FR3108898A1 - Procede pour generer un ecoulement dans une microgoutte et dispositif pour la mise en œuvre du procede - Google Patents
Procede pour generer un ecoulement dans une microgoutte et dispositif pour la mise en œuvre du procede Download PDFInfo
- Publication number
- FR3108898A1 FR3108898A1 FR2003336A FR2003336A FR3108898A1 FR 3108898 A1 FR3108898 A1 FR 3108898A1 FR 2003336 A FR2003336 A FR 2003336A FR 2003336 A FR2003336 A FR 2003336A FR 3108898 A1 FR3108898 A1 FR 3108898A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- resonator
- frequency
- layer
- hbar
- support
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract 2
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 claims description 23
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 13
- -1 polyparaxylylene Polymers 0.000 claims description 6
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 28
- 206010001497 Agitation Diseases 0.000 description 22
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 2
- 238000007481 next generation sequencing Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- IYZWUWBAFUBNCH-UHFFFAOYSA-N 2,6-dichlorobiphenyl Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1C1=CC=CC=C1 IYZWUWBAFUBNCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012463 LiTaO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000520 microinjection Methods 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000002335 surface treatment layer Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
- B01F31/80—Mixing by means of high-frequency vibrations above one kHz, e.g. ultrasonic vibrations
- B01F31/86—Mixing by means of high-frequency vibrations above one kHz, e.g. ultrasonic vibrations with vibration of the receptacle or part of it
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/30—Micromixers
- B01F33/302—Micromixers the materials to be mixed flowing in the form of droplets
- B01F33/3021—Micromixers the materials to be mixed flowing in the form of droplets the components to be mixed being combined in a single independent droplet, e.g. these droplets being divided by a non-miscible fluid or consisting of independent droplets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
- B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
- B01F2215/0413—Numerical information
- B01F2215/0436—Operational information
- B01F2215/0445—Numerical electrical values, e.g. intensity, voltage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Description
Claims (15)
- Procédé pour générer une agitation dans une microgoutte de fluide (3) dont le volume est de préférence supérieur à quelques dizaine de nanolitres, mettant en œuvre un dispositif actionneur (1) par ondes acoustiques , ledit dispositif actionneur (1) comprenant un support (2) sur lequel ladite microgoutte de fluide (3) est déposée et prélevée , un résonateur apte à convertir un signal sinusoïdal électrique appliqué en ses bornes en ondes acoustiques, ledit procédé étant caractérisé en ce que
le résonateur du dispositif actionneur (1) mis en œuvre est de type à ondes de volumes à modes harmoniques élevés HBAR (5) , le résonateur HBAR (5) présentant un facteur de qualité Q d’au moins 100 dans l’air et comportant ledit support (2), ledit support (2) étant sensiblement plat et revêtu d’une couche de matériau diélectrique (4),
en ce que ledit résonateur HBAR (5) est associé à un dispositif électronique modulable (12) apte à générer des ondes hautes fréquences,
et en ce qu’il comporte les étapes suivantes:
- dépôt sur ledit support (2) d’une microgoutte de fluide (3),
- génération d’un signal sinusoïdal électrique (S) par commande du dispositif électronique modulable (12), ledit signal sinusoïdal électrique généré (S) présentant une fréquence choisie au moyen du dispositif électronique modulable, ladite fréquence étant comprise entre 100 MHz et 4 GHz,
- transformation du signal sinusoïdal électrique (S) présentant ladite fréquence choisie en ondes hautes fréquences acoustique (OA) par ledit résonateur HBAR (5), les ondes hautes fréquences acoustiques (OA) présentant une résonance propre générant une agitation donnée dans la microgoutte de fluide (3). - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le facteur qualité Q du résonateur HBAR (5) est sensiblement d’au moins 1000 dans l’air.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif actionneur (1) est encapsulé dans ladite couche de matériau diélectrique (4).
- Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite couche de matériau diélectrique (4) est hydrophobe.
- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite couche de matériau diélectrique (4) comporte du polyparaxylylène.
- Procédé selon la revendication l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite couche de matériau diélectrique (4) présente une épaisseur comprise entre sensiblement 100 nm et 40 µm, de préférence entre 2,5 µm et 10 µm.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence de signal sinusoïdal électrique (S) généré par le dispositif électrique modulable (12) est choisie avant le dépôt de la microgoutte de fluide (3) sur le support (2) en mesurant le facteur de qualité Q dans l’air dudit dispositif actionneur (1) obtenu en faisant varier la fréquence du signal sinusoïdal électrique (S) et en retenant la fréquence qui permet d’obtenir le facteur de qualité Q dans l’air le plus élevé.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence choisie est comprise entre 400 MHz et 1 GHz.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite microgoutte de fluide (3) présente un volume d’au moins 1 µL.
- Dispositif actionneur (1) par onde acoustique, pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un support (2) sur lequel ladite microgoutte de fluide (3) peut être déposée et prélevée, un résonateur apte à convertir un signal sinusoïdal électrique (S) appliqué en ses bornes en ondes acoustiques (OA), ledit résonateur étant conçu pour être associé à un dispositif électronique modulable (12) apte à générer des ondes hautes fréquences , caractérisé en ce que ledit résonateur est de type à ondes de volumes à modes harmoniques élevés HBAR (5) et présente un facteur de qualité Q d’au moins 100 dans l’air et en ce que ledit résonateur HBAR (5) comporte ledit support (2), ledit support (2) étant sensiblement plat et revêtu d’une couche de matériau diélectrique (4).
- Dispositif actionneur selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit résonateur HBAR (5) présente un facteur de qualité Q de sensiblement de 1000 dans l’air.
- Dispositif actionneur selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu’il est encapsulé dans ladite couche de matériau diélectrique (4).
- Dispositif selon la revendication 10, 11 ou 12, caractérisé en ce que ladite couche de matériau diélectrique (4) est hydrophobe.
- Dispositif selon la revendication 10, 11 ou 12, caractérisé en ce que ladite couche de matériau diélectrique (4) comporte du polyparaxylylène.
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que ladite couche de matériau diélectrique (4) présente une épaisseur comprise entre sensiblement 100 nm et 40 µm, de préférence entre 2,5 µm et 10 µm.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2003336A FR3108898B1 (fr) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | Procede pour generer un ecoulement dans une microgoutte et dispositif pour la mise en œuvre du procede |
PCT/EP2021/056153 WO2021197790A1 (fr) | 2020-04-03 | 2021-03-11 | Procede pour generer un ecoulement dans une microgoutte et dispositif pour la mise en œuvre du procede |
EP21713562.3A EP4126322A1 (fr) | 2020-04-03 | 2021-03-11 | Procede pour generer un ecoulement dans une microgoutte et dispositif pour la mise en oeuvre du procede |
US17/995,010 US20230211300A1 (en) | 2020-04-03 | 2021-03-11 | Method for generating a flow in a microdrop and device for implementing the method |
CN202180034430.3A CN115551627A (zh) | 2020-04-03 | 2021-03-11 | 用于在微滴中产生流的方法和用于实现该方法的设备 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2003336A FR3108898B1 (fr) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | Procede pour generer un ecoulement dans une microgoutte et dispositif pour la mise en œuvre du procede |
FR2003336 | 2020-04-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3108898A1 true FR3108898A1 (fr) | 2021-10-08 |
FR3108898B1 FR3108898B1 (fr) | 2022-08-05 |
Family
ID=70918650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR2003336A Active FR3108898B1 (fr) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | Procede pour generer un ecoulement dans une microgoutte et dispositif pour la mise en œuvre du procede |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230211300A1 (fr) |
EP (1) | EP4126322A1 (fr) |
CN (1) | CN115551627A (fr) |
FR (1) | FR3108898B1 (fr) |
WO (1) | WO2021197790A1 (fr) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3090109B1 (fr) * | 2018-12-14 | 2024-06-28 | Univ Paris Sud | Capteur micro-onde du type à micro-ruban |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19611270A1 (de) | 1996-03-22 | 1997-09-25 | Gesim Ges Fuer Silizium Mikros | Mikromischer zur Handhabung kleinster Flüssigkeitsmengen |
US20020009015A1 (en) | 1998-10-28 | 2002-01-24 | Laugharn James A. | Method and apparatus for acoustically controlling liquid solutions in microfluidic devices |
WO2006027602A1 (fr) * | 2004-09-10 | 2006-03-16 | Cambridge University Technical Services Ltd | Melangeur/reacteur a liquides et procede correspondant |
EP1748556A1 (fr) * | 2005-07-29 | 2007-01-31 | Temex SAS | Structure résonante hybride |
US20090206171A1 (en) | 2006-05-02 | 2009-08-20 | Monash University | Concentration and dispersion of small particles in small fluid volumes using acoustic energy |
US20120028293A1 (en) | 2001-04-09 | 2012-02-02 | Beckman Coulter, Inc. | Mixing device and mixing method for mixing small amounts of liquid |
-
2020
- 2020-04-03 FR FR2003336A patent/FR3108898B1/fr active Active
-
2021
- 2021-03-11 US US17/995,010 patent/US20230211300A1/en active Pending
- 2021-03-11 WO PCT/EP2021/056153 patent/WO2021197790A1/fr active Application Filing
- 2021-03-11 EP EP21713562.3A patent/EP4126322A1/fr active Pending
- 2021-03-11 CN CN202180034430.3A patent/CN115551627A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19611270A1 (de) | 1996-03-22 | 1997-09-25 | Gesim Ges Fuer Silizium Mikros | Mikromischer zur Handhabung kleinster Flüssigkeitsmengen |
US20020009015A1 (en) | 1998-10-28 | 2002-01-24 | Laugharn James A. | Method and apparatus for acoustically controlling liquid solutions in microfluidic devices |
US20120028293A1 (en) | 2001-04-09 | 2012-02-02 | Beckman Coulter, Inc. | Mixing device and mixing method for mixing small amounts of liquid |
WO2006027602A1 (fr) * | 2004-09-10 | 2006-03-16 | Cambridge University Technical Services Ltd | Melangeur/reacteur a liquides et procede correspondant |
EP1748556A1 (fr) * | 2005-07-29 | 2007-01-31 | Temex SAS | Structure résonante hybride |
US20090206171A1 (en) | 2006-05-02 | 2009-08-20 | Monash University | Concentration and dispersion of small particles in small fluid volumes using acoustic energy |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115551627A (zh) | 2022-12-30 |
US20230211300A1 (en) | 2023-07-06 |
EP4126322A1 (fr) | 2023-02-08 |
FR3108898B1 (fr) | 2022-08-05 |
WO2021197790A1 (fr) | 2021-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fu et al. | Advances in piezoelectric thin films for acoustic biosensors, acoustofluidics and lab-on-chip applications | |
Zhang et al. | Film bulk acoustic resonators (FBARs) as biosensors: A review | |
US8240907B2 (en) | Apparatus and method for moving a liquid by means of a piezoelectric transducer | |
Li et al. | Surface acoustic wave concentration of particle and bioparticle suspensions | |
US7468608B2 (en) | Device and method for detecting a substance of a liquid | |
EP2678107B1 (fr) | Appareil fluidique pour la manipulation d'échantillons liquides au moyen d'ondes acoustiques de surface, méthode d'utilisation et de fabrication de celui-ci | |
FR2871150A1 (fr) | Dispositif de manipulation de gouttes destine a l'analyse biochimique, procede de fabrication du dispositif, et systeme d'analyse microfluidique | |
Gaso et al. | Love wave biosensors: a review | |
Agostini et al. | Ultra-high-frequency (UHF) surface-acoustic-wave (SAW) microfluidics and biosensors | |
US20100018596A1 (en) | Micro fluidic transportation device and method for manufacturing the same | |
FR2871076A1 (fr) | Dispositif pour desorption par rayonnement laser incorporant une manipulation de l'echantillon liquide sous forme de gouttes individuelles permettant leur traitement chimique et biochimique | |
US10812045B2 (en) | BAW sensor with enhanced surface area active region | |
WO2021197790A1 (fr) | Procede pour generer un ecoulement dans une microgoutte et dispositif pour la mise en œuvre du procede | |
Zhang et al. | Monolithic integrated system with an electrowetting-on-dielectric actuator and a film-bulk-acoustic-resonator sensor | |
WO2018058113A2 (fr) | Systèmes et procédés d'analyse de liquides par des canaux fluidiques recouverts intégrés sur des plates-formes de capteurs | |
JP2003307481A (ja) | マルチチャネルバイオセンサ | |
Hennig et al. | Dynamic patterns in a supported lipid bilayer driven by standing surface acoustic waves | |
AU2012350134B2 (en) | Centrifugal microfluidic device | |
JP2000283905A (ja) | マルチチャンネルqcmセンサデバイス | |
EP3877744B1 (fr) | Dispositif microfluidique de preparation d'echantillons offrant une grande repetabilite | |
CN110967380A (zh) | 一种用于液体检测的薄膜体声波传感器 | |
Hirsch et al. | A new device with PZT ultrasonic transducers in MEMS technology | |
Ang et al. | Glass-embedded PDMS microfluidic device for enhanced concentration of nanoparticles using an ultrasonic nanosieve | |
US10421056B2 (en) | Fabrication method of print head for multiplex chemotyping microarray | |
Zhang et al. | A single-chip biosensing platform integrating FBAR sensor with digital microfluidic device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20211008 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
CD | Change of name or company name |
Owner name: ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE MECANIQUE ET DES, FR Effective date: 20230330 Owner name: UNIVERSITE PARIS CITE, FR Effective date: 20230330 Owner name: CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE, FR Effective date: 20230330 Owner name: UNIVERSITE PARIS-SACLAY, FR Effective date: 20230330 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |