颗粒捕捉装置和颗粒捕捉方法制造方法及图纸

本发明专利技术的颗粒捕捉装置的特征在于，其具备：导入流路，设置在所述导入通路的下游侧的扁平流路，设置在所述扁平流路的下游侧的矩形流路，以及设置在所述矩形流路的至少第一内壁面上的颗粒捕捉用开口，所述导入流路具有比所述扁平流路的流路截面更宽的流路截面，所述扁平流路具有横向宽度宽的扁平的流路截面，所述矩形流路具有矩形的流路截面，并且，以第一内壁面与第二内壁面相对、第三内壁面与第四内壁面相对的方式设置，所述导入流路、所述扁平流路、所述矩形流路和所述颗粒捕捉用开口被设置成：流过所述导入流路的含有捕捉对象颗粒的液体的一部分流入所述扁平流路，流经所述扁平流路的所述捕捉对象颗粒与所述液体一起流入所述矩形流路，流经所述矩形流路的所述捕捉对象颗粒侵入到所述颗粒捕捉用开口的内部而被捕捉。

Particle catching device and method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】颗粒捕捉装置和颗粒捕捉方法
本专利技术涉及颗粒捕捉装置和颗粒捕捉方法。
技术介绍
在分析化学、催化剂化学、生物化学、光设备、能源和生物、医疗等的领域中，在液相中利用纳米颗粒的情况很多。例如，细胞分泌覆盖有各种大小的脂质双层膜的细胞外囊泡颗粒。细胞外囊泡颗粒通过大小的区别分类，有外泌体(大小：50-200nm)和微囊泡(大小：200-1000nm)等。其中，外泌体含有各种各样的蛋白质和mRNA、microRNA，近年来明确其在癌症的转移中起到重要的作用。因此，期待外泌体作为各种疾病的非侵入性的生物标志物和治疗工具(例如，参照专利文献1)。另一方面，病毒感染症对人和动物有着巨大的健康危害。感染症的早期诊断、其治疗方针的决定等中，需要鉴定感染的病毒。病毒的大小为20nm-300nm左右，一般使用离心分离法进行回收和浓缩(例如，参照专利文献2)。另外，已知通过设置在流路内的突起部捕捉溶液中的颗粒的微芯片(例如，参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017-40595号公报专利文献2：日本特开2011-45358号公报专利文献3：日本特开2002-233792号公报
技术实现思路
对纳米颗粒进行时间和空间上的精密控制，是决定纳米颗粒的特性的最大限度发挥和新技能的发现的重要的课题。由于纳米颗粒在液相中进行活跃的布朗运动，纳米颗粒在液相中的时间空间上的控制极其困难。另外，在细胞外囊泡颗粒和病毒等的纳米颗粒的定量解析中，存在需要繁杂的分离操作、低检出率、高价实验设备等的多种课题。本专利技术是鉴于上述情况而做出，提供一种可以将捕捉对象颗粒封入到颗粒捕捉用开口的内部，对捕捉对象颗粒进行个别地观察、解析等的颗粒捕捉装置。本专利技术提供一种颗粒捕捉装置，其特征在于，其具备：导入流路，设置在所述导入通路的下游侧的扁平流路，设置在所述扁平流路的下游侧的矩形流路，以及设置在所述矩形流路的至少第一内壁面上的颗粒捕捉用开口，其中，所述导入流路具有比所述扁平流路的流路截面更宽的流路截面，所述扁平流路具有横向宽度宽的扁平的流路截面，所述矩形流路具有矩形的流路截面，并且，以第一内壁面与第二内壁面相对、第三内壁面与第四内壁面相对的方式设置，所述导入流路、所述扁平流路、所述矩形流路和所述颗粒捕捉用开口被设置成：流过所述导入流路的含有捕捉对象颗粒的液体的一部分流入所述扁平流路，流经所述扁平流路的所述捕捉对象颗粒与所述液体一起流入所述矩形流路，流经所述矩形流路的所述捕捉对象颗粒侵入到所述颗粒捕捉用开口的内部而被捕捉。由于本专利技术的颗粒捕捉装置具备：导入流路，设置在所述导入通路的下游侧的扁平流路，设置在所述扁平流路的下游侧的矩形流路，以及设置在所述矩形流路的至少第一内壁面上的颗粒捕捉用开口，因而可以使含有捕捉对象颗粒的液体流到导入流路、扁平流路和矩形流路中，并使流过矩形流路的捕捉对象颗粒侵入到颗粒捕捉用开口的内部而被捕捉。因此，仅仅将含有捕捉对象颗粒的微量的液体流到导入流路、扁平流路和矩形流路中就可以将捕捉对象颗粒进行捕捉，从而可以简单且低成本地(用一张芯片)分离捕捉对象颗粒并捕捉。扁平流路设置在导入流路与矩形流路之间。捕捉对象颗粒可以从导入流路流入扁平流路，但是比扁平流路的厚度大的颗粒不能从导入流路流入扁平流路。因而，通过扁平流路可以对液体中的颗粒进行过滤处理。另外，由于扁平流路具有扁平的流路截面，即使流过导入流路的颗粒中的1个堵塞扁平流路，扁平流路也不会被阻塞。因而，通过设置扁平流路，可以抑制液体从导入流路向矩形流路的流动被切断。另外，通过本专利技术的颗粒捕捉装置，可以对捕捉并封入到颗粒捕捉用开口中的捕捉对象颗粒进行个别地观察、解析等。另外，由于不需要超离心分离和沉淀试剂处理等，可以低成本地进行未变性的(生存状态的)捕捉对象颗粒的观察、解析等。另外，可以对多个捕捉对象颗粒进行长时间稳定的阵列化。进而，可以将极少量(例如，数pL)的液体中含有的捕捉对象颗粒捕捉到颗粒捕捉用开口中，并进行观察、解析。附图说明图1为本专利技术的一个实施方式的颗粒捕捉装置的概略俯视图。图2为在用图1的虚线A包围的范围内的颗粒捕捉装置的概略放大图。图3中(a)为图2的虚线B-B处的颗粒捕捉装置的概略截面图，(b)为图2的点划线C-C处的颗粒捕捉装置的概略截面图，(c)为图2的点划线D-D处的颗粒捕捉装置的概略截面图。图4中(a)为导入流路的概略图，(b)为扁平流路的概略图，(c)为矩形流路的截面图，(d)为矩形流路和颗粒捕捉用开口的概略图。图5中(a)(b)分别为本专利技术的一个实施方式的颗粒捕捉装置中所包括的矩形流路和颗粒捕捉用开口的概略图。图6中(a)-(f)分别为本专利技术的一个实施方式的颗粒捕捉装置的概略截面图。图7为本专利技术的一个实施方式的颗粒捕捉装置的概略俯视图。图8为本专利技术的一个实施方式的颗粒捕捉装置的概略俯视图。图9中(a)为图8的虚线E-E处的颗粒捕捉装置的概略截面图，(b)为图8的虚线F-F处的颗粒捕捉装置的概略截面图，(c)为虚线G-G处的颗粒捕捉装置的概略截面图。图10为实验中制作的颗粒捕捉装置的照片和SEM图像。图11中(a)(b)分别为在第一基板上形成的矩形流路和颗粒捕捉用开口的SEM图像。图12中(a)-(f)分别为在第一基板上形成的矩形流路和颗粒捕捉用开口的SEM图像。图13为在第一基板上形成的矩形流路、颗粒捕捉用开口、辅助流路和连通流路的SEM图像及其放大图像。图14为在第一基板上形成的矩形流路和颗粒捕捉用开口的SEM图像。图15为在颗粒捕捉用开口捕捉的荧光PS颗粒的荧光显微镜图像。图16为示出时间稳定性的评价实验的结果的荧光显微镜图像。图17为示出混合颗粒捕捉实验的结果的图表。图18为示出颗粒捕获率测定实验的结果的图表。图19为外泌体捕捉实验中使用的培养上清液中含有的外泌体的粒径分布。图20为具有在颗粒捕捉用开口捕捉的外泌体的颗粒捕捉装置的明视野图像、荧光图像、融合图像。具体实施方式本专利技术的颗粒捕捉装置，其特征在于，其具备：导入流路，设置在所述导入通路的下游侧的扁平流路，设置在所述扁平流路的下游侧的矩形流路，以及设置在所述矩形流路的至少第一内壁面上的颗粒捕捉用开口，所述导入流路具有比所述扁平流路的流路截面更宽的流路截面，所述扁平流路具有横向宽度宽的扁平的流路截面，所述矩形流路具有矩形的流路截面，并且，以第一内壁面与第二内壁面相对、第三内壁面与第四内壁面相对的方式设置，所述导入流路、所述扁平流路、所述矩形流路和所述颗粒捕捉用开口被设置成：流过所述导入流路的含有捕捉对象颗粒的液体的一部分流入所述扁平流路，流经所述扁平流路的所述捕捉对象颗粒与所述液体一起流入所述矩形流路，流经所述矩形流路的所述捕捉对象颗粒侵入到所述颗粒捕捉用开口的内部而被捕捉。优选地，所述矩形流路的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种颗粒捕捉装置，其特征在于，该颗粒捕捉装置具备：/n导入流路，/n设置在所述导入通路的下游侧的扁平流路，/n设置在所述扁平流路的下游侧的矩形流路，以及/n设置在所述矩形流路的至少第一内壁面上的颗粒捕捉用开口，/n所述导入流路具有比所述扁平流路的流路截面更宽的流路截面，/n所述扁平流路具有横向宽度宽的扁平的流路截面，/n所述矩形流路具有矩形的流路截面，并且，以第一内壁面与第二内壁面相对、第三内壁面与第四内壁面相对的方式设置，/n所述导入流路、所述扁平流路、所述矩形流路和所述颗粒捕捉用开口被设置成：流过所述导入流路的含有捕捉对象颗粒的液体的一部分流入所述扁平流路，流经所述扁平流路的所述捕捉对象颗粒与所述液体一起流入所述矩形流路，流经所述矩形流路的所述捕捉对象颗粒侵入到所述颗粒捕捉用开口的内部而被捕捉。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170517 JP 2017-0982471.一种颗粒捕捉装置，其特征在于，该颗粒捕捉装置具备：
导入流路，
设置在所述导入通路的下游侧的扁平流路，
设置在所述扁平流路的下游侧的矩形流路，以及
设置在所述矩形流路的至少第一内壁面上的颗粒捕捉用开口，
所述导入流路具有比所述扁平流路的流路截面更宽的流路截面，
所述扁平流路具有横向宽度宽的扁平的流路截面，
所述矩形流路具有矩形的流路截面，并且，以第一内壁面与第二内壁面相对、第三内壁面与第四内壁面相对的方式设置，
所述导入流路、所述扁平流路、所述矩形流路和所述颗粒捕捉用开口被设置成：流过所述导入流路的含有捕捉对象颗粒的液体的一部分流入所述扁平流路，流经所述扁平流路的所述捕捉对象颗粒与所述液体一起流入所述矩形流路，流经所述矩形流路的所述捕捉对象颗粒侵入到所述颗粒捕捉用开口的内部而被捕捉。


2.根据权利要求1所述的颗粒捕捉装置，其中，所述颗粒捕捉装置还具备设置在所述扁平流路与所述导入流路之间的细胞捕捉室。


3.根据权利要求1或2所述的颗粒捕捉装置，其中，所述颗粒捕捉装置还具备排出侧流路、辅助流路和连通流路，
所述排出侧流路设置在所述矩形流路的下游侧，
所述辅助流路为与所述矩形流路实质上平行地延伸的流路，所述辅助流路的一端与所述排出侧流路连接，
所述连通流路以将所述颗粒捕捉用开口与所述辅助流路连通的方式设置，并且，具有所述捕捉对象颗粒不能通过的流路截面。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的颗粒捕捉装置，其中，所述颗粒捕捉用开口分别设置在第一内壁面和第二内壁面上。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的颗粒捕捉装置，其中，所述矩形流路的第一内壁面与第二内壁面之间的宽度为所述捕捉对象颗粒的平均粒径的1.04倍以上2.3倍以下。


6.根据权利要求1-5中任意一项所述的颗粒捕捉装置，其中，所述矩形流路的第三内壁面与第四内壁面之间的宽度为所述捕捉对象颗粒的平均粒径的1.04倍以上5倍以下。

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【专利技术属性】
技术研发人员：许岩，
申请(专利权)人：公立大学法人大阪，
类型：发明
国别省市：日本;JP