JP2006337026A - 液体搬送基板及び分析システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電極に単なる直流電圧を印加するのではなく、全ての電極に常時交流電圧を加えておき、所望の電極にのみバイアスを印加することで解決する。また、電圧を印加する電極の近傍に接地電極を設けることと、撥水膜に僅かながら導電性を持たせることで、帯電した電荷を除去しやすくし、粒状の液体を所望する電極上に確実に移動可能な液体搬送機構を提供する。
【選択図】図11
Description
微少量の液体を搬送する一つの方式として、基板に形成された電極上の液体を電気的な制御により搬送する方式が上げられる。この方式には一般的に次の二つの方式が用いられている。
上記文献記載の分析システム例では、基板上に試料を導入する試料導入部、試薬と混合する混合部、測定のための測定部、試料溶液を排出する排出部が存在し、各部は多数の電極から形成される液体搬送路で結ばれている。そして、試料導入部から導入された試料は、液体搬送路を搬送され、混合部において試薬と混合され反応液となり、測定部で成分を測定後、再び同じ液体搬送路を搬送され、排出部にて排出される。
第1の電極5は図1に示されたような配列を構成するが、この配列は一端の電極51、他端の電極52、一端の電極51と他端の電極52との間に配置される中間電極の群53からなる。第1の電極5と第2の電極6は、通常第1の基板1もしくは第2の基板2の表面に薄膜として堆積された透明導電膜をパターンニングして形成され、やはり薄膜として堆積された光を透過する絶縁膜により覆われており、さらに絶縁膜の表面は光を透過する撥水膜で覆われている。電極、絶縁膜及び撥水膜は非常に薄いため、本実施例で使用する断面図では、ほとんどの場合電極のみが基板に埋め込まれたような形状で表すことにする。絶縁膜及び撥水膜は非常に薄いと述べたが、通常50nm程度から5μm程度であることが望ましい。この範囲は、製造上の厚さ精度を考慮すると50nm程度以上の厚さが必要であり、また5μm程度よりも厚くなると、電極と粒状の液体の距離が大きすぎ、粒状の液体を搬送するために十分な静電力を得ることが難しくなるため、搬送のためには高電圧の印加が必要となることによるものである。なお、ここでいう程度とは、製造上の誤差程度の範囲を指す。
第1の基板1と第2の基板2は、一定の間隔を保って実質的に平行に向かい合わせるためのスペーサ9を挟み込んで固定されており、スペーサ9には、第1の基板1と第2の基板2との間の空間をシールする側壁10を兼ねた部分もある。ここで実質的に平行とは、平行と同一視できる程度の平行性をいう。この時、第1の基板1と第2の基板2は、第1の電極5が形成された面と第2の電極6が形成された面とが向かい合うように固定されている。
ここで、この制御電極54は図示したように当該重ならない領域の少なくとも一部に配置されてもよく、またその全部に配置されても良い。また、図示したように粒状の液体22が第1の電極5の配列からなる液体搬送路3上を移動する範囲に重ならないように、かつ、第1の電極5に極力近接するように配置されてもよい。すなわち、制御電極54は、第1の電極5の配列からなる液体搬送路3上を移動する粒状の液体22が接さない領域であってかつ第1の電極5の近傍配置されてもよい。制御電極54はパッド55部分で接地されている。
Claims (19)
- 第1の基板と、
前記第1の基板と対向する第2の基板と、
前記第1の基板上に設けられた複数の第1電極と、
前記第2の基板上に設けられた第2電極と、
前記第1電極を覆うように設けられた第1の層状部材と、
前記第2電極を覆うように設けられた第2の層状部材と、
第1の液体を導入するための導入口と、
前記第1の液体を排出するための排出口と、
前記複数の第1電極に交流電圧を印加し、かつ前記複数の第1電極の少なくとも一部を介して前記第1の液体の少なくとも一部に、第1の液体を駆動するための駆動電圧を印加するための導電手段とを有することを特徴とする液体搬送基板。 - 前記導電手段は、前記駆動電圧にバイアスを印加するためのものであることを特徴とする請求項1に記載の液体搬送基板。
- 前記駆動電圧は直流電圧であって、前記導電手段は、前記駆動電圧を印加するときに、前記交流電圧を駆動電圧に切り替えることを特徴とする請求項1に記載の液体搬送基板。
- 前記導電手段は、前記起動電圧の印加、印加解除の少なくともいずれかのときに、前記複数の第1電極の少なくとも一部に、減衰波形を持つ交流電圧を印加することを特徴とする請求項2若しくは請求項3記載の液体搬送基板。
- 前記第1の層状部材及び前記第2の層状部材は、各々絶縁膜と撥水膜とを有し、前記絶縁膜と前記撥水膜との少なくともいずれかは導電性を有することを特徴とする請求項1に記載の液体搬送基板。
- 前記第1の層状部材及び前記第2の層状部材は、各々絶縁膜と撥水膜とを有し、前記絶縁膜と前記撥水膜との少なくともいずれかは、金属微粉末又はカーボンナノチューブを添加されたものであることを特徴とする請求項1に記載の液体搬送基板。
- 第1の基板と、
前記第1の基板と対向する第2の基板と、
前記第1の基板上に設けられた複数の第1電極と、
前記第2の基板上に設けられた第2電極と、
前記第1電極を覆うように設けられた第1の層状部材と、
前記第2電極を覆うように設けられた第2の層状部材と、
第1の液体を導入するための導入口と、
前記第1の液体を排出するための排出口と、
前記複数の第1電極の少なくとも一部を介して前記第1の液体の少なくとも一部に、第1の液体を駆動するための駆動電圧を印加し、前記起動電圧の印加、印加解除の少なくともいずれかのときに、前記駆動電圧を印加した第1電極に、減衰波形を持つ交流電圧を印加するための導電手段とを有することを特徴とする液体搬送基板。 - 第1の基板と、
前記第1の基板と対向する第2の基板と、
前記第1の基板上に設けられた複数の第1電極と、
前記第2の基板上に設けられた第2電極と、
少なくとも1つの前記第1電極の近傍に設けられた、制御電極と、
前記制御電極の少なくとも一部、及び、前記第1電極を覆うように設けられた第1の層状部材と、
第1の液体を前記第1の層状部材の上に導入するための導入口と、
前記第1の液体を排出するための排出口と、
前記制御電極を接地電位とし、かつ前記複数の第1電極の少なくとも一部と前記第2電極との間に電圧を印加する導電手段を有することを特徴とする液体搬送基板。 - 前記制御電極は、前記第1の基板での前記導電手段と前記第1電極とが位置する領域と重ならない領域の少なくとも一部に配置されることを特徴とする請求項8に記載の液体搬送基板。
- 前記導電手段は、前記第1の液体が前記複数の第1電極の配列に沿って搬送されるように前記複数の第1電極に前記電圧を印加するものであり、前記制御電極は、搬送される前記第1の液体の接さない領域に配置されることを特徴とする請求項8に記載の液体搬送基板。
- 前記第2電極を覆うように設けられた第2の層状部材をさらに有し、前記第1の層状部材及び第2の層状部材の少なくともいずれかは導電性を有することを特徴とする請求項8に記載の液体搬送基板。
- 前記第1の層状部材及び第2の層状部材の少なくともいずれかは、金属微粉末又はカーボンナノチューブを添加されたものであることを特徴とする請求項11に記載の液体搬送基板。
- 前記導電手段は、前記複数の第1電極に交流電圧を印加し、かつ前記複数の第1電極の少なくとも一部を介して前記第1の液体の少なくとも一部に、第1の液体を駆動するための前記電圧を印加することを特徴とする請求項8に記載の液体搬送基板。
- 前記導電手段は、前記電圧にバイアスを印加するためのものであることを特徴とする請求項8に記載の液体搬送基板。
- 前記導電手段は、前記電圧の印加及び印加解除の少なくともいずれかのときに、前記複数の第1電極の少なくとも一部に、減衰波形を持つ交流電圧を印加することを特徴とする請求項8若しくは請求項13もしくは請求項14に記載の液体搬送基板。
- 前記電圧は直流電圧であって、前記導電手段は、前記電圧を印加するときに、前記交流電圧を前記電圧に切り替えることを特徴とする請求項13に記載の液体搬送基板。
- 第1の液体を供給する手段と、第2の液体を供給する手段とを具備する第1のユニットと、
前記第1の液体を供給する手段から吐出された前記第1の液体を導入する導入部と、前記第1の液体を導出する排出口と、複数の第1電極を備えてかつ前記導入部と前記排出口とをつなぐ液体搬送路と、前記液体搬送路の少なくとも一部に設けられた測定部と、前記複数の第1電極の少なくとも一部に電圧を印加する電圧印加手段を具備する第2のユニットと、
前記測定部で検出するための検出系を具備する第3のユニットと、
前記排出口から液体を排出するための第4のユニットとを有し、
前記電圧印加手段は、前記複数の第1電極に交流電圧を印加し、かつ前記複数の第1電極の少なくとも一部を介して前記第1の液体の少なくとも一部に、第1の液体を駆動するための駆動電圧を印加することを特徴とする分析システム。 - 第1の液体を供給する手段と、第2の液体を供給する手段とを具備する第1のユニットと、
前記第1の液体を供給する手段から吐出された前記第1の液体を導入する導入部と、前記第1の液体を導出する排出口と、複数の第1電極を備えてかつ前記導入部と前記排出口とをつなぐ液体搬送路と、少なくとも1つの前記第1電極の近傍に設けられた制御電極と、前記液体搬送路の少なくとも一部に設けられた測定部と、前記複数の第1電極の少なくとも一部に電圧を印加する電圧印加手段を具備する第2のユニットと、
前記測定部で検出するための検出系を具備する第3のユニットと、
前記排出口から液体を排出するための第4のユニットとを有し、
前記電圧印加手段は、前記制御電極を接地電位とし、かつ前記複数の第1電極の少なくとも一部に電圧を印加することを特徴とする分析システム。 - 前記第1の液体を供給する手段は、第1の液体を収める容器と、前記第1の液体を吸引及び吐出するピペットとを具備することを特徴とする請求項17若しくは18に記載の分析システム。
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