JP2006263694A - Liquid drop division structure and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流路内に分岐構造を有する液滴分割構造において、簡便な液量制御により、分割液滴の大きさを制御することで、食品、医薬、化粧品、ＤＤＳ（ドラッグデリバリーシステム）、マイクロカプセル、イオン交換樹脂などに用いられる液滴を分割し調整する方法及びその構造に関するものである。 The present invention relates to a droplet dividing structure having a branch structure in a flow path, and by controlling the size of the divided droplets by simple liquid volume control, food, medicine, cosmetics, DDS (drug delivery system), The present invention relates to a method for dividing and adjusting droplets used in microcapsules, ion exchange resins, and the like, and a structure thereof.
一般に、大きさを精密に制御された微小液滴には、食品、医薬、化粧品、ＤＤＳ（ドラッグデリバリーシステム）、マイクロカプセル、イオン交換樹脂など様々な用途があり、それらの製造は重要な技術である。 In general, micro droplets whose size is precisely controlled have various uses such as food, medicine, cosmetics, DDS (drug delivery system), microcapsule, ion exchange resin, and their production is an important technology. is there.
従来の微小液滴の生成技術としては、例えば、ミキサー、ホモジナイザーなどの機械的な攪拌により、微小液滴の大きさを制御する方法がある。 As a conventional technique for generating microdroplets, for example, there is a method of controlling the size of microdroplets by mechanical stirring such as a mixer or a homogenizer.
しかしながら、これらの方法では微小液滴の大きさの分布が広く、微小液滴生成後に分離を行う必要があり、コストがかかってしまう、という問題点があった。 However, these methods have a problem that the distribution of the size of the microdroplets is wide, and it is necessary to perform separation after the microdroplets are generated, which increases costs.
一方近年、微小流路を用いた微小液滴の生成法が提案されており、これらの方法では、互いに混ざり合わない２種類の液体を、交差部分が存在する流路に導入することにより微小液滴を生成することができる。 On the other hand, in recent years, methods for generating microdroplets using microchannels have been proposed. In these methods, two types of liquids that do not mix with each other are introduced into the channel where the crossing portion exists, thereby allowing the microfluids to be generated. Drops can be generated.
また、微小流路の分岐構造を用いた微小液滴の分割による、単分散微小液滴の生成方法が、報告されている。
しかしながら、これらの方法では、微小液滴の大きさが微小流路の形状に依存するために、同一流路で液滴サイズを幅広く変化させることは困難であり、目的とする液滴サイズ毎に大きさの異なる微小流路を用意しなければならないことや、さらに１０μｍより小さいサイズの液滴を作製することができない、という問題点があった。 However, in these methods, since the size of the microdroplet depends on the shape of the microchannel, it is difficult to change the droplet size widely in the same channel. There are problems that it is necessary to prepare microchannels having different sizes and that it is impossible to produce droplets having a size smaller than 10 μm.
そこで本研究では、同一の流路構造で液滴サイズを幅広く簡便に変化させることが可能となる、微小液滴の分割及び制御の方法を提供することを目的とする。 Therefore, the purpose of this study is to provide a method for dividing and controlling microdroplets that can change the droplet size widely and easily with the same channel structure.
本発明は、上記目的を達成するものとして、流路内の分岐構造を用い、液滴を分割し、さらに分岐構造下流へ分配される流量を調節することにより、上記従来技術における課題を解決するために、 In order to achieve the above object, the present invention solves the above-mentioned problems in the prior art by using a branch structure in a flow path, dividing a droplet, and adjusting a flow rate distributed downstream of the branch structure. for,
［１］微小液滴の分割及び制御の方法において、所定の方向に延長され、その一端Ｂにおいて複数の分岐流路Ｃを持つ流路Ａを用い、流路Ａにおける端Ｂの他方の端Ｄから分散相液滴を含む連続相を導入し、端Ｂにおいて分割し、分岐流路Ｃに導入する方法であり、端Ｂにおいてそれぞれの分岐流路Ｃへ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節することにより、端Ｂにおいて分割される分散相液滴の分割比を変化させ分散相液滴の大きさを制御することのできる液滴分割構造及び方法である。 [1] In the method of dividing and controlling the microdroplet, a flow path A that is extended in a predetermined direction and has a plurality of branch flow paths C at one end B is used, and the other end D of the end B in the flow path A is used. In this method, a continuous phase containing dispersed phase droplets is introduced from the bottom, divided at the end B, and introduced into the branch channel C. The continuous phase containing the dispersed phase droplets distributed to the respective branched channels C at the end B The droplet splitting structure and method can control the size of the dispersed phase droplet by changing the split ratio of the dispersed phase droplet split at the end B by adjusting the flow rate of the phase.
［２］少なくとも１つの分岐流路Ｃは、下流における端Ｅにおいて複数の分岐流路Ｆを持つ流路であり、流路Ａの端Ｂにおいて分割された分散相液滴が、更に分岐流路Ｃの端Ｅにおいて分割され、分岐流路Ｆに導入される方法であり、かつ端Ｅにおいてそれぞれの分岐流路Ｆへ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節することにより、端Ｅにおいて分割される分散相液滴の分割比を変化させ分散相液滴の大きさを制御することのできる上記［１］に記載の液滴分割構造及び方法である。 [2] The at least one branch channel C is a channel having a plurality of branch channels F at the downstream end E, and the dispersed phase liquid droplets divided at the end B of the channel A are further branched. By adjusting the flow rate of the continuous phase, which is divided at the end E of C and introduced into the branch flow path F, and including the dispersed phase droplets distributed to the respective branch flow paths F at the end E, The droplet dividing structure and method according to the above [1], wherein the size of the dispersed phase droplets can be controlled by changing the division ratio of the dispersed phase droplets divided at the end E.
［３］前記流路Ａは、その端Ｂの他方の端Ｄにおいて複数の分岐流路Ｇを持つ流路であり、前記分岐流路Ｇの少なくとも１つから分散相を連続的に導入し、また前記分岐流路Ｇの別の少なくとも１つから連続相を連続的に導入することにより、端Ｄにおいて分散相液滴を生成することのできる上記［１］または［２］のいずれか一項に記載の液滴分割構造及び方法である。 [3] The channel A is a channel having a plurality of branch channels G at the other end D of the end B thereof, and continuously introduces a dispersed phase from at least one of the branch channels G. In addition, any one of the above [1] and [2], in which a dispersed phase droplet can be generated at the end D by continuously introducing a continuous phase from at least one of the branch channels G. The droplet splitting structure and method described in 1.
［４］少なくとも１つの分岐流路Ｃあるいは分岐流路Ｆは、その下流において少なくとも１つの分岐流路Ｈを持ち、前記分岐流路Ｈから連続相を導入あるいは吸引することで、流路Ａの端Ｂあるいは分岐流路Ｃの端Ｅにおいてそれぞれの分岐流路Ｃあるいは分岐流路Ｆへ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節し、端Ｂあるいは端Ｅにおいて分割される分散相液滴の分割比を変化させ分散相液滴の大きさを制御することのできる上記［１］〜［３］のいずれか一項に記載の液滴分割構造及び方法である。 [4] At least one branch channel C or branch channel F has at least one branch channel H downstream thereof, and a continuous phase is introduced or sucked from the branch channel H, so that The flow rate of the continuous phase containing the dispersed phase droplets distributed to each branch channel C or branch channel F is adjusted at the end B or the end E of the branch channel C, and the dispersion divided at the end B or the end E is adjusted. The droplet splitting structure and method according to any one of [1] to [3] above, wherein the size of the dispersed phase droplets can be controlled by changing the splitting ratio of the phase droplets.
［５］少なくとも１つの分岐流路Ｃあるいは分岐流路Ｆは、その下流において流路内の温度を調整することで、流路Ａの端Ｂあるいは分岐流路Ｃの端Ｅにおいてそれぞれの分岐流路Ｃあるいは分岐流路Ｆへ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節し、端Ｂあるいは端Ｅにおいて分割される分散相液滴の分割比を変化させ分散相液滴の大きさを制御することのできる上記［１］〜［３］のいずれか一項に記載の液滴分割構造及び方法である。 [5] At least one branch channel C or branch channel F adjusts the temperature in the channel downstream thereof, so that each branch flow at the end B of the channel A or the end E of the branch channel C is adjusted. The flow rate of the continuous phase containing the dispersed phase droplets distributed to the path C or the branch channel F is adjusted, and the split ratio of the dispersed phase droplets divided at the end B or E is changed to change the size of the dispersed phase droplets. The droplet splitting structure and method according to any one of [1] to [3], wherein the thickness can be controlled.
［６］少なくとも１つの分岐流路Ｃあるいは分岐流路Ｆは、その下流において加圧あるいは減圧することで、流路Ａの端Ｂあるいは分岐流路Ｃの端Ｅにおいてそれぞれの分岐流路Ｃあるいは分岐流路Ｆへ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節し、端Ｂあるいは端Ｅにおいて分割される分散相液滴の分割比を変化させ分散相液滴の大きさを制御することのできる上記［１］〜［３］のいずれか一項に記載の液滴分割構造及び方法である。 [6] At least one branch channel C or branch channel F is pressurized or depressurized downstream thereof, so that each branch channel C or end B of channel A or end E of branch channel C The flow rate of the continuous phase containing the dispersed phase droplets distributed to the branch flow path F is adjusted, and the split ratio of the dispersed phase droplets divided at the end B or E is changed to control the size of the dispersed phase droplets. The droplet dividing structure and method according to any one of [1] to [3], which can be performed.
［７］少なくとも１つの分岐流路Ｃあるいは分岐流路Ｆは、その内部もしくは下流においてバルブを有し、そのバルブを制御することで、流路Ａの端Ｂあるいは分岐流路Ｃの端Ｅにおいてそれぞれの分岐流路Ｃあるいは分岐流路Ｆへ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節し、端Ｂあるいは端Ｅにおいて分割される分散相液滴の分割比を変化させ分散相液滴の大きさを制御することのできる上記［１］〜［３］のいずれか一項に記載の液滴分割構造及び方法である。 [7] At least one branch channel C or branch channel F has a valve inside or downstream thereof, and the valve is controlled so that at end B of channel A or end E of branch channel C The flow rate of the continuous phase containing the dispersed phase droplets distributed to each branch channel C or branch channel F is adjusted, and the split ratio of the dispersed phase droplets divided at the end B or E is changed to change the dispersed phase. The droplet dividing structure and method according to any one of [1] to [3], wherein the droplet size can be controlled.
［８］請求項４〜請求項７に記載の流量調整構造または方法のうち任意の２つ以上の組み合わせを用い、流路Ａの端Ｂあるいは分岐流路Ｃの端Ｅにおいてそれぞれの分岐流路Ｃあるいは分岐流路Ｆへ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節し、端Ｂあるいは端Ｅにおいて分割される分散相液滴の分割比を変化させ分散相液滴の大きさを制御することのできる上記［１］〜［３］のいずれか一項に記載の液滴分割構造及び方法である。 [8] Using any combination of two or more of the flow rate adjustment structures or methods according to claims 4 to 7, each branch flow path at the end B of the flow path A or the end E of the branch flow path C The size of the dispersed phase droplets is adjusted by adjusting the flow rate of the continuous phase including the dispersed phase droplets distributed to C or the branch flow path F and changing the division ratio of the dispersed phase droplets divided at the end B or E. The droplet dividing structure and method according to any one of the above [1] to [3], wherein the droplet can be controlled.
［９］前記液滴分割構造は、幅、深さ、長さなどのいずれかのスケールにおいて、ミリメートル以下のオーダーである上記［１］〜［８］のいずれか一項に記載の液滴分割構造及び方法である。 [9] The droplet splitting structure according to any one of [1] to [8], wherein the droplet splitting structure is on the order of millimeters or less on any scale such as width, depth, and length. Structure and method.
［１０］連続相と分散相とは実質的に相溶性がない流体である上記［１］〜［９］のいずれか一項に記載の液滴分割構造及び方法である。 [10] The droplet splitting structure and method according to any one of [1] to [9] above, wherein the continuous phase and the dispersed phase are fluids that are substantially incompatible.
［１１］連続相が水であり、分散相が油である上記［１］〜［９］のいずれか一項に記載の液滴分割構造及び方法である。 [11] The droplet splitting structure and method according to any one of [1] to [9] above, wherein the continuous phase is water and the dispersed phase is oil.
［１２］連続相が油であり、分散相が水である上記［１］〜［９］のいずれか一項に記載の液滴分割構造及び方法である。 [12] The droplet splitting structure and method according to any one of [1] to [9], wherein the continuous phase is oil and the dispersed phase is water.
［１３］連続相が液体であり、分散相が気体である上記［１］〜［９］のいずれか一項に記載の液滴分割構造及び方法である。 [13] The droplet dividing structure and method according to any one of [1] to [9] above, wherein the continuous phase is a liquid and the dispersed phase is a gas.
［１４］分割後の分散相液滴の径が、１０００μｍ未満である上記［１］〜［１３］のいずれか一項に記載の液滴分割構造及び方法である。 [14] The droplet splitting structure and method according to any one of [1] to [13] above, wherein the diameter of the dispersed phase droplet after splitting is less than 1000 μm.
本発明によれば、分散相液滴を分割することで、さらに微小な分散相液滴を生成することができ、しかも複雑な操作なしに分散相液滴を任意のサイズに制御することができる。 According to the present invention, by dividing the dispersed phase droplet, a further fine dispersed phase droplet can be generated, and the dispersed phase droplet can be controlled to an arbitrary size without complicated operation. .
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図１（ａ）〜図１（ｄ）は、本発明の原理を説明するための概念説明図である。 FIG. 1A to FIG. 1D are conceptual explanatory diagrams for explaining the principle of the present invention.
これらの図において、
１００は分散相液滴分割のための流路構造、
１０１は所定の方向に延長され、分散相液滴を含む連続相が流れる流路（流路Ａ）、
１０２はその流路１０１の一方の端（端Ｂ）、
１０３は流路１０１の端１０２から複数に分岐した流路であり、それぞれの流路へ流路１０１の端１０２において分配された分散相液滴を含む連続相が流れる分岐流路（分岐流路Ｃ）、
１０４は流路１０１の端１０２においてそれぞれの分岐流路１０３へ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節するために少なくとも一つの分岐流路の下流に設けられた流量調整機構（例えば、バルブ、ヒーターなど）、
１０５は流路１０１の端１０２ではない他方の端であり、分散相液滴を含む連続相供給口（端Ｄ）、
１０６は連続相、
１０７は分散相液滴、
１０８は流路１０１の端１０２において分割され分岐流路１０３に分配された分散相液滴、
図中の矢印はそれぞれの液体の流れの向きである。In these figures,
100 is a flow channel structure for dividing dispersed phase droplets,
101 is a channel (channel A) that is extended in a predetermined direction and in which a continuous phase containing dispersed phase droplets flows.
102 is one end (end B) of the flow channel 101;
Reference numeral 103 denotes a flow path branched into a plurality from the end 102 of the flow path 101, and a branched flow path (branch flow path) through which a continuous phase containing dispersed phase droplets distributed at the end 102 of the flow path 101 flows to each flow path. C),
Reference numeral 104 denotes a flow rate adjusting mechanism (downstream of at least one branch channel for adjusting the flow rate of the continuous phase containing the dispersed phase droplets distributed to the respective branch channels 103 at the end 102 of the channel 101. For example, valves, heaters, etc.),
105 is the other end which is not the end 102 of the flow path 101, and is a continuous phase supply port (end D) containing dispersed phase droplets,
106 is the continuous phase,
107 is a dispersed phase droplet,
108 is a dispersed phase droplet divided at the end 102 of the channel 101 and distributed to the branch channel 103;
The arrows in the figure indicate the direction of each liquid flow.
まず、流路１０１中を流れる分散相液滴１０７を含む連続相１０６を、図１（ｂ）に示すような向きで供給する。 First, the continuous phase 106 including the dispersed phase droplets 107 flowing in the flow channel 101 is supplied in the direction as shown in FIG.
図１（ｃ）中の矢印に示すように、分散相液滴１０７を含む連続相１０６が、分岐流路１０３に進入することにより、流路１０１の端１０２において分散相液滴１０７の変形が起こる。 As indicated by the arrow in FIG. 1C, the continuous phase 106 including the dispersed phase droplet 107 enters the branch channel 103, so that the dispersed phase droplet 107 is deformed at the end 102 of the channel 101. Occur.
図１（ｄ）に示すように、流路１０１の端１０２において、分岐流路１０３の下流の流量調節機構１０４を用いて、それぞれの分岐流路１０３へ分配される分散相液滴１０７を含む連続相１０６の流量を調節することにより、流路１０１の端１０２において分割される分散相液滴１０７の分割比を変化させ分割された分散相液滴１０８の大きさを制御することができる。 As shown in FIG. 1 (d), at the end 102 of the flow channel 101, the flow rate adjusting mechanism 104 downstream of the branch flow channel 103 is used to contain the dispersed phase droplets 107 distributed to the respective branch flow channels 103. By adjusting the flow rate of the continuous phase 106, the division ratio of the dispersed phase droplet 107 divided at the end 102 of the flow channel 101 can be changed, and the size of the divided dispersed phase droplet 108 can be controlled.
本発明のうち請求項１に記載の発明は、所定の方向に延長され、その一端１０２において複数の分岐流路１０３を持つ流路１０１を用い、流路１０１における端１０２の他方の端１０５から分散相液滴１０７を含む連続相１０６を導入し、分散相液滴１０７は端１０２において分割され、分岐流路１０３に導入される。ここで、分岐流路１０３の下流の流量調節機構１０４を用いて、端１０２においてそれぞれの分岐流路１０３へ分配される分散相液滴１０８を含む連続相１０６の流量を調節することにより、端１０２において分割される分散相液滴１０７の分割比を変化させ分散相液滴１０８の大きさを制御するようにしたものである。 The invention according to claim 1 of the present invention uses a flow channel 101 that is extended in a predetermined direction and has a plurality of branch flow channels 103 at one end 102, and from the other end 105 of the end 102 in the flow channel 101. The continuous phase 106 including the dispersed phase droplet 107 is introduced, and the dispersed phase droplet 107 is divided at the end 102 and introduced into the branch channel 103. Here, the flow rate adjustment mechanism 104 downstream of the branch flow channel 103 is used to adjust the flow rate of the continuous phase 106 including the dispersed phase droplets 108 distributed to each branch flow channel 103 at the end 102, thereby The size of the dispersed phase droplet 108 is controlled by changing the division ratio of the dispersed phase droplet 107 divided at 102.
従って、本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、端１０２においてそれぞれの分岐流路１０３へ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節することにより、端１０２において分割される分散相液滴の分割比を変化させ分散相液滴の大きさを制御することが可能となる。 Therefore, according to the invention described in claim 1 of the present invention, the split at the end 102 is achieved by adjusting the flow rate of the continuous phase containing the dispersed phase droplets distributed to the respective branch flow paths 103 at the end 102. It is possible to control the size of the dispersed phase droplets by changing the split ratio of the dispersed phase droplets.
図２（ａ）〜図２（ｅ）は、本発明の請求項２に記載の発明を説明するための説明図である。 FIG. 2A to FIG. 2E are explanatory views for explaining the invention according to claim 2 of the present invention.
これらの図において、
２００は流路構造
２０１は所定の方向に延長され、分散相液滴を含む連続相が流れる流路（流路Ａ）、
２０２はその流路２０１の一方の端（端Ｂ）、
２０３は流路２０１の端２０２から複数に分岐した流路であり、それぞれの流路へ流路２０１の端２０２において分配された分散相液滴を含む連続相が流れる分岐流路（分岐流路Ｃ）、
２０５は流路２０１の端２０２ではない他方の端であり、分散相液滴を含む連続相供給口（端Ｄ）、
２０６は連続相、
２０７は分散相液滴、
２０８は流路２０１の端２０２において分割され分岐流路２０３に分配された分散相液滴、
２０９は少なくとも１つの分岐流路２０３のその下流における端（端Ｅ）、
２１０は分岐流路２０３の端２０９から複数に分岐した流路（分岐流路Ｆ）、
２１１は流路２０１の端２０２においてそれぞれの分岐流路２０３へ分配される分散相液滴２０７を含む連続相２０６の流量を調節するために少なくとも一つの分岐流路の下流に設けられた流量調整機構（例えば、バルブ、ヒーターなど）、
２１２は分岐流路２０３の端２０９において分割し分岐流路２１０に分配した分散相液滴、
図中の矢印はそれぞれの液体の流れの向きである。In these figures,
Reference numeral 200 denotes a flow path (flow path A) in which the flow path structure 201 extends in a predetermined direction and a continuous phase containing dispersed phase droplets flows.
202 is one end (end B) of the flow path 201,
Reference numeral 203 denotes a flow path branched into a plurality from the end 202 of the flow path 201, and a branched flow path (a branched flow path) through which a continuous phase containing dispersed phase droplets distributed at the end 202 of the flow path 201 flows to each flow path. C),
205 is the other end which is not the end 202 of the flow path 201, and is a continuous phase supply port (end D) containing dispersed phase droplets,
206 is a continuous phase,
207 is a dispersed phase droplet,
208 is a dispersed phase droplet divided at the end 202 of the flow path 201 and distributed to the branch flow path 203;
209 is the downstream end (end E) of at least one branch channel 203,
210 is a flow path branched from the end 209 of the branch flow path 203 (branch flow path F),
Reference numeral 211 denotes a flow rate adjustment provided downstream of at least one branch channel in order to adjust the flow rate of the continuous phase 206 including the dispersed phase droplets 207 distributed to each branch channel 203 at the end 202 of the channel 201. Mechanism (eg, valve, heater, etc.),
212 is a dispersed phase droplet divided at the end 209 of the branch channel 203 and distributed to the branch channel 210;
The arrows in the figure indicate the direction of each liquid flow.
まず、流路２０１中を流れる分散相液滴２０７を含む連続相２０６を、図２（ｂ）中の矢印に示すような向きで供給し、流路２０１の端２０２において分割された分散相液滴２０８が、更に分岐流路２０３の端２０９において分割され、分岐流路２１０に導入される。同時に、端２０９においてそれぞれの分岐流路２１０へ分配された分散相液滴２１２を含む連続相２０６の流量を調節することにより、端２０９において分散相液滴２０８の分割比を変化させ分散相液滴２１２の大きさを制御することができる。 First, the continuous phase 206 containing the dispersed phase droplets 207 flowing in the flow channel 201 is supplied in the direction shown by the arrow in FIG. 2B, and the dispersed phase liquid divided at the end 202 of the flow channel 201. The droplet 208 is further divided at the end 209 of the branch channel 203 and introduced into the branch channel 210. At the same time, by adjusting the flow rate of the continuous phase 206 including the dispersed-phase droplets 212 distributed to the respective branch channels 210 at the end 209, the split ratio of the dispersed-phase droplets 208 is changed at the end 209. The size of the droplet 212 can be controlled.
本発明のうち請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液滴分割構造において、少なくとも一つの分岐流路２０３の下流にある端２０９において複数の分岐流路２１０を持つ流路２００を用い、流路２０１における端２０２の他方の端２０５から分散相液滴２０７を含む連続相２０６を供給し、流路２０１の端２０２において分割された分散相液滴２０８が、更に分岐流路２０３の下流の端２０９において分割され、分岐流路２１０に導入される。ここで、端２０９においてそれぞれの分岐流路２１０へ分配される分散相液滴２１２を含む連続相２０６の流量を調節することにより、端２０９において分割される分散相液滴２０８の分割比を変化させ分散相液滴２１２の大きさを制御することができるようにしたものである。 The invention according to claim 2 of the present invention is the droplet dividing structure according to claim 1, wherein the flow path 200 has a plurality of branch flow paths 210 at the end 209 downstream of at least one branch flow path 203. , The continuous phase 206 containing the dispersed phase droplet 207 is supplied from the other end 205 of the end 202 in the flow channel 201, and the dispersed phase droplet 208 divided at the end 202 of the flow channel 201 is further branched. It is divided at the downstream end 209 of 203 and introduced into the branch flow path 210. Here, by changing the flow rate of the continuous phase 206 including the dispersed phase droplets 212 distributed to the respective branch channels 210 at the ends 209, the split ratio of the dispersed phase droplets 208 divided at the ends 209 is changed. In this way, the size of the dispersed phase droplet 212 can be controlled.
従って、本発明のうち請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の液滴分割構造において、端２０９においてそれぞれの分岐流路２１０へ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節することにより、端２０９において分割される分散相液滴の分割比を変化させ分散相液滴の大きさを制御することが可能となる。 Therefore, according to the second aspect of the present invention, in the liquid droplet splitting structure according to the first aspect, the continuous phase including the dispersed phase liquid droplets distributed to the respective branch flow paths 210 at the end 209. By adjusting the flow rate, the split ratio of the dispersed phase droplets divided at the end 209 can be changed and the size of the dispersed phase droplets can be controlled.
図３は、本発明の請求項３に記載の発明を説明するための説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the invention according to claim 3 of the present invention.
これらの図において、
３００は流路構造、
３０５は流路３０１の端であり、分散相液滴を含む連続相供給口（端Ｄ）、
３０６は連続相、
３０７は分散相液滴、
３１３は流路３０２の端３０５から複数に分岐した流路（分岐流路Ｇ）、
３１４は少なくとも一つの分岐流路３１３から供給される分散相、
図中の矢印はそれぞれの液体の流れの向きである。In these figures,
300 is a flow channel structure,
305 is an end of the flow path 301, a continuous phase supply port (end D) containing dispersed phase droplets,
306 is a continuous phase,
307 is a dispersed phase droplet,
313 is a flow path branched from the end 305 of the flow path 302 (branch flow path G),
314 is a dispersed phase supplied from at least one branch channel 313;
The arrows in the figure indicate the direction of each liquid flow.
この構造を用いて、少なくとも一つの分岐流路３１３中を流れる連続相３０６に対し、また別の少なくとも一つの分岐流路３１３中を流れる分散相３１４を、図３に示すように連続相３０６の流れに交差する向きで供給し、分散相液滴を連続相中に生成することができる。 Using this structure, the disperse phase 314 flowing in at least one other branch flow path 313 with respect to the continuous phase 306 flowing in at least one branch flow path 313 is converted into that of the continuous phase 306 as shown in FIG. Feeding in a direction that intersects the flow can produce dispersed phase droplets in the continuous phase.
本発明のうち請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の発明において、少なくとも一つの分岐流路３１３中を流れる連続相３０６に対し、また別の少なくとも一つの分岐流路３１３中を流れる分散相３１４を、図３に示すような連続相３０６の流れに交差する向きで供給し、分散相液滴を連続相中に生成することができるようにしたものである。 Of the present invention, the invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the continuous phase 306 flowing in the at least one branch flow path 313 is different from that of the continuous phase 306. Dispersed phase 314 flowing in at least one branch channel 313 is supplied in a direction crossing the flow of continuous phase 306 as shown in FIG. 3 so that dispersed phase droplets can be generated in the continuous phase. It is a thing.
従って、本発明のうち請求項３に記載の発明によれば、請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の液滴分割構造において、少なくとも一つの分岐流路３１３中を流れる連続相３０６に対し、また別の少なくとも一つの分岐流路３１３中を流れる分散相３１４を、図３に示すような連続相３０６の流れに交差する向きで供給することにより、分散相液滴を連続相中に生成することが可能となる。 Therefore, according to the invention described in claim 3 of the present invention, in the droplet dividing structure described in claim 1 or 2, the continuous phase flowing in at least one branch channel 313 is used. By supplying the dispersed phase 314 flowing in the at least one other branch flow path 313 to 306 in a direction crossing the flow of the continuous phase 306 as shown in FIG. Can be generated inside.
図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の請求項４に記載の発明を説明するための説明図である。 4 (a) and 4 (b) are explanatory views for explaining the invention according to claim 4 of the present invention.
これらの図において、
４００ａ及び４００ｂは流路構造、
４０１ａ及び４０１ｂは所定の方向に延長され、分散相液滴を含む連続相が流れる流路（流路Ａ）、
４０２ａ及び４０１ｂは流路４０１ａ及び４０２ｂそれぞれの一方の端（端Ｂ）、
４０３ａ及び４０１ｂは端４０２ａ及び４０２ｂから複数に分岐した流路であり、それぞれの流路へ端４０２ａ及び４０２ｂにおいて分配された分散相液滴を含む連続相が流れる分岐流路（分岐流路Ｃ）、
４０４ａあるいは４１１ｂは少なくとも一つの分岐流路４０３ａ１あるいは４１０ｂ１の下流において少なくとも１つの分岐した流路であり、流量を調整するために設けられた連続相を導入あるいは吸引する流路、
４０５ａ及び４０５ｂは端４０２ａ及び４０２ｂではない他方の端であり、分散相液滴を含む連続相供給口（端Ｄ）、
４０６ａ及び４０６ｂは連続相、
４０７ａ及び４０６ｂは分散相液滴、
４０８ａ１及び４０８ａ２は流路４０１ａの端４０２ａにおいて分割され分岐流路４０３ａに分配された分散相液滴、
４０９ｂは分岐流路４０３ｂ１のその下流における端（端Ｅ）、
４１０ｂ１及び４１０ｂ２は分岐流路４０３ｂ１の端４０９ｂから複数に分岐した流路（分岐流路Ｆ）、
４１２ｂ１及び４１２ｂ２は流路４０３ｂ１の端４０９ｂにおいて分割され分岐流路４１０ｂ１及び４１０ｂ２にそれぞれ分配された分散相液滴、
４１５ａ及び４１５ｂは前記分岐流路４０４ａあるいは４１１ｂ１から導入あるいは吸引される連続相、
図中の矢印はそれぞれの液体の流れの向きである。In these figures,
400a and 400b are channel structures,
401a and 401b are extended in a predetermined direction, and a flow path (flow path A) through which a continuous phase containing dispersed phase droplets flows,
402a and 401b are one ends (end B) of the flow paths 401a and 402b,
Reference numerals 403a and 401b are flow paths branched into a plurality from the ends 402a and 402b, and branched flow paths (branch flow paths C) through which continuous phases containing dispersed phase droplets distributed at the ends 402a and 402b flow to the respective flow paths. ,
404a or 411b is at least one branched channel downstream of at least one branch channel 403a1 or 410b1, and a channel for introducing or sucking a continuous phase provided to adjust the flow rate;
405a and 405b are the other ends which are not the ends 402a and 402b, and are continuous phase supply ports (end D) containing dispersed phase droplets,
406a and 406b are continuous phases,
407a and 406b are dispersed phase droplets,
408a1 and 408a2 are dispersed phase droplets divided at the end 402a of the channel 401a and distributed to the branch channel 403a,
409b is the downstream end (end E) of the branch flow path 403b1,
410b1 and 410b2 are flow paths branched from the end 409b of the branch flow path 403b1 (branch flow path F),
412b1 and 412b2 are divided at the end 409b of the flow path 403b1 and dispersed phase droplets distributed to the branch flow paths 410b1 and 410b2, respectively.
415a and 415b are continuous phases introduced or sucked from the branch flow path 404a or 411b1,
The arrows in the figure indicate the direction of each liquid flow.
この構造を用いて、少なくとも１つの分岐流路４０３ａ１あるいは４１０ｂ１は、その下流において少なくとも１つの分岐流路４０４ａあるいは４１１ｂを持ち、前記分岐流路４０４ａあるいは４１１ｂから連続相４１５を導入あるいは吸引することにより、流路４０１ａの端４０２ａあるいは分岐流路４０３ｂの端４０９ｂにおいてそれぞれの分岐流路４０３ａ１及び４０３ａ２あるいは分岐流路４１０ｂ１及び４１０ｂ２へ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節し、端４０２ａあるいは４０９ｂにおいて分割される分散相液滴の分割比を変化させ分散相液滴の大きさを制御することができる。 By using this structure, at least one branch channel 403a1 or 410b1 has at least one branch channel 404a or 411b downstream thereof, and by introducing or sucking the continuous phase 415 from the branch channel 404a or 411b, The flow rate of the continuous phase containing the dispersed phase droplets distributed to the branch channels 403a1 and 403a2 or the branch channels 410b1 and 410b2 is adjusted at the end 402a of the channel 401a or the end 409b of the branch channel 403b. The size of the dispersed phase droplets can be controlled by changing the division ratio of the dispersed phase droplets divided at 402a or 409b.
本発明のうち請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、分岐流路４０４ａあるいは４１１ｂから連続相４１５を導入あるいは吸引することにより、流路４０１ａの端４０２ａあるいは分岐流路４０３ｂの端４０９ｂにおいてそれぞれの分岐流路４０３ａ１及び４０３ａ２あるいは分岐流路４１０ｂ１及び４１０ｂ２へ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節することにより、端４０２ａあるいは４０９ｂにおいて分割される分散相液滴の分割比を変化させ分散相液滴の大きさを制御することができるようにしたものである。 Among the present inventions, the invention described in claim 4 is the invention described in any one of claims 1 to 3, wherein the continuous phase 415 is introduced or sucked from the branch flow path 404a or 411b. By adjusting the flow rate of the continuous phase containing the dispersed phase droplets distributed to the respective branch channels 403a1 and 403a2 or the branch channels 410b1 and 410b2 at the end 402a of the channel 401a or the end 409b of the branch channel 403b, the end The size of the dispersed phase droplets can be controlled by changing the division ratio of the dispersed phase droplets divided at 402a or 409b.
従って、本発明のうち請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、分岐流路４０４ａあるいは４１１ｂから連続相４１５を導入あるいは吸引することにより、流路４０１ａの端４０２ａあるいは分岐流路４０３ｂの端４０９ｂにおいてそれぞれの分岐流路４０３ａ１及び４０３ａ２あるいは分岐流路４１０ｂ１及び４１０ｂ２へ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節することにより、端４０２ａあるいは４０９ｂにおいて分割される分散相液滴の分割比を変化させ分散相液滴の大きさを制御することが可能となる。 Therefore, according to the invention described in claim 4 of the present invention, in the invention described in any one of claims 1 to 3, the continuous phase 415 is introduced or sucked from the branch flow path 404a or 411b. Thus, the flow rate of the continuous phase containing the dispersed phase droplets distributed to the branch channels 403a1 and 403a2 or the branch channels 410b1 and 410b2 at the end 402a of the channel 401a or the end 409b of the branch channel 403b is adjusted. This makes it possible to control the size of the dispersed phase droplets by changing the division ratio of the dispersed phase droplets divided at the end 402a or 409b.
また、本発明のうち請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の発明において、液滴分割構造の幅、深さ、長さなどのいずれかのスケールにおいて、ミリメートル以下のオーダーであるようにしたものである。 Further, the invention according to claim 9 of the present invention is the invention according to any one of claims 1 to 8, wherein any one of the width, depth, length, etc. of the droplet dividing structure is provided. The scale is on the order of millimeters or less.
また、本発明のうち請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の発明において、連続相と分散相とは実質的に相溶性がない流体である。 In addition, the invention according to claim 10 of the present invention is the fluid according to any one of claims 1 to 9, wherein the continuous phase and the dispersed phase are substantially incompatible fluids. .
また、本発明のうち請求項１１に記載の発明は、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の発明において、連続相が水であり、分散相が油である。 Moreover, invention of Claim 11 among this invention WHEREIN: In invention of any one of Claims 1-9, a continuous phase is water and a dispersed phase is oil.
また、本発明のうち請求項１２に記載の発明は、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の発明において、連続相が油であり、分散相が水である。 Moreover, invention of Claim 12 among this invention WHEREIN: In invention of any one of Claims 1-9, a continuous phase is oil and a disperse phase is water.
また、本発明のうち請求項１３に記載の発明は、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の発明において、連続相が液体であり、分散相が気体である。 In addition, in the invention described in claim 13 among the present inventions, in the invention described in any one of claims 1 to 9, the continuous phase is a liquid and the dispersed phase is a gas.
また、本発明のうち請求項１４に記載の発明は、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の発明において、分割後の分散相液滴の径が、１０００μｍ未満である。 In addition, in the invention described in claim 14 among the inventions, in the invention described in any one of claims 1 to 13, the diameter of the dispersed phase droplets after the division is less than 1000 μm.
以下、実施例により本発明の液滴分割用の構造、及びこれを用いた液滴分割方法などについて具体的に例証する。 Hereinafter, the structure for dividing a droplet of the present invention, a droplet dividing method using the same, and the like will be specifically illustrated by examples.
図５（ａ）には、本発明による液滴分割構造を備えたマイクロチップ５００が示されている。図５に示したマイクロチップ５００は、液滴分割のためのマイクロチップであり、本発明による液滴分割構造が備えられている。 FIG. 5A shows a microchip 500 having a droplet dividing structure according to the present invention. A microchip 500 shown in FIG. 5 is a microchip for droplet division, and includes a droplet division structure according to the present invention.
図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）において、
５００は流路構造
５０１は所定の方向に延長され、分散相液滴を含む連続相が流れる流路（流路Ａ）、
５０２はその流路５０１の一方の端（端Ｂ）、
５０３ａ１及び５０３ａ２は流路５０１の端５０２から複数に分岐した流路であり、それぞれの流路へ流路５０１の端５０２において分配された分散相液滴を含む連続相が流れる分岐流路（分岐流路Ｃ）、
５０４は流路５０１の端５０２において分岐流路５０３ａ１及び５０３ａ２へ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節するために分岐流路５０３ａ１の下流に設けられた連続相を導入あるいは吸引する流路、
５０５は流路５０１の端５０２ではない他方の端であり、分散相液滴を含む連続相供給口（端Ｄ）、
５１３ａ１及び５１３ａ２は流路５０１の端５０２から分岐した流路、
５１５はマイクロチップの上側基板、
５１６はマイクロチップの下側基板、
ａ０及びａ１はマイクロチップ５００の端である。5 (a), (b) and (c),
500 is a flow path (flow path A) in which the flow path structure 501 is extended in a predetermined direction and a continuous phase containing dispersed phase droplets flows.
502 is one end (end B) of the flow path 501;
Reference numerals 503a1 and 503a2 are flow paths branched into a plurality from the end 502 of the flow path 501, and the branched flow paths (branch) through which the continuous phase containing the dispersed phase droplets distributed at the end 502 of the flow path 501 flow to the respective flow paths. Channel C),
504 introduces or sucks a continuous phase provided downstream of the branch channel 503a1 in order to adjust the flow rate of the continuous phase including the dispersed phase droplets distributed to the branch channels 503a1 and 503a2 at the end 502 of the channel 501. Flow path,
505 is the other end which is not the end 502 of the flow path 501, and a continuous phase supply port (end D) containing dispersed phase droplets,
513a1 and 513a2 are flow paths branched from the end 502 of the flow path 501,
515 is the upper substrate of the microchip,
516 is the lower substrate of the microchip,
a0 and a1 are ends of the microchip 500.
ここで示したマイクロチップ５００は、高分子（ポリマー）材料、例えばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）により形成された２枚の平板状の基板（上側：基板５１５、下側：基板５１６（図５（ｂ）参照））を重ね、結合させることによって構成されており、一辺が３０ｍｍの正方形で、厚みは５ｍｍであるが、マイクロチップの一辺の長さ、形状、厚みに制限はなく、任意の値に設定することができる。 The microchip 500 shown here includes two flat substrates (upper: substrate 515, lower: substrate 516 (FIG. 5B) formed of a polymer material, for example, PDMS (polydimethylsiloxane). ) See))) are stacked and bonded, and each side is a 30mm square with a thickness of 5mm, but the length, shape, and thickness of one side of the microchip are not limited, and can be any value. Can be set.
液滴分割及び制御の構造部を拡大したものが図５（ｃ）である。 FIG. 5C is an enlarged view of the structure for droplet division and control.
上側の基板５１５の下面には液滴分割のための流路が形成されており、その流路の深さは２５μｍである。一方、下側の基板５１６には上下面とも流路が形成されていない。更に、ＰＤＭＳの特徴として、硬化した表面は疎水性を示す。また、この表面をＯ２プラズマや、エキシマＵＶレーザなどで照射処理することにより、容易にＰＤＭＳとＰＤＭＳ、ＰＤＭＳとガラスなどを接着することが可能である。 A channel for dividing the droplets is formed on the lower surface of the upper substrate 515, and the depth of the channel is 25 μm. On the other hand, no flow path is formed on the upper and lower surfaces of the lower substrate 516. Furthermore, as a feature of PDMS, the hardened surface is hydrophobic. Further, by subjecting the surface to irradiation treatment with O 2 plasma, excimer UV laser, or the like, PDMS and PDMS, PDMS and glass, etc. can be easily bonded.
なお、マイクロチップ５００内の流路の深さは、２５μｍであるが、任意の値に設定することができる。 The depth of the flow path in the microchip 500 is 25 μm, but can be set to an arbitrary value.
流路５０１、５０３ａ１、５０３ａ２、５１３ａ１及び５１３ａ２の幅は、５０μｍであるが、任意の値に設定することができる。 The widths of the channels 501, 503 a 1, 503 a 2, 513 a 1, and 513 a 2 are 50 μm, but can be set to arbitrary values.
以下に実際に行うマイクロチップ５００を用いた、液滴分割の為の液滴分割及びその制御の操作について説明する。 In the following, a description will be given of droplet division and control operations for droplet division using the microchip 500 actually performed.
図６は、実施例の装置全体図を示す。 FIG. 6 shows an overall view of the apparatus of the embodiment.
図６において、
６１７及び６２１は連続相（オリーブ油）を注入したマイクロシリンジ、
６１８及び６２２はそれぞれマイクロシリンジ６１７及び６２１の連続相を送液するシリンジポンプ、
６１９は連続相（オリーブ油）を注入したマイクロシリンジ、
６２０はマイクロシリンジ６１９の連続相を送液するシリンジポンプである。In FIG.
617 and 621 are microsyringes into which a continuous phase (olive oil) was injected,
618 and 622 are syringe pumps for feeding the continuous phases of the microsyringes 617 and 621, respectively.
619 is a microsyringe into which a continuous phase (olive oil) was injected,
620 is a syringe pump for feeding the continuous phase of the microsyringe 619.
図６に示すように、流路５１３ａから連続相としてオリーブ油を送液し、流路５１３ｂから分散相として純水を送液した。送液は、図６に示すように、マイクロシリンジ６１７及び６１９にそれぞれ連続相、分散相を注入し、それぞれシリンジポンプ６１８、６２０を用いて行った。連続相及び分散相の流速は、ともに０．０１５μＬ／ｍｉｎである。送液流速が共に安定した状態で、流路５０１の端５０５において液滴生成を確認した。生成された分散相液滴を観察すると平均長さ９８μｍの均一な液滴であった。 As shown in FIG. 6, olive oil was sent as a continuous phase from the flow path 513a, and pure water was sent as a dispersed phase from the flow path 513b. As shown in FIG. 6, liquid feeding was performed by injecting a continuous phase and a dispersed phase into microsyringes 617 and 619, respectively, and using syringe pumps 618 and 620, respectively. The flow rates of the continuous phase and the dispersed phase are both 0.015 μL / min. Droplet generation was confirmed at the end 505 of the flow path 501 in a state where both the liquid feeding flow rates were stable. When the produced dispersed phase droplets were observed, they were uniform droplets having an average length of 98 μm.
ここで、連続相及び分散相の流速を変化させることにより、上記実施例と大きさの異なった分散相液滴を生成することも可能である。 Here, by changing the flow rates of the continuous phase and the dispersed phase, it is also possible to generate dispersed phase droplets having a size different from that of the above embodiment.
また、連続相及び分散相の流速は、上記実施例の送液流速に限定されるものではなく、微小流路構造体中の流路内を送液でき、分散相液滴を生成することが可能であれば、連続相及び分散相それぞれの送液流速は、どのような流速であっても良い。 Further, the flow rates of the continuous phase and the dispersed phase are not limited to the liquid feeding flow rates in the above-described embodiments, and the liquid can be fed in the flow channel in the micro flow channel structure, and dispersed phase droplets can be generated. If possible, the flow rates of the continuous phase and the dispersed phase may be any flow rates.
また、上記実施例では、マイクロチップ５００内の流路の深さ及び幅をそれぞれ２５μｍ及び５０μｍとしたが、マイクロチップ内の流路の深さあるいは幅を変化させることにより、上記実施例と大きさの異なった分散相液滴を生成することも可能である。 In the above embodiment, the depth and width of the flow path in the microchip 500 are set to 25 μm and 50 μm, respectively. However, by changing the depth or width of the flow path in the microchip, the size and the size of the above embodiment can be increased. It is also possible to produce dispersed phase droplets of different sizes.
次に、流路５０３ａ１の下流の分岐流路５０４から連続相して、オリーブ油を送液した。送液は、図６に示すように、マイクロシリンジ６２１に連続相を注入し、シリンジポンプ６２２を用いて行った。送液流量は、０μＬ／ｍｉｎ〜０．０１５μＬ／ｍｉｎで変化させた。分岐流路５０３ａ１の下流の分岐流路５０４から連続相を導入することにより、流路５０１の端５０２において分岐流路５０３ａ１及び５０３ａ２へそれぞれ分配される分散相液滴を含む連続相の流量を調節することで、分散相液滴の分割比を制御できることがわかった。 Next, olive oil was fed in a continuous phase from the branch channel 504 downstream of the channel 503a1. As shown in FIG. 6, liquid feeding was performed by injecting a continuous phase into a microsyringe 621 and using a syringe pump 622. The liquid feeding flow rate was changed from 0 μL / min to 0.015 μL / min. By introducing the continuous phase from the branch channel 504 downstream of the branch channel 503a1, the flow rate of the continuous phase including the dispersed phase droplets distributed to the branch channels 503a1 and 503a2 at the end 502 of the channel 501 is adjusted. By doing so, it was found that the split ratio of the dispersed phase droplets can be controlled.
上記実施例では，連続相として純水、分散相としてオリーブ油を用いて液滴分割を行ったが、微小流路構造体中の流路内を送液でき、さらに分散送液滴を分割することができれば、その成分は特に制限されない。また、送液する分散相は、分散相中に、例えば、微小な粉末の様な固体状物が混在したスラリー状のものが混ざった流体、分散相が複数の流体から形成される流体、複数の流体から形成される混合流体、または懸濁液（エマルション）であっても良い。 In the above embodiment, liquid droplets were divided using pure water as the continuous phase and olive oil as the dispersed phase. However, liquid droplets can be fed through the microchannel structure, and further, the dispersed liquid droplets can be divided. If possible, the component is not particularly limited. In addition, the dispersed phase to be fed is a fluid in which a slurry in which a solid material such as a fine powder is mixed in a dispersed phase, a fluid in which a dispersed phase is formed from a plurality of fluids, a plurality of fluids It may be a mixed fluid formed from these fluids, or a suspension (emulsion).
また、上記実施例では、分散相液滴を分割について記述したが、本発明の液滴分割用構造においては、分散相液滴を分割のみならず、分割した分散相液滴に対し、可視光線、紫外線などの光を液滴に照射する光照射手段や、ヒーターなどの加熱手段といった、硬化させる手段を用いることで、分散相液滴を硬化させ、粒径の揃った微粒子、マイクロカプセル、マイクロゲルなどを生成させることもできる。 In the above-described embodiment, the dispersion phase droplets are divided. However, in the structure for droplet division according to the present invention, not only the dispersion phase droplets are divided but also the divided dispersion phase droplets are subjected to visible light. By using a curing means such as a light irradiation means for irradiating the droplets with ultraviolet light or a heating means such as a heater, the dispersed phase droplets are cured to form fine particles having a uniform particle size, microcapsules, micros A gel or the like can also be generated.
また、上記実施例では、この液滴分割構造をシリコンポリマーのＰＤＭＳで作製したが、流路内表面あるいは端面の一部又は全部を濡れ易くしたりあるいは濡れ難くしたりすることにより流路内の濡れ具合が調節でき、かつ構造が製作可能であれば、どのような材質（例えば、シリコン、ポリマー、ガラス、セラミックス、金属など）であっても良い。 Further, in the above embodiment, this droplet dividing structure is made of PDMS made of silicon polymer. However, by making the inner surface of the channel or part or all of the end face easy to wet or difficult to wet, Any material (for example, silicon, polymer, glass, ceramics, metal, etc.) may be used as long as the wetness can be adjusted and the structure can be manufactured.
また、上記実施例では、送液方法として、シリンジポンプを用いた定量送液を行ったが、その他に定圧送液などの方法を用いても良い。 Moreover, in the said Example, although the fixed_quantity | feed_rate liquid feeding using the syringe pump was performed as a liquid feeding method, you may use methods, such as a constant pressure liquid feeding.
また、上記実施例では、図５に示すようなレイアウトのマイクロチップを用いて行ったが、本発明は、図５に示されたマイクロチップに限定されるものではなく、本発明の目的を達することが可能であれば、どのようなレイアウト（例えば、図７（ａ）もしくは図７（ｂ）参照）であっても良い。 In the above embodiment, the microchip having the layout as shown in FIG. 5 is used. However, the present invention is not limited to the microchip shown in FIG. 5, and the object of the present invention is achieved. Any layout (see, for example, FIG. 7A or FIG. 7B) may be used.
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から除外する物ではない。 In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible based on the meaning of this invention, and these are not a thing excluded from the scope of the present invention.
本発明の液滴分割構造及びその方法によれば、分散相液滴の分割サイズを任意にかつ簡便に制御でき、食品、医薬、化粧品などの製造分野において好適である。 According to the droplet splitting structure and the method of the present invention, the split size of the dispersed phase droplets can be arbitrarily and easily controlled, which is suitable in the field of manufacturing foods, pharmaceuticals, cosmetics and the like.
本発明により生成された分散相液滴を硬化すれば、単分散微粒子を得ることができるため、ポリマー微粒子などの製造分野において好適である。 If the dispersed phase droplets produced according to the present invention are cured, monodisperse fine particles can be obtained, which is preferable in the field of producing polymer fine particles and the like.
１００ 流路構造
１０１ 流路
１０２ 流路の端
１０３ 分岐流路
１０４ 流量調節機構
１０５ 流路の端
１０６ 連続相
１０７ 分散相液滴
１０８ 分散相液滴
２００ 流路構造
２０１ 流路
２０２ 流路の端
２０３ 分岐流路
２０４ 流量調節機構
２０５ 流路の端
２０６ 連続相
２０７ 分散相液滴
２０８ 分散相液滴
２０９ 流路の端
２１０ 分岐流路
２１１ 流量調節機構
２１２ 分散相液滴
３００ 流路構造
３０５ 流路の端
３０６ 連続相
３０７ 分散相液滴
３１３ 分岐流路
３１４ 分散相
４００ａ及び４００ｂ 流路構造
４０１ａ及び４００ｂ 流路
４０２ａ及び４００ｂ 流路の端
４０３ａ１、４０３ａ２、４０３ｂ１、
及び４０３ｂ２ 分岐流路
４０４ａ及び４０４ｂ 流量調節機構
４０５ａ及び４０５ｂ 流路の端
４０６ａ及び４０５ｂ 連続相
４０７ａ及び４０７ｂ 分散相液滴
４０８ａ１、４０８ａ２、４０８ｂ１、
及び４０８ｂ２ 分散相液滴
４０９ｂ 流路の端
４１０ｂ１及び４１０ｂ２ 分岐流路
４１１ｂ１及び４１０ｂ２ 流量調節機構
４１２ｂ１及び４１０ｂ２ 分散相液滴
４１５ａ及び４１５ｂ 連続相
５００ 流路構造を持つマイクロチップ
５０１ 流路
５０２ 流路の端
５０３ａ１及び５０３ａ２ 分岐流路
５０４ ５０３ａ１の下流の分岐流路
５０５ 流路の端
５１３ａ１及び５１３ａ２ 分岐流路
５１５ 連続相
５１６ マイクロチップの上側の流路構造を有する基板
５１７ マイクロチップの下側基板
６００ 装置全体図
６１８ 連続相マイクロシリンジ
６１９ シリンジポンプ
６２０ 分散相マイクロシリンジ
６２１ シリンジポンプ
６２２ 連続相マイクロシリンジ
６２３ シリンジポンプ
７００ａ及び７００ｂ 流路構造
７０１ａ及び７０１ｂ 流路
７０２ａ及び７０２ｂ 流路の端
７０３ａ１〜７０３ａ３、７０３ｂ１
及び７０３ｂ２ 分岐流路
７０４ａ１〜７０４ａ３ ヒーター（流量調節機構）
７０４ｂ１及び７０４ｂ２ バルブ（流量調節機構）
７０５ａ及び７０５ｂ 流路の端
７０６ａ及び７０６ｂ 連続相
７０７ａ及び７０７ｂ 分散相液滴
７０８ａ１〜７０８ａ３、７０８ｂ１
及び７０８ｂ２ 分散相液滴
７０９ｂ１ 流路の端
７１０ｂ１及び７１０ｂ２ 分岐流路
７１１ｂ１ 流量調節機構
７１２ｂ１及び７１２ｂ２ 分散相液滴DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Channel structure 101 Channel 102 End of channel 103 Branch channel 104 Flow control mechanism 105 End of channel 106 Continuous phase 107 Dispersed phase droplet 108 Dispersed phase droplet 200 Channel structure 201 Channel 202 End of channel 203 Branching channel 204 Flow rate adjusting mechanism 205 End of channel 206 Continuous phase 207 Dispersed phase droplet 208 Dispersed phase droplet 209 End of channel 210 Branching channel 211 Flow rate adjusting mechanism 212 Dispersed phase droplet 300 Channel structure 305 Flow End of path 306 Continuous phase 307 Dispersed phase droplet 313 Branched channel 314 Dispersed phase 400a and 400b Channel structure 401a and 400b Channel 402a and 400b Channel end 403a1, 403a2, 403b1,
And 403b2 Branch channel 404a and 404b Flow rate adjusting mechanism 405a and 405b End of channel 406a and 405b Continuous phase 407a and 407b Dispersed phase droplet 408a1, 408a2, 408b1,
And 408b2 Dispersed phase droplets 409b Channel ends 410b1 and 410b2 Branch channels 411b1 and 410b2 Flow rate adjusting mechanisms 412b1 and 410b2 Dispersed phase droplets 415a and 415b Continuous phase 500 Microchip 501 Channel 502 Channel End 503a1 and 503a2 Branching channel 504 Branching channel downstream of 503a1 505 End of channel 513a1 and 513a2 Branching channel 515 Continuous phase 516 Substrate having channel structure above microchip 517 Microchip lower substrate 600 device General view 618 Continuous phase micro syringe 619 Syringe pump 620 Dispersed phase micro syringe 621 Syringe pump 622 Continuous phase micro syringe 623 Syringe pump 700a and 700b Channel structure 701a and 701b Channels 702a and 702b Channel ends 703a1 to 703a3, 703b1
And 703b2 branch flow path 704a1 to 704a3 heater (flow rate adjusting mechanism)
704b1 and 704b2 valves (flow rate adjusting mechanism)
705a and 705b End of flow path 706a and 706b Continuous phase 707a and 707b Dispersed phase droplets 708a1 to 708a3, 708b1
And 708b2 Dispersed phase droplets 709b1 Ends of flow paths 710b1 and 710b2 Branch flow paths 711b1 Flow rate adjusting mechanisms 712b1 and 712b2 Dispersed phase droplets
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005120287A JP2006263694A (en) | 2005-03-22 | 2005-03-22 | Liquid drop division structure and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005120287A JP2006263694A (en) | 2005-03-22 | 2005-03-22 | Liquid drop division structure and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006263694A true JP2006263694A (en) | 2006-10-05 |
Family
ID=37200214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005120287A Pending JP2006263694A (en) | 2005-03-22 | 2005-03-22 | Liquid drop division structure and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006263694A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110449195A (en) * | 2019-09-05 | 2019-11-15 | 北京工业大学 | A kind of device for improving drop and dividing the uniformity in asymmetry channel |
-
2005
- 2005-03-22 JP JP2005120287A patent/JP2006263694A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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