Способ и устройство для разделения несмешиваемых жидкостей с целью эффективного отделения по меньшей мере одной из жидкостей - RU2017108168A
Код документа: RU2017108168A
Формула
1. Способ, включающий:
обеспечение наличия устройства для разделения фаз, включающего пористую мембрану, имеющую фильтрующую поверхность, где фильтрующая поверхность имеет неплоскую конфигурацию, которая образует приемную полость;
помещение смеси жидкостей в приемную полость пористой мембраны, где смесь жидкостей включает полярную жидкость и неполярную жидкость, несмешиваемые друг с другом; при этом фильтрующая поверхность, расположенная вдоль приемной полости, выполнена так, что она препятствует течению полярной жидкости через фильтрующую поверхность и не препятствует течению неполярной жидкости внутрь пористой мембраны; и
обеспечение возможности течения неполярной жидкости внутрь пористой мембраны; при этом полярная жидкость образует каплю внутри приемной полости, в тогда как неполярная жидкость протекает внутрь пористой мембраны.
2. Способ по п. 1, в котором полярная жидкость имеет большую плотность, чем неполярная жидкость.
3. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором фильтрующая поверхность гидрофобна.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором пористая мембрана гидрофобна.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором фильтрующая поверхность контактирует со смесью жидкостей на различных глубинах приемной полости.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором приемная полость имеет вогнутую форму.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором приемная полость имеет коническую форму.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере часть фильтрующей поверхности имеет радиус кривизны.
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором большая часть фильтрующей поверхности имеет наклон, который линейно изменяется по мере увеличения глубины приемной полости.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором приемная полость имеет дно, расположенное на максимальной глубине приемной полости, причем дно расположено в центре приемной полости.
11. Способ по любому из пп. 1-9, в котором приемная полость имеет дно, расположенное на максимальной глубине приемной полости, и фильтрующая поверхность имеет наклонный участок, поднимающийся от дна до отверстия для доступа в приемную полость.
12. Способ по любому из пп. 1-9, в котором приемная полость имеет дно, расположенное на максимальной глубине приемной полости, и фильтрующая поверхность образует фигуру вращения, симметричную относительно оси полости, проходящей через дно.
13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором приемная полость имеет отверстие для доступа, ограниченное краем полости, и приемная полость имеет максимальную глубину, величина которой меньше максимального диаметра отверстия для доступа.
14. Способ по п. 13, в котором аспектное отношение максимального диаметра к максимальной глубине составляет 1,5:1 или более.
15. Способ по п. 13, в котором аспектное отношение максимального диаметра к максимальной глубине составляет 2:1 или более.
16. Способ по любому из пп. 1-12, в котором приемная полость имеет отверстие для доступа, ограниченное краем полости, и приемная полость имеет максимальную глубину, величина которой больше максимального диаметра отверстия для доступа.
17. Способ по п. 16, в котором аспектное отношение максимального диаметра к максимальной глубине составляет 1:2 или менее.
18. Способ по п. 16, в котором аспектное отношение максимального диаметра к максимальной глубине составляет 1:3 или менее.
19. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором капля образует краевой угол с фильтрующей поверхностью, где краевой угол больше или равен 60°.
20. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором капля имеет наружную поверхность, имеющую выпуклый контур.
21. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором пористая мембрана включает абсорбирующую область, расположенную вблизи приемной полости, где абсорбирующая область имеет объем, величина которого превышает объем приемной полости.
22. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором пористая мембрана заключена между фильтрующей поверхностью и наружной поверхностью, причем наружная поверхность пропускает поток неполярной жидкости из пористой мембраны.
23. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором пористая мембрана включает политетрафторэтилен (ПТФЭ).
24. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором размер пор пористой мембраны составляет от 10 мкм до 50 мкм.
25. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором размер пор пористой мембраны составляет от 20 мкм до 40 мкм.
26. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором пористость пористой мембраны составляет от 40% до 70%.
27. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором пористость пористой мембраны составляет от 50% до 65%.
28. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере 75% неполярной жидкости удаляются из приемной полости в течение 30 секунд.
29. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере 85% неполярной жидкости удаляются из приемной полости в течение 30 секунд.
30. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере 95% неполярной жидкости удаляются из приемной полости в течение 30 секунд.
31. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере 98% неполярной жидкости удаляются из приемной полости в течение 30 секунд.
32. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере 85% неполярной жидкости удаляются из приемной полости в течение 20 секунд.
33. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере 85% неполярной жидкости удаляются из приемной полости в течение 10 секунд.
34. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере 85% неполярной жидкости удаляются из приемной полости в течение 5 секунд.
35. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором помещение смеси жидкостей в приемную полость включает помещение измеренного объема.
36. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором при помещении смеси жидкостей в приемную полость, как полярная жидкость, так и неполярная жидкость имеет соответствующий объем, и соответствующий объем неполярной жидкости превышает соответствующий объем полярной жидкости.
37. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором отношение соответствующего объема неполярной жидкости к соответствующему объему полярной жидкости составляет по меньшей мере 2:1.
38. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором отношение соответствующего объема неполярной жидкости к соответствующему объему полярной жидкости составляет по меньшей мере 5:1.
39. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором отношение соответствующего объема неполярной жидкости к соответствующему объему полярной жидкости составляет по меньшей мере 10:1.
40. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором капля расположена по центру приемной полости.
41. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий удаление капли из приемной полости.
42. Способ по п. 41, в котором не более 25% объема удаленной капли представляет собой неполярную жидкость.
43. Способ по п. 41, в котором не более 10% объема удаленной капли представляет собой неполярную жидкость.
44. Способ по п. 41, в котором не более 5% объема удаленной капли представляет собой неполярную жидкость.
45. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором обеспечение возможности течения неполярной жидкости внутрь пористой мембраны не включает перемещение устройства для разделения фаз с целью усиления течения неполярной жидкости внутрь пористой мембраны.
46. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором обеспечение возможности течения неполярной жидкости внутрь пористой мембраны не включает встряхивание устройства для разделения фаз или создания центростремительной силы для осуществления течения неполярной жидкости внутрь пористой мембраны.
47. Способ по любому из пп. 1-41, в котором обеспечение возможности течения неполярной жидкости внутрь пористой мембраны включает перемещение устройства для разделения фаз с целью усиления течения неполярной жидкости внутрь пористой мембраны.
48. Способ по любому из пп. 1-41, в котором обеспечение возможности течения неполярной жидкости внутрь пористой мембраны включает по меньшей мере одно из следующих воздействий: встряхивание устройства для разделения фаз или создание центростремительной силы для осуществления течения неполярной жидкости внутрь пористой мембраны.
49. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором устройство для разделения фаз включает множество приемных полостей, и этап помещения смеси жидкостей включает помещение смеси жидкостей в каждую из приемных полостей.
50. Способ по п. 49, в котором приемные полости включают первую приемную полость и вторую приемную полость, и полярная жидкость смеси жидкостей, находящейся в первой приемной полости, отличается от полярной жидкости смеси жидкостей, находящейся во второй приемной полости.
51. Способ по п. 49 или 50, в котором фильтрующая поверхность пористой мембраны образует каждую из приемных полостей.
52. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором устройство для разделения фаз имеет высоту, величина которой превышает ширину или длину устройства для разделения фаз.
53. Способ по любому из пп. 1-48, в котором устройство для разделения фаз включает трубку, и размеры и форма пористой мембраны подходят для ее размещения в трубке.
54. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий удаление смеси жидкостей из цифрового жидкодинамического (DF) устройства перед подачей в него смеси жидкостей.
55. Способ по п. 54, дополнительно включающий получение биологического образца с помощью устройства DF, причем биологический образец находится в полярной жидкости, имеющейся в смеси жидкостей.
56. Способ по п. 55, в котором биологический образец включает библиотеку фрагментированных нуклеиновых кислот.
57. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий удаление капли из приемной полости и использование капли для проведения заданных биохимических реакций.
58. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором обеспечение наличия устройства для разделения фаз включает ориентацию устройства для разделения фаз таким образом, чтобы сила тяжести удерживала смесь жидкостей в приемной полости.
59. Устройство для разделения фаз, включающее пористую мембрану, имеющую фильтрующую поверхность, где фильтрующая поверхность имеет неплоскую конфигурацию, которая образует приемную полость, и при этом фильтрующая поверхность выполнена так, чтобы препятствовать течению полярной жидкости внутрь пористой мембраны и не препятствовать течению неполярной жидкости внутрь пористой мембраны.
60. Устройство для разделения фаз по п. 59, в котором фильтрующая поверхность гидрофобна.
61. Устройство для разделения фаз по п. 58 или пункт формулы изобретения 59, в котором пористая мембрана гидрофобна.
62. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-61, в котором фильтрующая поверхность выполнена так, что она контактирует со смесью жидкостей на различных глубинах.
63. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-62, в котором приемная полость имеет вогнутую форму.
64. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-63, в котором приемная полость имеет коническую форму.
65. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-64, в котором по меньшей мере часть фильтрующей поверхности имеет радиус кривизны.
66. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-65, в котором большая часть фильтрующей поверхности имеет наклон, который линейно увеличивается по мере увеличения глубины.
67. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-66, в котором приемная полость имеет дно, расположенное на максимальной глубине приемной полости, и при этом дно расположено по центру приемной полости.
68. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-67, в котором приемная полость имеет дно, расположенное на максимальной глубине приемной полости, и фильтрующая поверхность имеет наклонный участок, поднимающийся от дна до отверстия для доступа в приемную полость.
69. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-68, в котором приемная полость имеет отверстие для доступа, ограниченное краем полости, и приемная полость имеет максимальную глубину, величина которой меньше максимального диаметра отверстия для доступа.
70. Устройство для разделения фаз по п. 69, в котором аспектное отношение максимального диаметра к максимальной глубине составляет 1,5:1 или более.
71. Устройство для разделения фаз по п. 69, в котором аспектное отношение максимального диаметра к максимальной глубине составляет 2:1 или более.
72. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-68, в котором приемная полость имеет отверстие для доступа, ограниченное краем полости, и приемная полость имеет максимальную глубину, величина которой больше максимального диаметра отверстия для доступа.
73. Устройство для разделения фаз по п. 72, в котором аспектное отношение максимального диаметра к максимальной глубине составляет 1:2 или менее.
74. Устройство для разделения фаз по п. 72, в котором аспектное отношение максимального диаметра к максимальной глубине составляет 1:3 или менее.
75. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-74, в котором пористая мембрана включает абсорбирующую область, расположенную вблизи приемной полости, где абсорбирующая область имеет объем, величина которого превышает объем приемной полости.
76. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-75, в котором пористая мембрана заключена между фильтрующей поверхностью и наружной поверхностью, и наружная поверхность выполнена с возможностью пропускать поток неполярной жидкости из пористой мембраны.
77. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-76, в котором пористая мембрана включает политетрафторэтилен (ПТФЭ).
78. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-77, в котором размер пор пористой мембраны составляет от 10 мкм до 50 мкм.
79. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-78, в котором размер пор пористой мембраны составляет от 20 мкм до 40 мкм.
80. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-79, в котором пористость пористой мембраны составляет от 40% до 70%.
81. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-80, в котором пористость пористой мембраны составляет от 50% до 65%.
82. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-81, в котором устройство для разделения фаз включает множество приемных полостей.
83. Устройство для разделения фаз по п. 82, в котором фильтрующая поверхность пористой мембраны образует каждую из приемных полостей.
84. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-83, в котором устройство для разделения фаз имеет высоту, величина которой превышает ширину или длину устройства для разделения фаз.
85. Устройство для разделения фаз по любому из пп. 59-83, в котором устройство для разделения фаз включает трубку, и размеры и форма пористой мембраны подходят для ее размещения в трубке.
86. Способ, включающий:
обеспечение наличия устройства для разделения фаз, включающего пористую мембрану, имеющую фильтрующую поверхность, где фильтрующая поверхность имеет неплоскую конфигурацию, которая образует приемную полость;
помещение смеси жидкостей в приемную полость пористой мембраны, где смесь жидкостей включает первую жидкость и вторую жидкость, несмешиваемые друг с другом, причем фильтрующая поверхность, расположенная вдоль приемной полости, выполнена так, что она препятствует течению первой жидкости через фильтрующую поверхность и не препятствует течению второй жидкости внутрь пористой мембраны; и
обеспечение возможности течения второй жидкости внутрь пористой мембраны; при этом первая жидкость образует каплю внутри приемной полости, в тогда как вторая жидкость протекает внутрь пористой мембраны.
87. Способ по п. 86, в котором первая жидкость представляет собой полярную жидкость, а вторая жидкость представляет собой неполярную жидкость.
88. Способ по п. 87, в котором гидрофобным является по меньшей мере один из следующих элементов: фильтрующая поверхность, пористая мембрана.
89. Способ по п. 86, в котором первая жидкость представляет собой неполярную жидкость, а вторая жидкость представляет собой полярную жидкость.
90. Способ по п. 87, в котором гидрофильным является по меньшей мере один из следующих элементов: фильтрующая поверхность, пористая мембрана.
91. Система для исследования, включающая:
систему подготовки образца, предназначенную для получения смеси жидкостей, которая включает полярную жидкость и неполярную жидкость, несмешиваемые друг с другом; и
устройство для разделения фаз, включающее пористую мембрану, имеющую фильтрующую поверхность, где фильтрующая поверхность имеет неплоскую конфигурацию, которая образует приемную полость, предназначенную для подачи в нее смеси жидкостей, и при этом фильтрующая поверхность, расположенная вдоль приемной полости, выполнена так, что она препятствует течению полярной жидкости через фильтрующую поверхность и не препятствует течению неполярной жидкости внутрь пористой мембраны, так, чтобы полярная жидкость образовывала каплю в приемной полости, в тогда как неполярная жидкость протекала внутрь пористой мембраны.
92. Система для исследования по п. 91, дополнительно включающая устройство, способствующее течению, которое предназначено для перемещения устройства для разделения фаз с целью усиления течения неполярной жидкости.
93. Система для исследования, включающая:
устройство для разделения фаз, включающее пористую мембрану, имеющую фильтрующую поверхность, где фильтрующая поверхность имеет неплоскую конфигурацию, которая образует приемную полость, предназначенную для подачи в нее смеси жидкостей, где смесь жидкостей включает полярную жидкость и неполярную жидкость, несмешиваемые друг с другом; при этом фильтрующая поверхность, расположенная вдоль приемной полости, выполнена так, что она препятствует течению полярной жидкости через фильтрующую поверхность и не препятствует течению неполярной жидкости внутрь пористой мембраны, так, чтобы полярная жидкость образовывала каплю в приемной полости, в тогда как неполярная жидкость протекала внутрь пористой мембраны; и
аналитическую систему, предназначенную для выполнения одного или более протоколов исследования, в которых используют каплю полярной жидкости.
94. Система для исследования по п. 93, дополнительно включающая устройство, способствующее течению, которое предназначено для перемещения устройства для разделения фаз с целью усиления течения неполярной жидкости.
95. Система для исследования, включающая:
систему подготовки образца, предназначенную для получения смеси жидкостей, включающей первую жидкость и вторую жидкость, несмешиваемые друг с другом; и
устройство для разделения фаз, включающее пористую мембрану, имеющую фильтрующую поверхность, где фильтрующая поверхность имеет неплоскую конфигурацию, которая образует приемную полость, предназначенную для подачи в нее смеси жидкостей; при этом фильтрующая поверхность, расположенная вдоль приемной полости, выполнена так, что она препятствует течению первой жидкости через фильтрующую поверхность и не препятствует течению второй жидкости внутрь пористой мембраны, так, чтобы первая жидкость образовывала каплю внутри приемной полости, в тогда как вторая жидкость протекала внутрь пористой мембраны.
96. Система для исследования по п. 95, дополнительно включающая устройство, способствующее течению, которое предназначено для перемещения устройства для разделения фаз с целью усиления течения второй жидкости.
97. Система для исследования, включающая:
устройство для разделения фаз, включающее пористую мембрану, имеющую фильтрующую поверхность, где фильтрующая поверхность имеет неплоскую конфигурацию, которая образует приемную полость, предназначенную для подачи в нее смеси жидкостей, и смесь жидкостей включает первую жидкость и вторую жидкость, несмешиваемые друг с другом; при этом фильтрующая поверхность, расположенная вдоль приемной полости, выполнена так, что она препятствует течению первой жидкости через фильтрующую поверхность и не препятствует течению второй жидкости внутрь пористой мембраны, так, чтобы первая жидкость образовывала каплю внутри приемной полости, в тогда как вторая жидкость протекала внутрь пористой мембраны; и
аналитическую систему, предназначенную для выполнения одного или более протоколов исследования, в которых используют каплю первой жидкости.
98. Система для исследования по п. 97, дополнительно включающая устройство, способствующее течению, которое предназначено для перемещения устройства для разделения фаз с целью усиления течения второй жидкости.
