WO2014167858A1 - Solvent control method and solvent for electrowetting - Google Patents
Solvent control method and solvent for electrowetting Download PDFInfo
- Publication number
- WO2014167858A1 WO2014167858A1 PCT/JP2014/002052 JP2014002052W WO2014167858A1 WO 2014167858 A1 WO2014167858 A1 WO 2014167858A1 JP 2014002052 W JP2014002052 W JP 2014002052W WO 2014167858 A1 WO2014167858 A1 WO 2014167858A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- solvent
- water
- electrode
- repellent film
- force component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502769—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by multiphase flow arrangements
- B01L3/502784—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by multiphase flow arrangements specially adapted for droplet or plug flow, e.g. digital microfluidics
- B01L3/502792—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by multiphase flow arrangements specially adapted for droplet or plug flow, e.g. digital microfluidics for moving individual droplets on a plate, e.g. by locally altering surface tension
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0825—Test strips
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/16—Surface properties and coatings
- B01L2300/161—Control and use of surface tension forces, e.g. hydrophobic, hydrophilic
- B01L2300/165—Specific details about hydrophobic, oleophobic surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
- B01L2400/0415—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
- B01L2400/0427—Electrowetting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
Definitions
- Patent Documents 2 and 3 disclose various organic solvents and ionic liquids as polar solvents used for electrowetting other than water. Further, it is disclosed that the polar solvent is selected based on the viscosity, the surface tension of the droplet, the conductivity, and the like.
- Formamide can be used particularly preferably because it has a polar force component higher than a predetermined value and a high boiling point, so that the droplet operation by electrowetting occurs stably.
- the position of the solvent 203 can be moved (controlled) not only in the direction of the arrow A shown in FIGS. 3A to 3D but also in the direction opposite to the arrow A by controlling the position of the electrode with the voltage.
- CYTOP registered trademark, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
- SiO 2 spin coating
- Formulas (1) and (1 ′) show Fokes formulas, and formula (2) shows extended Fowkes formulas.
- the surface tension ( ⁇ ) can be defined for both the water-repellent film and the solvent.
- the surface tension ( ⁇ L ) of the solvent can be determined by the Fokes equation shown in the equation (1) according to the dispersion component of the solvent ( ⁇ L d ), Polar component ( ⁇ L p ), and hydrogen bond component ( ⁇ L h ).
- Table 7 shows the surface tension ( ⁇ L ) and the polar force component ( ⁇ L P ) of the solvent for Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 described above. Moreover, immediately after dropping the solvent and 30 minutes after the dropping, a voltage was applied to indicate whether or not the solvent was operated.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Hematology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Description
本願は、溶媒制御方法およびエレクトロウェッティング用溶媒に関する。 The present application relates to a solvent control method and a solvent for electrowetting.
「エレクトロウェッティング(Electrowetting:EW)」を用いた、液滴の移動制御が知られている。EWとは、電圧の印加により固体表面の液滴の濡れを制御する技術である。 [0005] Droplet movement control using “electrowetting (EW)” is known. EW is a technique for controlling the wetting of droplets on a solid surface by applying a voltage.
EWを用いた制御装置の一例は、基板と、基板の上に配置された複数の電極と、複数の電極の上に配置された撥水膜とを備える。撥水膜の上に液滴を滴下し、各々の電極への電圧の印加を制御し、液滴を動作させることで、液滴の位置を移動させる。 An example of a control device using EW includes a substrate, a plurality of electrodes disposed on the substrate, and a water repellent film disposed on the plurality of electrodes. A droplet is dropped on the water repellent film, the application of a voltage to each electrode is controlled, and the droplet is moved to move the position of the droplet.
例えば、特許文献1は、撥水被膜層の極性力成分が水と撥水材料との界面に働く力を決定する要因の1つであることを開示している。 For example, Patent Document 1 discloses that the polar force component of the water repellent coating layer is one of the factors that determine the force acting on the interface between water and the water repellent material.
また、特許文献2、3は、水以外のエレクトロウェッティングに用いる極性溶媒として、種々の有機溶媒およびイオン液体を開示している。また、極性溶媒は、粘度、液滴の表面張力、及び導電率などに基づき選択すると開示している。 Patent Documents 2 and 3 disclose various organic solvents and ionic liquids as polar solvents used for electrowetting other than water. Further, it is disclosed that the polar solvent is selected based on the viscosity, the surface tension of the droplet, the conductivity, and the like.
従来の技術では、EWによって、より確実に液滴を移動させることが可能な溶媒および制御方法が求められていた。本願の限定的ではない、例示的な形態は、より確実に液滴を移動させることが可能な溶媒および溶媒の位置を制御する溶媒制御方法を提供する。 In the conventional technology, there has been a demand for a solvent and a control method that can move droplets more reliably by EW. The non-limiting exemplary form of the present application provides a solvent that can move the droplets more reliably and a solvent control method that controls the position of the solvent.
本発明の一態様に係る溶媒制御装置を用いて、溶媒の位置を制御する溶媒制御方法であって、前記溶媒制御装置は、基板と、前記基板上に配置される複数の電極と、前記基板及び前記複数の電極を覆うように配置されている誘電体と、前記誘電体の上に配置され、かつ、撥水性を有する撥水膜とを備え、前記複数の電極に電圧を印加することにより、前記撥水膜の上の溶媒の位置を制御し、前記溶媒は、アミド、グリコール、グリセリン、アミノアルコール、ヒドロキシアミン、多価アルコールのうち少なくとも1つを含み、かつ、3.1mN/m以上28.8mN/m以下の極性力成分を有する。 A solvent control method for controlling a position of a solvent using a solvent control device according to an aspect of the present invention, wherein the solvent control device includes a substrate, a plurality of electrodes disposed on the substrate, and the substrate And a dielectric disposed so as to cover the plurality of electrodes, and a water repellent film disposed on the dielectric and having water repellency, and applying a voltage to the plurality of electrodes The position of the solvent on the water-repellent film is controlled, and the solvent contains at least one of amide, glycol, glycerin, amino alcohol, hydroxyamine, polyhydric alcohol, and 3.1 mN / m or more It has a polar force component of 28.8 mN / m or less.
本開示による溶媒制御方法によれば、EWによって、より確実に液滴を移動させることが可能となる。 According to the solvent control method according to the present disclosure, it is possible to move droplets more reliably by EW.
実施の形態を説明する前に、本発明の基礎となった知見を説明する。 Prior to describing the embodiments, the knowledge on which the present invention is based will be described.
本願発明者らは、従来のEWによる溶媒の位置を制御する装置又は方法を詳細に検討した。その結果、例えば、溶媒の種類に依存して、EWを用いた制御装置に溶媒を配置した直後では溶媒を移動させることが可能であるが、溶媒が配置されて時間が経過した後では、溶媒を移動させることができない場合があることが分かった。 The inventors of the present application studied in detail an apparatus or method for controlling the position of a solvent by conventional EW. As a result, for example, depending on the type of the solvent, the solvent can be moved immediately after the solvent is placed in the control device using the EW. However, after the solvent has been placed, the solvent can be moved. It has been found that there are cases where it is not possible to move.
また、従来、EWを用いた制御装置の撥水膜の性能は、接触角によって評価されることが多い。しかし、同じ接触角を有する撥水膜の中でも、溶媒を移動させることが可能な撥水膜と、溶媒を移動させることができない撥水膜があることが分かった。 Conventionally, the performance of the water-repellent film of the control device using EW is often evaluated by the contact angle. However, it has been found that among the water-repellent films having the same contact angle, there are a water-repellent film that can move the solvent and a water-repellent film that cannot move the solvent.
本願発明者らは、このような観点でEWによって溶媒を移動させることが可能な条件を詳細に検討した。その結果、特に、溶媒の極性力成分が、溶媒を滴下した後の時間に応じて、溶媒を動作させることができるか否かという点に影響を与えることを見出した。 The inventors of the present application examined in detail the conditions under which the solvent can be moved by EW from such a viewpoint. As a result, it has been found that the polar force component of the solvent particularly affects whether or not the solvent can be operated according to the time after the solvent is dropped.
さらに、本発明者らは、溶媒の極性力成分だけではなく、撥水膜の極性力成分、溶媒の材料、及び溶媒の体積に依存して、溶媒が動作するか否かについて、新たな知見を得た。具体的な内容については、実施の形態及び実施例を用いて、説明する。 Furthermore, the present inventors have not only found out whether or not the solvent operates depending on the polar force component of the water-repellent film, the material of the solvent, and the volume of the solvent, as well as the polar force component of the solvent. Got. Specific contents will be described with reference to embodiments and examples.
本発明の一態様の概要は以下のとおりである。 The outline of one embodiment of the present invention is as follows.
本発明の一態様に係る溶媒制御方法は、溶媒制御装置を用いて、溶媒の位置を制御する溶媒制御方法であって、前記溶媒制御装置は、基板と、前記基板上に配置される複数の電極と、前記基板及び前記複数の電極を覆うように配置されている誘電体と、前記誘電体の上に配置され、かつ、撥水性を有する撥水膜とを備え、前記複数の電極に電圧を印加することにより、前記撥水膜の上の溶媒の位置を制御し、前記溶媒は、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテル、及びテトラブロモエタンからなる群から選ばれる少なくとも1つを含み、かつ、3.1mN/m以上28.8mN/m以下の極性力成分を有する。 A solvent control method according to an aspect of the present invention is a solvent control method for controlling the position of a solvent using a solvent control device, and the solvent control device includes a substrate and a plurality of substrates disposed on the substrate. An electrode, a dielectric disposed so as to cover the substrate and the plurality of electrodes, and a water-repellent film disposed on the dielectric and having water repellency, the voltage applied to the plurality of electrodes Is applied to control the position of the solvent on the water-repellent film, and the solvent contains at least one selected from the group consisting of formamide, ethylene glycol monoethyl ether, and tetrabromoethane, and It has a polar force component of 3.1 mN / m or more and 28.8 mN / m or less.
前記溶媒は、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテルおよび水からなる群から選ばれる少なくとも2つを含んでいてもよい。 The solvent may contain at least two selected from the group consisting of formamide, ethylene glycol monoethyl ether and water.
前記溶媒は、3.1mN/m以上22.0mN/m以下の極性力成分を有していてもよい。 The solvent may have a polar force component of 3.1 mN / m or more and 22.0 mN / m or less.
前記溶媒は、3μL以上10μL以下の体積を有していてもよい。 The solvent may have a volume of 3 μL or more and 10 μL or less.
前記撥水膜は、0.2mN/m以上0.3mN/m以下の極性力成分を有していてもよい。 The water repellent film may have a polar force component of 0.2 mN / m or more and 0.3 mN / m or less.
前記撥水膜は、アモルファスフッ素樹脂から構成されていてもよい。 The water repellent film may be made of an amorphous fluororesin.
本発明の一態様に係るエレクトロウェッティング用溶媒は、アミド、グリコール、グリセリン、アミノアルコール、ヒドロキシアミン、多価アルコール、ハロゲン化炭化水素および水からなる群から選ばれる少なくとも2つを含み、かつ、3.1mN/m以上28.8mN/m以下の極性力成分を有する。 The electrowetting solvent according to one embodiment of the present invention includes at least two selected from the group consisting of amide, glycol, glycerin, amino alcohol, hydroxyamine, polyhydric alcohol, halogenated hydrocarbon, and water, and It has a polar force component of 3.1 mN / m or more and 28.8 mN / m or less.
前記エレクトロウェッティング用溶媒は、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテル、テトラブロモエタンおよび水から選択される少なくとも2つを含んでいてもよい。 The electrowetting solvent may contain at least two selected from formamide, ethylene glycol monoethyl ether, tetrabromoethane, and water.
前記エレクトロウェッティング用溶媒は、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテルおよび水から選択される少なくとも2つを含んでいてもよい。 The electrowetting solvent may contain at least two selected from formamide, ethylene glycol monoethyl ether and water.
前記エレクトロウェッティング用溶媒は、3.1mN/m以上22.0mN/m以下の極性力成分を有していてもよい。 The electrowetting solvent may have a polar force component of 3.1 mN / m or more and 22.0 mN / m or less.
(実施の形態)
以下、図面を用いて、実施の形態を説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
「エレクトロウェッティング(Electrowetting:EW)」とは、極性を有する液滴に電圧を印加することで、液滴の濡れが変化する現象または液滴の濡れ性を制御する手法を意味する。 “Electrowetting (EW)” means a phenomenon in which wetting of a droplet changes or a method of controlling the wettability of the droplet by applying a voltage to a droplet having polarity.
図1に、本実施の形態の溶媒制御装置100の一例を上面から見た図を示す。図2に、溶媒制御装置100の一例の側面の断面図を示す。
FIG. 1 shows a view of an example of the
図1及び図2に示す溶媒制御装置100は、基板204と、基板204上に配置された複数の電極201と、基板204に電極201を覆うように設けられた誘電体205と、誘電体205上に設けられた撥水膜206とを備える。なお、図1では、誘電体205及び撥水膜206を省略している。実際は、少なくとも複数の電極201の上に、誘電体205及び撥水膜206が配置されている。
1 and 2 includes a
溶媒制御装置100は、複数の電極201に電圧を印加することで、撥水膜206を介して電極201上に配置される溶媒203に電圧を印加し、溶媒203の濡れ性を変化させ、溶媒203の位置を制御する。以下、各構成について説明する。
The
<基板204>
基板204は、公知の絶縁性を有する材料が用いられる。絶縁性を有する材料の例は、ガラス、サファイアなどである。
<
A known insulating material is used for the
基板204として、導電性を有する材料、若しくは、シリコン又は金属を含む半導体材料の上に、SiO2、Al2O3、又は高分子材料などの絶縁性材料を被覆した基板を用いてもよい。
As the
<電極201>
複数の電極201は、後述する誘電体205の内部に配置される。又は、複数の電極201は、基板204の上に配置され、かつ、上部を誘電体205が覆うように配置される。
<Electrode 201>
The plurality of
図2に示すように、複数の電極201のそれぞれは、互いに離れた位置に配置される。隣接する2つの電極201の間の距離は、電極201の幅より小さい。2つの電極201の間の距離の例は、1mm以下であることが望ましい。複数の電極201におけるそれぞれの電極を、図1に示すように、電極201a、電極201b、電極201c、電極201d、電極201eとも表記する。電極201a、電極201b、電極201c、電極201d、電極201eを総称して、電極201とも表記する。
As shown in FIG. 2, each of the plurality of
複数の電極201は、電圧が印加される。図1及び図2に示すように、例えば、複数の電極201のそれぞれには、電極配線202が電気的に接続されている。例えば、電極201a、電極201b、電極201c、電極201d、電極201eに、電極配線202a、電極配線202b、電極配線202c、電極配線202d、電極配線202eのそれぞれが、電気的に接続されている。
A voltage is applied to the plurality of
電源(電圧印加部)207は、電極配線202を介して、複数の電極201の少なくとも1つに電圧を印加することで、溶媒203の位置を制御する。詳細は後述する。
The power source (voltage application unit) 207 controls the position of the solvent 203 by applying a voltage to at least one of the plurality of
電極201は、電気伝導性を有する公知の材料を用いることができる。電極201の材料の例は、Au、Pt、Cu、Al、及びAgから選択される少なくとも1種類の金属である。
The
また、溶媒制御装置100を表示装置などに用いることにより、光透過性を有する電極が必要な場合には、電極201として、ITO(Indium Tin Oxide)又はZnOを含む透明導電性材料を用いることが望ましい。
In addition, by using the
また、電極201の材料として、Cr又はTiなどを用いることにより、電極201と、基板204又は誘電体205との密着性を向上させることができる。
Further, by using Cr or Ti as the material of the
電極201は、蒸着法又はスパッタ法などの公知の成膜方法を用いることにより、形成され得る。
The
電極201は、0.01μm以上2μm以下の厚みを有することが望ましい。
The
例えば、基板204の上に、2μmよりも大きい厚みを有する電極201を形成した場合、基板204の表面における、電極201が形成されている領域の高さと、電極201が形成されていない領域の高さとの差が大きい。その結果、誘電体205及び撥水膜206を形成する際に、誘電体205及び撥水膜206の中で高さの異なる領域が形成される可能性があるため、溶媒203の移動させる際に影響ができる可能性がある。
For example, when the
0.01μmよりも小さい厚みを有する電極201は、電気抵抗が高くなり、電極201及び電極配線202の電気抵抗が高くなる。つまり、電圧が印加される部分(電極201及び電極配線202)の電気抵抗が高くなるため、電圧印加部207から印加した電圧が損失するため、電極201に所望の電圧を印加することが難しくなる。
The
<誘電体205>
誘電体205は、電極201の上に配置される。また、誘電体205は、基板204の上にも配置されても良い。誘電体205は、公知の絶縁材料を用いることができる。誘電体205の例は、高分子化合物、無機化合物の各種酸化物、複合酸化物、又は窒化物などの絶縁材料である。
<
The dielectric 205 is disposed on the
電極201に電圧が印加された場合において、誘電体205は、大きい静電容量を有することが望ましい。よって、誘電体205は、1μm以下の厚みを有する膜を形成することが可能な誘電体材料、又は高い比誘電率を有する材料を用いることができる。
When a voltage is applied to the
誘電体205が高分子化合物で構成される場合には、ディッピング法、スプレーコート法、又はスピンコート法などの公知の方法を用いて、誘電体205を形成することができる。誘電体205が無機化合物で構成される場合には、スパッタ法、スプレーコート法、又はスピンコート法などの公知の方法を用いて、誘電体205を形成することができる。 When the dielectric 205 is made of a polymer compound, the dielectric 205 can be formed using a known method such as a dipping method, a spray coating method, or a spin coating method. In the case where the dielectric 205 is made of an inorganic compound, the dielectric 205 can be formed using a known method such as a sputtering method, a spray coating method, or a spin coating method.
誘電体205と撥水膜206との剥離防止のため、誘電体205の表面は、シランカップリング剤が塗布されていたり、表面処理が施されていたりしてもよい。シランカップリング剤は、撥水膜206を構成する材料と誘電体205を構成する材料との間で共有結合を形成する。シランカップリング剤の例は、プロピルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、オクチルトリクロロシラン、デシルトリクロロシランである。フルオロアルキル鎖を有するシランカップリング剤を用いてもよい。
In order to prevent peeling between the dielectric 205 and the
<撥水膜206>
撥水膜206は、誘電体205の上に配置される。撥水膜の材料の例は、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene:PTFE)、サイトップ(登録商標)(旭ガラス製)、又はAF1600(デュポン社製)などフルオロアルキル鎖を有する化合物である。つまり、撥水膜の材料は、アモルファスフッ素樹脂である。またこれら撥水膜の材料で、分子内にシランカップリング剤を有するものは、誘電体205と高い密着性が得られるので好ましく用いることができる。上述したフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤を撥水膜206として用いてもよい。
<
The
一般的に、撥水膜206は、フルオロアルキル鎖を有することにより、高い撥水性能を有する。以下において説明するように、本願発明者らの詳細な検討によれば0.2mN/m以上0.3mN/m以下の極性力成分を有するアモルファスフッ素樹脂はEWにより溶媒が動きやすいことが分かった。
Generally, the
また、撥水膜206は、その表面上で溶媒を動作させるため、溶媒に対して付着力が弱いほうが望ましい。より具体的な一例は、溶媒203に対して、滑落角が30°以下である。
Further, since the
<溶媒203>
溶媒203の例は、アミド、グリコール、グリセリン、アミノアルコール、ヒドロキシアミン、多価アルコールおよびハロゲン化炭化水素から選択される少なくとも1種類を含む材料である。
<Solvent 203>
An example of the solvent 203 is a material including at least one selected from amide, glycol, glycerin, amino alcohol, hydroxyamine, polyhydric alcohol, and halogenated hydrocarbon.
溶媒203の具体的な例は、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテル、及びテトラブロモエタンから選択される少なくとも1つを含む。 Specific examples of the solvent 203 include at least one selected from formamide, ethylene glycol monoethyl ether, and tetrabromoethane.
本願発明者らの検討の結果、3.1mN/m以上28.8mN/m以下の極性力成分を有する溶媒がEWにより移動させやすい。また、時間が経過しても、溶媒を移動させることが可能であることが分かった。 As a result of the study by the inventors of the present application, a solvent having a polar force component of 3.1 mN / m or more and 28.8 mN / m or less is easily moved by EW. It was also found that the solvent can be moved over time.
このため、望ましい溶媒203の例は、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテルから選択される少なくとも1つを含み、かつ、極性力成分が3.1mN/m以上28.8mN/m以下である。 Therefore, an example of the desirable solvent 203 includes at least one selected from formamide and ethylene glycol monoethyl ether, and the polar force component is 3.1 mN / m or more and 28.8 mN / m or less.
さらに望ましい溶媒203の例はホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテルから選択される少なくとも1つを含み、かつ、極性力成分が3.1mN/m以上22.0mN/m以下である。 More preferable examples of the solvent 203 include at least one selected from formamide and ethylene glycol monoethyl ether, and have a polar force component of 3.1 mN / m or more and 22.0 mN / m or less.
実施例において、上述の具体的な内容を詳細に説明する。 In the embodiment, the specific contents described above will be described in detail.
なお、ホルムアミドは、所定以上に高い極性力成分、及び高い沸点を有することにより、エレクトロウェッティングによる液滴動作が安定して起きるので、特に好ましく用いることができる。 Formamide can be used particularly preferably because it has a polar force component higher than a predetermined value and a high boiling point, so that the droplet operation by electrowetting occurs stably.
また、エチレングリコールモノエチルエーテルは、所定以上の極性力成分を有し、かつ、融点が低く沸点が高いことから、特に低温動作が必要なエレクトロウェッティングによる液滴動作において好ましく用いることができる。 In addition, ethylene glycol monoethyl ether has a polar force component of a predetermined value or more and has a low melting point and a high boiling point, so that it can be preferably used in a droplet operation by electrowetting that requires a low temperature operation.
一般的にEWを利用した溶媒の移動技術は、バイオチップ又は屋外などの環境で利用される。さらに、利用目的又は使用環境によって、溶媒203はさまざまな溶質を溶解し、かつ溶解した溶質と溶媒203とが混合されて用いられる。そのため、溶媒203には、アミド、グリコール、グリセリン、アミノアルコール、ヒドロキシアミン、及び多価アルコールから選択される単独の材料で用いられてもよいが、溶解すべき溶質(生理食塩水用溶質、検査試薬用試薬、インク(着色剤)、搬送のための溶媒比重制御など)、および、種々の使用環境への対策(温度、湿度、耐光性に代表される信頼性の確保)に応じて、溶媒203の組成を調整してもよい。 Generally, solvent transfer technology using EW is used in an environment such as a biochip or outdoors. Further, depending on the purpose of use or the usage environment, the solvent 203 dissolves various solutes, and the dissolved solute and the solvent 203 are mixed and used. Therefore, the solvent 203 may be a single material selected from amide, glycol, glycerin, aminoalcohol, hydroxyamine, and polyhydric alcohol. However, the solute to be dissolved (solute for physiological saline, test) Reagents, inks (colorants), solvent specific gravity control for transport, etc.) and various countermeasures for use environments (reliability represented by temperature, humidity, and light resistance) The composition of 203 may be adjusted.
ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテルは、種々の溶媒と種々の組成で混合が可能であり、溶媒203を混合溶媒とする際に特に好ましく用いることができる。例えば、バイオチップで使用される人体または血液などの体液の検体は、低侵襲性を考慮してアルコールを溶媒として、人体から採取される場合が多い。しかし、アルコール類は、後に示すように溶媒203として動作しない、蒸発が速いなどの課題があり、検体をそのまま使用することができない。これに対し、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテルは、アルコール類と種々の組成で混合が可能であり、極性力成分の制御、蒸発の抑制の点で溶媒203の混合溶媒として有用である。 Formamide and ethylene glycol monoethyl ether can be mixed with various solvents in various compositions, and can be particularly preferably used when the solvent 203 is used as a mixed solvent. For example, a human body or a body fluid sample such as blood used in a biochip is often collected from a human body using alcohol as a solvent in consideration of minimal invasiveness. However, the alcohols have problems such as not operating as the solvent 203 and rapid evaporation as will be described later, and the specimen cannot be used as it is. In contrast, formamide and ethylene glycol monoethyl ether can be mixed with alcohols in various compositions, and are useful as a mixed solvent for the solvent 203 in terms of controlling polar force components and suppressing evaporation.
またテトラブロモエタンは、一般的な溶媒の比重が0.7-1.2g/mLであるのに対して、比重が2.97g/mLと非常に大きく、溶媒203に大きな比重が必要な場合のEW用混合溶媒として有用である。テトラブロモエタン以外のフッ化炭素水素、塩化炭化水素およびヨウ化炭化水素も同様に溶媒203に大きな比重を有する溶媒として用いることができる。 Tetrabromoethane has a very large specific gravity of 2.97 g / mL, whereas the specific gravity of a common solvent is 0.7-1.2 g / mL. It is useful as a mixed solvent for EW. Fluorocarbon hydrogen, chlorohydrocarbon and iodinated hydrocarbon other than tetrabromoethane can also be used as a solvent having a large specific gravity in the solvent 203.
本願発明者らの検討によれば、このように、2以上の溶媒を混合したり、溶媒に溶質が溶解している場合でも、EWにより溶媒の極性力成分が上述した範囲であれば、EWにより移動させやすいことが分かった。また、時間が経過しても、溶媒を移動させることが可能であることが分かった。このため、用途に応じて、溶質を溶解可能であり、かつ、EWにより移動が容易なEW用の溶媒が提供し得る。つまり、単独の溶媒では、溶質の溶解性とEWによる移動の両立が困難である場合でも、極性力成分を指標として、溶質が可能なように2以上の溶媒を混合することによって、溶質の溶解性とEWによる移動の両立が可能な溶媒を実現し得る。具体的には、例えば、アミド、グリコール、グリセリン、アミノアルコール、ヒドロキシアミン、多価アルコール、ハロゲン化炭化水素および水からなる群から選ばれる少なくとも2つを、混合後の溶媒の極性力成分が3.1mN/m以上28.8mN/m以下となるような割合で混合すればよい。より具体的には、EW用の溶媒は、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテル、テトラブロモエタンおよび水から選択される少なくとも2を含んでいてもよい。 According to the study by the inventors of the present application, even when two or more solvents are mixed or the solute is dissolved in the solvent, if the polar force component of the solvent is within the range described above by EW, EW It was found that it was easy to move. It was also found that the solvent can be moved over time. For this reason, according to a use, the solvent for EW which can melt | dissolve a solute and can be easily moved by EW can be provided. In other words, even if it is difficult to achieve both solute solubility and movement by EW with a single solvent, solute dissolution can be achieved by mixing two or more solvents so that the solute can be used with the polar force component as an index. Therefore, it is possible to realize a solvent that can achieve both compatibility and movement by EW. Specifically, for example, the polar force component of the solvent after mixing at least two selected from the group consisting of amide, glycol, glycerin, amino alcohol, hydroxyamine, polyhydric alcohol, halogenated hydrocarbon and water is 3 What is necessary is just to mix in the ratio which will be set to 0.1 mN / m or more and 28.8 mN / m or less. More specifically, the solvent for EW may contain at least 2 selected from formamide, ethylene glycol monoethyl ether, tetrabromoethane, and water.
<溶媒制御方法>
次に、図3A~図3Dを用いて、溶媒制御装置100における液滴制御方法を説明する。
<Solvent control method>
Next, a droplet control method in the
図3A~図3Dは、図1と同様に、誘電体205及び撥水膜206を省略しているが、実際は、電極201の上に、誘電体205及び撥水膜206が配置されている。
3A to 3D omit the dielectric 205 and the water-
<図3A>
図3Aに示すように、撥水膜206の上に、溶媒203を配置する。溶媒203は、少なくとも2つの電極201の上に位置する。図3Aにおいては、溶媒203は、電極201a及び電極201bの上に位置する。
<FIG. 3A>
As shown in FIG. 3A, a solvent 203 is disposed on the
<図3B>
図3Aの状態から電極201bのみに電圧が印加されるように、電圧を印加する。例えば、電極201bが、図示しない電極配線202b及び電圧印加部207と電気的に接続されている場合には、電源207により電極配線202bを介して電極201bに電圧を印加する。例えば、電極201b以外の電極201a、201c~201eは接地される。溶媒203のうち電極201bの上に位置する部分は、濡れ性の変化により接触角が小さくなり、撥水膜206との接触面積が拡大する。その結果、溶媒203は、現在の位置から電極201bの上方に向かって、移動する。
<FIG. 3B>
A voltage is applied so that a voltage is applied only to the
具体的には、図3Bに示すように、矢印Aの方向に、溶媒203は移動する。 Specifically, as shown in FIG. 3B, the solvent 203 moves in the direction of arrow A.
<図3C>
図3Bの状態から電極201cのみに電圧が印加されるように、電圧を印加する。例えば、電極201c以外の電極201a、201b、201d、及び201eは接地される。その結果、図3Cに示すように、矢印Aの方向に、溶媒203は移動する。
<FIG. 3C>
A voltage is applied so that a voltage is applied only to the
なお、電極201b及び電極201cに対して、電圧を印加しても良い。電極201b及び電極201cの両方に電圧を印加した後に、電極201cのみに電圧を印加することにより、図3Cに示すように、溶媒203を電極201cの上方に移動させることができる。
Note that a voltage may be applied to the
<図3D>
図3Cの状態から電極201cのみに電圧が印加されるように、電圧を印加する。その結果、図3Dに示すように、矢印Aの方向に、溶媒203は移動する。
<FIG. 3D>
A voltage is applied so that a voltage is applied only to the
このように、溶媒203の少なくとも一部が上部に位置する電極201に電圧を印加することにより、その電極201の上部に位置する溶媒203の濡れ性が変化する。その結果、溶媒203は、撥水膜206の上で、位置が移動する。
As described above, when a voltage is applied to the
溶媒203を図3A~図3Dに示す矢印Aの方向だけではなく、電圧を電極の位置を制御することで、矢印Aの反対方向にも溶媒203の位置を移動(制御)することができる。 The position of the solvent 203 can be moved (controlled) not only in the direction of the arrow A shown in FIGS. 3A to 3D but also in the direction opposite to the arrow A by controlling the position of the electrode with the voltage.
以下、実施例により、本開示をより詳細に説明する。 Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail by way of examples.
(実施例1)
基板204として、ガラス基板を準備した。
(Example 1)
A glass substrate was prepared as the
基板204上に、フォトリソグラフィを用いて、クロム及び金からなる電極201及び電極配線202を形成した。
On the
具体的には、基板204の上面全体に、クロム及び金を蒸着した。クロム及び金の上面にレジストを塗布した。レジストを塗布した後に、フォトマスクを用いて、露光した。露光後、レジストを除去し、エッチングすることで、クロム及び金を所望の形状に形成した。
Specifically, chromium and gold were deposited on the entire top surface of the
図1に示すように、電極201及び電極配線202の形状を形成した。電極201は、幅方向に0.5mmであり、縦方向3mmであった。ここで、幅方向とは、図1に示す左右の方向であり、後述する溶媒203が移動する方向である。縦方向は、幅方向に対して、垂直な方向である。幅方向に、40個の電極201が並ぶように形成された。各電極201の間は、50μmであった。40個の電極201は、幅方向に41mmの長さを有していた。
As shown in FIG. 1, the shape of the
誘電体205として、スパッタ法を用いて、基板204と、クロム及び金からなる電極201及び電極配線202との上に、150nmの厚みを有するSiO2を形成した。
As the dielectric 205, SiO 2 having a thickness of 150 nm was formed on the
撥水膜206として、スピンコート法を用いて、SiO2の上に、アモルファスフッ素化高分子薄膜(CYTOP(登録商標)旭硝子(株)製)を形成した。撥水膜206の膜厚はおよそ2μmであった。
As the
溶媒203は、ホルムアミドを用いた。溶媒203の量は、3μL、5μL、及び10μLの3種類であった。 As the solvent 203, formamide was used. The amount of the solvent 203 was three types: 3 μL, 5 μL, and 10 μL.
ホルムアミドを撥水膜206の上に滴下した後、電極配線202を介して、電極201に電圧150Vを印加して、溶媒203が動くか否かについて、実験を行った。
After formamide was dropped onto the water-
ホルムアミドを撥水膜206の上に滴下と同時に、電極201への電圧の印加と、電圧を印加する電極201の切替(以下、電圧印加の切替とも表記する。)を開始した。0.1秒ごとに、各電極201への電圧印加を切替えた。4秒間で、40個の電極201の端から端まで電圧が印加される条件とし、4秒ごとに電圧の印加方向を逆になるようにして、溶媒203が4秒ごとに左右に往復動作する条件とした。溶媒203の滴下直後、滴下から5分後、滴下から10分後のそれぞれの時刻に、ホルムアミドが動作するか否かの実験を行った。
Simultaneously when formamide was dropped on the water-
(実施例2)
溶媒203として、エチレングリコールモノエチルエーテルを用いた以外は、実施例1と同様に実験を行った。表1に、実験結果を示す。
(Example 2)
The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that ethylene glycol monoethyl ether was used as the solvent 203. Table 1 shows the experimental results.
(実施例3)
溶媒として、テトラブロモエタン(Tetrabromoethane:TBE)を用いたこと以外は実施例1と同様に実験を行った。表1に、実験結果を示す。
(Example 3)
The experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that tetrabromoethane (TBE) was used as the solvent. Table 1 shows the experimental results.
(比較例1)
溶媒として、水を用いたこと以外は、実施例1と同様に実験を行った。表1に、実験結果を示す。
(Comparative Example 1)
The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that water was used as the solvent. Table 1 shows the experimental results.
(比較例2)
溶媒として、エタノールを用いたこと以外は、実施例1と同様に実験を行った。表1に、実験結果を示す。
(Comparative Example 2)
The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that ethanol was used as the solvent. Table 1 shows the experimental results.
(比較例3)
溶媒として、非極性溶媒のn-ヘキサデカンを用いたこと以外は、実施例1と同様に実験を行った。表1に、実験結果を示す。
(Comparative Example 3)
The experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that n-hexadecane, a nonpolar solvent, was used as the solvent. Table 1 shows the experimental results.
<表1の実験結果>
表1に、実施例1から3、及び比較例1から3の実験結果を示す。
<Experimental results in Table 1>
Table 1 shows the experimental results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.
表1に示すように、実施例1及び実施例2の溶媒を用いた場合、溶媒の体積及び時刻に依存せず、溶媒は動作した。なお、本実施例において、溶媒が動作したか否かは、溶媒203がその時刻を過ぎて最初に動作方向が切り替わった場所を起点に、4秒経過した後、20mm以上動作したものを「動作する」と判断し、動作が20mmに満たないものを「動作しない」と判断した。溶媒が動作したか否かを判断できる方法としては、公知の方法を用いても同様の結果が得られると考えられる。 As shown in Table 1, when the solvents of Example 1 and Example 2 were used, the solvent operated regardless of the volume and time of the solvent. In this embodiment, whether or not the solvent has operated is determined by determining whether or not the solvent 203 has operated for 20 mm or more after 4 seconds have elapsed since the time when the operation direction was switched first after that time. When the operation is less than 20 mm, it was determined that “does not work”. It is considered that the same result can be obtained by using a known method as a method for determining whether or not the solvent has been operated.
実施例3のTBEは、3μLで、滴下直後、滴下から5分後、及び滴下から10分後の時に、溶媒は動作した。また、実施例3のTBEは、5μLで、滴下直後、滴下から5分後、及び滴下から10分後の時に、溶媒は動作した。 The TBE of Example 3 was 3 μL, and the solvent operated immediately after dropping, 5 minutes after dropping, and 10 minutes after dropping. The TBE of Example 3 was 5 μL, and the solvent operated immediately after the dropping, 5 minutes after the dropping, and 10 minutes after the dropping.
しかし、TBEが5μLで、かつ、滴下直後、滴下から5分後、及び滴下から10分後の時、及びTBEが10μLで、滴下直後、滴下から5分後、及び滴下から10分後の時は、TBEは動作しなかった。5μL及び10μLを有するTBEは、電圧が印加された時に、濡れ性が変化する様子は観察されたが、動かなかった。 However, when TBE is 5 μL and immediately after dropping, 5 minutes after dropping, and 10 minutes after dropping, and when TBE is 10 μL, immediately after dropping, 5 minutes after dropping, and 10 minutes after dropping. TBE did not work. TBEs with 5 μL and 10 μL were observed to change wettability when voltage was applied, but did not move.
比較例1の水は、いずれの体積においても、滴下直後は、動作した。しかし、滴下直後から水は蒸発を始め、水の体積が減少した。滴下から5分後には、3μL及び5μLの体積を有する水は蒸発し、およそ全ての水がなくなったため、動作しないと判断した。10μLの体積を有する水の場合は、5分後に数μLに満たない体積となり、動作しない状態となった。同じ体積にもかかわらず数μLで動作しなかったのは、水が蒸発したあとに撥水膜206上に汚れ(又は水垢)が付着したためと考えられる。比較例1の水は、いずれの体積においても10分後には水がなくなり、動作しないと判断した。
The water of Comparative Example 1 operated immediately after dropping in any volume. However, water started to evaporate immediately after dropping, and the volume of water decreased. Five minutes after the dropping, the water having a volume of 3 μL and 5 μL was evaporated, and it was judged that it did not operate because almost all of the water was lost. In the case of water having a volume of 10 μL, the volume became less than several μL after 5 minutes, and the device became inoperative. The reason why the device did not operate at several μL despite the same volume is thought to be that dirt (or scale) adhered to the water-
比較例2のエタノールは、いずれの体積及び時間においても、動作しなかった。電圧を印加した際、電極の上で、エタノールの濡れ性が変化する様子が確認できたが、動かなかった。これは、エタノールの極性力成分が小さいためと考えられる。また、いずれの体積を有するエタノールは、滴下から5分経過後、又は10分経過後に、蒸発した。 The ethanol of Comparative Example 2 did not operate at any volume and time. When voltage was applied, it was confirmed that ethanol wettability changed on the electrode, but it did not move. This is probably because ethanol has a small polar force component. In addition, ethanol having any volume was evaporated after 5 minutes or 10 minutes from dropping.
比較例3のn-ヘキサデカンは、いずれの体積及び時間においても、動作しなかった。電圧を印加した状態でも、n-ヘキサデカンの濡れ性が変化した様子は確認できず、n-ヘキサデカンは動作しなかった。 The n-hexadecane of Comparative Example 3 did not operate at any volume and time. Even when a voltage was applied, it was not possible to confirm a change in the wettability of n-hexadecane, and n-hexadecane did not operate.
以上の結果から、実施例1から実施例3では、溶媒を滴下から所定時間後でも、溶媒が動作するのに対して、比較例1から3では、溶媒を滴下から所定時間後は、動作しなかった。言い換えると、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテル、又はTBEを溶媒として用いることにより、溶媒を滴下から所定時間後でも、溶媒が動作することがわかった。 From the above results, in Examples 1 to 3, the solvent operates even after a predetermined time from the dropping of the solvent, whereas in Comparative Examples 1 to 3, the solvent operates after the predetermined time from the dropping of the solvent. There wasn't. In other words, by using formamide, ethylene glycol monoethyl ether, or TBE as a solvent, it was found that the solvent operates even after a predetermined time from the dropping of the solvent.
さらに、実施例1及び2は、溶媒の体積が大きい場合でも、溶媒が動作した。言い換えると、ホルムアミド、又はエチレングリコールモノエチルエーテルを溶媒として用いることにより、溶媒の体積が大きい場合でも、溶媒が動作することがわかった。 Furthermore, in Examples 1 and 2, the solvent operated even when the volume of the solvent was large. In other words, it has been found that by using formamide or ethylene glycol monoethyl ether as a solvent, the solvent operates even when the volume of the solvent is large.
次に、実施例4及び5により、ホルムアミド及びエチレングリコールモノエチルエーテルを混合した場合でも同様に効果が得られるか否かについて、実験を行った。 Next, according to Examples 4 and 5, an experiment was conducted to determine whether or not the same effect can be obtained even when formamide and ethylene glycol monoethyl ether are mixed.
(実施例4)
電極201及び電極配線202の材料は、ITOを用いた。
Example 4
ITO was used as the material of the
基板上に、電極201及び電極配線202を形成した。
The
誘電体205として、スパッタ法により、基板204と、ITOからなる電極201及び電極配線202との上に、150nmの厚みを有するSiO2を形成した。
As the dielectric 205, SiO 2 having a thickness of 150 nm was formed on the
撥水膜206として、スピンコートにより、SiO2の上に、およそ2μmの厚みを有するCYTOP(登録商標、旭硝子(株)製)を塗布した。
As the
実施例3の溶媒203として、ホルムアミド及びエチレングリコールモノエチルエーテルを混合した溶媒を用いた。表2に示すように、具体的な比率は、ホルムアミドが36.5%であり、エチレングリコールモノエチルエーテルが63.5%であった。混合割合は体積分率を示している。 As the solvent 203 of Example 3, a solvent in which formamide and ethylene glycol monoethyl ether were mixed was used. As shown in Table 2, the specific ratio was 36.5% for formamide and 63.5% for ethylene glycol monoethyl ether. The mixing ratio indicates the volume fraction.
10μLの溶媒203を撥水膜206の上に滴下した直後、及び滴下から30分後のそれぞれの時刻に、溶媒が動作するか否かの実験を行った。実験環境は、大気中であった。表3に、実験結果を示す。
An experiment was conducted to determine whether or not the solvent works immediately after dropping 10 μL of the solvent 203 on the water-
(実施例5)
溶媒として、ホルムアミド及びエチレングリコールモノエチルエーテルの混合比率が異なること以外は、実施例4と同様に実験が行われた。表2に示すように、具体的な比率は、ホルムアミドが90.7%であり、エチレングリコールモノエチルエーテルが9.3%であった。混合割合は体積分率を示している。
(Example 5)
The experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that the mixing ratio of formamide and ethylene glycol monoethyl ether was different as the solvent. As shown in Table 2, the specific ratio was 90.7% for formamide and 9.3% for ethylene glycol monoethyl ether. The mixing ratio indicates the volume fraction.
次に、実施例6により、ホルムアミド及び水を混合した場合でも同様に効果が得られるか否かについて、実験を行った。表3に、実験結果を示す。 Next, an experiment was conducted according to Example 6 to determine whether the same effect can be obtained even when formamide and water are mixed. Table 3 shows the experimental results.
(実施例6)
溶媒として、水及びホルムアミドの混合比率を用いた以外は、実施例3と同様に実験が行われた。具体的な比率は、水が20%であり、ホルムアミドが80%であった。混合割合は体積分率を示している。
(Example 6)
The experiment was performed in the same manner as in Example 3 except that the mixing ratio of water and formamide was used as the solvent. The specific ratio was 20% for water and 80% for formamide. The mixing ratio indicates the volume fraction.
なお、実施例4から6に用いた溶媒のそれぞれの材料は、JIS K6768に定められている表面張力30mN/m、40mN/m、50mN/m、60mN/mを有する材料に相当する。表3に、実験結果を示す。 In addition, each material of the solvent used in Examples 4 to 6 corresponds to a material having a surface tension of 30 mN / m, 40 mN / m, 50 mN / m, or 60 mN / m as defined in JIS K6768. Table 3 shows the experimental results.
表2に、実施例4から6の具体的な比率を示す。 Table 2 shows specific ratios of Examples 4 to 6.
<表3の実験結果>
実施例4から6に加えて、実施例2についても、10μLの溶媒203を撥水膜206の上に滴下した直後、及び滴下から30分後のそれぞれの時刻に、溶媒が動作するか否かの実験を行った。表3に、実験結果を示す。
<Experimental results in Table 3>
In addition to Examples 4 to 6, also in Example 2, whether or not the solvent operates immediately after dropping 10 μL of the solvent 203 on the water-
実施例2、及び4から6の溶媒に対する実験結果によると、滴下した直後、及び滴下から30分後のそれぞれの時刻で、溶媒が動作することがわかった。電極201をITOとで構成した場合、実施例1よりも電極201の抵抗は高くなる。つまり、電圧の印加の際には不利な条件となるが、実施例1の場合と溶媒の動作に変化はなく、実施例1及び実施例2における電極201の種類が異なることに依存した、溶媒203の動作への影響は少ないと考えられる。
According to the experimental results for the solvents of Examples 2 and 4 to 6, it was found that the solvent operates immediately after dropping and at each
なお、実施例6は、滴下から30分後の時刻において、溶媒の体積が減少していることが観察された。溶媒に含まれる水が蒸発したと考えられる。溶媒に含まれる水が蒸発した場合でも、実施例6の溶媒は動作した。
In Example 6, it was observed that the volume of the solvent decreased at the
実施例4及び5の結果から、ホルムアミド及びエチレングリコールモノエチルエーテルの混合物を溶媒に用いた時に、電圧を印加することにより溶媒が動作することがわかった。この結果から、実施例1から3の材料の混合物は、電圧が印加されることにより、溶媒は動作すると考えられる。 From the results of Examples 4 and 5, it was found that when a mixture of formamide and ethylene glycol monoethyl ether was used as the solvent, the solvent operated by applying a voltage. From this result, it is considered that the solvent of the mixture of the materials of Examples 1 to 3 operates when a voltage is applied.
実施例6の結果から、エチレングリコールモノエチルエーテル及び水の混合物を溶媒として用いた時、滴下から30分後でも、電圧を印加することにより溶媒が動作することがわかった。溶媒を水で構成した場合、滴下から30分後において、電圧を印加することにより溶媒は動作しない。つまり、実施例1から3の材料と、溶媒として用いられた場合に動作しない材料との混合物は、滴下から30分後でも、電圧を印加することにより溶媒が動作すると考えられる。これは、以下で説明するように、2種の溶媒を混合することによって、混合後の溶媒の極性力成分が、3.1mN/m以上28.8mN/m以下の値になったからと考えられる。エチレングリコールモノエチルエーテルおよび水を混合する場合、水の割合は全体の20体積%以下であれば、混合後の溶媒の極性力成分は上述した範囲を満たす。つまり、エチレングリコールモノエチルエーテルおよび水の混合溶媒は、0より大きく20体積%以下の割合で水を含むことが好ましい。
From the results of Example 6, it was found that when a mixture of ethylene glycol monoethyl ether and water was used as a solvent, the solvent was operated by applying a voltage even 30 minutes after dropping. When the solvent is composed of water, the solvent does not operate by applying a
<極性力成分の算出>
ここで、極性力成分(γP)の算出方法を説明する。式(1)、(1’)にFokes式、式(2)に拡張Fowkes式を示す。表面張力(γ)は、撥水膜および溶媒の両方について定義が可能であり、溶媒の表面張力(γL)は、式(1)に示されるFokes式により、溶媒の分散成分(γL
d)、極性成分(γL
p)、水素結合成分(γL
h)の和として表される。同様に、撥水膜の表面張力(γS)は、式(1’)に示されるFokes式により、撥水膜の分散成分(γS
d)、極性成分(γS
p)、水素結合成分(γS
h)の和として表される。
式(2)のcosθは、接触角を示す。本願明細書では、溶媒の極性力成分(γL
P)(*Pが大文字)は、極性成分(γL
p)と水素結合成分(γL
h)の和で表される。同様に、撥水膜の極性力成分(γS
P)(*Pが大文字)は、極性成分(γS
p)と水素結合成分(γS
h)の和で表される。
<Calculation of polar force component>
Here, a method for calculating the polar force component (γ P ) will be described. Formulas (1) and (1 ′) show Fokes formulas, and formula (2) shows extended Fowkes formulas. The surface tension (γ) can be defined for both the water-repellent film and the solvent. The surface tension (γ L ) of the solvent can be determined by the Fokes equation shown in the equation (1) according to the dispersion component of the solvent (γ L d ), Polar component (γ L p ), and hydrogen bond component (γ L h ). Similarly, the surface tension (γ S ) of the water-repellent film is determined by the Fokes equation shown in the expression (1 ′) according to the dispersion component (γ S d ), polar component (γ S p ), and hydrogen bond component of the water-repellent film. Expressed as the sum of (γ S h ).
In the equation (2), cos θ represents a contact angle. In the present specification, the polar force component (γ L P ) (* P is capital letters) of the solvent is represented by the sum of the polar component (γ L p ) and the hydrogen bond component (γ L h ). Similarly, the polar force component (γ S P ) (* P is capital letters) of the water repellent film is represented by the sum of the polar component (γ S p ) and the hydrogen bond component (γ S h ).
まず、γL、γL
d、γL
p、γL
hが既知の3種の溶媒(A,B,C)を用いて、γSが既知の撥水膜について、γS
d、γS
p、γS
hを算出する。具体的には、3種の溶媒(A,B,C)と撥水膜の接触角cosθA、cosθB、cosθCをそれぞれ測定する。それぞれの接触角は式(2)を満たすことから、以下の式(3)の行列が成り立ち、撥水膜の、γS
d、γS
p、γS
hを算出することができる。γの右下の添え字A、B、Cは、それぞれ3種の溶媒を示している。
この測定および算出を3種類の撥水膜X、Y、Zについて行う。これにより、撥水膜X、Y、ZについてのγS d、γS p、γS hをそれぞれ求めることができる。 This measurement and calculation are performed for three types of water-repellent films X, Y, and Z. Thereby, γ S d , γ S p , and γ S h for the water repellent films X, Y, and Z can be obtained, respectively.
γL、γL
d、γL
hが未知の溶媒のこれらの値は、式(4)に従い、接触角cosθX、cosθY、cosθZを測定し、求めた撥水膜X、Y、ZについてのγS
d、γS
p、γS
hを用いることによって、算出できる。式(4)において、γの右下の添え字X、Y、Zは、それぞれ3種の撥水膜を示している。
本実施例では、γL、γL d、γL p、γL hが既知の溶媒として、水、テトラブロモエタンおよびヘキサデカンを用いた。表4に、これらの溶媒のγL、γL d、γL p、γL hを示す。 In this example, water, tetrabromoethane, and hexadecane were used as solvents with known γ L , γ L d , γ L p , and γ L h . Table 4 shows γ L , γ L d , γ L p , and γ L h of these solvents.
撥水膜として、表5に示すサイトップ(CYTOP)、AF1600、ポリプロピレンおよびFAS-17(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-Henicosafluorododecyltrimethoxysilane)を用意し、これらの上に表4に示す溶媒を滴下した。3種の溶媒がそれぞれ異なる接触角を示すことから、接触角計(協和界面化学社製「DM500」)を用いて、撥水膜の接触角を測定した。得られた接触角を用い、式(3)により、上述の撥水膜のγS、γS d、γS p、γS h、γS Pを求めた。結果を表5に示す。 As the water repellent film, CYTOP, AF1600, polypropylene and FAS-17 (3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, 9, 9 shown in Table 5 are used. , 10,10,11,11,12,12,12-Henicosafluorododecyloxysilane), and the solvent shown in Table 4 was dropped on them. Since the three solvents show different contact angles, the contact angle of the water-repellent film was measured using a contact angle meter (“DM500” manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.). Using the obtained contact angle, γ S , γ S d , γ S p , γ S h , and γ S P of the above-described water-repellent film were obtained by Equation (3). The results are shown in Table 5.
実施例1から6および比較例1から3の溶媒の極性力成分(γL P)を求めるために、撥水膜として、サイトップ、ポリプロピレンおよびFAS-17を用い、実施例1から6および比較例1から3の溶媒をこれらの撥水膜上に滴下し、接触角を求めた。求めた接触角と、サイトップ、ポリプロピレンおよびFAS-17のγS d、γS p、γS hとを用い、式(4)から、実施例1から6および比較例1から3の溶媒のγL、γL d、γL p、γL h、γL Pを求めた。γL、γL Pを表6に示す。 In order to determine the polar force component (γ L P ) of the solvents of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3, Cytop, Polypropylene and FAS-17 were used as the water repellent film, and Examples 1 to 6 and Comparative Example The solvent of Examples 1 to 3 was dropped on these water-repellent films, and the contact angle was determined. Using the calculated contact angles and γ S d , γ S p , γ S h of Cytop, polypropylene and FAS-17, from the formula (4), the solvents of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 γ L , γ L d , γ L p , γ L h , and γ L P were determined. Table 6 shows γ L and γ L P.
表7に、上述の実施例1から6、及び比較例1から3について、溶媒の表面張力(γL)と極性力成分(γL P)とを示す。また、溶媒を滴下した直後、及び滴下から30分後に、電圧を印加することにより、溶媒が動作したか否かを示した。 Table 7 shows the surface tension (γ L ) and the polar force component (γ L P ) of the solvent for Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 described above. Moreover, immediately after dropping the solvent and 30 minutes after the dropping, a voltage was applied to indicate whether or not the solvent was operated.
<表1及び表7の実験結果>
表7に示すように、実施例1から6は、アミド、グリコール、グリセリン、アミノアルコール、ヒドロキシアミン、及び多価アルコールから選択される少なくとも1種類であり、かつ、3.1mN/m以上28.8mN/m以下の極性力成分を有する。より具的には、実施例1から6の材料は、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテル、及びテトラブロモエタンから選択される少なくとも1つを含む。これにより、溶媒を滴下して所定時間後においても、溶媒を動作させることができる。
<Experimental results of Table 1 and Table 7>
As shown in Table 7, Examples 1 to 6 are at least one selected from amide, glycol, glycerin, amino alcohol, hydroxyamine, and polyhydric alcohol, and 3.1 mN / m or more and 28. It has a polar force component of 8 mN / m or less. More specifically, the materials of Examples 1-6 include at least one selected from formamide, ethylene glycol monoethyl ether, and tetrabromoethane. Thereby, the solvent can be operated even after a predetermined time since the solvent was dropped.
なお、表7に示すように、実施例3に係るテトラブロモエタンの体積は、3μLの時は、溶媒は動作した。しかし、表1に示すように、テトラブロモエタンの体積の5μL及び10μLの時は、溶媒は動作しなかった。つまり、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテル、及びテトラブロモエタンから選択される少なくとも1つを含み、かつ、極性力成分が3.1mN/m以上28.8mN/mであっても、溶媒の体積に依存して、溶媒を動作させることができなかった。 As shown in Table 7, the solvent operated when the volume of tetrabromoethane according to Example 3 was 3 μL. However, as shown in Table 1, the solvent did not work when the volume of tetrabromoethane was 5 μL and 10 μL. That is, even if it contains at least one selected from formamide, ethylene glycol monoethyl ether, and tetrabromoethane, and the polar force component is 3.1 mN / m or more and 28.8 mN / m, the volume of the solvent Depending on the solvent could not be operated.
実施例3の極性力成分は、3.2mN/mであった。一方、実施例2の極性力成分は、実施例3の極性力成分とほぼ同様である3.3mN/mであった。しかし、表1に示すように、実施例2の溶媒は、体積に依存せず、溶媒は動作したが、実施例3では、体積に依存して、溶媒が動作するか否かに差異があった。つまり、本発明者らの検討によれば、EWにより溶媒を移動させる条件は、溶媒の極性力成分だけではなく、溶媒の材料等にも依存する場合があることが分かった。 The polar force component of Example 3 was 3.2 mN / m. On the other hand, the polar force component of Example 2 was 3.3 mN / m, which is substantially the same as the polar force component of Example 3. However, as shown in Table 1, the solvent of Example 2 did not depend on the volume and the solvent operated, but in Example 3, there was a difference in whether or not the solvent operated depending on the volume. It was. That is, according to the study by the present inventors, it has been found that the conditions for moving the solvent by EW may depend not only on the polar force component of the solvent but also on the material of the solvent.
実施例1、2、4から6のように、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテルから選択される少なくとも1つを含み、かつ、極性力成分が3.1mN/m以上28.8mN/m以下の場合に、溶媒の体積の依存を低減し、かつ、溶媒を滴下して所定時間後においても、溶媒を動作させることができる。 When containing at least one selected from formamide and ethylene glycol monoethyl ether and having a polar force component of 3.1 mN / m or more and 28.8 mN / m or less as in Examples 1, 2, 4 to 6 In addition, the dependency of the volume of the solvent can be reduced, and the solvent can be operated even after a predetermined time after the solvent is dropped.
また、実施例6では、滴下から30分後でも溶媒を動作することができたが、溶媒の体積が減少した。この結果は、溶媒は、水を含むことにより、所定以上の極性力成分を有することになるが、体積の低減を引き起こしていることを示す。体積が低減することにより、複数の電極の上に配置されることが難しくなる可能性がある。よって、溶媒が滴下された後に、溶媒の体積の低減を抑制することが望ましい。 Moreover, in Example 6, although the solvent could be operated even 30 minutes after the dropping, the volume of the solvent decreased. This result shows that the solvent has a polar force component of a predetermined level or more by containing water, but causes a reduction in volume. By reducing the volume, it may be difficult to arrange on the plurality of electrodes. Therefore, it is desirable to suppress a reduction in the volume of the solvent after the solvent has been dropped.
したがって、実施例1、2、4、及び5のように、EWに用いる溶媒は、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテルから選択される少なくとも1つを含み、かつ、3.1mN/m以上22.0mN/m以下の極性力成分を有することがより望ましい。これにより、溶媒の体積低減を抑制し、かつ、溶媒の体積の依存を低減し、かつ、溶媒を滴下して所定時間後においても溶媒を動作させることができる。実施例1、2、4、及び5の溶媒の体積は、少なくとも3μL以上10μL以下で同様の効果を得られることがわかった。 Therefore, as in Examples 1, 2, 4, and 5, the solvent used for EW includes at least one selected from formamide and ethylene glycol monoethyl ether, and is 3.1 mN / m or more and 22.0 mN. It is more desirable to have a polar force component of / m or less. Thereby, the volume reduction of the solvent can be suppressed, the dependency on the volume of the solvent can be reduced, and the solvent can be operated even after a predetermined time by dropping the solvent. It was found that the same effects can be obtained when the volume of the solvent in Examples 1, 2, 4, and 5 is at least 3 μL or more and 10 μL or less.
<駆動電圧の結果>
図4に、実施例1~6の溶媒を用いて、溶媒を動作させることができる最低駆動電圧を測定した結果を示す。図4の縦軸は、最低駆動電圧(V)であり、横軸は、溶媒の極性力成分(mN/m)である。
<Results of drive voltage>
FIG. 4 shows the results of measuring the minimum driving voltage at which the solvent can be operated using the solvents of Examples 1 to 6. The vertical axis in FIG. 4 is the lowest drive voltage (V), and the horizontal axis is the polar force component (mN / m) of the solvent.
溶媒203を撥水膜に滴下した後、印加電圧を徐々に増加させ、溶媒203が動き始める電圧を、最低駆動電圧とした。 After the solvent 203 was dropped on the water repellent film, the applied voltage was gradually increased, and the voltage at which the solvent 203 started to move was defined as the minimum driving voltage.
図4に示すように、最低駆動電圧は、γS Pが小さいほど低くなる。よって、低電圧で溶媒を動作させることができるため、γS Pが小さいことが望ましい。 As shown in FIG. 4, the minimum driving voltage becomes lower as gamma S P is small. Therefore, it is possible to operate the solvent at a low voltage, gamma S is desirably P is small.
<撥水膜の極性力成分について>
撥水膜の極性力成分により、溶媒の動作に差異があるか否かを確認した。表5に、用いた撥水膜を示す。また、表5に、これらの撥水膜のγS
d、γS
p、γS
hを示す。撥水膜の極性力成分(γS
P)は、撥水膜の極性成分(γS
p)と撥水膜の水素結合成分(γS
h)の和として表す。
<About the polar force component of the water repellent film>
It was confirmed whether there was a difference in the operation of the solvent depending on the polar force component of the water repellent film. Table 5 shows the water-repellent film used. Table 5 shows γ S d , γ S p , and γ S h of these water-repellent films. The polar force component (γ S P ) of the water repellent film is expressed as the sum of the polar component (γ S p ) of the water repellent film and the hydrogen bond component (γ S h ) of the water repellent film.
4種の撥水膜に対して、実施例1から6、比較例1から3の9種類の液体3μLを滴下して、滴下直後の溶媒の動作を観察した。結果を表8に示す。なおサイトップのデータは(表4)の滴下直後のデータと同様である。○は溶媒が移動したことを示し、×は移動しなかったことを示す。これらの定義は、表1を参照して説明した定義と同じである。 3 μL of nine types of liquids of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 were dropped on four types of water repellent films, and the behavior of the solvent immediately after the dropping was observed. The results are shown in Table 8. The Cytop data is the same as the data immediately after dropping in (Table 4). ○ indicates that the solvent has moved, and x indicates that it has not moved. These definitions are the same as those described with reference to Table 1.
表8より、撥水膜の極性力成分(γS P)の大きいポリプロピレン、FAS-17は、溶媒の極性力成分(γL P)に関わらず、動作が確認できなかった。これに対し、撥水膜の極性力成分の小さいサイトップおよびAF1600を用いる場合、実施例1から6のいずれの溶媒でも、溶媒を移動させることが可能なことが分かった。 From Table 8, the operation of polypropylene and FAS-17 having a large polar force component (γ S P ) of the water-repellent film could not be confirmed regardless of the polar force component (γ L P ) of the solvent. On the other hand, when Cytop and AF1600 having a small polar force component of the water repellent film were used, it was found that any of the solvents in Examples 1 to 6 can be used to move the solvent.
FAS-17およびサイトップの純粋水(10mL)に対する接触角は、105.7°および110°であり、静的濡れ性の観点では、これらの撥水膜は同程度の濡れ性を有していると考えられる。しかし、FAS-17およびサイトップの極性力成分には、大きな差異がみられ、この差異が、EWによる溶媒の移動能力の差をもたらしていると考えられる。 The contact angles of FAS-17 and CYTOP with pure water (10 mL) are 105.7 ° and 110 °. From the viewpoint of static wettability, these water-repellent films have comparable wettability. It is thought that there is. However, there is a large difference between the polar force components of FAS-17 and Cytop, and this difference is thought to have caused a difference in the ability of EW to move the solvent.
このように、撥水膜の極性力成分は小さいほうがEWによる溶媒の移動には好ましく、0.2mN/m以上0.3mN/m以下の極性力成分を有することが好ましいことが分かった。 Thus, it was found that the polar force component of the water-repellent film is preferably small for the movement of the solvent by EW, and preferably has a polar force component of 0.2 mN / m or more and 0.3 mN / m or less.
<その他の物性>
実施例1のホルムアミドは、比重1.13(g/cm3)であり、沸点は210℃であり、融点は2℃から3℃であり、蒸気圧0.11hPaであった。実施例2のエチレングリコールモノエチルエーテルは、比重0.93(g/cm3)であり、沸点は135℃であり、融点は-70℃であり、蒸気圧は0.5kPaであった。
<Other physical properties>
The formamide of Example 1 had a specific gravity of 1.13 (g / cm 3 ), a boiling point of 210 ° C., a melting point of 2 ° C. to 3 ° C., and a vapor pressure of 0.11 hPa. The ethylene glycol monoethyl ether of Example 2 had a specific gravity of 0.93 (g / cm 3 ), a boiling point of 135 ° C., a melting point of −70 ° C., and a vapor pressure of 0.5 kPa.
比較例1の水の比重は1であり、沸点は100℃であり、融点は0℃であり、蒸気圧は23hPaであった。実施例1及び2の材料は、水よりも高い沸点を有し、かつ、低い蒸気圧を有することにより、蒸発しにくく、かつ、体積変化も小さいので、湿度が低いなどの屋外などの環境条件で用いる溶媒に望ましく用いられる。 Comparative Example 1 had a specific gravity of 1, a boiling point of 100 ° C., a melting point of 0 ° C., and a vapor pressure of 23 hPa. Since the materials of Examples 1 and 2 have a boiling point higher than that of water and have a low vapor pressure, they are difficult to evaporate and have a small volume change. Desirably used in the solvent used in 1.
以上のように、本実施形態に係る溶媒は、溶媒を滴下した後に長時間動作させることができるため、バイオチップまたは屋外などの環境で用いる溶媒制御方法(例えば、部品の搬送など)において、好適に用いられる。 As described above, since the solvent according to this embodiment can be operated for a long time after the solvent is dropped, it is suitable for a solvent control method (for example, transportation of parts) used in an environment such as a biochip or outdoors. Used for.
本開示に係る溶媒制御方法は、EWにより安定的に溶媒を制御するために有用であり、特に、バイオチップ等による、溶媒、試薬、検査試料の移動、又は屋外環境における溶媒除去、部品搬送の分野などに活用できる。 The solvent control method according to the present disclosure is useful for stably controlling a solvent by EW. In particular, the removal of a solvent, a reagent, a test sample by a biochip or the like, or solvent removal in an outdoor environment, component transportation Can be used in fields.
201、201a、201b、201c、201d、201e 電極
202、202a、202b、202c、202d、202e 電極配線
203 溶媒
204 基板
205 誘電体
206 撥水膜
207 電源
201, 201a, 201b, 201c, 201d,
Claims (10)
前記溶媒制御装置は、
基板と、
前記基板上に配置される複数の電極と、
前記基板及び前記複数の電極を覆うように配置されている誘電体と、
前記誘電体の上に配置され、かつ、撥水性を有する撥水膜とを備え、
前記複数の電極に電圧を印加することにより、前記撥水膜の上の溶媒の位置を制御し、
前記溶媒は、ホルムアミド、エチレングリコールモノエチルエーテル、及びテトラブロモエタンからなる群から選ばれる少なくとも1つを含み、かつ、3.1mN/m以上28.8mN/m以下の極性力成分を有する、溶媒制御方法。 A solvent control method for controlling the position of a solvent using a solvent control device,
The solvent control device includes:
A substrate,
A plurality of electrodes disposed on the substrate;
A dielectric disposed to cover the substrate and the plurality of electrodes;
A water-repellent film disposed on the dielectric and having water repellency;
By applying a voltage to the plurality of electrodes, the position of the solvent on the water repellent film is controlled,
The solvent includes at least one selected from the group consisting of formamide, ethylene glycol monoethyl ether, and tetrabromoethane, and has a polar force component of 3.1 mN / m or more and 28.8 mN / m or less. Control method.
請求項1に記載の溶媒制御方法。 The solvent includes at least two selected from the group consisting of formamide, ethylene glycol monoethyl ether, and water.
The solvent control method according to claim 1.
請求項2に記載の溶媒制御方法。 The solvent has a polar force component of 3.1 mN / m or more and 22.0 mN / m or less,
The solvent control method according to claim 2.
請求項3に記載の溶媒制御方法。 The solvent has a volume of 3 μL or more and 10 μL or less;
The solvent control method according to claim 3.
請求項1から4のいずれかに記載の溶媒制御方法。 The water repellent film has a polar force component of 0.2 mN / m or more and 0.3 mN / m or less,
The solvent control method according to claim 1.
請求項7に記載のエレクトロウェッティング用溶媒。 The electrowetting solvent includes at least two selected from formamide, ethylene glycol monoethyl ether, tetrabromoethane, and water.
The solvent for electrowetting of Claim 7.
請求項8に記載のエレクトロウェッティング用溶媒。 The electrowetting solvent includes at least two selected from formamide, ethylene glycol monoethyl ether, and water.
The solvent for electrowetting of Claim 8.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013083533 | 2013-04-12 | ||
| JP2013-083533 | 2013-04-12 | ||
| JP2013-121520 | 2013-06-10 | ||
| JP2013121520A JP2016116248A (en) | 2013-04-12 | 2013-06-10 | Solvent control method, and solvent for use in solvent control method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2014167858A1 true WO2014167858A1 (en) | 2014-10-16 |
Family
ID=51689277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2014/002052 Ceased WO2014167858A1 (en) | 2013-04-12 | 2014-04-09 | Solvent control method and solvent for electrowetting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2014167858A1 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017075295A1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-04 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic electrowetting device apparatus having a covalently bound hydrophobic surface |
| US9815056B2 (en) | 2014-12-05 | 2017-11-14 | The Regents Of The University Of California | Single sided light-actuated microfluidic device with integrated mesh ground |
| US20200171501A1 (en) * | 2017-04-26 | 2020-06-04 | Berkeley Lights, Inc. | Biological Process Systems and Methods Using Microfluidic Apparatus Having an Optimized Electrowetting Surface |
| US10723988B2 (en) | 2015-04-22 | 2020-07-28 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic cell culture |
| US10799865B2 (en) | 2015-10-27 | 2020-10-13 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic apparatus having an optimized electrowetting surface and related systems and methods |
| US11007520B2 (en) | 2016-05-26 | 2021-05-18 | Berkeley Lights, Inc. | Covalently modified surfaces, kits, and methods of preparation and use |
| US11596941B2 (en) | 2014-12-08 | 2023-03-07 | Berkeley Lights, Inc. | Lateral/vertical transistor structures and process of making and using same |
| CN117046532A (en) * | 2023-08-18 | 2023-11-14 | 嘉庚创新实验室 | Microfluidic chip and preparation method thereof |
| US12220697B2 (en) | 2018-11-19 | 2025-02-11 | Bruker Cellular Analysis | Microfluidic device with programmable switching elements |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10267801A (en) * | 1997-03-24 | 1998-10-09 | Advance Co Ltd | Handling apparatus for liqiud fine particle |
| JP2004336898A (en) * | 2003-05-08 | 2004-11-25 | Olympus Corp | Liquid moving means |
| JP2005257569A (en) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry Science & Technology | Electrically controllable microdroplet transport device |
| JP2006201083A (en) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Hitachi High-Technologies Corp | Chemical analysis apparatus and analysis device |
| JP2007209112A (en) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Sony Corp | Liquid transfer device |
| JP2007290366A (en) * | 2006-03-31 | 2007-11-08 | Brother Ind Ltd | Droplet transfer device, valve, storage device, and display device |
| JP2013028072A (en) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Sharp Corp | Contamination-resistant structure, and method for performing the same |
-
2014
- 2014-04-09 WO PCT/JP2014/002052 patent/WO2014167858A1/en not_active Ceased
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10267801A (en) * | 1997-03-24 | 1998-10-09 | Advance Co Ltd | Handling apparatus for liqiud fine particle |
| JP2004336898A (en) * | 2003-05-08 | 2004-11-25 | Olympus Corp | Liquid moving means |
| JP2005257569A (en) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry Science & Technology | Electrically controllable microdroplet transport device |
| JP2006201083A (en) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Hitachi High-Technologies Corp | Chemical analysis apparatus and analysis device |
| JP2007209112A (en) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Sony Corp | Liquid transfer device |
| JP2007290366A (en) * | 2006-03-31 | 2007-11-08 | Brother Ind Ltd | Droplet transfer device, valve, storage device, and display device |
| JP2013028072A (en) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Sharp Corp | Contamination-resistant structure, and method for performing the same |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9815056B2 (en) | 2014-12-05 | 2017-11-14 | The Regents Of The University Of California | Single sided light-actuated microfluidic device with integrated mesh ground |
| US10569271B2 (en) | 2014-12-05 | 2020-02-25 | The Regents Of The University Of California | Single-sided light-actuated microfluidic device with integrated mesh ground |
| US11596941B2 (en) | 2014-12-08 | 2023-03-07 | Berkeley Lights, Inc. | Lateral/vertical transistor structures and process of making and using same |
| US10723988B2 (en) | 2015-04-22 | 2020-07-28 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic cell culture |
| US12134758B2 (en) | 2015-04-22 | 2024-11-05 | Bruker Cellular Analysis, Inc. | Microfluidic cell culture |
| US11365381B2 (en) | 2015-04-22 | 2022-06-21 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic cell culture |
| JP2021126656A (en) * | 2015-10-27 | 2021-09-02 | バークレー ライツ,インコーポレイテッド | Microfluidic electrowetting device system having covalently bonded hydrophobic surface |
| JP2018535088A (en) * | 2015-10-27 | 2018-11-29 | バークレー ライツ,インコーポレイテッド | Microfluidic electrowetting device apparatus with covalently bonded hydrophobic surfaces |
| US10799865B2 (en) | 2015-10-27 | 2020-10-13 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic apparatus having an optimized electrowetting surface and related systems and methods |
| EP3370868B1 (en) * | 2015-10-27 | 2020-12-09 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic electrowetting device apparatus having a covalently bound hydrophobic surface |
| KR20180072812A (en) * | 2015-10-27 | 2018-06-29 | 버클리 라잇츠, 인크. | Microfluidic electro-wetting device device having a hydrophobic surface bound to covalent bonds |
| EP3862088A1 (en) * | 2015-10-27 | 2021-08-11 | Berkeley Lights, Inc. | Method of manufcturing microfluidic electrowetting device having a covalently bound hydrophobic surface |
| WO2017075295A1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-04 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic electrowetting device apparatus having a covalently bound hydrophobic surface |
| AU2016344171B2 (en) * | 2015-10-27 | 2021-09-23 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic electrowetting device apparatus having a covalently bound hydrophobic surface |
| CN114289087A (en) * | 2015-10-27 | 2022-04-08 | 伯克利之光生命科技公司 | Microfluidic devices with optimized electrowetting surfaces and related systems and methods |
| US11964275B2 (en) | 2015-10-27 | 2024-04-23 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic apparatus having an optimized electrowetting surface and related systems and methods |
| KR102426825B1 (en) | 2015-10-27 | 2022-07-28 | 버클리 라잇츠, 인크. | Microfluidic Electrowetting Device Apparatus With Covalently Bound Hydrophobic Surfaces |
| TWI781484B (en) * | 2015-10-27 | 2022-10-21 | 美商伯克利之光生命科技公司 | Microfluidic apparatus having an optimized electrowetting surface and related systems and methods |
| CN108472649A (en) * | 2015-10-27 | 2018-08-31 | 伯克利之光生命科技公司 | Microfluidic devices with optimized electrowetting surfaces and related systems and methods |
| CN114289087B (en) * | 2015-10-27 | 2024-03-26 | 伯克利之光生命科技公司 | Microfluidic devices with optimized electrowetting surfaces and related systems and methods |
| US11801508B2 (en) | 2016-05-26 | 2023-10-31 | Berkeley Lights, Inc. | Covalently modified surfaces, kits, and methods of preparation and use |
| US11007520B2 (en) | 2016-05-26 | 2021-05-18 | Berkeley Lights, Inc. | Covalently modified surfaces, kits, and methods of preparation and use |
| US12280370B2 (en) | 2016-05-26 | 2025-04-22 | Bruker Cellular Analysis, Inc. | Covalently modified surfaces, kits, and methods of preparation and use |
| US20200171501A1 (en) * | 2017-04-26 | 2020-06-04 | Berkeley Lights, Inc. | Biological Process Systems and Methods Using Microfluidic Apparatus Having an Optimized Electrowetting Surface |
| US12220697B2 (en) | 2018-11-19 | 2025-02-11 | Bruker Cellular Analysis | Microfluidic device with programmable switching elements |
| CN117046532A (en) * | 2023-08-18 | 2023-11-14 | 嘉庚创新实验室 | Microfluidic chip and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2014167858A1 (en) | Solvent control method and solvent for electrowetting | |
| Li et al. | Ionic-surfactant-mediated electro-dewetting for digital microfluidics | |
| US20180059056A1 (en) | Electrowetting on dielectric device including surfactant containing siloxane group | |
| US11964275B2 (en) | Microfluidic apparatus having an optimized electrowetting surface and related systems and methods | |
| Boban et al. | Smooth, all-solid, low-hysteresis, omniphobic surfaces with enhanced mechanical durability | |
| AU2016344171B2 (en) | Microfluidic electrowetting device apparatus having a covalently bound hydrophobic surface | |
| Chang et al. | Driving characteristics of the electrowetting-on-dielectric device using atomic-layer-deposited aluminum oxide as the dielectric | |
| Abdelgawad et al. | Low-cost, rapid-prototyping of digital microfluidics devices | |
| Cao et al. | Electrowetting on liquid-infused membrane for flexible and reliable digital droplet manipulation and application | |
| CN103293661B (en) | Electrowetting display element | |
| Hu et al. | Electrowetting devices with transparent single-walled carbon nanotube electrodes | |
| US11325127B2 (en) | Methods for fluid manipulation by electrodewetting | |
| CN101669060B (en) | Dispensing method and device for dispensing | |
| JP2012181513A (en) | Hydrophobic dielectric film for electrowetting | |
| Ma et al. | Direct measurement of solid-liquid interfacial energy using a meniscus | |
| JP4666531B2 (en) | Image display device | |
| Bernetski et al. | Characterization of electrowetting, contact angle hysteresis, and adhesion on digital microfluidic devices with inkjet-printed electrodes | |
| JP5380831B2 (en) | Organic transistor and manufacturing method thereof | |
| Sakanoue et al. | Fluorosurfactant-assisted photolithography for patterning of perfluoropolymers and solution-processed organic semiconductors for printed displays | |
| JP2016116248A (en) | Solvent control method, and solvent for use in solvent control method | |
| Geng et al. | Anti-biofouling droplet manipulation by slippery liquid infused porous surface (SLIPS) integrated with electrowetting and liquid-dielectrophoresis | |
| Kim et al. | Complementary electrowetting devices on plasma-treated fluoropolymer surfaces | |
| CN109557659A (en) | The manufacturing method of Electrowetting device and Electrowetting device | |
| JP2016112498A (en) | Liquid droplet driving device | |
| Kim et al. | Evaporation of sessile droplets of dilute aqueous solutions containing sodium n-alkylates from polymer surfaces: Influences of alkyl length and concentration of solute |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14782823 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| DPE1 | Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101) | ||
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14782823 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |