RU2267092C2 - Method and device for batching and delivering microscopic mass of liquid - Google Patents

Method and device for batching and delivering microscopic mass of liquid Download PDF

Info

Publication number
RU2267092C2
RU2267092C2 RU2003132597/28A RU2003132597A RU2267092C2 RU 2267092 C2 RU2267092 C2 RU 2267092C2 RU 2003132597/28 A RU2003132597/28 A RU 2003132597/28A RU 2003132597 A RU2003132597 A RU 2003132597A RU 2267092 C2 RU2267092 C2 RU 2267092C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid
microscopic
light
volume
substrate
Prior art date
Application number
RU2003132597/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003132597A (en
Inventor
Б.А. Безуглый (RU)
Б.А. Безуглый
Н.А. Иванова (RU)
Н.А. Иванова
О.А. Тарасов (RU)
О.А. Тарасов
Original Assignee
Тюменский государственный университет
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 Тюменский государственный университет filed Critical Тюменский государственный университет
Priority to RU2003132597/28A priority Critical patent/RU2267092C2/en
Publication of RU2003132597A publication Critical patent/RU2003132597A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2267092C2 publication Critical patent/RU2267092C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

Abstract

FIELD: apparatus for measuring by volume and delivering fluids.
SUBSTANCE: method comprises irradiating three-phase interface between the liquid, gas, and solid substrate by light beam, and generating microscopic liquid drop whose volume depends on the duration of irradiation, light intensity, and the distance from the center of the light beam and three-phase interface. When the volume of the drop reaches a given value, it is caused to move over the solid substrate to a given site by moving the light spot over the surface of the solid body. The measurements are carried out by visual observation. The light source should be absorbed by liquid or solid body. The device comprises substrate provided with microscopic cavities and microscopic passages that connect the cavities. The substrate is covered with the optically transparent window so that light can reach microscopic cavities and passages. The window is provided with microscopic openings for supplying and discharging liquid from the microscopic cavities and receiving pickups.
EFFECT: enhanced reliability.
2 cl, 13 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области микрофлуидики, комбинаторной и аналитической химии, биотехнологии и фармацевтики и может быть использовано для бесконтактного дозирования и перемещения микрокапель жидкости из микрорезервуаров, содержащих как растворы жидкостей с включенными в их объем различными биологическими или иными объектами типа молекул ДНК, вирусов, микробов, микрокапель жидкости, твердых частиц и т.д., так и без них, через сеть микроканалов к другим микрорезервуарам для проведения химических реакций либо анализа.The present invention relates to the field of microfluidics, combinatorial and analytical chemistry, biotechnology and pharmaceuticals and can be used for non-contact dosing and movement of liquid droplets from microreserves containing as solutions of liquids with various biological or other objects such as DNA molecules, viruses, microbes included in their volume microdroplets of liquid, solid particles, etc., and without them, through a network of microchannels to other microreserves for chemical reactions or analysis.

Известен микрофлуидный актюатор [1], позволяющий дозировать объем жидкости и прокачивать его через микроканалы. Принцип действия этого актюатора состоит в создании перепада давления вдоль микроканалов, соединяющих резервуары, за счет электрически управляемой разгерметизации вакуумной камеры, соединенной с одним из резервуаров.Known microfluidic actuator [1], which allows to dose the volume of liquid and pump it through microchannels. The principle of operation of this actuator is to create a differential pressure along the microchannels connecting the tanks, due to the electrically controlled depressurization of the vacuum chamber connected to one of the tanks.

Данный актюатор не позволяет осуществлять многократную прокачку и предъявляет высокие требования к герметичности вакуумной камеры.This actuator does not allow multiple pumping and makes high demands on the tightness of the vacuum chamber.

Известны метод и устройство [2], позволяющие формировать и перемещать сегменты малых объемов жидкости, где каждый сегмент разделен сегментирующей жидкостью. Сегменты жидкости могут содержать различные реагенты, молекулы и частицы, которые доставляются к аналитическим датчикам в этом микрофлуидном устройстве. Жидкость приводится в движение за счет электрокинетических сил (электроосмоса), индуцированных разностью потенциалов, прикладываемой к электродам, которые размещены вдоль микроканала и находятся в контакте с жидкостью.A known method and device [2], allowing to form and move segments of small volumes of liquid, where each segment is separated by a segmenting liquid. The liquid segments may contain various reagents, molecules and particles that are delivered to the analytical sensors in this microfluidic device. The fluid is driven by electrokinetic forces (electroosmosis) induced by the potential difference applied to the electrodes that are placed along the microchannel and are in contact with the fluid.

К недостаткам такого способа и устройства относятся необходимость непосредственного контакта электродов с жидкостью. Кроме того, недостатками электрокинетических способов прокачки являются их чувствительность к загрязнениям, которые адсорбируются на стенках микроканалов; выделение джоулева тепла в жидкости; высокое управляющее напряжение, достигающее несколько сотен вольт;The disadvantages of this method and device include the need for direct contact of the electrodes with a liquid. In addition, the disadvantages of electrokinetic pumping methods are their sensitivity to contaminants that are adsorbed on the walls of microchannels; the release of Joule heat in a liquid; high control voltage reaching several hundred volts;

появление продуктов электрохимической реакции - пузырьков газа, забивающих микроканалы [3].the appearance of products of an electrochemical reaction — gas bubbles clogging microchannels [3].

В статье [4] описан способ термокапиллярной прокачки дискретных капель жидкости в микроканалах. В этом способе при нагреве одного из концов капли, находящейся в микроканале, посредством вмонтированных в стенку микроканала резистивных нагревателей создается разность в поверхностном натяжении между противоположными концами капли, которая вызывает разность капиллярных давлений, приводящую каплю в движение.The article [4] describes a method for thermocapillary pumping of discrete drops of liquid in microchannels. In this method, when one of the ends of a droplet located in a microchannel is heated, by means of resistive heaters mounted in the wall of the microchannel, a difference in surface tension is created between the opposite ends of the droplet, which causes the difference in capillary pressure, which causes the droplet to move.

Недостатками такого способа являются высокая рабочая разность температур (до 70°С) между концами капли, что не позволяет использовать его для прокачки жидкостей с низкой температурой кипения или жидкостей, содержащих биологические объекты. Применение охлаждающих элементов Пельтье для увеличения перепада температур без повышения средней температуры капли значительно усложняет конструкцию устройства и процедуру прокачки.The disadvantages of this method are the high operating temperature difference (up to 70 ° C) between the ends of the droplet, which does not allow it to be used for pumping liquids with a low boiling point or liquids containing biological objects. The use of Peltier cooling elements to increase the temperature difference without increasing the average drop temperature significantly complicates the design of the device and the pumping procedure.

Патент [5] раскрывает способ формирования микрокапель жидкости и способ их прокачки через микроканалы. Формирование капель производится путем инжекции порций газа через гидрофобное отверстие в стенке микроканала, частично заполненного жидкостью. Далее, отделенные от основной жидкости капли прокачиваются через микроканал под действием термокапиллярных сил, вызываемых нагревом одного из концов капли с помощью решетки микронагревателей, вмонтированных в стенку микроканала.The patent [5] discloses a method for forming microdroplets of a liquid and a method for pumping them through microchannels. Drops are formed by injecting portions of gas through a hydrophobic hole in the wall of the microchannel, partially filled with liquid. Further, droplets separated from the main fluid are pumped through the microchannel under the action of thermocapillary forces caused by heating of one of the droplet ends using a microheater lattice mounted in the microchannel wall.

Существенными недостатками представленного способа формирования капель является использование дополнительных микронасосов, а также необходимость специальной обработки внутренней поверхности микроканала, чтобы сделать ее гидрофобной. Недостатки термокапиллярной транспортировки микрокапель описаны выше.Significant disadvantages of the presented method of forming droplets is the use of additional micropumps, as well as the need for special treatment of the inner surface of the microchannel to make it hydrophobic. The disadvantages of thermocapillary transport of microdrops are described above.

Таким образом, устройства для осуществления предложенных способов крайне сложны в изготовлении, а сами способы трудно контролируемы из-за использования большого числа управляющих элементов.Thus, devices for implementing the proposed methods are extremely difficult to manufacture, and the methods themselves are difficult to control due to the use of a large number of control elements.

Предлагаемый способ и устройство позволяют существенно упростить процесс дозирования микрообъемов (микрокапель) жидкости и сделать его контролируемым; перемещать микрокапли бесконтактно, что важно в случае агрессивных жидкостей; упростить изготовление устройства, т.к. нет необходимости наносить изоляционные и гидрофобные слои, а также формировать решетки резистивных нагревателей, либо электроды.The proposed method and device can significantly simplify the process of dispensing microvolumes (microdrops) of liquid and make it controlled; move microdroplets without contact, which is important in the case of aggressive liquids; to simplify the manufacture of the device, as there is no need to apply insulating and hydrophobic layers, as well as form lattices of resistive heaters, or electrodes.

Способ состоит в использовании для дозирования и перемещения микрокапель жидкости концентрационно-капиллярного (КК) эффекта, индуцированного тепловым действием оптического излучения [6, 7]. Этот эффект наблюдается в растворах, в состав которых входит летучая компонента, уменьшающая с ростом ее концентрации поверхностное натяжение (ПН) раствора. Если на трехфазную границу жидкость/газ/твердое тело такого раствора направить пучок света, который поглощается жидкостью, либо поверхностью твердого тела, то из-за локального нагрева раствора происходит локальное испарение летучей компоненты. Поскольку в облучаемой области концентрация указанной компоненты падает, то поверхностное натяжение раствора здесь растет. На свободной поверхности жидкости возникает разность поверхностного натяжения (т.е. тянущая сила), направленная в область нагрева. Под действием тянущей силы жидкость течет в эту область и формирует микрокаплю (Фиг.1а), которая растет в размерах, (Фиг.1б). По достижению микрокаплей определенных размеров она самостоятельно удаляется от трехфазной границы (Фиг.1в). Затем в том же месте формируется следующая микрокапля (Фиг.1г), т.е. процесс повторяется. Размер микрокапли, обособившейся от основного объема раствора, зависит от времени облучения, интенсивности пучка и расстояния от центра пучка до трехфазной границы, а также от состава раствора. Подбирая указанные параметры пучка можно дозировать микрокапли заданного объема.The method consists in using the concentration-capillary (CC) effect induced by the thermal action of optical radiation for dosing and moving liquid droplets of liquid [6, 7]. This effect is observed in solutions containing a volatile component, which decreases the surface tension (PN) of the solution with increasing concentration. If a beam of light that is absorbed by a liquid or the surface of a solid is directed to a three-phase liquid / gas / solid interface of such a solution, then local evaporation of the volatile component occurs due to local heating of the solution. Since the concentration of the indicated component decreases in the irradiated region, the surface tension of the solution increases here. On the free surface of the liquid, a surface tension difference (i.e., a pulling force) arises directed toward the heating region. Under the action of a pulling force, the fluid flows into this region and forms a microdrop (Fig. 1a), which grows in size (Fig. 1b). Upon reaching microdroplets of certain sizes, it independently moves away from the three-phase boundary (Fig.1c). Then in the same place the next microdrop is formed (Fig. 1d), i.e. the process is repeated. The size of the microdroplet, isolated from the main volume of the solution, depends on the time of irradiation, the beam intensity and the distance from the center of the beam to the three-phase boundary, as well as on the composition of the solution. Selecting the specified parameters of the beam, microdroplets of a given volume can be dosed.

На Фиг.1 представлены последовательные стадии формирования обособленной микрокапли: 1а - возникновение микрокапли в области облучения, 1б - рост микрокапли, 1в - самостоятельное удаление микрокапли от основного объема раствора, 1г - возникновение следующей микрокапли. Жидкостью служил 5% раствор йода в ацетоне, где летучей компонентой был ацетон. Облучение осуществлялось сфокусированным пучком ртутной лампы ДРШ-100 мощностью около 30 мВт. Интервал между снимками равен 2 с.Figure 1 shows the sequential stages of the formation of a separate microdrop: 1a - the emergence of microdrops in the irradiation region, 1b - the growth of microdrops, 1c - self-removal of the microdrops from the main volume of the solution, 1g - the appearance of the following microdrops. The liquid was a 5% solution of iodine in acetone, where acetone was the volatile component. Irradiation was carried out by a focused beam of a DRSh-100 mercury lamp with a power of about 30 mW. The interval between shots is 2 s.

После того, как микрокапля сформирована, она может быть перемещена по твердой поверхности бесконтактным образом, с помощью того же КК эффекта, индуцированного тепловым действием света. Для этого пучок, который вызвал формирование микрокапли, смещают в том направлении, куда необходимо перемещать микрокаплю. На ближней к границе пучка стороне микрокапли температура выше, что вызывает здесь более интенсивное испарение летучей компоненты и рост поверхностного натяжения. По поверхности микрокапли возникают течения, которые переносят вещество микрокапли из ее части, удаленной от центра пучка, где ПН меньше, в ближнюю к пучку часть. Эти течения и вызывают движение микрокапли за пучком света.After the microdroplet is formed, it can be moved on a solid surface in a non-contact manner, using the same CC effect induced by the thermal effect of light. For this, the beam that caused the formation of the microdrop is displaced in the direction where the microdrop is to be moved. The temperature is higher on the side of the microdrop near the beam boundary, which causes a more intense evaporation of the volatile component and an increase in surface tension. On the surface of the microdroplet, flows arise that transfer the substance of the microdroplet from its part remote from the center of the beam, where the PN is smaller, to the part closest to the beam. These currents cause the movement of microdrops behind a beam of light.

На Фиг.2 показана кинограмма движения в пучок света микрокапли из 5% раствора йода в этаноле (интервал между кадрами 6 с, мощность пучка 20 мВт, диаметр капли около 300 мкм), а на Фиг.3 - капли из 5% раствора йода в броме (интервал между кадрами 4 с, мощность пучка 30 мВт, диаметр капли на первом кадре около 400 мкм).Figure 2 shows the motion picture of a microdroplet from a 5% solution of iodine in ethanol into the light beam (the interval between frames is 6 s, the beam power is 20 mW, the droplet diameter is about 300 μm), and Figure 3 shows drops from a 5% iodine solution in bromine (the interval between frames is 4 s, the beam power is 30 mW, the diameter of the droplet in the first frame is about 400 μm).

Пример схемы устройства для дозирования и перемещения микроколичеств жидкости с восемью микрорезервуарами показан на Фиг.4 (общий вид), Фиг.5 (вид сверху), Фиг.6 (вид спереди), Фиг.7 (вид сбоку), Фиг.8 (вид в сечении А-А'), Фиг.9 (вид в сечении В-В'), а принцип его работы пояснен на Фиг.10-13 (вид в сечении А-А').An example diagram of a device for dispensing and moving trace amounts of liquid with eight micro reservoirs is shown in FIG. 4 (general view), FIG. 5 (top view), FIG. 6 (front view), FIG. 7 (side view), FIG. 8 ( view in cross section A-A '), Fig. 9 (view in cross-section B-B'), and the principle of its operation is explained in Figs. 10-13 (view in cross-section A-A ').

Здесь: 1 - подложка (напр., карболит, эбонит, кварц или силикатное стекло), 2 - прозрачное для оптического излучения окно (напр., кварц или силикатное стекло), 3-10 - микроотверстия для ввода/вывода жидкостей в микрорезервуары, а также для ввода в микрорезервуары аналитических датчиков, 11-18 - микрорезервуары, 19-25 - микроканалы, 26 - жидкость. Микрорезервуары 11, 12, 14, 15, 17 и 18 удобно использовать как хранилища исследуемых жидкостей и жидких реагентов, а микрорезервуары 13 и 16 - как микрореакторы или как микрорезервуары для анализа жидкостей.Here: 1 - a substrate (e.g. carbolite, ebonite, quartz or silicate glass), 2 - a window that is transparent to optical radiation (e.g. quartz or silicate glass), 3-10 - microholes for input / output of liquids into microreserves, and also for entering into the micro-tanks of analytical sensors, 11-18 - micro-tanks, 19-25 - micro-channels, 26 - liquid. Microreservoirs 11, 12, 14, 15, 17, and 18 are conveniently used as storages for the studied liquids and liquid reagents, and microreservoirs 13 and 16 are used as microreactors or as microreserves for analyzing liquids.

Устройство работает следующим образом. Микрообъемы исследуемых жидкостей, содержащих различные включения или без них, закачивают с помощью микрошприца в микрорезервуары через микроотверстия в окне 2. Затем микрообъемы этих жидкостей дозируют и перемещают с помощью пучка света от одних микрорезервуаров к другим для проведения химических реакций или анализа.The device operates as follows. The microvolumes of the studied liquids containing various inclusions or without them are pumped using a microsyringe into the microreservoirs through the microholes in window 2. Then the microvolumes of these liquids are dosed and transferred with the help of a light beam from one microreservoirs to others for chemical reactions or analysis.

Рассмотрим процесс дозирования и перемещения жидкости из микрорезервуара 11 в микрорезервуар 13. Для формирования микрокапли используют оптическое излучение любого источника (напр., лазер, светодиод, дуговая газоразрядная лампа, лампа накаливания), для которого окно 2 является прозрачным, а жидкость - поглощающей. Излучение этого источника направляют на трехфазную границу в микрорезервуаре 11, Фиг.10. Тепловое действие излучения вызывает КК эффект, который приводит к формированию микрокапли жидкости в области падения пучка, Фиг.11. По достижению микрокаплей необходимого объема, который контролируют, наблюдая за ней в окно 2, ее перемещают от микрорезервуара 11 по микроканалу 19 к микрорезервуару 13 путем смещения того же пучка света по указанной траектории, Фиг.12 и 13.Consider the process of dispensing and moving fluid from a micro reservoir 11 to a micro reservoir 13. To generate a micro droplet, optical radiation of any source is used (for example, a laser, an LED, an arc discharge lamp, an incandescent lamp), for which window 2 is transparent and the liquid is absorbing. The radiation of this source is directed to a three-phase boundary in the micro reservoir 11, Figure 10. The thermal effect of radiation causes a CC effect, which leads to the formation of a microdroplet of liquid in the region of incidence of the beam, Fig.11. Upon reaching the microdroplets of the required volume, which is controlled by observing it through the window 2, it is moved from the micro reservoir 11 along the microchannel 19 to the micro reservoir 13 by shifting the same light beam along the indicated path, Figs. 12 and 13.

Аналогичным образом осуществляют дозирование и перемещение микрокапель жидкости из любого другого микрорезервуара.In a similar manner, the dropping and movement of liquid droplets from any other microreservoir are carried out.

Возможны и легко реализуемы устройства с любым другим числом микрорезервуаров, произвольным способом соединеных между собой микроканалами.Devices with any other number of microreservoirs, randomly interconnected by microchannels, are possible and easily implemented.

Таким образом, представленные способ и устройство обладают следующими преимуществами.Thus, the presented method and device have the following advantages.

Процессы дозирования и перемещения микрообъемов жидкости существенно упрощаются, поскольку они осуществляются с помощью одного и того же пучка света, и дополнительные устройства типа микронасосов или вакуумных камер не требуются.The processes of dispensing and moving microvolumes of liquids are greatly simplified, since they are carried out using the same beam of light, and additional devices such as micropumps or vacuum chambers are not required.

Дозирование и перемещение производятся бесконтактно, что важно при работе с агрессивными, токсичными и радиоактивными жидкостями.Dosing and moving are carried out non-contact, which is important when working with aggressive, toxic and radioactive liquids.

Доступен широкий выбор источников оптического излучения (лазеры, светодиоды, дуговые газоразрядные лампы и лампы накаливания), достаточно лишь чтобы излучение источника поглощалось веществом дозируемой и перемещаемой жидкости, либо материалом подложки устройства.A wide selection of optical radiation sources is available (lasers, LEDs, arc gas discharge lamps and incandescent lamps), it is enough that the source radiation is absorbed by the substance of the dosed and transported liquid, or the substrate material of the device.

Процесс дозирования микрокапли можно контролировать, наблюдая за ней в прозрачное окно, что позволяет легко получать микрокапли заданного объема.The process of dispensing microdrops can be controlled by observing it through a transparent window, which makes it easy to obtain microdrops of a given volume.

Изготовление устройства также заметно упрощается, т.к. нет необходимости наносить изоляционные и гидрофобные слои, и формировать решетки резистивных нагревателей, либо электроды. Достаточно изготовить прозрачное для оптического излучения окно.The manufacture of the device is also significantly simplified, because there is no need to apply insulating and hydrophobic layers, and form lattices of resistive heaters, or electrodes. It is enough to make a window transparent for optical radiation.

При этом для изготовления устройства можно использовать материал с любыми тепловыми и электрическими характеристиками (напр., кремний, кварц, силикатное стекло, керамики, пластики). Необходима лишь химическая инертность этого материала по отношению к дозируемым жидкостям, а для материала окна, кроме того, - прозрачность к оптическому излучению.In this case, for the manufacture of the device, you can use a material with any thermal and electrical characteristics (e.g. silicon, quartz, silicate glass, ceramics, plastics). Only the chemical inertness of this material with respect to dosed liquids is necessary, and for the window material, in addition, transparency to optical radiation.

Поскольку для осуществления способа не требуется заметный нагрев жидкости (при использовании высоколетучих компонент раствора, таких как ацетон или хлороформ с температурой кипения 56.2 и 61.1°С [8], достаточен нагрев на 10-20°С от комнатной температуры) и в ней не течет электрический ток, то в качестве веществ дозируемых и перемещаемых жидкостей могут выступать как истинные растворы, так и растворы, включающие транспортируемые объекты, такие как биологические, химические и другие материалы, напр., молекулы ДНК, бактерии, кровяные тельца, белки, живые клетки, споры, пептиды, протеины, коллоидные и твердые частицы, пигменты, микрокапельки жидкости, несмешивающейся с несущей жидкостью и т.д. Достаточно, чтобы в состав раствора входила летучая компонента, уменьшающая с ростом ее концентрации поверхностное натяжение. Такие компоненты легко подобрать, напр., в случае водных растворов ими могут служить низкомолекулярные спирты или кетоны.Since the implementation of the method does not require noticeable heating of the liquid (when using highly volatile components of the solution, such as acetone or chloroform with a boiling point of 56.2 and 61.1 ° C [8], heating by 10-20 ° C from room temperature is sufficient) and it does not flow electric current, then both true solutions and solutions including transported objects, such as biological, chemical and other materials, such as DNA molecules, bacteria, blood cells, proteins, can act as substances of dosed and transported liquids, Biofilms cells, spores, peptides, proteins, colloidal and solid particles, pigments, microdroplets of liquid immiscible with the liquid carrier, etc. It is sufficient that a volatile component is included in the solution, which decreases the surface tension with increasing concentration. Such components are easy to select, for example, in the case of aqueous solutions, they can be low molecular weight alcohols or ketones.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. US patent N6521188, 2003, 18 Feb. J.R.Webster. Microfluidic Actuator.1. US patent N6521188, 2003, 18 Feb. J.R. Webster. Microfluidic Actuator.

2. US Patent 6524456 Bl. J.M.Ramsey, S.C.Jacobson. Microfluidic Devices for the Controlled Manipulation of Small Volumes. Feb.25, 2003.2. US Patent 6,524,456 Bl. J. M. Ramsey, S. C. Jacobson. Microfluidic Devices for the Controlled Manipulation of Small Volumes. Feb.25, 2003.

3. G.M.Whitesides, A.D.Stroock. Flexible Methods for Microfluidics. // Physics Today, Vol.54, N.6, pp.42-48, 2001.3. G. M. W. Whiteides, A. D. Stroock. Flexible Methods for Microfluidics. // Physics Today, Vol. 54, N.6, pp. 42-48, 2001.

4. T.S.Sammarco, M.A.Burns. Thermocapillary Pumping of Discrete Drops in Microfabricated Analysis Devices. // AlChE Journal, Vol.45, No.2, pp.350-362,1999.4. T. S. Sammarco, M. A. Burns. Thermocapillary Pumping of Discrete Drops in Microfabricated Analysis Devices. // AlChE Journal, Vol. 45, No.2, pp. 350-362,1999.

5. US patent N6130098. К.Handique, В.Gogoi, M.Bums, С.Mastrangelo. Moving Microdroplets. 10 Oct. 2000.5. US patent N6130098. C. Handique, B. Gogoi, M. Bums, C. Mastrangelo. Moving Microdroplets. 10 Oct. 2000.

6. Безуглый Б.А. Капиллярная конвекция, управляемая тепловым действием света, и ее применение в способах регистрации информации. Дисс...канд.физ. -мат. наук, Москва, МГУ, 1983.6. Bezugly B.A. Capillary convection controlled by the thermal action of light, and its application in methods of recording information. Diss ... Ph.D. -mat. Sciences, Moscow, Moscow State University, 1983.

7. Bezuglyi B.A. Photoinduced solutocapillary convection: New capillary phenomenon. Rev. Proc. 1 st Int. Symp. Hydromech. Heat/Mass Transfer Microgr. Perm-Moscow, Russia, July 6-14, 1991. Gordon&Breach Sci. Publ. - 1992. - P.335-340.7. Bezuglyi B.A. Photoinduced solutocapillary convection: New capillary phenomenon. Rev. Proc. 1 st Int. Symp Hydromech Heat / Mass Transfer Microgr. Perm-Moscow, Russia, July 6-14, 1991. Gordon & Breach Sci. Publ. - 1992. - P.335-340.

8. Физические величины: Справочник. Под ред. акад. Григорьева И.С, Михайлова Е.З. - M.: Энергоатомиздат, 1991.8. Physical quantities: Reference. Ed. Acad. Grigoryeva I.S., Mikhailova E.Z. - M .: Energoatomizdat, 1991.

Claims (2)

1. Способ дозирования и перемещения микроколичеств жидкости, отличающийся тем, что для дозирования и перемещения микроколичеств жидкости используют концентрационно-капиллярный эффект, вызванный тепловым действием света, дозирование жидкости осуществляют путем облучения трехфазной границы жидкость/воздух/твердая подложка пучком света, количество дозированной жидкости определяется временем облучения, интенсивностью пучка и расстоянием от центра пучка до трехфазной границы, перемещение дозированного объема жидкости производят путем перемещения светового пятна того же пучка по поверхности твердой подложки, контроль за процессами дозирования и перемещения микроколичеств жидкости осуществляют визуально, при этом спектральный состав пучка света такой, что жидкость и/или материал твердой подложки, на которой она находится, поглощает это излучение, а в состав жидкости входит летучая компонента, уменьшающая с ростом ее концентрации поверхностное натяжение.1. A method of dispensing and moving microfluids of a liquid, characterized in that a concentration-capillary effect caused by the thermal action of light is used for dosing and transporting microfluids of a liquid, dosing of the liquid is carried out by irradiating a three-phase liquid / air / solid substrate with a light beam, the amount of dosed liquid is determined the irradiation time, the beam intensity and the distance from the center of the beam to the three-phase boundary, moving the dosed volume of liquid the movement of the light spot of the same beam on the surface of the solid substrate, the monitoring of the dosing processes and the movement of trace amounts of liquid is carried out visually, while the spectral composition of the light beam such that the liquid and / or material of the solid substrate on which it is located absorbs this radiation, and in the composition of the liquid includes a volatile component, which decreases the surface tension with increasing concentration. 2. Устройство для дозирования и перемещения микроколичеств жидкости в виде подложки, в объеме которой имеются микрорезервуары и соединяющие их микроканалы, закрытой прозрачным для оптического излучения окном так, что имеется оптический доступ к микрорезервуарам и микроканалам, а в окне над микрорезервуарами имеются микроотверстия.2. A device for dispensing and moving micro amounts of liquid in the form of a substrate, in the volume of which there are microreserves and microchannels connecting them, closed by a window transparent to optical radiation so that there is optical access to microreserves and microchannels, and in the window above the microreserves there are microholes.
RU2003132597/28A 2003-11-06 2003-11-06 Method and device for batching and delivering microscopic mass of liquid RU2267092C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003132597/28A RU2267092C2 (en) 2003-11-06 2003-11-06 Method and device for batching and delivering microscopic mass of liquid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003132597/28A RU2267092C2 (en) 2003-11-06 2003-11-06 Method and device for batching and delivering microscopic mass of liquid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003132597A RU2003132597A (en) 2005-07-20
RU2267092C2 true RU2267092C2 (en) 2005-12-27

Family

ID=35842047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003132597/28A RU2267092C2 (en) 2003-11-06 2003-11-06 Method and device for batching and delivering microscopic mass of liquid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2267092C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458344C2 (en) * 2008-03-03 2012-08-10 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Microfluidic device and method of measuring thermophysical characteristics of formation fluid
RU2537454C2 (en) * 2009-07-31 2015-01-10 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Analysis of phase behaviour using microfluidic platform
RU2636819C2 (en) * 2011-07-22 2017-11-28 Цобеле Холдинг Спа Device for volatile matter vapouration
RU2666416C1 (en) * 2017-07-14 2018-09-07 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" Method for cleaning solid surface from microparticles

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458344C2 (en) * 2008-03-03 2012-08-10 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Microfluidic device and method of measuring thermophysical characteristics of formation fluid
US8485026B2 (en) 2008-03-03 2013-07-16 Schlumberger Technology Corporation Microfluidic method for measuring thermo-physical properties of a reservoir fluid
RU2537454C2 (en) * 2009-07-31 2015-01-10 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Analysis of phase behaviour using microfluidic platform
RU2636819C2 (en) * 2011-07-22 2017-11-28 Цобеле Холдинг Спа Device for volatile matter vapouration
RU2666416C1 (en) * 2017-07-14 2018-09-07 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" Method for cleaning solid surface from microparticles

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003132597A (en) 2005-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2832486T3 (en) On-demand, high-speed droplet generation and single-cell encapsulation driven by induced cavitation
Kaminski et al. Controlled droplet microfluidic systems for multistep chemical and biological assays
US20190217289A1 (en) Method and apparatus for the discretization and manipulation of sample volumes
US7094379B2 (en) Device for parallel and synchronous injection for sequential injection of different reagents
Franke et al. Microfluidics for miniaturized laboratories on a chip
US6171850B1 (en) Integrated devices and systems for performing temperature controlled reactions and analyses
US20060051214A1 (en) Micro liquid handling device and methods for using it
US20020187564A1 (en) Microfluidic library analysis
US20060165565A1 (en) Fluid processing device comprising surface tension controlled valve
US20040126279A1 (en) Portable apparatus for separating sample and detecting target analytes
JP2013172724A (en) Method and device for conducting biochemical or chemical reaction at multiple temperatures
US20130146459A1 (en) Multiphase non-linear electrokinetic devices
ES2644613T3 (en) Fluid chip control using electrodes
EP1802395A2 (en) Microfluidic device using a collinear electric field
US8597486B2 (en) Droplet based miniaturized device with on-demand droplet-trapping, -fusion, and -releasing
RU2267092C2 (en) Method and device for batching and delivering microscopic mass of liquid
KR20050059752A (en) Device and method for pumping fluids utilizing gas bubble in microscale
JP2003200041A (en) Device for injecting various reactants successively and synchronously in parallel
JP4111266B2 (en) Liquid mixing device
KR100865634B1 (en) Thermopneumatic capillary micropump and manufacturing method thereof
Paknahad et al. Development of a digital micropump with controlled flow rate for microfluidic platforms
RU2291402C1 (en) Method of incapsulating liquid portions in gas bubbles
ES2817843T3 (en) Droplet generator and generation procedure
EP3047909B1 (en) Pcr device and pcr method
US7811443B2 (en) Microfluidic dynamic vapor control system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081107