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公開番号2025033559
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023139343
出願日2023-08-29
発明の名称液滴の処理装置、液滴の処理方法
出願人キヤノン株式会社,キヤノンメディカルシステムズ株式会社
代理人弁理士法人近島国際特許事務所
主分類B81B 1/00 20060101AFI20250306BHJP(マイクロ構造技術)
要約【課題】マイクロ流路を用いて種類の異なる材料の液滴を融合させる際に、融合後の液滴のサイズ(体積)や、融合後の液滴に含まれる材料の比率を安定させ得る装置や方法が求められていた。
【解決手段】第1種の液滴を複数流動させる第1マイクロ流路と、第2種の液滴を複数流動させる第2マイクロ流路と、が合流点にて合流する流路システムと、前記合流点において接触する前記第1種の液滴と前記第2種の液滴の界面に、前記第1種の液滴と前記第2種の液滴の融合を促進する電界を作用させる第1電極と、前記第2マイクロ流路に存する前記第2種の液滴どうしの界面に前記第1電極が発生する電界が作用するのを抑制するための第2電極と、を備える、ことを特徴とする液滴の処理装置である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１種の液滴を複数流動させる第１マイクロ流路と、第２種の液滴を複数流動させる第２マイクロ流路と、が合流点にて合流する流路システムと、
前記合流点において接触する前記第１種の液滴と前記第２種の液滴の界面に、前記第１種の液滴と前記第２種の液滴の融合を促進する電界を作用させる第１電極と、
前記第２マイクロ流路に存する前記第２種の液滴どうしの界面に前記第１電極が発生する電界が作用するのを抑制するための第２電極と、を備える、
ことを特徴とする液滴の処理装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１電極が前記電界を作用させる時に、前記第２電極には固定電位が印加される、
ことを特徴とする請求項１に記載した液滴の処理装置。
【請求項３】
前記第２電極は、前記第２マイクロ流路に沿って、前記第２マイクロ流路を取り囲むように配置された筒状の電極である、
ことを特徴とする請求項１に記載した液滴の処理装置。
【請求項４】
前記第２電極は、前記第２マイクロ流路を挟んで対向する電極対である、
ことを特徴とする請求項１に記載した液滴の処理装置。
【請求項５】
前記第１電極は、前記合流点に対して前記第２マイクロ流路の反対側に位置している、
ことを特徴とする請求項１乃至４の中のいずれか１項に記載した液滴の処理装置。
【請求項６】
前記第２電極は、前記合流点に対して前記第１電極の反対側に位置している、
ことを特徴とする請求項１乃至４の中のいずれか１項に記載した液滴の処理装置。
【請求項７】
前記第２マイクロ流路は、前記合流点の近傍に、前記第２種の液滴の位置を規制するための位置規制部を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至４の中のいずれか１項に記載した液滴の処理装置。
【請求項８】
前記合流点に最も近い前記第２種の液滴と、前記合流点に２番目に近い前記第２種の液滴の境界をＸＰとした時、
前記第２電極は、前記合流点に最も近い前記第２種の液滴が前記第１種の液滴と会合した時における前記ＸＰの位置よりも、前記合流点に近い位置まで延在している、
ことを特徴とする請求項１乃至４の中のいずれか１項に記載した液滴の処理装置。
【請求項９】
前記第２マイクロ流路の長手方向における前記第２種の液滴の径をＤＭとした時、
前記第２電極は、前記合流点に最も近い前記第２種の液滴が前記第１種の液滴と会合した時における前記ＸＰの位置に対して、前記合流点の反対側に、少なくとも前記ＤＭの２倍よりも大きな長さにわたり延在している、
ことを特徴とする請求項８に記載した液滴の処理装置。
【請求項１０】
前記第１マイクロ流路において、前記合流点に向けて、複数の前記第１種の液滴が第１の間隔で搬送され、
前記第２マイクロ流路において、前記合流点に向けて、複数の前記第２種の液滴が前記第１の間隔よりも小さな第２の間隔で搬送される、
ことを特徴とする請求項１乃至４の中のいずれか１項に記載した液滴の処理装置。
（【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、液滴の搬送や融合を処理する液滴の処理装置、液滴の処理方法、等に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
工学、化学、生物医学など様々な分野において、化学的または生物学的反応を実施するための反応器として、微小な液滴どうしを融合するマイクロ流路システムが用いられている。一般に、マイクロ流路とは、流路の断面を構成する各辺の長さが約１［ｍｍ］以下の流路のことであり、こうした微細な流路を用いて微小な液滴の搬送や融合を行う機構をマイクロ流路システムと呼ぶことがある。
【０００３】
特許文献１、非特許文献１には、マイクロ流路内を搬送される２種類の液滴を融合させる際に、電界を印加して融合を促進する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０１４－５１５６９６号公報
ＫｅｕｎｈｏＡｈｎ，ｅｔａｌ．著、「Ｅｌｅｃｔｒｏｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅｏｆｄｒｏｐｓｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄｂｙｓｉｚｅ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｆｌｏｗｉｎｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｃｈａｎｎｅｌｓ．」、ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ８８巻２６号、２６４１０５、２００６年６月２９日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および非特許文献１に記載されている装置は、２つのマイクロ流路を合流点で合流させる流路構成を備えており、それぞれのマイクロ流路から種類の異なる薬液の液滴を注入して合流点で融合させる。これらの装置では、合流点近傍に電界を印加するための電極を設けて、液滴の融合を促進する構成としている。
【０００６】
しかしながら、こうした従来の装置を用いると、目的とするサイズ（体積）よりも大きな液滴が融合により生成されたり、融合により生成された液滴に含まれる各薬液の含有比率が所定の比率からずれてしまうことが起きていた。
【０００７】
そこで、マイクロ流路を用いて種類の異なる材料の液滴を融合させる際に、融合後の液滴のサイズ（体積）や、融合後の液滴に含まれる材料の比率を安定させ得る装置や方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、第１種の液滴を複数流動させる第１マイクロ流路と、第２種の液滴を複数流動させる第２マイクロ流路と、が合流点にて合流する流路システムと、前記合流点において接触する前記第１種の液滴と前記第２種の液滴の界面に、前記第１種の液滴と前記第２種の液滴の融合を促進する電界を作用させる第１電極と、前記第２マイクロ流路に存する前記第２種の液滴どうしの界面に前記第１電極が発生する電界が作用するのを抑制するための第２電極と、を備える、ことを特徴とする液滴の処理装置である。
【０００９】
また、本発明の第２の態様は、第１種の液滴を複数流動させる第１マイクロ流路と、第２種の液滴を複数流動させる第２マイクロ流路と、が合流点にて合流する流路システムと、前記合流点において接触する前記第１種の液滴と前記第２種の液滴の界面に、前記第１種の液滴と前記第２種の液滴の融合を促進する電界を作用させる第１電極と、を用いる液滴の処理方法であって、前記第２マイクロ流路に存する前記第２種の液滴どうしの界面に前記第１電極が発生する電界が作用するのを、第２電極を用いて抑制する、ことを特徴とする液滴の処理方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、マイクロ流路を用いて種類の異なる材料の液滴を融合させる際に、融合後の液滴のサイズ（体積）や、融合後の液滴に含まれる材料の比率を安定させ得る装置や方法を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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