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マイクロ流体デバイス
Microfluidic Devices
ポンプと流体コンポーネントの統合

Bartels Mikrotechnik GmbHのサービス詳細,マイクロダイヤフラムポンプの事例はこちら

Bartelsのマイクロダイヤフラムポンプと,チップ,バルブ,センサ等のマイクロ流体コンポーネントの統合例を動画で紹介いたします。動画内で使用している装置や関連アイテムを,各動画の後に掲載しています。

Lab-on-a-chipとPOCTアプリケーション

マイクロポンプmp6とmicrofluidic ChipShopのマイクロ流体チップ,形状記憶式マイクロバルブ,高精度流量センサ等を組み合わせることで,小型で費用効果の高い,Lab-on-a-chipベースのPOCTデバイスを実現することができます。


マイクロポンプmp6による4試薬の同時送液



マイクロポンプmp6による4試薬の同時送液

アプリケーション
制御基板mp-Multiboardとマイクロポンプmp6,ポンプ制御ドライバ,マイクロ流体チップの接続。1試薬送液(highdriverもしくはlowdriver使用)の場合と,4試薬送液(highdriver4使用)の場合の2パターンを紹介。

リザーバからマイクロポンプmp6にて試薬が吸引され,マイクロ流体チップを経由して回収リザーバへと送液される。
制御ソフトウェアでは,各ポンプの振幅や周波数,on/offのタイミングを設定できる。

構成品 (4試薬送液の場合)

プロダクトコード 製品名 製造者 個数
mp6-liq マイクロポンプmp6シリーズ Bartels Mikrotechnik 4
mp-Multiboard mp-Multiboard (制御基板) Bartels Mikrotechnik 1
mp-Highdriver4 mp-Highdriver4 (ポンプドライバ) Bartels Mikrotechnik 1
mp-t 1.3 mm mp-t 1.3 mm (タイゴンチュービング) Bartels Mikrotechnik 1
10000571 直線流路チップ [560] (Topas) microfluidic ChipShop 1
10000116 Mini Luerコネクタ (TPE,10個入) microfluidic ChipShop 1
10000043 操作フレーム (チップホルダ) microfluidic ChipShop 1


マイクロポンプmp6とマイクロ流体チップを用いたPOCT



マイクロポンプmp6とマイクロ流体チップを用いたPOCT

アプリケーション
Bartelsのマイクロポンプmp6とmicrofluidic ChipShopの回転バルブテストチップを使用してサンプルや複数の試薬を連続的に送液し,光学分析を行う。

1. サンプルの抽出→マイクロ流体チップ(光学センサ用のチャンバ付き)への送液→光学センサで分析
2. チップ上の回転バルブでインプット流路の切り替え→新たな試薬で1と同様の送液,検出
3. 回転バルブでインプット流路の切り替え→手動でチュービング(チップ/ポンプ間)の接続の切り替え→新たな試薬で1と同様の送液,検出

構成品

プロダクトコード 製品名 製造者 個数
mp6-liq マイクロポンプmp6シリーズ Bartels Mikrotechnik 3
mp-Multiboard mp-Multiboard (制御基板) Bartels Mikrotechnik 1
mp-Highdriver4 mp-Highdriver4 (ポンプドライバ) Bartels Mikrotechnik 1
mp-t 1.3 mm mp-t 1.3 mm (タイゴンチュービング) Bartels Mikrotechnik 1
10000794 センサ搭載用チップ「回転バルブプラットフォーム」 [673] microfluidic ChipShop 1
10001363 センサ搭載用チップの接着テープ (菱形チャンバ用) microfluidic ChipShop 1
10000742 回転バルブテストチップ用 アクチュエータ microfluidic ChipShop 1
10000116 Mini Luerコネクタ (TPE,10個入) microfluidic ChipShop 1

センサやバルブを使用したマイクロ流体システムの拡張

以下の動画では,マイクロポンプmp6とマイクロ流体センサやバルブとの相互作用に焦点を当て,Bartelsの製品とパートナー企業のコンポーネントの様々な組み合わせを紹介いたします。


マイクロポンプmp6と流量センサ



マイクロポンプmp6と流量センサ

アプリケーション
マイクロポンプmp6でリザーバから試薬を吸引し,流量センサで流量を測定しながら回収リザーバへと送液する。ポンプと流量センサは,Bartelsの制御基板mp-Multiboardに接続し,ソフトウェアで操作する。


構成品

プロダクトコード 製品名 製造者 個数
mp6-liq マイクロポンプmp6シリーズ Bartels Mikrotechnik 1
mp-damper mp-damper (脈動を減らし,流量センサの精度を向上) Bartels Mikrotechnik 1
mp-Multiboard mp-Multiboard (制御基板) Bartels Mikrotechnik 1
mp-Highdriver
mp-Lowdriver
mp-Highdriver (ポンプドライバ,高流量向け)
mp-Lowdriver (ポンプドライバ,低流量向け)
Bartels Mikrotechnik 1
mp-t 1.3 mm mp-t 1.3 mm (タイゴンチュービング) Bartels Mikrotechnik 1
SLF3s-1300F SLF3s-1300F (流量センサ) Sensirion 1


小型軽量のマイクロ流体注入システム



マイクロ流体注入と逆方向送液システム(リバーサー)

アプリケーション
1. 注入システム
バルブにより,色の異なる3種類の試薬をリザーバからマイクロ流体チップに送液する。流量例: 1000 µL/min, 250 µL/min,80 µL/min。

2. 逆方向送液システム(リバーサー)
稼働させると青色の試薬の送液,逆送液が高速で切り替え可能。直線流路チップ上で試薬の行き来が見られる。流量例: 250 µL/min。


構成品 (流体注入のみ)

プロダクトコード 製品名 製造者 個数
mp6-liq マイクロポンプmp6シリーズ Bartels Mikrotechnik 1
mpSmart-Lowdosing mpSmart-Lowdosing flow controller Bartels Mikrotechnik 1
mp-damper mp-damper (脈動を減らし,流量センサの精度を向上) Bartels Mikrotechnik 1
mp-t 1.3 mm mp-t 1.3 mm (タイゴンチュービング) Bartels Mikrotechnik 1
SLF3s-0600F SLF3s-0600F (流量センサ) Sensirion 1
mp-y mp-y (Yコネクタ) Bartels Mikrotechnik 2
Series09 2/2-way NC-Valve Series 09 (バルブ) memetis 3
ECU-P2 ECU (バルブ用電子制御ユニット) memetis 2
10001134 直線流路チップ [268] (Topas) microfluidic ChipShop 1
10000080 Luerコネクタ (PP,10個入り) microfluidic ChipShop 1
10000044 操作フレーム (チップホルダ) microfluidic ChipShop 1
10000761 タンク [639] microfluidic ChipShop 3

逆方向送液(リバーサー)の構成についてはお問い合わせください。



マイクロポンプmp6とマイクロバルブ



マイクロポンプmp6とマイクロバルブ

アプリケーション
マイクロポンプmp6を用いてリザーバから試薬を吸引し,マイクロ流体バルブを通って下流のリザーバへと送液する。高砂電気工業製のバルブはBartelsの制御基板mp-Multiboardを介して,memetis製のバルブは同社の制御ユニットを介してソフトウェアで操作する。(2021年11月現在)


構成品 (高砂電気工業のバルブ使用時)

プロダクトコード 製品名 製造者 個数
mp6-liq マイクロポンプmp6シリーズ Bartels Mikrotechnik 2
mp-Multiboard mp-Multiboard (制御基板) Bartels Mikrotechnik 1
mp-Highdriver4 mp-Highdriver4 (ポンプドライバ)* Bartels Mikrotechnik 1
mp-t 1.3 mm mp-t 1.3 mm (タイゴンチュービング) Bartels Mikrotechnik 1
mp-valvedriver mp-valvedriver (バルブドライバ) Bartels Mikrotechnik 1
SMV-2R-BN1F SMV-2R-BN1F (バルブ) Takasago Electronic 2

*動画内ではポンプを2個使用しているため,構成品にはポンプを4個まで接続可能なmp-Highdriver4を記載しています。


構成品 (memetisのバルブ使用時)

プロダクトコード 製品名 製造者 個数
mp6-liq マイクロポンプmp6シリーズ Bartels Mikrotechnik 1
mp-Multiboard mp-Multiboard (制御基板) Bartels Mikrotechnik 1
mp-Highdriver
mp-Lowdriver
mp-Highdriver (ポンプドライバ,高流量向け)
mp-Lowdriver (ポンプドライバ,低流量向け)
Bartels Mikrotechnik 1
mp-t 1.3 mm mp-t 1.3 mm (タイゴンチュービング) Bartels Mikrotechnik 1
Series09 2/2-Way NC-Valve Series 09 (バルブ) memetis 1
ECU-P2 ECU (バルブ用電子制御ユニット) memetis 1


マイクロポンプmp6と圧力センサ



マイクロポンプmp6と圧力センサ

アプリケーション
マイクロポンプmp6を用いた気泡の発生。420 mmの水柱に対して ≤ 42 mbarの流体静力学的圧力で気泡を発生させる。

マイクロポンプmp6と圧力センサは,Bartelsの制御基板mp-Multiboardを介してソフトウェアでパラメータを制御する。


構成品

プロダクトコード 製品名 製造者 個数
mp6-liq マイクロポンプmp6シリーズ Bartels Mikrotechnik 1
mp-Multiboard mp-Multiboard (制御基板) Bartels Mikrotechnik 1
mp-Highdriver
mp-Lowdriver
mp-Highdriver (ポンプドライバ,高流量向け)
mp-Lowdriver (ポンプドライバ,低流量向け)
Bartels Mikrotechnik 1
mp-t 1.3 mm mp-t 1.3 mm (タイゴンチュービング) Bartels Mikrotechnik 1
ABPMANV015PG2A3 Digital pressure sensor (圧力センサ) Honeywell International 1

ケーススタディ

マイクロポンプmp6を用いた,特定の条件下での送液の様子を紹介いたします。


マイクロポンプmp6による超微量な高粘度液体の送液



Case Study: Smart Dispensing of Liquids in the range of Micro- & Nanoliters (超低速送液の様子)

アプリケーション
マイクロポンプmp6と制御コントローラmp-Labtronixを用いた,ナノレベルの超微量な高粘度液体の送液を紹介。
この動画では,microfluidic ChipShopの直線流路チップの流路を,液体が超低速で進む様子を確認できる。


構成品

プロダクトコード 製品名 製造者 個数
mp6-liq マイクロポンプmp6シリーズ Bartels Mikrotechnik 1
mp-Labtronix mp-Labtronix (ポンプ制御コントローラ) Bartels Mikrotechnik 1
mp6-con mp6-con (mp-Labtronix専用ケーブル) Bartels Mikrotechnik 1
mp-t 1.3 mm mp-t 1.3 mm (タイゴンチュービング) Bartels Mikrotechnik 1
mp-hc mp-hc (高圧アプリケーション時に使用する固定用ホースクリップ) Bartels Mikrotechnik 1
10001134 直線流路チップ [268] (Topas) microfluidic ChipShop 1
10000080 Luerコネクタ (PP,10個入り) microfluidic ChipShop 1
10000032 PTFEチューブ (内径: 0.5 mm,外径: 1 mm) 1 m microfluidic ChipShop 1
10000031 シリコーンチューブ (内径: 0.76 mm,外径: 1.65 mm) 1 m microfluidic ChipShop 1