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液滴安定化装置、液滴分取装置及びそれらの方法 UPDATE

国内特許コード P180014873
整理番号 IP02P006
掲載日 2018年4月20日
出願番号 特願2016-140872
公開番号 特開2018-008256
出願日 平成28年7月15日(2016.7.15)
公開日 平成30年1月18日(2018.1.18)
発明者
  • 合田 圭介
  • 磯崎 瑛宏
  • 田中 直樹
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 液滴安定化装置、液滴分取装置及びそれらの方法 UPDATE
発明の概要 【課題】簡単な構成により、マイクロ流路を流れる液滴の安定化を図ることができる液滴安定化装置及びその安定化方法を提供する。
【解決手段】液滴生成部21は、液滴Dとなる分散相流体Ldの流路と連続相流体Lcとの流路とが交差しており、分散相流体Ldを連続相流体Lcでせん断することにより、液滴Dを生成する。メイン流路15には液滴生成部21で生成された液滴Dが連続相流体Lcとともに流れる。メイン流路15には、安定化液供給流路32が接続されている。安定化液供給流路32を介して、安定化液供給部14から安定化液Lsがメイン流路15に供給される。安定化液Lsは、連続相流体Lcと同じキャリアオイル及び界面活性剤の混合した流体であるが、界面活性剤の濃度は、連続相流体Lcよりも安定化液Lsの方が高くなっている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


細胞や染色体等の生物学的な粒子を分析するフローサイトメータが知られている。このフローサイトメータでは、例えばマイクロ流路内に粒子を封入した液滴が連続相流体によってマイクロ流路中を順次に流される。マイクロ流路中を流れている間に、液滴内の粒子に検査光を照射し、得られる散乱光や蛍光から個々の粒子の分子特性等が分析される。フローサイトメータのうち特にセルソータと呼ばれる装置では、分析結果に基づいて、液滴を選り分けて液滴を分取する。



マイクロ流路を用いて液滴を生成する液滴生成装置として、液滴となる分散相流体と、キャリアオイル等の連続相流体とをY字状あるいはT字状の流路で合流させるものが知られている。分散相流体と連続相流体との合流部付近では、連続相流体が分散相流体をせん断することによって液滴が生成される。このときに、生成される液滴と連続相流体との間の界面張力を小さくし、液滴の分裂や、他の液滴と融合してしまうことを抑止する目的で、一般的に連続相流体に界面活性剤を含有したものが用いられる。



キャピラリを用いて液滴を形成する液滴生成装置が知られている(非特許文献1)。この非特許文献1の液滴生成装置では、それぞれ先端がノズル状に加工された第1及び第2キャピラリと、第1及び第2キャピラリが内挿されたガラス管とを備えている。第1及び第2キャピラリは、ノズル状の先端を互いに所定の間隔(100μm)だけ離して対向させた状態で、ガラス管内に配されるともに、各キャピラリとガラス管との間に液体が流れるようにされている。液滴を生成する場合には、第1キャピラリにその後端から液滴となる分散相流体(油)を供給するとともに、第1キャピラリ側のガラス管の端部から連続相流体(水)を供給する。一方で、第2キャピラリ側のガラス管の端部から界面活性剤を含有する水(以下、界面活性剤含有水という)を流し、分散相流体と連続相流体と界面活性剤含有水とを第2キャピラリの先端から後端に向けて流入させる。これにより、連続相流体によって分散相流体をせん断することで生成される液滴を第2キャピラリの先端からその内部に流し入れ、その後に界面活性剤含有水を第2キャピラリ内で連続相流体に混合している。



一方、マイクロ流路内において、2つの液滴を合体させる装置が非特許文献2によって知られている。非特許文献2では、2種類の液滴をマイクロ流路内にそれぞれ供給し、マイクロ流路をジグザグ状にした混合領域を通すことで2種類の液滴を合体させて1つの液滴にしている。

産業上の利用分野


本発明は、液滴安定化装置、液滴分取装置及びそれらの方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
第1の液体に第1の界面活性剤を含有させた連続相流体とともに前記第1の液体に不溶な第2の液体の液滴が流れるマイクロ流路と、
前記マイクロ流路に接続された安定化液供給流路と、
前記第1の液体に第2の界面活性剤を含有し、前記第2の界面活性剤の濃度が前記連続相流体の前記第1の界面活性剤の濃度よりも高くされた安定化液を前記安定化液供給流路を介して前記マイクロ流路に供給する安定化液供給部と
を備えることを特徴とする液滴安定化装置。

【請求項2】
前記安定化液供給流路は、一対設けられ、前記マイクロ流路の両側に対称に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の液滴安定化装置。

【請求項3】
前記安定化液供給部は、前記連続相流体を挟んで層状に流れる前記安定化液の間隔が前記液滴の直径と略同一となる供給量の前記安定化液を供給することを特徴とする請求項2に記載の液滴安定化装置。

【請求項4】
前記安定化液供給流路よりも下流の前記マイクロ流路に設けられ、前記液滴が流れ込む収集流路及び前記安定化液が流れ込む排出流路を有する分離部を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の液滴安定化装置。

【請求項5】
前記安定化液の前記第2の界面活性剤の濃度は、20質量%以上60質量%以下の範囲内であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の液滴安定化装置。

【請求項6】
第1の液体に第1の界面活性剤を含有させた連続相流体とともに前記第1の液体に不溶な第2の液体の液滴が流れるマイクロ流路と、
前記マイクロ流路に接続された安定化液供給流路と、
前記第1の液体に第2の界面活性剤を含有し、前記第2の界面活性剤の濃度が前記連続相流体の前記第1の界面活性剤の濃度よりも高くされた安定化液を前記安定化液供給流路を介して前記マイクロ流路に供給する安定化液供給部と、
前記安定化液供給流路よりも下流の前記マイクロ流路に設けられ、前記液滴が流れ込む収集流路及び前記安定化液が流れ込む排出流路を有する分離部と、
前記収集流路に接続された流路内を流れる個々の前記液滴の進路を変化させ、複数の分取路のうちのいずれかに誘導して前記液滴を分取する液滴分取部と
を備えることを特徴とする液滴分取装置。

【請求項7】
前記安定化液の前記第2の界面活性剤の濃度は、20質量%以上60質量%以下の範囲内であることを特徴とする請求項6に記載の液滴分取装置。

【請求項8】
マイクロ流路内に第1の液体に第1の界面活性剤を含有させた連続相流体とともに前記第1の液体に不溶な第2の液体の液滴を流す流動ステップと、
前記第1の液体に第2の界面活性剤を含有し、前記第2の界面活性剤の濃度が前記連続相流体の前記第1の界面活性剤の濃度よりも高くされた安定化液を前記マイクロ流路内に供給し、前記液滴を安定化する安定化液供給ステップと
を有することを特徴とする液滴安定化方法。

【請求項9】
前記安定化液の前記第2の界面活性剤の濃度は、20質量%以上60質量%以下の範囲内であることを特徴とする請求項8に記載の液滴安定化方法。

【請求項10】
マイクロ流路内に第1の液体に第1の界面活性剤を含有させた連続相流体とともに前記第1の液体に不溶な第2の液体の液滴を流す流動ステップと、
前記第1の液体に第2の界面活性剤を含有し、前記第2の界面活性剤の濃度が前記連続相流体の前記第1の界面活性剤の濃度よりも高くされた安定化液を前記マイクロ流路内に供給し、前記液滴を安定化する安定化液供給ステップと、
前記液滴を前記安定化液から分離する分離ステップと、
個々の前記液滴の進路を変化させて前記液滴を分取する液滴分取ステップと
を有することを特徴とする液滴分取方法。

【請求項11】
前記安定化液の前記第2の界面活性剤の濃度は、20質量%以上60質量%以下の範囲内であることを特徴とする請求項10に記載の液滴分取方法。

国際特許分類(IPC)
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出願権利状態 公開
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