The performance of microchannel devices is improved by providing turns, wyes, tees, and other junctions that produce little dispersions of a sample as it traverses the turn or junction. The reduced dispersion results from contraction and expansion regions that reduce the cross-sectional area over some portion of the turn or junction. By carefully designing the geometries of these regions, sample dispersion in turns and junctions is reduced to levels comparable to the effects of ordinary diffusion. A numerical algorithm was employed to evolve low-dispersion geometries by computing the electric or pressure field within candidate configurations, sample transport through the turn or junction, and the overall effective dispersion. These devices should greatly increase flexibility in the design of microchannel devices by permitting the use of turns and junctions that do not induce large sample dispersion. In particular, the ability to fold electrophoretic and electrochrornatographic separation columns will allow dramatic improvements in the miniaturization of these devices. The low-lispersion devices are particularly suited to electrochromatographic and electrophoretic separations, as well as pressure-driven chromatographic separation. They are further applicable to microfluidic systems employing either electroosrnotic or pressure-driven flows for sample transport, reaction, mixing, dilution or synthesis.

Η απόδοση microchannel των συσκευών βελτιώνεται με την παροχή των στροφών, wyes, των γραμμάτων Τ, και άλλων συνδέσεων που παράγουν τις μικρές διασπορές ενός δείγματος δεδομένου ότι διαπερνά τη στροφή ή τη σύνδεση. Η μειωμένη διασπορά προκύπτει από τις περιοχές συστολής και επέκτασης που μειώνουν τη διατομική περιοχή πέρα από κάποια μερίδα της στροφής ή τη σύνδεση. Με προσεκτικά να σχεδιάσει τη γεωμετρία αυτών των περιοχών, η διασπορά δειγμάτων στις στροφές και τις συνδέσεις μειώνεται στα επίπεδα συγκρίσιμα με τα αποτελέσματα της συνηθισμένης διάχυσης. Ένας αριθμητικός αλγόριθμος υιοθετήθηκε για να εξελίξει τη γεωμετρία χαμηλός-διασποράς με τον υπολογισμό του ηλεκτρικού ή τομέα πίεσης μέσα στις διαμορφώσεις υποψηφίων, της μεταφοράς δειγμάτων μέσω της στροφής ή της σύνδεσης, και της γενικής αποτελεσματικής διασποράς. Αυτές οι συσκευές πρέπει πολύ να αυξήσουν την ευελιξία στο σχέδιο microchannel των συσκευών με να επιτρέψουν τη χρήση των στροφών και των συνδέσεων που δεν προκαλούν τη μεγάλη διασπορά δειγμάτων. Ειδικότερα, η δυνατότητα να διπλωθούν οι ηλεκτροφορητικές και electrochrornatographic στήλες χωρισμού θα επιτρέψει τις δραματικές βελτιώσεις στη μικρογράφηση αυτών των συσκευών. Οι συσκευές χαμηλός- lispersion ταιριάζουν ιδιαίτερα στους electrochromatographic και ηλεκτροφορητικούς χωρισμούς, καθώς επίσης και τον πίεση-οδηγημένο χρωματογραφικό χωρισμό. Ισχύουν περαιτέρω στα microfluidic συστήματα υιοθετώντας είτε τις electroosrnotic είτε πίεση-οδηγημένες ροές για τη μεταφορά, την αντίδραση, τη μίξη, τη διάλυση είτε τη σύνθεση δειγμάτων.