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公開番号2024038739
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-21
出願番号2022142986
出願日2022-09-08
発明の名称マイクロ流路チップ
出願人東ソー株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B01J 19/00 20060101AFI20240313BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】改善された液滴生成を行うことができるマイクロ流路チップを提供する。
【解決手段】分散相液保持部、分散相液保持部に接続している分散相液流路216、連続相液保持部、連続相液保持部に接続している第1の連続相液流路212及び第2の連続相液流路213、エマルジョン形成部220、エマルジョン流路230を有し、分散相液流路、第1の連続相液流路、及び第2の連続相液流路が、エマルジョン形成部に接続しており、分散相液保持部に分散相液を供給し、連続相液保持部に連続相液を供給し、外部送液駆動力を適用したときに、分散相液及び連続相を含むエマルジョンが生成され、エマルジョン流路に進入する。エマルジョン形成部が、相液集合部及びオリフィス部224を有し、第1の連続相液流路の流路断面積S1及び/又は第2の連続相液流路の流路断面積S2が、オリフィス部の流路断面積Saの2.0倍以上である。
【選択図】図2a
特許請求の範囲【請求項１】
分散相液保持部、
前記分散相液保持部に接続している分散相液流路、
連続相液保持部、
前記連続相液保持部に接続している第１の連続相液流路及び第２の連続相液流路、
エマルジョン形成部、並びに、
前記エマルジョン形成部に接続しているエマルジョン流路
を有しており、
前記分散相液流路、前記第１の連続相液流路、及び前記第２の連続相液流路が、前記エマルジョン形成部に接続しており、
前記分散相液保持部に分散相液を供給し、前記連続相液保持部に連続相液を供給し、かつ前記マイクロ流路チップに外部送液駆動力を適用したときに、前記エマルジョン形成部において、前記分散相液から構成される液滴及び前記連続相液から構成される連続相を含むエマルジョンが生成され、かつ前記エマルジョンが前記エマルジョン流路に進入するようになっている、
マイクロ流路チップであって、
前記エマルジョン形成部が、相液集合部及びこれに接続するオリフィス部を有しており、
前記エマルジョン流路が、前記第１の連続相液流路と前記第２の連続相液流路との間で、前記オリフィス部を介して、前記エマルジョン形成部に接続しており、
前記エマルジョン形成部に接続する部位における前記第１の連続相液流路の流路断面積Ｓ
１
及び／又は前記エマルジョン形成部に接続する部位における前記第２の連続相液流路の流路断面積Ｓ
２
が、前記オリフィス部の流路断面積Ｓ
ａ
の２．０倍以上である、
マイクロ流路チップ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記エマルジョン形成部に接続する部位における前記第１の連続相液流路の幅ｄ
１
及び／又は前記エマルジョン形成部に接続する部位における前記第２の連続相液流路の幅ｄ
２
が、前記オリフィス部の幅ｄ
ａ
の１．５倍以上である、
請求項１に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項３】
前記第１の連続相液流路、前記第２の連続相液流路、前記分散相液流路、及び前記オリフィス部が、前記相液集合部に直接に接続しており、前記第１の連続相液流路の天井面、前記第２の連続相液流路の天井面、及び前記分散相液流路の天井面、並びに前記オリフィス部の天井面が、前記相液集合部に接続する部位において、前記相液集合部の天井面と同一平面上に存在する、
請求項１又は２に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項４】
前記第１の連続相液流路の底面、前記第２の連続相液流路の底面、及び前記分散相液流路の底面、並びに、前記オリフィス部の底面が、前記相液集合部に接続する部位において、前記相液集合部の底面と同一平面上に存在することを特徴とする、
請求項３に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項５】
前記オリフィス部の流路高さが、前記相液集合部の流路高さと同じである、
請求項３に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項６】
生成されるエマルジョン中の単分散液滴の代表直径が、前記オリフィス部の最小流路断面積の５倍未満となるように構成されている、
請求項１又は２に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項７】
前記第１の連続相液流路及び／又は前記第２の連続相液流路の側部壁面と、前記オリフィス部の側部壁面との接続部が、丸みを帯びている、
請求項１又は２に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項８】
前記第１の連続相液流路の幅ｄ
１
及び／又は前記第２の連続相液流路の前記幅ｄ
２
が、１５０μｍ以上である、請求項１又は２に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項９】
前記外部送液駆動力を適用する前に、前記連続相液保持部から、気体で充填された前記第１の連続相液流路、及び気体で充填された前記第２の連続相液流路を通って気体で充填された前記エマルジョン形成部にまで連続相液を充填することを含む方法で用いるための、請求項１又は２に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１０】
エマルジョン保持流路をさらに有する、請求項１又は２に記載のマイクロ流路チップ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流路チップにおいてエマルジョンを生成するための装置に関する。特には、本発明は、液滴アレイ測定をより効率的かつ簡便・迅速に行うことができる装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
反応液を微小区画に分画し独立して反応を行なう技術として、微小液滴中に反応液を分画する微小液滴法が知られている。この手法は、例えばマイクロ・ナノ粒子の作製などに応用が期待されており、特に、マイクロ流体装置を用いて、標的分子を１分子単位で微小区画化し、微小液滴内で反応を行なうことで、標的分子の有無をシグナルの有無で計測し、標的分子の数の絶対定量を行なうデジタル計測に利用されている。
【０００３】
微小液滴法では、一般に、オイルなどの連続相と、この連続相に分散した水溶液の液滴とから構成されるエマルジョンが使用される。
【０００４】
非特許文献１は、遠心ステップ液滴生成法を開示している。当該文献は、装置の注入口にオイルを充填し、このオイルを遠心によって液滴回収室に送った後で、同じ注入口から、サンプル溶液を導入し、遠心によって液滴生成を行うことを記載している。
【０００５】
このような液滴生成法に対して、反応液などの分散相液とオイルなどの連続相液とを、別個の供給部を介してマイクロ流路チップに供給し、チップ内で合流させてエマルジョン生成を行う方法が知られている。
【０００６】
特許文献１は、液滴アッセイに適している液滴を生成するためのそのようなシステム及び方法を開示している。当該文献は、生成された液滴を、ピペットチップ又は液滴ウェルからなる出口領域に輸送することを記載している。また、当該文献は、気泡トラップ（エアトラップ）を記載しており、この気泡トラップによって、サンプルとオイルとが、（陰圧又は陽圧などの）流体駆動力の適用までの間、実質的に離されることを記載している。
【０００７】
また、微小液滴法に関して、近年、装置の簡便化・迅速化の観点から、検出領域に液滴を単層に整列させて簡便にシグナルを測定する液滴アレイ測定が注目されている。
【０００８】
特許文献２及び３は、液滴を形成するための流路及び液滴を保持するための液滴保持部を有するマイクロ流路チップを開示している。特許文献２は、２以上の反応液同士を合流させた後、反応液とは混和しない非混和性液体を接触させることで液滴を形成させることを記載している。特許文献３は、分散相流入部と連続相流入部とから流入した分散相及び連続相を、流路を介して液滴生成部で接触させることで液滴化することを記載している。
【０００９】
非特許文献２は、チップ上で液滴を生成する方法及びそのための装置について記載している。当該文献に記載の方法は、送液前に、液滴アレイ部をオイルで充填する操作（充填操作）を含む。
【００１０】
非特許文献３は、ＦｌｏｗＦｏｃｕｓｉｎｇ法（ＦｌｏｗＦｏｃｕｓ法）による液滴生成を記載している。この文献に記載のマイクロ流体装置は、水等の液体のための中央流路、及びオイル等のための２つの外側流路、並びにオリフィス部を有しており、２つの液相（すなわち水及びオイル等）が、中央流路及び２つの外側流路の下流側に位置する小さいオリフィス部を通って流れるようになっている。２つの外側流路を流れてくる２つの液体（オイル）によって生じる圧力及び粘性応力によって、中央流路を流れる液体（水）が、細い通路（オリフィス部）に押し込まれ、それにより、オリフィス部の内部又はその下流で、液滴が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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