ミクロ流体回路のドロップを処理する方法
【課題】 ミクロ流体回路のドロップを処理する方法を提供することである。
【解決手段】 本発明は、ミクロ流体回路のドロップを処理する方法に関し、ドロップが流れる少なくとも１つのマイクロチャネル(１２)を具備し、レーザー（２６）が移送液体（Ｆ３）の前記ドロップのインターフェースに、または、前記ドロップのインターフェースに向けられ、ドロップの選別、より大きいドロップからナノドロップを形成、またはコンタクトのドロップ（６０、６４）を融合させ、および、前記ドロップに含まれる流体の間の反応を起こすことを特徴とする。
【解決手段】 本発明は、ミクロ流体回路のドロップを処理する方法に関し、ドロップが流れる少なくとも１つのマイクロチャネル(１２)を具備し、レーザー（２６）が移送液体（Ｆ３）の前記ドロップのインターフェースに、または、前記ドロップのインターフェースに向けられ、ドロップの選別、より大きいドロップからナノドロップを形成、またはコンタクトのドロップ（６０、６４）を融合させ、および、前記ドロップに含まれる流体の間の反応を起こすことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体、および、第１の流体に含まれる第２の流体のドロップを含む少なくとも１つのマイクロチャネルを具備するミクロ流体回路のドロップを処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミクロ流体回路は、本願出願人の特許出願ＦＲ―Ａ―2 ８７３ １７１より知られている。そして、それは、一般的に約１００μｍの幅、および、５０μｍの深さを有しているマイクロチャネルを有するＰＤＭＳ（ポリ-ジメチルシロキサン：poly-dimethylsiloxane）のような適切な材料に提供される。そこにおいて、空気、水、油、試薬などのような流体の非常に小さい流量は流れることができる。波長が回路の構成材料によって吸収されないレーザー光線は、マイクロチャネルの第１の流体流れ、および、少なくとも近くにある第２の流体のインターフェースに焦点を合わされ、このマイクロチャネルの第１の流体の流れを強制し、又は、止めるように、ドロップにそれを断片化し、それと第２の流体等を混ぜ合わせる。流体インターフェース上のレーザー光線の集束（focusing）は、このインターフェースに沿って温度勾配を生成し、流体の毛管の熱対流動きを起こす。
【発明の概要】
【０００３】
本発明はその従来の文献に記載されている技術の開発、および、特殊用途に関する。
【０００４】
本発明は、第１の流体、および、第１の流体中に含まれる第２の流体のドロップを含む少なくとも１つのマイクロチャネルを具備しているミクロ流体回路のドロップを処理する方法を提案する。この方法は、レーザー光線を前記ドロップの、および、第１の流体のインターフェースに焦点を合わせるステップを具備している。そこにおいて、ドロップのインターフェース上のレーザービームの集束からもたらされる前記流体の表面張力の熱感度は、それらのドロップを選別（sort）し、若しくは、それらのドロップをナノドロップに細分（fractionate）し、または、それらが異なって流体を含むときにそれらのドロップを融合させるのに使用される。レーザービームの波長は、それぞれ、この波長を透過するマイクロチャネルの第１の流体、および、構成する材料で、ドロップに含まれる第２の流体によってか、または、ドロップに含まれる異なる流体によって吸収されるように選ばれる。
【０００５】
レーザービームを流体ドロップのインターフェースに焦点に合わすことによって、単純な、および、効果的な方法で提供される作業で、本発明が可能となる。そして、それは従来の技術では可能でなく、または、扱いにくく、および、複雑な方法の使用を必要とする。方法は：
-ドロップ認識の、および、回路に植設される電極の制御のコンピュータループによってあらかじめ可能となるだけの、異なる性質のドロップの選別をすることと、
-従来の技術の手段で可能でなかった液体が他のものに、または、他のものによって反応するときに、ナノドロップを形成し、および、異なる流体を含むドロップを融合し、一連のマイクロリアクタを形成することと、を具備する。
【０００６】
本発明の別の特徴によれば、第１の流体にある第２の流体のドロップを選別するために、この方法も、Ｙ字型の管から上流のレーザービームの焦点を合わせることと、上流に向けられた先端（ｔｉｐ）を具備する頂点（crest）と、この先端の端部とドロップの偏差方向（deviation direction）の反対側のマイクロチャネルの壁との間に位置づけられているレーザービームの焦点とから成る。
【０００７】
方法は、また、第１の流体の異なる流体のドロップを選別するために、それらの異なる流体の表面張力の熱感度によって、それらのドロップを外れるように、又は、そうでないように、レーザービームによってドロップのインターフェースに伝えられるパワーをセットすることから成る。
【０００８】
例えば、レーザービームは使用されることができ、水と空気とのインターフェース上で表面張力勾配を作成するために十分であるパワーは、水流中に含まれる気泡は偏差される。しかしながら、レーザービームのパワーはとても低く、液体−液体インターフェースの十分な表面張力勾配を作成することはできない。
【０００９】
液体に適切な表面活性プロダクトを加えることによって、液体−液体ドロップインターフェースに向けられるレーザービームを持ってくるために、液体の表面張力を修正することは、また、可能であり、例えば偏差のない気体泡で液体ドロップを偏差させる。
【００１０】
本発明の代わりにおいて、マイクロチャネルの表面にレーザービームを吸収する材料の点を堆積させ、ドロップが流れを選別されるときに、この方法も、この点上にレーザービームを向ける。
【００１１】
その場合において、選別は、有効で、および、レーザービームの適切な制御を必要とする。
【００１２】
別の本発明の特徴において、ナノドロップを１つのドロップに細分するために、方法は、レーザービームを、表面活性プロダクトを含んでいる第１の流体の流れのその下流のインターフェースに焦点に合わせることによって、ドロップを固定することと、および、この流体の流れによって上述したドロップのナノドロップを分離することとを具備する。
【００１３】
本当の１つの通知、非常に薄い先端、この先端の第１の流体の流れの十分な速度勾配があるときに、下流に向けられて、および、イジェクトされることができるナノドロップがレーザービームによって固定されるドロップの上に形成される。作成されるナノドロップは、第１の流体によって沿って運ばれて、および、それで後方にある解析または使用のために別のマイクロチャネルに向けられることができる。例えば遠心で、ナノドロップ、および、他のドロップの大きなサイズの違いは、沈降によってマイクロチャネルの外でナノドロップを分離するために使用することができる。
【００１４】
実際的には、細分されるドロップは、表面活性プロダクトを含む流体の流れによって、第１のマイクロチャネルに移送されることができ、および、レーザービームの焦点は、それで、このマイクロチャネルの、および、ナノドロップが偏差される別のマイクロチャネルの分岐のすぐ近くに位置づけられる。
【００１５】
代わりの実施形態において、細分されるドロップは、形成されることができて、および、第２の流体を含んでいるマイクロチャネルの、および、少なくとも表面活性プロダクトを含んでいる流体が流れるマイクロチャネルのが接合するところで固定されることができる。
【００１６】
別の本発明の特徴によれば、異なる流体を含んでいる２つのドロップを融合させるために、この方法は、第１の流体の流れの中で互いにドロップを接触することと、そうすると、レーザービームを２つのドロップのインターフェースに焦点を合わせることとを具備する。異なる流体は、異なる溶液であることができて、それは、同じ溶媒に含まれる異なる溶質で作成される。
【００１７】
たとえば、上述したマイクロチャネルの第１のドロップの移送は、レーザービームをこのドロップの、および、第１のドロップのそれと異なる流体を含んでいる第２のドロップの到着までの第１の流体の下流のインターフェースに焦点を合わせることによってブロックされることができ、そうすると、それらを融合させるためにレーザービームを２つのドロップのインターフェースに焦点を合わせる。
【００１８】
それらのドロップに含まれる流体は混和性を有し、および、レーザービームをドロップのインターフェースに焦点に合わせることはそれらの流体の混合を提供する。
【００１９】
特に興味深い本発明の態様によれば、ドロップに含まれる流体は、互いに反応する。そして、融合するドロップがマイクロリアクタを形成する。
【００２０】
ドロップが融合するときに、混合される試薬の量を変化するために融合するドロップのサイズを変化することができる。
【００２１】
さらに、融合する少なくとも１つのドロップは、少なくとも異なる２つの流体を含むことができ、それは、レーザービームがこのドロップのインターフェースに焦点を合わせるるときに、互いに混合される流体を含むことができる。
【００２２】
融合されるドロップに含まれる流体の反応は、ドロップのインターフェースに焦点を合わされるレーザービームによって起こされることができる。
【００２３】
融合されるドロップにおける処理中の反応は、モニタされることができ、連続であるか不連続な方法で、ミクロ流体回路のドロップによって導かれる経路の少なくとも一部が最顕微鏡で、調べられる。
【００２４】
本発明は、次の明細書を読み、添付の図面を参照し実施例として与えられるときに、より完全に理解され、他の特徴、詳細、および、その利点はより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るミクロ流体回路のドロップの選別を概略的に示す図である。
【図２】本発明に係るミクロ流体回路のナノドロップの生成を概略的に示す図である。
【図３】本発明に係るミクロ流体回路のナノドロップの生成を概略的に示す図である。
【図４】本発明に係るミクロ流体回路のナノドロップの生成を概略的に示す図である。
【図５ａ】本発明に係る異なるミクロ流体回路のドロップ融合の相を概略的に示す図である。
【図５ｂ】本発明に係る異なるミクロ流体回路のドロップ融合の相を概略的に示す図である。
【図５ｃ】本発明に係る異なるミクロ流体回路のドロップ融合の相を概略的に示す図である。
【図５ｄ】本発明に係る異なるミクロ流体回路のドロップ融合の相を概略的に示す図である。
【図５ｅ】本発明に係る異なるミクロ流体回路のドロップ融合の相を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本願出願人の従来の特許出願ＦＲ―Ａ―２ ８７３ １７１において言及されるように、本発明で使用するミクロ流体回路は、例えばフレキシブルなリソグラフィの現在の技術を用いて、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙ―ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ（ＰＤＭＳ））型のポリマーのような適切な材料のプレート１０から作成される。
【００２７】
マイクロチャネル１２は、顕微鏡のガラススライドが接着されるプレート１０の表面で形成されることができる。一般的に、マイクロチャネル１２は、約１００μｍの幅、および、５０μｍの深さを有する。それでも、それらのディメンションは、ナノメトリックなスケールと、ミリメトリックなスケールとの間で極めて広く可変的であることができる。
【００２８】
図１において、ミクロ流体回路の示された部分は、マイクロチャネル１２を具備する。それは、流体の流れ１４、例えば水、油、反応性の液体などを通し、他のものからより容易に区別されるために、異なる方法で、一方はハッチングで、他方は点線で示される、第２の流体のドロップまたは泡１６、および、第３の流体のドロップまたは泡１８を含み、流れる。
【００２９】
流れ１４の中のドロップ１６、および、１８を選別するために、マイクロチャネル１２はＹ字型の管を形成し、下流に２つのマイクロチャネル２０、２２に分けられ、上流に向けられた先端２４を有することができる頂点（ｃｒｅｓｔ）が流れ１４の反対方向のマイクロチャネル１２の中央に実質的に延びる。この先端２４は、臨界的（critical）なものでなくて、ドロップの偏差をより容易にさせる。
【００３０】
選別は、ドロップ１６または１８の、および、流れ１４を形成する流体のインターフェース上に適切なレーザービーム２６の焦点を合わせることによって提供される。たとえばこのレーザービームは、約１ｋＨｚより高い繰返し数を有する連続であるかパルス化されたイオン化アルゴンジェネレータによって、たとえば、５１４ｎｍの波長および１０〜５０ｍＷの間に含まれるパワーを有して、生成されている。たとえば、１つとして、レーザーダイオードまたはＹＡＧ型レーザーを同様に使用することができる。
【００３１】
たとえば、ドロップ１６または１８のインターフェース上のこのビームの衝撃に対応するレーザービーム２６の点（ｓｐｏｔ）は、５〜１５μｍのオーダーの直径を有する。
【００３２】
レーザービームの波長は、ミクロ流体回路の構成材料によって、流れ１４を形成する流体によって、および、ドロップまたは泡１８を構成している流体によって、吸収されないように選ばれる。この波長は、しかしながら、泡またはドロップ１６を形成している流体によって吸収される。
【００３３】
レーザービームは、マイクロチャネル２０、および、２２を分離している先端２４の端部から上流で、泡またはドロップ１６を偏差を要するマイクロチャネル２０の方向と反対のマイクロチャネル１２側に位置づけられるポイントに焦点を合われる。
【００３４】
ドロップまたは泡の１６の、および、流れ１４を形成する流体のインターフェース上のこのポイントへのレーザービーム２６の焦点は、このインターフェースに沿って温度勾配を作成し、泡またはドロップ１６を形成する流体の毛管の熱対流動きが生じ、マイクロチャネル２０への泡またはドロップ１６に偏差させる。この偏差は先端２４によって容易にされている。
【００３５】
他の流体の泡またはドロップ１８は、レーザービームを透過して、そして、偏差されない。結果として、それらは、マイクロチャネル２２の流れ１４によって移送される。
【００３６】
約５１４ｎｍの波長を有するレーザービームを使用することは、たとえば、この波長を吸収するフルオレセイン（fluorescein）を含むドロップと、この波長を透過する純水（ｐｕｒｅ ｗａｔｅｒ）ドロップとを選別することを可能にする。それらのドロップの経路に焦点に合わされるレーザービームは、フルオレセインを含むものを偏差させ、そして、それらは通常従っていく以外のマイクロチャネルにそれらを送ることを可能にする。
【００３７】
１４８０ｎｍのオーダーの波長を有するレーザーを用いて、水ドロップは偏差され、油ドロップは流れることが可能にされる。
【００３８】
空気泡は、また、それらを流れから除去するために選別されることができ、たとえば、窒素によって吸収される波長のレーザービームを用いられる。
【００３９】
別の形態として、レーザービームの波長を吸収する材料の点（ｓｐｏｔ）は、この流体がレーザービームの波長を吸収しない場合であっても、このマイクロチャネルを流れる流体に局所的に加熱することで、マイクロチャネル１２の表面に堆積させることができる。泡またはドロップがこの点に到着するときに、いくらかのドロップまたは泡は、それで、吸収材料の点上にレーザービームを向けることにより、偏差されることができる。それゆえに、レーザージェネレータは、また、意図された時間に、スイッチがＯＮおよびＯＦＦされることができる。
【００４０】
流体の表面張力の熱感度によってそれら流体を選別するために、使用するレーザービームのパワーは、２つの流体の間のインターフェース上の表面張力勾配を作成するようにセットされ、それは、それらの２つの流体の一方に含まれる１つの泡または１つのドロップを選別するのには十分であり、および、２つの他の流体の間のインターフェースの偏差を作成するには低すぎる。たとえば、液体流れに含まれる空気泡は、レーザービームを用いて偏差されることができ、そのパワーは、液体−気体インタフェースの意図されたレベルの表面張力勾配を作成するために十分であり、液体−液体インタフェース上への偏差の効果を予定しない。
【００４１】
適切な表面活性プロダクトは、それらが液体−液体インタフェース上へのレーザービームによって、液体ドロップを偏差するように働くことを可能にし、空気泡無しで、液体に加えられることもできる。
【００４２】
図２は、回路１０のマイクロチャネル１２の流体Ｆ１の流れからのナノドロップの生成モードを示す。それは、それの各辺上のマイクロチャネル１２と位置合わせされ直角をなす２つのマイクロチャネル３０の別の流体Ｆ２の流れの方法によってなされる。流体Ｆ２は、表面活性プロダクトを含んでおり、および、流体Ｆ１と混和性（miscible）を有さない。
【００４３】
レーザービーム２６は、その波長がミクロ流体回路によって、および、流体Ｆ２によって吸収されず、および、流体Ｆ１によって吸収される。そのレーザービーム２６は、上述した交差から下流のマイクロチャネル１２の流体Ｆ１をブロックするためにマイクロチャネル３０との交差からすぐ下流に位置づけられるマイクロチャネル１２の中心ポイントに焦点を合わさられる。
【００４４】
流体Ｆ１は、マイクロチャネル１２、および、３０が交差する所で実質的にドロップ３２を生成する。そして、このドロップは、このドロップと、流体Ｆ２との間の下流のインターフェースに焦点を合わされるレーザービーム２６によって保持される。このドロップ上の流体Ｆ２の流れは、非常に薄い先端３４および流体Ｆ２の効果に沿って運搬によって分離されるごくわずかなドロップ３６を生成する。一般的に先端３４のサイズに等しいサイズを有するそれら少量のドロップ３６は、すなわちドロップ３２のそれより著しく小さいディメンションである。一般的に、それら少量のドロップ３６は、ドロップ３２のそれより１００倍小さいサイズしか有さず、そして、ナノドロップと呼ばれている。
【００４５】
実施形態の実施例において、流体Ｆ１が水であり、流体Ｆ２は、デノミネイションスパン８０として知られているような表面活性の少量（２重量％）を含んでいる油である。ドロップ３２をブロックするために使用するレーザービーム２６は、２０〜５０ｍＷのオーダーのパワーを有する。マイクロチャネル１２の水流量は、０．２マイクロリットル（ｍｉｃｒｏｌｉｔｅｒ）／分のオーダーであり、マイクロチャネル３０の油および表面活性の流量は、０．９マイクロリットル／分のオーダーである。作成されたナノドロップ３６は、１，０００ｎｍのオーダーのサイズを有する。
【００４６】
図３の代わりの実施形態において、流体Ｆ１、および、流体Ｆ２は、２つの位置合わせされたマイクロチャネル１２、３０に、お互いに対向する方向において流れる。それは第３の直角をなすマイクロチャネル４０によって、それらの接合で連通する。レーザービーム２６は、マイクロチャネル１２の出口端で生成され、レーザービームによって保持される流体Ｆ１のドロップ４２のインターフェースに焦点を合わされる。
【００４７】
あらかじめ、マイクロチャネル４０の下流に向けられる非常に薄い先端４４、および、表面活性プロダクトを含んでいる流体フローＦ２によって分離されるナノドロップ４６は、ドロップ４２のインターフェースに生成される。
【００４８】
図４の別の実施形態において、流体Ｆ１のドロップ４８は、マイクロチャネル１２を流れる流体Ｆ２の流れに含まれる。そして、それはマイクロチャネル１２と直角をなす互いに対向する２つのマイクロチャネル５０の下流へそれ自体分かれる。流体Ｆ１のドロップ４８は、マイクロチャネル５０の一方へ偏差される。それは、マイクロチャネル５０の他方に位置づけられる側で、流体Ｆ２とのそのインターフェースのポイントにレーザービーム２６の焦点を合わせることによってなされる。この他方のマイクロチャネル５０から下流に向きを定められる非常に薄い先端５２、および、流体Ｆ２の流れによって分離されるナノドロップ５４は、レーザービーム２６の衝撃ポイントで生成される。
【００４９】
流体Ｆ２のドロップにできた試料に問題があり、または別の使用のために、例えば化学反応を目的とするときに、ナノドロップ３６、４６、および、５４は、表面活性プロダクトによってコーティングされ、および、分析されることをたとえば目的とされ、それで生成されることができる。
【００５０】
図５において略図で例示されるように、適切な波長を有するレーザービームを２つのドロップのインターフェースに焦点を合うようにすることによってそれらの２つのドロップが更に融合することを可能にする。
【００５１】
通常、従来の技術において、異なる流体を含むドロップを融合させ、第３の流体によって移送されるのは、困難であり、可能でさえない。それは、３つの流体の流れが動的な方法で（in a dynamic manner）相互に作用しないだけでなく、第３の流体が、更に、第１および第２の流体を含むドロップ間にセパレーション膜を生成するためである。
【００５２】
本発明によれば、２つのドロップ間のインターフェースにレーザービームの焦点を合わせることは、２つのドロップを分離する第３の流体膜の流れを生成し、および、それでそれらが融合することを可能にする。
【００５３】
図５の典型的な実施形態において、第１の流体Ｆ１は、マイクロチャネル１２の流体Ｆ３の流れによって移送されるドロップ６０に含まれる。マイクロチャネル６２は、流体Ｆ３の流れによって、広げられて、更に流され、別の流体Ｆ２のドロップ６４を含み（代わりとして、流体Ｆ２の流れは、また、マイクロチャネル６２の中を流れることが可能である）、流体Ｆ１、および、Ｆ２は混和性を有する。
【００５４】
図５ａにおいて、レーザービーム２６を、第１のマイクロチャネル１２のこのマイクロチャネルの出口端から少し下流のマイクロチャネル６２から出ている流体Ｆ２のドロップ６４のインターフェースに焦点に合わせることは、ドロップ６４が流体Ｆ１のドロップ６０の到着までブロックされることを可能にする。
【００５５】
図５bに示すように、このドロップ６０がマイクロチャネル１２に位置づけられる流体Ｆ２のドロップ６４の部分を打つときに、図５cに示すように、それらのコンタクトインターフェースがレーザービーム２６を通過するまで、２つのドロップ６０、および、６４は、マイクロチャネル１２を共に進行し始める。
【００５６】
この時に、流れるレーザービームでインターフェースを加熱することによって導き入れる流れは、図５dに図示したように、２つのドロップをこの単一のドロップ６６に融合させ、この単一のドロップ内に流体Ｆ１、および、Ｆ２が融合する。
【００５７】
それで、図５eにて図示したように、単一のドロップ６６は、流体Ｆ３の流れと並んで、マイクロチャネル１２で運ばれる。
【００５８】
混合された流体Ｆ１、および、Ｆ２が互いに反応するときに、この単一ドロップ６６はマイクロリアクタを生成する。
【００５９】
反応は、マイクロチャネル１２のその経路に沿って、顕微鏡でドロップ６６を調べることによってモニタされることができる。結局、この撮像部域において、通常の間隔で、ドロップ６６が顕微鏡の撮像部域にとどまるかまたは再び通過するために、この経路は決定されることができる。
【００６０】
流体Ｆ１およびＦ２を含むドロップ６０、および、６４は、要求されるように、サイズを変化することができ、そうすると、要求されるように、単一のドロップ６６の互いに反応するそれらの流体の量を変化することができることが理解される。それは、反応性のプロダクトの可変濃度で反応が実行される非常に急速なシリーズを可能にする。
【００６１】
ドロップ６６内のレーザービーム２６のアクションによって、流体Ｆ１と、Ｆ２との間の反応を熱的に起こされることが可能である。このアクションによっても、単一のドロップ６６内のそれらの流体の混合の生成が生じる。
【００６２】
ドロップ６０および６４の１つは、１つの流体に含まれるだけでなく、それらを含むドロップに用いたレーザービーム２６によって混合されることができる異なる２つの流体に含まれることを提供することもできる。
【００６３】
マイクロリアクタを生成するドロップ６６は、一般的に１つのナノリットルの、または、ピコリットルのオーダーのボリュームであっても有する。
【００６４】
通常、流体ドロップまたは泡のインターフェースに働くレーザービームは、実質的に多くの機能を提供するスマートなアクチュエータとして使用でき、例えばドロップをブロックすること、ドロップを偏差すること、ナノドロップを作成すること、ドロップを別のドロップと融合させること、流体またはドロップに含まれる流体を混合すること、および、ドロップの化学反応をトリガーオフとすること、を示すことができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体、および、第１の流体に含まれる第２の流体のドロップを含む少なくとも１つのマイクロチャネルを具備するミクロ流体回路のドロップを処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミクロ流体回路は、本願出願人の特許出願ＦＲ―Ａ―2 ８７３ １７１より知られている。そして、それは、一般的に約１００μｍの幅、および、５０μｍの深さを有しているマイクロチャネルを有するＰＤＭＳ（ポリ-ジメチルシロキサン：poly-dimethylsiloxane）のような適切な材料に提供される。そこにおいて、空気、水、油、試薬などのような流体の非常に小さい流量は流れることができる。波長が回路の構成材料によって吸収されないレーザー光線は、マイクロチャネルの第１の流体流れ、および、少なくとも近くにある第２の流体のインターフェースに焦点を合わされ、このマイクロチャネルの第１の流体の流れを強制し、又は、止めるように、ドロップにそれを断片化し、それと第２の流体等を混ぜ合わせる。流体インターフェース上のレーザー光線の集束（focusing）は、このインターフェースに沿って温度勾配を生成し、流体の毛管の熱対流動きを起こす。
【発明の概要】
【０００３】
本発明はその従来の文献に記載されている技術の開発、および、特殊用途に関する。
【０００４】
本発明は、第１の流体、および、第１の流体中に含まれる第２の流体のドロップを含む少なくとも１つのマイクロチャネルを具備しているミクロ流体回路のドロップを処理する方法を提案する。この方法は、レーザー光線を前記ドロップの、および、第１の流体のインターフェースに焦点を合わせるステップを具備している。そこにおいて、ドロップのインターフェース上のレーザービームの集束からもたらされる前記流体の表面張力の熱感度は、それらのドロップを選別（sort）し、若しくは、それらのドロップをナノドロップに細分（fractionate）し、または、それらが異なって流体を含むときにそれらのドロップを融合させるのに使用される。レーザービームの波長は、それぞれ、この波長を透過するマイクロチャネルの第１の流体、および、構成する材料で、ドロップに含まれる第２の流体によってか、または、ドロップに含まれる異なる流体によって吸収されるように選ばれる。
【０００５】
レーザービームを流体ドロップのインターフェースに焦点に合わすことによって、単純な、および、効果的な方法で提供される作業で、本発明が可能となる。そして、それは従来の技術では可能でなく、または、扱いにくく、および、複雑な方法の使用を必要とする。方法は：
-ドロップ認識の、および、回路に植設される電極の制御のコンピュータループによってあらかじめ可能となるだけの、異なる性質のドロップの選別をすることと、
-従来の技術の手段で可能でなかった液体が他のものに、または、他のものによって反応するときに、ナノドロップを形成し、および、異なる流体を含むドロップを融合し、一連のマイクロリアクタを形成することと、を具備する。
【０００６】
本発明の別の特徴によれば、第１の流体にある第２の流体のドロップを選別するために、この方法も、Ｙ字型の管から上流のレーザービームの焦点を合わせることと、上流に向けられた先端（ｔｉｐ）を具備する頂点（crest）と、この先端の端部とドロップの偏差方向（deviation direction）の反対側のマイクロチャネルの壁との間に位置づけられているレーザービームの焦点とから成る。
【０００７】
方法は、また、第１の流体の異なる流体のドロップを選別するために、それらの異なる流体の表面張力の熱感度によって、それらのドロップを外れるように、又は、そうでないように、レーザービームによってドロップのインターフェースに伝えられるパワーをセットすることから成る。
【０００８】
例えば、レーザービームは使用されることができ、水と空気とのインターフェース上で表面張力勾配を作成するために十分であるパワーは、水流中に含まれる気泡は偏差される。しかしながら、レーザービームのパワーはとても低く、液体−液体インターフェースの十分な表面張力勾配を作成することはできない。
【０００９】
液体に適切な表面活性プロダクトを加えることによって、液体−液体ドロップインターフェースに向けられるレーザービームを持ってくるために、液体の表面張力を修正することは、また、可能であり、例えば偏差のない気体泡で液体ドロップを偏差させる。
【００１０】
本発明の代わりにおいて、マイクロチャネルの表面にレーザービームを吸収する材料の点を堆積させ、ドロップが流れを選別されるときに、この方法も、この点上にレーザービームを向ける。
【００１１】
その場合において、選別は、有効で、および、レーザービームの適切な制御を必要とする。
【００１２】
別の本発明の特徴において、ナノドロップを１つのドロップに細分するために、方法は、レーザービームを、表面活性プロダクトを含んでいる第１の流体の流れのその下流のインターフェースに焦点に合わせることによって、ドロップを固定することと、および、この流体の流れによって上述したドロップのナノドロップを分離することとを具備する。
【００１３】
本当の１つの通知、非常に薄い先端、この先端の第１の流体の流れの十分な速度勾配があるときに、下流に向けられて、および、イジェクトされることができるナノドロップがレーザービームによって固定されるドロップの上に形成される。作成されるナノドロップは、第１の流体によって沿って運ばれて、および、それで後方にある解析または使用のために別のマイクロチャネルに向けられることができる。例えば遠心で、ナノドロップ、および、他のドロップの大きなサイズの違いは、沈降によってマイクロチャネルの外でナノドロップを分離するために使用することができる。
【００１４】
実際的には、細分されるドロップは、表面活性プロダクトを含む流体の流れによって、第１のマイクロチャネルに移送されることができ、および、レーザービームの焦点は、それで、このマイクロチャネルの、および、ナノドロップが偏差される別のマイクロチャネルの分岐のすぐ近くに位置づけられる。
【００１５】
代わりの実施形態において、細分されるドロップは、形成されることができて、および、第２の流体を含んでいるマイクロチャネルの、および、少なくとも表面活性プロダクトを含んでいる流体が流れるマイクロチャネルのが接合するところで固定されることができる。
【００１６】
別の本発明の特徴によれば、異なる流体を含んでいる２つのドロップを融合させるために、この方法は、第１の流体の流れの中で互いにドロップを接触することと、そうすると、レーザービームを２つのドロップのインターフェースに焦点を合わせることとを具備する。異なる流体は、異なる溶液であることができて、それは、同じ溶媒に含まれる異なる溶質で作成される。
【００１７】
たとえば、上述したマイクロチャネルの第１のドロップの移送は、レーザービームをこのドロップの、および、第１のドロップのそれと異なる流体を含んでいる第２のドロップの到着までの第１の流体の下流のインターフェースに焦点を合わせることによってブロックされることができ、そうすると、それらを融合させるためにレーザービームを２つのドロップのインターフェースに焦点を合わせる。
【００１８】
それらのドロップに含まれる流体は混和性を有し、および、レーザービームをドロップのインターフェースに焦点に合わせることはそれらの流体の混合を提供する。
【００１９】
特に興味深い本発明の態様によれば、ドロップに含まれる流体は、互いに反応する。そして、融合するドロップがマイクロリアクタを形成する。
【００２０】
ドロップが融合するときに、混合される試薬の量を変化するために融合するドロップのサイズを変化することができる。
【００２１】
さらに、融合する少なくとも１つのドロップは、少なくとも異なる２つの流体を含むことができ、それは、レーザービームがこのドロップのインターフェースに焦点を合わせるるときに、互いに混合される流体を含むことができる。
【００２２】
融合されるドロップに含まれる流体の反応は、ドロップのインターフェースに焦点を合わされるレーザービームによって起こされることができる。
【００２３】
融合されるドロップにおける処理中の反応は、モニタされることができ、連続であるか不連続な方法で、ミクロ流体回路のドロップによって導かれる経路の少なくとも一部が最顕微鏡で、調べられる。
【００２４】
本発明は、次の明細書を読み、添付の図面を参照し実施例として与えられるときに、より完全に理解され、他の特徴、詳細、および、その利点はより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るミクロ流体回路のドロップの選別を概略的に示す図である。
【図２】本発明に係るミクロ流体回路のナノドロップの生成を概略的に示す図である。
【図３】本発明に係るミクロ流体回路のナノドロップの生成を概略的に示す図である。
【図４】本発明に係るミクロ流体回路のナノドロップの生成を概略的に示す図である。
【図５ａ】本発明に係る異なるミクロ流体回路のドロップ融合の相を概略的に示す図である。
【図５ｂ】本発明に係る異なるミクロ流体回路のドロップ融合の相を概略的に示す図である。
【図５ｃ】本発明に係る異なるミクロ流体回路のドロップ融合の相を概略的に示す図である。
【図５ｄ】本発明に係る異なるミクロ流体回路のドロップ融合の相を概略的に示す図である。
【図５ｅ】本発明に係る異なるミクロ流体回路のドロップ融合の相を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本願出願人の従来の特許出願ＦＲ―Ａ―２ ８７３ １７１において言及されるように、本発明で使用するミクロ流体回路は、例えばフレキシブルなリソグラフィの現在の技術を用いて、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙ―ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ（ＰＤＭＳ））型のポリマーのような適切な材料のプレート１０から作成される。
【００２７】
マイクロチャネル１２は、顕微鏡のガラススライドが接着されるプレート１０の表面で形成されることができる。一般的に、マイクロチャネル１２は、約１００μｍの幅、および、５０μｍの深さを有する。それでも、それらのディメンションは、ナノメトリックなスケールと、ミリメトリックなスケールとの間で極めて広く可変的であることができる。
【００２８】
図１において、ミクロ流体回路の示された部分は、マイクロチャネル１２を具備する。それは、流体の流れ１４、例えば水、油、反応性の液体などを通し、他のものからより容易に区別されるために、異なる方法で、一方はハッチングで、他方は点線で示される、第２の流体のドロップまたは泡１６、および、第３の流体のドロップまたは泡１８を含み、流れる。
【００２９】
流れ１４の中のドロップ１６、および、１８を選別するために、マイクロチャネル１２はＹ字型の管を形成し、下流に２つのマイクロチャネル２０、２２に分けられ、上流に向けられた先端２４を有することができる頂点（ｃｒｅｓｔ）が流れ１４の反対方向のマイクロチャネル１２の中央に実質的に延びる。この先端２４は、臨界的（critical）なものでなくて、ドロップの偏差をより容易にさせる。
【００３０】
選別は、ドロップ１６または１８の、および、流れ１４を形成する流体のインターフェース上に適切なレーザービーム２６の焦点を合わせることによって提供される。たとえばこのレーザービームは、約１ｋＨｚより高い繰返し数を有する連続であるかパルス化されたイオン化アルゴンジェネレータによって、たとえば、５１４ｎｍの波長および１０〜５０ｍＷの間に含まれるパワーを有して、生成されている。たとえば、１つとして、レーザーダイオードまたはＹＡＧ型レーザーを同様に使用することができる。
【００３１】
たとえば、ドロップ１６または１８のインターフェース上のこのビームの衝撃に対応するレーザービーム２６の点（ｓｐｏｔ）は、５〜１５μｍのオーダーの直径を有する。
【００３２】
レーザービームの波長は、ミクロ流体回路の構成材料によって、流れ１４を形成する流体によって、および、ドロップまたは泡１８を構成している流体によって、吸収されないように選ばれる。この波長は、しかしながら、泡またはドロップ１６を形成している流体によって吸収される。
【００３３】
レーザービームは、マイクロチャネル２０、および、２２を分離している先端２４の端部から上流で、泡またはドロップ１６を偏差を要するマイクロチャネル２０の方向と反対のマイクロチャネル１２側に位置づけられるポイントに焦点を合われる。
【００３４】
ドロップまたは泡の１６の、および、流れ１４を形成する流体のインターフェース上のこのポイントへのレーザービーム２６の焦点は、このインターフェースに沿って温度勾配を作成し、泡またはドロップ１６を形成する流体の毛管の熱対流動きが生じ、マイクロチャネル２０への泡またはドロップ１６に偏差させる。この偏差は先端２４によって容易にされている。
【００３５】
他の流体の泡またはドロップ１８は、レーザービームを透過して、そして、偏差されない。結果として、それらは、マイクロチャネル２２の流れ１４によって移送される。
【００３６】
約５１４ｎｍの波長を有するレーザービームを使用することは、たとえば、この波長を吸収するフルオレセイン（fluorescein）を含むドロップと、この波長を透過する純水（ｐｕｒｅ ｗａｔｅｒ）ドロップとを選別することを可能にする。それらのドロップの経路に焦点に合わされるレーザービームは、フルオレセインを含むものを偏差させ、そして、それらは通常従っていく以外のマイクロチャネルにそれらを送ることを可能にする。
【００３７】
１４８０ｎｍのオーダーの波長を有するレーザーを用いて、水ドロップは偏差され、油ドロップは流れることが可能にされる。
【００３８】
空気泡は、また、それらを流れから除去するために選別されることができ、たとえば、窒素によって吸収される波長のレーザービームを用いられる。
【００３９】
別の形態として、レーザービームの波長を吸収する材料の点（ｓｐｏｔ）は、この流体がレーザービームの波長を吸収しない場合であっても、このマイクロチャネルを流れる流体に局所的に加熱することで、マイクロチャネル１２の表面に堆積させることができる。泡またはドロップがこの点に到着するときに、いくらかのドロップまたは泡は、それで、吸収材料の点上にレーザービームを向けることにより、偏差されることができる。それゆえに、レーザージェネレータは、また、意図された時間に、スイッチがＯＮおよびＯＦＦされることができる。
【００４０】
流体の表面張力の熱感度によってそれら流体を選別するために、使用するレーザービームのパワーは、２つの流体の間のインターフェース上の表面張力勾配を作成するようにセットされ、それは、それらの２つの流体の一方に含まれる１つの泡または１つのドロップを選別するのには十分であり、および、２つの他の流体の間のインターフェースの偏差を作成するには低すぎる。たとえば、液体流れに含まれる空気泡は、レーザービームを用いて偏差されることができ、そのパワーは、液体−気体インタフェースの意図されたレベルの表面張力勾配を作成するために十分であり、液体−液体インタフェース上への偏差の効果を予定しない。
【００４１】
適切な表面活性プロダクトは、それらが液体−液体インタフェース上へのレーザービームによって、液体ドロップを偏差するように働くことを可能にし、空気泡無しで、液体に加えられることもできる。
【００４２】
図２は、回路１０のマイクロチャネル１２の流体Ｆ１の流れからのナノドロップの生成モードを示す。それは、それの各辺上のマイクロチャネル１２と位置合わせされ直角をなす２つのマイクロチャネル３０の別の流体Ｆ２の流れの方法によってなされる。流体Ｆ２は、表面活性プロダクトを含んでおり、および、流体Ｆ１と混和性（miscible）を有さない。
【００４３】
レーザービーム２６は、その波長がミクロ流体回路によって、および、流体Ｆ２によって吸収されず、および、流体Ｆ１によって吸収される。そのレーザービーム２６は、上述した交差から下流のマイクロチャネル１２の流体Ｆ１をブロックするためにマイクロチャネル３０との交差からすぐ下流に位置づけられるマイクロチャネル１２の中心ポイントに焦点を合わさられる。
【００４４】
流体Ｆ１は、マイクロチャネル１２、および、３０が交差する所で実質的にドロップ３２を生成する。そして、このドロップは、このドロップと、流体Ｆ２との間の下流のインターフェースに焦点を合わされるレーザービーム２６によって保持される。このドロップ上の流体Ｆ２の流れは、非常に薄い先端３４および流体Ｆ２の効果に沿って運搬によって分離されるごくわずかなドロップ３６を生成する。一般的に先端３４のサイズに等しいサイズを有するそれら少量のドロップ３６は、すなわちドロップ３２のそれより著しく小さいディメンションである。一般的に、それら少量のドロップ３６は、ドロップ３２のそれより１００倍小さいサイズしか有さず、そして、ナノドロップと呼ばれている。
【００４５】
実施形態の実施例において、流体Ｆ１が水であり、流体Ｆ２は、デノミネイションスパン８０として知られているような表面活性の少量（２重量％）を含んでいる油である。ドロップ３２をブロックするために使用するレーザービーム２６は、２０〜５０ｍＷのオーダーのパワーを有する。マイクロチャネル１２の水流量は、０．２マイクロリットル（ｍｉｃｒｏｌｉｔｅｒ）／分のオーダーであり、マイクロチャネル３０の油および表面活性の流量は、０．９マイクロリットル／分のオーダーである。作成されたナノドロップ３６は、１，０００ｎｍのオーダーのサイズを有する。
【００４６】
図３の代わりの実施形態において、流体Ｆ１、および、流体Ｆ２は、２つの位置合わせされたマイクロチャネル１２、３０に、お互いに対向する方向において流れる。それは第３の直角をなすマイクロチャネル４０によって、それらの接合で連通する。レーザービーム２６は、マイクロチャネル１２の出口端で生成され、レーザービームによって保持される流体Ｆ１のドロップ４２のインターフェースに焦点を合わされる。
【００４７】
あらかじめ、マイクロチャネル４０の下流に向けられる非常に薄い先端４４、および、表面活性プロダクトを含んでいる流体フローＦ２によって分離されるナノドロップ４６は、ドロップ４２のインターフェースに生成される。
【００４８】
図４の別の実施形態において、流体Ｆ１のドロップ４８は、マイクロチャネル１２を流れる流体Ｆ２の流れに含まれる。そして、それはマイクロチャネル１２と直角をなす互いに対向する２つのマイクロチャネル５０の下流へそれ自体分かれる。流体Ｆ１のドロップ４８は、マイクロチャネル５０の一方へ偏差される。それは、マイクロチャネル５０の他方に位置づけられる側で、流体Ｆ２とのそのインターフェースのポイントにレーザービーム２６の焦点を合わせることによってなされる。この他方のマイクロチャネル５０から下流に向きを定められる非常に薄い先端５２、および、流体Ｆ２の流れによって分離されるナノドロップ５４は、レーザービーム２６の衝撃ポイントで生成される。
【００４９】
流体Ｆ２のドロップにできた試料に問題があり、または別の使用のために、例えば化学反応を目的とするときに、ナノドロップ３６、４６、および、５４は、表面活性プロダクトによってコーティングされ、および、分析されることをたとえば目的とされ、それで生成されることができる。
【００５０】
図５において略図で例示されるように、適切な波長を有するレーザービームを２つのドロップのインターフェースに焦点を合うようにすることによってそれらの２つのドロップが更に融合することを可能にする。
【００５１】
通常、従来の技術において、異なる流体を含むドロップを融合させ、第３の流体によって移送されるのは、困難であり、可能でさえない。それは、３つの流体の流れが動的な方法で（in a dynamic manner）相互に作用しないだけでなく、第３の流体が、更に、第１および第２の流体を含むドロップ間にセパレーション膜を生成するためである。
【００５２】
本発明によれば、２つのドロップ間のインターフェースにレーザービームの焦点を合わせることは、２つのドロップを分離する第３の流体膜の流れを生成し、および、それでそれらが融合することを可能にする。
【００５３】
図５の典型的な実施形態において、第１の流体Ｆ１は、マイクロチャネル１２の流体Ｆ３の流れによって移送されるドロップ６０に含まれる。マイクロチャネル６２は、流体Ｆ３の流れによって、広げられて、更に流され、別の流体Ｆ２のドロップ６４を含み（代わりとして、流体Ｆ２の流れは、また、マイクロチャネル６２の中を流れることが可能である）、流体Ｆ１、および、Ｆ２は混和性を有する。
【００５４】
図５ａにおいて、レーザービーム２６を、第１のマイクロチャネル１２のこのマイクロチャネルの出口端から少し下流のマイクロチャネル６２から出ている流体Ｆ２のドロップ６４のインターフェースに焦点に合わせることは、ドロップ６４が流体Ｆ１のドロップ６０の到着までブロックされることを可能にする。
【００５５】
図５bに示すように、このドロップ６０がマイクロチャネル１２に位置づけられる流体Ｆ２のドロップ６４の部分を打つときに、図５cに示すように、それらのコンタクトインターフェースがレーザービーム２６を通過するまで、２つのドロップ６０、および、６４は、マイクロチャネル１２を共に進行し始める。
【００５６】
この時に、流れるレーザービームでインターフェースを加熱することによって導き入れる流れは、図５dに図示したように、２つのドロップをこの単一のドロップ６６に融合させ、この単一のドロップ内に流体Ｆ１、および、Ｆ２が融合する。
【００５７】
それで、図５eにて図示したように、単一のドロップ６６は、流体Ｆ３の流れと並んで、マイクロチャネル１２で運ばれる。
【００５８】
混合された流体Ｆ１、および、Ｆ２が互いに反応するときに、この単一ドロップ６６はマイクロリアクタを生成する。
【００５９】
反応は、マイクロチャネル１２のその経路に沿って、顕微鏡でドロップ６６を調べることによってモニタされることができる。結局、この撮像部域において、通常の間隔で、ドロップ６６が顕微鏡の撮像部域にとどまるかまたは再び通過するために、この経路は決定されることができる。
【００６０】
流体Ｆ１およびＦ２を含むドロップ６０、および、６４は、要求されるように、サイズを変化することができ、そうすると、要求されるように、単一のドロップ６６の互いに反応するそれらの流体の量を変化することができることが理解される。それは、反応性のプロダクトの可変濃度で反応が実行される非常に急速なシリーズを可能にする。
【００６１】
ドロップ６６内のレーザービーム２６のアクションによって、流体Ｆ１と、Ｆ２との間の反応を熱的に起こされることが可能である。このアクションによっても、単一のドロップ６６内のそれらの流体の混合の生成が生じる。
【００６２】
ドロップ６０および６４の１つは、１つの流体に含まれるだけでなく、それらを含むドロップに用いたレーザービーム２６によって混合されることができる異なる２つの流体に含まれることを提供することもできる。
【００６３】
マイクロリアクタを生成するドロップ６６は、一般的に１つのナノリットルの、または、ピコリットルのオーダーのボリュームであっても有する。
【００６４】
通常、流体ドロップまたは泡のインターフェースに働くレーザービームは、実質的に多くの機能を提供するスマートなアクチュエータとして使用でき、例えばドロップをブロックすること、ドロップを偏差すること、ナノドロップを作成すること、ドロップを別のドロップと融合させること、流体またはドロップに含まれる流体を混合すること、および、ドロップの化学反応をトリガーオフとすること、を示すことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流体と、前記第１の流体に含まれる少なくとも第２の流体のドロップとを含んでいる少なくとも１つのマイクロチャネルを具備し、レーザービームを前記ドロップのインターフェース、および、前記第１の流体のドロップのインターフェースに焦点を合わせることによってミクロ流体回路のドロップを処理する方法であって、
この方法は、
前記インターフェース上のレーザービームの焦点を合わせることによる前記流体の表面張力の熱感度を使用して、それらが異なる流体を含むときに、それらのドロップを選別し、それらをナノドロップに細分し、それらを融合することを具備し、
選択されたレーザービームの波長が前記ドロップに含まれる前記第２の流体によって、または、前記第１の流体、および、この波長を透過するマイクロチャネルの構成材料のそれぞれのドロップに含まれる異なる流体によって吸収される、方法。
【請求項２】
前記第１の流体にある前記第２の流体のドロップを選別するために、前記レーザービームをＹ字型の管の上流に向けられた先端を具備する頂点から上流に焦点を合わせる際に、レーザービームの焦点が、この先端の端部と、前記ドロップの前記偏差の方向の反対側の前記マイクロチャネルの壁との間に位置づけらる、請求項１に係る方法。
【請求項３】
前記レーザービームによって前記ドロップのインターフェースに伝えられるパワーをセットすることによって、前記第１の流体にある異なる流体のドロップを選別することを具備する請求項１又は２に係る方法。
【請求項４】
適切な表面活性プロダクトをそれらの流体に加えることによって前記流体の表面張力を修正することを具備する請求項１〜３のいずれか１項に係る方法。
【請求項５】
前記マイクロチャネルの表面上に前記レーザービームを吸収する材料の点を堆積させ、前記ドロップが選別されて流れるときに、この点上に前記レーザービームを向けることを具備する先行する請求項のいずれか１項に係る方法。
【請求項６】
１つのドロップをナノドロップに細分するために、前記レーザービームを表面活性プロダクトを含んでいる他の流体の流れのその下流のインターフェースに焦点を合わせることによって前記ドロップを固定することと、
この流体の流れによって前記ドロップをナノドロップに分離することとを具備する請求項１に係る方法。
【請求項７】
前記細分されるドロップは、表面活性プロダクトを含む前記流体の流れによって、マイクロチャネルに移送され、
前記レーザービームの焦点は、このマイクロチャネルの、および、ナノドロップが偏差された別のマイクロチャネルの接合のすぐ近くに位置づけられている請求項６に係る方法。
【請求項８】
前記ドロップを生成する流体を含んでいるマイクロチャネルの、および、少なくとも表面活性プロダクトを含む流体が流れるマイクロチャネルの接合するところに、細分されるドロップを形成し、および、固定することとを具備する請求項６または７に係る方法。
【請求項９】
異なる流体を含んでいる２つのドロップを融合させるために、別の流体の流れにおいて互いにドロップを接触させ、そして、前記レーザービームをドロップのインターフェースに焦点を合わせることを具備する請求項１に係る方法。
【請求項１０】
前記マイクロチャネルのドロップの移送を、このドロップの下流のインターフェースに前記レーザービームの焦点に合わせることによって、ブロックすることと、
第１のドロップの異なる流体を含んでいる別のドロップの到着まで、移送するドロップをブロックすることと、そして、
前記レーザービームを２つのドロップのインターフェースに焦点を合わせることとを具備する請求項９に係る方法。
【請求項１１】
前記ドロップに含まれる流体は、混和性を有する請求項９または１０に係る方法。
【請求項１２】
前記ドロップに含まれる流体は、融合されたドロップがマイクロリアクタを形成するように、互いに反応する請求項９〜１１のいずれか１項に係る方法。
【請求項１３】
ドロップが融合するときに、混合された試薬の量を変えるために、融合されるドロップのサイズを変化することを具備する請求項１２に係る方法。
【請求項１４】
融合されるドロップのうちの少なくとも１つは、少なくとも２つの異なる流体を含み、前記レーザービームがドロップに焦点に合わせるときに、互いに混合される請求項９〜１３のいずれか１項に係る方法。
【請求項１５】
２つの融合されるドロップに含まれる流体の反応は、それらのドロップに焦点に合われるレーザービームによって起こされる請求項１２〜１４のいずれか１項に係る方法。
【請求項１６】
融合するドロップの流体の反応をモニタリングすることであって、連続であるか不連続な方法で、顕微鏡でそれらのドロップを調査することによって、少なくともミクロ流体回路のそれらのドロップによって導かれる経路の部分を、モニタリングすることを具備する請求項１２〜１５のいずれか１項に係る方法。
【請求項１】
第１の流体と、前記第１の流体に含まれる少なくとも第２の流体のドロップとを含んでいる少なくとも１つのマイクロチャネルを具備し、レーザービームを前記ドロップのインターフェース、および、前記第１の流体のドロップのインターフェースに焦点を合わせることによってミクロ流体回路のドロップを処理する方法であって、
この方法は、
前記インターフェース上のレーザービームの焦点を合わせることによる前記流体の表面張力の熱感度を使用して、それらが異なる流体を含むときに、それらのドロップを選別し、それらをナノドロップに細分し、それらを融合することを具備し、
選択されたレーザービームの波長が前記ドロップに含まれる前記第２の流体によって、または、前記第１の流体、および、この波長を透過するマイクロチャネルの構成材料のそれぞれのドロップに含まれる異なる流体によって吸収される、方法。
【請求項２】
前記第１の流体にある前記第２の流体のドロップを選別するために、前記レーザービームをＹ字型の管の上流に向けられた先端を具備する頂点から上流に焦点を合わせる際に、レーザービームの焦点が、この先端の端部と、前記ドロップの前記偏差の方向の反対側の前記マイクロチャネルの壁との間に位置づけらる、請求項１に係る方法。
【請求項３】
前記レーザービームによって前記ドロップのインターフェースに伝えられるパワーをセットすることによって、前記第１の流体にある異なる流体のドロップを選別することを具備する請求項１又は２に係る方法。
【請求項４】
適切な表面活性プロダクトをそれらの流体に加えることによって前記流体の表面張力を修正することを具備する請求項１〜３のいずれか１項に係る方法。
【請求項５】
前記マイクロチャネルの表面上に前記レーザービームを吸収する材料の点を堆積させ、前記ドロップが選別されて流れるときに、この点上に前記レーザービームを向けることを具備する先行する請求項のいずれか１項に係る方法。
【請求項６】
１つのドロップをナノドロップに細分するために、前記レーザービームを表面活性プロダクトを含んでいる他の流体の流れのその下流のインターフェースに焦点を合わせることによって前記ドロップを固定することと、
この流体の流れによって前記ドロップをナノドロップに分離することとを具備する請求項１に係る方法。
【請求項７】
前記細分されるドロップは、表面活性プロダクトを含む前記流体の流れによって、マイクロチャネルに移送され、
前記レーザービームの焦点は、このマイクロチャネルの、および、ナノドロップが偏差された別のマイクロチャネルの接合のすぐ近くに位置づけられている請求項６に係る方法。
【請求項８】
前記ドロップを生成する流体を含んでいるマイクロチャネルの、および、少なくとも表面活性プロダクトを含む流体が流れるマイクロチャネルの接合するところに、細分されるドロップを形成し、および、固定することとを具備する請求項６または７に係る方法。
【請求項９】
異なる流体を含んでいる２つのドロップを融合させるために、別の流体の流れにおいて互いにドロップを接触させ、そして、前記レーザービームをドロップのインターフェースに焦点を合わせることを具備する請求項１に係る方法。
【請求項１０】
前記マイクロチャネルのドロップの移送を、このドロップの下流のインターフェースに前記レーザービームの焦点に合わせることによって、ブロックすることと、
第１のドロップの異なる流体を含んでいる別のドロップの到着まで、移送するドロップをブロックすることと、そして、
前記レーザービームを２つのドロップのインターフェースに焦点を合わせることとを具備する請求項９に係る方法。
【請求項１１】
前記ドロップに含まれる流体は、混和性を有する請求項９または１０に係る方法。
【請求項１２】
前記ドロップに含まれる流体は、融合されたドロップがマイクロリアクタを形成するように、互いに反応する請求項９〜１１のいずれか１項に係る方法。
【請求項１３】
ドロップが融合するときに、混合された試薬の量を変えるために、融合されるドロップのサイズを変化することを具備する請求項１２に係る方法。
【請求項１４】
融合されるドロップのうちの少なくとも１つは、少なくとも２つの異なる流体を含み、前記レーザービームがドロップに焦点に合わせるときに、互いに混合される請求項９〜１３のいずれか１項に係る方法。
【請求項１５】
２つの融合されるドロップに含まれる流体の反応は、それらのドロップに焦点に合われるレーザービームによって起こされる請求項１２〜１４のいずれか１項に係る方法。
【請求項１６】
融合するドロップの流体の反応をモニタリングすることであって、連続であるか不連続な方法で、顕微鏡でそれらのドロップを調査することによって、少なくともミクロ流体回路のそれらのドロップによって導かれる経路の部分を、モニタリングすることを具備する請求項１２〜１５のいずれか１項に係る方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図５ｅ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図５ｅ】
【公表番号】特表２００９−５３８７３１（Ｐ２００９−５３８７３１Ａ）
【公表日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１２６３３（Ｐ２００９−５１２６３３）
【出願日】平成１９年５月１６日（２００７．５．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００７／０００８３８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３８１７８
【国際公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【出願人】（５００１７４６６１）サントル・ナショナル・ドゥ・ラ・レシェルシュ・サイエンティフィーク−セ・エン・エール・エス− (54)
【出願人】（５０３３７８０２８）エコール・ポリテクニク（イーピー） (12)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１６日（２００７．５．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００７／０００８３８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３８１７８
【国際公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【出願人】（５００１７４６６１）サントル・ナショナル・ドゥ・ラ・レシェルシュ・サイエンティフィーク−セ・エン・エール・エス− (54)
【出願人】（５０３３７８０２８）エコール・ポリテクニク（イーピー） (12)
【Ｆターム（参考）】
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