技術領域

本發明涉及物質混合設備和物質混合方法，更具體地，涉及用于通過使從兩個以上流路的孔口排出的液滴互相碰撞來混合物質的設備和方法。

背景技術

近年中，在生物技術和化學領域，反應分析處理的規模和速度的提高不斷發展。為了實現反應分析處理的高吞吐量(throughout)，同時分析大量微型反應系統是有效的。對于大量反應系統，當對具有極高反應速度的物質進行分析時，例如，在所有反應系統混合之前一部分反應系統的反應過程已結束。結果，不能在相同條件下分析大量反應系統，并且不能獲得精確的分析結果。

另一方面，對于微型反應系統，存在的問題是難以均勻地混合一定量的物質。當物質的量在反應系統中變化或者物質沒有被均勻混合的情況下，降低了分析的再現性，并且不能獲得可靠的分析結果。

作為使微量物質能夠以一定量均勻混合的技術，專利文獻1公開了針對物質的均勻混合方法和均勻混合設備，其特征在于包括兩個以上壓電型流體液滴排出裝置，并且其中使從流體液滴排出裝置排出的小流體液滴互相碰撞以均勻混合。根據該技術，微量物質的混合反應操作變得可能，并且可以使物質均勻反應從而可以獲得均勻的反應物。應該注意，在針對物質等的均勻混合方法中所采用的“壓電型流體液滴排出裝置”是流體液滴排出設備，其通過由壓電/電致伸縮裝置使流體加壓室的一部分壁部變形而在流體加壓室中產生壓力，從而將流體加壓室中的流體從噴孔噴射。

專利文獻1：日本專利申請公開第11-262644號。

發明內容

傳統上，在生物技術和化學領域，生物相關的微粒諸如細胞、微生物和脂質體，以及合成微粒諸如乳膠粒子、凝膠粒子和工業粒子已與各種化合物混合，并且已分析微粒與化合物的反應。

作為示例，在生物技術領域，在大量工具槽(well)中混合淋巴細胞和抗原以篩選(screen)與抗原結合的抗原特定因子B細胞，或者在工具槽中混合淋巴細胞與癌細胞或病毒感染細胞以篩選導致癌細胞等破壞的細胞紊亂T細胞。在取得之后，檢測的抗原特定因子B細胞和細胞紊亂T細胞經歷基因分析并用于抗體藥物和細胞免疫治療的開發。在篩選中，將淋巴細胞單個地或多個地分注(dispense)到工具槽以與抗原等混合，并且進行被稱為“單細胞篩選”的、用于檢測反應和對象細胞的高吞吐量篩選。

在上面的專利文獻1中公開的用于物質的均勻混合方法和混合設備中，雖然可以均勻地混合一定量的微量物質，但是并未呈現這種微粒與物質的混合以及微粒與微粒的混合。

鑒于此，本發明主要的目的在于提供一種物質混合設備，其能夠均勻地混合一定量的微量物質并且也能夠均勻地混合微粒。

技術手段

為了解決上述問題，根據本發明，提供了一種物質混合設備，包括：兩個以上流路，在每個流路中形成孔口，流過流路的流體從孔口向外排出；振蕩裝置，通過以預定振蕩頻率至少振蕩流路的孔口部分形成從每個孔口排出的流體液滴并排出液滴；以及用于使從流路的孔口排出的液滴互相碰撞的裝置。

該物質混合設備進一步包括：檢測裝置，用于檢測包含在流過流路的流體中的微粒；以及控制裝置，用于基于來自檢測裝置的微粒的檢測信號計算微粒的送流間隔并基于計算的送流間隔控制振蕩裝置的振蕩頻率。控制裝置控制振蕩頻率，使得從包含了微粒的流體流過的流路的孔口排出的液滴中包含預定數量的微粒。

此外，該物質混合設備進一步包括：帶電裝置，用于將電荷給予從孔口排出的液滴；以及沿著與通過碰撞獲得的液滴的移動方向相向設置的成對電極。通過給予到從孔口排出的液滴的電荷和成對電極產生的電作用力來控制通過碰撞獲得的液滴的移動方向。通過控制通過碰撞獲得的液滴的移動方向，可以在兩個以上區域中回收液滴。

可替代地，該物質混合設備可進一步包括：驅動裝置，相對于用于回收并容納通過碰撞獲得的液滴的兩個以上區域相對地移動流路的孔口。通過相對于區域相對地移動流路的孔口，可以在兩個以上區域中回收通過碰撞獲得的液滴。

在該物質混合設備中，在單個微型芯片上形成流路是有利的。本發明還提供包括兩個以上流路的微型芯片，在每個流路中形成孔口，流過流路的流體從孔口向外排出，以及其通過振蕩至少孔口部分來形成從每個孔口排出的流體液滴并排出液滴，流路被設置使得從孔口排出的液滴互相碰撞。

在微型芯片中，流路的預定部分被構造為檢測部，用于檢測包含在流過流路的流體中的微粒，并且流路的孔口部分的橫截面面積小于檢測部的橫截面面積。