(57)【要約】【課題】少なくとも１つの液状製品を分配するための装置を提供する。【解決手段】少なくとも１つの液状製品を分配するための装置（１）は、液状製品が供給され、各液状製品を受容するための受容管（１０）の入口（１２）と連絡可能な出口（４）を有する少なくとも１つの注入管（２）を具備する。本発明によると、各注入管（２）の出口（４）および受容管（１０）の入口（１２）が、不混和性液体（８）で満たされた密封貯留部（６）に開き、各注入管（２）の出口（４）は受容管（１０）の入口（１２）からある間隔で受容管（１０）に近接して配置され、装置（１）はさらに、不混和性液体（８）を加圧するための手段（１４）を有する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの液状製品（１６）を分配するための装置（１、１００）であって、液状製品（１６）が供給され、各液状製品を受容するための受容管（１０）の入口（１２）と連絡することができる出口（４）を有する少なくとも１つの注入管（２）を有し、各注入管（２）の出口（４）と受容管（１０）の入口（１２）が不混和性の液体（８）で満たされた密封貯留部（６）内に開き、各注入管（２）の出口（４）が受容管（１０）の入口（１２）からある間隔で、受容管（１０）に近接して配置され、さらに不混和性液体（８）を加圧するための手段（１４）を具備することを特徴とする装置。
【請求項２】
異なる液状製品が供給され、ある間隔で配置された少なくとも２つの注入管（２）を有し、該注入管（２）が、所定の順番で連続して受容管（１０）と連絡することができることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
各注入管（２）の出口（４）が、前記装置（１）の受容管（１０）の入口（１２）に近接して配置されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
各注入管（２）の出口（４）に、分配すべき液状製品の滴（１８）を誘導するための手段を設け、該出口（４）と受容管（１０）の入口（１２）との間に滴（１８）を形成するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
各注入管（２）が、出口（４）が受容管（１０）の入口（１２）に近接するように移動させられることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項６】
注入管（２）が、受容管（１０）に対して平行移動および／または回転が可能な管支持体（２４）上に配置されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
受容管（１０）が、入口（１２）が所定の注入管（２）の出口（４）に近接するように移動させられることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項８】
各注入管（２）がマイクロチューブであることを特徴とする前記各請求項のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
密封貯留部（６）内の不混和性の液体（８）が油であることを特徴とする前記各請求項のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
注入管（２）の出口（４）と受容管（１０）の入口（１２）との間に位置する液状製品（１６）の滴（１８）を分析するための手段（２６）を有することを特徴とする前記各請求項のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
分析手段（２６）が蛍光検出手段である請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
バイオチップまたはマイクロ流体装置に使用されることを特徴とする前記各請求項のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記各請求項のうちいずれか１項に記載の装置で使用することができる少なくとも１つの液状製品（１６）を分配するための方法であって、
−液状製品（１６）を注入管（２）に注入することで、注入管（２）から突出する液状製品（１６）の滴（１８）を形成し、受容管（１０）の入口（１２）に接触させる過程と、
−密封貯留部（６）内の不混和性液体（８）を加圧することで、液状製品（１６）の滴（１８）を注入管（２）の出口（４）から離脱させ、受容管（１０）内に押し込む過程との繰返しからなることを特徴とする方法。
【請求項１４】
液状製品（１６）を注入し、不混和性液体（８）を加圧する過程の前に、該液状製品（１６）を含む注入管（２）の出口（４）を、受容管（１０）の入口（１２）と対向して配置させる過程を有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
開口を対向配置させる過程が、液状製品（１６）を含む注入管（２）を移動させることによって行われることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
開口を対向配置させる過程が、液状製品（１６）を含む受容管（１０）を移動させることによって行われることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
開口を対向配置させる過程が、制御ユニットを介して行われることを特徴とする請求項１４ないし１６のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
注入管（２）の出口（４）と受容管（１０）の入口（１２）に接触する滴（１８）を形成する液状製品（１６）を注入する過程の後に、両管（２、１０）間に液体の橋を形成する滴（１８）を通過するようにして、注入管（２）から受容管（１０）に液状製品（１６）を注ぐ過程を有することを特徴とする請求項１３ないし１７のうちいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、少なくとも１つの液状製品を分配するための装置であって、各液状製品を受けるための受容管の入口と連絡可能な出口を設けた、液状製品が供給される少なくとも１つの注入管を有する装置に関するものである。
より具体的に、本発明は、複数の液状製品を分配するための装置であって、各液状製品が、所定の順番に連続して少量だけ装置から放出されるように分配される装置に関するものである。
本発明は、さらに、少なくとも１つの液状製品を分配するための方法に関するものであり、当該方法は、上述した分配装置によって実施することが可能である。
【０００２】
【従来技術】
当該技術分野において、上述したような装置は幾つか提案されている。
複数の液状製品を分配するためのものとして、従来から、多方向切換弁が知られている。この種の弁は、通常、それぞれ異なる液状製品であって、好ましくは不混和性の製品が供給される複数の注入管、および所定の順番に連続して各注入管と連絡することができる１本の受容管を具備するものである。このようにして、受容管は、その内部に、複数の液状製品からなる、いわゆるプラグストリーム（ｐｌｕｇ　ｓｔｒｅａｍ）を収容し、これらの液状製品は、受容管が弁の各注入管と連絡する所定の順番に、弁から放出される。
【０００３】
しかし、このような多方向切換弁を使用することに重大な欠点がある。特定の注入管と受容管との連絡を可能にするこの弁の可動部は、放出すべき各液状製品に連続して接触することになる。従って、第１の注入管から第２の注入管へ移動する際に、多方向切換弁の可動部によって、少量の液状製品が第１の注入管から第２の注入管まで運ばれ、第２の注入管の液状製品と混合してしまう畏れがある。さらに、弁の可動部の各注入管間の移動の繰返しによって、これらの管内の液状製品が互いに混合し、その純度が劣る可能性があることは明らかである。
【０００４】
さらに、多方向切換弁を使用すると、少量の液状製品を注入することは必ずしも可能ではなく、多方向切換弁に大きなデッドスペースが存在することで非常に困難となる故、通常、１ｍｌ未満の量を注入することは不可能である。
【０００５】
また、それぞれに不混和性の液体が供給される２本の注入管と、２つの不混和性の液状製品を交互に含んだプラグストリームを収容することができる受容管からなるＴコネクタも従来から知られている。
【０００６】
しかし、この種のコネクタは、操作速度が比較的制限される。さらに、Ｔコネクタは、液状製品内の気体の存在に対して非常に弱いのである。２つの液状製品のうちいずれかが気泡を含んだ状態で受容管に注入されると、気泡の存在によって少量の液状製品が押し上げられ、コネクタに戻り、他方の液状製品と接触してしまう畏れがあり、汚染の原因になる。
【０００７】
【特許文献１】
ＵＳ３７２６２９７Ａ号公報
【特許文献２】
ＧＢ２３５９７６５Ａ号公報
【特許文献３】
ＥＰ０３７７２０２Ａ号公報
【特許文献４】
ＵＳ４０１５９３８Ａ号公報
【特許文献５】
ＥＰ１００２５７０Ａ号公報
【０００８】
【発明の開示】
よって、本発明は、少なくとも１つの液状製品を分配するための装置であって、液状製品が供給され、各液状製品を受容するための受容管の入口と連絡可能な出口を有する少なくとも１つの注入管を具備し、上記の従来技術による態様に関連して述べた欠点を少なくとも部分的に解消することができる装置を提供することを目的とする。
【０００９】
より具体的に、本発明は、少なくとも１つの液状製品を分配するための装置であって、分配すべき液状製品内に気体が存在することで操作が乱れることがなく、複数の液状製品が同一の注入管内で混合することを防止する設計を有する装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は、さらに、少なくとも１つの液状製品を分配するための方法であって、上述した目的を達成する分配装置によって実施可能な方法を提供することを目的とする。
【００１１】
上述した目的を達成するために、本発明は、少なくとも１つの液状製品を分配するための装置であって、液状製品が供給され、各液状製品を受容するための受容管の入口と連絡可能な出口を有する少なくとも１つの注入管を具備する装置を提供する。本発明によると、各注入管の出口と受容管の入口は、不混和性の液体で満たされた密封貯留部内に開いており、各注入管の出口が、受容管の入口に対してある間隔を置いて近くに配置させることが可能であり、装置は、さらに、不混和性液体を加圧するための手段を有するものである。
【００１２】
分配すべき液体が、加圧または所定の量の注入によって注入管に充填可能であるこの形態において、本発明による分配装置は、各注入管内に収容された各液状製品が接触することを防止し、各液状製品内の気泡の存在による影響をほとんど無くすことができる。
【００１３】
任意の注入管から液状製品が注入されると、液状製品の滴が形成され、不混和性の液体で満たされた貯留部内に突出し、さらに、拘束されたまま膨らんでいき、そのうち、受容管の入口と接触し、両管の間に液体の橋を形成する。ここで、注入管が複数存在する場合、各注入管の出口に、液状製品を受容管の入口の方向に向けるための誘導手段を設けることが好ましい。この誘導手段は、各液状製品が、受容管の入口からはずれ、隣接する他の注入管の出口に接触することを防止するものであるが、これは、本発明による装置が正確に動作することを保障するために不可欠なものである。
【００１４】
２つの開口間に滴が形成された後、不混和性液体を加圧することで、液状製品を離脱させ、受容管の内部に押し込まれるようにする。そうすることにより、管に注入された液状製品内に気泡が存在する場合、注入管と受容管との間の空間から気泡を貯留部に逃すことができ、液状製品が他の注入管に紛れ込むことを防止することができる。
【００１５】
さらに、本発明による分配装置は、所定の注入管と受容管との間の経路を形成するための物質として、不混和性の液体を有する。その結果、本発明のこの特徴によって、多方向切換弁の可動部を使用する時と違って、注入される液状製品の残留物が不混和性液体に付着したままにならないので、分配すべき各液状製品間の混同の蓋然性を最小化することができる。従って、注入された液状製品が、すべて受容管内に収容され、その結果、注入された液状製品が後に使用される他の注入管と接触することを防止する。
【００１６】
さらに、液状製品の滴がすべて受容管内に収まり、追って、少量の不混和性液体が受容されて初めて不混和性液体の加圧を停止するようにすることで、各液状製品間の非接触をさらに強化することができる。
【００１７】
このようにすることで、注入管と受容管との間で製品の滴の拘束に加わった不混和性液体も追うようにして一緒に受容管内に注入されるので、その滴は、他の注入管内の他の液状製品と接触することがない。さらに、受容管内に不混和性液体が存在することによるその他の利点として、各液状製品が、不混和性液体によって互いに離間されているプラグストリームが得られるので、受容管内においても液状製品が混合することを防止することができる。
【００１８】
分配装置は、好ましくは、ある距離を置いて配置され、異なる液状製品が供給される２本の注入管であって、所定の順番に連続して受容管と連絡することができる注入管を具備するものである。
【００１９】
本発明の第１の実施形態によると、各注入管の出口が、受容管の入口に近接して設けてある。従って、装置のデザインが比較的簡単なものになり、高速で操作可能になることは明らかであろう。
【００２０】
本発明の第２の実施形態によると、各注入管を、その出口が、受容管の入口に近接するように移動させることができる。これにより、多数の注入管を使用することが可能になり、その結果、様々な液状製品からなるプラグストリームを得ることが可能になる。
その場合、好ましい形態として、注入管を、受容管に対して平行移動および／または回転が可能な管支持体上に配置する。
【００２１】
本発明に第３の実施形態によると、受容管を、その入口が、任意の注入管の出口に近接するように移動させることができる。
また、３つの実施形態のいずれにおいても、注入管として、例えば、受容管内に液状製品を１ｍｌ未満注入することができるマイクロチューブを使用することができる。
【００２２】
また、分配装置が、注入管の出口と受容管の入口との間の滴または液体の橋を分析するための手段を有することが好ましく、この分析手段が蛍光検出手段であることが好ましい。
【００２３】
本発明は、少なくとも１つの液状製品を分配するための方法であって、上述したような分配装置によって実施可能な方法を提供することをそのさらなる目的とする。本発明による方法は、次の各過程の繰返しによるものである：
−液状製品を注入管に注入することで、注入管から突出する液状製品の滴を形成し、受容管の入口に接触させる過程と、
−密封貯留部内の不混和性液体を加圧することで、液状製品の滴を注入管の出口から離脱させ、受容管内に押し込む過程。
【００２４】
ある実施形態において、注入管の出口と受容管の入口と接触する液状製品の滴を形成する液状製品注入過程に続いて、両管間に液体の橋を形成する滴を通過するようにして、注入管から受容管に液状製品を注ぐ過程をさらに設けるようにした。
その結果、液状製品を大量に、すなわち、注入管と受容管との間の液体の橋を形成する液体の量より遥かに多い量を注入することが可能になる。
【００２５】
本発明のその他の利点や特徴は、非限定的なものである以下の詳細な説明を参照することで明らかになろう。
【００２６】
【好ましい実施形態の詳細な説明】
図１に、本発明の第１の実施形態による、少なくとも１つの液状製品を分配するための装置１を示す。
この実施形態において、装置１は、ほぼ垂直方向に沿ってほぼ平行にある間隔で配置された２つの注入管２を有するものである。勿論、発明の範囲を逸脱しない程度にさらなる注入管２を設けることも可能である。各注入管２には、図１に見えるように、その下端に出口４が設けてあり、この出口４は、好ましくは油からなる不混和性の液体８で満たされた密封貯留部６に開いている。各注入管２に、異なる液状製品を供給することができ、これらの管２を、それぞれに対応する液状製品の、例えば粘性や表面張力等の特徴に適した内径を有するマイクロチューブとすることで、注入管２の出口４に滴または液体の橋が形成されるようにすることが好ましい。従って、本発明による装置１は、バイオチップ、実験室チップ（ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）またはその他のマイクロ流体装置等に使用することができる。各液状製品の分配を選択的に制御するために、各注入管２に弁または注入システム（図示せず）を設ける。
【００２７】
分配装置１は、さらに、ほぼ垂直の受容管１０を有し、図１に見えるその上端に相当する入口１２も、密封貯留部６に開いている。受容管１０の内部に、各注入管２に由来する微量の液状製品が交互に積層されたプラグストリーム１３が形成され、連続的に装置１から放出される。
この実施形態において、各出口４が、入口１２からある間隔に位置し、各出口４が受容管１０の入口１２に近接するように、注入管２および受容管１０が固定配置される。
【００２８】
図１に見えるように、受容管１０を注入管２の下方のその間に配置させることで、各開口４および１２を近接配置することができる。また、注入管２と受容管１０は、面一に、ほぼ平行に配置されている。さらに、各注入管２の出口４に、誘導手段を設けることにより、液状製品の滴が、他の注入管２の出口４の方向ではなく、受容管１０の入口１２の方向に膨らむようにする。ここで示す実施形態において、この誘導手段は出口４の特定形状、すなわち、受容管１０の入口１２の方向に向く斜面形状によるものである。ただし、この誘導手段は、例えば開口４と１２を繋ぐワイヤであったり、突起またはその他の構造によって実現することが可能であり、液状製品の滴を寄せたり、拘束したり、変形させることができるようなものであればその構成を問わない。
【００２９】
装置１は、さらに、不混和性液体８を加圧するための手段を有する。例えば、貯留部内の圧力を増加させるために、密封貯留部６内に不混和性液体８を供給することができる不混和性液体８用の入口１４を設けることができる。
図２ａないし２ｄは、本発明の第１実施形態による分配装置の動作原理を象徴的に示すものである。
【００３０】
上述のとおり、プラグストリーム１３を形成する液状製品は、注入管２に由来し、注入管が順次受容管１０と連絡する。
【００３１】
所定量の液状製品１６を受容管１０に注入し、プラグストリーム１３に加えた場合、注入管２に取り付けられた弁、注射器、注射器押圧部、またはポンプ式注入システムによって、図２ａの矢印Ｆで示すように、所定量の液状製品を出口４に送ることができる。当然、不混和性液体８を加圧するための手段を構成する入口１４は、密封貯留部６に液状製品１６を注入する時、閉鎖される。
【００３２】
すると、液状製品１６が注入管２から突出し、滴１８が形成され、この適１８は密封貯留部６内の不混和性液体８によって拘束される。この時、滴１８は、毛管現象により、注入管２の出口４に付着したままである。
【００３３】
液状製品１６を注入し続けると、滴１８が膨らみ、そのうち、受容管１０の入口１２と接触し、管２および１０の間に液体の橋を形成する。滴１８が出口１２と接触し、安定になった直後、たとえ不混和性液体８の加圧手段を起動していなくても、液体１６が受容管１０内に流入し始める可能性がある。
【００３４】
液状製品１６の注入は、この所定量の製品１６が実質的にすべて滴１８に収められた時点で停止する。これは、図２ａに示すように、滴１８が安定している状態である。ただし、滴１８を出口４および１２に固定させるために、所定量の液状製品１６の一部は、僅かながら、常に注入管２または受容管１０内に存在する。
【００３５】
本発明のある実施形態によると、滴１８が管２および１０の間に液体の橋を形成している間、液体の橋を通過して受容管１０に供給される液状製品１６の量が、滴１８の体積より大きくなるように、注入管２から受容管１０への液体の流れ１６が発生するようにすることも可能である。よって、任意の注入管２から装置１の受容管１０へ、管２と１０との間の液体の橋を形成する滴１８を通過して、非常に大量の液状製品を継続的に注入することができる。
【００３６】
次いで、滴１８が受容管１０の入口１２と接触し、液体の橋が形成されるか、さらに、液体の橋を通過して受容管１０に供給される製品１６の流れが終了すると、不混和性液体８が加圧される。これは、密封貯留部６の入口１４を開き、所定量の不混和性液体８を追加することで行われる。図２ｃにおいて、所定量の不混和性液体８の追加を矢印Ｆ’で示し、滴または液体の橋１８に印加される圧力を矢印Ｐで示す。
【００３７】
次に、滴１８と接触している注入管２が、出口４の反対側で閉鎖され、滴１８は、圧力Ｐによって両端が開放されている受容管１０内に押し込まれる。その結果、滴または液体の橋１８が注入管２の出口４から離脱し、滴１８を形成していた液状製品１６が受容管１０内に収容される。液状製品１６は、既に存在するプラグストリーム１３と結合し、矢印Ｆ”で示すように、その先端を装置１外に放出させる。
【００３８】
図２ｄを参照すると、装置１の入口１４を閉鎖することで不混和性液体８の加圧を停止することができる。この閉鎖は、所定量の液状製品１６がすべて受容管１０内に収容された時点で行われる。さらに、この閉鎖は、少量の不混和性液体８が受容管１０内に導入されてから初めて行うことにより、プラグストリーム１３の液状製品を離間させることができる。
【００３９】
さらに図２ｄを参照すると、液状製品１６が気泡２０を含む場合、注入管２の出口４と受容管１０の入口１２との間の空間から放散されるので、密封貯留部６内で貯留部の表面２２に向けて逃がすことができる。
【００４０】
次に、上述の１つの注入管２から受容管１０に所定量の液状製品１６を移すための動作が、異なる液状製品を含む他の受容管２を使用して繰返される。各注入管２と受容管１０は、ほぼ連続的に交互に連絡し合うことにより、プラグストリーム１３を連続的に装置１外に放出することができる。
【００４１】
注入管２内に液状製品が注入され、分配装置１に接続された電気、機械、空圧または手動制御ユニット（図示せず）の制御によって不混和性液体入口１４が開閉される。この種の制御ユニットによると、注入すべき液状製品の注入速度や量をプログラムによって予め決定しておき、このデータによって装置１外へのプラグストリーム１３の分配速度を直接制御することができる。
【００４２】
図３に示す本発明の第２の実施形態によると、複数の液状製品を分配するための装置１００を提供する。
上述した実施形態と同様に、分配装置１００は、それぞれが出口４を有するほぼ垂直の注入管２を複数有する。図３に見える管２の下端に対応する出口４は、いずれも、好ましく油からなる不混和性の液体８で満たされた密封貯留部６内に開いている。
【００４３】
同様に、分配装置１００は、ほぼ垂直の受容管１０を有し、図中ではその上端に対応する水平入口１２も密封貯留部６に開いている。交互に積層された注入管２に由来する少量の液状製品からなるプラグストリーム１３は、装置１００から連続的に放出できるように受容管１０内に収容される。
【００４４】
最後に、装置１００は、例えば、開くことで不混和性液体８を密封貯留部６内に導入し、その結果、貯留部内の圧力を増加させることができる不混和性液体８の入口１４からなる、不混和性液体８を加圧するための手段を有する。
【００４５】
装置１００は、本発明の第１実施形態による分配装置１と異なり、移動管支持体２４上に設けられた複数の注入管２を含む。注入管２は、互いに隣接して平行な状態で管支持体２４に設けられ、管支持体は、密封貯留部６内に固定された受容管１０に対して平行移動および／または回転することができる。従って、プラグストリーム１３を特定の液状製品１６で終了する必要がある場合、液状製品１６が供給される注入管２を移動させるために管支持体２４を動かし、管２の出口４を受容管１０の入口の近辺に位置させる。
【００４６】
注入管２を動かした後、管２の出口４が受容管１０の入口１２と対向する位置まで移動させ、図２ａないし２ｄに示し、上述したとおりにして液状製品を移すことができる。
【００４７】
電気、機械、空圧または手動による制御ユニット（図示せず）を使用して、各開口４および１２の連続配置を所定の順序にし、すなわち、制御ユニットでプログラミングされたある順番で連続的に注入管２を受容管１０と連絡させるようにすることができる。注入管２の移動を管理するための制御ユニットに、液状製品の注入速度や量も制御させることも可能である。
【００４８】
図３に見えるように、装置１００は、さらに、注入管２の出口４と受容管１０の入口１２との間に位置する滴１８または液状製品の橋１６を分析するための手段２６を有するものである。分析手段２６は、好ましくは、密封貯留部６を横断し、注入管２の出口４と受容管１０の入口１２との間の空間を通過する光３０を発生する光源２８を有する蛍光検出手段からなるものである。密封貯留部６を横断した後、光３０は蛍光受信スクリーン３２上に投射される。そうすると、蛍光の受信状態によって、滴１８を分析することができる。
【００４９】
本発明の第３実施形態（図示せず）によると、互いに連接して平行に配置され、装置の密封貯留部内に固定された複数の注入管に対して受容管が移動するようにすることができる。従って、受容管を移動させることで、装置のプラグストリームに含まれる液状製品によって、受容管２の入口を所定の注入管の出口に近接させるようにする。
【００５０】
第２の実施形態と同様に、受容管を装置の注入管に対して平行移動および／または回転するようにすることができる。
【００５１】
上述の分配装置１および１００は、非限定的な例として説明したものであり、当業者であれば様々な工夫が可能であることは自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態による分配装置を示すものである。
【図２】図２ａないし２ｄは、図１に示した分配装置の動作原理を象徴的に示すものであり、液状製品が注入管から受容管へ移る様子を示している。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態による分配装置を示すものである。
【符号の説明】
１　　　分配装置
２　　　注入管
４　　　出口
６　　　密封貯留部
８　　　不混和性液体
１０　　受容管
１２　　入口
１３　　プラグストリーム
１４　　加圧手段
１６　　液状製品
２０　　気泡
２２　　表面
２４　　管支持体
２６　　分析手段
２８　　光源
３０　　光
３２　　スクリーン
１００　分配装置
【図１】
2004004068.tif 000003
【図２】
2004004068.tif 000004
【図３】
2004004068.tif 000005