流路装置以及包含流路装置的样品处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种流路装置，具有使一个分子流过的纳米尺寸流路，并且在纳米尺寸流路附近配置至少一个电极对，并且流路装置具有用于向所述电极施加交流电压的交流电源。该流路装置用于逐个鉴定分子。还提供一种流路装置，具备：使一个分子流过的纳米尺寸流路、分支部及多个分支流路，i)在所述纳米尺寸流路的附近，以夹住该纳米尺寸流路的方式配置有电极对，或ii)电极对中的一个配置于所述纳米尺寸流路的附近，该电极对中的另一个配置于所述分支流路的附近。该流路装置用于一个分子的分离。本流路装置理论上可以实现100％的鉴定、分离精度。本发明专利技术的样品处理装置具备：流路装置、测定部及运算处理部。测定部在设置于纳米尺寸流路的电极对的电极间施加电压(直流或交流)，对一个分子通过电极间时的电信号进行测定并对一个分子进行鉴定(参照图1B)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种流路装置以及包含该流路装置的样品处理装置(在此“样品”是指样品液)。本专利技术例如可以对样品中包含的分子进行逐个鉴定(包含说明、检测、化验、测定)或分离(包含分级(sorting))。
技术介绍
目前，在从样品中分离希望的分子时，公知的是使用色谱技术。该方法重复分子对被称为分离载体的物质的吸附和脱离，以通过随机过程中的迁移率的差异使分子分离(例如，参照专利文献I)。更具体而言，例如，使包含各种分子的样品流向装满多孔性的粒子 (分离载体)的筒(这种装满分离载体的单元称为“柱”)。于是，比多孔性的孔小的分子能够进入上述孔，但比孔大的分子不能进入孔而绕过。即，比孔小的分子由于进出孔，因而其移动速度变慢，比孔大的分子由于不进入孔，因而可以迅速移动。通过该移动速度的差异使分子分离。现有技术文献 专利文献专利文献I :日本特开2007-279028号公报专利技术概要专利技术要解决的课题但是，在专利文献I公开的这种现有的使用色谱的方法中，理论上(即使在理想的条件下)不能使希望的分子100%分离。这是由于分子进出分离载体的孔是进行布朗运动的分子偶然地(这种偶然是随机过程)进出孔。另外，由于大小接近的分子以相同方式进出孔，因此，区别它们比较困难。另外，根据现有的手法，可以达到从多种分子中分离出数种的程度，但不可能将所有分子完全分离。本专利技术提供一种根据与上述依赖于这种孔的尺寸的机械原理完全不同的原理，可以对分子进行逐个鉴定或分离的技术。解决课题的手段最近，随着加工技术进步，能够获得截面大小为纳米尺寸的流路，即纳米尺寸流路。另外，本专利技术人操作纳米尺寸的分子例如生物分子，并构想通过结合两者，使「包含纳米尺寸的分子的样品」流过纳米尺寸流路，从而可以使上述分子逐个流过。另外，本专利技术人着眼于上述分子的电性质。该性质还包含在给予分子电刺激时或该给予期间该分子呈现的电性质。其结果是，本专利技术人构想一种流路装置，该流路装置在使一个分子流过的纳米尺寸流路(在此，有时将纳米尺寸流路仅称为纳米尺寸流路或纳米流路)的附近配置至少一个电极对。根据该构想，专利技术了一种流路装置，其具有使一个分子流过的纳米尺寸流路，在该纳米尺寸流路的附近配置有至少一个电极对，且其具有用于向所述电极施加交流电压的交流电源(第一基本专利技术)。图IA是表示最简单结构的流路装置之一的概略平面图。从上面看纳米流路12。 纳米流路12的周边为基板。如图IA所示，纳米流路可以形成于基板上，或者也可以形成于管的内部，但不限于此。经由电极对El、E2由交流电源(AS)向分子逐一施加交流电压，其结果是能够测定逐个流过纳米流路的分子的电性质。由此，能够逐一鉴定分子。在该情况下，由于使用交流电压，因此，能够高灵敏度、高精度地进行鉴定。鉴定的意义扩大，使得对分子的状态，例如，分子的立体结构(构造)及其动态变化(动态)进行检测也包含于鉴定中。这样，如果可以鉴定(检测)一个分子，则在流路的出口能够特定地捕捉该一个分子。因此，本专利技术的流路装置可以用于从样品只分离特定的分子。另外，分子通过受到电刺激(电信号)往往显示固有的力学行为。在上述情况下， 如果在本专利技术的流路装置的出口准备多个分支流路(可以是纳米尺寸，也可以比纳米尺寸大)，则通过逐个给予流过流路的分子特定的电刺激，来将例如显示第一力学行为的第一种分子作为其结果诱导至第一分支流路，例如将显示第二力学行为的第二种分子作为其结果诱导至第二分支流路。 因此，本专利技术提供一种流路装置，其具备使一个分子流过的纳米流路、分支部、及多个分支流路(第二基本专利技术)。分支流路的截面的大小为从纳米到微米的尺寸。图IB是表示具有多个分支流路12a、12b的流路装置之一的概略平面图。其为对分尚有用的流路装置。从上面看纳米流路12。纳米流路12的周边为基板。纳米流路12的出口侧(面向图的右侧)经由分支部分支成两个分支流路12a、12b，流路整体为Y字形。在该情况下，电极对为，i)夹住纳米流路12的电极El和E2、或ii)配置于纳米流路12附近的电极El和配置于分支流路的电极E3、或iii)配置于纳米流路12附近的电极E2和配置于分支流路的电极E4。通过在电极对(E2和E4的对、或E2和El的对)之间施加规定电压来给予包含于样品中的规定分子M电刺激，由此，将分子M诱导至分支流路12b。另外，本专利技术提供一种流路装置，其具备使一个分子流过的纳米流路、分支部、及多个分支流路，i)在所述纳米流路的附近，以夹住该纳米流路的方式配置有电极对，或ii) 电极对中的一个配置于所述纳米流路的附近，该电极对中的另一个配置于所述分支流路的附近(第三基本专利技术)。具有这些分支流路的流路装置例如对分离有用。但是，在其它用法中，还有使样品从分支流路朝向纳米流路流动的用法。从根本而言，由于能够朝向「某个电极」吸引(或者排斥)，因此，在例如面向图IB 使分子M从左向右流动中，如果拉向电极E2 (或电极E4)侧，则可以诱导至下侧分支流路 12b，如果拉向电极El(或电极E3)侧，则可以诱导至上侧分支流路12a。在该情况下，所谓电泳(电泳法)，能够利用分子的极性(+、_)用库仑力进行诱导，所谓介电电泳(介电泳)， 能够「与分子的极性无关地」进行诱导。因此，若使用介电电泳力，则不用考虑分子的极性就能进行切换，因此，介电电泳力的通用性高。S卩，如果使用本专利技术的流路装置，则在样品中包含有第一种分子和第二种分子的情况下，能够将它们逐个分子地从样品中分离。由于是逐个分子地，理论上能够100%纯度地分离。在不同的分支流路到出口的诱导(换言之，切换分支流路的切换动作)中，具有进行切换的模式和不进行切换的模式两种操作模式。(I)进行切换的模式在该情况下，分为通过切换使电刺激发生变化的子模式I和通过切换选择电极对的子模式2。在子模式I中，在面向图IB使分子M从左向右流动中，预先检测分子的种类后，通过在电极对(E1、E2)之间向该分子A施加固有的直流电压或者固有频率A的交流电压，将分子A诱导至分支流路12a。在检测到其它分子B的种类时，通过在电极对(E1、E2)之间向该分子B施加固有的直流电压或者固有频率的交流电压B，将分子B诱导至分支流路12b。 在该情况下，向分子A、B施加的固有的直流电压或具有固有频率的交流电压也具有多种情况。在子模式2中，在面向图IB使分子M从左向右流动中，预先检测分子的种类后，选择对应该分子A的电极对(电极E1、电极E3)，通过在它们之间施加规定的直流电压或具有规定频率的交流电压A，将分子A诱导至分支流路12a。在检测到其它分子B时，选择对应该分子B的电极对(电极E2、电极E4)，通过在它们之间施加规定的直流电压或具有规定频率的交流电压B，将分子B诱导至分支流路12b。在该情况下，所述直流电压或所述具有频率的交流电压A与所述直流电压或所述具有频率的交流电压B可以相同，也可以不同。 (2)不进行切换的模式没有预先检测分子，在电极对(E1、E2)之间，或者在电极对(E1、E3)之间，或者在电极对(E2、E4)之间，向分子A施加固有的直流电压或固有频率的交流电压。向通过那里的任何分子都给予施加。由此，能够仅将分子A诱导至规定的分支路。为了完全将所有的分子分别分离回收，优选I)模式，在只是想仅将目标分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.02 JP 2009-274921;2009.12.25 JP 2009-293961.一种流路装置，其具有使一个分子流过的纳米尺寸流路，并且至少一个电极对配置于所述纳米尺寸流路附近，并且所述流路装置具有用于向所述电极施加交流电压的交流电源。2.如权利要求I所述的流路装置，其特征在于，所述电极暴露于所述流路，或者在所述电极和所述流路之间存在绝缘层，因此使得所述电极不会暴露于所述流路。3.一种流路装置，具备使一个分子流过的纳米尺寸流路、分支部，以及多个分支流路，i)在所述纳米尺寸流路的附近，以夹住该纳米尺寸流路的方式配置有电极对，或ii)电极对中的一个配置于所述纳米尺寸流路的附近，所述电极对中的另一个配置于所述分支流路的附近。4.如权利要求3所述的流路装置，其特征在于，所述电极暴露于所述流路，或者在所述电极和所述流路之间存在绝缘层，因此使得所述电极不会暴露于所述流路。5.如权利要求3所述的流路装置，其特征在于，所述分支流路的截面的大小为纳米尺寸。6.一种流路装置，具备使一个分子流过的纳米尺寸流路、分支部，以及多个分支流路。7.如权利要求6所述的流路装置，其特征在于，所述分支流路的截面的大小为纳米尺寸。8.一种样品处理装置，具备(I)流路装置，其具有使一个分子流过的纳米尺寸流路，且在所述纳米尺寸流路附近配置有至少一个电极对；(2)交流电源，其用于向所述电极施加交流电压；以及(3)测定部，其对包含于流过所述流路的样品中的一个分子进行鉴定。9.一种样品处理装置，具备(I)流路装置，其具备使一个分子流过的纳米尺寸流路、分支部，以及多个分支流路，i)在所述纳米尺寸流路的附近，以夹住该纳米尺寸流路的方式配置有电极对，或ii)电极对中的一个配置于所述纳米尺寸流路的附近，且所述电极对中的另一个配置于所述分支流路的附近；以及(2)切换部，其经由所述电极对向包含于流过所述流路的样品中的一个分子给予电刺激，由此促进所述分子的力学行为，并且通过该力学行为将所述分子诱导至规定的分支流路。10.如权利要求9所述的流路装置，其特征在于，所述分支流路的截面的大小为纳米尺寸。11.一种样品处理装置，用于对包含于样品中的分子进行鉴定，其特征在于，具备 流路装置，其包含用于注入样品的注入部和具有纳米级尺寸的截面大小且用于允许包含于所述样品中的分子移动通过的纳米尺寸流路； 测定部，其在设置于所述纳米尺寸流路的电极对的电极间施加电压，且对所述分子通过所述电极间时的阻抗进行测定；以及 运算处理部，其根据由所述测定部测定的阻抗值，对所述分子进行鉴定。12.如权利要求11所述的样品处理装置，其特征在于，具备 多个输出部，其用于将移动通过所述纳米尺寸流路的分子取出；和 分子分离部，其将所述鉴定的分子分离，其中 所述纳米尺寸流路具备在其端部的分支部和从该分支部连接于所述输出部的多个分支流路，并且所述分子分离部将所述鉴定的分子从所述纳米流路诱导至所述多个分支流路中的规定分支流路。13.如权利要求12所述的样品处理装置，其特征在于，所述分子分离部具有规定电极，其通过设于所述纳米流路侧的电极对或共用的电极构成；多个出口电极，其分别设于所述多个分支流路侧；电压施加部，其用于向所述规定电极的对，或向所述多个出口电极中的任一个和所述规定电极施加电压；切换部，其用于选择i)所述规定电极的对或ii)由所述多个出口电极中的任一个和所述规定电极构成的对，其中所述运算处理部根据所述鉴定的分子的信息来选择所述对，并且以施加所述电压的方式对所述分子分离部进行控制。14.如权利要求13所述的样品处理装置，其特征在于，所述纳米尺寸流路设有多个电极对，该各电极对以相隔规定的间隔进行配置，所述测量部对所述分子通过所述各电极对时的阻抗进行测定，所述运算处理部根据测定的阻抗值的测定时间差算出所述分子的移动速度，并且根据算出的分子的移动速度对施加所述电压的时机进行控制。15.如权利要求11所述的样品处理装置，其特征在于，所述流路装置由具有亲水性的绝缘体材料构成，所述样品通过毛细管现象的作用从所述注入部被导入所述纳米尺寸流路。16.如权利要求11所述的样品处理装置，其特征在于，用于向所述样品施加电压的导入用电极对中的一个电极配置于所述注入部，且所述导入用电极对中的另一个电极配置于所述纳米尺寸流路，通过在所述导入用电极对之间产生电场，所述样品从所述注入部被导入所述纳米尺寸流路。17.如权利要求11所述的样品处理装置，其特征在于，所述注入部的截面的大小具有微米级的尺寸。18.一种样品处理装置，用于对包含于样品中的规定的分子进行分离，所述样品处理装置具备流路装置，其包含用于注入样品的注入部、具有纳米级尺寸的截面大小且用于允许包含于所述样品中的分子移动通过的纳米尺寸流路，以及用于将移动通过所述纳米尺寸流路的分子取出的多个输出部，其中所述纳米尺寸流路具备在其端部的分支部和从该分支部连接于所述多个输出部的多个分支流路；测定部，其在设置于所述纳米尺寸流路的电极对的电极间施加电压，且对所述分子通过所述电极间时的电阻或阻抗进行测定；运算处理部，其对由所述测定部测定的电阻值或阻抗值和分子建立关系；以及分子分离部，其将和所述测定的电阻值或阻抗值有关系的分子从所述纳米尺寸流路诱导至所述多个分支流路中的希望的分支流路。19.如权利要求18所述的样品处理装置，其特征在于，所述分子分离部具有规定电极，其通过设于所述纳米尺寸流路侧的电极对或共用电极构成；多个出口电极，其分别设于所述多个分支流路侧；电压施加部，其用于向所述规定电极的对，或向所述多个出口电极中的任一个和所述规定电极施加电压；以及切换部，其用于选择i)所述规定电极的对或ii)由所述多个出口电极中的任一个和所述规定电极构成的对，其中所述运算处理部根据所述测定的电阻值或阻抗值的信息来选择所述对，并且以施加所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本贵富喜，
申请(专利权)人：独立行政法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：