(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，８，９）であって、その中に、流体を収容するマイクロチャネルが画定され、前記回路は少なくとも
-  キャリア流体内で第１溶液の複数の液滴（２０）を形成するための１の第１液滴形成デバイスであって、前記第１溶液によって通過されるマイクロチャネル部分を備えているものと、
-  チャンバーであって、
前記複数の液滴（２０）の少なくとも１つを捕獲し、かつ前記捕獲した液滴（２０）を第２溶液の液滴（２５）と接触させるように構成された貯蔵領域と、
該第１液滴形成デバイスによって形成された前記液滴（２０）を該チャンバーの該貯蔵領域へ案内するように構成された第１案内手段（１３３，３３３，４３３，５３３，６３３，７３１，７３２，７３３，７３４）と、
を備えたものと、
-  液滴を前記貯蔵領域の外に駆動するのに適したキャリア流体の流れを生成することによって、該貯蔵領域内に置かれた液滴を放出するための手段と、
を備えており、
ここで、前記第１液滴形成デバイスの前記マイクロチャネル部分の複数の壁（１３１，５３１）は、前記第１溶液の表面張力の影響の下で前記第１溶液の液滴（２０）を分離するように、相互に離れていくこと、および、
ここで、前記第１案内手段（１３３，３３３，４３３，５３３，６３３，７３１，７３２，７３３，７３４）は、前記第１溶液の表面張力の影響の下で前記液滴（２０）を移動させるように、相互に離れていく、前記マイクロチャネルの壁の複数の部分を備える、
上記マイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，８，９）。
【請求項２】
前記第１液滴形成デバイスは、前記第１溶液によって通過され且つチャンバー（１３，３３，４３，５３，６３，７３，８３，９３）内に現れるノズル（１２、３２，４２，５２，６２，７７１，７７２，７７３，７７４，８２，９２，９７）を備え、ここで、該チャンバーの複数の壁は該ノズルの壁よりも一層離れていることを特徴とする、請求項1に記載のマイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，８，９）。
【請求項３】
前記チャンバー（１３，３３，４３，５３，６３，７３，８３，９３）の該複数の壁は、前記ノズル（１２，３２，４２，５２，６２，７７１，７７２，７７３，７７４、８２，９２，９７）から離れるにつれて、相互に離れていくことを特徴とする、請求項２に記載のマイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，８，９）。
【請求項４】
前記チャンバー（１３，３３，４３，５３，６３，７３，８３，９３）の該壁は、前記第１案内手段および前記貯蔵領域（１３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３５，７３６，７３７，７３８，８３，９３２）を画定するように構成されていることを特徴とする、請求項２または３に記載のマイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，８，９）。
【請求項５】
前記貯蔵領域（１３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３５，７３６，７３７，７３８，８３，９３２）は、液滴（２０）が近傍領域におけるよりも低い表面エネルギーを示しうるところの前記複数のマイクロチャネルの１つの領域（１３０１，４３０１，５３０１）から成ることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，８，９）。
【請求項６】
前記貯蔵領域（１３０，３３０，４３０，５３０、６３０、７３５，７３６、７３７，７３８，８３，９３２）は、各々が１の液滴（２０、２５）を受け取りうるところの少なくとも２つの隣接するトラップ領域（１３０１，１３０２，４３０１，４３０２，５３０１，５３０２）に分割されていることを特徴とする、請求項５に記載のマイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，８，９）。
【請求項７】
前記貯蔵領域（１３０，３３０，４３０，５３０、６３０、７３５，７３６、７３７，７３８，８３，９３２）は、「８」の字形状であるように部分的に交差するところの２つの実質的に円形のトラップ領域（１３０１，１３０２，４３０１，４３０２，５３０１，５３０２）に分割されていることを特徴とする、請求項６に記載のマイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，８，９）。
【請求項８】
また、前記キャリア流体内で第２溶液の液滴（２５）を形成するための第２デバイスであって前記第２溶液によって通過されるマイクロチャネル部分を備えている第２デバイス、および前記第２溶液の前記液滴（２５）の１つが該第１溶液の前記液滴（２０）と接触させられうるところの前記トラップ領域（１３０２，４３０２，５３０２）へ前記第２溶液の液滴（２５）を案内するための第２案内手段（１３４，４３４１，４３４２，４３４３，４３４４，５３４，６３４）を前記マイクロ流体回路が備えていること；液滴を形成する前記第２デバイスの前記マイクロチャネル部分の複数の壁（１３２，５３２）は、前記第２溶液の表面張力の影響の下で前記第２溶液の液滴（２５）を分離するように相互に離れていくこと；および前記液滴（２５）を案内するための前記第２案内手段（１３４，４３４１，４３４２，４３４３，４３４４，５３４，６３４）は、前記第２溶液の表面張力の影響の下で前記第２溶液の該液滴を移動させるように相互に離れていく、前記マイクロチャネルの壁の複数の部分を備えていること、を特徴とする、請求項６及び７のいずれか１項に記載のマイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，８，９）。
【請求項９】
前記第１案内手段（１３３，３３３，４３３，５３３，６３３）は、前記第１溶液の該液滴（２０）を前記貯蔵領域（１３０，３３０，４３０，５３０、６３０）の第１トラップ領域（１３０１，４３０１，５３０１）へ案内するように構成されていること、および前記第２案内手段（１３４，４３４１，４３４２，４３４３，４３４４，５３４，６３４）は、前記第２溶液の該液滴（２５）を前記貯蔵領域（１３０，３３０，４３０，５３０，６３０）の第２トラップ領域（１３０２，４３０２、５３０２）へ案内するように構成されていること、を特徴とする、請求項６または７のいずれか１項との組合における請求項８に記載のマイクロ流体回路（１，３，４，５，６）。
【請求項１０】
液滴（２０，２５）を形成するための前記第１および前記第２デバイスは、異なるサイズの液滴を形成するように構成されていることを特徴とする、請求項８または９のいずれか１項に記載のマイクロ流体回路（５，６）。
【請求項１１】
前記貯蔵領域（５３０，６３１）は、異なるサイズの少なくとも２つのトラップ領域（５３０１，５３０２，６３１１，６３１２）を有し、１のトラップ領域（５３０１，６３１１）は、前記第１液滴形成デバイスによって形成された液滴を受け取るのに適したサイズであり、かつ別のトラップ領域（５３０２，６３１２）は、前記第２液滴形成デバイスによって形成された液滴を受け取るのに適したサイズであることを特徴とする、請求項６または７のいずれか１項との組合における請求項１０に記載のマイクロ流体回路（５，６）。
【請求項１２】
前記キャリア流体内で第３溶液の液滴を形成するための少なくとも１つの第３デバイスと、前記第３溶液の液滴を前記貯蔵領域（６３１）へ案内するための手段（６３５）とを備えていることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のマイクロ流体回路（６）。
【請求項１３】
前記貯蔵領域（１３０，３３０，４３０，５３０，６３０，６３１，７３５，７３６，７３７，７３８，９３２）内に置かれた液滴を放出させるための手段を備えていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のマイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，９）。
【請求項１４】
前記放出手段は、前記液滴を前記貯蔵領域（１３０，３３０，４３０，５３０、６３０，６３１，７３５，７３６，７３７，７３８，９３２）から外へ駆動するために適したキャリア流体の流れを作るための手段を備えていることを特徴とする、請求項１３に記載のマイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，９）。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のマイクロ流体回路を形成するために流体で充填されるのに適したマイクロチャネルが規定されているところのマイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，９）。
【請求項１６】
異なる溶液の２つの液滴（２０，２５）を接触させるためのマイクロ流体方法であって、同時にまたは逐次に実行される、少なくとも以下の工程：
-  請求項１〜１４のいずれか１項に記載のマイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，９）のマイクロチャネル内への第１溶液の導入；
-  前記第１溶液の表面張力の影響と結合された、前記マイクロチャネルの複数の壁の間が離れることに起因する、キャリア流体内の前記第１溶液の第１液滴（２０）の分離；
-  前記第１液滴（２０）の表面張力の影響と結合された、前記マイクロチャネルの複数の壁の間が離れることに起因する、領域（１３０，３３０，４３０，５３０、６３０，６３１，７３５，７３６，７３７，７３８，８３，９３２）の中で第２溶液の第２液滴と接触させられるところの該領域への前記第１液滴（２０）の移動；
を含むことを特徴とする、上記方法。
【請求項１７】
前記第１液滴（２０）および前記第２液滴（２５）を併合させる最後の工程を包含することを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１６および１７のいずれか１項に記載のマイクロ流体方法であって、また次の工程：
-  前記マイクロ流体回路（１，３，４，５，６，７，９）のマイクロチャネル内への前記第２溶液の導入；
-  前記第２溶液の表面張力の影響と結合された、前記マイクロチャネルの複数の壁の間が離れていくことに起因する、前記キャリア流体内の前記第２溶液の第２液滴（２５）の分離；
-  前記第２液滴（２５）の表面張力の影響と結合された、前記マイクロチャネルの複数の壁の間が離れることに起因する、前記領域（１３０，３３０，４３０，５３０、６３０、７３５，７３６、７３７，７３８，８３，９３２）の中で前記第１液滴（２０）と接触させられるところの該領域への前記第２液滴の移動；
を含むことを特徴とする、上記マイクロ流体方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微少量の流体の操作を可能にするマイクロ流体回路に関する。これは特に、何種類かの異なる流体が操作され及び接触させられことを可能にするようなマイクロ流体回路に関する。
【０００２】
本発明は、特に、少量の複数の化学試薬の間の反応を起動させ、かつこの反応の動的分析を行なうために、少量の該化学試薬が接触させられることを可能にするマイクロ流体回路に関する。
【０００３】
本発明は、また複数の流体の液滴を接触させるためのマイクロ流体方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
「流れ停止」方法
化学反応の動特性を分析するための従来技術について、様々な方法が知られている。これらの方法の一つは、槽内で試薬を混合しかつ混合後の瞬間に化学反応の動向を観測することから成る。この方法の施与は、混合フェーズの間に化学反応が生じるのを防ぐために、該試薬の特に素早い混合を必要とする。
【０００５】
槽内の成分のこの素早い混合および反応の進行の分析は、高価な専門家用装置類を必要とする。さらに、この方法を実装することは、試薬の比較的顕著な量の消費（一般に１００マイクロリットルを超える）に導き、試薬の１つが希少若しくは高価であるとき、又は一連の多数の分析が必要であるときに、それはコスト高であることが実証されている。最後に、試薬が混合されている間に生じる非常に速い反応の観測に対しては、この方法は効果的でないことが実証されている。
【０００６】
マイクロ流体方法
また従来技術として知られている、化学反応の動特性を分析するための別の方法は、２つの試薬を混合しないで、それらを接触させることから成っている。試薬における化学反応の進行の観測は、この接触後の瞬間に、化学反応の動特性を計算することを可能にする。これらの方法は、まさに動特性での反応の観測に関して顕著に効果的でありうる。
【０００７】
複数の試薬を混合しないでそれらを接触させるための方法のうち、幾つかはマイクロ流体方法であり、そこでは接触させられる試薬の量は微量である。
【０００８】
複数の流れを接触させるためのマイクロ流体方法
また、Baroud, Okkels, Menetrier and Tabeling による論文「Reaction-diffusion dynamics: Confrontation between theory and experiment in a microfluidic reactor （反応−拡散動力学：マイクロ流体反応器内における理論と実験との対比）」（Physical Review, E 67 060104（Ｒ）(2003)）を通して特に知られているのは、マイクロ流体方法であって、そこでは微量の試薬の２つの流れが混合されないで接触させられ、これが試薬間に生じる反応を観測することを可能にする。
【０００９】
この方法は、実装するのに比較的複雑であることが判っており、かつ限定された信頼性および頑健性を示している。さらに、これは試薬の顕著な量の消費をもたらす。その結果、その信頼性が実験的に示されているとはいえ、工業的規模では実装されてはいない。
【００１０】
液滴を接触させるためのマイクロ流体方法
別のマイクロ流体方法は、極少量の複数の試薬の複数の液滴を相互に接触させ、その後、反応を可能にするよう試薬を接触させるために液滴を合体させることから成る。そのような方法は、Huebner, Abell, Huck, Baroud and Hollfelder の論文「Monitoring a Reaction at Submillisecond Resolution in picoliter Volumes （ピコリットル量におけるサブミリ秒分解能での反応のモニタリング）」（Analytical Chemistry）に記載されている。
【００１１】
この方法に従うと、キャリア流体の流れによって生まれた第１試薬の液滴は、マイクロ流体回路内に形成されたトラップに送られる。続いて、第２試薬の液滴が、１つのかつ同一のトラップ内において、２つの試薬の各々の液滴を一緒にするように、キャリア流体の流れによって同じトラップへ送られる。その後、２つの試薬を接触させ且つ反応を起させるために、トラップ内で互に接触した２つの液滴を合体させることは、公知の手段によって可能である。
【００１２】
しかし、この方法は、実装するには比較的複雑であることが判っており、且つ信頼性の高い結果を得るためには特別な条件を必要とする。さらに、この方法はまた、必要以上に多量の試薬の消費をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、先行技術のこれらの欠点を軽減することである。
【００１４】
特に、本発明の目的は、異なる複数の流体を接触させることを可能にする方法であって、例えばそれらの間の反応を得るために及びこの反応の動力学の解析を可能にするために、効果的に制御され且つ観測されうる方法を提案することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、従来技術の反応動力学解析方法よりも一層信頼性が高く、簡単で且つ実装するのによりコストがかからないような方法を提案することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、反応させられることを意図された流体の特に少量の消費をもたらすような方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
これらの目的およびこれ以降で更に明らかになる目的は、
マイクロ流体回路であって、その中に、流体を収容するマイクロチャネルが画定され、該回路は少なくとも
-  キャリア流体内で第１溶液の複数の液滴を形成するための１の第１デバイスであって、該第１溶液によって通過されるマイクロチャネル部分を備えているもの、
-  該複数の液滴の１つが第２溶液の液滴とその中で接触させられうる貯蔵領域へ、上記複数の液滴を案内するための第１手段、
を備えているもの、
を用いて達成される。
【００１８】
本発明に従うと、該第１液滴形成デバイスの該マイクロチャネル部分の複数の該壁は、該第１溶液の表面張力の影響の下で該第１溶液の液滴を分離するように離れていき、且つ、該第１案内手段は、該第１溶液の表面張力の影響の下で該液滴を移動させように離れていく該マイクロチャネルの壁の部分を備える。
【００１９】
このように、該流体がその中を流れるところの該マイクロチャネルの複数の壁は離れていく、即ち、このマイクロチャネル内を流れる該流体は、流れている間に、強力な閉じ込めをその中で受けるところのマイクロチャネル部分から、強くない閉じ込めをその中で受けるところのマイクロチャネル部分へ通過する。この閉じ込めを減らすことは、この流体の表面エネルギーを流れている間に減らすことを可能にする。
【００２０】
このため、マイクロ流体回路のマイクロチャネルは、溶液の閉じ込めの程度の変化を起すように相互に離れていく壁の間で溶液が流れるように構成される。各壁が離れていくことは、徐々（傾斜する壁）又は急激（階段）でありうる。溶液の表面張力、すなわち溶液とキャリア流体（溶液と接触している）との間の界面張力は、液滴の分離において頂点に達するところの、この変化しうる閉じ込めを考慮に入れた形状を溶液の流れに課す。
【００２１】
溶液の表面張力が液滴の分離をもたらすために使われる、液滴の分離のこの方法は、したがって、反対に溶液を一緒にする傾向がある、溶液の表面張力に逆らって、溶液を剥ぎ取ることによって液滴を作り出すためにキャリア流体の流れを必要とする方法からは根本的に区別される。それは、キャリア流体の流れと溶液の流れのバランス化を要求しない（これは方法を単純にする）という利点を与える。
【００２２】
液滴の移動はまた、液滴の表面張力の影響と連結された複数の壁が離れて行くことによって、引き起こされる。それ故に、液滴は、キャリア流体の流れの有無にかかわらず、形成され且つ運ばれる。特に、液滴のサイズは、キャリア流体の運動に大きくは依存せず、かつそれらの形成の開始から一様である。液滴の形成および移動は、それ故に、それらがキャリア流体の流れによって乱されることなく、マイクロチャネルの壁の構成によってのみ画定される限り、一層信頼性が高い。勿論、キャリア流体は、実質的に静的であるが、液滴の移動によって引き起こされた僅かの擾乱を受ける。
【００２３】
本発明のマイクロ流体回路は明らかに、複数の液滴を併合するためにそれらを接触させることを可能にし、化学反応の動力学の特に簡易な研究を可能にする。実装されるべきデバイスは、簡易かつ高価ではなく、かつ溶液の極少量がこの研究を実施するために用いられる。更に、マイクロ流体回路内の２つの液滴間の反応の研究は、幾つかの試薬間の非常に速い動力学を伴う反応を観測することを可能にする。
【００２４】
本方法は、所定の体積の複数の液滴を作り且つそれらを接触させるために、回路をキャリア流体で充填し、それから溶液を注入することで十分である限り、かなり頑健である。別の複数の操作が、それら操作を調整または平衡させることなく、引き続き実行されうる。
【００２５】
注目されるべきは、複数の液滴が、それらが併合されるべき場所であるトラップに到達する前に別の液滴と接触しない限り、本方法は、キャリア流体内の界面活性剤添加物の利用を任意的とすることである。
【００２６】
有利な実施態様に従うと、該第１液滴形成デバイスは、該第１溶液を通され且つチャンバー内に現れるノズル（その壁はノズルの壁から更に離れている）を備える。
【００２７】
有利には、この場合、上記チャンバーの複数の壁は、該ノズルから離れるにつれて、相互に離れていく。
【００２８】
好ましくは、上記チャンバーの複数の壁は、上記案内手段および上記貯蔵領域を画定するように構成される。
【００２９】
好ましい実施態様に従うと、該貯蔵領域は、液滴がその近傍領域におけるよりも低い表面エネルギーを示しうるところの、該複数のマイクロチャネルの１つの領域から成る。
【００３０】
このように、液滴はこの領域中に進入しうるが、例えばキャリア流体の流れによって追加的エネルギーが与えられることなしには、もはやそこから出ることができない。それが貯蔵領域の隣接領域（液滴トラップとも呼ばれる）へ入っていくために、表面エネルギーを増加させることが実際に必要である。
【００３１】
好ましくは、この貯蔵領域は、各々が１の液滴を受け取りうるところの少なくとも２つの隣接するトラップ領域に分割される。
【００３２】
これらトラップ領域の各々は、１の貯蔵領域、すなわち１の液滴トラップを構成する。しかし、これらトラップ領域は隣接しているので、該領域は、互に接触して収容するところの液滴を必要とする。
【００３３】
有利には、この貯蔵領域は、「８」の字形状であるように部分的に交叉するところの２つの実質的に円形のトラップ領域に分割される。
【００３４】
貯蔵領域のこの形状は、２つの液滴の各々の位置およびこれら液滴間の接触の位置を正確に知ることで、２つの液滴を接触させることを可能にする。さらに、２つの液滴が一つに併合されるとき、貯蔵領域のこの形状は、併合で得られた液滴が長円であることを可能にし、２つの液滴の内容物間の反応のより良い観測を可能にする。貯蔵領域のこの形状は、化学反応の観測に特に良く適合する。
【００３５】
本発明の有利な実施態様に従うと、マイクロ流体回路はまた、
-  該キャリア流体内で第２溶液の液滴を形成するための第２デバイスであって、該第２溶液によって通過されるマイクロチャネル部分を備えているもの、および
-  該第２溶液の該液滴を、上記第２溶液の上記液滴の１つが該第１溶液の上記液滴と接触させられうるところの前記トラップ領域へ案内するための第２手段
を備える。
【００３６】
該第２液滴形成デバイスの上記マイクロチャネル部分の壁は、該第２溶液の表面張力の影響の下で該第２溶液の液滴を分離するように、離れていき；および上記液滴を案内するための上記第２手段は、上記第２溶液の表面張力の影響の下で上記第２溶液の液滴を移動させるように離れていく上記マイクロチャネルの壁の部分を備える。
【００３７】
したがって、接触させられる該２つの液滴は両方とも、該マイクロ流体回路内で作られことが可能であり、このことは該液滴を作り出すことおよび該液滴を接触させることを簡単化する。
【００３８】
有利には、この場合、該第１案内手段は、該第１溶液の液滴を該貯蔵領域の第１トラップ領域へ案内するように構成され、且つ該第２案内手段は、該第２溶液の液滴を該貯蔵領域の第２トラップ領域へ案内するように構成される。
【００３９】
有利には、該第１および該第２液滴形成デバイスは、異なるサイズの液滴を形成するように構成される。
【００４０】
好ましくは、この場合、該貯蔵領域は、異なるサイズの少なくとも２つのトラップ領域を有し、１のトラップ領域は、該第１液滴形成デバイスによって形成された液滴を受け取るのに適したサイズであり、かつ別のトラップ領域は、該第２液滴形成デバイスによって形成された液滴を受け取るのに適したサイズである。
【００４１】
該マイクロ流体回路は、それ故に望まれた実験条件に最もよく適応しうる。
【００４２】
有利な実施態様に従うと、該マイクロ流体回路はまた、前記キャリア流体内で第３溶液の液滴を形成するための少なくとも１つの第３デバイスと、該第３液体の液滴を該貯蔵領域へ案内するための手段とを備える。
【００４３】
該マイクロ流体回路は、それ故に、様々な試薬間の多くの反応を連続的に観測することを可能にする。
【００４４】
好ましくは、該マイクロ流体回路は、該貯蔵領域内に置かれた液滴を放出するための手段を備える。
【００４５】
したがって、多くの反応が、非常に高い速度で同一デバイスによって分析されうる。
【００４６】
有利には、これら放出手段は、上記液滴を上記貯蔵領域から外へ駆動するために適したキャリア流体の流れを作るための手段を備える。
【００４７】
本発明はまた、上に記載されたようなマイクロ流体回路を形成するために、流体で充填されるのに適したマイクロチャネルが規定されているところのマイクロ流体回路に関する。
【００４８】
本発明はまた、異なる溶液の２つの液滴を接触させるためのマイクロ流体方法であって、同時にまたは逐次に実行される、少なくとも以下の工程：
-  マイクロ流体回路のマイクロチャネル内への第１溶液の導入；
-  上記第１溶液の表面張力の影響と結合された、上記マイクロチャネルの壁の離れることに起因する、キャリア流体内の上記第１溶液の第１液滴の分離；
-  上記第１液滴の表面張力の影響と結合された、上記マイクロチャネルの壁が離れることに起因する、領域の中で第２溶液の第２液滴と接触させられるところの該領域への上記第１液滴の移動；
を包含する、上記方法に関する。
【００４９】
好ましい実施態様に従って、このマイクロ流体方法は、上記第１液滴と上記第２液滴を併合させる最後の工程を包含する。
【００５０】
有利には、このマイクロ流体方法はまた、次の工程：
-  上記マイクロ流体回路のマイクロチャネル内への上記第２溶液の導入；
-  上記第２溶液の表面張力の影響と結合された、上記マイクロチャネルの壁が離れていくことに起因する、上記キャリア流体内の上記第２溶液の第２液滴の分離；
-  上記第２液滴の表面張力の影響と結合された、上記マイクロチャネルの壁が離れていくことに起因する、上記領域の中で上記第１液滴と接触させられるところの上記領域への上記第２液滴の移動；
を包含する。
【００５１】
有利には、このマイクロ流体方法は、上に記載されたようなマイクロ流体回路に実装される。
【００５２】
本発明は、説明のため且つ限定する意図なしに与えられ、さらに図面を添付された以下の好ましい実施態様の記載に照らしてより良く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１Ａ】本発明の第１実施態様に従うマイクロ流体回路の平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに対応するマイクロ流体回路の断面図である。
【図２Ａ】該マイクロ流体回路の使用におけるある瞬間での図１の平面図の詳細図である。
【図２Ｂ】図２Ａに対応する断面図である。
【図３Ａ】該マイクロ流体回路の使用時の別の瞬間での図１の平面図の詳細図である。
【図３Ｂ】図３Ａに対応する断面図である。
【図４Ａ】該マイクロ流体回路の使用時の図３Ａとは異なる瞬間での図１の平面図の詳細図である。
【図４Ｂ】図４Ａに対応する断面図である。
【図５Ａ】該マイクロ流体回路の使用時の図３Ａ及び４Ａとは異なる瞬間での図１の平面図の詳細図である。
【図５Ｂ】図５Ａに対応する断面図である。
【図６Ａ】使用時のある瞬間における図１の該マイクロ流体回路の別の詳細部の平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに対応する断面図である。
【図６Ｃ】図６Ａおよび６Ｂによって示された該マイクロ流体回路の、使用時の別の瞬間における詳細部の平面図である。
【図７Ａ】本発明の第２の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路の詳細部の平面図である。
【図７Ｂ】図７Ａに対応する断面図である。
【図８】本発明の第３の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路の平面図である。
【図９Ａ】本発明の第４の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路の平面図である。
【図９Ｂ】図９Ａに対応する断面図である。
【図１０】本発明の第５の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路の平面図である。
【図１１】本発明の第６の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路の平面図である。
【図１２Ａ】本発明の第７の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路の平面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに対応する断面図である。
【図１３】本発明の第８の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
６．１．マイクロ流体回路
図１Ａは、本発明の第１の実施態様に従うマイクロ流体回路（１）の平面で見た平面図であり、該回路は、数種の流体の液滴を接触させることを可能にする。この平面図は、このマイクロ流体回路内部に形成された異なるマイクロ流体チャネルを示している。このマイクロ流体回路はまた、図１Ｂにおいて断面図で示される。
【００５５】
それ自体公知であるように、マイクロ流体回路は、相互に接着された２つの重ね合わされたプレートから成りうる。すなわち、該回路（１）は、例えば透明な顕微鏡スライドでありうるところのプレート（１０２）と、該プレート（１０２）と接触する面が２つのプレート間にマイクロチャネルを画定するようにエッチングされているところのプレート（１０１）とから成り、これらは重ね合わされ且つ相互に接着されている。プレート（１０１）は、ポリマー物質から作られうる。好ましくは、２つのプレートの少なくとも１つを構成する物質は、マイクロチャネル内の流体の観測を容易にするために透明である。この場合、図１Ａによって示されるように、該回路（１）の観測は、透明性を通してマイクロチャネルを見ることを可能にする。
【００５６】
公知のように、これらマイクロチャネルの寸法は、エッチングされるプレート（１０１）におけるエッチング幅と深さを変化させることによって自由に選択されうる。例えば、マイクロチャネルは、約１００μｍの幅と約５０μｍの深さを有しうる。これらマイクロチャネルはまた、様々な流体の特性または操作されるべき液滴のサイズに適応させられるように、より大きな寸法または反対により小さな寸法を有しうる。
【００５７】
注目すべきは、当業者に公知の他の方法によって作られたマイクロ流体回路は、明らかに本発明の実装のために使用されうることである。幾つかの場合には、これら回路は、「マイクロ流体回路」というよりはむしろ「皿」または「管」と呼ばれうる。しかしそれらは、流体を運ぶところの線、即ちマイクロチャネル、の典型的な寸法が約１μｍと１ｍｍとの間にあるとき、本発明の意味でマイクロ流体回路を構成する。
【００５８】
これらマイクロチャネルは通常、それらの壁が溶液を閉じ込める、即ちその中で循環する液滴へ応力を働かせるように、寸法付けられている。このように、大抵のマイクロチャネルにおいて、液滴は上部壁、底部壁、右壁および左壁によって閉じ込められる。これ以降「チャンバー」と呼ばれる幾つかのマイクロチャネルは、しかしながら１次元にのみ応力を働かせるように寸法付けられており、それら実質的に平行な壁の２つ（一般的に上部壁と底部壁）は、液滴を閉じ込めるために相互に近くに置かれ、且つ他の壁は液滴を閉じ込めないように十分遠く離されている。
【００５９】
マイクロ流体回路（１）は、その使用前に、流体（これ以後、キャリア流体と呼ばれる）を充填されなければならず、該流体は該回路内で操作される予定の流体とは混合されない。このキャリア流体は例えば油であり、該キャリア流体は界面活性剤製品へ添加されえて、流体の操作される複数の液滴が接触する場合にそれらの自発的な併合を避けることを可能にする。この界面活性剤添加物は時によっては不要でありえ、特に、目的が複数の液滴が接触するとき自発的にそれらが併合されることであるならば、不要である。
６．２．液滴の形成
【００６０】
マイクロ流体回路（１）は、プレート（１０１）に穿孔された２つの供給孔（１０及び１５）を備え、そして操作される予定の流体をその中に注入するために、注射器の針又はピペットの端部が該孔内に導入されうる。これら供給孔（１０及び１５）は、各々が夫々液滴形成ノズル（１２及び１７）へ流体を運ぶことを可能にする供給チャネル（１１及び１６）へ夫々連結されている。
【００６１】
これら液滴形成ノズルは、小区画のマイクロチャネルであり、該マイクロチャネルは、それらの第１端部によって流体を供給され得、かつこの流体を制御された仕方で第２端部へ通す。図２Ａ、３Ａ、４Ａおよび５Ａは、流体（２）の液滴の形成におけるいくつかの瞬間における、詳細な液滴形成ノズル（１２）の平面図を示している。このノズルはまた、図２Ａ、３Ａ、４Ａおよび５Ａの図面に夫々対応している図２Ｂ、３Ｂ、４Ｂおよび５Ｂの断面図によって詳細に示されている。明確性のために、回路（１）のチャネルを充填するキャリア流体はこれらの図には示されていない。
【００６２】
これらの図が示すように、該ノズル（１２）の第２端部は、プレート（１０１）にエッチングされた上部壁およびプレート（１０２）から成る底部壁を有する中央チャンバー（１３）に出現する。該ノズル（１２）の第２端部の近傍において、チャンバー（１３）の上部壁は、該ノズル（１２）の第２端部から距離が離れるときチャンバーの２つの壁が離れていくような仕方で傾斜された領域（１３１）を有している。溶液が該ノズル（１２）を通過した後、これらの壁が離れていくことは、溶液がこうむる閉じ込めを可能にして、その行程を減少する。
【００６３】
図２Ａおよび２Ｂが示すように、流体（２）、例えば溶液、が該孔（１０）を通してマイクロ流体回路（１）内へ導入されるとき、供給ダクト（１１）およびノズル（１２）を充填する。流体の該孔（１０）への導入が続くとき、流体（２）の先端部は、図３Ａおよび３Ｂが示すようにチャンバー（１３）内に進む。この流体は、その後、プレート（１０２）から成る底部壁と傾斜された領域（１３１）から成る上部壁（これら壁は該ノズル（１２）から離れて行くにつれて相互に離れていく）との間に閉じ込められる。
【００６４】
この壁の離れていくことは、流体（２）を該ノズル（１２）から離すように引き付ける傾向がある。実質的に、流体はできる限り球形（表面エネルギーが最小である形状である）に近い形状をとる傾向がある。したがって、より閉じ込められない空間の方へ移動させられる傾向にある。この引き付ける力は、流体（２）が該ノズル（１２）を通過して到達するよりも急速に、流体（２）の先端部を該ノズル（１２）から離す傾向にある。図５Ａおよび５Ｂに示されたように液滴（２０）が流体（２）のこの連続的な流体の流れから分離されるまで、図４Ａおよび４Ｂが示すように、この分離は、供給ダクト（１１）および該ノズル（１２）内に置かれた流体（２）の連続的な流れから流体（２）の先端部を引き離す傾向にある。
【００６５】
したがって、マイクロ流体回路（１）のマイクロチャネルの形状、そしてより具体的には、該ノズル（１２）から離れるにつれて壁が相互に離れていくところの、液滴形成ノズル（１２）およびチャンバー（１３）のつながりは、キャリア流体の如何なる流れの必要がなしに、流体（２）の液滴（２０）の形成を可能にする。これらの液滴を形成するのに必要な動作は、流体（２）を該孔（１０）へ導入するということだけである。この点で注目すべきは、流体（２）をマイクロ流体回路（１）内へ導入する圧力は、形成される液滴（２０）のサイズに関してほんの僅かな影響しか持たないことである。流体（２）の導入圧力を千倍にしても、作られた液滴のサイズはただの２倍であることが示されている。したがって、マイクロ流体回路（１）は、マイクロチャネルの幾何学的特性（そして特に該ノズル（１２）の区間および傾斜領域（１３１）の傾き）および流体（２）の粘性から主としてもたらされ且つ結果として比較的に一様であるところのサイズの液滴（２０）を作ることを可能にする。
【００６６】
しかし、注目すべきは、ある場合に、様々なサイズの液滴を作るために形成中の液滴に応力をかけることが可能であることである。すなわち、大きなサイズの液滴は、流体を急速にしかし短期間に注入することによって作られうる。同様に、より小さなサイズの液滴は、その分離フェーズの間に、液滴の流体を吸引することによって作られうる。これらの「能動的な」強制方法（そこでは外からの介入が液滴の形成に影響を与える）は、必須ではなく、本出願に記載された受動的方法（そこでは、流体が循環するマイクロチャネルの形状の影響とこれら流体の表面エネルギーの影響の下で液滴が自然に形成される）と併せて用いうる。
【００６７】
マイクロ流体回路（１）は対称的であるので、供給ダクト（１６）および液滴形成ノズル（１７）（該ノズル（１７）の近傍でチャンバー（１３）の上部壁の傾斜流域（１３２）と一緒になる）は、同様に供給孔（１５）内へ導入される流体から液滴（２５）を形成することを可能にする。
【００６８】
注目すべきは、この液滴形成方法は有利に、本出願人の名前による文書である国際公開第2011/121220号に記載されたタイプのものでありうることである。
６．３．液滴の案内
【００６９】
液滴を案内することを可能にする通路は、チャンバー（１３）の上部壁上に画定されている。これら通路は、壁にエッチングされた溝から成っている。それ故に、これら通路の１つに置かれた液滴は、チャンバー（１３）の上部壁と底部壁との間に閉じ込められた液滴よりもコンパクトな形状を取りうる。このより小さい閉じ込めの結果として、通路内に置かれた液滴は、この通路の側に置かれた液滴よりも少ない表面エネルギーを示す。したがって、この通路内に置かれた液滴は、外部エネルギーを与えられることなしに、通路から出ることができない。
【００７０】
より具体的には、２つの案内通路が、マイクロ流体回路（１）のチャンバー（１３）内に設けられている。１つの案内通路（１３３）は、その第1の端部が液滴（２０）の形成される場所の近傍に置かれるような仕方で形成され、これら液滴がこれらの形成後、通路内で係合する。この通路（１３３）の複数の縁部は、平行ではなく、その第１端部でよりも第２端部でより離れる。それ故に、チャンバー（１３）の上部壁および底部壁は、この通路の第１端部から第２端部へといくにつれて、この通路に沿って相互に離れていく。その結果、その第１端部で通路（１３３）内で係合された液滴（２０）は、その表面張力の影響の下でその第２端部の方へ移動させられ、その表面エネルギーが比較して弱い形状を取ることを可能にするマイクロ流体回路の構成によって引かれる。
【００７１】
同様に、案内通路（１３４）は類似の形状を有し、形成される液滴（２５）を第１端部で集めることを可能にし、かつそれらを第２端部の方へ案内する。
【００７２】
明らかに、液滴を案内することを可能にするマイクロ流体回路の任意の他の形状が、本発明の枠組みから離れないで実装されうる。また、マイクロ流体回路が、如何なるそのような通路も含まず、チャンバーの上部壁および底部壁の勾配のみが液滴をそれらの終点に案内することは可能である。
６．４．液滴の捕獲
【００７３】
通路（１３３及び１３４）の第２端部は、チャンバー（１３）の中央部に置かれた貯蔵領域、すなわち液滴トラップ（１３０）に達する。用語「貯蔵領域」または「トラップ」は、本明細書においては、その中へ液滴が入りうるが、しかし外部からの干渉なしではそこから出ることが出来ない空間を指す。この液滴トラップ（３０）は、チャンバー（１３）の上部壁内の中空エッチング（hollowed etching）によって画定され、有利に、通路（１３３）の第２端部へ接続されているトラップ領域（1301）および通路（１３４）の第２端部へ接続されているトラップ領域（1302）を画定する「８」の形状である。これらとラップ領域（1301および1302）の各々は、その中に置かれた液滴が、それに施与される外部エネルギーなしでは出て行かないような構成を有している。
【００７４】
注目すべきは、マイクロ流体回路内で液滴を案内し及び捕獲する技術は、有利に、本出願人の名による文書、国際公開第2011/039475号によって記載されたタイプでありうることである。
６．５．液滴の接触および併合
【００７５】
第１溶液を孔（１０）を通して、および第２溶液を孔（１５）を通して導入することによって、第１溶液の液滴（２０）を生成することが可能であり、該液滴（２０）はトラップ領域（１３０１）内に配置されるまで案内される。そして第２溶液の液滴（２５）は、トラップ（１３０）のトラップ領域（１３０２）内に配置されるまで案内される。２つの液滴（２０および２５）は、１つがトラップ領域（１３０１）内に、もう１つがトラップ領域（１３０２）内に置かれるとき、図６Ａおよび６Ｂに示されたように、これら２つの液滴は、相互に接触する。
【００７６】
しかし、液滴のこの接触は、必ずしも液滴の各々に含まれている溶液の接触を引き起こすとは限らない。事実、液滴の各々は、溶液を互に分離するキャリア流体の膜によって全体として囲まれる。しかし、１を越える液滴を形成しないように２つの液滴（２０および２５）を分離するキャリア流体の膜を取り除くことによる、液滴間の併合は、当業者に公知の技術を用いることによって容易に得られうる。この技術は、例えば、本出願の出願人の名による特許文書、仏国特許第2 873 171号記載されたものであり、そこではレーザーパルスが、２つの液滴間のキャリア流体の膜を破ることを可能にする、そこでの局所加熱を引き起こすために、２つの液滴間のインタフェースへ送られ、そしてそれらを併合させる。
【００７７】
当業者に公知の別の方法は当然に、液滴を併合するために実装されうる。すなわち、チャンバーの僅かの変形または振動を施与することによって併合の機械的な強制力を生み出すこと、または液滴の併合を引き起こす電界をかけること、または液滴間の境界を局所的に加熱することは、公知の仕方である。
【００７８】
本発明に従うマイクロ流体回路において、液滴の併合が、それらの接触の後に自発的に生じるようにすることも可能である。このために、適切な特性を示すキャリア流体、例えば界面活性剤添加物のない油を選択することで十分である。この別の実施態様は、本発明に従うマイクロ流体回路が、１の液滴を、併合されなければならない液滴とのみ接触させるうることを可能にする限りにおいて、該マイクロ流体回路により可能にされる。
【００７９】
液滴の併合は、図６Ｃに示されたように、液滴トラップ（１３０）内における単一の液滴（２９）の形成で完了する。トラップ領域（１３０１及び１３０２）を占めている２つの液滴（２０及び２５）が、トラップ（１３０）を占める単一の液滴に併合されるや否や、最初は別々の液滴内に含まれていた溶液は、お互いに反応しうる。マイクロ流体回路（１）の壁の少なくとも１つが透明であるので、その後２つの溶液間で生じる反応の光学的観測を提供することが可能である。
【００８０】
この観測は、トラップ（１３０）およびトラップ領域（１３０１及び１３０２）が上手く画定された位置にあるという事実のおかげで、本発明に従う方法において特に容易である。したがって、適切な光学的システムが、このトラップ（１３０）上に正確に中央に置かれる。液滴トラップ（１３０）の形状のせいで、液滴（２９）は有利に楕円形であり、このことが２つの液滴（２０及び２５）内に含まれた溶液間の反応の進行のより良い観測を可能にする。さらに、液滴間で併合が生じる瞬間の溶液の各々の正確な位置および２つの溶液間で接触がなされる領域の知識は、観測のより容易でより効果的な分析を可能にする。
６．６．液滴の除去
【００８１】
一度、２つの溶液間の反応が起きると、チャンバー（１３）へ連結された孔（１４１）を通して十分な高圧でキャリア流体の流れを注入することによって、トラップ（１３０）から液滴を除去することが可能である。キャリア流体の流れは、その後、チャンバー（１３）を通過し、孔（１４２）を通して放出される。この流れは、トラップを出、そしてチャンバー（１３）から放出されるのに十分なエネルギーを液滴に与えることによって、トラップ（１３０）内に置かれた液滴を駆動する。マイクロ流体回路（１）は、その後、同じ流体の反応を、または導管および液滴形成ノズルが清潔にされてから他の流体の反応を観測するために再び用いられうる。
６．７．傾斜壁の無い実施態様
【００８２】
このマイクロ流体回路の多数の別の実施態様は、本発明の枠組みから離れることなく、様々な実験条件に適合されるように実装されうる。
【００８３】
すなわち、図７Ａおよび７Ｂは夫々、本発明の第二の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路（３）の詳細の平面図および断面図である。
【００８４】
このマイクロ流体回路（３）は、図１Ａおよび１Ｂのマイクロ流体回路（１）と大部分は同じである。液滴形成ノズル（３２）が現れる中央チャンバー（３３）のみが、異なる構成を有している。
【００８５】
事実、この中央チャンバー（３３）は、傾斜壁を持たない。他方、この中央チャンバー（３３）の上部壁および底部壁は、ノズル（３２）の壁の分離部よりも大きな分離部を有している。さらに、液滴をトラップ（３３０）へ駆動することを可能にする案内通路（３３３）は、ノズル（３２）の近くまで延ばされている。中央チャンバー（３３）の上部壁および底部壁の分離部は、案内通路（３３３）と一緒に、マイクロ流体回路（１）におけるのと同じ仕方で、溶液の表面張力の効果の下でノズル（３２）を通過するこの溶液の液滴を引き離すことを可能にする。
６．８．複数のトラップ領域供給チャネルを有する実施態様
【００８６】
図８は、本発明の第三の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路（４）の平面図を示している。このマイクロ流体回路（４）の半分は、図１Ａおよび１Ｂのマイクロ流体回路（１）と同じである。すなわち、それは、供給チャネル（４１）に供給する供給孔（４０）および中央チャンバー（４３）に出現するところの液滴形成ノズル（４２）を備えている。ノズル（４２）の近傍でチャンバー（４３）の壁の適切な傾斜と共同しているノズル（４２）は、孔（４０）内へ導入された流体の液滴の形成を可能にする。形成された液滴は、案内通路（４３３）によって、チャンバー（４３）の実質的に中央に置かれたトラップ（４３０）の第一トラップ領域（４３０１）へ案内される。
【００８７】
トラップ（４３０）の第二トラップ領域（４３０２）はその一部で、複数の案内通路（４３４１、４３４２、４３４３及び４３４４）の一つの端部へ接続されている。これら案内通路の各々のもう１つの端部は、供給チャネル（夫々、４６１、４６２、４６３及び４６４）を介して供給孔（夫々、４５１、４５２、４５３、４５４）によって供給される液滴形成ノズル（夫々、４７１、４７２、４７３、４７４）の近傍に置かれている。これらノズルの近傍でチャンバー（４３）の壁の適切な傾斜と協働する各液滴形成ノズル（４７１、４７２、４７３、４７４）は、対応する供給孔内に注入されうる溶液をもつ液滴を形成することを可能にする。この液滴はその後、トラップ領域（４３０１）内に置かれた液滴と併合されうるために、トラップ（４３０）のトラップ領域（４３０２）へ案内される。
【００８８】
その結果として、孔（４０）を通して注入された溶液の液滴を、選択によって孔（４５１、４５２、４５３、又は４５４）の一つを通して注入された溶液と併合することが可能である。
【００８９】
そのようなマイクロ流体回路は、供給孔（４０）内へ導入された溶液と孔（４５１、４５２、４５３、又は４５４）から選択された１の供給孔内へ導入された溶液の一つとの間の複数の化学反応を、連続して、該回路を洗浄すること無く行なうことを可能にする。
【００９０】
実際に、供給回路（４）は、第１溶液と複数の別の異なる溶液との反応を簡単に生成することを可能にする。第１溶液は、この第１溶液の液滴がトラップ領域（４３０１）内に置かれるために、孔（４０）内へ注入されうる。第２溶液はまた、トラップ領域（４３０２）内のこの第２溶液の液滴を置くために、孔（４５１）内へ注入されうる。２つの液滴はその後、２つの溶液間の反応を引き起こすために併合される。この反応の後、穴（４４１）を通してキャリア流体の流れを注入することによって、併合から得られた液滴を孔（４４２）を通して容易に放出することが可能である。
【００９１】
何らの追加の洗浄をおこなうことなしに、再び、トラップ領域（４３０１）内に第１溶液の新しい液滴を置くために孔（４０）内に第１溶液を注入すること、およびトラップ領域（４３０２）内に第３溶液の液滴を置くために、孔（４５２）内に第３溶液を注入することは可能である。その後、異なる溶液間の新たな反応が行なわれうる。明らかに、供給孔（４５３及び４５４）を用いて一連の実験を続けることが可能である。
【００９２】
明らかに、トラップ領域（４３０２）に供給しうる液滴形成ノズルの数は、変化しうる。同様に、このマイクロ流体回路の他の実施態様、とりわけ、２つのトラップ領域の各々は、複数の液滴形成ノズルから生み出される液滴を受けうることによる実施態様、１の同一の案内通路が、複数のノズルから生み出される複数の液滴を１のトラップ領域へ運びうることによる実施態様などが、当業者によって考案されうる。
６．９．様々なサイズの液滴を有する実施態様
【００９３】
図９Ａ及び９Ｂは、本発明の第四の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路（５）を示しており、異なる溶液の２つの液滴であって異なる体積を有するものを接触させることを可能にする。与えられた流体で異なる体積の液滴を得るために、マイクロ流体回路の寸法特性、とりわけノズルの寸法及び／又はノズルの出口での壁の傾斜及び／又は分離を変化させることが可能である。
【００９４】
図９Ａの平面図および図９Ｂの断面図によって表された実施態様において、マイクロ流体回路（５）は、図１Ａおよび１Ｂで表された該回路（１）のそれらと同一である供給孔（５０及び５５）、供給チャネル（５１及び５６）および液滴形成ノズル（５２及び５７）を有している。他方、中央チャンバー（５３）（ここに当該ノズル（５２及び５７）が現れる）は、ノズル（５２）およびノズル（５７）を通過する流体によって形成された複数の液滴が同じでないサイズを有することを可能とする形状を有している。
【００９５】
このために、チャンバー（５３）の上部壁は、ノズル（５２）の近傍に第１傾斜領域（５３１）と、ノズル（５７）の近傍に第２傾斜領域（５３２）とを有しており、それらの傾斜は同一ではない。それ故に、ノズル（５２）から出て行く流体は、相対的に小さな角度を形成する２つの壁の間に閉じ込められており、このことは、流体をノズル（５２）から離すように動かす流体の引力が相対的に弱いことを意味する。その結果、液滴が流体の流れから分離されるとき、それは相対的に大きな体積を有している。反対に、ノズル（５７）から出て行く流体は、相対的に大きな角度を形成する２つの壁の間に閉じ込められており、このことは、流体をノズル（５７）から離すように動かす流体の引力がより強いことを意味する。その結果、液滴は流体の流れからより速く分離され、そして相対的に小さな体積を有する。
【００９６】
案内通路（５３３及び５３４）の寸法およびチャンバー（５０）の壁の１つにおいてエッチングされたトラップ（５３０）のトラップ領域（５３０１及び５３０２）の寸法は、好ましくは、それらの中で巡回させなければならない液滴の寸法に適合されている。
６．１０．２つの連続する接触を可能にする実施態様
【００９７】
図１０は、本発明の第五の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路（６）の平面図を示している。マイクロ流体回路（６）は、図１Ａ及び１Ｂのマイクロ流体回路（１）と大部分で同一である。すなわち、それは、供給チャネル（６１）へ供給する供給孔（６０）、および中央チャンバー（６３）に現れるところの液滴形成ノズル（６２）を備えている。それはまた、供給チャネル（６６１）へ供給する供給孔（６５１）および中央チャンバー（６３）にまた現れるところの液滴形成ノズル（６７１）を備えている。該ノズル（６２及び６７１）は、チャンバー（６３）の複数の壁の適切な傾斜と協働して、異なる溶液の液滴の形成を夫々可能にする。形成された液滴は、その後、案内通路（６３３及び６３４）によって第１トラップ（６３０）へ案内され、その中でそれらは接触させられ、その後、併合され得る。
【００９８】
この併合の後、チャンバー（６３）へ連結された孔（６４１）を通して所定の圧力でキャリア流体の流れを注入することによって、併合の結果生じる液滴をトラップ（６３０）から除去することが可能である。キャリア流体の流れは、その後チャンバー（６３）を通過し、孔（６４１）の反対位置でチャンバー（３）と連絡している孔（６４２）を通して放出される。この流れは、トラップ（６３０）内に置かれた液滴へ、このトラップを出されかつ孔（６４２）の方へ移動させられるのに十分なエネルギーを伝えうる。
【００９９】
この液滴は、そのあとチャンバー（６３）内に設けられた第２トラップ（６３１）のトラップ領域（６３１１）内に到達する。好ましくは、トラップは、キャリア流体の流れが、液滴をトラップ（６３０）から出すのに十分なように、同一液滴をトラップ領域（６３１１）から出すのに不十分であるように構成されている。したがって、もしキャリア液体の流れが賢く選択されると、孔（６０及び６５１）を通して導入された複数の溶液の複数の液滴の併合から得られる液滴は、トラップ領域（６３１１）内に留められる。
【０１００】
この液滴は、そのあと第３の溶液の液滴と接触させられ、供給チャネル（６６２）へ供給する供給孔（６５２）へ、そして中央チャンバー（６３）に現れる液滴形成ノズル（６７２）へ導入されうる。このノズル（６７２）は、チャンバー（６３）の壁の適切な傾斜と一緒に、案内通路（６３５）によって第２トラップ（６３１）のトラップ領域（６３１２）へ案内されるこの第３の溶液の液滴の形成を可能にする。トラップ領域（６３１１および６３１２）に容れられた複数の液滴は、そのあと接触し、そして同様に併合されうる。
【０１０１】
したがって、マイクロ流体回路（６）は、孔（６０）を通して導入された溶液の液滴が、引き続き、孔（６５１）を通して導入された溶液の液滴および孔（６５１）を通して導入された溶液の液滴と混合されるのを可能にする。
６．１１．第１溶液の複数の液滴が他の異なる溶液と接触することを可能にする実施態様
【０１０２】
図１１は、本発明の第六の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路（７）を表している。
【０１０３】
このマイクロ流体回路は、液滴形成ノズル（７７１，７７２，７７３，７７４）に夫々供給する供給チャネル（７６１，７６２，７６３，７６４）に夫々接続さるところの複数の供給孔（７５１，７５２，７５３，７５４）を備えている。これらノズル（７７１，７７２，７７３，７７４）の各々は、１つの且つ同一のチャンバー（７３）に現れ、その壁は、ノズル（７７１，７７２，７７３，７７４）を通過する各々の溶液の液滴の形成を可能にするよう適切な傾斜を有している。これら液滴は、各々案内通路（夫々７３１，７３２，７３３，７３４）によって、トラップ（夫々７３５，７３６，７３７，７３８）へ案内される。
【０１０４】
一度、トラップ（７３５，７３６，７３７，７３８）の各々が異なる溶液の液滴を容れると、孔（７４１）を通して導入されたキャリア流体の流れによって生まれ、かつ孔（７４２）を通して放出されるところの、別の溶液の複数の液滴をチャンバー（７３）内へ運ぶことが可能である。これら液滴の幾つかは、トラップ（７３５，７３６，７３７，７３８）によって留められ、そこではそれらは供給孔（７５１，７５２，７５３，７５４）内に導入された複数の溶液の複数の液滴と接触する。
【０１０５】
したがって、この実施態様に従うマイクロ流体回路は、それらを併合するために、（孔（７４１）を通して導入された）１の溶液の複数の液滴を、（供給孔（７５１，７５２，７５３，７５４）内に導入された）複数の他の溶液の液滴と接触させることを可能にする。
６．１２．丸い中央チャンバーを有する実施態様
【０１０６】
図１２Ａおよび１２Ｂは、本発明の第八の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路（８）を表している。
【０１０７】
このマイクロ流体回路（８）は、供給チャネル（８１）に供給する供給孔（８０）、および中央チャンバー（８３）に現われる液滴形成ノズル（８２）を備えている。それはまた、供給チャネル（８６）に供給する供給孔（８５）、および中央チャンバー（８３）に同様に現われる液滴形成ノズル（８７）を備えている。
【０１０８】
中央チャンバー（８３）は、この実施態様においては、平坦な底部壁および円錐形状の上部壁を有している。該ノズル（８２及び８７）は各々が、中央チャンバー（８３）の上部壁の傾斜と共同して、異なる溶液の液滴の形成を可能にする。
【０１０９】
中央チャンバー（８３）の上部壁のこの傾斜のせいで、作られた液滴は、表面張力の影響の下で、円錐上部面の頂点（８３０）の近傍に置かれた領域の方へ移動される。中央チャンバー（８３）のこの中央領域は、液滴トラップを構成し、その中で、該孔（８０及び８５）内に導入された複数の溶液の複数の液滴が接触させられ、そして併合されうる。
【０１１０】
したがって、その中のチャンバー（８３）の形状が特に単純であるこのマイクロ流体回路は、２つの異なる溶液の複数の液滴が接触することを可能にする。
６．１３．平行な液滴形成ノズルを有する実施態様
【０１１１】
図１３は、本発明の第九の可能な実施態様に従うマイクロ流体回路（９）を示している。
【０１１２】
このマイクロ流体回路（９）は、供給チャネル（９１）に供給する供給孔（９０）、および中央チャンバー（９３）に現れる液滴形成ノズル（９２）を備えている。それはまた、供給チャネル（９６）に供給する供給孔（９５）、および中央チャンバー（９３）に同様に現れる液滴形成ノズル（９７）を備えている。
【０１１３】
中央チャンバー（９３）の壁の１つは、この実施形態においては、実質的に三角形状の傾斜領域（９３）を有しており、該傾斜領域（９３）は、中央チャンバーの底部壁及び上部壁が、該ノズル（９２及び９７）から離れ、このチャンバーに備えられたトラップ（９３２）の方へ動くにつれて、離れていくことを可能にする。この傾斜領域（９３）の縁（９３１１及び９３１２）（該縁はチャンバーの上部壁の平坦領域（９３３）からそれを分離する）は、液滴が、その表面エネルギーを増加させることなくして、傾斜領域（９３）から平坦領域（９３３）へ通過しえないように構成されている。したがって、チャンバー（９３）内で作られた２つの液滴は、傾斜領域（９３１）によってトラップ（９３２）へ案内され、液滴がその中で接触し、そして併合される。
【０１１４】
このマイクロ流体回路は、したがって同様に、２つの異なる流体の液滴を接触させることを可能にする。
【０１１５】
明らかに当業者は、本発明の枠組みから離れることなくそのようなマイクロ流体回路の別の実施態様を困難なく工夫しうる
【符号の説明】
【０１１６】
１、３、４、５、６、７、８、９  マイクロ流体回路
２                              流体
１０、１５                        供給孔
１１、１６                        供給チャネル（供給ダクト）
１２、１７                        液滴形成ノズル
１３                              チャンバー
２０、２５                        液滴
１０１、１０２                      プレート
１３０                              貯蔵領域（液滴トラップ）
１３１                              傾斜領域
１３３，１３４                      案内通路
１３３、３３３、４３３、５３３、    第１案内手段
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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