JP6933583B2 - 連続気相を伴うマイクロ流体チップにおける水滴の生成及び捕捉 - Google Patents
連続気相を伴うマイクロ流体チップにおける水滴の生成及び捕捉 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6933583B2 JP6933583B2 JP2017560799A JP2017560799A JP6933583B2 JP 6933583 B2 JP6933583 B2 JP 6933583B2 JP 2017560799 A JP2017560799 A JP 2017560799A JP 2017560799 A JP2017560799 A JP 2017560799A JP 6933583 B2 JP6933583 B2 JP 6933583B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inlet
- valve
- capillary
- droplets
- valve inlet
- 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
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 54
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 48
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 24
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 24
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 claims description 22
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 20
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 12
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 8
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 4
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 claims 4
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 claims 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 27
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 19
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 16
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 12
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 11
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 7
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 5
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- FPGGTKZVZWFYPV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium fluoride Chemical compound [F-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC FPGGTKZVZWFYPV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000010256 biochemical assay Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 3
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 3
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 2
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 241000252506 Characiformes Species 0.000 description 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- 230000004544 DNA amplification Effects 0.000 description 1
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 1
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003975 animal breeding Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000002032 lab-on-a-chip Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000011880 melting curve analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 description 1
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502769—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by multiphase flow arrangements
- B01L3/502784—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by multiphase flow arrangements specially adapted for droplet or plug flow, e.g. digital microfluidics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0621—Control of the sequence of chambers filled or emptied
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0642—Filling fluids into wells by specific techniques
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0673—Handling of plugs of fluid surrounded by immiscible fluid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0832—Geometry, shape and general structure cylindrical, tube shaped
- B01L2300/0838—Capillaries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0848—Specific forms of parts of containers
- B01L2300/0858—Side walls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
- B01L2300/0864—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices comprising only one inlet and multiple receiving wells, e.g. for separation, splitting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
- B01L2300/088—Channel loops
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/10—Means to control humidity and/or other gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/14—Means for pressure control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
- B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
- B01L2400/0633—Valves, specific forms thereof with moving parts
- B01L2400/0666—Solenoid valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
- B01L2400/0688—Valves, specific forms thereof surface tension valves, capillary stop, capillary break
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Hematology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
本願は、2015年5月20日に出願された米国仮特許出願第62/164381号に対する優先権の利益を主張するものであり、その米国仮特許出願の開示内容は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
Claims (42)
- 入口マイクロチャネルを含むマイクロチャネルのネットワークを有するマイクロ流体チップにおいて、気相内に水滴を生成する方法であって、前記マイクロチャネルの前記ネットワークは、一連のループの繰返しを含み、該ループのそれぞれは、上枝及び下枝からなり、該下枝のそれぞれは、水力学式トラップを含み、該方法は、
第1のバルブ入口と、第2のバルブ入口と、バルブ出口とを有するバルブ構造を設けることと、
キャピラリーを前記第1のバルブ入口内に前記バルブ出口へ向けて挿入することと、
外側導管に前記キャピラリーを通すことであって、前記キャピラリー及び前記外側導管は、前記入口マイクロチャネルと流体連通状態になることと、
前記第1のバルブ入口内において前記外側導管をシールすることと、
圧力を制御して、前記キャピラリーを通して前記入口マイクロチャネル内に水溶液を流すことによって、前記水溶液の液滴を形成することと、及び
前記第2のバルブ入口及び前記外側導管を通して前記入口マイクロチャネル内に前記気相を導入することであって、前記液滴は、前記キャピラリーの先端部に形成され、続いて、空気によって剪断されることと、
を含む、
方法。 - 前記気相は、前記外側導管を通して前記入口マイクロチャネル内に連続的に導入される、請求項1に記載の方法。
- 前記キャピラリーと前記第1のバルブ入口との間にシールを設けることを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記キャピラリーを前記第1のバルブ入口に挿通する前に、該キャピラリーの入口をピペットチップの出口に取り付けることを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記水溶液を、ソレノイドバルブによって前記圧力を制御することにより、前記ピペットチップから前記キャピラリーを通して前記マイクロ流体チップの前記入口チャネル内に、空気により脈動させることを更に含む、請求項4に記載の方法。
- 前記キャピラリー及び前記外側導管は、前記入口マイクロチャネル内に挿入される、請求項1に記載の方法。
- 前記キャピラリーと前記第1のバルブ入口との間の前記シールは、エポキシ樹脂によって作製される、請求項1に記載の方法。
- 前記外側導管を、エポキシ樹脂を用いて前記バルブ出口に対してシールすることを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記下枝のそれぞれは、様々なチャネル幅及び幾何形状を有するチャネルで構成され、前記上枝のそれぞれは、一定幅を有するチャネルで構成される、請求項1に記載の方法。
- 前記下枝に対する前記上枝の特定の水力抵抗比は、前記上枝の前記長さを変更するとともに、前記下枝の前記幅を特定の値の設定に維持することによって得られる、請求項1に記載の方法。
- 前記液滴を、直接捕捉又は間接捕捉を用いることにより、前記水力学式トラップ内に捕捉することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 捕捉された液滴を加熱することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ピペットチップは、10μL容のピペットである、請求項4に記載の方法。
- 前記バルブは、T字路バルブであり、前記第2のバルブ入口は、前記第1のバルブ入口及び前記バルブ出口に対して垂直である、請求項1に記載の方法。
- 前記キャピラリーは、75μm〜200μmの直径を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記外側導管は、300μmの直径を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記気相を前記第2のバルブ入口を通して前記外側導管に導く前に、連続した前記気相を加湿することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記水溶液を前記キャピラリーに連続的に導入するために、シリンジを前記キャピラリーの入口に取り付けることを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記マイクロ流体チップの前記マイクロチャネルは、PDMSにより作製される、請求項1に記載の方法。
- 前記ネットワークにおける前記マイクロチャネルの側壁を、化学蒸着プロセスを通してパリレンでコーティングすることを更に含み、前記側壁は、パリレン蒸着の前にPDMSエッチング液によって粗面化される、請求項1に記載の方法。
- マイクロチャネルのネットワークを有するマイクロ流体チップにおいて、連続した気相内に水溶液の液滴を生成するシステムであって、該システムは、
第1のバルブ入口と、第2のバルブ入口と、バルブ出口とを有するバルブと、
前記第1のバルブ入口内に前記バルブ出口へ向けて挿入されるキャピラリーと、
前記キャピラリーが通され、前記第1のバルブ入口内においてシールされる外側導管であって、前記キャピラリー及び該外側導管は、前記マイクロ流体チップのマイクロ流体マイクロチャネルの前記ネットワークと流体連通状態になり、前記マイクロチャネルの前記ネットワークは、一連のループの繰返しを含み、該ループのそれぞれは、上枝及び下枝からなり、該下枝のそれぞれは、水力学式トラップを含む、外側導管と、及び
前記水溶液を前記キャピラリー内に前記マイクロ流体チップの前記チャネルネットワーク内へと引き込むことにより、前記水溶液の前記液滴を形成する圧力調節器であって、前記液滴は、前記第2のバルブ入口及び前記外側導管を通して前記マイクロ流体チップの前記マイクロチャネル内に導入される前記気相によって剪断される、圧力調節器と、
を備える、
システム。 - 前記キャピラリーと前記第1のバルブ入口との間にシールを更に備える、請求項21に記載のシステム。
- 前記気相は、前記外側導管を通して前記入口マイクロチャネル内に連続的に導入される、請求項21に記載のシステム。
- 前記キャピラリーを前記第1のバルブ入口に挿通する前に、該キャピラリーの入口がピペットチップの出口に取り付けられる、請求項21に記載のシステム。
- 前記水溶液は、ソレノイドバルブによって圧力を制御することにより、前記ピペットチップから前記キャピラリーを通して前記マイクロ流体チップの前記入口チャネル内に脈動される、請求項24に記載のシステム。
- 前記キャピラリー及び前記外側導管は、前記入口マイクロチャネル内に挿入される、請求項21に記載のシステム。
- 前記キャピラリーと前記第1のバルブ入口との間の前記シールは、エポキシ樹脂によって作製される、請求項21に記載のシステム。
- 前記外側導管は、エポキシ樹脂を用いて前記バルブ出口に対してシールされる、請求項21に記載のシステム。
- 前記下枝のぞれぞれは、様々なチャネル幅及び幾何形状を有するチャネルで構成され、前記上枝のぞれぞれは、一定幅を有するチャネルで構成される、請求項21に記載のシステム。
- 前記下枝に対する前記上枝の特定の水力抵抗比は、前記上枝の前記長さを変更するとともに、前記下枝の前記幅を特定の値の設定に維持することによって得られる、請求項21に記載のシステム。
- 前記液滴は、直接捕捉又は間接捕捉を用いることにより、前記水力学式トラップ内に捕捉される、請求項21に記載のシステム。
- 捕捉された液滴を加熱する加熱素子を更に備える、請求項21に記載のシステム。
- 前記ピペットチップは、10μL容のピペットである、請求項24に記載のシステム。
- 前記バルブは、T字路バルブであり、前記第2のバルブ入口は、前記第1のバルブ入口及び前記バルブ出口に対して垂直である、請求項21に記載のシステム。
- 前記キャピラリーは、75μm〜200μmの直径を有する、請求項21に記載のシステム。
- 前記外側導管は、300μmの直径を有する、請求項21に記載のシステム。
- 前記気相を前記第2のバルブ入口を通して前記外側導管内に導く前に、連続した前記気相を加湿する加湿器を更に備える、請求項21に記載のシステム。
- 前記水溶液を前記キャピラリーに連続的に導入するために、シリンジが前記キャピラリーの入口に取り付けられる、請求項21に記載のシステム。
- 前記マイクロ流体チップの前記マイクロチャネルは、PDMSにより作製される、請求項21に記載のシステム。
- 前記ネットワークにおける前記マイクロチャネルの側壁は、化学蒸着プロセスを通してパリレンでコーティングされ、前記側壁は、パリレン蒸着の前にPDMSエッチング液によって粗面化される、請求項21に記載のシステム。
- 入口マイクロチャネルを含むマイクロチャネルのネットワークを有するマイクロ流体チップにおいて、気相内に水滴を生成する方法であって、前記マイクロチャネルの前記ネットワークは、一連のループの繰返しを含み、該ループのそれぞれは、上枝及び下枝からなり、該下枝のそれぞれは、水力学式トラップを含み、該方法は、
第1のバルブ入口と、第2のバルブ入口と、バルブ出口とを有するバルブ構造を設けることと、
内側チューブを前記第1のバルブ入口内に前記バルブ出口へ向けて挿入することと、
外側チューブに前記内側チューブを通すことであって、前記内側チューブ及び前記外側チューブは、前記入口マイクロチャネルと流体連通状態になることと、
前記外側チューブを前記第1のバルブ入口内においてシールすることと、
圧力を制御して、前記内側チューブを通して前記入口マイクロチャネル内に水溶液を流すことによって、前記水溶液の液滴を形成することと、及び
前記第2のバルブ入口及び前記外側チューブを通して前記入口マイクロチャネル内に前記気相を導入することであって、前記液滴は、前記内側チューブの先端部に形成され、続いて、空気によって剪断されることと、
を含む、
方法。 - マイクロチャネルのネットワークを有するマイクロ流体チップにおいて、連続した気相内に水溶液の液滴を生成するシステムであって、該システムは、
第1のバルブ入口と、第2のバルブ入口と、バルブ出口とを有するバルブと、
前記第1のバルブ入口内に前記バルブ出口へ向けて挿入される内側チューブと、
前記内側チューブが通され、前記第1のバルブ入口内においてシールされる外側チューブであって、前記内側チューブ及び該外側チューブは、前記マイクロ流体チップのマイクロ流体マイクロチャネルの前記ネットワークと流体連通状態になり、前記マイクロチャネルの前記ネットワークは、一連のループの繰返しを含み、該ループのそれぞれは、上枝及び下枝からなり、該下枝のそれぞれは、水力学式トラップを含む、外側チューブと、及び
前記水溶液を前記内側チューブ内に前記マイクロ流体チップの前記チャネルネットワーク内へと引き込むことにより、前記水溶液の前記液滴を形成する圧力調節器であって、前記液滴は、前記第2のバルブ入口及び前記外側チューブを通して前記マイクロ流体チップの前記マイクロチャネル内に導入される前記気相によって剪断される、圧力調節器と、
を備える、
システム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562164381P | 2015-05-20 | 2015-05-20 | |
US62/164,381 | 2015-05-20 | ||
PCT/US2016/033568 WO2016187561A1 (en) | 2015-05-20 | 2016-05-20 | Generation and trapping of aqueous droplets in a microfluidic chip with an air continuous phase |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018522220A JP2018522220A (ja) | 2018-08-09 |
JP6933583B2 true JP6933583B2 (ja) | 2021-09-08 |
Family
ID=57320925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017560799A Active JP6933583B2 (ja) | 2015-05-20 | 2016-05-20 | 連続気相を伴うマイクロ流体チップにおける水滴の生成及び捕捉 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US9855555B2 (ja) |
EP (1) | EP3300516B1 (ja) |
JP (1) | JP6933583B2 (ja) |
WO (1) | WO2016187561A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016118949A1 (en) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | Neofluidics Llc | A microfluidic serial dilution platform based well-plate using an oil-free immiscible phase driven by manual or electronic pipettors |
EP3300516B1 (en) * | 2015-05-20 | 2024-05-01 | University of Maryland, College Park | Generation and trapping of aqueous droplets in a microfluidic chip with an air continuous phase |
CN107012067B (zh) * | 2017-04-10 | 2019-03-29 | 杭州微著生物科技有限公司 | 一种高通量配对捕获单细胞/单颗粒的微流控芯片及其应用 |
WO2018200896A1 (en) | 2017-04-28 | 2018-11-01 | Neofluidics, Llc | Fluidic devices with reaction wells and uses thereof |
CA3072328A1 (en) | 2017-08-09 | 2019-02-14 | Neofluidics, Llc | Devices and methods for bioassay |
CN107475070B (zh) * | 2017-08-16 | 2021-05-04 | 深圳先进技术研究院 | 微流控芯片和制备细胞液滴的方法 |
US10621829B2 (en) * | 2017-09-01 | 2020-04-14 | Aristocrat Technologies Australia Pty Limited | Systems and methods for playing an electronic game including a stop-based bonus game |
USD861703S1 (en) | 2017-09-05 | 2019-10-01 | Aristocrat Technologies Australia Pty Limited | Display screen or portion thereof with animated graphical user interface |
USD876450S1 (en) | 2017-09-05 | 2020-02-25 | Aristocrat Technologies Australia Pty Limited | Display screen portion with a graphical user interface for a wheel-based wagering game |
WO2019079714A1 (en) * | 2017-10-20 | 2019-04-25 | President And Fellows Of Harvard College | MICROFLUIDIC TRAPPING CHIP AND USES THEREOF FOR CULTURE AND ASSAYING GROUPS OF CELLS AND OBJECTS |
JP7256198B2 (ja) | 2017-11-10 | 2023-04-11 | ネオフルーイディクス,リミティド ライアビリティ カンパニー | 液滴操作のための統合された流体回路およびデバイスならびにその方法 |
AU2021219062A1 (en) * | 2020-02-12 | 2022-08-11 | University Of Canterbury | Microfluidic sealing valve and microfluidic circuit |
CN111514947B (zh) * | 2020-04-20 | 2021-07-09 | 南京航空航天大学 | 一种细胞电阻抗谱测量的微流控芯片 |
US20230234051A1 (en) * | 2020-06-11 | 2023-07-27 | The Research Foundation For The State University Of New York | Microfluidic device and method |
DE102020004660B4 (de) | 2020-07-31 | 2022-06-15 | Evorion Biotechnologies Gmbh | Vorrichtung zur sequentiellen Positionierung von Partikeln |
CN114798027B (zh) * | 2022-06-06 | 2023-09-08 | 杭州霆科生物科技有限公司 | 微液滴捕获微流控结构及具有其的芯片和捕获/释放方法 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5738728A (en) * | 1996-07-26 | 1998-04-14 | Bio Dot, Inc. | Precision metered aerosol dispensing apparatus |
DE69720459T2 (de) * | 1996-07-26 | 2004-01-29 | Bio Dot Inc | Dosiervorrichtung mit erweitertem dynamikbereich |
JP3263667B2 (ja) * | 1998-08-31 | 2002-03-04 | 三洋電機株式会社 | 分注機のヘッド装置 |
WO2006078841A1 (en) * | 2005-01-21 | 2006-07-27 | President And Fellows Of Harvard College | Systems and methods for forming fluidic droplets encapsulated in particles such as colloidal particles |
FR2886871B1 (fr) * | 2005-06-09 | 2008-10-17 | Centre Nat Rech Scient | Nebuliseur a debit nanometrique d'un effluent liquide et installation de nebulisation comportant un tel nebuliseur |
JP4943287B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2012-05-30 | 富士フイルム株式会社 | 液滴混合方法及び装置 |
WO2008097559A2 (en) * | 2007-02-06 | 2008-08-14 | Brandeis University | Manipulation of fluids and reactions in microfluidic systems |
EP3002489B1 (en) * | 2008-05-16 | 2017-09-20 | President and Fellows of Harvard College | Valves and other flow control in fluidic systems including microfluidic systems |
CN101718795B (zh) | 2008-09-22 | 2012-08-29 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 基于气动微阀的微流控芯片液滴操控方法 |
US20110312751A1 (en) * | 2010-06-17 | 2011-12-22 | Geneasys Pty Ltd | Microfluidic device for detection of mitochondrial dna via fluorescence modulated by hybridization |
US9999886B2 (en) * | 2010-10-07 | 2018-06-19 | The Regents Of The University Of California | Methods and systems for on demand droplet generation and impedance based detection |
CN103402907B (zh) * | 2011-01-17 | 2016-03-23 | 新加坡科技研究局 | 微流体微滴发生器 |
US9637718B2 (en) * | 2011-05-06 | 2017-05-02 | Texas Tech University System | Methods and devices to control fluid volumes, reagent and particle concentration in arrays of microfluidic drops |
US20140158233A1 (en) * | 2011-05-09 | 2014-06-12 | President And Fellows Of Harvard College | Aerosol delivery to a microfluidic device |
KR20140122751A (ko) * | 2012-02-08 | 2014-10-20 | 프레지던트 앤드 펠로우즈 오브 하바드 칼리지 | 유체 파열을 사용한 액적 형성 |
US9117641B2 (en) * | 2012-10-29 | 2015-08-25 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Direct sample analysis device adapters and methods of using them |
EP2925447B1 (en) * | 2012-11-30 | 2020-04-08 | The Broad Institute, Inc. | High-throughput dynamic reagent delivery system |
CA2909687A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | The Regents Of The University Of California | High-speed on demand microfluidic droplet generation and manipulation |
US9997344B2 (en) * | 2013-05-31 | 2018-06-12 | University Of Washington Through Its Center For Commercialization | Methods and devices for generating double emulsions |
US20160271513A1 (en) * | 2013-10-29 | 2016-09-22 | President And Fellows Of Harvard College | Drying techniques for microfluidic and other systems |
US10443086B2 (en) * | 2013-12-31 | 2019-10-15 | University Of Maryland, College Park | Methods, devices and systems for emulsion/droplet PCR |
CN110548550B (zh) * | 2014-04-10 | 2022-03-08 | 10X基因组学有限公司 | 用于封装和分割试剂的流体装置、***和方法及其应用 |
CN106573242B (zh) * | 2014-08-06 | 2019-01-08 | J·舒福莱企业公司 | 在微米流体设备或毫米流体设备中使反应剂液滴和试剂液滴融合或接触的方法 |
US10258986B2 (en) * | 2014-11-12 | 2019-04-16 | University Of New Hampshire | Viscoelastic fluid drop production |
EP3300516B1 (en) * | 2015-05-20 | 2024-05-01 | University of Maryland, College Park | Generation and trapping of aqueous droplets in a microfluidic chip with an air continuous phase |
-
2016
- 2016-05-20 EP EP16797398.1A patent/EP3300516B1/en active Active
- 2016-05-20 WO PCT/US2016/033568 patent/WO2016187561A1/en active Application Filing
- 2016-05-20 US US15/160,891 patent/US9855555B2/en active Active
- 2016-05-20 JP JP2017560799A patent/JP6933583B2/ja active Active
-
2017
- 2017-12-29 US US15/857,754 patent/US10183291B2/en active Active
-
2019
- 2019-01-18 US US16/252,020 patent/US10675624B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9855555B2 (en) | 2018-01-02 |
WO2016187561A1 (en) | 2016-11-24 |
EP3300516B1 (en) | 2024-05-01 |
US20180117589A1 (en) | 2018-05-03 |
EP3300516A4 (en) | 2018-12-19 |
JP2018522220A (ja) | 2018-08-09 |
US20160339430A1 (en) | 2016-11-24 |
EP3300516A1 (en) | 2018-04-04 |
US10183291B2 (en) | 2019-01-22 |
US10675624B2 (en) | 2020-06-09 |
US20190224672A1 (en) | 2019-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6933583B2 (ja) | 連続気相を伴うマイクロ流体チップにおける水滴の生成及び捕捉 | |
US11925933B2 (en) | Systems and methods for the collection of droplets and/or other entities | |
CN101486004B (zh) | 一种微流体自动定量分配装置及使用方法 | |
Bithi et al. | Behavior of a train of droplets in a fluidic network with hydrodynamic traps | |
JP6700286B2 (ja) | スペーサによって分離された個別液体体積の配列を供給するためのマイクロ流体プローブ・ヘッド | |
CN108472647A (zh) | 微流体布置 | |
US10421072B2 (en) | Wettability patterned substrates for pumpless liquid transport and drainage | |
Ellinas et al. | Superhydrophobic, passive microvalves with controllable opening threshold: Exploiting plasma nanotextured microfluidics for a programmable flow switchboard | |
Tullis et al. | Selective fusion of anchored droplets via changes in surfactant concentration | |
US20150259754A1 (en) | Droplet-based microfluidic device having a plurality of reaction sites | |
Hébert et al. | Semi-automated on-demand control of individual droplets with a sample application to a drug screening assay | |
CN112076807A (zh) | 一种自发形成油包水液滴的微流控芯片及装置 | |
JP2018505403A (ja) | スペーサによって分離された液体体積の配列を処理するためのマイクロ流体プローブ・ヘッド | |
Phadke et al. | Inertial focusing and passive micro-mixing techniques for rare cells capturing microfluidic platform | |
JP2020536724A (ja) | 気泡迂回領域を備えるマイクロ流体デバイス | |
Hairer et al. | Investigations of micrometer sample stream profiles in a three-dimensional hydrodynamic focusing device | |
Crews et al. | Thermal gradient PCR in a continuous-flow microchip | |
Ray | Low power, high throughput continuous flow PCR instruments for environmental applications | |
US20050202569A1 (en) | Integrated microchemical device | |
CN107709959A (zh) | 蒸发微毛细管中的液体的方法 | |
Danielson et al. | Static microdroplet array generated by spraying and analyzed with automated microscopy and image processing | |
JP2005147840A (ja) | マイクロフローデバイス用プラスチック基板 | |
CN110923133A (zh) | 微流控芯片及其应用 | |
Taher et al. | A valveless capillary mixing system using a novel approach for passive flow control | |
Li et al. | Using serrated edges to control fluid front motion in microfluidic devices |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190517 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200424 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200623 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200923 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201218 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210119 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210419 |
|
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: 20210720 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210819 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6933583 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |