점을 일치시켜 일시적으로 분리된 액적(dl1', dl2')을 재병합시킬 수 있다.Therefore, when the droplet merging member 60 is disposed in an inclined state in the droplet merging chamber 70, even if the volumes of the temporarily separated droplets dl 1 'and dl 2' are not uniform, ', dl2') reaching the exit of each droplet merging flow passage can be matched to merge the temporarily separated droplets dl1 'and dl2'.

도 3은 본 발명에 따른 액적 병합장치(100)의 다른 실시예를 도시한다. 도 1 및 도 2를 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다.Fig. 3 shows another embodiment of the droplet merging apparatus 100 according to the present invention. The description with reference to FIGS. 1 and 2 will be omitted.

본 발명에 따른 액적 병합장치(100)는 상기 액적 병합챔버(70)에서 병합된 모액적(ml)이 반출되며, 상기 액적 병합챔버(70)의 폭보다 작은 폭을 갖는 액적 반출채널(90)을 더 구비할 수 있다.The droplet merge apparatus 100 according to the present invention is configured such that the merged droplet ml is discharged from the droplet merge chamber 70 and discharged to the droplet discharge channel 90 having a width smaller than the width of the droplet merge chamber 70, As shown in FIG.

상기 액적 병합챔버(70)에서 병합이 완료된 하나의 모액적(ml)은 상기 액적 병합챔버(70)보다 폭이 작은 액적 반출채널(90)을 통해 반출될 수 있다.One ml of the mother liquor in which the merging is completed in the droplet merging chamber 70 can be carried out through the droplet let-off channel 90 which is wider than the droplet merging chamber 70.

상기 액적 병합챔버(70)에 비해 폭이 줄어든 액적 반출채널(90)을 구비하면, 병합이 완료된 모액적(ml)은 액적 병합챔버(70) 내에서 유속이 빨라지는 액적 반출채널(90) 내부로 빠르게 빠져나갈 수 있으므로, 뒤따르는 액적 병합 과정 등을 방해하지 않고 신속히 반출 유동될 수 있다.The droplet ejection channel 90 having a reduced width compared to the droplet merging chamber 70 may be provided in the droplet ejection channel 90 in which the flow velocity in the droplet merging chamber 70 is increased, It is possible to rapidly flow out without interfering with the subsequent process of merging the droplets.

상기 액적 반출채널(90)은 상기 액적 공급채널(10)과 상기 액적 병합챔버(70)와 마찬가지로 사각형 단면을 갖을 수 있으며, 상기 액적 병합챔버(70)와 일체형으로 구성될 수 있다.The droplet take-out channel 90 may have a rectangular cross-section like the droplet supply channel 10 and the droplet merging chamber 70, and may be integrally formed with the droplet merging chamber 70.

또한, 상기 액적 공급채널(10)과 상기 액적 병합챔버(70) 및 상기 액적 반출채널(90)이 함께 일체형으로 구성될 수 있다.In addition, the droplet supply channel 10, the droplet merging chamber 70, and the droplet discharge channel 90 may be integrally formed together.

그리고, 상기 액적 반출채널(90)의 폭(W2)은 상기 액적 공급챔버의 폭보다 작은 것이 바람직하고, 상기 액적 공급채널(10)의 폭과 동일한 폭이어야 하는 것은 아니다. 그러나, 상기 액적 반출채널(90)의 높이는 상기 액적 공급채널(10) 또는 상기 액적 병합챔버(70)의 높이와 일치되도록 구성될 수 있다.The width W2 of the droplet take-out channel 90 is preferably smaller than the width of the droplet supply chamber 10 and is not necessarily the same as the width of the droplet supply channel 10. [ However, the height of the droplet let-off channel 90 may be configured to match the height of the droplet supply channel 10 or the droplet merging chamber 70.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. . It is therefore to be understood that the modified embodiments are included in the technical scope of the present invention if they basically include elements of the claims of the present invention.

100 : 액적 병합장치
10 : 액적 공급채널
20 : 액적 공급부
30 : 액적 병합유로
50 : 액적 병합부
60 : 액적 병합부재
70 : 액적 병합챔버
90 : 액적 반출채널100: Droplet merging device
10: Droplet supply channel
20:
30: Droplet merge channel
50: Droplet merging unit
60: Droplet merging member
70: Droplet merging chamber
90: Dropout channel

Claims (19)

미리 결정된 방향으로 유동하는 연속상 내에서 순차적으로 분산상 형태의 병합대상 딸액적이 공급되는 액적 공급채널;
상기 액적 공급채널의 출구와 연결되고, 상기 액적 공급채널보다 큰 폭을 갖으며, 상기 액적 공급채널에서 공급된 2개의 연속된 딸액적이 병합되는 액적 병합챔버; 및,
상기 액적 공급채널을 통해 연속해서 공급되는 2개의 딸액적을 하나의 모액적으로 병합하기 위하여, 2개의 딸액적이 병합 과정, 분리 과정 및 재병합 과정이 순차적으로 수행하도록 상기 액적 병합챔버 내에서 경사진 상태로 배치되는 판형 구조물 형태의 액적 병합부재;를 포함하는 액적 병합장치.A droplet supply channel in which a target to be combined in a dispersed phase form is sequentially supplied in a continuous phase flowing in a predetermined direction;
A droplet merging chamber connected to an outlet of the droplet supply channel, the droplet merging chamber having a width greater than that of the droplet supply channel, and merging two successive droplet volumes supplied from the droplet supply channel; And
In order to merge the two daughter liquid droplets continuously supplied through the droplet supply channel into one mother liquid droplet, the droplet merging chamber is inclined in the droplet merging chamber so that the two droplet droplet merging process, separation process and re- And a droplet merging member in the form of a plate-like structure. 제1항에 있어서,
상기 액적 공급채널의 폭(Wo)은 20 μm 내지 200 μm의 크기인 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.The method according to claim 1,
And the width Wo of the droplet supplying channel is 20 占 퐉 to 200 占 퐉. 제1항에 있어서,
상기 액적 공급채널 내에서 연속상의 유동속도는 0.1 m/s 내지 1.0 m/s인 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.The method according to claim 1,
Wherein the flow velocity of the continuous phase in the droplet supply channel is from 0.1 m / s to 1.0 m / s. 제1항에 있어서,
상기 연속상은 물이며, 상기 분산상은 헥사데케인(hexadecane)인 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.The method according to claim 1,
Wherein the continuous phase is water and the dispersed phase is hexadecane. 제1항에 있어서,
상기 액적 공급채널과 상기 액적 병합챔버는 사각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.The method according to claim 1,
Wherein the droplet supply channel and the droplet merging chamber have a rectangular cross-section. 제5항에 있어서,
상기 액적 공급채널과 상기 액적 병합챔버는 연속하여 배치되며, 상기 액적 공급채널과 상기 액적 병합챔버는 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.6. The method of claim 5,
Wherein the droplet supplying channel and the droplet merging chamber are continuously disposed, and the droplet supplying channel and the droplet merging chamber are integrally formed. 제5항에 있어서,
상기 액적 병합부재는 상기 액적 병합챔버에서 대각선 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.6. The method of claim 5,
Wherein the droplet merging member is disposed diagonally in the droplet merging chamber. 제1항에 있어서,
상기 액적 병합챔버의 폭은 상기 액적 공급채널의 폭(Wo)의 1.6배 내지 2.4배의 크기인 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.The method according to claim 1,
Wherein the width of the droplet merging chamber is 1.6 to 2.4 times the width Wo of the droplet supply channel. 제8항에 있어서,
상기 액적 병합챔버의 길이는 상기 액적 공급채널의 폭(Wo)의 9배 내지 13배의 크기인 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.9. The method of claim 8,
Wherein the length of the droplet merging chamber is 9 to 13 times the width Wo of the droplet supply channel. 제1항에 있어서,
상기 액적 병합부재의 두께(t)는 상기 액적 공급채널의 폭(Wo)의 0.2배 내지 0.3배의 크기로 전영역에서 일정한 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.The method according to claim 1,
Wherein the thickness t of the droplet merging member is 0.2 to 0.3 times the width Wo of the droplet supply channel and is constant in the entire region. 제1항에 있어서,
상기 액적 병합부재의 길이(L)는 상기 액적 공급채널의 폭(Wo)보다 긴 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.The method according to claim 1,
And the length L of the droplet merging member is longer than the width Wo of the droplet supply channel. 제11항에 있어서,
상기 액적 병합부재의 길이(L)는 상기 액적 공급채널의 폭(Wo)의 2.2배 내지 3.3배의 크기인 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.12. The method of claim 11,
And the length L of the droplet merging member is 2.2 times to 3.3 times the width Wo of the droplet supply channel. 제1항에 있어서,
상기 액적 병합부재는 상기 액적 병합챔버 내에서 5도 내지 15도 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.The method according to claim 1,
Wherein the droplet merging member is arranged to be inclined at 5 to 15 degrees in the droplet merging chamber. 제13항에 있어서,
상기 액적 병합챔버 내에 구비된 액적 병합부재의 입구단에서 상기 액적 병합챔버의 제1 내측면까지의 거리는 상기 액적 병합챔버의 제2 내측면까지의 거리의 1.6배 내지 6.4배의 크기인 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.14. The method of claim 13,
The distance from the inlet end of the droplet merging member provided in the droplet merging chamber to the first inner surface of the droplet merging chamber is 1.6 times to 6.4 times the distance to the second inner surface of the droplet merging chamber. The droplet merging device. 제1항에 있어서,
상기 액적 병합챔버에서 병합된 모액적이 반출되며, 상기 액적 병합챔버의 폭보다 작은 폭을 갖는 액적 반출채널을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.The method according to claim 1,
Further comprising a droplet take-out channel having a width smaller than a width of the droplet merging chamber, the merged droplet being taken out from the droplet merging chamber. 유동하는 연속상 내에 병합될 2개의 분산상 딸액적이 순차적으로 공급되는 액적 공급부; 및,
상기 액적 공급부에서 공급된 2개의 딸액적이 병합 과정, 분리 과정 및 재병합 과정이 순차적으로 수행되는 액적 병합부;를 포함하는 액적 병합장치.A droplet supplying unit sequentially supplying two dispersed dye solution droplets to be merged into the flowing continuous phase; And
And a droplet merging unit that sequentially performs the merging process, the separation process, and the re-merging process of the two droplets supplied from the droplet supplying unit. 제16항에 있어서,
상기 액적 병합부는 상기 액적 공급부보다 폭이 확장되며, 내부에 경사지게 배치된 액적 병합부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.17. The method of claim 16,
Wherein the droplet merging unit includes a droplet merging member that is wider than the droplet supplying unit and is disposed in an inclined manner inside the droplet supplying unit. 제17항에 있어서,
상기 액적 병합부는 내부에 2개의 액적 병합유로를 구비하며, 2개의 상기 액적 병합유로는 상기 액적 병합부재에 의하여 구획되는 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.18. The method of claim 17,
Wherein the droplet merging unit has two droplet merging flow paths therein, and the two droplet merging flow paths are partitioned by the droplet merging member. 제18항에 있어서,
상기 액적 병합부에서 2개의 딸액적의 병합 과정, 분리 과정 및 재병합 과정은 상기 액적 병합부로 진입한 2개의 딸액적이 병합되고, 상기 액적 병합부재의 입구단에 의하여 분리된 후 각각의 액적 병합유로를 빠져 나오면서 재결합되는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 액적 병합장치.

19. The method of claim 18,
The two droplet merging processes, the separation process and the re-merging process in the droplet merging unit merges the two droplet droplets that have entered the droplet merging unit, separated by the inlet end of the droplet merging member, And the liquid droplets are recombined while being discharged.

KR1020120143408A 2012-12-11 2012-12-11 Droplet merging device KR101410129B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120143408A KR101410129B1 (en) 2012-12-11 2012-12-11 Droplet merging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120143408A KR101410129B1 (en) 2012-12-11 2012-12-11 Droplet merging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140075238A KR20140075238A (en) 2014-06-19
KR101410129B1 true KR101410129B1 (en) 2014-06-25

Family

ID=51128001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120143408A KR101410129B1 (en) 2012-12-11 2012-12-11 Droplet merging device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101410129B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090119029A (en) * 2008-05-15 2009-11-19 재단법인서울대학교산학협력재단 Droplet merging apparatus and method for merging droplets
KR20120082015A (en) * 2009-09-29 2012-07-20 에꼴레 폴리테크닉 Microfluidic circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090119029A (en) * 2008-05-15 2009-11-19 재단법인서울대학교산학협력재단 Droplet merging apparatus and method for merging droplets
KR20120082015A (en) * 2009-09-29 2012-07-20 에꼴레 폴리테크닉 Microfluidic circuit

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140075238A (en) 2014-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10589274B2 (en) Microfluidic devices and methods of their use
Takagi et al. Continuous particle separation in a microchannel having asymmetrically arranged multiple branches
US7275858B2 (en) Retaining microfluidic microcavity and other microfluidic structures
US7429354B2 (en) Structural units that define fluidic functions
KR101807256B1 (en) Particle separator and method for separating particle
US10369536B2 (en) Apparatus and method for generating droplets
EP1483052B1 (en) Retaining microfluidic microcavity and other microfluidic structures
KR102360072B1 (en) Apparatus for classifying micro-particles
US11219897B2 (en) Device for separating or aligning fine particles, and method for separating or aligning fine particles using same
JP2004283828A (en) Microstructured separation device and microfluidic method for separating liquid component from liquid containing particle
US20140311910A1 (en) Microchip and method of manufacturing microchip
JP2016165704A (en) Micro flow channel chip and micro flow channel device
KR20130037073A (en) Apparatus for controlling fluid and method for controlling fluid by using the same
KR101410129B1 (en) Droplet merging device
US20120258529A1 (en) Apparatus for separating target molecules and method of separating target molecules by using the same
KR102114778B1 (en) Micromixer
CN105624020A (en) Microfluidic chip for detecting base sequence of DNA fragment
CN113000081B (en) Single-reaction high-throughput microfluidic component, automatic nucleic acid amplification POCT system and droplet generation method
US20130118588A1 (en) Fluid treatment method
KR101929930B1 (en) Micro-fluidic device
KR101340154B1 (en) Droplet separating device
US10967375B2 (en) Microfluidic devices with multiple inlets and outlets
CN113318796A (en) Centrifugal droplet generation chip
JP2013103155A (en) Fluid structure, separation method, extraction method, and reaction method
KR102022202B1 (en) Micro-fluidic device discharging bubble

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170607

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180521

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190422

Year of fee payment: 6