JP6554077B2 - Microfluidic merging method - Google Patents
Microfluidic merging method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6554077B2 JP6554077B2 JP2016148672A JP2016148672A JP6554077B2 JP 6554077 B2 JP6554077 B2 JP 6554077B2 JP 2016148672 A JP2016148672 A JP 2016148672A JP 2016148672 A JP2016148672 A JP 2016148672A JP 6554077 B2 JP6554077 B2 JP 6554077B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- merging
- microchannel
- microfluidic
- merging portion
- microfluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
本発明は、マイクロ流路と合流部とが内部に設けられているマイクロ流路チップ及び該マイクロ流路チップを用いたマイクロ流体の合流方法に関する。 The present invention relates to a microchannel chip in which a microchannel and a merging portion are provided, and a microfluidic merging method using the microchannel chip.
従来、マイクロ流路が設けられているマイクロ流路チップが種々提案されている。例えば下記の特許文献1に記載のマイクロ流路チップでは、複数のマイクロ流路が合流部に接続されている。複数のマイクロ流路から合流部にマイクロ流体を送液するタイミングを揃えるために、合流部の手前において、マイクロ流路の内面が表面処理されている。
Conventionally, various microchannel chips provided with microchannels have been proposed. For example, in the microchannel chip described in
マイクロ流路チップ内において、複数のマイクロ流体を合流させる場合、複数のマイクロ流体の送液方向先端の接触タイミングが一致することが求められる。このタイミングがわずかにでもずれると、気泡を巻き込むおそれがある。気泡が巻き込まれると、送液タイミング、複数のマイクロ流体間の拡散や混合、さらには合流により発生させる反応等に悪影響が生じるおそれがある。 In the case of combining a plurality of microfluidics in a microchannel chip, it is required that the contact timings of the tips in the liquid transfer direction of the plurality of microfluidics coincide with each other. If this timing deviates even slightly, there is a risk that air bubbles may be caught. When bubbles are involved, there is a risk of adverse effects on liquid feeding timing, diffusion and mixing between a plurality of microfluids, and reactions generated by merging.
特許文献1に記載のマイクロ流路チップでは、複数のマイクロ流路に表面処理を施すことにより、合流部への到達のタイミングの一致が図られている。しかしながら、タイミングを正確に合わせることは困難であった。また、タイミングを正確に合わせるには、表面処理を高精度に行なわねばならず、また複数のマイクロ流路の形成に際しても、精度を高めねばならなかった。そのため、マイクロ流路チップの製造コストが高くなるという問題があった。
In the microchannel chip described in
本発明の目的は、複数のマイクロ流体を合流させることができ、かつ製造コストを低減し得る、マイクロ流路チップ及び該マイクロ流路チップを用いたマイクロ流体の合流方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a microfluidic chip and a microfluidic merging method using the microfluidic chip, in which a plurality of microfluids can be merged and the manufacturing cost can be reduced.
本発明に係るマイクロ流路チップは、マイクロ流路及び第1のマイクロ流体と、第2のマイクロ流体とが合流される合流部とを有するチップ本体を備え、前記マイクロ流路が、前記合流部に前記第1のマイクロ流体及び前記第2のマイクロ流体を送液する入り口側マイクロ流路と、前記合流部で合流されたマイクロ流体を送液するための出口側マイクロ流路とを有し、前記第1のマイクロ流体を前記合流部に流入させる方向に延びる仮想線を境にして、前記合流部の一方側と他方側とが、空間形状及び状態の少なくとも一方において非対称とされている。 The microchannel chip according to the present invention includes a chip body having a microchannel, a first microfluid, and a merging portion where the second microfluid merges, and the microchannel includes the merging portion. An inlet-side microchannel for feeding the first microfluid and the second microfluid, and an outlet-side microchannel for feeding the microfluid joined at the junction, The one side and the other side of the merging portion are asymmetric in at least one of the space shape and the state with a virtual line extending in the direction in which the first microfluid flows into the merging portion as a boundary.
本発明に係るマイクロ流路チップのある特定の局面では、前記合流部の前記一方側と、前記合流部の前記他方側とが、空間の形状において非対称である。 In a specific aspect of the microchannel chip according to the present invention, the one side of the merging portion and the other side of the merging portion are asymmetric in the shape of the space.
本発明に係るマイクロ流路チップの他の特定の局面では、前記合流部の前記一方側と、前記合流部の前記他方側との空間の大きさが異なっている。この場合には、空間の大きさを異ならせるだけで、容易に、第1のマイクロ流体を確実に合流部において停止させることができる。 In another specific aspect of the microchannel chip according to the present invention, the size of the space between the one side of the junction and the other side of the junction is different. In this case, it is possible to easily stop the first microfluidic at the junction simply by varying the size of the space.
本発明に係るマイクロ流路チップのさらに他の特定の局面では、前記仮想線が横切る前記合流部の端縁と、前記仮想線とのなす角度が、前記仮想線の一方側と他方側とで異なっている。この場合には、合流部の端縁と仮想線とのなす角度を上記のように設定するだけで、第1のマイクロ流体を合流部において確実に停止させることができる。 In still another specific aspect of the microchannel chip according to the present invention, angles formed by an end edge of the confluence portion where the virtual line intersects and the virtual line are on one side and the other side of the virtual line. Is different. In this case, the first microfluid can be surely stopped at the joining portion only by setting the angle formed between the edge of the joining portion and the virtual line as described above.
本発明に係るマイクロ流路チップのさらに他の特定の局面では、前記合流部の端縁と前記仮想線とのなす角度が、前記仮想線の一方側で鋭角であり、他方側で鈍角である。 In still another specific aspect of the microchannel chip according to the present invention, an angle formed between an edge of the merging portion and the virtual line is an acute angle on one side of the virtual line and an obtuse angle on the other side. .
本発明に係るマイクロ流路チップのさらに他の特定の局面では、前記合流部において、前記仮想線の一方側と、前記合流部の他方側との少なくとも一方に、マイクロ流体の送液を阻害するスペーサが設けられている。 In still another specific aspect of the microchannel chip according to the present invention, in the merging portion, the liquid transfer of the microfluidic is inhibited on at least one of the one side of the virtual line and the other side of the merging portion. Spacers are provided.
本発明に係るマイクロ流路チップの別の特定の局面では、前記合流部の前記一方側と前記合流部の前記他方側において、前記合流部の内面の粗さが異なっている。すなわち、合流部において、状態としての粗さを異ならせるだけで、第1のマイクロ流体を合流部において先に確実に停止させることができる。 In another specific aspect of the microchannel chip according to the present invention, the roughness of the inner surface of the merging portion is different between the one side of the merging portion and the other side of the merging portion. That is, the first microfluid can be surely stopped first at the junction by simply varying the roughness as the state at the junction.
本発明に係るマイクロ流路チップの別の特定の局面では、前記合流部の前記一方側と、前記合流部の前記他方側とで、温度が異なっている。このように、合流部において非対称とされている状態は温度であってもよい。 In another specific aspect of the microchannel chip according to the present invention, the temperature is different between the one side of the merging portion and the other side of the merging portion. Thus, the state of being asymmetric at the junction may be temperature.
本発明に係るマイクロ流路チップの別の特定の局面では、前記合流部の前記一方側と、前記合流部の前記他方側とで、水に対する接触角が異なっている。 In another specific aspect of the microchannel chip according to the present invention, the contact angle with respect to water is different between the one side of the merging portion and the other side of the merging portion.
本発明に係るマイクロ流路チップのさらに他の特定の局面では、前記入り口側マイクロ流路が、前記第1のマイクロ流体を送液するための第1の入り口側マイクロ流路と、前記第2のマイクロ流体を送液するための第2の入り口側マイクロ流路とを有する。 In yet another specific aspect of the microchannel chip according to the present invention, the inlet-side microchannel is a first inlet-side microchannel for transferring the first microfluidic fluid; and the second inlet-side microchannel And a second inlet-side microchannel for feeding the microfluidic fluid.
本発明に係るマイクロ流路チップでは、前記入り口側マイクロ流路が同一であり、前記第1のマイクロ流体及び前記第2のマイクロ流体が、単一の入り口側マイクロ流路から合流部に送液されてもよい。 In the microchannel chip according to the present invention, the inlet-side microchannel is the same, and the first microfluid and the second microfluid are fed from a single inlet-side microchannel to the junction. May be.
本発明に係るマイクロ流路チップのさらに他の特定の局面では、前記入り口側マイクロ流路が、第1の上流側マイクロ流路部及び第2の上流側マイクロ流路部と、第1,第2の上流側マイクロ流路部の下流端に一端が接続されており、他端が前記合流部に接続されている合流マイクロ流路部とを有する。 In still another specific aspect of the microchannel chip according to the present invention, the inlet-side microchannel includes a first upstream microchannel portion and a second upstream microchannel portion; One end is connected to the downstream end of 2 upstream microchannel parts, and the other end has a confluence | merging microchannel part connected to the said junction part.
本発明に係るマイクロ流路チップのさらに他の特定の局面では、前記チップ本体に固定されており、前記合流部において、前記仮想線の一方側及び他方側の少なくとも一方の温度を調節する温度調節装置がさらに備えられている。 In still another particular aspect of the micro-channel chip according to the present invention, the temperature control is performed to adjust the temperature of at least one of the one side and the other side of the virtual line, which is fixed to the chip body A device is further provided.
本発明に係るマイクロ流体の合流方法は、本発明に従って構成されているマイクロ流路チップを用いたマイクロ流体の合流方法であって、第1のマイクロ流体を前記入り口側マイクロ流路から前記合流部に送液する工程と、前記合流部において、前記第1のマイクロ流体を停止させる工程と、前記合流部に第2のマイクロ流体を送液し、前記第1のマイクロ流体と合流させる工程とを備える。 A method of combining microfluidics according to the present invention is a method of combining microfluidics using a microchannel chip configured according to the present invention, wherein the first microfluidic fluid is joined to the junction from the inlet-side microchannel Transferring the second micro fluid to the merging portion and combining the second micro fluid with the first micro fluid; Prepare.
本発明に係るマイクロ流体の合流方法のある特定の局面では、前記入り口側マイクロ流路においてガスを用いて前記第1のマイクロ流体を前記合流部側に送液することにより、前記第1のマイクロ流体を前記合流部に送液し、前記ガスを前記合流部において前記第1のマイクロ流体を追い越させて、前記第1のマイクロ流体を停止させる。 In a specific aspect of the method for combining microfluidics according to the present invention, the first micro fluid is transported to the side of the merging portion by using a gas in the inlet-side microchannel, thereby forming the first micro Fluid is sent to the junction, and the gas is overtaken by the first microfluid at the junction to stop the first microfluid.
本発明に係るマイクロ流路チップ及びマイクロ流体の合流方法によれば、合流部において、先に第1のマイクロ流体を送液し、停止させ、その状態で第2のマイクロ流体を合流部において合流させることができる。従って、第1のマイクロ流体と第2のマイクロ流体とを、合流させることができる。また、合流部において、空間形状及び状態の少なくとも一方において、非対称とする構造を有しておればよいだけであるため、マイクロ流路チップのコストの低減を果たすことができる。 According to the micro-channel chip and the method for combining microfluidics according to the present invention, in the merging portion, the first micro fluid is first sent and stopped, and in this state, the second micro fluid is merged in the merging portion Can be made. Thus, the first microfluidic and the second microfluidic can be merged. In addition, since it is only necessary to have an asymmetric structure in at least one of the space shape and the state at the junction, the cost of the microchannel chip can be reduced.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態に係るマイクロ流路チップを説明するための断面図である。マイクロ流路チップ1は、チップ本体2を有する。チップ本体2は、特に限定されるわけではないが、合成樹脂からなる。合成樹脂としては、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、(メタ)アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂などの様々な樹脂を用いることができる。好ましくは、透光性樹脂を用いることが望ましい。その場合には、光の照射により、マイクロ流路内や合流部内において、光学的測定や光の照射による反応を生じさせることができる。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a microchannel chip according to a first embodiment of the present invention. The
また、好ましくは、チップ本体2は、合成樹脂の射出成形品からなることが望ましい。その場合には、量産性を高め、コストをより一層低減することができる。
Preferably, the
チップ本体2内には、マイクロ流路と、合流部4とが設けられている。マイクロ流路として、第1の上流側マイクロ流路部3a、第2の上流側マイクロ流路部3b及び出口側マイクロ流路3cとが設けられている。第1の上流側マイクロ流路部3a及び第2の上流側マイクロ流路部3bにより、入り口側マイクロ流路が構成されている。
In the
第1の上流側マイクロ流路部3a及び第2の上流側マイクロ流路部3bは、それぞれ、第1,第2のマイクロ流体を送液するために設けられている。合流部4の平面形状は矩形である。合流部4は、矩形の長辺側の一対の内壁4a,4bと、短辺側の一対の内壁4c,4dとを有する。第1の上流側マイクロ流路部3aが、内壁4aに接続されている。第2の上流側マイクロ流路部3bが、内壁4cに接続されている。
The first
出口側マイクロ流路3cは、内壁4dに接続されている。なお、第2の上流側マイクロ流路部3bと、出口側マイクロ流路3cとは、一直線状に連なっている。第2の上流側マイクロ流路部3bと、出口側マイクロ流路3cとは、一直線状に連なっている必要は必ずしもないが、一直線状に連なっていることが好ましい。それによって、合流後の混合流体を出口側マイクロ流路3cに速やかに送液することができる。第1の上流側マイクロ流路部3aから矢印Aで示すように、合流部4に第1のマイクロ流体が送液される。他方、第2の上流側マイクロ流路部3bにおいては、矢印Bで示すように、第2のマイクロ流体が、合流部4に向かって送液される。マイクロ流路チップ1の特徴は、第1のマイクロ流体を合流部4に流入させる方向に延びる仮想線を仮想線Xとしたときに、該仮想線Xを境にして、合流部4の一方側と、他方側とが、空間形状において非対称とされていることにある。それによって、第1のマイクロ流体に、第2のマイクロ流体を確実に、気泡を巻き込むことなく合流させることができる。これを、図2及び図3を参照して説明する。
The outlet-
本実施形態のマイクロ流路チップ1を用いたマイクロ流体の合流方法では、図2に示すように、先に、第1のマイクロ流体5を、第1の上流側マイクロ流路部3aから合流部4に向かって送液する。この送液には、好ましくは、第1のマイクロ流体5の後方から、ガスを付与することにより行なわれる。このようなガスを発生するマイクロポンプが、第1の上流側マイクロ流路部3aに連結されている。もっとも、マイクロポンプに限らず、上記のようなガスを第1の上流側マイクロ流路部3aにおいて、第1のマイクロ流体5の後方から第1のマイクロ流体5を押圧する適宜のデバイスを用いることができる。
In the method of combining microfluidics using the
上記ガスに押されることにより、図2に示すように、第1のマイクロ流体5が、合流部4内に送液され、合流部4内に収容される。このとき、第1のマイクロ流体5の後方から、ガスが合流部4に侵入してくる。従って、図2に矢印Cで示すように、ガスは、第1のマイクロ流体5を追い越し、出口側マイクロ流路3cから排出される。ガスが第1のマイクロ流体5を追い越すことにより、第1のマイクロ流体5の移動が終了し、第1のマイクロ流体5が停止する。このとき、仮想線Xに対して、合流部4の一方側と他方側とが非対称であるため、上記のように、第1のマイクロ流体5が仮想線Xに対して一方側に偏って配置され、停止することとなる。そのため、上記ガスが追い越し、第1のマイクロ流体5の位置を上記のように決定することができる。
By being pushed by the gas, as shown in FIG. 2, the
本実施形態のマイクロ流体の合流方法では、次に、第2の上流側マイクロ流路部3bから、第2のマイクロ流体6を送液する。第2のマイクロ流体6の送液方法は特に限定されない。好ましくは、第1のマイクロ流体5と同様に、ガスが用いられる。その場合には、第1,第2のマイクロ流体5,6の送液手段を同じとすることにより、コストのより一層の低減を果たすことができる。
Next, in the method for merging microfluidics of the present embodiment, the
この場合、図2に示すように、第1のマイクロ流体5が合流部4内において停止しているため、第2のマイクロ流体6を合流部4に送液すると、両者が接触した段階で気泡を巻き込み難い。よって、図3に示すように、第1,第2のマイクロ流体5,6の混合流体7が合流部4内において形成される。次に、第1,第2の上流側マイクロ流路部3a,3bの少なくとも一方から、さらにガスを供給することにより、混合流体7を、出口側マイクロ流路3cから排出し、回収することができる。
In this case, as shown in FIG. 2, since the first
また、回収に先立ち、合流部4において、混合流体7を加熱したり、混合流体7において反応を生じさせたりしてもよい。また、合流部4において、混合流体7の特性等を測定してもよい。すなわち、合流部4は、上記のような反応セルや測定セルとして用いられ得る。
Prior to recovery, the mixed fluid 7 may be heated in the
マイクロ流路チップ1では、上記のように、先に第1のマイクロ流体5を合流部4内において停止させ、その状態で第2のマイクロ流体6を合流部4に送液し、第1のマイクロ流体5と接触させる。従って、第1のマイクロ流体5と第2のマイクロ流体6の送液のタイミングを高精度に一致させる必要がない。よって、マイクロ流路チップ1は、安価に製造され得る。また、その場合であっても、一方の第1のマイクロ流体5が停止しているため、合流に際しての気泡の巻き込みも生じ難い。
In the
合流部4の容積は、先に送液される第1のマイクロ流体5の200%以上であることが好ましい。200%以上である場合、第1のマイクロ流体を偏った位置により確実に停止させることができる。また、第1のマイクロ流体の送液速度は、特に限定されないが、1〜50μL/sであることが望ましい。その場合に、非対称な位置に、第1のマイクロ流体をより確実に停止させることができる。
It is preferable that the volume of the
第1の実施形態では、仮想線Xを境として、合流部4の一方側と他方側との空間の形状が異なっていた。すなわち、矩形の平面形状の合流部4において、内壁4aに対する第1の上流側マイクロ流路部3aが交差する方向すなわち仮想線Xと、内壁4aとのなす角度が、一方側が鋭角であり、他方側が鈍角であった。
In the first embodiment, the shape of the space on one side and the other side of the merging
さらに、上記鈍角と鋭角との差は10°〜170°の範囲であることが望ましい。もっとも、本発明において、合流部の一方側と他方側とを非対称とする構成はこれに限定されるものではない。 Furthermore, the difference between the obtuse angle and the acute angle is preferably in the range of 10 ° to 170 °. However, in the present invention, the configuration in which one side and the other side of the merging portion are asymmetric is not limited to this.
合流部4においては、平面形状において一方側と他方側とが異なっていてもよいが、高さ方向において、一方側と他方側とが異なっていてもよい。例えば、合流部4の一方側において、空間の高さが異なっていもよい。
In the merging
仮想線Xの一方側と他方側とで空間の高さを異ならせる場合、その差は0.1〜5.0mmの範囲とすることが好ましい。また、矩形の平面形状において、一方側と他方側とで、奥行きを異ならせる場合、その差は1〜20mmの範囲とすることが望ましい。 When the height of the space is made different between one side and the other side of the imaginary line X, the difference is preferably in the range of 0.1 to 5.0 mm. In addition, in the rectangular planar shape, when the depths are different on one side and the other side, the difference is preferably in the range of 1 to 20 mm.
以下、本発明の第2〜第7の実施形態を図4〜図9を参照して説明する。図4は、第2の実施形態に係るマイクロ流路チップにおけるマイクロ流路及び合流部の模式図である。図4に示すように、第2の実施形態では、合流部11の平面形状が、L字状の形状とされている。合流部11は、第1の上流側マイクロ流路部3aが接続されている内壁11aを有する。内壁11aと対向するように、内壁11b,11cが設けられている。内壁11bと内壁11cとは平行であり、内壁11dにより連結されている。対向し合う一対の内壁11e,11fが設けられている。内壁11eは、内壁11aと内壁11cとを連結している。内壁11fは、内壁11bと内壁11aとを連結している。第2の上流側マイクロ流路部3bは内壁11fに接続されている。出口側マイクロ流路3cは、内壁11eに接続されている。本実施形態においても、前述した仮想線Xを境として、合流部11の一方側と他方側の空間の形状が異なっている。従って、第1の実施形態と同様に、第1のマイクロ流体を合流部11に送液し、停止させた後に、第2のマイクロ流体を合流部11に送液し、合流させることができる。
Hereinafter, second to seventh embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 9. FIG. 4 is a schematic diagram of a microchannel and a merging portion in the microchannel chip according to the second embodiment. As shown in FIG. 4, in the second embodiment, the planar shape of the merging
図5に示す第3の実施形態では、合流部12において、仮想線Xを境として、合流部12の一方側がハッチングを付して示すように、その表面が粗くされている。他方、合流部12の他方側においては、上記ハッチングは付されておらず、内面が平滑面とされている。このように、仮想線Xを境として、合流部12の一方側と他方側とで、表面の状態が異なっていてもよい。この場合においても、合流部12に最初に導かれた第1のマイクロ流体が、仮想線Xに対して偏った位置で停止されることになる。従って、第2のマイクロ流体を合流部12に送液し、第1,第2のマイクロ流体を、容易に、気泡を含まずに合流させることができる。
In the third embodiment shown in FIG. 5, the surface of the merging
また、表面の平滑性の差は、JIS B 0601−2001における表面粗さRaの差で0.1〜10μmの範囲であることが望ましい。 The difference in surface smoothness is preferably in the range of 0.1 to 10 μm as the difference in surface roughness Ra in JIS B 0601-2001.
図5では、合流部12の一方側と他方側において、内面の平滑性が異なっていたが、両者の水に対する接触角が異なっていもよい。
In FIG. 5, the smoothness of the inner surface is different on one side and the other side of the merging
上記接触角の差は、特に限定されないが、10°〜130°の範囲であることが望ましい。 The difference in the contact angle is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 ° to 130 °.
図6は、本発明の第4の実施形態に係るマイクロ流路チップの合流部とマイクロ流路とを示す模式図である。合流部13では、仮想線Xを境として、合流部13の一方側と他方側の空間の形状は対称とされている。もっとも、温度調節装置14が、マイクロ流路チップ内に設けられている。温度調節装置14は、仮想線Xに対して、合流部13における一方側に位置している。温度調節装置14により、合流部13の仮想線Xに対して一方側を加熱し、合流部13の一方側の温度は、他方側の温度よりも高くされている。このように、仮想線Xの一方側と他方側とで温度を異ならせ、両者の状態を非対称としてもよい。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a confluence portion and a microchannel of a microchannel chip according to the fourth embodiment of the present invention. In the merging
なお、温度調節装置14により、温度を高める場合だけでなく、逆に温度を相対的に低めてもよい。このような温度調節装置14としては、加熱のためには、サーミスタなどが好適に用いられる。また、ペルチェ素子を用いれば、加熱及び冷却のいずれをも行なわせ得る。
In addition, not only when raising temperature with the
また、上記温度調節装置14は、マイクロ流路チップにおいて、チップ本体内に設けられる必要は必ずしもなく、チップ本体に固定されていてもよい。
Further, the
上記のように、合流部13の一方側と他方側で温度差を与える場合、温度差は0℃〜140℃の範囲であることが好ましい。
As mentioned above, when giving a temperature difference in one side and the other side of
図7は、本発明の第5の実施形態に係るマイクロ流路チップにおける合流部及びマイクロ流路を説明するための模式図である。 FIG. 7 is a schematic view for explaining the merging portion and the microchannel in the microchannel chip according to the fifth embodiment of the present invention.
合流部16の平面形状は、コーナー部が丸められた矩形の形状とされている。このように、合流部16の平面形状は、コーナー部が丸められていてもよい。
The planar shape of the merging
また、第1の上流側マイクロ流路部3aと、第2の上流側マイクロ流路部3bは、合流部16の手前で合流されており、合流マイクロ流路部3dに接続されている。合流マイクロ流路部3dが、合流部16に接続されている。本実施形態においては、入り口側マイクロ流路が、上記第1の上流側マイクロ流路部3a、第2の上流側マイクロ流路部3b及び合流マイクロ流路部3dとを有する。ここでは、第1のマイクロ流体が、まず第1の上流側マイクロ流路部3a及び合流マイクロ流路部3dを介して、合流部16に送液される。本実施形態においても、仮想線Xの一方側と他方側とで、合流部16の空間の形状が非対称とされている。従って、第1の実施形態の場合と同様に、第1のマイクロ流体が、合流部16において偏った位置に停止される。次に、第2のマイクロ流体を第2の上流側マイクロ流路部3bから合流マイクロ流路部3dを介して合流部16に送液する。従って、第1の実施形態と同様に、第1,第2のマイクロ流体を、気泡を巻き込むことなく合流させることができる。
Further, the first
本実施形態のように、合流部16に接続される入り口側マイクロ流路は、単一であってもよい。また、図7では、第1,第2の上流側マイクロ流路部3a,3bが用いられていたが、合流マイクロ流路部3dのみを用い、第1のマイクロ流体及び第2のマイクロ流体を順に送液してもよい。すなわち、合流マイクロ流路部3dのみにより、本発明における入り口側マイクロ流路を構成してもよい。
As in the present embodiment, the entrance-side microchannel connected to the
図8は、第6の実施形態に係るマイクロ流路チップの合流部及びマイクロ流路を示す模式図である。本実施形態のように、合流部17の平面形状は楕円形であってもよい。すなわち、合流部17の平面形状は特に限定されず、楕円形の他、三角形、台形などの他の形状であってもよい。
FIG. 8 is a schematic view showing the merging portion and the microchannel of the microchannel chip according to the sixth embodiment. As in the present embodiment, the planar shape of the merging
図9は、第7の実施形態に係るマイクロ流路チップの合流部及びマイクロ流路を示す模式図である。ここでは、矩形の合流部18内にスペーサ19a,19bが設けられている。スペーサ19a,19bは、円柱状の形状を有し、仮想線Xの一方側にのみ設けられている。よって、仮想線Xを境として、合流部18の一方側と他方側とにおいて、空間が非対称とされている。このように、本発明における非対称構造は、スペーサ19a,19bなどを設けることにより達成されていてもよい。
FIG. 9 is a schematic view showing the merging portion and the microchannel of the microchannel chip according to the seventh embodiment. Here, the
次に、具体的な実施例及び比較例を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Next, specific examples and comparative examples will be described. The present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
第1の実施形態のマイクロ流路チップ1を作製した。チップ本体2はシクロオレフィン樹脂の射出成形品として得た。このチップ本体2内において、合流部4の体積は60μLとした。また、第1,第2の上流側マイクロ流路部3a,3b及び出口側マイクロ流路3cの横断面の寸法は以下の通りとした。
Example 1
The
第1の上流側マイクロ流路部3a:長方形の横断面形状を有し、その寸法は0.8mm×0.7mmとした。
1st
第2の上流側マイクロ流路部3b:横断面の形状は長方形とし、寸法は0.8mm×0.7mmとした。
Second
出口側マイクロ流路3c:長方形の横断面形状とし、その寸法は0.8mm×0.7mmとした。
Outlet-
合流部4において、内壁4aに対する第1の上流側マイクロ流路部3aの入射角度θ、すなわち、図1に示した入射角度θを、45°とした。
In the merging
第1のマイクロ流体として水を5μL/sの速度で合流部4にガスを用いて送液し、合流部4内において停止させた。次に、第2のマイクロ流体として水を、5μL/sの速度で送液し、合流部4内において第1のマイクロ流体に合流させた。その結果、気泡を巻き込むことなく、第1,第2のマイクロ流体を合流させることができた。
As a first microfluidic, water was sent to the merging
(実施例2)
上記入射角度θを10°に変更したことを除いては、実施例1と同様にして、第1,第2のマイクロ流体を合流させた。実施例2においても、気泡をほとんど巻き込むことなく、第1,第2のマイクロ流体を合流させることができた。
(Example 2)
The first and second microfluidics were merged in the same manner as in Example 1 except that the incident angle θ was changed to 10 °. Also in Example 2, the first and second microfluids could be merged with almost no bubbles involved.
(実施例3)
上記入射角度θを70°としたことを除いては、実施例1と同様にして、第1,第2のマイクロ流体を合流させた。その結果、気泡をほとんど巻き込むことなく、第1,第2のマイクロ流体を合流させることができた。
(Example 3)
The first and second microfluidics were merged in the same manner as in Example 1 except that the incident angle θ was 70 °. As a result, the first and second microfluids could be merged with almost no bubbles.
(比較例)
比較例においては、上記入射角度θを90°とし、しかも第1の上流側マイクロ流路部3aが内壁4aに接続される部分を、第1の内壁4aの中心とした。それによって、仮想線Xを境として、合流部4の一方側と他方側とを対称とした。その他の構成は実施例1と同様とした。
(Comparative example)
In the comparative example, the incident angle θ is 90 °, and the portion where the first
比較例では、第1のマイクロ流体を合流部4に送液すると、第1のマイクロ流体により、第1の上流側マイクロ流路部3aの出口が塞がれ、ガスが抜け難かった。そのため、第1のマイクロ流体に第2のマイクロ流体を合流させた場合、両者の間に気泡が巻き込んでいた。
In the comparative example, when the first micro fluid was sent to the merging
なお、本発明においては、第1のマイクロ流体と第2のマイクロ流体とが合流部で合流されるが、1以上の他のマイクロ流体がさらに合流部により合流されてもよい。 In the present invention, the first microfluid and the second microfluid are merged at the merge portion, but one or more other microfluids may be merged at the merge portion.
1…マイクロ流路チップ
2…チップ本体
3a,3b…第1,第2の上流側マイクロ流路部
3c…出口側マイクロ流路
3d…合流マイクロ流路部
4…合流部
4a〜4d…内壁
5,6…第1,第2のマイクロ流体
7…混合流体
11…合流部
11a〜11f…内壁
12,13…合流部
14…温度調節装置
16〜18…合流部
19a,19b…スペーサ
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記マイクロ流路が、前記合流部に前記第1のマイクロ流体及び前記第2のマイクロ流体を送液する入り口側マイクロ流路と、前記合流部で合流されたマイクロ流体を送液するための出口側マイクロ流路とを有し、
前記第1のマイクロ流体を前記合流部に流入させる方向に延びる仮想線を境にして、前記合流部の一方側と他方側とが、空間形状及び状態の少なくとも一方において非対称とされている、マイクロ流路チップを用いたマイクロ流体の合流方法であって、
第1のマイクロ流体を前記入り口側マイクロ流路から前記合流部に送液する工程と、
前記合流部に前記第1のマイクロ流体を送液した後に、前記合流部において、前記第1のマイクロ流体を停止させる工程と、
前記合流部において、前記第1のマイクロ流体を停止させた後に、前記合流部に第2のマイクロ流体を送液し、前記第1のマイクロ流体と合流させる工程とを備え、
前記入り口側マイクロ流路において前記第1のマイクロ流体の後方からガスを供給して前記第1のマイクロ流体を前記合流部側に送液することにより、前記第1のマイクロ流体を前記合流部に送液し、前記ガスを前記合流部において前記第1のマイクロ流体を追い越させて、前記ガスによる押圧力を開放することにより、前記第1のマイクロ流体を停止させる、マイクロ流体の合流方法。 A chip body having a microchannel and a first microfluidic and a merging portion where the second microfluidic merging,
The microchannel has an inlet-side microchannel for feeding the first microfluid and the second microfluid to the junction, and an outlet for feeding the microfluid joined at the junction Side microchannels,
A micro that has one side and the other side of the merging portion asymmetric in at least one of a space shape and a state with a virtual line extending in a direction in which the first microfluid flows into the merging portion as a boundary. A method of combining microfluidics using a flow path chip, comprising:
Feeding a first microfluid from the inlet-side microchannel to the junction;
A step of stopping the first microfluid in the merging portion after feeding the first microfluid to the merging portion ;
A step of stopping the first microfluid in the merging portion, then feeding a second microfluid to the merging portion and merging with the first microfluid ;
The gas is supplied from the rear of the first microfluidic in the inlet-side microchannel and the first microfluidic is transported to the merging portion side, whereby the first microfluidic is transferred to the merging portion feeding and, by the gas to overtake the first microfluidic at the merging section, by removing the pressing force by the gas, the first microfluidic Ru was stopped and merging method of microfluidic.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016148672A JP6554077B2 (en) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | Microfluidic merging method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016148672A JP6554077B2 (en) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | Microfluidic merging method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018015720A JP2018015720A (en) | 2018-02-01 |
| JP6554077B2 true JP6554077B2 (en) | 2019-07-31 |
Family
ID=61079056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016148672A Active JP6554077B2 (en) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | Microfluidic merging method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6554077B2 (en) |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4341372B2 (en) * | 2003-10-30 | 2009-10-07 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | Liquid mixing method, mixing apparatus and mixing system |
| JP2007113433A (en) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Ebara Corp | Plunger pump system |
| JP2007225438A (en) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Microfluid chip |
| JP4159596B2 (en) * | 2006-03-09 | 2008-10-01 | 積水化学工業株式会社 | Micro liquid dilution method |
| JP2007279069A (en) * | 2006-03-09 | 2007-10-25 | Sekisui Chem Co Ltd | Microfluidic device and trace liquid dilution method |
| JP4868526B2 (en) * | 2007-06-08 | 2012-02-01 | 公立大学法人首都大学東京 | Sample introduction microdevice |
| JP2009019892A (en) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Micro inspection chip and inspection device |
| JP5140386B2 (en) * | 2007-11-15 | 2013-02-06 | 富士フイルム株式会社 | Microchannel mixing method and apparatus |
| JP2011027590A (en) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Beckman Coulter Inc | Microfluid chip |
| JP2011147877A (en) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Kasen Nozuru Seisakusho:Kk | Microreactor |
| JP6120440B2 (en) * | 2013-04-30 | 2017-04-26 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Microchamber and liquid mixing method |
-
2016
- 2016-07-28 JP JP2016148672A patent/JP6554077B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018015720A (en) | 2018-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105056821B (en) | Cross micromixer with symmetrical elliptic-arc-shaped baffles | |
| CN104525286B (en) | A microfluidic chip based on T-shaped channels for synchronous fusion of droplets | |
| CN104084247A (en) | Elastic wall surface micro-fluidic chip based on T-shaped micro-channel | |
| JPWO2015019520A1 (en) | Microfluidic device | |
| US20140290786A1 (en) | Microfluidic channel and microfluidic device | |
| US20060039829A1 (en) | Microfluidic device, and diagnostic and analytical apparatus using the same | |
| JP4367283B2 (en) | Microfluidic chip | |
| CN202199279U (en) | A Planar Passive Micromixer Based on Vortex Structure Enhanced Mixing | |
| CN207446126U (en) | A kind of passive type micro-mixer | |
| CN104888875A (en) | Lower wall specified position movable micro-fluidic chip based on microchannel | |
| CN104826674A (en) | Reverse-Y shaped channel microfluid chip for generating droplets | |
| US9987630B2 (en) | Fluid handling device and method of using the same | |
| JP2009018311A (en) | Microfluidic chip | |
| CN105107401A (en) | Cross micromixer of symmetrical fan shaped annular baffle | |
| CN105764603B (en) | Micro passage reaction | |
| CN103230753B (en) | Micro-mixing detecting chip | |
| CN107649059A (en) | A kind of asymmetric wall structure micro-mixer of the passive type of optimization | |
| CN102233241A (en) | Planar passive micro mixer based on vortex forming structure enhanced mixing | |
| CN103331121A (en) | Micro Fluid Mixing System | |
| JP6302187B2 (en) | Microchannel chip and manufacturing method thereof | |
| KR100758274B1 (en) | A microfluidic device for equalizing the flow of multiple microfluids in the chamber, and a microfluidic network using the same | |
| JP6554077B2 (en) | Microfluidic merging method | |
| JP2009233483A (en) | Active slug reactor | |
| JP2014122831A (en) | Microfluidic device | |
| CN106215789A (en) | A kind of backflow passive type micro-mixer based on jet current principle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180926 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181002 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20181129 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190108 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190611 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190705 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6554077 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |