(57)【要約】本発明は、回転中心を有する回転可能な基板(130)上に設けられたマイクロチャネル構造(140)中で少なくとも二つのアリコートを混合する方法であって、アリコートIのXの量を第一の入口マイクロチャネル(102)へ提供する行為、アリコートIIのYの量を第二の入口マイクロチャネルへ提供する行為、該基板(130)を回転させて、第一のマイクロ流体弁(104)に打ち勝ち、かつ該アリコートIおよびIIを、該第一および第二の入口マイクロチャネル(102、101)から、X＋Yよりも大きい容積を有する混合チャンバ(106)の中に移動させる行為、ならびに該混合チャンバ(106)中で該アリコートIおよびIIを気泡とともに振とうする行為を含む方法を、含む。2010519536.tif 000003
2010519536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心を有する回転可能な基板上に設けられたマイクロチャネル構造中で少なくとも二つのアリコートを混合する方法であって、
アリコートIのXの量を第一の入口マイクロチャネルへ提供する行為、
アリコートIIのYの量を第二の入口マイクロチャネルへ提供する行為、
該基板を回転させて、第一のマイクロ流体弁に打ち勝ち、かつ該アリコートIおよびIIを、該第一および第二の入口マイクロチャネルから、X＋Yよりも大きい容積を有する混合チャンバの中に移動させる行為、ならびに
該混合チャンバ中で該アリコートIおよびIIを気泡とともに振とうする行為
を含む、方法。
【請求項２】
第一および第二の入口マイクロチャネルが一つの入口マイクロチャネルである、請求項1記載の方法。
【請求項３】
振とうが、マイクロ流体の回転を繰り返し始動および停止することによって達成される、請求項2記載の方法。
【請求項４】
振とうが、少なくとも一回の部分的右回り回転および少なくとも一回の部分的左回り回転を含む、請求項3記載の方法。
【請求項５】
振とうが、第二のマイクロ流体弁を突破しないことによって実施される、請求項7記載の方法。
【請求項６】
基板中に設けられた容積規定チャンバ中でアリコートIの量Xを規定する行為、
該基板中に設けられた容積規定チャンバ中でアリコートIIの量Yを規定する行為
をさらに含む、請求項1または7記載の方法。
【請求項７】
基板を回転させて、第二のマイクロ流体弁に打ち勝ち、アリコートIおよびアリコートIIの混合物を混合チャンバから出して第一の出口マイクロチャネルに移動させる行為
をさらに含む方法であって、該第一の出口マイクロチャネルが、第一および第二の入口マイクロチャネルよりも回転中心から大きな距離に設けられている、請求項1記載の方法。
【請求項８】
アリコートIおよびアリコートIIが、混合されるとき、混合チャンバ中に密閉される、請求項1記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体装置における改良された方法に関し、特に、該マイクロ流体装置の混合キャビティ／チャンバ中で少なくとも二つの試料を混合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
マイクロチャネルまたはマイクロキャビティ構造は、とりわけ、化学分析技術、たとえば電気泳動法およびクロマトグラフィー法で使用される。マイクロ流体装置とは、反応体を含有し、μl範囲の量を有する一つまたは複数の液体アリコートが、μm範囲にある深さおよび／または幅を有するマイクロチャネル構造中で輸送され、処理される装置と定義される。μl範囲は、≦1000μl、たとえば≦25μlであり、nl範囲を含み、このnl範囲は同様にpl範囲を含む。nl範囲は、≦5000nl、たとえば≦1000nlである。pl範囲は、≦5000pl、たとえば≦1000plである。μm範囲は、≦1000μm、たとえば≦500μmである。
【０００３】
マイクロ流体装置は一般に、複数の上記マイクロチャネル構造を含む。すなわち、二つまたはそれ以上のマイクロチャネル構造、たとえば≧10、たとえば≧25または≧90のマイクロチャネル構造を有する。構造の上限は一般に≦2000である。結合されたマイクロチャネル構造がマイクロチャネルシステムを規定する。
【０００４】
マイクロチャネル構造内で液体を輸送するためには様々な原理を使用することができる。たとえば、該マイクロチャネル構造を含むディスクを回転させることによって慣性力を使用することができる。他の有用な力は、界面動電力および遠心力以外の非界面動電力、たとえば毛管力、静水圧力、一つまたは複数のポンプによって生成される圧力などである。
【０００５】
マイクロ流体装置は一般にディスクの形態にある。好ましいフォーマットは、ディスク平面に対して垂直である、またはディスク平面と合致する対称軸(Cn)を有する(nは、≧2、3、4または5の整数、好ましくは∞(C∞)である)。したがって、ディスクは、長方形など、様々な多角形を有することができる。好ましいサイズおよび／または形態は、従来のCDフォーマットに類似し、たとえば、従来のCD半径(12cm)の円形ディスクの10％〜300％の間隔のサイズである。マイクロチャネル構造が正しく設計され、配向されるならば、ディスク平面に対して一般に垂直または平行である回転軸を中心とする装置の回転が、構造内で平行な液体輸送を生じさせるために必要な遠心力を発生させることができる。優先日の時点でもっとも自明な変形態様において、回転軸は上記対称軸と合致する。
【０００６】
好ましいマイクロチャネル構造では、液体を入口に導入して第一の毛管弁に到達させるために毛管力が使用され、その後、弁位置における液流に対する抵抗に打ち勝つために遠心力または他何らかの非受動的駆動手段が適用される。同じ類の力／駆動手段はまた、他の位置で毛管弁に打ち勝つためにも使用される。
【０００７】
マイクロ流体装置は円形であることができ、従来のCD (コンパクトディスク)と同じ寸法であることができる。
【０００８】
異なる機能部品の間での液体の効率的な輸送を促進するために、部品の内面は湿潤性(親水性)である、すなわち、≦90°、好ましくは≦60°、たとえば≦50°または≦40°または≦30°または≦20°の水接触角を有するべきである。これらの湿潤性値は、マイクロ導管の内壁の少なくとも一つ、二つ、三つまたは四つに当てはまる。特に入口構造における湿潤性または親水性は、ひとたび水性液体が所期のマイクロキャビティ／マイクロ導管に進入し始めると、毛管作用(自己吸引)によってそのキャビティ／マイクロ導管を満たすことができるように適合されるべきである。マイクロチャネル構造における親水性内面は、一つまたは複数の局所的疎水面破れ(水接触角≧90°)を含むことができる。このような破れが、受動／毛管弁、抗吸上げ手段、周囲環境への通気口などを完全または部分的に規定することができる。接触角とは、使用温度、一般には＋25℃における値を指し、静的である。WO 00056808 (特許文献1)、WO 01047637 (特許文献2)およびWO 02074438 (特許文献3) (すべてGyros AB社)を参照すること。
【０００９】
マイクロチャネル／マイクロキャビティは、基板の片側に配設されたのち、密閉マイクロキャビティを形成するために、ふたによって覆われることができ、当然、該マイクロキャビティおよび／または該マイクロチャネルは、少なくとも一つの入口および少なくとも一つの出口を設けられることができる。該基板は、通常のコンパクトディスクと同じ厚さ、すなわち1mmの範囲であることができる。該基板は、半可撓性であるとみなすことができる。すなわち、ディスクは、曲げることはできるが、異なるトポロジーによって支持されるとしても、形態を変えることはできない。
【００１０】
ふたは、可撓性であるとみなすことができる。すなわち、ふたを二つの異なるトポロジー上に置くならば、ふたは二つの異なる形態をとる。マイクロチャネルを規定することができるところの厚めの基板を使用し、該基板上に、存在しうる基板のカールおよび／または凹凸に容易に適合することができる、フィルムの形態の可撓性のふたを使用することが有利である。このようにして、ふたを、取り付けることを望む基板のあらゆる部分に取り付ける可能性を高めることができる。
【００１１】
マイクロ流体時代の到来の際、マイクロチャネル構造中の液体アリコートの混合は、主に、乱流を発生させることによって達成されていた。しかし、小型化がより一層小さな断面寸法をもたらして、乱流による混合を複雑にした。
【００１２】
二つの入口マイクロ導管を有し、それらが一つの混合マイクロ導管に集合し、それが、得られる混合アリコートを捕集するためのマイクロキャビティまたはチャンバで終端するものである混合ユニットを使用する混合の変形態様が開発された。混合は、別個のアリコートを導入することにより、それらが入口マイクロ導管中を「平行に」運ばれることによって開始するものであった。入口マイクロ導管の接合部の下流で、二つのアリコートが互いに接触しながら層状に流れていた。混合は、アリコート間での拡散、すなわちゆっくりした分子の交換によって達成された。
【００１３】
混合マイクロ導管の延長が混合プロセスを加速／改善することができるが、これは、可能な最大数のマイクロチャネル構造を可能な最小面積に配置することを目標とするマイクロ流体工学における一般的傾向に逆行するものである。
【００１４】
さらには、当技術分野においては、小さなマイクロ流体混合チャネル／キャビティ／チャンバ中での短い混合時間が要望されている。しかし、マイクロ流体混合チャネル／キャビティ／チャンバのサイズを減らすと、容積に対する内面表面積の比率の増大により、混合チャネル／キャビティ／チャンバ構造の目詰まりのような問題が生じるおそれがある。混合チャネル／キャビティ／チャンバの容積の減少はまた、該チャネル／キャビティ／チャンバ中の試料の層流による拡散混合の危険性を増す傾向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】WO 00056808
【特許文献２】WO 01047637
【特許文献３】WO 02074438
【発明の概要】
【００１６】
本発明の目的は、小さな空間しか要さず、さらに、小さな混合チャネル／キャビティ／チャンバ中で二つの試料を混合する場合にマイクロチャネル構造の目詰まりおよび拡散タイプの混合による問題を少なくとも軽減する、マイクロ流体装置中の速やかな混合を達成することである。
【００１７】
前記目的および本開示から当業者には明らかである他の目的は、請求の範囲に記載された発明によって達成される。
【００１８】
第一の例示的態様において、回転中心を有する回転可能な基板上に設けられたマイクロチャネル構造中で少なくとも二つのアリコートを混合する方法であって、アリコートIのXの量を第一の入口マイクロチャネルへ提供する行為、アリコートIIのYの量を第二の入口マイクロチャネルへ提供する行為、該基板を回転させて、第一のマイクロ流体弁に打ち勝ち、該アリコートIおよびIIを、該第一および第二の入口マイクロチャネルから、X＋Yよりも大きい容積を有する混合チャンバの中に移動させる行為、該混合チャンバ中で該アリコートIおよびIIを気泡とともに振とうする行為を含む、方法。
【００１９】
本発明の他の局面は、詳細な説明、図面および請求の範囲に反映される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１ａ】本発明のマイクロ流体装置の一部の例示的態様の平面図である。
【図１ｂ】本発明のマイクロ流体装置の一部の例示的態様の平面図である。
【図１ｃ】本発明のマイクロ流体装置の例示的態様の平面図である。
【図１ｄ】本発明のマイクロ流体装置の例示的態様の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
詳細な説明
図面を参照しながら以下の詳細な説明を記す。好ましい態様は、請求の範囲によって定められる本発明の範囲を限定するためではなく、本発明を例示するために記載される。当業者は、以下の説明に基づいて多様な等価の変形態様を認識するであろう。
【００２２】
混合される試料の少なくとも一つは液体形態になければならない。一つまたは複数の試料は、それが混合される少なくとも一つの液体に可溶性または分散性(懸濁性)である固体または半固体形態にあってもよい。これに関して、固体は、多少なりとも軟らかい、ゲル、セルなどのような半固体物質をも含む。本革新的混合によって得られる混合産物は均質であり、混合物／溶液または分散系(懸濁液)の形態にある。
【００２３】
図1aおよび1bは、本発明のマイクロ流体装置100の一部の例示的態様の平面図を示す。該装置100は、マイクロ流体システムが設けられるところの基板130を含む。該基板は逆に、少なくとも一つのマイクロチャネル構造140を含む。
【００２４】
基板は、様々な材料、たとえばエラストマーをはじめとするプラスチック、たとえばシリコーンゴム(たとえばポリジメチルシロキサン)などをはじめとするゴム、(ポリメチルメタクリレート) PMMA、ポリカーボネートおよび他の熱可塑性材料、すなわち、重合性炭素−炭素二重結合もしくは三重結合および飽和分岐直鎖または環式アルキルおよび／またはアルキネン基を含む、モノマーに基づくプラスチック材料でできていることができる。一般的な例は、Nippon Zeon, JapanのZeonex(商標)およびZeonor(商標)である。
【００２５】
ふた形成シート材料を結合によって基板130に取り付けることができる。ふた形成シート材料なしでは、少なくとも一つのマイクロ流体構造140は開放される、すなわち、周囲雰囲気に暴露される。ふた形成シート材料は、基板130上に設けられた少なくとも一つのマイクロ流体構造140を少なくとも部分的に覆う。結合材料は、該基板130の面の一部であるか、または該基板130の面に別個に適用されることもできるし、かつ／あるいは該ふた形成シート材料の面の一部であるか、または該ふた形成シート材料の面に別個に適用されることもできる。結合材料は、結合材料として作用することができるものであるならば、基板130中に存在するものと同じプラスチック材料であってもよい。他の有用な結合剤は、基板130およびふた形成シート材料中の材料ならびに最終装置の所期の用途に適した様々な種類の接着剤である。一般的な接着剤は、溶融接着剤および硬化接着剤などから選択することができる。硬化接着剤は、熱硬化性、湿分硬化性、UV硬化性ならびに二液型、三液型および多液型の接着剤であることができる。
【００２６】
結合材料は、当技術分野で周知の方法、たとえば結合材料の積層、スクリーン印刷、オフセット印刷、結合材料への基板の浸漬、スピン適用などにしたがって、該基板130および／または該ふた形成シート材料に適用することができる。
【００２７】
ふた形成シート材料は、基板130と同じタイプの材料で製造することができる。この材料は、接着剤成分などとで適合性である限り、決定的ではない。しかし、基板130中の1タイプの材料をふた形成シート材料中の別のタイプの材料と結合させることを選択することもできる。ふた形成シート材料は、積層シートの形態にあり、基板130に比較して相対的に薄くてもよく、この基板130がマイクロ流体構造140を含む。一つの態様において、ふた形成材料の厚さは基板130の厚さの半分である。もう一つの態様において、ふた形成材料の厚さは基板130の厚さの1/4である。さらに別の態様において、ふた形成材料の厚さは基板130の厚さの1/8である。一つの態様において、ふた形成材料の厚さは基板130の厚さの10％である。ふた形成材料は、10μm〜2mm、より好ましくは20μm〜400μmの厚さ範囲を有することができる。半可撓性のふた形成シート材料を有するためには、異なる厚さ範囲を異なる材料に適用することができる。基板130は、100μm〜10mm、より好ましくは400μm〜2mmの厚さ範囲を有することができる。
【００２８】
図1aに示すマイクロ流体構造140は、第一の入口マイクロチャネル102、第一の疎水性破れ104、混合チャンバ106、第二の疎水性破れ112、第一の出口マイクロチャネル114および省略可能な通気口122を含む。第一の試料108が該第一の入口チャネルの中に提供される。第一の試料108は、該マイクロ流体構造140が一部であるところのマイクロ流体システムに早めに導入されるか、該第一の入口マイクロチャネル102に直結するよう配設された入口を介して導入される。該第一の試料108は、少なくとも一つの別の試料が第一の入口マイクロチャネル102に導入される前、後またはそれと同時に、混合チャンバ106の中へと運ばれることができる。第一の試料、第二の試料110または第一の試料108および第二の試料110のそれぞれは一緒に、第一の入口マイクロチャネル102と混合チャンバ106との境界に配設されることができる疎水性破れ／弁104を突破することにより、混合チャンバ106に導入される。疎水性破れ106を突破するためには、圧力を試料108、110に加えることができる。該圧力は、たとえば基板130を回転させることによる慣性力の形態にあることができる。他の有用な力は、界面動電力および遠心力以外の非界面動電力、たとえば毛管力、静水圧力、一つまたは複数のポンプによって生成される圧力などである。
【００２９】
図1a中、第一の試料108および第二の試料110は、非混合形態で示されている。すなわち、第二の試料110が第一の試料108の上に浮いている。図1aに示すように、第一の試料108＋第二の試料110の合計量は混合チャンバの容積よりも小さい。したがって、チャンバ中には、少なくとも二つの試料(少なくとも一つが流体でなければない)および一定量の気体がある。該気体は、空気、水蒸気または任意の不活性ガス、たとえば窒素またはアルゴンであることができる。
【００３０】
混合チャンバ106の形状は、図1aには、球形であるように示されている。しかし、立方体、四面体、八角形など、いかなる形態の混合チャンバを使用してもよく、そのような混合チャンバ106の形態を限定しうるものは、製造プロセスにおける複雑さの問題である。
【００３１】
混合チャンバ106の容積は、混合される試料の量に適合される。小さすぎる混合チャンバ106、すなわち気体の量が第一の試料108および第二の試料110の量よりも十分に小さい場合、混合プロセスの効率が低下するおそれがある。例示的な態様において、第一および第二の試料の合計量は、混合チャンバ中の気体の量と本質的に同じである。当然、混合チャンバ中でいかなる量の気体を使用してもよい。
【００３２】
図1cには、基板が振動および／または回転し始めたとき混合チャンバ106中で何が起こるのかが図式に示されている。図1cの混合チャンバ106は、119によって指定する、第一の試料108と第二の試料110との混合物および気泡118を含む。気泡は、混合チャンバ106中の試料の混合に大きく影響する。気泡118が大きくなればなるほど、混合チャンバ106中の試料がより良く、より高速に混合するという傾向がある。気泡118は、液体試料が混合チャンバ106中を十分に循環することを可能にする。混合チャンバ106中に気泡118が存在しないならば、液体は、混合チャンバ106中を十分に循環することを妨げられる。
【００３３】
＋500rpmで0.1秒、−500rpmで0.1秒の反復回転シーケンス(20回またはそれ以上反復)を使用すると、数秒で試料を混合するのに十分な振とう効果を得ることができる。当然、上記で例示した500rpmよりも高いもしくはずっと高いまたは低いrpmで右回り(＋方向)に回転および／または加速させることもできる。左回りrpmと同一である右回りのrpmを使用する必要はない。すなわち、＋2000rpmで0.025秒ののち、−1000rpmで0.05秒を使用してもよい。
【００３４】
異なる粘度を有する試料液体(たとえば血漿および水)を使用する混合実験が、混合チャンバ中で気泡118とともに混合するならば、多様な液体の混合を1秒未満で達成することができることを実証した。
【００３５】
試料および気泡は、混合プロセスの全期間中、混合チャンバ中に密閉される。すなわち、気泡および試料は、混合チャンバ中に保持され、混合中は混合チャンバの外に運び出されない。
【００３６】
混合チャンバ106の内面は親水性挙動を示すことができる。一つの例示的態様において、混合チャンバ106の内壁の水接触角は＜50°、たとえば＜35°または＜20°または＜5°である。しかし、＜90°のような、より大きな接触角を使用してもよい。
【００３７】
少なくとも二つの試料を混合チャンバ106中で互いに混合したのち、試料の混合物を混合チャンバから運び出すことができる。これは、第二の疎水性破れ112を突破するような十分に高い速度で基板130を回転させることによって達成することができる。この第二の疎水性破れ112は、混合チャンバと第一の出口マイクロチャネル114との境界に配設されることができる。試料の混合物は、第二の疎水性破れ112を通過したのち、第一の出口マイクロチャネル114に運び込まれる。
【００３８】
図1a、1bおよび1cにおいて、第一の入口マイクロチャネル102は、第一の出口マイクロチャネル114よりも基板130の内側半径／回転中心の近くに配設されることができる。
【００３９】
混合チャンバの容積は、25000nlの大きさであることができるが、＜1000nl、たとえば＜500nl、＜100nlまたは＜50nlのような容積もまた適用可能である。
【００４０】
図1bには、混合が起こることができるところのマイクロチャネル構造の代替態様が示されている。図1bに示す態様と図1aに示した上記態様との唯一の違いは、図1bでは、マイクロチャネル構造140が二つの入口マイクロチャネル、すなわち第一の入口マイクロチャネル102および第二の入口マイクロチャネル101を有するということである。図1bの態様においては、少なくとも第一の試料108を第一の入口マイクロチャネル102を介して混合チャンバ106の中に提供することができ、少なくとも第二の試料を第二の入口マイクロチャネル101を介して混合チャンバ106の中に提供することができる。第一の入口マイクロチャネル102および第二の入口マイクロチャネル101それぞれは、いずれも疎水性破れ104、103を有し、これらの疎水性破れは、図1bに示すように、混合チャンバ106と、第一の入口マイクロチャネル102および第二の入口マイクロチャネル101それぞれとの境界に設けられることができる。
【００４１】
マイクロ流体装置100の形状は、例示的な態様にしたがって、円形である。しかし、三角形、長方形、八角形または多角形など、いかなる適当な形態の該マイクロ流体装置100を使用してもよい。
【００４２】
液流は、毛管力および／または求心力、外部からマイクロチャネル構造に適用される圧力差ならびに外部から適用され、液体の輸送を生じさせる他の非界面動電力によって駆動することができる。また、液流を発生させるために電気浸透を使用してもよい。
【００４３】
円形である場合、マイクロチャネル構造140は、所期の流れ方向で、内側の適用区域からディスクの周縁に向けて放射状に配設されることができる。この変形態様では、流れを駆動するもっとも実用的な方法は、毛管作用、求心力(ディスクを回転させる)による方法である。
【００４４】
ディスクのサイズは、通常のCDと同じであることができるが、より大きいまたは小さいサイズを使用してもよい。
【００４５】
例示されたマイクロ流体構造140は、より大きなマイクロ流体システムの一部であってもよい。マイクロ流体構造は、マイクロ流体装置の機能性および／または特性、すなわちマイクロ流体装置が何の目的に使用されるのかに依存して、そのようなマイクロ流体システムの最前、中間区分または最後に配置されることができる。マイクロ流体システム内のマイクロチャネルは、異なる特性、たとえば疎水性および親水性ならびに異なる用途を有する異なる区分、たとえば、当技術分野で周知である計量供給、容量規定区分、アフィニティー結合区分および検出区域などを有することができる。
【００４６】
マイクロ流体構造およびマイクロ流体システム中でマイクロチャネルおよびマイクロキャビティの幅および深さがその長手に沿って変化することもできる。少なくとも一つのマイクロチャネルは、10〜2000μmの範囲内にある深さおよび／または幅を有することができる。
【００４７】
図1dには、混合が起こることができるところのマイクロチャネル構造の代替態様が示されている。図1dに示す態様と図1aに示した態様との唯一の違いは、図1dでは、マイクロチャネル構造140が出口マイクロチャネルを有しないということである。図1dに示す態様は、入口マイクロチャネル102、疎水性破れ104、通気口122および混合チャンバ106を含む。マイクロチャネル構造は基板130上に設けられる。図1dの態様においては、少なくとも第一の試料108を入口マイクロチャネル102を介して混合チャンバ106の中に提供することができ、少なくとも第二の試料を同じ入口マイクロチャネル102を介して混合チャンバ106の中に提供することができる。入口マイクロチャネル102は疎水性破れを有し、この疎水性破れは、図1dに示すように、混合チャンバ106とマイクロチャネル102との境界に設けられることができる。例示的な代替態様においては、図1dに示す単一のマイクロチャネルの代わりに二つまたはそれ以上の入口マイクロチャネルを使用することもできる。たとえば充填プロセス中に混合チャンバから空気を逃がすことを可能にするために、通気口が使用される。通気口は、液体が混合チャンバから逃げることができないような方法で設けられている。たとえば、通気口は、疎水性の内面を設けられることができる。
【００４８】
マイクロ流体装置100の形状は、例示的な態様にしたがって、円形である。しかし、三角形、長方形、八角形または多角形など、いかなる適当な形態の該マイクロ流体装置100を使用してもよい。
【００４９】
液流は、毛管力および／または求心力、外部からマイクロチャネル構造に適用される圧力差ならびに外部から適用され、液体の輸送を生じさせる他の非界面動電力によって駆動することができる。また、液流を発生させるために電気浸透を使用してもよい。
【００５０】
円形である場合、マイクロチャネル構造140は、所期の流れ方向で、内側の適用区域からディスクの周縁に向けて放射状に配設されることができる。この変形態様では、流れを駆動するもっとも実用的な方法は、毛管作用、求心力(ディスクを回転させる)による方法である。
【００５１】
ディスクのサイズは、通常のCDと同じであることができるが、より大きいまたは小さいサイズを使用してもよい。
【００５２】
例示されたマイクロ流体構造140は、より大きなマイクロ流体システムの一部であってもよい。マイクロ流体構造は、マイクロ流体装置の機能性および／または特性、すなわちマイクロ流体装置が何の目的に使用されるのかに依存して、そのようなマイクロ流体システムの最前、中間区分または最後に配置されることができる。マイクロ流体システム内のマイクロチャネルは、異なる特性、たとえば疎水性および親水性ならびに異なる用途を有する異なる区分、たとえば、当技術分野で周知である計量供給、容量規定区分、アフィニティー結合区分および検出区域などを有することができる。
【００５３】
マイクロ流体構造およびマイクロ流体システム中でマイクロチャネルおよびマイクロキャビティの幅および深さがその長手に沿って変化することもできる。少なくとも一つのマイクロチャネルは、10〜2000μmの範囲内にある深さおよび／または幅を有することができる。
【００５４】
図1aおよび1bに示すマイクロ流体装置100は円形であり、図示しない中央の穴を中心に回転するように適合されている。この態様において、流体入口は、装置100の中央の穴の近くに配設されることができる。流体タンクが装置100の円周の近くに配設されてもよい。マイクロチャネルは、毛管力がチャネル内の流体に作用することを可能にするのに適した寸法であることができる。
【００５５】
疎水性の弁／バリヤが一つまたは複数のマイクロチャネル中に配設されてもよい。流体は、入口に供給されたのち、毛管作用によって吸い寄せられてチャネル中を移動して弁に達し、この弁を過ぎると、さらなるエネルギーが適用されるまで流れることはできない。このエネルギーは、たとえば、マイクロ流体装置100を回転させることによって発生する遠心力によって提供されてもよい。
【００５６】
マイクロ流体装置100のRPM (Revolution Per Minute)が増すと、第二の流体キャビティの表面に作用する流体の圧力が増す。一定のRPMで、圧力は、基板へのふた形成シート材料の結合を破壊し、それにより、該第二の流体キャビティから該第一の流体タンク410への漏れ414を生じさせるのに十分な高さになるかもしれない。一般的なRPM範囲は0〜8000RPMであるが、より高いRPM、たとえば10000、15000または20000を使用してもよい。
【００５７】
マイクロチャネルおよびマイクロキャビティは、当技術分野で周知の方法、たとえばEP 1121234で説明されている方法にしたがって製造することができる。
【００５８】
上記で詳述した好ましい態様および例を参照することによって本発明を開示するが、これらの例は、限定的な意味を意図するものではなく、例示的な意味を意図するものであることが理解されよう。当業者には、以下の請求の範囲に入る改変および組み合わせが容易に察知されると考えられる。
【図１ａ】
2010519536.tif 000004
【図１ｂ】
2010519536.tif 000005
【図１ｃ】
2010519536.tif 000006
【図１ｄ】
2010519536.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月16日(2009.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心を有する回転可能な基板上に設けられたマイクロチャネル構造中で少なくとも二つのアリコートを混合する方法であって、
アリコートIのXの量を第一の入口マイクロチャネルへ提供する行為、
アリコートIIのYの量を第二の入口マイクロチャネルへ提供する行為、
該基板を回転させて、第一のマイクロ流体弁に打ち勝ち、かつ該アリコートIおよびIIを、該第一および第二の入口マイクロチャネルから、X＋Yよりも大きい容積を有する混合チャンバの中に移動させる行為、ならびに
該混合チャンバ中で該アリコートIおよびIIを気泡とともに振とうする行為
を含む、方法。
【請求項２】
第一および第二の入口マイクロチャネルが一つの入口マイクロチャネルである、請求項1記載の方法。
【請求項３】
振とうが、マイクロ流体の回転を繰り返し始動および停止することによって達成される、請求項2記載の方法。
【請求項４】
振とうが、少なくとも一回の部分的右回り回転および少なくとも一回の部分的左回り回転を含む、請求項3記載の方法。
【請求項５】
混合チャンバが第二のマイクロ流体弁を設けられた第一の出口マイクロチャネルを含み、かつ、振とうの間、該第二のマイクロ流体弁が閉じられたままである、請求項1記載の方法。
【請求項６】
基板中に設けられた容積規定チャンバ中でアリコートIの量Xを規定する行為、
該基板中に設けられた容積規定チャンバ中でアリコートIIの量Yを規定する行為
をさらに含む、請求項1または5記載の方法。
【請求項７】
基板を回転させて、第二のマイクロ流体弁に打ち勝ち、アリコートIおよびアリコートIIの混合物を混合チャンバから出して第一の出口マイクロチャネルに移動させる行為
をさらに含む方法であって、該第一の出口マイクロチャネルが、第一および第二の入口マイクロチャネルよりも回転中心から大きな距離に設けられている、請求項5記載の方法。
【請求項８】
アリコートIおよびアリコートIIが、混合されるとき、混合チャンバ中に密閉される、請求項1記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の他の局面は、詳細な説明、図面および請求の範囲に反映される。
[請求項101]
回転中心を有する回転可能な基板上に設けられたマイクロチャネル構造中で少なくとも二つのアリコートを混合する方法であって、
アリコートIのXの量を第一の入口マイクロチャネルへ提供する行為、
アリコートIIのYの量を第二の入口マイクロチャネルへ提供する行為、
該基板を回転させて、第一のマイクロ流体弁に打ち勝ち、かつ該アリコートIおよびIIを、該第一および第二の入口マイクロチャネルから、X＋Yよりも大きい容積を有する混合チャンバの中に移動させる行為、ならびに
該混合チャンバ中で該アリコートIおよびIIを気泡とともに振とうする行為
を含む、方法。
[請求項102]
第一および第二の入口マイクロチャネルが一つの入口マイクロチャネルである、請求項101記載の方法。
[請求項103]
振とうが、マイクロ流体の回転を繰り返し始動および停止することによって達成される、請求項102記載の方法。
[請求項104]
振とうが、少なくとも一回の部分的右回り回転および少なくとも一回の部分的左回り回転を含む、請求項103記載の方法。
[請求項105]
振とうが、第二のマイクロ流体弁を突破しないことによって実施される、請求項107記載の方法。
[請求項106]
基板中に設けられた容積規定チャンバ中でアリコートIの量Xを規定する行為、
該基板中に設けられた容積規定チャンバ中でアリコートIIの量Yを規定する行為
をさらに含む、請求項101または107記載の方法。
[請求項107]
基板を回転させて、第二のマイクロ流体弁に打ち勝ち、アリコートIおよびアリコートIIの混合物を混合チャンバから出して第一の出口マイクロチャネルに移動させる行為
をさらに含む方法であって、該第一の出口マイクロチャネルが、第一および第二の入口マイクロチャネルよりも回転中心から大きな距離に設けられている、請求項101記載の方法。
[請求項108]
アリコートIおよびアリコートIIが、混合されるとき、混合チャンバ中に密閉される、請求項101記載の方法。
【国際調査報告】
2010519536.tif 000008
2010519536.tif 000009
2010519536.tif 000010
2010519536.tif 000011