ISO 10991:2023 マイクロ流体工学—用語、語彙 | ページ 5

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

3 用語と定義

ISO と IEC は、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持しています。

3.1 マイクロ流体工学に関連する一般用語

3.1.1

生体適合性

一部の材料の特殊な品質により、材料の生物活性を変化させることなく生物材料と接触することが可能になります。

3.1.2

バイオマーカー

病気を特定したり病気の進行を監視したりするために使用される、血液、その他の体液、または組織中に見られる生体分子

3.1.3

分類

カテゴリー分けの方法

[出典:ISO 5492:2008, 4.5]

3.1.4

エンドユーザー

最終的に システム (3.1.15) を 意図された目的で使用することになる個人

[出典:ISO/IEC 19770-5:2015, 3.13, 修正 — エントリの注 1 が削除されました。]

3.1.5

親水性の

水素結合による水との親和性が特徴

3.1.6

疎水性の

水の塊をはじくのが特徴

3.1.7

当事者

利害関係者

決定や活動に影響を与える可能性がある、影響を受ける、または影響を受けていると認識している個人または組織

[出典:ISO 9000:2015, 3.2.3, 修正 - エントリの例と注 1 を削除。]

3.1.8

相互運用性

多様な システム (3.1.15) or コンポーネント (3.4.7) が 指定された目的のために連携できるようにする特性

[出典:IEC 80001-1:2010, 2.11]

3.1.9

大規模な

0.1mm以上の寸法の目盛り

[出典:SEMI MS003:2015, 6.59]

3.1.10

マイクロ流体工学

少なくとも 1 つの寸法が 1 mm 未満の小さな体積に閉じ込められた流体の操作

3.1.11

マイクロスケール

0.1 × 10 -3 m ~ 0.1 × 10 -6 m の寸法スケール

3.1.12

小型化

物事をより小さな規模で作る行為

3.1.13

プラグ&プレイ

最初の使用時または接続時に、ユーザーによる再構成や調整を必要とせずに完全に動作するため、自動構成が可能になります。

3.1.14

濡れ性

液体が特定の固体表面上に広がる能力

[出典:ISO 472:2013, 2.1607, 修正 - 「(接着剤など)」という文言が削除され、項目の注記 1 が削除されました。]

3.1.15

システム

相互作用するマイクロ流体、光学、機械または電気 コンポーネントのグループ (3.4.7)

3.1.16

作動解像度

システムで操作できる物理パラメータの最小変化量 (3.1.15)

3.1.17

容量

設計条件でポンプを通過する流量

3.1.18

遠心マイクロ流体工学

回転を利用した マイクロ流体工学のサブカテゴリー (3.1.10)

注記 1:流体の流れは、主に遠心力、オイラー力、コリオリ力によって制御されます。

3.1.19

閉鎖系

プリロードされたメーカー固有の試薬のみを使用する システム (3.1.15)

3.1.20

デジタルマイクロ流体工学

マイクロフルイディクス (3.1.10) のサブカテゴリwhere 離散量の液体が表面上で個別に操作されます。

3.1.21

液滴マイクロ流体工学

マイクロフルイディクスのサブカテゴリー (3.1.10) 連続的な流れの中で離散量の液体を操作する

3.1.22

チップ上のラボ

LoC

分析または診断機能を提供する高度に統合されたマイクロ流体 システム (3.1.15)

3.1.23

オープンシステム

試薬の外部供給を必要とする システム (3.1.15)

注記 1: このような開放系にはマイクロ流体接続が必要です。

3.1.24

解決

対応する測定表示に知覚可能な変化を引き起こす、測定される量の最小の変化

3.1.25

センシング解像度

センサーによって検出できる物理パラメータの最小変動

3.2 マイクロ流体の流れに関する用語

3.2.1

実流量

温度と圧力の標準化された条件に変更されたガスの体積流量

3.2.2

毛細管現象

毛細管現象

外部アクチュエーターを使用せず、表面張力と液体と濡れた材料の間の接着力のみによってデバイスを通過する液体の流れ

3.2.3

流体システムのコンプライアンス

圧力の影響による流体 システム (3.1.15) の内部容積の増加

注記 1: 流体システムのコンプライアンスは、圧力単位ごとの体積単位で表されます。

3.2.4

デッドボリューム

連続流路の一部ではない システム (3.1.15) の内部容積の部分

注記 1:この文脈において、死とは、動かない、停滞する、または掃引されないことを意味します。デッドボリュームは体積単位で表されます。

3.2.5

秋の時間

流量が指定された最高値から指定された最低値に変化するのに必要な時間

注1:​​通常、これらの値はステップ高さの 10% と 90% です。立ち下がり時間は時間単位で表されます。

3.2.6

最終定常状態値

入力過渡現象の影響が固有のドリフトとノイズ以下の値に消えた後の 実際の流量の平均値 (3.2.1)

注記 1:最終的な定常状態の流量値は、時間単位に対する体積単位または質量単位で表されます。

[出典:SEMI E17-0600:2000, 修正 - 「流量」と「質量単位」が注記 1 に追加されました。]

3.2.7

ホールドアップボリューム

対象点または出口で流れが観察される前にデバイスを満たすために必要な流体の量

注記 1:ホールドアップ容積は、mm 3やマイクロリットルなどの容積単位で表されます。

[出典:SEMI MS003:2015, 6.51, 修正 - エントリの注 1 に「単位」が追加されました。]

3.2.8

流体力学的抵抗

特定の コンポーネント (3.4.7) or システム (3.1.15) の流量に対する圧力損失の比率

注記 1:流体力学的抵抗は、流量単位ごとの圧力単位として表されます。

3.2.9

静水圧

重力によって システム (3.1.15) 内に含まれる流体によって加えられる圧力

注記 1:静水圧は圧力単位で表されます。

3.2.10

内部ボリューム

通常の大気圧下で流体 コンポーネント (3.4.7) 、デバイスまたは システム (3.1.15) 内に含まれる利用可能な最大総体積

注記 1: 内容積は、mm 3やマイクロリットルなどの体積単位で表されます。

3.2.11

質量流量

単位時間当たりに通過する流体の質量

注記 1:質量流量は、時間単位当たりの質量単位で表されます。

3.2.12

マイクロポンプ

容量(3.1.17) が 1 ml/分未満の小型液体またはガスポンプ装置

3.2.13

最小作動圧力

流体 コンポーネントを通過する流体の移動を開始するために必要な入力圧力 (3.4.7)

注記 1:最小作動圧力は圧力単位で表されます。

3.2.14

圧力降下

流路内の 2 つの位置間の圧力差

注記 1:圧力降下は圧力単位で表されます。

3.2.15

反応時間

設定値のステップ変化の瞬間と、流量が上昇または下降の意図した値の x % (20% 未満) に達する瞬間との間の時間間隔

注記 1:通常、 x = 1反応時間は時間単位で表されます。

注記 2: 図 1 も参照してください。

3.2.16

相対的な流れの安定性

変動係数

流量の標準偏差を平均流量で割った値

注記 1:相対流量安定性はパーセンテージで表されます。

3.2.17

反応時間

設定値のステップ変化の瞬間と、流量が上昇または下降の意図した値の y% (80% 以上) に達する瞬間との間の時間間隔

注 1:通常、 y = 9応答時間は時間単位で表されます。

注記 2: 図 1 も参照してください。

3.2.18

立ち上がり時間

流量が指定された下限値から指定された上限値に変化するのに必要な時間

注1:​​通常、これらの値はステップ高さの 10% と 90% です。立ち上がり時間は時間単位で表されます。

注記 2: 図 1 も参照してください。

3.2.19

設定点

目標流量値

注記 1: 図 1 も参照してください。

3.2.20

整定時間

理想的なステップ入力の適用から出力が入力され、 指定された (誤差) 帯域内に留まるまでの経過時間 (3.2.21)

注記 1: 整定時間は時間単位で表されます。

注記 2: 図 1 も参照してください。

3.2.21

指定された誤差帯域

指定されたバンド

設定値からの指定された最も負の偏差と指定された最も正の偏差の差

注記 1: 図 1 も参照してください。

3.2.22

ステップ応答時間

設定値 (3.2.19) の ステップ変化と実際の流量が最初に指定された帯域に入る瞬間の間の時間

[出典:SEMI E17-0600:2000, 修正 — 「瞬間」が追加されました。]

3.2.23

スイープボリューム

流路の一部である体積の一部

注記 1:掃引体積は体積単位で表されます。

注記 2:掃引容積は、内部容積からデッド容積を引いたものです。

3.2.24

一時的なオーバーシュート

実際の流量の最大変化から実際の流量の定常状態の変化を差し引いた値で、 設定値 (3.2.19) のステップ変化のパーセンテージとして表されます。

注記 1: 図 1 も参照してください。

[出典:SEMI E17-0600:2000]

3.2.25

一時的なアンダーシュート

実際の流量が 最終定常状態値 (3.2.6) を超えて、オーバーシュートの反対方向に通過する最大量。 設定値 (3.2.19) のステップ変化のパーセンテージで表されます。

注記 1: 図 1 も参照してください。

[出典:SEMI E17-0600:2000, 修正 - 「その先」を追加。]

3.2.26

体積流量

単位時間当たりに システム (3.1.15) を通過する流体の量

注記 1:体積流量は、時間単位当たりの体積単位で表されます。

図 1 —流れのステップ変化に関連する流れ制御項を示す概略図

図1

Key

1設定値(100%上昇)7初期設定値 (0%)
2指定された(エラー)バンド8位反応時間
3一時的なオーバーシュート9立ち上がり時間
4一時的なアンダーシュート10反応時間
5y%上昇11設定時間
6x%上昇

3.3 マイクロ流体インターフェースに関連する用語

3.3.1

最初のレベルの接続

直結

直接接触による 2 つの部品間の液体移動を可能にする接続 ( チューブなし (3.4.24) )

3.3.2

第 2 レベルの接続

間接的なつながり

チューブ (3.4.24) 、シリンジ、O リング、 ガスケット (3.3.13) およびその他のタイプの接続 (チップとチューブ) を使用して、2 つの部品間の液体の移動を可能にする接続

3.3.3

接着接続

エポキシまたは他の適切な接着剤を使用してマイクロ流体デバイスのポートに接着されたある長さのチューブによる接続

3.3.4

コネクタ

セットの一部を別の部分に接続できるようにする コンポーネント (3.4.7)

3.3.5

ダイナミックシール

相対運動する部品間に使用されるシール装置

[出典:ISO 5598:2020, 3.2.241]

3.3.6

エッジの除外

特定の特徴から除外する必要がある、または特定の特徴や機能のために予約されている上面または底面の端の領域

3.3.7

除外エリア

マイクロ流体接続を作成するために使用される 嵌合領域 (3.3.19) 以外のチップ上の領域

3.3.8

フェルール

金属、ポリマーまたはエラストマーのリング、 チューブ(3.4.24) またはキャップ(またはそれらの複数の配置)をチューブの端に配置するか、ネジ付き継手または他のクランプ装置で適切な嵌合面に押し付けたときに固定するもの、流体接続が容易になります

3.3.9

フェルール接続

フェラル (3.3.8) を使用して、 チューブ (3.4.24) とデバイスまたは コンポーネント (3.4.7) の間の液体の移送を可能にする接続

3.3.10

フレア接続

フランジ接続

チューブの平らな表面がチップの平らな表面に押し付けられた状態で 、チューブ(3.4.24) とチップの間の液体の移動を可能にする接続。

3.3.11

流体アダプター

マイクロ流体 コンポーネント (3.4.7) を別の マイクロスケール (3.1.11) or マクロスケール (3.1.9) の 流体デバイスに接続する物理コネクター (3.3.4)

[出典:SEMI MS003:2015, 6.45]

3.3.12

フリーパス接続

外部送達 システムを使用して、マイクロ流体デバイスの開いたポートに液体を導入する(3.1.15)

3.3.13

ガスケット

2 つの 嵌合境界面の間の空間を埋めるメカニカル シール (3.3.20) 。一般に、圧縮下での接合部品からの漏れ、または接合部品への漏れを防止します。

3.3.14

相互接続

2 つのものを接続する

3.3.15

ルアーコネクタ

医療機器および関連アクセサリの血管内または皮下用途での使用を目的とした 6% テーパーの円錐形 嵌合インターフェイス (3.3.20) を含む小口径 コネクタ (3.3.4)

3.3.16

ミクロスケールからマクロスケールまでのシーリング

マイクロスケール部品とマクロスケール部品を接続するシーリング

3.3.17

マクロシーリング

液体またはガスの漏れを防ぐために マクロスケール (3.1.9) で接続に使用される材料

3.3.18

マクロシール寸法

有効直径が 100 μm を超える流路断面

[出典:SEMI MS003:2015, 6.61]

3.3.19

嵌合領域

嵌合面

シール (3.3.36) or ガスケット (3.3.13) で覆われたチップ上の領域

3.3.20

嵌合インターフェース

1 つまたは複数の部品の 2 つの領域が互いに接触している

3.3.21

マイクロ流体コネクタ

デバイス間の流体工学の交換を容易にする コンポーネントの配置 (3.4.7)

3.3.22

マイクロ流体ファンアウト

連続的な流れを中断することなく、n 個の入力ポートのいずれかから n 個の出力ポートのいずれかへの任意の流体の再構成可能なルーティングを可能にする設計 要素 (3.4.9)

3.3.23

マイクロシーリング

マイクロスケール(3.1.11 )での コンポーネントのシーリング(3.4.7 )

[出典:SEMI MS003:2015, 6.73]

3.3.24

マイクロシーリング寸法

有効直径が 100 μm 未満の流路断面

[出典:SEMI MS003:2015, 6.74 修正 - 「<25 マイクロメートル;任意選択で、25〜100マイクロメートル×「100マイクロメートル未満」の有効直径を有する流路断面。

3.3.25

miniLUERコネクタ

マイクロ流体 デバイスまたは コンポーネント (3.4.7) を チューブ (3.4.24 ) to 接続するために使用することを目的とした 6% テーパーの円錐形 嵌合インターフェース (3.3.20) を含む小口径コネクター (3.3.4)

3.3.26

マルチコネクタ

一連の接続を収容する コネクタ (3.3.4)

3.3.27

マルチシール

ポート配列への漏れのないインターフェースを可能にする シール (3.3.36) or ガスケット (3.3.13)

3.3.28

乳首

エラストマー チューブ(3.4.24) の内面と干渉し、流体接続を容易にすることを目的とした金属またはポリマーの円筒形または円錐形の装置。

3.3.29

ニップル接続

バーブ接続

円錐形または円筒形のデバイス上に柔らかい壁のチューブが張られた接続

3.3.30

Oリング接続

流体漏れを防ぐために 2 つの コンポーネント (3.4.7) の間で圧縮された円形断面のエラストマー リング

注記 1: O リング接続によりチューブをグリップし、シールすることができます。

3.3.31

ピッチ

表面上のフィーチャの規則的な配列内の対応するフィーチャ間の平均距離

[出典:ISO 18115‑2:2021, 5.106]

3.3.32

ポート

流体接触用のチップまたはデバイス上のアクセス ポイント

3.3.33

ポートレイアウト

特定のタイプのポートの水平面内の特定のレイアウト

3.3.34

ポートピッチ

隣接する 2 つのポートの中心間の距離

3.3.35

押し込み接続

チューブ (3.4.24) where くぼみに押し込まれて締まり嵌めを形成する接続

3.3.36

シール

流体経路の端に配置されたコンポーネント (3.4.7 ) or 含むコネクタ (3.3.4) のサブ システム (3.1.15) コネクタ (3.1.15) は、通常コネクタとともに使用される場合、マイクロ流体 システム 内に流体を保持します。 (3.1.15)

3.3.37

サイド接続幅

側面 コネクタ (3.3.4) where 配置されるチップの側面の長さ

3.3.38

側面接続

上面に垂直なデバイスの側面への接続

3.3.39

静的シール

非可動面で動作するシール

[出典:SEMI MS006:2008, 4.2.20, 修正 - 「シール」を「シール」に変更。

3.3.40

上部接続

デバイスの上面または底面への接続

3.4 モジュール性に関する用語

3.4.1

アクチュエータ

電気エネルギー、化学エネルギー、またはその他のエネルギー形態を使用して機械的仕事を実行する装置

[出典:SEMI MS003:2015, 6.3]

3.4.2

組み立て

機能エンティティを形成する コンポーネント (3.4.7) とユニットの組み合わせ

[出典:ISO 10795:2019, 3.23, 修正 - 「部品」が定義から削除されました。]

3.4.3

バブルチャンバー

気泡が閉じ込められるスペースを与える 気泡トラップ (3.4.4) の一部

3.4.4

バブルトラップ

気泡を捕捉することを目的とした コンポーネント (3.4.7) or 要素 (3.4.9)

3.4.5

建築用ブロック

他の構成要素と適合して システム全体 (3.1.15) を形成する標準インターフェースを備えた コンポーネント (3.4.7)

3.4.6

カートリッジ.カートリッジ

大型の機器に挿入するように設計されたモジュラーユニット

注記 1:カートリッジは、ポンプ、センサー、フィルターなどのいくつかのマイクロ流体コンポーネントを組み立てることによって統合されます。

3.4.7

コンポーネント.コンポーネント

定義され制御されたプロセスに従って組み立てられた一連の材料。その機能を破壊することなく分解することができず、予想される性能要件に対して評価できる単純な機能を実行します。

[出典:ISO 10795:2019, 3.48]

3.4.8

デバイス

コンポーネント (3.4.7) または必要な機能を実行するコンポーネントのアセンブリ

[出典:ISO 10209:2022, 3.1.29, 修正 - 「コンポーネントまたは」が「コンポーネントのアセンブリ」の前に追加されました。]

3.4.9

要素

1 つの主な機能を持つマイクロ流体 システム (3.1.15) の一部

3.4.10

フィルター

マイクロ流体 コンポーネント(3.4.7)は、 システム(3.1.15) でさらに使用できるように流体を浄化するために、流体またはガスから物質を保留または保持するように設計されています。

3.4.11

流量センサー

流体の動きを検出または測定する 装置(3.4.8)

[出典:SEMI MS003:2015, 6.44, 修正 - 「または措置」を追加。]

3.4.12

流体回路基板

FCB

マイクロ流体チャネルおよび ポート(3.3.32) を備え、電気配線およびマイクロ 流体システム(3.1.15) を形成するために接続されたビルディングブロックを持つことができる機能の有無にかかわらず、流体デバイス。

3.4.13

関数

システム (3.1.15) 、製品または コンポーネント (3.4.7) の意図された効果

[出典:ISO 10795:2019, 3.110, 修正済み —「サブシステム」が削除され、「パーツ」が「コンポーネント」に変更され、エントリの注 1 が削除されました。]

3.4.14

機能要素

1 つの機能のみを実行する設計の一部

3.4.15

統合

より高いレベルのエンティティとみなされる特定の機能構成を取得するために、下位レベルの機能要素 (ハードウェアまたはソフトウェア) を物理的および機能的に結合するプロセス

[出典:ISO 10795:2019, 3.129, 修正 - 「製品」は「機能要素」に変更され、「より高いレベルのエンティティであるとみなされる」が定義の最後に追加されました。

3.4.16

マイクロミキサー

マイクロプロセス コンポーネント (3.4.7) その主な機能は流体物質を混合することです

3.4.17

マイクロプロセスモジュール

標準化されたコンポーネントインターフェイスを備えたマイクロプロセス コンポーネント(3.4.7)

3.4.18

マイクロ流体チップ

統合された流体 コンポーネント (3.4.7) と、エッチング、インプリント、成形などによって作成された、平面基板上のそれらの相互接続の複雑なセット。

3.4.19

マイクロ流体チップホルダー

少なくとも 1 つのマイクロ流体接続とチップの固定を提供する再利用可能なマイクロ流体インターフェース

3.4.20

マイクロリアクター

少なくとも1つの横方向の寸法が1mm未満の閉じ込め内で(生)化学反応が起こる装置

[出典:化学工学および化学プロセス技術 - 第 3 巻、2010 年、修正。]

3.4.21

光学窓

パッケージ内のマイクロ流体チップとの間で光信号をやり取りするように機能する統合デバイス内に構築された開口部

3.4.22

基準点

2 次元または 3 次元 システムのゼロ点 (3.1.15)

注記 1:この点に関する距離の値は、x, y, または z 方向の絶対値を示します。

3.4.23

トラップ

流体から特定の物質(細胞、タンパク質などのサブピース)または気泡を正確な位置で捕捉するように設計されたマイクロ流体 要素(3.4.9)

3.4.24

チューブ

マイクロ流体 システム(3.1.15) への、またはマイクロ流体システムからの流体の輸送、または 2 つのマイクロ流体 システム(3.1.15) 間で流体を輸送するための中空シリンダー

参考文献

1ISO 472:2013, プラスチック — 語彙
2ISO 5598:2020, 流体力システムおよびコンポーネント — 語彙
3ISO 10795:2019, 宇宙システム — プログラム管理と品質 — 語彙
4ISO 18115-2:2021, 表面化学分析 - 語彙 - Part 2: 走査型プローブ顕微鏡で使用される用語
5ISO 5492:2008, 感覚分析 — 語彙
6ISO 9000:2015, 品質マネジメントシステム - 基礎と用語
7ISO/IEC 19770-5:2015, 情報技術 - IT 資産管理 - Part 5: 概要と語彙
8ISO 10209:2022, 製品技術文書 — 語彙 — 技術図面、製品定義、および関連文書に関する用語
9IEC 80001-1:2010, 接続された医療機器または接続された医療ソフトウェアの実装および使用における安全性、有効性およびセキュリティ — Part 1: リスク管理の適用
10SEMI MS003:2015, MEMS テクノロジーの用語
11SEMI MS006:2008, マイクロ流体システムを接続するための設計と材料に関するガイド
12SEMI E17-0600:2000, マスフローコントローラー過渡特性テストのガイドライン
13化学工学および化学プロセス技術 - 第 3 巻、2010 年

3 Terms and definitions

ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:

3.1 General terms, relevant to microfluidics

3.1.1

biocompatibility

special quality of some materials allowing them to come into contact with biological materials without changing the materials’ bioactivity

3.1.2

biomarker

biological molecule found in blood, other body fluids or tissues that is used to identify a disease or monitor the progression of a disease

3.1.3

classification

method of sorting into categories

[SOURCE:ISO 5492:2008, 4.5]

3.1.4

end-user

person or persons who will ultimately be using the system (3.1.15) for its intended purpose

[SOURCE:ISO/IEC 19770-5:2015, 3.13, modified — Note 1 to entry has been removed.]

3.1.5

hydrophilic

characterised by affinity to water established by hydrogen bonding

3.1.6

hydrophobic

characterised by being repelled from a mass of water

3.1.7

interested party

stakeholder

person or organization that can affect, be affected by, or perceive itself to be affected by a decision or activity

[SOURCE:ISO 9000:2015, 3.2.3, modified — EXAMPLE and Note 1 to entry removed.]

3.1.8

interoperability

property permitting diverse systems (3.1.15) or components (3.4.7) to work together for a specified purpose

[SOURCE:IEC 80001-1:2010, 2.11]

3.1.9

macroscale

scale of dimensions of 0,1 mm or greater

[SOURCE:SEMI MS003:2015, 6.59]

3.1.10

microfluidics

manipulation of fluids that are confined in a small volume with at least one dimension smaller than 1 mm

3.1.11

microscale

scale of dimensions between 0,1 × 10-3 m to 0,1 × 10-6 m

3.1.12

miniaturization

action of making things on a smaller scale

3.1.13

plug and play

ability to work perfectly when first used or connected, without reconfiguration or adjustment by the user and thereby enabling automatic configuration

3.1.14

wettability

ability of a liquid to spread on a specific solid surface

[SOURCE:ISO 472:2013, 2.1607, modified — wording “(such as an adhesive)” has been deleted and Note 1 to entry has been removed.]

3.1.15

system

group of interacting microfluidic, optical, mechanical or electrical components (3.4.7)

3.1.16

actuating resolution

lowest variation of a physical parameter that can be operated by a system (3.1.15)

3.1.17

capacity

flow rate through a pump at its designed conditions

3.1.18

centrifugal microfluidics

subcategory of microfluidics (3.1.10) utilizing rotation

Note 1 to entry: The fluid flow is mainly controlled by centrifugal-, Euler- and Coriolis- forces.

3.1.19

closed system

system (3.1.15) that uses preloaded manufacturer-specific reagents only

3.1.20

digital microfluidics

subcategory of microfluidics (3.1.10) where discrete quantities of liquid are manipulated individually over a surface

3.1.21

droplet microfluidics

subcategory of microfluidics (3.1.10) manipulating discrete quantities of liquid in a continuous flow

3.1.22

lab-on-a-chip

LoC

highly integrated, microfluidic system (3.1.15) providing analytical or diagnostic functions

3.1.23

open system

system (3.1.15) that requires an external supply of reagents

Note 1 to entry: Such an open system requires microfluidic connection(s).

3.1.24

resolution

smallest change in a quantity being measured that causes a perceptible change in the corresponding measurement indication

3.1.25

sensing resolution

lowest variation of a physical parameter that can be detected by a sensor

3.2 Terms related to microfluidic flow

3.2.1

actual flow rate

volumetric flow rate of a gas changed to standardized conditions of temperature and pressure

3.2.2

capillarity

capillary action

flowing of liquid through a device without external actuators but only by the surface tension and the adhesive force between liquid and the wetted material

3.2.3

compliance of a fluidic system

increase of a fluidic system’s (3.1.15) internal volume under the effect of pressure

Note 1 to entry: The compliance of a fluidic system is expressed in volume units per pressure units.

3.2.4

dead volume

portion of the internal volume of a system (3.1.15) that is not part of a continuous flow-path

Note 1 to entry: In this context dead signifies unmoving, stagnant, or un-swept. The dead-volume is expressed in volume units.

3.2.5

fall time

time required for a flow to change from a specified high value to a specified low value

Note 1 to entry: Typically, these values are 10% and 90% of the step height. The fall time is expressed in time units.

3.2.6

final steady-state value

average value of the actual flow rate (3.2.1) , after the effects of the input transient have faded to a value equal to or below the intrinsic drift and noise

Note 1 to entry: The final steady-state flow rate value is expressed in volume units or mass units over time units.

[SOURCE:SEMI E17-0600:2000, modified — “flow rate” and"mass units" have been added in Note 1 to entry.]

3.2.7

hold-up volume

volume of fluid required to fill a device before a flow is observed at the point of interest or the outlet

Note 1 to entry: The hold-up volume is expressed in volume units such as mm3 or microlitre.

[SOURCE:SEMI MS003:2015, 6.51, modified — “units” has been added in the Note 1 to entry.]

3.2.8

hydrodynamic resistance

ratio of pressure drop over flow rate for a certain component (3.4.7) or system (3.1.15)

Note 1 to entry: The hydrodynamic resistance is expressed as pressure units per flow rate units.

3.2.9

hydrostatic pressure

pressure that is exerted by a fluid contained within a system (3.1.15) due to the force of gravity

Note 1 to entry: The hydrostatic pressure is expressed in pressure units.

3.2.10

internal volume

maximal total available volume comprised within a fluidic component (3.4.7) , device or system (3.1.15) under normal atmospheric pressure

Note 1 to entry: The internal volume is expressed in volume units such as mm3 or microlitre.

3.2.11

mass flow rate

mass of fluid which passes per unit of time

Note 1 to entry: The mass flow rate is expressed in mass units per time units.

3.2.12

micropump

miniaturized liquid or gas pumping equipment with a capacity (3.1.17) of lower than 1 ml/min

3.2.13

minimal actuating pressure

input pressure required to start moving a fluid through the fluidic component (3.4.7)

Note 1 to entry: Minimal actuating pressure is expressed in pressure units.

3.2.14

pressure drop

difference of pressure between two positions in the flow path

Note 1 to entry: The pressure drop is expressed in pressure units.

3.2.15

reaction time

time interval between the moment of the set point step change and the moment at which the flow reaches x % (below 20 %) of its intended value of rise or fall

Note 1 to entry: Typically, x = 10. The reaction time is expressed in time units.

Note 2 to entry: See also Figure 1.

3.2.16

relative flow stability

coefficient of variation

standard deviation of the flow rate divided by the average flow rate

Note 1 to entry: The relative flow stability is expressed as a percentage.

3.2.17

response time

time interval between the moment of the set point step change and the moment at which the flow reaches y% (above 80 %) of its intended value of rise or fall

Note 1 to entry: Typically, y = 90. The response time is expressed in time units.

Note 2 to entry: See also Figure 1.

3.2.18

rise time

time required for a flow to change from a specified low value to a specified high value

Note 1 to entry: Typically, these values are 10 % and 90 % of the step height. The rise time is expressed in time units.

Note 2 to entry: See also Figure 1.

3.2.19

set point

target flow rate value

Note 1 to entry: See also Figure 1.

3.2.20

settling time

time elapsed from the application of an ideal step input to the time at which the output has been entered and remained within a specified (error) band (3.2.21)

Note 1 to entry: The settling time is expressed in time units.

Note 2 to entry: See also Figure 1.

3.2.21

specified error band

specified band

the difference between the specified most negative and specified most positive deviation from the set point

Note 1 to entry: See also Figure 1.

3.2.22

step response time

time between the set point (3.2.19) step change and the instant when the actual flow first enters the specified band

[SOURCE:SEMI E17-0600:2000, modified — “the instant” has been added.]

3.2.23

swept volume

portion of a volume that is part of the flow path

Note 1 to entry: The swept volume is expressed in volume units.

Note 2 to entry: The swept volume is the internal volume minus the dead volume.

3.2.24

transient overshoot

maximum change in actual flow minus the steady-state change in actual flow expressed as a percentage of the set point (3.2.19) step change

Note 1 to entry: See also Figure 1.

[SOURCE:SEMI E17-0600:2000]

3.2.25

transient undershoot

maximum amount that the actual flow passes beyond the final steady-state value (3.2.6) , in the opposite direction of overshoot, expressed as a percentage of the set point (3.2.19) step change

Note 1 to entry: See also Figure 1.

[SOURCE:SEMI E17-0600:2000, modified — “beyond” added.]

3.2.26

volumetric flow rate

volume of fluid which passes the system (3.1.15) per unit of time

Note 1 to entry: The volumetric flow rate is expressed in volume units per time units.

Figure 1 — Schematic showing flow control terms related to a step change in flow

Figure_1

Key

1set point (100 % rise)7initial set point (0 %)
2specified (error) band8reaction time
3transient overshoot9rise time
4transient undershoot10response time
5y % rise11setting time
6x % rise

3.3 Terms related to microfluidic interfacing

3.3.1

first-level connection

direct connection

connection enabling liquid transfer between two parts through direct contact (without tubes (3.4.24) )

3.3.2

second-level connection

indirect connection

connection enabling liquid transfer between two parts using tubes (3.4.24) , syringes, O‑rings, gaskets (3.3.13) and other type of connections (chip to tube)

3.3.3

adhesive connection

connection by a length of tubing bonded to a port on the microfluidic device with epoxy or another suitable adhesive

3.3.4

connector

component (3.4.7) that allows one part of the set to be connected to another

3.3.5

dynamic seal

sealing device used between parts that have relative motion

[SOURCE:ISO 5598:2020, 3.2.241]

3.3.6

edge exclusion

area on the edge of the top or bottom surface that should be excluded from certain features or is reserved for certain features or functions

3.3.7

exclusion area

area on the chip besides the mating area (3.3.19) that is used to create a microfluidic connection

3.3.8

ferrule

metal, polymer or elastomer ring, tube (3.4.24) or cap, (or multiple arrangements thereof) placed at or fastened to the end of a tube that, when pressed against a suitable mating interface with a threaded fitting, or other clamping device, will facilitate a fluid connection

3.3.9

ferrule connection

connection enabling liquid transfer between a tube (3.4.24) and a device or component (3.4.7) using a ferrule (3.3.8)

3.3.10

flared connection

flanged connection

connection enabling liquid transfer between a tube (3.4.24) and a chip with the flattened surface of a tube pressed against the flat surface of a chip

3.3.11

fluidic adapter

physical connector (3.3.4) that links a microfluidic component (3.4.7) to another microscale (3.1.11) or macroscale (3.1.9) fluidic device

[SOURCE:SEMI MS003:2015, 6.45]

3.3.12

free path connection

introducing liquids into an open port on the microfluidic device with the use of an external delivery system (3.1.15)

3.3.13

gasket

mechanical seal that fills the space between two mating interfaces (3.3.20) , generally to prevent leakage from or into the joined parts while under compression

3.3.14

interconnect

connect two things together

3.3.15

LUER connector

small-bore connector (3.3.4) that contains a conical mating interface (3.3.20) , with a 6 % taper intended for use in intravascular or hypodermic applications of medical devices and related accessories

3.3.16

micro- to macroscale sealing

sealing that connects a micrometric scale part with a macrometric scale part

3.3.17

macrosealing

material used in connection at the macroscale (3.1.9) to prevent liquid or gas leakage

3.3.18

macrosealing dimension

flow channel cross section having an effective diameter greater than 100 µm

[SOURCE:SEMI MS003:2015, 6.61]

3.3.19

mating area

mating face

area on the chip that is covered by the seal (3.3.36) or gasket (3.3.13)

3.3.20

mating interface

two areas of one or more parts that are in contact with each other

3.3.21

microfluidic connector

arrangement of components (3.4.7) that facilitate the exchange of fluidics between devices

3.3.22

microfluidic fanout

designed element (3.4.9) that allows reconfigurable routing of any fluid from any of n input ports to any of n output ports without interrupting continuous flow

3.3.23

microsealing

sealing on components (3.4.7) at the microscale (3.1.11)

[SOURCE:SEMI MS003:2015, 6.73]

3.3.24

microsealing dimension

flow channel cross section having an effective diameter of less than 100 µm

[SOURCE:SEMI MS003:2015, 6.74 modified — replaced “<25 micrometers; optionally flow channel cross sections having an effective diameter of 25 to 100 micrometers” by “less than 100 µm”.]

3.3.25

miniLUER connector

small-bore connector (3.3.4) that contains a conical mating interface (3.3.20) with a 6 % taper intended for use to connect microfluidic devices or components (3.4.7) to tubes (3.4.24)

3.3.26

multi-connector

connector (3.3.4) that houses a set of connections

3.3.27

multi-seal

seal (3.3.36) or gasket (3.3.13) that enables a leak-free interface to an array of ports

3.3.28

nipple

metal or polymer cylindrical or cone-shaped device intended to provide interference with the inside surface of an elastomeric tube (3.4.24) , facilitating a fluid connection

3.3.29

nipple-connection

barb connection

connection having a soft wall tubing stretched over a conical or cylindrical shaped device

3.3.30

o-ring connection

elastomer ring of circular cross-section compressed between two components (3.4.7) to prevent fluid leakage

Note 1 to entry: O-ring connection can grip and seal onto a tube.

3.3.31

pitch

mean distance between corresponding features in a regular array of features on a surface

[SOURCE:ISO 18115‑2:2021, 5.106]

3.3.32

port

access point on a chip or device for fluidic contacts

3.3.33

port layout

certain layout in the horizontal plane of a certain type of ports

3.3.34

port pitch

distance between the centres of two adjacent ports

3.3.35

push-in connection

connection where a tube (3.4.24) is pushed into a recess to create interference fit

3.3.36

seal

sub- system (3.1.15) of a connector (3.3.4) comprising a componentor components (3.4.7) arranged at the end of a fluid path and, when typically used with a connector, will retain fluid within a microfluidics system (3.1.15)

3.3.37

side connect width

length of the side of the chip where the side connector (3.3.4) is placed

3.3.38

side connection

connection to the side surface of a device perpendicular to the top surface

3.3.39

static seal

seal that operates with non-moving surfaces

[SOURCE:SEMI MS006:2008, 4.2.20, modified — “seals” changed in “seal”.]

3.3.40

top connection

connection to the top or bottom surface of a device

3.4 Terms related to modularity

3.4.1

actuator

device that performs mechanical work using electric energy, chemical energy or other energy forms

[SOURCE:SEMI MS003:2015, 6.3]

3.4.2

assembly

combination of components (3.4.7) and units that form a functional entity

[SOURCE:ISO 10795:2019, 3.23, modified —"parts" has been removed from the definition.]

3.4.3

bubble chamber

part of a bubble trap (3.4.4) to give space for the bubble to be trapped

3.4.4

bubble trap

component (3.4.7) or element (3.4.9) intended to trap bubbles

3.4.5

building block

component (3.4.7) having a standard interface that fits with other building blocks to form a whole system (3.1.15)

3.4.6

cartridge

modular unit designed to be inserted into a larger piece of equipment

Note 1 to entry: A cartridge integrates by assembly several microfluidic components such as pumps, sensors and filters.

3.4.7

component

set of materials, assembled according to defined and controlled processes, which cannot be disassembled without destroying its capability and which performs a simple function that can be evaluated against expected performance requirements

[SOURCE:ISO 10795:2019, 3.48]

3.4.8

device

component (3.4.7) or assembly of components to perform a required function

[SOURCE:ISO 10209:2022, 3.1.29, modified —"component or" has been added before"assembly of components".]

3.4.9

element

part of a microfluidic system (3.1.15) with one main function

3.4.10

filter

microfluidic component (3.4.7) designed to withhold or detain material from fluids or gasses to purify the fluid for use further on in the system (3.1.15)

3.4.11

flow sensor

device (3.4.8) that detects or measures the motion of fluids

[SOURCE:SEMI MS003:2015, 6.44, modified — added “or measures”.]

3.4.12

fluidic circuit board

FCB

fluidic device with microfluidic channels and ports (3.3.32) , and with or without electrical routing and some functionality able to have building blocks connected to it to form a microfluidic system (3.1.15)

3.4.13

function

intended effect of a system (3.1.15) , product or component (3.4.7)

[SOURCE:ISO 10795:2019, 3.110, modified —"subsystem" has been removed,"part" has been changed to"component" and Note 1 to entry has been removed.]

3.4.14

functional element

part of a design that only performs one function

3.4.15

integration

process of physically and functionally combining lower-level functional elements (hardware or software) to obtain a particular functional configuration considered to be of a much higher‑level entity

[SOURCE:ISO 10795:2019, 3.129, modified —"products" has been changed to"functional elements" and"considered to be of a much higher-level entity" was added at the end of the definition.]

3.4.16

micromixer

micro process component (3.4.7) whose primary function is to mix fluid substances

3.4.17

micro process module

micro process component (3.4.7) with standardized component interfaces

3.4.18

microfluidic chip

complex set of integrated fluidic components (3.4.7) and their interconnections on a planar substrate, created by etching, imprinting, moulding etc.

3.4.19

microfluidic chip holder

reusable microfluidic interface that provides at least one microfluidic connection and fixation of the chip

3.4.20

microreactor

device in which (bio)chemical reactions take place in a confinement with at least one lateral dimension below 1 mm

[SOURCE:Chemical Engineering and Chemical Process Technology - Volume III, 2010, modified.]

3.4.21

optical window

opening constructed in an integrated device that functions to admit optical signals to and from a microfluidic chip in the package

3.4.22

reference point

zero point in a two or three-dimensional system (3.1.15)

Note 1 to entry: Distance values in relation to this point give an absolute value in x-, y- or z-direction.

3.4.23

trap

microfluidic element (3.4.9) designed to capture a specific material (sub‑piece such as a cell, protein, etc.) or bubble from a fluid in a precise location

3.4.24

tube

hollow cylinder for transporting a fluid either into or out of a microfluidic system (3.1.15) , or between two microfluidic systems (3.1.15)

Bibliography

1ISO 472:2013, Plastics — Vocabulary
2ISO 5598:2020, Fluid power systems and components — Vocabulary
3ISO 10795:2019, Space systems — Programme management and quality — Vocabulary
4ISO 18115-2:2021, Surface chemical analysis — Vocabulary — Part 2: Terms used in scanning-probe microscopy
5ISO 5492:2008, Sensory analysis — Vocabulary
6ISO 9000:2015, Quality management systems — Fundamentals and vocabulary
7ISO/IEC 19770-5:2015, Information technology — IT asset management — Part 5: Overview and vocabulary
8ISO 10209:2022, Technical product documentation — Vocabulary — Terms relating to technical drawings, product definition and related documentation
9IEC 80001-1:2010, Safety, effectiveness and security in the implementation and use of connected medical devices or connected health software — Part 1: Application of risk management
10SEMI MS003:2015, Terminology for MEMS technology
11SEMI MS006:2008, Guide for design and materials for interfacing microfluidic systems
12SEMI E17-0600:2000, Guideline for Mass Flow Controller Transient Characterizations Tests
13Chemical Engineering and Chemical Process Technology — Volume III, 2010