▶ パリ シアンス エ レットルの特許一覧 ▶ サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェサイアンティフィク（セエヌエールエス）の特許一覧 ▶ エコール シュペリュール ドゥ フィシック エ ドゥ シミー アンダストリエル ドゥ ラ ビル ドゥ パリの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-06-10
(54)【発明の名称】エマルション製造マイクロ流体デバイス
(51)【国際特許分類】
B01F 23/41 20220101AFI20220603BHJP
B01F 25/40 20220101ALI20220603BHJP
B01J 19/00 20060101ALI20220603BHJP
【ＦＩ】
B01F3/08 A
B01F5/06
B01J19/00 321
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021560555
(86)(22)【出願日】2020-04-08
(85)【翻訳文提出日】2021-12-03
(86)【国際出願番号】 EP2020060109
(87)【国際公開番号】W WO2020208121
(87)【国際公開日】2020-10-15
(31)【優先権主張番号】19305477.2
(32)【優先日】2019-04-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521286743
【氏名又は名称】パリ シアンス エ レットル
【氏名又は名称原語表記】ＰＡＲＩＳ ＳＣＩＥＮＣＥＳ ＥＴ ＬＥＴＴＲＥＳ
【住所又は居所原語表記】６０， ｒｕｅ Ｍａｚａｒｉｎｅ， ７５００６ Ｐａｒｉｓ， ＦＲＡＮＣＥ
(71)【出願人】
【識別番号】501089863
【氏名又は名称】サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェ サイアンティフィク
(71)【出願人】
【識別番号】518364366
【氏名又は名称】エコール シュペリュール ドゥ フィシック エ ドゥ シミー アンダストリエル ドゥ ラ ビル ドゥ パリ
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(74)【代理人】
【識別番号】100126848
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 昭雄
(72)【発明者】
【氏名】ニコラ ブルモン
(72)【発明者】
【氏名】ジェローム ビベット
(72)【発明者】
【氏名】グベナエール バザン
【テーマコード（参考）】
4G035
4G075
【Ｆターム（参考）】
4G035AB37
4G035AB40
4G035AC26
4G035AE13
4G035AE17
4G075AA13
4G075AA29
4G075AA61
4G075BB08
4G075BD15
4G075DA02
4G075DA18
4G075EB50
4G075FA01
4G075FA12
4G075FB06
4G075FB12
4G075FC20
(57)【要約】
本発明は、エマルション製造マイクロ流体デバイス（１００，１００’，１００’’）であって、エマルション製造マイクロ流体デバイスが、被分散相（２ａ）を注入するように形成された入口ポートを含む第１チャネル（１０，１０’、１０’’）と、連続相（２ｃ）を注入するように形成された入口ポートとエマルション出口ポートとを含む第２チャネル（２０，２０’，２０’’）と、マイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の少なくとも１つの列であって、マイクロチャネルのそれぞれの高さｈ０が第１チャネルの高さｈ１よりも小さい、マイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の少なくとも１つの列と、を含み、第２チャネルが、それぞれのマイクロチャネルの流出口（３４，３４’）に接続された第１部分（２１，２１’，２１’’）と、第１部分（２１，２１’，２１’’）に沿った少なくとも第２部分（２２，２２’，２２’’）とを含み、第１部分が、マイクロチャネルの列と第２部分との間にあり、第１部分の高さｈ２ａがそれぞれのマイクロチャネルの高さｈ０よりも大きく、そして第２部分の高さｈ２ｂが第１部分の高さｈ２ａよりも大きい、エマルション製造マイクロ流体デバイスを扱う。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エマルション製造マイクロ流体デバイス（１００，１００’，１００’’）であって、前記エマルション製造マイクロ流体デバイスが、－ 第１チャネル（１０，１０’、１０’’）であって、被分散相（２ａ）を当該第１チャネル内へ注入するように形成された入口ポート（１３，１３’、１３’’）を含む、第１チャネル（１０，１０’、１０’’）と、
－ 第２チャネル（２０，２０’，２０’’）であって、前記第２チャネル内へ連続相（２ｃ）を注入するように形成された入口ポート（２３’，２３’’）と、前記デバイスからエマルションを抽出するように形成されたエマルション出口ポート（２４’，２４’’）とを含む、第２チャネル（２０，２０’，２０’’）と、
－ サイド・バイ・サイド状に配置された、マイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の少なくとも１つの列であって、それぞれのマイクロチャネルが、前記第１チャネルからの流入口（３３’，３３’’）と、前記第２チャネルへの流出口（３４’，３４’’）とを含み、前記マイクロチャネルのそれぞれの高さｈ０が前記第１チャネルの高さｈ１よりも小さい、マイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の少なくとも１つの列（３０，３０’，３０’’）と、
を備えており、
前記デバイスは、
前記第２チャネル（２０，２０’，２０’’）が、それぞれのマイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の流出口（３４，３４’）に接続された第１部分（２１，２１’，２１’’）と、前記第１部分（２１，２１’，２１’’）に沿った少なくとも第２部分（２２，２２’，２２’’）とを含み、前記第１部分（２１，２１’，２１’’）が、前記マイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の列と前記第２部分（２２，２２’，２２’’）との間にあり、前記第１部分（２１，２１’，２１’’）の高さｈ２ａがそれぞれのマイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の高さｈ０よりも大きく、そして前記第２部分（２２，２２’，２２’’）の高さｈ２ｂが前記第１部分（２１，２１’，２１’’）の高さｈ２ａよりも大きいことを特徴とする、エマルション製造マイクロ流体デバイス。
【請求項2】
少なくとも１つのマイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）が、一定の幅Ｗを有する少なくとも一部を含むことを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項3】
マイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の少なくとも一部の幅Ｗが、前記マイクロチャネルの高さｈ０の０．０１～１００００倍であることを特徴とする、請求項２に記載のデバイス。
【請求項4】
少なくとも１つのマイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）がフレア状部分を含むことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項5】
前記マイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の列が、流出口の位置で少なくとも２つのマイクロチャネルに共通する部分を含むことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項6】
前記マイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の列が、少なくとも１０個のマイクロチャネル、例えば１００～１０００００個のマイクロチャネル、好ましくは約１０００個のマイクロチャネルを含むことを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項7】
前記第２チャネル（２０，２０’，２０’’）の第１部分（２１，２１’，２１’’）の高さｈ２ａが、マイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の高さｈ０よりも２～１００倍、好ましくは１０倍大きいことを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項8】
前記第２チャネル（２０，２０’，２０’’）の第２部分（２２，２２’，２２’’）の高さｈ２ｂが、前記第２チャネル（２０，２０’，２０’’）の第１部分（２１，２１’，２１’’）の高さｈ２ａよりも２～１００倍、好ましくは１０倍大きいことを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項9】
前記第１チャネル（１０，１０’、１０’’）の高さｈ１がマイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の高さｈ０よりも２～１０００倍、好ましくは１０倍大きいことを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項10】
前記第１チャネル（１０，１０’、１０’’）の幅が前記第１チャネルの高さｈ１の１～１００倍であることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項11】
前記第２チャネル（２０，２０’、２０’’）の幅が前記第２チャネルの高さｈ２ｂの１～１００倍であることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項12】
前記第１チャネル（１０，１０’、１０’’）及び／又は前記第２チャネル（２０，２０’、２０’’）及び／又は前記マイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の表面の少なくとも一部に、前記表面を親水性にするために、親水性分子が吸着又は合体されており、あるいは前記第１チャネル（１０，１０’、１０’’）及び／又は前記第２チャネル（２０，２０’、２０’’）及び／又は前記マイクロチャネル（３０，３０’，３０’’）の表面の少なくとも一部に、前記表面を疎水性にするために、疎水性分子が吸着又は合体されていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エマルション製造マイクロ流体デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
エマルションは、通常は不混和性の少なくとも２種の液体の混合物である。定義によれば、１種の液体（分散相と呼ばれる）が別種の液体（連続相と呼ばれる）中に分散される。
【0003】
エマルションには２種の主要タイプがある。すなわち、油が分散相であり且つ水が連続相である水中油型エマルション様の言葉通りのエマルションと、水が分散相であり且つ油が連続相である油中水型エマルション様の逆エマルションが存在する。
【0004】
被分散相は、いくつかの混和性流体の混合物、両親媒性又は非両親媒性の小分子、巨大分子の溶液、又は固体又は液体の粒子の分散体であって、従って、後者は、二重又は多重のエマルションを形成する分散体、又は種々の上述の選択肢の組み合わせであってよい。
【0005】
連続相は大まかに言えば１種又は２種以上の界面活性剤（両親媒性分子）、並びに溶質、ポリマー、又は粒子さえも含有する。
【0006】
直径が数マイクロメートルの滴を得るための乳化方法、例えば一方が回転する２つの同軸のシリンダを備えるデバイスを使用して得られる、剪断による乳化方法、又は被分散相がそれを通して注入される多孔質材料を使用することに基づくメンブレンによる乳化方法が知られている。
【0007】
しかしながら、これらの方法によってもたらされるエマルション滴が特徴づけられる、滴径の標準偏差と平均滴径との比として定義される滴径変動係数は、少なくとも１５％である。
【0008】
従って、マイクロ流体工学が、較正されたエマルション滴を得るための効率的なツールと考えられている。
【0009】
例えば、特許文献１にはマイクロ流体デバイスが記載されている。
【0010】
このようなデバイスでは、被分散相が第１チャネルから、互いに平行に配置されたマイクロチャネルを介して第２チャネルへ達する。マイクロチャネルの高さはチャネルの高さよりも小さい。
【0011】
マイクロチャネルの一方の端部で滴が形成される。この端部は、連続相が注入される第２チャネルに、マイクロチャネル網に対して横方向に開口している。滴径はマイクロチャネルの高さに対して比例し、マイクロチャネルの幅に対する依存性はより小さい。臨界流量未満では、前記マイクロチャネルのいずれかの側における圧力に依存するマイクロチャネル内の被分散相の流量に対する滴径の依存性は弱い。このような臨界流量を超えると、滴径は著しく大きくなり、マイクロチャネル網内部の滴径分布を広くする。
【0012】
さらに、第２チャネル内に存在するエマルション滴は連続相によって、デバイスの流出口へ向かって動かされる。この流出口にはタンクが接続されている。
【0013】
マイクロチャネルは第２チャネルに対して横方向に直列に配置されているので、連続相内の滴の量は連続相の流れ方向に沿って増大する。
【0014】
過度に濃縮されたエマルションはこのエマルションの製造に不都合な作用を及ぼすおそれがある。すなわち、連続相中の被分散相（すなわち滴）の体積分率が増大すると、エマルションの粘度、ひいては対応圧力損失が増大する。これに加えて、滴間に存在する付着力もこの作用を増大させる。
【0015】
圧力調整によって流量制御するためには、連続相の圧力を調節することにより、デバイスの目詰まりを回避しなければならない。
【0016】
しかしながら、製造速度が比較的低い小さな滴径のために流量制御を用いることは困難であり得る。エマルションを十分に希釈するために高い流量の連続相を与えることが多くの場合に必要である。
【0017】
さらに、第１マイクロチャネルにおける圧力条件が不都合な場合がある。マイクロチャネルを通る被分散相の流量はマイクロチャネルのいずれかの側における圧力に依存する。デバイスの目詰まりを回避するために連続相の圧力を高くすると、その結果として、上流側に位置するマイクロチャネルの滴製造部分の変更、又は停止を必要とすることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0018】
【特許文献1】米国特許出願第１４／８９０，８１７号明細書（米国特許出願公開第２０１６／００９１１４５号明細書）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0019】
本発明は、エマルションを製造するためのマイクロ流体デバイスであって、顕著な均質性、すなわち１５％以下、又は１０％以下の滴径分布係数と、数マイクロメートル、例えば数マイクロメートルと数十マイクロメートルとの間で変化し得る平均的滴径（average size）、例えば平均滴径（mean size）とを示すエマルションを製造するためのマイクロ流体デバイスに関する。
【0020】
本発明はまた、エマルションの製造条件が改善されるのを可能にする、例えばこのエマルションの連続製造及び大量生産を可能にするマイクロ流体デバイスに関する。
【課題を解決するための手段】
【0021】
従って、本発明は、エマルション製造マイクロ流体デバイスであって、前記エマルション製造マイクロ流体デバイスは、
－ 第１チャネルであって、被分散相を当該第１チャネル内へ注入するように形成された入口ポートを含む、第１チャネルと、
－ 第２チャネルであって、前記第２チャネル内へ連続相を注入するように形成された入口ポートと、前記デバイスからエマルションを抽出するように形成されたエマルション出口ポートとを含む、第２チャネルと、
－ サイド・バイ・サイド状に配置された、マイクロチャネルの少なくとも１つの列であって、それぞれのマイクロチャネルが、前記第１チャネルからの流入口と、前記第２チャネルへの流出口とを含み、前記マイクロチャネルのそれぞれの高さｈ０が前記第１チャネルの高さｈ１よりも小さい、マイクロチャネルの少なくとも１つの列と、
を備えており、
前記デバイスは、
前記第２チャネルが、それぞれのマイクロチャネルの流出口に接続された第１部分と、前記第１部分に沿った少なくとも第２部分とを含み、前記第１部分が、前記マイクロチャネルの列と前記第２部分との間にあり、前記第１部分の高さｈ２ａがそれぞれのマイクロチャネルの高さｈ０よりも大きく、そして前記第２部分の高さｈ２ｂが前記第１部分の高さｈ２ａよりも大きいことを特徴とする、エマルション製造マイクロ流体デバイスを提供する。
－ 第１チャネルであって、被分散相を当該第１チャネル内へ注入するように形成された入口ポートを含む、第１チャネルと、
－ 第２チャネルであって、前記第２チャネル内へ連続相を注入するように形成された入口ポートと、前記デバイスからエマルションを抽出するように形成されたエマルション出口ポートとを含む、第２チャネルと、
－ サイド・バイ・サイド状に配置された、マイクロチャネルの少なくとも１つの列であって、それぞれのマイクロチャネルが、前記第１チャネルからの流入口と、前記第２チャネルへの流出口とを含み、前記マイクロチャネルのそれぞれの高さｈ０が前記第１チャネルの高さｈ１よりも小さい、マイクロチャネルの少なくとも１つの列と、
を備えており、
前記デバイスは、
前記第２チャネルが、それぞれのマイクロチャネルの流出口に接続された第１部分と、前記第１部分に沿った少なくとも第２部分とを含み、前記第１部分が、前記マイクロチャネルの列と前記第２部分との間にあり、前記第１部分の高さｈ２ａがそれぞれのマイクロチャネルの高さｈ０よりも大きく、そして前記第２部分の高さｈ２ｂが前記第１部分の高さｈ２ａよりも大きいことを特徴とする、エマルション製造マイクロ流体デバイスを提供する。
【発明の効果】
【0022】
このように、本発明は、マイクロチャネルに沿った緻密エマルションによりエマルションを構成するための滴形成工程（すなわち乳化工程）と、エマルションを希釈し、ひいてはデバイスからのその流出を容易にするための横方向流によるエマルション収集工程とを分離する。
【0023】
換言すれば、第２チャネルは、入口ポートと出口ポートとの間に少なくとも連続相を含む流れを駆動するように形成されており、そしてマイクロチャネルは、被分散相の滴流を、第２チャネル流に対して横方向に第２チャネル内へ注入するように形成されている。
【0024】
本発明は、マイクロチャネルの流出口における流れを均質化し、そして第２チャネルの第１部分と第２部分との間に流体力学的抵抗の変化を形成するのを可能にする。
【0025】
これを目的として、本発明は第２チャネルを２つの部分、すなわち、マイクロチャネルから滴形成工程を実施するように形成された第１部分と、滴収集工程を実施するように形成された第２部分とに分離する。
【0026】
第２チャネルは少なくとも２つの異なる高さによって特徴づけられる。すなわち、
－ マイクロチャネルの近くの第１部分は、マイクロチャネルの高さよりも数倍大きい高さｈ２ａによって特徴づけられ、そして、
－ 第１部分に隣接する第２部分は、第１部分の高さよりも数倍大きい少なくとも１つの高さｈ２ｂによって特徴づけられる。
－ マイクロチャネルの近くの第１部分は、マイクロチャネルの高さよりも数倍大きい高さｈ２ａによって特徴づけられ、そして、
－ 第１部分に隣接する第２部分は、第１部分の高さよりも数倍大きい少なくとも１つの高さｈ２ｂによって特徴づけられる。
【0027】
このようなデバイスは「閉じたデバイス（closed device）」とも呼ばれる。それというのも、これは被分散相のための入口ポートと、エマルション出口ポートと、デバイス内で走行する流れとを含み、これにより、デバイス内で形成された滴を収集するのが可能になる（すなわちエマルションはデバイス内で形成される）からである。
【0028】
第２チャネルの第１部分の高さｈ２ａは好ましくは一定であり、あるいはマイクロチャネルから第２部分までわずかに変化し、例えば増大することができるが、しかしいずれの場合にも、第１部分の高さｈ２ａはマイクロチャネルの高さｈ０よりも著しく大きく、そして第２チャネルの第２部分の高さｈ２ｂは第１部分の高さｈ２ａよりも著しく大きい。
【0029】
ここでは、デバイスの長さ方向は、入口ポートとエマルション出口ポートとの間の第２チャネルに沿った流れの方向であるものとして考えられる。さらに、デバイスの幅方向は、デバイスの長さ方向に対して直交方向であるものとして考えられ、そして高さ方向は長さ方向及び幅方向に対して直交方向である。
【0030】
さらに、マイクロチャネルの長さ方向はマイクロチャネルの流入口から流出口への方向として考えられる。マイクロチャネルの幅方向はその長さ方向に対して直交方向である。マイクロチャネルが第２チャネルに対して垂直である場合には、マイクロチャネルの幅方向はデバイスの長さ方向に対して平行に延びる。マイクロチャネルの高さ方向はデバイスの高さ方向に対して平行である。
【0031】
同じことがデバイスの高さ方向に対して平行な高さ方向を有する第１チャネルにも当てはまる。
【0032】
マイクロチャネルの列の少なくとも１つのマイクロチャネルの高さｈ０は一定のものとして考えられる。
【0033】
例えばｈ０は約２μｍに等しい。
【0034】
マイクロチャネルは、一定の幅Ｗを有する（その長さに沿った）少なくとも一部を含む。
【0035】
一実施態様によれば、マイクロチャネルは、増大した幅を有する部分、例えばフレア状部分を含むことができる。このような部分は一定の幅を有する部分と第２チャネルとの間にあることが好ましい。すなわちフレア状部分は好ましくはマイクロチャネルの流出口を含む。
【0036】
一実施態様によれば、一定の幅Ｗを有する少なくとも２つのマイクロチャネルの部分は合体している。
【0037】
例えば、マイクロチャネル列は、流出口位置で、同じ高さｈ０を有する、少なくとも２つのマイクロチャネルに共通した部分を含む。
【0038】
一実施態様によれば、マイクロチャネルの少なくとも一部の幅Ｗは、前記マイクロチャネルの少なくとも一部の高さｈ０の０．０１～１００００倍である。
【0039】
例えば、マイクロチャネルの少なくとも一部の幅Ｗは、その高さｈ０の２～１００００倍、例えばその高さｈ０の２～１０００倍、又は１００又は２０倍であり、好ましくは高さｈ０の５倍に等しい。
【0040】
例えばＷは約１０μｍに等しい。
【0041】
例えば、約１０μｍ（幅）×２μｍ（高さ）の、長さに沿って一定の幅を有するマイクロチャネルが、直径ｄが約８μｍの滴を製造するように形成される。
【0042】
例えば、マイクロチャネルの少なくとも一部の幅Ｗは、その高さｈ０の０．０１～１倍、好ましくはその高さｈ０の０．０１～０．５倍である。
【0043】
このような場合、ある特定のマイクロ加工技術に基づいて、マイクロチャネルは幅よりも高さを大きくすることができる。
【0044】
別の実施態様によれば、マイクロチャネルの長さはその高さｈ０の２～１０００倍、好ましくは１００倍である。
【0045】
高さと組み合わせた長さの選択は、マイクロチャネルの流体力学的抵抗の調整を可能にする。
【0046】
例えば、２つの連続するマイクロチャネル間の距離ｅは、マイクロチャネルの幅Ｗの２～１００倍、例えばマイクロチャネルの幅Ｗの約４倍に等しい。
【0047】
一実施態様によれば、マイクロチャネルの断面は方形、又は半円形、又は三角形である。
【0048】
例えば、方形断面の少なくとも１つの角隅が直角であるか又は湾曲しており、例えば丸みを付けられているか又は斜め面取りされている。
【0049】
別の実施態様によれば、マイクロチャネルのうちの少なくとも１つが、その長さに沿って少なくとも１つの溝を含むことができる。このような溝は、具体的にはマイクロチャネルの幅が極めて広く、すなわちその高さｈ０の２０倍超である場合に、滴形成の局在化を容易にする。
【0050】
例えば、マイクロチャネル列は、少なくとも１０個のマイクロチャネル、例えば１００～１０００００個のマイクロチャネル、好ましくは約１０００個のマイクロチャネルを含む。
【0051】
例えば、デバイスのマイクロ流体部分は好ましくは、長さＬ０が２ｃｍ～２０ｃｍ、幅Ｗ０が０．５ｃｍ～１０ｃｍ、そして高さが０．１ｃｍ～２ｃｍである。
【0052】
連続相の圧力、ひいては流量は、乳化プロセスを変更することなしに、所望通りに製造中にエマルションを希釈するために調節することができ、このことは、中断のないエマルションの最適な製造、いわば連続的な製造を可能にする。
【0053】
結果として、単一の高さの第２チャネルを有するデバイスと比較して、マイクロチャネルの数を増やすことができる。このことはさらに製造速度を高める。
【0054】
このようなデバイスにおいて、被分散相はその入口ポートを介して第１チャネル内へ導入される。
【0055】
第１チャネルは任意には、開閉されるように形成された被分散相のための出口ポートを含むこともできる。
【0056】
第１チャネルの出口ポートが閉じていると、被分散相はマイクロチャネル列を強制的に通過させられる。マイクロチャネルは第２チャネルに通じている。第１チャネルの出口ポートが開いていると、マイクロチャネル列を貫流させる必要なしに第１チャネルをパージすることができる。
【0057】
被分散相が第１チャネルからマイクロチャネルを介して第２チャネルの第１部分へ達すると、第２チャネルの第１部分に開口するマイクロチャネルの端部で、滴が形成される。
【0058】
同時に、連続相は第２チャネル内へその入口ポートを介して注入され、そして滴を第２チャネルのエマルション出口ポートへ動かす。
【0059】
より具体的には、連続相は、例えば第２チャネルの第２部分内へ注入され、そして第２チャネルの第１部分内に広がる。
【0060】
例えば、第２チャネルは、例えば少なくともその入口ポートとそのエマルション出口ポートとの間で真直ぐであってよい。
【0061】
しかしながら、第２チャネルは蛇行状であってもよい。このことはさらにマイクロチャネルの数、ひいては製造速度の増大を可能にする。
【0062】
例えば、第２チャネルのエマルション出口ポートは、エマルションを収集するためにタンクと接続するように形成されている。
【0063】
例えば、このようなデバイスを使用して、バイオテクノロジー分野において有用であり得る機能化固形粒子を合成するための滴を製造することができる。
【0064】
一実施態様によれば、デバイスは２つのマイクロチャネル列を含む。
【0065】
一実施態様によれば、第１チャネル又は第２チャネルのうちの少なくとも一方のチャネルの両側に、１つのマイクロチャネル列が設けられている。
【0066】
例えば、デバイスは、少なくとも２つの第１チャネルと、２つの第１チャネルのうちの第１のものと第２チャネルとの間に位置する２つのマイクロチャネル列のうちの第１マイクロチャネル列と、２つの第１チャネルのうちの第２のものと第２チャネルとの間に位置する２つのマイクロチャネル列のうちの第２マイクロチャネル列と、を含むことができる。換言すれば、このような事例において、１つのマイクロチャネル列が両側に設けられた単一の第２チャネルがあり、そして両側には１つの第１チャネルも設けられている。
【0067】
あるいは例えば、デバイスは、少なくとも２つの第２チャネルと、２つの第２チャネルのうちの第１のものと第１チャネルとの間に位置する２つのマイクロチャネル列のうちの第１マイクロチャネル列と、２つの第２チャネルのうちの第２のものと第１チャネルとの間に位置する２つのマイクロチャネル列のうちの第２マイクロチャネル列と、を含むことができる。換言すれば、このような事例において、１つのマイクロチャネル列が両側に設けられた単一の第１チャネルがあり、そして両側には１つの第２チャネルも設けられている。
【0068】
第２チャネルの第１部分の高さはｈ２ａである。
【0069】
例えば、第２チャネルの第１部分の高さｈ２ａは、マイクロチャネルの高さｈ０よりも２～１００倍、好ましくは１０倍大きい。
【0070】
例えば、ｈ２ａは約２０μｍに等しい。
【0071】
例えば、第２チャネルの第２部分の高さｈ２ｂは、第２チャネルの第１部分の高さｈ２ａよりも２～１００倍、好ましくは１０倍大きい。
【0072】
例えば、ｈ２ｂは約２００μｍに等しい。
【0073】
第１チャネルは高さｈ１を有している。
【0074】
例えば、第１チャネルの高さｈ１は、マイクロチャネルの高さｈ０よりも２～１０００倍、好ましくは１０倍大きい。
【0075】
一実施態様によれば、第１チャネルの高さｈ１は、第２チャネルの第１部分の高さｈ２ａに等しい。
【0076】
例えば、ｈ１は約２０μｍに等しい。
【0077】
例えば、第１チャネルの幅は、高さｈ１の１～１００倍である。
【0078】
例えば、第２チャネルの幅は、その第２部分の高さｈ２ｂの１～１００倍である。
【0079】
例えば、第２チャネルの第１部分の幅は、高さｈ２ａの１～１００倍、好ましくは１０倍であり、第２チャネルの第１部分の幅は、マイクロチャネルから第２チャネルの第２部分へ延びる第２チャネルの第１部分の寸法を指定する。
【0080】
マイクロ流体デバイスはガラスから成ると有利である。それというのも、ガラスはほとんどの溶媒と適合性があり、ひいてはより多様なエマルション製剤を使用することができる。
【0081】
また、ガラス基板を使用したマイクロ加工技術は、正確且つ再現可能なマイクロチャネルの特色をもたらす。
【0082】
別の有利な実施態様によれば、デバイスはシリコンから形成することができる。
【0083】
例えば、特に被分散相が有機相を含む場合に、ガラスが被分散相によって湿潤するのを制限又は防止するために、そして効率的な乳化工程を保証するために、第１チャネル、第２チャネル、及び／又はマイクロチャネルの表面のうちの少なくともいくつかが親水性（又は疎水性）であり、そしてエマルション製造中に可能な限り長い時間にわたって親水性（又は疎水性）であり続けることが望ましい。
【0084】
さらに、興味深い選択肢によれば、製造するためのエマルションのタイプに応じて、表面特性を親水性又は疎水性にするように、表面特性を改質することができる。
【0085】
これを目的として、一実施態様によれば、第１チャネル、及び／又は第２チャネル、及び／又はマイクロチャネルの表面の少なくとも一部に、親水性分子が吸着又は合体されて、表面を親水性にしており、あるいは第１チャネル、及び／又は第２チャネル、及び／又は前記マイクロチャネルの表面の少なくとも一部に、疎水性分子が吸着又は合体されて、表面を疎水性にしている。
【0086】
可能な場合には、第１チャネル、第２チャネル、及びマイクロチャネルの表面全体に、親水性又は疎水性の分子が被着される。
【0087】
親水性又は疎水性分子は、表面に対する高い付着エネルギーによって特徴づけることができる。
【0088】
一実施態様によれば、親水性又は疎水性分子はポリマーであってよい。
【0089】
興味深い親水性分子は、具体的にはガラス又はシリコンから成るデバイス用には、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）とカップリングされたシランであってよい。
【0090】
興味深い疎水性分子は、具体的にはガラス又はシリコンから成るデバイス用には、シラン、例えば有機化合物とカップリングされたシラン、例えばオクタデシルトリクロロシランのような有機官能性アルコキシシランであってよい。
【0091】
関連する方法は次の通りであってよい。
【0092】
例えば、表面をピラニア溶液、すなわち硫酸を過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）と一緒に含む溶液で活性化する。
【0093】
次に、表面を濯ぎ、そしてその後、表面を親水性溶液又は疎水性溶液で官能化する。
【0094】
例えば、有機相の湿潤を防止する親水性又は疎水性分子を、表面上に吸着させる。
【0095】
例えば、有機相の湿潤を防止する親水性又は疎水性分子は表面上に共有結合される。
【0096】
一実施態様によれば、上述の特徴のうちの少なくとも一部を含むいくつかのデバイスを並列に配置して使用することができる。
【0097】
このことはさらに、エマルションの製造速度を高めることができる。
【0098】
例えば、上述の特徴の少なくとも一部を含むこのようなデバイスの製造方法は下記工程、すなわち
－ ここではボトムプレートと呼ぶプレートを用意し、
－ 第１チャネル、及び／又は第２チャネル、及び／又はマイクロチャネルの少なくとも一部をボトムプレート内に形成し、
－ ボトムプレートを、ここではトッププレートと呼ぶプレートと集成することによりデバイスを形成する
工程を含むことができる。
－ ここではボトムプレートと呼ぶプレートを用意し、
－ 第１チャネル、及び／又は第２チャネル、及び／又はマイクロチャネルの少なくとも一部をボトムプレート内に形成し、
－ ボトムプレートを、ここではトッププレートと呼ぶプレートと集成することによりデバイスを形成する
工程を含むことができる。
【0099】
例えば、第１チャネル、及び／又は第２チャネル、及び／又はマイクロチャネルの少なくとも一部は、湿式又は乾式のエッチング、又はソフトリソグラフィによって、又はステレオリソグラフィのような３Ｄ印刷技術によって形成することができる。
【0100】
一実施態様によれば、この方法は、第１チャネル、及び／又は第２チャネル、及び／又はマイクロチャネルの相補部分をトッププレート内に形成する工程を含むこともできる。
【0101】
例えば、第１チャネル、及び／又は第２チャネル、及び／又はマイクロチャネルの相補部分は、湿式又は乾式のエッチング、又はソフトリソグラフィによって、又はステレオリソグラフィのような３Ｄ印刷技術によって形成することができる。
【0102】
この工程は好ましくは、トッププレートをボトムプレートと集成する前に行われる。
【0103】
例えば、ボトムプレート及び／又はトッププレートのエッチングは、異方性エッチングを含むことができる。
【0104】
例えば、ボトムプレート及び／又はトッププレートのエッチングは、等方性エッチングを含むことができる。
【0105】
もちろん、数多くの他の技術を利用することもできる。
【0106】
これに加えて、必要な場合には、互いに集成されるように形成されたボトムプレート及びトッププレートに、相異なる技術を適用することもできる。
【0107】
別の実施態様によれば、第２チャネルの第２部分は、半円筒体を得るように、ガラス基板（トッププレート及び／又はボトムプレート）をエッチングすることにより形成することができ、あるいは（トッププレート及び／又はボトムプレートを形成する）基板がシリコンから形成される場合には、三角形が得られる。
【0108】
別の実施態様によれば、デバイスの少なくとも一部を３Ｄ印刷法、例えばステレオリソグラフィによって形成して、種々異なる形状が提供されるのを可能にする。
【0109】
本発明のさらなる特徴及び利点が、図面に関連して以下に示す現時点で好ましい実施態様の説明に記載されており、またこの説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0110】
【図3】図３Ａは、図２Ａのマイクロ流体デバイスに準拠した第一実施態様に基づく、エマルションを製造するマイクロ流体デバイス１００’を示す概略図であり（図３Ａ）、そして図３Ｂは鎖線Ａ－Ａに沿って示す相応の断面図である。
【図6】図６は、図３Ａの実施態様に基づくマイクロ流体デバイスであって、被分散相の圧力が５００ｈＰａ（ｍｂａｒ）に設定された状態で、連続相の２つの異なる圧力（Ｐｃ）に対応してエマルションを製造するマイクロ流体デバイスのスナップショットを示す。相異なるチャネルの高さが示されている。
【発明を実施するための形態】
【0111】
図１は、従来技術に基づくマイクロ流体デバイス１を概略的に示す断面図である。
【0112】
このデバイス１は、第１チャネル１ａと、第２チャネル１ｂと、第１チャネルを第２チャネルに接続するマイクロチャネル１ｃとを含む。
【0113】
使用中、例えば少なくとも１つの有機相を含む被分散相２ａが第１チャネル１ａ内へ注入される。被分散相２ａは、マイクロチャネル１ｃを通過し、そして第２チャネル１ｂに開口するマイクロチャネルの端部で滴２ｂを形成する。第２チャネル１ｂ内には、連続相２ｃ、例えば水性相が注入され、連続相は滴２ｂをデバイスのエマルション出口ポートへ動かす。
【0114】
連続相２ｃ中の滴２ｂはエマルションを形成する。
【0115】
このような実施態様によれば、マイクロチャネル１ｃの高さｈ０は、第１チャネル１ａの高さｈ１及び第２チャネル１ｂの高さｈ２よりも小さい。
【0116】
図１に示されているように、第２チャネル１ｂは一様の高さを有している。
【0117】
このような実施態様の欠点は、デバイスの具体的には少なくとも第２チャネル１ｂが容易に目詰まりし、エマルションの連続流をモニタリングすることが難しいことである。
【0118】
図２Ａは、本発明によるマイクロ流体デバイス１００を概略的に示す断面図である。
【0119】
このデバイス１００は、第１チャネル１０と、第２チャネル２０と、第１チャネル１０を第２チャネル２０に接続するマイクロチャネル３０とを含む。
【0120】
使用中、例えば少なくとも有機相を含む被分散相２ａが第１チャネル１０内へ注入される。被分散相２ａは、マイクロチャネル３０を通過し、そして第２チャネル２０に開口するマイクロチャネルの流出口３４で滴２ｂを形成する。第２チャネル２０内には、連続相２ｃ、例えば水性相が注入され、連続相は滴２ｂをデバイスのエマルション出口ポートへ動かす。より具体的には、連続相は好ましくはマイクロチャネルから出た滴流に対して横方向に流れることが好ましい。
【0121】
連続相２ｃ中の滴２ｂはエマルションを形成する。
【0122】
この実施態様では、第２チャネル２０は、マイクロチャネル３０の流出口３４が開口する第１部分２１と、第２部分２２とを含み、第１部分２１はマイクロチャネル３０と第２部分２２との間に位置する。
【0123】
このような実施態様によれば、マイクロチャネル３０の高さｈ０は、第１チャネル１０の高さｈ１よりも小さい。これに加えて、第２チャネルの第１部分２１の高さｈ２ａは、マイクロチャネルの高さｈ０よりも大きく、そして第２チャネルの第２部分２２の高さｈ２ｂは、第２チャネルの第１部分２１の高さｈ２ａよりも大きい。
【0124】
具体的な実施態様によれば、ｈ０＝２μｍ、ｈ２ａ＝２０μｍ、及びｈ２ｂ＝２００μｍである。
【0125】
具体的な実施態様によれば、第１チャネル１０の幅は５００μｍであり、第２チャネルの第１部分２１の幅は２００μｍであり、そして第２チャネルの第２部分２２の幅は１６００μｍである。
【0126】
【0127】
デバイスの利用例によれば、被分散相２ａは第１チャネル内に導入され、そしてマイクロチャネル３０を通って流れる。
【0128】
並行して、場合によっては水性相を含む連続相２ｃが、矢印によって示されているように、第２チャネル２０内に導入される。
【0129】
このように、この図は、連続相２ｃがマイクロチャネル３０からの滴の到来に対して横方向に流れることを示している。
【0130】
図２Ｂはまた、エマルションが第２チャネル２０の第１部分２１内では緻密であり、そして次いで第２チャネル２０の第２部分２２内で希釈されている。このことは、より良好な連続流、ひいてはエマルションのより連続的な製造を保証する。
【0131】
【0132】
一実施態様では、このようなマイクロ流体デバイス１００’のマイクロ流体部分の寸法は約１０ｃｍ（長さＬ０）×１ｃｍ（幅Ｗ０）であってよい。例えばデバイスの高さはｈ１，ｈ２ｂのなかで最も大きい高さとなる。
【0133】
マイクロ流体デバイス１００’は、第１チャネル１０’と、第２チャネル２０’と、第１チャネル１０’を第２チャネル２０’に接続するマイクロチャネル３０’の２つの対面する列３１’，３２’とを含む。
【0134】
一実施態様では、それぞれの列３１’，３２’は１０００個のマイクロチャネル３０’を含む。
【0135】
それぞれのマイクロチャネル３０’は、第１チャネル１０’からの流入口３３’と、第２チャネル２０’への流出口３４’とを有している（図３Ｂ参照）。
【0136】
第２チャネル２０’は本発明では、マイクロチャネル３０’の２つの列の間でデバイス内の中心に位置決めされている。
【0137】
これに加えて、第２チャネルはここでは真直ぐである。
【0138】
第２チャネル２０’は、連続相のための入口ポート２３’と、デバイスを使用することによって形成されたエマルションのための出口ポート２４’とを含む。使用中、連続相は、入口ポート２３’から出口ポート２４’へ向かって流れる。出口ポートでエマルションが収集される。
【0139】
図３Ｂに示されているように、第２チャネル２０’は２つの異なる高さ（ｈ２ａ及びｈ２ｂ）によって特徴づけられる。すなわち、２つの高さのうちの最も小さい高さ（ｈ２ａ）を有する第１部分２１’はマイクロチャネル３０’の列に沿って配置されており、そして２つの高さのうちの最も大きい高さ（ｈ２ｂ）を有する第２部分２２’は、ここでは第２チャネル２０’の中心に配置されている。このように、第２チャネル２０’はここでは２つの第１部分２１’を含み、そして第２部分２２’は２つの第１部分２１’の間に配置されている。
【0140】
ここでは、デバイスの長さ方向Ｌ０は、第２チャネル２０’に沿った流れ方向であると考えられる。
【0141】
第１チャネル１０’はここでは被分散相のための入口ポート１３’と、開閉されるように形成された、被分散相のための出口ポート１４’とを含む。
【0142】
被分散相のための出口ポート１４’が閉じていると、被分散相はマイクロチャネル３０’の列から強制的に通過させられる。マイクロチャネルは第２チャネル２０’に通じている。第２チャネル２０’では、連続相が入口ポート２３’からエマルション出口ポート２４’へ向かって流れる。エマルション出口ポート２４’ではエマルションが収集される。
【0143】
このように、第２チャネル２０’内の連続相は、マイクロチャネル３０から来た滴流に対して横方向に流れる。
【0144】
図３Ａの実施態様では、第１チャネル１０’は２つの部分１１’，１２’に分割されている。マイクロチャネル３０’の第１列３１’は第１チャネル１０’の２つの部分のうちの第１部分１１’と、第２チャネル２０’との間に位置しており、そしてマイクロチャネル３０’の第２列３２’は第１チャネル１０’の２つの部分のうちの第２部分１２’と、第２チャネル２０’との間に位置している。
【0145】
従って、ここでは、第１チャネル１０’の２つの部分１１’，１２’は、マイクロチャネル３０’の２つの列３１’，３２’及び第２チャネル２０’を取り囲んでいる。
【0146】
ここでは、第１チャネル１０’の（具体的にはここでは両部分１１’，１２’の）高さｈ１、及び第２チャネル２０’の第１部分２１’の高さｈ２ａは、２０μｍに等しく、マイクロチャネル３０’の高さｈ０は２μｍに等しく、そして第２チャネル２０’の第２部分２２’の高さｈ２ｂは２００μｍに等しい。
【0147】
ここでは第１チャネル１０’の幅は５００μｍであり、第２チャネルの第１部分２１’の幅は２００μｍであり、そして第２チャネルの第２部分２２’の幅は１６００μｍである。
【0148】
これに加えて、それぞれのマイクロチャネル３０’は長さＬと、幅Ｗ（デバイスの長さ方向に沿ったものと考えられる）を有する少なくとも一部とを有している。
【0149】
例えば、幅Ｗは約１０μｍに等しく、そして長さ（その流入口とその流出口との間と考えられる）は約１４０μｍに等しい。
【0150】
連続する２つのマイクロチャネル３０’の間の距離ｅは、例えば４０μｍに等しい。
【0151】
図３Ａ及び３Ｂに示された構成を有するマイクロ流体デバイスはガラスから形成されると有利である。
【0152】
一実施態様によれば、チャネルは湿式エッチング法によって形成することができる。湿式エッチング法により、チャネルの底部角隅は、チャネルの高さに等しい曲率半径によって特徴づけられる丸み付けられた形状を有することになる。
【0153】
本発明による、デバイスを製造するための種々の方法の例が図４に示されている。
【0154】
例えば、本発明によるデバイスは、ボトムプレートをトッププレートと集成することによって形成することができる。
【0155】
第１チャネル、第２チャネル、及び／又はマイクロチャネルの少なくとも一部は、少なくともボトムプレート内に形成することができる。
【0156】
例示のために、図４はマイクロチャネル断面を示している。
【0157】
これを目的として、下記技術を用いることができる。
－ 異方性エッチング又はソフトリソグラフィ。これは通常、図４Ａ）に示されているような直角の角隅を有する方形断面をもたらす。
－ 等方性エッチング。これは通常、
－ 図４Ｂ）に示されているようにガラス基板上に施されると丸み付けられた角隅をもたらし、
－ 図４Ｃ）に示されているようにシリコン基板上に施されると斜め面取りされた角隅をもたらす。
－ 異方性エッチング又はソフトリソグラフィ。これは通常、図４Ａ）に示されているような直角の角隅を有する方形断面をもたらす。
－ 等方性エッチング。これは通常、
－ 図４Ｂ）に示されているようにガラス基板上に施されると丸み付けられた角隅をもたらし、
－ 図４Ｃ）に示されているようにシリコン基板上に施されると斜め面取りされた角隅をもたらす。
【0158】
【0159】
互いに集成されるボトムプレート及びトッププレートは、所望の場合には異なる技術によってエッチングすることができる。
【0160】
別の実施態様によれば、３Ｄ印刷、例えばステレオリソグラフィを用いてデバイスの少なくとも一部を製造することもできる。
【0161】
図５に示されているように、マイクロチャネルはこれらの長さに沿って異なる形状を有することができる。
【0162】
一実施態様によれば、図５Ａに示されたマイクロチャネルは、マイクロチャネルの長さＬに沿って一定の幅Ｗを有している。
【0163】
第２実施態様によれば、図５Ｂに示されたマイクロチャネルは、マイクロチャネルの長さＬ１に沿って一定の幅Ｗを有する第１部分と、マイクロチャネルの長さＬ２に沿ってフレア状に広げられた第２部分とを有している。
【0164】
第３実施態様によれば、図５Ｃに示されたマイクロチャネルは、マイクロチャネルの長さＬ１’に沿って一定の幅Ｗを有する第１部分と、いくつかのマイクロチャネルの合体に対応して、マイクロチャネルの長さＬ２’に沿って、いくつかのマイクロチャネルに共通した第２部分とを有している。
【0165】
マイクロチャネルの第２部分は同じ高さｈ０を有している。
【0166】
１． 第１エマルション製造実施例
被分散相２ａはデカン（炭素（Ｃ）原子数１０の直鎖から成るアルカンである）であり、連続相２ｃはドデシル硫酸ナトリウムを含む水である。
被分散相２ａはデカン（炭素（Ｃ）原子数１０の直鎖から成るアルカンである）であり、連続相２ｃはドデシル硫酸ナトリウムを含む水である。
【0167】
両相の流量は、液体を含有するそれぞれのリザーバに圧力を加えることにより制御される。リザーバはマイクロ流体デバイスの対応入口ポートに接続されている。
【0168】
図６に示されているように、水中油滴２ｂがマイクロチャネル３０’の端部に形成され、滴の結晶様の配列によって明らかになるように、均質な滴径を有する緻密エマルションを形成する。
【0169】
緻密エマルションは次いで、より大きい高さを有する収集用の第２チャネル２０’の中心部分２２’へ流れ、そしてここでは連続相２ｃの殆どが流れる。
【0170】
このことはエマルションを希釈し、ひいてはエマルションの連続製造及び収集を高いスループットで達成するのを可能にする。
【0171】
図６に提供されたスナップショットは、連続相２ｃの２つの異なる圧力（Ｐｃ）に対してマイクロチャネル列の端部で撮影されたものである。つまりこれらの圧力は左側の写真ではＰｃ＝１００ｈＰａ（ｍｂａｒ）であり、そして右側の写真ではＰｃ＝２００ｈＰａ（ｍｂａｒ）である。被分散相２ａの圧力（Ｐｄ）は５００ｈＰａ（ｍｂａｒ）に設定される。
【0172】
図６はＰｃ値がより高いほど、収集されたエマルションがより高度に希釈されることを明示している。
【0173】
製造速度は、本発明によるマイクロ流体デバイスの構成により、主として被分散相の圧力（Ｐｄ）に依存し、連続相の圧力（Ｐｃ）に対する依存度は弱い。
【0174】
【0175】
第１マイクロチャネルは連続相の入口ポートの近くに位置している。連続相（Ｐｃ）の２つの圧力は図６のように用いられる。被分散相の圧力は５００ｈＰａ（ｍｂａｒ）に設定される。
【0176】
図７において報告されているように、マイクロチャネル列に沿った滴形成頻度はＰｃの修正によって影響を及ぼされない。
【0177】
１マイクロチャネル当たりの平均滴形成頻度は約１３０Ｈｚである。これにより、デバイスの全製造速度は１秒あたり２．６×１０5滴となる。
【0178】
平均滴径は８．５μｍであり、そして滴径分布の標準偏差を平均サイズによって割り算したものとして定義される対応する変動係数（ＣＶ）は７．５％である（図８によって示される）。
【0179】
対応スループットは、１時間当たりの被分散相０．３ｍＬである。
【0180】
マイクロ流体デバイスは数日間又は数週間にわたってエマルション滴を連続的に製造することができる。
【0181】
２． 第２エマルション製造実施例
被分散相２ａは、認証屈折率液体（Cargille Laboratories のSeries AA-xx with n= 1.41, #1806Y）であり、そして連続相２ｃはドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）の水溶液である。
被分散相２ａは、認証屈折率液体（Cargille Laboratories のSeries AA-xx with n= 1.41, #1806Y）であり、そして連続相２ｃはドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）の水溶液である。
【0182】
一連の圧力に対して、１マイクロチャネル当たりの平均滴形成頻度は９０Ｈｚであり、結果としての滴径は８．４μｍであり、滴径分布は変動係数４．８％によって特徴づけられる。
【0183】
３． 第３エマルション製造実施例
図３のデバイスをなおも使用して、被分散相２ａはスチレンと、ジビニルベンゼンと、オレイン酸に覆われた酸化鉄のナノ粒子とを含み、そして連続相２ｃはドデシル硫酸ナトリウムを含む水である。
図３のデバイスをなおも使用して、被分散相２ａはスチレンと、ジビニルベンゼンと、オレイン酸に覆われた酸化鉄のナノ粒子とを含み、そして連続相２ｃはドデシル硫酸ナトリウムを含む水である。
【0184】
一連の圧力に対して、１マイクロチャネル当たりの平均滴形成頻度は３０Ｈｚであり、結果としての平均滴径は８．２μｍであり、滴径分布は変動係数７．２％によって特徴づけられる。
【0185】
Ｂ－第２デバイス
本発明の第２実施態様に基づくマイクロ流体デバイス１００’’が図９に示されている。
本発明の第２実施態様に基づくマイクロ流体デバイス１００’’が図９に示されている。
【0186】
類似の部材は付加的な「’」を備えた同じ符号を有している。
【0187】
デバイス１００’’は、ここでは蛇行状にされいくつかのサブチャネルに分割された第１チャネル１０’’の構成によって、そして、被分散相のための出口ポートが第１チャネル内にない点で、図３で示された前述のデバイスとは異なる。
【0188】
例えば、デバイス１００’’はソフトリソグラフィ技術によって製作される。
【0189】
これはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）中で形成され、ガラス板上に接合される。
【0190】
一実施態様では、マイクロチャネルの高さ（ｈ０）は２．３μｍ、幅Ｗは１０μｍ、そして長さＬは１４０μｍであり、そして第１チャネルの高さ（ｈ１）及び第２チャネルのそれぞれの第１部分の高さ（ｈ２ａ）は２０μｍであり、そして第２チャネル（収集用チャネル）の第２部分の高さ（ｈ２ｂ）は２４０μｍである。
【0191】
この場合、第２チャネル２１’’の第１部分の幅は４９０μｍであり、第２チャネルの第２部分２２’’の幅は１６００μｍである。
【0192】
それぞれの列は５００個のマイクロチャネルを含有し、あるいはデバイスに対しては全部で１０００個のマイクロチャネルを含有する。
【0193】
被分散相２ａとしてのフッ化炭素油（FC40, 3M Fluorinert）と、連続相２ｃとしてのドデシル硫酸ナトリウムの水溶液とから成るエマルションが、図９で報告されたマイクロ流体デバイスによって製造される。
【0194】
図１０に示されたスナップショットは、連続相２ｃの２つの異なる圧力（Ｐｃ）に対してマイクロチャネル列の端部で撮影されたものである。つまりこれらの圧力は左側の写真ではＰｃ＝２００ｈＰａ（ｍｂａｒ）であり、そして右側の写真ではＰｃ＝６００ｈＰａ（ｍｂａｒ）である。被分散相の圧力（Ｐｄ）は３５０ｈＰａ（ｍｂａｒ）に設定される。
【0195】
この図に示されているように、水中油滴２ｂがマイクロチャネル３０’’の端部に形成され、滴２ｂの結晶様の配列によって明らかになるように、均質な滴径を有する緻密エマルションを形成する。
【0196】
緻密エマルションは次いで、より大きい高さを有する収集用の第２チャネル２０’'の中心部分２２’'へ流れ、そしてここでは連続相２ｃの殆どが流れる。このことはエマルションを希釈し、ひいてはエマルションの連続製造及び収集を高いスループットで達成するのを可能にする。
【0197】
Ｐｃ値がより高いほど、収集されたエマルションがより高度に希釈されることを明らかに見ることができる。
【0198】
【0199】
第１マイクロチャネル３０’’は連続相２ｃの入口ポート２３’’の近くに配置されている。
【0200】
この図によって示されるように、マイクロチャネル３０’’の列に沿った滴形成頻度はＰｃの修正によって影響を及ぼされない。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【国際調査報告】