CN113766970A - 微小物体的集聚方法以及微小物体的集聚*** - Google Patents

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Abstract

树脂珠(R)的集聚方法包含第1步骤～第4步骤。第1步骤是在设置于基板(11)的上表面(US)的薄膜(12)上准备样本(S)的步骤。第2步骤是将激光(L1)和激光(L2)相互分开地照射到薄膜(12)的步骤。第3步骤是通过激光(L1、L2)的照射对样本(S)进行加热，由此在激光(L1)的照射位置产生微泡(MB1)并且在激光(L2)的照射位置产生微泡(MB2)的步骤。第4步骤是通过在与微泡(MB1)和微泡(MB2)的排列方向垂直的方向上产生样本(S)的对流，从而在微泡(MB1)与微泡(MB2)之间的区域集聚多个树脂珠(R)的步骤。

Description

微小物体的集聚方法以及微小物体的集聚***
技术领域
本公开涉及微小物体的集聚方法以及微小物体的集聚***，更特定地，涉及对分散在液体中的多个微小物体进行集聚的技术。
背景技术
已提出一种用于对分散在液体中的多个微小物体(微粒子、细胞或者微生物等)进行集聚的技术。例如国际公开第2017/195872号(专利文献1)以及国际公开第2018/159706号(专利文献2)公开如下技术，即，通过光照射对分散在液体中的多个微小物体进行集聚。若对将光变换为热的光热变换区域照射光，则光照射位置附近的液体被局部地加热。由此，伴随微泡的产生而在液体中产生对流。这样一来，多个微小物体搭乘对流而朝向微泡被运送从而集聚于光照射位置附近。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2017/195872号
专利文献2：国际公开第2018/159706号
发明内容
发明要解决的课题
在通过光照射对分散于液体中的多个微小物体进行集聚的技术中，要求在更短时间集聚更多的微小物体，换言之，要求更高效率地集聚微小物体。
本公开正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，对分散在液体中的多个微小物体高效率地进行集聚。
用于解决课题的手段
(1)按照本公开的某个方面的微小物体的集聚方法对分散在液体中的多个微小物体进行集聚。微小物体的集聚方法包含第1步骤～第4步骤。第1步骤是在设置于基板的主面的光热变换区域上准备液体的步骤。第2步骤是将第1光线和第2光线相互分开地照射到光热变换区域的步骤，其中，该第1光线和第2光线分别是具有光热变换区域的吸收波长区域中包含的波长的光线。第3步骤是通过第1光线以及第2光线的照射对液体进行加热，由此在第1光线的照射位置产生第1气泡并且在第2光线的照射位置产生第2气泡的步骤。第4步骤是通过在特定方向上产生液体的对流，从而在第1气泡与第2气泡之间的区域集聚多个微小物体的步骤，其中，该特定方向是与主面平行的方向，并且是与第1气泡和第2气泡的排列方向垂直的方向。
(2)上述集聚的步骤(第4步骤)包含：设定第1光线及第2光线的输出以及第1光线的照射位置与第2光线的照射位置之间的间隔从而增强沿着特定方向的对流，使得沿着特定方向的对流的流速比沿着其他方向的对流的流速快的步骤。沿着其他方向的对流包含沿着与主面平行的方向并且沿着与排列方向平行的方向的对流。
(3)上述集聚的步骤(第4步骤)包含：设定上述输出以及上述间隔从而产生沿着特定方向的对流以及沿着其他方向的对流，使得集聚于第1气泡的多个微小物体的分布关于排列方向偏向第2气泡侧，并且，集聚于第2气泡的多个微小物体的分布关于排列方向偏向第1气泡侧的步骤。
(4)上述输出以及上述间隔基于第1光线的输出及光斑直径、第2光线的输出及光斑直径、以及光热变换区域的吸光度及热传导率来决定。
(5)按照本公开的另一方面的微小物体的集聚***对分散在液体中的多个微小物体进行集聚。在微小物体的集聚***中，具备：保持装置，构成为对包含设置了光热变换区域的主面的基板进行保持；以及光加热装置，发出第1光线以及第2光线，其中，该第1光线以及第2光线分别具有光热变换区域的吸收波长区域中包含的波长。光加热装置在光热变换区域上准备了液体的状态下将第1光线和第2光线相互分开间隔地照射到光热变换区域，通过第1光线以及第2光线的照射对液体进行加热，由此在第1光线的照射位置产生第1气泡并且在第2光线的照射位置产生第2气泡，通过在特定方向上产生液体的对流，从而在第1气泡与第2气泡之间的区域集聚多个微小物体，其中，该特定方向是与主面平行的方向，并且是与第1气泡和第2气泡的排列方向垂直的方向。
发明效果
根据本公开，能够对分散在液体中的多个微小物体高效率地进行集聚。
附图说明
图1是概略性地示出实施方式1涉及的树脂珠的集聚***的整体结构的图。
图2是概略性地示出比较例涉及的树脂珠的集聚***的结构的整体结构的图。
图3是用于说明实施方式1涉及的集聚***的光学***和比较例涉及的集聚***的光学***的图。
图4是示意性地示出集聚套件的结构的立体图。
图5是沿着图4的V-V线的集聚套件的剖视图。
图6是示出实施方式1中的树脂珠的集聚方法的流程图。
图7是用于说明基于单一照射的树脂珠的集聚机制的图。
图8是用于说明基于两点照射的树脂珠的集聚机制的概要的图。
图9是示出基于单一照射的树脂珠的集聚结果的一例的图。
图10是示出基于两点照射的树脂珠的集聚结果的一例的图。
图11是用于在单一照射与两点照射之间对树脂珠R的集聚伴随光照射而进展的样子进行比较的图。
图12是示出基于两点照射的树脂珠的集聚数的光斑间隔依赖性的图。
图13是用于说明根据实测图像求出的对流的朝向的图。
图14是在图13所示的实验结果中汇总了被对流运送的树脂珠的速度的图。
图15是示出假定在单一照射时未产生马兰戈尼(Marangoni)对流的情况下的对流仿真结果的图。
图16是示出假定在两点照射时未产生马兰戈尼对流的情况下的对流仿真结果的图。
图17是示出假定在单一照射时产生了马兰戈尼对流的情况下的对流仿真结果的图。
图18是示出假定在两点照射时产生了马兰戈尼对流的情况下的对流仿真结果的图。
图19是示意性地示出其他集聚套件的结构的立体图。
图20是沿着图19的XX-XX线的集聚套件的剖视图。
图21是示出单一照射时以及两点照射时的蜂窝高分子膜的透射像的图。
图22是示出光照射前的荧光观察像的图。
图23是示出光照射后的荧光观察像的图。
图24是示出变更了两点照射的光斑间隔G的情况下的荧光观察像的图。
图25是示出基于两点照射的细菌B的集聚结果的光斑间隔依赖性的图。
图26是概略性地示出实施方式2涉及的微小物体的集聚***的整体结构的图。
图27是示出实施方式2涉及的微小物体的集聚***的光学***的图。
图28是沿着图27的XXVIII-XXVIII线的激光模块的剖视图。
具体实施方式
在本公开中，“纳米级”包含从1nm到1000nm(＝1μm)的范围。“微米级”包含从1μm到1000μm(＝1mm)的范围。因此，“从纳米级到微米级的范围”包含从1nm到1000μm的范围。“从纳米级到微米级的范围”典型地示出数nm～数百μm的范围，优选地示出100nm～100μm的范围，更优选地可示出1μm～数十μm的范围。
在本公开中，“微小物体”这一用语意味着具有从纳米级到微米级的范围的尺寸的物体。微小物体的形状没有特别限定，例如为球形、椭圆球形、棒形(杆形)。在微小物体为椭圆球形的情况下，只要椭圆球的长轴方向的长度以及短轴方向的长度的至少一方在从纳米级到微米级的范围内即可。在微小物体为棒形的情况下，只要棒的宽度以及长度的至少一方在从纳米级到微米级的范围内即可。
作为微小物体的例子，可列举金属纳米粒子、金属纳米粒子集合体、金属纳米粒子集聚构造体、半导体纳米粒子、有机纳米粒子、树脂珠、PM(Particulate Matter，颗粒物)等。所谓“金属纳米粒子”，是具有纳米级的尺寸的金属粒子。所谓“金属纳米粒子集合体”，是通过多个金属纳米粒子凝集而形成的集合体。所谓“金属纳米粒子集聚构造体”，例如是多个金属纳米粒子经由相互作用部位而固定于基材(树脂珠等)的表面，相互设置间隙，以金属纳米粒子的直径以下的间隔而配置的构造体。所谓“半导体纳米粒子”，是具有纳米级的尺寸的半导体粒子。所谓“有机纳米粒子”，是由具有纳米级的尺寸的有机化合物构成的粒子。所谓“树脂珠”，是由具有从纳米级到微米级的范围的尺寸的树脂构成的粒子。所谓“PM”，是具有微米级的尺寸的粒子状物质。作为PM的例子，可列举PM2.5、SPM(SuspendedParticulate Matter，悬浮颗粒物)等。
微小物体也可以是来源于生物的物质(生物物质)。更具体地，微小物体可以包含细胞、微生物(细菌、真菌等)、生物高分子(蛋白质、核酸、脂质、多糖类等)、抗原(变应原等)以及病毒。
在本公开中，“蜂窝状”这一用语意味着多个正六边形在二维方向上排列为六方格子状(蜂窝状)的形状。在多个正六边形各自形成细孔。各细孔是具有从纳米级到微米级的范围的开口的孔。细孔既可以是贯通孔也可以是非贯通孔。此外，细孔的形状没有特别限定，可以包含圆柱形、棱柱形、除了正球形之外的球形(例如半球形或者半椭圆球形)等任意的形状。将具有多个细孔排列为蜂窝状的构造的构造体称为“蜂窝构造体”。
在本公开中，“微泡”这一用语意味着微米级的气泡。
以下，参照附图对本公开的实施方式详细进行说明。另外，对图中相同或者相应的部分标注相同的符号，不再赘述其说明。
[实施方式1]
在实施方式1中，作为微小物体的一个例示方式而采用树脂珠。树脂珠的材料是聚苯乙烯。不过，树脂珠的材料不限定于此，也可以是丙烯、聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯等。
以下，x方向以及y方向表示水平方向。x方向和y方向相互正交。z方向表示铅垂方向。重力的朝向为z方向下方。另外，有时将z方向上方简称为上方，将z方向下方简称为下方。
<集聚***的结构>
图1是概略性地示出实施方式1涉及的树脂珠的集聚***100的整体结构的图。参照图1，集聚***100具备XYZ轴台1、样本供给装置2、调整机构3、激光装置401、402、光学部件5、物镜6、照明装置7、拍摄设备8和控制装置9。
XYZ轴台1构成为能够在x方向、y方向以及z方向上移动。XYZ轴台1对集聚套件10进行保持。在集聚套件10滴下样本S。XYZ轴台1实现向滴下到集聚套件10上的样本S的目标位置的光照射。关于集聚套件10的详细结构，利用图4以及图5进行说明。
样本供给装置2根据来自控制装置9的指令而在集聚套件10上供给液体状的样本S。作为样本供给装置2，例如能够使用分配器。
调整机构3根据来自控制装置9的指令而对XYZ轴台1的x方向、y方向以及z方向的位置进行调整。在本实施方式中，物镜6的位置被固定。因此，通过对XYZ轴台1的位置进行调整，从而可调整搭载在XYZ轴台1上的集聚套件10和物镜6的相对位置关系。作为调整机构3，例如能够使用显微镜所附带的伺服电机以及调焦手柄等驱动机构(未图示)，但调整机构3的具体结构没有特别限定。另外，调整机构3也可以相对于被固定的集聚套件10来调整物镜6的位置。
激光装置401根据来自控制装置9的指令，例如发出近红外的激光L1。激光装置402根据来自控制装置9的指令，例如发出近红外的激光L2。激光L1、L2的波长只要是后述的薄膜12(参照图4以及图5)的材料的光吸收带中包含的波长则没有特别限定。在本实施方式中，激光L1的波长为1064nm，激光L2的波长为800nm。不过，激光L1的波长和激光L2的波长也可以相等。
光学部件5包含反射镜、分色镜或者棱镜等。集聚***100的光学***被调整为：来自激光装置401的激光L1被光学部件5引导到物镜6，并且，来自激光装置402的激光L2被光学部件5引导到物镜6。
另外，激光装置401、402和光学部件5相当于本公开涉及的“光加热装置”。不过，“光加热装置”具备2台激光装置不是必需的。“光加热装置”也可以通过例如半反射镜将从1台激光装置发出的激光分割为两条。
物镜6对来自激光装置401的激光L1进行聚光，并且对来自激光装置402的激光L2进行聚光。被物镜6聚光后的光照射到集聚套件10上的样本S。不过，被物镜6聚光后的光的束腰也可以位于样本S之外。光学部件5以及物镜6能够组装到倒立型或者正立型的显微镜主体。
照明装置7根据来自控制装置9的指令而发出用于照射集聚套件10内的样本S的白色光WL。作为一个实施例，能够将卤素灯用作照明装置7。物镜6还可用于取入从照明装置7照射到集聚套件10的白色光WL。被物镜6取入的白色光WL通过光学部件5被引导到拍摄设备8。
拍摄设备8根据来自控制装置9的指令而对被照射了白色光WL的集聚套件10上的样本S进行拍摄，并将所拍摄的图像输出到控制装置9。对于拍摄设备8，可使用包含CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)图像传感器或者CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器的摄像机。另外，照明装置7以及拍摄设备8只不过是用于拍摄样本S的样子的设备，并不是集聚***100对树脂珠的集聚所必需的构成要素。
控制装置9对构成集聚***100的各设备(样本供给装置2、调整机构3、激光装置401、402、照明装置7以及拍摄设备8)进行控制。控制装置9可通过包含CPU(CentralProcessing Unit，中央处理单元)等处理器、ROM(Read Only Memory，只读存储器)以及RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)等存储器、和输入输出端口(均未图示)等的微型计算机来实现。
为了使实施方式1涉及的集聚***100的特征容易理解，以下对比集聚***100和比较例涉及的集聚***900来进行说明。
图2是概略性地示出比较例涉及的树脂珠的集聚***900的结构的整体结构的图。参照图2，比较例涉及的集聚***900与实施方式1涉及的集聚***100(参照图1)的不同点在于，不具备激光装置402。集聚***900的除此以外的结构与集聚***100中的对应的结构相同。此外，在集聚***100、900中使用相同的集聚套件10。
图3是用于说明实施方式1涉及的集聚***100的光学***和比较例涉及的集聚***900的光学***的图。在图3所示的例子中，在集聚***100、900的任一者中，都在保持于XYZ轴台1上的集聚套件10滴下了样本S。照明装置7配置在XYZ轴台1的上方。物镜6、光学部件5以及拍摄设备8配置在XYZ轴台1的下方。
在比较例涉及的集聚***900中，图3所示的光学部件5是分色镜，对近红外光进行反射，另一方面，对白色光进行透射。光学部件5对从激光装置401沿着水平方向射出的近红外的激光L1进行反射并引导到比光学部件5更靠上方的物镜6。物镜6对来自下方的激光L1进行聚光。被聚光后的光照射到比物镜6进一步靠上方的样本S。另一方面，来自照明装置7的白色光WL从上方朝向下方透射样本S，进一步地透射物镜6以及光学部件5从而被引导到拍摄设备8。由此，激光L1的照射位置(激光光斑)的周围的样子被拍摄设备8拍摄。
在实施方式1涉及的集聚***100中，除了来自激光装置401的激光L1被物镜6聚光之外，来自激光装置402的激光L2也被物镜6聚光。而且，被聚光后的两个光照射到样本S。像这样，集聚***900是进行单一的光照射的***，相对于此，集聚***100是进行两点的光照射的***。以下，将比较例中的光照射的方式也称为“单一照射”，将实施方式1中的光照射的方式也称为“两点照射”。
另外，集聚***100的光学***只要能够将激光L1、L2照射到集聚套件10并且能够将来自集聚套件10的白色光WL取入到拍摄设备8即可，并不限定于图1所示的结构。关于集聚***100的光学***，例如既可以构成为将激光L1、L2从上方朝向下方照射，也可以包含光纤等其他光学部件5。
<集聚套件的结构>
图4是示意性地示出集聚套件10的结构的立体图。图5是沿着图4的V-V线的集聚套件10的剖视图。另外，在图4中省略了XYZ轴台1的图示。
参照图4以及图5，集聚套件10具有平板形状。在该平板形状的上表面US上滴下样本S。另外，集聚套件10的上表面US相当于本公开涉及的“主面”。
样本S是分散了树脂珠R的液体。液体(分散介质)的种类虽然没有特别限定，但在该例中是水。在样本S中添加有用于促进树脂珠R的集聚的非离子性界面活性剂(关于界面活性剂的作用的详情参照专利文献2)。
集聚套件10包含基板11和薄膜12。基板11由不对利用薄膜12进行的激光L1、L2的光热变换(后述)造成影响并且相对于白色光WL而透明的材料形成。作为这样的材料，可列举石英、硅等。在实施方式1中，玻璃基板(盖玻片)用作基板11。
薄膜12吸收来自激光装置401的激光L1以及来自激光光源402的激光L2，并将光能变换为热能。薄膜12的材料优选是激光L1、L2的波长区域(在本实施方式中为近红外区域)中的光热变换效率高的材料。在实施方式1中，作为薄膜12而形成有膜厚为纳米级(具体地，例如为10nm)的金薄膜。金薄膜能够利用溅射或者无电解镀敷等公知的方法而形成。薄膜12也可以不形成在基板11整面，只要形成在基板11的至少一部分即可。
在薄膜12为金薄膜的情况下，金薄膜表面的自由电子形成表面等离激元(plasmon)，由于激光L1、L2而振动。由此产生极化。该极化的能量通过自由电子与原子核之间的库伦相互作用而变换为晶格振动的能量。其结果是，金薄膜产生热。以下，将该效应也称为“光发热效应”。
不过，薄膜12的材料不限定于金，也可以是能够产生光发热效应的金以外的金属元素(例如银)或者金属纳米粒子集聚构造体(例如利用了金纳米粒子或者银纳米粒子的构造体)等。或者，薄膜12的材料也可以是激光L1、L2的波长区域的光吸收率高的金属以外的材料。作为这样的材料，可列举接近黑体的材料(例如碳纳米管黑体)。可考虑激光输出和薄膜12的材料的吸收波长区域以及光热变换效率而在设计上或者在实验上决定薄膜12的膜厚。薄膜12相当于本公开涉及的“光热变换区域”。
另外，集聚套件10的形状不限定于平板形状。集聚套件10也可以是形成了用于保持样本S的内部空间的容器。具体地，也可以将圆柱形状的玻璃底碟用作集聚套件10。能够在玻璃底碟的底面形成金薄膜(参照专利文献2)。在该情况下，玻璃底碟的底面相当于本公开涉及的“基板”。
<集聚流程>
图6是示出实施方式1中的树脂珠R的集聚方法的流程图。在该流程图中，步骤S3以后的各步骤基本上通过利用控制装置9进行的软件处理来实现，但其一部分或者全部也可以通过制作在控制装置9内的硬件(电路)来实现。另外，比较例中的树脂珠R的集聚方法也是相同的。
参照图6，在步骤S1中，准备分散了树脂珠R的样本S。在该样本S中导入界面活性剂(步骤S2)。不过，界面活性剂的导入不是必需的。在步骤S1、S2中准备的样本S储存于样本供给装置2内。
在步骤S3中，控制装置9将集聚套件10设置在XYZ轴台1上。该处理例如能够通过设置于集聚***100的基板进给机构(未图示)来实现。
在步骤S4中，控制装置9通过对样本供给装置2进行控制，从而使适量的样本S滴下到集聚套件10上。样本S的滴下量例如可以为数μL～数百μL程度的微量，也可以为更多量。
在步骤S5中，控制装置9对照明装置7进行控制使得发出用于向样本S照射的白色光WL。此外，控制装置9对拍摄设备8进行控制使得开始样本S的拍摄。另外，步骤S5的处理是用于观察样本S的处理，并不是树脂珠R的集聚所必需的处理。
在步骤S6中，控制装置9通过对调整机构3进行控制来调整XYZ轴台1的水平方向的位置以及高度(铅垂方向的位置)，使得激光L1、L2照射到样本S内的目标区域。具体地，控制装置9利用图案识别的图像处理技术从由拍摄设备8拍摄到的图像之中提取样本S的外形图案，由此能够获取样本S的水平方向的位置。然后，控制装置9从初始位置起适当调整XYZ轴台1的水平方向的位置，由此能够使激光L1、L2的水平方向的照射位置对准样本S内的目标位置。此外，激光L1、L2的焦点(束腰)的铅垂方向的位置根据激光L1、L2的波长以及物镜6的规格(倍率等)是已知的。因此，控制装置9从初始高度起适当调整XYZ轴台1的高度，由此能够使激光L1、L2的束腰的高度对准样本S内的目标高度。
在步骤S7中，控制装置9对激光装置401进行控制使得开始激光L1的照射，并且对激光装置402进行控制使得开始激光L2的照射。激光L1、L2的照射开始定时可以相同，但也可以不同。在后述的测定例(参照图10～图14、图21～图25)中，将激光L1、L2的照射开始定时设为相同。
在步骤S8中，控制装置9将激光L1、L2向集聚套件10的照射持续规定时间。规定时间例如是数十秒～数分钟的程度，由用户预先决定。树脂珠R伴随该光照射而集聚。
在步骤S9中，控制装置9对激光装置401、402进行控制使得停止激光L1、L2向集聚套件10的照射。此外，控制装置9对照明装置7进行控制使得停止白色光WL向集聚套件10的照射。由此，一系列的处理结束。
<集聚机制>
图7是用于说明基于单一照射的树脂珠R的集聚机制的图。参照图7，若开始激光L1的照射，则由于激光光斑处的薄膜12的光发热效应，激光光斑附近被局部地加热。其结果是，激光光斑附近的样本S的分散介质沸腾而在激光光斑产生微泡MB。微泡MB随着时间的经过而生长。
越靠近激光光斑则分散介质的温度越高。也就是说，由于光照射而在分散介质中产生温度梯度。起因于该温度梯度，在分散介质中稳定地产生规则的热对流(浮力对流)。如标注参照符号HC所示，在单一照射时产生的热对流的方向是如下方向，即，一度朝向微泡MB，然后，远离微泡MB。
关于像这样产生热对流的理由，能够如下那样进行说明。存在于产生了微泡MB的区域的上方的分散介质由于加热而相对变得稀薄并由于浮力而上升。与此相伴，存在于微泡MB的水平方向的相对低温的分散介质朝向微泡MB流入。
树脂珠R搭乘热对流而朝向微泡MB被运送从而集聚在激光光斑附近。更详细地，在微泡MB与薄膜12之间，产生对流的流速几乎成为零的区域(以下，称为“停滞区域”)。搭乘热对流而被运送来的树脂珠R滞留在停滞区域从而被集聚。然后，若停止激光L1的照射，则热对流变弱，并很快停止。
图8是用于说明基于两点照射的树脂珠R的集聚机制的概要的图。该图用于更详细地说明步骤S8中包含的处理的内容。参照图8，在两点照射时，通过激光L1的照射而产生微泡MB1，并且通过激光L2的照射而产生微泡MB2。在两点照射时也是：树脂珠R通过热对流而被运送，滞留在各微泡MB1、MB2的停滞区域从而被集聚。关于该集聚机制的详情将在后面叙述。
<树脂珠的集聚结果>
图9是示出基于单一照射的树脂珠R的集聚结果的一例的图。图10是示出基于两点照射的树脂珠R的集聚结果的一例的图。在图9以及图10中，示出了表示从光照射开始时起经过了100秒、200秒以及300秒时的树脂珠R的集聚的样子的连续图像。在该例中，两点(激光L1、L2)的照射开始定时设为相同。另外，如前述那样，这些图像是从下方朝向上方拍摄集聚套件10而得到的图像。
树脂珠R的直径为1.0μm。样本S的体积为10μL。以1.01×108(/mL)为基准，将树脂珠R的浓度调制为1/2倍、1倍以及2倍这三种。作为界面活性剂而使用了Tween20(注册商标)。界面活性剂的浓度为4.52×10-5(mol/L)。
物镜6的数值孔径(NA：Numerical Aperture)为0.30。此时的激光光斑的直径为10.4μm。两个激光光斑间的间隔为160μm。以下，将激光光斑的直径也记载为“光斑直径”，将两个激光光斑间的间隔也记载为“光斑间隔G”。光斑间隔G优选大于两个光斑直径之和(即，两个激光光斑分离)。另外，在物镜的倍率为100倍的情况下，光斑直径例如为1.0μm。在物镜的倍率为40倍的情况下，光斑直径为2.5μm。在物镜的倍率为10倍的情况下，光斑直径为10μm。
在单一照射下，将透射集聚套件10后的激光L1的输出设定为100mW。在两点照射下，将透射集聚套件10后的激光L1的输出和透射集聚套件10后的激光L2的输出均设定为50mW。也就是说，使条件一致，以便两点照射时的激光L1和激光L2的合计输出与单一照射时的激光L1的输出相等。
参照图9，在单一照射下，在一个激光光斑的附近产生微泡MB。另一方面，在两点照射下，如图10所示，在两个激光光斑的附近各产生一个微泡MB1、MB2。在单一照射以及两点照射的任一者，都在产生于微泡与薄膜12之间的停滞区域集聚树脂珠R。从光照射开始时起随着时间的经过，微泡的尺寸变大，集聚于停滞区域的树脂珠R的数量(集聚数)也增加。树脂珠R的浓度越高，则树脂珠R的集聚数越多。
另外，树脂珠R的集聚数能够如下那样计算。首先，利用边缘检测从图9以及图10所示的图像之中提取集聚了树脂珠R的区域的轮廓。接着，根据所提取的轮廓来计算树脂珠R的集聚面积(向集聚套件10的表面投影的投影面积)。进而，对与树脂珠R的集聚面积对应的树脂珠R的集聚体积进行几何计算。更详细地，从图像读取微泡的直径，由此规定被夹在表示微泡的球体与表示集聚套件10的上表面US的平面之间的空间。对该规定的空间的体积乘以六方最密构造(hexagonal close-packed structure)的填充率0.74，由此能够计算所集聚的树脂珠R的体积的总和(树脂珠R的集聚体积)。然后，通过将树脂珠R的集聚体积除以每一个树脂珠R的体积，从而计算树脂珠R的集聚数。
图11是用于在单一照射与两点照射之间对树脂珠R的集聚伴随光照射而进展的样子进行比较的图。在图11中，横轴表示从光照射开始时起的经过时间，纵轴表示树脂珠R的集聚率。所谓树脂珠R的集聚率，是包含在样本S中的树脂珠R的集聚数相对于树脂珠R的总数的比率(集聚率＝100×集聚数/总数)。
参照图11，通过单一照射以及两点照射的任一者，树脂珠R的集聚率都伴随从光照射开始时起的时间的经过而呈线性上升了。在同一时刻进行了比较的情况下，基于两点照射的树脂珠R的集聚率高于基于单一照射的树脂珠R的集聚率，为1.4倍程度。像这样，即使在单一照射时的激光L1的输出和两点照射时的激光L1、L2的合计输出彼此相等的情况下，与单一照射相比，根据两点照射也能够提高树脂珠R的集聚率。
图12是示出基于两点照射的树脂珠R的集聚数的光斑间隔依赖性的图。在图12中，横轴表示从激光L1、L2的照射开始时起的经过时间，纵轴表示树脂珠R的集聚数。在该例中，将光斑间隔G设定为四种(160μm、200μm、240μm、300μm)，并测定了各光斑间隔G下的树脂珠R的集聚数的时间变化。物镜6的数值孔径为0.30。另外，在图12中，为了对比，还一并示出了单一照射时的树脂珠R的集聚数的时间变化。
与单一照射时相比，在两点照射时，在四种光斑间隔G的任一种下，树脂珠R的集聚数都多。在图12所示的例子中，在光斑间隔G为200μm的情况下，树脂珠R的集聚数变得最大。
像这样，在光斑间隔G中，根据激光L1、L2的光斑直径以及薄膜12的特性(吸光度以及热传导)而存在能够将微小物体的集聚数最大化的最佳值。因此，作为光斑间隔G，期望在比激光L1的光斑直径与激光L2的光斑直径之和的1/2还长的范围内在实验上或者在设计上决定尽量接近最佳值的值并设定该值，使得两个激光光斑不重叠。此外，关于激光L1、L2的输出也同样地期望根据激光L1、L2的光斑直径以及薄膜12的特性设定为尽量接近最佳值的值。
<树脂珠的轨迹>
本发明的发明人们为了弄清通过两点照射而树脂珠R的集聚率提高的原因，实施了拍摄多个树脂珠R的实验。然后，对拍摄到的动态图像(实测图像)进行解析，并追踪了树脂珠R在水平面(xy平面)上的运动。在树脂珠R所描绘的轨迹中反映了对流的朝向以及大小(速度)。
图13是用于说明根据实测图像而求出的对流的朝向的图。参照图13，在图中左侧，根据单一照射的实验结果而求出的树脂珠R的轨迹重叠于表示基于单一照射的树脂珠R的集聚结果的放大图像来示出。在图中右侧，根据两点照射的实验结果而求出的树脂珠R的轨迹重叠于表示基于两点照射的树脂珠R的集聚结果的放大图像来示出。
首先，着眼于树脂珠R的集聚结果的放大图像，在单一照射下，激光光斑位于图像中心(在长方形图像中被绘制的两条直线的交点)，树脂珠R以该激光光斑为中心均匀地集聚。
相对于此，在两点照射下，两个激光光斑的中点位于图像中心。此时，观察到树脂珠R偏向比各激光光斑更靠近图像中心的一侧而集聚。换言之，关于两个微泡MB1、MB2排列的方向，在比微泡MB1的中心更靠内侧并且比微泡MB2的中心更靠内侧的区域，较之于比微泡MB1的中心更靠外侧并且比微泡MB2的中心更靠外侧的区域，集聚了更多的树脂珠R。
接下来，对轨迹的解析结果进行说明。在单一照射下，从多个(在该例中为4个)树脂珠R位于以激光光斑为中心的半径为300μm的圆周上的状态起开始了激光L1的照射。在两点照射下，从多个(在该例中为8个)树脂珠R位于以两个激光光斑的中点为中心的半径为300μm的圆周上的状态起开始了激光L1、L2的照射。
在单一照射以及两点照射的任一者，都是：若开始光照射，则多个树脂珠R各自开始向靠近激光光斑的方向移动。基于单一照射的各树脂珠R的轨迹成为朝向激光光斑的直线。这表示在单一照射下产生以微泡MB为对称中心的点对称的对流。相对于此，在两点照射下，各树脂珠R的轨迹成为朝向两个激光光斑之间延伸的曲线。由此可知，在两点照射下，产生朝向微泡MB1与微泡MB2之间的区域的对流。
图14是在图13所示的实验结果中汇总了被对流运送的树脂珠R的速度的图。在图14中，通过对流而被运送的树脂珠R的速度的朝向以及大小进行了极坐标显示。极坐标的原点与图13所示的各图像的中心一致。决定偏角，使得图13所示的x方向成为0°，y方向成为90°。矢径的长度表示实施多次实验而得到的树脂珠R的平均速度(
Figure BDA0003316773210000151
对流的速度)(单位：μm/s)。随着远离极坐标的原点而对流的速度变快。
将两个微泡MB1、MB2排列的图中45°-225°的方向称为“排列方向”。将图中的135°-315°方向称为“与排列方向垂直的方向”。关于排列方向，在两点照射时产生的对流的速度是与在单一照射时产生的对流的速度相同的程度。相对于此，关于与排列方向垂直的方向，在两点照射时产生的对流的速度是在单一照射时产生的对流的速度的约1.5倍。
像这样，在进行两点照射的本实施方式中，通过增强沿着与排列方向垂直的方向的对流，从而能够在两个微泡MB1、MB2之间的区域高效率地集聚树脂珠R。
<马兰戈尼对流>
在利用图7以及图8说明树脂珠R的集聚机制时说明了通过光照射而产生热对流。在热对流之中，尤其是，也可考虑产生基于界面张力差的马兰戈尼对流的可能性。若更详细地说明，则一般地产生于气液界面的界面张力具有温度依赖性，气液界面的温度越高则界面张力越小。因此，在气液界面的温度分布不均匀的情况下，气液界面之中的高温区域被拉向低温区域侧使得界面张力均衡。此时的气液界面的运动传递到液体内部(气泡)，可能产生马兰戈尼对流。在本实施方式中，也可能由于起因于光发热效应的温度梯度而在两个微泡MB1、MB2各自的表面产生界面张力差，作为其结果而产生马兰戈尼对流。
图15是示出假定在单一照射时未产生马兰戈尼对流的情况下的对流仿真结果的图。图16是示出假定在两点照射时未产生马兰戈尼对流的情况下的对流仿真结果的图。图17是示出假定在单一照射时产生了马兰戈尼对流的情况下的对流仿真结果的图。图18是示出假定在两点照射时产生了马兰戈尼对流的情况下的对流仿真结果的图。对流仿真利用有限要素法进行。
在图15～图18中，箭头的朝向表示位于从集聚套件10的上表面US(薄膜12的表面)起上方1μm的面内的对流的朝向。箭头的长度与对流的速度无关，是相同的。对流的速度不是通过箭头的长度来表示，而是通过箭头的背景的灰色标度来表示。背景越白，则对流的速度越快(参照各图右侧的标度条)。
即使在假定未产生马兰戈尼对流的情况下，也可得到产生朝向两个微泡MB1、MB2之间的对流这样的结果。但是，对流的速度缓慢(参照图16)。另一方面，在假定了产生马兰戈尼对流的情况下，与假定未产生马兰戈尼对流的情况相比，朝向两个微泡MB1、MB2之间的对流的速度变快1个数量级的程度(参照图18)。通过该仿真而重现的对流的举动与根据图13所示的实测图像推测的对流的举动很好地一致。因此，可启示如下内容，即，许多的微小物体向两个微泡MB1、MB2间的集聚是由于马兰戈尼对流的影响所引起的。
<细菌的集聚>
为了响应更高效率地集聚微小物体这样的要求，也可考虑使激光L1、L2的输出增大。这是因为，可预想由此对流的速度变快。然而，伴随光输出的增大，激光光斑附近的温度上升量也变大。在微小物体之中存在应抑制热损伤的物体。例如，很多的微生物不耐热，因此若由于光照射而引起过度的温度则有可能会死亡。因此，期望在抑制对微小物体的热损伤的同时高效率地集聚微小物体。以下，对集聚了微生物(更详细地是细菌)的例子进行说明。在细菌的集聚中，使用了具有与图4以及图5所示的集聚套件10不同的结构的集聚套件20。
图19是示意性地示出其他集聚套件20的结构的立体图。图20是沿着图19的XX-XX线的集聚套件20的剖视图。不过，在图20中省略了样本S的图示。参照图19以及图20，集聚套件20包含基板21、蜂窝高分子膜22和薄膜23。
对于基板21，例如使用盖玻片。蜂窝高分子膜22形成在基板21上。蜂窝高分子膜22是形成了蜂窝构造体的高分子膜。对于蜂窝高分子膜22的材料而使用树脂。在蜂窝高分子膜22上进一步形成有薄膜23。
薄膜23与形成于集聚套件10的薄膜12(图4以及图5)同样地由吸收激光L1、L2而将光能变换为热能的材料构成。在本实施方式中，薄膜23是膜厚为纳米级(具体地，例如为40nm～50nm)的金薄膜。薄膜23反映蜂窝高分子膜22的构造而具有蜂窝构造。因此，在薄膜23形成有捕捉多个细菌B的多个细孔24、和各自将多个细孔24之中的相邻的细孔间相互隔开的多个隔壁25(关于蜂窝集聚套件20的详细结构参照专利文献2)。
在本实施方式中，作为细菌B而使用了绿脓杆菌。绿脓杆菌是杆菌。典型的绿脓杆菌的长轴的长度为约2μm，短轴的长度为约0.5μm。绿脓杆菌是革兰氏阴性菌。
图21是示出单一照射时以及两点照射时的蜂窝高分子膜22的透射像的图。在图中左侧示出单一照射的开始前后的蜂窝高分子膜22，在图中右侧示出两点照射的开始前后的蜂窝高分子膜22。另外，在该例中两点照射的开始定时也相同。
在单一照射时透射了集聚套件20的激光L1的输出为15mW。在两点照射时透射了集聚套件20的激光L1、L2的输出分别为7.5mW。光斑间隔G为60μm。物镜6的倍率为40倍。光照射时间设为20秒钟。
在两点照射时产生的微泡MB2的尺寸大于微泡MB1的尺寸。也就是说，照射波长为800nm的激光L2与照射波长为1064nm的激光L1相比微泡大幅生长了。可认为这是由于蜂窝高分子膜22的吸光度的波长依赖性所引起的。
接着，对利用细菌B的荧光染色判定了由于光照射而集聚的细菌B的死活的结果进行说明。在本实施方式中，作为荧光色素而使用了SYTO9(注册商标)和PI(PropidiumIodide，碘化丙啶)。SYTO9是具有膜透性的DNA染色试剂，不论在细菌的细胞膜(对于作为革兰氏阴性菌的绿脓杆菌是外膜)是否产生了损伤都对DNA进行染色。也就是说，SYTO9对存活的细菌(活菌)和死亡的细菌(死菌)双方进行染色。若对包含SYTO9的细菌照射SYTO9的激励波长的光，则发出绿色的荧光。另一方面，PI不具有膜透性。因此，仅在细胞膜产生了损伤的细菌(死菌)被PI染色。若从外部激励PI，则发出红色的荧光。
图22是示出光照射前的荧光观察像的图。图23是示出光照射后的荧光观察像的图。在图22以及图23的上部，示出基于SYTO9的激励波长的荧光观察像(也记载为“SYTO9图像”)。在图22以及图23的下部，示出基于PI的激励波长的荧光观察像(也记载为“PI图像”)。
在光照射后的SYTO9图像中，根据单一照射以及两点照射的任一者的结果都在激光光斑的周边观察到了荧光。由此可知，通过单一照射以及两点照射的任一者，细菌B都集聚到激光光斑的周围并捕捉到细孔24内。此外，若对单一照射的结果和两点照射的结果进行比较，则基于两点照射的荧光的面积大于基于单一照射的荧光的面积。由此也证实了两点照射下细菌B的集聚面积更大，即集聚了更多的细菌B。
此外，若在单一照射与两点照射之间对光照射后的PI图像进行比较，则与单一照射相比，在两点照射下观察的细菌量(即，死菌的量)少，因此可知细菌B的存活率高。由此，确认出与单一照射相比在两点照射下能够抑制对细菌B的热损伤。作为其理由，可认为是由于在前述的激光输出条件下被进行两点照射的激光L1、L2各自的输出为被进行单一照射的激光L1的输出的一半，因此两点照射下激光光斑的温度上升量更小。
图24是示出变更了两点照射的光斑间隔G的情况下的荧光观察像的图。在图24中，与图12同样地将光斑间隔G变更为四种，并获取SYTO9图像以及PI图像从而确认了细菌B的集聚结果。透射了集聚套件20的激光L1、L2的输出分别为20mW。物镜6的倍率为10倍。光照射时间为20秒。
在SYTO9图像(上部)中，在四种光斑间隔G的任一者下都确认出细菌B的集聚。此外，在PI图像(下部)中，在所有的光斑间隔G下都观察到了强的荧光，因此也确认出细菌B的存活率高。
图25是示出基于两点照射的细菌B的集聚结果的光斑间隔依赖性的图。在图25中，横轴表示光斑间隔G。左侧的纵轴表示细菌B的集聚面积。右侧的纵轴表示以单一照射时的细菌B的集聚面积为基准的两点照射时的细菌B的集聚面积的比率。另外，在横轴的右端，为了对比而示出了单一照射时的结果。两点照射条件与利用图24说明的条件相同。单一照射时的激光L1的输出为40mW。
参照图25，基于光斑间隔G为160μm～200μm的两点照射的细菌B的集聚面积是基于单一照射的细菌B的集聚面积的1.5倍～2.0倍程度。若光斑间隔G成为220μm以上，则细菌B的集聚面积相对变小，但即便如此也确认出超过了基于单一照射的细菌B的集聚面积。
如以上那样，在实施方式1中，通过两点照射而产生两个微泡MB1、MB2，并产生沿着与微泡MB1和微泡MB2的排列方向垂直的特定方向的对流。由于该对流，分散在样本S中的多个微小物体被拉入到两个微泡MB1、MB2之间，并集聚在两个微泡MB1、MB2之间的停滞区域。如本发明的发明人们通过实测图像以及对流仿真而弄清的那样，在两点照射下上述特定方向的对流被显著地增强(参照图13～图18)。通过利用该现象，从而在平坦的金薄膜以及将金薄膜形成于表面的蜂窝构造体的任一种情况下，都是在两点照射下与单一照射相比即使各激光的输出低(在前述的例子中即使激光输出为一半)，也能够集聚更多的微小物体。因此，根据实施方式1，能够在抑制对微小物体的热损伤的同时高效率地集聚微小物体。
[实施方式2]
在实施方式1中，以将从两个光源(激光装置401、402)分别发出的激光L1、L2照射到集聚套件10的两点照射为例进行了说明。但是，只要激光的条数为多条即可，这些激光的光源也可以为一个。此外，只要激光的条数为多条即可，也能够设为3条以上(多点照射)。在实施方式2中，对将从一个激光模块发出的许多激光照射到集聚套件10的结构进行说明。
图26是概略性地示出实施方式2涉及的微小物体的集聚***200的整体结构的图。参照图26，集聚***200在下述两点上不同于实施方式1涉及的集聚***100(参照图1)。第1点：集聚***200具备激光模块4、冷却装置4A和电源4B来取代激光装置401、402以及物镜6。第2点：集聚***200具备样本台1A和光源台1B来取代XYZ轴台1。
样本台1A是XYZ轴台，构成为能够在x方向、y方向以及z方向上移动。样本台1A与XYZ轴台1同样地对集聚套件10进行保持。
光源台1B是XYZ轴台，构成为能够在x方向、y方向以及z方向上移动。光源台1B对激光模块4以及冷却装置4A进行保持。
激光模块4是根据来自控制装置9的指令而发出许多激光的半导体激光模块。关于激光模块4的结构，利用图27以及图28详细进行说明。
冷却装置4A对激光模块4进行冷却。通过使用珀耳帖元件(未图示)作为冷却装置4A，从而能够将激光模块4小型化。另外，冷却装置4A在使用节能的激光光源(激光模块4)的情况下能够省略。
电源4B供给用于驱动激光模块4的电流。此外，电源4B供给用于驱动冷却装置4A的电力。
调整机构3构成为能够根据来自控制装置9的指令而对样本台1A的x方向、y方向以及z方向的位置进行调整，并且对光源台1B的x方向、y方向以及z方向的位置进行调整。在实施方式2中，在决定光照射位置时，可调整样本台1A的水平方向的位置(x方向以及y方向的位置)，并且，可调整光源台1B的高度(z方向的位置)。由此，可调整搭载在样本台1A上的集聚套件10和设置在光源台1B上的激光模块4的相对位置关系。
不过，调整机构3的结构只要能够调整集聚套件10和激光模块4的相对位置关系则没有特别限定。调整机构3例如既可以相对于被固定的激光模块4来调整集聚套件10的位置，也可以相对于被固定的集聚套件10来调整激光模块4的位置。
另外，在图26所示的结构中，从照明装置7发出的白色光WL例如利用光纤(未图示)被引导到拍摄设备8，并从拍摄设备8朝向激光光斑附近的拍摄部位照射。
图27是示出实施方式2涉及的微小物体的集聚***200的光学***的图。参照图27，激光模块4设置在光源台1B上，并且配置在样本台1A的下方。在样本台1A设置有集聚套件10(也可以是集聚套件20)。从激光模块4朝向上方发出的许多激光光线L照射到样本台1A上的集聚套件10。另外，在图27中省略了冷却装置4A的图示。
图28是沿着图27的XXVIII-XXVIII线的激光模块4的剖视图。参照图28，激光模块4包含基板41、面发光元件42、接合构件43、光波导44和透镜45。
基板41是由绝缘材料形成的平板，例如是印刷布线基板或者陶瓷基板。在基板41的表面安装有面发光元件42。在基板41的背面形成有电极411。电极411例如通过引线接合而与面发光元件42电连接。对于面发光元件42，从电源4B(参照图26)经由电极411被供给驱动电流。
面发光元件42是阵列型垂直共振器面发光激光器(VCSEL：Vertical CavitySurface Emitting LASER，垂直腔面发射激光器)。面发光元件42具有排列为阵列状的多个(例如为30个)发光区域421。所有的发光区域421同时发光，例如发出近红外的激光L。激光L向与面发光元件42的表面垂直的方向(z方向上方)射出。
接合构件43例如是粘接剂，将光波导44接合到面发光元件42上。接合构件43由相对于从面发光元件42发出的光(在该例中为近红外光)而透明的材料构成。
光波导44对从面发光元件42射出的多个激光L进行聚光。光波导44的材料例如是树脂或者玻璃。光波导44包含芯441和包层(clad)442。
芯441具有圆柱形状。芯441的入射端形成为覆盖面发光元件42中包含的所有的发光区域421，使得入射从面发光元件42发出的所有的激光L。包层442具有圆筒形状。包层442形成为覆盖芯441的侧面。
透镜45是具有平面以及凸面的平凸透镜。透镜45的平面与光波导44的射出端接合。透镜45的凸面在从激光模块4的射出部位射出光的射出方向上突出。
对如以上那样构成的激光模块4中的激光L的传播路径进行说明。光波导44是渐变折射率(GI：Graded Index)型的光纤。因此，光波导44的芯441的折射率在芯441的径向中心处最高，随着朝向径向外侧而平滑地变低。在芯441的内部传播的激光L存在传播距离相互不同的多个模式。低阶模式的光在芯中心前进，高阶模式的光偏离芯中心地前进。虽然低阶模式的光的传播距离短，但是低阶模式的光的传播速度起因于芯中心的高折射率而相对较慢。与之相反，对于高阶模式的光，传播距离长，另一方面，传播速度相对较快。设计芯441的折射率分布，使得模式间的传播时间之差足够短。
在具有这样的折射率分布的芯441的内部传播的多个激光L形成节点P和波腹Q。另外，节点P以及波腹Q的位置能够根据激光光线L的波长而变化。关于激光L的行进方向(图中z方向)，决定光波导44的长度，使得光波导44的射出端不位于从节点P到波腹Q的中途。换言之，决定光波导44的长度，使得如图28所示那样光波导44的射出端位于从波腹Q到节点P的中途，或者光波导44的射出端与波腹Q一致。其结果是，在光波导44传播的多个激光L从光波导44的射出端以聚光倾向被射出。被射出的多个激光L进一步被透镜45聚光到相同部位而形成单一的聚光点F。
再次参照图27，如前述那样，调整机构3构成为能够根据来自控制装置9的指令而调整搭载了激光模块4的光源台1B的高度(z方向的位置)。在本实施方式中，控制装置9对光源台1B的高度进行调整，使得集聚套件10的z方向的位置处于比聚光点F更靠上方。
从透镜45的凸面向上方射出的多个激光L在透镜45附近是分开的，但在比其更靠上方相互交叉而形成聚光点F。然后，多个激光L在比聚光点F进一步靠上方再次分成分开的。因此，通过在比聚光点F更靠上方配置集聚套件10，从而会对集聚套件10照射多个激光L(在该例中为30条激光)。即，可实现向集聚套件10的多点照射。
进而，多个激光L间的间隔(光斑间隔G)随着朝向比聚光点F更靠上方而变宽。因此，通过调整XYZ轴台1的z方向的位置，从而还能够适当设定光斑间隔G。由此，如在实施方式1中说明的那样调整光斑间隔，能够实现基于多个激光L的照射的微小物体的集聚数增加。
根据实施方式2，与实施方式1同样地，能够在抑制对微小物体的热损伤的同时高效率地集聚微小物体。
进而，在激光模块4中，许多的激光光源和聚光透镜被一体地形成。通过像这样将激光模块4封装化(模块化)，从而与激光装置401、402和物镜6被单独地构成的集聚***100(参照图1)相比，能够将集聚***200小型化。此外，也可以有效利用该能够小型化的特征，将多个激光模块4排列为阵列状。通过在其上方设置多个集聚套件10(或者多个集聚套件20)排列为阵列状的微阵列，从而能够同时推进各集聚套件10内的微小物体的集聚。其结果是，能够在更短时间集聚微小物体。
应当认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示而不是限制性的。本公开的范围不是由上述的实施方式的说明示出而是由权利要求书示出，旨在包含与权利要求书均等的含义以及范围内的所有变更。
符号说明
1 XYZ轴台，1A样本台，1B光源台，2样本供给装置，3调整机构，401、402激光装置，4激光模块，4A冷却装置，4B电源，41基板，411电极，42面发光元件，421光源，43接合构件，44光波导，441芯，442包层，5光学部件，6物镜，7照明装置，8拍摄设备，9控制装置，10、20集聚套件，11基板，12薄膜，21基板，22蜂窝高分子膜，23薄膜，24细孔，25隔壁，100、200、900集聚***。

Claims (5)

1.一种微小物体的集聚方法，对分散在液体中的多个微小物体进行集聚，其中，该微小物体的集聚方法包含：
在设置于基板的主面的光热变换区域上准备所述液体的步骤；
将第1光线和第2光线相互分开地照射到所述光热变换区域的步骤，其中，所述第1光线和第2光线分别是具有所述光热变换区域的吸收波长区域中包含的波长的光线；
通过所述第1光线以及第2光线的照射对所述液体进行加热，由此在所述第1光线的照射位置产生第1气泡并且在所述第2光线的照射位置产生第2气泡的步骤；以及
通过在特定方向上产生所述液体的对流，从而在所述第1气泡与所述第2气泡之间的区域集聚所述多个微小物体的步骤，其中，所述特定方向是与所述主面平行的方向，并且是与所述第1气泡和所述第2气泡的排列方向垂直的方向。
2.根据权利要求1所述的微小物体的集聚方法，其中，
所述集聚的步骤包含：设定所述第1光线及第2光线的输出以及所述第1光线的照射位置与所述第2光线的照射位置之间的间隔从而增强沿着所述特定方向的对流，使得沿着所述特定方向的对流的流速比沿着其他方向的对流的流速快的步骤，
沿着所述其他方向的对流包含沿着与所述主面平行的方向并且沿着与所述排列方向平行的方向的对流。
3.根据权利要求2所述的微小物体的集聚方法，其中，
所述集聚的步骤包含：设定所述输出以及所述间隔从而产生沿着所述特定方向的对流以及沿着所述其他方向的对流，使得集聚于所述第1气泡的所述多个微小物体的分布关于所述排列方向偏向所述第2气泡侧，并且，集聚于所述第2气泡的所述多个微小物体的分布关于所述排列方向偏向所述第1气泡侧的步骤。
4.根据权利要求2或3所述的微小物体的集聚方法，其中，
所述输出以及所述间隔基于所述第1光线的光斑直径、所述第2光线的光斑直径以及所述光热变换区域的吸光度及热传导率来决定。
5.一种微小物体的集聚***，对分散在液体中的多个微小物体进行集聚，其中，该微小物体的集聚***具备：
保持装置，构成为对包含设置了光热变换区域的主面的基板进行保持；以及
光加热装置，发出第1光线以及第2光线，其中，所述第1光线以及第2光线分别具有所述光热变换区域的吸收波长区域中包含的波长，
所述光加热装置在所述光热变换区域上准备了所述液体的状态下将所述第1光线和所述第2光线相互分开地照射到所述光热变换区域，
所述光加热装置通过所述第1光线以及第2光线的照射对所述液体进行加热，由此在所述第1光线的照射位置产生第1气泡并且在所述第2光线的照射位置产生第2气泡，
所述光加热装置通过在特定方向上产生所述液体的对流，从而在所述第1气泡与所述第2气泡之间的区域集聚所述多个微小物体，其中，所述特定方向是与所述主面平行的方向，并且是与所述第1气泡和所述第2气泡的排列方向垂直的方向。
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